KR101440570B1 - 폴리에틸렌 섬유 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 크기에 따른 겔의 분포비 및 분자량분포지수가 소정의 범위로 있는 폴리에틸렌 수지를 사용함으로써 수득되는, 균제도 및 방사 작업성이 우수하여 연신 시 멀티필라멘트의 품질과 물성이 우수한 폴리에틸렌 섬유 및 이러한 섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다
Description
본 발명은 폴리에틸렌 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 크기에 따른 겔의 분포비 및 분자량분포지수가 일정 조건을 만족시키는 폴리에틸렌 수지를 사용하여 수득되는 품질과 물성이 우수한 폴리에틸렌 섬유 및 이러한 섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다.
폴리에틸렌 수지는 공단량체 함량에 따라 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 등으로 구분되며 엔지니어링 플라스틱, 필름으로 사용되고 의류용, 산업용 용도로 섬유 활용이 증가되고 있다.
더욱이 최근 섬유 분야에서 이슈가 되고 있는 것은 고강도 및 고탄성률을 요구하는 아라미드섬유, 탄소섬유, 폴리아릴레이트섬유 등과 같은 극한환경에서 고성능을 발현하는 슈퍼섬유이며 이 중 폴리에틸렌을 기초로 하는 슈퍼섬유는 분자량이 수백만 이상인 초고분자량 폴리에틸렌 섬유가 있다.
강도 및 탄성률이 우수한 초고분자량 폴리에틸렌 섬유는 중량평균분자량이 수백만에 이르기 때문에 유기 용매를 이용하여 겔방사를 통해 제조하고, 내마모성, 내화학성, 내절단성 등이 요구되는 방탄헬멧, 방탄복, 로프, 보강재 등의 고강도 용도로 사용하기에 이른다.
예를 들면, 대한민국 특허 제10-0308739호 및 제10-0459575호에는 극한점도 [η] 5 이상의 초고분자량 폴리에틸렌을 이용하여 강도 30g/d, 탄성률 900g/d 이상의 섬유를 제조하는 방법을 명시하고 있다. 하지만, 이러한 겔방사법에 의한 초고분자량 폴리에틸렌 수지는 데칼린, 파라핀유, 도데칸, 크실렌 등의 유기 용매에 용해한 후, 사이클로헥사논과 같은 휘발성 용매를 이용하여 섬유로 추출되기 때문에 사용 용매에 따른 환경 오염과 용매 회수, 정제를 위한 부대 설비 등의 추가 비용에 의한 경제적인 문제점이 대두되고 있다.
또한, 미국특허 제4,228,118호에서는 수평균분자량이 20,000 이상, 중량평균분자량이 125,000 이하인 폴리에틸렌 수지를 사용하여 방사온도 220℃ 내지 335℃에서 용융한 후 8홀인 노즐에 압출하여 열연신온도 115℃ 내지 132℃, 핫 튜브온도 200℃ 내지 335℃를 두고 최소 방사속도 30m/min로 권취한 후 20배 이상 연신하여 10g/d 내지 20g/d의 섬유를 제조하였다. 하지만, 이러한 방법은 폴리에틸렌 섬유의 상업적인 제조에 있어 노즐 홀수에 의한 생산량 한계가 있으며, 수백 내지 수천의 멀티 필라멘트를 생산할 때 균제도 및 방사 작업성이 우수한 폴리에틸렌 섬유를 생산하는데 어려움이 있고, 연신 공정 시 수백 내지 수천의 멀티필라멘트에 균일한 열을 공급하여 모우나 루프와 같은 섬유의 결점이 적어 품질이 우수한 고성능 폴리에틸렌 섬유를 제조하는데 문제점이 있다.
본 발명은 용융 방사 공정 시 미연신사의 작업성이 좋아지고 섬유 균제도에 영향을 주지 않으면서 연신 공정에서 모우 발생이 적고 멀티필라멘트의 단사 발생률이 낮은 폴리에틸렌 섬유 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 균제도가 우수한 미연신 멀티필라멘트를 이용하여 고배율 및 다단 연신 공정을 통해 강도 및 탄성률이 우수한 폴리에틸렌 섬유의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 분자량분포지수가 0보다 크고 2.5이하이며, 250㎛ 이상의 크기를 갖는 겔의 분포(ρ 1)와 250㎛ 미만의 크기를 갖는 겔의 분포(ρ 2)의 겔 분포비(k)가 0.020≤k(=ρ 1 / ρ 2) ≤0.075인 폴리에틸렌 수지로부터 제조된 폴리에틸렌 섬유가 제공된다.
상기 폴리에틸렌 수지에 250㎛ 이상의 크기를 갖는 겔은 10개/m2 내지 150개/m2 로 분포되고, 250㎛ 미만의 크기를 갖는 겔이 500개/m2 내지 2,000개/m2 이하로 분포되어 있을 수 있다.
상기 폴리에틸렌 섬유는 100,000m당 10개 이하의 모우를 가질 수 있다.
상기 폴리에틸렌 섬유의 모노필라멘트는 1 내지 1.5데니어(denier), 16g/d 이상의 강도, 400g/d 이상의 탄성률을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 분자량분포지수가 0보다 크고 2.5이하이며, 250㎛ 이상의 크기를 갖는 겔의 분포(ρ 1)와 250㎛ 미만의 크기를 갖는 겔의 분포(ρ 2)의 겔 분포비(k)가 0.020≤k(=ρ 1 / ρ 2) ≤0.075인 폴리에틸렌 수지를 용융 방사하는 단계를 포함하는 폴리에틸렌 섬유의 제조방법이 제공된다.
상기 용융 방사는, 노즐 아래 100mm 이하의 에어갭을 두어 200℃ 내지 300℃의 핫튜브를 통과하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 용융 방사에 의해 수득된 폴리에틸렌 미연신사를, 섬유에 비접촉하여 온도 조절이 가능한 히팅 챔버와 고뎃 롤러를 이용하여 2단 이상으로 다단 연신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에틸렌 수지를 용융 방사하여 수득된 폴리에틸렌 섬유는 방사 작업성이 우수하며 연신 공정 시 모우나 루프가 최소한으로 발생하는 우수한 품질을 갖는다.
또한, 본 발명에 따라 수득되는 겔 분포비를 최소화 하여 균제도가 우수한 폴리에틸렌 미연신사는 연신 공정 시 균일한 열 효율을 얻어 고배율 및 다단 연신 공정이 가능하여 강도 및 탄성률이 우수한 고성능 폴리에틸렌 섬유로 제조될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폴리에틸렌 섬유의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
본 발명에서는 크기에 따른 겔의 분포비 및 분자량분포지수가 소정 범위로 있는 폴리에틸렌 수지를 사용함으로써 수득되는 폴리에틸렌 섬유 및 그의 제조방법을 제공한다.
본 명세서에서 '겔'이라 함은 중합된 폴리에틸렌 수지에 형성되어 있는 겔을 의미하는 것으로, 겔은 폴리에틸렌 수지의 제조 공정에서 이물 혼입과 수지 자체의 특성에 의하여 다양한 크기로 형성된다. 또는, 겔은 반제품 상태인 파우더를 펠렛(pellet) 상태로 제조하는데 있어 이물 혼입과, 가공 과정에서 열화나 산화에 의하여 미세한 크기로 발생할 수도 있다. 당업계에서는 이러한 겔을 제거하기 위해 압출기 내부에 스크린 필터나 스크린 백을 설치함으로써, 폴리에틸렌 수지에 포함되어 추후 제품 생산 시 문제점으로 작용할 수 있는 겔을 제거하기도 한다.
본 명세서에서는 상기 겔의 크기를 기준으로 250㎛ 이상의 겔을 '스몰 겔'(small gel)이라 하고, 250㎛ 미만의 겔을 '샌드 겔'(sand gel)이라 한다.
본 명세서에서 겔의 '크기'라 함은 겔의 최장 직경을 의미한다.
폴리에틸렌 수지 내에 포함된 겔은 일반적으로 총 3,000개/m2 미만으로 발생되며, 수 내지 수백 ㎛의 크기로 나타날 수 있으나, 겔 크기 250㎛를 기준으로 하여 250㎛ 이상의 겔과 250㎛ 미만의 겔로 분류된다. 폴리에틸렌 수지 내에 포함된 겔은 반제품 상태인 수지를 트윈 압출기 내부의 금속 메쉬의 공극과 압출기 온도, 압력을 제어함으로써 펠렛타이징 공정에서 겔의 크기 250㎛를 기준으로 하여 250㎛ 이상의 스몰 겔과 250㎛ 미만의 샌드 겔로 분류된다.
폴리에틸렌 수지의 단위 면적 1m2 당 스몰 겔과 샌드 겔의 수는 비례 관계로 증가하거나 감소하며, 폴리에틸렌 수지 내 스몰 겔의 분포(ρ 1)는 150개/m2 이하이고, 폴리에틸렌 수지 내 샌드 겔의 분포(ρ 2 )는 2,000개/m2 이하인 것이 바람직하다.
폴리에틸렌 수지 내 스몰 겔의 분포(ρ 1)와 샌드 겔의 분포(ρ 2)의 비를 본 명세서에서 '겔 분포비' 또는 'k'라 하며, 겔 분포비는 블로운 방법을 사용한 필름 제막 설비를 이용하여 단위면적 1m2 당 겔의 개수를 측정한 후에, 하기 수식 1에 적용하여 결정될 수 있으나, 겔 분포비를 평가하는 방법이 이에 한정되는 것은 아니다:
[수식 1]
겔 분포비(k)는 방사 공정시 미연신사의 단면 균제도에 따른 작업성과 연신 공정 시 멀티필라멘트의 모우 발생 빈도 및 단사 발생률에 영향을 준다.
본 발명에서 겔 분포비는 방사 공정 시 작업성, 균일한 섬유 단면 및 모우, 루프 등의 결점을 최소화 하여 품질이 우수한 멀티필라멘트를 제조하기 위해 0.020 ≤k≤ 0.075인 것이 바람직하다
k값이 0.020 미만을 만족하기 위해서는 겔 제거 공정이 까다로우며 여러 단계의 필터 공정을 거쳐야 하기에 수지의 생산 수율이 저하되고 경제적인 단점이 발생하므로 바람직하지 않다.
겔 분포비가 k≤0.075인 경우, 샌드 겔 분포가 2,000개/m2 이하의 범위에서 스몰 겔의 분포가 낮아지며 샌드 겔의 분포가 많아지는 것을 의미하는데, 이는 방사 시 미연신사의 사절 가능성을 낮추고, 고배율, 다단 연신 공정 중 연신되는 멀티필라멘트 사이에서 샌드 겔이 연화되어 고도로 배향 결정화된 섬유 분자쇄에 강제적인 가교역할을 함으로써 폴리에틸렌 멀티필라멘트의 균제도와 원사 강도 및 탄성률을 증가시킨다.
겔 분포비가 k>0.075인 경우, 스몰 겔의 분포가 분포 150개/m2를 넘는 경향을 보이는데, 이는 방사 시 노즐 혹은 핫 튜브 구간에서 사절의 원인이 되어 방사 작업성을 저하시키고 방사 작업성 비율이 높더라도 단면이 불균일해질 가능성이 높으며, 이는 연신 공정에서 모우, 루프 등의 결점으로 이어져 멀티필라멘트의 품질 저하를 초래한다.
또한, 스몰 겔의 분포가 150개/m2 이하이지만, 샌드 겔의 분포가 2,000개/m2 이상일 때는 각각의 필라멘트가 연신되는 과정에서 필라멘트 표면이 손상되어 멀티필라멘트 번들에서 분사하게 되고, 이는 멀티필라멘트의 모우와 단사 발생의 원인이 된다.
폴리에틸렌 수지의 분자량분포지수 (Mw/Mn, MWD)는 고강도 물성 측면에서 0보다 크고 2.5 이하인 것이 바람직하고, 0보다 크고 2.3 이하인 것이 더 바람직하다.
분자량분포지수가 2.5보다 큰 경우, 저분자량 폴리에틸렌이 증가하면서 분자량 분포지수가 넓어지는 것을 의미하는데, 이러한 저분자량 폴리에틸렌이 방사 공정 시 분자 배향을 방해하거나, 열화나 산화에 의해 겔 발생을 유발할 수 있으며, 연신 공정 시 고배율의 다단 연신을 곤란하게 한다. 이 때문에, 분자량분포지수가 2.5보다 크면 강도와 탄성률이 높은 폴리에틸렌 원사를 수득하기가 어렵게 된다.
폴리에틸렌 수지는 바람직하게는 50,000 내지 150,000, 더 바람직하게는 80,000 내지 120,000의 중량평균분자량을 갖는다. 중량평균분자량이 50,000 미만인 경우에는 방사 단계에서 방사 작업성이 좋지만 고강도 물성을 구비하기 어렵게 되며, 또한 중량평균분자량이 150,000 초과일 경우에는 용융점도가 높아지게 됨으로써 용융시 흐름성이 떨어져 방사 공정상 어려움이 발생하고, 연신 및 열고정 단계에서 연신 배율을 증가시키지 못하거나 연신 중 사절로 인해 작업성이 저하된다.
본 발명에서는 전술한 바와 같은 폴리에틸렌 수지를 용융 방사하는 단계를 포함하는 폴리에틸렌 섬유의 제조방법이 제공된다.
보다 구체적으로, 전술한 바와 같은 폴리에틸렌 수지를 220℃ 내지 320℃의 압출기에서 용융시키고, 노즐로부터 100mm 이하에 200℃ 내지 300℃의 핫튜브를 설치하여 1,000m/min 이하의 저속으로 미연신사를 권취하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기에서 수득한 폴리에틸렌 미연신사를 비접촉식 균일 히팅 챔버를 사용하여 다수의 고뎃 롤러를 통해 15배 이상 연신하는 단계를 포함할 수 있으며, 이에 의해 연신 공정에서 멀티필라멘트의 루프 및 모우, 단사 발생 등의 결점이 최소화되어 최종 제품인 폴리에틸렌 섬유의 품질이 향상될 수 있게 된다.
연신된 폴리에틸렌 원사는 강도 16g/d 이상, 탄성률 400g/d 이상, 방사 작업성 95% 이상, 연신 시 루프 및 모우 발생 10회/10만m 이하인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 상기 강도는 16 내지 21 g/d, 탄성률은 400 내지 500 g/d일 수 있다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
중량평균분자량과 분자량분포지수에 따라 폴리에틸렌 수지를 중합하고, 폴리에틸렌 수지에 포함되어 있는 스몰 겔 및 샌드 겔을 평가하기 위해 방사 공정 전 단계에서 블로잉 타입의 제막 설비를 이용하여 폴리에틸렌 수지를 제막한 후 필름 상 광학 카운터로 겔의 크기를 측정하고, 단위 면적당 발생 개수를 환산한다.
이어서, 압출기에 의한 용융 방사 단계를 진행하고, 미연신사를 권취하고, 제조된 미연신사는 비접촉식 균일 히팅 챔버와 다수의 고뎃 롤러를 통해 고배율의 연신 및 열고정 단계를 거쳐 연신사로 제조된다.
용융 방사 공정에서 폴리에틸렌 수지는 압출기에서 통상 220℃ 내지 320℃에서 용융된다. 압출기의 각 부분에 따라 온도가 구체적으로 제한되지는 않으나, 320℃ 이상의 온도에서는 고밀도 폴리에틸렌 수지가 열분해와 산화, 열화에 의해 미세 겔이 형성될 가능성이 있으므로, 원활한 방사 공정을 위하여 320℃ 이하에서 용융시키는 것이 바람직하다. 노즐에서 100mm 이하에 200℃ 내지 300℃인 핫튜브 구간을 통과한 미연신사는 풍온과 풍속이 조절되는 ?칭(quenching) 장치에 의해 냉각 고화되고, 미연신사의 방사속도는 1,000m/min 이하의 저속이 바람직하다.
연신 공정에서 온도 조절이 가능한 비접촉식 히팅 챔버와 다수의 고뎃 롤러를 통해 고배율 및 다단 연신하고, 110℃ 내지 125℃ 범위로 연신하는 것이 섬유의 고강도 발현에 바람직하다.
연신 공정에서 사용되는 비접촉식 히팅 챔버는 수백 내지 수천의 폴리에틸렌 멀티필라멘트 가닥이 통과하면서 가열된 롤러 대신 표면 마찰을 최소화 하여 원사의 결점을 줄여주며 멀티필라멘트에 균일한 열 효율을 전달하므로 고배율의 다단 연신을 가능하게 한다.
이하 본 발명을 이용한 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 이는 본 발명의 예시일 뿐이며 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아님이 당업자들에게 자명하다.
실시예
1
중량평균 분자량이 110,000g/mol, 분자량분포지수(MWD)가 2.5이고 k가 0.020인 폴리에틸렌 수지를 용융 및 압출하고, 이어서 노즐에서 100mm 이하에 280℃ 핫튜브 구간을 거친 미연신사를 수득하였다. 이를 300m/min으로 권취하여 1차 연신 공정에서 115℃, 2차 연신 공정에서 125℃인 비접촉 히팅 챔버를 통해 총 18배 연신하여 폴리에틸렌 원사를 제조하였다.
실시예
2
K가 0.034인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 폴리에틸렌 원사를 제조하였다.
실시예
3
k가 0.036인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 폴리에틸렌 원사를 제조하였다.
실시예
4
k가 0.064인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 폴리에틸렌 원사를 제조하였다.
실시예
5
k가 0.071인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 폴리에틸렌 원사를 제조하였다.
실시예
6
분자량분포지수(MWD)가 2.3이고 k가 0.020인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 폴리에틸렌 원사를 제조하였다.
비교예
1
중량평균 분자량이 110,000g/mol, 분자량분포지수(MWD)가 3.5이고 k가 0.020이며 연신비가 15인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 폴리에틸렌 원사를 제조하였다. 분자량분포지수가 3.5인 원료에서는 연신비 18배까지 작업할 수 없으므로, 최대 연신비인 15를 적용하였다.
비교예
2
중량평균 분자량이 125,000g/mol, 분자량분포지수(MWD)가 3.5이고 k가 0.020인 폴리에틸렌 수지를 용융 및 압출하여 미연신사를 수득하고, 이를 비접촉식 히팅 챔버를 통해 총 15배 연신하여 폴리에틸렌 원사를 제조하였다.
비교예
3
k가 0.076인 폴리에틸렌 수지를 이용하여 총 연신비가 16배인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 폴리에틸렌 원사를 제조하였다.
비교예
4
k가 0.100인 폴리에틸렌 수지를 이용하여 총 연신비가 10배인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 폴리에틸렌 원사를 제조하였다.
평가 방법
(1) 겔 분포비(k)
블로운 방법에 의한 필름 성형 후 광학 카운터로 크기를 측정하여 250㎛를 기준으로 250㎛ 이상의 크기를 가지는 스몰 겔과 250㎛ 미만의 크기를 가지는 샌드 겔로 분류하며 개수를 측정하였으며, 겔 분포비(k)는 단위 면적당 스몰 겔 분포(ρ 1)과 샌드 겔 분포(ρ 2)의 비로 정의하였으며, 하기 수식 1에 따랐다:
[수식 1]
(2) 섬도
1회전의 실 길이가 1m인 물레를 이용하여 90회전시켜 90m의 실을 감아 무게를 측정하여 데니어(denier, de') 기준인 9,000m로 환산하여 평가하였다.
(3) 강도 및 탄성률
섬유의 강도, 신도 및 탄성률은 만능시험기 UTM(Universal Testing Mechine, INSTRON社)를 사용하여 ASTM D-2256에 의거하여 측정하였으며 측정 온도 20℃, 상대습도 65%하에서 300mm/min의 속도로 10회 측정한 값을 강도, 신도 및 탄성률의 각각에 대해 평균 값으로 정의하였다.
강도는 만능시험기에 섬유를 파지하고 상기의 속도로 하중을 주어 인장하면 응력-변형 곡선이 나타나게 되는데, 인장하는 섬유가 절단될 때의 하중을 데니어(denier)로 나눈 값 g/d로 정의하고, 신도는 절단될 때까지 늘어난 길이에 대한 처음 길이를 백분율로 나타낸 %로 정의하고, 탄성률은 인장할 때 표시되는 응력-변형 곡선의 원점 부근에서 곡선의 접선 기울기를 g/d로 계산한 것이다.
본 측정 방법은 10회 측정 시 각각의 측정값에 대한 평균값으로 환산하여 정의 한다.
(4) 방사 작업성
총 생산된 원사와 사절된 원사 개수를 계산하여 백분율로 평가하였다.
(5) 모우 발생빈도
총 생산된 원사에 대하여 100,000m 당 측정되는 모우 개수에 따라 발생 빈도를 평가하였다. 본 명세서에서 '원사'라 함은 미연신사에서 다단연신을 거쳐 최종 제조되는 폴리에틸렌 섬유, 즉, 제조된 폴리에틸렌 멀티필라멘트 혹은 폴리에틸렌 연신사를 의미하는 것으로 이해한다.
실시예 1~6 및 비교예 1~4에서 사용한 폴리에틸렌 수지 및 수득된 폴리에틸렌 원사에 대하여 상기 (1) 내지 (5)의 평가방법에 따라 평가하고, 그 결과를 하기 표 1~3에 기재하였다.
| 구분 | 단위 | 실시예 1 | 실시예2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예6 |
| 중량평균분자량(Mw) | g/mol | 110,000 | 110,000 | 110,000 | 110,000 | 110,000 | 110,000 |
| 분자량분포지수(MWD) | - | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.3 |
| 분포비(k) | - | 0.020 | 0.034 | 0.036 | 0.064 | 0.071 | 0.020 |
| 연신비 | - | 18 | 18 | 18 | 18 | 18 | 18 |
| 방사작업성 | % | 98.6 | 97.8 | 97.5 | 95.5 | 96.3 | 98.6 |
| 모우발생 빈도 |
개/10만m | 6 | 6 | 8 | 8 | 10 | 6 |
| 섬도 | de' | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 |
| 강도 | g/d | 18.2 | 17.8 | 17.6 | 16.5 | 16.2 | 18.6 |
| 탄성률 | g/d | 435.5 | 432.2 | 422.8 | 410.9 | 415.3 | 452.1 |
| 구분 | 단위 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 |
| 중량평균분자량(Mw) | g/mol | 110,000 | 125,000 | 110,000 | 110,000 |
| 분자량분포지수(MWD) | - | 3.5 | 3.5 | 2.5 | 2.5 |
| 분포비(k) | - | 0.020 | 0.020 | 0.076 | 0.100 |
| 연신비 | - | 15 | 15 | 16 | 10 |
| 방사작업성 | % | 90.2 | 97.0 | 88.5 | 75.0 |
| 모우발생 빈도 |
개/10만m | 12 | 4 | 16 | 24 |
| 섬도 | de' | 400 | 400 | 400 | 400 |
| 강도 | g/d | 15.2 | 15.8 | 15.4 | 9.6 |
| 탄성률 | g/d | 366.2 | 378.2 | 376.6 | 121.2 |
상기 실시예에서 알 수 있듯이 겔의 분포비 k가 0.020≤k≤0.075 범위에 있고 분자량 분포지수가 0보다 크고 2.5 이하일 때 방사 작업성 및 연신 공정에서 모우 발생 등이 최소화되어 물성이 우수하고 강도와 탄성률의 물성이 우수한 고성능 폴리에틸렌 섬유가 수득될 수 있다.
Claims (7)
- 분자량분포지수가 0보다 크고 2.5이하이며, 250㎛ 이상의 크기를 갖는 겔의 분포(ρ 1)와 250㎛ 미만의 크기를 갖는 겔의 분포(ρ 2)의 겔 분포비(k)가 0.020≤k(=ρ 1 / ρ 2) ≤0.075인 폴리에틸렌 수지로부터 제조된 폴리에틸렌 섬유.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 수지에 250㎛ 이상의 크기를 갖는 겔이 10개/m2 내지 150개/m2 로 분포되고, 250㎛ 미만의 크기를 갖는 겔이 500개/m2 내지 2,000개/m2 이하로 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 섬유.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 섬유는 100,000m당 10개 이하의 모우를 가지는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 섬유.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 섬유의 모노필라멘트는 1 내지 1.5데니어(denier), 16g/d 이상의 강도, 400g/d 이상의 탄성률을 가지는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 섬유.
- 분자량분포지수가 0보다 크고 2.5이하이며, 250㎛ 이상의 크기를 갖는 겔의 분포(ρ 1)와 250㎛ 미만의 크기를 갖는 겔의 분포(ρ 2)의 겔 분포비(k)가 0.020≤k(=ρ 1 / ρ 2) ≤0.075인 폴리에틸렌 수지를 용융 방사하는 단계를 포함하는 폴리에틸렌 섬유의 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 용융 방사가, 노즐 아래 100mm 이하의 에어갭을 두어 200℃ 내지 300℃의 핫튜브를 통과하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 섬유의 제조방법.
- 제5항 또는 제6항에 있어서
상기 용융 방사에 의해 수득된 폴리에틸렌 미연신사를, 섬유에 비접촉하여 온도 조절이 가능한 히팅 챔버와 고뎃 롤러를 이용하여 2단 이상으로 다단 연신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 섬유의 제조방법.
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