KR102074008B1 - Processes to produce short cut microfibers - Google Patents

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케니 랜돌프 파커
다니엘 윌리암 클로시위츠
라메쉬 챈드 문잘
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더스틴 에이 트레마인
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이스트만 케미칼 컴파니
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Abstract

(A) 25mm 미만의 길이를 가진 숏-컷 다성분 섬유를 혼합 대역에서 가열된 수성 스트림과 접촉시켜 숏-컷 다성분 마이크로섬유 슬러리를 생성하는 단계; (B) 상기 숏-컷 다성분 마이크로섬유 슬러리, 및 임의적으로, 가열된 수성 스트림을 섬유 개방 대역으로 보내어, 수분산성 설포폴리에스터의 일부를 제거하여 개방된 마이크로섬유 슬러리를 생성하는 단계; 및 (C) 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리를 제1 고액 분리 대역으로 보내어, 마이크로섬유 생성물 스트림 및 제1 모액 스트림을 생성하는 단계를 포함하는, 마이크로섬유 생성물 스트림의 제조 방법이 제공된다.(A) contacting the short-cut multicomponent fibers having a length of less than 25 mm with the heated aqueous stream in the mixing zone to produce a short-cut multicomponent microfiber slurry; (B) directing the short-cut multicomponent microfiber slurry, and optionally, a heated aqueous stream to a fiber open zone to remove a portion of the water dispersible sulfopolyester to produce an open microfiber slurry; And (C) directing the opened microfiber slurry to a first solid-liquid separation zone to produce a microfiber product stream and a first mother liquor stream.

Figure R1020147024041
Figure R1020147024041

Description

숏-컷 마이크로섬유 제조 방법{PROCESSES TO PRODUCE SHORT CUT MICROFIBERS}PROCESSES TO PRODUCE SHORT CUT MICROFIBERS

본 발명은 설포폴리에스터를 포함하는 수분산성 섬유 및 섬유 물품에 관한 것이다. 본 발명은 또한 설포폴리에스터를 포함하는 다성분 섬유, 및 이로부터 제조된 마이크로데니어 섬유 및 섬유 물품에 관한 것이다. 본 발명은 또한 수분산성 다성분 섬유 및 마이크로데니어 섬유의 제조 방법 및 이들로부터 제조된 물품에 관한 것이다.The present invention relates to water dispersible fibers and fiber articles comprising sulfopolyesters. The invention also relates to multicomponent fibers comprising sulfopolyesters, and microdenier fibers and fibrous articles made therefrom. The invention also relates to a process for producing water dispersible multicomponent fibers and microdenier fibers and to articles made therefrom.

본 출원은 2012년 1월 31일자 출원된 미국 가출원 제 61/592,854 호, 제 61/592,867 호, 제 61/592,917 호, 및 제 61/592,974 호를 우선권으로 주장하며, 이들의 개시내용을 이들이 본원 기술 내용과 모순되지 않는 정도로 본원에 참고로 인용한다.This application claims priority to US Provisional Application Nos. 61 / 592,854, 61 / 592,867, 61 / 592,917, and 61 / 592,974, filed January 31, 2012, the disclosures of which are incorporated herein by reference. The references are incorporated herein by reference to the extent that they do not conflict with the description.

폴리(프로필렌), 폴리아미드 및 폴리에스터 같은 열가소성 중합체로부터 섬유, 용융 취입 웹 및 다른 용융 방사 섬유 물품이 제조되어 왔다. 이들 섬유 및 섬유 물품의 한 가지 통상적인 용도는, 특히 와이프(wipe), 여성용 위생 물품, 유아용 기저귀, 성인 실금자용 브리프, 병원/수술용 및 다른 의료용 일회용 보호 직물 및 층, 경편성 직물(geotextile), 공업용 와이프, 및 필터 매체 같은 퍼스널 케어 물품에서의 부직물이다. 불행하게도, 종래의 열가소성 중합체로부터 제조된 퍼스널 케어 물품은 폐기하기가 곤란하고 통상 매립지에 버려진다. 한 가지 유망한 다른 폐기 방법은 이들 물품 또는 이들의 성분을 "수세가능"하게, 즉 공공 하수 시스템에 적합하게 만드는 것이다. 수분산성 또는 수용성 물질의 사용도 또한 퍼스널 케어 물품의 재순환성 및 재생을 개선시킨다. 현재 퍼스널 케어 물품에 사용되는 다양한 열가소성 중합체는 내재적으로 수분산성 또는 수용성이 아니며, 따라서 용이하게 해체되고 하수 시스템에 폐기되거나 용이하게 재순환될 수 있는 물품을 생산하지 못한다.Fibers, melt blown webs, and other melt spun fiber articles have been made from thermoplastic polymers such as poly (propylene), polyamides, and polyesters. One common use of these fibers and textile articles is, in particular, wipes, feminine hygiene articles, infant diapers, adult incontinence briefs, hospital / surgical and other medical disposable protective fabrics and layers, geotextiles Nonwovens in personal care articles, such as industrial wipes, and filter media. Unfortunately, personal care articles made from conventional thermoplastic polymers are difficult to dispose of and are usually disposed of in landfills. One promising alternative disposal method is to make these items or their components "washable", ie, suitable for public sewage systems. The use of water dispersible or water soluble materials also improves recyclability and recycling of personal care articles. The various thermoplastic polymers currently used in personal care articles are not inherently water dispersible or water soluble and thus do not produce articles that can be easily dismantled and disposed of or easily recycled to sewage systems.

수세가능한 퍼스널 케어 물품에 대한 요구로 인해, 다양한 수-반응도를 갖는 섬유, 부직물 및 다른 섬유 물품이 필요해졌다. 이러한 요구를 다루기 위한 다양한 해결책이 예컨대 미국 특허 제 6,548,592 호, 제 6,552,162 호, 제 5,281,306 호, 제 5,292,581 호, 제 5,935,880 호 및 제 5,509,913 호; 미국 특허원 제 09/775,312 호 및 제 09/752,017 호; 및 PCT 국제 특허 공개 WO 01/666666 A2 호에 기재되어 있다. 그러나, 이들 해결책은 여러가지 단점을 가지며, 인장 강도, 흡수성, 가요성 및 습윤 또는 건조 상태하에서의 직물 일체성 같은 성능 특성의 만족스러운 균형을 갖는, 섬유 또는 부직물 같은 섬유 물품을 제공하지 못한다.The need for flushable personal care articles has necessitated fibers, nonwovens and other fibrous articles with varying water-reactivity. Various solutions to address this need are described, for example, in US Pat. Nos. 6,548,592, 6,552,162, 5,281,306, 5,292,581, 5,935,880 and 5,509,913; US Patent Application Nos. 09 / 775,312 and 09 / 752,017; And PCT International Patent Publication WO 01/666666 A2. However, these solutions have several disadvantages and fail to provide a fibrous article, such as a fiber or nonwoven, with a satisfactory balance of tensile strength, absorbency, flexibility and performance properties such as fabric integrity under wet or dry conditions.

예를 들어, 전형적인 부직 기법은 수지 결합 접착제로 처리된 섬유를 여러 방향으로 침적시켜 강력한 일체성 및 다른 바람직한 특성을 갖는 웹을 제조하는데 기초한다. 그러나, 생성된 어셈블리는 일반적으로 불량한 수-반응성을 갖고, 수세가능한 용도에 적합하지 않다. 결합제의 존재는 또한 감소된 시트 습윤성, 증가된 강성도(stiffness), 블로킹성 및 더 높은 제조 비용 같은 최종 물품의 바람직하지 못한 특성을 야기할 수 있다. 또한, 사용 동안에는 적절한 습윤 강도를 나타내지만 폐기시에는 신속하게 분산되는 결합제를 제조하기도 곤란하다. 따라서, 이러한 결합제를 사용한 부직 어셈블리는 주위 조건하에서 서서히 해체될 수 있거나 또는 체액의 존재하에 적절한 정도 미만의 습윤 강도 특성을 가질 수 있다. 이 문제를 다루기 위하여, 염이 첨가되거나 첨가되지 않은 아크릴산 또는 메타크릴산을 함유하는 격자 같은, pH 및 이온-민감성 수분산성 결합제가 공지되어 있고, 예를 들어 미국 특허 제 6,548,592 B1 호에 기재되어 있다. 그러나, 공공 하수 및 주택 정화 시스템의 이온 농도 및 pH 수준은 지리학적 위치에 따라 광범위하게 변할 수 있고 결합제가 가용성이 되어 분산되기에 충분하지 않을 수 있다. 이 경우, 섬유 물품은 폐기 후 해체되지 않고 배수관 또는 하수구 지관을 막을 수 있다.For example, a typical nonwoven technique is based on depositing fibers treated with a resin-bonded adhesive in various directions to produce a web with strong integrity and other desirable properties. However, the resulting assembly generally has poor water-reactivity and is not suitable for flushable applications. The presence of the binder may also cause undesirable properties of the final article such as reduced sheet wetting, increased stiffness, blocking and higher manufacturing costs. It is also difficult to produce binders that exhibit adequate wet strength during use but disperse rapidly upon disposal. Thus, nonwoven assemblies using such binders may be slowly disintegrated under ambient conditions or may have less than adequate wet strength properties in the presence of body fluids. To address this problem, pH and ion-sensitive water dispersible binders, such as lattice containing acrylic or methacrylic acid with or without salts are known and are described, for example, in US Pat. No. 6,548,592 B1. . However, ion concentrations and pH levels in public sewage and residential purification systems can vary widely depending on geographic location and may not be sufficient for the binder to be soluble and dispersed. In this case, the fibrous article may close the drain pipe or the sewer branch pipe without dismantling after disposal.

수분산성 성분 및 열가소성 수 비-분산성 성분을 함유하는 다성분 섬유가 예컨대 미국 특허 제 5,916,678 호, 제 5,405,698 호, 제 4,966,808 호, 제 5,525,282 호, 제 5,366,804 호, 제 5,486,418 호에 기재되어 있다. 예를 들어, 이들 다성분 섬유는 예를 들어 해도(islands-in-the-sea), 외피 코어(sheath core), 병렬(side-by-side) 또는 분할된 파이(segmented pie) 형상 같은 성형되거나 엔지니어링된 횡단면을 갖는 이성분 섬유일 수 있다. 다성분 섬유에 물 또는 묽은 알칼리성 용액을 가하여, 수분산성 성분을 용해시켜냄으로써 수 비-분산성 성분을 극히 작은 섬도(fineness)의 별도의 독립적인 섬유로서 남길 수 있다. 그러나, 우수한 수 분산성을 갖는 중합체는 흔히 생성되는 다성분 섬유에 끈적거림을 부여하여, 권취하는 동안 또는 특히 고온 다습한 조건하에 저장한지 수일 후 섬유가 서로 들러붙거나 블로킹되거나 융합되게 한다. 융합을 방지하기 위하여, 흔히 지방산 또는 오일계 최종처리제를 섬유 표면에 도포한다. 또한, 예컨대 미국 특허 제 6,171,685 호에 기재되어 있는 바와 같이, 다량의 안료 또는 충전제를 때때로 수분산성 중합체에 첨가하여 섬유의 융합을 방지한다. 이러한 오일 최종처리제, 안료 및 충전제는 추가적인 가공 단계를 필요로 하고, 최종 섬유에 바람직하지 못한 특성을 부여할 수 있다. 다수의 수분산성 중합체는 또한 이들을 제거하기 위해 알칼리성 용액을 필요로 하는데, 이는 예를 들어 고유 점도, 인성 및 용융 강도의 감소 같은 섬유의 다른 중합체 성분의 열화를 야기할 수 있다. 또한, 몇몇 수분산성 중합체는 고수압 직조(hydroentanglement) 동안 물에의 노출을 견딜 수 없고, 따라서 부직 웹 및 부직물의 제조에 적합하지 않다.Multicomponent fibers containing water dispersible components and thermoplastic water non-dispersible components are described, for example, in US Pat. Nos. 5,916,678, 5,405,698, 4,966,808, 5,525,282, 5,366,804, and 5,486,418. For example, these multicomponent fibers may be shaped, such as for example islands-in-the-sea, sheath core, side-by-side or segmented pie shapes, or It may be a bicomponent fiber having an engineered cross section. Water or a dilute alkaline solution can be added to the multicomponent fiber to dissolve the water dispersible component, leaving the water non-dispersible component as a separate, independent fiber of extremely small fineness. However, polymers with good water dispersibility often impart stickiness to the resultant multicomponent fibers, causing the fibers to stick to, block or fuse with each other during winding or after days of storage, especially under high temperature and high humidity conditions. To prevent fusion, fatty acids or oil based finishes are often applied to the fiber surface. Also, as described, for example, in US Pat. No. 6,171,685, large amounts of pigments or fillers are sometimes added to the water dispersible polymer to prevent fusing of the fibers. Such oil finishes, pigments and fillers require additional processing steps and can impart undesirable properties to the final fiber. Many water dispersible polymers also require alkaline solutions to remove them, which can cause degradation of other polymer components of the fiber, such as, for example, reductions in intrinsic viscosity, toughness and melt strength. In addition, some water-dispersible polymers cannot tolerate exposure to water during high pressure hydroentanglement and are therefore not suitable for the production of nonwoven webs and nonwovens.

다르게는, 수분산성 성분은 부직 웹에서 열가소성 섬유에 대한 결합제로서의 역할을 할 수 있다. 물에 노출되면, 부직 웹이 그의 일체성을 상실하고 개별 섬유로 나뉘어지도록 섬유-섬유 결합이 분리된다. 그러나, 이들 부직 웹의 열가소성 섬유 성분은 수분산성이 아니고 수성 매질에 잔류하며, 따라서 결국에는 도시의 폐수 처리 플랜트로부터 제거되어야 한다. 고수압 직조를 이용하여, 섬유를 함께 유지시키기 위하여 매우 낮은 수준(5중량% 미만)의 결합제가 첨가되거나 첨가되지 않은 분해가능한 부직물을 생성시킬 수 있다. 이들 직물은 폐기시 해체될 수 있기는 하지만, 이들은 흔히 수용성 또는 수분산성이 아닌 섬유를 사용하고 하수 시스템 내에서 엉키고 막히는 상황을 일으킬 수 있다. 임의의 첨가된 수분산성 결합제는 또한 고수압 직조에 의해 최소한으로만 영향을 받아야 하며, 젤라틴질 생성 또는 가교결합을 형성하지 않아야 하며, 이에 의해 직물 취급 또는 하수도 관련 문제에 기여해야 한다.Alternatively, the water dispersible component can serve as a binder for the thermoplastic fibers in the nonwoven web. Upon exposure to water, the fiber-fiber bonds separate so that the nonwoven web loses its integrity and breaks down into individual fibers. However, the thermoplastic fiber components of these nonwoven webs are not water dispersible and remain in the aqueous medium and must eventually be removed from the municipal wastewater treatment plant. High pressure weaving can be used to produce degradable nonwovens with or without very low levels of binder (less than 5% by weight) added to hold the fibers together. Although these fabrics can be dismantled upon disposal, they often use fibers that are not water-soluble or water-dispersible and can cause entanglement and blockage in sewage systems. Any added water dispersible binder should also be minimally affected by high pressure weaving and should not form gelatinous formation or crosslinking, thereby contributing to fabric handling or sewage related problems.

몇몇 수용성 또는 수분산성 중합체가 입수될 수 있으나, 통상적으로는 용융 취입 섬유 제조 공정 또는 용융 방사에 적용되지 못한다. 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 피롤리돈 및 폴리아크릴산 같은 중합체는 적합한 용융 점도가 달성되는 온도 미만의 온도에서 일어나는 열 분해 때문에 용융 가공될 수 없다. 고분자량 폴리에틸렌 옥사이드는 적합한 열 안정성을 가질 수 있으나, 중합체 계면에서 높은 점도의 용액을 제공하여 해체의 속도를 늦춘다. 수분산성 설포폴리에스터가 예컨대 미국 특허 제 6,171,685 호, 제 5,543,488 호, 제 5,853,701 호, 제 4,304,901 호, 제 6,211,309 호, 제 5,570,605 호, 제 6,428,900 호 및 제 3,779,993 호에 기재되어 있다. 그러나, 전형적인 설포폴리에스터는, 부서지기 쉽고, 파쇄되지 않거나 부서지지 않는 물질의 롤을 수득하기 위한 권취 작업을 견디는 가요성이 결핍된 저분자량 열가소성 플라스틱이다. 설포폴리에스터는 또한 필름 또는 섬유로의 가공 동안 블로킹 또는 융착을 나타낼 수 있으며, 이를 피하기 위해 오일 최종처리제 또는 다량의 안료 또는 충전제의 사용을 필요로 할 수 있다. 저분자량 폴리에틸렌 옥사이드(폴리에틸렌 글리콜로 더욱 통상적으로 알려져 있음)는 섬유 용도에 요구되는 물리적 특성을 갖지 않는 약하고/부서지기 쉬운 중합체이다. 용액 기법을 통해 공지의 수용성 중합체로부터 섬유를 제조하는 대안이 있으나, 용매(특히 물)를 제거하는 복잡함이 부가되어 제조 비용을 증가시킨다.Several water soluble or water dispersible polymers may be available but are typically not applicable to melt blown fiber manufacturing processes or melt spinning. Polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone and polyacrylic acid cannot be melt processed due to thermal decomposition occurring at temperatures below those at which suitable melt viscosities are achieved. High molecular weight polyethylene oxides may have suitable thermal stability, but provide a high viscosity solution at the polymer interface to slow down the dissolution. Water dispersible sulfopolyesters are described, for example, in US Pat. Nos. 6,171,685, 5,543,488, 5,853,701, 4,304,901, 6,211,309, 5,570,605, 6,428,900, and 3,779,993. Typical sulfopolyesters, however, are low molecular weight thermoplastics that are brittle and lack flexibility to withstand winding operations to obtain rolls of unbreakable or unbreakable material. Sulfopolyesters may also exhibit blocking or fusion during processing into films or fibers, and may require the use of oil finishes or large amounts of pigments or fillers to avoid this. Low molecular weight polyethylene oxide (more commonly known as polyethylene glycol) is a weak / fragile polymer that does not have the physical properties required for fiber applications. There is an alternative to making fibers from known water soluble polymers via solution techniques, but the added complexity of removing solvents (especially water) adds to the manufacturing cost.

따라서, 적절한 인장 강도, 흡수성, 가요성 및 수분의 존재하에서, 특히 인간의 체액에 노출될 때 직물 일체성을 나타내는 수분산성 섬유 및 이로부터 제조된 섬유 물품이 요구된다. 또한, 결합제를 필요로 하지 않고 주택 또는 도시 하수 시스템에서 완전히 분산 또는 용해되는 섬유 물품이 요구된다. 가능한 용도는 용융 취입 웹, 방사 결합(spunbonded) 직물, 고수압 직조된 직물, 건식-적층(dry-laid) 부직물, 이성분 섬유 성분, 접착 촉진 층, 셀룰로즈용 결합제, 수세가능한 부직물 및 필름, 용해가능한 결합제 섬유, 보호 층, 및 물에 방출되거나 용해되는 활성 성분용 담체를 포함하지만 이들로 국한되지는 않는다. 또한, 방사 작업 동안 필라멘트의 과도한 블로킹 또는 융착을 나타내지 않고 중성 또는 약산성 pH의 온수에 의해 용이하게 제거되며 부직물을 제조하기 위한 고수압 직조 공정에 적합한 수분산성 성분을 갖는 다성분 섬유가 요구된다. 압출가능하고 용융 방사된 다른 섬유 물질도 가능하다.Accordingly, there is a need for water dispersible fibers and fiber articles made therefrom that exhibit fabric integrity in the presence of appropriate tensile strength, absorbency, flexibility, and moisture, especially when exposed to human body fluids. There is also a need for a fibrous article that does not require a binder and is completely dispersed or dissolved in a residential or municipal sewage system. Possible uses include melt blown webs, spunbonded fabrics, high pressure woven fabrics, dry-laid nonwovens, bicomponent fiber components, adhesion promoting layers, binders for cellulose, flushable nonwovens and films , Soluble binder fibers, protective layers, and carriers for the active ingredient that are released or dissolved in water. There is also a need for a multicomponent fiber having water dispersible components that are easily removed by hot water at neutral or slightly acidic pH without exhibiting excessive blocking or fusion of the filaments during spinning operations and are suitable for high-pressure weaving processes for producing nonwovens. Other fiber materials that are extrudable and melt spun are possible.

본 발명자들은 설포폴리에스터로부터 가요성의 수분산성 섬유를 제조할 수 있음을 예기치 못하게 발견하였다. 따라서 본 발명은The inventors have unexpectedly discovered that flexible water dispersible fibers can be produced from sulfopolyester. Therefore, the present invention

(A) (i) 하나 이상의 다이카복실산 잔기; (ii) 총 반복 단위를 기준으로 약 4 내지 약 40몰%의, 방향족 또는 지환족 고리에 부착된 2개의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임) 및 하나 이상의 설포네이트기를 갖는 하나 이상의 설포단량체 잔기; (iii) 총 다이올 잔기를 기준으로 25몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 하나 이상의 다이올 잔기; 및 (iv) 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 25몰%의, 3개 이상의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임)를 갖는 분지화 단량체 잔기를 포함하는, 25℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 설포폴리에스터;(A) (i) one or more dicarboxylic acid residues; (ii) at least one having at least about 4 to about 40 mole percent, based on the total repeat units, of two functional groups attached to an aromatic or cycloaliphatic ring, which is hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof, and one or more sulfonate groups Sulfomonomer residues; (iii) at least 25 mole percent, based on total diol residues, are poly (ethylene glycol) having a structure of H- (OCH 2 -CH 2 ) n -OH, where n is an integer from 2 to about 500 One or more diol residues; And (iv) a glass transition temperature of at least 25 ° C. comprising branched monomer residues having from 0 to about 25 mole percent, based on the total repeat units, of at least 3 functional groups, which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof. Sulfopolyester with (Tg);

(B) 임의적으로, 상기 설포폴리에스터와 블렌딩된 수분산성 중합체; 및 (B) optionally, a water dispersible polymer blended with the sulfopolyester; And

(C) 임의적으로, 상기 설포폴리에스터와 블렌딩된 수 비-분산성 중합체(단, 이 블렌드는 비혼화성 블렌드임)(C) optionally, a water non-dispersible polymer blended with the sulfopolyester, provided that the blend is an immiscible blend

를 포함하며, 섬유의 총 중량을 기준으로 10중량% 미만의 안료 또는 충전제를 함유하는 수분산성 섬유를 제공한다.It includes, and provides a water dispersible fiber containing less than 10% by weight pigment or filler based on the total weight of the fiber.

본 발명의 상기 섬유는 물에 용이하게 분산 또는 용해되고 용융-취입 또는 용융-방사에 의해 제조될 수 있는 단일성분 섬유일 수 있다. 상기 섬유는 단일 설포폴리에스터, 또는 설포폴리에스터와 수분산성 또는 수 비-분산성 중합체의 블렌드로부터 제조될 수 있다. 따라서, 본 발명의 섬유는 설포폴리에스터와 블렌딩된 수분산성 중합체를 임의적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기 섬유는 설포폴리에스터와 블렌딩된 수 비-분산성 중합체(단, 이 블렌드는 비혼화성 블렌드임)를 임의적으로 포함할 수 있다. 본 발명은 또한 본 발명의 수분산성 섬유를 포함하는 섬유 물품을 포함한다. 따라서, 본 발명의 섬유를 사용하여, 얀, 용융-취입 웹, 방사 결합 웹 및 부직물 같은 다양한 섬유 물품(이는 수분산성이거나 수세가능함)을 제조할 수 있다. 본 발명의 스테이플 섬유는 또한 종이, 부직 웹 및 텍스타일 얀에서 천연 또는 합성 섬유와 블렌딩될 수 있다.The fibers of the present invention can be monocomponent fibers that are readily dispersed or dissolved in water and can be prepared by melt-blowing or melt-spinning. The fibers can be made from a single sulfopolyester or blends of sulfopolyesters with water dispersible or water non-dispersible polymers. Thus, the fibers of the present invention may optionally comprise a water dispersible polymer blended with sulfopolyester. In addition, the fibers may optionally comprise a water non-dispersible polymer blended with sulfopolyester, provided that the blend is an immiscible blend. The present invention also includes a fibrous article comprising the water dispersible fibers of the present invention. Thus, the fibers of the present invention can be used to produce a variety of fibrous articles, which are water dispersible or flushable, such as yarns, melt-blown webs, spunbond webs and nonwovens. The staple fibers of the invention can also be blended with natural or synthetic fibers in paper, nonwoven webs, and textile yarns.

본 발명의 다른 양태는 Another aspect of the invention

(A) (i) 총 산 잔기를 기준으로 약 50 내지 약 96몰%의 하나 이상의 이소프탈산 또는 테레프탈산 잔기; (ii) 총 산 잔기를 기준으로 약 4 내지 약 30몰%의 소디오설포이소프탈산 잔기; (iii) 총 다이올 잔기를 기준으로 25몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 하나 이상의 다이올 잔기; (iv) 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 20몰%의, 3개 이상의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임)를 갖는 분지화 단량체 잔기를 포함하는, 25℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 설포폴리에스터;(A) (i) about 50 to about 96 mole percent of one or more isophthalic or terephthalic acid residues based on total acid residues; (ii) about 4 to about 30 mole percent sodiosulfoisophthalic acid residues based on total acid residues; (iii) at least 25 mole percent, based on total diol residues, are poly (ethylene glycol) having a structure of H- (OCH 2 -CH 2 ) n -OH, where n is an integer from 2 to about 500 One or more diol residues; (iv) a glass transition temperature of at least 25 ° C., comprising branched monomer residues having from 0 to about 20 mole percent, based on the total repeat units, of at least 3 functional groups, which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof; Sulfopolyester with Tg);

(B) 임의적으로, 상기 설포폴리에스터와 블렌딩된 제 1 수분산성 중합체; 및(B) optionally, a first water dispersible polymer blended with the sulfopolyester; And

(C) 임의적으로, 비혼화성 블렌드를 형성하도록 상기 설포폴리에스터와 블렌딩된 수 비-분산성 중합체(C) optionally, a water non-dispersible polymer blended with the sulfopolyester to form an immiscible blend

를 포함하며, 섬유의 총 중량을 기준으로 10중량% 미만의 안료 또는 충전제를 함유하는, 수분산성 섬유이다.And less than 10% by weight of pigment or filler, based on the total weight of the fiber.

본 발명의 수분산성 섬유 물품은 예를 들어 와이프, 거즈, 티슈, 기저귀, 배변연습용 팬츠, 생리대, 붕대, 상처 케어 및 수술용 드레싱 같은 퍼스널 케어 물품을 포함한다. 수분산성인 것 이외에도, 본 발명의 섬유 물품은 수세가능하며, 즉, 주택 및 도시 하수 시스템과 호환성이 있고 상기 하수 시스템에서 폐기하기에 적합하다.The water dispersible fibrous articles of the present invention include, for example, personal care articles such as wipes, gauze, tissues, diapers, training pants, sanitary napkins, bandages, wound care and surgical dressings. In addition to being water dispersible, the fiber articles of the present invention are flushable, ie compatible with residential and municipal sewage systems and suitable for disposal in such sewage systems.

본 발명은 또한 수분산성 설포폴리에스터 및 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 포함하는 다성분 섬유도 제공한다. 이 섬유는, 중간에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 수 비-분산성 중합체가 서로 실질적으로 단리된 구획으로서 존재하도록 설계된 기하 형태를 가지며, 상기 설포폴리에스터는 수 비-분산성 구획에 대한 결합제 또는 둘러싸는 매트릭스로서 작용한다. 따라서, 본 발명의 다른 양태는The present invention also provides a multicomponent fiber comprising a water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible polymer. The fibers have a geometric form designed to exist as compartments in which the water non-dispersible polymers are substantially isolated from each other by intervening sulfopolyesters, the sulfopolyesters being a binder to the water non-dispersible compartments or It acts as a surrounding matrix. Accordingly, another aspect of the present invention

(A) (i) 하나 이상의 다이카복실산 잔기; (ii) 총 반복 단위를 기준으로 약 4 내지 약 40몰%의, 방향족 또는 지환족 고리에 부착된 2개의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임) 및 하나 이상의 설포네이트기를 갖는 하나 이상의 설포단량체 잔기; (iii) 총 다이올 잔기를 기준으로 25몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 하나 이상의 다이올 잔기; 및 (iv) 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 25몰%의, 3개 이상의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임)를 갖는 분지화 단량체 잔기를 포함하는, 57℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 수분산성 설포폴리에스터; 및 (A) (i) one or more dicarboxylic acid residues; (ii) at least one having at least about 4 to about 40 mole percent, based on the total repeat units, of two functional groups attached to an aromatic or cycloaliphatic ring, which is hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof, and one or more sulfonate groups Sulfomonomer residues; (iii) at least 25 mole percent, based on total diol residues, are poly (ethylene glycol) having a structure of H- (OCH 2 -CH 2 ) n -OH, where n is an integer from 2 to about 500 One or more diol residues; And (iv) a glass transition temperature of at least 57 ° C. comprising branched monomer residues having from 0 to about 25 mole percent, based on the total repeat units, of at least 3 functional groups, which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof. Water dispersible sulfopolyester having (Tg); And

(B) 상기 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 구획(segment)으로서, 상기 구획들이 구획들 사이에 개입하는 상기 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있는, 복수개의 구획(B) a plurality of segments comprising at least one water non-dispersible polymer that is immiscible with the sulfopolyester, the compartments being substantially isolated from each other by the sulfopolyester intervening between the compartments Plural compartments

을 포함하는, 성형된 단면을 가진 다성분 섬유이다.It is a multi-component fiber having a molded cross section, including.

상기 설포폴리에스터는 57℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는데, 이로 인해 권취 및 장기 저장 동안 섬유의 블록킹 및 융착이 크게 감소된다. 상기 다성분 섬유를 물과 접촉시킴으로써 설포폴리에스터를 제거하여, 수 비-분산성 구획을 마이크로데니어 섬유로서 남길 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 The sulfopolyester has a glass transition temperature of at least 57 ° C., which greatly reduces the blocking and fusion of the fibers during winding and long term storage. The sulfopolyester can be removed by contacting the multicomponent fiber with water, leaving the water non-dispersible compartment as microdenier fibers. Thus, the present invention also

(A) (i) 총 산 잔기를 기준으로 약 50 내지 약 96몰%의 하나 이상의 이소프탈산 또는 테레프탈산 잔기; (ii) 총 산 잔기를 기준으로 약 4 내지 약 30몰%의 소디오설포이소프탈산 잔기; (iii) 총 다이올 잔기를 기준으로 25몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 하나 이상의 다이올 잔기; 및 (iv) 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 20몰%의, 3개 이상의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임)를 갖는 분지화 단량체 잔기를 포함하고 57℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 수분산성 설포폴리에스터, 및 상기 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 다성분 섬유로 방사시키는 단계로서, 이때 상기 섬유는 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 구획을 갖고, 상기 구획들은 구획들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있는, 단계; 및(A) (i) about 50 to about 96 mole percent of one or more isophthalic or terephthalic acid residues based on total acid residues; (ii) about 4 to about 30 mole percent sodiosulfoisophthalic acid residues based on total acid residues; (iii) at least 25 mole percent, based on total diol residues, are poly (ethylene glycol) having a structure of H- (OCH 2 -CH 2 ) n -OH, where n is an integer from 2 to about 500 One or more diol residues; And (iv) branched monomer residues having from 0 to about 20 mole percent, based on the total repeat units, of at least 3 functional groups, which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof, and having a glass transition temperature of 57 ° C. or higher ( Spinning a water dispersible sulfopolyester having Tg) and at least one water non-dispersible polymer that is immiscible with the sulfopolyester into a multicomponent fiber, wherein the fiber comprises a water non-dispersible polymer Having a plurality of compartments, said compartments being substantially isolated from one another by sulfopolyesters intervening between the compartments; And

(B) 상기 다성분 섬유를 물과 접촉시켜 상기 설포폴리에스터를 제거함으로써 마이크로데니어 섬유를 생성시키는 단계(B) contacting the multicomponent fiber with water to remove the sulfopolyester to produce microdenier fibers

를 포함하는, 마이크로데니어 섬유의 제조 방법도 제공한다.It also provides a method for producing microdenier fibers.

상기 수 비-분산성 중합체는 DIN 기준 54900에 의해 결정될 때 바이오해체성(biodisintegratable)일 수 있고/있거나 ASTM 표준 방법 D6340-98에 의해 결정될 때 생분해성(biodegradable)일 수 있다. 상기 다성분 섬유를 사용하여 또한, 얀, 직물, 용융-취입 웹, 방사-결합 웹 또는 부직물(하나 이상의 섬유 층을 포함할 수 있음) 같은 섬유 물품을 제조할 수도 있다. 다성분 섬유를 갖는 섬유 물품을 이어서 물과 접촉시켜, 마이크로데니어 섬유를 함유하는 섬유 물품을 생성시킬 수 있다.The water non-dispersible polymer may be biodisintegratable as determined by DIN standard 54900 and / or may be biodegradable as determined by ASTM standard method D6340-98. The multicomponent fibers may also be used to make fibrous articles, such as yarns, fabrics, melt-blown webs, spun-bonding webs or nonwovens (which may include one or more layers of fibres). A fibrous article having multicomponent fibers may then be contacted with water to produce a fibrous article containing microdenier fibers.

따라서, 본 발명의 또 다른 양태는 Accordingly, another aspect of the present invention

(A) (i) 총 산 잔기를 기준으로 약 50 내지 약 96몰%의 하나 이상의 이소프탈산 또는 테레프탈산 잔기; (ii) 총 산 잔기를 기준으로 약 4 내지 약 30몰%의 소디오설포이소프탈산 잔기; (iii) 총 다이올 잔기를 기준으로 25몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 하나 이상의 다이올 잔기; 및 (iv) 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 20몰%의, 3개 이상의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임)를 갖는 분지화 단량체 잔기를 포함하고 57℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 수분산성 설포폴리에스터, 및 상기 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 다성분 섬유로 방사시키는 단계로서, 이때 상기 섬유는 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 구획을 갖고, 상기 구획들은 구획들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있는, 단계; (A) (i) about 50 to about 96 mole percent of one or more isophthalic or terephthalic acid residues based on total acid residues; (ii) about 4 to about 30 mole percent sodiosulfoisophthalic acid residues based on total acid residues; (iii) at least 25 mole percent, based on total diol residues, are poly (ethylene glycol) having a structure of H- (OCH 2 -CH 2 ) n -OH, where n is an integer from 2 to about 500 One or more diol residues; And (iv) branched monomer residues having from 0 to about 20 mole percent, based on the total repeat units, of at least 3 functional groups, which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof, and having a glass transition temperature of 57 ° C. or higher ( Spinning a water dispersible sulfopolyester having Tg) and at least one water non-dispersible polymer that is immiscible with the sulfopolyester into a multicomponent fiber, wherein the fiber comprises a water non-dispersible polymer Having a plurality of compartments, said compartments being substantially isolated from one another by sulfopolyesters intervening between the compartments;

(B) 단계 (A)의 다성분 섬유를 중첩 수집하여 부직 웹을 생성시키는 단계; 및(B) overlapping the multicomponent fibers of step (A) to produce a nonwoven web; And

(C) 상기 부직 웹을 물과 접촉시켜 상기 설포폴리에스터를 제거함으로써 마이크로데니어 섬유 웹을 생성시키는 단계(C) contacting the nonwoven web with water to remove the sulfopolyester to produce a microdenier fiber web.

를 포함하는, 마이크로데니어 섬유 웹의 제조 방법이다.It includes, a method for producing a microdenier fiber web.

본 발명은 또한 The invention also

(A) (i) (a) 하나 이상의 다이카복실산 잔기; (b) 총 반복 단위를 기준으로 약 4 내지 약 40몰%의, 방향족 또는 지환족 고리에 부착된 2개의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임) 및 하나 이상의 금속 설포네이트기를 갖는 하나 이상의 설포단량체 잔기; (c) 총 다이올 잔기를 기준으로 20몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 하나 이상의 다이올 잔기; 및 (d) 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 25몰%의, 3개 이상의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임)를 갖는 분지화 단량체 잔기를 포함하는, 25℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 설포폴리에스터;(A) (i) (a) one or more dicarboxylic acid residues; (b) about 4 to about 40 mole percent, based on the total repeat units, of two functional groups attached to an aromatic or cycloaliphatic ring, which is hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof, and one or more metal sulfonate groups Sulfomonomer residues; (c) at least 20 mole percent, based on the total diol residues, are poly (ethylene glycol) having a structure of H— (OCH 2 —CH 2 ) n —OH, wherein n is an integer from 2 to about 500 One or more diol residues; And (d) a glass transition temperature of at least 25 ° C. comprising branched monomer residues having from 0 to about 25 mole percent, based on the total repeat units, of at least 3 functional groups, which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof. Sulfopolyester with (Tg);

(ii) 임의적으로, 상기 설포폴리에스터와 블렌딩된 수분산성 중합체; 및(ii) optionally, a water dispersible polymer blended with the sulfopolyester; And

(iii) 임의적으로, 비혼화성 블렌드를 생성하도록 상기 설포폴리에스터와 블렌딩된 수 비-분산성 중합체(iii) optionally, a water non-dispersible polymer blended with the sulfopolyester to produce an immiscible blend

를 포함하고, 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 10중량% 미만의 안료 또는 충전제를 함유하는 수분산성 중합체 조성물을 그의 유동점보다 높은 온도로 가열하는 단계;Heating the water dispersible polymer composition comprising a pigment or filler based on the total weight of the polymer composition to a temperature above its pour point;

(B) 필라멘트를 용융 방사시키는 단계; 및(B) melt spinning the filament; And

(C) 단계 (B)의 필라멘트를 중첩 수집하여 부직 웹을 생성시키는 단계(C) overlapping the filaments of step (B) to create a nonwoven web

를 포함하는, 수분산성 부직물의 제조 방법도 제공한다.It also provides a method for producing a water dispersible nonwoven comprising a.

본 발명의 또 다른 양태에서는, In another aspect of the invention,

(A) 1라디안/초의 변형 속도에서 240℃에서 측정할 때 약 12,000포아즈 미만의 용융 점도를 나타내며, 이산 또는 다이올 잔기의 총 몰을 기준으로 약 25몰% 미만의 하나 이상의 설포단량체 잔기를 포함하는, 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터; 및 (A) shows a melt viscosity of less than about 12,000 poise, measured at 240 ° C. at a strain rate of 1 radian / second, and less than about 25 mole percent of one or more sulfomonomer residues based on the total moles of diacid or diol residues; One or more water dispersible sulfopolyesters; And

(B) 상기 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 마이크로섬유 도메인으로서, 상기 도메인들은 도메인들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있는, 복수개의 마이크로섬유 도메인(B) a plurality of microfiber domains comprising at least one water non-dispersible polymer that is immiscible with the sulfopolyester, wherein the domains are substantially isolated from each other by sulfopolyesters intervening between the domains; Multiple microfiber domains

을 포함하는, 성형된 단면을 갖는 다성분 섬유가 제공된다.There is provided a multicomponent fiber having a shaped cross section.

본 발명의 또 다른 양태에서는, In another aspect of the invention,

(A) 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터; 및 (A) at least one water dispersible sulfopolyester; And

(B) 상기 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인으로서, 상기 도메인들은 도메인들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있는, 복수개의 도메인(B) a plurality of domains comprising at least one water non-dispersible polymer that is immiscible with the sulfopolyester, wherein the domains are substantially isolated from each other by sulfopolyesters intervening between the domains; domain

을 포함하는, 성형된 단면을 갖는 다성분 압출물이 제공되며,A multicomponent extrudates having a shaped cross section are provided, comprising

이때 상기 압출물은 약 2000m/분 이상의 속도로 용융 인발(melt drawn)될 수 있다.The extrudate can then be melt drawn at a rate of about 2000 m / min or more.

본 발명의 또 다른 양태에서는, 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 방사시키는 단계를 포함하는, 성형된 단면을 갖는 다성분 섬유의 제조 방법이 제공되는데, In another aspect of the invention, a method of making a multicomponent fiber having a molded cross section comprising spinning at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible polymer that is immiscible with the sulfopolyester. Is provided,

이때 상기 다성분 섬유는 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인을 갖고, 이들 도메인들은 도메인들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되며, 상기 수분산성 설포폴리에스터는 1라디안/초의 변형 속도에서 240℃에서 측정할 때 약 12,000포아즈 미만의 용융 점도를 나타내고, 이산 또는 다이올 잔기의 총 몰을 기준으로 약 25몰% 미만의 하나 이상의 설포단량체 잔기를 포함한다.Wherein the multicomponent fiber has a plurality of domains comprising a water non-dispersible polymer, which domains are substantially isolated from each other by sulfopolyesters intervening between the domains, wherein the water dispersible sulfopolyester is 1 radian A melt viscosity of less than about 12,000 poise as measured at 240 ° C. at a strain rate of per second and comprises less than about 25 mole percent of one or more sulfomonomer residues based on the total moles of diacid or diol residues.

본 발명의 또 다른 양태에서는, In another aspect of the invention,

하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 압출시켜 다성분 압출물을 생성시키는 단계로서, 이때 상기 다성분 압출물이 상기 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인을 갖고, 상기 도메인들이 상기 도메인들 사이에 개입하는 상기 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있는, 단계, 및Extruding at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible polymer that is immiscible with the sulfopolyester to produce a multicomponent extrudates, wherein the multicomponent extrudates are non-dispersible Having a plurality of domains comprising a polymer, said domains being substantially isolated from each other by said sulfopolyester intervening between said domains, and

상기 다성분 압출물을 약 2000m/분 이상의 속도로 용융 인발시켜 다성분 섬유를 생성시키는 단계Melt drawing the multicomponent extrudates at a rate of at least about 2000 m / min to produce multicomponent fibers

를 포함하는, 성형된 단면을 갖는 다성분 섬유의 제조 방법이 제공된다.Provided is a method of making a multicomponent fiber having a molded cross section, including.

다른 양태에서, 본 발명은 In another aspect, the present invention

(A) 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 다성분 섬유로 방사시키는 단계로서, 이때 상기 다성분 섬유는 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인을 갖고, 상기 도메인들은 도메인들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되며, 상기 수분산성 설포폴리에스터는 1라디안/초의 변형 속도에서 240℃에서 측정할 때 약 12,000포아즈 미만의 용융 점도를 나타내며, 이산 또는 다이올 잔기의 총 몰을 기준으로 약 25몰% 미만의 하나 이상의 설포단량체 잔기를 포함하는, 단계, 및(A) spinning at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible polymer immiscible with the water dispersible sulfopolyester into a multicomponent fiber, wherein the multicomponent fiber is water non-dispersible Having a plurality of domains comprising a polymer, said domains being substantially isolated from each other by sulfopolyesters intervening between the domains, said water dispersible sulfopolyesters measured at 240 ° C. at a strain rate of 1 radian / second Exhibiting a melt viscosity of less than about 12,000 poise and comprising less than about 25 mole percent of one or more sulfomonomer residues based on the total moles of diacid or diol residues, and

(B) 상기 다성분 섬유를 물과 접촉시켜 상기 수분산성 설포폴리에스터를 제거함으로써 수 비-분산성 중합체(들)의 마이크로데니어 섬유를 생성시키는 단계(B) contacting the multicomponent fiber with water to remove the water dispersible sulfopolyester to produce microdenier fibers of the water non-dispersible polymer (s).

를 포함하는, 마이크로데니어 섬유의 제조 방법을 제공한다.It provides a microdenier fiber manufacturing method comprising a.

또 다른 양태에서, 본 발명은 In another aspect, the present invention

(A) 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 압출시켜 다성분 압출물을 생성시키는 단계로서, 이때 상기 다성분 압출물은 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인을 갖고, 상기 도메인들은 도메인들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있는, 단계; (A) extruding at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible polymer immiscible with the water dispersible sulfopolyester to produce a multicomponent extrudate, wherein the multicomponent extrudates are -Having a plurality of domains comprising a dispersible polymer, said domains being substantially isolated from each other by sulfopolyesters intervening between the domains;

(B) 상기 다성분 압출물을 약 2000m/분 이상의 속도로 용융 인발시켜 다성분 섬유를 생성시키는 단계; 및(B) melt drawing the multicomponent extrudates at a rate of at least about 2000 m / min to produce multicomponent fibers; And

(C) 상기 다성분 섬유를 물과 접촉시켜 수분산성 설포폴리에스터를 제거함으로써 수 비-분산성 중합체(들)의 마이크로데니어 섬유를 생성시키는 단계(C) contacting the multicomponent fiber with water to remove the water dispersible sulfopolyester to produce microdenier fibers of the water non-dispersible polymer (s).

를 포함하는, 마이크로데니어 섬유의 제조 방법을 제공한다.It provides a microdenier fiber manufacturing method comprising a.

본 발명의 또 다른 양태에서는, In another aspect of the invention,

(A) 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 다성분 섬유로 방사시키는 단계로서, 이때 상기 다성분 섬유는 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인을 갖고, 상기 도메인들은 도메인들 사이에 개입하는 수분산성 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되며, 상기 수분산성 설포폴리에스터는 1라디안/초의 변형 속도에서 240℃에서 측정할 때 약 12,000포아즈 미만의 용융 점도를 갖고, 이산 또는 다이올 잔기의 총 몰을 기준으로 약 25몰% 미만의 하나 이상의 설포단량체 잔기를 포함하는, 단계; (A) spinning at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible polymer that is immiscible with the sulfopolyester into a multicomponent fiber, wherein the multicomponent fiber comprises a water non-dispersible polymer Wherein the domains are substantially isolated from each other by water dispersible sulfopolyesters intervening between the domains, wherein the water dispersible sulfopolyesters are about when measured at 240 ° C. at a strain rate of 1 radian / second. Having a melt viscosity of less than 12,000 poise and comprising less than about 25 mole percent of one or more sulfomonomer residues based on the total moles of diacid or diol residues;

(B) 단계 (A)의 다성분 섬유를 수집하여 부직 웹을 생성시키는 단계; 및 (B) collecting the multicomponent fibers of step (A) to produce a nonwoven web; And

(C) 상기 부직 웹을 물과 접촉시켜 설포폴리에스터를 제거함으로써 마이크로데니어 섬유 웹을 생성시키는 단계(C) contacting the nonwoven web with water to remove sulfopolyester to produce a microdenier fiber web.

를 포함하는, 마이크로데니어 섬유 웹의 제조 방법이 제공된다.Provided is a method of producing a microdenier fiber web.

본 발명의 또 다른 양태에서는, In another aspect of the invention,

(A) 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 압출시켜 다성분 압출물을 생성시키는 단계로서, 이때 상기 다성분 압출물은 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인을 갖고, 상기 도메인들은 도메인들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있는, 단계; (A) extruding at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible polymer that is immiscible with the sulfopolyester to produce a multicomponent extrudate, wherein the multicomponent extrudates are water non-minute Having a plurality of domains comprising an acidic polymer, said domains being substantially isolated from each other by sulfopolyesters intervening between the domains;

(B) 상기 다성분 압출물을 약 2000m/분 이상의 속도에서 용융 인발시켜 다성분 섬유를 생성시키는 단계; (B) melt drawing the multicomponent extrudates at a speed of at least about 2000 m / min to produce multicomponent fibers;

(C) 단계 (B)의 다성분 섬유를 수집하여 부직 웹을 생성시키는 단계; 및(C) collecting the multicomponent fibers of step (B) to produce a nonwoven web; And

(D) 상기 부직 웹을 물과 접촉시켜 상기 설포폴리에스터를 제거함으로써 마이크로데니어 섬유 웹을 생성시키는 단계(D) contacting the nonwoven web with water to remove the sulfopolyester to produce a microdenier fiber web

를 포함하는, 마이크로데니어 섬유 웹의 제조 방법이 제공된다.Provided is a method of producing a microdenier fiber web.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는, In another embodiment of the invention,

(A) 다성분 섬유를 절단된 다성분 섬유로 절단하는 단계;(A) cutting the multicomponent fibers into cut multicomponent fibers;

(B) 절단된 다성분 섬유를 포함하는 섬유-함유 공급원료를 물과 접촉시켜 섬유 혼합 슬러리를 생성하는 단계;(B) contacting the fiber-containing feedstock comprising the cut multicomponent fibers with water to produce a fiber mixing slurry;

(C) 상기 섬유 혼합 슬러리를 가열하여 가열된 섬유 혼합 슬러리를 생성하는 단계;(C) heating the fiber mixing slurry to produce a heated fiber mixing slurry;

(D) 임의적으로, 상기 섬유 혼합 슬러리를 전단 대역에서 혼합하는 단계;(D) optionally, mixing the fiber mixing slurry in a shear zone;

(E) 절단된 다성분 섬유로부터 설포폴리에스터의 적어도 일부를 제거하여, 설포폴리에스터 분산물 및 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 포함하는 슬러리 혼합물을 생성하는 단계; 및(E) removing at least a portion of the sulfopolyester from the chopped multicomponent fibers to produce a slurry mixture comprising a sulfopolyester dispersion and chopped water non-dispersible polymer microfibers; And

(F) 상기 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 상기 슬러리 혼합물로부터 분리하는 단계(F) separating the chopped water non-dispersible polymer microfibers from the slurry mixture

를 포함하는, 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 제조 방법이 제공된다.Provided is a method of making a cleaved water non-dispersible polymer microfiber.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는, 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 포함하는 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유가 제공되며, 이때 상기 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유는 5 미크론 미만의 등가 직경(equivalent diameter) 및 25 mm 미만의 길이를 갖는다.In another embodiment of the present invention, a cleaved water non-dispersible polymer microfiber comprising at least one water non-dispersible polymer is provided, wherein the cleaved water non-dispersible polymer microfiber is less than 5 microns. It has an equivalent diameter of and a length of less than 25 mm.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는, 상기 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유로부터 부직 물품을 제조하는 방법이 제공되며, 이 방법은In another embodiment of the present invention, there is provided a method of making a nonwoven article from the water non-dispersible polymer microfibers, the method

(A) 다성분 섬유로부터 제조된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 제공하는 단계; 및(A) providing a water non-dispersible polymer microfiber made from multicomponent fibers; And

(B) 습식-적층(laid) 공정 또는 건식-적층 공정을 이용하여 부직 물품을 제조하는 단계(B) manufacturing a nonwoven article using a wet-laid process or a dry-laminate process

를 포함한다.It includes.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는, 마이크로섬유 생성물 스트림을 제조하는 방법이 제공된다. 이 방법은In another embodiment of the present invention, a method of preparing a microfiber product stream is provided. This way

(A) 25mm 미만의 길이를 가진 숏-컷 다성분 섬유를 섬유 개방 대역에서 가열된 수성 스트림과 접촉시켜 수분산성 설포폴리에스터의 일부를 제거하여 개방된 마이크로섬유 슬러리를 생성하는 단계로서, 이때 상기 숏-컷 다성분 섬유는 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 합성 중합체를 포함하고, 상기 가열된 수성 스트림은 40℃ 이상의 온도이며, 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리는 물, 마이크로섬유 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는, 단계; 및(A) contacting short-cut multicomponent fibers having a length of less than 25 mm with an aqueous stream heated in the fiber open zone to remove a portion of the water dispersible sulfopolyester to produce an open microfiber slurry, wherein The short-cut multicomponent fiber comprises at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible synthetic polymer that is immiscible with the water dispersible sulfopolyester, wherein the heated aqueous stream is at least 40 ° C., Said open microfiber slurry comprises water, microfibers and water dispersible sulfopolyester; And

(B) 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리를 제1 고액 분리 대역으로 보내어, 마이크로섬유 생성물 스트림 및 제1 모액 스트림을 생성하는 단계로서, 이때 상기 제1 모액 스트림은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는, 단계(B) sending the open microfiber slurry to a first solid-liquid separation zone to produce a microfiber product stream and a first mother liquor stream, wherein the first mother liquor stream comprises water and a water dispersible sulfopolyester. , step

를 포함한다.It includes.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는, 마이크로섬유 생성물 스트림을 제조하는 방법이 제공되며, 이 방법은In another embodiment of the present invention, a method of preparing a microfiber product stream is provided, the method of

(A) 25mm 미만의 길이를 가진 숏-컷 다성분 섬유를 섬유 개방 대역에서 가열된 수성 스트림과 접촉시켜 수분산성 설포폴리에스터의 일부를 제거하여 개방된 마이크로섬유 슬러리를 생성하는 단계로서, 이때 상기 숏-컷 다성분 섬유는 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 합성 중합체를 포함하고, 상기 가열된 수성 스트림은 40℃ 이상의 온도이며, 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유, 수분산성 설포폴리에스터 및 물을 포함하는, 단계; 및(A) contacting short-cut multicomponent fibers having a length of less than 25 mm with an aqueous stream heated in the fiber open zone to remove a portion of the water dispersible sulfopolyester to produce an open microfiber slurry, wherein The short-cut multicomponent fiber comprises at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible synthetic polymer that is immiscible with the water dispersible sulfopolyester, wherein the heated aqueous stream is at least 40 ° C., Said open microfiber slurry comprises water non-dispersible polymer microfibers, water dispersible sulfopolyester and water; And

(B) 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리를 제1 고액 분리 대역으로 보내어, 마이크로섬유 생성물 스트림 및 제1 모액 스트림을 생성하는 단계로서, 이때 상기 제1 모액 스트림은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는, 단계(B) sending the open microfiber slurry to a first solid-liquid separation zone to produce a microfiber product stream and a first mother liquor stream, wherein the first mother liquor stream comprises water and a water dispersible sulfopolyester. , step

를 포함한다.It includes.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는, 마이크로섬유 생성물 스트림을 제조하는 방법이 제공되며, 이 방법은In another embodiment of the present invention, a method of preparing a microfiber product stream is provided, the method of

(A) 25mm 미만의 길이를 가진 숏-컷 다성분 섬유를 섬유 슬러리 대역에서 처리된 수성 스트림과 접촉시켜 숏-컷 다성분 섬유 슬러리를 생성하는 단계로서, 이때 상기 숏-컷 다성분 섬유는 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 합성 중합체를 포함하고, 상기 처리된 수성 스트림은 40℃ 이상의 온도인, 단계;(A) contacting short-cut multicomponent fibers having a length of less than 25 mm with an aqueous stream treated in a fiber slurry zone to produce a short-cut multicomponent fiber slurry, wherein the short-cut multicomponent fibers are one At least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible synthetic polymer incompatible with the water dispersible sulfopolyester, wherein the treated aqueous stream is at a temperature of at least 40 ° C .;

(B) 상기 숏-컷 다성분 섬유 슬러리 및 가열된 수성 스트림을 섬유 개방 대역에서 접촉시켜 상기 수분산성 설포폴리에스터의 일부를 제거하여 개방된 마이크로섬유 슬러리를 생성하는 단계로서, 이때 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유, 수분산성 설포폴리에스터 및 물을 포함하는, 단계; 및(B) contacting the short-cut multicomponent fiber slurry and the heated aqueous stream in a fiber open zone to remove a portion of the water dispersible sulfopolyester to produce an open microfiber slurry, wherein the open micro The fiber slurry comprises water non-dispersible polymer microfibers, water dispersible sulfopolyester and water; And

(C) 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리를 제1 고액 분리 대역으로 보내어, 마이크로섬유 생성물 스트림 및 제1 모액 스트림을 생성하는 단계로서, 이때 상기 제1 모액 스트림은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는, 단계(C) directing the open microfiber slurry to a first solid-liquid separation zone to produce a microfiber product stream and a first mother liquor stream, wherein the first mother liquor stream comprises water and a water dispersible sulfopolyester. , step

를 포함한다.It includes.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는, 마이크로섬유 생성물 스트림을 제조하는 또 하나의 방법이 제공되며, 이 방법은In another embodiment of the present invention, another method of preparing a microfiber product stream is provided, which method

(A) 혼합 대역에서 25mm 미만의 길이를 가진 숏-컷 다성분 섬유를 가열된 수성 스트림과 접촉시켜 숏-컷 다성분 섬유 슬러리를 생성하는 단계로서, 이때 상기 숏-컷 다성분 섬유는 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 합성 중합체를 포함하고, 상기 가열된 수성 스트림은 40℃ 이상의 온도인, 단계; (A) contacting a short-cut multicomponent fiber having a length of less than 25 mm in a mixing zone with a heated aqueous stream to produce a short-cut multicomponent fiber slurry, wherein the short-cut multicomponent fiber is at least one A water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible synthetic polymer that is incompatible with the water dispersible sulfopolyester, wherein the heated aqueous stream is at a temperature of at least 40 ° C .;

(B) 상기 숏-컷 다성분 섬유 슬러리, 및 임의적으로, 가열된 수성 스트림을, 섬유 개방 대역으로 보내어, 상기 수분산성 설포폴리에스터의 일부를 제거하여 개방된 마이크로섬유 슬러리를 생성하는 단계로서, 이때 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유, 수분산성 설포폴리에스터 및 물을 포함하는, 단계; 및(B) sending the short-cut multicomponent fiber slurry, and optionally, a heated aqueous stream, to an open fiber zone to remove a portion of the water dispersible sulfopolyester to produce an open microfiber slurry, wherein Wherein the open microfiber slurry comprises water non-dispersible polymer microfibers, water dispersible sulfopolyester and water; And

(C) 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리를 제1 고액 분리 대역으로 보내어, 마이크로섬유 생성물 스트림 및 제1 모액 스트림을 생성하는 단계로서, 이때 상기 제1 모액 스트림은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는, 단계(C) directing the open microfiber slurry to a first solid-liquid separation zone to produce a microfiber product stream and a first mother liquor stream, wherein the first mother liquor stream comprises water and a water dispersible sulfopolyester. , step

를 포함한다.It includes.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는, 마이크로섬유 생성물 스트림을 제조하는 또 하나의 방법이 제공되며, 이 방법은In another embodiment of the present invention, another method of preparing a microfiber product stream is provided, which method

(A) 섬유 슬러리 대역에서 25mm 미만의 길이를 가진 숏-컷 다성분 섬유를 처리된 수성 스트림과 접촉시켜 숏-컷 다성분 섬유 슬러리를 생성하는 단계로서, 이때 상기 숏-컷 다성분 섬유는 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 합성 중합체를 포함하고, 상기 처리된 수성 스트림은 40℃ 이상의 온도인, 단계;(A) contacting a short-cut multicomponent fiber having a length of less than 25 mm in the fiber slurry zone with a treated aqueous stream to produce a short-cut multicomponent fiber slurry, wherein the short-cut multicomponent fiber is one At least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible synthetic polymer incompatible with the water dispersible sulfopolyester, wherein the treated aqueous stream is at a temperature of at least 40 ° C .;

(B) 상기 숏-컷 다성분 섬유 슬러리를 가열된 수성 스트림과 혼합 대역에서 접촉시켜 가열된 다성분 섬유 슬러리를 생성하는 단계;(B) contacting the short-cut multicomponent fiber slurry with a heated aqueous stream in a mixing zone to produce a heated multicomponent fiber slurry;

(C) 상기 가열된 다성분 섬유 슬러리를 섬유 개방 대역으로 보내어, 상기 수분산성 설포폴리에스터의 일부를 제거하여 개방된 마이크로섬유 슬러리를 생성하는 단계; 및(C) sending the heated multicomponent fiber slurry to a fiber open zone to remove a portion of the water dispersible sulfopolyester to produce an open microfiber slurry; And

(D) 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리를 제1 고액 분리 대역으로 보내어, 마이크로섬유 생성물 스트림 및 제1 모액 스트림을 생성하는 단계로서, 이때 상기 제1 모액 스트림은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는, 단계(D) sending the open microfiber slurry to a first solid-liquid separation zone to produce a microfiber product stream and a first mother liquor stream, wherein the first mother liquor stream comprises water and a water dispersible sulfopolyester. , step

를 포함한다.It includes.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는, 제1 모액 스트림을 분리하는 방법이 제공된다. 이 방법은, 제1 모액 스트림을 제2 고액 분리 대역으로 보내어, 제2 습윤 케익 스트림 및 제2 모액 스트림을 생성하는 단계를 포함하며, 이때 상기 제2 모액 스트림은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하고 상기 제2 습윤 케익 스트림은 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 포함한다.In another embodiment of the present invention, a method of separating a first mother liquor stream is provided. The method includes sending a first mother liquor stream to a second solid-liquid separation zone to produce a second wet cake stream and a second mother liquor stream, wherein the second mother liquor stream comprises water and water dispersible sulfopolyester. And the second wet cake stream comprises water non-dispersible polymer microfibers.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는, 설포폴리에스터를 회수하는 방법이 제공된다. 이 방법은, In another embodiment of the present invention, a method for recovering sulfopolyester is provided. This way,

(A) 제2 모액 스트림을 제1 농축 대역으로 보내어, 제1 중합체 농축물 스트림 및 제1 회수된 물 스트림을 생성하는 단계; 및(A) sending a second mother liquor stream to the first concentration zone to produce a first polymer concentrate stream and a first recovered water stream; And

(B) 임의적으로, 상기 제1 회수된 물 스트림을 섬유 개방 영역으로 보내는 단계(B) optionally, directing the first recovered water stream to a fiber open zone

를 포함한다.It includes.

도 1a, 1b, 및 1c는, 특히 섬유의 크기 및 형상과 관련된 다양한 측정치를 어떻게 결정하는지를 설명해주는, 3가지의 다르게 구성된 섬유들의 단면도이다.
도 2는, 1 단계 개방 대역에서 마이크로섬유 생성물 스트림이 생성되는 본 발명의 실시양태를 예시한다.
도 3a 및 3b는, 2 단계 개방 대역에서 마이크로섬유 생성물 스트림이 생성되는 본 발명의 실시양태를 예시한다.
도 4는, 3 단계 개방 대역에서 마이크로섬유 생성물 스트림이 생성되는 본 발명의 실시양태를 예시한다.
도 5는, 다성분 섬유를 절단하여 숏-컷 다성분 섬유를 제조하는 방법의 실시양태를 예시한다.
도 6a는, 파이프를 포함하는 개방 대역의 실시양태를 예시한다.
도 6b는, 연속 교반식 탱크를 포함하는 개방 대역의 실시양태를 예시한다.
도 6c는, 하나 초과의 연속 교반식 탱크를 포함하는 개방 대역의 실시양태를 예시한다.
도 7a 및 7b는, 제1 고액 분리 대역의 실시양태를 예시한다.
도 8은 실시예 36의 개방 공정으로부터 회수된 제1 모액 내의 고체의 변화를 나타낸다.
도 9는 실시예 38에 따라 37 INS 이성분 섬유 개방 공정을 수행한 결과를 나타낸다.
도 10은 실시예 39에 따른 개방 공정에서 제1 모액 중의 설포폴리에스터 함량을 처리 시간의 함수로서 나타낸 것이다.
도 11은 비교예 40에 따른 개방 공정에서의 설포폴리에스터 제거 속도를 나타낸 것이다.
도 12는 비교예 41에 따른 섬유 개방에 대한 설포폴리에스터 제거 프로파일을 나타낸 것이다.
1A, 1B, and 1C are cross-sectional views of three differently constructed fibers that illustrate how to determine various measurements, particularly related to the size and shape of the fibers.
2 illustrates an embodiment of the invention in which a microfiber product stream is produced in a one stage open zone.
3A and 3B illustrate an embodiment of the present invention in which a microfiber product stream is produced in a two stage open zone.
4 illustrates an embodiment of the invention in which a microfiber product stream is produced in a three stage open zone.
5 illustrates an embodiment of a method of cutting multicomponent fibers to produce short-cut multicomponent fibers.
6A illustrates an embodiment of an open zone that includes a pipe.
6B illustrates an embodiment of an open zone that includes a continuous stirred tank.
6C illustrates an embodiment of an open zone that includes more than one continuous stirred tank.
7A and 7B illustrate an embodiment of a first solid-liquid separation zone.
8 shows the change in solids in the first mother liquor recovered from the open process of Example 36. FIG.
9 shows the results of performing a 37 INS bicomponent fiber opening process according to Example 38.
FIG. 10 shows the sulfopolyester content in the first mother liquor in the open process according to Example 39 as a function of treatment time.
11 shows the sulfopolyester removal rate in the open process according to Comparative Example 40.
12 shows sulfopolyester removal profiles for fiber openings according to Comparative Example 41. FIG.

본 발명은, 인장 강도, 흡수성, 가요성, 및 수분의 존재하에서 특히 인간 체액에 노출될 때 직물 일체성을 나타내는 수분산성 섬유 및 섬유 물품을 제공한다. 본 발명의 섬유 및 섬유 물품은 가공 동안 섬유의 블로킹 또는 융착을 방지하기 위하여 오일, 왁스 또는 지방산 최종처리제의 존재, 또는 다량(전형적으로는 10중량% 이상)의 안료 또는 충전제의 사용을 필요로 하지 않는다. 또한, 본 발명의 신규 섬유로부터 제조된 섬유 물품은 결합제를 필요로 하지 않으며, 가정 또는 공공 하수 시스템에서 용이하게 분산 또는 용해된다.The present invention provides water dispersible fibers and fibrous articles that exhibit fabric integrity in the presence of tensile strength, absorbency, flexibility, and moisture, especially when exposed to human body fluids. The fibers and fibrous articles of the present invention do not require the presence of oils, waxes or fatty acid finishes, or the use of large amounts (typically 10% by weight or more) of pigments or fillers to prevent blocking or fusion of the fibers during processing. Do not. In addition, fiber articles made from the novel fibers of the present invention do not require a binder and are readily dispersed or dissolved in household or public sewage systems.

포괄적인 실시양태에서, 본 발명은 25℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 설포폴리에스터를 포함하는 수분산성 섬유로서, 이때 상기 설포폴리에스터는In a comprehensive embodiment, the invention is a water dispersible fiber comprising a sulfopolyester having a glass transition temperature (Tg) of at least 25 ° C., wherein the sulfopolyester is

(A) 하나 이상의 다이카복실산 잔기; (A) at least one dicarboxylic acid residue;

(B) 총 반복 단위를 기준으로 약 4 내지 약 40몰%의, 방향족 또는 지환족 고리에 부착된 2개의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임) 및 하나 이상의 설포네이트기를 갖는 하나 이상의 설포단량체 잔기; (B) one or more having from about 4 to about 40 mole percent, based on the total repeat units, of two functional groups attached to an aromatic or cycloaliphatic ring (which is hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof) and one or more sulfonate groups Sulfomonomer residues;

(C) 총 다이올 잔기를 기준으로 25몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 하나 이상의 다이올 잔기; 및 (C) at least 25 mole%, based on the total diol residues, are poly (ethylene glycol) having a structure of H— (OCH 2 —CH 2 ) n —OH, wherein n is an integer from 2 to about 500 One or more diol residues; And

(D) 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 25몰%의, 3개 이상의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임)를 갖는 분지화 단량체 잔기(D) branched monomer residues having from 0 to about 25 mole percent, based on the total repeat units, of at least three functional groups, which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof

를 포함하는, 수분산성 섬유를 제공한다.It provides a water-dispersible fiber comprising a.

본 발명의 섬유는 설포폴리에스터와 블렌딩된 수분산성 중합체를 임의적으로 포함할 수 있고, 설포폴리에스터와 블렌딩된 수 비-분산성 중합체(단, 이 블렌드는 비혼화성 블렌드임)를 임의적으로 포함할 수 있다. 본 발명은 또한 이들 섬유를 포함하는 섬유 물품도 포함하고, 와이프, 거즈, 티슈, 기저귀, 성인 실금자용 브리프, 배변연습용 팬츠, 생리대, 붕대 및 수술용 드레싱 같은 퍼스널 케어 물품을 포함할 수 있다. 상기 섬유 물품은 하나 이상의 흡수성 섬유층을 가질 수 있다.The fibers of the present invention may optionally comprise a water dispersible polymer blended with a sulfopolyester and optionally include a water non-dispersible polymer blended with a sulfopolyester, provided that the blend is an immiscible blend. Can be. The present invention also includes fiber articles comprising these fibers and may include personal care articles such as wipes, gauze, tissues, diapers, adult incontinence briefs, training pants, sanitary napkins, bandages and surgical dressings. The fibrous article may have one or more absorbent fibrous layers.

본 발명의 섬유는 단일성분 섬유, 이성분 섬유 또는 다성분 섬유일 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 섬유는 단일 설포폴리에스터 또는 설포폴리에스터 블렌드를 용융 방사시킴으로써 제조될 수 있으며, 성형된 단면을 갖는 스테이플 섬유, 단일 필라멘트 섬유 및 다중 필라멘트 섬유를 포함한다. 또한, 본 발명은 예컨대 미국 특허 제 5,916,678 호에 기재되어 있는 것과 같은 다성분 섬유를 제공하는데, 이는 예컨대 "해도", 외피-코어, 병렬 또는 분할된 파이 형상 같은 성형되거나 엔지니어링된 횡단 기하학적 형태를 갖는 방사구금을 통해 설포폴리에스터 및 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 별도로 압출시킴으로써 제조될 수 있다. 계면 층 또는 파이 구획을 용해시킴으로써 설포폴리에스터를 후에 제거하여 수 비-분산성 중합체(들)의 더 작은 필라멘트 또는 마이크로데니어 섬유를 남길 수 있다. 이들 수 비-분산성 중합체 섬유는 설포폴리에스터를 제거하기 전의 다성분 섬유보다 훨씬 더 작은 섬유 크기를 갖는다. 예를 들어, 중합체를 분할된 방사구금 플레이트 내로 도입하는 중합체 분배 시스템에 설포폴리에스터 및 수 비-분산성 중합체를 공급할 수 있다. 중합체는 섬유 방사구금으로의 별도의 경로를 따라가고, 2개의 동심 원형 구멍을 포함하여 외피-코어 유형의 섬유를 제공하는 방사구금 구멍, 또는 직경을 따라 다수개의 부분으로 분할되어 병렬형의 섬유를 제공하는 원형 방사구금 구멍에서 합쳐진다. 다르게는, 비혼화성 수분산성 설포폴리에스터 및 수 비-분산성 중합체를, 복수개의 방사상 채널을 가져서 분할된 파이 단면을 갖는 다성분 섬유를 생성시키는 방사구금 내로 별도로 도입할 수 있다. 전형적으로, 설포폴리에스터는 외피 코어 형상의 "외피" 성분을 형성한다. 복수개의 구획을 갖는 섬유 단면에서, 수 비-분산성 구획은 전형적으로 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리된다. 다르게는, 설포폴리에스터 및 수 비-분산성 중합체를 별도의 압출기에서 용융시키고 작고 얇은 관 또는 구획 형태의 복수개의 분배 흐름 경로를 갖는 하나의 방사구금 내로 중합체를 유동시켜 해도 형상의 단면을 갖는 섬유를 제공함으로써 다성분 섬유를 제조할 수 있다. 이러한 방사구금의 예는 미국 특허 제 5,366,804 호에 기재되어 있다. 본 발명에서는, 전형적으로 설포폴리에스터가 "바다(sea)" 성분을 형성하고 수 비-분산성 중합체가 "섬(island)" 성분을 형성한다.The fibers of the present invention may be monocomponent fibers, bicomponent fibers or multicomponent fibers. For example, the fibers of the present invention can be made by melt spinning a single sulfopolyester or sulfopolyester blend and include staple fibers, single filament fibers, and multiple filament fibers with molded cross sections. The present invention also provides multicomponent fibers, such as those described, for example, in US Pat. No. 5,916,678, which have shaped or engineered transverse geometries such as, for example, “sea charts”, sheath-core, parallel or divided pie shapes. It can be prepared by separately extruding sulfopolyester and one or more water non-dispersible polymers that are immiscible with the sulfopolyester via spinneret. The sulfopolyester can later be removed by dissolving the interfacial layer or pie compartment, leaving smaller filaments or microdenier fibers of the water non-dispersible polymer (s). These water non-dispersible polymer fibers have a much smaller fiber size than the multicomponent fibers prior to removing the sulfopolyester. For example, sulfopolyester and water non-dispersible polymers may be fed to a polymer distribution system that introduces the polymer into a divided spinneret plate. The polymer follows a separate path to the fiber spinneret and is divided into a plurality of parts along the diameter to spinneret holes that provide the sheath-core type of fiber, including two concentric circular holes, to form parallel fibers. Are provided in a circular spinneret hole to provide. Alternatively, the immiscible water dispersible sulfopolyester and the water non-dispersible polymer may be introduced separately into the spinneret having a plurality of radial channels to produce a multicomponent fiber having divided pie cross sections. Typically, sulfopolyesters form a "shell" component of the shell core shape. In the fiber cross section having a plurality of compartments, the water non-dispersible compartments are typically substantially isolated from one another by sulfopolyester. Alternatively, the fiber having cross-sectional shape even if the sulfopolyester and water non-dispersible polymer are melted in separate extruders and the polymer is flowed into one spinneret having a plurality of distribution flow paths in the form of small thin tubes or compartments. By providing the multicomponent fiber can be produced. Examples of such spinnerets are described in US Pat. No. 5,366,804. In the present invention, sulfopolyesters typically form the "sea" component and the water non-dispersible polymers form the "island" component.

달리 표시되지 않는 한, 상세한 설명 및 청구의 범위에 사용되는, 구성성분의 양, 분자량 같은 특성, 반응 조건 등을 표현하는 숫자는 모두 모든 경우에 용어 "약"으로 변형되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 표시되지 않는 한, 하기 상세한 설명 및 첨부된 청구의 범위에 기재되는 수치 매개변수는 본 발명에 의해 수득하고자 하는 목적하는 특성에 따라 변할 수 있는 어림값이다. 적어도, 각각의 수치 매개변수는 보고된 유의한 숫자의 수치에 비추어, 또한 통상적인 어림 기법을 적용함으로써 유추되어야 한다. 또한, 본 상세한 설명 및 청구의 범위에 언급되는 범위는 단지 종결값(들)만이 아닌 전체 범위를 구체적으로 포함하고자 한다. 예를 들어, 0 내지 10으로 언급되는 범위는 예컨대 1, 2, 3, 4 등과 같은 0과 10 사이의 모든 정수, 0과 10 사이의 모든 소수, 예를 들어 1.5, 2.3, 4.57, 6.1113 등, 및 종결값 0 및 10을 개시하고자 한다. 또한, 예를 들어 "C1 내지 C5 탄화수소" 같은 화학적 치환기에 수반되는 범위는 C1 및 C5 탄화수소뿐만 아니라 C2, C3 및 C4 탄화수소를 구체적으로 포함 및 개시하려는 의도이다.Unless otherwise indicated, all numbers expressing quantities of components, properties such as molecular weight, reaction conditions, and the like, used in the description and claims are to be understood as being modified in all instances by the term "about." Accordingly, unless indicated to the contrary, the numerical parameters set forth in the following description and appended claims are approximations that may vary depending upon the desired properties sought to be obtained by the present invention. At the very least, each numerical parameter should be inferred in light of the significant number reported and also by applying conventional approximation techniques. Also, the ranges mentioned in this specification and claims are intended to specifically cover the entire range, not just the termination value (s). For example, the ranges referred to as 0 to 10 are, for example, all integers between 0 and 10, such as 1, 2, 3, 4, etc., all prime numbers between 0 and 10, for example 1.5, 2.3, 4.57, 6.1113, etc. And end values 0 and 10. In addition, the ranges associated with chemical substituents such as, for example, "C1 to C5 hydrocarbons" are intended to specifically include and disclose C1 and C5 hydrocarbons as well as C2, C3 and C4 hydrocarbons.

본 발명의 넓은 영역을 기재하는 수치 범위 및 매개변수가 어림값임에도 불구하고, 구체적인 실시예에 기재되는 수치 값은 가능한한 정밀하게 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은 개별적인 시험 측정치에서 발견되는 표준 편차로부터 불가피하게 야기되는 특정 오차를 내재적으로 함유한다.Notwithstanding that the numerical ranges and parameters setting forth the broad scope of the invention are approximations, the numerical values set forth in the specific examples are reported as precisely as possible. However, any numerical value inherently contains certain errors which inevitably result from standard deviations found in individual test measurements.

본 발명의 단일성분 섬유 및 섬유 물품은 수분산성이고, 전형적으로 실온에서 완전히 분산된다. 이들의 분산 또는 부직 또는 다성분 섬유로부터의 제거 속도를 가속화하기 위해 더 높은 수온을 이용할 수 있다. 단일성분 섬유 및 단일성분 섬유로부터 제조되는 섬유 물품과 관련하여 본원에서 사용되는 용어 "수분산성"은 용어 "수-소산성(water-dissipatable)", "수-해체성", "수-가용성", "수-일소성(water-dispellable)", "수용성", "수-제거성", "수성-가용성(hydrosoluble)" 및 "수성-분산성(hydrodispersible)"과 동의어이며, 섬유 또는 섬유 물품이 물의 작용에 의해 그 안에서 또는 그를 통해 분산 또는 용해됨을 의미하고자 한다. 용어 "분산되는", "분산성", "소산되는" 또는 "소산성"은 약 60℃에서 5일 이내에 섬유 또는 섬유 물품의 엉성한 현탁액 또는 슬러리를 형성하기에 충분한 양의 탈이온수(예컨대, 100:1 물:섬유, 중량 기준)를 사용하여, 섬유 또는 섬유 물품을, 예컨대 여과 또는 증발에 의해 물을 제거할 때 매질로부터 인지할만한 필라멘트가 회수되지 못하도록 매질 전체에 걸쳐 분포되는 복수개의 흩어진 조각 또는 입자로 용해, 해체 또는 분리시킴을 의미한다. 따라서, 본원에 사용되는 "수분산성"은 얽혀지거나 결합된, 그러나 비수용성 또는 비분산성인 섬유의 어셈블리의 단순한 해체(이 경우에는, 섬유 어셈블리가 단순히 물에서 나뉘어져서 물의 제거에 의해 회수될 수 있는 물중 섬유의 슬러리를 생성시킴)를 포함하지는 않는다. 본 발명과 관련하여, 이들 용어는 모두 본원에 기재된 설포폴리에스터에 대한 물 또는 물과 수-혼화성 보조용매의 혼합물의 작용을 가리킨다. 이러한 수-혼화성 보조용매의 예는 알콜, 케톤, 글리콜 에터, 에스터 등을 포함한다. 이 용어는 설포폴리에스터가 용해되어 진정한 용액을 생성시키는 상태 및 설포폴리에스터가 수성 매질 내에 분산되는 상태를 포함하고자 한다. 흔히, 설포폴리에스터 조성물의 통계적인 특성 때문에, 단일 설포폴리에스터 샘플이 수성 매질에 위치할 때에는 가용성 분획 및 분산된 분획을 가질 수 있다.Monocomponent fibers and fibrous articles of the present invention are water dispersible and are typically fully dispersed at room temperature. Higher water temperatures can be used to accelerate their dispersion or removal rate from nonwoven or multicomponent fibers. The term "water dispersible", as used herein with reference to monocomponent fibers and fibrous articles made from monocomponent fibers, refers to the terms "water-dissipatable", "water-dissolvable", "water-soluble" , Synonymous with "water-dispellable", "water-soluble", "water-removable", "water-soluble" and "hydrodispersible", and are fibers or fibrous articles By this action of water it is meant to be dispersed or dissolved therein. The term “dispersed”, “dispersible”, “dissipated” or “dissipative” refers to an amount of deionized water (eg, 100) sufficient to form a coarse suspension or slurry of fibers or fibrous articles at about 60 ° C. within 5 days. A plurality of scattered pieces distributed throughout the medium such that no noticeable filaments are recovered from the medium when the water or the fibrous article is removed, such as by filtration or evaporation, Means dissolution, dissolution or separation into particles. Thus, as used herein, “water dispersible” refers to the simple disassembly of an assembly of entangled or bonded, but non-aqueous or non-dispersible fibers (in this case, the fiber assembly can simply be divided out of water and recovered by removal of water). Producing a slurry of fibers in water). In the context of the present invention, both of these terms refer to the action of water or mixtures of water and water-miscible cosolvents on the sulfopolyesters described herein. Examples of such water-miscible cosolvents include alcohols, ketones, glycol ethers, esters, and the like. The term is intended to include the state in which the sulfopolyester is dissolved to produce a true solution and the state in which the sulfopolyester is dispersed in an aqueous medium. Often, due to the statistical nature of the sulfopolyester composition, a single sulfopolyester sample may have a soluble fraction and a dispersed fraction when placed in an aqueous medium.

유사하게, 다성분 섬유 또는 섬유 물품의 한 성분으로서의 설포폴리에스터와 관련하여 본원에 사용되는 용어 "수분산성"도 용어 "수-소산성", "수-해체성", "수-가용성", "수-일소성", "수용성", "수-제거성", "수성-가용성" 및 "수성-분산성"과 동의어이며, 설포폴리에스터 성분이 물의 작용에 의해 다성분 섬유로부터 충분히 제거되고 분산 또는 용해되어 그에 함유된 수 비-분산성 섬유를 방출 및 분리시킬 수 있음을 의미하고자 한다. 용어 "분산되는", "분산성", "소산되는" 또는 "소산성"은 약 60℃에서 5일 이내에 섬유 또는 섬유 물품의 엉성한(loose)현탁액 또는 슬러리를 형성하기에 충분한 양의 탈이온수(예컨대, 100:1 물:섬유, 중량 기준)를 사용하여, 설포폴리에스터 성분을 다성분 섬유로부터 용해, 해체 또는 분리시켜 수 비-분산성 구획으로부터의 복수개의 마이크로데니어 섬유를 남김을 의미한다.Similarly, the term "water dispersible" as used herein in connection with sulfopolyester as a component of a multicomponent fiber or fibrous article is also referred to as the terms "water-dispersible", "water-dissolvable", "water-soluble", Synonymous with "water-monoplastic", "water-soluble", "water-removable", "aqueous-soluble" and "aqueous-dispersible", and the sulfopolyester component is sufficiently removed from the multicomponent fiber by the action of water and It is intended to mean that it can disperse or dissolve to release and separate the water non-dispersible fibers contained therein. The terms "dispersed", "dispersible", "dissipated" or "dissipative" refer to an amount of deionized water sufficient to form a loose suspension or slurry of the fiber or fibrous article at about 60 ° C within 5 days. 100: 1 water: fiber, by weight), means that the sulfopolyester component is dissolved, disassembled, or separated from the multicomponent fiber, leaving a plurality of microdenier fibers from the water non-dispersible compartment.

다성분 섬유의 성형된 단면을 기재하는데 사용되는 경우 용어 "구획" 또는 "도메인" 또는 "대역"은 수 비-분산성 중합체를 포함하는 단면 내의 구획을 지칭하는데, 이들 도메인 또는 구획은 구획 또는 도메인 사이에 개입하는 수분산성 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리된다. 본원에 사용되는 용어 "실질적으로 단리되는"은 구획 또는 도메인이 서로 떨어져 있어서, 설포폴리에스터의 제거시 구획 또는 도메인이 개별적인 섬유를 형성할 수 있음을 의미한다. 구획 또는 도메인 또는 대역은 유사한 크기 및 형상이거나, 또는 변화하는 크기 및 형상일 수 있다. 다시, 구획 또는 도메인 또는 대역은 임의의 형상으로 배열될 수 있다. 이들 구획 또는 도메인 또는 대역은 다성분 압출물 또는 섬유의 길이를 따라 "실질적으로 연속적"이다. 용어 "실질적으로 연속적"이란 다성분 섬유의 10cm 이상의 길이를 따라 연속적임을 의미한다. 다성분 섬유의 상기 구획, 도메인 또는 대역은 수분산성 설포폴리에스터가 제거되는 경우 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 생성한다.The term “compartment” or “domain” or “zone” when used to describe a molded cross section of a multicomponent fiber refers to a compartment within a cross section comprising a water non-dispersible polymer, which domain or compartment is a compartment or domain. It is substantially isolated from each other by water dispersible sulfopolyester intervening therebetween. As used herein, the term "substantially isolated" means that the compartments or domains are separated from each other so that upon removal of the sulfopolyester, the compartments or domains can form individual fibers. The partitions or domains or zones may be of similar size and shape, or of varying sizes and shapes. Again, the compartments or domains or zones can be arranged in any shape. These sections or domains or zones are "substantially continuous" along the length of the multicomponent extrudates or fibers. The term "substantially continuous" means continuous along the length of at least 10 cm of the multicomponent fiber. The compartments, domains or zones of the multicomponent fiber produce water non-dispersible polymer microfibers when the water dispersible sulfopolyester is removed.

상세한 설명에 언급되는 바와 같이, 다성분 섬유의 성형된 단면은 예를 들어 외피-코어, 해도, 분할된 파이, 중공 분할된 파이, 중심에서 벗어난 분할된 파이 등의 형태일 수 있다.As mentioned in the detailed description, the shaped cross section of the multicomponent fiber can be in the form of, for example, a sheath-core, sea island, divided pie, hollow divided pie, off-centered divided pie and the like.

본 발명의 수분산성 섬유는, 폴리에스터, 더욱 구체적으로는 다이카복실산 단량체 잔기, 설포단량체 잔기, 다이올 단량체 잔기 및 반복 단위를 포함하는 설포폴리에스터로부터 제조된다. 설포단량체는 다이카복실산, 다이올 또는 하이드록시카복실산일 수 있다. 따라서, 본원에 사용되는 용어 "단량체 잔기"는 다이카복실산, 다이올 또는 하이드록시카복실산 잔기를 의미한다. 본원에 사용되는 "반복 단위"는 카본일옥시기를 통해 결합되는 2개의 단량체 잔기를 갖는 유기 구조체를 의미한다. 본 발명의 설포폴리에스터는 반복 단위의 총 몰이 100몰%이도록 실질적으로 동일한 비율로 반응하는 실질적으로 동몰량의 산 잔기(100몰%) 및 다이올 잔기(100몰%)를 함유한다. 따라서, 상세한 설명에 제공되는 몰%는 산 잔기의 총 몰, 다이올 잔기의 총 몰 또는 반복 단위의 총 몰을 기준으로 할 수 있다. 예를 들어, 총 반복 단위를 기준으로 30몰%의 설포단량체(이는 다이카복실산, 다이올 또는 하이드록시카복실산일 수 있음)를 함유하는 설포폴리에스터는 설포폴리에스터가 총 100몰%의 반복 단위중 30몰%의 설포단량체를 함유함을 의미한다. 따라서, 매 100몰의 반복 단위 중에 30몰의 설포단량체 잔기가 존재한다. 유사하게, 총 산 잔기를 기준으로 30몰%의 다이카복실산 설포단량체를 함유하는 설포폴리에스터는 설포폴리에스터가 총 100몰%의 산 잔기중 30몰%의 설포단량체를 함유한다는 의미이다. 따라서, 이 경우에는, 매 100몰의 산 잔기 중에 30몰의 설포단량체 잔기가 존재한다.The water dispersible fibers of the present invention are made from polyesters, more specifically sulfopolyesters comprising dicarboxylic acid monomer residues, sulfomonomer residues, diol monomer residues and repeating units. Sulfomonomers may be dicarboxylic acids, diols or hydroxycarboxylic acids. Thus, as used herein, the term “monomer residue” refers to a dicarboxylic acid, diol or hydroxycarboxylic acid residue. As used herein, "repeating unit" means an organic structure having two monomer residues bonded through a carbonyloxy group. The sulfopolyesters of the present invention contain substantially equimolar amounts of acid residues (100 mol%) and diol residues (100 mol%) reacting at substantially the same ratio such that the total moles of repeat units are 100 mol%. Thus, the mole percentages provided in the description can be based on the total moles of acid residues, the total moles of diol residues, or the total moles of repeat units. For example, sulfopolyesters containing 30 mole percent sulfomonomers, which may be dicarboxylic acids, diols, or hydroxycarboxylic acids, based on total repeat units, have sulfopolyesters in a total of 100 mole percent repeat units. It contains 30 mol% of sulfomonomers. Thus, there are 30 moles of sulfomonomer residues in every 100 moles of repeating unit. Similarly, sulfopolyesters containing 30 mole percent dicarboxylic acid sulfomonomers based on total acid residues means that the sulfopolyester contains 30 mole percent sulfomonomers in a total of 100 mole percent acid residues. In this case, therefore, there are 30 moles of sulfomonomer residues in every 100 moles of acid residues.

본원에 기재된 설포폴리에스터는 용매 100mL중 설포폴리에스터 약 0.5g의 농도에서 25℃에서 페놀/테트라클로로에테인 용매의 60/40중량부 용액 중에서 측정될 때 약 0.1dL/g 이상, 바람직하게는 약 0.2 내지 0.3dL/g, 가장 바람직하게는 약 0.3dL/g보다 큰 고유 점도(본원에서는 "Ih.V."로 약칭됨)를 갖는다. 본원에 사용되는 용어 "폴리에스터"는 "호모폴리에스터" 및 "코폴리에스터" 둘 다를 포괄하고, 이작용성 카복실산과 이작용성 하이드록실 화합물의 중축합에 의해 제조되는 합성 중합체를 의미한다. 본원에 사용되는 용어 "설포폴리에스터"는 설포단량체를 포함하는 임의의 폴리에스터를 의미한다. 전형적으로, 이작용성 카복실산은 다이카복실산이고, 이작용성 하이드록실 화합물은 예컨대 글리콜 및 다이올 같은 2가 알콜이다. 다르게는, 이작용성 카복실산은 예컨대 p-하이드록시벤조산 같은 하이드록시 카복실산일 수 있으며, 이작용성 하이드록실 화합물은 2개의 하이드록시 치환기를 갖는 방향족 핵(예컨대, 하이드로퀴논)일 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "잔기"는 상응하는 단량체를 포함하는 중축합 반응을 통해 중합체 내로 혼입되는 임의의 유기 구조체를 의미한다. 따라서, 다이카복실산 잔기는 다이카복실산 단량체 또는 그에 관련된 산 할라이드, 에스터, 염, 무수물 또는 이들의 혼합물로부터 유도될 수 있다. 따라서, 본원에 사용되는 용어 다이카복실산은 고분자량 폴리에스터를 제조하기 위한 다이올과의 중축합 공정에 유용한 다이카복실산, 및 그와 관련된 산 할라이드, 에스터, 반-에스터, 염, 반-염, 무수물, 혼합된 무수물 또는 이들의 혼합물을 비롯한 다이카복실산의 임의의 유도체를 포함하고자 한다.The sulfopolyesters described herein are at least about 0.1 dL / g, preferably about about as measured in a 60/40 parts by weight solution of phenol / tetrachloroethane solvent at 25 ° C. at a concentration of about 0.5 g of sulfopolyester in 100 mL of solvent. Intrinsic viscosity (abbreviated herein as "Ih.V.") greater than 0.2 to 0.3 dL / g, most preferably about 0.3 dL / g. The term "polyester" as used herein encompasses both "homopolyester" and "copolyester" and means a synthetic polymer prepared by polycondensation of a bifunctional carboxylic acid with a bifunctional hydroxyl compound. As used herein, the term “sulfopolyester” means any polyester that includes sulfomonomers. Typically, the difunctional carboxylic acid is a dicarboxylic acid and the difunctional hydroxyl compound is a dihydric alcohol such as, for example, glycols and diols. Alternatively, the bifunctional carboxylic acid can be, for example, a hydroxy carboxylic acid such as p-hydroxybenzoic acid, and the bifunctional hydroxyl compound can be an aromatic nucleus (eg hydroquinone) with two hydroxy substituents. As used herein, the term “residue” means any organic structure that is incorporated into a polymer via a polycondensation reaction that includes the corresponding monomers. Thus, the dicarboxylic acid residues may be derived from dicarboxylic acid monomers or their associated acid halides, esters, salts, anhydrides or mixtures thereof. Thus, the term dicarboxylic acid as used herein refers to dicarboxylic acids useful in polycondensation processes with diols for preparing high molecular weight polyesters, and the acid halides, esters, semi-esters, salts, semi-salts, anhydrides associated therewith. And any derivative of dicarboxylic acids, including mixed anhydrides or mixtures thereof.

본 발명의 설포폴리에스터는 하나 이상의 다이카복실산 잔기를 포함한다. 설포단량체의 유형 및 농도에 따라, 다이카복실산 잔기는 약 60 내지 약 100몰%의 산 잔기를 포함할 수 있다. 다이카복실산 잔기의 농도 범위의 다른 예는 약 60 내지 약 95몰%, 및 약 70 내지 약 95몰%이다. 사용될 수 있는 다이카복실산의 예는 지방족 다이카복실산, 지환족 다이카복실산, 방향족 다이카복실산, 또는 이들 산중 둘 이상의 혼합물을 포함한다. 따라서, 적합한 다이카복실산은 석신산; 글루타르산; 아디프산; 아젤라산; 세바스산; 퓨마르산; 말레산; 이타콘산; 1,3-사이클로헥산다이카복실산; 1,4-사이클로헥산다이카복실산; 다이글리콜산; 2,5-노보네인다이카복실산; 프탈산; 테레프탈산; 1,4-나프탈렌다이카복실산; 2,5-나프탈렌다이카복실산; 다이펜산; 4,4'-옥시다이벤조산; 4,4'-설폰일다이벤조산 및 이소프탈산을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 바람직한 다이카복실산 잔기는 이소프탈산, 테레프탈산 및 1,4-사이클로헥산다이카복실산이거나, 또는 다이에스터가 사용되는 경우, 다이메틸 테레프탈레이트, 다이메틸 이소프탈레이트 및 다이메틸-1,4-사이클로헥산다이카복실레이트이며, 이소프탈산 및 테레프탈산 잔기가 특히 바람직하다. 다이카복실산 메틸 에스터가 가장 바람직한 실시양태이기는 하지만, 에틸, 프로필, 이소프로필, 뷰틸 등과 같은 더욱 고급의 알킬 에스터를 포함하는 것도 허용가능하다. 또한, 방향족 에스터, 특히 페닐도 사용될 수 있다.The sulfopolyesters of the invention comprise one or more dicarboxylic acid residues. Depending on the type and concentration of sulfomonomer, the dicarboxylic acid residue may comprise about 60 to about 100 mole percent acid residue. Other examples of concentration ranges of dicarboxylic acid residues are from about 60 to about 95 mole percent, and from about 70 to about 95 mole percent. Examples of dicarboxylic acids that may be used include aliphatic dicarboxylic acids, alicyclic dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, or mixtures of two or more of these acids. Thus, suitable dicarboxylic acids include succinic acid; Glutaric acid; Adipic acid; Azelaic acid; Sebacic acid; Fumaric acid; Maleic acid; Itaconic acid; 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid; 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid; Diglycolic acid; 2,5-norbornene dicarboxylic acid; Phthalic acid; Terephthalic acid; 1,4-naphthalenedicarboxylic acid; 2,5-naphthalenedicarboxylic acid; Diphenic acid; 4,4'-oxydibenzoic acid; 4,4'-sulfonyldibenzoic acid and isophthalic acid, but are not limited to these. Preferred dicarboxylic acid residues are isophthalic acid, terephthalic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, or dimethyl terephthalate, dimethyl isophthalate and dimethyl-1,4-cyclohexanedicarboxylate, when diesters are used Isophthalic acid and terephthalic acid residues are particularly preferred. Although dicarboxylic acid methyl esters are the most preferred embodiments, it is also acceptable to include higher alkyl esters such as ethyl, propyl, isopropyl, butyl and the like. In addition, aromatic esters, in particular phenyl, may also be used.

설포폴리에스터는 총 반복 단위를 기준으로 약 4 내지 약 40몰%의, 방향족 또는 지환족 고리에 부착된 2개의 작용기 및 하나 이상의 설포네이트기를 갖는 하나 이상의 설포단량체 잔기를 포함하며, 이때 상기 작용기는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합이다. 설포단량체 잔기의 농도 범위의 추가적인 예는 총 반복 단위를 기준으로 약 4 내지 약 35몰%, 약 8 내지 약 30몰%, 및 약 8 내지 약 25몰%이다. 설포단량체는 설포네이트기를 함유하는 다이카복실산 또는 그의 에스터, 설포네이트기를 함유하는 다이올, 또는 설포네이트기를 함유하는 하이드록시산일 수 있다. 용어 "설포네이트"는 "-SO3N"(여기에서, M은 설포네이트 염의 양이온임)의 구조를 갖는 설폰산의 염을 말한다. 설포네이트 염의 양이온은 Li+, Na+, K+, Mg++, Ca++, Ni++, Fe++ 등과 같은 금속 이온일 수 있다. 다르게는, 설포네이트 염의 양이온은 예컨대 미국 특허 제 4,304,901 호에 기재되어 있는 질소 함유 염기 같은 비-금속성일 수 있다. 질소계 양이온은 지방족, 지환족 또는 방향족 화합물일 수 있는 질소-함유 염기로부터 유도된다. 이러한 질소 함유 염기의 예는 암모니아, 다이메틸에탄올아민, 다이에탄올아민, 트라이에탄올아민, 피리딘, 모폴린 및 피페리딘을 포함한다. 질소계 설포네이트 염을 함유하는 단량체는 전형적으로 용융물에서 중합체를 제조하는데 필요한 조건에서 열에 안정하지 않기 때문에, 질소계 설포네이트 염 기를 함유하는 설포폴리에스터를 제조하기 위한 본 발명의 방법은 알칼리금속 염 형태의 설포네이트기 필요량을 함유하는 중합체를 물에 분산, 소산 또는 용해시킨 다음 알칼리금속 양이온을 질소계 양이온으로 교환하는 것이다.Sulfopolyesters comprise from about 4 to about 40 mole percent, based on the total repeat units, of at least one sulfomonomer residue having two functional groups and at least one sulfonate group attached to an aromatic or cycloaliphatic ring, wherein the functional groups Hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof. Further examples of concentration ranges of sulfomonomer residues are from about 4 to about 35 mole percent, about 8 to about 30 mole percent, and about 8 to about 25 mole percent, based on total repeat units. The sulfomonomer may be a dicarboxylic acid or ester thereof containing a sulfonate group, a diol containing a sulfonate group, or a hydroxy acid containing a sulfonate group. The term "sulfonate" refers to a salt of sulfonic acid having the structure of "-SO 3 N", where M is the cation of the sulfonate salt. The cation of the sulfonate salt may be a metal ion such as Li + , Na + , K + , Mg ++ , Ca ++ , Ni ++ , Fe ++ and the like. Alternatively, the cation of the sulfonate salt may be non-metallic, such as for example the nitrogen containing base described in US Pat. No. 4,304,901. Nitrogen-based cations are derived from nitrogen-containing bases which may be aliphatic, cycloaliphatic or aromatic compounds. Examples of such nitrogen containing bases include ammonia, dimethylethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, morpholine and piperidine. Since monomers containing nitrogen-based sulfonate salts are typically not thermally stable at the conditions necessary to prepare the polymer in the melt, the process of the present invention for preparing sulfopolyesters containing nitrogen-based sulfonate salt groups is an alkali metal salt. A polymer containing the required amount of sulfonate groups in the form is dispersed, dissipated or dissolved in water and then the alkali metal cations are exchanged for nitrogen-based cations.

1가 알칼리금속 이온이 설포네이트 염의 양이온으로서 사용되는 경우, 생성되는 설포폴리에스터는 중합체중 설포단량체의 함량, 물의 온도, 설포폴리에스터의 표면적/두께 등에 따라 달라지는 분산 속도로 물에 완전히 분산될 수 있다. 2가 금속 이온이 사용되는 경우, 생성되는 설포폴리에스터는 냉수에 의해서는 용이하게 분산되지 않으나 온수에 의해서는 보다 용이하게 분산된다. 단일 중합체 조성물 내에 하나보다 많은 대이온을 사용할 수 있으며, 이 경우 생성되는 물품의 수-반응성을 손질하거나 미세-조절하는 수단을 제공할 수 있다. 설포단량체 잔기의 예는 설포네이트 염 기가 예컨대 벤젠; 나프탈렌; 다이페닐; 옥시다이페닐; 설폰일다이페닐; 및 메틸렌다이페닐 같은 방향족 산 핵, 또는 예컨대 사이클로헥실; 사이클로펜틸; 사이클로뷰틸; 사이클로헵틸; 및 사이클로옥틸 같은 지환족 고리에 부착된 단량체 잔기를 포함한다. 본 발명에 사용될 수 있는 설포단량체 잔기의 다른 예는 설포프탈산, 설포테레프탈산, 설포이소프탈산 또는 이들의 조합의 금속 설포네이트 염이다. 사용될 수 있는 설포단량체의 다른 예는 5-소디오설포이소프탈산 및 그의 에스터이다. 설포단량체 잔기가 5-소디오설포이소프탈산으로부터 유래되는 경우, 전형적인 설포단량체 농도 범위는 산 잔기의 총 몰을 기준으로 약 4 내지 약 35몰%, 약 8 내지 약 30몰%, 및 약 8 내지 25몰%이다.When monovalent alkali metal ions are used as the cations of the sulfonate salts, the resulting sulfopolyester can be completely dispersed in water at a rate of dispersion that depends on the content of sulfomonomers in the polymer, the temperature of the water, the surface area / thickness of the sulfopolyester, and the like. have. When divalent metal ions are used, the resulting sulfopolyester is not easily dispersed by cold water but more easily by hot water. More than one counterion may be used in a single polymer composition, which may provide a means to trim or fine-tune the water-reactivity of the resulting article. Examples of sulfomonomer residues include sulfonate salt groups such as benzene; naphthalene; Diphenyl; Oxydiphenyl; Sulfonyldiphenyl; And aromatic acid nuclei such as methylenediphenyl, or such as cyclohexyl; Cyclopentyl; Cyclobutyl; Cycloheptyl; And monomer residues attached to an alicyclic ring such as cyclooctyl. Another example of a sulfomonomer residue that can be used in the present invention is a metal sulfonate salt of sulfophthalic acid, sulfoteterphthalic acid, sulfoisophthalic acid or a combination thereof. Other examples of sulfomonomers that can be used are 5-sodiosulfoisophthalic acid and its esters. When sulfomonomer residues are derived from 5-sodiosulfoisophthalic acid, typical sulfomonomer concentration ranges are from about 4 to about 35 mole percent, from about 8 to about 30 mole percent, and about 8 based on the total moles of acid residues. To 25 mol%.

설포폴리에스터의 제조에 사용되는 설포단량체는 공지 화합물이고, 당해 분야에 널리 공지되어 있는 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 설포네이트기가 방향족 고리에 부착된 설포단량체는 방향족 화합물을 발연 황산으로 설폰화시켜 상응하는 설폰산을 수득한 후 금속 산화물 또는 염기(예컨대, 아세트산나트륨)와 반응시켜 설포네이트 염을 제조함으로써 제조될 수 있다. 다양한 설포단량체의 제조 절차는 예를 들어 미국 특허 제 3,779,993 호, 제 3,018,272 호 및 제 3,528,947 호에 기재되어 있다.Sulfomonomers used in the preparation of sulfopolyesters are known compounds and can be prepared using methods well known in the art. For example, a sulfonomer having a sulfonate group attached to an aromatic ring may be sulfonated with an fuming sulfuric acid to give the corresponding sulfonic acid, followed by reaction with a metal oxide or base (e.g. sodium acetate) to produce a sulfonate salt. It can be prepared by. Procedures for preparing various sulfomonomers are described, for example, in US Pat. Nos. 3,779,993, 3,018,272 and 3,528,947.

예를 들어 소듐 설포네이트 염, 및 중합체가 분산되는 형태인 경우 나트륨을 상이한 이온(예컨대, 아연)으로 대체하는 이온-교환 방법을 이용하여 폴리에스터를 제조할 수도 있다. 이러한 유형의 이온 교환 절차는 통상적으로 나트륨 염이 통상 중합체 반응물 용융물-상에 보다 가용성이기 때무에 2가 염을 갖는 중합체를 제조하는 것보다 탁월하다. Polyesters can also be prepared using, for example, sodium sulfonate salts and ion-exchange methods that replace sodium with different ions (eg, zinc) when the polymer is in a dispersed form. This type of ion exchange procedure is typically superior to preparing polymers having divalent salts, since sodium salts are usually more soluble in the polymer reactant melt-phase.

설포폴리에스터는 지방족, 지환족 및 아르알킬 글리콜을 포함할 수 있는 하나 이상의 다이올 잔기를 포함한다. 지환족 다이올, 예를 들어 1,3- 및 1,4-사이클로헥산다이메탄올은 이들의 순수한 시스 또는 트랜스 이성질체로서, 또는 시스 이성질체와 트랜스 이성질체의 혼합물로서 존재할 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "다이올"은 용어 "글리콜"과 동의어이고, 임의의 2가 알콜을 의미한다. 다이올의 예는 에틸렌 글리콜; 다이에틸렌 글리콜; 트라이에틸렌 글리콜; 폴리에틸렌 글리콜; 1,3-프로페인다이올; 2,4-다이메틸-2-에틸헥산-1,3-다이올; 2,2-다이메틸-1,3-프로페인다이올; 2-에틸-2-뷰틸-1,3-프로페인다이올; 2-에틸-2-이소뷰틸-1,3-프로페인다이올; 1,3-부탄다이올; 1,4-부탄다이올; 1,5-펜테인다이올; 1,6-헥산다이올; 2,2,4-트라이메틸-1,6-헥산다이올; 티오다이에탄올; 1,2-사이클로헥산다이메탄올; 1,3-사이클로헥산다이메탄올; 1,4-사이클로헥산다이메탄올; 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올; p-자일릴렌다이올 또는 이들 글리콜중 하나 이상의 조합을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.Sulfopolyesters include one or more diol moieties that may include aliphatic, cycloaliphatic, and aralkyl glycols. Alicyclic diols such as 1,3- and 1,4-cyclohexanedimethanol can exist as their pure cis or trans isomers, or as a mixture of cis isomers and trans isomers. The term "diol" as used herein is synonymous with the term "glycol" and means any dihydric alcohol. Examples of diols include ethylene glycol; Diethylene glycol; Triethylene glycol; Polyethylene glycol; 1,3-propanediol; 2,4-dimethyl-2-ethylhexane-1,3-diol; 2,2-dimethyl-1,3-propanediol; 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol; 2-ethyl-2-isobutyl-1,3-propanediol; 1,3-butanediol; 1,4-butanediol; 1,5-pentanediol; 1,6-hexanediol; 2,2,4-trimethyl-1,6-hexanediol; Thiodiethanol; 1,2-cyclohexanedimethanol; 1,3-cyclohexanedimethanol; 1,4-cyclohexanedimethanol; 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol; p-xylylenediol or combinations of one or more of these glycols, but are not limited to these.

다이올 잔기는 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜) 잔기를 총 다이올 잔기를 기준으로 약 25 내지 약 100몰%로 포함할 수 있다. 예컨대 n이 2 내지 6인 저분자량 폴리에틸렌 글리콜의 비제한적인 예는 다이에틸렌 글리콜, 트라이에틸렌 글리콜 및 테트라에틸렌 글리콜이다. 이들 저분자량 글리콜 중에서, 다이에틸렌 글리콜 및 트라이에틸렌 글리콜이 가장 바람직하다. n이 7 내지 약 500인 고분자량 폴리에틸렌 글리콜(본원에서는 "PEG"로 약칭됨)은 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Company)[이전에는, 유니온 카바이드(Union Carbide)] 물품인 카보왁스(CARBOWAX; 등록상표)라는 상표명으로 알려져 있는 시판중인 물품을 포함한다. 전형적으로, PEG는 예컨대 다이에틸렌 글리콜 또는 에틸렌 글리콜 같은 다른 다이올과 함께 사용된다. 6 내지 500의 범위인 n의 값를 기준으로, 분자량은 300 내지 약 22,000g/몰일 수 있다. 분자량 및 몰%는 서로 반비례하는데, 구체적으로는 분자량이 증가함에 따라 규정된 친수성을 획득하기 위하여 몰%가 감소된다. 예를 들어, 이 개념의 예로서 1000의 분자량을 갖는 PEG가 총 다이올의 10몰% 이하를 구성할 수 있는 반면 10,000의 분자량을 갖는 PEG는 전형적으로 총 다이올의 1몰% 미만의 수준으로 혼입되는 것이 고려된다.The diol moiety is a poly (ethylene glycol) moiety having a structure of H— (OCH 2 —CH 2 ) n —OH, wherein n is an integer from 2 to about 500, based on the total diol moiety. About 100 mol%. Non-limiting examples of low molecular weight polyethylene glycols, for example n of 2 to 6, are diethylene glycol, triethylene glycol and tetraethylene glycol. Of these low molecular weight glycols, diethylene glycol and triethylene glycol are most preferred. High molecular weight polyethylene glycols (abbreviated herein as "PEG") where n is from 7 to about 500 are CARBOWAX® registered as Dow Chemical Company (formerly Union Carbide) products. Trademark) known on the market. Typically, PEG is used in combination with other diols such as, for example, diethylene glycol or ethylene glycol. Based on the value of n in the range of 6 to 500, the molecular weight can be from 300 to about 22,000 g / mol. Molecular weight and mole% are inversely proportional to each other, specifically, as the molecular weight increases, the mole% decreases to obtain the defined hydrophilicity. For example, as an example of this concept, PEG with a molecular weight of 1000 may constitute up to 10 mole percent of the total diol while PEG with a molecular weight of 10,000 is typically at a level of less than 1 mole percent of the total diol. Incorporation is contemplated.

공정 조건을 변화시킴으로써 조절될 수 있는 부반응 때문에 특정 이량체, 삼량체 및 사량체 다이올이 동일 반응계 내에서 생성될 수 있다. 예를 들어, 산성 조건하에서 중축합 반응을 수행하는 경우에 용이하게 발생되는 산-촉진되는 탈수 반응에 의해 에틸렌 글리콜로부터 다양한 양의 다이에틸렌 글리콜, 트라이에틸렌 글리콜 및 테트라에틸렌 글리콜이 생성될 수 있다. 당해 분야의 숙련자에게 널리 공지되어 있는 완충제 용액을 반응 혼합물에 첨가하여 이들 부반응을 지연시킬 수 있다. 그러나, 완충제가 배제되고 이량체화, 삼량체화 및 사량체화 반응이 진행된다면 추가적인 조성 범위가 가능하다.Certain dimers, trimers and tetramer diols can be produced in situ because of side reactions that can be controlled by changing process conditions. For example, various amounts of diethylene glycol, triethylene glycol and tetraethylene glycol can be produced from ethylene glycol by acid-promoted dehydration reactions which are readily generated when the polycondensation reaction is carried out under acidic conditions. Buffer solutions, well known to those skilled in the art, can be added to the reaction mixture to delay these side reactions. However, additional composition ranges are possible if buffers are excluded and dimerization, trimerization and tetramerization reactions proceed.

본 발명의 설포폴리에스터는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합인 작용기를 3개 이상 갖는 분지화 단량체 잔기를 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 25몰%로 포함할 수 있다. 분지화 단량체의 비한정적인 예는 1,1,1-트라이메틸올 프로페인, 1,1,1-트라이메틸올 에테인, 글라이세린, 펜타에리트리톨, 에리트리톨, 트레이톨, 다이펜타에리트리톨, 솔비톨, 트라이멜리트산 무수물, 피로멜리트산 이무수물, 다이메틸올 프로피온산 또는 이들의 조합이다. 분지화 단량체 농도 범위의 추가적인 예는 0 내지 약 20몰% 및 0 내지 약 10몰%이다. 분지화 단량체의 존재로 인해, 레올로지, 용해도 및 인장 특성을 손질할 수 있는 능력을 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 본 발명의 설포폴리에스터에 대해 가능한 이점이 다수 생길 수 있다. 예를 들어, 일정한 분자량에서, 분지된 설포폴리에스터는 선형 유사체에 비해 중합후 가교결합 반응을 용이하게 할 수 있는 말단기를 더 높은 농도로 갖는다. 그러나, 분지화제의 농도가 높으면, 설포폴리에스터가 겔화되기 쉬울 수 있다.The sulfopolyesters of the present invention may comprise from 0 to about 25 mole percent, based on total repeat units, of branched monomer residues having three or more functional groups that are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof. Non-limiting examples of branched monomers include 1,1,1-trimethylol propane, 1,1,1-trimethylol ethane, glycerine, pentaerythritol, erythritol, pentitol, dipentaerythritol , Sorbitol, trimellitic anhydride, pyromellitic dianhydride, dimethylol propionic acid or a combination thereof. Further examples of branching monomer concentration ranges are 0 to about 20 mole percent and 0 to about 10 mole percent. The presence of branched monomers can result in a number of possible advantages for the sulfopolyesters of the present invention, including but not limited to the ability to modify rheology, solubility and tensile properties. For example, at constant molecular weight, branched sulfopolyesters have higher concentrations of end groups that can facilitate crosslinking reactions after polymerization as compared to linear analogs. However, if the concentration of the branching agent is high, the sulfopolyester may be easy to gel.

본 발명의 섬유에 사용되는 설포폴리에스터는 당해 분야의 숙련자에게 널리 공지되어 있는 시차 주사 열계량법("DSC") 같은 표준 기법을 이용하여 건조 중합체 상에서 측정될 때 25℃ 이상의 유리 전이 온도(본원에서는 "Tg"로 약칭됨)를 갖는다. "건조 중합체", 즉 중합체를 약 200℃까지 가열하고 샘플을 실온으로 되돌림으로써 외래 또는 흡수된 물을 제거한 중합체 샘플을 사용하여, 본 발명의 설포폴리에스터의 Tg를 측정한다. 전형적으로는, 샘플을 물의 기화 온도보다 높은 온도로 가열하는 제 1 열 주사를 수행하고, 중합체에 흡수된 물의 기화가 완결될 때(크고 넓은 흡열부로 표시됨)까지 그 온도에서 샘플을 유지시킨 후, 샘플을 실온까지 냉각시키고, 이어 제 2 열 주사를 수행하여 Tg를 측정함으로써, DSC 장치에서 설포폴리에스터를 건조시킨다. 설포폴리에스터가 나타내는 유리 전이 온도의 추가적인 예는 30℃ 이상, 35℃ 이상, 40℃ 이상, 50℃ 이상, 60℃ 이상, 65℃ 이상, 80℃ 이상 및 90℃ 이상이다. 다른 Tg가 가능하지만, 본 발명의 건조 설포폴리에스터의 전형적인 유리 전이 온도는 약 30℃, 약 48℃, 약 55℃, 약 65℃, 약 70℃, 약 75℃, 약 85℃, 및 약 90℃이다.The sulfopolyesters used in the fibers of the present invention have glass transition temperatures of 25 ° C. or higher (herein, as measured on dry polymers) using standard techniques such as differential scanning calorimetry (“DSC”), which are well known to those skilled in the art. Abbreviated as "Tg"). The Tg of the sulfopolyester of the present invention is measured using a “dry polymer”, ie a polymer sample from which foreign or absorbed water is removed by heating the polymer to about 200 ° C. and returning the sample to room temperature. Typically, a first heat scan is performed to heat the sample to a temperature higher than the vaporization temperature of the water, and the sample is held at that temperature until the vaporization of the water absorbed by the polymer is complete (indicated by the large and wide endotherm), The sample is cooled to room temperature and the sulfopolyester is dried in a DSC apparatus by performing a second heat scan to measure Tg. Further examples of the glass transition temperature represented by the sulfopolyester are at least 30 ° C, at least 35 ° C, at least 40 ° C, at least 50 ° C, at least 60 ° C, at least 65 ° C, at least 80 ° C, and at least 90 ° C. While other Tg is possible, typical glass transition temperatures of the dry sulfopolyester of the present invention are about 30 ° C, about 48 ° C, about 55 ° C, about 65 ° C, about 70 ° C, about 75 ° C, about 85 ° C, and about 90 ℃.

본 발명의 신규 섬유는 상기 기재된 설포폴리에스터로 본질적으로 이루어지거나, 상기 기재된 설포폴리에스터로 구성된다. 그러나, 다른 실시양태에서, 본 발명의 설포폴리에스터는 단일 폴리에스터일 수 있거나, 또는 생성되는 섬유의 특성을 개질시키기 위하여 하나 이상의 보충 중합체와 블렌딩될 수 있다. 보충 중합체는 용도에 따라 수분산성일 수 있거나 수분산성이 아닐 수 있으며, 설포폴리에스터와 혼화성일 수 있거나 혼화성이 아닐 수 있다. 보충 중합체가 수 비-분산성인 경우, 설포폴리에스터와의 블렌드가 비혼화성인 것이 바람직하다. 본원에 사용되는 용어 "혼화성"은 블렌드가 단일 조성에 기초한 Tg에 의해 표시되는 바와 같이 단일의 균질한 비정질 상을 가짐을 의미하고자 한다. 예를 들어, 미국 특허 제 6,211,309 호에 예시되는 바와 같이 제 2 중합체와 혼화성인 제 1 중합체를 사용하여 제 2 중합체를 "가소화"시킬 수 있다. 대조적으로, 본원에 사용되는 용어 "비혼화성"은 둘 이상의 무작위적으로 혼합된 상을 보이고 하나보다 많은 Tg를 나타내는 블렌드를 가리킨다. 일부 중합체는 설포폴리에스터와 비혼화성이지만 양립가능하다. 혼화성 및 비혼화성 중합체 블렌드에 대한 추가의 포괄적인 기재내용 및 이들의 특징을 결정하기 위한 다양한 분석 기법은 문헌[Polymer Blends Volumes 1 and 2, 폴 및 벅널 편집, 2000, John Wiley & Sons, Inc.]에서 찾아볼 수 있다.The novel fibers of the present invention consist essentially of, or consist of, the sulfopolyesters described above. However, in other embodiments, the sulfopolyesters of the present invention may be a single polyester or may be blended with one or more supplemental polymers to modify the properties of the resulting fiber. The supplemental polymer may or may not be water dispersible, depending on the application, and may or may not be compatible with sulfopolyester. If the supplemental polymer is water non-dispersible, it is preferred that the blend with sulfopolyester is immiscible. As used herein, the term “miscible” is intended to mean that the blend has a single homogeneous amorphous phase as indicated by the Tg based on a single composition. For example, as illustrated in US Pat. No. 6,211,309, a first polymer that is miscible with the second polymer can be used to “plasticize” the second polymer. In contrast, the term “immiscibility” as used herein refers to a blend that exhibits two or more randomly mixed phases and exhibits more than one Tg. Some polymers are immiscible but compatible with sulfopolyesters. Further comprehensive descriptions of miscible and immiscible polymer blends and various analytical techniques for determining their characteristics are given in Polymer. Blends Volumes 1 and 2, Editing Paul and Bucknell, 2000, John Wiley & Sons, Inc.

설포폴리에스터와 블렌딩될 수 있는 수분산성 중합체의 비한정적인 예는 폴리메타크릴산, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌-아크릴산 공중합체, 폴리비닐 메틸 에터, 폴리비닐 알콜, 폴리에틸렌 옥사이드, 하이드록시 프로필 셀룰로즈, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 에틸 하이드록시에틸 셀룰로즈, 이소프로필 셀룰로즈, 메틸 에터 전분, 폴리아크릴아미드, 폴리(N-비닐 카프로락탐), 폴리에틸 옥사졸린, 폴리(2-이소프로필-2-옥사졸린), 폴리비닐 메틸 옥사졸리돈, 수분산성 설포폴리에스터, 폴리비닐 메틸 옥사졸리딘온, 폴리(2,4-다이메틸-6-트라이아진일에틸렌) 및 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드 공중합체이다. 설포폴리에스터와 블렌딩될 수 있는 수 비-분산성인 중합체의 예는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌의 단독중합체 및 공중합체 같은 폴리올레핀; 폴리(에틸렌 테레프탈레이트); 폴리(부틸렌 테레프탈레이트); 나일론-6 같은 폴리아미드; 폴리락타이드; 카프로락톤; 이스타 바이오(Eastar Bio; 등록상표)[폴리(테트라메틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트), 이스트만 케미칼 캄파니(Eastman Chemical Company) 물품]; 폴리카본에이트; 폴리우레탄; 및 폴리비닐 클로라이드를 포함하지만 이들로 국한되지는 않는다.Non-limiting examples of water dispersible polymers that can be blended with sulfopolyesters include polymethacrylic acid, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene-acrylic acid copolymers, polyvinyl methyl ether, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, hydroxy propyl cellulose , Hydroxypropyl methyl cellulose, methyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, isopropyl cellulose, methyl ether starch, polyacrylamide, poly (N-vinyl caprolactam), polyethyl oxazoline, poly (2-isopropyl-2 Oxazoline), polyvinyl methyl oxazolidone, water dispersible sulfopolyester, polyvinyl methyl oxazolidinone, poly (2,4-dimethyl-6-triazinylethylene) and ethylene oxide-propylene oxide copolymers . Examples of water non-dispersible polymers that can be blended with sulfopolyesters include polyolefins such as homopolymers and copolymers of polyethylene and polypropylene; Poly (ethylene terephthalate); Poly (butylene terephthalate); Polyamides such as nylon-6; Polylactide; Caprolactone; Eastar Bio® (poly (tetramethylene adipate-co-terephthalate), product of Eastman Chemical Company); Polycarbonate; Polyurethane; And polyvinyl chlorides.

본 발명에 따르면, 하나보다 많은 설포폴리에스터의 블렌드를 사용하여 생성되는 섬유 또는 섬유 물품, 예컨대 부직물 또는 부직 웹의 최종-용도 특성을 조절할 수 있다. 하나 이상의 설포폴리에스터의 블렌드는 수분산성 단일성분 섬유의 경우 25℃ 이상, 또한 다성분 섬유의 경우 57℃ 이상의 Tg를 갖는다. 따라서, 부직물의 제조를 용이하게 하기 위하여 설포폴리에스터의 가공 특징을 변화시키는데 블렌딩을 또한 이용할 수 있다. 다른 예에서, 폴리프로필렌과 설포폴리에스터의 비혼화성 블렌드는 진정한 용해성이 필요하지 않으므로 물에서 쪼개져서 완전히 분산되는 통상적인 부직 웹을 제공할 수 있다. 이 후자의 예의 경우, 목적하는 성능은, 설포폴리에스터가 물품의 실제 사용 동안 방관자일 뿐이거나 또는 다르게는 설포폴리에스터가 물품의 최종 형태가 사용되기 전에 없어지고 제거되는 동안에, 폴리프로필렌의 물리적 특성을 유지하는데 관련된다.In accordance with the present invention, blends of more than one sulfopolyester can be used to control the end-use properties of the resulting fiber or fibrous article, such as a nonwoven or nonwoven web. The blend of one or more sulfopolyesters has a Tg of at least 25 ° C. for water dispersible monocomponent fibers and at least 57 ° C. for multicomponent fibers. Thus, blending can also be used to change the processing characteristics of the sulfopolyester to facilitate the manufacture of nonwovens. In another example, an immiscible blend of polypropylene and sulfopolyester may provide a conventional nonwoven web that is cleaved and completely dispersed in water since no true solubility is needed. For this latter example, the desired performance is the physical properties of the polypropylene while the sulfopolyester is only a bystander during the actual use of the article or otherwise the sulfopolyester is removed and removed before the final form of the article is used. Related to maintaining.

설포폴리에스터 및 보충 중합체는 회분식, 반연속식 또는 연속식 공정에서 블렌딩할 수 있다. 섬유를 용융-방사하기 전에, 밴버리(Banbury) 믹서 같은 당해 분야의 숙련자에게 널리 공지되어 있는 임의의 고강도 혼합 장치에서 소규모 배취를 용이하게 제조할 수 있다. 성분을 또한 적절한 용매 중에서 용액으로 블렌딩할 수도 있다. 용융 블렌딩 방법은 중합체를 용융시키기에 충분한 온도에서 설포폴리에스터와 보충 중합체를 블렌딩함을 포함한다. 추가 사용을 위해 블렌드를 냉각 및 펠렛화시킬 수 있거나, 또는 용융물 블렌드를 이 용융된 블렌드로부터 직접 섬유 형태로 용융 방사할 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "용융"은 단순히 폴리에스터를 연화시킴을 포함하지만 이것으로 국한되지는 않는다. 중합체 분야에 통상적으로 알려져 있는 용융 혼합 방법에 대해서는, 문헌[Mixing and Compounding of Polymers (마나스-즐로조워 및 태드머 편집, Carl Hanser Verlag Publisher, 1994, 뉴욕주 뉴욕)]을 참조한다.Sulfopolyesters and supplemental polymers may be blended in a batch, semicontinuous or continuous process. Prior to melt-spinning the fibers, small batches can be readily prepared in any high intensity mixing apparatus well known to those skilled in the art, such as a Banbury mixer. The components may also be blended in solution in a suitable solvent. Melt blending methods include blending sulfopolyester and supplemental polymer at a temperature sufficient to melt the polymer. The blend can be cooled and pelletized for further use, or the melt blend can be melt spun in the form of fibers directly from this melted blend. As used herein, the term “melt” includes, but is not limited to, softening polyester. For melt mixing methods commonly known in the polymer art, see Mixing and Compounding of Polymers (Manas-Zozorwo and Tadmer Edit, Carl Hanser Verlag Publisher, 1994, New York, NY).

본 발명은 또한, 25℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 설포폴리에스터를 포함하는 수분산성 섬유로서, 이때 상기 설포폴리에스터가The present invention also relates to a water dispersible fiber comprising a sulfopolyester having a glass transition temperature (Tg) of 25 ° C. or more, wherein the sulfopolyester is

(A) 총 산 잔기를 기준으로 약 50 내지 약 96몰%의 하나 이상의 이소프탈산 또는 테레프탈산 잔기; (A) about 50 to about 96 mole percent of one or more isophthalic or terephthalic acid residues based on total acid residues;

(B) 총 산 잔기를 기준으로 약 4 내지 약 30몰%의 소디오설포이소프탈산 잔기; (B) about 4 to about 30 mole percent sodiosulfoisophthalic acid residues based on the total acid residues;

(C) 총 다이올 잔기를 기준으로 25몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 하나 이상의 다이올 잔기; (C) at least 25 mole%, based on the total diol residues, are poly (ethylene glycol) having a structure of H— (OCH 2 —CH 2 ) n —OH, wherein n is an integer from 2 to about 500 One or more diol residues;

(D) 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 20몰%의, 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합인 작용기를 3개 이상 갖는 분지화 단량체 잔기(D) 0 to about 20 mole percent, based on the total repeat units, of the branched monomer residues having at least three functional groups which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof

를 포함하는, 수분산성 섬유를 제공한다.It provides a water-dispersible fiber comprising a.

앞서 기재된 바와 같이, 상기 섬유는 설포폴리에스터와 블렌딩되는 제 1 수분산성 중합체; 및 임의적으로 블렌드가 비혼화성 블렌드이도록 설포폴리에스터와 블렌딩되는 수 비-분산성 중합체를 임의적으로 포함할 수 있다. 본 발명의 섬유는 섬유의 총 중량을 기준으로 10중량% 미만, 8중량% 미만, 또는 6중량% 미만의 안료 또는 충전제를 함유한다. 제 1 수분산성 중합체는 앞서 기재된 바와 같다. 설포폴리에스터는 25℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 가져야 하지만, 예를 들어 약 35℃, 약 48℃, 약 55℃, 약 65℃, 약 70℃, 약 75℃, 약 85℃ 및 약 90℃의 Tg를 가질 수 있다. 설포폴리에스터는 이소프탈산 잔기의 다른 농도, 예를 들어 약 60 내지 약 95몰%, 및 약 75 내지 약 95몰%를 함유할 수 있다. 이소프탈산 잔기 농도의 추가적인 예는 약 70 내지 약 85몰%, 약 85 내지 약 95몰%, 및 약 90 내지 약 95몰%이다. 설포폴리에스터는 또한 다이에틸렌 글리콜 잔기 약 25 내지 약 95몰%를 포함할 수 있다. 다이에틸렌 글리콜 잔기 농도 범위의 추가의 예는 약 50 내지 약 95몰%, 약 70 내지 약 95몰%, 및 약 75 내지 약 95몰%를 포함한다. 설포폴리에스터는 또한 에틸렌 글리콜 잔기 및/또는 1,4-사이클로헥산다이메탄올(본원에서 "CHDM"으로 약칭됨) 잔기도 포함할 수 있다. CHDM 잔기의 전형적인 농도 범위는 약 10 내지 약 75몰%, 약 25 내지 약 65몰%, 및 약 40 내지 약 60몰%이다. 에틸렌 글리콜 잔기의 전형적인 농도 범위는 약 10 내지 약 75몰%, 약 25 내지 약 65몰%, 및 약 40 내지 약 60몰%이다. 다른 실시양태에서, 설포폴리에스터는 이소프탈산 잔기 약 75 내지 약 96몰% 및 다이에틸렌 글리콜 잔기 약 25 내지 약 95몰%를 포함한다.As previously described, the fibers comprise a first water dispersible polymer blended with sulfopolyester; And optionally a water non-dispersible polymer blended with sulfopolyester such that the blend is an immiscible blend. The fibers of the present invention contain less than 10%, less than 8%, or less than 6% by weight of the pigment or filler based on the total weight of the fiber. The first water dispersible polymer is as described above. The sulfopolyester should have a glass transition temperature (Tg) of at least 25 ° C, but for example about 35 ° C, about 48 ° C, about 55 ° C, about 65 ° C, about 70 ° C, about 75 ° C, about 85 ° C and about 90 It may have a Tg of ℃. The sulfopolyester may contain other concentrations of isophthalic acid residues, such as about 60 to about 95 mole percent, and about 75 to about 95 mole percent. Further examples of isophthalic acid residue concentrations are about 70 to about 85 mole percent, about 85 to about 95 mole percent, and about 90 to about 95 mole percent. The sulfopolyester may also comprise about 25 to about 95 mole percent diethylene glycol residues. Further examples of diethylene glycol residue concentration ranges include about 50 to about 95 mole percent, about 70 to about 95 mole percent, and about 75 to about 95 mole percent. Sulfopolyesters may also include ethylene glycol residues and / or 1,4-cyclohexanedimethanol (abbreviated herein as "CHDM") residues. Typical concentration ranges for CHDM residues are from about 10 to about 75 mole percent, about 25 to about 65 mole percent, and about 40 to about 60 mole percent. Typical concentration ranges for ethylene glycol moieties are about 10 to about 75 mole percent, about 25 to about 65 mole percent, and about 40 to about 60 mole percent. In other embodiments, the sulfopolyester comprises about 75 to about 96 mole percent isophthalic acid residues and about 25 to about 95 mole percent diethylene glycol residues.

본 발명의 설포폴리에스터는 전형적인 중축합 반응 조건을 이용하여 적절한 다이카복실산, 에스터, 무수물 또는 염, 설포단량체, 및 적절한 다이올 또는 다이올 혼합물로부터 용이하게 제조된다. 이들은 연속식, 반연속식 및 회분식 작업에 의해 제조될 수 있으며, 다양한 반응기 유형을 이용할 수 있다. 적합한 반응기 유형의 예는 교반식 탱크, 연속 교반식 탱크, 슬러리, 관상, 와이핑-필름, 낙하 필름 또는 압출 반응기를 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다. 본원에 사용되는 용어 "연속식"은 중단되지 않는 방식으로 반응물의 도입과 생성물의 회수가 동시에 이루어지는 공정을 의미한다. "연속식"이란, 공정이 작업시 실질적으로 또는 완전히 연속적임을 의미하며, "회분식" 공정과 대조된다. "연속식"은 예컨대 조업 개시, 반응기 유지 또는 계획된 조업 중지 기간으로 인한 공정의 연속성에 대한 정상적인 중단을 임의의 방식으로 금지함을 의미하지는 않는다. 본원에 사용되는 용어 "회분식" 공정은 모든 반응물을 반응기에 첨가한 다음 소정의 반응 절차에 따라 가공하는 동안 물질을 반응기에 공급하거나 반응기로부터 제거하지 않는 공정을 의미한다. 용어 "반연속식"은 반응물중 일부는 공정 개시시에 첨가하고 나머지 반응물은 반응이 진행됨에 따라 연속적으로 공급하는 공정을 의미한다. 다르게는, 반연속식 공정은 또한 반응이 진행됨에 따라 생성물중 하나 이상을 연속적으로 제거함을 제외하고는 모든 반응물을 공정 개시시에 첨가하는 회분식 공정과 유사한 공정도 포함할 수 있다. 경제적인 이유 때문에, 또한 설포폴리에스터가 너무 긴 시간동안 승온의 반응기에 체류하게 되면(이것이 허용되는 경우에) 외관이 열화될 수 있기 때문에 중합체의 탁월한 색상을 생성시키기 위하여, 공정을 유리하게는 연속식 공정으로서 진행시킨다.The sulfopolyesters of the present invention are readily prepared from suitable dicarboxylic acids, esters, anhydrides or salts, sulfomonomers, and suitable diols or diol mixtures using typical polycondensation reaction conditions. They can be produced by continuous, semi-continuous and batch operations and can utilize a variety of reactor types. Examples of suitable reactor types include, but are not limited to, stirred tanks, continuous stirred tanks, slurries, tubulars, wiping-films, drop films or extrusion reactors. As used herein, the term "continuous" means a process in which the introduction of the reactants and the recovery of the product occur simultaneously in an uninterrupted manner. "Continuous" means that the process is substantially or completely continuous in operation, in contrast to a "batch" process. "Continuous" does not mean to prohibit in any way normal interruptions to the continuity of the process, for example due to start-up, reactor maintenance or planned shutdown periods. As used herein, the term "batch" process refers to a process in which all reactants are added to a reactor and then no material is fed to or removed from the reactor during processing according to the desired reaction procedure. The term "semi-continuous" means a process in which some of the reactants are added at the start of the process and the remaining reactants are fed continuously as the reaction proceeds. Alternatively, the semi-continuous process may also include a process similar to the batch process where all reactants are added at the start of the process, except that one or more of the products are continuously removed as the reaction proceeds. For economic reasons, the process is also advantageously continuous in order to produce an excellent color of the polymer, since the appearance may deteriorate if the sulfopolyester stays in the reactor at elevated temperatures for too long time (if this is acceptable). Proceed as a food process.

당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있는 절차에 의해 본 발명의 설포폴리에스터를 제조한다. 다른 공정이 공지되어 있고 또한 예컨대 미국 특허 제 3,018,272 호, 제 3,075,952 호 및 제 3,033,822 호에 기재되어 있는 바와 같이 이용될 수 있기는 하지만, 가장 흔히는 설포단량체를 중합체가 제조되는 반응 혼합물에 직접 첨가한다. 통상적인 폴리에스터 중합 조건을 이용하여 설포단량체, 다이올 성분 및 다이카복실산 성분의 반응을 수행할 수 있다. 예를 들어, 에스터 교환 반응에 의해, 즉 다이카복실산 성분의 에스터 형태로부터 설포폴리에스터를 제조하는 경우, 반응 공정은 2개의 단계를 포함할 수 있다. 제 1 단계에서는, 다이올 성분 및 예컨대 다이메틸 이소프탈레이트 같은 다이카복실산 성분을 승온, 전형적으로는 약 150 내지 약 250℃에서 약 0.0 내지 약 414kPa 게이지(60파운드/제곱인치, "psig")의 압력에서 약 0.5 내지 약 8시간동안 반응시킨다. 바람직하게는, 에스터 교환 반응의 온도는 약 1 내지 약 4시간동안 약 180 내지 약 230℃이고, 바람직한 압력 범위는 약 103kPa 게이지(15psig) 내지 약 276kPa 게이지(40psig)이다. 그 후, 반응 생성물을 고온 및 감압하에 가열하여, 다이올을 제거하면서 설포폴리에스터를 생성시키며, 상기 다이올은 이들 조건하에서 용이하게 기화되어 시스템으로부터 제거된다. 이 제 2 단계 또는 중축합 단계를 고진공하에 통상 약 230 내지 약 350℃, 바람직하게는 약 250 내지 약 310℃, 가장 바람직하게는 약 260 내지 약 290℃에서 고유 점도에 의해 결정될 때 목적하는 중합도를 갖는 중합체가 수득될 때까지 약 0.1 내지 약 6시간, 또는 바람직하게는 약 0.2 내지 약 2시간동안 지속시킨다. 약 53kPa(400토르) 내지 약 0.013kPa(0.1토르)의 감압하에서 중축합 단계를 수행할 수 있다. 두 단계 모두에서 교반 또는 적절한 조건을 이용하여 반응 혼합물의 적절한 열 전달 및 표면 재생을 보장한다. 예를 들어 알콕시 티탄 화합물, 알칼리금속 수산화물 및 알콜레이트, 유기 카복실산의 염, 알킬 주석 화합물, 금속 산화물 등과 같은 적절한 촉매에 의해 두 단계의 반응을 촉진시킨다. 특히 산 및 에스터의 혼합된 단량체 공급물을 사용하는 경우 미국 특허 제 5,290,631 호에 기재되어 있는 것과 유사한 3단계 제조 절차를 또한 이용할 수 있다.The sulfopolyesters of the present invention are prepared by procedures known to those skilled in the art. Although other processes are known and may be used as described, for example, in US Pat. Nos. 3,018,272, 3,075,952 and 3,033,822, most often sulfomonomers are added directly to the reaction mixture from which the polymer is prepared. . Conventional polyester polymerization conditions may be used to carry out the reaction of the sulfomonomer, diol component and dicarboxylic acid component. For example, when preparing sulfopolyesters by ester exchange reactions, ie from the ester form of the dicarboxylic acid component, the reaction process may comprise two steps. In the first step, the diol component and the dicarboxylic acid component, such as, for example, dimethyl isophthalate, are elevated at a temperature of about 0.0 to about 414 kPa gauge (60 pounds per square inch, "psig"), typically at about 150 to about 250 ° C. In the reaction for about 0.5 to about 8 hours. Preferably, the temperature of the transesterification reaction is from about 180 to about 230 ° C. for about 1 to about 4 hours, and the preferred pressure range is from about 103 kPa gauge (15 psig) to about 276 kPa gauge (40 psig). Thereafter, the reaction product is heated under high temperature and reduced pressure to form a sulfopolyester while removing the diol, which is easily vaporized under these conditions and removed from the system. This second step or polycondensation step is usually carried out at high vacuum at about 230 to about 350 ° C., preferably at about 250 to about 310 ° C. and most preferably at about 260 to about 290 ° C. The polymer is held for about 0.1 to about 6 hours, or preferably about 0.2 to about 2 hours, until a polymer having it is obtained. The polycondensation step may be carried out under reduced pressure of about 53 kPa (400 Torr) to about 0.013 kPa (0.1 Torr). Stirring or appropriate conditions are used in both steps to ensure proper heat transfer and surface regeneration of the reaction mixture. The reaction of the two stages is facilitated by suitable catalysts such as, for example, alkoxy titanium compounds, alkali metal hydroxides and alcoholates, salts of organic carboxylic acids, alkyl tin compounds, metal oxides and the like. A three step preparation procedure similar to that described in US Pat. No. 5,290,631 can also be used, especially when using mixed monomer feeds of acid and ester.

에스터 교환 반응 메카니즘에 의한 다이올 성분과 다이카복실산 성분의 반응이 완결되도록 보장하기 위하여, 다이카복실산 성분 1몰에 대해 약 1.05 내지 약 2.5몰의 다이올 성분을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 당해 분야의 숙련자는 통상 반응 공정이 수행되는 반응기의 디자인에 의해 다이올 성분 대 다이카복실산 성분의 비가 결정됨을 알 것이다.In order to ensure that the reaction of the diol component with the dicarboxylic acid component by the ester exchange reaction mechanism is completed, it is preferable to use about 1.05 to about 2.5 moles of the diol component per mole of the dicarboxylic acid component. However, those skilled in the art will appreciate that the ratio of the diol component to the dicarboxylic acid component is usually determined by the design of the reactor in which the reaction process is carried out.

직접 에스터화에 의해, 즉 다이카복실산 성분의 산 형태로부터 설포폴리에스터를 제조함에 있어서는, 다이카복실산 또는 다이카복실산의 혼합물과 다이올 성분 또는 다이올 성분의 혼합물을 반응시킴으로써 설포폴리에스터를 생성시킨다. 약 7kPa 게이지(1psig) 내지 약 1379kPa 게이지(200psig), 바람직하게는 689kPa(100psig) 미만의 압력에서 반응을 수행하여, 약 1.4 내지 약 10의 평균 중합도를 갖는 저분자량의 선형 또는 분지형 설포폴리에스터 생성물을 생성시킨다. 직접 에스터화 반응 동안 이용되는 온도는 전형적으로 약 180 내지 약 280℃, 더욱 바람직하게는 약 220 내지 약 270℃이다. 이어, 이 저분자량 중합체를 중축합 반응에 의해 중합시킬 수 있다.In the preparation of sulfopolyesters by direct esterification, ie from the acid form of the dicarboxylic acid component, the sulfopolyester is produced by reacting a mixture of dicarboxylic acid or dicarboxylic acid with a mixture of diol component or diol component. The reaction is carried out at a pressure of about 7 kPa gauge (1 psig) to about 1379 kPa gauge (200 psig), preferably less than 689 kPa (100 psig), so that a low molecular weight linear or branched sulfopolyester having an average degree of polymerization of about 1.4 to about 10 To produce the product. The temperature used during the direct esterification reaction is typically about 180 to about 280 ° C, more preferably about 220 to about 270 ° C. Subsequently, this low molecular weight polymer can be polymerized by a polycondensation reaction.

본 발명의 수분산성 다성분 섬유 및 숏-컷 섬유, 섬유 물품은 또한 이들의 최종 용도에 유해하게 영향을 끼치지 않는 다른 통상적인 첨가제 및 성분도 함유할 수 있다. 예를 들어, 충전제, 표면 마찰 개질제, 광 안정화제, 열 안정화제, 압출 보조제, 대전방지제, 착색제, 염료, 안료, 형광 증백제, 항균제, 위조 방지 마커, 소수성 향상제, 친수성 향상제, 점도 개질제, 미끄럼제, 강화제(toughener), 접착 촉진제 등과 같은 첨가제를 사용할 수 있다.The water dispersible multicomponent fibers and short-cut fibers, fibrous articles of the present invention may also contain other conventional additives and components that do not adversely affect their end use. For example, fillers, surface friction modifiers, light stabilizers, heat stabilizers, extrusion aids, antistatic agents, colorants, dyes, pigments, fluorescent brighteners, antibacterial agents, anti-counterfeiting markers, hydrophobicity enhancers, hydrophilicity enhancers, viscosity modifiers, slips Agents, additives such as tougheners, adhesion promoters and the like can be used.

본 발명의 섬유 및 섬유 물품은 가공 동안 섬유의 블로킹 또는 융착을 방지하기 위하여 예컨대 안료, 충전제, 오일, 왁스 또는 지방산 최종처리제 같은 첨가제의 존재를 필요로 하지 않는다. 본원에 사용되는 용어 "블로킹 또는 융착"은 섬유가 의도된 목적을 위해 가공 또는 사용될 수 없도록 섬유 또는 섬유 물품이 함께 블로킹되거나 한 덩어리로 융착됨을 의미하는 것으로 이해된다. 섬유 또는 섬유 물품의 가공 동안 또는 수일 또는 수주의 기간에 걸쳐 저장되는 동안 블로킹 및 융착이 일어날 수 있으며, 이는 고온 다습한 조건 하에서 악화된다.The fibers and fibrous articles of the present invention do not require the presence of additives such as pigments, fillers, oils, waxes or fatty acid finishes to prevent blocking or fusion of the fibers during processing. The term "blocking or fusion" as used herein is understood to mean that the fibers or fiber articles are blocked together or fused together in a mass such that the fibers cannot be processed or used for their intended purpose. Blocking and fusion may occur during processing of the fiber or fibrous article or during storage over a period of days or weeks, which deteriorates under high temperature and high humidity conditions.

본 발명의 한 실시양태에서, 섬유 및 섬유 물품은 섬유 또는 섬유 물품의 총 중량을 기준으로 10중량% 미만의 이러한 블로킹 방지 첨가제를 함유한다. 예를 들어, 섬유 및 섬유 물품은 10중량% 미만의 안료 또는 충전제를 함유할 수 있다. 다른 실시예에서, 섬유 및 섬유 물품은 섬유의 총 중량을 기준으로 9중량% 미만, 5중량% 미만, 3중량% 미만, 1중량% 미만 및 0중량%의 안료 또는 충전제를 함유할 수 있다. 때때로 토너라고 불리는 착색제를 첨가하여 설포폴리에스터에 목적하는 중성 색조 및/또는 밝기를 부여할 수 있다. 착색된 섬유가 요구되는 경우, 안료 또는 착색제를 다이올 단량체와 다이카복실산 단량체의 반응 동안 설포폴리에스터 반응 혼합물에 포함시킬 수 있거나, 또는 이들을 미리 제조된 설포폴리에스터와 용융 블렌딩시킬 수 있다. 착색제를 포함시키는 바람직한 방법은 착색제가 설포폴리에스터와 공중합하여 그 안에 혼입됨으로써 설포폴리에스터의 색조를 개선시키도록 반응성 기를 갖는 열 안정성 유기 착색된 화합물을 갖는 착색제를 사용하는 것이다. 예를 들어, 청색 및 적색 치환된 안트라퀴논을 비롯한(이것으로 한정되지는 않음), 반응성 하이드록실기 및/또는 카복실기를 갖는 염료 같은 착색제를 중합체 쇄 내로 공중합시킬 수 있다. 염료를 착색제로서 사용하는 경우에는, 에스터 교환 또는 직접 에스터화 반응 후 코폴리에스터 반응 공정에 이들을 첨가할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the fibers and fibrous articles contain less than 10% by weight of such antiblocking additives, based on the total weight of the fibers or fibrous articles. For example, fibers and fibrous articles may contain less than 10% by weight of pigments or fillers. In other embodiments, the fibers and fibrous articles may contain less than 9 weight percent, less than 5 weight percent, less than 3 weight percent, less than 1 weight percent and 0 weight percent pigment or filler based on the total weight of the fibers. Colorants, sometimes called toners, may be added to impart the desired neutral color tone and / or brightness to the sulfopolyester. If colored fibers are desired, pigments or colorants may be included in the sulfopolyester reaction mixture during the reaction of the diol monomers with the dicarboxylic acid monomers, or they may be melt blended with the preformed sulfopolyesters. A preferred method of including a colorant is to use a colorant having a thermally stable organic colored compound having reactive groups such that the colorant is copolymerized with and incorporated into the sulfopolyester to improve the color tone of the sulfopolyester. For example, colorants such as dyes having reactive hydroxyl groups and / or carboxyl groups, including but not limited to blue and red substituted anthraquinones, can be copolymerized into the polymer chain. When dyes are used as colorants, they can be added to the copolyester reaction step after ester exchange or direct esterification.

본 발명의 목적을 위해, 용어 "섬유"는 직물 또는 부직물 같은 2차원 또는 3차원 물품으로 제조될 수 있는 높은 종횡비의 중합체 물체를 말한다. 본 발명과 관련하여, 용어 "섬유"는 "섬유들"과 동의어이고, 하나 이상의 섬유를 의미하고자 한다. 본 발명의 섬유는 단일성분 섬유, 이성분 섬유 또는 다성분 섬유일 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "단일성분 섬유"는 단일 설포폴리에스터, 하나 이상의 설포폴리에스터의 블렌드, 또는 하나 이상의 설포폴리에스터와 하나 이상의 추가적인 중합체의 블렌드를 용융 방사시킴으로써 제조되는 섬유를 의미하고자 하며, 스테이플 섬유, 단일 필라멘트 섬유 및 다중 필라멘트 섬유를 포함한다. "단일성분"은 용어 "단성분"과 동의어이고, "혼합이성분(biconstituent)" 또는 "혼합다성분(multiconstituent)" 섬유를 포함하며, 블렌드로서 동일한 압출기로부터 압출되는 둘 이상의 중합체로부터 제조된 섬유를 말한다. 단일성분 또는 혼합이성분 섬유는 섬유의 단면을 가로질러 비교적 일정하게 위치된 별개의 대역에 배열된 다양한 중합체 성분을 갖지 않으며, 다양한 중합체는 무작위적으로 개시 및 종결되는 피브릴 또는 프로토피브릴을 생성시키는 대신 통상 섬유의 전체 길이를 따라 연속적이지 않다. 따라서, 용어 "단일성분"은 착색, 대전 방지 특성, 윤활성, 친수성 등을 위해 소량의 첨가제가 첨가될 수 있는 하나의 중합체 또는 하나 이상의 중합체의 블렌드로부터 생성된 섬유를 배제하고자 하지 않는다.For the purposes of the present invention, the term "fiber" refers to a high aspect ratio polymeric object that can be made into a two-dimensional or three-dimensional article, such as a woven or nonwoven. In the context of the present invention, the term "fiber" is synonymous with "fibers" and is intended to mean one or more fibers. The fibers of the present invention may be monocomponent fibers, bicomponent fibers or multicomponent fibers. As used herein, the term “monocomponent fiber” is intended to mean a fiber made by melt spinning a single sulfopolyester, a blend of one or more sulfopolyesters, or a blend of one or more sulfopolyesters and one or more additional polymers, and staples Fibers, single filament fibers and multiple filament fibers. "Single component" is synonymous with the term "monocomponent" and includes "biconstituent" or "multiconstituent" fibers and is made from two or more polymers extruded from the same extruder as a blend Say. Monocomponent or mixed bicomponent fibers do not have a variety of polymer components arranged in discrete zones that are relatively uniformly positioned across the cross section of the fiber, and the various polymers produce fibrils or protofibrils that start and end randomly. Instead, they are usually not continuous along the entire length of the fiber. Thus, the term "monocomponent" is not intended to exclude fibers produced from one polymer or blends of one or more polymers to which small amounts of additives may be added for coloring, antistatic properties, lubricity, hydrophilicity, and the like.

대조적으로, 본원에 사용되는 용어 "다성분 섬유"는 둘 이상의 섬유 형성 중합체를 별도의 압출기에서 용융시키고, 생성된 다중 중합체를 복수개의 분배 흐름 경로를 갖는 하나의 방사구금 내로 유동시키고 함께 방사시켜 하나의 섬유를 형성함으로써 제조되는 섬유를 의미하고자 한다. 다성분 섬유는 또한 때때로 컨쥬게이트 또는 이성분 섬유라고 불린다. 중합체는 컨쥬게이트 섬유의 단면을 가로질러 실질적으로 일정하게 위치된 별도의 구획 또는 대역에 배열되고, 컨쥬게이트 섬유의 길이를 따라 연속적으로 연장된다. 이러한 다성분 섬유의 형상은 예를 들어 하나의 중합체가 다른 하나에 의해 둘러싸인 외피/코어 배열일 수 있거나, 또는 병렬 배열, 파이 배열 또는 "해도" 배열일 수 있다. 예를 들어, "해도" 또는 분할된 파이 형상 같은 성형 또는 엔지니어링된 횡단 기하학적 형태를 갖는 방사구금을 통해 설포폴리에스터 및 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 별도로 압출시킴으로써 다성분 섬유를 제조할 수 있다. 단일성분 섬유는 전형적으로 성형된 단면 또는 둥근 단면을 갖는 스테이플 섬유, 단일 필라멘트 섬유 또는 다중 필라멘트 섬유이다. 대부분의 섬유 형태는 열 경화된다. 섬유는 다양한 산화방지제, 안료 및 본원에 기재된 첨가제를 포함할 수 있다.In contrast, as used herein, the term “multicomponent fiber” refers to one that melts two or more fiber forming polymers in separate extruders and flows the resulting multiple polymer into one spinneret having a plurality of distribution flow paths and spun together It is intended to mean the fiber produced by forming a fiber of. Multicomponent fibers are also sometimes called conjugate or bicomponent fibers. The polymer is arranged in separate compartments or zones positioned substantially constant across the cross section of the conjugate fiber and extends continuously along the length of the conjugate fiber. The shape of such multicomponent fibers may be, for example, a sheath / core arrangement in which one polymer is surrounded by another, or may be in a parallel arrangement, a pi arrangement or a “seaweed” arrangement. For example, multicomponent fibers may be prepared by separately extruding the sulfopolyester and one or more water non-dispersible polymers through a spinneret having a molded or engineered transverse geometry, such as a “sea chart” or divided pie shape. . Monocomponent fibers are typically staple fibers, single filament fibers or multifilament fibers having a molded cross section or a round cross section. Most fiber forms are heat cured. The fibers can include various antioxidants, pigments and additives described herein.

단일 필라멘트 섬유는 일반적으로 그 크기가 약 15 내지 약 8000데니어/필라멘트(본원에서는 "d/f"로 약칭됨)이다. 본 발명의 신규 섬유는 전형적으로 약 40 내지 약 5000의 d/f 값을 갖는다. 단일 필라멘트는 단일성분 또는 다성분 섬유의 형태일 수 있다. 본 발명의 다중 필라멘트 섬유는 바람직하게는 그 크기가 용융 취입 웹의 경우 약 1.5㎛, 스테이플 섬유의 경우 약 0.5 내지 약 50d/f, 단일 필라멘트 섬유의 경우 약 5000d/f 이하이다. 다중 필라멘트 섬유는 또한 권축되거나 권축되지 않은 얀 및 토우(tow)로서도 사용될 수 있다. 용융 취입된 웹 및 용융 방사된 직물에 사용되는 섬유는 마이크로데니어 크기로 제조될 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "마이크로데니어"는 1d/f 이하의 d/f 값을 의미하고자 한다. 예를 들어, 본 발명의 마이크로데니어 섬유는 전형적으로 1 이하, 0.5 이하, 또는 0.1 이하의 d/f 값을 갖는다. 정전기 방사에 의해 나노섬유를 또한 생성시킬 수 있다.Single filament fibers are generally about 15 to about 8000 denier / filament (abbreviated herein as "d / f"). The novel fibers of the present invention typically have a d / f value of about 40 to about 5000. Single filaments may be in the form of monocomponent or multicomponent fibers. The multifilament fibers of the present invention preferably have a size of about 1.5 μm for melt blown webs, about 0.5 to about 50 d / f for staple fibers and about 5000 d / f or less for single filament fibers. Multifilament fibers can also be used as yarns and tows that are crimped or un crimped. The fibers used in meltblown webs and melt spun fabrics can be made in microdenier sizes. The term "microdenier" as used herein is intended to mean a d / f value of 1 d / f or less. For example, the microdenier fibers of the present invention typically have d / f values of 1 or less, 0.5 or less, or 0.1 or less. Nanofibers can also be produced by electrostatic spinning.

상기 기재한 바와 같이, 설포폴리에스터는 또한 성형된 단면을 갖는 이성분 섬유 및 다성분 섬유의 제조에 유리하다. 본 발명자들은 57℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 설포폴리에스터 또는 설포폴리에스터의 블렌드가 방사 및 권취 동안 섬유의 블로킹 및 융착을 방지하기 위해 다성분 섬유에 특히 유용함을 발견하였다. 따라서, 본 발명은 As described above, sulfopolyesters are also advantageous for the production of bicomponent and multicomponent fibers having shaped cross sections. The inventors have found that sulfopolyesters or blends of sulfopolyesters having a glass transition temperature (Tg) of at least 57 ° C. are particularly useful for multicomponent fibers to prevent blocking and fusion of the fibers during spinning and winding. Therefore, the present invention

(A) (i) 하나 이상의 다이카복실산 잔기; (ii) 총 반복 단위를 기준으로 약 4 내지 약 40몰%의, 방향족 또는 지환족 고리에 부착된 2개의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임) 및 하나 이상의 설포네이트기를 갖는 하나 이상의 설포단량체 잔기; (iii) 총 다이올 잔기의 25몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 하나 이상의 다이올 잔기; 및 (iv) 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 25몰%의, 3개 이상의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임)를 갖는 분지화 단량체 잔기를 포함하는, 57℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 수분산성 설포폴리에스터; 및 (A) (i) one or more dicarboxylic acid residues; (ii) at least one having at least about 4 to about 40 mole percent, based on the total repeat units, of two functional groups attached to an aromatic or cycloaliphatic ring, which is hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof, and one or more sulfonate groups Sulfomonomer residues; (iii) at least 25 mole% of the total diol residues are poly (ethylene glycol) having a structure of H— (OCH 2 —CH 2 ) n —OH, wherein n is an integer from 2 to about 500 Diol residues; And (iv) a glass transition temperature of at least 57 ° C. comprising branched monomer residues having from 0 to about 25 mole percent, based on the total repeat units, of at least 3 functional groups, which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof. Water dispersible sulfopolyester having (Tg); And

(B) 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 구획으로서, 상기 구획들이 구획들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있는 복수개의 구획(B) a plurality of compartments comprising one or more water non-dispersible polymers immiscible with sulfopolyesters, the plurality of compartments being substantially isolated from one another by sulfopolyesters intervening between the compartments;

을 포함하는, 성형된 단면을 갖는 다성분 섬유를 제공하며, 임의적으로, 이 섬유는 해도 또는 분할된 파이 단면을 갖고, 섬유의 총 중량을 기준으로 10중량% 미만의 안료 또는 충전제를 함유한다.A multicomponent fiber having a shaped cross section is provided, optionally wherein the fiber has an island-in-sea or divided pie cross section and contains less than 10% by weight of pigment or filler based on the total weight of the fiber.

다이카복실산, 다이올, 설포폴리에스터, 설포단량체 및 분지화 단량체 잔기는 본 발명의 다른 실시양태에 대해 앞서 기재된 바와 같다. 다성분 섬유의 경우, 설포폴리에스터가 57℃ 이상의 Tg를 갖는 것이 유리하다. 본 발명의 다성분 섬유의 설포폴리에스터 또는 설포폴리에스터 블렌드가 나타낼 수 있는 유리 전이 온도의 다른 예는 60℃ 이상, 65℃ 이상, 70℃ 이상, 75℃ 이상, 80℃ 이상, 85℃ 이상 및 90℃ 이상이다. 또한, 57℃ 이상의 Tg를 갖는 설포폴리에스터를 수득하기 위하여, 하나 이상의 설포폴리에스터의 블렌드를 다양한 비율로 사용하여 목적하는 Tg를 갖는 설포폴리에스터 블렌드를 수득할 수 있다. 설포폴리에스터 성분의 Tg의 가중 평균치를 사용함으로써 설포폴리에스터 블렌드의 Tg를 계산할 수 있다. 예를 들어, 48℃의 Tg를 갖는 설포폴리에스터를 65℃의 Tg를 갖는 다른 설포폴리에스터와 27:75 중량:중량 비로 블렌딩시켜, 약 61℃의 Tg를 갖는 설포폴리에스터 블렌드를 제공할 수 있다.Dicarboxylic acids, diols, sulfopolyesters, sulfomonomers and branched monomer residues are as previously described for other embodiments of the present invention. In the case of multicomponent fibers, it is advantageous for the sulfopolyester to have a Tg of at least 57 ° C. Other examples of glass transition temperatures that the sulfopolyester or sulfopolyester blends of the multicomponent fibers of the present invention can exhibit include at least 60 ° C, at least 65 ° C, at least 70 ° C, at least 75 ° C, at least 80 ° C, at least 85 ° C, and It is 90 degreeC or more. In addition, in order to obtain sulfopolyesters having a Tg of 57 ° C. or higher, blends of one or more sulfopolyesters can be used in various proportions to obtain sulfopolyester blends having the desired Tg. The Tg of the sulfopolyester blend can be calculated by using the weighted average of the Tg of the sulfopolyester component. For example, a sulfopolyester having a Tg of 48 ° C. may be blended with another sulfopolyester having a Tg of 65 ° C. in a 27:75 weight: weight ratio to provide a sulfopolyester blend having a Tg of about 61 ° C. have.

본 발명의 다른 실시양태에서, 다성분 섬유의 수분산성 설포폴리에스터는 하기중 하나 이상을 허용하는 특성을 제공한다:In another embodiment of the invention, the water dispersible sulfopolyester of the multicomponent fiber provides properties that allow one or more of the following:

(A) 다성분 섬유가 목적하는 낮은 데니어로 방사되도록 함;(A) causing the multicomponent fibers to be spun to the desired low denier;

(B) 이들 다성분 섬유중 설포폴리에스터가 섬유로부터 생성된 웹의 고수압 직조 동안의 제거에는 저항성이지만, 고수압 직조 후 승온에서 효과적으로 제거됨;(B) sulfopolyester in these multicomponent fibers is resistant to removal during high pressure weaving of the web produced from the fibers, but is effectively removed at elevated temperature after high pressure weaving;

(C) 다성분 섬유가 열경화성이어서 안정하고 강한 직물을 수득함.(C) The multicomponent fiber is thermoset to give a stable and strong fabric.

특정 용융 점도 및 설포단량체 잔기의 수준을 갖는 설포폴리에스터를 사용하여 이들 목적을 추구함에 있어서 놀랍고도 예기치 못한 결과가 달성되었다.Surprising and unexpected results have been achieved in pursuing these objectives using sulfopolyesters having specific melt viscosities and levels of sulfomonomer residues.

따라서, 본 발명의 본 실시양태에서는, Therefore, in this embodiment of the present invention,

(A) 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터; 및 (A) at least one water dispersible sulfopolyester; And

(B) 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인으로서, 상기 도메인들이 도메인들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되는 복수개의 도메인(B) a plurality of domains comprising one or more water non-dispersible polymers immiscible with sulfopolyesters, the plurality of domains being substantially isolated from one another by sulfopolyesters in which the domains intervene between the domains;

을 포함하는, 성형된 단면을 갖는 다성분 섬유가 제공되며, 이때 상기 섬유는 약 6데니어/필라멘트 미만의 방사 데니어를 갖고, 상기 수분산성 설포폴리에스터는 240℃에서 1라디안/초의 변형 속도에서 측정될 때 약 12,000포아즈 미만의 용융 점도를 나타내며, 이산 또는 다이올 잔기의 총 몰을 기준으로 약 25몰% 미만의 하나 이상의 설포단량체 잔기를 포함한다.A multicomponent fiber having a shaped cross section is provided, wherein the fiber has a spun denier of less than about 6 denier / filament, and the water dispersible sulfopolyester is measured at a strain rate of 1 radian / second at 240 ° C. And a melt viscosity of less than about 12,000 poise and comprises less than about 25 mole percent of one or more sulfomonomer residues based on the total moles of diacid or diol residues.

이들 다성분 섬유에 사용되는 설포폴리에스터는 통상 약 12,000포아즈 미만의 용융 점도를 갖는다. 바람직하게는, 설포폴리에스터의 용융 점도는 240℃에서 1라디안/초의 변형 속도에서 측정될 때 10,000포아즈 미만, 더욱 바람직하게는 6,000포아즈 미만, 가장 바람직하게는 4,000포아즈 미만이다. 다른 양태에서, 설포폴리에스터는 240℃ 및 1라디안/초의 변형 속도에서 측정될 때 약 1000 내지 12000포아즈, 더욱 바람직하게는 2000 내지 6000포아즈, 가장 바람직하게는 2500 내지 4000포아즈의 용융 점도를 나타낸다. 점도를 결정하기 전에, 샘플을 진공 오븐에서 60℃에서 2일동안 건조시킨다. 1mm 간격이 설정된 25mm 직경 평행판 구조체를 사용하는 점도계에서 용융 점도를 측정한다. 1 내지 400라디안/초의 변형 속도 및 10% 변형 폭에서 동적 주파수 스위프(sweep)를 작동시킨다. 이어, 240℃ 및 1라디안/초의 변형 속도에서 점도를 측정한다.The sulfopolyesters used in these multicomponent fibers typically have a melt viscosity of less than about 12,000 poise. Preferably, the melt viscosity of the sulfopolyester is less than 10,000 poise, more preferably less than 6,000 poise and most preferably less than 4,000 poise when measured at 240 ° C. at a strain rate of 1 radian / second. In another embodiment, the sulfopolyester has a melt viscosity of about 1000 to 12000 poise, more preferably 2000 to 6000 poise, most preferably 2500 to 4000 poise as measured at a strain rate of 240 ° C. and 1 radian / sec. Indicates. Before determining the viscosity, the samples are dried in a vacuum oven at 60 ° C. for 2 days. Melt viscosity is measured in a viscometer using a 25 mm diameter parallel plate structure with 1 mm spacing. A dynamic frequency sweep is operated at a strain rate of 1 to 400 radians / second and a 10% strain width. The viscosity is then measured at 240 ° C. and strain rate of 1 radian / second.

본 발명의 본 양태에 따라 사용하기 위한 설포폴리에스터 중합체중 설포단량체 잔기의 수준은 일반적으로 약 25몰% 미만, 바람직하게는 20몰% 미만이다(설포폴리에스터중 전체 이산 또는 다이올 잔기의 백분율로서 보고됨). 더욱 바람직하게는, 이 수준은 약 4 내지 약 20몰%, 더더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 12몰%, 가장 바람직하게는 약 7 내지 약 10몰%이다. 본 발명에서 사용하기 위한 설포단량체는 바람직하게는 방향족 또는 지환족 고리에 부착된 2개의 작용기 및 하나 이상의 설포네이트기를 가지며, 이때 상기 작용기는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합이다. 소디오설포-이소프탈산 단량체가 특히 바람직하다.The level of sulfomonomer residues in sulfopolyester polymers for use in accordance with this aspect of the invention is generally less than about 25 mol%, preferably less than 20 mol% (percentage of total diacid or diol residues in sulfopolyester). Reported as). More preferably, this level is about 4 to about 20 mol%, even more preferably about 5 to about 12 mol%, most preferably about 7 to about 10 mol%. Sulfomonomers for use in the present invention preferably have two functional groups and one or more sulfonate groups attached to an aromatic or cycloaliphatic ring, wherein the functional groups are hydroxyl, carboxyl or combinations thereof. Sodiosulfo-isophthalic acid monomers are particularly preferred.

이미 기재된 설포단량체 외에, 상기 설포폴리에스터는 바람직하게는 하나 이상의 다이카복실산 잔기, 총 다이올 잔기의 25몰% 이상의 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임) 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 하나 이상의 다이올 잔기, 및 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 20몰%의, 3개 이상의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임)를 갖는 분지화 단량체 잔기를 포함한다.In addition to the sulfomonomers already described, the sulfopolyester preferably comprises at least one dicarboxylic acid residue, at least 25 mole% of the total diol residues H- (OCH 2 -CH 2 ) n -OH, wherein n is from 2 to about At least one diol moiety that is a poly (ethylene glycol) having a structure of 0) and from 0 to about 20 mole percent, based on the total repeat units, of at least 3 functional groups (which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof) Branched monomer residues having:

특히 바람직한 실시양태에서, 상기 설포폴리에스터는 약 80 내지 96몰%의 다이카복실산 잔기, 약 4 내지 약 20몰%의 설포단량체 잔기 및 100몰%의 다이올 잔기를 포함한다(총 200몰%, 즉 100몰% 이산 및 100몰% 다이올이 존재함). 더욱 구체적으로, 상기 설포폴리에스터의 다이카복실산 부분은 테레프탈산 약 60 내지 80몰%, 이소프탈산 약 0 내지 30몰% 및 5-소디오설포이소프탈산(5-SSIPA) 약 4 내지 20몰%를 포함한다. 다이올 부분은 다이에틸렌 글리콜 약 0 내지 50몰% 및 에틸렌 글리콜 약 50 내지 100몰%를 포함한다. 본 발명의 이 실시양태에 따른 예시적인 배합물이 아래에 기재된다.In a particularly preferred embodiment, the sulfopolyester comprises about 80 to 96 mole% dicarboxylic acid residues, about 4 to about 20 mole% sulfomonomer residues and 100 mole% diol residues (200 mole% in total, Ie 100 mole% diacid and 100 mole% diol). More specifically, the dicarboxylic acid portion of the sulfopolyester comprises about 60 to 80 mole percent of terephthalic acid, about 0 to 30 mole percent of isophthalic acid and about 4 to 20 mole percent of 5-sodiosulfoisophthalic acid (5-SSIPA). Include. The diol portion comprises about 0-50 mole percent diethylene glycol and about 50-100 mole percent ethylene glycol. Exemplary combinations according to this embodiment of the invention are described below.

Figure 112014081798170-pct00001

Figure 112014081798170-pct00001

다성분 섬유의 수 비-분산성 성분은 본원에 기재된 임의의 수 비-분산성 중합체를 포함할 수 있다. 본원에 기재된 임의의 방법에 따라 섬유를 방사시킬 수 있다. 그러나, 본 발명의 이 양태에 따른 다성분 섬유의 개선된 레올로지 특성은 향상된 인발 속도를 제공한다. 설포폴리에스터 및 수 비-분산성 중합체를 압출시켜 다성분 압출물을 생성시키는 경우에는, 본원에 개시된 임의의 방법을 이용하여 약 2000m/분 이상, 더욱 바람직하게는 약 3000m/분 이상, 더더욱 바람직하게는 약 4000m/분 이상, 가장 바람직하게는 약 4500m/분 이상의 속도에서 다성분 압출물을 용융 인발시켜 다성분 섬유를 생성시킬 수 있다. 임의의 특정 이론에 얽매이고자 하지 않으면서, 이러한 속도에서 다성분 압출물을 용융 인발시키면, 다성분 섬유중 수 비-분산성 성분에서 적어도 약간의 배향된 결정성이 야기된다. 이 배향된 결정성은 후속 가공 동안 다성분 섬유로부터 제조되는 부직 물질의 치수 안정성을 증가시킬 수 있다.The water non-dispersible component of the multicomponent fiber may comprise any of the water non-dispersible polymers described herein. The fibers can be spun according to any of the methods described herein. However, the improved rheological properties of the multicomponent fibers according to this aspect of the invention provide improved drawing speeds. When the sulfopolyester and water non-dispersible polymer are extruded to produce a multicomponent extrudate, at least about 2000 m / min, more preferably at least about 3000 m / min, even more preferred using any of the methods disclosed herein. Preferably, the multicomponent extrudate can be melted drawn at a speed of at least about 4000 m / min, most preferably at least about 4500 m / min to produce multicomponent fibers. Without wishing to be bound by any particular theory, melt drawing the multicomponent extrudate at this rate results in at least some oriented crystallinity in the water non-dispersible component in the multicomponent fiber. This oriented crystallinity can increase the dimensional stability of nonwoven materials made from multicomponent fibers during subsequent processing.

다성분 압출물의 다른 이점은 이를 6데니어/필라멘트 미만의 방사 데니어를 갖는 다성분 섬유로 용융 인발시킬 수 있다는 것이다. 다성분 섬유 크기의 다른 범위는 4데니어/필라멘트 미만, 및 2.5데니어/필라멘트 미만의 방사 데니어를 포함한다.Another advantage of the multicomponent extrudates is that they can be melt drawn into multicomponent fibers having less than 6 denier / filament spinneriers. Other ranges of multicomponent fiber sizes include less than 4 denier / filament, and less than 2.5 denier / filament spun denier.

따라서, 본 발명의 다른 실시양태에서는, Thus, in another embodiment of the present invention,

(A) 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터; 및 (A) at least one water dispersible sulfopolyester; And

(B) 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인으로서, 상기 도메인들이 도메인들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되는 복수개의 도메인(B) a plurality of domains comprising one or more water non-dispersible polymers immiscible with sulfopolyesters, the plurality of domains being substantially isolated from one another by sulfopolyesters in which the domains intervene between the domains;

을 포함하는, 성형된 단면을 갖는 다성분 압출물이 제공되며, 이때 상기 압출물은 약 2000m/분 이상의 속도에서 용융 인발될 수 있다.A multicomponent extrudate having a shaped cross section is provided, wherein the extrudate can be melt drawn at a speed of about 2000 m / min or more.

상기 다성분 섬유는 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체의 복수개의 구획 또는 도메인을 포함하며, 이때 상기 구획 또는 도메인은 구획 또는 도메인 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리된다. 본원에 사용되는 용어 "실질적으로 단리되는"은 구획 또는 도메인이 서로 떨어져서 설포폴리에스터의 제거시 구획 또는 도메인이 개별적인 섬유를 형성할 수 있음을 의미하고자 한다. 예를 들어, 구획 또는 도메인은 예컨대 분할된 파이 형상에서와 같이 서로 접촉할 수 있으나, 충격에 의해 또는 설포폴리에스터가 제거되는 경우 나뉘어질 수 있다.The multicomponent fiber comprises a plurality of compartments or domains of one or more water non-dispersible polymers that are immiscible with sulfopolyesters, wherein the compartments or domains are substantially substantially mutually spaced by sulfopolyesters intervening between the compartments or domains. Is isolated. As used herein, the term “substantially isolated” is intended to mean that the compartments or domains may be spaced apart from one another so that the compartments or domains can form individual fibers upon removal of the sulfopolyester. For example, the compartments or domains may be in contact with each other, such as in a split pie shape, for example, but may be divided by impact or when the sulfopolyester is removed.

본 발명의 다성분 섬유에서 설포폴리에스터 대 수 비-분산성 중합체 성분의 중량비는 일반적으로 약 60:40 내지 약 2:98, 또는 다른 예에서는 약 50:50 내지 약 5:95이다. 전형적으로, 설포폴리에스터는 다성분 섬유의 총 중량의 50중량% 이하를 차지한다.The weight ratio of sulfopolyester to water non-dispersible polymer component in the multicomponent fibers of the present invention is generally from about 60:40 to about 2:98, or in other instances from about 50:50 to about 5:95. Typically, sulfopolyester accounts for up to 50% by weight of the total weight of the multicomponent fiber.

다성분 섬유의 구획 또는 도메인은 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 포함할 수 있다. 다성분 섬유의 구획에 사용될 수 있는 수 비-분산성 중합체의 예는 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리아미드, 폴리락타이드, 폴리카프로락톤, 폴리카본에이트, 폴리우레탄 및 폴리비닐 클로라이드를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 수 비-분산성 중합체는 폴리(에틸렌) 테레프탈레이트, 폴리(부틸렌) 테레프탈레이트, 폴리(사이클로헥실렌) 사이클로헥산다이카복실레이트, 폴리(사이클로헥실렌) 테레프탈레이트, 폴리(트라이메틸렌) 테레프탈레이트 등과 같은 폴리에스터일 수 있다. 다른 예에서, 수 비-분산성 중합체는 DIN 표준 54900에 의해 결정될 때 바이오해체성일 수 있고/있거나 ASTM 표준 방법 D6340-98에 의해 결정될 때 생분해성일 수 있다. 생분해성 폴리에스터 및 폴리에스터 블렌드의 예는 미국 특허 제 5,599,858 호, 제 5,580,911 호, 제 5,446,079 호 및 제 5,559,171 호에 개시되어 있다. 본 발명의 수 비-분산성 중합체와 관련하여 본원에 사용되는 용어 "생분해성"은 중합체가 예컨대 퇴비화 환경 같은 환경의 영향 하에서 예를 들어 ASTM 표준 방법 D6340-98(표제 "수성 또는 퇴비화 환경에서 방사성 라벨링된 플라스틱 물질의 호기성 생분해를 결정하기 위한 표준 시험 방법")에 의해 한정되는 적절하고 명백한 기준 기간에 분해됨을 의미하는 것으로 이해된다. 본 발명의 수 비-분산성 중합체는 또한 "바이오해체성"일 수 있는데, 이는 중합체가 예컨대 DIN 표준 54900에 의해 정의되는 퇴비화 환경에서 용이하게 분해됨을 의미한다. 예를 들어, 생분해성 중합체는 처음에는 열, 물, 공기, 미생물 및 다른 인자의 작용에 의해 환경 중에서 분자량이 감소된다. 이러한 분자량의 감소는 물리적 특성(인성)의 상실 및 흔히 섬유 파단으로 이어진다. 중합체의 분자량이 충분히 낮으면, 이어서 단량체 및 올리고머가 미생물에 의해 동화된다. 호기성 환경에서, 이들 단량체 또는 올리고머는 궁극적으로는 CO2, H2O 및 신규의 세포 생물 자원으로 산화된다. 혐기성 환경에서, 단량체 또는 올리고머는 궁극적으로 CO2, H2, 아세테이트, 메테인 및 세포 생물자원으로 전환된다.The compartments or domains of the multicomponent fiber may comprise one or more water non-dispersible polymers. Examples of water non-dispersible polymers that can be used in the compartments of multicomponent fibers include, but are not limited to, polyolefins, polyesters, polyamides, polylactides, polycaprolactones, polycarbonates, polyurethanes, and polyvinyl chlorides. It is not limited. For example, the water non-dispersible polymers include poly (ethylene) terephthalate, poly (butylene) terephthalate, poly (cyclohexylene) cyclohexanedicarboxylate, poly (cyclohexylene) terephthalate, poly (tri Methylene) terephthalate and the like. In another example, the water non-dispersible polymer may be biodegradable as determined by DIN standard 54900 and / or biodegradable as determined by ASTM standard method D6340-98. Examples of biodegradable polyesters and polyester blends are disclosed in US Pat. Nos. 5,599,858, 5,580,911, 5,446,079, and 5,559,171. The term "biodegradable" as used herein in connection with the water non-dispersible polymers of the present invention refers to, for example, ASTM standard method D6340-98 (heading "radioactive in aqueous or composting environments) under environmental influences such as composting environments. It is understood that it means degradation at an appropriate and apparent reference period defined by " standard test methods for determining aerobic biodegradation of labeled plastic materials ". The water non-dispersible polymers of the present invention may also be "biodegradable", meaning that the polymers are readily degraded in a composting environment as defined, for example, by DIN standard 54900. For example, biodegradable polymers initially lose molecular weight in the environment by the action of heat, water, air, microorganisms and other factors. This reduction in molecular weight leads to loss of physical properties (toughness) and often fiber breakage. If the molecular weight of the polymer is low enough, then the monomers and oligomers are assimilated by the microorganisms. In an aerobic environment, these monomers or oligomers are ultimately oxidized to CO 2 , H 2 O and new cellular biological resources. In an anaerobic environment, monomers or oligomers are ultimately converted to CO 2 , H 2 , acetate, methane and cell biomass.

예를 들어, 수 비-분산성 중합체는 지방족-방향족 폴리에스터(본원에서는 "AAPE"로 약칭됨)일 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "지방족-방향족 폴리에스터"는 지방족 또는 지환족 다이카복실산 또는 다이올 및 방향족 다이카복실산 또는 다이올로부터 잔기의 혼합물을 포함하는 폴리에스터를 의미한다. 본 발명의 다이카복실산 및 다이올 단량체와 관련하여 본원에서 사용되는 용어 "비-방향족"은 단량체의 카복실 또는 하이드록실기가 방향족 핵을 통해 연결되지 않음을 의미한다. 예를 들어, 아디프산은 그의 주쇄, 즉 카복실산기를 연결하는 탄소 원자의 쇄에 방향족 핵을 함유하지 않으며, 따라서 "비-방향족"이다. 대조적으로, 용어 "방향족"은 예를 들어 테레프탈산 또는 2,6-나프탈렌 다이카복실산 같이 다이카복실산 또는 다이올이 주쇄에 방향족 핵을 함유함을 의미한다. 따라서, "비-방향족"은 예를 들어 본질적으로 포화 또는 파라핀성, 불포화(즉, 비-방향족 탄소-탄소 이중 결합을 함유함), 또는 아세틸렌성(즉, 탄소-탄소 삼중 결합을 함유함)일 수 있는 구성 탄소 원자의 직쇄 또는 분지쇄 또는 환상 배열을 주쇄로서 함유하는 다이올 및 다이카복실산 같은 지방족 및 지환족 구조체를 둘 다 포함하고자 한다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명 및 청구의 범위와 관련하여, 비-방향족은 선형 및 분지형 쇄 구조체(본원에서 "지방족"이라고 함) 및 환상 구조체(본원에서 "지환족"이라고 함)를 포함하고자 한다. 그러나, 용어 "비-방향족"은 지방족 또는 지환족 다이올 또는 다이카복실산에 부착될 수 있는 임의의 방향족 치환기를 배제하고자 하지는 않는다. 본 발명에서, 이작용성 카복실산은 전형적으로 예컨대 아디프산 같은 지방족 다이카복실산, 또는 예컨대 테레프탈산 같은 방향족 다이카복실산이다. 이작용성 하이드록실 화합물은 예를 들어 1,4-사이클로헥산다이메탄올 같은 지환족 다이올, 예컨대 1,4-부탄다이올 같은 선형 또는 분지형 지방족 다이올, 또는 예컨대 하이드로퀴논 같은 방향족 다이올일 수 있다.For example, the water non-dispersible polymer may be an aliphatic-aromatic polyester (abbreviated herein as "AAPE"). As used herein, the term "aliphatic-aromatic polyester" means a polyester comprising a mixture of residues from aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acids or diols and aromatic dicarboxylic acids or diols. The term "non-aromatic" as used herein in connection with the dicarboxylic acid and diol monomers of the present invention means that the carboxyl or hydroxyl groups of the monomer are not linked through the aromatic nucleus. For example, adipic acid does not contain an aromatic nucleus in its main chain, ie the chain of carbon atoms connecting the carboxylic acid groups, and thus is "non-aromatic". In contrast, the term “aromatic” means that dicarboxylic acids or diols contain aromatic nuclei in the main chain, for example terephthalic acid or 2,6-naphthalene dicarboxylic acid. Thus, "non-aromatic" is, for example, essentially saturated or paraffinic, unsaturated (ie, containing non-aromatic carbon-carbon double bonds), or acetylene (ie, containing carbon-carbon triple bonds) It is intended to include both aliphatic and cycloaliphatic structures such as diols and dicarboxylic acids containing as straight chain or branched or cyclic arrangements of the constituent carbon atoms which may be. Thus, in connection with the description and claims of the present invention, non-aromatics are intended to include linear and branched chain structures (referred to herein as "aliphatic") and cyclic structures (referred to herein as "alicyclic"). do. However, the term "non-aromatic" is not intended to exclude any aromatic substituents that may be attached to aliphatic or cycloaliphatic diols or dicarboxylic acids. In the present invention, difunctional carboxylic acids are typically aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, or aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid. The bifunctional hydroxyl compound can be, for example, an alicyclic diol such as 1,4-cyclohexanedimethanol, such as linear or branched aliphatic diols such as 1,4-butanediol, or an aromatic diol such as hydroquinone .

AAPE는 하나 이상의 치환되거나 치환되지 않은 선형 또는 분지형 다이올(2 내지 약 8개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 다이올, 2 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 폴리알킬렌 에터 글리콜 및 약 4 내지 약 12개의 탄소 원자를 함유하는 지환족 다이올로부터 선택됨) 잔기를 포함하는 선형 또는 분지형 랜덤 코폴리에스터및/또는 쇄 연장된 코폴리에스터일 수 있다. 치환된 다이올은 전형적으로 할로, C6-C10 아릴 및 C1-C4 알콕시로부터 독립적으로 선택되는 1 내지 약 4개의 치환기를 포함한다. 사용될 수 있는 다이올의 예는 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로페인다이올, 2,2-다이메틸-1,3-프로페인다이올, 1,3-부탄다이올, 1,4-부탄다이올, 1,5-펜테인다이올, 1,6-헥산다이올, 폴리에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 2,2,4-트라이메틸-1,6-헥산다이올, 티오-다이에탄올, 1,3-사이클로헥산다이메탄올, 1,4-사이클로헥산다이메탄올, 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올, 트라이에틸렌 글리콜 및 테트라에틸렌 글리콜을 포함하지만, 이들로 국한되지는 않으며, 바람직한 다이올은 1,4-부탄다이올, 1,3-프로페인다이올, 에틸렌 글리콜, 1,6-헥산다이올, 다이에틸렌 글리콜 또는 1,4-사이클로헥산다이메탄올로부터 선택되는 하나 이상의 다이올을 포함한다. AAPE는 또한 이산 잔기의 총 몰을 기준으로 약 35 내지 약 99몰%의, 2 내지 약 12개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 다이카복실산 및 약 5 내지 약 10개의 탄소 원자를 함유하는 지환족 산으로부터 선택되는 하나 이상의 치환되거나 치환되지 않은 선형 또는 분지형 비-방향족 다이카복실산 잔기를 함유하는 이산 잔기도 포함한다. 치환된 비-방향족 다이카복실산은 전형적으로 할로, C6-C10 아릴 및 C1-C4 알콕시로부터 선택되는 1 내지 약 4개의 치환기를 함유한다. 비-방향족 이산의 비제한적인 예는 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 아젤라산, 세바스산, 퓨마르산, 2,2-다이메틸 글루타르산, 수베르산, 1,3-사이클로펜테인다이카복실산, 1,4-사이클로헥산다이카복실산, 1,3-사이클로헥산다이카복실산, 다이글리콜산, 이타콘산, 말레산 및 2,5-노보네인다이카복실산을 포함한다. 비-방향족 다이카복실산에 덧붙여, AAPE는 이산 잔기의 총 몰을 기준으로 약 1 내지 약 65몰%의, 6 내지 약 10개의 탄소 원자를 함유하는 하나 이상의 치환되거나 치환되지 않은 방향족 다이카복실산 잔기를 포함한다. 치환된 방향족 다이카복실산이 사용되는 경우, 이들은 전형적으로 할로, C6-C10 아릴 및 C1-C4 알콕시로부터 선택되는 1 내지 약 4개의 치환기를 함유한다. 본 발명의 AAPE에 사용될 수 있는 방향족 다이카복실산의 비제한적인 예는 테레프탈산, 이소프탈산, 5-설포이소프탈산의 염 및 2,6-나프탈렌다이카복실산이다. 더욱 바람직하게는, 비-방향족 다이카복실산은 아디프산을 포함하고, 방향족 다이카복실산은 테레프탈산을 포함하고, 다이올은 1,4-부탄다이올을 포함한다.AAPE includes one or more substituted or unsubstituted linear or branched diols (aliphatic diols containing 2 to about 8 carbon atoms, polyalkylene ether glycols containing 2 to 8 carbon atoms and about 4 to about 12 Linear or branched random copolyesters and / or chain extended copolyesters containing a moiety selected from cycloaliphatic diols containing 2 carbon atoms. Substituted diols typically comprise from 1 to about 4 substituents independently selected from halo, C 6 -C 10 aryl and C 1 -C 4 alkoxy. Examples of diols that may be used are ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 1,3-butanediol , 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, polyethylene glycol, diethylene glycol, 2,2,4-trimethyl-1,6-hexanediol, Thio-diethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol, triethylene glycol and tetraethylene glycol Preferred diols include, but are not limited to, 1,4-butanediol, 1,3-propanediol, ethylene glycol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol or 1,4 At least one diol selected from cyclohexanedimethanol. AAPE is also selected from aliphatic dicarboxylic acids containing from 2 to about 12 carbon atoms and alicyclic acids containing from about 5 to about 10 carbon atoms, based on the total moles of diacid residues Also included are diacid residues containing one or more substituted or unsubstituted linear or branched non-aromatic dicarboxylic acid residues. Substituted non-aromatic dicarboxylic acids typically contain 1 to about 4 substituents selected from halo, C 6 -C 10 aryl and C 1 -C 4 alkoxy. Non-limiting examples of non-aromatic diacids include malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, azelaic acid, sebacic acid, fumaric acid, 2,2-dimethyl glutaric acid, suberic acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, diglycolic acid, itaconic acid, maleic acid and 2,5-norbornene dicarboxylic acid. In addition to non-aromatic dicarboxylic acids, AAPE includes from about 1 to about 65 mole percent, based on the total moles of diacid residues, of one or more substituted or unsubstituted aromatic dicarboxylic acid residues containing 6 to about 10 carbon atoms. do. When substituted aromatic dicarboxylic acids are used, they typically contain from 1 to about 4 substituents selected from halo, C 6 -C 10 aryl and C 1 -C 4 alkoxy. Non-limiting examples of aromatic dicarboxylic acids that can be used in the AAPE of the present invention are terephthalic acid, isophthalic acid, salts of 5-sulfoisophthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid. More preferably, the non-aromatic dicarboxylic acid comprises adipic acid, the aromatic dicarboxylic acid comprises terephthalic acid, and the diol comprises 1,4-butanediol.

본 발명의 AAPE에 가능한 다른 조성물은 이산 성분 100몰% 및 다이올 성분 100몰%를 기준으로 하기 몰%의 하기 다이올 및 다이카복실산(또는 다이에스터 같은 이들의 폴리에스터-형성 등가물)으로부터 제조되는 것이다:Other compositions possible for AAPE of the present invention are prepared from the following mole percent of the following diols and dicarboxylic acids (or their polyester-forming equivalents such as diesters) based on 100 mole percent of the diacid component and 100 mole percent of the diol component will be:

(1) 글루타르산(약 30 내지 약 75%); 테레프탈산(약 25 내지 약 70%); 1,4-부탄다이올(약 90 내지 100%); 및 개질 다이올(0 내지 약 10%);(1) glutaric acid (about 30 to about 75%); Terephthalic acid (about 25 to about 70%); 1,4-butanediol (about 90 to 100%); And modified diols (0 to about 10%);

(2) 석신산(약 30 내지 약 95%); 테레프탈산(약 5 내지 약 70%); 1,4-부탄다이올(약 90 내지 100%); 및 개질 다이올(0 내지 약 10%); 및(2) succinic acid (about 30 to about 95%); Terephthalic acid (about 5 to about 70%); 1,4-butanediol (about 90 to 100%); And modified diols (0 to about 10%); And

(3) 아디프산(약 30 내지 약 75%); 테레프탈산(약 25 내지 약 70%); 1,4-부탄다이올(약 90 내지 100%); 및 개질 다이올(0 내지 약 10%).(3) adipic acid (about 30 to about 75%); Terephthalic acid (about 25 to about 70%); 1,4-butanediol (about 90 to 100%); And modified diols (0 to about 10%).

개질 다이올은 바람직하게는 1,4-사이클로헥산다이메탄올, 트라이에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 및 네오펜틸 글리콜로부터 선택된다. 가장 바람직한 AAPE는 아디프산 잔기 약 50 내지 약 60몰%, 테레프탈산 잔기 약 40 내지 약 50몰%, 및 1,4-부탄다이올 잔기 95몰% 이상을 포함하는 선형, 분지형 또는 쇄 연장된 코폴리에스터이다. 더욱 더 바람직하게는, 아디프산 잔기는 약 55 내지 약 60몰%를 차지하고, 테레프탈산 잔기는 약 40 내지 약 45몰%를 구성하며, 다이올 잔기는 1,4-부탄다이올 잔기 약 95몰%를 포함한다. 이러한 조성물은 테네시주 킹스포트 소재의 이스트만 케미칼 캄파니로부터 상표명 이스타 바이오(등록상표) 코폴리에스터로서, 또한 바스프 코포레이션(BASF Corporation)으로부터 상표명 에코플렉스(ECOFLEX; 등록상표)로서 시판되고 있다.Modified diols are preferably selected from 1,4-cyclohexanedimethanol, triethylene glycol, polyethylene glycol and neopentyl glycol. Most preferred AAPEs are linear, branched or chain extended comprising from about 50 to about 60 mole percent adipic acid residues, from about 40 to about 50 mole percent terephthalic acid residues, and at least 95 mole percent of 1,4-butanediol residues. Copolyester. Even more preferably, the adipic acid residues comprise about 55 to about 60 mole percent, the terephthalic acid residues make up about 40 to about 45 mole percent, and the diol residues are about 95 moles of 1,4-butanediol residues. Contains% Such compositions are commercially available from Eastman Chemical Company, Kingsport, Tenn., Under the tradename Eastar Bio (R) Copolyester and from BASF Corporation under the trade name ECOFLEX (R).

바람직한 AAPE의 추가적인 특정한 예는 (a) 글루타르산 잔기 50몰%, 테레프탈산 잔기 50몰% 및 1,4-부탄다이올 잔기 100몰%, (b) 글루타르산 잔기 60몰%, 테레프탈산 잔기 40몰% 및 1,4-부탄다이올 잔기 100몰%, 또는 (c) 글루타르산 잔기 40몰%, 테레프탈산 잔기 60몰% 및 1,4-부탄다이올 잔기 100몰%를 함유하는 폴리(테트라메틸렌 글루타레이트-코-테레프탈레이트); (a) 석신산 잔기 85몰%, 테레프탈산 잔기 15몰% 및 1,4-부탄다이올 잔기 100몰%, 또는 (b) 석신산 잔기 70몰%, 테레프탈산 잔기 30몰% 및 1,4-부탄다이올 잔기 100몰%를 함유하는 폴리(테트라메틸렌-석신에이트-코-테레프탈레이트); 석신산 잔기 70몰%, 테레프탈산 잔기 30몰% 및 에틸렌 글리콜 잔기 100몰%를 함유하는 폴리(에틸렌 석신에이트-코-테레프탈레이트); 및 (a) 아디프산 잔기 85몰%, 테레프탈산 잔기 15몰% 및 1,4-부탄다이올 잔기 100몰%, 또는 (b) 아디프산 잔기 55몰%, 테레프탈산 잔기 45몰% 및 1,4-부탄다이올 잔기 100몰%를 함유하는 폴리(테트라메틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트)를 포함한다.Additional specific examples of preferred AAPEs include (a) 50 mole percent glutaric acid residues, 50 mole percent terephthalic acid residues and 100 mole percent 1,4-butanediol residues, (b) 60 mole percent glutaric acid residues, terephthalic acid residues 40 Poly (tetra) containing mole% and 100 mole% of 1,4-butanediol residues, or (c) 40 mole% glutaric acid residues, 60 mole% terephthalic acid residues and 100 mole% 1,4-butanediol residues Methylene glutarate-co-terephthalate); (a) 85 mole percent succinic acid residues, 15 mole percent terephthalic acid residues and 100 mole percent 1,4-butanediol residues, or (b) 70 mole percent succinic acid residues, 30 mole percent terephthalic acid residues and 1,4-butane Poly (tetramethylene-succinate-co-terephthalate) containing 100 mol% diol residues; Poly (ethylene succinate-co-terephthalate) containing 70 mol% of succinic residue, 30 mol% of terephthalic acid residue and 100 mol% of ethylene glycol residue; And (a) 85 mole percent adipic acid residues, 15 mole percent terephthalic acid residues and 100 mole percent 1,4-butanediol residues, or (b) 55 mole percent adipic acid residues, 45 mole percent terephthalic acid residues and 1, Poly (tetramethylene adipate-co-terephthalate) containing 100 mol% of 4-butanediol residues.

AAPE는 바람직하게는 약 10 내지 약 1,000개, 바람직하게는 약 15 내지 약 600개의 반복 단위를 포함한다. AAPE는 페놀/테트라클로로에테인의 60/40(중량 기준) 용액 100ml중 코폴리에스터 0.5g의 농도를 사용하여 25℃에서 측정할 때 약 0.4 내지 약 2.0dL/g, 더욱 바람직하게는 약 0.7 내지 약 1.6dL/g의 고유 점도를 가질 수 있다.AAPE preferably comprises about 10 to about 1,000, preferably about 15 to about 600 repeat units. AAPE is from about 0.4 to about 2.0 dL / g, more preferably from about 0.7 to as measured at 25 ° C. using a concentration of 0.5 g of copolyester in 100 ml of a 60/40 (by weight) solution of phenol / tetrachloroethane. It may have an inherent viscosity of about 1.6 dL / g.

AAPE는 임의적으로 분지화제 잔기를 함유할 수 있다. 분지화제의 몰% 범위는 이산 또는 다이올 잔기의 총 몰을 기준으로(분지화제가 카복실기를 함유하는지 또는 하이드록실기를 함유하는지의 여부에 따라) 약 0 내지 약 2몰%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 1몰%, 가장 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.5몰%이다. 분지화제는 바람직하게는 약 50 내지 약 5000, 더욱 바람직하게는 약 92 내지 약 3000의 중량평균 분자량 및 약 3 내지 약 6의 작용가를 갖는다. 분지화제는 예를 들어 3 내지 6개의 하이드록실기를 갖는 폴리올의 에스터화된 잔기, 3 또는 4개의카복실기(또는 에스터-형성 등가 기)를 갖는 폴리카복실산, 또는 총 3 내지 6개의 하이드록실기 및 카복실기를 갖는 하이드록시 산일 수 있다. 또한, 반응성 압출 동안 퍼옥사이드를 첨가함으로써 AAPE를 분지화시킬 수 있다.AAPE may optionally contain branching agent residues. The mole percent range of the branching agent ranges from about 0 to about 2 mole percent, preferably about, based on the total moles of diacid or diol residues (depending on whether the branching agent contains a carboxyl group or a hydroxyl group) 0.1 to about 1 mol%, most preferably about 0.1 to about 0.5 mol%. The branching agent preferably has a weight average molecular weight of about 50 to about 5000, more preferably about 92 to about 3000 and a functionality of about 3 to about 6. Branching agents are, for example, esterified residues of polyols having 3 to 6 hydroxyl groups, polycarboxylic acids having 3 or 4 carboxyl groups (or ester-forming equivalent groups), or 3 to 6 hydroxyl groups in total And hydroxy acids having carboxyl groups. It is also possible to branch AAAA by adding peroxide during reactive extrusion.

수 비-분산성 중합체의 각 구획은 섬도에 있어서 서로 상이할 수 있고, 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있는 임의의 성형 또는 엔지니어링된 단면 형태로 배열될 수 있다. 예를 들어, 설포폴리에스터 및 수 비-분산성 중합체를 사용하여 예컨대 병렬, "해도", 분할된 파이, 다른 나뉘어질 수 있는 형상, 외피/코어 또는 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있는 다른 형태 같은 엔지니어링된 기하학적 형태를 갖는 이성분 섬유를 제조할 수 있다. 다른 다성분 형상도 가능하다. 병렬형의 한 쪽, "바다" 또는 "파이"의 일부를 후속 제거하여 매우 미세한 섬유를 생성시킬 수 있다. 이성분 섬유를 제조하는 방법은 당해 분야의 숙련자에게 널리 공지되어 있다. 이성분 섬유에서, 본 발명의 설포폴리에스터 섬유는 약 10 내지 약 90중량%의 양으로 존재할 수 있으며, 일반적으로는 외피/코어 섬유의 외피 부분에 사용된다. 다른 성분은 예컨대 폴리(에틸렌) 테레프탈레이트, 폴리(부틸렌) 테레프탈레이트, 폴리(트라이메틸렌) 테레프탈레이트, 폴리락타이드 등뿐만 아니라 폴리올레핀, 셀룰로즈 에스터 및 폴리아미드 같은 광범위한 다른 중합체 물질일 수 있다. 전형적으로, 비수용성 또는 수 비-분산성 중합체가 사용되는 경우, 생성되는 이성분 또는 다성분 섬유는 완전히 수분산성이 아니다. 열 수축률이 상당히 상이한 병렬 조합을 이용하여 나선형 권축을 일으킬 수 있다. 권축이 필요한 경우, 톱니 또는 압입 권축이 다수의 용도에 통상적으로 적합하다. 제 2 중합체 성분이 외피/코어 형상의 코어에 존재하는 경우, 이러한 코어는 임의적으로 안정화될 수 있다.Each compartment of the water non-dispersible polymer may be different from each other in fineness and may be arranged in any shaped or engineered cross-sectional form known to those skilled in the art. For example, using sulfopolyesters and water non-dispersible polymers such as parallel, "seattle", divided pies, other splittable shapes, shells / cores or other forms known to those skilled in the art. It is possible to produce bicomponent fibers with engineered geometries. Other multicomponent shapes are also possible. One side of the parallel, "sea" or "pie," may subsequently be removed to produce very fine fibers. Methods of making bicomponent fibers are well known to those skilled in the art. In bicomponent fibers, the sulfopolyester fibers of the present invention may be present in an amount of about 10 to about 90% by weight, and are generally used in the skin portion of the skin / core fibers. Other components can be, for example, poly (ethylene) terephthalate, poly (butylene) terephthalate, poly (trimethylene) terephthalate, polylactide and the like, as well as a wide variety of other polymeric materials such as polyolefins, cellulose esters and polyamides. Typically, when a water-insoluble or water non-dispersible polymer is used, the resulting bicomponent or multicomponent fiber is not completely water dispersible. Parallel combinations with significantly different thermal shrinkage rates can be used to cause spiral crimping. If crimping is required, tooth or press crimping is typically suitable for many applications. If the second polymer component is present in the shell / core shaped core, this core may be optionally stabilized.

다성분 섬유로부터 다른 수분산성 중합체를 제거하는데 때때로 요구되는 가성 소다-함유 용액에 비해, 상기 설포폴리에스터는 분산시키는데 단지 중성 또는 약산성(즉, "연(soft)"수)만을 요구하기 때문에 "해도" 또는 "분할된 파이" 단면을 갖는 섬유에 특히 유용하다. 본 개시내용에 사용된 "연수"라는 용어는, 물이 CaCO3로서 5개 이하의 그레인/갤론을 가짐(1 그레인의 CaCO3/갤론은 17.1 ppm과 동등함)을 의미한다.Compared to the caustic soda-containing solution that is sometimes required to remove other water dispersible polymers from the multicomponent fibers, the sulfopolyester may be "even" because it only requires neutral or weakly acidic (ie, "soft" water) to disperse. It is particularly useful for fibers having a "or" split pie "cross section. The term "soft water" used in this disclosure, means (the equivalent of one grain CaCO 3 / gallon was 17.1 ppm) water has a grain / gallon of 5 or less as CaCO 3.

본 발명의 다른 양태는 Another aspect of the invention

(A) (i) 총 산 잔기를 기준으로 약 50 내지 약 96몰%의 하나 이상의 이소프탈산 또는 테레프탈산 잔기; (ii) 총 산 잔기를 기준으로 약 4 내지 약 30몰%의 소디오설포이소프탈산 잔기; (iii) 총 다이올 잔기를 기준으로 25몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 하나 이상의 다이올 잔기; 및 (iv) 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 20몰%의, 3개 이상의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임)를 갖는 분지화 단량체 잔기를 포함하고 57℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 수분산성 설포폴리에스터; 및 (A) (i) about 50 to about 96 mole percent of one or more isophthalic or terephthalic acid residues based on total acid residues; (ii) about 4 to about 30 mole percent sodiosulfoisophthalic acid residues based on total acid residues; (iii) at least 25 mole percent, based on total diol residues, are poly (ethylene glycol) having a structure of H- (OCH 2 -CH 2 ) n -OH, where n is an integer from 2 to about 500 One or more diol residues; And (iv) branched monomer residues having from 0 to about 20 mole percent, based on the total repeat units, of at least 3 functional groups, which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof, and having a glass transition temperature of 57 ° C. or higher ( Water dispersible sulfopolyester with Tg); And

(B) 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 구획으로서, 상기 구획들이 구획들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되는 복수개의 구획(B) a plurality of compartments comprising one or more water non-dispersible polymers immiscible with sulfopolyesters, the plurality of compartments being substantially isolated from one another by sulfopolyesters intervening between the compartments

을 포함하는 다성분 섬유이다.It is a multicomponent fiber comprising a.

하나의 실시양태에서, 상기 다성분 섬유는 해도 또는 분할된 파이 단면을 갖고, 섬유의 총 중량을 기준으로 10중량% 미만의 안료 또는 충전제를 함유한다.In one embodiment, the multicomponent fiber has an island-in-sea or split pie cross-section and contains less than 10% by weight of pigment or filler based on the total weight of the fiber.

상기 다이카복실산, 다이올, 설포폴리에스터, 설포단량체, 분지화 단량체 잔기 및 수 비-분산성 중합체는 이미 기재된 바와 같다. 상기 다성분 섬유의 경우, 설포폴리에스터가 57℃ 이상의 Tg를 갖는 것이 유리하다. 상기 설포폴리에스터는 단일 설포폴리에스터 또는 하나 이상의 설포폴리에스터 중합체의 블렌드일 수 있다. 상기 설포폴리에스터 또는 설포폴리에스터 블렌드가 나타낼 수 있는 유리 전이 온도의 다른 예는 65℃ 이상, 70℃ 이상, 75℃ 이상, 85℃ 이상 및 90℃ 이상이다. 예를 들어, 설포폴리에스터는 하나 이상의 이소프탈산 또는 테레프탈산 잔기 약 75 내지 약 96몰% 및 다이에틸렌 글리콜 잔기 약 25 내지 약 95몰%를 포함할 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, 수 비-분산성 중합체의 예는 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리아미드, 폴리락타이드, 폴리카프로락톤, 폴리카본에이트, 폴리우레탄 및 폴리비닐 클로라이드이다. 또한, 수 비-분산성 중합체는 생분해성 또는 바이오해체성일 수 있다. 예를 들어, 수 비-분산성 중합체는 이미 기재된 바와 같은 지방족-방향족 폴리에스터일 수 있다.The dicarboxylic acids, diols, sulfopolyesters, sulfomonomers, branched monomer residues and water non-dispersible polymers are as previously described. In the case of the multicomponent fiber, it is advantageous for the sulfopolyester to have a Tg of at least 57 ° C. The sulfopolyester may be a single sulfopolyester or a blend of one or more sulfopolyester polymers. Other examples of glass transition temperatures that the sulfopolyester or sulfopolyester blends can represent are at least 65 ° C, at least 70 ° C, at least 75 ° C, at least 85 ° C, and at least 90 ° C. For example, the sulfopolyester may comprise about 75 to about 96 mole percent of one or more isophthalic or terephthalic acid residues and about 25 to about 95 mole percent of diethylene glycol residues. As described above, examples of water non-dispersible polymers are polyolefins, polyesters, polyamides, polylactides, polycaprolactones, polycarbonates, polyurethanes and polyvinyl chlorides. In addition, the water non-dispersible polymer may be biodegradable or biodegradable. For example, the water non-dispersible polymer may be an aliphatic-aromatic polyester as already described.

당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있는 다양한 방법에 의해 본 발명의 신규 다성분 섬유를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명은 The novel multicomponent fibers of the present invention can be produced by a variety of methods known to those skilled in the art. Therefore, the present invention

(A) 하나 이상의 다이카복실산 잔기; (A) at least one dicarboxylic acid residue;

(B) 총 반복 단위를 기준으로 약 4 내지 약 40몰%의, 방향족 또는 지환족 고리에 부착된 2개의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임) 및 하나 이상의 설포네이트기를 갖는 하나 이상의 설포단량체 잔기; (B) one or more having from about 4 to about 40 mole percent, based on the total repeat units, of two functional groups attached to an aromatic or cycloaliphatic ring (which is hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof) and one or more sulfonate groups Sulfomonomer residues;

(C) 총 다이올 잔기의 25몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 하나 이상의 다이올 잔기; 및 (C) at least 25 mole% of the total diol residues are poly (ethylene glycol) having a structure of H— (OCH 2 —CH 2 ) n —OH, wherein n is an integer from 2 to about 500 Diol residues; And

(D) 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 25몰%의, 3개 이상의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임)를 갖는 분지화 단량체 잔기(D) branched monomer residues having from 0 to about 25 mole percent, based on the total repeat units, of at least three functional groups, which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof

를 포함하며 57℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 수분산성 설포폴리에스터, 및A water dispersible sulfopolyester having a glass transition temperature (Tg) of 57 ° C. or more, and

상기 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체One or more water non-dispersible polymers immiscible with the sulfopolyester

를 섬유로 방사시키는 단계를 포함하는, 성형된 단면을 갖는 다성분 섬유의 제조 방법을 제공하는데, 이때 상기 섬유는 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 구획을 가지며, 상기 구획들은 구획들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있다 하나의 실시양태에서, 상기 섬유는 섬유의 총 중량을 기준으로 10중량% 미만의 안료 또는 충전제를 함유한다. 예를 들어, 설포폴리에스터 및 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 별도의 압출기에서 용융시키고, 상기 수 비-분산성 중합체 성분이 설포폴리에스터의 개입에 의해 서로 실질적으로 단리되는 작은 구획 또는 가는 스트랜드를 형성하도록 복수개의 분배 흐름 경로를 갖는 하나의 방사구금 또는 압출 다이 내로 개별 중합체를 유동시킴으로써 다성분 섬유를 제조할 수 있다. 이러한 섬유의 단면은 예컨대 분할된 파이 배열 또는 해도 배열일 수 있다. 다른 예에서는, 설포폴리에스터 및 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 방사구금의 방사구로 별도로 공급한 다음, 수 비-분산성 중합체가 설포폴리에스터 "외피" 중합체에 의해 실질적으로 둘러싸여지는 "코어"를 형성하는 외피-코어 형태로 압출시킨다. 이러한 동심 섬유의 경우, "코어" 중합체를 공급하는 구멍은 방사구 출구의 중심에 있으며, 코어 중합체 유체의 흐름 조건은 방사시 두 성분의 동심성을 유지시키도록 엄격하게 조절된다. 방사구금의 방사구를 변형시켜 섬유 단면 내에서 상이한 코어 및/또는 외피 형상이 수득되도록 할 수 있다. 또 다른 예에서는, (1) 수분산성 설포폴리에스터 및 수 비-분산성 중합체를 방사구를 통해 별도로 동시 압출시키고, 별도의 중합체 스트림을 실질적으로 동일한 속도로 수렴시켜 방사구금의 표면 아래에서 조합된 스트림으로서 병렬 합체시킴으로써, 또는 (2) 방사구금의 표면에서 실질적으로 동일한 속도로 수렴하는 방사구를 통해 두 중합체 스트림을 별도로 공급하여, 방사구금의 표면에서 조합된 스트림으로서 병렬 합체시킴으로써, 병렬 단면 또는 형상을 갖는 다성분 섬유를 생성시킬 수 있다. 두 경우 모두에서, 합체 지점에서의 각 중합체 스트림의 속도는 그의 칭량 펌프 속도, 방사구의 갯수 및 방사구의 크기에 의해 결정된다.Spinning a fiber into a fiber, the fiber having a plurality of compartments comprising a water non-dispersible polymer, the compartments being between the compartments. Are substantially isolated from each other by sulfopolyesters intervening in one embodiment, the fibers contain less than 10% by weight of pigment or filler based on the total weight of the fibers. For example, small sections or thin strands in which the sulfopolyester and one or more water non-dispersible polymers are melted in separate extruders and the water non-dispersible polymer components are substantially isolated from each other by the intervention of sulfopolyester. Multicomponent fibers can be prepared by flowing the individual polymers into one spinneret or extrusion die having a plurality of dispensing flow paths to form. The cross section of such fibers can be, for example, a divided pie arrangement or a sea island arrangement. In another example, the sulfopolyester and one or more water non-dispersible polymers are fed separately into the spinneret spinneret, followed by a "core" in which the water non-dispersible polymer is substantially surrounded by a sulfopolyester "shell" polymer. Extruded into a sheath-core form to form. In the case of such concentric fibers, the hole supplying the "core" polymer is at the center of the spinneret outlet, and the flow conditions of the core polymer fluid are tightly adjusted to maintain the concentricity of the two components upon spinning. The spinneret of the spinneret can be modified to obtain different core and / or sheath shapes within the fiber cross section. In another example, (1) the water dispersible sulfopolyester and the water non-dispersible polymer are co-extruded separately through the spinneret and the separate polymer streams converge at substantially the same rate to combine under the surface of the spinneret. By parallel coalescing as a stream, or (2) separately feeding the two polymer streams through a spinneret converging at substantially the same rate at the surface of the spinneret, in parallel coalescing as a combined stream at the surface of the spinneret, It is possible to produce multicomponent fibers having a shape. In both cases, the speed of each polymer stream at the point of coalescence is determined by its weighing pump speed, number of spinnerets and size of spinneret.

상기 다이카복실산, 다이올, 설포폴리에스터, 설포단량체, 분지화 단량체 잔기 및 수 비-분산성 중합체는 이미 기재된 바와 같다. 상기 설포폴리에스터는 57℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는다. 상기 설포폴리에스터 또는 설포폴리에스터 블렌드에 의해 나타내어질 수 있는 유리 전이 온도의 추가적인 예는 65℃ 이상, 70℃ 이상, 75℃ 이상, 85℃ 이상 및 90℃ 이상이다. 한 예에서, 상기 설포폴리에스터는 총 산 잔기를 기준으로 약 50 내지 약 96몰%의 하나 이상의 이소프탈산 또는 테레프탈산 잔기; 및 총 산 잔기를 기준으로 약 4 내지 약 30몰%의 소디오설포이소프탈산 잔기; 및 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 20몰%의, 3개 이상의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임)를 갖는 분지화 단량체 잔기를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 설포폴리에스터는 하나 이상의 이소프탈산 또는 테레프탈산 잔기 약 75 내지 약 96몰% 및 다이에틸렌 글리콜 잔기 약 25 내지 약 95몰%를 포함할 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, 수 비-분산성 중합체의 예는 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리아미드, 폴리락타이드, 폴리카프로락톤, 폴리카본에이트, 폴리우레탄 및 폴리비닐 클로라이드이다. 또한, 수 비-분산성 중합체는 생분해성 또는 바이오해체성일 수 있다. 예를 들어, 수 비-분산성 중합체는 이미 기재된 바와 같은 지방족-방향족 폴리에스터일 수 있다. 성형된 단면의 예는 해도, 병렬, 외피-코어, 분할된 파이 또는 리본(스트립형) 구조를 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다.The dicarboxylic acids, diols, sulfopolyesters, sulfomonomers, branched monomer residues and water non-dispersible polymers are as previously described. The sulfopolyester has a glass transition temperature of at least 57 ° C. Further examples of glass transition temperatures that may be represented by the sulfopolyester or sulfopolyester blends are at least 65 ° C, at least 70 ° C, at least 75 ° C, at least 85 ° C, and at least 90 ° C. In one example, the sulfopolyester comprises from about 50 to about 96 mole percent of one or more isophthalic or terephthalic acid residues based on total acid residues; And from about 4 to about 30 mole percent sodiosulfoisophthalic acid residues based on the total acid residues; And branched monomer residues having from 0 to about 20 mole percent, based on the total repeat units, of at least 3 functional groups, which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof. In another example, the sulfopolyester may comprise about 75 to about 96 mole percent of one or more isophthalic or terephthalic acid residues and about 25 to about 95 mole percent of diethylene glycol residues. As described above, examples of water non-dispersible polymers are polyolefins, polyesters, polyamides, polylactides, polycaprolactones, polycarbonates, polyurethanes and polyvinyl chlorides. In addition, the water non-dispersible polymer may be biodegradable or biodegradable. For example, the water non-dispersible polymer may be an aliphatic-aromatic polyester as already described. Examples of shaped cross sections include, but are not limited to, parallel, sheath-core, split pie or ribbon (striped) structures.

본 발명의 다른 실시양태에서는, 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 방사시켜 다성분 섬유를 생성시킴을 포함하는, 성형된 단면을 갖는 다성분 섬유의 제조 방법이 제공되는데, 이때 상기 다성분 섬유는 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인을 갖고, 상기 도메인은 도메인 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되며, 상기 수분산성 설포폴리에스터는 240℃에서 1라디안/초의 변형 속도에서 측정될 때 약 12,000포아즈 미만의 용융 점도를 나타내며, 상기 설포폴리에스터는 이산 또는 다이올 잔기의 총 몰을 기준으로 약 25몰% 미만의 하나 이상의 설포단량체 잔기를 포함한다. 또 하나의 실시양태에서, 상기 다성분 섬유는 약 6데니어/필라멘트 미만의 방사 데니어를 갖는다.In another embodiment of the present invention, it has a shaped cross section comprising spinning one or more water dispersible sulfopolyesters and one or more water non-dispersible polymers that are incompatible with sulfopolyesters to produce multicomponent fibers. A method of making the component fibers is provided wherein the multicomponent fibers have a plurality of domains comprising a water non-dispersible polymer, the domains being substantially isolated from one another by sulfopolyesters intervening between the domains, The water dispersible sulfopolyester has a melt viscosity of less than about 12,000 poise as measured at a strain rate of 1 radian / second at 240 ° C., and the sulfopolyester is about 25 mole percent based on the total moles of diacid or diol residues Less than one sulfomonomer residue. In another embodiment, the multicomponent fiber has a spun denier of less than about 6 denier / filament.

이들 다성분 섬유에 사용되는 설포폴리에스터 및 수 비-분산성 중합체는 본 상세한 설명에서 이미 논의된 바 있다.Sulfopolyesters and water non-dispersible polymers used in these multicomponent fibers have already been discussed in the present description.

본 발명의 다른 실시양태에서는, In another embodiment of the invention,

(A) 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 압출시켜 다성분 압출물을 생성시키는 단계로서, 이때 상기 다성분 압출물은 상기 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인을 갖고, 상기 도메인은 상기 도메인 사이에 개입하는 상기 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있는, 단계, 및 (A) extruding at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible polymer that is immiscible with the sulfopolyester to produce a multicomponent extrudates, wherein the multicomponent extrudates are -Having a plurality of domains comprising a dispersible polymer, said domains being substantially isolated from one another by said sulfopolyester intervening between said domains, and

(B) 상기 다성분 압출물을 약 2000m/분 이상의 속도로 용융 인발시켜 다성분 섬유를 생성시키는 단계(B) melt drawing the multicomponent extrudates at a rate of at least about 2000 m / min to produce multicomponent fibers

를 포함하는, 성형된 단면을 갖는 다성분 섬유의 제조 방법이 제공된다.Provided is a method of making a multicomponent fiber having a molded cross section, including.

또한, 상기 방법이 약 2000m/분 이상, 더욱 바람직하게는 약 3000m/분 이상, 가장 바람직하게는 4500m/분 이상의 속도로 다성분 압출물을 용융 인발하는 단계를 포함하는 것도 본 발명의 본 실시양태의 특징이다.In addition, the present invention also includes the step of melt drawing the multicomponent extrudates at a speed of at least about 2000 m / min, more preferably at least about 3000 m / min, most preferably at least 4500 m / min. It is a feature of.

전형적으로는, 방사구금에서 나갈 때, 섬유를 공기의 직교 흐름으로 급랭시키는데, 이때 섬유가 고화된다. 이 단계에서 다양한 최종처리제 및 사이징제를 섬유에 도포할 수 있다. 냉각된 섬유를 전형적으로는 후속 인발하고 권취 스풀에 권취한다. 유화제, 대전방지제, 항균제, 소포제, 윤활제, 열 안정화제, UV 안정화제 등과 같은 다른 첨가제를 효과적인 양으로 최종처리제에 혼입시킬 수 있다.Typically, upon exiting the spinneret, the fiber is quenched with an orthogonal flow of air, where the fiber solidifies. In this step, various finishes and sizing agents can be applied to the fibers. The cooled fiber is typically subsequently drawn and wound on a winding spool. Other additives such as emulsifiers, antistatics, antimicrobials, antifoams, lubricants, heat stabilizers, UV stabilizers and the like can be incorporated into the final treatment in an effective amount.

임의적으로, 인발된 섬유를 텍스쳐화하고 권취하여, 부피가 큰 연속 필라멘트를 생성시킬 수 있다. 이 1단계 기법은 방사-인발-텍스쳐화로 당해 분야에 알려져 있다. 다른 실시양태는 편평한 필라멘트(텍스쳐화되지 않음) 얀 또는 권축되거나 권축되지 않은 절단 스테이플 섬유를 포함한다.Optionally, the drawn fibers can be textured and wound to produce bulky continuous filaments. This one-step technique is known in the art as spin-draw-texturing. Other embodiments include flat filament (untextured) yarns or chopped staple fibers that are not crimped or crimped.

계면 층 또는 파이 구획을 용해시키고 수 비-분산성 중합체(들)의 더 작은 필라멘트 또는 마이크로데니어 섬유를 남김으로써, 설포폴리에스터를 나중에 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명은 The sulfopolyester can later be removed by dissolving the interfacial layer or pie compartment and leaving smaller filaments or microdenier fibers of the water non-dispersible polymer (s). Therefore, the present invention

(A) (i) 총 산 잔기를 기준으로 약 50 내지 약 96몰%의 하나 이상의 이소프탈산 또는 테레프탈산 잔기; (ii) 총 산 잔기를 기준으로 약 4 내지 약 30몰%의 소디오설포이소프탈산 잔기; (iii) 총 다이올 잔기를 기준으로 25몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 하나 이상의 다이올 잔기; 및 (iv) 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 20몰%의, 3개 이상의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임)를 갖는 분지화 단량체 잔기를 포함하고 57℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 다성분 섬유로 방사시키는 단계로서, 이때 상기 섬유는 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 구획을 갖고, 상기 구획들이 구획들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있는, 단계; 및(A) (i) about 50 to about 96 mole percent of one or more isophthalic or terephthalic acid residues based on total acid residues; (ii) about 4 to about 30 mole percent sodiosulfoisophthalic acid residues based on total acid residues; (iii) at least 25 mole percent, based on total diol residues, are poly (ethylene glycol) having a structure of H- (OCH 2 -CH 2 ) n -OH, where n is an integer from 2 to about 500 One or more diol residues; And (iv) branched monomer residues having from 0 to about 20 mole percent, based on the total repeat units, of at least 3 functional groups, which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof, and having a glass transition temperature of 57 ° C. or higher ( Spinning a water dispersible sulfopolyester having Tg) and at least one water non-dispersible polymer that is immiscible with the sulfopolyester into a multicomponent fiber, wherein the fiber is a plurality of fibers comprising a water non-dispersible polymer Having two compartments, said compartments being substantially isolated from one another by sulfopolyester intervening between the compartments; And

(B) 상기 다성분 섬유를 물과 접촉시켜 설포폴리에스터를 제거함으로써 마이크로데니어 섬유를 생성시키는 단계(B) contacting the multicomponent fiber with water to remove sulfopolyester to produce microdenier fibers

를 포함하는, 마이크로데니어 섬유의 제조 방법을 제공한다.It provides a microdenier fiber manufacturing method comprising a.

또 하나의 실시양태에서, 상기 다성분 섬유는 섬유의 총 중량을 기준으로 10중량% 미만의 안료 또는 충전제를 함유한다.In another embodiment, the multicomponent fiber contains less than 10 weight percent pigment or filler based on the total weight of the fiber.

전형적으로는, 다성분 섬유를 약 25 내지 약 100℃, 바람직하게는 약 50 내지 약 80℃에서 약 10 내지 약 600초간 물과 접촉시킴으로써 설포폴리에스터를 소산 또는 용해시킨다. 설포폴리에스터를 제거한 후, 잔류하는 마이크로섬유는 1d/f 이하, 전형적으로는 0.5d/f 이하, 더욱 전형적으로는 0.1d/f 이하의 평균 섬도를 갖는다.Typically, the sulfopolyester is dissipated or dissolved by contacting the multicomponent fiber with water at about 25 to about 100 ° C., preferably at about 50 to about 80 ° C. for about 10 to about 600 seconds. After removal of the sulfopolyester, the remaining microfibers have an average fineness of 1 d / f or less, typically 0.5 d / f or less, more typically 0.1 d / f or less.

이들 잔류하는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 전형적인 용도는 인조 가죽, 스웨이드, 와이프 및 필터 매체를 포함한다. 이 마이크로섬유로부터 제조된 필터 매체는 공기 또는 액체를 여과하는데 이용될 수 있다. 액체용 여과 매체는 비제한적으로 물, 체액, 용매 및 탄화수소를 포함한다. 설포폴리에스터의 이온성 특성으로 인해 유리하게는 체액 같은 염수 매질에서의 "용해도"가 불량하다. 이러한 특성은 오수 시스템에서 수세될 수 있거나 또는 달리 폐기되는 퍼스널 케어 물품 및 세정 와이프에 바람직하다. 선택된 설포폴리에스터는 또한 염색욕에서의 분산제로서, 또한 세탁 사이클 동안 오염물 재침착 방지제로서 사용하였다.Typical uses of these remaining water non-dispersible polymer microfibers include artificial leather, suede, wipes and filter media. Filter media made from these microfibers can be used to filter air or liquids. Filter media for liquids include, but are not limited to, water, body fluids, solvents, and hydrocarbons. The ionic nature of sulfopolyesters advantageously results in poor "solubility" in saline media such as body fluids. This property is desirable for personal care articles and cleaning wipes that may be washed in a sewage system or otherwise discarded. The selected sulfopolyester was also used as a dispersant in the dye bath and also as a contaminant re-deposition inhibitor during the wash cycle.

본 발명의 다른 실시양태에서는, In another embodiment of the invention,

하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 다성분 섬유로 방사시키는 단계로서, 이때 상기 다성분 섬유는 상기 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인을 갖고, 상기 도메인들은 도메인들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되며, 상기 수분산성 설포폴리에스터는 240℃에서 1라디안/초의 변형 속도에서 측정할 때 약 12,000포아즈 미만의 용융 점도를 가지며, 이산 또는 다이올 잔기의 총 몰을 기준으로 약 25몰% 미만의 하나 이상의 설포단량체 잔기를 포함하는, 단계; Spinning at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible polymer that is immiscible with the water dispersible sulfopolyester into a multicomponent fiber, wherein the multicomponent fiber comprises the water non-dispersible polymer Wherein the domains are substantially isolated from each other by sulfopolyesters intervening between the domains, and the water dispersible sulfopolyester is measured at a strain rate of 1 radian / second at 240 ° C. Having a melt viscosity of less than aze and comprising less than about 25 mole percent of one or more sulfomonomer residues based on the total moles of diacid or diol residues;

상기 다성분 섬유를 물과 접촉시켜 수분산성 설포폴리에스터를 제거함으로써 마이크로데니어 섬유를 생성시키는 단계Contacting the multicomponent fiber with water to remove the water dispersible sulfopolyester to produce microdenier fibers

를 포함하는, 마이크로데니어 섬유의 제조 방법이 제공된다.Provided is a method for producing microdenier fibers.

하나의 실시양태에서, 상기 다성분 섬유는 약 6데니어/필라멘트 미만의 방사 데니어를 갖는다.In one embodiment, the multicomponent fiber has a spun denier of less than about 6 denier / filament.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는, In another embodiment of the invention,

(A) 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 압출시켜 다성분 압출물을 생성시키는 단계로서, 이때 상기 다성분 압출물은 상기 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인을 갖고, 상기 도메인들은 상기 도메인들 사이에 개입하는 상기 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있는, 단계; (A) extruding at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible polymer immiscible with the water dispersible sulfopolyester to produce a multicomponent extrudate, wherein the multicomponent extrudates are Having a plurality of domains comprising a water non-dispersible polymer, said domains being substantially isolated from one another by said sulfopolyester intervening between said domains;

(B) 상기 다성분 압출물을 약 2000m/분 이상의 속도에서 용융 인발시켜 다성분 섬유를 생성시키는 단계; 및(B) melt drawing the multicomponent extrudates at a speed of at least about 2000 m / min to produce multicomponent fibers; And

(C) 상기 다성분 섬유를 물과 접촉시켜 상기 수분산성 설포폴리에스터를 제거함으로써 마이크로데니어 섬유를 제조하는 단계(C) preparing the microdenier fibers by contacting the multicomponent fibers with water to remove the water dispersible sulfopolyester.

를 포함하는, 마이크로데니어 섬유의 제조 방법이 제공된다.Provided is a method for producing microdenier fibers.

상기 다성분 압출물은 약 2000m/분 이상, 더욱 바람직하게는 약 3000m/분 이상, 가장 바람직하게는 4500m/분 이상의 속도로 용융 인발될 수 있다.The multicomponent extrudates may be melt drawn at a speed of at least about 2000 m / min, more preferably at least about 3000 m / min and most preferably at least 4500 m / min.

본 발명에 따라 사용하기 적합한 이러한 설포단량체 및 설포폴리에스터는 상기 기재되어 있다.Such sulfomonomers and sulfopolyesters suitable for use according to the invention are described above.

하나의 실시양태에서, 다성분 섬유로부터 설포폴리에스터를 제거하는데 사용되는 물은 실온보다 높은 온도이다. 다른 실시양태에서, 설포폴리에스터를 제거하는데 사용되는 물은 약 45℃ 이상, 약 60℃ 이상 또는 약 80℃ 이상이다.In one embodiment, the water used to remove the sulfopolyester from the multicomponent fiber is at a temperature above room temperature. In other embodiments, the water used to remove the sulfopolyester is at least about 45 ° C, at least about 60 ° C or at least about 80 ° C.

본 발명의 또 다른 실시양태에서, 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 제조하기 위한 또 하나의 방법이 제공된다. 상기 방법은In another embodiment of the present invention, another method for producing cut water non-dispersible polymer microfibers is provided. The method is

(A) 다성분 섬유를 절단된 다성분 섬유로 절단하는 단계;(A) cutting the multicomponent fibers into cut multicomponent fibers;

(B) 절단된 다성분 섬유를 포함하는 섬유-함유 공급원료를 물과 접촉시켜 섬유 혼합 슬러리를 생성하는 단계;(B) contacting the fiber-containing feedstock comprising the cut multicomponent fibers with water to produce a fiber mixing slurry;

(C) 상기 섬유 혼합 슬러리를 가열하여 가열된 섬유 혼합 슬러리를 생성하는 단계;(C) heating the fiber mixing slurry to produce a heated fiber mixing slurry;

(D) 임의적으로, 상기 섬유 혼합 슬러리를 전단 대역에서 혼합하는 단계;(D) optionally, mixing the fiber mixing slurry in a shear zone;

(E) 절단된 다성분 섬유로부터 설포폴리에스터의 적어도 일부를 제거하여, 설포폴리에스터 분산물 및 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 포함하는 슬러리 혼합물을 생성하는 단계; 및(E) removing at least a portion of the sulfopolyester from the cut multicomponent fiber to produce a slurry mixture comprising a sulfopolyester dispersion and water non-dispersible polymer microfibers; And

(F) 상기 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 상기 슬러리 혼합물로부터 분리하는 단계(F) separating the chopped water non-dispersible polymer microfibers from the slurry mixture

를 포함한다.It includes.

상기 다성분 섬유는, 부직 물품을 제조하는데 이용될 수 있는 임의의 길이로 절단될 수 있다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 상기 다성분 섬유는 약 1 mm 내지 약 50 mm 범위의 길이로 절단될 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 다성분 섬유는 약 1 mm 내지 약 25 mm, 약 1 mm 내지 약 20 mm, 약 1 mm 내지 약 15 mm, 약 1 mm 내지 약 10 mm, 약 1 mm 내지 약 6 mm, 약 1 mm 내지 약 5 mm, 약 1 mm 내지 약 5 mm 범위의 길이로 절단될 수 있다. 또 하나의 실시양태에서, 절단된 다성분 섬유는 약 25 mm 미만, 약 20 mm 미만, 약 15 mm 미만, 약 10 mm 미만, 또는 약 5 mm 미만의 길이로 절단된다. 본 발명의 또 하나의 양태에서, 다성분 섬유는 다양한 길이들의 혼합물로 절단될 수 있다.The multicomponent fiber can be cut into any length that can be used to make a nonwoven article. In one embodiment of the present invention, the multicomponent fiber can be cut to a length ranging from about 1 mm to about 50 mm. In other embodiments, the multicomponent fiber has about 1 mm to about 25 mm, about 1 mm to about 20 mm, about 1 mm to about 15 mm, about 1 mm to about 10 mm, about 1 mm to about 6 mm, It can be cut to a length ranging from about 1 mm to about 5 mm, about 1 mm to about 5 mm. In another embodiment, the cut multicomponent fibers are cut to a length of less than about 25 mm, less than about 20 mm, less than about 15 mm, less than about 10 mm, or less than about 5 mm. In another aspect of the invention, the multicomponent fiber can be cut into a mixture of various lengths.

본 개시내용에 사용된 "스테이플 섬유"이라는 용어는, 25 mm 초과 내지 약 50 mm의 길이로 절단된 섬유를 한정하는데 사용된다. "숏-컷 섬유"라는 용어는 약 25 mm 이하의 길이로 절단된 섬유를 한정하는데 사용된다.The term "staple fiber" as used in the present disclosure is used to define a fiber cut to a length greater than 25 mm to about 50 mm. The term "short-cut fiber" is used to define a fiber cut to a length of about 25 mm or less.

섬유-함유 공급원료는, 부직 물품의 제조에 유용한 임의의 다른 유형의 섬유를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 섬유-함유 공급원료는 추가로, 셀룰로즈 섬유 펄프, 유리 섬유, 폴리에스터 섬유, 나일론 섬유, 폴리올레핀 섬유, 레이욘 섬유, 및 셀룰로즈 에스터 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 섬유를 포함할 수 있다.The fiber-containing feedstock may include any other type of fiber useful for the manufacture of nonwoven articles. In one embodiment, the fiber-containing feedstock further comprises one or more fibers selected from the group consisting of cellulose fiber pulp, glass fibers, polyester fibers, nylon fibers, polyolefin fibers, rayon fibers, and cellulose ester fibers. can do.

상기 섬유-함유 공급원료는 물과 혼합하여 섬유 혼합 슬러리를 생성한다. 바람직하게는, 수분산성 설포폴리에스터의 제거를 용이하게 하기 위해, 이용된 물은 연수 또는 탈이온수일 수 있다. 연수는 앞에서 본 개시내용에 정의되어 있다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 다성분 섬유로부터의 수분산성 설포폴리에스터의 제거를 용이하게 하기 위해 하나 이상의 수 연화제가 사용될 수 있다. 당분야에 공지된 임의의 수 연화제가 사용될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 수 연화제는 킬레이트화제 또는 칼슘 이온 봉쇄제이다. 적용가능한 킬레이트화제 또는 칼슘 이온 봉쇄제는, 분자당 복수개의 카복실산 기를 함유하되 킬레이트화제의 분자 구조에 카복실산 기들이 2 내지 6개의 원자에 의해 분리된 화합물이다. 테트라소듐 에틸렌 다이아민 테트라아세트산(EDTA)은, 인접한 카복실산 기들 사이에 3개의 원자들로 분리되어 있는, 분자 구조 당 4개의 카복실산 기를 함유하는, 가장 일반적인 킬레이트화제의 예이다. 폴리아크릴산 나트륨염은, 카복실산 기들 사이에 2개의 원자로 분리되어 있는 카복실산 기를 함유하는 칼슘 봉쇄제의 예이다. 말레산 또는 숙신산의 나트륨 염은, 가장 기본적인 킬레이트화제 화합물의 예이다. 적용가능한 킬레이트화제의 추가 예는, 분자 구조 당 복수 개의 카복실산 기를 갖되, 상기 카복실산 기가 요구되는 거리(2 내지 6개의 원자 단위)로 분리되어 있어서, 2가 또는 다가 양이온(예를 들어, 칼슘)과의 바람직한 입체 상호작용을 유발하여, 킬레이트화제가 이가 또는 다가 양이온에 우선적으로 결합되는, 화합물을 포함한다. 이러한 화합물은, 예를 들어, 다이에틸렌트라이아민펜타아세트산; 다이에틸렌트라이아민-N,N,N',N',N"-펜타아세트산; 펜텐산; N,N-비스(2-(비스-(카복시메틸)아미노)에틸)-글리신; 다이에틸렌트라이아민 펜타아세트산; [[(카복시메틸)이미노]비스(에틸렌니트릴로)]-테트라-아세트산; 에데트산; 에틸렌다이니트릴로테트라아세트산; EDTA, 유리 염기; EDTA, 유리 산; 에틸렌다이아민-N,N,N',N'-테트라아세트산; 햄펜; 베르센; N,N'-1,2-에탄 다이일비스-(N-(카복시메틸)글리신); 에틸렌다이아민 테트라-아세트산; N,N-비스(카복시메틸)글리신; 트라이글리콜아믹산; 트릴론 A; α,α',α"-트라이메틸아민트라이카복실산; 트라이(카복시메틸)아민; 아미노트라이아세트산; 햄프셔 NTA산; 니트릴로-2,2',2"-트라이아세트산; 티트리플렉스 i; 니트릴로트라이아세트산; 및 이들의 혼합물을 포함한다. The fiber-containing feedstock is mixed with water to produce a fiber mixing slurry. Preferably, the water used may be soft water or deionized water to facilitate removal of the water dispersible sulfopolyester. Training is defined above in the present disclosure. In one embodiment of the present invention, one or more water softeners may be used to facilitate the removal of the water dispersible sulfopolyester from the multicomponent fiber. Any water softener known in the art can be used. In one embodiment, the water softener is a chelating agent or a calcium ion sequestrant. Applicable chelating agents or calcium ion sequestrants are compounds which contain a plurality of carboxylic acid groups per molecule, wherein the carboxylic acid groups are separated by 2 to 6 atoms in the molecular structure of the chelating agent. Tetrasodium ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) is an example of the most common chelating agent, containing four carboxylic acid groups per molecular structure, separated into three atoms between adjacent carboxylic acid groups. Sodium polyacrylic acid salts are examples of calcium blockers containing carboxylic acid groups separated by two atoms between carboxylic acid groups. The sodium salt of maleic acid or succinic acid is an example of the most basic chelating compound. Further examples of applicable chelating agents include a plurality of carboxylic acid groups per molecular structure, wherein the carboxylic acid groups are separated by the required distance (2 to 6 atomic units), so that divalent or polyvalent cations (eg calcium) and To cause preferred steric interactions of the chelating agent, wherein the chelating agent is preferentially bound to divalent or polyvalent cations. Such compounds include, for example, diethylenetriaminepentaacetic acid; Diethylenetriamine-N, N, N ', N', N "-pentaacetic acid; pentenoic acid; N, N-bis (2- (bis- (carboxymethyl) amino) ethyl) -glycine; diethylenetriamine Pentaacetic acid; [[(carboxymethyl) imino] bis (ethylenenitrilo)]-tetra-acetic acid; edetic acid; ethylenedinitriletetraacetic acid; EDTA, free base; EDTA, free acid; ethylenediamine-N, N, N ', N'-tetraacetic acid; hampen; versen; N, N'-1,2-ethane diylbis- (N- (carboxymethyl) glycine); ethylenediamine tetra-acetic acid; N, N -Bis (carboxymethyl) glycine, triglycol amic acid, trilon A, α, α ', α "-trimethylaminetricarboxylic acid; Tri (carboxymethyl) amine; Aminotriacetic acid; Hampshire NTA acid; Nitrilo-2,2 ', 2 "-triacetic acid; teatriplex i; nitrilotriacetic acid; and mixtures thereof.

수 연화제의 필요량은 Ca++ 및 기타 다가 이온 면에서 사용된 물의 경도에 의존한다. The required amount of water softener depends on the hardness of the water used in terms of Ca ++ and other polyvalent ions.

상기 섬유 혼합 슬러리를 가열하여 가열된 섬유 혼합 슬러리를 생성한다. 상기 온도는 다성분 섬유로부터 설포폴리에스터의 일부를 제거하기에 충분한 온도이다. 본 발명의 하나의 실시양태에서는, 상기 섬유 혼합 슬러리를 약 50 내지 약 100 ℃ 범위의 온도로 가열한다. 다른 온도 범위는 약 70 내지 약 100 ℃ 범위, 약 80 내지 약 100 ℃ 범위, 및 약 90 내지 약 100 ℃ 범위이다.The fiber mixing slurry is heated to produce a heated fiber mixing slurry. The temperature is sufficient to remove a portion of the sulfopolyester from the multicomponent fiber. In one embodiment of the present invention, the fiber mixing slurry is heated to a temperature in the range of about 50 to about 100 ° C. Other temperature ranges range from about 70 to about 100 ° C, from about 80 to about 100 ° C, and from about 90 to about 100 ° C.

임의적으로, 상기 섬유 혼합 슬러리를 전단 대역에서 혼합한다. 혼합 정도는, 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터를 단리 및 제거하고 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 분리하는데 충분한 정도이다. 본 발명의 하나의 실시양태에서는, 설포폴리에스터의 90%가 제거된다. 또 하나의 실시양태에서는 설포폴리에스터의 95%가 제거되고, 또 하나의 실시양태에서는 설포폴리에스터의 98% 초과가 제거된다. 상기 전단 대역은, 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터를 단리 및 제거하고 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 분리하는데 필요한 전단 작용을 제공할 수 있는 임의의 유형의 장비를 포함할 수 있다. 그러한 장비의 예는 비제한적으로 펄프화기(pulper) 및 정제기(refiner)를 포함한다.Optionally, the fiber mixing slurry is mixed in shear zones. The degree of mixing is sufficient to isolate and remove the water dispersible sulfopolyester from the multicomponent fiber and to separate the water non-dispersible polymer microfibers. In one embodiment of the invention, 90% of the sulfopolyester is removed. In another embodiment 95% of the sulfopolyester is removed and in another embodiment more than 98% of the sulfopolyester is removed. The shear zone may include any type of equipment capable of providing the shearing action required to isolate and remove the water dispersible sulfopolyester from the multicomponent fiber and to separate the water non-dispersible polymer microfibers. Examples of such equipment include, but are not limited to, pulpers and refiners.

물과의 접촉 및 가열 후 다성분 섬유내의 수분산성 설포폴리에스터는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유로부터 단리 및 분리되어, 설포폴리에스터 분산물 및 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 포함하는 슬러리 혼합물을 생성한다. 이어서, 상기 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 당분야에 공지된 임의의 수단에 의해 상기 설포폴리에스터 분산물로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 슬러리 혼합물을 분리 장비, 예를 들어 스크린 및 필터에 통과시킬 수 있다. 임의적으로, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 1회 또는 여러회 세척하여 수분산성 설포폴리에스터의 더 많은 양을 제거할 수 있다.After contact with water and heating, the water dispersible sulfopolyester in the multicomponent fiber is isolated and separated from the water non-dispersible polymer microfibers, resulting in a slurry mixture comprising the sulfopolyester dispersion and the water non-dispersible polymer microfibers. Create The cleaved water non-dispersible polymer microfibers can then be separated from the sulfopolyester dispersion by any means known in the art. For example, the slurry mixture can be passed through separation equipment such as screens and filters. Optionally, the water non-dispersible polymer microfibers can be washed once or several times to remove larger amounts of water dispersible sulfopolyester.

수분산성 설포폴리에스터의 제거는, 슬러리 혼합물의 물리적 관찰에 의해 결정될 수 있다. 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 세정하는데 이용된 물은, 수분산성 설포폴리에스터가 주로 제거되었다면 투명하다. 또한, 수분산성 설포폴리에스터가 여전히 제거된다면, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 세정하는데 이용된 물은 우유빛일 수 있다. 또한, 수분산성 설포폴리에스터가 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 상에 남아있다면, 상기 마이크로섬유는 다소 만지기에 접착성일 수 있다.Removal of the water dispersible sulfopolyester can be determined by physical observation of the slurry mixture. The water used to clean the water non-dispersible polymer microfibers is transparent if the water dispersible sulfopolyester is mainly removed. In addition, if the water dispersible sulfopolyester is still removed, the water used to clean the water non-dispersible polymer microfibers may be milky. In addition, if the water dispersible sulfopolyester remains on the water non-dispersible polymer microfibers, the microfibers may be somewhat tacky and adhesive.

수분산성 설포폴리에스터는 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해 설포폴리에스터 분산물로부터 회수될 수 있다.The water dispersible sulfopolyester can be recovered from the sulfopolyester dispersion by any method known in the art.

본 발명의 또 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 포함하는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유가 제공되며, 이때 상기 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유는 5 미크론 미만의 등가 직경(equivalent diameter) 및 25 mm 미만의 길이를 갖는다. 상기 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유는 앞서 기술된 마이크로섬유 제조 방법에 의해 제조된다. 본 발명의 또 하나의 양태에서, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유는 3 미크론 미만의 등가 직경 및 25 mm 미만의 길이를 갖는다. 본 발명의 또 하나의 실시양태에서, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유는 5 미크론 미만 또는 3 미크론 미만의 등가 직경을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유는 21 mm 미만, 10 mm 미만, 6.5 mm 미만, 및 3.5 mm 미만의 길이를 갖는다. 일단 분리된 다성분 섬유 내의 도메인들 또는 구획들은 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 생성한다.In another embodiment of the present invention, a water non-dispersible polymer microfiber comprising at least one water non-dispersible polymer is provided, wherein the water non-dispersible polymer microfiber has an equivalent diameter of less than 5 microns. (equivalent diameter) and a length of less than 25 mm. The water non-dispersible polymer microfibers are prepared by the microfiber manufacturing method described above. In another embodiment of the present invention, the water non-dispersible polymer microfibers have an equivalent diameter of less than 3 microns and a length of less than 25 mm. In another embodiment of the invention, the water non-dispersible polymer microfibers have an equivalent diameter of less than 5 microns or less than 3 microns. In other embodiments of the invention, the water non-dispersible polymer microfibers have a length of less than 21 mm, less than 10 mm, less than 6.5 mm, and less than 3.5 mm. The domains or compartments in the multicomponent fiber once separated produce water non-dispersible polymer microfibers.

본 발명은 또한 상기 기재된 수분산성 섬유, 다성분 섬유, 마이크로데니어 섬유 또는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 포함하는 섬유 물품을 포함한다. 용어 "섬유 물품"은 섬유를 갖거나 섬유와 유사한 임의의 물품을 의미하는 것으로 이해된다. 섬유 물품의 비제한적인 예는 다성분 섬유, 얀, 코드, 테이프, 직물, 용융 취입 웹, 방사 결합 웹, 열 결합 웹, 고수압 직조된 웹, 부직 웹 및 부직물, 및 이들의 조합; 예컨대 다층 부직물, 적층체 및 이러한 섬유로부터의 복합체, 거즈, 붕대, 기저귀, 배변연습용 팬츠, 탐폰, 수술용 가운 및 마스크, 생리대 등과 같은 하나 이상의 섬유 층을 갖는 품목을 포함한다. 또한, 섬유 물품은 다양한 퍼스널 위생 및 세정 물품용 대체 삽입물을 포함할 수 있다. 본 발명의 섬유 물품은 수분산성일 수 있거나 수분산성이 아닐 수 있는 다른 물질에 결합, 적층, 부착되거나 또는 이러한 다른 물질과 함께 사용될 수 있다. 섬유 물품, 예를 들어 부직물 층을 가요성 플라스틱 필름 또는 수 비-분산성 물질(예컨대, 폴리에틸렌)의 백킹에 결합시킬 수 있다. 예컨대 이러한 어셈블리를 일회용 기저귀의 한 성분으로서 사용할 수 있다. 또한, 다른 기판 상으로 섬유를 상부 취입(overblowing)하여, 엔지니어링된 용융 취입, 방사 결합 필름 또는 막 구조체의 매우 다채로운 조합을 생성시킴으로써, 섬유 물품을 제조할 수 있다.The present invention also includes fiber articles comprising the water dispersible fibers, multicomponent fibers, microdenier fibers or water non-dispersible polymer microfibers described above. The term "fiber article" is understood to mean any article having or resembling a fiber. Non-limiting examples of fibrous articles include multicomponent fibers, yarns, cords, tapes, fabrics, meltblown webs, spunbond webs, thermally bonded webs, high pressure woven webs, nonwoven webs and nonwovens, and combinations thereof; Such as multi-layered nonwovens, laminates and composites from these fibers, gauze, bandages, diapers, training pants, tampons, surgical gowns and masks, sanitary napkins and the like. Fiber articles may also include replacement inserts for various personal care and cleaning articles. The fibrous articles of the present invention may be bonded, laminated, attached to, or used with such other materials that may or may not be water dispersible. The fibrous article, for example a nonwoven layer, can be bonded to a backing of a flexible plastic film or a water non-dispersible material (eg, polyethylene). Such an assembly can be used, for example, as a component of a disposable diaper. Fiber articles can also be made by overblowing the fibers onto other substrates to produce a very colorful combination of engineered melt blown, spunbond films or membrane structures.

본 발명의 섬유 물품은 부직물 및 부직 웹을 포함한다. 부직물은 직조 또는 편직 작업 없이 섬유 웹으로부터 직접 제조되는 직물로서 정의된다. 텍스타일 연구소(Textile Institute)는, 부직물을, 얀이 아닌 섬유로부터 직접 제조된 텍스타일 구조물로서 정의한다. 이 직물은 보통, 비제한적으로 접착제 결합, 니들링 또는 유체 제트 얽힘에 의한 기계적 인터락킹(interlocking), 열 결합 및 스티치 결합을 비롯한 다양한 기법을 사용하여 결합함으로써, 강화된 검유 웹 또는 배트(batt)로부터 또는 연속 필라멘트로부터 제조된다. 예를 들어, 본 발명의 다성분 섬유는 임의의 공지된 직물 형성 공정에 의해 직물로 형성될 수 있다. 생성된 직물 또는 웹은, 다성분 섬유를 분할하기에 충분한 힘을 가함으로써, 또는 웹을 물과 접촉시켜 설포폴리에스터를 제거하고 나머지 마이크로데니어 섬유를 남김으로써, 마이크로데니어 섬유 웹으로 전환될 수 있다.Textile articles of the present invention include nonwovens and nonwoven webs. Nonwovens are defined as fabrics made directly from the fibrous web without weaving or knitting operations. The Textile Institute defines nonwovens as textile structures made directly from fibers, not yarns. These fabrics are usually bonded using a variety of techniques, including but not limited to adhesive interlocking, needling or fluid jet entanglement, thermal bonding, and stitching, thereby providing a reinforced gum oil web or batt. From or from continuous filaments. For example, the multicomponent fibers of the present invention may be formed into a fabric by any known fabric forming process. The resulting fabric or web can be converted to a microdenier fiber web by applying sufficient force to split the multicomponent fibers, or by contacting the web with water to remove the sulfopolyester and leave the remaining microdenier fibers. .

본 발명의 또 하나의 실시양태에서,In another embodiment of the invention,

(A) (i) 총 산 잔기를 기준으로 약 50 내지 약 96몰%의 하나 이상의 이소프탈산 또는 테레프탈산 잔기; (ii) 총 산 잔기를 기준으로 약 4 내지 약 30몰%의 소디오설포이소프탈산 잔기; (iii) 총 다이올 잔기를 기준으로 25몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(여기에서, n은 2 내지 약 500의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 하나 이상의 다이올 잔기; 및 (iv) 총 반복 단위를 기준으로 0 내지 약 20몰%의, 3개 이상의 작용기(이는 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합임)를 갖는 분지화 단량체 잔기를 포함하고 57℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 수분산성 설포폴리에스터 및 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 다성분 섬유로 방사시키는 단계로서, 이때 상기 다성분 섬유는 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 구획을 갖고, 상기 구획들은 구획들 사이에 개입하는 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있는, 단계;(A) (i) about 50 to about 96 mole percent of one or more isophthalic or terephthalic acid residues based on total acid residues; (ii) about 4 to about 30 mole percent sodiosulfoisophthalic acid residues based on total acid residues; (iii) at least 25 mole percent, based on total diol residues, are poly (ethylene glycol) having a structure of H- (OCH 2 -CH 2 ) n -OH, where n is an integer from 2 to about 500 One or more diol residues; And (iv) branched monomer residues having from 0 to about 20 mole percent, based on the total repeat units, of at least 3 functional groups, which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof, and having a glass transition temperature of 57 ° C. or higher ( Spinning a water dispersible sulfopolyester having Tg) and at least one water non-dispersible polymer that is immiscible with the sulfopolyester into a multicomponent fiber, wherein the multicomponent fiber comprises a water non-dispersible polymer Having a plurality of compartments, said compartments being substantially isolated from one another by sulfopolyesters intervening between the compartments;

(B) 단계 (A)의 다성분 섬유를 중첩 수집하여 부직 웹을 생성시키는 단계; 및 (B) overlapping the multicomponent fibers of step (A) to produce a nonwoven web; And

(C) 상기 부직 웹을 물과 접촉시켜 설포폴리에스터를 제거함으로써 마이크로데니어 섬유 웹을 생성시키는 단계(C) contacting the nonwoven web with water to remove sulfopolyester to produce a microdenier fiber web.

를 포함하는, 마이크로데니어 섬유 웹의 제조 방법을 제공한다.It provides a method of producing a microdenier fiber web, including.

본 발명의 또 다른 실시양태에서, 사용된 다성분 섬유는 섬유의 총 중량을 기준으로 10중량% 미만의 안료 또는 충전제를 함유한다.In another embodiment of the present invention, the multicomponent fiber used contains less than 10% by weight of pigment or filler based on the total weight of the fiber.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는,In another embodiment of the invention,

(A) 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 다성분 섬유로 방사시키는 단계로서, 이때 상기 다성분 섬유는 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인을 갖고, 상기 도메인들이 상기 도메인들 사이에 개입하는 상기 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있으며, 상기 수분산성 설포폴리에스터는 240℃에서 1라디안/초의 변형 속도에서 측정할 때 약 12,000포아즈 미만의 용융 점도를 나타내고, 이산 또는 다이올 잔기의 총 몰을 기준으로 약 25몰% 미만의 하나 이상의 설포단량체 잔기를 포함하는, 단계; (A) spinning at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible polymer that is immiscible with the sulfopolyester into a multicomponent fiber, wherein the multicomponent fiber is formed of a water non-dispersible polymer Wherein the domains are substantially isolated from each other by the sulfopolyester intervening between the domains, and the water dispersible sulfopolyester can be measured at a strain rate of 1 radian / second at 240 ° C. Exhibiting a melt viscosity of less than about 12,000 poise and comprising less than about 25 mole percent of one or more sulfomonomer residues based on the total moles of diacid or diol residues;

(B) 단계 (A)의 상기 다성분 섬유를 수집하여 부직 웹을 생성시키는 단계; 및 (B) collecting the multicomponent fibers of step (A) to produce a nonwoven web; And

(C) 상기 부직 웹을 물과 접촉시켜 상기 설포폴리에스터를 제거함으로써 마이크로데니어 섬유 웹을 생성시키는 단계(C) contacting the nonwoven web with water to remove the sulfopolyester to produce a microdenier fiber web.

를 포함하는, 마이크로데니어 섬유 웹의 제조 방법이 제공된다.Provided is a method of producing a microdenier fiber web.

본 발명의 또 다른 실시양태에서, 사용된 상기 다성분 섬유는 약 6데니어/필라멘트 미만의 방사 데니어를 갖는다.In another embodiment of the invention, the multicomponent fiber used has a spun denier of less than about 6 denier / filament.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는,In another embodiment of the invention,

(A) 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 압출시켜 다성분 압출물을 생성시키는 단계로서, 이때 상기 다성분 압출물은 상기 수 비-분산성 중합체를 포함하는 복수개의 도메인을 갖고, 상기 도메인들은 도메인들 사이에 개입하는 상기 수분산성 설포폴리에스터에 의해 서로 실질적으로 단리되어 있는, 단계; (A) extruding at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible polymer immiscible with the water dispersible sulfopolyester to produce a multicomponent extrudate, wherein the multicomponent extrudates are Having a plurality of domains comprising a water non-dispersible polymer, said domains being substantially isolated from each other by said water dispersible sulfopolyester intervening between domains;

(B) 상기 다성분 압출물을 약 2000m/분 이상의 속도에서 용융 인발시켜 다성분 섬유를 생성시키는 단계; (B) melt drawing the multicomponent extrudates at a speed of at least about 2000 m / min to produce multicomponent fibers;

(C) 단계 (B)의 상기 다성분 섬유를 수집하여 부직 웹을 생성시키는 단계; 및(C) collecting the multicomponent fibers of step (B) to produce a nonwoven web; And

(D) 상기 부직 웹을 물과 접촉시켜 상기 설포폴리에스터를 제거함으로써 마이크로데니어 섬유 웹을 생성시키는 단계(D) contacting the nonwoven web with water to remove the sulfopolyester to produce a microdenier fiber web

를 포함하는, 마이크로데니어 섬유 웹의 제조 방법이 제공된다.Provided is a method of producing a microdenier fiber web.

이 방법은 또한 바람직하게는 단계 (C) 전에 부직 웹의 다성분 섬유를 고수압 직조하는 단계를 포함한다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 상기 고수압 직조 단계는 다성분 섬유에 함유된 설포폴리에스터의 약 20중량% 미만, 15중량% 미만 또는 10중량% 미만의 손실을 야기한다. 고수압 직조 동안 설포폴리에스터의 손실을 감소시키는 목적을 추진함에 있어서, 이 공정 중에 사용되는 물은 바람직하게는 약 45℃ 미만, 더욱 바람직하게는 약 35℃ 미만, 가장 바람직하게는 약 30℃ 미만의 온도를 갖는다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 고수압 직조 동안 사용되는 물이 가능한한 실온에 근접하여 다성분 섬유로부터의 설포폴리에스터의 손실을 최소화하는 것이 바람직하다. 반대로, 약 45℃ 이상, 더욱 바람직하게는 약 60℃ 이상, 가장 바람직하게는 약 80℃ 이상의 온도를 갖는 물을 사용하여 단계 (C) 동안 설포폴리에스터 중합체의 제거를 바람직하게 수행할 수 있다.The method also preferably comprises a high pressure weaving of the multicomponent fibers of the nonwoven web prior to step (C). In one embodiment of the invention, the high water pressure weaving step results in less than about 20%, less than 15% or less than 10% by weight of the sulfopolyester contained in the multicomponent fiber. In pursuit of the purpose of reducing the loss of sulfopolyester during high-pressure weaving, the water used during this process is preferably less than about 45 ° C, more preferably less than about 35 ° C, most preferably less than about 30 ° C. Has a temperature of. In one embodiment of the present invention, it is desirable for the water used during high pressure weaving to minimize the loss of sulfopolyester from the multicomponent fiber as close to room temperature as possible. In contrast, the removal of the sulfopolyester polymer during step (C) may preferably be carried out using water having a temperature of at least about 45 ° C., more preferably at least about 60 ° C., most preferably at least about 80 ° C.

고수압 직조 후 단계 (C) 전에, 부직 웹을 약 100℃ 이상, 더욱 바람직하게는 약 120℃ 이상으로 가열함을 포함하는 열 경화 단계를 부직 웹에 대해 수행할 수 있다. 열 경화 단계는 내부 섬유 응력을 이완시키고 치수 안정성 직물 생성물을 생성시키는데 도움을 준다. 열 경화성 물질을 열 경화 단계 동안 가열된 온도까지 재가열하는 경우, 이것이 그의 원래 표면적의 약 5% 미만의 표면적 수축률을 나타내는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 수축률은 원래 표면적의 약 2% 미만이고, 가장 바람직하게는 수축률은 약 1% 미만이다.Before the step (C) after the high-pressure weaving, a thermosetting step can be performed on the nonwoven web, including heating the nonwoven web to at least about 100 ° C., more preferably at least about 120 ° C. The thermal curing step helps to relax the internal fiber stress and produce a dimensional stable fabric product. When the heat curable material is reheated to the heated temperature during the heat curing step, it is preferred that it exhibits a surface area shrinkage of less than about 5% of its original surface area. More preferably, the shrinkage is less than about 2% of the original surface area and most preferably the shrinkage is less than about 1%.

다성분 섬유에 사용되는 설포폴리에스터는 본원에 기재된 임의의 것일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 설포폴리에스터는 240℃에서 1라디안/초의 변형 속도에서 측정할 때 약 6000포아즈 미만의 용융 점도를 갖고 총 반복 단위를 기준으로 약 12몰 미만의 하나 이상의 설포단량체 잔기를 포함한다. 이들 유형의 설포폴리에스터는 본원에 이미 기재되어 있다.The sulfopolyesters used for the multicomponent fibers may be any of those described herein. In one embodiment, the sulfopolyester has a melt viscosity of less than about 6000 poise as measured at a strain rate of 1 radian / sec at 240 ° C. and contains less than about 12 moles of one or more sulfomonomer residues based on total repeat units. Include. These types of sulfopolyesters are already described herein.

또한, 본 발명의 방법은 바람직하게는 2000m/분 이상, 더욱 바람직하게는 약 3000m/분 이상, 더욱더 바람직하게는 약 4000m/분 이상, 가장 바람직하게는 약 5000m/분 이상의 섬유 속도로 다성분 섬유를 인발하는 단계를 포함한다.In addition, the process of the present invention is preferably multicomponent fiber at a fiber speed of at least 2000 m / min, more preferably at least about 3000 m / min, even more preferably at least about 4000 m / min and most preferably at least about 5000 m / min. It includes the step of drawing.

본 발명의 또 하나의 실시양태에서, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 포함하는 부직 물품이 제조될 수 있다. 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 포함하는 부직 물품은, 건식-적층 공정 및 습식-적층 공정으로 이루어진 군 중에서 선택된 방법에 의해 제조된다. 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 제조하기 위한 방법 및 다성분 섬유는 본원에서 전술되어 있다.In another embodiment of the present invention, nonwoven articles comprising water non-dispersible polymer microfibers can be made. Nonwoven articles comprising water non-dispersible polymer microfibers are made by a method selected from the group consisting of a dry-lamination process and a wet-lamination process. Methods for producing water non-dispersible polymer microfibers and multicomponent fibers are described herein above.

본 발명의 하나의 실시양태에서, 1% 이상의 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유가 부직 물품에 함유된다. 부직 물품에 함유되는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 다른 양은 10% 이상, 25% 이상 및 50% 이상이다. In one embodiment of the invention, at least 1% of water non-dispersible polymer microfibers are contained in the nonwoven article. Other amounts of the water non-dispersible polymer microfibers contained in the nonwoven article are at least 10%, at least 25% and at least 50%.

본 발명의 또 하나의 양태에서, 상기 부직 물품은 추가로 하나 이상의 다른 섬유를 포함할 수 있다. 상기 다른 섬유는, 제조할 부직 물품의 유형에 따라 당분야에 공지된 임의의 것일 수 있다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 상기 다른 섬유는, 셀룰로즈 섬유 펄프, 유리 섬유, 폴리에스터 섬유, 나일론 섬유, 폴리올레핀 섬유, 레이욘 섬유, 셀룰로즈 에스터 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.In another aspect of the invention, the nonwoven article may further comprise one or more other fibers. The other fibers may be any known in the art depending on the type of nonwoven article to be made. In one embodiment of the present invention, the other fibers may be selected from the group consisting of cellulose fiber pulp, glass fibers, polyester fibers, nylon fibers, polyolefin fibers, rayon fibers, cellulose ester fibers, and mixtures thereof. .

상기 부직 물품은 또한 추가로 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는 비제한적으로 스타치, 충전제 및 결합제를 포함한다. 다른 첨가제는 본원의 다른 섹션에서 언급된다.The nonwoven article may further comprise one or more additives. Additives include, but are not limited to, starch, fillers, and binders. Other additives are mentioned in other sections herein.

일반적으로, 다성분 섬유로부터 제조된 수 비-분산성 마이크로섬유로부터 이 부직 물품을 제조하는 방법은 하기 그룹으로 분할될 수 있다: 건식-적층 웹, 습식-적층 웹, 및 이들 공정들 간의 조합 또는 이들 공정과 다른 부직 공정과의 조합.In general, methods for making this nonwoven article from water non-dispersible microfibers made from multicomponent fibers can be divided into the following groups: dry-laminated webs, wet-laminated webs, and combinations between these processes or Combination of these processes with other nonwoven processes.

일반적으로, 건식-적층된 부직 물품은, 건조 상태에서 섬유를 다루도록 고안된 스테이플 섬유 가공 기기로 제조된다. 이것은, 기계적 공정들, 예를 들어 카딩, 공기역학, 및 기타 공기-적층 경로를 포함한다. 또한, 이러한 범주에는, 토우 형태의 필라멘트로 제조된 부직 물품, 스테이플 섬유로 구성된 직물, 및 스티칭 필라멘트 또는 야드(즉, 스티치결합된 부직포)가 포함된다. 카딩은, 부직 물품으로의 추가 가공을 위한 웹을 제조하기 위한, 디스인탱글링(disentangling), 세척, 및 섬유의 상호혼합의 공정이다. 상기 공정은 주로 기계적 인탱글링(entangling) 및 섬유-섬유 마찰에 의해 웹으로서 서로 고정되는 섬유를 정렬한다. 카드(예를 들어, 롤링된(rolled) 카드)는 하나 이상의 주된 실린더, 롤러, 또는 고정식 탑(stationary top), 하나 이상의 도퍼(doffer) 또는 이러한 주요 구성성분의 다양한 조합으로 일반적으로 구성된다. 카딩 작업은, 일련의 상호작동 카드 롤러 상의 카드의 위치들 사이의 수 비-분산성 마이크로섬유의 조합 또는 작업이다. 카드의 유형은, 롤러 카드, 모직 카드, 면 카드 및 랜덤 카드를 포함한다. 가네트도 이러한 섬유를 정렬하기 위해서 사용될 수도 있다.Generally, dry-laminated nonwoven articles are made with staple fiber processing machines designed to handle fibers in a dry state. This includes mechanical processes such as carding, aerodynamics, and other air-lamination paths. This category also includes nonwoven articles made from filaments in the form of tows, fabrics composed of staple fibers, and stitched filaments or yards (ie, stitched nonwovens). Carding is a process of disentangling, washing, and intermixing fibers to produce a web for further processing into a nonwoven article. The process aligns the fibers that are fixed to each other as webs primarily by mechanical entangling and fiber-fiber friction. Cards (eg, rolled cards) generally consist of one or more main cylinders, rollers, or stationary tops, one or more doffers, or various combinations of these major components. A carding operation is a combination or operation of water non-dispersible microfibers between the positions of a card on a series of interoperable card rollers. Types of cards include roller cards, wool cards, cotton cards and random cards. Garnets may also be used to align these fibers.

건식-적층 공정에서 절단된 다성분 섬유는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유는 또한 공기-적층에 의해 정렬될 수도 있다. 이러한 섬유들은, 공기 흐름(air current)에 의해 편평한 콘베이어 또는 드럼일 수 있는 수집기로 보내진다. Multicomponent fibers cut in a dry-lamination process may be water non-dispersible polymer microfibers may also be aligned by air-lamination. These fibers are sent to a collector, which can be a flat conveyor or drum by air current.

또한 본 발명의 다성분 섬유로부터 압출-성형된 웹이 제조될 수 있다. 예로는 방사-결합된 및 용융-취입된 것이 포함된다. 압출 기술을 사용하여 방사-결합된, 용융-취입된 및 다공성-필름 부직 물품을 제조한다. 이 부직 물품은 용융-방사, 필름 캐스팅 및 압출 코팅과 같은 중합체 압출 방법과 관련된 기계로 제조된다. 이어서, 부직 물품을 물과 접촉시켜 수분산성 설포폴리에스터를 제거하여, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 포함하는 부직 물품을 생성한다.Extruded-formed webs can also be made from the multicomponent fibers of the present invention. Examples include spin-bonded and melt blown. Extrusion techniques are used to produce spin-bonded, melt-blown and porous-film nonwoven articles. This nonwoven article is made with a machine related to polymer extrusion methods such as melt-spinning, film casting and extrusion coating. The nonwoven article is then contacted with water to remove the water dispersible sulfopolyester, producing a nonwoven article comprising water non-dispersible polymer microfibers.

방사-결합 공정에서는, 다성분 필라멘트를 압출하고 이를 다발(bundle) 또는 묶음(grouping)으로서 배향하고 이를 수송 스크린 상에 적층하고 이를 인터락킹함으로써, 수분산성 설포폴리에스터 및 수 비-분산성 중합체를 직접 직물로 변환시킨다. 상기 인터락킹은, 열 융착, 기계적 인탱글링, 고수압직조, 화학적 결합제 또는 이들 공정의 조합에 의해 수행될 수 있다.In a spin-bonding process, water dispersible sulfopolyesters and water non-dispersible polymers are formed by extruding multicomponent filaments, orienting them as bundles or groupings, laminating them on a transport screen and interlocking them. Convert directly to fabric. The interlocking can be carried out by thermal fusion, mechanical entanglement, high-pressure weaving, chemical binders or a combination of these processes.

용용 취입 직물 또한, 수분산성 설포폴리에스터 및 수 비-분산성 중합체로부터 직접 제조된다. 중합체를 용융 및 압출한다. 용융물이 압출 오리피스를 통과하면, 이를 고온에서 공기로 취입시킨다. 공기 스트림은 용융된 중합체를 희석 및 고화시킨다. 이어서, 상기 공기 스트림으로부터 웹으로서 다성분 섬유를 분리하고 가열된 롤들 사이에서 압축시킬 수 있다.Melt blown fabrics are also prepared directly from water dispersible sulfopolyesters and water non-dispersible polymers. The polymer is melted and extruded. As the melt passes through the extrusion orifice, it is blown into the air at high temperature. The air stream dilutes and solidifies the molten polymer. The multicomponent fiber can then be separated from the air stream as a web and compressed between heated rolls.

조합된 방사-결합 및 용융-결합 공정 또한 부직 물품 제조에 이용될 수 있다.Combined spin-bond and melt-bond processes can also be used to make nonwoven articles.

습식 적층 공정은 부직 물품을 생성하는 제지 기법의 사용을 포함한다. 이러한 부직 물품은 펄프 소섬유화와 관련된 기계류(예를 들어, 해머 밀) 및 제지, 예를 들어, 유체 내의 단섬유들을 다루도록 고안된 연속 스크린으로의 슬러리의 펌핑으로 제조된다.Wet lamination processes include the use of papermaking techniques to produce nonwoven articles. Such nonwoven articles are made by pumping slurry into machinery associated with pulp fibrosis (eg hammer mills) and slurry into continuous screens designed to handle paper, such as short fibers in a fluid.

습식 적층 공정의 하나의 실시양태에서는, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유가 물에 현탁되어, 형성 스크린으로부터 물이 배수되는 형성 유닛으로 옮겨지고, 섬유들이 스크린 와이어에 배치된다.In one embodiment of the wet lamination process, the water non-dispersible polymer microfibers are suspended in water, transferred from the forming screen to the forming unit where the water is drained, and the fibers are placed on the screen wire.

습식 적층 공정의 또다른 실시양태에서는, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유는, 탈수 모듈(예를 들어, 흡입 박스, 호일, 및 큐라츄어(curature))에서 수압식 형성기의 초기에 1,500 미터/분까지의 고속으로 회전하는 와이어 메쉬 또는 시브 상에서 탈수된다. 상기 시트는, 약 20 내지 30%의 고체 함량까지 탈수된다. 그다음, 상기 시트는 가압되고 건조될 수 있다.In another embodiment of the wet lamination process, the water non-dispersible polymer microfibers are formed at a rate of 1,500 meters / minute at the beginning of the hydraulic former in a dewatering module (eg, suction box, foil, and curture). It is dehydrated on wire mesh or sheave that rotates at high speed. The sheet is dehydrated to a solids content of about 20-30%. The sheet can then be pressed and dried.

습식-적층 공정의 또다른 실시양태에서,In another embodiment of the wet-lamination process,

(A) 임의적으로, 수 비-분산성 합성 중합체를 포함하는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 물로 세척하는 단계; (A) optionally, washing the water non-dispersible polymer microfibers comprising the water non-dispersible synthetic polymer with water;

(B) 상기 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유에 물을 첨가하여 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 슬러리를 형성하는 단계;(B) adding water to the water non-dispersible polymer microfibers to form a water non-dispersible polymer microfiber slurry;

(C) 임의적으로, 상기 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 슬러리에 기타 섬유 및/또는 첨가제를 첨가하는 단계; 및(C) optionally, adding other fibers and / or additives to the water non-dispersible polymer microfiber slurry; And

(D) 상기 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 슬러리를 습식-적층 부직 대역으로 옮겨서 부직 물품을 제조하는 단계(D) transferring the water non-dispersible polymer microfiber slurry to a wet-laid nonwoven zone to produce a nonwoven article.

를 포함하는 공정이 제공된다. Provided is a process comprising a.

단계 (A)에서, 세정 횟수는, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유에 대해 선택된 구체적인 용도에 좌우된다. 단계 (B)에서, 충분한 물을 리본 섬유에 첨가하여, 이들이 습식-적층 부직 대역으로 이동하는 것을 허용하도록 한다.In step (A), the number of washes depends on the specific use chosen for the water non-dispersible polymer microfibers. In step (B), sufficient water is added to the ribbon fibers to allow them to migrate to the wet-laid nonwoven zone.

습식-적층 부직 대역은 습식-적층 부직 물품을 생성할 수 있는 것으로 당분야에 공지된 임의의 장치를 포함한다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 상기 습식-적층 부직포 대역은 하나 이상의 스크린, 메쉬, 또는 시브(sieve)를 포함하여, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 슬러리로부터 물을 제거한다. The wet-laid nonwoven zone includes any device known in the art that can produce a wet-laid nonwoven article. In one embodiment of the invention, the wet-laid nonwoven zone includes one or more screens, meshes, or sieves to remove water from the water non-dispersible polymer microfiber slurry.

습식-적층 공정의 또다른 실시양태에서,In another embodiment of the wet-lamination process,

(A) 절단된 다성분 섬유를 물과 접촉시켜 수분산성 설포폴리에스터의 일부를 제거하여 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 슬러리를 생성하는 단계;(A) contacting the chopped multicomponent fiber with water to remove a portion of the water dispersible sulfopolyester to form a water non-dispersible polymer microfiber slurry comprising a water non-dispersible polymer microfiber and a water dispersible sulfopolyester. Generating;

(B) 임의적으로, 상기 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 물로 세척하는 단계; (B) optionally, washing the water non-dispersible polymer microfibers with water;

(C) 임의적으로, 상기 수분산성 중합체 슬러리에 기타 섬유 및/또는 첨가제를 첨가하는 단계; 및(C) optionally, adding other fibers and / or additives to the water dispersible polymer slurry; And

(D) 상기 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 함유 슬러리를 습식-적층 부직 대역으로 옮겨서 부직 물품을 제조하는 단계(D) transferring the water non-dispersible polymer microfiber containing slurry into a wet-laid nonwoven zone to produce a nonwoven article.

를 포함하는 공정이 제공된다. Provided is a process comprising a.

본 발명의 또다른 실시양태에서, 수 비-분산성 마이크로섬유 슬러리는, 습식-적층 부직 대역으로 이동하기 전에, 혼합된다. In another embodiment of the present invention, the water non-dispersible microfiber slurry is mixed before moving to the wet-laid nonwoven zone.

부직 물품 제조에 웹-결합 공정이 또한 사용될 수도 있다. 이 공정은 화학적 공정 및 물리적 공정으로 나뉠 수 있다. 화학적 결합은 수계 및 용매계 중합체를 사용하여 섬유 및/또는 섬유 웹을 함께 결합하는 것을 지칭한다. 상기 결합제는 포화, 함침, 분사, 인쇄 또는 폼(foam)으로서의 적용에 의해 적용될 수 있다. 물리적 결합 공정은, 칼렌다링 및 핫-에어 결합과 같은 열 공정, 및 니들링 및 고수압직조과 같은 기계적 공정을 포함한다. 니들링 또는 니들-펀칭 공정은, 섬유들의 일부를 거의 수평 위치에서 거의 수직 위치로 물리적으로 이동시킴으로써 섬유들을 인터락킹한다. 니들-펀칭은 니들룸(needleloom)에 의해 수행될 수 있다. 니들룸은 일반적으로 웹-공급 기계부, 니들을 보지하는 니들보드를 포함하는 니들 빔, 스트라이퍼 플레이트, 베드 플레이트 및 직물 권취 기계부를 포함한다.Web-bonding processes may also be used to make nonwoven articles. This process can be divided into chemical and physical processes. Chemical bonding refers to bonding fibers and / or fibrous webs together using aqueous and solvent based polymers. The binder can be applied by saturation, impregnation, spraying, printing or application as a foam. Physical bonding processes include thermal processes such as calendaring and hot-air bonding, and mechanical processes such as needling and high-pressure weaving. A needling or needle-punching process interlocks the fibers by physically moving some of the fibers from a nearly horizontal position to a nearly vertical position. Needle-punching may be performed by a needleloom. The needle room generally includes a web-feeding mechanism, a needle beam including a needle board holding the needle, a striper plate, a bed plate and a fabric winding machine.

스티치-결합은, 얀을 이용하여 또는 얀 없이 편직 요소를 사용하여 섬유 웹을 인터락킹하는 기계적 결합 방법이다. 스티치-결합 기계의 예는 말리와트(Maliwatt), 아라크네(Arachne), 말리블리즈(Malivlies), 및 아라베바(Arabeva)를 포함하나 그에 한정되지 않는다.Stitch-bonding is a method of mechanical bonding that interlocks a fibrous web using yarns or using yarns without yarns. Examples of stitch-bonding machines include, but are not limited to, Maliwatt, Arachne, Malivlies, and Arababe.

부직 물품은, 1) 웹 또는 매트(mat)로의 기계적인 섬유 결속 및 인터락킹; 2) 특정 중합체 및 중합체 블렌드의 열가소성 특성을 이용하는 결합제 섬유의 사용을 포함하는 섬유를 융착시키는 다양한 기법; 3) 전분, 카세인, 셀룰로스 유도체, 또는 아크릴계 라텍스 또는 우레탄과 같은 합성 수지와 같은 결합 수지의 사용; 4) 분말 접착제 결합제; 또는 5) 이들의 조합에 의해 함께 유지될 수 있다. 섬유는 종종 무작위한 방식으로 퇴적되지만, 한 방향으로의 배향이 가능하며, 이후에 상술한 방법 중 하나를 이용하여 결합된다.Nonwoven articles may include: 1) mechanical fiber binding and interlocking into a web or mat; 2) various techniques for fusing fibers, including the use of binder fibers that utilize the thermoplastic properties of certain polymers and polymer blends; 3) the use of binding resins such as starch, casein, cellulose derivatives, or synthetic resins such as acrylic latex or urethanes; 4) powder adhesive binders; Or 5) held together by a combination thereof. The fibers are often deposited in a random manner, but orientation in one direction is possible and then joined using one of the methods described above.

본 발명의 섬유 물품은 또한 수분산성 섬유, 다성분 섬유, 또는 마이크로데니어 섬유의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 섬유 층은 하나 이상의 부직포 층, 느슨하게 결합된 중첩 섬유, 또는 이들의 조합일 수 있다. 또한, 섬유 물품은 아동 케어 물품, 예컨대 유아 기저귀; 아동 배변연습용 팬츠; 성인 케어 물품, 예컨대 성인용 기저귀 및 성인용 실금 패드; 여성 케어 물품, 예컨대 여성 생리대, 팬티 라이너, 및 탐폰; 와이프; 섬유-함유 세정 물품; 의료 및 수술 케어 물품, 예컨대 의료용 와이프, 티슈, 거즈, 검사 베드 커버, 수술용 마스크, 가운, 붕대, 및 상처 드레싱; 직물; 엘라스토머성 얀, 와이프, 테이프, 다른 보호 배리어, 및 포장재를 포함하나 그에 한정되지 않는 퍼스널 케어 및 헬쓰 케어 물품을 포함할 수 있다. 섬유 물품은 액체를 흡수하는 데 사용될 수 있거나 또는 다양한 액체 조성물로 미리 습윤되고 이 조성물을 표면에 전하는 데 사용될 수 있다. 액체 조성물의 비제한적 예는 습윤제; 세정제; 스킨 케어 물품, 예컨대 화장품, 연고, 약제, 연화약, 및 방향제를 포함한다. 섬유 물품은 또한 흡수성을 개선하기 위해 또는 전달 비히클로서 다양한 분말 및 미립자를 포함할 수 있다. 분말 및 미립자의 예는 탈크, 전분, 다양한 수흡수성, 수분산성, 또는 수팽윤성 중합체, 예컨대 초흡수성 중합체, 설포폴리에스터, 및 폴리(비닐알코올), 실리카, 안료, 및 마이크로캡슐을 포함하나 그에 한정되지 않는다. 또한, 첨가제는 특정 용도에 대한 필요에 따라 존재할 수 있으나, 요구되지는 않는다. 첨가제의 예는 산화안정제, UV 흡수제, 착색제, 안료, 불투명화제(소광제; delustrant), 광증백제, 충전제, 핵형성제, 가소제, 점도개질제, 표면개질제, 항균제, 살균제, 저온 유동성 억제제, 분지제, 및 촉매를 포함하나 그에 한정되지 않는다.The fibrous articles of the present invention may also include one or more layers of water dispersible fibers, multicomponent fibers, or microdenier fibers. The fiber layer may be one or more nonwoven layers, loosely bonded overlapping fibers, or a combination thereof. Textile articles may also include child care articles such as infant diapers; Training pants for children; Adult care articles such as adult diapers and adult incontinence pads; Female care articles such as female sanitary napkins, panty liners, and tampons; wife; Fiber-containing cleaning articles; Medical and surgical care articles such as medical wipes, tissues, gauze, examination bed covers, surgical masks, gowns, bandages, and wound dressings; textile; Personal care and health care articles, including but not limited to elastomeric yarns, wipes, tapes, other protective barriers, and packaging materials. Fibrous articles may be used to absorb liquids or may be pre-wetted with various liquid compositions and used to convey the composition to a surface. Non-limiting examples of liquid compositions include wetting agents; detergent; Skin care articles such as cosmetics, ointments, drugs, softeners, and fragrances. The fibrous article may also include various powders and particulates to improve absorbency or as a delivery vehicle. Examples of powders and particulates include but are not limited to talc, starch, various water absorbing, water dispersible, or water swellable polymers such as superabsorbent polymers, sulfopolyesters, and poly (vinyl alcohol), silica, pigments, and microcapsules. It doesn't work. In addition, additives may be present as required for the particular use, but are not required. Examples of additives include oxidative stabilizers, UV absorbers, colorants, pigments, opacifiers, light brighteners, fillers, nucleating agents, plasticizers, viscosity modifiers, surface modifiers, antibacterial agents, bactericides, low temperature fluidity inhibitors, branching agents, And catalysts.

수분산성인 것 이외에도, 상술된 섬유 물품은 수세가능할 수 있다. 본원에서 "수세가능한"이란 용어는, 통상적인 화장실에서 버려져서, 화장실 또는 하수 시스템에서 방해 또는 막힘을 초래하지 않고 지역의 하수 또는 주거의 정화 시스템으로 도입될 수 있음을 의미한다.In addition to being water dispersible, the aforementioned fiber articles may be flushable. The term "washable" herein means that it can be discarded in a conventional toilet and introduced into a local sewage or residential purification system without causing obstruction or blockage in the toilet or sewage system.

상기 섬유 물품은, 제 2 수분산성 중합체를 포함하는 수분산성 필름을 또한 포함할 수 있다. 상기 제 2 수분산성 중합체는 본 발명의 섬유 및 섬유 물품에 사용되는 전술한 수분산성 중합체와 동일하거나 상이할 수 있다. 따라서, 하나의 실시양태에서, 예를 들어, 상기 제 2 수분산성 중합체는 하기 (A) 내지 (D)를 포함하는 추가적인 설포폴리에스터일 수 있다:The fibrous article may also comprise a water dispersible film comprising a second water dispersible polymer. The second water dispersible polymer may be the same as or different from the aforementioned water dispersible polymer used in the fibers and fibrous articles of the present invention. Thus, in one embodiment, for example, the second water dispersible polymer may be an additional sulfopolyester comprising the following (A) to (D):

(A) 전체 산 잔기 기준으로 약 50 내지 약 96 몰%의, 이소프탈산 또는 테레프탈산 잔기 하나 이상;(A) about 50 to about 96 mole percent, based on total acid residues, of at least one isophthalic acid or terephthalic acid residue;

(B) 전체 산 잔기 기준으로 약 4 내지 약 30 몰%의 소디오설포이소프탈산 잔기;(B) about 4 to about 30 mole percent sodiosulfoisophthalic acid residues based on total acid residues;

(C) 전체 다이올 잔기 기준으로 15 몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(이때, n은 2 내지 약 500 범위의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 다이올 잔기 하나 이상;(C) at least 15 mole%, based on the total diol residues, is a poly (ethylene glycol) having a structure of H— (OCH 2 —CH 2 ) n —OH, wherein n is an integer ranging from 2 to about 500; One or more residues;

(D) 전체 반복 단위 기준으로 0 내지 약 20 몰%의, 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합인 작용기 3개 이상을 갖는 분지화 단량체 잔기.(D) from 0 to about 20 mole percent, based on total repeat units, of branched monomer residues having at least three functional groups which are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof.

상기 추가적인 설포폴리에스터는, 생성된 섬유 물품의 특성을 개질시키기 위해 상기한 하나 이상의 보조 중합체와 블렌딩될 수 있다. 상기 보조 중합체는 용도에 따라 수분산성이거나 수분산성이 아닐 수 있다. 상기 보조 중합체는 상기 추가적인 설포폴리에스터와 혼화성이거나 비혼화성일 수 있다.The additional sulfopolyester may be blended with one or more auxiliary polymers described above to modify the properties of the resulting fibrous article. The auxiliary polymer may or may not be water dispersible, depending on the application. The copolymer may be miscible or immiscible with the additional sulfopolyester.

추가적인 설포폴리에스터는 다른 농도, 예를 들어 약 60 내지 약 95 몰%, 및 약 75 내지 약 95 몰%의 이소프탈산 잔기를 함유할 수 있다. 이소프탈산 잔기 농도 범위의 추가적인 예는 약 70 내지 약 85 몰%, 약 85 내지 약 95 몰% 및 약 90 내지 약 95 몰%이다. 추가적인 설포폴리에스터는 또한 약 25 내지 약 95 몰%의 다이에틸렌 글리콜 잔기를 포함할 수 있다. 다이에틸렌 글리콜 잔기 농도 범위의 추가적인 예는 약 50 내지 약 95 몰%, 약 70 내지 약 95 몰%, 및 약 75 내지 약 95 몰%를 포함한다. 추가적인 설포폴리에스터는 또한 에틸렌 글리콜 및/또는 1,4-사이클로헥산다이메탄올 잔기를 포함할 수 있다. CHDM 잔기의 전형적인 농도 범위는 약 10 내지 약 75 몰%, 약 25 내지 약 65 몰%, 및 약 40 내지 약 60 몰%이다. 에틸렌 글리콜 잔기의 전형적인 농도 범위는 약 10 내지 약 75 몰%, 약 25 내지 약 65 몰%, 및 약 40 내지 약 60 몰%이다. 또 다른 실시양태에서, 추가적인 설포폴리에스터는 약 75 내지 약 96 몰%의 이소프탈산 잔기 및 약 25 내지 약 95 몰%의 다이에틸렌 글리콜 잔기를 포함한다.Additional sulfopolyesters may contain other concentrations of isophthalic acid residues, for example from about 60 to about 95 mole percent, and from about 75 to about 95 mole percent. Further examples of isophthalic acid residue concentration ranges are from about 70 to about 85 mol%, from about 85 to about 95 mol% and from about 90 to about 95 mol%. The additional sulfopolyester may also include about 25 to about 95 mole percent diethylene glycol moiety. Additional examples of diethylene glycol moiety concentration ranges include about 50 to about 95 mole percent, about 70 to about 95 mole percent, and about 75 to about 95 mole percent. Additional sulfopolyesters may also include ethylene glycol and / or 1,4-cyclohexanedimethanol residues. Typical concentration ranges for CHDM residues are from about 10 to about 75 mol%, from about 25 to about 65 mol%, and from about 40 to about 60 mol%. Typical concentration ranges for ethylene glycol moieties are about 10 to about 75 mole percent, about 25 to about 65 mole percent, and about 40 to about 60 mole percent. In another embodiment, the additional sulfopolyester comprises about 75 to about 96 mole percent isophthalic acid residues and about 25 to about 95 mole percent diethylene glycol residues.

본 발명에 따르면, 섬유 물품의 설포폴리에스터 필름 성분은 단층 또는 다층 필름으로서 제조될 수 있다. 단층 필름은 통상적인 캐스팅 기법에 의해 제조될 수 있다. 다층 필름은 통상적인 적층법 등에 의해 제조될 수 있다. 필름은 통상적인 두께일 수 있지만, 전체 두께는 보통 약 2 내지 약 50 mil이다.According to the invention, the sulfopolyester film component of the fiber article can be prepared as a single layer or a multilayer film. Monolayer films can be produced by conventional casting techniques. The multilayer film can be produced by a conventional lamination method or the like. The film can be a conventional thickness, but the overall thickness is usually about 2 to about 50 mils.

필름-함유 섬유 물품은 상술한 바와 같은 수분산성 섬유 층을 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 섬유 층은 하나 이상의 부직포 층, 느슨하게 결합된 중첩 섬유의 층, 또는 이들의 조합일 수 있다. 또한, 필름-함유 섬유 물품은 본원에서 상기한 바와 같은 퍼스널 및 헬쓰 케어 물품을 포함할 수 있다.The film-containing fiber article may include one or more water dispersible fiber layers as described above. The fiber layer may be one or more nonwoven layers, a layer of loosely bonded overlapping fibers, or a combination thereof. In addition, the film-containing fiber articles may include personal and health care articles as described herein above.

전술한 바와 같이, 섬유 물품은 또한 흡수성을 개선하기 위해 또는 전달 비히클로서 다양한 분말 및 미립자를 포함할 수 있다. 그러므로, 하나의 실시양태에서, 본 발명의 섬유 물품은 본원에서 전술한 수분산성 중합체 성분과 동일하거나 상이할 수 있는 제 3 수분산성 중합체를 포함하는 분말을 포함한다. 분말 및 미립자의 다른 예는 탈크, 전분, 다양한 수흡수성, 수분산성, 또는 수팽윤성 중합체, 예컨대 폴리(아크릴로니트릴), 설포폴리에스터, 및 폴리(비닐 알코올), 실리카, 안료, 및 마이크로캡슐을 포함하나 그에 한정되지 않는다.As mentioned above, the fibrous article may also include various powders and particulates to improve absorbency or as a delivery vehicle. Therefore, in one embodiment, the fibrous article of the present invention comprises a powder comprising a third water dispersible polymer, which may be the same as or different from the water dispersible polymer component described above. Other examples of powders and particulates include talc, starch, various water absorbing, water dispersible, or water swellable polymers such as poly (acrylonitrile), sulfopolyesters, and poly (vinyl alcohol), silica, pigments, and microcapsules. Including but not limited to.

본 발명의 신규한 섬유 및 섬유 물품은 상기한 용도 외에도 많은 가능한 용도를 갖는다. 하나의 신규한 용도는 필름 또는 부직포를 평면, 곡면, 또는 성형된 표면에 용융 취입하여 보호층을 제공하는 것을 포함한다. 이러한 층은 선적 동안 내구성 있는 장비에 표면 보호를 제공한다. 목적지에서, 상기 장비를 사용하기 전에, 설포폴리에스터의 외부 층은 세척 제거될 수 있다. 이러한 일반적인 용도 개념의 추가적인 실시양태는 몇몇 재사용가능하거나 또는 제한된 용도의 가멘트 또는 커버를 위한 임시 배리어층을 제공하는 퍼스널 케어 물품을 포함할 수 있다. 군사용으로, 활성화된 탄소 및 화학 흡수제를 가늘어지는 필라멘트 패턴 상으로 수집기 직전에 분무하여 용융 취입된 매트릭스를 그 전체를 노출된 표면에 고착되도록 할 수 있다. 화학 흡수제는 심지어 위협이 발생할 때 전방 조작 영역에서 또 다른 층 상에 용융 취입함에 의해 변화될 수 있다.The novel fibers and fibrous articles of the present invention have many possible uses in addition to those mentioned above. One novel use involves melt blowing a film or nonwoven onto a flat, curved, or shaped surface to provide a protective layer. This layer provides surface protection for durable equipment during shipment. At the destination, before using the equipment, the outer layer of sulfopolyester can be washed off. Additional embodiments of this general use concept may include a personal care article that provides a temporary barrier layer for garments or covers for some reusable or limited use. For military use, the activated carbon and chemical absorbent may be sprayed just prior to the collector onto a tapered filament pattern such that the melt blown matrix adheres to the exposed surface in its entirety. The chemical absorbent can even be changed by melt blowing on another layer in the front operating area when a threat occurs.

설포폴리에스터에 내재하는 주된 이점은, 이온성 잔기(예컨대 염)의 첨가에 의해 응집(flocculation) 또는 침전을 통하여 수성 분산액으로부터 중합체를 제거 또는 회수하는 것의 용이성이다. 다른 방법, 예컨대 pH 조정, 비용매 첨가, 동결 등도 사용할 수 있다. 따라서, 섬유 물품, 예컨대 외부 마모 보호 가멘트는, 성공적인 보호 배리어 사용 후에 중합체가 설사 유해한 폐기물로 되더라도, 잠재적으로 소각과 같은 허용되는 절차를 위해 훨씬 적은 체적으로 안전하게 취급될 수 있다.The main advantage inherent in sulfopolyesters is the ease of removing or recovering the polymer from the aqueous dispersion via flocculation or precipitation by addition of ionic moieties (such as salts). Other methods can also be used, such as pH adjustment, nonsolvent addition, freezing and the like. Thus, a fibrous article, such as an external wear protection garment, can be safely handled in a much smaller volume for potentially acceptable procedures such as incineration, even if the polymer becomes hazardous waste even after successful use of the protective barrier.

용해되지 않았거나 건조된 설포폴리에스터는 플러프(fluff) 펄프, 면, 아크릴, 레이욘, 라이오셀(lyocell), PLA(폴리락타이드), 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트, 폴리(에틸렌) 테레프탈레이트, 폴리(부틸렌) 테레프탈레이트, 폴리(트라이메틸렌) 테레프탈레이트, 폴리(사이클로헥실렌) 테레프탈레이트, 코폴리에스터, 폴리아미드(나일론), 스테인레스 강, 알루미늄, 처리된 폴리올레핀, PAN(폴리아크릴로나이트릴), 및 폴리카보네이트를 포함하는(이에 한정되지 않음) 광범위한 기재와 강한 접착성 결합을 형성하는 것으로 알려져 있다. 그러므로, 본 발명의 부직포는 열, 라디오파(RF), 마이크로파, 및 초음파법과 같은 공지된 기법에 의해 결합될 수 있는 적층용 접착제 또는 결합제로서 사용될 수 있다. RF 활성화를 가능케 하는 설포폴리에스터의 적용은 최근의 다수의 특허에 개시되어 있다. 그러므로, 본 발명의 신규한 부직포는 접착제 용도에 더하여 2기능성 또는 심지어 다기능성을 가질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 부직포가 최종 조립품의 유체 케어 구성요소뿐만 아니라 수-반응성 접착제로서 작용하는 1회용 아기 기저귀를 수득할 수 있다.Undissolved or dried sulfopolyesters include fluff pulp, cotton, acrylic, rayon, lyocell, PLA (polylactide), cellulose acetate, cellulose acetate propionate, poly (ethylene) Terephthalate, poly (butylene) terephthalate, poly (trimethylene) terephthalate, poly (cyclohexylene) terephthalate, copolyester, polyamide (nylon), stainless steel, aluminum, treated polyolefin, PAN (poly Acrylonitrile), and polycarbonates, and are known to form strong adhesive bonds with a wide range of substrates. Therefore, the nonwovens of the present invention can be used as laminating adhesives or binders that can be bonded by known techniques such as thermal, radio wave (RF), microwave, and ultrasonic methods. The application of sulfopolyesters to enable RF activation has been disclosed in a number of recent patents. Therefore, the novel nonwovens of the present invention may have bifunctional or even multifunctional properties in addition to adhesive applications. For example, the nonwoven fabric of the present invention can yield disposable baby diapers that act as a water-reactive adhesive as well as the fluid care component of the final assembly.

또한, 본 발명은,In addition, the present invention,

(A)(i) 다이카복실산 잔기 하나 이상;(A) at least one dicarboxylic acid residue;

(ii) 전체 반복 단위 기준으로 약 4 내지 약 40 몰%의, 방향족 또는 지환족 고리에 부착된 금속 설포네이트기 1개 이상과 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합인 작용기 2개를 갖는 설포단량체 잔기 하나 이상;(ii) about 4 to about 40 mole percent, based on total repeat units, of sulfomonomer residues having at least one metal sulfonate group attached to an aromatic or cycloaliphatic ring and two functional groups that are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof One or more;

(iii) 전체 다이올 잔기 기준으로 20 몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(이때, n은 2 내지 약 500 범위의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 다이올 잔기 하나 이상; 및(iii) a die wherein at least 20 mole%, based on the total diol residues, are poly (ethylene glycol) having a structure of H- (OCH 2 -CH 2 ) n -OH, wherein n is an integer ranging from 2 to about 500 One or more residues; And

(iv) 전체 반복 단위 기준으로 0 내지 약 25 몰%의, 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합인 작용기 3개 이상을 갖는 분지화 단량체 잔기(iv) from 0 to about 25 mole percent, based on total repeat units, of branched monomer residues having at least three functional groups that are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof

를 포함하고, 중합체 조성물의 전체 중량 기준으로 10 중량% 미만의 안료 또는 충전제를 함유하는 수분산성 중합체 조성물을 그의 유동점보다 높은 온도로 가열하는 단계; 및 Heating the water dispersible polymer composition comprising a pigment or filler based on the total weight of the polymer composition to a temperature above its pour point; And

(B) 필라멘트를 용융 방사하는 단계(B) melt spinning the filament

를 포함하는, 수분산성 섬유의 제조 방법을 제공한다. 본원에서 상술한 바와 같이, 수분산성 중합체는 임의적으로 설포폴리에스터와 블렌딩될 수 있다. 또한, 수 비-분산성 중합체는 임의적으로 설포폴리에스터와 블렌딩되어 비혼화성 블렌드인 블렌드를 형성할 수 있다. 본원에서 사용되는 "유동점"이란 용어는, 상기 중합체 조성물의 점도가 방사구 또는 압출 다이를 통한 압출 또는 다른 형태의 가공을 허용하는 온도를 의미한다. 다이카복실산 잔기는 설포단량체의 유형 및 농도에 따라 약 60 내지 약 100 몰%의 산 잔기를 포함할 수 있다. 다이카복실산 잔기의 농도 범위의 다른 예는 약 60 몰% 내지 약 95 몰% 및 약 70 몰% 내지 약 95 몰%이다. 바람직한 다이카복실산 잔기는 이소프탈산, 테레프탈산, 및 1,4-사이클로헥산다이카복실산이거나, 또는 다이에스터가 사용될 경우, 다이메틸 테레프탈레이트, 다이메틸 이소프탈레이트, 및 다이메틸-1,4-사이클로헥산다이카복실레이트이며, 이소프탈산 및 테레프탈산 잔기가 특히 바람직하다.It provides a method of producing a water-dispersible fiber, including. As detailed herein above, the water dispersible polymer may optionally be blended with sulfopolyester. In addition, the water non-dispersible polymer may optionally be blended with sulfopolyester to form a blend that is an immiscible blend. As used herein, the term "flow point" means the temperature at which the viscosity of the polymer composition allows extrusion or other forms of processing through a spinneret or extrusion die. Dicarboxylic acid residues may comprise from about 60 to about 100 mole% of acid residues, depending on the type and concentration of sulfomonomer. Other examples of concentration ranges of dicarboxylic acid residues are from about 60 mol% to about 95 mol% and from about 70 mol% to about 95 mol%. Preferred dicarboxylic acid residues are isophthalic acid, terephthalic acid, and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, or dimethyl terephthalate, dimethyl isophthalate, and dimethyl-1,4-cyclohexanedicarboxyl when diesters are used Rate, and isophthalic acid and terephthalic acid residues are particularly preferred.

상기 설포단량체는 설포네이트기를 함유하는 다이카복실산 또는 그의 에스터, 설포네이트기를 함유하는 다이올, 또는 설포네이트기를 함유하는 하이드록시산일 수 있다. 설포단량체 잔기의 농도 범위의 추가적인 예는 전체 반복 단위 기준으로 약 4 내지 약 25 몰%, 약 4 내지 약 20 몰%, 약 4 내지 약 15 몰%, 및 약 4 내지 약 10 몰%이다. 설포네이트염의 양이온은 Li+, Na+, K+, Mg++, Ca++, Ni++, Fe++ 등과 같은 금속 이온일 수 있다. 다르게는, 설포네이트염의 양이온은 전술한 바와 같은 질소성 염기와 같이 비금속성일 수 있다. 본 발명의 방법에 사용될 수 있는 설포단량체 잔기의 예는 설포프탈산, 설포테레프탈산, 설포이소프탈산의 금속 설포네이트염, 또는 이들의 조합이다. 사용될 수 있는 설포단량체의 또 다른 예는 5-소디오설포이소프탈산 또는 그의 에스터이다. 설포단량체 잔기가 5-소디오설포이소프탈산으로부터 유도되는 경우, 전형적인 설포단량체 농도 범위는 전체 산 잔기 기준으로 약 4 내지 약 35 몰%, 약 8 내지 약 30 몰%, 및 약 10 내지 25 몰%이다.The sulfomonomer may be a dicarboxylic acid or ester thereof containing a sulfonate group, a diol containing a sulfonate group, or a hydroxy acid containing a sulfonate group. Further examples of concentration ranges of sulfomonomer residues are from about 4 to about 25 mole percent, from about 4 to about 20 mole percent, from about 4 to about 15 mole percent, and from about 4 to about 10 mole percent, based on total repeat units. The cation of the sulfonate salt may be a metal ion such as Li + , Na + , K + , Mg ++ , Ca ++ , Ni ++ , Fe ++ and the like. Alternatively, the cation of the sulfonate salt may be nonmetallic, such as the nitrogenous base as described above. Examples of sulfomonomer residues that can be used in the process of the invention are sulfophthalic acid, sulfoterephthalic acid, metal sulfonate salts of sulfoisophthalic acid, or combinations thereof. Another example of a sulfomonomer that can be used is 5-sodiosulfoisophthalic acid or its esters. When sulfomonomer residues are derived from 5-sodiosulfoisophthalic acid, typical sulfomonomer concentration ranges are from about 4 to about 35 mole percent, from about 8 to about 30 mole percent, and from about 10 to 25 mole based on total acid residues. %to be.

본 발명의 설포폴리에스터는 지방족, 지환족, 및 아르알킬 글리콜을 포함할 수 있는 하나 이상의 다이올 잔기를 포함한다. 지환족 다이올, 예를 들어 1,3- 및 1,4-사이클로헥산다이메탄올은, 그의 순수한 시스 또는 트랜스 이성질체로서 존재하거나 시스 및 트랜스 이성질체의 혼합물로서 존재할 수 있다. 예컨대 n이 2 내지 6인 저분자량 폴리에틸렌 글리콜의 비제한적 예는 다이에틸렌 글리콜, 트라이에틸렌 글리콜, 및 테트라에틸렌 글리콜이다. 이들 저분자량 글리콜 중에서, 다이에틸렌 및 트라이에틸렌 글리콜이 가장 바람직하다. 설포폴리에스터는 임의적으로 분지화 단량체를 포함할 수 있다. 분지화 단량체의 예는 본원에 상술한 바와 같다. 분지화 단량체 농도 범위의 추가적인 예는 0 내지 약 20 몰% 및 0 내지 약 10 몰%이다. 본 발명의 신규한 방법의 설포폴리에스터는 25℃ 이상의 Tg를 갖는다. 설포폴리에스터에 의해 나타나는 유리 전이 온도의 추가적인 예는 30℃ 이상, 35℃ 이상, 40℃ 이상, 50℃ 이상, 60℃ 이상, 65℃ 이상, 80℃ 이상, 및 90℃ 이상이다. 다른 Tg도 가능하지만, 본 발명의 건조 설포폴리에스터의 전형적인 유리 전이 온도는 약 30℃, 약 48℃, 약 55℃, 약 65℃, 약 70℃, 약 75℃, 약 85℃, 및 약 90℃이다.The sulfopolyesters of the invention comprise one or more diol moieties that may include aliphatic, cycloaliphatic, and aralkyl glycols. Alicyclic diols such as 1,3- and 1,4-cyclohexanedimethanol may exist as their pure cis or trans isomers or as a mixture of cis and trans isomers. For example, non-limiting examples of low molecular weight polyethylene glycols with n of 2 to 6 are diethylene glycol, triethylene glycol, and tetraethylene glycol. Of these low molecular weight glycols, diethylene and triethylene glycol are most preferred. The sulfopolyester may optionally include branching monomers. Examples of branched monomers are as described herein above. Further examples of branching monomer concentration ranges are 0 to about 20 mol% and 0 to about 10 mol%. The sulfopolyesters of the novel process of the invention have a T g of at least 25 ° C. Further examples of glass transition temperatures represented by sulfopolyesters are at least 30 ° C, at least 35 ° C, at least 40 ° C, at least 50 ° C, at least 60 ° C, at least 65 ° C, at least 80 ° C, and at least 90 ° C. Although other T g is possible, typical glass transition temperatures of the dry sulfopolyester of the present invention are about 30 ° C, about 48 ° C, about 55 ° C, about 65 ° C, about 70 ° C, about 75 ° C, about 85 ° C, and about 90 ° C.

수분산성 섬유는 용융 취입 공정에 의해 제조된다. 중합체를 압출기에서 용융시키고 다이를 통해 밀어낸다. 다이를 빠져나오는 압출물은 고온, 고속 공기에 의해 신속하게 초미세(ultrafine) 직경으로 가늘어진다. 섬유의 배향, 냉각 속도, 유리 전이 온도(Tg), 및 결정화 속도는, 압출물이 가늘어지는 동안 중합체의 점도 및 가공 특성에 영향을 미치기 때문에 중요하다. 필라멘트를 이동 벨트, 원통형 드럼, 회전 맨드릴 등과 같은 갱신가능한(renewable) 표면상에 수집한다. 펠릿의 예비건조(필요시), 압출기 대역 온도, 용융 온도, 스크류 디자인, 처리 속도, 공기 온도, 공기 흐름(속도), 다이 공기 갭 및 셋백(setback), 노즈 팁 홀 크기, 다이 온도, 다이에서 수집기 간의 거리(die-to-collector; DCP), 급랭 환경, 컬렉터 속도, 및 후처리는 필라멘트 직경, 평량, 웹 두께, 기공 크기, 부드러움, 및 수축률과 같은 물품 특징에 영향을 미치는 모든 요인이다. 또한, 고속 공기는 필라멘트를 다소간 무작위한 형식으로 이동시켜 광범위한 직조(interlacing)가 일어나도록 하는 데 사용될 수 있다. 이동 벨트가 다이 밑으로 이동할 경우, 부직포는 필라멘트의 중첩 레이다운(laydown), 기계적 점착(cohesiveness), 및 열 결합의 조합에 의해 제조될 수 있다. 방사-결합된 또는 배킹 층과 같은 또 다른 기재 상으로의 오버취입도 가능하다. 필라멘트가 회전 맨드릴 상에 권취되는 경우, 원통형 물품이 형성된다. 수분산성 섬유 레이-다운도 방사-결합 공정에 의해 제조될 수 있다.Water dispersible fibers are produced by a melt blowing process. The polymer is melted in the extruder and pushed through the die. The extrudate exiting the die is rapidly tapered to ultrafine diameters by hot, high velocity air. Fiber orientation, cooling rate, glass transition temperature (T g ), and crystallization rate are important because they affect the viscosity and processing properties of the polymer while the extrudate is thinning. The filaments are collected on a renewable surface such as moving belts, cylindrical drums, rotary mandrels and the like. Predrying of pellets (if required), extruder zone temperature, melt temperature, screw design, processing speed, air temperature, air flow (speed), die air gap and setback, nose tip hole size, die temperature, die at The die-to-collector (DCP), quenching environment, collector speed, and post-treatment are all factors that affect article characteristics such as filament diameter, basis weight, web thickness, pore size, softness, and shrinkage. In addition, high velocity air can be used to move the filament in a somewhat random fashion so that extensive interlacing occurs. When the moving belt moves under the die, the nonwoven can be manufactured by a combination of overlapping laydown, mechanical cohesiveness, and thermal bonding of the filaments. Overblowing onto another substrate, such as a spin-bonded or backing layer, is also possible. When the filament is wound on a rotating mandrel, a cylindrical article is formed. Water dispersible fiber lay-down can also be made by a spin-bonding process.

따라서, 본 발명은 또한, Thus, the present invention also provides

(A)(i) 다이카복실산 잔기 하나 이상;(A) at least one dicarboxylic acid residue;

(ii) 전체 반복 단위 기준으로 약 4 내지 약 40 몰%의, 방향족 또는 지환족 고리에 부착된 금속 설포네이트기 1개 이상과 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합인 작용기 2개를 갖는 설포단량체 잔기 하나 이상;(ii) about 4 to about 40 mole percent, based on total repeat units, of sulfomonomer residues having at least one metal sulfonate group attached to an aromatic or cycloaliphatic ring and two functional groups that are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof One or more;

(iii) 전체 다이올 잔기 기준으로 20 몰% 이상이 H-(OCH2-CH2)n-OH(이때, n은 2 내지 약 500 범위의 정수임)의 구조를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)인 다이올 잔기 하나 이상; 및(iii) a die wherein at least 20 mole%, based on the total diol residues, are poly (ethylene glycol) having a structure of H- (OCH 2 -CH 2 ) n -OH, wherein n is an integer ranging from 2 to about 500 One or more residues; And

(iv) 전체 반복 단위 기준으로 0 내지 약 25 몰%의, 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합인 작용기 3개 이상을 갖는 분지화 단량체 잔기(iv) from 0 to about 25 mole percent, based on total repeat units, of branched monomer residues having at least three functional groups that are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof

를 포함하는 수분산성 중합체 조성물(이때 설포폴리에스터는 25℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖고; 상기 중합체 조성물은 상기 중합체 조성물의 전체 중량 기준으로 10 중량% 미만의 안료 또는 충전제를 함유한다)을 그의 유동점보다 높은 온도로 가열하는 단계;Water dispersible polymer composition, wherein the sulfopolyester has a glass transition temperature (T g ) of at least 25 ° C .; the polymer composition contains less than 10% by weight of pigment or filler, based on the total weight of the polymer composition. Heating to a temperature above its pour point;

(B) 필라멘트를 용융-방사하는 단계; 및(B) melt-spinning the filaments; And

(C) 상기 단계 (B)의 필라멘트를 중첩하고 수집하여 부직포를 형성하는 단계(C) overlapping and collecting the filaments of step (B) to form a nonwoven fabric

를 포함하는 수분산성 부직포의 제조 방법을 제공한다. It provides a method for producing a water dispersible nonwoven comprising a.

본원에서 상술한 바와 같이, 수분산성 중합체가 임의적으로 설포폴리에스터와 블렌딩될 수 있다. 또한, 비-수분산성 중합체가 임의적으로 설포폴리에스터와 블렌딩되어 비혼화성 블렌드인 블렌드를 형성할 수 있다. 다이카복실산, 설포단량체, 및 분지화 단량체 잔기는 전술한 바와 같다. 설포폴리에스터는 25℃ 이상의 Tg를 갖는다. 설포폴리에스터에 의해 나타나는 유리 전이 온도의 추가적인 예는 30℃ 이상, 35℃ 이상, 40℃ 이상, 50℃ 이상, 60℃ 이상, 65℃ 이상, 80℃ 이상, 및 90℃ 이상이다. 다른 Tg도 가능하지만, 본 발명의 건조 설포폴리에스터의 전형적인 유리 전이 온도는 약 30℃, 약 48℃, 약 55℃, 약 65℃, 약 70℃, 약 75℃, 약 85℃, 및 약 90℃이다.As detailed herein above, the water dispersible polymer can optionally be blended with sulfopolyester. In addition, the non-water dispersible polymer may optionally be blended with sulfopolyester to form a blend that is an immiscible blend. Dicarboxylic acids, sulfomonomers, and branched monomer residues are as described above. The sulfopolyester has a T g of at least 25 ° C. Further examples of glass transition temperatures represented by sulfopolyesters are at least 30 ° C, at least 35 ° C, at least 40 ° C, at least 50 ° C, at least 60 ° C, at least 65 ° C, at least 80 ° C, and at least 90 ° C. Although other T g is possible, typical glass transition temperatures of the dry sulfopolyester of the present invention are about 30 ° C, about 48 ° C, about 55 ° C, about 65 ° C, about 70 ° C, about 75 ° C, about 85 ° C, and about 90 ° C.

본 발명의 특정 실시양태에서, 다성분 섬유를 절단, 세척 및 과량의 물 탈수한 후에 제조된 수-습윤 마이크로섬유 제품(습윤 랩)은 습식-적층 부직 공정에 직접(즉, 추가 건조공정 없이) 사용된다. 습식-적층 부직 공정에 습윤 랩 제품을 직접 사용하는 것은 습윤 랩의 완전한 건조에 대한 필요성을 피함으로써, 상당한 에너지 및 장비 비용을 절약한다. 습윤 랩 생산 시설이 습식-적층 부직 제조 시설로부터 떨어져 위치하는 경우, 습윤 랩은 포장되어 습윤 랩 생산 장소로부터 부직 생산 장소로 운송될 수 있다. 이런 습윤 랩 조성물은 바로 하기에서 상세히 기술한다.In certain embodiments of the invention, a water-wet microfiber product (wet wrap) prepared after cutting, washing, and excess water dehydration of the multicomponent fiber is directly subjected to a wet-laid nonwoven process (ie, without further drying). Used. Direct use of the wet wrap product in the wet-laid nonwoven process saves significant energy and equipment costs by avoiding the need for complete drying of the wet wrap. When the wet wrap production facility is located away from the wet-laid nonwoven manufacturing facility, the wet wrap can be packaged and transported from the wet wrap production site to the nonwoven production site. Such wet wrap compositions are described in detail immediately below.

본 발명의 한 실시양태는, 물 및 복수의 합성 섬유를 포함하는 습윤 랩 조성물에 관한 것이다. 물은 습윤 랩 조성물의 50, 55 또는 60 중량% 이상 및/또는 90, 85 또는 80 중량% 이하를 구성할 수 있다. 상기 합성 섬유는 습윤 랩 조성물의 10, 15 또는 20 중량% 이상 및/또는 50, 45 또는 40 중량% 이하를 구성할 수 있다. 상기 물 및 상기 합성 섬유는 합쳐서 습윤 랩 조성물의 95, 98 또는 99 중량% 이상을 구성할 수 있다. 상기 합성 섬유는 0.25, 0.5 또는 1mm 이상 및/또는 25, 10 또는 2mm 이하의 길이를 가질 수 있다. 상기 합성 섬유는 0.1, 0.5 또는 0.75 마이크론 이상 및/또는 10, 5 또는 2 마이크론 이하의 최소 횡방향 치수를 가질 수 있다.One embodiment of the invention relates to a wet wrap composition comprising water and a plurality of synthetic fibers. The water may make up at least 50, 55 or 60 weight percent and / or up to 90, 85 or 80 weight percent of the wet wrap composition. The synthetic fibers may comprise at least 10, 15, or 20 weight percent and / or up to 50, 45, or 40 weight percent of the wet wrap composition. The water and the synthetic fibers may combine to make up at least 95, 98, or 99 weight percent of the wet wrap composition. The synthetic fibers may have a length of 0.25, 0.5 or 1 mm or more and / or 25, 10 or 2 mm or less. The synthetic fibers may have a minimum transverse dimension of at least 0.1, 0.5 or 0.75 microns and / or at most 10, 5 or 2 microns.

본원에 사용된, "최소 횡방향 치수"는, 외부 캘리퍼법에 의해 섬유의 신장축에 대해 수직으로 측정된 섬유의 최소 치수로 정의된다. 본원에 사용된 "최대 횡방향 치수"는, 외부 캘리퍼법에 의해 섬유의 신장축에 대해 수직으로 측정된 섬유의 최대 치수로 정의된다. 도 1a, 1b, 및 1c는, 다양한 섬유 단면에서 이러한 치수들이 어떻게 측정될 수 있는지를 도시한다. 도 1a, 1b 및 1c에서, "TD최소"는 최소 횡방향 치수이고 "TD최대"는 최대 횡방향 치수이다. 본원에 사용된 "외부 캘리퍼법"는 섬유의 외부 치수 측정 방법으로서, 여기서 측정된 치수는 동일 평면상의 평행선 2개 사이의 거리이며, 이들 2개의 평행선 사이에 섬유가 위치하고, 각각의 평행선들이 섬유의 일반적으로 대향하는(opposite) 측면 상의 섬유의 외면과 접촉한다. 본원에서 제공된 모든 섬유 치수(예를 들어, 길이, 최소 횡방향 치수 및 최대 횡방향 치수)는, 명시된 그룹에 속하는 섬유들의 평균 치수이다.As used herein, “minimum transverse dimension” is defined as the minimum dimension of a fiber measured perpendicular to the fiber's extension axis by an external caliper method. As used herein, "maximum transverse dimension" is defined as the maximum dimension of a fiber measured perpendicular to the fiber's elongation axis by an external caliper method. 1A, 1B, and 1C show how these dimensions can be measured at various fiber cross sections. 1A, 1B and 1C, "TD minimum " is the minimum transverse dimension and "TD maximum " is the maximum transverse dimension. As used herein, the "external caliper method" is a method of measuring the external dimension of a fiber, wherein the measured dimension is the distance between two parallel lines on the same plane, and the fiber is located between these two parallel lines, each parallel line of the fiber It is generally in contact with the outer surface of the fiber on the opposite side. All fiber dimensions provided herein (eg, length, minimum transverse dimension and maximum transverse dimension) are average dimensions of the fibers belonging to the specified group.

상기 습윤 랩 조성물은, 10, 50 또는 100ppmw 이상 및/또는 1,000, 500, 250ppmw 이하의 양으로 섬유 최종처리(finishing) 조성물을 더 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 섬유 최종처리 조성물은 오일, 왁스 및/또는 지방산을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 섬유 최종처리 조성물은 천연 지방산 및/또는 천연 오일을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 섬유 최종처리 조성물은 광유, 스테아레이트 에스터, 소르비탄 에스터 및/또는 우족유를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 섬유 최종처리 조성물은 광유를 포함한다.The wet wrap composition may further comprise a fiber finishing composition in an amount of at least 10, 50, or 100 ppmw and / or up to 1,000, 500, 250 ppmw. In an embodiment, the fiber finishing composition may comprise oils, waxes and / or fatty acids. In another embodiment, the fiber finishing composition may comprise natural fatty acids and / or natural oils. In another embodiment, the fiber finishing composition comprises mineral oil, stearate ester, sorbitan ester, and / or palm oil. In another embodiment, the fiber finishing composition comprises mineral oil.

상기 습윤 랩 조성물은 0.001, 0.01, 또는 0.1 중량% 이상, 및/또는 5, 2, 또는 1 중량% 이하의 수분산성 중합체를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 수분산성 중합체는 하나 이상의 설포폴리에스터를 포함할 수 있다. 상기 설포폴리에스터는 본원에서 전술되었다.The wet wrap composition may comprise at least 0.001, 0.01, or 0.1 weight percent, and / or up to 5, 2, or 1 weight percent water dispersible polymer. In an embodiment, the water dispersible polymer may comprise one or more sulfopolyesters. Such sulfopolyesters have been described herein above.

상기 설포폴리에스터는The sulfopolyester is

(A) 전체 산 잔기를 기준으로 약 50 내지 약 96 %의, 테레프탈산 및 아이소프탈산을 포함하는 다이카복실 산의 잔기 하나 이상,(A) at least one residue of a dicarboxylic acid comprising terephthalic acid and isophthalic acid, from about 50 to about 96% based on total acid residues,

(B) 전체 산 잔기를 기준으로 약 4 내지 약 40 몰%의, 방향족 또는 사이클로지방족 고리에 부착된 설포네이트기 1개 이상과 하이드록실, 카복실 또는 이들의 조합인 작용기 2개를 갖는 설포단량체 잔기 하나 이상, 및(B) about 4 to about 40 mole percent, based on total acid residues, sulfomonomer residues having at least one sulfonate group attached to an aromatic or cycloaliphatic ring and two functional groups that are hydroxyl, carboxyl, or a combination thereof One or more, and

(C) 다이올 잔기 하나 이상(C) at least one diol residue

을 포함한다.It includes.

상기 설포폴리에스터는 40℃ 이상 또는 50℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 가지며, 페놀/테트라클로로에탄 용매의 60/40 중량부 용액에서 40℃ 및 용매 100ml 중 설포폴리에스터 0.5g의 농도에서 측정된 0.2 dL/g 이상의 내재 점도(inherent viscosity)를 가지며, 240℃에서 1 rad/sec 변형률로 측정시 약 12,000, 8,000 또는 6,000 포아즈 미만의 용융 점도를 가질 수 있다.The sulfopolyester has a glass transition temperature (Tg) of at least 40 ° C. or at least 50 ° C., measured at a concentration of 0.5 g of sulfopolyester in 40 ° C. and 100 ml of solvent in a 60/40 parts by weight solution of phenol / tetrachloroethane solvent. It has an inherent viscosity of at least 0.2 dL / g and may have a melt viscosity of less than about 12,000, 8,000 or 6,000 poise as measured at 1 rad / sec strain at 240 ° C.

습윤 랩 조성물의 상기 수 비-분산성 합성 중합체는 폴리올레핀, 폴리에스터, 코폴리에스터, 폴리아미드, 폴리락타이드, 폴리카프로락톤, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 셀룰로스 에스터, 아크릴, 폴리염화비닐 및 이들의 블렌드로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 한 실시양태에서, 수 비-분산성 합성 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 단독중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 테레프탈레이트, 나일론 6, 나일론 66 및 이들의 블렌드로 구성된 군으로부터 선택된다.The water non-dispersible synthetic polymers of the wet wrap compositions include polyolefins, polyesters, copolyesters, polyamides, polylactides, polycaprolactones, polycarbonates, polyurethanes, cellulose esters, acrylics, polyvinyl chlorides, and their It can be selected from the group consisting of blends. In one embodiment, the water non-dispersible synthetic polymer is selected from the group consisting of polyethylene terephthalate homopolymer, polyethylene terephthalate copolymer, polybutylene terephthalate, polypropylene terephthalate, nylon 6, nylon 66 and blends thereof do.

습윤 랩 조성물은 하기 단계 (A) 내지 (D)를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다:Wet wrap compositions can be prepared by a method comprising the following steps (A)-(D):

(A) 수분산성 설포폴리에스터 하나 이상 및 상기 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 수 비-분산성 합성 중합체 하나 이상을 포함하는, 15dpf 미만의 방사 데니어를 갖는 다성분 섬유를 제조하는 단계;(A) preparing a multicomponent fiber having less than 15 dpf spun denier, comprising at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible synthetic polymer that is incompatible with the water dispersible sulfopolyester;

(B) 다성분 섬유를 25mm 미만의 길이를 갖는 절단된 다성분 섬유로 절단하는 단계;(B) cutting the multicomponent fibers into chopped multicomponent fibers having a length of less than 25 mm;

(C) 상기 절단된 다성분 섬유를 물과 접촉시켜 설포폴리에스터를 제거함으로써, 물 및 설포폴리에스터의 적어도 일부를 포함하는 설포폴리에스터 분산액 중의 합성 섬유 슬러리를 제조하는 단계; 및(C) contacting the chopped multicomponent fiber with water to remove sulfopolyester, thereby producing a synthetic fiber slurry in a sulfopolyester dispersion comprising at least a portion of water and sulfopolyester; And

(D) 상기 슬러리로부터 설포폴리에스터 분산액의 적어도 일부를 제거함으로써 습윤 랩 조성물을 제조하는 단계.(D) preparing a wet wrap composition by removing at least a portion of the sulfopolyester dispersion from the slurry.

상기 논의하였듯이, 습윤 랩 조성물은 습식-적층 공정에 직접 사용되어 부직포 물품을 제조할 수 있다. 습식-적층 공정 중에 습윤 랩을 사용하기 위해, 습윤 랩 조성물은 제조 위치로부터 습식-적층 부직 대역으로 운송된다. 상기 습윤 랩 조성물은 습식-적층 부직 대역 및/또는 습식-적층 직전에 추가적인 섬유와 혼합될 수 있다. 상기 추가적인 섬유는 셀룰로스 섬유 펄프, 무기 섬유, 폴리에스터 섬유, 나일론 섬유, 라이오셀 섬유, 폴리올레핀 섬유, 레이욘 섬유, 셀룰로스 에스터 섬유 및 이들 조합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.As discussed above, the wet wrap composition can be used directly in a wet-lamination process to produce a nonwoven article. To use the wet wrap during the wet-lamination process, the wet wrap composition is shipped from the manufacturing location to the wet-laid nonwoven zone. The wet wrap composition may be mixed with additional fibers immediately before the wet-laid nonwoven zone and / or the wet-laminate. The additional fibers may be selected from the group consisting of cellulose fiber pulp, inorganic fibers, polyester fibers, nylon fibers, lyocell fibers, polyolefin fibers, rayon fibers, cellulose ester fibers and combinations thereof.

습식-적층 공정의 일부로서, 상기 습윤 랩 조성물은 습식-적층 부직 대역 및/또는 습식-적층 부직 대역의 직전 상류에서 희석수와 혼합될 수 있다. 상기 희석수 및 습윤 랩은, 습윤 랩 1부당 희석수 50, 75, 90 또는 95 중량부 이상의 양으로 혼합될 수 있다.As part of the wet-lamination process, the wet wrap composition may be mixed with dilution water upstream immediately before the wet-laid nonwoven zone and / or the wet-laid nonwoven zone. The dilution water and the wet wrap may be mixed in an amount of 50, 75, 90 or 95 parts by weight or more per dilution water of the wet wrap.

본 발명의 다른 실시양태에서는, 도 2, 3a, 3b, 및 4에 도시된 바와 같이, 마이크로섬유 생성물 스트림을 제조하는 방법이 제공된다. 다성분 섬유는 본원에서 이미 언급한 바와 같다. 다성분 섬유와 관련된 추가의 개시내용은 하기 특허 및 특허출원에 제공되어 있다: 미국 특허 6,989,193; 7,635,745; 7,902,094; 7,892,993; 7,687,143; 및 미국 특허출원 12/199,304; 12/909,574; 13/273,692; 13/273,648; 13/273,710; 13/273,720; 13/273,929, 13/273,937; 13/273,727, 13/273,737; 13/273,745; 13/273,749; 12/966,502; 12/966,507; 12/975,450; 12/975,452; 12/975,456; 13/053,615; 13/352,362; 13/433,812; 13/433,854; 61/471,259; 61/472,964; 및 61/558,744. 상기 문헌들을 본원에 언급한 내용과 모순되지 않는 정도로 본원에 참고로 인용한다.In another embodiment of the present invention, a method of making a microfiber product stream is provided, as shown in FIGS. 2, 3A, 3B, and 4. Multicomponent fibers are as already mentioned herein. Further disclosures relating to multicomponent fibers are provided in the following patents and patent applications: US Pat. No. 6,989,193; 7,635,745; 7,902,094; 7,892,993; 7,687,143; And US Patent Application 12 / 199,304; 12 / 909,574; 13 / 273,692; 13 / 273,648; 13 / 273,710; 13 / 273,720; 13 / 273,929, 13 / 273,937; 13 / 273,727, 13 / 273,737; 13 / 273,745; 13 / 273,749; 12 / 966,502; 12 / 966,507; 12 / 975,450; 12 / 975,452; 12 / 975,456; 13 / 053,615; 13 / 352,362; 13 / 433,812; 13 / 433,854; 61 / 471,259; 61 / 472,964; And 61 / 558,744. The above documents are incorporated herein by reference to the extent that they do not contradict what is stated herein.

용어 "습윤 랩" 및 "마이크로섬유 생성물 스트림"은 본원에서 상호교환적으로 사용될 것이다.The terms “wet wrap” and “microfiber product stream” will be used interchangeably herein.

도 2에 도시된 본 발명의 하나의 실시양태에서, 마이크로섬유 생성물 스트림을 제조하는 방법이 제공된다. 이 방법은In one embodiment of the present invention shown in FIG. 2, a method of preparing a microfiber product stream is provided. This way

(A) 25mm 미만의 길이를 가진 숏-컷 다성분 섬유(101)를 섬유 개방 대역(400)에서 가열된 수성 스트림(801)과 접촉시켜 수분산성 설포폴리에스터의 일부를 제거하여 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)를 생성하는 단계로서, 이때 상기 숏-컷 다성분 섬유는 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 합성 중합체를 포함하고, 상기 가열된 수성 스트림(801)은 40℃ 이상의 온도이며, 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)는 물, 마이크로섬유 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는, 단계; 및(A) Short-cut multicomponent fibers 101 having a length of less than 25 mm are contacted with an aqueous stream 801 heated in the fiber open zone 400 to remove a portion of the water dispersible sulfopolyester and open the microfibers. Producing a slurry 401, wherein the short-cut multicomponent fiber comprises at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible synthetic polymer that is immiscible with the water dispersible sulfopolyester, The heated aqueous stream 801 is at a temperature of at least 40 ° C., and wherein the open microfiber slurry 401 comprises water, microfibers and water dispersible sulfopolyester; And

(B) 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)를 제1 고액 분리 대역(500)으로 보내어, 마이크로섬유 생성물 스트림(503) 및 제1 모액 스트림(501)을 생성하는 단계로서, 이때 상기 제1 모액 스트림(501)은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는, 단계(B) sending the open microfiber slurry 401 to a first solid-liquid separation zone 500 to produce a microfiber product stream 503 and a first mother liquor stream 501, wherein the first mother liquor Stream 501 comprises water and water dispersible sulfopolyester

를 포함한다.It includes.

본 발명의 이 실시양태에서, 도 4에 도시한 바와 같은 섬유 슬러리 대역(200), 혼합 대역(300) 및 섬유 개방 영역(400)이 개방 공정 대역(1100)에서 하나의 유닛 조작으로 합쳐진다. 개방 공정 대역(1100)은 섬유 개방 대역(400)을 포함한다.In this embodiment of the present invention, the fiber slurry zone 200, the mixing zone 300 and the fiber open zone 400 as shown in FIG. 4 are combined in one unit operation in the open process zone 1100. Open process zone 1100 includes fiber open zone 400.

이 방법에 사용된 처리된 수성 스트림(103)은, 수성 스트림(102)을 수성 처리 대역(1000)으로 보내어 처리된 수성 스트림(103)을 생성함으로써 생성될 수 있다. 수성 스트림은 물을 포함한다. 본 발명의 실시양태에서, 처리된 수성 스트림(103) 내의 1가 금속 양이온은 약 1000 중량ppm 미만, 약 500 중량ppm 미만, 약 100 중량ppm 미만, 또는 약 50 중량ppm 미만일 수 있다. 수성 스트림(102)로부터의 2가 및 다가 금속 양이온의 제거가 수성 처리 대역(1000)의 하나의 기능이다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 2가 및 다가 금속 양이온의 농도는 약 50 중량ppm 미만, 약 25 중량ppm 미만, 약 10 중량ppm 미만, 또는 약 5 중량ppm 미만이다. 스트림(103)의 온도는 지하수 온도 내지 약 40℃ 범위일 수 있다.The treated aqueous stream 103 used in this method can be generated by sending the aqueous stream 102 to the aqueous treatment band 1000 to produce the treated aqueous stream 103. The aqueous stream contains water. In embodiments of the invention, the monovalent metal cations in the treated aqueous stream 103 may be less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 100 ppm, or less than about 50 ppm by weight. Removal of divalent and polyvalent metal cations from aqueous stream 102 is one function of aqueous treatment zone 1000. In other embodiments of the invention, the concentrations of divalent and polyvalent metal cations are less than about 50 ppm by weight, less than about 25 ppm by weight, less than about 10 ppm by weight, or less than about 5 ppm by weight. The temperature of stream 103 may range from groundwater temperature to about 40 ° C.

수성 스트림(102)을 수성 처리 대역(1000)에서 처리하는 것은 당분야에 공지된 임의의 방법으로 달성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 수성 처리 대역(1000)은, 수증기가 발생되고 응축되어 처리된 수성 스트림(103)을 생성하는 증류 장비를 포함한다. 또 하나의 실시양태에서는, 물을 역삼투 멤브레인 분리 대역으로 보내어, 1가 및 2가 금속 양이온을 물로부터 제거하여 처리된 수성 스트림(103)을 생성할 수 있다. 또 하나의 실시양태에서는, 물을 이온 교환 수지로 보내어, 허용가능하게 낮은 농도의 금속 이온을 가진 처리된 수성 스트림(103)을 생성한다. 또 하나의 실시양태에서는, 물을 상업적 연수화 장치로 보내어, 허용가능하게 낮은 농도의 2가 및 다가 금속 이온을 가진 처리된 수성 스트림(103)을 생성한다. 이들 수처리 옵션의 임의의 조합을 이용하여 필요한 처리수 특성을 달성함을 이해하여야 한다.Treatment of aqueous stream 102 in aqueous treatment zone 1000 may be accomplished by any method known in the art. In one embodiment, aqueous treatment zone 1000 includes distillation equipment that generates steam and condenses to produce treated aqueous stream 103. In another embodiment, water can be sent to the reverse osmosis membrane separation zone to remove monovalent and divalent metal cations from the water to produce the treated aqueous stream 103. In another embodiment, water is sent to the ion exchange resin to produce a treated aqueous stream 103 having an acceptable low concentration of metal ions. In another embodiment, water is sent to a commercial softening device to produce a treated aqueous stream 103 having acceptable low concentrations of divalent and polyvalent metal ions. It should be understood that any combination of these water treatment options may be used to achieve the required treated water characteristics.

처리된 수성 스트림(103)은, 공정 내의 필요한 임의의 위치로 보낼 수 있다. 하나의 실시양태에서, 스트림(103)의 일부가 제1 고액 분리 대역(500)으로 보내져, 천(cloth) 세척액 및/또는 제1 고액 분리 대역(500) 내에 함유된 고체를 위한 세척액으로서 작용한다.The treated aqueous stream 103 can be sent to any desired location in the process. In one embodiment, a portion of stream 103 is sent to first solid-liquid separation zone 500 to serve as a wash liquor for solids contained in cloth wash liquor and / or first solid-liquid separation zone 500. .

하나의 실시양태에서, 처리된 수성 스트림(103)의 적어도 일부는 열 교환기 대역(800)으로 보내져 가열된 수성 스트림을 생성한다. 열 교환기 대역(800)의 하나의 기능은 가열된 수성 스트림(801)을 특정의 제어된 온도로 생성하는 것이다. In one embodiment, at least a portion of the treated aqueous stream 103 is sent to heat exchanger zone 800 to produce a heated aqueous stream. One function of the heat exchanger zone 800 is to produce a heated aqueous stream 801 at a specific controlled temperature.

하나의 실시양태에서, 열 교환기 대역(800)으로 공급될 수 있는 스트림(800)은 처리된 수성 스트림(103) 및 제2 모액 스트림(601)이다. 또 하나의 실시양태에서, 열 교환기 대역(800)으로 공급될 수 있는 스트림(800)은 처리된 수성 스트림(103), 제1 회수된 물 스트림(703)의 일부, 제1 모액 스트림(501)의 일부 및 제2 모액 스트림(601)의 일부를 포함한다.In one embodiment, stream 800, which may be supplied to heat exchanger zone 800, is treated aqueous stream 103 and second mother liquor stream 601. In another embodiment, stream 800, which may be supplied to heat exchanger zone 800, is treated aqueous stream 103, part of first recovered water stream 703, first mother liquor stream 501. And a portion of the second mother liquor stream 601.

스트림(801)의 온도를 조절하기 위한 당분야에 공지된 장치, 예를 들어 비제한적으로, 필요한 에너지의 일부를 제공하는데 사용되는 스트림을 이용하는 임의의 열교환기, 필요한 에너지의 일부를 제공하는데 사용되는 열 전달 유체를 이용하는 임의의 열교환기, 필요한 에너지의 일부를 제공하는데 사용되는 전기적 가열 요소를 이용하는 임의의 열교환기, 및 스팀이 응축되고 응축물이 열교환기 대역(800)으로 공급되는 물과 혼합되는 직접적인 스팀 주입을 이용하는 임의의 용기 또는 탱크가 이용될 수 있다. 다성분 섬유 스트림(90)을 섬유 절단 대역(100)으로 보내어 절단된 다성분 섬유 스트림(101)을 생성한다. 다성분 섬유는 당분야에 공지된 임의의 다성분 구조를 가질 수 있다. 다성분 섬유는 본원에서 전술한 바와 같이 수분산성 설포폴리에스터 및 수 비-분산성 중합체를 포함한다.Apparatus known in the art for regulating the temperature of stream 801, such as but not limited to any heat exchanger utilizing a stream used to provide a portion of the required energy, used to provide a portion of the required energy Any heat exchanger using a heat transfer fluid, any heat exchanger using an electrical heating element used to provide some of the required energy, and steam is condensed and the condensate mixed with water supplied to the heat exchanger zone 800 Any vessel or tank using direct steam injection can be used. The multicomponent fiber stream 90 is sent to the fiber cut zone 100 to produce a cut multicomponent fiber stream 101. Multicomponent fibers may have any multicomponent structure known in the art. Multicomponent fibers include water dispersible sulfopolyesters and water non-dispersible polymers as described herein above.

당분야에 공지된 임의의 장치를 사용하여 다성분 섬유 스트림(90)을 절단하여 절단된 다성분 섬유 스트림(101)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 절단된 다성분 섬유 스트림(101) 내의 절단된 섬유의 길이는 약 50 mm 미만이다. 다른 실시양태에서, 절단된 다성분 섬유 스트림(101) 내의 절단된 섬유의 길이는 약 25 mm 미만, 약 20 mm 미만, 약 15 mm 미만, 약 10 mm 미만, 약 5 mm 미만, 또는 약 2.5 mm 미만이다.Any device known in the art can be used to cut the multicomponent fiber stream 90 to produce the cut multicomponent fiber stream 101. In one embodiment, the length of the cut fibers in the cut multicomponent fiber stream 101 is less than about 50 mm. In other embodiments, the length of the cut fibers in the cut multicomponent fiber stream 101 is less than about 25 mm, less than about 20 mm, less than about 15 mm, less than about 10 mm, less than about 5 mm, or about 2.5 mm. Is less than.

절단된 다성분 섬유 스트림(101) 및 가열된 처리된 수성 스트림(801)의 일부를 섬유 개방 대역(400)으로 보내어 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)를 생성한다. 섬유 개방 대역(400)의 하나의 기능은, 절단된 다성분 섬유로부터 수분산성 중합체를 분리하여, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 적어도 일부가 상기 절단된 다성분 섬유 섬유로부터 분리되어 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)에 현탁되도록 하는 것이다. 본 발명의 또하나의 실시양태에서는, 절단된 다성분 섬유 슬러리(201) 내에 함유된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 약 50 내지 약 100 중량%가 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)에 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유로서 현탁되어 더이상 절단된 다성분 섬유의 부분이 아니다. 다른 실시양태에서는, 절단된 다성분 섬유 스트림(201) 내에 함유된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 약 75 내지 약 100 중량%, 약 90 내지 약 100 중량%, 또는 약 95 내지 약 100 중량%가 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)에 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유로서 현탁되어 더이상 절단된 다성분 섬유의 부분이 아니다.A portion of the cut multicomponent fiber stream 101 and the heated treated aqueous stream 801 is directed to the fiber open zone 400 to produce an open microfiber slurry 401. One function of the fiber open zone 400 is to separate the water dispersible polymer from the cut multicomponent fibers so that at least a portion of the water non-dispersible polymer microfibers are separated from the cut multicomponent fiber fibers to open the micro It is to be suspended in the fiber slurry (401). In another embodiment of the present invention, about 50 to about 100 weight percent of the water non-dispersible polymer microfibers contained in the cut multicomponent fiber slurry 201 is contained in the open microfiber slurry 401. It is suspended as a non-dispersible polymer microfiber and is no longer part of the cut multicomponent fiber. In other embodiments, about 75 to about 100 weight percent, about 90 to about 100 weight percent, or about 95 to about 100 weight percent of the water non-dispersible polymer microfibers contained in the cut multicomponent fiber stream 201. Is suspended in the open microfiber slurry 401 as a water non-dispersible polymer microfiber and no longer part of the cut multicomponent fiber.

스트림(201) 내의 출발 절단된 다성분 섬유의 직경 또는 데니어는, 섬유 개방 대역(400) 내의 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터가 분리되는 정도에 영향을 미친다. 전형적인 다성분 섬유 유형은 일반적으로 약 12 미크론 내지 약 20 미크론 범위의 직경을 갖는다. 유용한 다성분 섬유는 약 40 미크론 이상 직경 크기의 더 큰 출발 직경을 가질 수 있다. 절단된 다성분 섬유로부터 원하는 양의 수분산성 설포폴리에스터를 분리하는데 필요한 시간은, 스트림(201) 내의 절단된 다성분 섬유의 직경이 증가함에 따라 증가한다.The diameter or denier of the starting cut multicomponent fiber in stream 201 affects the degree of separation of the water dispersible sulfopolyester from the multicomponent fiber in the fiber open zone 400. Typical multicomponent fiber types generally have diameters in the range of about 12 microns to about 20 microns. Useful multicomponent fibers can have larger starting diameters of diameter sizes of at least about 40 microns. The time required to separate the desired amount of water dispersible sulfopolyester from the chopped multicomponent fibers increases with increasing diameter of the chopped multicomponent fibers in stream 201.

본 발명의 이 실시양태에서, 도 4에 도시한 바와 같은 섬유 슬러리 대역(200), 혼합 대역(300) 및 섬유 개방 영역(400)이 합쳐져 도 2에 도시한 바와 같이 하나의 유닛 조작으로 달성된다. 이 실시양태에서, 절단된 다성분 섬유 스트림(101)은 직접적으로 단일 유닛 조작으로 보내어져, 여기에서 섬유 개방 영역(400) 내에서 가열된 수성 스트림(801)과 혼합된다. 예를 들어, 절단된 다성분 섬유 스트림(101) 및 가열된 수성 스트림(801)이 직접적으로 섬유 개방 영역(400)에 첨가되는 단일 배취 혼합 장치에서, 절단된 다성분 섬유의 개방 또는 세척이 달성되는 배취 혼합 장치가 있다. 섬유 개방 대역은 하나 이상의 혼합 탱크를 포함할 수 있다. 이 실시양태에서, 상기 대역(200), (300) 및 (400)의 합쳐진 기능은, 도 5b aoc 도 5c에도시된 연속 교반식 탱크 반응기에서 달성될 수 있다. 이 실시양태에서, 상기 대역(200), (300) 및 (400)의 합쳐진 기능은, 상기 대역(200), (300) 및 (400)의 적절한 기능에 필요한 체류 시간, 온도 및 혼합 전단력의 기능적 요건을 달성할 수 있는 임의의 배취 또는 연속 혼합 장치에서 달성될 수 있다.In this embodiment of the present invention, the fiber slurry zone 200, the mixing zone 300 and the fiber open zone 400 as shown in FIG. 4 are combined to achieve one unit operation as shown in FIG. 2. . In this embodiment, the cut multicomponent fiber stream 101 is sent directly to a single unit operation where it is mixed with the heated aqueous stream 801 in the fiber open region 400. For example, in a single batch mixing device in which the chopped multicomponent fiber stream 101 and the heated aqueous stream 801 are added directly to the fiber open zone 400, opening or washing of the chopped multicomponent fiber is achieved. There is a batch mixing device. The fiber open zone may comprise one or more mixing tanks. In this embodiment, the combined functionality of the zones 200, 300 and 400 can be achieved in the continuous stirred tank reactor shown in FIG. 5B aoc FIG. 5C. In this embodiment, the combined functionality of the zones 200, 300, and 400 is a function of the residence time, temperature, and mixing shear forces required for the proper functioning of the zones 200, 300, and 400. It can be achieved in any batch or continuous mixing device that can achieve the requirements.

섬유 개방 대역(400) 내의 체류 시간, 온도 및 전단력은 또한 절단된 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터를 분리하는 정도에 영향을 준다. 섬유 개방 대역(400) 내의 개방 공정에 영향을 주는 조건은 체류 시간, 슬러리 온도 및 전단력을 포함하며, 여기서 섬유 개방 대역(400) 내의 물 온도, 체류 시간의 범위, 적용된 전단의 정도는, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유가 분리되어 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)의 연속 수성상에 현탁되기에 충분한 정도로, 출발 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터를 분리할 필요에 의해 좌우된다.The residence time, temperature and shear forces in the fiber open zone 400 also affect the degree of separation of the water dispersible sulfopolyester from the cut multicomponent fiber. Conditions affecting the open process in the fiber open zone 400 include residence time, slurry temperature and shear force, where water temperature in the fiber open zone 400, range of residence time, degree of shear applied, The extent to which the dispersible polymer microfibers are separated and suspended in the continuous aqueous phase of the open microfiber slurry 401 is governed by the need to separate the water dispersible sulfopolyester from the starting multicomponent fiber.

섬유 개방 대역(400) 내의 체류 시간, 온도 및 전단력은 절단된 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터를 분리하는 정도에 영향을 준다. 섬유 개방 대역(400)의 온도는 약 55 내지 약 100℃, 약 60 내지 약 90℃, 또는 약 65 내지 약 80℃ 범위일 수 있다. 섬유 개방 대역(400) 내의 체류 시간은 약 5분 내지 약 10초, 약 3분 내지 약 20초, 또는 약 2분 내지 약 30초 범위일 수 있다. 섬유 개방 대역(400)에서 충분한 혼합이 유지되어, 절단된 마이크로섬유의 침강이 최소가 되도록 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 현탁이 유지된다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 섬유 개방 대역(400) 내의 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량은 상기 대역(400)으로 유입되는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량의 약 5% 미만, 상기 대역(400)으로 유입되는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량의 약 3% 미만, 또는 상기 대역(400)으로 유입되는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량의 약 1% 미만이다.The residence time, temperature and shear forces in the fiber open zone 400 affect the degree of separation of the water dispersible sulfopolyester from the cut multicomponent fiber. The temperature of the fiber open zone 400 may range from about 55 to about 100 ° C, about 60 to about 90 ° C, or about 65 to about 80 ° C. The residence time in the fiber open zone 400 may range from about 5 minutes to about 10 seconds, from about 3 minutes to about 20 seconds, or from about 2 minutes to about 30 seconds. Sufficient mixing is maintained in the fiber open zone 400 to maintain suspension of the cleaved water non-dispersible polymer microfibers to minimize sedimentation of the cleaved microfibers. In another embodiment of the present invention, the mass per unit time of cut water non-dispersible polymer microfibers in fiber open zone 400 is the mass per unit time of water non-dispersible polymer microfibers entering the zone 400. Less than about 5% of the amount of water non-dispersible polymer microfibers entering the zone 400, or less than about 3% of the mass per unit time of water non-dispersible polymer microfibers entering the zone 400, or Less than about 1% of mass per unit time.

섬유 개방 대역(400)에서의 섬유 개방은, 허용가능한 체류 시간, 온도 및 혼합 범위를 가능하게 할 수 있는 임의의 장치에서 달성될 수 있다. 적합한 장치의 예로는 비제한적으로 도 6b 및 6c에 도시된 바와 같은 교반식 배취 탱크, 연속 교반식 탱크 반응기, 및 도 6a에 도시된 바와 같이 고체가 슬러리로부터 침강되는 것을 최소화하기에 충분한 흐름을 이용하는 파이프가 포함된다. 섬유 개방 대역(400)에서의 섬유 개방을 달성하기 위한 단위 조작의 한 예는 플러그(plug) 흐름 반응기이며, 여기서는 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)가 영역(400) 플러그 흐름 장치, 전형적으로 원형 파이프 또는 도관으로 보내진다. 플러그 흐름 장치에서의 물질의 체류 시간은, 장치 내의 충전된 부피를 장치 내의 부피 유속으로 나눔으로써 산출된다. 장치 내의 물질 속도는, 흐름 채널의 단면적을 장치를 통과하는 액체의 부피 흐름으로 나눈 값으로 정의된다.Fiber opening in fiber opening zone 400 may be achieved in any device that may allow for acceptable residence time, temperature, and mixing range. Examples of suitable devices include, but are not limited to, stirred batch tanks as shown in FIGS. 6B and 6C, continuous stirred tank reactors, and flows sufficient to minimize solids settling out of the slurry as shown in FIG. 6A. Pipes are included. One example of a unit operation to achieve fiber opening in the fiber open zone 400 is a plug flow reactor, where the heated multicomponent fiber slurry 301 is a zone 400 plug flow device, typically circular Sent to pipe or conduit. The residence time of the material in the plug flow device is calculated by dividing the filled volume in the device by the volume flow rate in the device. The mass velocity in the device is defined as the cross sectional area of the flow channel divided by the volumetric flow of liquid through the device.

본 발명의 다른 실시양태에서, 섬유 개방 대역(400)은, 파이프내의 물질 유속이 0.1 내지 약 20 ft/초, 0.2 내지 약 10 ft/초, 또는 약 0.5 내지 약 5 ft/초 범위일 수 있는 파이프 또는 도관을 포함할 수 있다. 파이프 또는 도관 내의 유체 또는 슬러리의 흐름의 경우, 레이놀즈 수(Reynolds number)는, 방향 및 시간 둘다에 대해 불규칙적인 유체 와류(eddy current)의 난류도 또는 움직임을 기술하는데 유용한 무차원 수이다. 파이프 또는 관에서의 흐름의 경우, 레이놀즈 수는 일반적으로 하기와 같이 정의된다:In another embodiment of the present invention, the fiber open zone 400 may have a material flow rate in the pipe in the range of 0.1 to about 20 ft / sec, 0.2 to about 10 ft / sec, or about 0.5 to about 5 ft / sec. It may include pipes or conduits. In the case of a flow of fluid or slurry in a pipe or conduit, the Reynolds number is a dimensionless number that is useful for describing turbulence or motion of irregular fluid eddy currents for both direction and time. For flow in a pipe or tube, the Reynolds number is generally defined as:

Figure 112014081798170-pct00002
Figure 112014081798170-pct00002

상기 식에서,Where

D H 는 파이프의 수력학적 직경(L)(m 단위)이고; D H Is the hydraulic diameter L of the pipe in m;

Q는 부피 유속(m3/s)이고,Q is the volumetric flow rate (m 3 / s),

A는 파이프 단면적(m2)이고, A is the pipe cross section (m 2 ),

υ는 유체 대비 물체의 평균 속도(SI 단위: m/s)이고,υ is the average velocity of the object relative to the fluid in m / s,

μ는 유체의 동역학적 점도(Pa·s 또는 N·s/m2 또는 kg/(m·s))이고,μ is the dynamic viscosity of the fluid (Pa · s or N · s / m 2 or kg / (m · s)),

v는 동적 점도(v=μ/ρ)(m2/s)이고,v is the dynamic viscosity (v = μ / ρ) (m 2 / s),

ρ는 유체의 밀도(kg/m3)이다.ρ is the density of the fluid (kg / m 3 ).

직경 D의 파이프에서의 흐름의 경우, 실험적 관찰은, 완전 발달된 흐름의 경우 Re D 가 2000 미만일 때 층상(laminar) 흐름이 발생하고, Re D 가 4000 초과일 때 난류(turbulent) 흐름이 발생한다. 2300과 4000 사이에서는, 다른 인자, 예컨대 파이프 조도 및 흐름 균일도에 따라, 층상 및 난류 흐름이 가능하다("전이" 흐름).For flows in pipes of diameter D , experimental observation shows that for fully developed flows, laminar flow occurs when Re D is less than 2000, and turbulent flow occurs when Re D is more than 4000. . Between 2300 and 4000, laminar and turbulent flows are possible ("transition" flows), depending on other factors, such as pipe roughness and flow uniformity.

섬유 개방 대역(400)은, 개방 공정을 용이하게 하기 위한 파이프 또는 도관을 포함할 수 있으며, 섬유 개방 대역(400) 내의 파이프 또는 도관을 통과하는 흐름의 레이놀즈 수는 약 2,100 내지 약 6,000, 약 3,000 내지 약 6,000, 또는 약 3,500 내지 약 6,000 범위일 수 있다. 다른 실시양태에서, 섬유 개방 대역(400)은 개방 공정을 용이하게 하기 위한 파이프 또는 도관을 포함할 수 있으며, 상기 파이프 또는 도관을 통과하는 흐름의 레이놀즈 수는 2,500 이상, 약 3,500 이상 또는 약 4,000 이상이다.The fiber open zone 400 may include pipes or conduits to facilitate the opening process, and the Reynolds number of flows through the pipes or conduits in the fiber open zone 400 may be about 2,100 to about 6,000, about 3,000. To about 6,000, or about 3,500 to about 6,000. In other embodiments, the fiber open zone 400 may comprise a pipe or conduit to facilitate the opening process, wherein the Reynolds number of the flow through the pipe or conduit is at least 2,500, at least about 3,500 or at least about 4,000 to be.

섬유 개방 대역(400)은, 파이프 또는 도관 내에 혼합 장치가 삽입된 파이프 또는 도관을 포함한다. 상기 장치는 인-라인 혼합 장치를 포함할 수 있다. 인-라인 혼합 장치는, 이동성 부분이 없는 정적 혼합기(static mixer)일 수 있다. 또하나의 실시양태에서, 상기 인-라인 혼합 장치는 이동성 부분을 포함한다. 비제한적으로, 그러한 요소는, 파이프를 통한 흐름에 의해 달성되는 것이 아니라 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)에 더 많은 혼합 에너지를 부여할 목적을 위한 기계적 장치이다. 상기 장치는, 섬유 개방 대역으로서 사용된 파이프 구역의 초기, 상기 파이프 구역의 말기, 또는 파이프 흐름 경로 내의 임의의 위치에 삽입될 수 있다.The fiber open zone 400 includes a pipe or conduit with a mixing device inserted in the pipe or conduit. The device may comprise an in-line mixing device. The in-line mixing device may be a static mixer without moving parts. In another embodiment, the in-line mixing device comprises a movable portion. Without limitation, such elements are mechanical devices for the purpose of imparting more mixing energy to the heated multicomponent fiber slurry 301, rather than being achieved by flow through the pipe. The device can be inserted at the beginning of the pipe section used as the fiber open zone, at the end of the pipe section, or anywhere in the pipe flow path.

수 비-분산성 중합체 마이크로섬유, 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)을 제1 고액 분리 대역(500)으로 보내어, 마이크로섬유 및 제1 모액 스트림(501)을 포함하는 마이크로섬유 생성물 스트림(503)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 제1 모액 스트림(501)은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함한다.An open fiber slurry stream 401 comprising water non-dispersible polymer microfibers, water and water dispersible sulfopolyester is sent to the first solid-liquid separation zone 500 to send the microfibers and the first mother liquor stream 501. A microfiber product stream 503 can be produced. In one embodiment, the first mother liquor stream 501 comprises water and a water dispersible sulfopolyester.

개방된 섬유 슬러리 스트림(401)내의 고체의 중량%는 약 0.1 내지 약 20 중량%, 약 0.3 내지 약 10 중량%, 약 0.3 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.3 내지 약 2.5 중량% 범위일 수 있다.The weight percent of solids in the open fiber slurry stream 401 can range from about 0.1 to about 20 weight percent, from about 0.3 to about 10 weight percent, from about 0.3 to about 5 weight percent, or from about 0.3 to about 2.5 weight percent. .

마이크로섬유 생성물 스트림(503)내의 고체의 중량%는 약 10 내지 약 65 중량%, 약 15 내지 약 50 중량%, 약 25 내지 약 45 중량%, 또는 약 30 내지 약 40 중량% 범위일 수 있다. The weight percent of solids in the microfiber product stream 503 may range from about 10 to about 65 weight percent, about 15 to about 50 weight percent, about 25 to about 45 weight percent, or about 30 to about 40 weight percent.

개방된 섬유 슬러리 스트림(401)으로부터 마이크로섬유 생성물 스트림(503)을 분리하는 것은 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해 달성될 수 있다. 하나의 실시양태에서는, 물을 포함하는 세척 스트림(103)을 제1 고액 분리 대역(500)으로 보낸다. 세척 스트림(103)은, 제1 고액 분리 대역(500) 및/또는 제1 고액 분리 대역(500) 내의 필터 천 매체에서 마이크로섬유 생성물 스트림을 세척하여 세액 스트림(502)를 생성하는데 사용될 수 있다. 세액 스트림(502)의 100 중량% 이하의 분획을, 제1 고액 분리 대역(500)으로 유입되기 전의 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)과 합할 수 있다. 세액 스트림(502)의 100 중량% 이하의 분획을 제2 고액 분리 대역(600)으로 보낼 수 있다. 세액 스트림(502)은 마이크로섬유를 함유할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500) 내의 200 미크론 이하의 개구부를 가진 필터 매체를 통과하는 마이크로섬유 질량의 g은 필터 면적의 cm2 당 약 1 내지 2 g 범위이다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500) 내의 필터 매체의 필터 개구부는 약 43 미크론 내지 3000 미크론, 약 100 미크론 내지 2000 미크론, 또는 약 500 미크론 내지 2000 미크론 범위일 수 있다.Separating the microfiber product stream 503 from the open fiber slurry stream 401 may be accomplished by any method known in the art. In one embodiment, a wash stream 103 comprising water is sent to the first solid-liquid separation zone 500. The wash stream 103 may be used to wash the microfiber product stream in the filter cloth media in the first solid-liquid separation zone 500 and / or in the first solid-liquid separation zone 500 to produce a liquor stream 502. Up to 100% by weight of the fraction of the liquor stream 502 can be combined with the open fiber slurry stream 401 prior to entering the first solid-liquid separation zone 500. Up to 100% by weight of the fraction of the liquor stream 502 can be sent to the second solid-liquid separation zone 600. The tax liquor stream 502 may contain microfibers. In one embodiment, the g of microfiber mass passing through the filter media with openings of 200 microns or less in the first solid-liquid separation zone 500 ranges from about 1 to 2 g per cm 2 of filter area. In another embodiment of the present invention, the filter openings of the filter media in the first solid-liquid separation zone 500 may range from about 43 microns to 3000 microns, about 100 microns to 2000 microns, or about 500 microns to 2000 microns.

제1 고액 분리 대역(500)에서 개방된 마이크로섬유 슬러리로부터 마이크로섬유 생성물 스트림을 분리하는 것은, 하나 또는 여러 개의 고액 분리 장치에 의해 달성될 수 있다. 제1 고액 분리 대역(500)에서의 분리는, 배취 및/또는 연속 식으로 작동되는 고액 분리 장치 또는 장치들에 의해 달성될 수 있다. 제1 고액 분리 대역(500) 내의 적합한 고액 분리 장치는, 비제한적으로 하기 중 하나를 포함할 수 있다: 천공된 바스켓 원심분리기, 연속 진공 벨트 필터, 배취 진공 너트쉬필터(nutschfilter), 배취 천공된 침강 탱크, 트윈 와이어 탈수 장치, 압축 영역이 구비된 연속 수평 벨트 필터, 웨지(wedge) 와이어 필터 매체가 구비된 비진동 경사 스크린 장치, 연속 진공 드럼 필터, 탈수 콘베이어 벨트 등.Separating the microfiber product stream from the open microfiber slurry in the first solid-liquid separation zone 500 may be accomplished by one or several solid-liquid separation devices. Separation in the first solid-liquid separation zone 500 may be accomplished by a solid-liquid separation device or apparatuses operated in batch and / or continuously. Suitable solid-liquid separation devices in the first solid-liquid separation zone 500 may include, but are not limited to, one of the following: perforated basket centrifuge, continuous vacuum belt filter, batch vacuum nutschfilter, batch perforated Sedimentation tanks, twin wire dewatering devices, continuous horizontal belt filters with compression zones, non-vibrating inclined screen devices with wedge wire filter media, continuous vacuum drum filters, dewatering conveyor belts and the like.

하나의 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500)은 트윈 와이어 탈수 장치를 포함하며, 여기서는 동일방향으로 이동하는 한쌍의 이동 필터 천 사이의 테이퍼링 갭으로 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)이 보내진다. 트윈 와이어 탈수 장치의 제1 대역에서는, 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)으로부터 중력으로 인해 그리고 두 이동 필터 천 사이의 매 좁은 갭으로부터 물이 배수된다. 트윈 와이어 탈수 장치의 하류 대역에서는, 두 필터 천 및 이들 두 필터 천 사이의 마이크로섬유 물질이 한번 이상 압축되어 상기 마이크로섬유 물질 내의 수분을 기계적으로 감소시킨다. 하나의 실시양태에서, 기계적 탈수는, 상기 두 필터 천 및 함유된 마이크로섬유 물질을, 두 필터 천 및 이들 사이의 마이크로섬유 물질 상에 압축력을 가하는 하나 이상의 롤러 세트에 통과시킴으로써 달성된다. 또 하나의 실시양태에서, 기계적 탈수는 상기 두 필터 천 및 마이크로섬유 물질을 하나 이상의 가압 롤러 세트에 통과시킴으로써 달성된다.In one embodiment, the first solid-liquid separation zone 500 includes a twin wire dewatering device where an open fiber slurry stream 401 is sent to the tapering gap between a pair of moving filter cloths moving in the same direction. . In the first zone of the twin wire dewatering device, water is drained from the open fiber slurry stream 401 due to gravity and from every narrow gap between the two moving filter cloths. In the downstream zone of the twin wire dewatering device, the two filter cloths and the microfiber material between these two filter cloths are compressed one or more times to mechanically reduce the moisture in the microfiber material. In one embodiment, mechanical dehydration is achieved by passing the two filter cloths and the contained microfiber material through one or more sets of rollers that exert a compressive force on the two filter cloths and the microfiber material therebetween. In another embodiment, mechanical dewatering is accomplished by passing the two filter cloths and the microfiber material through one or more sets of pressure rollers.

본 발명의 다른 실시양태에서, 각 가압 롤러 세트에 대해 기계적 탈수에 의해 가해지는 힘은, 필터 매체 폭의 선형 인치 당 약 25 내지 약 300 lb 범위, 필터 매체 폭의 선형 인치 당 약 50 내지 약 200 lb 범위, 또는 필터 매체 폭의 선형 인치 당 약 70 내지 약 125 lb 범위일 수 있다. 트윈 와이어 탈수 장치의 고체 배출 대역에서 두 필터 천이 분리되고 나뉘어짐에 따라 트윈 와이어 탈수 장치로부터 마이크로섬유 생성물 스트림(503)이 배출된다. 배출된 마이크로섬유 물질의 두께는 약 0.2 내지 약 1.5 인치, 약 0.3 내지 약 1.25 인치, 또는 약 0.4 내지 약 1 인치 범위일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 물을 포함하는 세액 스트림은 연속적으로 필터 매체에 적용된다. 또하나의 실시양태에서, 물을 포함하는 세액 스트림은 주기적으로 필터 매체에 적용된다. In another embodiment of the present invention, the force exerted by mechanical dehydration for each set of pressure rollers ranges from about 25 to about 300 lb per linear inch of filter media width, from about 50 to about 200 per linear inch of filter media width. lb range, or about 70 to about 125 lb per linear inch of filter media width. The microfiber product stream 503 is withdrawn from the twin wire dehydrator as the two filter cloths are separated and divided in the solid discharge zone of the twin wire dehydrator. The thickness of the ejected microfiber material may range from about 0.2 to about 1.5 inches, from about 0.3 to about 1.25 inches, or from about 0.4 to about 1 inch. In one embodiment, the tax stream comprising water is continuously applied to the filter media. In another embodiment, a tax stream comprising water is periodically applied to the filter media.

또 하나의 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500)은, 도 7에 예시된 바와 같이 중력 배수 대역 및 가압 탈수 대역을 포함하는 벨트 필터 장치를 포함한다. 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)을, 동일방향으로 이동하는 한쌍의 이동 필터 천 사이의 테이퍼링 갭으로 보내고, 이는 먼저 중력 배수 대역을 통과한 다음 도 6b에 도시된 바와 같은 롤러들이 구불구불한 배열로 포함된 가압 탈수 대역 또는 프레스 대역을 통과한다. 상기 벨트가 상기 롤러를 통해 공급됨에 따라, 고체로부터 물이 빠져나온다. 이 공정에서 벨트가 최종 롤러 쌍을 통과하면 필터 천이 분리되고 벨트 필터 장치로부터 고체가 배출된다.In another embodiment, the first solid-liquid separation zone 500 includes a belt filter device that includes a gravity drainage zone and a pressurized dewatering zone, as illustrated in FIG. 7. The open microfiber slurry 401 is directed to a tapering gap between a pair of moving filter cloths moving in the same direction, which first passes through the gravity drainage zone and then in a tortuous arrangement of rollers as shown in FIG. 6B. It passes through the included pressurized dehydration zone or press zone. As the belt is fed through the roller, water escapes from the solid. In this process, when the belt passes through the final roller pair, the filter cloth is separated and solids are discharged from the belt filter device.

본 발명의 또 하나의 실시양태에서는, 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 제1 모액 스트림(501)에 함유된 물의 적어도 일부가 회수되고 재순환된다. 제1 모액 스트림(501)은 제1 고액 분리 대역(500)으로 재순환될 수 있다. 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 제거에서의 상기 제1 고액 분리 대역의 효율에 따라, 제1 모액 스트림(501)은 섬유 개방 대역(400), 또는 상기 대역(400)으로 들어가기 전의 열교환기 대역(800)으로 재순환될 수 있다. 제1 모액 스트림(501)은, 관통(breakthrough) 및 천 세척으로 인해 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 포함하는 소량의 고체를 함유할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 2000 미크론 이하의 개구부를 가진 제1 고체 분리 대역 내 필터 매체를 통과하는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 물질의 g은 필터 면적의 cm2 당 약 1 내지 약 2 g 범위이다. 제1 모액 스트림(501)을 제1 농축 대역(700) 및 열교환 대역(800)(이 대역들에서는 부정적인 영향을 미치는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 고체가 수집되고 축적될 수 있다)으로 보내기 전에 상기 스트림(501)내의 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 최소화하는 것이 바람직하다.In another embodiment of the present invention, at least a portion of the water contained in the first mother liquor stream 501 comprising water and the water dispersible sulfopolyester is recovered and recycled. The first mother liquor stream 501 may be recycled to the first solid-liquid separation zone 500. Depending on the efficiency of the first solid-liquid separation zone in the removal of water non-dispersible polymer microfibers, the first mother liquor stream 501 may be a fiber open zone 400, or a heat exchanger zone prior to entering the zone 400. Recycled to 800. The first mother liquor stream 501 may contain a small amount of solids, including water non-dispersible polymer microfibers due to breakthrough and cloth cleaning. In one embodiment, g of water non-dispersible polymer microfiber material passing through the filter media in the first solid separation zone having an opening of 2000 microns or less ranges from about 1 to about 2 g per cm 2 of filter area. . Before sending the first mother liquor stream 501 to the first concentration zone 700 and the heat exchange zone 800, in which water non-dispersible polymer microfiber solids may be collected and accumulated negatively. It is desirable to minimize the water non-dispersible polymer microfibers in the stream 501.

제2 고액 분리 대역(600)은, 제1 모액 스트림(501)에 존재하는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 고체의 적어도 일부를 제거하여, 수 비-분산성 마이크로섬유를 포함하는 제2 습윤 케익 스트림(602) 및 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 제2 모액 스트림(601)을 생성하는 기능을 할 수 있다.The second solid-liquid separation zone 600 removes at least a portion of the water non-dispersible polymer microfiber solids present in the first mother liquor stream 501 so that the second wet cake comprises water non-dispersible microfibers. Function to produce a stream 602 and a second mother liquor stream 601 comprising water and water dispersible sulfopolyester.

하나의 실시양태에서, 제2 모액 스트림(601)는 제1 농축 대역(700) 및/또는 열교환기 대역(800)으로 보내어지며, 이때 제1 농축 대역(700)으로 보내진 제2 모액 스트림(601)의 중량%는 0 내지 100% 범위일 수 있으며, 상기 스트림의 나머지는 열교환기 대역(800)으로 보내진다. 제2 모액 스트림(601)은 섬유 개방 대역(400), 또는 상기 대역(400)으로 보내지기 전의 열교환기 대역(800)으로 재순환될 수 있다. 섬유 개방 대역(400)으로 보내진 제2 모액 스트림 내의 수분산성 설포폴리에스터의 양은, 제2 모액 스트림의 중량%를 기준으로, 약 0.01 내지 약 7 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 7 중량%, 약 0.2 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.3 내지 약 3 중량% 범위일 수 있다.In one embodiment, second mother liquor stream 601 is directed to first enrichment zone 700 and / or heat exchanger zone 800, with second mother liquor stream 601 directed to first enrichment zone 700. Weight percent) may range from 0 to 100% and the remainder of the stream is sent to heat exchanger zone 800. The second mother liquor stream 601 may be recycled to the fiber open zone 400, or to the heat exchanger zone 800 prior to being sent to the zone 400. The amount of water dispersible sulfopolyester in the second mother liquor stream sent to the fiber open zone 400 is about 0.01 to about 7 weight percent, or about 0.1 to about 7 weight percent, based on the weight percent of the second mother liquor stream. 0.2 to about 5 weight percent, or about 0.3 to about 3 weight percent.

제1 농축 대역으로 보내진 제2 모액 스트림(601)의 임의의 부분은 분리 공정으로 처리되어 제1 회수된 물 스트림(703) 및 수분산성 설포폴리에스터가 풍부한 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성하며, 이때 제1 중합체 농축물 스트림(702) 내의 수분산성 설포폴리에스터의 중량%는 약 5 내지 약 85중량%, 약 10 내지 약 65중량%, 또는 약 15 내지 약 45중량% 범위일 수 있다. 제1 회수된 물 스트림(703)은 섬유 개방 대역(400), 또는 상기 대역(400)으로 보내지기 전의 열교환기 대역(800)으로 재순환될 수 있다. 섬유 개방 대역(400)으로 보내진 상기 제2 모액 스트림 내의 수분산성 설포폴리에스터의 양은 제2 모액 스트림의 중량%를 기준으로, 약 0.01 내지 약 7 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 7 중량%, 약 0.2 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.3 내지 약 3 중량% 범위일 수 있다.Any portion of the second mother liquor stream 601 sent to the first concentration zone may be subjected to a separation process to obtain a first recovered water stream 703 and a first polymer concentrate stream 702 enriched in water dispersible sulfopolyester. Resulting in the weight percent of water dispersible sulfopolyester in the first polymer concentrate stream 702 may range from about 5 to about 85 weight percent, from about 10 to about 65 weight percent, or from about 15 to about 45 weight percent. have. The first recovered water stream 703 may be recycled to the fiber open zone 400, or to the heat exchanger zone 800 prior to being sent to the zone 400. The amount of water dispersible sulfopolyester in the second mother liquor stream sent to the fiber open zone 400 is from about 0.01 to about 7 weight percent, or from about 0.1 to about 7 weight percent, based on the weight percent of the second mother liquor stream. 0.2 to about 5 weight percent, or about 0.3 to about 3 weight percent.

제1 농축 대역(700)에서 제2 모액 스트림(601)으로부터 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해 물이 제거되어 제1 중합체 농축 스트림(702)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 물의 제거는, 배취 또는 연속 증발 장치에서 물을 비등시키는 것에 의한 증발 공정을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 박막 증발기를 이 용도에 사용될 수 있다. 또 하나의 실시양태에서, 나노여과 매체를 포함하는 멤브레인 기술을 사용하여 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성할 수 있다. 또 하나의 실시양태에서, 추출 장치를 포함하는 공정을 사용하여 제2 모액 스트림(601)으로부터 수분산성 중합체를 추출하고 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성할 수 있다. 증발, 멤브레인 및 추출 단계들의 조합을 사용하여 제2 모액 스트림(601)으로부터 수분산성 중합체를 분리하고 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성할 수 있다. 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 이어서 공정 밖으로 배출할 수 있다.Water may be removed from the second mother liquor stream 601 in the first concentration zone 700 by any method known in the art to produce the first polymer concentrated stream 702. In one embodiment, the removal of water comprises an evaporation process by boiling water in a batch or continuous evaporation apparatus. For example, one or more thin film evaporators can be used for this purpose. In another embodiment, membrane technology including nanofiltration media can be used to produce the first polymer concentrate stream 702. In another embodiment, a process including an extraction device can be used to extract the water dispersible polymer from the second mother liquor stream 601 and produce a first polymer concentrate stream 702. The combination of evaporation, membrane and extraction steps may be used to separate the water dispersible polymer from the second mother liquor stream 601 and produce a first polymer concentrate stream 702. The first polymer concentrate stream 702 may then be discharged out of the process.

하나의 실시양태에서, 제1 중합체 농축물 스트림(702)은 제2 농축 대역(900)으로 보내어져, 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 용융된 중합체 스트림(903)(이때 중합체의 중량%는 약 95 내지 약 100%임) 및 물을 포함하는 증기 스트림(902)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 스트림(903)은 수분산성 설포폴리에스터를 포함한다. 제2 농축 대역(900)에 적합한 장치는, 수분산성 중합체의 수성 분산액을 공급할 수 있고 95% 내지 100% 수분산성 중합체 스트림(903)을 생성할 수 있는 당분야에 공지된 임의의 장치를 포함한다. 이 실시양태는, 수분산성 설포폴리에스터 중합체의 수성 분산액을 제2 농축 대역(900)으로 공급하는 것을 포함한다. 공급 스트림의 온도는 전형적으로 100℃ 미만이다.In one embodiment, first polymer concentrate stream 702 is sent to second concentration zone 900 such that molten polymer stream 903 comprising a water dispersible sulfopolyester, wherein the weight percent of polymer is about 95 to about 100%) and water to produce a vapor stream 902. In one embodiment, the stream 903 comprises a water dispersible sulfopolyester. Suitable devices for the second concentration zone 900 include any device known in the art that can supply an aqueous dispersion of water dispersible polymer and can produce 95% to 100% water dispersible polymer stream 903. . This embodiment includes feeding an aqueous dispersion of the water dispersible sulfopolyester polymer into the second concentration zone 900. The temperature of the feed stream is typically below 100 ° C.

하나의 실시양태에서, 제2 농축 대역(900)은, 회전하는 수송 스크류를 함유하는 자켓화된 관형 쉘(shell)을 특징으로 하는 하나 이상의 장치(이때 상기 수송 스크류는 열전달 유체 또는 스팀으로 가열되며 수송 및 고전단 혼합 요소 둘다를 포함함)를 포함한다. 상기 자켓 또는 쉘은 배기되어 증기가 제거되게 한다. 쉘 자켓은, 장치의 길이를 따라 다른 온도 설정점이 가능하게 하도록 대역화될 수 있다. 연속 조작 중에, 제1 중합체 농축물 스트림(702)은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하며, 제2 농축 대역(900)으로 연속적으로 공급된다. 상기 장치 내에서, 정상 상태(steady state) 중에 적어도 3개의 분명하고 상이한 형태로 물질이 존재한다. 장치 내에서 물질은 우선 수분산성 설포폴리에스터 중합체의 수성 분산액으로서 존재한다. 설포폴리에스터 중합체의 수성 분산액이 장치를 통해 이동함에 따라, 자켓 및 내부 스크류의 열로 인해 물이 증발된다. 충분한 물이 증발되면, 상기 물질은, 설포폴리에스터 중합체의 용융점보다 낮은 온도에서 점성 플러그(plug)를 포함하는 제2 형태가 된다. 수성 분산액은 이 점성 플러그를 지나 흐를 수 없으며, 상기 장치의 제1 수성 분산액 대역에 국한된다. 자켓의 열, 내부 가열된 스크류의 열, 및 이 고점성 플러그 물질의 혼합 전단력으로 인한 열 때문에, 이 위치에 존재하는 물의 실질적으로 모두가 증발되고, 온도는 설포에스터의 용융 온도가 도달될 때까지 상승하여, 용융된 설포폴리에스터 중합체를 포함하는 물질의 제3의 최종 물리적 형태가 상기 장치에서 생성된다. 이어서, 용융된 설포폴리에스터 중합체는 압출 다이를 통해 상기 장치를 나오며, 전형적으로 당분야에 공지된 임의의 방식으로 냉각되고 펠렛으로 절단된다. 상술한 제2 농축 대역(900)을 위한 장치는 또한 배취 방식으로 작동될 수 있음을 이해해야 하며, 여기서는 상기 장치의 길이 전체에 걸쳐 수성 분산액을 시작으로 점성 플러그 물질 및 최종적으로 설포폴리에스터 용융물의 연속적 순서로 다른 시간대에서 상술한 물질의 세 가지 물리적 형태가 발생한다.In one embodiment, the second enrichment zone 900 is characterized by at least one device characterized by a jacketed tubular shell containing a rotating transport screw, wherein the transport screw is heated with heat transfer fluid or steam. Both transport and high shear mixing elements). The jacket or shell is vented to remove steam. The shell jacket can be banded to enable other temperature set points along the length of the device. During continuous operation, the first polymer concentrate stream 702 comprises water and water dispersible sulfopolyester, and is fed continuously to the second concentration zone 900. Within the device, there are at least three distinct and different forms of material during steady state. In the device the material first exists as an aqueous dispersion of the water dispersible sulfopolyester polymer. As the aqueous dispersion of sulfopolyester polymer moves through the device, the water evaporates due to the heat of the jacket and internal screws. When enough water has evaporated, the material is in a second form comprising a viscous plug at a temperature below the melting point of the sulfopolyester polymer. The aqueous dispersion cannot flow past this viscous plug and is confined to the first aqueous dispersion zone of the device. Due to the heat of the jacket, the heat of the internally heated screw, and the heat due to the mixed shear forces of this highly viscous plug material, substantially all of the water present in this location is evaporated and the temperature is reached until the melting temperature of the sulfoester is reached. Ascending, a third final physical form of the material comprising the molten sulfopolyester polymer is produced in the device. The molten sulfopolyester polymer then exits the apparatus through an extrusion die and is typically cooled and cut into pellets in any manner known in the art. It is to be understood that the apparatus for the second enrichment zone 900 described above can also be operated in a batch fashion, where a continuous mixture of viscous plug material and finally sulfopolyester melt, starting with an aqueous dispersion, throughout the length of the apparatus Three different physical forms of the above-mentioned substances occur in sequence at different times.

하나의 실시양태에서, 제2 농축 대역(900)에서 발생된 증기는 응축되어 열교환기 대역(800)으로 보내지고/지거나, 폐기되고/되거나, 세척 스트림(103)으로 보내질 수 있다. 또 하나의 실시양태에서, 수증기를 포함하는 응축된 증기 스트림(902)은 열교환기 대역(800)으로 보내어져 스트림(801)에 필요한 온도를 생성하는데 필요한 에너지의 적어도 일부를 제공할 수 있다. 용융상으로 설포폴리에스터를 포함하는 수분산성 중합체를 포함하는 용융된 중합체 스트림(903)은 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해 냉각하고 펠렛으로 쵸핑할 수 있다.In one embodiment, the steam generated in the second concentration zone 900 may be condensed and sent to the heat exchanger zone 800 and / or discarded and / or sent to the wash stream 103. In another embodiment, the condensed vapor stream 902 comprising water vapor may be sent to the heat exchanger zone 800 to provide at least some of the energy needed to produce the temperature required for the stream 801. The molten polymer stream 903 comprising the water dispersible polymer comprising sulfopolyester in the molten phase may be cooled and chopped into pellets by any method known in the art.

상기 공정으로 불순물이 유입되어, 회수되고 재순환되는 물에 농축될 수 있다. 하나 이상의 퍼지 스트림(603) 및 (701)을 이용하여 제2 모액(601) 및 제1 회수된 물 스트림(701) 내의 불순물의 농도를 허용가능한 수준으로 조절할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 제2 모액 스트림(601)의 일부를 상기 공정으로부터 단리하여 퍼지할 수 있다. 하나의 실시양태에서는, 제1 회수된 물 스트림(701)의 일부를 상기 공정으로부터 단리하여 퍼지할 수 있다. Impurities may be introduced into the process and concentrated in the water recovered and recycled. One or more purge streams 603 and 701 may be used to adjust the concentration of impurities in the second mother liquor 601 and the first recovered water stream 701 to an acceptable level. In one embodiment, a portion of the second mother liquor stream 601 may be isolated and purged from the process. In one embodiment, a portion of the first recovered water stream 701 may be isolated and purged from the process.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는, 도 3a에 도시된 바와 같이 마이크로섬유 생성물 스트림을 제조하는 방법이 제공된다. 이 방법은In another embodiment of the present invention, a method of preparing a microfiber product stream is provided as shown in FIG. 3A. This way

(A) 섬유 슬러리 대역(200)에서 25mm 미만의 길이를 가진 숏-컷 다성분 섬유(101)를 처리된 수성 스트림(103)과 접촉시켜 숏-컷 다성분 섬유 슬러리(201)를 생성하는 단계로서, 이때 상기 숏-컷 다성분 섬유(101)는 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 합성 중합체를 포함하고, 상기 처리된 수성 스트림(103)은 40℃ 이상의 온도인, 단계;(A) contacting the treated aqueous stream 103 with a short-cut multicomponent fiber 101 having a length of less than 25 mm in the fiber slurry zone 200 to produce a short-cut multicomponent fiber slurry 201. Wherein the short-cut multicomponent fiber 101 comprises at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible synthetic polymer immiscible with the water dispersible sulfopolyester, wherein the treated aqueous stream 103 is a temperature of at least 40 ° C .;

(B) 상기 숏-컷 다성분 섬유 슬러리(201) 및 가열된 수성 스트림(801)을 섬유 개방 대역(400)에서 접촉시켜 상기 수분산성 설포폴리에스터의 일부를 제거하여 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)를 생성하는 단계로서, 이때 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유, 수분산성 설포폴리에스터 및 물을 포함하는, 단계; 및(B) contacting the short-cut multicomponent fiber slurry 201 and the heated aqueous stream 801 in a fiber open zone 400 to remove a portion of the water dispersible sulfopolyester to open the microfiber slurry 401. ), Wherein the open microfiber slurry comprises water non-dispersible polymer microfibers, water dispersible sulfopolyester and water; And

(C) 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)를 제1 고액 분리 대역(500)으로 보내어, 마이크로섬유 생성물 스트림(503) 및 제1 모액 스트림(501)을 생성하는 단계로서, 이때 상기 제1 모액 스트림(501)은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는, 단계(C) sending the open microfiber slurry 401 to a first solid-liquid separation zone 500 to produce a microfiber product stream 503 and a first mother liquor stream 501, wherein the first mother liquor Stream 501 comprises water and water dispersible sulfopolyester

를 포함한다.It includes.

본 발명의 이 실시양태에서, 도 4에 도시한 바와 같은 혼합 대역(300) 및 섬유 개방 영역(400)이 개방 공정 대역(1100)에서 하나의 유닛 조작으로 합쳐진다. 개방 공정 대역(1100)은 섬유 슬러리 대역(200) 및 섬유 개방 대역(400)을 포함한다.In this embodiment of the present invention, the mixing zone 300 and the fiber open zone 400 as shown in FIG. 4 are combined in one unit operation in the open process zone 1100. Open process zone 1100 includes a fiber slurry zone 200 and a fiber open zone 400.

이 방법에 사용하기 위한 처리된 수성 스트림(103)은, 수성 스트림(102)을 수성 처리 대역(1000)으로 보내어 처리된 수성 스트림(103)을 생성함으로써 생성될 수 있다. 수성 스트림은 물을 포함한다. 본 발명의 실시양태에서, 처리된 수성 스트림(103) 내의 1가 금속 양이온은 약 1000 중량ppm 미만, 약 500 중량ppm 미만, 약 100 중량ppm 미만, 또는 약 50 중량ppm 미만일 수 있다. 수성 스트림(102)로부터의 2가 및 다가 금속 양이온의 제거가 수성 처리 대역(1000)의 하나의 기능이다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 2가 및 다가 금속 양이온의 농도는 약 50 중량ppm 미만, 약 25 중량ppm 미만, 약 10 중량ppm 미만, 또는 약 5 중량ppm 미만이다. 스트림(103)의 온도는 지하수 온도 내지 약 40℃ 범위일 수 있다.The treated aqueous stream 103 for use in this method can be generated by sending the aqueous stream 102 to the aqueous treatment band 1000 to produce the treated aqueous stream 103. The aqueous stream contains water. In embodiments of the invention, the monovalent metal cations in the treated aqueous stream 103 may be less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 100 ppm, or less than about 50 ppm by weight. Removal of divalent and polyvalent metal cations from aqueous stream 102 is one function of aqueous treatment zone 1000. In other embodiments of the invention, the concentrations of divalent and polyvalent metal cations are less than about 50 ppm by weight, less than about 25 ppm by weight, less than about 10 ppm by weight, or less than about 5 ppm by weight. The temperature of stream 103 may range from groundwater temperature to about 40 ° C.

수성 스트림(102)을 수성 처리 대역(1000)에서 처리하는 것은 당분야에 공지된 임의의 방법으로 달성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 수성 처리 대역(1000)은, 수증기가 발생되고 응축되어 처리된 수성 스트림(103)을 생성하는 증류 장비를 포함한다. 또 하나의 실시양태에서는, 물을 역삼투 멤브레인 분리 대역으로 보내어, 1가 및 2가 금속 양이온을 물로부터 제거하여 처리된 수성 스트림(103)을 생성할 수 있다. 또 하나의 실시양태에서는, 물을 이온 교환 수지로 보내어, 허용가능하게 낮은 농도의 금속 이온을 가진 처리된 수성 스트림(103)을 생성한다. 또 하나의 실시양태에서는, 물을 상업적 연수화 장치로 보내어, 허용가능하게 낮은 농도의 2가 및 다가 금속 이온을 가진 처리된 수성 스트림(103)을 생성한다. 이들 수처리 옵션의 임의의 조합을 이용하여 필요한 처리수 특성을 달성함을 이해하여야 한다.Treatment of aqueous stream 102 in aqueous treatment zone 1000 may be accomplished by any method known in the art. In one embodiment, aqueous treatment zone 1000 includes distillation equipment that generates steam and condenses to produce treated aqueous stream 103. In another embodiment, water can be sent to the reverse osmosis membrane separation zone to remove monovalent and divalent metal cations from the water to produce the treated aqueous stream 103. In another embodiment, water is sent to the ion exchange resin to produce a treated aqueous stream 103 having an acceptable low concentration of metal ions. In another embodiment, water is sent to a commercial softening device to produce a treated aqueous stream 103 having acceptable low concentrations of divalent and polyvalent metal ions. It should be understood that any combination of these water treatment options may be used to achieve the required treated water characteristics.

처리된 수성 스트림(103)을, 공정 내의 필요한 임의의 위치로 보낼 수 있다. 하나의 실시양태에서, 스트림(103)의 일부가 제1 고액 분리 대역(500)으로 보내져, 천(cloth) 세척액 및/또는 제1 고액 분리 대역(500) 내에 함유된 고체를 위한 세척액으로서 작용한다.The treated aqueous stream 103 can be sent to any location needed in the process. In one embodiment, a portion of stream 103 is sent to first solid-liquid separation zone 500 to serve as a wash liquor for solids contained in cloth wash liquor and / or first solid-liquid separation zone 500. .

하나의 실시양태에서, 처리된 수성 스트림(103)의 적어도 일부는 열 교환기 대역(800)으로 보내진다. 또 하나의 실시양태에서, 처리된 수성 스트림(103)의 적어도 일부는 섬유 슬러리 대역(200)으로 보내진다. 또 하나의 실시양태에서, 처리된 수성 스트림(103)의 적어도 일부는 열 교환기 대역(800)으로 보내지고 처리된 수성 스트림(103)의 적어도 일부는 섬유 슬러리 대역(200)으로 보내진다. 열 교환기 대역(800)의 하나의 기능은 가열된 수성 스트림(801)을 특정의 제어된 온도로 생성하는 것이다.In one embodiment, at least a portion of the treated aqueous stream 103 is sent to heat exchanger zone 800. In another embodiment, at least a portion of the treated aqueous stream 103 is sent to the fiber slurry zone 200. In another embodiment, at least a portion of the treated aqueous stream 103 is sent to the heat exchanger zone 800 and at least a portion of the treated aqueous stream 103 is sent to the fiber slurry zone 200. One function of the heat exchanger zone 800 is to produce a heated aqueous stream 801 at a specific controlled temperature.

하나의 실시양태에서, 열 교환기 대역(800)으로 공급될 수 있는 스트림(800)은 처리된 수성 스트림(103) 및 제2 모액 스트림(601)이다. 또 하나의 실시양태에서, 열 교환기 대역(800)으로 공급될 수 있는 스트림(800)은 처리된 수성 스트림(103), 제1 회수된 물 스트림(703), 제1 모액 스트림(501) 및 제2 모액 스트림(601)를 포함한다.In one embodiment, stream 800, which may be supplied to heat exchanger zone 800, is treated aqueous stream 103 and second mother liquor stream 601. In another embodiment, stream 800, which may be supplied to heat exchanger zone 800, comprises treated aqueous stream 103, first recovered water stream 703, first mother liquor stream 501, and Two mother liquor streams 601.

스트림(801)의 온도를 조절하기 위한 당분야에 공지된 장치, 예를 들어 비제한적으로, 필요한 에너지의 일부를 제공하는데 사용되는 스트림을 이용하는 임의의 열교환기, 필요한 에너지의 일부를 제공하는데 사용되는 열 전달 유체를 이용하는 임의의 열교환기, 필요한 에너지의 일부를 제공하는데 사용되는 전기적 가열 요소를 이용하는 임의의 열교환기, 및 스팀이 응축되고 응축물이 열교환기 대역(800)으로 공급되는 물과 혼합되는 직접적인 스팀 주입을 이용하는 임의의 용기 또는 탱크가 이용될 수 있다. 다성분 섬유 스트림(90)을 섬유 절단 대역(100)으로 보내어 절단된 다성분 섬유 스트림(101)을 생성한다. 다성분 섬유는 당분야에 공지된 임의의 다성분 구조를 가질 수 있다. 다성분 섬유는 본원에서 전술한 바와 같이 수분산성 설포폴리에스터 및 수 비-분산성 중합체를 포함한다.Apparatus known in the art for regulating the temperature of stream 801, such as but not limited to any heat exchanger utilizing a stream used to provide a portion of the required energy, used to provide a portion of the required energy Any heat exchanger using a heat transfer fluid, any heat exchanger using an electrical heating element used to provide some of the required energy, and steam is condensed and the condensate mixed with water supplied to the heat exchanger zone 800 Any vessel or tank using direct steam injection can be used. The multicomponent fiber stream 90 is sent to the fiber cut zone 100 to produce a cut multicomponent fiber stream 101. Multicomponent fibers may have any multicomponent structure known in the art. Multicomponent fibers include water dispersible sulfopolyesters and water non-dispersible polymers as described herein above.

당분야에 공지된 임의의 장치를 사용하여 다성분 섬유 스트림(90)을 절단하여 절단된 다성분 섬유 스트림(101)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 절단된 다성분 섬유 스트림(101) 내의 절단된 섬유의 길이는 약 50 mm 미만이다. 다른 실시양태에서, 절단된 다성분 섬유 스트림(101) 내의 절단된 섬유의 길이는 약 25 mm 미만, 약 20 mm 미만, 약 15 mm 미만, 약 10 mm 미만, 약 5 mm 미만, 또는 약 2.5 mm 미만이다.Any device known in the art can be used to cut the multicomponent fiber stream 90 to produce the cut multicomponent fiber stream 101. In one embodiment, the length of the cut fibers in the cut multicomponent fiber stream 101 is less than about 50 mm. In other embodiments, the length of the cut fibers in the cut multicomponent fiber stream 101 is less than about 25 mm, less than about 20 mm, less than about 15 mm, less than about 10 mm, less than about 5 mm, or about 2.5 mm. Is less than.

절단된 다성분 섬유 스트림(101) 및 가열된 처리된 수성 스트림(801)의 일부를 섬유 슬러리 대역(200)으로 보내어, 물 및 절단된 다성분 섬유를 포함하는 절단된 다성분 섬유 슬러리(201)을 생성한다. 하나의 실시양태에서, 절단된 다성분 섬유 슬러리(201) 내의 절단된 마이크로섬유의 중량%는 약 35 중량% 내지 약 1중량%, 약 25 중량% 내지 약 1중량%, 약 15 중량% 내지 약 1중량%, 또는 약 7 중량% 내지 약 1중량% 범위일 수 있다.A portion of the chopped multicomponent fiber stream 101 and a heated treated aqueous stream 801 is sent to the fiber slurry zone 200 to produce a chopped multicomponent fiber slurry 201 comprising water and chopped multicomponent fibers. Create In one embodiment, the weight percent of the chopped microfibers in the chopped multicomponent fiber slurry 201 is from about 35 wt% to about 1 wt%, from about 25 wt% to about 1 wt%, from about 15 wt% to about 1 weight percent, or about 7 weight percent to about 1 weight percent.

절단된 다성분 섬유 슬러리(201)의 온도는 약 5 내지 약 45℃, 약 10 내지 약 35℃, 또는 약 10 내지 약 25℃ 범위일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 섬유 슬러리 대역(200)은 절단된 다성분 섬유의 연속 수성상 중의 현탁액을 생성하기에 충분한 교반을 구비한 탱크를 포함한다.The temperature of the chopped multicomponent fiber slurry 201 may range from about 5 to about 45 ° C, about 10 to about 35 ° C, or about 10 to about 25 ° C. In one embodiment, fiber slurry zone 200 comprises a tank with sufficient agitation to produce a suspension in a continuous aqueous phase of chopped multicomponent fibers.

고체를 물과 혼합하고 생성된 절단된 다성분 섬유의 연속 수성상 중의 현탁액을 유지하기에 적합한 것으로 당분야에 공지된 임의의 장치를 섬유 슬러리 대역(200)에 사용할 수 있다. 섬유 슬러리 대역(200)은 연속 또는 배취 모드로 작동되는 배취 또는 연속 혼합 장치를 포함할 수 있다. 섬유 슬러리 대역(200)에 사용하기에 적합한 장치는 비제한적으로 하이드로-펄프화기, 연속 교반식 탱크 반응기, 배취 모드로 작동되는 교반을 구비한 탱크가 포함된다.Any device known in the art to be suitable for mixing solids with water and maintaining a suspension in the continuous aqueous phase of the resulting chopped multicomponent fibers may be used in the fiber slurry zone 200. Fiber slurry zone 200 may include a batch or continuous mixing device operated in a continuous or batch mode. Appropriate devices for use in the fiber slurry zone 200 include, but are not limited to, a hydro-pulpator, a continuous stirred tank reactor, and a tank with agitation operated in batch mode.

이어서, 절단된 다성분 섬유 슬러리(201)는 섬유 개방 대역(400)으로 보내질 수 있다. 섬유 개방 대역(400)의 하나의 기능은, 절단된 다성분 섬유로부터 수분산성 중합체를 분리하여, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 적어도 일부가 상기 절단된 다성분 섬유 섬유로부터 분리되어 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)에 현탁되도록 하는 것이다. 본 발명의 또하나의 실시양태에서는, 절단된 다성분 섬유 슬러리(201) 내에 함유된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 약 50 내지 약 100 중량% 가 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)에 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유로서 현탁되어 더이상 절단된 다성분 섬유의 부분이 아니다. 다른 실시양태에서는, 절단된 다성분 섬유 스트림(201) 내에 함유된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 약 75 내지 약 100 중량%, 약 90 내지 약 100 중량%, 또는 약 95 내지 약 100 중량%가 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)에 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유로서 현탁되어 더이상 절단된 다성분 섬유의 부분이 아니다. The chopped multicomponent fiber slurry 201 may then be sent to the fiber open zone 400. One function of the fiber open zone 400 is to separate the water dispersible polymer from the cut multicomponent fibers so that at least a portion of the water non-dispersible polymer microfibers are separated from the cut multicomponent fiber fibers to open the micro It is to be suspended in the fiber slurry (401). In another embodiment of the present invention, about 50 to about 100 weight percent of the water non-dispersible polymer microfibers contained in the chopped multicomponent fiber slurry 201 is contained in the open microfiber slurry 401. It is suspended as a non-dispersible polymer microfiber and is no longer part of the cut multicomponent fiber. In other embodiments, about 75 to about 100 weight percent, about 90 to about 100 weight percent, or about 95 to about 100 weight percent of the water non-dispersible polymer microfibers contained in the cut multicomponent fiber stream 201. Is suspended in the open microfiber slurry 401 as a water non-dispersible polymer microfiber and is no longer part of the cut multicomponent fiber.

스트림(201) 내의 출발 절단된 다성분 섬유의 직경 또는 데니어는, 섬유 개방 대역(400) 내의 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터가 분리되는 정도에 영향을 미친다. 전형적인 다성분 섬유 유형은 일반적으로 약 12 미크론 내지 약 20 미크론 범위의 직경을 갖는다. 유용한 다성분 섬유는 약 40 미크론 이상 직경 크기의 더 큰 출발 직경을 가질 수 있다. 절단된 다성분 섬유로부터 원하는 양의 수분산성 설포폴리에스터를 분리하는데 필요한 시간은, 스트림(201) 내의 절단된 다성분 섬유의 직경이 증가함에 따라 증가한다.The diameter or denier of the starting cut multicomponent fiber in stream 201 affects the degree of separation of the water dispersible sulfopolyester from the multicomponent fiber in the fiber open zone 400. Typical multicomponent fiber types generally have diameters in the range of about 12 microns to about 20 microns. Useful multicomponent fibers can have larger starting diameters of diameter sizes of at least about 40 microns. The time required to separate the desired amount of water dispersible sulfopolyester from the chopped multicomponent fibers increases with increasing diameter of the chopped multicomponent fibers in stream 201.

섬유 개방 대역(400) 내의 체류 시간, 온도 및 전단력은 또한 절단된 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터를 분리하는 정도에 영향을 준다. 섬유 개방 대역(400) 내의 개방 공정에 영향을 주는 조건은 체류 시간, 슬러리 온도 및 전단력을 포함하며, 여기서 섬유 개방 대역(400) 내의 물 온도, 체류 시간의 범위, 적용된 전단의 정도는, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유가 분리되어 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)의 연속 수성상에 현탁되기에 충분한 정도로 출발 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터를 분리할 필요에 의해 좌우된다.The residence time, temperature and shear forces in the fiber open zone 400 also affect the degree of separation of the water dispersible sulfopolyester from the cut multicomponent fiber. Conditions affecting the open process in the fiber open zone 400 include residence time, slurry temperature and shear force, where water temperature in the fiber open zone 400, range of residence time, degree of shear applied, -The dispersion polymer microfibers are dependent upon the need to separate the water dispersible sulfopolyester from the starting multicomponent fiber to a degree sufficient to be separated and suspended in the continuous aqueous phase of the open microfiber slurry 401.

섬유 개방 대역(400) 내의 체류 시간, 온도 및 전단력은 절단된 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터를 분리하는 정도에 영향을 준다. 섬유 개방 대역(400)의 온도는 약 55 내지 약 100℃, 약 60 내지 약 90℃, 또는 약 65 내지 약 80℃ 범위일 수 있다. 섬유 개방 대역(400) 내의 체류 시간은 약 5분 내지 약 10초, 약 3분 내지 약 20초, 또는 약 2분 내지 약 30초 범위일 수 있다. 섬유 개방 대역(400)에서 충분한 혼합이 유지되어, 절단된 마이크로섬유의 침강이 최소가 되도록 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 현탁이 유지된다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 섬유 개방 대역(400) 내의 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량은 상기 대역(400)으로 유입되는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량의 약 5% 미만, 상기 대역(400)으로 유입되는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량의 약 3% 미만, 또는 상기 대역(400)으로 유입되는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량의 약 1% 미만이다.The residence time, temperature and shear forces in the fiber open zone 400 affect the degree of separation of the water dispersible sulfopolyester from the cut multicomponent fiber. The temperature of the fiber open zone 400 may range from about 55 to about 100 ° C, about 60 to about 90 ° C, or about 65 to about 80 ° C. The residence time in the fiber open zone 400 may range from about 5 minutes to about 10 seconds, from about 3 minutes to about 20 seconds, or from about 2 minutes to about 30 seconds. Sufficient mixing is maintained in the fiber open zone 400 to maintain suspension of the cleaved water non-dispersible polymer microfibers to minimize sedimentation of the cleaved microfibers. In another embodiment of the present invention, the mass per unit time of cut water non-dispersible polymer microfibers in fiber open zone 400 is the mass per unit time of water non-dispersible polymer microfibers entering the zone 400. Less than about 5% of the amount of water non-dispersible polymer microfibers entering the zone 400, or less than about 3% of the mass per unit time of water non-dispersible polymer microfibers entering the zone 400, or Less than about 1% of mass per unit time.

섬유 개방 대역(400)에서의 섬유 개방은, 허용가능한 체류 시간, 온도 및 혼합 범위를 가능하게 할 수 있는 임의의 장치에서 달성될 수 있다. 적합한 장치의 예로는 비제한적으로 도 6b 및 6c에 도시된 바와 같은 교반식 배취 탱크, 연속 교반식 탱크 반응기, 및 도 6a에 도시된 바와 같이 고체가 슬러리로부터 침강되는 것을 최소화하기에 충분한 흐름을 이용하는 파이프가 포함된다. 섬유 개방 대역(400)에서의 섬유 개방을 달성하기 위한 단위 조작의 한 예는 플러그(plug) 흐름 반응기이며, 여기서는 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)가 영역(400) 플러그 흐름 장치, 전형적으로 원형 파이프 또는 도관으로 보내진다. 플러그 흐름 장치에서의 물질의 체류 시간은, 장치 내의 충전된 부피를 장치 내의 부피 유속으로 나눔으로써 산출된다. 장치 내의 물질 속도는, 흐름 채널의 단면적을 장치를 통과하는 액체의 부피 흐름으로 나눈 값으로 정의된다.Fiber opening in fiber opening zone 400 may be achieved in any device that may allow for acceptable residence time, temperature, and mixing range. Examples of suitable devices include, but are not limited to, stirred batch tanks as shown in FIGS. 6B and 6C, continuous stirred tank reactors, and flows sufficient to minimize solids settling out of the slurry as shown in FIG. 6A. Pipes are included. One example of a unit operation to achieve fiber opening in the fiber open zone 400 is a plug flow reactor, where the heated multicomponent fiber slurry 301 is a zone 400 plug flow device, typically circular Sent to pipe or conduit. The residence time of the material in the plug flow device is calculated by dividing the filled volume in the device by the volume flow rate in the device. The mass velocity in the device is defined as the cross sectional area of the flow channel divided by the volumetric flow of liquid through the device.

본 발명의 다른 실시양태에서, 섬유 개방 대역(400)은, 파이프내의 물질 유속이 0.1 내지 약 20 ft/초, 0.2 내지 약 10 ft/초, 또는 약 0.5 내지 약 5 ft/초 범위일 수 있는 파이프 또는 도관을 포함할 수 있다. 파이프 또는 도관 내의 유체 또는 슬러리의 흐름의 경우, 레이놀즈 수는, 방향 및 시간 둘다에 대해 불규칙적인 유체 와류의 난류도 또는 움직임을 기술하는데 유용한 무차원 수이다. 파이프 또는 관에서의 흐름의 경우, 레이놀즈 수는 일반적으로 하기와 같이 정의된다:In another embodiment of the present invention, the fiber open zone 400 may have a material flow rate in the pipe in the range of 0.1 to about 20 ft / sec, 0.2 to about 10 ft / sec, or about 0.5 to about 5 ft / sec. It may include pipes or conduits. For the flow of a fluid or slurry in a pipe or conduit, the Reynolds number is a dimensionless number that is useful for describing turbulence or movement of irregular fluid vortices for both direction and time. For flow in a pipe or tube, the Reynolds number is generally defined as:

Figure 112014081798170-pct00003
Figure 112014081798170-pct00003

상기 식에서,Where

D H 는 파이프의 수력학적 직경(L)(m 단위)이고; D H Is the hydraulic diameter L of the pipe in m;

Q는 부피 유속(m3/s)이고,Q is the volumetric flow rate (m 3 / s),

A는 파이프 단면적(m2)이고, A is the pipe cross section (m 2 ),

υ는 유체 대비 물체의 평균 속도(SI 단위: m/s)이고,υ is the average velocity of the object relative to the fluid in m / s,

μ는 유체의 동역학적 점도(Pa·s 또는 N·s/m2 또는 kg/(m·s))이고,μ is the dynamic viscosity of the fluid (Pa · s or N · s / m 2 or kg / (m · s)),

v는 동적 점도(v=μ/ρ)(m2/s)이고,v is the dynamic viscosity (v = μ / ρ) (m 2 / s),

ρ는 유체의 밀도(kg/m3)이다.ρ is the density of the fluid (kg / m 3 ).

직경 D의 파이프에서의 흐름의 경우, 실험적 관찰은, 완전 발달된 흐름의 경우 Re D 가 2000 미만일 때 층상 흐름이 발생하고, Re D 가 4000 초과일 때 난류 흐름이 발생한다. 2300과 4000 사이에서는, 다른 인자, 예컨대 파이프 조도 및 흐름 균일도에 따라, 층상 및 난류 흐름이 가능하다("전이" 흐름).For flow in a pipe of diameter D , experimental observation shows that for fully developed flow a laminar flow occurs when Re D is less than 2000 and a turbulent flow occurs when Re D is greater than 4000. Between 2300 and 4000, laminar and turbulent flows are possible ("transition" flows), depending on other factors, such as pipe roughness and flow uniformity.

섬유 개방 대역(400)은, 개방 공정을 용이하게 하기 위한 파이프 또는 도관을 포함할 수 있으며, 섬유 개방 대역(400) 내의 파이프 또는 도관을 통과하는 흐름의 레이놀즈 수는 약 2,100 내지 약 6,000, 약 3,000 내지 약 6,000, 또는 약 3,500 내지 약 6,000 범위일 수 있다. 다른 실시양태에서, 섬유 개방 대역(400)은 개방 공정을 용이하게 하기 위한 파이프 또는 도관을 포함할 수 있으며, 상기 파이프 또는 도관을 통과하는 흐름의 레이놀즈 수는 2,500 이상, 약 3,500 이상 또는 약 4,000 이상이다.The fiber open zone 400 may include pipes or conduits to facilitate the opening process, and the Reynolds number of flows through the pipes or conduits in the fiber open zone 400 may be about 2,100 to about 6,000, about 3,000. To about 6,000, or about 3,500 to about 6,000. In other embodiments, the fiber open zone 400 may comprise a pipe or conduit to facilitate the opening process, wherein the Reynolds number of the flow through the pipe or conduit is at least 2,500, at least about 3,500 or at least about 4,000 to be.

섬유 개방 대역(400)은, 파이프 또는 도관 내에 혼합 장치가 삽입된 파이프 또는 도관을 포함한다. 상기 장치는 인-라인 혼합 장치를 포함할 수 있다. 인-라인 혼합 장치는, 이동성 부분이 없는 정적 혼합기(static mixer)일 수 있다. 또하나의 실시양태에서, 상기 인-라인 혼합 장치는 이동성 부분을 포함한다. 비제한적으로, 그러한 요소는, 파이프를 통한 흐름에 의해 달성되는 것이 아니라 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)에 더 많은 혼합 에너지를 부여할 목적을 위한 기계적 장치이다. 상기 장치는, 섬유 개방 대역으로서 사용된 파이프 구역의 초기, 상기 파이프 구역의 말기, 또는 파이프 흐름 경로 내의 임의의 위치에 삽입될 수 있다.The fiber open zone 400 includes a pipe or conduit with a mixing device inserted in the pipe or conduit. The device may comprise an in-line mixing device. The in-line mixing device may be a static mixer without moving parts. In another embodiment, the in-line mixing device comprises a movable portion. Without limitation, such elements are mechanical devices for the purpose of imparting more mixing energy to the heated multicomponent fiber slurry 301, rather than being achieved by flow through the pipe. The device can be inserted at the beginning of the pipe section used as the fiber open zone, at the end of the pipe section, or anywhere in the pipe flow path.

수 비-분산성 중합체 마이크로섬유, 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)을 제1 고액 분리 대역(500)으로 보내어, 마이크로섬유 및 제1 모액 스트림(501)을 포함하는 마이크로섬유 생성물 스트림(503)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 제1 모액 스트림(501)은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함한다.An open fiber slurry stream 401 comprising water non-dispersible polymer microfibers, water and water dispersible sulfopolyester is sent to the first solid-liquid separation zone 500 to send the microfibers and the first mother liquor stream 501. A microfiber product stream 503 can be produced. In one embodiment, the first mother liquor stream 501 comprises water and a water dispersible sulfopolyester.

개방된 섬유 슬러리 스트림(401)내의 고체의 중량%는 약 0.1 내지 약 20 중량%, 약 0.3 내지 약 10 중량%, 약 0.3 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.3 내지 약 2.5 중량% 범위일 수 있다.The weight percent of solids in the open fiber slurry stream 401 can range from about 0.1 to about 20 weight percent, from about 0.3 to about 10 weight percent, from about 0.3 to about 5 weight percent, or from about 0.3 to about 2.5 weight percent. .

마이크로섬유 생성물 스트림(503)내의 고체의 중량%는 약 10 내지 약 65 중량%, 약 15 내지 약 50 중량%, 약 25 내지 약 45 중량%, 또는 약 30 내지 약 40 중량% 범위일 수 있다. The weight percent of solids in the microfiber product stream 503 may range from about 10 to about 65 weight percent, about 15 to about 50 weight percent, about 25 to about 45 weight percent, or about 30 to about 40 weight percent.

개방된 섬유 슬러리 스트림(401)으로부터 마이크로섬유 생성물 스트림(503)을 분리하는 것은 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해 달성될 수 있다. 하나의 실시양태에서는, 물을 포함하는 세척 스트림(103)을 제1 고액 분리 대역(500)으로 보낸다. 세척 스트림(103)은, 제1 고액 분리 대역(500) 및/또는 제1 고액 분리 대역(500) 내의 필터 천 매체에서 마이크로섬유 생성물 스트림을 세척하여 세액 스트림(502)를 생성하는데 사용될 수 있다. 세액 스트림(502)의 100 중량% 이하의 분획을, 제1 고액 분리 대역(500)으로 유입되기 전의 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)과 합할 수 있다. 세액 스트림(502)의 100 중량% 이하의 분획을 제2 고액 분리 대역(600)으로 보낼 수 있다. 세액 스트림(502)은 마이크로섬유를 함유할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500) 내의 200 미크론 이하의 개구부를 가진 필터 매체를 통과하는 마이크로섬유 질량의 g은 필터 면적의 cm2 당 약 1 내지 2 g 범위이다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500) 내의 필터 매체의 필터 개구부는 약 43 미크론 내지 3000 미크론, 약 100 미크론 내지 2000 미크론, 또는 약 500 미크론 내지 2000 미크론 범위일 수 있다.Separating the microfiber product stream 503 from the open fiber slurry stream 401 may be accomplished by any method known in the art. In one embodiment, a wash stream 103 comprising water is sent to the first solid-liquid separation zone 500. The wash stream 103 may be used to wash the microfiber product stream in the filter cloth media in the first solid-liquid separation zone 500 and / or in the first solid-liquid separation zone 500 to produce a liquor stream 502. Up to 100% by weight of the fraction of the liquor stream 502 can be combined with the open fiber slurry stream 401 prior to entering the first solid-liquid separation zone 500. Up to 100% by weight of the fraction of the liquor stream 502 can be sent to the second solid-liquid separation zone 600. The tax liquor stream 502 may contain microfibers. In one embodiment, the g of microfiber mass passing through the filter media with openings of 200 microns or less in the first solid-liquid separation zone 500 ranges from about 1 to 2 g per cm 2 of filter area. In another embodiment of the present invention, the filter openings of the filter media in the first solid-liquid separation zone 500 may range from about 43 microns to 3000 microns, about 100 microns to 2000 microns, or about 500 microns to 2000 microns.

제1 고액 분리 대역(500)에서 개방된 마이크로섬유 슬러리로부터 마이크로섬유 생성물 스트림을 분리하는 것은, 하나 또는 여러 개의 고액 분리 장치에 의해 달성될 수 있다. 제1 고액 분리 대역(500)에서의 분리는, 배취 및/또는 연속 식으로 작동되는 고액 분리 장치 또는 장치들에 의해 달성될 수 있다. 제1 고액 분리 대역(500) 내의 적합한 고액 분리 장치는, 비제한적으로 하기 중 하나를 포함할 수 있다: 천공된 바스켓 원심분리기, 연속 진공 벨트 필터, 배취 진공 너트쉬필터(nutschfilter), 배취 천공된 침강 탱크, 트윈 와이어 탈수 장치, 압축 영역이 구비된 연속 수평 벨트 필터, 웨지(wedge) 와이어 필터 매체가 구비된 비진동 경사 스크린 장치, 연속 진공 드럼 필터, 탈수 콘베이어 벨트 등.Separating the microfiber product stream from the open microfiber slurry in the first solid-liquid separation zone 500 may be accomplished by one or several solid-liquid separation devices. Separation in the first solid-liquid separation zone 500 may be accomplished by a solid-liquid separation device or apparatuses operated in batch and / or continuously. Suitable solid-liquid separation devices in the first solid-liquid separation zone 500 may include, but are not limited to, one of the following: perforated basket centrifuge, continuous vacuum belt filter, batch vacuum nutschfilter, batch perforated Sedimentation tanks, twin wire dewatering devices, continuous horizontal belt filters with compression zones, non-vibrating inclined screen devices with wedge wire filter media, continuous vacuum drum filters, dewatering conveyor belts and the like.

하나의 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500)은 트윈 와이어 탈수 장치를 포함하며, 여기서는 동일방향으로 이동하는 한쌍의 이동 필터 천 사이의 테이퍼링 갭으로 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)이 보내진다. 트윈 와이어 탈수 장치의 제1 대역에서는, 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)으로부터 중력으로 인해 그리고 두 이동 필터 천 사이의 매 좁은 갭으로부터 물이 배수된다. 트윈 와이어 탈수 장치의 하류 대역에서는, 두 필터 천 및 이들 두 필터 천 사이의 마이크로섬유 물질이 한번 이상 압축되어 상기 마이크로섬유 물질 내의 수분을 기계적으로 감소시킨다. 하나의 실시양태에서, 기계적 탈수는, 상기 두 필터 천 및 함유된 마이크로섬유 물질을, 두 필터 천 및 이들 사이의 마이크로섬유 물질 상에 압축력을 가하는 하나 이상의 롤러 세트에 통과시킴으로써 달성된다. 또 하나의 실시양태에서, 기계적 탈수는 상기 두 필터 천 및 마이크로섬유 물질을 하나 이상의 가압 롤러 세트에 통과시킴으로써 달성된다.In one embodiment, the first solid-liquid separation zone 500 includes a twin wire dewatering device where an open fiber slurry stream 401 is sent to the tapering gap between a pair of moving filter cloths moving in the same direction. . In the first zone of the twin wire dewatering device, water is drained from the open fiber slurry stream 401 due to gravity and from every narrow gap between the two moving filter cloths. In the downstream zone of the twin wire dewatering device, the two filter cloths and the microfiber material between these two filter cloths are compressed one or more times to mechanically reduce the moisture in the microfiber material. In one embodiment, mechanical dehydration is achieved by passing the two filter cloths and the contained microfiber material through one or more sets of rollers that exert a compressive force on the two filter cloths and the microfiber material therebetween. In another embodiment, mechanical dewatering is accomplished by passing the two filter cloths and the microfiber material through one or more sets of pressure rollers.

본 발명의 다른 실시양태에서, 각 가압 롤러 세트에 대해 기계적 탈수에 의해 가해지는 힘은, 필터 매체 폭의 선형 인치 당 약 25 내지 약 300 lb 범위, 필터 매체 폭의 선형 인치 당 약 50 내지 약 200 lb 범위, 또는 필터 매체 폭의 선형 인치 당 약 70 내지 약 125 lb 범위일 수 있다. 트윈 와이어 탈수 장치의 고체 배출 대역에서 두 필터 천이 분리되고 나뉘어짐에 따라 트윈 와이어 탈수 장치로부터 마이크로섬유 생성물 스트림(503)이 배출된다. 배출된 마이크로섬유 물질의 두께는 약 0.2 내지 약 1.5 인치, 약 0.3 내지 약 1.25 인치, 또는 약 0.4 내지 약 1 인치 범위일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 물을 포함하는 세액 스트림은 연속적으로 필터 매체에 적용된다. 또하나의 실시양태에서, 물을 포함하는 세액 스트림은 주기적으로 필터 매체에 적용된다. In another embodiment of the present invention, the force exerted by mechanical dehydration for each set of pressure rollers ranges from about 25 to about 300 lb per linear inch of filter media width, from about 50 to about 200 per linear inch of filter media width. lb range, or about 70 to about 125 lb per linear inch of filter media width. The microfiber product stream 503 is withdrawn from the twin wire dehydrator as the two filter cloths are separated and divided in the solid discharge zone of the twin wire dehydrator. The thickness of the ejected microfiber material may range from about 0.2 to about 1.5 inches, from about 0.3 to about 1.25 inches, or from about 0.4 to about 1 inch. In one embodiment, the tax stream comprising water is continuously applied to the filter media. In another embodiment, a tax stream comprising water is periodically applied to the filter media.

또 하나의 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500)은, 도 7에 예시된 바와 같이 중력 배수 대역 및 가압 탈수 대역을 포함하는 벨트 필터 장치를 포함한다. 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)을, 동일방향으로 이동하는 한쌍의 이동 필터 천 사이의 테이퍼링 갭으로 보내고, 이는 먼저 중력 배수 대역을 통과한 다음 도 6b에 도시된 바와 같은 롤러들이 구불구불한 배열로 포함된 가압 탈수 대역 또는 프레스 대역을 통과한다. 상기 벨트가 상기 롤러를 통해 공급됨에 따라, 고체로부터 물이 빠져나온다. 이 공정에서 벨트가 최종 롤러 쌍을 통과하면 필터 천이 분리되고 벨트 필터 장치로부터 고체가 배출된다.In another embodiment, the first solid-liquid separation zone 500 includes a belt filter device that includes a gravity drainage zone and a pressurized dewatering zone, as illustrated in FIG. 7. The open microfiber slurry 401 is directed to a tapering gap between a pair of moving filter cloths moving in the same direction, which first passes through the gravity drainage zone and then in a tortuous arrangement of rollers as shown in FIG. 6B. It passes through the included pressurized dehydration zone or press zone. As the belt is fed through the roller, water escapes from the solid. In this process, when the belt passes through the final roller pair, the filter cloth is separated and solids are discharged from the belt filter device.

본 발명의 또 하나의 실시양태에서는, 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 제1 모액 스트림(501)에 함유된 물의 적어도 일부가 회수되고 재순환된다. 제1 모액 스트림(501)은 제1 고액 분리 대역(500)으로 재순환될 수 있다. 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 제거에서의 상기 제1 고액 분리 대역의 효율에 따라, 제1 모액 스트림(501)은 섬유 개방 대역(400), 또는 상기 대역(400)으로 들어가기 전의 열교환기 대역(800)으로 재순환될 수 있다. 제1 모액 스트림(501)은, 관통 및 천 세척으로 인해 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 포함하는 소량의 고체를 함유할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 2000 미크론 이하의 개구부를 가진 제1 고체 분리 대역 내 필터 매체를 통과하는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 물질의 g은 필터 면적의 cm2 당 약 1 내지 약 2 g 범위이다. 제1 모액 스트림(501)을 제1 농축 대역(700) 및 열교환 대역(800)(이 대역들에서는 부정적인 영향을 미치는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 고체가 수집되고 축적될 수 있다)으로 보내기 전에 상기 스트림(501)내의 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 최소화하는 것이 바람직하다.In another embodiment of the present invention, at least a portion of the water contained in the first mother liquor stream 501 comprising water and the water dispersible sulfopolyester is recovered and recycled. The first mother liquor stream 501 may be recycled to the first solid-liquid separation zone 500. Depending on the efficiency of the first solid-liquid separation zone in the removal of water non-dispersible polymer microfibers, the first mother liquor stream 501 may be a fiber open zone 400, or a heat exchanger zone prior to entering the zone 400. Recycled to 800. The first mother liquor stream 501 may contain a small amount of solids comprising water non-dispersible polymer microfibers due to penetration and cloth cleaning. In one embodiment, g of water non-dispersible polymer microfiber material passing through the filter media in the first solid separation zone having an opening of 2000 microns or less ranges from about 1 to about 2 g per cm 2 of filter area. . Before sending the first mother liquor stream 501 to the first concentration zone 700 and the heat exchange zone 800, in which water non-dispersible polymer microfiber solids may be collected and accumulated negatively. It is desirable to minimize the water non-dispersible polymer microfibers in the stream 501.

제2 고액 분리 대역(600)은, 제1 모액 스트림(501)에 존재하는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 고체의 적어도 일부를 제거하여, 수 비-분산성 마이크로섬유를 포함하는 제2 습윤 케익 스트림(602) 및 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 제2 모액 스트림(601)을 생성하는 기능을 할 수 있다.The second solid-liquid separation zone 600 removes at least a portion of the water non-dispersible polymer microfiber solids present in the first mother liquor stream 501 so that the second wet cake comprises water non-dispersible microfibers. Function to produce a stream 602 and a second mother liquor stream 601 comprising water and water dispersible sulfopolyester.

하나의 실시양태에서, 제2 모액 스트림(601)는 제1 농축 대역(700) 및/또는 열교환기 대역(800)으로 보내어지며, 이때 제1 농축 대역(700)으로 보내진 제2 모액 스트림(601)의 중량%는 0 내지 100% 범위일 수 있으며, 상기 스트림의 나머지는 열교환기 대역(800)으로 보내진다. 제2 모액 스트림(601)은 섬유 개방 대역(400), 또는 상기 대역(400)으로 보내지기 전의 열교환기 대역(800)으로 재순환될 수 있다. 섬유 개방 대역(400)으로 보내진 제2 모액 스트림 내의 수분산성 설포폴리에스터의 양은, 제2 모액 스트림의 중량%를 기준으로, 약 0.01 내지 약 7 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 7 중량%, 약 0.2 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.3 내지 약 3 중량% 범위일 수 있다.In one embodiment, second mother liquor stream 601 is directed to first enrichment zone 700 and / or heat exchanger zone 800, with second mother liquor stream 601 directed to first enrichment zone 700. Weight percent) may range from 0 to 100% and the remainder of the stream is sent to heat exchanger zone 800. The second mother liquor stream 601 may be recycled to the fiber open zone 400, or to the heat exchanger zone 800 prior to being sent to the zone 400. The amount of water dispersible sulfopolyester in the second mother liquor stream sent to the fiber open zone 400 is about 0.01 to about 7 weight percent, or about 0.1 to about 7 weight percent, based on the weight percent of the second mother liquor stream. 0.2 to about 5 weight percent, or about 0.3 to about 3 weight percent.

제1 농축 대역으로 보내진 제2 모액 스트림(601)의 임의의 부분은 분리 공정으로 처리되어 제1 회수된 물 스트림(703) 및 수분산성 설포폴리에스터가 풍부한 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성하며, 이때 제1 중합체 농축물 스트림(702) 내의 수분산성 설포폴리에스터의 중량%는 약 5 내지 약 85중량%, 약 10 내지 약 65중량%, 또는 약 15 내지 약 45중량% 범위일 수 있다. 제1 회수된 물 스트림(703)은 섬유 슬러리 대역(200), 섬유 개방 대역(400), 또는 상기 대역(200) 및/또는 (400)으로 보내지기 전의 열교환기 대역(800)으로 재순환될 수 있다. 섬유 개방 대역(400)으로 보내진 상기 제2 모액 스트림 내의 수분산성 설포폴리에스터의 양은 제2 모액 스트림의 중량%를 기준으로, 약 0.01 내지 약 7 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 7 중량%, 약 0.2 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.3 내지 약 3 중량% 범위일 수 있다.Any portion of the second mother liquor stream 601 sent to the first concentration zone may be subjected to a separation process to obtain a first recovered water stream 703 and a first polymer concentrate stream 702 enriched in water dispersible sulfopolyester. Resulting in the weight percent of water dispersible sulfopolyester in the first polymer concentrate stream 702 may range from about 5 to about 85 weight percent, from about 10 to about 65 weight percent, or from about 15 to about 45 weight percent. have. The first recovered water stream 703 may be recycled to the fiber slurry zone 200, the fiber open zone 400, or to the heat exchanger zone 800 before being sent to the zone 200 and / or 400. have. The amount of water dispersible sulfopolyester in the second mother liquor stream sent to the fiber open zone 400 is from about 0.01 to about 7 weight percent, or from about 0.1 to about 7 weight percent, based on the weight percent of the second mother liquor stream. 0.2 to about 5 weight percent, or about 0.3 to about 3 weight percent.

제1 농축 대역(700)에서 제2 모액 스트림(601)으로부터 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해 물이 제거되어 제1 중합체 농축 스트림(702)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 물의 제거는, 배취 또는 연속 증발 장치에서 물을 비등시키는 것에 의한 증발 공정을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 박막 증발기를 이 용도에 사용될 수 있다.Water may be removed from the second mother liquor stream 601 in the first concentration zone 700 by any method known in the art to produce the first polymer concentrated stream 702. In one embodiment, the removal of water comprises an evaporation process by boiling water in a batch or continuous evaporation apparatus. For example, one or more thin film evaporators can be used for this purpose.

또 하나의 실시양태에서, 나노여과 매체를 포함하는 멤브레인 기술을 사용하여 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성할 수 있다. 또 하나의 실시양태에서, 추출 장치를 포함하는 공정을 사용하여 제2 모액 스트림(601)으로부터 수분산성 중합체를 추출하고 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성할 수 있다. 증발, 멤브레인 및 추출 단계들의 조합을 사용하여 제2 모액 스트림(601)으로부터 수분산성 중합체를 분리하고 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성할 수 있다. 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 이어서 공정 밖으로 배출할 수 있다.In another embodiment, membrane technology including nanofiltration media can be used to produce the first polymer concentrate stream 702. In another embodiment, a process including an extraction device can be used to extract the water dispersible polymer from the second mother liquor stream 601 and produce a first polymer concentrate stream 702. The combination of evaporation, membrane and extraction steps may be used to separate the water dispersible polymer from the second mother liquor stream 601 and produce a first polymer concentrate stream 702. The first polymer concentrate stream 702 may then be discharged out of the process.

하나의 실시양태에서, 제1 중합체 농축물 스트림(702)은 제2 농축 대역(900)으로 보내어져, 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 용융된 중합체 스트림(903)(이때 중합체의 중량%는 약 95 내지 약 100%임) 및 물을 포함하는 증기 스트림(902)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 스트림(903)은 수분산성 설포폴리에스터를 포함한다. 제2 농축 대역(900)에 적합한 장치는, 수분산성 중합체의 수성 분산액을 공급할 수 있고 95% 내지 100% 수분산성 중합체 스트림(903)을 생성할 수 있는 당분야에 공지된 임의의 장치를 포함한다. 이 실시양태는, 수분산성 설포폴리에스터 중합체의 수성 분산액을 제2 농축 대역(900)으로 공급하는 것을 포함한다. 공급 스트림의 온도는 전형적으로 100℃ 미만이다.In one embodiment, first polymer concentrate stream 702 is sent to second concentration zone 900 such that molten polymer stream 903 comprising a water dispersible sulfopolyester, wherein the weight percent of polymer is about 95 to about 100%) and water to produce a vapor stream 902. In one embodiment, the stream 903 comprises a water dispersible sulfopolyester. Suitable devices for the second concentration zone 900 include any device known in the art that can supply an aqueous dispersion of water dispersible polymer and can produce 95% to 100% water dispersible polymer stream 903. . This embodiment includes feeding an aqueous dispersion of the water dispersible sulfopolyester polymer into the second concentration zone 900. The temperature of the feed stream is typically below 100 ° C.

하나의 실시양태에서, 제2 농축 대역(900)은, 회전하는 수송 스크류를 함유하는 자켓화된 관형 쉘(shell)을 특징으로 하는 하나 이상의 장치(이때 상기 수송 스크류는 열전달 유체 또는 스팀으로 가열되며 수송 및 고전단 혼합 요소 둘다를 포함함)를 포함한다. 상기 자켓 또는 쉘은 배기되어 증기가 제거되게 한다. 쉘 자켓은, 장치의 길이를 따라 다른 온도 설정점이 가능하게 하도록 대역화될 수 있다. 연속 조작 중에, 제1 중합체 농축물 스트림(702)은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하며, 제2 농축 대역(900)으로 연속적으로 공급된다. 상기 장치 내에서, 정상 상태(steady state) 중에 적어도 3개의 분명하고 상이한 형태로 물질이 존재한다. 장치내에서 물질은 우선 수분산성 설포폴리에스터 중합체의 수성 분산액으로서 존재한다. 설포폴리에스터 중합체의 수성 분산액이 장치를 통해 이동함에 따라, 자켓 및 내부 스크류의 열로 인해 물이 증발된다. 충분한 물이 증발되면, 상기 물질은, 설포폴리에스터 중합체의 용융점보다 낮은 온도에서 점성 플러그(plug)를 포함하는 제2 형태가 된다. 수성 분산액은 이 점성 플러그를 지나 흐를 수 없으며, 상기 장치의 제1 수성 분산액 대역에 국한된다. 자켓의 열, 내부 가열된 스크류의 열, 및 이 고점성 플러그 물질의 혼합 전단력으로 인한 열 때문에, 이 위치에 존재하는 물의 실질적으로 모두가 증발되고, 온도는 설포에스터의 용융 온도가 도달될 때까지 상승하여, 용융된 설포폴리에스터 중합체를 포함하는 물질의 제3의 최종 물리적 형태가 상기 장치에서 생성된다. 이어서, 용융된 설포폴리에스터 중합체는 압출 다이를 통해 상기 장치를 나오며, 전형적으로 당분야에 공지된 임의의 방식으로 냉각되고 펠렛으로 절단된다. 상술한 제2 농축 대역(900)을 위한 장치는 또한 배취 방식으로 작동될 수 있음을 이해해야 하며, 여기서는 상기 장치의 길이 전체에 걸쳐 수성 분산액을 시작으로 점성 플러그 물질 및 최종적으로 설포폴리에스터 용융물의 연속적 순서로 다른 시간대에서 상술한 물질의 세 가지 물리적 형태가 발생한다.In one embodiment, the second enrichment zone 900 is characterized by at least one device characterized by a jacketed tubular shell containing a rotating transport screw, wherein the transport screw is heated with heat transfer fluid or steam. Both transport and high shear mixing elements). The jacket or shell is vented to remove steam. The shell jacket can be banded to enable other temperature set points along the length of the device. During continuous operation, the first polymer concentrate stream 702 comprises water and water dispersible sulfopolyester, and is fed continuously to the second concentration zone 900. Within the device, there are at least three distinct and different forms of material during steady state. In the device the material first exists as an aqueous dispersion of the water dispersible sulfopolyester polymer. As the aqueous dispersion of sulfopolyester polymer moves through the device, the water evaporates due to the heat of the jacket and internal screws. When enough water has evaporated, the material is in a second form comprising a viscous plug at a temperature below the melting point of the sulfopolyester polymer. The aqueous dispersion cannot flow past this viscous plug and is confined to the first aqueous dispersion zone of the device. Due to the heat of the jacket, the heat of the internally heated screw, and the heat due to the mixed shear forces of this highly viscous plug material, substantially all of the water present in this location is evaporated and the temperature is reached until the melting temperature of the sulfoester is reached. Ascending, a third final physical form of the material comprising the molten sulfopolyester polymer is produced in the device. The molten sulfopolyester polymer then exits the apparatus through an extrusion die and is typically cooled and cut into pellets in any manner known in the art. It is to be understood that the apparatus for the second enrichment zone 900 described above can also be operated in a batch fashion, where a continuous mixture of viscous plug material and finally sulfopolyester melt, starting with an aqueous dispersion, throughout the length of the apparatus Three different physical forms of the above-mentioned substances occur in sequence at different times.

하나의 실시양태에서, 제2 농축 대역(900)에서 발생된 증기는 응축되어 열교환기 대역(800)으로 보내지고/지거나, 폐기되고/되거나, 세척 스트림(103)으로 보내질 수 있다. 또 하나의 실시양태에서, 수증기를 포함하는 응축된 증기 스트림(902)은 열교환기 대역(800)으로 보내어져 스트림(801)에 필요한 온도를 생성하는데 필요한 에너지의 적어도 일부를 제공할 수 있다. 용융상으로 설포폴리에스터를 포함하는 수분산성 중합체를 포함하는 용융된 중합체 스트림(903)은 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해 냉각하고 펠렛으로 쵸핑할 수 있다.In one embodiment, the steam generated in the second concentration zone 900 may be condensed and sent to the heat exchanger zone 800 and / or discarded and / or sent to the wash stream 103. In another embodiment, the condensed vapor stream 902 comprising water vapor may be sent to the heat exchanger zone 800 to provide at least some of the energy needed to produce the temperature required for the stream 801. The molten polymer stream 903 comprising the water dispersible polymer comprising sulfopolyester in the molten phase may be cooled and chopped into pellets by any method known in the art.

상기 공정으로 불순물이 유입되어, 회수되고 재순환되는 물에 농축될 수 있다. 하나 이상의 퍼지 스트림(603) 및 (701)을 이용하여 제2 모액(601) 및 제1 회수된 물 스트림(701) 내의 불순물의 농도를 허용가능한 수준으로 조절할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 제2 모액 스트림(601)의 일부를 상기 공정으로부터 단리하여 퍼지할 수 있다. 하나의 실시양태에서는, 제1 회수된 물 스트림(701)의 일부를 상기 공정으로부터 단리하여 퍼지할 수 있다.Impurities may be introduced into the process and concentrated in the water recovered and recycled. One or more purge streams 603 and 701 may be used to adjust the concentration of impurities in the second mother liquor 601 and the first recovered water stream 701 to an acceptable level. In one embodiment, a portion of the second mother liquor stream 601 may be isolated and purged from the process. In one embodiment, a portion of the first recovered water stream 701 may be isolated and purged from the process.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는, 도 3b에 도시된 바와 같이 마이크로섬유 생성물 스트림을 제조하는 방법이 제공된다. 이 방법은In another embodiment of the present invention, a method of preparing a microfiber product stream is provided as shown in FIG. 3B. This way

(A) 혼합 대역에서 25mm 미만의 길이를 가진 숏-컷 다성분 섬유(101)를 가열된 수성 스트림(801)과 접촉시켜 숏-컷 다성분 섬유 슬러리(301)를 생성하는 단계로서, 이때 상기 숏-컷 다성분 섬유(101)는 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 합성 중합체를 포함하고, 상기 가열된 수성 스트림은 40℃ 이상의 온도인, 단계; (A) contacting the short-cut multicomponent fiber 101 having a length of less than 25 mm in the mixing zone with the heated aqueous stream 801 to produce a short-cut multicomponent fiber slurry 301, wherein Short-cut multicomponent fiber 101 comprises at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible synthetic polymer that is immiscible with the water dispersible sulfopolyester, wherein the heated aqueous stream is at least 40 ° C. Temperature;

(B) 상기 숏-컷 다성분 섬유 슬러리(301), 및 임의적으로, 가열된 수성 스트림(801)을 섬유 개방 대역(400)으로 보내어, 상기 수분산성 설포폴리에스터의 일부를 제거하여 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)를 생성하는 단계로서, 이때 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유, 수분산성 설포폴리에스터 및 물을 포함하는, 단계; 및(B) directing the short-cut multicomponent fiber slurry 301, and optionally, heated aqueous stream 801, to the fiber open zone 400 to remove a portion of the water dispersible sulfopolyester to open the micro Creating a fiber slurry 401, wherein the open microfiber slurry 401 comprises water non-dispersible polymer microfibers, water dispersible sulfopolyester and water; And

(C) 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)를 제1 고액 분리 대역(500)으로 보내어, 마이크로섬유 생성물 스트림(503) 및 제1 모액 스트림(501)을 생성하는 단계로서, 이때 상기 제1 모액 스트림(501)은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는, 단계(C) sending the open microfiber slurry 401 to a first solid-liquid separation zone 500 to produce a microfiber product stream 503 and a first mother liquor stream 501, wherein the first mother liquor Stream 501 comprises water and water dispersible sulfopolyester

를 포함한다.It includes.

도 3b에 도시한 바와 같은 본 발명의 이 실시양태에서, 섬유 슬러리 대역(200) 및 섬유 혼합 대역(300)이 개방 공정 대역(1100)에서 하나의 유닛 조작으로 합쳐진다. 개방 공정 대역(1100)은 혼합 대역(200) 및 섬유 개방 대역(400)을 포함한다.In this embodiment of the present invention as shown in FIG. 3B, the fiber slurry zone 200 and the fiber mixing zone 300 are combined in one unit operation in the open process zone 1100. Open process zone 1100 includes a mixed zone 200 and a fiber open zone 400.

이 방법에 사용하기 위한 처리된 수성 스트림(103)은, 수성 스트림(102)을 수성 처리 대역(1000)으로 보내어 처리된 수성 스트림(103)을 생성함으로써 생성될 수 있다. 수성 스트림은 물을 포함한다. 본 발명의 실시양태에서, 처리된 수성 스트림(103) 내의 1가 금속 양이온은 약 1000 중량ppm 미만, 약 500 중량ppm 미만, 약 100 중량ppm 미만, 또는 약 50 중량ppm 미만일 수 있다. 수성 스트림(102)로부터의 2가 및 다가 금속 양이온의 제거가 수성 처리 대역(1000)의 하나의 기능이다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 2가 및 다가 금속 양이온의 농도는 약 50 중량ppm 미만, 약 25 중량ppm 미만, 약 10 중량ppm 미만, 또는 약 5 중량ppm 미만이다. 스트림(103)의 온도는 지하수 온도 내지 약 40℃ 범위일 수 있다.The treated aqueous stream 103 for use in this method can be generated by sending the aqueous stream 102 to the aqueous treatment band 1000 to produce the treated aqueous stream 103. The aqueous stream contains water. In embodiments of the invention, the monovalent metal cations in the treated aqueous stream 103 may be less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 100 ppm, or less than about 50 ppm by weight. Removal of divalent and polyvalent metal cations from aqueous stream 102 is one function of aqueous treatment zone 1000. In other embodiments of the invention, the concentrations of divalent and polyvalent metal cations are less than about 50 ppm by weight, less than about 25 ppm by weight, less than about 10 ppm by weight, or less than about 5 ppm by weight. The temperature of stream 103 may range from groundwater temperature to about 40 ° C.

수성 스트림(102)을 수성 처리 대역(1000)에서 처리하는 것은 당분야에 공지된 임의의 방법으로 달성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 수성 처리 대역(1000)은, 수증기가 발생되고 응축되어 처리된 수성 스트림(103)을 생성하는 증류 장비를 포함한다. 또 하나의 실시양태에서는, 물을 역삼투 멤브레인 분리 대역으로 보내어, 1가 및 2가 금속 양이온을 물로부터 제거하여 처리된 수성 스트림(103)을 생성할 수 있다. 또 하나의 실시양태에서는, 물을 이온 교환 수지로 보내어, 허용가능하게 낮은 농도의 금속 이온을 가진 처리된 수성 스트림(103)을 생성한다. 또 하나의 실시양태에서는, 물을 상업적 연수화 장치로 보내어, 허용가능하게 낮은 농도의 2가 및 다가 금속 이온을 가진 처리된 수성 스트림(103)을 생성한다. 이들 수처리 옵션의 임의의 조합을 이용하여 필요한 처리수 특성을 달성함을 이해하여야 한다.Treatment of aqueous stream 102 in aqueous treatment zone 1000 may be accomplished by any method known in the art. In one embodiment, aqueous treatment zone 1000 includes distillation equipment that generates steam and condenses to produce treated aqueous stream 103. In another embodiment, water can be sent to the reverse osmosis membrane separation zone to remove monovalent and divalent metal cations from the water to produce the treated aqueous stream 103. In another embodiment, water is sent to the ion exchange resin to produce a treated aqueous stream 103 having an acceptable low concentration of metal ions. In another embodiment, water is sent to a commercial softening device to produce a treated aqueous stream 103 having acceptable low concentrations of divalent and polyvalent metal ions. It should be understood that any combination of these water treatment options may be used to achieve the required treated water characteristics.

처리된 수성 스트림(103)을, 공정 내의 필요한 임의의 위치로 보낼 수 있다. 하나의 실시양태에서, 스트림(103)의 일부가 제1 고액 분리 대역(500)으로 보내져, 천(cloth) 세척액 및/또는 제1 고액 분리 대역(500) 내에 함유된 고체를 위한 세척액으로서 작용한다.The treated aqueous stream 103 can be sent to any location needed in the process. In one embodiment, a portion of stream 103 is sent to first solid-liquid separation zone 500 to serve as a wash liquor for solids contained in cloth wash liquor and / or first solid-liquid separation zone 500. .

하나의 실시양태에서, 처리된 수성 스트림(103)의 적어도 일부는 열 교환기 대역(800)으로 보내진다. 또 하나의 실시양태에서, 처리된 수성 스트림(103)의 적어도 일부는 혼합 대역(300)으로 보내진다. 또 하나의 실시양태에서, 처리된 수성 스트림(103)의 적어도 일부는 열 교환기 대역(800)으로 보내지고 처리된 수성 스트림(103)의 적어도 일부는 혼합 대역(300)으로 보내진다. 열 교환기 대역(800)의 하나의 기능은 가열된 수성 스트림(801)을 특정의 제어된 온도로 생성하는 것이다.In one embodiment, at least a portion of the treated aqueous stream 103 is sent to heat exchanger zone 800. In another embodiment, at least a portion of the treated aqueous stream 103 is sent to the mixing zone 300. In another embodiment, at least a portion of the treated aqueous stream 103 is sent to heat exchanger zone 800 and at least a portion of the treated aqueous stream 103 is sent to mixed zone 300. One function of the heat exchanger zone 800 is to produce a heated aqueous stream 801 at a specific controlled temperature.

하나의 실시양태에서, 열 교환기 대역(800)으로 공급될 수 있는 스트림은 처리된 수성 스트림(103) 및 제2 모액 스트림(601)이다. 또 하나의 실시양태에서, 열 교환기 대역(800)으로 공급될 수 있는 스트림(800)은 처리된 수성 스트림(103), 제1 회수된 물 스트림(703), 제1 모액 스트림(501) 및 제2 모액 스트림(601)를 포함한다.In one embodiment, the streams that may be supplied to the heat exchanger zone 800 are treated aqueous stream 103 and second mother liquor stream 601. In another embodiment, stream 800, which may be supplied to heat exchanger zone 800, comprises treated aqueous stream 103, first recovered water stream 703, first mother liquor stream 501, and Two mother liquor streams 601.

스트림(801)의 온도를 조절하기 위한 당분야에 공지된 임의의 장치, 예를 들어 비제한적으로, 필요한 에너지의 일부를 제공하는데 사용되는 스트림을 이용하는 임의의 열교환기, 필요한 에너지의 일부를 제공하는데 사용되는 열 전달 유체를 이용하는 임의의 열교환기, 필요한 에너지의 일부를 제공하는데 사용되는 전기적 가열 요소를 이용하는 임의의 열교환기, 및 스팀이 응축되고 응축물이 열교환기 대역(800)으로 공급되는 물과 혼합되는 직접적인 스팀 주입을 이용하는 임의의 용기 또는 탱크가 이용될 수 있다. 다성분 섬유 스트림(90)을 섬유 절단 대역(100)으로 보내어 절단된 다성분 섬유 스트림(101)을 생성한다. 다성분 섬유는 당분야에 공지된 임의의 다성분 구조를 가질 수 있다. 다성분 섬유는 본원에서 전술한 바와 같이 수분산성 설포폴리에스터 및 수 비-분산성 중합체를 포함한다.Any device known in the art for regulating the temperature of stream 801, such as, but not limited to, any heat exchanger utilizing a stream used to provide a portion of the required energy, to provide a portion of the required energy Any heat exchanger using heat transfer fluid used, any heat exchanger using an electrical heating element used to provide some of the required energy, and water condensed and the condensate supplied to heat exchanger zone 800 Any vessel or tank using direct steam injection to be mixed may be used. The multicomponent fiber stream 90 is sent to the fiber cut zone 100 to produce a cut multicomponent fiber stream 101. Multicomponent fibers may have any multicomponent structure known in the art. Multicomponent fibers include water dispersible sulfopolyesters and water non-dispersible polymers as described herein above.

당분야에 공지된 임의의 장치를 사용하여 다성분 섬유 스트림(90)을 절단하여 절단된 다성분 섬유 스트림(101)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 절단된 다성분 섬유 스트림(101) 내의 절단된 섬유의 길이는 약 50 mm 미만이다. 다른 실시양태에서, 절단된 다성분 섬유 스트림(101) 내의 절단된 섬유의 길이는 약 25 mm 미만, 약 20 mm 미만, 약 15 mm 미만, 약 10 mm 미만, 약 5 mm 미만, 또는 약 2.5 mm 미만이다.Any device known in the art can be used to cut the multicomponent fiber stream 90 to produce the cut multicomponent fiber stream 101. In one embodiment, the length of the cut fibers in the cut multicomponent fiber stream 101 is less than about 50 mm. In other embodiments, the length of the cut fibers in the cut multicomponent fiber stream 101 is less than about 25 mm, less than about 20 mm, less than about 15 mm, less than about 10 mm, less than about 5 mm, or about 2.5 mm. Is less than.

절단된 다성분 섬유 스트림(101) 및 가열된 처리된 수성 스트림(801)의 일부를 혼합 대역(300)으로 보내어, 물 및 절단된 다성분 섬유를 포함하는 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)을 생성한다.A portion of the chopped multicomponent fiber stream 101 and the heated treated aqueous stream 801 is sent to the mixing zone 300 to produce a heated multicomponent fiber slurry 301 comprising water and chopped multicomponent fibers. Create

가열된 다성분 섬유 슬러리(301)의 온도는 섬유 개방 영역(400) 내의 절단된 다성분 섬유의 수 비-분산성 중합체 부분으로부터 절단된 다성분 섬유의 수 비-분산성 중합체 부분을 분리하는 것에 영향을 준다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)의 온도는 약 55 내지 약 100℃, 약 60 내지 약 90℃, 또는 약 65 내지 약 80℃ 범위일 수 있다.The temperature of the heated multicomponent fiber slurry 301 is such as to separate the water non-dispersible polymer portion of the cut multicomponent fiber from the water non-dispersible polymer portion of the cut multicomponent fiber in the fiber open region 400. affect. In another embodiment of the present invention, the temperature of the heated multicomponent fiber slurry 301 may range from about 55 to about 100 ° C, about 60 to about 90 ° C, or about 65 to about 80 ° C.

가열된 다성분 섬유 슬러리(301) 내의 절단된 마이크로섬유의 중량%는 제어될 수 있다. 다른 실시양태에서, 가열된 다성분 섬유 슬러리(301) 내의 절단된 마이크로섬유의 중량%는약 10 중량% 내지 약 0.1중량%, 약 5 중량% 내지 약 0.2중량%, 약 3 중량% 내지 약 0.3중량%, 또는 약 2 중량% 내지 약 0.4중량% 범위일 수 있다.The weight percent of the cut microfibers in the heated multicomponent fiber slurry 301 can be controlled. In other embodiments, the weight percent of the cut microfibers in the heated multicomponent fiber slurry 301 is from about 10 wt% to about 0.1 wt%, from about 5 wt% to about 0.2 wt%, from about 3 wt% to about 0.3 wt% %, Or from about 2% to about 0.4% by weight.

가열된 수성 스트림(801)을 절단된 다성분 섬유(101)과 혼합할 수 있는 당분야에 공지된 임의의 장치를 혼합 대역(300)에 사용할 수 있다. 적합한 장치는 연속 및 배취 혼합 장치 둘다를 포함한다. 하나의 실시양태에서, 혼합 대역(300)에 적합한 혼합 장치는 탱크 및 교반기를 포함한다. 또하나의 실시양태에서, 적합한 혼합 장치는 파이프 또는 도관을 포함한다.Any device known in the art that can mix the heated aqueous stream 801 with the chopped multicomponent fiber 101 can be used for the mixing zone 300. Suitable devices include both continuous and batch mixing devices. In one embodiment, a mixing device suitable for mixing zone 300 includes a tank and a stirrer. In another embodiment, a suitable mixing device comprises a pipe or conduit.

다른 실시양태에서, 혼합 대역(300)에 적합한 혼합 장치는, 도관내의 속도가 절단된 다성분 섬유 슬러리(201) 및 가열된 수성 스트림(801)을 혼합하기에 충분하도록 하는 직경을 가진 파이프 또는 도관을 포함하며, 이때 상기 도관으로 분당 유입되는 절단된 다성분 물질의 약 2 중량% 미만, 약 1중량% 미만, 또는 약 0.5 중량% 미만이 침강되어 상기 도관에 축적된다.In other embodiments, a mixing device suitable for mixing zone 300 is a pipe or conduit with a diameter such that the velocity in the conduit is sufficient to mix the cut multicomponent fiber slurry 201 and the heated aqueous stream 801. Wherein less than about 2 weight percent, less than about 1 weight percent, or less than about 0.5 weight percent of the cut multicomponent material introduced per minute into the conduit is sedimented and accumulated in the conduit.

이어서, 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)는 섬유 개방 대역(400)으로 보내질 수 있다. 섬유 개방 대역(400)의 하나의 기능은, 절단된 다성분 섬유로부터 수분산성 중합체를 분리하여, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 적어도 일부가 상기 절단된 다성분 섬유 섬유로부터 분리되어 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)에 현탁되도록 하는 것이다. 본 발명의 또하나의 실시양태에서는, 절단된 다성분 섬유 슬러리(201) 내에 함유된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 약 50 내지 약 100 중량% 가 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)에 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유로서 현탁되어 더이상 절단된 다성분 섬유의 부분이 아니다. 다른 실시양태에서는, 절단된 다성분 섬유 스트림(201) 내에 함유된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 약 75 내지 약 100 중량%, 약 90 내지 약 100 중량%, 또는 약 95 내지 약 100 중량%가 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)에 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유로서 현탁되어 더이상 절단된 다성분 섬유의 부분이 아니다. The heated multicomponent fiber slurry 301 may then be sent to the fiber open zone 400. One function of the fiber open zone 400 is to separate the water dispersible polymer from the cut multicomponent fibers so that at least a portion of the water non-dispersible polymer microfibers are separated from the cut multicomponent fiber fibers to open the micro It is to be suspended in the fiber slurry (401). In another embodiment of the present invention, about 50 to about 100 weight percent of the water non-dispersible polymer microfibers contained in the chopped multicomponent fiber slurry 201 is contained in the open microfiber slurry 401. It is suspended as a non-dispersible polymer microfiber and is no longer part of the cut multicomponent fiber. In other embodiments, about 75 to about 100 weight percent, about 90 to about 100 weight percent, or about 95 to about 100 weight percent of the water non-dispersible polymer microfibers contained in the cut multicomponent fiber stream 201. Is suspended in the open microfiber slurry 401 as a water non-dispersible polymer microfiber and no longer part of the cut multicomponent fiber.

스트림(201) 내의 출발 절단된 다성분 섬유의 직경 또는 데니어는, 섬유 개방 대역(400) 내의 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터가 분리되는 정도에 영향을 미친다. 전형적인 다성분 섬유 유형은 일반적으로 약 12 미크론 내지 약 20 미크론 범위의 직경을 갖는다. 유용한 다성분 섬유는 약 40 미크론 이상 직경 크기의 더 큰 출발 직경을 가질 수 있다. 절단된 다성분 섬유로부터 원하는 양의 수분산성 설포폴리에스터를 분리하는데 필요한 시간은, 스트림(201) 내의 절단된 다성분 섬유의 직경이 증가함에 따라 증가한다.The diameter or denier of the starting cut multicomponent fiber in stream 201 affects the degree of separation of the water dispersible sulfopolyester from the multicomponent fiber in the fiber open zone 400. Typical multicomponent fiber types generally have diameters in the range of about 12 microns to about 20 microns. Useful multicomponent fibers can have larger starting diameters of diameter sizes of at least about 40 microns. The time required to separate the desired amount of water dispersible sulfopolyester from the chopped multicomponent fibers increases with increasing diameter of the chopped multicomponent fibers in stream 201.

섬유 개방 대역(400) 내의 체류 시간, 온도 및 전단력은 또한 절단된 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터를 분리하는 정도에 영향을 준다. 섬유 개방 대역(400) 내의 개방 공정에 영향을 주는 조건은 체류 시간, 온도 및 전단력을 포함하며, 여기서 섬유 개방 대역(400) 내의 물 온도, 체류 시간의 범위, 적용된 전단의 정도는, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유가 분리되어 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)의 연속 수성상에 현탁되기에 충분한 정도로 출발 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터를 분리할 필요에 의해 좌우된다.The residence time, temperature and shear forces in the fiber open zone 400 also affect the degree of separation of the water dispersible sulfopolyester from the cut multicomponent fiber. Conditions affecting the open process in the fiber open zone 400 include residence time, temperature and shear force, where the water temperature in the fiber open zone 400, the range of residence time, and the degree of shear applied, It is dictated by the need to separate the water dispersible sulfopolyester from the starting multicomponent fiber to a degree sufficient to dispersible polymer microfibers separate and suspended in the continuous aqueous phase of the open microfiber slurry 401.

섬유 개방 대역(400) 내의 체류 시간, 온도 및 전단력은 절단된 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터를 분리하는 정도에 영향을 준다. 섬유 개방 대역(400)의 온도는 약 55 내지 약 100℃, 약 60 내지 약 90℃, 또는 약 65 내지 약 80℃ 범위일 수 있다. 섬유 개방 대역(400) 내의 체류 시간은 약 5분 내지 약 10초, 약 3분 내지 약 20초, 또는 약 2분 내지 약 30초 범위일 수 있다. 섬유 개방 대역(400)에서 충분한 혼합이 유지되어, 절단된 마이크로섬유의 침강이 최소가 되도록 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 현탁이 유지된다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 섬유 개방 대역(400) 내의 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량은 상기 대역(400)으로 유입되는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량의 약 5% 미만, 상기 대역(400)으로 유입되는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량의 약 3% 미만, 또는 상기 대역(400)으로 유입되는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량의 약 1% 미만이다.The residence time, temperature and shear forces in the fiber open zone 400 affect the degree of separation of the water dispersible sulfopolyester from the cut multicomponent fiber. The temperature of the fiber open zone 400 may range from about 55 to about 100 ° C, about 60 to about 90 ° C, or about 65 to about 80 ° C. The residence time in the fiber open zone 400 may range from about 5 minutes to about 10 seconds, from about 3 minutes to about 20 seconds, or from about 2 minutes to about 30 seconds. Sufficient mixing is maintained in the fiber open zone 400 to maintain suspension of the cleaved water non-dispersible polymer microfibers to minimize sedimentation of the cleaved microfibers. In another embodiment of the present invention, the mass per unit time of cut water non-dispersible polymer microfibers in fiber open zone 400 is the mass per unit time of water non-dispersible polymer microfibers entering the zone 400. Less than about 5% of the amount of water non-dispersible polymer microfibers entering the zone 400, or less than about 3% of the mass per unit time of water non-dispersible polymer microfibers entering the zone 400, or Less than about 1% of mass per unit time.

섬유 개방 대역(400)에서의 섬유 개방은, 허용가능한 체류 시간, 온도 및 혼합 범위를 가능하게 할 수 있는 임의의 장치에서 달성될 수 있다. 적합한 장치의 예로는 비제한적으로 도 6b 및 6c에 도시된 바와 같은 교반식 배취 탱크, 연속 교반식 탱크 반응기, 및 도 6a에 도시된 바와 같이 고체가 슬러리로부터 침강되는 것을 최소화하기에 충분한 흐름을 이용하는 파이프가 포함된다. 섬유 개방 대역(400)에서의 섬유 개방을 달성하기 위한 단위 조작의 한 예는 플러그(plug) 흐름 반응기이며, 여기서는 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)가 영역(400) 플러그 흐름 장치, 전형적으로 원형 파이프 또는 도관으로 보내진다. 플러그 흐름 장치에서의 물질의 체류 시간은, 장치 내의 충전된 부피를 장치 내의 부피 유속으로 나눔으로써 산출된다. 장치 내의 물질 속도는, 흐름 채널의 단면적을 장치를 통과하는 액체의 부피 흐름으로 나눈 값으로 정의된다.Fiber opening in fiber opening zone 400 may be achieved in any device that may allow for acceptable residence time, temperature, and mixing range. Examples of suitable devices include, but are not limited to, stirred batch tanks as shown in FIGS. 6B and 6C, continuous stirred tank reactors, and flows sufficient to minimize solids settling out of the slurry as shown in FIG. 6A. Pipes are included. One example of a unit operation to achieve fiber opening in the fiber open zone 400 is a plug flow reactor, where the heated multicomponent fiber slurry 301 is a zone 400 plug flow device, typically circular Sent to pipe or conduit. The residence time of the material in the plug flow device is calculated by dividing the filled volume in the device by the volume flow rate in the device. The mass velocity in the device is defined as the cross sectional area of the flow channel divided by the volumetric flow of liquid through the device.

본 발명의 다른 실시양태에서, 섬유 개방 대역(400)은, 파이프내의 물질 유속이 0.1 내지 약 20 ft/초, 0.2 내지 약 10 ft/초, 또는 약 0.5 내지 약 5 ft/초 범위일 수 있는 파이프 또는 도관을 포함할 수 있다. 파이프 또는 도관 내의 유체 또는 슬러리의 흐름의 경우, 레이놀즈 수는, 방향 및 시간 둘다에 대해 불규칙적인 유체 와류의 난류도 또는 움직임을 기술하는데 유용한 무차원 수이다. 파이프 또는 관에서의 흐름의 경우, 레이놀즈 수는 일반적으로 하기와 같이 정의된다:In another embodiment of the present invention, the fiber open zone 400 may have a material flow rate in the pipe in the range of 0.1 to about 20 ft / sec, 0.2 to about 10 ft / sec, or about 0.5 to about 5 ft / sec. It may include pipes or conduits. For the flow of a fluid or slurry in a pipe or conduit, the Reynolds number is a dimensionless number that is useful for describing turbulence or movement of irregular fluid vortices for both direction and time. For flow in a pipe or tube, the Reynolds number is generally defined as:

Figure 112014081798170-pct00004
Figure 112014081798170-pct00004

상기 식에서,Where

D H 는 파이프의 수력학적 직경(L)(m 단위)이고; D H Is the hydraulic diameter L of the pipe in m;

Q는 부피 유속(m3/s)이고,Q is the volumetric flow rate (m 3 / s),

A는 파이프 단면적(m2)이고, A is the pipe cross section (m 2 ),

υ는 유체 대비 물체의 평균 속도(SI 단위: m/s)이고,υ is the average velocity of the object relative to the fluid in m / s,

μ는 유체의 동역학적 점도(Pa·s 또는 N·s/m2 또는 kg/(m·s))이고,μ is the dynamic viscosity of the fluid (Pa · s or N · s / m 2 or kg / (m · s)),

v는 동적 점도(v=μ/ρ)(m2/s)이고,v is the dynamic viscosity (v = μ / ρ) (m 2 / s),

ρ는 유체의 밀도(kg/m3)이다.ρ is the density of the fluid (kg / m 3 ).

직경 D의 파이프에서의 흐름의 경우, 실험적 관찰은, 완전 발달된 흐름의 경우 Re D 가 2000 미만일 때 층상 흐름이 발생하고, Re D 가 4000 초과일 때 난류 흐름이 발생한다. 2300과 4000 사이에서는, 다른 인자, 예컨대 파이프 조도 및 흐름 균일도에 따라, 층상 및 난류 흐름이 가능하다("전이" 흐름).For flow in a pipe of diameter D , experimental observation shows that for fully developed flow a laminar flow occurs when Re D is less than 2000 and a turbulent flow occurs when Re D is greater than 4000. Between 2300 and 4000, laminar and turbulent flows are possible ("transition" flows), depending on other factors, such as pipe roughness and flow uniformity.

섬유 개방 대역(400)은, 개방 공정을 용이하게 하기 위한 파이프 또는 도관을 포함할 수 있으며, 섬유 개방 대역(400) 내의 파이프 또는 도관을 통과하는 흐름의 레이놀즈 수는 약 2,100 내지 약 6,000, 약 3,000 내지 약 6,000, 또는 약 3,500 내지 약 6,000 범위일 수 있다. 다른 실시양태에서, 섬유 개방 대역(400)은 개방 공정을 용이하게 하기 위한 파이프 또는 도관을 포함할 수 있으며, 상기 파이프 또는 도관을 통과하는 흐름의 레이놀즈 수는 2,500 이상, 약 3,500 이상 또는 약 4,000 이상이다.The fiber open zone 400 may include pipes or conduits to facilitate the opening process, and the Reynolds number of flows through the pipes or conduits in the fiber open zone 400 may be about 2,100 to about 6,000, about 3,000. To about 6,000, or about 3,500 to about 6,000. In other embodiments, the fiber open zone 400 may comprise a pipe or conduit to facilitate the opening process, wherein the Reynolds number of the flow through the pipe or conduit is at least 2,500, at least about 3,500 or at least about 4,000 to be.

섬유 개방 대역(400)은, 파이프 또는 도관 내에 혼합 장치가 삽입된 파이프 또는 도관을 포함한다. 상기 장치는 인-라인 혼합 장치를 포함할 수 있다. 인-라인 혼합 장치는, 이동성 부분이 없는 정적 혼합기(static mixer)일 수 있다. 또하나의 실시양태에서, 상기 인-라인 혼합 장치는 이동성 부분을 포함한다. 비제한적으로, 그러한 요소는, 파이프를 통한 흐름에 의해 달성되는 것이 아니라 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)에 더 많은 혼합 에너지를 부여할 목적을 위한 기계적 장치이다. 상기 장치는, 섬유 개방 대역으로서 사용된 파이프 구역의 초기, 상기 파이프 구역의 말기, 또는 파이프 흐름 경로 내의 임의의 위치에 삽입될 수 있다.The fiber open zone 400 includes a pipe or conduit with a mixing device inserted in the pipe or conduit. The device may comprise an in-line mixing device. The in-line mixing device may be a static mixer without moving parts. In another embodiment, the in-line mixing device comprises a movable portion. Without limitation, such elements are mechanical devices for the purpose of imparting more mixing energy to the heated multicomponent fiber slurry 301, rather than being achieved by flow through the pipe. The device can be inserted at the beginning of the pipe section used as the fiber open zone, at the end of the pipe section, or anywhere in the pipe flow path.

수 비-분산성 중합체 마이크로섬유, 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)을 제1 고액 분리 대역(500)으로 보내어, 마이크로섬유 및 제1 모액 스트림(501)을 포함하는 마이크로섬유 생성물 스트림(503)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 제1 모액 스트림(501)은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함한다.An open fiber slurry stream 401 comprising water non-dispersible polymer microfibers, water and water dispersible sulfopolyester is sent to the first solid-liquid separation zone 500 to send the microfibers and the first mother liquor stream 501. A microfiber product stream 503 can be produced. In one embodiment, the first mother liquor stream 501 comprises water and a water dispersible sulfopolyester.

개방된 섬유 슬러리 스트림(401)내의 고체의 중량%는 약 0.1 내지 약 20 중량%, 약 0.3 내지 약 10 중량%, 약 0.3 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.3 내지 약 2.5 중량% 범위일 수 있다.The weight percent of solids in the open fiber slurry stream 401 can range from about 0.1 to about 20 weight percent, from about 0.3 to about 10 weight percent, from about 0.3 to about 5 weight percent, or from about 0.3 to about 2.5 weight percent. .

마이크로섬유 생성물 스트림(503)내의 고체의 중량%는 약 10 내지 약 65 중량%, 약 15 내지 약 50 중량%, 약 25 내지 약 45 중량%, 또는 약 30 내지 약 40 중량% 범위일 수 있다. The weight percent of solids in the microfiber product stream 503 may range from about 10 to about 65 weight percent, about 15 to about 50 weight percent, about 25 to about 45 weight percent, or about 30 to about 40 weight percent.

개방된 섬유 슬러리 스트림(401)으로부터 마이크로섬유 생성물 스트림(503)을 분리하는 것은 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해 달성될 수 있다. 하나의 실시양태에서는, 물을 포함하는 세척 스트림(103)을 제1 고액 분리 대역(500)으로 보낸다. 세척 스트림(103)은, 제1 고액 분리 대역(500) 및/또는 제1 고액 분리 대역(500) 내의 필터 천 매체에서 마이크로섬유 생성물 스트림을 세척하여 세액 스트림(502)를 생성하는데 사용될 수 있다. 세액 스트림(502)의 100 중량% 이하의 분획을, 제1 고액 분리 대역(500)으로 유입되기 전의 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)과 합할 수 있다. 세액 스트림(502)의 100 중량% 이하의 분획을 제2 고액 분리 대역(600)으로 보낼 수 있다. 세액 스트림(502)은 마이크로섬유를 함유할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500) 내의 200 미크론 이하의 개구부를 가진 필터 매체를 통과하는 마이크로섬유 질량의 g은 필터 면적의 cm2 당 약 1 내지 2 g 범위이다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500) 내의 필터 매체의 필터 개구부는 약 43 미크론 내지 3000 미크론, 약 100 미크론 내지 2000 미크론, 또는 약 500 미크론 내지 2000 미크론 범위일 수 있다.Separating the microfiber product stream 503 from the open fiber slurry stream 401 may be accomplished by any method known in the art. In one embodiment, a wash stream 103 comprising water is sent to the first solid-liquid separation zone 500. The wash stream 103 may be used to wash the microfiber product stream in the filter cloth media in the first solid-liquid separation zone 500 and / or in the first solid-liquid separation zone 500 to produce a liquor stream 502. Up to 100% by weight of the fraction of the liquor stream 502 can be combined with the open fiber slurry stream 401 prior to entering the first solid-liquid separation zone 500. Up to 100% by weight of the fraction of the liquor stream 502 can be sent to the second solid-liquid separation zone 600. The tax liquor stream 502 may contain microfibers. In one embodiment, the g of microfiber mass passing through the filter media with openings of 200 microns or less in the first solid-liquid separation zone 500 ranges from about 1 to 2 g per cm 2 of filter area. In another embodiment of the present invention, the filter openings of the filter media in the first solid-liquid separation zone 500 may range from about 43 microns to 3000 microns, about 100 microns to 2000 microns, or about 500 microns to 2000 microns.

제1 고액 분리 대역(500)에서 개방된 마이크로섬유 슬러리로부터 마이크로섬유 생성물 스트림을 분리하는 것은, 하나 또는 여러 개의 고액 분리 장치에 의해 달성될 수 있다. 제1 고액 분리 대역(500)에서의 분리는, 배취 및/또는 연속 식으로 작동되는 고액 분리 장치 또는 장치들에 의해 달성될 수 있다. 제1 고액 분리 대역(500) 내의 적합한 고액 분리 장치는, 비제한적으로 하기 중 하나를 포함할 수 있다: 천공된 바스켓 원심분리기, 연속 진공 벨트 필터, 배취 진공 너트쉬필터(nutschfilter), 배취 천공된 침강 탱크, 트윈 와이어 탈수 장치, 압축 영역이 구비된 연속 수평 벨트 필터, 웨지(wedge) 와이어 필터 매체가 구비된 비진동 경사 스크린 장치, 연속 진공 드럼 필터, 탈수 콘베이어 벨트 등.Separating the microfiber product stream from the open microfiber slurry in the first solid-liquid separation zone 500 may be accomplished by one or several solid-liquid separation devices. Separation in the first solid-liquid separation zone 500 may be accomplished by a solid-liquid separation device or apparatuses operated in batch and / or continuously. Suitable solid-liquid separation devices in the first solid-liquid separation zone 500 may include, but are not limited to, one of the following: perforated basket centrifuge, continuous vacuum belt filter, batch vacuum nutschfilter, batch perforated Sedimentation tanks, twin wire dewatering devices, continuous horizontal belt filters with compression zones, non-vibrating inclined screen devices with wedge wire filter media, continuous vacuum drum filters, dewatering conveyor belts and the like.

하나의 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500)은 트윈 와이어 탈수 장치를 포함하며, 여기서는 동일방향으로 이동하는 한쌍의 이동 필터 천 사이의 테이퍼링 갭으로 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)이 보내진다. 트윈 와이어 탈수 장치의 제1 대역에서는, 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)으로부터 중력으로 인해 그리고 두 이동 필터 천 사이의 매 좁은 갭으로부터 물이 배수된다. 트윈 와이어 탈수 장치의 하류 대역에서는, 두 필터 천 및 이들 두 필터 천 사이의 마이크로섬유 물질이 한번 이상 압축되어 상기 마이크로섬유 물질 내의 수분을 기계적으로 감소시킨다. 하나의 실시양태에서, 기계적 탈수는, 상기 두 필터 천 및 함유된 마이크로섬유 물질을, 두 필터 천 및 이들 사이의 마이크로섬유 물질 상에 압축력을 가하는 하나 이상의 롤러 세트에 통과시킴으로써 달성된다. 또 하나의 실시양태에서, 기계적 탈수는 상기 두 필터 천 및 마이크로섬유 물질을 하나 이상의 가압 롤러 세트 및 고정된 표면에 통과시킴으로써 달성된다.In one embodiment, the first solid-liquid separation zone 500 includes a twin wire dewatering device where an open fiber slurry stream 401 is sent to the tapering gap between a pair of moving filter cloths moving in the same direction. . In the first zone of the twin wire dewatering device, water is drained from the open fiber slurry stream 401 due to gravity and from every narrow gap between the two moving filter cloths. In the downstream zone of the twin wire dewatering device, the two filter cloths and the microfiber material between these two filter cloths are compressed one or more times to mechanically reduce the moisture in the microfiber material. In one embodiment, mechanical dehydration is achieved by passing the two filter cloths and the contained microfiber material through one or more sets of rollers that exert a compressive force on the two filter cloths and the microfiber material therebetween. In another embodiment, mechanical dewatering is accomplished by passing the two filter cloths and the microfiber material through one or more sets of pressure rollers and a fixed surface.

본 발명의 다른 실시양태에서, 기계적 탈수에 의해 가해지는 힘은, 필터 매체 폭의 선형 인치 당 약 25 내지 약 300 lb 범위, 필터 매체 폭의 선형 인치 당 약 50 내지 약 200 lb 범위, 또는 필터 매체 폭의 선형 인치 당 약 70 내지 약 125 lb 범위일 수 있다. 트윈 와이어 탈수 장치의 고체 배출 대역에서 두 필터 천이 분리되고 나뉘어짐에 따라 트윈 와이어 탈수 장치로부터 마이크로섬유 생성물 스트림(503)이 배출된다. 배출된 마이크로섬유 물질의 두께는 약 0.2 내지 약 1.5 인치, 약 0.3 내지 약 1.25 인치, 또는 약 0.4 내지 약 1 인치 범위일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 물을 포함하는 세액 스트림은 연속적으로 필터 매체에 적용된다. 또하나의 실시양태에서, 물을 포함하는 세액 스트림은 주기적으로 필터 매체에 적용된다. In other embodiments of the invention, the force exerted by mechanical dehydration ranges from about 25 to about 300 lbs per linear inch of filter media width, from about 50 to about 200 lbs per linear inch of filter media width, or filter media It may range from about 70 to about 125 lbs per linear inch of width. The microfiber product stream 503 is withdrawn from the twin wire dehydrator as the two filter cloths are separated and divided in the solid discharge zone of the twin wire dehydrator. The thickness of the ejected microfiber material may range from about 0.2 to about 1.5 inches, from about 0.3 to about 1.25 inches, or from about 0.4 to about 1 inch. In one embodiment, the tax stream comprising water is continuously applied to the filter media. In another embodiment, a tax stream comprising water is periodically applied to the filter media.

또 하나의 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500)은, 도 7에 예시된 바와 같이 중력 배수 대역 및 가압 탈수 대역을 포함하는 벨트 필터 장치를 포함한다. 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)를, 동일방향으로 이동하는 한쌍의 이동 필터 천 사이의 테이퍼링 갭으로 보내고, 이는 먼저 중력 배수 대역을 통과한 다음 도 6b에 도시된 바와 같은 롤러들이 구불구불한 배열로 포함된 가압 탈수 대역 또는 프레스 대역을 통과한다. 상기 벨트가 상기 롤러를 통해 공급됨에 따라, 고체로부터 물이 빠져나온다. 이 공정에서 벨트가 최종 롤러 쌍을 통과하면 필터 천이 분리되고 벨트 필터 장치로부터 고체가 배출된다.In another embodiment, the first solid-liquid separation zone 500 includes a belt filter device that includes a gravity drainage zone and a pressurized dewatering zone, as illustrated in FIG. 7. The open microfiber slurry 401 is directed to a tapering gap between a pair of moving filter cloths moving in the same direction, which first passes through the gravity drainage zone and then in a tortuous arrangement of rollers as shown in FIG. 6B. It passes through the included pressurized dehydration zone or press zone. As the belt is fed through the roller, water escapes from the solid. In this process, when the belt passes through the final roller pair, the filter cloth is separated and solids are discharged from the belt filter device.

본 발명의 또 하나의 실시양태에서는, 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 제1 모액 스트림(501)에 함유된 물의 적어도 일부가 회수되고 재순환된다. 제1 모액 스트림(501)은 제1 고액 분리 대역(500)으로 재순환될 수 있다. 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 제거에서의 상기 제1 고액 분리 대역의 효율에 따라, 제1 모액 스트림(501)은 섬유 슬러리 대역(200), 혼합 대역(300), 섬유 개방 대역(400), 또는 상기 대역(200), (300) 및/또는 (400)으로 들어가기 전의 열교환기 대역(800)으로 재순환될 수 있다. 제1 모액 스트림(501)은, 관통 및 천 세척으로 인해 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 포함하는 소량의 고체를 함유할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 2000 미크론 이하의 개구부를 가진 제1 고체 분리 대역 내 필터 매체를 통과하는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 물질의 g은 필터 면적의 cm2 당 약 1 내지 약 2 g 범위이다. 제1 모액 스트림(501)을 제1 농축 대역(700) 및 열교환 대역(800)(이 대역들에서는 부정적인 영향을 미치는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 고체가 수집되고 축적될 수 있다)으로 보내기 전에 상기 스트림(501)내의 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 최소화하는 것이 바람직하다.In another embodiment of the present invention, at least a portion of the water contained in the first mother liquor stream 501 comprising water and the water dispersible sulfopolyester is recovered and recycled. The first mother liquor stream 501 may be recycled to the first solid-liquid separation zone 500. Depending on the efficiency of the first solid-liquid separation zone in the removal of water non-dispersible polymer microfibers, the first mother liquor stream 501 may be divided into a fiber slurry zone 200, a mixing zone 300, and an open fiber zone 400. Or may be recycled to the heat exchanger zone 800 prior to entering the zones 200, 300 and / or 400. The first mother liquor stream 501 may contain a small amount of solids comprising water non-dispersible polymer microfibers due to penetration and cloth cleaning. In one embodiment, g of water non-dispersible polymer microfiber material passing through the filter media in the first solid separation zone having an opening of 2000 microns or less ranges from about 1 to about 2 g per cm 2 of filter area. . Before sending the first mother liquor stream 501 to the first concentration zone 700 and the heat exchange zone 800, in which water non-dispersible polymer microfiber solids may be collected and accumulated negatively. It is desirable to minimize the water non-dispersible polymer microfibers in the stream 501.

제2 고액 분리 대역(600)은, 제1 모액 스트림(501)에 존재하는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 고체의 적어도 일부를 제거하여, 수 비-분산성 마이크로섬유를 포함하는 제2 습윤 케익 스트림(602) 및 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 제2 모액 스트림(601)을 생성하는 기능을 할 수 있다.The second solid-liquid separation zone 600 removes at least a portion of the water non-dispersible polymer microfiber solids present in the first mother liquor stream 501 so that the second wet cake comprises water non-dispersible microfibers. Function to produce a stream 602 and a second mother liquor stream 601 comprising water and water dispersible sulfopolyester.

하나의 실시양태에서, 제2 모액 스트림(601)는 제1 농축 대역(700) 및/또는 열교환기 대역(800)으로 보내어지며, 이때 제1 농축 대역(700)으로 보내진 제2 모액 스트림(601)의 중량%는 0 내지 100% 범위일 수 있으며, 상기 스트림의 나머지는 열교환기 대역(800)으로 보내진다. 제2 모액 스트림(601)은 섬유 슬러리 대역(200), 혼합 대역(300), 섬유 개방 대역(400), 또는 상기 대역(200), (300) 및/또는 (400)으로 들거가기 전의 열교환기 대역(800)으로 재순환될 수 있다. 섬유 개방 대역(400)으로 보내진 제2 모액 스트림 내의 수분산성 설포폴리에스터의 양은, 제2 모액 스트림의 중량%를 기준으로, 약 0.01 내지 약 7 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 7 중량%, 약 0.2 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.3 내지 약 3 중량% 범위일 수 있다.In one embodiment, second mother liquor stream 601 is directed to first enrichment zone 700 and / or heat exchanger zone 800, with second mother liquor stream 601 directed to first enrichment zone 700. Weight percent) may range from 0 to 100% and the remainder of the stream is sent to heat exchanger zone 800. The second mother liquor stream 601 is a heat exchanger prior to entering the fiber slurry zone 200, the mixing zone 300, the fiber open zone 400, or the zones 200, 300 and / or 400. May be recycled to the band 800. The amount of water dispersible sulfopolyester in the second mother liquor stream sent to the fiber open zone 400 is about 0.01 to about 7 weight percent, or about 0.1 to about 7 weight percent, based on the weight percent of the second mother liquor stream. 0.2 to about 5 weight percent, or about 0.3 to about 3 weight percent.

제1 농축 대역으로 보내진 제2 모액 스트림(601)의 임의의 부분은 분리 공정으로 처리되어 제1 회수된 물 스트림(703) 및 수분산성 설포폴리에스터가 풍부한 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성하며, 이때 제1 중합체 농축물 스트림(702) 내의 수분산성 설포폴리에스터의 중량%는 약 5 내지 약 85중량%, 약 10 내지 약 65중량%, 또는 약 15 내지 약 45중량% 범위일 수 있다. 제1 회수된 물 스트림(703)은 섬유 슬러리 대역(200), 혼합 대역(300), 섬유 개방 대역(400), 또는 상기 대역(200), (300) 및/또는 (400)으로으로 들어가기 전의 열교환기 대역(800)으로 재순환될 수 있다. 섬유 개방 대역(400)으로 보내진 상기 제2 모액 스트림 내의 수분산성 설포폴리에스터의 양은 제2 모액 스트림의 중량%를 기준으로, 약 0.01 내지 약 7 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 7 중량%, 약 0.2 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.3 내지 약 3 중량% 범위일 수 있다.Any portion of the second mother liquor stream 601 sent to the first concentration zone may be subjected to a separation process to obtain a first recovered water stream 703 and a first polymer concentrate stream 702 enriched in water dispersible sulfopolyester. Resulting in the weight percent of water dispersible sulfopolyester in the first polymer concentrate stream 702 may range from about 5 to about 85 weight percent, from about 10 to about 65 weight percent, or from about 15 to about 45 weight percent. have. The first recovered water stream 703 is prior to entering the fiber slurry zone 200, the mixing zone 300, the fiber open zone 400, or the zones 200, 300 and / or 400. May be recycled to the heat exchanger zone 800. The amount of water dispersible sulfopolyester in the second mother liquor stream sent to the fiber open zone 400 is from about 0.01 to about 7 weight percent, or from about 0.1 to about 7 weight percent, based on the weight percent of the second mother liquor stream. 0.2 to about 5 weight percent, or about 0.3 to about 3 weight percent.

제1 농축 대역(700)에서 제2 모액 스트림(601)으로부터 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해 물이 제거되어 제1 중합체 농축 스트림(702)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 물의 제거는, 배취 또는 연속 증발 장치에서 물을 비등시키는 것에 의한 증발 공정을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 박막 증발기를 이 용도에 사용될 수 있다. 또 하나의 실시양태에서, 나노여과 매체를 포함하는 멤브레인 기술을 사용하여 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성할 수 있다. 또 하나의 실시양태에서, 추출 장치를 포함하는 공정을 사용하여 제2 모액 스트림(601)으로부터 수분산성 중합체를 추출하고 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성할 수 있다. 증발, 멤브레인 및 추출 단계들의 조합을 사용하여 제2 모액 스트림(601)으로부터 수분산성 중합체를 분리하고 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성할 수 있다. 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 이어서 공정 밖으로 배출할 수 있다.Water may be removed from the second mother liquor stream 601 in the first concentration zone 700 by any method known in the art to produce the first polymer concentrated stream 702. In one embodiment, the removal of water comprises an evaporation process by boiling water in a batch or continuous evaporation apparatus. For example, one or more thin film evaporators can be used for this purpose. In another embodiment, membrane technology including nanofiltration media can be used to produce the first polymer concentrate stream 702. In another embodiment, a process including an extraction device can be used to extract the water dispersible polymer from the second mother liquor stream 601 and produce a first polymer concentrate stream 702. The combination of evaporation, membrane and extraction steps may be used to separate the water dispersible polymer from the second mother liquor stream 601 and produce a first polymer concentrate stream 702. The first polymer concentrate stream 702 may then be discharged out of the process.

하나의 실시양태에서, 제1 중합체 농축물 스트림(702)은 제2 농축 대역(900)으로 보내어져, 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 용융된 중합체 스트림(903)(이때 중합체의 중량%는 약 95 내지 약 100%임) 및 물을 포함하는 증기 스트림(902)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 스트림(903)은 수분산성 설포폴리에스터를 포함한다. 제2 농축 대역(900)에 적합한 장치는, 수분산성 중합체의 수성 분산액을 공급할 수 있고 95% 내지 100% 수분산성 중합체 스트림(903)을 생성할 수 있는 당분야에 공지된 임의의 장치를 포함한다. 이 실시양태는, 수분산성 설포폴리에스터 중합체의 수성 분산액을 제2 농축 대역(900)으로 공급하는 것을 포함한다. 공급 스트림의 온도는 전형적으로 100℃ 미만이다.In one embodiment, first polymer concentrate stream 702 is sent to second concentration zone 900 such that molten polymer stream 903 comprising a water dispersible sulfopolyester, wherein the weight percent of polymer is about 95 to about 100%) and water to produce a vapor stream 902. In one embodiment, the stream 903 comprises a water dispersible sulfopolyester. Suitable devices for the second concentration zone 900 include any device known in the art that can supply an aqueous dispersion of water dispersible polymer and can produce 95% to 100% water dispersible polymer stream 903. . This embodiment includes feeding an aqueous dispersion of the water dispersible sulfopolyester polymer into the second concentration zone 900. The temperature of the feed stream is typically below 100 ° C.

하나의 실시양태에서, 제2 농축 대역(900)은, 회전하는 수송 스크류를 함유하는 자켓화된 관형 쉘(shell)을 특징으로 하는 하나 이상의 장치(이때 상기 수송 스크류는 열전달 유체 또는 스팀으로 가열되며 수송 및 고전단 혼합 요소 둘다를 포함함)를 포함한다. 상기 자켓 또는 쉘은 배기되어 증기가 제거되게 한다. 쉘 자켓은, 장치의 길이를 따라 다른 온도 설정점이 가능하게 하도록 대역화될 수 있다. 연속 조작 중에, 제1 중합체 농축물 스트림(702)은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하며, 제2 농축 대역(900)으로 연속적으로 공급된다. 상기 장치 내에서, 정상 상태(steady state) 중에 적어도 3개의 분명하고 상이한 형태로 물질이 존재한다. 장치내에서 물질은 우선 수분산성 설포폴리에스터 중합체의 수성 분산액으로서 존재한다. 설포폴리에스터 중합체의 수성 분산액이 장치를 통해 이동함에 따라, 자켓 및 내부 스크류의 열로 인해 물이 증발된다. 충분한 물이 증발되면, 상기 물질은, 설포폴리에스터 중합체의 용융점보다 낮은 온도에서 점성 플러그(plug)를 포함하는 제2 형태가 된다. 수성 분산액은 이 점성 플러그를 지나 흐를 수 없으며, 상기 장치의 제1 수성 분산액 대역에 국한된다. 자켓의 열, 내부 가열된 스크류의 열, 및 이 고점성 플러그 물질의 혼합 전단력으로 인한 열 때문에, 이 위치에 존재하는 물의 실질적으로 모두가 증발되고, 온도는 설포에스터의 용융 온도가 도달될 때까지 상승하여, 용융된 설포폴리에스터 중합체를 포함하는 물질의 제3의 최종 물리적 형태가 상기 장치에서 생성된다. 이어서, 용융된 설포폴리에스터 중합체는 압출 다이를 통해 상기 장치를 나오며, 전형적으로 당분야에 공지된 임의의 방식으로 냉각되고 펠렛으로 절단된다. 상술한 제2 농축 대역(900)을 위한 장치는 또한 배취 방식으로 작동될 수 있음을 이해해야 하며, 여기서는 상기 장치의 길이 전체에 걸쳐 수성 분산액을 시작으로 점성 플러그 물질 및 최종적으로 설포폴리에스터 용융물의 연속적 순서로 다른 시간대에서 상술한 물질의 세 가지 물리적 형태가 발생한다.In one embodiment, the second enrichment zone 900 is characterized by at least one device characterized by a jacketed tubular shell containing a rotating transport screw, wherein the transport screw is heated with heat transfer fluid or steam. Both transport and high shear mixing elements). The jacket or shell is vented to remove steam. The shell jacket can be banded to enable other temperature set points along the length of the device. During continuous operation, the first polymer concentrate stream 702 comprises water and water dispersible sulfopolyester, and is fed continuously to the second concentration zone 900. Within the device, there are at least three distinct and different forms of material during steady state. In the device the material first exists as an aqueous dispersion of the water dispersible sulfopolyester polymer. As the aqueous dispersion of sulfopolyester polymer moves through the device, the water evaporates due to the heat of the jacket and internal screws. When enough water has evaporated, the material is in a second form comprising a viscous plug at a temperature below the melting point of the sulfopolyester polymer. The aqueous dispersion cannot flow past this viscous plug and is confined to the first aqueous dispersion zone of the device. Due to the heat of the jacket, the heat of the internally heated screw, and the heat due to the mixed shear forces of this highly viscous plug material, substantially all of the water present in this location is evaporated and the temperature is reached until the melting temperature of the sulfoester is reached. Ascending, a third final physical form of the material comprising the molten sulfopolyester polymer is produced in the device. The molten sulfopolyester polymer then exits the apparatus through an extrusion die and is typically cooled and cut into pellets in any manner known in the art. It is to be understood that the apparatus for the second enrichment zone 900 described above can also be operated in a batch fashion, where a continuous mixture of viscous plug material and finally sulfopolyester melt, starting with an aqueous dispersion, throughout the length of the apparatus Three different physical forms of the above-mentioned substances occur in sequence at different times.

하나의 실시양태에서, 제2 농축 대역(900)에서 발생된 증기는 응축되어 열교환기 대역(800)으로 보내지고/지거나, 폐기되고/되거나, 세척 스트림(103)으로 보내질 수 있다. 또 하나의 실시양태에서, 수증기를 포함하는 응축된 증기 스트림(902)은 열교환기 대역(800)으로 보내어져 스트림(801)에 필요한 온도를 생성하는데 필요한 에너지의 적어도 일부를 제공할 수 있다. 용융상으로 설포폴리에스터를 포함하는 수분산성 중합체를 포함하는 용융된 중합체 스트림(903)은 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해 냉각하고 펠렛으로 쵸핑할 수 있다.In one embodiment, the steam generated in the second concentration zone 900 may be condensed and sent to the heat exchanger zone 800 and / or discarded and / or sent to the wash stream 103. In another embodiment, the condensed vapor stream 902 comprising water vapor may be sent to the heat exchanger zone 800 to provide at least some of the energy needed to produce the temperature required for the stream 801. The molten polymer stream 903 comprising the water dispersible polymer comprising sulfopolyester in the molten phase may be cooled and chopped into pellets by any method known in the art.

상기 공정으로 불순물이 유입되어, 회수되고 재순환되는 물에 농축될 수 있다. 하나 이상의 퍼지 스트림(603) 및 (701)을 이용하여 제2 모액(601) 및 제1 회수된 물 스트림(701) 내의 불순물의 농도를 허용가능한 수준으로 조절할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 제2 모액 스트림(601)의 일부를 상기 공정으로부터 단리하여 퍼지할 수 있다. 하나의 실시양태에서는, 제1 회수된 물 스트림(701)의 일부를 상기 공정으로부터 단리하여 퍼지할 수 있다.Impurities may be introduced into the process and concentrated in the water recovered and recycled. One or more purge streams 603 and 701 may be used to adjust the concentration of impurities in the second mother liquor 601 and the first recovered water stream 701 to an acceptable level. In one embodiment, a portion of the second mother liquor stream 601 may be isolated and purged from the process. In one embodiment, a portion of the first recovered water stream 701 may be isolated and purged from the process.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 마이크로섬유 생성물 스트림을 제조하는 또 하나의 방법이 제공된다. 이 방법은In another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, another method of preparing a microfiber product stream is provided. This way

(A) 25mm 미만의 길이를 가진 숏-컷 다성분 섬유(101)를 섬유 슬러리 대역(200)에서 처리된 수성 스트림(103)과 접촉시켜 숏-컷 다성분 섬유 슬러리(201)를 생성하는 단계로서, 이때 상기 숏-컷 다성분 섬유(101)는 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 합성 중합체를 포함하고, 상기 처리된 수성 스트림은 40℃ 이상의 온도인, 단계;(A) contacting the short-cut multicomponent fiber 101 having a length of less than 25 mm with the aqueous stream 103 treated in the fiber slurry zone 200 to produce a short-cut multicomponent fiber slurry 201. Wherein the short-cut multicomponent fiber 101 comprises at least one water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible synthetic polymer that is immiscible with the water dispersible sulfopolyester and wherein the treated aqueous stream Is a temperature of at least 40 ° C .;

(B) 상기 숏-컷 다성분 섬유 슬러리(201)를 가열된 수성 스트림(801)과 혼합 대역(300)에서 접촉시켜 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)를 생성하는 단계;(B) contacting the short-cut multicomponent fiber slurry 201 with a heated aqueous stream 801 in a mixing zone 300 to produce a heated multicomponent fiber slurry 301;

(C) 상기 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)를 섬유 개방 대역(400)으로 보내어, 상기 수분산성 설포폴리에스터의 일부를 제거하여 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)를 생성하는 단계; 및(C) sending the heated multicomponent fiber slurry 301 to a fiber open zone 400 to remove a portion of the water dispersible sulfopolyester to produce an open microfiber slurry 401; And

(D) 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)를 제1 고액 분리 대역(500)으로 보내어, 마이크로섬유 생성물 스트림(503) 및 제1 모액 스트림(501)을 생성하는 단계로서, 이때 상기 제1 모액 스트림(501)은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는, 단계(D) sending the open microfiber slurry 401 to a first solid-liquid separation zone 500 to produce a microfiber product stream 503 and a first mother liquor stream 501, wherein the first mother liquor Stream 501 comprises water and water dispersible sulfopolyester

를 포함한다.It includes.

도 4에 도시한 바와 같은 본 발명의 이 실시양태에서, 개방 공정 대역(1100)은 섬유 슬러리 대역(200), 혼합 대역(300) 및 섬유 개방 대역(400)을 포함한다.In this embodiment of the present invention as shown in FIG. 4, the open process zone 1100 includes a fiber slurry zone 200, a mixing zone 300 and a fiber opening zone 400.

이 방법에 사용하기 위한 처리된 수성 스트림(103)은, 수성 스트림(102)을 수성 처리 대역(1000)으로 보내어 처리된 수성 스트림(103)을 생성함으로써 생성될 수 있다. 수성 스트림은 물을 포함한다. 본 발명의 실시양태에서, 처리된 수성 스트림(103) 내의 1가 금속 양이온은 약 1000 중량ppm 미만, 약 500 중량ppm 미만, 약 100 중량ppm 미만, 또는 약 50 중량ppm 미만일 수 있다. 수성 스트림(102)로부터의 2가 및 다가 금속 양이온의 제거가 수성 처리 대역(1000)의 하나의 기능이다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 2가 및 다가 금속 양이온의 농도는 약 50 중량ppm 미만, 약 25 중량ppm 미만, 약 10 중량ppm 미만, 또는 약 5 중량ppm 미만이다. 스트림(103)의 온도는 지하수 온도 내지 약 40℃ 범위일 수 있다.The treated aqueous stream 103 for use in this method can be generated by sending the aqueous stream 102 to the aqueous treatment band 1000 to produce the treated aqueous stream 103. The aqueous stream contains water. In embodiments of the invention, the monovalent metal cations in the treated aqueous stream 103 may be less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 100 ppm, or less than about 50 ppm by weight. Removal of divalent and polyvalent metal cations from aqueous stream 102 is one function of aqueous treatment zone 1000. In other embodiments of the invention, the concentrations of divalent and polyvalent metal cations are less than about 50 ppm by weight, less than about 25 ppm by weight, less than about 10 ppm by weight, or less than about 5 ppm by weight. The temperature of stream 103 may range from groundwater temperature to about 40 ° C.

수성 스트림(102)을 수성 처리 대역(1000)에서 처리하는 것은 당분야에 공지된 임의의 방법으로 달성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 수성 처리 대역(1000)은, 수증기가 발생되고 응축되어 처리된 수성 스트림(103)을 생성하는 증류 장비를 포함한다. 또 하나의 실시양태에서는, 물을 역삼투 멤브레인 분리 대역으로 보내어, 1가 및 2가 금속 양이온을 물로부터 제거하여 처리된 수성 스트림(103)을 생성할 수 있다. 또 하나의 실시양태에서는, 물을 이온 교환 수지로 보내어, 허용가능하게 낮은 농도의 금속 이온을 가진 처리된 수성 스트림(103)을 생성한다. 또 하나의 실시양태에서는, 물을 상업적 연수화 장치로 보내어, 허용가능하게 낮은 농도의 2가 및 다가 금속 이온을 가진 처리된 수성 스트림(103)을 생성한다. 이들 수처리 옵션의 임의의 조합을 이용하여 필요한 처리수 특성을 달성함을 이해하여야 한다.Treatment of aqueous stream 102 in aqueous treatment zone 1000 may be accomplished by any method known in the art. In one embodiment, aqueous treatment zone 1000 includes distillation equipment that generates steam and condenses to produce treated aqueous stream 103. In another embodiment, water can be sent to the reverse osmosis membrane separation zone to remove monovalent and divalent metal cations from the water to produce the treated aqueous stream 103. In another embodiment, water is sent to the ion exchange resin to produce a treated aqueous stream 103 having an acceptable low concentration of metal ions. In another embodiment, water is sent to a commercial softening device to produce a treated aqueous stream 103 having acceptable low concentrations of divalent and polyvalent metal ions. It should be understood that any combination of these water treatment options may be used to achieve the required treated water characteristics.

처리된 수성 스트림(103)을, 공정 내의 필요한 임의의 위치로 보낼 수 있다. 하나의 실시양태에서, 스트림(103)의 일부가 제1 고액 분리 대역(500)으로 보내져, 천(cloth) 세척액 및/또는 제1 고액 분리 대역(500) 내에 함유된 고체를 위한 세척액으로서 작용한다.The treated aqueous stream 103 can be sent to any location needed in the process. In one embodiment, a portion of stream 103 is sent to first solid-liquid separation zone 500 to serve as a wash liquor for solids contained in cloth wash liquor and / or first solid-liquid separation zone 500. .

하나의 실시양태에서, 처리된 수성 스트림(103)의 적어도 일부는 열 교환기 대역(800)으로 보내진다. 또 하나의 실시양태에서, 처리된 수성 스트림(103)의 적어도 일부는 섬유 슬러리 대역(200)으로 보내진다. 또 하나의 실시양태에서, 처리된 수성 스트림(103)의 적어도 일부는 열 교환기 대역(800)으로 보내지고 처리된 수성 스트림(103)의 적어도 일부는 섬유 슬러리 대역(200)으로 보내진다. 열 교환기 대역(800)의 하나의 기능은 가열된 수성 스트림(801)을 특정의 제어된 온도로 생성하는 것이다.In one embodiment, at least a portion of the treated aqueous stream 103 is sent to heat exchanger zone 800. In another embodiment, at least a portion of the treated aqueous stream 103 is sent to the fiber slurry zone 200. In another embodiment, at least a portion of the treated aqueous stream 103 is sent to the heat exchanger zone 800 and at least a portion of the treated aqueous stream 103 is sent to the fiber slurry zone 200. One function of the heat exchanger zone 800 is to produce a heated aqueous stream 801 at a specific controlled temperature.

하나의 실시양태에서, 열 교환기 대역(800)으로 공급될 수 있는 스트림은 처리된 수성 스트림(103) 및 제2 모액 스트림(601)이다. 또 하나의 실시양태에서, 열 교환기 대역(800)으로 공급될 수 있는 스트림은 처리된 수성 스트림(103), 제1 회수된 물 스트림(703), 제1 모액 스트림(501) 및 제2 모액 스트림(601)를 포함한다.In one embodiment, the streams that may be supplied to the heat exchanger zone 800 are treated aqueous stream 103 and second mother liquor stream 601. In another embodiment, the streams that may be supplied to the heat exchanger zone 800 include the treated aqueous stream 103, the first recovered water stream 703, the first mother liquor stream 501, and the second mother liquor stream. 601.

스트림(801)의 온도를 조절하기 위한 당분야에 공지된 임의의 장치, 예를 들어 비제한적으로, 필요한 에너지의 일부를 제공하는데 사용되는 스트림을 이용하는 임의의 열교환기, 필요한 에너지의 일부를 제공하는데 사용되는 열 전달 유체를 이용하는 임의의 열교환기, 필요한 에너지의 일부를 제공하는데 사용되는 전기적 가열 요소를 이용하는 임의의 열교환기, 및 스팀이 응축되고 응축물이 열교환기 대역(800)으로 공급되는 물과 혼합되는 직접적인 스팀 주입을 이용하는 임의의 용기 또는 탱크가 이용될 수 있다.Any device known in the art for regulating the temperature of stream 801, such as, but not limited to, any heat exchanger utilizing a stream used to provide a portion of the required energy, to provide a portion of the required energy Any heat exchanger using heat transfer fluid used, any heat exchanger using an electrical heating element used to provide some of the required energy, and water condensed and the condensate supplied to heat exchanger zone 800 Any vessel or tank using direct steam injection to be mixed may be used.

다성분 섬유 스트림(90)을 섬유 절단 대역(100)으로 보내어 절단된 다성분 섬유 스트림(101)을 생성한다. 다성분 섬유는 당분야에 공지된 임의의 다성분 구조를 가질 수 있다. 다성분 섬유는 본원에서 전술한 바와 같이 수분산성 설포폴리에스터 및 수 비-분산성 중합체를 포함한다.The multicomponent fiber stream 90 is sent to the fiber cut zone 100 to produce a cut multicomponent fiber stream 101. Multicomponent fibers may have any multicomponent structure known in the art. Multicomponent fibers include water dispersible sulfopolyesters and water non-dispersible polymers as described herein above.

당분야에 공지된 임의의 장치를 사용하여 다성분 섬유 스트림(90)을 절단하여 절단된 다성분 섬유 스트림(101)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 절단된 다성분 섬유 스트림(101) 내의 절단된 섬유의 길이는 약 50 mm 미만이다. 다른 실시양태에서, 절단된 다성분 섬유 스트림(101) 내의 절단된 섬유의 길이는 약 25 mm 미만, 약 20 mm 미만, 약 15 mm 미만, 약 10 mm 미만, 약 5 mm 미만, 또는 약 2.5 mm 미만이다.Any device known in the art can be used to cut the multicomponent fiber stream 90 to produce the cut multicomponent fiber stream 101. In one embodiment, the length of the cut fibers in the cut multicomponent fiber stream 101 is less than about 50 mm. In other embodiments, the length of the cut fibers in the cut multicomponent fiber stream 101 is less than about 25 mm, less than about 20 mm, less than about 15 mm, less than about 10 mm, less than about 5 mm, or about 2.5 mm. Is less than.

절단된 다성분 섬유 스트림(101) 및 가열된 처리된 수성 스트림(801)의 일부를 섬유 슬러리 대역(200)으로 보내어, 물 및 절단된 다성분 섬유를 포함하는 절단된 다성분 섬유 슬러리(201)을 생성한다. 하나의 실시양태에서, 절단된 다성분 섬유 슬러리(201) 내의 절단된 마이크로섬유의 중량%는 약 35 중량% 내지 약 1중량%, 약 25 중량% 내지 약 1중량%, 약 15 중량% 내지 약 1중량%, 또는 약 7 중량% 내지 약 1중량% 범위일 수 있다.A portion of the chopped multicomponent fiber stream 101 and a heated treated aqueous stream 801 is sent to the fiber slurry zone 200 to produce a chopped multicomponent fiber slurry 201 comprising water and chopped multicomponent fibers. Create In one embodiment, the weight percent of the chopped microfibers in the chopped multicomponent fiber slurry 201 is from about 35 wt% to about 1 wt%, from about 25 wt% to about 1 wt%, from about 15 wt% to about 1 weight percent, or about 7 weight percent to about 1 weight percent.

절단된 다성분 섬유 슬러리(201)의 온도는 약 5 내지 약 45℃, 약 10 내지 약 35℃, 또는 약 10 내지 약 25℃ 범위일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 섬유 슬러리 대역(200)은 절단된 다성분 섬유의 연속 수성상 중의 현탁액을 생성하기에 충분한 교반을 구비한 탱크를 포함한다.The temperature of the chopped multicomponent fiber slurry 201 may range from about 5 to about 45 ° C, about 10 to about 35 ° C, or about 10 to about 25 ° C. In one embodiment, fiber slurry zone 200 comprises a tank with sufficient agitation to produce a suspension in a continuous aqueous phase of chopped multicomponent fibers.

고체를 물과 혼합하고 생성된 절단된 다성분 섬유의 연속 수성상 중의 현탁액을 유지하기에 적합한 것으로 당분야에 공지된 임의의 장치를 섬유 슬러리 대역(200)에 사용할 수 있다. 섬유 슬러리 대역(200)은 연속 또는 배취 모드로 작동되는 배취 또는 연속 혼합 장치를 포함할 수 있다. 섬유 슬러리 대역(200)에 사용하기에 적합한 장치는 비제한적으로 하이드로-펄프화기, 연속 교반식 탱크 반응기, 배취 모드로 작동되는 교반을 구비한 탱크가 포함된다.Any device known in the art to be suitable for mixing solids with water and maintaining a suspension in the continuous aqueous phase of the resulting chopped multicomponent fibers may be used in the fiber slurry zone 200. Fiber slurry zone 200 may include a batch or continuous mixing device operated in a continuous or batch mode. Appropriate devices for use in the fiber slurry zone 200 include, but are not limited to, a hydro-pulpator, a continuous stirred tank reactor, and a tank with agitation operated in batch mode.

이어서, 절단된 다성분 섬유 슬러리(201) 및 가열된 수성 스트림(801)은 혼합 대역(300)으로 보내어져 합쳐져 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)을 생성한다. 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)의 온도는 섬유 개방 영역(400) 내의 절단된 다성분 섬유의 수 비-분산성 중합체 부분으로부터 절단된 다성분 섬유의 수 비-분산성 중합체 부분을 분리하는 것에 영향을 준다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)의 온도는 약 55 내지 약 100℃, 약 60 내지 약 90℃, 또는 약 65 내지 약 80℃ 범위일 수 있다.The chopped multicomponent fiber slurry 201 and the heated aqueous stream 801 are then sent to the mixing zone 300 to combine to produce a heated multicomponent fiber slurry 301. The temperature of the heated multicomponent fiber slurry 301 is such as to separate the water non-dispersible polymer portion of the cut multicomponent fiber from the water non-dispersible polymer portion of the cut multicomponent fiber in the fiber open region 400. affect. In another embodiment of the present invention, the temperature of the heated multicomponent fiber slurry 301 may range from about 55 to about 100 ° C, about 60 to about 90 ° C, or about 65 to about 80 ° C.

가열된 다성분 섬유 슬러리(301) 내의 절단된 마이크로섬유의 중량%는 제어될 수 있다. 다른 실시양태에서, 가열된 다성분 섬유 슬러리(301) 내의 절단된 마이크로섬유의 중량%는약 10 중량% 내지 약 0.1중량%, 약 5 중량% 내지 약 0.2중량%, 약 3 중량% 내지 약 0.3중량%, 또는 약 2 중량% 내지 약 0.4중량% 범위일 수 있다.The weight percent of the cut microfibers in the heated multicomponent fiber slurry 301 can be controlled. In other embodiments, the weight percent of the cut microfibers in the heated multicomponent fiber slurry 301 is from about 10 wt% to about 0.1 wt%, from about 5 wt% to about 0.2 wt%, from about 3 wt% to about 0.3 wt% %, Or from about 2% to about 0.4% by weight.

가열된 수성 스트림(801)을 절단된 다성분 섬유 슬러리(201)과 혼합할 수 있는 당분야에 공지된 임의의 장치를 혼합 대역(300)에 사용할 수 있다. 적합한 장치는 연속 및 배취 혼합 장치 둘다를 포함한다. 하나의 실시양태에서, 혼합 대역(300)에 적합한 혼합 장치는 탱크 및 교반기를 포함한다. 또하나의 실시양태에서, 적합한 혼합 장치는 파이프 또는 도관을 포함한다.Any device known in the art that can mix the heated aqueous stream 801 with the cut multicomponent fiber slurry 201 can be used in the mixing zone 300. Suitable devices include both continuous and batch mixing devices. In one embodiment, a mixing device suitable for mixing zone 300 includes a tank and a stirrer. In another embodiment, a suitable mixing device comprises a pipe or conduit.

다른 실시양태에서, 혼합 대역(300)에 적합한 혼합 장치는, 도관내의 속도가 절단된 다성분 섬유 슬러리(201) 및 가열된 수성 스트림(801)을 혼합하기에 충분하도록 하는 직경을 가진 파이프 또는 도관을 포함하며, 이때 상기 도관으로 분당 유입되는 절단된 다성분 물질의 약 2 중량% 미만, 약 1중량% 미만, 또는 약 0.5 중량% 미만이 침강되어 상기 도관에 축적된다.In other embodiments, a mixing device suitable for mixing zone 300 is a pipe or conduit with a diameter such that the velocity in the conduit is sufficient to mix the cut multicomponent fiber slurry 201 and the heated aqueous stream 801. Wherein less than about 2 weight percent, less than about 1 weight percent, or less than about 0.5 weight percent of the cut multicomponent material introduced per minute into the conduit is sedimented and accumulated in the conduit.

이어서, 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)는 섬유 개방 대역(400)으로 보내질 수 있다. 섬유 개방 대역(400)의 하나의 기능은, 절단된 다성분 섬유로부터 수분산성 중합체를 분리하여, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 적어도 일부가 상기 절단된 다성분 섬유 섬유로부터 분리되어 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)에 현탁되도록 하는 것이다. 본 발명의 또하나의 실시양태에서는, 절단된 다성분 섬유 슬러리(201) 내에 함유된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 약 50 내지 약 100 중량% 가 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)에 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유로서 현탁되어 더이상 절단된 다성분 섬유의 부분이 아니다. 다른 실시양태에서는, 절단된 다성분 섬유 스트림(201) 내에 함유된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 약 75 내지 약 100 중량%, 약 90 내지 약 100 중량%, 또는 약 95 내지 약 100 중량%가 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)에 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유로서 현탁되어 더이상 절단된 다성분 섬유의 부분이 아니다.The heated multicomponent fiber slurry 301 may then be sent to the fiber open zone 400. One function of the fiber open zone 400 is to separate the water dispersible polymer from the cut multicomponent fibers so that at least a portion of the water non-dispersible polymer microfibers are separated from the cut multicomponent fiber fibers to open the micro It is to be suspended in the fiber slurry (401). In another embodiment of the present invention, about 50 to about 100 weight percent of the water non-dispersible polymer microfibers contained in the chopped multicomponent fiber slurry 201 is contained in the open microfiber slurry 401. It is suspended as a non-dispersible polymer microfiber and is no longer part of the cut multicomponent fiber. In other embodiments, about 75 to about 100 weight percent, about 90 to about 100 weight percent, or about 95 to about 100 weight percent of the water non-dispersible polymer microfibers contained in the cut multicomponent fiber stream 201. Is suspended in the open microfiber slurry 401 as a water non-dispersible polymer microfiber and no longer part of the cut multicomponent fiber.

스트림(201) 내의 출발 절단된 다성분 섬유의 직경 또는 데니어는, 섬유 개방 대역(400) 내의 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터가 분리되는 정도에 영향을 미친다. 전형적인 다성분 섬유 유형은 일반적으로 약 12 미크론 내지 약 20 미크론 범위의 직경을 갖는다. 유용한 다성분 섬유는 약 40 미크론 이상 직경 크기의 더 큰 출발 직경을 가질 수 있다. 절단된 다성분 섬유로부터 원하는 양의 수분산성 설포폴리에스터를 분리하는데 필요한 시간은, 스트림(201) 내의 절단된 다성분 섬유의 직경이 증가함에 따라 증가한다.The diameter or denier of the starting cut multicomponent fiber in stream 201 affects the degree of separation of the water dispersible sulfopolyester from the multicomponent fiber in the fiber open zone 400. Typical multicomponent fiber types generally have diameters in the range of about 12 microns to about 20 microns. Useful multicomponent fibers can have larger starting diameters of diameter sizes of at least about 40 microns. The time required to separate the desired amount of water dispersible sulfopolyester from the chopped multicomponent fibers increases with increasing diameter of the chopped multicomponent fibers in stream 201.

섬유 개방 대역(400) 내의 체류 시간, 온도 및 전단력은 또한 절단된 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터를 분리하는 정도에 영향을 준다. 섬유 개방 대역(400) 내의 개방 공정에 영향을 주는 조건은 체류 시간, 슬러리 온도 및 전단력을 포함하며, 여기서 섬유 개방 대역(400) 내의 물 온도, 체류 시간의 범위, 적용된 전단의 정도는, 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유가 분리되어 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)의 연속 수성상에 현탁되기에 충분한 정도로, 출발 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터를 분리할 필요에 의해 좌우된다.The residence time, temperature and shear forces in the fiber open zone 400 also affect the degree of separation of the water dispersible sulfopolyester from the cut multicomponent fiber. Conditions affecting the open process in the fiber open zone 400 include residence time, slurry temperature and shear force, where water temperature in the fiber open zone 400, range of residence time, degree of shear applied, The extent to which the dispersible polymer microfibers are separated and suspended in the continuous aqueous phase of the open microfiber slurry 401 is governed by the need to separate the water dispersible sulfopolyester from the starting multicomponent fiber.

섬유 개방 대역(400) 내의 체류 시간, 온도 및 전단력은 절단된 다성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터를 분리하는 정도에 영향을 준다. 섬유 개방 대역(400)의 온도는 약 55 내지 약 100℃, 약 60 내지 약 90℃, 또는 약 65 내지 약 80℃ 범위일 수 있다. 섬유 개방 대역(400) 내의 체류 시간은 약 5분 내지 약 10초, 약 3분 내지 약 20초, 또는 약 2분 내지 약 30초 범위일 수 있다. 섬유 개방 대역(400)에서 충분한 혼합이 유지되어, 절단된 마이크로섬유의 침강이 최소가 되도록 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 현탁이 유지된다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 섬유 개방 대역(400) 내의 절단된 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량은 상기 대역(400)으로 유입되는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량의 약 5% 미만, 상기 대역(400)으로 유입되는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량의 약 3% 미만, 또는 상기 대역(400)으로 유입되는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 단위 시간당 질량의 약 1% 미만이다.The residence time, temperature and shear forces in the fiber open zone 400 affect the degree of separation of the water dispersible sulfopolyester from the cut multicomponent fiber. The temperature of the fiber open zone 400 may range from about 55 to about 100 ° C, about 60 to about 90 ° C, or about 65 to about 80 ° C. The residence time in the fiber open zone 400 may range from about 5 minutes to about 10 seconds, from about 3 minutes to about 20 seconds, or from about 2 minutes to about 30 seconds. Sufficient mixing is maintained in the fiber open zone 400 to maintain suspension of the cleaved water non-dispersible polymer microfibers to minimize sedimentation of the cleaved microfibers. In another embodiment of the present invention, the mass per unit time of cut water non-dispersible polymer microfibers in fiber open zone 400 is the mass per unit time of water non-dispersible polymer microfibers entering the zone 400. Less than about 5% of the amount of water non-dispersible polymer microfibers entering the zone 400, or less than about 3% of the mass per unit time of water non-dispersible polymer microfibers entering the zone 400, or Less than about 1% of mass per unit time.

섬유 개방 대역(400)에서의 섬유 개방은, 허용가능한 체류 시간, 온도 및 혼합 범위를 가능하게 할 수 있는 임의의 장치에서 달성될 수 있다. 적합한 장치의 예로는 비제한적으로 도 6b 및 6c에 도시된 바와 같은 교반식 배취 탱크, 연속 교반식 탱크 반응기, 및 도 6a에 도시된 바와 같이 고체가 슬러리로부터 침강되는 것을 최소화하기에 충분한 흐름을 이용하는 파이프가 포함된다. 섬유 개방 대역(400)에서의 섬유 개방을 달성하기 위한 단위 조작의 한 예는 플러그(plug) 흐름 반응기이며, 여기서는 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)가 영역(400) 플러그 흐름 장치, 전형적으로 원형 파이프 또는 도관으로 보내진다. 플러그 흐름 장치에서의 물질의 체류 시간은, 장치 내의 충전된 부피를 장치 내의 부피 유속으로 나눔으로써 산출된다. 장치에서의 물질 속도는, 흐름 채널의 단면적을 장치를 통과하는 액체의 부피 흐름으로 나눈 값으로 정의된다.Fiber opening in fiber opening zone 400 may be achieved in any device that may allow for acceptable residence time, temperature, and mixing range. Examples of suitable devices include, but are not limited to, stirred batch tanks as shown in FIGS. 6B and 6C, continuous stirred tank reactors, and flows sufficient to minimize solids settling out of the slurry as shown in FIG. 6A. Pipes are included. One example of a unit operation to achieve fiber opening in the fiber open zone 400 is a plug flow reactor, where the heated multicomponent fiber slurry 301 is a zone 400 plug flow device, typically circular Sent to pipe or conduit. The residence time of the material in the plug flow device is calculated by dividing the filled volume in the device by the volume flow rate in the device. The mass velocity in the device is defined as the cross sectional area of the flow channel divided by the volumetric flow of liquid through the device.

본 발명의 다른 실시양태에서, 섬유 개방 대역(400)은, 파이프내의 물질 유속이 0.1 내지 약 20 ft/초, 0.2 내지 약 10 ft/초, 또는 약 0.5 내지 약 5 ft/초 범위일 수 있는 파이프 또는 도관을 포함할 수 있다. 파이프 또는 도관 내의 유체 또는 슬러리의 흐름의 경우, 레이놀즈 수는, 방향 및 시간 둘다에 대해 불규칙적인 유체 와류의 난류도 또는 움직임을 기술하는데 유용한 무차원 수이다. 파이프 또는 관에서의 흐름의 경우, 레이놀즈 수는 일반적으로 하기와 같이 정의된다:In another embodiment of the present invention, the fiber open zone 400 may have a material flow rate in the pipe in the range of 0.1 to about 20 ft / sec, 0.2 to about 10 ft / sec, or about 0.5 to about 5 ft / sec. It may include pipes or conduits. For the flow of a fluid or slurry in a pipe or conduit, the Reynolds number is a dimensionless number that is useful for describing turbulence or movement of irregular fluid vortices for both direction and time. For flow in a pipe or tube, the Reynolds number is generally defined as:

Figure 112014081798170-pct00005
Figure 112014081798170-pct00005

상기 식에서,Where

D H 는 파이프의 수력학적 직경(L)(m 단위)이고; D H Is the hydraulic diameter L of the pipe in m;

Q는 부피 유속(m3/s)이고,Q is the volumetric flow rate (m 3 / s),

A는 파이프 단면적(m2)이고, A is the pipe cross section (m 2 ),

υ는 유체 대비 물체의 평균 속도(SI 단위: m/s)이고,υ is the average velocity of the object relative to the fluid in m / s,

μ는 유체의 동역학적 점도(Pa·s 또는 N·s/m2 또는 kg/(m·s))이고,μ is the dynamic viscosity of the fluid (Pa · s or N · s / m 2 or kg / (m · s)),

v는 동적 점도(v=μ/ρ)(m2/s)이고,v is the dynamic viscosity (v = μ / ρ) (m 2 / s),

ρ는 유체의 밀도(kg/m3)이다.ρ is the density of the fluid (kg / m 3 ).

직경 D의 파이프에서의 흐름의 경우, 실험적 관찰은, 완전 발달된 흐름의 경우 Re D 가 2000 미만일 때 층상 흐름이 발생하고, Re D 가 4000 초과일 때 난류 흐름이 발생한다. 2300과 4000 사이에서는, 다른 인자, 예컨대 파이프 조도 및 흐름 균일도에 따라, 층상 및 난류 흐름이 가능하다("전이" 흐름).For flow in a pipe of diameter D , experimental observation shows that for fully developed flow a laminar flow occurs when Re D is less than 2000 and a turbulent flow occurs when Re D is greater than 4000. Between 2300 and 4000, laminar and turbulent flows are possible ("transition" flows), depending on other factors, such as pipe roughness and flow uniformity.

섬유 개방 대역(400)은, 개방 공정을 용이하게 하기 위한 파이프 또는 도관을 포함할 수 있으며, 섬유 개방 대역(400) 내의 파이프 또는 도관을 통과하는 흐름의 레이놀즈 수는 약 2,100 내지 약 6,000, 약 3,000 내지 약 6,000, 또는 약 3,500 내지 약 6,000 범위일 수 있다. 다른 실시양태에서, 섬유 개방 대역(400)은 개방 공정을 용이하게 하기 위한 파이프 또는 도관을 포함할 수 있으며, 상기 파이프 또는 도관을 통과하는 흐름의 레이놀즈 수는 2,500 이상, 약 3,500 이상 또는 약 4,000 이상이다.The fiber open zone 400 may include pipes or conduits to facilitate the opening process, and the Reynolds number of flows through the pipes or conduits in the fiber open zone 400 may be about 2,100 to about 6,000, about 3,000. To about 6,000, or about 3,500 to about 6,000. In other embodiments, the fiber open zone 400 may comprise a pipe or conduit to facilitate the opening process, wherein the Reynolds number of the flow through the pipe or conduit is at least 2,500, at least about 3,500 or at least about 4,000 to be.

섬유 개방 대역(400)은, 파이프 또는 도관 내에 혼합 장치가 삽입된 파이프 또는 도관을 포함한다. 상기 장치는 인-라인 혼합 장치를 포함할 수 있다. 인-라인 혼합 장치는, 이동성 부분이 없는 정적 혼합기(static mixer)일 수 있다. 또하나의 실시양태에서, 상기 인-라인 혼합 장치는 이동성 부분을 포함한다. 비제한적으로, 그러한 요소는, 파이프를 통한 흐름에 의해 달성되는 것이 아니라 가열된 다성분 섬유 슬러리(301)에 더 많은 혼합 에너지를 부여할 목적을 위한 기계적 장치이다. 상기 장치는, 섬유 개방 대역으로서 사용된 파이프 구역의 초기, 상기 파이프 구역의 말기, 또는 파이프 흐름 경로 내의 임의의 위치에 삽입될 수 있다.The fiber open zone 400 includes a pipe or conduit with a mixing device inserted in the pipe or conduit. The device may comprise an in-line mixing device. The in-line mixing device may be a static mixer without moving parts. In another embodiment, the in-line mixing device comprises a movable portion. Without limitation, such elements are mechanical devices for the purpose of imparting more mixing energy to the heated multicomponent fiber slurry 301, rather than being achieved by flow through the pipe. The device can be inserted at the beginning of the pipe section used as the fiber open zone, at the end of the pipe section, or anywhere in the pipe flow path.

수 비-분산성 중합체 마이크로섬유, 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)을 제1 고액 분리 대역(500)으로 보내어, 마이크로섬유 및 제1 모액 스트림(501)을 포함하는 마이크로섬유 생성물 스트림(503)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 제1 모액 스트림(501)은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함한다.An open fiber slurry stream 401 comprising water non-dispersible polymer microfibers, water and water dispersible sulfopolyester is sent to the first solid-liquid separation zone 500 to send the microfibers and the first mother liquor stream 501. A microfiber product stream 503 can be produced. In one embodiment, the first mother liquor stream 501 comprises water and a water dispersible sulfopolyester.

개방된 섬유 슬러리 스트림(401)내의 고체의 중량%는 약 0.1 내지 약 20 중량%, 약 0.3 내지 약 10 중량%, 약 0.3 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.3 내지 약 2.5 중량% 범위일 수 있다.The weight percent of solids in the open fiber slurry stream 401 can range from about 0.1 to about 20 weight percent, from about 0.3 to about 10 weight percent, from about 0.3 to about 5 weight percent, or from about 0.3 to about 2.5 weight percent. .

마이크로섬유 생성물 스트림(503)내의 고체의 중량%는 약 10 내지 약 65 중량%, 약 15 내지 약 50 중량%, 약 25 내지 약 45 중량%, 또는 약 30 내지 약 40 중량% 범위일 수 있다. The weight percent of solids in the microfiber product stream 503 may range from about 10 to about 65 weight percent, about 15 to about 50 weight percent, about 25 to about 45 weight percent, or about 30 to about 40 weight percent.

개방된 섬유 슬러리 스트림(401)으로부터 마이크로섬유 생성물 스트림(503)을 분리하는 것은 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해 달성될 수 있다. 하나의 실시양태에서는, 물을 포함하는 세척 스트림(103)을 제1 고액 분리 대역(500)으로 보낸다. 세척 스트림(103)은, 제1 고액 분리 대역(500) 및/또는 제1 고액 분리 대역(500) 내의 필터 천 매체에서 마이크로섬유 생성물 스트림을 세척하여 세액 스트림(502)를 생성하는데 사용될 수 있다. 세액 스트림(502)의 100 중량% 이하의 분획을, 제1 고액 분리 대역(500)으로 유입되기 전의 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)과 합할 수 있다. 세액 스트림(502)의 100 중량% 이하의 분획을 제2 고액 분리 대역(600)으로 보낼 수 있다. 세액 스트림(502)은 마이크로섬유를 함유할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500) 내의 200 미크론 이하의 개구부를 가진 필터 매체를 통과하는 마이크로섬유 질량의 g은 필터 면적의 cm2 당 약 1 내지 2 g 범위이다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500) 내의 필터 매체의 필터 개구부는 약 43 미크론 내지 3000 미크론, 약 100 미크론 내지 2000 미크론, 또는 약 500 미크론 내지 2000 미크론 범위일 수 있다.Separating the microfiber product stream 503 from the open fiber slurry stream 401 may be accomplished by any method known in the art. In one embodiment, a wash stream 103 comprising water is sent to the first solid-liquid separation zone 500. The wash stream 103 may be used to wash the microfiber product stream in the filter cloth media in the first solid-liquid separation zone 500 and / or in the first solid-liquid separation zone 500 to produce a liquor stream 502. Up to 100% by weight of the fraction of the liquor stream 502 can be combined with the open fiber slurry stream 401 prior to entering the first solid-liquid separation zone 500. Up to 100% by weight of the fraction of the liquor stream 502 can be sent to the second solid-liquid separation zone 600. The tax liquor stream 502 may contain microfibers. In one embodiment, the g of microfiber mass passing through the filter media with openings of 200 microns or less in the first solid-liquid separation zone 500 ranges from about 1 to 2 g per cm 2 of filter area. In another embodiment of the present invention, the filter openings of the filter media in the first solid-liquid separation zone 500 may range from about 43 microns to 3000 microns, about 100 microns to 2000 microns, or about 500 microns to 2000 microns.

제1 고액 분리 대역(500)에서 개방된 마이크로섬유 슬러리로부터 마이크로섬유 생성물 스트림을 분리하는 것은, 하나 또는 여러 개의 고액 분리 장치에 의해 달성될 수 있다. 제1 고액 분리 대역(500)에서의 분리는, 배취 및/또는 연속 식으로 작동되는 고액 분리 장치 또는 장치들에 의해 달성될 수 있다. 제1 고액 분리 대역(500) 내의 적합한 고액 분리 장치는, 비제한적으로 하기 중 하나를 포함할 수 있다: 천공된 바스켓 원심분리기, 연속 진공 벨트 필터, 배취 진공 너트쉬필터(nutschfilter), 배취 천공된 침강 탱크, 트윈 와이어 탈수 장치, 압축 영역이 구비된 연속 수평 벨트 필터, 웨지(wedge) 와이어 필터 매체가 구비된 비진동 경사 스크린 장치, 연속 진공 드럼 필터, 탈수 콘베이어 벨트 등.Separating the microfiber product stream from the open microfiber slurry in the first solid-liquid separation zone 500 may be accomplished by one or several solid-liquid separation devices. Separation in the first solid-liquid separation zone 500 may be accomplished by a solid-liquid separation device or apparatuses operated in batch and / or continuously. Suitable solid-liquid separation devices in the first solid-liquid separation zone 500 may include, but are not limited to, one of the following: perforated basket centrifuge, continuous vacuum belt filter, batch vacuum nutschfilter, batch perforated Sedimentation tanks, twin wire dewatering devices, continuous horizontal belt filters with compression zones, non-vibrating inclined screen devices with wedge wire filter media, continuous vacuum drum filters, dewatering conveyor belts and the like.

하나의 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500)은 트윈 와이어 탈수 장치를 포함하며, 여기서는 동일방향으로 이동하는 한쌍의 이동 필터 천 사이의 테이퍼링 갭으로 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)이 보내진다. 트윈 와이어 탈수 장치의 제1 대역에서는, 개방된 섬유 슬러리 스트림(401)으로부터 중력으로 인해 그리고 두 이동 필터 천 사이의 매 좁은 갭으로부터 물이 배수된다. 트윈 와이어 탈수 장치의 하류 대역에서는, 두 필터 천 및 이들 두 필터 천 사이의 마이크로섬유 물질이 한번 이상 압축되어 상기 마이크로섬유 물질 내의 수분을 기계적으로 감소시킨다. 하나의 실시양태에서, 기계적 탈수는, 상기 두 필터 천 및 함유된 마이크로섬유 물질을, 두 필터 천 및 이들 사이의 마이크로섬유 물질 상에 압축력을 가하는 하나 이상의 롤러 세트에 통과시킴으로써 달성된다. 또 하나의 실시양태에서, 기계적 탈수는 상기 두 필터 천 및 마이크로섬유 물질을 하나 이상의 가압 롤러 세트에 통과시킴으로써 달성된다.In one embodiment, the first solid-liquid separation zone 500 includes a twin wire dewatering device where an open fiber slurry stream 401 is sent to the tapering gap between a pair of moving filter cloths moving in the same direction. . In the first zone of the twin wire dewatering device, water is drained from the open fiber slurry stream 401 due to gravity and from every narrow gap between the two moving filter cloths. In the downstream zone of the twin wire dewatering device, the two filter cloths and the microfiber material between these two filter cloths are compressed one or more times to mechanically reduce the moisture in the microfiber material. In one embodiment, mechanical dehydration is achieved by passing the two filter cloths and the contained microfiber material through one or more sets of rollers that exert a compressive force on the two filter cloths and the microfiber material therebetween. In another embodiment, mechanical dewatering is accomplished by passing the two filter cloths and the microfiber material through one or more sets of pressure rollers.

본 발명의 다른 실시양태에서, 각 가압 롤러 세트에 대해 기계적 탈수에 의해 가해지는 힘은, 필터 매체 폭의 선형 인치 당 약 25 내지 약 300 lb 범위, 필터 매체 폭의 선형 인치 당 약 50 내지 약 200 lb 범위, 또는 필터 매체 폭의 선형 인치 당 약 70 내지 약 125 lb 범위일 수 있다. 트윈 와이어 탈수 장치의 고체 배출 대역에서 두 필터 천이 분리되고 나뉘어짐에 따라 트윈 와이어 탈수 장치로부터 마이크로섬유 생성물 스트림(503)이 배출된다. 배출된 마이크로섬유 물질의 두께는 약 0.2 내지 약 1.5 인치, 약 0.3 내지 약 1.25 인치, 또는 약 0.4 내지 약 1 인치 범위일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 물을 포함하는 세액 스트림은 연속적으로 필터 매체에 적용된다. 또하나의 실시양태에서, 물을 포함하는 세액 스트림은 주기적으로 필터 매체에 적용된다. In another embodiment of the present invention, the force exerted by mechanical dehydration for each set of pressure rollers ranges from about 25 to about 300 lb per linear inch of filter media width, from about 50 to about 200 per linear inch of filter media width. lb range, or about 70 to about 125 lb per linear inch of filter media width. The microfiber product stream 503 is withdrawn from the twin wire dehydrator as the two filter cloths are separated and divided in the solid discharge zone of the twin wire dehydrator. The thickness of the ejected microfiber material may range from about 0.2 to about 1.5 inches, from about 0.3 to about 1.25 inches, or from about 0.4 to about 1 inch. In one embodiment, the tax stream comprising water is continuously applied to the filter media. In another embodiment, a tax stream comprising water is periodically applied to the filter media.

또 하나의 실시양태에서, 제1 고액 분리 대역(500)은, 도 7에 예시된 바와 같이 중력 배수 대역 및 가압 탈수 대역을 포함하는 벨트 필터 장치를 포함한다. 개방된 마이크로섬유 슬러리(401)를, 동일방향으로 이동하는 한쌍의 이동 필터 천 사이의 테이퍼링 갭으로 보내고, 이는 먼저 중력 배수 대역을 통과한 다음 도 6b에 도시된 바와 같은 롤러들이 구불구불한 배열로 포함된 가압 탈수 대역 또는 프레스 대역을 통과한다. 상기 벨트가 상기 롤러를 통해 공급됨에 따라, 고체로부터 물이 빠져나온다. 이 공정에서 벨트가 최종 롤러 쌍을 통과하면 필터 천이 분리되고 벨트 필터 장치로부터 고체가 배출된다.In another embodiment, the first solid-liquid separation zone 500 includes a belt filter device that includes a gravity drainage zone and a pressurized dewatering zone, as illustrated in FIG. 7. The open microfiber slurry 401 is directed to a tapering gap between a pair of moving filter cloths moving in the same direction, which first passes through the gravity drainage zone and then in a tortuous arrangement of rollers as shown in FIG. 6B. It passes through the included pressurized dehydration zone or press zone. As the belt is fed through the roller, water escapes from the solid. In this process, when the belt passes through the final roller pair, the filter cloth is separated and solids are discharged from the belt filter device.

본 발명의 또 하나의 실시양태에서는, 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 제1 모액 스트림(501)에 함유된 물의 적어도 일부가 회수되고 재순환된다. 제1 모액 스트림(501)은 제1 고액 분리 대역(500)으로 재순환될 수 있다. 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 제거에서의 상기 제1 고액 분리 대역의 효율에 따라, 제1 모액 스트림(501)은 섬유 슬러리 대역(200), 혼합 대역(300), 섬유 개방 대역(400), 또는 상기 대역(200), (300) 및/또는 (400)으로 들어가기 전의 열교환기 대역(800)으로 재순환될 수 있다. 제1 모액 스트림(501)은, 관통 및 천 세척으로 인해 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 포함하는 소량의 고체를 함유할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 2000 미크론 이하의 개구부를 가진 제1 고체 분리 대역 내 필터 매체를 통과하는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 물질의 g은 필터 면적의 cm2 당 약 1 내지 약 2 g 범위이다. 제1 모액 스트림(501)을 제1 농축 대역(700) 및 열교환 대역(800)(이 대역들에서는 부정적인 영향을 미치는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 고체가 수집되고 축적될 수 있다)으로 보내기 전에 상기 스트림(501)내의 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유를 최소화하는 것이 바람직하다.In another embodiment of the present invention, at least a portion of the water contained in the first mother liquor stream 501 comprising water and the water dispersible sulfopolyester is recovered and recycled. The first mother liquor stream 501 may be recycled to the first solid-liquid separation zone 500. Depending on the efficiency of the first solid-liquid separation zone in the removal of water non-dispersible polymer microfibers, the first mother liquor stream 501 may be divided into a fiber slurry zone 200, a mixing zone 300, and an open fiber zone 400. Or may be recycled to the heat exchanger zone 800 prior to entering the zones 200, 300 and / or 400. The first mother liquor stream 501 may contain a small amount of solids comprising water non-dispersible polymer microfibers due to penetration and cloth cleaning. In one embodiment, g of water non-dispersible polymer microfiber material passing through the filter media in the first solid separation zone having an opening of 2000 microns or less ranges from about 1 to about 2 g per cm 2 of filter area. . Before sending the first mother liquor stream 501 to the first concentration zone 700 and the heat exchange zone 800, in which water non-dispersible polymer microfiber solids may be collected and accumulated negatively. It is desirable to minimize the water non-dispersible polymer microfibers in the stream 501.

제2 고액 분리 대역(600)은, 제1 모액 스트림(501)에 존재하는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유 고체의 적어도 일부를 제거하여, 수 비-분산성 마이크로섬유를 포함하는 제2 습윤 케익 스트림(602) 및 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 제2 모액 스트림(601)을 생성하는 기능을 할 수 있다.The second solid-liquid separation zone 600 removes at least a portion of the water non-dispersible polymer microfiber solids present in the first mother liquor stream 501 so that the second wet cake comprises water non-dispersible microfibers. Function to produce a stream 602 and a second mother liquor stream 601 comprising water and water dispersible sulfopolyester.

하나의 실시양태에서, 제2 모액 스트림(601)는 제1 농축 대역(700) 및/또는 열교환기 대역(800)으로 보내어지며, 이때 제1 농축 대역(700)으로 보내진 제2 모액 스트림(601)의 중량%는 0 내지 100% 범위일 수 있으며, 상기 스트림의 나머지는 열교환기 대역(800)으로 보내진다. 제2 모액 스트림(601)은 섬유 슬러리 대역(200), 혼합 대역(300), 섬유 개방 대역(400), 또는 상기 대역(200), (300) 및/또는 (400)으로 들어가기 전의 열교환기 대역(800)으로 재순환될 수 있다. 섬유 개방 대역(400)으로 보내진 제2 모액 스트림 내의 수분산성 설포폴리에스터의 양은, 제2 모액 스트림의 중량%를 기준으로, 약 0.01 내지 약 7 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 7 중량%, 약 0.2 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.3 내지 약 3 중량% 범위일 수 있다.In one embodiment, second mother liquor stream 601 is directed to first enrichment zone 700 and / or heat exchanger zone 800, with second mother liquor stream 601 directed to first enrichment zone 700. Weight percent) may range from 0 to 100% and the remainder of the stream is sent to heat exchanger zone 800. The second mother liquor stream 601 is a heat exchanger zone prior to entering the fiber slurry zone 200, mixing zone 300, fiber opening zone 400, or zones 200, 300 and / or 400. Recycled to 800. The amount of water dispersible sulfopolyester in the second mother liquor stream sent to the fiber open zone 400 is about 0.01 to about 7 weight percent, or about 0.1 to about 7 weight percent, based on the weight percent of the second mother liquor stream. 0.2 to about 5 weight percent, or about 0.3 to about 3 weight percent.

제1 농축 대역으로 보내진 제2 모액 스트림(601)의 임의의 부분은 분리 공정으로 처리되어 제1 회수된 물 스트림(703) 및 수분산성 설포폴리에스터가 풍부한 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성하며, 이때 제1 중합체 농축물 스트림(702) 내의 수분산성 설포폴리에스터의 중량%는 약 5 내지 약 85중량%, 약 10 내지 약 65중량%, 또는 약 15 내지 약 45중량% 범위일 수 있다. 제1 회수된 물 스트림(703)은 섬유 슬러리 대역(200), 혼합 대역(300), 섬유 개방 대역(400), 또는 상기 대역(200), (300) 및/또는 (400)으로 들어가기 전의 열교환기 대역(800)으로 재순환될 수 있다. 섬유 개방 대역(400)으로 보내진 상기 제2 모액 스트림 내의 수분산성 설포폴리에스터의 양은 제2 모액 스트림의 중량%를 기준으로, 약 0.01 내지 약 7 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 7 중량%, 약 0.2 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.3 내지 약 3 중량% 범위일 수 있다.Any portion of the second mother liquor stream 601 sent to the first concentration zone may be subjected to a separation process to obtain a first recovered water stream 703 and a first polymer concentrate stream 702 enriched in water dispersible sulfopolyester. Resulting in the weight percent of water dispersible sulfopolyester in the first polymer concentrate stream 702 may range from about 5 to about 85 weight percent, from about 10 to about 65 weight percent, or from about 15 to about 45 weight percent. have. The first recovered water stream 703 is heat exchanged prior to entering the fiber slurry zone 200, the mixing zone 300, the fiber open zone 400, or the zones 200, 300 and / or 400. The baseband 800 may be recycled. The amount of water dispersible sulfopolyester in the second mother liquor stream sent to the fiber open zone 400 is from about 0.01 to about 7 weight percent, or from about 0.1 to about 7 weight percent, based on the weight percent of the second mother liquor stream. 0.2 to about 5 weight percent, or about 0.3 to about 3 weight percent.

제1 농축 대역(700)에서 제2 모액 스트림(601)으로부터 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해 물이 제거되어 제1 중합체 농축 스트림(702)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 물의 제거는, 배취 또는 연속 증발 장치에서 물을 비등시키는 것에 의한 증발 공정을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 박막 증발기를 이 용도에 사용될 수 있다. 또 하나의 실시양태에서, 나노여과 매체를 포함하는 멤브레인 기술을 사용하여 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성할 수 있다. 또 하나의 실시양태에서, 추출 장치를 포함하는 공정을 사용하여 제2 모액 스트림(601)으로부터 수분산성 중합체를 추출하고 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성할 수 있다. 증발, 멤브레인 및 추출 단계들의 조합을 사용하여 제2 모액 스트림(601)으로부터 수분산성 중합체를 분리하고 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 생성할 수 있다. 제1 중합체 농축물 스트림(702)을 이어서 공정 밖으로 배출할 수 있다.Water may be removed from the second mother liquor stream 601 in the first concentration zone 700 by any method known in the art to produce the first polymer concentrated stream 702. In one embodiment, the removal of water comprises an evaporation process by boiling water in a batch or continuous evaporation apparatus. For example, one or more thin film evaporators can be used for this purpose. In another embodiment, membrane technology including nanofiltration media can be used to produce the first polymer concentrate stream 702. In another embodiment, a process including an extraction device can be used to extract the water dispersible polymer from the second mother liquor stream 601 and produce a first polymer concentrate stream 702. The combination of evaporation, membrane and extraction steps may be used to separate the water dispersible polymer from the second mother liquor stream 601 and produce a first polymer concentrate stream 702. The first polymer concentrate stream 702 may then be discharged out of the process.

하나의 실시양태에서, 제1 중합체 농축물 스트림(702)은 제2 농축 대역(900)으로 보내어져, 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는 용융된 중합체 스트림(903)(이때 중합체의 중량%는 약 95 내지 약 100%임) 및 물을 포함하는 증기 스트림(902)을 생성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 스트림(903)은 수분산성 설포폴리에스터를 포함한다. 제2 농축 대역(900)에 적합한 장치는, 수분산성 중합체의 수성 분산액을 공급할 수 있고 95% 내지 100% 수분산성 중합체 스트림(903)을 생성할 수 있는 당분야에 공지된 임의의 장치를 포함한다. 이 실시양태는, 수분산성 설포폴리에스터 중합체의 수성 분산액을 제2 농축 대역(900)으로 공급하는 것을 포함한다. 공급 스트림의 온도는 전형적으로 100℃ 미만이다.In one embodiment, first polymer concentrate stream 702 is sent to second concentration zone 900 such that molten polymer stream 903 comprising a water dispersible sulfopolyester, wherein the weight percent of polymer is about 95 to about 100%) and water to produce a vapor stream 902. In one embodiment, the stream 903 comprises a water dispersible sulfopolyester. Suitable devices for the second concentration zone 900 include any device known in the art that can supply an aqueous dispersion of water dispersible polymer and can produce 95% to 100% water dispersible polymer stream 903. . This embodiment includes feeding an aqueous dispersion of the water dispersible sulfopolyester polymer into the second concentration zone 900. The temperature of the feed stream is typically below 100 ° C.

하나의 실시양태에서, 제2 농축 대역(900)은, 회전하는 수송 스크류를 함유하는 자켓화된 관형 쉘(shell)을 특징으로 하는 하나 이상의 장치(이때 상기 수송 스크류는 열전달 유체 또는 스팀으로 가열되며 수송 및 고전단 혼합 요소 둘다를 포함함)를 포함한다. 상기 자켓 또는 쉘은 배기되어 증기가 제거되게 한다. 쉘 자켓은, 장치의 길이를 따라 다른 온도 설정점이 가능하게 하도록 대역화될 수 있다. 연속 조작 중에, 제1 중합체 농축물 스트림(702)은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하며, 제2 농축 대역(900)으로 연속적으로 공급된다. 상기 장치 내에서, 정상 상태(steady state) 중에 적어도 3개의 분명하고 상이한 형태로 물질이 존재한다. 장치내에서 물질은 우선 수분산성 설포폴리에스터 중합체의 수성 분산액으로서 존재한다. 설포폴리에스터 중합체의 수성 분산액이 장치를 통해 이동함에 따라, 자켓 및 내부 스크류의 열로 인해 물이 증발된다. 충분한 물이 증발되면, 상기 물질은, 설포폴리에스터 중합체의 용융점보다 낮은 온도에서 점성 플러그(plug)를 포함하는 제2 형태가 된다. 수성 분산액은 이 점성 플러그를 지나 흐를 수 없으며, 상기 장치의 제1 수성 분산액 대역에 국한된다. 자켓의 열, 내부 가열된 스크류의 열, 및 이 고점성 플러그 물질의 혼합 전단력으로 인한 열 때문에, 이 위치에 존재하는 물의 실질적으로 모두가 증발되고, 온도는 설포에스터의 용융 온도가 도달될 때까지 상승하여, 용융된 설포폴리에스터 중합체를 포함하는 물질의 제3의 최종 물리적 형태가 상기 장치에서 생성된다. 이어서, 용융된 설포폴리에스터 중합체는 압출 다이를 통해 상기 장치를 나오며, 전형적으로 당분야에 공지된 임의의 방식으로 냉각되고 펠렛으로 절단된다. 상술한 제2 농축 대역(900)을 위한 장치는 또한 배취 방식으로 작동될 수 있음을 이해해야 하며, 여기서는 상기 장치의 길이 전체에 걸쳐 수성 분산액을 시작으로 점성 플러그 물질 및 최종적으로 설포폴리에스터 용융물의 연속적 순서로 다른 시간대에서 상술한 물질의 세 가지 물리적 형태가 발생한다.In one embodiment, the second enrichment zone 900 is characterized by at least one device characterized by a jacketed tubular shell containing a rotating transport screw, wherein the transport screw is heated with heat transfer fluid or steam. Both transport and high shear mixing elements). The jacket or shell is vented to remove steam. The shell jacket can be banded to enable other temperature set points along the length of the device. During continuous operation, the first polymer concentrate stream 702 comprises water and water dispersible sulfopolyester, and is fed continuously to the second concentration zone 900. Within the device, there are at least three distinct and different forms of material during steady state. In the device the material first exists as an aqueous dispersion of the water dispersible sulfopolyester polymer. As the aqueous dispersion of sulfopolyester polymer moves through the device, the water evaporates due to the heat of the jacket and internal screws. When enough water has evaporated, the material is in a second form comprising a viscous plug at a temperature below the melting point of the sulfopolyester polymer. The aqueous dispersion cannot flow past this viscous plug and is confined to the first aqueous dispersion zone of the device. Due to the heat of the jacket, the heat of the internally heated screw, and the heat due to the mixed shear forces of this highly viscous plug material, substantially all of the water present in this location is evaporated and the temperature is reached until the melting temperature of the sulfoester is reached. Ascending, a third final physical form of the material comprising the molten sulfopolyester polymer is produced in the device. The molten sulfopolyester polymer then exits the apparatus through an extrusion die and is typically cooled and cut into pellets in any manner known in the art. It is to be understood that the apparatus for the second enrichment zone 900 described above can also be operated in a batch fashion, where a continuous mixture of viscous plug material and finally sulfopolyester melt, starting with an aqueous dispersion, throughout the length of the apparatus Three different physical forms of the above-mentioned substances occur in sequence at different times.

하나의 실시양태에서, 제2 농축 대역(900)에서 발생된 증기는 응축되어 열교환기 대역(800)으로 보내지고/지거나, 폐기되고/되거나, 세척 스트림(103)으로 보내질 수 있다. 또 하나의 실시양태에서, 수증기를 포함하는 응축된 증기 스트림(902)은 열교환기 대역(800)으로 보내어져 스트림(801)에 필요한 온도를 생성하는데 필요한 에너지의 적어도 일부를 제공할 수 있다. 용융상으로 설포폴리에스터를 포함하는 수분산성 중합체를 포함하는 용융된 중합체 스트림(903)은 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해 냉각하고 펠렛으로 쵸핑할 수 있다.In one embodiment, the steam generated in the second concentration zone 900 may be condensed and sent to the heat exchanger zone 800 and / or discarded and / or sent to the wash stream 103. In another embodiment, the condensed vapor stream 902 comprising water vapor may be sent to the heat exchanger zone 800 to provide at least some of the energy needed to produce the temperature required for the stream 801. The molten polymer stream 903 comprising the water dispersible polymer comprising sulfopolyester in the molten phase may be cooled and chopped into pellets by any method known in the art.

상기 공정으로 불순물이 유입되어, 회수되고 재순환되는 물에 농축될 수 있다. 하나 이상의 퍼지 스트림(603) 및 (701)을 이용하여 제2 모액(601) 및 제1 회수된 물 스트림(701) 내의 불순물의 농도를 허용가능한 수준으로 조절할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 제2 모액 스트림(601)의 일부를 상기 공정으로부터 단리하여 퍼지할 수 있다. 하나의 실시양태에서는, 제1 회수된 물 스트림(701)의 일부를 상기 공정으로부터 단리하여 퍼지할 수 있다.Impurities may be introduced into the process and concentrated in the water recovered and recycled. One or more purge streams 603 and 701 may be used to adjust the concentration of impurities in the second mother liquor 601 and the first recovered water stream 701 to an acceptable level. In one embodiment, a portion of the second mother liquor stream 601 may be isolated and purged from the process. In one embodiment, a portion of the first recovered water stream 701 may be isolated and purged from the process.

본 발명을 하기 실시예에 의해 추가로 설명한다.The invention is further illustrated by the following examples.

[실시예]EXAMPLE

모든 펠렛 샘플을 진공하에 실온에서 12시간 이상동안 미리 건조시켰다. 표 3에 기재되는 분산 시간은 부직물 샘플의 완전한 분산 또는 용해를 위한 것이다. 표 2 및 3에 사용되는 약어 "CE"는 "비교예"를 의미한다.All pellet samples were pre-dried for at least 12 hours at room temperature under vacuum. Dispersion times listed in Table 3 are for complete dispersion or dissolution of the nonwoven sample. The abbreviation "CE" used in Tables 2 and 3 means "Comparative Example."

실시예Example 1 One

이소프탈산 76몰%, 소디오설포이소프탈산 24몰%, 다이에틸렌 글리콜 76몰% 및 1,4-사이클로헥산다이메탄올 24몰%를 함유하고 0.29의 Ih.V. 및 48℃의 Tg를 갖는 설포폴리에스터를, 표 1에 기재되는 조건을 이용하여 공칭 6-인치 다이(샘플을 올려놓는 대(nosepiece)에 30개의 구멍/인치)를 통해 원통형 수집기 상으로 용융 취입시켰다. 간지(interleafing paper)는 필요하지 않았다. 롤 권취 작업 동안 블로킹되지 않는 유연하고 취급하기 용이한 가요성 웹을 수득하였다. 물리적 특성은 표 2에 제공된다. 부직물의 작은 조각(1"×3")은 표 3의 데이터에 의해 보여지듯이 약간만 진탕시키면 실온(RT) 및 50℃의 물 둘 다에 용이하게 분산되었다.
76 mol% of isophthalic acid, 24 mol% of sodiosulfoisophthalic acid, 76 mol% of diethylene glycol, and 24 mol% of 1,4-cyclohexanedimethanol and 0.29 of Ih.V. And sulfopolyester having a Tg of 48 ° C., melt blown onto a cylindrical collector through a nominal 6-inch die (30 holes / inch in a sample piece) using the conditions described in Table 1. I was. No interleafing paper was needed. A flexible, easy to handle flexible web that did not block during roll winding operations was obtained. Physical properties are provided in Table 2. Small pieces of nonwoven (1 "x 3") readily disperse in both room temperature (RT) and water at 50 ° C with only a slight shaking, as shown by the data in Table 3.

[표 1] 용융 취입 조건[Table 1] Melt Blowing Conditions

Figure 112014081798170-pct00006

Figure 112014081798170-pct00006

[표 2] 부직물의 물리적 특성Table 2 Physical Properties of Nonwovens

Figure 112014081798170-pct00007

Figure 112014081798170-pct00007

[표 3] 부직물의 분산성Table 3 Dispersibility of Nonwovens

Figure 112014081798170-pct00008

Figure 112014081798170-pct00008

실시예Example 2 2

이소프탈산 89몰%, 소디오설포이소프탈산 11몰%, 다이에틸렌 글리콜 72몰% 및 에틸렌 글리콜 28몰%를 함유하고 0.4의 Ih.V. 및 35℃의 Tg를 갖는 설포폴리에스터를 표 1에서의 조건과 유사한 조건을 이용하여 6-인치 다이를 통해 용융 취입하였다. 롤 권취 작업 동안 블로킹되지 않는 유연하고 취급하기 용이한 가요성 웹을 수득하였다. 물리적 특성은 표 2에 제공되어 있다. 부직물의 작은 조각(1"×2")은 50℃ 및 80℃에서 용이하게 완전히 분산되었으며, 실온(23℃)에서는 표 3의 데이터에 의해 보여지듯이 직물이 완전히 분산되는데 더 긴 시간이 필요하였다.89 mol% of isophthalic acid, 11 mol% of sodiosulfoisophthalic acid, 72 mol% of diethylene glycol and 28 mol% of ethylene glycol; And sulfopolyester having a Tg of 35 ° C. was melt blown through a 6-inch die using conditions similar to those in Table 1. A flexible, easy to handle flexible web that did not block during roll winding operations was obtained. Physical properties are provided in Table 2. Small pieces (1 "x 2") of the nonwovens were readily fully dispersed at 50 ° C and 80 ° C, and at room temperature (23 ° C) a longer time was required for the fabric to be fully dispersed as shown by the data in Table 3. .

실시예 1 및 2의 조성물을 다른 부직 기판 상으로 상부 취입할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 또한, 통상적인 웹 수집기 대신 사용되는 성형 또는 윤곽이 있는 형태로 축합 및 둘러쌀 수 있다. 따라서, 웹의 원형(circular) "로빙(roving)" 또는 플러그 형태를 수득할 수 있다.
It has been found that the compositions of Examples 1 and 2 can be top blown onto other nonwoven substrates. It can also be condensed and enclosed in a molded or contoured form used in place of a conventional web collector. Thus, a circular “roving” or plug form of the web can be obtained.

비교예Comparative example (( CECE ) 1 내지 3) 1 to 3

이소프탈산 89몰%, 소디오설포이소프탈산 11몰%, 다이에틸렌 글리콜 72몰% 및 에틸렌 글리콜 28몰%를 함유하고 0.4의 Ih.V. 및 35℃의 Tg를 갖는 설포폴리에스터의 펠렛을 하기 이성분 비(중량% 기준)로 폴리프로필렌[바젤(Basell) PF 008] 펠렛과 합쳤다:89 mol% of isophthalic acid, 11 mol% of sodiosulfoisophthalic acid, 72 mol% of diethylene glycol and 28 mol% of ethylene glycol; And pellets of sulfopolyester having a Tg of 35 ° C. were combined with polypropylene (Basell PF 008) pellets in the following two component ratios (based on weight percent):

75 PP:25 설포폴리에스터(실시예 3)75 PP: 25 sulfopolyester (Example 3)

50 PP:50 설포폴리에스터(실시예 4)50 PP: 50 sulfopolyester (Example 4)

25 PP:75 설포폴리에스터(실시예 5)25 PP: 75 sulfopolyester (Example 5)

PP는 800의 MFR(용융 유속)을 가졌다. 24인치 폭의 다이가 설치된 라인에서 용융 취입 작업을 수행하여, 표 2에 제공되는 물리적 특성을 갖는 취급이 용이하고 유연한 가요성의 비블로킹 웹을 수득하였다. 부직물의 작은 조각(1"×4")은 표 3에 보고된 바와 같이 용이하게 해체되었다. 그러나, 섬유중 그 어느 것도 불용성 폴리프로필렌 성분 때문에 완전히 수분산성이지는 않았다.
PP had an MFR (melt flow rate) of 800. Melt blow operations were performed on a line equipped with a 24-inch wide die to obtain an easy-to-handle flexible flexible nonblocking web with the physical properties provided in Table 2. Small pieces of nonwoven (1 "x 4") were easily disassembled as reported in Table 3. However, none of the fibers were completely water dispersible because of the insoluble polypropylene component.

실시예Example 3 3

실시예 2에서 제조된 부직물의 원형 조각(4" 직경)을 2개의 면직물 시트 사이의 접착 층으로서 사용하였다. 해니핀(Hannifin) 용융 프레스를 이용하여 200℃에서 35psig의 압력을 30초간 가함으로써 두 면직물 시트를 함께 융착시켰다. 생성된 어셈블리는 매우 강한 결합 강도를 나타내었다. 접착 또는 결합이 파괴되기 전에 면 기판이 잘게 나뉘어졌다. 다른 셀룰로즈 및 PET 폴리에스터 기판에서도 유사한 결과가 수득되었다. 초음파 결합 기법에 의해서도 강한 결합이 생성되었다.
A circular piece (4 "diameter) of the nonwoven fabric prepared in Example 2 was used as the adhesive layer between two cotton fabric sheets. By applying a pressure of 35 psig at 200 ° C. for 30 seconds using a Hannifin melt press. Two cotton sheets were fused together The resulting assembly showed a very strong bond strength The cotton substrate was chopped before the bond or bond was broken A similar result was obtained with other cellulose and PET polyester substrates. Strong bonding was also generated by the technique.

비교예Comparative example 4 4

1200의 MFR을 갖는 PP[엑손(Exxon) 3356G]를 24" 다이를 이용하여 용융 취입시킴으로써, 블로킹되지 않고 롤로부터 용이하게 풀리는 가요성 부직물을 수득하였다. 작은 조각(1"×4")은 RT 또는 50℃의 물에 15분간 침지시킬 때 아무런 반응도 나타내지 않았다(즉, 해체 또는 평량 손실이 없었음).
PP (Exxon 3356G) with an MFR of 1200 was melt blown using a 24 "die to obtain a flexible nonwoven that was easily unblocked from the roll without blocking. Small pieces (1" x 4 ") No reaction was seen when soaked in water at RT or 50 ° C. for 15 minutes (ie there was no dissolution or basis weight loss).

실시예Example 4 4

이소프탈산 82몰%, 소디오설포이소프탈산 18몰%, 다이에틸렌 글리콜 54몰% 및 1,4-사이클로헥산다이메탄올 46몰%를 함유하고 55℃의 Tg를 갖는 설포폴리에스터의 단일성분 섬유를 랩 스테이플 방사 라인에서 245℃(473℉)의 용융물 온도에서 용융 방사시켰다. 방사 데니어는 약 8d/f였다. 권취 관에서 약간의 블로킹이 있었지만, 10-필라멘트 스트랜드는 82℃ 및 pH 5 내지 6의 진탕되지 않은 탈염수에서 10 내지 19초 내에 용이하게 용해되었다.
Monocomponent fiber of sulfopolyester containing 82 mol% of isophthalic acid, 18 mol% of sodiosulfoisophthalic acid, 54 mol% of diethylene glycol and 46 mol% of 1,4-cyclohexanedimethanol and having a Tg of 55 ° C Was melt spun at a melt temperature of 245 ° C. (473 ° F.) in a lab staple spinning line. The spinning denier was about 8 d / f. There was some blocking in the take-up tube, but the 10-filament strand was easily dissolved in 10-19 seconds in unbleached demineralized water at 82 ° C. and pH 5-6.

실시예Example 5 5

이소프탈산 82몰%, 소디오설포이소프탈산 18몰%, 다이에틸렌 글리콜 54몰% 및 1,4-사이클로헥산다이메탄올(55℃의 Tg) 46몰%를 함유하는 설포폴리에스터 및 이소프탈산 91몰%, 소디오설포이소프탈산 9몰%, 다이에틸렌 글리콜 25몰% 및 1,4-사이클로헥산다이메탄올(65℃의 Tg) 75몰%를 함유하는 설포폴리에스터의 블렌드(75:25)로부터 수득되는 단일성분 섬유를 각각 랩 스테이플 방사 라인에서 용융 방사시켰다. 성분 설포폴리에스터의 Tg의 가중 평균을 취함으로써 계산하였을 때 블렌드는 57℃의 Tg를 갖는다. 10-필라멘트 스트랜드는 권취 관 상에서 블로킹을 나타내지 않았으며, 82℃ 및 pH 5 내지 6의 진탕되지 않은 탈염수에서 20 내지 43초 내에 용이하게 용해되었다.
Sulfopolyester and isophthalic acid 91 containing 82 mole percent isophthalic acid, 18 mole percent sodium sulfoisophthalic acid, 54 mole percent diethylene glycol and 46 mole percent 1,4-cyclohexanedimethanol (Tg at 55 ° C) Blend of sulfopolyester (75:25) containing mol%, 9 mol% of sodiosulfoisophthalic acid, 25 mol% of diethylene glycol and 75 mol% of 1,4-cyclohexanedimethanol (Tg at 65 ° C) The monocomponent fibers obtained from were melt spun in each lab staple spinning line. The blend has a Tg of 57 ° C., calculated by taking the weighted average of the Tg of the component sulfopolyesters. The 10-filament strand showed no blocking on the take-up tube and readily dissolved in 20-43 seconds in undepressurized demineralized water at 82 ° C. and pH 5-6.

실시예Example 6 6

실시예 5에 기재된 블렌드를 PET와 동시-방사시켜 이성분 해도 섬유를 수득하였다. 설포폴리에스터 "바다"가 PET "섬" 80중량%를 함유하는 섬유 20중량%인 형상이 수득되었다. 방사 얀 신장률을 방사 직후 190%였다. 얀이 보빈으로부터 만족스럽게 풀렸고 방사한지 1주일 후에 가공하였기 때문에 블로킹을 나타나지 않았다. 후속 작업에서는, 얀을 88℃의 연수 욕을 통해 통과시킴으로써 "바다"를 용해시켜, 미세한 PET 필라멘트만을 남겼다.
The blend described in Example 5 was co-spun with PET to obtain a bicomponent islands-in-the-sea fiber. A shape was obtained in which the sulfopolyester “sea” was 20% by weight fiber containing 80% by weight PET “island”. Spin yarn elongation was 190% immediately after spinning. No blocking appeared because the yarn was satisfactorily released from the bobbin and processed one week after spinning. In subsequent work, the “sea” was dissolved by passing the yarn through a soft bath at 88 ° C., leaving only a fine PET filament.

실시예Example 7 7

이 추정적인 실시예는 특수지의 제조에 대한 본 발명의 다성분 및 마이크로데니어 섬유의 가능한 용도를 예시한다. 실시예 5에 기재된 블렌드를 PET와 동시 방사시켜 이성분 해도 섬유를 수득한다. 섬유는 약 35중량%의 설포폴리에스터 "바다" 성분 및 약 65중량%의 PET "섬"을 함유한다. 권축되지 않은 섬유를 1/8인치의 길이로 절단한다. 시뮬레이션된 제지에서는, 이들 짧게 절단한 이성분 섬유를 재생 작업에 첨가한다. 진탕되는 수성 슬러리에서 설포폴리에스터 "바다"를 제거함으로써, 마이크로데니어 PET 섬유를 믹스 중으로 방출시킨다. 필적할만한 중량에서, 마이크로데니어 PET 섬유("섬")는 거친 PET 섬유의 첨가보다 종이 인장 강도를 증가시키는데 더욱 효과적이다.
This putative example illustrates the possible use of the multicomponent and microdenier fibers of the present invention for the production of specialty paper. The blend described in Example 5 was co-spun with PET to give a bicomponent islands-in-the-sea fiber. The fiber contains about 35% by weight sulfopolyester "sea" component and about 65% by weight PET "island". The un crimped fibers are cut to length of 1/8 inch. In simulated papermaking, these short cut bicomponent fibers are added to the regeneration operation. By removing the sulfopolyester “sea” from the shaken aqueous slurry, the microdenier PET fibers are released into the mix. At comparable weights, microdenier PET fibers (“islands”) are more effective at increasing paper tensile strength than addition of coarse PET fibers.

비교예Comparative example 8 8

다이 플레이트에 총 다성분 섬유개의 다이 구멍을 갖는 플로리다주 멜번 소재의 힐즈 인코포레이티드(Hills Inc.)로부터의 24" 폭 이성분 방사구금 다이를 사용하는 방사 결합 라인에서 바다 구조에 108개의 섬을 갖는 이성분 섬유를 제조하였다. 2개의 압출기는 용융 펌프에 연결되었고, 용융 펌프는 다시 섬유 방사 다이의 두 성분을 위한 입구에 연결되었다. 주 압출기(A)는 이스트만 F61HC PET 폴리에스터의 흐름을 칭량하여 해도 섬유 단면 구조에서 섬 도메인을 생성시키는 입구에 연결되었다. 압출 대역을 285℃에서 다이에 들어가는 PET를 용융시키도록 설정하였다. 보조 압출기(B)는 약 0.35의 고유 점도 및 레오메트릭 다이나믹 애널라이저(Rheometric Dynamic Analyzer) RDAII[레오메트릭스 인코포레이티드(Rheometrics Inc.), 뉴저지주 피스카타웨이] 흐름계에서 240℃ 및 1라디안/초의 전단 속도에서 측정할 때 약 15,000포아즈, 및 240℃ 및 100라디안/초의 전단 속도에서 측정할 때 9,700포아즈의 용융 점도를 갖는 테네시주 킹스포트 소재의 이스트만 케미칼 캄파니로부터의 이스트만 AQ 55S 설포폴리에스터를 가공하였다. 용융 점도 측정을 수행하기 전에, 샘플을 60℃의 진공 오븐에서 2일간 건조시켰다. 1mm 간격으로 설정된 25mm 직경의 평행판 형태를 이용하여 점도 시험을 수행하였다. 동적 주파수 스위프를 1 내지 400라디안/초의 변형 속도 범위 및 10% 변형 폭에서 수행하였다. 이어, 240℃ 및 1라디안/초의 변형 속도에서 점도를 측정하였다. 이 절차 후에는 후속 실시예에서 사용되는 설포폴리에스터 물질의 점도를 결정하였다. 보조 압출기를 AQ 55S 중합체를 용융시키고 이를 255℃의 용융물 온도에서 방사구금 다이로 공급하도록 설정하였다. 0.6g/구멍/분의 처리 속도에서 압출함으로써 두 중합체를 이성분 압출물로 생성시켰다. 이성분 압출물중 PET 대 AQ 55S의 부피비는 60/40 및 70/30 비를 생성시키도록 조정하였다.108 islands in sea structure in a radial bond line using a 24 "wide bicomponent spinneret die from Hills Inc. of Melbourne, Florida, with die holes totaling multicomponent fibers in the die plate. The two extruders were connected to a melt pump, and the melt pump was again connected to the inlets for the two components of the fiber spinning die.The main extruder (A) was used to control the flow of Eastman F61HC PET polyester. Weighing was connected to an inlet to create island domains in the islands' fiber cross-section structure.The extrusion zone was set to melt PET entering the die at 285 ° C. The co-extruder (B) had an inherent viscosity of about 0.35 and a rheometric dynamic analyzer (Rheometric Dynamic Analyzer) RDAII (Rheometrics Inc., Piscataway, NJ) Flow Meter at 240 ° C Eastman from Eastman Chemical Company, Kingsport, Tenn., Having a melt viscosity of about 15,000 poises measured at a shear rate of 1 radian / sec and 9,700 poises at a shear rate of 240 ° C. and 100 radians / second. The AQ 55S sulfopolyester was processed Before the melt viscosity measurements were taken, the samples were dried for 2 days in a vacuum oven at 60 ° C. Viscosity tests were performed using a 25 mm diameter parallel plate configuration set at 1 mm intervals. Frequency sweeps were performed at a strain rate range of 1 to 400 radians / sec and a 10% strain width, and then the viscosity was measured at strain rates of 240 ° C. and 1 radian / sec.Sulfopoly used in subsequent examples after this procedure The viscosity of the ester material was determined The coextruder melts the AQ 55S polymer and feeds it to the spinneret die at a melt temperature of 255 ° C. Two polymers were produced as bicomponent extrudates by extrusion at a processing rate of 0.6 g / hole / min The volume ratio of PET to AQ 55S in the bicomponent extrudates produced a 60/40 and 70/30 ratio. To adjust.

흡입기 장치를 이용하여 이성분 압출물을 용융 인발하여 이성분 섬유를 생성시켰다. 흡입기 챔버를 통한 공기 흐름이 생성된 섬유를 아래로 잡아당겼다. 흡입기 어셈블리를 통해 하향 유동하는 공기의 양을 흡입기에 들어가는 공기의 압력에 의해 조절하였다. 이 실시예에서, 이성분 압출물을 용융 인발하기 위해 흡입기에 사용되는 공기의 최대 압력은 25psi였다. 이 값보다 큰 경우에는, 이성분 압출물 상에 부과되는 용융 인발 속도가 이성분 압출물의 고유 내구성보다 더 크기 때문에, 흡입기를 통한 기류가 이 용융 인발 방사 공정 동안 압출물을 파괴시켰다. 이성분 섬유를 95g/m2(gsm)의 직물 중량을 갖는 부직 웹으로 적층(laid down)시켰다. 광학 현미경법에 의한 이 부직 웹중 이성분 섬유의 평가는 PET가 섬유 구조의 중심에 섬으로서 존재하지만, 이성분 섬유의 외부 둘레 주변의 PET 섬이 거의 함께 응집되어 섬유의 원주 둘레에서 PEE 중합체의 거의 연속적인 고리를 형성함(이는 바람직하지 못함)을 보여주었다. 현미경법은 부직 웹중의 이성분 섬유의 직경이 일반적으로 15 내지 19마이크론이어서 약 2.5데니어/필라멘트(dpf)의 평균 섬유 방사 데니어에 상응함을 밝혀냈다. 이는 약 2160m/분의 용융 인발 섬유 속도를 제공한다. 방사 데니어는 용융 압출 및 용융 인발 단계에 의해 수득되는 섬유의 데니어(섬유 9000미터 길이의 중량(g))로서 정의된다. 이성분 섬유 직경에서의 변화는 섬유의 방사-인발에서는 불균일성을 나타내었다.The bicomponent extrudates were melt drawn using an inhaler device to produce bicomponent fibers. Air flow through the inhaler chamber pulled down the generated fibers. The amount of air flowing down through the inhaler assembly was controlled by the pressure of the air entering the inhaler. In this example, the maximum pressure of air used for the inhaler to melt draw the bicomponent extrudates was 25 psi. If greater than this value, because the melt draw rate imposed on the bicomponent extrudates is greater than the inherent durability of the bicomponent extrudates, the airflow through the inhaler destroyed the extrudate during this melt draw spinning process. The bicomponent fibers were laid down into a nonwoven web having a fabric weight of 95 g / m 2 (gsm). The evaluation of bicomponent fibers in this nonwoven web by optical microscopy shows that although PET is present as islands in the center of the fiber structure, the PET islands around the outer periphery of the bicomponent fibers are almost agglomerated so that almost all of the PEE polymer around the circumference of the fiber It has been shown to form a continuous ring, which is undesirable. Microscopy found that the diameter of the bicomponent fibers in the nonwoven web is typically 15-19 microns, corresponding to an average fiber spinning denier of about 2.5 denier / filament (dpf). This gives a melt drawn fiber speed of about 2160 m / min. Spinning denier is defined as the denier of fiber (weight in g of 9000 meters length) obtained by the melt extrusion and melt drawing steps. Changes in the bicomponent fiber diameters showed nonuniformity in the spin-draw of the fibers.

부직 웹 샘플을 강제-공기 오븐에서 120℃에서 5분간 컨디셔닝시켰다. 열처리된 웹은 상당한 수축률을 나타내었는데, 부직 웹의 면적은 가열 전의 웹의 초기 면적의 약 12%로 감소되었다. 특정 이론에 얽매이고자 하지 않으면서, 섬유에 사용되는 AQ 55S 설포폴리에스터의 높은 분자량 및 용융 점도 때문에, 이성분 압출물은 섬유 내에서 PET 구획의 변형 유도되는 결정화를 야기하기 위해 필요한 정도까지 용융 인발될 수 없었다. 결국, 이 특이적인 고유 점도 및 용융 점도를 갖는 AQ 55S 설포폴리에스터는, 이성분 압출물이 목적하는 미세한 데니어까지 균일하게 용융 인발될 수 없었기 때문에, 허용될 수 없었다.
Nonwoven web samples were conditioned at 120 ° C. for 5 minutes in a forced-air oven. The heat treated web exhibited significant shrinkage, with the area of the nonwoven web reduced to about 12% of the initial area of the web before heating. Without wishing to be bound by any theory, because of the high molecular weight and melt viscosity of the AQ 55S sulfopolyesters used in the fibers, the bicomponent extrudates melt draw to the extent necessary to cause deformation-induced crystallization of the PET compartment in the fibers. Could not be. As a result, AQ 55S sulfopolyesters having this specific intrinsic and melt viscosity could not be tolerated because the bicomponent extrudates could not be melt melted uniformly to the desired fine denier.

실시예Example 8 8

시판중인 이스트만 AQ55S 중합체와 동일한 화학적 조성을 갖는 설포폴리에스터 중합체를 생성시켰으나, 약 0.25의 고유 점도에 의해 특징화되는 보다 낮은 값으로 분자량을 조절하였다. 이 중합체의 용융 점도는 240℃ 및 1라디안/초의 전단 속도에서 측정할 때 3300포아즈였다.
Sulfopolyester polymers with the same chemical composition as commercially available Eastman AQ55S polymers were produced, but the molecular weight was adjusted to lower values characterized by an intrinsic viscosity of about 0.25. The melt viscosity of this polymer was 3300 poise when measured at 240 ° C. and shear rate of 1 radian / second.

실시예Example 9 9

방사 결합 설비 상의 24인치 폭의 다이 플레이트에 총 2222개의 다이 구멍을 갖는 힐즈 인코포레이티드(플로리다주 멜번) 물품인 이성분 방사구금 다이를 사용하여 16-구획 분할된 파이 구조를 갖는 이성분 압축물을 제조하였다. 2개의 압출기를 사용하여 두 중합체를 용융시키고 이 방사구금 다이에 공급하였다. 주 압출기(A)는 이스트만 F61HC PET 폴리에스터 용융물을 공급하여 분할된 파이 단면 구조에서 도메인 또는 구획 슬라이스를 형성하는 입구에 연결되었다. 285℃에서 방사구금 다이에 들어가는 PET를 용융시키도록 압출 대역를 설정하였다. 보조 압출기(B)는 실시예 8의 설포폴리에스터 중합체를 용융시키고 공급하였다. 설포폴리에스터 중합체를 225℃의 용융물 온도에서 방사구금 다이 내로 압출시키도록 보조 압출기를 설정하였다. 사용되는 방사구금 다이 및 설포폴리에스터 중합체의 용융 점도를 제외하고는, 이 실시예에서 이용되는 절차는 비교예 8에서와 동일하였다. 구멍당 용융물 처리량은 0.6gm/분이었다. 이성분 압출물중 PET 대 설포폴리에스터의 부피 비는 약 70/30의 중량비를 나타내는 70/30으로 설정되었다.Binary compression with a 16-compartmented pie structure using a bicomponent spinneret die, a Hills Incorporated (Melbourne, Florida) article with a total of 2222 die holes in a 24-inch wide die plate on a spinning bond installation Water was prepared. Two extruders were used to melt both polymers and feed them to the spinneret die. The main extruder (A) was fed to the Eastman F61HC PET polyester melt and connected to the inlet to form domain or compartment slices in the divided pie cross-sectional structure. The extrusion zone was set to melt PET entering the spinneret die at 285 ° C. The co-extruder (B) melted and fed the sulfopolyester polymer of Example 8. The coextruder was set to extrude the sulfopolyester polymer into the spinneret die at a melt temperature of 225 ° C. Except for the melt viscosity of the spinneret die and the sulfopolyester polymer used, the procedure used in this example was the same as in Comparative Example 8. The melt throughput per hole was 0.6 gm / min. The volume ratio of PET to sulfopolyester in the bicomponent extrudates was set to 70/30, representing a weight ratio of about 70/30.

비교예 8에서 사용된 것과 동일한 흡입기를 사용하여 이성분 압출물을 용융 인발시켜 이성분 섬유를 생성시켰다. 먼저, 흡입기로의 유입 공기를 25psi로 설정하였고, 섬유는 약 2.0의 방사 데니어를 가졌으며, 이성분 섬유는 약 14 내지 15마이크론의 균일한 직경 프로파일을 나타내었다. 용융 인발 동안 용융 압출물을 파괴시키지 않으면서 흡입기로의 공기를 45psi의 최대 이용가능한 압력까지 증가시켰다. 45psi의 공기를 사용하여, 이성분 압출물을 약 1.2의 섬유 방사 데니어까지 아래로 용융 인발시켰으며, 이성분 섬유는 현미경에서 보았을 때 11 내지 12마이크론의 직경을 나타내었다. 용융 인발 공정 동안의 속도는 약 4500m/분인 것으로 계산되었다. 특정 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 이 속도에 근접하는 용융 인발 속도에서, 용융 인발 공정 동안 PET의 변형 유도되는 결정화가 이루어지기 시작하는 것으로 생각된다. 상기 나타낸 바와 같이, 섬유 용융 인발 공정 동안 PET 섬유 구획에 약간의 배향된 결정성을 형성시켜 부직 웹이 후속 가공 동안 더욱 치수 안정성이도록 하는 것이 바람직하다.The bicomponent extrudate was melt drawn using the same inhaler as used in Comparative Example 8 to produce bicomponent fibers. First, the inlet air to the inhaler was set to 25 psi, the fibers had a spin denier of about 2.0, and the bicomponent fibers exhibited a uniform diameter profile of about 14 to 15 microns. The air to the inhaler was increased to a maximum available pressure of 45 psi without breaking the melt extrudate during the melt draw. Using 45 psi of air, the bicomponent extrudates were melt drawn down to a fiber spinning denier of about 1.2 and the bicomponent fibers exhibited a diameter of 11 to 12 microns when viewed under a microscope. The speed during the melt draw process was calculated to be about 4500 m / min. While not wishing to be bound by any theory, it is believed that at the melt draw rate approaching this rate, strain induced crystallization of PET begins to occur during the melt draw process. As indicated above, it is desirable to form some oriented crystallinity in the PET fiber sections during the fiber melt drawing process to make the nonwoven web more dimensionally stable during subsequent processing.

45psi의 흡입기 공기 압력을 사용하여 이성분 섬유를 140g/m2(gsm)의 중량을 갖는 부직 웹으로 적층시켰다. 물질을 강제-공기 오븐에서 120℃에서 5분간 컨디셔닝시킴으로써 부직 웹의 수축률을 측정하였다. 이 실시예는 비교예 8의 섬유 및 직물에 비해 수축률의 상당한 감소를 나타낸다.Bicomponent fibers were laminated to a nonwoven web having a weight of 140 g / m 2 (gsm) using an inhaler air pressure of 45 psi. The shrinkage of the nonwoven web was measured by conditioning the material for 5 minutes at 120 ° C. in a forced-air oven. This example shows a significant reduction in shrinkage compared to the fibers and fabrics of Comparative Example 8.

140gsm 직물 중량을 갖는 이 부직 웹을 다양한 온도의 정적 탈이온수 욕에 5분간 침지시켰다. 침지된 부직 웹을 건조시키고, 다양한 온도의 탈이온수에 침지됨으로 인한 중량 손실 %를 측정하였더니 아래 표 4와 같았다.This nonwoven web with 140 gsm fabric weight was immersed in a static deionized water bath at various temperatures for 5 minutes. The immersed nonwoven web was dried, and the weight loss due to immersion in deionized water at various temperatures was measured as shown in Table 4 below.

[표 4]TABLE 4

Figure 112014081798170-pct00009

Figure 112014081798170-pct00009

설포폴리에스터는 약 25℃의 탈이온수 중으로 매우 용이하게 소산되었다. 부직 웹의 이성분 섬유로부터의 설포폴리에스터 제거는 % 중량 손실에 의해 표시된다. 33℃ 이상에서는 이성분 섬유로부터의 설포폴리에스터의 광범위하거나 완전한 제거가 관찰되었다. 실시예 8의 본 설포폴리에스터를 포함하는 이들 이성분 섬유의 부직 웹을 생성시키는데 고수압 직조가 이용되는 경우, 수온이 주위 온도보다 높으면 고수압 직조 분사수에 의해 설포폴리에스터 중합체가 광범위하게 또는 완전히 제거될 것으로 예측된다. 고수압 직조 단계 동안 이들 이성분 섬유로부터 설포폴리에스터 중합체가 거의 제거되지 않기를 바라는 경우에는, 약 25℃ 미만의 낮은 수온을 이용해야 한다.
The sulfopolyester dissipated very easily in deionized water at about 25 ° C. Sulfopolyester removal from the bicomponent fibers of the nonwoven web is indicated by% weight loss. Above 33 ° C., extensive or complete removal of sulfopolyester from bicomponent fibers was observed. When high pressure weaving is used to produce nonwoven webs of these bicomponent fibers comprising the present sulfopolyester of Example 8, the sulfopolyester polymer may be extensively or It is expected to be completely removed. If it is desired that little sulfopolyester polymer is to be removed from these bicomponent fibers during the high pressure weaving step, a low water temperature of less than about 25 ° C. should be used.

실시예Example 10 10

하기 이산 및 다이올 조성물로 설포폴리에스터 중합체를 제조하였다: 이산 조성물(테레프탈산 71몰%, 이소프탈산 20몰% 및 5-(소디오설포)이소프탈산 9몰%) 및 다이올 조성물(에틸렌 글리콜 60몰% 및 다이에틸렌 글리콜 40몰%). 진공하에 고온 폴리에스터화에 의해 설포폴리에스터를 제조하였다. 약 0.31의 고유 점도를 갖는 설포폴리에스터를 생성시키도록 에스터화 조건을 조절하였다. 이 설포폴리에스터의 용융 점도는 240℃ 및 1라디안/초의 전단 속도에서 약 3000 내지 4000포아즈인 것으로 측정되었다.
Sulfopolyester polymers were prepared with the following diacid and diol compositions: a disperse composition (71 mole percent terephthalic acid, 20 mole percent isophthalic acid and 9 mole percent 5- (sodiosulfo) isophthalic acid) and a diol composition (ethylene glycol 60 Mole% and 40 mole% diethylene glycol). Sulfopolyesters were prepared by high temperature polyesterification under vacuum. The esterification conditions were adjusted to produce sulfopolyesters having an intrinsic viscosity of about 0.31. The melt viscosity of this sulfopolyester was determined to be about 3000 to 4000 poise at 240 ° C. and shear rate of 1 radian / second.

실시예Example 11 11

실시예 10의 설포폴리에스터 중합체를 실시예 9에 기재된 것과 동일한 절차에 따라 이성분 분할된 파이 섬유 및 부직 웹으로 방사시켰다. 주 압출기(A)는 이스트만 F61HC PET 폴리에스터 용융물을 공급하여, 분할된 파이 구조의 보다 큰 구획 슬라이스를 형성시켰다. 285℃에서 방사구금 다이에 들어가는 PET를 용융시키도록 압출 대역을 설정하였다. 보조 압출기(B)는 255℃의 용융물 온도에서 방사구금 다이로 공급되는 실시예 10의 설포폴리에스터 중합체를 가공하였다. 구멍당 용융물 처리 속도는 0.6gm/분이었다. 이성분 압출물중 PET 대 설포폴리에스터의 부피비는 약 70/30의 중량비를 나타내는 70/30으로 설정하였다. 이성분 압출물의 단면은 PET의 웨지형 도메인 및 이들 도메인을 분리시키는 설포폴리에스터 중합체를 가졌다.The sulfopolyester polymer of Example 10 was spun into bicomponent split pie fibers and nonwoven webs following the same procedure as described in Example 9. The main extruder (A) fed Eastman F61HC PET polyester melt to form larger compartment slices of the split pie structure. The extrusion zone was set to melt PET entering the spinneret die at 285 ° C. The co-extruder (B) processed the sulfopolyester polymer of Example 10 fed to the spinneret die at a melt temperature of 255 ° C. The melt throughput rate per hole was 0.6 gm / min. The volume ratio of PET to sulfopolyester in the bicomponent extrudates was set to 70/30, representing a weight ratio of about 70/30. The cross section of the bicomponent extrudates had wedge-shaped domains of PET and sulfopolyester polymers separating these domains.

비교예 8에 사용된 것과 동일한 흡입기 어셈블리를 이용하여 이성분 압출물을 용융 인발시켜 이성분 섬유를 생성시켰다. 인발동안 이성분 섬유를 파괴시키지 않으면서 흡입기로 이용될 수 있는 최대 공기 압력은 45psi였다. 45psi의 공기를 사용하여, 이성분 압출물을 아래로 용융 인발시켜 약 1.2의 방사 데니어를 갖는 이성분 섬유를 생성시켰으며, 이 이성분 섬유는 현미경하에서 볼 때 약 11 내지 12마이크론의 직경을 나타내었다. 용융 인발 공정 동안의 속도는 약 4500m/분인 것으로 계산되었다.The bicomponent extrudates were melt drawn to produce the bicomponent fibers using the same inhaler assembly as used in Comparative Example 8. The maximum air pressure that could be used as the inhaler without breaking the bicomponent fiber during drawing was 45 psi. 45 psi of air was used to melt draw down the bicomponent extrudates to produce a bicomponent fiber having a spinning denier of about 1.2, which exhibited a diameter of about 11 to 12 microns when viewed under a microscope. It was. The speed during the melt draw process was calculated to be about 4500 m / min.

이성분 섬유를 140gsm 및 110gsm의 중량을 갖는 부직 웹으로 적층시켰다. 강제-공기 오븐에서 120℃에서 5분동안 물질을 컨디셔닝시킴으로써 웹의 수축률을 측정하였다. 수축 후 부직 웹의 면적은 웹의 출발 면적의 약 29%였다.The bicomponent fibers were laminated to nonwoven webs having a weight of 140 gsm and 110 gsm. The shrinkage of the web was measured by conditioning the material for 5 minutes at 120 ° C. in a forced-air oven. The area of the nonwoven web after shrinking was about 29% of the starting area of the web.

용융 인발된 섬유 및 부직 웹으로부터 채취된 섬유의 단면을 현미경으로 조사한 결과, 개별적인 구획이 명확하게 한정되어 있고 유사한 크기 및 형상을 나타내는 매우 우수한 분할된 파이 구조를 나타내었다. PET 구획은 서로 완전히 분리되어 있어, 이성분 섬유로부터 설포폴리에스터를 제거한 후 파이-슬라이스 형상을 갖는 8개의 별도의 PET 단일성분 섬유가 생성되었다.Microscopic examination of the cross section of the fibers drawn from the melt drawn fibers and the nonwoven webs showed very good split pie structures with clearly defined individual compartments and similar sizes and shapes. The PET compartments were completely separated from each other, resulting in eight separate PET monocomponent fibers having a pi-slice shape after removing the sulfopolyester from the bicomponent fibers.

110gsm의 직물 중량을 갖는 부직 웹을 다양한 온도의 정적 탈이온수 욕에 8분간 침지시켰다. 침지된 부직 웹을 건조시키고, 다양한 온도의 탈이온수에 침지시킴으로 인한 중량 손실 %를 측정하였더니 아래 표 5와 같았다.A nonwoven web with a fabric weight of 110 gsm was immersed in a static deionized water bath at various temperatures for 8 minutes. The percentage of weight loss due to drying of the immersed nonwoven web and immersing in deionized water at various temperatures was shown in Table 5 below.

[표 5]TABLE 5

Figure 112014081798170-pct00010

Figure 112014081798170-pct00010

설포폴리에스터 중합체는 약 46℃보다 높은 온도의 탈이온수 중으로 용이하게 소산되었으며, 섬유로부터의 설포폴리에스터 중합체의 제거는 중량 손실에 의해 보여지는 바와 같이 51℃보다 높은 온도에서 매우 광범위하거나 완전하였다. 약 30%의 중량 손실은 부직 웹의 이성분 섬유로부터 설포폴리에스터가 완전히 제거되었음을 나타내는 것이었다. 고수압 직조를 이용하여 이 설포폴리에스터를 포함하는 이성분 섬유의 이 부직 웹을 가공하는 경우, 수온 40℃ 미만의 고수압 직조 분사수에 의해서는 중합체가 광범위하게 제거되지 않을 것으로 예측된다.
The sulfopolyester polymer readily dissipated in deionized water at temperatures above about 46 ° C., and removal of the sulfopolyester polymer from the fiber was very broad or complete at temperatures above 51 ° C. as shown by weight loss. A weight loss of about 30% was indicative of complete removal of the sulfopolyester from the bicomponent fibers of the nonwoven web. When processing this nonwoven web of bicomponent fibers comprising this sulfopolyester using high pressure weaving, it is expected that the polymer will not be removed extensively by high pressure woven spray water with a water temperature below 40 ° C.

실시예Example 12 12

140gsm 및 110gsm의 평량을 갖는 실시예 11의 부직 웹을, 플라이스너, 게엠베하(Fleissner, GmbH; 독일 에겔스바흐)에서 제조되는 고수압 직조 장치를 이용하여 고수압 직조하였다. 이 기계는 총 5개의 고수압 직조 스테이션을 갖는데, 여기에서는 분사수 3개 세트가 부직 웹의 상부와 접촉하고 분사수 2개 세트가 부직 웹의 반대쪽과 접촉하였다. 물 분사는 2피트 폭의 제트 스트립에 엔지니어링된 직경 약 100마이크론의 일련의 미세공을 포함하였다. 분사 수압을 60바(제트 스트립 #1), 190바(제트 스트립 #2 및 3) 및 230바(제트 스트립 #4 및 5)로 설정하였다. 고수압 직조 공정 동안, 분사 수온은 약 40 내지 45℃인 것으로 밝혀졌다. 고수압 직조 장치에 존재하는 부직물은 함께 강하게 결합되었다. 연속적인 섬유를 함께 얽히게 하여, 양 방향으로 연신될 때 높은 인열 저항성을 갖는 고수압 직조된 부직물을 생성시켰다.The nonwoven web of Example 11 having a basis weight of 140 gsm and 110 gsm was woven high pressure using a high pressure weaving device manufactured by Fleissner, GmbH (Egelsbach, Germany). The machine has a total of five high-pressure weaving stations, where three sets of spray water contacted the top of the nonwoven web and two sets of spray water contacted the opposite side of the nonwoven web. The water jet contained a series of micropores of about 100 microns in diameter engineered into a two foot wide jet strip. The spray water pressure was set to 60 bar (jet strip # 1), 190 bar (jet strip # 2 and 3) and 230 bar (jet strip # 4 and 5). During the high water pressure weaving process, the spray water temperature was found to be about 40-45 ° C. The nonwovens present in the high pressure weaving device were tightly bonded together. The continuous fibers were entangled together to produce a high pressure woven nonwoven with high tear resistance when drawn in both directions.

이어, 고수압 직조된 부직물을, 둘레에 일련의 핀이 존재하는 강성 직사각형 프레임을 포함하는 텐터 프레임 상에 고정시켰다. 직물을 핀에 고정시켜 직물이 가열될 때 직물의 수축을 제한하였다. 직물 샘플이 장치된 프레임을 강제-공기 오븐에 130℃에서 3분간 두어, 제한되어 있는 동안 직물을 열경화시켰다. 열경화 후, 컨디셔닝된 직물을 측정된 크기의 시편으로 절단하고, 시편을 텐터 프레임에 의한 제한 없이 130℃에서 컨디셔닝시켰다. 이 컨디셔닝 후 고수압 직조된 부직물의 치수를 측정하였더니, 최소 수축률(0.5% 미만의 직경 감소)만이 관찰되었다. 고수압 직조된 부직물의 열 경화가 치수 안정성 부직물을 생성시키는데 충분함이 명백하였다.The high-pressure woven nonwoven was then secured onto a tenter frame comprising a rigid rectangular frame with a series of pins around it. The fabric was pinned to a pin to limit the shrinkage of the fabric when it was heated. A frame equipped with fabric samples was placed in a forced-air oven for 3 minutes at 130 ° C. to thermoset the fabric while limited. After thermosetting, the conditioned fabric was cut into specimens of measured size and the specimens were conditioned at 130 ° C. without limitation by the tenter frame. After the conditioning, the dimensions of the high-pressure woven nonwovens were measured, and only a minimum shrinkage (diameter decrease of less than 0.5%) was observed. It has been evident that thermal curing of the high pressure woven nonwoven is sufficient to produce a dimensional stability nonwoven.

상기 기재된 바와 같이 열 경화된 후 고수압 직조된 부직물을 90℃의 탈이온수 중에서 세척하여 설포폴리에스터 중합체를 제거하고 고수압 직조된 직물에 PET 단일성분 섬유 구획을 남겼다. 반복 세척 후, 건조된 직물은 약 26%의 중량 손실을 나타내었다. 고수압 직조 전에 부직물을 세척하면 31.3%의중량 손실을 나타내었다. 따라서, 고수압 직조 공정은 부직 웹으로부터 설포폴리에스터를 일부 제거하지만, 이 양은 비교적 소량이었다. 고수압 직조 동안 제거되는 설포폴리에스터의 양을 감소시키기 위해서는, 고수압 직조 분사 수온을 40℃ 미만으로 낮추어야 한다.After heat curing as described above, the high pressure woven nonwoven was washed in deionized water at 90 ° C. to remove the sulfopolyester polymer and leave a PET monocomponent fiber compartment on the high pressure woven fabric. After repeated washings, the dried fabric showed a weight loss of about 26%. Washing the nonwoven prior to high pressure weaving resulted in a weight loss of 31.3%. Thus, the high pressure weaving process removes some of the sulfopolyester from the nonwoven web, but this amount is relatively small. In order to reduce the amount of sulfopolyester removed during high pressure weaving, the high pressure woven spray water temperature must be lowered below 40 ° C.

실시예 10의 설포폴리에스터는 우수한 구획 분포를 갖는 분할된 파이 섬유(수 비-분산성 중합체 구획이 설포폴리에스터 중합체의 제거 후 유사한 크기 및 형상의 개별 섬유를 생성시킴)를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 설포폴리에스터의 레올로지는 이성분 압출물을 고속으로 용융 인발시켜 약 1.0의 낮은 방사 데니어를 갖는 미세 데니어의 이성분 섬유를 달성하기에 적합하였다. 이들 이성분 섬유는 부직 웹으로 적층될 수 있었으며, 이들 부직 웹은 설포폴리에스터 중합체를 상당히 손실하지 않으면서 고수압 직조되어 부직물을 생성시켰다. 부직 웹의 고수압 직조에 의해 생성된 부직물은 높은 강도를 나타내었고, 약 120℃ 이상의 온도에서 열 경화되어 탁월한 치수 안정성을 갖는 부직물을 생성시켰다. 세척 단계에서 고수압 직조된 부직물로부터 설포폴리에스터 중합체를 제거하였다. 그 결과, 보다 가벼운 직물 중량 및 훨씬 더 큰 가요성과 부드러운 감촉을 갖는 강한 부직물 물품이 생성되었다. 이 부직물 물품의 단일성분 PET 섬유는 웨지 형상을 가졌고 약 0.1의 평균 데니어를 나타내었다.
The sulfopolyester of Example 10 was found to provide segmented pie fibers with good compartmental distribution (water non-dispersible polymer compartments produce individual fibers of similar size and shape after removal of sulfopolyester polymers). . The rheology of the sulfopolyester was suitable to melt draw bicomponent extrudates at high speed to achieve fine denier bicomponent fibers having a low spinning denier of about 1.0. These bicomponent fibers could be laminated to nonwoven webs, which were woven high pressure without significant loss of sulfopolyester polymer to produce nonwovens. The nonwovens produced by the high pressure weaving of the nonwoven webs exhibited high strength and were thermally cured at temperatures above about 120 ° C. to produce nonwovens with excellent dimensional stability. The sulfopolyester polymer was removed from the high pressure woven nonwoven in the washing step. The result is a strong nonwoven article with lighter fabric weight and much greater flexibility and soft feel. The monocomponent PET fibers of this nonwoven article had a wedge shape and exhibited an average denier of about 0.1.

실시예Example 13 13

하기 이산 및 다이올 조성물로 설포폴리에스터 중합체를 제조하였다: 이산 조성물(테레프탈산 69몰%, 이소프탈산 22.5몰% 및 5-(소디오설포)이소프탈산 8.5몰%) 및 다이올 조성물(65몰% 에틸렌 글리콜 및 35몰% 다이에틸렌 글리콜). 진공하에 고온 폴리에스터화에 의해 설포폴리에스터를 제조하였다. 약 0.33의 고유 점도를 갖는 설포폴리에스터를 생성시키도록 에스터화 조건을 조절하였다. 이 설포폴리에스터의 용융 점도는 240℃ 및 1라디안/초의 전단 속도에서 약 3000 내지 4000포아즈의 범위인 것으로 측정되었다.
Sulfopolyester polymers were prepared with the following diacid and diol compositions: diacid compositions (69 mole percent terephthalic acid, 22.5 mole percent isophthalic acid and 8.5 mole percent 5- (sodiosulfo) isophthalic acid) and diol composition (65 mole percent) Ethylene glycol and 35 mole% diethylene glycol). Sulfopolyesters were prepared by high temperature polyesterification under vacuum. The esterification conditions were adjusted to produce sulfopolyesters having an intrinsic viscosity of about 0.33. The melt viscosity of this sulfopolyester was determined to be in the range of about 3000 to 4000 poise at 240 ° C. and shear rate of 1 radian / second.

실시예Example 14 14

실시예 13의 설포폴리에스터 중합체를 방사 결합 라인에서 이성분 해도(16개의 섬을 가짐) 단면 형상으로 방사시켰다. 주 압출기(A)는 이스트만 F61HC PET 폴리에스터 용융물을 공급하여 해도 구조의 섬을 생성시켰다. 약 290℃에서 방사구금에 들어가는 PET를 용융시키도록 압출 대역을 설정하였다. 보조 압출기(B)는 약 260℃의 용융물 온도에서 방사구금 다이로 공급되는 실시예 13의 설포폴리에스터 중합체를 가공하였다. 이성분 압출물중 PET 대 설포폴리에스터의 부피비는 약 70/30의 중량비를 나타내는 70/30으로 설정되었다. 방사구금을 통한 용융물 처리 속도는 0.6g/구멍/분이었다. 이성분 압출물의 단면은 설포폴리에스터 중합체가 분리하는 둥근 형상의 PET 섬 도메인을 가졌다.The sulfopolyester polymer of Example 13 was spun into a bicomponent islands (with 16 islands) cross-sectional shape in a spin bond line. The main extruder (A) fed Eastman F61HC PET polyester melt to produce islands of islands structure. The extrusion zone was set to melt PET entering the spinneret at about 290 ° C. The co-extruder (B) processed the sulfopolyester polymer of Example 13 fed to the spinneret die at a melt temperature of about 260 ° C. The volume ratio of PET to sulfopolyester in the bicomponent extrudates was set to 70/30, representing a weight ratio of about 70/30. The melt processing rate through the spinneret was 0.6 g / hole / min. The cross section of the bicomponent extrudates had a rounded PET island domain from which the sulfopolyester polymer separated.

흡입기 어셈블리를 이용하여 이성분 압출물을 용융 인발시켰다. 용융 인발동안 이성분 섬유를 파괴시키지 않으면서 흡입기로 이용가능한 공기의 최대 압력은 50psi였다. 50psi의 공기를 이용하여, 이성분 압출물을 아래로 용융 인발시켜 약 1.4의 방사 데니어를 갖는 이성분 섬유를 수득하였으며, 이 이성분 섬유는 현미경 하에서 볼 때 약 12마이크론의 직경을 나타내었다. 인발 공정 동안의 속도는 약 3900m/분인 것으로 계산되었다.
The bicomponent extrudates were melt drawn using an inhaler assembly. The maximum pressure of air available to the inhaler was 50 psi without breaking the bicomponent fibers during melt draw. Using 50 psi of air, the bicomponent extrudates were melted down to yield bicomponent fibers having a spin denier of about 1.4, which showed a diameter of about 12 microns when viewed under a microscope. The speed during the drawing process was calculated to be about 3900 m / min.

실시예 15Example 15

실시예 13의 설포폴리에스터 중합체를 이성분 압출 라인을 사용하여 64개 섬 섬유를 갖는 이성분 해도 단면 섬유로 방사했다. 1차 압출기는 이스트만 F61HC 폴리에스터 용융물을 공급하여 해도 섬유 단면 구조 중의 섬을 형성했다. 2차 압출기는 설포폴리에스터 중합체 용융물을 공급하여 해도 이성분 섬유 중의 바다를 형성했다. 폴리에스터의 고유 점도는 0.61dL/g이었고 건조 설포폴리에스터의 용융 점도는 전술한 용융 점도 측정 절차를 이용하여 240℃ 및 1rad/sec 변형률로 측정시 약 7000 포아즈였다. 상기 해도 이성분 섬유는 198개 홀을 갖는 방사구 및 0.85gm/분/홀의 스루풋 속도를 이용하여 제조되었다. "섬" 폴리에스터와 "바다" 설포폴리에스터 사이의 중합체 비율은 65% 대 35%였다. 상기 이성분 섬유는 폴리에스터 성분에 대해서는 280℃의 압출 온도, 설포폴리에스터 성분에 대해서는 260℃의 압출 온도를 이용하여 방사했다. 이성분 섬유는 다수의 필라멘트(198개 필라멘트)를 함유하고 약 530 미터/분의 속도로 용융 방사되어 약 14의 공칭 d/f를 갖는 필라멘트를 형성했다. 골스턴 테크놀러지즈(Goulston Technologies)로부터의 PT 769 마감재의 24 중량% 마감재 용액을 키스 롤 도포기를 사용하여 이성분 섬유에 도포했다. 이후 이성분 섬유의 필라멘트를 각각 90℃ 및 130℃로 가열된 2개의 고뎃(godet) 롤의 세트를 사용하여 일렬로 연신하고, 약 1750미터/분의 속도로 조작되는 최종 연신 롤로 연신하여, 약 3.3X의 필라멘트 연신비를 제공하여 약 4.5의 공칭 d/f 또는 약 25 마이크론의 평균 직경을 갖는 연신된 해도 이성분 필라멘트를 형성했다. 상기 필라멘트는 약 2.5 마이크론의 평균 직경을 갖는 폴리에스터 마이크로데니어 섬유 "섬"으로 이루어졌다.
The sulfopolyester polymer of Example 13 was spun into bicomponent islands-in-the-sea cross-section fibers with 64 island fibers using a bicomponent extrusion line. The primary extruder fed Eastman F61HC polyester melt to form islands in the islands-in-sea fiber cross-sectional structure. The secondary extruder fed the sulfopolyester polymer melt to form seas in the islands-in-sea bicomponent fibers. The intrinsic viscosity of the polyester was 0.61 dL / g and the melt viscosity of the dry sulfopolyester was about 7000 poise measured at 240 ° C. and 1 rad / sec strain using the melt viscosity measurement procedure described above. The islands-in-sea bicomponent fibers were made using a spinneret with 198 holes and a throughput rate of 0.85 gm / min / hole. The polymer ratio between "island" polyester and "sea" sulfopolyester was 65% vs. 35%. The bicomponent fiber was spun using an extrusion temperature of 280 ° C for the polyester component and an extrusion temperature of 260 ° C for the sulfopolyester component. The bicomponent fiber contained a number of filaments (198 filaments) and melt spun at a rate of about 530 meters / minute to form a filament having a nominal d / f of about 14. A 24 wt% finish solution of PT 769 finish from Goulston Technologies was applied to the bicomponent fiber using a kiss roll applicator. The filaments of the bicomponent fibers are then drawn in line using a set of two godet rolls heated to 90 ° C. and 130 ° C., respectively, and drawn to a final draw roll operated at a speed of about 1750 meters / minute. A filament draw ratio of 3.3X was provided to form a stretched islands-in-sea bicomponent filament having an average diameter of about 4.5 nominal d / f or about 25 microns. The filaments consisted of polyester microdenier fiber “islands” having an average diameter of about 2.5 microns.

실시예 16Example 16

실시예 15의 연신된 해도 이성분 섬유를 3.2밀리미터 및 6.4밀리미터 절단 길이의 짧은 길이 섬유로 절단하고, 이로써, 64개 섬의 해도 단면 구조를 갖는 짧은 길이 이성분 섬유를 제조했다. 상기 숏-컷 이성분 섬유는 폴리에스터의 "섬" 및 수분산성 설포폴리에스터 중합체의 "바다"로 이루어졌다. 섬 및 바다의 단면 분포는 이들 숏-컷 이성분 섬유의 길이를 따라 본질적으로 일관되었다.
The stretched islands-in-sea bicomponent fibers of Example 15 were cut into short length fibers of 3.2 millimeters and 6.4 millimeters cut length, thereby producing short length bicomponent fibers having a 64 islands islands cross-sectional structure. The short-cut bicomponent fibers consisted of "island" of polyester and "sea" of water dispersible sulfopolyester polymer. The cross-sectional distribution of islands and seas was essentially consistent along the length of these short-cut bicomponent fibers.

실시예 17Example 17

실시예 15의 연신된 해도 이성분 섬유를 연수에 약 24시간 동안 침지한 후 3.2밀리미터 및 6.4밀리미터 절단 길이의 짧은 길이 섬유로 절단했다. 수분산성 설포폴리에스터를 짧은 길이 섬유로 절단하기 전에 적어도 부분적으로 유화시켰다. 따라서 바다 성분으로부터의 섬의 부분적인 분리가 이루어지고, 이로써, 부분적으로 유화된 짧은 길이 해도 이성분 섬유가 제조되었다.
The drawn islands-in-sea bicomponent fibers of Example 15 were immersed in soft water for about 24 hours and then cut into short length fibers of 3.2 millimeters and 6.4 millimeters cut length. The water dispersible sulfopolyester was at least partially emulsified before cutting into short length fibers. Thus, partial separation of the islands from the sea component is achieved, thereby producing partially emulsified short island island bicomponent fibers.

실시예 18Example 18

실시예 16의 숏-컷 길이의 해도 이성분 섬유를 80℃에서 연수를 사용하여 세척하여 수분산성 설포폴리에스터 "바다" 성분을 제거하고, 이로써, 이성분 섬유의 "섬" 성분이었던 폴리에스터 마이크로섬유를 방출시켰다. 세척된 폴리에스터 마이크로섬유를 25℃에서 연수를 사용하여 세정하여 대부분의 "바다" 성분을 본질적으로 제거했다. 세척된 폴리에스터 마이크로섬유를 광학 현미경으로 관찰한바 약 2.5 마이크론의 평균 직경 및 3.2 및 6.4밀리미터의 길이를 나타냈다.
The short-cut length islands-in-sea bicomponent fibers of Example 16 were washed with soft water at 80 ° C. to remove the water dispersible sulfopolyester “sea” component, thereby forming the polyester micros that were the “island” component of the bicomponent fiber. The fiber was released. The washed polyester microfibers were washed with soft water at 25 ° C. to essentially remove most of the “sea” component. Optical microscopy of the washed polyester microfibers showed an average diameter of about 2.5 microns and lengths of 3.2 and 6.4 millimeters.

실시예 19Example 19

실시예 17의 숏-컷 길이의 부분 유화된 해도 이성분 섬유를 80℃에서 연수를 사용하여 세척하여 수분산성 설포폴리에스터 "바다" 성분을 제거하고, 이로써, 섬유의 "섬" 성분이었던 폴리에스터 마이크로섬유를 방출시켰다. 세척된 폴리에스터 마이크로섬유를 25℃에서 연수를 사용하여 세정하여 대부분의 "바다" 성분을 본질적으로 제거했다. 세척된 폴리에스터 마이크로섬유를 광학 현미경으로 관찰한 바, 2.5 마이크론의 평균 직경 및 3.2 및 6.4밀리미터의 길이의 폴리에스터 마이크로섬유가 보였다.
The short-cut length of partially emulsified islands-in-sea bicomponent fibers of Example 17 were washed with soft water at 80 ° C. to remove the water dispersible sulfopolyester “sea” component, thereby forming the polyester that was the “island” component of the fiber. Microfibers were released. The washed polyester microfibers were washed with soft water at 25 ° C. to essentially remove most of the “sea” component. Optical microscopic observation of the washed polyester microfibers revealed polyester microfibers with an average diameter of 2.5 microns and lengths of 3.2 and 6.4 millimeters.

비교예 20Comparative Example 20

습식-적층 핸드 시트를 하기 절차를 이용하여 제조했다. 7.5gm의 미국 테네시주 멤피스 소재의 인터내셔널 페이퍼(International Paper)에서 제조된 알바셀 서던 블리치드 소프트우드 크래프트(Albacel Southern Bleached Softwood Kraft; SBSK) 및 188gm의 실온수를 1000ml 펄프제조기에 배치하고 30초 동안 7000rpm에서 펄프화하여 펄프화된 혼합물을 제조했다. 이 펄프화된 혼합물을 7312gm의 실온수와 함께 8리터 금속 비커에 옮겨 약 0.1% 농도(consistency)(7500gm 물 및 7.5gm 섬유상 물질)를 만들어 펄프 슬러리를 제조했다. 이 펄프 슬러리를 고속 임펠러 믹서를 사용하여 60초 동안 진탕시켰다. 이 펄프 슬러리로부터 핸드 시트를 제조하는 절차는 다음과 같다. 펄프 슬러리를 계속 교반하면서 25 센티미터 x 30 센티미터 핸드 시트 몰드에 부었다. 강하 밸브를 당기고, 펄프 섬유를 스크린 상에 흘러나가게 하여 핸드 시트를 형성했다. 750g/m2(gsm)의 블로터 종이를 형성된 핸드 시트의 상부에 놓고, 블로터 종이를 핸드 시트 상으로 평평하게 했다. 스크린 프레임을 올리고 투명 이형지 상에 뒤집어 10분 동안 올려놨다. 스크린을 형성된 핸드 시트로부터 수직으로 들어올렸다. 2장의 750gsm 블로터 종이를 형성된 핸드 시트의 상부에 배치했다. 핸드 시트를 3장의 블로터 종이와 함께 노우드 드라이어(Norwood Dryer)를 사용하여 약 88℃에서 15분 동안 건조시켰다. 한 장의 블로터 종이를 제거하여 한 장의 블로터 종이가 핸드 시트의 각 면에 남게 했다. 핸드 시트를 윌리엄스 드라이어(Williams Dryer)를 사용하여 65℃에서 15분 동안 건조시켰다. 이후 핸드 시트를 또한 12 내지 24시간 동안 40kg 드라이 프레스를 사용하여 건조시켰다. 블로터 종이를 제거하여 건조 핸드 시트 샘플을 수득했다. 핸드 시트를 시험을 위해 21.6센티미터×27.9센티미터 치수로 다듬었다.
Wet-laminated hand sheets were prepared using the following procedure. 7.5 gm of Alba Southern Southern Bleached Softwood Kraft (SBSK) manufactured by International Paper, Memphis, Tenn., And 188 gm of room temperature water are placed in a 1000 ml pulp mill and Pulping at 7000 rpm produced a pulped mixture. This pulped mixture was transferred to an 8 liter metal beaker with 7312 gm of room temperature water to produce a pulp slurry of about 0.1% consistency (7500 gm water and 7.5 gm fibrous material). This pulp slurry was shaken for 60 seconds using a high speed impeller mixer. The procedure for preparing a hand sheet from this pulp slurry is as follows. The pulp slurry was poured into a 25 centimeter by 30 centimeter hand sheet mold with continued stirring. The drop valve was pulled and the pulp fibers flowed out on the screen to form a hand seat. A 750 g / m 2 (gsm) blotter paper was placed on top of the formed hand sheet and the blotter paper was flattened onto the hand sheet. The screen frame was raised and turned over on a transparent release paper for 10 minutes. The screen was lifted vertically from the formed hand sheet. Two 750 gsm blotter paper were placed on top of the formed hand sheet. The hand sheet was dried with three blotter papers at about 88 ° C. for 15 minutes using a Norwood Dryer. One blotter paper was removed so that one blotter paper remained on each side of the hand sheet. The hand sheet was dried at 65 ° C. for 15 minutes using a Williams Dryer. The hand sheet was then also dried using a 40 kg dry press for 12 to 24 hours. The blotter paper was removed to obtain a dry hand sheet sample. The hand sheet was trimmed to 21.6 centimeters by 27.9 centimeters dimensions for testing.

비교예 21Comparative Example 21

습식-적층 핸드 시트를 하기 절차를 이용하여 제조했다. 7.5gm의 미국 테네시주 멤피스 소재의 인터내셔널 페이퍼에서 제조된 알바셀 서던 블리치드 소프트우드 크래프트(SBSK), 0.3gm의 네덜란드 폭스홀 소재의 아베베(Avebe)에서 제조된 예비-젤라틴화된 4급 양이온성 감자 전분인 솔비토스(Solvitose) N, 및 188gm의 실온수를 1000ml 펄프제조기에 배치하고 30초 동안 7000rpm에서 펄프화하여 펄프화된 혼합물을 제조했다. 이 펄프화된 혼합물을 7312gm의 실온수와 함께 8리터 금속 비커에 옮겨 약 0.1% 농도(7500gm 물 및 7.5gm 섬유상 물질)를 만들어 펄프 슬러리를 제조했다. 이 펄프 슬러리를 고속 임펠러 믹서를 사용하여 60초 동안 진탕시켰다. 이 펄프 슬러리로부터 핸드 시트를 제조하는 나머지 절차는 실시예 20에서와 같다.
Wet-laminated hand sheets were prepared using the following procedure. Alba-Cell Southern Bleached Softwood Craft (SBSK) from 7.5 gm of International Paper, Memphis, Tenn., Pre-gelatinized quaternary cationic, manufactured from Avebe, Foxgm, Netherlands, of 0.3 gm. A pulped mixture was prepared by placing potato starch Solvitose N, and 188 gm of room temperature water in a 1000 ml pulp maker and pulping at 7000 rpm for 30 seconds. This pulped mixture was transferred to an 8 liter metal beaker with 7312 gm of room temperature water to make a concentration of about 0.1% (7500 gm water and 7.5 gm fibrous material) to prepare a pulp slurry. This pulp slurry was shaken for 60 seconds using a high speed impeller mixer. The rest of the procedure for making a hand sheet from this pulp slurry is as in Example 20.

실시예 22Example 22

습식-적층 핸드 시트를 하기 절차를 이용하여 제조했다. 6.0gm의 미국 테네시주 멤피스 소재의 인터내셔널 페이퍼에서 제조된 알바셀 서던 블리치드 소프트우드 크래프트(SBSK), 0.3gm의 네덜란드 폭스홀 소재의 아베베에서 제조된 예비-젤라틴화된 4급 양이온성 감자 전분인 솔비토스 N, 1.5gm의 실시예 16의 3.2밀리미터 절단 길이 해도 섬유, 및 188gm의 실온수를 1000ml 펄프제조기에 배치하고 30초 동안 7000rpm에서 펄프화하여 섬유 혼합물 슬러리를 제조했다. 이 섬유 혼합물 슬러리를 82℃로 10초 동안 가열하여 유화시키고 해도 섬유 중의 수분산성 설포폴리에스터 성분을 제거하여 폴리에스터 마이크로섬유를 방출시켰다. 이후 섬유 혼합물 슬러리를 변형시켜 설포폴리에스터, 및 펄프 섬유 및 폴리에스터 마이크로섬유를 포함하는 마이크로섬유-함유 혼합물을 포함하는 설포폴리에스터 분산액을 제조했다. 마이크로섬유-함유 혼합물을 또한 500gm의 실온수로 세정하여 마이크로섬유-함유 혼합물로부터 수분산성 설포폴리에스터를 또한 제거했다. 이 마이크로섬유-함유 혼합물을 7312gm의 실온수와 함께 8리터 금속 비커로 옮겨 약 0.1% 농도(7500gm 물 및 7.5gm 섬유상 물질)를 만들어 마이크로섬유-함유 슬러리를 제조했다. 이 마이크로섬유-함유 슬러리를 고속 임펠러 믹서를 사용하여 60초 동안 진탕시켰다. 이 마이크로섬유-함유 슬러리로부터 핸드 시트를 제조하는 나머지 절차는 실시예 20에서와 같다.
Wet-laminated hand sheets were prepared using the following procedure. Albacell Southern Bleached Softwood Craft (SBSK) manufactured from 6.0 gm of International Paper, Memphis, Tenn., Pre-gelatinized quaternary cationic potato starch made from Abebe, 0.3 gm of Foxhole, Netherlands. A fiber mixture slurry was prepared by placing sorbitol N, 1.5 gm of 3.2 millimeter cut length islands-in-sea fibers, and 188 gm of room temperature water in a 1000 ml pulp maker and pulping at 7000 rpm for 30 seconds. This fiber mixture slurry was heated to 82 ° C. for 10 seconds to emulsify and remove the water dispersible sulfopolyester component in the islands-in-sea fibers to release polyester microfibers. The fiber mixture slurry was then modified to produce a sulfopolyester dispersion comprising a sulfopolyester and a microfiber-containing mixture comprising pulp fibers and polyester microfibers. The microfiber-containing mixture was also washed with 500 gm of room temperature water to also remove the water dispersible sulfopolyester from the microfiber-containing mixture. This microfiber-containing mixture was transferred to an 8 liter metal beaker with 7312 gm of room temperature water to make a concentration of about 0.1% (7500 gm water and 7.5 gm fibrous material) to prepare a microfiber-containing slurry. This microfiber-containing slurry was shaken for 60 seconds using a high speed impeller mixer. The rest of the procedure for making a hand sheet from this microfiber-containing slurry is as in Example 20.

비교예 23Comparative Example 23

습식-적층 핸드 시트를 하기 절차를 이용하여 제조했다. 7.5gm의 미국 콜로라도주 덴버 소재의 존스 맨빌(Johns Manville)에서 입수가능한 마이크로스트랜드(MicroStrand) 475-106 미소 유리 섬유, 0.3gm의 네덜란드 폭스홀 소재의 아베베에서 제조된 예비-젤라틴화된 4급 양이온성 감자 전분인 솔비토스 N, 및 188gm의 실온수를 1000ml 펄프제조기에 배치하고 30초 동안 7000rpm에서 펄프화하여 유리 섬유 혼합물을 제조했다. 이 유리 섬유 혼합물을 7312gm의 실온수와 함께 8리터 금속 비커에 옮겨 약 0.1% 농도(7500gm 물 및 7.5gm 섬유상 물질)를 만들어 유리 섬유 슬러리를 제조했다. 이 유리 섬유 슬러리를 고속 임펠러 믹서를 사용하여 60초 동안 진탕시켰다. 이 유리 섬유 슬러리로부터 핸드 시트를 제조하는 나머지 절차는 실시예 20에서와 같다.
Wet-laminated hand sheets were prepared using the following procedure. 7.5 gm of MicroStrand 475-106 microglass fiber, available from Johns Manville, Denver, CO, pre-gelatinized quaternary cation made from Abebe, 0.3 gm of Foxhole, The Netherlands A glass fiber mixture was prepared by placing sorbitol N, a raw potato starch, and 188 gm of room temperature water in a 1000 ml pulp maker and pulping at 7000 rpm for 30 seconds. This glass fiber mixture was transferred to an 8 liter metal beaker with 7312 gm of room temperature water to make a concentration of about 0.1% (7500 gm water and 7.5 gm fibrous material) to make a glass fiber slurry. This glass fiber slurry was shaken for 60 seconds using a high speed impeller mixer. The rest of the procedure for making a hand sheet from this glass fiber slurry is as in Example 20.

실시예 24Example 24

습식-적층 핸드 시트를 하기 절차를 이용하여 제조했다. 3.8gm의 미국 콜로라도주 덴버 소재의 존스 맨빌에서 입수가능한 마이크로스트랜드(MicroStrand) 475-106 미소 유리 섬유, 3.8gm의 실시예 16의 3.2밀리미터 절단 길이 해도 섬유, 0.3gm의 네덜란드 폭스홀 소재의 아베베에서 제조된 예비-젤라틴화된 4급 양이온성 감자 전분인 솔비토스 N, 및 188gm의 실온수를 1000ml 펄프제조기에 배치하고 30초 동안 7000rpm에서 펄프화하여 섬유 혼합물 슬러리를 제조했다. 이 섬유 혼합물 슬러리를 82℃로 10초 동안 가열하여 유화시키고 해도 이성분 섬유 중의 수분산성 설포폴리에스터 성분을 제거하여 폴리에스터 마이크로섬유를 방출시켰다. 이후 섬유 혼합물 슬러리를 변형시켜 설포폴리에스터, 및 유리 마이크로섬유 및 폴리에스터 마이크로섬유를 포함하는 마이크로섬유-함유 혼합물을 포함하는 설포폴리에스터 분산액을 제조했다. 마이크로섬유-함유 혼합물을 또한 500gm의 실온수를 사용하여 세정하여 마이크로섬유-함유 혼합물로부터 설포폴리에스터를 또한 제거했다. 이 마이크로섬유-함유 혼합물를 7312gm의 실온수와 함께 8리터 금속 비커에 옮겨 약 0.1% 농도(7500gm 물 및 7.5gm 섬유상 물질)를 만들어 마이크로섬유-함유 슬러리를 제조했다. 이 마이크로섬유-함유 슬러리를 고속 임펠러 믹서를 사용하여 60초 동안 진탕시켰다. 이 마이크로섬유-함유 슬러리로부터 핸드 시트를 제조하는 나머지 절차는 실시예 20에서와 같다.
Wet-laminated hand sheets were prepared using the following procedure. 3.8 gm of MicroStrand 475-106 micro glass fibers available from Jones Manville, Denver, Colorado, USA, 3.2 mm cut length sea island fibers of Example 16 of 3.8 gm, 0.3 mm of Abbe, Holland, Holland A fiber mixture slurry was prepared by placing sorbitos N, a pre-gelatinized quaternary cationic potato starch, and 188 gm of room temperature water prepared in a 1000 ml pulp maker and pulping at 7000 rpm for 30 seconds. The fiber mixture slurry was heated to 82 ° C. for 10 seconds to emulsify and remove the water dispersible sulfopolyester component in the bicomponent fibers to release polyester microfibers. The fiber mixture slurry was then modified to produce a sulfopolyester dispersion comprising a sulfopolyester and a microfiber-containing mixture comprising glass microfibers and polyester microfibers. The microfiber-containing mixture was also washed with 500 gm of room temperature water to remove sulfopolyester from the microfiber-containing mixture as well. This microfiber-containing mixture was transferred to an 8 liter metal beaker with 7312 gm of room temperature water to make a concentration of about 0.1% (7500 gm water and 7.5 gm fibrous material) to prepare a microfiber-containing slurry. This microfiber-containing slurry was shaken for 60 seconds using a high speed impeller mixer. The rest of the procedure for making a hand sheet from this microfiber-containing slurry is as in Example 20.

실시예 25Example 25

습식-적층 핸드 시트를 하기 절차를 이용하여 제조했다. 7.5gm의 실시예 16의 3.2밀리미터 절단 길이 해도 섬유, 0.3gm의 네덜란드 폭스홀 소재의 아베베에서 제조된 예비-젤라틴화된 4급 양이온성 감자 전분인 솔비토스 N, 및 188gm의 실온수를 1000ml 펄프제조기에 배치하고 30초 동안 7000rpm에서 펄프화하여 섬유 혼합물 슬러리를 제조했다. 이 섬유 혼합물 슬러리를 82℃로 10초 동안 가열하여 유화시키고 해도 섬유 중의 수분산성 설포폴리에스터 성분을 제거하여 폴리에스터 마이크로섬유를 방출시켰다. 이후 섬유 혼합물 슬러리를 변형시켜 설포폴리에스터 분산액 및 폴리에스터 마이크로섬유를 제조했다. 설포폴리에스터 분산액은 수분산성 설포폴리에스터로 이루어졌다. 폴리에스터 마이크로섬유를 500gm의 실온수를 사용하여 세정하여 폴리에스터 마이크로섬유로부터 설포폴리에스터를 또한 제거했다. 상기 폴리에스터 마이크로섬유를 7312gm의 실온수와 함께 8리터 금속 비커로 옮겨 약 0.1% 농도(7500gm 물 및 7.5gm 섬유상 물질)로 만들어 마이크로섬유 슬러리를 제조했다. 이 마이크로섬유 슬러리를 고속 임펠러 믹서를 사용하여 60초 동안 진탕시켰다. 이 마이크로섬유 슬러리로부터 핸드 시트를 제조하는 나머지 절차는 실시예 20에서와 같다.Wet-laminated hand sheets were prepared using the following procedure. 1000 ml pulp of 3.2 gm cut length islands-in-the-sea fiber of 7.5 gm of Example 16, sorbitos N, a pre-gelatinized quaternary cationic potato starch made from Abbe, 0.3 gm of Foxhole, Netherlands, and 188 gm of room temperature water The fiber mixture slurry was prepared by placing in a maker and pulping at 7000 rpm for 30 seconds. This fiber mixture slurry was heated to 82 ° C. for 10 seconds to emulsify and remove the water dispersible sulfopolyester component in the islands-in-sea fibers to release polyester microfibers. The fiber mixture slurry was then deformed to produce sulfopolyester dispersions and polyester microfibers. The sulfopolyester dispersion consisted of water dispersible sulfopolyester. The polyester microfibers were washed with 500 gm of room temperature water to also remove sulfopolyester from the polyester microfibers. The polyester microfibers were transferred to an 8 liter metal beaker with 7312 gm of room temperature water to a concentration of about 0.1% (7500 gm water and 7.5 gm fibrous material) to prepare a microfiber slurry. This microfiber slurry was shaken for 60 seconds using a high speed impeller mixer. The rest of the procedure for making a hand sheet from this microfiber slurry is as in Example 20.

실시예 20 내지 25의 핸드 시트 샘플을 시험하였으며, 특성들을 하기 표 6에 제공한다.The hand sheet samples of Examples 20-25 were tested and the properties are provided in Table 6 below.

[표 6]TABLE 6

Figure 112014081798170-pct00011

Figure 112014081798170-pct00011

핸드 시트 평량은 핸드 시트를 칭량하고 제곱미터당 그램 중량(gsm)으로 계산하여 결정된다. 핸드 시트 두께는 오노 속키(Ono Sokki) EG-233 두께 게이지를 사용하여 측정하고 밀리미터 두께로 보고했다. 밀도는 입방 센티미터당 그램 중량으로서 계산했다. 다공도는 1.9x1.9cm 사각형 개구 헤드 및 100cc 용량을 갖는 그라이너(Greiner) 다공도 마노미터를 사용하여 측정했다. 다공도는 100cc의 물이 특성은 6개의 30mm×105mm 시험용 스트립에 대해 인스트론 모델(Instron Model) TM을 사용하여 측정했다. 6개 측정의 평균을 각 실시예에 대하여 보고했다. 상기 시험 데이터로부터 본 발명의 폴리에스터 마이크로섬유를 첨가함으로써 습식-적층 섬유상 구조의 인장 특성에 상당한 향상이 얻어짐을 관찰할 수 있다.
The hand sheet basis weight is determined by weighing the hand sheet and calculating it in gram weight per square meter (gsm). Hand sheet thickness was measured using the Ono Sokki EG-233 thickness gauge and reported in millimeter thickness. Density was calculated as gram weight per cubic centimeter. Porosity was measured using a Grainer porosity manometer with a 1.9 × 1.9 cm square aperture head and a 100 cc capacity. The porosity was measured using an Instron ModelTM on six 30 mm x 105 mm test strips with 100 cc of water. The average of six measurements was reported for each example. From the above test data, it can be observed that by adding the polyester microfiber of the present invention, a significant improvement in the tensile properties of the wet-laid fibrous structure is obtained.

실시예 26Example 26

실시예 13의 설포폴리에스터 중합체를 이성분 압출 라인을 사용하여 37개 섬 섬유를 갖는 이성분 해도 단면 섬유로 방사했다. 1차 압출기는 이스트만 F61HC 폴리에스터를 공급하여 해도 단면 구조 중의 "섬"을 형성했다. 2차 압출기는 수분산성 설포폴리에스터 중합체를 공급하여 해도 이성분 섬유 중의 "바다"를 형성했다. 폴리에스터의 고유 점도는 0.61dL/g이었으며, 건조 설포폴리에스터의 용융 점도는 전기한 용융 점도 측정 절차를 이용하여 240℃ 및 1rad/sec 변형률로 측정시 약 7000포아즈였다. 이 해도 이성분 섬유를 72개 홀을 갖는 방사구 및 1.15gm/분/홀의 스루풋 속도를 사용하여 제조했다. "섬" 폴리에스터와 "바다" 설포폴리에스터 사이의 중합체 비율은 2 대 1이었다. 이 이성분 섬유를 폴리에스터 성분에 대해서는 280℃의 압출 온도 및 수분산성 설포폴리에스터 성분에 대해서는 255℃의 압출 온도를 이용하여 방사했다. 이 이성분 섬유는 다수의 필라멘트(198개 필라멘트)를 함유했고 약 530 미터/분의 속도로 용융 방사되어 19.5의 공칭 d/f를 갖는 필라멘트를 형성했다. 골스턴 테크놀러지즈로부터의 PT 769 마감재의 24중량% 마감재 용액을 키스 롤 도포기를 사용하여 이성분 섬유에 도포했다. 이후 이성분 섬유의 필라멘트를 각각 95℃ 및 130℃로 가열된 2개의 고뎃 롤의 세트를 사용하여 한 줄로 연신하고, 약 1750 미터/분의 속도로 조작되는 최종 연신 롤로 연신하여, 약 3.3X의 필라멘트 연신비를 제공하여 약 5.9의 공칭 d/f 또는 약 29 마이크론의 평균 직경을 갖는 연신된 해도 이성분 필라멘트를 형성했다. 상기 필라멘트는 약 3.9마이크론의 평균 직경을 갖는 폴리에스터 마이크로섬유 "섬"으로 이루어졌다.
The sulfopolyester polymer of Example 13 was spun into bicomponent islands-in-the-sea cross-section fibers with 37 island fibers using a bicomponent extrusion line. The primary extruder fed Eastman F61HC polyester to form "islands" in the islands cross-sectional structure. The secondary extruder supplied the water dispersible sulfopolyester polymer to form "sea" in the island-in-sea bicomponent fibers. The inherent viscosity of the polyester was 0.61 dL / g and the melt viscosity of the dry sulfopolyester was about 7000 poise measured at 240 ° C. and 1 rad / sec strain using the melt viscosity measurement procedure described above. This islands-in-sea bicomponent fiber was prepared using a spinneret with 72 holes and a throughput rate of 1.15 gm / min / hole. The polymer ratio between "island" polyester and "sea" sulfopolyester was 2 to 1. This bicomponent fiber was spun using an extrusion temperature of 280 ° C for the polyester component and an extrusion temperature of 255 ° C for the water dispersible sulfopolyester component. This bicomponent fiber contained a large number of filaments (198 filaments) and was melt spun at a rate of about 530 meters / minute to form filaments with a nominal d / f of 19.5. A 24 wt% finish solution of PT 769 finish from Goulston Technologies was applied to the bicomponent fiber using a kiss roll applicator. The filaments of the bicomponent fibers are then drawn in a row using two sets of goblet rolls heated to 95 ° C. and 130 ° C., respectively, and drawn to a final draw roll operated at a speed of about 1750 meters / minute, to about 3.3 ×. The filament draw ratio was provided to form a stretched islands-in-sea bicomponent filament having a nominal d / f of about 5.9 or an average diameter of about 29 microns. The filaments consisted of polyester microfiber "islands" having an average diameter of about 3.9 microns.

실시예 27Example 27

실시예 26의 연신된 해도 이성분 섬유를 3.2밀리미터 및 6.4밀리미터 절단 길이의 짧은 길이 이성분 섬유로 절단하고, 이로써, 37개 섬의 해도 단면 구조를 갖는 짧은 길이 섬유를 제조했다. 상기 섬유는 폴리에스터의 "섬" 및 수분산성 설포폴리에스터 중합체의 "바다"로 이루어졌다. "섬" 및 "바다"의 단면 분포는 상기 이성분 섬유의 길이를 따라 본질적으로 일관되었다.
The drawn islands-in-sea bicomponent fibers of Example 26 were cut into short length bicomponent fibers of 3.2 millimeters and 6.4 millimeters cut length, thereby producing short length fibers having 37 islands-in-sea cross-sectional structures. The fibers consisted of "islands" of polyester and "sea" of water dispersible sulfopolyester polymers. The cross-sectional distribution of "island" and "sea" was essentially consistent along the length of the bicomponent fiber.

실시예 28Example 28

실시예 27의 숏-컷 길이의 해도 섬유를 80℃에서 연수를 사용하여 세척하여 수분산성 설포폴리에스터 "바다" 성분을 제거하고, 이로써, 이성분 섬유의 "섬" 성분이었던 폴리에스터 마이크로섬유를 방출했다. 세척된 폴리에스터 마이크로섬유를 25℃에서 연수를 사용하여 세정하여 대부분의 "바다" 성분을 본질적으로 제거했다. 세척된 폴리에스터 마이크로섬유를 광학 현미경으로 관찰한바, 약 3.9마이크론의 평균 직경 및 3.2 및 6.4밀리미터의 길이를 가졌다.
The short-cut length islands-in-sea fibers of Example 27 were washed with soft water at 80 ° C. to remove the water dispersible sulfopolyester “sea” component, thereby removing the polyester microfibers that were the “island” component of the bicomponent fiber. Released. The washed polyester microfibers were washed with soft water at 25 ° C. to essentially remove most of the “sea” component. The washed polyester microfibers were observed under an optical microscope and had an average diameter of about 3.9 microns and lengths of 3.2 and 6.4 millimeters.

실시예 29Example 29

실시예 13의 설포폴리에스터 중합체를 이성분 압출 라인을 이용하여 37개 섬 섬유를 갖는 이성분 해도 단면 섬유로 방사했다. 1차 압출기는 폴리에스터를 공급하여 해도 섬유 단면 구조 중의 "섬"을 형성했다. 2차 압출기는 수분산성 설포폴리에스터 중합체를 공급하여 해도 이성분 섬유 중의 "바다"를 형성했다. 폴리에스터의 고유 점도는 0.52dL/g이었고, 건조 수분산성 설포폴리에스터의 용융 점도는 전기한 용융 점도 측정 절차를 이용하여 240℃ 및 1rad/sec 변형률로 측정시 약 3500포아즈였다. 상기 해도 이성분 섬유는 각각 175개 홀을 갖는 2개의 방사구 및 1.0gm/분/홀의 스루풋 속도를 사용하여 제조되었다. "섬" 폴리에스터와 "바다" 설포폴리에스터 사이의 중합체 비율은 70% 대 30%이었다. 이 이성분 섬유를 폴리에스터 성분에 대해서는 280℃의 압출 온도 및 설포폴리에스터 성분에 대해서는 255℃의 압출 온도를 이용하여 방사했다. 이 이성분 섬유는 다수의 필라멘트(350개 필라멘트)를 함유했고 100℃로 가열된 권취 롤을 사용하여 약 1000미터/분의 속도로 용융 방사되어 약 9의 공칭 d/f 및 약 36마이크론의 평균 섬유 직경을 갖는 필라멘트를 형성했다. PT 769 마감재의 24중량% 마감재 용액을 키스 롤 도포기를 사용하여 이성분 섬유에 도포했다. 이성분 섬유의 필라멘트를 조합한 후 100m/분의 연신 롤 속도 및 38℃의 온도에서 연신 라인 상에서 3.0x로 연신하여 약 3의 평균 d/f 및 약 20마이크론의 평균 직경을 갖는 연신된 해도 이성분 필라멘트를 형성했다. 상기 연신된 해도 이성분 섬유를 약 6.4밀리미터 길이의 짧은 길이 섬유로 절단했다. 상기 짧은 길이 해도 이성분 섬유는 평균 직경 약 2.8마이크론의 폴리에스터 마이크로섬유 "섬"으로 이루어졌다.
The sulfopolyester polymer of Example 13 was spun into bicomponent islands-in-the-sea cross-section fibers with 37 island fibers using a bicomponent extrusion line. The primary extruder fed polyester to form "islands" in the islands-in-sea fiber cross-sectional structure. The secondary extruder supplied the water dispersible sulfopolyester polymer to form "sea" in the island-in-sea bicomponent fibers. The intrinsic viscosity of the polyester was 0.52 dL / g and the melt viscosity of the dry water dispersible sulfopolyester was about 3500 poise as measured at 240 ° C. and 1 rad / sec strain using the melt viscosity measurement procedure described above. The islands-in-sea bicomponent fibers were made using two spinnerets with 175 holes each and a throughput rate of 1.0 gm / min / hole. The polymer ratio between "island" polyester and "sea" sulfopolyester was 70% to 30%. This bicomponent fiber was spun using an extrusion temperature of 280 ° C for the polyester component and an extrusion temperature of 255 ° C for the sulfopolyester component. This bicomponent fiber contained a number of filaments (350 filaments) and was melt spun at a rate of about 1000 meters / minute using a winding roll heated to 100 ° C., yielding an average of about 9 nominal d / f and about 36 microns. A filament having a fiber diameter was formed. A 24 wt% finish solution of PT 769 finish was applied to the bicomponent fiber using a kiss roll applicator. After combining the filaments of the bicomponent fibers, they were drawn at 3.0x on a draw line at a draw roll speed of 100 m / min and a temperature of 38 ° C. to draw stretched sea islands with an average d / f of about 3 and an average diameter of about 20 microns Minute filaments formed. The elongated islands-in-sea bicomponent fibers were cut into short length fibers of about 6.4 millimeters in length. The short length islands-in-sea bicomponent fibers consisted of polyester microfiber “islands” with an average diameter of about 2.8 microns.

실시예 30Example 30

실시예 29의 숏-컷 길이의 해도 이성분 섬유를 80℃에서 연수를 사용하여 세척하여 수분산성 설포폴리에스터 "바다" 성분을 제거하고, 이로써, 섬유의 "섬" 성분이었던 폴리에스터 마이크로섬유를 방출시켰다. 세척된 폴리에스터 마이크로섬유를 25℃에서 연수를 사용하여 세정하여 대부분의 "바다" 성분을 본질적으로 제거했다. 세척된 섬유를 광학 현미경으로 관찰한바 약 2.8마이크론의 평균 직경 및 약 6.4밀리미터 길이의 폴리에스터 마이크로섬유가 보였다.
The short-cut length islands-in-sea bicomponent fibers of Example 29 were washed with soft water at 80 ° C. to remove the water dispersible sulfopolyester “sea” component, thereby removing the polyester microfibers that were the “island” component of the fiber. Released. The washed polyester microfibers were washed with soft water at 25 ° C. to essentially remove most of the “sea” component. Optical microscopic observation of the washed fibers showed polyester microfibers of average diameter of about 2.8 microns and about 6.4 millimeters in length.

실시예 31Example 31

습식-적층 마이크로섬유 원료 핸드 시트를 하기 절차를 이용하여 제조했다. 56.3gm의 실시예 16의 3.2밀리미터 절단 길이 해도 이성분 섬유, 2.3gm의 네덜란드 폭스홀 소재의 아베베에서 제조된 예비-젤라틴화된 4급 양이온성 감자 전분인 솔비토스 N, 및 1410gm의 실온수를 2 리터 비커에 배치하여 섬유 슬러리를 제조했다. 섬유 슬러리를 교반했다. 이 섬유 슬러리의 1/4의 양인, 약 352ml를 1000ml 펄프제조기에 배치하고 30초 동안 7000rpm에서 펄프화했다. 이 섬유 슬러리를 82℃로 10초 동안 가열하여 유화시켜 해도 이성분 섬유 중의 수분산성 설포폴리에스터 성분을 제거하고 폴리에스터 마이크로섬유를 방출시켰다. 이후 섬유 슬러리를 변형시켜 설포폴리에스터 분산액 및 폴리에스터 마이크로섬유를 제조했다. 상기 폴리에스터 마이크로섬유를 500gm의 실온수를 사용하여 세정하여 폴리에스터 마이크로섬유로부터 설포폴리에스터를 또한 제거했다. 충분한 실온수를 첨가하여 352ml의 마이크로섬유 슬러리를 제조했다. 이 마이크로섬유 슬러리를 30초 동안 7000rpm에서 재펄프화했다. 이 마이크로섬유를 8리터 금속 비커에 옮겼다. 섬유 슬러리의 나머지 4분의 3을 유사하게 펄프화하고, 세척하고, 세정하고 재펄프화하고 8리터 금속 비커에 옮겼다. 이후 6090gm의 실온수를 첨가하여 약 0.49% 농도(7500gm 물 및 36.6gm 폴리에스터 마이크로섬유)를 만들어 마이크로섬유 슬러리를 제조했다. 이 마이크로섬유 슬러리를 고속 임펠러 믹서를 사용하여 60초 동안 진탕시켰다. 이 마이크로섬유 슬러리로부터 핸드 시트를 제조하는 나머지 절차는 실시예 20에서와 같다. 약 490gsm의 평량을 갖는 마이크로섬유 원료 핸드 시트는 약 2.5마이크론의 평균 직경 및 약 3.2밀리미터의 평균 길이의 폴리에스터 마이크로섬유로 이루어졌다.
Wet-laminated microfiber raw hand sheets were prepared using the following procedure. The 3.2 millimeter cut length islands-in-sea bicomponent fibers of 56.3 gm of Example 16, sorbitos N, a pre-gelatinized quaternary cationic potato starch made from Abbe, 2.3 gm of Foxhole, and 1410 gm of room temperature water Fiber slurry was prepared by placing in a 2 liter beaker. The fiber slurry was stirred. About 352 ml, an amount of 1/4 of this fiber slurry, was placed in a 1000 ml pulp maker and pulped at 7000 rpm for 30 seconds. The fiber slurry was heated to 82 ° C. for 10 seconds to emulsify to remove the water dispersible sulfopolyester component in the bicomponent fiber and to release the polyester microfibers. The fiber slurry was then deformed to produce sulfopolyester dispersions and polyester microfibers. The polyester microfibers were washed with 500 gm of room temperature water to further remove sulfopolyester from the polyester microfibers. Sufficient room temperature water was added to make 352 ml of microfiber slurry. This microfiber slurry was repulped at 7000 rpm for 30 seconds. This microfiber was transferred to an 8 liter metal beaker. The remaining three quarters of the fiber slurry were similarly pulped, washed, rinsed, repulped and transferred to an 8 liter metal beaker. Thereafter, 6090 gm of room temperature water was added to produce a concentration of about 0.49% (7500 gm water and 36.6 gm polyester microfiber) to prepare a microfiber slurry. This microfiber slurry was shaken for 60 seconds using a high speed impeller mixer. The rest of the procedure for making a hand sheet from this microfiber slurry is as in Example 20. The microfiber raw hand sheet having a basis weight of about 490 gsm consisted of polyester microfibers of average diameter of about 2.5 microns and average length of about 3.2 millimeters.

실시예 32Example 32

습식-적층 핸드 시트를 하기 절차를 이용하여 제조했다. 7.5gm의 실시예 31의 폴리에스터 마이크로섬유 원료 핸드 시트, 0.3gm의 네덜란드 폭스홀 소재의 아베베에서 제조된 예비-젤라틴화된 4급 양이온성 감자 전분인 솔비토스 N, 및 188gm의 실온수를 1000ml 펄프제조기에 배치하고 30초 동안 7000rpm에서 펄프화했다. 마이크로섬유를 7312gm의 실온수와 함께 8리터 금속 비커에 옮겨 약 0.1% 농도(7500gm 물 및 7.5gm 섬유상 물질)를 만들어 마이크로섬유 슬러리를 제조했다. 이 마이크로섬유 슬러리를 고속 임펠러 믹서를 사용하여 60초 동안 진탕시켰다. 이 슬러리로부터 핸드 시트를 제조하는 나머지 절차는 실시예 20에서와 같다. 약 2.5 마이크론의 평균 직경을 갖는 폴리에스터 마이크로섬유의 100gsm 습식-적층 핸드 시트가 수득되었다.
Wet-laminated hand sheets were prepared using the following procedure. 1000 ml of 7.5 gm of polyester microfiber raw material hand sheet of Example 31, sorbitos N, a pre-gelatinized quaternary cationic potato starch made from Abebe, 0.3 gm of Foxhole, Netherlands, and room temperature water of 188 gm Placed in a pulp maker and pulped at 7000 rpm for 30 seconds. The microfibers were transferred to an 8 liter metal beaker with 7312 gm of room temperature water to make a concentration of about 0.1% (7500 gm water and 7.5 gm fibrous material) to prepare a microfiber slurry. This microfiber slurry was shaken for 60 seconds using a high speed impeller mixer. The rest of the procedure for making a hand sheet from this slurry is as in Example 20. A 100 gsm wet-laminated hand sheet of polyester microfibers having an average diameter of about 2.5 microns was obtained.

실시예 33Example 33

실시예 29의 6.4밀리미터 절단 길이의 해도 이성분 섬유를 80℃에서 연수를 사용하여 세척하여 수분산성 설포폴리에스터 "바다" 성분을 제거하고, 이로써, 이성분 섬유의 "섬" 성분이었던 폴리에스터 마이크로섬유를 방출시켰다. 세척된 폴리에스터 마이크로섬유를 25℃에서 연수를 사용하여 세정하여 대부분의 "바다" 성분을 본질적으로 제거했다. 세척된 폴리에스터 마이크로섬유를 광학 현미경으로 관찰한 바 약 2.5 마이크론의 평균 직경 및 6.4 밀리미터의 길이를 나타냈다.
The islands-in-sea bicomponent fiber of Example 6.4 millimeter cut length was washed at 80 ° C. with soft water to remove the water dispersible sulfopolyester “sea” component, whereby the polyester micro was the “island” component of the bicomponent fiber. The fiber was released. The washed polyester microfibers were washed with soft water at 25 ° C. to essentially remove most of the “sea” component. Optical microscopic observation of the washed polyester microfibers showed an average diameter of about 2.5 microns and a length of 6.4 millimeters.

실시예 34Example 34

실시예 16, 실시예 27 및 실시예 29의 숏-컷 길이의 해도 이성분 섬유를 약 1중량% 미국 조지아주 애틀란타 소재의 시그마-알드리치 캄파니(Sigma-Aldrich Company)로부터의 에틸렌 다이아민 테트라 아세트산 테트라 나트륨염(Na4 EDTA)을 이성분 섬유 중량 기준으로 약 1중량% 함유하는 연수를 사용하여 80℃에서 따로따로 세척하여 수분산성 설포폴리에스터 "바다" 성분을 제거하고, 이로써, 이성분 섬유의 "섬" 성분이었던 폴리에스터 마이크로섬유를 방출시켰다. Na4EDTA와 같은 하나 이상의 연수화제를 첨가하는 것은 해도 이성분 섬유로부터의 수분산성 설포폴리에스터 중합체의 제거를 보조한다. 세척된 폴리에스터 마이크로섬유를 25℃에서 연수를 사용하여 세정하여 대부분의 "바다" 성분을 본질적으로 제거했다. 세척된 폴리에스터 마이크로섬유를 광학 현미경으로 관찰한 바, 폴리에스터 마이크로섬유의 우수한 방출 및 분리를 나타냈다. Na4EDTA와 같은 연수화제를 물 중에 사용하는 것은 설포폴리에스터의 수분산성에 악영향을 미칠 수 있는 설포폴리에스터의 Ca++ 이온 교환을 예방한다. 전형적인 연수는 15ppm 이하의 Ca++ 이온 농도를 함유할 수 있다. 본원에 기재된 공정에 사용되는 연수가 Ca++ 및 다른 다가 이온의 본질적으로 0인 농도를 갖거나, 대안적으로 이 Ca++ 이온 및 다른 다가 이온과 결합하는 Na4EDTA와 같은 충분량의 연수화제를 사용하는 것이 바람직하다. 이 폴리에스터 마이크로섬유는 전술된 실시예의 절차를 이용하여 습식-적층 시트를 제조하는 데 사용될 수 있다.
Ethylenediamine tetraacetic acid from Sigma-Aldrich Company, Atlanta, Georgia, USA, about 1% by weight of the short-cut length of island-in-sea bicomponent fibers of Examples 16, 27, and 29 Tetra sodium salt (Na 4 EDTA) is washed separately at 80 ° C. using soft water containing about 1% by weight of bicomponent fibers to remove the water dispersible sulfopolyester “sea” component, thereby providing bicomponent fibers. The polyester microfibers that were the "island" component of were released. Adding one or more softeners such as Na 4 EDTA aids in the removal of the water dispersible sulfopolyester polymer from the islands-in-sea bicomponent fiber. The washed polyester microfibers were washed with soft water at 25 ° C. to essentially remove most of the “sea” component. Observation of the washed polyester microfibers under an optical microscope revealed excellent release and separation of the polyester microfibers. The use of water softeners such as Na 4 EDTA in water prevents Ca ++ ion exchange of sulfopolyesters, which can adversely affect the water dispersibility of sulfopolyesters. Typical soft water may contain Ca ++ ion concentrations of up to 15 ppm. The softening water used in the processes described herein has an essentially zero concentration of Ca ++ and other polyvalent ions, or alternatively uses a sufficient amount of softener such as Na 4 EDTA to bind this Ca ++ ion and other polyvalent ions. It is desirable to. This polyester microfiber can be used to make a wet-laminated sheet using the procedure of the above-described embodiment.

실시예 35Example 35

실시예 16 및 실시예 27의 숏-컷 길이의 해도 이성분 섬유를 하기 절차를 이용하여 따로따로 처리했다. 17그램의 네덜란드 폭스홀 소재의 아베베에서 제조된 예비-젤라틴화된 4급 양이온성 감자 전분인 솔비토스 N을 증류수에 첨가했다. 전분이 완전히 용해되거나 가수분해된 후, 429그램의 숏-컷 길이의 해도 이성분 섬유를 상기 증류수에 서서히 첨가하여 섬유 슬러리를 제조했다. 윌리엄스 로터리 컨티뉴어스 피드 리파이너(Williams Rotary Continuous Feed Refiner)(5인치 직경)를 켜서 수분산성 설포폴리에스터가 폴리에스터 마이크로섬유로부터 분리되기에 충분한 전단 작용을 제공하기 위해 섬유 슬러리를 정제 또는 혼합했다. 원료 체스트의 내용물을 24리터 스테인레스강 용기에 붓고, 뚜껑을 꼭 닫았다. 스테인레스강 용기를 프로페인(propane) 쿠커 상에 배치하고 해도 섬유 중의 설포폴리에스터 성분을 제거하고 폴리에스터 마이크로섬유를 방출시키기 위해 섬유 슬러리가 약 97℃에서 비등하기 시작할 때까지 가열했다. 섬유 슬러리가 비등점에 도달한 후, 수동 진탕 패들로 진탕시켰다. 스테인레스강 용기의 내용물을 30메쉬 스크린을 갖는 27in x 15in x 6in 깊은 폴스 보텀 크누체(False Bottom Knuche)에 부어 설포폴리에스터 분산액 및 폴리에스터 마이크로섬유를 제조했다. 설포폴리에스터 분산액은 물 및 수분산성 설포폴리에스터로 이루어졌다. 폴리에스터 마이크로섬유를 크누체에서 15초 동안 10리터의 연수로 17℃에서 세정하고, 압착하여 과량의 물을 제거했다.The short-cut length islands-in-sea bicomponent fibers of Example 16 and Example 27 were treated separately using the following procedure. Solbitose N, a pre-gelatinized quaternary cationic potato starch made from Abbe, 17 grams of Foxhole, Netherlands, was added to distilled water. After the starch was completely dissolved or hydrolyzed, 429 grams of short-cut islands-in-sea bicomponent fibers were slowly added to the distilled water to prepare a fiber slurry. The Williams rotary Continuous Feed Refiner (5 inch diameter) was turned on to refine or mix the fiber slurry to provide sufficient shearing action to separate the water dispersible sulfopolyester from the polyester microfibers. The contents of the raw chests were poured into a 24 liter stainless steel container and the lid was tightly closed. The stainless steel vessel was placed on a propane cooker and heated until the fiber slurry began to boil at about 97 ° C. to remove the sulfopolyester component in the island's fiber and release the polyester microfibers. After the fiber slurry reached the boiling point, it was shaken with a manual shake paddle. The contents of the stainless steel vessel were poured into a 27 inch by 15 inch by 6 inch deep Fall Bottom Knuche with a 30 mesh screen to make sulfopolyester dispersions and polyester microfibers. The sulfopolyester dispersion consisted of water and water dispersible sulfopolyester. The polyester microfibers were washed at 17 ° C. with 10 liters of soft water for 15 seconds in Knuche, and pressed to remove excess water.

20그램의 폴리에스터 마이크로섬유(건조 섬유 기준)를 2000ml의 물에 70℃에서 첨가하고 허만 매뉴팩처링 캄파니(Hermann Manufacturing Company)에 의해 제조된 2리터 3000rpm 3/4 마력 하이드로펄퍼(hydropulper)를 사용하여 3분(9,000회전) 동안 진탕시켜 1% 농도의 마이크로섬유 슬러리를 제조했다. 실시예 20에서 전술된 절차를 이용하여 핸드시트를 제조했다.20 grams of polyester microfibers (based on dry fibers) was added to 2000 ml of water at 70 ° C. and using a 2 liter 3000 rpm 3/4 horsepower hydropulper manufactured by Hermann Manufacturing Company. Shaking for 3 minutes (9,000 revolutions) yielded a microfiber slurry at 1% concentration. A handsheet was prepared using the procedure described above in Example 20.

상기 핸드시트를 광학 현미경 및 주사 전자 현미경으로 관찰한바 폴리에스터 마이크로섬유의 우수한 분리 및 형성이 보였다.
Observation of the handsheet with light microscopy and scanning electron microscopy showed good separation and formation of polyester microfibers.

실시예 36Example 36

본 실시예는, 4.5 데니어/필라멘트 섬유(각 필라멘트는, 이스트만 F-61HC 폴리에스터를 포함하는 37 PET 섬 및 이스트만 설포폴리에스터 중합체를 포함하는 바다 분획을 가짐)를 형성하는 방식으로 압출된 이성분 해도(INS) 섬유의 개방에 관한 것이다. 폴리에스터 성분 대 설포폴리에스터 바다 성분의 비는 70PET/30 설포폴리에스터였다. 상기 섬유는, 힐스 인코포레이티드(Hills Inc.)(미국 플로리다주 멜보른 소재)가 제조한 이성분 해도 방사 팩(spin pack)을 사용하여 제조되었다. 압출 및 연신 조건은, 2.0 미크론의 평균 직경의 개별적인 섬을 목표로 하는 공칭 22 미크론의 전체 출발 섬유를 달성하도록 조정되었다. 연신된 얀을 제조하여 이를 1.5 mm 길이의 스테이플 섬유로 절단하였다. 이성분 섬유를 1.5 mm의 총 길이로 절단하여 절단된 이성분 섬유를 제조하고, 이를, 개방 공정 후 개별적인 3.0 미크론의 개별적인 PET 섬을 포함하는 개방된 마이크로섬유를 제조하는 평가에 사용하였다.This example is a two-component extruded to form 4.5 denier / filament fibers (each filament having a 37 PET island comprising Eastman F-61HC polyester and a sea fraction comprising Eastman sulfopolyester polymer) Relates to the opening of islands-in-the-sea fibers. The ratio of polyester component to sulfopolyester sea component was 70 PET / 30 sulfopolyester. The fibers were made using a two-component islands-in-the-sea spin pack made by Hills Inc. (Melbourne, FL). Extrusion and stretching conditions were adjusted to achieve a nominal 22 micron total starting fiber targeting individual islands with an average diameter of 2.0 microns. Elongated yarns were prepared and cut into 1.5 mm long staple fibers. The bicomponent fibers were cut to a total length of 1.5 mm to produce cut bicomponent fibers, which were used after evaluation to produce open microfibers containing individual 3.0 microns of individual PET islands.

1.5 mm 길이로 절단된 37 INS 필라멘트를 포함하는 이성분 섬유를, 배취 개방 공정에 의해 개방하여, 절단된 이성분 섬유에서 37 PET 섬들을 함께 유지하는 결합제인 설포폴리에스터 바다 성분을 제거하였다. 실시예 36의 개방 공정에서는, 20 kg 부하량의 탈이온수를 10 갤론 실험실 하이드로펄프화기(애디론댁 머시너리 캄파니(Adirondack Machinery Co.))에 가하고, 30% 속도 설정치로 교반하면서 저압 스팀을 가하여 79℃로 가열하였다. 상기 탈이온수가 79℃에 도달하면, 400 g의 37 INS 절단된 이성분 섬유를 교반된 물에 재빨리 가하고, 절단된 이성분 섬유가 모두 가해진 다음 타이머를 가동하기 시작하였다. 교반한지 10 초 후에, 공칭 400 cc의 개방된 마이크로섬유 슬러리 샘플을 회수하고 콜랜더(colander)를 사용하여 즉시 스크리닝하여, 설포폴리에스터 중합체(이는 79℃ 물에서 10초 접촉하는 동안 제거됨)를 함유하는 제1 모액으로부터 마이크로섬유 생성물을 재빨리 분리하였다. 마이크로섬유 생성물 샘플을 스크린에 대해 가압하여 마이크로섬유 생성물을 약 20 내지 25 %의 수분 함량으로 탈수하였다. 20초 혼합 시간, 60초 혼합 시간, 및 120 초 혼합 시간 후에 샘플을 상기 하이드로펄프화기로부터 회수하여, 각 샘플을 유사하게 스크리닝하여 마이크로섬유 생성물로부터 분리된 제1 모액을 회수하였다.The bicomponent fiber comprising 37 INS filaments cut to 1.5 mm length was opened by a batch open process to remove the sulfopolyester sea component, a binder that holds the 37 PET islands together in the cut bicomponent fiber. In the open process of Example 36, a 20 kg load of deionized water was added to a 10 gallon laboratory hydropulping machine (Adirondack Machinery Co.) and low pressure steam was added while stirring at a 30% speed setpoint. Heated to ° C. When the deionized water reached 79 ° C., 400 g of 37 INS chopped bicomponent fibers were quickly added to the stirred water, all the chopped bicomponent fibers were added and the timer started to run. After 10 seconds of agitation, a nominal 400 cc open microfiber slurry sample was recovered and immediately screened using a colander to contain sulfopolyester polymer, which was removed during contact for 10 seconds in 79 ° C. water. The microfiber product was quickly separated from the first mother liquor. The microfiber product sample was pressed against the screen to dehydrate the microfiber product to a water content of about 20-25%. After 20 second mixing time, 60 second mixing time, and 120 second mixing time, samples were recovered from the hydropulping machine, and each sample was similarly screened to recover the first mother liquor separated from the microfiber product.

설포폴리에스터 바다 성분의 제거 정도는, 상기 네가지의 시험 샘플 각각으로부터 회수된 제1 모액의 고체 함량을 측정함으로써 평가하였다. 상기 공정에서, 긴 120초 접촉 시간 후에 취한 최종 샘플의 고체 수준 %는, 출발 절단된 이성분 섬유로부터 최대량의 설포폴리에스터가 거의 정량적 제거로 제거되는 조건을 나타낸다. 각 샘플의 고체 함량은, 3인치 x 5인치 알루미늄 팬의 중량(+/-0.001g)을 측정한 다음 제거된 설포폴리에스터를 함유하는 제1 모액 샘플 100.0 g을 더함으로써 측정되었다. 상기 팬 밖으로 액체가 범핑(bumping)되는 것을 방지하기 위해 중간 속도로 핫 플레이트를 사용하여 물을 비등 제거하였다. 핫 플레이트 상에서 거의 모든 물을 제거한 후, 중합체 잔사를 함유하는 샘플 팬을, 상기 팬을 강제 공기 오븐에서 180℃에서 5분 동안 두어 상기 잔사를 균일한 수분 함량으로 조정함으로써, 균일한 수분 함량으로 추가로 건조하였다. 상기 팬을 다시 칭량하고(+/-0.001g), 출발 팬 중량을 뺌으로써 잔사의 중량을 산출하였다. 잔사 중량을 출발 샘플 중량으로 나눔으로써 고체 함량을 산출하였다.The degree of removal of the sulfopolyester sea component was evaluated by measuring the solids content of the first mother liquor recovered from each of the four test samples. In this process, the percent solids level of the final sample taken after a long 120 second contact time indicates a condition in which the largest amount of sulfopolyester is removed from the starting cut bicomponent fiber with near quantitative removal. The solids content of each sample was determined by measuring the weight (+/- 0.001 g) of a 3 inch by 5 inch aluminum pan and then adding 100.0 g of the first mother liquor sample containing the removed sulfopolyester. Water was boiled off using a hot plate at medium speed to prevent liquid from bumping out of the pan. After removing almost all the water on the hot plate, a sample pan containing polymer residue is added to a uniform moisture content by placing the pan in a forced air oven at 180 ° C. for 5 minutes to adjust the residue to a uniform moisture content. Dried over. The pan was weighed again (+/- 0.001 g) and the weight of the residue was calculated by subtracting the starting pan weight. The solids content was calculated by dividing the residue weight by the starting sample weight.

실시예 36의 개방 공정으로부터 회수된 제1 모액 내의 고체의 변화를 도 8에 나타내었다.The change in solids in the first mother liquor recovered from the open process of Example 36 is shown in FIG. 8.

절단된 다성분 섬유로부터 설포폴리에스터 중합체를 정량적으로 제거한 후, 제1 모액내의 고체 잔사는 증가하지 않을 것이다. 시험 결과는, 제1 10초 샘플을 회수한 후 회수된 제1 모액의 고체 함량은 최소 증가를 나타내었다. 20초, 60초, 및 120초에 회수된 샘플의 고체 수준의 차이는 시험 오차 범위 이내이다. 79℃ 물에서 단지 10초 접촉한 후 제거 효율은 95%이거나 또는 정량적으로 고려되는 제거 수준의 5% 이내였다. 실시예 36에서, 설포폴리에스터 바다 성분은, 79℃에서 교반된 물에서 15초 이하의 접촉 시간 사용시 4.5 dpf의 37 INS 절단된 이성분 섬유로부터 효과적으로 제거되었다.
After quantitative removal of the sulfopolyester polymer from the chopped multicomponent fiber, the solid residue in the first mother liquor will not increase. The test results showed a minimal increase in the solids content of the recovered first mother liquor after recovering the first 10 second sample. The difference in the solids level of the sample recovered at 20, 60, and 120 seconds is within the test error range. After only 10 seconds of contact at 79 ° C. water, the removal efficiency was 95% or within 5% of the level of removal considered quantitative. In Example 36, the sulfopolyester sea component was effectively removed from 4.5 dpf 37 INS cleaved bicomponent fibers using a contact time of 15 seconds or less in water stirred at 79 ° C.

실시예 37Example 37

애디론댁 하이드로펄프화기의 속도 설정치를 30%에서 80%로 증가시켜, 79℃로 가열된 탈이온수 내의 37 INS 절단된 이성분 섬유의 혼합울 개선하는 것으로 변화시켜, 실시예 36의 공정을 반복하였다. 도 1과 유사한 설포폴리에스터 제거 프로파일이 관찰되었는데, 여기서 초기 10초 샘플의 고체% 값은 나중 고체 값의 시험 정확도 이내였으며, 이는 79℃에서 10초 접촉 시간 후의 정량적인 설포폴리에스터 제거율을 나타낸다.
The process of Example 36 was repeated, increasing the rate setpoint of the Adirondac hydropulping machine from 30% to 80% to improve the mixing of 37 INS cut bicomponent fibers in deionized water heated to 79 ° C. . A sulfopolyester removal profile similar to that of FIG. 1 was observed where the solid% value of the initial 10 second sample was within the test accuracy of the later solids value, indicating a quantitative sulfopolyester removal rate after 10 seconds contact time at 79 ° C.

실시예 38Example 38

절단된 이성분 섬유와 접촉되는 탈이온수의 온도를 74℃ 또는 실시예 36에서 사용된 온도보다 5℃ 낮은 온도로 감소시키는 것으로 변경하여, 실시예 36과 동일한 방식으로 37 INS 이성분 섬유 개방 공정을 수행하였다.The 37 INS bicomponent fiber opening process was changed in the same manner as in Example 36, by changing the temperature of the deionized water in contact with the cleaved bicomponent fibers to 74 ° C. or 5 ° C. below the temperature used in Example 36. Was performed.

상기 결과를 도 9에 나타내었다.The results are shown in FIG. 9.

20초, 60초, 및 120초에 회수된 샘플은 절단된 이성분 섬유로부터의 설포폴리에스터의 정량적 제거에 일치하는 고체 함량을 나타내었다. 74℃ 물에서 10초 접촉할 때 조차도, 설포폴리에스터 제거는 정량적 제거의 5% 이내었으며, 이는 74℃에서, 절단된 이성분 섬유로부터 바다 성분이 빨리 제거되었음을 나타낸다.
Samples recovered at 20, 60, and 120 seconds showed a solids content consistent with the quantitative removal of sulfopolyester from the cut bicomponent fibers. Even when contacted for 10 seconds in 74 ° C. water, sulfopolyester removal was within 5% of quantitative removal, indicating that at 74 ° C. the sea component was quickly removed from the cut bicomponent fibers.

실시예 39Example 39

37 INS 구성 및 4.5 dpf 섬도(fineness)를 가진 실시예 36의 절단된 이성분 섬유를 실시예 36에 기술된 바와 유사한 방식으로 개방하되, 이때 하이드로펄프화기의 교반은 50% 설정치로 설정하였고 개방 단계에 사용된 탈이온수의 온도는 68℃로 감소시켰다. 교반된 68℃ 온도에서 절단된 이성분 섬유를 15초, 30초, 60초, 및 120초 처리한 후 샘플을 회수하였다. 각각의 샘플로부터 회수된 제1 모액에 대해, 실시예 36에 기술된 방법을 사용하여 고체 함량을 측정함으로써, 설포폴리에스터 함량을 분석하였다. 제1 모액 중의 설포폴리에스터 함량을 처리 시간의 함수로서 도 10에 나타내었다. 고체 수준이 점근선(asymptote)에 도달(설포폴리에스터 제거가 정량적 수준에 접근)하는데 필요한 시간은 개방 단계의 속도의 지표이다.The cleaved bicomponent fiber of Example 36, with 37 INS configuration and 4.5 dpf fineness, was opened in a manner similar to that described in Example 36, with the agitation of the hydropulping machine set to a 50% set point and opening stage The temperature of the deionized water used for was reduced to 68 ° C. Samples were collected after 15 seconds, 30 seconds, 60 seconds, and 120 seconds of bicomponent fibers cut at a stirred 68 ° C. temperature. For the first mother liquor recovered from each sample, the sulfopolyester content was analyzed by measuring the solids content using the method described in Example 36. The sulfopolyester content in the first mother liquor is shown in FIG. 10 as a function of treatment time. The time required for the solid level to reach asymptotes (sulfopolyester removal approaches quantitative levels) is an indication of the rate of the open phase.

68℃에서는, 68℃ 물에서 60초 또는 그 이상의 접촉 시간 후에 설포폴리에스터 바다 성분의 정량적 제거가 달성되었으나, 단시간(15초) 후의 제거는 정량적 제거와는 멀었으며, 30초 후에야 정량적 제거에 접근하였다. 비교해보면, 실시예 36 내지 실시예 38은 10초의 접촉 시간 후에 취해진 샘플에서 거의 정량적인 설포폴리에스터 바다 성분 제거를 나타내었다(이때, 이들 샘플에서의 수온은 실시예 39에서보다 높았다). 실시예 39는, 68℃에서 60초 또는 그 이상의 정도로 더 긴 섬유/열수 접촉 시간이 적용되면, 이성분 섬유 개방 공정은 더 효과적이지만 더 짧은 처리 시간에서는 바다 성분이 불완전하게 제거됨을 보여준다.
At 68 ° C., quantitative removal of the sulfopolyester sea component was achieved after 60 seconds or more of contact time in 68 ° C. water, but removal after a short time (15 seconds) was far from quantitative removal, and only 30 seconds later approach quantitative removal. It was. In comparison, Examples 36-38 showed nearly quantitative sulfopolyester sea component removal in samples taken after a 10 second contact time (where water temperatures in these samples were higher than in Example 39). Example 39 shows that when a longer fiber / hydrothermal contact time is applied at 68 ° C. to 60 seconds or more, the bicomponent fiber opening process is more effective but the sea component is incompletely removed at shorter treatment times.

비교예 40Comparative Example 40

실시예 36과 동일한 방식으로 이성분 섬유 개방 공정을 수행하되, 개방 공정 중에 사용된 탈이온수의 온도를 63℃로 추가로 감소시켰다. 15초, 30초, 60초, 및 120초 후에 샘플을 회수하였으며, 각 샘플로부터 회수된 제1 모액에 대해 고체 성분을 분석하여 제거된 설포폴리에스터의 양 및 개방 효율을 결정하였다. 설포폴리에스터 제거 속도를 도 11에 나타내었다. 도 11의 결과는 설포폴리에스터 바다 성분의 더 느린 제거 거동을 보여준다.The bicomponent fiber opening process was performed in the same manner as in Example 36, but the temperature of the deionized water used during the opening process was further reduced to 63 ° C. Samples were recovered after 15, 30, 60, and 120 seconds, and the solid components were analyzed for the first mother liquor recovered from each sample to determine the amount and opening efficiency of the removed sulfopolyester. The sulfopolyester removal rate is shown in FIG. 11. The results in FIG. 11 show slower removal behavior of the sulfopolyester sea component.

15초 접촉 시간 후에 절단된 이성분 섬유로부터 설포폴리에스터 바다 성분의 약 2/3이 제거되었고, 30초 접촉 후에는 약 85%가 제거되었다. 60초 접촉 시간에서 제거 수준은 높았지만 정량적이지는 않았다. 63℃에서는 절단된 이성분 섬유로부터 바다 성분을 정량적으로 고려되는 제거 수준으로 제거하는데 2분 초과의 개방시간이 필요하였다. 개방 공정의 주요 효과는, 정량적이라고 고려되는 수준으로 바다 성분을 제거하는 것이며, 이와 관련하여, 비교예 40에서 측정된 느린 제거 속도는, 상업적 규모에서, 제거가능한 성분으로서 설포폴리에스터를 포함하는 절단된 이성분 섬유를 개방하는데 있어서 더 느린 개방 조건임을 보여주었다. 비교예 40에서, 교반 설정치는 30%였으며, 개방 공정 중의 더 높은 교반 또는 난류 수준은 정량적 개방을 수행하는데 필요한 시간을 감소시킬 수 있고, 혼합 에너지의 감소는 개방 공정을 느리게 할 수 있고 설포폴리에스터 성분을 완전히 제거하는데 훨씬 더 긴 시간을 필요로 할 수 있다.About two thirds of the sulfopolyester sea component was removed from the cut bicomponent fiber after 15 seconds contact time and about 85% after 30 seconds contact. At 60 second contact time the removal level was high but not quantitative. At 63 ° C., an open time of more than 2 minutes was required to remove the sea component from the cut bicomponent fiber to a quantitatively considered removal level. The main effect of the open process is to remove the sea component at a level considered to be quantitative, and in this regard, the slow removal rate measured in Comparative Example 40, on a commercial scale, comprises a cleavage comprising sulfopolyester as a removable component. It was shown to be a slower opening condition to open the bicomponent fibers. In Comparative Example 40, the agitation setpoint was 30%, and higher agitation or turbulence levels during the opening process can reduce the time required to perform quantitative opening, and a reduction in mixing energy can slow the opening process and sulfopolyester It may take much longer to completely remove the components.

본 실시예 및 이전의 모든 실시예에서 기재된 제거 속도는 제거가능한 성분으로서 설포폴리에스터를 포함하는 절단된 이성분 섬유를 기초로 한 것이다. 제거가능한 성분이, 수상(water phase)으로 더 쉽게 또는 더 어렵게 제거(용해 또는 유화)될 수 있는 중합체 유형으로 대체된다면, 제거가능한 중합체의 특성에 따라 개방 온도는 변할 것이다. 이들 실시예는, 제거가능한 설포폴리에스터 중합체의 특정 유형을 함유하는 이성분 섬유의 제거 특성을 설명하기 위해 제공되었지만, 이들이, 다른 유형의 제거가능한 중합체를 포함하는 이성분 섬유에 적합한 개방 조건 면에서 제한적임을 의미하는 것은 아니다.
The removal rates described in this example and all previous examples are based on chopped bicomponent fibers comprising sulfopolyester as removable components. If the removable component is replaced with a polymer type that can be removed (dissolved or emulsified) more easily or more difficultly into the water phase, the opening temperature will vary depending on the nature of the removable polymer. These examples are provided to illustrate the removal properties of bicomponent fibers containing a particular type of removable sulfopolyester polymer, but in terms of the open conditions they are suitable for bicomponent fibers comprising other types of removable polymers. It does not mean that it is limited.

비교예 41Comparative Example 41

비교예 41에서는 실시예 36에 기술된 바와 동일한 공정을 사용하되, 탈이온수 부하량에 충분한 CaCl2를 가하여 수상에 20 중량ppm 수준으로 Ca+2 양이온을 가하고, 개방 공정의 온도는 77℃로 하였다. 이 조건하에서의 섬유 개방에 대한 설포폴리에스터 제거 프로파일은 도 12에 도시되어 있다.In Comparative Example 41, the same process as described in Example 36 was used, but sufficient CaCl 2 was added to the deionized water load to add Ca +2 cation to the aqueous phase at 20 ppm by weight, and the temperature of the open process was 77 ° C. The sulfopolyester removal profile for fiber opening under these conditions is shown in FIG. 12.

유사한 개방 온도에서 탈이온수를 사용하여 수행된 실시예 36 및 37과 비교할 때, 비교예 41에서의 설포폴리에스터 제거 속도는 훨씬 느렸다. 이전의 두 실시예에서는 79℃에서 탈이온수에서 약 10초의 접촉 시간 후에 거의 정량적인 설포폴리에스터 제거가 기록되었다. 비교예 41에서는, 유사한 교반 수준으로 30초 후에 단지 약 90%의 제거가 달성되었다.When compared to Examples 36 and 37 performed with deionized water at similar open temperatures, the sulfopolyester removal rate in Comparative Example 41 was much slower. In the previous two examples, almost quantitative sulfopolyester removal was recorded after a contact time of about 10 seconds in deionized water at 79 ° C. In Comparative Example 41, only about 90% of removal was achieved after 30 seconds with similar stirring levels.

실시예 36, 37 및 38에서의 제거 특성과 비교할 때, 비교예 41에서의 설포폴리에스터 제거 특성은 더 느려서, 비교예 41에서는 30초 후에 단지 약 90%의 제거가 측정된 반면, 이전의 실시예들에서는 10 내지 15초 후에 거의 정량적 제거가 측정되었다. 비교예 41의 제거 특성은, 14℃ 더 낮은 개방 온도에서 수행되나 경질 양이온을 갖지 않은 탈이온수를 사용하는 비교예 40에 대해 측정된 특성(도 11)과 유사하였다. 비교예 41은, 개방 공정에 사용된 물의 경도가, 수분산성 설포폴리에스터 성분을 포함하는 이성분 섬유를 개방하는데 필요한 접촉 시간 및 온도에 크게 영향을 미침을 보여주기 위해 제공된 것이며, 20ppm의 Ca+2 경도가 경계선이고 더 높은 수준은 완전한 섬유 개방을 더 느리게 하거나 불가능하게 할 수 있다.
Compared with the removal properties in Examples 36, 37, and 38, the sulfopolyester removal properties in Comparative Example 41 are slower, with only about 90% of removal measured after 30 seconds in Comparative Example 41, whereas the previous run In the examples almost quantitative clearance was measured after 10-15 seconds. The removal properties of Comparative Example 41 were similar to those measured for Comparative Example 40, which was run at an open temperature lower than 14 ° C. but using deionized water without hard cations (FIG. 11). Comparative Example 41 is provided to show that the hardness of the water used in the open process greatly influences the contact time and temperature required to open the bicomponent fiber comprising the water dispersible sulfopolyester component, and 20 ppm Ca + 2 Hardness is borderline and higher levels can slow or disable complete fiber opening.

실시예 42Example 42

연속 continuity 이성분Two-component 섬유 개방 공정 Fiber opening process

이전의 실시예 36 내지 39는, 이성분 섬유로부터 수분산성 중합체 분획을 제거하는 배취 유형 개방 공정의 사용을 예시한다. 상업적 제조에서는, 일반적으로, 연속 조작이 더 높은 효율을 제공하기 때문에, 연속 유형 공정이 이용된다. 효율의 주요 개선은, 전체적인 배취 사이클의 배취식 부하 및 배취식 배출 단계의 생략(이는 배취 사이클 중의 상당한 공정 시간을 제거하고 또한 동일 생산량을 더 작은 장비 크기를 사용하여 달성하게 함)으로 인한 것이다.Previous Examples 36-39 illustrate the use of a batch type opening process to remove the water dispersible polymer fraction from the bicomponent fiber. In commercial manufacturing, continuous type processes are generally used because continuous operation provides higher efficiency. The main improvement in efficiency is due to the batch load of the overall batch cycle and the omission of the batch discharge step, which eliminates significant process time during the batch cycle and also achieves the same yield using smaller equipment sizes.

수 비-분산성 중합체 섬유 물질로부터 수성 상으로 수분산성 중합체를 제거하거나 추출하는 것으로 이루어진 이성분 섬유의 개방 공정에 적용가능한 연속 조작으로는 두 가지 주요 유형이 있다. 제1 유형의 공정은, 물 및 절단된 다성분 섬유를 일정한 비율 및 일정한 공급 속도로 교반식 탱크에 가하면서 개방된 마이크로섬유 슬러리를 상기 교반식 탱크로부터 동일한 질량 유속으로 제거하여 상기 교반식 탱크에서 절단된 다성분 섬유 슬러리의 일정 수준을 유지할 수 있는 연속 교반식 탱크 반응기(CSTR)이다.There are two main types of continuous operation applicable to the open process of bicomponent fibers consisting of removing or extracting the water dispersible polymer from the water non-dispersible polymer fiber material into the aqueous phase. A first type of process involves removing open microfiber slurries from the stirred tank at the same mass flow rate while adding water and chopped multicomponent fibers to the stirred tank at a constant rate and at a constant feed rate in the stirred tank. A continuous stirred tank reactor (CSTR) capable of maintaining a constant level of chopped multicomponent fiber slurry.

CSTR의 단점은, 공정 중의 교반식 탱크 내부의 절단된 다성분 섬유의 체류 시간 분포이다. 배취 유형 공정에서는, 부하 단계의 종료와 배출 단계의 개시 간의 배취 사이클 중에 공칭 동일 시간량 동안 모든 생성물이 처리된다. CSTR에서는, 교반식 탱크에 가해진 절단된 다성분 섬유를 탱크에서 다양한 시간 길이 동안 처리된 물질과 혼합하며, 탱크로부터 배출된 물질은, 다양한 시간 길이 동안 탱크 내부에서 처리된 마이크로섬유를 포함한다. CSTR 개방 공정 중에 탱크 내부에 마이크로섬유가 머무르는 시간량은, 통계적 평균에 의해 한정되며, 통계적 평균의 중심점은 마이크로섬유 물질이 탱크 내부에 머무르는 평균 시간이다. 마이크로섬유가 교반식 탱크 내부에 머무르는 이 통계적 평균 체류 시간(RT)은 식 RT = Vt/Q 에 의해 한정되며, 이때, Vt는 교반식 탱크 내에 함유된 액체의 총 부피이고, Q는 연속 조작 중에 탱크 밖으로 나가는 액체의 부피이다.A disadvantage of the CSTR is the residence time distribution of the cut multicomponent fibers inside the stirred tank during the process. In a batch type process, all products are processed for a nominally equal amount of time during the batch cycle between the end of the load phase and the start of the discharge phase. In the CSTR, the chopped multicomponent fibers applied to the stirred tank are mixed with the material treated for various lengths of time in the tank, and the material discharged from the tank includes the microfibers treated inside the tank for various lengths of time. The amount of time the microfibers stay inside the tank during the CSTR opening process is defined by the statistical mean, and the center point of the statistical mean is the average time the microfiber material stays inside the tank. This statistical mean residence time (RT) at which the microfibers stay inside the stirred tank is defined by the equation RT = V t / Q, where V t is the total volume of liquid contained in the stirred tank and Q is continuous The volume of liquid exiting the tank during operation.

연속 조작용 CSTR이 가진 문제는, 이 통계적 분포를 기초로 할 때, 탱크에 가해진 절단된 다성분 섬유의 일부가 단지 단기간(이는 완전한 섬유 개방에는 불충분할 수 있음) 동안만 내부에 머무르고, 상기 분포의 다른 쪽 말단에서는 절단된 다성분 섬유의 일부가 탱크에 목표 평균 RT보다 훨씬 긴 시간(이 시간 동안 작은 직경의 마이크로섬유는 탱크 내부에서 장기간에 걸친 과도한 혼합에 의해 기계적으로 손상될 수 있음) 동안 머무른다는 점이다.The problem with CSTRs for continuous operation is that, based on this statistical distribution, some of the cut multicomponent fibers applied to the tank stay inside for only a short period of time (which may be insufficient for full fiber opening), and the distribution At the other end of the part of the cut multicomponent fiber for a much longer time than the target average RT in the tank, during which time small diameter microfibers can be mechanically damaged by prolonged excessive mixing inside the tank. Is to stay.

이러한 이유로, 연속적인 섬유 개방 공정을 위한 또하나의 방법은, 화학적 처리에 흔히 사용되는 플러그 흐름 공정이다. 이 유형의 공정에서는, 공정 용기에 유체가 일정한 속도로 가해지며, 상기 용기에 가해진 유체의 각각의 요소가 상기 용기를 통해 공칭 동일 속도로 이동하여 유체의 모든 요소가 공칭 동일 시간량 동안 상기 용기 내부에 함유될 수 있도록 한다. CSTR과 비교할 때 플러그 흐름 개방 공정은, 완전히 개방되기에는 불충분한 시간 동안 공정 용기 내부에 머무르는 절단된 다성분 섬유 부분 및 마이크로섬유의 기계적 손상을 야기하는 과도한 시간 동안 탱크에 머무르는 섬유 부분과 관련된 문제가 생략될 수 있다.For this reason, another method for continuous fiber opening processes is the plug flow process commonly used for chemical treatment. In this type of process, fluid is applied to a process vessel at a constant rate, and each element of fluid applied to the vessel moves through the vessel at the same nominal speed so that all elements of the fluid are inside the vessel for a nominally equivalent amount of time. It can be contained in. Compared with CSTR, the plug flow opening process presents problems with the cut multicomponent fiber portion remaining inside the process vessel for an insufficient time to fully open and the fiber portion staying in the tank for an excessive time causing mechanical damage to the microfibers. May be omitted.

이성분 섬유에 대한 플러그 흐름 개방 공정의 하나의 실시양태에서, 플러그 흐름 용기는 긴 파이프 구역일 수 있으며, 여기서, 뜨거운 수성 다성분 섬유 슬러리가 일정한 부피 유속으로 파이프 구역의 한쪽 말단에 가해지고 다성분 섬유 슬러리가 상기 파이프를 공칭 일정한 유속으로 통과하고 상기 파이프 내부에서의 체류 시간(상기 공정 파이프 내부에 함유된 총 부피를 상기 공정 파이프 내로 들어가는 다성분 섬유 슬러리의 부피 유속으로 나눈 값으로 정의됨) 후에 다성분 섬유 슬러리가 상기 공정 파이프의 다른쪽 말단을 나간다.
In one embodiment of the plug flow opening process for bicomponent fibers, the plug flow vessel may be a long pipe section, wherein a hot aqueous multicomponent fiber slurry is applied at one end of the pipe section at a constant volume flow rate and multicomponent After the fiber slurry passes through the pipe at a nominal constant flow rate and after the residence time inside the pipe (defined as the total volume contained within the process pipe divided by the volume flow rate of the multicomponent fiber slurry entering the process pipe) The multicomponent fiber slurry exits the other end of the process pipe.

일반적인 플러그 흐름 Common plug flow 이성분Two-component 섬유 개방 공정 Fiber opening process

수분산성 설포폴리에스터 상(개방 공정 중에 절단된 다성분 섬유로부터 제거된다)을 포함하는 절단된 다성분 섬유를 개방하기 위한 연속 플러그 흐름 공정의 몇 가지 예가 제공된다. 전체적인 플러그 흐름 조작에서 특정 공정 단계는 하기 카테고리에 들어갈 수 있다:Several examples of a continuous plug flow process are provided for opening a cut multicomponent fiber comprising a water dispersible sulfopolyester phase (which is removed from the cut multicomponent fiber during the open process). Certain process steps in the overall plug flow operation can fall into the following categories:

1) 절단된 다성분 섬유로부터 농축된 차가운 절단된 다성분 섬유 슬러리를 제조하는 공정,1) a process for preparing a concentrated cold cut multicomponent fiber slurry from the cut multicomponent fibers,

2) 차가운 절단된 다성분 섬유 슬러리와 혼합하기 위한 뜨거운 처리된 수성 스트림을 제조하는 공정,2) producing a hot treated aqueous stream for mixing with cold cut multicomponent fiber slurries,

3) 뜨거운 다성분 섬유 슬러리를 제조하기 위한 스트림 (1) 및 (2)의 조합 공정,3) a combination process of streams (1) and (2) for producing a hot multicomponent fiber slurry,

4) 뜨거운 다성분 섬유 슬러리(3)가 공정 파이프를 통해 플러그 흐름으로 흐름에 따라 섬유를 개방하여 개방된 마이크로섬유 슬러리를 제조하는 공정, 및4) a process of opening the fibers as the hot multicomponent fiber slurry 3 flows into the plug flow through the process pipe to produce an open microfiber slurry, and

5) 스크린 여과 장치를 사용하여 제거된 설포폴리에스터 중합체를 함유하는 개방된 마이크로섬유 슬러리로부터 마이크로섬유 생성물 스트림을 분리하는 공정.5) Separating the microfiber product stream from an open microfiber slurry containing the removed sulfopolyester polymer using a screen filtration device.

이들 특정 공정 단계 각각에 대한 더욱 자세한 설명을 이하 제공한다.A more detailed description of each of these specific process steps is provided below.

1) 절단된 다성분 섬유로부터의 차가운 절단된 다성분 섬유 슬러리의 제조1) Preparation of cold cut multicomponent fiber slurries from cut multicomponent fibers

공칭 25 ppm의 경질 양이온을 함유하는 수도물을 연수기를 통과시켜 경질 양이온의 농도를 1 ppm 미만으로 감소시켰다. 약 18℃의 연수를 연속적으로, 10 갤론의 유체 수준을 함유하는 교반식 탱크에, 교반식 탱크에 일정한 유체 수준을 유지하는 목표 유속으로 계량 공급하였다. 실시예 36의 절단된 다성분 섬유를 연속적으로 상기 잘 교반된 혼합물 탱크에 믈 흐름 대비 일정한 속도 및 비율로 가하여, 절단된 다성분 섬유를 목표 농도로 함유하는 차가운 절단된 다성분 섬유 슬러리를 생성시켰다. 상기 차가운 절단된 다성분 섬유 슬러리를 펌핑해내기 위해 가변적 속도의 원심분리식 펌프를 사용하여 절단된 다성분 섬유의 차가운 절단된 다성분 섬유 슬러리를 상기 차가운 슬러리 혼합물 탱크 밖으로 펌핑하되, 차가운 슬러리 혼합물 탱크에서 일정한 수준을 유지하기 위해 상기 혼합물 탱크로 성분들이 공급되는 것과 동일한 속도로 펌핑하였다.Tap water containing a nominal 25 ppm hard cation was passed through a softener to reduce the concentration of hard cations to less than 1 ppm. Soft water of about 18 ° C. was continuously metered to a stirred tank containing a 10 gallon fluid level at a target flow rate maintaining a constant fluid level in the stirred tank. The chopped multicomponent fibers of Example 36 were successively added to the well stirred mixture tank at a constant rate and rate relative to the flow, resulting in a cold chopped multicomponent fiber slurry containing the chopped multicomponent fibers at a target concentration. . Pump the cold cut multicomponent fiber slurry of the cut multicomponent fibers out of the cold slurry mixture tank using a variable speed centrifugal pump to pump out the cold cut multicomponent fiber slurry, the cold slurry mixture tank Pumped at the same rate as the components were fed into the mixture tank to maintain a constant level at.

상기 차가운 슬러리 공정 단계의 조작 원리는, 제공된 교반이, 상기 절단된 다성분 섬유를 현탁 상태로 유지하면서 혼합물 탱크에서 상기 절단된 다성분 섬유가 침강되는 것을 방지하기에 충분하도록 하는 방식으로, 경질 양이온을 저농도로 함유하는 차가운 물 내로 상기 절단된 다성분 섬유를 분산시키는 것이다. 수온 및 상기 절단된 다성분 섬유의 차가운 슬러리 탱크에서의 체류 시간 둘다를, 차가운 슬러리 탱크에서의 유의적인 설포폴리에스터 제거를 방지하고 상기 탱크내 섬유에 대한 기계적 손상을 최소화하도록 설계한다.
The operating principle of the cold slurry processing step is that the hard cations are provided in such a way that the agitation provided is sufficient to prevent the cut multicomponent fibers from settling in the mixture tank while maintaining the cut multicomponent fibers in suspension. It is to disperse the cut multi-component fiber into cold water containing a low concentration of. Both the water temperature and the residence time of the chopped multicomponent fiber in the cold slurry tank are designed to prevent significant sulfopolyester removal in the cold slurry tank and to minimize mechanical damage to the fibers in the tank.

2) 섬유 개방 공정을 위한 뜨거운 처리된 수성 스트림의 제조2) Preparation of Hot Treated Aqueous Stream for Fiber Opening Process

마이크로-조정식 유량 제어기를 사용하여 스팀 가열된 관형 열교환기의 주입기에 탈이온수를 계량공급하여, 일정한 뜨거운 물 흐름을 목표 속도로 유지하였다. 스팀을 상기 열교환기에 적용하여 탈이온수 스트림을 목표 유속에서 96 내지 98℃의 배출구 온도로 가열하였다. 상기 열교환기를 나오는 뜨거운 탈이온수를 혼합 티(tee)로 보내어 앞에서 기술한 차가운 절단된 다성분 섬유 슬러리 스트림과 조합하였다.
Deionized water was metered into the injector of a steam heated tubular heat exchanger using a micro-adjustable flow controller to maintain a constant hot water flow at the target rate. Steam was applied to the heat exchanger to heat the deionized water stream to an outlet temperature of 96-98 ° C. at the target flow rate. Hot deionized water exiting the heat exchanger was sent to a mixing tee and combined with the cold cut multicomponent fiber slurry stream described above.

3) 뜨거운 물 스트림과 차가운 섬유 슬러리 스트림의 조합3) Combination of hot water stream and cold fiber slurry stream

뜨거운 물 스트림(2)과 차가운 절단된 다성분 섬유 슬러리 스트림(1)을 단지 난류화를 사용하여 연속적으로 조합하여 두 스트림을 균질하게 혼합하고 합쳐진 스트림을 혼합 티 밖에서 섬유 개방 구획(1 1/2 인치 스케쥴 40 CPVC 파이프로 구성됨)으로 연속적으로 흐르게 함으로써 1 1/2 인치 파이프 티에서 상기 두 스트림을 조합하였다. 차가운 절단된 다성분 섬유 슬러리(18℃)에 대한 뜨거운 물(98℃)의 비는, 조합된 스트림의 온도가 상기 절단된 다성분 섬유로부터의 설포폴리에스터 중합체의 급속한 개방 또는 제거를 야기하기에 충분히 높을 수 있도록 선택되었다. 조합된 스트림에 대한 목표 온도는 공칭 70 내지 80℃ 범위로 하여 설포폴리에스터가 1 1/2 인치 파이프 개방 장치를 통해 급속히 흐르게 하였다.
The hot water stream (2) and the cold cut multicomponent fiber slurry stream (1) are continuously combined using only turbulence to homogeneously mix the two streams and combine the combined streams of the fiber open compartment (1 1/2) outside the mixing tee. The two streams were combined in a 1 1/2 inch pipe tee by continuously flowing through an inch schedule 40 CPVC pipe. The ratio of hot water (98 ° C.) to cold cut multicomponent fiber slurry (18 ° C.) is such that the temperature of the combined stream causes rapid opening or removal of the sulfopolyester polymer from the cut multicomponent fiber. It was chosen to be high enough. The target temperature for the combined stream was in the range of nominal 70-80 ° C. to allow sulfopolyester to flow rapidly through the 1 1/2 inch pipe opening device.

4) 1 1/2 인치 파이프 장치를 통한 플러그 흐름에서의 섬유 개방4) Fiber opening at plug flow through 1 1/2 inch pipe device

개방 장치는, 유입구에서 배출구까지의 흐름 길이가 총 55 피트로 이루어진, 1 1/2인치 CPVC 파이프의 5개의 10 피트 구역으로 이루어졌다. 0.78 ft3의 내부 파이프 부피가 계산되었다. 합쳐진 섬유 슬러리 스트림의 전형적인 유속은 약 1.1 ft3/분이며, 이는 플러그 흐름 개방 장치를 통해 흐르는 합친 섬유 슬러리로서 40초의 공칭 체류시간에 상응한다.The opening device consisted of five 10 foot sections of 1 1/2 inch CPVC pipe, with a total flow length of 55 feet from the inlet to the outlet. An internal pipe volume of 0.78 ft 3 was calculated. A typical flow rate of the combined fiber slurry stream is about 1.1 ft 3 / min, which corresponds to a nominal residence time of 40 seconds as the combined fiber slurry flowing through the plug flow opening device.

플러그 흐름 파이프 구역의 길이가 110 피트의 총 길이까지 연장되어 섬유 개방 단계 중에 80초의 총 체류 시간을 수득하는 예가 제공된다.
An example is provided in which the length of the plug flow pipe section extends to a total length of 110 feet to obtain a total residence time of 80 seconds during the fiber opening step.

5) 개방된 마이크로섬유 회수5) open microfiber recovery

18인치 직경과 12인치 높이의 바스켓을, 3/16인치 천공부를 가진 천공된 강철 시트 금속으로 제조하였다. 구멍은 충분히 작아서, 개방 단계를 나가는 마이크로섬유 생성물은 통과하지 못하고 공정수는 배출되도록 한다. 1 1/2인치 파이프 개방 장치로부터의 유출물은 바로 상기 바스켓으로 보내어져, 설포폴리에스터를 함유하는 제1 모액이 배출되고 개방된 PET 마이크로섬유를 포함하는 습윤 케익을 회수할 수 있게 한다.Baskets 18 inches in diameter and 12 inches high were made of perforated steel sheet metal with 3/16 inch perforations. The holes are small enough so that the microfiber product leaving the opening stage cannot pass and the process water is discharged. The effluent from the 1 1/2 inch pipe opening device is sent directly to the basket, allowing the first mother liquor containing sulfopolyester to be discharged and recover the wet cake comprising open PET microfibers.

전술된 일반적인 플러그 흐름 이성분 섬유 개방 공정을 실시예 36의 절단된 이성분 섬유에 적용함으로써 37 해도 이성분 섬유의 연속적 개방이 수행되었다. 이 실시예에서, 18℃의 조질 수도물을 연수 유닛에 통과시켜 경질 양이온을 1 ppm 미만까지 제거하고, 연수를, 미리 처리된 물을 공칭 12 갤론 액체 수준으로 보유하는 교반식 탱크에, 약 2.3 갤론/분(gpm) 또는 공칭 9 kg/분으로 계량 도입함으로써 차가운 절단된 이성분 섬유 슬러리를 생성하였다. 차가운 물을 상기 탱크에 가할 때, 4인치 임펠러를 구비한 가변 속도 원심분리형 펌프를 사용하여 상기 탱크의 기저부로부터 혼합 티 및 개방 단계의 플러그 흐름 파이프 구역으로 펌핑하였으며, 이때 일정한 탱크 수준을 유지하기 위하여 첨가될 때와 동일하게 공칭 2.3 gpm 속도로 탱크 밖으로 액체가 펌핑되도록 펌프의 속도를 조절하였다.The continuous opening of the 37 islands-in-sea bicomponent fiber was performed by applying the general plug flow bicomponent fiber opening process described above to the cut bicomponent fibers of Example 36. In this example, a crude tap water of 18 ° C. was passed through a softening unit to remove less than 1 ppm of light cations and soft water at about 2.3 gallons in a stirred tank containing pretreated water at a nominal 12 gallon liquid level. A cold cut bicomponent fiber slurry was produced by metering in at / pm (gpm) or nominal 9 kg / min. When cold water was applied to the tank, a variable speed centrifugal pump with a 4 inch impeller was pumped from the bottom of the tank to the mixing tee and plug flow pipe sections of the open stage, to maintain a constant tank level. The speed of the pump was adjusted such that liquid was pumped out of the tank at the nominal 2.3 gpm rate as when added.

물을 탱크에 가할 때, 실시예 36의 37 INS 절단 이성분 섬유를 연속적으로 혼합 탱크내 액체에 탱크 상부의 포트를 통해 325 g/분의 속도로 가하면서 탱크내 이성분 섬유 슬러리에 충분한 교반을 적용하여 출발 절단된 이성분 섬유가 탱크 내부에서 현탁액 상태로 유지되고 침강이 방지되도록 하였다. 연속 조작 중에 차가운 다성분 섬유 슬러리 내 절단된 다성분 섬유의 농도는, 물 중에 약 3.5 중량% 섬유의 정상 상태 슬러리 농도에 달하였다.When water was added to the tank, the 37 INS chopped bicomponent fibers of Example 36 were continuously added to the liquid in the mixing tank at a rate of 325 g / min through the port at the top of the tank while providing sufficient agitation to the bicomponent fiber slurry in the tank. The applied cut bicomponent fibers were maintained in suspension inside the tank and prevented from settling. The concentration of the cut multicomponent fibers in the cold multicomponent fiber slurry during the continuous operation reached a steady state slurry concentration of about 3.5% by weight fibers in water.

실시예 42의 공정을 위한 뜨거운 물 스트림은, Pic 히터 장치를 사용하여 생성하였으며, 여기서는 마이크로-조정식 흐름 제어 장치를 통해 스팀-가열식 열교환기의 유입구로 6 gpm 또는 22 kg/분의 공칭 속도로 탈이온수가 계량 도입되었다. 열교환기를 나가는 탈이온수의 배출구 온도는, 배출구 온도를 조절하기 위해 열교환기의 자켓에 대한 스팀 압력을 조정하는 온도 제어기에 의해 97℃로 조절되었다.The hot water stream for the process of Example 42 was generated using a Pic heater device, where it was decanted at a nominal rate of 6 gpm or 22 kg / min via a micro-adjustable flow control device to the inlet of the steam-heated heat exchanger. Ionized water was metered in. The outlet temperature of the deionized water leaving the heat exchanger was adjusted to 97 ° C. by a temperature controller that regulates the steam pressure on the jacket of the heat exchanger to control the outlet temperature.

Pic 히터를 나가는 뜨거운 물 스트림은 혼합 티의 유입구로 흘러들어가 여기에서 차가운 이성분 섬유 슬러리 탱크로부터의 흐름 스트림과 합쳐진 다음 플러그 흐름 접촉 장치를 통과하였다. 뜨거운 물 스트림과 차가운 이성분 섬유 슬러리 스트림의 합쳐진 총 흐름은 8.3 gpm 또는 31 kg/분이었다. 뜨거운 물 스트림은 상기 합쳐진 스트림의 약 71 중량%를 차지하였다. 상기 혼합 티를 나가는 상기 합쳐진 스트림의 온도는 75℃로 측정되었고, 배출구 온도는, 각각의 스트림의 개별적 온도 및 혼합 티에서 스트림들이 합쳐지는 상대적 비율에 의해 제어되었다. 마찬가지로, 상기 합쳐진 스트림 내의 절단된 이성분 섬유의 농도는, 혼합전의 각각의 개별적 스트림의 비율을 기준으로 할 때, 차가운 슬러리 내의 3.5 %에서 합쳐진 스트림 내의 1.0 %로 감소되었다.The hot water stream exiting the Pic heater flowed into the inlet of the mixing tee where it merged with the flow stream from the cold binary fiber slurry tank and then passed through a plug flow contact device. The combined total flow of the hot water stream and the cold binary fiber slurry stream was 8.3 gpm or 31 kg / min. The hot water stream made up about 71% by weight of the combined stream. The temperature of the combined stream exiting the mixing tee was measured at 75 ° C. and the outlet temperature was controlled by the individual temperature of each stream and the relative proportion of the streams in the mixing tee joining. Likewise, the concentration of chopped bicomponent fibers in the combined stream was reduced from 3.5% in cold slurry to 1.0% in the combined stream, based on the proportion of each individual stream before mixing.

75℃ 온도에서 1.0 중량%의 절단된 이성분 섬유를 함유하는 상기 합쳐진 섬유 슬러리 스트림을 플러그 흐름 개방 장치의 유입구로 보내었다. 플러그 흐름 개방 장치는 총 흐름 길이가 55 피트인 1 1/2 인치 스케쥴 40 CPVC 파이프 5개 구획으로 이루어졌다. 절단된 이성분 섬유 슬러리가 상기 파이프 구역을 통과하는 평균 플러그 흐름 속도는 1.2 ft/sec로 산출되었고, 플러그 흐름 구역 내의 절단된 이성분 섬유 슬러리의 평균 체류 시간은 실시예 42에 적용된 흐름 조건하에서 45초인 것으로 계산되었다. 이들 조건하에서 파이프 흐름에 대한 레이놀즈 수의 계산은, 난류에 의해 수득된 혼합 에너지가 상기 절단된 이성분 섬유로부터 설포폴리에스터 중합체가 제거되어 개방된 마이크로섬유 슬러리를 생성하는 것을 돕는 난류 방식으로 흐름이 존재하는지를 결정하였다. 파이프 구역 내부에서 45초의 접촉 시간 내에 상기 이성분 전구체 섬유로부터 설포폴리에스터를 본질적으로 정량적으로 제거하는 것이 이 실시예의 공정 요건이었다.The combined fiber slurry stream containing 1.0 wt% of the chopped bicomponent fibers at 75 ° C. was sent to the inlet of the plug flow opening device. The plug flow opening device consisted of five sections of 1 1/2 inch Schedule 40 CPVC pipe with a total flow length of 55 feet. The average plug flow rate through which the chopped bicomponent fiber slurry passed through the pipe section was calculated to be 1.2 ft / sec, and the average residence time of the chopped bicomponent fiber slurry in the plug flow zone was 45 under the flow conditions applied in Example 42. It was calculated to be seconds. The calculation of the Reynolds number for the pipe flow under these conditions indicates that the mixing energy obtained by the turbulence flows in a turbulent fashion that helps remove sulfopolyester polymer from the cleaved bicomponent fibers to create an open microfiber slurry. Determine if it exists. The process requirement of this example was to essentially remove quantitatively the sulfopolyester from the bicomponent precursor fiber within a 45 second contact time inside the pipe section.

3/16 인치 천공을 가진(표면적의 40%) 바스켓 필터를 사용하여, 플러그 흐름 접촉 구역을 나가는 개방된 마이크로섬유 슬러리로부터 마이크로섬유를 여과하였다. 실시예36 내지 38의 마이크로섬유에 비해, 실시예 42의 마이크로섬유는, 필터를 통과하는 미세 섬유 및 더 느린 투과 속도 면에서 덜 효과적으로 여과되었다. 이러한 결과는, 실시예 42의 플러그 흐름 구역에서 흐르는 동안 상기 마이크로섬유가 덜 얽히는 것에 기인하였다. 실시예 42에서의 난류 혼합은 마이크로섬유가 이전 실시예에서의 격렬한 교반보다 덜한 정도로 변형되고 얽히게 할 수 있으며, 실시예 42의 마이크로섬유에는 더 작은 개구부를 가진 탈수 스크린이 필요할 수 있다.Microfibers were filtered from an open microfiber slurry exiting the plug flow contact zone using a basket filter with 3/16 inch perforation (40% of surface area). Compared to the microfibers of Examples 36 to 38, the microfibers of Example 42 were filtered less effectively in terms of the fine fibers passing through the filter and the slower permeation rate. This result was due to the less entanglement of the microfibers while flowing in the plug flow zone of Example 42. Turbulent mixing in Example 42 may cause the microfibers to deform and entangle to a lesser extent than the vigorous stirring in the previous example, and the microfiber of Example 42 may require a dewatering screen with smaller openings.

실시예 42의 마이크로섬유의 텍스쳐는 출발 1.5 mm 절단된 이성분 섬유의 텍스쳐에서 극적으로 변하였다. 출발 습윤 절단된 이성분 섬유의 텍스쳐는 매우 거칠고 모래같았다. 실시예 42의 여과된 마이크로섬유의 텍스쳐는 끈적한 느낌이 있는 정도까지 평활하였으며, 이는 섬유 특성이 극적으로 변화되었음을 나타낸다.The texture of the microfibers of Example 42 varied dramatically in the texture of the bicomponent fibers cut from the starting 1.5 mm. The texture of the starting wet chopped bicomponent fibers was very rough and sandy. The texture of the filtered microfiber of Example 42 was smooth to the extent that it was sticky, indicating that the fiber properties changed dramatically.

실시예 42의 마이크로섬유를 추가의 물에 재분산하여 약간 희석하여 특성 분석을 위한 현미경 슬라이드에 적용하였다. 현미경 검사는, 실시예 42의 마이크로섬유가 약 3 미크론(이는, 37 해도 절단 이성분 섬유 내의 출발 PET 섬 도메인의 출발 직경에 해당됨)의 공칭 섬유 직경을 가진 매우 미세한 섬유임을 확인해주었다.The microfibers of Example 42 were redispersed in additional water and diluted slightly to apply to microscope slides for characterization. Microscopy confirmed that the microfibers of Example 42 were very fine fibers with a nominal fiber diameter of about 3 microns (which corresponds to the starting diameter of the starting PET island domain in the 37 islands cut bicomponent fiber).

현미경 검사는, 생성 섬유내에서 3 미크론 섬 섬유를 함께 결합하는 잔류 바다 물질이 거의 없다는 증거를 확인시켜 주었다. 실시예 42의 공정 중에 불완전하게 제거된 잔류 바다 물질에 의해 함께 결합된 여러 개의 섬 피브릴을 포함하는 불완전하게 개방된 섬유는 단지 적은 분획으로 나타났다.Microscopic examination confirmed the evidence that there was little residual sea material binding the 3 micron island fibers together in the resulting fibers. Incompletely open fibers comprising several island fibrils bound together by residual sea material incompletely removed during the process of Example 42 resulted in only a small fraction.

여과된 마이크로섬유 생성물을 물에 수중 고체 섬유 농도 0.02%로 재분산시키고, 표준 6.25 인치 직경의 TAPPI 시트 형성 장치를 사용하여 이 희석된 섬유 용액을 종이 핸드 시트 샘플로 전환시킴으로써 실시예 42의 마이크로섬유를 평가하였다. 실시예 36 내지 38에 기술된 배취 개방 공정으로 개방된 마이크로섬유를 사용하여 비교 시험을 수행하였다. 실시예 42의 마이크로섬유는, 낮은 수중 고체 슬러리로 재분산될 때의 공정 특성 및 재분산된 희석 섬유 슬러리를 통상의 6.25 인치 직경의 TAPPI 시트 형성 장치를 사용한 고희석 형성 기법에 의해 종이 유사 제품으로 전환시킬 때의 시트 특성 면에서 둘다, 배취 공정에 의해 개방된 섬유에 정성적으로 동등한 것으로 나타났다.
The microfiber of Example 42 by redispersing the filtered microfiber product to 0.02% solid fiber concentration in water and converting this diluted fiber solution into a paper hand sheet sample using a standard 6.25 inch diameter TAPPI sheet forming apparatus. Was evaluated. Comparative tests were performed using microfibers opened in the batch open process described in Examples 36-38. The microfiber of Example 42 converts the redisperse dilution fiber slurry into paper-like products by a high dilution formation technique using a conventional 6.25 inch diameter TAPPI sheet forming apparatus and process characteristics when redispersed into a low water solid slurry. Both were found to be qualitatively equivalent to the fibers opened by the batch process, both in terms of sheet properties.

실시예 43Example 43

실시예 43에서는, 실시예 42의 공정을 수행하되, 차가운 슬러리 탱크에 대한 절단된 이성분 섬유의 첨가 속도를 325 g/분에서 475g/분으로 증가시켰으며, 이는 차가운 슬러리 스트림 중의 고체 수준을 3.5 중량%에서 5.0 중량%로 증가시킨 것에 상응하였다. 플러그 흐름 파이프 구역으로 들어가는 뜨거운 슬러리 중의 절단된 이성분 섬유의 공칭 농도는 1.5 중량%였다. 차가운 슬러리 구역 및 합쳐진 뜨거운 슬러리 구역 둘다에서 증가된 절단된 이성분 섬유 수준은 실시예 42의 공정에 비해 아무런 주목할만한 공정 어려움을 야기하지 않았다.In Example 43, the process of Example 42 was carried out, but the rate of addition of the chopped bicomponent fibers to the cold slurry tank was increased from 325 g / min to 475 g / min, which increased the solids level in the cold slurry stream by 3.5 Corresponding to an increase from 5.0% by weight. The nominal concentration of chopped bicomponent fibers in the hot slurry entering the plug flow pipe section was 1.5% by weight. Increased cleaved bicomponent fiber levels in both the cold slurry zone and the combined hot slurry zone caused no notable process difficulties compared to the process of Example 42.

실시예 43의 마이크로섬유에 대해 실시예 42에 기술된 바와 동일한 방식으로 특성 분석을 실시하였으며, 희석 섬유 슬러리로 재분산한 경우 및 통상의 고희석 종이 형성 기법에 의해 시트 샘플로 전환한 경우, 개방 정도 및 후속 거동 면에서 기능적으로 동등함을 확인하였다.The microfibers of Example 43 were characterized in the same manner as described in Example 42, with the degree of opening when redispersed with dilute fiber slurries and when converted to sheet samples by conventional high dilution paper forming techniques. And functionally equivalent in terms of subsequent behavior.

실시예 44Example 44

실시예 44에서는, 실시예 42의 공정을 수행하되, 차가운 슬러리 탱크에 대한 차가운 물의 유량을 2.3 gpm에서 약 2.0 gpm으로 감소시켰고, Pic 히터로부터 혼합 티로의 97℃ 물의 유량을 6.0 gpm에서 7.2 gpm으로 증가시켰다. 차가운 물 스트림에 대한 뜨거운 물 스트림의 비율의 변화를 제공하여, 합쳐진 스트림의 온도를 실시예 42에서의 75℃에서 실시예 44에서는 80℃로 증가시켰다. 절단된 이성분 섬유는 차가운 슬러리 탱크에 약 320 g/분으로 첨가되었으며, 이는 차가운 이성분 섬유 슬러리 스트림 중의 절단된 이성분 섬유 농도 4.0 중량%에 상응하였다. 합치는 공정 후, 혼합 티를 나가는 합쳐진 스트림 중의 절단된 이성분 섬유의 농도는 0.90 중량%였다.In Example 44, the process of Example 42 was carried out, wherein the flow rate of cold water for the cold slurry tank was reduced from 2.3 gpm to about 2.0 gpm, and the flow rate of 97 ° C. water from the Pic heater to the mixing tee from 6.0 gpm to 7.2 gpm. Increased. By providing a change in the ratio of the hot water stream to the cold water stream, the temperature of the combined streams was increased from 75 ° C. in Example 42 to 80 ° C. in Example 44. The chopped bicomponent fibers were added to the cold slurry tank at about 320 g / min, corresponding to 4.0 wt% of the chopped bicomponent fibers concentration in the cold bicomponent fiber slurry stream. After the joining process, the concentration of chopped bicomponent fibers in the combined stream exiting the mixing tee was 0.90 wt%.

실시예 42 및 43의 마이크로섬유에 비해 실시예 44의 마이크로섬유는, 실시예 42 및 43에 비해 실시예 44의 더 높은 온도에서 1 1/2 인치 파이프를 통과하는 흐름 중의 더 높은 얽힘 정도로 인해, 더 우수하게 여과되었다. 실시예 44의 마이크로섬유의 현미경 검사는, 이 마이크로섬유가 공칭 3 미크론 직경(이는 해도 절단된 이성분 섬유에서의 섬 도메인의 출발 직경에 상응함)을 가진 미세 피브릴로 이루어진 것임을 보여주었다.Compared to the microfibers of Examples 42 and 43, the microfibers of Example 44, due to the higher degree of entanglement in the flow through the 1 1/2 inch pipe at the higher temperatures of Example 44 compared to Examples 42 and 43, Filtered better. Microscopic examination of the microfibers of Example 44 showed that the microfibers consisted of fine fibrils having a nominal 3 micron diameter (corresponding to the starting diameter of the island domain in the island-in-sea cut bicomponent fiber).

실시예 42에 기술된 방식으로 실시예 44의 마이크로섬유를 물에 고 희석배율로 재분산시키고 시트 샘플로 전환시켰다. 실시예 44의 마이크로섬유의 특성은, 동일한 플러그 흐름 개방 공정으로 더 낮은 온도에서 개방시킨 실시예 42의 마이크로섬유의 특성과 정성적으로 동등한 것으로 밝혀졌다.
The microfibers of Example 44 were redispersed in water at high dilution in the manner described in Example 42 and converted to sheet samples. The properties of the microfibers of Example 44 were found to be qualitatively equivalent to those of the microfibers of Example 42 opened at lower temperatures with the same plug flow opening process.

실시예 45Example 45

실시예 44의 공정을 반복하되, 절단된 이성분 섬유의 뜨거운 물과의 접촉에 사용된 1 1/2 인치 플러그 흐름 파이프 구역의 길이를 110 피트로 증가시켰다. 실시예 45의 공정에서는 합쳐진 이성분 섬유 슬러리의 80℃에서의 유효 체류 시간을 2배로 하여 약 90초로 하였다. 마이크로섬유의 여과는 매우 효과적이었고, 실시예 44에서 확인된 거동과 유사하였다. 실시예 45의 마이크로섬유의 현미경 검사는, 이 마이크로섬유가 본질적으로 완전히 개방되어 공칭 3 미크론 직경을 가진 개개의 미세 피브릴로 이루어진 것임을 보여주었다. 실시예 44와 동일한 방식으로 실시예 45의 생성물을 고배율 희석 시트 형성 시험한 결과는, 거동에 있어서 별다른 특성 차이를 나타내지 않았다.The process of Example 44 was repeated but the length of the 1 1/2 inch plug flow pipe section used for contacting the cut bicomponent fibers with hot water was increased to 110 feet. In the process of Example 45, the effective residence time at 80 ° C. of the combined bicomponent fiber slurries was doubled to about 90 seconds. Filtration of the microfibers was very effective and similar to the behavior identified in Example 44. Microscopic examination of the microfibers of Example 45 showed that the microfibers consist essentially of individual fine fibrils having a nominal 3 micron diameter. The high magnification dilution sheet formation test of the product of Example 45 in the same manner as in Example 44 did not show any significant difference in behavior.

실시예 45에서, 실시예 42 내지 45에 사용된 장치의 플러그 흐름 파이프 구역에서의 체류 시간을 증가시키는 것은, 실시예 42 내지 44에 사용된 더 적은 체류 시간에 비해 그다지 유의적인 개선을 나타내지 않았다. 이들 실시예에서 45초의 체류 시간은, 실시예 42 내지 44의 개방 공정 중에 사용된 고온 때문에, 절단된 이성분 섬유의 개방을 야기하기에 충분한 정도로 설포폴리에스터 바다 중합체를 제거하기에 충분하였다. 절단된 이성분 섬유로부터 수분산성 설포폴리에스터 중합체를 효과적으로 제거하는데 필요한 최저 가능 온도에서 개방 공정을 실시하는데 공정 이점이 구현된다면, 실시예 45에서 실시된 바와 같은 더 긴 플러그 흐름 접촉 시간의 사용하면 이들 실시예에서 나타난 것보다 더 큰 이점을 제공할 수 있다.
In Example 45, increasing the residence time in the plug flow pipe section of the apparatus used in Examples 42-45 did not show a significant improvement compared to the less residence time used in Examples 42-44. The residence time of 45 seconds in these examples was sufficient to remove the sulfopolyester sea polymer to a degree sufficient to cause the cleaved bicomponent fibers to open, due to the high temperatures used during the open process of Examples 42-44. If process advantages are realized in carrying out the open process at the lowest possible temperature necessary for the effective removal of the water dispersible sulfopolyester polymer from the chopped bicomponent fibers, the use of longer plug flow contact times as performed in Example 45 It can provide greater benefits than shown in the examples.

Claims (18)

(A) 혼합 대역에서 25mm 미만의 길이를 가진 숏-컷 다성분 섬유를 가열된 수성 스트림과 접촉시켜 숏-컷 다성분 섬유 슬러리를 생성하는 단계로서, 이때 상기 숏-컷 다성분 섬유는 하나 이상의 수분산성 설포폴리에스터 및 상기 수분산성 설포폴리에스터와 비혼화성인 하나 이상의 수 비-분산성 중합체를 포함하고, 상기 가열된 수성 스트림은 40℃ 이상의 온도인, 단계;
(B) 섬유 개방 대역에서 상기 수분산성 설포폴리에스터의 일부를 제거하기에 충분한 시간 동안 상기 숏-컷 다성분 섬유 슬러리 및 가열된 수성 스트림을 혼합하여 55℃ 내지 100℃의 범위의 온도에서 개방된 마이크로섬유 슬러리를 생성하는 단계로서, 이때 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리는 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유, 수분산성 설포폴리에스터 및 물을 포함하고, 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리 내의 고체의 중량%가 0.1 중량% 내지 20 중량% 범위이며, 상기 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유는 10 마이크론 미만의 최소 횡방향 치수를 가지며,
상기 수 비-분산성 중합체 마이크로섬유의 50 중량% 이상이 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리에서 현탁되는, 단계;
(C) 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리를 제1 고액 분리 대역으로 보내어, 마이크로섬유 생성물 스트림 및 제1 모액 스트림을 생성하는 단계로서, 이때 상기 제1 모액 스트림은 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하는, 단계; 및
(D) 상기 제1 모액 스트림의 적어도 일부를 제2 고액 분리 대역으로 보내어 제2 습윤 케익 스트림 및 제2 모액 스트림을 생성하는 단계로서, 이때 상기 제2 모액 스트림이 물 및 수분산성 설포폴리에스터를 포함하고 상기 제2 습윤 케익 스트림이 마이크로섬유를 포함하는, 단계
를 포함하는, 마이크로섬유 생성물 스트림의 제조 방법.
(A) contacting a short-cut multicomponent fiber having a length of less than 25 mm in a mixing zone with a heated aqueous stream to produce a short-cut multicomponent fiber slurry, wherein the short-cut multicomponent fiber is at least one A water dispersible sulfopolyester and at least one water non-dispersible polymer that is incompatible with the water dispersible sulfopolyester, wherein the heated aqueous stream is at a temperature of at least 40 ° C .;
(B) mixing the short-cut multicomponent fiber slurry and the heated aqueous stream for a time sufficient to remove a portion of the water dispersible sulfopolyester in a fiber open zone to open at a temperature ranging from 55 ° C. to 100 ° C. Producing a microfiber slurry, wherein the open microfiber slurry comprises water non-dispersible polymer microfibers, water dispersible sulfopolyester and water, wherein the weight percent of solids in the open microfiber slurry is 0.1%. Weight percent to 20 weight percent, the water non-dispersible polymer microfibers have a minimum transverse dimension of less than 10 microns,
At least 50 weight percent of the water non-dispersible polymer microfibers are suspended in the open microfiber slurry;
(C) directing the open microfiber slurry to a first solid-liquid separation zone to produce a microfiber product stream and a first mother liquor stream, wherein the first mother liquor stream comprises water and a water dispersible sulfopolyester. , step; And
(D) directing at least a portion of the first mother liquor stream to a second solid-liquid separation zone to produce a second wet cake stream and a second mother liquor stream, wherein the second mother liquor stream is adapted to produce water and water dispersible sulfopolyester. And wherein the second wet cake stream comprises microfibers
Comprising a microfiber product stream.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 숏-컷 다성분 섬유가 5 mm 미만의 길이를 갖는, 방법.
The method of claim 1,
And the short-cut multicomponent fiber has a length of less than 5 mm.
제 1 항에 있어서,
상기 가열된 수성 스트림이, 비처리된 수성 스트림을 수성 처리 대역으로 보내어 생성시킨 처리된 수성 스트림을 포함하고,
상기 처리된 수성 스트림은 50 ppm 미만의 2가 및 다가 양이온을 함유하고,
상기 처리된 수성 스트림을 열교환기 대역으로 보내어 가열된 수성 스트림을 생성하는, 방법.
The method of claim 1,
The heated aqueous stream comprises a treated aqueous stream generated by sending an untreated aqueous stream to an aqueous treatment zone,
The treated aqueous stream contains less than 50 ppm of divalent and polyvalent cations,
Sending the treated aqueous stream to a heat exchanger zone to produce a heated aqueous stream.
제 1 항에 있어서,
상기 혼합 대역이 연속 교반식(stirred) 탱크 반응기, 교반식(agitated) 배취 탱크 및 파이프로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 장비(piece of equipment)를 포함하는, 방법.
The method of claim 1,
Wherein the mixing zone comprises one or more pieces of equipment selected from the group consisting of a continuous stirred tank reactor, an agitated batch tank and a pipe.
제 1 항에 있어서,
상기 혼합 대역에서 상기 가열된 다성분 섬유 슬러리가 10 중량% 내지 1 중량% 범위의 절단된 다성분 섬유를 갖는, 방법.
The method of claim 1,
And wherein said heated multicomponent fiber slurry in said mixing zone has chopped multicomponent fibers ranging from 10% to 1% by weight.
제 1 항에 있어서,
상기 섬유 개방 대역은 혼합 탱크, 교반식 배취 탱크, 플러그 흐름 반응기, 파이프, 및 연속 교반식 탱크 반응기로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 장비를 포함하는, 방법.
The method of claim 1,
Wherein the fiber open zone comprises one or more equipment selected from the group consisting of a mixing tank, a stirred batch tank, a plug flow reactor, a pipe, and a continuous stirred tank reactor.
제 1 항에 있어서,
상기 섬유 개방 대역에서 상기 개방된 마이크로섬유 슬러리의 온도는 55 ℃ 내지 100℃ 범위인, 방법.
The method of claim 1,
Wherein the temperature of the open microfiber slurry in the fiber open zone ranges from 55 ° C. to 100 ° C.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제1 고액 분리 대역이, 천공된 바스켓(perforated basket) 원심분리기, 연속 진공 벨트 필터, 배취 진공 너트쉬필터(nutschfilter), 배취 천공된 침강 탱크, 트윈 와이어 탈수 장치, 압축 영역이 구비된 연속 수평 벨트 필터, 웨지(wedge) 와이어 필터 매체가 구비된 비진동 경사 스크린 장치, 연속 진공 드럼 필터, 및 탈수 콘베이어 벨트로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 장비를 포함하는, 방법.
The method of claim 1,
The first solid-liquid separation zone is continuously horizontal with perforated basket centrifuge, continuous vacuum belt filter, batch vacuum nutschfilter, batch perforated sedimentation tank, twin wire dewatering device, compression zone And at least one piece of equipment selected from the group consisting of a belt filter, a non-vibrating tilted screen device with wedge wire filter media, a continuous vacuum drum filter, and a dewatering conveyor belt.
제 1 항에 있어서,
상기 마이크로섬유 생성물 스트림 내의 고체의 중량%가 10 중량% 내지 65 중량% 범위인, 방법.
The method of claim 1,
The weight percent solids in the microfiber product stream ranges from 10 weight percent to 65 weight percent.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 모액 스트림의 적어도 일부를
(A) 상기 혼합 대역,
(B) 상기 섬유 개방 대역,
(C) 상기 가열된 수성 스트림을 생성하기 위한 열교환 대역(이때, 상기 가열된 수성 스트림의 적어도 일부는 상기 섬유 개방 대역 및/또는 상기 혼합 대역으로 보냄), 및/또는
(D) 상기 제1 고액 분리 대역
으로 보내는 것을 추가로 포함하는 방법.
The method of claim 1,
At least a portion of the first mother liquor stream
(A) said mixed band,
(B) the fiber open zone,
(C) a heat exchange zone for producing the heated aqueous stream, wherein at least a portion of the heated aqueous stream is directed to the fiber open zone and / or to the mixed zone, and / or
(D) the first solid-liquid separation zone
Including additional sending.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제2 모액 스트림의 적어도 일부를 제1 농축 대역으로 보내어 제1 중합체 농축물 스트림 및 제1 회수된 물 스트림을 생성하는 것을 추가로 포함하는 방법.
The method of claim 1,
Sending at least a portion of the second mother liquor stream to a first concentration zone to produce a first polymer concentrate stream and a first recovered water stream.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 모액 스트림의 적어도 일부를
(A) 상기 혼합 대역,
(B) 상기 섬유 개방 대역,
(C) 상기 가열된 수성 스트림을 생성하기 위한 열교환 대역(이때, 상기 가열된 수성 스트림의 적어도 일부는 상기 섬유 개방 대역 및/또는 상기 혼합 대역으로 보냄), 및/또는
(D) 세척 스트림으로서, 상기 제1 고액 분리 대역
으로 보내는 것을 추가로 포함하는 방법.
The method of claim 1,
At least a portion of the second mother liquor stream
(A) said mixed band,
(B) the fiber open zone,
(C) a heat exchange zone for producing the heated aqueous stream, wherein at least a portion of the heated aqueous stream is directed to the fiber open zone and / or to the mixed zone, and / or
(D) a wash stream, said first solid-liquid separation zone
Including additional sending.
제 14 항에 있어서,
상기 제1 모액 스트림, 상기 제2 모액 스트림 및/또는 상기 제1 회수된 물 스트림을 상기 방법으로부터 퍼지하여 재사용하거나 폐수 처리 시스템으로 보내는 것을 추가로 포함하는 방법.
The method of claim 14,
And purging the first mother liquor stream, the second mother liquor stream and / or the first recovered water stream from the method for reuse or sending to a wastewater treatment system.
제 14 항에 있어서,
상기 제1 회수된 물 스트림을
(A) 상기 혼합 대역,
(B) 상기 섬유 개방 대역,
(C) 상기 가열된 수성 스트림을 생성하기 위한 열교환 대역(이때, 상기 가열된 수성 스트림의 적어도 일부는 상기 섬유 개방 대역 및/또는 상기 혼합 대역으로 보냄), 및/또는
(D) 세척 스트림으로서, 상기 제1 고액 분리 대역
으로 보내는 것을 추가로 포함하는 방법.
The method of claim 14,
The first recovered water stream
(A) said mixed band,
(B) the fiber open zone,
(C) a heat exchange zone for producing the heated aqueous stream, wherein at least a portion of the heated aqueous stream is directed to the fiber open zone and / or to the mixed zone, and / or
(D) a wash stream, said first solid-liquid separation zone
Including additional sending.
제 14 항에 있어서,
상기 제1 중합체 농축물 스트림의 적어도 일부를 제2 농축 대역으로 보내어 증기 스트림 및 용융된 중합체 스트림을 생성하는 것을 추가로 포함하는 방법.
The method of claim 14,
Sending at least a portion of the first polymer concentrate stream to a second concentration zone to produce a vapor stream and a molten polymer stream.
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