KR101008358B1 - 폴리올레핀계 조성물 및 이를 이용한 제품과 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모노콤포넌트로 이루어진 섬유생산설비에서 저온 열융착성 및 서멀본드 부직포의 인장강도 향상을 위한 용융블랜드가 가능한 폴리올레핀계 조성물을 제공하는데 있다. 이를 위하여 호모폴리프로필렌 및 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체를 포함하는 폴리올레핀계 조성물 및 이를 이용한 섬유제품과 제조방법을 제공한다.

부직포, 폴리올레핀, 서멀본드

Description

폴리올레핀계 조성물 및 이를 이용한 제품과 이의 제조방법{POLYOLEFIN COMPOSITION AND ARTICLE AND PREPARING USING THEREOF}

본 발명은 개선된 물성을 보유한 폴리올레핀계 섬유 및 이의 제조방법과 이를 이용한 부직포의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 폴리올레핀계 블랜드 중합체를 이용하여 방사성, 열융착성 및 강도 등이 개선된 섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이고 또한 상기 섬유를 이용하여 부직포를 제조하는 방법에 관한 것이다.

부직포는 방직, 제직이나 편성과정을 거치지 않고 기계조작이나 열접착 등 기계, 화학처리로 섬유 집합체를 접착하거나 엉키게하여 만든 직물. 펠트, 수지접착시킨 부직포, 니들 펀치, 스펀 본드, 스펀 레이스, 엠보스 필름, 습식 부직포 등이 이에 속한다. 협의로는 랜덤(random)에 겹친 웹(web)과 섬유의 접점을 수지로 접착하여 심지등으로 사용하는 것을 의미한다. 접착포라고도 하며 본드 패브릭(bonded fabric)이라고도 한다. 이러한 부직포는 다양한 방법으로 제조될 수 있는데 니들펀칭법, 케미칼본딩법, 서멀본딩법, 멜트브로운법, 스펀레이스법, 스테치본드법, 스펀본드법이 알려져 있다.

한편, 폴리올레핀계 유로 제조된 부직포는 촉감이 부드럽고 고강도이므로 냅킨과 기저귀 등과 같은 위생용품으로 사용되고 있다. 특히 폴리프로필렌 단섬유는 특유의 낮은 융점, 및 우수한 내화학성으로 인해 캘린더 본딩공법 또는 에어스루 본딩공법을 통해 서멀본드 부직포로 가공되어지며, 기저귀, 생리대 등의 위생용품 표면재로 주로 사용되고 있다.

일본국 공개특허 제2002-235237에서는 폴리프로필렌 열융착성 부직포는 부직포에 소프트한 촉감과 높은 인장강도를 부여하기 위해서 결정화 저해제로 살리실산 금속염을 마스터배치 펠릿으로 투입하여 세섬도를 통해 소프트성과 고 인장강도를 추구하였으나, 스펀본드 부직포에 대한 실험으로 단섬유를 통한 서멀본드 부직포와는 제법에서 차이가 있다. 스펀본드 부직포는 단섬유 서멀본드 부직포에 비해 높은 인장강도를 보이나, 소프트한 촉감은 떨어진다는 통념이다. 또한, 본 기술에 의하면 프로필렌·에틸렌 랜덤 공중합체로부터 만들어진 스펀본드 부직포에 대해 에틸렌 함량이 1.5중량% 이상일 경우 저결정성이 되어 부직포의 강도저하를 유발될 수 있다.

또한 열접착성 시스-코어형 복합섬유를 이용하여 서멀본드 부직포를 제조함에 있어서는 PE/PP(일본국 공개특허 昭52-37097), PE/PET(일본국 공개특허 平03-021648), 공중합 PP/PP (일본국 공개특허 昭55-26203) 등이 제안된바 있으나, 이들은 모두 바이콤포넌트(Bicomponent) 섬유생산 설비에서만 생산이 가능하여, 모노콤포넌트(Monocomponent) 폴리프로필렌 섬유생산 설비에 적용이 불가능하다.

또한 대한민국 특허공보 10-0387546 에는 5.5이상의 넓은 분자량 분포를 가 지는 PP를 용융압출함에 있어 지연냉각을 통해 스킨-코어 구조의 PP단섬유를 제조함으로써 고강도의 서멀본드 부직포를 제조하는 방법이 제안된 바 있다. 그러나 상기 지연냉각을 통해 과산화된 스킨층을 만들 경우, 급냉각을 통해 제도된 PP단섬유에 대비하여 열융착온도 차이가 그리 크지 않으며 과산화된 스킨층으로 인해 최종 부직포의 변색 등 을 야기할 가능성이 높아진다.

따라서, 서멀본드 방식의 부직포 제조기술에서 열융착온도를 저하시키면서 방사성을 유지하며 부직포의 물성을 확보할 수 있는 기술이 소망되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 모노콤포넌트로 이루어진 섬유생산설비에서 방사가능하며 일정 이상의 물성확보가 가능한 폴리올레핀계 조성물 및 이를 이용한 부직포를 제공하는데 있다.

또한 본 발명은 모노콤포넌트로 이루어진 섬유생산설비에서 저온 열융착성 및 서멀본드 부직포의 인장강도 향상을 위한 용융블랜드가 가능한 폴리올레핀계 조성물을 제공하는데 있다.

또한 본 발명은 상기 조성물을 이용하여 방사성이 보장되며 높은 인장강도가 담보되는 서멀본드 부직포 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 아이소택틱 호모폴리프로필렌 및 프 로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체를 포함하는 폴리올레핀계 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 호모폴리프로필렌은 용융지수가 4~30g/10min이고, 아이소택틱 지수가 90% 이상, 용융점이 160~165℃인 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체는 부텐 함량이 3중량% 이상이며, 용융지수가 4~30g/10min이고, 용융점이 150℃ 이하인 폴리올레핀계 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 호모폴리프로필렌 및 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체의 혼합비율이 5 내지 95 : 95 내지 5 중량%인 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 호모폴리프로필렌 및 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체가 용융블랜드된 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 조성물에 산화방지제, 자외선안정제, 공정 안정제, 및 착색제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 첨가제가 선택적으로 더 포함된 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 첨가제에 조성물로서 형성되는 섬유 100중량부에 대하여 2중량부 이하로 포함되거나 바람직하게는 0.1 내지 1.5 중량부가 포함된 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 호모폴리프로필렌 및 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체를 용융블랜드하여 조성물을 형성하는 단계; 상기 용융혼합물을 240 ~ 290℃의 압출온도에서 방사하여 미연신사를 제조하는 단계; 상기 미연신사를 연신비 약 1.35 ~ 5.00 사이에서 연신하는 단계; 연신된 섬유에 권축을 부여하는 크림핑단계; 및 상기 크 림프가 형성된 연신사를 열고정한 후, 소정길이의 단섬유로 절단하는 단계를 포함하는 폴리올레핀계 단섬유의 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 크림프를 부여한 후 선택적으로 기능성 방사유제를 크림핑된 연신사의 표면에 부착시키는 단계가 더 포함된 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 호모폴리프로필렌의 용융지수가 4~30g/10min이고, 아이소택틱 지수가 90% 이상, 용융점이 160~165℃인 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체의 부텐 함량이 3중량% 이상이며, 용융지수가 4 ~ 30g/10min이고, 용융점이 150℃ 이하인 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 호모폴리프로필렌 및 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체의 혼합비율이 5 내지 95 : 95 내지 5 중량%인 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 조성물에 산화방지제, 자외선안정제, 공정 안정제, 및 착색제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 첨가제가 선택적으로 더 포함된 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 첨가제에 조성물로서 형성되는 섬유 100중량부에 대하여 2중량부 이하로 포함되거나 바람직하게는 0.1 내지 1.5 중량부가 포함된 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 용융지수가 4 ~ 30g/10min이고, 아이소택틱 지수가 90% 이상, 용융점이 160~165℃인 호모폴리프로필렌 및 부텐 함량이 3중량% 이상이며, 용융지수가 4 ~ 30g/10min이고, 용융점이 150℃ 이하인 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중 합체가 랜덤하게 블랜드된 폴리올레핀계 섬유를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 호모폴리프로필렌 및 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체의 혼합비율이 5 내지 95 : 95 내지 5 중량%인 섬유를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 조성물을 방사하여 형성되거나 방법에 의해 제조된 폴리올레핀계 섬유를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 섬유로 제조된 부직포를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 조성물을 방사하여 형성되거나 상기 방법에 의해 제조된 폴리올레핀계 섬유를 카딩하여 섬유웹을 형성하는 단계; 및 상기 섬유웹을 열융착하는 단계를 포함하는 서멀본드 부직포의 제조방법을 제공한다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 "부직포"라 함은 방직, 제직이나 편성과정을 거치지 않고 기계조작이나 열접착 등 기계, 화학처리로 섬유 집합체를 접착하거나 엉키게 하여 만든 직물, 펠트 및 섬유상 웹 등을 통칭하는 용어로서 사용한다.

본 발명은 저온 열융착성이 개선된 폴리올레핀계 단섬유, 이의 제조방법, 및 이로부터 제조되는 서멀본드 부직포에 관한 것으로서, 호모폴리프로필렌(hPP)과 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체를 용융블랜드하여 폴리올레핀계 단섬유를 제조할 수 있다.

본 발명은 모노콤포넌트 폴리프로필렌 섬유생산 설비를 이용할 수 있는 장점이 있는데 이를 위하여 본 발명자는 다양한 폴리에틸렌, 프로필렌ㅇ에틸렌 랜덤 공중합체, 프로필렌ㅇ에틸렌ㅇ부텐 랜덤 삼원 공중합체를 호모폴리프로필렌과 블랜드하는 시도를 하였으나, 2중량%이상 용융블랜드시 심각한 방사성 불량을 야기할 뿐만 아니라, 상기 함량 이하로 블랜드시에는 그 효과 또한 미미한 수준이었다.

이에 본 발명자들은 아이소택틱 지수가 90% 이상인 호모폴리프로필렌과 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체를 용융블랜드하여 단섬유를 제조하며, 프로필렌·부텐 랜덤 공중합체의 부텐 함량과 호모폴리프로필렌과 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체의 블랜드 비율을 제어함으로서 열융착 온도를 110~150℃까지 변화시킬 수 있으며, 호모폴리프로필렌로 제조된 단섬유와 비교해 높은 인장강도의 서멀본드 부직포를 제조할 수 있게 한다.

본 발명에서 호모폴리프로필렌과 용융블랜드되는 물질로서 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체를 제안하는 것은 다음의 고려사항이 포함된다. 호모폴리프로필렌에 저융점(호모폴리프로필렌 보다 낮은 융점)의 폴리머를 블랜드하는 시도를 하였으 나(예 : LLDPE / LDPE / MDPE / HDPE, 프로필렌ㅇ에틸렌 랜덤 공중합체, 프로필렌ㅇ에틸렌ㅇ부텐 랜덤 삼원 공중합체 등) 호모폴리프로필렌과 용융점도의 차이로 혼련이 제대로 이루어지지 않거나, 심각한 방사성 불량을 야기하여 섬유화 하기 힘든 경우가 대부분이었으며, 그 효과 또한 미미한 수준이었다. 일부 소량의 파일럿 방사설비에서 섬유화에 성공할 수 있을 지라도, 대량의 상업적 방사설비에 적용은 불가능하였다. 따라서 방사성과 부직포의 강도를 고려할 때 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체를 제안하는 것이다. 또한 본 발명에서 사용한 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체는 호모폴리프로필렌 와 용융블랜드 할 경우, 상용성이 매우 뛰어나므로 2.2데니어 수준의 세섬도 방사가 가능하며, 방사공정에서 사절이나 드롭(Drop) 발생이 없는 우수한 방사성을 나타내었다. 이는 호모폴리프로필렌 대비 녹는점(Tm) 낮으나, 상기한 저융점 폴리머와는 달리 호모폴리프로필렌 와 유사한 분자구조와 유사한 입체이성질체(90 이상의 아이소택틱 인덱스)를 가짐으로 인해 용융거동(용융점탄성 등)이 호모폴리프로필렌과 비슷하기 때문으로 보인다.

상기 호모폴리프로필렌은 용융지수(MI) 4~30g/10min이고, 아이소택틱 지수가 90% 이상, DSC로 측정한 용융점(Tm)이 160 ~ 165℃임이 바람직하다. 상기 호모폴리프로필렌의 용융지수가 낮을수록 섬유의 강성, 내약품성, 낮은 신율을 부여할 수 있지만 점도가 저하되므로 가공성이 나빠지게 되며, 용융지수가 너무 높으면 섬유의 강성이 저하될 뿐만 아니라, 방사가 어려우므로 4 내지 30의 용융지수를 가지는 것이 방사에 가장 적합하다.

프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체는 부텐 함량이 3중량% 이상, 바람직하게는 3 내지 20중량%이고, MI가 4~30g/10min이고, 용융점(Tm, DSC)은 150℃ 이하, 바람직하게는 120 내지 150℃ 이다. 이들의 블랜드시 상기 물질의 혼합비율은 5 내지 95 : 95 내지 5 중량%가 바람직하다. 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체에서 부텐의 함량에 따라 용융점이 변화될 수 있어 상기 함량과 용융점 미만에서는 블랜드 물성에서 용융점 저하가 미미하며, 상기 수치 초과에서는 인장강도 등 제반물성이 낮아지는 단점이 발견되었다.

한편 상기 호모폴리프로필렌 및 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체 수지는 산화방지제, 자외선안정제, 공정 안정제, 및 백색 안료를 비롯한 착색제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 선택적으로 더 포함할 수 있으며, 이러한 첨가제의 함량은 전체 단섬유 100중량부에 대하여 2중량부 이하로 포함되는 것이 바람직하고, 0.1 내지 1.5 중량부로 포함되는 것이 더 바람직하다. 상기 함량을 초과하는 경우에는 방사성이나 물성을 저해하는 요소가 된다.

상기 성분 및 비율로 형성된 조성물은 호모폴리프로필렌 및 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체를 용융 블랜드한 후, 상기 용융혼합물을 240~290℃의 압출온도에서 방사하여 미연신사를 제조하고, 상기 미연신사를 연신비 약 1.35 ~ 1.65사이에서 적절히 조절, 예열온도 60℃ 내외로 연신한 뒤 크림프를 부여할 수 있다. 상기 연신사를 120℃온도에서 약 8 ~ 12분간 열고정한 후, 소정길이의 단섬유로 절단하는 단계를 거쳐 폴리올레핀계 단섬유로 제조될 수 있다. 여기서 상기 크림프를 부여한 후 선택적으로 기능성 방사유제를 상기 단섬유 100중량부에 대하여 0.1~1.0 중량부로 크림핑된 연신사의 표면에 부착시키는 단계가 더 추가될 수 있다. 다만 상기 연신단계 및 열고정단계 등에서 언급된 처리조건은 미리 설계된 섬유의 물성에 따라 변화가능한 수치이고, 상기 수치는 본 발명에서는 이를 예시한 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예로서 위와 같이 제조된 단섬유를 서멀본드 가공을 통해 만들어지는 부직포를 제조하는데, 부직포를 제조하기 위한 서멀본드 가공은 캘린더 본딩공법과 에어스루 본딘공법을 사용하여 이루어 질 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 부직포는 상기 공법 모두가 적용될 수 있으나 이하 캘린더 본딩공법을 설명키로 한다.

캘린더 본딩공법은 단섬유를 카딩한후, 컨베이어에 적층된 웹이 110~165℃로 설정된 두개의 핫롤(Hot Roll)사이를 통과하면서 섬유간의 열융착이 일어나 제조될 수 있다. 캘린더 본딩설비를 통해 서멀본드 부직포를 제조함에 있어, 단섬유를 카딩하여 섬유웹을 형성한 후 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체의 블랜드 비율에 따라 가장 열융착이 양호한 온도, 즉 150℃ 이하 바람직하게는 118 내지 144℃ 온도에서 핫롤(Hot Roll)에 상기 섬유웹을 처리한다. 여기서, 가장 열융착이 양호한 핫롤(Hot Roll)의 온도는 부직포 생산 속도, 롤의 엠보패턴의 형태, 롤의 셋팅온도와 표면온도의 차이 등의 캘린더 본딩공법의 생산ㅇ설비조건과 원료로 사용한 단섬유의 섬도에 따라 달라질 수 있으므로 절대적인 결과치가 아닌 상대적인 결과치이다.

실시예 1

표 1에 나타낸바와 같이 호모폴리프로필렌 수지와 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합 수지를 95/5 중량% 비율로 용융블랜드하고, 250℃의 방사온도 및 45 m/min의 방사속도 미연신사를 제조하였다.

상기 미연신사를 연신비를 1.35 ~ 1.65사에에서 적절히 조절, 예열온도 60℃로 연신하여 크림퍼에서 권축을 부여하고, 친수성 방사유제 에멀젼을 스프레이하여 방사유제의 함량이 전체 단섬유 중량에 대하여 0.45 중량부로 포함되도록 방사유제를 섬유표면에 부착시키고, 120℃온도에서 약 8 ~ 12분간 열고정한 후, 섬유의 길이가 40 mm가 되게 절단하여 최종 섬유섬도를 6.0 데니어, 평균 신도를 380%를 목표로 폴리올레핀계 단섬유를 제조하였다.

상기 방법으로 얻어진 폴리올레핀계 단섬유를 카드기로 20mpm의 속도로 카딩하고, 부직포 웹을 제조하여, 두개의 핫롤(Hot Roll)사이를 통과시켜, 평량이 22gsm인 캘린더본딩 부직포를 제조하였다. 이때, 핫롤의 온도를 110~165℃로 변화시켰다.

실시예 2 ~ 4

실시예1과 동일한 방법으로 제조하되, 호모폴리프로필렌과 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합 수지의 용융블랜드 비율을 변경하여 실시하였다.

실시예 5

실시예3과 동일한 방법으로 제조하되, 최종 폴리올레핀 단섬유의 섬도를 2.2데니어가 되도록 토출량을 조절하여 실시하였다.

비교예 1

실시예1과 동일한 방법으로 제조하되, 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합 수지를 투입하지 않고 호모폴리프로필렌 단독으로 실시하였다.

비교예 2

비교예1과 동일한 방법으로 제조하되, 최종 폴리올레핀계 단섬유의 섬도를 2.2데니어가 되도록 토출량을 조절하여 실시하였다.

비교예 3 ~ 6

비교예 1과 동일한 방법으로 작업을 진행하되, 표 2에 나타낸바와 같이 호모폴리프로필렌과 용융블랜드 하는 저융점폴리머를 프로필렌·에틸렌 랜덤 공중합체, 프로필렌·1-부텐 랜덤 삼원공중합체, HDPE, LDPE로 변경하면서 실시하였다. 저융점폴리머의 함량은 모두 10중량%를 사용하였다.

* 분석방법

1. 용융지수(MI) : ASTM D 1238에 의거

* 호모폴리프로필렌 및 랜덤 공중합체 계열 : 230℃, 2.16kg의 하중

* HDPE, LDPE 등 PE 계열 : 190℃, 2.16kg의 하중

2. 아이소택틱 인덱스(I.I : Isotactic Index) : ISO 9113:1986 ㅇ Plastics - Polypropylene (PP) and propylene-copolymer thermoplastics - Determination of isotactic index

: 노말헵탄을 끓게 하여 아탁틱 성분을 녹인 후 남아있는 아이소택틱 성분의 무게를 달아 wt%로 나타내고 이 중량%를 아이소택틱 인덱스라 한다.

3. Xylene Soluble (이하 XS 표기) : ISO 16152:2005

4. 방사성 : 37,125개의 Hole을 가지는 구금 직하에서 섬유의 단 사절이 및 방사 드롭(Drop)

발생 회수를 관찰하여 평가

단 사절 또는 드롭이 1회/시간 미만 : ◎

단 사절 또는 드롭이 1~3회/시간 : ○

단 사절 또는 드롭이 3회/시간 이상 : △

방사 불가 : ㅧ

5. 연신성 : 연식작업 과정에서 사절이

1회/시간 미만 : ○, 1~2회/시간 : △, 3회/시간 이상 : ㅧ

6. 크림핑 작업성 : 육안 관찰하여 연신된 토우가 크림퍼를 통과과정에서 실패한 회수와 크림프의 균일성으로 판단

1회/시간 미만 & 균일한 크림프 : ○,

1~2회/시간 또는 불균일(미끌림 현상, 떡짐현상)한 크림프 : △,

3회/시간 이상 또는 크림프 통과 불가 : ㅧ

7. 단섬유 섬도 : ASTM D1577을 기준으로 하여 섬도를 측정

8. 부직포 카딩성 : 단섬유가 카드기를 통과하는 과정에서 카드롤사이에 말림현 상, 날림(Flying) 현상이 발생하거나, 웹형성이 좋지 못할 경우 불량으로 판단

9. 최적 핫롤 온도 : 핫롤의 온도를 110~165℃로 변화시키면서 부직포를 제조하여, 가장 높은 TBI를 나타내는 핫롤의 온도

10. 평량 : 부직포의 무게

11. 부직포 인장강도 및 신도 : JIS L 1096의 컷-스트립법 (시료 폭 5㎝, 길이 14㎝)

MD : 부직포의 기계방향

CD : 부직포의 횡방향

12. TBI (열융착지수, Thermal Bondability Index) = (MD강도 ㅧ CD강도)1/2 ㅧ (20/평량)

상기 실시예와 같이 본 발명에 의한 실시예들은 모두 방사성이 유지되면서 세섬도 제어가 가능하고 비교예 1 및 2에 비해 최적핫롤온도(6.0데니어 기준)가 118 내지 144℃까지 낮아짐을 알 수 있다. 또한 TBI 역시 1.33 내지 1.82로 향상됨을 알 수 있다. 또한 비교예 3내지 6은 방사성에 큰 문제가 있음을 알 수 있고 특히 250℃의 방사온도에서 방사성이 불량하여, 방사온도를 200℃까지 낮추면서 방사구금 직하의 냉각조건 변경, 토출량 변경을 시도하였으나 섬유로 생산이 불가능하였다.

또한 실시예들에 의한 부직포는 기존의 호모폴리프로필렌 단섬유로 제조된 서멀본드 부직포 대비 높은 인장강도를 가지며 이는 본 시험 데이터의 MD/CD 인장강도에 있어서도 약 60%의 물성향상이 있는 결과가 도출되었다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 폴리올레핀계 조성물 및 이를 이용한 부직포는 방사성을 확보하는 큰 장점이 있다. 또한 프로필렌·부텐 랜덤 공중합체의 블랜드 비율와 부텐 함량을 조절함으로써 열융착 온도를 변화시키며 부직포의 단섬유로서 열융착온도를 낮출 수 있는 효과가 있다.

결국 폴리프로필렌의 방사성이 뛰어나면서 세섬도 섬유의 제조가 가능하고, 서멀본드용 부직포를 제조함에 있어 열융착온도를 낮추며, 인장강도와 같은 물성이 향상되는 효과가 있다. 이로서 작업성이 우수하면서 생산원가를 절감할 수 있는 효과도 구유하게 된다.

상기와 같은 효과로 인해 폴리프로필렌 부직포의 부드러움과 유연성이 확보되므로 기저귀, 여성 생리용품, 물티슈 등의 위생용품에 사용되는 서멀본드 부직포에 적합할 뿐만 아니라, 낮은 열융착 특성을 보이므로 자동차 내장재나 건축·가구용 견면보드 제조시 본딩매질 섬유로 사용하는 등 다양하게 적용용도를 확장시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (20)

1. 용융지수가 4 ~ 30g/10min이고, 아이소택틱 지수가 90% 이상, 용융점이 160~165℃인 호모폴리프로필렌 및 부텐 함량이 3중량% 이상이며, 용융지수가 4 ~ 30g/10min이고, 용융점이 150℃ 이하인 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체를 혼합비율 5 내지 95 : 95 내지 5 중량%로 용융블랜드된 것임을 특징으로 하는 폴리올레핀계 조성물.
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6. 제1항에 있어서,

   상기 조성물에 산화방지제, 자외선안정제, 공정 안정제, 및 착색제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 첨가제가 선택적으로 더 포함됨을 특징으로 하는 폴리올레핀계 조성물.
7. 제6항에 있어서,

   상기 첨가제는 조성물로서 형성되는 섬유 100중량부에 0.1 내지 1.5 중량부가 포함됨을 특징으로 하는 폴리올레핀계 조성물.
8. 용융지수가 4 ~ 30g/10min이고, 아이소택틱 지수가 90% 이상, 용융점이 160~165℃인 호모폴리프로필렌 및 부텐 함량이 3중량% 이상이며, 용융지수가 4 ~ 30g/10min이고, 용융점이 150℃ 이하인 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체를 혼합비율 5 내지 95 : 95 내지 5 중량%로 용융블랜드하여 조성물을 형성하는 단계;

   상기 용융혼합물을 240 ~ 290℃의 압출온도에서 방사하여 미연신사를 제조하는 단계;

   상기 미연신사를 연신비 약 1.35 ~ 5.00 사이에서 연신하는 단계;

   연신된 섬유에 권축을 부여하는 크림핑단계; 및

   상기 크림프가 형성된 연신사를 열고정한 후, 소정길이의 단섬유로 절단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 폴리올레핀계 단섬유의 제조방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 크림프를 부여한 후 선택적으로 기능성 방사유제를 크림핑된 연신사의 표면에 부착시키는 단계가 더 포함됨을 특징으로 하는 폴리올레핀계 단섬유의 제조방법.
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13. 제8항에 있어서,

    상기 조성물에 산화방지제, 자외선안정제, 공정 안정제, 및 착색제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 첨가제가 선택적으로 더 포함됨을 특징으로 하는 폴리올레핀계 단섬유의 제조방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 첨가제는 조성물로서 형성되는 섬유 100중량부에 대하여 0.1 내지 1.5 중량부가 포함됨을 특징으로 하는 폴리올레핀계 단섬유의 제조방법.
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17. 제1항 , 제6항, 제7항 중 어느 한 항에 의한 조성물을 방사하여 형성되거나 제8항, 제9항, 제13항, 제14항 중 어느 한 항에 의한 방법에 의해 제조된 폴리올레핀계 섬유.
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19. 제17항의 섬유로 제조된 부직포.
20. 제1항 , 제6항, 제7항 중 어느 한 항에 의한 조성물을 방사하여 형성되거나 제8항, 제9항, 제13항, 제14항 중 어느 한 항에 의한 방법에 의해 제조된 폴리올레핀계 섬유를 카딩하여 섬유웹을 형성하는 단계; 및

    상기 섬유웹을 열융착하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 서멀본드 부직포의 제조방법.