KR100295922B1 - 폴리올레핀중합체섬유 - Google Patents

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토마스크레이그 어덜리
아스피케키 메타
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엑손 케미칼 패턴츠 인코포레이티드
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Abstract

에틸렌과 공단량체의 공중합체(밀도는 약 0.86 내지 약 0.91g/㎤ 이고, MWD는 약 2 내지 약 3.5이며, 용융지수는 약 4 내지 약 1000이며, SDBI는 약 28℃ 미만임)를 포함하는 독특한 탄성의 섬유.

Description

[발명의 명칭]
폴리올레핀 중합체 섬유
[발명의 배경]
본 발명은 에틸렌 공중합체 섬유 및 이로부터 제조된 직물에 관한 것이다. 지금까지는 사용가능한 폴리에틸렌 수지를 가공하는 방법 때문에 섬유 스트랜드 및 유용한 직물원료 제조시 폴리에틸렌의 사용이 제한되어 왔다. 본 발명자들은 특히 바람직한 특성을 갖는 섬유 및 직물을 제조하였다. 이전에 시도되었던 더욱 까다로운 일부 수단에 의해서라기 보다는 중합체 제조공정을 조작함으로써 이를 달성하였다.
자유-라디칼에 의한 개시 및 지글러-나타(Ziegler-Natta) 촉매작용이 올레핀 중합, 및 고분자량 올레핀 중합체 및 공중합체의 제조에 사용될 수 있는 방법이었다. 1940년대에는 자유-라디칼 개시를 이용한 방법이 개발되었다. 이 기술에서는 고압, 고온 및 과산화물 같은 자유-리디칼 개시제를 이용하였다. 자유-라디칼 개시 방법으로 에틸렌을 중합시키는 경우, 이러한 방법에 의해 제조된 폴리에틸렌은 통상 약 0.91 내지 0.935g/㎤의 밀도를 가지며 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)이라고 불리운다. 자유-라디칼 방법에 의해 제조된 폴리에틸렌은 통상 다양한 길이의 랜덤 측쇄를 다량 갖는다.
1950년대 말 및 1960년대 초에는 "지글러-나타"(Z-N) 촉매의 사용이 통상적으로 되었다. 이들 촉매는 저압, 중간압 및 고압 방법을 비롯한 다양한 방법에 사용된다. 일반적으로, Z-N 촉매를 사용하여 에틸렌을 중합시키는 경우에는 중합체 분자가 실질적으로 분지되지 않은 "선형" 생성물이 제조된다. 이러한 선형 폴리올레핀은 통상 약 0.941 내지 약 0.965g/ml의 비교적 높은 밀도를 가지며, 이는 더욱 고도로 분지되고 덜밀집된 물질에 비해 중합체 분자가 더욱 긴밀하게 쌓이고 쇄들이 최소로 얽히기 때문이다. Z-N 촉매를 사용하여 제조한 중합체류의 한가지 특징은 매우 넓은 분자량 분포이다. LDPE의 경우에도 동일한 현상이 관찰된다.
쏘여(Sawyer) 등의 미합중국 특허 제 4,830,987 호; 제 4,880,691 호; 제 4,909,975 호에는 일부 제한된 섬유 용도에 밀도가 0.919 g/cc인 에틸렌/옥텐(E-O) 공중합체를 사용하는 것이 기재되어 있다. 불행하게도, 쏘여 등의 우선일에 사용가능했던 기존의 지글러-나타촉매로는, 저밀도 폴리에틸렌에 내재적으로 형성되는 넓은 분자량 분포(MWD)로 인해 특히 이들 중합체 섬유를 제조하기 어려웠다. 쿠보(Kubo) 등의 미합중국 특허 제 5,068,141 호에는 쏘여 등의 기재내용을 증명함에 있어서의 어려움이 기술되어 있다.
넓은 MWD를 갖는 중합체를 극복하기 위해 배치(batch) 사이의 가공방법을 다양하게 바꿨다. 지글러-나타형의 넓은 분자량 분포 물질은 공칭 중량보다 더 길고 더 짧은 분자의 분획을 상당히 포함한다. 이들 종류의 존재는 수지의 특성에 영향을 끼친다.
짧은 주쇄의 분획을 다량 갖는 중합체는 비교적 저온에서 매우 자유-유동성이지만, 이 분획은 중합체 또는 중합체 제품을 끈적거리고 점착성이 있는 것처럼 느껴지게 하고, 불쾌한 냄새 또는 맛이 나게하고, 가공시 발연될 뿐만 아니라 특히 낮은 인장강도를 갖도록 한다. 섬유 제조시 연속적으로 슬러빙(slubbing)되거나 파쇄되어 섬유를 가공하기 매우 어려울 수 있다. 일부 슬러빙은 다이(die)를 통해 섬유가 생성될 때 다이 표면 또는 섬유 표면에 저분자량 중합체 소구체가 형성됨으로써 야기되는 것으로 보인다. 이들 소구체는 섬유-형성 부재의 표면으로부터 떨어져 나가거나 또는 섬유의 표면에 충돌하여 파쇄 또는 기타 결함을 야기시킬 수 있다.
고분자량 중합체 종에 의해서는 다른 어려움이 발생한다. 특정 공칭 분자량의 매우 장쇄인 중합체인 분획을 다량 함유하는 폴리올레핀 수지는 섬유를 잘 형성시키지만, 중합체 자체의 고도의 결정성으로 인해 부서지기 쉽거나 또는 특히 거칠게 느껴진다. 본 발명의 섬유는 이러한 어려움을 최소화하여 제조된 것이다.
쿠보 등은 미합중국 특허 제 5,068,141 호에서 에틸렌 및 옥텐의 선형 저밀도 중합체로 이루어진 필라멘트를 포함하는 부직물의 제조 방법을 설명하고 있다. 이들은, 혼입률이 낮은 경우의 단단함과 혼입율이 높은 경우의 미세 필라멘트 제조의 어려움으로 인해, 직물을 제조하는데 사용되는 중합체내의 공단량체의 혼입량이 제한된다고 기재하고 있다. 또한 이들은, 상기 발명에 의해 허용가능한 강인성을 갖고 부드러우며 상쾌한 촉감을 갖는 미세 섬유를 제조할 수 있는 밀도 영역에서 필라멘트를 제조하는 경우, 필라멘트의 인성이 불량해지기 때문에 이 용도에 적합한 중합체의 유용한 밀도 범위가 제한됨을 기재하고 있다.
포웰즈(Fowells)의 미합중국 특허 제 4,644,045 호에서는 슬러빙 및 파쇄되는 가공상 문제점을 극복하기 위하여, 방사 또는 직물-제조 공정 조건을 조정함으로써 섬유 방사 또는 연신에 저온의 중합체 용융물을 사용한다. 쿠보 등은 이 기술로 인해 연신이 불량해지며, 이는 다시 이 저온 공정에 필요한 높은 장력에 의해 필라멘트를 빈번하게 파쇄시킨다고 보고하고 있다.
크룹(Krupp) 등의 미합중국 특허 제 4,842,922 호에는 높은 제조속도로 선형 폴리에틸렌의 블렌드로부터 제조되는 스펀본딩(spunbonding)된 직물이 기재되어 있다. 크룹은 고분자량 폴리에틸렌으로부터 섬유를 제조하고 이어 부직물을 제조하는데 내재하는 어려움을 인식하였다. 크룹 등에 의해 제시된 해결책은 고분자량 폴리에틸렌, 특히 선형 저밀도 폴리에틸렌을 저분자량 폴리에틸렌과 블렌딩시키는 것이다. 즉, 이는 가공 제한을 극복하기 위해 고안된 까다로운 다단계 방법이다.
콜맨(Coleman)의 미합중국 특허 제 4,612,300 호에는 그때까지 공지된 올레핀 촉매작용의 기술의 경우 다소 좁은 분자량 분포를 갖는 중합체를 생성시키는 중합 촉매가 기재되어 있다. 그러나, 이 특허에서 생성된 중합체는 비교적 고밀도였다. 이러한 물질은 높은 결정도 및 높은 용융강도로 인해 섬유 제조방법에 유용하지만, 이들 섬유는 뻣뻣하거나 또는 단단하며 결정구조의 실제적인 변형이 일어나야만 직물 또는 의복에 "유연성"을 제공하므로 "딱딱한" 직물을 생성시키게 된다.
고바요시(Kobayoshi) 등의 미합중국 특허 제 5,078,935 호에는 허용가능한 "핸드(hand)" 또는 상당히 좋은 촉감을 갖는 연속 폴리프로필렌 섬유의 스펀본딩된 부직물의 제조방법이 기재되어 있다. 불행하게도, 이러한 핸드는 더 긴 섬유가 일시적으로 더 짧은 것처럼 작용하도록 하는 추가의 기계적 크레이핑(creping) 단계로부터 유도된다. 이러한 방식의 크레이핑은 약간의 "탄력성"을 갖는 밀착-고정 의복이 제조될 수 있는 직물을 생성시킨다.
그외 시도된 까다로운 해결책이 갖는 어려움으로 인해, 낮은 용융온도에 따른 낮은 방사속도를 이용할 필요 없이 부드럽고 신체 운동에 따라 구부러지는 중합체 섬유를 개발하고, 방사 전에 이 중합체를 블렌딩시키거나, 또는 섬유 또는 생성된 직물의 기계적인 변형을 이용하여 착용자에게 상당히 좋은 최종 직물을 수득하는 것이 유용하다는 것이 명백하다. 이상적으로는, 이러한 추가의 가공단계 없이, 그러나 점착성이지 않으면서 여전히 부드럽고 편안한 직물을 제공하는 섬유를 제조하는 것이 유용할 것이다. 이들 문제점을 해결하기 위한 본 발명자들의 시도는 매우 상이한 특성을 갖는 공중합체를 사용하여 섬유 및 직물을 제조하는 것이다. 이 방법은 기존 기술에 의해 설명된 까다로운 가공 단계가 필요없다.
수지 제조자가 섬유 및 직물의 "유연성"을 효과적으로 생성시키는 방법은 섬유-제조자에게 굉장한 이점을 제공한다. 이는 섬유 및 직물-제조자의 가공 과정에서 크레이핑, 블렌딩 같은 비용이 비싼 추가의 가공 단계를 없앤다. 본 방법은 바로 그렇게 실행되었다. 섬유 제조자들은 가치 높은 특성이 갖추어진 폴리올레핀 수지를 간단히 구입할 수 있다. 이러한 이점을 갖는 바람직한 섬유 및 직물의 용이한 제조방법에서는 수지 블렌딩, 후처리 크레이핑 또는 저속 방사 같은 까다로운 추가 공정을 덜 만족스럽게 사용할 필요가 없다.
지금까지는 저밀도, 특히 약 0.91 g/㎖ 미만의 LLDPE 섬유를 제조하기 어려웠다. 이들 저밀도 중합체는 특성상 끈적이고 점착성이며 형태가 없었다. 이러한 물질로부터 섬유 또는 필라멘트를 연신시키려고 시도하는 것은 어려운 일이었다. 이들 물질로부터 섬유 또는 필라멘트를 연신시키려는 시도는 제조시 용이하고도 조절불가능하게 파쇄되거나 또는 연속적으로 슬러빙되는 인장강도가 거의 없는 끈적이는 스트랜드를 형성시킬 뿐이었다. 얻어진 스트랜드 또는 섬유는 연속적으로 유동되어 후속 가공 또는 사용시 형태를 잃었다. 또한, 저분자량 분획을 갖는 중합체를 종래와 같이 촉매하여 가공하는 것은 이들 저분자량 물질의 휘발로 인해 야기되는 "발연" 때문에 어렵다.
단일-부위 촉매작용에 의해 생성되는 중합체로부터 섬유 및 직물을 제조하는 본 발명을 실시함으로써, 이제는 이전에 불가능했던 가치 높은 특성을 갖는 섬유 및 직물을 제조할 수 있다. 고분자량이면서 매우 저밀도인 이들 폴리에틸렌으로부터의 성공적인 섬유 제조는 좁은 분자량 분포, 및 사용되는 중합체 주쇄 전체에 걸친 공단량체와 에틸렌의 적절한 분포의 조합에 의해 유도된다. 단일-부위 메탈로센형 촉매을 사용하여 중합체를 제조함으로써 유도되는 이러한 특성의 조합은 이들 독특한 섬유의 제조를 가능하게 한다. 이들 특징적인 섬유를 직물원료 용도에 사용하면 부드럽고 "신장성"이거나 또는 높은 탄성 회복성(매우 낮은 영구 세팅성), 통기성 및 특히 쾌적한 감촉을 갖는 최종 직물원료를 제공하게 된다. 이들 직물원료를 최종 의복에 사용하는 경우, 이들은 장기간에 걸쳐 착용자에게 편안하며, 신체 주위에서 부드럽고 쾌적하며, 인체 운동을 방해하지 않고, 관절부 또는 기타 인체의 구부러지는 부분을 압박하지 않는다.
웰본(Welborn)의 유럽 특허원 제 129 368 호, 터너(Turner) 및 랫키(Hlatky)의 유럽 특허원 제 277 003 호, 제 277 004 호 및 미합 중국 특허 제 5,153,157 호, 및 카나치(Canich)의 미합중국 특허 제 5,057,475 호, 및 카니치, 랫키 및 터너의 국제특허 공개공보 WO 92/00333 호(이들의 내용은 모두 본원에 참고로 인용되어 있음)에 기재되어 있는 것과 같은 단일-부위 촉매 시스템의 출현 및 급속한 발전으로 인해, 올레핀 중합체가 제조될 때 이들의 분자량 분포를 더욱 정확하게 조절할 수 있게 되었다. 이는 수년 전에는 넓은 MWD 물질만이 존재하였던 물질에서 현저하게 좁은 MWD가 얻어질 수 있다는 의미이다. 이렇게 좁은 MWD를 갖고 통상적으로 높은 분자량의 중합체인 LLDPE는, 스트랜드 제조에 문제를 야기시키는 낮은 MWD 분획을 갖지 않는 중합체를 효과적으로 제공한다. 이들 좁은 MWD 생성물은 통상 낮은 분자량 분획을 갖지 않기 때문에 더 높은 수준의 결정도를 갖는다. 또한, 이들은 그다지 결정성 물질이 아니고 또한 부서지기 쉽거나 뻣뻣하지도 않다.
그 결과는 직물을 용이하게 제조할 수 있는 신규한 가요성의 탄성 섬유를 제조할 수 있는 놀라운 능력을 갖는 중합체이다. 기존의 용융 방사, 스펀본딩, 및 용융 취입 뿐만 아니라 압출 및 기타 당해 분야에 공지되어 있는 방법에 의해 섬유를 제조할 수 있기 때문에, 이제는 신장되고 드레이핑되며 편안하게 착용될 수 있는 직물을 제조할 수 있다. 이들 필라멘트, 섬유 또는 스트랜드로 제조된 이들 직물은 매우 쾌적한 핸드를 갖고 상당히 통기성이며 놀랍게도 경중량이다. 이러한 특성으로 인해 이들 직물의 의복은 거의 노력을 들이지 않고도 필요한 곳에서 신장되고 원래의 형태로 즉시 회복되기 때문에 입기에 편안해진다. 직물의 핸드 또는 촉감이 쾌적하기 때문에 이러한 의복은 착용자에게 매우 편안하다. 예시적인 목적으로, 이들 의복은 기저귀, 특히 라이너 및 측면 방지막, 의료용 가운, 및 기타 단일 용도 또는 일회용 품목을 포함할 수 있다. 다른 예는 압박 붕대, 보호용 의복, 손목 및 머리 밴드를 비롯한 운동복, 또는 심지의 하층, 및 탄성 및 편안함이 요구되는 의료용 드레이프(drape)를 비롯한 기타 용도를 포함한다.
중합체 수지의 최종 분자의 분자량 분포를 조절할 수 있는 매우 바람직한 특성 외에, 이들 신규한 메탈로센형 촉매는 중합공정시 제조되는 중합체 주쇄내에 높은 수준으로 다양한 크기의 공단량체를 용이하게 혼입시킬 수 있는 바람직한 특성을 갖는다. 또한, 이미 언급한 기술에 기재되어 있는 바와 같이, 이들 촉매는 예컨대 고압, 중간압, 저압, 용액상, 벌크상, 슬러리상 및 기상 중합을 포함하는 다수의 상이한 중합 방법에 유리하게 사용될 수 있다.
중합체의 분자량 분포(MWD)는 Mw/Mn의 비로서 보고된다. 이는 수평균분자량으로 나눈 중량평균분자량이다. "약" 1.8 내지 3.5의 MWD가 본 발명을 실행하는데 유용하다. 명백하게 유용한 분자량 분포의 상한은 약 3.5이지만, 3 이하가 상한으로서 바람직하다.
중합체의 좁은 분자량 분포에 대한 조절작용을 여전히 유지하면서 중합체 쇄내에 높은 수준으로 공단량체를 혼입시키는 능력은 단일-부위, 특히 메탈로센형 촉매에 독특한 것으로 보인다. 이들 신규 촉매시스템 또는 촉매 화합물의 유리한 특성으로 인해 이제는 스트랜드 또는 섬유를 제조한 후 이들 섬유 또는 스트랜스를 "딱딱하기"보다는 부드럽고 드레이프성이며 접촉 및 착용시 쾌적하며 통기성이고 필요한 곳이 탄성인 직물로 혼입시키는데 유용하고 단쇄 중합체류의 존재로 인해 야기되는 불쾌한 냄새 또는 점착성이 없는 폴리올레핀 수지를 수득할 수 있게 되었다. 또한, 이들 단일-부위 촉매로 제조된 수지는 저분자량 종을 포함하지 않음으로써 가공시 이들 저분자량 종의 휘발로 인해 야기되는 발연이 발생되지 않는다.
중합체 쇄의 공단량체 분포를 특징지을 수 있는 적절하고 정확한 방법을 결정하기 위한 노력의 결과, "용해도 분포 폭 지수"(SDBI)를 제공하는 신규한 시험을 개발하였다. SDBI 측정방법을 개략적으로 보면, 이것이 1990년 4월 5일자로 공개된 국제특허 공개공보 제 WO 90/03414 호에 기재된 바와 같은 이미 공개된 "조성분포 폭 지수"(CDBI)와 유사한 측정방법이라는 것을 인식하게 된다.
일반적으로, 이 시험은 다양한 온도에서 특정 용매중 중합체 수지 샘플의 용해도의 측정방법을 제공한다. 전체적인 효과는 중합체 샘플 내에 더욱 고도로 분지된 종이 일반적으로 저온에서 용매에 더욱 가용성이라는 것이다. 샘플 및 용매의 온도가 증가함에 따라 덜 분지된 종이 용매화되기 시작한다. 이로 인해 용출 컬럼 아래에 설치된 검출기가 다양한 온도에서 용출되는 용매화된 중합체의 양을 측정할 수 있게 된다. 측정된 용해도 분포 곡선으로부터, 평균 용해 온도를 계산할 수 있다. 또한 용해도 분포 폭 지수(SDBI)(이는 용해도 분포 곡선의 폭의 크기임)로 불리우는 양도 계산할 수 있다. 이를 계산하는데 4제곱 항을 사용함으로써, SDBI는 그 값이 평균 용해 온도로부터 멀리 떨어진 온도에서 가용화되는 중합체의 양에 매우 민감성이라는 방식으로 정의된다.
용해도 분포는 비다공성 유리 비이드(20 내지 30 메쉬)로 충전되고 온도 프로그램된 오일욕중에 침지된, 164 cm의 길이 및 1.8 cm의 ID(내경)를 갖는 컬럼을 사용하여 측정할 수도 있다. 이러한 욕을 격렬하게 교반하여 욕중에서 온도구배를 최소화시키고, 백금 저항 온도계를 사용하여 욕 온도를 측정한다. 약 1.6g 의 중합체를 샘플 제조챔버중에 넣고, 이 챔버를 반복하여 배기하고 질소를 충전시켜 시스템으로부터 산소를 제거한다. 이어서, 계량된 체적의 테트라클로로에틸렌 용매를 샘플 제조 챔버중으로 펌핑하여 공급한 다음, 이것을 교반시키고, 3기압하에 140℃에서 가열하여 약 1% 농도의 중합체 용액을 얻는다. 이어서, 100 ㎖로 계량된 상기 용액을 펌핑하여 약 120℃로 온도가 유지되는 상기 충전된 컬럼중에 공급한다.
상기 컬럼을 약 20℃/분의 냉각속도로 0℃까지 냉각시킴으로써 컬럼중의 중합체 용액을 결정화시킨다. 이어서, 컬럼온도를 0℃에서 25 분동안 유지시킨다. 이어서, 오일욕의 온도로 예일된 순수한 용매를 27 cc/분의 유속으로 상기 컬럼에 통과시킴으로써 용출단계를 개시한다. 컬럼으로부터의 용출물을 가열된 라인을 거쳐 IR 검출기에 통과시켜 용출 스트림의 흡광도를 측정한다. 약 2960 cm-1에서의 중합체의 탄소-수소 신축띠(stretching band)의 흡광도는 용출물중의 중합체의 상대 중량% 농도의 연속적인 척도로서 사용된다. 적외선 검출기를 통과한 다음, 용출물의 온도를 약 110℃로 낮추고, 용출 스트림이 자동 분획 수집기를 통과하기 전에 압력을 대기압으로 감소시킨다. 분획은 3℃의 간격으로 수집한다. 용출단계에서, 순수한 테트라클로로에틸렌 용매를 0℃에서 27 cc/분의 유속으로 25 분동안 컬럼으로 펌핑시킨다. 이는 냉각단계중에 결정화되지 않은 중합체를 컬럼으로부터 씻어냄으로써 결정화되지 않은 중합체의 퍼센트(즉, 0℃에서 가용성인 중합체의 퍼센트)를 적외선 추적에 의해서 측정할 수 있다. 이어서, 온도를 1.0℃/분의 속도로 120℃까지 상승시킬 수 있도록 프로그램시킨다. 이로써, 용해도 분포곡선, 즉 온도의 함수로서 용매화된 중합체의 중량분획의 도표를 얻는다.
용해도 분포 폭 지수(SDBI)를 계산하는 절차를 하기에 기재한다.
2가지 에틸렌 공중합체의 용해도 분포를 제 1 도에 나타내었다. 여기서, 단지 예시를 목적으로, 샘플 X는 좁은 용해도 분포를 갖고, 넓은 용해도 분포를 갖는 샘플 Y와 비교하여 좁은 온도범위에서 용출된다. 용해도 분포 폭 지수는 용해도 분포곡선의 폭의 크기로서 사용된다. w(T)는 온도 T에서 용출되는(용해되는) 중합체의 중량분획이다. 평균 용해온도, Tave는 하기와 같이 주어진다:
Tave=∫T w(T)dT
여기에서, ∫w(T)dT는 1이다.
SDBI는 하기와 같이 계산된다.
(따라서, SDBI는 용해도 분포곡선의 표준편차와 유사하지만, T-Tave를 제곱한 것이 아니라 4제곱한 것이다.) 따라서, 예를들면, 제 1 도에서 좁은 용해도 분포를 갖는 샘플 X(단일-부위 촉매(SSC)를 사용하여 제조됨) 및 넓은 용해도 분포를 갖는 샘플 Y(다중-부위 촉매(multi)를 사용하여 제조됨)는 각각 14.6℃ 및 29.4℃의 SDBI 값을 갖는다.
본 발명의 섬유 및 직물에 대한 바람직한 SDBI 값은 25℃ 미만이고 더욱 바람직하게는 20℃ 미만이다.
본 발명을 설명하기 위한 목적에서, "섬유"란 용어는 섬유, 단일필라멘트, 다중필라멘트, 스테이플 및 스트랜드를 포함하여, 이들의 형성방법에 상관없이, 쏘여 등에 의해서 기술된 관련 용어에 대한 설명을 적어도 포함한다. 본 발명자들은 예를들면, "스트랜드"라는 용어가 일반적인 방법에 의해서 형성될 수 있는 것뿐만 아니라 예를들어 시이트 또는 밴드로부터 갈라지거나 절단될 수 있는 것들도 포함하는 것으로 간주한다.
본 발명을 설명하기 위하여, "공단량체"란 용어는 에틸렌형 불포화 올레핀 또는 올레핀계 종, 환상 올레핀, 에틸렌형 불포화 비환상 비공액 폴리엔, 환상 비공액 폴리엔, 아세틸렌형 불포화 단량체, 또는 이들의 혼합물을 적어도 포함한다.
[요약]
약 0.86 내지 약 0.93g/㎤의 밀도(여기서, 091g/㎤이 바람직한 상한이다), 약 2 내지 약 3.5의 MWD(여기서, 약 3이 바람직한 상한이다), 약 4 내지 약 1000의 용융지수, 및 약 25℃미만의 SDBI를 갖는, 에틸렌과 공단량체의 공중합체인 신규한 섬유 및 이들 섬유를 포함하는 직물을 개발하였다. 이러한 섬유 및 직물은 부드럽고, 밀도에 따라 약간 변화하지만, 바람직하게는 약 5 내지 30%의 영구 세팅성을 갖는 탄성 회복력, 비점착성, 딱딱하지 않음, 통기성 및 착용자에 대한 편안함과 같은 고유특성을 갖는다. 복잡한 블렌딩, 제조후 기계적 변형, 또는 어렵거나 비용이 많이 드는 기타 공정보다는 상기와 같은 섬유 또는 직물을 형성하는 중합체를 조절함으로써 이러한 특성들을 섬유에 부여할 수 있다. 이러한 섬유는 용융방사, 용융취입, 및 스펀본딩 공정을 포함하는, 용융된 중합체로부터 섬유를 연신시키는 임의의 방법에 의해서 제조할 수도 있다. 이들은 또한 당 기술분야에서 사용되는 다른 방법들뿐만 아니라, 시이트-슬리팅(sheet-slitting) 또는 스터프-크림핑(stuff-crimping)을 포함하는 덜 통상적으로 사용되는 방법에 의해서 제조될 수도 있다.
[상세한 설명]
본 발명의 하나의 양태는 약 0.86 내지 약 0.93g/㎤의 밀도(여기서, 상한으로서 바람직하게는 약 0.92g/㎤ 또는 약 0.91g/㎤ 미만임), 약 2 내지 약 3.5의 MWD(여기서, 약 3이 바람직한 상한이다), 약 4 내지 약 1000의 용융지수, 및 약 25℃ 미만의 SDBI를 갖는, 에틸렌과 공단량체의 공중합체를 포함하는 섬유 및 이러한 섬유의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양태는 상기 섬유를 융용된 공중합체의 저장조로부터 연신시킴을 포함하는 이러한 섬유의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 또다른 양태는 용융된 공중합체를 하나 이상의 제조장치에 통과시키고 이와 동시에 또는 후속적으로 공중합체를 응고시킴으로써 섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 예를들면, 통상적인 용융방사 및 스펀본딩 공정에 의한 섬유의 제조방법을 포함할 수 있다.
본 발명의 또다른 양태는 공중합체가 아닌 유체를 용융된 공중합체의 주위로 이동시킴으로써 섬유를 형성시키는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 예를들면, 용융취입된 직물 제조의 초기단계에서 섬유를 제조함을 포함한다.
본 발명의 또다른 중요한 양태는 상기 기술된 방법으로 제조된 섬유로부터 직물을 제조하는 방법을 포함한다.
본 발명에 따라서, 약 0.86 내지 약 0.93g/㎤의 밀도, 약 2 내지 약 3.5의 분자량 분포, 약 4 내지 약 1000의 용융지수(MI, ASTMD-1238 (E)), 및 약 25℃ 미만의 SDBI를 갖는, 에틸렌과 하나 이상의 공단량체의 공중합체를 포함하는 섬유가 제공된다.
각각의 공단량체는 바람직하게는 3 내지 20개, 더욱 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소원자를 갖고, 예를들면, 프로필렌, 부텐-1, 헥센-1, 옥텐-1, 4-메틸-1-펜텐, 스티렌, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수도 있다.
일반적으로, MWD가 좁을수록 섬유제조에 유리하기 때문에, 바람직한 MWD 범위는 약 2 내지 약 3이다. SDBI는 공중합체 쇄에 따른 공단량체 단위의 분포의 척도이다. 일반적으로, 분포가 균일할수록, 즉 조성분포가 중간값 근처에서 좁을수록 양호하다. 따라서, 이러한 섬유에 있어서, SDBI는 약 25℃ 미만, 바람직하게는 약 20℃ 미만이다.
공중합체중의 공단량체의 성질 및 비율은 공중합체의 밀도를 조절하며, 바람직하게는 공단량체의 형태 및 함량은 약 0.86 내지 약 0.93, 더욱 바람직하게는 0.86 내지 약 0.92, 0.915, 0.910 또는 0.90, 가장 바람직하게는 약 0.86 내지 약 0.89 g/㎤의 밀도를 생성시키도록 조정된다. 밀도는 공중합체에 요구되는 기타 특성, 즉 MWD, MI 및 SDBI와 함께 최적의 제조방법 및 용도의 특징을 갖는 섬유를 형성하는데 기여하는 것으로 밝혀졌다.
공중합체의 바람직한 MI는 섬유가 형성되는 방법에 좌우된다. 스펀본딩에 의한 방법에 있어서, 바람직한 범위는 4 내지 60이고, 용융취입 방법에 있어서, 바람직한 범위는 10 내지 1000이다.
본 발명의 섬유의 바람직한 용도는 직물, 특히 부직물의 제조이다. 이러한 섬유로부터 제조된 직물은, 다수의 의복용으로 사용하기에 적합한 탁월한 탄성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 이들은 또한 양호한 드레이프성(drapeability)을 갖는다.
섬유와 직물의 몇몇 바람직한 성질은 인장 모듈러스와 영구세팅성으로 나타낼 수도 있다. 본 발명에 따라 스펀본딩된 직물에 있어서, 얻어지는 바람직한 성질은 다음과 같다.
인장 모듈러스(g)(ASTM-1682)(100% 신장, 6 사이클, 기계 방향(MD)) : 바람직하게는 900g 미만, 더욱 바람직하게는 800g 미만, 가장 바람직하게는 100 내지 400g; 및/또는 인장 모듈러스(g)(50% 신장, 6 사이클, MD) : 바람직하게는 700g 미만, 더욱 바람직하게는 600g 미만, 가장 바람직하게는 100 내지 300g; 및/또는 인장 모듈러스(g)(100% 신장, 6 사이클, 횡방향(TD)) : 바람직하게는 600g 미만, 더욱 바람직하게는 500g 미만, 가장 바람직하게는 50 내지 300g; 및/또는 인장 모듈러스(g)(50% 신장, 6 사이클, TD) : 바람직하게는 370g 미만, 더욱 바람직하게는 40 내지 200g; 및/또는 영구 세팅성(%)(직물이 파열될 때까지 연속적으로 신장시키지 않고 주기적으로 신장시키는, ASTM-D-1682의 변형된 방법에 따라 측정함)(50% 신장, 6 사이클, MD) : 바람직하게는 30% 미만, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 25%, 가장 바람직하게는 10 내지 20%; 및/또는 영구 세팅성(%)(50% 신장, 6 사이클, TD) : 바람직하게는 35% 미만, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 25%; 및/또는 영구 세팅성(%)(100% 신장, 6 사이클, MD) : 바람직하게는 40% 미만, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 35%, 가장 바람직하게는 8 내지 20%; 및/또는 영구 세팅성(%)(100% 신장, 6 사이클, TD) : 바람직하게는 40% 미만, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 35%, 가장 바람직하게는 5 내지 25%; 및/또는 결합온도(℃): 110℃ 미만, 더욱 바람직하게는 약 35 내지 약 105℃, 가장 바람직하게는 40 내지 80℃.
이러한 성질은 바람직한 것이고 본 발명의 모든 직물에 대해서 유용하고, 예를들면, 본 발명에 따른 섬유로부터 제조되고 약 70 내지 약 80g/㎡, 바람직하게는 약 70g/㎡의 기본중량을 갖고, 약 25 내지 28 ㎛의 직경을 갖는 섬유로부터 제조된 직물에 의해서 나타낸다.
본 발명에 따라 용융취입된 직물은 다음과 같은 바람직한 성질을 갖는다:
영구 세팅성(%)(50% 신장, 6 사이클, MD) : 바람직하게는 25% 미만, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 약 20%, 가장 바람직하게는 15 내지 18%; 및/또는 영구 세팅성(%)(50% 신장, 6 사이클, TD) : 바람직하게는 25% 미만, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 약 20%, 가장 바람직하게는 15 내지 18%; 및/또는 인장 모듈러스(g)(50% 신장, 6 사이클, MD) : 바람직하게는 약 300g 이하, 더욱 바람직하게는 약 200 내지 약 300g; 및/또는 인장 모듈러스(g)(50% 신장, 6 사이클, MD) : 바람직하게는 약 300g 미만, 더욱 바람직하게는 약 50 내지 약 150g; 및/또는 총 핸드(g) : 바람직하게는 약 75g 미만, 더욱 바람직하게는 약 70g 미만, 가장 바람직하게는 약 10 내지 약 20g.
이러한 성질은 바람직한 것이고 본 발명의 모든 직물에 있어서 유용하고, 예를들면, 본 발명에 따라, 약 70g/㎡의 공칭 기본중량을 갖고, 8 내지 10 ㎛의 직경을 갖는 본 발명의 섬유로부터 제조된 용융 취입된 직물에 의해서 나타난다.
단일-부위 촉매작용을 이용하는 올레핀 중합분야에 있어서의 최근의 발전으로 인해 상기 기술된 바와 같이 중합체를 제조하는 것이 가능하게 되었다. 단일-부위 촉매를 사용하여 제조된 중합체로부터 본 발명자들은 본원에 기술된 독특한 섬유를 제조하였으며, 상기 섬유로부터 제조된 직물에 상당히 유리한 효과를 나타내었다. 본 발명의 목적에 따라서, 메탈로센 촉매는, 활성화 조촉매와 함께, 비스-사이클로펜타디에닐 전이 금속 화합물뿐만 아니라 모노사이클로펜타디에닐/헤테로원자 전이 금속 화합물 및 다른 유사한 촉매성 전이 금속 화합물을 포함한다. 이들은 유기-금속 조촉매, 특히 알룸옥산 형태의 유기-알루미늄 화합물, 또는 유럽특허원 제 277 003 호 및 제 277 004 호중에 개시된 바와 같은 부피가 큰 음이온성 촉매 활성화제를 포함할 수 있다.
이러한 촉매 시스템 및 공단량체를 사용함으로써, 본 발명의 실행에 유용한, 약 0.86 내지 약 0.93 g/㎤의 밀도를 갖는 중합체 수지를 형성할 수 있다. 이러한 범위에서, 이들 촉매 시스템은 또한 몇몇 바람직한 분자량중 어느 하나의 주위에 중심을 갖는 조절된 좁은 분자량 분포를 갖는 수지를 형성한다.
현재, 본 발명의 섬유 또는 스트랜드를 제조하기 위한 가장 바람직한 방법은 상기 기술된 바와 같이 이들을 적절한 공중합체의 용융물 저장조로부터 연신시키는 것이다. 이들 공중합체는 단량체와 단일-부위 촉매 시스템의 적절한 배합물을 중합시킴으로써 제조할 수도 있다. 특히 유용한 촉매 시스템으로는 유럽특허원 제 129 368 호, 제 277 003 호, 제 277 004 호, 미합중국 특허 제 5,153,157 호, 제 5,057,457 호 및 국제특허 공개공보 제 WO 92/00333 호중에 기술된 바와 같이, 메탈로센/ 및 모노사이클로펜타디에닐-헤테로원자-전이금속/활성화제 시스템을 들 수 있다. 관련기술분야에 공지된 바와 같이, 이러한 부류의 촉매성 전이-금속 화합물에 적합한 활성화제는 다양한 알룸옥산, 특히 트리메틸 알룸옥산, 및 부피가 큰 치환성 음이온성 활성화제를 포함한다.
[실시예]
공중합체의 몇가지 샘플을 사용하여 섬유를 형성하였다. 이러한 공중합체의 밀도는 약 0.86 내지 약 0.93g/㎠이었다. 단일-부위 촉매 또는 메탈로센형 촉매에 의해서 제조된 중합체의 섬유는 몇가지 방식으로 놀랍고 독특한 효과를 나타내었다. 첫째, 이러한 저밀도 물질을 섬유로 방사시킬 수 있었다는 것에 주목할만하다. 통상적으로 사용되는 촉매를 사용하여 제조된 공중합체와 비교할 경우, 이러한 공중합체는, 이들이 방사될 경우, 서로 접착되어 사용할 수 없고 특정한 형태를 갖지 않은 덩어리를 형성할 수 있는 끈적끈적한 섬유를 형성할 것으로 예측된다. 그러나, 놀랍게도, 이러한 수지는 섬유로 양호하게 방사되고 실제적으로 정성적으로 더욱 용이하게 섬유를 형성하였다.
둘째, 생성된 섬유로부터 제조된 직물은 매우 부드러운 짜임새를 갖고 예상된 "접착성" 또는 점착성을 나타내지 않았다. 상기 쏘여 등에 의해서 기술된 바와 같이, 통상적으로 사용되는 형태의 촉매에 의해서 제조된 이러한 저밀도 중합체는, 섬유로 성공적으로 방사되어도, 상당히 취급하기 어려울 수도 있었다.
이러한 섬유 및 이러한 섬유로부터 제조된 직물에 있어서 가장 놀라운 효과는 주목할만한 탄성 및 드레이프성이다. 더욱 밀도가 높은 폴리에틸렌과 비교하면, 이러한 직물은 예상될 수 있는 인장 또는 영구 세팅성은 거의 나타내지 않고 오히려 인장응력을 가한 다음, 매우 양호한 탄성 회복성, 또는 낮은 영구 세팅성을 나타내었다.
또한, 이러한 물질은 더욱 통상적으로 사용되는 촉매에 의해서 반드시 형성되는 저분자량 종을 별로 갖지 않는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 이들은 섬유의 표면특성에 불리한 영향을 줄 수도 있는 단쇄 또는 저분자량 종을 별로 갖지 않는다. 저분자량 종이 없기 때문에, 통상적인 촉매를 사용하여 제조된 물질의 특성일 수도 있는, 점착성 물질의 형태로 섬유의 표면으로 압출되는 현상을 일으키지 않을 수 있다. 하기 기술되는 바와 같이, 방사의 용이함을 정성적으로 설명할 수 있는 또 다른 이점은, 실질적으로 저분자량(단쇄) 종을 갖지 않은, 단일-부위 촉매를 사용하여 제조된 이들 물질은 방사중에 유해한 더욱 길이가 짧은 단쇄 종이 방사구 주위로 모이는 문제를 일으키지 않는다는 것이다.
정상적인 가공에 있어서, 이러한 종은 한 지점에 모이는 경향을 띄고 결국에는 떨어져 나와 방사 섬유내에 불규칙성을 초래하고, 또한 파쇄부 또는 슬럽(slub)으로 인하여 방사 라인이 정지하게 된다. 단일-부위 촉매로 제조된 공중합체를 사용하여, 장시간에 걸쳐 빠른 방사 속도로 슬러빙 없이 자유롭게 방사된 본 발명의 섬유(실시예 1 내지 4 및 6 내지 8)를 제조하였다. 이것은 비교예 5 내지 6에 사용된, 통상적으로 촉매를 사용한 경우 나타난 결과와 대조된다. 상기 비교 물질은 가공중에 슬러빙을 자주 나타내어 시험 방사동안 몇 차례의 라인 정지를 초래하였다.
상기 직물의 부드러움에 관계된 특성은 "드레이프성"이다. 이 특징은 정성적인 방식으로 평가된다. 일반적으로 직물의 한 조각을, 예를 들어, 인간의 손 또는 주먹을 비롯한 복잡한 윤곽선을 가진 대상위에 놓거나 "늘어뜨린다". 낮은 드레이프성을 가진 직물이라면 밑에 놓여진 대상의 윤곽을 감추는 "구겨짐" 또는 "굵은" 주름을 많이 나타낸다. 고도의 드레이프성을 가진 직물이라면 상기의 주름을 약간 나타내지만, 오히려 일반적으로 밑에 놓인 대상의 윤곽에 보다 밀착하게 된다. 이것은 정성적인 기준이지만, 섬유 분야의 숙련자에게 공지된 개념 및 시험이다. 예외없이, 단일-부위 촉매로 제조된 수지는 고도의 드레이프성을 나타내었다. 시험의 각 세트중의 비교 시험 수지로부터 제조된 직물은 드레이프성이 크지 않았다. 착용자에게는, 드레이프성이 덜한 직물은 "딱딱"하거나 뻣뻣하고 자극을 주지만, 드레이피성 직물은 부드럽게 느껴질 것이다.
단일-부위 촉매 제조된 공중합체가 나타내는 또 하나의 주목할 만한 유익한 효과는, 방사 섬유로 부직물을 제조하는 데에 필요한 결합 온도가 현저히 낮다는 점이다. 이것은 예를 들어, 저온에서 캘린더링롤(calendaring roll)과 같은 결합 장치를 작동시키는 것이 가능하다는 것을 의미한다. 이러한 저온에서의 작동은 부직물의 제조자에게 에너지 절감을 제공할 것이다.
에틸렌/부텐(EB)(실시예 1 내지 3 및 6 내지 8)과 에틸렌/프로필렌(EP)(실시예 4)의 공중합체는 스펀본딩 방법에서 이미 기술한 밀도 범위내에서 시험하였다. 비교하기 위하여, 상기 물질들을 종래의 다중-부위 촉매(실시예 5 및 9)를 사용한 방법에서 제조된 것으로 생각되는 에틸렌-옥텐(EO) 공중합체에 대하여 시험하였다. 종래의 촉매작용에 의해 제조된 상기 비교 물질은, 다우 아스펀(Dow Aspun) 6801과 유사한, 용융 지수가 25이고, 밀도가 0.917g/㎤인 다우렉스(Dowlex) 2517이었고, 두 물질은 모두 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Company, 미국미들랜드, 미시간 소재로)로부터 구입가능하다. 이 시험에 사용된 단일-부위 촉매로 제조된 물질은 엑손 케미칼 캄파니로부터 공급받았다.
첫번째 시험은 섬유를 제조하고, 또한 스펀본딩된 부직물을 생성하는 것이었다. 이것은 레이펜하우저 캄파니(Reifenhauser Company)가 제조한 1미터의 레이코필(Reicofil) 라인을 사용하여 수행하였다. 압출기의 크기는 7cm(2.75인치)였고 길이:직경 비가 30:1이었다. 3719개의 다이 플레이트 방사구가 있었고, 각 방사구의 직경은 0.4mm이었다(L/D=4/1). 표 1은 시험한 각 중합체에 대한 일반적인 정보, 각 시험 중합체의 가공 조건, 및 제조된 스펀본딩된 부직물의 시험결과를 제공한다. 스펀본딩 방법은 직물 제조 분야에 공지된 방법이다. 일반적으로, 연속 섬유를 압출하고, 무한의 벨트상에 놓은 후, 가열된 캘린더링롤에 의해 가끔 서로 결합시킨다. 스펀본딩의 개관을 워즈워스(Wodsworth, L. C.) 및 고스와미(Goswami, B. C.)의 문헌[부직물: "스펀본딩 및 용융취입 방법("Spunbonded and Meltblown Process")", 탄데크(TANDEC, 테네시대학교, 녹스빌)가 후원한 8회 연례 부직물 워크샵 회의록, 1990년 7월 30일부터 8월 일]으로부터 얻을 수 있다.
50% 신장 및 100% 신장에서, ASTM D-1682에 의거한 인장 모듈러스가 드레이프성 및 유연성, 또는 섬유 또는 직물의 신장 용이성과 관련된다는 관점에서, 0.917g/㎤의 밀도 및 약 26의 용융 지수를 갖는 유사한 비교 물질(실시예 5)과 비교할 때, 31의 용융 지수와 0.921g/㎤의 밀도를 갖는 공중합체 수지(실시예 1)는 현저히 감소된 인장 모듈러스 또는 향상된 드레이프성, 및 부드러움성을 나타냄이 분명하다. 영구세팅성을 탄성 회복력의 척도로 볼 때, 용융 지수가 31이고 밀도가 0.921g/㎤인 물질을 나타내는 실시예 1이 측정가능하게 큰 탄성 회복력을 가지거나, 또는 같은 50% 신장에서 실시예 5(비교예)의 50% 신장의 경우보다 덜 영구적인 세팅성을 가짐이 분명하다. 직물 실시예 1에 대해 주어진 100% 신장의 결과로부터, 단일-부위 촉매로 제조된 물질로부터 유도된 직물의 탄성 회복력은 눈에 띄게 우수하지는 않다고 보여진다. 그러나, 50% 신장한후 부드러움성 및 탄성 회복력에서의 주목할만한 이점으로 인해 점차로 우수한 성질을 나타낸다.
영구 세팅성은, 50 및 100% 신장에서, 13cm(5인치)의 집게 간격 및 13cm/분의 13cm(5인치) 크로스헤드 속도를 가지는 인스트론(Instron) 모델 1122로 행한 히스테레시스 시험에 의해 스펀본딩된 물질에 대해 표지된 수의 사이클을 통하여 측정되었다. 이 시험은 ASTM D-1682의 변형이고, 이 때 신장은 직물이 파열될 때까지 계속되기 보다는 주기적으로 실행되고; 표지된 수의 사이클에 표지된 양을 신장시킨 후, 회복력 손실 또는 영구 세팅성을 측정한다. 이후에 기술한 용융취입된 직물을 2 사이클동안 시험하였다. 인장 모듈러스는 첫번째 및 마지막 사이클동안 받은 최고 힘이다.
단일-부위 촉매로 제조된 중합체로부터 유도된 물질의 경우 밀도 약 0.93g/㎤의 범위에서 성질의 개선이 보이기 시작하는 한편, 실시예 2, 3 및 4의 경우 영구 세팅성이 없는 것으로 측정된 탄성 회복력은 비교 물질(실시예 5)보다 매우 우수함을 쉽게 알 수 있다. 또한, 실시예 2, 3 및 4는, 드레이프성 및 부드러움성과 관련된 인장 모듈러스가 이들 실시예의 경우 매우 개선되고 또한 밀도와 관련하여 조절될 수 있음을 증명한다.
시험실시예 대 비교실시예의 결합 온도에 있어서는 유사한 경향이 나타난다. 0.921g/㎤의 밀도를 가지는 실시예 1은, 0.917g/㎤의 밀도를 가지는 실시예 5(비교예)보다 10℃ 더 낮은 온도를 나타낸다. 결합 온도에서의 이 뚜렷한 차이는, 실시예 2, 3 및 4에서 나타난 바와 같이, 밀도가 감소할수록 더욱 더 현저해진다. 상기 실시예는 모두 비교실시예(실시예 5)의 결합온도보다 낮은 약 40 내지 70℃의 결합온도를 나타낸다.
유사한 물질을 가지고 용융취입 방법을 이용하여 섬유를 방사함으로써 추가의 시험을 행하였다. 용융취입 기술은 직물 제조 분야에 공지되어 있다. 상기 방법의 개관을 문헌["용융취입 방법("Meltblow Process")", 오늘날의 용융취입 기술, Miller Freeman Publications, Inc., 샌프란시스코, 캘리포니아, 1989, 페이지 7 내지 12]으로부터 얻을 수 있다. 다시, 종래의 다중-부위 촉매로 제조된 수지(실시예 9)를 밀도 및 용융 지수가 변화하는(실시예 6 내지 8) 단일-부위 촉매 제조된 에틸렌 공단량체와 비교하였다. 상기 시험은 51cm(20인치)의 정밀 생성물 용융취입 라인을 사용하여 수행되었다. 압출기는 길이:직경 비가 30:1인 5cm(2인치)의 데이비스 표준(Davis Standard)이었다. 다이 노즐은 501개의 다이 방사구를 가졌다. 직경은 각각 0.4mm(0.015인치)이었다. 다이의 길이는 15:1이었고 공기 간격은 0.15mm(0.060인치)로 고정되었다. 비교용의 종래의 물질은 다우 케미칼 캄파니(미국 미들랜드, 미시간 소재)로부터 구입가능한 다우 아스펀 61800.31이었다. 기타 시험한 수지는 각각 단일-부위 촉매로 제조된 에틸렌 공중합체였고 엑손 케미칼 캄파니로부터 공급받았다. 표 Ⅱ는 일반적인 중합체 성질, 공정 변수, 및 최종 직물 시험 결과를 기술한다.
표 Ⅱ에 나타난 결과를 검토할 때, 실시예 6과 9를 비교하면, 실시예 6의 직물이 실시예 9(비교예)보다 뚜렷하게 더 탄성적으로 회복가능하지만 인장 모듈러스를 측정해보면 현저히 더 쉽게 신장되지 않는 것으로 보인다. 본 발명의 실행에서 유연성 및 탄성 회복력은 물론 낮은 결합 온도의 장점이 나타나기 시작하는 것은 0.92g/㎤ 내지 0.93g/㎤의 밀도 영역이다. 스펀본딩 시험의 결과에서와 같이, 용융취입 시험 결과에서 그렇게 바람직한 특성은 실제로 이 영역에서 나타나기 시작하지만, 실시예 7 및 8의 단일-부위 촉매 제조된 중합체 수지로부터 방사된 섬유로부터 제조된 직물에 의해 증명되는 바와 같이 더 낮은 밀도 범위내에 보다 한정적으로 또한 완전히 존재함을 알 수 있다. 두 시험에서, 탄성 회복력, 또는 영구 세팅성의 부재는 공중합체의 밀도가 감소하면서 개선된다. "부드러움"의 또 하나의 척도는 총 핸드이다. 실제로 실시예 6은 실시예 9(비교예)가 나타내는 것보다 더 부드러운 섬유 및 직물을 제공하는 것을 쉽게 알 수 있다. 실시예 6의 인장 모듈러스의 동떨어진 데이타 포인트를 제외하면, 단일-부위 촉매작용에 의해 제조된 공중합체 수지는 본 발명의 장점인 유익한 특징으로 설명된 본 발명의 섬유 및 직물을 제공함을 알 수 있다. 총 핸드는 타피(TAPPI) 4998 CM-85 시험 방법에 따라, 약 20cm×20cm(8인치×8인치)의 샘플을 가지고 0.64cm(0.25인치)의 슬롯을 사용하여, 트윙(Thwing), 알버트 핸들-오-미터(Albert-O-Meter), 모델 211-5상에서 측정된다.

Claims (15)

  1. 에틸렌, 및 프로필렌, 부텐-1, 헥센-1, 옥텐-1 및 4-메틸-1-펜텐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 공단량체의 공중합체를 하나 이상 포함하며, 이 때 상기 공중합체의 밀도가 0.86g/㎤ 내지 0.93g/㎤이고, 분자량 분포(MWD=Mw/Mn)가 1.8 내지 3.5이며, 용융지수(ASTM-D 1238(E))가 4 내지 1000이고, 용해도 분포 폭 지수(SDBI)가 25℃ 미만인 섬유.
  2. 제 1항에 있어서, 공중합체의 밀도가 0.86g/㎤ 내지 0.92g/㎤인 섬유.
  3. 제 1항에 있어서, 공중합체의 분자량 분포가 2.0 내지 2.5인 섬유.
  4. 제 1항에 있어서, 공중합체의 용해도 분포 폭 지수가 20℃ 미만인 섬유.
  5. 제 1항에 있어서, 공중합체의 밀도가 0.86g/㎤ 내지 0.89g/㎤이고, 분자량 분포가 2 내지 2.2인 섬유.
  6. 제 1항에 있어서,
    a) 공중합체가 10 내지 1000의 용융지수를 갖고, 섬유가 용융취입 방법에 의해 제조되거나;
    b) 공중합체가 4 내지 60의 용융지수를 갖고, 섬유가 스펀본딩(spunbonding) 방법에 의해 제조되거나; 또는
    d) 공중합체가 4 내지 150의 용융지수를 갖고, 섬유가 용융방사 방법에 의해 제조된 섬유.
  7. 제 1항의 섬유를 포함하는 직물.
  8. a) 기계 방향으로서 50% 신장을 6 사이클 수행한 후의 영구 세팅성이 25% 미만이고;
    b) 횡방향으로의 50% 신장을 6 사이클 수행한 후의 영구 세팅성이 25% 미만이고;
    c) 기계 방향으로의 50% 신장을 6 사이클 수행한 후의 인장 모듈러스가 300g 이하이고;
    d) 횡방향으로서 50% 신장을 6 사이클 수행한 후의 인장 모듈러스가 300g 이하이고;
    e) 총 핸드(hand)가 75g 미만이며;
    제1항의 섬유를 포함하는 직물.
  9. 공중합체 용융 지수가 4 내지 60인 스펀본딩 방법에 의해 제조한, 제1항의 섬유를 포하하는 직물.
  10. 용융된 공중합체로부터 섬유를 연신시키는 것을 포함하는, 제1항의 섬유의 제조방법.
  11. 제11항에 있어서, 하나 이상의 섬유-제조 개구를 갖는 하나 이상의 제조장치를 통해 용융된 공중합체를 통과시키고, 이를 동시에 응고시키거나 또는 연속적으로 응고시키는 섬유의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 공중합체가 아닌 유체의 이동에 의해 용융된 공중합체를 연속 섬유 또는 스테이플 섬유로 연신시키는 섬유의 제조방법.
  13. 밀도가 0.86g/㎤ 내지 0.93g/㎤ 이고, 분자량 분포가 2 내지 3.5이며, 용융지수가 4 내지 1000이고, 용해도 분포 폭 지수가 25℃ 미만인, 에틸렌, 및 프로필렌, 부텐-1, 헥센-1, 옥텐-1 및 4-메틸-1-펜텐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 공단량체의 공중합체(들)로부터 제조된 섬유를 포함하는 드레이프성(drapeable) 직물.
  14. 제14항에 따른 직물을 포함하는 의복.
  15. 제14항에 따른 직물을 포함하는 드레이프(drape).
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