KR102183242B1 - 생분해성 난연 열접착 복합 바인더 섬유 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시스부와 코어부로 형성되는 생분해성 열접착 복합 바인더 섬유에 있어서, 상기 코어부는 일반 폴리에스테르 수지로 형성되고, 상기 시스부는 테레프탈산 또는 그 에스테르 형성성 유도체로 이루어진 산성분, 및 2-메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-1,3-펜탄디올, 및 에틸렌글리콜로 이루어진 디올성분으로 형성되는 저융점 폴리에스테르 수지로 형성되되, 상기 시스부 및 코어부에 생분해제가 포함되며, 상기 생분해제는 지방족 에스테르계, 방향족 에스테르계, 단당류(Polylactide) 중 적어도 어느 하나이고, 상기 시스부, 코어부의 중합반응시 인계 난연제를 복합섬유 대비 0.3~0.5 중량%이고, 시스부 대 코어부의 인계 난연제 함량비가 1:3~3:1인 것에 특징이 있는 생분해성 난연 열접착 복합 바인더 섬유에 관한 것이다.

Description

생분해성 난연 열접착 복합 바인더 섬유{Biodegradable Flame Retardant Heat-bonding Composite Binder Fiber}
본 발명은 생분해성 난연 열접착 복합 바인더 섬유에 관한 것으로 구체적으로, 2종의 수지로 형성되는 열접착 복합 바인더 섬유에 생분해성 및 난연성을 갖는 특징이 있다.
종래까지 널리 사용되는 합성섬유로는 폴리에스테르， 폴리올레핀， 폴리아마이드 섬유를 들 수 있다. 이들 섬유는 고강도 고탄성 일뿐 아니라，용융방사법에 의해 제조 가능하기 때문에 방사시 단면형태의 변화를 통해 새로운 특성을 섬유에 부여할 수 있는 장점을 갖고 있다.
상기와 같은 합성섬유는 자연분해되지 않는 난분해성 소재이기 때문에 매립할 수 없고 소각하여 처리하는 경우가 많으나, 이러한 합성섬유를 소각할 때에는 많은 유해물질이 방출되고 유해가스가 발생되어 자연환경을 파괴하고 있어서, 이에 대한 규제방안이 실시되거나 도입단계에 있으며 많은 나라에서는 이러한 환경분해성 고분자의 사용을 법적으로 의무화 하고 있다.
따라서, 최근에는 폐기 합성섬유에 의한 환경오염 문제가 사회적으로 큰 문제로 대두되면서 최근에는 완전분해가 가능한 생분해성 고분자 수지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 전세계적으로 많은 관심을 불러일으키고 있다. 특히, 토양 매립지 이용의 한계와 재활용의 문제가 심각하게 대두되면서 일정기간 사용 후 폐기시 스스로 분해되는 분해성 수지의 개발이 활발히 전개되고 있다.
현재까지 생분해성 고분자에 대한 활발한 연구의 결과로 전분계 고분자, 셀룰로오즈 아세테이트, 폴리하이드록시 부틸레이트, 폴리락타이드, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌숙시네이트 등의 생분해성 고분자가 상업화되어 시판되고 있으나 생분해성 폴리에스테르는 아직까지 필름이나 섬유를 제조할 수 있는 물성이 확보되지 못하여 사출성형품용으로만 제조되고있는 실정이다.
생분해성으로 활용되는 합성고분자로는 폴리카프로락톤(poly carprolacton, PCL), 폴리락트산(poly lacticacid, PLA)으로 대표되는 지방족 폴리에스테르(aliphatic polyester, AP)와 폴리글리콜산(poly glycolacid, PGA) 등이 있으며 이들은 비교적 물성이 우수하다.
이 중에서 지방족 폴리에스테르 고분자(PLA, PCL, PBS / PBSA / PBAT 등)는 가공성이 우수하고 분해 특성의 조절이 용이하여 가장 많이 연구되고 있는데, 특히 폴리락트산(Polylactic Acid, PLA)의 경우 전세계에 15만톤 규모 시장을 형성하고 있고, 식품 포장재 및 용기, 전자제품 케이스 등의 일반 플라스틱이 사용되었던 분야까지 그 적용 범위가 확대되고 있다. 현재까지 PLA 수지의 주된 용도는 PLA의 생분해성 특성을 이용한 일회용 제품, 예를 들면 식품 용기, 랩, 필름 등이다. PLA은 현재 미국의 네이쳐웍스(Natureworks)사, 일본의 도요다 등에서 생산 중이다.
대한민국 공개특허 제1996-3672호에서는 폴리프로필렌 수지에 은 화합물과 지르코늄 화합물을 함유하는 항균성 비다공질 무기세라믹 및 원적외선 방사성 산화물 세라믹을 첨가하여 폴리프로필렌 마스타 배치와 일반 부직포용 폴리프로필렌 수지를 혼합 용융방사하여 웹을 형성하고 열접착시킴을 특징으로 하는 항균 방취성 및 방사성이 우수한 폴리프로필렌 장섬유 부직포의 제조방법이 제안되었다.
그러나, 상기 특허에서 적용된 무기 세라믹은 입자들의 분산성 조절이 어렵고, 2 데니어 이하의 세데니어 방사시에는 미립자에 의한 압력상승으로 사절 등의 문제가 있다.
또한, 대한민국 특허발명 제536004호에서는 키토산 10 내지 20 중량부, 키토산 반응촉매 2.0 내지 4.0 중량부, 흡수제(Pepol) 0.5 내지 1 중량부 및 황토 지장수 75 내지 85 중량부를 혼합한 가공조액을 폴리아마이드 또는 폴리올레핀계의 장섬유 스펀본드 부직포에 키스로울 및 스프레이 분산방식에 의해 도포 및 건조시킴을 특징으로 하는 원적외선 방사와 항균소취의 복합기능을 갖는 스펀본드 부직포의 제조방법이 제안된 바 있다.
상기 키스로울 및 스프레이 도포시에는 함유 물질의 균일 분산이 어려울 수 있으며, 상기의 복합기능 효과가 발현될 수는 있겠으나, 열적 안정성이나 부착성이 떨어질 수 있는 단점이 있다.
따라서, 열접착 바인더 섬유의 고유의 물성을 유지하면서 생분해가 가능한 합섬섬유의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로 2종의 합성수지를 이용하고, 2종의 합성수지에 생분해제를 포함시켜 생분해성을 갖는 난연성 열접착 복합 바인더 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 복합 방사 기술에 의하여 시스코어 구조에 시스부에 중합공정에서 인계 난연제를 첨가하고 또한 코어부에 중합 공정에서 인계 난연제를 첨가하여 제조하여 난연성 열접착 복합 바인더 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 시스부와 코어부로 형성되는 생분해성 열접착 복합 바인더 섬유에 있어서, 상기 코어부는 일반 폴리에스테르 수지로 형성되고, 상기 시스부는 테레프탈산 또는 그 에스테르 형성성 유도체로 이루어진 산성분, 및 2-메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-1,3-펜탄디올, 및 에틸렌글리콜로 이루어진 디올성분으로 형성되는 저융점 폴리에스테르 수지로 형성되되, 상기 시스부 및 코어부에 생분해제가 포함되며, 상기 생분해제는 지방족 에스테르계, 방향족 에스테르계, 단당류(Polylactide) 중 적어도 어느 하나이고, 상기 시스부, 코어부의 중합반응시 인계 난연제를 복합섬유 대비 0.3~0.5 중량%이고, 시스부 대 코어부의 인계 난연제 함량비가 1:3~3:1인 것에 특징이 있는 생분해성 난연 열접착 복합 바인더 섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 시스부와 코어부는 중량비 30:70 내지 70:30이고, 상기 생분해제가 상기 시스부 및 코어부에 각각 0.5 내지 3.0 중량% 포함된 것에 특징이 있는 생분해성 열접착 복합 바인더 섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 난연제가 인계 난연제로서 하기의 [화학식 1]을 포함하는 것에 특징이 있는 생분해성 열접착 난연 복합 바인더 섬유을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112019044701606-pat00001
단, R1, R2는 메틸, 페닐, 할로페닐, 알킬, 할로알킬, 또는 할로아릴
또한 본 발명은 상기 복합 바인더 섬유는 코어-시스 정심형태 또는 코어-시스 편심형태 또는 사이드-바이-사이드 형태인 것에 특징이 있는 생분해성 열접착 복합 바인더 섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 저융점 폴리에스테르 수지의 2-메틸-1,3-펜탄디올은 디올성분 중 0.01~5몰%를 함유하는 것에 특징이 있는 생분해성 열접착 복합 바인더 섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 저융점 폴리에스테르 수지의 2-메틸-1,3-펜탄디올은 디올성분 중 0.05~2몰%를 함유하는 것에 특징이 있는 생분해성 열접착 복합 바인더 섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 저융점 폴리에스테르 수지는 220℃의 용융점도 및 260℃의 용융점도의 차이가 600포이즈(poise)이하인 것에 특징이 있는 생분해성 열접착 복합 바인더 섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 코어부의 일반 폴리에스테르 수지는 280℃의 용융점도가 2,000~2,500포이즈(poise)이고, 상기 시스부의 폴리에스테르 수지는 260℃의 용융점도가 600~1,500포이즈(poise)인 것에 특징이 있는 생분해성 열접착 복합 바인더 섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 생분해성 열접착 복합 바인더 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포를 제공한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 생분해성 및 난연성을 갖는 열접착형 복합 바인더 섬유는 생분해제를 폴리에스테르 수지 및 저융점 공중합 폴리에스테르 수지에 함유시키고, 또한 시스 및 코어부 수지의 중합공정에서 인계 난연제를 첨가하여 복합 바인더 섬유로 제조하여 생분해성 및 난연성을 동시에 갖는 효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명은 시스부와 코어부로 형성되는 생분해성 열접착 복합 바인더 섬유에 관한 것으로 상기 코어부는 일반 폴리에스테르 수지로 형성되고 시스부는 저융점 폴리에스테르 수지로 형성되는 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다.
여기에 상기 시스부 및 코어부에 생분해제가 포함되며, 상기 생분해제는 지방족 에스테르계, 방향족 에스테르계, 단당류(Polylactide) 중 적어도 어느 하나이며 또한 상기 시스부 및 코어부의 중합반응시 인계 난연제를 추가할 수 있다.
또한 상기 시스부와 코어부는 중량비 30:70 내지 70:30이고, 상기 생분해제가 상기 시스부 및 코어부에 각각 0.5 내지 3.0 중량% 포함된 것이 특징이다.
지방족 폴리에스테르는 가장 생분해가 쉽게 일어나는 고분자로 알려져 있다. 특히, 중간 크기의 단량체(C6-C12)의 diacid로부터 유도되는 폴리에스테르는 Aspergillus niger, flavus 등의 곰팡이균 또는 엘라스타아제(elastase)에 의해 쉽게 생분해가 일어난다고 한다. 구조적으로 소수성(단순극성)과 친수성(극성)의 적당한 균형이 생분해가 일어나는데 적절하게 이루어져 있어야 하며 효소에 의해 분해가 일어나는 활성 자리도 분자쇄내에 구비하고 있어야 한다.
유연성(flexibility)을 고려해 볼 때 유연한 지방족 폴리에스테르가 강직한 방향족 폴리에스테르에 비하여 생분해가 일어나기 쉽다. 즉 강성이 증가할수록 효소에 의한 가수 분해의 민감성이 현저히 감소하므로 생분해성은 감소하는 경향을 나타낸다.
폴리에스테르 수지는 곰팡이 균이나 효소에 의해 분해가 거의 일어나지 않으나 지방족 폴리에스테르인 폴리락트산(poly lactic acid)과 혼합물은 생분해성을 나타낸다.
여기에 방향족 폴리에스테르 수지 중 폴리락톤도 생분해성이 우수하다. 뿐만 아니라 단당류인 알긴산(alginate), 하이알루론산(hyaluronic acid)도 생분해성이 우수하다.
상기 코어부를 형성하는 일반 폴리에스테르 수지는 어느 것이나 사용가능하나 테레프탈산과 에틸렌글리콜로 제조되는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET) 수지를 사용하는 것이 바람직할 것이다.
상기 시스부를 형성하는 저융점 폴리에스테르 수지는 테레프탈산 또는 그 에스테르 형성성 유도체로 이루어진 산성분, 및 2-메틸-1,3-프로판디올(2-Methyl 1,3 Prorpanediol), 2-메틸-1,3-펜탄디올(2-Methyl 1,3 Pentanediol) 및 에틸렌글리콜(EG)로 이루어진 디올성분으로 형성되는 폴리에스테르 수지이다.
본 발명에서 사용되는 2-메틸-1,3-프로판디올은 두 번째 탄소에 메틸기가 결합되어 고분자 주쇄의 회전을 용이하게 하며 고분자 말단 부분인 것처럼 작용하여 주쇄 사이의 자유공간을 넓혀, 분자쇄 전체의 유동가능성을 증가시킨다. 이로 인해 고분자가 비정형이 되도록 하며 이소프탈산과 동일한 열적특성을 갖게 된다. 폴리머 주쇄에 존재하는 유연 분자쇄로 인해 탄성을 향상시켜 부직포 바인딩시 인열특성을 개선시키는 역할을 한다.
즉, 2-메틸-1,3-프로판디올은 테레프탈레이트에 결합된 에틸렌 사슬에 메틸기(-CH3)를 측쇄로 포함하여 중합된 수지의 주쇄가 회전할 수 있도록 공간을 확보함으로써 주쇄의 자유도 증가 및 수지의 결정성 저하를 유도하여 연화점(Ts) 및/또는 유리전이 온도(Tg)를 조절할 수 있다. 이는 종래 결정성 폴리에스테르 수지의 결정성을 저하시키기 위하여 비대칭 방향족 고리를 함유하는 이소프탈산(isophthalic acid, IPA)을 사용하는 경우와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.
상기 2-메틸-1,3-펜탄디올은 상기 2-메틸-1,3-프로판디올과 같이 두 번째 탄소에 메틸기가 결합되어 고분자 주쇄의 회전을 용이하게 하며 폴리에스테르 수지에 저융점 특성을 부여하는 특성을 가지고 있으며, 2-메틸-1,3-프로판디올 보다 더 긴 분자 체인으로 폴리에스테르 수지의 용융점도를 증가시키면서 고온에서 용융점도가 급격하게 저하되는 것을 방지한다.
상기와 같은 디올성분으로 형성되는 본 발명의 저융점 폴리에스테르 수지는 저융점 특성 및 접착력 향상을 위해 상기 저융점 폴리에스테르 수지의 2-메틸-1,3-프로판디올은 디올성분 중 20~50몰% 함유되는 것이 바람직할 것이다.
상기 2-메틸-1,3-펜탄디올은 디올성분 중 0.01몰% 미만으로 함유되면 용융점도 향상효과가 미미하며, 5몰%를 초과하면 용융점도가 급격히 증가하여 방사공정성이 저하될 수 있는 것으로 2-메틸-1,3-펜탄디올은 디올성분 중 0.01~5몰%를 함유하는 것이 바람직할 것이다.
상기 2-메틸-1,3-펜탄디올은 0.05~2몰%를 함유하는 것이 가장 바람직할 것이다.
상기와 같이 2-메틸-1,3-펜탄디올을 함유하는 시스부의 저융점 폴리에스테르 수지는 220℃의 용융점도 및 260℃의 용융점도의 차이가 600포이즈(poise)이하로 고온에서 용융점도가 급격하게 저하되지 않는 특정을 가진다.
상기 저융점 폴리에스테르 수지의 220℃의 용융점도 및 260℃의 용융점도의 차이는 낮으면 낮을 수록 바람직한 것으로 500포이즈이하인 것이 더욱 바람직할 것이다.
본 발명의 생분해성 열접착 복합 바인더 섬유는 시스-코어형 복합섬유로 방사공정에서 복합섬유의 방사성을 위해 상기 코어부의 일반 폴리에스테르 수지는 280℃의 용융점도가 2,000~2,500포이즈(poise)이고, 상기 시스부의 폴리에스테르 수지는 260℃의 용융점도가 500~1,400포이즈(poise)인 것이 바람직할 것이다.
상기 코어부의 일반 폴리에스테르 수지의 용융점도가 너무 높으면 방사공정성이 저하되어 사절현상이 발생될 수 있으며, 코어부의 용융점도가 시스부의 폴리에스테르 수지보다 낮으면 복합섬유의 형태안정성이 저하될 수 있다. 즉, 시스-코어형의 섬유단면이 형성되지 않을 수 있는 것으로 코어부의 일반 폴리에스테르 수지는 280℃의 용융점도가 2,000~4,000포이즈인 것이 바람직할 것이다.
상기 시스부의 폴리에스테르 수지의 용융점도가 너무 높으며 복합섬유의 형태안정성이 저하될 수 있으며, 시스부의 용융점도가 너무 낮으면 단면 불균일, 곡사 현상, 사절 현상 등이 발생될 수 있는 것으로 시스부의 폴리에스테르 수지는 260℃의 용융점도가 600~1,500포이즈인 것이 바람직하며, 260℃의 용융점도가 700포이즈 이상인 것이 더욱 바람직할 것이다.
상기 코어부를 형성하는 일반 폴리에스테르 수지의 용융점도와 시스부를 형성하는 폴리에스테르 수지의 용융점도는 일정 범위로 차이가 있는 것이 복합섬유의 형태안정성 및 방사공정성 향상에 유리한 것으로 상기 코어부를 형성하는 일반 폴리에스테르 수지의 280℃의 용융점도와 시스부를 형성하는 폴리에스테르 수지의 260℃의 용융점도의 차이가 700~2,500포이즈인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1,000~2,000포이즈 차이가 있는 것이다.
상기와 같이 2-메틸-1,3-프로판디올과 2-메틸-1,3-펜탄디올이 함유되는 본 발명의 저융점 폴리에스테르 수지는 연화온도가 100℃~150℃이고, 유리전이 온도는 50℃ 내지 90℃, 고유점도 0.50㎗/g이상으로 우수한 물성을 가지게 된다.
상기와 같은 본 발명의 생분해성 열접착 복합 바인더 섬유는 기존 바인더 섬유에 적용되는 온도와 유사한 범위의 저온에서 열접착시킬 수 있을 뿐만 아니라, 공정성이 향상되어 섬유의 물성이 균일하고 접착력이 향상되며, 유리전이 온도가 60℃이상으로 자동차 내장용 제품과 같이 고온의 분위기에서 내구성 및 형태 안정성을 필요로하는 경우에도 강력이 유지되며 몰딩용 부직포에서도 고온 분위기하에서 처짐 현상을 예방할 수 있는 장점을 가지는 것으로 다양한 용도의 부직포용으로 사용할 수 있을 것이다.
또한 본 발명은 난연성을 부여하기 위해 상기 시스부, 코어부의 중합반응시 난연제로 인계 난연제를 투입할 수 있으며, 복합섬유 대비 0.3~0.5 중량%이고, 시스부 대 코어부의 인계 난연제 함량비가 1:3~3:1인 것에 특징이 있다.
상기 인계 난연제로는 하기의 [화학식 1]을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112019044701606-pat00002
(단, R1, R2는 메틸, 페닐, 할로페닐, 알킬, 할로알킬, 또는 할로아릴이다.)
상기 인계 난연제는 시스부와 코어부에 모두 사용될 수 있는 데, 폴리에스테르계 수지 내에 각각 2,000 ~5,000 ppm 포함되는 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 따른 공정성이 향상된 바인더용 폴리에스테르 섬유를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 3
코어부 및 시스부의 각각의 중합반응시에 인계 난연제도 3,000ppm이 투입되었으며, 상기 코어부로 280℃에서 용융점도가 약 2,300포이즈(poise)인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하였으며, 상기 시스부는 저융점 폴리에스테르 수지를 사용하여 시스부 및 코어부의 중량비 50:50으로 하고, 각각에 생분해제 폴리락트산을 각각 0.5wt% , 1.5wt%, 3.0wt%을 혼합하고, 일반적인 복합방사공정을 통해 본 발명의 생분해성 열접착 복합 바인더 섬유를 제조하였다.
상기 저융점 폴리에스테르 수지는 에스테르 반응조에 테레프탈산(TPA) 및 에틸렌글리콜(EG)을 투입하고, 258℃에서 통상적인 중합반응을 수행하여 반응율이 약 96%인 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체(PET oligomer)를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 2-메틸-1,3-프로판디올은 디올성분 중 약 42몰%를 함유시켰으며, 2-메틸-1,3-펜탄디올을 하기 표 1에 나타낸 함량 비율로 혼합하고, 에스테르 교환 반응 촉매를 첨가하여 250±2℃에서 에스테르 교환 반응을 수행하였다. 그 후 얻어진 반응 혼합물에 축중합 반응 촉매를 첨가하고 반응조 내 최종 온도 및 압력이 각각 280±2℃ 및 0.1 mmHg이 되도록 조절하면서 축중합 반응을 수행하여 제조하였다.
비교예 1~4
실시예 1과 같이 동일하되, 생분해제의 함량은 표1과 같다.
* 실험방법
(1) 인장강도는 ASTM D3822의 평가방법으로 측정하였다.
(2) 바인더 성능(접착성)은 50 GSM 부직포 Tearing strength인 ASTM 5735 통해 확인하였다.
(3) 생분해성은 ASTM 5511으로 측정하였다.
(4) 연화점(또는 융점) 및 유리전이 온도(Tg) 측정
시차 주사 열량계(Perkin Elmer, DSC-7)를 이용하여 공중합 폴리에스테르 수지의 유리전이 온도(Tg)를 측정하였으며, 동적기계 분석기(DMA-7, Perkin Elmer)를 이용하여 TMA 모드에서 연화 거동을 측정하였다.
(5) 고유점도(IV) 측정
폴리에스테르 수지를 페놀 및 테트라클로로에탄을 1:1 중량비율로 혼합한 용액에 각각 0.5 중량%의 농도로 용해시킨 후 우베로드 점도계를 이용하여 35℃에서 고유점도(I.V)를 측정하였다.
(6) 용융점도 측정
폴리에스테르 수지를 측정온도로 용융시킨 후, Rheometric Scientific사의 RDA-Ⅲ을 이용하여 용융점도를 측정하였다. 구체적으로는, 설정한 온도에서 Frequency Sweep 조건에서 Initial Frequency = 1.0 rad/s 부터 Final Frequency = 500.0 rad/s까지 설정하여 측정하였을 때, 100 rad/s에서의 값을 용융점도로 산출하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예 2 비교예3 비교예4
코어부 PET PET PET PET PET PET PET
코어부내 생분해소제 함량 0.5wt% 1.5wt% 3wt% 5wt% 0.1wt% 8.5wt% 0wt%
시스부 Co-PET Co-PET Co-PET Co-PET Co-PET Co-PET Co-PET
시스부내 생분해소제 함량 0.5wt% 1.5wt% 3wt% 5wt% 0.1wt% 8.5wt% 0wt%
공정성 양호 양호 양호 양호 양호 불량 양호
인장강도 3.2g/d 3.3g/d 3.0g/d 3.0g/d 3.3g/d 2.0g/d 3.3g/d
접착성 15Kgf/cm2 14Kg/cm2 12Kgf/cm2 3Kgf/cm2 15Kgf/cm2 0.2Kgf/cm2 15Kgf/cm2
생분해성/400일 71wt% 84wt% 86wt% 89wt% 15wt% 90wt% 2wt%
상기 표1과 같이 실시예 1~3은 강도 및 접착성에서 양호하며 또한 생분해성 71~86wt%로 양호하나,비교예 1은 생분해성분이 과량 혼합시 시스부의 접착성 방해가 되고, 비교예 2는 생분해성분이 너무 적어 생분해성이 약하며, 비교예 3은 생분해성분이 8.0 wt% 이상일 경우 방사 공정정에서 문제가 있고, 비교예 4는 생분해성분 미첨가시 생분해성이 2wt%로 거의 일어나지 않음을 알 수 있다.
구분 연화점
(℃)		 Tg
(℃)		 IV
(dl/g)		 2-메틸-1,3-펜탄디올(몰%) 용융점도
220℃ 240℃ 260℃
실시예1 122 60.9 0.561 0.1 1254 1019 783
실시예2 119 61.8 0.562 0.5 1314 1078 864
실시예3 120 61.9 0.562 1.0 1528 1387 1196
표 2에서와 같이 2-메틸-1,3-펜탄디올의 함유량이 높아질수록 용융점도가 상승되는 것을 알 수 있으며, 실시예 1 내지 3은 260℃의 용융점도가 모두 700포이즈 이상으로 고온에서 높은 용융점도를 유지하는 것을 알 수 있다. 또한, 2-메틸-1,3-펜탄디올이 디올성분 중 0.1~1몰% 함유된 실시예 1 내지 3은 220℃의 용융점도 및 260℃의 용융점도의 차이가 300~500포이즈에 해당된다.

Claims (9)

  1. 시스부와 코어부로 형성되는 생분해성 난연 열접착 복합 바인더 섬유에 있어서,
    상기 코어부는 일반 폴리에스테르 수지로 형성되고,
    상기 시스부는 테레프탈산 또는 그 에스테르 형성성 유도체로 이루어진 산성분, 및 2-메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-1,3-펜탄디올, 및 에틸렌글리콜로 이루어진 디올성분으로 형성되는 저융점 폴리에스테르 수지로,
    연화온도가 100℃~150℃이고, 유리전이 온도는 50℃ 내지 90℃, 고유점도 0.50㎗/g이상이며,
    상기 2-메틸-1,3-펜탄디올은 저융점 폴리에스테르 수지의 디올 성분 중 0.01~5몰%를 함유하고,
    상기 시스부 및 코어부에 생분해제가 포함되며,
    상기 생분해제는 지방족 에스테르계, 방향족 에스테르계, 단당류(Polylactide) 중 적어도 어느 하나이고,
    상기 시스부, 코어부의 중합반응시 인계 난연제를 복합섬유 대비 0.3~0.5 중량%이고, 시스부 대 코어부의 인계 난연제 중량비가 1:3~3:1인 것에 특징이 있는 생분해성 열접착 난연 복합 바인더 섬유.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시스부와 코어부는 중량비 30:70 내지 70:30이고,
    상기 생분해제가 상기 시스부 및 코어부에 각각 0.5 내지 3.0 중량% 포함된 것에 특징이 있는 생분해성 열접착 난연 복합 바인더 섬유.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 난연제가 인계 난연제로서 하기의 [화학식 1]을 포함하는 것에 특징이 있는 생분해성 열접착 난연 복합 바인더 섬유.
    [화학식 1]
    Figure 112019044701606-pat00003

    단, R1, R2는 메틸, 페닐, 할로페닐, 알킬, 할로알킬, 또는 할로아릴
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복합 바인더 섬유는 코어-시스 정심형태 또는 코어-시스 편심형태 또는 사이드-바이-사이드 형태인 것에 특징이 있는 생분해성 열접착 난연 복합 바인더 섬유.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 저융점 폴리에스테르 수지의 2-메틸-1,3-펜탄디올은 디올성분 중 0.05~2몰%를 함유하는 것에 특징이 있는 생분해성 열접착 난연 복합 바인더 섬유.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 저융점 폴리에스테르 수지는 220℃의 용융점도 및 260℃의 용융점도의 차이가 600포이즈(poise)이하인 것에 특징이 있는 생분해성 열접착 난연 복합 바인더 섬유.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 코어부의 일반 폴리에스테르 수지는 280℃의 용융점도가 2,000~2,500포이즈(poise)이고, 상기 시스부의 폴리에스테르 수지는 260℃의 용융점도가 600~1,500포이즈(poise)인 것에 특징이 있는 생분해성 열접착 난연 복합 바인더 섬유.
  9. 제1항 내지 제4항 또는 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항의 생분해성 열접착 난연 복합 바인더 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포.
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