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KR102115406B1 - Bio-degradable polyester fiber with improved heat resistance and fabric comprising the same - Google Patents

Bio-degradable polyester fiber with improved heat resistance and fabric comprising the same Download PDF

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KR102115406B1
KR102115406B1 KR1020130146416A KR20130146416A KR102115406B1 KR 102115406 B1 KR102115406 B1 KR 102115406B1 KR 1020130146416 A KR1020130146416 A KR 1020130146416A KR 20130146416 A KR20130146416 A KR 20130146416A KR 102115406 B1 KR102115406 B1 KR 102115406B1
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KR
South Korea
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biodegradable polyester
acid component
mol
fiber
intrinsic viscosity
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임지영
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도레이첨단소재 주식회사
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Abstract

본 발명은 생분해성 폴리에스테르를 포함하는 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유 및 이를 이용한 원단에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생분해성을 가지는 동시에 높은 Tg를 보유함으로써 내열성이 향상되고 방사공정이 가능한 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유, 내열성이 향상된 생분해성 폴리에스테르 섬유를 포함하는 원단, 내열성이 향상된 폴리에스테르 섬유 제조용 생분해성 폴리에스테르 조성물 및 내열성이 향상된 생분해성 폴리에스테르를 포함하는 섬유 제조용 생분해성 폴리에스테르 칩에 관한 것이다.The present invention relates to a biodegradable polyester fiber having excellent heat resistance including a biodegradable polyester and a fabric using the same, and more specifically, it has a biodegradability and a high Tg, thereby improving heat resistance and allowing a spinning process to be heat resistant. Excellent biodegradable polyester fiber, fabric comprising biodegradable polyester fiber with improved heat resistance, biodegradable polyester composition for manufacturing polyester fiber with improved heat resistance, and biodegradable polyester chip for fiber production including biodegradable polyester with improved heat resistance It is about.

Description

내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유 및 이를 이용한 원단{Bio-degradable polyester fiber with improved heat resistance and fabric comprising the same}Biodegradable polyester fiber with improved heat resistance and fabric comprising the same}

본 발명은 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유 및 이를 이용한 원단에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생분해성을 가지면서도 방사공정이 가능하고 동시에 높은 유리전이온도(Tg)를 보유함으로써 내열성과 열적 특성이 향상된 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유 및 이를 이용한 원단에 관한 것이다.The present invention relates to a biodegradable polyester fiber having excellent heat resistance and a fabric using the same, and more specifically, it has a biodegradable and spinning process, and at the same time, has a high glass transition temperature (Tg), thereby improving heat resistance and thermal properties. It relates to a biodegradable polyester fiber excellent in heat resistance and a fabric using the same.

인류의 문화가 발달함에 따라 의복을 착용하게 되었으며 이러한 의복의 재료로서 원시적 식물의 잎이나 동물의 모피에서 진보하여 동·식물체에서 섬유를 분리하고 이로부터 실을 뽑고 실을 엮어서 천을 만들게 되었으며, 이에 따라 섬유의 생산이 시작되었다. As the culture of mankind developed, clothing became worn, and as the material for such clothing, advanced from leaves of primitive plants or animal furs, fibers were separated from animals and plants, yarns were woven from them, and weaved yarns to make fabrics. The production of fibers began.

상술한 것과 같이 자연물로부터 직접 얻을 수 있는 섬유를 천연섬유라 하며, 구체적으로 천연섬유란 동물·식물·광물로부터 직접 얻을 수 있는 섬유를 의미한다. 그 종류는 크게 동물성 섬유와 식물성 섬유, 광물성 섬유로 나뉜다. 펠트나 종이처럼 직조하지 않은 채 바로 사용할 수도 있고, 먼저 실로 만든 다음 그 실을 엮어 직물을 만들기도 한다. 식물성 섬유에는 셀룰로오스로 구성된 면화· 아마· 황마 등이 있다. 동물성 섬유는 성분이 단백질이며 모, 모헤어, 견 등이 있다. 광물성 섬유에는 석면이 있다. 모든 천연 섬유는 미생물에 의해 곰팡이가 슬거나 썩기 쉽다. 동물성 섬유는 나방이나 수시렁에 의해 쉽게 상하며, 셀룰로오스 섬유는 흰개미와 좀에 의해 상한다.As described above, fibers that can be obtained directly from natural products are called natural fibers, and specifically, natural fibers refer to fibers that can be directly obtained from animals, plants, and minerals. The types are largely divided into animal fibers, vegetable fibers, and mineral fibers. It can be used immediately without weaving, such as felt or paper, or it is first made of a thread and then weaving the thread to make a fabric. Vegetable fibers include cotton, flax, and jute made of cellulose. Animal fiber is composed of protein and has hair, mohair, and silk. Mineral fibers have asbestos. All natural fibers are susceptible to mold or rot by microorganisms. Animal fibers are easily damaged by moths or slugs, and cellulose fibers are damaged by termites and moths.

그러나 인구의 증가와 문화의 발달은 섬유의 수요를 급격히 증가시카고 섬유의 용도가 확대됨에 따라 천연섬유로만은 증가하는 섬유수요 및 새로이 요구되는 특성을 충족시키지 못해서 새로운 섬유 소재를 필요로 하게 되었고 이에 따라 등장하게 된 것이 인조섬유 또는 화학섬유이다. 화학섬유는 석유화학공업의 발달과 발맞추어 석유화학공업에서 얻어지는 간단한 화합물을 원료로 중합체를 합성할 수 있게 되었으며 이 합성중합체로 섬유를 만들어 합성섬유를 사용하기에 이르렀다. However, as population growth and cultural development rapidly increased the demand for fiber, the use of fiber increased, so that only natural fiber could not meet the increasing fiber demand and newly required characteristics, and thus a new fiber material was required. Artificial fibers or chemical fibers have emerged. With the development of the petrochemical industry, chemical fibers have been able to synthesize polymers from simple compounds obtained from the petrochemical industry as raw materials, and have made fibers from these synthetic polymers to use synthetic fibers.

이러한 합성섬유에는 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리프로필렌 및 비닐론 섬유 등 그 종류가 매우 다양하고 그 용도로 의복을 넘어서서 산업, 공업적인 소재로도 사용하고 있다. These synthetic fibers have a wide variety of types such as nylon, polyester, acrylic, polypropylene and vinylon fibers, and are used as industrial and industrial materials beyond clothing for their purposes.

그러나 상기의 합성섬유의 경우 자연계에서 분해되지 않고 반영구적으로 존재하기 때문에 다수의 환경 문제를 야기할 뿐만 아니라, 최근에는 특정 화합물을 사용한 경우 내분비계를 교란시키는 환경 호르몬이 방출되는 것으로 밝혀져 사회적으로 큰 문제를 야기하였다.However, the synthetic fiber described above does not decompose in nature and exists semi-permanently, which not only causes a number of environmental problems, but recently, when a specific compound is used, it is found that environmental hormones that disturb the endocrine system are released, which is a major social problem. Caused.

또한, 기존에는 합성섬유를 매립, 소각, 재활용 등의 방법을 통해 처리하고 있으나, 매립의 경우 자꾸만 늘어나는 쓰레기로 인하여 매립공간이 부족해지고, 인근 지역 주민들에 의한 집단 이기주의 현상이 심화됨에 따라 매립지 확보가 어렵다. 뿐만 아니라, 매립 후에도 분해되기 어려운 합성섬유 폐기물로 인하여 지반이 안정되지 않아 매립지의 이용에 많은 문제점이 있으며, 이들을 소각하는 경우 비산하는 분진의 발생과 더불어 상기한 바와 같은 다이옥신, 일산화탄소 등의 유해가스가 대량 발생하여 대기오염 및 인체에 심각한 해를 끼치는 원인이 되고 있다. In addition, although conventional synthetic fibers are processed through methods such as landfilling, incineration, and recycling, the landfill space is insufficient due to the ever-increasing amount of garbage, and as the phenomenon of collective selfishness by residents in nearby regions intensifies, it is necessary to secure a landfill site. it's difficult. In addition, there are many problems in the use of landfill because the ground is not stable due to synthetic fiber wastes that are difficult to decompose even after landfilling, and when they are incinerated, harmful gases such as dioxins and carbon monoxide as described above are generated along with the generation of scattering dust. It is caused by a large amount of air pollution and serious harm to the human body.

이러한 제반 문제를 해결하기 위한 한 방법으로, 기존의 합성섬유 자체를 분해시키기 위한 생분해 관련 연구개발이 다양하게 이루어지고 있으며 상기 연구개발의 일축으로 생분해성 폴리에스테르 섬유에 대한 연구가 활발히 계속되고 있다.As a method for solving these problems, biodegradation-related research and development to decompose the existing synthetic fiber itself has been variously conducted, and research on biodegradable polyester fibers has been actively conducted as an axis of the research and development.

대한민국 공개특허공보 제95-114171호에는, 3가 이상의 다가 알코올 또는 3가 이상의 다가 카르복실산의 단량체(monomer)를 폴리에스테르 제조시 첨가함으로써 고분자량 지방족 폴리에스테르를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의하면 상기 단량체를 반응계에 도입함으로써 반응시간을 단축하고, 분자량 분포를 확산시켜 성형성을 향상할 수 있었다. 그러나, 저분자량의 폴리에스테르가 급격히 증가되어 인장강도 등의 물성이 저하되므로 실용화가 어려울 뿐만 아니라, 겔화될 우려가 높아 반응성을 조절하기가 어렵다는 문제점이 있었다.Korean Patent Publication No. 95-114171 discloses a method for producing a high molecular weight aliphatic polyester by adding a polyhydric alcohol of a trivalent or higher value or a monomer of a polyhydric carboxylic acid having a trivalent value or more during polyester production. According to this method, the reaction time was shortened by introducing the monomer into the reaction system, and the molecular weight distribution was diffused to improve moldability. However, since the low molecular weight polyester is rapidly increased and the physical properties such as tensile strength are lowered, it is difficult to put it into practical use, and there is a problem in that it is difficult to control reactivity due to high risk of gelation.

이와 같이 종래의 생분해성 폴리에스테르 섬유는 낮은 물성, 특히 내열성과 열특성이 매우 취약하고 용융점이 낮아 방사가 어려움에 따라 특히 섬유로 제조되기 조차 어려우며 낮은 유리전이 온도(이하, ‘Tg’라 함)로 인하여 용융 전의 생분해성 폴리머 건조공정에 있어 건조시간 상승 및 건조되는 생분해성 폴리머(칩)의 고착이 발생하여 방사 불량을 발생시키는 문제점, 제조공정에서 열처리 등의 후가공을 거치면서 섬유 수축이 크게 발생하는 문제점 및 열적 안정성을 유지해야 하는 제품군으로의 용도 전개가 곤란한 문제점이 있다. As described above, the conventional biodegradable polyester fiber has low physical properties, especially heat resistance and thermal properties, and has a low melting point, making it difficult to be made of fibers, especially due to difficulty in spinning, and low glass transition temperature (hereinafter referred to as 'Tg'). Due to this, in the drying process of the biodegradable polymer before melting, the drying time increases and the adhesion of the biodegradable polymer (chip) to dry occurs, resulting in a defect in spinning, and the fiber shrinkage is greatly caused by post-processing such as heat treatment in the manufacturing process. There is a problem that it is difficult to deploy the product to a product group that must maintain thermal stability.

또한, 생분해성 폴리에스테르 섬유의 경우 그 주된 기능중의 하나인 분해 특성을 증가시킬수록 내열성과 열특성이 더 낮아지는 문제점이 있다.In addition, in the case of the biodegradable polyester fiber, there is a problem that the heat resistance and thermal properties are lowered as the decomposition property, which is one of its main functions, is increased.

나아가, 생분해성 폴리에스테르 섬유의 용도 확장을 위해 특정 화합물의 첨가 등을 통해 섬유자체의 유리전이온도(Tg)를 높일 경우 생분해성 폴리에스테르 섬유에서 요구되는 분해력을 보유하지 못하는 문제점이 있다.Furthermore, when the glass transition temperature (Tg) of the fiber itself is increased through the addition of a specific compound to expand the use of the biodegradable polyester fiber, there is a problem that the biodegradable polyester fiber does not possess the decomposition power required.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 첫 번째로 해결하려는 과제는 생분해성을 가지는 동시에 높은 유리전이온도를 보유함으로써 내열성이 향상되고 방사공정이 가능한 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유를 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and the first problem to be solved by the present invention is that it has biodegradability and at the same time possesses a high glass transition temperature, thereby improving heat resistance and biodegradability with excellent heat resistance capable of spinning processes. It is to provide a polyester fiber.

본 발명이 두 번째로 해결하려는 과제는 생분해성을 가지는 동시에 높은 유리전이온도를 보유하여 내열성이 향상된 생분해성 폴리에스테르 섬유를 포함하는 원단, 내열성이 향상된 폴리에스테르 섬유 제조용 생분해성 폴리에스테르 조성물 및 내열성이 향상된 생분해성 폴리에스테르를 포함하는 섬유 제조용 생분해성 폴리에스테르 칩을 제공하는 것이다.The second problem to be solved by the present invention is biodegradable polyester composition and heat resistance for fabrics comprising biodegradable polyester fiber having improved heat resistance by having high glass transition temperature while having biodegradability, and improved heat resistance. It is to provide a biodegradable polyester chip for producing fibers comprising improved biodegradable polyester.

상술한 첫 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 생분해성 폴리에스테르를 포함하는 섬유에 있어서, 상기 생분해성 폴리에스테르는 산성분; 및 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 포함하는 디올성분이 공중합된 것을 포함하고, 하기의 분해성 평가 방법에 의한 상기 생분해성 폴리에스테르의 고유점도(IV) 감소율이 20% 이상, 유리전이온도(Tg)가 70℃ 이상인 것을 만족하는 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유를 제공한다.In order to solve the first problem described above, the present invention, in the fiber comprising a biodegradable polyester, the biodegradable polyester is an acid component; And 1,4: 3,6-dianhydrohexitol containing a diol component copolymerized, and the intrinsic viscosity (IV) reduction rate of the biodegradable polyester by the following degradability evaluation method is 20% or more, Provided is a biodegradable polyester fiber having excellent heat resistance that satisfies a glass transition temperature (Tg) of 70 ° C or higher.

- 분해성 평가 방법-Degradability evaluation method

pH 7 인 100 ℃ 증류수에 시료를 침지시키고 96시간 후의 고유점도(IV)를 측정하며, 고유점도(IV) 감소율(%)은 하기의 식(1)에 의해 계산한다.The sample was immersed in distilled water at 100 ° C., pH 7, and the intrinsic viscosity (IV) was measured after 96 hours, and the intrinsic viscosity (IV) reduction rate (%) was calculated by the following equation (1).

(1)

Figure 112013108990814-pat00001
(One)
Figure 112013108990814-pat00001

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 산성분은 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산 성분 및 탄소수 2 내지 16의 지방족 다가 카르복실산으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the acid component may include any one or more components selected from the group consisting of an aromatic polyvalent carboxylic acid component having 6 to 14 carbon atoms and an aliphatic polyvalent carboxylic acid having 2 to 16 carbon atoms. Can be.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 탄소수 6 내지 14의 방향족 디카르복실산 성분은 테레프탈산, 이소프탈산 및 디메틸테레프탈레이트로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the aromatic dicarboxylic acid component having 6 to 14 carbon atoms may include any one or more selected from the group consisting of terephthalic acid, isophthalic acid and dimethyl terephthalate.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 산성분은 설폰산 금속염을 더 포함할 수 있다According to another preferred embodiment of the present invention, the acid component may further include a sulfonic acid metal salt.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 설폰산 금속염은 소디움 3,5-디카르보메톡시벤젠설포네이트일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the sulfonic acid metal salt may be sodium 3,5-dicarbomethoxybenzenesulfonate.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 전체 디올성분 중 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨은 5 ~ 30 몰%가 포함될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, 1,4: 3,6-dianhydrohexitol of the total diol component may include 5 to 30 mol%.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 디올성분은 에틸렌글리콜 및 디에틸렌글리콜을 더 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the diol component may further include ethylene glycol and diethylene glycol.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 산성분은 테레프탈산, 생분해성을 향상시키는 탄소수 2 내지 16의 지방족 디카르복실산 성분 및 설폰산 금속염을 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the acid component may include terephthalic acid, an aliphatic dicarboxylic acid component having 2 to 16 carbon atoms to improve biodegradability, and a metal salt of sulfonic acid.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 생분해성을 향상시키는 탄소수 2 내지 16의 지방족 디카르복실산 성분은 아디프산(adipic acic)이고, 설폰산 금속염은 소디움 3,5-디메톡시 벤젠 술포네이트일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the aliphatic dicarboxylic acid component having 2 to 16 carbon atoms to improve the biodegradability is adipic acid, and the sulfonic acid metal salt is sodium 3,5-dimethoxy benzene. Sulfonate.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 생분해성을 향상시키는 아디프산을 산성분 총 함량 대비하여 2 내지 12 몰% 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, adipic acid to improve the biodegradability may include 2 to 12 mol% relative to the total content of the acid component.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 산성분은 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산 성분 및 탄소수 2 내지 16의 지방족 다가 카르복실산 성분으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 성분95 ~ 99.9 몰% 및 소디움 3,5-디카르보메톡시벤젠설포네이트를 0.1 ~ 5몰%를 포함하고 , 디올성분은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 중 적어도 하나 이상의 성분 70 ~ 95 몰% 및 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨 5 ~ 30몰%를 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the acid component is any one or more components selected from the group consisting of an aromatic polyvalent carboxylic acid component having 6 to 14 carbon atoms and an aliphatic polyvalent carboxylic acid component having 2 to 16 carbon atoms 95 ~ 99.9 mol% and sodium 3,5-dicarbomethoxybenzenesulfonate 0.1 ~ 5 mol% , the diol component is at least one component of ethylene glycol, diethylene glycol 70 to 95 mol% and 1,4 : 3,6-dianhydrohexitol 5 to 30 mol% may be included.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 생분해성 폴리에스테르의 고유점도는 0.55 ~ 0.75일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the intrinsic viscosity of the biodegradable polyester may be 0.55 ~ 0.75.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면 상기 산성분으로 탄소수 2 내지 16의 다가 카르복실산을 포함하지 않을 수 있다.
According to another preferred embodiment of the present invention, the acid component may not include a polyvalent carboxylic acid having 2 to 16 carbon atoms.

상술한 두 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 산성분; 및 전체 디올성분 중1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 5 ~ 30 몰% 포함하는 디올성분이 공중합된 생분해성 폴리에스테르를 포함하는 섬유 제조용 생분해성 폴리에스테르 조성물로서, 하기의 분해성 평가 방법에 의한 상기 생분해성 폴리에스테르의 고유점도(IV) 감소율이 20% 이상, 유리전이온도(Tg)가 70℃ 이상인 것을 만족하는 섬유 제조용 생분해성 폴리에스테르 조성물을 제공한다.The present invention to solve the second problem described above, the acid component; And 1,4: 3,6-dianhydrohexitol 5 to 30 mol% of the total diol component, a biodegradable polyester composition for fiber production, comprising a biodegradable polyester copolymerized with a diol component. It provides a biodegradable polyester composition for fiber production that satisfies that the intrinsic viscosity (IV) reduction rate of the biodegradable polyester by the evaluation method is 20% or more and the glass transition temperature (Tg) is 70 ° C or more.

- 분해성 평가 방법-Degradability evaluation method

pH 7 인 100 ℃ 증류수에 시료를 침지시키고 96시간 후의 고유점도(IV)를 측정하며, 고유점도(IV) 감소율(%)은 하기의 식(1)에 의해 계산한다.The sample was immersed in distilled water at 100 ° C., pH 7, and the intrinsic viscosity (IV) was measured after 96 hours, and the intrinsic viscosity (IV) reduction rate (%) was calculated by the following equation (1).

(1)

Figure 112013108990814-pat00002

(One)
Figure 112013108990814-pat00002

또한, 상술한 두 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 산성분; 및 전체 디올성분 중1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 5 ~ 30 몰% 포함하는 디올성분이 공중합된 생분해성 폴리에스테르를 포함하며, 하기의 분해성 평가 방법에 의한 상기 생분해성 폴리에스테르의 고유점도(IV) 감소율이 20% 이상, 유리전이온도(Tg)가 70℃ 이상인 것을 만족하는 하는 섬유 제조용 생분해성 폴리에스테르 칩을 제공한다. In addition, the present invention to solve the second problem described above, the acid component; And a biodegradable polyester copolymerized with a diol component containing 5 to 30 mol% of 1,4: 3,6-dianhydrohexitol among all diol components, and the biodegradable poly by the following degradability evaluation method. It provides a biodegradable polyester chip for fiber production that satisfies that the intrinsic viscosity (IV) reduction rate of the ester is 20% or more and the glass transition temperature (Tg) is 70 ° C or more.

- 분해성 평가 방법-Degradability evaluation method

pH 7 인 100 ℃ 증류수에 시료를 침지시키고 96시간 후의 고유점도(IV)를 측정하며, 고유점도(IV) 감소율(%)은 하기의 식(1)에 의해 계산한다.The sample was immersed in distilled water at 100 ° C., pH 7, and the intrinsic viscosity (IV) was measured after 96 hours, and the intrinsic viscosity (IV) reduction rate (%) was calculated by the following equation (1).

(1)

Figure 112013108990814-pat00003

(One)
Figure 112013108990814-pat00003

또한, 상술한 두 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 섬유를 포함하는 생분해성 폴리에스테르 원단을 제공한다.In addition, to solve the second problem described above, the present invention provides a biodegradable polyester fabric comprising the biodegradable polyester fiber according to the present invention.

본 발명의 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유의 경우 우수한 생분해성을 가지면서도 유리전이온도(Tg)가 높아 내열성을 가짐에 따라 방사된 섬유의 후처리 가공 중에 발생할 수 있는 섬유 수축 또는 제직한 원단의 열처리 공정에서 발생할 수 있는 원단의 수축을 최소화할 수 있으며, 섬유로 방사하기 전의 생분해성 폴리에스테르 폴리머의 건조공정시간의 단축 및 건조공정 발생할 수 있는 폴리머간의 고착을 최소화하여 방사가 원활히 될 수 있다. 또한, 열적특성이 요구되는 제품군으로의 전개가 가능하고 방사공정이 가능함에 따라 단순한 압출성형물이 아닌 내열성 및 생분해성을 가지는 폴리에스테르 섬유를 제공할 수 있다.In the case of the biodegradable polyester fiber having excellent heat resistance of the present invention, it has excellent biodegradability and has a high glass transition temperature (Tg), and thus has heat resistance. The shrinkage of the fabric that may occur in the heat treatment process can be minimized, and the spinning can be smoothed by shortening the drying process time of the biodegradable polyester polymer before spinning into fibers and minimizing the adhesion between polymers that may occur in the drying process. In addition, it is possible to provide a polyester fiber having heat resistance and biodegradability, rather than a simple extrusion molding, as it is possible to develop into a product group requiring thermal properties and to perform a spinning process.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

상술한 바와 같이 종래의 생분해성 폴리에스테르 섬유는 포함되는 생분해성 폴리에스테르가 낮은 물성, 특히 내열성과 열특성이 매우 취약하고 용융점이 낮아 방사가 어려움에 따라 특히 섬유로 제조되기 조차 어려우며 낮은 유리전이 온도(Tg)로 인하여 건조공정에서 건조시간 상승 및 건조되는 섬유간에 고착이 발생하여 방사를 곤란케 하는 문제점이 있었다. 또한, 섬유로 방사 후 제조공정에서 후가공을 거치면서 섬유 수축이 크게 발생하거나 섬유를 제직한 원단을 열처리하는 공정에서 원단의 수축을 발생시키는 문제점이 있었다. 나아가, 열적 안정성을 유지해야 하는 제품군으로의 용도 전개가 곤란한 문제점이 있었다. As described above, the conventional biodegradable polyester fiber has low biodegradable polyester properties, in particular, heat resistance and thermal properties, and is very vulnerable to low melting point. Due to (Tg), there was a problem in that the drying time was increased in the drying process and adhesion occurred between the fibers being dried, thereby making spinning difficult. In addition, there is a problem in that the fiber shrinkage occurs significantly during the post-processing in the manufacturing process after spinning into fibers, or the shrinkage of the fabric occurs in the process of heat-treating the fabric from which the fibers are woven. Furthermore, there has been a problem in that it is difficult to deploy the product to a product group that must maintain thermal stability.

또한, 생분해성 폴리에스테르 섬유의 경우 그 주된 기능중의 하나인 분해 특성을 증가시킬수록 내열성과 열특성이 더 낮아지는 문제점이 있었다.In addition, in the case of the biodegradable polyester fiber, there was a problem that the heat resistance and thermal properties were lowered as the decomposition property, which is one of the main functions, was increased.

나아가, 생분해성 폴리에스테르 섬유의 용도 확장을 위해 특정 화합물의 첨가 등을 통해 섬유자체의 유리전이온도(Tg)를 높일 경우 생분해성 폴리에스테르 섬유에서 요구되는 분해력을 보유하지 못하는 문제점이 있었다.
Furthermore, when the glass transition temperature (Tg) of the fiber itself is increased through the addition of a specific compound to expand the use of the biodegradable polyester fiber, there is a problem that the biodegradable polyester fiber does not possess the decomposition power required.

이에 본 발명의 제 1 구현예는 생분해성 폴리에스테르를 포함하는 섬유에 있어서, 상기 생분해성 폴리에스테르는 산성분; 및 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 포함하는 디올성분이 공중합된 것을 포함하고, 하기의 분해성 평가 방법에 의한 상기 생분해성 폴리에스테르의 고유점도(IV) 감소율이 20% 이상, 유리전이온도(Tg)가 70℃ 이상인 것을 만족하는 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유를 제공함으로써 상술한 문제의 해결을 모색하였다.
Accordingly, in the first embodiment of the present invention, in the fiber containing the biodegradable polyester, the biodegradable polyester comprises an acid component; And 1,4: 3,6-dianhydrohexitol containing a diol component copolymerized, and the intrinsic viscosity (IV) reduction rate of the biodegradable polyester by the following degradability evaluation method is 20% or more, The solution of the above-mentioned problems was sought by providing a biodegradable polyester fiber having excellent heat resistance that satisfies that the glass transition temperature (Tg) is 70 ° C or higher.

- 분해성 평가 방법-Degradability evaluation method

pH 7 인 100 ℃ 증류수에 시료를 침지시키고 96시간 후의 고유점도(IV)를 측정하며, 고유점도(IV) 감소율(%)은 하기의 식(1)에 의해 계산한다.The sample was immersed in distilled water at 100 ° C., pH 7, and the intrinsic viscosity (IV) was measured after 96 hours, and the intrinsic viscosity (IV) reduction rate (%) was calculated by the following equation (1).

(1)

Figure 112013108990814-pat00004

(One)
Figure 112013108990814-pat00004

이를 통해 우수한 생분해성을 가지면서도 동시에 유리전이온도(Tg)가 높아 방사가 용이해 섬유로 제조 가능하고 향상된 열적특성을 가짐에 따라 방사 전 생분해성 폴리에스테르의 건조공정시간의 단축이 가능하고 건조공정 발생할 수 있는 폴리머 칩간의 고착을 최소화하여 방사 불량을 방지할 수 있으며, 방사된 섬유의 후처리 가공 중에 발생할 수 있는 섬유 수축을 최소화할 수 있다.
Through this, it has excellent biodegradability, and at the same time has a high glass transition temperature (Tg), so it is easy to spun and can be made of fibers, and as it has improved thermal properties, it is possible to shorten the drying time of the biodegradable polyester before spinning and drying process. It is possible to prevent spinning defects by minimizing adhesion between polymer chips that may occur, and to minimize fiber shrinkage that may occur during post-processing of the spun fibers.

먼저, 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 섬유에 포함되는 생분해성 폴리에스테르에 대해 설명한다. First, the biodegradable polyester contained in the biodegradable polyester fiber of the present invention will be described.

상기 생분해성 폴리에스테르는 산성분; 및 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 포함하는 디올성분이 공중합된 것을 포함한다.
The biodegradable polyester is an acid component; And a diol component containing 1,4: 3,6-dianhydrohexitol copolymerized.

먼저, 본 발명에 사용될 수 있는 산성분을 설명한다. 본 발명에 사용될 수 있는 산성분은 통상적으로 생분해성 폴리에스테르섬유에 사용되는 산성분이면 제한 없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 상기 산성분은 방향족 다가 카르복실산 성분, 헤테로고리를 포함하는 다가 카르복실산, 지방족 다가 카르복실산으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 성분을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 상기 산성분은 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산 성분 및 탄소수 2 내지 16의 지방족 다가 카르복실산 성분으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다. First, the acid component that can be used in the present invention will be described. The acid component that can be used in the present invention can be used without limitation as long as it is an acid component commonly used in biodegradable polyester fibers, preferably the acid component is an aromatic polyvalent carboxylic acid component, a polyvalent carboxyl containing a heterocycle It may contain any one or more components selected from the group consisting of acids and aliphatic polyhydric carboxylic acids, more preferably the acid component is an aromatic polyhydric carboxylic acid component having 6 to 14 carbon atoms and an aliphatic having 2 to 16 carbon atoms. It may include any one or more components selected from the group consisting of polyvalent carboxylic acid components.

상기 방향족 다가 카르복실산 성분은 테레프탈산, 이소프탈산 및 디메틸테레프탈산으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. The aromatic polyvalent carboxylic acid component may be any one or more selected from the group consisting of terephthalic acid, isophthalic acid and dimethyl terephthalic acid.

또한, 상기 헤테로고리를 포함하는 다가 카르복실산은 2,5-퓨란디카르복실산, 2,5-사이오펜디카르복신산 및 2,5-피롤디카르복실산으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.In addition, the polyvalent carboxylic acid containing the heterocycle is any one selected from the group consisting of 2,5-furandicarboxylic acid, 2,5-thiopheniccarboxylic acid and 2,5-pyrroledicarboxylic acid It may be abnormal.

또한, 상기 지방족 다가 카르복실산 성분은 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 수베린산, 시트르산, 피메르산, 아젤라인산, 세바스산, 노나노산, 데카노인산, 도데카노인산 및 헥사노데카노인산으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 바람직하게는 상기 지방족 다가 카르복실산은 아디프산일 수 있다. 상기 지방족 다가 카르복실산 성분을 포함시킴으로써 생분해성을 증가시킬 수 있다.
In addition, the aliphatic polycarboxylic acid component is oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, citric acid, pimeric acid, azelaic acid, sebacic acid, nonanoic acid, decanoic acid, dode It may be any one or more selected from the group consisting of canophosphoric acid and hexanodecanoic acid. Preferably, the aliphatic polyvalent carboxylic acid may be adipic acid. The biodegradability can be increased by including the aliphatic polyvalent carboxylic acid component.

한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 설폰산 금속염을 더 포함할 수 있다. 상기 설폰산 금속염을 더 포함시킴으로써 물 분자의 흡착을 유도하여 생분해 효과가 향상되어 분해성이 증가되는 이점이 있다. 바람직하게는 상기 설폰산 금속염은 소디움 3,5-디카르보메톡시벤젠설포네이트일 수 있다.
Meanwhile, according to a preferred embodiment of the present invention, a sulfonic acid metal salt may be further included. Including the metal salt of the sulfonic acid further induces adsorption of water molecules, thereby improving the biodegradation effect and increasing the degradability. Preferably, the sulfonic acid metal salt may be sodium 3,5-dicarbomethoxybenzenesulfonate.

또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 산성분은 테레프탈산, 생분해성을 향상시키는 탄소수 2 내지 16의 지방족 디카르복실산 성분 및 설폰산 금속염을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 생분해성을 향상시키는 탄소수 2 내지 16의 지방족 디카르복실산 성분은 아디프산(adipic acic)이고 설폰산 금속염은 소디움 3,5-디메톡시 벤젠 술포네이트일 수 있다. Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the acid component may include terephthalic acid, an aliphatic dicarboxylic acid component having 2 to 16 carbon atoms to improve biodegradability, and a metal salt of sulfonic acid. More preferably, the aliphatic dicarboxylic acid component having 2 to 16 carbon atoms to improve the biodegradability may be adipic acid and the sulfonic acid metal salt may be sodium 3,5-dimethoxy benzene sulfonate.

상기와 같이 아디프산을 포함시킬 경우 향상된 생분해성을 얻을 수 있다. 다만 아디프산의 함량이 증가할수록 열적특성이 현저하게 저하되어 원하는 열적특성을 얻을 수 없거나 섬유로 방사되지 못하는 문제점이 있어 바람직하게는 상기 아디프산이 산성분 총 함량 대비하여 2 내지 12 몰% 포함할 수 있다. 만일, 아디프산이 12 몰%를 초과하여 포함될 경우 생분해 효과가 증가하는 대신에 유리전이 온도(Tg)가 낮아져 목적하는 섬유의 열적특성을 얻을 수 없는 문제점 및/또는 방사시 절사가 많아 방사가 자체가 어려움에 따라 섬유로 용도 전개가 할 수 없는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 만일 2몰% 미만으로 포함될 경우 목적하는 생분해성 향상 효과를 볼 수 없는 문제점이 있을 수 있다. 상기 본 발명의 아디프산의 함량 범위를 만족할 경우, 일정 수준 이상의 열적특성 및 좀 더 향상된 생분해성을 동시에 얻을 수 있는 이점이 있다. When adipic acid is included as described above, improved biodegradability can be obtained. However, as the content of adipic acid increases, the thermal properties are remarkably lowered, so there is a problem that desired thermal properties cannot be obtained or cannot be spun into fibers. Preferably, the adipic acid contains 2 to 12 mol% of the total amount of the acid component. can do. If adipic acid is contained in excess of 12 mol%, instead of increasing the biodegradation effect, the glass transition temperature (Tg) is lowered, so that the desired thermal properties of the fiber cannot be obtained, and / or the spinning itself has a lot of cutting during spinning. Depending on the difficulty, there may be a problem that the use of the fiber cannot be developed. In addition, if included in less than 2 mol%, there may be a problem that the desired biodegradability improving effect cannot be seen. When the content range of adipic acid of the present invention is satisfied, there is an advantage of simultaneously obtaining thermal characteristics of a certain level or more and improved biodegradability.

구체적으로 하기 실시예 1의 경우 산성분으로 아디프산을 포함하지 않은 경우로 분해성을 가지는 동시에 열적특성이 현저히 우수함을 확인할 수 있다. 다만, 목적에 따라 향상된 생분해성을 얻기 위해서 실시예 2와 같이 아디프산을 산성분으로 포함시킬 수 있으며 이 경우 일정 수준이상의 열적특성과 향상된 생분해성을 동시에 얻을 수 있다. 그러나 아디프산을 과다 첨가한 비교예 6의 경우 생분해성은 향상되었으나 방사가 용이하지 않은 문제점이 있었으며, 열적 특성도 현저히 저하되었음을 확인할 수 있다.
Specifically, in the case of Example 1 below, when adipic acid is not included as an acid component, it can be confirmed that it has degradability and has excellent thermal properties. However, in order to obtain improved biodegradability according to the purpose, adipic acid may be included as an acid component as in Example 2, and in this case, thermal properties of a certain level or higher and improved biodegradability may be simultaneously obtained. However, in the case of Comparative Example 6 in which adipic acid was added excessively, biodegradability was improved, but there was a problem in that spinning was not easy, and it was confirmed that the thermal properties were also significantly reduced.

한편, 본 발명의 바람직한 다른 일구현예에는 산성분으로 탄소수 2 내지 16의 지방족 다가 카르복실산을 포함하지 않을 수 있다.Meanwhile, another preferred embodiment of the present invention may not include an aliphatic polyvalent carboxylic acid having 2 to 16 carbon atoms as an acid component.

종래의 생분해성 폴리에스테르 섬유의 경우 생분해성을 향상시키기 위해 아디프산 등의 지방족 다가 카르복실산을 포함시켰으나 이 경우 생분해성이 향상되는 대신에 유리전이 온도가 매우 낮아져 열적특성이 현저히 감소하고, 방사조차 되지 않는 경우가 발생하여 섬유로 용도 전개할 수 없는 문제점이 있었다. In the case of the conventional biodegradable polyester fiber, in order to improve biodegradability, aliphatic polycarboxylic acids such as adipic acid are included, but in this case, instead of improving biodegradability, the glass transition temperature is very low and thermal properties are significantly reduced. There was a problem in that it was not even spinning, and thus could not be used as a fiber.

이에 본 발명자들은 하기에 설명할 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 포함시킴으로써, 아디프산 등 지방족 다가 카르복실산을 포함하지 않고도 일정 수준 이상의 생분해성 효과를 수득하는 동시에 방사가 용이해 섬유로 용도전개가 가능하고, 열적특성이 현저히 향상되는 생분해성 폴리에스테르를 수득할 수 있었다.Accordingly, the present inventors obtained 1,4: 3,6-dianhydrohexitol, which will be described below, to obtain a biodegradable effect of a certain level or higher without containing an aliphatic polycarboxylic acid such as adipic acid, and It was easy to develop a biodegradable polyester that can be used as a fiber and has improved thermal properties.

구체적으로 하기 실시예 1의 경우 지방족 다가 카르복실산인 아디프산을 산성분으로 포함하지 않는 경우이고, 실시예 2는 아디프산을 포함하는 경우로써, 실시예 1은 20% 이상의 분해성을 가지는 동시에 유리전이 온도가 85.4℃, 원단 수축률이 3.2%로 열적특성이 매우 향상되었음을 확인할 수 있다. 이에 반하여, 실시예 2는 분해성이 67.1%로 향상된 대신에 유리전이 온도가 74.2℃로 저하되었으며, 원단 수축률도 10.4%로 증가하여 열적특성이 실시예 1에 비해서는 감소했음을 확인할 수 있다.
Specifically, in the case of Example 1 below, the aliphatic polycarboxylic acid adipic acid is not included as an acid component, and Example 2 is a case where adipic acid is included, while Example 1 has 20% or more degradability. The glass transition temperature is 85.4 ℃, the fabric shrinkage rate is 3.2%, it can be seen that the thermal properties are greatly improved. On the other hand, in Example 2, instead of improving the degradability to 67.1%, the glass transition temperature was lowered to 74.2 ° C, and the fabric shrinkage was also increased to 10.4%, confirming that the thermal properties were reduced compared to Example 1.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 산성분은 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산 성분 및 탄소수 2 내지 16의 지방족 다가 카르복실산 성분으로 구성되는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 성분95 ~ 99.9 몰% 및 소디움 3,5-디카르보메톡시벤젠설포네이트를 0.1 ~ 5몰%를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the acid component is 95 to 99.9 moles of any one or more components selected from the group consisting of an aromatic polyvalent carboxylic acid component having 6 to 14 carbon atoms and an aliphatic polyvalent carboxylic acid component having 2 to 16 carbon atoms. % And sodium 3,5-dicarbomethoxybenzenesulfonate 0.1 to 5 mol%.

상기 산성분 중 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산 성분 및 탄소수 2 내지 16의 지방족 다가 카르복실산 성분으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 성분은 산성분으로 포함될 수 있는 다른 성분인 소디움 3,5-디카르보메톡시벤젠설포네이트 성분에 대한 몰% 를 제외한 나머지 몰%만큼 포함될 수 있다.  Of the acid components, any one or more components selected from the group consisting of an aromatic polyvalent carboxylic acid component having 6 to 14 carbon atoms and an aliphatic polyvalent carboxylic acid component having 2 to 16 carbon atoms is another component that can be included as an acid component, sodium 3 , 5-dicarbomethoxymethoxysulfonate may be included in the remaining molar% except for the molar%.

그러나 만일 상기 방향족 다가 카르복실산 성분 및 지방족 다가 카르복실산 성분 중 어느 하나 이상의 성분의 함량이 너무 적은 경우 수득되는 생분해성 폴리에스테르를 섬유제품군으로 적용하기 위한 방사성이 좋지 않게 되는 문제점이 있을 수 있고, 만일 그 함량이 너무 많은 경우 수득되는 생분해성 폴리에스테르의 분해효과가 저하되는 문제점이 있다. However, if the content of any one or more of the aromatic polyhydric carboxylic acid component and the aliphatic polyhydric carboxylic acid component is too small, there may be a problem in that radioactivity for applying the biodegradable polyester obtained as a fiber product group is poor. , If the content is too large, there is a problem that the decomposition effect of the biodegradable polyester obtained.

만일 상기 소디움 3,5-디카르보메톡시벤젠설포네이트 성분이 0.1 몰% 미만으로 포함되는 경우 생분해성이 저하되는 문제점이 있고, 5 몰%를 초과하여 포함되는 경우 방사시 팩 압력이 높아 방사가 어려운 문제점이 있다.
If the sodium 3,5-dicarbomethoxybenzenesulfonate component is contained in an amount of less than 0.1 mol%, there is a problem that biodegradability decreases, and when it exceeds 5 mol%, the pack pressure during spinning is high, and spinning There are difficult problems.

다음으로 생분해성 폴리에스테르에 포함되는 디올성분에 대해 설명한다. Next, the diol component contained in the biodegradable polyester will be described.

본 발명에 포함되는 디올성분은 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 포함한다. The diol component included in the present invention includes 1,4: 3,6-dianhydrohexitol.

종래의 생분해성 폴리에스테르의 경우 생분해성을 높이기 위해 지방족 다가 카르복실산을 포함하는 경우가 많았고, 이 경우 열적특성이 현저히 저하됨에 따라 섬유로 제조되기 매우 어려운 문제점이 있었다. In the case of the conventional biodegradable polyester, in order to increase the biodegradability, the aliphatic polyhydric carboxylic acid was often included, and in this case, as the thermal properties were significantly lowered, there was a problem in that it was very difficult to be made of fibers.

또한, 섬유로 제조될 수 있더라도 통상적으로 건조공정이 당해 생분해성 폴리에스테르의 유리전이온도(Tg) 부근의 온도 또는 이보다 높은 온도에서 이루어지는데 낮은 Tg로 인해 건조효율이 좋지 못하며, 건조시간이 장기화되는 문제점이 있다. In addition, although it may be made of fibers, the drying process is usually performed at a temperature near or above the glass transition temperature (Tg) of the biodegradable polyester, but the drying efficiency is poor due to low Tg, and the drying time is prolonged. There is a problem.

나아가, 건조 공정에서 생분해성 폴리에스테르 칩간의 고착이 발생하여 방사 불량의 원인 되는 문제점이 있으며, 방사된 섬유의 열처리 등 후가공 공정에서 섬유 수축 또는 상기 섬유를 제직한 원단의 열처리 공정에서 원단 수축이 발생하는 문제점이 있었다.
Furthermore, there is a problem that causes a defect in spinning due to adhesion between biodegradable polyester chips in the drying process, and shrinkage of the fibers in a post-processing process such as heat treatment of the spun fiber or shrinkage of the fabric in a heat treatment process of a fabric woven of the fibers. There was a problem.

본 발명의 발명자는 상기 디올성분에 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 포함시킴으로써 높은 Tg를 보유한 생분해성 폴리에스테르 섬유를 수득할 수 있었고, 이를 통해 생분해성을 보유하면서도 섬유로 방사가 용이하고, 열적특성을 향상시킴으로써 가공 후 섬유, 또는 원단의 수축 최소화 및 불량품 양산을 방지하였다.The inventor of the present invention was able to obtain a biodegradable polyester fiber having a high Tg by including 1,4: 3,6-dianhydrohexitol in the diol component, through which it is spun into fibers while retaining biodegradability. It is easy to use, and by improving thermal properties, it minimizes shrinkage of fibers or fabrics after processing and prevents mass production of defective products.

또한, 상기 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨은 생분해성 폴리에스테르의 열적특성을 향상시키는 동시에 상술한 설폰산 금속염과의 동시에 포함될 경우 생분해성에 있어 상승작용을 일으켜 생분해성이 더욱 우수해지는 이점이 있다.
In addition, the 1,4: 3,6-dianhydrohexitol improves the thermal properties of the biodegradable polyester and at the same time, when included with the metal salt of the sulfonic acid described above, it causes a synergistic effect in the biodegradability, so that the biodegradability is more excellent. It has the advantage of losing.

바람직하게는 상기 전체 디올성분 중 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨은 5 ~ 30 몰%가 포함될 수 있다. 만약 5 몰% 미만으로 포함될 경우 열 특성 향상이 미비한 문제점이 있을 수 있고, 30 몰%를 초과하여 포함하는 경우 분해성능을 저하시키는 문제점이 있을 수 있다. Preferably, 1,4: 3,6-dianhydrohexitol of the total diol component may contain 5 to 30 mol%. If it is included in less than 5 mol%, there may be a problem that the thermal properties are insufficient, and if it is included in excess of 30 mol%, there may be a problem that degrades decomposition performance.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 디올성분에는 탄소수 2 내지 14의 지방족 디올성분 및 폴리에틸렌 글리콜 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the diol component may further include any one or more of an aliphatic diol component having 2 to 14 carbon atoms and polyethylene glycol.

상기 탄소수 2 내지 14의 지방족 디올성분의 경우 에틸렌글리콘, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌글리콜, 트리메틸글리콜, 테트라메킬렌글리콜, 펜타메틸글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 헵타메틸렌클리콜, 옥타메틸렌글리콜, 노나메틸렌글리콜, 데카메틸렌글리콜, 운데카메틸렌글리콜, 도데카메틸렌글리콜 및 트리데카메틸렌글리콜으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 에틸렌글리콜 및 디에틸렌글리콜일 중 어느 하나 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 에틸렌글리콜일 수 있다.In the case of the aliphatic diol component having 2 to 14 carbon atoms, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, trimethyl glycol, tetramethylene glycol, pentamethyl glycol, hexamethylene glycol, heptamethylene glycol, octamethylene glycol, nonamethylene glycol , Decamethylene glycol, undecamethylene glycol, dodecamethylene glycol and tridecamethylene glycol, and may include any one or more selected from the group consisting of, preferably, ethylene glycol and diethylene glycol may be any one or more , More preferably, it may be ethylene glycol.

상기 폴리에틸렌글리콜의 경우 바람직하게는 분자량이 300 내지 5000 인 폴리에틸렌글리콜이 포함될 수 있다.In the case of the polyethylene glycol, preferably polyethylene glycol having a molecular weight of 300 to 5000 may be included.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 디올성분은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 중 적어도 하나 이상의 성분 70 ~ 95 몰% 및 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨 5 ~ 30몰% 를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the diol component comprises 70 to 95 mol% of at least one component of ethylene glycol and diethylene glycol and 5 to 30 mol% of 1,4: 3,6-dianhydrohexitol. Can be.

상기 디올성분은 포함되는 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨의 몰%를 제외한 나머지 몰%만큼 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 중 적어도 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.
The diol component may include at least one component of ethylene glycol or diethylene glycol by the remaining mole percent excluding mole percent of 1,4: 3,6-dianhydrohexitol included.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 생분해성 폴리에스테르는 상술한 산성분과 디올성분이 1 : 1 내지 2의 중량비로 공중합될 수 있다. 보다 바람직하게는 산성분과 디올성분이 1 : 1 내지 1.4의 중량비로 공중합될 수 있다. 만일 디올성분이 산성분 대비하여 1 중량비 미만으로 공중합될 경우 반응계 내 산성분이 많아 탄화물이 발생하는 문제점이 있고, 만일 산성분 대비하여 2 중량비를 초과하는 경우 반응성이 떨어지는 문제점이 있다.
According to a preferred embodiment of the present invention, in the biodegradable polyester, the above-described acid component and diol component may be copolymerized in a weight ratio of 1: 1 to 2. More preferably, the acid component and the diol component may be copolymerized in a weight ratio of 1: 1 to 1.4. If the diol component is copolymerized in an amount less than 1 weight ratio compared to the acid component, there is a problem in that there are many acid components in the reaction system, resulting in carbide, and if it exceeds 2 weight ratio compared to the acid component, there is a problem in that the reactivity is poor.

한편, 본 발명은 하기의 분해성 평가 방법에 의한 생분해성 폴리에스테르의 고유점도(IV) 감소율이 20% 이상이고, 유리전이온도(Tg)가 70℃ 이상이다.
On the other hand, in the present invention, the intrinsic viscosity (IV) reduction rate of the biodegradable polyester by the following degradability evaluation method is 20% or more, and the glass transition temperature (Tg) is 70 ° C or more.

- 분해성 평가 방법-Degradability evaluation method

pH 7 인 100 ℃ 증류수에 시료를 침지시키고 96시간 후의 고유점도(IV)를 측정하며, 고유점도(IV) 감소율(%)은 하기의 식(1)에 의해 계산한다.The sample was immersed in distilled water at 100 ° C., pH 7, and the intrinsic viscosity (IV) was measured after 96 hours, and the intrinsic viscosity (IV) reduction rate (%) was calculated by the following equation (1).

(1)

Figure 112013108990814-pat00005

(One)
Figure 112013108990814-pat00005

생분해성 폴리에스테르 섬유의 경우 생분해성과 상기 섬유가 가지는 물성 중 특히 열적특성은 서로 상반되는 경향을 가진다. 만일 생분해성을 높일 경우 섬유가 가지는 유리전이온도 등 열적특성이 좋지 않게 되고 방사가 원활히 되지 않을 수 있다. 이와 반대로 열적특성을 높일 경우 생분해성이 떨어져 목적하는 상기 양자의 효과를 동시에 얻기가 매우 어려운 문제점이 있었다. In the case of biodegradable polyester fibers, especially the thermal properties of biodegradability and physical properties of the fibers tend to be opposite to each other. If the biodegradability is increased, thermal properties such as the glass transition temperature of the fiber may not be good and spinning may not be smooth. On the contrary, when the thermal properties were increased, the biodegradability was poor and it was very difficult to simultaneously obtain the desired effects of both.

그러나 본 발명의 발명자들은 상기의 조건(고유점도 감소율, 유리전이온도)들을 만족하는 생분해성 폴리에스테르섬유를 발명함으로써 생분해성을 보유하면서도 유리전이 온도 등 열적특성을 향상되고 동시에 방사 적합성까지 가지게 되었다.
However, the inventors of the present invention have invented biodegradable polyester fibers satisfying the above conditions (reduction rate of intrinsic viscosity, glass transition temperature), while retaining biodegradability while improving thermal properties such as glass transition temperature and at the same time having radiation compatibility.

먼저, 본 발명은 분해성 평가 방법에 의해 생분해성 폴리에스테르의 고유점도(IV) 감소율이 20% 이상이다.First, the present invention has an intrinsic viscosity (IV) reduction rate of biodegradable polyester of 20% or more by a degradability evaluation method.

상기 분해성 평가 방법이란 pH 7인 100 ℃ 증류수에 시료, 즉 용융 전의 생분해성 폴리에스테르를 침지시키고 96시간 후의 고유점도(IV)를 측정하며, 고유점도(IV) 감소율(%)은

Figure 112013108990814-pat00006
으로 계산된다.The degradability evaluation method is immersed in a sample, i.e., biodegradable polyester before melting, in 100 ℃ distilled water at pH 7, and measures the intrinsic viscosity (IV) after 96 hours, and the intrinsic viscosity (IV) reduction rate (%) is
Figure 112013108990814-pat00006
Is calculated as

상기 고유점도(IV) 감소율(%)이 클수록 생분해성이 큰 것으로 해석할 수 있고, 만일 고유점도(IV) 감소율(%)이 10% 미만인 경우 폴리에스테르의 분해 효과가 떨어지는 문제점이 있고 종래의 단순 폴리에스테르 섬유와 차이가 없어 매립시 환경오염을 유발할 수 있는 문제점이 있다.
The greater the intrinsic viscosity (IV) reduction rate (%), the greater the biodegradability. If the intrinsic viscosity (IV) reduction rate (%) is less than 10%, there is a problem that the decomposition effect of polyester is poor and conventional simple There is a problem that can cause environmental pollution when buried because there is no difference from polyester fiber.

또한, 본 발명에 포함되는 생분해성 폴리에스테르의 유리전이온도(Tg)가 70℃ 이상이다. In addition, the glass transition temperature (Tg) of the biodegradable polyester included in the present invention is 70 ° C or higher.

종래의 생분해성 폴리에스테르 섬유의 경우 유리전이 온도가 60℃미만의 수준이어서 열적특성이 열악한 문제점이 있으나 본 발명에 포함되는 생분해성 폴리에스테르의 유리전이 온도는 70℃이상으로 건조 공정시에 70℃ 부근 또는 그 이상의 온도로 건조가 가능해 건조시간을 단축할 수 있고, 섬유로 방사한 후 열처리 등 후가공 시 섬유 수축을 최소화할 수 있다. 또한, 섬유를 제직한 후에 열처리 등의 공정에 있어 원단의 수축을 최소화할 수 있다.In the case of the conventional biodegradable polyester fiber, the glass transition temperature is less than 60 ° C, so there is a problem of poor thermal properties, but the glass transition temperature of the biodegradable polyester included in the present invention is 70 ° C or higher and 70 ° C during the drying process. The drying time can be shortened because drying is possible at or near the temperature, and fiber shrinkage can be minimized during post-processing such as heat treatment after spinning into fibers. In addition, the shrinkage of the fabric can be minimized in processes such as heat treatment after weaving the fibers.

구체적으로 하기 표 1에서 실시예 1의 경우 디올성분으로 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 포함하는 경우로 유리전이 온도가 85.4℃로 종래보다 향상된 열적특성을 가지고 있으나, 디올성분으로 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 포함하지 않는 비교예 2의 경우 유리전이 온도가 70.4℃로 열적특성이 현저히 떨어질 것을 예상할 수 있습니다. 다만, 디올성분으로 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 포함한다고 하여 본원발명이 목적하는 과제를 달성할 수 없으며, 이는 하기 비교예 1의 경우 디올성분으로 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 포함하였지만 유리전이 온도가 70℃ 미만으로 목적하는 생분해성 및 열적특성을 동시에 얻을 수 없었다.
Specifically, in the case of Example 1 in Table 1, when the 1,4: 3,6-dianhydrohexitol is included as a diol component, the glass transition temperature is 85.4 ° C, which has improved thermal properties than the conventional one, but a diol component. As for Comparative Example 2, which does not contain 1,4: 3,6-dianhydrohexitol, it can be expected that the glass transition temperature is 70.4 ℃, which significantly reduces the thermal properties. However, by including 1,4: 3,6-dianhydrohexitol as a diol component, the object of the present invention cannot be achieved, which is 1,4: 3 as a diol component in Comparative Example 1 below. Although 6-dianhydrohexitol was included, the desired biodegradability and thermal properties could not be obtained at a glass transition temperature of less than 70 ° C.

바람직하게는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르는 고유 점도가 0.55 ~ 0.75 dl/g 일 수 있다. 고유점도가 0.55 dl/g미만인 경우 생분해성 폴리에스테르를 용융시켜 방사시키는 공정에서 용융점도가 낮아 방사가 어려운 문제점이 있을 수 있고, 만일 점도가 0.75 dl/g를 초과하는 경우 점도가 높아 팩압이 높아 방사가 어려운 문제점이 있을 수 있다.
Preferably, the biodegradable polyester according to an exemplary embodiment of the present invention may have an intrinsic viscosity of 0.55 to 0.75 dl / g. If the intrinsic viscosity is less than 0.55 dl / g, there may be a problem in that it is difficult to spin because the melt viscosity is low in the process of melting and spinning the biodegradable polyester. If the viscosity exceeds 0.75 dl / g, the viscosity is high and the pack pressure is high. There may be a problem that the radiation is difficult.

다음으로 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 대해 설명한다. Next, a method for manufacturing biodegradable polyester fibers according to a preferred embodiment of the present invention will be described.

먼저 생분해성 폴리에스테르는 통상적인 생분해성 폴리에스테르 섬유에 포함되는 생분해성 폴리에스테르의 제조방법인 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 바람직하게는 산성분과 디올성분을 에스테르화 반응시켜 올리고머를 제조하는 단계 및 상기 제조된 올리고머를 중합하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.First, the biodegradable polyester can be used without limitation in the case of a method for preparing a biodegradable polyester contained in a conventional biodegradable polyester fiber. Preferably, the acid component and the diol component may be prepared by esterifying an oligomer to produce an oligomer and polymerizing the prepared oligomer.

먼저, 산성분과 디올성분을 에스테르화 반응시켜 올리고머를 제조하는 단계는 구체적으로 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산 성분 및 탄소수 4 내지 14의 지방족 다가 카르복실산 성분으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 성분 95 ~ 99.9 몰% 및 소디움 3,5-디카르보메톡시벤젠설포네이트, 5-술포이소프탈릭액시드 모노소디움염(5-sulfoisophthalic acid monosodium salt) 및 디메틸5-소디오술포 이소프탈레이트 중 적어도 하나 이상을 0.1 ~ 5몰%를 포함하는 산성분과 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 중 적어도 하나 이상의 성분 70 ~ 95 몰% 및 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨 5 ~ 30몰%를 포함하는 들을 포함하는 디올성분을 1 : 1 내지 2의 중량비로 혼합하여 온도를 상온부터 100 내지 140℃까지 20 내지 40분간 승온하고 혼합물을 교반하면서 다시 온도를 200 내지 280℃까지 100 내지 150분간 승온하여 에스테르화 반응을 통해 올리고머를 제조할 수 있다.First, the step of preparing an oligomer by esterifying an acid component and a diol component is specifically selected from the group consisting of an aromatic polyvalent carboxylic acid component having 6 to 14 carbon atoms and an aliphatic polyvalent carboxylic acid component having 4 to 14 carbon atoms. 95 to 99.9 mol% of one or more ingredients and sodium 3,5-dicarbomethoxybenzenesulfonate, 5-sulfoisophthalic acid monosodium salt and dimethyl5-sodiosulfo isophthalate 70 to 95 mol% and 1,4: 3,6-dianhydrohexitol 5 to 30 mol% of at least one component of ethylene glycol, diethylene glycol, and an acid component containing 0.1 to 5 mol% of at least one of Diol component containing a mixture containing 1: 1 to 2 in a weight ratio of 20 to 40 minutes to raise the temperature from room temperature to 100 to 140 ℃ and while stirring the mixture again the temperature to 200 to 280 ℃ 100 to 150 minutes The oligomer can be prepared through an esterification reaction by heating.

상기 에스테르화 반응에서 촉매와 사용량은 중합물의 변색 등을 유발할 수 있고 반응 시간들을 결정할 수 있다는 점에서 중요하며, 상기 술폰산금속염 중에서 소듐 3,5-디카르보메톡시벤젠설포네이트를 첨가하는 경우에 리튬화합물 및 변색을 막기 위해 코발트화합물을 사용할 수 있다.The catalyst and the amount used in the esterification reaction are important in that they can cause discoloration of the polymer and the like, and the reaction times can be determined, and lithium is added when sodium 3,5-dicarbomethoxybenzenesulfonate is added in the metal sulfonate salt. Cobalt compounds can be used to prevent compounds and discoloration.

상기 리튬화합물로는 통상의 생분해성 폴리에스테르를 제조에 사용되는 리튬화합물을 사용할 수 있으나 바람직하게는 금속 리튬 또는 리튬아세테이트를 사용할 수 있으며, 상기 리튬화합물의 사용량은 중합 후에 수득되는 이론적 중합물 총 중량을 기준으로 하여 100 내지 600ppm의 범위의 양을 사용하는 경우에 가장 효과적일 수 있다. As the lithium compound, a lithium compound used for manufacturing a conventional biodegradable polyester can be used, but preferably metal lithium or lithium acetate can be used, and the amount of the lithium compound used is the total weight of the theoretical polymer obtained after polymerization. It may be most effective when using an amount in the range of 100 to 600ppm as a reference.

또한, 상기 코발트화합물은 바람직하게는 금속 코발트 또는 코발트아세테이트를 사용할 수 있으며 이 경우 변색의 방지에 가장 효과적일 수 있고, 상기 코발트화합물의 사용량은 중합 후에 수득되는 이론적 중합물 총 중량을 기준으로 60 내지 130ppm을 사용할 경우에 가장 효과적일 수 있다. 만일 상기 60ppm 미만으로 사용될 경우 보색제로써의 효과가 없을 수 있으며, 만일 130 ppm을 초과하여 포함될 경우 방사시 이물로 작용할 수 있는 문제점이 있다.In addition, the cobalt compound may preferably use a metal cobalt or cobalt acetate, and in this case, may be most effective in preventing discoloration, and the amount of the cobalt compound used is 60 to 130 ppm based on the total weight of the theoretical polymer obtained after polymerization. It may be most effective when using. If used below 60ppm, it may not have an effect as a complementary agent, and if it is included in excess of 130ppm, there is a problem that it can act as a foreign material during spinning.

다음으로 상기 제조된 올리고머를 중합하여 생분해성 폴리에스테르를 제조할 수 있는데, 구체적으로 상기 올리고머를 250 내지 300 ℃에서 150 내지 200 분 동안 교반반응을 통해 제조될 수 있다. Next, a biodegradable polyester may be prepared by polymerizing the prepared oligomer, and specifically, the oligomer may be prepared through a stirring reaction at 250 to 300 ° C. for 150 to 200 minutes.

상기 중합단계에서 촉매와 안정제를 부가하여 제조할 수 있는데 이는 중합물의 특성, 특히, 반응속도와 색상에 큰 영향을 미칠 수 있다.It can be prepared by adding a catalyst and a stabilizer in the polymerization step, which can have a great influence on the properties of the polymer, especially the reaction rate and color.

특히 산성분으로 방향족 다가 카르복시산을 포함하는 공중합 폴리에스테르 중합물의 경우 250 내지 300℃의 높은 온도에서 반응이 요구되어 촉매와 열안정제의 선택은 중요하다. 또한, 알루미늄 아세테이트 베이직과 같은 반응속도를 높이기 위해 코촉매로 사용되는 촉매를 투입할 경우, 중합물 내 이물감이 상승하여 방사시 초기 팩압을 상승시키는 원인이 되므로 사용을 가급적 피하는 것이 좋다.In particular, in the case of a copolymerized polyester polymer containing an aromatic polyhydric carboxylic acid as an acid component, a reaction is required at a high temperature of 250 to 300 ° C, so it is important to select a catalyst and a heat stabilizer. In addition, when a catalyst used as a co-catalyst is added to increase the reaction rate, such as aluminum acetate basic, it is recommended to avoid the use as much as possible because the foreign substance in the polymer increases and causes an increase in initial pack pressure upon spinning.

본 발명에서의 중·축합 반응 시 사용할 수 있는 촉매로는 안티몬화합물일 수 있고, 고온에서 열분해에 의한 색상의 변색을 억제하기 위해 열안정제로 인화합물을 사용할 수 있다.The catalyst that can be used in the polycondensation reaction in the present invention may be an antimony compound, and a phosphorus compound may be used as a heat stabilizer to suppress discoloration of color due to thermal decomposition at high temperature.

상기 안티몬화합물로는 삼산화안티몬, 사산화안티몬, 오산화안티몬 등과 같은 산화안티몬류, 삼황화안티몬, 삼불화안티몬, 삼염화안티몬 등과 같은 할로겐화 안티몬류, 안티몬트리아세테이트, 안티몬벤조에이트 및 안티몬트리스테아레이트 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 삼산화안티몬 및 안티몬트리아세테이트 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 바람직하게는 중합 후에 수득되는 이론적 중합물 총 중량을 기준으로 100 내지 600ppm을 사용할 수 있다.The antimony compounds include antimony trioxide, antimony trioxide, antimony pentoxide, antimony trioxide, antimony trifluoride, antimony trifluoride, antimony trichloride, antimony trichloride, antimony triacetate, antimony benzoate, and antimony tristearate. It may be used, preferably, any one or more of antimony trioxide and antimony triacetate may be used, and the amount thereof may be preferably 100 to 600 ppm based on the total weight of the theoretical polymer obtained after polymerization.

상기 인화합물로는 인산, 모노메틸인산 트리메틸인산, 트리부틸인산 등 인산류 및 그의 유도체들을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 트리메틸인산 또는 트리페닐아인산을 사용할 수 있고, 상기 인화합물의 사용량은 바람직하게는 중합 후에 수득되는 이론적 중합물 총 중량을 기준으로 100 내지 500ppm을 사용할 수 있다.As the phosphorus compound, phosphoric acid such as phosphoric acid, monomethyl phosphoric acid trimethyl phosphoric acid or tributyl phosphoric acid and derivatives thereof may be used, preferably trimethyl phosphoric acid or triphenylphosphoric acid, and the amount of phosphorus compound used is preferably 100 to 500 ppm may be used based on the total weight of the theoretical polymer obtained after polymerization.

상기 수득된 생분해성 폴리에스테르는 바람직하게는 생분해성 폴리에스테르는 칩형태로 우선 형성된 후, 섬유 형태로 방사될 수 있다. 생분해성 폴리에스테르 칩은 방사에 앞서 일정 수준 이하의 수분율을 유지하기 위해 적정 온도와 습도 내에서 건조 공정을 진행되며, 이때 수분율이 너무 높은 상태로 공정이 전개될 경우 급격한 가수분해로 인해 섬유로 방사된 원사의 물성이 저하되는 현상이 나타날 수 있다. 따라서 적정 수준의 수분율 이하로 고분자를 관리해야 하는데 이때 유리전이 온도(Tg) 가 낮은 경우에 건조 온도를 높일 수 없어 건조효율 저하, 건조시간 연장 및 건조되는 생분해성 폴리에스테르 칩간의 고착이 발생할 수 있는 문제점이 있고, 상기와 같이 고착 칩이 생성되면 건조장치로부터 칩을 꺼내는 것이 곤란해지거나 방사 시에 투입 라인이나 투입구 등이 고착된 칩으로 막혀 방사를 안정하게 행할 수 없는 문제점이 있다.The obtained biodegradable polyester is preferably biodegradable polyester is first formed in the form of a chip, and then spun in a fiber form. The biodegradable polyester chip undergoes a drying process within a suitable temperature and humidity to maintain a moisture content below a certain level prior to spinning. At this time, if the process develops in a state where the moisture content is too high, it is spun into fibers due to rapid hydrolysis. A phenomenon in which the physical properties of the yarn is deteriorated may appear. Therefore, it is necessary to manage the polymer at a moisture level below the appropriate level. At this time, when the glass transition temperature (Tg) is low, the drying temperature cannot be increased, so drying efficiency may be reduced, drying time may be extended, and adhesion between the biodegradable polyester chips that may be dried may occur. There is a problem, and when the sticking chip is produced as described above, it is difficult to take out the chip from the drying device or there is a problem in that spinning cannot be stably performed due to clogging of the input line or input port with the sticking chip.

상기 생분해성 폴리에스테르 칩의 건조공정은 통상적인 생분해성 폴리에스테르 칩의 건조공정에 의할 수 있고, 바람직하게는 상기 생분해성 폴리에스테르 칩은 유리전이 온도 부근 또는 그 이상의 온도에서 건조될 수 있으며, 보다 바람직하게는 80 내지 120℃에서 180 내지 400 분간에 걸쳐 건조될 수 있다. The drying process of the biodegradable polyester chip may be performed by a drying process of a conventional biodegradable polyester chip, preferably, the biodegradable polyester chip may be dried at or near the glass transition temperature, More preferably, it may be dried at 80 to 120 ° C over 180 to 400 minutes.

바람직하게는 상기 생분해성 폴리에스테르 칩을 180 내지 250 ℃로 용융하여 방사를 통해 섬유를 제조할 수 있으며, 목적에 따라 이종의 합성수지 또는 동종의 폴리에스테르계 합성수지와 함께 복합방사될 수도 있다.Preferably, the biodegradable polyester chip may be melted at 180 to 250 ° C to produce fibers through spinning, and may be spun spinning with heterogeneous synthetic resins or homogeneous polyester-based synthetic resins depending on the purpose.

상기 방사되어 섬유상을 응고된 그대로의 섬유는 섬유 내의 분자의 배향이 좋지 못하기 때문에 바람직하게는 방사된 섬유를 연신 또는 부분연신 할 수 있다. The fiber as it is spun and solidified the fibrous phase may preferably stretch or partially stretch the spun fiber because the orientation of molecules in the fiber is poor.

구체적으로 상기 섬유를 연신사(SDY)로 방사하는 방법은 방사되는 섬유가 생분해성 폴리에스테르 섬유 또는 동종의 폴리에스테르계 합성수지와 생분해성 폴리에스테르의 복합섬유일 경우 1100 내지 1700 mpm(m/min)의 사속으로 권취하는 제1 권취와 4000 내지 4600mpm(m/min)의 사속으로 권취하는 제2 권취로 연신할 수 있다. Specifically, the method of spinning the fiber with a stretched yarn (SDY) is 1100 to 1700 mpm (m / min) when the fiber to be spun is a composite fiber of biodegradable polyester fiber or homogeneous polyester-based synthetic resin and biodegradable polyester. It can be stretched with a first winding wound at a speed of 4000 and a second winding wound at a speed of 4000 to 4600 mpm (m / min).

상기 섬유를 부분연신사(POY)로 방사하는 방법은 방사되는 방사되는 섬유가 생분해성 폴리에스테르 섬유 또는 동종의 폴리에스테르계 합성수지와 생분해성 폴리에스테르의 복합섬유일 경우 2500 내지 3300 mpm(m/min)의 사속으로 권취하는 제1 권취와 2500 내지 3400mpm(m/min)의 사속으로 권취하는 제2 권취로 부분연신할 수 있다. The method of spinning the fiber with a partially stretched yarn (POY) is 2500 to 3300 mpm (m / min) when the spinning fiber is a composite fiber of biodegradable polyester fiber or homogeneous polyester-based synthetic resin and biodegradable polyester. ) Can be partially stretched with a first winding wound at a speed of 2 and a second winding wound at a speed of 2500 to 3400 mpm (m / min).

바람직하게는 상기 연신사(SDY) 및 부분연신사(POY)로 방사 시에 권취는 고뎃 롤러(Godet roller, G/R)를 사용하여 생분해성 폴리에스테르 섬유를 방사할 수 있다. 상기 연신사(SDY) 제조단계에 고뎃 롤러를 이용하여 제1 권취 및 제2 권취를 할 경우 바람직하게는 고뎃 롤러의 표면온도를 제1 권취에서는 70 내지 90℃로, 제2 권취에서는 100 내지 140℃로 유지시킨 후 권취할 수 있다. 이를 통해 연신 중에 발생하는 사절현상을 방지할 수 있다.Preferably, when spinning with the stretched yarn (SDY) and the partially stretched yarn (POY), the biodegradable polyester fiber can be spun using a Godet roller (G / R). When the first winding and the second winding are performed using the Godet roller in the drawing of the drawn yarn (SDY), the surface temperature of the Godet roller is preferably 70 to 90 ° C in the first winding and 100 to 140 in the second winding. After maintaining at ℃, it can be wound up. Through this, it is possible to prevent a trimming phenomenon occurring during stretching.

상기와 같이 방사된 연신사 또는 부분연신사는 사용의 편의성 및 공정 용이성을 위해 바람직하게는 섬도 50 내지 200 데니어, 18 내지 100 필라멘트로 제조될 수 있다.The stretched or partially stretched yarn spun as described above may be preferably made of fineness 50 to 200 denier and 18 to 100 filaments for ease of use and process ease.

이상으로 상술한 생분해성 폴리에스테르 섬유의 제조방법은 일실시 방법예일 뿐이며 상술한 제조방법에 의해 제한되는 것은 아니다.
The method for producing the biodegradable polyester fiber described above is only an exemplary method, and is not limited by the aforementioned method.

한편, 본 발명의 제2 구현예는 산성분; 및 전체 디올성분 중1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 5 ~ 30 몰% 포함하는 디올성분이 공중합된 생분해성 폴리에스테르를 포함하는 섬유 제조용 생분해성 폴리에스테르 조성물로서, Meanwhile, the second embodiment of the present invention includes an acid component; And 1,4: 3,6-dianhydrohexitol 5 to 30 mol% of the total diol component, a biodegradable polyester composition for fiber production comprising a biodegradable polyester copolymerized with a diol component,

상술한 분해성 평가 방법에 의한 상기 생분해성 폴리에스테르의 고유점도(IV) 감소율이 20% 이상, 유리전이온도(Tg)가 70℃ 이상인 것을 만족하는 섬유 제조용 생분해성 폴리에스테르 조성물을 포함한다.It includes a biodegradable polyester composition for fiber production satisfactory that the intrinsic viscosity (IV) reduction rate of the biodegradable polyester by the above-described degradability evaluation method is 20% or more, and the glass transition temperature (Tg) is 70 ° C or more.

본 발명은 상기와 같은 섬유 제조용 생분해성 포리에스테를 조성물을 제공함으로써 상기 조성물을 가지는 생분해성 폴리에스테르 칩의 경우 건조시간 단축, 칩간의 고착화가 발생하지 않으며, 섬유 제조에 적합하게 방사가 가능하고 열적특성이 향상되어 섬유 또는 원단의 제조공정에 있어, 섬유 수축의 방지 등에 우수한 효과를 가질 수 있다.The present invention provides a composition for producing a biodegradable polyester for fiber production as described above, in the case of a biodegradable polyester chip having the composition, shortening of drying time, adhesion between chips does not occur, and spinning is suitable for fiber production and thermal Since the properties are improved, it can have an excellent effect in the prevention of fiber shrinkage in the manufacturing process of fibers or fabrics.

상기 산성분, 디올성분, 고유점도 감소율 및 유리전이 온도에 대해서는 상술한 본 발명의 제1 구현예에서 설명한 바와 동일한 바 생략하기로 한다.
The acid component, the diol component, the intrinsic viscosity reduction rate and the glass transition temperature will be omitted as described in the first embodiment of the present invention.

또한, 본 발명의 제3 구현예는 산성분; 및 전체 디올성분 중1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 5 ~ 30 몰% 포함하는 디올성분이 공중합된 생분해성 폴리에스테르를 포함하며, 상술한 분해성 평가 방법에 의한 상기 생분해성 폴리에스테르의 고유점도(IV) 감소율이 20% 이상, 유리전이온도(Tg)가 70℃ 이상인 것을 만족하는 하는 섬유 제조용 생분해성 폴리에스테르 칩을 포함한다.In addition, the third embodiment of the present invention is an acid component; And a biodegradable polyester copolymerized with a diol component containing 5 to 30 mol% of 1,4: 3,6-dianhydrohexitol among all diol components, and the biodegradable poly by the above-described degradability evaluation method. It includes a biodegradable polyester chip for fiber production that satisfies that the intrinsic viscosity (IV) reduction rate of the ester is 20% or more and the glass transition temperature (Tg) is 70 ° C or more.

본 발명은 상기의 섬유 제조용 생분해성 폴리에스테르 칩을 제공함으로써 종래의 생분해성 폴리에스테르칩 보다 생분해성은 유지하면서도 높은 Tg를 보유하여 향상된 열적특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 칩을 이용하여 섬유를 제조 시에 향상된 열적 특성은 방사를 용이, 가능하게 하는 이점이 있다. 나아가, 다른 폴리에스테르 수지 조성물과 용융 혼합하여 원하는 성형체로 가공하기 위한 마스터배치(master batch)로 사용될 수 있다.The present invention can provide an improved thermal characteristic by maintaining the high Tg while maintaining biodegradability than the conventional biodegradable polyester chip by providing the above-mentioned biodegradable polyester chip for fiber production. In addition, the improved thermal properties when manufacturing the fiber using the chip has the advantage of making the spinning easy and possible. Furthermore, it can be used as a master batch for processing into a desired molded body by melt mixing with other polyester resin compositions.

상기 산성분, 디올성분, 고유점도 감소율 및 유리전이 온도에 대해서는 상술한 본 발명의 제1 구현예에서 설명한 바와 동일한 바 생략하기로 한다.
The acid component, the diol component, the intrinsic viscosity reduction rate and the glass transition temperature will be omitted as described in the first embodiment of the present invention.

또한, 본 발명의 제4 구현예는 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 섬유를 포함하는 생분해성 폴리에스테르 원단을 포함한다.In addition, the fourth embodiment of the present invention includes a biodegradable polyester fabric comprising the biodegradable polyester fiber according to the present invention.

본 발명은 상기의 생분해성 폴리에스테르 원단을 제공함으로써 종래의 생분해성 폴리에스테르 원단과 달리 열적안정성이 우수하여 제직 후의 열처리 공정에서 원단의 수축율을 최소화 할 수 있고, 드라이와 같이 열을 가하여 세탁할 수 있으며, 세탁 후에도 원단이 수축되지 않을 수 있다. In the present invention, unlike the conventional biodegradable polyester fabric, by providing the above biodegradable polyester fabric, it has excellent thermal stability to minimize the shrinkage of the fabric in the heat treatment process after weaving, and can be washed by applying heat like dry. The fabric may not shrink even after washing.

상기 생분해성 폴리에스테르 원단은 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 섬유만으로 제직되거나 또는 제조하려는 원단의 목적 및 새로운 기능 부여를 위해 이종의 원사와 같이 교직될 수 있다. The biodegradable polyester fabric can be woven with only the biodegradable polyester fiber according to the present invention or can be woven like a heterogeneous yarn for imparting the purpose and new function of the fabric to be manufactured.

또한, 본 발명에 따른 상기 원단의 제직 시에 생분해성 폴리에스테르 섬유를 경사 및 위사로 모두 사용하거나, 위사 또는 경사로만 사용하거나, 경사 중 일부로만 사용하거나, 위사 중 일부로만 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 원단 제직 시 원단조직 및 경,위사 밀도는 특별하게 한정하지 않는다. 제직 또는 편성용 원사의 전부나 일부로 사용하여 직물 또는 편물을 제직할 수 있다. 본 발명에서는 직물과 편물을 통칭하여 원단이라고 한다.
In addition, when weaving the fabric according to the present invention, biodegradable polyester fibers may be used both as warp and weft yarns, only as warp yarns or warp yarns, as part of warp yarns, or as only some of the weft yarns. When weaving the fabric according to the present invention, the fabric texture and the density of warp and weft are not particularly limited. Fabrics or knitted fabrics can be woven using all or part of the yarn for weaving or knitting. In the present invention, fabrics and knitted fabrics are collectively referred to as fabrics.

상술한 제 1구현예 내지 제4구현예의 표현은 발명의 우열관계를 나타낸 것이 아닌 본 발명의 다양한 실시양태를 의미하는 것으로 해석되어야 할 것이며, 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 above-described expressions of the first to fourth embodiments should be interpreted to mean various embodiments of the present invention rather than showing the superior relationship of the present invention, and the present invention will be described in more detail through the following examples. However, the following examples are not intended to limit the scope of the present invention, which should be interpreted as to aid understanding of the present invention.

<실시예 1> <Example 1>

먼저, 생분해성 폴리에스테르 공중합체를 제조하기 위해 교반기 및 콘덴서가 부착된 250ml 플라스크에 테레프탈산 90 몰% 및 소디움 3,5-디메톡시벤젠설포네이트 10 몰%인 산성분과 에틸렌글리콜 90 몰%와 및 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨 10 몰%인 디올성분을 산성분 기준으로 하여 1: 1.2 몰비로 투입하였다. 에스테르화 촉매로 리튬아세테이트 500ppm을 첨가하고 반응기 내 온도를 30분간에 걸쳐 상온으로부터 120℃ 로 승온하면서 교반하여 120분간 250 ℃까지 승온반응 시켰다. 이때 생성된 부반응물인 메탄올과 물은 콘데서를 통해 유출시켰다. 이어서 열안정제로 인산 150ppm, 촉매로 삼산화안티몬을 300ppm 첨가한 후 40분간에 걸쳐 관내 압력을 0.5mmHg까지 서서히 감압시킴과 동시에 관내 온도를 285℃까지 승온시키면서 180분 동안 교반반응을 진행하 다음 교반을 중단하고 토출시켜 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르를 수득하였다. 상기 수득된 폴리에스테르를 물에 냉각한 후 펠레타이저로 절단하여 생분해성 폴리에스테르 칩을 제조하였다.First, in order to prepare a biodegradable polyester copolymer, an acid component having 90 mol% terephthalic acid and 10 mol% sodium 3,5-dimethoxybenzenesulfonate and 90 mol% ethylene glycol and 1 in a 250 ml flask equipped with a stirrer and a condenser Diol component of 10 mole% of 4: 4,3,6-dianhydrohexitol was added in a ratio of 1: 1.2 based on the acid component. Lithium acetate 500ppm was added as an esterification catalyst, and the temperature in the reactor was stirred while heating from room temperature to 120 ° C over 30 minutes, and the temperature was increased to 250 ° C for 120 minutes. At this time, the produced side reaction products, methanol and water, were discharged through a condenser. Subsequently, after adding 150 ppm of phosphoric acid as a heat stabilizer and 300 ppm of antimony trioxide as a catalyst, the pressure in the tube was gradually reduced to 0.5 mm Hg over 40 minutes, and the temperature of the tube was raised to 285 ° C while stirring reaction was carried out for 180 minutes, followed by stirring. Interrupted and discharged to obtain the biodegradable polyester according to the present invention. The obtained polyester was cooled in water and then cut with a pelletizer to prepare a biodegradable polyester chip.

상기 수득된 생분해성 폴리에스테르칩을 80℃ 및 100℃에서 각각 2시간씩 건조 후 140 ℃에서 4시간 건조과정을 거친 후 265℃ 방사온도에서 방사공정을 진행하되 표면온도가 90℃인 고뎃롤러에서1500 mpm(m/min)의 사속으로 권취하는 제1 권취와 표면온도가 125℃인 고뎃롤러에서 4400mpm(m/min)의 사속으로 권취하는 제2 권취를 통해 섬도 75 필라멘트수 36인 연신사(SDY)를 제조하였다.
The obtained biodegradable polyester chips were dried for 2 hours at 80 ° C and 100 ° C, respectively, and then dried for 4 hours at 140 ° C, and then subjected to a spinning process at a spinning temperature of 265 ° C, but in a Godet roller having a surface temperature of 90 ° C. Stretch yarn with a fineness of 75 filaments 36 through a first winding wound at a speed of 1500 mpm (m / min) and a second winding at a speed of 4400 mpm (m / min) at a Godet roller having a surface temperature of 125 ° C ( SDY).

<실시예 2 내지 5> <Examples 2 to 5>

실시예 1과 동일하게 제조하되, 하기 표 1의 조성으로 생분해성 폴리에스테를 제조하여 생분해성 폴리에스테르 원사를 제조하였다.
Prepared in the same manner as in Example 1, the biodegradable polyester was prepared with the composition of Table 1 below to prepare a biodegradable polyester yarn.

<비교예 1 내지 4> <Comparative Examples 1 to 4>

실시예 1과 동일하게 제조하되, 하기 표 1의 조성으로 생분해성 폴리에스테를 제조하여 생분해성 폴리에스테르 원사를 제조하였다.
Prepared in the same manner as in Example 1, the biodegradable polyester was prepared with the composition of Table 1 below to prepare a biodegradable polyester yarn.

<실험예 1> <Experimental Example 1>

- IV를 측정하기 위해 플라스크 내에 용매 phenol과 TCE를 60 : 40 중량비로 혼합한 후 고분자 시료를 0.1mg까지 읽은 후 용액 0.4g/dl 수준으로 핫플레이트(hot plate) 위에 교반시켰다.-To measure IV, the solvent phenol and TCE were mixed in a flask at a weight ratio of 60:40, and then the polymer sample was read up to 0.1 mg, and then stirred on a hot plate at a solution level of 0.4 g / dl.

- 실시예와 비교예에서 수득된 생분해성 폴리에스테르 칩에 대해 110~120℃ 온도 범위에서 40분간 용해시켰다.-The biodegradable polyester chips obtained in Examples and Comparative Examples were dissolved in a temperature range of 110 to 120 ° C for 40 minutes.

- 제조된 고분자 용액은 water bath(setting 온도 25.0℃)에 30분간 넣어 두고 점도 bath의 온도 25.0℃와 평형을 이루게 하였다.-The prepared polymer solution was placed in a water bath (setting temperature 25.0 ° C) for 30 minutes to equilibrate with the viscosity bath temperature 25.0 ° C.

- 혼합 용매 혹은 측정 시료는 Ubbelohde형 모세관 점도계 a 관에 용액을 d 선 까지 넣은 후 Visco clock에 점도계를 일치시켰다.-For mixed solvents or measurement samples, put the solution in the Ubbelohde type capillary viscometer a tube up to d line, and match the viscometer to the Visco clock.

- Visco clock에 위치한 점도계는 c 부분이 자동적으로 패킹되며 고무 흡인기를 이용해 고분자 용액을 b 관의e 눈금선 보다 높이 용액을 채웠다.-The viscometer located on the visco clock is automatically packed with part c, and the polymer solution is filled with a rubber aspirator higher than the e-line of the b tube.

- Visco clock의 start 부분을 누른 다음, 낙하초수를 측정하여 Huggins 계산식을 이용하거나 그래프를 이용한 외삽법으로 고유점도 값을 찾아내 하기의 표 1에 나타내었다.
-After pressing the start part of the Visco clock, the number of falling seconds is measured and the intrinsic viscosity value is found by using the Huggins calculation formula or by extrapolation using a graph, and shown in Table 1 below.

<실험예 2> <Experimental Example 2>

융점과 유리전이 온도를 조사하기 위해 실시예와 비교예에서 수득된 생분해성 폴리에스테르 칩에 대해 시차주사 열량측정(DSC)을 이용하여 질소기류(50 ml/min)하의 -100 ℃에서 250℃까지 승온속도 10 ℃/min으로 측정하여 유리전이온도(Tg) 및 융점(Tm)을 하기 표 1에 나타내었다.
In order to investigate the melting point and the glass transition temperature, the biodegradable polyester chips obtained in Examples and Comparative Examples were subjected to differential scanning calorimetry (DSC), from -100 ° C to 250 ° C under nitrogen flow (50 ml / min). Table 1 shows the glass transition temperature (Tg) and melting point (Tm) by measuring the heating rate at 10 ° C / min.

<실험예 3> <Experimental Example 3>

본 발명에서 방사용이성은 실시예 및 비교예를 통해 연신사 9kg 드럼을 만권으로 하여 방사하였을 때의 절사없는 생분해성 폴리에스테르 섬유의 수율로서,In the present invention, the easiness of spinning is a yield of biodegradable polyester fibers without truncation when spun by spinning a 9 kg drum of stretched yarn through Examples and Comparative Examples,

Figure 112013108990814-pat00007
로 계산되며
Figure 112013108990814-pat00007
Is calculated as

수율이 100~95%이면 ◎로, 95~90% 이면 ○로, 90% 미만의 경우 ×로 각각 구분하여 하기 표 1에 나타내었다.
The yield is 100 to 95%, ◎, and 95 to 90%, ○, and less than 90%, respectively, are shown in Table 1 below.

<실험예 4> <Experimental Example 4>

생분해성 폴리에스테르의 분해성을 측정하기 위해 pH 7 인 100 ℃ 증류수에 실시예 및 비교예를 통해 수득된 생분해성 폴리에스테르 칩을 침지시키고 96시간 후의 고유점도(IV)를 측정하여 고유점도(IV) 감소율(%)은 하기의 식(1)에 의해 계산하였고 이를 하기 표 1에 나타내었다. In order to measure the degradability of the biodegradable polyester, the intrinsic viscosity (IV) was measured by immersing the biodegradable polyester chip obtained through Examples and Comparative Examples in distilled water at pH 7 with pH 7 and measuring the intrinsic viscosity (IV) after 96 hours. The reduction rate (%) was calculated by the following equation (1) and is shown in Table 1 below.

(1)

Figure 112013108990814-pat00008

(One)
Figure 112013108990814-pat00008

<실험예 5> <Experimental Example 5>

생분해성 폴리에스테르 섬유로 제조된 원단의 수축률을 측정하기 위해 실시예 및 비교예를 통해 수득한 생분해성 폴리에스테르 연신사(SDY)를 사용하여28게이지, 직경 10㎝의 통편기(cylindrical knitting machine)로 통편물을 수득하였다. 상기 통편물을 110℃에서 30분간 염색하여 염색 전의 통편물 면적을 S1, 염색후 통편물 면적을 S2로 하여 하기의 식에 의해 수축률을 계산하여 하기 표 1에 나타내었다.28 gauge, cylindrical knitting machine with a diameter of 10 cm using biodegradable polyester stretched yarn (SDY) obtained through Examples and Comparative Examples to measure the shrinkage of fabrics made of biodegradable polyester fibers Furnace was obtained. The above-mentioned knitted fabric was dyed at 110 ° C. for 30 minutes, and the area of the knitted fabric before dyeing was S 1 , and the area of the knitted fabric after dyeing was S 2 , and the shrinkage was calculated by the following equation.

수축률(%) = (S2-S1)×100/S1 Shrinkage (%) = (S 2 -S 1 ) × 100 / S 1

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예 5Example 5 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 비교예4Comparative Example 4 산성분Acid component 테레프탈산(몰%)Terephthalic acid (mol%) 9999 8989 9999 9999 9999 7979 9999 9999 7979 소디윰소디움 3,5-디카르보 메톡시벤젠설포네이트(몰%)Sodium 윰 sodium 3,5-dicarbo methoxybenzenesulfonate (mol%) 1One 1One 1One 1One 1One 1One 1One 1One 1One 아디프산(몰%)Adipic acid (mol%) 00 1010 00 00 00 2020 00 1010 2020 디올
성분
Dior
ingredient
에틸렌글리콜(몰%)Ethylene glycol (mol%) 9090 9090 8080 6060 9898 9090 100100 100100 100100
1,4:3,6-디안하이드로헥시톨
(몰%)
1,4: 3,6-dianhydrohexitol
(mole%)
1010 1010 2020 4040 22 1010 00 00 00
고유점도(IV, dl/g))Intrinsic viscosity (IV, dl / g)) 0.670.67 0.640.64 0.650.65 0.700.70 0.670.67 0.660.66 0.670.67 0.690.69 0.660.66 Tg(℃)Tg (℃) 85.485.4 74.274.2 106.7106.7 131.2131.2 75.175.1 68.168.1 69.469.4 56.756.7 43.143.1 Tm(℃)Tm (℃) 229.3229.3 227.3227.3 205.1205.1 200.6200.6 234.9234.9 201.3201.3 252.3252.3 223.4223.4 204.3204.3 분해성(%)Degradability (%) 31.631.6 67.167.1 52.052.0 2.52.5 5.65.6 40.640.6 4.14.1 42.742.7 73.473.4 방사용이성Ease of radiation ×× 원단 수축률(%)Fabric shrinkage (%) 3.23.2 10.410.4 4.64.6 2.42.4 6.46.4 9.49.4 4.14.1 16.716.7 제직불가Impossibility

구체적으로 표 1에서 실시예 1의 경우 산성분으로 아디프산을 포함하지 않은 경우로 분해성을 가지는 동시에 열적특성이 현저히 우수함을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 2의 경우 아디프산을 산성분으로 포함시킨 경우로써, 이 경우 일정 수준이상의 열적특성과 실시예 1보다 향상된 생분해성을 동시에 얻을 수 있다. 그러나 아디프산을 과다 첨가한 비교예 4의 경우 생분해성은 향상되었으나 방사가 용이하지 않은 문제점이 있었으며, 열적 특성도 현저히 저하되고, 제직 자체가 되지 않는 문제점이 있음을 확인할 수 있다.
Specifically, in Example 1 in Table 1, when adipic acid is not included as an acid component, it can be confirmed that it has degradability and has excellent thermal properties. In addition, in the case of Example 2, when adipic acid was included as an acid component, in this case, thermal properties of a certain level or more and improved biodegradability than Example 1 could be simultaneously obtained. However, in the case of Comparative Example 4 in which adipic acid was added excessively, biodegradability was improved, but there was a problem in that spinning was not easy, thermal properties were remarkably lowered, and it could be confirmed that there was a problem in that weaving itself did not occur.

또한, 표 1에서 실시예 1의 경우 디올성분으로 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 포함하는 경우로 유리전이 온도가 85.4℃로 종래보다 향상된 열적특성을 가지고 있으나, 디올성분으로 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 포함하지 않는 비교예 2의 경우 유리전이 온도가 69.4℃로 열적특성이 현저히 저하되었다.
In addition, in the case of Example 1 in Table 1, when 1,4: 3,6-dianhydrohexitol is included as a diol component, the glass transition temperature is 85.4 ° C, which has improved thermal properties than the conventional one, but as a diol component. In the case of Comparative Example 2, which did not contain 1,4: 3,6-dianhydrohexitol, the glass transition temperature was 69.4 ° C, which markedly reduced the thermal properties.

나아가, 비교예 1의 경우 디올성분으로 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨을 포함하였지만 유리전이 온도가 70℃ 미만으로 목적하는 생분해성 및 열적특성을 동시에 얻을 수 없었다.Furthermore, in the case of Comparative Example 1, 1,4: 3,6-dianhydrohexitol was included as a diol component, but desired biodegradability and thermal properties could not be obtained at a glass transition temperature of less than 70 ° C.

Claims (16)

생분해성 폴리에스테르를 포함하는 섬유에 있어서,
상기 생분해성 폴리에스테르는 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산 성분 및 탄소수 4 내지 14의 지방족 다가 카르복실산 성분으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 성분 95 ~ 99.9 몰% 및 소디움 3,5-디카르보메톡시벤젠설포네이트를 0.1 ~ 5몰%를 포함하는 산성분; 및 에틸렌글리콜 및 디에틸렌글리콜 중 적어도 하나 이상의 성분 70 ~ 95 몰%, 및 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨 5 ~ 30몰%를 포함하는 디올성분이 공중합된 것을 포함하고,
하기의 분해성 평가 방법에 의한 상기 생분해성 폴리에스테르의 고유점도(IV) 감소율이 20% 이상, 유리전이온도(Tg)가 70℃ 이상인 것을 만족하는 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유.

- 분해성 평가 방법
pH 7 인 100 ℃ 증류수에 시료를 침지시키고 96시간 후의 고유점도(IV)를 측정하며, 고유점도(IV) 감소율(%)은 하기의 식(1)에 의해 계산한다.
(1)
Figure 112020003562653-pat00009
In the fiber comprising a biodegradable polyester,
The biodegradable polyester is 95 to 99.9 mol% of any one or more components selected from the group consisting of an aromatic polyvalent carboxylic acid component having 6 to 14 carbon atoms and an aliphatic polyvalent carboxylic acid component having 4 to 14 carbon atoms and 3,5 sodium. -An acid component containing 0.1 to 5 mol% of dicarbomethoxybenzenesulfonate; And 70 to 95 mol% of at least one component of ethylene glycol and diethylene glycol, and a diol component comprising 5 to 30 mol% of 1,4: 3,6-dianhydrohexitol.
The biodegradable polyester fiber excellent in heat resistance satisfying that the intrinsic viscosity (IV) reduction rate of the biodegradable polyester by the following degradability evaluation method is 20% or more and the glass transition temperature (Tg) is 70 ° C or more.

-Degradability evaluation method
The sample was immersed in distilled water at 100 ° C., pH 7, and the intrinsic viscosity (IV) was measured after 96 hours, and the intrinsic viscosity (IV) reduction rate (%) was calculated by the following equation (1).
(One)
Figure 112020003562653-pat00009
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 디카르복실산 성분은 테레프탈산, 이소프탈산 및 디메틸테레프탈레이트로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유.
According to claim 1,
The aromatic polyvalent dicarboxylic acid component having 6 to 14 carbon atoms is a biodegradable polyester fiber excellent in heat resistance, characterized in that it comprises any one or more selected from the group consisting of terephthalic acid, isophthalic acid and dimethyl terephthalate.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서
상기 산성분은 테레프탈산, 생분해성을 향상시키는 탄소수 2 내지 16의 지방족 디카르복실산 성분 및 생분해성을 향상시키는 설폰산 금속염을 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유.
The method of claim 1
The acid component is terephthalic acid, a biodegradable polyester fiber having excellent heat resistance, characterized in that it comprises an aliphatic dicarboxylic acid component having a carbon number of 2 to 16 to improve biodegradability and a sulfonic acid metal salt to improve biodegradability.
제8항에 있어서,
상기 생분해성을 향상시키는 탄소수 2 내지 16의 지방족 디카르복실산 성분은 아디프산(adipic acic)이고 생분해성을 향상시키는 설폰산 금속염은 소디움 3,5-디메톡시 벤젠 술포네이트인 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유.
The method of claim 8,
The aliphatic dicarboxylic acid component having 2 to 16 carbon atoms to improve the biodegradability is adipic acic, and the sulfonic acid metal salt to improve biodegradability is sodium 3,5-dimethoxy benzene sulfonate. Biodegradable polyester fiber with excellent heat resistance.
제9항에 있어서,
상기 생분해성을 향상시키는 아디프산은 산성분 총 함량 대비하여 2 내지 12 몰% 포함되는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유.
The method of claim 9,
The biodegradable polyester fiber excellent in heat resistance, characterized in that the adipic acid to improve the biodegradability is contained 2 to 12 mol% relative to the total content of the acid component.
제1항에 있어서,
상기 산성분으로 탄소수 2 내지 16의 지방족 디카르복실산 성분을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유.
According to claim 1,
Biodegradable polyester fiber excellent in heat resistance, characterized in that it does not contain an aliphatic dicarboxylic acid component having 2 to 16 carbon atoms as the acid component.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 생분해성 폴리에스테르의 고유점도는 0.55 ~ 0.75 dl/g인 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유.
According to claim 1,
The intrinsic viscosity of the biodegradable polyester is 0.55 ~ 0.75 dl / g biodegradable polyester fiber excellent heat resistance, characterized in that.
탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산 성분 및 탄소수 4 내지 14의 지방족 다가 카르복실산 성분으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 성분 95 ~ 99.9 몰% 및 소디움 3,5-디카르보메톡시벤젠설포네이트를 0.1 ~ 5몰%를 포함하는 산성분; 및 에틸렌글리콜 및 디에틸렌글리콜 중 적어도 하나 이상의 성분 70 ~ 95 몰%, 및 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨 5 ~ 30몰%를 포함하는 디올성분이 공중합된 생분해성 폴리에스테르를 포함하는 섬유 제조용 생분해성 폴리에스테르 조성물로서,
하기의 분해성 평가 방법에 의한 상기 생분해성 폴리에스테르의 고유점도(IV) 감소율이 20% 이상, 유리전이온도(Tg)가 70℃ 이상인 것을 만족하는 섬유 제조용 생분해성 폴리에스테르 조성물.

- 분해성 평가 방법
pH 7 인 100 ℃ 증류수에 시료를 침지시키고 96시간 후의 고유점도(IV) 를 측정하며, 고유점도(IV) 감소율(%)은 하기의 식(1)에 의해 계산한다.
(1)
Figure 112020003562653-pat00010
95 to 99.9 mol% of sodium and 3,5-dicarbomethoxybenzene of at least one component selected from the group consisting of an aromatic polyvalent carboxylic acid component having 6 to 14 carbon atoms and an aliphatic polyvalent carboxylic acid component having 4 to 14 carbon atoms. An acid component containing 0.1 to 5 mol% of sulfonate; And at least one component of ethylene glycol and diethylene glycol, 70 to 95 mol%, and 1,4: 3,6-dianhydrohexitol 5 to 30 mol%. As a biodegradable polyester composition for fiber production comprising,
The biodegradable polyester composition for fiber production satisfies that the intrinsic viscosity (IV) reduction rate of the biodegradable polyester by the following degradability evaluation method is 20% or more and the glass transition temperature (Tg) is 70 ° C or more.

-Degradability evaluation method
The sample was immersed in distilled water at 100 ° C., pH 7, and the intrinsic viscosity (IV) was measured after 96 hours, and the intrinsic viscosity (IV) reduction rate (%) was calculated by the following equation (1).
(One)
Figure 112020003562653-pat00010
탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산 성분 및 탄소수 4 내지 14의 지방족 다가 카르복실산 성분으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 성분 95 ~ 99.9 몰% 및 소디움 3,5-디카르보메톡시벤젠설포네이트를 0.1 ~ 5몰%를 포함하는 산성분; 및 에틸렌글리콜 및 디에틸렌글리콜 중 적어도 하나 이상의 성분 70 ~ 95 몰%, 및 1,4:3,6-디안하이드로헥시톨 5 ~ 30몰%를 포함하는 디올성분이 공중합된 생분해성 폴리에스테르를 포함하며,
하기의 분해성 평가 방법에 의한 상기 생분해성 폴리에스테르의 고유점도(IV) 감소율이 20% 이상, 유리전이온도(Tg)가 70℃ 이상인 것을 만족하는 하는 섬유 제조용 생분해성 폴리에스테르 칩.

- 분해성 평가 방법
pH 7 인 100 ℃ 증류수에 시료를 침지시키고 96시간 후의 고유점도(IV) 를 측정하며, 고유점도(IV) 감소율(%)은 하기의 식(1)에 의해 계산한다.
(1)
Figure 112020003562653-pat00011
95 to 99.9 mol% of sodium and 3,5-dicarbomethoxybenzene of at least one component selected from the group consisting of an aromatic polyvalent carboxylic acid component having 6 to 14 carbon atoms and an aliphatic polyvalent carboxylic acid component having 4 to 14 carbon atoms. An acid component containing 0.1 to 5 mol% of sulfonate; And at least one component of ethylene glycol and diethylene glycol, 70 to 95 mol%, and 1,4: 3,6-dianhydrohexitol 5 to 30 mol%. Includes,
A biodegradable polyester chip for fiber production that satisfies that the intrinsic viscosity (IV) reduction rate of the biodegradable polyester by the following degradability evaluation method is 20% or more and a glass transition temperature (Tg) of 70 ° C or more.

-Degradability evaluation method
The sample was immersed in distilled water at 100 ° C., pH 7, and the intrinsic viscosity (IV) after 96 hours was measured, and the intrinsic viscosity (IV) reduction rate (%) was calculated by the following equation (1).
(One)
Figure 112020003562653-pat00011
제1항, 제3항, 제8항 내지 제11항 및 제13항 중 어느 한 항에 따른 생분해성 폴리에스테르 섬유를 포함하는 생분해성 폴리에스테르 원단.A biodegradable polyester fabric comprising the biodegradable polyester fibers according to any one of claims 1, 3, 8 to 11 and 13.
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