KR102309604B1 - 저융점 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합섬유 - Google Patents

저융점 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합섬유 Download PDF

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Abstract

저융점 폴리에스테르 수지 조성물이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 저융점 폴리에스테르 수지 조성물은 테레프탈산(terephthalic acid: TPA)을 포함하는 다가 카르복실산을 포함하는 산성분, 2-메틸-1,3-프로판디올과 에틸렌글리콜(ethylene glycol: EG)를 포함하는 디올성분 및 하기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산계 화합물을 포함하는 저융점 폴리에스테르 수지 조성물로 구현된다.
[화학식 1]
Figure 112017030035878-pat00008

상기 화학식 1에 있어서, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9은 독립적으로 -H, C1 ~ C10의 분쇄형 또는 직쇄형 알킬기(alkyl group), C5 ~ C10의 사이클로알킬기(cycloalkyl group) 또는 C6 ~ C10의 아릴기(aryl group)이며, n은 4 ≤ n ≤ 250을 만족하는 정수이다.

Description

저융점 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합섬유{Composition of Polyester resins having low melting point and low melting polyester complex fiber having soft touch thereof}
본 발명은 저융점 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합섬유에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우수한 방사성 및 접착성을 유지함과 동시에 소프트한 촉감을 나타내는 저융점 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합섬유에 관한 것이다.
일반적으로 합성섬유는 융점이 높아 용도가 제한되는 경우가 적지 않다. 특히 섬유 등의 접착용도에 있어서 심지 등의 용도나 테이프상의 직물사이에 삽입하여 가압접착하게 되는 접착제로 사용되는 경우에는 가열에 의해 섬유 직물 자체가 열열화되는 일이 있고, 고주파미싱 같은 특수한 장비를 사용해야만 하는 번거로움이 있기 때문에, 이러한 특수 장비를 이용하지 않고도 통상의 간단한 가열 프레스에 의해 용이하게 접착하는 것이 요망되고 있다.
종래의 저융점 폴리에스테르 섬유는 매트리스, 자동차용 내장재 또는 각종 부직포 패팅 용도로 제조시 사용되는 상호 섬유구조물에 있어 이종의 섬유를 접착하는 목적으로 핫멜트(Hot Melt)형 바인더 섬유가 폭넓게 사용되어 왔다.
따라서, 폴리에스테르(Polyester)계 수지에 있어서 저융점화한 것의 요구가 높고, 바인더(binder) 섬유나 접착제 등에 사용되다 .이와 같은 용도에는, 일반적으로 공중합한 폴리에스테르(Polyester)가 사용되고 있다.
예를 들어, 미국등록특허 제4,129,675호에는 테레프탈산(terephthalic acid: TPA)과 이소프탈산(isophthalic acid: IPA)을 이용하여 공중합된 저융점 폴리에스테르가 소개되어 있으며, 일본공개특허 평10-298271호에서는 결정성과 내열성을 높이기 위해 중합 제조과정에서 테레프탈산 대신에 아디핀산(Adipic Acid)을 사용하고, 에틸렌글리콜 대신에 디올(Diol)성분으로 1,4-부탄디올(BD)을 사용하여 접착성을 높여 주고 고온에서도 섬유의 강도 저하가 적은 섬유를 제공하고 있다.
또한, 종래기술 중 한국등록특허 제1216690호에는 접착성을 개선시키기 위한 저융점 폴리에스테르 섬유를 제공하고 있다.
하지만, 상기와 같은 종래의 저융점 폴리에스테르 섬유는 일정 수준이상의 방사성 및 접착성을 가질 수 있지만, 강직한 개질제의 고리구조로 인해 열접착 후 딱딱한 느낌의 부직포 또는 직물 구조체를 얻는 문제점이 있다.
따라서, 종래의 저융점 폴리에스테르 섬유가 가지는 방사성 및 접착성을 유지 또는 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라, 현저히 개선된 촉감을 가지는 저융점 폴리에스테르 섬유 개발이 시급한 시점이다.
특허공개공보 제 2010-1267458호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 우수한 방사성 및 접착성을 유지함과 동시에 소프트한 촉감을 나타내는 저융점 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합섬유를 제공하는데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 저융점 폴리에스테르 수지 조성물은 테레프탈산(terephthalic acid: TPA)을 포함하는 다가 카르복실산을 포함하는 산성분, 2-메틸-1,3-프로판디올과 에틸렌글리콜(ethylene glycol: EG)를 포함하는 디올성분 및 하기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산계 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112017030035878-pat00001
상기 화학식 1에 있어서, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9은 독립적으로 -H, C1 ~ C10의 분쇄형 또는 직쇄형 알킬기(alkyl group), C5 ~ C10의 사이클로알킬기(cycloalkyl group) 또는 C6 ~ C10의 아릴기(aryl group)이고, n은 4 ≤ n ≤ 250을 만족하는 정수이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 화학식 1으로 표시되는 폴리실록산계 화합물의 R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9은 독립적으로 -H 또는 C1 ~C5의 분쇄형 또는 직쇄형 알킬기(alkyl group)이며, n은 6 ≤ n ≤ 150를 만족하는 정수일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에서, 상기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산계 화합물의 R2 및 R9은 C2의 알킬기이고, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8 은 C1의 알킬기이며, n은 6 ≤ n ≤ 150를 만족하는 정수일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 산성분은 이소프탈산(IPA) 또는 그 에스테르 형성성 유도체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 저융점 폴리에스테르는 산성분과 2-메틸-1,3-프로판디올을 포함하는 디올성분이 포함하여 반응된 에스테르화 반응물; 및 상기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산계 화합물을 포함하여 축중합된 코폴리에스테르를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산계 화합물의 중량평균분자량은 1,000 ~ 10,000일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 2-메틸-1,3-프로판다이올은 디올성분의 전체 몰을 기준으로 10~40몰% 범위로 투입되고, 상기 에틸렌글리콜은 60~90몰% 범위로 투입될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 저융점 폴리에스테르 수지는 융점이 150 ~ 220℃ 범위일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 폴리실록산계 화합물은 폴리에스테르계 수지 조성물 전체 중량에 대해 0.1 ~ 10 중량%로 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면 서로 다른 두 가지 성분을 포함하며, 그 중 일 성분이 상술한 저융점 폴리에스테르를 포함하는 복합섬유를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 복합섬유는 시스-코어(Sheath-Core)형, 해도(Island in the Sea)형, 사이드-바이-사이드(Side by side)형 및 중공의 사이드-바이-사이드형일 수 있다.
또한, 상기 복합섬유는 상기 제1성분을 포함하는 시스부 및 상기 제2성분을 포함하는 코어부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 복합섬유를 포함하는 인테리어용 원사 및 상기 인테리어용 원사를 포함하는 인테리어용 가공지를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 인테리어용 가공지를 포함하는 블라인드를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 추가적인 공정이나 설비 없이 우수한 방사성 및 접착성을 유지함과 동시에 소프트한 촉감을 나타냄으로써 구김에 대한 회복력이 우수한 폴리에스테르 수지 조성물을 제공하여, 다양한 산업군으로의 활용도를 제고할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이, 종래의 저융점 폴리에스테르 섬유는 일정 수준이상의 방사성 및 접착성을 가질 수 있지만, 강직한 개질제의 고리구조로 인해 열접착 후 딱딱한 느낌의 부직포 또는 직물 구조체를 얻는 문제점이 있고, 이로 인해 결국 제품의 강도 등의 물성 저하를 가져올 수 있는 문제가 존재하였다.
이에 본 발명에서는 테레프탈산(terephthalic acid: TPA)을 포함하는 다가 카르복실산을 포함하는 산성분, 2-메틸-1,3-프로판디올과 에틸렌글리콜(ethylene glycol: EG)를 포함하는 디올성분, 및 하기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산계 화합물을 포함하는 저융점 폴리에스테르 수지 조성물을 제공함으로써, 상술한 문제의 해결을 모색하였으며 이를 통해 방사성 및 접착성뿐만 아니라 소프트한 촉감을 가지는 저융점(LM) 폴리에스테르 복합섬유를 구현한다.
[화학식 1]
Figure 112017030035878-pat00002
상기 화학식 1에 있어서, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9은 독립적으로 -H, C1 ~ C10의 분쇄형 또는 직쇄형 알킬기(alkyl group), C5 ~ C10의 사이클로알킬기(cycloalkyl group) 또는 C6 ~ C10의 아릴기(aryl group)일 수 있고, 바람직하게는 독립적으로 -H 또는 C1 ~ C5의 분쇄형 또는 직쇄형 알킬기(alkyl group)일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 R2 및 R9은 C2의 알킬기이고, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 C1의 알킬기일 수 있다.
또한, 화학식 1에 있어서, n은 4 ≤ n ≤ 250을 만족하는 정수일 수 있고, 바람직하게는 6 ≤ n ≤ 150을 만족하는 정수일 수 있다.
상기 저융점 폴리에스테르는 산성분과 2-메틸-1,3-프로판디올을 포함하는 디올성분이 포함하여 반응된 에스테르화 반응물 및 상기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산계 화합물을 포함하여 축중합된 코폴리에스테르를 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 코폴리에스테르는 에스테르화 반응물과 상기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산계 화합물이 축중합되어 형성되고, 상기 에스테르화 반응물은 산성분과 디올성분을 포함하여 반응된 반응물일 수 있다.
먼저, 산성분에 포함되는 각 화합물들에 대해 설명한다.
상기 산성분은 통상적으로 저융점(LM) 폴리에스테르를 포함하는 복합섬유에 사용되는 산성분이면 제한 없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 상기 산성분은 방향족 다가 카르복실산 성분, 헤테로고리를 포함하는 다가 카르복실산, 지방족 다가 카르복실산으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 성분을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 상기 산성분은 탄소수 6 내지 14의 방향족 다 가 카르복실산 성분 및 탄소수 2 내지 16의 지방족 다가 카르복실산 성분으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.
상기 방향족 다가 카르복실산 성분은 테레프탈산, 디메틸이소프탈레이트, 이소프탈산 및 디메틸테레프탈레이트로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 또한, 상기 헤테로고리를 포함하는 다가 카르복실산은 2,5-퓨란디카르복실산, 2,5-사이오펜디카르복신산 및 2,5-피롤디카르복실산으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 지방족 다가 카르복실산 성분은 옥살산, 말론산,석신산, 글루타르산, 아디프산, 수베린산, 시트르산, 피메르산, 아젤라인산, 세바스산, 노나노산, 데카노인산, 도데카노인산 및 헥사노데카노인산으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
다음, 저융점 폴리에스테르에 포함되는 디올성분에 대해 설명한다.
본 발명에 포함되는 디올성분은 2-메틸-1,3-프로판디올을 포함한다. 종래의 본 발명와 조성물과 유사한 저융점 폴리에스테르를 포함하여 제조된 저융점 폴리에스테르 복합섬유을 사용하여 직물 또는 부직포를 제조할 경우, 열 접착 후 딱딱한 느낌의 직물 또는 부직포가 제조되었다.
그러나 본 발명에 있어서, 저융점 폴레이스테르를 제조시 디올성분으로 2-메틸-1,3-프로판디올을 포함함으로써, 소프트한 특성을 보이는 저융점(LM) 폴리에스테르 복합섬유를 수득할 수 있었고, 이를 통해 직물 또는 부직포를 제조할 때, 소프트한 촉감을 가지는 직물 또는 부직포를 제조할 수 있었다. 바람직하게는 전체 디올성분 중 상기 2-메틸-1,3-프로판디올은 10 ~ 40몰%가 포함될 수 있으며, 만일 2-메틸-1,3-프로판디올이 10몰% 미만으로 포함된다면 접착온도가 높아 사용 목적에 부적합한 문제점이 발생할 수 있고, 40 몰%를 초과하여 포함된다면, 목적하는 융점을 가지는 복합섬유를 제조하기 어려우며, 40 몰%를 초과하여 포함된다 하더라도 융점저하의 효과가 미미하여 비경제적인 면이 있다. 나아가 디올 성분 중 융점 저하 역할을 하는 주성분이 바뀜으로 인해 오히려 융점이 상승하는 문제가 있을 수 있다.
한편, 상기 디올성분은 에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올 및 1,6-헥산디올 중 1종 이상을 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는 에틸렌글리콜을 포함할 수 있다.
이때, 디올성분으로 2-메틸-1,3-프로판디올 및 에틸렌글리콜을 포함된다면, 전체 디올성분 중 상기 2-메틸-1,3-프로판디올은 10 ~ 40몰%, 상기 에틸렌글리콜을 60 ~ 90몰%로 포함될 수 있다.
한편, 본 발명의 에스테르화 반응물은 상기 산성분과 디올성분을 1: 1.1 ~ 2.0의 몰비로 포함할 수 있다. 만일 디올성분이 1.1몰비 미만으로 포함되 는 경우 반응성 저하로 중합도가 저하되는 문제점이 있으며, 2.0몰비를 초과시 부반응물이 발생할 수 있고, 방사 공정시 사절을 유발하여 작업성을 현저히 저하시킬수 있으며 과량의 디올 사용에 따른 제조비용의 상승을 초래할 수 있는 문제점이 있다.
나아가, 본 발명의 코폴리에스테르는 상기 에스테르화 반응물과 상기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산계 화합물이 축중합된 것으로써, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 코폴리에스테르는 에스테르화 반응물에 대해 상기 폴리실록산계 화합물을 0.1 ~ 10 중량%로 포함할 수 있다. 여기서, 상기 폴리실록산계 화합물이 0.1 중량% 이하로 포함되는 경우에는 목적하는 본 발명의 코폴리에스테르계 수지를 얻을 수 없는 문제가 발생할 수 있고, 상기 폴리실록산계 화합물이 10 중량% 이상 포함되는 경우에는 조성물간의 중합 반응성 저하와 본 발명의 코폴리에스테르계 수지의 유리전이 온도를 과도하게 저하시켜서 후가공성이 저하될 수 있다. 또한, 폴리실록산계 물질이 가진 특유의 이형성으로 인해 방사시 권취 작업성이 저하 되는 문제가 발생할 수 있다.
또, 상기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산계 화합물의 중량평균분자량은 300 ~ 20,000, 바람직하게는 1,000~ 10,000일 수 있다. 만일, 상기 화학식 1으로 표시되는 폴리실록산계 화합물의 중량평균분자량이 300 미만이면, 목적하는 본 발명의 코폴리에스테르계 수지를 얻을 수 없는 문제가 발생할 수 있고, 중량평균분자량이 20,000을 초과하면, 조성물간의 중합 반응성 저하와 본 발명의 코폴리에스테르계 수지의 유리전이 온도를 과도하게 저하시켜서 후가공성이 저하될 수 있다
또한, 상기 2-메틸-1,3-프로판다이올은 디올성분의 전체 몰을 기준으로 10~40몰% 범위로 투입되고, 상기 에틸렌글리콜은 60~90몰% 범위로 투입될 수 있다. 여기서, 상기 2-메틸-1,3-프로판다이올이 10몰% 이하로 투입되는 경우에 목적으로 하는 저융점 수지를 제조할 수 없어 복합섬유로 제조시 접착온도가 높아 사용 목적에 부적합한 문제가 있을 수 있고, 40 몰% 이상 투입될 경우에는 목표로 하는 150℃~220℃ 보다 융점이 더 낮은 융점 효과가 나타날 뿐 아니라 방사성도 좋지 않아 목적으로 하는 복합섬유 제조가 어려울 수 있다. 또한, 그렇지 않더라도 40 몰%를 초과시는 결정성이 충분히 저하되어 융점 저하의 효과가 반감되거나 2-메틸-1,3―프로판디올이 주성분으로 작용하여 오히려 융점이 상승 할 수 있는 문제점이 발생 할 수 있다.
또한, 상기 저융점 폴리에스테르 수지는 융점이 150 ~ 220℃ 범위일 수 있다.
한편, 본 발명은 서로 다른 두 가지 성분을 포함하며, 그 중 일 성분이 상술한 저융점 폴리에스테르를 포함하는 복합섬유를 제공한다.
여기서, 복합섬유는 상기 저융점 폴리에스테르를 포함하는 추출성분(이하 제1 성분) 및 섬유형성성분(이하 제2 성분)이 서로 혼합되지 않고, 각각의 성분이 섬유 내에 구분되어 형성될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 복합섬유는 시스-코어(Sheath-Core)형, 해도(Island in the Sea)형, 사이드 바이 사이드(Side by side)형 및 중공의 사이드-바이-사이드형 등일 수 있으며, 이에 특별히 제한되는 것은 아니고 제1 성분 및 제2성분을 각각 구분되게 포함하는 복합섬유 형태라면 바람직하다.
여기서, 본 발명에 따르면, 상기 복합섬유가 시스-코어형인 경우에 코어부는 상기 제2성분을 포함하고, 시스부는 상기 제1성분을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 복합섬유를 포함하는 인테리어용 원사를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 인테리어용 원사를 포함하는 인테리어용 가공지 및 상기 인테리어용 가공지를 포함하는 블라인드 또는 카페트를 제공한다.
상기에서 사용되는 용어인 "카페트"는 롤 카페트(Roll Carpet) 또는 타일 카페트(Tile Carpet)의 형태로 다양하게 구빌 될 수 있으며, 상기 롤 카페트는 폭이 길고 넓은 표면적을 가지며 말아서 보관할 수 있도록 형성된 것이며, 상기 타일 카페트는 타이로가 같은 정사각형과 같은 형태로 폭이 짧게 형성된 것으로 다수의 타일 카페트를 실내의 바닥면에 이어붙이는 방식으로 포설할 수 있게 한 것을 모두 포함한다.
상기에서 사용한 용어인 "블라인드"는 광을 차단하는 등의 창가리개의 목적으로 사용되는 것으로써, 통상적으로 스크린, 버티칼 등으로 명명되는 제품들을 통칭하는 용어로써, 판넬형, 롤형 등 사용상태를 불문한다.
또한, 상기에서 사용한 용어인 "가공지"는 직물, 편성물, 펠트, 프레이트, 부직포, 접착직물, 몰드직물, 웹(web) 모두를 의미하는 용어로 사용된다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[실시예]
실시예 1. 시스 - 코어형 복합섬유의 편직물 제조
(1) 폴리에스테르 수지의 제조(시스부)
에스테르화 반응물을 제조하기 위해, 산성분으로 테레프탈산 100 몰%, 디올성분으로 에틸렌글리콜 72 몰% 및 2-메틸-1,3-프로판디올 28 몰%를 투입하여 에스테르화 반응물을 제조하였다. 이때 산성분과 디올성분은 1:1.2 몰비로 투입하고, 이후 250℃, 1140 토르 압력 하에서 에스테르화 반응시켜 반응률이 97.5%의 에스테르 반응물을 수득하였다. 형성된 에스테르 반응물을 축중합 반응기에 이송하고 에스테르 반응물에 대하여 하기 화학식 2로 표현되는 1.0 중량%의 반응형 폴리실록산계 화합물을(Dami Polychem, FD460, 분자량 1000) 첨가한 후, 축합중합 촉매로 삼산화 안티몬 300ppm, 열안정제로 인산 150ppm을 투입하여 최종압력 0.5토르가 되도록 서서히 감압하면서 285℃까지 승온하면서 축중합반응을 수행한 후 융점이 175℃의 저융점 폴리에스테르를 제조하였다.
[화학식 2]
Figure 112017030035878-pat00003
상기 화학식 2에 있어서, n은 15이다.
(2) 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지의 제조(코어부)
테레프탈산과 에틸렌글리콜을 이용하여 통상의 방법으로 에스테르반응물을 제조한 후 중축합 반응에 이산화티타늄을 폴리에틸렌테레프탈레이트 100 중량부를 기준으로 0.3 중량부 첨가시켜 고유점도가 0.65 dl/g의 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 제조하였다.
(3) 시스-코어형 복합섬유의 제조
상기 시스부용 폴리에스테르 수지 및 코어부용 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 3:7 의 중량비로 복합방사구금에 투입하여 방사속도 4000mpm 및 연신비 2.0으로 용융방사하여 섬도 75, 필라멘트수 36의 시스-코어형 복합섬유를 제조하였다.
(4) 편직물의 제조
상기 제조된 시스-코어형 복합섬유를 연사하여 환편용으로 제편한 후 통상의 가공 조건에 따라 염가공을 진행하였고 이때 Final Set공정에서는 저융점사의 특성 확보하기 위해 190℃ 에서 30~60초간 긴장 열처리를 하여 편직물을 제조하였다.
실시예2 .
폴리에스테르 수지 제조(시스부)시 폴리실록산계 화합물의 함량을 3.0 중량부 첨가하여 축합중합을 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예3 .
폴리에스테르 수지 제조(시스부)시 폴리실록산계 화합물의 함량을 7.0 중량부 첨가하여 축합중합을 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예4 .
폴리에스테르 수지 제조(시스부)시 폴리실록산계 화합물의 함량을 20.0 중량부 첨가하여 축합중합을 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예5 .
폴리에스테르 수지 제조(시스부)시 상기 화학식 2로 표현되는 화합물 대신 폴리실록산계 화합물(분자량 12000) 함량을 3.0 중량부 첨가하여 축합중합을 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예6 .
폴리에스테르 수지 제조(시스부)시 2-메틸-1,3-프로판디올을 디올 함량의 5mol% 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일 하게 제조하였다.
실시예7 .
폴리에스테르 수지 제조(시스부)시 2-메틸-1,3-프로판디올을 디올 함량의 50mol% 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일 하게 제조하였다.
실시예8 .
폴리에스테르 수지 제조(시스부)시 2-메틸-1,3-프로판디올을 디올 함량의 15mol% 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일 하게 제조하였다.
실시예9 .
폴리에스테르 수지 제조(시스부)시 2-메틸-1,3-프로판디올을 디올 함량의 35mol% 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일 하게 제조하였다.
실시예10 .
폴리에스테르 수지 제조(시스부)시 상기 화학식 2로 표현되는 화합물 대신 폴리실록산계 화합물(분자량 500) 함량을 3.0 중량부 첨가하여 축합중합을 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예11 .
폴리에스테르 수지 제조(시스부)시 상기 화학식 2로 표현되는 화합물 대신 폴리실록산계 화합물(분자량 8000) 함량을 3.0 중량부 첨가하여 축합중합을 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예1 .
폴리에스테르 수지 제조(시스부)시 2-메틸-1,3-프로판디올을 디올 함량을 0mol% 사용하는 대신 이소프탈산을 산성분 함량에 대해 28mol% 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일 하게 제조하였다.
비교예2 .
폴리에스테르 수지 제조(시스부)시 폴리실록산계 화합물(분자량 500)을 사용하지 않을 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[실험예]
실험예 1. Tm (융점) 및 Tg (유리전이 온도) 평가
융점 및 유리전이온도는 시차 열량분석기를 이용하여 20 ℃/min의 승온 속도 조건에서 평가하여 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실험예 2. 고유점도 분석(IV)
오르쏘-클로로 페놀(Ortho-Chloro Phenol)을 용매로 하여 110℃, 2.0g/25ml의 농도로 30분간 용융 후, 25℃에서 30분간 항온하여 캐논(CANON) 점도계가 연결된 자동 점도 측정 장치로부터 분석하고 이를 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실험예 3. 초기 탄성률(initial modulus) 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 편직물의 초기 탄성률을 Textechno社의 강도 및 신도 측정 장비를 이용하여 평가하고 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실험예 4. 소프트 촉감, 구김 회복력
10명의 동종업계 전문가로 이루어진 그룹에 의한 관능검사 결과 8명 이상이 소프트하다고 판단할 경우 우수(◎), 6~7명은 양호(○), 5~4명은 보통(△), 4명 미만은 불량(×)으로 구분하였다.
Figure 112017030035878-pat00004
Figure 112017030035878-pat00005
Figure 112017030035878-pat00006
상기 표 1 및 표 2를 참조하면, 산성분 및 디올성분을 본 발명의 수치범위로 포함하고 분자량 1000을 가지는 폴리실록산계 화합물을 사용한 실시예 1 내지 3 및 실시예 8, 9 및 11의 경우, 산성분 및 디올성분이 본 발명의 수치범위를 벗어나거나 분자량이 다른 폴리실록산계 화합물을 사용한 실시예 4 내지 7 및 실시예 10 및 비교예들 대비 폴리머 고유의 물성의 저하 없이 방사가 가능하며, 소프트한 촉감을 나타냄과 동시에 구김 회복력이 월등히 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 중량평균 분자량을 만족하는 폴리실록산계 화합물을 사용하되, 수치범위를 만족하지 않는 실시예 4의 경우, 중합 반응성이 현저히 저하되어 방사를 통한 편직물의 제조가 불가능하였다.
또한 본 발명에 따른 분자량이 12000을 가짐으로써 본 발명의 중량평균분자량의 수치범위를 초과하는 폴리실록산계 화합물을 사용한 실시예 5의 경우 마찬가지로 중합 반응성이 현저히 저하되어 방사를 통한 편직물의 제조가 불가능하였다.
또한 본 발명에 따른 분자량이 500을 가짐으로써 본 발명의 중량평균분자량의 수치범위의 미만의 값을 가지는 폴리실록산계 화합물을 사용한 실시예 10의 경우 초기 탄성율이 높은 값을 나타내어 소프트한 촉감은 물론 구김 회복력도 상대적으로 낮은 결과를 나타냄을 알 수 있다.
또한, 2-메틸-1,3-프로판디올이 본 발명의 수치범위 하한 미만의 값을 가지는 5 몰% 사용한 실시예 6의 경우, 현저히 높은 융점을 나타내어 본 발명이 목적하는 소프트한 촉감을 나타내는 편직물의 제조가 불가함을 알 수 있다.
또한, 2-메틸-1,3-프로판디올이 본 발명의 수치범위 상한을 초과하는 50 몰% 사용한 실시예7의 경우, 본 발명에서 목적하는 융점보다 현저히 낮은 92℃에서 연화점을 나타내고 있으며, 폴리머의 중합 반응성 및 방사 작업성이 떨어져서 본 발명이 목적하는 소프트한 촉감을 나타내는 편직물의 제조가 불가능하였다.
또한, 2-메틸-1,3-프로판디올을 사용하는 대신 이소프탈산을 산성분 함량에 대해 28 몰%로 사용한 비교예 1의 경우, 2-메틸-1,3-프로판디올을 사용한 실시예들 대비 초기 탄성률이 큰 값을 가짐으로써 소프트한 촉감을 나타내기 어렵고 나아가 구김에 회복력도 낮은 물성을 가짐을 알 수 있다.
또한 실시예 1과 동일한 조성을 가지나 본 발명에 따른 폴리실록산계 화합물을 전혀 포함하지 않는 비교예 2의 경우, 소프트한 촉감은 물론 가장 낮은 구김 회복력을 나타냄에 따라 본 발명에 따른 폴리실록산계 화합물이 소프트한 촉감과 구김 회복력에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (13)

  1. 테레프탈산(terephthalic acid: TPA)을 포함하는 다가 카르복실산을 포함하는 산성분;
    2-메틸-1,3-프로판디올과 에틸렌글리콜(ethylene glycol: EG)를 포함하는 디올성분; 및
    하기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산계 화합물을 포함하며,
    폴리에스테르 수지의 융점이 150 ~ 220℃인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112021088896141-pat00007

    상기 화학식 1에 있어서,
    R2와 R9는 각각 독립적으로 C1 ~ C10의 분쇄형 또는 직쇄형 알킬렌기, C5 ~ C10의 사이클로 알킬렌기, 또는 C6 ~ C10의 아릴렌기이며
    상기 R3, R4, R5, R6, R7 및 R8 은 각각 독립적으로 -H, C1 ~ C10의 분쇄형 또는 직쇄형 알킬기(alkyl group), C5 ~ C10의 사이클로알킬기(cycloalkyl group) 또는 C6 ~ C10의 아릴기(aryl group)이며,
    상기 n은 4 ≤ n ≤ 250을 만족하는 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    R2와 R9는 각각 독립적으로 C1 ~ C5의 분쇄형 또는 직쇄형 알킬렌기이며,
    상기 R3, R4, R5, R6, R7 및 R8 은 각각 독립적으로 -H 또는 C1 ~C5의 분쇄형 또는 직쇄형 알킬기(alkyl group)이며, n은 6 ≤ n ≤ 150를 만족하는 정수인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저융점 폴리에스테르는 산성분과 2-메틸-1,3-프로판디올을 포함하는 디올성분이 포함하여 반응된 에스테르화 반응물; 및 상기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산계 화합물;을 포함하여 축중합된 코폴리에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산계 화합물의 중량평균분자량은 800 ~ 10,000인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 2-메틸-1,3-프로판다이올은 디올성분의 전체 몰을 기준으로 10~40몰%를 가지고, 상기 에틸렌글리콜은 60~90몰%를 가지는 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 수지 조성물.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 중합된 폴리에스테르 수지 전체 중량에 대하여 0.1 ~ 10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 수지 조성물.
  8. 서로 다른 두 가지 성분을 포함하며,
    그 중 일 성분이 제1항 내지 제5항, 제7항 중 어느 한 항에 따른 저융점 폴리에스테르를 포함하는 복합섬유.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복합섬유는 시스-코어(Sheath-Core)형, 해도(Island in the Sea)형, 사이드-바이-사이드(Side by side)형 및 중공의 사이드-바이-사이드형인 것을 특징으로 하는 저융점(LM) 폴리에스테르 복합섬유.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 복합섬유는 상기 제1성분을 포함하는 시스부; 및
    상기 제2성분을 포함하는 코어부;를 포함하는 복합섬유.
  11. 제10항에 따른 복합섬유를 포함하는 인테리어용 원사.
  12. 제11항에 따른 인테리어용 원사를 포함하는 인테리어용 가공지.
  13. 제12항에 따른 인테리어용 가공지를 포함하는 블라인드.
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