KR20140008991A - 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물로부터 제조된 브러시 필라멘트 및 그를 포함하는 브러시 - Google Patents

폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물로부터 제조된 브러시 필라멘트 및 그를 포함하는 브러시 Download PDF

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KR20140008991A KR1020127016594A KR20127016594A KR20140008991A KR 20140008991 A KR20140008991 A KR 20140008991A KR 1020127016594 A KR1020127016594 A KR 1020127016594A KR 20127016594 A KR20127016594 A KR 20127016594A KR 20140008991 A KR20140008991 A KR 20140008991A
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시안치아오 리우
융 니
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

ISO178:2001에 따라 측정된 굴곡 탄성률이 2500㎫ 이하이고, ISO527-2:1993에 따라 각각 측정된, 인장 탄성률이 2600㎫ 이하이고, 파단 연신율%가 약 20% 이하이며, (a) 65 내지 95 중량%의 적어도 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트, 및 (b) 5 내지 35 중량%의, ISO868에 따라 측정된 쇼어 경도가 55 이상인 적어도 코폴리에테르-에스테르를 포함하는 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물로 제조된 모노필라멘트 강모가 본 발명에서 개시된다. 본 발명은 상기 모노필라멘트 강모를 포함하는 브러시를 또한 개시한다.

Description

폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물로부터 제조된 브러시 필라멘트 및 그를 포함하는 브러시 {BRUSH FILAMENTS PREPARED FROM A POLYTRIMETHYLENE TEREPHTHALATE COMPOSITION AND BRUSHES COMPRISING THE SAME}
본 발명은 모노필라멘트 강모, 더욱 구체적으로는 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물로 제조된 모노필라멘트 강모에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 모노필라멘트 강모를 포함하는 브러시에 관한 것이다.
칫솔, 페인트 브러시, 화장용 브러시 등의 분야에서, 모노필라멘트 강모는 보통 폴리아미드 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 등과 같은 화학적으로 합성된 재료로 제조된다. 칫솔의 요구되는 기능적 특징으로 인해서, 모노필라멘트 강모 재료를 선택하는 데 있어서 일부 특정한 요건이 있다. 예를 들어, 폴리아미드 6,12가 칫솔에 사용되어 왔는데, 이것이 사용시 접촉했을 때 부드럽고, 치아에 해를 주지 않을 것이며, 양호한 굴곡 회복성(flexural recoverability)을 갖기 때문이다. 그러나, 폴리아미드는 고도로 흡습성이며; 물을 흡수했을 때, 그의 물리적 특성 및 굴곡 회복성이 감소되고, 그의 원래의 크기가 유의하게 변화한다. 그러므로, 칫솔을 한동안 계속해서 사용하는 경우, 폴리아미드 모노필라멘트 강모는 닳고/서로 벌어지기 시작하며, 그에 의해서 내구성이 감소된다. 더욱이, 폴리아미드를 사용하는 것은 비용이 더 많이 든다. 게다가, PBT 자체의 높은 경도, 불량한 인성(tenacity), 높은 취성 및 높은 강성(rigidity)으로 인해, 칫솔을 제조하는 데 바로 사용할 수 없다. 산업 분야에서는, 폴리부틸렌 테레프탈레이트로 제조된 모노필라멘트 강모의 팁을 통상은 화학적 플럭스 에칭 기술을 사용하여 날카롭게 하고, 칫솔에 사용하기 전에 연화시킨다. 이러한 방법은 의심할 여지 없이 비용을 증가시키며 화학적 에칭 용액에 의한 환경 오염과 같은 문제를 야기한다.
근년에, 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 (PTT)가 중합체 합성 재료 분야에서 고성능 중합체의 한 유형으로서 소개되었다. 이것은 탁월한 성능, 뛰어난 내화학성, 탄성, 우수한 가염성 및 색 견뢰도를 가질 뿐만 아니라, 양호한 내오염성, 자외선에 대한 저항성, 산화질소에 대한 저항성, 오존에 대한 저항성, 및 정전기방지성 등과 같은 이점을 갖는 열가소성 폴리에스테르의 한 유형이다. 게다가, 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트의 제조에 사용되는 시재료 중 하나인 1,3-프로필렌 글리콜은 생화학적 공정을 통해 얻을 수 있기 때문에, 그의 응용이 또한 광범위하게 주목받고 연구되고 있다.
예를 들어, 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 중합체는 텍스타일 산업에서 사용되어 왔다. 미국 특허 제6, 462,145호는 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 중합체와 저경도 탄성중합체성 폴리에스테르 (예를 들어, 쇼어 경도(Shore Hardness)가 40인 하이트렐(Hytrel)(등록상표)4056 코폴리에테르-에스테르 수지)를 포함하는 블렌드, 및 그러한 블렌드로 제조된 섬유를 개시한다. 상기 섬유로 제조된 산업용 천은 개선된 치수 안정성 및 기계적 특성을 갖는다.
모노필라멘트 강모의 산업 분야에서의, 특히 칫솔 강모의 산업 분야에서의, 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 중합체의 사용이 또한, 예를 들어, 미국 특허 제6,053,734호에 개시되어 있다. 구체적으로, 미국 특허 제6,053,734호는 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 중합체로 제조된 모노필라멘트 강모 및 코어-시스(core-sheath) 구조를 갖는 모노필라멘트 강모를 개시한다. 코어-시스 구조를 갖는 모노필라멘트 강모는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)와 같은 높은 굴곡 탄성률을 갖는 중합체로 형성된 코어와, 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트로 형성된 시스를 포함한다.
추가로, 일본 특허 출원 제2007-000519호가 또한 강모 및 강모로 제조된 칫솔을 개시한다. 상기 강모는 또한 코어-시스 구조를 가지며, 코어 및 동심원 형태로 코어를 코팅하는 둘 이상의 수지 층을 포함하고, 코어는 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트로 제조되며, 외측 수지 층은 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 이외의 폴리에스테르계 수지 (예를 들어, 하이트렐(등록상표) 코폴리에테르-에스테르 수지)로 제조되고, 코어와 외측 수지 층 사이에 개재된 중간 층은 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트와 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 이외의 상기 폴리에스테르계 수지의 블렌드로 제조된다. 중간 수지 층의 기능은 강모의 코어와 외측 층 사이의 접착을 제공하는 것이다.
종래 기술에서 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트가 모노필라멘트 강모를 제조하는 데 사용되었지만, 본 발명의 발명자들은 칫솔, 페인트 브러시, 화장용 브러시 또는 산업용 브러시에서의 그의 응용의 관점에서, 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트의 경도가 여전히 높으며, 그의 불량한 인성(tenacity) 및 높은 취성으로 인해, 단순 공정, 저비용, 및 생산 중 다양한 물리적 특성을 갖는 모노필라멘트 강모의 요건을 동시에 충족시킬 수 있는 능력으로 개질된 제품을 제공하기 위해서는 추가로 개질하여, 연성(softness), 낮은 파단 연신율% 및 높은 굴곡 회복성과 같은 특징을 동시에 갖는 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물을 생성하는 것이 필요하다는 것을 알아내었다.
개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물로 제조되며, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물의 총 중량을 기준으로,
(a) 65 내지 95 중량%의 적어도 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트, 및
(b) 5 내지 35 중량%의, ISO868에 따라 측정된 쇼어 경도가 55 이상인 적어도 코폴리에테르-에스테르를 포함하고,
개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은 ISO178:2001에 따라 측정된 굴곡 탄성률(flexural modulus)이 2500㎫ 이하이고, ISO527-2:1993에 따라 각각 측정된 인장 탄성률이 2600㎫ 이하이고 파단 연신율%가 20% 이하인 모노필라멘트 강모가 본 명세서에 개시된다.
바로 앞서 본 명세서에 기재된 모노필라멘트를 포함하는 브러시가 또한 개시된다.
하기에서, 본 발명은 도면을 통해 더욱 상세하게 추가로 예시되며,
여기서,
<도 1a 내지 도 1c>
도 1a 내지 도 1c는 각각 실시예 1 내지 실시예 3으로부터 얻은 각각의 조성물의 펠렛의 사진이고,
<도 2a 내지 도 2d>
도 2a 내지 도 2d는 각각 비교예 7 내지 비교예 10으로부터 얻은 각각의 조성물의 용융 압출물의 사진이다.
달리 명시되지 않는다면, 본 명세서에서 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특허 및 기타 참고문헌은 본 명세서에 전부 존재하는 것과 같이 인용 방식으로 전체적으로 본 명세서에 포함된다.
달리 정의되지 않는다면, 본 명세서에 사용되는 모든 기술 용어 및 과학 용어는 당업자에 의해 사용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 상충하는 경우에는, 본 명세서의 정의가 우선할 것이다.
달리 명시되지 않는다면, 모든 퍼센트, 부, 비 등은 중량 기준이다.
본 명세서에서 사용되는, 용어 "~로 이루어진"은 "~을 달성하다"와 동일한 의미이다. 용어 "포함한다", "포괄하다", "함유한다", "갖는다", 또는 이들의 임의의 기타 변형은 배타적이지 않은 포함을 커버하는 의도로 본 명세서에 사용된다. 예를 들어, 일련의 요소들을 포함하는 조성물, 기술, 방법, 제조법, 또는 장치는 그러한 언급된 요소들에 반드시 제한되지는 않으며, 이러한 조성물, 기술, 방법, 제조법, 또는 장치 내의 다른 고유한 요소 또는 명시되지 않은 요소를 포함할 수 있다.
소정의 양, 농도, 기타 값, 또는 파라미터를 표현하기 위한 형태로서 범위, 바람직한 범위, 또는 바람직한 수치 상한과 바람직한 수치 하한을 사용하는 경우에, 범위를 명확하게 나타내었는지 아닌지에 상관 없이, 범위 상한 또는 바람직한 값과 범위 하한 또는 바람직한 값의 임의의 쌍으로 구성된 임의의 범위를 동등하게 명확하게 개시하는 것으로 이해되어야만 한다. 달리 명시되지 않는다면, 본 명세서에 열거된 값의 범위는 범위 종점 및 범위 내의 임의의 정수와 분수를 포함하려는 것이다.
본 발명에서, 임의의 값의 범위가 특정한 값의 상한 종점 및 하한 종점을 제공하는 경우에, 범위는 종점 내의 임의의 값, 및 종점과 동일하거나 거의 동일한 값을 포함한다는 것에 유념하여야 한다.
주로 본 발명은, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물로 제조되는 모노필라멘트 강모로서, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물의 총 중량을 기준으로,
(a) 약 65 내지 95 중량%의 적어도 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 및
(b) 약 5 내지 35 중량%의, ISO868에 따라 측정된 쇼어 경도가 약 55 이상인 적어도 코폴리에테르-에스테르를 포함하고,
개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은 ISO178:2001에 따라 측정된 굴곡 탄성률이 약 2500㎫ 이하이고, ISO527-2:1993에 따라 각각 측정된 인장 탄성률이 약 2600㎫ 이하이고 파단 연신율%가 약 20% 이하인 모노필라멘트 강모에 관한 것이다.
일 태양에서, 본 발명은, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물로 제조되는 모노필라멘트 강모로서, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물의 총 중량을 기준으로, (a) 65 내지 95 중량%의 적어도 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트, 및 (b) 5 내지 35 중량%의, ISO868에 따라 측정된 쇼어 경도가 55 이상인 적어도 코폴리에테르-에스테르를 포함하는 모노필라멘트 강모를 제공한다. 더욱이, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은 ISO178:2001에 따라 측정된 굴곡 탄성률이 2500㎫ 이하이고, ISO527-2:1993에 따라 각각 측정된 인장 탄성률이 2600㎫ 이하이고 파단 연신율%가 20% 이하이다.
모노필라멘트 강모의 실시 형태에서, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은 적어도 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 및 적어도 코폴리에테르-에스테르에 의해 형성된 단일상 조성물이다.
모노필라멘트 강모의 다른 실시 형태에서, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물의 총 중량을 기준으로, 적어도 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 및 적어도 코폴리에테르-에스테르는 각각 70 내지 90 중량% 및 10 내지 30 중량%, 또는 바람직하게는 각각 75 내지 85 중량% 및 15 내지 25 중량%의 양으로 존재한다.
모노필라멘트 강모의 다른 실시 형태에서, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은 굴곡 탄성률이 1800 내지 2500㎫이고, 인장 탄성률이 1800 내지 2600㎫ 이고, 파단 연신율%가 5 내지 15%이다.
모노필라멘트 강모의 다른 실시 형태에서, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은 굴곡 탄성률이 2100 내지 2300㎫이고, 인장 탄성률이 2200 내지 2300㎫이고, 파단 연신율%가 8 내지 15%이다.
모노필라멘트 강모의 실시 형태에서, 적어도 코폴리에테르-에스테르는 ISO868에 따라 측정된 쇼어 경도가 55 내지 82, 또는 바람직하게는 60 내지 70이다.
모노필라멘트 강모의 다른 실시 형태에서, 적어도 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트는 고유 점도가 0.8 내지 1.7dl/g, 또는 바람직하게는 0.9 내지 1.4dl/g이다.
모노필라멘트 강모의 다른 실시 형태에서, 코폴리에테르-에스테르는, 에스테르 결합을 통해 헤드 대 테일로 연결된 복수의 반복 장쇄 에스테르 단위 및 반복 단쇄 에스테르 단위를 포함하며, 장쇄 에스테르 단위는 하기 화학식 I:
[화학식 I]
Figure pct00001
로 나타내어지고, 단쇄 에스테르 단위는 하기 화학식 II:
[화학식 II]
Figure pct00002
로 나타내어지며, 여기서,
G는 수평균 분자량이 400 내지 6000인 폴리(메틸렌 에테르)다이올로부터 말단 하이드록실 기의 제거에 의한 잔류 2가 기이고;
R은 수평균 분자량이 300 이하인 다이카르복실산으로부터 카르복실 기의 제거에 의한 잔류 2가 기이고;
D는 수평균 분자량이 250 이하인 다이올로부터 하이드록실 기의 제거에 의한 잔류 2가 기이고;
코폴리에테르-에스테르는 1 내지 60 중량%의 반복 장쇄 에스테르 단위 및 40 내지 99 중량%의 반복 단쇄 단위를 포함한다.
모노필라멘트 강모의 다른 실시 형태에서, 코폴리에테르-에스테르는 10 내지 50 중량%의 반복 장쇄 에스테르 단위 및 50 내지 90 중량%의 반복 단쇄 단위를 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 상기 모노필라멘트 강모를 포함하는 브러시를 제공한다. 브러시는 칫솔, 페인트 브러시, 화장용 브러시, 및 산업용 브러시로부터 선택되거나, 또는 바람직하게는 칫솔이다.
본 발명에 사용되는 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트는 1,3-프로필렌 글리콜과 테레프탈산 (또는 테레프탈레이트)의 축합에 의해 얻어지는 폴리에스테르일 수 있다. 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트의 제조에 사용되는 1,3-프로필렌 글리콜은 바람직하게는 재생가능한 자원 (생화학적 공정을 통해 얻어지는 1,3-프로필렌)으로부터 생화학적 공정을 통해 얻어질 수 있다. 당업자는 단일 고유 점도를 갖는 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트를 사용할 수 있거나, 또는 상이한 고유 점도를 갖는 몇가지 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트를 동시에 사용할 수 있다. 본 발명에서 바람직하게 사용되는 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트는 고유 점도가 약 0.8 내지 1.7 dl/g인 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트로부터 선택되며, 더욱 바람직하게는, 적어도 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트는 고유 점도가 약 0.9 내지 1.4 dl/g인 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트로부터 선택된다.
바람직한 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트는 이.아이.듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니, 유에스에이(E.I. DuPont de Nemours and Company, USA; 이하, 듀폰으로 칭함)에 의해 생산되며 소로나(Sorona)(등록상표) 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 수지로서 판매되고 고유 점도가 0.96 dl/g인 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트이다. 소로나(등록상표) 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트를 제조하는 데 사용되는 시재료 1,3-프로필렌은 옥수수당의 발효를 통해 얻는다. 그러므로, 중합체를 위한 시재료의 37%가 전통적인 석유화학 공급 원료가 아니라 천연의 재생가능한 자원으로부터 올 수 있으므로, 광물 및 화석 자원에 대한 의존성이 감소된다.
코폴리에테르-에스테르는 그의 중합체 장쇄가 폴리에스테르 블록 및 폴리에테르 블록을 포함하는 공중합체를 지칭한다.
본 발명에 적합한 코폴리에테르-에스테르는 에스테르 결합을 통해 헤드 대 테일로 연결된 복수의 반복 장쇄 에스테르 단위 및 반복 단쇄 에스테르 단위를 포함할 수 있다. 장쇄 에스테르 단위는 하기 화학식 I:
[화학식 I]
Figure pct00003
로 나타내어지고, 단쇄 에스테르 단위는 하기 화학식 II:
[화학식 II]
Figure pct00004
로 나타내어지며; 여기서,
G는 수평균 분자량이 약 400 내지 6000인 폴리(메틸렌 에테르)다이올로부터 말단 하이드록실 기의 제거에 의한 잔류 2가 기이고;
R은 수평균 분자량이 약 300 이하인 다이카르복실산으로부터 카르복실 기의 제거에 의한 잔류 2가 기이고;
D는 수평균 분자량이 약 250 이하인 다이올로부터 하이드록실 기의 제거에 의한 잔류 2가 기이다.
코폴리에테르-에스테르의 제조 시에, 당업자는 코폴리에테르-에스테르에 존재하는 반복 장쇄 에스테르 단위 및 반복 단쇄 에스테르 단위의 양을 조절함으로써 쇼어 경도를 조절할 수 있다. 본 발명에서, 코폴리에테르-에스테르는 ISO868에 따라 측정된 쇼어 경도가 약 55 이상, 바람직하게는 약 55 내지 82, 더욱 바람직하게는 약 60 내지 70이다. 상응하여, 사용되는 코폴리에테르-에스테르에서, 반복 장쇄 에스테르 단위는 약 1 내지 60 중량% 또는 바람직하게는 약 10 내지 50 중량%의 양으로 존재하고; 반복 단쇄 에스테르 단위는 약 40 내지 99 중량% 또는 바람직하게는 약 50 내지 90 중량%의 양으로 존재한다.
본 명세서에 기재된 "장쇄 에스테르 단위"는 장쇄 다이올과 다이카르복실산의 반응을 통해 얻어지는 생성물을 지칭한다. 적합한 장쇄 다이올은 하이드록실-말단을 가지며 수평균 분자량이 약 400 내지 6000 또는 약 600 내지 3000인 폴리(알킬렌 에테르)다이올이며, 이는 폴리(테트라메틸렌 에테르)다이올, 폴리(트라이메틸렌 에테르)다이올, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 옥사이드 다이올, 상기 폴리(알킬렌 에테르)다이올의 공중합체 및, 예를 들어, 에틸렌 옥사이드-말단을 갖는 폴리올(프로필렌 옥사이드)의 블록 공중합체를 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 장쇄 다이올은 둘 이상의 언급된 다이올의 혼합물일 수 있다.
본 명세서에 기재된 "단쇄 에스테르 단위"는 저분자량 다이올 또는 그의 에스테르 유도체와 다이카르복실산의 반응을 통해 얻어지는 생성물을 지칭한다. 적합한 저분자량 다이올은 수평균 분자량이 약 250 이하 (또는 약 10 내지 250, 또는 약 20 내지 150, 또는 약 50 내지 100)이며, 지방족 다이하이드록시 화합물, 지환족 다이하이드록시 화합물, 및 방향족 다이하이드록시 화합물 (다이페놀 포함)을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서, 사용되는 저분자량 다이올은 약 2 내지 15개의 탄소 원자를 포함하는 다이하이드록시 화합물, 예를 들어, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 아이소-부탄다이올, 1,4-부탄다이올, 1,4-펜탄다이올, 2,2-다이메틸 프로필렌 글리콜, 1,6-헥산다이올, 1,10-데칸다이올, 다이하이드록시 사이클로헥산, 사이클로헥산 다이메탄올, 레소르시놀, 하이드로퀴논, 1,5-다이하이드록시나프탈렌 등이다. 다른 실시 형태에서, 사용되는 저분자량 다이올은 약 2 내지 8개의 탄소 원자를 포함하는 다이하이드록시 화합물이다. 다른 실시 형태에서, 사용되는 저분자량 다이올은 1,4-부탄다이올이다. 적합한 다이페놀에는 비스(p-하이드록시)페닐, 비스(p-하이드록시페닐)메탄, 및 비스(p-하이드록시페닐)프로판이 포함된다.
본 발명에 적합한 저분자량 다이올의 에스테르 유도체는 상기 저분자량 다이올로부터 유도된 에스테르 유도체, 예를 들어, 에틸렌 글리콜의 에스테르 유도체 (예를 들어, 에틸렌 옥사이드 또는 글리콜 카르보네이트) 또는 레소르시놀의 에스테르 유도체 (예를 들어, 레소르시놀의 옥살산 에스테르)를 지칭한다. 여기서, 수평균 분자량의 제한은 저분자량 다이올에만 적용된다. 그러므로, 저분자량 다이올의 수평균 분자량이 약 250 이하이기만 하다면, 수평균 분자량이 약 250 초과인 에스테르 유도체가 또한 적합하다.
상기 장쇄 다이올 또는 저분자량 다이올과 반응하는 다이카르복실산은 저분자량 (즉, 수평균 분자량이 약 300 이하, 또는 약 10 내지 300, 또는 약 30 내지 200, 또는 약 50 내지 100인) 지방족, 지환족, 또는 방향족 다이카르복실산이다.
본 명세서에 기재된 "지방족 다이카르복실산"은 2개의 카르복실 기가 포화된 탄소 원자에 각각 결합되어 있는 카르복실산을 지칭한다. 카르복실 기에 결합된 탄소 원자가 포화된 것이고 지방족 탄소 고리에 있는 경우에, 카르복실산은 "지환족 산"이다. 본 명세서에 기재된 "방향족 다이카르복실산"은 2개의 카르복실 기가 방향족 고리 탄소 원자에 각각 결합되어 있는 카르복실산을 지칭한다. 방향족 다이카르복실산 내의 2개의 카르복실 기가 반드시 동일한 방향족 고리에 결합되어야 하는 것은 아니다. 방향족 다이카르복실산이 복수의 방향족 고리를 포함하는 경우에, 복수의 방향족 고리는 지방족 또는 방향족 2가 기, 또는 -O- 또는 -SO2-와 같은 2가 기를 통해 연결될 수 있다.
적합한 지방족 또는 지환족 다이카르복실산에는 데칸이산, 1,3 사이클로헥산이산, 1,4-사이클로헥산이산, 헥산이산, 펜텐이산, 4-사이클로헥산-1,2-다이카르복실산, 2-에틸-옥탄이산, 사이클로펜탄이산, 데카하이드로-1,5-나프탈렌 다이카르복실산, 4,4'-바이사이클로헥실 다이카르복실산, 데카하이드로-2,6 나프탈렌 다이카르복실산, 4.4'-메틸렌 비스(사이클로헥실) 카르복실산 및 3,4-푸란다이카르복실산이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서, 다이카르복실산은 사이클로헥산이산, 헥산이산 및 그 조합으로부터 선택된다.
적합한 방향족 다이카르복실산에는 1,2-벤젠다이카르복실산, 1,4-벤젠다이카르복실산, 1,3-벤젠다이카르복실산, 다이페닐 다이카르복실산, 2개의 벤젠 핵을 갖는 다이카르복실산 (예를 들어, 다이페닐메탄-4,4'-다이카르복실산, p-하이드록실-1,5-나프탈렌 다이카르복실산, 2,6-나프탈렌 다이카르복실산, 2,7-나프탈렌 다이카르복실산 및 4,4'-설포닐 다이벤조에이트) 및 상기에 언급된 방향족 다이카르복실산의 C1-C12 알킬 또는 사이클릭 치환된 유도체 (예를 들어, 할로겐화된, 알콕시 또는 방향족 치환된 유도체)가 포함된다. 적합한 방향족 다이카르복실산은, 예를 들어, p-(β-하이드록시 에톡시) 벤조산의 하이드록시 산일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에서, 코폴리에테르 에스테르를 형성하는 데 사용되는 다이카르복실산은 방향족 다이카르복실산으로부터 선택된다. 본 발명의 다른 실시 형태에서, 다이카르복실산은 약 8 내지 16개의 탄소 원자를 갖는 방향족 다이카르복실산으로부터 선택된다. 본 발명의 다른 실시 형태에서, 다이카르복실산은 1,4-벤젠다이카르복실산 단독이거나, 또는 1,4-벤젠다이카르복실산과 1,2-벤젠다이카르복실산, 및/또는 1,3-벤젠다이카르복실산의 혼합물일 수 있다.
아울러, 적합한 다이카르복실산은 또한 다이카르복실산의 작용성 등가물을 포함한다. 코폴리에테르 에스테르 중합체를 형성하는 공정에서, 다이카르복실산의 작용성 등가물은 다이카르복실산과 본질적으로 동일한 방식으로 상기 장쇄 다이올 또는 저분자량 다이올과 반응할 수 있다. 다이카르복실산의 적합한 작용성 등가물에는 다이카르복실산의 에스테르 및 에스테르 유도체, 예를 들어, 아실 할라이드 및 산 무수물이 포함된다. 여기서, 수평균 분자량의 제한은 상응하는 다이카르복실산에만 적용되며, 그의 작용성 등가물 (예를 들어, 다이카르복실산의 에스테르 또는 에스테르 유도체)에는 적용되지 않는다. 그러므로, 상응하는 다이카르복실산의 수평균 분자량이 약 300 이하이기만 하다면, 수평균 분자량이 약 300 초과인 작용성 등가물이 또한 적합하다. 아울러, 적합한 다이카르복실산은 상기 코폴리에테르 에스테르 중합체의 형성 및 조성물에서의 그의 사용에 본질적으로 영향을 주지 않는 임의의 치환된 기 또는 그 조합을 또한 포함할 수 있다.
코폴리에테르 에스테르 성분의 형성에 사용되는 장쇄 다이올은 둘 이상의 장쇄 다이올의 혼합물일 수 있다. 유사하게, 코폴리에테르 에스테르 성분의 형성에 사용되는 저분자량 다이올 및 다이카르복실산은 각각 둘 이상의 저분자량 다이올의 혼합물 및 둘 이상의 다이카르복실산의 혼합물일 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 상기 화학식 I 및 화학식 II에서 R로 나타내어지는 기의 약 70 몰% 이상은 1,4-페닐렌이고, 상기 화학식 II에서 D로 나타내어지는 기의 약 70 몰% 이상은 1,4-부틸리덴이다. 둘 이상의 다이카르복실산이 코폴리에테르 에스테르의 합성에 사용되는 경우, 1,4-벤젠다이카르복실산과 1,3-벤젠다이카르복실산의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 둘 이상의 저분자량 다이올이 사용되는 경우, 1,4-부탄다이올과 1,6-헥산다이올의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
코폴리에테르 에스테르는 둘 이상의 코폴리에테르 에스테르의 블렌드일 수 있다. 블렌드에 사용되는 코폴리에테르 에스테르 각각이 상기에 기재된 장쇄 에스테르 단위 및 단쇄 에스테르 단위와 관련하여 개시된 제한된 중량 퍼센트 범위 내에 있을 필요는 없다. 그러나, 가중 평균(weighted average)을 기준으로, 둘 이상의 코폴리에테르 에스테르의 블렌드는 코폴리에테르 에스테르와 관련된 제한된 범위 이내여야 한다. 예를 들어, 동량의 두 가지의 코폴리에테르 에스테르를 포함하는 블렌드에서, 하나의 코폴리에테르 에스테르는 약 30 중량%의 단쇄 에스테르 단위를 포함할 수 있으며, 다른 코폴리에테르 에스테르는 약 80 중량%의 단쇄 에스테르 단위를 포함할 수 있다. 그러므로, 블렌드 중 단쇄 에스테르 단위의 얻어진 가중 평균은 약 55 중량%이다.
일 실시 형태에서, 적어도 코폴리에테르 에스테르 성분은 1,4-벤젠다이카르복실산의 에스테르, 1,3-벤젠다이카르복실산의 에스테르 및 그 조합으로부터 선택되는 다이카르복실산과, 하나는 저분자량 다이올 1,4-부탄다이올이고 나머지 하나는 폴리(테트라메틸렌 에테르)다이올 또는 에틸렌 옥사이드로 종결되는 폴리(프로필렌 옥사이드)다이올인, 장쇄 다이올들의 공중합을 통해 얻어진다. 다른 실시 형태에서, 폴리에테르 에스테르는 1,4-벤젠다이카르복실산의 에스테르 (예를 들어, 다이메틸 테레프탈레이트)와 1,4-부탄다이올 및 폴리(테트라메틸렌 에테르)다이올의 공중합으로부터 얻어진다.
본 명세서에 개시된 조성물에 적합한 코폴리에테르 에스테르는 당업자에게 공지된 방법에 의해, 예를 들어, 통상적인 에스테르 교환 반응에 의해 제조될 수 있다.
일 실시 형태에서, 제조 방법은 다이카르복실산 에스테르 (예를 들어, 다이메틸 프탈레이트), 폴리(알킬렌 에테르)다이올 및 몰 과량의 저분자량 다이올 (1,4-부탄다이올)을 촉매의 존재 하에 가열하는 단계, 이어서 증류하여 에스테르 교환 반응을 통해 형성된 메탄올을 제거하는 단계, 더 이상의 메탄올이 증류되어 나오지 않을 때까지 가열 공정을 계속하는 단계를 포함한다. 온도, 및 촉매의 선택, 및 저분자량 다이올의 양에 따라, 중합 반응이 수 분 내지 수 시간 내에 완료되어 저분자량 예비중합체를 얻을 수 있다. 이러한 종류의 예비중합체는 다수의 다른 에스테르화 방법 및 에스테르 교환 방법을 통해 제조할 수 있으며, 예를 들어, 장쇄 다이올을 무작위화(randomization)가 일어날 때까지 촉매의 존재 하에 단쇄 에스테르 단일중합체 또는 공중합체와 반응시킬 수 있다. 상기 단쇄 에스테르 단일중합체 또는 공중합체는 다이메틸 에스테르 (예를 들어, 다이메틸 프탈레이트)와 상기 저분자량 다이올 (예를 들어, 1,4-부탄다이올) 사이의 에스테르 교환, 또는 유리산 (예를 들어, 1,4-벤젠다이카르복실산)과 다이올 아세테이트 (예를 들어, 1,4-부탄이산 다이에틸 에스테르) 사이의 에스테르 교환을 통해 제조할 수 있다. 또는, 상기 단쇄 에스테르 공중합체는 적합한 산 (예를 들어, 테레프탈산), 산 무수물 (예를 들어, 프탈산 무수물) 또는 아실 할라이드 (예를 들어, 테레프탈로일 클로라이드)와 다이올 (예를 들어, 1,4-부탄다이올)의 직접적인 에스테르화를 통해 또한 제조할 수 있다. 또는, 상기 단쇄 에스테르-에스테르 공중합체는 다른 효과적인 방법, 예를 들어, 산과 사이클릭 에테르 또는 카르보네이트의 반응을 통해 제조할 수 있다.
상기 방법으로부터 얻어지는 예비중합체의 분자량은 과량의 저분자량 다이올을 증류시킴으로써 증가될 수 있다. 이러한 방법은 "축합"이라고 불린다. 축합 공정 동안, 추가의 에스테르 교환이 일어날 수 있으며, 그에 의해서 분자량이 증가되고 코폴리에테르 에스테르 단위의 배열이 무작위화된다. 최적의 결과를 얻기 위해서, 이러한 축합은 약 1 ㎜ 미만의 압력, 약 240℃ 내지 260℃의 온도에서, 산화방지제 (예를 들어, 1,6-비스[(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시페닐)아미노 페닐 아세톤]헥산 또는 1,3,5-트라이메틸 2,4,6-트리스[3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시벤질]벤젠)의 존재 하에 일어나며, 축합 공정은 보통 약 2시간 미만으로 지속된다. 고온에서의 긴 유지 시간에 의해 야기되는 비가역적인 열 분해를 피하기 위하여, 에스테르 교환을 위한 촉매의 사용이 바람직하다. 유기 티타네이트 (예를 들어, 테트라부틸 티타네이트 단독 또는 마그네슘 아세테이트 또는 칼슘 아세테이트와의 조합), 착물 티타네이트 (예를 들어, 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속 알콕사이드로부터 유도된 착물 티타네이트), 무기 티타네이트 (예를 들어, 란탄 티타네이트), 칼슘 아세테이트/안티몬 트라이옥사이드의 혼합물, 리튬 및 마그네슘 알콕사이드, 제1주석 촉매, 및 상기 촉매 둘 이상의 조합을 포함하지만 이로 한정되지 않는, 다양한 촉매가 본 발명을 위해 적합하다.
코폴리에테르 에스테르는 또한 구매가능하며, 예를 들어, 듀폰, 유에스에이로부터 하이트렐(등록상표) 열가소성 폴리에스테르 탄성중합체로 판매되는 코폴리에테르 에스테르 탄성중합체이다.
본 발명에서, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물의 총 중량을 기준으로, 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트는 약 65 내지 95 중량%, 바람직하게는 약 70 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 약 75 내지 85 중량%의 양으로 존재한다. 코폴리에테르-에스테르는 약 5 내지 35 중량%, 바람직하게는 약 10 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 약 15 내지 25 중량%의 양으로 존재한다.
본 발명에서, 개시된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은 ISO178:2001에 따라 측정된 굴곡 탄성률이 약 2500㎫ 이하, 또는 바람직하게는 약 1800 내지 2500㎫, 또는 더욱 바람직하게는 약 2100 내지 2300㎫이고; ISO527-2:1993에 따라 각각 측정된, 인장 탄성률이 약 2600㎫ 이하, 또는 바람직하게는 약 1800 내지 2600㎫, 또는 더욱 바람직하게는 약 2200 내지 2300㎫이고, 파단 연신율%가 약 20% 이하, 또는 바람직하게는 약 5 내지 15%, 더욱 바람직하게는 약 8 내지 15%이다.
재료의 굴곡 탄성률 및 인장 탄성률을 낮추기 위해서, 다른 연성 재료를 첨가하는 것이 고려될 것이다. 당업자는 굴곡 탄성률 및 인장 탄성률율 낮추기 위해 연성 재료를 첨가하는 경우에는 그에 따라 파단 연신율%가 증가할 것임을 예상할 것이다.
본 발명에서는, 실험을 통해, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT)가 코폴리에테르 에스테르에 첨가되는 경우에, 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 비교하여, 얻어진 조성물의 굴곡 탄성률 및 인장 탄성률이 감소하고; 파단 연신율%가 유의하게 증가한다는 것이 입증되었다. 놀랍게도, 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트가 코폴리에테르 에스테르에 첨가되는 경우에는, 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트와 비교하여, 얻어진 조성물의 굴곡 탄성률 및 인장 탄성률은 감소하나, 파단 연신율%는 기본적으로 동일하거나 다소 감소된 채로 유지되는 것으로 나타났다.
다른 한편, 폴리에스테르 재료에 연성 재료를 첨가하는 공정 동안, 두 재료 사이의 불상용성의 문제가 보통 일어난다. 두 재료가 불량한 상용성을 갖는 경우, 이들은 2개의 상으로 각각 머물러 있을 수 있으며, 이는 가공성을 나쁘게 하고 궁극적으로는 생성물의 형성성(formability) 및 내구성을 감소시키거나, 또는 추가적인 압출 방사에 간접적으로 영향을 줄 수 있다.
폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 및 쇼어 경도가 약 55 이상인 코폴리에테르 에스테르를 포함하는 본 발명의 모노필라멘트 강모의 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은 균질한 단일-상 또는 단일상을 형성할 수 있으며, 탁월한 형성 가공성(formation processability)을 갖는다.
본 발명에서, 용어 "단일-상" 또는 "단일상"은 2가지 물질이 현미경 하에서 그들 사이에 분명한 상 계면이 없이 서로 합쳐져 있거나, 또는 생성물의 단면 및 외관이 분명한 탈층 및 상 계면이 없이 균질하고, 기계적 분리에 의한 것과 같은 보통의 기술에 의해 분리될 수 없음을 말한다.
본 발명의 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은 약 55 이상의 선택된 코폴리에테르 쇼어 경도계 경도로 인해 균질한 단일상을 형성할 수 있다.
실시예에 나타낸 바와 같이, 코폴리에테르 에스테르 하이트렐(등록상표)4056 (쇼어 경도가 40이며, 듀폰 유에스에이에 의해 생산됨) 및 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트를 용융 블렌딩하고 압출할 때에는, 압출물 라인이 파단되고 불상용성이 분명하게 나타난다. 코폴리에테르 에스테르 하이트렐(등록상표)6356 (쇼어 경도가 63이고, 듀폰 유에스에이에 의해 생산됨) 및 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트를 용융 블렌딩하고 압출할 때에는, 얻어진 조성물이 양호한 가공성을 가지며, 단일상의 규칙적인 펠렛을 얻을 수 있다.
조성물은 중합체 분야에서 보통 사용되며 잘 알려져 있는 소량의 첨가제를 선택적으로 포함할 수 있다. 첨가제의 예에는, 제한 없이, 산화방지제, 열안정제, UV 안정제, 염료 및 안료를 포함하는 착색제, 윤활제, 가수분해 방지제, 및 난연제가 포함된다. 이러한 첨가제는 조성물의 기본 및 신규 특성을 감소시키고 손상시키지 않으며, 조성물의 특성에 악영향을 주지 않기만 한다면, 보통 약 0.01 내지 15 중량%, 바람직하게는 약 0.01 내지 10 중량%의 양으로 조성물에 존재한다.
본 발명의 모노필라멘트 강모의 제조 방법에는 특별한 제한이 없다. 이는 본 기술 분야에서 공개적으로 알려진 임의의 중합체 블렌딩 방법일 수 있으며, 용액 압출 방사 공정 및 용융 압출 방사 공정이 포함되고, 바람직하게는 용융 압출 방사 공정이다. 예를 들어, 본 발명의 모노필라멘트 강모는 하기 공정을 통해 제조될 수 있다: 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트, 코폴리에테르 에스테르, 및 존재하는 기타 선택적인 첨가제를 압출기를 통해 용융 압출한 후에, 신장(stretching) 및 성형(shaping)을 통해 모노필라멘트 강모를 얻을 수 있으며, 이때, 압출 온도는 약 235 내지290℃, 바람직하게는 약 245 내지 265℃로, 압출 속도는 약 200 내지 400rpm으로, 처리량은 약 15 내지 30kg/hr로 설정할 수 있다.
본 발명의 모노필라멘트는 상이한 용도에 따라 다양한 영역에서 사용될 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 모노필라멘트 강모는 칫솔, 페인트 브러시, 화장용 브러시, 또는 산업용 브러시에 사용되는 모노필라멘트 강모를 지칭한다.
본 발명은 본 발명의 모노필라멘트 강모를 포함하는 브러시를 또한 제공한다. 바람직하게는, 본 발명의 브러시는 칫솔, 페인트 브러시, 또는 화장용 브러시이다. 필요하다면, 칫솔, 페인트 브러시, 화장용 브러시, 또는 산업용 브러시는 본 발명의 모노필라멘트 강모의 적어도 한 다발을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 본 발명의 모노필라멘트 강모의 몇몇 다발을 포함할 수 있는데, 여기서 모노필라멘트 강모 한 다발은 적어도 하나의 본 발명의 모노필라멘트 강모를 포함한다.
칫솔, 페인트 브러시, 또는 화장용 브러시에 있어서, 본 발명의 모노필라멘트 강모는 단독으로 사용될 수 있거나, 또는 다른 성분을 포함하는 다른 모노필라멘트 강모 또는 섬유와 조합하여 사용될 수 있으며, 여기서, 다른 성분은, 예를 들어, 폴리아미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등일 수 있다.
다른 바람직한 실시 형태에서, 본 발명의 브러시는 적어도 한 다발의 본 발명의 모노필라멘트 강모, 바람직하게는 몇몇 다발의 본 발명의 모노필라멘트 강모를 포함하는 칫솔이다. 더욱 바람직하게는, 칫솔에 사용되는 모노필라멘트 강모는 본 발명의 모노필라멘트 강모로 본질적으로 이루어지거나 또는 전적으로 이루어진다.
실시예
본 발명은 하기의 실시예에 의해 추가로 설명되지만; 본 발명의 범주가 본 명세서에 포함된 이들 구체적인 실시예에 의해 제한되지는 않는다. 달리 명시되지 않는다면, 모든 비 및 퍼센트는 중량 기준이다.
실시예에 사용한 재료는 다음과 같다:
PTT: 듀폰 유에스에이에 의해 생산되며 소로나(등록상표)로 판매되는, 고유 점도가 0.96 dl/g인, 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 수지;
PBT: 듀폰 유에스에이에 의해 생산되며 크라스틴(Crastin)(등록상표)6130으로 판매되는, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지;
코폴리에테르 에스테르-1: 듀폰 유에스에이에 의해 생산되며 하이트렐(등록상표)6356으로 판매되는, ISO868에 따라 측정된 쇼어 경도가 63인, 코폴리에테르 에스테르 수지;
코폴리에테르 에스테르-2: 듀폰 유에스에이에 의해 생산되며 하이트렐(등록상표)4056으로 판매되는, ISO868에 따라 측정된 쇼어 경도가 40인, 코폴리에테르 에스테르 수지;
비교예 1 내지 비교예 6 및 실시예 1 내지 실시예 3
비교예 1 내지 비교예 6 및 실시예 1 내지 실시예 3 각각에서는, 온도를 230 내지 255℃로 설정하고, 압출 속도를 350 rpm으로 설정하고, 처리량을 25kg/hr로 설정한 ZSK26 이축 압출기 (독일 회사인 코페리온 더블유피(Coperion WP)로부터 구매함)를 통해 적절한 양의 PTT 또는 PBT 및 코폴리에테르 에스테르-1 (각 성분의 중량비는 표 1에 열거함)을 건조하고, 예비-블렌딩하고, 용융-블렌딩하여 원하는 조성물을 얻었다.
추가로, 비교예 1 내지 비교예 6 및 실시예 1 내지 실시예 3으로부터 얻은 조성물을 아령-형상 시험 시편으로 사출하였다. 이들의 굴곡 탄성률을 ISO178:2001에 따라 측정하고; 이들의 인장 강도, 인장 탄성률, 및 파단 연신율%를 ISO527-2:1993에 따라 각각 측정하였다.
시험 결과가 하기 표 1에 열거되어 있다.
Figure pct00005
표 1은, 코폴리에테르 에스테르-1 및 PBT를 용융 블렌딩하는 경우 (비교예 3 내지 비교예 5), 코폴리에테르 에스테르-1의 양이 증가함에 따라 굴곡 탄성률 및 인장 탄성률은 감소하였으나, 파단 연신율%가 또한 이에 상응하여 유의하게 증가하였음을 나타낸다. 대조적으로, 코폴리에테르 에스테르-1 및 PTT를 용융 블렌딩하는 경우 (실시예 1 내지 실시예 3)에는, 굴곡 탄성률 및 인장 탄성률이 감소하였고, 파단 연신율%가 이에 상응하여 증가하지 않고, 기본적으로 동일하거나 또는 다소 증가한 채로 유지되거나(실시예 1 및 실시예 3), 또는 심지어 감소하였다 (실시예 2).
비교예 7 내지 비교예 10
비교예 7 내지 비교예 10 각각에서는, 온도를 230 내지 255℃로 설정하고, 압출 속도를 350 rpm으로 설정하고, 처리량을 25kg/hr로 설정한 ZSK26 이축 압출기 (독일 회사인 코페리온 더블유피부터 구매함)를 통해 적절한 양의 PTT 및 코폴리에테르 에스테르-2 (각 성분의 중량비는 표 2에 열거함)를 건조하고, 예비-블렌딩하고, 용융-블렌딩하여 원하는 조성물을 얻었다.
Figure pct00006
실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 7 내지 비교예 10의 조성물의 압출 가공성 및 배합 상용성을 시험하고 디지털 카메라로 각각 촬영하였다. 결과가 도 1a, 도 1b, 및 도 1c (각각 실시예 1 내지 실시에 3에 해당함) 및 도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d (비교예 7 내지 비교예 10에 해당함)에 나타나있다.
실시예 1 내지 실시예 3으로부터 얻은, PTT와 코폴리에테르 에스테르-1의 조성물들의 경우, 용융 블렌딩 공정이 양호한 가공성을 가지고 매우 잘 진행되었으며, 조성물 모두가 압출 후에 물로 냉각할 수 있고, 도 1a, 도 1b, 및 도 1c에 나타낸 규칙적인 펠렛으로 성공적으로 절단할 수 있다.
그러나, 비교예 7 내지 비교예 10으로부터 얻은, PTT와 코폴리에테르 에스테르-2의 조성물들의 경우에는, 용융 블렌딩 공정 동안 분명한 압출물 라인 파단 및 불상용성이 관찰되었다. 그리고, 코폴리에테르 에스테르-2의 양을 15 중량%로부터, 17 중량%로, 20 중량%로, 30 중량%로 증가시킴에 따라 상용성이 점점 더 나빠졌다. 결과적으로, 각각의 조성물은 실을 형성하기 어렵고 펠렛으로 절단하기 어렵게 되었다. 압출의 실패로 인해 형성된 불규칙한 재료가 도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d에 나타나있다.
상기한 상세한 실시예들은 본 발명을 설명하게 하기 위한 목적으로 제공된다. 이는 본 발명의 범주를 어떠한 식으로든 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다. 반대로, 본 명세서를 읽은 후에, 당업자는 본 발명의 사상을 벗어남이 없이 다른 기술적 해결책 또는 수정을 행할 수 있음이 명확히 이해되어야 한다.

Claims (12)

  1. 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물로 제조되며, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물의 총 중량을 기준으로,
    (a) 65 내지 95 중량%의 적어도 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트, 및
    (b) 5 내지 35 중량%의, ISO868에 따라 측정된 쇼어 경도(Shore Hardness)가 55 이상인 적어도 코폴리에테르-에스테르를 포함하고,
    개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은 ISO178:2001에 따라 측정된 굴곡 탄성률(flexural modulus)이 2500㎫ 이하이고, ISO527-2:1993에 따라 각각 측정된 인장 탄성률이 2600㎫ 이하이고 파단 연신율%가 20% 이하인 모노필라멘트 강모.
  2. 제1항에 있어서, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은 적어도 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 및 적어도 코폴리에테르-에스테르에 의해 형성된 단일상 조성물인 모노필라멘트 강모.
  3. 제2항에 있어서, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물의 총 중량을 기준으로, 적어도 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 및 적어도 코폴리에테르-에스테르는 각각 70 내지 90 중량% 및 10 내지 30 중량%, 또는 바람직하게는 각각 75 내지 85 중량% 및 15 내지 25 중량%의 양으로 존재하는 모노필라멘트 강모.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은 굴곡 탄성률이 1800 내지 2500㎫이고, 인장 탄성률이 1800 내지 2600㎫이고, 파단 연신율%가 5 내지 15%인 모노필라멘트 강모.
  5. 제4항에 있어서, 개질된 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 조성물은 굴곡 탄성률이 2100 내지 2300㎫이고, 인장 탄성률이 2200 내지 2300㎫이고, 파단 연신율%가 8 내지 15%인 모노필라멘트 강모.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 적어도 코폴리에테르-에스테르는 ISO868에 따라 측정된 쇼어 경도가 55 내지 82, 또는 바람직하게는 60 내지 70인 모노필라멘트 강모.
  7. 제6항에 있어서, 적어도 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트는 고유 점도가 0.8 내지 1.7dl/g, 또는 바람직하게는 0.9 내지 1.4dl/g인 모노필라멘트 강모.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 코폴리에테르-에스테르는, 에스테르 결합을 통해 헤드 대 테일로 연결된 복수의 반복 장쇄 에스테르 단위 및 반복 단쇄 에스테르 단위를 포함하며, 장쇄 에스테르 단위는 하기 화학식 I:
    [화학식 I]
    Figure pct00007

    로 나타내어지고, 단쇄 에스테르 단위는 하기 화학식 II:
    [화학식 II]
    Figure pct00008

    로 나타내어지며, 여기서,
    G는 수평균 분자량이 400 내지 6000인 폴리(메틸렌 에테르)다이올로부터 말단 하이드록실 기의 제거에 의한 잔류 2가 기이고;
    R은 수평균 분자량이 300 이하인 다이카르복실산으로부터 카르복실 기의 제거에 의한 잔류 2가 기이고;
    D는 수평균 분자량이 250 이하인 다이올로부터 하이드록실 기의 제거에 의한 잔류 2가 기이고;
    코폴리에테르-에스테르는 1 내지 60 중량%의 반복 장쇄 에스테르 단위 및 40 내지 99 중량%의 반복 단쇄 단위를 포함하는 모노필라멘트 강모.
  9. 제8항에 있어서, 코폴리에테르-에스테르는 10 내지 50 중량%의 반복 장쇄 에스테르 단위 및 50 내지 90 중량%의 반복 단쇄 단위를 포함하는 모노필라멘트 강모.
  10. 제1항에 따른 모노필라멘트 강모를 포함하는 브러시.
  11. 제10항에 있어서, 칫솔, 페인트 브러시, 화장용 브러시, 또는 산업용 브러시로부터 선택되는 브러시.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 칫솔인 브러시.
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