KR870000532B1 - 올레핀 중합체의 세데니어 섬유 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 다른 폴리올레핀계 섬유를 능가하는 이점을 갖는 선상 저밀도 폴리에틸렌 공중합체(LLDPE)로부터 제조된 세데니어 섬유 및/또는 멀티필라멘트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
고분자량의 올레핀 중합체 및 공중합체를 제조하는 방법에는 기본적으로 두가지 중합방법이 있다. 가장 오래된 상용의 기술에 따르면 고온고압 및 과산화물과 같은 자유래디칼 개시제를 사용하여 통상저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로 알려진 중합체를 제조한다. 이들은 또한 고압폴리에틸렌(HPPE) 및 ICI-형 폴리에틸렌으로도 알려져 있다. 이러한 LDPE중합체는 중합체주쇄(backbone)로부터 분지된 중합체화 단량체의 측쇄를 함유하며, 통상밀도는 0.910 내지 0.935gms/cc이다.
다른 상용 기술은 "지글러(ziegler)" 또는 "필립스(phillips)"형의 조절 촉매를 사용하며, 나타형(Natta Type)과 같은 지글러형의 변형도 사용된다. 이러한 촉매는 고압에서도 사용될 수 있으나, 통상 저압 또는 중압에서 사용된다. 이들 조절 촉매로 제조된 생성물은 중합체 주쇄로부터 펜던트된 중합체와 단량체의 분지쇄가 거의 없기 때문에 통상 "선상"중합체로서 공지되어 있다. 이들은 또한 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 공지되어 있다. 그러한 선상 폴리에틸렌(HDPE)의 밀도는 통
본 발명은 이들 "선상"중합체의 변형, 특히 에틸렌이 알켄몰당 3 내지 12개, 바람직하게는 4 내지 8개의 탄소를 갖는 소량의 알파, 베타-에틸렌성 불포화 알켄과 중합된 "선상" 에틸렌 중합체에 관한 것이다. 알켓 공중합체의 양은 중합체상의 알킬 측쇄로 인하여 밀도범위가 LDPE와 근사한 중합체의 밀도를 제공하기에 충분한 것이다. 이들 중합체는 "선상"중합체로 분류되지만, 통상 편리하게 "선상 저밀도 폴리에틸렌)"(LLDPE)로 칭한다.이들은 통상의 HDPE 단일중합체에서 볼 수 있는 강도, 결정화도 및 신도를 갖는 한편 강성 및 저모듈러스와 같은 LDPE의 특성도 나타낸다.
본 발명은 또한 에틸렌공중합체의 세(細)데니어 섬유 및 멀티-필라멘트에 관한 것이다. 미합중국 특허 제4,181,762호, 제4,258,097호 및 제4,365,220호에는 가장 적합한 섬유가 기술되어 있으며, 미합중국 특허 제4,076,698호에는 모노필라멘트의 압출 및 LLDPE 중합체를 제조하는 방법이 기술되어 있다. 참조문헌에는 인조(man-made)열가소성 섬유를 포함한 섬유 및 필라멘트에 대하여 기술되어 있다. [참조 : (a) Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Interscience, New York, Vol. 6(1967) pp. 505~555 and Vol. 9(1968) pp. 403~440 ;
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(d) Man Made Fibres, by R.W. Moncrieff, published by John Wiley & Sons, London/New York, 1975 ;
(e) Kirk-Othmer Eneyclopedia of Chemical Technology, Vol.16 for "Olefin Fibers", published by John Wiley & Sons, New York, 1981, 3rd Edition].
본 발명은 또한 에틸렌과 적어도 하나의 C3내지 C12알파-올레핀과의 선상 저밀도 공중합체(LLDPE)로 이루어지는 세 데이너 섬유 및/또는 멀티-필라멘트를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 부직물, 직물, 편직물 및 혼성섬유상 구조물에 적용될 수 있다. 예를들면, 기저귀 내용물, 생리대, 의료용 직물, 쉬이팅(sheeting), 드레이프(drape), 1회용 의류, 보호의류, 실외용직물, 산업용직물, 그물, 자루, 막, 필터, 로우프, 밧줄 및 기타 섬유상 제품일 수 있다. 본 발명의 LLDPE섬유 및 멀티-필라멘트는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에스테르 및 나일론과 비교하면 유연성, 낮은 열비틀림온도, 넓은 열접착범위, 드로우 다운, 주위환경에 대한 내균열성, 용융강도, 신도, 고탄성회복성, 이온화복사(ionizing radiation)에 대한 안정성, 및 피브릴화에 대한 저항성등이 우수하다. 후자의 수지로부터 제조된 필라멘트 및 섬유로도 어떠한 특성은 얻어지지만, 기타의 여러 특성들이 소실되거나 결여된다. 따라서, 본 발명은 독특하게 조합된 특성을 갖는 섬유를 제공한다. 멀티-필라멘트 및 세데니어 섬
섬유 및 필라멘트 업계에서 통상 사용되는 용어에 따라, 본 명세서에서 사용되는 용어는 다음과 같이 정의 한다 :
"멀티-필라멘트"(a.k.a. multifil)는 통상 적어도 3개, 바람직하게는 적어도 약 15 내지 100개의 섬유, 경우에 따라 수백 또는 수천의 섬유를 함유하는 섬유속으로 형성되는 동시 방사된 세 데니어 필라렌트를 칭한다.
실제로 어떠한 열 가소성 중합체도 굵은 섬유 가닥 또는 모노필라멘트로 방사할 수 있지만, 폴리에틸렌 및 특정 에틸렌 공중합체와 같은 중합체는 세 데니어 섬유 또는 멀티 필라멘트의 제조에 적합치 않다. 업자들은 15데니어의 멀티-필라멘트사를 제조하는 것보다 15데니어의 굵은 모노필라멘트사를 제조하는 것이 더 용이
본 발명은 멀티-필라멘트 및 세 데니어 섬유의 제조를 위해 특수한 종류의 수지를 사용하며, 섬유의 기하 형태는 수지 및 공정의 특성을 통하여 나타나게 되는 특수한 특성 또는 결합된 특성을 발휘한다. 선상 저밀도 폴리에틸렌 공중합체(LLDPE)로서 분류되는 수지는 폴리프로필렌(PP), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로부터 제조된 섬유상 생성물과 비교하여 개선된 물성을 갖는 멀티-필라멘트 및 세 데니어 섬유가 수득된다. LDPE 및 HDPE는 모노필라멘트를 형성하기에는 유용하지만, 통상 멀티-필라멘트 또는 세 데니어 섬유 제조용으로는 적합치 않다. LLDPE 멀티-필라멘트 및 세 데니어 섬유는 유연성과 같은 촉감이 더 우수하고, 공정상의 잇점이 있으며, 수지의 특성에 의하여 선택적으로 증가시킬 수 있는 사용 특성을 보유하고 있다.
소정 분자량의 수지에 있어서, 용융지수로부터 알수 있는 바와 같이 LLDPE필라멘트 성형은 HDPE 또는 PP로 제조하는 것보다 멜트 프렉취 및 과도한 대(die)의 팽윤과 같은 불안정성에 영향을 덜 받는다. 이러한 조건하에서, LLDPE수지는 LDPE, HDPE 및 PP에 비해 더 우수한 용융강도를 유지하는 동시에 드로우다운(drawdown)이 증가되며 세 데니어 멀티 필라멘트로 성형할 수 있다.
본 발명의 LLDPE필라멘트는 저온에서 고연신비로 용이하게 연신할 수 있는
LLDPE멀티-필라멘트 및 세 데니어 섬유는 현재 폴리에스테르 스테이플 웹으로 제조하는 1회용 기저귀 안감과 같은 부직 용도로 특히 적합하다. PP섬유 웹도 사용할 수 있으며, 유연성 및 가격상의 잇점으로 폴리에스테르와 대체 사용할 수 있다. 본 발명의 LLDPE섬유는 PP섬유보다 더 유연하며, 수지의 가격도 비슷하다. LLDPE생성물을 PP를 능가하는 잇점을 제공한다. LLDPE섬유는 상당히 높은 유연성으로 인하여 PP만큼 세 섬유를 필요로 하지는 않는다. 이는 세 데니어의 필라멘트(2데니어 미만)가 제조하기 어렵기 때문에 제조상의 장점도 제공한다. 그러나, 본 발명의 LLDPE섬유는 낮은 데니어(1데니어 미만)의 개개 필라멘트를 사용하여 초미세 데니어 및 멀티 필라멘트로 제조될 수 있다. LLDPE의 열적 결합 특성으로 이들로 제조된 섬유는 통상 폴리에틸렌 필름으로 된 기저귀배판에 직접 열접착되는 반면 PP 및 폴리에스테르는 통상접착제로 접착시켜야 한다. 그외의 잇점은 LLDPE제조공
본 발명에 사용되는 LLDPE중합체는 C3내지 C12알파올레핀, 특히 C3내지 C10알파올레핀, 바람직하게는 C4내지 C8알파-올레핀, 더욱 바람직하게는 옥텐-1과 같은 중합체 쇄를 따라 단량체 단위가 공중합된 것이다. 상기한 알파-올레핀 코모노머의 혼합물은 본 발명의 범위내에서 1-부텐/1-옥텐/1-헥센 또는 1-부텐/1-옥텐과 같은 것들이다. 중합체 쇄에서 밀도가 0.86 내지 0.94%, 바람직하게는 0.90 내지 0.94%인 코모노머의 양은 에틸렌과 공중합된 코모노머(또는 코모노머의 혼합물)에 따라 결정된다. 통상 약 1중량% 내지 30중량%의 코모노머가 바람직한 범위내의 밀도를 제공한다. 즉, 저탄소함유 알파-올레핀(예를들면, 프로필렌)이 고탄소함유 알파-올레핀(예를들면, 도데센)보다 몰기준으로 더 많이 사용하여 소정의 밀도로 변화시켜 제조한다.
ASTM D-1238(E)에 따라 측정한 LLDPE중합체의 용융지수(a.k.a. 용융유동치)는 바람직하게는 0.01 내지 400gms/10min, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 300gms/10min, 가장 바람직하게는 6 내지 300gms/10min이다.
본 발명의 에틸렌/알파-올레핀 공중합체, 즉 LLDPE는 용융, 용액, 또는 복합방사 공정으로 멀티-필라멘트 및 세 데니어 섬유로 제조된다. 용융방사법은 바람직한 제조방법이다. 세 데니어 섬유는 용융 취입 및 스프레이 방사법으로 직접 성형하거나 연속 필라멘트 생성물을 절단하여 제조할 수 있다. 세 데니어 필라멘트는 통상의 용융 방사법으로 연신후 또는 제조 즉시 또는 제조후에 팩키지로 수집되어
본 발명은 다른 섬유 물질에서는 얻을 수 없는 특성 및 특성이 결합된 세 데니어 필라멘트, 섬유 및 직물과 같은 섬유상 생성물을 제공한다. 본 발명의 섬유는 폴리프로필렌 및 폴리에스테르 섬유를 능가하는 특성 뿐 아니라 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌 및 나일론 섬유를 능가하는 장점이 있다. 기타의 장점으로는 본 발명은 유연한 섬유상 생성물이 수득되며, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 보다 더 낮은 열접착 특성이 있다. 본 발명의 섬유는 폴리프로필렌보다 이온화 복사에 더 안정하고, 피브릴화에 대한 저항성이 더 크며, 폴리에스테르 및 나일론 보다 화학적인 분해에 저항성이 더 크다.
다음 실시예는 본 발명의 특정 태양을 나타내는 것이다.
[실시예 1]
6.0의 용융지수 및 0.919gms/cc의 밀도를 갖는 에틸렌/옥텐 공중합체를 230
[실시예 2]
1.5데니어의 PP섬유에 필적하는 촉감을 갖는 실시예 1에서의 14데니어 멀티 필라멘트를 스테이플 섬유로 절단한다. 스테이플 섬유를 카드기, 가네트(Garnett) 및 란도 웨버(Rando webber)상에서 처리하여 부직웹을 형성한다. 섬유는 경량이므로 유연한 웨브가 수집된다.
[실시예 3]
LLDPE스테이플 세 데니어 섬유의 샘플을 면 및 폴리에스테르 섬유와 혼방하고, 혼합물을 다양하게 열접착시킨다. 신속히 결합시키고, LLDPE섬유를 완전히 압착하여 부분적으로 필름을 형성하거나, 섬유 연결부위의 접촉점을 융해시킨다. 우수한 촉감을 갖는 접촉점 결합된 샘플은 모든 경우에 강한 결합을 나타낸다.
[실시예 4]
불안정한 LLDPE(14데니어) 및 HDPE(25데니어)필라멘트 샘플에 Co60방사원으로 시간당 0.2Mrad의 속도로 감마선을 2Mrad 조사시킨다. LLDPE는 인장력에 손실이 없으나, HDPE샘플은 인장강도(강인성) 및 선도가 감소한다.
[실시예 5]
50.0의 용융지수 및 0.926gms/cc의 밀도(LLDPE)를 갖는 에틸렌/옥텐 중합체를 180℃에서 연속 멀티-필라멘트 형태로 용융 압출시킨다. 필라멘트 속을 고속기류로 세장화하여 직경이 8마이크론인 섬유를 얻는다. 이러한 초미세데니어 또는 저 데니어 섬유, 즉 속중의 필라멘트당 0.4데니어인 섬유를 동일한 방법으로 얻을 수 있다.
[실시예 6]
용융지수가 6.75이고, 밀도가 0.919gms/cc인 저밀도 폴리에틸렌, 즉 LDPE를 멀티-필라멘트속을 제조하기 위해 사용한다. LDPE는 34공의 방사구금을 통하여 용융 방사한다. 생성된 필라멘트는 매우 불균일하고, 방사속도가 필라멘트 파열로 인하여 186m/min의 저속으로 제한된다. 멀티필라멘트를 형성하기 위해 제조된 각 LDPE필라멘트의 최소 데니어는 65데니어이다. 따라서, LDPE는 세 데니어 필라멘트 또는 멀티 필라멘트의 제조용으로 적합치 않다.
Claims (11)
- 에틸렌과 적어도 하나의 C3내지 C12알파-올레핀과의 선상저밀도 공중합체로 이루어지는 세 데니어 섬유 및/또는 멀티-필라멘트 조성물.
- 제1항에 있어서, 알파-올레핀이 적어도 하나의 C4내지 C8알파-올레핀이며, 공중합체의 1 내지 30중량%를 구성하는 조성물.
- 제1항에 있어서, 공중합체의 밀도가 0.86 내지 0.94gms/cc이고, ASTM D-1238(E)법으로 측정한 용융 유동지수가 0.01 내지 400g/10분인 조성물.
- 제1항에 있어서, 공중합체의 밀도가 0.90 내지 0.94gms/cc이고, ASTM D-1238(E)법으로 측정한 용융 유동지수가 6 내지 300g/10분인 조성물.
- 제1항에 있어서, 알파-올레핀이 1-옥텐으로 이루어지는 조성물.
- 제1항에 있어서, 알파-올레핀이 2 또는 그 이상의 C3내지 C12알파 올레핀으로 이루어지는 조성물.
- 제1항에 있어서, 알파-올레핀이 1-옥텐 및 1-부텐으로 이루어지는 조성물.
- 제1항에 있어서, 세 데니어 섬유 및/또는 멀티 필라멘트가 14데니어 또는 그 미만인 조성물.
- 밀도가 0.86 내지 0.94gms/cc이고, ASTM D-1238(E)법에 의해 측정한 용융지수가 0.01 내지 400gms/10분인, 에틸렌과 적어도 하나의 C3내지 C12인 알파올레핀의 선상저밀도 공중합체로 이루어지며, 필라멘트속, 부직 웹, 직물, 편직물 또는 스테이플 섬유를 구성하는 세 데니어 섬유 또는 멀티-필라멘트 조성물.
- 제9항에 있어서, 다른 종류의 섬유와 혼방된 형태인 조성물.
- 용융, 용액, 또는 복합 방사법으로 에틸렌 공중합체의 세 데니어 섬유 및/또는 멀티-필라멘트를 제조하는 방법에 있어서, 공중합체가 밀도는 0.86 내지 0.94g/cc이고, ASTM D-1238(E)법에 의해 측정한 용융유동지수는 0.01 내지 400g/10분인, 에틸렌과 적어도 하나의 C3내지 C12알파-올레핀과의 선상저밀도 공중합체 임을 특징으로 하는 방법.
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