KR102458266B1 - 생분해성 폴리올레핀 섬유 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일 실시예에 따라 폴리올레핀으로 구성된 코어 및 상기 코어의 외부에 형성된 산화층을 포함하는, 생분해성 폴리올레핀 섬유를 제공한다. 본 발명에 따르면, 원료와 생분해 첨가제를 특정 조건으로 배합하여 섬유를 제조함으로써, 생분해 특성을 갖는 폴리올레핀 섬유를 제공할 수 있다. 또한, 섬유의 표면에 산화층을 형성시켜, 초기 산화 생분해 속도를 향상되고, 생분해 시간이 단축된 폴리올레핀 섬유를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 생분해성 폴리올레핀 섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
종래까지 널리 사용되는 합성섬유로는 폴리에스테르， 폴리올레핀， 폴리아마이드 섬유를 들 수 있다. 이들 섬유는 고강도 고탄성 일뿐 아니라， 용융방사법에 의해 제조가능하기 때문에 방사시 단면형태의 변화를 통해 새로운 특성을 섬유에 부여할 수 있는 장점을 갖고 있으나, 상기와 같은 합성섬유는 자연분해되지 않는 난분해성 소재이기 때문에 매립할 수 없고 소각하여 처리하는 경우가 많으나 이러한 합성섬유를 소각할 때에는 많은 유해물질이 방출되고 유해가스가 발생되어 자연환경을 파괴하고 있어서, 이에 대한 규제방안이 실시되거나 도입단계에 있으며 많은 나라에서는 이러한 생분해성 고분자의 사용을 법적으로 의무화 하고 있다.
따라서, 최근에는 폐기 합성섬유에 의한 환경오염 문제가 사회적으로 큰 문제로 대두되면서 최근에는 완전분해가 가능한 생분해성 고분자 수지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 전세계적으로 많은 관심을 불러일으키고 있다. 특히, 토양 매립지 이용의 한계와 재활용의 문제가 심각하게 대두되면서 일정기간 사용 후 폐기시 스스로 분해되는 분해성 수지의 개발이 활발히 전개되고 있다.
현재까지 생분해성 고분자에 대한 활발한 연구의 결과로 전분계 고분자, 셀룰로오즈 아세테이트, 폴리하이드록시 부틸레이트, 폴리락타이드, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌숙시네이트 등의 생분해성 고분자가 상업화되어 시판되고 있으나 생분해성 폴리올레핀은 아직까지 섬유를 제조할 수 있는 물성이 확보되지 못하여 사출 성형품용으로만 제조되고 있는 실정이다.
따라서, 합성섬유의 고유의 물성을 유지하면서 생분해가 가능한 폴리올레핀계 섬유의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 올레핀계 섬유 제조시 원료(수지)와 생분해성 첨가제로 생분해 특성을 가지며, 섬유 제조시 특정 방사, 연신 조건을 통해 초기 생분해 성능 개선과 기존 올레핀계 섬유에 물성을 동시에 만족하는 생분해성 폴리올레핀 섬유를 제공하는 것이다.
본 발명은 일 실시예에 따라 폴리올레핀으로 구성된 코어 및 상기 코어의 외부에 형성된 산화층을 포함하는, 생분해성 폴리올레핀 섬유를 제공한다.
상기 섬유는, 상기 폴리올레핀 및 산화 생분해성 첨가제를 95~99.5:0.5~5 중량%로 포함할 수 있다.
상기 산화층은, 산화 생분해성 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 산화 생분해성 첨가제는 철, 망간, 구리, 코발트 및 세슘 화합물로 이루어진 군 중 선택된 1 종 이상일 수 있다.
상기 섬유는, 1.5 이하의 연신비로 연신된 것이고, 용융지수는 20~50일 수 있다.
상기 섬유는, 인장강도가 1.8~4.0 g/d이고, 신율이 300~500 %일 수 있다.
상기 섬유는 하기 측정방법으로 측정한 방사성의 등급이 S 또는 A일 수 있다.
<측정방법>
방사성 등급: 방사 16position당 한 시간 동안 발생하는 사절,
Drop 등 Trouble 횟수를 S~D로 구분하여 평가
(S: 0회, A: 1회, B: 2회, C: 3~4회, D: 5회 이상)
본 발명은 다른 실시예에 따라 폴리올레핀 및 산화 생분해성 첨가제를 용융시켜 용융물을 제조하는 단계, 상기 용융물을 250~310℃의 온도에서 약 900~1,500 m/min의 속도로 방사하여 필라멘트를 제조하는 단계, 상기 방사된 필라멘트를 냉각시키는 단계 및 상기 냉각된 필라멘트를 1.5 이하의 연신비로 연신하는 단계를 포함하는, 생분해성 폴리올레핀 섬유의 제조방법을 제공한다.
상기 냉각시키는 단계에서 방사된 필라멘트 표면에 산화층이 형성되고, 냉각영역의 온도는 14~18℃이고, 냉각 에어 풍속은 1.0~3.0 m/초일 수 있다.
본 발명에 따르면, 원료와 생분해 첨가제를 특정 조건으로 배합하여 섬유를 제조함으로써, 생분해 특성을 갖는 폴리올레핀 섬유를 제공할 수 있다.
또한, 섬유의 표면에 산화층을 형성시켜, 초기 산화 생분해 속도를 향상되고, 생분해 시간이 단축된 폴리올레핀 섬유를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리올레핀 섬유의 단면을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 생분해성 폴리올레핀 섬유의 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 생분해성 폴리올레핀 섬유의 제조방법을 나타낸 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리올레핀 섬유의 단면을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 일 실시예에 따라 코어와 상기 코어의 외부를 둘러싼 산화층을 포함하는 생분해성 폴리올레핀 섬유를 제공한다.
상기 코어는 폴리올레핀을 주성분으로 산화 생분해성 첨가제를 부성분으로 포함할 수 있다.
상기 코어는 원형의 형태일 수 있으며, 삼각형 또는 다각형의 형태일 수 있다.
상기 생분해성 폴리올레핀 섬유는 폴리올레핀 및 산화 생분해성 첨가제를 95~99.5:0.5~5 중량%로 포함할 수 있으며, 구체적으로는 98~99:1~2 중량%로 포함할 수 있다.
상기 산화 생분해성 첨가제의 함량이 0.5 중량% 미만 또는 5 중량%를 초과하는 경우 폴리올레핀과 산화 생분해성 첨가제 간의 밸런스가 맞지 않아 생분해 특성을 발휘하지 못하는 문제점이 있다. 구체적으로, 0.5 중량% 미만이면, 생분해 특성을 발휘하지 못하고, 5 중량%를 초과하면 방사성 및 섬유의 인장강도가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명에서 사용되는 상기 폴리올레핀은 고밀도 폴리에틸렌, 직쇄형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 프로필렌(프로필렌 단독 집합체), 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌프로필렌부텐-1 공중합체, 폴리부텐-1, 폴리헥센-1, 폴리옥텐-1, 폴리 4-메틸펜텐-1, 폴리메틸펜텐, 1,2-폴리부타디엔, 1,4-폴리부타디엔, 이들의 혼합수지일 수 있으며, 바람직하게는 폴리프로필렌일 수 있다.
상기 폴리프로필렌은 온도가 230 ℃, 2.16kg 하중에서의 용융지수(MI)가 10~30일 수 있다.
상기 폴리프로필렌은 용융점이 130~170 ℃일 수 있고, 비중은 0.88~0.95 일 수 있으며, 상기 폴리프로필렌이 상기와 같은 용융지수, 용융점 및 비중을 벗어나는 경우, 방사성이 저하될 수 있어, 상기 범위가 바람직하다.
상기 산화층이 코어의 외면에 형성됨으로써, 상기 섬유는 코어-쉘 형태를 갖을 수 있다.
상기 산화 생분해성 첨가제는 전이 금속 화합물일 수 있으며, 구체적으로, 철, 망간, 구리, 코발트 및 세슘 화합물로 이루어진 군 중 선택된 1 종 이상일 수 있으며, 더욱 구체적으로 철일 수 있으며, 상기 철의 경우 구리에 비하여 무독성이며, 망간에 비하여 더 우수한 분해속도를 갖는다.
상기 전이 금속 화합물의 경우 열 및 광에 대한 노출에 따라 분해 속도를 조정할 수 있다.
또한, 상기 섬유는 1.5 이하의 연신비로 연신된 것일 수 있으며, 구체적으로 1.3이하의 연신비로 연신된 것일 수 있다.
상기 연신비가 1.5를 초과하면, 섬유에 형성된 산화층의 불균일 또는 일부 파괴되어 생분해 특성이 저하되며, 사절현상 현상이 발생하는 문제점이 있다. 즉, 상기 섬유는 방사 후 섬유의 외면에 산화층을 형성시킴으로써, 생분해 특성을 발휘할 수 있다.
또한, 1.5 이하의 연신비로 연신함으로써, 산화층을 균일하게 유지할 수 있고, 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
상기 생분해성 폴리올레핀 섬유의 용융지수(MI)는 20~50일 수 있으며, 구체적으로 35~45일 수 있다.
상기 섬유의 용융지수가 50을 초과하면 분자량이 감소하여 섬유 또는 부직포 제조 후 강도가 저하되는 문제점이 있어, 상기한 범위가 바람직하다.
상기 범위의 용융지수로 섬유가 제조되었을 때 본 발명에 따른 섬유의 인장강도는 1.8~4.0 g/d일 수 있으며, 신율이 300~500 %일 수 있다.
상기 섬유의 인장강도가 1.8 g/de 미만이고, 신율이 500 %를 초과하면, 부직포 제조시 웹 형성 불균일 및 부직포 강도가 저하되는 문제점이 있고, 4.0 g/d를 초과하고, 200 % 미만이면 부직포 제조 공정시 웹 형성 후 캘린더로 열적 결합시 결합력이 약해지고, 캘린더 온도를 상승시켜서 결합시에 부직포가 뻣뻣해지고 부직포 강도가 저하되는 문제점이 있어, 상기 범위가 바람직하다.
본 발명에 따른 생분해성 폴리올레핀 섬유는 하기 측정방법으로 측정한 방사성의 등급이 S 또는 A일 수 있다.
[측정방법]
방사성 등급: 방사 16 position당 한 시간동안 발생하는 사절, Drop 등 Trouble 횟수를 S~D로 구분하여 평가하고, 이때, S는 0회, A는 1회, B는 2회, C는 3~4회, D는 5회 이상인 것으로 판단한다.
이와 같이 본 발명에 따른 생분해성 폴리올레핀 섬유는 폴리올레핀 및 산화 생분해성 첨가제를 포함하는 코어 및 산화 생분해성 첨가제에 의해 형성된 산화층으로 구성될 수 있으며, 1.5 이하의 연신비로 연신됨으로써, 산화층의 불균일 또는 파괴를 방지하여, 생분해 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 생분해성 폴리올레핀 섬유는 단섬유일 수 있으며, 상기 단섬유의 길이는 1~100 mm일 수 있고, 에어스루, 서멀포인트본드, 스펀레이스, 니들펀치, 에어레이드 부직포 등 다양한 형태의 생분해 특성을 갖는 섬유 또는 부직포로 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 생분해성 폴리올레핀 섬유는 장섬유일 수 있으며, 장섬유로 제조 시 생분해성이 부여된 원단으로 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 생분해성 폴리올레핀 섬유의 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명은 다른 실시예에 따라 생분해성 폴리프로필렌 섬유의 제조방법을 제공한다.
구체적으로, 폴리올레핀 및 산화 생분해성 첨가제를 용융시켜 용융물을 제조하는 단계(S100), 상기 용융물을 250~310℃의 온도에서 500~1,500 m/min의 속도로 방사하여 필라멘트를 제조하는 단계(S200), 상기 방사된 필라멘트를 냉각시키는 단계(S300) 및 상기 냉각된 필라멘트를 1.0~1.5의 연신비로 연신하는 단계(S400)를 포함하는 생분해성 폴리올레핀 섬유의 제조방법을 제공한다.
먼저, 용융물을 제조하는 단계(S100)는, 상기 폴리올레핀 및 산화 생분해성 첨가제를 98~99.5:0.5~2 중량%로 혼합하고 용융시켜 용융물을 제조할 수 있다.
상기 산화 생분해성 첨가제의 함량이 0.5 중량% 미만 또는 5 중량%를 초과하는 경우 두 성분의 밸런스가 맞지 않아 절사 발생에 따라 방사성이 저하될 수 있고, 산화층의 형성이 이루어지지 않아 생분해를 발현하지 못하는 문제점이 있다.
상기 용융물의 제조시 용융온도는 250~310 ℃일 수 있으며, 구체적으로는 270~290 ℃일 수 있다.
상기 용융온도가 250 ℃ 미만이면, 폴리올레핀이 완전히 용융되지 않아 산화 생분해성 첨가제와 혼합이 용이하지 않으며, 310 ℃를 초과하면 폴리올레핀의 고분자 분해가 시작되는 문제점이 있어, 상기 범위가 바람직하다.
상기 용융물을 제조하는 시간은 상기 폴리올레핀 및 산화 생분해성 첨가제가 충분히 혼합되는 시간이라면 제한하지 않는다.
다음으로, 상기 용융물을 방사하여 필라멘트를 제조하는 단계(S200)이다.
상기 방사는, 250~310 ℃의 온도에서 500~1,500 m/min의 속도로 수행될 수 있으며, 구체적으로 260~300 ℃의 온도에서 1,100~1300 m/min의 속도로 수행될 수 있다.
상기 방사온도가 250 ℃ 미만이면, 고분자의 용융 흐름성이 낮아지고, 이로 인해 방사성 저하되며, 산화 표면층의 형성되지 않는 문제점이 있고, 310 ℃를 초과하면, 고분자의 분해가 시작되어 산화층이 불균일하게 형성되거나, 형성되지 않는 문제점이 있어, 상기 범위가 바람직하다.
또한, 상기 방사속도가 500 m/min 미만이면, 섬유 형성시 냉각이 지연되어 방사성이 저하되는 문제점이 있고, 1,500 m/min를 초과하면 산화표층의 형성시간이 부족하여 산화층이 형성되지 않으며, 방사성이 저하되는 문제점이 있어, 상기한 범위가 바람직하다.
또한, 상기 필라멘트를 제조하는 단계(S200)에서 방사구금의 따라 섬유의 형태가 결정될 수 있다. 즉, 방사구금에 형성된 방사홀의 형태에 따라 섬유의 형태가 결정될 수 있다.
다음으로, 상기 방사된 필라멘트를 냉각시키는 단계(S300)이다.
상기 냉각시키는 단계(S300)는 14~18 ℃의 온도에서 냉각에어속도는 1.0~3.0 m/초의 동안 수행할 수 있다. 상기 냉각 온도 및 속도가 상기 범위를 벗어나는 경우 방사성이 불량하고 또한 산화층의 형성이 불균일 함으로써, 생분해 특성이 저하 시키는 문제점이 있어, 상기한 범위가 바람직하다.
상기 냉각시키는 단계(S300)를 통해 섬유의 표면에 산화층을 형성된다.
상기 필라멘트를 제조하는 단계(S200)와 냉각시키는 단계(S300)를 종합하여 살펴보면, 250~310 ℃의 온도에서 500~1,500 m/min의 속도로 방사하여 필라멘트를 제조한 후 방사시 냉각은 14~18 ℃의 온도, 냉각에어 속도는 1.0~3.0 m/초로 냉각됨으로써, 산화층이 형성되고 방사성을 확보할 수 있다.
마지막으로, 상기 산화층이 형성된 필라멘트를 1.5 이하의 연신비로 연신하는 단계(S400)이다.
상기 연신하는 단계(S400)는 산화층이 형성된 필라멘트를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 가열시 온도, 방법 등은 제한하지 않는다.
상기 연신하는 단계(S400)는 1.5 이하의 연신비로 연신할 수 있으며, 구체적으로 1.3이하의 연신비로 연신할 수 있다.
상기 연신비가 1.5를 초과하면, 섬유에 형성된 산화층이 불균일하게 되거나 파괴되며, 생분해 특성이 저하되는 문제점이 있다.
즉, 본 발명은 산화 생분해성 첨가제 및 특정 방사 조건을 통해 섬유의 외면에 산화층을 형성시켜 초기 생분해 속도가 향상된 폴리올레핀 섬유를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 들어 설명한다.
실시예 1
먼저, 온도가 230 ℃, 2.16kg 하중에서의 용융지수(MI)가 10인 폴리프로필렌 99 중량% 및 산화 생분해성 첨가제(철)를 1 중량%를 용융시켜 융융물을 제조하였다.
다음으로, 상기 융융물을 다음으로, 282 ℃의 온도에서 1,200 m/min의 속도로 방사하여 필라멘트를 제조한 후 특정 조건에서 냉각하여 산화층을 형성시켰다.
마지막으로, 산화층이 형성된 필라멘트를 특정 온도로 가열한 후 1.3의 연신비로 연신하여 생분해 특성을 갖는 섬유를 제조하였다.
이때, 필라멘트를 방사 후 냉각영역의 온도는 16℃ 및 냉각 에어 풍속 2 m/초에서 수행하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리프로필렌 수지 99 중량% 및 산화 생분해 첨가제 1 중량% 대신에 폴리프로필렌 수지 99.5 중량% 및 산화 생분해 첨가제 0.5 중량%를 이용하여 생분해 특성을 갖는 섬유를 제조하였다.
실시예 3
실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리프로필렌 수지 99 중량% 및 산화 생분해 첨가제 1 중량% 대신에 폴리프로필렌 수지 95 중량% 및 산화 생분해 첨가제 5 중량%를 이용하여 생분해 특성을 갖는 섬유를 제조하였다.
실시예 4
실시예 1과 동일하게 실시하되, 500 m/min의 방사속도로 생분해 특성을 갖는 섬유를 제조하였다.
실시예 5
실시예 1과 동일하게 실시하되, 1,500 m/min의 방사속도로 생분해 특성을 갖는 섬유를 제조하였다.
실시예 6
실시예 1과 동일하게 실시하되, 냉각온도를 18 ℃의 온도에서 설정하여 생분해 특성을 갖는 섬유를 제조하였다.
실시예 7
실시예 1과 동일하게 실시하되, 냉각온도를 14 ℃의 온도에서 설정하여 생분해 특성을 갖는 섬유를 제조하였다.
실시예 8
실시예 1과 동일하게 실시하되, 연신비를 1.5로 설정하여 섬유를 제조하였다.
비교예 1
실시예 1 과 동일하게 실시하되, 폴리프로필렌 100 중량%를 이용하여 섬유를 제조하였다.
비교예 2
실시예 1 과 동일하게 실시하되, 폴리프로필렌 99.9 중량% 및 산화 생분해제 0.1 중량%를 이용하여 섬유를 제조하였다.
비교예 3
실시예 1 과 동일하게 실시하되, 폴리프로필렌 90 중량% 및 산화 생분해제 10 중량%를 이용하여 섬유를 제조하였다.
비교예 4
실시예 4와 동일하게 실시하되, 300 m/min의 방사속도로 섬유를 제조하였다.
비교예 5
실시예 4와 동일하게 실시하되, 1,800 m/min의 방사속도로 섬유를 제조하였다.
비교예 6
실시예 1과 동일하게 실시하되, 냉각온도를 10 ℃ 였으며, 냉각 에어 풍속은 2m/초로 수행하여 섬유를 제조하였다.
비교예 7
실시예 1과 동일하게 실시하되, 냉각온도를 20 ℃ 였으며, 냉각 에어 풍속은 4m/초로 수행하여 섬유를 제조하였다.
실험예 1: 산화 생분해 특성 분석
실시예 1 내지 8, 비교예 1 내지 7에 따라 제조된 섬유의 분해특성을 분석하였다.
산화 생분해 분석은 하기와 같이 실시하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
1단계 UV 처리(ASTM5208규격:340nm, 076W/m2nm), 신율 유지율(5%이하), 분자량 평가(5,000 이하)
| 구분 | 산화생분해(UV 전처리) | 구분 | 산화생분해(UV 전처리) | ||
| 외관 | 신율 | 외관 | 신율 | ||
| 실시예 1 | 파단 | 5%이하 | 비교예 1 | 변화없음 | 360% |
| 실시예 2 | 파단 | 5%이하 | 비교예 2 | 변화없음 | 320% |
| 실시예 3 | 파단 | 5%이하 | 비교예 3 | 파단 | 5%이하 |
| 실시예 4 | 파단 | 5%이하 | 비교예 4 | 파단 | 5%이하 |
| 실시예 5 | 파단 | 5%이하 | 비교예 5 | 파단 | 5%이하 |
| 실시예 6 | 파단 | 5%이하 | 비교예 6 | 평가불가 | |
| 실시예 7 | 파단 | 5%이하 | 비교예 7 | 평가불가 | |
| 실시예 8 | 파단 | 5%이하 | |||
상기 표 1에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1 내지 8은 모두 산화 생분해 분석에서 5% 이하의 신율을 유지하면서도 파단이 일어나는 것을 확인할 수 있다. 이에 반하여 비교예 1 및 2는 외관 변화가 없었으며, 신율이 큰 폭으로 상승한 것을 확인할 수 있다. 또한, 이외의 비교예들은 산화생분제가 포함되어 있어, 생분해가 일어나나, 하기에서 분석되는 방사 특성 및 인강강도 및 신율 등에 문제가 있는 것을 확인할 수 있다.
실험예 2: 방사 특성 분석
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 7의 방사성을 하기 측정방법을 통해 측정하였고, 이에 대한 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
[측정방법]
방사성 등급: 방사 16position당 한 시간동안 발생하는 사절, Drop 등 Trouble 횟수를 S~D로 구분하여 평가함(S: 0회, A: 1회, B: 2회, C: 3~4회, D: 5회 이상)
| 구분 | 방사성 | 구분 | 방사성 |
| 실시예 1 | S | 비교예 1 | S |
| 실시예 2 | S | 비교예 2 | S |
| 실시예 3 | S | 비교예 3 | B |
| 실시예 4 | S | 비교예 4 | B |
| 실시예 5 | S | 비교예 5 | B |
| 실시예 6 | S | 비교예 6 | D |
| 실시예 7 | S | 비교예 7 | D |
| 실시예 8 | S |
상기 표 2를 참조하면, 10 중량%의 산화 생분해제를 포함하는 비교예 3의 경우 방사성이 저하되는 것을 확인할 수 있으며, 비교예 1 및 2의 경우 산화 생분해제의 함량이 낮아 방사성은 저하되지 않는 것을 확인할 수 있다. 방사속도가 300 m/min 및 1,800 m/min인 비교예 4 및 5 역시 방사성이 저하되는 것을 확인할 수 있으며, 특히 냉각온도 및 방사속도가 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 6 및 7의 경우 방사성이 더 좋지 않은 것을 확인할 수 있다. 이에 반해 본 발명에 따른 실시예 1 내지 8의 경우 방사성이 모두 우수한 것을 확인할 수 있다.
실험예 3: 인장강도 및 신율 분석
실시예 1 내지 8, 비교예 1 내지 7에 따라 제조된 섬유의 인장강도 및 신율을 분석하였다.
하기의 표 3은 그 결과를 나타낸 것이다.
| 구분 | 인장강도(g/d) | 신율(%) | 구분 | 인장강도(g/d) | 신율(%) |
| 실시예 1 | 2.1 | 370 | 비교예 1 | 2.2 | 400 |
| 실시예 2 | 2 | 380 | 비교예 2 | 2.1 | 370 |
| 실시예 3 | 1.8 | 320 | 비교예 3 | 1.4 | 200 |
| 실시예 4 | 2 | 400 | 비교예 4 | 2.1 | 600 |
| 실시예 5 | 1.9 | 330 | 비교예 5 | 1.5 | 250 |
| 실시예 6 | 2.1 | 360 | 비교예 6 | 평가불가 | |
| 실시예 7 | 2.1 | 380 | 비교예 7 | 평가불가 | |
| 실시예 8 | 2.3 | 410 |
상기 표 3을 참조하면, 산화 생분해제가 무첨가 또는 소량 첨가된 비교예 1 및 2는 인장강도 및 신율 좋은 반면, 산화 생분해제가 다량 포함된 비교예 3의 경우 인장강도 및 신율이 저하되는 문제점이 있었으며, 특히 냉각온도 및 방사속도가 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 6 및 7의 경우 인장강도 및 신율을 측정하지 못할 정도의 좋지 못한 특성을 나타내었다. 이에 반해 본 발명에 따른 실시예 1 내지 8의 경우 방사성이 모두 우수한 것을 확인할 수 있다.
S100: 용융물을 제조 단계
S200: 필라멘트 제조 단계
S300: 필라멘트 냉각 단계
S400: 필라멘트 연신 단계
S200: 필라멘트 제조 단계
S300: 필라멘트 냉각 단계
S400: 필라멘트 연신 단계
Claims (9)
- 폴리프로필렌으로 구성된 코어; 및 상기 코어의 외부에 산화 생분해성 첨가제로 형성된 산화층을 포함하고,
상기 폴리프로필렌 및 상기 산화 생분해성 첨가제의 함량비는 중량을 기준으로 95~99.5:0.5~5이고,
상기 산화 생분해성 첨가제는 철, 망간, 구리, 코발트 및 세슘 화합물로 이루어진 군 중 선택된 1 종 이상의 것인, 생분해성 폴리프로필렌 섬유로서,
1.5 이하의 연신비로 연신되고, 20~50의 용융지수를 나타내는,
생분해성 폴리프로필렌 섬유. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 섬유는,
인장강도가 1.8~4.0 g/d이고,
신율이 300~500%인,
생분해성 폴리프로필렌 섬유. - 제1항에 있어서,
상기 섬유는 하기 측정방법으로 측정한 방사성의 등급이 S 또는 A인
생분해성 폴리프로필렌 섬유.
<측정방법>
방사성 등급: 방사 16position당 한 시간 동안 발생하는 사절,
Drop 등 Trouble 횟수를 S~D로 구분하여 평가
(S: 0회, A: 1회, B: 2회, C: 3~4회, D: 5회 이상) - 폴리프로필렌으로 구성된 코어 및 상기 코어의 외부에 산화 생분해성 첨가제로 형성된 산화층을 포함하는 생분해성 폴리프로필렌 섬유의 제조방법으로서,
상기 폴리프로필렌 및 상기 산화 생분해성 첨가제를 중량을 기준으로 95~99.5:0.5~5의 혼합비로 혼합하고 용융시켜 용융물을 제조하는 단계,
상기 용융물을 250~310℃의 온도에서 500~1,500 m/min의 속도로 방사하여 필라멘트를 제조하는 단계,
상기 방사된 필라멘트를 14~18℃의 온도에서 1.0~3.0 m/초의 냉각에어속도로 냉각에어를 공급하여 냉각시키는 단계, 및
상기 냉각된 필라멘트를 1.5 이하의 연신비로 연신하는 단계를 포함하고,
상기 냉각시키는 단계에서 방사된 필라멘트 표면에 상기 산화 생분해성 첨가제에 의한 산화층이 형성되는 것이고,
상기 산화 생분해성 첨가제는 철, 망간, 구리, 코발트, 및 세슘 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 것인,
생분해성 폴리프로필렌 섬유의 제조방법.
- 삭제
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