CN113874562A - 热粘合纤维用聚酯组合物、由此实现的热粘合复合纤维及无纺布 - Google Patents
热粘合纤维用聚酯组合物、由此实现的热粘合复合纤维及无纺布 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种热粘合纤维用聚酯组合物，更具体而言，涉及具有纺成纤维的优异的纺丝性和优异的热粘合性，使常温下的经时变化最小化，提高储存稳定性，并且可以在实现的产品中表现出优异的触感，具有优异的除臭性能和亲水性能的热粘合纤维用聚酯组合物、由此实现的热粘合复合纤维及无纺布。
Description
技术领域
本发明涉及一种热粘合纤维用聚酯组合物，更具体而言，涉及具有纺成纤维的优异的纺丝性、较宽温度范围内的热粘合性，即使在夏季储存条件下也使经时变化最小化，提高储存稳定性，可以在实现的产品中表现出优异的触感、除臭性能及吸湿性的热粘合纤维用聚酯组合物、由此实现的热粘合复合纤维及无纺布。
背景技术
通常，合成纤维由于熔点高而经常导致其用途受限。尤其在纤维等的粘合用途中，当用作芯子等或用作插入带子状的织物之间来进行加压粘合的粘合剂时，纤维织物自身有可能因加热而被劣化，并且存在只能使用高频缝纫机等的特殊设备的麻烦，因此期待不利用这些特殊设备而只通过普通的简单热压机也可以容易地粘合。
现有的低熔点聚酯纤维在作为床垫、汽车用内装材料或各种无纺布填料用途制造时，在所使用的共同纤维结构物中，为了粘合不同种类的纤维，广泛使用热熔(Hot Melt)型粘合剂纤维。
例如，在美国授权专利第4129675号中介绍了利用对苯二甲酸(terephthalicacid：TPA)和间苯二甲酸(isophthalic acid：IPA)共聚的低熔点聚酯，并且，在韩国授权专利第10-1216690号中公开了为改善粘合性而包含间苯二甲酸、二甘醇来实现的低熔点聚酯纤维。
然而，虽然上述现有的低熔点聚酯纤维可以具有一定水平以上的纺丝性及粘合性，但由于改性剂的刚性环形结构，在热粘合后会得到坚硬感的无纺布或织物结构体。
并且，随着朝向具有低熔点或低玻璃化转变温度的方向进行开发以表现粘合剂特性，实现的聚酯的耐热性差，即使在夏季超过40℃的储存条件下，也会明显发生经时变化，并且由于在储存中发生聚酯切片或纤维间的结合，因而存在储存稳定性显著降低的问题。
进而，使用现有的低熔点聚酯纤维制造的无纺布的问题在于，由于聚合物本身几乎没有亲水性，因此当用作卫生材料时，无法吸收体液。
因此对如下热粘合聚酯纤维的开发已迫在眉睫：不仅能够保持或改善现有的低熔点聚酯纤维所具有的纺丝性及粘合性，还能够在提供显著改善的触感、染色特性的同时，使常温下的经时变化最小化，提高储存稳定性，通过提高亲水性来可用于需要吸湿性的用途。
发明内容
技术问题
本发明是考虑到上述问题而提出的，本发明的目的在于提供如下的热粘合纤维用聚酯组合物、由此实现的热粘合复合纤维及无纺布：纺成纤维的纺丝性优异，在表现优异的热粘合性的同时，可以在被应用的物品中表现显著改善的触感和上染特性，进而使常温下的经时变化最小化，提高储存稳定性。
并且，本发明的另一目的在于提供如下的热粘合纤维用聚酯组合物、由此实现的热粘合复合纤维及无纺布：除臭性能提高，提高亲水性，从而可以将用途范围扩展到需要吸湿性的用途。
解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明提供一种热粘合纤维用聚酯组合物，该热粘合纤维用聚酯组合物包括：共聚聚酯，通过将包含对苯二甲酸的酸性成分和包含乙二醇、由下述化学式1表示的化合物及由下述化学式2表示的化合物的二醇成分反应而得到的酯化化合物缩聚而成；以及除臭剂。
[化学式1]
[化学式2]
根据本发明的实施例，在上述二醇成分中，由上述化学式1表示的化合物和由化学式2表示的化合物的含量总和可以为30摩尔％至45摩尔％。
并且，在上述二醇成分中，由化学式1表示的化合物的含量(摩尔％)可以大于由化学式2表示的化合物的含量(摩尔％)。
并且，上述二醇成分可以实质上不包含二甘醇。
并且，以酸性成分为基准，上述酸性成分还可以包含1摩尔％至10摩尔％的间苯二甲酸。
并且，在上述二醇成分中，可以包含1摩尔％至40摩尔％的由上述化学式1表示的化合物，包含1摩尔％至20摩尔％的由上述化学式2表示的化合物，优选地，在上述二醇成分中，可以包含20摩尔％至40摩尔％的由上述化学式1表示的化合物，包含1摩尔％至10摩尔％的由上述化学式2表示的化合物，更优选地，可以包含30摩尔％至40摩尔％的由上述化学式1表示的化合物，包含1摩尔％至6摩尔％的由上述化学式2表示的化合物。
并且，上述酸性成分还可以包含间苯二甲酸，在上述共聚聚酯中，上述间苯二甲酸、由上述化学式1表示的化合物、由化学式2表示的化合物的总含量可以为55摩尔％以下。
并且，基于聚酯组合物的总重量，上述热粘合纤维用聚酯组合物可以进一步包括1ppm至10ppm的含有蓝色和红色染料的补色剂。
并且，上述除臭剂可以是掺杂有过渡金属的光催化氧化物，基于聚酯组合物的总重量，上述除臭剂的含量可以为0.3重量％至5.0重量％。
并且，基于上述共聚聚酯的总重量，上述热粘合纤维用聚酯组合物可以进一步包括以钛元素量为基准5ppm至40ppm的钛系聚合催化剂。
基于上述共聚聚酯的总重量，上述热粘合纤维用聚酯组合物可以进一步包括以磷元素量为基准10ppm至30ppm的磷系热稳定剂。
并且，上述组合物可以没有熔点，表现出软化行为，玻璃化转变温度可以为60℃至75℃，优选地，玻璃化转变温度可以为65℃至72℃。
并且，上述组合物的特性粘度可以为0.500dl/g至0.800dl/g。
并且，本发明提供一种聚酯切片，该聚酯切片包含根据本发明的热粘合纤维用聚酯组合物。
并且，本发明提供一种热粘合复合纤维，该热粘合复合纤维包括：芯部；及鞘部，包围上述芯部，且包括根据本发明的热粘合纤维用聚酯组合物。
并且，本发明提供一种无纺布，该无纺布单独包含根据本发明的热粘合复合纤维，或者包含上述热粘合复合纤维和聚酯系纤维，并成形为预定形状。
根据本发明的一实施例，上述无纺布可以为选自由各种卫生用品、汽车用床垫、建筑用内装材料、床上用品材料、服装用保温材料以及农业用绝热材料组成的组中的一种。
发明的效果
根据本发明，可以在表现出纺成纤维的优异的纺丝性和优异的热粘合性的同时，还在被应用的物品中表现出显著改善的触感和染色性。并且，可使常温下的经时变化最小化，提高储存稳定性。进而，可以在将聚酯组合物制备为切片时显著减少干燥时间，从而显著缩短制备时间。因此，利用其来实现的物品也可以在夏季之类的储存条件(例如40℃以上)下也可使经时变化最小化，储存稳定性优异，从而可以防止物品的初始形状的变形或在使用中的变形。并且，由于除臭性能和亲水性能优异，因而可广泛用于各种卫生用品。
附图说明
图1为本发明一实施例的复合纤维的剖视图。
具体实施方式
实施本发明的最佳方式
以下，详细说明本发明的实施例，以便于本发明所属技术领域的普通技术人员容易实施。本发明可实现为多种不同形态，而不限于在此说明的实施例。
根据本发明的热粘合纤维用聚酯组合物包括：共聚聚酯，通过将包含对苯二甲酸的酸性成分和包含乙二醇、由下述化学式1表示的化合物及由下述化学式2表示的化合物的二醇成分反应而得到的酯化化合物缩聚而成；及除臭剂。
[化学式1]
[化学式2]
首先，上述酸性成分包含对苯二甲酸，此外还可以包含除对苯二甲酸之外的碳原子数为6至14的芳香族多元羧酸，或者碳原子数为2至14的脂肪族多元羧酸和/或磺酸金属盐。
上述碳原子数为6至14的芳香族多元羧酸只要是能够用于制备聚酯的公知的酸性成分，就可以不受限制地使用，优选地，可以为选自由对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸及间苯二甲酸二甲酯组成的组中的一种以上，更优选地，从与对苯二甲酸的反应稳定性、操作简便性及经济方面考虑，可以为间苯二甲酸。
并且，碳原子数为2至14的脂肪族多元羧酸只要是能够用于制备聚酯的公知酸性成分，就可以不受限制地使用，而作为对此的非限制性实例，可以为选自由草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、柠檬酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、壬酸、癸酸、十二烷酸及十六烷酸组成的组中的一种以上。
并且，上述磺酸金属盐可以为3，5-二苯甲氧基苯磺酸钠。
另一方面，除对苯二甲酸外，作为上述酸性成分可包含的其他成分可能降低聚酯组合物的耐热性，因此优选不包含其他酸性成分。但是，若从与对苯二甲酸的反应稳定性、操作简便性及经济方面等考虑还包含其他种类的酸性成分，则优选包含间苯二甲酸，在此情况下，优选地，以酸性成分为基准，包含1摩尔％至10摩尔％的间苯二甲酸。若以酸性成分为基准，包含小于1摩尔％的间苯二甲酸，则可能难以表现出预期的更低温度下的高热粘合特性，若包含大于10摩尔％的间苯二甲酸，则实现的物品坚硬，显著降低柔软触感，而且玻璃化转变温度过低，会带来降低耐热性的问题。并且，随着在共聚聚酯中，后述的由化学式1表示的化合物、由化学式2表示的化合物及间苯二甲酸的总含量过度增加，反而起到可形成结晶的主成分的作用，因而可能难以实现本发明的目的，例如显著降低预期温度下的热粘合特性等。
其次，上述二醇成分包含乙二醇、由下述化学式1表示的化合物及由化学式2表示的化合物。
[化学式1]
[化学式2]
首先，由上述化学式1表示的化合物可以通过降低制备的聚酯组合物的结晶化度、玻璃化转变温度来表现出优异的热粘合性能。并且，在制成纤维状后，在染色工序中能够在常压条件下进行染色，从而可以使染色工序更为容易，由于具有优异的上染特性，因而可以提高洗涤牢度，并提高无纺布等成形物的触感。优选地，上述二醇成分中可以包含13摩尔％至40摩尔％的由上述化学式1表示的化合物，更优选地，可以包含20摩尔％至40摩尔％的由上述化学式1表示的化合物，进一步优选地，可以包含30摩尔％至40摩尔％的由上述化学式1表示的化合物。若以二醇成分为基准，包含小于13摩尔％的由化学式1表示的化合物，则虽然纺丝性优异，但有热粘温度升高，或者热粘合特性降低，并且使用用途受限的可能性。并且，若由化学式1表示的化合物的含量大于40摩尔％，则因纺丝性差而可能发生难以商用化的问题，而且，反而会因结晶性增加而可能降低热粘合特性。
另一方面，优选地，可以包含20摩尔％以上的由化学式1表示的化合物，由此可以与后述的由化学式2表示的化合物一起进一步提高聚酯组合物在低温下的热粘合特性，具有能够在将聚酯组合物切片化时显著缩短干燥时间的优点。
由上述化学式2表示的化合物在与由上述化学式1表示的化合物一同进一步提高制备的聚酯组合物的热粘合特性的同时，防止由化学式1表示的化合物的玻璃化转变温度的显著降低，即使在40℃以上的储存温度中也能够使经时变化最小化，且提高储存稳定性。关于热粘合性，利用通过混合使用由化学式2表示的化合物与由化学式1表示的化合物来实现的聚酯组合物的热粘合纤维可以表现出适当的收缩特性，通过这种特性表现，可以在热粘合时进一步增加粘合力，从而可以表现出进一步上升的热粘合特性。
优选地，上述二醇成分中可以包含1摩尔％至20摩尔％的由上述化学式2表示的化合物，更优选地，可以包含1摩尔％至10摩尔％的由上述化学式2表示的化合物，进一步优选地，可以包含1摩尔％至6摩尔％的由上述化学式2表示的化合物。
若以二醇成分为基准，包含小于1摩尔％的由化学式2表示的化合物，则难以实现所预期的耐热性的提高，因此储存稳定性差，经时变化可能很大。并且，若因与由上述化学式1表示的化合物一起使用而所包含的由化学式2表示的化合物的含量大于20摩尔％，则因纺丝性差而可能发生难以商用化的问题，并且，根据不同情况，在进一步包含间苯二甲酸的情况下，由于结晶性已充分降低，因此没有进一步的效果，当追加的间苯二甲酸的含量增加时，结晶性反而增加，因此可能无法实现本发明的目的，例如，在预期温度下显著降低优异的热粘合特性等。并且，当实现为纤维状等时，表现出显著大的收缩性，从而加工困难。
根据本发明的一优选实施例，优选地，上述二醇成分中包含的由上述化学式1表示的化合物和由化学式2表示的化合物的总含量可以为30摩尔％至45摩尔％，更优选为33摩尔％至41摩尔％。若总含量小于30摩尔％，则共聚聚酯的结晶性增加，表现出高熔点，或者难以在低温下实现软化点，因此能够显著上升热粘合的温度，从而可能无法在低温下表现出优异的热粘合特性。并且，若由化学式2表示的化合物的含量大于45摩尔％，则可能显著降低聚合性和纺丝性，所制备的共聚聚酯的结晶性反而增加，因此难以在预期的温度下表现高热粘合特性。
此时，上述二醇成分中包含的由上述化学式1表示的化合物的含量(摩尔％)可以大于由化学式2表示的化合物的含量。若所包含的由化学式1表示的化合物的含量小于或等于由化学式2表示的化合物的含量，则难以表现预期的热粘合特性，由于只能在高温下热粘合，因此使待开发产品的用途受到限制。并且，还会由于表现出过度的收缩特性而可能难以加工成待开发产品。进而，可能存在难以用于所预期的用途的问题。
另一方面，除由上述化学式1表示的化合物、由化学式2表示的化合物及乙二醇之外，上述二醇成分还可以包括其他种类的二醇成分。
上述其他种类的二醇成分可以为用于制备聚酯的公知的二醇成分，在本发明中对此没有特别限定，但其非限制性实例可以为碳原子数为2至14的脂肪族二醇成分，具体地，可以为选自由1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、丙二醇、三甲基二醇、四亚甲基二醇、五甲基二醇、六亚甲基二醇、七亚甲基二醇、八亚甲基二醇、九亚甲基二醇、十亚甲基二醇、十一亚甲基二醇、十二亚甲基二醇及十三亚甲基二醇组成的组中的一种以上。然而，为了兼具所需水平的热粘合特性和耐热性，优选不包含除了由化学式1表示的化合物、由下述化学式2表示的化合物及乙二醇之外的其他种类的二醇成分，尤其，为了获得共聚聚酯而使用的二醇成分中可以实质上不包含二甘醇。若二醇成分包含二甘醇，则引起玻璃化转变温度的急剧下降，因此即使包含由化学式2表示的化合物也有可能无法实现所需水平的耐热性。此时，上述二醇成分实质上不包含二甘醇或不包含二甘醇是指在制备共聚聚酯时不刻意地投入二甘醇，而不是指不包含在酸性成分和二醇成分的酯化反应、聚合/缩聚反应中自然生成的二甘醇。另一方面，根据本发明的一实施例，聚酯组合物中包含的自然生成的二甘醇的含量可以小于整个组合物的3重量％。若自然生成的二甘醇的含量超过适当水平，则在纺成纤维时增加保压压力，并且频繁引发断丝，因而存在显著降低纺丝性的问题。
上述酸性成分和二醇成分可以利用聚酯合成领域公知的合成条件经过酯化反应和聚合/缩合来制备成共聚聚酯。此时，酸性成分和二醇成分能够以1∶1.1至2.0的摩尔比投入来进行反应，但不限于此。
另一方面，上述酸性成分和二醇成分能够以如上所述的适当摩尔比一次性混合后，经过酯化反应和聚合/缩聚来制备成共聚聚酯，或者在酸性成分与二醇成分中的乙二醇和由化学式1表示的化合物之间的酯化反应中投入由化学式2表示的化合物，经过酯化反应和聚合/缩聚来制备共聚聚酯，在本发明中，对此没有特别的限定。
在上述酯化反应中还可以包含催化剂。上述催化剂可以为在制备聚酯时通常使用的催化剂，优选地，可以为钛系聚合催化剂，更具体地，可以为由下述化学式3表示的钛系聚合催化剂。
[化学式3]
由上述化学式3表示的钛系聚合催化剂在水分子的存在下也稳定，因此即使在副产大量水的酯化反应之前加入钛系聚合催化剂也不会失活，从而可以在比以往更缩短的时间内进行酯化反应和缩聚反应，由此能够抑制由于黄变引起的着色。基于所获得的共聚聚酯的总重量，上述催化剂的含量可以以钛原子换算为5ppm至40ppm，由此共聚聚酯的热稳定性或色调变得更好，因此优选。若上述催化剂的含量以钛原子换算小于5ppm，则可能难以适当地促进酯化反应，若上述催化剂的含量以钛原子换算大于40ppm，则反应性得到促进，但可能存在发生着色的问题。
并且，优选地，上述酯化反应可以在200℃至270℃的温度及1100托(Torr)至1350托的压力下进行。若不满足上述条件，则可能存在酯化反应时间延长，或者因反应性降低而无法形成适合于缩聚反应的酯化化合物的问题。
并且，上述缩聚反应可以在250℃至300℃的温度及0.3托至1.0托的压力下实现，若不满足上述条件，则可能存在反应时间延迟、聚合度降低、引发热分解等问题。
另一方面，在缩聚反应时还可包括热稳定剂。上述热稳定剂是为了防止因高温热分解而变色的，可以使用磷系化合物。作为上述磷系化合物的一例，优选使用磷酸、一甲基磷酸、三甲基磷酸、三乙基磷酸等磷酸类及其衍生物，其中三甲基膦酸或三乙基磷酸的效果优异，因此更优选。优选地，基于最终所得共聚聚酯的总重量，上述磷系化合物的使用量可以以磷原子换算为10ppm至30ppm。若磷系热稳定剂的使用量小于10ppm，则难以防止高温热分解，因此会导致共聚聚酯变色，若磷系热稳定剂的使用量大于30ppm，在制造成本方面不利，在缩聚反应时，可能存在由于热稳定剂抑制催化活性而发生反应延迟现象的问题。
根据本发明的热粘合聚酯组合物包括在上述共聚酯的缩聚反应时或在获得共聚聚酯之后提供的除臭剂。上述除臭剂具有分解、减少或去除如甲醛、氨、三甲胺等VOC物质之类的有害气体的功能，在用于纤维的公知除臭剂的情况下，可以不受限制地使用。但是，为了提高纤维的亲水性，更容易活化，优选可以为哑光催化剂，具体而言，可以为掺杂有过渡金属的光催化氧化物。哑光催化剂是指即使在没有光的情况下也能通过吸收水分起到催化作用的催化剂。对上述过渡金属没有特别限制，但考虑到反应性，优选使用选自由Zn、Mn、Fe、Cu、Ni、Co、Cr、V、Zr、Mo、Ag、W、Pt及Au组成的组中的两种或更多种。另外，上述光催化氧化物的实例可以包括TiO2、SrTiO3、ZrO、SnO2、WO3、Bi2O3、Fe2O3等，特别优选为TiO2，更优选含有锐钛矿型TiO2，进一步优选为掺杂有过渡金属(铁和银)的锐钛矿型TiO2光催化氧化物。
基于热粘合聚酯组合物的总重量，上述除臭剂的含量可以为0.3重量％至5.0重量％，更优选地，可以为0.3重量％至2.5重量％，进一步优选地，可以为0.3重量％至1.2重量％。若上述除臭剂的含量小于0.3重量％，则难以增加所需水平的除臭性能和亲水性，若上述除臭剂的含量大于5.0重量％，则单线强度降低，且可能由于断线而导致纺丝操作性恶化。并且，即使是未断线就纺丝的原丝，也在储存中或作为产品使用后由于通过水分或暴露的光(例如，紫外线)活化的哑光催化剂的催化反应而产生有害气体，还会影响作为纤维形成成分的共聚聚酯，从而可能更显著降低原丝的强度。
另外，上述热粘合聚酯组合物还可包括补色剂，上述补色剂是用于使在纺成纤维后进行的染色工序中上染的染料的颜色更浓更好的色调工序，可以添加在纤维领域中公知的补色剂，作为其非限制性实例，可以列举用于原液染色的染料、颜料、还原染料、分散染料、有机颜料等。然而，优选地，可以使用蓝色和红色染料的混合物。这是因为通常用作补色剂的钴化合物由于对人体有害而不优选，与此相反，蓝色和红色染料混合物的补色剂对人体无害，因此优选。此外，当使用蓝色和红色染料的混合物时，优点在于可以精细地控制色调。上述蓝色染料可以包括例如溶剂蓝104、溶剂蓝122和溶剂蓝45等，上述红色染料可以包括例如溶剂红111、溶剂红179和溶剂红195等。此外，上述蓝色染料和红色染料可以1：1.0至3.0的重量比混合，从而有利于在预期的精细色调控制方面表现出显着的效果。
基于聚酯组合物的总重量，上述补色剂的含量可以为1ppm至10ppm，若上述补色剂的含量小于1ppm，则可能难以实现预期水平的补色特性，若上述补色剂的含量大于10ppm，则L值降低，因此可能存在透明度降低并显示暗色的问题。
通过上述方法制备的根据本发明的聚酯组合物的固有粘度可以为0.5dl/g至0.8dl/g。若固有粘度小于0.5dl/g，则断面形成可能存在问题，若固有粘度大于0.8dl/g，则因保压(pack)压力过高而可能导致纺丝性问题。
并且，上述聚酯组合物具有无熔点、显示出软化行为的热特性，优选地，软化点可以为90℃至110℃，由此可以更有利于实现本发明的目的。
并且，上述聚酯组合物的玻璃化转变温度可以为60℃～75℃。若玻璃化转变温度低于60℃，则使通过聚酯组合物实现的聚酯切片、纤维或由此实现的物品在如夏季之类的环境，例如，超过40℃的温度条件下的经时变化大，切片或纤维之间发生粘合而可能显著降低储存稳定性。并且，在发生切片间结合的情况下，还会引起纺丝不良。进而，在实现为纤维等后由于过度表现出收缩特性，反而可能降低热粘合特性。同时，由于在形成切片后的干燥工序、纺成纤维后的后加工工序等所需的热处理的局限性，可能存在工序所需时间长期化或无法顺利进行相关工序的问题。
并且，若玻璃化转变温度大于75℃，则可能导致热粘合特性显著降低，随着热粘合工序的执行温度限制在高温，可能限制其用途的发展。
上述本发明一实施例的聚酯组合物可以实现为聚酯切片，上述聚酯切片的制备方法、切片的规格可以根据本技术领域公知的制备方法和规格，因此在本发明中将省略其具体说明。
并且，如图1所示，本发明提供一种热粘合复合纤维10，包含：芯部11；以及鞘部12，包围上述芯部11，包含本发明的热粘合纤维用聚酯组合物。
作为上述芯部，只要是可纺成纤维的聚合物，就可以不受限制地使用，例如，可以是具有比鞘部的耐热性及机械性强度更大的耐热性及机械性强度的公知的聚酯系成分，作为一例，可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯等，但不限于此。
例如，上述芯部与鞘部能够以8∶2至2∶8的重量比复合纺丝而成，但不限于此，可以根据目的适当调节比例来纺丝。
至于上述复合纤维的纺丝条件、纺丝装置以及对纺丝后的复合纤维的冷却、拉伸等的工序，可以通过本技术领域公知的条件、装置及工序，或者适当改变这些来进行，在本发明中对此没有特别的限定。
作为一例，上述复合纤维能够以270℃至290℃的纺丝温度进行纺丝，纺丝后可以拉伸2.5倍至4.0倍。并且，复合纤维的纤度可以为1旦尼尔至15旦尼尔，纤维长度例如可以为1mm至100mm。
另一方面，与图1不同地，根据本发明的一实施例的热粘合聚酯组合物可单独纺成，从而实现单独的热粘合纤维。
并且，本发明包括包含上述热粘合复合纤维或热粘合单独纤维来形成的无纺布。
上述无纺布可单独由如热粘合复合纤维或热粘合单独纤维等的热粘合纤维形成，或在上述热粘合纤维中一起混合作为支撑纤维的聚酯系纤维来实现。例如，上述热粘合纤维和聚酯系纤维可以是短纤维，各个短纤维混纤及开纤后，可以经热处理制备成无纺布。
根据本发明的一实施例，上述热粘合纤维及聚酯系纤维能够以3∶7至1∶9的比例混合，但不限于此，可以考虑用途等来适当变更。
并且，上述热处理温度可以为100℃至180℃，优选地，可以为120℃至180℃，由此可以表现出更加提高的粘合特性。
并且，作为一例，上述多孔性结构体可以为选自由各种卫生用品、汽车用床垫、建筑用内装材料、床上用品材料、服装用保温材料及农业用绝热材料组成的组中的一种，但不限于此。
实施本发明的方式
通过下述实施例来更加具体地说明本发明，但下述实施例并非用来限制本发明，而应解释为用于帮助理解本发明。
<实施例1>
投入38摩尔％的由下述化学式1表示的化合物和3摩尔％的由下述化学式2表示的化合物作为二醇成分，投入59摩尔％的乙二醇作为剩余二醇成分，投入100摩尔％的对苯二甲酸作为酸性成分，在250℃的温度、1140托的压力下，使上述酸性成分与二醇成分以1∶1.5的比例进行酯化反应而获得酯反应物，其反应率为97.5％。将形成的酯反应物移送到缩聚反应器中，以将获得的共聚聚酯的总重量为基准投入15ppm(基于钛元素)的由下述化学式3表示的钛系化合物作为缩聚催化剂，投入25ppm(基于磷元素)的磷酸三乙酯作为热稳定剂，慢慢降压至使最终压力达到0.5托的同时，升温至285℃进行缩聚反应来形成共聚聚酯，然后以将制备的聚酯组合物的总重量为基准还包含1重量％的掺杂有过渡金属(铁和银)的锐钛矿型TiO2光催化氧化物，从而获得热粘合纤维用聚酯组合物。
之后，通过常规方法将上述聚酯组合物制备成宽度、长度和高度分别为2mm×4mm×3mm的聚酯切片。
然后，为了制备以上述聚酯组合物作为鞘部，以固有粘度为0.65dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为芯部的芯鞘型复合纤维，将由上述聚酯组合物实现的聚酯切片与聚对苯二甲酸乙二醇酯切片分别投入料斗后进行熔融，分别投入芯鞘型喷丝头后，在275℃的温度下，以1000mpm的纺丝速度进行复合纺丝，使得芯部与鞘部的重量比成为5∶5，然后拉伸3.0倍来制备出如下述表1所示的纤维长度为51mm，纤度为4.0de的芯鞘型热粘合复合纤维。
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
<实施例2至实施例14>
以与实施例1相同的方法制备，但如下述表1、表2或表3所示，变更用于制备共聚聚酯的单体的组成比来制备出如下述表1、表2或表3所示的聚酯切片及利用其的芯鞘型复合纤维。
<比较例1至比较例4>
除了如下述表2所示改变用于制备共聚聚酯的单体的组成之外，其余以与实施例1相同的方式制备，从而制备出如下述表2所示的聚酯切片及利用其的芯鞘型复合纤维。
<实验例1>
对根据实施例及比较例制备的聚酯切片，或者芯鞘型热粘合复合纤维的下述物理性能进行评价的结果如下述表1至表3所示。
1.固有粘度
以邻氯苯酚(Ortho-Chloro Phenol)作为溶剂，在110℃、2.0g/25ml的浓度下对聚酯切片进行30分钟的熔融后，在25℃下保持恒温30分钟，并利用连接有佳能(CANON)粘度计的自动粘度检测装置进行分析。
2.玻璃化转变温度、熔点
利用差示扫描量热仪检测玻璃化转变温度及熔点，以20℃/分钟的升温速度作为分析条件。
3.聚酯切片干燥时间
将制备的聚酯组合物切片(chip)化后，在真空干燥器中，以55℃、间隔4小时的条件检测水分率，检测结果将测定的水分率为100ppm以下时的时间表示为干燥时间。
4.短纤维储存稳定性
将制备的500g的芯鞘型复合纤维在温度为40℃、相对湿度为45％的腔室内，施加2kgf/cm2的压力，放置3天，之后请10名专家通过肉眼观察纤维之间的熔敷状态，其结果，以未发生熔敷的情况为10分，全部发生熔敷的情况为0分的基准，以0分至10分进行评价后，计算平均值。其结果，若平均值为9.0以上，则表示为非常优异(◎)，若平均值为7.0以上且小于9.0，则表示为优异(○)，若平均值为5.0以上且小于7.0，则表示为普通(△)，若平均值小于5.0，则表示为差(×)。
5.纺丝操作性
对于实施例及比较例以相同含量纺丝的芯鞘型复合纤维，纺丝操作性通过液滴检测器对纺丝加工中的液滴(是指通过喷丝头的纤维束的一部分熔敷，或者在断丝之后纤维束不规则地熔敷而成的块)发生数量进行计数，基于实施例1中的液滴发生数量为100，将其余实施例及比较例中发生的液滴数量以相对百分比来表示。
6.上染率评价
对于以芯鞘型复合纤维的重量为基准包含2重量％的蓝色(blue)染料的染液，以1∶50的浴比，在90℃的温度下进行60分钟的染色工序后，利用日本仓敷纺织(KURABO)株式会社的测色系统，测定染色的复合纤维在可视区域(360nm至740nm，间隔为10nm)的分光反射率后，计算作为根据CIE 1976规格的上染量指标的Total K/S值，从而评价染料的染色收率。
7.粘合强度
以5∶5的比例对制备的芯鞘型复合纤维与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)短纤维(纤维长度为51mm，纤度为4.0de)进行混纤及开纤后，在120℃、140℃及160℃的温度条件下进行热处理来实现克重为35g/m2的热熔无纺布，实现宽度、长度和高度分别为100mm×20mm×10mm的样品后，利用万能试验机(UTM，universal testing machine)，依据KS M ISO 36方法测定粘合强度。
另一方面，若热处理时因过度的收缩而使形态变形，则未评价粘合强度，而评价为“形态变形”。
8.柔软触感
为了评价粘合强度，对于在140℃的温度条件下进行热处理来制备的无纺布，由10名同行业专家组成的组进行感官检查，评价结果以如下方式区分：若8名以上判断为柔软，则表示为优异(◎)，若6名至7名判断为柔软，则表示为良好(○)，若4名至5名判断为柔然，则表示为普通(△)，若小于4名判断为柔软，则表示为不良(×)。
表1
表2
表3
如表1至表3所示，可以确认比较例中干燥时间显著延长(比较例1至比较例3)或纺丝操作性明显差(比较例2、比较例3)，或短纤维储存稳定性非常差(比较例2，比较例3)，或在不同温度的粘合强度评价中表现为形态变形(比较例4)，从而可以确认这些比较例无法同时满足所有物理性能，但可以确认多个实施例以优异的水平表现出所有物理性能。
另一方面，在实施例中，与其他实施例相比，包含由化学式2表示的化合物的含量比由化学式1表示的化合物的含量更多的实施例15在不同温度的粘合强度评价中表现出形态变形，因此可以确认不适于实现预期的物理性能。
<实施例15至实施例18>
除了如下述表4所示改变除臭剂的含量之外，其余以与实施例1相同的方式制备芯鞘型复合纤维。
<比较例5>
除了未投入除臭剂之外，其余以与实施例1相同的方式制备如表4所示的芯鞘型复合纤维。
<实验例2>
利用根据实施例1、实施例15至实施例18、比较例1及比较例5的芯鞘型复合纤维进行下述物理性能评价，其结果示于表4中。
1.纺丝操作性
以与实验例1相同的方法评价纺丝操作性。
2.对于水分和光的储存稳定性
通过在130℃下热处理芯鞘型复合纤维来制备无纺布。将所制备的无纺布切成预定尺寸，按每个实施例和比较例制备两个样品，然后将一个准备的样品(样品1)放入预先准备好的配备有UV灯的恒温恒湿室中，在25℃温度和50％RH相对湿度下，以300mJ/cm2强度照射紫外线30天。通过分别测定在恒温恒湿室中储存30天的样品的拉伸强度和未放入恒温恒湿室中的剩余的一个样品(样品2，未处理样品)的拉伸强度，且通过下式导出对于水分和光的储存稳定性，所得的值越高，可以评价为由于外部水分或紫外线等光导致的机械强度降低越大。此时，在将样品1放入恒温恒湿室后开始评价时测定上述样品2的拉伸强度。
[式]
机械强度降低率(％)＝[(样品2的拉伸强度(N)-样品1的拉伸强度(N))/样品2的拉伸强度(N)]×100
3.气体减少率
将芯鞘型复合纤维在130℃下热处理制成无纺布后，将其切成10cm×10cm，制成样品。将制备的样品置于3L的Tedlar袋中，注入对象气体和清洁空气并密封，经过120分钟后，用Gastec检测管法测定各浓度，按下述计算式计算气体减少率。
[计算式1]
减少率(％)＝[(Cb-Ca)/Cb]×100
此时，在上述计算式1中，Cb是指空白试验浓度,Ca是指样品浓度。
4.吸水性
对于吸水性，使用Byreck法。将为了评价气体减少率制备的无纺布切成2.5cm×20cm以制备样品，然后使该样品的下部浸入水槽中，测定因毛细管现象而被样品吸收的高度10分钟。
表4
参照表4可以确认，与比较例5相比，包含除臭剂的实施例有利于同时满足气体减少率、纺丝操作性、亲水性及对于光/水分的存储稳定性。
并且，可以确认在不包含化学式2的化合物的比较例1的情况下，即使包含除臭剂，也与包含相同含量的除臭剂的实施例1相比在吸水性、纺丝操作性及对于光/水分的存储稳定性方面更差。
如上对本发明的实施例进行说明，但本发明的主旨并不限于本发明中的实施例，本领域的技术人员在相同主旨范围内，可通过对构成要件的附加、修改、删除、增加等容易地提出其它实施例，而这些属于本发明的主旨范围。
Claims (13)
1.一种热粘合纤维用聚酯组合物，其特征在于，包括：
共聚聚酯，通过将包含对苯二甲酸的酸性成分和包含乙二醇、由下述化学式1表示的化合物及由下述化学式2表示的化合物的二醇成分反应而得到的酯化化合物缩聚而成；以及
除臭剂：
[化学式1]
[化学式2]
2.权利要求1所述的热粘合纤维用聚酯组合物，其特征在于，
上述二醇成分不包括二甘醇。
3.权利要求1所述的热粘合纤维用聚酯组合物，其特征在于，由上述化学式1表示的化合物和由化学式2表示的化合物的总含量为上述二醇成分的30摩尔％至45摩尔％。
4.权利要求1所述的热粘合纤维用聚酯组合物，其特征在于，以酸性成分为基准，上述酸性成分还包括1摩尔％至10摩尔％的间苯二甲酸。
5.权利要求1所述的热粘合纤维用聚酯组合物，其特征在于，基于聚酯组合物的总重量，进一步包括1ppm至10ppm的含有蓝色和红色染料的补色剂。
6.权利要求1所述的热粘合纤维用聚酯组合物，其特征在于，
在上述二醇成分中，以二醇成分为基准，包括20摩尔％至40摩尔％的由上述化学式1表示的化合物，并且，以二醇成分为基准，包括1摩尔％至10摩尔％的由上述化学式2表示的化合物。
7.权利要求1所述的热粘合纤维用聚酯组合物，其特征在于，
上述除臭剂是掺杂有过渡金属的光催化氧化物，
基于聚酯组合物的总重量，上述除臭剂的含量为0.3重量％至5.0重量％。
8.权利要求1所述的热粘合纤维用聚酯组合物，其特征在于，
基于上述共聚聚酯的总重量，进一步包括以钛元素量为基准5ppm至40ppm的钛系聚合催化剂。
9.权利要求1所述的热粘合纤维用聚酯组合物，其特征在于，
基于上述共聚聚酯的总重量，进一步包括以磷元素量为基准10ppm至30ppm的磷系热稳定剂。
10.权利要求1所述的热粘合纤维用聚酯组合物，其特征在于，没有熔点，表现出软化行为，玻璃化转变温度为60℃至75℃。
11.一种聚酯切片，其特征在于，包括权利要求1所述的热粘合纤维用聚酯组合物。
12.一种热粘合复合纤维，其特征在于，包括：
芯部；及
鞘部，包围上述芯部，且包括权利要求1所述的热粘合纤维用聚酯组合物。
13.一种无纺布，其特征在于，包括权利要求12所述的热粘合复合纤维并成型为预定形状。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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