KR101691463B1 - 다기능성 열접착 복합섬유 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시스부와 코어부를 갖는 중공형 시스-코어형 열접착 복합섬유에 있었서, 상기 코어부는 폴리에스테르 수지로형성되고, 상기 시스부는 테레프탈산을 포함하는 디카르본산 성분과 에틸렌글리콜을 포함하는 디올성분이 축중합된 공중합 폴리에스테르 수지로 형성되되, 중공율이 7%이상인 다기능성 열접착 복합섬유에 관한 것이다.

Description

다기능성 열접착 복합섬유{Multi-functional Thermally Adhesive Com Fiber}

본 발명은 부직포 바인더로 사용할 수 있는 열접착 복합섬유에 관한 것으로 중공형으로 형성되어 경량성, 벌키성, 흡음성 및 보온성 등의 다기능성을 가지는 다기능성 열접착 복합섬유 에 관한 것이다.

열접착 복합섬유는 열풍등의 열에너지를 이용하여, 열융착에 의하여 부직포를 제조할 수 있다. 열접착형 복합섬유는 일반적으로 2성분으로 구성되고, 열에 의해 1성분만을 용융시킴으로써 섬유끼리의 접착을 통해 벌키한 부직포를 용이하게 얻을 수 있어서 산업자재에 널리 이용되고 있다. 폴리 에스테르계 열접착형 복합섬유는 자동차용, 건축자재용, 위생재용등의 생활용품이나 필터용 부직포로 널리 사용되고 있다.

일반적으로 폴리에스테르계 열접착형 복합섬유는 일반 폴리에스테르를 제1성분으로 하여 코어(core)를 형성하고, 테레프탈산을 포함하는 디카르본산 성분과 에틸렌글리콜을 포함하는 디올성분이 축중합된 공중합 폴리에스테르를 제2성분으로 하여 시스(sheath)를 형성하여 구성된다. 융점이 서로 다른 상기 2 성분 열접착형 복합섬유는 코어-시스 형태뿐만 아니라, 병렬형태, 분할형태 등으로도 적용이 가능하다. 또한 코어-시스 형태도 코어-시스 정심형태와 코어-시스 편심형태로 제조될 수 있다. 한편, 섬유의 단면형태는 원형 또는 원형이 아닌 이형단면일 수 있다.

미국특허 제4,065,439호에서는 테레프탈산/이소프탈산/아디핀산(또는 세바신산) 및 에틸렌글리콜/네오펜틸글리콜을 사용하여 저융점 폴리에스테르를 제조하는 방법을 제시하였으나 이 경우에는 얻어진 접착제의 융점이 45℃ 내지 60℃로 매우 낮아 의류용 심지로는 사용하기 곤란한 단점이 있다.

영국 특허 제788,377호, 일본 특개평 제8-143,657호 및 한국 공고특허 제96-9776호 등에서는 비결정질의 분자구조를 구현할 수 있는 다른 공중합 물질로서 카르복실기의 위치가 이소프탈산의 메타 위치보다 분자 사슬을 더 구부릴수 있는 오 르소 위치의 프탈산 또는 무수프탈산을 사용하여 중합하려는 시도가 있어 왔다. 그러나 무수프탈산의 경우 공중합체내 함량이 높아질수록 유리전이온도의 강하 현상이 커서 연신 공정, 제품운반이나 적하시 섬유간 융착 발생될 수 있는 문제가 있다.

또한, 최근에는 자동차용, 건축자재용, 위생재용등과 같은 부직포의 성능이 다양화되면서 경량성, 벌키성, 흡음성, 보온성과 같은 기능이 강조되고 있다, 따라서, 부직포 바인더용으로 적합하고 경량성, 벌키성, 흡음성, 보온성 등의 다기능을 갖는 복합섬유 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 상기와 같이 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 열접착성이 우수하여 부직포 바인더용으로 적합한 다기능성 열접착 복합섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 중공형태의 복합섬유로 경량성, 벌키성, 흡음성, 보온성의 기능이 다기능성을 가지며, 기능이 우수한 다기능성 열접착 복합섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 시스부와 코어부를 갖는 중공형 시스-코어형 열접착 복합섬유에 있었서, 상기 코어부는 폴리에스테르 수지로형성되고, 상기 시스부는 테레프탈산을 포함하는 디카르본산 성분과 에틸렌글리콜을 포함하는 디올성분이 축중합된 공중합 폴리에스테르 수지로 형성되되, 중공율이 7%이상인 것을 특징으로 하는 다기능성 열접착 복합섬유를 제공한다.

또한, 상기 공중합 폴리에스테르는, 테레프탈산 및/또는 그 에스테르 형성성 유도체 80~50몰%와 디-메타-하이드록시에틸렌프탈레이트 또는 그 에스테르 형성성 유도체 20~50몰%인 디카르본산 성분과, 에틸렌글리콜 99~75몰%와 디에틸렌글리콜 1~25몰%인 디올성분으로 형성되어 융점이 없이 연화거동만을 보이는 것을 특징으로 하는 다기능성 열접착 복합섬유를 제공한다.

또한, 상기 코어부는 폴리에스테르 수지의 고유점도는 0.50~0.64dL/g인 것을 특징으로 하는 다기능성 열접착 복합섬유를 제공한다.

또한, 상기 시스부와 코어부는 중량비 30:70~70:30으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다기능성 열접착 복합섬유를 제공한다.

또한, 상기의 열접착형 복합섬유를 함유하는 것을 특징으로 하는 부직포를 제공한다.

상기와 같이 본 발명에 따른 다기능성 열접착 복합섬유는 시스부의 공중합 폴리에스테르 수지를 통해 열접착성능을 통해 부직포 바인더용으로 적합한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 다기능성 열접착 복합섬유에 형성되는 중공을 통해 경량성, 벌키성, 흡음성, 보온성의 기능을 가지는 것으로 부직포에 적용시 부직포에 경량성, 벌키성, 흡음성, 보온성의 기능을 부여할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다기능성 열접착 복합섬유의 일실시예를 나타낸 단면 사진이다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

도 1은 본 발명에 따른 다기능성 열접착 복합섬유의 일실시예를 나타낸 단면 사진이다.

도 1에서와 같이 본 발명에 따른 다기능성 열접착 복합섬유는 시스부와 코어부를 갖는 중공형 시스-코어형 열접착 복합섬유이다.

상기 코어부는 폴리에스테르 수지로형성될 수 있다.

상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate, PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(Poly Trimethyleneterephthalate, PTT) 중 어느 하나를 사용할 수 있을 것이다.

상기 폴리에스테르 수지의 고유점도가 높으면 중공형 시스-코어형 열접착 복합섬유 제조시 코어부 내의 중공형태가 내원방향으로 몰림현상이 증가하여 중공율도 감소할 수 있으므로 상기 코어부를 형성하는 폴리에스테르의 고유점도는 0.50~0.64dL/g인 것이 바람직할 것이다.

상기 시스부는 테레프탈산을 포함하는 디카르본산 성분과 에틸렌글리콜을 포함하는 디올성분이 축중합되는 공중합 폴리에스테르 수지로 형성된다.

상기 공중합 폴리에스테르는 디카르본산 성분과 디올성분으로 제조되는 것으로 상기 디카르본산 성분으로 테레프탈산 및/또는 그 에스테르 형성성 유도체 80~50몰%와 디-메타-하이드록시에틸렌프탈레이트 또는 그 에스테르 형성성 유도체 20~50몰%를 사용하는 것이 바람직하며, 디올성분으로 에틸렌글리콜 99~75몰%와 디에틸렌글리콜 1~25몰%을 사용하는 것이 바람직할 것이다.

상기와 같이 형성되는 공중합 폴리에스테르는 융점이 없이 연화거동만을 보이는 것을 특징으로 다기능성 열접착 복합섬유에 열접착성을 가지게 한다.

상기 다기능성 열접착 복합섬유는 중공형태의 복합섬유로 중공율은 경량성, 벌키성, 흡음성, 보온성 등의 다기능 성능에 직접적인 영향을 끼치는 인자이며, 중공율이 너무 낮으며 경량성, 벌키성, 흡음성, 보온성 등의 다기능 성능이 저하될 수 있으므로 중공율이 7%이상인 것이 바람직할 것이다.

상기 시스부와 코어부는 중량비 30:70~70:30으로 형성되어 본 발명의 다기능성 열접착 복합섬유를 형성하는 것이 바람직할 것이다.

상기와 같이 형성되는 본 발명에 따른 다기능성 열접착 복합섬유를 포함하는 부직포는 다기능성 열접착 복합섬유의 경량성, 벌키성, 흡음성, 보온성의 기능을 부직포를 통해 발현할 수 있을 것이다.

이하 본 발명에 따른 다기능성 열접착 복합섬유를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

코어부는 점도가 0.55dL/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 사용하였으며, 시스부는 테레프탈산 70몰%와 디-메타-하이드록시에틸렌프탈레이트 30몰%을 디카르본산 성분으로, 에틸렌글리콜 80몰%와 디에틸렌글리콜 20몰%을 디올성분으로 공중합하여 제조되는 융점이 없이 연화거동만을 보이는 열접착성 공중합 폴리에스테르를 사용하였다.

상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 열접착성 공중합 폴리에스테르를 시스-코어 중공 복합방사장치를 통해 800m/min의 방사속도로 방사하였으며, 방사된 복함섬유를 3.5배 연신배향하고, 크림프를 부여하여 51 mm로 절단하여 본 발명에 따른 다기능성 열접착 복합섬유를 제조하였다.

실시예 2 내지 4

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 코어부의 폴리에스테르 수지의 고유점도, 시스부와 코어부의 중량비 및 섬유의 단면을 다르게 하여 본 발명에 따른 다기능성 열접착 복합섬유를 제조하였다.

상기 코어부의 폴리에스테르 수지, 시스부와 코어부의 중량비, 섬유의 단면은 표 1에 나타내었다.

비교예

실시예 2와 동일하게 제조하되, 중공이 형성되지 않은 원형단면의 시스-코어형 복합섬유로 제조하였다.

상기 코어부의 폴리에스테르 수지, 시스부와 코어부의 중량비, 섬유의 단면은 표 1에 나타내었다.

상기 실시예 1 내지 4와 비교예를 섬도, 중공율, 벌키성 등의 물성을 측정하여 표 1에 나타내었다.

상기 물성은 하기 방법에 의하여 측정하였다.

(1) 섬도(denier): ASTM D 1577에 준하여, Textechno社의 Favimat 장비로 측정하였다.

(2) 중공율(%): 광학형미경으로 측정된 섬유 단면 이미지를 통하여 중공이 차지하는 면적 비율을 하기 식으로 계산하였다.

- 중공면적/섬유면적(중공포함) * 100 (%)

(3) 벌키성(g): 20 g의 시료를 정량한 후 밀폐된 용기 내에서 일정압력 이상의 공기로 개섬하고, 지름 100 mm 높이 140 mm의 실린더에 투입하여 다음과 같이 하중을 측정하였다.

- 벌키성(g): 개섬 후 100 mm일 때의 하중값을 측정하였다.

구분	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예
코어부(고유점도dL/g)	PET(0.55)	PET(0.64)	PET(0.67)	PET(0.55)	PET(0.64)
시스부	공중합 PET	공중합 PET	공중합 PET	공중합 PET	공중합 PET
코어부/시스부 중량비(%)	50/50	50/50	50/50	55/45	50/50
단면
섬도(de')	4.1	4	4	3.9	3.8
중공율(%)	14	10	7	15	0
벌키성(g)	235	225	210	240	135

상기 표 1에서와 같이 중공율이 7%이상인 실시예 1 내지 4는 비교예 보다 벌키성이 우수하여 동일 부피에서는 경량감을 느낄 수 있을 것이다. 따라서 중공율이 7%이상으로 형성되는 것이 바람직할 것이다.

또한, 코어부의 폴리에스테르의 고유점도가 높을수록 중공형태가 내원방향으로 몰림현상이 증가하여 중공율도 감소되므로 코어부를 형성하는 폴리에스테르의 고유점도는 0.50~0.64dL/g인 것이 바람직할 것이다.

Claims (5)

1. 시스부와 코어부를 갖는 중공형 시스-코어형 열접착 복합섬유에 있었서,
   상기 코어부는 폴리에스테르 수지로 형성되고,
   상기 시스부는 테레프탈산을 포함하는 디카르본산 성분과 에틸렌글리콜을 포함하는 디올성분이 축중합된 공중합 폴리에스테르 수지로 형성되고,
   중공율이 7%이상이며,
   상기 공중합 폴리에스테르는,
   테레프탈산 및/또는 그 에스테르 형성성 유도체 80~50몰%와 디-메타-하이드록시에틸렌프탈레이트 또는 그 에스테르 형성성 유도체 20~50몰%인 디카르본산 성분과,
   에틸렌글리콜 99~75몰%와 디에틸렌글리콜 1~25몰%인 디올성분으로 형성되어 융점이 없이 연화거동만을 보이는 것으로, 상기 코어부 폴리에스테르 수지의 고유점도는 0.50~0.64L/g이고, 상기 시스부와 코어부는 중량비 30:70~70:30으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다기능성 열접착 복합섬유.
   
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5. 제1항에 따른 열접착 복합섬유를 함유하는 것을 특징으로 하는 부직포.

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