WO2021071251A1 - Thermally adhesive fiber and fiber aggregate comprising same for motor vehicle interior material - Google Patents

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WO2021071251A1
WO2021071251A1 PCT/KR2020/013672 KR2020013672W WO2021071251A1 WO 2021071251 A1 WO2021071251 A1 WO 2021071251A1 KR 2020013672 W KR2020013672 W KR 2020013672W WO 2021071251 A1 WO2021071251 A1 WO 2021071251A1
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임성수
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Abstract

The present invention relates to a thermally adhesive fiber and, more specifically, to a thermally adhesive fiber, a fiber aggregate for an automobile interior material, and a motor vehicle interior material comprising same, wherein the thermally adhesive fiber exhibits far superior tactility, acoustic absorptivity, adhesive strength, flame retardancy, and processability, minimizes a temporal change due to excellent heat resistance, and remarkably reduces release of VOCs and thus is particularly suitable for a motor vehicle in which a sealed environment is implemented.

Description

열접착성 섬유 및 이를 포함하는 자동차 내장재용 섬유집합체Heat-adhesive fiber and fiber assembly for automobile interior materials containing the same
본 발명은 열접착성 섬유에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 촉감, 흡음율, 접착강도, 난연성 및 가공성이 매우 뛰어나고, 우수한 내열성으로 경시변화가 최소화되며, VOCs의 방출이 현저히 저감되어 밀폐된 환경이 구현되는 자동차에 특히 적합한 열접착성 섬유, 자동차 내장재용 섬유집합체 및 이를 포함하는 자동차 내장재에 관한 것이다.The present invention relates to a heat-adhesive fiber, and more particularly, it has excellent touch, sound absorption, adhesive strength, flame retardancy and workability, and its excellent heat resistance minimizes change over time, and the emission of VOCs is remarkably reduced to realize a sealed environment. It relates to a heat-adhesive fiber particularly suitable for automobiles, a fiber assembly for automobile interior materials, and automotive interior materials including the same.
일반적으로 합성섬유는 융점이 높아 용도가 제한되는 경우가 적지 않다. 특히 섬유 등의 접착용도에 있어서 심지 등의 용도나 테이프상의 직물 사이에 삽입하여 가압 접착하게 되는 접착제로 사용되는 경우에는 가열에 의해 섬유 직물 자체가 열화될 수 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.In general, synthetic fibers have a high melting point and are often limited in use. In particular, in the case of bonding applications such as fibers, in the case of use as a wick or as an adhesive that is inserted between tape-like fabrics and bonded by pressure, the fiber fabric itself may be deteriorated by heating, and special equipment such as high-frequency sewing machine must be used. Because of the inconvenience of doing so, it is desired to easily adhere by a common simple heating press without using such special equipment.
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.Conventional low-melt polyester fibers have been widely used for the purpose of adhering different types of fibers in mutual fiber structures used in the manufacture of mattresses, interior materials for automobiles, or various nonwoven fabric patting applications.
예를 들어, 미국등록특허 제4,129,675호에는 테레프탈산(terephthalic acid: TPA)과 이소프탈산(isophthalic acid: IPA)을 이용하여 공중합된 저융점 폴리에스테르가 소개되어 있으며, 또한, 한국등록특허 제10-1216690호에는 접착성을 개선시키기 위한 이소프탈산, 디에틸렌글리콜을 포함하여 구현된 저융점 폴리에스테르 섬유를 개시하고 있다.For example, U.S. Patent No. 4,129,675 introduces a low melting point polyester copolymerized using terephthalic acid (TPA) and isophthalic acid (IPA), and Korean Patent No. 10-1216690 The issue discloses a low melting point polyester fiber including isophthalic acid and diethylene glycol to improve adhesion.
그러나 위와 같은 종래의 저융점 폴리에스테르 섬유는 일정 수준이상의 방사성 및 접착성을 가질 수 있지만, 강직한 개질제의 고리구조로 인해 열접착 후 딱딱한 느낌의 자동차용 내장재가 구현되는 문제점이 있다.However, the conventional low-melting polyester fiber as described above may have a certain level of spinnability and adhesiveness, but there is a problem in that a rigid interior material for automobiles is realized after heat bonding due to the ring structure of a rigid modifier.
또한, 바인더 특성의 발현을 위해 낮은 융점이나, 낮은 유리전이온도를 갖는 방향으로 개발이 진행됨에 따라서 구현된 폴리에스테르의 내열성이 열악해져서 여름철 40℃를 넘는 저장조건에서도 경시변화가 현저히 발생하며, 저장 중에 발생하는 폴리에스테르 섬유 간 결합이 발생하여 저장안정성 역시 현저히 저하되는 문제가 있다. 특히, 여름철 실외에 주차된 자동차 실내온도는 60℃ 이상으로 올라갈 수 있는데, 이러한 조건에서 내열성이 열악한 폴리에스테르 섬유의 사용 시 구현된 내장재의 경시변화 역시 문제될 수 있다.In addition, as the development progresses toward a low melting point or low glass transition temperature for the development of binder properties, the heat resistance of the embodied polyester deteriorates, resulting in significant changes with time even under storage conditions exceeding 40°C in summer. There is a problem in that the storage stability is also markedly deteriorated due to the occurrence of bonding between the polyester fibers occurring in the material. In particular, the indoor temperature of a car parked outdoors in summer may rise to 60°C or higher, and a change over time of the implemented interior material may also be a problem when a polyester fiber having poor heat resistance is used under such conditions.
한편, 자동차는 통상적으로 외부와 밀폐된 상태로 운행되고, 특히 최근의 미세먼지 등의 영향으로 더욱 밀폐된 상태로 운행이 증가되는 추세에 있다. 이에 따라서 자동차 실내공간의 공기의 질이 중요한데, 실내공간에 탑재되는 내장재에서 휘발성 유기화합물(VOCs)의 방출 문제가 보고되고 있으며, 방출된 휘발성 유기화합물로 인해 탑승자의 건강을 해치는 문제가 대두되고 있는 실정이다. On the other hand, automobiles are generally operated in a closed state with the outside, and in particular, there is a trend of increasing operation in a more sealed state due to the influence of recent fine dust. Accordingly, the quality of the air in the interior space of the vehicle is important, and the problem of emission of volatile organic compounds (VOCs) from interior materials mounted in the interior space has been reported, and the problem of harming the health of the occupants due to the released volatile organic compounds is emerging. Actually.
따라서, 촉감, 흡음율, 접착강도 및 가공성이 개선되고, 경시변화가 최소화되며, VOCs의 방출이 현저히 저감되는 자동차 내장재에 대한 개발이 시급한 실정이다.Accordingly, there is an urgent need to develop interior materials for automobiles in which tactile feel, sound absorption, adhesive strength and workability are improved, changes over time are minimized, and emission of VOCs is significantly reduced.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 촉감, 흡음율, 난연성, 접착강도 및 가공성이 매우 뛰어나고, 우수한 내열성으로 경시변화가 최소화되며, VOCs의 방출이 현저히 저감되어 밀폐된 환경이 구현되는 자동차에 특히 적합함에 따라서 시트백 등의 자동차 내장재용 섬유집합체 및 이를 포함하는 자동차 내장재를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been devised in consideration of the above points, and has excellent touch, sound absorption, flame retardancy, adhesive strength and workability, minimizes change over time with excellent heat resistance, and significantly reduces the emission of VOCs, thereby realizing a sealed environment. As it is particularly suitable for automobiles, an object of the present invention is to provide a fiber assembly for automobile interior materials such as seatbacks and automobile interior materials including the same.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 폴리에스테르계 성분 및 인계 난연제가 포함된 심부, 및 테레프탈산을 포함하는 산성분, 및 에틸렌글리콜과 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 디올성분이 반응된 에스테르화 화합물이 중축합된 코폴리에스테르를 포함하며, 상기 심부를 둘러싸는 초부;를 포함하고, MS 300-55 방법에 의거한 아세트알데하이드(AA) 발생량이 2400ppb 이하인 열접착성 섬유를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention includes a core containing a polyester-based component and a phosphorus-based flame retardant, and an acidic component containing terephthalic acid, and ethylene glycol and a compound represented by the following formula (1) and a compound represented by formula (2). Including a copolyester in which an esterified compound reacted with a diol component is polycondensed, and a sheath surrounding the core; including, and thermal bonding with an acetaldehyde (AA) generation amount of 2400 ppb or less according to the MS 300-55 method Provides sex fibers.
[화학식 1][Formula 1]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000001
Figure PCTKR2020013672-appb-I000001
[화학식 2][Formula 2]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000002
Figure PCTKR2020013672-appb-I000002
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 화학식1로 표시되는 화합물과 화학식2로 표시되는 화합물의 함량 총합은 상기 디올성분 중 30 ~ 45 몰%로 포함될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the total amount of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 may be included in 30 to 45 mol% of the diol component.
또한, 상기 디올성분 중 화학식1로 표시되는 화합물의 함량(몰%)이 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량(몰%)보다 더 클 수 있다.In addition, the content (mol%) of the compound represented by Formula 1 in the diol component may be greater than the content (mol%) of the compound represented by Formula 2.
또한, 상기 디올성분은 디에틸렌글리콜을 포함하지 않을 수 있다. In addition, the diol component may not contain diethylene glycol.
또한, 상기 산성분은 이소프탈산을 산성분을 기준으로 1 ~ 10몰%로 더 포함될 수 있다.In addition, the acidic component may further include isophthalic acid in an amount of 1 to 10 mol% based on the acidic component.
또한, 상기 디올성분 중 상기 화학식1로 표시되는 화합물은 1 ~ 40몰%, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 0.8 ~ 20몰%로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 상기 디올성분 중 상기 화학식1로 표시되는 화합물은 20 ~ 40몰%, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 0.8 ~ 10몰%, 더욱 바람직하게는 상기 화학식1로 표시되는 화합물은 30 ~ 40몰%, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 0.8 ~ 6몰%로 포함될 수 있다.In addition, of the diol component, the compound represented by Formula 1 may be contained in an amount of 1 to 40 mol%, and the compound represented by Formula 2 may be included in an amount of 0.8 to 20 mol%, more preferably, the diol component represented by Formula 1 The compound represented is 20 to 40 mol%, the compound represented by Formula 2 is 0.8 to 10 mol%, more preferably the compound represented by Formula 1 is 30 to 40 mol%, the compound represented by Formula 2 is It may be included in 0.8 ~ 6 mol%.
또한, 상기 코폴리에스테르는 유리전이온도가 60 ~ 75℃, 보다 바람직하게는 65 ~ 72℃일 수 있다.In addition, the copolyester may have a glass transition temperature of 60 to 75°C, more preferably 65 to 72°C.
또한, 상기 코폴리에스테르는 고유점도가 0.500 ~ 0.800dl/g일 수 있다.In addition, the copolyester may have an intrinsic viscosity of 0.500 to 0.800 dl/g.
또한, 상기 심부는 하기 화학식3으로 표시되는 인계난연제를 인 함량 기준 5500ppm 내지 6500ppm 더 포함할 수 있다. In addition, the core portion may further include a phosphorus-based flame retardant represented by Formula 3 below, based on a phosphorus content of 5500ppm to 6500ppm.
[화학식 3][Formula 3]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000003
Figure PCTKR2020013672-appb-I000003
이때, 화학식 3에서 R은 탄소수 1 ~ 5의 알킬렌기이고, n은 1 ~ 20의 정수이고, m은 1 ~ 80의 정수이다.At this time, in Formula 3, R is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, n is an integer of 1 to 20, and m is an integer of 1 to 80.
또한, 상기 초부는 상기 화학식 3으로 포함하는 인계난연제를 더 포함할 수 있다.In addition, the sheath may further include a phosphorus-based flame retardant represented by Chemical Formula 3 above.
또한, 아세트알데하이드(AA) 발생량이 1950ppb 이하, 보다 바람직하게는 1600ppb 이하일 수 있다. In addition, the amount of acetaldehyde (AA) generated may be 1950 ppb or less, more preferably 1600 ppb or less.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 열접착성 섬유 및 융점이 250℃ 보다 높은 폴리에스테르계 지지섬유를 포함하는 자동차 내장재용 섬유집합체를 제공한다.In addition, the present invention provides a fiber assembly for automobile interiors comprising a heat-adhesive fiber according to the present invention and a polyester-based support fiber having a melting point higher than 250°C.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 열접착성 섬유 및 지지섬유는 70:30 ~ 30:70 중량비로 포함될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the heat-adhesive fiber and the support fiber may be included in a weight ratio of 70:30 to 30:70.
또한, 하기 조건 (1) 및 조건 (2)로서, (1) 하기 식1에 따른 값이 27 ~ 55이고, (2) 고온처짐이 45㎜ 이하, 보다 바람직하게는 20㎜ 이하일 수 있다.In addition, as the following conditions (1) and (2), (1) a value according to Equation 1 below may be 27 to 55, and (2) high temperature sag may be 45 mm or less, more preferably 20 mm or less.
[식 1][Equation 1]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000004
Figure PCTKR2020013672-appb-I000004
식1에서 D와 T는 각각 시편을 MS 300-08법에 의거하여 측정한 탄화거리 및 잔진시간이고, 상기 시편은 열접착성 섬유(섬유장 51㎜, 섬도 4.0de)와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 단섬유(섬유장 51㎜, 섬도 7.0de)를 5: 5 중량비로 혼섬 및 개섬한 뒤 180℃, 15분의 조건으로 열처리하여 평량이 330g/㎡로 제조된 섬유집합체이다.In Equation 1, D and T are the carbonization distance and residual time measured by the MS 300-08 method, respectively, and the specimen is a heat-adhesive fiber (fiber length 51 mm, fineness 4.0de) and polyethylene terephthalate (PET ) Short fibers (fiber length 51㎜, fineness 7.0de) are blended and opened at a weight ratio of 5:5, and then heat-treated at 180℃ for 15 minutes to achieve a basis weight of 330g/m².
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 자동차 내장재용 섬유집합체를 포함하는 자동차 내장재를 제공한다.In addition, the present invention provides a vehicle interior material comprising the fiber assembly for automotive interior material according to the present invention.
본 발명에 의한 자동차 내장재용 섬유집합체는 촉감, 흡음율, 접착강도, 난연성 및 가공성이 매우 뛰어나다. 또한, 우수한 내열성으로 경시변화가 최소화됨에 따라서 여름철 실외 주차 시 고온의 실내온도가 형성되는 자동차 내장재 용도로 매우 적합하다. 나아가 VOCs의 방출이 현저히 저감되어 밀폐된 환경으로 운행이 증가하는 자동차 내장재에 매우 적합함에 따라서 관련 분야에 널리 응용될 수 있다.The fiber assembly for automobile interior materials according to the present invention is excellent in touch, sound absorption, adhesive strength, flame retardancy, and workability. In addition, as the change over time is minimized due to its excellent heat resistance, it is very suitable for automotive interior materials in which a high temperature indoor temperature is formed during outdoor parking in summer. Furthermore, since the emission of VOCs is significantly reduced, it can be widely applied in related fields as it is very suitable for automobile interior materials that increase operation in an enclosed environment.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 포함되는 열접착성 섬유의 단면모식도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a heat-adhesive fiber included in an embodiment of the present invention.
이하, 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. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 열접착성 섬유(10)는 심부(11) 및 상기 심부(11)를 둘러싸는 초부(12)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the heat-adhesive fiber 10 according to the present invention includes a core 11 and a sheath 12 surrounding the core 11.
상기 초부(12)에 대해 먼저 설명하면, 상기 초부(12)는 테레프탈산을 포함하는 산성분, 및 에틸렌글리콜과 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 디올성분이 반응된 에스테르화 화합물이 중·축합된 코폴리에스테르를 포함한다. First of all, the chobu 12 is a reaction of an acidic component including terephthalic acid, and a diol component including a compound represented by the following formula (1) and a compound represented by the formula (2) with ethylene glycol. It includes a copolyester in which an esterified compound is polycondensed.
[화학식 1][Formula 1]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000005
Figure PCTKR2020013672-appb-I000005
[화학식 2][Formula 2]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000006
Figure PCTKR2020013672-appb-I000006
먼저, 상기 산성분은 테레프탈산을 포함하며, 이외에 테레프탈산이 아닌 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산이나, 탄소수 2 내지 14의 지방족 다가 카르복실산 및/또는 설폰산 금속염을 더 포함할 수 있다. First, the acidic component includes terephthalic acid, and in addition to terephthalic acid, an aromatic polyhydric carboxylic acid having 6 to 14 carbon atoms, or an aliphatic polyhydric carboxylic acid having 2 to 14 carbon atoms and/or a metal sulfonic acid metal salt may be further included.
상기 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산은 폴리에스테르의 제조를 위해 사용되는 산성분으로써 공지된 것들을 제한 없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 디메틸테레프탈레이트, 이소프탈산 및 디메틸이소프탈레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 테레프탈산과의 반응 안정성, 취급 용이성 및 경제적인 측면에서 이소프탈산일 수 있다. The aromatic polyhydric carboxylic acid having 6 to 14 carbon atoms is an acid component used for the production of polyester, and known ones may be used without limitation, but preferably any selected from the group consisting of dimethyl terephthalate, isophthalic acid and dimethyl isophthalate. It may be one or more, more preferably isophthalic acid in terms of reaction stability with terephthalic acid, ease of handling, and economy.
또한, 탄소수 2 내지 14의 지방족 다가 카르복실산은 폴리에스테르의 제조를 위해 사용되는 산성분으로써 공지된 것들을 제한 없이 사용할 수 있으나, 이에 대한 비제한적인 예로써, 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 수베린산, 시트르산, 피메르산, 아젤라인산, 세바스산, 노나노산, 데카노인산, 도데카노인산 및 헥사노데카노인산으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.In addition, the aliphatic polyhydric carboxylic acid having 2 to 14 carbon atoms may be used without limitation, as an acid component used for the production of polyester, but non-limiting examples thereof include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, and It may be any one or more selected from the group consisting of acid, adipic acid, suberic acid, citric acid, pimeric acid, azelaic acid, sebacic acid, nonanoic acid, decanoic acid, dodecanoic acid and hexanodecanoic acid.
또한, 상기 설폰산 금속염은 소디움 3,5-디카르보메톡시벤젠 설포네이트일 수 있다. In addition, the sulfonic acid metal salt may be sodium 3,5-dicarbomethoxybenzene sulfonate.
한편, 상기 산성분으로써 테레프탈산 이외에 구비될 수 있는 다른 성분들은 코폴리에스테르의 내열성을 저하시킬 수 있어서 바람직하게는 포함하지 않는 것이 좋다. 특히, 이소프탈산이나, 디메틸이소프탈레이트와 같은 산성분이 더 포함되는 경우 코폴리에스테르의 중축합과정에서 발생하는 VOCs의 함량, 일예로 아세트알데하이드의 함량이 증가할 수 있는 반면에, 코폴리에스테르의 융점은 더욱 저하되어 열처리 등을 통한 후속공정을 통해서 중합과정에서 발생한 아세트알데하이드를 기화시켜 제거하기도 어렵기 때문에 결과적으로 제조된 섬유에 아세트알데하이드의 함량이 높을 수 있다. 이에 이소프탈산을 더 포함하는 경우 산성분 기준 1 ~ 10몰%로 구비될 수 있으며, 10몰%를 초과해서 구비되는 경우 아세트알데하이드 함량이 과도히 증가할 우려가 있고, 이로 구현된 열접착성 섬유는 자동차 내장재 용도로 적합하지 않을 수 있다.On the other hand, other components that may be provided in addition to terephthalic acid as the acidic component may reduce the heat resistance of the copolyester, and thus are preferably not included. In particular, when an acidic component such as isophthalic acid or dimethyl isophthalate is further included, the content of VOCs generated in the polycondensation process of the copolyester, for example, the content of acetaldehyde, may increase, while the melting point of the copolyester. Since silver is further reduced and it is difficult to vaporize and remove acetaldehyde generated in the polymerization process through a subsequent process through heat treatment, etc., the content of acetaldehyde in the resulting fiber may be high. Therefore, if isophthalic acid is further included, it may be provided in an amount of 1 to 10 mol% based on the acid content, and if it is provided in excess of 10 mol%, there is a concern that the acetaldehyde content may be excessively increased, and the heat-adhesive fiber implemented by this May not be suitable for automotive interior applications.
다음으로 상기 디올성분은 에틸렌글리콜과 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다. Next, the diol component includes ethylene glycol, a compound represented by Formula 1 below, and a compound represented by Formula 2.
[화학식 1][Formula 1]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000007
Figure PCTKR2020013672-appb-I000007
[화학식 2][Formula 2]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000008
Figure PCTKR2020013672-appb-I000008
먼저, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 제조되는 코폴리에스테르의 결정화도, 유리전이온도를 낮춰서 우수한 열접착 성능을 발현하도록 할 수 있다. 또한, 섬유상으로 제조된 뒤 염색공정에서 상압의 조건으로 염색을 가능케 하여 염색공정을 보다 용이하게 하고, 염착특성이 우수해 세탁견뢰도가 향상되며, 섬유집합체의 촉감을 향상시킬 수 있다. 바람직하게는 상기 디올성분 중 상기 화학식1로 표시되는 화합물은 바람직하게는 20 ~ 40몰%, 보다 바람직하게는 30 ~ 40몰%로 포함될 수 있다. 특히 화학식 1로 표시되는 화합물이 20몰% 이상 구비될 경우 후술하는 화학식 2로 표시되는 화합물과 함께 구현한 코폴리에스테르가 저온에서의 열접착 특성이 더욱 상승되어 향상될 수 있고, 코폴리에스테르를 칩으로 제조 시 건조시간이 현저히 단축될 수 있으며, 열접착성 섬유에서 방출되는 VOCs의 함량 감소에 상승된 효과를 발현할 수 있는 이점이 있다. First, the compound represented by Formula 1 may lower the crystallinity and glass transition temperature of the prepared copolyester to exhibit excellent thermal bonding performance. In addition, it is possible to dye the dyeing process under normal pressure conditions in the dyeing process after it is manufactured in a fibrous form, thereby facilitating the dyeing process, and improving the washing fastness due to excellent dyeing properties, and improving the texture of the fiber aggregate. Preferably, of the diol component, the compound represented by Formula 1 may be included in an amount of preferably 20 to 40 mol%, more preferably 30 to 40 mol%. In particular, when 20 mol% or more of the compound represented by Formula 1 is provided, the copolyester implemented with the compound represented by Formula 2 to be described later may further increase and improve the thermal adhesive properties at low temperatures. The drying time can be remarkably shortened when manufactured into chips, and there is an advantage that an increased effect can be expressed in reducing the content of VOCs emitted from the heat-adhesive fiber.
만일 화학식1로 표시되는 화합물이 디올성분 기준 20몰% 미만으로 포함되는 경우 방사성은 우수하나, 접착 가능 온도가 높아지거나 열접착 특성이 저하되고, 사용되는 용도가 제한될 수 있는 우려가 있다. 또한, 구현되는 열접착성 섬유에서 방출되는 VOCs의 함량이 증가할 우려가 있다. 또한, 만일 화학식1로 표시되는 화합물이 40몰%를 초과하여 구비될 경우 열접착성 섬유로의 방사성이 좋지 않아서 상용화가 어려운 문제점이 발생할 수 있으며, 오히려 결정성이 증대되어 열접착 특성이 저하될 우려가 있다.If the compound represented by Chemical Formula 1 is contained in an amount of less than 20 mol% based on the diol component, spinnability is excellent, but there is a concern that the adhesive temperature may be increased or the thermal bonding properties may be deteriorated, and the intended use may be limited. In addition, there is a concern that the content of VOCs emitted from the implemented heat-adhesive fiber may increase. In addition, if the compound represented by Formula 1 is provided in excess of 40 mol%, it may cause problems that are difficult to commercialize due to poor spinning to the heat-adhesive fiber. There is a concern.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상술한 화학식 1로 표시되는 화합물과 함께 제조되는 코폴리에스테르의 열접착 특성을 더욱 향상시키면서도 화학식 1로 표시되는 화합물의 유리전이온도가 현저히 저하되는 것을 방지하여 우수한 열적특성을 발현하도록 한다. 일예로 40℃ 이상의 저장온도, 여름철 60℃ 이상으로 올라가는 자동차 실내온도에도 불구하고 경시변화를 최소화시키고, 엔진룸과 같은 고온의 환경이 조성되는 부분의 외장재로서 활용이 가능하며, 저장안정성을 향상시킬 수 있다. 열접착성과 관련하여 화학식2로 표시되는 화합물은 화학식1로 표시되는 화합물과의 혼합사용 됨에 따라서 구현되는 코폴리에스테르를 이용한 열접착성 섬유에 적절한 수축특성을 발현시키고 이러한 특성발현으로 인해 열접착 시 점 접착력을 더욱 증가시킴으로써 보다 상승된 열접착 특성을 발현할 수 있다. The compound represented by Formula 2 further improves the thermal adhesive properties of the copolyester prepared with the compound represented by Formula 1, while preventing the glass transition temperature of the compound represented by Formula 1 from significantly lowering, thereby providing excellent thermal performance. Let the character manifest. For example, despite the storage temperature of 40℃ or higher and the interior temperature of a car that rises to 60℃ or higher in summer, it can be used as an exterior material for parts where high-temperature environments such as engine rooms are created, and improve storage stability. I can. Regarding heat adhesion, the compound represented by Formula 2 exhibits appropriate shrinkage properties in the heat-adhesive fiber using copolyester, which is realized by being mixed with the compound represented by Formula 1, and due to the development of these properties, By further increasing the point adhesion, it is possible to exhibit more enhanced thermal adhesion properties.
바람직하게는 상기 디올성분 중 상기 화학식2로 표시되는 화합물은 바람직하게는 0.8 ~ 10몰%, 보다 바람직하게는 0.8 ~ 6몰%로 포함될 수 있다. Preferably, of the diol component, the compound represented by Formula 2 may be included in an amount of preferably 0.8 to 10 mol%, more preferably 0.8 to 6 mol%.
만일 화학식2로 표시되는 화합물이 디올성분 기준 0.8몰% 미만으로 포함되는 경우 목적하는 내열성의 향상이 어려워 저장안정성이 좋지 않고, 경시변화가 매우 클 수 있는 우려가 있다. 또한, 구현되는 열접착성 섬유에서 방출되는 VOCs의 함량이 증가할 우려가 있다. If the compound represented by Formula 2 is contained in an amount of less than 0.8 mol% based on the diol component, it is difficult to improve the desired heat resistance, so that the storage stability is not good, and there is a concern that the change over time may be very large. In addition, there is a concern that the content of VOCs emitted from the implemented heat-adhesive fiber may increase.
또한, 화학식 2로 표시되는 화합물이 10몰% 초과하여 포함된다면 상술한 화학식 1로 표시되는 화합물과 함께 사용되는 것을 고려할 때, 열접착성 섬유로의 방사성이 좋지 않아서 상용화가 어려운 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 경우에 따라서 산성분으로써 이소프탈산까지 추가로 포함하는 경우에는 결정성이 충분히 저하되어 접착성의 향상이 미미하며, 추가되는 이소프탈산의 함량이 증가할 시 오히려 결정성이 증대되어 목적하는 온도에서의 우수한 열접착 특성이 현저히 저하될 수 있는 등 발명의 목적을 달성하지 못할 우려가 있다. 또한, 섬유상으로 구현 시 수축성이 현저히 크게 발현되어 섬유집합체나 내장재로의 가공에 어려움이 있다.In addition, if the compound represented by Chemical Formula 2 is contained in an amount exceeding 10 mol%, considering that it is used together with the compound represented by Chemical Formula 1, there may be a problem that is difficult to commercialize due to poor spinnability into the heat-adhesive fiber. . In addition, in some cases, when isophthalic acid is additionally included as an acidic component, the crystallinity is sufficiently lowered to improve adhesion, and when the amount of isophthalic acid to be added increases, crystallinity is rather increased at the desired temperature. There is a concern that the object of the present invention may not be achieved, such as the excellent thermal adhesive properties of may be significantly deteriorated. In addition, when implemented in a fibrous form, the shrinkage is remarkably large, which makes it difficult to process into a fiber aggregate or an interior material.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 화학식1로 표시되는 화합물과 화학식2로 표시되는 화합물의 함량 총합은 상기 디올성분 중 30 ~ 45몰%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 33 ~ 41몰%로 포함될 수 있다. 만일 30몰% 미만으로 이들이 포함되는 경우 코폴리에스테르의 결정성이 증가하여 높은 융점이 발현되거나 연화점을 낮은 온도로 구현하기 어려워져서 열접착 가능온도가 현저히 높아지고, 낮은 온도에서는 우수한 열접착 특성이 발현되지 않을 수 있다. 또한, 구현되는 열접착성 섬유에서 방출되는 VOCs의 함량이 증가할 우려가 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the total content of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is preferably contained in 30 to 45 mol% of the diol component, more preferably 33 to It may be contained in 41 mol%. If they contain less than 30 mol%, the crystallinity of the copolyester increases, resulting in a high melting point or difficulty in implementing the softening point at a low temperature, resulting in a remarkably high thermal bonding temperature, and excellent thermal bonding properties at low temperatures. It may not be. In addition, there is a concern that the content of VOCs emitted from the implemented heat-adhesive fiber may increase.
또한, 만일 화학식 2로 표시되는 화합물이 45몰%를 초과하여 포함되는 경우 중합 반응성과 방사성이 현저한 저하가 우려되며, 제조되는 코폴리에스테르의 결정성이 오히려 증가되어 목적하는 온도에서의 높은 열접착 특성을 발현하기 어려울 수 있다. In addition, if the compound represented by Chemical Formula 2 is contained in excess of 45 mol%, there is a concern that polymerization reactivity and radioactivity may be significantly lowered, and the crystallinity of the prepared copolyester is rather increased, resulting in high thermal adhesion at a desired temperature. It can be difficult to express the trait.
이때, 상기 디올성분 중에 상술한 화학식1로 표시되는 화합물이 화학식2로 표시되는 화합물보다 더 큰 함량(몰%)으로 포함될 수 있다. 만일 화학식1로 표시되는 화합물이 화학식2로 표시되는 화합물보다 적거나 같은 양으로 포함될 경우 목적하는 열접착 특성을 발현하기 어렵고, 고온에서 접착되어야 됨에 따라서 전개되는 제품의 용도에 제한이 있을 수 있다. 또한, 과도한 수축특성의 발현으로 전개되는 제품, 일 예로 자동차 내장재로의 가공이나 활용이 곤란할 우려가 있다. In this case, in the diol component, the compound represented by Formula 1 may be included in a larger content (mol%) than the compound represented by Formula 2. If the compound represented by Formula 1 is included in an amount less than or equal to the compound represented by Formula 2, it is difficult to express the desired heat-adhesive properties, and it may be limited in the use of the product to be developed as it must be adhered at high temperatures. In addition, there is a concern that it may be difficult to process or utilize a product that develops due to the expression of excessive shrinkage characteristics, for example, as an automobile interior material.
한편, 상기 디올성분은 상술한 화학식1로 표시되는 화합물, 화학식2로 표시되는 화합물 및 에틸렌글리콜 이외에 다른 종류의 디올성분을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the diol component may further include other types of diol components in addition to the compound represented by Formula 1, the compound represented by Formula 2, and ethylene glycol.
상기 다른 종류의 디올성분은 폴리에스테르의 제조에 사용되는 공지된 디올성분일 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않으나, 이에 대한 비제한적인 예로써, 탄소수 2 내지 14의 지방족 디올성분일 수 있고, 구체적으로 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 프로필렌글리콜, 트리메틸글리콜, 테트라메킬렌글리콜, 펜타메틸글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 헵타메틸렌클리콜, 옥타메틸렌글리콜, 노나메틸렌글리콜, 데카메틸렌글리콜, 운데카메틸렌글리콜, 도데카메틸렌글리콜 및 트리데카메틸렌글리콜으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. The other types of diol components may be known diol components used in the production of polyester, so the present invention is not particularly limited thereto, but as a non-limiting example thereof, an aliphatic diol component having 2 to 14 carbon atoms may be used. , Specifically, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, propylene glycol, trimethyl glycol, tetramekylene glycol, pentamethyl glycol, hexamethylene glycol, heptamethylene glycol, octamethylene glycol , Nonamethylene glycol, decamethylene glycol, undecamethylene glycol, dodecamethylene glycol, and may be any one or more selected from the group consisting of tridecamethylene glycol.
다만, 목적하는 수준의 열접착 특성과 동시에 내열성을 겸비하기 위하여 상기 다른 종류의 디올성분은 더 포함하지 않는 것이 바람직하며, 특히 디에틸렌글리콜은 상기 디올성분에 포함되지 않을 수 있다. 만일 디에틸렌글리콜이 디올성분에 포함될 경우 유리전이온도의 급격한 저하를 초래해 화학식2로 표시되는 화합물을 구비하는 경우에도 목적하는 수준의 내열성을 달성하지 못할 수 있다. 또한, 사용 중 방출되는 VOCs의 함량이 크게 증가할 우려가 있다. 한편, 상기 디올성분에 디에틸렌글리콜이 포함되지 않는다는 의미는 코폴리에스테르의 제조를 위한 단량체로서 의도적으로 디에틸렌글리콜을 투입하지 않음을 의미하며, 산성분 및 디올성분의 에스테르화 반응, 중/축합 반응에서 부산물로 발생하는 디에틸렌글리콜까지 불포함함을 의미하지는 않는다. 디에틸렌글리콜은 부산물로서 자연 발생할 수 있어서 본 발명의 일 실시예에 의하면 코폴리에스테르를 포함해 형성된 초부에는 부산물로서 발생된 디에틸렌글리콜이 포함될 수 있고, 포함된 디에틸렌글리콜의 함량은 코폴리에스테르 칩 또는 코폴리에스테르 단독으로 이루어진 초부 중량을 기준으로 4중량% 미만일 수 있다. 한편, 부산물로서 발생하는 디에틸렌글리콜의 함량이 적정 수준을 초과할 경우 섬유로 방사 시 팩압을 증가시키며, 잦은 사절을 유발하여 방사성이 현저히 저하될 수 있고, 방출되는 VOCs의 함량, 특히 아세트알데하이드의 방출량이 현저히 증가할 우려가 있다. However, it is preferable not to further include the other types of diol components in order to combine heat resistance with the desired level of heat bonding properties, and in particular, diethylene glycol may not be included in the diol component. If diethylene glycol is included in the diol component, it may cause a rapid decrease in the glass transition temperature, so that even when the compound represented by Formula 2 is provided, the desired level of heat resistance may not be achieved. In addition, there is a concern that the content of VOCs released during use will increase significantly. On the other hand, the meaning that the diol component does not contain diethylene glycol means that diethylene glycol is not intentionally added as a monomer for the production of copolyester, and the esterification reaction of the acid component and the diol component, poly/condensation It does not mean that it does not include diethylene glycol, which occurs as a by-product in the reaction. Since diethylene glycol may occur naturally as a by-product, according to an embodiment of the present invention, diethylene glycol generated as a by-product may be included in the sheath formed including copolyester, and the content of diethylene glycol contained is copolyester. It may be less than 4% by weight based on the ultra-part weight consisting of chips or copolyester alone. On the other hand, if the content of diethylene glycol generated as a by-product exceeds an appropriate level, it increases the pack pressure during spinning into fibers, causes frequent thread trimming, and thus spinnability may be significantly lowered, and the content of released VOCs, especially acetaldehyde. There is a fear that the amount of emission will increase significantly.
상술한 산성분 및 디올성분은 폴리에스테르 합성분야의 공지된 합성조건을 이용하여 에스테르화 반응 및 중·축합을 거쳐 코폴리에스테르로 제조될 수 있다. 이때, 산성분과 디올성분은 1 : 1.0 ~ 5.0, 바람직하게는 1: 1.0 ~ 2.0의 몰비로 반응하도록 투입될 수 있는데, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 몰비율이 산성분 기준 디올성분이 1배 미만일 경우 중합 시 산도가 과도하게 높아져 부반응이 촉진될 수 있고, 상기 몰비율이 산성분 기준 디올성분이 5배를 초과하는 경우 중합도가 높아지지 않을 수 있다.The above-described acidic component and diol component may be prepared into copolyester through esterification and polycondensation using known synthetic conditions in the polyester synthesis field. At this time, the acid component and the diol component may be added to react in a molar ratio of 1: 1.0 to 5.0, preferably 1: 1.0 to 2.0, but is not limited thereto. If the molar ratio is less than 1 times the amount of the diol component based on the acid component, the acidity may be excessively high during polymerization, thereby promoting side reactions.If the molar ratio exceeds 5 times the amount of the diol component based on the acid component, the degree of polymerization may not increase. have.
한편, 상기 산성분 및 디올성분은 위와 같은 적정의 몰비로 한번에 혼합된 후 에스테르화 반응 및 중·축합을 거쳐 코폴리에스테르로 제조되거나, 산성분과 디올성분 중 에틸렌글리콜과 화학식1로 표시되는 화합물 간 에스테르화 반응 중에 화학식 2로 표시되는 화합물을 투입하여 에스테르화 반응 및 중·축합을 거쳐 코폴리에스테르로 제조될 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.On the other hand, the acidic component and diol component are mixed at one time in an appropriate molar ratio as described above, and then esterified and polycondensed to form a copolyester, or between ethylene glycol and a compound represented by Formula 1 among the acid component and diol component. During the esterification reaction, the compound represented by Formula 2 may be added to form a copolyester through esterification and polycondensation, and the present invention is not particularly limited thereto.
상기 에스테르화 반응에서 촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 촉매는 통상적으로 폴리에스테르 제조 시에 사용되는 촉매를 사용할 수 있으며, 이에 대한 비제한적인 예로써, 금속아세테이트 촉매 하에서 제조될 수 있다. In the esterification reaction, a catalyst may be further included. The catalyst may be a catalyst typically used in the production of polyester, and as a non-limiting example thereof, it may be prepared under a metal acetate catalyst.
또한, 상기 에스테르화 반응은 바람직하게는 200 ~ 270℃의 온도 및 1100 ~ 1350 토르(Torr)의 압력 하에서 수행될 수 있다. 상기 조건을 만족하지 않는 경우 에스테르화 반응 시간이 길어지거나 반응성 저하로 중축합 반응에 적합한 에스테르화 화합물을 형성할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. In addition, the esterification reaction may be preferably carried out under a temperature of 200 to 270 °C and a pressure of 1100 to 1350 Torr. If the above conditions are not satisfied, there may be a problem in that the esterification reaction time is prolonged or an esterification compound suitable for polycondensation reaction cannot be formed due to a decrease in reactivity.
또한, 상기 중축합 반응은 250 ~ 300℃ 온도 및 0.3 ~ 1.0 토르(Torr) 압력 하에서 이루어질 수 있으며, 만일 상기 조건을 만족하지 못하는 경우 반응시간 지연, 중합도 저하, 열분해 유발 등의 문제점이 있을 수 있다. 또한, 상기 중· 축합 반응은 반응조건에 따라서 반응시간이 변동될 수 있으나, 일예로 150 내지 240분 동안 수행될 수 있다. In addition, the polycondensation reaction may be performed under a temperature of 250 to 300°C and a pressure of 0.3 to 1.0 Torr, and if the above conditions are not satisfied, there may be problems such as delay in reaction time, decrease in polymerization degree, and induce thermal decomposition. . In addition, the polycondensation reaction may vary in reaction time depending on reaction conditions, but may be performed for 150 to 240 minutes, for example.
이때, 중축합 반응 시 촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 촉매는 폴리에스테르 수지 제조에 사용되는 공지된 촉매의 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 다만 바람직하게는 티타늄계 중합촉매일 수 있고, 더욱 구체적으로 하기 화학식 4로 표시되는 티타늄계 중합촉매일 수 있다. In this case, a catalyst may be further included during the polycondensation reaction. The catalyst may be used without limitation in the case of a known catalyst used for producing a polyester resin. However, preferably, it may be a titanium-based polymerization catalyst, and more specifically, may be a titanium-based polymerization catalyst represented by the following formula (4).
[화학식 4][Formula 4]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000009
Figure PCTKR2020013672-appb-I000009
상기 화학식 4로 표시되는 티타늄계 중합촉매는 물분자 존재 하에서도 안정하다. 이러한 이유로 물이 다량으로 부생하는 에스테르화 반응의 이전에 첨가해도 실활되지 않음에 따라서 종래보다 단축된 시간 내 에스테르화 반응 및 중축합 반응이 진행될 수 있고, 이를 통해 황변에 의한 착색을 억제할 수 있다. 상기 촉매는 수득되는 코폴리에스테르 전체 중량에서 티타늄 원자 환산으로 5~40ppm이 되도록 포함될 수 있고, 이를 통해 코폴리에스테르의 열안정성이나 색조가 보다 양호해져 바람직하다. 만일 티타늄 원자 환산으로 5 ppm 미만으로 구비되는 경우 에스테르화 반응을 적절히 촉진시키기 어려울 수 있으며, 만일 40ppm을 초과하여 구비되는 경우 반응성은 촉진되나 착색이 발생하는 문제점이 있을 수 있다.The titanium-based polymerization catalyst represented by Chemical Formula 4 is stable even in the presence of water molecules. For this reason, even if water is added prior to the esterification reaction in which a large amount of water is added, the esterification reaction and polycondensation reaction may proceed within a shorter time than the conventional one, and coloration due to yellowing may be suppressed. . The catalyst may be included so as to be 5 to 40 ppm in terms of titanium atoms in the total weight of the obtained copolyester, through which the thermal stability or color tone of the copolyester becomes better, and thus it is preferable. If it is provided with less than 5 ppm in terms of titanium atoms, it may be difficult to adequately promote the esterification reaction, and if it is provided in excess of 40 ppm, reactivity may be promoted, but there may be a problem in that coloration occurs.
한편, 중축합 반응 시 열안정제를 더 포함할 수 있다. 상기 열안정제는 고온에서 열분해를 통한 색상의 변색을 방지하기 위한 것으로서 인계 화합물을 사용할 수 있다. 상기 인계 화합물은 일예로 인산, 모노메틸인산, 트리메틸인산, 트리에틸인산 등 인산류 및 그의 유도체들을 사용하는 것이 좋으며, 이 중에서도 특히 트리메틸인산 또는 트리에틸인산이 효과가 우수하여 보다 바람직하다. 상기 인계 화합물의 사용량은 최종 수득되는 코폴리에스테르 전체 중량에 대해서 인 원자 환산으로 10 ~ 30ppm을 사용하는 것이 바람직하다. 만일 인계 열안정제가 10ppm 미만으로 사용될 경우 고온 열분해를 방지하기 어려워 코폴리에스테르가 변색될 수 있으며, 만일 30ppm을 초과할 경우 제조 비용 면에서 불리할 수 있고 중축합 반응 시 열안정제에 의한 촉매 활성 억제로 반응 지연 현상이 발생하는 문제점이 있을 수 있다.Meanwhile, a heat stabilizer may be further included during the polycondensation reaction. The thermal stabilizer is for preventing discoloration of color through thermal decomposition at high temperature, and a phosphorus compound may be used. Phosphoric acids such as phosphoric acid, monomethyl phosphoric acid, trimethyl phosphoric acid, and triethyl phosphoric acid and derivatives thereof are preferably used as the phosphoric compound, and among them, trimethyl phosphoric acid or triethyl phosphoric acid is particularly preferable because of its excellent effect. The amount of the phosphorus compound is preferably 10 to 30 ppm in terms of phosphorus atoms based on the total weight of the final copolyester. If the phosphorus-based thermal stabilizer is used in less than 10 ppm, it is difficult to prevent high-temperature thermal decomposition and the copolyester may be discolored. If it exceeds 30 ppm, it may be disadvantageous in terms of manufacturing cost, and the thermal stabilizer inhibits catalytic activity during polycondensation reaction. There may be a problem in that the reaction delay phenomenon occurs.
더불어 코폴리에스테르는 보색제를 더 포함할 수 있다. 상기 보색제는 섬유로 방사된 후 진행되는 염색공정에서 염착되는 염료의 색상을 보다 강하고 좋게 하기 위한 색조조정을 위한 것으로서, 섬유분야에서 공지된 것을 첨가할 수 있고, 이에 대한 비제한적인 예로서 원착용 염료, 안료, 건염염료, 분산염료, 유기안료 등이 있다. 다만, 바람직하게는 블루 및 레드 염료가 혼합된 것을 사용할 수 있다. 이는 보색제로 일반적으로 사용되는 코발트 화합물의 경우 인체유해성이 커 바람직하지 못하기 때문인데 반해 블루 및 레드 염료가 혼합된 보색제는 인체에 무해하여 바람직하다. 또한, 블루 및 레드 염료를 혼합하여 사용되는 경우 색조를 미세하게 제어할 수 있는 이점이 있다. 상기 블루 염료는 일예로 solvent blue 104, solvent blue 122, solvent blue 45 등이 있을 수 있고, 상기 레드 염료는 일예로 solvent red 111, solvent red 179, solvent red 195 등이 있을 수 있다. 또한, 상기 블루염료와 레드염료는 1: 1.0 ~ 3.0 중량비로 혼합될 수 있고, 이를 통해 목적하는 미세한 색조제어에 현저한 효과를 발현하기에 유리하다. In addition, the copolyester may further include a complementary colorant. The complementary colorant is for color tone adjustment to make the color of the dye dyed stronger and better in the dyeing process that proceeds after being spun into the fiber, and may be added known in the textile field, and as a non-limiting example Wear dyes, pigments, vat dyes, disperse dyes, organic pigments, etc. However, preferably, a mixture of blue and red dyes may be used. This is because cobalt compounds, which are generally used as complementary colors, are not preferable because they are harmful to the human body. In addition, when a mixture of blue and red dyes is used, there is an advantage in that the color tone can be finely controlled. Examples of the blue dye include solvent blue 104, solvent blue 122, and solvent blue 45, and examples of the red dye include solvent red 111, solvent red 179, and solvent red 195. In addition, the blue dye and the red dye may be mixed in a weight ratio of 1: 1.0 to 3.0, which is advantageous in expressing a remarkable effect on a desired fine color tone control.
상기 보색제는 코폴리에스테르 전체 중량을 기준으로 1 ~ 10ppm 구비될 수 있는데, 만일 1 ppm미만으로 구비되는 경우 목적하는 수준의 보색 특성을 달성하기 어려울 수 있고, 10 ppm을 초과하는 경우 L치가 감소하여 투명성이 저하되고 어두운 색을 띄는 문제점이 있을 수 있다.The complementary colorant may be 1 to 10 ppm based on the total weight of the copolyester.If it is provided with less than 1 ppm, it may be difficult to achieve the desired level of complementary color characteristics, and if it exceeds 10 ppm, the L value is reduced. Therefore, there may be a problem in that transparency is deteriorated and a dark color appears.
상술한 방법을 통해 제조된 코폴리에스테르는 고유점도가 0.5 ~ 0.8dl/g일 수 있다. 만일 고유점도가 0.5dl/g 미만일 경우 섬유로 방사된 뒤 단면형성이 용이하지 않을 수 있고, 고유점도가 0.8dl/g을 초과하는 경우 팩(Pack) 압력이 높아 방사성이 저하될 우려가 있다.The copolyester prepared through the above-described method may have an intrinsic viscosity of 0.5 to 0.8 dl/g. If the intrinsic viscosity is less than 0.5 dl/g, it may not be easy to form a cross section after being spun into a fiber, and if the intrinsic viscosity is more than 0.8 dl/g, there is a concern that the spinnability is deteriorated due to a high pack pressure.
또한, 상기 코폴리에스테르는 유리전이온도가 60 ~ 75℃일 수 있고, 이를 통해 본 발명의 목적을 달성하기에 보다 유리할 수 있다. 만일 유리전이온도가 60℃ 미만일 경우 코폴리에스테르를 포함해 구현된 열접착성 섬유나 이를 포함해 구현된 물품이 여름철과 같은 예를 들어 40℃를 넘는 온도조건에서도 경시변화가 크고, 특히, 여름철 자동차 실내온도를 고려할 때 경시변화가 현저히 증가할 수 있다. 또한, 열접착성 섬유를 제조할 때 코폴리에스테르 칩간 결합의 발생이 증가하고, 이로 인해 방사불량을 야기할 수도 있다. 나아가 섬유 등으로 구현된 후 수축특성이 과도하게 발현되어 오히려 접합특성이 저하될 우려가 있다. 더불어 칩 형성 후 건조공정, 섬유로 방사 후 후가공 공정 등에 소요되는 열처리의 한계로 인해 공정 소요시간의 장기화 또는 해당 공정을 원활히 수행할 수 없는 문제가 있을 수 있다. In addition, the copolyester may have a glass transition temperature of 60 to 75°C, which may be more advantageous in achieving the object of the present invention. If the glass transition temperature is less than 60℃, the heat-adhesive fiber or the product including the copolyester has a large change with time even under a temperature condition exceeding 40℃, such as in summer. When considering the indoor temperature of a vehicle, the change over time can be significantly increased. In addition, when the heat-adhesive fiber is produced, the occurrence of bonds between copolyester chips increases, which may cause spinning defects. Furthermore, there is a concern that the shrinkage properties are excessively expressed after being implemented with fibers or the like, and the bonding properties are rather deteriorated. In addition, due to the limitation of heat treatment required for a drying process after chip formation or a post-processing process after spinning into fibers, there may be a problem in that the time required for the process is prolonged or the process cannot be performed smoothly.
또한, 만일 유리전이온도가 75℃를 초과할 경우 열 접합 특성이 현저히 저하될 우려가 있고, 접합공정의 수행온도가 고온으로 제한될 수 있는 우려가 있다. In addition, if the glass transition temperature exceeds 75°C, there is a concern that the thermal bonding characteristics may be significantly deteriorated, and the performing temperature of the bonding process may be limited to a high temperature.
한편, 상술한 초부(12)는 인계난연제를 더 포함할 수 있다. 상기 인계 난연제는 섬유에 구비되는 공지된 인계 난연제의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 인계 난연제는 후술하는 화학식3으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 또는 상술한 초부(12)에 인계난연제가 포함될 경우 초부의 융점이 높아지고 이로 인해 접착강도가 저하될 우려가 있다. 특히 화학식2로 표시되는 화합물의 경우 다른 종류의 개질단량체 대비 인계 난연제의 포함에 따른 융점 증가가 클 수 있고, 이로 인해 접착강도가 저하될 우려가 있다. 이에 본 발명의 다른 일 실시예에 의하면 상기 초부(12)는 인계 난연제를 포함하지 않을 수 있다. 여기서 인계 난연제를 포함하지 않는다는 것은 초부에 구비된 코폴리에스테르 공중합체 내 주쇄나, 곁사슬에 결합되는 성분 및/또는 상기 코폴리에스테르와 함께 초부에 포함되는 성분으로서 인계 난연제를 포함하지 않는다는 의미이다. Meanwhile, the above-described sheath 12 may further include a phosphorus-based flame retardant. The phosphorus-based flame retardant may be used without limitation in the case of a known phosphorus-based flame retardant provided in the fiber. Preferably, the phosphorus-based flame retardant may include a compound represented by Formula 3 to be described later. Alternatively, when the phosphorus-based flame retardant is included in the above-described sheath 12, the melting point of the sheath is increased, and thus there is a concern that the adhesive strength may decrease. In particular, in the case of the compound represented by Formula 2, the melting point may be increased due to the inclusion of a phosphorus-based flame retardant compared to other types of modified monomers, and thus there is a concern that the adhesive strength may decrease. Accordingly, according to another embodiment of the present invention, the sheath 12 may not contain a phosphorus-based flame retardant. Here, that the phosphorus-based flame retardant is not included means that the phosphorus-based flame retardant is not included as a component bonded to the main chain or side chain in the copolyester copolymer provided in the sheath and/or included in the sheath together with the copolyester.
한편, 후술하는 화학식3으로 표시되는 화합물이 초부(12)에 포함되는 경우 인 함량 기준 5500ppm 내지 6500ppm의 함량으로 구비될 수 있다. 만일 상기 화합물이 인함량 기준 5500ppm 미만으로 구비되는 경우 목적하는 수준으로 충분한 난연성을 구현하기 어려울 수 있다. 또한, 만일 상기 화합물이 인함량 기준 6500ppm을 초과해서 구비되는 경우 난연성 향상정도가 미미할 수 있는 반면에 방사성이 저하되며, 융점이 증가하여 접착강도의 저하 및 열접착성 섬유의 강도 등 기계적 물성이 현저히 저하될 우려가 있다. On the other hand, when the compound represented by Chemical Formula 3 to be described later is included in the chobu 12, it may be provided in an amount of 5500 ppm to 6500 ppm based on a phosphorus content. If the compound is provided with a phosphorus content of less than 5500 ppm, it may be difficult to implement sufficient flame retardancy to a desired level. In addition, if the compound is provided in excess of 6500 ppm based on phosphorus content, the degree of improvement in flame retardancy may be insignificant, whereas spinnability decreases, and due to an increase in melting point, mechanical properties such as a decrease in adhesive strength and strength of heat-adhesive fibers are remarkable. There is a risk of deterioration.
다음으로 상기 심부(11)는 폴리에스테르계 성분을 포함한다. 상기 폴리에스테르계 성분은 상술한 초부(12)에 구비되는 코폴리에스테르의 융점 또는 연화점 보다 높은 온도를 융점 또는 연화점으로 갖는 폴리에스테르계 성분의 경우 제한이 없으며, 일예로 폴리에틸렌테레프탈레이트일 수 있다. Next, the core 11 includes a polyester-based component. The polyester-based component is not limited in the case of a polyester-based component having a melting point or softening point higher than the melting point or softening point of the copolyester provided in the above-described sheath 12, and may be polyethylene terephthalate as an example.
또한, 상기 심부(11)는 인계난연제를 더 포함할 수 있다. 상기 인계 난연제는 난연특성을 향상을 위해 고분자화합물과 함께 혼합되는 공지된 인계 난연제의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 인계 난연제는 하기 화학식3으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.In addition, the core 11 may further include a phosphorus-based flame retardant. The phosphorus-based flame retardant may be used without limitation in the case of a known phosphorus-based flame retardant mixed with a polymer compound to improve flame retardant properties. Preferably, the phosphorus-based flame retardant may include a compound represented by the following formula (3).
[화학식 3][Formula 3]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000010
Figure PCTKR2020013672-appb-I000010
이때, 화학식 3에서 R은 탄소수 1 ~ 5의 알킬렌기이고, 바람직하게는 탄소수 2 ~ 4의 알킬렌기이다. 그리고, 상기 n은 1 ~ 20의 정수, 바람직하게는 5 ~ 10의 정수이다. 또한, 상기 m은 1 ~ 80의 정수, 바람직하게는 20 ~ 40의 정수이다.At this time, in Formula 3, R is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and preferably an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. In addition, n is an integer of 1 to 20, preferably an integer of 5 to 10. In addition, m is an integer of 1 to 80, preferably an integer of 20 to 40.
상기 화학식3으로 표시되는 화합물은 심부(11)에 인 함량 기준 5500ppm 내지 6500ppm의 함량으로 구비될 수 있다. 만일 상기 화합물이 인함량 기준 5500ppm 미만으로 구비되는 경우 목적하는 수준으로 충분한 난연성을 구현하기 어려울 수 있다. 또한, 만일 상기 화합물이 인함량 기준 6500ppm을 초과해서 구비되는 경우 난연성 향상정도가 미미할 수 있는 반면에 방사성이 저하되며, 열접착성 섬유의 강도 등 기계적 물성이 현저히 저하될 우려가 있다. The compound represented by Chemical Formula 3 may be provided in the core 11 in an amount of 5500ppm to 6500ppm based on the phosphorus content. If the compound is provided with a phosphorus content of less than 5500 ppm, it may be difficult to implement sufficient flame retardancy to a desired level. In addition, if the compound is provided in excess of 6500 ppm based on the phosphorus content, the degree of improvement in flame retardancy may be insignificant, while spinnability decreases, and mechanical properties such as the strength of the heat-adhesive fiber may be remarkably deteriorated.
상기 열접착성 섬유는 일예로 8:2 ~ 2:8의 중량비로 심부와 초부를 복합 방사한 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 목적에 따라서 비율을 적절히 조절하여 방사할 수 있다. 상기 열접착성 섬유에 대한 방사조건, 방사장치 및 방사 후의 복합섬유에 대한 냉각, 연신 등의 공정은 당해 기술분야의 공지된 조건, 장치 및 공정을 통하거나 이를 적절히 변형하여 수행될 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 또한, 일예로 상기 열접착성 섬유는 270 ~ 290℃의 방사온도로 방사된 것일 수 있고, 방사 후 2.5 ~ 4.0배 연신된 것일 수 있다.The heat-adhesive fiber may be, for example, a composite spinning of the core and the sheath at a weight ratio of 8:2 to 2:8, but is not limited thereto, and may be spun by appropriately adjusting the ratio according to the purpose. The present invention can be performed through the conditions, equipment and processes known in the art, or by appropriately modifying the spinning conditions for the heat-adhesive fiber, the spinning device, and the cooling and stretching of the composite fiber after spinning. Is not particularly limited to this. In addition, as an example, the heat-adhesive fiber may be spun at a spinning temperature of 270 to 290°C, and may be stretched 2.5 to 4.0 times after spinning.
본 발명에 따른 열접착성 섬유는 MS 300-55 방법에 의거한 아세트알데하이드(AA) 발생량이 2400ppb 이하이며, 이를 통해 자동차 내부와 같은 밀폐된 환경 내 인체에 대한 유해성분의 발생량이 현저히 적어 자동차 내장재로서 매우 유용할 수 있고, 내장재 냄새를 줄일 수 있는 이점이 있다. 바람직하게는 아세트알데하이드(AA) 발생량이 1950ppb 이하, 보다 바람직하게는 아세트알데하이드(AA) 발생량이 1600ppb 이하일 수 있으며, 자동차 내장재로 더욱 적합할 수 있다. In the heat-adhesive fiber according to the present invention, the amount of acetaldehyde (AA) generated according to the MS 300-55 method is 2400 ppb or less, and through this, the amount of harmful components to the human body in a sealed environment such as the interior of a vehicle is remarkably small. It can be very useful as, and has the advantage of reducing the odor of interior materials. Preferably, the generation amount of acetaldehyde (AA) may be 1950 ppb or less, more preferably, the generation amount of acetaldehyde (AA) may be 1600 ppb or less, and may be more suitable as an automobile interior material.
상술한 제조방법을 구현되는 본 발명의 일 실시예에 의한 열접착성 섬유는 폴리에스테르계 지지섬유와 함께 자동차 내장재용 섬유집합체를 구현한다. The heat-adhesive fiber according to an embodiment of the present invention embodying the above-described manufacturing method implements a fiber assembly for automobile interior materials together with a polyester-based support fiber.
상기 열접착성 섬유는 폴리에스테르계 지지섬유 간을 열융착을 통해 부착시키는 역할을 수행하며, 그 자체로서도 섬유집합체의 형상 구현 및 기계적 강도를 담보하는 섬유로서 사용될 수 있다. The heat-adhesive fiber performs a role of attaching the polyester-based support fibers through heat fusion, and itself may be used as a fiber that secures the shape and mechanical strength of the fiber aggregate.
상기 열접착성 섬유는 구현되는 섬유집합체의 물성을 고려하여 섬도나 섬유장이 적절히 선택될 수 있는데, 일예로 섬도가 1 ~ 15데니어이고, 섬유장은 일예로 1 ~ 100mm일 수 있다. The heat-adhesive fiber may have a fineness or a fiber length appropriately selected in consideration of the physical properties of the fiber aggregate to be implemented. For example, the fineness may be 1 to 15 denier, and the fiber length may be 1 to 100 mm, for example.
또한, 상기 지지섬유는 상기 열접착성 섬유와의 상용성을 위해서 폴리에스테르계 성분을 포함해 구현된 것으로서, 섬유집합체의 기계적 강도, 형상유지, 내열성을 담보하는 역할을 수행한다. 이를 위해 상기 폴리에스테르계 성분은 융점이 250℃보다 높은 성분일 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 목적을 달성하기에 보다 유리할 수 있다. In addition, the support fiber is implemented by including a polyester-based component for compatibility with the heat-adhesive fiber, and serves to ensure mechanical strength, shape maintenance, and heat resistance of the fiber assembly. To this end, the polyester-based component may be a component having a melting point higher than 250°C, and through this, it may be more advantageous to achieve the object of the present invention.
상기 지지섬유는 일예로 섬도가 1 ~ 15데니어이고, 섬유장은 1 ~ 100mm일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The support fiber may have a fineness of 1 to 15 denier, and the fiber length may be 1 to 100 mm, but is not limited thereto.
또한, 상기 지지섬유는 융점이 250℃를 넘는 공지된 폴리에스테르계 성분의 경우 제한 없이 사용될 수 있으며, 일예로 폴리에틸렌테레프탈레이트일 수 있다.In addition, the support fiber may be used without limitation in the case of a known polyester-based component having a melting point exceeding 250° C., and for example, may be polyethylene terephthalate.
상술한 열접착성 섬유와 지지섬유는 30:70 ~ 70:30의 중량비로 섬유집합체를 형성할 수 있다. 만약 상기 지지섬유가 상기 중량비를 벗어나서 열접착성 섬유 보다 많은 중량으로 구비되는 경우 섬유집합체의 접합강도가 감소할 수 있다. 또한, 상기 지지섬유가 상기 중량비를 벗어나서 열접착성 섬유 보다 적은 중량으로 구비되는 경우 섬유집합체의 흡음률, 촉감, 형태안정성이 현저히 저하되고, 초기 개면성이나 카딩성과 같은 작업성이 현저히 저하될 우려가 있다.The above-described heat-adhesive fiber and support fiber may form a fiber aggregate in a weight ratio of 30:70 to 70:30. If the supporting fiber is provided with a greater weight than the heat-adhesive fiber outside the weight ratio, the bonding strength of the fiber assembly may decrease. In addition, when the supporting fiber is provided with a weight less than the heat-adhesive fiber outside the weight ratio, the sound absorption rate, touch, and shape stability of the fiber assembly are significantly reduced, and there is a concern that workability such as initial opening property and carding property may be significantly reduced. have.
상기 열접착성 섬유와 지지섬유를 포함하는 섬유집합체는 공지된 원단의 형태, 예를 들어 직물, 편물 또는 부직포일 수 있고, 일예로 섬유 길이방향을 기준으로 한 방향성이 없는 부직포일 수 있다. 상기 부직포는 건식 또는 습식의 공지된 부직포 제조방법을 통해 제조된 것일 수 있고 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. The fiber aggregate including the heat-adhesive fiber and the supporting fiber may be a known fabric type, for example, a woven fabric, a knitted fabric, or a non-woven fabric, and for example, may be a non-woven fabric without directionality based on the fiber length direction. The nonwoven fabric may be manufactured through a known dry or wet nonwoven manufacturing method, and the present invention is not particularly limited thereto.
일예로 상기 열접착성 섬유와 지지섬유는 소정의 길이를 갖는 단섬유로 제조된 뒤, 단섬유들을 혼섬 및 개섬 후 열처리를 거쳐 섬유집합체로 구현될 수 있다. 상기 열처리는 100 ~ 180℃, 보다 바람직하게는 120 ~ 180℃일 수 있고, 이를 통해 보다 향상된 접착특성을 발현할 수 있다. As an example, the heat-adhesive fiber and the supporting fiber may be made of short fibers having a predetermined length, and then the short fibers may be honed and opened, and then heat treated to form a fiber aggregate. The heat treatment may be 100 to 180° C., more preferably 120 to 180° C., through which more improved adhesive properties may be expressed.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 내장재용 섬유집합체는 하기 조건 (1) 및 조건 (2)를 만족할 수 있다.The fiber assembly for automobile interior material according to an embodiment of the present invention may satisfy the following conditions (1) and (2).
상기 조건 (1)로서, 하기 식1에 따른 값이 27 ~ 55, 보다 바람직하게는 29 ~ 40일 수 있다. 섬유집합체가 위와 같은 식1의 값을 만족함을 통해 현저히 우수한 난연특성을 발휘하며, 화재확산을 억제하는 점에서 매우 유리하다. 만일 식 1에 따른 값이 27 미만일 경우 불꽃이 꺼진 이후에도 탄화가 계속되거나 불꽃이 꺼지기까지 소요되는 시간이 연장되는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 식1의 값이 55를 초과하는 경우 화재 초기 탄화면적이 넓게 나타나는 즉 화재확산이 빠른 문제가 있을 수 있다. 또한, 이와 같은 섬유집합체에 포함된 열접착성 섬유의 강도가 낮고, 열접착성 특성도 저하될 우려가 있다. As the condition (1), a value according to Equation 1 below may be 27 to 55, more preferably 29 to 40. As the fiber assembly satisfies the value of Equation 1 as above, it exhibits remarkably excellent flame retardant properties, and is very advantageous in that it suppresses the spread of fire. If the value according to Equation 1 is less than 27, there may be a problem in that carbonization continues even after the flame is extinguished or the time required for the flame to extinguish is prolonged. In addition, when the value of Equation 1 exceeds 55, there may be a problem in that the initial bullet area of the fire is wide, that is, the fire spreads quickly. In addition, the strength of the heat-adhesive fibers contained in such a fiber aggregate is low, and there is a concern that the heat-adhesive properties are also deteriorated.
[식 1][Equation 1]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000011
Figure PCTKR2020013672-appb-I000011
한편, 식 1에서 D와 T는 각각 시편을 MS 300-08법에 의거하여 측정한 탄화거리 및 잔진시간이고, 상기 시편은 열접착성 섬유(섬유장 51㎜, 섬도 4.0de)와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 단섬유(섬유장 51㎜, 섬도 7.0de)를 5: 5 중량비로 혼섬 및 개섬한 뒤 140℃, 15분의 조건으로 열처리하여 평량이 330g/㎡로 제조된 섬유집합체를 사용해 측정한 결과이다.On the other hand, in Equation 1, D and T are the carbonization distance and residual time measured by the MS 300-08 method, respectively, and the specimen is a heat-adhesive fiber (fiber length 51 mm, fineness 4.0 de) and polyethylene terephthalate. (PET) Single fiber (fiber length 51㎜, fineness 7.0de) was mixed and opened at a weight ratio of 5:5, then heat-treated at 140℃ for 15 minutes, and measured using a fiber aggregate with a basis weight of 330g/m². It is the result.
다음으로 조건 (2)로서, 하기의 측정방법으로 측정된 고온처짐이 45㎜, 보다 바람직하게는 20㎜ 이하일 수 있고, 이를 통해 고온의 발열원에 근접해서 사용되는 경우에도 형상의 변형을 최소화할 수 있고, 하절기 고온의 환경에서도 형태의 변형을 예방 할 수 있는 이점이 있다. 이때, 상기 고온처짐은 열접착성 섬유(섬유장 51㎜, 섬도 4.0de)와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 단섬유(섬유장 51㎜, 섬도 7.0de)를 5: 5 중량비로 혼섬 및 개섬한 뒤 180℃, 15분의 조건으로 열처리하여 평량이 330g/㎡로 제조된 가로, 세로 및 두께가 각각 100mm×20mm×10mm인 섬유집합체 시편을 90℃의 환경에서 2시간 동안 노출시킨 뒤 시편의 길이방향 양 단을 고정시킨 뒤 처지는 부분의 처짐 폭을 측정하였다. 이때, 처짐 폭은 양단의 아랫면을 기준으로 측정했고, 최대값을 고온처짐 값으로 하였다.Next, as condition (2), the high-temperature sag measured by the following measurement method may be 45 mm, more preferably 20 mm or less, and through this, even when used close to a high-temperature heating source, deformation of the shape can be minimized. In addition, there is an advantage of preventing shape deformation even in a high temperature environment in summer. At this time, the high-temperature sagging is performed by blending and opening the heat-adhesive fiber (fiber length 51 mm, fineness 4.0de) and polyethylene terephthalate (PET) short fiber (fiber length 51 mm, fineness 7.0de) in a weight ratio of 5:5. After heat treatment at 180°C for 15 minutes, a fiber aggregate specimen of 100mm×20mm×10mm thickness, each 100mm×20mm×10mm, manufactured with a basis weight of 330g/m², was exposed in an environment at 90°C for 2 hours, and then in the longitudinal direction of the sample. After fixing both ends, the sagging width of the sagging part was measured. At this time, the sag width was measured based on the lower surfaces of both ends, and the maximum value was taken as the high temperature sag value.
한편, 상술한 자동차 내장재용 섬유집합체는 단독 또는 PET 단독의 섬유집합체 등을 더 포함하여 자동차 내장재로 구현될 수 있다. 상기 자동차 내장재는 공지된 종류의 내장재일 수 있으며, 바람직하게는 우수한 흡음률, 접착강도, 난연성, 내열성 및 낮은 VOCs 방출량을 고려하여 자동차 내부의 부자재로 사용될 수 있고, 일예로 시트 백 등에 특히 적합할 수 있다. On the other hand, the above-described fiber assembly for automobile interior material may be implemented as a vehicle interior material by further including a fiber assembly of single or PET alone. The automobile interior material may be a known type of interior material, and preferably may be used as a subsidiary material inside a vehicle in consideration of excellent sound absorption, adhesive strength, flame retardancy, heat resistance, and low VOCs emission amount, and may be particularly suitable for a seat back, for example. have.
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.The present invention will be described in more detail through the following examples, but the following examples do not limit the scope of the present invention, which should be construed to aid understanding of the present invention.
<실시예1><Example 1>
디올성분으로 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 38몰%와 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 3몰% 및 잔여 디올 성분으로 에틸렌글리콜 59몰%를 투입하고, 산성분으로 테레프탈산 100몰%를 투입하여 상기 산성분과 디올성분을 1:1.2의 비율로 250℃에서 1140 토르(torr) 압력 하에서 에스테르화 반응시켜 에스테르 반응물을 얻었고, 그 반응률은 97.5%였다. 형성된 에스테르 반응물을 중축합 반응기에 이송하고, 중축합 촉매로 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 15ppm(Ti원소 기준), 열안정제로 트리에틸인산 25ppm(P원소 기준)을 투입하여 최종압력 0.5 Torr가 되도록 서서히 감압하면서 285℃까지 승온하여 축중합반응을 수행하여 코폴리에스테르를 제조하였고, 이후 상기 코폴리에스테르를 통상의 방법으로 가로, 세로, 높이가 각각 2mm×4mm×3mm인 폴리에스테르 칩으로 제조하였다. 38 mol% of the compound represented by the following formula (1) as a diol component, 3 mol% of the compound represented by the following formula (2), and 59 mol% of ethylene glycol as the remaining diol component are added, and 100 mol% of terephthalic acid is added as an acidic component. The component and the diol component were esterified at 250° C. at a ratio of 1:1.2 under 1140 torr pressure to obtain an ester reaction product, and the reaction rate was 97.5%. Transfer the formed ester reaction product to a polycondensation reactor, and add 15 ppm of a compound represented by the following formula 4 (based on Ti element) as a polycondensation catalyst, and 25 ppm of triethyl phosphate (based on element P) as a heat stabilizer to bring the final pressure to 0.5 Torr. A copolyester was prepared by gradually increasing the temperature to 285°C while reducing pressure to perform a condensation polymerization reaction, and then the copolyester was prepared as a polyester chip having a width, length, and height of 2mm×4mm×3mm, respectively, by a conventional method. .
이후 상기 코폴리에스테르를 초부로 하고, 고유점도가 0.65dl/g인 폴리에틸렌레테프탈레이트(PET)를 심부로 하는 심초형 복합섬유를 제조하기 위해, 상기 코폴리에스테르 칩 및 PET 칩을 호퍼에 각각 투입 후 용융시켜 심초형 방사 구금에 각각 투입한 다음, 275℃ 하에서 1000mpm 방사속도로 심부와 초부가 5:5 중량비가 되도록 복합 방사하고, 3.0배 연신하여 섬유장이 51㎜이고, 섬도가 4.0de인 하기 표 1과 같은 심초형인 열접착성 섬유를 제조하였다. Thereafter, in order to prepare a core-sheath type composite fiber with the copolyester as a sheath and a polyethylene retephthalate (PET) having an intrinsic viscosity of 0.65 dl/g as the core, the copolyester chips and PET chips were respectively added to the hopper. After melting and putting them into a core sheath type spinneret respectively, the core and sheath were combined to have a weight ratio of 5:5 at a spinning speed of 1000mpm under 275℃, and stretched 3.0 times to have a fiber length of 51mm and a fineness of 4.0de. A core-sheath type heat-adhesive fiber as shown in Table 1 was prepared.
[화학식 1][Formula 1]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000012
Figure PCTKR2020013672-appb-I000012
[화학식 2][Formula 2]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000013
Figure PCTKR2020013672-appb-I000013
[화학식4] [Formula 4]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000014
Figure PCTKR2020013672-appb-I000014
<실시예 2 ~ 14><Examples 2 to 14>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1, 표 2 또는 표 3과 같이 코폴리에스테르의 제조하기 위한 단량체의 조성비를 변경시켜 하기 표 1, 표 2 또는 표 3과 같은 심초형 복합섬유인 열접착 섬유를 제조하였다.Prepared by carrying out the same manner as in Example 1, but by changing the composition ratio of the monomer for producing the copolyester as shown in Table 1, Table 2, or Table 3 below, the core-sheath type composite fiber as shown in Table 1, Table 2, or Table 3 Tear heat-adhesive fibers were prepared.
<비교예 1 ~ 4><Comparative Examples 1 to 4>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 3과 같이 코폴리에스테르의 제조하기 위한 단량체의 조성을 변경시켜 하기 표 3과 같은 폴리에스테르 칩 및 이를 이용한 심초형 복합섬유인 열접착 섬유를 제조하였다.Prepared in the same manner as in Example 1, but by changing the composition of the monomer for the production of the copolyester as shown in Table 3 below, a polyester chip as shown in Table 3 and a heat-adhesive fiber, which is a core sheath type composite fiber using the same, were prepared. .
<실험예1><Experimental Example 1>
실시예 및 비교예에 따라서 구현된 열접착섬유의 제조 중에 중간물인 코폴리에스테르 칩이나, 심초형 열접착성 섬유, 또는 이를 이용하여 제조된 섬유집합체에 대해 하기의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1 내지 표 3에 나타내었다.During the manufacture of the heat-adhesive fibers implemented according to Examples and Comparative Examples, the following physical properties were evaluated for the copolyester chips, core sheath type heat-adhesive fibers, or fiber aggregates produced using the intermediates, and the results are as follows. It is shown in Tables 1 to 3.
이때, 섬유집합체는 열접착성 섬유와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 단섬유(섬유장 51㎜, 섬도 4.0de)를 5: 5 중량비로 혼섬 및 개섬한 뒤 각각 120℃, 140℃ 및 160℃의 온도조건으로 열처리하여 평량이 35g/㎡인 총 3종류의 섬유집합체를 대상으로 하였다.At this time, the fiber aggregate is a heat-adhesive fiber and polyethylene terephthalate (PET) short fiber (fiber length 51 mm, fineness 4.0de) at a temperature of 120°C, 140°C and 160°C, respectively, after mixing and opening at a weight ratio of 5 to 5 A total of 3 types of fiber aggregates with a basis weight of 35g/m2 were subjected to heat treatment under conditions.
1. 고유점도1. Intrinsic viscosity
코폴리에스테르 칩에 대해 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 분석하였다.For copolyester chips, ortho-chlorophenol (Ortho-Chloro Phenol) is used as a solvent and melted at a concentration of 110°C and 2.0g/25ml for 30 minutes, and then incubated at 25°C for 30 minutes, and a CANON viscometer is connected. Analysis from an automatic viscosity measuring device.
2. 유리전이온도, 융점2. Glass transition temperature, melting point
시차 열량분석기를 이용하여 코폴리에스테르의 유리전이온도 및 융점을 측정하였고 분석조건은 승온속도를 20℃/min로 하였다.The glass transition temperature and melting point of the copolyester were measured using a differential calorimeter, and the analysis conditions were a temperature increase rate of 20°C/min.
3. 코폴리에스테르 칩 건조시간3. Copolyester chip drying time
중축합된 코폴리에스테르 수지를 칩(chip)화 후 진공건조기에서 55℃, 4시간 간격으로 수분율을 측정하였고, 측정결과 수분율 100ppm 이하로 측정되었을 때 시간을 건조시간으로 나타내었다.After the polycondensed copolyester resin was chipped, the moisture content was measured in a vacuum dryer at 55° C. at 4 hour intervals, and the time was expressed as the drying time when the moisture content was 100 ppm or less as a result of the measurement.
4. 단섬유 저장안정성4. Short fiber storage stability
제조된 심초형 복합섬유 500g에 대해 온도 40℃, 상대습도 45%인 챔버에서 압력 2kgf/㎠을 가해 3일간 방치하여 섬유간 융착 상태를 전문가 10인이 육안으로 관찰했고, 그 결과 융착이 미발생한 경우를 10점, 전부 융착이 발생한 경우를 0점으로 기준해서 0 ~ 10점으로 평가한 뒤, 평균값을 계산했다. 그 결과 평균값이 9.0 이상인 경우 매우 우수(◎), 7.0 이상 9.0 미만인 경우 우수(○), 5.0 이상 7.0 미만은 보통(△), 5.0 미만은 나쁨(×)으로 나타내었다.For 500 g of the manufactured core sheath type composite fiber, 10 experts observed the state of fusion between fibers by applying pressure 2kgf/㎠ in a chamber with a temperature of 40°C and a relative humidity of 45% for 3 days. The case was evaluated as 0 to 10 points based on 10 points and 0 points for all cases where fusion occurred, and then the average value was calculated. As a result, when the average value was 9.0 or more, it was very good (◎), when it was 7.0 or more and less than 9.0, it was excellent (○), 5.0 or more and less than 7.0 were indicated as normal (△), and less than 5.0 was indicated as bad (×).
5. 방사작업성5. Spinning workability
방사작업성은 실시예 및 비교예별로 동일함량으로 방사된 심초형 복합섬유 에 대해서 방사 가공 중 드립(구금을 통과하는 섬유가닥들이 일부 융착되거나 사절 이후 가닥들이 불규칙하게 융착되어 형성된 덩어리를 의미함) 발생 수치를 드립 감지기를 통해 카운팅 하였고, 실시예1에서의 드립발생 수치를 100으로 기준해서 나머지 실시예 및 비교예에서 발생한 드립 개수를 상대적인 백분율로 표시하였다. Spinning workability occurs during spinning process for core sheath type composite fibers spun in the same amount for each Example and Comparative Example (means a lump formed by fusion of some of the fiber strands passing through the detention or irregular fusion of the strands after trimming) Numerical values were counted through a drip detector, and the number of drips generated in the remaining Examples and Comparative Examples was expressed as a relative percentage based on the number of drip occurrences in Example 1 as 100.
6. 염착율 평가6. Evaluation of dyeing rate
심초형 복합섬유 중량을 기준으로 2중량%의 블루(blue)염료를 포함하는 염액에 대해, 욕비 1:50으로 90℃에서 60분 동안 염착공정을 수행한 후, 일본의 구라보(KURABO) 회사의 색채측정 시스템을 이용해 염색된 복합섬유에 대한 가시영역(360 ~ 740nm, 10nm 간격)의 분광반사율을 측정한 후, CIE 1976 규격에 의거한 염착량의 지표인 Total K/S 값을 산출해 염료의 색수득률을 평가하였다. After performing a dyeing process at 90°C for 60 minutes at a bath ratio of 1:50 for a dye solution containing 2% by weight of blue dye based on the weight of the core sheath type composite fiber, Japan's KURABO After measuring the spectral reflectance of the visible region (360 ~ 740nm, 10nm interval) of the dyed composite fiber using the company's color measurement system, the total K/S value, an index of the amount of dyeing according to the CIE 1976 standard, was calculated. The color yield of the dye was evaluated.
7. 접착강도7. Adhesion strength
3종의 섬유집합체 각각을 가로, 세로 및 두께가 각각 100mm×20mm×10mm인 시편으로 구현하여 KS M ISO 36 방법에 의거하여 UTM(universal testing machine)을 이용하여 접착강도를 측정하였다.Each of the three fiber aggregates was implemented as a specimen having a width, length and thickness of 100 mm × 20 mm × 10 mm, respectively, and the adhesive strength was measured using a universal testing machine (UTM) according to the KS M ISO 36 method.
한편, 열처리 시 과도한 수축으로 인해 형태가 변형된 경우 접착강도를 평가하지 않고, '형태변형'으로 평가하였다. On the other hand, when the shape was deformed due to excessive shrinkage during heat treatment, the adhesive strength was not evaluated, but was evaluated as'shape deformation'.
8. 소프트 촉감8. Soft touch
3종의 섬유집합체 중 140℃의 온도 조건으로 열처리 되어 제조된 섬유집합체에 대해서 10명의 동종업계 전문가로 이루어진 그룹에 의한 관능검사를 실시하였고, 평가 결과 8명 이상이 소프트 하다고 판단할 경우 우수(◎), 6~7명은 양호(○), 5~4명은 보통(△), 4명 미만은 불량(×)으로 구분하였다.Among the three fiber aggregates, a sensory test by a group of 10 experts in the same industry was conducted on the fiber aggregates produced by heat treatment at a temperature of 140°C, and the evaluation result was excellent when 8 or more were judged to be soft (◎ ), 6 to 7 were classified as good (○), 5 to 4 were normal (△), and less than 4 were classified as bad (×).
실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7
산성분
(몰%)
Acid
(mole%)
TPATPA 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100
IPAIPA 00 00 00 00 00 00 00
총합total 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100
디올
성분
(몰%)
Dior
ingredient
(mole%)
EGEG 5959 5656 53.553.5 5050 6666 69.569.5 71.571.5
화학식1인 화합물Compound of Formula 1 3838 3939 4040 4747 32.832.8 27.527.5 25.525.5
화학식2인 화합물Compound of Formula 2 33 55 6.56.5 33 1.21.2 33 33
DEGDEG 00 00 00 00 00 00 00
총합total 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100
화학식1+화학식2Formula 1 + Formula 2 4141 4444 46.546.5 5050 3434 30.530.5 28.528.5
폴리에스테르칩Polyester chip IVIV 0.6280.628 0.6320.632 0.6320.632 0.6380.638 0.6430.643 0.6400.640 0.6450.645
융점(℃)Melting point(℃) 없음none 없음none 없음none 없음none 없음none 없음none 187187
Tg(℃)Tg(℃) 6868 6868 6767 6363 6767 7171 7373
건조시간(Hr)Drying time (Hr) 4444 4444 4444 4848 4444 2828 2424
복합섬유Composite fiber 방사 작업성(%)Spinning workability (%) 100100 100100 116116 285285 9797 9292 9090
단섬유 저장안정성Short fiber storage stability
염착율(K/S)Dyeing rate (K/S) 1616 1717 1717 1515 1414 1212 1111
섬유집합체Fiber assembly 120℃접착강도(N)120℃ adhesive strength (N) 110110 107107 8989 6565 6363 3838 미접착Non-adhesive
140℃접착강도(N)140℃ adhesive strength (N) 141141 139139 138138 115115 104104 6060 4747
160℃접착강도(N)160℃ adhesive strength (N) 184184 179179 176176 173173 139139 9191 7676
소프트촉감Soft touch
실시예 8Example 8 실시예 9Example 9 실시예 10Example 10 실시예 11Example 11 실시예 12Example 12
산성분
(몰%)
Acid
(mole%)
TPATPA 100100 100100 100100 100100 100100
IPAIPA 00 00 00 00 00
총합total 100100 100100 100100 100100 00
디올
성분(몰%)
Dior
Ingredient (mol%)
EGEG 69.569.5 69.569.5 6767 7272 6666
화학식1인 화합물Compound of Formula 1 2121 18.518.5 2121 18.518.5 33.533.5
화학식2인 화합물Compound of Formula 2 9.59.5 1212 1212 9.59.5 0.50.5
DEGDEG 00 00 00 00 00
총합total 100100 100100 100100 100100 100100
화학식1+화학식2Formula 1 + Formula 2 30.530.5 30.530.5 3333 2828 3434
폴리에스테르칩Polyester chip IVIV 0.6430.643 0.6400.640 0.6420.642 0.6430.643 0.6380.638
융점(℃)Melting point(℃) 없음none 없음none 없음none 187187 없음none
Tg(℃)Tg(℃) 7272 7373 7272 7373 6767
건조시간(Hr)Drying time (Hr) 2424 2020 2424 2020 4848
복합섬유Composite fiber 방사 작업성(%)Spinning workability (%) 8686 8484 9898 8181 108108
단섬유 저장안정성Short fiber storage stability
염착율(%)Dyeing rate (%) 1313 1111 1313 1111 1515
섬유집합체Fiber assembly 120℃접착강도(N)120℃ adhesive strength (N) 7272 4646 6060 미접착Non-adhesive 4343
140℃접착강도(N)140℃ adhesive strength (N) 113113 8989 9898 2929 9090
160℃접착강도(N)160℃ adhesive strength (N) 140140 133133 141141 5252 125125
소프트촉감Soft touch
실시예 13Example 13 실시예 14Example 14 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 비교예4Comparative Example 4
산성분
(몰%)
Acid
(mole%)
TPATPA 100100 9797 100100 100100 8080 100100
IPAIPA 00 33 00 00 2020 00
총합total 100100 100100 100100 100100 100100 100100
디올
성분(몰%)
Dior
Ingredient (mol%)
EGEG 6060 6262 6363 6060 8080 6363
화학식1인 화합물Compound of Formula 1 1515 3535 3737 3333 00 00
화학식2인 화합물Compound of Formula 2 2222 33 00 00 1010 3737
DEGDEG 00 00 00 77 1010 00
총합total 100100 100100 100100 100100 100100 100100
화학식1+화학식2Formula 1 + Formula 2 3737 3838 3737 3333 1010 3737
폴리에스테르칩Polyester chip IVIV 0.6530.653 0.6350.635 0.6420.642 0.6400.640 0.6380.638 0.6380.638
융점(℃)Melting point(℃) 없음none 없음none 없음none 없음none 없음none 없음none
Tg(℃)Tg(℃) 7272 6666 6565 6262 6666 7575
건조시간(Hr)Drying time (Hr) 2828 4444 5252 5252 5656 2020
복합섬유Composite fiber 방사 작업성(%)Spinning workability (%) 360360 9696 110110 155155 220220 486486
단섬유 저장안정성Short fiber storage stability ××
염착율(%)Dyeing rate (%) 1313 1616 1616 1616 1515 1313
섬유집합체Fiber assembly 120℃접착강도(N)120℃ adhesive strength (N) 형태변형Shape transformation 120120 9191 7575 9898 형태변형Shape transformation
140℃접착강도(N)140℃ adhesive strength (N) 형태변형Shape transformation 143143 126126 104104 129129 형태변형Shape transformation
160℃접착강도(N)160℃ adhesive strength (N) 형태변형Shape transformation 164164 152152 136136 151151 형태변형Shape transformation
소프트촉감Soft touch -- --
표 1내지 표 3을 통해 확인할 수 있듯이, As can be seen from Tables 1 to 3,
비교예들은 건조시간이 현저히 연장되거나(비교예1 내지 3), 방사작업성이 현저히 좋지 않거나(비교예2, 비교예3), 단섬유 저장안정성이 매우 나빠지거나(비교예2, 비교예3), 온도별 접착강도 평가에서 형태가 변형(비교예4)된 것을 확인할 수 있어서 모든 물성을 동시에 만족시킬 수 없음을 확인할 수 있으나, 실시예들은 모든 물성을 우수한 수준으로 발현하고 있는 것을 확인할 수 있다.In Comparative Examples, the drying time was significantly extended (Comparative Examples 1 to 3), spinning workability was remarkably good (Comparative Example 2, Comparative Example 3), or short fiber storage stability was very poor (Comparative Example 2, Comparative Example 3). ), it can be confirmed that the shape is deformed (Comparative Example 4) in the evaluation of the adhesive strength by temperature, so it can be confirmed that all physical properties cannot be satisfied at the same time, but it can be confirmed that the examples express all physical properties at an excellent level. .
한편, 실시예에서도 화학식1로 표시되는 화합물보다 화학식2로 표시되는 화합물의 함량이 더 많이 포함된 실시예15는 다른 실시예에 비해 온도별 접착강도 평가에서 형태가 변형되어 목적하는 물성을 달성하기에 부적합한 것을 확인할 수 있다.On the other hand, in Example 15, in which the content of the compound represented by Formula 2 was higher than that of the compound represented by Formula 1, the shape was changed in the adhesive strength evaluation by temperature compared to the other examples to achieve the desired physical properties. It can be confirmed that it is not suitable for.
<실시예 15 ~ 27><Examples 15 to 27>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 4 및 표 5 같이 코폴리에스테르의 제조하기 위한 단량체의 조성비를 변경시켜 코폴리에스테르를 제조하였고, 복합섬유를 5:5로 방사할 때 심부 및 초부에 하기 화학식3으로 표시되는 인계난연제를 하기 표 4및 표 5의 함량으로 더 포함시켜 초부와 심부 모두 인계난연제를 구비한 하기 표 4 및 표 5와 같은 열접착성 섬유를 제조하였다. 이때, 하기 표 4 및 표5에서 인계난연제의 함량은 열접착성 섬유 기준한 함량이다. 산성분 및 디올성분의 함량단위는 몰%이며, 디올성분의 잔량은 에틸렌글리콜(EG)이다.Preparation was carried out in the same manner as in Example 1, but the composition ratio of the monomer for preparing the copolyester was changed as shown in Tables 4 and 5 to prepare a copolyester, and when the composite fiber was spun at 5:5, the core and The heat-adhesive fibers as shown in Tables 4 and 5 were prepared with phosphorus-based flame retardants in both the sheath and the core by further including a phosphorus-based flame retardant represented by the following Chemical Formula 3 in the sheath portion in the amount of Table 4 and Table 5 below. At this time, the content of the phosphorus-based flame retardant in Tables 4 and 5 is based on the heat-adhesive fiber. The unit of content of the acidic component and the diol component is mol%, and the remaining amount of the diol component is ethylene glycol (EG).
[화학식 3][Formula 3]
Figure PCTKR2020013672-appb-I000015
Figure PCTKR2020013672-appb-I000015
이때, 화학식 3에서 탄소수 3의 직쇄형 알킬렌기이고, 상기 n은 10의 정수이며, 상기 m은 40의 정수이다.In this case, in Chemical Formula 3, it is a straight-chain alkylene group having 3 carbon atoms, n is an integer of 10, and m is an integer of 40.
<비교예 5 및 비교예 6><Comparative Example 5 and Comparative Example 6>
실시예 15와 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 5와 같이 코폴리에스테르의 제조하기 위한 단량체의 조성비를 변경시켜 열접착성 섬유를 제조하였다.Preparation was carried out in the same manner as in Example 15, but a heat-adhesive fiber was prepared by changing the composition ratio of the monomer for preparing the copolyester as shown in Table 5 below.
<실험예2><Experimental Example 2>
실시예 15 ~ 27, 비교예 5 및 비교예6에 따라서 구현된 열접착성 섬유 또는 이를 이용한 섬유집합체에 대해 하기의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 4 및 표 5에 나타내었다.The following physical properties were evaluated for the heat-adhesive fibers implemented according to Examples 15 to 27, Comparative Examples 5 and 6, or fiber aggregates using the same, and the results are shown in Tables 4 and 5 below.
이때, 상기 섬유집합체는 열접착성 섬유(섬유장 51㎜, 섬도 4.0de)와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 단섬유(섬유장 51㎜, 섬도 7.0de)를 5: 5 중량비로 혼섬 및 개섬한 뒤 140℃, 15분의 조건으로 열처리하여 평량이 330g/㎡로 제조된 섬유집합체를 대상으로 하였다. At this time, the fiber aggregate is blended and opened in a weight ratio of 5: 5 to a heat-adhesive fiber (fiber length 51 mm, fineness 4.0de) and polyethylene terephthalate (PET) short fiber (fiber length 51 mm, fineness 7.0de) in a weight ratio of 5:5. The fiber aggregates were subjected to heat treatment at 140° C. for 15 minutes to have a basis weight of 330 g/m 2.
1. 열접착성 섬유 강도 평가1. Heat adhesive fiber strength evaluation
Textechno사의 FAVIMAT Fiber Test 설비를 이용하여 섬유강도를 측정하였고 분석조건은 분석 시 지그의 이동 속도를 600 mm/min로 하였다.Fiber strength was measured using the Textechno's FAVIMAT Fiber Test facility, and the analysis condition was that the jig movement speed was 600 mm/min.
2. 난연성 측정2. Flame retardancy measurement
자동차 소재의 방화도 시험법 MS 300-08법에 의거하여 부직포의 탄화거리 및잔진시간을 측정하였다.The carbonization distance and residual time of the nonwoven fabric were measured according to the MS 300-08 method of the fire resistance test of automobile materials.
3. 열접착성 섬유의 아세트알데하이드(AA) 발생량3. Acetaldehyde (AA) generation amount of heat-adhesive fiber
MS 300-55 Method 에 의거하여 열접착성 섬유의 아세트알데하이드 발생량을 측정하였다.According to the MS 300-55 Method, the amount of acetaldehyde generated in the heat-adhesive fiber was measured.
4. 내열성4. Heat resistance
가로, 세로 및 두께가 각각 100mm×20mm×10mm이며, 330g/㎡인 시편을 90℃의 환경에서 약 2시간 동안 노출시킨 뒤 시편의 길이방향 양 단을 고정시킨 뒤 처지는 부분의 처짐 폭을 측정하였다. 이때, 처짐 폭은 양단의 아랫면을 기준으로 측정했고, 최대값을 고온처짐 값으로 하였다.The width, length and thickness of each 100mm×20mm×10mm, 330g/㎡ specimen were exposed in an environment at 90°C for about 2 hours, and then both ends of the specimen in the longitudinal direction were fixed, and the deflection width of the sagging part was measured. . At this time, the sag width was measured based on the lower surfaces of both ends, and the maximum value was taken as the high temperature sag value.
실시예15Example 15 실시예16Example 16 실시예17Example 17 실시예18Example 18 실시예19Example 19 실시예20Example 20 실시예21Example 21
산성분(몰%)Acid content (mol%) TPATPA 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100
IPAIPA 00 00 00 00 00 00 00
디올성분(몰%)Diol component (mol%) 화학식1인 화합물Compound of Formula 1 4040 4040 4040 4040 4040 4040 2626
화학식2인 화합물Compound of Formula 2 1One 1One 1One 1One 1One 1One 1One
화학식1+화학식2Formula 1 + Formula 2 4141 4141 4141 4141 4141 4141 2727
P함량(ppm)P content (ppm) 6,0006,000 4,0004,000 5,0005,000 5,5005,500 6,5006,500 7,0007,000 6,0006,000
물성Properties 섬유강도(g/d)Fiber strength (g/d) 4.24.2 4.34.3 4.34.3 4.34.3 3.93.9 3.23.2 4.44.4
AA발생량(ppb)AA generation (ppb) 15231523 15111511 15301530 15251525 15201520 15221522 22282228
탄화거리(mm)Carbonization distance (mm) 4242 7676 5555 4545 3838 3434 4242
잔진시간(초)Residual time (seconds) 5050 6969 6464 5353 4646 4343 4848
식1Equation 1 3535 87.487.4 58.758.7 39.839.8 29.129.1 24.424.4 33.633.6
고온처짐(㎜)High temperature sag (㎜) 2020 1919 1919 1919 2020 2020 99
실시예22Example 22 실시예23Example 23 실시예24Example 24 실시예25Example 25 실시예26Example 26 실시예27Example 27 비교예5Comparative Example 5 비교예6Comparative Example 6
산성분(몰%)Acid content (mol%) TPATPA 100100 100100 100100 100100 9595 9090 8585 8080
IPAIPA 00 00 00 00 55 1010 1515 2020
디올성분(몰%)Diol component (mol%) 화학식1인 화합물Compound of Formula 1 3030 3232 4242 4646 3535 3030 2525 2020
화학식2인 화합물Compound of Formula 2 1One 1One 1One 1One 1One 1One 1One 1One
화학식1+화학식2Formula 1 + Formula 2 3131 3333 4343 4747 3636 3131 2626 2121
P함량(ppm)P content (ppm) 6,0006,000 6,0006,000 6,0006,000 6,0006,000 6,0006,000 6,0006,000 6,0006,000 6,0006,000
물성Properties 섬유강도 (g/d)Fiber strength (g/d) 4.34.3 4.34.3 4.24.2 3.83.8 4.44.4 4.24.2 4.14.1 4.24.2
AA발생량
(ppb)
AA generation
(ppb)
19061906 15821582 10101010 887887 15511551 23012301 28872887 31793179
탄화거리 (mm)Carbonization distance (mm) 4242 4343 4242 4444 4141 4242 4343 4242
잔진시간 (초)Residual time (seconds) 4949 5151 5252 5656 5151 5050 5151 5252
식1Equation 1 34.334.3 36.636.6 36.436.4 41.141.1 34.934.9 3535 36.636.6 36.436.4
고온처짐(㎜)High temperature sag (㎜) 99 1111 4040 6262 1313 1818 2222 2424
표 4 및 표 5를 통해 확인할 수 있듯이, As can be seen from Table 4 and Table 5,
비교예 5 및 비교예 6은 다른 실시예에 대비해 아세트알데하이드의 발생량이 과다한 것에 대비해 본 발명에 따른 실시예들은 적은 아세트알데하이드를 발생시켜 자동차 내장재에 매우 적합한 것을 알 수 있다.It can be seen that Comparative Examples 5 and 6 generate an excessive amount of acetaldehyde compared to other examples, whereas the examples according to the present invention generate less acetaldehyde, which is very suitable for automobile interior materials.
<실험예3><Experimental Example 3>
실시예15 ~ 20에 따른 열접착성 섬유를 이용해서 제조된 섬유집합체에 대해서 하기의 방법으로 접착강도를 평가하였고, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.For the fiber aggregates prepared using the heat-adhesive fibers according to Examples 15 to 20, the adhesive strength was evaluated by the following method, and the results are shown in Table 6 below.
섬유집합체는 열접착성 섬유(섬유장 51㎜, 섬도 4.0de)와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 단섬유(섬유장 51㎜, 섬도 7.0de)를 5: 5 중량비로 혼섬 및 개섬한 뒤 140℃, 15분의 조건으로 열처리하여 평량이 330g/㎡로 제조된 섬유집합체를 대상으로 하였다.The fiber aggregate was mixed with heat-adhesive fibers (fiber length 51 mm, fineness 4.0de) and polyethylene terephthalate (PET) short fibers (fiber length 51 mm, fineness 7.0de) at a weight ratio of 5: 5, and then at 140°C, A fiber aggregate produced with a basis weight of 330g/m2 by heat treatment under the condition of 15 minutes was targeted.
접착강도는 Instron®(인장속도 500㎜/min, Load-Cell 2kN, Grip 5kN) 장비를 이용해 해당 조건에서 시편의 접착강도를 12회 측정하였고, 결과값 중 최소값 및 최대값을 제외한 10개의 데이터의 평균값을 계산하였다. 이때, 시편은 가로, 세로 및 두께가 각각 100mm×20mm×10mm이었다. The adhesive strength of the specimen was measured 12 times using Instron® (tensile speed 500㎜/min, Load-Cell 2kN, Grip 5kN) equipment under the conditions. The average value was calculated. At this time, the specimen was 100 mm × 20 mm × 10 mm in width, length, and thickness, respectively.
실시예15Example 15 실시예16Example 16 실시예17Example 17 실시예18Example 18 실시예19Example 19 실시예20Example 20
디올성분
Diol component
화학식1인 화합물Compound of Formula 1 4040 4040 4040 4040 4040 4040
화학식2인 화합물Compound of Formula 2 1One 1One 1One 1One 1One 1One
화학식1+화학식2Formula 1 + Formula 2 4141 4141 4141 4141 4141 4141
복합섬유 내P함량(ppm)P content in composite fiber (ppm) 6,0006,000 4,0004,000 5,0005,000 5,5005,500 6,5006,500 7,0007,000
접착강도(N)Adhesive strength (N) 147147 150150 149149 149149 144144 130130
표 6를 통해 확인할 수 있듯이, 열접착성 섬유의 초부에 다소 많이 인계난연제가 구비된 실시예20의 경우 접착강도가 저하된 것을 알 수 있다. As can be seen from Table 6, it can be seen that in the case of Example 20 in which the phosphorus-based flame retardant is provided somewhat in the sheath of the heat-adhesive fiber, the adhesive strength is lowered.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although an embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiment presented in the present specification, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same idea. It will be possible to easily propose other embodiments by changing, deleting, adding, etc., but it will be said that this is also within the scope of the present invention.

Claims (12)

  1. 폴리에스테르계 성분을 포함하는 심부; 및A core containing a polyester-based component; And
    테레프탈산을 포함하는 산성분, 및 에틸렌글리콜과 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 디올성분이 반응된 에스테르화 화합물이 중축합된 코폴리에스테르를 포함하며, 상기 심부를 둘러싸는 초부;를 포함하고, MS 300-55 방법에 의거한 아세트알데하이드(AA) 발생량이 2400ppb 이하인 열접착성 섬유:An acidic component containing terephthalic acid, and a copolyester in which an esterified compound in which ethylene glycol and a diol component including a compound represented by the following Formula 1 and a diol component including a compound represented by Formula 2 are reacted is polycondensed, and the core part A heat-adhesive fiber that includes, and has an acetaldehyde (AA) generation amount of 2400 ppb or less according to the MS 300-55 method:
    [화학식 1] [Formula 1]
    Figure PCTKR2020013672-appb-I000016
    Figure PCTKR2020013672-appb-I000016
    [화학식 2][Formula 2]
    Figure PCTKR2020013672-appb-I000017
    Figure PCTKR2020013672-appb-I000017
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 화학식1로 표시되는 화합물과 화학식2로 표시되는 화합물의 함량 총합은 상기 디올성분 중 30 ~ 45 몰%로 포함되는 것을 특징으로 하는 열접착성 섬유.A heat-adhesive fiber, characterized in that the total amount of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is contained in an amount of 30 to 45 mol% of the diol component.
  3. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 디올성분 중 화학식1로 표시되는 화합물의 함량이 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량보다 더 큰 것을 특징으로 하는 열접착성 섬유.Heat-adhesive fiber, characterized in that the content of the compound represented by Formula 1 in the diol component is greater than the content of the compound represented by Formula 2.
  4. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 디올성분 중 상기 화학식1로 표시되는 화합물은 20 ~ 40몰%, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 0.8 ~ 10몰%로 포함되는 것을 특징으로 하는 열접착성 섬유.Of the diol component, the compound represented by Formula 1 is 20 to 40 mol%, and the compound represented by Formula 2 is included in 0.8 to 10 mol%.
  5. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 심부는 하기 화학식3으로 표시되는 인계난연제를 인 함량 기준 5500ppm 내지 6500ppm 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열접착성 섬유:The core portion is a heat-adhesive fiber, characterized in that it further comprises a phosphorus-based flame retardant represented by the following formula (3) 5500ppm to 6500ppm based on a phosphorus content:
    [화학식 3][Formula 3]
    Figure PCTKR2020013672-appb-I000018
    Figure PCTKR2020013672-appb-I000018
    이때, 화학식 3에서 R은 탄소수 1 ~ 5의 알킬렌기이고, n은 1 ~ 20의 정수이고, m은 1 ~ 80의 정수이다.At this time, in Formula 3, R is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, n is an integer of 1 to 20, and m is an integer of 1 to 80.
  6. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    열접착성 섬유의 초부는 상기 화학식3으로 표시되는 인계난연제를 인 함량 기준 5500ppm 내지 6500ppm 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열접착성 섬유.Heat-adhesive fiber, characterized in that the sheath of the heat-adhesive fiber further comprises 5500ppm to 6500ppm of the phosphorus-based flame retardant represented by Chemical Formula 3 based on a phosphorus content.
  7. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    아세트알데하이드(AA) 발생량이 1950ppb 이하인 포함하는 것을 특징으로 하는 열접착성 섬유.Heat-adhesive fiber, characterized in that it contains acetaldehyde (AA) generation amount of 1950 ppb or less.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 열접착성 복합섬유; 및The heat-adhesive composite fiber according to any one of claims 1 to 7; And
    융점이 250℃ 보다 높은 폴리에스테르계 지지섬유;를 포함하는 자동차 내장재용 섬유집합체.A fiber assembly for automobile interiors containing; polyester-based support fibers having a melting point higher than 250°C.
  9. 제8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 열접착성 섬유 및 지지섬유는 70:30 ~ 30:70 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 섬유집합체.The heat-adhesive fiber and the support fiber is a fiber assembly for automobile interior material, characterized in that included in a weight ratio of 70:30 to 30:70.
  10. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    하기 조건 (1) 및 조건 (2)를 만족하는 자동차 내장재용 섬유집합체:Fiber aggregates for automobile interiors satisfying the following conditions (1) and (2):
    (1) 하기 식1에 따른 값이 27 ~ 55(1) The value according to Equation 1 below is 27 to 55
    [식 1][Equation 1]
    Figure PCTKR2020013672-appb-I000019
    Figure PCTKR2020013672-appb-I000019
    식1에서 D와 T는 각각 시편을 MS 300-08법에 의거하여 측정한 탄화거리 및 잔진시간이고, 상기 시편은 열접착성 섬유(섬유장 51㎜, 섬도 4.0de)와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 단섬유(섬유장 51㎜, 섬도 7.0de)를 5: 5 중량비로 혼섬 및 개섬한 뒤 180℃, 15분의 조건으로 열처리하여 평량이 330g/㎡로 제조된 섬유집합체임,In Equation 1, D and T are the carbonization distance and residual time measured by the MS 300-08 method, respectively, and the specimen is a heat-adhesive fiber (fiber length 51 mm, fineness 4.0de) and polyethylene terephthalate (PET ) A fiber aggregate manufactured with a basis weight of 330g/m2 by blending and opening a single fiber (fiber length 51㎜, fineness 7.0de) at a weight ratio of 5:5 and heat treatment at 180℃ for 15 minutes.
    (2) 고온처짐이 45㎜ 이하.(2) High temperature sag is less than 45mm.
  11. 제10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 조건 (2)에서 고온처짐이 20㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 섬유집합체.In the condition (2), the high-temperature sag is 20 mm or less.
  12. 제8항에 따른 자동차 내장재용 섬유집합체를 포함하는 자동차 내장재.A vehicle interior material comprising the fiber assembly for automotive interior materials according to claim 8.
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