KR0138657B1 - 선형 폴리에틸렌의 블렌드로부터 제조한 스펀본드 웹 또는 스펀본드 부직포 및 이들의 제조방법 - Google Patents

선형 폴리에틸렌의 블렌드로부터 제조한 스펀본드 웹 또는 스펀본드 부직포 및 이들의 제조방법

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Abstract

내용없음.

Description

선형 폴리에틸렌의 블렌드로부터 제조한 스펀본드 웹 또는 스펀본드 부직포 및 이들의 제조방법
선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)은 선형 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 제조하는데 사용된 바와 동일한 방법을 배위 촉매를 사용하여 제조된 에틸렌 중합체이고, 실질적으로 에틸렌과 하나 이상의 고급 α-올레핀과의 공중합체이다. 선형 폴리에틸렌이란 표현에는 에틸렌과 공중합된, 탄소수가 3 내지 12인 하나 이상의 고급 α-올레핀을 0 내지 약 30% 갖는 폴리에틸렌이 포함된다. 실질적인 양의 하나 이상의 고급 α-올레핀을 함유하는 선형 폴리에틸렌은, 중합체 쇄에 고급 α-올레핀이 존재하기 때문에, 공단량체를 함유하지 않은 폴리에틸렌보다 밀도가 낮을 것이다.
EPO 제8510380.5호에는, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)은 용융 방사에 의해 섬유로 제조될 수 있으며 매우 가느다란 섬유가 제조될 수 있다는 것이 공지되어 있다.
미합중국 특허 제4578414호에는 LLDPE를 포함하여, 폴리에틸렌의 습윤성 섬유는 내부에 특정한 습윤제가 혼입된 폴리에틸렌으로부터 제조될 수 있다는 것이 공지되어 있다.
예를 들면, 미합중국 특허 제4076689호에는, LLDPE가 모노필라멘트로서 압출된 후 냉연신될 수 있는 LLDPE의 제조방법이 기술되어 있다. 이는 네틸렌과 하나 이상의 다른 고급 α-올레핀과의 공중합체로서 제시되어 있다. LLDPE의 밀도는 공중합체중의 고급 α-올레핀의 쇄 장(chain length)과 양에 따라 달라진다.
LLDPE가 섬유 제조에 적합한 중합체로서 시장에 소개되어 있으나, LLDPE의 모든 변형체 및 유도체가 스펀본드 섬유(spun-boned fiber)의 상품용으로 완전히 적합하지는 않으며 스펀본드 부직포(spun-boned fabric)의 강도는 일반적으로 스펀본드 폴리프로필렌 섬유로부터 제조된 직물보다 훨씬 더 낮은 것으로 공지되어 있다. 미합중국 특허 제4644045호에는, 스펀본드 웹(spun-boned web)의 제조에 적합한 LLDPE 특성의 임계범위가 매우 협소하다는 것과 각종 중합체 특성의 측정방법이 기재되어 있다.
LLDPE 중합체의 제조분야에서 LLDPE의 밀도는 에틸렌과 공중합되는 올레핀 공단량체의 양 및 종류에 의해 영향을 받으며, 어느 정도까지는 반응조건 및 사용된 촉매에 의해 영향을 받는다는 것이 공지되어 있다. 예를 들면, 공중합체중의 프로필렌의 소정의 몰%는 폴리에틸렌의 밀도를 고급 올레핀 공단량체의 동일한 몰%보다 낮게 감소시킨다. 또한, MFR(용융유량)은 어느 정도까지는 공중합체중의 올레핀 공단량체의 종류 및 양에 의해 영향을 받으며 어느 정도까지는 사용된 배위 촉매, 중합 조건 및/또는 중합반응 동안에 존재할 수 있는 텔로겐 또는 쇄 조절제 또는 다른 반응물에 의해 영향을 받는다.
당해 기술 분야에서 선형 폴리에틸렌(LLDPE 중합체를 포함함)과 유리 라디칼 촉매를 사용하여 제조되고 일반적으로 LLDPE(저밀도 폴리에틸렌)로서 언급되며 과거에는 ICI형 폴리에틸렌과 HPPE(고압 폴리에틸렌)으로도 공지되었던 측쇄 에틸렌 중합체 사이에는 중요한 차이가 있음이 공지되어 있다. 본원에는 선형 폴리에틸렌이 상세히 기술되어 있다.
이제 본 발명의 발명자에 의해, 특정 특성을 갖는 선형 폴리에틸렌, 특히 LLDPE의 블렌드(blend)는 놀랍게도 스펀본드 웹의 제조에 매우 적합하며 폴리프로필렌의 스펀본드 웹에서 수득할 수 있는 제품보다 강도가 더 높은 생성물을 제공하며, 또한 브랜드는 스테이플 섬유와 같은 기타 형태의 섬유 및 이들로부터 제조된 제품의 제조에 특히 적합하다는 것이 밝혀졌다.
한 가지 양태에 있어서, 본 발명은 고분자량의 선형 폴리에틸렌, 특히 LLDPE 중합체를 저분자량의 선형 폴리에틸렌과 블렌딩함으로써 섬유 제조 성능을 증진시키는 방법을 제공한다.
또 다른 양태에 있어서, 본 발명은 통상의 공정으로 스펀본딩시키기에 특히 적합한, 고분자량 및 저분자량의 선형 폴리에틸렌, 특히 LLDPE의 블랜드에 관한 것이다.
또 다른 양태에 있어서, 본 발명은 특히 중합체들 중의 하나 또는 둘 다가 LLDPE 유도체인 고분자량 선형 폴리에틸렌과 저분자량 선형 폴리에틸렌과의 블렌드를 사용함으로써 선형 폴리에틸렌의 스펀본드 웹 및 직물의 강도를 증진시키는 방법을 제공한다. 가장 바람직하게는, 선형 중합체는 둘 다 LLDPE 유도체이다.
고분자량의 선형 폴리에틸렌, 특히 LLDPE와 저분자량의 선형 폴리에틸렌, 특히 LLDPE가 균일하게 블렌딩되어 섬유 제조에 사용되는 블렌드는 선형 폴리에틸렌, 특히 LLDPE 유도체에서 기대할 수 있는 양호한 태깔, 유연성 및 드레이프성(drape)을 나타낼 뿐만 아니라, 통상의 공정에 매우 적합한 방사속도에서 제조된 스펀본드 웹(부직포)의 강도는 매우 크다.
본 발명의 블렌드의 고분자량 부분은 사용된 LLDPE 수지는 에틸렌과 공중합되어 0.91 내지 0.96g/cm3의 범위의 밀도를 제공하기에 충분한 양으로 C3내지 C12의 올레핀 공단량체를 함유하여 MFR 값이 25g/10분 미만, 바람직하게는 20g/10분 미만인 LLDPE 수지 중의 어느 하나일 수 있다. 바람직하게는, 공단량체는 부텐-1, 헥센-1, 4-메틸 펜텐-1, 옥텐-1 등, 특히 옥텐-1과 같은 C4내지 C8의 올페핀이며, 부텐/옥텐 또는 헥센/옥텐과 같은 올레핀들의 혼합물일 수 있다. 위에서 언급한 MFR 범위는 또한 공단량체를 함유하지 않는 선형 폴리에틸렌에 적용된다.
당해 블렌드의 저분자량 부분으로 사용되는 LLDPE 수지는 에틸렌과 공중합되어 0.91 내지 0.96g/cm3의 밀도를 제공하기에 충분한 양의 C3내지 C12올레핀 공단량체를 함유하며 MFR 값이 25g/10분 이상, 바람직하게는 40g/10분 이상인 LLDPE 수지 중의 어느 하나일 수 있다. 바람직하게는, 공단량체는 부텐-1, 헥센-1, 4-메틸 펜텐-1, 옥텐-1 등, 특히 옥텐-1과 같은 C4내지 C8의 올레핀이며 부텐/옥텐 또는 헥센/옥텐과 같은 올레핀들의 혼합물일 수 있다. 위에서 언급한 MFR범위는 또한 공단량체를 함유하지 않은 선형 폴리에틸렌에 적용된다.
중합체의 용융유량(MFR)은 달리 명시하지 않는 한, 조건 E(aka 190/2.16)를 사용하는 ASTM D-1238에 따라 측정하며 이는 10분내에 용융지수 배럴(melt index barel)의 오리피스(orifice)로부터 압출된 용융 중합체의 양(g)의 측정치이다. 종종, 용융지수(M1)로서 언급되는 MFR은 상대 분자량의 지수이며 주어진 MFR 수치는 분자량이 MFR 수치보다 더 큰 것을 의미한다.
콘 다이 용융유량(cone die melt flow)(본원에서 CDMF로 언급됨)은 중합체를 압출하는 배럴이, 오리피스가 보다 작은 90˚각도의 원추형 다이이고 오리피스를 통해 압출되는 중합체의 양이 ASTM D-1238의 조건 E의 2.16kg 미만이 되도록 용융지수계를 변형시키는 것을 제외하고는 MFR에서와 유사한 방법으로 측정한다. 콘 다이 용융유량의 측정방법은 위에서 기술한 미합중국 특허 제4644045호에 기술되어 있으며, 당해 특허에는 약 65 내지 85g/10분의 콘 다이 용융유량이 스펀 본딩시키기 위한 LLDPE 중합체의 필요한 중요 특성중의 하나라는 것이 기술되어 있다.
열적으로 본딩된 웹(부직포)의 인강강도는 파단시 g 힘(grams force at break)으로서 loz/yd2(약 33.9gm/m2)로 표준화된 lin×4in(2.54cm×10.16cm)의 샘플로 측정한다. 섬유의 강도는 g/데니어(denier)로서 측정한다.
인장강도가 스펀본드 폴리프로필렌에서 수득된 직물의 인장강도(강도)의 약 50%이상인, 선형 폴리에틸렌(LLDPE를 포함함)의 스펀본드 웹(부직포)을 특히 일반적으로 통상의 조직에서 요구되는 높은 제조율을 제조하는 것은 어려운 것으로 밝혀졌다. LLDPE를 포함하여, 스펀본딩된 선형 폴리에틸렌의 높은 강도는, 예를 들면, 기저귀 커버재, 의료복 및 여성용 위생제품과 같은 각종 제품에 바람직하다.
스펀본드 부직포는 운동력으로서 공기를 사용하는 용융 연신 시스템을 사용하여 이동 벨트와 같은 지지체 위에 하향 분무시킨 연속 필라멘트를 갖기 때문에, 이러한 용융 연신을 수행할 수 있는 수지에 대한 필요조건이 상당히 요구된다. 이들에는 예를 들면, (a) 1.0 내지 1.2g/분/구멍의 압출량(throughput rate), (b) 3500m/분 이상, 바람직하게는 4000m/분 이상의 방사 선속도 (linear spinning velocity), (c) 3.0 미만, 바람직하게는 2.5 이하의 데니어/필라멘트(d/f) 크기에 상응하는 미세 직경 섬유(d/f 크기가 클수록 다수의 중합체에 의해 보다 용이하게 수득된다.) 및 (d) 섬유를 랜덤 분포시키기에 충분한 공기압이 포함된다.
이들 바람직한 조건하에서 필라멘트를 미세 직경의 섬유로 신속하게 연신시키는 경우, 비교적 고분자량인 수지를 사용하는 스펀본딩을 매우 어렵게 한다. 중합체의 분자량이 증가되는 경우, 중합체 수지로부터 제조된 직물의 강도를 증가시키는 것은 사실이지만, 분자량이 증가하면 스펀본딩 가공에 보다 많은 문제점이 야기된다. 즉, 고분자량 선형 폴리에틸렌(LLDPE 포함) 수지는 상업적으로 이용가능하고 경제적인 속도로 스펀본딩시키기에 아주 적합하지는 않다. 위에서 기술한 미합중국 특허 제4644045호에 공지되어 있는 LLDPE 특성의 매우 협소한 범위내에서의 선택이 아닌, 공지되어 있지 않은 것은, 특히 중합체의 스펀본딩시 저분자량 LLDPE를 고분자량의 LLDPE와 블렌딩함으로써, 예기치 않은 이점이 존재한다는 것이다.
본 발명을 기술하기 위하여, MFR 값이 25 미만, 바람직하게는 20 미만, 특히 5 미만의 0.5 정도로 낮은 선형 폴리에틸렌(LLDPE를 포함)은 고분자량 범위에 있는 것으로 간주되며, MFR값이 낮을수록 분자량은 더 높아진다. 일부 양태에 있어서, MFR값이 25 내지 40인 선형 폴리에틸렌은 중간 분자량 범위로 간주될 수 있으나, 본 발명과 관련지어서는, 저분자량 범위의 상한치로서 간주된다. MFR값이 40초과, 특히 45 초과인 선형 폴리에틸렌은 저분자량 범위로 간주되며(본 발명과 관련하여) 중간분자량 범위로 간주되지는 않는다. 300을 초과하는 MFR 값은 특히 본 발명의 블렌드의 고분자량 부분의 MFR값이 1 또는 2 이하인 경우 저분자량 수지로서 사용될 수 있으나, 저분자량 수지의 MFR값이 300 이하, 바람직하게는 250이하인 것이 바람직하다. MFR값이 250 내지 300을 초과하는 경우, 용융강도 특성이 감소되는 것과 같은 문제점에 직면할 수 있다. 일반적인 의미에서, 고분자량 수지의 MFR값이 낮을수록 저분자량 수지로서 MFR값이 높은 상쇄량의 선형 폴리에틸렌과 블렌딩시켜야 할 필요성이 더욱 커진다.
본 발명의 블렌드에 사용된 중합체의 MFR값 및 밀도 값을 계산할 수 있으며 블렌드를 실제로 측정하여 실제값과 거의 유사한 값을 수득할 수 있다.
다음식을 사용하여 중합체 블렌드의 용융지수를 계산할 수 있다.
ℓn블렌드=분획(A)ℓnA+(분획 B)ℓnB
다음 식을 사용하여 중합체 블렌드의 밀도를 계산할 수 있다.
ρ블렌드=(분획 A)ρA+(분획 B)ρB
본 발명(이는 스펀본드 웹 또는 스펀 본드 부직포를 제조하는데 있어서, 고분자량의 선형 폴리에틸렌의 결함을 극복하는데 유효한 양의 저분자량 선형 폴리에틸렌을 블렌드에 사용한다)은 실질적으로 수지의 고유강도를 유지시키면서 스펀본딩의 필요한 가공 조건하에서 고분자량의 선형 폴리에틸렌을 사용할 수 있도록 한다. 섬유 형태 및 본딩된 부직포 형태에서 평가하는 경우, 이러한 강도는 60% 정도 증가한다. 이들 고정분량의 블렌딩된 수지로부터 제조된, 열적으로 본딩된 부직포의 강도는 시판되는 전형적인 폴리프로필렌계 직물 강도의 60% 이상에 해당한다.
본 발명의 블렌드를 사용하여 제조한 스펀본드 웹 또는 스펀본드 부직포는 미합중국 특허 제4578414호에서와 같이 특정의 첨가제를 중합체 하나 또는 둘 다에 흡입시킴으로써 습윤화될 수 있다. 또한, 착색제 및 안료와 같은 첨가제를 소량으로 첨가하는 경우도 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 블렌드를 사용하여 제조한 스펀본드 웹 또는 스펀본드 부직포는 우수한 유연성, γ조사선에 대한 양호한 안정성, 고강도 및 자체에 대한 양호한 열 접합성 및 다른 열가소성 필름 또는 웹(예 : 기타 폴리올레핀)과의 양호한 열 접합성을 나타낸다.
고분자량 선형 폴리에틸렌 대 저분자량 선형 폴리에틸렌의 비는 각각의 MFR 값에 의해 크게 좌우된다. 일반적으로, 고분자량 중합체를 변형시키는데 사용된 저분자량 중합체의 양은 바람직한 방사속도 및 데니어 크기로 가공할 수 있는 고분자량의 중합체를 제공하는데 필요한 최소량 정도가 바람직하다. 역으로, 저분자량 중합체에 가해진 고분자량 중합체의 양은 바람직한 방사속도 및 데니어 크기로 가공할 수 있는 저분자량의 중합체를 제공하는데 필요한 양이 바람직하다.
다음 실시예는 본 발명의 일부 양태를 설명하기 위한 것이며, 이로써 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.
밀도가 약 0.930g/cm3이고 MFR 값이 약 18인 고분자량 LLDPE 공중합체(에틸렌/1-옥텐)를 밀도가 약 0.930이고 MFR 값이 약 205인 저분자량 LLDPE 공중합체(에틸렌/1-옥텐, 당해 중합체는 블렌드의 약 10중량%를 구성한다)와 입상 형태로 무수블렌딩(dry blending)시킨다. 블렌드를 용융 혼합용 압출기 속으로 공급하고, 중합체 용융 블렌드를 미세한 필라멘트로 방사시키고 스펀본딩에 통상 사용되는 높은 속도로 용융 연신시키는 방사장치로 이동시킨다. 당해 장치는 특히 당해 유형의 조작용으로 구체적으로 고안되어 중합체가 신속히 연신(필라멘트 직경이 600μm 내지 약 20μm임)되고 약 3m의 공간에서 약 400m/분의 속도로 신속히 가속화될 수 있게 한다.
블렌드를 약 1.2g/분/구멍의 압출량, 4045m/분의 방사 선속도 및 약 195℃의 중합체 용융온도로 방사시킨다. 이러한 조건하에 형성된 필라멘트의 측정된 섬도는 약 2.7d/f이다. 물리적 특성은 강도 약 1.49g/데니어이며 파단 신도가 약 163%이다. 최적의 본딩된 부직포 스트립(strip)은 파단 인장강도(강도)가 약 2400gm[loz/yd2(gm/m2)의 직물 중량으로 표준화시킴]이다. 직물 강도는 다음 실시예 8 및 11에서 나타낸 바와 같이 폴리프로필렌 강도의 약 52%인 4699이다. MFR은 18인 위에서 기술한 LLDPE와는 대조적으로, 블렌딩시키지 않는 경우, 섬유가 과도하게 파손되기 전의 방사 선속도는 경우 3205m/분 이하이며 섬유 데니어니는 3 이상이다.
상기 중합체 블렌드에 대한 시험은 다음과 같이 수행한다 :
섬유를 필라멘트당 거의 동일한 데니어를 수득하기에 필요한 압출량으로 스폴(spool)에 연속적으로 수집한다. 중합체 온도는 위에서 기술한 바와 동일하게 유지시킨다. 필라멘트 스폴레이(filament splay)의 랜덤화(randomization) 및 개개의 필라멘트의 분리에서의 어려움으로 인하여, 본 시험에서는 공기건(air gum)을 사용하지 않는다. 충분한 샘플 크기를 수집한 후, 수집 스폴로부터 섬유를 절단하고 이를 1.5in(3.81cm)의 스테이플 섬유로 절단한다. 11/4g의 이들 스테이플 섬유 샘플을 칭량하고, 로토 링(제조원 : Roto Ring : Spinlab, Inc)을 상하여 슬라이버(sliver)로 형성시키는데, 슬라이버는, 섬유 자체는 모두 평행하나 섬유의 말단부는 랜덤하도록 섬유를 정돈 수집한 것이다. 슬라이버 토우(tow)를 완만하게 개방시킨 후, 구조물은 폭이 약 10cm이고 길이가 약 25.4cm이다. 이어서, 개방된 슬라이버 토우를, 온도 및 압력이 최적 본딩 조건 및 직물 강도로 조절된, 필라멘트 하부의 열 고정 장치용 벨로이트 휠러 캘린더 결합기(Beloit Wheeler calender bonder)내로 도입시킨다.
위에서 기술한 블렌드로부터 생성된 섬유는 약 114℃의 상부 롤[또는 약 20%(land) 면적의 엠보싱롤] 온도 및 약 117℃의 하부 롤(또는 평활 롤) 온도에서 최적 본딩 조건을 갖는 것으로 밝혀졌다. 본딩 압력은 약 700psig(4927.9kPa) 또는 약 199pli(1b/선형 in)(90.3kg/선형 2.54cm 또는 35.6kg/선형 cm)에서 최적인 것으로 밝혀졌다. 동일한 본딩 조건하에서 충분한 수의 열적으로 본딩된 부직포를 형성시킨 후, 단일 샘플을 2.54×10.16cm in의 각각의 본딩 스트립으로 절단한다. 이들 샘플의 중량을 각각 측정한 후, 부하(load) 및 전위를 측정하고 기록하기 위한 데이타 시스템 어댑터(data system adapter)가 장착된 인스트론 인장 시험기(Instron tensile tester)를 사용하여 인장을 측정한다. loz/yd2 중량으로 표준화시킨 당해 부직포 스트립을 파단시키는데 필요한 힘의 평균값은 약 2397g(본딩된 직물강도)이며, 표준 편차는 약 8.7%이다. 이들 부직포의 파단 변형률(신도)(%)은 평균 41%이고, 표준 편차는 4%이다.
다음 실시예 2 내지 11은 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 수행한다.
[실시예 2]
(본 발명과 비교하기 위한 실시예)
MFR 값이 약 30이고 밀도가 약 0.40g/cm3인 시판되는 LLDPE(에트/옥텐)를 약 4481m/분의 선속도 및 고기압하에 방사구금에서 약 1.2gm/분/구멍의 압출량으로 스펀본딩시켜 약 2.4데니어의 필라멘트를 생성시킨다. 생성된 섬유로부터 제조된 부직포는, 스트립 파단 인장강도가 1531gm의 1(2.54cm)이며 이는 시판되는 섬유 등급의 폴리프로필렌으로부터 제조한 직물 강도의 35%(약 4700)미만이다.
[실시예 3]
HDPE(MFR : 52, 밀도 : 0.953) 50중량% 및 LLDPE(에트/옥텐, MFR : 12, 밀도 : 0.936) 50중량%를 포함하는 블렌드는 본드 웹 피크 스트립 인장강도가 약 2400gm인 것으로 밝혀졌다.
[실시예4]
(비교용 ; 청구된 발명이 아님)
MFR 값이 105이고 밀도가 0.953인 LLDPE(에틸렌/옥텐)는 최대 본드 웹 인장 강도가 1450gm이다. 본드 웹은 236℉(약 113℃)의 엠보싱 롤 및 240℉(약 116℃)의 평활 롤을 사용하여 75PLI(1b/선형 in)(13.4kg/선형 cm)의 본딩 압력에서 형성시킨다.
[실시예 5]
(비교용 ; 청구된 발명이 아님)
MFR 값이 105이고 밀도가 0.93인 LLDPE(에틸렌/옥텐)는 최대 본드 웹 인장 강도가 1066gm인 것으로 밝혀졌다. 본드 웹은 224℉(약 107℃)의 엠보싱 롤 및 228℉(약 109℃)의 평활 롤을 사용하여 75PLI(13.4kg/선형 cm)이 본딩 압력에서 형성시킨다.
[실시예 6]
LLDPE(에틸렌/옥텐, MFR : 18, 밀도 : 0.93) 90중량% 및 LLDPE(에틸렌/옥텐, MFR : 105, 밀도 : 0.93) 10중량%를 포함하는 블렌드는 피크 본딩 부직포 강도가 2061gm인 것으로 밝혀졌다. 계산에 의하면 블렌드의 MFR은 22이고 밀도는 0.93이다.
[실시예7]
LLDPE(에틸렌/옥텐, MFR : 18, 밀도 : 0.93) 90중량% 및 LLDPE(에틸렌/옥텐, MFR : 305, 밀도 : 0.93) 10중량%를 포함하는 블렌드를 사용하여 236℉(엠보싱 롤) 및 240℉(평활 롤)과 200PLI(35.7kg/선형 cm)의 본딩 압력에서 본딩된 웹(부직포)을 제조하며, 이는 파단력이 2073gm인 것으로 밝혀졌다. 동일한 블렌드를 사용하여 238℉(엠보싱 롤) 및 242℉(평활 롤)와 200PLI(35.7kg/선형 cm)에서 본딩된 부직포(웹)을 제조하며 이는 파단력이 2398gm인 것으로 밝혀졌다.
[실시예 8]
(비교용 : 청구된 발명이 아님)
시판되는 섬유 등급의 폴리프로필렌(PP)을 섬유로 방사하고 열 본딩된 부직포로 제조한다. PP는 MFR 값이 15.6(190℃)이고 밀도가 0.91이다. 다음 데이타는 5개의 시험에 대한 강도 및 온도를 나타낸다.
[표 1]
Figure kpo00001
Figure kpo00002
* 접착점
[실시예 9]
LLDPE(MFR : 12, 밀도 : 0.935) 50중량% 및 LLDPE(MFR : 105, 밀도 : 0.953) 50중량%를 포함하는 블렌드를 섬유로 방사하고, 본딩된 웹(부직포)을 수득한다. 블렌드의 MFR 및 밀도를 계산한 결과 각각 35.5 및 0.944이었다. 상이한 본딩 압력에서의 본딩 온도 및 강도를 다음에 나타내었다.
[표 2]
Figure kpo00003
[실시예 10]
LLDPE(MFR : 18, 밀도 : 0.93) 70중량% 및 LLDPE(MFR : 105, 밀도 : 0.953) 30중량%를 포함하는 계산된 MFR 및 밀도가 각각 30.5 및 0.937인 블렌드를 섬유로 방사하고 3가지 시험에 사용될 부직포로서 본딩시키며, 데이타는 다음과 같다.
[표 3]
Figure kpo00004
[실시예 11]
본 발명에 따라 사용하기 위하여 다음과 같은 LLDPE 블렌드를 제조한다.
[표 4]
Figure kpo00005
Figure kpo00006
* 습윤제는 미합중국 특허 제4578114호에 기술된 유형의 습윤제이다.
상기 블렌드를 시판하고 있는 섬유 등급의 폴리프로필렌(PP) 및 하기의 표에 PE-1, PE-2 및 PE-3으로 나타낸 3개의 상이한 블렌딩시키지 않은 LLDPE와 비교한다. PE-1은 LLDPE(MFR : 30, 밀도 : 0.94)이다. PE-2는 LLDPE(MFR : 26, 밀도 : 0.94)이다. PE-3은 LLDPE(MFR : 18, 밀도 : 0.93)이다. 목표값은 섬유 등급의 폴리프로필렌을 사용하여 수득할 수 있는 직물 강도, 또는 연신속도 및 섬유 데니어에 잘 필적하기 위한 시판되는 수지에 있어서의, 도달되거나 우수하도록 하는 범위 또는 양을 나타낸다.
[표 5]
Figure kpo00007
* 최적 본딩 온도(범위가 2980 내지 4699인 실시예 8 참조).
** N.M : 측정하지 않았음.
상기한 표에서, PE-1 및 PE-2는 강도만 제외하고는 목표값을 충족시킨다. PE-3은 강도 목표값은 충족시키지만, 데니어 목표값은 충족시키지 못하며 속도 목표값에 대해서는 한계치였다. 수지 A 및 D(본 발명의 블렌드)는 모두 목표값을 충족시키며 다른 어떤 것보다 PP 강도 목표값에 더 가깝다. 수지 A, B, C 및 D는 목표값의 섬유 형성 필요조건을 충족시키거나 이를 능가한다.
위에서 기술한 실시예에서, 포함된 모든 블렌드는 무수 블렌딩시킨 후 직접 섬유 방사 압출기에 도입시킨다. 그러나, 실시예 13의 블렌드를 용융 블렌딩시킨 다음, 섬유 방사 압출기에 공급한다. 본 실시예는 본 발명에서 사용된 중합체의 다양성을 설명한다.
[실시예 12]
(비교용 : 청구된 발명이 아님)
MFR 값이 약 30gm/10분이고 밀도가 약 0.94gm/cc인 LLDPE(에틸렌/옥텐 공중합체)를 1.2gm/분/구멍의 양 및 3900m/분에서 대형(상업적 크기) 장치에서 스펀 본딩시켜 2.75데니어의 섬유를 수득하며, 강도(MD)가 약 1370gm인 최적화된 직물을 수득한다.
[실시예 13]
90%의 LLDPE(MFR : 18, 밀도 : 0.930) 및 10%의 LLDPE(MFR : 105, 밀도 : 0.953)로 이루어지며 MFR 값이 약 21.5이고 밀도가 약 0.932인 블렌드를 제조한다. 1.2gm/분/구멍의 압출량 및 3900m/분의 속도로 대형(상업적 크기) 장치에서 스펀 본딩시켜 약 2.75 데니어의 섬유를 수득하고 약 1600의 최적화되지 않은 직물 강도를 수득하는데, 이는 역시 상업적 크기의 장치에서 방사된 실시예 12의 MFR 30 및 밀도 0.940의 블렌딩시키지 않은 LLDPE의 최적화된 직물 강도에 비해 약 15% 개선된 것이다. 블렌드로부터 제조된 부직포를 다시 본딩시켜 최적 본딩을 시뮬레이션(simulation)한 결과, 부직포 강도는 약 2081gm으로 수득되었다.

Claims (20)

  1. 크기가 3.0d/f(데니어/필라멘트) 미만인 섬유를 제조하기 위한, MFR 값이 0.5 내지 25g/10분의 범위이고 밀도가 0.91g/cm3이상인 고분자량 선형 폴리에틸렌과 MFR 값이 25 내지 300g/10분의 범위이고 밀도가 0.91g/cm3이상인 저분자량 선형 폴리에틸렌을 포함하는 선형 폴리에틸렌의 블렌드로부터 1.0 내지 1.2gm/분/구멍의 압출량 및 3500m/분 이상의 방사 선속도로 제조한, 고분자량 선형 폴리에틸렌 단독으로부터 유사하게 제조된 스펀본드 부직포의 특성보다 증진된 스펀본드 부직포.
  2. 제1항에 있어서, 고분자량 선형 폴리에틸렌과 저분자량 선형 폴리에틸렌의 비가, MFR 값이 2 내지 100g/10분의 범위이고 밀도가 0.91 내지 0.96g/cm3의 범위인 블렌드를 제공하기에 충분한 스펀본드 부직포.
  3. 제2항에 있어서, 고분자량 선형 폴리에틸렌이, MFR 값이 0.5 내지 25g/10분의 범위이고 밀도가 0.91 내지 0.96g/cm3의 범위인 LLDPE이고, 저분자량 선형 폴리에틸렌이, MFR 값이 25 내지 300g/10분의 범위이고 밀도가 0.91 내지 0.96g/cm3의 범위인 LLDPE인 스펀본드 부직포.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 각각의 선형 폴리에틸렌이 에틸렌과 하나 이상의 C3-C12올레핀과의 공중합체를 포함하는 스펀본드 부직포.
  5. 제4항에 있어서, 각각의 선형 폴리에틸렌이 에틸렌과 하나 이상의 C4-C8올레핀과의 공중합체를 포함하는 스펀본드 부직포.
  6. 제5항에 있어서, 하나 이상의 선형 폴리에틸렌이 에틸렌과 옥텐과의 공중합체인 스펀본드 부직포.
  7. 제5항에 있어서, 하나 이상의 선형 폴리에틸렌이 에틸렌, 부텐 및 옥텐의 공중합체인 스펀본드 부직포.
  8. 제5항에 있어서, 하나 이상의 선형 폴리에틸렌이 에틸렌, 헥센 및 옥텐의 공중합체인 스펀본드 부직포.
  9. 제5항에 있어서, 하나 이상의 선형 폴리에틸렌이 에틸렌과 부텐과의 공중합체인 스펀본드 부직포.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항의 블렌드를 포함하는 용융된 LLDPE 중합체를 스펀 본딩시켜 부직포를 제조하는 방법.
  11. 크기가 3.0d/f(데니어/필라멘트) 미만인 섬유를 제조하기 위한, MFR 값이 0.5 내지 25g/10분의 범위이고 밀도가 0.91g/cm3이상인 고분자량 선형 폴리에틸렌과 MFR 값이 25 내지 300g/10분의 범위이고 밀도가 0.91g/cm3이상인 저분자량 선형 폴리에틸렌을 포함하는 선형 폴리에틸렌의 블렌드로부터 1.0 내지 1.2gm/분/구멍의 압출량 및 3500m/분 이상의 방사 선속도로 제조한, 고분자량 선형 폴리에틸렌 단독으로부터 유사하게 제조된 스펀본드 웹의 특성보다 증진된 스펀본드 웹.
  12. 제11항에 있어서, 고분자량 선형 폴리에틸렌과 저분자량 선형 폴리에틸렌의 비가, MFR 값이 25 내지 100g/10분의 범위이고 밀도가 0.91 내지 0.96g/cm3의 범위인 블렌드를 제공하기에 충분한 스펀본드 웹.
  13. 제12항에 있어서, 고분자량 선형 폴리에틸렌이, MFR 값이 0.5 내지 25g/10분의 범위이고 밀도가 0.91 내지 0.96g/cm3의 범위인 LLDPE이고, 저분자량 선형 폴리에틸렌이, MFR 값이 25 내지 300g/10분의 범위이고 밀도가 0.91 내지 0.96g/cm3의 범위인 LLDPE인 스펀본드 웹.
  14. 제11항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 각각의 선형 폴리에틸렌이 에틸렌과 하나 이상의 C3-C13올레핀과의 공중합체를 포함하는 스펀본드 웹.
  15. 제14항에 있어서, 각각의 선형 폴리에틸렌이 에틸렌과 하나 이상의 C4-C8올레핀과의 공중합체를 포함하는 스펀본드 웹.
  16. 제15항에 있어서, 하나 이상의 선형 폴리에틸렌이 에틸렌과 옥텐과의 공중합체인 스펀본드 웹.
  17. 제15항에 있어서, 하나 이상의 선형 폴리에틸렌이 에틸렌, 부텐 및 옥텐의 공중합체인 스펀본드 웹.
  18. 제15항에 있어서, 하나 이상의 선형 폴리에틸렌이 에틸렌, 헥센 및 옥텐의 공중합체인 스펀본드 웹.
  19. 제15항에 있어서, 하나 이상의 선형 폴리에틸렌이 에틸렌과 부텐과의 공중합체인 스펀본드 웹.
  20. 제11항 내지 제19항 중의 어느 한 항의 블렌드를 포함하는 용융된 LLDPE 중합체를 스펀 본딩시켜 웹을 제조하는 방법.
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