KR102616017B1 - 내마모성이 향상된 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사, 이의 제조방법 및 이에 의해 제조된 성형품 - Google Patents
내마모성이 향상된 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사, 이의 제조방법 및 이에 의해 제조된 성형품 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102616017B1 KR102616017B1 KR1020210161344A KR20210161344A KR102616017B1 KR 102616017 B1 KR102616017 B1 KR 102616017B1 KR 1020210161344 A KR1020210161344 A KR 1020210161344A KR 20210161344 A KR20210161344 A KR 20210161344A KR 102616017 B1 KR102616017 B1 KR 102616017B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polyolefin
- weight
- stretching
- monofilament yarn
- temperature
- Prior art date
Links
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 title claims abstract description 60
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 26
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 229920005629 polypropylene homopolymer Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 20
- 235000012438 extruded product Nutrition 0.000 claims description 37
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 32
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims description 25
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 12
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 11
- WXMKPNITSTVMEF-UHFFFAOYSA-M sodium benzoate Chemical group [Na+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 WXMKPNITSTVMEF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- 235000010234 sodium benzoate Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000004299 sodium benzoate Substances 0.000 claims description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 abstract description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 abstract description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 abstract description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 14
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- -1 Polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 1
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 1
- 210000001724 microfibril Anatomy 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/08—Melt spinning methods
- D01D5/088—Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/08—Melt spinning methods
- D01D5/098—Melt spinning methods with simultaneous stretching
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F6/04—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyolefins
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
- D02J1/00—Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
- D02J1/22—Stretching or tensioning, shrinking or relaxing, e.g. by use of overfeed and underfeed apparatus, or preventing stretch
- D02J1/228—Stretching in two or more steps, with or without intermediate steps
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2321/00—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D10B2321/02—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins
- D10B2321/021—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins polyethylene
- D10B2321/0211—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins polyethylene high-strength or high-molecular-weight polyethylene, e.g. ultra-high molecular weight polyethylene [UHMWPE]
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2321/00—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D10B2321/02—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins
- D10B2321/022—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins polypropylene
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2401/00—Physical properties
- D10B2401/02—Moisture-responsive characteristics
- D10B2401/021—Moisture-responsive characteristics hydrophobic
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2401/00—Physical properties
- D10B2401/06—Load-responsive characteristics
- D10B2401/061—Load-responsive characteristics elastic
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2401/00—Physical properties
- D10B2401/06—Load-responsive characteristics
- D10B2401/063—Load-responsive characteristics high strength
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
본 발명은 내마모성이 향상된 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사, 이의 제조방법 및 이에 의해 제조된 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 호모 폴리프로필렌 및 고밀도 폴리에틸렌을 포함하는 베이스 수지에 강성 핵제를 적정량 혼합한 후 고온 인장 시험기를 이용하여 다단 연신과 상온 냉각 공정을 연속적으로 수행함으로써 수지 조성물 내 결정 크기를 작게 하여 내마모성이 향상되고, 상분리가 일어나지 않아 굴곡 탄성율 및 굴곡강도 등의 기계적인 물성이 개선된 폴리올레핀계 모노사를 제조할 수 있다. 뿐만 아니라 본 발명의 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 나일론, 폴리에스터 등의 타 모노사에 비해 비중이 적어 물에 가라앉지 않으며, 소수성이 뛰어나고, 기존 유기섬유에 비해 가격이 저렴하며 이를 이용하여 연신 파이버, 수산업용 로프 또는 어망, 코드류에 적용 가능한 이점이 있다.
Description
본 발명은 내마모성이 향상된 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사, 이의 제조방법 및 이에 의해 제조된 성형품에 관한 것이다.
폴리프로필렌 수지는 우수한 성형 가공성 및 내약품성을 나타낼 뿐만 아니라, 인장강도, 굴곡 탄성율, 및 강성 등이 비교적 우수하며 저가라는 장점을 지니고 있어 압출 및 사출 등의 용도로 적용되고 있다. 그러나 구조적으로 결정 입자가 치밀하지 못하여 내마모성이 취약하기 때문에 상업용으로 적용하기 위해서는 폴리프로필렌의 내마모성 개선이 요구된다.
폴리프로필렌의 내마모성과 관련된 결정 입자는 수지 자체의 특성인 분자량(Molecular Weight), 분자량 분포(Molecular Weight Distribution), 아이소택틱 지수 등에 따라 달라지기 때문에 상업용 완제품의 요구되는 기계적 물성 및 내마모성을 충족시키기 위해서 아이소택틱 지수 개선, 가공 조건 변경 또는 조핵제 첨가와 같은 다양한 방법을 도입하고 있다.
그러나 수산업용 로프나 어망 등에 사용되는 폴리올레핀계 로프의 모노사는 결정 입자와 내마모성에 대한 관계에 대한 명확한 연구가 이루어지지 않아 이에 대한 기술 개발이 절실한 상황이다.
상기와 같은 문제 해결을 위하여, 본 발명은 내마모성 및 기계적 물성이 개선된 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 본 발명의 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사로 제조된 성형품을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 고온 인장 시험기의 다단 연신을 이용하여 짧은 시간 내에 고연신된 폴리올레핀계 모노사의 제작 모사가 가능한 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 호모 폴리프로필렌 65 내지 85 중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 15 내지 35 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 대하여 강성 핵제 0.05 내지 0.2 중량부를 포함하는 폴리올레핀계 수지 조성물을 190 내지 270 ℃의 온도에서 1축 또는 2축 압출기로 압출하여 얻어진 압출 토출물을 고온 인장 시험기로 2단 연신하여 얻어진 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사로서, 상기 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.910 내지 0.980 g/cm3이고, 상기 강성 핵제는 소듐 벤조에이트, 포스페이트 소듐 솔트계 또는 이들의 혼합물이고, 상기 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 연신비(draw ratio)가 9 내지 14이고, 섬도가 1500 내지 1900 데니아이고, ASTM D 638에 따라 측정한 강도(tenacity)가 9 내지 13 gf/denier인 것인 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사를 제공한다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사로 제조된 성형품을 제공한다.
또한, 본 발명은 호모 폴리프로필렌 65 내지 85 중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 15 내지 35 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 대하여 강성 핵제 0.05 내지 0.2 중량부를 포함하는 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조하는 단계; 상기 폴리올레핀계 수지 조성물을 190 내지 270 ℃의 온도에서 압출한 후 커팅하여 압출 토출물을 제조하는 단계; 고온 인장 시험기에 상기 압출 토출물을 투입하고 100 내지 150 ℃의 온도에서 1차 연신하는 단계; 상기 1차 연신된 압출 토출물을 1차 상온 냉각시키는 단계; 상기 1차 상온 냉각된 압출 토출물을 커팅한 후 100 내지 150 ℃의 온도에서 2차 연신하는 단계; 및 상기 2차 연신된 압출 토출물을 2차 상온 냉각시켜 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.910 내지 0.980 g/cm3이고, 상기 강성 핵제는 소듐 벤조에이트, 포스페이트 소듐 솔트계 또는 이들의 혼합물이고, 상기 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 연신비(draw ratio)가 9 내지 14이고, 섬도가 1500 내지 1900 데니아이고, ASTM D 638에 따라 측정한 강도(tenacity)가 9 내지 13 gf/denier인 것인 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 호모 폴리프로필렌 및 고밀도 폴리에틸렌을 포함하는 베이스 수지에 강성 핵제를 적정량 혼합한 후 고온 인장 시험기를 이용하여 다단 연신과 상온 냉각 공정을 연속적으로 수행함으로써 수지 조성물 내 결정 크기를 작게 하여 내마모성이 향상되고, 상분리가 일어나지 않아 굴곡 탄성율 및 굴곡강도 등의 기계적인 물성이 개선된 폴리올레핀계 모노사를 제조할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 나일론, 폴리에스터 등의 타 모노사에 비해 비중이 적어 물에 가라앉지 않고, 소수성이 뛰어나며, 기존 유기섬유에 비해 가격이 저렴한 이점이 있다. 나아가 이를 이용하여 연신 파이버, 수산업용 로프 또는 어망, 코드류에 적용 가능한 이점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 고온 인장 시험기의 다단 연신을 이용한 본 발명에 따른 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사 제조 모사 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 마모도 시험기 장치를 보여주는 사진이다.
도 2는 마모도 시험기 장치를 보여주는 사진이다.
이하에서는 본 발명을 하나의 실시예로 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 내마모성이 향상된 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사, 이의 제조방법 및 이에 의해 제조된 성형품에 관한 것이다.
앞서 설명한 바와 같이, 기존의 폴리프로필렌 수지는 수축률을 감소시키고, 성형품 내 뒤틀림이나 휨 발생을 방지하고, 표면 불량이 발생하는 문제가 있어 그 적용범위에 한계가 있었다.
이에 본 발명에서는 호모 폴리프로필렌 및 고밀도 폴리에틸렌을 포함하는 베이스 수지에 강성 핵제를 적정량 혼합한 후 고온 인장 시험기를 이용하여 다단 연신과 상온 냉각 공정의 연속적 수행에 의해 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사를 제조함으로써 수지 조성물 내 결정 크기를 작게 하여 내마모성을 향상시킬 수 있으며 상분리가 일어나지 않아 굴곡 탄성율 및 굴곡강도 등의 기계적인 물성을 개선할 수 있다.
또한 본 발명의 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 나일론, 폴리에스터 등의 타 모노사에 비해 비중이 적어 물에 가라앉지 않고, 소수성이 뛰어나며, 기존 유기섬유에 비해 가격이 저렴한 이점이 있다. 나아가 이를 이용하여 연신 파이버, 수산업용 로프 또는 어망, 코드류에 적용 가능한 이점이 있다.
구체적으로 본 발명은 호모 폴리프로필렌 65 내지 85 중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 15 내지 35 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 대하여 강성 핵제 0.05 내지 0.2 중량부를 포함하는 폴리올레핀계 수지 조성물을 190 내지 270 ℃의 온도에서 1축 또는 2축 압출기로 압출하여 얻어진 압출 토출물을 고온 인장 시험기로 2단 연신하여 얻어진 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사로서, 상기 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.910 내지 0.980 g/cm3이고, 상기 강성 핵제는 소듐 벤조에이트, 포스페이트 소듐 솔트계 또는 이들의 혼합물이고, 상기 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 연신비(draw ratio)가 9 내지 14이고, 섬도가 1500 내지 1900 데니아이고, ASTM D 638에 따라 측정한 강도(tenacity)가 9 내지 13 gf/denier인 것인 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사를 제공한다.
상기 호모 폴리프로필렌은 용융 흐름 지수(Melt Flow Index, 230 ℃, 2.16 kg)가 1 내지 10 g/10min일 수 있고, 바람직하게는 2 내지 7 g/10min일 수 있고, 가장 바람직하게는 3 내지 5 g/10min일 수 있다. 이때, 상기 호모 폴리프로필렌의 용융 흐름 지수가 상기 범위를 만족하지 못하는 경우 원사 강도 및 연신율이 저하될 수 있다.
상기 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.910 내지 0.980 g/cm3이고, 바람직하게는 0.950 내지 0.965 g/cm3일 수 있다. 또한 상기 고밀도 폴리에틸렌은 용융 흐름 지수(Melt Flow Index, 190 ℃, 2.16 kg)가 0.1 내지 5 g/10min일 수 있고, 바람직하게는 0.3 내지 2 g/10min일 수 있고, 가장 바람직하게는 0.5 내지 0.7 g/10min일 수 있다. 이때, 상기 고밀도 폴리에틸렌의 밀도 및 용융 흐름 지수는 각 범위를 모두 만족하지 못하는 경우 기계적 물성 및 원사 강도가 저하될 수 있다.
상기 베이스 수지는 호모 폴리프로필렌 65 내지 85 중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 15 내지 35 중량%를 포함할 수 있고, 바람직하게는 호모 폴리프로필렌 70 내지 80 중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 20 내지 30 중량%를 포함할 수 있고, 가장 바람직하게는 호모 폴리프로필렌 73 내지 77 중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 23 내지 27 중량%를 포함할 수 있다.
상기 강성 핵제는 결정 크기를 작게 하여 폴리올레핀 수지 조성물 내에 미세 사이즈의 결정들이 고르게 분포되도록 함으로써 베이스 수지와 결정 간의 계면이 줄어들고 상분리가 일어나지 않아 굴곡 탄성율 및 굴곡강도 등의 기계적인 물성을 개선하는 동시에 내마모성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
상기 강성 핵제는 소듐 벤조에이트, 포스페이트 소듐 솔트계 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 바람직하게는 소듐 벤조에이트일 수 있다. 상기 강성 핵제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.05 내지 0.2 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 0.18 중량부, 가장 바람직하게는 0.13 내지 0.16 중량부일 수 있다. 상기 강성 핵제의 함량이 0.05 중량부 미만이면 내마모성 특성이 고르게 나타나지 않을 수 있고, 반대로 0.2 중량부 초과이면 내마모성 개선 효과가 미비하고, 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
상기 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 190 내지 270 ℃의 온도에서 1축 또는 2축 압출기로 압출하여 얻어진 압출 토출물을 고온 인장 시험기로 2단 연신하여 얻어진 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사로서, 연신비(draw ratio)가 9 내지 14이고, 섬도가 1500 내지 1900 데니아이고, ASTM D 638에 따라 측정한 강도(tenacity)가 9 내지 13 gf/denier일 수 있다. 바람직하게는 상기 연신비가 12 내지 13이고, 섬도가 1800 내지 1850 데니아이고, 강도가 9.7 내지 10 gf/denier일 수 있다.
또한 상기 폴리올레핀계 수지 조성물은 ASTM D 790에 따라 측정한 굴곡 탄성율이 1420 내지 1470 Mpa이고, 굴곡강도가 38.4 내지 38.9 Mpa이며, 융점이 162.4 내지 165 ℃일 수 있다. 바람직하게는 상기 굴곡 탄성율이 1450 내지 1460 Mpa이고, 굴곡강도가 38.8 내지 38.9 Mpa이며, 융점이 162.7 내지 162.9 ℃일 수 있다.
한편, 본 발명은 본 발명에 따른 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사로 제조된 성형품을 제공한다.
또한, 본 발명은 호모 폴리프로필렌 65 내지 85 중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 15 내지 35 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 대하여 강성 핵제 0.05 내지 0.2 중량부를 포함하는 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조하는 단계; 상기 폴리올레핀계 수지 조성물을 190 내지 270 ℃의 온도에서 압출한 후 커팅하여 압출 토출물을 제조하는 단계; 고온 인장 시험기에 상기 압출 토출물을 투입하고 100 내지 150 ℃의 온도에서 1차 연신하는 단계; 상기 1차 연신된 압출 토출물을 1차 상온 냉각시키는 단계; 상기 1차 상온 냉각된 압출 토출물을 커팅한 후 100 내지 150 ℃의 온도에서 2차 연신하는 단계; 및 상기 2차 연신된 압출 토출물을 2차 상온 냉각시켜 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.910 내지 0.980 g/cm3이고, 상기 강성 핵제는 소듐 벤조에이트, 포스페이트 소듐 솔트계 또는 이들의 혼합물이고, 상기 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 연신비(draw ratio)가 9 내지 14이고, 섬도가 1500 내지 1900 데니아이고, ASTM D 638에 따라 측정한 강도(tenacity)가 9 내지 13 gf/denier인 것인 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사의 제조방법을 제공한다.
도 1은 고온 인장 시험기의 다단 연신을 이용한 본 발명에 따른 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사 제조 모사 과정을 개략적으로 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 먼저 (1a) 단계에서는 연신 온도로 맞춰진 오븐 안의 인장 시험기 그립에 압출 토출물을 고정하고 5분 동안 온도 안정화를 진행한 후 일차 연신을 진행한다. 이어서 (1b) 단계에서 1차 연신 직후 연신된 압출 토출물을 그립에 고정한 채 5분 동안 상온 냉각 과정을 진행한다. 그 다음 (1c) 단계는 상온 냉각 과정 직후 일차 연신된 압출 토출물을 그립에서 탈착한 후 20~30 cm의 길이로 짧게 제단한다. (1d) 단계는 제단된 압출 토출물을 그립간 거리가 18~28 cm인 그립에 고정하여 5분 동안 온도 안정화를 진행한다. 마지막으로 (1e) 단계는 온도 안정화 진행 후 연성 파괴가 되는 변형율의 90~95 %에서 이차 연신을 종료하고 5분 동안 상온 냉각 과정을 진행하여 고연신된 폴리올레핀계 모노사를 제작하는 과정을 보여준다.
이하에서는 각 단계별로 상세하게 설명하기로 한다.
상기 압출 토출물을 제조하는 단계는 상기 폴리올레핀계 수지 조성물을 단축 스크류 압출기 및 커팅기를 사용하여 190 내지 270 ℃의 온도에서 압출 토출물을 제작할 수 있는데, 상기 단축 스크류 압출기(Single Screw Extruder)를 통과하여 토출된 반응물을 25 내지 35 ℃의 냉각 수조를 통과시키고, 이어서 5 내지 15 m/min의 속도로 커팅기로 인취함으로써 압출 토출물을 제조할 수 있다.
상기 압출 토출물은 바람직하게는 직경이 1.5 내지 3.0 mm이고, 길이가 10 내지 20 cm일 수 있다. 상기 직경 및 길이 범위로 압출 토출물을 커팅할 경우, 이후 단계인 고온 인장 시험기를 이용한 다단 연신이 가능하고 이로 인해 고연신율의 폴리올레핀계 모노사를 제조할 수 있다. 다만, 상기 압출 토출물의 직경 및 길이가 상기 범위를 벗어날 경우 상기 고온 인장 시험기가 제한적인 수직 시험 공간을 가지고 있어 10배 이상의 고연신율 폴리올레핀계 모노사로의 제작 모사가 불가능한 문제가 있다.
상기 1차 연신하는 단계는 고유 연신비를 지나 고분자 사슬의 배향과 압출 토출물의 횡단면 수축이 균일하게 일어나는 변형 경화 구간에서 1차 연신을 종료할 수 있다. 구체적으로 상기 1차 연신은 고온 인장 시험기의 그립간 거리가 6.5 내지 7.5 cm인 그립에 상기 압출 토출물을 고정하고, 100 내지 150 ℃의 온도에서 상기 압출 토출물의 길이가 20 내지 30 cm가 되도록 연신시킬 수 있다. 이때, 상기 압출 토출물의 길이가 상기 범위를 벗어날 경우 후속 공정인 2차 연신을 수행하는 것이 어려워 고연신율 모노사를 제작 모사하는 것이 어려운 문제가 있다. 특히 상기 압출 토출물의 길이가 그립간 거리보다 1.5 내지 3배 정도 충분한 길이가 되어야 네킹(necking) 구간에서 단사 없이 연신되어 1차 연신 종료 구간인 변형 경화까지 안정적으로 연신할 수 있다.
상기 1차 연신은 100 내지 150 ℃의 온도, 바람직하게는 100 내지 150 ℃의 온도, 가장 바람직하게는 110 내지 120 ℃의 온도에서 수행할 수 있다. 이때, 상기 1차 연신의 온도가 100 ℃ 미만이면 상기 압출 토출물이 충분히 연신되지 않을 수 있고, 반대로 150 ℃ 초과이면 상기 압출 토출물의 연신이 과도하게 이루어져 고분자 사슬들의 움직임이 비(非) 배향 될 수 있다.
상기 1차 상온 냉각시키는 단계는 상기 1차 연신된 압출 토출물이 상온 냉각 과정을 거쳐 고분자 사슬의 움직임을 최대한으로 제한하기 위해 수행될 수 있다. 즉, 상기 1차 상온 냉각은 기존의 상업용 모노사 제조의 연신 공정에서 고분자 움직임에 의한 엉킴이나 비틀림 현상을 최대한 제한하기 위해 수행할 수 있다. 또한 제한적인 수직 시험공간을 갖는 인장 시험기에서의 2차 연신을 진행하기 위해 상기 1차 상온 냉각된 압출 토출물을 일정 길이로 짧게 제단하기 위해서 수행할 수 있다.
상기 1차 상온 냉각은 1 내지 10분, 바람직하게는 2 내지 8분, 더욱 바람직하게는 4 내지 6분, 가장 바람직하게는 5분 동안 냉각시킬 수 있다. 이때, 상기 1차 상온 시 냉각 시간범위를 만족하지 못하는 경우 고분자 사슬의 움직임을 효과적으로 제한하는 것이 어렵고, 고분자 움직임에 의한 엉킴이나 비틀림 현상이 발생할 수 있다.
상기 1차 상온 냉각은 기존의 상업용 모노사 제조의 연신 공정에서 고분자 움직임에 의한 엉킴이나 비틀림 현상을 최대한 제한하기 위해 수행할 수 있다. 또한, 제한적인 수직 시험공간을 갖는 인장 시험기에서의 2차 연신을 진행하기 위해 상기 1차 상온 냉각된 압출 토출물을 일정 길이로 짧게 제단하기 위해서 수행할 수 있다.
상기 2차 연신하는 단계는 상기 1차 상온 냉각된 압출 토출물을 25 내지 30 cm의 길이로 커팅한 후 그립간 거리가 18 내지 28 cm인 그립에 고정하여 2차 연신하는 것일 수 있다. 상기 2차 연신된 압출 토출물은 2 내지 7분 동안 온도 안정화 단계를 거친 후 100 내지 150 ℃의 온도에서 900 내지 1300 mm/min의 인장속도로 연성파괴가 발생하는 변형율이 90 내지 95%일 때 연신을 종료할 수 있다. 바람직하게는 4 내지 6분 동안 온도 안정화시킨 후 950 내지 1100 mm/min의 인장속도로 수행할 수 있다. 이때, 상기 변형율이 상기 범위를 벗어날 경우 원사 강도, 수축율 및 결정화도의 물성이 현저하게 저하될 수 있다.
상기 2차 연신은 100 내지 150 ℃의 온도, 바람직하게는 110 내지 120 ℃의 온도에서 수행할 수 있다. 이때, 상기 2차 연신의 온도가 100 ℃ 미만이면 열 에너지에 의한 고분자 사슬들의 움직임이 적어 미연신 되거나 1차 연신된 압출 토출물이 끊어 질 수 있고, 반대로 150 ℃ 초과이면 비틀림력(Torsional Force)에 의해 사슬의 비(非)배향되어 연신될수록 실 강도 저하를 일으킬 수 있다.
상기 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사를 제조하는 단계는 상기 2차 연신된 압출 토출물을 2차 상온 냉각시켜 제조할 수 있다. 상기 2차 상온 냉각은 상기 2차 연신 과정 종료 직후 고분자 사슬의 열적 이완을 방지하기 위해 상기 2차 연신된 압출 토출물을 인장 시험기 그립에 고정한 채 상온 냉각 과정을 수행할 수 있다.
특히, 하기 실시예 또는 비교예 등에는 명시적으로 기재하지는 않았지만, 본 발명에 따른 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사의 제조방법에 있어서, 하기 조건들을 달리하여 제조된 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사에 대해 통상의 방법으로 내구성, 유연성, 투명도 및 강인성을 추가로 평가하였다.
그 결과, 다른 조건 및 다른 수치 범위에서와는 달리, 아래 9가지 조건들을 모두 만족하였을 때 기존의 폴리올레핀계 모노사와는 달리 내구성, 유연성, 투명성 및 강인성의 물성들이 고르게 우수한 것을 확인하였다. 이러한 물성을 가짐으로써 연신 파이버, 수산업용 로프 또는 어망, 코드류에 적용하는데 적합함을 알 수 있었다.
① 상기 폴리올레핀계 수지 조성물은 호모 폴리프로필렌 73 내지 77 중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 23 내지 27 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 대하여 강성 핵제 0.13 내지 0.16 중량부를 포함하고, ② 상기 호모 폴리프로필렌은 용융 흐름 지수(Melt Flow Index, 230 ℃, 2.16 kg)가 3 내지 5 g/10min이고, ③ 상기 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.950 내지 0.965 g/cm3이며, 용융 흐름 지수(Melt Flow Index, 190 ℃, 2.16 kg)가 0.5 내지 0.7 g/10min이고, ④ 상기 강성 핵제는 소듐 벤조에이트이고, ⑤ 상기 압출 토출물을 제조하는 단계에서 압출 토출물은 직경이 1.5 내지 3.0 mm이고, 길이가 10 내지 20 cm이고, ⑥ 상기 1차 연신하는 단계는 110 내지 120 ℃의 온도에서 상기 압출 토출물의 길이가 20 내지 30 cm가 되도록 연신시키는 것이고, ⑦ 상기 2차 연신하는 단계는 110 내지 120 ℃의 온도에서 상기 1차 상온 냉각된 압출 토출물의 변형률이 90 내지 95%일 때 연신을 종료하는 것이고, ⑧ 상기 폴리올레핀계 수지 조성물은 ASTM D 790에 따라 측정한 굴곡 탄성율이 1450 내지 1460 Mpa이고, 굴곡강도가 38.8 내지 38.9 Mpa이며, 융점이 162.7 내지 162.9 ℃이고, ⑨ 상기 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 연신비(draw ratio)가 12 내지 13이고, 섬도가 1800 내지 1850 데니아이고, ASTM D 638에 따라 측정한 강도(tenacity)가 9.7 내지 10 gf/denier일 수 있다.
다만, 상기 9가지 조건들 중 어느 하나라도 충족되지 않는 경우에는 유연성이 현저하게 떨어지거나, 내구성, 투명성 또는 강인성이 저하되어 연신 파이버, 수산업용 로프 또는 어망, 코드류에 적용하기 어려운 문제가 있음을 확인하였다.
상기 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 고유 연신 구간을 지나면 소성 변화가 안정화되어 수지의 횡단면이 균일하게 작아지는 프아송(Poisson) 수축과 응력이 점차 증가하는 변화 경화(strain hardening)가 일어날 수 있다. 이 과정에서 상기 파괴된 구정 안에 라멜라 형태로 굽어진 고분자 사슬들이 연신방향으로 일렬로 배향되어 미세 섬유 구조(Microfibril Structure)를 형성할 수 있다.
또한 응력 유도 결정화(Stress Induced Crystallization)에 의해 선형 결정(Linear Crystal)이 상기 미세섬유 구조 안에서 생성되기 시작하는데 이러한 고분자 사슬의 배향과 결정화는 모노사의 강도를 결정하는 중요한 요소이다. 상기 변형 경화 구간의 특정 변형 지점을 지나면 응력 백화(Stress-Whitening) 현상이 발생하는데 미세 섬유 구조들을 연결하는 무정형 영역(Amorphous Region)의 엉킨 고분자 사슬들이 연신 방향으로 풀린 후 미세 섬유 연결 분자들(Tie Molecules)이 끊어지며 다수의 기공들(Cavities)이 생성되기 때문이다. 이 기공들의 크기는 연신을 진행함에 따라 점점 커지며 이로 인해 압출 토출물은 결국 연성파괴(Ductile Fracture)가 일어날 수 있다.
이에 본 발명에서는 100 내지 150 ℃ 온도의 고온 인장 시험기를 이용하여 소성 변화가 안정화되고, 고분자 사슬들이 일렬로 배향되는 변형 경화 단계에서 1차 고온 연신 종료 후 압출 토출물을 인장 시험기 그립에 고정한 채 1차 상온 냉각시키고, 이를 2차 고온 연신한 후 반복하여 2차 상온 냉각시켜 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사를 제조함으로써 연신 방향으로 배향된 고분자 사슬들은 열적 이완에 의한 엉킴(Entanglment)이나 또는 배향(Orientation) 비틀림(Torsion) 없이 소성 변화를 안정화시킬 수 있다.
또한 상기 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 고온 인장 시험기를 이용하여 폴리올레핀계 수지를 다단 연신과 상온 냉각 공정을 연속적으로 수행함으로써 짧은 시간 내에 고연신된 폴리올레핀계 모노사의 제작 모사가 가능하고, 모노필라멘트 원사 제작을 위한 대규모 연신 장치가 필요하지 않으며, 측정 차에 따른 오차가 적은 이점이 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 5: 폴리올레핀 수지 조성물의 제조
용융 흐름지수(Melt Index)가 4.0 g/10min인 호모 폴리프로필렌 75 중량%와 밀도가 0.952 g/cm3이고, 용융 흐름지수(Melt Index)가 0.6 g/10min인 고밀도 폴리에틸렌 25 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 강성 핵제인 소듐벤조에이트를 하기 표 1에 나타낸 혼합비율로 각각 혼합하여 폴리올레핀 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 6 내지 9: 폴리올레핀 모노필라멘트 원사(모노사)의 제조
상기 실시예 1 내지 4에서 제조된 폴리올레핀 수지 조성물을 차례로 이용하여 12.4: 1 연신비가 되도록 다음과 같은 방법으로 연신하여 모노필라멘트 원사를 제작하였다.
[연신 방법]
인장 시험에 사용하는 압출 토출물은 상기 폴리올레핀 수지 조성물을 Tanabe사 VS40-NSIII의 단축 스크류 압출기와 커팅기를 사용하여 제작하였다. 압출기 배럴(Barrel) 온도는 각각 210 ℃, 230 ℃ 및 250 ℃이고, 스크류의 회전속도는 40 내지 60 rpm으로 하였다. 이 압출기에서 토출된 압출물은 25 내지 35 ℃의 냉각 수조를 통과하여 5 내지 15 m/min 일정 속도의 커팅기로 인취하였다. 상기 냉각 수조를 통과하는 직경이 1.5 내지 3.0 mm인 압출 토출물을 취하여 10 내지 20 cm의 길이로 제단하였다.
Shimadzu사 AG-20Knxd 고온 인장 시험기를 사용하여 직경이 1.5 내지 3.0 mm이고, 길이가 10 내지 20 cm인 상기 압출 토출물을 본 발명에 따른 고온 다단 연신 방법을 이용하여 10배 이상 고연신된 모노사로 제작 모사하였다. 이때, 인장 시험기 그립간 거리가 6.5 내지 7.5 cm인 그립에 상기 압출 토출물을 고정하고, 5분 동안의 온도 안정화 단계를 거친 후 110 ℃의 온도에서 1000 mm/min의 인장속도로 변형 경화 단계까지 1차 연신을 마쳤다. 그 다음 1차 연신 종료 직후 상기 연신된 압출 토출물 그립에 고정한 채 5분 동안의 1차 상온 냉각 과정을 진행하였다.
상온 냉각 단계 진행 후 인장 시험기 그립에서 1차 연신된 압출 토출물을 취하여 25 내지 30 cm 길이로 제단한 후 그립간 거리가 18 내지 28 cm인 그립에 고정하였다. 그 다음 5분 동안의 온도 안정화 단계를 거친 후 110 ℃의 온도에서 1000 mm/min로 인장속도로 연성파괴가 발생하는 변형율 값의 90 내지 95%에서 2차 연신을 종료하였다. 2차 연신 종료 직후 상기 연신된 압출 토출물 그립에 고정한 채 5분 동안의 2차 상온 냉각 단계를 실시한 후 2차 연신된 압출 토출물인 폴리올레핀 모노필라멘트 원사(모노사)를 수득하였다.
실험예 1: 폴리올레핀 수지 조성물의 기계적 물성평가
상기 실시예 1 내지 5에서 제조된 폴리올레핀 수지 조성물에 대하여 기계적 물성을 확인하기 위해 ASTM D790에 따른 굴곡 탄성율 및 굴곡강도와 시차 주사 열량계(DSC)로 결정 융점(Melting Point)을 측정하였으며, 그 결과는 표 2에 나타내었다.
상기 표 2의 결과에 의하면, 상기 실시예 1 내지 5의 경우 강성 핵제의 함량이 증가할수록 굴곡 탄성율 및 굴곡강도의 기계적 물성이 향상되었으며, 강성 핵제 0.2 중량부를 포함하는 상기 실시예 5에서는 더 이상 증가하지 않고 소폭 감소한 것을 확인하였다.
실험예 2: 모노필라멘트 원사의 내마모성 및 실 강도 평가
상기 실시예 6 내지 9에서 제조된 각 모노필라멘트 원사에 대하여 ASTM D638에 따른 실 강도와 다음과 같은 방법으로 내마모성을 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
[내마모성 평가방법]
도 2는 마모도 시험기 장치를 보여주는 사진이다. 상기 도 2에 따른 내마모성 평가는 자체 구축된 마모도 측정 장치를 이용하였다. 내마모도 평가는 직렬 왕복 액츄에이터의 행정을 150 mm로 하고, 입도가 no. 220인 연마석을 사용하였다. 그 다음 12.4:1로 연신된 상기 실시예 6 내지 9의 각 모노사 시편에 200g 무게 추로 부하 하중을 걸고, 50 rpm으로 총 600번 직렬 왕복 마모를 시행한 후 감소한 무게 중량으로 내마모성을 평가하였다.
상기 표 3의 결과에 의하면, 상기 실시예 6 내지 9의 경우 강성 핵제인 소듐벤조에이트의 함량이 증가할수록 마모에 의한 중량이 감소하였으며, 상기 실시예 9에서 최대 15% 정도로 줄어든 것을 확인할 수 있었다.
이를 통해 강성 핵제의 함량을 조절할 경우 수지 조성물 내 결정 크기를 작게 하여 미세 사이즈의 결정들이 고르게 분포되도록 하고, 베이스 수지와 결정 간의 계면을 최소화하고, 상분리가 일어나는 것을 방지하여 마모 시 마모량을 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 이를 폴리올레핀 기반의 연신 파이버(Fiber)나 수산업용 로드 또는 어망 등에 사용되는 폴리올레핀계 로프로 적용하기 위해서는 강성 핵제의 함량을 최적화하는 것이 중요함을 알 수 있었다.
10: 고온 오븐 안에 설치된 그립 간 거리가 6.5 내지 7.5 cm인 인장 시험기의 샘플 그립
11: 직경이 1.5 내지 3.0 mm이고 길이가 10 내지 15 cm인 압출 토출물
20: 1차 연신된 압출 토출물
30: 1차 연신 직후 20 내지 30 cm의 일정 길이로 제단된 압출 토출물
40: 그립 간 거리가 18 내지 28cm인 그립에 고정된 압출 토출물
50: 2차 연신된 압출 토출물
11: 직경이 1.5 내지 3.0 mm이고 길이가 10 내지 15 cm인 압출 토출물
20: 1차 연신된 압출 토출물
30: 1차 연신 직후 20 내지 30 cm의 일정 길이로 제단된 압출 토출물
40: 그립 간 거리가 18 내지 28cm인 그립에 고정된 압출 토출물
50: 2차 연신된 압출 토출물
Claims (10)
- 호모 폴리프로필렌 65 내지 85 중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 15 내지 35 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 대하여 강성 핵제 0.13 내지 0.16 중량부를 포함하는 폴리올레핀계 수지 조성물을 190 내지 270 ℃의 온도에서 1축 또는 2축 압출기로 압출하여 얻어진 압출 토출물을 고온 인장 시험기로 2단 연신하여 얻어진 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사로서,
상기 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.910 내지 0.980 g/cm3이고, 용융 흐름 지수(Melt Flow Index, 190 ℃, 2.16 kg)가 0.1 내지 5 g/10 min이며,
상기 강성 핵제는 소듐 벤조에이트, 포스페이트 소듐 솔트계 또는 이들의 혼합물이고,
상기 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 연신비(draw ratio)가 9 내지 14이고, 섬도가 1500 내지 1900 데니아이고, ASTM D 638에 따라 측정한 강도(tenacity)가 9 내지 13 gf/denier인 것인 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사.
- 제1항에 있어서,
상기 호모 폴리프로필렌은 용융 흐름 지수(Melt Flow Index, 230 ℃, 2.16 kg)가 1 내지 10 g/10min인 것인 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 폴리올레핀계 수지 조성물은 ASTM D 790에 따라 측정한 굴곡 탄성율이 1420 내지 1470 Mpa이고, 굴곡강도가 38.4 내지 38.9 Mpa이며, 융점이 162.4 내지 165 ℃인 것인 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사.
- 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항의 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사로 제조된 성형품.
- 호모 폴리프로필렌 65 내지 85 중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 15 내지 35 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 대하여 강성 핵제 0.13 내지 0.16 중량부를 포함하는 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조하는 단계;
상기 폴리올레핀계 수지 조성물을 190 내지 270 ℃의 온도에서 압출한 후 커팅하여 압출 토출물을 제조하는 단계;
고온 인장 시험기에 상기 압출 토출물을 투입하고 100 내지 150 ℃의 온도에서 1차 연신하는 단계;
상기 1차 연신된 압출 토출물을 1차 상온 냉각시키는 단계;
상기 1차 상온 냉각된 압출 토출물을 커팅한 후 100 내지 150 ℃의 온도에서 2차 연신하는 단계; 및
상기 2차 연신된 압출 토출물을 2차 상온 냉각시켜 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.910 내지 0.980 g/cm3이고, 용융 흐름 지수(Melt Flow Index, 190 ℃, 2.16 kg)가 0.1 내지 5 g/10 min이며,
상기 강성 핵제는 소듐 벤조에이트, 포스페이트 소듐 솔트계 또는 이들의 혼합물이고,
상기 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 연신비(draw ratio)가 9 내지 14이고, 섬도가 1500 내지 1900 데니아이고, ASTM D 638에 따라 측정한 강도(tenacity)가 9 내지 13 gf/denier인 것인 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사의 제조방법.
- 제6항에 있어서,
상기 압출 토출물을 제조하는 단계에서 압출 토출물은 직경이 1.5 내지 3.0 mm이고, 길이가 10 내지 20 cm인 것인 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사의 제조방법.
- 제6항에 있어서,
상기 1차 연신하는 단계는 상기 압출 토출물의 길이가 20 내지 30 cm가 되도록 연신시키는 것인 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사의 제조방법.
- 제6항에 있어서,
상기 2차 연신하는 단계는 상기 1차 상온 냉각된 압출 토출물의 변형률이 90 내지 95%일 때 연신을 종료하는 것인 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사의 제조방법.
- 제6항에 있어서,
상기 폴리올레핀계 수지 조성물은 호모 폴리프로필렌 73 내지 77 중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 23 내지 27 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 대하여 강성 핵제 0.13 내지 0.16 중량부를 포함하고,
상기 호모 폴리프로필렌은 용융 흐름 지수(Melt Flow Index, 230 ℃, 2.16 kg)가 3 내지 5 g/10min이고,
상기 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.950 내지 0.965 g/cm3이며, 용융 흐름 지수(Melt Flow Index, 190 ℃, 2.16 kg)가 0.5 내지 0.7 g/10min이고,
상기 강성 핵제는 소듐 벤조에이트이고,
상기 압출 토출물을 제조하는 단계에서 압출 토출물은 직경이 1.5 내지 3.0 mm이고, 길이가 10 내지 20 cm이고,
상기 1차 연신하는 단계는 110 내지 120 ℃의 온도에서 상기 압출 토출물의 길이가 20 내지 30 cm가 되도록 연신시키는 것이고,
상기 2차 연신하는 단계는 110 내지 120 ℃의 온도에서 상기 1차 상온 냉각된 압출 토출물의 변형률이 90 내지 95%일 때 연신을 종료하는 것이고,
상기 폴리올레핀계 수지 조성물은 ASTM D 790에 따라 측정한 굴곡 탄성율이 1450 내지 1460 Mpa이고, 굴곡강도가 38.8 내지 38.9 Mpa이며, 융점이 162.7 내지 162.9 ℃이고,
상기 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사는 연신비(draw ratio)가 12 내지 13이고, 섬도가 1800 내지 1850 데니아이고, ASTM D 638에 따라 측정한 강도(tenacity)가 9.7 내지 10 gf/denier인 것인 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210161344A KR102616017B1 (ko) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | 내마모성이 향상된 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사, 이의 제조방법 및 이에 의해 제조된 성형품 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210161344A KR102616017B1 (ko) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | 내마모성이 향상된 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사, 이의 제조방법 및 이에 의해 제조된 성형품 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230075098A KR20230075098A (ko) | 2023-05-31 |
| KR102616017B1 true KR102616017B1 (ko) | 2023-12-20 |
Family
ID=86542857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210161344A KR102616017B1 (ko) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | 내마모성이 향상된 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사, 이의 제조방법 및 이에 의해 제조된 성형품 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102616017B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110117828A (zh) | 2019-03-26 | 2019-08-13 | 浩珂科技有限公司 | 一种聚丙烯单丝制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3398469B2 (ja) * | 1994-05-27 | 2003-04-21 | 昭和電工株式会社 | ポリプロピレン樹脂組成物 |
| KR0162019B1 (ko) * | 1995-10-10 | 1998-12-01 | 강태호 | 사출용 폴리프로필렌과 고밀도 폴리에틸렌이 혼합된 중공섬유의 제조방법 |
| KR100838040B1 (ko) | 2006-12-26 | 2008-06-12 | 호남석유화학 주식회사 | 내마모성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물 |
| KR20190063779A (ko) * | 2017-11-30 | 2019-06-10 | 롯데케미칼 주식회사 | 부직포용 폴리올레핀계 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 부직포 |
-
2021
- 2021-11-22 KR KR1020210161344A patent/KR102616017B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110117828A (zh) | 2019-03-26 | 2019-08-13 | 浩珂科技有限公司 | 一种聚丙烯单丝制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230075098A (ko) | 2023-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1888830B1 (en) | Polypropylene fiber for reinforcement of matrix materials | |
| CN102251304B (zh) | 高强·高模聚丙烯纤维生产方法 | |
| JPWO2007097184A1 (ja) | ガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物および成形品 | |
| CN113278268B (zh) | 一种强韧性聚酯复合材料及其制备方法 | |
| CN104910517A (zh) | 一种双峰分布的玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| Guo et al. | The influence of interface and thermal conductivity of filler on the nonisothermal crystallization kinetics of polypropylene/natural protein fiber composites | |
| CN110862618A (zh) | 一种超低翘曲高强度的长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN101376728A (zh) | 一种增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| KR20200015514A (ko) | 열가소성 복합체, 열가소성 복합체의 제조 방법 및 사출 성형품 | |
| CN101759914A (zh) | 一种矿物/晶须增韧增强聚丙烯组合物 | |
| CN109333897B (zh) | 一种致密串晶化超强超耐磨聚乙烯复合材料及其制备方法 | |
| JP2023513355A (ja) | 発泡ポリプロピレンビーズ、発泡ポリプロピレンビーズの製造方法、発泡ポリプロピレンビーズから形成される成形品、及びその成形品の形成方法 | |
| Wang et al. | Realizing simultaneous reinforcement and toughening in polypropylene based on polypropylene/elastomer via control of the crystalline structure and dispersed phase morphology | |
| JP2588579B2 (ja) | 耐熱水性にすぐれたポリビニルアルコール系繊維およびその製造法 | |
| KR102616017B1 (ko) | 내마모성이 향상된 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사, 이의 제조방법 및 이에 의해 제조된 성형품 | |
| Yang et al. | Mechanical properties and morphologies of polypropylene/single‐filler or hybrid‐filler calcium carbonate composites | |
| US2700657A (en) | Melt-spinnable, fiber forming blend of polystyrene and specific styrene-acrylonitrile interpolymers | |
| Lin et al. | Innovative manufacturing of carbon nanotube-loaded fibrillar polymer composites | |
| JP3167900B2 (ja) | セメント強化用ポリプロピレン繊維 | |
| KR102623732B1 (ko) | 내크리프성이 향상된 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사, 이의 제조방법 및 이에 의해 제조된 성형품 | |
| CN110054878A (zh) | 一种弹性体短纤维增韧结晶性聚合物产品及其制备方法 | |
| KR101235255B1 (ko) | 나노 실리카 입자가 포함된 고강도 폴리에틸렌 멀티필라멘트 연신사의 제조방법 | |
| KR101354695B1 (ko) | 폴리프로필렌 수지 조성물, 이의 제조 방법 및 폴리프로필렌 수지 성형품 | |
| JP3274402B2 (ja) | コンクリート衝撃強度補強用繊維及びそれを用いたコンクリート成形体 | |
| KR102486793B1 (ko) | 고온 인장 시험기의 다단 연신을 이용한 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사의 제조방법, 이에 의해 제조된 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사 및 상기 폴리올레핀계 모노필라멘트 원사의 물성 예측방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |