用于热熔接纤维的聚酯组合物及包括其的热熔接复合纤维的制作方法

[0001]
本发明涉及一种用于热熔接纤维的聚酯组合物及包括其的热熔接复合纤维，更具体而言，涉及在粘合时柔韧，可以呈现柔软触感且致密度较低的用于热熔接纤维的聚酯组合物以及由于包含根据本发明的用于热熔接纤维的聚酯组合物而在低温和低压条件下染色时的得色率优异的热熔接复合纤维。


背景技术：

[0002]
通常，所谓聚酯是分子中具有酯键(-coo)的高分子化合物的总称，其实例包括以不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)为代表的热塑性聚酯树脂。
[0003]
这种聚酯纤维具有高强度和耐药品性，且因熔点在250℃至255℃范围内而耐热性优异，存在对伸长弯曲具有弹性等优点，因此，不仅用于绅士衣料、衬衫等服装类，还用于工业材料等，其用途广泛。
[0004]
然而，上述的聚酯具有较高的熔点，因此，通常当硬化纤维结构体时，使用含有福马林(甲醛水溶液)或有机溶剂的粘合剂、硬树脂(酚醛树脂、黑色素树脂、尿素树脂)。含有这种有机溶剂的粘合剂不会渗透到布料的内部，因此，粘合性较低，且在完成时的触感粗糙。并且，存在挥发性强、大多数物质对人体有害、有毒气体排出等环境问题。
[0005]
此外，现有的由鞘部及芯部组成的聚酯类复合纤维在鞘部使用了低熔点聚酯，但是，由于在粘合时柔和性显著低、触感粗糙，因此，实际上难以适用于装饰用产品，还存在复合纤维染色时需要高温和高压环境的问题。


技术实现要素：

[0006]
技术问题
[0007]
本发明是鉴于上述问题而研制的，其目的在于提供在粘合时柔韧，可以呈现柔软触感且致密度较低的用于热熔接纤维的聚酯组合物以及由于包含根据本发明的用于热熔接纤维的聚酯组合物而在低温和低压条件下染色时的得色率优异的热熔接复合纤维。
[0008]
并且，本发明的另一个目的在于提供包括根据本发明的热熔接复合纤维的装饰用纤维。
[0009]
解决问题的方案
[0010]
为了解决上述问题，本发明提供一种用于热熔接纤维的聚酯组合物，该用于热熔接纤维的聚酯组合物包括共聚酯，上述共聚酯通过将酯化化合物和聚亚烷基二醇缩聚而成，上述酯化化合物通过使包含对苯二甲酸的酸成分与包含乙二醇和2-甲基-1,3-丙二醇的二醇成分反应而成。
[0011]
根据本发明的一实施例，上述二醇成分可以实质上不包括二甘醇。
[0012]
并且，根据本发明的一实施例，相对于上述酯化化合物的重量，上述聚亚烷基二醇的含量可以为1重量％至10重量％。
[0013]
并且，根据本发明的一实施例，上述聚亚烷基二醇可以为聚乙二醇。
[0014]
并且，根据本发明的一实施例，上述聚乙二醇的重均分子量可以为400至12000。
[0015]
并且，根据本发明的一实施例，上述聚乙二醇的重均分子量可以为400至6000。
[0016]
并且，根据本发明的一实施例，上述酸成分和二醇成分可以以1:1至1:2的摩尔比被包括在上述酯化化合物中。
[0017]
并且，根据本发明的一实施例，上述2-甲基-1,3-丙二醇可以以25摩尔％至40摩尔％被包括在上述二醇成分中。
[0018]
并且，根据本发明的一实施例，上述2-甲基-1,3-丙二醇可以以29摩尔％至40摩尔％被包括在上述二醇成分中。
[0019]
并且，根据本发明的一实施例，上述酸成分还可包括间苯二甲酸，上述间苯二甲酸以1摩尔％至15摩尔％被包括在上述酸成分中。
[0020]
并且，根据本发明的一实施例，上述共聚酯可以通过将酯化化合物和聚乙二醇缩聚而成，上述酯化化合物通过使作为对苯二甲酸的酸成分与包括60摩尔％至71摩尔％的乙二醇和29摩尔％至40摩尔％的2-甲基-1,3-丙二醇的二醇成分以1:1至1:2的摩尔比反应而成，上述聚乙二醇的含量相对于上述酯化化合物的重量为1重量％至10重量％，上述聚乙二醇的重均分子量为400至6000。
[0021]
并且，本发明提供一种热熔接复合纤维，该热熔接复合纤维包括：芯部，包含聚酯类成分；及鞘部，包括包围上述芯部的根据本发明的用于热熔接纤维的聚酯组合物。
[0022]
根据本发明的一实施例，上述复合纤维在通过与聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维以1：1的重量比混纤和改善后在140℃的温度下进行热处理来实现宽度、长度及厚度分别为100mm、20mm及10mm的试片的情况下，在根据ks m iso36方法，使用万能试验机(universal testing machine，utm)测定粘合强度时，可以具有100n以上的粘合强度。
[0023]
并且，根据本发明的一实施例，在对于以上述复合纤维的重量为基准包含2重量％的染料(c.i basic blue 54)的染料溶液，在120℃温度和常压条件下以1：50的浴比进行染色40分钟时，根据cie 1976标准的上述复合纤维的得色率(k/s值)可以为14以上。
[0024]
并且，根据本发明的一实施例，上述聚酯类成分可以包括选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯及聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种。
[0025]
并且，本发明提供包括根据本发明的热熔接复合纤维的装饰用纤维。
[0026]
根据本发明的一实施例，上述装饰用纤维可以适用于选自车辆用座椅、寝具、卷帘、窗帘及装饰用品中的一种。
[0027]
发明的效果
[0028]
根据本发明的用于热熔接纤维的聚酯组合物在粘合时柔韧，可以呈现柔软触感且致密度较低，因此可以实现在低温和低压条件下染色时的得色率优异的热熔接复合纤维。根据本发明的热熔接复合纤维被包括在装饰用纤维中，从而可以广泛用于车辆用座椅、寝具、卷帘、窗帘及装饰用品等。
附图说明
[0029]
图1为根据本发明的一实施例的热熔接复合纤维的截面示意图。
具体实施方式
[0030]
下面，参照附图来对本发明的实施例进行详细说明，以使本发明所属技术领域的普通技术人员轻松实现本发明。本发明可通过多种不同的实施方式实现，并不限定于在本说明书中所说明的实施例。
[0031]
将对本发明的用于热熔接纤维的聚酯组合物进行说明。
[0032]
本发明的用于热熔接纤维的聚酯组合物包括共聚酯，上述共聚酯通过将酯化化合物和聚亚烷基二醇缩聚而成，上述酯化化合物通过使包含对苯二甲酸的酸成分与包含乙二醇和2-甲基-1,3-丙二醇的二醇成分反应而成。
[0033]
上述酯化化合物由于包含在二醇成分中的2-甲基-1,3-丙二醇而在低温下也能够呈现热粘合特性，通过缩聚具有低温热粘合特性的酯化化合物和可减少致密度的柔性链结构的聚亚烷基二醇，本发明的共聚酯在粘合时具有优异的粘合强度，还具有柔软触感且柔韧，因此纺丝工作性优异，即使在低温和低压环境条件下染性也优异。
[0034]
上述酸成分还可包含以1摩尔％至15摩尔％被包含在上述酸成分中的间苯二甲酸，从而共聚酯的玻璃转化温度降低，且在粘合时粘合强度和柔软触感会进一步优异。
[0035]
当上述酸成分中包含小于1摩尔％的上述间苯二甲酸时，可能无法呈现共聚酯的玻璃转化温度降低、在粘合时的粘合强度提高及柔软触感更加优异的效果。并且，当上述酸成分中包含大于15摩尔％的上述间苯二甲酸时，不仅减少柔软触感，而且因间苯二甲酸的使用而产生大量的环状化合物的副产物，有可能成为在纺丝时断纱的原因。
[0036]
优选地，2-甲基-1,3-丙二醇可以以25摩尔％至40摩尔％被包含在上述二醇成分中，更优选地，可以以29摩尔％至40摩尔％被包含在上述二醇成分中。
[0037]
当上述二醇成分中包含小于25摩尔％的上述2-甲基-1,3-丙二醇时，由于共聚酯的粘合温度变高，难以用于热熔接纤维，当上述二醇成分中包含大于40摩尔％的上述2-甲基-1,3-丙二醇时，随着共聚酯的结晶性增加而熔点增加等，可能难以达到本发明的目的。
[0038]
并且，当上述二醇成分中包含29摩尔％至40摩尔％的上述2-甲基-1,3-丙二醇时，即使单独使用上述2-甲基-1,3-丙二醇作为二醇成分，也可以呈现所需的熔点降低效果，当与间苯二甲酸及聚乙二醇组合使用时，不仅可以更有效地降低熔点，还可以呈现优异的粘合强度。
[0039]
当上述二醇成分含有除自然产生量之外的二甘醇时，导致玻璃转化温度的急剧降低，从而耐热性降低，可能导致经时变化和储存稳定性降低，且降低纺丝的熔融粘度而引起频繁的断纱，因此存在纺丝性显著降低的问题。
[0040]
在根据本发明的一实施例的用于热熔接纤维的聚酯组合物中，二醇成分实质上不包含二甘醇，因此可以防止或最小化在纺丝加工的过程中纤维断纱、截面均匀性降低、染色均匀性降低、耐热性(玻璃转化温度)急速降低等问题。
[0041]
但是，上述二甘醇可以在酯化反应时自然发生。
[0042]
上述酸成分和二醇成分通过以1：1至1：2的摩尔比聚合来制成酯化化合物，当上述摩尔比小于1：1时，在聚合时酸度变得过高，从而可能会促进副反应，当上述摩尔比大于1：2时，聚合度可能会不高。
[0043]
上述的酸成分和二醇成分的聚合可以在本领域常规使用的酯化聚合反应中使用的条件下进行，作为一例，在200℃至260℃的温度下以40rpm至80rpm的速度搅拌150分钟至
240分钟来实现，但本发明不限于此。
[0044]
其次，本发明的共聚酯可以通过缩聚上述酯化化合物和聚亚烷基二醇来制备。
[0045]
优选地，上述聚亚烷基二醇可以为聚乙二醇。
[0046]
更优选地，上述聚乙二醇可以具有400至12000的重均分子量，并且当上述聚乙二醇的重均分子量小于400时，难以呈现所需的柔软的触感和移染性效果，当上述聚乙二醇的重均分子量大于12000时，聚合反应性降低，且由于所形成的聚合物的耐热性降低而热稳定性可能会变差。最优选地，上述聚乙二醇可以具有400至6000的重均分子量，由此，不仅可以呈现所需的柔软的触感和移染性，还可以使防止或最小化耐热性降低的效果更加优异。
[0047]
相对于上述酯化化合物的重量，上述聚亚烷基二醇的含量可以为1重量％至10重量％。当相对于上述酯化化合物的重量，上述聚亚烷基二醇的含量小于1重量％时，难以呈现所需的柔软的触感和移染性效果，还会降低在低温和低压环境下的共聚酯的染性，当相对于上述酯化化合物的重量，上述聚亚烷基二醇的含量大于10重量％时，聚合反应性降低，且由于所形成的聚合物的耐热性降低而热稳定性变差，纺丝工作性降低等，难以达到本发明的目的。
[0048]
并且，更优选地，相对于上述酯化化合物的重量，上述聚亚烷基二醇的含量可以为1重量％至5重量％，从而不仅进一步稳定地保持缩聚反应性，还可以以更稳定的水平确保所制备的共聚酯的耐热性。
[0049]
如上所述，由于包含在二醇成分中的2-甲基-1,3-丙二醇而使上述酯化化合物在低温下也可以呈现热粘合特性，通过缩聚具有低温热粘合特性的酯化化合物和可减少致密度的柔性链状结构的聚烯烃基二醇，本发明的共聚酯在粘合时可以具有优异的粘合强度，还具有柔软触感且柔韧，因此纺丝工作性优异，即使在低温和低压环境条件下染性也优异，当上述共聚酯通过将酯化化合物和聚乙二醇缩聚而成时，其中，上述酯化化合物通过使作为对苯二甲酸的酸成分与包括60摩尔％至71摩尔％的乙二醇和29摩尔％至40摩尔％的2-甲基-1,3-丙二醇的二醇成分以1:1至1:2的摩尔比反应而成，上述聚乙二醇的含量相对于上述酯化化合物的重量为1重量％至10重量％，上述聚乙二醇的重均分子量为400至6000，从而，柔软触感、在低温和低压环境下的染性及在粘合时的粘合强度可以更加优异。尤其，至于热粘合，存在在从低温到高温的宽温度范围内呈现优异的粘合强度的优点。
[0050]
其次，对本发明的热熔接复合纤维进行说明。
[0051]
本发明的热粘合复合纤维10包括：芯部11，包含聚酯类成分；及鞘部12，包含包围上述芯部11的根据本发明的用于热熔接纤维的聚酯组合物。
[0052]
包含在上述芯部11中的聚酯类成分可以包括选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯及聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种。
[0053]
为了使纺丝工作性降低问题最小化，优选地，上述复合纤维10的纤度可以为1de至15de。由于上述用于热熔接纤维的聚酯组合物的构成与上述内容相同，因此将省略对其的具体说明。
[0054]
上述复合纤维可以通过本领域常规使用的复合纺丝方法来制备，作为一例，可以使用熔融复合纺丝方法，但本发明不限于此。
[0055]
并且，根据本发明的热熔接复合纤维在鞘部中包括用于热熔接纤维的聚酯组合物，该用于热熔接纤维的聚酯组合物在粘合时具有优异的粘合强度，还具有柔软触感且柔
韧，纺丝工作性优异，且即使在低温和低压环境条件下也具有优异染性，因此，在根据ks m iso36方法测定粘合强度时，可以具有100n以上的优异的粘合强度，当对于以上述复合纤维的重量为基准包含2重量％的染料(c.i basic blue 54)的染料溶液，在120℃温度和常压条件下以1：50的浴比进行染色40分钟时，可以具有根据cie 1976标准的得色率(k/s值)为14以上的优异的染性。
[0056]
其次，将对包含根据本发明的热熔接复合纤维的装饰用纤维进行说明。由于上述装饰用纤维包含根据本发明的热熔接复合纤维，从而在低温和低压环境下也可以进行染色，因此可以显著降低染色工艺成本，且由于粘合强度优异而能够确保装饰用产品的优异的耐久性，柔软触感也可以优异。从而，上述装饰用纤维可以适用于选自车辆用座椅、寝具、卷帘、窗帘及装饰用品中的一种。
[0057]
发明形式
[0058]
通过下述实施例进一步具体说明本发明，但下述实施例并不限制本发明的范围，而是应解释为助于理解本发明。
[0059]
<实施例1>
[0060]
在酯反应槽中投入对苯二甲酸(terephthalic acid，tpa)、乙二醇(ethylene glycol，eg)及2-甲基-1,3-丙二醇(methylpropanediol，mpo)之后，通过常规方法在250℃的温度下进行反应，以制备酯化化合物。在制备酯化化合物时，以1：1.5的摩尔比混合酸成分和二醇成分，在上述二醇成分中，以65摩尔％包含乙二醇(eg)，且以35摩尔％包含2-甲基-1,3-丙二醇(mpo)。
[0061]
相对于所制备的酯化化合物的重量，投入2重量％的聚乙二醇(重均分子量：1000)后，缓慢减压至最终减压程度为1.0torr，升温至285℃并进行缩聚，以获得共聚酯。
[0062]
为了使所制备的低熔点共聚酯作为鞘部，并使聚对苯二甲酸乙二醇酯作为芯部，利用鞘/芯筒在275℃的纺丝温度下以500mpm的纺丝速度来进行纺丝，并通过后处理加工制备聚酯复合纤维(纤度：4de，长度：51mm)。
[0063]
<实施例2至14>
[0064]
除了如下述表1所示改变包含在酯化化合物中的酸成分、二醇成分、它们的含量、聚乙二醇的含量及其重均分子量中的至少一种之外，其余以与实施例1相同的方法制备复合纤维。
[0065]
<比较例1至4>
[0066]
除了如下述表1所示改变包含在酯化化合物中的酸成分、二醇成分、它们的含量、聚乙二醇的含量及其重均分子量中的至少一种之外，其余以与实施例1相同的方法制备复合纤维。
[0067]
<实验例1>
[0068]
测定在实施例和比较例中制备的共聚酯的玻璃转化温度和聚酯组合物的粘度，并评价在实施例和比较例中制备的复合纤维的粘合强度、得色率、柔软触感及纺丝工作性，其结果示于下述表1中。
[0069]
(1)玻璃转化温度测定
[0070]
使用差示扫描量热法(differential scanning calorimetry，dsc)测定在实施例和比较例中制备的共聚酯的玻璃转化温度(t
g
)，其结果示于下述表1中。在测定玻璃转化温
度时，升温速度被设定为20℃/分钟。
[0071]
(2)粘度测定
[0072]
将在实施例和比较例中制备的共聚酯以0.2g/25ml的浓度添加到邻氯苯酚(ortho-chloro phenol)中后，在110℃的温度下熔融30分钟。将所熔融的溶液在25℃的温度下保温30分钟后，使用连接有佳能(canon)粘度计的自动粘度测定装置来测定粘度。
[0073]
(3)粘合强度评价
[0074]
在使用梳棉机(carding machine)来将实施例和比较例中制备的聚酯复合纤维与普通聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维以5：5的比例混纤和改善后，在140℃的温度条件下用拉幅机(tenter)进行热处理，以获得基重为35g/m2的不织布，将其实现为宽度、长度及厚度分别为100mm、20mm及10mm的试片，并通过万能试验机(universal testing machine,utm)，根据ks m iso36方法测定粘合强度。
[0075]
(4)得色率评价
[0076]
得色率评价对于以复合纤维的重量为基准包含2重量％的染料(c.i basic blue 54)的染料溶液，在120℃温度和常压条件下以1：50的浴比将复合纤维染色40分钟后，利用日本的仓敷(kurabo)纺绩株式会社的色彩测定系统，测定被染色的复合纤维的可视区域(360nm至740nm，10nm间隔)的光谱反射比后，计算根据cie 1976标准的作为染色量指标的总k/s值来评价染料的得色率。
[0077]
(5)柔软触感评价
[0078]
复合纤维的柔软触感通过由10名同行业专家组成的小组以感官检查法进行评价，若感官检查结果中8名以上判断为柔软，则区分为优异(
◎
)，6名至7名为良好(
○
)，4名至5名为普通(
△
)，小于4名为不良(
×
)。
[0079]
(6)纺丝工作性评价
[0080]
复合纤维的纺丝工作性通过在纺丝加工过程中，基于是否断纱和截面均匀性，由10名同行业专家组成的小组，以感官检查法进行了评价，在感官检查结果中，若有8名以上判断为纺丝工作性优异，则区分为优异(
◎
)，6名至7名为良好(
○
)，4名至5名为普通(
△
)，小于4名为不良(
×
)。
[0081]
表1
[0082]
[0083][0084]
参照上述表1，可以确认在酯化反应中包含3摩尔％的间苯二甲酸(isophthalic acid，ipa)的实施例4，与不包含间苯二甲酸(ipa)的实施例3相比，粘合强度优异。并且，可以确认在酯化反应时，包含二甘醇(diethylene glycol，deg)的比较例4在复合纤维纺丝时纺丝工作性显著降低。
[0085]
另一方面，可以确认在缩聚反应中，不包含聚乙二醇(polyethylene glycol，peg)的比较例2的粘合强度和得色率显著低，且无法实现优异的柔软触感。与此相反，可以确认在缩聚反应中包含9重量％的聚乙二醇(peg)的实施例6的粘合强度、得色率、柔软触感及纺丝工作性均优异，但包含13重量％的聚乙二醇(peg)的比较例3具有聚合本身很难的问题。
[0086]
并且，可以确认在缩聚反应中，包含具有200的重均分子量的聚乙二醇(peg)的实施例2，与具有500的重均分子量的实施例1相比，粘合强度和得色率优异，且柔软触感也是优异的水准。另一方面，包含具有13500的重均分子量的聚乙二醇(peg)的实施例10，具有聚合本身很难的问题，包含具有11200的重均分子量的聚乙二醇(peg)的实施例9的粘合强度、得色率及柔软触感显著优异，但纺丝工作性是普通的水准。另一方面，确认到包含具有6600的重均分子量的聚乙二醇(peg)的实施例8不仅粘合强度、得色率及柔软触感都很优异，且纺丝工作性也优异。
[0087]
并且，在酯化反应时，包含22摩尔％的2-甲基-1,3-丙二醇(mpo)的实施例11的得色率、柔软触感及纺丝工作性优异，但存在粘合强度相对低的问题。另一方面，可以确认包含27摩尔％的上述2-甲基-1,3-丙二醇(mpo)的实施例12与实施例11相比，粘合强度显著增加。并且，可以确认，与包含43摩尔％的上述2-甲基-1,3-丙二醇(mpo)的实施例14相比，包含38摩尔％的2-甲基-1,3-丙二醇(mpo)的实施例13的粘合强度显著高，得色率和纺丝工作性更优异。
[0088]
如上对本发明的一实施例进行说明，但本发明的主旨并不限于本说明书中提出的实施例，理解本发明思想的本领域的技术人员在相同主旨范围内，可通过对构成要件的附加、修改、删除、增加等容易地提出其它实施例，而这些属于本发明的主旨范围。