KR102619704B1 - Heavy metal free-antimicrobial polyester draw textured yarn and Manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 항균 폴리에스테르 가연사 및 이의 제조하는 방법에 관한 것으로서, 인체 유해한 중금속을 거의 포함하지 않거나 전혀 포함하지 않고, 항균성을 가지는 바 의류용 원단 또는 신체에 직접적으로 접촉하는 마스크, 속옷 등의 제품에 폭 넓게 응용할 수 있다.The present invention relates to an antibacterial polyester false twist yarn and a method of manufacturing the same, which contains little or no heavy metals harmful to the human body and has antibacterial properties, making it a fabric for clothing or products such as masks and underwear that come in direct contact with the body. It can be applied widely.
Description
본 발명은 인체에 해로운 중금속을 최소화 또는 포함하지 않는 동시에 항균 성을 가지는 폴리에스테르계 가연사 및 가연사를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyester-based false twist yarn and a method of manufacturing false twist yarn that minimizes or does not contain heavy metals harmful to the human body and has antibacterial properties.
생활수준의 향상과 더불어 전세계 COVID-19 발발 이후 건강 및 헬스케어 의류 수요가 점차 증가하고 있다. 이에 섬유 제조업체에서도 이와 같은 시장의 요구에 부응 코자 여러 기능성 (항균, 소취, 원적외선, 흡한속건) 폴리에스테르 원사 및 원단을 출시하고 있으며 다양한 의류제품으로 적용되어 사용 되고 있다. In addition to improving living standards, demand for health and healthcare clothing is gradually increasing following the global COVID-19 outbreak. Accordingly, textile manufacturers are releasing polyester yarns and fabrics with various functional properties (antibacterial, deodorizing, far-infrared, sweat-absorbing and quick-drying) to meet the demands of the market, and are being used in various clothing products.
이중 항균 섬유를 제조하는 목적은 일상 생활 환경이나 병원 등에서 위생 보호를 향상시키기 위함으로 통상적으로 항균성을 부여하기 위해 유*무기항균제를 섬유에 첨가 시켜 항균기능을 부여 하거나 원단에서 후 가공 처리를 통하여 항균성을 부여한다. The purpose of manufacturing antibacterial fibers is to improve hygiene protection in everyday living environments and hospitals. Organic and inorganic antibacterial agents are usually added to fibers to provide antibacterial properties, or antibacterial properties are added to the fabric through post-processing. Grants.
그러나 상업적으로 생산되는 대부분의 폴리에스테르는 안티몬 화합물을 촉매로 사용하여 제조되기 때문에 섬유 내에 안티몬이 함유되어 있다, 이는 항균 섬유의 목적과 반대로 안전, 위생성, 환경에 안 좋은 영향을 준다는 점에서 상기 기능성 섬유와는 거리가 있다.However, most commercially produced polyesters are manufactured using antimony compounds as catalysts, so antimony is contained in the fibers. This is contrary to the purpose of antibacterial fibers and has a negative impact on safety, hygiene, and the environment. It is far from fiber.
또한, 세계보건기구(WHO)의 국제암연구기관(IARC)에서는 안티몬을 인체 발암성이 있는 물질로 분류하고 있어 현재 유럽을 중심으로 안티몬 사용을 제한하는 환경 규제가 가속화 되고 있어 중금속을 포함하지 않는 항균 폴리에스테르 개발이 시급한 실정이다.In addition, the World Health Organization (WHO)'s International Agency for Research on Cancer (IARC) classifies antimony as a substance that is carcinogenic to humans, and environmental regulations limiting the use of antimony are currently accelerating, especially in Europe. There is an urgent need to develop antibacterial polyester.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 중금속이 포함되지 않은 폴리에스테르 수지와 무기항균제를 함유한 마스터 배치 칩을 일정 비율로 용융 방사하여 중금속을 포함하지 않은 동시에 항균성을 가지는 폴리에스테르계 가연사 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was devised to solve the above-mentioned problem, and is made by melt-spinning master batch chips containing a polyester resin that does not contain heavy metals and an inorganic antibacterial agent at a certain ratio to create a polyester-based polyester that does not contain heavy metals and has antibacterial properties at the same time. The purpose is to provide false twist yarn and a method for manufacturing the same.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 중금속이 포함되지 않은 항균 폴리에스테르계 가연사에 관한 것으로서, 하기 화학식 1로 표시되는 킬레이트 및 하기 화학식 2로 표시되는 무기 항균제를 포함하며, 하기 (1) ~ (2) 조건을 만족하는 가연사를 포함한다.In order to solve the above problems, the present invention relates to an antibacterial polyester false twist yarn that does not contain heavy metals, and includes a chelate represented by the following formula (1) and an inorganic antibacterial agent represented by the following formula (2), and (1) ~ (2) Includes false twist yarn that satisfies the conditions.
(1) 총 섬도 : 50 ~ 300 de(1) Total fineness: 50~300 de
(2) 가닥 수 : 12 ~ 144 ea(2) Number of strands: 12~144 ea
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 5의 직쇄형 알킬렌기 또는 탄소수 3 ~ 5의 분쇄형 알킬렌기이며,In Formula 1, R 1 and R 2 are each independently a straight-chain alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 to 5 carbon atoms,
[화학식 2][Formula 2]
AgaNabHc(H3O)dZreHff(PO4)3·nH2OAg a Na b H c (H 3 O) d Zr e Hf f (PO 4 ) 3 · n H 2 O
상기 화학식 2에 있어서 a, b, c, d, e 및 f는 정수이며, 1.75<(e+f)<2.25 및 a+b+c+d+4(e+f)=9를 만족시키는 수이고, n은 2 이하이다. In Formula 2, a, b, c, d, e and f are integers, and are numbers that satisfy 1.75<(e+f)<2.25 and a+b+c+d+4(e+f)=9 and n is 2 or less.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 항균 폴리에스테르계 가연사는 상기 화학식 1로 표시되는 킬레이트를 230 ~ 380 ppm으로 포함할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the antibacterial polyester-based false-twisted yarn may contain 230 to 380 ppm of the chelate represented by Chemical Formula 1.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 항균 폴리에스테르계 가연사는 상기 화학식 2로 표시되는 무기 항균제를 0.5 ~ 5.0 중량%로 포함할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the antibacterial polyester-based false twist yarn may contain 0.5 to 5.0% by weight of an inorganic antibacterial agent represented by Chemical Formula 2.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 상기 가연사는 안티몬(Sb)과 코발트(Co)를 10 ppm 이하로 포함할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the false twisted yarn of the present invention may contain 10 ppm or less of antimony (Sb) and cobalt (Co).
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 상기 가연사는 티타늄 원소(Ti) 1,450 ~ 2,500 ppm를 더 포함할 수도 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the false twisted yarn of the present invention may further include 1,450 to 2,500 ppm of titanium element (Ti).
본 발명의 다른 목적은 앞서 설명한 가연사를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 상기 화학식 2로 표시되는 무기항균제를 포함하는 마스터 배치 칩과 상기 화학식 1로 표시되는 킬레이트를 포함하는 폴리에스테르 칩을 혼합 용융시켜서 용융 수지를 제조하는 1단계; 상기 용융 수지를 방사하여 원사를 제조하는 2단계; 및 상기 원사를 가연 공정을 수행하여 가연사(Draw textured yarn)를 제조하는 3단계;를 포함하는 공정을 수행하여 제조할 수 있다.Another object of the present invention relates to a method of manufacturing the false-twisted yarn described above, wherein a master batch chip containing an inorganic antibacterial agent represented by Formula 2 and a polyester chip containing a chelate represented by Formula 1 are mixed and melted. Step 1: manufacturing molten resin; Step 2: manufacturing yarn by spinning the molten resin; and a third step of producing draw textured yarn by performing a false twisting process on the yarn.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 2단계의 상기 원사는 미연신사(partial oriented yarn, POY)이거나, 또는 상기 미연신사를 연신시킨 연신사(Full draw yarn, FDY)일 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the yarn in the second stage may be an undrawn yarn (partially oriented yarn, POY), or a drawn yarn obtained by drawing the undrawn yarn (full draw yarn, FDY).
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 폴리에스테르 칩은 상기 킬레이트 250 ~ 480ppm 및 열안정제 60 ~ 370ppm를 포함하는 조성물을 중합 반응을 수행하여 제조한 폴리에스테르 수지를 포함할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the polyester chip may include a polyester resin prepared by polymerizing a composition containing 250 to 480 ppm of the chelate and 60 to 370 ppm of the heat stabilizer.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 폴리에스테르 칩은 고유점도(IV) 0.65 ~ 0.85 dl/g일 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the polyester chip may have an intrinsic viscosity (IV) of 0.65 to 0.85 dl/g.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 에스테르 반응 생성물은 상기 산 성분 및 디올 성분을 1 : 1.0 ~ 2.0 몰비로 에스테르 반응시켜 제조한 것일 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the ester reaction product may be prepared by esterifying the acid component and the diol component at a molar ratio of 1:1.0 to 2.0.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 산 성분은 탄소수 6 ~ 14의 방향족 다가 카르복실산, 탄소수 2 ~ 14의 지방족 다가 카르복실산 및 설폰산 금속염 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the acid component may include at least one selected from among aromatic polyvalent carboxylic acids having 6 to 14 carbon atoms, aliphatic polyvalent carboxylic acids having 2 to 14 carbon atoms, and sulfonic acid metal salts.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 디올 성분은 에틸렌글리콜 및 하기 화학식 3으로 표현되는 디올 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the diol component may include at least one selected from ethylene glycol and a diol represented by the following formula (3).
[화학식 3][Formula 3]
화학식 3에 있어서, R1은 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기이고, n은 1 ~ 20의 정수이다.In Formula 3, R 1 is a straight-chain alkylene group of C 1 to C 5 , and n is an integer of 1 to 20.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 마스터 배치 칩은 무기항균제 5 ~ 20 중량% 및 폴리에스테르 수지를 나머지 잔량 중량%로 포함하며, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부텔렌테레프탈레이트(PBT) 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the master batch chip contains 5 to 20% by weight of an inorganic antibacterial agent and a polyester resin as the remaining weight%, and the polyester resin is polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, etc. It may include one or more types selected from phthalate (PBT) and polytrimethylene terephthalate.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 무기항균제를 포함하는 상기 마스터 배치 칩은 고유점도(IV) 0.45 ~ 0.55 dl/g일 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the master batch chip containing an inorganic antibacterial agent may have an intrinsic viscosity (IV) of 0.45 to 0.55 dl/g.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 용융 수지는 상기 마스터 배치 칩과 상기 폴리에스테르 칩을 1 : 9 ~ 19 중량비로 포함할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the molten resin may include the master batch chip and the polyester chip at a weight ratio of 1:9 to 19.
본 발명의 다른 목적은 상기 항균 폴리에스테르계 가연사를 이용한 편직물 등의 의류용 원단을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide fabric for clothing, such as knitted fabric, using the antibacterial polyester false twist yarn.
본 발명을 통해 제조된 중금속이 포함되지 않은 항균성 폴리에스테르 가연사는 인체에 유해한 안티몬, 코발트 등의 중금속을 포함하지 않으며, 동시에 항균성을 가지는 바, 의류용 원단 또는 신체에 직접적으로 접촉하는 마스크, 속옷 등으로 폭 넓게 응용할 수 있다. The antibacterial polyester false-twisted yarn that does not contain heavy metals manufactured through the present invention does not contain heavy metals such as antimony and cobalt that are harmful to the human body, and at the same time has antibacterial properties, such as fabric for clothing or masks, underwear, etc. that come in direct contact with the body. It can be applied widely.
본 발명의 폴리에스테르계 가연사를 제조하는 방법을 통해서 본 발명을 더욱 자세하게 설명한다.The present invention will be described in more detail through a method for manufacturing the polyester false twist yarn of the present invention.
본 발명은 마스터 배치 칩과 폴리에스테르 칩을 일정 비율로 혼합 및 용융 시켜서 용융 수지를 제조하는 1단계; 상기 용융 수지를 방사하여 원사를 제조하는 2단계; 및 상기 원사를 가연 공정을 수행하여 가연사(DTY)를 제조하는 3단계;를 포함하는 공정을 수행하여 제조할 수 있다. The present invention includes the first step of producing molten resin by mixing and melting master batch chips and polyester chips at a certain ratio; Step 2: manufacturing yarn by spinning the molten resin; and a third step of manufacturing false twist yarn (DTY) by performing a false twist process on the yarn.
1단계의 마스터 배치 칩은 하기 화학식 2로 표시되는 무기항균제 및 폴리에스테르 수지를 포함한다.The first-stage master batch chip contains an inorganic antibacterial agent and a polyester resin represented by the following formula (2).
[화학식 2][Formula 2]
AgaNabHc(H3O)dZreHff(PO4)3·nH2OAg a Na b H c (H 3 O) d Zr e Hf f (PO 4 ) 3 · n H 2 O
상기 화학식 2에 있어서 a, b, c, d, e 및 f는 정수이며, 1.75<(e+f)<2.25 및 a+b+c+d+4(e+f)=9를 만족시키는 수이고, 바람직하게는 상기 a는 0.05 ~ 0.20, b는 0.02 ~ 0.15, c는 0.30 ~ 0.90, e는 0.90 ~ 2.05미여, f는 1.75<(e+f)<2.25 및 a+b+c+d+4(e+f)=9를 만족시키는 정수이다. 그리고, 화학식 2의 n은 2 이하이다. In Formula 2, a, b, c, d, e and f are integers, and are numbers that satisfy 1.75<(e+f)<2.25 and a+b+c+d+4(e+f)=9 and preferably, a is 0.05 to 0.20, b is 0.02 to 0.15, c is 0.30 to 0.90, e is less than 0.90 to 2.05, f is 1.75<(e+f)<2.25 and a+b+c+d It is an integer that satisfies +4(e+f)=9. And, n in Formula 2 is 2 or less.
마스터 배치 칩 내 상기 무기항균제의 함량은 5 ~ 20 중량%, 바람직하게는 7.5 ~ 15.0 중량%이며, 무기항균제 함량이 5 중량% 미만이면 폴리에스테르 칩과의 용융 비율이 높아져서 제조된 가연사 내 무기항균제 함량이 너무 낮아서 가연사의 항균 효과가 미비할 수 있고, 마스터 배치 칩 내 상기 무기항균제의 함량이 20 중량%를 초과하면 폴리에스테르 칩과 용융 비율이 낮아져서 항균제의 분산성이 저하되고, 가연사 내 무기항균제 함량이 5.0 중량%로 너무 높아서 가연사의 기계적 물성, 공정성이 오히려 저하되는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 마스터 배치 칩 내 포함하는 것이 좋다. The content of the inorganic antibacterial agent in the master batch chip is 5 to 20% by weight, preferably 7.5 to 15.0% by weight. If the inorganic antibacterial agent content is less than 5% by weight, the melting ratio with the polyester chip increases, thereby increasing the inorganic content in the false twisted yarn produced. If the antibacterial agent content is too low, the antibacterial effect of the false-twisted yarn may be minimal, and if the content of the inorganic antibacterial agent in the master batch chip exceeds 20% by weight, the polyester chip-to-melt ratio is lowered, resulting in a decrease in the dispersibility of the antibacterial agent within the false-twisted yarn. Since the content of the inorganic antibacterial agent is too high at 5.0% by weight, there may be a problem of deterioration of the mechanical properties and processability of the false twisted yarn, so it is recommended to include it in the master batch chip within the above range.
그리고, 마스터 배치 칩 제조에 사용되는 상기 폴리에스테르 칩은 고유점도(IV) 0.65 ~ 0.85 dl/g, 바람직하게는 고유점도(IV) 0.75 ~ 0.85 dl/g, 더욱 바람직하게는 고유점도(IV) 0.80 ~ 0.85 dl/g인 것을 사용하는 것이 무기항균제와의 혼합성, 용융성 등의 측면에서 바람직하다.And, the polyester chip used to manufacture the master batch chip has an intrinsic viscosity (IV) of 0.65 to 0.85 dl/g, preferably an intrinsic viscosity (IV) of 0.75 to 0.85 dl/g, more preferably an intrinsic viscosity (IV) of 0.75 to 0.85 dl/g. It is preferable to use 0.80 to 0.85 dl/g in terms of miscibility with inorganic antibacterial agents, solubility, etc.
상기 폴리에스테르 칩은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부텔렌테레프탈레이트(PBT) 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 PET를 포함할 수 있다.The polyester chip may include one or more selected from polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), and polytrimethylene terephthalate, and may preferably include PET.
그리고, 마스터 배치 칩 제조에 사용되는 상기 폴리에스테르 수지의 함량은 앞서 설명한 무기항균제를 제외한 나머지 100 중량% 중 잔량 중량%이다.And, the content of the polyester resin used to manufacture the master batch chip is the remaining weight percent of the remaining 100 weight percent excluding the inorganic antibacterial agent described above.
그리고, 상기 마스터 배치 칩은 고유점도(IV) 0.45 ~ 0.55 dl/g, 바람직하게는 고유점도(IV) 0.50 ~ 0.55 dl/g일 수 있다.In addition, the master batch chip may have an intrinsic viscosity (IV) of 0.45 to 0.55 dl/g, preferably an intrinsic viscosity (IV) of 0.50 to 0.55 dl/g.
다음으로, 1단계의 상기 폴리에스테르 칩은 산 성분 및 디올 성분의 에스테르 반응 생성물, 하기 화학식 1로 표시되는 킬레이트 및 열안정제를 포함하는 조성물을 중합 반응시켜 제조한 폴리에스테르 수지로 제조한 것일 수 있다.Next, the polyester chip of step 1 may be made of a polyester resin prepared by polymerizing a composition containing an ester reaction product of an acid component and a diol component, a chelate represented by the following formula (1), and a heat stabilizer. .
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 5의 직쇄형 알킬렌기 또는 탄소수 3 ~ 5의 분쇄형 알킬렌기이며, 바람직하게는 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 3의 직쇄형 알킬렌기 또는 탄소수 3 ~ 4의 분쇄형 알킬렌기이고, 더욱 바람직하게는 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 3의 직쇄형 알킬렌기이다.In Formula 1, R 1 and R 2 are each independently a straight-chain alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 to 5 carbon atoms. Preferably, R 1 and R 2 are each independently having 1 carbon atom. It is a straight-chain alkylene group with ~ 3 carbon atoms or a branched alkylene group with 3-4 carbon atoms, and more preferably, R 1 and R 2 are each independently a straight-chain alkylene group with 1-3 carbon atoms.
폴리에스테르 칩 제조에 사용되는 상기 조성물 중 상기 에스테르 반응 생성물은 산 성분 및 디올 성분은 1:1.0~ 1:5.0의 몰비로, 바람직하게는 1:1.0 ~ 1:2.0의 몰비로 에스테르화 반응시켜 수득한 에스테르 반응물일 수 있다. 이때, 상기 디올 성분이 산에 대하여 1.0 몰비 미만으로 포함될 경우, 산도가 과도하게 높아져 부반응이 촉진되는 문제가 발생할 수 있고, 5.0 몰비를 초과하여 포함되는 경우 중합도가 높아지지 않는 문제가 발생할 수 있다.Among the compositions used to produce polyester chips, the ester reaction product is obtained by esterifying the acid component and the diol component at a molar ratio of 1:1.0 to 1:5.0, preferably 1:1.0 to 1:2.0. It may be an ester reactant. At this time, if the diol component is contained in a molar ratio of less than 1.0 to the acid, the acidity may become excessively high and a problem of promoting side reactions may occur, and if it is contained in a molar ratio exceeding 5.0, a problem may occur in which the degree of polymerization does not increase.
상기 산 성분은 탄소수 6 ~ 14의 방향족 다가 카르복실산, 탄소수 2 ~ 14의 지방족 다가 카르복실산 및 설폰산 금속염 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 탄소수 6 ~ 12의 방향족 다가 카르복실산, 탄소수 3 ~ 14의 지방족 다가 카르복실산 및 설폰산 금속염 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 산 성분으로서 폴리에스테르의 내열성을 저하시키지 않는 테레프탈산을 사용할 수 있다.The acid component may include at least one selected from aromatic polyvalent carboxylic acids having 6 to 14 carbon atoms, aliphatic polyvalent carboxylic acids having 2 to 14 carbon atoms, and sulfonic acid metal salts, and preferably aromatic polyvalent carboxylic acids having 6 to 12 carbon atoms. It may contain one or more types selected from carboxylic acids, aliphatic polyhydric carboxylic acids having 3 to 14 carbon atoms, and sulfonic acid metal salts, and more preferably, terephthalic acid, which does not reduce the heat resistance of polyester, can be used as the acid component. .
또한, 상기 디올 성분은 에틸렌글리콜 및 하기 화학식 3으로 표현되는 디올 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. Additionally, the diol component may include one or more types selected from ethylene glycol and diol represented by the following formula (3).
[화학식 3][Formula 3]
화학식 3에 있어서, R1은 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기이고, 바람직하게는 C2 ~ C4의 직쇄형 알킬렌기이며, 더욱 바람직하게는 바람직하게는 C2 ~ C3의 직쇄형 알킬렌기이다. 또한, 화학식 3의 n은 1 ~ 20의 정수이며, 바람직하게는 1 ~ 10의 정수이다.In Formula 3, R 1 is a straight-chain alkylene group of C 1 to C 5 , preferably a straight-chain alkylene group of C 2 to C 4 , more preferably a straight-chain alkylene group of C 2 to C 3 It is an alkylene group. Additionally, n in Formula 3 is an integer of 1 to 20, and is preferably an integer of 1 to 10.
또한, 폴리에스테르 칩 제조에 사용되는 상기 조성물 중 상기 산 성분은 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 수베르산, 시트르산, 피메르산, 아젤라산, 세바스산, 노나논산, 데카노인산, 도데카노인산 및 헥사노데카노인산 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수도 있다.In addition, the acid components in the composition used for manufacturing polyester chips include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, citric acid, pimeric acid, azelaic acid, sebacic acid, and nonanoic acid. , it may further include one or more selected from decanoic acid, dodecanoic acid and hexanodecanoic acid.
그리고, 상기 산 성분과 디올 성분의 에스테르 반응은 당업계에서 통상적으로 사용되는 에스테르화 반응 조건으로 수행할 수 있으며, 바람직한 일예로 200 ~ 260℃ 하에서 150 ~ 240분 동안 40 ~ 80rpm의 속도로 수행할 수 있고, 더욱 바람직하게는 210 ~ 250℃ 하에서 180 ~ 210분 동안 50 ~ 70rpm의 속도로 수행할 수 있다.In addition, the esterification reaction between the acid component and the diol component can be performed under esterification reaction conditions commonly used in the industry, and a preferred example is performed at a speed of 40 to 80 rpm at 200 to 260°C for 150 to 240 minutes. It can be performed, and more preferably, it can be performed at 210 to 250°C for 180 to 210 minutes at a speed of 50 to 70 rpm.
그리고, 폴리에스테르 칩 제조에 사용되는 상기 조성물 중 상기 킬레이트는 중합촉매 역할을 하는 것으로서, 킬레이트는 물 분자의 존재 하에서도 안정하기 때문에 물이 다량으로 부생되는 에스테르 반응 이전에 첨가하여도 실활되지 않고, 그 결과 종래보다 단시간에 중축합 반응을 수행할 수 있어 착색을 억제할 수 있다. 뿐만 아니라, 낮은 중합 온도에서도 중합 반응성이 우수하고, 상대적으로 높은 중합도에 의하여 제조된 폴리에스테르 수지의 말단에 카르복시기(COOH)의 발생이 감소하여 방사 공정 중에 올리고머 및 모노머에 의한 노즐 표면의 오염을 줄일 수 있으며, 상기 노즐 표면을 클리닝하는 횟수를 줄일 수 있어 생산 수율의 향상 및 불량률 감소의 효과가 있다. 또한, 이를 통해 아세트알데하이드의 함유량을 줄인 인체 친화적인 폴리머 제조가 가능하다.In addition, the chelate in the composition used to manufacture polyester chips serves as a polymerization catalyst. Since the chelate is stable even in the presence of water molecules, it is not deactivated even when added before the ester reaction in which a large amount of water is produced as a by-product. As a result, the polycondensation reaction can be performed in a shorter time than before, and coloring can be suppressed. In addition, polymerization reactivity is excellent even at low polymerization temperatures, and the relatively high degree of polymerization reduces the generation of carboxyl groups (COOH) at the ends of the produced polyester resin, thereby reducing contamination of the nozzle surface by oligomers and monomers during the spinning process. The number of times the nozzle surface is cleaned can be reduced, thereby improving production yield and reducing defective rates. Additionally, this makes it possible to manufacture human-friendly polymers with reduced acetaldehyde content.
그리고, 상기 조성물 중 킬레이트 함량은 상기 조성물 전체 중량 중 250 ~ 480 ppm, 더욱 바람직하게는 250 ~ 400 ppm으로, 더욱 바람직하게는 250 ~ 380 ppm으로 포함할 수 있다. 이때, 킬레이트 함량이 250 ppm 미만이면 그 함량이 너무 적어서 중합 반응이 잘 이루어지지 않아서 중합 공정성이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 킬레이트 함량이 480ppm를 초과하면 과량 사용으로서 가연사 내 잔류 킬레이트로 인해 가연사의 색조 b치가 과도하게 증가하는 문제가 있을 수 있으므로 조성물 내 상기 범위로 사용하여 중합반응을 수행하여 폴리에스테르 수지를 제조하는 것이 좋다. In addition, the chelate content in the composition may be 250 to 480 ppm, more preferably 250 to 400 ppm, and even more preferably 250 to 380 ppm, based on the total weight of the composition. At this time, if the chelate content is less than 250 ppm, the content is too small and the polymerization reaction does not occur well, which may cause problems with polymerization fairness. If the chelate content exceeds 480 ppm, residual chelate in the false-twisted yarn may cause damage to the false-twisted yarn due to excessive use. Since there may be a problem that the color tone b value increases excessively, it is better to produce a polyester resin by performing a polymerization reaction using the above range in the composition.
또한, 상기 열안정제는 트리페닐인산(TPP,triphenylphosphate), 트리에틸인산(TEP, triethylphosphate), H3PO4(Phosphoric Acid), 트리메틸인산(TMP, Trimethylphosphate),트리부틸인산(tributylphosphate),트리부톡시에틸인산(Tributoxyethyl phosphate), 트리크레실인산(Tricresyl phosphate), 트리아릴포스페이트 이소프로필레이티드(Triarylphosphate isopropylated) 및 하이드로퀴논 비스-(디페닐 포스페이트)(Hydroquinone bis-(diphenyl phosphate) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 TPP, TEP, H3PO4 및 TMP 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 조성물 내 열안정제의 함량은 60 ~ 370 ppm, 바람직하게는 62 ~ 250ppm, 더욱 바람직하게는 70 ~ 220 ppm 일 수 있다. 이때, 조성물 내 열안정제 함량이 60ppm 미만이면 그 함량이 너무 적어서 이의 사용으로 인한 열안정 효과가 미비할 수 있고, 그 사용량이 370ppm를 초과하여 사용하면 가연사 내 열안정제 함량이 250 ppm을 초과하게 되어 가연사의 강신도가 현저하게 저하될 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다. In addition, the heat stabilizer includes triphenylphosphate (TPP), triethylphosphate (TEP), Phosphoric Acid (H 3 PO 4 ), Trimethylphosphate (TMP), tributylphosphate, and tributyl phosphate. One selected from Tributoxyethyl phosphate, Tricresyl phosphate, Triarylphosphate isopropylated and Hydroquinone bis-(diphenyl phosphate) It may include the above, and preferably may include one or more selected from TPP, TEP, H 3 PO 4 and TMP, and the content of the heat stabilizer in the composition is 60 to 370 ppm, preferably 62. It may be ~ 250 ppm, more preferably 70 ~ 220 ppm. At this time, if the heat stabilizer content in the composition is less than 60 ppm, the content is so small that the heat stabilization effect due to its use may be insufficient, and if the amount used exceeds 370 ppm. If used, the heat stabilizer content in the false-twisted yarn may exceed 250 ppm, which may significantly reduce the elongation of the false-twisted yarn. Therefore, it is recommended to use within the above range.
또한, 1단계의 상기 폴리에스테르 칩 제조시, 상기 조성물은 앞서 에스테르 반응 생성물, 킬레이트 및 열안정제를 외에 보색제 및/또는 소광제를 더 포함할 수 있다. In addition, when manufacturing the polyester chip in the first step, the composition may further include a complementary colorant and/or a matting agent in addition to the ester reaction product, chelate, and heat stabilizer.
상기 보색제는 제조된 가연사를 염색시, 염색공정에서 염착되는 염료의 색상을 보다 강하고 좋게 하기 위한 색조 조정을 위한 것으로서, 섬유분야에서 공지된 것을 첨가할 수 있고, 이에 대한 비제한적인 예로서 원착용 염료, 안료, 건염염료, 분산염료, 유기안료 등이 있다. 다만, 바람직하게는 블루 및 레드 염료가 혼합된 것을 사용할 수 있다. 이는 보색제로 일반적으로 사용되는 코발트 화합물의 경우 인체 유해성이 커 바람직하지 못하기 때문인데 반해 블루 및 레드 염료가 혼합된 보색제는 인체에 무해하여 바람직하다. The complementary color agent is used to adjust the color tone to make the color of the dye dyed in the dyeing process stronger and better when dyeing the manufactured false-twisted yarn, and those known in the textile field can be added. This is a non-limiting example. There are dyes for dyeing, pigments, vat dyes, disperse dyes, and organic pigments. However, it is preferable to use a mixture of blue and red dyes. This is because cobalt compounds, which are commonly used as complementary colorants, are undesirable because they are highly harmful to the human body, whereas complementary colorants mixed with blue and red dyes are desirable because they are harmless to the human body.
또한, 블루 및 레드 염료를 혼합하여 사용되는 경우 색조를 미세하게 제어할 수 있는 이점이 있다. 상기 블루 염료는 일례로 solvent blue 104, solvent blue 122, solvent blue 45 등이 있을 수 있고, 상기 레드 염료는 일예로 solvent red 111, solvent red 179, solvent red 195 등이 있을 수 있다. 또한, 상기 블루 염료와 레드 염료는 1: 1.0 ~ 3.0 중량비로 혼합될 수 있고, 이를 통해 목적하는 미세한 색조 제어에 현저한 효과를 발현하기에 유리하다.Additionally, when a mixture of blue and red dyes is used, there is an advantage in that the color tone can be finely controlled. For example, the blue dye may include solvent blue 104, solvent blue 122, and solvent blue 45, and the red dye may include solvent red 111, solvent red 179, and solvent red 195. In addition, the blue dye and red dye can be mixed at a weight ratio of 1: 1.0 to 3.0, which is advantageous for producing a significant effect in the desired fine color tone control.
또한, 종래에는 상기 보색제로 코발트를 포함하는 보색제를 사용하였으나, 상기 코발트는 중금속의 일종이기 때문에 비코발트계 보색제를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, conventionally, a complementary colorant containing cobalt was used as the complementary colorant, but since cobalt is a type of heavy metal, it is preferable to use a non-cobalt-based complementary colorant.
그리고, 상기 조성물 내 보색제의 함량은 조성물 전체 중량 중 0.1 ~ 10 ppm을, 바람직하게는 1 ~ 5 ppm이 되도록 사용할 수 있다. 이때, 보색제 함량이 0.1 ppm 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 가연사의 색조를 원하는 수준으로 맞추지 못할 수 있고, 10 ppm을 초과하면 원가 상승으로 인해 비경제적이므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다. Additionally, the content of the complementary colorant in the composition may be 0.1 to 10 ppm, preferably 1 to 5 ppm, based on the total weight of the composition. At this time, if the complementary colorant content is less than 0.1 ppm, the amount used is too small and the color tone of the false-twisted yarn may not be adjusted to the desired level. If it exceeds 10 ppm, it is uneconomical due to an increase in cost, so it is better to use it within the above range.
또한, 상기 소광제는 가연사의 광택을 억제하는 역할을 하는 것으로서, 소광제로는 TiO2를 사용하는 것이 좋다. 소광제 사용시 TiO2의 사용량은 제조된 가연사 내 Ti 원소 함량이 1,450 ~ 2,500 ppm 정도가 되도록, 바람직하게는 1,600 ~ 2,300 ppm 정도가 되도록 사용하는 것이 좋다. 이때, 상기 조성물 내 소광제 함량이 1,450 ppm 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 광택 억제 효과가 미비할 수 있고, 가연사 내 Ti 원소 함량이 2,500 ppm을 초과되도록 조성물 내 소광제를 사용하면 광택 억제 효과 증대가 더 이상 없으면서 오히려 공정성 및 가연사의 물성을 떨어뜨릴 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.In addition, the matting agent serves to suppress the gloss of the false twist yarn, and it is recommended to use TiO 2 as the matting agent. When using a matting agent, it is recommended that the amount of TiO 2 used is such that the Ti element content in the produced false-twisted yarn is about 1,450 to 2,500 ppm, and preferably about 1,600 to 2,300 ppm. At this time, if the matting agent content in the composition is less than 1,450 ppm, the amount used is too small and the gloss suppression effect may be insignificant, and if the matting agent in the composition is used so that the Ti element content in the false twist yarn exceeds 2,500 ppm, the gloss suppression effect is increased. It is better to use it within the above range because it can deteriorate fairness and physical properties of false twist yarn without it being present anymore.
다음으로, 본 발명의 가연사 제조방법에 있어서, 상기 2단계는 1단계의 마스터 배치 칩 및 폴리에스테르 칩을 용융시킨 융융 수지를 방사하여 원사를 제조하는 공정으로서, 이때, 상기 방사는 방사구금(노즐)을 통해 270 ~ 310℃ 하에서 방사속도 2,200 ~ 3,500 mpm(meters per minute) 조건 하에서, 바람직하게는 방사속도 2,500 ~ 3,200 mpm의 조건 하에서 방사를 수행할 수 있다. 이때, 방사속도가 2,200 mpm 미만이면 생산성이 저하되어, 원가가 상승하는 문제가 발생할 수 있으며, 방사속도가 3,500 mpm을 초과하면 방사 조업성이 급격히 저하되는 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 조건 하에서 방사를 수행하는 것이 좋다.Next, in the false twist yarn manufacturing method of the present invention, the second step is a process of manufacturing yarn by spinning the molten resin obtained by melting the master batch chip and the polyester chip of the first step. At this time, the spinning is performed using a spinneret ( Spinning can be performed through a nozzle) at 270 to 310°C and at a spinning speed of 2,200 to 3,500 mpm (meters per minute), preferably at a spinning speed of 2,500 to 3,200 mpm. At this time, if the spinning speed is less than 2,200 mpm, productivity may decrease and the cost may increase, and if the spinning speed exceeds 3,500 mpm, spinning operability may rapidly decrease, so spinning must be performed under the above conditions. It is good to practice.
그리고, 2단계의 원사는 연신을 수행하지 않은 미연신사(partial oriented yarn, POY)일 수 있으며, 또는 상기 미연신사를 연신시켜 제조한 FDY사(Full draw yarn)일 수 있다. 이때, 상기 연신 방법을 당업계에서 사용하는 일반적인 방법을 통해 수행할 수 있다. In addition, the yarn in the second stage may be an undrawn yarn (partially oriented yarn, POY) that has not been drawn, or it may be a full draw yarn (FDY yarn) manufactured by stretching the undrawn yarn. At this time, the stretching method can be performed through a general method used in the art.
다음으로, 3단계는 2단계에서 제조한 원사(POY사 또는 FDY사)를 가연 공정을 수행하여 가연사(Draw textured yarn)를 제조하는 공정으로서, 가연 공정은 당업계에서 사용하는 일반적인 방법을 통해서 제조할 수 있다. Next, step 3 is a process of producing draw textured yarn by performing a false twisting process on the yarn (POY yarn or FDY yarn) manufactured in step 2. The false twisting process is done through a general method used in the industry. It can be manufactured.
이러한 방법으로 제조된 본 발명의 폴리에스테르계 가연사는 상기 화학식 1로 표시되는 킬레이트를 230 ~ 380 ppm, 바람직하게는 250 ~ 350 ppm으로 포함할 수 있다. 이때, 가연사 내 킬레이트 함량이 380 ppm을 초과하면 가연사의 색조 b치가 과도하게 증가하는 문제가 발생할 수 있다.The polyester-based false-twisted yarn of the present invention manufactured by this method may contain 230 to 380 ppm, preferably 250 to 350 ppm, of the chelate represented by Chemical Formula 1. At this time, if the chelate content in the false-twisted yarn exceeds 380 ppm, a problem may occur in which the color tone b value of the false-twisted yarn excessively increases.
또한, 상기 방법으로 제조된 본 발명의 폴리에스테르계 가연사는 상기 화학식 2로 표시되는 무기항균제를 0.5 ~ 5.0 중량%로, 바람직하게는 0.8 ~ 2.0 중량%로 포함할 수 있다. In addition, the polyester-based false-twisted yarn of the present invention manufactured by the above method may contain 0.5 to 5.0% by weight, preferably 0.8 to 2.0% by weight, of the inorganic antibacterial agent represented by Chemical Formula 2.
또한, 상기 방법으로 제조된 본 발명의 폴리에스테르계 가연사는 열안정제를 50 ~ 250 ppm으로, 바람직하게는 70 ~ 220 ppm으로 포함할 수 있으며, 이때, 열안정제 함량이 50 ppm 미만이면 열안정성이 부족할 수 있으며, 250 ppm을 초과하면 원가 상승 문제가 있고, 가연사 내 인(P) 함량 증대로 가연사의 물성이 저하될 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.In addition, the polyester-based false-twisted yarn of the present invention manufactured by the above method may contain a heat stabilizer at 50 to 250 ppm, preferably at 70 to 220 ppm. In this case, if the heat stabilizer content is less than 50 ppm, the thermal stability is low. It may be insufficient, and if it exceeds 250 ppm, there is a problem of increased cost, and the physical properties of the false twisted yarn may deteriorate due to an increase in the phosphorus (P) content in the false twisted yarn, so it is recommended to use it within the above range.
또한, 상기 방법으로 제조된 폴리에스테르계 가연사는 제조시 소광제를 사용하는 경우, 본 발명의 폴리에스테르계 가연사는 티탄(Ti) 원소를 1,450 ~ 2,500 ppm로 포함할 수 있다.In addition, when a matting agent is used during production of the polyester-based false-twisted yarn produced by the above method, the polyester-based false-twisted yarn of the present invention may contain 1,450 to 2,500 ppm of titanium (Ti) element.
또한, 본 발명의 폴리에스테르계 가연사는 하기 (1) ~ (2) 조건을 만족할 수 있다.Additionally, the polyester-based false twist yarn of the present invention can satisfy the following conditions (1) to (2).
조건 (1) 총 섬도 : 50 ~ 300 de, 바람직하게는 55 ~ 200 de, 더욱 바람직하게는 60 ~ 150 deConditions (1) Total fineness: 50 to 300 de, preferably 55 to 200 de, more preferably 60 to 150 de.
조건 (2) 필라멘트 수: 12 ~ 144 ea, 바람직하게는 24 ~ 116 ea, 더욱 바람직하게는 48 ~ 100 eaCondition (2) Number of filaments: 12 to 144 ea, preferably 24 to 116 ea, more preferably 48 to 100 ea
또한, 본 발명의 폴리에스테르계 가연사는 안티몬(Sb) 및/또는 코발트(Co)를 10 ppm 이하로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 안티몬 및/또는 코발트를 전혀 포함하지 않을 수 있다. 안티몬 및/또는 코발트는 가연사 제조공정에서 불가피하게 유입되거나, 마스터 배치 칩 및 폴리에스테르 칩 제조시 사용되는 소재 내 함유된 안티몬 및/또는 코발트 성분으로 인해 불가피하게 유입되는 것이다.Additionally, the polyester-based false-twisted yarn of the present invention may contain 10 ppm or less of antimony (Sb) and/or cobalt (Co), and preferably may not contain antimony and/or cobalt at all. Antimony and/or cobalt are inevitably introduced during the false-twisted yarn manufacturing process or due to antimony and/or cobalt components contained in materials used in the production of master batch chips and polyester chips.
또한, 본 발명의 폴리에스테르계 가연사는 우수한 항균성을 가지는 바 의류용 원단 또는 신체에 직접적으로 접촉하는 마스크, 속옷 등으로 폭 넓게 섬유 제품에 응용할 수 있다. In addition, the polyester-based false twist yarn of the present invention has excellent antibacterial properties and can be applied to a wide range of textile products such as fabric for clothing or masks and underwear in direct contact with the body.
이하에서는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 하기 실시예에 의해 본 발명의 권리범위를 한정하여 해석해서는 안된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are intended to aid understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the scope of the present invention by the following examples.
[실시예][Example]
실시예 1 Example 1
(1) 마스터 배치 칩 및 폴리에스테르 칩의 제조(1) Manufacturing of masterbatch chips and polyester chips
하기 화학식 2-1로 표시되는 무기항균제 8 중량% 및 고유점도(IV) 0.80dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 92 중량% 혼합하여, 제1수지를 제조한 후, 이를 칩화시켜서 마스터 배치 칩(고유점도(IV)=0.53 dl/g)을 준비하였다. A first resin was prepared by mixing 8% by weight of an inorganic antibacterial agent represented by the following formula 2-1 and 92% by weight of a polyethylene terephthalate resin with an intrinsic viscosity (IV) of 0.80 dl/g, and then chipped to produce a master batch chip (inherent). Viscosity (IV) = 0.53 dl/g) was prepared.
[화학식 2-1][Formula 2-1]
AgaNabHc(H3O)dZreHff(PO4)3·nH2OAg a Na b H c (H 3 O) d Zr e Hf f (PO 4 ) 3 · n H 2 O
상기 화학식 2-1에 있어서, a=0.35, b=0.15, c=0.25, d=0.25, e=1.98 및 f=0.02이며, n=0.27이다. In Formula 2-1, a = 0.35, b = 0.15, c = 0.25, d = 0.25, e = 1.98, and f = 0.02, and n = 0.27.
이와는 별도로 하기와 같이 폴리에스테르 칩을 제조하여 준비하였다.Separately, polyester chips were manufactured and prepared as follows.
테레프탈산(산 성분) 및 에틸렌글리콜(디올 성분)을 1 : 1.2 몰비로 에스테르화 반응시켜서 에스테르 반응생성물을 수득하였다. 다음으로, 중합촉매로서 하기 화학식 1-1로 표시되는 킬레이트 300ppm, H3PO4(열안정제) 150 ppm, 블루 및 레드 염료가 혼합된 보색제(solvent blue 122:solvent red 195 = 1:1.8~2.0 중량비) 3.2 ppm, TiO2(소광제) 2,300 ppm 및 잔량의 상기 에스테르 반응생성물을 혼합하여 조성물을 제조하였다. Terephthalic acid (acid component) and ethylene glycol (diol component) were esterified at a molar ratio of 1:1.2 to obtain an ester reaction product. Next, as a polymerization catalyst, 300 ppm of chelate represented by the following formula 1-1, 150 ppm of H 3 PO 4 (heat stabilizer), and a complementary color mixed with blue and red dyes (solvent blue 122:solvent red 195 = 1:1.8~ A composition was prepared by mixing 3.2 ppm (2.0 weight ratio), 2,300 ppm of TiO 2 (matting agent), and the remaining amount of the ester reaction product.
다음으로, 상기 조성물을 중축합 반응 290℃ 조건 하에서 중합 반응을 수행하여 폴리에스테르 수지를 제조한 후, 이를 칩화시켜서 폴리에스테르 칩(고유점도(IV)=0.82 dl/g)을 제조하였다.Next, the composition was subjected to a polymerization reaction at 290°C to prepare a polyester resin, which was then chipped to produce a polyester chip (intrinsic viscosity (IV) = 0.82 dl/g).
[화학식 1-1][Formula 1-1]
상기 화학식 1-1에 있어서, R1 및 R2는 메틸렌기이다.In Formula 1-1, R 1 and R 2 are methylene groups.
(2) 항균 폴리에스테르계 가연사의 제조(2) Manufacturing of antibacterial polyester false twist yarn
상기 마스터 배치 칩 및 폴리에스테르 칩을 용융 압출기 295℃ 조건에서 1:13.5 중량비로 투입 및 혼합하여 용융 수지를 제조하였다.The master batch chip and the polyester chip were added and mixed at a weight ratio of 1:13.5 in a melt extruder at 295°C to prepare a molten resin.
상기 용융 수지를 방사구금에 공급하고, 방사온도 290℃ 및 방사속도 3,200 mpm 조건으로 방사시켜서 POY(partial oriented yarn) 원사를 제조하였다.The molten resin was supplied to the spinneret and spun at a spinning temperature of 290°C and a spinning speed of 3,200 mpm to produce POY (partially oriented yarn).
제조된 POY사는 총 섬도 122 de, 필라멘트 수 72 ea였다.The manufactured POY yarn had a total fineness of 122 de and a filament count of 72 ea.
다음으로, 상기 POY사를 가연 속도 500mpm, 연신비 1.65배, 열고정 온도 170℃, 가연 벨트 각도 105°의 가연 공정을 수행하여 총 섬도 75de 및 필라멘트 수 72 ea인 항균 폴리에스테르계 가연사(DTY)를 제조하였다.Next, the POY yarn was subjected to a false twisting process at a false twist speed of 500 mpm, a draw ratio of 1.65 times, a heat setting temperature of 170°C, and a false twist belt angle of 105° to produce an antibacterial polyester false twist yarn (DTY) with a total fineness of 75de and a filament count of 72 ea. was manufactured.
실시예 2 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3 Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 to 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 가연사를 제조하되, 하기 표 1과 같이 마스터 배치 칩 내 무기항균제 함량 또는 마스터 배치 칩 및 폴리에스테르 칩의 혼합 비율을 달리하여 제조한 후 이를 이용하여 가연사를 제조하여 실시예 2~3 및 비교예 1~3을 각각 실시하였다.False-twisted yarn was manufactured in the same manner as in Example 1, but the content of the inorganic antibacterial agent in the master batch chip or the mixing ratio of the master batch chip and the polyester chip was varied as shown in Table 1 below, and then the false-twisted yarn was manufactured using this. Thus, Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were carried out, respectively.
실시예 4 및 비교예 4 ~ 6Example 4 and Comparative Examples 4 to 6
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 가연사를 제조하되, 하기 표 1과 같이 마스터 배치 칩 제조시, 화학식 2-1로 표시되는 무기항균제 함량을 달리하여 마스터 배치 칩을 제조한 후, 이를 이용하여 가연사를 각각 제조하여, 실시예 4 및 비교예 4 ~ 6을 실시하였다.False twist yarn was manufactured in the same manner as in Example 1, but when manufacturing the master batch chip as shown in Table 1 below, the master batch chip was manufactured by varying the content of the inorganic antibacterial agent represented by Chemical Formula 2-1, and then false twisted using the same. Each yarn was manufactured, and Example 4 and Comparative Examples 4 to 6 were performed.
실험예 1 : 물성 측정Experimental Example 1: Physical property measurement
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 가연사 각각에 대한 중금속(Sb, Co)의 가연사 내 함량, 항균성, 작업성 및 조업성을 측정 및 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The contents of heavy metals (Sb, Co) in the false-twisted yarns, antibacterial properties, workability, and operability of each of the false-twisted yarns manufactured in the above Examples and Comparative Examples were measured and evaluated, and the results are shown in Table 1 below.
(1) 항균성 측정 (1) Measurement of antibacterial activity
KS K 0693-2006에 준하여 정균감소율(%)로서 평가하였다. 구체적으로 포도상구균(Staphylococcus aureus)과 폐렴균(Klebsiella pneumoniae)을 이용하여 초기 균수와 18시간 배양 후의 균수를 이용하여 감소율을 구한 것이다.It was evaluated as bacteriostatic reduction rate (%) according to KS K 0693-2006. Specifically, the reduction rate was calculated using Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae using the initial bacterial count and the bacterial count after 18 hours of incubation.
(2) 작업성 및 조업성 평가(2) Evaluation of workability and operability
24 시간의 가연 공정을 진행하는 동안 사절된 횟수를 측정하여 작업성 및 조업성을 평가하였다.(◎ - 0회, ○ - 1회, △ - 2회, × - 3회 이상).Workability and operability were evaluated by measuring the number of thread breaks during the 24-hour brazing process (◎ - 0 times, ○ - 1 time, △ - 2 times, × - 3 or more times).
중량비Masterbatch chips and polyester chips
weight ratio
중량비Masterbatch chips and polyester chips
weight ratio
표 1 및 표 2의 물성 측정 결과를 살펴보면, 실시예 1 ~ 4의 가연사는 높은 항균성을 가지면서도, 제조공정 상의 작업성 및 조업성이 우수한 결과를 보였다.Looking at the physical property measurement results in Tables 1 and 2, the false-twisted yarns of Examples 1 to 4 showed high antibacterial properties and excellent workability and operability during the manufacturing process.
이에 반해, 마스터 배치 칩 대비하여 폴리에스테르 칩을 19 중량비 초과하여 사용한 비교예 2의 경우, 작업성 및 조업성은 우수하나, 항균성이 부족한 문제가 있었으며, 마스터 배치 칩 대비하여 폴리에스테르 칩을 9 중량비 미만으로 사용한 비교예 1 및 비교예 3의 경우, 실시예 3과 비교할 때 작업성 및 조업성이 떨어지는 결과를 보였다.On the other hand, in the case of Comparative Example 2, in which polyester chips were used in a weight ratio exceeding 19 compared to the master batch chips, workability and operability were excellent, but there was a problem of insufficient antibacterial properties, and the polyester chips were used in a weight ratio less than 9 compared to the master batch chips. In the case of Comparative Examples 1 and 3 used, the results showed poor workability and operability compared to Example 3.
마스터 배치 칩을 사용하지 않은 비교예 4와 마스터 배치 칩 내 무기항균제 함량이 5 중량% 미만인 비교예 5의 경우, 항균성이 매우 부족한 문제가 있음을 확인할 수 있었으며, 마스터 배치 칩 내 무기항균제 함량이 20 중량% 초과한 비교예 6의 경우, 항균성은 우수하나, 작업성 및 조업성이 매우 좋지 않은 결과를 보였다.In the case of Comparative Example 4, which did not use a master batch chip, and Comparative Example 5, where the content of inorganic antibacterial agent in the master batch chip was less than 5% by weight, it was confirmed that there was a problem of very insufficient antibacterial activity, and the content of inorganic antibacterial agent in the master batch chip was 20% by weight. In the case of Comparative Example 6 where the weight % was exceeded, antibacterial properties were excellent, but workability and operability were very poor.
상기 실시예 및 실험예를 통하여, 본 발명의 항균 폴리에스테르 가연사가 제조공정상 조업성, 작업성이 우수하면서도, 우수한 항균성을 가짐을 확인할 수 있었다. 이러한, 본 발명의 항균 폴리에스테르 가연사는 항균성을 가지면서도 중금속으로 인한 인체에 악영향이 없는 기능성 의류용 원단, 마스크 소재 등으로 사용하기 적합함을 확인할 수 있었다.Through the above examples and experimental examples, it was confirmed that the antibacterial polyester false-twisted yarn of the present invention had excellent operability and workability during the manufacturing process, as well as excellent antibacterial properties. It was confirmed that the antibacterial polyester false-twisted yarn of the present invention is suitable for use as a functional clothing fabric, mask material, etc., while having antibacterial properties and having no adverse effects on the human body due to heavy metals.
Claims (9)
하기 (1) ~ (2) 조건을 만족하고, 티타늄 원소(Ti) 1,450 ~ 2,500 ppm를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 폴리에스테르계 가연사.
(1) 총 섬도 : 50 ~ 300 de
(2) 필라멘트 수 : 12 ~ 144 ea
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 5의 직쇄형 알킬렌기 또는 탄소수 3 ~ 5의 분쇄형 알킬렌기이며,
[화학식 2]
AgaNabHc(H3O)dZreHff(PO4)3·nH2O
상기 화학식 2에 있어서 a, b, c, d, e 및 f는 정수이며, 1.75<(e+f)<2.25 및 a+b+c+d+4(e+f)=9를 만족시키는 수이고, n은 2 이하이다.
Contains 230 to 380 ppm of chelate represented by Formula 1 below and 0.5 to 5.0% by weight of an inorganic antibacterial agent represented by Formula 2 below,
An antibacterial polyester false-twisted yarn that satisfies the following conditions (1) to (2) and further contains 1,450 to 2,500 ppm of titanium element (Ti).
(1) Total fineness: 50~300 de
(2) Number of filaments: 12 ~ 144 ea
[Formula 1]
In Formula 1, R 1 and R 2 are each independently a straight-chain alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 to 5 carbon atoms,
[Formula 2]
Ag a Na b H c (H 3 O) d Zr e Hf f (PO 4 ) 3 · n H 2 O
In Formula 2, a, b, c, d, e and f are integers, and are numbers that satisfy 1.75<(e+f)<2.25 and a+b+c+d+4(e+f)=9 and n is 2 or less.
The antibacterial polyester false-twisted yarn according to claim 1, characterized in that it contains 10 ppm or less of antimony (Sb) and cobalt (Co).
상기 용융 수지를 방사하여 미연신사(partial oriented yarn, POY)를 원사로서 제조하거나, 또는 상기 미연신사를 연신하여 연신사(Full draw yarn, FDY)를 제조하여 원사를 제조하는 2단계; 및
상기 원사를 가연 공정을 수행하여 티타늄 원소(Ti) 1,450 ~ 2,500 ppm를 포함하는 가연사(Draw textured yarn)를 제조하는 3단계;
를 포함하는 공정을 수행하여 제조하며,
1단계의 상기 폴리에스테르 칩은 에스테르 반응 생성물, 하기 화학식 1로 표시되는 킬레이트, 열안정제 및 소광제를 포함하는 조성물을 중합 반응시켜 제조한 폴리에스테르 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 폴리에스테르계 가연사의 제조방법.
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 5의 직쇄형 알킬렌기 또는 탄소수 3 ~ 5의 분쇄형 알킬렌기이며,
[화학식 2]
AgaNabHc(H3O)dZreHff(PO4)3·nH2O
상기 화학식 2에 있어서 a, b, c, d, e 및 f는 정수이며, 1.75<(e+f)<2.25 및 a+b+c+d+4(e+f)=9를 만족시키는 수이고, n은 2 이하이다.
A first step of preparing a molten resin by mixing and melting a master batch chip containing an inorganic antibacterial agent represented by Formula 2 below and a polyester chip containing a chelate represented by Formula 1 below;
Step 2 of manufacturing yarn by spinning the molten resin to produce partially oriented yarn (POY) as yarn, or by drawing the undrawn yarn to manufacture full draw yarn (FDY); and
Step 3 of producing draw textured yarn containing 1,450 to 2,500 ppm of titanium element (Ti) by performing a draw twisting process on the yarn;
It is manufactured by performing a process including,
The polyester chip of the first stage is an antibacterial polyester-based fuse, characterized in that it contains a polyester resin prepared by polymerizing a composition containing an ester reaction product, a chelate represented by the following formula (1), a heat stabilizer, and a matting agent. Yarn manufacturing method.
[Formula 1]
In Formula 1, R 1 and R 2 are each independently a straight-chain alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 to 5 carbon atoms,
[Formula 2]
Ag a Na b H c (H 3 O) d Zr e Hf f (PO 4 ) 3 · n H 2 O
In Formula 2, a, b, c, d, e and f are integers, and are numbers that satisfy 1.75<(e+f)<2.25 and a+b+c+d+4(e+f)=9 and n is 2 or less.
상기 킬레이트 250 ~ 480ppm 및 열안정제 60 ~ 370ppm를 포함하는 조성물을 중합 반응을 수행하여 제조한 폴리에스테르 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 폴리에스테르계 가연사의 제조방법.
The method of claim 4, wherein the polyester chip is
A method for producing an antibacterial polyester false-twisted yarn, comprising a polyester resin prepared by polymerizing a composition containing 250 to 480 ppm of the chelate and 60 to 370 ppm of the heat stabilizer.
상기 산 성분은 탄소수 6 ~ 14의 방향족 다가 카르복실산, 탄소수 2 ~ 14의 지방족 다가 카르복실산 및 설폰산 금속염 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 디올 성분은 에틸렌글리콜 및 하기 화학식 3으로 표현되는 디올 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 폴리에스테르계 가연사의 제조방법;
[화학식 3]
화학식 3에 있어서, R1은 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기이고, n은 1 ~ 20의 정수이다.
The method of claim 4, wherein the ester reaction product is prepared by esterifying the acid component and the diol component at a molar ratio of 1:1.0 to 2.0,
The acid component includes at least one selected from aromatic polyhydric carboxylic acids having 6 to 14 carbon atoms, aliphatic polyhydric carboxylic acids having 2 to 14 carbon atoms, and sulfonic acid metal salts,
A method for producing an antibacterial polyester-based false twist yarn, wherein the diol component includes at least one selected from ethylene glycol and a diol represented by the following formula (3);
[Formula 3]
In Formula 3, R 1 is a straight-chain alkylene group of C 1 to C 5 , and n is an integer of 1 to 20.
상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부텔렌테레프탈레이트(PBT) 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 폴리에스테르계 가연사의 제조방법.
The method of claim 4, wherein the master batch chip contains 5 to 20% by weight of an inorganic antibacterial agent and polyester resin as the remaining weight%,
A method for producing an antibacterial polyester-based false twist yarn, wherein the polyester resin includes at least one selected from polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), and polytrimethylene terephthalate.
The method of claim 4, wherein the molten resin includes the master batch chips and the polyester chips in a weight ratio of 1:9 to 19.
A knitted fabric comprising the antibacterial polyester false twist yarn of claim 1 or 2.
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