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KR20220076117A - Water-soluble Polyester Split Short Fiber - Google Patents

Water-soluble Polyester Split Short Fiber Download PDF

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KR20220076117A
KR20220076117A KR1020200164948A KR20200164948A KR20220076117A KR 20220076117 A KR20220076117 A KR 20220076117A KR 1020200164948 A KR1020200164948 A KR 1020200164948A KR 20200164948 A KR20200164948 A KR 20200164948A KR 20220076117 A KR20220076117 A KR 20220076117A
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KR
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soluble polyester
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glycol
soluble
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KR1020200164948A
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김남훈
강기혁
김동은
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주식회사 휴비스
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Abstract

본 발명은 극세사를 구성하는 합성수지와 용출되는 수용성 폴리에스테르 수지가 분할 단섬유로 형성되되, 상기 합성수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중 어느 하나 또는 2 이상이며,상기 수용성 폴리에스테르 수지는 테레프탈산, 이소프탈산, 및 디메틸 5-소디오술포 이소프탈레이트를 포함하는 산류 및, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 디올류의 중합체로, 중합과정 중 에스테르화 반응을 위해 비스-β-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)가 추가 혼합 구성된 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유에 관한 것이다. In the present invention, the synthetic resin constituting the microfiber and the eluted water-soluble polyester resin are formed into split short fibers, wherein the synthetic resin is any one or two or more of polypropylene, polyethylene, polyester, and polybutylene terephthalate, and the water-soluble poly The ester resin is a polymer of acids including terephthalic acid, isophthalic acid, and dimethyl 5-sodiosulfo isophthalate, and diols including ethylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, and polyethylene glycol, which are esterified during polymerization. It relates to a water-soluble polyester-based split short fiber additionally mixed with bis-β-hydroxyethyl terephthalate (BHET) for the reaction.

Description

수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유{Water-soluble Polyester Split Short Fiber}Water-soluble Polyester Split Short Fiber

본 발명은 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유에 관한 것으로, 보다 자세하게는 서로 다른 2종류의 폴리머를 복합방사하여 분할형 단면을 갖는 단섬유를 제조하고 용출방법에 의해 섬유를 분할할 수 있는 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유에 관한 것이다. The present invention relates to a water-soluble polyester-based split staple fiber, and more particularly, a water-soluble polyester capable of producing a split fiber having a split cross-section by composite spinning two different polymers and splitting the fiber by an elution method It relates to a system split short fiber.

일반적으로 수용성 폴리에스테르는 섬유, 접착제, 생분해 소재 등 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히 섬유 분야에 있어서는 극세사를 제조하는 원료로 사용되는 경우도 있다.In general, water-soluble polyester is applied in various fields such as fibers, adhesives, and biodegradable materials. In particular, in the textile field, it is sometimes used as a raw material for manufacturing microfibers.

이러한 수용성 폴리에스테르는 제조하는 방법으로는 5-소듐설포이소프탈산 및 그 유도체을 사용하여 폴리에스테르 분자쇄중에 소듐설포네이트 염을 갖게 하여 수용화시키거나 디카르복실산을 글리콜성분과 반응시킨 후 트리멜리틱안하이드라이드 등과 다시 반응시켜 말단 및 분자쇄 중에 카르복실기를 도입시킨 후 암모니아 및 아민류 등의 알칼리 성분으로 염을 형성시켜 수용화시키는 방법이 알려져 있다.As a method for producing such water-soluble polyester, 5-sodium sulfoisophthalic acid and its derivatives are used to have sodium sulfonate salt in the polyester molecular chain to make it water-soluble, or after reacting dicarboxylic acid with a glycol component, A method is known in which a carboxyl group is introduced into the terminal and molecular chain by reacting again with melittic anhydride, and then a salt is formed with an alkali component such as ammonia and amines to make it water-soluble.

구체적으로 대한민국 공개특허 1994-14494에서는 "디카르복실산에 글리콜 성분을 반응시켜서 되는 수용성 폴리에스테르 수지조성물에 있어서, 상기 디카르복실산에 글리콜성분을 반응시켜 제조된 에스테르올리고머에 디카르복실산 1몰에 대하여 부틸테트라카르복실산 단독 또는 트리멜리틱안하이드라이드와의 혼합물을 3~10몰비 투입하여 제조된 것으로 점도가 0.15~0.8dl/g이고, 산가가 40~100㎎/g인 것을 특징으로 하는 수용성 폴리에스테르 수지조성물"을 제안하고 있다.Specifically, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 1994-14494, "In a water-soluble polyester resin composition obtained by reacting a glycol component with a dicarboxylic acid, dicarboxylic acid 1 is added to an ester oligomer prepared by reacting a glycol component with the dicarboxylic acid. It is prepared by adding butyltetracarboxylic acid alone or a mixture with trimellitic anhydride in a molar ratio of 3 to 10 per mole, and has a viscosity of 0.15 to 0.8 dl/g and an acid value of 40 to 100 mg/g. A water-soluble polyester resin composition" is proposed.

또 국제공개특허 WO2002/57334에서는 "a) 1,4-사이클로헥산디메타놀 (CHDM) 및 디카복실산을 포함하는 수성 또는 메타놀성 슬러리를 제조하되, 상기 슬러리를 CHDM의 융점 미만의 온도로 유지하는 단계, b) 슬러리를 반응기에 공급하는 단계, c) 에스테르화를 수행하기에 충분한 온도 및 압력에서, 선택적으로는 적합한 촉매의 존재하에 슬러리를 에스테르화하는 단계, d) 예비중합체를 형성하는 단계, 및 e) 중축합을 수행하기에 충분한 온도 및 압력에서 적합한 촉매의 존재하에 예비중합체를 중축합하여 폴리에스테르를 형성하는 단계를 포함하는 폴리에스테르의 제조 방법"을 제안하면서 CHDM을 포함하는 수용성 폴리에스테르의 제조방법을 제안하고 있다.In addition, International Patent Publication WO2002/57334 discloses "a) preparing an aqueous or methanolic slurry comprising 1,4-cyclohexanedimethylol (CHDM) and dicarboxylic acid, and maintaining the slurry at a temperature below the melting point of CHDM. , b) feeding the slurry to the reactor, c) esterifying the slurry at a temperature and pressure sufficient to effect the esterification, optionally in the presence of a suitable catalyst, d) forming a prepolymer, and e) polycondensation of a prepolymer in the presence of a suitable catalyst at a temperature and pressure sufficient to carry out polycondensation to form a polyester." suggesting a way

상기 개시된 기술은 CHDM을 추가하는 것은 Tg를 높이기 위함인데, 실질적으로 Tg에 큰 영향을 미치지도 않으며, 감량가공을 하는 경우 감량률이 저하되는 문제점이 있었다.In the disclosed technology, adding CHDM is to increase Tg, but it does not substantially affect Tg, and there is a problem in that the weight reduction rate is reduced when weight reduction processing is performed.

또한 기존에 사용되는 용출형 수지의 경우 NaOH를 용제로 사용하기 때문에 용출, 수세, 열탕수세, 산수세 등의 공정을 거치며, 그에 따른 공정시간 증가와 폐수처리에 따른 환경적인 문제가 발생하고 있다. In addition, in the case of the existing dissolution type resin, since NaOH is used as a solvent, it undergoes processes such as elution, water washing, boiling water washing, and acid washing, resulting in an increase in process time and environmental problems due to wastewater treatment.

따라서 물만으로도 용출 가능한 폴리에스테르계 수지를 개발하여 기존의 NaOH를 사용하는 용출형 수지 대비 공정시간 감소 및 환경적 문제를 개선할 수 있다.Therefore, it is possible to develop a polyester-based resin that can be eluted only with water, thereby reducing process time and improving environmental problems compared to conventional leaching-type resins using NaOH.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 CHDM 이나 아민기등 종래 수용성을 발현하기 위해 포함되는 성분을 제거하고도 수용성을 발현할 수 있는 수용성 폴리에스테르를 이용한 폴리에스테르계 분할 단섬유를 제공하는 데 있다.In order to solve the above problems, the present invention is a polyester-based split staple fiber using a water-soluble polyester that can express water solubility even after removing the components included to express water solubility in the prior art such as CHDM or amine groups is to provide

본 발명은 극세사를 구성하는 합성수지와 용출되는 수용성 폴리에스테르 수지가 분할 단섬유로 형성되되, 상기 합성수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중 어느 하나 또는 2 이상이며,상기 수용성 폴리에스테르 수지는 테레프탈산, 이소프탈산, 및 디메틸 5-소디오술포 이소프탈레이트를 포함하는 산류 및, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 디올류의 중합체로, 중합과정 중 에스테르화 반응을 위해 비스-β-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)가 추가 혼합 구성된 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유를 제공한다.In the present invention, the synthetic resin constituting the microfiber and the eluted water-soluble polyester resin are formed into split short fibers, wherein the synthetic resin is any one or two or more of polypropylene, polyethylene, polyester, and polybutylene terephthalate, and the water-soluble poly The ester resin is a polymer of acids including terephthalic acid, isophthalic acid, and dimethyl 5-sodiosulfo isophthalate, and diols including ethylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, and polyethylene glycol, which are esterified during polymerization. Provided is a water-soluble polyester-based split staple fiber additionally mixed with bis-β-hydroxyethyl terephthalate (BHET) for the reaction.

또한 본 발명인 상기 분할 단섬유는 합성수지 20~80중량%, 수용성 폴리에스테르 수지 80~20중량%로 구성된 것에 특징이 있는 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유. 를 제공한다.In addition, the split staple fiber of the present invention is a water-soluble polyester-based split staple fiber, characterized in that it is composed of 20 to 80% by weight of synthetic resin and 80 to 20% by weight of water-soluble polyester resin. provides

또한 본 발명인 상기 합성수지 중 폴리에스테르 수지의 고유점도(Ⅳ)가 0.55~0.64 dl/g인 것에 특징이 있는 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유를 제공한다.In addition, the present invention provides a water-soluble polyester-based split staple fiber characterized in that the intrinsic viscosity (IV) of the polyester resin among the synthetic resins is 0.55 to 0.64 dl/g.

또한 본 발명인 상기 산류는 테레프탈산 80~10몰%, 이소프탈산 80~10몰%, 및 디메틸 5-소디오술포 이소프탈레이트 20~1몰%인 혼합물로 구성된 것에 특징이 있는 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유를 제공한다.In addition, the acid of the present invention is a water-soluble polyester-based split short fiber characterized in that it is composed of a mixture of 80-10 mol% of terephthalic acid, 80-10 mol% of isophthalic acid, and 20-1 mol% of dimethyl 5-sodiosulfo-isophthalate provides

또한 본 발명인 상기 에틸렌글리콜 80~10몰%, 디에틸렌글리콜 80~1몰%, 네오펜틸글리콜 80~1몰%, 폴리에틸렌글리콜 20~1몰%인 혼합물로 구성된 것에 특징이 있는 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유를 제공한다.In addition, the present invention is a water-soluble polyester-based division characterized in that it is composed of a mixture of 80 to 10 mol% of ethylene glycol, 80 to 1 mol% of diethylene glycol, 80 to 1 mol% of neopentyl glycol, and 20 to 1 mol% of polyethylene glycol. Provides short fibers.

또한 본 발명인 상기 중합체의 중합시 반응촉매, 소포제, 산화방지제, 열안정제로 이루어진 군에서 한 개 이상 선택된 첨가제가 포함된 것에 특징이 있는 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유를 제공한다.In addition, the present invention provides a water-soluble polyester-based split short fiber characterized in that at least one additive selected from the group consisting of a reaction catalyst, an antifoaming agent, an antioxidant, and a heat stabilizer during polymerization of the polymer is included.

본 발명인 폴리에스테르계 분할 단섬유는 수지의 수용성을 발현하기 위해 CHDM이나 아민기 등 별도의 조성성분 없이 수용성을 발현하는 수용성 폴리에스테를 이용하여 감량가공이 용이하고 감량율이 높으며 친환경적인 특징이 있다. In order to express the water solubility of the resin, the polyester-based split staple fiber of the present invention uses a water-soluble polyester that expresses water solubility without separate components such as CHDM or amine groups. .

도 1은 본 발명에 따른 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유의 수용성 폴리에스테르가 용출되기 전의 섬유 단면을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the fiber cross-section before the water-soluble polyester of the water-soluble polyester split short fibers according to the present invention is eluted.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. First, in describing the present invention, detailed descriptions of related known functions or configurations are omitted so as not to obscure the gist of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.As used herein, the terms 'about', 'substantially' and the like are used in a sense at or close to the numerical value when the manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented, and serve to enhance the understanding of the present invention. To help, precise or absolute figures are used to prevent unfair use by unconscionable infringers of the stated disclosure.

본 발명은 분할 단섬유에 관한 것으로 극세사를 구성하는 합성수지와 용출되는 수용성 폴리에스테르 수지의 2성분으로 구성된 것에 특징이 있다. The present invention relates to a split short fiber, characterized in that it is composed of two components: a synthetic resin constituting the microfiber and a water-soluble polyester resin that is eluted.

상기 합성수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중 어느 하나 또는 2 이상이며, 고유점도(Ⅳ)가 0.55~0.64 dl/g인 폴리에스테르를 사용하는 것이 바람직하다. The synthetic resin is any one or two or more of polypropylene, polyethylene, polyester, and polybutylene terephthalate, and it is preferable to use polyester having an intrinsic viscosity (IV) of 0.55 to 0.64 dl/g.

고유점도(Ⅳ) 0.55dl/g 미만인 경우 수용성 폴리에스테르 수지와 점도 차이로 인하여 단면형성성 불량과 물성저하가 일어날 수 있으며, 고유점도(Ⅳ) 0.64 dl/g 초과인 경우 방사시 팽윤성이 커져 정상적인 분할형 단면을 형성하기 어려울 수 있다. If the intrinsic viscosity (IV) is less than 0.55 dl/g, poor cross-sectional formability and deterioration of physical properties may occur due to the difference in viscosity with the water-soluble polyester resin. It can be difficult to form a divided cross section.

상기 수용성 폴리에스테르 수지는 테레프탈산, 이소프탈산, 및 디메틸 5-소디오술포 이소프탈레이트를 포함하는 산류 및, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 디올류의 중합체로 구성된 것에 특징이 있다. The water-soluble polyester resin is characterized in that it is composed of a polymer of acids including terephthalic acid, isophthalic acid, and dimethyl 5-sodiosulfo isophthalate, and diols containing ethylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, and polyethylene glycol. There is this.

상기 분할 단섬유는 도 1의 (a), (b)와 같이 극세사를 구성하는 합성수지가 4개 이상으로 분할되는 것이 바람직할 것이다.As for the split short fiber, it is preferable that the synthetic resin constituting the microfiber is divided into four or more as shown in FIGS. 1 (a) and (b).

상기 분할 단섬유를 구성되는 합성수지가 4개 미만으로 분할되면 극세사의 섬도가 높아 촉감이 저하될 수 있다.When the synthetic resin constituting the split short fibers is divided into less than four, the fineness of the microfibers may be high and the tactile feel may be reduced.

상기 분할 단섬유를 구성되는 합성수지는 분할되는 수가 20개를 초과할 경우 분할공정에서 용출액의 침투가 어려워 분할공정이 원활하게 이루어지지 않을 수 있으므로 20개 이하로 형성하는 것이 바람직할 것이다.If the number of the synthetic resins constituting the split short fibers is more than 20, it is preferable to form less than 20 because it is difficult for the eluate to penetrate in the splitting process, so that the splitting process may not be performed smoothly.

상기 분할 단섬유를 구성하는 합성수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 또는 2 이상의 합성수지를 사용하여 분할되는 극세사가 합성수지의 종류를 다르게 형성할 수 있을 것이다.The synthetic resin constituting the split short fibers may use any one of polypropylene, polyethylene, polyester, and polybutylene terephthalate, or the microfibers divided using two or more synthetic resins may form different types of synthetic resins. will be.

다음으로 상기 분할 단섬유를 구성하는 수용성 폴리에스테르 수지는 산류 및 디올류의 중합체로 구성된다.Next, the water-soluble polyester resin constituting the split short fibers is composed of polymers of acids and diols.

상기 산류로는 비제한적인 예로서 테레프탈산(TPA), 이소프탈산(IPA), 디메틸 5-소디오술포 이소프탈레이트 (DMS, Dimethyl 5-sodiosulfo Isophthalate)일 수 있다. Examples of the acid include, but are not limited to, terephthalic acid (TPA), isophthalic acid (IPA), and dimethyl 5-sodiosulfo isophthalate (DMS, Dimethyl 5-sodiosulfo Isophthalate).

이때 테레프탈산 80~10몰%, 이소프탈산 80~10몰%, 및 디메틸 5-소디오술포 이소프탈레이트 20~1몰%로 산류를 구성할 수 있다. At this time , 80 to 10 mol% of terephthalic acid, 80 to 10 mol% of isophthalic acid, and 20 to 1 mol% of dimethyl 5-sodiosulfo isophthalate may constitute acids.

또 디올류로는 비제한적인 예로서 에틸렌글리콜(EG), 디에틸렌글리콜(DEG), 네오펜틸글리콜, 폴리에틸렌글로콜(PEG)을 포함할 수 있다. In addition, diols may include, but are not limited to, ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), neopentyl glycol, and polyethylene glycol (PEG).

디올류로서 에틸렌글리콜 80~10몰%, 디에틸렌글리콜 80~1몰%, 네오펜틸글리콜 80~1몰%, 폴리에틸렌글리콜 20~1몰%인 혼합물로 구성될 수 있다.As diols, it may be composed of a mixture of 80 to 10 mol% of ethylene glycol, 80 to 1 mol% of diethylene glycol, 80 to 1 mol% of neopentyl glycol, and 20 to 1 mol% of polyethylene glycol .

상기 네오펜틸글리콜의 함량은, 전체 디올류의 글리콜 성분에 대하여, 1 내지 80몰%이다. 상기 네오펜틸글리콜의 사용량은, 최종 폴리머 중에서 원하는 네오펜틸글리콜의 몰%에 대응되는 양을 투입한 것이다. 여기서, 상기 네오펜틸글리콜의 함량이 1몰% 미만이면, 폴리에스테르 수지의 결정화에 따른 성형성 불량을 방지하기 어렵고, 80몰%를 초과하면, 중합 반응이 느려지는 문제가 있다. The content of neopentyl glycol is 1 to 80 mol% based on the glycol component of all diols. The amount of neopentyl glycol used is an amount corresponding to the desired mole % of neopentyl glycol in the final polymer. Here, when the content of neopentyl glycol is less than 1 mol%, it is difficult to prevent moldability defects due to crystallization of the polyester resin, and when it exceeds 80 mol%, there is a problem in that the polymerization reaction is slowed down.

본 발명의 중합물을 제조하는 일실시예로서 우선 상기 디메틸 5- 소디오술포 이소프탈레이트와 에틸렌글리콜을 1:8 내지 1:12의 비율로 혼합하여 중합을 개시한다. 때 반응촉매를 전체 중합물에 약 0.1 내지 0.5중량%의 비율로 투입할 수 있다.As an example of preparing the polymer of the present invention, first, the dimethyl 5-sodiosulfo isophthalate and ethylene glycol are mixed in a ratio of 1:8 to 1:12 to initiate polymerization. When the reaction catalyst may be added in a ratio of about 0.1 to 0.5% by weight to the total polymer.

상기 중합이 개시되면 에스테르화 반응을 위해 비스-β-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 추가적으로 혼합할 수 있다. 또 상기 중합물에 테레프탈산, 이소프탈산, 디메틸글리콜을 반응시켜 에스테르화 반응을 수행할 수 있다. When the polymerization is initiated, bis-β-hydroxyethyl terephthalate (BHET) may be additionally mixed for the esterification reaction. In addition, the esterification reaction may be performed by reacting the polymer with terephthalic acid, isophthalic acid, and dimethyl glycol.

이때 상기 테레프탈산과 디메틸글리콜의 혼합비는 약 1:1 내지 1:1.5, 상기 이소프탈산과 디메틸글리콜의 혼합비는 1:1 내지 1:1.5일 수 있다.At this time, the mixing ratio of terephthalic acid and dimethyl glycol may be about 1:1 to 1:1.5, and the mixing ratio of isophthalic acid and dimethyl glycol may be 1:1 to 1:1.5.

이후 축합중합을 위해 폴리에틸렌글리콜을 추가할 수 있고 상기 폴리에틸렌글리콜은 수평균분자량을 300 내지 2,000인 것이 바람직하며 투입량은 중합물 중 5 내지 10중량%로 포함될 수 있다.Thereafter, polyethylene glycol may be added for condensation polymerization, and the polyethylene glycol preferably has a number average molecular weight of 300 to 2,000, and the amount may be included in an amount of 5 to 10% by weight of the polymer.

이후 선택적으로 반응촉매, 소포제, 산화방지제, 열안정제로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 첨가제가 더 포함될 수 있다. 이때 소포제는 중합물 중 0.01 내지 0.05중량%로 포함될 수 있으며, 상기 산화방지제는 중합물 중 500 내지 800ppm로 포함될 수 있으며, 상기 열안정제는 중합물 중 100 내지 500ppm로 포함될 수 있다.Thereafter, optionally, one or more additives selected from the group consisting of a reaction catalyst, an antifoaming agent, an antioxidant, and a heat stabilizer may be further included. At this time, the antifoaming agent may be included in 0.01 to 0.05 wt% of the polymer, the antioxidant may be included in 500 to 800 ppm in the polymer, and the heat stabilizer may be included in 100 to 500 ppm in the polymer.

본 발명인 분할 단섬유는 합성수지 20~80중량%, 수용성 폴리에스테르 수지 80~20중량%로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 합성수지 70~80중량%, 수용성 폴리에스테르 수지 30~20중량%이다. The split short fibers of the present invention may be composed of 20 to 80% by weight of synthetic resin, 80 to 20% by weight of water-soluble polyester resin, preferably 70 to 80% by weight of synthetic resin, and 30 to 20% by weight of water-soluble polyester resin.

상기와 같은 본 발명에 따른 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유는 일반적인 분할 단섬유 제조공정으로 제조할 수 있으며, 제조된 분할 단섬유는 물로 구성된 용액에서 폴리에스테르를 용출하여 극세사로 형성할 수 있다.The water-soluble polyester-based split staple fiber according to the present invention as described above can be produced by a general split staple fiber manufacturing process, and the prepared split staple fiber can be formed into microfibers by dissolving polyester in a solution composed of water.

일반적으로 방사속도는 500~1500 m/min으로 설정하여 권취한다. 방사속도가 1500m/min 보다 높은 속도로 노즐에서 토출된 경우 불규칙적으로 한 개 이상의 필라멘트가 순간적으로 끊어지는 문제가 발생할 확률이 높고, 단면 형성성도 불량하여 2개의 성분이 아닌 1개의 성분만이 방사되어지는 단독사 형태로 제조될 수도 있다.In general, the spinning speed is set at 500~1500 m/min for winding. If the spinning speed is higher than 1500 m/min, there is a high probability that one or more filaments will be momentarily broken irregularly, and only one component, not two, is spun due to poor cross-section. The paper may be manufactured in the form of single yarns.

방사온도는 275℃ 내지 295℃ 내에서 설정하는 것이 바람직하다. 275℃ 미만일 경우 폴리머 흐름성에 문제가 발생하여 고드름 형태의 표면이 불규칙한 섬유가 방사될 활률이 높으며, 반면 295℃를 초과할 경우 노즐에서 토출되는 폴리머가 노즐면에 부착되는 곡사 현상이 발생할 수 있다.The spinning temperature is preferably set within 275 °C to 295 °C. If it is less than 275 ℃, there is a problem with the flow of the polymer, so the icicle-shaped surface has a high efficiency at which irregular fibers are spun. On the other hand, if it exceeds 295 ℃, the polymer ejected from the nozzle adheres to the nozzle surface.

방사 유제는 일반 유제를 사용할 경우 원사 표면에 노출된 수용성 수지가 수분과 반응하여 해사성이 불량 해 질 수 있으므로 수분의 침투를 방지 할 수 있는 Si 성분이 함유된 유제를 방사 유제로 선택할 수 있다. If a general emulsion is used, the water-soluble resin exposed on the surface of the yarn reacts with moisture, resulting in poor maritime properties, so an emulsion containing a Si component that can prevent moisture penetration can be selected as the spinning emulsion.

이하 본 발명에 따른 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples of a method for producing a water-soluble polyester-based split staple fiber according to the present invention are shown, but the present invention is not limited to the examples.

<실시예 및 비교예><Examples and Comparative Examples>

실시예Example 1 One

(1) 수용성 폴리에스테르 수지 합성(1) Synthesis of water-soluble polyester resin

디메틸 5- 소디오술포 이소프탈레이트과 에틸렌글리콜을 투입하여 반응을 개시하고 비스-β-히드록시에틸테레프탈레이트, 테레프탈산, 이소프탈산, 디에틸렌글리콜을 투입하여 에스테르화 반응을 개시하였다.Dimethyl 5-sodiosulfo isophthalate and ethylene glycol were added to initiate the reaction, and bis-β-hydroxyethyl terephthalate, terephthalic acid, isophthalic acid, and diethylene glycol were added to initiate the esterification reaction.

이때 디메틸 5- 소디오술포 이소프탈레이트는 분자량이 약 300인 것으로 산류 전체로 10몰%로 투입하였고, 테레프탈산은 분자량 약 150인 것으로 산류 전체로 60몰%로 투입하였고, 이소프탈산은 분자량 약 150인 것으로 산류 전체로 30몰%로 투입하였다.At this time, dimethyl 5-sodiosulfo isophthalate had a molecular weight of about 300 and was added at 10 mol% of the total acid, terephthalic acid had a molecular weight of about 150 and was added at 60 mol% of the total acid, and isophthalic acid had a molecular weight of about 150 As a result, the total amount of acid was added at 30 mol%.

또 에틸렌글리콜은 분자량 60인 것으로 디올류 기준 40몰%를, 디에틸렌글리콜은 분자량 110인 것으로 50몰%를 네오펜틸글리콜 5몰% 및 폴리에틸렌글리콜 5몰%투입하였다.In addition, ethylene glycol had a molecular weight of 60 and 40 mol% based on diols, and diethylene glycol had a molecular weight of 110 and 50 mol% was added with 5 mol% of neopentyl glycol and 5 mol% of polyethylene glycol.

이후 축합중합을 위해 폴리에틸렌글리콜을 투입하면서 소포제, 산화방지제, 열안정제를 투입하였다. 상기 폴리에틸렌글리콜은 분자량 300으로 전체 중합물에서 7중량%를 차지하게 투입하였고, 기타 소포제는 0.02중량%, 산화방지제는 500ppm, 열안정제는 200ppm을 추가하였다.After that, an antifoaming agent, an antioxidant, and a heat stabilizer were added while polyethylene glycol was added for condensation polymerization. The polyethylene glycol had a molecular weight of 300 and accounted for 7% by weight of the total polymer, and other antifoaming agents were added at 0.02% by weight, antioxidants at 500ppm, and heat stabilizers at 200ppm.

(2) 분할 단섬유 제조(2) Manufacture of split short fibers

수용성 폴리에스테르 수지(성분 1) 30w%, 합성수지(성분 2) 중 고유점도(Ⅳ)가 0.55 dl/g 폴리에스테르 70w%로 적용하여 9분할 분할사를 방사하였다. 9-split yarn was spun by applying 30w% of water-soluble polyester resin (component 1) and 70w% of polyester having an intrinsic viscosity (IV) of 0.55 dl/g among synthetic resins (component 2).

방사속도는 1,100 m/min, 방사온도는 275℃으로 설정하고, 실리콘 유제를 사용하며 연신되지 않은 상태인 미연신사 형태로 권취한다. The spinning speed is set to 1,100 m/min, and the spinning temperature is set to 275°C, and a silicone emulsion is used and the coil is wound in the form of undrawn yarn.

권취된 미연신사를 연신공정 중 온수로 용출하여 극세사를 제조하였다.Microfibers were prepared by eluting the wound undrawn yarn with hot water during the stretching process.

비교예 1Comparative Example 1

실시예 1에서 합성수지를 나일론(RV 3.0)으로 사용하고, 비실리콘 유제를 사용하였으며, 일반적인 후공정 용출공정을 적용하였다. In Example 1, a synthetic resin was used as nylon (RV 3.0), a non-silicone emulsion was used, and a general post-process elution process was applied.

비교예 2Comparative Example 2

상기 실시예 1과 동일하되, 유제를 비실리콘 유제를 사용하였다.The same as in Example 1, except that a non-silicone oil was used as the oil agent.

<용출 조건> <Elution conditions>

실시예는 미연신사의 연신 공정중 수연신법을 적용하고 온수온도를 80℃로 설정하여 연신공정 중 용출 하였다.In the example, the water drawing method was applied during the drawing process of the undrawn yarn, and the hot water temperature was set to 80° C. and eluted during the drawing process.

비교예 1은 알칼리용출(NaoH 95℃40min), 수세, 열탕수세(70℃5min), 산수세(60℃10min), 수세를 거친다. Comparative Example 1 was subjected to alkali elution (NaoH 95 ℃ 40 min), water washing, hot water washing (70 ℃ 5 min), acid washing (60 ℃ 10 min), and water washing.

구분division 실시예1Example 1 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 성분1ingredient 1 성분, wt%Ingredients, wt% 수용성, 30water soluble, 30 나일론, 30nylon, 30 수용성, 30water soluble, 30 성분2ingredient 2 SD, 70SD, 70 SD, 70SD, 70 SD, 70SD, 70 방사유제spinning emulsion Si 유제Si emulsion 비Si 유제Non-Si emulsion 비Si 유제Non-Si emulsion 방사 공정성Radiation Fairness 양호Good 양호Good 불량error 연신 온도stretching temperature 8080 3030 3030 단면section 원사yarn

Figure pat00001
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00003
용출후after dissolution
Figure pat00004
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00005
--
용출dissolution 용수 (Ton)Water (Ton) 00 19.3819.38 -- 스팀 (Ton)Steam (Ton) 00 1.291.29 -- 전기 (kW)Electricity (kW) 00 5959 -- NaOHNaOH 0%0% 10g/l10 g/l -- 절감효과 (200kg 액 기준)Saving effect (based on 200kg amount) \92,755/LOT\92,755/LOT 기준standard --

상기 표 1은 실시예 및 비교예의 용출 후 단면을 보여주는 것으로, 실시예는 표의 용출조건에서 수용성 폴리에스테르 수지가 모두 용출되어 나머지 합성수지가 극세사로 진행됨을 확인할 수 있으나, 비교예 1은 나일론 알카리 용출 극세사로 용출시 사용되는 용수, 스팀, 전기 용량이 실시예보다 많이 사용되는 것을 알 수 있다. 또한 비교예 2는 방사유제를 비실리콘유제를 사용하여 해사성이 불량하여 방사 공정성에 문제가 발생한다. Table 1 shows the cross-sections after dissolution of Examples and Comparative Examples. In Example, it can be confirmed that the water-soluble polyester resin is all eluted under the dissolution conditions in the table, and the remaining synthetic resin progresses to microfibers, but Comparative Example 1 is a nylon alkali eluted microfiber. It can be seen that water, steam, and electric capacity used for elution with the furnace are used more than in the example. In addition, Comparative Example 2 uses a non-silicone emulsion as a spinning emulsion, and has poor dismantling properties, resulting in a problem in spinning fairness.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다. The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the technical field to which the present invention pertains that various substitutions, modifications, and changes are possible without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those who have the knowledge of

100 : 합성수지 200 : 수용성 폴리에스테르100: synthetic resin 200: water-soluble polyester

Claims (6)

극세사를 구성하는 합성수지와 용출되는 수용성 폴리에스테르 수지가 분할 단섬유로 형성되되,
상기 합성수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중 어느 하나 또는 2 이상이며,
상기 수용성 폴리에스테르 수지는 테레프탈산, 이소프탈산, 및 디메틸 5-소디오술포 이소프탈레이트를 포함하는 산류 및, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 디올류의 중합체로,
중합과정 중 에스테르화 반응을 위해 비스-β-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)가 추가 혼합 구성된 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유.
The synthetic resin constituting the microfiber and the eluted water-soluble polyester resin are formed into split short fibers,
The synthetic resin is any one or two or more of polypropylene, polyethylene, polyester, and polybutylene terephthalate,
The water-soluble polyester resin is a polymer of acids including terephthalic acid, isophthalic acid, and dimethyl 5-sodiosulfo isophthalate, and diols including ethylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, and polyethylene glycol,
Water-soluble polyester-based split short fibers additionally mixed with bis-β-hydroxyethyl terephthalate (BHET) for esterification during polymerization .
제1항에 있어서,
상기 분할 단섬유는 합성수지 20~80중량%, 수용성 폴리에스테르 수지 80~20중량%로 구성된 것에 특징이 있는 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유.
According to claim 1,
The split short fibers are water-soluble polyester-based split staple fibers, characterized in that it is composed of 20 to 80% by weight of synthetic resin and 80 to 20% by weight of water-soluble polyester resin.
제1항에 있어서,
상기 합성수지 중 폴리에스테르 수지의 고유점도(Ⅳ)가 0.55~0.64 dl/g인 것에 특징이 있는 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유.
According to claim 1,
Water-soluble polyester-based split short fibers, characterized in that the intrinsic viscosity (IV) of the polyester resin among the synthetic resins is 0.55 to 0.64 dl/g.
제 1항에서,
상기 산류는 테레프탈산 80~10몰%, 이소프탈산 80~10몰%, 및 디메틸 5-소디오술포 이소프탈레이트 20~1몰% 혼합물로 구성된 것에 특징이 있는 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유.
In claim 1,
The acid is 80 to 10 mol% of terephthalic acid, 80 to 10 mol% of isophthalic acid, and 20 to 1 mol% of dimethyl 5-sodiosulfo-isophthalate.
제 1항에서,
상기 에틸렌글리콜 80~10몰%, 디에틸렌글리콜 80~1몰%, 네오펜틸글리콜 80~1몰%, 폴리에틸렌글리콜 20~1몰%인 혼합물로 구성된 것에 특징이 있는 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유.
In claim 1,
Water-soluble polyester-based split short fibers, characterized in that the mixture is 80 to 10 mol% of ethylene glycol, 80 to 1 mol% of diethylene glycol, 80 to 1 mol% of neopentyl glycol, and 20 to 1 mol% of polyethylene glycol .
제 1항에서,
상기 중합체의 중합시 반응촉매, 소포제, 산화방지제, 열안정제로 이루어진 군에서 한 개 이상 선택된 첨가제가 포함된 것에 특징이 있는 수용성 폴리에스테르계 분할 단섬유.
In claim 1,
A water-soluble polyester-based split staple fiber characterized in that at least one additive selected from the group consisting of a reaction catalyst, an antifoaming agent, an antioxidant, and a heat stabilizer is included during polymerization of the polymer.
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