KR102600514B1 - Polypropylene resin, polypropylene fiber and method for preparing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우수한 작업성을 나타내며, 세섬화가 가능한 폴리프로필렌 수지 및 이를 포함하는 폴리프로필렌 섬유 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polypropylene resin that exhibits excellent workability and can be fine-tuned, a polypropylene fiber containing the same, and a method for manufacturing the same.

Description

폴리프로필렌 수지, 폴리프로필렌 섬유 및 이의 제조 방법{POLYPROPYLENE RESIN, POLYPROPYLENE FIBER AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}Polypropylene resin, polypropylene fiber, and method for producing the same {POLYPROPYLENE RESIN, POLYPROPYLENE FIBER AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 우수한 작업성을 나타내며, 세섬화가 가능한 폴리프로필렌 수지 및 이를 포함하는 폴리프로필렌 섬유 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polypropylene resin that exhibits excellent workability and can be fine-tuned, a polypropylene fiber containing the same, and a method for manufacturing the same.

폴리프로필렌 수지는 낮은 비중과 높은 내열성, 그리고 우수한 가공성과 내화학성으로 인해 종래 다양한 분야에 범용 수지로 사용되어 왔다. Polypropylene resin has been used as a general-purpose resin in various fields due to its low specific gravity, high heat resistance, and excellent processability and chemical resistance.

자동차 산업에서도 폴리프로필렌 수지가 다양하게 사용되었으며, 멜트블로운 공법으로 제조된 섬유가 자동차 내부 흡음재로도 적용되었다. 통상적으로, 멜트블로운 섬유용으로 MI 1500 이상의 고유동 폴리프로필렌이 널리 사용되며, 섬유 업계에서는 세섬화를 증대 시켜 최종 제품인 흡음재 적용 시에 흡음 특성 향상시키고자, MI가 상향된 호모 폴리프로필렌을 적용하거나, Hot Air 온도/압력과 같은 방사 조건을 조절하는 등의 다양한 연구가 진행 중이다.Polypropylene resin has been used in a variety of ways in the automobile industry, and fibers manufactured using the meltblown method have also been applied as sound-absorbing materials inside automobiles. Typically, high-flow polypropylene with MI 1500 or higher is widely used for meltblown fibers, and in the textile industry, homo-polypropylene with an increased MI is applied to improve sound absorption properties when applying sound absorbing materials as final products by increasing fineness. Alternatively, various studies are in progress, such as controlling radiation conditions such as hot air temperature/pressure.

범용 지글러-나타 촉매를 이용한 초고유동 호모 폴리프로필렌은 낮은 수소 반응성으로 인해 낮은 MI 소재를 압출 공정에서 과산화물(Peroxide)계 분해 촉진제를 사용하여 비스-브레이킹(vis-breaking) 또는 컨트롤 레올로지(Controlled Rheology; CR) 공정을 이용하여 종래 대비 MI 가 상향된 고유동 제품 생산이 가능하다. 그러나 다중 활성점을 가진 촉매의 한계 및 CR 공정상의 한계로 인해 분자량 분포가 3을 초과하여 섬유 용도에 적용시 세섬화를 증대시키기 어려운 문제가 있었다. Ultra-high-flow homopolypropylene using a general-purpose Ziegler-Natta catalyst uses a peroxide-based decomposition accelerator in the extrusion process of low MI materials due to low hydrogen reactivity, using vis-breaking or controlled rheology. ; CR) process, it is possible to produce high-flow products with increased MI compared to conventional products. However, due to the limitations of catalysts with multiple active sites and limitations in the CR process, the molecular weight distribution exceeded 3, making it difficult to increase fibrillation when applied to fiber applications.

또한, 종래 대비 MI를 상향하고자, 과도한 양의 과산화물을 사용하게 되어 멜트블로운 가공 중 Hume이 과다하게 발생하여 방사 공정 중 작업성이 저하되며, 또한 TVOC가 높아 환경 문제가 존재하였다.In addition, in order to increase MI compared to the past, an excessive amount of peroxide was used, resulting in excessive Hume generation during melt-blown processing, which deteriorated workability during the spinning process, and also caused environmental problems due to high TVOC.

이에 과산화물을 사용하지 않고 초고유동 및 좁은 분자량 분포가 구현 가능한 메탈로센 촉매를 기반으로 종래 고유동 폴리프로필렌 대비 MI를 상향시킨 호모 폴리프로필렌을 멜트블로운 공법에 적용하고자 하는 시도가 있었으나, 세섬화를 위한 방사 조건 변경 (Hot air 온도 압력 상승) 또는 MI 1800 이상인 제품을 적용하는 경우 방사 공정 중 Fly 발생으로 극세섬유 생산에 한계점이 존재하였다. 이에 따라 신규의 극세섬화된 섬유가 분포된 흡음재 생산이 불가하였고, 또한 전기차 분야 등에 필요한 고주파 영역에서의 흡음 효과가 저하되는 문제가 있었다.Accordingly, there was an attempt to apply homo-polypropylene, which has increased MI compared to the conventional high-flow polypropylene, to the meltblown method based on a metallocene catalyst that can realize ultra-high flow and narrow molecular weight distribution without using peroxide. When changing spinning conditions (increasing hot air temperature and pressure) or applying products with MI 1800 or higher, there was a limit to the production of ultrafine fibers due to the occurrence of fly during the spinning process. Accordingly, it was impossible to produce sound-absorbing materials in which new ultrafine fibers were distributed, and there was also a problem that the sound-absorbing effect in the high frequency range required for electric vehicle fields was deteriorated.

이에, 제품에 요구되는 친환경성, 작업성, 세섬화도를 모두 만족하는 수지의 개발이 필요하다.Accordingly, it is necessary to develop a resin that satisfies all the environmental friendliness, workability, and fineness required for the product.

이에, 본 발명은 우수한 작업성을 나타내며, 세섬화가 가능한 폴리프로필렌 수지, 이를 포함하는 폴리프로필렌 섬유 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다. Accordingly, the present invention is intended to provide a polypropylene resin that exhibits excellent workability and can be finely divided, a polypropylene fiber containing the same, and a method for manufacturing the same.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 호모 폴리프로필렌 중합체를 포함하며, 하기 i) 내지 iii)의 조건을 충족하는, 폴리프로필렌 수지를 제공한다:In order to solve the above problems, the present invention provides a polypropylene resin that includes a homopolypropylene polymer and satisfies the following conditions i) to iii):

i) 평균 입경이 1,200 ㎛ 내지 2,500 ㎛이고, i) the average particle diameter is 1,200 ㎛ to 2,500 ㎛,

ii) ASTM D1238에 따라 230 ℃에서 2.16 kg 하중으로 측정된 용융지수가 1,700 g/10min 내지 3,500 g/10min이고, ii) a melt index of 1,700 g/10 min to 3,500 g/10 min measured at 230° C. with a load of 2.16 kg according to ASTM D1238;

iii) 결정화 on set 온도(T1)가 127 ℃ 이상이고, 상기 결정화 on set 온도(T1)는 하기 수학식 1로 표시되는 점도 변화 비율이 190 이상인 지점에서의 초기 온도이고,iii) the crystallization on set temperature (T 1 ) is 127°C or higher, and the crystallization on set temperature (T 1 ) is the initial temperature at a point where the viscosity change ratio expressed by Equation 1 below is 190 or higher,

[수학식 1][Equation 1]

점도 변화 비율 = V2(T2) / V1(T1)Viscosity change rate = V 2 (T 2 ) / V 1 (T 1 )

식 중에서, V1(T1) 및 V2(T2)는 폴리프로필렌 수지를 전단 속도 1 s-1 하, 180 ℃에서 1 ℃/min 속도로 감온하면서, T1 및 T2의 온도에서 각각 측정된 복합 점도(Paㆍs)이며, In the formula, V 1 (T 1 ) and V 2 (T 2 ) are the shear rate of polypropylene resin 1 s -1 Below, the complex viscosity (Pa·s) measured at temperatures T 1 and T 2 while decreasing temperature from 180 ℃ at a rate of 1 ℃/min,

T1은 결정화 on set 온도이고,T 1 is the crystallization on set temperature,

T2는 결정화 on set 온도(T1) 보다 3 ℃ 낮은 온도이다.T 2 is a temperature 3°C lower than the crystallization on set temperature (T 1 ).

발명의 다른 일 구현 예에 따르면, 상술한 폴리프로필렌 수지를 포함하는 폴리프로필렌 섬유를 제공한다.According to another embodiment of the invention, a polypropylene fiber containing the above-described polypropylene resin is provided.

발명의 또다른 일 구현 예에 따르면, 상술한 폴리프로필렌 수지를 포함하는 폴리프로필렌 섬유의 제조 방법을 제공한다.According to another embodiment of the invention, a method for producing polypropylene fibers containing the above-described polypropylene resin is provided.

구체적으로, 하기 화학식 1로 표시되는 전이금속 화합물, 실리카 담체 및 알킬알루미녹산계 조촉매를 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에, 수소를 1,000 ppm 내지 2,000 ppm의 양으로 투입하며 프로필렌 단량체를 중합시켜 호모 폴리프로필렌 중합체를 포함하는 폴리프로필렌 수지를 제조하는 단계; 및Specifically, in the presence of a catalyst composition comprising a transition metal compound represented by the following formula (1), a silica carrier, and an alkylaluminoxane-based cocatalyst, hydrogen is added in an amount of 1,000 ppm to 2,000 ppm and propylene monomer is polymerized to produce homopolymer. Preparing a polypropylene resin comprising a propylene polymer; and

상기 폴리프로필렌 수지에 240 ℃ 내지 270 ℃의 공기를 1.8 psi 내지 2.3 psi 압력으로 주입하면서 용융 방사하여 섬유를 제조하는 단계;를 포함하고,A step of producing a fiber by melt spinning while injecting air at a temperature of 240°C to 270°C into the polypropylene resin at a pressure of 1.8 psi to 2.3 psi,

상기 폴리프로필렌 수지는 하기 i) 내지 iii)의 조건을 충족하는 포함한다:The polypropylene resin includes satisfying the following conditions i) to iii):

i) 평균 입경이 1,200 ㎛ 내지 2,500 ㎛이고, i) the average particle diameter is 1,200 ㎛ to 2,500 ㎛,

ii) ASTM D1238에 따라 230 ℃에서 2.16 kg 하중으로 측정된 용융지수가 1,700 g/10min 내지 3,500 g/10min이고, ii) a melt index of 1,700 g/10 min to 3,500 g/10 min measured at 230° C. with a load of 2.16 kg according to ASTM D1238;

iii) 결정화 on set 온도(T1)가 127 ℃ 이상이고, 상기 결정화 on set 온도(T1)는 하기 수학식 1로 표시되는 점도 변화 비율이 190 이상인 지점에서의 초기 온도이고,iii) the crystallization on set temperature (T 1 ) is 127°C or higher, and the crystallization on set temperature (T 1 ) is the initial temperature at a point where the viscosity change ratio expressed by Equation 1 below is 190 or higher,

[수학식 1][Equation 1]

점도 변화 비율 = V2(T2) / V1(T1)Viscosity change rate = V 2 (T 2 ) / V 1 (T 1 )

식 중에서, V1(T1) 및 V2(T2)는 폴리프로필렌 수지를 전단 속도 1 s-1 하, 180 ℃에서 1 ℃/min 속도로 감온하면서, T1 및 T2의 온도에서 각각 측정된 복합 점도(Paㆍs)이며, In the formula, V 1 (T 1 ) and V 2 (T 2 ) are the shear rate of polypropylene resin 1 s -1 Below, the complex viscosity (Pa·s) measured at temperatures T 1 and T 2 while decreasing temperature from 180 ℃ at a rate of 1 ℃/min,

T1은 결정화 on set 온도이고,T 1 is the crystallization on set temperature,

T2는 결정화 on set 온도(T1) 보다 3 ℃ 낮은 온도임:T 2 is 3°C lower than the crystallization on set temperature (T 1 ):

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112020131152953-pat00001
Figure 112020131152953-pat00001

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐이고,X 1 and X 2 are each independently halogen,

R1 및 R5는 각각 독립적으로 C1-20 알킬로 치환된 C6-20 아릴이고, R 1 and R 5 are each independently C 6-20 aryl substituted with C 1-20 alkyl,

R2 내지 R4 및 R6 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C1-20 알킬실릴, C1-20 실릴알킬, C1-20 알콕시실릴, C1-20 에테르, C1-20 실릴에테르, C1-20 알콕시, C6-20 아릴, C7-20 알킬아릴, 또는 C7-20 아릴알킬이고,R 2 to R 4 and R 6 to R 8 are each independently hydrogen, halogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 silylalkyl, C 1-20 Alkoxysilyl, C 1-20 ether, C 1-20 silyl ether, C 1-20 alkoxy, C 6-20 aryl, C 7-20 alkylaryl, or C 7-20 arylalkyl,

A는 탄소, 실리콘 또는 게르마늄이다.A is carbon, silicon or germanium.

본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 특정 결정화 거동 파라미터를 만족함으로써, 섬유화 공정에서 FLY 발생을 현저히 감소시켜 세섬화가 용이하며, 동시에 생산성이 현저히 개선된다.The polypropylene resin composition according to the present invention satisfies specific crystallization behavior parameters, thereby significantly reducing the generation of FLY in the fiberization process, making it easy to fine-fine, and at the same time, productivity is significantly improved.

도 1은 멜트블로운 방사 공정을 나타낸 모식도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing the meltblown spinning process.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing exemplary embodiments only and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise,” “comprise,” or “have” are intended to designate the presence of implemented features, steps, components, or a combination thereof, and are intended to indicate the presence of one or more other features or steps, It should be understood that the existence or addition possibility of components or combinations thereof is not excluded in advance.

발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the invention can be subject to various changes and can take various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the invention.

이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지, 이를 포함하는 섬유 및 폴리프로필렌계 섬유의 제조 방법 등에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, polypropylene resin, fibers containing it, and methods for producing polypropylene-based fibers will be described according to specific embodiments of the invention.

통상 사용되는 멜트블로운용 메탈로센 폴리프로필렌 수지 중 용융지수(MI) 1,800 g/10min 이상의 제품은 저점도 특성으로 인해 펠렛형으로의 생성이 어렵기 때문에 분말형(powder or flake-type)로 생산된다. 그러나, 분말형 폴리프로필렌 수지의 경우, 작은 입자 크기로 인해, 멜트 블로운 방사시 원료 투입이 불안정하고, 피딩량이 저하되는 등 방사 안정성이 저하되는 문제가 있었다. 또한, 세섬화를 위한 방사 조건 변경 (Hot air 온도 압력 상승)시, 방사 공정 중 Fly 발생으로 극세섬유 생산이 어려운 문제점이 있었다.Among commonly used metallocene polypropylene resins for meltblown, products with a melt index (MI) of 1,800 g/10min or higher are difficult to produce in pellet form due to their low viscosity characteristics, so they are produced in powder or flake-type. do. However, in the case of powdered polypropylene resin, due to the small particle size, there was a problem of unstable spinning stability during melt blown spinning, such as unstable input of raw materials and decreased feeding amount. In addition, when changing spinning conditions for fine fiberization (increasing hot air temperature and pressure), there was a problem in producing ultrafine fibers due to fly generation during the spinning process.

이에, 본 발명자들은 폴리프로필렌 수지 중합시, 높은 수소 반응성을 나타내는 특정 화학식의 메탈로센계 화합물을 이용하고, 수소 투입량을 특정 범위로 조절함으로써, 입자 크키가 커진 고유동성의 폴리프로필렌을 수지를 중합할 수 있음을 확인하였다. 특히, 상기 제조되는 수지에서 특정 물성 범위를 만족하는 수지를 사용하여 섬유로 제조 시, 방사 공정에서 압출 다이와 콜렉터 사이의 방사거리(die to colletor distance) 사이에서 상대적으로 높은 온도일 때 점도가 급격히 상승하며, 이로 인해 공정 중 고압의 공기에 의해 발생되는 섬유의 FLY 현상이 현저히 감소됨을 확인하고, 감온에 따른 복합 점도와 관련한 특정 결정화 거동 파라미터를 도출함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, when polymerizing polypropylene resin, the present inventors used a metallocene-based compound of a specific chemical formula that exhibits high hydrogen reactivity and adjusted the amount of hydrogen input to a specific range, thereby polymerizing polypropylene with high fluidity and increased particle size. It was confirmed that it was possible. In particular, when manufacturing fiber using a resin that satisfies a specific physical property range, the viscosity rises rapidly when the temperature is relatively high between the die to colletor distance between the extrusion die and the collector in the spinning process. The present invention was completed by confirming that the FLY phenomenon of fibers caused by high-pressure air during the process was significantly reduced, and by deriving specific crystallization behavior parameters related to complex viscosity according to temperature reduction.

이를 사용하여 섬유로 제조시 방사 공정에서 FLY 발생이 현저히 감소하며, 이에 따라 세섬화가 더욱 용이하며, 동시에 생산성을 현저히 개선된다.When using this to manufacture fibers, the generation of FLY during the spinning process is significantly reduced, making fine fibers easier, and at the same time, productivity is significantly improved.

본 발명에 있어서, “분말(powder)” 또는 “분말형(powder-type)”이란 원료물질에 대한 압출 공정 없이 형성되는 작은 입자 또는 조각으로, 구형, 평판형, 인편형, 다각형, 막대 형태 등 당해 기술분야에서 분말로 분류되는 형태를 모두 포함한다. 그 크기는 용도 및 형태에 따라 적절히 결정되는 것으로 특별히 한정되지 않으나, 통상 1mm 수준의 작은 평균 입자 크기를 갖는다. 또 원료물질의 압출 공정에 의해 형성되는 펠렛과, 압출 공정 없이 제조되는 분말(powder)과의 구분은 벌크 밀도, 또는 평균 직경 등을 기준으로 구분할 수 있다. 해당 기술분야에서 통상 펠렛에 대하여, 평균 입경(또는 직경)이 2 mm 이상, 또는 3 mm 이상이고, 200 mm 이하, 또는 100 mm 이하, 또는 5mm 이하이며, 벌크 밀도가 0.6 g/ml 이하, 보다 구체적으로는 0.35 g/ml 내지 0.6 g/ml인 것으로 정의하는 것을 고려할 때, 본 발명에서는 평균 입경(또는 직경)이 2 mm 미만, 보다 구체적으로는 평균 입경(또는 직경)이 1.5 mm 이하, 또는 1 mm 이하이고, 0 mm 초과인 것을 분말로 정의한다. 이때 “입경 또는 직경”은 분말상 외주면의 임의의 직선 거리 중 최장 거리이며, 영상 현미경 등을 이용하여 측정할 수 있다. In the present invention, “powder” or “powder-type” refers to small particles or pieces formed without an extrusion process for raw materials, such as spherical, flat, scale, polygon, or rod shapes. Includes all forms classified as powder in the relevant technical field. The size is not particularly limited and is appropriately determined depending on the use and form, but usually has a small average particle size of about 1 mm. In addition, pellets formed through an extrusion process of raw materials and powders manufactured without an extrusion process can be distinguished based on bulk density or average diameter. In the relevant technical field, for pellets, the average particle diameter (or diameter) is 2 mm or more, or 3 mm or more, 200 mm or less, or 100 mm or less, or 5 mm or less, and the bulk density is 0.6 g / ml or less. Specifically, considering that it is defined as 0.35 g/ml to 0.6 g/ml, in the present invention, the average particle diameter (or diameter) is less than 2 mm, more specifically, the average particle diameter (or diameter) is 1.5 mm or less, or Anything less than 1 mm and more than 0 mm is defined as powder. At this time, “particle size or diameter” is the longest arbitrary straight line distance on the outer peripheral surface of the powder, and can be measured using a video microscope, etc.

본 발명에 있어서, "극세섬화 섬유"는 약 2.0 ㎛ 이하(바람직하게는 약 1.3 ㎛이하, 약 1.0 ㎛이하)의 섬유로, 흡음재 등에 적용이 용이한 것을 의미할 수 있다. 또한, 방사 안정성이라 함은 방사 공정에서 사용되는 Air의 고온나 고압에 의해 FLY(수지의 날림)나, NEP(섬유의 작은 덩어리)가 생성되지 않고, 전체적인 Meltblown Web 형상 및 섬유의 직경 균일한 것을 의미할 수 있다. 또한, 섬유 가공성이라 함은 가공시 연신 공정을 수행할 때, 균일한 분자량 분포로 인해 고배율로 연신을 가능하게 함으로써 보다 세섬화된 그리고 높은 강도의 섬유를 제조함을 의미할 수 있다.In the present invention, “ultra-fine fiber” refers to a fiber of about 2.0 ㎛ or less (preferably about 1.3 ㎛ or less, about 1.0 ㎛ or less), which can mean that it is easy to apply to sound absorbing materials, etc. In addition, spinning stability refers to the fact that FLY (floating resin) or NEP (small clumps of fiber) are not created due to the high temperature or high pressure of the air used in the spinning process, and the overall meltblown web shape and fiber diameter are uniform. It can mean. In addition, fiber processability may mean that fibers with finer fibers and higher strength can be produced by enabling stretching at a high magnification due to uniform molecular weight distribution when performing a stretching process during processing.

폴리프로필렌 수지polypropylene resin

발명의 일 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지는, 호모 폴리프로필렌 중합체를 포함하고, 하기 i) 내지 iii)의 조건을 충족한다:The polypropylene resin according to one embodiment of the invention includes a homopolypropylene polymer and satisfies the following conditions i) to iii):

i) 평균 입경이 1,200 ㎛ 내지 2,500 ㎛이고, i) the average particle diameter is 1,200 ㎛ to 2,500 ㎛,

ii) ASTM D1238에 따라 230 ℃에서 2.16 kg 하중으로 측정된 용융지수가 1,700 g/10min 내지 3,500 g/10min이고, ii) a melt index of 1,700 g/10 min to 3,500 g/10 min measured at 230° C. with a load of 2.16 kg according to ASTM D1238;

iii) 결정화 on set 온도(T1)가 127℃ 이상이다.iii) The crystallization on set temperature (T 1 ) is 127°C or higher.

상기 폴리프로필렌 수지는 분말형을 가지며, 약 1,200 ㎛ 내지 2,500 ㎛의 평균 입경(D50)을 만족함으로써, 우수한 방사 안정성을 구현할 수 있으며, 동시에 높은 용융 지수와 특정 결정화 on set 온도를 만족하여 방사 공정에서 특유의 결정화 거동을 나타낸다. 이에 따라, FLY 현상 없이 극세섬화를 구현하기에 적합하며, 섬유 가공성 또한 뛰어나다. The polypropylene resin has a powder form and can achieve excellent spinning stability by satisfying an average particle diameter (D50) of about 1,200 ㎛ to 2,500 ㎛, and at the same time satisfies a high melt index and a specific crystallization on set temperature to be used in the spinning process. It exhibits unique crystallization behavior. Accordingly, it is suitable for realizing ultra-fine fibers without the FLY phenomenon, and fiber processability is also excellent.

상기 폴리프로필렌 수지의 입경은 각 입자의 최장 직경의 평균 입경(D50)을 나타내며, 평균 입경(D50)은, 입자 크기에 따른 입자 개수 누적 분포의 50% 지점에서의 입자 크기 또는 입자 직경을 의미한다.The particle diameter of the polypropylene resin represents the average particle diameter (D50) of the longest diameter of each particle, and the average particle diameter (D50) means the particle size or particle diameter at 50% of the cumulative distribution of the number of particles according to particle size. .

상기 폴리프로필렌 수지의 입경은 광회절 입자 크기분석장치 (Symatec사 HELOS)를 이용하여 측정하며, 구체적으로, 샘플을 광회절 입자 크기분석장치의 호퍼에 주입 후, 18㎛ 내지 3,500㎛ 범위에서 입자 크기 분포를 측정하고, 그 결과를 이용하여 평균 입자 크기(D50)를 계산하였다. The particle size of the polypropylene resin is measured using an optical diffraction particle size analyzer (HELOS, Symatec). Specifically, after injecting the sample into the hopper of the optical diffraction particle size analyzer, the particle size is in the range of 18㎛ to 3,500㎛. The distribution was measured, and the average particle size (D50) was calculated using the results.

상기 폴리프로필렌 수지의 평균 입경이 상기 범위를 벗어나는 경우, 극세섬화로 구현이 어려운 문제가 있다. 바람직하게는, 상기 평균 입경은 약 1,500 ㎛ 내지 2,500 ㎛, 약 1,500 ㎛ 내지 2,300 ㎛, 약 1,800 ㎛ 내지 2,300 ㎛, 또는 1,800 ㎛ 내지 2,500 ㎛, 또는 2,000 ㎛ 내지 2,500㎛ 또는 2,000 ㎛ 내지 2,300 ㎛일 수 있다. 상기 범위 내에서 극세섬화, 방사 안정성 및 섬유 가공성이 더욱 향상될 수 있다.If the average particle diameter of the polypropylene resin is outside the above range, there is a problem in that it is difficult to implement ultrafine fibers. Preferably, the average particle diameter is about 1,500 μm to 2,500 μm, about 1,500 μm to 2,300 μm, about 1,800 μm to 2,300 μm, or 1,800 μm to 2,500 μm, or 2,000 μm to 2,500 μm. or may be 2,000 ㎛ to 2,300 ㎛ there is. Within the above range, ultrafine fineness, spinning stability, and fiber processability can be further improved.

상기 폴리프로필렌 수지는, ASTM D1238에 따라 230 ℃에서 2.16 kg 하중으로 측정된 용융지수(MI, melt index)가 1,700 g/10min 내지 3,500 g/10min으로 고유동성을 나타낸다.The polypropylene resin exhibits high fluidity with a melt index (MI) of 1,700 g/10min to 3,500 g/10min measured under a load of 2.16 kg at 230°C according to ASTM D1238.

종래 시판되는 제품 중 용융지수가 1,800 g/10min 정도인 고유동성의 수지를 사용할 경우, 방사 공정에서 FLY 현상이 필연적으로 발생하여 극세섬화를 구현하기 어려운 문제가 있었다. 그러나, 본원발명의 수지는 1,700 g/10min 내지 3,500 g/10min의 높은 용융지수를 가지면서도, 동시에 특정 평균 입경과 결정화 on set 온도를 만족하여, 방사 공정에서 특유의 결정화 거동을 나타낸다. 이에 따라, FLY 현상 없이 극세섬화를 구현하기에 적합하다. When using a high-flowability resin with a melt index of about 1,800 g/10min among commercially available products, the FLY phenomenon inevitably occurred during the spinning process, making it difficult to achieve ultrafine fibers. However, the resin of the present invention has a high melt index of 1,700 g/10min to 3,500 g/10min, and at the same time satisfies a specific average particle size and crystallization on set temperature, showing a unique crystallization behavior in the spinning process. Accordingly, it is suitable for implementing ultrafine fibers without the FLY phenomenon.

상기 용융지수(MI, melt index)는 미국재료시험학회(ASTM, American society for testing and materials) 규격 ASTM D1238에 따라 230 ℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정되며, 통상 용융지수는 중합 공정시 투입되는 수소량의 제어를 통해 조절 가능하며, 종래 지글러-나타 촉매를 사용하는 경우 중합 단계에서 높은 함량의 수소가 투입되어야 한다. 그러나, 본 발명은 높은 수소 반응성을 가져 수소 투입량의 감소로도 우수한 촉매 활성을 나타내고, 리간드에 결합된 치환기, 구체적으로는 이소프로필기에 의한 입체 장애로 인해 저분자량의 중합체를 제조할 수 있는 후술하는 화학식 1의 메탈로센계 화합물과 함께 수소량을 특정 범위로 제어하여, 고유동성 및 상대적으로 큰 Size를 갖는 호모 폴리프로필렌 중합체를 제조할 수 있으며, 이에 따라, 극세섬화를 구현하기에 적합하다.The melt index (MI) is measured under a load of 2.16 kg at 230 ℃ according to the American Society for Testing and Materials (ASTM) standard ASTM D1238, and the melt index is usually the amount of hydrogen introduced during the polymerization process. It can be adjusted through control, and when using a conventional Ziegler-Natta catalyst, a high content of hydrogen must be added in the polymerization step. However, the present invention has high hydrogen reactivity, exhibits excellent catalytic activity even with a reduced amount of hydrogen input, and can produce low molecular weight polymers due to steric hindrance by the substituent bonded to the ligand, specifically the isopropyl group, as described below. By controlling the amount of hydrogen to a specific range with the metallocene-based compound of Formula 1, a homopolypropylene polymer with high fluidity and relatively large size can be produced, and is therefore suitable for implementing ultrafine fibers.

상기 폴리프로필렌 수지의 용융지수가 1,700 g/10min 이하인 경우, 섬유의 평균 직경이 커져 세섬화가 어려우며, 3,500 g/10min 초과인 경우 방사 안정성이 저하되는 문제가 있다. 바람직하게는, 상기 용융지수는 1,800 g/10min 내지 3,400 g/10min 또는 2,000 g/10min 내지 3,400 g/10min, 또는 2,200 g/10min 내지 3,350g/10min일 수 있다. 상기 범위 내에서 극세섬화, 방사 안정성 및 섬유 가공성이 더욱 향상될 수 있다.If the melt index of the polypropylene resin is less than 1,700 g/10min, the average diameter of the fibers increases, making it difficult to finesse, and if it exceeds 3,500 g/10min, spinning stability is reduced. Preferably, the melt index may be 1,800 g/10min to 3,400 g/10min, or 2,000 g/10min to 3,400 g/10min, or 2,200 g/10min to 3,350 g/10min. Within the above range, ultrafine fineness, spinning stability, and fiber processability can be further improved.

상기 폴리프로필렌 수지는 결정화 on set 온도(T1)가 127 ℃ 이상이다. 상기 결정화 on set 온도(T1)는 하기 수학식 1로 표시되는 점도 변화 비율이 190 이상인 지점에서의 초기 온도를 의미하며, 이는 용융 후 감온에 따라 급격하게 점도가 증가하는 구간에서의 초기 온도이다:The polypropylene resin has a crystallization on set temperature (T 1 ) of 127°C or higher. The crystallization on set temperature (T 1 ) refers to the initial temperature at the point where the viscosity change ratio expressed by Equation 1 below is 190 or more, which is the initial temperature in the section where the viscosity increases rapidly as the temperature decreases after melting. :

[수학식 1][Equation 1]

점도 변화 비율 = V2(T2) / V1(T1)Viscosity change rate = V 2 (T 2 ) / V 1 (T 1 )

식 중에서, V1(T1) 및 V2(T2)는 폴리프로필렌 수지를 전단 속도 1 s-1 하, 180 ℃에서 1 ℃/min 속도로 감온하면서, T1 및 T2의 온도에서 각각 측정된 복합 점도(Paㆍs)이며, In the formula, V 1 (T 1 ) and V 2 (T 2 ) are the shear rate of polypropylene resin 1 s -1 Below, the complex viscosity (Pa·s) measured at temperatures T 1 and T 2 while decreasing temperature from 180 ℃ at a rate of 1 ℃/min,

T1은 결정화 on set 온도이고,T 1 is the crystallization on set temperature,

T2는 결정화 on set 온도(T1) 보다 3 ℃ 낮은 온도이다.T 2 is a temperature 3°C lower than the crystallization on set temperature (T 1 ).

구체적으로, 상기 결정화 on set 온도(T1)는 폴리프로필렌 수지를 섬유로 제조하는 방사 공정에서 압출 다이와 콜렉터 사이의 방사거리(die to colletor distance) 내의 급격한 점도 상승되는 지점의 초기 온도를 의미한다. 본 발명은 상기와 같이 127 ℃ 이상의 상대적으로 고온에서 급격하게 점도가 상승되어, 방사 공정에서 FLY 현상을 현저히 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 세섬화 섬유의 제조가 용이하다. Specifically, the crystallization on set temperature (T 1 ) refers to the initial temperature at a point where the viscosity increases rapidly within the die to colletor distance between the extrusion die and the collector in the spinning process of manufacturing polypropylene resin into fiber. As described above, the present invention can significantly reduce the FLY phenomenon in the spinning process by rapidly increasing the viscosity at a relatively high temperature of 127°C or higher, thereby making it easy to manufacture fine fibers.

상기 수학식 1에 따라 계산된 점도 변화 비율은, 폴리프로필렌 수지를 일정한 전단 속도 1 s-1 조건 하, 180 ℃에서 1 ℃/min 속도로 감온하면서 해당 온도에서 복합 점도를 측정하여 도출된 결정화 거동 파라미터이다. The viscosity change rate calculated according to Equation 1 above is the polypropylene resin at a constant shear rate of 1 s -1 This is a crystallization behavior parameter derived by measuring the complex viscosity at that temperature while decreasing the temperature from 180°C at a rate of 1°C/min under the following conditions.

본 발명에 있어서, 상기 복합 점도는 ARES(advanced rheometric expansion system)을 이용하여 측정된다. In the present invention, the complex viscosity is measured using ARES (advanced rheometric expansion system).

상기 수학식 1의 점도 변화 비율 파라미터는 섬유 제조 시 방사 공정에서의 DCD(die to colletor distance, 방사거리) 구간에서 수지의 복합 점도 변화 정도를 나타내는 지표이다. 여기에서, V1(T1)은 결정화 on set 온도(T1)에서 측정된 복합 점도이고, V2(T2)는 결정화 on set 온도(T1) 보다 3 ℃ 낮은 온도(T2)에서 측정된 복합 점도이다. 또한, 상기 점도 변화 비율이 190 이상인 것은, 감온 조건 하, 약 3 ℃ 차이 구간에서 약 190 배로 복합 점도가 현저히 상승함을 의미한다.The viscosity change ratio parameter in Equation 1 is an indicator of the degree of change in the complex viscosity of the resin in the DCD (die to colletor distance, spinning distance) section in the spinning process when manufacturing fibers. Here, V 1 (T 1 ) is the complex viscosity measured at the crystallization on set temperature (T 1 ), and V 2 (T 2 ) is the complex viscosity measured at a temperature (T 2 ) 3°C lower than the crystallization on set temperature (T 1 ) . This is the measured complex viscosity. In addition, the fact that the viscosity change ratio is 190 or more means that the composite viscosity significantly increases to about 190 times in a difference of about 3 ° C. under temperature reduction conditions.

상기 폴리프로필렌 수지의 결정화 on set 온도(T1)가 127℃ 미만인 경우 극세섬화를 구현하기 위해 공정 조건을 가혹하게 조절하는 경우(압력 상승, 온도 상승), 방사 공정에서 필연적으로, FLY나 NEP(섬유의 작은 덩어리)가 발생하는 문제가 있다. 바람직하게는, 폴리프로필렌 수지의 결정화 on set 온도(T1)는 127 ℃ 내지 130 ℃ 또는 128 ℃ 내지 130 ℃일 수 있다. 상기 범위 내에서 극세섬화 구현, 방사 안정성 및 섬유 가공성이 더욱 향상될 수 있다. 한편, 결정화 on set 온도(T1)가 130 ℃ 이상인 경우, 빠른 고화로 극세섬화가 어려울 수 있다.If the crystallization on set temperature (T 1 ) of the polypropylene resin is less than 127°C and the process conditions are severely adjusted (pressure rise, temperature rise) to realize ultrafine fines, FLY or NEP ( There is a problem of small clumps of fiber occurring. Preferably, the crystallization on set temperature (T 1 ) of the polypropylene resin may be 127°C to 130°C or 128°C to 130°C. Within the above range, the realization of ultrafine fibers, spinning stability, and fiber processability can be further improved. On the other hand, if the crystallization on set temperature (T 1 ) is 130°C or higher, ultrafine fine formation may be difficult due to rapid solidification.

한편, 상기 수학식 1에 따라 도출된 결정화 on set 온도(T1)에서 측정된 점도 V'1(T1) 대비 결정화 on set 온도(T1) 보다 3 ℃ 낮은 온도에서 측정된 점도 V'2(T1)의 점도 변화 비율(=V'2(T2) / V'1(T1))이 220 내지 450이다. 상기 범위 내에서 극세섬화 구현, 방사 안정성 및 섬유 가공성이 더욱 향상될 수 있다.On the other hand, the viscosity V' 1 (T 1 ) measured at the crystallization on set temperature (T 1 ) derived according to Equation 1 above is the viscosity V' 2 measured at a temperature 3°C lower than the crystallization on set temperature (T 1 ). Viscosity change rate of (T 1 ) (=V' 2 (T 2 ) / V' 1 (T 1 )) is 220 to 450. Within the above range, the realization of ultrafine fibers, spinning stability, and fiber processability can be further improved.

상기 수학식 1에서, 상기 결정화 on set 온도(T1) 보다 3 ℃ 낮은 온도(T2)에서 측정된 복합 점도 V2(T2)는 8,300 Paㆍs 내지 20,000 Paㆍs일 수 있으며, 상기 범위 내에서 극세섬화 구현, 방사 안정성 및 섬유 가공성이 더욱 향상될 수 있다.In Equation 1, the complex viscosity V 2 (T 2 ) measured at a temperature (T 2 ) 3°C lower than the crystallization on set temperature (T 1 ) may be 8,300 Pa·s to 20,000 Pa·s, Within this range, the realization of ultrafine fibers, spinning stability, and fiber processability can be further improved.

상기 폴리프로필렌 수지의 결정화 on set 온도는 127 ℃ 이상으로, 감온 조건 하에서 127 ℃ 이하의 온도에서는 결정화가 진행되고 급격하게 점도가 증가하게된다. 이에 따라, 상기 폴리프로필렌 수지는 126 ℃에서 측정된 복합 점도가 500 Paㆍs이상일 수 있다. 또한, 125 ℃에서 측정된 복합 점도가 8,000 Paㆍs이상일 수 있다. The crystallization on set temperature of the polypropylene resin is 127°C or higher, and at temperatures below 127°C under reduced temperature conditions, crystallization proceeds and the viscosity rapidly increases. Accordingly, the polypropylene resin may have a complex viscosity measured at 126°C of 500 Pa·s or more. Additionally, the complex viscosity measured at 125°C may be 8,000 Pa·s or more.

상기 폴리프로필렌 수지는, 155 ℃ 이상의 높은 융점(Tm)을 가질 수 있다. 이와 같이 높은 융점을 가짐으로써, 높은 입체 규칙성을 가질 수 있으며, 그 결과 우수한 내열성을 나타낼 수 있다. 융점이 155 ℃ 미만일 경우 내열성이 저하되고, 고온에서 섬유 가공시 열에 의한 분해 우려가 있다. 보다 구체적으로, 상기 호모 폴리프로필렌 수지의 융점은 156 ℃ 이상이고, 또 사출 성형 및 섬유 가공에 요구되는 충분한 가공성과 함께 우수한 열 안정성을 고려할 때, 상기 융점이 170 ℃ 이하, 또는 160 ℃ 이하일 수 있다. The polypropylene resin may have a high melting point (Tm) of 155°C or higher. By having such a high melting point, it can have high stereoregularity and, as a result, can exhibit excellent heat resistance. If the melting point is less than 155°C, heat resistance is reduced and there is a risk of decomposition due to heat when processing the fiber at high temperatures. More specifically, the melting point of the homopolypropylene resin is 156 ℃ or higher, and considering excellent thermal stability along with sufficient processability required for injection molding and fiber processing, the melting point may be 170 ℃ or lower, or 160 ℃ or lower. .

한편, 상기 융점은 수지의 온도를 200 ℃까지 증가시킨 후, 5분 동안 그 온도에서 유지하고, 그 다음 30 ℃까지 내린 후, 다시 온도를 증가시켜 DSC(Differential Scanning Calorimeter, TA사 제조) 곡선의 꼭대기를 융점으로 하여 측정할 수 있다. 이 때, 온도의 상승과 내림의 속도는 각각 10 ℃/min 이고, 융점은 두 번째 온도가 상승하는 구간에서 측정한 결과이다.Meanwhile, the melting point is obtained by increasing the temperature of the resin to 200 ℃, maintaining it at that temperature for 5 minutes, then lowering it to 30 ℃, and then increasing the temperature again to obtain the DSC (Differential Scanning Calorimeter, manufactured by TA) curve. It can be measured by using the peak as the melting point. At this time, the speed of temperature increase and decrease is 10 ℃/min, respectively, and the melting point is the result of measurement in the second temperature increase section.

상기 폴리프로필렌 수지는, 2.2 내지 2.4의 분자량 분포(MWD)를 나타낼 수 있다. 이와 같이 좁은 분자량 분포를 가짐으로써, 우수한 방사 안정성 및 우수한 섬유 가공성을 나타내어 세섬화가 가능하다.The polypropylene resin may exhibit a molecular weight distribution (MWD) of 2.2 to 2.4. By having such a narrow molecular weight distribution, it exhibits excellent spinning stability and excellent fiber processability, enabling fine fiberization.

한편, 상기 분자량 분포(MWD)는 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 폴리프로필렌 중합체의 중량평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)을 각각 측정한 후, 수평균 분자량에 대한 중량평균 분자량의 비(Mw/Mn)를 계산함으로써 분자량 분포를 결정할 수 있다. 구체적으로, 겔투과 크로마토그래피(GPC) 장치로는 Waters PL-GPC220 기기를 이용하고, Polymer Laboratories PLgel MIX-B 300mm 길이 칼럼을 사용하여 측정할 수 있다. 이때 측정 온도는 160℃이며, 1,2,4-트리클로로벤젠을 용매로서 사용하였으며, 유속은 1mL/min로 한다. 또 수지의 샘플은 각각 10mg/10mL의 농도로 조제한 다음, 200 μL의 양으로 공급한다. 폴리스티렌 표준 시편을 이용하여 형성된 검정 곡선을 이용하여 Mw 및 Mn의 값을 유도할 수 있다. 이때 폴리스티렌 표준 시편으로는 중량평균 분자량이 2,000 g/mol / 10,000 g/mol / 30,000 g/mol / 70,000 g/mol / 200,000 g/mol / 700,000 g/mol / 2,000,000 g/mol / 4,000,000 g/mol / 10,000,000 g/mol인 9종을 사용하였다.Meanwhile, the molecular weight distribution (MWD) is calculated by measuring the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) of the polypropylene polymer using gel permeation chromatography (GPC), respectively, and then calculating the weight average molecular weight relative to the number average molecular weight. The molecular weight distribution can be determined by calculating the ratio (Mw/Mn). Specifically, the gel permeation chromatography (GPC) device can be measured using a Waters PL-GPC220 device and a Polymer Laboratories PLgel MIX-B 300 mm long column. At this time, the measurement temperature was 160°C, 1,2,4-trichlorobenzene was used as a solvent, and the flow rate was 1 mL/min. In addition, the resin samples are prepared at a concentration of 10 mg/10 mL and then supplied in an amount of 200 μL. The values of Mw and Mn can be derived using a calibration curve formed using a polystyrene standard specimen. At this time, the polystyrene standard specimen has a weight average molecular weight of 2,000 g/mol / 10,000 g/mol / 30,000 g/mol / 70,000 g/mol / 200,000 g/mol / 700,000 g/mol / 2,000,000 g/mol / 4,000,000 g/mol / Nine types of 10,000,000 g/mol were used.

발명의 일 구현에 따른 상기 폴리프로필렌 수지는, 목적하는 물성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서, 기타 첨가제와 혼합 사용될 수 있으며, 구체적으로, 산화 방지제 등과 혼합하여 사용될 수 있다.The polypropylene resin according to one embodiment of the invention may be mixed with other additives within a range that does not affect the desired physical properties, and specifically, may be used mixed with antioxidants, etc.

상기 산화방지제는 수지의 가공 과정에서 가해지는 열, 전단 응력 등에 의한 물성 변화를 방지하기 위해 투입되는 성분이다. 폴리에틸렌 수지는, 섬유로의 가공 과정에서, 열, 전단 응력 등에 의해 라디칼 메커니즘에 의한 열분해로 수지 내의 사슬 절단 또는 가교 반응이 발생될 수 있는데, 이 결과로 점도 저하 등의 수지의 물성이 변화할 가능성이 있으며, 상기 산화방지제는 이러한 물성 변화 방지하기 위해 사용된다.The antioxidant is an ingredient added to prevent changes in physical properties due to heat, shear stress, etc. applied during the processing of the resin. In the process of processing polyethylene resin into fiber, chain breakage or cross-linking reactions within the resin may occur due to thermal decomposition by a radical mechanism due to heat, shear stress, etc., and as a result, there is a possibility that the physical properties of the resin, such as a decrease in viscosity, may change. There is, and the antioxidant is used to prevent such changes in physical properties.

상기 산화 방지제로는, 옥타데실-3-[3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐]프로피오네이트 (octadecyl-3-[3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl]propionate), 1,3,5-트리스(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트리온 (1,3,5-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione), 및 1,3,5-트리스(4-터트-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트리온 (1,3,5-tris(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethyl benzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione) 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 또, 상기한 구조적 특징을 충족하며, 상업적으로 입수 가능한 Irganox® 3114(BASF사제), Irganox® 1076, 1010, 3114 (BASF사제). 또는 Cyanox® 1790 (CYTEC사제)를 사용할 수도 있다.As the antioxidant, octadecyl-3-[3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl]propionate (octadecyl-3-[3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl ]propionate), 1,3,5-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H )-Trione (1,3,5-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)- trione), and 1,3,5-tris(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H ,5H)-trione (1,3,5-tris(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethyl benzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H, 3H, 5H)-trione), etc., and any one or a mixture of two or more of these may be used. In addition, commercially available Irganox ® 3114 (manufactured by BASF) and Irganox ® 1076, 1010, 3114 (manufactured by BASF) that meet the above-mentioned structural characteristics. Alternatively, Cyanox ® 1790 (manufactured by CYTEC) may be used.

상기 산화 방지제는, 폴리프로필렌 수지 100 중량부 기준 0.1 내지 3.0 중량부로 포함될 수 있다. 산화 방지제의 함량이 0.1 중량부 미만이면 산화 방지제 사용에 따른 개선 효과가 미미하고, 3.0 중량부를 초과하면 과량의 산화 방지제로 인한 점도 저하 및 변색 발생의 우려가 있다. 바람직하게는 0.05 중량부 이상, 또는 1 중량부 이상일 수 있다.The antioxidant may be included in an amount of 0.1 to 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of polypropylene resin. If the antioxidant content is less than 0.1 parts by weight, the improvement effect due to the use of antioxidants is minimal, and if it exceeds 3.0 parts by weight, there is a risk of viscosity reduction and discoloration due to excessive antioxidants. Preferably, it may be 0.05 part by weight or more, or 1 part by weight or more.

발명의 일 구현예에 폴리프로필렌 수지는, 상기한 성분들 외에도, 중화제, 슬립제, 안티-블로킹제, UV 안정제, 대전방지제 등의 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 일례로 각각 폴리프로필렌 수지 총 100 중량에 대하여 500 ppm 이상, 또는 700ppm 이상이고, 2500 ppm 이하, 또는 1500 ppm 이하의 함량으로 사용할 수 있다. In one embodiment of the invention, the polypropylene resin may further include one or more additives such as a neutralizer, slip agent, anti-blocking agent, UV stabilizer, and antistatic agent in addition to the above-mentioned components. The content of the additive is not particularly limited, and for example, it can be used in an amount of 500 ppm or more, or 700 ppm or more, and 2500 ppm or less, or 1500 ppm or less, based on the total weight of 100 polypropylene resins.

폴리프로필렌 섬유polypropylene fiber

또한, 발명의 다른 일 구현 예에 따르면, 상기 폴리프로필렌 수지를 포함하는 폴리프로필렌 섬유를 제공한다.In addition, according to another embodiment of the invention, a polypropylene fiber containing the polypropylene resin is provided.

상기 폴리프로필렌 수지는 전술한 바와 같이, 호모 폴리프로필렌 중합체를 포함하며, i) 상대적으로 큰 평균 입경, ii) 고유동성 및 iii) 감온에 따른 특정 결정화 거동을 동시에 만족하며, 이에 따라, 섬유로의 제조 시, 우수한 방사 안정성 및 우수한 섬유 가공성을 나타내어 극세섬화가 가능하다.As described above, the polypropylene resin includes a homopolypropylene polymer, and simultaneously satisfies i) a relatively large average particle diameter, ii) high fluidity, and iii) a specific crystallization behavior according to temperature reduction, and accordingly, the fiber During manufacturing, it exhibits excellent spinning stability and excellent fiber processability, enabling ultrafine fiber formation.

상기 폴리프로필렌 수지는 분말형을 나타낸다.The polypropylene resin is in powder form.

발명의 일 실시예에 따른 섬유는, 상기 폴리프로필렌 수지를 사용하여 멜트 불로운 공정을 통해 제조되며, 구체적으로 전술한 특정 물성을 만족하는 수지를 사용함으로써, 이를 용융 후 감온하면서 방사하는 공정에서, 상대적으로 높은 온도에서 점도가 급격히 상승하여(결정화 on set 온도가 127℃ 이상임), 압출 다이와 콜렉터 사이의 방사거리(die to colletor distance) 내에서 고압의 공기에 의해 발생되는 섬유의 FLY 현상이 현저히 감소된다. 이에 방사 안정성이 향상되어 세섬화가 용이하고, 섬유 가공성이 현저히 향상됨을 확인하였다.The fiber according to one embodiment of the invention is manufactured through a melt-blown process using the polypropylene resin, and specifically, by using a resin that satisfies the specific physical properties described above, in the process of melting and then spinning while reducing the temperature, The viscosity rises rapidly at a relatively high temperature (crystallization on set temperature is above 127℃), and the FLY phenomenon of the fiber caused by high-pressure air within the die to colletor distance between the extrusion die and the collector is significantly reduced. do. As a result, it was confirmed that spinning stability was improved, making fine fibers easier, and fiber processability was significantly improved.

상기 방법에 따라 제조된 섬유는, 평균 직경이 약 2.0 ㎛ 이하이며, 바람직하게는 약 0.0001 ㎛ 내지 2.0 ㎛, 또는 약 0.01 ㎛ 내지 2.0 ㎛, 약 0.01 ㎛ 내지 1.3 ㎛, 약 0.01 ㎛ 내지 1.0 ㎛ 이하이다. 상기 범위로 극세섬화된 섬유는 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 흡음재로 사용되어 우수한 흡음 효과를 구현할 수 있으며, 특히 고주파 영역에서도 뛰어난 흡음 효과를 구현할 수 있다.The fibers produced according to the above method have an average diameter of about 2.0 μm or less, preferably about 0.0001 μm to 2.0 μm, or about 0.01 μm to 2.0 μm, about 0.01 μm to 1.3 μm, or about 0.01 μm to 1.0 μm or less. am. Fibers made of ultrafine fibers in the above range can be applied to various fields and can be used as sound absorbing materials to achieve excellent sound absorption effects, especially in the high frequency range.

상기 섬유의 평균 직경은, 섬유의 장변에 대한 수직 단면의 직경을 의미하며, 이때, 상기 섬유의 직경은 섬유 단면의 임의의 두 점을 이은 직선 거리 중 최장 거리로 정의될 수 있다. 구체적으로는 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 약 400개 섬유를 표본으로 하고, 이들의 직경의 산술 평균 값을 계산한 것이다. The average diameter of the fiber refers to the diameter of the cross section perpendicular to the long side of the fiber. In this case, the diameter of the fiber can be defined as the longest distance among the straight line distances connecting any two points of the fiber cross section. Specifically, about 400 fibers were sampled through scanning electron microscopy (SEM), and the arithmetic mean value of their diameters was calculated.

폴리프로필렌 섬유의 제조 방법Method for producing polypropylene fiber

한편, 발명의 다른 일 구현 예에 따르면, 상기 폴리프로필렌 수지를 사용한 폴리프로필렌 섬유의 제조 방법을 제공한다. Meanwhile, according to another embodiment of the invention, a method for producing polypropylene fibers using the polypropylene resin is provided.

이하에서는, 각 단계별로 구체적으로 설명하기로 한다.Below, each step will be described in detail.

(단계 1)(Step 1)

하기 화학식 1로 표시되는 전이금속 화합물, 실리카 담체 및 알킬알루미녹산계 조촉매를 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에, 수소를 1,000 ppm 내지 2,000 ppm의 양으로 투입하며 프로필렌 단량체를 중합시켜 호모 폴리프로필렌 중합체를 포함하는 폴리프로필렌 수지를 제조하는 단계를 포함한다.In the presence of a catalyst composition containing a transition metal compound represented by the following formula (1), a silica carrier, and an alkylaluminoxane-based cocatalyst, hydrogen is added in an amount of 1,000 ppm to 2,000 ppm and propylene monomer is polymerized to produce a homopolypropylene polymer. It includes preparing a polypropylene resin comprising.

상기 폴리프로필렌 수지는 전술한 i)상대적으로 큰 평균 입경, ii) 고유동성 및 iii) 감온에 따른 특정 결정화 거동을 만족하며, 이외에 전술한 모든 내용이 적용된다. 상기 제조된 폴리프로필렌 수지는 분말형을 나타낸다.The polypropylene resin satisfies the above-mentioned i) relatively large average particle diameter, ii) high fluidity, and iii) specific crystallization behavior according to temperature reduction, and in addition, all of the above-mentioned contents apply. The polypropylene resin prepared above is in powder form.

구체적으로, 상기 호모 폴리프로필렌 중합체는 전술한 성분을 포함하는 촉매 조성물과, 프로필렌 단량체를 수소 기체의 존재 하에서 접촉시키는 중합 공정을 통해 제조된다.Specifically, the homopolypropylene polymer is manufactured through a polymerization process in which a catalyst composition containing the above-mentioned components and propylene monomer are brought into contact in the presence of hydrogen gas.

이때, 상기 수소 기체는 메탈로센 촉매의 비활성 사이트를 활성화시키고 체인 이동 반응(chain transfer reaction)을 일으켜 분자량을 조절하는 역할을 한다. 본 발명의 메탈로센 화합물은 수소 반응성이 우수하며, 따라서, 중합 공정시 상기 수소 기체 사용량을 수소를 1,000 ppm 내지 2,000ppm의 양으로 조절함으로써, 전술한 i)상대적으로 큰 평균 입경, ii) 고유동성 및 iii) 감온에 따른 특정 결정화 거동을 만족하는 폴리프로필렌 수지를 형성할 수 있다. At this time, the hydrogen gas activates the inactive site of the metallocene catalyst and causes a chain transfer reaction to control the molecular weight. The metallocene compound of the present invention has excellent hydrogen reactivity, and therefore, by adjusting the amount of hydrogen gas used during the polymerization process to an amount of 1,000 ppm to 2,000 ppm, the above-mentioned i) relatively large average particle diameter, ii) intrinsic It is possible to form a polypropylene resin that satisfies certain crystallization behavior according to homogeneity and iii) temperature reduction.

바람직하게는, 상기 수소는 1,200 ppm 내지 1,800 ppm 또는 1,200 ppm 내지 1,600 ppm의 양으로 투입될 수 있다. 상기 범위 내에서 전술한 특정 물성을 만족하는 폴리프로필렌 수지를 형성하기 바람직하다.Preferably, the hydrogen may be added in an amount of 1,200 ppm to 1,800 ppm or 1,200 ppm to 1,600 ppm. It is desirable to form a polypropylene resin that satisfies the specific physical properties described above within the above range.

상기 전이금속 화합물의 구조는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:The structure of the transition metal compound can be represented by the following formula 1:

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112020131152953-pat00002
Figure 112020131152953-pat00002

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐이고,X 1 and X 2 are each independently halogen,

R1 및 R5는 각각 독립적으로 C1-20 알킬로 치환된 C6-20 아릴이고, R 1 and R 5 are each independently C 6-20 aryl substituted with C 1-20 alkyl,

R2 내지 R4 및 R6 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C1-20 알킬실릴, C1-20 실릴알킬, C1-20 알콕시실릴, C1-20 에테르, C1-20 실릴에테르, C1-20 알콕시, C6-20 아릴, C7-20 알킬아릴, 또는 C7-20 아릴알킬이고,R 2 to R 4 and R 6 to R 8 are each independently hydrogen, halogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 silylalkyl, C 1-20 Alkoxysilyl, C 1-20 ether, C 1-20 silyl ether, C 1-20 alkoxy, C 6-20 aryl, C 7-20 alkylaryl, or C 7-20 arylalkyl,

A는 탄소, 실리콘 또는 게르마늄이다.A is carbon, silicon or germanium.

한편, 본 명세서에서 특별한 제한이 없는 한 다음 용어는 하기와 같이 정의될 수 있다. Meanwhile, in this specification, unless there is a special limitation, the following terms may be defined as follows.

할로겐(halogen)은 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br) 또는 요오드(I)일 수 있다.Halogen may be fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), or iodine (I).

C1-20 알킬기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기일 수 있다. 구체적으로, C1-20 알킬기는 C1-15 직쇄 알킬기; C1-10 직쇄 알킬기; C1-5 직쇄 알킬기; C3-20 분지쇄 또는 고리형 알킬기; C3-15 분지쇄 또는 고리형 알킬기; 또는 C3-10 분지쇄 또는 고리형 알킬기일 수 있다. 보다 구체적으로, C1-20의 알킬기는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, iso-펜틸기, neo-펜틸기 또는 사이클로헥실기 등일 수 있다. The C 1-20 alkyl group may be a straight-chain, branched-chain, or cyclic alkyl group. Specifically, the C 1-20 alkyl group is a C 1-15 straight chain alkyl group; C 1-10 straight chain alkyl group; C 1-5 straight chain alkyl group; C 3-20 branched chain or cyclic alkyl group; C 3-15 branched chain or cyclic alkyl group; Or it may be a C 3-10 branched chain or cyclic alkyl group. More specifically, the alkyl group of C 1-20 is methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, iso-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, iso-pentyl group, It may be a neo-pentyl group or a cyclohexyl group.

C2-20 알케닐기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알케닐기일 수 있다. 구체적으로, C2-20 알케닐기는 C2-20 직쇄 알케닐기, C2-10 직쇄 알케닐기, C2-5 직쇄 알케닐기, C3-20 분지쇄 알케닐기, C3-15 분지쇄 알케닐기, C3-10 분지쇄 알케닐기, C5-20의 고리형 알케닐기 또는 C5-10의 고리형 알케닐기일 수 있다. 보다 구체적으로, C2-20 의 알케닐기는 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 펜테닐기 또는 사이클로헥세닐기 등일 수 있다. The C 2-20 alkenyl group may be a straight chain, branched chain, or cyclic alkenyl group. Specifically, the C 2-20 alkenyl group is C 2-20 straight chain alkenyl group, C 2-10 straight chain alkenyl group, C 2-5 straight chain alkenyl group, C 3-20 branched chain alkenyl group, C 3-15 branched chain alkenyl group. It may be a nyl group, a C 3-10 branched chain alkenyl group, a C 5-20 cyclic alkenyl group, or a C 5-10 cyclic alkenyl group. More specifically, the C 2-20 alkenyl group may be an ethenyl group, propenyl group, butenyl group, pentenyl group, or cyclohexenyl group.

C6-30 아릴은 모노사이클릭, 바이사이클릭 또는 트라이사이클릭 방향족 탄화수소를 의미할 수 있다. 구체적으로, C6-30 아릴은 페닐기, 나프틸기 또는 안트라세닐기 등일 수 있다.C 6-30 Aryl can refer to a monocyclic, bicyclic or tricyclic aromatic hydrocarbon. Specifically, C 6-30 aryl may be a phenyl group, naphthyl group, or anthracenyl group.

C7-30 알킬아릴은 아릴의 1 이상의 수소가 알킬에 의하여 치환된 치환기를 의미할 수 있다. 구체적으로, C7-30 알킬아릴은 메틸페닐, 에틸페닐, n-프로필페닐, iso-프로필페닐, n-부틸페닐, iso-부틸페닐, tert-부틸페닐 또는 사이클로헥실페닐 등일 수 있다. C 7-30 alkylaryl may refer to a substituent in which one or more hydrogens of aryl are replaced by alkyl. Specifically, C 7-30 alkylaryl may be methylphenyl, ethylphenyl, n-propylphenyl, iso-propylphenyl, n-butylphenyl, iso-butylphenyl, tert-butylphenyl, or cyclohexylphenyl.

C7-30 아릴알킬은 알킬의 1 이상의 수소가 아릴에 의하여 치환된 치환기를 의미할 수 있다. 구체적으로, C7-30 아릴알킬은 벤질기, 페닐프로필 또는 페닐헥실 등일 수 있다.C 7-30 Arylalkyl may refer to a substituent in which one or more hydrogens of alkyl are replaced by aryl. Specifically, C 7-30 arylalkyl may be a benzyl group, phenylpropyl, or phenylhexyl.

상기 제조 방법에 있어서, 촉매 조성물은 상기 화학식 1의 화합물을 단일 촉매로서 포함한다. 이에 따라 종래 2종 이상의 촉매를 혼합하여 사용하는 경우에 비해 제조되는 폴리프로필렌 수지의 분자량 분포가 좁아질 수 있다.In the above production method, the catalyst composition includes the compound of Formula 1 as a single catalyst. Accordingly, the molecular weight distribution of the polypropylene resin produced may be narrowed compared to the conventional case of using a mixture of two or more types of catalysts.

더욱이 상기 화학식 1의 화합물은, 인데닐기 포함 두 개의 리간드를 연결하는 브릿지 그룹으로서, 에틸기로 2 치환된 2가의 작용기 A를 포함함으로써, 기존 탄소 브릿지 대비 원자사이즈가 커짐으로써 가용 각도가 늘어남에 따라 모노머의 접근이 용이하여 보다 우수한 촉매활성을 나타낼 수 있다. 또, 상기 A에 결합된 두개의 에틸기는 용해도를 증대시켜 담지 효율성을 개선할 수 있으며, 종래 브릿지의 치환기로서 메틸기를 포함하는 경우 담지 촉매 조제시 용해도가 좋지 않아 담지 반응성이 떨어지는 문제를 해결할 수 있다.Moreover, the compound of Formula 1 is a bridge group that connects two ligands containing an indenyl group, and contains a divalent functional group A substituted by 2 ethyl groups, thereby increasing the atomic size compared to the existing carbon bridge and increasing the available angle, thereby forming a monomer. It is easily accessible and can exhibit better catalytic activity. In addition, the two ethyl groups bonded to A can increase solubility and improve support efficiency, and when a methyl group is included as a substituent in a conventional bridge, the problem of poor support reactivity due to poor solubility when preparing a supported catalyst can be solved. .

또, 리간드인 두 개의 인데닐기의 2번 위치가 각각 메틸기 및 이소프로필기로 치환됨으로써, 적절한 입체 장애로 인해 저분자량의 중합체 제조가 가능하고, 또 두 개의 인데닐 리간드 모두 4번 위치(R1 및 R5)가 알킬 치환된 아릴기를 포함함으로써 충분한 전자를 공급할 수 있는 유도 효과(Inductive effect)에 의해 보다 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있다. 그 결과, 호모 폴리프로필렌의 구조 중에 장쇄 분지 구조(LCB)를 적절한 비율/분포로 형성시킴으로서, 고유동성의 호모 폴리프로필렌이 제조될 수 있다. In addition, by substituting the 2nd position of the two indenyl groups, respectively, with a methyl group and an isopropyl group, it is possible to prepare a low molecular weight polymer due to appropriate steric hindrance, and both indenyl ligands are substituted at the 4th position (R 1 and Since R 5 ) contains an alkyl-substituted aryl group, superior catalytic activity can be achieved through an inductive effect that can supply sufficient electrons. As a result, homo-polypropylene with high fluidity can be produced by forming the long-chain branched structure (LCB) in an appropriate ratio/distribution in the structure of homo-polypropylene.

또, 상기 화학식 1의 화합물은 중심 금속으로서 지르코늄(Zr)을 포함함으로써, Hf 등과 같은 다른 14족 원소를 포함할 때와 비교하여 전자를 수용할 수 있는 오비탈을 더 많이 가지고 있어 보다 높은 친화력으로 모노머와 쉽게 결합할 수 있으며, 그 결과 보다 우수한 촉매 활성 개선 효과를 나타낼 수 있다.In addition, the compound of Formula 1 contains zirconium (Zr) as a central metal, so it has more orbitals capable of accepting electrons compared to when it contains other group 14 elements such as Hf, and thus becomes a monomer with higher affinity. It can be easily combined with, and as a result, it can exhibit a superior catalytic activity improvement effect.

보다 구체적으로, 상기 화학식 1에서 R1 및 R5는 각각 독립적으로 C1-10 알킬로 치환된 C6-12 아릴기일 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 tert-부틸 페닐과 같은 C3-6 분지쇄 알킬기로 치환된 페닐기일 수 있다. 또 상기 페닐기에 대한 알킬기의 치환 위치는 인데닐기에 결합한 R1 또는 R5 위치와 파라(para) 위치에 해당하는 4번 위치일 수 있다. More specifically, in Formula 1, R 1 and R 5 may each independently be a C 6-12 aryl group substituted with C 1-10 alkyl, and more specifically, a C 3-6 branched group such as tert-butyl phenyl. It may be a phenyl group substituted with a chain alkyl group. In addition, the position of substitution of the alkyl group with respect to the phenyl group may be the R 1 or R 5 position bonded to the indenyl group and the 4th position corresponding to the para position.

또, 상기 화학식 1에서, R2 내지 R4 및 R6 내지 R8은 각각 독립적으로 수소일 수 있고, X1 및 X2는 각각 독립적으로 클로로일 수 있으며, A는 실리콘일 수 있다.Additionally, in Formula 1, R 2 to R 4 and R 6 to R 8 may each independently be hydrogen, X 1 and X 2 may each independently be chloro, and A may be silicon.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 대표적인 예는 다음과 같다:Representative examples of compounds represented by Formula 1 are as follows:

(1a) (1a)

상기 화학식 1의 화합물은 공지의 반응들을 응용하여 합성될 수 있으며, 보다 상세한 합성 방법은 후술하는 제조예를 참고할 수 있다.The compound of Formula 1 can be synthesized by applying known reactions, and for more detailed synthesis methods, refer to the preparation examples described below.

한편, 상기 화학식 1의 화합물은 실리카 담체에 담지된 담지 촉매의 상태로 사용된다.Meanwhile, the compound of Formula 1 is used as a supported catalyst supported on a silica carrier.

담지 촉매 상태로 이용시, 제조되는 중합체의 입자 형태 및 벌크 밀도가 우수하며, 종래의 슬러리 중합 또는 벌크 중합, 기상 중합 공정에 적합하게 사용 가능하다.When used as a supported catalyst, the particle shape and bulk density of the produced polymer are excellent, and can be suitably used in conventional slurry polymerization, bulk polymerization, and gas phase polymerization processes.

상기 실리카 담체는 표면에 반응성이 큰 하이드록시기와 실록산기를 포함하며, 고온에서 건조하여 표면에 수분이 제거된 담체가 사용될 수 있다. 상기 실리카 담체의 구체적인 예로는 실리카, 실리카-알루미나, 실리카-마그네시아 등을 들 수 있으며, 이들은 통상적으로 Na2O, K2CO3, BaSO4, 및 Mg(NO3)2 등의 산화물, 탄산염, 황산염, 및 질산염 성분을 더 포함할 수 있다. 실리카 담체를 사용 시, 상기 메탈로센 화합물의 작용기가 화학적으로 결합하여 담지되기 때문에, 프로필렌 중합 공정에서 담체 표면으로부터 유리되어 나오는 촉매가 거의 없으며, 그 결과 슬러리 또는 기상 중합으로 폴리프로필렌 수지를 제조할 때 반응기 벽면이나 중합체 입자끼리 엉겨 붙는 파울링을 최소화할 수 있다.The silica carrier contains highly reactive hydroxyl groups and siloxane groups on the surface, and a carrier from which moisture is removed from the surface by drying at high temperature can be used. Specific examples of the silica carrier include silica, silica-alumina, silica-magnesia, etc., and these are usually oxides, carbonates, such as Na 2 O, K 2 CO 3 , BaSO 4 , and Mg(NO 3 ) 2 . It may further contain sulfate and nitrate components. When using a silica carrier, since the functional group of the metallocene compound is chemically bonded and supported, there is almost no catalyst released from the surface of the carrier during the propylene polymerization process, and as a result, polypropylene resin can be produced by slurry or vapor phase polymerization. Fouling that occurs on the reactor wall or between polymer particles can be minimized.

상기 화학식 1의 화합물이 실리카 담체에 담지되면, 상기 화학식 1의 화합물은 실리카 1 g을 기준으로 40 μmol 이상, 또는 80 μmol 이상이고, 240 μmol 이하, 또는 160 μmol 이하의 함량 범위로 담지될 수 있다. 상기 함량 범위로 담지될 때, 적절한 담지 촉매 활성을 나타내어 촉매의 활성 유지 및 경제성 측면에서 유리할 수 있다.When the compound of Formula 1 is supported on a silica carrier, the compound of Formula 1 may be supported in an amount of 40 μmol or more, or 80 μmol or more, and 240 μmol or less, or 160 μmol or less, based on 1 g of silica. . When supported in the above content range, it exhibits appropriate supported catalyst activity, which can be advantageous in terms of maintaining the activity of the catalyst and economic efficiency.

또, 상기 촉매 조성물은 높은 활성과 공정 안정성을 향상시키는 측면에서 조촉매를 추가로 포함할 수 있다. In addition, the catalyst composition may additionally include a cocatalyst to improve high activity and process stability.

상기 알킬알루미녹산계 조촉매는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 화학식 4로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다:The alkylaluminoxane-based cocatalyst may include at least one selected from the group consisting of a compound represented by the following Chemical Formula 2, a compound represented by the Chemical Formula 3, and a compound represented by the Chemical Formula 4:

[화학식 2][Formula 2]

-[Al(R11)-O]m--[Al(R 11 )-O] m -

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

R11은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 할로겐; C1-20의 탄화수소; 또는 할로겐으로 치환된 C1-20의 탄화수소이고;R 11 are the same as or different from each other, and are each independently halogen; C 1-20 hydrocarbons; or a C 1-20 hydrocarbon substituted with halogen;

m은 2 이상의 정수이며;m is an integer of 2 or more;

[화학식 3][Formula 3]

J(R12)3 J( R12 ) 3

상기 화학식 3에서,In Formula 3 above,

R12는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 할로겐; C1-20의 탄화수소; 또는 할로겐으로 치환된 C1-20의 탄화수소이고;R 12 are the same as or different from each other, and are each independently halogen; C 1-20 hydrocarbons; or a C 1-20 hydrocarbon substituted with halogen;

J는 알루미늄 또는 보론이며;J is aluminum or boron;

[화학식 4][Formula 4]

[E-H]+[ZD4]- 또는 [E]+[ZD4]- [EH] + [ZD 4 ] - or [E] + [ZD 4 ] -

상기 화학식 4에서,In Formula 4 above,

E는 중성 또는 양이온성 루이스 염기이고;E is a neutral or cationic Lewis base;

H는 수소 원자이며;H is a hydrogen atom;

Z는 13족 원소이고;Z is a group 13 element;

D는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 1 이상의 수소 원자가 할로겐, C1-20의 탄화수소, 알콕시 또는 페녹시로 치환되거나 또는 비치환된, C6-20의 아릴기 또는 C1-20의 알킬기이다.D are the same or different from each other, and each independently represents a C 6-20 aryl group or a C 1-20 alkyl group in which one or more hydrogen atoms are substituted or unsubstituted with halogen, C 1-20 hydrocarbon, alkoxy, or phenoxy am.

상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 예로는 메틸알루미녹산, 에틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산 또는 부틸알루미녹산 등의 알킬알루미녹산계 화합물을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.Examples of the compound represented by Formula 2 include alkylaluminoxane-based compounds such as methylaluminoxane, ethylaluminoxane, isobutylaluminoxane, or butylaluminoxane, and any one or a mixture of two or more of these may be used. .

또한, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물의 예로는 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리프로필알루미늄, 트리부틸알루미늄, 디메틸클로로알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-s-부틸알루미늄, 트리사이클로펜틸알루미늄, 트리펜틸알루미늄, 트리이소펜틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 트리옥틸알루미늄, 에틸디메틸알루미늄, 메틸디에틸알루미늄, 트리페닐알루미늄, 트리-p-톨릴알루미늄, 디메틸알루미늄메톡시드, 디메틸알루미늄에톡시드, 트리메틸보론, 트리에틸보론, 트리이소부틸보론, 트리프로필보론, 또는 트리부틸보론 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.In addition, examples of compounds represented by Formula 3 include trimethyl aluminum, triethyl aluminum, triisobutyl aluminum, tripropyl aluminum, tributyl aluminum, dimethyl chloroaluminum, triisopropyl aluminum, tri-s-butyl aluminum, and tricyclo Pentyl aluminum, tripentyl aluminum, triisopentyl aluminum, trihexyl aluminum, trioctyl aluminum, ethyldimethyl aluminum, methyldiethyl aluminum, triphenyl aluminum, tri-p-tolyl aluminum, dimethyl aluminum methoxide, dimethyl aluminum ethoxide. , trimethyl boron, triethyl boron, triisobutyl boron, tripropyl boron, or tributyl boron, and any one or a mixture of two or more of these may be used.

또한, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물의 예로는 트리에틸암모니움테트라페닐보론, 트리부틸암모니움테트라페닐보론, 트리메틸암모니움테트라페닐보론, 트리프로필암모니움테트라페닐보론, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)보론, 트리메틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플로로메틸페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플로로메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라펜타플로로페닐보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라페닐보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라펜타플로로페닐보론, 디에틸암모니움테트라펜타플로로페닐보론, 트리페닐포스포늄테트라페닐보론, 트리메틸포스포늄테트라페닐보론, 트리에틸암모니움테트라페닐알루미늄, 트리부틸암모니움테트라페닐알루미늄, 트리메틸암모니움테트라페닐알루미늄, 트리프로필암모니움테트라페닐알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)알루미늄, 트리프로필암모니움테트라(p-톨릴)알루미늄, 트리에틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)알루미늄, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플로로메틸페닐)알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플로로메틸페닐)알루미늄, 트리부틸암모니움테트라펜타플로로페닐알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라페닐알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라펜타플로로페닐알루미늄, 디에틸암모니움테트라펜타테트라페닐알루미늄, 트리페닐포스포늄테트라페닐알루미늄, 트리메틸포스포늄테트라페닐알루미늄, 트리프로필암모니움테트라(p-톨릴)보론, 트리에틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플로로메틸페닐)보론, 트리페닐카보니움테트라(p-트리플로로메틸페닐)보론, 또는 트리페닐카보니움테트라펜타플로로페닐보론 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.In addition, examples of compounds represented by Formula 4 include triethylammonium tetraphenylboron, tributylammonium tetraphenylboron, trimethylammonium tetraphenylboron, tripropylammonium tetraphenylboron, and trimethylammonium tetra (p- Tolyl) boron, trimethylammonium tetra(o,p-dimethylphenyl)boron, tributylammonium tetra(p-trifluoromethylphenyl)boron, trimethylammonium tetra(p-trifluoromethylphenyl)boron, tributylammony Um tetrapenta fluorophenyl boron, N,N-diethylanilinium tetraphenyl boron, N,N-diethylanilinium tetrapenta fluorophenyl boron, diethylammonium tetrapenta fluorophenyl boron, triphenyl Phosphonium tetraphenyl boron, trimethylphosphonium tetraphenyl boron, triethylammonium tetraphenylaluminum, tributylammonium tetraphenylaluminum, trimethylammonium tetraphenylaluminum, tripropylammonium tetraphenylaluminum, trimethylammonium tetra(p -Tolyl) aluminum, tripropylammonium tetra(p-tolyl) aluminum, triethylammonium tetra(o,p-dimethylphenyl) aluminum, tributylammonium tetra(p-trifluoromethylphenyl) aluminum, trimethylammonium Tetra(p-Trifluoromethylphenyl) Aluminum, Tributylammonium Tetrapentafluorophenyl Aluminum, N,N-Diethylanilinium Tetraphenyl Aluminum, N,N-Diethylanilinium Tetrapentafluorophenyl Aluminum , diethylammonium tetrapentatetetraphenyl aluminum, triphenylphosphonium tetraphenylaluminum, trimethylphosphonium tetraphenylaluminum, tripropylammonium tetra(p-tolyl)boron, triethylammonium tetra(o,p-dimethylphenyl) ) boron, tributylammonium tetra(p-trifluoromethylphenyl)boron, triphenylcarbonium tetra(p-trifluoromethylphenyl)boron, or triphenylcarboniumtetrapentafluorophenylboron. Any one or a mixture of two or more of these may be used.

상기한 화합물들 중에서도 상기 조촉매는 보다 구체적으로는 메틸알루미녹산과 같은 알킬알루미녹산계 조촉매일 수 있다. Among the above compounds, the cocatalyst may be, more specifically, an alkylaluminoxane-based cocatalyst such as methylaluminoxane.

상기 알킬알루미녹산계 조촉매는, 상기 화학식 1의 전이금속 화합물을 안정화시키고, 또 루이스 산으로 작용하여, 상기 화학식 1의 전이금속 화합물의 브릿지 그룹(bridge group)에 도입된 작용기와 루이스 산-염기 상호 작용을 통한 결합을 형성할 수 있는 금속 원소를 포함함으로써 촉매 활성을 더욱 증진시킬 수 있다. The alkylaluminoxane-based cocatalyst stabilizes the transition metal compound of Formula 1 and acts as a Lewis acid, combining the functional group introduced into the bridge group of the transition metal compound of Formula 1 and the Lewis acid-base. Catalytic activity can be further improved by including a metal element that can form a bond through interaction.

또, 상기 조촉매의 사용 함량은 목적하는 촉매와 수지 조성물의 물성 또는 효과에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 예컨대 상기 담체로서 실리카를 사용하는 경우, 상기 조촉매는 담체 중량당, 예컨대, 실리카 1 g을 기준으로 8 mmol 이상, 또는 10 mmol 이상이고, 25 mmol 이하, 또는 20 mmol 이하의 함량으로 담지될 수 있다. Additionally, the amount of the cocatalyst used can be appropriately adjusted depending on the physical properties or effects of the desired catalyst and resin composition. For example, when silica is used as the carrier, the cocatalyst may be supported in an amount of 8 mmol or more, or 10 mmol or more, and 25 mmol or less, or 20 mmol or less per weight of the carrier, for example, based on 1 g of silica. there is.

상기한 구성을 갖는 촉매 조성물은, 담체에 조촉매 화합물을 담지시키는 단계, 및 상기 담체에 상기 화학식 1로 표시되는 전이금속 화합물을 담지시키는 단계를 포함하는 제조 방법에 의해 제조될 수 있으며, 이때 조촉매와 화학식 1로 표시되는 전이금속 화합물의 담지 순서는 필요에 따라 바뀔 수 있다. 담지 순서에 따라 결정된 구조의 담지 촉매의 효과를 고려할 때, 이중에서도 담체에 대한 조촉매 담지 후 전이금속 화합물을 담지하는 것이, 제조된 담지 촉매가 폴리프로필렌의 제조 공정에서 높은 촉매 활성과 함께 보다 우수한 공정 안정성을 구현할 수 있다.The catalyst composition having the above-described structure can be prepared by a production method comprising the step of supporting a cocatalyst compound on a carrier, and the step of supporting a transition metal compound represented by Formula 1 on the carrier, wherein the crude The loading order of the catalyst and the transition metal compound represented by Formula 1 can be changed as needed. Considering the effect of the supported catalyst with a structure determined according to the supporting order, supporting the transition metal compound after supporting the cocatalyst on the carrier makes it possible for the prepared supported catalyst to have high catalytic activity and superior performance in the polypropylene manufacturing process. Process stability can be achieved.

또, 상기한 촉매 조성물은, 그 자체로 중합에 사용될 수도 있고, 또는 중합 반응에 사용 전 프로필렌 단량체와의 접촉을 통해 예비 중합된 (prepolymerization) 상태로 사용될 수도 있다. 이 경우, 발명의 일 구현예에 따른 제조방법은, 중합 반응을 통한 호모 폴리프로필렌의 제조 전, 촉매 조성물을 프로필렌 단량체와 접촉 시켜 예비 중합(또는 전 중합)하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the above-mentioned catalyst composition may be used for polymerization as such, or may be used in a prepolymerized state through contact with a propylene monomer before use in the polymerization reaction. In this case, the production method according to one embodiment of the invention may further include the step of pre-polymerizing (or pre-polymerizing) the catalyst composition by contacting it with a propylene monomer before producing homo polypropylene through a polymerization reaction.

통상 고활성 담지 촉매를 사용하는 경우, 담체의 표면에서 중합이 먼저 일어나게 되고, 생성된 중합체가 결정화되어 다음 단량체의 확산 (momomer diffusion)을 저해하여 속이 비어 있는 중합체를 형성함으로써 겉보기 밀도가 저하되는 문제가 있다. 이에 대해 본 발명에서는 저온 조건에서 예비 중합을 수행함으로써, 단량체의 담체 내부로까지의 확산 속도를 조절하고, 결과로서 중합체의 모폴로지를 용이하게 제어하고 개선할 수 있다.Typically, when using a highly active supported catalyst, polymerization occurs first on the surface of the carrier, and the resulting polymer crystallizes, inhibiting diffusion of the next monomer to form a hollow polymer, resulting in a decrease in apparent density. There is. In contrast, in the present invention, by performing prepolymerization under low temperature conditions, the diffusion rate of the monomer into the carrier can be controlled, and as a result, the morphology of the polymer can be easily controlled and improved.

또, 상기 호모 폴리프로필렌 중합체의 중합 반응은 연속식 중합 공정으로 수행될 수 있으며, 예컨대, 용액 중합 공정, 슬러리 중합 공정, 현탁 중합 공정, 또는 유화 중합 공정 등 올레핀 단량체의 중합 반응으로 알려진 다양한 중합 공정을 채용할 수 있다. 특히, 제조되는 폴리프로필렌 수지에 있어서 좁은 분자량 분포 및 고유동성을 구현하고, 또 제품의 상업적 생산을 고려할 때, 촉매, 프로필렌 단량체 및 선택적으로 수소 기체가 연속적으로 투입되는, 연속식 벌크 슬러리 중합 공정을 채용할 수 있다. 일례로, 본 발명에서는 루프 반응기를 이용한 스페리폴 공정(Spheripol process)를 통해 수행될 수 있다.In addition, the polymerization reaction of the homo polypropylene polymer may be performed as a continuous polymerization process, for example, various polymerization processes known as the polymerization reaction of olefin monomers, such as a solution polymerization process, slurry polymerization process, suspension polymerization process, or emulsion polymerization process. can be employed. In particular, in order to achieve narrow molecular weight distribution and high fluidity in the polypropylene resin produced, and considering commercial production of the product, a continuous bulk slurry polymerization process in which catalyst, propylene monomer, and optionally hydrogen gas are continuously introduced is used. can be hired. For example, the present invention can be performed through the Spheripol process using a loop reactor.

또, 상기 중합 반응은 40 ℃ 이상, 또는 6 0℃ 이상, 또는 70 ℃ 이상이고, 110 ℃ 이하 또는 100 ℃ 이하의 온도와 1 kgf/cm2 이상, 또는 5 kgf/cm2 이상이고, 100 kgf/cm2 이하, 또는 50kgf/cm2 이하의 압력 하에서 수행될 수 있다. 이러한 온도 및 압력 하에 중합이 진행되어, 목적하는 고유동성의 호모 폴리프로필렌이 수율 높게 제조될 수 있다.In addition, the polymerization reaction is performed at a temperature of 40 ℃ or higher, or 6 0 ℃ or higher, or 70 ℃ or lower, and a temperature of 110 ℃ or lower or 100 ℃ or lower, and 1 kgf/cm 2 or higher, or 5 kgf/cm 2 or higher, and 100 kgf. It can be carried out under a pressure of less than /cm 2 , or less than 50 kgf/cm 2 . Polymerization proceeds under such temperature and pressure, and the desired high fluidity homo polypropylene can be produced in high yield.

또, 상기 중합 반응에서, 상기 촉매 조성물은 오일 및 그리스의 혼합물에에 혼합한 머드 촉매의 형태로 사용될 수 있다. 이 경우 종래 프로필렌 중합시 촉매 조성물을 탄소수 5 내지 12의 지방족 탄화수소 용매, 예를 들면 펜탄, 헥산, 헵탄, 노난, 데칸, 및 이들의 이성질체와 톨루엔, 벤젠과 같은 방향족 탄화수소 용매, 디클로로메탄, 클로로벤젠과 같은 염소원자로 치환된 탄화수소 용매 등에 용해하거나 희석한 상태로 이용하는 경우와 비교하여 제조된 수지에 함유되는 휘발성 유기 화합물의 양이 현저히 감소되기 때문에, 이에 기인하는 냄새 또한 감소될 수 있다.Additionally, in the polymerization reaction, the catalyst composition may be used in the form of a mud catalyst mixed with a mixture of oil and grease. In this case, the catalyst composition for conventional propylene polymerization is an aliphatic hydrocarbon solvent having 5 to 12 carbon atoms, such as pentane, hexane, heptane, nonane, decane, and isomers thereof, and an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and benzene, dichloromethane, and chlorobenzene. Since the amount of volatile organic compounds contained in the manufactured resin is significantly reduced compared to the case where it is used in a diluted or dissolved state in a hydrocarbon solvent substituted with a chlorine atom, such as, the odor resulting therefrom can also be reduced.

상술한 바와 같은 중합 공정을 통해 제조된 호모 폴리프로필렌 중합체를 포함하는 폴리프로필렌 수지는 수소반응성이 우수한 메탈로센계 화합물의 사용 및 수소 기체 투입량의 조절로 큰 입경, 고유동성, 높은 결정화 on set 온도 및 좁은 분자량 분포를 나타낸다.The polypropylene resin containing the homopolypropylene polymer manufactured through the polymerization process as described above has a large particle size, high fluidity, high crystallization on set temperature, and It exhibits a narrow molecular weight distribution.

상기 단계 1에서 제조한 호모 폴리프로필렌 중합체 포함하는 폴리프로필렌 수지는 산화 방지제와 혼합될 수 있다. 전술한 바와 같이, 산화 방지제와 혼합 사용되는 경우, 섬유로의 가공 과정에서 가해지는 열, 전단 응력 등에 의한 물성 변화를 방지할 수 있어 바람직하다.The polypropylene resin containing the homopolypropylene polymer prepared in step 1 may be mixed with an antioxidant. As described above, when used in combination with an antioxidant, it is preferable to prevent changes in physical properties due to heat, shear stress, etc. applied during processing into fiber.

이때 산화 방지제의 종류 및 함량은 앞서 설명한 바와 같다. 또한, 선택적으로, 앞서 설명한 바와 같이, 중화제, 슬립제, 안티-블로킹제, UV 안정제, 대전방지제 등의 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수도 있다.At this time, the type and content of the antioxidant are the same as described above. Additionally, optionally, as described above, one or more additives such as a neutralizer, slip agent, anti-blocking agent, UV stabilizer, and antistatic agent may be further included.

(단계 2)(Step 2)

다음으로, 상기 단계 1에서 제조한 폴리프로필렌 수지를 멜트 블로잉 공정을 수행하여 섬유로 제조하는 단계이다. Next, the polypropylene resin prepared in step 1 is manufactured into fiber by performing a melt blowing process.

구체적으로, 상기 폴리프로필렌 수지에 240 ℃ 내지 270 ℃의 공기를 1.8 psi 내지 2.3 psi 압력으로 주입하면서 용융 방사하여 섬유를 제조하는 단계를 수행한다.Specifically, the step of producing a fiber is performed by melt spinning while injecting air at a temperature of 240°C to 270°C at a pressure of 1.8 psi to 2.3 psi into the polypropylene resin.

멜트 블로잉 공정을 이용한 섬유 제조시, 용융 방사되는 폴리프로필렌 조성물에 대해 고온 및 고압의 공기를 투입하게 되는데, 이때 투입되는 고온 및 고압의 공정에 의해 방사 제조되는 섬유의 연신 및 개섬이 일어나게 되며, 다이와 콜렉터 간의 거리(DCD) 조절 등을 통해 세섬화한다.When manufacturing fiber using the melt blowing process, high temperature and high pressure air is injected into the melt-spun polypropylene composition. At this time, the high temperature and high pressure process injected causes stretching and opening of the fiber being spun, and die and Fineness is achieved by adjusting the distance between collectors (DCD).

본 발명에서는 폴리프로필렌 중합체의 특유의 물성과 함께, 유입되는 공기의 온도 및 압력을 제어함으로써 굵기가 가늘면서 균일한 섬유를 제조할 수 있으며, 멜트 블로잉 공정 중 FLY 현상(수지의 날림)이나, NEP(섬유의 작은 덩어리) 발생을 억제할 수 있다.In the present invention, it is possible to manufacture thin and uniform fibers by controlling the temperature and pressure of the incoming air along with the unique physical properties of polypropylene polymer, and it is possible to produce fibers with a thin and uniform thickness during the melt blowing process. It can suppress the occurrence of (small clumps of fiber).

한편, 투입되는 공기의 온도가 240 ℃ 미만이거나, 압력이 1.8 psi 미만일 경우, 제조되는 섬유의 섬도가 증가하고, 섬유 내 기공 크기가 증가함으로써, 충분한 흡음 효과를 얻기 어렵다. 또 공기의 온도가 270 ℃를 초과하거나 압력이 2.3 psi를 초과할 경우, 방사 안정성이 저하되고, FYL 발생이 증가하여, 섬유로 제조가 어렵다. 종래 용융지수만이 높은 수지를 사용할 경우, 전술한 온도 및 압력 범위에서 방사 공정을 수행하면, 극세섬화가 어렵거나 FLY 현상이 필연적으로 발생하는 문제점이 있었으나, 전술한 특정 물성을 만족하는 수지를 사용할 경우, 고온 및 고압의 열풍이 사용되더라도 이러한 문제가 발생하지 않아 바람직하다. On the other hand, when the temperature of the injected air is less than 240°C or the pressure is less than 1.8 psi, the fineness of the manufactured fiber increases and the pore size within the fiber increases, making it difficult to obtain a sufficient sound absorption effect. Additionally, when the air temperature exceeds 270°C or the pressure exceeds 2.3 psi, spinning stability decreases and FYL generation increases, making it difficult to manufacture into fiber. Conventionally, when using a resin with only a high melt index, there was a problem that it was difficult to form ultrafine fibers or the FLY phenomenon inevitably occurred when the spinning process was performed in the above-mentioned temperature and pressure range. However, it is possible to use a resin that satisfies the specific physical properties described above. In this case, it is desirable because this problem does not occur even if hot air at high temperature and high pressure is used.

상기 방사 공정에서 압출 다이와 콜렉터 사이의 방사거리(die to colletor distance)는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 20 cm 내지 60 cm 일 수 있다. 상기 범위로 제어함으로써 섬유의 세섬화를 더욱 증진시킬 수 있다. DCD가 20 cm 보다 짧을 경우 섬도가 굵어지고, 60 cm를 초과할 경우에는 방사안정성이 저하되고, fly 발생이 증가할 우려가 있다.In the spinning process, the die to colletor distance between the extrusion die and the collector is not particularly limited, but may be, for example, 20 cm to 60 cm. By controlling within the above range, the fineness of the fiber can be further improved. If the DCD is shorter than 20 cm, the fineness becomes thicker, and if it exceeds 60 cm, there is a risk that spinning stability will decrease and the occurrence of flies may increase.

상기 방법에 따라 제조된 섬유는, 평균 직경이 약 2.0 ㎛ 이하이며, 바람직하게는 약 1.3 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 약 1.0 ㎛ 이하이다. 상기 범위로 극세섬화된 섬유는 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 흡음재로 사용되어 우수한 흡음 효과를 구현할 수 있으며, 특히 고주파 영역에서도 뛰어난 흡음 효과를 구현할 수 있다.The fibers produced according to the above method have an average diameter of about 2.0 μm or less, preferably about 1.3 μm or less, and more preferably about 1.0 μm or less. Fibers made of ultrafine fibers in the above range can be applied to various fields and can be used as sound absorbing materials to achieve excellent sound absorption effects, especially in the high frequency range.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 제시한다. 다만, 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다.Below, preferred embodiments are presented to aid understanding of the present invention. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following examples.

제조예 1: 촉매의 제조Preparation Example 1: Preparation of catalyst

실리카 3g을 쉬링크 플라스크에 미리 칭량한 후, 메틸알루미녹산(MAO) 52mmol을 넣고, 90℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 침전 후 상층부는 제거하고 톨루엔으로 2회에 걸쳐 세척하였다. 하기 구조의 전이금속 화합물(1a) 240μmol을 톨루엔에 용해시켜 반응기에 첨가한 후, 70℃에서 5시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 침전이 끝나면, 상층부 용액은 제거하고 남은 반응 생성물을 톨루엔으로 세척한 후, 헥산으로 다시 세척하고 진공 건조하여 고체 입자 형태의 실리카 담지 메탈로센 촉매 5g을 얻었다.After weighing 3g of silica in advance in a shrink flask, 52mmol of methylaluminoxane (MAO) was added and reacted at 90°C for 24 hours. After precipitation, the upper layer was removed and washed twice with toluene. 240 μmol of transition metal compound (1a) having the following structure was dissolved in toluene and added to the reactor, and then reacted at 70°C for 5 hours. After completion of the reaction and precipitation, the upper solution was removed and the remaining reaction product was washed with toluene, then washed again with hexane and dried in vacuum to obtain 5 g of a silica-supported metallocene catalyst in the form of solid particles.

(1a) (1a)

실시예 1: 호모 폴리프로필렌 중합체를 포함하는 폴리프로필렌 수지의 제조Example 1: Preparation of polypropylene resin comprising homopolypropylene polymer

상기 제조예 1에서 제조한 실리카 담지 메탈로센 촉매의 존재하에, 연속적인 2기의 루프 반응기를 이용하여 프로필렌의 벌크-슬러리 중합을 진행하였다. 이때, 트리에틸알루미늄(TEAL) 60 g/h를 펌프를 이용하여 투입하고, 수소 기체는 1,200 ppm으로 펌프르 이용하여 투입하였고, 상기에서 제조한 담지 촉매는 16 중량%로 오일 및 그리스에 섞은 머드 촉매 형태로 사용하였다. 반응기의 온도는 70 ℃, 시간당 샌상량은 40 kg으로 유지하면서 호모 폴리프로필렌 중합체를 제조하였다.In the presence of the silica-supported metallocene catalyst prepared in Preparation Example 1, bulk-slurry polymerization of propylene was performed using two consecutive loop reactors. At this time, 60 g/h of triethylaluminum (TEAL) was injected using a pump, hydrogen gas was injected at 1,200 ppm using a pump, and the supported catalyst prepared above was 16% by weight in mud mixed with oil and grease. It was used in catalyst form. Homopolypropylene polymer was manufactured while maintaining the temperature of the reactor at 70°C and the amount of sand per hour being maintained at 40 kg.

상기에서 제조한 호모 폴리프로필렌 중합체 100 중량부에 대하여, 페놀계 산화방지제로서 Irganox 1076® (BASF사제) 0.10 중량부를 혼합하여 폴리프로필렌 수지를 제조하였다.A polypropylene resin was prepared by mixing 0.10 parts by weight of Irganox 1076 ® (manufactured by BASF) as a phenolic antioxidant with 100 parts by weight of the homopolypropylene polymer prepared above.

실시예 2Example 2

수소 투입량을 1,400 ppm으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 수지를 제조하였다.Polypropylene resin was prepared in the same manner as Example 1, except that the hydrogen input amount was changed to 1,400 ppm.

실시예 3Example 3

수소 투입량을 1,600 ppm으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 수지를 제조하였다.Polypropylene resin was prepared in the same manner as Example 1, except that the hydrogen input amount was changed to 1,600 ppm.

비교예 1Comparative Example 1

바젤사 MF650Y 파우더형 폴리프로필렌 수지(MI 1800)를 사용하고, 상기 수지 100 중량부에 대하여, 페놀계 산화방지제로서 Irganox 1076® (BASF사제) 0.10 중량부를 혼합하여 폴리프로필렌 수지를 제조하였다. A polypropylene resin was prepared by using Basel MF650Y powder-type polypropylene resin (MI 1800) and mixing 0.10 parts by weight of Irganox 1076 ® (manufactured by BASF) as a phenol-based antioxidant with 100 parts by weight of the resin.

비교예 2Comparative Example 2

바젤사 MF650Z 파우더형 폴리프로필렌 수지(MI 2300)를 사용하고, 상기 수지 100 중량부에 대하여, 페놀계 산화방지제로서 Irganox 1076® (BASF사제) 0.10 중량부를 혼합하여 폴리프로필렌 수지를 제조하였다. A polypropylene resin was prepared by using Basel MF650Z powder-type polypropylene resin (MI 2300) and mixing 0.10 parts by weight of Irganox 1076 ® (manufactured by BASF) as a phenolic antioxidant with 100 parts by weight of the resin.

실험예 1: 폴리프로필렌 수지의 물성 평가Experimental Example 1: Evaluation of physical properties of polypropylene resin

상기 실시예 및 비교예에서 사용된 폴리프로필렌 수지(해당 수지는 분말형임)의 물성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.The physical properties of the polypropylene resin (the resin is in powder form) used in the above examples and comparative examples were measured, and the results are shown in Table 2 below.

(1) 평균 입경(D50): 실시예 및 비교예에서 제조된 폴리프로필렌 수지의 샘플을 광회절 입자 크기분석장치(Symatec사 HELOS)의 호퍼에 주입 후, 18㎛ 내지 3,500㎛ 범위에서 입자 크기 분포를 측정하고, 그 결과를 이용하여 평균 입자 크기(D50)를 계산하였다. D50은 수지의 입자 크기에 따른 입자 개수의 누적 분포에서, 누적 분포 50% 지점에서의 수지의 입자 크기이다.(1) Average particle diameter (D50): After injecting the sample of the polypropylene resin prepared in Examples and Comparative Examples into the hopper of an optical diffraction particle size analyzer (HELOS, Symatec), particle size distribution in the range of 18㎛ to 3,500㎛ was measured, and the average particle size (D50) was calculated using the results. D50 is the particle size of the resin at the 50% point of the cumulative distribution of the number of particles according to the particle size of the resin.

(2) 용융지수(MI, 2.16 kg) (g/10min): 실시예 및 비교예에서 제조된 폴리프로필렌 수지의 샘플을 ASTM D1238에 따라 230 ℃에서 2.16 kg 하중으로 측정하였으며, 10분 동안 용융되어 나온 수지의 무게(g)로 나타내었다.(2) Melt index (MI, 2.16 kg) (g/10min): Samples of polypropylene resin prepared in Examples and Comparative Examples were measured at 230°C with a load of 2.16 kg according to ASTM D1238, and were melted for 10 minutes. It is expressed as the weight (g) of the resin produced.

(3) 결정화 on set 온도(T1): 실시예 및 비교예에서 제조된 폴리프로필렌 수지의 샘플을 전단 속도 1s-1 하에서, 180 ℃에서 1 ℃/min 속도로 감온하면서 복합 점도(Paㆍs)를 측정하고, 해당 온도의 점도 값을 표 1에 기재하였다. 표 1의 결과를 바탕으로 하기 수학식 1에 따라 점도 변화 비율이 190이 되는 지점에서의 초기 온도인 결정화 on set 온도(T1)를 도출하였다. (3) Crystallization on set temperature (T 1 ): Samples of polypropylene resin prepared in Examples and Comparative Examples were subjected to shear rate of 1 s -1 The complex viscosity (Pa·s) was measured while decreasing the temperature from 180°C to 1°C/min, and the viscosity values at that temperature are listed in Table 1. Based on the results in Table 1, the crystallization on set temperature (T 1 ), which is the initial temperature at the point where the viscosity change rate is 190, was derived according to Equation 1 below.

복합 점도는 ARES(advanced rheometric expansion system)을 이용하여 190℃에서 dynamic frequency sweep로 구하였다. 상기 dynamic frequency sweep는 디스크 형태의 25 mm parallel plate를 이용하여 측정하였다. Complex viscosity was obtained by dynamic frequency sweep at 190°C using ARES (advanced rheometric expansion system). The dynamic frequency sweep was measured using a disk-shaped 25 mm parallel plate.

[수학식 1][Equation 1]

점도 변화 비율 = V2(T2) / V1(T1)Viscosity change rate = V 2 (T 2 ) / V 1 (T 1 )

V1(T1)은 결정화 on set 온도(T1)에서 측정된 복합 점도이고,V 1 (T 1 ) is the complex viscosity measured at the crystallization on set temperature (T 1 ),

V2(T2)는 결정화 on set 온도(T1) 보다 3 ℃ 낮은 온도(T2)에서 측정된 복합 점도이다.V 2 (T 2 ) is the complex viscosity measured at a temperature (T 2 ) 3°C lower than the crystallization on set temperature (T 1 ).

(4) 융융 온도(Tm) (℃): 실시예 및 비교예에서 제조된 폴리프로필렌 수지의 샘플을 온도를 200 ℃까지 증가시킨 후, 5분 동안 그 온도에서 유지하고, 그 다음 30℃까지 내리고, 다시 온도를 증가시켜 DSC(Differential Scanning Calorimeter, TA사 제조) 곡선의 꼭대기를 융융 온도로 하였다. 이 때, 온도의 상승과 내림의 속도는 10 ℃/min 이고, 융융 온도는 두 번째 온도가 상승하는 구간에서 측정한 결과를 사용하였다.(4) Melting temperature (Tm) (°C): The temperature of the sample of the polypropylene resin prepared in Examples and Comparative Examples was increased to 200°C, maintained at that temperature for 5 minutes, and then lowered to 30°C. , the temperature was increased again and the top of the DSC (Differential Scanning Calorimeter, manufactured by TA) curve was taken as the melting temperature. At this time, the rate of temperature rise and fall was 10°C/min, and the melting temperature was measured in the second temperature rising section.

(5) 분자량 분포(MWD): 실시예 및 비교예에서 제조된 폴리프로필렌 수지의 샘플을 겔 투과 크로마토그래피(GPC: gel permeation chromatography)를 이용하여 중합체의 중량평균 분자량(Mw)과 수평균 분자량(Mn)을 측정하고, 측정한 중량평균 분자량을 수평균 분자량으로 나누어 분자량 분포(MDW 즉, Mw/Mn)를 계산하였다. (5) Molecular weight distribution (MWD): Samples of the polypropylene resin prepared in Examples and Comparative Examples were measured using gel permeation chromatography (GPC) to determine the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight ( Mn) was measured, and the molecular weight distribution (MDW, i.e., Mw/Mn) was calculated by dividing the measured weight average molecular weight by the number average molecular weight.

구체적으로, 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 장치로는 Waters PL-GPC220 기기를 이용하고, Polymer Laboratories PLgel MIX-B 300mm 길이 칼럼을 사용하였다. 이때 측정 온도는 160℃ 이며, 1,2,4-트리클로로벤젠을 용매로서 사용하였으며, 유속은 1mL/min로 하였다. 실시예 및 비교예에 따른 폴리프로필렌 수지의 샘플은 각각 10mg/10mL의 농도로 조제한 다음, 200 μL의 양으로 공급하였다. 폴리스티렌 표준 시편을 이용하여 형성된 검정 곡선을 이용하여Mw 및 Mn의 값을 유도하였다. 폴리스티렌 표준 시편의 중량평균 분자량은 2,000 g/mol / 10,000 g/mol / 30,000 g/mol / 70,000 g/mol / 200,000 g/mol / 700,000 g/mol / 2,000,000 g/mol / 4,000,000 g/mol / 10,000,000 g/mol의 9종을 사용하였다.Specifically, a Waters PL-GPC220 instrument was used as a gel permeation chromatography (GPC) device, and a Polymer Laboratories PLgel MIX-B 300 mm long column was used. At this time, the measurement temperature was 160°C, 1,2,4-trichlorobenzene was used as a solvent, and the flow rate was 1 mL/min. Samples of polypropylene resin according to Examples and Comparative Examples were each prepared at a concentration of 10 mg/10 mL and then supplied in an amount of 200 μL. The values of Mw and Mn were derived using a calibration curve formed using a polystyrene standard specimen. The weight average molecular weight of the polystyrene standard specimen is 2,000 g/mol / 10,000 g/mol / 30,000 g/mol / 70,000 g/mol / 200,000 g/mol / 700,000 g/mol / 2,000,000 g/mol / 4,000,000 g/mol / 10,000,000 g Nine types of /mol were used.

점도
(Paㆍs)
viscosity
(Paㆍs)
실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2
180℃180℃ 16.1216.12 11.0511.05 5.735.73 15.7215.72 10.6510.65 150℃150℃ 29.1829.18 19.7819.78 10.1910.19 28.7628.76 19.0619.06 132℃132℃ 46.3746.37 30.8930.89 14.9514.95 44.0544.05 29.9129.91 131℃131℃ 48.1548.15 32.0332.03 15.9215.92 46.1146.11 30.4630.46 130℃130℃ 50.8750.87 33.4233.42 16.4116.41 47.8047.80 31.5531.55 129℃129℃ 58.1558.15 35.3735.37 17.6917.69 50.0050.00 33.0733.07 128℃128℃ 79.8779.87 38.9238.92 19.1419.14 52.5952.59 35.4235.42 127℃127℃ 380.16380.16 84.1384.13 44.3544.35 56.0456.04 37.8237.82 126℃126℃ 13484.813484.8 1068.891068.89 534.45534.45 62.7062.70 40.8240.82 125℃125℃ 17997.217997.2 14789.9014789.90 8490.228490.22 136.37136.37 85.5985.59 124℃124℃ -- -- -- 9780.859780.85 6174.556174.55 123℃123℃ -- -- -- 12733.512733.5 8038.58038.5

구분division 평균입경(㎛)Average particle diameter (㎛) MI(g/min)MI (g/min) Tm(℃)Tm(℃) T1(℃)T 1 (℃) 점도 변화 비율Viscosity change rate MWDMWD 실험예 1-1Experimental Example 1-1 실시예 1Example 1 1,5501,550 17901790 156156 129129 231.9231.9 2.222.22 실험예 1-2Experimental Example 1-2 실시예 2Example 2 1,6201,620 22802280 156156 128128 380.0380.0 2.222.22 실험예 1-3Experimental Example 1-3 실시예 3Example 3 1,7601,760 33163316 156156 128128 443.6443.6 2.222.22 비교 실험예 1-1Comparative Experiment Example 1-1 비교예 1Comparative Example 1 1,0521,052 18501850 154154 126126 203.1203.1 2.192.19 비교 실험예 1-2Comparative Experiment Example 1-2 비교예 2Comparative Example 2 1,1121,112 23102310 154154 126126 196.9196.9 2.192.19

상기 표 1의 점도 변화 데이터를 통해, 폴리프로필렌 수지의 결정화 on set 온도(T1)를 도출하였다.Through the viscosity change data in Table 1 above, the crystallization on set temperature (T 1 ) of the polypropylene resin was derived.

상기 표 2를 참고하면, 본원의 폴리프로필렌 수지는 높은 용융지수 및 융점을 가지며, 시판되는 동등 수준의 용융지수를 가지는 중합체 대비 평균 입경이 크고, 높은 결정화 on set 온도를 가지는 것을 확인할 수 있었다.Referring to Table 2 above, it was confirmed that the polypropylene resin of the present invention has a high melt index and melting point, a larger average particle diameter, and a higher crystallization on set temperature than commercially available polymers with an equivalent melt index.

실험예 2: 섬유 방사 안정성 평가 Experimental Example 2: Evaluation of fiber spinning stability

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 폴리프로필렌 수지에 대하여, 표 3와 같이 방사 공정 조건을 달리하여 폴리프로필렌 섬유를 제조하고, 그 물성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다.For the polypropylene resin prepared according to the above examples and comparative examples, polypropylene fibers were manufactured under different spinning process conditions as shown in Table 3, and the physical properties were measured, and the results are shown in Table 3 below.

도 1은 멜트블로운 방사 공정을 나타낸 모식도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing the meltblown spinning process.

<방사 조건><Radiation conditions>

문헌 [Bresee, R.R. and Qureshi, U.A. “Influence of Processing Conditions on Melt Blown Web Structure. Part 1-DCD, “international Nonwovens Journal, 12(1) 49-55 (2004)]에 기재된 것과 유사한 공정에 의해 수지를 극세섬유 웹으로 압출하였다.See Bresee, R.R. and Qureshi, U.A. “Influence of Processing Conditions on Melt Blown Web Structure. The resin was extruded into a microfiber web by a process similar to that described in Part 1-DCD, “international Nonwovens Journal, 12(1) 49-55 (2004)].

구체적으로, 트윈 스크류 압출기를 이용하여 수지 조성물을 멜트 펌프(65 rpm)에 공급한 후에 토출구(30holes/inch) 및 0.3 파이의 토출구 직경을 갖는 멜트 블로잉 다이(rotating drum collector의 너비: 650cm)에 공급한 점을 제외하고는, 문헌[Bresee, R.R. and Qureshi, U.A. “Influence of Processing onditions on Melt Blown Web Structure. Part 1-DCD,” International Nonwovens Journal, 13(1) 49-55 (2004)]에 기재된 것과 유사한 공정에 의해 극세섬유 웹으로 압출하였다.Specifically, the resin composition is supplied to a melt pump (65 rpm) using a twin screw extruder and then supplied to a melt blowing die (width of rotating drum collector: 650 cm) with an outlet (30 holes/inch) and an outlet diameter of 0.3 pi. With one exception, see Bresee, R.R. and Qureshi, U.A. “Influence of Processing conditions on Melt Blown Web Structure. It was extruded into a microfiber web by a process similar to that described in “Part 1-DCD,” International Nonwovens Journal, 13(1) 49-55 (2004).

Hot Air Pressure(psi) : 1.8 / 2.3Hot Air Pressure(psi): 1.8 / 2.3

Hot Air Temperature(℃) : 240 / 270Hot Air Temperature(℃) : 240 / 270

DCD(Die to Collector Distance, cm) : 20 / 30 / 60DCD(Die to Collector Distance, cm): 20 / 30 / 60

부직포 중량 (gsm) : 20Nonwoven Weight (gsm): 20

(1) 섬유 평균 직경 (1) Fiber average diameter

실험예 2에서 제조된 섬유에 대하여, FESEM (HITACHI S-4800)을 사용하여 표폰 400개를 대상으로 직경을 측정하고, 측정 값의 평균 값으로부터 섬유의 평균 직경을 확인하고 그 결과를 표 3에 기재하였다. 참고로, 섬유의 장변에 대한 수직 단면의 직경을 의미하며, 이때, 상기 섬유의 직경은 섬유 단면의 임의의 두 점을 이은 직선 거리 중 최장 거리로 정의될 수 있다.For the fiber manufactured in Experimental Example 2, the diameter of 400 samples was measured using FESEM (HITACHI S-4800), the average diameter of the fiber was confirmed from the average value of the measured values, and the results are shown in Table 3. It was described. For reference, it refers to the diameter of the cross-section perpendicular to the long side of the fiber. In this case, the diameter of the fiber may be defined as the longest straight line distance connecting any two points on the fiber cross-section.

(2) 방사 안정성(2) Radiation stability

실험예 2의 제조 공정 중, 육안으로 FLY, 덩어리 및 단사 발생 유무로부터 방사 안정성을 하기 기준에 따라 평가하였다.During the manufacturing process of Experimental Example 2, spinning stability was evaluated visually based on the presence or absence of FLY, lumps, and single yarns occurring according to the following criteria.

O: FLY, 덩어리 및 단사 발생이 없음 O: FLY, no lumps or single yarns occur

△: FLY가 일부 발생△: Some FLY occurs

X: FLY, 덩어리 및 단사 발생 X: FLY, lump and single yarn occurrence.

구분division 방사 조건radiation conditions 섬유 평균 직경(㎛)Fiber average diameter (㎛) 방사
안정성
radiation
stability
압력(psi)pressure (psi) 온도(℃)Temperature (℃) DCD(cm)DCD(cm) 실험예 2-1-1Experimental Example 2-1-1 실시예 1Example 1 1.81.8 270270 3030 0.910.91 실험예 2-1-2Experimental Example 2-1-2 실시예 1Example 1 2.32.3 240240 6060 0.890.89 실험예 2-2-1Experimental Example 2-2-1 실시예 2Example 2 1.81.8 240240 2020 0.970.97 실험예 2-2-2Experimental Example 2-2-2 실시예 2Example 2 1.81.8 240240 3030 0.800.80 실험예 2-2-3Experimental Example 2-2-3 실시예 2Example 2 2.32.3 270270 6060 0.740.74 실험예 2-3-1Experimental Example 2-3-1 실시예 3Example 3 1.81.8 240240 2020 0.650.65 실험예 2-3-2Experimental Example 2-3-2 실시예 3Example 3 1.81.8 240240 3030 0.510.51 실험예 2-3-3Experimental Example 2-3-3 실시예 3Example 3 2.32.3 270270 6060 0.480.48 비교 실험예 2-1-1Comparative Experiment Example 2-1-1 비교예 1Comparative Example 1 1.81.8 240240 2020 2.322.32 비교 실험예 2-1-2Comparative Experiment Example 2-1-2 비교예 1Comparative Example 1 1.81.8 270270 3030 섬유 형성 안됨No fiber formation XX 비교 실험예 2-1-3Comparative Experiment Example 2-1-3 비교예 1Comparative Example 1 2.32.3 240240 6060 섬유 형성 안됨No fiber formation XX 비교 실험예 2-2-1Comparative Experiment Example 2-2-1 비교예 2Comparative Example 2 1.81.8 240240 2020 섬유 형성 안됨No fiber formation XX 비교 실험예 2-2-2Comparative Experiment Example 2-2-2 비교예 2Comparative Example 2 1.81.8 240240 3030 섬유 형성 안됨No fiber formation XX 비교 실험예 2-2-3Comparative Experiment Example 2-2-3 비교예 2Comparative Example 2 2.32.3 270270 6060 섬유 형성 안됨No fiber formation XX 비교 실험예 2-3-1Comparative Experiment Example 2-3-1 비교예 3Comparative Example 3 1.81.8 240240 2020 섬유 형성 안됨No fiber formation XX 비교 실험예 2-3-2Comparative Experiment Example 2-3-2 비교예 3Comparative Example 3 1.81.8 240240 3030 섬유 형성 안됨No fiber formation XX 비교 실험예 2-3-3Comparative Experiment Example 2-3-3 비교예 3Comparative Example 3 2.32.3 270270 6060 섬유 형성 안됨No fiber formation XX

상기 표 3을 참고하면, 본원의 폴리프로필렌 수지를 사용하여 제조된 섬유는 시판되는 동등 수준의 용융 지수를 가지는 수지와 대비하여, 동일한 조건에서 방사 공정을 수행 시, 방사 안정성이 뛰어나고, 이에 따라 1 ㎛ 이하의 극세섬화를 구현할 수 있음을 확인하였다.Referring to Table 3 above, the fiber manufactured using the polypropylene resin of the present application has excellent spinning stability when the spinning process is performed under the same conditions compared to a commercially available resin having an equivalent melt index, and accordingly, 1 It was confirmed that ultrafine fine fibers of less than ㎛ can be achieved.

시판되는 높은 용융지수의 수지를 사용한 비교 실험예들은 고온 및 고압의 열풍을 사용 시, FLY, 덩어리 및 단사가 모두 발생하여, 섬유로 제조가 어려운 것을 확인할 수 있었다.Comparative experimental examples using commercially available high melt index resins confirmed that when high temperature and high pressure hot air was used, FLY, lumps, and single yarns were all generated, making it difficult to manufacture them into fibers.

Claims (17)

호모 폴리프로필렌 중합체를 포함하며, 하기 i) 내지 iv)의 조건을 충족하는, 폴리프로필렌 수지:
i) 평균 입경이 1,200 ㎛ 내지 2,500 ㎛이고,
ii) ASTM D1238에 따라 230 ℃에서 2.16 kg 하중으로 측정된 용융지수가 1,700 g/10min 내지 3,500 g/10min이고,
iii) 결정화 on set 온도(T1)가 127 ℃ 이상이고, 상기 결정화 on set 온도(T1)는 하기 수학식 1로 표시되는 점도 변화 비율이 190 이상인 지점에서의 초기 온도이고,
iv) 분자량 분포가 2.2 내지 2.4이고,
[수학식 1]
점도 변화 비율 = V2(T2) / V1(T1)
식 중에서, V1(T1) 및 V2(T2)는 폴리프로필렌 수지를 전단 속도 1 s-1 하, 180 ℃에서 1 ℃/min 속도로 감온하면서, T1 및 T2의 온도에서 각각 측정된 복합 점도(Paㆍs)이며,
T1은 결정화 on set 온도이고,
T2는 결정화 on set 온도(T1) 보다 3 ℃ 낮은 온도임.
A polypropylene resin comprising a homopolypropylene polymer and satisfying the conditions i) to iv) below:
i) the average particle diameter is 1,200 ㎛ to 2,500 ㎛,
ii) a melt index of 1,700 g/10 min to 3,500 g/10 min measured at 230° C. with a load of 2.16 kg according to ASTM D1238;
iii) the crystallization on set temperature (T 1 ) is 127°C or higher, and the crystallization on set temperature (T 1 ) is the initial temperature at a point where the viscosity change ratio expressed by Equation 1 below is 190 or higher,
iv) the molecular weight distribution is 2.2 to 2.4,
[Equation 1]
Viscosity change rate = V 2 (T 2 ) / V 1 (T 1 )
In the formula, V 1 (T 1 ) and V 2 (T 2 ) are the shear rate of polypropylene resin 1 s -1 Below, the complex viscosity (Pa·s) measured at temperatures T 1 and T 2 while decreasing temperature from 180 ℃ at a rate of 1 ℃/min,
T 1 is the crystallization on set temperature,
T 2 is a temperature 3°C lower than the crystallization on set temperature (T 1 ).
제1항에 있어서,
상기 수학식 1에 따라 도출된 결정화 on set 온도(T1)에서 측정된 점도 V'1(T1) 대비 결정화 on set 온도(T1) 보다 3 ℃ 낮은 온도에서 측정된 점도 V'2(T1)의 점도 변화 비율이 220 내지 450인, 폴리프로필렌 수지.
According to paragraph 1,
The viscosity V' 1 (T 1 ) measured at the crystallization on set temperature (T 1 ) derived according to Equation 1 above is the viscosity V' 2 (T 1 ) A polypropylene resin with a viscosity change ratio of 220 to 450.
제1항에 있어서,
상기 결정화 on set 온도(T1)는 127 ℃ 내지 130 ℃인, 폴리프로필렌 수지.
According to paragraph 1,
The crystallization on set temperature (T 1 ) is 127 ℃ to 130 ℃, polypropylene resin.
제1항에 있어서,
상기 V2(T2)는 8,300 Paㆍs 내지 20,000 Paㆍs인, 폴리프로필렌 수지.
According to paragraph 1,
The V 2 (T 2 ) is a polypropylene resin of 8,300 Pa·s to 20,000 Pa·s.
제1항에 있어서,
상기 수지는 126 ℃에서 측정된 복합 점도가 500 Paㆍs이상인, 폴리프로필렌 수지.
According to paragraph 1,
The resin is a polypropylene resin having a complex viscosity measured at 126°C of 500 Pa·s or more.
제1항에 있어서,
상기 수지는 125 ℃에서 측정된 복합 점도가 8,000 Paㆍs이상인, 폴리프로필렌 수지.
According to paragraph 1,
The resin is a polypropylene resin having a complex viscosity measured at 125°C of 8,000 Pa·s or more.
제1항에 있어서,
상기 수지는 융점이 155 ℃ 이상인, 폴리프로필렌 수지.
According to paragraph 1,
The resin is a polypropylene resin having a melting point of 155°C or higher.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 수지는 분말형인, 폴리프로필렌 수지.
According to paragraph 1,
The resin is a powdery polypropylene resin.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 폴리프로필렌 수지를 포함하는, 폴리프로필렌 섬유.
A polypropylene fiber comprising the polypropylene resin according to any one of claims 1 to 9.
제10항에 있어서,
평균 직경이 2.0 ㎛ 이하인, 폴리프로필렌 섬유.
According to clause 10,
Polypropylene fibers with an average diameter of 2.0 μm or less.
하기 화학식 1로 표시되는 전이금속 화합물, 실리카 담체 및 알킬알루미녹산계 조촉매를 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에, 수소를 1,000 ppm 내지 2,000 ppm의 양으로 투입하며 프로필렌 단량체를 중합시켜 호모 폴리프로필렌 중합체를 포함하는 폴리프로필렌 수지를 제조하는 단계; 및
상기 폴리프로필렌 수지에 240 ℃ 내지 270 ℃의 공기를 1.8 psi 내지 2.3 psi 압력으로 주입하면서 용융 방사하여 섬유를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 폴리프로필렌 수지는 하기 i) 내지 iv)의 조건을 충족하는 포함하는, 폴리프로필렌 섬유의 제조 방법:
i) 평균 입경이 1,200 ㎛ 내지 2,500㎛이고,
ii) ASTM D1238에 따라 230 ℃에서 2.16 kg 하중으로 측정된 용융지수가 1,700 g/10min 내지 3,500 g/10min이고,
iii) 결정화 on set 온도(T1)가 127 ℃ 이상이고, 상기 결정화 on set 온도(T1)는 하기 수학식 1로 표시되는 점도 변화 비율이 190 이상인 지점에서의 초기 온도이고,
iv) 분자량 분포가 2.2 내지 2.4이고,
[수학식 1]
점도 변화 비율 = V2(T2) / V1(T1)
식 중에서, V1(T1) 및 V2(T2)는 폴리프로필렌 수지를 전단 속도 1 s-1 하, 180 ℃에서 1 ℃/min 속도로 감온하면서, T1 및 T2의 온도에서 각각 측정된 복합 점도(Paㆍs)이며,
T1은 결정화 on set 온도이고,
T2는 결정화 on set 온도(T1) 보다 3 ℃ 낮은 온도임.
[화학식 1]
Figure 112023068419524-pat00005

상기 화학식 1에서,
X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐이고,
R1 및 R5는 각각 독립적으로 C1-20 알킬로 치환된 C6-20 아릴이고,
R2 내지 R4 및 R6 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C1-20 알킬실릴, C1-20 실릴알킬, C1-20 알콕시실릴, C1-20 에테르, C1-20 실릴에테르, C1-20 알콕시, C6-20 아릴, C7-20 알킬아릴, 또는 C7-20 아릴알킬이고,
A는 탄소, 실리콘 또는 게르마늄임.
In the presence of a catalyst composition containing a transition metal compound represented by the following formula (1), a silica carrier, and an alkylaluminoxane-based cocatalyst, hydrogen is added in an amount of 1,000 ppm to 2,000 ppm and propylene monomer is polymerized to produce a homopolypropylene polymer. Preparing a polypropylene resin comprising; and
A step of producing a fiber by melt spinning while injecting air at a temperature of 240°C to 270°C into the polypropylene resin at a pressure of 1.8 psi to 2.3 psi,
A method for producing polypropylene fibers, wherein the polypropylene resin satisfies the following conditions i) to iv):
i) the average particle diameter is 1,200 ㎛ to 2,500 ㎛,
ii) a melt index of 1,700 g/10 min to 3,500 g/10 min measured at 230° C. with a load of 2.16 kg according to ASTM D1238;
iii) the crystallization on set temperature (T 1 ) is 127°C or higher, and the crystallization on set temperature (T 1 ) is the initial temperature at a point where the viscosity change ratio expressed by Equation 1 below is 190 or higher,
iv) the molecular weight distribution is 2.2 to 2.4,
[Equation 1]
Viscosity change rate = V 2 (T 2 ) / V 1 (T 1 )
In the formula, V 1 (T 1 ) and V 2 (T 2 ) are the shear rate of polypropylene resin 1 s -1 Below, the complex viscosity (Pa·s) measured at temperatures T 1 and T 2 while decreasing temperature from 180 ℃ at a rate of 1 ℃/min,
T 1 is the crystallization on set temperature,
T 2 is a temperature 3°C lower than the crystallization on set temperature (T 1 ).
[Formula 1]
Figure 112023068419524-pat00005

In Formula 1,
X 1 and X 2 are each independently halogen,
R 1 and R 5 are each independently C 6-20 aryl substituted with C 1-20 alkyl,
R 2 to R 4 and R 6 to R 8 are each independently hydrogen, halogen, C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 1-20 alkylsilyl, C 1-20 silylalkyl, C 1-20 Alkoxysilyl, C 1-20 ether, C 1-20 silyl ether, C 1-20 alkoxy, C 6-20 aryl, C 7-20 alkylaryl, or C 7-20 arylalkyl,
A is carbon, silicon, or germanium.
제12항에 있어서,
상기 A는 실리콘이고,
상기 R1 및 R5는 각각 독립적으로 C3-6 분지쇄 알킬기로 치환된 페닐기인, 폴리프로필렌 섬유의 제조 방법.
According to clause 12,
A is silicon,
Wherein R 1 and R 5 are each independently a phenyl group substituted with a C 3-6 branched chain alkyl group.
제12항에 있어서,
상기 전이금속 화합물은 하기 화학식 1a로 표시되는 화합물인, 폴리프로필렌 섬유의 제조 방법:
[화학식 1a]
.
According to clause 12,
Method for producing polypropylene fiber, wherein the transition metal compound is a compound represented by the following formula 1a:
[Formula 1a]
.
제12항에 있어서,
상기 중합은 연속식 벌크 슬러리 중합 공정에 의해 수행되는, 폴리프로필렌 섬유의 제조 방법.
According to clause 12,
A method for producing polypropylene fibers, wherein the polymerization is performed by a continuous bulk slurry polymerization process.
제12항에 있어서,
상기 용융 방사 공정에서,
용융 다이와, 용융 방사된 폴리프로필렌 수지의 섬유를 수집하는 콜렉터 사이의 거리가 20 cm 내지 60 cm인, 폴리프로필렌 섬유의 제조 방법.
According to clause 12,
In the melt spinning process,
A method for producing polypropylene fibers, wherein the distance between the melt die and the collector for collecting the fibers of the melt-spun polypropylene resin is 20 cm to 60 cm.
제12항에 있어서,
상기 폴리프로필렌 수지는 분말형인, 폴리프로필렌 섬유의 제조 방법.
According to clause 12,
A method of producing a polypropylene fiber, wherein the polypropylene resin is in powder form.
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