KR101077812B1

KR101077812B1 - 폴리에스테르 섬유 구조물

Info

Publication number: KR101077812B1
Application number: KR1020057012636A
Authority: KR
Inventors: 겐지 이나가키; 겐지 바바; 아츠시 스즈키
Original assignee: 데이진 화이바 가부시키가이샤
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2011-10-28
Also published as: DE60336428D1; ATE502146T1; CA2512787A1; WO2004061180A9; US20060057373A1; NZ541157A; EP1584723A1; TW200419026A; KR20050096122A; EP1584723A4; MXPA05007108A; CA2512787C; AU2003292812A1; EP1584723B1; WO2004061180A1

Abstract

양호한 색조 (낮은 b^* 값) 를 갖고, 성형성이 우수한 폴리에스테르 섬유 구조물은, 하기 촉매의 존재하에서 얻어진 폴리에스테르 섬유로 제조할 수 있고, 상기 촉매는 (1) 하기 식 (Ⅰ) 의 티탄 알콕시드 또는 그것과 화학식 II 의 카르복시산 또는 그 무수물과의 반응 생성물의 1종 이상으로 이루어지는 Ti 화합물 성분과, 하기 화학식 III 의 P 화합물로 이루어지는 P 화합물 성분과의 혼합물, 및/또는 (2) 하기 화학식 IV 의 티탄 알콕시드 또는 그것과 상기 화학식 III 의 카르복시산 또는 그 무수물과의 반응 생성물의 1종 이상으로 이루어지는 Ti 화합물 성분과, 하기 화학식 V 의 P 화합물로 이루어지는 P 화합물 성분과의 반응 생성물을 포함한다:

Description

폴리에스테르 섬유 구조물 {POLYESTER FIBER STRUCTURES}

본 발명은 폴리에스테르 섬유 구조물에 관한 것이다. 더 자세하게 말하면, 양호한 색조와 우수한 성형성을 가진 폴리에스테르 수지를 사용하여 제조된 폴리에스테르 섬유 구조물에 관한 것이다.

폴리에스테르 수지, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 및 폴리테트라메틸렌 테레프탈레이트 수지는 우수한 기계적, 물리적 및 화학적 성능을 나타내기 때문에, 섬유, 필름, 그 밖의 성형품에 널리 사용된다. 특히 섬유 구조물에 사용되는 경우, 우수한 기계적 강도, 치수 안정성을 나타내는 것으로 알려져 있다.

이러한 섬유 구조물용 중합체, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 통상, 먼저 테레프탈산의 에틸렌 글리콜에스테르 및/또는 그의 저급 중합체를 제조한 후, 이를 중합촉매의 존재 하에서 감압 하에 가열하여 목적한 중합도가 될 때까지 반응시킴으로써 제조된다. 다른 폴리에스테르도 유사한 방법에 의해 제조된다.

사용되는 중축합 촉매의 종류에 따라, 생성되는 폴리에스테르의 품질이 크게 좌우된다는 것이 잘 알려져 있으며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 중축합 촉매로는 안티몬 화합물이 가장 널리 사용되고 있다.

그러나 안티몬 화합물을 사용하는 경우, 폴리에스테르를 장시간에 걸쳐 연속적으로 용융 방사하면, 방적돌기 (spinneret) 주변에 이물질의 축적된 부착 (이하, 간단히 "방적돌기 부착 (spinneret adhesion)" 이라 함) 이 야기되어 용융 중합체 흐름의 굴곡 현상 (벤딩) 이 발생기 때문에, 방사 및 연신 단계 동안 보풀, 단사 또는 섬유 물성의 불균일 등이 발생한다는 문제가 있다. 또한, 이러한 폴리에스테르를 포함하는 폴리에스테르 섬유를 사용하여 폴리에스테르 섬유 구조물을 제조할 때, 공정 안정성이 불량하다는 문제 또는 얻어진 폴리에스테르 섬유 구조물의 품질이 저하된다는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하는 수단으로서, 티탄 화합물과 트리멜리트산의 반응 생성물을 폴리에스테르 제조용 촉매로서 사용하는 것 (예를 들어 특허문헌 1 참조) 및 티탄 화합물과 아인산에스테르를 반응시켜 얻어진 생성물을 폴리에스테르 제조용 촉매로서 사용하는 것 (예를 들어 특허문헌 2 참조) 이 개시되어 있다. 이들 방법에 따르면 폴리에스테르의 용융 열안정성은 어느 정도 향상되지만, 그 향상 효과는 불충분하고, 또한 얻어지는 폴리에스테르 수지의 색조 개선이 필요하다.

게다가 티탄 화합물/인 화합물 착물을 폴리에스테르 제조용 촉매로 사용하는 것 (예를 들어 특허문헌 3 참조) 이 제안되어 있다. 그러나 이 방법을 사용하면 용융 열안정성은 어느 정도는 향상되지만 그 효과는 충분한 것이 아니어서, 얻어지는 폴리에스테르의 색조 개선이 필요하다는 문제가 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허공보 소59-46258호

[특허문헌 2] 일본 공개특허공보 소58-38722호

[특허문헌 3] 일본 공개특허공보 평7-138354호

(발명의 개시)

본 발명의 목적은 상기 종래 기술이 가진 문제점을 해소하여, 양호한 색조 (높은 L^* 값 및 낮은 b^* 값) 를 가지며, 고품질인 폴리에스테르 섬유로 제조된 폴리에스테르 섬유 구조물을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 폴리에스테르 섬유 구조물은, 폴리에스테르 중합체를 주성분으로 함유하는 폴리에스테르 섬유를 포함하는 폴리에스테르 섬유 구조물로서, 하기를 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유 구조물이다:

상기 섬유 구조물은 상기 폴리에스테르 섬유를 포함하는 부직포, 상기 폴리에스테르 섬유를 포함하는 충전솜 (wadding), 및 폴리에스테르 단섬유로 이루어지는 주요 섬유와 열접착성 복합 단섬유를 포함하며 그 주요 섬유와 열접착성 복합 단섬유의 한쪽 또는 양쪽에 상기 폴리에스테르 중합체가 함유되는 두께 5∼100㎜ 의 섬유 구조체로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 섬유 구조물이고,

상기 폴리에스테르 중합체는, 방향족 디카르복실레이트 에스테르를 촉매의 존재 하에 중축합하여 얻어진 것이고,

상기 촉매는 하기 혼합물 (1) 및 반응 생성물 (2) 에서 선택된 하나 이상의 성분을 함유하는 것으로서,

상기 혼합물 (1) 은 하기 성분 (A) 및 (B) 의 혼합물이고:

(A) 하기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물로 이루어지는 티탄 화합물 성분:

(a) 하기 화학식 I 로 나타내는 티탄 알콕시드:

[화학식 I]

[식 중, R¹, R², R³ 및 R⁴ 는 각각 서로 독립적으로 C_1-20 알킬기 및 페닐기에서 선택된 1종을 나타내고, m 은 1∼4 의 정수를 나타내고, m 이 2, 3 또는 4 의 정수를 나타내는 경우, 2개, 3개 또는 4개의 R² 및 R³ 은 동일하거나 상이할 수 있다],

및

(b) 하기 화학식 II 로 나타내는 방향족 다가 카르복시산 또는 그 무수물과 상기 화학식 I 의 티탄 알콕시드의 반응 생성물:

[화학식 II]

[상기 화학식 II 중 n 은 2∼4 의 정수를 나타낸다],

및

(B) 하기 화학식 III 로 나타내는 하나 이상의 화합물로 이루어지는 인 화합물 성분:

[화학식 III]

[식 중, R⁵, R⁶ 및 R⁷ 은 각각 독립적으로 C_1-4 알킬을 나타내고, X 는 -CH₂- 및 -CH₂(Y) (식 중, Y 는 페닐을 나타낸다) 에서 선택된 1종을 나타낸다],

상기 혼합물 (1) 은 상기 방향족 디카르복실레이트 에스테르의 몰수에 대한 상기 티탄 화합물 성분 (A) 중의 티탄 원소의 밀리몰의 비 (%) (M_Ti) 및 상기 방향족 디카르복실레이트 에스테르의 몰수에 대한 인 화합물 성분 (B) 에 함유되는 인 원소의 밀리몰의 비 (%) (M_P) 가 하기 관계식 (ⅰ) 및 (ⅱ) 를 만족하도록 하는 혼합비로 사용되고:

1≤M_P/M_Ti≤15 (ⅰ)

10≤M_P＋M_Ti≤100 (ⅱ),

상기 반응 생성물 (2) 는 하기 성분 (C) 및 (D) 의 반응 생성물이다:

(C) 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물로 이루어지는 티탄 화합물 성분:

(c) 하기 화학식 IV 로 나타내는 티탄 알콕시드:

[화학식 IV]

[식 중, R⁸, R⁹, R¹⁰ 및 R¹¹ 은 각각 독립적으로 C_1-20 알킬을 나타내고, p 는 1∼3 의 정수를 나타내고, p 가 2 또는 3 인 경우, 2개 또는 3개의 R⁹ 및 R¹⁰기는 동일하거나 상이할 수 있다],

및

(d) 상기 화학식 II 로 나타내는 방향족 다가 카르복시산 또는 그 무수물과 상기 화학식 IV 의 티탄 알콕시드의 반응 생성물, 및

(D) 하기 화학식 V 로 나타내는 하나 이상의 인 화합물로 이루어지는 인 화합물 성분:

[화학식 V]

[식 중, R¹² 는 C_1-20 알킬기 또는 C_6-20 아릴기를 나타내고, q 는 1 또는 2 의 정수를 나타낸다].

본 발명의 폴리에스테르 섬유 구조물에 있어서, 상기 촉매 혼합물 (1) 의 성분 (A) 및 상기 촉매용 반응 생성물 (2) 의 성분 (C) 는 바람직하게는 각각의 티탄 알콕시드 (a) 및 티탄 알콕시드 (c) 를 방향족 다가 카르복시산 또는 그 무수물에 대해 각각 2:1 내지 2:5 의 범위의 반응 몰비로 함유한다.

상기 촉매용 반응 생성물 (2) 에 있어서, 성분 (C) 에 대한 성분 (D) 의 반응비가 성분 (D) 중의 인 원자의 몰 대 성분 (C) 중의 티탄 원자의 몰의 비 (P/Ti) 로 환산하여 1:1 내지 3:1 의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리에스테르 섬유 구조물에 있어서, 상기 반응 생성물 (2) 를 위한 화학식 V 의 인 화합물이 모노알킬 포스페이트에서 선택되는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리에스테르 섬유 구조물에 있어서, 상기 방향족 디카르복실레이트 에스테르가 방향족 디카르복시산의 디알킬에스테르와 알킬렌 글리콜에스테르의 에스테르 교환 반응에 의해 제조된 것인 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리에스테르 섬유 구조물에 있어서, 방향족 디카르복시산은 테레프탈산, 1,2-나프탈렌디카르복시산, 프탈산, 이소프탈산, 디페닐디카르복시산, 디페녹시에탄디카르복시산에서 선택되고, 상기 알킬렌 글리콜이, 에틸렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 트리메틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 네오펜틸글리콜, 헥산메틸렌 글리콜, 도데칸메틸렌 글리콜에서 선택되는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리에스테르 섬유 구조물에 있어서, 상기 폴리에스테르 중합체가 L^*a^*b^* 컬러표색계 (JIS Z8729) 에 기초한 77∼85 의 L^*값과, 2∼5 의 b^* 를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리에스테르 섬유 구조물에 있어서, 상기 열접착성 복합 단섬유가 사이드-바이-사이드 (side-by-side) 형 구조를 가질 수 있고, 상기 열접착성 복합 단섬유는 동심 또는 편심 코어-쉬스 (core-sheath) 구조를 갖고, 그 동심 또는 편심 코어는 상기 섬유 형성성 열가소성 중합체로 형성되고, 동심 또는 편심 쉬스는 열융착성 중합체로 형성될 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르 섬유 구조물에 있어서, 상기 열접착성 복합 단섬유를 형성하는 섬유 형성성 열가소성 중합체가 상기 폴리에스테르 중합체인 것이 바람직하다. 또, 상기 열접착성 복합 단섬유를 형성하는 열융착성 중합체가 폴리우레탄 엘라스토머, 폴리에스테르 엘라스토머, 비탄성 폴리에스테르 단일중합체 및 공중합체, 폴리올레핀 단일중합체 및 공중합체, 및 폴리비닐알코올 중합체에서 선택되는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리에스테르 섬유 구조물에 있어서, 두께 5∼100㎜ 의 섬유 구조체가, 그 섬유 구조체 내부에서 열접착성 복합 단섬유와 주요 섬유 간의 접촉점 및/또는 열접착성 복합 단섬유끼리의 접촉점 중 적어도 일부에 열고착되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리에스테르 섬유 구조물은 식품과 접촉하는 것과 관련된 목적으로 사용될 수 있다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

본 발명의 폴리에스테르 섬유 구조물은, 폴리에스테르 중합체를 주성분으로 함유하는 폴리에스테르 섬유를 사용하여 형성된다.

상기 폴리에스테르 중합체는, 촉매의 존재 하에서의 방향족 디카르복실레이트 에스테르의 중축합에 의해 제조된다. 중축합 촉매는, 하기 티탄 화합물 성분 (A) 와 인 화합물 성분 (B) 의 혼합물 (1) 및 하기 티탄 화합물 성분 (C) 와 인 화합물 성분 (D) 의 반응 생성물 (2) 에서 선택된 하나 이상을 포함한다.

중축합 촉매 혼합물 (1) 의 티탄 화합물 (A) 는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물로 이루어진다:

(a) 하기 화학식 I 로 나타내는 티탄 알콕시드:

[화학식 I]

[식 중, R¹, R², R³ 및 R⁴ 는, 각각 서로 독립적으로 C_1-20, 바람직하게는 C_1-6 알킬기 및 페닐기에서 선택된 1종을 나타내고, m 은 1∼4, 바람직하게는 2∼4 의 정수를 나타내고, m 이 2, 3 또는 4 의 정수를 나타내는 경우, 2개, 3개 또는 4개의 R² 및 R³ 기는 동일하거나 상이할 수 있다], 및

(b) 하기 화학식 II 로 나타내는 방향족 다가 카르복시산 또는 그의 무수물과 상기 화학식 I 의 티탄 알콕시드의 반응 생성물:

[화학식 II]

[식 중, n 은 2∼4, 바람직하게는 3∼4 의 정수를 나타낸다].

중축합 촉매 혼합물 (1) 의 인 화합물 (B) 는 하기 화학식 III 으로 나타내는 하나 이상의 화합물로 이루어진다:

[화학식 III]

[식 중, R⁵, R⁶ 및 R⁷ 은 각각 독립적으로 C_1-4 알킬을 나타내고, X 는 -CH₂- 및 -CH₂(Y) (식 중, Y 는 페닐을 나타낸다) 에서 선택된 1종 이상을 나타낸다].

중축합 촉매에 대한 반응 생성물 (2) 의 티탄 화합물 성분 (C) 는 하기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물로 이루어진다:

(c) 하기 화학식 IV 로 나타내는 티탄 알콕시드:

[화학식 IV]

[식 중, R⁸, R⁹, R¹⁰ 및 R¹¹ 은 각각 독립적으로 C_1-20, 바람직하게는 C_1-6 알킬을 나타내고, p 는 1∼3, 바람직하게는 1∼2 의 정수를 나타내고, p 가 2 또는 3 인 경우, 2개 또는 3개의 R⁹ 및 R¹⁰ 은 동일하거나 상이할 수 있다], 및

(d) 상기 화학식 II 로 나타내는 방향족 다가 카르복시산 또는 그 무수물과 상기 화학식 IV 의 티탄 알콕시드의 반응 생성물.

중축합 촉매에 대한 반응 생성물 (2) 의 인 화합물 성분 (D) 는 하기 화학식 V 로 나타내는 하나 이상의 인 화합물로 이루어진다:

[화학식 V]

[식 중, R¹² 는 C_1-20 알킬 또는 C_6-20 아릴을 나타내고, q 는 1 또는 2 의 정수를 나타낸다].

중축합 촉매로서, 상기 티탄 화합물 성분 (A) 와 상기 인 화합물 성분 (B) 의 혼합물 (1) 을 사용하는 경우, 티탄 화합물 성분 (A) 로서 사용되는 화학식 I 로 나타내는 티탄 알콕시드 (a), 및 이 티탄 알콕시드 (a) 와 화학식 II 로 나타내는 방향족 카르복시산 또는 그 무수물과의 반응 생성물 (b) 는, 폴리에스테르 중합체에 대한 가용성 또는 친화성이 높고, 따라서 중축합에 의해 얻어진 폴리에스테르 중합체 중에 티탄 화합물 성분 (A) 이 잔류되어 있더라도 그 용융 방사시에 방적돌기 주변에 이물이 퇴적되는 일이 없고, 이 때문에 품질이 양호한 폴리에스테르 필라멘트를 높은 방사 효율로 제조하는 것이 가능해진다.

본 발명에 따른 중축합 촉매 티탄 화합물 성분 (A) 에 사용되는 화학식 I 로 나타내는 티탄 알콕시드 (a) 로는, 테트라이소프로폭시티탄, 테트라프로폭시티탄, 테트라-n-부톡시티탄, 테트라에톡시티탄, 테트라페녹시티탄, 옥타알킬트리티타네이트 및 헥사알킬디티타네이트 등이 바람직하게 사용된다.

본 발명에 따른 중축합 촉매 티탄 화합물 성분 (C) 에 사용되는 화학식 IV 의 티탄 알콕시드 (c) 로는, 티탄테트라부톡시드, 티탄테트라이소프로폭시드, 티탄테트라프로폭시드, 티탄테트라에톡시드로 예시되는 티탄테트라알콕시드, 옥타알킬트리티타네이트, 헥사알킬디티타네이트 등의 알킬티타네이트를 들 수 있지만, 그 중에서도 본 발명에서 사용되는 인 화합물 성분과의 반응성이 양호한 티탄테트라알콕시드를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 티탄테트라부톡시드를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 티탄 알콕시드 (a) 또는 (c) 와 반응시키는 화학식 II 의 방향족 다가 카르복시산 또는 그 무수물은, 프탈산, 트리멜리트산, 헤미멜리트산, 피로멜리트산 및 이들의 무수물에서 선택되는 것이 바람직하다. 특히, 트리멜리트산 무수물을 사용하면, 얻어지는 반응 생성물은 폴리에스테르 중합체에 대하여 높은 친화성을 나타내어 상기 이물의 퇴적 방지에 유효하다.

상기 티탄 알콕시드 (a) 또는 (c) 와, 화학식 II 의 방향족 다가 카르복시산 또는 그 무수물을 반응시키는 경우에는, 예를 들어 용매에 방향족 다가 카르복시산 또는 그 무수물을 용해하고, 이 혼합액에 티탄 알콕시드 (a) 또는 (c) 를 적하하여, 0∼200℃ 의 온도에서 적어도 30분간 가열하는 것이 바람직하다. 또, 상기 용매로는 에탄올, 에틸렌 글리콜, 트리메틸렌 글리콜, 테트라메틸렌 글리콜, 벤젠 및 자일렌 등으로부터 원하는 것을 선택하는 것이 바람직하다.

여기서, 티탄 알콕시드 (a) 또는 (c) 와, 화학식 II 의 방향족 다가 카르복시산 또는 그 무수물과의 반응몰비는 특별히 한정되지는 않지만, 티탄 알콕시드의 비율이 지나치게 높으면 얻어지는 폴리에스테르의 색조가 악화되거나 연화점이 저하되거나 하는 경우가 있고, 반대로 티탄 알콕시드의 비율이 지나치게 낮으면 중축합 반응이 진행되기 어려워지는 경우가 있다. 이 때문에, 티탄 알콕시드 (a) 또는 (c) 와, 화학식 II 의 방향족 다가 카르복시산 또는 그 무수물과의 반응몰비는 (2:1)∼(2:5) 의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

이 반응에 의해서 얻어지는 반응 생성물 (b) 또는 (d) 는 그대로 사용해도 되고, 또는 이것을 아세톤, 메틸알코올 및/또는 아세트산에틸 등으로 재결정하여 정제한 후에 사용해도 된다.

본 발명에 있어서, 중축합 촉매 혼합물 (1) 의 인 화합물 성분 (B) 에 사용되는 화학식 III 의 인 화합물 (포스포네이트 화합물) 로는, 카르보메톡시메탄포스폰산, 카르보에톡시메탄포스폰산, 카르보프로폭시메탄포스폰산, 카르보부톡시메탄포스폰산, 카르보메톡시페닐메탄포스폰산, 카르보에톡시페닐메탄포스폰산, 카르보프로톡시페닐메탄포스폰산, 카르보부톡시페닐메탄포스폰산 등의 포스폰산 유도체의 디메틸에스테르류, 디에틸에스테르류, 디프로필에스테르류, 디부틸에스테르류 등에서 선택되는 것이 바람직하다.

화학식 III 의 인 화합물 (포스포네이트 화합물) 로 이루어지는 인 화합물 성분 (B) 는, 방향족 디카르복실레이트 에스테르의 중축합 반응에 사용하였을 때, 통상의 반응 안정제로서 사용되는 인 화합물에 비하여 티탄 화합물 성분 (A) 와의 반응이 비교적 완만하게 진행되기 때문에, 중축합 반응 공정 사이의 티탄 화합물 성분 (A) 의 촉매 활성 지속 시간이 길고, 그 결과 티탄 화합물 성분 (A) 의 중축합 반응계의, 방향족 디카르복실레이트 에스테르량에 대한 사용량비를 작게 할 수 있다. 또한, 화학식 III 의 인 화합물로 이루어지는 인 화합물 성분 (B) 를 함유하는 중축합 반응계에 다량의 안정제를 첨가하더라도 얻어지는 폴리에스테르 중합체의 열안정성을 저하시키는 일이 없고, 또한 그 색조를 불량하게 하는 경우도 없다.

본 발명에 따른 중축합 촉매로서 혼합물 (1) 을 사용하는 경우, 혼합물 (1) 은 방향족 디카르복실레이트 에스테르의 몰수에 대한 상기 티탄 화합물 성분 (A) 중의 티탄 원소의 밀리몰의 비(%) (M_Ti) 및 방향족 디카르복실레이트 에스테르의 몰수에 대한 인 화합물 성분 (B) 중의 인 원소의 밀리몰의 비 (%) (M_P) 가 하기 관계식 (ⅰ) 및 (ⅱ) 를 만족하도록 하는 혼합비로 사용된다:

1≤M_P/M_Ti≤15 (ⅰ)

10≤M_P＋M_Ti≤100 (ⅱ).

M_P/M_Ti비는 1 이상 15 이하이고, 2 이상 10 이하인 것이 바람직하다. M_P/M_Ti 비가 1 미만이면 얻어지는 폴리에스테르 중합체의 색상이 황색을 띠는 경우가 있고, 15 를 초과하면 상기 조성물의 중축합 촉매의 중축합 반응성이 불충분해져, 목적하는 폴리에스테르 중합체를 얻기가 곤란해진다. 본 발명에 있어서 사용되는 M_P/M_Ti 비의 범위는 종래의 Ti-P 계 촉매의 비의 범위와 비교하여 비교적 좁지만, 상기 범위로 설정함으로써 종래의 Ti-P 계 촉매에서는 얻을 수 없었던 우수한 효과를 얻는 것이 가능해진다.

합 (M_Ti＋M_P) 의 값은 10 이상 100 이하이고, 바람직하게는 20 이상 70 이하이다. (M_Ti＋M_P) 값이 10 미만인 경우에는, 얻어지는 폴리에스테르 중합체의 섬유 형성성이 불충분해지고, 용융 방사 공정에서의 생산 효율이 불충분해지며, 또 얻어지는 섬유의 성능도 불충분해진다. (M_Ti＋M_P) 값이 100 을 초과하면, 얻어지는 폴리에스테르 중합체를 용융 방사할 때, 방적돌기 (spinneret) 주변에 소량이기는 하지만 이물이 퇴적된다. 일반적으로 M_Ti 의 값은 2∼15% 인 것이 바람직하고, 3∼10% 인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서, 중축합 촉매로서 상기 반응 생성물 (2) 를 사용하는 경우, 인 화합물 (D) 로서 사용되는 화학식 V 의 인 화합물은, 모노알킬 포스페이트류, 예를 들어 모노-n-부틸포스페이트, 모노헥실포스페이트, 모노도데실포스페이트, 모노라우릴포스페이트, 및 모노올레일포스페이트 등; 모노아릴 포스페이트류, 예를 들어 모노페닐 포스페이트, 모노벤질포스페이트, 모노(4-에틸페닐)포스페이트, 모노비페닐포스페이트, 모노나프틸포스페이트, 및 모노안트릴포스페이트 등, 디알킬포스페이트류, 예를 들어 디에틸포스페이트, 디프로필포스페이트, 디부틸포스페이트, 디라우릴포스페이트, 및 디올레일포스페이트 등; 및 디아릴포스페이트류, 예를 들어 디페닐 포스페이트일 수 있다. 그 중에서도 상기 화학식 V 에서 q 가 1 인 경우의 모노알킬 포스페이트, 또는 모노아릴 포스페이트를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 인 화합물 성분 (D) 는, 두개 이상의 화학식 V 의 인 화합물의 혼합물일 수 있고, 바람직한 조합의 예로는 모노알킬 포스페이트와 디알킬포스페이트의 혼합물, 모노페닐 포스페이트와 디페닐 포스페이트의 혼합물을 들 수 있다. 특히 혼합물 중, 모노알킬 포스페이트가 혼합물의 총 중량을 기준으로 50% 이상, 특히 90% 이상을 차지하는 조성이 바람직하다.

티탄 화합물 성분 (C) 와 인 화합물 성분 (D) 의 반응 생성물의 제조 방법은, 예를 들어 성분 (C) 및 (D) 를 조합하고 글리콜 중에서 가열하는 것을 포함할 수 있다. 구체적으로, 티탄 화합물 성분 (C) 와 인 화합물 성분 (D) 를 함유하는 글리콜 용액을 가열하면, 글리콜 용액이 백탁되어 반응 생성물로서 성분 (C) 및 (D) 가 침전된다. 이 침전물을 포집하여 폴리에스테르 중합체의 제조용 촉매로서 사용할 수 있다.

이 경우 사용되는 글리콜로는, 얻어진 촉매를 사용하여 제조하는 폴리에스테르를 구성하는 글리콜 성분과 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 경우에는 에틸렌 글리콜, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트인 경우에는 1,3-프로판디올, 폴리테트라메틸렌 테레프탈레이트인 경우에는 테트라메틸렌 글리콜을 각각 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 중축합용 반응 생성물 (2) 는, 티탄 화합물 성분 (C) 및 인 화합물 (D) 및 글리콜을 동시에 조합하여 가열하는 방법에 의해서도 제조할 수 있다. 그러나, 가열에 의해 티탄 화합물 성분 (C) 와 인 화합물 성분 (D) 가 반응하여 글리콜에 불용성인 반응 생성물이 침전되기 때문에, 이 침전까지의 반응은 균일하게 실시되는 것이 바람직하다. 따라서, 효율적으로 반응 침전물을 얻기 위해서는, 티탄 화합물 성분 (C) 와 인 화합물 성분 (D) 의 각각의 글리콜용액을 미리 제조하고, 그 후 이들 용액을 혼합하여 가열하는 방법에 의해 제조하는 것이 바람직하다.

성분 (C) 와 (D) 의 반응 온도는 바람직하게는 50℃ 내지 200℃ 이고, 반응 시간은 바람직하게는 1분 내지 4시간이다. 반응 온도가 너무나 지나치게 낮으면 반응이 불충분해지거나 반응에 과도한 시간을 필요로 하거나 하기 때문에, 균일한 반응에 의해 효율적으로 반응 침전물을 얻을 수 있다.

글리콜 중에서 가열 반응하는 티탄 화합물 성분 (C) 와 인 화합물 성분 (D) 의 배합 비율은, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰비로서 1.0∼3.0 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 1.5∼2.5 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 범위 내에 있는 경우에는, 인 화합물 성분 (D) 와 티탄 화합물 성분 (C) 가 거의 완전히 반응하여 불완전한 반응물이 존재하지 않게 되므로, 이 반응 생성물을 그대로 사용하더라도 얻어지는 폴리에스테르 중합체의 색상은 양호하고, 또 과잉의 미반응 인 화합물 (V) 도 거의 존재하지 않기 때문에, 폴리에스테르 중합 반응성을 저해하는 일이 없어 생산성도 높아진다.

본 발명에 사용되는 중축합 촉매 반응 생성물 (2) 는 하기 화학식 VI 로 나타내는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

(식 중, R¹³ 및 R¹⁴ 는 각각 독립적으로 상기 티탄 화합물 성분 (C) 에 대한 티탄 알콕시드를 나타내는 화학식 IV 에 있어서의 R⁸, R⁹, R¹⁰, R¹¹및 인 화합물 성분 (D) 에 대한 인 화합물을 나타내는 화학식 V 의 R¹² 로부터 유래하고, 인 화합물 (V) 의 R¹² 로부터 유래된 C_6-12 아릴기에서 선택된 1종을 나타낸다).

화학식 VI 으로 나타내는 티탄 화합물과 인 화합물 (V) 과의 반응 생성물은 높은 촉매 활성을 갖고 있기 때문에, 이것을 사용하여 얻어지는 폴리에스테르 중합체는 양호한 색조 (낮은 b 값) 를 갖고, 아세트알데히드, 잔류 금속 및 고리형 삼량체의 함유량은 실용상 충분히 낮으며, 실용상 충분한 중합체 성능을 갖는다. 또, 그 화학식 VI 으로 나타내는 반응 생성물은 50중량% 이상 함유되어 있는 것이 바람직하고, 70중량% 이상 함유되는 것이 보다 바람직하다.

상기 반응 생성물 (2) 의 존재 하에 방향족 디카르복실레이트 에스테르를 중축합함에 있어서는, 상기한 바와 같이 하여 얻은 침전 반응 생성물 (2) 와 글리콜을 분리시키지 않고 그대로 폴리에스테르 제조용 촉매로서 사용할 수 있다. 또한, 침전 반응 생성물 (2) 를 함유하는 글리콜액으로부터 원심 침강 처리 또는 여과 등의 수단에 의해 침전물을 분리한 후, 이 침전 반응 생성물 (2) 을 재결정제, 예를 들어 아세톤, 메틸알코올 및/또는 물 등에 의해 재결정하여 정제한 후, 이 정제물을 그 촉매로서 사용해도 된다. 또, 그 촉매는 고체 NMR 및 XMA 의 금속 정량 분석에 의해 그 구조를 확인할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 폴리에스테르 중합체는, 상기 티탄 화합물 성분 (A) 와 인 화합물 (포스포네이트 화합물) (B) 의 혼합물 (1) 및/또는 티탄 화합물 성분 (C) 와 인 화합물 성분 (D) 의 반응 생성물 (2) 를 함유하는 촉매의 존재 하에 방향족 디카르복실레이트 에스테르를 중축합하여 얻어진다. 본 발명에서는, 방향족 디카르복실레이트 에스테르가 방향족 디카르복시산 성분과 지방족 글리콜 성분으로 이루어지는 디에스테르인 것이 바람직하다.

여기서 방향족 디카르복시산으로는, 테레프탈산을 주로 하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 테레프탈산이 전체 방향족 디카르복시산 성분의 함량을 기준으로 하여 70몰% 이상을 차지하고 있는 것이 바람직하다. 여기서 테레프탈산 이외의 바람직한 방향족 디카르복시산으로는, 예를 들어 프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복시산, 디페닐디카르복시산, 디페녹시에탄디카르복시산 등을 들 수 있다.

다른 쪽의 지방족 글리콜 성분으로는 알킬렌 글리콜인 것이 바람직하고, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 트리메틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 테트라메틸렌 글리콜, 네오펜틸글리콜, 헥산메틸렌 글리콜, 도데카메틸렌 글리콜을 사용할 수 있지만, 특히 에틸렌 글리콜인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 폴리에스테르 중합체가, 테레프탈산과 에틸렌 글리콜로 이루어지는 에틸렌 테레프탈레이트를 주요 반복 단위로 하는 폴리에스테르인 것도 바람직하다. 여기서, "주요 (main)" 란 상기 에틸렌 테레프탈레이트 반복 단위가 폴리에스테르 중의 전체 반복 단위의 양을 기준으로 하여 70몰% 이상을 차지하고 있는 것을 의미한다.

또한 본 발명에서 사용하는 폴리에스테르 중합체는, 산 성분 또는 디올 성분으로서 폴리에스테르를 구성하는 성분을 공중합한 공중합 폴리에스테르로 해도 된다.

공중합 카르복시산 성분으로는, 상기 방향족 디카르복시산은 물론, 아디프산, 세바스산, 아젤라인산, 데칸디카르복시산 등의 지방족 디카르복시산, 시클로헥산디카르복시산 등의 지환식 디카르복시산 등의 2관능성 카르복시산 성분 또는 그 에스테르 형성성 유도체를 원료로서 사용할 수 있다. 또한, 공중합 디올 성분으로는 상기한 지방족 디올은 물론, 시클로헥산디메탄올 등의 지환식 글리콜, 비스페놀, 하이드로퀴논, 2,2-비스(4-β-히드록시에톡시페닐)프로판류 등의 방향족 디올 등을 원료로서 사용할 수 있다.

또 트리메스산, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 트리메틸올메탄, 펜타에리트리톨 등의 다관능성 화합물을 공중합 성분으로 하여 공중합시켜 얻어진 공중합폴리에스테르 중합체를 사용할 수 있다.

상기 폴리에스테르 중합체 및 공중합 폴리에스테르 중합체는 그 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

본 발명에서는, 폴리에스테르 중합체로서, 바람직하게는 상기한 바와 같은 방향족 디카르복시산과 지방족 글리콜로 이루어지는 방향족 디카르복실레이트 에스테르의 중축합 생성물이 사용된다. 이 방향족 디카르복실레이트 에스테르는, 방향족 디카르복시산과 지방족 글리콜의 디에스테르화 반응에 의해 제조할 수도 있고, 또는 방향족 디카르복시산의 디알킬에스테르와 지방족 글리콜의 에스테르 교환 반응에 의해 제조할 수도 있다. 단, 방향족 디카르복시산의 디알킬에스테르를 원료로 하여 에스테르 교환 반응을 경유하는 방법으로 하는 것이, 방향족 디카르복시산을 원료로 하여 디에스테르화 반응시키는 방법에 비하여 중축합 반응 중에 인 안정제로서 첨가한 인 화합물의 비산이 적다는 이점이 있다.

그리고, 티탄 화합물 성분 (A) 또는 (C) 의 일부 및/또는 전체량을 에스테르 교환 반응 개시 전에 첨가하여 에스테르 교환 반응 촉매와 중축합 반응 촉매의 두가지 반응용 촉매로 사용하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 최종적으로 폴리에스테르 중의 티탄 화합물의 함유량을 저감시킬 수 있다. 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 경우, 더욱 구체적으로 말하면, 테레프탈산을 주로 하는 방향족 디카르복시산의 디알킬에스테르와 에틸렌 글리콜과의 에스테르 교환 반응을, 상기 화학식 I 로 나타내는 티탄 알콕시드 (a) 및 상기 화학식 I 로 나타내는 티탄 알콕시드와 상기 화학식 II 로 나타내는 방향족 다가 카르복시산 또는 그 무수물을 반응시킨 생성물 (b) 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 함유하는 티탄 화합물 성분 (A) 의 존재 하에 실시하는 것이 바람직하다. 이 에스테르 교환 반응에 의해 얻어진, 방향족 디카르복시산과 에틸렌 글리콜과의 디에스테르를 함유하는 반응 혼합물에, 추가로 상기 화학식 III 으로 나타내는 인 화합물 (포스포네이트 화합물) 을 첨가하고, 또는 티탄 화합물 성분 (C) 와 상기 인 화합물 성분 (D) 와의 반응 생성물을 첨가하고, 이들의 존재 하에 중축합하는 것이 바람직하다.

또, 그 에스테르 교환 반응을 실시하는 경우에는 통상은 상압 하에서 실시되지만, 0.05∼0.20MPa 의 가압 하에 실시하면 티탄 화합물 성분 (A) 의 촉매 작용에 의한 반응이 더욱 촉진되고, 또한 부생물인 디에틸렌 글리콜이 대량으로 발생하는 일도 없기 때문에, 열안정성 등의 특성이 더욱 양호해진다. 온도로는 160∼260℃ 가 바람직하다.

또한 본 발명에 있어서, 방향족 디카르복시산이 테레프탈산인 경우에는, 폴리에스테르의 출발 원료로서 테레프탈산 및 테레프탈산디메틸이 사용된다. 이 경우에는 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 해중합함으로써 얻어진 회수 테레프탈산디메틸 또는 이것을 가수분해하여 얻어지는 회수 테레프탈산을 사용할 수도 있다. 이 경우, 특히 회수된 PET 병, 섬유 제품, 폴리에스테르 필름 제품 등의 재생 폴리에스테르를 사용하는 것은 자원의 유효 활용이라는 관점에서 바람직한 것이다.

중축합 반응은 한 조(槽)에서 실시해도 되고, 복수의 조로 나누어 실시해도 된다. 이렇게 해서 본 발명의 폴리에스테르를 제조할 수 있지만, 이 중축합 공정에서 얻어지는 폴리에스테르는, 통상 용융 상태에서 압출되면서 냉각 후 입자상 (칩형상) 이 된다.

상기 중축합 공정에서 얻어지는 본 발명에서 사용되는 폴리에스테르는, 원한다면 추가로 고상 중축합할 수 있다.

이 고상 중축합 공정은, 적어도 1단계로 이루어지고, 온도가 190∼230℃, 압력이 1kPa∼200kPa 의 조건 하에서 질소, 아르곤, 탄산 가스 등의 불활성 가스 분위기 하에서 실시된다.

이러한 고상 중축합 공정을 거쳐 얻어진 입자상 폴리에스테르에는, 필요에 따라 물, 수증기, 수증기 함유 불활성 가스, 수증기 함유 공기 등과 접촉시키는 수처리를 실시하여 칩 속에 함유되는 촉매를 실활시켜도 된다.

상기한 바와 같은 에스테르화 공정과 중축합 공정을 포함하는 폴리에스테르의 제조 공정은 배치식, 반연속식, 연속식 중 어느 방식으로도 실시할 수 있다.

본 발명에 사용되는 폴리에스테르 중합체는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 및 폴리테트라메틸렌 테레프탈레이트에서 선택되는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 폴리에스테르 중합체는, L^*a^*b^* 컬러표색계 (JIS Z8729) 에 기초한 77∼85 의 L^* 값과, 2∼5 의 b^*를 갖는 것이 바람직하다.

이렇게 해서 얻어지는 본 발명에서 사용되는 폴리에스테르의 한계 점도 (limiting viscosity) 는 O.40∼0.80 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 0.45∼0.75 의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하고, 0.50∼0.70 의 범위에 있는 것이 특히 바람직하다. 한계 점도가 0.40 미만이면 섬유의 강도가 부족하기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 한계 점도가 0.80 을 넘으면 원료 중합체의 한계 점도를 과잉으로 높일 필요가 있어 비경제적이다.

본 발명에 사용하는 폴리에스테르는, 필요에 따라 소량의 첨가제, 예를 들어 산화 방지제, 자외선 흡수제, 난연제, 형광 증백제, 광택 제거제, 색조정제, 또는 기포 제거제, 대전 방지제, 항균제, 광안정제, 열안정제, 차광제를 함유하고 있어도 되고, 특히 광택 제거제로서 이산화티탄, 안정제로서의 산화 방지제가 첨가되어 있는 것이 바람직하다.

상기 이산화티탄은, 0.01∼2㎛ 의 평균 입경을 가지고 있는 것이 바람직하고, 폴리에스테르 중합체 중에 0.01∼10중량% 의 함유량으로 함유되어 있는 것이 바람직하다.

또 폴리에스테르 중합체 중에 함유되는 상기 촉매에 유래하는 티탄의 함유량에는, 광택 제거제로서 첨가된 이산화티탄에 유래하는 티탄은 함유되지 않는 것으로 한다.

폴리에스테르 중합체 중에 광택 제거제로서 이산화티탄이 함유되어 있는 경우, 측정용 폴리에스테르 중합체의 시료로부터 광택 제거제 이산화티탄만을 제거하기 위해서는, 그 폴리에스테르 중합체의 시료를 헥사플루오로이소프로판올에 용해하고, 이 용액을 원심 분리 처리하여 상기 용액으로부터 이산화티탄 입자를 분리 침강시키고, 경사법에 의해 상청액을 분리 회수하여 이 회수 프랙션으로부터 용제를 증발 제거하여 시험용 샘플을 제조한다.

상기 산화 방지제로는, 힌더드 페놀계의 산화 방지제가 사용되는 것이 바람직하다. 산화 방지제의 첨가량으로는 1중량% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.005∼0.5중량% 이다. 이 첨가량이 1중량% 를 넘으면 그 효과가 포화되고, 또 그것이 용융 방사시의 스컴 발생의 원인이 되는 경우가 있다. 또한, 힌더드 페놀계 산화 방지제와 티오에테르계 2차 산화 방지제를 병용해도 된다.

상기 산화 방지제를 폴리에스테르에 첨가하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 에스테르 교환 반응의 개시로부터 중축합 반응이 완료될 때까지의 임의의 단계에서 첨가할 수 있다.

본 발명에 있어서, 폴리에스테르 중합체로부터 섬유를 제조하는 방법에는 특별한 한정은 없고, 종래 공지된 폴리에스테르 용융 방사법을 사용할 수 있다. 예를 들어 상기한 폴리에스테르 중합체를 270∼300℃ 의 범위에서 용융하여 방사할 수 있고, 이 때 용융 방사 속도는 400∼5000m/분인 것이 바람직하다. 방사 속도가 상기 범위 내에 있으면, 얻어지는 섬유의 강도도 충분함과 함께 안정적으로 권취할 수 있다. 또한 연신은 미연신 폴리에스테르 섬유를 권취하고나서 또는 권취하지 않고 연속적으로 실시해도 된다.

폴리에스테르 섬유를 제조할 때 사용되는 방사용 구금 형상에 대해서도 제한은 없으며, 원형 및 이형 (삼각형, 그 밖의 다각형, 편평형 등) 어느 것이어도 되며, 또한 중실(中實) 및 중공 등 어느 것이어도 된다.

본 발명에 사용되는 상기 폴리에스테르 섬유의 섬유형태에는 한정은 없으며, 장섬유이어도 되고 또는 단섬유이어도 된다. 또 본 발명에 사용되는 폴리에스테르 섬유는 가연되어 있어도 되고, 가연되지 않아도 된다. 그리고 본 발명에 사용되는 폴리에스테르 섬유는, 가연 권축 가공, 타슬란 가공, 인터레이스 가공 등이 처리되어 있어도 된다.

본 발명의 폴리에스테르 섬유 구조물은, 상기한 폴리에스테르 중합체를 주성분으로 함유하는 폴리에스테르 섬유를 함유하는 섬유 구조물로서, 그 양태는 (1) 그 폴리에스테르 섬유를 포함하는 부직포, (2) 그 폴리에스테르 섬유를 포함하는 충전솜, 및 (3) 폴리에스테르 단섬유로 이루어지는 주요 섬유와 열접착성 복합 단섬유를 포함하며 그 주요 섬유와 열접착성 복합 단섬유의 적어도 어느 한 쪽에는 상기 폴리에스테르 중합체가 포함되는 두께 5∼100㎜ 의 섬유 구조체에서 선택된 1종의 섬유 구조물이다.

먼저 본 발명의 제 1 양태인 부직포에 관해 설명한다. 이러한 부직포는, 적어도 상기 촉매를 사용하여 얻어진 폴리에스테르 섬유를 사용하고, 비교적 긴 단섬유를 바늘이 달린 롤러를 사용하여 섬유를 개섬 혼합하는 건식법 (카드법), 비교적 짧은 단섬유를 물 속에서 분산시켜 와이어에 떠올리는 습식법 (초조법), 비교적 짧은 단섬유를 구멍이 뚫린 드럼으로 보내고 공기에 의해 분산시켜 웹을 형성하는 에어레이드법 (에어레이법, 건식 펄프법이라고도 함) 등에 의해 형성된 후, 얽힘/열처리 공정에 의해 구조를 고정한 것이다.

부직포의 제조방법에 따라 각종 최적조건이 다르기 때문에, 이후 개별적으로 설명한다.

<건식법>

건식법으로 제조된 부직포는 낮은 기본중량 (basis weight) 에서 높은 기본중량까지의 광범위한 범위의 제조를 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.

부직포에 건식 방법을 적용하는 경우, 기본중량은 바람직하게는 15∼2000g/㎡, 더욱 바람직하게는 20∼1200g/㎡ 이다. 기본중량이 15g/㎡ 미만이면 균일한 웹 (web) 을 연속적으로 생산하기가 매우 곤란하고, 2000g/㎡ 를 넘는 경우 생산성이 나빠지기 때문에 바람직하지 않다.

부직포에 사용하는 폴리에스테르 섬유의 비율로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 가공성의 효과를 발휘하는 관점에서 볼 때 50 중량% 이상인 것이 바람직하다. 또, 그 밖의 혼합소재로는 통상 건식 부직포에 적합한 섬유 (예를 들어 코튼과 같은 천연 섬유, 레이온, 아세테이트와 같은 반합성 섬유, PVA 섬유, 폴리올레핀 섬유, 나일론 섬유, 아라미드 섬유, 아크릴 섬유, 카본 섬유와 같은 합성 섬유나 융점이 다른 복수의 중합체로 구성되는 복합 섬유 등) 를 사용할 수 있다.

섬유의 고정 방법으로는, 니들에 의한 섬유끼리의 얽힘 (니들 펀치법), 고압 수류에 의한 섬유끼리의 얽힘 (스펀레이스법), 바인더 섬유에 의한 접착 (에어 스루법), 수축에 의한 얽힘, 열 롤에 의한 프레스 등을 적절히 사용할 수 있다.

상기 부직포가 건식법을 적응하는 경우, 섬유 길이로는 30∼150㎜, 더욱 바람직하게는 50∼100㎜ 인 것이 바람직하다. 30㎜ 미만이면 개섬시의 웹의 이어짐이 약해 섬유 탈락의 발생이 커지고, 150㎜ 를 넘으면 얽힘이 생기기 쉬우며, 넵 등이 생기기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다.

상기 부직포가 건식법을 적응하는 경우, 사용하는 폴리에스테르 섬유의 섬도는 0.5dtex∼120dtex 인 것이 바람직하고, 또 1dtex∼50dtex 인 것이 더 바람직하다. 0.5dtex 미만이면 개섬도가 나쁘기 때문에, 라인 속도가 내려가 생산성이 매우 나쁘고, 120dtex 를 초과하면 균일한 웹을 얻기 힘들어 바람직하지 않다.

상기 부직포가 건식법을 적응하는 경우, 사용하는 폴리에스테르 섬유에는 권축이 부여되어 있는 것이 바람직하다. 권축 부여 방법으로는 압출 권축, 기어 권축, 방사시에 이방성을 사용한 입체 권축 등을 적절히 사용할 수 있다.

<습식법>

습식법으로 제조된 부직포는, 짜임이 우수하고 몇그램의 낮은 기본중량 부직포의 제조를 가능하게 하고 생산성이 높은 것을 특징으로 한다.

상기 부직포에 습식법을 적용하는 경우, 기본중량은 5∼200g/㎡ 인 것이 바람직하고, 또 20∼100g/㎡ 인 것이 더욱 바람직하다. 5g/㎡ 미만에서는 제조상 매우 곤란하고, 100g/㎡ 을 초과하면 부직포의 생산성이 나빠지기 때문에 바람직하지 않다.

부직포 내에서 사용하는 상기 폴리에스테르 섬유의 비율로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 가공성의 효과를 발휘하는 관점에서 볼때 50 중량% 이상인 것이 바람직하다. 또, 그 밖의 혼합소재로는 통상 습식 부직포에 적합한 섬유 (예를 들어 목재 펄프, 비목재 펄프와 같은 천연 섬유, 레이온, 아세테이트와 같은 반합성 섬유, PVA 섬유, 폴리올레핀 섬유, 나일론 섬유, 아라미드 섬유, 아크릴 섬유, 카본 섬유와 같은 합성 섬유나 융점이 다른 복수의 중합체로 구성되는 복합 섬유 등) 을 사용할 수 있다.

상기 습식 부직포에 있어서, 바인더의 비율은 중량비율로 5∼60% 의 범위인 것이 바람직하고, 또한 10∼50% 인 것이 바람직하다. 5% 미만이면 접착점이 너무 적기 때문에 강도 부족이 되고, 60% 를 초과하면 강고한 접착은 얻어지지만 열처리시의 수축이나 점착과 같은 가공성의 관점에서 바람직하지 않다.

상기 바인더의 상태로서 통상 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 액체인 것을 내첨으로 부여해도 되지만, 취급 등을 고려하면 섬유상 바인더인 것이 바람직하다. 이러한 바인더로는, 예를 들어 미연신 폴리에스테르 섬유 등이 예시된다.

부직포에 습식법을 적용하는 경우, 섬유 길이는 바람직하게는 0.1∼25㎜, 더욱 바람직하게는 3∼20㎜ 이다. 0.1㎜ 미만이면 섬유끼리의 얽힘이 적고 부직포의 강도가 잘 나타나지 않으며, 25㎜ 를 초과하면 균일 분산이 매우 곤란해지기 때문에 바람직하지 않다.

부직포에 습식법을 적용하는 경우, 사용하는 상기 폴리에스테르 섬유의 섬도는 0.05dtex∼10dtex 인 것이 바람직하고, 또한 0.1dtex∼7dtex 인 것이 더욱 바람직하다. 0.05dtex 미만이면 강도가 잘 얻어지지 않고, 10dtex 를 초과하면 균일 분산이 어렵기 때문에 바람직하지 않다.

부직포에 습식법을 적용하는 경우, 사용하는 폴리에스테르 섬유에는 권축 부여에 관해서는 특별히 한정되지 않지만, 부피를 크게 하기 위해서는 지그재그형 기계 권축이나 스파이럴형 입체 권축을 가지고 있는 것이 바람직하고, 부피가 크지 않아도 될 때에는 권축을 갖지 않은 스트레이트 섬유인 것이 바람직하다.

부직포에 습식법을 적용하는 경우, 제조방법으로는 크게 나누어 (1) 초지 공정, (2) 열처리 공정으로 이루어진다. 초지 공정으로는 단망 초지기, 환망 초지기 등을 사용할 수 있고, 같은 방식의 조합, 다른 방식의 조합에 의한 다층 초지 방식이어도 된다. 열처리 공정으로는 회전식 드라이어, 다통 드라이어, 캘린더 등, 그 사용상황에 따라 단독으로나 조합하여 사용할 수 있다. 그리고 후가공으로는 각종 수지 가공이나 고압 수류에 의한 섬유 얽힘 처리를 실시해도 된다.

<에어레이드 부직포 (Airlaid nonwoven fabrics>

에어레이드 부직포의 특징으로는, 습식법으로 제조된 부직포와 유사한 짜임을 가지면서 저밀도 (벌크; bulk) 인 구조가 가능한 것에 있다.

부직포에 에어레이드법을 적용하는 경우, 기본중량은 10∼400g/㎡ 인 것이 바람직하고, 또한 20∼300g/㎡ 인 것이 더욱 바람직하다. 10g/㎡ 미만이면 제조상 매우 곤란하고, 300g/㎡ 을 초과하면 부직포의 생산성이 나빠지기 때문에 바람직하지 않다.

부직포 내에서 사용하는 상기 폴리에스테르 섬유의 비율로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 가공성의 효과를 발휘하는 관점에서 생각하여 중량비율로 50% 이상인 것이 바람직하다. 또, 그 밖의 혼합소재로는 통상 에어레이드 부직포에 적응하는 섬유 (예를 들어 목재 펄프, 비목재 펄프와 같은 천연 섬유, 레이온, 아세테이트와 같은 반합성 섬유, PVA 섬유, 폴리올레핀 섬유, 나일론 섬유, 아라미드 섬유, 아크릴 섬유, 카본 섬유와 같은 합성 섬유나 융점이 다른 복수의 중합체로 구성되는 복합 섬유 등) 를 사용할 수 있다.

에어레이드 부직포에 있어서, 바인더의 비율은 중량비율로 5∼60% 의 범위인 것이 바람직하고, 또한 10∼55% 인 것이 바람직하다. 5% 미만에서는 접착점이 너무 적기 때문에 강도 부족이 되고, 60% 를 초과하면 강고한 접착은 얻어지지만 열처리시의 수축이나 점착과 같은 가공성의 관점에서 바람직하지 않다. 이러한 바인더로는, 예를 들어 후기할 열접착성 복합 단섬유 등이 바람직하게 예시된다.

부직포에 에어레이드법을 적용하는 경우, 사용하는 상기 폴리에스테르 섬유의 섬유 길이로는 1∼15㎜, 더욱 바람직하게는 3∼7㎜ 인 것이 바람직하다. 1㎜ 미만이면 섬유끼리의 얽힘이 적고 부직포의 강도가 잘 나타나지 않으며, 15㎜ 를 초과하면 균일 분산이 매우 곤란해지기 때문에 바람직하지 않다.

부직포에 에어레이드법을 적용하는 경우, 사용하는 폴리에스테르 섬유의 섬도는 0.3dtex∼100dtex 인 것이 바람직하고, 또한 1dtex∼20dtex 인 것이 더욱 바람직하다. 0.3dtex 미만이면 강도가 잘 나타나지 않으며, 100dtex 를 초과하면 균일 분산이 어려워져 바람직하지 않다.

본 발명의 부직포에 에어레이드법을 적용하는 경우, 사용하는 상기 폴리에스테르 섬유에는 권축 부여에 관해서는 특별히 한정되지는 않지만, 부피를 크게 하기 위해서는 지그재그형 기계 권축이나 스파이럴형 입체 권축을 가지고 있는 것이 바람직하고, 부피가 크지 않아도 될 때에는 권축을 갖지 않은 스트레이트 섬유인 것이 바람직하다.

본 발명의 에어레이드 부직포의 제조방법으로는, 크게 나누어 (1) 웹 형성 공정, (2) 열처리 공정으로 이루어진다. 웹 형성 공정으로는 2개의 구멍이 뚫린 드럼 (이것을 헤드라 함) 의 회전에 의한 원심력 및 석션에 의해 형성하는 방법 (단웹(danweb)법) 이 유명하다. 또, 다수의 헤드를 직렬로 배열함으로써 원면(原綿) 구성이 다른 층을 겹친 부직포를 다이렉트로 제조할 수 있다. 열처리 공정으로는, 열풍 석션식 처리, 캘린더, 엠보스 등 그 사용 상황에 따라 단독으로나 조합하여 사용할 수 있다. 그리고 후가공으로는 각종 수지 가공이나 고압 수류에 의한 섬유 얽힘 처리를 실시해도 된다.

또, 상기 부직포의 두께로는 습식, 건식, 에어레이드 어느 경우에도 0.05㎜ 이상 5㎜ 미만인 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 제 2 양태인 충전솜에 대하여 설명한다. 이러한 충전솜에서는 가공성의 효과를 발휘하는 관점에서 생각하여, 상기 촉매를 사용하여 얻어진 폴리에스테르 섬유만으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그러나 그 밖의 혼합소재로는 원래 중축합 촉매를 함유하지 않는 천연 섬유나, 안티몬계 촉매를 함유하지 않는 각종 합성 섬유 등, 통상 충전솜 제조에 적합한 섬유라면 필요에 따라 혼합 사용하는 것은 가능하다. 단 그 경우에도 가공성 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는 혼합 사용하는 섬유의 혼율은 50% 이하로 하는 것이 바람직하다.

충전솜에서 사용하는 폴리에스테르 섬유의 섬유 길이로는, 적용하는 용도에 따라 최적 섬유 길이가 다르며, 봉제 인형 등의 속을 채우는 용도로는 20∼60㎜, 이불이나 수지면 등 통상의 개섬기를 통해 제조할 필요가 있는 용도에 대해서는, 30∼120㎜ 인 것이 바람직하다. 인형 충전용의 경우, 20㎜ 이하에서는 제품 부피가 잘 커지지 않고, 또 부피 내구성이 떨어지며, 60㎜ 이상에서는 속을 채울 때 개섬성이 떨어지기 때문에 마찬가지로 부피가 커지지 않는다. 한편, 개섬기를 통과하는 용도인 겨우, 30㎜ 이하에서는 섬유 얽힘이 적어지기 때문에 면락(綿落)이나 카드웹 부스러기 등의 공정 트러블이 많아지고, 120㎜ 이상에서는 개섬 불량이나 웹 배출 불량 등의 트러블이 발생하기 쉽다.

또 충전솜에서 사용하는 폴리에스테르 섬유의 섬도는 1.0dtex∼40dtex 인 것이 바람직하고, 또한 3.3dtex∼20dtex 인 것이 바람직하다. 1.Odtex 미만이면 제품의 부피가 커지기 어렵고 또한 카드 통과성도 나빠지고, 40dtex 를 초과하면 제품 품질이나 카드 통과성이 나빠져 바람직하지 않다.

충전솜에서 사용하는 폴리에스테르 섬유에는 권축 형태에 관해서는 특별히 한정되지는 않지만, 보다 부피를 크게 하기 위해서는 지그재그형 압입 권축보다도 코일형 입체 권축을 가진 것이 바람직하다. 충전솜의 제조방법으로는 통상의 공정을 그대로 사용할 수 있다.

본 발명에서 말하는 충전솜이란, 이불이나 봉제 인형과 같이 개섬한 단섬유 덩어리를 그대로 채워 사용하는 안솜이나, 가구의 쿠션재, 의류용 보온 안솜 등으로 사용하는 수지면을 의미하고, 열접착성 복합 섬유를 혼합하여 열처리하는 서멀 본드 부직포나 경질 솜은 포함하지 않는다.

다음으로 본 발명의 제 3 양태인, 폴리에스테르 단섬유로 이루어지는 주요 섬유와 열접착성 복합 단섬유를 포함하고, 그 주요 섬유와 열접착성 복합 단섬유의 적어도 어느 하나에는 상기 촉매를 사용하여 얻어진 폴리에스테르 중합체가 포함되고, 두께 5∼100㎜ 의 섬유 구조체에 관해 설명한다.

그 섬유 구조체는, 열접착성 복합 단섬유와 폴리에스테르 단섬유 (주요 섬유) 로 이루어지고, 열처리에 의해 이들 양쪽 섬유의 접촉점 및/또는 열접착성 복합 단섬유끼리의 접촉점의 적어도 일부에 열고착점이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

그 때, 폴리에스테르 단섬유 (주요 섬유) 와 열접착성 복합 단섬유의 적어도 어느 한 쪽 (바람직하게는 양쪽) 에는 상기 폴리에스테르 중합체가 포함될 필요가 있다.

상기 열접착성 복합 단섬유는 열융착성 중합체와 섬유 형성성 열가소성 중합체로 이루어지고 적어도 열융착성 중합체가 섬유 표면에 노출되어 있는 복합 단섬유이다.

여기에서 열융착성 중합체로는, 폴리우레탄 엘라스토머, 폴리에스테르 엘라스토머, 비탄성 폴리에스테르계 중합체 및 그 공중합물, 폴리올레핀계 중합체 및 그 공중합물, 폴리비닐알코올 중합체 등을 들 수 있다. 그 때 상기 촉매를 사용하여 얻어진 폴리에스테르 중합체 및 그 공중합체, 폴리에스테르 엘라스토머가 바람직하다.

공중합 폴리에스테르계 중합체로는, 아디프산, 세바스산 등의 지방족 디카르복시산, 프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복시산 등의 방향족 디카르복시산류 및/또는 헥사히드로테레프탈산, 헥사히드로이소프탈산 등의 지환식 디카르복시산류와, 디에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 파라자일렌 글리콜 등의 지방족이나 지환식 디올류를 소정 수 함유하고, 희망에 따라 파라히드록시벤조산 등의 옥시산류를 첨가한 공중합 에스테르 등을 들 수 있고, 예를 들어 테레프탈산과 에틸렌 글리콜에 이소프탈산 및 1,6-헥산디올을 첨가 공중합시킨 폴리에스테르가 바람직하다.

또한 폴리올레핀 중합체로는, 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 들 수 있다.

상기 열융착성 중합체의 상대방인 섬유 형성성 열가소성 중합체로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르나 폴리올레핀 중합체 등이 예시된다. 특히 상기 촉매를 사용하여 얻어진 상기 폴리에스테르 중합체가 특히 바람직하다.

상기 열융착성 중합체와 섬유 형성성 열가소성 중합체의 조합으로는, 열융착성 중합체로서 융점이 70∼210℃ (더 바람직하게는 100∼180℃) 의 범위인 폴리에스테르 엘라스토머를 채용하고, 다른 쪽 섬유 형성성 열가소성 중합체로서 그 폴리에스테르 엘라스토머의 융점보다 10℃ 이상 높은 융점을 갖는 폴리에스테르 중합체를 채용하는 것이 특히 바람직하다.

상기 열접착성 복합 단섬유는, 섬유 횡단면에서 상기 열융착성 중합체 (E) 와 섬유 형성성 열가소성 중합체 (P) 가 E：P＝20：80∼80：20 의 면적비율이 되도록 복합화되어 있는 것이 바람직하다. 이 때, (E), (P) 양 성분의 복합상태는 동심 코어쉬스형 외에 편심 코어쉬스형, 병렬 (사이드바이사이드) 형, 해도형 복합 방사 섬유 또는 해도형 혼합 방사 섬유, 초승달형 배위 (분할) 섬유 등, 공지된 복합상태 중 어느 하나이면 되지만, 그 (E) 의 일부가 섬유 표면에 노출되어 바람직하게는 섬유 단면에서 그 원주의 30% 이상을 그 (E) 가 차지하도록 배치되어 있어야 한다. 그 중에서도 병렬형, 편심 코어쉬스형의 경우, 섬유 구조체를 성형할 때의 열처리시에 미세한 권축이 현재화되는 잠재 권축능을 용이하게 부여할 수 있기 때문에, 섬유끼리의 얽힘이 증가해 접착성을 향상시킬 수 있어 특히 바람직하다.

상기 열접착성 복합 단섬유의 단섬유 섬도는 0.5∼200데시텍스의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2∼100데시텍스의 범위이다. 상기 범위 내로 함으로써, 섬유 구조체로 하기 위해 열접착 처리하였을 때 그 섬유 구조체 내에 형성되는 열고착점의 수가 적절해져 충분한 강도가 얻어짐과 함께, 그 열접착성 복합 단섬유를 제조할 때의 교착 현상도 극도로 억제할 수 있다는 점에서 바람직하다.

또한 섬유 횡단면의 형상은 진원일 필요는 없고, 다각형이나 핀(fin)이 달려 있거나 동그란 형 등이어도 상관없지만, 단섬유를 형성하여 카드 공정을 통과시키는 경우를 감안하면, 진원 형상인 것이 바람직하다. 그리고 1개 이상의 중공부를 갖고 있어도 된다.

또 상기 열접착성 복합 단섬유를 제조하기 위해서는 종래 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.

열접착성 복합 섬유를 커트하여 단섬유로 할 때, 커트 길이로는 5∼100㎜ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히 15∼95㎜ 의 범위인 것이 바람직하다. 이 범위에서는 카드성이나 섬유 구조체의 접착성이 특히 양호하다.

또한 상기 열접착성 복합 단섬유에는 공정상 문제가 발생하지 않을 정도라면 권축이 부여되어 있어도 되고, 그 때, 권축수는 8∼20산/25㎜ 의 범위, 권축률은 6∼18% 의 범위가 바람직하다.

주요 섬유가 되는 폴리에스테르 단섬유는 공지된 폴리에스테르로 이루어지는 것이어도 되지만, 상기 촉매를 사용하여 얻어진 상기 서술한 폴리에스테르 중합체로 이루어지는 것이 특히 바람직하다. 그 폴리에스테르 단섬유의 단섬유 섬도는 섬유 구조체의 부피성, 쿠션성 및 반발성과 감촉과의 양 쪽 관점에서 0.5∼150데시텍스의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2∼50데시텍스의 범위이다. 또한 섬유 구조체의 부피성, 쿠션성 등의 관점에서 폴리에스테르 단섬유의 권축수는 바람직하게는 3∼30산/25㎜ 의 범위 내, 보다 바람직하게는 5∼20산/25㎜ 의 범위이고, 권축률은 바람직하게는 6∼50% 의 범위, 보다 바람직하게는 12∼40% 의 범위이다. 또한 커트 길이는 5∼100㎜의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 특히는 15∼90㎜ 의 범위에 있는 것이 바람직하다.

또한 그 폴리에스테르 단섬유의 단면형상은 원형, 편평, 삼각형, 육각형, 중공 등 용도에 따라 적절히 선택하면 된다.

상기 폴리에스테르 단섬유를 제조할 때에는, 종래 공지된 단일 성분으로 이루어지는 섬유 또는 2 이상의 성분을 복합화하는 복합섬유의 제사, 제면 방법을 사용할 수 있다.

본 발명의 제 3 양태인 상기 섬유 구조체를 구성하는 양단섬유의 혼면비율로는, 중량비로 열접착성 복합 단섬유：폴리에스테르 단섬유＝5：95∼70：30 의 범위, 바람직하게는 10：90∼60：40 의 범위인 것 바람직하다. 그 열접착성 복합 단섬유의 혼율이 지나치게 높으면 섬유 구조체 중에 형성되는 열고착점의 수가 너무 많아 구조체가 지나치게 단단해지고, 반대로 지나치게 적으면 열고착점의 수가 적어져 구조체의 탄력성, 내구성이 떨어진다.

또한 섬유 구조체의 두께는 5∼100㎜ 의 범위에 있어야 한다. 밀도는 그 밀도가 0.01∼0.10g/㎤ 의 범위가 적당하다.

그 섬유 구조체의 제조방법은, 섬유 구조체 내부에 열접착성 복합 단섬유와 폴리에스테르 단섬유의 접촉점 및/또는 열접착성 복합 단섬유끼리의 접촉점의 적어도 일부에 열고착점을 형성할 수 있는 방법이라면 공지된 방법을 채용할 수 있다.

열처리온도로는 100∼215℃ 정도, 열처리시간으로는 10∼30분간 정도가 바람직하다.

본 발명을 하기 실시예에 의해 더 설명한다. 단 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

하기 실시예 1∼21 및 비교예 1∼12 에 있어서, 폴리에스테르 중합체의 한계 점도, 색상, 금속 함유량, 부직포의 강도/신도 (elongation), 부직포의 품질 편차, 개섬시의 낙면 발생, 충전솜의 품질 편차, 섬유 구조체의 경도 (탄력성), 섬유 구조체의 반복 압축 잔류 변형 (내구성), 섬유 구조체의 경도 불균일, 섬유 구조체의 두께, 섬유 구조체의 밀도, 방적돌기에 발생하는 부착물은 하기의 방법으로 측정하였다.

(1) 한계 점도：

폴리에스테르 0.6g 을 O-클로로페놀 50cc 속에 가열 용해한 후 일단 냉각시키고, 그 용액을 오스트발트식 점도관을 사용하여 35℃ 의 온도조건으로 통상적인 방법에 따라 측정한 용액점도에서 산출하였다.

(2) 색상 (컬러 L 값/컬러 b 값)：

입자상의 중합체 샘플을 160℃×90분 건조기 속에서 열처리하여 결정화시킨 후, 컬러머신사 제조 CM-7500형 컬러머신으로 측정하였다.

(3) 금속 함유량：

촉매 계 중에 있는 티탄 원자 농도 및 인 원자 농도는, 촉매 용액의 경우에는 그대로 액체 셀에 충전하고, 폴리에스테르 중합체 중에 함유되는 경우에는 그 폴리에스테르 중합체 중의 샘플을 알루미늄판 상에서 가열 용융한 후 이것을 압축 프레스기에 의해 평면을 가진 성형체로 형성하여, 각각의 샘플을 형광 X 선 측정 장치 (리가쿠전기공업 3270형) 에 의해 금속 함유량을 정량 분석하였다.

(4) 부직포의 강도/신도：

정속신장형 인장시험기를 사용하고 JISP8113 에 기재된 방법에 준거하여 측정하였다.

(5) 부직포의 품질 편차：

부직포의 인장 강도에 있어서, n 수 30 당 표준 편차에 의해 품질 편차로 하였다 (값이 작을수록 편차가 작고 품질이 안정되었다).

(6) 개섬시의 낙면 발생：

통상의 이불솜 제조시의 롤러 카드 조건 하에서 카드기 주변부의 1㎡ 구역에 떨어진 낙면의 1시간당 솜 중량을 측정하였다.

(7) 충전솜의 품질 편차：

1시간당 낙면 중량 측정에 있어서, n 수＝1O 당 표준 편차에 의해 품질 편차로 하였다 (값이 작을수록 편차가 작고 품질이 안정되었다).

(8) 섬유 구조체의 경도 (탄력성)：

JIS-K6401 에 의한 25% 압축 경도에 의해 측정하였다.

(9) 섬유 구조체의 반복 압축 잔류 변형 (내구성)：

JIS-K6401 에 기재된 방법에 의해 측정하였다.

(10) 섬유 구조체의 경도 불균일：

숙련자 10명을 무작위로 골라 섬유 구조체의 표면을 손으로 만져서 경도 불균일에 대하여 그 판정 기준에 기초하여 관능 평가하였다.

5：매우 양호 (매우 균일하고 불균일을 알 수 없다)

4：약간 양호 (거의 불균일이 없고 대부분은 균일)

3：양호 (부분적으로 불균일은 있지만 괜찮다)

2：약간 불량 (불균일을 알 수 있다)

1：매우 불량 (확연하게 불균일이 많다)

(11) 섬유 구조체의 두께：

JISL1096 에 준하여 두께 (㎜) 를 측정하였다.

(12) 섬유 구조체의 밀도：

JISL1097 에 준하여 밀도 (g/㎤) 를 측정하였다.

(13) 디에틸렌 글리콜 (DEG) 량：

포수(抱水)히드라진을 사용하여 중합체를 분해하고 가스크로마토그래피 (주식회사히타치제작소 제조 「263-70」) 를 사용하여 통상적인 방법에 따라 측정하였다.

(14) 방적돌기에 발생하는 부착물의 층：

폴리에스테르를 칩으로 하고 이것을 290℃ 에서 용융시키고, 구멍직경 0.15㎜φ, 구멍수 12개의 방적돌기로부터 토출시켜 600m/분으로 2일간 방사하여, 구금의 토출구 바깥둘레에 발생하는 부착물 층의 높이를 측정하였다. 이 부착물 층의 높이가 클수록 토출된 폴리에스테르 멜트의 필라멘트상 흐름에 벤딩이 발생하기 쉬워, 이 폴리에스테르의 성형성은 낮아진다. 즉, 방적돌기에 발생하는 부착물 층의 높이는 해당 폴리에스테르 성형성의 지표이다.

실시예 1

테레프탈산디메틸 100부와 에틸렌 글리콜 70부의 혼합물에 테트라-n-부틸티 타네이트 0.009부를 가압 반응이 가능한 스테인리스제 용기에 넣고, 0.07MPa 로 가압하여 140℃ 에서 240℃ 로 승온시키면서 에스테르 교환 반응시킨 후, 트리에틸포스포노아세테이트 0.04부를 첨가하여 에스테르 교환 반응을 종료시켰다.

그 후, 반응 생성물을 중합용기로 옮겨 290℃ 까지 승온시키고 26.67Pa 이하의 고진공으로 중축합 반응시켜, 한계 점도 0.60, 디에틸렌 글리콜량이 1.5중량% 인, 융점 254℃ 의 폴리에스테르 (광택 제거제는 함유하지 않음) 를 얻었다.

얻어진 폴리에스테르를 통상적인 방법에 따라 칩화하여 건조시켰다. 다음으로 이 건조된 칩을 사용하여 통상적인 방법에 따라 방사∼연신∼커트하여, 폴리에스테르 연신사 (섬도：1.7dtex, 섬유 길이：5㎜, 권축：0) 및 바인더로서 폴리에스테르 미연신사 (섬도：1.2dtex, 섬유 길이：5㎜, 권축：0) 를 얻었다. 이 폴리에스테르 연신사와 폴리에스테르 미연신사를 60/40 의 비율로 원료 조합하고, 통상적인 환망초지기를 사용하여 기본중량이 50g/㎡ 가 되도록 초지한 후 양키 드라이어로 건조시키고 다시 캘린더 처리하였다. 얻어진 습식 부직포의 물성을 표 1 에 나타낸다.

참고예

트리멜리트산티탄의 합성방법：

무수 트리멜리트산의 에틸렌 글리콜 용액 (0.2%) 에 테트라부톡시티탄을 무수 트리멜리트산에 대하여 1/2몰 첨가하고 공기 중 상압 하에서 80℃ 로 유지하여 60분간 반응시키고, 그 후 상온으로 냉각하여 10배량의 아세톤에 의해 생성촉매를 재결정화시키고 침전물을 여과지에 의해 여과하고 100℃ 에서 2시간 건조시켜 목적 으로 하는 화합물을 얻었다.

실시예 2

실시예 1 에 있어서, 티탄 화합물로서 상기 참고예의 방법에서 합성한 트리멜리트산티탄 0.016부로 변경한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예 3∼5, 비교예 1∼3

티탄 화합물 및 인 화합물을 표 1 에 나타내는 화합물 및 첨가량으로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 조작하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예 6

실시예 1 에서 얻어진 폴리에스테르 칩을 사용하여 통상적인 방법에 따라 방사∼연신∼커트하여, 폴리에스테르 연신사 (섬도：1.7dtex, 섬유 길이：51㎜, 권축：12개/인치) 를 얻었다. 이 폴리에스테르 연신사를 통상의 롤러 카드기를 사용하여 기본중량이 100g/㎡ 이 되도록 웹을 형성한 후, 니들 펀치기에 의해 섬유를 얽어 건식 부직포를 얻었다. 이 물성을 표 1 에 나타낸다.

실시예 7

실시예 1 에서 얻어진 폴리에스테르 칩을 코어 성분용으로, 동일한 촉매에 의해 테레프탈산과 이소프탈산을 60/40 (몰%) 로 혼합한 산성분과, 에틸렌 글리콜과 1,6-헥산디올을 85/15(몰%) 로 혼합한 디올 성분으로 이루어지는 공중합 폴리에스테르 (한계 점도 0.36, 연화점 70℃) 로 이루어지는 칩을 쉬스 성분용으로 사용하여 통상적인 방법에 따라 방사∼연신∼커트하여 코어쉬스 복합형 폴리에스테르 섬유 (코어쉬스비：50/50, 섬도：2.2dtex, 섬유 길이：5㎜) 를 얻었다. 이 코어쉬스 복합형 폴리에스테르 섬유와 고해(叩解)한 목재 펄프를 60/40 의 비율로 원료 조합하여 에어레이드기에 의해 50g/㎡ 가 되도록 웹 형성한 후, 에어 스루 드라이어에 의해 열처리하였다. 얻어진 에어레이드 부직포의 물성을 표 1 에 나타낸다.

비교예 4

테레프탈산디메틸 100부와 에틸렌 글리콜 70부의 혼합물에 아세트산칼슘 일수화물 0.064중량부를 가압 반응이 가능한 스테인리스제 용기에 넣고, 0.07MPa 로 가압하여 140℃ 에서 240℃ 로 승온시키면서 에스테르 교환 반응시킨 후, 56중량% 농도의 인산 수용액 0.044중량부를 첨가하여 에스테르 교환 반응을 종료시켰다.

그 후, 반응 생성물을 중합용기로 옮기고 삼산화이안티몬을 표에 나타내는 양으로 첨가하여 290℃ 까지 승온시키고, 26.67Pa 이하의 고진공으로 중축합 반응시켜 폴리에스테르를 얻었다. 얻어진 폴리에스테르를 실시예 1 과 동일하게 섬유화한 후 부직포를 얻었다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

	티탄 화합물		인 화합물		Sb 화합물 (Sb₂O₃)	P/Ti	Ti+P	한계 점도	컬러		부직포 물성
	종류	함유량	종류	함유량	Sb 화합물 (Sb₂O₃)		Ti+P		L 값	b 값	제법	열단길이 (㎞)	신도 (%)	편차
	종류	(mmol%)	종류	(mmol%)	(mmol%)		(mmol%)		L 값	b 값	제법	열단길이 (㎞)	신도 (%)	편차
실시예1	TBT	5	TEPA	30	-	6	35	0.620	79.0	3.0	습식	0.12	1.5	0.06
실시예2	TMT	5	TEPA	30	-	6	35	0.620	80.0	2.8	습식	0.13	1.6	0.04
실시예3	TMT	5	PEE	30	-	6	35	0.620	78.0	3.0	습식	0.11	1.5	0.05
실시예4	TMT	3	TEPA	15	-	5	18	0.600	80.0	2.3	습식	0.12	1.7	0.06
실시예5	TMT	7	TEPA	50	-	7	57	0.600	80.0	3.3	습식	0.13	1.9	0.05
실시예6	TBT	5	TEPA	30	-	6	35	0.620	79.0	3.0	건식	1.21	89.1	0.11
실시예7	TBT	5	TEPA	30	-	6	35	0.620	79.0	3.0	에어레이드	0.45	22.1	0.09
비교예1	TMT	5	TEPA	90	-	18	95	0.520	83.0	0.0	습식	0.13	1.9	0.3
비교예2	TMT	9	TEPA	100	-	11.1	109	0.600	78.0	3.0	습식	0.11	2.4	0.3
비교예3	TMT	2	TEPA	7	-	3.5	9	0.600	80.0	2.0	습식	0.12	2.1	0.2
비교예4	-	-	-	-	31	-	-	0.620	78.0	3.0	습식	0.13	2.3	0.3

TBT：테트라-n-부톡시티탄

TMT：트리멜리트산티탄

TEPA：트리에틸포스포노아세테이트

PEE：카르보에톡시메탄-포스폰산디에틸에스테르

실시예 8

실시예 1 과 동일한 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 칩을 건조시켰다. 다음으로 이 건조된 칩을 사용하여 통상적인 방법에 따라 방사∼연신∼커트하여, 폴리에스테르 연신사 (섬도：6.6dtex, 섬유 길이：51㎜, 코일형 입체 권축：9.0산/25㎜) 를 얻었다. 이 폴리에스테르 연신사를 통상의 롤러 카드기로 개섬하여 이불용 카드웹을 얻었다. 그 때의 낙면 발생량을 표 2 에 나타낸다.

실시예 9

실시예 8 에 있어서, 티탄 화합물로서 상기 참고예의 방법으로 합성한 트리멜리트산티탄 0.016부로 변경한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

실시예 10∼14, 비교예 5∼7

티탄 화합물 및 인 화합물을 표 2 에 나타내는 화합물 및 첨가량으로 변경한 것 이외에는 실시예 8 과 동일하게 조작하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

비교예 8

그 후, 반응 생성물을 중합용기로 옮기고 삼산화이안티몬을 표에 나타내는 양으로 첨가하여 290℃ 까지 승온시키고, (26.67Pa) 이하의 고진공으로 중축합 반응시켜 폴리에스테르를 얻었다. 얻어진 폴리에스테르를 실시예 8 과 동일하게 섬유화한 후 충전솜을 얻었다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

	티탄 화합물		인 화합물		Sb 화합물(Sb₂O₃)	P/Ti	Ti+P	한계 점도	컬러		섬사 특성		충전솜 가공성
	종류	함유량	종류	함유량	Sb 화합물(Sb₂O₃)		Ti+P		L 값	b 값	강도 CN/dtex	신도%	평균 낙면 발생량g	품질 편차
	종류	(mmol%)	종류	(mmol%)	(mmol%)		(mmol%)		L 값	b 값	강도 CN/dtex	신도%	평균 낙면 발생량g	품질 편차
실시예8	TBT	5	TEPA	30	-	6	35	0.620	79.0	3.0	3.7	27	8	0.07
실시예9	TMT	5	TEPA	30	-	6	35	0.620	80.0	2.8	3.8	26	11	0.06
실시예10	TMT	5	PEE	30	-	6	35	0.620	78.0	3.0	3.6	28	12	0.06
실시예11	TMT	3	TEPA	15	-	5	18	0.600	80.0	2.3	3.7	27	6	0.03
실시예12	TMT	7	TEPA	50	-	7	57	0.600	80.0	3.3	3.6	25	11	0.12
실시예13	TMT	5	TMP	30	-	6	35	0.600	77.0	4.0	3.6	26	9	0.11
실시예14	아세트산티탄	5	TEPA	30	-	6	35	0.600	78.0	4.5	3.6	29	13	0.10
비교예5	TMT	5	TEPA	90	-	18	95	0.520	83.0	0.0	3.2	22	12	0.18
비교예6	TMT	9	TEPA	100	-	11.1	109	0.600	78.0	3.0	3.7	29	11	0.26
비교예7	TMT	2	TEPA	7	-	3.5	9	0.600	80.0	2.0	3.6	27	15	0.22
비교예8	-	-	-	-	31	-	-	0.620	78.0	3.0	3.9	28	55	0.42

TBT：테트라-n-부톡시티탄

TMT：트리멜리트산티탄

TEPA：트리에틸포스포노아세테이트

PEE：카르보에톡시메탄-포스폰산디에틸에스테르

TMP：트리메틸포스페이트

실시예 15

실시예 1 과 동일한 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 칩을 건조시킨 이 칩을 사용하여 정법에 의해 단섬유 섬도 12데시텍스, 권축수 8산/25㎜, 권축률 30% 폴리에스테르 단섬유를 얻었다. 동일한 칩을 사용하여 코어 성분으로 하고, 다시 동일한 촉매를 사용하여 테레프탈산과 이소프탈산을 80/20(몰%) 으로 혼합한 산성분과 부틸렌 글리콜을 중합하고, 얻어진 폴리부틸렌계 테레프탈레이트 38% (중량%) 를 다시 폴리부틸렌 글리콜 (분자량 2000) 62% (중량%) 와 가열 반응시켜, 한계 점도 1.0, 융점 155℃ 의 블록 공중합 폴리에테르에스테르 엘라스토머 (열가소성 엘라스토머) 를 얻었다. 얻어진 열가소성 엘라스토머를 쉬스 성분으로 하고, 섬유 단면적비가 코어/쉬스＝60/40 이 되도록 방사∼연신∼커트하여, 열접착성 복합 단섬유 (코어쉬스비：60/40, 섬유 섬도 6데시텍스, 권축수 11산/25㎜, 권축률 8% 임) 를 얻었다.

상기 폴리에스테르 단섬유와 열접착성 복합 단섬유를 중량비로 70:30 의 비율로 혼면하고, 롤러 카드기에 2회 통과시켜 혼면 웹을 얻었다. 이 웹을 일정한 밀도가 되도록 형틀에 넣고 순환식 열풍 건조기로 180℃×15분간 열처리하여 밀도 0.04g/㎤, 두께 5㎝ 의 섬유 구조체를 얻었다. 얻어진 그 섬유 구조체의 특성을 평가한 결과를 표 3 에 나타낸다.

실시예 16

실시예 15 에 있어서, 티탄 화합물로서 상기 참고예의 방법으로 합성한 트리멜리트산티탄 0.016부로 변경한 것 이외에는 동일하게 조작하여 섬유 구조체를 얻었다. 결과를 표 3 에 나타낸다.

실시예 17∼21, 비교예 9∼11

티탄 화합물 및 인 화합물을 표 1 에 나타내는 화합물 및 첨가량으로 변경한 것 이외에는 실시예 15 와 동일하게 조작하여 섬유 구조체를 얻었다. 결과를 표 3 에 나타낸다.

비교예 12

그 후, 반응 생성물을 중합용기로 옮기고 삼산화이안티몬을 표에 나타내는 양으로 첨가하여 290℃ 까지 승온시키고, (26.67Pa) 이하의 고진공으로 중축합 반응시켜 폴리에스테르를 얻었다. 얻어진 폴리에스테르를 사용하여 실시예 15 와 동일하게 섬유화한 후 섬유 구조체를 얻었다. 결과를 표 3 에 나타낸다.

	티탄 화합물		인 화합물		Sb 화합물(Sb₂O₃)	P/Ti	Ti+P	한계 점도	컬러		제사 특성		섬유 구조체 품질
	종류	함유량	종류	함유량	Sb 화합물(Sb₂O₃)		Ti+P		L 값	b 값	강도 cN/dtex	신도%	경도 N	반복 압축 잔류 변형%	경도 불균일
	종류	mmol%	종류	mmol%	mmol%		mmol%		L 값	b 값	강도 cN/dtex	신도%	경도 N	반복 압축 잔류 변형%	경도 불균일
실시예15	TBT	5	TEPA	30	-	6	35	0.620	79.0	3.0	3.7	27	370	8.8	5
실시예16	TMT	5	TEPA	30	-	6	35	0.620	80.0	2.8	3.8	26	380	7.1	5
실시예17	TMT	5	PEE	30	-	6	35	0.620	78.0	3.0	3.8	28	385	8.4	5
실시예18	TMT	3	TEPA	15	-	5	18	0.600	80.0	2.3	3.6	27	360	10.2	5
실시예19	TMT	7	TEPA	50	-	7	57	0.600	80.0	3.3	3.7	25	374	9.3	5
실시예20	TMT	5	TMP	30	-	6	35	0.600	77.0	4.0	3.6	26	363	11.3	5
실시예21	아세트산티탄	5	TEPA	30	-	6	35	0.600	78.0	4.5	3.6	29	360	10.9	5
비교예9	TMT	5	TEPA	90	-	18	95	0.520	83.0	0.0	3.2	22	340	14.0	2
비교예10	TMT	9	TEPA	100	-	11.1	109	0.600	78.0	3.0	3.7	29	378	9.0	3
비교예11	TMT	2	TEPA	7	-	3.5	9	0.600	80.0	2.0	3.6	27	358	11.0	3
비교예12	-	-	-	-	31	-	-	0.620	78.0	3.0	3.9	28	415	7.0	3

TBT：테트라-n-부톡시티탄

TMT：트리멜리트산티탄

TEPA：트리에틸포스포노아세테이트

PEE：카르보에톡시메탄-포스폰산디에틸에스테르

TMP：트리메틸포스페이트

하기 실시예 22∼36 및 비교예 13∼23 에 있어서, 폴리에스테르 중합체의 한계 점도, 색상, 금속 함유량, 부직포의 강도/신도, 부직포의 품질 편차, 개섬시의 낙면 발생, 충전솜의 품질 편차, 섬유 구조체의 경도 (탄력성), 섬유 구조체의 반복 압축 잔류 변형 (내구성), 섬유 구조체의 경도 불균일, 섬유 구조체의 두께, 섬유 구조체의 밀도, 방적돌기에 발생하는 부착물은 하기의 방법으로 측정하였다.

(1) 한계 점도：

폴리에스테르 0.6g 을 O-클로로페놀 50cc 중에 가열 용해한 후 일단 냉각시키고, 그 용액을 오스트발트식 점도관을 사용하여 35℃ 의 온도조건으로 통상적인 방법에 따라 측정한 용액점도에서 산출하였다.

(2) 색상 (컬러 L 값/컬러 b 값)：

(3) 금속 함유 농도 분석：

반응 침전 촉매의 티탄, 인 원자 농도는 건조시킨 샘플을 주사 전자 현미경 (SEM, 히타치계측기기서비스 S570형) 에 세팅하고, 그것에 연결한 에너지 분산형 X 선 마이크로 애널라이저 (XMA, 호리바 EMAX-7000) 로 정량 분석하였다.

폴리에스테르 중의 촉매 금속 농도는 입자상의 샘플을 알루미늄판 상에서 가열 용융한 후 압축 프레스기에 의해 평면을 가진 성형체를 제작하여, 형광 X 선 장치 (리가쿠전기공업 3270E형) 에 의해 정량 분석하였다.

(4) 부직포의 강도/신도：

(5) 부직포의 품질 편차：

(6) 개섬시의 낙면 발생：

(7) 충전솜의 품질 편차：

(8) 섬유 구조체의 경도 (탄력성)：

JIS-K6401 에 의한 25% 압축 경도에 의해 측정하였다.

(9) 섬유 구조체의 반복 압축 잔류 변형 (내구성)：

JIS-K6401 에 기재된 방법에 의해 측정하였다.

(10) 섬유 구조체의 경도 불균일：

5：매우 양호 (매우 균일하고 불균일을 알 수 없다)

4：약간 양호 (거의 불균일이 없고 대부분은 균일)

3：양호 (부분적으로 불균일은 있지만 괜찮다)

2：약간 불량 (불균일을 알 수 있다)

1：매우 불량 (확연하게 불균일이 많다)

(11) 섬유 구조체의 두께：

JISL1096 에 준하여 두께 (㎜) 를 측정하였다.

(12) 섬유 구조체의 밀도：

JISL1097 에 준하여 밀도 (g/㎤) 를 측정하였다.

(13) 방적돌기에 발생하는 부착물의 층：

폴리에스테르를 칩으로 하여 이것을 290℃ 에서 용융시키고, 구멍직경 0.15㎜φ, 구멍수 12개의 방적돌기로부터 토출시켜 600m/분으로 2일간 방사하여, 구금의 토출구 바깥둘레에 발생하는 부착물 층의 높이를 측정하였다. 이 부착물 층의 높이가 클수록 토출된 폴리에스테르 멜트의 필라멘트상 흐름에 벤딩이 발생하기 쉬워, 이 폴리에스테르의 성형성은 낮아진다. 즉, 방적돌기에 발생하는 부착물 층의 높이는 해당 폴리에스테르 성형성의 지표이다.

실시예 22

티탄 화합물의 제조：

내용물을 혼합 교반할 수 있는 기능을 구비한 2L 의 3구 플라스크를 준비하고 그 속에 에틸렌 글리콜 919g 과 아세트산 10g 을 넣어 혼합 교반한 것에 티탄테트라부톡시드 71g 를 천천히 서서히 첨가하여, 티탄 화합물의 에틸렌 글리콜 용액 (투명) 을 얻었다. 이하, 이 용액을 「TB 용액」이라 한다. 본 용액의 티탄 원자 농도는 1.02% 이었다.

인 화합물의 제조：

내용물을 가열하여 혼합 교반할 수 있는 기능을 구비한 2L 의 3구 플라스크를 준비하고 그 속에 에틸렌 글리콜 656g 을 넣어 교반하면서 100℃ 까지 가열하였다. 그 온도에 이른 시점에서 모노라우릴포스페이트를 34.5g 첨가하고 가열 혼합 교반하고 용해하여 투명한 용액을 얻었다. 이하, 이 용액을 「P1 용액」이라 한다.

촉매의 제조：

계속해서 100℃ 로 가열 컨트롤한 상기 P1 용액 (약 690g) 의 교반 상태 중에 먼저 준비한 TB 용액 310g 을 서서히 첨가하여 전량을 첨가한 후, 100℃ 의 온도로 1시간 교반 유지하여 티탄 화합물과 인 화합물과의 반응을 완결시켰다. 이 때의 TB 용액과 P1 용액의 배합량비는, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰비가 2.0 으로 조정되어 있었다. 이 반응에 의해 얻어진 생성물은 에틸렌 글리콜에 불용이기 때문에, 백탁 상태에서 미세한 침전물로서 존재하였다. 이하, 이 용액을 「TP1-2.0 촉매」라 한다.

얻어진 반응 침전물을 분석하기 위해, 일부 반응 용액을 눈크기 5μ 의 필터로 여과하여 그 침전 반응물을 고체로서 채취한 후 물세정, 건조시켰다. 얻어진 침전 반응물을 XMA 분석법에 의해 원소 농도를 분석한 결과, 티탄 12.0%, 인 16.4% 이고, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰비는 2.1 이었다. 그리고 고체 NMR 분석을 하였더니 다음과 같은 결과를 얻었다. C-13 CP/MAS (주파수 75.5Hz) 측정법으로 티탄테트라부톡시드의 부톡시드 유래 케미컬시프트 14ppm, 20ppm, 36ppm 피크의 소실이 인정되고, 또한 P-31 DD/MAS (주파수 121.5Hz) 측정법으로 종래 모노라우릴포스페이트에서는 존재하지 않은 새로운 케미컬시프트 피크 -22ppm 을 확인하였다. 이로써, 본 조건으로 얻어진 침전물은 분명히 티탄 화합물과 인 화합물이 반응하여 새로운 화합물로 되어 있는 것을 나타낸다.

그리고, 미리 225부의 올리고머 (에틸렌 글리콜의 테레프탈레이트디에스테르의 올리고머) 가 체류하는 반응기 내에 교반 하, 질소 분위기에서 255℃, 상압 하로 유지된 조건 하에 179부의 고순도 테레프탈산과 95부의 에틸렌 글리콜을 혼합하여 제조된 슬러리를 일정 속도 공급하고, 반응에서 발생하는 물과 에틸렌 글리콜을 계 외로 증류 제거시키면서 에스테르화 반응을 4시간 하여 반응을 완결시켰다. 이 때의 에스테르화율은 98% 이상이고, 생성된 올리고머의 중합도는 약 5∼7 이었다.

이 에스테르화 반응으로 얻어진 올리고머 225부를 중축합 반응조로 옮기고 중축합 촉매로서 상기에서 작성한 「TP1-2.0촉매」를 3.34부 투입하였다. 계속해서 계 내의 반응 온도를 255℃ 에서 280℃, 또 반응 압력을 대기압에서 60Pa 로 각각 단계적으로 상승 및 감압시켜, 반응으로 발생하는 물, 에틸렌 글리콜을 계 외로 제거하면서 중축합 반응하였다.

중축합 반응의 진행 정도를 계 내의 교반날개에 대한 부하를 모니터하면서 확인하여 원하는 중합도에 이른 시점에서 반응을 종료시켰다. 그 후, 계 내의 반응물을 토출부에서 스트랜드형상으로 연속적으로 압출하고 냉각, 커팅하여, 약 3㎜ 정도의 입자상 펠릿을 얻었다. 얻어진 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 품질을 표 4 에 나타내었다.

다음으로 이 칩을 건조시켜 통상적인 방법에 따라 방사∼연신∼커트하여, 폴리에스테르 연신사 (섬도：1.7dtex, 섬유 길이：5㎜, 권축：0) 및 바인더로서 폴리에스테르 미연신사 (섬도：1.2dtex, 섬유 길이：5㎜, 권축：0) 를 얻었다. 이 폴리에스테르 연신사와 폴리에스테르 미연신사를 60/40 의 비율로 원료 조합하고, 통상적인 환망초지기를 사용하여 기본중량이 50g/㎡ 가 되도록 초지한 후 양키 드라이어로 건조시키고 다시 캘린더 처리하였다. 얻어진 습식 부직포의 물성을 표 4 에 나타낸다.

실시예 23

실시예 22 에 있어서, 모노라우릴포스페이트 대신에 모노부틸포스페이트를 사용한 것 이외에는 동일하게 실시하였다. 또 첨가량 및 조건에 관해서도 함께 아래와 같이 변경하였다.

에틸렌 글리콜 537g 에 모노부틸포스페이트 28.3g 을 가열 및 용해하고 (이하, 이것을 「P2 용액」이라 함), 그 속에 TB 용액 435g 을 넣어 반응물을 얻었다. 이 때의 TB 용액과 P2 용액의 배합량비는, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰비로 2.0 으로 조정한 것으로 되어 있다. 이하 이것을 「TP2-2.0 촉매」라 한다. 이 때의 가열온도는 70℃ 이고 반응시간은 1시간으로 하였다.

본 반응 침전물을 분석하기 위해, 일부 반응 용액을 5μ의 필터로 여과하여 그 침전 반응물을 고체로서 채취하고, 그 후 물세정, 건조시켰다. 얻어진 침전 반응물의 원소 농도 분석을 동일하게 실시한 결과, 티탄 17.0%, 인 21.2% 이고, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰비는 1.9 이었다. 본 촉매를 사용하여 실시예 1 과 동일하게 폴리에스테르 섬유를 제조한 후에 초지∼건조를 실시하여 습식 부직포를 얻었다. 결과를 표 4 에 나타내었다.

실시예 24

실시예 22 에 있어서, TP1 용액의 조정량 및 TB 용액 첨가량을 변경한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 단, 조정량, 첨가량에 관해서는 다음과 같이 하였다.

에틸렌 글리콜 594g 에 모노라우릴포스페이트 31.3g 을 가열 및 용해하고 (이하 「P3 용액」이라 함), 그 속에 TB 용액 375g 을 넣어 반응물을 얻었다. 이 때의 TB 용액과 P3 용액의 배합량비는, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰비가 1.5 로 조정되어 있다. 이하, 이것을 「TP3-1.5 촉매」라 한다. 본 촉매를 사용하여 실시예 22 와 동일하게 폴리에스테르 섬유를 제조한 후에 초지∼건조를 실시하여 습식 부직포를 얻었다. 결과를 표 4 에 나타내었다.

실시예 25

실시예 23 에 있어서, TP2 용액의 조정량 및 TB 용액 첨가량을 변경한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 단, 조정량, 첨가량에 관해서는 다음과 같이 하였다.

에틸렌 글리콜 627g 에 모노부틸포스페이트 33.0g 을 가열 및 용해하고 (이하 「P4 용액」이라 함), 그 속에 TB 용액 340g 을 넣어 반응물을 얻었다. 이 때의 TB 용액과 P4 용액의 배합량비는, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰 비가 3.0 으로 조정되어 있다. 이하, 이것을 「TP4-3.0 촉매」라 한다. 본 촉매를 사용하여 실시예 22 와 동일하게 폴리에스테르 섬유를 제조한 후에 초지∼건조를 실시하여 습식 부직포를 얻었다. 결과를 표 4 에 나타내었다.

실시예 26

실시예 22 에서 얻어진 폴리에스테르 칩을 사용하여 통상적인 방법에 따라 방사∼연신∼커트하여, 폴리에스테르 연신사 (섬도：1.7dtex, 섬유 길이：51㎜, 권축：12곳/인치) 를 얻었다. 이 폴리에스테르 연신사를 통상의 롤러 카드기를 사용하여 기본중량이 100g/㎡ 이 되도록 웹을 형성한 후, 니들 펀치기에 의해 섬유를 얽어 건식 부직포를 얻었다. 이 물성을 표 4 에 나타낸다.

실시예 27

실시예 22 에서 얻어진 폴리에스테르 칩을 코어 성분용으로, 동일한 촉매에 의해 테레프탈산과 이소프탈산을 60/40(몰%) 로 혼합한 산성분과, 에틸렌 글리콜과 1,6-헥산디올을 85/15(몰%) 로 혼합한 디올 성분으로 이루어지는 공중합 폴리에스테르 (한계 점도 0.36, 연화점 70℃) 로 이루어지는 칩을 쉬스 성분용으로 사용하여 통상적인 방법에 따라 방사∼연신∼커트하여 코어쉬스 복합형 폴리에스테르 섬유 (코어쉬스비：50/50, 섬도：2.2dtex, 섬유 길이：5㎜) 를 얻었다. 이 코어쉬스 복합형 폴리에스테르 섬유와 고해한 목재 펄프를 60/40 의 비율로 원료 조합하여 에어레이드기에 의해 50g/㎡ 가 되도록 웹 형성한 후, 에어 스루 드라이어에 의해 열처리하였다. 얻어진 에어레이드 부직포의 물성을 표 4 에 나타낸다.

비교예 13

실시예 22 에 있어서, 중축합 촉매를 삼산화안티몬의 1.3% 농도 에틸렌 글리콜 용액으로 변경하고, 그 투입량을 4.83부로 하고, 다시 안정제로서 트리메틸포스페이트의 25% 에틸렌 글리콜 용액 0.121부를 투입한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 결과를 표 4 에 나타내었다.

비교예 14

실시예 22 에 있어서, 중축합 촉매로서, 실시예 1 에서 제조한 TB 용액만 사용하고, 그 투입량을 1.03부로 한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 이 때의 중축합 반응시간은 95분이었다. 결과를 표 4 에 나타내었다.

비교예 15

실시예 22 에 있어서, 중축합 촉매로서, TB 용액과 P1 용액을 반응시키지 않고 폴리에스테르 제조시의 중축합 반응계 내에 TB 용액 1.03부와 P1 용액 2.30부를 각각 따로따로 투입한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 결과를 표 4 에 나타내었다.

비교예 16

실시예 23 에 있어서, 중축합 촉매로서 TB 용액과 P2 용액을 반응시키지 않고 폴리에스테르 제조시의 중축합 반응계 내에 TB 용액 1.03부와 P2 용액 2.3부를 각각 따로따로 투입한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 결과를 표 4 에 나타내었다.

	중합체 품질					부직포 물성
	촉매	촉매 함유량	Ti 원자 기준 P 원자 몰 비	한계 점도	컬러	제법	열단길이(세로)	신도(세로)	품질 편차
		Ti(ppm)/P(ppm)			L 값/b 값		(Km)	(%)
실시예22	TP1-2.0	52/64	2.0	0.64	81/2.0	습식법	0.12	1.5	0.06
실시예23	TP2-2.0	48/60	2.0	0.64	81/2.2	습식법	0.13	1.6	0.03
실시예24	TP3-1.5	32/28	1.5	0.64	81/3.0	습식법	0.11	1.5	0.05
실시예25	TP4-3.0	152/260	3.0	0.64	81/2.4	습식법	0.14	1.7	0.05
실시예26	TP1-2.0	52/64	2.0	0.64	81/2.0	건식법	1.21	89.1	0.11
실시예27	TP1-2.0	52/64	2.0	0.64	81/2.0	에어레이드법	0.43	22.1	0.09
비교예13	Sb₂O₃	250(Sb)	-	0.64	75/2.5	습식법	0.11	2.4	0.3
비교예14	TB 용액	52/-	-	0.64	81/8.0	습식법	0.12	2.1	0.2
비교예15	TB+P1 용액	52/56	-	0.64	81/7.6	습식법	0.14	2.5	0.13
비교예16	TB+P2 용액	52/56	-	0.64	81/7.9	습식법	0.13	1.9	0.13

실시예 28

실시예 22 와 동일한 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 칩을 건조시켜 통상적인 방법에 따라 방사∼연신∼커트하여, 폴리에스테르 연신사 (섬도：6.6dtex, 섬유 길이：51㎜, 코일형 입체 권축：9.0산/25㎜) 를 얻었다. 이 폴리에스테르 연신사를 통상의 롤러 카드기로 개섬하여 이불용 카드웹을 얻었다. 그 때의 낙면 발생량을 표 5 에 나타낸다.

실시예 29

실시예 28 에 있어서, 모노라우릴포스페이트 대신에 모노부틸포스페이트를 사용한 것 이외에는 동일하게 실시하였다. 또, 첨가량 및 조건에 관해서도 함께 아래와 같이 변경하였다.

에틸렌 글리콜 537g 에 모노부틸포스페이트 28.3g 을 가열 및 용해하고 (이하, 이것을 「P2 용액」이라 함), 그 속에 TB 용액 435g 을 넣어 반응물을 얻었다. 이 때의 TB 용액과 P2 용액의 배합량비는, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰비가 2.0 으로 조정되어 있다. 이하 이것을 「TP2-2.0 촉매」라 한다. 이 때의 가열온도는 70℃ 이고 반응시간은 1시간으로 하였다.

본 반응 침전물을 분석하기 위해, 일부 반응 용액을 5μ 의 필터로 여과하여 그 침전 반응물을 고체로서 채취하고, 그 후 물세정, 건조시켰다. 얻어진 침전 반응물의 원소 농도 분석을 동일하게 실시한 결과, 티탄 17.0%, 인 21.2% 이고, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰비가 1.9 이었다. 본 촉매를 사용하여 실시예 7 과 동일하게 폴리에스테르 섬유를 제조한 후에 통상 롤러 카드기로 개섬하여 이불용 카드웹을 얻었다. 결과를 표 5 에 나타내었다.

실시예 30

실시예 28 에 있어서, TP1 용액의 조정량 및 TB 용액 첨가량을 변경한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 단, 조정량, 첨가량에 관해서는 다음과 같이 하였다.

에틸렌 글리콜 594g 에 모노라우릴포스페이트 31.3g 을 가열 및 용해하고 (이하, 「P3 용액」이라 함), 그 속에 TB 용액 375g 을 넣어 반응물을 얻었다. 이 때의 TB 용액과 P3 용액의 배합량비는, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰비가 1.5 로 조정되어 있다. 이하, 이것을 「TP3-1.5 촉매」라 한다. 본 촉매를 사용하여 실시예 1 과 동일하게 폴리에스테르 섬유를 제조한 후에 통상 롤러 카드기로 개섬하여 이불용 카드웹을 얻었다. 결과를 표 5 에 나타내었다.

실시예 31

실시예 29 에 있어서, TP2 용액의 조정량 및 TB 용액 첨가량을 변경한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 단, 조정량, 첨가량에 관해서는 다음과 같이 하였다.

에틸렌 글리콜 627g 에 모노부틸포스페이트 33.0g 을 가열 및 용해하고 (이하, 「P4 용액」이라 함), 그 속에 TB 용액 340g 을 넣어 반응물을 얻었다. 이 때의 TB 용액과 P4 용액의 배합량비는, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰 비가 3.0 으로 조정되어 있다. 이하, 이것을 「TP4-3.0 촉매」라 한다. 본 촉매를 사용하여 실시예 1 과 동일하게 폴리에스테르 섬유를 제조한 후에 통상 롤러 카드기로 개섬하여 이불용 카드웹을 얻었다. 결과를 표 5 에 나타내었다.

비교예 17

실시예 28 에 있어서, 중축합 촉매를 삼산화안티몬의 1.3% 농도 에틸렌 글리콜 용액으로 변경하여 그 투입량을 4.83부로 하고, 다시 안정제로서 트리메틸포스페이트의 25% 에틸렌 글리콜 용액 0.121부를 투입한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 결과를 표 5 에 나타내었다.

비교예 18

실시예 28 에 있어서, 중축합 촉매로서, 실시예 7 에서 제조한 TB 용액만 사용하고, 그 투입량을 1.03부로 한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 이 때의 중축합 반응시간은 95분이었다. 결과를 표 5 에 나타내었다.

비교예 19

실시예 28 에 있어서, 중축합 촉매로서, TB 용액과 P1 용액을 반응시키지 않고, 폴리에스테르 제조시의 중축합 반응계 내에 TB 용액 1.03부와 P1 용액 2.30부를 각각 따로따로 투입한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 결과를 표 5 에 나타내었다.

비교예 20

실시예 29 에 있어서, 중축합 촉매로서, TB 용액과 P2 용액을 반응시키지 않고, 폴리에스테르 제조시의 중축합 반응계 내에 TB 용액 1.03부와 P2 용액 2.3부를 각각 따로따로 투입한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 결과를 표 5 에 나타내었다.

	중합체 품질					충전솜 가공성
	촉매	촉매 함유량	Ti 원자 대 P 원자의 몰비	한계 점도	컬러	평균 낙면 발생량	품질 편차
		Ti(ppm)/P(ppm)			L 값/b 값	(g/H)
실시예28	TP1-2.0	52/64	2.0	0.64	81/2.0	11	0.06
실시예29	TP2-2.0	48/60	2.0	0.64	81/2.2	6	0.03
실시예30	TP3-1.5	32/28	1.5	0.64	81/3.0	9	0.05
실시예31	TP4-3.0	152/260	3.0	0.64	81/2.4	10	0.05
비교예17	Sb₂O₃	250(Sb)		0.64	75/2.5	28	0.3
비교예18	TB 용액	52/-		0.64	81/8.0	25	0.2
비교예19	TB+P1 용액	52/56		0.64	81/7.6	18	0.13
비교예20	TB+P2 용액	52/56		0.64	81/7.9	19	0.13

실시예 32

실시예 22 와 동일한 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 칩을 건조시키고 이 칩을 사용하여 통상적인 방법에 의해 단섬유 섬도 12데시텍스, 권축수 8산/25㎜, 권축률 30% 폴리에스테르 단섬유를 얻었다. 동일한 칩을 사용하여 코어성분으로 하고, 다시 동일한 촉매를 사용하여 테레프탈산과 이소프탈산을 80/20(몰%) 로 혼합한 산성분과 부틸렌 글리콜을 중합하고, 얻어진 폴리부틸렌계 테레프탈레이트 38%(중량%)를 다시 폴리부틸렌 글리콜 (분자량 2000) 62% (중량%) 과 가열 반응시켜 한계 점도1.0, 융점 155℃ 의 블록 공중합 폴리에테르에스테르 엘라스토머 (열가소성 엘라스토머) 를 쉬스성분으로 하고, 섬유 단면적비가 코어/쉬스＝60/4O 가 되도록 방사∼연신∼커트하여, 코어쉬스 복합형 폴리에스테르 섬유 (코어쉬스비：60/40, 섬유 섬도 6데시텍스, 권축률：11산/25㎜, 권축률 8% 이었다) 를 얻었다.

상기 폴리에스테르 단섬유와 열접착성 복합 폴리에스테르 단섬유를 중량비로 70:30 의 비율로 혼면하고, 롤러 카드기에 2회 통과시켜 혼면 웹을 얻었다. 이 웹을 일정한 밀도가 되도록 몰드에 넣고 순환식 열풍 건조기로 180℃×15분간 열처리하여 밀도 0.04g/㎤, 두께 5㎝ 의 섬유 구조체를 얻었다. 얻어진 그 섬유 구조체의 특성을 평가한 결과를 표 6 에 나타낸다.

실시예 33

실시예 32 에 있어서, 모노라우릴포스페이트 대신에 모노부틸포스페이트를 사용한 것 이외에는 동일하게 실시하였다. 또 첨가량 및 조건에 관해서도 함께 아래와 같이 변경하였다.

에틸렌 글리콜 537g 에 모노부틸포스페이트 28.3g 을 가열 및 용해하고 (이하, 이것을 「P2 용액」이라 함), 그 속에 TB 용액 435g 을 넣어 반응물을 얻었다. 이 때의 TB 용액과 P2 용액의 배합량비는, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰비로 2.0 으로 조정되어 있다. 이하 이것을 「TP2-2.0 촉매」라 한다. 이 때의 가열온도는 70℃ 이고 반응시간은 1시간으로 하였다.

본 반응 침전물을 분석하기 위해, 일부 반응 용액을 5μ의 필터로 여과하여 그 침전 반응물을 고체로서 채취하고, 그 후 물세정, 건조시켰다. 얻어진 침전 반응물의 원소 농도 분석을 동일하게 실시한 결과, 티탄 17.0%, 인 21.2% 이고, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰비는 1.9 이었다. 본 촉매를 사용하여 실시예 11 과 동일하게 폴리에스테르 섬유를 제조한 후에 웹 형성∼열처리를 실시하여 섬유 구조체를 얻었다. 결과를 표 6 에 나타내었다.

실시예 34

실시예 32 에 있어서, TP1 용액의 조정량 및 TB 용액 첨가량을 변경한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 단, 조정량, 첨가량에 관해서는 다음과 같이 하였다.

에틸렌 글리콜 594g 에 모노라우릴포스페이트 31.3g 을 가열 및 용해하고 (이하, 「P3 용액」이라 함), 그 속에 TB 용액 375g 을 넣어 반응물을 얻었다. 이 때의 TB 용액과 P3 용액의 배합량비는, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰비가 1.5 로 조정되어 있다. 이하, 이것을 「TP3-1.5 촉매」라 한다. 본 촉매를 사용하여 실시예 1 과 동일하게 폴리에스테르 섬유를 제조한 후에 웹 형성∼열처리를 실시하여 섬유 구조체를 얻었다. 결과를 표 6 에 나타내었다.

실시예 35

실시예 33 에 있어서, TP2 용액의 조정량 및 TB 용액 첨가량을 변경한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 단, 조정량, 첨가량에 관해서는 다음과 같이 하였다.

에틸렌 글리콜 627g 에 모노부틸포스페이트 33.0g 을 가열 및 용해하고 (이하, 「P4 용액」이라 함), 그 속에 TB 용액 340g 을 넣어 반응물을 얻었다. 이 때의 TB 용액과 P4 용액의 배합량비는, 티탄 원자를 기준으로 하여 인 원자의 몰 비가 3.0 로 조정되어 있다. 이하, 이것을 「TP4-3.0 촉매」라 한다. 본 촉매를 사용하여 실시예 11 과 동일하게 폴리에스테르 섬유를 제조한 후에 웹 형성∼열처리를 실시하여 섬유 구조체를 얻었다. 결과를 표 6 에 나타내었다.

실시예 36

실시예 32 에서 얻어진 폴리에스테르 칩과 동일한 촉매에 의해 이소프탈산 및 1,6-헥산디올을 첨가 공중합시킨 칩을 사용하여 통상적인 방법에 따라 방사∼연신∼커트하여, 코어쉬스 복합형 폴리에스테르 섬유 (코어쉬스비：50/50, 섬도：4.4dtex, 섬유 길이：51㎜) 를 얻었다. 그 이외에는 실시예 11 과 동일하게 폴리에스테르 단섬유를 제조하였다. 나중에 웹 형성∼열처리를 실시하여 섬유 고구체를 얻었다. 단, 열처리 온도는 150℃ 로 하였다. 결과를 표 6 에 나타내었다.

비교예 21

실시예 32 에 있어서, 중축합 촉매를 삼산화안티몬의 1.3% 농도 에틸렌 글리콜 용액으로 변경하고, 그 투입량을 4.83 부로 하고, 다시 안정제로서 트리메틸포스페이트의 25% 에틸렌 글리콜 용액 0.121부를 투입한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 결과를 표 6 에 나타내었다.

비교예 22

실시예 32 에 있어서, 중축합 촉매로서 실시예 1 에서 제조한 TB 용액만 사용하고, 그 투입량을 1.03부로 한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 이 때의 중축합 반응시간은 95분이었다. 결과를 표 6 에 나타내었다.

비교예 23

실시예 32 에 있어서, 중축합 촉매로서 TB 용액과 P1 용액을 반응시키지 않고, 폴리에스테르 제조시의 중축합 반응계 내에 TB 용액 1.03부와 P1 용액 2.30부를 각각 따로따로 투입한 것 이외에는 동일하게 조작하였다. 결과를 표 6 에 나타내었다.

	중합체 품질					섬유 구조체 품질
	촉매	촉매 함유량	Ti 원자 기준 P 원자 몰비	한계 점도	컬러	경도	반복 압축 잔류 변형	경도 불균일
		Ti(ppm)/P(ppm)			L 값/b 값	N	%	등급
실시예32	TP1-2.0	52/64	2.0	0.64	81/2.0	361	7.1	5
실시예33	TP2-2.0	48/60	2.0	0.64	81/2.2	363	8.4	5
실시예34	TP3-1.5	32/28	1.5	0.64	81/3.0	360	6.9	5
실시예35	TP4-3.0	152/260	3.0	0.64	81/2.4	374	9.3	5
실시예36	TP1-2.0	52/64	2.0	0.64	81/2.0	420	12.6	5
비교예21	Sb₂O₃	250(Sb)	-	0.64	75/2.5	397	12.4	3
비교예22	TB 용액	52/-	-	0.64	81/8.0	393	12	2
비교예23	TB+P1 용액	52/56	-	0.64	81/7.6	309	11.1	3

본 발명의 폴리에스테르 섬유 구조물은, 양호한 색조 (컬러 b 값) 를 갖고 또한 품질도 우수하기 때문에, 폴리에스테르 섬유 구조물이 부직포인 경우에는 특히 식료품과 접촉하는 용도, 예를 들어 식료품의 포장 재료, 홍차 티백, 녹차 티백, 커피 필터 등의 식품용 필터, 더껑이 제거 시트, 기름 거름 시트, 키친 와이퍼용 시트, 역침투막 기재용 시트, 위생 재료, 음료용 필터 재료 등의 용도에서 실용성이 높다. 그리고, 각종 필터, 벽지, 창호지, 명함, 각종 증서, 가정용/업무용 와이퍼, 인쇄용 원지, 전기재료 기재, 카페트, 토목용 시트, 흡음 단열재, 농업/원예용 시트 등의 용도로 사용할 수도 있다.

또한 폴리에스테르 섬유 구조물이 충전솜인 경우에는, 이불, 요, 패드, 베개, 쿠션 등의 침장용 섬유 제품, 봉제 인형 등의 일반 잡화용 안솜, 퍼(fur)나 의자 등받이 등의 가구용 안솜, 그리고 보온·단열·흡음·차음 등을 목적으로 한 의료용이나 산업용 수지면 등의 각종 충전솜으로 적합하다.

나아가, 폴리에스테르 섬유 구조물이 폴리에스테르 단섬유로 이루어지는 주요 섬유와 열접착성 복합 단섬유로 이루어지는 섬유 구조체인 경우에는, 침장구, 가구, 차바퀴 자재 (쿠션재, 천장재, 방호재 등), 의류재, 필터재, 건축/토목 자재 (방음재, 단열재 외), 농업 자재, 위생재료 (습포재, 기저귀, 생리대 등) 등의 용도에 적합하다.

Claims

폴리에스테르 중합체를 주성분으로 함유하는 폴리에스테르 섬유를 포함하는 폴리에스테르 섬유 구조물에 있어서, 하기를 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유 구조물:

상기 섬유 구조물이 5∼100㎜ 의 두께, 및 0.01∼0.10g/㎤ 의 밀도를 갖고, 또한 폴리에스테르 단섬유로 이루어지는 주요 섬유와 열접착성 복합 단섬유를 포함하며,

상기 주요 섬유 및 열접착성 복합 단섬유의 한쪽 또는 양쪽에 상기 폴리에스테르 중합체가 함유되고,

상기 폴리에스테르 중합체는, 방향족 디카르복실레이트 에스테르를 촉매의 존재 하에 중축합하여 얻어진 것이고,

상기 촉매는 하기 혼합물 (1) 및 반응 생성물 (2) 에서 선택된 하나 이상의 성분을 함유하는 것으로서,

상기 혼합물 (1) 은 하기 성분 (A) 및 (B) 의 혼합물이고:

(A) 하기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물로 이루어지는 티탄 화합물 성분:

(a) 하기 화학식 I 로 나타내는 티탄 알콕시드:

[화학식 I]

[식 중, R¹, R², R³ 및 R⁴ 는 각각 서로 독립적으로 C_1-20 알킬기 및 페닐기에서 선택된 1종을 나타내고, m 은 1∼4 의 정수를 나타내고, m 이 2, 3 또는 4 의 정수를 나타내는 경우, 2개, 3개 또는 4개의 R² 및 R³ 기는 동일하거나 상이할 수 있다],

및

(b) 하기 화학식 II 로 나타내는 방향족 다가 카르복시산 또는 그 무수물과 상기 화학식 I 의 티탄 알콕시드의 반응 생성물:

[화학식 II]

[식 중, n 은 2∼4 의 정수를 나타낸다],

및

(B) 하기 화학식 III 로 나타내는 하나 이상의 화합물로 이루어지는 인 화합물 성분:

[화학식 III]

[식 중, R⁵, R⁶ 및 R⁷ 은 각각 독립적으로 C_1-4 알킬을 나타내고, X 는 -CH₂- 및 -CH₂(Y) (식 중, Y 는 페닐을 나타낸다) 에서 선택된 1종 이상을 나타낸다],

상기 혼합물 (1) 은 상기 방향족 디카르복실레이트 에스테르의 몰수에 대한 상기 티탄 화합물 성분 (A) 중의 티탄 원소의 밀리몰수의 비 (%) (M_Ti) 및 상기 방향족 디카르복실레이트 에스테르의 몰수에 대한 인 화합물 성분 (B) 에 함유되는 인 원소의 밀리몰수의 비 (%) (M_P) 가 하기 관계식 (ⅰ) 및 (ⅱ) 를 만족하도록 하는 혼합비로 사용되고:

1≤M_P/M_Ti≤15 (ⅰ)

10≤M_P＋M_Ti≤100 (ⅱ),

상기 반응 생성물 (2) 는 하기 성분 (C) 및 (D) 의 반응 생성물이고:

(C) 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물로 이루어지는 티탄 화합물 성분:

(c) 하기 화학식 IV 로 나타내는 티탄 알콕시드:

[화학식 IV]

[식 중, R⁸, R⁹, R¹⁰ 및 R¹¹ 은 각각 독립적으로 C_1-20 알킬을 나타내고, p 는 1∼3 의 정수를 나타내고, p 가 2 또는 3 인 경우, 2개 또는 3개의 R⁹ 및 R¹⁰기는 동일하거나 상이할 수 있다],

및

(d) 상기 화학식 II 로 나타내는 방향족 다가 카르복시산 또는 그 무수물과 상기 화학식 IV 의 티탄 알콕시드의 반응 생성물, 및

(D) 하기 화학식 V 로 나타내는 하나 이상의 인 화합물로 이루어지는 인 화합물 성분:

[화학식 V]

[식 중, R¹² 는 C_1-20 알킬 또는 C_6-20 아릴을 나타내고, q 는 1 또는 2 의 정수를 나타낸다],

상기 반응 생성물 (2) 에 있어서, 성분 (C) 에 대한 성분 (D) 의 반응비가 성분 (D) 중의 인 원자의 몰수 대 성분 (C) 중의 티탄 원자의 몰수의 비 (P/Ti) 로 환산하여 1:1 내지 3:1 의 범위이고, 또한,

상기 섬유 구조물 내에 있어서, 상기 열접착성 복합 단섬유와 주요 섬유 간의 접촉점 및/또는 상기 열접착성 복합 단섬유끼리의 접촉점 중 적어도 일부가 열고착되어 있음.
제 1 항에 있어서, 상기 촉매 혼합물 (1) 의 성분 (A) 및 상기 촉매용 반응 생성물 (2) 의 성분 (C) 는 각각의 티탄 알콕시드 (a) 및 티탄 알콕시드 (c) 를 방향족 다가 카르복시산 또는 그 무수물에 대해 각각 2:1 내지 2:5 의 범위의 반응 몰비로 함유하는 폴리에스테르 섬유 구조물.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 반응 생성물 (2) 를 위한 화학식 V 의 인 화합물이 모노알킬 포스페이트에서 선택되는 폴리에스테르 섬유 구조물.
제 1 항에 있어서, 상기 방향족 디카르복실레이트 에스테르가 방향족 디카르복시산 디알킬에스테르와 알킬렌 글리콜 에스테르의 에스테르 교환 반응에 의해 제조되는 폴리에스테르 섬유 구조물.
제 5 항에 있어서, 상기 방향족 디카르복시산은 테레프탈산, 1,2-나프탈렌디카르복시산, 프탈산, 이소프탈산, 디페닐디카르복시산 및 디페녹시에탄디카르복시산 또는 그의 에스테르 형성성 유도체에서 선택되고, 상기 알킬렌 글리콜은 에틸렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 트리메틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 네오펜틸글리콜, 헥산메틸렌 글리콜 및 도데칸메틸렌 글리콜에서 선택되는 폴리에스테르 섬유 구조물.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 중합체는 L^*a^*b^* 컬러표색계 (JIS Z8729) 에 기초한 77∼85 의 L^*값과 2∼5 의 b^* 값을 갖는 폴리에스테르 섬유 구조물.
제 1 항에 있어서, 상기 열접착성 복합 단섬유는 열융착성 중합체와 섬유 형성성 열가소성 중합체를 포함하고, 열융착성 중합체가 섬유의 표면에 노출되어 있는 폴리에스테르 섬유 구조물.
제 1 항에 있어서, 상기 열접착성 복합 단섬유가 사이드-바이-사이드 (side-by-side) 형 구조를 갖는 폴리에스테르 섬유 구조물.
제 1 항에 있어서, 상기 열접착성 복합 단섬유는 동심 또는 편심 코어-쉬스 (core-sheath) 구조를 갖고, 그 동심 또는 편심 코어는 상기 섬유 형성성 열가소성 중합체로 형성되고, 동심 또는 편심 쉬스는 열융착성 중합체로 형성되는 폴리에스테르 섬유 구조물.
제 10 항에 있어서, 상기 섬유 형성성 열가소성 중합체가 상기 폴리에스테르 중합체인 폴리에스테르 섬유 구조물.
제 8 항에 있어서, 상기 열융착성 중합체가 폴리우레탄 엘라스토머, 폴리에스테르 엘라스토머, 비탄성 폴리에스테르 단일중합체 및 공중합체, 폴리올레핀 단일중합체 및 공중합체, 및 폴리비닐알코올 중합체에서 선택되는 폴리에스테르 섬유 구조물.
제 1 항에 있어서, 상기 주요 섬유가 상기 폴리에스테르 중합체를 포함하는 폴리에스테르 섬유 구조물.
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제 1 항에 있어서, 식품과 접촉하는 것과 관련된 목적으로 사용되는 폴리에스테르 섬유 구조물.