KR20040100213A - 개질 폴리에스테르 바인더 섬유 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부직포나 견고한 솜뭉치(fiber ball), 일체화된 섬유 다발 등과 같이 섬유로 구성되어 일정한 구조를 유지하는 물체의 제조에 있어서 접착용으로 사용되는 열접착성 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게 설명하면 다른 종류의 섬유와 혼합되어 웹(web), 방적사, 교락사 등의 형태로 제조된 섬유 집합체에서 열고착 과정을 통하여 구성 섬유간에 결속점을 형성함으로써 형태안정성을 부여하는 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 이가의 산성분으로 테레프탈산 또는 디메틸테레프탈산을 95몰% 이상과 디올 성분으로 에틸렌글리콜을 90몰% 이상을 에스테르화 반응시켜 개질 폴리에스테르를 제조함에 있어서, 전체 테레프탈레이트 성분의 몰(mole)수를 기준으로, 주쇄내의 디에틸렌글리콜테레프탈레이트 성분이 25∼45몰% 생성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 통상의 열접착성 개질 폴리에스테르에 비해서 더 낮은 연화온도 및 더 높은 녹는점을 가지므로 우수한 열접착성과 열접착 온도 이상에서 사용시 처짐이 적은 점 등의 장점을 가지고 있으며 깨끗한 색조를 나타내므로 제품의 외관을 한층 품위 있게 제조 수 있는 효과가 있다.

Description

개질 폴리에스테르 바인더 섬유 및 그 제조 방법{Modified polyester binder fiber and its manufacturing process}

본 발명은 부직포나 견고한 솜뭉치(fiber ball), 일체화된 섬유 다발 등과 같이 섬유로 구성되어 일정한 구조를 유지하는 물체의 제조에 있어서 접착용으로 사용되는 열접착성 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게 설명하면 다른 종류의 섬유와 혼합되어 웹(web), 방적사, 교락사 등의 형태로 제조된 섬유 집합체에서 열고착 과정을 통하여 구성 섬유간에 결속점을 형성함으로써 형태안정성을 부여하는 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래 열접착성을 가지는 폴리에스테르 섬유는 결정 융점을 낮추거나 결정 융점이 없도록 개질된 폴리에스테르를 단독으로 방사하거나 또는 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리알킬렌테레프탈레이트와 함께 복합 방사하여 섬유화하고 면, 나일론, 폴리에스테르 등의 일반 섬유와 혼합되어 열처리함으로써 용융 접착점을 형성시키는 방법으로 섬유 구조체를 제조하는데 사용되어 왔다. 이러한 열접착성 폴리에스테르에 있어서 열접착성의 효과는 일차적으로 개질된 폴리에스테르의 결정 융점, 연화점, 유리전이점 등의 열적 특성이 중요하며 복합 방사의 여러 가지단면 구성, 예를 들어 시스 앤드 코아(sheath and core), 편심, 사이드 바이 사이드(side by side), 시 앤드 아일랜드(sea and island) 등과 같은 복합 방사 성분의 배치, 섬유의 길이, 굵기, 권축 등은 이차적인 중요성을 가지는 것으로 알려져 왔다.

열접착성 개질 폴리에스테르 섬유는 열적 특성에 따라 110∼180℃의 구간에서 열접착성을 가지며 종류에 따라 요구되는 접착 온도는 차이가 있다. 이러한 열접착성 섬유를 제조하기 위하여 개질된 폴리에스테르는 통상 구성 산성분중 20몰% 이상을 이소프탈산 성분으로 하며 디올 성분중 일부는 에틸렌글리콜 대신에 디에틸렌글리콜 또는 폴리옥시에틸렌글리콜을 사용하는 예도 알려져 있다. 이러한 기술은 미합중국 특허 제 4,129675호, 제 4,068,036호, 제 3,989,788호 및 공지의 사실로서 이소프탈산의 융점 저하에 대한 효과가 알려져 있으며, 대한민국 공개특허 특2003-0005134에서는 유리전이온도가 50∼100℃의 범위에 있고 120∼150℃에서 열고착이 가능한 개질 폴리에스테르 섬유의 제조를 위하여, 주원료로서 테레프탈산과 이소프탈산의 몰비가 50:50∼80:20이고 에틸렌글리콜과 디에틸렌글리콜의 몰비는 0:100∼100:0인 범위에서 선택하여 사용하는 예가 제시되어 있다.

하지만 이와는 다른 접근으로 대한민국 특허 특1988-0000289에서는 이소프탈산을 사용하지 않으면서 테레프탈레이트 결합 단위의 80∼55몰%가 에틸렌글리콜과 테레프탈산으로부터 그리고 20∼45몰%가 디에틸렌글리콜과 테레프탈산으로부터 형성된 개질 폴리에스테르를 사용하는 예가 제시되어 있다. 이 특허에서와 같이 디올의 성분을 에틸렌글리콜과 디에틸렌글리콜로 사용하였을 경우 개질 폴리에스테르는녹는점뿐만 아니라 유리전이온도 역시 현저히 저하되는 현상이 나타나며 이로부터 제조된 열접착성 섬유 역시 제조 공정 및 품질 면에서 문제가 발생하였기에, 다양한 방법으로 적용 가능성을 확인해 왔으나 상업화된 방법으로 정립되지는 못하고 있는 것이 현실이다.

디에틸렌글리콜이 저렴하고 용이하게 입수 가능한 단량체이면서도 상업화되지 못한 이유에 대하여 상세히 고찰하여 본 바로는 제시된 특허 내용에서처럼 디에틸렌글리콜을 다량 사용할 경우 다음과 같은 문제가 발생하기 때문임을 알게 되었다. 우선 원료로서 디에틸렌글리콜은 분자 구조상 에테르 결합을 가지고 있어 에틸렌글리콜보다 열분해 가능성이 높고 끓는점이 245℃정도이므로 통상의 폴리에스테르 중합 공정의 중축합 과정인 245∼290℃의 온도 및 감압 조건에서, 미반응 상태의 유리 디에틸렌글리콜은 제거되거나 열분해를 일으키므로 개질 폴리에스테르 내에 디에틸렌글리콜테레프탈레이트 성분을 의도했던 만큼 다량 함유되도록 공중합하는 것은 매우 어려운 과제였다. 또 열분해 과정의 산물은 개질 폴리에스테르 섬유의 색상을 누렇게 만들고 강력을 저하시키는 원인이 되는 부반응을 촉진하여 제품의 품질을 떨어뜨리는 요소로도 작용하였다. 한편 공업용의 디에틸렌글리콜은 최대 0.08%의 트리에틸렌글리콜이 함유되었다고 원료업계 자료에서 확인되는 바 트리에틸렌글리콜은 고온에서 폴리에스테르의 분해 및 세정에 주로 사용되는 용제이다. 따라서 트리에틸렌글리콜의 함량이 많아지면 중합 반응의 저해 및 부반응 등의 문제가 발생하게 되며 이로 인한 품질의 저하가 발생하는 것이 최대의 문제로 판단되었다. 또한 폴리옥시에틸렌글리콜은 분자량이 커질수록 즉 디에틸렌글리콜보다 트리에틸렌글리콜이 그리고 분자량 200이상의 상업화된 폴리옥시에틸렌글리콜 종류가 주쇄에 결합되었을 경우 유리전이온도가 더욱 저하된다는 것은 일반적으로 알려진 사실이다. 따라서 개질 폴리에스테르를 섬유화하는데 필요한 공정 과정에 적정한 수준 이상의 유리전이온도를 가지지 않는다면 이 또한 실용 가능성이 적다고 할 수 있으며 이러한 면에서 다량의 디에틸렌글리콜의 사용시 이에 수반되는 트리에틸렌글리콜의 영향이 더욱 치명적이 된다. 하지만 이러한 문제점에도 불구하고 디올중 일부에 디에틸렌글리콜을 사용하여 제조되는 열접착성 개질 폴리에스테르는 산성분중 일부에 이소프탈산을 사용하여 제조되는 개질 폴리에스테르의 경우보다 유리전이온도가 낮아 동일한 온도에서 열접착을 행하였을 때 민감도가 향상되며 온도와 압력을 병행하여 열접착을 행하는 경우에 특히 유용한 결과를 얻을 수 있다. 이외에도 실용적인 면에서 이소프탈산을 사용하는 후자의 개질 폴리에스테르는 녹는점 저하에 중점을 두어 개질되므로 일단 열접착 온도에서 녹아 접착되고 상온에서 유리전이온도 이하인 상온에서 단단해진 부분이, 열접착 온도 이상의 조건에서 사용될 경우 접착 부분의 유동성이 급격히 증가하여 자체 하중에 의한 변형이 일어날 수 있지만 디에틸렌테레프탈레이트를 사용하는 전자의 개질 폴리에스테르는 유리전이온도와 녹는점 사이의 온도에서 완만한 유동성 증가 과정중 열접착이 이루어지므로 그 이상의 온도 조건에서 사용할 경우에도 녹는점까지는 완만한 유동성 증가 과정의 연장선상에 있으므로 급격한 접착성 저하가 일어나지 않는다는 장점을 가지고있다.

본 발명의 목적은 테레프탈레이트 성분으로 에틸렌글리콜테레프탈레이트 외에 디에틸렌글리콜테레프탈레이트가 다량 함유할 경우 얻어지는 열접착성과 관련된 실용적인 장점을 확보하면서도 섬유로서의 품질을 저해하지 않으며 적정한 수준의 유리전이온도로써 양호한 공정성을 획득할 수 있는 열접착성 개질 폴리에스테르 섬유의 제조 방법을 완성하여 이로부터 부직포 제조에 유용한 열접착용 섬유를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 전체 테레프탈레이트 성분의 몰(mole)수를 기준으로 할 때, 주쇄내의 디에틸렌글리콜테레프탈레이트 성분이 25∼45몰%가 되어야 하며, 이 중 원료로서의 디에틸렌글리콜은 다량 사용할 경우 열분해 및 부반응의 악영향이 크므로 5%∼0몰%가 적당하고 더욱 바람직하기로는 3%∼0몰%가 되는 것이 좋다. 한편 본 발명의 개질 폴리에스테르에 함유된 디에틸렌글리콜테레프탈레이트 성분의 나머지 20몰%∼45몰%, 더욱 바람직하기로는 22몰%∼45몰%의 디에틸렌글리콜테레프탈레이트 성분은 폴리에스테르 중합 과정중에서, 원료인 에틸렌글리콜간의 축합 반응에 의해 생성되도록 하였다. 따라서 원료업계 자료에서 확인되는 바와 같이 공업용의 디에틸렌글리콜에 최대 0.08중량%의 트리에틸렌글리콜이 함유되었다면 본 발명의 개질 폴리에스테르에는 유리 트리에틸렌글리콜 또는 트리에틸렌글리콜테레프탈레이트 성분의 합이 최대치로 0.004몰% 이하를 함유하도록 디에틸렌글리콜의 사용량이 제한되는 것을 특징으로 한다.

이렇게 제조된 개질 폴리에스테르는 유리전이온도 40∼55℃, 열접착온도 100∼180℃의 열적 특성을 가지고 있으며 폴리에틸렌테레프탈레이트용으로 고안된 통상의 장치를 사용하는 중합 및 용융 방사에 의해 제조할 수 있다. 주쇄내의 디에틸렌글리콜테레프탈레이트의 함량이 25몰%보다 적으면 열접착온도는 180℃를 넘어야하므로 부직포 제조 공정에 어려움이 따르며 45몰%를 넘으면 100℃ 미만의 온도에서도 유동성이 크게 되어 제조된 부직포 등의 형태안정성이 나쁘게 된다.

본 발명의 개질 폴리에스테르 섬유를 제조하는 방법은 통상의 회분식 또는 연속식 폴리에스테르 중합 반응기에서 개질 폴리에스테르를 제조하고 직접 방사하거나 또는 냉각, 고화, 절단하여 칩(chip)의 형태로 보관했다가 보관된 칩을 재건조 및 용융하여 방사하는 방법도 가능하다. 방사를 위하여는 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 시스 앤드 코아, 사이드 바이 사이드, 편심, 시 앤 아일랜드와 같은 형태의 복합 방사를 행하는 것이 일반적이며 단독으로 방사하는 것도 가능하나 권축, 형태안정성 등을 부여하기 어려워 초지형 부직포 제조 등과 같은 특수 용도에 한정된다. 방사 이후의 단계에서는 단섬유 제조를 위하여 방사된 미연신사를 집속하여 10000데니어 이상의 토우(tow)를 형성하고 연신한 후 권축을 부여하고 건조한 후 소정의 길이로 절단하는 일반적인 방법의 적용이 가능하다.

본 발명의 개질 폴리에스테르를 제조하기 위하여는, 주원료로서 산성분으로 테레프탈산을 사용할 경우 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 1:1.01∼1.05의 몰비로 슬러리(slurry)화한 후 250℃정도까지 가열하면서 가압하여 부산물인 물을 제거하는에스테르화 공정을 완료하고 촉매 및 안정제를 첨가한 후 280∼295℃ 정도까지 가열하면서 감압하여 중축합 반응으로 폴리에스테르를 만드는 통상의 회분식 또는 연속식 중합 공정에 적용이 가능하며, 이러한 통상의 공정 단계중 디에틸렌글리콜을 사용하는 경우는 에스테르화 반응전에 투입하여 에스테르화 반응으로 주쇄에 결합시키고, 디에틸렌글리콜테레프탈레이트를 형성하기 위하여 추가되는 에틸렌글리콜은 슬러리 공정에서부터 에스테르화 반응 종료후 중축합 촉매를 첨가하고 감압반응을 행하기 전까지의 임의의 시점에서 투입하여 반응기의 온도가 260℃ 이하인 상태에서 말단간의 축합 반응을 진행시켜 디에틸렌글리콜테레프탈레이트를 형성시키면 된다. 한편 주원료로서 산성분으로 디메틸테레프탈레이트를 사용할 경우에는 디메틸테레프탈레이트와 에틸렌글리콜을 1:2.00∼2.15의 몰비로 슬러리(slurry)화한 후 가열하면서 150℃ 정도에서 에스테르 교환촉매로 공지의 칼슘, 마그네슘, 망간, 아연 등의 아세테이트 화합물을 첨가하고 250℃정도까지 가열하면서 부산물인 메탄올을 제거하는 에스테르 교환 공정을 완료하고 촉매 및 안정제를 첨가한 후 280∼295℃ 정도까지 가열하면서 감압하여 중축합 반응으로 폴리에스테르를 만드는 통상의 회분식 또는 연속식 중합 공정에 적용이 가능하며, 디에틸렌글리콜을 사용하는 경우는 이러한 통상의 공정 단계에서 에스테르화 반응전에 투입하여 에스테르화 반응으로 주쇄에 결합시키고, 나머지 디에틸렌글리콜테레프탈레이트는 에스테르 교환 반응 완료후부터 중축합 촉매를 첨가하고 감압반응을 행하기 전까지의 반응기의 온도가 260℃ 이하인 상태에서, 에스테르 교환 반응의 결과물인 비스하이드록시에틸테레프탈레이트 말단간의 축합 반응을 진행시켜 형성시키면 된다.

즉, 디에틸렌글리콜은 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환 반응 전에 투입하여 주쇄에서 디에틸렌글리콜테레프탈레이트 성분이 되며 에틸렌글리콜은 반응기의 내부가 260℃ 이하인 상태에서 에틸렌글리콜 말단간의 축합 반응을 진행시켜 디에틸렌글리콜테레프탈레이트 성분이 된다. 어떤 방법을 취하던지 에틸렌글리콜 말단간의 축합 반응이 목표한 수준까지 완료되면 270∼285℃ 정도까지 승온하면서 고진공으로 감압하여 중축합반응을 완료한다.

개질 폴리에스테르는 유리전이온도와 연화온도 및 녹는점이 낮으므로 중축합 반응의 최고 온도는 280℃ 이하로 관리하는 것이 좋다. 또한 방사 온도 역시 기존의 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유의 방사 온도보다 20℃ 이상 낮추는 것이 열분해 감소 및 방사후 냉각풍에 의한 신속한 고화 등 바람직한 공정을 얻을 수 있다. 그리고 단섬유의 수욕(water bath) 연신 과정에서는 60℃ 이하의 온도로 유지시키는 것이 중요하며 온도 70℃를 넘지 않는 오븐에서 건조하는 것이 제조 공정중 섬유간의 열접착을 방지하기 위하여 필요하다.

본 발명의 개질 폴리에스테르 섬유에는 중합 과정중 용도에 따라 중량의 5%이내에서 이소프탈산, 아디프산, 세바스산, 아젤라인산, 도데칸디카르복실산, 1,4-사이클로헥산디카르복실산, 안식향산, 말레인산 등의 유기산 성분, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-사이클로헥산디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올 등과 같은 디올류, 분자량 150이상인 폴리옥시에틸렌글리콜, 1,3-디메틸 5-소디움설포이소프탈레이트와 같은 염기성염료 가염제 등을 한 가지 또는 2가지 이상 사용하여도 좋으며, 광택조정제인 이산화티탄, 황산바륨 등은 중량의 20% 이내에서 사용하여도 좋고, 그 외에 촉매, 안정제 등이 소량 사용되더라도 유리전이온도 40∼55℃, 열접착온도 100∼180℃의 열적 특성의 범위를 벗어나지 않게 하는 한도 내에서는 무방하며 이외의 첨가되는 물질에 대하여도 마찬가지의 열적 특성 범위를 벗어나지 않게 하는 한도내에서 적용 가능하다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명하는 바 본 발명의 내용이 실시예로 인하여 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에서 사용한 평가 방법은 다음과 같다.

폴리에스테르의 중합도를 평가하기 위한 극한점도는 o-클로로페놀 용액을 사용하여 25℃에서 측정한 결과로 부터 구하였다.

열적인 물성인 유리전이온도는 DSC (Differential Thermal Calorimeter) 로 측정하였고 녹는점은 피셔 디지탈 융점분석기(Fisher Digital Melting Point Analyzer :Model 355)를 사용하여 온도는 분당 25℃로 상승시킬 때 0.13g 중량의 18mm 직경 커버 글래스로 덮혀있는 섬유 시료가 완전하게 액화되는 온도로 하였다. 초기 연화온도는 전기 히터가 내장된 플랫 브래스 블록(flat brass block)을 저속으로 가열하면서 가열된 블록과 연속적으로 접촉하게 되는 200g 브래스 중량으로 섬유를 5초동안 블록 반대편에서 프래스한다. 이 과정중 섬유가 서로 밀착하는 경향이 있을 때의 블록의 온도로써 정하였다.

색조는 150±2℃에서 한 시간 결정화하여 색차계(Hunter Lab Scale)를 사용 명도와 황·청도를 측정하였다. 색도는 칼라 L 및 칼라 b로 표기되며 이는 표준광원 (할로겐 램프)으로부터 비추어진 광선이 시료에 반사되어 나온 것을 색도계로검출하여 표준 백판과의 색차를 비교함으로써 시료의 색을 분석한 결과이다. L 치는 명도로써 백색은 100, 흑색은 0 로 나타내고, b 치는 황청도로써 0 를 기준으로 + 이면 황색, - 이면 청색을 띠게 되며 수치가 높을수록 진한색을 나타낸다.

디에틸렌글리콜테레프탈레이트의 함량은 사용 기구인 가스크로마토그래피를 보정하고 표준을 정한 다음 통상의 방법으로 에틸렌글리콜 및 디에틸렌글리콜의 기지 농도를 함유하는 것을 사용하여 농도와 면적비 관계를 작성하고 실측하여 평가한다. 개질 폴리에스테르 중합체는 벤질알콜을 함유하는 2-아미노에탄올을 가해 가열함으로써 에틸렌글리콜 및 디에틸렌글리콜을 에스테르 그룹으로부터 치환하고 이 결과 얻어진 반응 혼합물을 가스크로마토그래피내에 주입하기 전에 이소프로필알콜(2-프로판올)로 희석 시킨다음 가스크로마토그래프로부터 에틸렌글리콜 및 디에틸렌글리콜과 벤질알콜 정점의 면적비를 미리 작성된 농도 면적비 관계로부터 DEG 몰%로 바꾸어 표시하였다.

접착강도는 개질 폴리에스테르와 통상의 폴리에스테르를 30:70의 중량비로 혼합하여 17g/㎡의 웨브 중량을 갖도록 섬유를 카드한 다음 여러 가지 온도에서 20초간 노출하면서 106g/㎠의 압력을 사용하는 레리안드형 플래턴 프레스(reliant model platen press)를 사용하여 웨브의 시료를 프레스한다. 그후 열로 접착된 시료를 상온에서 인스트론(instron) 장력 시험기를 이용하여 2.5cm×7.8cm의 스트립으로 강도를 시험하고 절단강력이 높을수록 접착강도가 양호한 것으로 하였다.

실시예1.

테레프탈산 16.6kg, 에틸렌글리콜 6.5kg을 사용하여 가압반응으로 부산물인 물을 제거하면서 250℃까지 승온하면서 에스테르화 반응을 완료하고 에틸렌글리콜 1.9kg과 촉매로 삼산화안티몬을 투입한 후 260℃ 이하에서 에틸렌글리콜 말단간의 축합 반응으로 디에틸렌글리콜을 형성시키고 승온하면서 고진공까지 감압시켜 중축합 반응을 실시하였다. 중축합 반응시간은 약 150분 정도 진행하여 최종온도 280℃에서 종료하고 얻어진 수지를 냉각, 고화, 절단하여 칩으로 만들었다. 칩의 물성을 분석한 결과는 표 1에서와 같다.

비교예1.

테레프탈산 11.6kg, 이소프탈산 5.0kg, 에틸렌글리콜 6.5kg을 사용하여 원료로서 이소프탈산이 전체 산의 30몰%가 되도록 하고 가압반응으로 부산물인 물을 제거하면서 250℃까지 승온하면서 에스테르화 반응을 완료하고 촉매로 삼산화안티몬을 투입한 후 승온하면서 고진공까지 감압시켜 중축합 반응을 실시하였다. 중축합 반응시간은 약 180분 정도 진행하여 최종온도 280℃에서 종료하고 얻어진 수지를 냉각, 고화, 절단하여 칩으로 만들었다. 칩의 물성을 분석한 결과는 표1에서와 같다.

비교예2.

테레프탈산 16.6kg, 에틸렌글리콜 4.7kg 그리고 디에틸렌글리콜 3.2kg을 사용하여 실시예 1의 결과와 유사한 함량의 디에틸렌글리콜테레프탈레이트가 원료인 디에틸렌글리콜로부터 직접 형성되도록 하였다. 원료는 모두 반응 초기에 투입하여 가압반응으로 부산물인 물을 제거하면서 250℃까지 승온하면서 에스테르화 반응을완료하고 촉매로 삼산화안티몬을 투입한 후 승온하면서 고진공까지 감압시켜 중축합 반응을 실시하였다. 중축합 반응시간은 약 180분 정도 진행하여 최종온도 280℃에서 종료하고 얻어진 수지를 냉각, 고화, 절단하여 칩으로 만들었다. 칩의 물성을 분석한 결과는 표1에서와 같다.

비교예3.

테레프탈산 16.6kg몰, 에틸렌글리콜 6.5kg 그리고 에스테르 반응 종료후 투입하는 에틸렌글리콜을 3.1kg으로 하여 디에틸렌글리콜테레프탈레이트의 함량이 50몰%에 가깝게 생성되도록 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 과정을 거쳐 칩을 만들고 물성을 분석한 결과를 표1에 나타내었다.

표1. 개질 폴리에스테르의 물성 비교

구분	IV(g/dl)	Tg(℃)	연화온도(℃)	녹는점(℃)	칼라L	칼라b	DEG(몰%)
실시예1	0.671	49	113	187	75	2.4	31.3
비교예1	0.629	63	122	125	67	4.3	1.8
비교예2	0.594	44	105	180	63	12.7	32.1
비교예3	0.566	39	81	161	72	4.7	50.5

이 비교 결과로부터 본 발명의 열접착성 개질 폴리에스테르는 이소프탈산을 사용한 경우보다 녹는점은 높으나 연화온도가 낮아 열접착에 유리하고 디에틸렌글리콜을 원료로 사용한 경우보다 현저히 깨끗한 색조를 보이지만 디에틸렌테레프탈레이트의 함량이 45몰%를 넘은 경우 섬유화 및 형태안정성에 문제가 될 정도로 유리전이온도와 연화점이 저하됨을 알 수 있다.

실시예2.

실시예1과 같은 조건으로 만들어진 칩을 50℃에서 14시간 진공건조하고 시스 앤 코어형 복합 용융방사기를 이용하여, 시스 성분으로 실시예1의 칩은 건조한 것을 사용하고 코어 성분으로 통상의 폴리에스테르 칩을 건조한 것을 사용하여 체적비 50:50의 복합 비율, 방사 온도 280℃, 토출량 650g/분으로 방사 구멍수 450의 방사구금으로부터 용융 방출하였다. 방출된 사조는 30℃의 냉풍으로 냉각하면서 27데니어의 필라멘드 상태가 되도록 1300m/분으로 끌어 당겨 집속하였다. 방사된 필라멘트 집속체는 다시 여러 번 합쳐져 약 3십만 데니어의 토우(Tow)가 되게하고 연신기에서 총 연신배율 4.5배로 수욕(water bath) 연신하고 부분 열고정후 스터퍼 박스 권축기를 사용하여 권축한다. 권축된 토우는 연속식 건조 및 열고정 장치에서 수분을 제거하고 권축을 안정화시켜 최종적으로 1.5데니어가 되게 하고 커터에서 38mm의 길이로 절단한다. 공정 과정중 연신과정은 모든 온도를 약 55℃ 이하로 유지하였고 권축후 건조 과정은 약 60℃ 이하에서 진행 되었다. 이렇게 제조된 단섬유(Staple Fiber)를 통상의 6데니어 폴리에스터 단섬유와 사용하여 접착 강도를 측정한 결과를 표 2에 나타내었다. 사용된 조건에서 부직포 직물의 밀도는 17g/㎡가 되게 조절하였다.

비교예4.

비교예1과 같은 조건으로 만들어진 칩을 사용한 것을 제외하고는 실시예2와 동일한 방법으로 단섬유 및 부직포 직물을 만들고 접착강도를 측정한 결과를 표2에 나타내었다.

표2.개질 폴리에스테르 단섬유의 열접착성 비교

열접착온도(℃)	절단강력(g/cm)
	실시예2	비교예4
120	18	6.3
130	27	28
140	47	31
150	60	33

이 비교 결과로부터 본발명의 열접착성 개질 폴리에스테르는 연화온도 이상에서 열처리시 접착 효과가 상승하며, 특히 통상의 이소프탈산을 사용한 경우는 녹는점 이상에서 더 이상 절단 강력의 상승 효과가 미미한 것으로 보아 녹는점 이상의 고온에서 하중이 있을 경우 처짐이 발생할 가능성이 높으나 본 발명의 열접착성 개질 폴리에스테르는 녹는점이 높으므로 처짐이 발생할 가능성이 매우 적다.

본 발명의 개질 폴리에스테르 섬유는 통상의 열접착성 개질 폴리에스테르에 비해서 더 낮은 연화온도 및 더 높은 녹는점을 가지므로 우수한 열접착성과 열접착 온도 이상에서 사용시 처짐이 적은 점 등의 장점을 가지고 있으며 깨끗한 색조를 나타내므로 제품의 외관을 한층 품위있게 제조할 수 있다.

Claims (5)

1. 이가의 산성분으로 테레프탈산 또는 디메틸테레프탈산을 95몰% 이상과 디올 성분으로 에틸렌글리콜을 90몰% 이상을 에스테르화 반응시켜 개질 폴리에스테르를 제조함에 있어서, 전체 테레프탈레이트 성분의 몰(mole)수를 기준으로, 주쇄내의 디에틸렌글리콜테레프탈레이트 성분이 25∼45몰% 생성되는 것을 특징으로 하는 개질 폴리에스테르의 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   전체 테레프탈레이트 성분의 몰(mole)수를 기준으로, 주쇄내의 디에틸렌글리콜테레프탈레이트 성분이 원료로서 디에틸렌글리콜로부터 생성된 것이 5몰% 이하이며, 나머지 20몰%∼45몰%의 디에틸렌글리콜테레프탈레이트 성분은 폴리에스테르 중합 과정 중에서 원료인 에틸렌글리콜간의 축합 반응에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 개질 폴리에스테르의 제조 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항의 방법으로 제조되고, 유리전이온도가 40∼55℃이고, 초기연화온도가 100∼160℃이고, 전체 테레프탈레이트 성분의 몰(mole)수를 기준으로, 주쇄내의 디에틸렌글리콜테레프탈레이트 성분이 25∼45몰%이고, 유리 트리에틸렌글리콜 또는 트리에틸렌글리콜테레프탈레이트 성분의 합이 0.004몰% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 개질 폴리에스테르.
4. 제 3항의 개질 폴리에스테르를 직접 방사하거나 또는 냉각, 고화, 절단하여 얻어지는 칩을 재건조, 용융하여 방사, 연신 또는 가연함으로써 얻어지는 개질 폴리에스테르 섬유.
5. 제 4항에 있어서,

   개질 폴리에스테르를 방사하는 공정 중에 조성이 다른 고분자, 무기안료, 방향제, 난연제, 항균제, 무기입자 등을 혼합방사 또는 복합방사하여 제조되거나 또는 방사 이후 공정에서 다른 종류의 섬유와 혼합하여 제조되는 섬유로써 적어도 구성 성분의 20중량% 이상이 개질 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 개질 폴리에스테르 섬유.