KR100906585B1 - 필링이 없는 폴리에스테르 섬유 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필링이 없는 폴리에스테르 섬유의 제조 방법에 관련되며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 테트라히드로퓨르퓨릴 알콜의 유기규소 화합물의 존재하에서 제조된다. 바람직하게, 테트라키스테트라히드로퓨르퓨릴옥시실란 또는 트리스[테트라히드로퓨르퓨릴옥시]메틸실란을 사용한다.

Description

필링이 없는 폴리에스테르 섬유{NON-PILLING POLYESTER FIBRES}

본 발명은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 저필링 (low pill) 폴리에스테르 섬유 및 그 제조 방법에 관련된다.

필링이란 직물 옷감 표면상의 섬유의 작은 뭉침을 가리킨다. 필링은, 섬유 말단 또는 섬유의 풀린 부분이 일례로 의류인 직물 옷감 표면에서 삐져나와, 착용시에 발생하는 마찰 스트레스에 의해 뭉쳐진 것이다. 폴리에스테르 섬유의 고강도 때문에, 이러한 뭉침 또는 필링은 떨어지지 않고 표면에 남아 외관상 안좋은 면을 제공한다. 이러한 현상의 물리적 설명은, 천연 섬유에 비해 폴리에스테르 섬유가, 특히 가로방향 고강도를 포함해 고강도를 가지기 때문이다.

일례로 브러싱 또는 벗겨냄에 의해 기계적으로 필링을 제거하는 것이 원칙적으로 가능하다. 이는 매우 힘들고 불편하며, 새로운 필링이 계속 발생하는 것을 방지하지 못한다.

이러한 문제를 극복하기 위한 많은 제안이 있어 왔다. 이는, 폴리에스테르 섬유의 가로방향 강도를 감소시키는데 특히 초점을 맞춘 것이지만, 일례로 섬유에 큰 손상을 입히지 않고 보통의 면 등급과 같은 방법으로 추가의 처리 조작을 실시하기 위해서는, 섬유의 파열 강도를 지나치게 낮추지 않도록 하는 주의가 필요하다.

필링을 감소시키는 대부분의 방법은, 중합체 개질, 특히 평균 분자량 감소에 관련된다. 이는, 가교제 또는 일시적 분지제의 혼입 또는 영구 분지제를 이용한 중합체 구조의 개질에 의해 달성된다.

일시적 가교 또는 분지의 원리는, 중합쇄 내의 열 또는 가수분해적으로 불안정한 결합을 폴리에스테르 쇄에 부여하여, 직물 시트 제품 또는 다른 풀린 섬유가 방사 이후 염색될 때 상기 결합이 일례로 가수분해되는 것이다.

이러한 일시적 가교 폴리에스테르의 예는, 일례로 FR 2 290 511에 기재된 것으로 이는, 디메틸 테레프탈레이트 (DMT)에 기초하여, 0.01 내지 2 중량%의 디페닐실란디올을 에스테르 교환 반응 이전에 가하는 것이다. 그러나, 파열 연신이 너무 높아 면섬유와의 가공성 달성이 어렵고, 스테이플 섬유 얀의 직조를 위해서는 파열 강도가 너무 낮은 문제가 있다.

일시적 분지와 관련한 유사한 개시가 FR 1 589 057에 기재되어 있는데, 수득된 섬유는 상기 프랑스 문헌의 문제와 동일한 문제를 가진다.

영구 분지제를 이용한 방법은, 일례로 펜타에리쓰리톨과 같은 화합물을 사용하는 제조 방법을 포함한다. 여기에서 목적은, 이미 제조된 물품에서, 분지되고 경직된 물질로 구성된 섬유가 해당하는 직쇄의 유연성 중합체로 구성된 섬유보다 잘 파열되는 효과를 검증하고자 하는 것이다. 그러나, 이러한 방법의 문제점은, 동일 질량의 직쇄 중합체에 비해 분지 중합체의 용융 점성도가 낮다는 것이다.

분자량을 낮추는 것은, 방사를 위해 필요한 고 점성도 관점에서 불가능한 것으로써, 따라서 이러한 방법의 효과는 매우 제한적인 것이다. 영구 분지와 관련된 기존의 방법은, 따라서 일시적 분지의 결과인 양호한 필링 저항성 달성에 실패한 것이다.

미국 특허 3 335 211은, 일시적 분지를 가지는 폴리에스테르의 용융 방사법을 기재하고 있다. 폴리에스테르는 옥시규소 화합물로 개질한 것이다. 이는, 폴리에스테르 도프에 옥시규소 화합물을 용융 방사 조작 이전에 가함으로써 달성된다. 275℃에서 약 1000 내지 6000 포아즈 (poise)의 용융 점성도를 가지는 무수 용융물이 형성되는 것으로 보인다. 첨가한 규소 화합물은 하기 일반식을 가진 것이다.

상기 식 중, R, R' 및 R"은, 1-6 개의 탄소 원자를 가지는 히드로카빌 및 옥시히드로카빌 라디칼로 이루어진 군에서 선택되며, Z는 1-6 개의 탄소 원자를 가진 2가 포화 탄화수소 기이고, x는 1-20의 수이며 n은 0-2의 수이다.

용융물은 무수 상태로 보관되어야하지만, 용융 방사 조작 이후에 방사된 섬유는 습기에 노출된다.

상기 미국 특허의 컬럼 8 중 제 3 단락에는, 에틸렌 글리콜과 함께 유리 테레프탈산의 직접 에스테르화에 거기에 기재된 방법을 응용 가능하다고 기재되어있으나, 상세한 설명 및 실시예 및 청구 범위 모두는 디메틸 테레프탈레이트와 같은 테레프탈산의 에스테르에서 출발하여 일반적인 트랜스에스테르화를 실시하고, 이후 중축합을 실시하는 것이다.

유리 테레프탈산을 이용하여 미국 특허 3 335 211의 내용을 재현한 결과, 중축합 중에 배출된 반응수에 의해, 혼입된 분지가 가수분해를 겪게되는 것으로 나타났다. 유사하게, 중합체 물질의 젤화가 증가되는 것이 종종 관측된다. 따라서 순수한 테레프탈산 (PTA) 경로는 미국 특허 3 335 211 내용 하에서는 일반적으로 불가능하다.

나아가, 상기 방법은 많은 문제점을 가지고 있고 또한, 디메틸 테레프탈레이트를 이용하여 미국 특허 3 335 211에 의해 생성된 섬유의 특성은 불만족스러운 것이다.

상기한 발견 내용은 DE 41 11 066 A1에 의해 확인된다. 이 문헌은, 테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 지속적으로 에스테르화시키는 순수한 테레프탈산에서 출발하여, 전구중합체가 Mw 중량으로 9000 내지 16000의 평균 분자량을 가지고 다중분산성 지수가 1.5 내지 2를 가질 때 중축합물 및 메톡시에틸 또는 프로필 실리케이트를 300-700ppm 의 양으로 지속적으로 가하며, 260 내지 290℃의 온도 및 1.5 내지 2.5bar의 압력에서 실행되며, 실리케이트/전구중합체의 반응 시간은 5분 이상인 직접 에스테르화 과정을 제안하고 있다.

이러한 과정은, 미국 특허 3 335 211의 내용에 비해 물론 장점을 제공하지만, 반응의 변수인자와 관련하여 제조 조건에 매우 심각한 제한을 제공한다는 점에서 매우 제한적인 기술이라 할 것이다. 나아가, 메톡시에틸 실리케이트를 사용하는 것은 일반적으로 안정한 것으로 인식되지 않는데, 이는 이를 분지제로 사용시 반응 중에 기형 생성 및 생식 질환을 야기하는 것으로 분류된 2-메톡시에탄올로 분해되는 때문이다. 이러한 독성 성분의 일부는 중합체의 유리 또는 결합 상태 및 또한 이미 제조된 섬유 내에 뜻하지 않게 남게된다.

저필링 폴리에스테르 섬유를 제조할 수 있는 일련의 방법들이 공지되어 있으나, 개선된 방법 및 개선된 필링 특성 및 기타 우수한 특성을 소지한 섬유가 또한 필요하다.

본 발명의 목적은, 테레프탈산의 직접 에스테르화 및 중축합 뿐 아니라 디메틸 테레프탈레이트의 트랜스에스테르화 및 중축합에 적합하여, 우수한 특성을 재현하여, 일례로 폴리에스테르의 제조 중 특정 시간에 첨가제를 가하거나, 중축합 중 진공을 멈추는 것 또는 제한된 중축합 시간을 요구하는 것과 같은 특정 반응 조건을 필요로 하는 제한된 반응 조건을 요구하지 않는 저필링 폴리에스테르의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 추가의 목적은 연속 또는 배치식으로 조작될 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

이들 목적은, 하나 이상의 디알킬 디카복실레이트의 트랜스에스테르화 또는 하나 이상의 디카복시산과 하나 이상의 디올과의 에스테르화 및 일반 촉매 존재 하에서 유기규소 화합물을 이용한 연이은 예비축합 및 중축합에 의한 저필링 폴리에스테르 섬유 제조 방법에 의해 달성되며, 이는, 하기식의 치환체 하나 이상을 규소 상에 가지는 유기규소 화합물을 반응 혼합물에 가하고, 수득한 중축합물을 섬유로 만드는 것을 특징으로 한다.

화학식 I

수득한 섬유는, 그대로, 그러나 바람직하게는 이들이 직물 제품으로 이미 만들어진 상태에서 가수분해 처리를 실시한다.

사용한 유기규소 화합물은 바람직하게는 테트라키스[테트라히드로퓨르퓨릴옥시]실란이다.

본 발명의 목적 하에서의 추가의 유리한 유기규소 화합물은 트리스[테트라히드로퓨르퓨릴옥시]메틸실란이다.

본 발명의 방법은 바람직하게는 연속 조작된다. 이는 또 유리하게는 배치식으로 조작 가능하다.

규소로 계산하고 이미 제조한 중축합물 기재로, 100-2000ppm의 유기규소 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

DMT 경로의 경우, 테레프탈산 에스테르의 트랜스에스테르화 이후에 유기규소 화합물을 가하는 것이 바람직하다. 본 발명 목적에서 바람직한 테레프탈산 에스테르는 디메틸 테레프탈레이트이다.

중축합물의 분자량 Mw가 3000 내지 20000g/mol, 특히 10000 내지 15000g/mol 일 때 유기규소 화합물을 가하는 것이 유리하다.

또한, 중축합 용융물의 압력이 0.5mbar - 1.5bar 및 바람직하게는 10mbar - 200mbar일 때 유기규소 화합물을 가하는 것이 유리하다.

본 발명 방법에 따른 특히 유리한 구현에서, 중축합물의 카복시기 함량이 35mmol/kg 미만일 때 유기규소 화합물을 중축합 용융물에 가한다.

본 발명은 또한, 상기한 방법 중 하나에 의해 수득 가능한 저필링 폴리에스테르 섬유를 제공한다. 저필링 폴리에스테르 섬유는, Si 함유 입자 (젤)의 수가 극히 적어, 압출 및 처리와 관련하여 유리한 효과를 가진다.

본 발명에 따른 방법의 실행을 위해, 일례로 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 폴리에스테르는 통상의 방법으로 제조한다.

구체적으로는, 디메틸 테레프탈레이트를 에틸렌 글리콜과 혼합하여 트랜스에스테르화하고 중축합하거나, 유리 테레프탈산을 초대기압 하에서 글리콜과 직접 에스테르화한다. 양 경우 모두 비스히드록시에틸 테레프탈레이트에 기초한 올리고머 화합물의 형성을 달성하며, 이 화합물은 공지의 방법으로 중축합된다.

트랜스에스테르화 및 중축합을 위해, 선행 기술로부터 당업자가 인자할 수 있는 일반 촉매를 사용할 수 있다. 그러나 바람직하게는, 폴리에틸린 테레프탈레이트는 PTA 경로에 의해 제조되는데, 즉, 유리 테레프탈산을 에틸렌 글리콜과 반응시키며, 글리콜과의 에스테르화는 초대기압 하에서 실시한다. 글리콜과 유리 테레프탈산의 에스테르화에 의해 생성된 올리고머 화합물을 이후 통상의 방법으로 중축합한다.

중축합 자체는, 중합체가 섬유 제조에 필요한 보통의 분자량에 이르는 수준의 중축합 정도로 실시된다.

폴리에스테르 제조 조작 중 각종 상 동안, 본 발명에 따라 테트라히드로퓨르퓨릴 알콜의 유기규소 화합물을 가할 수 있다. 일례로, 유기규소 화합물은 PTA 경로의 에스테르화 단계 이후 가할 수 있다.

일례로 디알킬 디카복시레이트 및 하나 이상의 디올로부터 폴리에스테르를 제조하는 것과 같은 DMT 경로의 경우, 유기규소 화합물은 트랜스에스테르화 이후 가한다.

유기규소 화합물은 중축합 동안 가하는 것이 특히 유리하다.

본 발명에 따라 사용되는 유기규소 화합물은 규소 상에 하나 이상의 치환기를 소지한 것으로 화학식 I에 따르는 것이다. 이러한 치환체는 테트라히드로퓨르퓨릴 알콜에서 유도된다.

유기규소 화합물은 직접적인 규소-탄소 화합물을 소지한 화합물이지만, 또한 산소-질소 또는 황 원자를 통해 탄소가 규소에 연결된 화합물을 포함한다. 유기규소 화합물에 관한 추가의 내용은 일례로 Romp Lexikon Chemie (완전 개정 10판, Georg Time Verlag Stuttgart New York, 4104-4106 면)에 실린바와 같다. 본 발명의 목적에 비추어, 하나 이상의 치환기는 테트라히드로퓨르퓨릴 알콜로부터 유도되는 것이 필수적이다. 테트라히드로퓨르퓨릴 알콜 화합물로부터 유도된 특히 유용한 유기규소 화합물은 하기 화학식 II의 화합물이다.

화학식 II

(C₅H₉O₂)_xSi(OR')_zR_y

식 중, x는 1, 2, 3, 또는 4 이고, y는 0, 1, 2, 또는 3이고, z는 0 내지 3 이며, x+y+z=4의 조건을 만족하며, R은 직쇄 또는 고리형 알킬 라디칼, 즉 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 또는 고가의 유사 알킬 라디칼, 시클로헥실, 시클로펜틸 및 또한 2-히드록시에틸 또는 2-메톡시에틸 라디칼이며 또한 톨릴, 페닐, 나프틸, 또는 아릴 또는 아르알킬기와 같은 방향족성 치환체이다. R'은 메틸 또는 에틸이며, z는 0 내지 3이다.

바람직하게 사용되는 테트라히드로퓨르퓨릴 알콜의 유기규소 화합물은 하기의 식을 가진다.

화학식III

(테트라키스테트라히드로퓨르퓨릴옥시실란)

화학식IV

(트리스[테트라히드로퓨르퓨릴옥시]메틸실란)

본 발명에 따라 사용되는 유기규소 화합물은, 일례로 H₃PO₃와 같은 산 및 ZnO와 같은 금속 산화물의 존재하에서, 일례로 테트라옥시실란과 같은 해당 유기실란을 테트라히드로퓨르퓨릴 알콜과 트랜스에스테르화시킴으로써 일례로 제조 가능하다.

이들 유기규소 화합물을 제조하는 다른 방법은, 일례로 피리딘인 염기 존재하에서 일례로 SiCl₄인 규소 할라이드와 테트라히드로퓨르퓨릴 알콜을 반응시킴을 포함한다.

본 발명이 특히 PTA 경로를 통해서 재현적이면서도 중단 없는 방식으로 저필링 폴리에스테르 섬유를 생산할 수 있다는 것은 특히 놀랍다. 있다면 아주 미약한 정도의 문제시되는 젤화만이 본 발명의 방법 중에 발생한다.

유기규소 화합물은 에스테르화 이후 임의의 시점에서 중축합 조작에 유리하게 첨가 가능하다. 따라서, 방법상의 큰 변화 없이도 이러한 방법을 대부분의 제조 방법에 사용할 수 있다는 것은 본 발명의 큰 장점이다. 각 첨가제의 비등점이 매우 높기 때문에, 후기 전환시 또는 진공 상에조차 첨가가 가능하다.

DE 4 111 066 A의 내용과 달리, 본 발명의 방법은 따라서 진공 상을 중단하여 필요한 시간 반응 시간 동안 지연되게하는 중축합을 정지하는 것이 불필요하다는 장점을 가진다.

나아가, 본 조작은 연속 시스템에 국한되는 것이 아니다. 일례로, 진공 상의 중단 없이도 첨가제를 배치 조작에 가할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 나아가, 본 발명의 조작은, 일례로 에틸렌 글리콜과 같은 용매 없이 순수 형태로 첨가제를 가할 수 있는 장점이 있는데, 즉 추가로 가한 글리콜에 의한 합성된 폴리에스테르의 분해를 피할 수 있다. 또한, 분지 반응 동안 형성된 테트라히드로퓨르퓨릴 알콜은, 그 비등점이 178℃로써 저비등성이라고 부를 수 있으며, 형성된 글리콜과 함께 중축합 상 동안 반응 매질로부터 간단히 제거 가능하다. 나아가, 테트라히드로퓨르퓨릴 알콜은 비독성이다.

놀랍게도, 본 발명의 첨가제를 사용한 경우, 일례로 테트라에톡시실란과 같은 해당 화합물을 사용한 경우에 비해 분지 효율 또는 밀도가 높은 것으로 밝혀졌다.

수득한 섬유는 염색후의 분자량이 18000g/mol 내지 30000g/mol 범위로써, 저필링 옷감 제조에 적합하다. 나아가, 해당 비개질 물질에 비해 본 직물 옷감은 부드러운 감촉을 가지면서 잘 구겨지지 않고 신속하고도 증가되게 염료를 흡수한다.

퓨르퓨릴 알콜의 규산 에스테르를 사용한 본 발명에 따라 수득한 중축합물은 용융 방사에 의해 통상법에 따라 섬유로 가공된다. 섬유는 주름잡히고, 고정되고 잘라질 수 있다. 섬유는 통상의 방법에 의해 직물 시트 물질과 같은 직물 제품으로 가공될 수 있다. 그러나, 본 발명의 목적 면에서, 가수분해를 위해, 방사 이후 임의의 시점에서 물을 함유한 매질로 섬유를 처리하는 것이 필수적이다. 물을 함유한 매질은 수성 제제일 수 있으나 물 또는 수증기 자체와의 처리도 가능하다. 처리는, 섬유가 직물 제품으로 이미 가공된 이후에 섬유상에서 실시하는 것이 바람직하다.

수성 매질과의 바람직한 처리는 염색을 포함하나, 수증기를 이용한 증기화 및 고정화를 또한 포함한다. 처리 온도 및 처리 시간은, 충분한 지점에서 일시적 분지화가 분해될 수 있도록 결정된다. 아마 초대기압 하에서 처리 온도가 80-150℃인 것이 본 목적에 특히 적당하다. 산성 pH 영역의 처리가 유리하다.

수성 매질과의 처리는, 또한 수성 방사 또는 섬유에 대한 기타 마무리를 적용한 다음, 섬유를 적절한 온도에서 처리하여, 계속 존재한 물이 가수 분해적으로 작용하여 일시적 분지를 원하는 정도로 분해하는 것에 의해 또한 이루어진다.

본 발명의 방법에 의해 제조되는 저필링 폴리에스테르 섬유는 물과의 처리 이후에도 기계적 특성이 양호하고 필링성은 감소된 상태이다.

수득한 섬유를 실제 섬유로 제조 조작 중, 일례로 수조 처리 또는 목적하는 노출에 의해 습윤성 대기에 노출하여 섬유의 저필링성을 도모할 필요가 없다는 점에서 특히 유리하다. 섬유가 수성 매질과 접촉하는 추가의 처리 단계 과정에 의해 섬유가 처리되는 것만으로도 매우 충분하다. 따라서, 수성액에서 염색하거나 일례로 포화 증기 내에서 이미 제조한 직물을 처리하는 과정에 의하는 추가의 소란 없이도 상기 특성을 도모할 수 있다.

직물 시트 물질의 필링 성능은 DIN 53867에 따라 Random Tumble Pilling Test (RTPT)로 실행한다. 표면 상태는 9점 필링 순서 스케일 (POS)에 의해 5, 10, 20, 30, 40 및 60 분 후에 평가하는데, 9는 필링이 없는 최고 스코어이며, 1은 필링이 심한 최저 스코어이다.

본 발명에 따라 제조된 섬유를 사용하여 제조된 직물 시트 물질은 양호 내지 매우 양호한 필링 스코어를 가짐이 판명되었다. 스코어는 7-9 범위이다.

저필링 섬유의 필링 성능을 측정하는 다른 방법은 섬유를 굽힘 마모 테스트로 시험하는 것이다. 수득한 굽힘 마모 저항값과 필링 저항성 사이에는 상관관계가 존재하는 것으로 밝혀졌다. 굽힘 마모 테스트에서 100-300 더블 스트로크 이후 평균적으로 파열되는 섬유는 직조된 옷감에서 양호한 필링 저항성을 가진다.

본 발명에 따라 제조된 섬유는, 가수분해 처리 이후, 굽힘 마모 테스트에서 300 더블 스트로크 또는 이하 이후에서 평균적으로 파열된다.

굽힘 마모 저항성을 측정함으로써 필링 성능을 측정할 수 있다는 내용은 문헌에 기술된 것이다 (Fourne "Synthetische Fasern" Carl Hanser Verlag Munich Vienna 1995, 781면).

굽힘 마모 저항성은 일례로 하기의 방법으로 측정된다.

각 섬유를 126 더블 스트로크/분의 진동수에서 110°의 각으로 스틸 와이어 상을 따라 굽힌다. 고정된 선장력 0.45 cN/dtex 에 의해 섬유상에 고정된 마모 작용이 가해진다. 사용한 스틸 와이어의 직경은 섬유의 선형 밀도에 의존하는 것으로, 섬유가 거칠수록 그 값이 증가한다. 파열을 위한 더블 스트로크의 수를 50 개의 섬유에 대해 측정한다. 이들 50 개의 테스트의 평균치는 섬유축에 대한 직각의 스트레스성에 대한 감응을 가능하게 하며 따라서 테스트한 섬유가 필링되는 경향의 척도를 제공한다.

하기의 실시예는 본 발명을 예시한다.

실시예 1

150kg 배치 반응기 배터리 중의 슬러리기 내에, 86.5kg의 PTA, 34.9ℓ의 에틸렌 글리콜 및 10ml의 콜린 (메탄올 중 10% 용액)을 가하고, 30분간 60℃에서 교반한다. 슬러리를 이후 에스테르화기로 옮겨 2.8bar 게이지 압력하에서 에스테르화한다. 전구중합체의 내부 온도를 에스테르화 동안 265℃ 까지 오르도록 하며, 형성된 반응수는 컬럼을 통해 제거한다. 컬럼 머리 부분의 온도가 감소하는 경우, 반응기 압력을 대기압으로 낮추고, 나머지 반응수와 초과의 글리콜이 패스오버 (pass over) 되도록 한다. 과정 동안 내부 온도를 280℃로 올린다.

이어서 전구중합체에 43g의 Hordaphos PHM을 가하고 5분간 교반한다. 이후, 글리콜 중 1.25% 안티몬 글리콜레이트 용액 1600g을 가하고 1분간 교반한다. 용융물을 넘기기 전에, EG 중 10% TiO₂ 현탁액 180g을 가하고 1분간 교반한다.

전구중합체 패스오버 동안, 저점성도 용융물을 여과하고, 중축합기 내의 압력을 단계들 내에서 1mbar로 낮춘다. 분자량 Mw가 17100g/mol일 때, 용융물에 830g의 테트라키스테트라히드로퓨르퓨릴옥시실란을 압력 락 (lock)을 통해 가한다. 첨가 동안 (약 1 분의 기간), 질소를 이용하여 반응기의 압력을 약 100mbar로 올리고, 이후 약 1mbar로 내린다. 분자량 Mw가 약 36500g/mol일 때 반응기에 질소를 불어 넣고, 냉각조에 의해 거친 실 형태로 중합체를 가열된 다이 플레이트를 통해 중합체를 압출해 내고 펠릿화한다.

수득한 펠릿을 텀블 건조기에 넣고 10 시간 건조한다. 이 기간 동안, 펠릿의 온도는 먼저 4 시간에 걸쳐 50℃에서 90℃로 연속하여 올리고, 이후 6 시간에 걸쳐 190℃로 올린다. 개질된 PET를, 직경 0.4mm의 구멍 540 개가 드릴된 방사구 다이 (spinneret die)를 가진 당업계 통상의 용융 방사기로 293℃의 용융 온도에서 방사한다. 다이를 통한 용융물 생성도는 526g/분이다. 다이에서 나오는 필라멘트는 40℃ 고온의 공기에 의해 직각이며 방사 마무리에 의해 방사관의 하단에서 제공된다. 방사선 실을 1300m/분의 속도로 권취한다.

수득한 방사선 실을 58.3ktex 토우 (tow)로 수합하고, 이를 55℃의 수성 방사 마무리 욕조 용액에 연속 공급한다.

76℃에서 4.3의 연신율로 토우를 이어서 연신하여, 주름잡힘 기계로 주름잡은 후, 약 11 분간 120℃의 오븐에서 무장력으로 고정화시킨다. 토우를, 평균 스테이플 길이 38mm의 섬유로 잘라낸다.

수득한 스테이플 섬유는 하기의 성질을 가진다.

각 섬유의 선형 밀도: 1.9dtex

강도: 32.6 cN/tex

파열시 연신: 34.3%

200℃ 뜨거운 공기에 의한 수축: 9.9%

굽힘 마모 사이클: 820 더블 스트로크

130℃에서의 팩 염색 60분후: 굽힘 마모 사이클: 240 더블 스트로크

염색 후의 분자량 Mw는 22700g/mol인 것으로 밝혀졌다.

실시예 2

150kg 배치 반응기 배터리 중의 슬러리기 내에, 86.5kg의 PTA, 34.9ℓ의 글리콜을 가하고, 30분간 60℃에서 교반한다. 슬러리를 이후 에스테르화기로 옮겨, 3% 칼륨 티타닐 옥살레이트 용액 197g을 가하고 2.8bar 게이지 압력하에서 에스테르화한다. 나머지 과정은 실시예 1과 동일하다. 분자량 Mw가 8700g/mol일 때, 용융물에 870g의 테트라키스테트라히드로퓨르퓨릴옥시실란을 압력 락을 통해 가한다. 분자량 Mw가 약 34700g/mol일 때 반응기에 질소를 불어 넣고, 중합체를 펠릿화한다.

수득한 펠릿을 실시예 1과 같이 처리하여 하기의 성질을 가지는 스테이플 섬유를 수득한다.

각 섬유의 선형 밀도: 2.0dtex

강도: 31.3 cN/tex

파열시 신장: 27.6%

200℃ 뜨거운 공기에 의한 수축: 4.8%

굽힘 마모 사이클: 805 더블 스트로크

130℃에서의 팩 염색 60분후: 굽힘 마모 사이클: 280 더블 스트로크

염색 후의 분자량 Mw는 25000g/mol인 것으로 밝혀졌다.

Claims (13)

1. (ⅰ) 하나 이상의 디올과 하나 이상의 디알킬 디카복실레이트의 트랜스에스테르화 또는 (ⅱ) 하나 이상의 디올과 하나 이상의 디카복시산과의 에스테르화 이후에, 일반 촉매 존재 하에서 유기규소 화합물을 이용한 예비축합 및 중축합에 의한 저필링 폴리에스테르 섬유의 제조 방법으로서, 하기 화학식 I 의 치환체 하나 이상을 규소 상에 가지는 유기규소 화합물을 상기 (ⅰ) 또는 (ⅱ) 의 반응 혼합물인 올리고머에 가하고,

   [화학식 I]

   

   수득한 중축합물을 섬유로 가공하는 것을 특징으로하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 사용한 유기규소 화합물이 테트라키스테트라히드로퓨르퓨릴옥시실란인 것을 특징으로하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 사용한 유기규소 화합물이 트리스테트라히드로퓨르퓨릴옥시메틸실란인 것을 특징으로하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 방법을 연속적으로 조작하는 것을 특징으로하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 방법을 배치식으로 조작하는 것을 특징으로하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 규소로 계산하고 반응 혼합물 중량에 기초하여, 100-2000ppm의 양으로 유기규소 화합물을 사용하는 것을 특징으로하는 방법.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 디알킬 카복시레이트와 하나 이상의 디올의 트랜스에스테르화 이후에 유기규소 화합물을 가하는 것을 특징으로하는 방법.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 사용한 디알킬 디카복시레이트가 디메틸 테레프탈레이트인 것을 특징으로하는 방법.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 중축합물의 분자량 Mw가 3000 내지 20000g/mol일 때 유기규소 화합물을 가하는 것을 특징으로하는 방법.
10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 반응기 내 압력이 0.5mbar - 1.5bar일 때 유기규소 화합물을 가하는 것을 특징으로하는 방법.
11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 중축합물의 카복시기 함량이 35mmol/kg 미만일 때 유기규소 화합물을 가하는 것을 특징으로하는 방법.
12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 수득된 섬유가 수성 매질과 가수분해 처리되는 것을 특징으로하는 방법.
13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 수득되는 저필링 폴리에스테르 섬유.