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KR20150121418A - 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유 및 그 제조방법 - Google Patents

저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유 및 그 제조방법 Download PDF

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Publication number
KR20150121418A
KR20150121418A KR1020140047224A KR20140047224A KR20150121418A KR 20150121418 A KR20150121418 A KR 20150121418A KR 1020140047224 A KR1020140047224 A KR 1020140047224A KR 20140047224 A KR20140047224 A KR 20140047224A KR 20150121418 A KR20150121418 A KR 20150121418A
Authority
KR
South Korea
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melting point
low melting
mol
low
component
Prior art date
Application number
KR1020140047224A
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English (en)
Inventor
장부경
박성윤
김춘기
신현욱
Original Assignee
주식회사 휴비스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 휴비스 filed Critical 주식회사 휴비스
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    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
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Abstract

본 발명은, 터치감과 친수성(흡습성)이 양호한 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유를 제조하는 방법에 있어서, 디카르본산, 디올, 및 폴리올을 공중합하여 저융점 공중합 폴리에스테르 수지를 제조한다. 상기 디카르본산은 테레프탈산 70~90 몰%와 이소프탈산 10~30 몰%로 이루어지고, 상기 디올은 에틸렌글리콜 60~100 몰%와 디에틸렌글리콜 0~40 몰%로 이루어진다. 상기 폴리올은 분자량이 200~20000인 것으로, 전체 중량 대비 1~60 중량% 범위로 투입하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 흡습성과 터치감이 양호한 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유는 쉬스-코아(sheath-core) 또는 사이드-바이-사이드(side-by-side) 형으로 복합방사하여 제조한다. 쉬스-코아 형인 경우, 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 고융점 성분으로 하여 코아 성분으로 사용하고, 본 발명의 저융점 공중합 폴리에스테르 수지를 저융점 성분으로 하여 쉬스 성분으로 사용하여 복합방사한다. 상기 제조한 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유를 카딩시 구성섬유와 혼합하고, 열처리에 의해 구성섬유를 접착시켜 부직포를 제조한다.

Description

저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유 및 그 제조방법{Low Melting Point Co-polyester Fiber and Method of Preparing Same}
본 발명은 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 터치감과 친수성(흡습성)이 우수한 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유에 관한 것이다.
기존의 폴리에스테르 저융점 융착사는 부직포를 만드는 데 사용된다. 부직포는 산업용, 수송용 등의 내장재에 들어가거나 의류의 심지나 방한용도로 사용하거나 필터 또는 생필품용 부직포로 사용되거나 의료재로 사용되거나 위생재를 만드는 등의 다양한 용도로 사용되고 있다.
위생재는 크게 탑시트(Top sheet), ADL(Acquisition Distribution Layer)층, SAP(Super-Absorbent Polymer)층, 백시트(Back sheet) 4개의 층으로 구분된다. 탑시트는 상위의 층으로 피부와 직접적으로 맞닿는 부분으로 터치감이 부드러워야 하고 액체나 공기가 잘 통하는 구조여야 하므로 재질의 중요성이 강조된다. ADL층은 탑시트를 빠져나온 체액을 흡수하고 분산시켜서 역류를 방지하는 층이다. SAP층은 흡수층이고 백시트는 이모든 시트를 받치고 있는 맨 하위의 층이다. 위생재는 피부에 닿는 터치감, 체액을 흡수하기 위한 친수성(흡습성), 마찰에 의해 필링(pilling)이 덜 생기는 내구성, 1회용이므로 가격이 낮아야 될 필요성이 있다.
한편, 올레핀이나 폴리에스테르로 만들어진 부직포를 위생재로 사용할 경우에는 고분자 자체가 친수성(흡습성)이 거의 없어서 체액을 흡수하지 못하는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 방사시에 원사에 친수유제를 도포하는 별도의 공정을 거쳐서 친수성(흡습성)을 높이는 방법이 사용되고 있다.
폴리에스테르 저융점 융착사로 만들어진 부직포를 위생재로 사용할 경우의 또 하나의 단점은 터치감이 현저히 떨어져서 위생재의 탑시트로 쓰기에는 무리가 있다는 것이다. 다만, 상대적으로 저가로 판매되므로 ADL층에 한정적으로 쓰이는 실정이다. 반면, 올리핀계 융착사는 폴리에스테르 융착사에 비해 부드러워 ADL층 뿐 아니라 탑시트에 많이 사용된다.
기존의 저융점 공중합 폴리에스테르는 디카르본산과 디올을 에스테르화 반응하고, 축중합하여 제조한다. 디카르본산은 테레프탈산 70~90 몰%와 이소프탈산10~30 몰%로 이루어지고, 디올은 에틸렌글리콜 60~100 몰%와 디에틸렌글리콜 0~40 몰%로 이루어진다. 상기 테레프탈산은 그 에스테르 형성성 유도체 또는 이들의 혼합물도 사용가능하고, 상기 이소프탈산은 그 에스테르 형성성 유도체 또는 이들의 혼합물도 사용가능하다.
기존의 폴리에스테르 저융점 융착사는 내부(Core)에 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 고융점 성분으로 하고 외부(Sheath)에 공중합 폴리에스테르를 저융점 성분으로 하여 복합방사하여 제조된다. 이러한 쉬스-코어형으로 복합방사하여 제조한 바인더 섬유를 카딩시 혼합한 후 열처리에 의해 구성섬유를 접착시켜 부직포를 제조한다. 상기 부직포 제조 방법은 용제를 사용하지 않는 방법으로 가열에 의해 접착이 순간적으로 완료되는 이점을 가져서 현재 다수의 제품이 개발, 상품화되어지고 있다.
대한민국특허 제0526490호에서 개시한 저융점 공중합 폴리에스테르의 경우 우수한 저온융착성과 융착후의 내열성 및 형태안정성을 가지나 위생재용 부직포로 쓰이기에는 터치감이 좋지 않고, 친수성(흡습성)이 좋지 않은 문제점이 있다.
이에, 본 발명자는 저융점 공중합 폴리에스테르의 저온융착성과 융착후의 내열성 및 형태안정성을 유지할 뿐만 아니라, 우수한 터치감과 친수성(흡습성)을 갖는 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유 및 그 제조방법을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 저온융착성과 융착후의 내열성 및 형태안정성을 가지는 동시에 터치감과 친수성(흡습성)을 가지는 저융점 공중합 폴리에스테르를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 상기 저융점 공중합 폴리에스테르를 제조하는 새로운 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 목적은 하기에 설명되는 본 발명에 의해 모두 달성될 수 있다.
본 발명은, 터치감과 친수성(흡습성)이 양호한 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유를 제조하는 방법에 있어서, 디카르본산, 디올, 및 폴리올을 공중합하여 저융점 공중합 폴리에스테르 수지를 제조하는 것을 그 특징으로 한다.
상기 디카르본산은 테레프탈산 70~90 몰%와 이소프탈산 10~30 몰%로 이루어지고, 상기 디올은 에틸렌글리콜 60~100 몰%와 디에틸렌글리콜 0~40 몰%로 이루어진다. 상기 테레프탈산은 그 에스테르 형성성 유도체 또는 이들의 혼합물도 사용가능하고, 상기 이소프탈산은 그 에스테르 형성성 유도체 또는 이들의 혼합물도 사용가능하다.
상기 폴리올은 분자량이 200~20000인 것으로, 전체 중량 대비 1~60 중량% 범위로 투입하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 터치감과 친수성(흡습성)이 양호한 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유는 쉬스-코아(sheath-core) 또는 사이드-바이-사이드(side-by-side) 형으로 복합방사하여 제조한다. 쉬스-코아 형인 경우, 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 고융점 성분으로 하여 코아 성분으로 사용하고, 본 발명의 저융점 공중합 폴리에스테르 수지를 저융점 성분으로 하여 쉬스 성분으로 사용하여 복합방사한다.
상기 제조한 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유를 카딩시 구성섬유와 혼합하고, 열처리에 의해 구성섬유를 접착시켜 부직포를 제조한다.
이하, 본 발명의 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다.
본 발명의 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유는 저온융착성과 융착후의 내열성 및 형태안정성을 가지는 동시에 터치감과 친수성(흡습성)이 우수하여 위생재나 의료재를 제조하는데 매우 유용하다.
본 발명은 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유에 관한 것으로, 터치감과 친수성(흡습성)이 우수한 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유에 관한 것이다.
기존의 저융점 공중합 폴리에스테르는 디카르본산과 디올을 공중합성분으로 에스테르화 반응하고, 축중합하여 제조한다. 기존의 저융점 공중합 폴리에스테르는 터치감이 좋지 않고, 친수성(흡습성)이 좋지 않기 때문에 위생재용 부직포로 사용하기에는 부적합한 단점이 있다.
이러한 단점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 디카르본산과 디올에 폴리올을 투입하여 공중합시켰다. 폴리올을 공중합 성분으로 투입하면, 고분자의 경도를 낮출 수 있고, 이는 원사의 터치감에 영향을 주어서 소프트함을 보유하게 한다. 또한, 폴리올 원료 특성상 고분자 내에 [C-O-C] 결합을 가지고 있어서 고분자 자체에 친수성(흡습성)을 부여할 수 있다. 이로써, 터치감과 친수성(흡습성)이 양호한 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유를 제조할 수 있다.
본 발명은, 터치감과 친수성(흡습성)이 양호한 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유를 제조하는 방법에 있어서, 디카르본산, 디올, 및 폴리올을 공중합하여 저융점 공중합 폴리에스테르 수지를 제조하는 것을 그 특징으로 한다.
상기 디카르본산은 테레프탈산 70~90 몰%와 이소프탈산 10~30 몰%로 이루어지고, 상기 디올은 에틸렌글리콜 60~100 몰%와 디에틸렌글리콜 0~40 몰%로 이루어진다. 상기 테레프탈산은 그 에스테르 형성성 유도체 또는 이들의 혼합물도 사용가능하고, 상기 이소프탈산은 그 에스테르 형성성 유도체 또는 이들의 혼합물도 사용가능하다.
상기 폴리올은 분자량이 200~20000인 것으로, 가격과 물성 측면에서 바람직하게는 분자량이 600~4000인 것을 사용할 수 있다. 상기 폴리올은 전체 중량 대비 1~60 중량% 범위로 투입하는 것이 바람직하다. 상기 폴리올의 예로는 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리프로필렌글리콜(PPG) 등이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 중합공정에서 최종 중합체의 중량 대비 안티몬계 촉매는 금속 안티몬 기준으로 100~500 ppm를 투입하고 용융중합온도는 255~285℃ 범위에서 수행하는 것이 바람직하다. 안티몬 촉매로는 안티몬트리옥사이드(ATO) 또는 안티몬트리글리콜레이트(ATG) 등이 있으며, 중합공정은 공지의 폴리에스테르 중축합 촉매를 투입하여 수행할 수 있다. 상기 언급한 원료 외에도 산화안정제, 소광제, 착색방지제 등 각종 첨가제의 투입이 가능하다.
본 발명에 따른 터치감과 친수성(흡습성)이 양호한 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유는 쉬스-코아(sheath-core) 또는 사이드-바이-사이드(side-by-side) 형으로 복합방사하여 제조한다. 쉬스-코아 형인 경우, 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 고융점 성분으로 하여 코아 성분으로 사용하고, 본 발명의 저융점 공중합 폴리에스테르 수지를 저융점 성분으로 하여 쉬스 성분으로 사용하여 복합방사한다. 상기 제조한 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유를 카딩시 구성섬유와 혼합하고, 열처리에 의해 구성섬유를 접착시켜 부직포를 제조한다.
본 발명은 하기의 실시예에 의해 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것일 뿐 특허청구범위의 보호범위를 제한하고자 하는 것이 아니다.
실시예 1
에스테르반응조에 테레프탈산 및 에틸렌글리콜을 투입한 후 258℃의 온도에서 통상적인 방법으로 반응시켜 반응률이 96% 진행된 올리고머를 제조하고, 상기 올리고머에 공중합 성분인 이소프탈산 30 중량%와 PEG600을 5 중량% 투입하였다. 에스테르화 촉매를 투입하여 250 ℃의 온도에서 1시간 동안 에스테르화 반응을 진행하였다. 이렇게 해서 얻어진 에스테르화 올리고머에 통상의 중축합 반응촉매를 투입한 후 최종 감압도가 0.1 mmHg가 되도록 서서히 감압하면서 280 ℃ 까지 승온시켜서 축중합 반응을 실시하였다. 이 때 얻어진 공중합 폴리에스테르 칩의 물성 및 조성을 측정하였다. 실시예 1의 물성측정결과는 하기 표 1에 나타내었다.
얻어진 공중합 폴리에스테르 칩을 시스(sheath) 성분으로 구성하고 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 코어(Core)성분으로 하여 단사섬도 4 데니어의 시스-코어형 폴리에스테르 바인더 섬유를 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에서 사용한 PEG600을 10 중량% 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하였다. 실시예 1에서와 같이 물성 및 조성을 측정하였고, 실시예 2의 물성측정결과는 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 3
실시예 1에서 사용한 PEG600을 15 중량% 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하였다. 실시예 1에서와 같이 물성 및 조성을 측정하였고, 실시예 3의 물성측정결과는 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 4
실시예 1에서 사용한 PEG1000을 5 중량% 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하였다. 실시예 1에서와 같이 물성 및 조성을 측정하였고, 실시예 4의 물성측정결과는 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 5
실시예 1에서 사용한 PEG1000을 10 중량% 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하였다. 실시예 1에서와 같이 물성 및 조성을 측정하였고, 실시예 5의 물성측정결과는 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 6
실시예 1에서 사용한 PEG1000을 15 중량% 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하였다. 실시예 1에서와 같이 물성 및 조성을 측정하였고, 실시예 6의 물성측정결과는 표 1에 나타내었다.
실시예 7
실시예 1에서 사용한 PEG4000을 5 중량% 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하였다. 실시예 1에서와 같이 물성 및 조성을 측정하였고, 실시예 7의 물성측정결과는 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 8
실시예 1에서 사용한 PEG4000을 10 중량% 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하였다. 실시예 1에서와 같이 물성 및 조성을 측정하였고, 실시예 8의 물성측정결과는 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 9
실시예 1에서 사용한 PEG4000을 15 중량% 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하였다. 실시예 1에서와 같이 물성 및 조성을 측정하였고, 실시예 9의 물성측정결과는 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 1
기존에 친수 유제를 표면에 발라 위생재용으로 사용하도록 제조된 저융점 바인더 융착사의 물성 및 조성을 측정하였고, 비교예 1의 물성측정결과는 하기 표 1에 나타내었다.
Figure pat00001
실시예 및 비교예에서 나타난 평가 항목의 측정은 다음과 같이 하였다.
(1) 경도(D):　고분자를 115*60*25(mm)으로 시편 제작하여 HANDPI사의 Shore D Durometer를 이용하여 측정하였다.
(2) 친수성(mm): 흡습성 측정 방법으로 바이렉법(Birack)을 이용하였으며, 제조된 섬유를 직물 형태로 제조하여 2.5 cm × 20 cm로 시편 제작하였다. 수조에 증류수를 넣고 시편이 물에 닿도록 고정한 다음, 모세관 현상에 의해 시편에 흡수되는 높이를 10분 동안 1분 간격으로 측정하고 결과를 기록하였다.
상기 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 9의 경도(D)는 PEG를 투입하는 함량을 높일수록 경도 값이 낮게 나타났다. 경도가 낮을수록 원사가 소프트함을 의미한다. 반면, PEG를 투입하지 않은 비교예 1은 경도 값이 높게 나타났다. 경도가 높은 것은 원사의 촉감이 불량함을 의미한다.
상기 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 9의 친수성(흡습성)은 PEG를 투입하는 함량을 높일수록 친수성(흡습성) 값이 크게 나타났다. 친수성(흡습성)과 PEG의 분자량은 크게 상관없는 결과가 나타났다. 친수성(흡습성)(mm)은 원사로 직물을 만들어서 물에 담궜을 때 물이 타고 올라간 높이를 일정시간 동안 측정한 것으로, 값이 클수록, 흡습성이 좋다는 것을 의미한다. 즉, 실시예 1 내지 실시예 9의 경우는 흡습성이 우수하게 나타났다. 반면, PEG를 투입하지 않은 비교예 1은 친수성(흡습성) 값이 낮게 나타났고, 흡습성이 불량하였다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (8)

  1. 터치감과 친수성(흡습성)이 양호한 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유를 제조하는 방법에 있어서, 디카르본산, 디올, 및 폴리올을 공중합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저융점 공중합 폴리에스테르 수지의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디카르본산은 테레프탈산, 그 에스테르 형성성 유도체 또는 이들의 혼합물 70~90 몰%와 상기 이소프탈산은 이소프탈산, 그 에스테르 형성성 유도체 또는 이들의 혼합물 10~30 몰%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저융점 공중합 폴리에스테르 수지의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리올은 분자량이 200~20000 범위이고, 전체 중량 대비 1~60 중량% 범위로 투입하는 것을 특징으로 하는 저융점 공중합 폴리에스테르 수지의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항의 방법에 따라 제조된 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 수지.
  5. 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 고융점 성분으로 사용하고, 제4항의 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 수지를 저융점 성분으로 사용하여 복합방사한 것을 특징으로 하는 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유.
  6. 제5항에 있어서, 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 고융점 성분으로 하여 코아 성분으로 사용하고, 상기 저융점 공중합 폴리에스테르 수지를 저융점 성분으로 하여 쉬스 성분으로 사용하여 복합방사한 것을 특징으로 하는 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유.
  7. 제5항에 있어서, 상기 섬유가 사이드-바이-사이드(side-by-side) 형으로 복합방사한 것을 특징으로 하는 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유.
  8. 제5항 내지 제7항의 어느 한 항의 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유를 카딩시 구성섬유와 혼합하고, 열처리에 의해 구성섬유를 접착시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 부직포.
KR1020140047224A 2014-04-21 2014-04-21 저융점 공중합 폴리에스테르 바인더 섬유 및 그 제조방법 KR20150121418A (ko)

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