KR101231960B1 - Environmenntally friendly nonweaven fiber having a polylactic acid and the manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리락트산의 복합방사에 따른 친환경성 스판본드 부직포의 제조 방법과 이에 의해 제조된 부직포에 대한 것으로, 상기한 본 발명의 폴리락트산의 복합방사를 통한 친환경성 부직포는 폴리락트산과 폴리프로필렌 블렌드 방사를 통해 제조된 부직포에 있어서, 상기 부직포는 블렌딩을 위한 고분자 혼합물의 총중량 중 폴리락트산의 중량은 10 내지 25중량%이고, 폴리프로필렌의 중량은 65 내지 89중량%이며, 분산제의 중량은 1 내지 10중량%로 구성되는 폴리프로필렌/폴리락트산 블렌드 수지로 코어층을 형성해 이것을 총중량의 50 내지 80 중량%으로 형성하고 20 내지 50중량%의 식물유래 폴리에틸렌수지를 시스층으로 형성한 시스코어(sheath-core)형 필라멘트로 구성되어 지는 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 폴리락트산의 복합방사를 통한 친환경성 스판본드 부직포 및 그 제조 방법은 폴리프로필렌과 폴리락트산의 블렌드를 코어층으로 하고 폴리에틸렌을 시스 층으로 복합방사하여 부직포를 제조하므로, 생산성과 기계적인 물성이 우수하면서 이산화탄소 배출량을 획기적으로 줄인 친환경성 스판본드 부직포를 제공하여 상기한 종래의 문제점을 해결하였다. The present invention relates to a method for producing an eco-friendly spunbond nonwoven fabric according to the complex spinning of polylactic acid and a nonwoven fabric produced by the present invention, wherein the environmentally-friendly nonwoven fabric through the composite spinning of the polylactic acid of the present invention is a polylactic acid and polypropylene blend In the nonwoven fabric produced by spinning, the nonwoven fabric is 10 to 25% by weight of polylactic acid, 65 to 89% by weight of polypropylene, and 1 to 1 by weight of the total weight of the polymer mixture for blending Sheath core formed of 10 wt% polypropylene / polylactic acid blend resin to form a core layer of 50 to 80 wt% of the total weight and 20 to 50 wt% of plant-derived polyethylene resin as a sheath layer. core) filament is characterized in that the.
The eco-friendly spunbond nonwoven fabric and the method of manufacturing the same through the composite spinning of the polylactic acid of the present invention configured as described above to produce a nonwoven fabric by blending polypropylene and polylactic acid as a core layer and composite spinning of polyethylene as a sheath layer, The above problems have been solved by providing an eco-friendly spanbonded nonwoven fabric which has excellent productivity and mechanical properties while dramatically reducing carbon dioxide emissions.
Description
본 발명은 폴리락트산의 복합방사에 따른 친환경성 스펀본드 부직포의 제조 방법과 이에 의해 제조된 부직포에 대한 것으로, 더욱 자세하게는 특정한 분산제를 사용하여 폴리락트산과 폴리프로필렌을 블렌드한 용융물을 방사하여 코어층으로 형성하여 부직포를 제조하므로 탄소배출 저감에 용이하면서도, 시스층에 식물유래 폴리에티렌을 방사하여 소프트성과 강도를 유지하는 폴리락트산의 복합방사를 통한 친환경성 스판본드 부직포 및 그 제조 방법에 대한 것이다.
The present invention relates to a method for producing an eco-friendly spunbond nonwoven fabric according to the complex spinning of polylactic acid, and to a nonwoven fabric produced by the present invention. The present invention relates to an eco-friendly spunbond nonwoven fabric and a method for producing the same, which are easy to reduce carbon emissions by forming a nonwoven fabric, and a complex spinning of polylactic acid, which maintains softness and strength by spinning plant-derived polystyrene on the sheath layer. .
종래 유아용 기저귀 및 성인 실금용 기저귀, 생리대 등의 위생재 백시트용 부직포로는 위생재의 박막화 및 외관의 소프트화를 위해 폴리에틸렌 필름을 최외층으로 한 제품, 복합방사 다층구조 스판본드로 극세사인 멜트블로운 부직포가 내부 형성된 다층 부직포 등이 사용되고 있다.Conventional nonwoven fabrics for sanitary material backsheets such as infant diapers, adult incontinence diapers, sanitary napkins, etc. are made of polyethylene film as the outermost layer for thinning and softening the appearance of the hygiene material, and melt-blown microfiber with a composite spun multilayer structure span bond Multilayered nonwoven fabric etc. in which the nonwoven fabric was formed inside are used.
그러나, 한편으로는 기술의 발전과 삶의 질의 향상에 따라 기하급수적으로 늘어나는, 상기 부직포와 같은 폐 고분자에 의한 환경오염 문제와 석유 값 급등으로 인하여, 환경 부담이 적고 바이오매스(biomass)로부터 얻어 재생이 가능한 식물유래 고분자 재료가 주목받고 있다. 특히, 근래 환경오염이 심해지면서 토양 또는 매립지에서 자연 분해될 수 있는 생분해성 고분자가 각광을 받고 있다.On the other hand, however, due to environmental pollution problems caused by waste polymers such as the nonwoven fabrics and soaring petroleum prices, which increase exponentially with the development of technology and the improvement of the quality of life, the environmental burden is small and the recovery from biomass is obtained. This possible plant-derived polymer material is attracting attention. In particular, in recent years, biodegradable polymers that can be naturally decomposed in soil or landfills are in the spotlight as environmental pollution becomes severe.
이러한 고분자 중 지방족 폴리에스테르 고분자는 가공성이 우수하고 분해 특성의 조절이 용이하여 생분해성 고분자로서 가장 많이 연구되고 있는데, 특히 그 중 폴리락트산(polylactic acid: PLA)의 경우 전세계에 10만 톤 규모의 시장을 형성하고 있고, 식품 포장재 및 용기, 전자제품 케이스 등의 일반 플라스틱이 사용되었던 분야까지 그 적용 범위가 확대되고 있는 실정이다. Among these polymers, aliphatic polyester polymers are the most researched as biodegradable polymers because of their excellent processability and easy control of their decomposition properties. Among them, polylactic acid (PLA) has a market of 100,000 tons worldwide. And the scope of application is expanding to the field where general plastics such as food packaging materials, containers, and electronics cases were used.
또한, 근래에는 폴리락트산과 폴리프로필렌을 블렌드(blend)하는 연구가 진행되고 있는데, 상기한 폴리락트산을 폴리프로필렌과 블렌드하여 사용할 경우에 석유 원료 유래의 범용 수지의 사용량을 억제할 수 있어 결과적으로 석유 원료의 사용량이 억제될 수 있으며, 또한 폐기시의 탄산가스의 발생과 연소열을 저하시킬 수 있어 환경 부담을 줄일 수 있는 방법으로 각광받고 있다. 특히, 현재 일회용 위생제품에 가장 많이 쓰이고 있는 폴리프로필렌의 경우 1톤의 폴리프로필렌을 연소시키는데 발생하는 이산화탄소의 양이 3,200kg 인데 반해, 폴리락트산의 경우 1,830kg로 폴리프로필렌의 57% 수준밖에 되지 않아 매우 유리한 위치에 있다고 볼 수 있다.In recent years, research has been conducted on blending polylactic acid and polypropylene. However, when the polylactic acid is blended with polypropylene, the amount of general purpose resin derived from petroleum raw materials can be suppressed. The amount of raw materials used can be suppressed, and the generation of carbon dioxide gas at the time of disposal and the heat of combustion can be lowered, which has attracted much attention as a method for reducing the environmental burden. In particular, polypropylene, the most widely used disposable hygiene product, consumes 3,200kg of carbon dioxide to burn 1 ton of polypropylene, whereas polylactic acid is 1,830kg, which is only 57% of polypropylene. It is in a very advantageous position.
그러나, 상기한 유리한 측면에도 불구하고, 상기 폴리락트산과 폴리프로필렌을 블렌드할 경우에 폴리락트산과 폴리프로필렌과의 분산성이 충분하지 않아 내열성이나 기계적 특성을 향상시키지 못하는 문제점이 있으며, 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 몇 가지 방안이 제안되어 있는데, 예를 들어 지금까지 제시된 폴리락트산과 폴리락트산 이외의 열가소성 수지와의 블렌드로는 일본국 공개특허공보 제2005-171204호에서는 폴리락트산과 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate)와의 블렌드를 개시하고 있으나, 상기 특허 방법은 폴리락트산과 비상용성인 폴리프로필렌에 있어서 상용성을 향상시키는 데에는 한계가 있었다.However, in spite of the above advantageous aspects, when blending the polylactic acid and polypropylene, there is a problem in that the dispersibility of the polylactic acid and polypropylene is not sufficient to improve the heat resistance or mechanical properties, and thus this problem is solved. Some solutions have been proposed to solve the problem. For example, as a blend of polylactic acid and a thermoplastic resin other than polylactic acid, the polylactic acid and polymethyl methacrylate are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-171204. Although a blend with (polymethylmethacrylate) is disclosed, the patented method has limitations in improving compatibility with polylactic acid and incompatible polypropylene.
또한, 폴리락트산과 범용수지를 블렌드하여 방사할 경우에는 제조 공정에 따라 다이의 심한 압력 상승과 실 끊어짐 현상 등의 문제점이 발생되어 현실적으로 사용할 수 없었는데, 이는 폴리락트산과 범용수지 간 상용성이 좋더라도 방사 제조 공정이 뒷받침되지 않으면 부직포를 제조할 수 없음을 의미한다.In addition, in the case of blending and spinning polylactic acid and general-purpose resin, problems such as severe pressure rise of the die and thread breaking occurred due to the manufacturing process, which could not be practically used, even though the compatibility between polylactic acid and general-purpose resin was good. If the spinning manufacturing process is not supported, it means that nonwovens cannot be produced.
한편, 종래 유아용 기저귀 및 성인 실금용 기저귀 등의 위생재 백시트용 부직포로 사용되는 폴리프로필렌/폴리에틸렌 부직포의 경우 석유 유래 폴리올레핀 계열의 수지로만 부직포의 제조가 이루어져 탄소 배출량을 줄일 수 있는 방법이 부직포의 제조 과정에서는 한계가 있었다.
Meanwhile, in the case of the polypropylene / polyethylene nonwoven fabric which is conventionally used as a nonwoven fabric for sanitary backsheets such as infant diapers and adult incontinence diapers, nonwoven fabrics are manufactured using only petroleum-derived polyolefin-based resins to reduce carbon emissions. There was a limit in the manufacturing process.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 기술적인 문제점을 감안하여 된 것으로 본 발명의 주요 목적은 폴리락트산과 폴리프로필렌 간 상용성을 우수하게 한 폴리프로필렌/폴리락트 산 블렌드를 코어 층으로 하고, 식물유래 폴리에틸렌을 시스 층으로 복합방사하여 부직포를 제조하므로, 생분해성과 기계적인 물성이 우수하면서 이산화탄소배출량을 줄인, 폴리락트산의 복합방사를 통한 친환경성 스판본드 부직포를 제공하기 위한 것이다. Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional technical problems. The main object of the present invention is a plant-derived polypropylene / polylactic acid blend having excellent compatibility between polylactic acid and polypropylene as a core layer. Since the non-woven fabric is produced by the composite spinning of polyethylene into the sheath layer, it is to provide an eco-friendly spunbond nonwoven fabric through the composite spinning of polylactic acid, while reducing carbon dioxide emissions while having excellent biodegradability and mechanical properties.
본 발명의 다른 목적은 상기한 특성을 갖는 부직포를 보다 용이하게 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention is to provide a method for producing a nonwoven fabric having the above characteristics more easily.
본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.
The present invention may also be aimed at achieving, in addition to the above-mentioned specific objects, other objects which can be easily derived by those skilled in the art from this and the overall description of the present specification.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리락트산의 복합방사를 통한 친환경성 스판본드 부직포는;Eco-friendly spanbond nonwoven fabric through the composite spinning of the polylactic acid of the present invention for achieving the above object;
폴리락트산과 폴리프로필렌 블렌드 방사를 통해 제조된 부직포에 있어서,In nonwoven fabrics made through polylactic acid and polypropylene blend spinning,
상기 부직포는 블렌딩을 위한 고분자 혼합물의 총중량 중 폴리락트산의 중량은 10 내지 25중량%이고, 폴리프로필렌의 중량은 65 내지 89중량%이며, 분산제의 중량은 1 내지 10중량%로 구성되는 폴리프로필렌/폴리락트산 블렌드 수지로 코어층을 형성해 이것을 총중량의 50 내지 80 중량%으로 형성하고 20 내지 50중량%의 식물유래 폴리에틸렌수지를 외부층으로 형성한 시스코어(sheath-core)형 필라멘트로 구성되어 지는 것임을 특징으로 한다.The nonwoven fabric is a polypropylene / polypropylene / consisting of 10 to 25% by weight of the total weight of the polymer mixture for blending, 65 to 89% by weight of polypropylene, and 1 to 10% by weight of the dispersant It is composed of a sheath-core filament formed of a polylactic acid blend resin to form a core layer of 50 to 80% by weight of the total weight and 20 to 50% by weight of plant-derived polyethylene resin as an outer layer. It features.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 부직포는 스판본드 부직포/멜트블로운 부직포/스판본드 부직포 형태의 다층으로 구성될 수 있다. 여기서, 외부층을 형성하는 스판본드 부직포층은 1층 이상으로 구성할 수 있으며, 내부의 멜트블로운 층도 1층 이상으로 구성할 수 있어 구성하는 층수를 한정하는 것은 아니다.According to another configuration of the present invention, the nonwoven fabric may be composed of multiple layers in the form of a spanbond nonwoven fabric / meltblown nonwoven fabric / spanbond nonwoven fabric. Here, the spanbonded nonwoven fabric layer forming the outer layer may be composed of one or more layers, and the inner meltblown layer may also be composed of one or more layers, and the number of layers to be formed is not limited.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 분산제는 폴리락트산 중합체와 혼화성으로 되는 친수성 부분 및 폴리프로필렌 중합체와 혼화성으로 되는 소수성 부분을 포함하는 것임을 특징으로 한다.According to another configuration of the present invention, the dispersant is characterized in that it comprises a hydrophilic portion that is miscible with the polylactic acid polymer and a hydrophobic portion that is miscible with the polypropylene polymer.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 분산제의 성분은 스타이렌-에틸렌-부틸렌-스타이렌 블록 공중합체 성분인 것을 특징으로 한다. According to another configuration of the present invention, the component of the dispersant is characterized in that the styrene- ethylene- butylene- styrene block copolymer component.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면 상기 식물유래 폴리에틸렌수지는 사탕수수로부터 얻은 에탄올로 중합한 폴리에틸렌인 것을 특징으로 한다.
According to another configuration of the present invention, the plant-derived polyethylene resin is characterized in that the polyethylene polymerized with ethanol obtained from sugar cane.
상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리락트산의 복합 방사를 통한 친환경성 스판본드 부직포의 제조방법은;Method for producing an environmentally friendly spanbond nonwoven fabric through the composite spinning of the polylactic acid of the present invention for achieving the above another object;
폴리락트산과 폴리프로필렌 블렌드 방사를 통해 부직포를 제조하는 방법에 있어서,In the process for producing a nonwoven fabric by polylactic acid and polypropylene blend spinning,
상기 제조방법은 블렌딩을 위한 고분자 혼합물의 총중량 중 폴리락트산의 중량을 10 내지 25중량%이고, 폴리프로필렌의 중량은 65 내지 89중량%이며, 분산제의 중량은 1 내지 10중량%로 구성하여 실질적인 연속상으로서의 폴리락트산과 폴리프로필렌을 분산제를 통하여 폴리프로필렌 수지 내에 폴리락트산을 고르게 건식 혼합하여 분산시켜 열가소성 조성물 건조 혼합물을 형성하는 단계;The preparation method comprises 10 to 25% by weight of polylactic acid, 65 to 89% by weight of polypropylene, and 1 to 10% by weight of the dispersant in the total weight of the polymer mixture for blending. Dispersing the polylactic acid and the polypropylene as a phase by uniformly dry mixing the polylactic acid in the polypropylene resin through a dispersant to form a thermoplastic composition dry mixture;
상기 열가소성 조성물 건조 혼합물을 유리하게는 교반시키거나, 휘젓거나 또는 다른 방식으로 블렌딩하여 폴리락트산 중합체, 폴리프로필렌 중합체 및 분산제를 효과적으로 균일하게 혼합하여 균질한 건조 혼합물을 형성시키는 단계; 및Advantageously stirring, stirring or otherwise blending the thermoplastic composition dry mixture to effectively and uniformly mix the polylactic acid polymer, polypropylene polymer and dispersant to form a homogeneous dry mixture; And
상기 폴리프로필렌/폴리락트산 건조 혼합물과 식물유래 폴리에틸렌을 용융하는 익스투르더를 각기 달리하여, 각각의 용융고분자를 유도하는 분배판을 노즐 상에 존재하게 하여 폴리프로필렌/폴리락트산 용융고분자는 필라멘트의 내부로, 식물유래 폴리에틸렌은 외부로 형성되도록 하여 시스-코어 형태의 필라멘트를 방사하여 웹을 형성하고 열압착하여 스판본드 부직포를 형성하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.
By varying the polypropylene / polylactic acid dry mixture and the extruder for melting the plant-derived polyethylene, a distribution plate for inducing each molten polymer is present on the nozzle so that the polypropylene / polylactic acid molten polymer is formed inside the filament. The plant-derived polyethylene is characterized in that consisting of the step of forming a spunbond nonwoven fabric by forming the web by spinning the filament in the form of a sheath-core filament to the outside.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 폴리락트산의 복합방사를 통한 친환경성 스판본드 부직포 및 그 제조 방법은 폴리프로필렌과 폴리락트산의 블렌드를 코어층으로 하고 식물유래 폴리에틸렌을 시스 층으로 복합방사하여 부직포를 제조하므로, 생산성과 기계적인 물성이 우수하면서 이산화탄소 배출량을 획기적으로 줄인 친환경성 스판본드 부직포를 제공하여 상기한 종래의 문제점을 해결하였다.
The eco-friendly spunbond nonwoven fabric and the manufacturing method thereof through the composite spinning of the polylactic acid of the present invention configured as described above to produce a nonwoven fabric by blending polypropylene and polylactic acid as a core layer and composite spinning of plant-derived polyethylene as a sheath layer Therefore, to solve the above problems by providing an eco-friendly spunbond nonwoven fabric with excellent productivity and mechanical properties while significantly reducing carbon dioxide emissions.
이하, 본 발명을 바람직한 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명한다.
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail by preferable embodiment.
본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서 본 발명의 명세서 전반에 걸쳐 사용된 상기한 폴리락트산에 대해 먼저 정의하면, 폴리락트산은 일반적으로 락트산 또는 락티드의 중합에 의해 제조되는 것이며, 따라서 본 발명에서 사용되는 용어 "폴리락트산"은 락트산 또는 락티드의 중합에 의해 제조되는 중합체를 나타내고자 한 것이다. 임의의 공지의 중합방법, 예를 들어, 중축합 또는 개환 중합을 사용하여 락트산을 중합할 수 있다. 중축합 방법에서, 예를 들어 L-락트산, D-락트산 또는 이들의 혼합물은 탈수-중축합에 직접 적용된다. 개환 중합 방법에서, 락트산의 시클릭다이머인 락티드는 중합조절제 및 촉매의 도움으로 중합에 적용된다. 락티드는 L-락티드, D-락티드 및 DL-락티드(메조(meso)-락티드, L-락트산과 D-락트산의 축합물로도 불림)를 포함할 수 있다. 각각의 상기 락티드 (즉,L-락티드, D-락티드 및 DL-락티드)는 다이머이다. 즉, 이들은 2개의 락트산 단위로 이루어진다. 그의 키랄 중심 때문에, 락트산은 2개의 상이한 입체화학적 이성체, 즉 R 이성체 및 S 이성체 형상을 갖는다. D-락티드는 2개의 R 이성체를 포함하고, L-락티드는 2개의 S 이성체를 포함하고, 메조-락티드는 R 이성체 및 S 이성체를 포함한다. 상이한 이성체를 혼합하고 필요한 경우 중합하여 아래에서 보다 상세히 설명되는 임의의 요구되는 조성 및 결정도를 갖는 폴리락트산을 얻을 수 있다. 또한, 소량의 사슬 연장제 (예를 들어 아래에서 설명되는 디이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물 또는 산 무수물)를 사용하여 폴리락트산의 분자량을 증가시킬 수 있다. 적합하게는, 폴리락트산의 중량 평균 분자량은 약 60,000 내지 약 1,000,000이다.Prior to describing the present invention in detail, the polylactic acid is generally defined by the polymerization of lactic acid or lactide, and is thus used in the present invention, as defined above for the polylactic acid used throughout the present specification. The term "polylactic acid" is intended to denote a polymer prepared by the polymerization of lactic acid or lactide. The lactic acid may be polymerized using any known polymerization method such as polycondensation or ring-opening polymerization. In the polycondensation process, for example L-lactic acid, D-lactic acid or mixtures thereof are applied directly to dehydration-polycondensation. In the ring-opening polymerization process, lactide, a cyclic dimer of lactic acid, is subjected to polymerization with the aid of polymerization regulators and catalysts. Lactides may include L-lactide, D-lactide and DL-lactide (also called meso-lactide, condensates of L-lactic acid and D-lactic acid). Each such lactide (ie, L-lactide, D-lactide and DL-lactide) is a dimer. That is, they consist of two lactic acid units. Because of its chiral center, lactic acid has two different stereochemical isomers, namely the R isomer and the S isomer shape. D-lactide comprises two R isomers, L-lactide comprises two S isomers, and meso-lactide includes the R and S isomers. Different isomers can be mixed and polymerized if necessary to obtain polylactic acid having any desired composition and crystallinity as described in more detail below. In addition, small amounts of chain extenders (eg diisocyanate compounds, epoxy compounds or acid anhydrides described below) may be used to increase the molecular weight of polylactic acid. Suitably, the weight average molecular weight of the polylactic acid is from about 60,000 to about 1,000,000.
본 발명에 사용될 수 있는 적합한 폴리락트산 중합체로는, 여기에 한정되는 것은 아니지만, 하나의 구체적인 예로는 미국 미네소타주 미네아폴리스 소재의 네이처웍스(Natureworks)(네어처웍스(등록상표)) 이라는 이름으로 상업적으로 입수가능하다. 다른 적합한 폴리락트산 중합체는 독일 크라일링 소재의 비오머 인코포레이티드(Biomer, Inc.)로부터 비오머(BIOMER™) L9000 또는 미쓰이 케미칼(Mitsui Chemical)(라세아(LACEA™))로부터 상업적으로 입수가능하다. 또 다른 적합한 폴리락트산은 본 발명에 참조로 인용되는 미국 특허 제4,797,468호; 제5,470,944호; 제5,770,682호; 제5,821,327호; 제5,880,254호; 및 제6,326,458호에 기술되어 있는 것을 사용할 수 있다.Suitable polylactic acid polymers that can be used in the present invention include, but are not limited to, one specific example commercially under the name Natureworks (Natureworks®) of Minneapolis, Minn. Available. Other suitable polylactic acid polymers are commercially available from BIOMER ™ L9000 or Mitsui Chemical (LACEA ™) from Biomer, Inc., Cryling, Germany. It is possible. Still other suitable polylactic acids are described in US Pat. Nos. 4,797,468; No. 5,470,944; 5,770,682; No. 5,821,327; 5,880,254; 5,880,254; And 6,326,458 can be used.
또한, 상기 폴리락트산의 용융유동 지수는 임의의 온도(예컨대, 210℃)에서 10분에 2160g의 하중에 적용될 때 압출 유량계 오리피스(직경 0.0825인치)를 통해 강제로 보내질 수 있는, ASTM 시험방법 D1238-E에 따라 측정되는 중합체의 중량(g)을 나타낸다. 폴리락트산은 또한 전형적으로 융점이 약 100℃ 내지 약 240℃, 일부 실시양태에서 약 120℃ 내지 약 220℃, 일부 실시양태에서 약 140℃ 내지 약 200℃이다. 이러한 저융점의 폴리락트산은 이들이 고속으로 생분해된다는 점에서 유용하다. 폴리락트산의 유리전이온도("Tg")도 또한 중합체의 가용성 및 가공성을 개선시키도록 비교적 낮다. 예를 들어, Tg는 약 80℃ 이하, 일부 실시양태에서 약 70℃ 이하, 일부 실시양태에서 약 65℃ 이하일 수 있다. 이하에 더 상세하게 논의되는 바와 같이, 융점 및 유리전이온도는 모두 ASTM D-3417에 따라 시차 주사 열량계("DSC")를 사용하여 결정될 수 있다.In addition, the melt flow index of the polylactic acid can be forced through an extrusion flow meter orifice (0.0825 inches in diameter) when applied to a load of 2160 g in 10 minutes at any temperature (eg 210 ° C.), ASTM test method D1238-. The weight (g) of the polymer measured according to E is shown. Polylactic acid also typically has a melting point of about 100 ° C. to about 240 ° C., in some embodiments from about 120 ° C. to about 220 ° C., and in some embodiments from about 140 ° C. to about 200 ° C. These low melting polylactic acids are useful in that they biodegrade at high speed. The glass transition temperature (“Tg”) of polylactic acid is also relatively low to improve the solubility and processability of the polymer. For example, the Tg may be about 80 ° C. or less, in some embodiments about 70 ° C. or less, and in some embodiments about 65 ° C. or less. As discussed in more detail below, both the melting point and glass transition temperature can be determined using a differential scanning calorimeter (“DSC”) in accordance with ASTM D-3417.
본 발명에 따라 폴리프로필렌/폴리락트산 블렌드를 코어층으로 하고 식물유래 폴리에틸렌을 시스층으로 한 시스-코어 형태의 필라멘트에 의해 웹을 형성하여 제조된 부직포는 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스펀본드 부직포층 및/또는 폴리락트산 멜트블로운 부직포층 혹은 폴리프로필렌 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층되어 구성되어 진다. 이때, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 폴리프로필렌/폴리락트산 블렌드는 폴리프로필렌과 폴리락트산에 스타이렌-에틸렌-부틸렌-스타이렌 블록 공중합체 성분인 분산제를 전체중량의 1 내지 10중량%로 부가하여 혼합되어 진다.
According to the present invention, a nonwoven fabric prepared by forming a web by a cis-core type filament having a polypropylene / polylactic acid blend as a core layer and a plant-derived polyethylene as a cis layer is at least one or more spunbond nonwoven layers as necessary. And / or a polylactic acid meltblown nonwoven layer or a polypropylene meltblown nonwoven layer is additionally laminated. At this time, according to a preferred embodiment of the present invention, the polypropylene / polylactic acid blend contains 1 to 10% by weight of a dispersant which is a styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer component in polypropylene and polylactic acid. It is mixed with addition.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명의 부직포의 제조 방법은 블렌딩을 위한 고분자 혼합물의 총중량 중 폴리락트산의 중량은 10 내지 25중량%이고, 폴리프로필렌의 중량은 65 내지 89중량%이며, 분산제의 중량은 1 내지 10중량%로 구성하여 실질적인 연속 상으로서의 폴리락트산과 폴리프로필렌을 분산제를 통하여 폴리프로필렌 수지 내에 폴리락트산을 고르게 건식 혼합하여 분산시켜 열가소성 조성물 건조 혼합물을 형성하는 단계와, 상기 열가소성 조성물 건조 혼합물을 유리하게는 교반시키거나, 휘젓거나 또는 다른 방식으로 블렌딩하여 폴리락트산 중합체, 폴리프로필렌 중합체 및 분산제를 효과적으로 균일하게 혼합하여 균질한 건조 혼합물을 형성시키는 단계와, 그리고 상기 폴리프로필렌/폴리락트산 건조 혼합물과 식물유래 폴리에틸렌을 용융하는 익스투르더를 각기 달리하여, 각각의 용융고분자를 유도하는 분배판을 노즐 상에 존재하게 하여 폴리프로필렌/폴리락트산 용융고분자는 필라멘트의 내부로, 식물유래 폴리에틸렌은 외부로 형성되도록 하여 시스-코어 형태의 필라멘트를 방사하여 웹을 형성하고 열압착하여 부직포를 형성하는 단계에 의해 구성되어 진다.According to a preferred embodiment of the present invention, in the method for producing the nonwoven fabric of the present invention, the weight of the polylactic acid in the total weight of the polymer mixture for blending is 10 to 25% by weight, the weight of the polypropylene is 65 to 89% by weight, dispersant The weight of the composition comprises 1 to 10% by weight of the polylactic acid and the polypropylene as a substantially continuous phase by uniformly dry mixing the polylactic acid in the polypropylene resin through a dispersant to disperse to form a thermoplastic composition dry mixture, and the thermoplastic composition Advantageously stirring, stirring or otherwise blending the dry mixture to effectively and uniformly mix the polylactic acid polymer, the polypropylene polymer and the dispersant to form a homogeneous dry mixture, and the polypropylene / polylactic acid On dry mixtures and plant-derived poly Different extruders for melting the lens have a distribution plate on each nozzle to induce each molten polymer so that the polypropylene / polylactic acid molten polymer is formed inside the filament and the plant-derived polyethylene is formed outside. Spinning the filament in the form of a sheath-core to form a web and thermocompressing to form a nonwoven fabric.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기와 같이 본 발명에 따라 집적된 웹은 역학적 특성 및 형태안정성으로 부여하기 위하여 열적으로 결합한다. 이때, 접착면적을 한정하는 것은 아니지만 칼렌더(Calender) 롤의 구성은 한쪽은 통상적으로 접착면적이 10 내지 20중량%를 가지는 엠보스 롤(Emboss Roll)면, 다른 한쪽은 표면이 매끄러운 롤로 구성되어 있으며 다층으로 집적된 웹은 상기 롤을 통과하면서 시트화될 수 있다. 또한, 이때 엠보스 롤과 매끄러운 롤의 온도는 120 내지 150℃가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 130 내지 140℃가 더욱 효과적이다.
According to a preferred embodiment of the present invention, the web integrated according to the present invention as described above is thermally bonded to impart mechanical properties and morphological stability. At this time, the bonding area is not limited, but the calender roll is configured on the one side of the emboss roll having an adhesive area of 10 to 20% by weight, and the other side is composed of a roll having a smooth surface. Multi-layer integrated webs can be sheeted through the rolls. In this case, the temperature of the emboss roll and the smooth roll is preferably 120 to 150 ° C, more preferably 130 to 140 ° C.
다음의 실시예 및 비교예는 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 이들 실시예에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 하기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 부직포의 각종 특성 및 물성치는 하기의 방법으로 측정 및 평가하였다.The following examples and comparative examples are intended to illustrate the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited to these examples. Various properties and physical properties of the nonwoven fabrics prepared according to the following Examples and Comparative Examples were measured and evaluated by the following method.
(1) 중량(Weight) : EDANA 40.3 - 90(1) Weight: EDANA 40.3-90
(2) 인장강신도(Tensile strength and Elongation) : EDANA 20.2 -89(2) Tensile strength and Elongation: EDANA 20.2 -89
(3) 강연도(Bending Length) : EDANA 50.5-99
(3) Bending Length: EDANA 50.5-99
실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples
하기의 폴리락트산, 폴리프로필렌, 분산제 및 식물유래 폴리에틸렌을 사용하여 섬유들을 제조하였다. 폴리락트산 중합체(PLA)는 미국 미네소타주 미네아폴리스 소재의 네이처웍스(Natureworks)로부터 입수하였으며 용융흐름지수(MI : Melt Index)가 15~30g /10분이었다. 폴리프로필렌 중합체(PP)는 호남석유화학으로부터 상품명 SFR-171H를 입수하였으며 용융흐름지수(MI : Melt Index)가 35g/10분이었고, 약 160 ℃의 용융 온도를 가졌다. 분산제는 일본 츠키지 추구 소재의 제이에스알 코포레이션(JSR Corporation)으로부터 상품명 다이나론(DYNARON) 8630P를 입수하여 사용하였다. 식물유래 폴리에틸렌은 브라질 남리오그란데주 트리운포시 소재의 브라스캠(Braskem)이 제조하고 도요타쯔우쇼(Toyota tsusho)가 공급한 상품명 SHA7260을 사용하였다.
The fibers were prepared using the following polylactic acid, polypropylene, dispersant and plant derived polyethylene. Polylactic acid polymer (PLA) was obtained from Natureworks, Minneapolis, Minnesota, USA, with a melt flow index (MI: Melt Index) of 15-30 g / 10 min. The polypropylene polymer (PP) obtained the trade name SFR-171H from Honam Petrochemical, had a melt flow index (MI: Melt Index) of 35 g / 10 min, and had a melting temperature of about 160 ° C. The dispersing agent was obtained from JSR Corporation of Tsukiji, Japan, and used the trade name DYNARON 8630P. Plant-derived polyethylene was used under the trade name SHA7260 manufactured by Brasskem of Triunposi, South Rio Grande, Brazil, and supplied by Toyota tsusho.
실시예 1Example 1
폴리락트산 10중량%와 분산제 3 중량%, 폴리프로필렌 수지 87중량%를 코어층에 총중량의 50%투입하여 용융 방사하고 식물유래 폴리에틸렌은 총중량의 50%를 시스층에 투입하여 용융 방사해 시스-코어 형태로 섬유화하고 다공성의 컨베이어벨트 상에서 연신하여 기초중량이 20gsm인 폴리락트산/폴리프로필렌/폴리에틸렌 부직포를 제조하였으며 물성을 측정하여 표 1에 기재하였다.
10% by weight of polylactic acid, 3% by weight of dispersant, and 87% by weight of polypropylene resin were melt-spun into the core layer by 50% of the total weight. The plant-derived polyethylene was melt-spun by adding 50% of the total weight to the sheath layer. Fiber to form and stretched on a porous conveyor belt to prepare a polylactic acid / polypropylene / polyethylene nonwoven fabric having a basis weight of 20gsm and measured in the physical properties are shown in Table 1.
실시예 2Example 2
폴리락트산/폴리프로필렌 블렌드 수지를 총중량의 60중량%로 코어층에 투입하고 식물유래 폴리에틸렌은 총중량의 40중량%를 시스층에 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 부직포를 제조하였으며, 물성을 측정하여 표 1에 기재하였다.
A nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 1 except that polylactic acid / polypropylene blend resin was added to the core layer at 60% by weight of the total weight and 40% by weight of the plant-derived polyethylene was added to the sheath layer. Physical properties were measured and listed in Table 1.
비교실시예 1Comparative Example 1
폴리락트산 30중량%와 분산제 5 중량%, 폴리프로필렌 수지 65중량%를 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 부직포를 제조하였으며, 물성을 측정하여 표 1에 기재하였다.
A nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 1, except that 30 wt% of polylactic acid, 5 wt% of a dispersant, and 65 wt% of a polypropylene resin were prepared.
비교실시예 2Comparative Example 2
폴리프로필렌 수지를 총중량의 50중량%로 코어층에 투입하고 폴리에틸렌 수지를 총중량의 50중량%로 시스층에 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 부직포를 제조하였으며, 물성을 측정하여 표 1에 기재하였다.
A nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 1 except that 50 wt% of the polypropylene resin was added to the core layer and 50 wt% of the polyethylene resin was added to the sheath layer. It described in 1.
Claims (7)
상기 부직포는 블렌딩을 위한 고분자 혼합물의 총중량 중 폴리락트산의 중량은 10 내지 25중량%이고, 폴리프로필렌의 중량은 65 내지 89중량%이며, 분산제의 중량은 1 내지 10중량%로 구성되는 폴리프로필렌과 폴리락트산 블렌드 수지로 코어층을 형성해 이것을 총중량의 50 내지 80 중량%으로 형성하고 20 내지 50중량%의 식물유래 폴리에틸렌수지를 외부층으로 형성한 시스코어(sheath-core)형 필라멘트로 구성되어 지는 것임을 특징으로 하는 폴리락트산의 복합방사를 통한 친환경성 스판본드 부직포.
In nonwoven fabrics made through polylactic acid and polypropylene blend spinning,
The nonwoven fabric is polypropylene comprising 10 to 25% by weight of polylactic acid, 65 to 89% by weight of polypropylene, and 1 to 10% by weight of the dispersant. It is composed of a sheath-core filament formed of a polylactic acid blend resin to form a core layer of 50 to 80% by weight of the total weight and 20 to 50% by weight of plant-derived polyethylene resin as an outer layer. Eco-friendly spunbond nonwoven fabric with polylactic acid composite spinning.
The method of claim 1, wherein the nonwoven fabric is an eco-friendly spunbond nonwoven fabric through a composite spinning of polylactic acid, characterized in that composed of a multi-layer of a spunbond non-woven fabric, melt blown nonwoven fabric and a spanbond nonwoven fabric.
The method of claim 1, wherein the dispersing agent is an environmentally friendly spunbond nonwoven fabric through a composite spinning of polylactic acid, characterized in that it comprises a hydrophilic portion that is miscible with the polylactic acid polymer and a hydrophobic portion that is miscible with the polypropylene polymer.
4. The eco-friendly spunbond nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 3, wherein the component of the dispersant is a styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer component. .
The method of claim 1, wherein the component of the plant-derived polyethylene resin is an eco-friendly spunbond nonwoven fabric through the complex spinning of polylactic acid, characterized in that the polyethylene obtained by polymerizing ethanol obtained from sugar cane.
상기 제조방법은 블렌딩을 위한 고분자 혼합물의 총중량 중 폴리락트산의 중량은 10 내지 25중량%이고, 폴리프로필렌의 중량은 65 내지 89중량%이며, 분산제의 중량은 1 내지 10중량%로 구성하여 연속상으로서의 폴리락트산과 폴리프로필렌을 분산제를 통하여 폴리프로필렌 수지 내에 폴리락트산을 고르게 건식 혼합하여 분산시키므로 열가소성 조성물 건조 혼합물을 형성하는 단계;
상기 열가소성 조성물 건조 혼합물을 교반시키거나 또는 휘젓는 방식으로 블렌딩하여 폴리락트산 중합체, 폴리프로필렌 중합체 및 분산제를 효과적으로 균일하게 혼합하여 균질한 건조 혼합물을 형성시키는 단계; 및
상기 단계에서 형성된 건조 혼합물과 식물유래 폴리에틸렌을 용융하는 익스투르더를 각기 달리하여, 각각의 용융고분자를 유도하는 분배판을 노즐 상에 존재하게 하여 폴리프로필렌과 폴리락트산 용융고분자는 필라멘트의 내부로, 식물유래 폴리에틸렌은 외부로 형성되도록 하여 시스-코어 형태의 필라멘트를 방사하여 웹을 형성하고 열압착하여 부직포를 형성하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 폴리락트산의 복합 방사를 통한 친환경성 스판본드 부직포의 제조방법.
In the process for producing a nonwoven fabric by polylactic acid and polypropylene blend spinning,
The production method is a polylactic acid in the total weight of the polymer mixture for blending is 10 to 25% by weight, the weight of polypropylene is 65 to 89% by weight, the weight of the dispersant is composed of 1 to 10% by weight of the continuous phase Forming a thermoplastic composition dry mixture by dispersing polylactic acid and polypropylene as uniformly dry mixed polylactic acid in the polypropylene resin through a dispersant;
Agitating or stirring the thermoplastic composition dry mixture to effectively and uniformly mix the polylactic acid polymer, the polypropylene polymer and the dispersant to form a homogeneous dry mixture; And
By varying the extruders for melting the dry mixture and the plant-derived polyethylene formed in the above step, a distribution plate for inducing each molten polymer is present on the nozzle so that the polypropylene and the polylactic acid molten polymer are in the filament, Plant-derived polyethylene is made of a step of forming a web by spinning the filament in the form of a cis-core to the outside to form a non-woven fabric by thermocompression manufacturing of eco-friendly spunbond nonwoven fabric through a composite spinning of polylactic acid Way.
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