KR20220086807A - Novel Polyester rejin for binder - Google Patents

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KR20220086807A
KR20220086807A KR1020200176924A KR20200176924A KR20220086807A KR 20220086807 A KR20220086807 A KR 20220086807A KR 1020200176924 A KR1020200176924 A KR 1020200176924A KR 20200176924 A KR20200176924 A KR 20200176924A KR 20220086807 A KR20220086807 A KR 20220086807A
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polyester
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신현욱
이민성
최재민
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주식회사 휴비스
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    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/62Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters

Abstract

본 발명은 하기 [화학식 1]의 폴리에스테르 수지로, 상기 폴리에스테르 수지는 220℃의 용융점도 및 260℃의 용융점도의 차이가 700포이즈(poise)이하인 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지에 관한 것이다.
[화학식 1]

Figure pat00007

단, m과 n은 몰%로 m+n=100%이고, a는 중합도임The present invention relates to a polyester resin of the following [Formula 1], wherein the polyester resin has a difference between a melt viscosity of 220 °C and a melt viscosity of 260 °C of 700 poise or less and relates to a new polyester resin for a binder.
[Formula 1]
Figure pat00007

However, m and n are mol%, m+n=100%, and a is the degree of polymerization

Description

신규한 바인더용 폴리에스테르 수지{Novel Polyester rejin for binder}Novel Polyester rejin for binder

본 발명은 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지에 관한 것으로 종래의 바인더용 폴리에스테르 수지와 다른 화학구조를 갖는 바인더용에 적합한 신규한 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지에 관한 것이다.The present invention relates to a novel polyester resin for a binder, and to a novel polyester resin for a binder suitable for a binder having a chemical structure different from that of the conventional polyester resin for a binder.

폴리에스테르는 친환경 소재로서, 기계적 특성이 우수하고 내열성 및 내화학성 등이 뛰어나 경량 및 높은 물리적 특성이 요구되는 각종 분야에서 활용이 가능하다. 최근 부직포 등의 섬유 분야에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)로 대표되는 폴리에스테르 섬유의 역할이 커지고 있다. 구체적으로 폴리에스테르 수지를 접착성분으로 하여 의류 접착코어나 자동차 내장재 등에 사용 가능한 열 접착성 섬유에 대한 수요가 증가되고 있는 것이 그 예이다.Polyester, as an eco-friendly material, has excellent mechanical properties, heat resistance and chemical resistance, and thus can be used in various fields requiring light weight and high physical properties. Recently, the role of polyester fibers represented by polyethylene terephthalate (PET) is increasing in the field of fibers such as nonwovens. Specifically, an example is that the demand for heat-adhesive fibers that can be used for adhesive cores for clothing or automobile interior materials using polyester resin as an adhesive component is increasing.

이에 따라 폴레에스테르 섬유의 물성을 개선하여 그 활용도를 확대시키고자 하는 노력이 다각도로 진행되고 있으며, 이러한 노력의 일환으로 폴리에스테르 수지의 구조를 변형시켜 연화점이나 유리전이온도 등의 온도를 제어하는 기술들이 연구되고 있다. 예를 들면, 테레프탈산, 이소프탈산, 아디핀산, 세바신산 등의 디카르복실산과 에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등의 디올 화합물을 공중합시켜 폴리에스테르 수지의 융점이나 유리전이온도를 조절하는 기술이 개발된 바 있다.Accordingly, various efforts are being made to improve the physical properties of polyester fibers to expand their utility, and as part of these efforts, a technology to control the temperature such as softening point or glass transition temperature by modifying the structure of polyester resin are being studied For example, a technology for controlling the melting point or glass transition temperature of a polyester resin has been developed by copolymerizing dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, adipic acid, and sebacic acid with a diol compound such as ethylene glycol and neopentyl glycol. have.

특히, 폴레에스테르 섬유로 부직포의 웹(Web) 또는 시트를 제조할 때, 필라멘트 또는 단섬유들을 접착시켜 주기 위해 사용되는 열융착 바인더 폴리에스테르 섬유는 열접착 가공온도가 120~200℃로 일반적인 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유에 비해 낮은 융점 또는 연화점을 가져야 한다. In particular, when manufacturing a web or sheet of non-woven fabric with polyester fiber, the heat-sealing binder polyester fiber used to bond filaments or short fibers has a heat-bonding processing temperature of 120 to 200°C, which is a common polyethylene terephthalate. It should have a lower melting or softening point compared to phthalate fibers.

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. For this purpose, in synthesizing a polyester resin, copolymerization with terephthalic acid using isophthalic acid as a copolymerization component is a representative method. At this time, isophthalic acid is added in an amount of 20 to 45 mol% based on the mole of the ester, and the polyester resin synthesized in this way is amorphous It has a molecular structure in the form of a final melting point in the range of 145 ~ 180 ℃ and can be used as a polyester fiber for binder.

하지만 이소프탈산을 사용한 바인더용 폴리에스테르 수지는 합성할 때 중합도가 2 내지 3인 고리형 화합물이 형성된다. 이 고리형 화합물은 융점이 325℃ 정도로 폴리에스테르 방사온도에서 용융되지 않아 방사시에 이물질로 작용하여 팩(pack) 교환주기를 짧게 하는 단점이 있으며, 또한 통상 이소프탈산의 가격도 고가이기 때문에 원가상승의 요인이 된다. However, when synthesizing the polyester resin for a binder using isophthalic acid, a cyclic compound having a polymerization degree of 2 to 3 is formed. Since this cyclic compound has a melting point of about 325°C, it does not melt at the polyester spinning temperature, so it acts as a foreign material during spinning and shortens the pack exchange cycle. become a factor of

미국 등록특허 제4,129,675호는 테레프탈산과 이소프탈산을 주성분으로 한 저융점 폴리에스테르 바인더를 개시하고 있지만, 이는 열접착시 200℃ 이상의 온도를 필요로 하기 때문에 비경제적이다.U.S. Patent No. 4,129,675 discloses a low-melting-point polyester binder containing terephthalic acid and isophthalic acid as main components, but this is uneconomical because it requires a temperature of 200° C. or higher during thermal bonding.

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.U.S. Patent No. 4,166,896 discloses a method for preparing unsaturated polyester by copolymerizing unsaturated dicarboxylic acid with a low molecular weight substance obtained by depolymerizing polyester. There are disadvantages in that it has an excessively high melting point and high crystallinity.

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.U.S. Patent No. 4,065,439 discloses a low-melting polyester obtained using terephthalic acid/isophthalic acid/adipic acid (or sebacic acid) and ethylene glycol/neopentyl glycol, but the melting point of the binder is 45°C to 60°C. It is too low to be used as a core for clothing, and its shape stability in high temperature conditions is also weak.

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.On the other hand, Korean Patent Laid-Open No. 2001-11548 discloses polycondensation polymerization of a dicarboxylic acid component of terephthalic acid and phthalic anhydride and a diol component of ethylene glycol and diethylene glycol, which has excellent adhesion to polyester and does not cause yellowing after adhesion. Although a binder for ester-based fibers is provided, the binder has a complex reaction mechanism by using phthalic anhydride directly, and thus the polycondensation temperature must be lowered to prevent the problem of poor color of the co-polyester.

또한, 대한민국 등록특허 제1684234호에서는 산성분으로 테레프탈산을 사용하고, 디올성분에 2-메틸-1,3-프로판다이올과 에틸렌글리콜을 주성분으로 사용하여 연화점이 110~130℃의 범위로 바인더용 폴리에스테르 섬유용으로 사용할 수 있음이 개시되어 있다.In addition, Korean Patent Registration No. 1684234 uses terephthalic acid as an acid component and 2-methyl-1,3-propanediol and ethylene glycol as the main components for the diol component, so that the softening point is in the range of 110 to 130° C. for binders. It is disclosed that it can be used for polyester fibers.

상기에서와 같이 바인더용 폴리에스테르 수지는 다양한 공중합 화합물을 사용하여 다양한 화학 조성의 폴리에스테르 수지가 개발되었으나, 실제 사용되는 바인더용 폴리에스테르 수지는 한정적이며, 바인더용 폴리에스테르 수지의 공중합에 사용되는 화합물이 수급의 어려움, 가격의 급상승 등 다양한 요인으로 인해 원활히 수급되지 않을 경우 제품 생산에 차질이 발생될 수 있다.As described above, polyester resins of various chemical compositions have been developed as polyester resins for binders using various copolymer compounds, but polyester resins for binders that are actually used are limited, and compounds used for copolymerization of polyester resins for binders If supply is not smooth due to various factors such as difficulties in supply and demand, sharp rise in prices, product production may be disrupted.

따라서, 바인더용 폴리에스테르 수지에 사용되는 공중합 화합물의 다양화를 통한 다양한 제품이 필요하며, 제품화된 바인더용 폴리에스테르 수지와 유사하거나 우수한 바인더 특성을 가지는 바인더용 폴리에스테르 수지의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, various products are required through diversification of copolymer compounds used in polyester resins for binders, and there is a need to develop polyester resins for binders having binder properties similar to or superior to those of commercialized polyester resins for binders.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 종래의 바인더용 폴리에스테르 수지와 다른 화학구조를 갖지만, 종래의 바인더용 폴리에스테르 수지와 유사 또는 우수한 바인더 특성을 가지는 바인더용 폴리에스테르 수지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was invented to solve the problems of the prior art, and has a chemical structure different from that of a conventional polyester resin for a binder, but has similar or superior binder properties to that of a conventional polyester resin for a binder. It aims to provide a resin.

또한, 분자량 분포도를 통해 물성을 제어하여 다양한 용도의 바인더용 폴리에스테르 수지를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a polyester resin for binders of various uses by controlling physical properties through molecular weight distribution.

본 발명은 하기 [화학식 1]의 폴리에스테르 수지로, 상기 폴리에스테르 수지는 220℃의 용융점도 및 260℃의 용융점도의 차이가 700포이즈(poise)이하인 것을 특징으로 하는 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지를 제공한다.The present invention is a polyester resin of the following [Formula 1], wherein the polyester resin has a difference between a melt viscosity of 220 ° C and a melt viscosity of 260 ° C of 700 poise or less. provides

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

단, m과 n은 몰%로 m+n=100%이고, a는 중합도임However, m and n are mol%, m+n=100%, and a is the degree of polymerization

또한, 상기 폴리에스테르 수지는 260℃의 용융점도가 500~1,300포이즈(poise)인 것을 특징으로 하는 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지를 제공한다.In addition, the polyester resin provides a novel polyester resin for a binder, characterized in that the melt viscosity of 260 ℃ 500 ~ 1,300 poise (poise).

또한, 상기 폴리에스테르 수지는 분자량 분포도(Mw/Mn)가 2.0~3.5인 것을 특징으로 하는 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지를 제공한다.In addition, the polyester resin provides a novel polyester resin for a binder, characterized in that the molecular weight distribution (Mw / Mn) is 2.0 ~ 3.5.

또한, 상기 [화학식 1]의 n은 30~50몰%인 것을 특징으로 하는 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지를 제공한다.In addition, n in [Formula 1] provides a novel polyester resin for a binder, characterized in that 30 to 50 mol%.

또한, 상기 [화학식 1]의 a는 50~100인 것을 특징으로 하는 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지를 제공한다.In addition, a in [Formula 1] provides a novel polyester resin for a binder, characterized in that 50 to 100.

또한, 상기의 바인더용 폴리에스테르 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유를 제공한다.In addition, there is provided a fiber comprising the polyester resin for the binder.

상기와 같이 본 발명에 따른 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지는 종래의 바인더용 폴리에스테르 수지와 다른 화학구조를 갖지만, 종래의 바인더용 폴리에스테르 수지와 유사 또는 우수한 바인더 특성을 가지는 효과가 있다.As described above, the novel polyester resin for a binder according to the present invention has a chemical structure different from that of the conventional polyester resin for a binder, but has the effect of having similar or superior binder properties to the conventional polyester resin for a binder.

또한, 분자량 분포도를 통해 물성을 제어하여 다양한 용도의 바인더용 폴리에스테르 수지를 제공하는 효과가 있다.In addition, there is an effect of providing a polyester resin for a binder for various uses by controlling the physical properties through the molecular weight distribution.

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.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. First, in describing the present invention, detailed descriptions of related known functions or configurations are omitted so as not to obscure the gist of the present invention.

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.As used herein, the terms 'about', 'substantially' and the like are used in a sense at or close to the numerical value when the manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented, and serve to enhance the understanding of the present invention. To help, precise or absolute figures are used to prevent unfair use by unconscionable infringers of the stated disclosure.

본 발명은 하기 [화학식 1]의 폴리에스테르 수지로 220℃의 용융점도 및 260℃의 용융점도의 차이가 700포이즈(poise)이하인 것을 특징으로 하는 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지에 관한 것이다.The present invention relates to a new polyester resin for a binder, characterized in that the difference between the melt viscosity of 220 ° C and the melt viscosity of 260 ° C is 700 poise or less as the polyester resin of the following [Formula 1].

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

단, m과 n은 몰%로 m+n=100%이고, a는 중합도임However, m and n are mol%, m+n=100%, and a is the degree of polymerization

상기 바인더용 폴리에스테르 수지는 상기 화학식 1과 같이 벤젠고리를 가지지 않는 구성이 함유되는 폴리에스테르 수지로 테레프탈산과 에틸렌글리콜로 형성되는 폴리에스테르 수지에 보다 벤젠고리의 수를 줄여 분자쇄 전체의 유동가능성을 증가시켜 융점이 저하된다.The polyester resin for the binder is a polyester resin containing a composition that does not have a benzene ring as shown in Formula 1, and reduces the number of benzene rings compared to the polyester resin formed of terephthalic acid and ethylene glycol to increase the flowability of the entire molecular chain. increasing and the melting point is lowered.

또한, 본 발명의 바인더용 폴리에스테르 수지는 분자쇄에 벤젠고리 감소로 (Packing)성이 증가하여 섬유, 필름, 성형체로 형성될 경우 새킹(Sagging)성이 개선될 수 있다.In addition, the polyester resin for a binder of the present invention may have improved sagging properties when it is formed into fibers, films, and molded articles because packing properties increase due to reduction of benzene rings in the molecular chain.

본 발명의 바인더용 폴리에스테르 수지의 n이 30몰%이상 함유될 경우 고분자가 비정형이 되어 종래의 이소프탈산이 함유되는 바인더용 저융점 폴리에스테르 수지와 유사한 열적특성을 갖게 된다. 고분자 주쇄에 존재하는 유연 분자쇄로 인해 탄성을 향상시켜 부직포 바인딩시 인열특성을 개선시키는 역할을 한다. When the n content of the polyester resin for the binder of the present invention is 30 mol% or more, the polymer becomes amorphous and has thermal properties similar to those of the conventional low-melting-point polyester resin for binders containing isophthalic acid. Due to the flexible molecular chains present in the polymer main chain, the elasticity is improved, thereby improving the tear properties during binding of the nonwoven fabric.

즉, 본 발명의 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지의 벤젠고리를 가지지 않는 구성의 함량에 따라 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.That is, the softening point (Ts) and / or the glass transition temperature (Tg) by inducing an increase in the degree of freedom of the main chain and a decrease in the crystallinity of the resin according to the content of the composition not having a benzene ring of the novel polyester resin for the binder of the present invention can be adjusted. This may exhibit the same effect as in the case of using isophthalic acid (IPA) containing an asymmetric aromatic ring in order to reduce the crystallinity of the conventional crystalline polyester resin.

따라서, 상기 n은 30~50몰%인 것이 바람직한 것으로 n이 30몰%미만이면 폴리에스테르 수지가 결정성을 가지게 저융점 특성이 발현되지 않을 수 있으며, n이 50몰%를 초과하면 벤젠고리를 가지지 않는 구성의 함량이 커져 폴리에스테르 수지의 물성이 저하될 수 있다.Therefore, the n is preferably 30-50 mol%. If n is less than 30 mol%, the polyester resin has crystallinity and low melting point characteristics may not be expressed, and when n exceeds 50 mol%, the benzene ring is The content of the non-existent components may increase, thereby reducing the physical properties of the polyester resin.

또한, 중합도가 너무 작으면 폴리에스테르 물성이 저하되고, 중합도가 너무 크면 중합공정에 어렵고 장시간 소요될 수 있는 것으로 상기 [화학식 1]의 a는 50~100인 것이 바람직할 것이다.In addition, when the degree of polymerization is too small, the physical properties of the polyester are reduced, and when the degree of polymerization is too large, the polymerization process is difficult and may take a long time.

상기와 같이 형성되는 본 발명의 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지는 220℃의 용융점도 및 260℃의 용융점도의 차이가 700포이즈(poise)이하로 고온에서 용융점도가 급격하게 저하되지 않는 저융점 폴리에스테르 수지이다.The novel polyester resin for a binder of the present invention formed as described above has a low melting point poly that does not rapidly decrease the melt viscosity at high temperature with a difference between the melt viscosity of 220°C and the melt viscosity of 260°C of 700 poise or less. It is an ester resin.

상기 폴리에스테르 수지의 220℃의 용융점도 및 260℃의 용융점도의 차이는 낮으면 낮을수록 공정성이 향상되어 바람직한 것으로 500포이즈 이하인 것이 더욱 바람직할 것이다.The lower the difference between the melt viscosity of 220 ° C. and the melt viscosity of 260 ° C. of the polyester resin, the better the processability is improved, and it will be more preferably 500 poise or less.

상기 폴리에스테르 수지의 220℃의 용융점도 및 260℃의 용융점도의 차이는 온도가 상승됨에 따라 저하되는 용융점도의 하락 폭을 감소시켜 용융점도의 차이를 700포이즈(poise)이하로 조절할 수 있는 것으로 상기 폴리에스테르 수지의 용융점도는 분자량 및 분자량 분포도(Mw/Mn)에 따라 조절할 수 있을 것이다.The difference between the melt viscosity of 220 ° C and the melt viscosity of 260 ° C of the polyester resin reduces the drop width of the melt viscosity that is lowered as the temperature rises, so that the difference in melt viscosity can be adjusted to 700 poise or less. The melt viscosity of the polyester resin may be controlled according to the molecular weight and molecular weight distribution (Mw/Mn).

본 발명에 따른 폴리에스테르 수지는 고온에서 높은 용융점도가 유지되도록 분자량 분포도(Mw/Mn)가 2.0~4.0인 것이 바람직할 것이다.The polyester resin according to the present invention may preferably have a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 2.0 to 4.0 so that a high melt viscosity is maintained at a high temperature.

일반적으로 폴리에스테르 수지의 분자량 및 분자량 분포도는 중합 공정에서 역반응을 억제하여 분자량 및 분자량 분포도를 상승시킬 수 있는 것으로 디올성분을 과량으로 투입하고 압력, 온도 및 중합 시간을 조절하여 분자량을 올리고, 분자량 분포도를 내릴 수 있다.In general, the molecular weight and molecular weight distribution of a polyester resin can increase the molecular weight and molecular weight distribution by suppressing the reverse reaction in the polymerization process. can lower

상기 분자량 분포도를 2 미만으로 제조하기 위해서는 고온·고압상태에서 장시간 중합해야하므로 본 발명에 따른 시스부의 폴리에스테르 수지는 분자량 분포도(Mw/Mn)가 2.0 이상인 것이 바람직하며, 분자량 분포도가 4.0를 초과하면 고온에서 용융점도가 급격히 하락될 수 있으므로 분자량 분포도가 4.0이하인 것이 바람직할 것이다.In order to prepare the molecular weight distribution to be less than 2, it is necessary to polymerize for a long time at high temperature and high pressure. Since the melt viscosity may drop rapidly at high temperatures, it would be desirable to have a molecular weight distribution of 4.0 or less.

본 발명에 따른 시스부의 폴리에스테르 수지의 분자량 분포도(Mw/Mn)는 2.0~3.5인 것이 가장 바람직할 것이다.The molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polyester resin of the sheath portion according to the present invention is most preferably in the range of 2.0 to 3.5.

상기와 같이 [화학식 1]로 형성되는 본 발명의 저융점 폴리에스테르 수지는 연화온도가 100℃~150℃이고, 유리전이 온도(Tg)는 50℃ 내지 90℃, 고유점도 0.50㎗/g이상으로 우수한 물성을 가지게 된다.As described above, the low-melting-point polyester resin of the present invention formed by [Formula 1] has a softening temperature of 100 ° C to 150 ° C, a glass transition temperature (Tg) of 50 ° C to 90 ° C, and an intrinsic viscosity of 0.50 ㎗ / g or more. It has excellent physical properties.

상기와 같은 본 발명의 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지는 기존 바인더 수지에 적용되는 온도와 유사한 범위의 저온에서 열접착시킬 수 있을 뿐만 아니라, 공정성이 향상되며, 유리전이 온도가 50℃이상으로 섬유, 필름, 성형체 등 다양한 소재로 제조될 수 있을 것이다. 특히, 자동차 내장용 제품과 같이 고온의 분위기에서 내구성 및 형태 안정성을 필요로 하는 경우에도 강력이 유지되며 몰딩용 부직포에서도 고온 분위기하에서 처짐 현상을 예방할 수 있는 장점을 가지는 것으로 다양한 용도의 부직포용으로 사용할 수 있을 것이다.As described above, the novel polyester resin for binder of the present invention can be thermally bonded at a low temperature in a range similar to the temperature applied to the existing binder resin, and processability is improved, and the glass transition temperature is higher than 50 ° C. It may be manufactured from various materials such as a film, a molded body, and the like. In particular, strong strength is maintained even when durability and shape stability are required in a high-temperature atmosphere, such as automobile interior products, and the non-woven fabric for molding has the advantage of preventing sagging in a high-temperature atmosphere. will be able

이하 본 발명에 따른 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples of a method for producing a novel polyester resin for a binder according to the present invention are shown, but the present invention is not limited to the examples.

실시예 1 내지 6Examples 1 to 6

바인더용 폴리에스테르 수지는 하기 [화학식 2], [화학식 3], [화학식 4]의 단량체를 사용하여 [화학식 1]의 n이 45몰%를 갖도록 중합하였다.The polyester resin for the binder was polymerized so that n of [Formula 1] had 45 mol% by using the monomers of the following [Formula 2], [Formula 3], and [Formula 4].

상기 바인더용 폴리에스테르 수지는 하기 표 1에서와 같이 고유점도를 약 0.56dl/g으로 일정하게 조절하고 실시예에 따라 다른 분자량 및 분자량 분포도를 갖는 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지를 제조하였다.As shown in Table 1 below, the polyester resin for the binder has an intrinsic viscosity of about 0.56 dl/g, and a novel polyester resin for a binder having different molecular weights and molecular weight distribution according to Examples was prepared.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00003
Figure pat00003

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00004
Figure pat00004

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00005
Figure pat00005

구분division 연화점
(℃)
softening point
(℃)
Tg
(℃)
Tg
(℃)
IV
(dl/g)
IV
(dl/g)
MnMn MwMw 분자량 분포도molecular weight distribution 중합도
(a)
degree of polymerization
(a)
용융점도(poise)melt viscosity (poise)
220℃220℃ 240℃240℃ 260℃260℃ 실시예1Example 1 118.3118.3 68.968.9 0.5660.566 1080010800 4510045100 4.174.17 56.356.3 10371037 833833 461461 실시예2Example 2 119.2119.2 69.869.8 0.5630.563 1300013000 4760047600 3.663.66 65.265.2 11971197 892892 517517 실시예3Example 3 118.7118.7 69.769.7 0.5670.567 1370013700 4590045900 3.353.35 71.371.3 12341234 978978 813813 실시예4Example 4 116.7116.7 69.469.4 0.5610.561 1320013200 4090040900 3.093.09 72.172.1 13081308 11361136 981981 실시예5Example 5 117.1117.1 68.968.9 0.5650.565 1390013900 3740037400 2.692.69 73.473.4 13981398 12321232 10711071 실시예6Example 6 116.1116.1 69.569.5 0.5630.563 1350013500 3210032100 2.372.37 78.778.7 15111511 13711371 12331233

표 1에서와 같이 분자량 분포도가 낮아질수록 용융점도가 증가하는 것을 알 수 있으며, 실시예 3을 통해 중합도가 3.5이하에서 260℃의 용융점도가 800포이즈 이상으로 고온에서 높은 용융점도를 유지할 수 있는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that the melt viscosity increases as the molecular weight distribution decreases, and through Example 3, the melt viscosity at 260°C at a polymerization degree of 3.5 or less is 800 poise or more. Able to know.

또한, 중합도가 상승될 경우 분자량 분포도가 낮아지는 것을 알 수 있는 것으로 실시예 3 내지 6을 통해 중합도가 3.5이하에서 220℃의 용융점도 및 260℃의 용융점도의 차이가 200~500포이즈로 용융점도 차이가 매우 작을 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that when the polymerization degree is increased, the molecular weight distribution is lowered. Through Examples 3 to 6, the difference between the melt viscosity of 220°C and the melt viscosity of 260°C at a polymerization degree of 3.5 or less is 200-500 poise. It can be seen that the difference is very small.

◈ 실시예 1 내지 6의 물성측정◈ Measurement of physical properties of Examples 1 to 6

상기 실시예 1 내지 6에서 제조된 바인더용 폴리에스테르 수지를 바인더용 폴리에스테르 섬유로 형성한 후, 압축경도를 측정하여 바인더용 적합성 및 접착성을 측정하였다.After the polyester resin for the binder prepared in Examples 1 to 6 was formed into the polyester fiber for the binder, the compressive hardness was measured to measure the suitability and adhesiveness for the binder.

상기 바인더용 폴리에스테르 섬유는 시스-코어형으로 제조된 것으로 코어부는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 시스부는 실시예에서 제조된 바인더용 폴리에스테르 수지를 사용하여 시스부 및 코어부의 중량비 50:50으로 일반적인 복합방사공정을 통해 제조하였다.The polyester fiber for the binder is manufactured in a sheath-core type, and the core part uses polyethylene terephthalate, and the sheath part uses the polyester resin for the binder prepared in Example, and the weight ratio of the sheath part and the core part is 50:50, a general composite spinning process. was prepared through

(1) 연화점(또는 융점) 및 유리전이 온도(Tg) 측정(1) Measurement of softening point (or melting point) and glass transition temperature (Tg)

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.The glass transition temperature (Tg) of the copolymerized polyester resin was measured using a differential scanning calorimeter (Perkin Elmer, DSC-7), and the softening behavior was measured in TMA mode using a dynamic mechanical analyzer (DMA-7, Perkin Elmer). did

(2) 고유점도(IV) 측정(2) Measurement of intrinsic viscosity (IV)

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.The polyester resin was dissolved in a solution of phenol and tetrachloroethane in a 1:1 weight ratio at a concentration of 0.5% by weight, respectively, and then the intrinsic viscosity (I.V) was measured at 35°C using an Uberod viscometer.

(3) 용융점도 측정 (3) Melt viscosity measurement

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.After melting the polyester resin at the measurement temperature, the melt viscosity was measured using RDA-III manufactured by Rheometric Scientific. Specifically, when measuring from the initial frequency = 1.0 rad/s to the final frequency = 500.0 rad/s under the frequency sweep condition at the set temperature, the value at 100 rad/s was calculated as the melt viscosity.

(4) 압축경도 측정(4) Compressive hardness measurement

폴리에스테르 섬유 5g을 개섬하고 지름 10㎝의 원형의 성형틀에 5㎝ 높이로 쌓은 후에 설정된 온도에서 90초간 열접착하여 원기둥 형상의 성형품을 제조하였다. 제조된 성형품을 Instron을 통해 75%압축하여 압축에 걸리는 하중을 측정하여 압축경도를 측정하였다. 본 실험에서는 열접착 온도는 140℃, 150℃, 160℃에서 각각 열접착하여 압축경도를 측정하였다.After opening 5 g of polyester fiber and stacking it in a circular mold with a diameter of 10 cm to a height of 5 cm, thermal bonding was performed at a set temperature for 90 seconds to prepare a cylindrical molded article. The manufactured molded article was compressed by 75% through Instron, and the load applied to the compression was measured to measure the compression hardness. In this experiment, the compression hardness was measured by thermal bonding at 140 °C, 150 °C, and 160 °C, respectively.

(5) 방사수율(%, 24hr) 측정(5) Measurement of radiation yield (%, 24hr)

방사수율은 24시간 동안 사용된 폴리에스테르 수지의 양과 방사된 섬유의 양을 측정하여 하기의 식으로 계산하였다.The spinning yield was calculated by the following formula by measuring the amount of polyester resin used and the amount of fibers spun for 24 hours.

방사수율(%) = (방사된 섬유의 양(kg) / 사용 PET 수지의 양(kg)) * 100 Spinning yield (%) = (Amount of spun fiber (kg) / Amount of PET resin used (kg)) * 100

(6) 분자량 측정(6) Molecular weight measurement

폴리에스테르 수지의 수평균 분자량(Mn), 중량평균 분자량(Mw)은 GPC 분석 방법으로 측정하였다.The number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) of the polyester resin were measured by GPC analysis.

* GPC(Gel permeation chromatograph) 분석 기기 조건* GPC (Gel permeation chromatograph) analysis instrument conditions

1) 분석 기기 : Tosoh社 EcoSEC HLC-8320 GPC 1) Analysis device: Tosoh EcoSEC HLC-8320 GPC

2) 검출기 : RI-Detector 2) Detector: RI-Detector

3) 전개용매 : CHCl3(클로로포름) 3) Developing solvent: CHCl 3 (chloroform)

4) 컬럼 : 2 X Shodex LF-804 + Shodex KF-802.5 (7.8 x 300mm) 4) Column: 2 X Shodex LF-804 + Shodex KF-802.5 (7.8 x 300mm)

5) 온도 : 40℃ 5) Temperature: 40℃

6) 유속 : 1.0mL/min 6) Flow rate: 1.0mL/min

7) 표준물질 : Polystyrene 7) Standard material: Polystyrene

구분division 압축경도(kgf)Compressive hardness (kgf) 방사수율
(%, 24hr)
radiation yield
(%, 24hr)
140℃140℃ 150℃150℃ 160℃160℃ 실시예1Example 1 1.41.4 2.62.6 3.33.3 97.897.8 실시예2Example 2 1.61.6 3.33.3 4.24.2 98.998.9 실시예3Example 3 2.42.4 4.24.2 5.15.1 99.299.2 실시예4Example 4 3.53.5 4.44.4 5.65.6 99.599.5 실시예5Example 5 3.43.4 4.64.6 5.65.6 99.499.4 실시예6Example 6 3.73.7 4.74.7 5.85.8 99.599.5

압축경도는 수치가 높을 수록 성형품의 섬유간의 열접착성이 우수한 것으로 상기 표 2에 나타낸 바와 같이 본 발명의 바인더용 폴리에스테르 수지로 형성된 섬유는 바인더용 폴리에스테르 수지의 분자량 분포도가 낮아질수록 압축경도가 높아지는 것으로 열접착성이 향상되는 것을 알 수 있다.As for the compression hardness, the higher the numerical value, the better the thermal adhesiveness between the fibers of the molded article. It can be seen that the thermal adhesiveness is improved by increasing.

상기에서와 같이 본 발명에 따른 시스부의 바인더용 폴리에스테르 수지의 분자량 분포도가 방사공정성 및 열접착성에 밀접한 연관성을 갖는 것으로 분자량 분포도가 상승할수록 공정성 및 열접착성이 향상되나, 분자량 분포도는 중합 공정상 2미만으로 제조가 어려운 것으로 본 발명에 따른 바인더용 폴리에스테르 수지는 분자량 분포도는 2~4인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2.0~3.5이다.As described above, the molecular weight distribution of the polyester resin for the binder for the sheath according to the present invention is closely related to the spinning processability and thermal adhesiveness. It is difficult to manufacture less than 2, and the polyester resin for a binder according to the present invention preferably has a molecular weight distribution of 2 to 4, more preferably 2.0 to 3.5.

또한, 실시예 1 내지 6은 모두 방사수율이 97%이상으로 본 발명의 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지를 사용하여 섬유로 제조시에 공정성이 우수한 것을 알 수 있다.In addition, in Examples 1 to 6, it can be seen that all of the spinning yields were 97% or more, showing excellent processability when manufacturing fibers using the novel polyester resin for binders of the present invention.

Claims (6)

하기 [화학식 1]의 폴리에스테르 수지로,
상기 폴리에스테르 수지는 220℃의 용융점도 및 260℃의 용융점도의 차이가 700포이즈(poise)이하인 것을 특징으로 하는 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지.
[화학식 1]
Figure pat00006

단, m과 n은 몰%로 m+n=100%이고, a는 중합도임
To the polyester resin of the following [Formula 1],
The polyester resin is a novel polyester resin for a binder, characterized in that the difference between the melt viscosity of 220 ℃ and the melt viscosity of 260 ℃ is 700 poise or less.
[Formula 1]
Figure pat00006

However, m and n are mol%, m+n=100%, and a is the degree of polymerization
제1항에 있어서,
상기 폴리에스테르 수지는 260℃의 용융점도가 500~1,300포이즈(poise)인 것을 특징으로 하는 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지.
The method of claim 1,
The polyester resin is a novel polyester resin for a binder, characterized in that the melt viscosity of 260 ℃ 500 ~ 1,300 poise (poise).
제1항에 있어서,
상기 폴리에스테르 수지는 분자량 분포도(Mw/Mn)가 2.0~3.5인 것을 특징으로 하는 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지.
The method of claim 1,
The polyester resin is a novel polyester resin for a binder, characterized in that the molecular weight distribution (Mw / Mn) is 2.0 ~ 3.5.
제1항에 있어서,
상기 [화학식 1]의 n은 30~50몰%인 것을 특징으로 하는 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지.
The method of claim 1,
n of the [Formula 1] is a novel polyester resin for a binder, characterized in that 30-50 mol%.
제1항에 있어서,
상기 [화학식 1]의 a는 50~100인 것을 특징으로 하는 신규한 바인더용 폴리에스테르 수지.
The method of claim 1,
A of the [Formula 1] is a novel polyester resin for a binder, characterized in that 50 to 100.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 바인더용 폴리에스테르 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유.A fiber comprising the polyester resin for a binder according to any one of claims 1 to 5.
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