KR101899713B1

KR101899713B1 - 강성과 내마모성을 갖는 저융점 폴리에스테르 복합재료

Info

Publication number: KR101899713B1
Application number: KR1020170020627A
Authority: KR
Inventors: 주-숑 리; 융 칭 신; 슈-유 호
Original assignee: 난 파오 레진스 케미컬 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-09-17
Also published as: KR20180094381A

Abstract

본 발명은 강성과 내마모성을 갖는 저융점 폴리에스테르 복합재료를 제공한다. 강성과 내마모성을 갖는 저융점 폴리에스테르 복합재료는, 먼저 수 종류 이염기산 및 디올 원료가 조합되는 것과 함께 혼합되어 프리폴리머 원료가 구성되고, 중합반응 후에 코폴리에스테르로 되며, 혁신적인 환경보호에 적합한 재질이다. 코폴리에스테르가 섬유사로서 추출되며, 또 보통 섬유와 함께 제직 또는 봉제되어 포가 형성된다. 갑피에 응용되는 경우, 특정의 온도에서 열압 용융되고, 코폴리에스테르의 점성이 방출되며, 보통 섬유에 긴밀하게 점착되고, 또 코폴리에스테르의 특성에 의해, 갑피의 강성 및 내마모성이 강화된다. 본 발명은 코폴리에스테르의 특성을 발휘시켜, 이것이 추출되어 섬유사로 되어 보통 섬유 또는 포 재료 등의 재질에 결합되며, 또 다양한 내마모성, 내용성이 높은 신발, 가방 등의 환경보호에 적합한 제품의 제조에 이용된다. 폐기된 후에도 모두 회수될 수 있기 때문에, 환경을 오염하는 일은 없다.

Description

강성과 내마모성을 갖는 저융점 폴리에스테르 복합재료{Low melting point polyester composite having rigidity and wear resistance}

본 발명은, 강성(剛性)과 내마모성을 갖는 저융점 폴리에스테르 복합재료에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 먼저 수 종류의 이염기산 및 디올 원료가 조합되는 것과 함께 혼합되어 프리폴리머(prepolymer) 원료가 구성되고, 중합반응 후에 코폴리에스테르로 되며, 코폴리에스테르가 실로서 추출되어 보통 섬유와 결합되고, 회수가능한 환경보호에 적합한 복합재료로 되는, 강성과 내마모성을 갖는 저융점 폴리에스테르 복합재료에 관한 것이다.

시장에서 잘 볼 수 있는 소비재 제품으로서, 신발, 가방, 옷 등이 있고, 신발의 갑피에는 피혁재료가 사용되는 이외, 스웨이드 가죽, 플라스틱 재질을 사용하여 갑피 부분이 제조되는 일도 있다. 운동화의 직포의 갑피로서 현재 사용되고 있는 핫멜트사의 주요한 재질은 모두 열가소성 엘라스토머(thermo plastic elastomer), 약칭 TPU 재료로 불리는 것이고, 열가소성체라고도 불린다. 그의 특성은, 상온에서는 고무의 탄성을 나타내고, 가열되면 가소성이 있는 고분자 재료로 된다. 그의 점성에 의해 직포 재료(PET), 스웨이드 가죽, 플라스틱 재질에 결합된다.

그러나, 상기 TPU 원료에 있어서는 스티렌 원료 공중합을 갖기 때문에, 연소시에 강렬한 검은 연기가 발생하여, 공기 오염을 유발하며, 회수할 수도 없기 때문에, 환경에 대하여 중대한 부하가 걸린다. 또, 상기 TPU 재료는, 내열성이 낮고, 고가격이며, 변형하기 쉬운 등의 결점이 있고, 제품 가격도 높지만, 다만 품질은 이상으로부터 조금 멀었다. 용이하게 균열이 들어가 열화되고, 내용연수가 짧을 뿐 아니라, 시장에서는 가격의 영향도 있어, 운용 범위가 제한되고 있었다.

그래서, 본 발명자는 상기 결점이 개선 가능하다고 생각하여, 접착제 관련 제품의 제조 및 판매도 고려하고, 열가소성 엘라스토머는 회수 불능이며, 환경에 대한 부하가 큰 것도 감안하여, 해결의 길을 탐구하고, 또 자신의 전문지식 및 장년의 직업경험에 더하여, 다년에 걸쳐 수차례 시험을 행하여, 수정 및 개선을 가한 후, 저융점의 폴리에스테르 재료(코폴리에스테르라고도 불림)을 조합하였다. 그의 특징은, 융점이 낮기 때문에 갑피의 직포 재료(PET)와 결합하기 쉽고, 또 갑피로 경질 필름이 형성되며, 갑피의 내마모성이 높아져 파괴하기 어렵게 되며, 폐기시에 회수할 수 있으며, 환경보호에 적합한 재질이다.

본 발명의 주된 목적은, 상술한 문제를 해결하기 위하여, 강성과 내마모성을 갖는 저융점 폴리에스테르 복합재료를 제공하는데 있다.

상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 강성과 내마모성을 갖는 저융점 폴리에스테르 복합재료는, 적어도 두 종류의 이염기산 및 디올이 혼합된다. 상기 적어도 두 종류의 이염기산은 방향족류 및 지방족류를 포함하고, 예컨대, 프탈산(또는 디메틸), 아디핀산, 이소프탈산(또는 디메틸) 등을 포함한다. 상기 디올은 주로 C2~C6 지방족류, 예컨대, 부탄디올, 에틸렌 글리콜, 헥실렌 글리콜 등이고, 또 혼합된 후의 이염기산 및 디올에 첨가제가 첨가되어 색상이 제어되며, 반응조건이 180℃~230℃로 설정되며, 에스테르화 반응이 >95%의 에스테르화 완성율에 도달한 후, 250℃까지 가열되고 나서 중합반응을 행한다. 중합반응 시에, 동시에 에스테르화 촉매 및 중합촉매가 첨가되며, 또 진공도가 서서히 단계적으로 조정되며, 최후로 10 torr 이하로 되며, 필요한 점도까지 반응이 진행하면 반응이 정지되고, 중합반응 후에 코폴리에스테르가 형성된다. 이것은 혁신적인 환경보호에 적합한 재질이고, 코폴리에스테르가 섬유사로서 추출되어, 일반적인 섬유와 함께 제직 또는 봉제되어 포가 형성되며, 결합 및 조형되어 환경보호에 적합한 플라스틱으로 된다.

이어서, 상기 코폴리에스테르 섬유는 직포 재료(PET), 스웨이드 가죽, 플라스틱 재질에 결합될 수 있다. 예컨대, 갑피에 응용되는 경우, 먼저, 코폴리에스테르 섬유가 보통 섬유와 함께 제직되어 복합원단이 형성되며, 편상의 복합원단이 요망하는 갑피의 디자인으로 재단되고, 그 후에 120℃~200℃에서 열압 용융되고, 코폴리에스테르의 점착성이 방출되며, 보통 섬유와 긴밀하게 밀착된다. 또, 코폴리에스테르의 특성에 의해, 갑피의 표면이 경질 필름을 갖고, 강성 및 내마모성 강화의 기능을 가지며, 갑피의 내용년수가 유효적으로 연장된다. 이하 본 명세서에서, 보통 섬유란 상기 코폴리에스테르와 다른 재료로 형성된 섬유를 의미할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 먼저 수 종류의 이염기산 및 디올 원료가 조합되는 것과 함께 혼합되어 프리폴리머 원료가 구성되고, 중합반응 후에 저융점 폴리에스테르 재료（코폴리에스테르라고도 불림)로 된다. 이것은 환경보호에 적합한 플라스틱이고, 주로 코폴리에스테르 섬유로서 추출되며, 다양한 섬유나 포 재료와 함께 제직되어 편상의 복합원단이 구성된다. 융점이 낮은 특색이 있고, 코폴리에스테르 섬유의 응용 범위가 크게 확대되어, 갑피, 가방, 옷 등의 환경보호에 적합한 제품으로 응용된다. 특히, 상기 제품은 모두 내마모성, 내용성이 높고, 따라서 내용년수가 길다. 이에 더하여, 저 비용이며, 극히 바람직한 경제 효율을 갖는다. 더욱 중요한 점은 제품이 폐기된 후에 전부 회수될 수 있고, 환경을 오염하는 일이 없기 때문에, 이상적인 환경보호에 적합한 폴리에스테르 재료로 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시양태에 관한 저융점 폴리에스테르 복합재료를 나타내는 제조의 플로우 차트이다.
도 2는 본 발명의 저융점 폴리에스테르 복합재료가 갑피의 제조에 응용되는 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명의 복합원단을 도시하는 도이다
도 4는 본 발명의 복합원단이 갑피로 컷트되는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 저융점 폴리에스테르 복합재료가 갑피에 응용되는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 저융점 폴리에스테르 복합재료가 신발에 응용되는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 저융점 폴리에스테르 복합재료가 옷에 응용되는 개략도이다.

발명을 실시하기 위한 형태

본 발명에서의 적절한 실시 형태에 관하여, 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시형태는, 청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이하에 설명되는 구성의 전부가 본 발명의 필수 요건인 것은 아니다.

실시형태

도 1은 본 발명의 일 실시양태에 관한 저융점 폴리에스테르 복합재료를 도시하는 제조의 플로우 차트이고, 이염기산(11), 디올(12), 촉매(13), 첨가제(14)가 혼합되어 프리폴리머 원료(101)가 구성되고, 이하와 같이 첨가물 및 온도가 제어된다.

1, 항산화제가 부가되는 것에 의해 색상이 제어된다.

2, 반응조건이 180℃~230℃로 설정된다.

3, >95%로 되기 까지 에스테르화 반응이 실시되어, 에스테르화가 완성된다.

4, 250℃까지 가열되고 나서 중합반응이 실시된다.

5, 중합반응 시에, 동시에 에스테르화 촉매 및 중합촉매가 첨가된다.

또, 진공도가 서서히 단계적으로 조정되며, 최후로 10 torr 이하에 도달하며, 필요한 점도까지 반응시키면 반응이 정지된다. 중합반응 후에 코폴리에스테르(1)로 되고, 상기 코폴리에스테르(1)의 융점은 100℃~180℃이며, 이것은 혁신적인 환경보호에 적합한 재질이다. 코폴리에스테르(1)가 섬유사로서 추출되며, 코폴리에스테르 섬유(10)（도 2 참조)는 보통 섬유(20)와 함께 제직 또는 봉제되어 포가 형성되며, 결합 및 조형되어 환경보호에 적합한 플라스틱으로 된다. 여기서, 보통 섬유(20)는 코폴리에스테르(1)와 다른 재료의 일 섬유를 의미한다. 상기 프리폴리머 원료(101) 내의 이염기산(11)은, 방향족류 및 지방족류를 포함하고, 예컨대, 프탈산(또는 디메틸), 아디핀산, 이소프탈산(또는 디메틸) 등이고, 상기 디올(12)은 주로 C2~C6 지방족류이며, 예컨대, 부탄디올, 에틸렌 글리콜, 헥실렌 글리콜 등이다. 여기서, 프탈산(또는 디메틸) 및 이소프탈산(또는 디메틸)은 방향족류 이염기산에 해당하고, 아디핀산은 지방족류 이염기산에 해당한다.

이어서, 도 2는 본 발명의 저융점 폴리에스테르 복합재료가 갑피의 제조에 응용되는 플로우 차트이고, 상기 코폴리에스테르 섬유(10)는 직포 재료(PET), 스웨이드 가죽, 플라스틱 재질에 결합된다. 갑피(21)에 응용되는 경우, 도 4를 도시하는 바와 같이, 먼저 코폴리에스테르 섬유(10)가 보통 섬유(20)와 함께 제직되어 복합원단(2)이 구성되고, 편상의 복합원단(2)이 중요한 갑피(21)의 디자인으로 재단된다. 그 후 120℃~200℃에서 열압 용융되어, 코폴리에스테르(1)의 점착성이 방출되며(도 1 참조), 보통 섬유(20)에 긴밀하게 점착된다. 또, 코폴리에스테르(1)의 특성에 의해, 갑피(21)의 표면에 경질 필름(210)이 형성되며, 강성 및 내마모성 강화의 기능을 가지며, 갑피(21)의 응용년수가 유효적으로 연장된다. 보다 상세하게, 상술한 열압 용융 동안, 점착성이 방출된 코폴리에스테르(1)가 갑피(21)의 디자인으로 재단된 복합원단의 표면에 용융 접착되어 경질 필름(210)으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 코폴리에스테르(1)를 재료로 하여 형성된 경질 필름(210)은, 저융점 폴리에스테르 복합재료가 갑피, 가방, 옷 등의 제품으로 이용된 후 폐기 시 전부 회수될 수 있어 환경 보호에 적합할 수 있다.

본 발명의 응용범위는 넓고, 예컨대, 섬유로 구성되어 소위 물품의 제조나 성형에 이용될 수 있고, 반제품의 복합원단(2)이 요구를 기준으로 하여 재단되는 것만으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 포 재료에 결합되는 플라스틱의 복합포 재질로 하며, 조형하기 쉬울 뿐만 아니라, 착용에 있어서는 통풍성이 높고 쾌적하다. 도 5, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 상기 복합원단(2)은 신발(3), 가방(4), 옷(5)에 응용되며, 제조 비용이 낮고, 극히 바람직한 내용성(耐用性)이 있으며, 또 폐기 후에도 전부 회수할 수 있기 때문에, 환경에 부하가 걸리지 않는다.

결론으로서, 본 발명은 먼저 수 종류의 이염기산(예컨대, 방향족류 및 지방족류를 포함하는 적어도 두 종류의 이염기산), 및 디올 원료가 조합되는 것과 함께 혼합되어 프리폴리머 원료가 구성되고, 중합반응 후에 저융점 폴리에스테르 재료（코폴리에스테르 라고도 불림)로 된다. 환경보호에 적합한 플라스틱이며, 주된 응용으로서 코폴리에스테르 섬유사로서 추출되며, 다양한 섬유나 포 재료와 함께 제직되어 편상의 복합원단이 형성되며, 또 융점이 낮은 특색을 갖는다. 코폴리에스테르 섬유사의 응용범위가 극히 넓게 되어, 갑피, 가방, 옷 등의 환경 보호에 적합한 제품으로 응용된다. 특히 상기 제품은 모두 내마모성, 내용성이 높고, 따라서 내용년수가 길며, 더구나 저 비용이고, 극히 바람직한 경제 효율을 갖는다. 또한 중요한 점은, 제품이 폐기된 후에도 전부 회수될 수 있고, 환경을 오염하는 일이 없고, 따라서 본 발명은 이상적인 환경보호에 적합한 폴리에스테르 재료이다.

이상, 본 발명의 실시형태에 관하여 도면을 참조하여 상술하지만, 구체적인 구성은 이 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위의 설계 변경 등도 포함된다.

1 코폴리에스테르 10　코폴리에스테르 섬유 101　프리폴리머 원료
11　이염기산 12　디올 13　촉매
14　첨가제 2　복합원단 20　보통 섬유
21　갑피 210　경질 필름 3　신발
4　가방 5　옷

Claims

먼저 방향족류 및 지방족류를 포함하는 적어도 두 종류의 이염기산 및 디올이 조합되는 프리폴리머 원료이고, 중합반응 후에 저융점 폴리에스테르 재료(코폴리에스테르라고도 불림)로 되며, 코폴리에스테르가 섬유사로서 추출되고, 상기 코폴리에스테르와 다른 재료의 일 섬유와 함께 제직 또는 봉제되어 포로 되며, 복합원단이 구성되고, 그 후에 편상의 복합원단이 재단되고, 이어서 120℃~200℃에서 열압 용융되며, 코폴리에스테르의 점착성이 방출되고, 상기 일 섬유에 긴밀하게 점착되며, 코폴리에스테르의 특성에 의해, 상기 열압 용융 후 상기 재단된 복합원단의 표면에 경질 필름이 용융 접착되어 형성되고, 강성 및 내마모성 강화의 기능을 갖는 복합 재료이되,
상기 경질 필름은 상기 코폴리에스테르를 재료로 하여 형성되고, 상기 복합 재료의 이용 후 폐기 시 전부 회수 가능한 것을 특징으로 하는 강성과 내마모성을 갖는 저융점 폴리에스테르 복합재료.
제1항에 있어서, 상기 코폴리에스테르의 융점 범위는 100℃~180℃ 사이인 것을 것을 특징으로 하는, 강성과 내마모성을 갖는 저융점 폴리에스테르 복합재료.
제1항에 있어서, 상기 프리폴리머 원료는 이염기산, 디올, 촉매 및 첨가제의 혼합에 의해 형성되되, 상기 방향족류 이염기산은 프탈산 및 이소프탈산 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 지방족류 이염기산은 아디핀산을 포함하고, 상기 디올은 부탄디올, 에틸렌 글리콜 및 헥실렌 글리콜 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 강성과 내마모성을 갖는 저융점 폴리에스테르 복합재료.
제1항에 있어서, 상기 복합원단은 갑피, 가방 또는 옷의 어느 하나의 제조에 이용되는 것을 특징으로 하는, 강성과 내마모성을 갖는 저융점 폴리에스테르 복합재료.