KR20170079656A - 폴리프로필렌 원사의 제조방법, 폴리올레핀 기반의 복합재 및 그 제조방법 - Google Patents

폴리프로필렌 원사의 제조방법, 폴리올레핀 기반의 복합재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

6.5 g/d 이상의 강도 및 4% 이하의 건열수축율을 갖는 폴리프로필렌 원사를 제조하는 방법, 상기 폴리프로필렌 원사를 포함하는 폴리올레핀 기반의 복합재 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 폴리프로필렌 원사 제조방법은, 용융액을 얻기 위하여, 12 g/10min 이하의 용융지수(Melt Index: MI)를 갖는 제1 폴리프로필렌 칩 100 중량부와 15 g/10min 이상의 용융지수를 갖는 제2 폴리프로필렌 칩 2 내지 25 중량부를 포함하는 혼합물을 용융시키는 단계; 상기 용융액을 다수의 홀들을 갖는 구금을 통해 압출하는 단계; 상기 용융액이 상기 구금의 홀들로부터 토출될 때 형성되는 다수의 필라멘트들을 냉각시키는 단계; 상기 냉각된 필라멘트들로 구성된 멀티필라멘트를 다단연신부를 이용하여 연신하는 단계; 및 상기 연신된 멀티필라멘트를 권취하는 단계를 포함한다.

Description

폴리프로필렌 원사의 제조방법, 폴리올레핀 기반의 복합재 및 그 제조방법{Method for Manufacturing Polypropylene Yarn, Polyolefin-based Composite, and Method for Manufacturing The Same}
본 발명은 폴리프로필렌 원사의 제조방법, 폴리올레핀 기반의 복합재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 6.5 g/d 이상의 고강도 및 4% 이하의 저수축율을 갖는 폴리프로필렌 원사를 제조하는 방법, 상기 고강도 및 저수축율의 폴리프로필렌 원사를 포함하는 폴리올레핀 기반의 복합재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
방수시트인 타포린(tarpaulin)은 다양한 용도, 예를 들어 농업용, 건축용, 레저용, 운송용, 및 가정용으로 사용되고 있다.
일반적으로 사용되는 타포린은, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 원사로 직물을 제직한 후 상기 직물의 양면을 폴리비닐클로라이드(PVC)로 코팅함으로써 제조된 복합재이다.
그러나, PVC계 복합재는 단위면적당 중량이 높을 뿐만 아니라, 폐기 처리를 위한 소각시 유독성 가스가 발생하여 환경 오염을 유발하는 문제가 있다.
위와 같은 이유로, 열가소성 폴리올레핀(TPO)계 복합재로 PVC계 복합재를 대체하는 것에 대한 연구가 진행되고 있다. 즉, PET 원사로 제직된 직물의 양면을 PVC보다 낮은 밀도를 갖는 TPO로 코팅함으로써, 복합재의 단위면적당 중량을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 PVC 사용으로 인해 유발될 수 있는 환경 문제를 원천적으로 방지할 수 있다.
그러나, 상기 TPO계 복합재를 재활용하기 위해서는 상기 PET 직물과 상기 TPO 코팅층을 분리하는 작업이 선행되어야 하는데, 이와 같은 분리 작업으로 인해 TPO계 복합재의 재활용에 상당한 시간과 비용이 들게 된다.
복합재의 용이한 재활용을 위하여, PET 원사 대신에 폴리프로필렌 원사를 이용하여 직물을 제직한 후 상기 직물을 TPO로 코팅함으로써 제조되는 폴리올레핀 기반의 복합재가 제안되었다.
그러나, 폴리프로필렌 원사를 이용하여 제조된 폴리올레핀 기반의 복합재는 다음과 같은 단점들이 있다.
첫째, 모든 종류의 섬유들이 그러하듯이, 폴리프로필렌 원사도 그 강도가 높을수록 그 수축율도 일반적으로 높다. 즉, 타포린용 원사에 요구되는 6.5 g/d 이상의 고강도를 갖는 통상의 폴리프로필렌 원사는 8% 이상의 고수축율을 갖게 된다. 폴리프로필렌 원사의 수축율이 4%만 초과하더라도, TPO 코팅을 위한 열처리 공정을 수행할 때 상기 직물의 불규칙적 수축으로 인한 복합재의 형태 변형(예를 들어, 주름 발생)이 야기된다.
둘째, 폴리프로필렌은 약 160℃의 낮은 융점을 갖기 때문에, TPO 코팅을 위한 열처리 공정을 수행할 때 상기 폴리프로필렌 직물이 손상될 위험이 있다.
따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 폴리프로필렌 원사의 제조방법, 폴리올레핀 기반의 복합재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 관점은, 6.5 g/d 이상의 강도 및 4% 이하의 건열수축율을 갖는 폴리프로필렌 원사를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 관점은, 직물과 코팅층의 분리 작업 없이 용이하게 재활용될 수 있는 폴리올레핀 기반의 복합재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 관점은, 폴리프로필렌 직물 상에 TPO를 코팅할 때 상기 직물의 손상을 방지하고 복합재의 형태 변형을 최소화할 수 있는 폴리올레핀 기반의 복합재 제조방법을 제공하는 것이다.
위에서 언급된 본 발명의 관점 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 설명되거나, 그러한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 본 발명의 일 관점에 따라, 용융액을 얻기 위하여, 12 g/10min 이하의 용융지수(Melt Index: MI)를 갖는 제1 폴리프로필렌 칩 100 중량부와 15 g/10min 이상의 용융지수를 갖는 제2 폴리프로필렌 칩 2 내지 25 중량부를 포함하는 혼합물을 용융시키는 단계; 상기 용융액을 다수의 홀들을 갖는 구금을 통해 압출하는 단계; 상기 용융액이 상기 구금의 홀들로부터 토출될 때 형성되는 다수의 필라멘트들을 냉각시키는 단계; 상기 냉각된 필라멘트들로 구성된 멀티필라멘트를 다단연신부를 이용하여 연신하는 단계; 및 상기 연신된 멀티필라멘트를 권취하는 단계를 포함하는, 폴리프로필렌 원사의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 따라, 6.5 g/d 이상의 강도 및 4% 이하의 건열수축율을 갖는 폴리프로필렌 원사를 경사 및 위사로 포함하는 직물; 및 상기 직물 상의 열가소성 폴리올레핀 층을 포함하는, 폴리올레핀 기반의 복합재가 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따라, 6.5 g/d 이상의 강도 및 4% 이하의 건열수축율을 갖는 폴리프로필렌 원사를 제조하는 단계; 폴리프로필렌 원사를 이용하여 직물을 제조하는 단계; 및 상기 직물 상에 열가소성 폴리올레핀 층을 형성하는 단계를 포함하는, 폴리올레핀 기반의 복합재 제조방법이 제공된다.
위와 같은 본 발명에 대한 일반적 서술은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.
본 발명에 의하면, 타포린용 원사에 요구되는 6.5 g/d 이상의 고강도를 가지면서도 4% 이하의 낮은 건열수축율을 갖는 폴리프로필렌 원사가 제공될 수 있다.
또한, 폴리프로필렌 직물 상에 TPO를 코팅할 때 상기 직물의 손상을 방지하고 주름 발생과 같은 복합재의 형태 변형을 최소화할 수 있다.
본 발명의 복합재는 폴리올레핀만으로 이루어져 있기 때문에 상기 복합재를 재활용할 때 직물과 코팅층을 분리할 필요가 없어 재활용에 필요한 시간 및 비용을 최소화할 수 있다.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리프로필렌 원사의 제조장치를 개략적으로 보여주고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리올레핀 기반의 복합재의 단면을 보여준다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 아래에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위한 예시적 목적으로 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내에 드는 변경 및 변형을 모두 포함한다.
이하에서는, 도 1을 참조하여 본 발명의 폴리프로필렌 원사의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 12 g/10min 이하, 바람직하게는 3 내지 11 g/10min의 용융지수(Melt Index: MI)를 갖는 제1 폴리프로필렌 칩과 15 g/10min 이상, 바람직하게는 30 g/10min 이상의 용융지수(MI)를 갖는 제2 폴리프로필렌 칩을 준비한다.
이어서, 상기 제1 폴리프로필렌 칩 100 중량부와 상기 제2 폴리프로필렌 칩 2 내지 25 중량부를 익스트루더(extruder)(110)에 함께 투입한다. 상기 제1 및 제2 폴리프로필렌 칩들의 혼합물이 상기 익스트루더(110) 내에서 용융됨으로써 폴리프로필렌 용융액이 얻어진다.
12 g/10min를 초과하는 용융지수(MI)를 갖는 폴리프로필렌 칩만으로 제조된 폴리프로필렌 원사는 타포린용 원사에 요구되는 6.5 g/d 이상의 강도를 갖지 못한다. 반면, 15 g/10min 미만의 용융지수(MI)를 갖는 폴리프로필렌 칩만으로 제조된 폴리프로필렌 원사는 4% 이하의 저수축율을 갖지 못한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, TPO 코팅을 위한 열처리 공정을 수행할 때 폴리프로필렌 직물이 손상되는 것을 방지하기 위하여, 내열제가 상기 제1 및 제2 폴리프로필렌 칩들의 혼합물과 함께 상기 익스트루더(110) 내에서 용융될 수 있다.
상기 내열제는 페놀계 난연제 및 인계 난연제 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 내열제의 첨가량은 상기 제1 폴리프로필렌 칩 100 중량부를 기준으로, 3 내지 10 중량부일 수 있다.
이어서, 상기 폴리프로필렌 용융액이 상기 익스트루더(110) 내의 스크류(미도시)에 의해 운반되고 다수의 홀들을 갖는 구금(120)을 통해 압출된다. 구금(120)의 홀 직경(D)에 대한 홀 길이(L)의 비율인 L/D는 2 내지 14일 수 있다. L/D가 2 미만이면 압출시 용융액의 탄성 거동 제어가 힘들게 됨으로써 방사성이 좋지 못하게 된다. 반면, L/D가 14를 초과하는 경우에는 구금(120)을 통과하는 용융액의 넥킹(necking) 현상에 의한 사절과 함께 압력강화에 따른 토출 분균일 현상이 발생할 수 있다.
폴리프로필렌 용융액이 구금(120)의 홀들로부터 토출되면서 방사온도와 실온 간의 차이에 의해 용융액의 고화가 시작되고 반고화 상태의 필라멘트들이 형성된다. 본 명세서에서는, 반고화 상태의 필라멘트들은 물론이고 고화가 완료된 필라멘트들 모두를 "필라멘트"라 통칭한다.
상기 폴리프로필렌 용융액이 상기 구금(120)의 홀들로부터 토출될 때 형성되는 다수의 필라멘트들은 히팅 후드(130)를 거쳐 냉각부(또는 "quenching zone")(140)에서 냉각됨으로써 완전 고화된다. 상기 히팅 후드(130)의 온도는 150 내지 250 ℃로 유지되며, 상기 필라멘트들의 냉각은 0.2 내지 1 m/sec 풍속의 냉각풍을 이용한 공냉 방식으로 수행될 수 있다.
상기 히팅 후드(130)의 온도가 150℃ 미만이면 후속 공정에서 형성되는 멀티필라멘트의 연신성이 저하된다. 반면, 상기 히팅 후드(130)의 온도가 250℃를 초과하면 폴리프로필렌의 분해가 유발되어 원사의 강력이 저하된다.
이어서, 냉각된 필라멘트들은 집속부(150)에 의해 집속됨으로써 멀티필라멘트를 형성한다. 이때, 방사유제가 상기 멀티필라멘트에 부여될 수 있다.
선택적으로, 상기 집속 단계 전에 MO(Metered Oiling) 또는 RO(Roller Oiling) 방식을 통해 상기 필라멘트들에 유제를 부여할 수도 있다.
이어서, 상기 멀티필라멘트를 다단연신부(160)에서 7 내지 9의 연신비로 연신된다. 본 발명의 다단연신부(160)는 3개 이상의 고뎃 롤러들을 포함한다. 예를 들어, 도 1에 예시된 바와 같이, 상기 다단연신부(160)는 제1 내지 제6 고뎃 롤러들(161, 162, 163, 164, 165, 166)을 포함할 수 있다.
상기 고뎃 롤러들(161, 162, 163, 164, 165, 166) 중 첫 번째 고뎃 롤러인 제1 고뎃 롤러(161)는 방사 속도 및 방사 드래프트율(draft ratio)을 결정한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 방사 속도[즉, 상기 제1 고뎃 롤러(161)의 선속도]는 300 내지 550 mpm이다. 상기 제1 고뎃 롤러(161)의 선속도가 300 mpm 미만이면 최종 권취속도가 지나치게 낮아져 생산성 향상을 기대할 수 없고, 상기 선속도가 550 mpm을 초과하면 높은 방사 장력 및 빠른 결정화로 인해 고배율의 다단 연신이 곤란하여 6.5 g/d 이상의 고강도를 발현할 수 없다.
상기 고뎃 롤러들(161, 162, 163, 164, 165, 166) 중 가장 빠른 선속도를 갖는 고뎃 롤러(이하, “연신 롤러”라 칭함)는 상기 제1 고뎃 롤러(161)와 함께 연신비(draw ratio)를 결정한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제5 고뎃 롤러(165)가 연신 롤러로서 2500 내지 4000 mpm의 가장 빠른 선속도를 가지며, 상기 제1 고뎃 롤러(161)의 속도에 대한 제5 고뎃 롤러(165)의 속도의 비율로 연신비가 결정된다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 연신비는 7 내지 9이다.
상기 연신비가 7 미만인 경우에는 타포린용 원사에 요구되는 6.5 g/d 이상의 고강도를 발현하기 어렵고, 상기 연신비가 9를 초과하는 경우에는 모우 발생 등으로 인한 사질 저하가 야기된다.
연신 중에 상기 멀티필라멘트의 열처리/열고정을 수행하기 위하여 연신 롤러인 상기 제5 고뎃 롤러(165)의 온도는 130 내지 170℃, 바람직하게는 140 내지 160℃일 수 있다. 연신 롤러에 감기는 횟수를 조절함으로써 멀티필라멘트가 연신 롤러에 체류하는 시간을 조절할 수 있고, 이를 통해 멀티필라멘트에 대한 적절한 열처리/열고정을 수행할 수 있다.
상기 열처리 온도가 130℃ 미만일 경우에는 폴리프로필렌 원사의 수축율이 지나치게 높아지고, 상기 열처리 온도가 170℃를 초과할 경우에는 절사가 야기될 수 있다.
상기 제1 내지 제6 고뎃 롤러들(161, 162, 163, 164, 165, 166) 중 마지막 고뎃 롤러인 제6 고뎃 롤러(166)는 릴렉스 롤러로서 기능을 하며, 연신 롤러인 상기 제5 고뎃 롤러(165)의 선속도보다 낮은 선속도(예를 들어, 2400 내지 3800 mpm)를 갖는다.
정리하면, 도 1에 예시된 본 발명의 일 실시예에 따른 다단연신부(160)의 제1 내지 제6 고뎃 롤러들(161, 162, 163, 164, 165, 166)의 선속도 및 온도는 다음과 같이 세팅될 수 있다.
i) 제1 고뎃 롤러(161): 300-550 mpm, 40-80℃
ii) 제2 고뎃 롤러(162): 400-650 mpm, 60-100℃
iii) 제3 고뎃 롤러(163): 1800-2300 mpm, 100-150℃
iv) 제4 고뎃 롤러(164): 2400-3500 mpm, 120-160℃
v) 제5 고뎃 롤러(165): 2500-4000 mpm, 130-170℃
vi) 제6 고뎃 롤러(166): 2400-3800 mpm, 80-120℃
이어서, 다단연신 및 열처리된 멀티필라멘트가 와인더(170)에 권취 됨으로써 본 발명의 폴리프로필렌 원사가 완성된다.
이와 같이 제조된 본 발명의 폴리프로필렌 원사는 6.5 g/d 이상의 강도 및 4% 이하의 건열수축율을 갖는다. 또한, 본 발명의 폴리프로필렌 원사는 28 내지 192개의 필라멘트들을 포함하고 500 내지 1500 데니어의 총섬도를 가질 수 있다.
이하에서는, 도 2를 참조하여, 상기 폴리프로필렌 원사로 제조된 본 발명의 폴리올레핀 기반의 복합재 및 그 제조방법의 실시예들을 구체적으로 설명한다.
도 2에 예시된 바와 같이, 본 발명의 폴리올레핀 기반의 복합재(200)는 직물(210) 및 상기 직물(210) 상의 열가소성 폴리올레핀(TPO) 층(220)을 포함한다.
도 2에는 상기 직물(210)의 양면 상에 TPO 층(220)이 형성된 실시예가 예시되어 있으나, 본 발명은 이것으로 국한되지 않으며 TPO 층(220)이 상기 직물(210)의 일면 상에만 형성될 수도 있다.
상기 직물(210)은 6.5 g/d 이상의 강도 및 4% 이하의 건열수축율을 갖는 본 발명의 폴리프로필렌 원사를 경사(210a) 및 위사(210b)로 포함한다. 상기 경사(210a) 및 위사(210b)의 밀도는 각각 5 내지 20 th/inch일 수 있다.
경사(210a) 및/또는 위사(210b)의 밀도가 5 th/inch 미만일 경우, 복합재(200)의 인장강도를 향상시키는 상기 직물(210)의 기능이 제대로 수행될 수 없다. 반면, 경사(210a) 및/또는 위사(210b)의 밀도가 20 th/inch를 초과할 경우에는 직물(210) 내 공극들의 크기가 작아져 TPO 층(220)과 직물(210) 사이의 접착력이 저하된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 TPO 층(220)은 상기 직물(210)과 동일한 재질인 폴리프로필렌을 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 폴리올레핀 기반의 복합재(200)를 제조하는 방법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 6.5 g/d 이상의 강도 및 4% 이하의 건열수축율을 갖는 본 발명의 폴리프로필렌 원사를 상술한 방법으로 제조한다.
이어서, 상기 폴리프로필렌 원사를 이용하여 직물(210)을 제조한다. 상술한 바와 같이, 상기 직물(210)의 경사(210a) 및 위사(210b) 밀도는 각각 5 내지 20 th/inch일 수 있다.
이어서, 상기 직물(210) 상에 TPO 층(220)을 형성한다. 상기 TPO 층(220)은 나이프 코팅 방식, 딥(dip) 코팅 방식, 또는 필름 라미네이팅 방식 등을 통해 상기 직물(210) 상에 형성될 수 있다. 상기 방식들 중 어떤 방식을 적용하더라도 상기 직물(210)과 TPO 층(220) 사이의 접착력 향상을 위한 열처리 공정이 수행되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 TPO 층(220) 형성을 위해 수행되는 상기 열처리 공정 중에 상기 직물(210)이 손상되는 것을 방지하기 위하여, 상기 열처리 공정은 상기 폴리프로필렌 원사의 융점보다 낮은 온도, 예를 들어 160℃ 미만에서 비교적 장시간 동안 수행될 수 있다.
예를 들어, 2장의 TPO 필름들 사이에 상기 직물(210)을 개재한 후 140 내지 159℃의 캘린더링 롤을 이용하여 적층물을 압착함으로써 본 발명의 복합재(200)가 얻어질 수 있다.
상기 직물(210)을 구성하는 본 발명의 폴리프로필렌 원사가 4% 이하의 낮은 건열수축율을 갖기 때문에, 상기 열처리 공정에도 불구하고 주름 발생과 같은 복합재(200)의 형태 변형을 최소화할 수 있다.
선택적으로, 상기 직물(210)과 TPO 층(220) 사이의 접착력 향상을 위하여, 본 발명의 방법은, 상기 TPO 층(220)을 형성하기 전에, 상기 직물(210) 및/또는 TPO 필름의 표면을 개질하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 표면 개질은 실란 화합물 처리, 플라즈마 처리, 및 코로나 처리 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다.
이와 같이 제조된 본 발명의 복합재(200)는 폴리올레핀만으로 이루어져 있기 때문에 상기 복합재(200)를 재활용할 때 직물(210)과 TPO 층(220)을 분리할 필요가 없어 재활용에 필요한 시간 및 비용을 최소화할 수 있다.
이하, 실시예들 및 비교예들을 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐으로 이것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되어서는 안된다.
폴리프로필렌 원사의 제조
실시예 1
도 1에 예시된 장치를 이용하여 192 개의 필라멘트들을 포함하고 1000 데니어의 총섬도를 갖는 폴리프로필렌 원사를 제조하였다.
구체적으로, 10 g/10min의 용융지수(MI)를 갖는 제1 폴리프로필렌 칩(MI10) 100 중량부와 34 g/10min 이상의 용융지수(MI)를 갖는 제2 폴리프로필렌 칩(MI34)을 10 중량부를 익스트루더(110)에 투입하여 용융시킨 후, 폴리프로필렌 용융액을 구금(120)을 통해 압출하였다.
구금(120)으로부터 토출되면서 형성된 필라멘트들은 히팅 후드(130)를 거쳐 냉각부(140)에서 0.3 m/sec의 풍속의 냉각풍에 의해 냉각되었고, 집속기(150)에 의해 멀티필라멘트로 집속되어 6개의 고뎃 롤러들(161-166)을 포함하는 다단연신부(160)로 이동하였다. 상기 고뎃 롤러들(161-166)의 선속도 및 온도는 다음과 같이 세팅되었다.
i) 제1 고뎃 롤러(161): 480 mpm, 40℃
ii) 제2 고뎃 롤러(162): 580 mpm, 70℃
iii) 제3 고뎃 롤러(163): 2200 mpm, 110℃
iv) 제4 고뎃 롤러(164): 3000 mpm, 150℃
v) 제5 고뎃 롤러(165): 3450 mpm, 150℃
vi) 제6 고뎃 롤러(166): 3300 mpm, 90℃
상기 다단연신부(160)를 통해 연신 및 열처리된 멀티필라멘트를 와인더(170)에 권취함으로써 폴리프로필렌 원사를 완성하였다.
비교예 1
10 g/10min의 용융지수(MI)를 갖는 상기 제1 폴리프로필렌 칩(MI10)만을 익스트루더(110)에 투입하여 용융시켰다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 원사를 완성하였다.
비교예 2
34 g/10min의 용융지수(MI)를 갖는 상기 제2 폴리프로필렌 칩(MI34)만을 익스트루더(110)에 투입하여 용융시켰다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 원사를 완성하였다.
상술한 실시예 및 비교예들의 폴리프로필렌 원사의 강도 및 건열수축율을 아래의 방법들에 의해 각각 측정/산출하였고, 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.
* 폴리프로필렌 원사의 강도
ASTM D885 방법에 따라, 인스트론사(Instron Engineering Corp, Canton, Mass)의 만능인장시험기를 이용하여 폴리프로필렌 원사의 강도(g/d)를 측정하였다.
* 폴리프로필렌 원사의 건열수축율
ASTM D885 방법에 따라, 시편의 최초 길이(L1) 및 130℃ 오븐에서 15분 경과 후 상기 시편의 길이(L2)를 각각 측정한 후, 아래의 식에 의해 폴리프로필렌 원사의 건열수축율(%)을 산출하였다.
건열수축율(%) = [(L1 - L2)/L1] × 100
실시예 1 비교예 1 비교예 2
폴리프로필렌 칩 MI10 + MI34 MI10 MI34
원사 강도 (g/d) 6.5 8.0 5.0
원사 건열수축율(%) 3.9 10 3
복합재 제조
실시예 2
실시예 1의 폴리프로필렌 원사를 이용하여 10 th/inch의 경사밀도 및 위사밀도를 갖는 직물을 제조하였다. 이어서, 2장의 폴리프로필렌 필름들 사이에 상기 직물을 개재한 후 148℃의 캘린더링 롤을 이용하여 적층물을 압착함으로써 복합재를 완성하였다.
실시예 3
캘린더링 롤의 온도가 165℃이었다는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 복합재를 완성하였다.
비교예 3
실시예 1의 폴리프로필렌 원사 대신에 비교예 1의 폴리프로필렌 원사를 이용하였다는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 복합재를 완성하였다.
비교예 4
실시예 1의 폴리프로필렌 원사 대신에 비교예 2의 폴리프로필렌 원사를 이용하였다는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 복합재를 완성하였다.
상술한 실시예들(2 & 3) 및 비교예들(3 & 4)의 복합재의 강도를 아래의 방법에 의해 각각 측정함과 동시에 주름 발생 여부를 관찰하였고, 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
* 복합재의 강도
ISO 13934-1 시험법을 이용하여 복합재의 강도를 측정하였다.
실시예 2 실시예 3 비교예 3 비교예 4
원사 강도 (g/d) 6.5 6.5 8.0 5.0
건열수축율(%) 3.9 3.9 10 3
복합재 강도 (N/mm) 40.7 37.1 35.4 24.2
주름 발생 여부 no no yes yes
110: 익스트루더 120: 구금
130: 히팅 후드 140: 냉각부
150: 집속부 160: 다단연신부
161: 제1 고뎃 롤러 162: 제2 고뎃 롤러
163: 제3 고뎃 롤러 164: 제4 고뎃 롤러
165: 제5 고뎃 롤러 166: 제6 고뎃 롤러
170: 와인더 200: 폴리올레핀 기반의 복합재
210: 직물 220: 코팅층

Claims (12)

  1. 용융액을 얻기 위하여, 12 g/10min 이하의 용융지수(Melt Index: MI)를 갖는 제1 폴리프로필렌 칩 100 중량부와 15 g/10min 이상의 용융지수를 갖는 제2 폴리프로필렌 칩 2 내지 25 중량부를 포함하는 혼합물을 용융시키는 단계;
    상기 용융액을 다수의 홀들을 갖는 구금을 통해 압출하는 단계;
    상기 용융액이 상기 구금의 홀들로부터 토출될 때 형성되는 다수의 필라멘트들을 냉각시키는 단계;
    상기 냉각된 필라멘트들로 구성된 멀티필라멘트를 다단연신부를 이용하여 연신하는 단계; 및
    상기 연신된 멀티필라멘트를 권취하는 단계를 포함하는,
    폴리프로필렌 원사의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    내열제가 상기 혼합물과 함께 용융되는,
    폴리프로필렌 원사의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 폴리프로필렌 칩 100 중량부를 기준으로, 3 내지 10 중량부의 상기 내열제가 상기 혼합물과 함께 용융되는,
    폴리프로필렌 원사의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내열제는 페놀계 내열제 및 인계 내열제 중 적어도 하나를 포함하는,
    폴리프로필렌 원사의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연신 단계와 동시에 상기 멀티필라멘트를 열처리하는 단계를 더 포함하는,
    폴리프로필렌 원사의 제조방법.
  6. 6.5 g/d 이상의 강도 및 4% 이하의 건열수축율을 갖는 폴리프로필렌 원사를 경사 및 위사로 포함하는 직물; 및
    상기 직물 상의 열가소성 폴리올레핀 층을 포함하는,
    폴리올레핀 기반의 복합재.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리올레핀 층은 폴리프로필렌을 포함하는,
    폴리올레핀 기반의 복합재.
  8. 6.5 g/d 이상의 강도 및 4% 이하의 건열수축율을 갖는 폴리프로필렌 원사를 제조하는 단계;
    폴리프로필렌 원사를 이용하여 직물을 제조하는 단계; 및
    상기 직물 상에 열가소성 폴리올레핀 층을 형성하는 단계를 포함하는,
    폴리올레핀 기반의 복합재 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리올레핀 층을 형성하기 전에, 상기 직물의 표면을 개질하는 단계를 더 포함하는,
    폴리올레핀 기반의 복합재 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 직물의 표면 개질은 실란 화합물 처리, 플라즈마 처리, 및 코로나 처리 중 적어도 하나를 이용하여 수행되는,
    폴리올레핀 기반의 복합재 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리올레핀 층 형성 단계는, 상기 폴리프로필렌 원사의 융점보다 낮은 온도에서 수행되는,
    폴리올레핀 기반의 복합재 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리올레핀 층 형성 단계는 160℃ 미만에서 수행되는,
    폴리올레핀 기반의 복합재 제조방법.
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