KR20160070490A - 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유 - Google Patents

색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유 Download PDF

Info

Publication number
KR20160070490A
KR20160070490A KR1020140177512A KR20140177512A KR20160070490A KR 20160070490 A KR20160070490 A KR 20160070490A KR 1020140177512 A KR1020140177512 A KR 1020140177512A KR 20140177512 A KR20140177512 A KR 20140177512A KR 20160070490 A KR20160070490 A KR 20160070490A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polyester
binder
maleic anhydride
acid
diol
Prior art date
Application number
KR1020140177512A
Other languages
English (en)
Inventor
신현욱
호요승
박성윤
이광희
장부경
Original Assignee
주식회사 휴비스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 휴비스 filed Critical 주식회사 휴비스
Priority to KR1020140177512A priority Critical patent/KR20160070490A/ko
Publication of KR20160070490A publication Critical patent/KR20160070490A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08G63/18—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the acids or hydroxy compounds containing carbocyclic rings
    • C08G63/181—Acids containing aromatic rings
    • C08G63/183—Terephthalic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08G63/20—Polyesters having been prepared in the presence of compounds having one reactive group or more than two reactive groups
    • C08G63/21—Polyesters having been prepared in the presence of compounds having one reactive group or more than two reactive groups in the presence of unsaturated monocarboxylic acids or unsaturated monohydric alcohols or reactive derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78—Preparation processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/15—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring
    • C08K5/151—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring having one oxygen atom in the ring
    • C08K5/1535—Five-membered rings
    • C08K5/1539—Cyclic anhydrides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

본 발명은 테레프탈산 또는 그 에스테르 형성성 유도체 및 하기 화학식 1의 말레인산 무수물(MA) 또는, 테레프탈산과 이소프탈산 또는 이들의 에스테르 형성성 유도체 및 하기 화학식 1의 말레인산 무수물(MA)로 이루어진 산성분; 에틸렌글리콜 또는 에틸렌글리콜과 300℃ 미만의 비점을 갖는 디올을 디올성분; 및 분자간 결합을 강화하기 다관능 성분으로 공중합 폴리에스테르로 합성하되, 상기 말레인산 무수물(MA)과 다관능 성분은 에스테르화 반응시 투입되는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유에 관한 것이다.

Description

색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유{Method for preparing Improved color and heat adhesive Polyester and Polyester Binder Fiber Using Same}
본 발명은 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유에 관한 것으로 열접착력이 우수하며 공정 중에 융착이 발생하지 않으며 저온에서 접착력이 유지되는 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유에 관한 것이다.
폴리에스테르는 우수한 기계적 성질, 내열성 및 내약품성을 지니고 있어 섬유 및 엔지니어링 플라스틱 소재로 사용되고 있지만 분자 구조상 반결정성의 특성을 지니고 있어 융점이 높아 바인더 용도로 사용하기 위해서는 높은 온도 및 압력이 필요하며 이런 이유로 공정상에 어려움이 많다.
부직포의 웹(Web) 또는 시트를 구성하고 있는 필라멘트 또는 단섬유들을 접착시켜 주기 위해 사용되는 열융착 바인더 섬유는 열접착 가공온도가 140~150℃이면서 일반 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유에 근사한 유리전이온도를 가져야 하는데, 이렇게 하려면 고분자 내의 결정구조를 없애고 고분자구조를 비정질 형태로 만들어주어야 한다.
이를 위하여 폴리에스테르 수지를 합성함에 있어서, 공중합 성분으로 이소프탈산을 사용하여 테레프탈산과 공중합하는 것이 대표적인 방법인데 이때 이소프탈산은 에스테르 몰 기준 20~45몰%로 첨가되며, 이렇게 합성된 폴리에스테르 수지는 비결정질 형태의 분자구조를 가지게 되어서 최종 융점이 145~180℃의 범위를 나타내며 바인더용 폴리에스테르 섬유로 쓰여질 수 있다. 하지만 이소프탈산을 사용한 바인더용 폴리에스테르 수지는 합성할 때 중합도가 2 내지 3인 고리형 화합물이 형성되고 이 고리형 화합물의 융점은 325℃ 정도로 폴리에스테르 방사온도에서 용융되지 않아 방사시에 이물로 작용하여 팩 교환주기를 짧게 하는 단점이 있으며, 또한 통상 이소프탈산의 가격도 고가이다. 또한 디에틸렌글리콜을 공중합 물질로 사용할 수 있는데 디에틸렌글리콜을 공중합시켜 합성된 폴리에스테르 수지는 유리전이온도의 강하 현상이 커서 연신 공정, 제품운반이나 적하시 섬유간 융착이 문제가 되며 고온에서의 접착 강력이 떨어진다.
미국 등록특허 제4,129,675호는 테레프탈산과 이소프탈산을 주성분으로 한 저융점 폴리에스테르 바인더를 개시하고 있지만, 이는 열접착시 190℃ 이상의 온도를 필요로 하기 때문에 비경제적이다.
미국 등록특허 제4,166,896호는 폴리에스테를 해중합한 저분자물에 불포화 디카르본산 등을 공중합시켜 불포화 폴리에스테르를 제조하는 방법을 개시하고 있지만, 상기 특허에 따른 섬유 또한 경제성이 낮을 뿐만 아니라 바인더로 사용하기에는 지나치게 고융점 및 고결정성인 단점이 있다.
미국 등록특허 제4,065,439호는 테레프탈산/이소프탈산/아디핀산(또는 세바신산) 및 에틸렌글리콜/네오펜틸글리콜을 사용하여 얻어진 저융점 폴리에스테르를 개시하고 있지만, 상기 바인더의 융점은 45℃~60℃로 너무 낮아 의류용 심지로는 사용하기 어려울 뿐만 아니라 고온 조건에서의 형태안정성 또한 약하다.
한편, 대한민국 공개특허 제2001-11548호는 테레프탈산과 무수프탈산의 디카르본산 성분 및 에틸렌글리콜과 디에틸렌글리콜의 디올성분을 축중합하여 폴리에스테르와의 접착력이 우수하고, 접착 후 황변형상을 일으키지 않는 폴리에스테르계 섬유용 바인더를 제공하고 있지만, 상기 바인더는 무수프탈산을 직접 사용하므로써 반응 메커니즘이 복잡하고, 이에 따라 공중합 폴리에스테르의 색상이 불량해지는 문제점을 막기 위해 축중합 온도를 낮추어야 하는 단점이 있다. 또한, 이와 같은 저온의 축중합 반응은 조업 생산성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
즉, 상기 대한민국 공개특허 제2001-11548호의 무수프탈산을 사용하여 합성한 공중합 폴리에스테르는 통상의 1㎜Hg 이하의 감압하에서 270℃∼290℃로 가열시키는 폴리에틸렌테레프탈레이트 축중합 공정과 같은 조건하에서는 얻어진 고분자의 색상이 불량해지는 단점이 있다. 이는 고온, 고진공의 중합 조건에서 반응계의 조성물 중 투입된 무수프탈산이 반응 공정중 개환반응과 직접에스테르화 반응 및 에스테르 교환반응이 혼조된 상태로 반응에 참여하므로써 열분해 및 부반응이 발생되어 착색 물질이 생성되기 때문이다.
또한, 폴리에스테르는 중합과정에서 열분해 및 부반응으로 인한 착색물질이 발생되며, 특히 무수프탈산을 이용한 공중합 폴리에스테르의 경우 이러한 착색물질의 발생이 많아져 색상이 불량해지는 문제점이 있었다.
본 발명에서는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 140~160℃의 낮은 공정온도에서 열접착력이 우수하며 고온에서도 접착력이 유지되어 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 말레인산 무수물(MA)의 높은 비점을 통해 열분해에 강하며, 부반응을 억제하여 착색물질 발생율을 저하시켜 색상이 향상된 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 말레인산 무수물(MA)을 이용하여 열분해에 강하며, 비결정질의 바인더용 폴리에스테르를 중합할 수 있으며 바인더 섬유의 방사후 연신공정에 있어서 낮은 유리전이온도에 기인하는 섬유의 경시변화 속도를 지연시켜 연신공정 중 인접한 섬유간 밀착 발생등에 따른 생산성 저하가 폴리에스테르 바인더 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 테레프탈산 또는 그 에스테르 형성성 유도체 및 하기 화학식 1의 말레인산 무수물(MA) 또는, 테레프탈산과 이소프탈산 또는 이들의 에스테르 형성성 유도체 및 하기 화학식 1의 말레인산 무수물(MA)로 이루어진 산성분; 에틸렌글리콜 또는 에틸렌글리콜과 300℃ 미만의 비점을 갖는 디올을 디올성분; 및 분자간 결합을 강화하기 다관능 성분으로 공중합 폴리에스테르로 합성하되, 상기 말레인산 무수물(MA)과 다관능 성분은 에스테르화 반응시 투입되는 것을 특징으로 하는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
또한, 상기 산성분의 말레인산 무수물(MA)은 상기 공중합 폴리에스테르의 몰을 기준으로 1~30몰% 범위로 투입되는 것을 특징으로 하는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 디올성분의 300℃ 미만의 비점을 갖는 디올은 상기 공중합 폴리에스테르의 몰을 기준으로 1~30몰% 범위로 투입되는 것을 특징으로 하는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 다관능 성분은 상기 공중합 폴리에스테르에 대하여 10~10,000ppm 범위로 첨가되는 것을 특징으로 하는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 말레인산 무수물(MA)은 에스테르화 반응의 반응율이 92~98%일 때 투입하는 것을 특징으로 하는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 300℃ 미만의 비점을 갖는 디올은 1,4-사이클로헥산디메탄올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 및 1,3-프로판디올로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 다관능 성분은 트리메틸올프로판, 트리멜리트산, 트리메신산, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르본산, 1,2,3,4-부탄테트라카르본산 또는 이들의 유도체, 글리세린, 펜타에리스리톨, 솔비톨로 이루어진 군으로부터 1종이상 선택되는 것을 특징으로 하는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법을 제공한다.
또한, 상기의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 바인더용 공중합 폴리에스테르를 제공한다.
또한, 상기의 바인더용 공중합 폴리에스테르를 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 바인더 섬유를 제공한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유는 착색물질 발생율이 낮아 색상이 우수하고 저온 접착성이 우수하며, 고온에서도 접착력이 유지되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르는 일반 폴리에스테르의 유리전이온도와 차이가 적어 섬유형성하여 부직포 제조시 부직포의 접착 강도와 형태안정성이 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 바인더용 공중합 폴리에스테르는 자동차 내장용 헤드라이너 제품과 같이 야외에서 오랫동안 태양에 노출된 고온의 분위기에서 내구성 및 형태안정성을 필요로 하는 경우에도 강력이 유지되며 몰딩용 부직포에서도 고온 분위기하에서 처짐현상을 예방할 수 있는 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 산성분, 디올성분, 다관능 성분을 사용하여 에스테르화 반응시키는 에스테르 공정으로 올리고머를 형성하고 제조된 올리고머를 축중합 공정을 통해 제조되는 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법에 관한 것이다.
상기 산성분은 테레프탈산 또는 그 에스테르 형성성 유도체 및 하기 화학식 1의 말레인산 무수물(MA) 또는, 테레프탈산과 이소프탈산 또는 이들의 에스테르 형성성 유도체 및 하기 화학식 1의 말레인산 무수물(MA)을 사용할 수 있을 것이다.
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 디올성분은 에틸렌글리콜 또는 에틸렌글리콜과 300℃ 미만의 비점을 갖는 디올을 디올성분을 사용할 수 있을 것이다.
상기 말레인산 무수물(MA)과 다관능 성분은 에스테르화 반응시 투입하여 공중합시키는 것이 바람직할 것이다.
상기와 같이 본 발명은 말레인산 무수물(MA)을 사용하는 것으로 말레인산 무수물(MA)을 이용하여 폴리에스테르를 제조하는 경우 방향족 고리 구조 형태를 가져 주쇄 사이의 자유 공간을 넓히고 디올 성분과의 에스테르와 반응을 통해 에스테르 형성성 유도체의 형태를 가지게 되어 높은 반응성을 가지며 방향족 구조로 인해 이소프탈산보다 열적 특성이 우수하게 된다.
따라서, 폴리에스테르의 용융온도를 저하시키고 결정성을 파괴하는 데 있어 매우 효과적으로 기능한다.
한편, 투입량 대비 용융온도 강하 효과는 클수록, 유리전이온도 강하 효과는 적을수록 효과적인 공중합 성분이라 할수 있는데, 말레인산 무수물(MA)의 경우 용융온도를 떨어뜨리는 효과는 크지만 유리전이온도를 크게 떨어뜨리지 않아 고함량을 투입하여 비정형 고분자가 된 상태에서도 65℃ 이상의 유리전이온도를 나타낸다.
따라서, 상기와 같이 본 발명에 사용되는 상기 산성분의 말레인산 무수물(MA)은 상기 공중합 폴리에스테르의 몰을 기준으로 1~30몰% 범위로 투입되는 것이 바람직할 것이다.
상기 말레인산 무수물(MA)을 1몰% 미만으로 투입되면 폴리에스테르의 용융온도를 떨어뜨리는 효과가 적을 수 있으며, 투입량이 30몰%을 초과하면 과도한 결정성의 저하로 인해 그 이상의 효과를 얻을 수 없으며, 오히려 과도하게 투입시 과도한 융점 저하로 인해 융착 및 인접 섬유간 밀착 발생 등의 역효과를 가져올 수 있다.
상기 말레인산 무수물(MA)은 에스테르화 반응시 투입되는 것으로 상기 말레인산 무수물(MA)을 처음부터 투입되면 산성분과 디올성분이 에스테르화 반응으로 형성시키는 분자구조의 주쇄에 영향을 주어 폴리에스테르의 물성을 저하시킬 수 있다. 따라서 말레인산 무수물(MA)은 에스테르화 반응의 반응율이 92~98%일 때 투입하는 것이 바람직할 것이다.
상기 디올성분의 300℃ 미만의 비점을 갖는 디올은 폴리에스테르의 융점 및 유리전이온도를 저하시키는 것으로 투입량은 조절되어야 하는 것으로 디올성분의 300℃ 미만의 비점을 갖는 디올은 상기 공중합 폴리에스테르의 몰을 기준으로 1~30몰% 범위로 투입되는 것이 바람직할 것이다.
상기 디올성분의 300℃ 미만의 비점을 갖는 디올의 투입량이 1몰% 미만이면 융점저하 및 고리형 화합물의 형성을 억제하는 폴리에스테르를 얻을 수 없고, 30몰%를 초과하면 유리전이온도를 너무 낮추어 방사시에 섬유의 경시변화 문제를 가져올 수 있다.
상기 300℃ 미만의 비점을 갖는 디올은 1,4-사이클로헥산디메탄올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 및 1,3-프로판디올로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택하여 사용할 수 있을 것이다.
상기 다관능 성분은 상기 말레인산 무수물(MA)과 같이 에스테르화 반응시 투입되어 분자간 결합을 강화하는 성분으로 폴리에스테르의 축중합시 반응 온도를 낮추고, 반응 시간을 단축하여 색상 불량을 개선시키고, 섬유상으로 방사 및 연신하는 경우 작업성을 향상시킨다.
상기 다관능 성분은 상기 공중합 폴리에스테르에 대하여 10~10,000ppm 범위로 첨가되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50~1,000ppm 범위로 첨가되는 것이다.
상기 다관능 성분의 첨가량이 10ppm 미만이면, 목적하는 가교제의 역할을 달성할 수 없으며, 상기 첨가량이 10,000ppm을 초과하면 급격한 가교 현상에 의하여 중합, 방사 및 연신시 문제를 일으킬 수 있다.
상기 다관능 성분은 폴리카르본산, 폴리올 및 폴리옥시카르본산으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 특히, 트리멜리트산, 트리메신산, 3,3', 4,4'-벤조페논테트라카르본산, 1,2,3,4-부탄테트라카르본산 및 이들의 산에스테르, 산무수물 등의 유도체, 글리세린, 펜타에리스리톨 및 솔비톨로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직할 것이다.
상기와 같이 제조되는 본 발명에 따른 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르는 유리전이온도가 65℃ 이상으로 통상의 폴리에스테르와 그 공중합체가 65~80℃ 수준인 것과 비교했을 때 차이가 적다.
이것은 고분자의 공정 중, 이송 중, 사용 중에 있어 매우 유리한 조건으로 유리전이온도가 낮으면 바인더 섬유의 방사 후 연신공정에 있어 섬유의 경시변화 속도를 앞당겨 공정 중 인접한 섬유간 밀착 발생 등에 따른 생산성 저하를 야기시키며, 고온에서의 부직포의 접착 강도와 형태안정성이 떨어질 수 있으나 본 발명의 공중합 폴리에스테르는 이러한 문제점을 거의 발생시키지 않는 장점이 있다.
본 발명에 따른 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르를 이용하여 폴리에스테르계 바인더 섬유를 제조할 수 있을 것이다.
상기 폴리에스테르계 바인더 섬유는 일반 폴리에스테르와 본 발명의 바인더용 공중합 폴리에스테르를 이용하여 시스-코어형 또는 사이스 바이 사이드형의 복합섬유 형태로 제조할 수 있을 것이다.
상기 복합섬유를 시스-코어형으로 제조시 본 발명의 바인더용 공중합 폴리에스테르는 시스부로, 일반 폴리에스테르는 코어부로 형성하는 것이 바람직할 것이다.
상기와 같이 본 발명의 바인더용 공중합 폴리에스테르를 함유하는 폴리에스테르계 바인더 섬유는 낮은 공정 온도에서도 섬유간 열접착을 가능하게 할뿐 아니라, 부직포 제조 후 100~130℃의 고온에서도 형태안정성이 우수하다.
이하 본 발명에 따른 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 4
산성분으로 테레프탈산, 디올성분으로 에틸렌글리콜을 에스테르화 반응조에 투입한 후 258℃의 온도에서 통상적인 방법으로 반응시켜 반응율이 96% 진행된 상태에서 산성분인 말레인산 무수물(MA) 및 다관능 성분중의 하나인 트리메틸올프로판(이하 'TMP')을 투입하고 통상의 에스테르 교환반응 촉매의 존재하에서 250℃에서 에스테르 교환 반응을 시켰다. 이렇게 해서 얻어진 에스테르화 올리고머에 통상의 축중합 반응촉매를 투입한 후, 최종 감압도가 0.1mmHg가 되도록 서서히 감압하면서 280℃까지 승온시켜 축중합 반응을 실시하였다.
상기 말레인산 무수물(MA)은 공중합 폴리에스테르의 몰을 기준으로, TMP는 공중합 폴리에스테르 농도 기준으로 표 1에서와 같이 투입량을 달리하여 실시예 1 내지 4의 바인더용 공중합 폴리에스테르를 제조하였다.
상기 에스테르 반응율은 하기의 식으로 측정하였다.
에스테르 반응율 = [ SN가(Saponification Value) - Acid Value ] / SN가 (Saponification Value) × 100
상기 SN가는 COOH를 적정하는데 필요한 KOH or NaOH 의 양을 나타내는 값으로 meq./g의 값을 가짐.
상기 Acid Value는 TPA+EG 반응시 COOH로 Termination 되어있는 Oligomer를 나타내는 값으로 meq./g의 값을 가짐.
실시예 5 내지 8
상기 실시예 1 내지 4와 동일한 방법으로 제조하되, 디올성분으로 300℃ 미만의 비점을 가진 디올로 디에틸렌글리콜(이하 ‘DEG')를 공중합 폴리에스테르의 몰을 기준으로 10몰% 투입하여 실시예 5 내지 8의 바인더용 공중합 폴리에스테르를 제조하였다.
비교예 1 내지 4
상기 실시예 1 내지 4와 동일한 방법으로 제조하되, 말레인산 무수물(MA) 대신 이소프탈산을 투입하여 비교예 1 내지 4의 바인더용 공중합 폴리에스테르를 제조하였다.
비교예 5 내지 8
상기 실시예 5 내지 8와 동일한 방법으로 제조하되, 말레인산 무수물(MA) 대신 이소프탈산을 투입하여 비교예 5 내지 8의 바인더용 공중합 폴리에스테르를 제조하였다.
구분 MA(몰%) IPA(몰%) DEG(몰%) TMP(ppm)
실시예 1 5 1,000
실시예 2 10 1,000
실시예 3 15 1,000
실시예 4 20 1,000
실시예 5 5 10 1,000
실시예 6 10 10 1,000
실시예 7 15 10 1,000
실시예 8 20 10 1,000
비교예 1 5 1,000
비교예 2 10 1,000
비교예 3 15 1,000
비교예 4 20 1,000
비교예 5 5 10 1,000
비교예 6 10 10 1,000
비교예 7 15 10 1,000
비교예 8 20 10 1,000
MA : 말레인산 무수물, TMP : 트리메틸올프로판
IPA : 이소프탈산, DEG : 디에틸렌글리콜
상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 8에서 제조된 바인더용 공중합 폴리에스테르의 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
1. 융점(Tm)/유리전이온도(Tg) 및 연화거동(SP) 측정
열시차 주사 열량계(Perkin Elmer, DSC-7)를 이용하여 측정하였으며, 열 흡수 피크가 존재하지 않는 경우, 즉 융점이 존재하지 않는 경우 동적 열특성 측정기(Perkin Elmer, DMA-7; TMA 모드)를 이용하여 연화 거동을 측정하였다.
3. 고유점도(IV) 측정
공중합 폴리에스테르를 페놀/테트라클로로에탄(중량비 50/50)에 녹여 0.5중량%의 용액을 만든 후, 우베로드 점도계로 35℃에서 측정하였다.
4. 상온 접착력
제조된 열융착 부직포를 밀도 2g/100㎠로 고정하고, ASTM D1424의 방법으로 저온접착력은 분위기 온도를 75℃에서 측정하였다.
구분 IV Tg Tm SP color b 반응시간 상온접착력
dl/g ℃ hr kg
실시예 1 0.643 78.9 245.7 2.1 1.8
실시예 2 0.642 73.7 204.8 1.8 1.7
실시예 3 0.647 69.7 128 1.9 1.8 78
실시예 4 0.641 62.1 125 2.1 1.7 73
실시예 5 0.641 68.7 224.1 2.3 1.8
실시예 6 0.646 60.2 182.6 2.2 1.8
실시예 7 0.643 57.8 113 2.4 1.7 56
실시예 8 0.643 55.3 111 2.7 1.8 58
비교예 1 0.643 68.3 249.8 2.4 2.4
비교예 2 0.649 63.6 223.4 2.2 2.5
비교예 3 0.647 58.8 118 2.6 2.4 63
비교예 4 0.64 54.1 114 2.1 2.4 61
비교예 5 0.641 69.8 228.3 2.1 2.5
비교예 6 0.646 62.3 194.5 2.6 2.5
비교예 7 0.643 58.6 114 2.7 2.5 56
비교예 8 0.643 56.7 113 2.5 2.5 58
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 말레인산 무수물(MA)을 사용한 실시예 1~4와 이소프탈산을 사용한 비교예 1~4를 비교해 봤을 때 적어도 동등한 정도의 극한 점도를 가지며, 실시예 1 내지 4가 비교예 1 내지 4보다 용점이 더 낮으며, 실시예 1 내지 4는 유리전이온도가 대부분 65℃이상임을 알 수 있을 것이다.
또한, 상온접착력 결과에서 볼수 있듯이 말레인산 무수물(MA)과 다관능 성분을 일정 함량 사용한 실시예 1 내지 4가 비교예 1 내지 4 보다 접착 강력이 우수함을 알수 있다.
디에틸렌글리콜을 이용한 실시예 5 내지 8 및 비교예 5 내지 8에서와 같이 유리전이온도의 강하 현상이 커서 상온접착력 및 특히 고온접착력이 상대적으로 떨어지는 것을 알 수 있으며, 디에틸렌글리콜을 이용할 경우에는 분자간 결합력을 증가시켜주는 첨가제 투입이 필요하다.
또한, 이소프탈산을 이용하여 공중합된 비교예 1 내지 8에 반해 말레인산 무수물(MA)은 고리형 이합체 생성에 관여하지 않아 폴리에스테르 내에 이물함량을 낮추고 팩 교환 주기를 늘리는데 기여할 수 있을 것이다.
또한, 반응시간을 통해 알 수 있듯이 다관능 성분인 TMP를 사용한 실시예 1 내지 8이 비교예 1 내지 8 보다 반응시간이 단축되는 것을 알 수 있는 것으로 다관능 성분이 중축합 반응시간을 개선하는 것을 알 수 있으며, 그에 따른 색가(Color-b가)의 개선 효과를 볼 수 있다. 따라서 말레인산 무수물(MA)을 공중합 성분으로 사용하는 것과 다관능 성분의 첨가는 바인더용 폴리에스테르 수지의 물성과 생산성을 향상시키는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 테레프탈산 또는 그 에스테르 형성성 유도체 및 하기 화학식 1의 말레인산 무수물(MA) 또는, 테레프탈산과 이소프탈산 또는 이들의 에스테르 형성성 유도체 및 하기 화학식 1의 말레인산 무수물(MA)로 이루어진 산성분;
    에틸렌글리콜 또는 에틸렌글리콜과 300℃ 미만의 비점을 갖는 디올을 디올성분; 및
    분자간 결합을 강화하기 다관능 성분으로 공중합 폴리에스테르로 합성하되,
    상기 말레인산 무수물(MA)과 다관능 성분은 에스테르화 반응시 투입되는 것을 특징으로 하는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법.
    [화학식 1]
    Figure pat00003

  2. 제1항에 있어서,
    상기 산성분의 말레인산 무수물(MA)은 상기 공중합 폴리에스테르의 몰을 기준으로 1~30몰% 범위로 투입되는 것을 특징으로 하는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디올성분의 300℃ 미만의 비점을 갖는 디올은 상기 공중합 폴리에스테르의 몰을 기준으로 1~30몰% 범위로 투입되는 것을 특징으로 하는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다관능 성분은 상기 공중합 폴리에스테르에 대하여 10~10,000ppm 범위로 첨가되는 것을 특징으로 하는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 말레인산 무수물(MA)은 에스테르화 반응의 반응율이 92~98%일 때 투입하는 것을 특징으로 하는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 300℃ 미만의 비점을 갖는 디올은 1,4-사이클로헥산디메탄올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 및 1,3-프로판디올로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다관능 성분은 트리메틸올프로판, 트리멜리트산, 트리메신산, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르본산, 1,2,3,4-부탄테트라카르본산 또는 이들의 유도체, 글리세린, 펜타에리스리톨, 솔비톨로 이루어진 군으로부터 1종이상 선택되는 것을 특징으로 하는 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 바인더용 공중합 폴리에스테르.
  9. 제8항의 바인더용 공중합 폴리에스테르를 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 바인더 섬유.
KR1020140177512A 2014-12-10 2014-12-10 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유 KR20160070490A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140177512A KR20160070490A (ko) 2014-12-10 2014-12-10 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140177512A KR20160070490A (ko) 2014-12-10 2014-12-10 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160070490A true KR20160070490A (ko) 2016-06-20

Family

ID=56354323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140177512A KR20160070490A (ko) 2014-12-10 2014-12-10 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160070490A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101684234B1 (ko) 형태 안정성이 우수한 저융점 바인더용 공중합 폴리에스테르 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유
EP3309280A1 (en) Low melting point conjugate fiber
KR20160024184A (ko) 열접착성이 우수한 저융점 바인더용 공중합 폴리에스테르 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유
KR102090291B1 (ko) 접착강도가 향상된 바인더용 폴리에스테르 수지
KR101276100B1 (ko) 바이오매스 원료로부터 만들어지는 생분해성 코폴리에스테르 수지
KR101492129B1 (ko) 공중합 폴리에스테르 조성물 및 열접착성 바인더용 단섬유 및 그 제조방법
CN102276807A (zh) 聚对苯二甲酸乙二酸丙二醇共聚酯的制备方法
KR101831879B1 (ko) 접착강도가 향상된 바인더용 폴리에스테르 섬유
KR20170011081A (ko) 저융점 폴리에스테르 바인더 수지 조성물 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 섬유
KR101807001B1 (ko) 열접착성 공중합 폴리에스테르 수지 및 이를 함유하는 바인더 섬유
CN113166381B (zh) 粘合强度得到改善的粘合剂用聚酯树脂以及使用此的聚酯纤维
KR102043372B1 (ko) 촉감과 색상이 우수한 저융점 바인더용 공중합 폴리에스테르 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유
KR101831878B1 (ko) 접착강도가 향상된 바인더용 폴리에스테르 섬유
KR20200065646A (ko) 공정성이 향상된 바인더용 폴리에스테르 섬유
KR20160070490A (ko) 색상 및 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유
KR101699342B1 (ko) 열접착성이 향상된 바인더용 공중합 폴리에스테르 제조방법 및 이를 이용한 폴리에스테르 바인더 복합섬유
KR100476278B1 (ko) 폴리에스테르계 바인더 섬유
KR101873524B1 (ko) 공중합 폴리에스테르계 저융점 접착수지 조성물 및 이를 이용한 접착웹
KR20190117270A (ko) 접착강도가 향상된 다관능 성분을 포함하는 열융착 바인더용 폴리에스테르 섬유
KR100436722B1 (ko) 열접착성 폴리에스테르계 바인더 섬유의 제조방법
KR100302108B1 (ko) 폴리에스테르계 섬유용 접착제
KR101870908B1 (ko) 저융점 폴리에스테르 단독섬유 및 이를 이용한 굴곡강도 및 굴곡탄성이 우수한 섬유집합체
KR102479934B1 (ko) 신규한 바인더용 폴리에스테르 섬유
CN111777753B (zh) 耐热阻燃聚酯、聚酯制品、其制备方法与应用
KR20040096190A (ko) 열접착성 공중합 폴리에스테르, 이의 제조방법 및 이를함유하는 바인더 섬유

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application