CN114555874A - 热粘合性纤维及包含其的汽车内外饰材料用纤维集合体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热粘合性纤维，更详细地涉及触感、吸音率、粘合强度、阻燃性及加工性非常突出，具有优秀的耐热性，将经时变化最小化，明显降低VOCs的释放，尤其适合实现密闭环境的汽车的热粘合性纤维及包含其的汽车内外饰材料用纤维集合体。

Description

热粘合性纤维及包含其的汽车内外饰材料用纤维集合体
技术领域
本发明涉及热粘合性纤维，更详细地涉及触感、吸音率、粘合强度、阻燃性及加工性非常突出，具有优秀的耐热性，将经时变化最小化，明显降低VOCs的释放，尤其适合实现密闭环境的汽车的热粘合性纤维及包含其的汽车内外饰材料用纤维集合体。
背景技术
通常，合成纤维的熔点高，用途受限的情况不少。尤其，当在纤维等的粘合用途中以芯等用途或插入于带上的织物之间加压粘合的粘合剂使用时，纤维织物本身有可能因加热而劣化，存在必须使用高频缝纫机之类的特殊设备的麻烦，因而期待在不利用这种特殊设备的情况下，通过通常的简单热压机容易粘合。
以往的低熔点聚酯纤维在以床垫、汽车用内饰材料或各种无纺布衬垫用途制备时使用的相互纤维结构物中作为粘合异种的纤维的目的广泛使用热熔(Hot Melt)型粘结纤维。
例如，在美国授权专利第4129675号中介绍利用对苯二甲酸(TPA，terephthalicacid)和间苯二甲酸(IPA，isophthalic acid)共聚合的低熔点聚酯，并且，在韩国授权专利第10-1216690号中公开包含用于改善粘合性的间苯二甲酸、二甘醇实现的低熔点聚酯纤维。
但是，如上所述的以往的低熔点聚酯纤维可具有规定水平以上的纺丝性及粘合性，但因刚性改性剂的环结构而存在热粘合之后得到感觉硬的无纺布或织物结构体的问题。
并且，随着为了表达粘结特性而向具有低熔点或低玻璃化转变温度的方向开发，实现的聚酯的耐热性变差，在夏季大于40℃的储存条件下也明显发生经时变化，在储存过程中聚酯纤维之间相结合，存在储存稳定性同样明显降低的问题。尤其，夏季停在室外的汽车室内温度可上升到60℃以上，在这种条件下，当使用耐热性变差的聚酯纤维时，实现的内饰材料的经时变化同样有可能成为问题。同时，汽车的外饰材料同样在持续露在引擎室附近的高温或夏季高温的室外温度中时，外饰材料的经时变化等之类的耐热性问题在该用途中非常敏感。
另一方面，汽车通常以与外部密闭的状态行驶，尤其，最近受微尘等的影响，处于以更密闭的状态的行驶增加的趋势。由此汽车室内空间的空气质量重要，当前，在装载于室内空间的内饰材料中报告有挥发性有机化合物(VOCs)的释放问题，因释放的挥发性有机化合物而有害于乘客健康的问题突出。
因此，当前，急需开发触感、吸音率、粘合强度、阻燃性及加工性得到改善，将经时变化最小化，明显降低VOCs的释放的汽车内饰材料。
发明内容
技术问题
本发明是考虑如上所述的问题而想出的，其目的在于，提供触感、吸音率、阻燃性、粘合强度及加工性非常突出，具有优秀的耐热性，将经时变化最小化，明显降低VOCs的释放，尤其适合实现密闭环境的汽车，因优秀的耐热性而在形成高温环境的汽车引擎室周围中可应用为辅料的热粘合性纤维及包含其的汽车内外饰材料用纤维集合体。
技术方案
为了解决上述的问题，本发明提供热粘合性纤维，其包含：芯部，包含聚酯类成分及磷类阻燃剂；以及鞘部，包含由包含对苯二甲酸的酸成分及乙二醇和包含由以下化学式1表示的化合物及由化学式2表示的化合物的二醇成分进行反应的酯化化合物缩聚而成的共聚酯，上述鞘部包围上述芯部。
化学式1
Figure BDA0003584003510000031
化学式2
Figure BDA0003584003510000032
根据本发明的一实施例，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摩尔百分比～45摩尔百分比。
并且，在上述二醇成分中，由化学式1表示的化合物的含量(摩尔百分比)可大于由化学式2表示的化合物的含量(摩尔百分比)。
并且，上述二醇成分可不包含二甘醇。
并且，以酸成分为基准，上述酸成分还能够以1摩尔百分比～10摩尔百分比包含间苯二甲酸。
并且，在上述二醇成分中，由上述化学式1表示的化合物的含量可以为1摩尔百分比～40摩尔百分比，由上述化学式2表示的化合物的含量可以为0.8摩尔百分比～20摩尔百分比，更优选地，在上述二醇成分中，由上述化学式1表示的化合物的含量可以为20摩尔百分比～40摩尔百分比，由上述化学式2表示的化合物的含量可以为0.8摩尔百分比～10摩尔百分比，更优选地，由上述化学式1表示的化合物的含量可以为30摩尔百分比～40摩尔百分比，由上述化学式2表示的化合物的含量可以为0.8摩尔百分比～6摩尔百分比。
并且，上述共聚酯的玻璃化转变温度可以为60℃～75℃，更优选地，可以为65℃～72℃。
并且，上述共聚酯的固有粘度可以为0.500dl/g～0.800dl/g。
并且，以磷含量为基准，上述芯部可包含5500ppm至6500ppm的由以下化学式3表示的磷类阻燃剂。
化学式3
Figure BDA0003584003510000041
此时，在化学式3中，R为碳原子数为1～5的亚烷基，n为1～20的整数，m为1～80的整数。
并且，上述鞘部还可包含以上述化学式3包含的磷类阻燃剂。
并且，本发明提供包含本发明的热粘合性纤维及熔点高于250℃的聚酯类支撑纤维的汽车内外饰材料用纤维集合体。
根据本发明的一实施例，上述热粘合性纤维及支撑纤维能够以70：30～30：70重量比包含。
并且，作为以下条件(1)至条件(3)，可满足(1)碳化距离为0cm～15cm，(2)根据MS300-55方法的热粘合性纤维单独中的乙醛(AA)产生量为1600ppb以下，以及(3)高温下垂为20mm以下的条件。
并且，本发明提供包含本发明的汽车内外饰材料用纤维集合体的汽车内外饰材料。
发明的效果
图1为包含在本发明的一实施例的热粘合性纤维的截面示意图。
附图说明
利用本发明的热粘合性纤维制备的纤维集合体的触感、吸音率、阻燃性、粘合强度及加工性非常突出。并且，具有优秀的耐热性，将经时变化最小化，当夏季停在室外时，非常适合形成高温的室内温度的汽车内饰材料用途或形成引擎室周边的高温环境的部分的汽车外饰材料用途。进而，明显降低VOCs的释放，非常适合以密闭环境的行驶增加的汽车内饰材料，可广泛应用于相关领域。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施例，可使本发明所属技术领域的普通技术人员容易实施。本发明能够以多种不同的形态实现，不局限于在此说明的实施例。
参照图1说明，则本发明的热粘合性纤维10包含芯部11及包围上述芯部11的鞘部12。
先说明上述鞘部12，则上述鞘部12包含共聚酯，上述共聚酯由包含对苯二甲酸的酸成分及乙二醇和包含由以下化学式1表示的化合物及由化学式2表示的化合物的二醇成分发生反应的酯化化合物缩聚而成。
化学式1
Figure BDA0003584003510000051
化学式2
Figure BDA0003584003510000052
首先，上述酸成分包含对苯二甲酸，此外，还可包含并非是对苯二甲酸的碳原子数为6至14的芳香族多元羧酸或碳原子数为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的芳香族多元羧酸为用于制备聚酯的酸成分，可不受限制地使用公知的物质，但可优选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，在与对苯二甲酸的反应稳定性、易处理性及经济方面，可更优选为间苯二甲酸。
并且，碳原子数为2至14的脂肪族多元羧酸为用于制备聚酯的酸成分，可不受限制地使用公知的物质，但作为其非限制性例，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3,5-二甲氧基苯磺酸钠。
另一方面，作为上述酸成分除了对苯二甲酸之外可包含的其他成分有可能降低共聚酯的耐热性，优选地，不包含这些。尤其，当还包含间苯二甲酸或间苯二甲酸二甲酯之类的酸成分时，在共聚酯的缩聚过程中产生的VOCs的含量，作为一例，乙醛的含量有可能增加，相反，共聚酯的熔点进一步降低，难以通过利用热处理等的后续工序使在聚合过程中产生的乙醛汽化并去除，因而最终制备的纤维中乙醛的含量有可能高。对此，当还包含间苯二甲酸时，以酸成分为基准，可包含1摩尔百分比～10摩尔百分比，当大于10摩尔百分比时，存在乙醛含量过于增加的担忧，由此实现的热粘合性纤维有可能不适合作为汽车内饰材料用途。
然后，上述二醇成分包含乙二醇和由以下化学式1表示的化合物及由化学式2表示的化合物。
化学式1
Figure BDA0003584003510000061
化学式2
Figure BDA0003584003510000062
首先，由上述化学式1表示的化合物可降低制备的共聚酯的结晶度、玻璃化转变温度表达优秀的热粘合性能。并且，制备成纤维状之后，可在染色工序中以常压的条件实现染色，使染色工序变得更容易，染着特性优秀，耐洗色牢度得到提高，提高纤维集合体的触感。优选地，在上述二醇成分中，由上述化学式1表示的化合物的含量可优选为20摩尔百分比～40摩尔百分比，可更优选为30摩尔百分比～40摩尔百分比。尤其，具有当由化学式1表示的化合物为20摩尔百分比以上时，与后述的由化学式2表示的化合物一同实现的共聚酯在低温中的热粘合特性可更加上升并得到提高，当将共聚酯制备为切片时，干燥时间可明显缩短，可表达与在热粘合性纤维中释放的VOCs的含量减少协同的效果的优点。
当以二醇成分为基准，由化学式1表示的化合物的含量小于20摩尔百分比时，纺丝性优秀，但存在可粘合温度变高或热粘合特性降低，使用的用途有可能受限的担忧。并且，存在在实现的热粘合性纤维中释放的VOCs的含量增加的担忧。并且，当由化学式1表示的化合物的含量大于40摩尔百分比时，向热粘合性纤维的纺丝性差，有可能存在难以商用化的问题，反而结晶性增大导致存在热粘合特性降低的担忧。
由上述化学式2表示的化合物与由上述化学式1表示的化合物一同进一步提高制备的共聚酯的热粘合特性，防止由化学式1表示的化合物的玻璃化转变温度明显降低，以表达优秀的热特性。作为一例，即使是40℃以上的储存温度、夏季上升到60℃以上的汽车室内温度，将经时变化最小化，可应用为引擎室之类的形成高温环境的部分的外饰材料，可提高储存稳定性。与热粘合性相关地，由化学式2表示的化合物使利用通过与由化学式1表示的化合物的混合使用实现的共聚酯的热粘合性纤维表达适当的收缩特性，因这种特性表达，当热粘合时可进一步增加粘结力、粘合力，以表达进一步上升的热粘合特性。
优选地，在上述二醇成分中，由上述化学式2表示的化合物的含量优选为0.8摩尔百分比～10摩尔百分比，可更优选为0.8摩尔百分比～6摩尔百分比。
当以二醇成分为基准，由化学式2表示的化合物的含量小于0.8摩尔百分比时，存在难以提高所需的耐热性，储存稳定性差，经时变化有可能非常大的担忧。并且，存在在实现的热粘合性纤维中释放的VOCs的含量有可能增加的担忧。
并且，当由化学式2表示的化合物的含量大于10摩尔百分比时，若考虑与由上述的化学式1表示的化合物一同使用，则向热粘合性纤维的纺丝性差，有可能产生难以商用化的问题。并且，根据情况，当作为酸成分还包含间苯二甲酸时，结晶性充分降低，不明显提高粘合性，当添加的间苯二甲酸的含量增加时，反而结晶性增大，存在所需的温度中的优秀的热粘合特性有可能明显降低等无法实现发明的目的的担忧。并且，当实现为纤维状时，收缩性明显表达得大，难以加工为纤维集合体或内外饰材料。
根据本发明的优选一实施例，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优选为30摩尔百分比～45摩尔百分比，可更优选为33摩尔百分比～41摩尔百分比。当小于30摩尔百分比时，共聚酯的结晶性增加，表达高的熔点，或难以将软化点实现为低的温度，可热粘合温度明显变高，在低的温度中有可能无法表达优秀的热粘合特性。并且，存在在实现的热粘合性纤维中释放的VOCs的含量有可能增加的担忧。
并且，当由化学式2表示的化合物大于45摩尔百分比时，存在聚合反应性和纺丝性明显降低的担忧，制备的共聚酯的结晶性反而增加，有可能难以在所需的温度中表达高的热粘合特性。
此时，在上述二醇成分中，由上述的化学式1表示的化合物的含量可大于由化学式2表示的化合物的含量(摩尔百分比)。当由化学式1表示的化合物小于由化学式2表示的化合物或以与由化学式2表示的化合物相同的量包含时，难以表达所需的热粘合特性，需要在高温中粘合，展开的产品的用途有可能受限。并且，因过度的收缩特性的表达，存在难以加工或应用为展开的产品，作为一例，汽车内外饰材料的担忧。
另一方面，上述二醇成分除了由上述化学式1表示的化合物、由化学式2表示的化合物及乙二醇之外，还可包含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，本发明不受特别限制，但作为其非限制性例，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、三甲基乙二醇、四亚甲基乙二醇、五甲基乙二醇、六亚甲基乙二醇、七亚甲基乙二醇、八亚甲基乙二醇、九亚甲基乙二醇、十亚甲基乙二醇、十一亚甲基乙二醇、十二亚甲基乙二醇及十三亚甲基乙二醇组成的组中的一种以上。
只是，为了与所需的水平的热粘合特性同时兼备耐热性，优选地，不再包含上述其他种类的二醇成分，尤其，二甘醇可不包含在上述二醇成分中。当二甘醇包含在二醇成分时，玻璃化转变温度急剧降低，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的水平的耐热性。并且，存在使用过程中释放的VOCs的含量有可能大大增加的担忧。另一方面，上述二醇成分不包含二甘醇意味着不有意投入二甘醇作为用于制备共聚酯的单体，不意味着不包含酸成分及二醇成分的酯化反应、缩聚反应中作为副产物产生的二甘醇。二甘醇可作为副产物自然产生，根据本发明的一实施例，包含共聚酯形成的鞘部可包含作为副产物产生的二甘醇，以共聚酯切片或由共聚酯单独而成的鞘部重量为基准，包含的二甘醇的含量可小于4重量百分比。另一方面，当作为副产物产生的二甘醇的含量超过适当水平时，若纺丝为纤维，则存在增加装填压力，频繁引起断纤，纺丝性有可能明显降低，释放的VOCs的含量，尤其，乙醛的释放量有可能明显增加的担忧。
上述的酸成分及二醇成分可利用聚酯合成领域的公知的合成条件经过酯化反应及缩聚制备成共聚酯。此时，可投入酸成分和二醇成分，以便于以1：1.0～5.0的摩尔比反应，优选地以1：1.0～2.0的摩尔比反应，不局限于此。当以酸成分为基准，二醇成分的上述摩尔比小于1倍时，聚合时的酸度过高，有可能促进副反应，当以酸成分为基准，二醇成分的上述摩尔比大于5倍时，聚合度有可能不变高。
另一方面，上述酸成分及二醇成分能够以如上所述的适当的摩尔比一次混合之后，经过酯化反应及缩聚制备成共聚酯，或可在酸成分和二醇成分中乙二醇和由化学式1表示的化合物之间酯化反应中投入由化学式2表示的化合物经过酯化反应及缩聚制备成共聚酯，本发明不对其特别限制。
在上述酯化反应中还可包含催化剂。上述催化剂可使用通常用于制备聚酯的催化剂，作为其非限制性例，可在金属醋酸盐催化剂下制备。
并且，上述酯化反应优选地可在200℃～270℃的温度及1100托～1350托(Torr)的压力下进行。当无法满足上述条件时，有可能产生酯化反应时间变长或因反应性降低而无法形成适合缩聚反应的酯化化合物的问题。
并且，上述缩聚反应可在250℃～300℃温度及0.3托～1.0托(Torr)压力下进行，当无法满足上述条件时，有可能存在延迟反应时间，降低聚合度，引起热分解等问题。并且，上述缩聚反应的反应时间可根据反应条件发生变动，但作为一例，可进行150分钟至240分钟。
此时，当缩聚反应时还可包含催化剂。当上述催化剂为用于制备聚酯树脂的公知的催化剂时，可不受限制地使用。只是，可优选为钛类聚合催化剂，可更具体为由以下化学式4表示的钛类聚合催化剂。
化学式4
Figure BDA0003584003510000101
由上述化学式4表示的钛类聚合催化剂在水分子存在下也稳定。由此即使在水大量附生的酯化反应之前添加，也不失活，可在比以往更缩短的时间内进行酯化反应及缩聚反应，由此可抑制变黄引起的着色。在获取的共聚酯总重量中，当以钛原子换算时，上述催化剂可以为5ppm～40ppm，由此共聚酯的热稳定性或色调变得更加良好，因而优选。当以钛原子换算时，若小于5ppm，则有可能难以适当促进酯化反应，若大于40ppm，则促进反应性，但有可能存在发生着色的问题。
另一方面，当缩聚反应时，还可包含热稳定剂。上述热稳定剂用于防止高温中通过热分解的变色，可使用磷类化合物。上述磷类化合物作为一例优选地使用磷酸、单甲基磷酸、三甲基磷酸、三乙基磷酸等磷酸类及其衍生物，其中，尤其，三甲基磷酸或三乙基磷酸的效果优秀，因而更优选。在最终获取的共聚酯总重量中，以磷原子换算，上述磷类化合物的使用量优选为10ppm～30ppm。当磷类热稳定剂小于10ppm时，难以防止高温热分解，共聚酯有可能变色，当大于30ppm时，有可能在制备费用方面不利，当缩聚反应时，存在热稳定剂抑制催化剂活性，导致产生反应延迟现象的问题。
同时，共聚酯还可包含补色剂。上述补色剂用于调整使纺丝为纤维之后进行的染色工序中染着的染料的颜色变得更强更好的色调，可添加纤维领域中公知的补色剂，作为其非限制性例，有原液着色用染料、颜料、还原染料、分散染料、有机颜料等。只是，优选地，可使用蓝色及红色染料的混合物。这是因为通常用作补色剂的钴化合物对人体的有害性大，因而不优选，相反，由蓝色及红色染料混合而成的补色剂对人体无害，因而优选。并且，当混合使用蓝色及红色染料时，具有可细微地控制色调的优点。上述蓝色染料作为一例可以有溶剂蓝(solvent blue)104、溶剂蓝122、溶剂蓝45等，上述红色染料作为一例可以有溶剂红(solvent red)111、溶剂红179、溶剂红195等。并且，上述蓝色染料和红色染料能够以1：1.0～3.0重量比混合，由此有利于使所需的细微的色调控制表达明显效果。
以共聚酯总重量为基准，上述补色剂可以为1ppm～10ppm，当小于1ppm时，有可能难以实现所需的水平的补色特性，当大于10ppm时，有可能存在L值减少，降低透明性，呈现暗色的问题。
通过上述的方法制备的共聚酯的固有粘度可以为0.5dl/g～0.8dl/g。当固有粘度小于0.5dl/g时，纺丝为纤维之后，有可能难以形成截面，当固有粘度大于0.8dl/g时，装填(Pack)压力高，存在纺丝性降低的担忧。
并且，上述共聚酯的玻璃化转变温度可以为60℃～75℃，由此可更有利于本发明的目的实现。当玻璃化转变温度小于60℃时，包含共聚酯实现的热粘合性纤维或包含其实现的物品即使在如夏季，例如大于40℃的温度条件下，经时变化也大，尤其，当考虑夏季汽车室内温度或高温的引擎室附近的温度时，经时变化有可能明显增加。并且，当制备热粘合性纤维时，共聚酯切片之间的结合增加，由此有可能引起纺丝不良。进而，实现为纤维等之后，收缩特性过度表达，反而存在接合特性有可能降低的担忧。同时，因形成切片之后，干燥工序、纺丝为纤维之后后加工工序等所需的热处理受限，有可能存在工序所需时间的长期化或无法顺畅地执行该工序的问题。
并且，当玻璃化转变温度大于75℃时，存在热接合特性明显降低的担忧，存在接合工序的执行温度有可能限制成高温的担忧。
另一方面，上述的鞘部12可包含磷类阻燃剂，以增加阻燃性。当上述磷类阻燃剂为包含在纤维的公知的磷类阻燃剂时，可不受限制地使用。优选地，上述磷类阻燃剂可包含由后述的化学式3表示的化合物。或者，当上述的鞘部12包含磷类阻燃剂时，鞘部的熔点变高，由此存在粘合强度有可能有所降低的担忧。尤其，对于由化学式2表示的化合物而言，根据相比于其他种类的改性单体包含磷类阻燃剂的熔点增加有可能大，由此存在粘合强度有可能降低的担忧。对此，根据本发明的另一实施例，上述鞘部12可不包含磷类阻燃剂。其中，不包含磷类阻燃剂意味着作为与包含在鞘部的共聚酯共聚物内主链或侧链相结合的成分和/或与上述共聚酯一同包含在鞘部的成分，不包含磷类阻燃剂。
另一方面，当由以下化学式3表示的化合物包含在鞘部12时，以磷含量为基准，含量可以为5500ppm至6500ppm。当以磷含量为基准，上述化合物小于5500ppm时，有可能很难以所需的水平实现充分的阻燃性。并且，当以磷含量为基准，上述化合物大于6500ppm时，阻燃性提高程度有可能微乎其微，相反，纺丝性降低，熔点增加，存在粘合强度降低，热粘合性纤维的强度等机械物性明显降低的担忧。
然后，上述芯部11包含聚酯类成分及磷类阻燃剂。当上述聚酯类成分为将高于包含在上述的鞘部12的共聚酯的熔点或软化点的温度作为熔点或软化点的聚酯类成分时，无限制，作为一例，可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
并且，当上述磷类阻燃剂为为了提高阻燃特性而与高分子化合物一同混合的公知的磷类阻燃剂时，可不受限制地使用。优选地，上述磷类阻燃剂可包含由以下化学式3表示的化合物，由此可防止加工时阻燃剂水解引起的纤维物性的降低。
化学式3
Figure BDA0003584003510000131
此时，在化学式3中，R为碳原子数为1～5的亚烷基，优选为碳原子数为2～4的亚烷基。并且，上述n为1～20的整数，优选为5～10的整数。并且，上述m为1～80的整数，优选为20～40的整数。
以磷含量为基准，由上述化学式3表示的化合物能够以5500ppm至6500ppm的含量包含在芯部11。当以磷含量为基准，上述化合物小于5500ppm时，有可能很难以所需的水平实现充分的阻燃性。并且，当以磷含量为基准，上述化合物大于6500ppm时，阻燃性提高程度有可能微乎其微，相反，存在纺丝性降低，热粘合性纤维的强度等机械物性明显降低的担忧。
上述热粘合性纤维作为一例能够以8：2～2：8的重量比由芯部和鞘部复合纺丝而成，但不局限于此，可根据目的适当调节比率进行纺丝。上述热粘合性纤维的纺丝条件、纺丝装置及纺丝之后的复合纤维的冷却、拉伸等工序可通过该技术领域的公知的条件、装置及工序或将其适当变形来执行，本发明不对其特别限制。并且，作为一例，上述热粘合性纤维能够以270℃～290℃的纺丝温度纺丝而成，纺丝之后可拉伸2.5倍～4.0倍。
实现上述的制备方法的本发明一实施例的热粘合性纤维可单独实现汽车内外饰材料用纤维集合体。只是，优选地，可与聚酯类支撑纤维一同实现汽车内外饰材料用纤维集合体。
上述热粘合性纤维起到使聚酯类支撑纤维之间通过热熔敷附着的作用，其本身也可用作实现纤维集合体的形状，保证机械强度的纤维。
上述热粘合性纤维可考虑实现的纤维集合体的物性而适当选择纤度或纤维长度，作为一例，纤度可以为1旦～15旦，作为一例，纤维长度可以为1mm～100mm。
并且，上述支撑纤维为了与上述热粘合性纤维的相容性而包含聚酯类成分实现，起到维持纤维集合体的机械强度、形状，保证耐热性的作用。为此，上述聚酯类成分可以为熔点大于250℃的成分，由此可更有利于实现本发明的目的。
作为一例，上述支撑纤维的纤度可以为2旦～15旦，纤维长度为10mm～80mm，但不局限于此。
并且，当上述支撑纤维为熔点大于250℃的公知的聚酯类成分时，可不受限制地使用，作为一例，可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
上述的热粘合性纤维和支撑纤维能够以30：70～70：30的重量比形成纤维集合体。当上述支撑纤维超过上述重量比以更多的重量包含热粘合性纤维时，纤维集合体的接合强度有可能减少。并且，当上述支撑纤维超过上述重量比以少于热粘合性纤维的重量包含时，存在纤维集合体的吸音率、触感、形态稳定性明显降低，初始开棉性或梳理性之类的工作性明显降低的担忧。
包含上述热粘合性纤维和支撑纤维的纤维集合体可以为公知的面料的形态，例如，织物、编织物或无纺布，作为一例，以纤维长度方向为基准的无方向性无纺布。上述无纺布可通过干式或湿式的公知的无纺布制备方法制备而成，本发明不对其进行特殊限制。
作为一例，上述热粘合性纤维和支撑纤维可制备成具有规定的长度的短纤维之后，将短纤维混纤及开纤，之后，经过热处理实现为纤维集合体。上述热处理为100℃～180℃，可更优选为120℃～180℃，由此可表达进一步得到提高的粘合特性。
本发明一实施例的汽车内外饰材料用纤维集合体可满足以下条件(1)至条件(3)。
首先，作为条件(1)，纤维集合体的碳化距离可以为0cm～15cm。由此可表达优秀的阻燃性。当碳化距离大于15cm时，有可能难以应用为高温的引擎室周边的外饰材料，当发生火灾时有可能存在火向内部扩散的问题。此时，上述碳化距离将对热粘合性纤维(纤维长度为51mm，纤度为4.0de)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)短纤维(纤维长度为51mm，纤度为7.0de)以5：5混纤及开纤之后，在180℃、15分钟的条件下热处理来制备成基重为1250g/m2的横向、纵向及厚度分别为100mm×20mm×10mm的纤维集合体试片评价为对象。
然后，作为条件(2)，包含在纤维集合体的热粘合性纤维的根据MS300-55方法的乙醛(AA)产生量可以为2400ppb以下，更优选为1950ppb以下，进而优选为1600ppb以下，由此具有在汽车内部之类的密闭的环境内对人体的有害成分的产生量明显少，可作为汽车内饰材料非常有用，可减少内饰材料气味的优点。
然后，作为条件(3)，通过以下测定方法测定的高温下垂可以为20mm以下，由此具有当接近高温的热源使用时，也可将形状的变形最小化，在夏季高温的环境中也可预防形态的变形的优点。此时，作为上述高温下垂，测定使将热粘合性纤维(纤维长度为51mm，纤度为4.0de)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)短纤维(纤维长度为51mm，纤度为7.0de)以5：5重量比混纤及开纤之后，在180℃、15分钟的条件下热处理来制备成基重为330g/m2的横向、纵向及厚度分别为100mm×20mm×10mm的纤维集合体试片露在90℃的环境中2小时之后，固定试片的长度方向两端之后下垂的部分的下垂幅度。此时，下垂幅度以两端的下面为基准测定，将最大值作为高温下垂值。
并且，作为条件(4)，纤维集合体的续燃时间可以为3.0秒钟以下，由此可表达优秀的阻燃性。当续燃时间大于3.0秒钟时，有可能难以应用为高温的引擎室周边的外饰材料，存在当发生火灾时火向内部扩散的问题。
另一方面，上述的汽车内外饰材料用纤维集合体可单独或还包含PET单独的纤维集合体等实现为汽车内外饰材料。上述汽车内外饰材料可以为公知的种类的内外饰材料，优选地，考虑优秀的吸音率、粘合强度、阻燃性、耐热性及低的VOCs释放量，可尤其适合用于保护汽车下部，例如，引擎或变速器等部位的底盘等。
具体实施例
以下，通过实施例更具体说明本发明，但以下实施例不限制本发明的范围，其应被解释为有助于理解本发明。
<实施例1>
作为二醇成分投入由以下化学式1表示的化合物38摩尔百分比和由以下化学式2表示的化合物3摩尔百分比，作为剩余二醇成分投入乙二醇59摩尔百分比，作为酸成分投入对苯二甲酸100摩尔百分比，使上述酸成分和二醇成分以1：1.2的比率在250℃中在1140托(torr)的压力下酯化反应，以得到酯反应物，其反应率为97.5％。将形成的酯反应物移送到缩聚反应器，作为缩聚催化剂投入由以下化学式4表示的化合物15ppm(以Ti元素为基准)，作为热稳定剂投入三乙基磷酸25ppm(以P元素为基准)，一边慢慢减压使最终压力成为0.5托，一边升温至285℃来进行缩聚反应，以制备共聚酯，之后，通过常规方法将上述共聚酯制备为横向、纵向、高度分别为2mm×4mm×3mm的聚酯切片。
之后，为了制备将上述共聚酯作为鞘部，将固有粘度为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，将上述共聚酯切片及PET切片和以下化学式3的磷类阻燃剂分别投入于料斗之后熔融，分别投入于芯鞘型喷丝头，之后，在275℃中以1000mpm的纺丝速度以芯部和鞘部成为5：5重量比的方式复合纺丝，拉伸3.0倍，以制备纤维长度为51mm，纤度为4.0de的如下列表1的芯鞘型的热粘合性纤维。此时，以磷含量为基准，包含在芯部的磷类阻燃剂的含量为5700ppm。
化学式1
Figure BDA0003584003510000161
化学式2
Figure BDA0003584003510000171
化学式3
Figure BDA0003584003510000172
此时，在化学式3中，R为碳原子数为3的直链型亚烷基，上述n为10的整数，上述m为40的整数。
化学式4
Figure BDA0003584003510000173
<实施例2～14>
与实施例1相同地实施并制备，如下列表1、表2或表3，使用于制备共聚酯的单体的组成比发生变更，以制备作为如下列表1、表2或表3的芯鞘型复合纤维的热粘合纤维。
<比较例1～4>
与实施例1相同地实施并制备，如下列表3，使用于制备共聚酯的单体的组成发生变更，以制备如下列表3的聚酯切片及作为利用其的芯鞘型复合纤维的热粘合纤维。
<实验例1>
针对在根据实施例及比较例实现的热粘合纤维的制备中作为中间体的共聚酯切片或热粘合性纤维或利用其制备的纤维集合体，评价以下物性，将其结果示于下列表1至表3中。
此时，纤维集合体以将热粘合性纤维和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)以5：5重量比混纤及开纤之后，分别以120℃、140℃及160℃的温度条件热处理来使基重成为35g/m2的共3种纤维集合体作为对象。
1.固有粘度
针对共聚酯切片，将邻氯苯酚(Ortho-Chloro Phenol)作为溶剂以110℃、2.0g/25ml的浓度熔融30分钟之后，在25℃中恒温30分钟，从连接有佳能(CANON)粘度计的自动粘度测定装置中得到分析。
2.玻璃化转变温度、熔点
利用差示热量分析仪测定共聚酯的玻璃化转变温度及熔点，作为分析条件，将升温速度设定为20℃/min。
3.共聚酯切片干燥时间
将缩聚的共聚酯树脂切片(chip)化之后，在真空干燥机中以55℃、4小时的间隔测定水分率，作为测定结果，将水分率测定为100ppm以下时的时间表示为干燥时间。
4.短纤维储存稳定性
针对制备的芯鞘型复合纤维500g，在40℃温度、45％相对湿度的腔室中施加2kgf/cm2的压力并搁置3天，由10名专家通过肉眼观察纤维之间熔敷状态，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分为基准，评价为0～10分之后，计算平均值。其结果，当平均值为9.0以上时表示为非常优秀(◎)，当平均值为7.0以上且小于9.0时表示为优秀(○)，当平均值为5.0以上且小于7.0时表示为一般(△)，当平均值小于5.0时表示为差(×)。
5.纺丝工作性
作为纺丝工作性，针对按不同实施例及比较例以相同含量纺丝的芯鞘型复合纤维，通过滴漏检测器对纺丝加工中滴漏(是指通过喷丝头的纤维束的一部分熔敷或断纤之后纤维束不规则地熔敷而形成的块)发生数值进行计数，将准备例1中的滴漏发生数值为100作为基准，由相对百分比表示剩余实施例及比较例中发生的滴漏数量。
6.染着率评价
针对以芯鞘型复合纤维重量为基准包含2重量百分比的蓝色(blue)染料的染液，以1：50的浴比在90℃中将染着工序执行60分钟之后，利用日本KURABO公司的色彩测定系统测定对于染色的复合纤维的可见区域(360nm～740nm，10nm的间隔)的光谱反射率，之后，计算出作为根据CIE 1976标准的染着量的指标的总(Total)K/S值，评价染料的颜色收率。
7.粘合强度
分别将三种纤维集合体实现为横向、纵向及厚度分别为100mm×20mm×10mm的试片，根据KS M ISO 36方法利用万能试验机(UTM，universal testing machine)测定粘合强度。
另一方面，若热处理时因过度收缩而形态发生变形，则不评价粘合强度，评价为“形态发生变形”。
8.柔软触感
针对三种纤维集合体中以140℃的温度条件热处理来制备的纤维集合体，由10名同行业专家组成的组实施官能检查，作为评价结果，区分为当8名以上判断为柔软时是优秀(◎)，当6～7名判断为柔软时是良好(○)，当5～4名判断为柔软时是一般(△)，当小于4名判断为柔软时是不良(×)。
表1
Figure BDA0003584003510000191
Figure BDA0003584003510000201
表2
Figure BDA0003584003510000202
Figure BDA0003584003510000211
表3
Figure BDA0003584003510000212
Figure BDA0003584003510000221
如可通过表1至表3所确认，比较例中干燥时间明显延长(比较例1至3)，或纺丝工作性明显差(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)，或不同温度粘合强度评价中形态发生变形(比较例4)，可确认无法同时满足所有物性，但可确认实施例中以优秀的水平表达所有物性。
另一方面，可确认实施例中由化学式2表示的化合物的含量也多于由化学式1表示的化合物的实施例15相比于其他实施例，在不同温度粘合强度评价中形态发生变形，不适合实现所需的物性。
<实施例15～27>
与实施例1相同地实施并制备，如下列表4，使用于制备共聚酯的单体的组成比发生变更，以制备共聚酯，将纺丝复合纤维时仅包含在芯部的由化学式3表示的磷类阻燃剂与共聚酯切片一同纺丝为鞘部，从而制备鞘部和芯部均以相同含量包含磷类阻燃剂的如下列表4的热粘合性纤维。
另一方面，在表4中，酸成分及二醇成分的含量单位为摩尔百分比，二醇成分的余量为乙二醇(EG)。
<实验例2>
针对根据实施例15～27实现的热粘合性纤维或利用其的纤维集合体，评价以下物性，将其结果示于下列表4中。
1.热粘合性纤维强度的评价
利用Textechno公司的FAVIMAT纤维试验(Fiber Test)设备测定纤维强度，作为分析条件，将分析时夹具的移动速度设定为600mm/min。
2.阻燃性的测定
根据耐火试验方法KS K 0585：2014垂直法测定纤维集合体的阻燃性并评价。此时，上述纤维集合体以将热粘合性纤维(纤维长度为51mm，纤度为4.0de)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)短纤维(纤维长度为51mm，纤度为7.0de)以5：5混纤及开纤之后，在180℃、15分钟的条件下热处理来制备成基重为1250g/m2的纤维集合体作为对象。
3.热粘合性纤维的乙醛(AA)产生量
根据MS 300-55方法(Method)测定热粘合性纤维的乙醛产生量。
4.耐热性
将热粘合性纤维(纤维长度为51mm，纤度为4.0de)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)短纤维(纤维长度为51mm，纤度为7.0de)以5：5重量比混纤及开纤之后，在180℃、15分钟的条件下热处理来制备的基重为330g/m2，使横向、纵向及厚度分别为100mm×20mm×10mm的试片露在90℃的环境中约2小时之后，固定试片的长度方向两端，之后，测定下垂部分的下垂幅度。此时，下垂幅度以两端的下面为基准测定，将最大值作为高温下垂值。
表4
Figure BDA0003584003510000241
如可从表4中所确认，当由化学式1表示的化合物和由化学式2表示的化合物的二醇成分内总含量略微少时，如同实施例21，可确认AA产生量过度增加。并且，当包含略微多的磷类阻燃剂时，如同实施例20，存在纤维强度降低的担忧。
<实验例3>
针对利用实施例15～20的热粘合性纤维制备的纤维集合体，通过以下方法评价粘合强度，将其结果示于下列表5中。
纤维集合体以将热粘合性纤维(纤维长度为51mm，纤度为4.0de)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)短纤维(纤维长度为51mm，纤度为7.0de)以5：5重量比混纤及开纤之后，在180℃、15分钟的条件下热处理来制备成基重为330g/m2的纤维集合体作为对象。
利用英斯特朗
Figure BDA0003584003510000251
(拉伸速度为500mm/min，称重传感器(Load-Cell)2kN，Grip 5kN)设备在该条件下将试片的粘合强度测定12次，计算结果值中除了最小值及最大值之外的10个数据的平均值。此时，试片的横向、纵向及厚度分别为100mm×20mm×10mm。
表5
Figure BDA0003584003510000252
如可通过表5所确认，可知在热粘合性纤维的鞘部包含略微多的磷类阻燃剂的实施例20中粘合强度降低。
以上，说明本发明的一实施例，但本发明的思想不局限于本说明书中提出的实施例，理解本发明的思想的本发明所属技术领域的普通技术人员可在相同思想的范围内通过附加、变更、删除、添加结构要素等容易提议其他实施例，但这同样属于本发明的思想范围内。

Claims (10)

1.一种热粘合性纤维，其特征在于，包含：
芯部，包含聚酯类成分及磷类阻燃剂；以及
鞘部，包含由包含对苯二甲酸的酸成分及乙二醇和包含由以下化学式1表示的化合物及由化学式2表示的化合物的二醇成分进行反应的酯化化合物缩聚而成的共聚酯，包围上述芯部，
化学式1
Figure FDA0003584003500000011
化学式2
Figure FDA0003584003500000012
2.根据权利要求1所述的热粘合性纤维，其特征在于，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为30摩尔百分比～45摩尔百分比。
3.根据权利要求1所述的热粘合性纤维，其特征在于，在上述二醇成分中，由化学式1表示的化合物的含量大于由化学式2表示的化合物的含量。
4.根据权利要求1所述的热粘合性纤维，其特征在于，在上述二醇成分中，由上述化学式1表示的化合物的含量为20摩尔百分比～40摩尔百分比，由上述化学式2表示的化合物的含量为0.8摩尔百分比～10摩尔百分比。
5.根据权利要求1所述的热粘合性纤维，其特征在于，以磷含量为基准，上述芯部包含5500ppm至6500ppm的由以下化学式3表示的磷类阻燃剂，
化学式3
Figure FDA0003584003500000021
此时，在化学式3中，R为碳原子数为1～5的亚烷基，n为1～20的整数，m为1～80的整数。
6.根据权利要求5所述的热粘合性纤维，其特征在于，热粘合性纤维的鞘部还包含由上述化学式3表示的磷类阻燃剂。
7.一种汽车内外饰材料用纤维集合体，其特征在于，包含：
权利要求1至6中任一项所述的热粘合性纤维；以及
熔点高于250℃的聚酯类支撑纤维。
8.根据权利要求7所述的汽车内外饰材料用纤维集合体，其特征在于，上述热粘合性纤维及支撑纤维以70：30～30：70重量比包含。
9.根据权利要求7所述的汽车内外饰材料用纤维集合体，其特征在于，满足以下条件(1)至条件(3)：
(1)碳化距离为0cm～15cm，
(2)相对于热粘合性纤维的根据MS 300-55方法的乙醛(AA)产生量为1600ppb以下，
(3)高温下垂为20mm以下。
10.一种汽车内外饰材料，其特征在于，包含权利要求7所述的汽车内外饰材料用纤维集合体。
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