WO2022005191A1 - Heat-bondable composite fiber, manufacturing method therefor, and fiber aggregate and nonwoven-fabric which comprise same - Google Patents

Heat-bondable composite fiber, manufacturing method therefor, and fiber aggregate and nonwoven-fabric which comprise same Download PDF

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최원정
이봉석
이주현
김도현
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Abstract

The present invention relates to a heat-bondable composite fiber, a manufacturing method therefor, and a fiber aggregate and a nonwoven fabric which comprise same. More specifically, the present invention relates to: a heat-bondable composite fiber having a low process fraction defective, excellent productivity, and excellent adhesiveness and elastic recovery; a manufacturing method therefor; and a fiber aggregate and a nonwoven fabric which are harmless to the human body, and thus are suitable for a material that comes in contact with the human body.

Description

열접착성 복합 섬유, 그 제조방법, 이를 각각 포함하는 섬유 집합체 및 부직포Heat-adhesive composite fiber, manufacturing method thereof, fiber aggregate and nonwoven fabric comprising the same
본 발명은 열접착성 복합 섬유, 그 제조방법, 이를 각각 포함하는 섬유 집합체 및 부직포에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로는 공정상의 불량률이 낮고 생산성이 우수하며, 접착성, 탄성회복율이 우수한 열접착성 복합 섬유와 그 제조방법에 관한 것이며, 인체에 무해하여 인체에 접촉하는 소재에 사용되기 적합한 섬유집합체 및 부직포에 관한 것이다.The present invention relates to a heat-adhesive composite fiber, a method for manufacturing the same, a fiber aggregate and a nonwoven fabric comprising the same. More specifically, it relates to a heat-adhesive composite fiber having a low process defect rate, excellent productivity, and excellent adhesiveness and elastic recovery rate and a method for manufacturing the same, and a fiber aggregate suitable for use in materials that are harmless to the human body and in contact with the human body and to a nonwoven fabric.
일반적으로 폴리우레탄 폼은 이소시아네이트와 폴리올을 발포제, 촉매 등과 함께 혼합하고 거품반응과 중합반응을 동시에 진행하여 제조할 수 있는 발포체이다. 이러한 폴리우레탄 폼은 가볍고, 보온성, 전기 절연성, 내약품성, 반발 탄성 및 내구성이 우수하므로, 쿠션소재분야에서 탄성소재로 많이 사용되고 있다. 그러나 폴리우레탄폼은 황변 및 냄새와 같은 사용 쾌적성, 환경유해성, 물성저하 등이 문제되고 있다.In general, polyurethane foam is a foam that can be prepared by mixing isocyanate and polyol together with a blowing agent, a catalyst, etc., and simultaneously proceeding with a foaming reaction and a polymerization reaction. These polyurethane foams are light and have excellent thermal insulation, electrical insulation, chemical resistance, rebound elasticity and durability, and are therefore widely used as elastic materials in the cushion material field. However, polyurethane foam has problems in use such as yellowing and odor, environmental hazards, and deterioration of physical properties.
한편, 폴리우레탄 폼 외에 인체에 무해한 친환경 열접착 섬유로 융착한 섬유집합체도 탄성소재로 사용되고 있다. 섬유집합체 소재로 사용되는 엘라스토머는 특유의 탄성으로 포장용기, 자동차 내장재, 탄성섬유 등 많은 용도에 사용되고 있다. 또한, 재활용이 불가능한 고무 소재와는 달리, 이러한 엘라스토머는 재활용이 용이하기 때문에 그 수요가 크게 늘어나고 있다. 특히, 열가소성 폴리에스테르 공중합체의 경우, 우수한 탄성으로 인하여 섬유집합체 소재로 사용되고 있다.On the other hand, in addition to polyurethane foam, a fiber aggregate fused with eco-friendly heat-sealing fibers that are harmless to the human body is also used as an elastic material. Elastomers used as fiber aggregate materials are used in many applications such as packaging containers, automobile interior materials, and elastic fibers due to their unique elasticity. In addition, unlike rubber materials that cannot be recycled, such elastomers are easily recyclable, so the demand for them is greatly increasing. In particular, in the case of a thermoplastic polyester copolymer, it is used as a fiber aggregate material due to its excellent elasticity.
열가소성 엘라스토머(TPE, Thermoplastic Elastomer)는 두 가지 다른 성질, 즉 가열하면 재형성될 수 있는 열가소성과 고무상 중합체인 엘라스토머의 탄성을 둘 다 가지고 있는 중합체이다. 열가소성 엘라스토머는 일종의 블록 공중합체로서, 일반적으로 열가소성의 특징을 나타낼 수 있는 하드 세그먼트 블록과 탄성을 나타낼 수 있는 소프트 세그먼트 블록으로 구성되어, 두 가지 다른 특성을 동시에 나타낸다.Thermoplastic elastomer (TPE) is a polymer that possesses two different properties: a thermoplastic that can be re-formed when heated and the elasticity of an elastomer, a rubbery polymer. Thermoplastic elastomer is a kind of block copolymer, and is generally composed of a hard segment block that can exhibit thermoplastic characteristics and a soft segment block that can exhibit elasticity, and exhibits two different properties at the same time.
이러한 열가소성 엘라스토머는 테레프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 이소프탈산 및 디메틸이소프탈레이트 등의 산성분과, 폴리(테트라메틸렌에테르) 글리콜, 부탄디올, 폴리에틸렌글리콜 및 에틸렌글리콜 등의 디올성분을 공중합 시켜 제조한다. 그러나 이와 같은 중합법에 의한 저융점 열가소성 엘라스토머 제조 시에는 부탄디올을 저장, 투입하는 설비, 테트라하이드로 퓨란과 같은 부산물을 회수하는 설비 등이 필요한 문제점이 있다. 특히 테트라하이드로퓨란은 독성 및 폭발성을 가지고 있는 고위험성 물질로 안전관리에 어려움이 있다.These thermoplastic elastomers are manufactured by copolymerizing an acid component such as terephthalic acid, dimethyl terephthalate, isophthalic acid and dimethyl isophthalate with a diol component such as poly(tetramethylene ether) glycol, butanediol, polyethylene glycol and ethylene glycol. However, when manufacturing a low-melting-point thermoplastic elastomer by such a polymerization method, there is a problem that equipment for storing and inputting butanediol and equipment for recovering by-products such as tetrahydrofuran are required. In particular, tetrahydrofuran is a high-risk substance with toxicity and explosiveness, and it is difficult to manage safety.
또한 이러한 열가소성 엘라스토머는 수요가 크게 늘어나고 있는 추세이나, 상대적으로 시장 규모가 크지 않기 때문에 중합법에 의한 고분자 생산 시 고정비가 상승해 비용 상승을 초래하는 단점도 있다.In addition, although the demand for these thermoplastic elastomers is increasing, there is a disadvantage in that the fixed cost rises when the polymer is produced by the polymerization method because the market size is not relatively large, which leads to an increase in cost.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 열접착성, 탄성회복률이 우수하며 원가를 절감할 수 있는 열접착성 복합 섬유, 이를 포함하는 섬유집합체 및 부직포를 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is a heat-adhesive composite fiber that has excellent thermal adhesiveness and elastic recovery rate and can reduce costs, and a fiber aggregate and nonwoven fabric including the same is to provide
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 공정상 불량률이 낮고 생산성이 우수한 열접착성 복합 섬유 제조방법을 제공하는 것이다.Another object to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing a heat-adhesive composite fiber having a low process defect rate and excellent productivity.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 110℃ 내지 180℃의 융점을 갖고, 하기 화학식 1로 표시되는 소프트 세그먼트를 5 내지 25 몰%의 함량으로 포함하는 블록 공중합체인 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지; 및 230℃ 내지 280℃의 융점을 갖는 폴리에스테르계 수지를 복합 방사하여 형성된 열접착성 복합 섬유를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a thermoplastic polyester-based elastomer resin which is a block copolymer having a melting point of 110°C to 180°C and containing a soft segment represented by the following Chemical Formula 1 in an amount of 5 to 25 mol%; And it provides a heat-adhesive composite fiber formed by composite spinning a polyester-based resin having a melting point of 230°C to 280°C.
[화학식 1][Formula 1]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000001
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상기 화학식 1에서, R은 C3-5의 알킬렌기를 나타낸다.In Formula 1, R represents a C 3-5 alkylene group.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지는, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 수지 A; 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 포함하는 수지 B; 간의 에스테르 교환반응을 통해 형성된 블록 공중합체를 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the thermoplastic polyester-based elastomer resin is a resin A comprising a compound represented by the following formula (2); and a resin B comprising at least one of a compound represented by the following Chemical Formula 3 and a compound represented by the following Chemical Formula 4; It may include a block copolymer formed through a transesterification reaction between the.
[화학식 2][Formula 2]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000002
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[화학식 3][Formula 3]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000003
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[화학식 4][Formula 4]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000004
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상기 화학식 2 내지 4에서, P1 및 P2는 각각 독립적으로
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000005
또는
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000006
, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C3 내지 C5의 알킬렌기, R3 내지 R5는 각각 독립적으로 C1 내지 C3의 알킬렌기, R6는 C4H8이며, n은 5 내지 45의 유리수, x는 25 내지 90의 유리수, y는 10 내지 75의 유리수, a 및 c는 각각 독립적으로 55 내지 80의 유리수, b 및 d는 각각 독립적으로 20 내지 45의 유리수이다.
In Formulas 2 to 4, P 1 and P 2 are each independently
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000005
or
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000006
, R 1 and R 2 are each independently a C 3 to C 5 alkylene group, R 3 to R 5 are each independently a C 1 to C 3 alkylene group, R 6 is C 4 H 8 and n is 5 to a rational number of 45, x is a rational number from 25 to 90, y is a rational number from 10 to 75, a and c are each independently a rational number from 55 to 80, and b and d are each independently a rational number from 20 to 45.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지는 상기 수지 A와 수지 B를 7:3 내지 2:8의 중량비로 반응시켜 형성된 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the thermoplastic polyester-based elastomer resin may be formed by reacting the resin A and the resin B in a weight ratio of 7:3 to 2:8.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 수지 A는 140℃ 내지 175℃의 융점을 갖고, 상기 수지 B는 110℃ 내지 150℃의 연화점을 갖는 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the resin A may have a melting point of 140 °C to 175 °C, and the resin B may have a softening point of 110 °C to 150 °C.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지는 ASTM D638 표준 측정법에 따라 측정한 80% 내지 99%인 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the thermoplastic polyester-based elastomer resin may be 80% to 99% measured according to ASTM D638 standard measurement method.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 상기 열접착성 복합 섬유를 포함하는 섬유집합체를 제공한다.In addition, in order to solve the above problems, the present invention provides a fiber assembly including the heat-adhesive composite fiber.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 섬유집합체는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유를 더 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the fiber assembly may further include polyethylene terephthalate (PET) fibers.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 섬유집합체는 중금속인 안티몬(Sb), 코발트(Co)의 검출 농도가 각각 독립적으로 0.1ppm 내지 10ppm인 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the fiber aggregate may be one in which the detection concentrations of heavy metals antimony (Sb) and cobalt (Co) are each independently 0.1 ppm to 10 ppm.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 상기 섬유집합체를 포함하는 부직포를 제공한다.In addition, in order to solve the above problems, the present invention provides a nonwoven fabric comprising the fiber aggregate.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 (1) 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 수지 A, 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물과 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 수지 B를 에스테르 교환반응을 통하여 공중합시켜 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 합성하는 단계; (2) 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지와 230℃ 내지 280℃의 융점을 갖는 폴리에스테르계 수지를 복합 방사하는 단계;를 포함하는 열접착성 복합섬유의 제조방법을 제공한다.In addition, in order to solve the above problems, the present invention provides (1) a resin A comprising a compound represented by the following formula (2), and at least one of a compound represented by the following formula (3) and a compound represented by the following formula (4) synthesizing a thermoplastic polyester-based elastomer resin by copolymerizing the resin B through a transesterification reaction; (2) composite spinning of the thermoplastic polyester-based elastomer resin and a polyester-based resin having a melting point of 230°C to 280°C; provides a method for producing a heat-adhesive composite fiber comprising.
[화학식 2][Formula 2]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000007
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000007
[화학식 3][Formula 3]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000008
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000008
[화학식 4][Formula 4]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000009
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000009
상기 화학식 2 내지 4에서, P1 및 P2는 각각 독립적으로
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000010
또는
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000011
, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C3 내지 C5의 알킬렌기, R3 내지 R5는 각각 독립적으로 C1 내지 C3의 알킬렌기, R6는 C4H8이며, n은 5 내지 45의 유리수, x는 25 내지 90의 유리수, y는 10 내지 75의 유리수, a 및 c는 각각 독립적으로 55 내지 80의 유리수, b 및 d는 각각 독립적으로 20 내지 45의 유리수이다.
In Formulas 2 to 4, P 1 and P 2 are each independently
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000010
or
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000011
, R 1 and R 2 are each independently a C 3 to C 5 alkylene group, R 3 to R 5 are each independently a C 1 to C 3 alkylene group, R 6 is C 4 H 8 and n is 5 to a rational number of 45, x is a rational number from 25 to 90, y is a rational number from 10 to 75, a and c are each independently a rational number from 55 to 80, and b and d are each independently a rational number from 20 to 45.
본 발명에 따른 열접착성 복합섬유, 이를 포함하는 섬유집합체 및 부직포는 열접착성과 탄성회복률이 낮으며, 인체 유해성이 낮아 인체에 직접 접촉하는 소재 즉 침구류 또는 자동차 내장재 등의 소재로 사용하기에 용이한 장점이 있다.The heat-adhesive composite fiber according to the present invention, a fiber aggregate and non-woven fabric comprising the same, have low thermal adhesiveness and elastic recovery rate, and are low in harmfulness to the human body. It has the advantage of being easy.
또한 본 발명에 따른 열접착성 복합섬유 제조방법에 의하면, 제조 시 부산물이 생성되지 않아 공정관리가 용이하고 공정이 간소화되어 생산성이 높으며, 소량 생산 시에도 고정비의 상승을 최소화하여 열접착성 복합섬유의 제조원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the method for manufacturing the heat-adhesive composite fiber according to the present invention, since no by-product is generated during manufacturing, process management is easy, the process is simplified, and thus the productivity is high, and the increase in fixed cost is minimized even in a small amount of the heat-adhesive composite fiber It has the advantage of reducing the manufacturing cost of
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열접착성 복합 섬유의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a cross-section of a heat-adhesive composite fiber according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 열접착성 복합 섬유의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a view schematically showing a cross-section of a heat-adhesive composite fiber according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and the accompanying drawings.
상술한 것과 같이, 종래의 열접착성 복합 섬유는 제조 시 부산물이 많이 발생하고 이들을 처리하기 위한 별도의 시설이 필요하며, 이러한 부산물들은 처리가 까다로워 제조 비용이 상승하는 등의 문제점이 있었다. 이에, 본 발명자들은 110℃ 내지 180℃의 융점을 갖고, 하기 화학식 1로 표시되는 구조를 포함하는 소프트 세그먼트를 5 내지 25 몰%의 함량으로 포함하는 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지; 및 230℃ 내지 280℃의 융점을 갖는 폴리에스테르계 수지를 복합 방사하여 형성된 열접착성 복합 섬유를 제공하여, 이 같은 문제의 해결을 도모하였다.As described above, conventional heat-adhesive composite fibers generate a lot of by-products during manufacture and require a separate facility to process them, and these by-products are difficult to process, thereby increasing the manufacturing cost. Accordingly, the present inventors have disclosed a thermoplastic polyester-based elastomer resin having a melting point of 110° C. to 180° C. and including a soft segment having a structure represented by the following Chemical Formula 1 in an amount of 5 to 25 mol%; And by providing a heat-adhesive composite fiber formed by composite spinning a polyester-based resin having a melting point of 230°C to 280°C, this problem was solved.
[화학식 1][Formula 1]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000012
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000012
상기 화학식 1에서, R은 C3 내지 C5의 알킬렌기를 나타낸다.In Formula 1, R represents a C 3 to C 5 alkylene group.
바람직하게는 상기 n은 5 내지 45의 유리수일 수 있다.Preferably, n may be a rational number of 5 to 45.
여기서, 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지 내에 소프트 세그먼트를 5 내지 25몰%의 함량으로 포함한다는 것의 의미는 상기 화학식 1로 표시되는 구조를 포함하는 소프트 세그먼트 반복단위가 전체 수지 대비 5 내지 25몰%의 함량으로 포함되어 있는 것을 의미한다.Here, the meaning of including the soft segment in an amount of 5 to 25 mol% in the thermoplastic polyester-based elastomer resin means that the soft segment repeating unit including the structure represented by Formula 1 above has a content of 5 to 25 mol% compared to the total resin means that it contains
본 발명은 고분자 블렌딩을 통해 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지 내에 상기 소프트 세그먼트를 5 내지 25 몰%의 함량으로 포함함으로써 수지의 열가소성에 의하여 우수한 열접착성, 탄성을 나타내면서도 동시에 폴리에스테르계 엘라스토머가 점착성(sticky)의 표면 특성을 갖는 것에 비하여 드라이(dry)한 표면 특성을 가져 향상된 가공성을 가질 수 있다. 또한, 융점 230℃ 내지 280℃의 저융점 폴리에스테르와 상기 폴리에스테르계 엘라스토머 수지 간의 복합방사로 제조 시 부산물 발생을 최소화할 수 있고, 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.The present invention provides excellent thermal adhesion and elasticity due to the thermoplasticity of the resin by including the soft segment in an amount of 5 to 25 mol% in the thermoplastic polyester-based elastomer resin through polymer blending, and at the same time, the polyester-based elastomer has adhesiveness It has dry surface properties compared to those with sticky surface properties, so it can have improved processability. In addition, it is possible to minimize the generation of by-products during manufacturing by composite spinning between the low-melting-point polyester having a melting point of 230°C to 280°C and the polyester-based elastomer resin, and there is an advantage in that the cost can be reduced.
좀 더 바람직하게는, 상기 소프트 세그먼트는 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머에 10 내지 20 몰%의 함량으로 포함되어 있을 수 있다.More preferably, the soft segment may be included in an amount of 10 to 20 mol% in the thermoplastic polyester-based elastomer.
만일 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지에서 소프트 세그먼트의 함량이 5몰% 미만일 경우 충분한 탄성 발현이 되지 않는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 소프트 세그먼트의 함량이 25몰%를 초과하는 경우 엘라스토머의 표면 마찰에 의한 가공성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.If the content of the soft segment in the thermoplastic polyester-based elastomer resin is less than 5 mol%, there may be a problem in that sufficient elasticity is not expressed. Conversely, when the content of the soft segment exceeds 25 mol%, the surface friction of the elastomer There may be a problem that the processability is deteriorated.
이하, 상기 열접착성 복합섬유에 포함된 각 구성을 순서대로 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, each configuration included in the heat-adhesive composite fiber will be described in more detail in order.
본 발명의 열접착성 복합섬유는 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지와 저융점 폴리에스테르계 수지의 복합 방사로 제조되며, 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지는 110℃ 내지 180℃의 융점을 갖는 것이다.The heat-adhesive composite fiber of the present invention is prepared by composite spinning of a thermoplastic polyester-based elastomer resin and a low-melting-point polyester-based resin, and the thermoplastic polyester-based elastomer resin has a melting point of 110°C to 180°C.
바람직하게는 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지는 120℃ 내지 165℃의 융점을 가질 수 있다.Preferably, the thermoplastic polyester-based elastomer resin may have a melting point of 120°C to 165°C.
만일 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지의 융점이 110℃ 미만인 경우, 방사 시 융착, 내열성, 경도, 인장강도 및 탄성률 등 기계적 성질의 저하가 있을 수 있고, 또한, 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지의 융점이 180℃를 넘는 경우, 섬유 집합체 제조 시 열접착 성능이 저하되거나 제조공정의 온도가 높아지게 되는 문제점이 있을 수 있다.If the melting point of the thermoplastic polyester-based elastomer resin is less than 110°C, mechanical properties such as fusion, heat resistance, hardness, tensile strength and elastic modulus may be deteriorated during spinning, and the melting point of the thermoplastic polyester-based elastomer resin If it exceeds 180 ℃, there may be a problem that the thermal bonding performance is lowered or the temperature of the manufacturing process is increased during the manufacture of the fiber assembly.
상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 수지 A; 및 하기 화학식 3과 화학식 4로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 포함하는 수지 B; 간의 에스테르 교환반응을 통해 형성된 블록 공중합체를 포함할 수 있다.The thermoplastic polyester-based elastomer resin may include a resin A comprising a compound represented by the following formula (2); And Resin B comprising at least one of the compounds represented by Formula 3 and Formula 4; It may include a block copolymer formed through a transesterification reaction between the.
[화학식 2][Formula 2]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000013
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000013
[화학식 3][Formula 3]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000014
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000014
[화학식 4][Formula 4]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000015
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000015
상기 화학식 2 내지 4에서, P1과 P2는 각각 독립적으로
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000016
또는
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000017
를 나타낸다.
In Formulas 2 to 4, P 1 and P 2 are each independently
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000016
or
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000017
indicates
또한, R1과 R2는 각각 독립적으로 C3 내지 C6의 알킬렌기를 나타낼 수 있다. 바람직하게는 R1은 C3 내지 C4의 알킬렌기 R2는 C4의 알킬렌기일 수 있다.In addition, R 1 and R 2 may each independently represent a C 3 to C 6 alkylene group. Preferably, R 1 may be a C 3 to C 4 alkylene group and R 2 may be a C 4 alkylene group.
또한, R3 내지 R5는 각각 독립적으로 C1 내지 C3의 알킬렌기일 수 있다. 바람직하게는 R3, R4, R5는 C2의 알킬렌기일 수 있다.In addition, R 3 to R 5 may each independently be a C 1 to C 3 alkylene group. Preferably, R 3 , R 4 , and R 5 may be a C 2 alkylene group.
또한, R6는 C4H8일 수 있으며, n은 5 내지 45의 유리수일 수 있다.In addition, R 6 may be C 4 H 8 , and n may be a rational number of 5 to 45.
x는 25 내지 90의 유리수일 수 있다. 바람직하게는 x는 50 내지 80일 수 있다.x can be a rational number from 25 to 90. Preferably, x may be 50 to 80.
y는 10 내지 75의 유리수일 수 있다. 바람직하게 y는 20 내지 50일 수 있고, x와 y의 비는 바람직하게는 2:1 내지 5:1일 수 있다.y may be a rational number from 10 to 75. Preferably y may be 20 to 50, and the ratio of x and y may be preferably 2:1 to 5:1.
상기 x회 반복되는 세그먼트는 하드한 성질을 가지며 y회 반복되는 세그먼트는 소프트한 성질을 가진다. x와 y의 비가 5:1에서 x가 더 커지는 경우, 하드한 성질을 가지는 세그먼트의 몰비가 지나치게 커져 탄성이 부족한 문제점이 있을 수 있다. 반대로 x와 y의 비에서 2:1보다 y가 더 커지는 경우, 소프트한 성질을 가지는 세그먼트의 몰비가 지나치게 커져 작업성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.The segment repeated x times has a hard property, and the segment repeated y times has a soft property. When the ratio of x and y is 5:1, when x becomes larger, the molar ratio of the segment having a hard property becomes excessively large, and there may be a problem in that elasticity is insufficient. Conversely, when y is greater than 2:1 in the ratio of x and y, the molar ratio of the segment having a soft property is excessively large, and there may be a problem in that workability is deteriorated.
a 및 c는 각각 독립적으로 55 내지 80의 유리수, 바람직하게는 각각 독립적으로 55 내지 70일 수 있다.a and c may each independently be a rational number of 55 to 80, preferably each independently 55 to 70.
b 및 d는 각각 독립적으로 20 내지 45의 유리수, 바람직하게는 각각 독립적으로 30 내지 45일 수 있다.b and d may each independently be a rational number from 20 to 45, preferably from 30 to 45 each independently.
또한, a와 b의 비, c와 d의 비는 바람직하게는 1:1 내지 3:1일 수 있다.In addition, the ratio of a and b and the ratio of c and d may be preferably 1:1 to 3:1.
상기 a회 반복되는 세그먼트 및 c회 반복되는 세그먼트는 결정성이 높은 높은 성질을 가지며, c회 반복되는 세그먼트 및 d회 반복되는 세그먼트는 결정성이 낮은 성질을 갖는다. 만일 a, c가 b, d에 비하여 1:1보다 큰 비율을 갖는 경우, 결정성이 높은 성질을 가지는 세그먼트의 몰비가 지나치게 커져 융점이 증가하는 문제점이 있을 수 있다.The segment repeated a time and the segment repeated c times have high crystallinity, and the segment repeated c times and the segment repeated d times has low crystallinity. If a and c have a ratio greater than 1:1 compared to b and d, there may be a problem in that the molar ratio of the segment having high crystallinity becomes excessively large, thereby increasing the melting point.
또한, 상기 수지 A는 바람직하게는 140℃ 내지 175℃의 융점을 갖는 탄성 폴리에스테르계 엘라스토머일 수 있다. 만일 수지 A의 융점이 140℃ 미만인 경우 내열성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 융점이 175℃를 초과하는 경우 고온에서 열접착을 해야되는 문제가 있을 수 있다.In addition, the resin A may preferably be an elastic polyester-based elastomer having a melting point of 140°C to 175°C. If the melting point of the resin A is less than 140 ℃, there may be a problem that the heat resistance is lowered, if the melting point exceeds 175 ℃, there may be a problem that must be thermally bonded at a high temperature.
또한, 상기 수지 B는 바람직하게는 110℃ 내지 150℃의 연화점을 갖는 저융점 폴리에스테르 수지일 수 있다. 만일 수지 B의 연화점이 110℃ 미만인 경우 내열성한 문제가 있을 수 있고, 수지 B의 연화점이 150℃를 초과하는 경우 고온에서 열접착을 해야 되는 문제가 있을 수 있다.In addition, the resin B may preferably be a low-melting polyester resin having a softening point of 110 ℃ to 150 ℃. If the softening point of Resin B is less than 110°C, there may be a problem with heat resistance, and if the softening point of Resin B exceeds 150°C, there may be a problem that thermal bonding at high temperature is required.
상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지는 상기 수지 A와 수지 B를 7:3 내지 2:8의 중량비로 반응시켜 형성된 블록 공중합체일 수 있다. 상기 수지 A와 수지 B 간의 중량비는 바람직하게는 60:40 내지 30:70, 더욱 바람직하게는 50:50 내지 40:60일 수 있다.The thermoplastic polyester-based elastomer resin may be a block copolymer formed by reacting the resin A and the resin B in a weight ratio of 7:3 to 2:8. The weight ratio between the resin A and the resin B may be preferably 60:40 to 30:70, more preferably 50:50 to 40:60.
만일 상기 수지 A가 수지 B에 비하여 7:3 보다 큰 중량비를 가지면 제조 원가가 상승하는 문제가 있다. 반대로 수지 A가 수지 B에 대하여 2:8보다 적은 중량비를 갖는 경우에는 열접착성 복합 섬유의 탄성이 충분히 발현되지 않는 문제점이 있을 수 있다.If the resin A has a weight ratio greater than 7:3 compared to the resin B, there is a problem in that the manufacturing cost increases. Conversely, when the resin A has a weight ratio of less than 2:8 with respect to the resin B, there may be a problem in that the elasticity of the heat-adhesive composite fiber is not sufficiently expressed.
바람직한 일실시예에 따르면, 상기 수지 A 및 수지 B는 피로멜리틱 디안하이드라이드(Pyromellitic dianhydride), 트리멜리틱 안하이드라이드(Trimellitic dianhydride), 카르보닐 비스(1-카프로락탐)(carbonyl bis-(1-caprolactam)), 디에폭시드 비스페놀 에이-디글리시딜 에테르(Diepoxide bisphenol A-diglycidyl ether), 및 디에폭시드 비스페놀 에프-디글리시딜 에테르(diepoxide ibsphenol F-diglycidyl ether), 에폭사이드(Epoxide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 사슬연장제에 의해 연결될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.According to a preferred embodiment, the resin A and the resin B are pyromellitic dianhydride, trimellitic dianhydride, carbonyl bis(1-caprolactam) (carbonyl bis-( 1-caprolactam)), diepoxide bisphenol A-diglycidyl ether, and diepoxide bisphenol F-diglycidyl ether (diepoxide ibsphenol F-diglycidyl ether), epoxide ( Epoxide) may be linked by a chain extender comprising at least one selected from the group consisting of, but is not limited thereto.
상기 사슬 연장제는 수지 A와 수지 B 간의 에스테르 교환 반응 단계에서 융점을 조절하고 공중합 효율을 개선하기 위하여 첨가되는 것으로 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 수지의 말단 카르복실기(carboxyl group) 또는 히드록시기(hydroxyl group)와 반응하는 것에서 선택할 수 있다.The chain extender is added to control the melting point and improve copolymerization efficiency in the transesterification reaction step between Resin A and Resin B, and a terminal carboxyl group or hydroxyl group of the resin represented by Chemical Formulas 2 to 4 ) and reacting.
상기 사슬연장제는 바람직하게는 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 바람직하게는 0.1 내지 3 중량부의 함량으로 포함될 수 있고, 더욱 바람직하게는 에스테르 교환 반응 시간과 중합물의 겔화를 최소화하는 측면에서 하기 관계식 1에 따라 구할 수 있다.Preferably, the chain extender may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic polyester-based elastomer resin. Preferably it may be included in an amount of 0.1 to 3 parts by weight, and more preferably, it can be obtained according to the following relation 1 in terms of minimizing the transesterification reaction time and gelation of the polymer.
[관계식 1][Relational Expression 1]
사슬연장제 함량(wt%) = (사슬연장제의 중량평균분자량(Mw) × 반응압출 대상 수지의 카르복실 말단의 함량) ÷ (2×104)Chain extender content (wt%) = (weight average molecular weight of chain extender (M w ) × content of the carboxyl terminus of the resin to be reacted and extruded) ÷ (2×10 4 )
만일 상기 사슬연장제가 0.1 중량부 미만의 함량으로 포함되는 경우 수지 A와 수지 B 간의 에스테르 교환 반응이 지나치게 길어져 생산성이 감소하는 문제가 있을 수 있고, 10 중량부보다 큰 함량으로 포함되는 경우 사슬이 지나치게 연장되어 중합물의 겔화가 일어나 방사조업성이 나빠지고 열접착성 복합섬유의 물성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.If the chain extender is included in an amount of less than 0.1 parts by weight, there may be a problem in that the transesterification reaction between Resin A and Resin B is too long to decrease productivity, and when included in an amount greater than 10 parts by weight, the chain is excessively Due to the extension, gelation of the polymer may occur, resulting in poor spinning operability and poor physical properties of the heat-adhesive composite fiber.
또한, 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지는 열분해 및 노화 방지의 목적으로 산화 방지제를상기 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지 100 중량부 대비 0.1 내지 3 중량부로 포함할 수 있다. 상기 산화 방지제로는 힌더드(hindered) 페놀계 산화방지제, 디페닐아민계 산화방지제, 금속 착화합물 산화방지제 및 힌더드 아민계 광안정제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 테트라키스메틸렌(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐) 프로피오네이트, 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트를 단독으로 또는 이 둘을 혼합하여 사용할 수 있다.In addition, the thermoplastic polyester-based elastomer resin may include an antioxidant in an amount of 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic polyester-based elastomer resin for the purpose of preventing thermal decomposition and aging. The antioxidant may be at least one selected from the group consisting of a hindered phenol-based antioxidant, a diphenylamine-based antioxidant, a metal complex antioxidant, and a hindered amine-based light stabilizer, preferably tetrakismethylene (3,5-di- tert -butyl-4-hydroxyphenyl) propionate and tris(2,4-di- tert -butylphenyl)phosphite may be used alone or as a mixture of the two.
만일 상기 산화방지제의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우, 산화방지제의 첨가 효과가 충분하지 않을 수 있으며, 반대로 산화방지제의 함량이 3 중량부를 초과하는 경우에는 열접착성 복합섬유의 기계적 물성이 나빠질 수 있다.If the content of the antioxidant is less than 0.1 parts by weight, the effect of adding the antioxidant may not be sufficient, and conversely, if the content of the antioxidant exceeds 3 parts by weight, the mechanical properties of the heat-adhesive composite fiber may deteriorate. .
또한, 상기 열가소성 엘라스토머 수지는 바람직하게는 고유 점도가 0.8 dl/g 이상, 바람직하게는 0.9 dl/g 내지 1.5 dl/g, 더욱 바람직하게는 1.0dl/g 내지 1.3 dl/g일 수 있다. 만일 고유 점도가 0.8 dl/g 미만인 경우, 방사 작업성이 감소하는 문제가 있을 수 있다.In addition, the thermoplastic elastomer resin may preferably have an intrinsic viscosity of 0.8 dl/g or more, preferably 0.9 dl/g to 1.5 dl/g, and more preferably 1.0 dl/g to 1.3 dl/g. If the intrinsic viscosity is less than 0.8 dl/g, there may be a problem in that spinning workability decreases.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지는 ASTM D638 표준 측정법에 따라 측정한 탄성회복률이 85% 내지 99%인 것일 수 있다.In addition, in a preferred embodiment of the present invention, the thermoplastic polyester-based elastomer resin may have an elastic recovery rate of 85% to 99% measured according to ASTM D638 standard measurement method.
또한, 본 발명에 따른 열접착성 복합 섬유는 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지와 함께 230℃ 내지 280℃의 융점을 갖는 저융점 폴리에스테르계 수지를 복합 방사한 복합 섬유이며, 상기 저융점 폴리에스테르계 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT) 수지, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(polytrimethylene terephthalate, PTT) 수지 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN) 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈렌 수지 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 포함할 수 있다.In addition, the heat-adhesive composite fiber according to the present invention is a composite fiber obtained by composite spinning a low-melting polyester-based resin having a melting point of 230°C to 280°C together with the thermoplastic polyester-based elastomer resin, and the low-melting polyester-based resin The resin is polyethylene terephthalate (PET) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, polytrimethylene terephthalate (PTT) resin, and polyethylene naphthalate (PEN) resin. It may include at least one selected can do.
또한, 상기 저융점 폴리에스테르계 수지는 0.5 dl/g 내지 1.0 dl/g의 고유점도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 0.55 dl/g 내지 0.90 dl/g, 더욱 바람직하게는 0.65 dl/g 내지 0.75 dl/g의 고유점도를 가질 수 있다. 만일 상기 저융점 폴리에스테르계 수지의 고유점도가 0.50 dl/g 미만인 경우, 제조된 열접착성 복합섬유의 강도가 저하되는 문제가 있을 수 있고, 고유점도가 1.0 dl/g를 초과하면 방사 및 연신의 작업성이 감소하는 문제가 있을 수 있다.In addition, the low-melting polyester-based resin may have an intrinsic viscosity of 0.5 dl/g to 1.0 dl/g, preferably 0.55 dl/g to 0.90 dl/g, more preferably 0.65 dl/g to 0.75 It may have an intrinsic viscosity of dl/g. If the intrinsic viscosity of the low-melting polyester-based resin is less than 0.50 dl/g, there may be a problem in that the strength of the manufactured heat-adhesive composite fiber is lowered, and if the intrinsic viscosity exceeds 1.0 dl/g, spinning and stretching There may be a problem that the workability of the
상기 저융점 폴리에스테르계 수지는 230℃ 내지 280℃, 바람직하게는 240℃ 내지 265℃의 융점을 가질 수 있다. 만일 융점이 230℃ 미만인 경우 후처리 가공 시 섬유 형태의 안정성이 저하되는 문제가 있을 수 있다. 반대로 융점이 280℃를 초과하는 경우에는 방사작업성의 문제가 있을 수 있다.The low melting point polyester-based resin may have a melting point of 230 °C to 280 °C, preferably 240 °C to 265 °C. If the melting point is less than 230 ℃, there may be a problem in that the stability of the fiber form during post-treatment processing. Conversely, if the melting point exceeds 280 ℃, there may be a problem in spinning workability.
본 발명에 따른 열접착성 복합섬유는 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지 및 저융점 폴리에스테르계 수지를 복합방사하여 형성된 이성분 복합 섬유로서, 바람직하게는 사이드-바이-사이드(side-by-side)형 및 시스-코어(Sheath-Core)형 섬유일 수 있다. 구체적으로, 도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 사이드-바이-사이드형 복합 섬유의 단면을 개략적으로 나타낸 도면으로, 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지와 저융점 폴리에스테르계 수지 간의 비율과 용융 점도에 따라서 복합 섬유 자체의 단면 형태는 달라질 수 있으나, 복합 섬유의 단면 형태가 제한되는 것은 아니다.The heat-adhesive composite fiber according to the present invention is a bicomponent composite fiber formed by composite spinning the thermoplastic polyester-based elastomer resin and the low-melting-point polyester-based resin, preferably side-by-side. It can be a type and a sheath-core type fiber. Specifically, FIG. 1 is a view schematically showing a cross-section of a side-by-side type composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention, and the ratio and melt viscosity between a thermoplastic polyester-based elastomer resin and a low-melting-point polyester-based resin Accordingly, the cross-sectional shape of the composite fiber itself may vary, but the cross-sectional shape of the composite fiber is not limited.
또한, 본 발명에 따른 열접착성 복합섬유는 1 denier 내지 15 denier, 바람직하게는 3 denier 내지 10 denier의 평균 섬도를 가질 수 있으며, 만일 평균 섬도가 1 denier 미만인 경우, 방사성 및 생산성이 낮아질 뿐만 아니라, 복합 섬유의 간격이 줄고 접착점이 증가하여 섬유 집합체의 두께가 저하하는 문제가 있을 수 있으며, 15 denier를 초과하는 경우, 방사 시에 냉각이 불충분하여 단면이 불균일해질 수 있고, 섬유 집합체 제조 시 접착점이 감소하고 섬유 집합체의 표면 균제도가 저하하는 문제가 있을 수 있다.In addition, the heat-adhesive composite fiber according to the present invention may have an average fineness of 1 denier to 15 denier, preferably 3 denier to 10 denier, and if the average fineness is less than 1 denier, spinnability and productivity are lowered as well as , there may be a problem in that the thickness of the fiber aggregate decreases due to the decrease in the spacing of the composite fibers and the increase in the bonding point, and if it exceeds 15 denier, the cross section may become non-uniform due to insufficient cooling during spinning, and adhesion during the manufacture of the fiber assembly There may be problems in that the spots are reduced and the surface uniformity of the fiber aggregate is deteriorated.
또한, 본 발명에 따른 열접착성 복합섬유의 필라멘트당 평균섬유장(長)은 16mm 내지 100mm, 바람직하게는 24mm 내지 96mm, 더욱 바람직하게는 32mm 내지 72mm일 수 있으며, 만일 평균섬유장이 16mm 미만인 경우 섬유 집합체 카딩 공정에서 복합 섬유의 물리적인 결합이 부족하여 카딩 작업성 및 섬유 집합체의 형태안정성이 저하하는 문제가 있을 수 있으며, 평균섬유장이 100mm를 초과하면 섬유집합체 카딩 공정에서 복합 섬유의 얽힘이 증가하여 섬유 집합체의 표면 균제도가 저하하는 문제가 있을 수 있다.In addition, the average fiber length per filament of the heat-adhesive composite fiber according to the present invention may be 16 mm to 100 mm, preferably 24 mm to 96 mm, more preferably 32 mm to 72 mm, if the average fiber length is less than 16 mm In the fiber assembly carding process, there may be a problem that the carding workability and the morphological stability of the fiber assembly are lowered due to the lack of physical bonding of the composite fibers in the fiber assembly carding process. As a result, there may be a problem in that the surface uniformity of the fiber aggregate is lowered.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 상기 열접착성 복합 섬유를 포함하는 섬유집합체를 제공한다.In addition, in order to solve the above problems, the present invention provides a fiber assembly including the heat-adhesive composite fiber.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 섬유집합체는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유를 더 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the fiber assembly may further include polyethylene terephthalate (PET) fibers.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 섬유집합체는 중금속인 안티몬(Sb), 코발트(Co)의 검출 농도가 각각 독립적으로 0.1ppm 내지 10ppm인 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the fiber aggregate may be one in which the detection concentrations of heavy metals antimony (Sb) and cobalt (Co) are each independently 0.1 ppm to 10 ppm.
일반적으로 폴리에스테르계 섬유를 중합하는 과정에서 촉매로 안티몬 등의 중금속을 포함하는 촉매를 사용하는데, 본 발명은 이를 사용하는 것을 배제함으로써 최종 섬유 및 이를 포함하는 섬유집합체에 잔여 중금속의 함량을 최소화할 수 있으며, 따라서 인체에 직접 접촉하는 소재, 예를 들어, 자동차 내장재, 가구 시트 등에 사용하기에 적합한 원단을 제공할 수 있다.In general, in the process of polymerizing polyester fibers, a catalyst containing heavy metals such as antimony is used as a catalyst, and the present invention minimizes the content of heavy metals remaining in the final fiber and the fiber assembly including the same by excluding the use of the catalyst. Therefore, it is possible to provide a material suitable for use in a material in direct contact with the human body, for example, an automobile interior material, a furniture sheet, and the like.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 섬유집합체는 영구압축변형률이 15% 이하일 수 있다. 영구압축변형률은 ASTM D 3574에 의거하여 측정할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the fiber aggregate may have a compression set of 15% or less. The compression set can be measured according to ASTM D 3574.
또한, 상기 열접착성 복합섬유와 함께 상기 섬유 집합체에 포함되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 바람직하게는 비탄성 폴리에스테르계 단섬유일 수 있다.In addition, the polyethylene terephthalate fiber included in the fiber assembly together with the heat-adhesive composite fiber may preferably be a non-elastic polyester-based short fiber.
상기 열접착성 복합섬유와 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 혼합비는 중량을 기준으로 10:90 내지 60:40, 바람직하게는 20:80 내지 50:50, 더욱 바람직하게는 30:70 내지 50:50일 수 있다. 열접착성 복합 섬유의 비율이 60:40보다 큰 경우에는 섬유 집합체의 경도가 증가하여 매트리스 등의 소재로 적용하기 어렵고, 열접착성 복합 섬유의 비율이 10:90보다 적은 경우에는 섬유 집합체의 형태 안정성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.The mixing ratio of the heat-adhesive composite fiber and the polyethylene terephthalate fiber is 10:90 to 60:40, preferably 20:80 to 50:50, more preferably 30:70 to 50:50 days by weight. can When the ratio of the heat-adhesive composite fiber is greater than 60:40, the hardness of the fiber aggregate increases, making it difficult to apply as a material such as a mattress, and when the ratio of the heat-adhesive composite fiber is less than 10:90, the fiber aggregate is There may be a problem of reduced stability.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 상기 섬유집합체를 포함하는 부직포를 제공한다.In addition, in order to solve the above problems, the present invention provides a nonwoven fabric comprising the fiber aggregate.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 (1) 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 수지 A, 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물과 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 수지 B를 에스테르 교환반응을 통하여 공중합시켜 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 합성하는 단계; (2) 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지와 230℃ 내지 280℃의 융점을 갖는 폴리에스테르계 수지를 복합 방사하는 단계;를 포함하는 열접착성 복합섬유의 제조방법을 제공한다.In addition, in order to solve the above problems, the present invention provides (1) a resin A comprising a compound represented by the following formula (2), and at least one of a compound represented by the following formula (3) and a compound represented by the following formula (4) synthesizing a thermoplastic polyester-based elastomer resin by copolymerizing the resin B through a transesterification reaction; (2) composite spinning of the thermoplastic polyester-based elastomer resin and a polyester-based resin having a melting point of 230°C to 280°C; provides a method for producing a heat-adhesive composite fiber comprising.
[화학식 2][Formula 2]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000018
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000018
[화학식 3][Formula 3]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000019
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000019
[화학식 4][Formula 4]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000020
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000020
상기 화학식 2 내지 4에서, P1 및 P2는 각각 독립적으로
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000021
또는
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000022
, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C3 내지 C5의 알킬렌기, R3 내지 R5는 각각 독립적으로 C1 내지 C3의 알킬렌기, R6는 C4H8이며, n은 5 내지 45의 유리수, x는 25 내지 90의 유리수, y는 10 내지 75의 유리수, a 및 c는 각각 독립적으로 55 내지 80의 유리수, b 및 d는 각각 독립적으로 20 내지 45의 유리수이다.
In Formulas 2 to 4, P 1 and P 2 are each independently
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000021
or
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000022
, R 1 and R 2 are each independently a C 3 to C 5 alkylene group, R 3 to R 5 are each independently a C 1 to C 3 alkylene group, R 6 is C 4 H 8 and n is 5 to a rational number of 45, x is a rational number from 25 to 90, y is a rational number from 10 to 75, a and c are each independently a rational number from 55 to 80, and b and d are each independently a rational number from 20 to 45.
상기 제조방법에 있어 사용되는 수지의 종류 및 함량에 관한 사항은 상술한 바와 같으므로 이하에서는 자세한 설명은 생략한다.Since the types and contents of the resin used in the manufacturing method are the same as those described above, detailed descriptions thereof will be omitted below.
상기 수지 A와 수지 B 간의 에스테르 교환반응은 정지계 혼련기 내지 이축 혼련기에서 수행할 수 있다.The transesterification reaction between the resin A and the resin B may be performed in a stationary kneader or a twin-screw kneader.
구체적으로, 상기 정지계 혼련기는 고전단용 정지계 혼련기일 수 있고, 분할 수는 50만 분할 내지 500만 분할, 바람직하게는 100만 분할 내지 300만 분할일 수 있다. 분할 수가 50만 분할 미만인 경우, 공중합 반응이 충분하지 않아 탄성 특성의 발현이 어려울 뿐만 아니라, 방사 시 다이 스웰(die-swell)에 의한 방사성 저하의 원인이 되고, 500만 분할을 초과하는 경우, 정지계 혼련기에서의 압력 손실에 의해 방사 시 균압으로 수지를 토출 시키지 못해 방사성이 저하되는 문제점이 있다.Specifically, the static kneader may be a static kneader for high shear, and the number of divisions may be 500,000 divisions to 5 million divisions, preferably 1 million divisions to 3 million divisions. If the number of divisions is less than 500,000 divisions, the copolymerization reaction is not sufficient, so it is difficult to express elastic properties, and it causes radioactive degradation due to die-swell during spinning. If it exceeds 5 million divisions, it stops Due to the pressure loss in the system kneader, there is a problem in that the spinnability is lowered because the resin cannot be discharged with equal pressure during spinning.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 이축 혼련 시 용융 상태의 수지의 체류 시간 및 반응 온도를 조절하여 공중합 반응의 효율을 향상시킬 수 있다. 용융 상태에서의 체류 시간이 1분 미만이면 반응 시간이 부족하여 공중합 반응이 미비하여 융점의 변화가 미비하거나 탄성 특성의 발현이 어려울 뿐만 아니라 방사 시 다이 스웰에 의한 방사성 저하의 원인이 되고, 반응 시간이 5분을 초과하는 경우, 생산성 저하 및 열화에 의해 물성이 저하되는 문제가 있다. 반응 온도는 200℃ 내지 270℃에서 조절하는 것이 바람직하다. 온도가 200℃ 미만인 경우에는 반응이 너무 느려서 생산성이 떨어지는 문제가 있고, 반대로 온도가 270℃를 넘는 경우에는 열분해가 일어나 원하는 섬유의 물성을 얻기 어렵다.In a preferred embodiment of the present invention, the efficiency of the copolymerization reaction can be improved by controlling the residence time and reaction temperature of the molten resin during twin-screw kneading. If the residence time in the molten state is less than 1 minute, the reaction time is insufficient and the copolymerization reaction is insufficient, so the change in the melting point is insufficient or the expression of elastic properties is difficult, and it causes radioactive degradation due to the die swell during spinning, and the reaction time When this time exceeds 5 minutes, there is a problem in that the physical properties are lowered due to a decrease in productivity and deterioration. The reaction temperature is preferably controlled at 200°C to 270°C. If the temperature is less than 200 ℃, the reaction is too slow there is a problem that productivity is reduced, on the contrary, if the temperature exceeds 270 ℃, thermal decomposition occurs, it is difficult to obtain the desired physical properties of the fiber.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 보다 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기의 실시예로 제한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 본 발명의 구성을 변경 치환하여 용이하게 실시할 수 있을 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples, and those skilled in the art to which the present invention pertains can easily implement by changing the configuration of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention. will be able
<실시예><Example>
준비예 1Preparation Example 1
폴리에스테르계 수지: 산 성분으로 테레프탈산, 디올 성분으로 에틸렌글리콜을 축중합하되, 티타늄계 중합 촉매를 사용하여 축합 중합하여 폴리에스테르계 수지를 제조하였다.Polyester-based resin: A polyester-based resin was prepared by condensation polymerization of terephthalic acid as an acid component and ethylene glycol as a diol component, and condensation polymerization using a titanium-based polymerization catalyst.
이 때 제조된 폴리에스테르계 수지는 고유 점도가 0.652 dl/g, 융점이 약 252℃이었다.The polyester-based resin prepared at this time had an intrinsic viscosity of 0.652 dl/g and a melting point of about 252°C.
열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머: 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 수지 A와 하기 화학식 3로 표시되는 화합물인 수지 B를 용융 혼련하여 제조하였다. 구체적으로, 수지 A는 고유 점도 1.752 dl/g 및 융점 162℃, 쇼어 A경도 80인 상업용 폴리에스테르계 엘라스토머 수지이고, 수지 B는 티타늄계 중합 촉매를 사용하여 축중합한 고유점도 0.648 dl/g 및 연화점 148℃인 안티몬 프리(antimony-free, Sb-free) 저융점 폴리에스테르 수지이다.Thermoplastic polyester-based elastomer: The thermoplastic polyester-based elastomer was prepared by melt-kneading Resin A, which is a compound represented by Formula 2, and Resin B, which is a compound represented by Formula 3, below. Specifically, Resin A is a commercial polyester-based elastomer resin having an intrinsic viscosity of 1.752 dl/g, a melting point of 162° C., and a Shore A hardness of 80, and Resin B has an intrinsic viscosity of 0.648 dl/g and It is an antimony-free (Sb-free) low-melting polyester resin with a softening point of 148°C.
[화학식 2][Formula 2]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000023
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000023
[화학식 3][Formula 3]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000024
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000024
상기 수지 A 50 중량부와 수지 B 50 중량부를 합한 혼합물과 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 0.5 중량부의 사슬 연장제 및 0.2 중량부의 산화 방지제를 첨가하고, 이를 이축 압출기(스크류 직경 32mm, L/D=40)를 이용하여 에스테르 교환 반응을 실시하였다.0.5 parts by weight of a chain extender and 0.2 parts by weight of an antioxidant were added to a mixture of 50 parts by weight of the resin A and 50 parts by weight of the resin B and 100 parts by weight of the mixture, and this was mixed with a twin screw extruder (screw diameter 32 mm, L/D = 40) was used for transesterification.
상기 반응 및 압출 시 압출기 내의 수지 온도는 250℃, 스크류의 속도는 300 rpm, 체류 시간은 1.5분이 되도록 조절하였으며, 제조된 수지 조성물은 냉각 후 칩화하여 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 제조하였다.During the reaction and extrusion, the temperature of the resin in the extruder was adjusted to 250° C., the speed of the screw was 300 rpm, and the residence time was 1.5 minutes, and the prepared resin composition was cooled and then chipped to prepare a thermoplastic polyester-based elastomer resin.
준비예 2Preparation Example 2
준비예 1과 동일하게 실시하되, 수지 B로 상기 화학식 3의 화합물 대신에 하기 화학식 4로 표시되고, 고유 점도 0.648 dl/g, 융점 143℃인 저융점 폴리에스테르 수지를 사용한 점을 다르게 하여 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 제조하였다.The same procedure as in Preparation Example 1, except that a low-melting polyester resin having an intrinsic viscosity of 0.648 dl/g and a melting point of 143° C. is used instead of the compound of Formula 3 as Resin B. An ester-based elastomer resin was prepared.
[화학식 4][Formula 4]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000025
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000025
준비예 3Preparation example 3
상기 준비예 1과 동일하게 실시하되, 수지 A와 수지 B의 중량비를 4:6로 조절한 점을 다르게 하였다.It was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that the weight ratio of Resin A and Resin B was adjusted to 4:6.
준비예 4Preparation example 4
상기 준비예 1과 동일하게 실시하되, 수지 A와 수지 B의 중량비를 3:7로 조절한 점을 다르게 하였다.It was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that the weight ratio of Resin A and Resin B was adjusted to 3:7.
준비예 5Preparation example 5
상기 준비예 1과 동일하게 실시하되, 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 이축 압출기가 아닌 150만 분할의 정지계 혼련기에서 혼련하여 제조한 점을 다르게 하였다.It was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that the thermoplastic polyester-based elastomer resin was kneaded in a stationary kneader with 1.5 million divisions instead of a twin-screw extruder.
비교준비예 1Comparative Preparation Example 1
상기 준비예 1과 동일하게 실시하되, 수지 A와 수지 B의 중량비를 1:9으로 조절한 점을 다르게 하였다.It was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that the weight ratio of Resin A and Resin B was adjusted to 1:9.
비교준비예 2Comparative Preparation Example 2
상기 준비예 1과 동일하게 실시하되, 수지 A와 수지 B의 중량비를 7:3으로 조절한 점을 다르게 하였다.It was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that the weight ratio of Resin A and Resin B was adjusted to 7:3.
비교준비예 3Comparative Preparation Example 3
상기 준비예 1과 동일하게 실시하되, 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 하기 화학식 2로 표시되는 상업용 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 단독으로 사용한 점을 다르게 하였다. 상기 상업용 폴리에스테르계 엘라스토머 수지는 고유점도가 1.45 dl/g, 융점이 152℃, 쇼어 D 경도가 40이었다.It was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that a commercial polyester-based elastomer resin represented by the following Chemical Formula 2 was used alone as the thermoplastic polyester-based elastomer resin. The commercial polyester-based elastomer resin had an intrinsic viscosity of 1.45 dl/g, a melting point of 152° C., and a Shore D hardness of 40.
[화학식 2][Formula 2]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000026
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000026
실험예 1: 탄성 회복률 측정Experimental Example 1: Measurement of elastic recovery rate
ASTM D638 표준 측정법에 의거하여 상기 준비예에 따라 제조된 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 이용하여 인장 시편(specimen)을 제조하고, 만능 시험기를 이용하여 탄성 회복률을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.A tensile specimen was prepared using the thermoplastic polyester-based elastomer resin prepared according to the preparation example according to the ASTM D638 standard measurement method, and the elastic recovery rate was measured using a universal testing machine, and the results are shown in Table 1 below. it was
실험예 2: 쇼어 경도 측정Experimental Example 2: Shore hardness measurement
상기 준비예에 따라 제조된 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 ASTM D2240 표준 측정법에 의하여 쇼어 D 타입으로 경도를 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The hardness of the thermoplastic polyester-based elastomer resin prepared according to the preparation example was measured in the Shore D type by ASTM D2240 standard measurement method, and the results are shown in Table 1 below.
실험예 3: 소프트 세그먼트의 몰비 측정Experimental Example 3: Measurement of Molar Ratio of Soft Segments
상기 준비예와 비교준비예에 따라서 제조된 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지에 포함된 소프트 세그먼트의 몰비를 NMR을 이용하여 분석하였다. 측정된 결과는 하기 표 1에 나타내었다.The molar ratio of the soft segment included in the thermoplastic polyester-based elastomer resin prepared according to the Preparation Example and Comparative Preparation Example was analyzed using NMR. The measured results are shown in Table 1 below.
수지 A
I.V.(dl/g)
융점(℃)
함량(wt%)‡
Resin A
IV (dl/g)
Melting point (℃)
Content (wt%)‡
수지 B
I.V.(dl/g)
융점(℃)
함량(wt%)‡
Resin B
IV (dl/g)
Melting point (℃)
Content (wt%)‡
탄성 회복률
(%)
elastic recovery rate
(%)
쇼어 경도
(D)
Shore hardness
(D)
소프트 세그먼트 몰비(mol%)Soft segment molar ratio (mol%)
준비예 1Preparation Example 1 1.752dl/g
162℃
50wt%
1.752 dl/g
162℃
50wt%
0.648dl/g
148℃
50wt%
0.648 dl/g
148℃
50wt%
9696 3737 16.5mol%16.5 mol%
준비예 2Preparation Example 2 1.752dl/g
162℃
50wt%
1.752 dl/g
162℃
50wt%
0.648dl/g
143℃
50wt%
0.648 dl/g
143℃
50wt%
9595 3636 16.6mol%16.6 mol%
준비예 3Preparation example 3 1.752dl/g
162℃
40wt%
1.752 dl/g
162℃
40wt%
0.648dl/g
148℃
60wt%
0.648 dl/g
148℃
60wt%
9494 3838 12.9mol%12.9 mol%
준비예 4Preparation example 4 1.752dl/g
162℃
30wt%
1.752 dl/g
162℃
30wt%
0.648dl/g
148℃
70wt%
0.648 dl/g
148℃
70wt%
9292 4343 9.4mol%9.4 mol%
준비예 5Preparation example 5 1.752dl/g
162℃
50wt%
1.752 dl/g
162℃
50wt%
0.648dl/g
148℃
50wt%
0.648 dl/g
148℃
50wt%
9696 3636 16.6mol%16.6 mol%
비교준비예 1Comparative Preparation Example 1 1.752dl/g
162℃
10wt%
1.752 dl/g
162℃
10wt%
0.648dl/g
148℃
90wt%
0.648 dl/g
148℃
90wt%
파단break 6868 2.8mol%2.8 mol%
비교준비예 2Comparative Preparation Example 2 1.752dl/g
162℃
80wt%
1.752 dl/g
162℃
80 wt%
0.648dl/g
148℃
20wt%
0.648 dl/g
148℃
20 wt%
9595 3434 26.5mol%26.5 mol%
비교준비예 3Comparative Preparation Example 3 1.450dl/g
152℃
100wt%
1.450 dl/g
152℃
100wt%
-- 9393 4242 53mol%53 mol%
*I.V.: 고유 점도(Inherent Viscosity) * IV: Inherent Viscosity
폴리에스테르계 엘라스토머 수지 내에서의 함량 Content in polyester-based elastomer resin
실시예 1Example 1
상기 준비예 1에 따라 제조된 저융점 폴리에스테르계 수지와 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 도 1과 같은 단면을 갖도록 하는 사이드-바이-사이드 구금을 이용하여 복합 방사를 실시하였고, 제조된 복합 섬유의 섬도는 6 denier, 섬유장은 64mm이었다.The low-melting polyester resin and the thermoplastic polyester elastomer resin prepared according to Preparation Example 1 were subjected to composite spinning using a side-by-side spinneret to have a cross section as shown in FIG. The fineness was 6 denier and the fiber length was 64mm.
상기 열접착성 복합섬유 50 중량%와 비탄성 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 50 중량%를 혼합 카딩하여 부직웹 제조 후, 텐터에서 열처리하여 부직포를 제조하였다. 텐터의 가공 온도는 입구측이 170℃, 출구측이 200℃이었다.50% by weight of the heat-adhesive composite fiber and 50% by weight of the non-elastic polyethylene terephthalate fiber were mixed and carded to prepare a nonwoven web, followed by heat treatment in a tenter to prepare a nonwoven fabric. The processing temperature of the tenter was 170°C at the inlet side and 200°C at the outlet side.
실시예 2Example 2
실시예 1과 동일하게 실시하되, 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 준비예 2에 따라 제조된 것을 사용한 점을 다르게 하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the thermoplastic polyester-based elastomer resin prepared according to Preparation Example 2 was used.
실시예 3Example 3
실시예 1과 동일하게 실시하되, 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 준비예 3에 따라 제조된 것을 사용한 점을 다르게 하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the thermoplastic polyester-based elastomer resin prepared according to Preparation Example 3 was used.
실시예 4Example 4
실시예 1과 동일하게 실시하되, 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 준비예 4에 따라 제조된 것을 사용한 점을 다르게 하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the thermoplastic polyester-based elastomer resin prepared according to Preparation Example 4 was used.
실시예 5Example 5
실시예 1과 동일하게 실시하되, 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 준비예 5에 따라 제조된 것을 사용한 점을 다르게 하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the thermoplastic polyester-based elastomer resin prepared according to Preparation Example 5 was used.
실시예 6Example 6
실시예 1과 동일하게 실시하되, 도 2와 같은 단면을 갖도록 하는 시스-코어 구금을 이용하여 복합 방사를 실시한 점을 다르게 하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the composite spinning was carried out using a sheath-core nozzle having the same cross section as in FIG. 2 .
비교예 1Comparative Example 1
실시예 1과 동일하게 실시하되, 비교제조예 1에 따라 제조된 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 사용한 점을 다르게 하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the thermoplastic polyester-based elastomer resin prepared according to Comparative Preparation Example 1 was used.
비교예 2Comparative Example 2
실시예 1과 동일하게 실시하되, 비교제조예 2에 따라 제조된 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 사용한 점을 다르게 하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the thermoplastic polyester-based elastomer resin prepared according to Comparative Preparation Example 2 was used.
비교예 3Comparative Example 3
실시예 1과 동일하게 실시하되, 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지만을 단독 방사하여 단독 섬유로 만든 점을 다르게 하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that only the thermoplastic polyester-based elastomer resin was independently spun to form a single fiber.
실험예 4: 섬유집합체의 탄성 회복율 평가Experimental Example 4: Evaluation of elastic recovery rate of fiber aggregates
제조된 열접착 부직포를 24시간 동안 초기 두께의 75%까지 압축하고, 압축 제거 1시간 후의 두께로써 하기 관계식 2에 의하여 섬유 집합체의 영구 압축 변형률을 측정하였다.The prepared heat-adhesive nonwoven fabric was compressed to 75% of its initial thickness for 24 hours, and the compression set of the fiber aggregate was measured as the thickness after 1 hour of compression removal according to the following Relational Equation 2.
[관계식 2][Relational Expression 2]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000027
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000027
측정한 결과는 하기 표 2에 나타내었다.The measurement results are shown in Table 2 below.
구분division 열접착성 복합섬유Heat Adhesive Composite Fiber 영구압축변형률
(%)
compression set
(%)
부직포 가공 수율*Nonwoven processing yield*
실시예 1Example 1 준비예 1Preparation Example 1 99
실시예 2Example 2 준비예 2Preparation Example 2 88
실시예 3Example 3 준비예 3Preparation example 3 1010
실시예 4Example 4 준비예 4Preparation example 4 1414
실시예 5Example 5 준비예 5Preparation example 5 99
실시예 6Example 6 준비예 1Preparation Example 1 1111
비교예 1Comparative Example 1 비교준비예 1Comparative Preparation Example 1 6969
비교예 2Comparative Example 2 비교준비예 2Comparative Preparation Example 2 1010
비교예 3Comparative Example 3 비교준비예 3Comparative Preparation Example 3 1212 ××

Claims (10)

110℃ 내지 180℃의 융점을 갖고, 하기 화학식 1 로 표시되는 구조를 포함하는 소프트 세그먼트를 5 내지 25 몰%의 함량으로 포함하는 블록 공중합체인 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지; 및 230℃ 내지 280℃의 융점을 갖는 폴리에스테르계 수지를 복합 방사하여 형성된 열접착성 복합 섬유:Thermoplastic polyester-based elastomer resin, which is a block copolymer having a melting point of 110°C to 180°C and containing a soft segment having a structure represented by the following Chemical Formula 1 in an amount of 5 to 25 mol%; And a heat-adhesive composite fiber formed by composite spinning a polyester-based resin having a melting point of 230°C to 280°C:
[화학식 1][Formula 1]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000028
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000028
상기 화학식 1에서, R은 C3-5의 알킬렌기를 나타내고, n은 5 내지 45의 유리In Formula 1, R represents a C 3-5 alkylene group, n is 5-45 free
수를 나타낸다.represents the number.
제1항에 있어서,According to claim 1,
상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지는,The thermoplastic polyester-based elastomer resin,
하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 수지 A; 및Resin A comprising a compound represented by the following formula (2); and
하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 포함하는 수지 B;Resin B comprising at least one of a compound represented by the following formula (3) and a compound represented by the following formula (4);
간의 에스테르 교환반응을 통해 형성된 블록 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 열접착성 복합섬유:A heat-adhesive composite fiber comprising a block copolymer formed through a transesterification reaction between:
[화학식 2][Formula 2]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000029
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000029
[화학식 3][Formula 3]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000030
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000030
[화학식 4][Formula 4]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000031
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000031
상기 화학식 2 내지 4에서, P1 및 P2는 각각 독립적으로
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000032
또는
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000033
, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C3 내지 C5의 알킬렌기, R3 내지 R5는 각각 독립적으로 C1 내지 C3의 알킬렌기, R6는 C4H8이며, n은 5 내지 45의 유리수, x는 25 내지 90의 유리수, y는 10 내지 75의 유리수, a 및 c는 각각 독립적으로 55 내지 80의 유리수, b 및 d는 각각 독립적으로 20 내지 45의 유리수이다.
In Formulas 2 to 4, P 1 and P 2 are each independently
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000032
or
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000033
, R 1 and R 2 are each independently a C 3 to C 5 alkylene group, R 3 to R 5 are each independently a C 1 to C 3 alkylene group, R 6 is C 4 H 8 and n is 5 to a rational number of 45, x is a rational number from 25 to 90, y is a rational number from 10 to 75, a and c are each independently a rational number from 55 to 80, and b and d are each independently a rational number from 20 to 45.
제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지는 상기 수지 A와 수지 B를 7:3 내지 2:8의 중량비로 반응시켜 형성된 것을 특징으로 하는 열접착성 복합섬유.The thermoplastic polyester-based elastomer resin is heat-adhesive composite fiber, characterized in that it is formed by reacting the resin A and the resin B in a weight ratio of 7:3 to 2:8.
제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
상기 수지 A는 140℃ 내지 175℃의 융점을 갖고, 상기 수지 B는 110℃ 내지 150℃의 연화점을 갖는 것을 특징으로 하는 열접착성 복합섬유.The resin A has a melting point of 140 ℃ to 175 ℃, the resin B is a heat-adhesive composite fiber, characterized in that it has a softening point of 110 ℃ to 150 ℃.
제1항에 있어서,According to claim 1,
상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지는 ASTM D638 표준 측정법에 따라 측정한 탄성회복률이 80% 내지 99%인 것을 특징으로 하는 열접착성 복합섬유.The thermoplastic polyester-based elastomer resin is heat-adhesive composite fiber, characterized in that the elastic recovery rate measured according to ASTM D638 standard measurement method is 80% to 99%.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 열접착성 복합섬유를 포함하는 섬유 집합체.A fiber assembly comprising the heat-adhesive composite fiber according to any one of claims 1 to 5.
제6항에 있어서,7. The method of claim 6,
상기 섬유집합체는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유집합체.The fiber aggregate further comprises polyethylene terephthalate (PET) fibers.
제6항에 있어서,7. The method of claim 6,
상기 섬유집합체는 중금속인 안티몬(Sb), 코발트(Co)의 농도가 각각 독립적으로 0.1ppm 내지 10ppm인 것을 특징으로 하는 섬유집합체.The fiber assembly, characterized in that the concentration of the heavy metal antimony (Sb), cobalt (Co) is 0.1ppm to 10ppm each independently.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 섬유집합체를 포함하는 부직포.A nonwoven fabric comprising the fiber aggregate according to any one of claims 6 to 8.
(1) 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 수지 A, 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물과 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 수지 B를 에스테르 교환반응을 통하여 공중합시켜 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지를 합성하는 단계;(1) a resin A comprising a compound represented by the following formula (2), and a resin B comprising at least one of a compound represented by the following formula (3) and a compound represented by the following formula (4) through a transesterification reaction to copolymerize a thermoplastic poly synthesizing an ester-based elastomer resin;
(2) 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지와 230℃ 내지 280℃의(2) the thermoplastic polyester-based elastomer resin and 230 ° C. to 280 ° C.
융점을 갖는 폴리에스테르계 수지를 복합 방사하는 단계;를 포함하는 열접착성 복Composite spinning of a polyester-based resin having a melting point; Heat-adhesive fabric comprising
합섬유의 제조방법:Manufacturing method of synthetic fiber:
[화학식 2][Formula 2]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000034
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000034
[화학식 3][Formula 3]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000035
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000035
[화학식 4][Formula 4]
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000036
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000036
상기 화학식 2 내지 4에서, P1 및 P2는 각각 독립적으로
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000037
또는
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000038
, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C3 내지 C5의 알킬렌기, R3 내지 R5는 각각 독립적으로 C1 내지 C3의 알킬렌기, R6는 C4H8이며, n은 5 내지 45의 유리수, x는
In Formulas 2 to 4, P 1 and P 2 are each independently
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000037
or
Figure PCTKR2021008238-appb-img-000038
, R 1 and R 2 are each independently a C 3 to C 5 alkylene group, R 3 to R 5 are each independently a C 1 to C 3 alkylene group, R 6 is C 4 H 8 and n is 5 to A rational number of 45, x is
25 내지 90의 유리수, y는 10 내지 75의 유리수, a 및 c는 각각 독립적으로 55 내지 80의 유리수, b 및 d는 각각 독립적으로 20 내지 45의 유리수이다.a rational number from 25 to 90, y is a rational number from 10 to 75, a and c are each independently a rational number from 55 to 80, and b and d are each independently a rational number from 20 to 45.
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