KR101221145B1 - 자외선 차단성 폴리아마이드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 섬유 - Google Patents

자외선 차단성 폴리아마이드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 섬유 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리아마이드 수지 100 중량부에 대하여, 폴리에틸렌계 아이오노머 0.01 ~ 5 중량부, 평균입경 10 ~ 900nm이고 굴절율 1.8 이상이며 폴리아마이드 수지와 굴절율 차이가 0.3 ~ 1.7인 무기입자 0.01 ~ 5 중량부, 및 알카리금속유기산염 0.0001 ~ 2중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물 및 이로부터 제조된 섬유에 관한 것이다. 이러한 수지조성물 및 섬유는 사절이 극도로 억제된 방사작업성을 가지면서 세탁을 하여도 자외선차단성의 손상이 없이 영구적으로 자외선차단성을 발휘하면서 동시에 황변현상에 따른 칼라의 변화를 억제하고, 투명성 및 선명한 염색성이 장기적으로 발현된다.

Description

자외선 차단성 폴리아마이드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 섬유{Ultraviolet Shielding Polyamide Compositions and Fiber Prepared therefrom}
본 발명은 자외선 차단성 폴리아마이드 조성물 및 이로부터 제조된 섬유에 관한 것이다. 보다 상세하게는 사절이 극도로 억제된 방사작업성을 가지면서 세탁을 하여도 자외선차단성의 손상이 없이 영구적으로 자외선차단성을 발휘하면서 동시에 황변현상에 따른 칼라의 변화를 억제하고, 투명성에 기인한 선명한 염색성이 장기적으로 발현되는 자외선 차단성 폴리아마이드 조성물 및 이로부터 제조된 섬유에 관한 것이다.
특히 일부 무기입자에 의한 자외선 방지 조성물의 경우, 무기입자가 자외선에 의해 여전히 매트릭스 수지의 분해 반응에 대한 촉매적 역할을 수행하여 장시간 사용에 따라 황변이 발생하는 현상이 있는데, 본 발명은 상기에서 언급한 자외선 차단효과와 더불어 이러한 황변을 방지하는 효과도 현저히 개선된 새로운 자외선 차단성 폴리아마이드 조성물 및 섬유를 제공하는 것이다.
최근 대기 중의 오존층의 파괴로 인해 자외선의 피해 가능성이 높아지면서 자외선으로부터 인체를 보호하기 위한 기능의 자외선 차단 섬유의 제조 기술이 많이 개발되고 있다.
특히 레저스포츠의 활성화로 자외선에 많이 노출되는 야외에서 활동하는 시간이 많아지면서 우수한 자외선 차단성을 가진 레저스포츠 의류용 섬유의 필요성이 고조되고 있다. 이러한 의류를 제조하는 대표적인 방법으로서는 직물 등에 유기계 자외선 차단제를 코팅 또는 라미네이팅을 하는 후가공 방법이 있는데 이 방법은 제조비용이 비싸고 용매사용에 의한 환경문제가 발생할 우려가 크고 특히 사용 중이나 세탁에 의해 자외선 차단 효과가 급격히 저하되는 단점이 있다.
이러한 단점을 개선한 방법으로서는 이산화티탄, 산화아연 등 무기입자계 자외선 차단제를 수 중량% 이상 중합 중에 혼합 분산시켜 얻어진 폴리아마이드 등 합성수지를 용융 방사하여 섬유를 제조하고 이로부터 의류를 얻는 방법이 있다. 이 방법은 여러 번 세탁을 하여도 자외선 차단성의 손상이 없이 영구적으로 우수한 자외선 차단성이 발현되는 큰 장점이 있지만 미분산된 무기입자의 응집물 때문에 방사공정중 사절의 빈도가 극도로 높아지는 문제가 심각하고 또한 과량으로 무기입자가 첨가되므로 섬유의 촉감이 나쁘고 불투명성에 의해 선명한 염색이 곤란한 문제가 있다. 특히 자외선 차단이 필수적인 레저스포츠 의류 경우 원색적이고 선명한 염색성 의류를 선호하기 때문에 이에 부응하는 섬유 및 의류의 등장이 고대되고 있다.
즉 영구 자외선 차단성 발현에 유리한 상기 무기입자계 자외선 차단제를 처방하되 무기입자의 고도의 분산 상태를 유발하여 사절이 극도로 억제된 방사작업성을 가지면서도 종래보다 획기적인 투명성 향상에 기인하여 보다 선명한 염색성이 발현되는 신규의 폴리아마이드 등 합성섬유 제조에 대한 새로운 기술의 출현이 매우 절실하다.
또한 일부 무기입자계 자외선차단제를 처방할 경우 장시간 사용에 따라 나타날 수 있는 황변에 의해 염색된 칼라의 선명성이 저하되는 단점을 해결하는 새로운 자외선 차단성 폴리아마이드 섬유제조에 대한 새로운 기술의 출현 역시 매우 시급하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르게 되었다. 즉, 본 발명은 사절이 극도로 억제된 방사작업성을 가지면서 세탁을 하여도 자외선 차단성의 손상이 없이 영구적으로 우수한 자외선 차단성을 발휘하면서 동시에 투명성에 기인하여 선명한 염색성이 발현되고 또한 장시간 사용에 따라 나타날 수 있는 황변에 의해 염색된 칼라의 선명성이 저하되는 단점을 해결하는 새로운 폴리아마이드 수지조성물 및 이로부터 제조된 섬유를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 폴리아마이드 수지 100 중량부에 대하여, 폴리에틸렌계 아이오노머 0.01 ~ 5 중량부, 평균입경 10 ~ 900nm이고 굴절율 1.8 이상이며 폴리아마이드 수지와 굴절율 차이가 0.3 ~ 1.7인 무기입자 0.01 ~ 5 중량부 및 알카리금속의 산염 0.0001 ~ 2중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물을 제공한다. 놀랍게도 본 발명의 수지 조성물을 이용하여 반 영구적으로 우수한 자외선 차단성을 발휘하면서 동시에 투명성, 사절율이 현저하게 낮아지고 이에 따라 방사작업성이 현저한 향상되며, 선명한 염색성 및 황변현상 방지 성능을 동시에 발휘하는 섬유를 제조할 수 있었다.
본 발명에서 중요한 목적은 영구 자외선 차단성을 확보할 뿐만 아니라 장기 사용에 따라 발생하는 황변현상을 현저히 개선하여 매트릭스 중합체 자체의 자외선 차단성을 더욱 높이고 또한 염색시 선명성을 더욱 장시간 누릴 수 있도록 하는 것이다. 이유에 대하여는 명확히 알 수 없지만, 본 발명의 조성물에서 분산특성을 획기적으로 개선시키면서 동시에 특히, 평균입경 10 ~ 900nm이고 굴절율 1.8 이상이며, 바람직하게는 1.8 ~ 3.5이고, 폴리아마이드 수지와 굴절율 차이가 0.3 이상 바람직하게는 0.3 ~ 1.7인 무기입자를 사용하고, 폴리에틸렌계 아이오노머와 알카리금속의 산염을 함께 결합하여 사용하는 경우, 일부 자외선 차단성능에 참여하지 않고 자외선에 의해 폴리아마이드 등을 분해하는 무기입자의 미소한 기능조차도 알카리금속의 산염의 존재하에 차단되어 자외선 차단능력의 보강과 더불어, 장기 사용에 따른 황변현상의 방지로 염색시 선명성을 더욱 증가하는 효과가 있다.
본 발명의 또 하나의 중요한 목적은, 종래 기술 대비 선명한 염색성 발현을 위해 수지조성물의 투명성 및 장기 황변현상 방지성능을 획기적으로 향상시키는 것이다. 통상 종래 기술처럼 수중량%의 마이크로 크기의 무기입자가 폴리아마이드 수지에 첨가되면 흐림도(haze) 기준 90% 이상의 불투명한 수지조성물이 되어 용융방사에 의해 섬유를 제조하면 선명한 염색성 발현이 불가하며 또한 염색을 하고도 장기 사용에 따른 염색의 선명도가 저하된다.
이를 극복하기 위해 굴절율이 폴리아마이드 수지에 대하여 0.3 이상의 차이를 가지는 나노크기의 무기입자, 소위 나노무기입자를 도입하고, 금속 이온으로 중화된 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 아이오노머를 폴리아마이드 100 중량부에 대해 0.01 ~ 5 중량부, 그리고 0.0001 ~ 2중량부의 알카리금속의 산염을 함께 채택하여 사용하면, 자외선 차단 특성을 손상하지 않고 투명성, 장기 사용에 따른 염색의 선명성 및 흡한속건성 등의 물성이 모두 만족되는 개선된 섬유를 제조할 수 있었다.
본 발명에 있어 폴리아마이드 수지로는 폴리아마이드 3, 폴리아마이드 4, 폴리아마이드 6, 폴리아마이드 7, 폴리아마이드 8, 폴리아마이드 9, 폴리아마이드 11, 폴리아마이드 12, 폴리아마이드 6,6, 폴리아마이드 6,10 등과 같은 결정성 지방족 폴리아마이드, 테레프탈산 및 이소프탈산과 헥사메틸렌디아민과의 공중합체 등과 같은 무정형 코폴리아마이드(예, Grivory-ems사 Grivory G21), 폴리메타자일렌아디프아마이드 등과 같은 방향족 폴리아마이드(예, Mitsubishi Gas Chemical사 Nylon-MXD6) 등을 들 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 있어서 폴리에틸렌계 아이오노머는 금속 이온으로 중화된 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체, 보다 구체적으로는 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체의 카르복실산 함량의 10 ~ 80 중량%가 금속 이온으로 중화된 것으로 중화도가 10 중량% 미만일 경우 무기입자에 대한 분산성이 떨어질 우려가 있고 80 중량%를 초과할 경우 폴리아마이드 수지에 대한 상용성이 떨어질 우려가 있다.
상기 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체는 카르복실산 함량이 3 ~ 50중량%인 폴리에틸렌계 공중합체이며 카르복실산 함량이 3 중량% 미만일 경우 무기입자에 대한 분산성이 떨어질 우려가 있고 50 중량%를 초과할 경우 수지 자체의 강성이 취약해져 폴리아마이드 수지조성물의 기계적 물성저하를 초래할 우려가 있다.
상기 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체는 구체적으로 메타크릴산 또는 아크릴산 함유 폴리에틸렌계 공중합체로서 가령 메타크릴산-에틸렌 공중합체, 아크릴산-에틸렌 공중합체, 메타크릴산-메틸메타크릴레이트-에틸렌 공중합체, 아크릴산-메틸아크릴레이트-에틸렌 공중합체 등을 들 수 있고 보다 구체적인 예로서, 메타크릴산-에틸렌 공중합체인 미국 DuPont사 Nucrel 0403, 아크릴산-에틸렌 공중합체인 미국 ExxonMobil사 Escor 6000, 아크릴산-메틸아크릴레이트-에틸렌 공중합체인 미국 ExxonMobil사 Escor AT310 등을 들 수 있다.
상기 금속 이온의 금속은 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘 등 알카리 금속, 마그네슘, 칼슘, 바륨 등 알카리토금속, 철, 구리, 아연 등 전이금속으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 둘이상이며 이중 리튬, 나트륨, 아연이 더욱 바람직하다.
상기 폴리에틸렌계 아이오노머의 보다 구체적인 예로서, 금속이온으로 중화된 메타크릴산과 에틸렌과의 공중합체 구조를 가진 아이오노머인 DuPont사의 Surlyn, 금속이온으로 중화된 아크릴산과 에틸렌과의 공중합체 구조를 가진 아이오노머인 ExxonMobil사의 Iotek 등을 들 수 있지만 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 폴리에틸렌계 아이오노머는 폴리아마이드 수지 100 중량부에 대해 0.01 ~ 5 중량부를 첨가하고 보다 바람직하게는 0.1 ~ 2 중량부를 첨가한다. 상기 폴리에틸렌계 아이오노머의 첨가량이 0.01 중량부 미만일 경우 원하는 나노무기입자에 대한 고도의 분산성 및 폴리아마이드 수지와의 우수한 상용성 발현이 곤란하게 되고 5 중량부를 초과할 경우 강성이 떨어지고 폴리에틸렌계 아이오노머가 고가인 관계로 경제성이 열악해질 우려가 있다.
본 발명에 있어서 무기입자로서는 이산화티탄, 산화아연, 산화세륨, 이산화지르코늄, 삼산화크롬, 산화구리, 삼산화철, 산화니켈 등을 들 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 특히 이중 산화티탄, 산화아연, 산화세륨 등이 더욱 바람직하다.
특히 본 발명에 있어서 무기입자의 굴절율이 1.8 이상, 좋게는 1.8 내지 3.5의 것이 바람직하다. 무기입자의 굴절율이 1.8 미만일 경우 표면반사 또는 산란에 의한 자외선차단 효과 발현이 용이하지 않고 원하는 자외선차단 효과를 얻으려면 폴리아마이드 수지에 무기입자를 과량 첨가해야하는데 이 경우 투명성이 크게 손상되어 선명한 염색성 확보가 곤란하다. 반면 무기입자의 굴절율이 너무 높을 경우, 표면반사 또는 산란이 극심하여 원하는 투명성과 이에 따른 선명한 염색성 확보가 곤란한데, 폴리아마이드 수지와 굴절율 차이가 0.3 이상, 바람직하게는 0.3 ~ 1.7, 더욱 바람직하게는 0.4 ~ 1.5인 무기입자가 바람직하다. 즉 폴리아마이드 수지와 굴절율 차이가 0.3 미만일 경우 표면반사 또는 산란에 의한 자외선차단 효과 발현이 용이하지 않은 반면 폴리아마이드 수지와 굴절율 차이가 1.7을 초과할 경우는 표면반사 또는 산란이 극심하여 원하는 투명성 및 이에 따른 선명한 염색성 확보가 곤란하여 본 발명의 목적을 달성하기 어렵다.
상기 무기입자의 형태는 구형, 침상형, 판형 등 어느 것도 무방하나 구형이 바람직하고, 평균입경은 10 ~ 900nm의 것이 좋고, 100 ~ 600nm의 것이 더욱 바람직하다. 평균입경이 10nm 미만일 경우 너무 입자크기가 작아 표면반사 또는 산란이 거의 일어나지 않아 자외선차단 효과가 떨어질 우려가 있고 900nm를 초과할 경우 투명성이 손상되어 원하는 선명한 염색성을 확보하기가 어렵다.
본 발명의 무기입자는 폴리아마이드 수지 100 중량부에 대해 0.01 ~ 5 중량부를 첨가하고 보다 바람직하게는 0.1 ~ 2 중량부를 첨가한다. 상기 무기입자의 첨가량이 0.01 중량부 미만일 경우 원하는 자외선차단성 확보가 곤란하게 되고 5 중량부를 초과할 경우 투명성 손상에 의한 선명한 염색성 확보가 어려워질 우려가 있다.
본 발명에서, 알카리금속의 산염으로는 나트륨, 리튬, 칼슘 등의 유기산염이 포함되고, 유기산염은 초산염, 벤조인산염 등의 지방산염이나 방향족산염 또는 이들의 복합산염을 포함할 수 있다. 이 경우 자외선 차단 능력뿐만 아니라 황변현상 방지에 있어서도 현저한 효과를 나타낸다. 본 발명의 알카리금속의 산염은 상기 유기산염을 포함하지만, 나트륨, 리튬, 칼슘 등의 알카리금속 인산염 또는 알카리금속 황산염의 무기산염도 포함된다.
알칼리금속의 산염의 함량은 폴리아마이드 수지 100 중량부에 대하여 0.0001 ~ 2중량부, 좋게는 0.001~1중량부의 범위에서 사용하는 것이 좋다. 0.0001중량부 이하에서는 장기적 자외선 차단능력에서 색상의 변화가 나타나서 좋지 않고, 2중량부 이상에서는 가공시 점도가 상승하여 가공이 어렵고 또한 자외선 차단능력의 상승을 더 이상 기대하기 어렵기 때문에 좋지 않고, 섬유의 기계적 물성이 저하되어 좋지 않다.
본 발명에서 제조되는 폴리아마이드 수지조성물은 통상의 첨가제 예를 들어 산화방지제, 열안정제, 안료, 형광증백제, 항균제, 탈취제, 난연제, 대전방지제 등을 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 더 첨가하여 배합할 수 있다.
또한, 본 발명은 폴리아마이드 수지 100 중량부에 대하여, 폴리에틸렌계 아이오노머 0.01 ~ 5 중량부, 평균입경 10 ~ 900nm이고 굴절율 1.8 이상이며 폴리아마이드 수지와 굴절율 차이가 0.3 ~ 1.7인 무기입자 0.01 ~ 5 중량부 및 알카리금속의 산염 0.0001 ~ 2중량부를 혼합하여 용융혼련시킴으로써 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물을 제조하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 먼저 폴리에틸렌계 아이오노머 0.01 ~ 5 중량부, 및 평균입경 10 ~ 900nm이고 굴절율 1.8 이상이며 폴리아마이드 수지와 굴절율 차이가 0.3 ~ 1.7인 무기입자 0.01 ~ 5 중량부를 혼합하여 용융혼련시켜 폴리에틸렌계 아이오노머 및 무기입자의 마스터뱃치(A)를 제조한 다음, 상기 폴리에틸렌계 아이오노머 및 무기입자의 마스터뱃치(A)와, 폴리아마이드 수지 100 중량부 및 알칼리금속의 산염 0.0001 ~ 2중량부를 드라이브랜딩에 의해 혼합하거나 또는 상기 혼합물을 용융혼련시킴으로써 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물은 펠렛, 특히 컴파운드 펠렛 형태로 제조될 수 있다.
본 발명에서, 상기 폴리에틸렌계 아이오노머 및 무기입자의 마스터뱃치(A)는 펠렛 형태로 제조될 수 있다.
본 발명에서, 상기 용융혼련은 단축 스크류 압출기, 2축 스크류 압출기, 믹싱롤, 밤바리믹서, 니더 등의 혼련기의 호퍼에 상기 혼합물을 투입하여 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 폴리아마이드 수지조성물을 이용하여 제조되는 자외선 차단성 폴리아마이드 섬유를 제공한다.
본 발명에서, 상기 폴리아마이드 수지조성물을 이용한 섬유의 제조방법은 통상의 용융방사에 의한 섬유 제조방법을 이용하여 수행될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 본 발명에 의한 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물 펠렛을 매트릭스 폴리아마이드 수지의 특성을 고려해 적당하게 건조하여 압출기의 호퍼에 투입하고 용융압출시킨 후 일정한 형상의 구금을 통해 방사하고 냉각시키고 열고정, 연신 및 후가공 공정을 거쳐 자외선 차단성 폴리아마이드 섬유가 제조될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 폴리아마이드 수지조성물 및 이로부터 제조된 섬유는 사절이 극도로 억제된 방사작업성을 가지면서도 세탁을 하여도 자외선 차단성의 손상이 없이 영구적으로 자외선 차단성을 발휘하면서 황변방지효과도 탁월하고 동시에 투명성에 기인하여 선명한 염색성을 발휘하는 실로 획기적인 것으로 의류, 특히 레저스포츠 의류에 매우 유용하게 사용될 것으로 전망된다.
이하, 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 효과를 보다 더 구체적으로 설명하고자 하나, 이들 실시예는 본 발명의 예시적인 기재일뿐 본 발명의 범위가 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물 및 섬유에 대한 자외선 차단성, 흐림도, △E 변화율 및 방사작업성을 아래 시험 방법으로 평가하였다.
1. 자외선 차단성
섬유(필라멘트) 자체로 자외선 차단성 평가가 어렵다는 점을 감안하여 시료 수지를 사용하여 두께 20μm(3denier 섬유 직경수준)의 필름으로 제작하고 UV-VIS Spectrometer를 이용하여 상기 시료 필름에 대한 자외선 영역에서의 투과되지 않는 양의 백분율로서 자외선 차단성(%)을 평가하였다.
2. 흐림도(Haze)
선명한 염색성의 척도가 될 수 있는 투명성을 흐림도로 평가하였다. 상기 자외선 차단성 평가시 사용된 두께 20μm(3denier 섬유 직경수준)의 필름 시료에 대해 ASTM D1004에 준하여 헤이즈메터(hazemeter)를 이용하여 흐림도(%)를 측정하였다.
3. △E 변화율
장시간 사용에 따른 황변현상 방지성능의 척도로서 △E 변화율을 측정하였다. 상기 각 제조된 시편을 weather-o-meter의 챔버에 2,000 시간 동안 방치한 뒤 시료를 꺼내고 챔버의 투입전후의 시편에 대해 각각 △E값을 측정하여 그 변화율을 구하였다. △E 변화율 값이 작을수록 황변현상 방지성능이 우수함을 의미한다.
4. 방사작업성
방사 시 사절이 발생하는 빈도로서 방사작업성을 평가하였다. 측정결과에서 ◎(우수)는 1회 미만/일인 경우를 나타내고, ○(양호)는 1회/일인 경우를 나타내고, △(보통)는 2~3회/일인 경우를 나타내고, X(불량)는 4회/일 이상인 경우를 나타낸다.
[실시예 1]
폴리아마이드 수지로서 상대점도가 2.5인 폴리아마이드 6 (PA-A)(굴절율 1.55)를 준비하였고 폴리에틸렌계 아이오노머로서 용융점도가 0.9g/10분이고, 나트륨이온으로 중화된(중화도 60%) 메타크릴산(15중량%)과 에틸렌과(85중량%)의 공중합체인 아이오노머인 DuPont사 Surlyn 8920(PEI-A)를 준비하였으며 무기입자로서 굴절율 2.76, 평균입경 300nm의 루타일(rutile)형 이산화티탄(TiO2-A)를 준비하였다. 상기 준비한 원료를 PA-A 100중량부, PEI-A 0.1중량부, TiO2-A 1.0 중량부, 초산나트륨염 0.003중량부의 배합비로 혼합한 혼합물을 L/D 42, 90Φ 이축스크류압출기에서 실린더온도 260℃의 조건하에서 혼련 분산시켜 펠렛 형태로 폴리아마이드 수지조성물을 얻었다.
상기 얻어진 폴리아마이드 수지조성물 펠렛을 건조하여 수분율 0.05중량% 이하로 하여 압출기 호퍼에 투입하고 용융압출하여 방사용액을 제조하였다. 제조된 방사용액을 원형 단면구조의 방사구금을 통해 방사온도 260℃, 방사속도 4,000m/분 조건 하에서 방사하고 20℃의 냉각공기를 풍속 0.5m/분으로 불어주면서 냉각시키고 열고정 및 연신 공정을 거쳐 3denier의 폴리아마이드 섬유를 얻었다. 얻어진 폴리아마이드 수지조성물을 가열프레스를 이용하여 두께 20μm(3denier 섬유 직경수준)의 필름을 제조하여 자외선 차단성, 흐림도 및 △E 변화율을 측정하였고 폴리아마이드 수지조성물을 사용 방사하여 폴리아마이드 섬유를 얻는 동안 방사시 사절이 발생하는 빈도로서 방사작업성을 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 준비한 원료를 PA-A 100중량부, PEI-A 0.5중량부, TiO2-A 1.0, 벤조인산나트륨 0.1 중량부의 배합비로 혼합한 혼합물을 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 폴리아마이드 수지조성물 펠렛을 얻었고 또한 이를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 3denier의 폴리아마이드 섬유를 얻었다. 실시예 1과 같은 방법으로 자외선 차단성, 흐림도, △E 변화율 및 방사작업성을 평가하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서 준비한 원료를 PA-A 100중량부, PEI-A 1.0중량부, TiO2-A 1.0 중량부, 초산나트륨 0.45중량부의 배합비로 혼합한 혼합물을 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 폴리아마이드 수지조성물 펠렛을 얻었고 또한 이를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 3denier의 폴리아마이드 섬유를 얻었다. 실시예 1과 같은 방법으로 자외선 차단성, 흐림도, △E 변화율 및 방사작업성을 평가하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 4]
폴리에틸렌계 아이오노머로서 용융점도가 5.0g/10분이고, 아연이온으로 중화된(중화도 37%) 메타크릴산(35중량%)과 에틸렌과(65중량%)의 공중합체인 아이오노머인 DuPont사 Surlyn 9950(PEI-B)를 준비하였으며, PEI-B 50중량%와 TiO2-A 50중량%의 배합비로 된 PEI-B 및 무기입자 마스터뱃치를 얻었다. 펠렛상태의 PA-A, PEI-B 및 무기입자 마스터뱃치를 드라이 브랜딩하여 PA-A 100중량부, PEI-B 0.1중량부, TiO2-A 0.05 중량부 및 벤조인산나트륨 0.005중량부의 배합비로 혼합 조정하여 폴리아마이드 수지조성물 펠렛을 얻었고 또한 이를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 3denier의 폴리아마이드 섬유를 얻었다. 실시예 1과 같은 방법으로 자외선 차단성, 흐림도, △E 변화율 및 방사작업성을 평가하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 5]
TiO2-A 대신 굴절율 2.01, 평균입경 500nm의 산화아연(ZnO-A)을 사용하고, 벤조인산나트륨 대신에 인산나트륨 0.15중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 실시하여 3denier의 폴리아마이드 섬유를 얻었다. 실시예 1과 같은 방법으로 자외선 차단성, 흐림도, △E 변화율 및 방사작업성을 평가하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
무기입자로서 굴절율 2.76, 평균입경 2,500nm의 루타일(rutile)형 이산화티탄(TiO2-B)를 준비하였다. PA-A 100중량부, TiO2-B 3.0, 벤조인산나트륨 0.05 중량부의 배합비로 혼합한 혼합물을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 폴리아마이드 수지조성물 펠렛을 얻었고 또한 이를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 3denier의 폴리아마이드 섬유를 얻었다. 실시예 1과 같은 방법으로 자외선 차단성, 흐림도, △E 변화율 및 방사작업성을 평가하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
무기입자로서 굴절율 1.58, 평균입경 40nm의 탄산칼슘(CaCO3-A)를 준비하였다. PA-A 100중량부, CaCO3-A 1.0 중량부 및 0.2중량부의 벤조인산나트륨의 배합비로 혼합한 혼합물을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 폴리아마이드 수지조성물 펠렛을 얻었고 또한 이를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 3denier의 폴리아마이드 섬유를 얻었다. 실시예 1과 같은 방법으로 자외선 차단성, 흐림도, △E 변화율 및 방사작업성을 평가하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 3]
실시예 1에서 초산나트륨염을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 1~5 및 비교예 1~3에 따라 얻어진 물성평가 결과
구 분 조성(중량부) 물 성 방사
작업성
폴리아마이드 수지 PE계
아이오노머		 무기
입자		 산염 자외선 차단성
(%)		 흐림도
(%)		 △E 변화율(%)
실시예 1 PA-A
100 중량부		 PEI-A
0.1 중량부		 TiO2-A
1.0 중량부		 초산나트륨 0.003 중량부 96 6 5 ◎
실시예 2 PA-A
100 중량부		 PEI-A
0.5 중량부		 TiO2-A
1.0 중량부		 벤조인산
나트륨
0.1 중량부		 98 5 6 ◎
실시예 3 PA-A
100 중량부		 PEI-A
1.0 중량부		 TiO2-A
1.0 중량부		 초산나트륨 0.46 중량부 97 3 4 ◎
실시예 4 PA-A
100 중량부		 PEI-B
0.1 중량부		 TiO2-A
0.05 중량부		 벤조인산나트륨
0.005 중량부		 96 3 5 ◎
실시예 5 PA-A
100 중량부		 PEI-B
0.1 중량부		 ZnO-A
2.0 중량부		 인산나트륨 0.15 중량부 100 4 5 ◎
비교예 1 PA-A
100 중량부		 - TiO2-B
3.0 중량부		 벤조인산나트륨
0.05 중량부		 59 87 13 X
비교예 2 PA-A
100 중량부		 PEI-B
0.1 중량부		 CaCO3-A
1.0 중량부		 벤조인산나트륨
0.2 중량부		 60 15 12 △
비교예 3 PA-A
100 중량부		 PEI-A
0.1 중량부		 TiO2-A
1.0 중량부		 - 92 7 14 ○
실시예 1~5에서 자외선 차단성, 투명성(선명한 염색성, 낮은 흐림도) 및 황변방지성(낮은 △E 변화율) 등에 있어 매우 우수한 특성을 나타내었으며, 반면 본 발명의 조성물을 가지지 않은 비교예 1, 2 및 3의 경우, 자외선 차단성이 열세일 뿐만 아니라 투명성도 나쁘고 황변현상이 심한 단점을 가지는 것을 알 수 있다. 특히 실시예 1과 실시예 1에서의 알카리금속의 산염을 채택하지 않은 비교예 3과 대비하여 보면, △E 변화율에서 현저한 차이가 있어서, 본 발명에 따른 알카리금속의 산염에 의한 우수한 황변방지 효과를 알 수 있다.

Claims (14)

  1. 폴리아마이드 수지 100 중량부에 대하여, 폴리에틸렌계 아이오노머 0.01 ~ 5 중량부, 평균입경 10 ~ 900nm이고 굴절율 1.8 이상이며 폴리아마이드 수지와 굴절율 차이가 0.3 ~ 1.7인 무기입자 0.01 ~ 5 중량부 및 알카리금속의 산염 0.0001 ~ 2중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리아마이드 수지는 폴리아마이드 3, 폴리아마이드 4, 폴리아마이드 6, 폴리아마이드 7, 폴리아마이드 8, 폴리아마이드 9, 폴리아마이드 11, 폴리아마이드 12, 폴리아마이드 6,6, 폴리아마이드 6,10, 테레프탈산 및 이소프탈산과 헥사메틸렌디아민과의 공중합체 및 폴리메타자일렌아디프아마이드로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌계 아이오노머는 카르복실산 함량의 10 ~ 80 중량%가 금속 이온으로 중화된 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체인 것을 특징으로 하는 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체는 메타크릴산 또는 아크릴산 함유 폴리에틸렌계 공중합체인 것을 특징으로 하는 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체는 카르복실산 함량이 3 ~ 50중량%인 것을 특징으로 하는 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 무기입자는 이산화티탄, 산화아연, 산화세륨, 이산화지르코늄, 삼산화크롬, 산화구리, 삼산화철 및 산화니켈로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 알카리금속의 산염은 나트륨, 리튬 또는 칼슘으로부터 선택되는 알카리금속의 유기산염, 알카리금속의 인산염 또는 알카리금속의 황산염인 것을 특징으로 하는 자외선 차단성 폴리아미드 수지 조성물.
  8. 폴리아마이드 수지 100 중량부에 대하여, 폴리에틸렌계 아이오노머 0.01 ~ 5 중량부, 평균입경 10 ~ 900nm이고 굴절율 1.8 이상이며 폴리아마이드 수지와 굴절율 차이가 0.3 ~ 1.7인 무기입자 0.01 ~ 5 중량부 및 알카리금속의 산염 0.0001 ~ 2중량부를 혼합하여 용융혼련시키는 단계를 포함하는 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물을 제조하는 방법.
  9. 폴리에틸렌계 아이오노머 0.01 ~ 5 중량부, 및 평균입경 10 ~ 900nm이고 굴절율 1.8 이상이며 폴리아마이드 수지와 굴절율 차이가 0.3 ~ 1.7인 무기입자 0.01 ~ 5 중량부를 혼합하여 용융혼련시켜 폴리에틸렌계 아이오노머 및 무기입자의 마스터뱃치(A)를 제조하는 단계; 및
    상기 폴리에틸렌계 아이오노머 및 무기입자의 마스터뱃치(A)와, 폴리아마이드 수지 100 중량부 및 알칼리금속의 산염 0.0001 ~ 2중량부를 드라이브랜딩에 의해 혼합하거나 또는 상기 혼합물을 용융혼련시키는 단계를 포함하는 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물을 제조하는 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물은 펠렛 형태로 제조되는 것을 특징으로 하는 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물을 제조하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 폴리에틸렌계 아이오노머 및 무기입자의 마스터뱃치(A)는 펠렛 형태로 제조되는 것을 특징으로 하는 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물을 제조하는 방법.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 용융혼련은 단축 스크류 압출기, 2축 스크류 압출기, 믹싱롤, 밤바리믹서 및 니더로부터 선택되는 혼련기의 호퍼에 상기 혼합물을 투입하여 수행하는 것을 특징으로 하는 자외선 차단성 폴리아마이드 수지조성물을 제조하는 방법.
  13. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 자외선 차단성 폴리아미드 수지 조성물을 이용하여 제조되는 자외선 차단성 폴리아마이드 섬유.
  14. 제13항에 있어서, 상기 섬유는 용융방사에 의해 제조되는 자외선 차단성 폴리아마이드 섬유.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7144938B1 (en) 2005-12-02 2006-12-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Composition comprising ionomer and polyamide
KR20080006463A (ko) * 2006-07-11 2008-01-16 이엠에스-케미 에이지 폴리아미드 성형 화합물 및 그의 용도
KR20080063188A (ko) * 2006-12-29 2008-07-03 이터널 케미컬주식회사 안티-ｕｖ 코팅 조성물 및 그의 용도
KR20100049347A (ko) * 2008-11-03 2010-05-12 주식회사 이폴리머 폴리아미드/이오노머 블렌드 수지 조성물 또는 이들의 반응물

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7144938B1 (en) 2005-12-02 2006-12-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Composition comprising ionomer and polyamide
KR20080006463A (ko) * 2006-07-11 2008-01-16 이엠에스-케미 에이지 폴리아미드 성형 화합물 및 그의 용도
KR20080063188A (ko) * 2006-12-29 2008-07-03 이터널 케미컬주식회사 안티-ｕｖ 코팅 조성물 및 그의 용도
KR20100049347A (ko) * 2008-11-03 2010-05-12 주식회사 이폴리머 폴리아미드/이오노머 블렌드 수지 조성물 또는 이들의 반응물

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101316765B1 (ko) 2013-03-05 2013-10-08 주식회사 폴리사이언텍 자외선 차단성 폴리아마이드 조성물 및 이를 이용한 섬유

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