KR100639552B1 - 코어-시스형 복합방사 섬유용 수지조성물 - Google Patents

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    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
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Abstract

본 발명은 코어-시스형(core-sheath type) 복합방사 섬유용 수지조성물 및 이로부터 제조된 단섬유 부직포에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명에 의한 코어-시스형 복합방사 섬유용 수지조성물에서 코어(core)는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 구성되고 시스(sheath)는 (a) 고밀도 폴리에틸렌 및 (b) 상기 (a)를 사용하여 제조된 변성 폴리에틸렌으로 구성됨으로써, 우수한 방사성을 유지하면서 강도가 우수한 부직포를 제조할 수 있다.
코어-시스형 * 복합방사 * 변성 폴리에틸렌 * 방사성 * 강도

Description

코어-시스형 복합방사 섬유용 수지조성물{Core-sheath type resin composition for conjugate spinning fiber}
본 발명은 코어-시스형(core-sheath type) 복합방사 섬유용 수지조성물 및 이로부터 제조된 단섬유 부직포에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명에 의한 코어-시스형 복합방사 섬유용 수지조성물에서 코어(core)는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 구성되고 시스(sheath)는 (a) 고밀도 폴리에틸렌 및 (b) 상기 (a)를 사용하여 제조된 변성 폴리에틸렌으로 구성됨으로써, 우수한 방사성을 유지하면서 강도가 우수한 부직포를 제조할 수 있다.
폴리에틸렌(시스)/폴리에틸렌테레프탈레이트(코어) 복합방사 단섬유의 경우는 기존의 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유에 비해 낮은 부직포 성형온도, 부드러운 감촉 등으로 기저귀, 위생자재 등에 다양하게 사용되면서 기존 부직포 시장에서 적용 영역을 급속히 넓혀 가고 있다. 그러나, 상기 복합방사 단섬유는 폴리에틸렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트 사이에 상용성이 없는 관계로 계면에서의 분리가 발생하고, 이로 인해 섬유의 강도가 떨어져 결과적으로 부직포 제조시 강도 저하 등의 성형 불량을 초래하는 경우가 발생한다.
이에, 상기의 단점을 개선하기 위한 복합방사 단섬유 부직포용 폴리에틸렌 수지에 대한 연구가 진행되었다. 구체적으로, 미국특허출원 제 5,372,885호에는 열가소성 복합섬유로서 코어는 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 사용하고, 시스는 무수화합물을 0.1~1wt%를 갖는 변성 폴리에틸렌 수지를 2~15wt%를 첨가한 폴리올레핀계 수지를 사용하여 염색성이 우수한 복합방사 섬유를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 상기 방법은 염색성을 높이기 위해 첨가되는 변성 폴리에틸렌 수지의 함량이 높을 경우, 변성 폴리에틸렌 수지 제조시 생성되는 겔 성분으로 인해 방사성이 떨어지는 문제점이 있다. 또 다른 예로, 미국특허출원 제 5,948,529호에는 열가소성 복합섬유로서 코어는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 극성기를 갖는 에틸렌 공중합체의 배합으로 이뤄지고, 시스는 폴리에틸렌 수지를 사용하여 높은 계면접착력을 갖는 복합방사 섬유가 기재되어 있다. 그러나, 상기 섬유는 코어성분의 흐름성 차이로 인해 방사성이 떨어지는 단점이 있다.
이에, 본 발명자들은 우수한 방사성을 유지하면서 폴리에틸렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지의 상용성 문제를 해결하여 강도가 개선되는 복합방사 섬유용 수지조성물에 대해 연구하였다. 그 결과, 코어-시스형 복합방사 섬유용 수지조성물에 있어서 시스성분을 고밀도 폴리에틸렌과 이를 사용하여 제조된 변성 폴리에틸렌으로 구성함으로써 우수한 방사성을 유지하면서 폴리에틸렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트 사이의 상용성 문제를 해결하여 강도가 우수한 부직포를 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 우수한 방사성을 유지하면서 강도가 우수한 부직포를 제조할 수 있는 코어-시스형 복합방사 섬유용 수지조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 수지조성물을 복합방사하여 얻은 부직포용 복합방사 섬유를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 복합방사 섬유로 제조된 부직포를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 코어-시스형 복합방사 섬유용 수지조성물에서 코어(core)는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 구성되고 시스(sheath)는 (a) 고밀도 폴리에틸렌 및 (b) 상기 (a)를 사용하여 제조된 변성 폴리에틸렌으로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 복합방사 섬유용 수지조성물에서 코어(core) 성분은 폴리에틸렌테레프탈레이트로 구성된다.
또한, 본 발명에 의한 복합방사 섬유용 수지조성물에서 시스(sheath)는 (a) 고밀도 폴리에틸렌 및 (b) 상기 (a)를 사용하여 제조된 변성 폴리에틸렌으로 구성된다.
상기 (a) 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.955g/㎤ 이상인 에틸렌 단독 중합체 또는 에틸렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체로, 시스성분의 전체 함량에 대하여 90~99 중량부로 함유한다.
상기 (b) 변성 폴리에틸렌은 상기 (a)성분과 무수화물을 첨가하여 제조된 것으로, 0.1~0.7 wt%의 그라프트율을 나타내고 시스성분의 전체 함량에 대하여 1~10중량부로 함유한다. 상기 무수화물은 무수말레인산(Maleic Anhydride;MAH)이다.
상기 (a) 및 (b)로 구성된 시스성분은 용융지수(190℃, 2.16㎏)가 15~30g/10분이다.
본 발명의 복합방사 섬유용 수지조성물에서 상기 시스성분과 코어성분의 비율은 중량비로 40:60 이다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명이 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예 및 비교예에서 제조된 조성물의 물성은 하기의 방법으로 측정하였다.
(1) 용융지수는 ASTM D-1238법으로 190℃에서 측정하였다.
(2) 방사 성형성은 선속 500m/min, 방사 노즐수 45개에서 시간 당 발생되는 단사 발생 수로 평가하였다.
<◎ : 매우 우수(단사 수 0~1건), ○ : 우수(2~3건), △ : 보통(3~5건), × : 불량(5건 이상)>
(3) 부직포 강도는 JIS L 1085(부직포 심지에 대한 시험)에 따라 측정하였 다.
[실시예 1]
코어성분으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(고유점도 0.7)로 구성되고, 시스성분으로는 (a) 용융지수(190℃,2.16㎏) 20.0g/min이고, 밀도가 0.960g/㎤인 고밀도 폴리에틸렌 수지 95 중량부에, (b) 상기 (a)와 무수화합물을 첨가하여 제조된 변성 폴리에틸렌 수지(그라프트율 0.3wt%) 5중량부를 L/D가 32이고 직경이 40mm인 이축 압출기로 190~220℃에서 압출하여 펠렛상의 조성물을 얻어 구성하여, 시스층과 코어층를 중량비로 40:60이고 섬도가 3데니어인 복합방사 섬유를 형성하였다. 이때, 성형성을 평가하고, 상기 복합방사 섬유를 50㎜ 단위의 스테이플로 절단한 후, 카드기를 통과시켜 웹을 형성한 다음 엠보롤을 사용하여 부직포를 제조하였다. 다음, 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 시스 성분을 (a) 90 중량부, (b) 10중량부로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 물성측정을 하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서 시스 성분을 (a) 90 중량부, (c)성분을 (a)로부터 제조된 변성 폴리에틸렌 수지(그라프트율 0.5wt%) 10중량부로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 물성측정을 하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서 시스 성분을 (a) 단독으로 하고, 코어성분은 폴리에틸렌테레프탈레이트(고유점도 0.7)로 하여 시스층과 코어층의 무게 비율이 40:60이고 섬도가 2데니어인 복합 섬유를 성형하였다. 이때, 성형성을 평가하고, 부직포를 제조한 후 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
상기 실시예 1에서 시스 성분을 (a) 85 중량부, (b) 15중량부로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실험하였다.
[비교예 3]
상기 실시예 1에서 시스 성분을 (a) 85 중량부, (c) 15중량부로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실험하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 층구분
수지조성 (중량부) PE(1)* 95 90 90 100 85 85 시스층
PE(2)* 5 10 - - 15 -
PE(3)* - - 10 - - 15
용융지수 (190℃, 2.16㎏) 19 19 18 20 18 17
수지조성 (중량부) PET 100 100 100 100 100 100 코어층
방사 성형성 ◎ ○ ○ ◎ △ ×
부직포 강도 (g/Denier) 2.4 2.7 2.8 1.9 3.0 -
*PE(1): 용융지수(190℃,2.16Kg) 20.0g/min이고, 밀도가 0.960g/㎤인 고밀도 폴리에틸렌 수지 *PE(2) : 용융지수(190℃,2.16Kg) 15.0g/min인 변성 폴리에틸렌 수지(그라프트율 0.3wt) *PE(3) : 용융지수(190℃,2.16Kg) 12.0g/min인 변성 폴리에틸렌 수지(그라프트율 0.5wt)
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 코어-시스형 복합방사 섬유용 수지조성물에 있어서 시스성분을 고밀도 폴리에틸렌과 이를 사용하여 제조된 변성 폴리에틸렌으로 구성함으로써 우수한 방사성을 유지하면서 폴리에틸렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트 사이의 상용성 문제를 해결하여 강도가 우수한 부직포를 제조할 수 있다.

Claims (3)

  1. 코어-시스형 복합방사 섬유용 수지조성물에서,
    코어(core)는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 구성되고, 시스(sheath)는 용융지수(190℃, 2.16㎏)가 15~30g/10min으로 (a) 고밀도 폴리에틸렌 및 (b) 상기 (a)를 사용하여 제조된 변성 폴리에틸렌으로 구성된 것으로서,
    상기 (a) 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.955g/㎤ 이상인 에틸렌 단독 중합체 또는 에틸렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체로, 시스성분의 전체 함량에 대하여 90~99 중량부로 함유하고,
    상기 (b) 변성 폴리에틸렌은 상기 (a)성분과 무수화물을 첨가하여 제조된 것으로, 0.1~0.7 wt%의 그라프트율을 나타내고 시스성분의 전체 함량에 대하여 1~10중량부로 함유한 것임을 특징으로 하는 복합방사 섬유용 수지조성물.
  2. 제 1항에 기재된 수지조성물을 복합방사하여 얻은 복합방사 섬유.
  3. 제 2항에 기재된 복합방사 섬유로 제조된 단섬유 부직포.
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