KR19990077169A - 혼성 중합체의 플렉시 필라멘트 스트랜드 - Google Patents

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KR19990077169A
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제임스 로스 와고너
앤드류 폴 로즈
찰스 웨슬리 스타크
신현국
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미리암 디. 메코너헤이
이.아이,듀우판드네모아앤드캄파니
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Abstract

실질적으로 스트랜드 축으로 정렬된, 제1, 제2 및 제3의 합성, 유기 중합체로 이루어진 섬유성 부재의 3차원적으로 엉킨 덩어리를 포함하는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질을 제공한다. 바람직하게는, 상기 제2 및 제3 중합체는 각각 제1 중합체에 충분히 분산되고, 본질적으로 제1, 제2 및 제3 중합체 각각은 용융 상태에서는 다른 두 중합체 중 어떤 것의 용융 상태와 혼화할 수 없는 중합체로 구성된다. 상기 각 중합체는 상기 섬유성 부재의 1 내지 98 중량%를 구성한다. 상기 섬유 내의 상기 중합체는 바람직하게는 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐 알콜, 나일론 및 메타아크틸산의 공중합체로부터 선택된다.

Description

혼성 중합체의 플렉시필라멘트 스트랜드
(이. 아이. 듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니("듀퐁")에 양수된) 블레이드 등의 미국 특허 제3,081,519호에는 액체 방사제(spinning agent) 내의 섬유 형성 중합체 용액을 저온 및 실질적으로 저압인 지역으로 플래시 방사(flash-spin)하여 플렉시필라멘트 필름-파이브릴 스트랜드를 만드는 방법이 개시되어 있다. (듀퐁에게 양수된) 앤더슨 등의 미국 특허 제3,227,794호에는 가플래싱(preflashing) 감쇠 격실(chamber)에서, 중합체가 풍부한 상 내에 방사제가 풍부한 상의 미세한 균일 분산액으로 이루어진 이상(two-phase) 용액을 형성하도록 상기 중합체 및 방사 용액의 압력을 감소시키는 경우, 블레이드 등의 특허에 개시된 방법을 사용하여 플렉시필라멘트 필름-파이브릴이 가장 잘 얻어진다는 것이 개시되어 있다. 이 이상 분산액이 방사 오리피스(orifice)를 통해 저온 및 저압의 지역으로 방출되는 경우, 상기 방사제는 기화함으로써 상기 중합체를 냉각시키고 이는 다시 플렉시필라멘트 스트랜드를 형성한다.
여기서 사용되는 "플렉시필라멘트 스트랜드"라는 용어는 무작위의 길이 및 약 4 미크론 미만의 평균 필름 두께 및 약 25 미크론 미만의 평균 섬유 폭을 가지는, 스트랜드의 종축과 일반적으로 공간을 같이하며 정렬되는 다수의 얇고, 리본과 같은 필름-파이브릴 부재의 3차원적인 완전한 망상 조직(network)으로 특징지어지는 스트랜드를 의미한다. 플렉시필라멘트 스트랜드의 경우, 상기 필름-파이브릴 부재는 상기 스트랜드의 길이, 폭 및 두께 전체에 걸친 여러 곳에서 불규칙한 간격으로 합쳐지고 분리되어서 3차원적인 망상 조직을 형성한다.
앤더슨 등은 블레이드 등의 방법에 따른 플렉시필라멘트 스트랜드의 플래시-방사의 성공을 위해서는 압력, 온도 및 방사제에 대한 중합체의 비율 등 공정 조업 변수들을 정확하게 조절하는 것이 필요하다는 것을 개시한다. 블레이드 등 및 앤더슨 등의 방법에 따른 중합체의 용액 플래시-방사는 (1) 방사제의 정상적인 비등점 아래에서 상기 중합체에 용해되지 아니하고(non-solvent), (2) 고압에서 상기 중합체와 용액을 형성하고, (3) 감쇠 격실에서 압력이 약간 감소되는 경우에 상기 중합체와 바람직한 이상 분산액을 형성하고 (4) 상기 감쇠 격실로부터 실질적으로 저압인 지역으로 방출되는 경우에 플래시 기화되는 상용성 방사제가 존재하는 그러한 중합체에 국한된다. 다중 중합체가 단일 방사제 및 단일 공정 조건으로부터 잘 방사하지 않기 때문에 용액 플래시-방사는 중합체 블렌드를 방사하는 데에 거의 사용되지 않아 왔다.
유니티카 주식회사가 출원한 유럽 특허 공보 제645480호에는 메틸렌 클로라이드에 용해된 폴리올레핀 및 폴리에틸렌 용액으로부터 플래시-방사된 플렉시필라멘트 섬유 구조가 개시되어 있다. 상기 개시된 폴리올레핀은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중합체 및 공중합체를 포함한다. 상기 개시된 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함한다. 상기 유니티카 특허에는 폴리에스테르에 대한 폴리올레핀의 (중량 기준) 혼합 비율이 5/95 내지 95/5라고 개시되어 있다.
(듀퐁에게 양수된) 영국 특허명세서 제970,070호에는 폴리아미드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌 또는 폴리우레탄과 같은 다른 소량의 중합체 및 폴리에틸렌의 블렌드로부터 플래시-방사된 섬유로부터 만들어진 부직 시트가 개시되어 있다.
먼저 중합체 및 상기 방사제의 용액을 형성시키지 아니하면서 방사제 내에서 미세하게 분리된 분산액으로부터 우량성(quality) 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 방사할 수 있음이 밝혀졌다. 기계적으로 발생하는 중합체, 이산화탄소 및 물로부터 중합체를 플래시-방사하기 위한 방법은 여기 참고문헌에 의하여 포함된, (듀퐁에게 양수된) 코우테스(Coates) 등의 미국 특허 제5,192,468호에 개시되었다. 코우테스 등의 특허에서 방사된 상기 중합체 중에는 에틸렌 비닐 알콜 공중합체와 블렌드된 폴리에틸렌 및 에틸렌 비닐 알콜 공중합체와 블렌드된 폴리프로필렌이 있다.
역사적으로 단일 섬유내로 비상용성 중합체를 블렌딩하면 그 성질, 특히 극한 섬유 강력(strength)의 성질에 어느 정도 악화를 가져왔다. 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 나일론 6의 블렌드를 용융 방사하는 최근의 연구에서는 PET에 5 %의 나일론 6을 첨가하는 경우 강도(tenacity) 및 절단 신도(break elongation)가 5 % 감소되는 것을 나타내었다(Journal of Applied Polymer Science, 55권 57-67면, (1995)). 따라서, 3 이상의 비상용성 중합체의 플래시-방사된 블렌드가 실제적으로 섬유 강도를 포함한 섬유 성질을 개선할 수 있다고 예상되지 않았다.
중합체, 초임계 이산화탄소 및 물의 기계적으로 생성된 분산액 또는 용매 내에 있는 중합체 용액으로부터 3 이상의 중합체의 블렌드가 플래시-방사될 수 있음이 이제 밝혀졌다. 또한 상기한 여러 중합체 블렌드로부터 방사된 플렉시필라멘트 스트랜드가 단지 1 또는 2의 중합체로부터 플래시-방사된 섬유와 비교할 때 개선된 성질을 가진다는 것도 밝혀졌다. 본 발명의 섬유 스트랜드는 필터, 흡수성 걸레(wipe), 열 및 음향 절연 물질 및 가멘트(garment)를 포함하는 다양한 최종 용도에 유용할 것이다.
<발명의 요약>
제1, 제2 및 제3의 합성, 유기 중합체로 이루어지고, 상기 각 중합체가 섬유성 부재의 2 내지 96 중량%를 구성하는 것인, 스트랜드 축으로 실질적으로 정렬된 상기 섬유성 부재의 3차원적인 완전한 엉킨 덩어리를 포함하는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질을 제공한다. 바람직하게는, 제2 및 제3 중합체는 각각 제1 섬유 중합체의 전역에 걸쳐 분산되고, 본질적으로 제1, 제2 및 제3 중합체 각각은 용융 상태에서는 다른 두 중합체 중 어떤 것의 용융 상태와 혼화할 수 없는 중합체로 구성된다. 또한 상기 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질의 제2 및 제3 중합체는 불연속 입자 또는 이연속(bicontinuous) 망상 조직의 형태로 상기 제1 중합체의 전체에 걸쳐 균일하게 분산되는 것이 바람직하다. 상기 섬유 내의 중합체들 중의 하나는 바람직하게는 폴리에스테르로 구성되고 상기 섬유 내의 제2 및 제3의 중합체 각각은 바람직하게는 폴리에틸렌 중합체 및 공중합체, 폴리프로필렌 중합체 및 공중합체, 에틸렌 및 비닐 알콜의 그라프트 및 비그라프트 공중합체, 메타아크릴산의 공중합체, 폴리에스테르 탄성체 공중합체, 나일론 중합체 및 공중합체, 및 폴리에스테르 중합체 및 공중합체의 군으로부터 선택된 한 중합체로 구성된다.
본 발명은 신규한 플렉시필라멘트(plexifilament) 섬유 스트랜드(strand) 물질에 관한 것이고 더 특별하게는 섬유 형성 중합체의 혼합물로부터 플래시-방사된 플렉시필라멘트 필름-파이브릴(film-fibril) 스트랜드에 관한 것이다.
본 명세서에 포함되고 본 명세서의 한 부분을 이루는 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시태양을 곧 도시하고, 명세서와 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 실시예 18에 기재된 플렉시필라멘트 스트랜드의 단면을 54,600배 확대한 투과 전자 미세도이다.
도 2는 비교예 6에 기재된 플렉시필라멘트 스트랜드의 단면을 26,000배 확대한 투과 전자 미세도이다.
도 3은 실시예 6에 기재된 플렉시필라멘트 스트랜드의 단면을 33,800배 확대한 투과 전자 미세도이다.
도 4는 실시예 6에 기재된 플렉시필라멘트 스트랜드의 단면을 33,800배 확대한 투과 전자 미세도이다.
도 5는 실시예 2에 기재된 플렉시필라멘트 스트랜드의 단면을 65,000배 확대한 투과 전자 미세도이다.
도 6은 실시예 18에 기재된 플렉시필라멘트 스트랜드의 단면을 22,100배 확대한 투과 전자 미세도이다.
도 7은 실시예 19에 기재된 플렉시필라멘트 스트랜드 샘플 상에서 측정된 겉보기 섬유 폭의 막대그래프이다.
도 8은 비교예 10에 기재된 플렉시필라멘트 스트랜드 샘플 상에서 측정된 겉보기 섬유 폭의 막대그래프이다.
하기에 그 예가 도시되어 있는, 본 발명의 바람직한 실시태양에 관하여 상세히 설명할 것이다. 본 발명의 플렉시필라멘트 스트랜드 물질은 3 이상의 섬유 형성 중합체의 블렌드를 포함한다. 하기의 실시예에서 알 수 있듯이, 3 이상의 플래시-방사된 블렌드는 각 구성 성분 중합체의 성질들을 선택적으로 조합하고 각 구성 성분의 성질들을 개선할 수 있도록 맞추어질 수 있다. 예를 들어, 폴리에스테르와 관련된 고용융점 및 가공 편이성, 폴리에틸렌과 관련된 신장 강력 및 폴리프로필렌과 관련된 섬도(fineness) 및 연화도(softness)를 향유하는 폴리에스테르, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌의 블렌드로부터 상기 플렉시필라멘트 스트랜드를 만들 수 있다. 실제로, 각 중합체 구성 성분 중 어느 하나로부터 플래시-방사된 플렉시필라멘트 스트랜드의 성질에 비하여 우수한 여러 성질을 가지는 다중 중합체 플렉시필라멘트 스트랜드를 플래시-방사할 수 있다. 3 이상의 중합체 조합으로부터 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 플래시-방사하여 열 및 음향 절연 물질, 가멘트, 필터 또는 흡수성 물질과 같은 특정 응용에 특히 유용한 스트랜드를 만드는 성질을 얻을 수 있다. 본 발명의 다중 중합체 플렉시필라멘트 스트랜드는 코우테스 등의 미국 특허 제5,192,468호에 개시된 방법에 따라 중합체, 이산화탄소 및 물의 기계적으로 생성된 분산액 또는 앤더슨 등의 미국 특허 제3,227,794호에 개시된 용매 내의 중합체 용액으로부터 방사된다.
본 발명의 플렉시필라멘트 섬유는 코우테스 등의 특허에 기재된 바와 같이 고압 회분식 반응기 내에서 또는 고압, 고응력, 연속 혼합기 내에서 기계적으로 발생된 분산액으로부터 플래시-방사될 수 있다. 하기하는 본 실시예에서 사용된 연속 혼합기는 최대 온도 섭씨 300도 및 최대 압력 최대 41,00kPa에서 작동되는 회전 혼합기이었다. 상기 혼합기에는 중합체 용융 블렌드가 연속적으로 혼합기로 주입되는 중합체 주입구가 있었다. 또한 상기 혼합기에는 상기 중합체가 상기 혼합기의 혼합 격실에 들어가기 이전에 상기 혼합기로 들어가는 중합체 스트림 속으로 초임계 이산화탄소를 연속적으로 주입하는 이산화탄소 주입구가 있었다. 상기 중합체 및 이산화탄소는 회전 절단 날 및 고정 절단 날의 조합에 의하여 충분히 전단되고 혼합되는 혼합기의 혼합 격실 속으로 주입되었다. 또한 상기 혼합기는 혼합 격실 내에서 상기 중합체와 이산화탄소가 먼저 혼합되는 다운스트림 지점에서 상기 혼합 격실 속으로 물을 주입하는 주입구를 포함하였다. 상기 중합체, 이산화탄소 및 물의 혼합물은 혼합기의 혼합 격실로부터 연속적으로 방출되기 이전에 적어도 한 벌의 부가적인 회전식 및 고정식 절단 날에 의하여 혼합기 내에서 더 혼합되었다. 방출된 혼합물은 가열 전달선(heated transfer line)을 통하여, 혼합물을 플래시-방사하는 0.5 내지 0.9 밀리미터에 이르는 지름의 구형 방사 오리피스로 통과되었다. 혼합기의 혼합 격실 내에서의 중합체의 체류 시간은 일반적으로 7 내지 20 초이었다. 1995년 10월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/005,875호에 실시예 1 내지 25 및 비교예 1 내지 10에서 사용된 혼합기가 더 충분히 기재되어 있다.
또는, 일반적으로 앤더슨 등의 미국 특허 제3,227,794호에 기재된 바와 같이 중합체 및 용매 용액으로부터 본 발명의 어떠한 블렌드된 중합체 플렉시필라멘트 섬유가 플래시-방사되었다. 하기하는 실시예에서 용액 플래시-방사에 사용된 장치는 하기 실시예에서 간략히 기재되고 쉰(shin) 등의 미국 특허 제5,147,586호에 더 충분히 기재된 실험실 수준의 회분식 방사 유닛이었다. 상업적 응용에서는 본 발명의 어떠한 블렌드된 중합체 플렉시필라멘트가 브레타우어 등의 미국 특허 제3,851,023호에 개시된 장치를 사용하여 용액 플래시-방사될 수 있다고 기대된다.
특별하게는 본 발명의 플렉시필라멘트 폴리에스테르 블렌드 스트랜드를 제조하는 데에 유용한 폴리에스테르 중합체는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(4GT 폴리에스테르)이다. 저분자량 4GT 폴리에스테르 및 고분자량 4GT 폴리에스테르를 블렌드하면 본 발명에 특히 유용함이 밝혀졌다. 상기 고분자량 4GT 폴리에스테르가 혼합물로부터 방사된 섬유의 강력을 개선하는 반면 상기 저분자량 4GT 폴리에스테르는 가공성을 개선한다. 본 발명의 플렉시필라멘트 스트랜드 물질을 제조하는 데에 유용할 수 있는 다른 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(2GT 폴리에스테르), 폴리프로필렌 테레프탈레이트(3GT 폴리에스테르), 재활용 2GT 및 4GT 폴리에스테르, 폴리부틸렌 나프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트를 포함한다. 본 발명의 플렉시필라멘트 스트랜드가 방사되는 공중합체 블렌드의 구성 성분으로서 유용한 부가적인 중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 에틸렌 메타아크릴(mathacrylic)산(EMMA), 에틸렌 메틸 아크릴레이트(EMA), 에틸렌 아크릴산(EAA) 및 이온체(ionomer)과 같은 에틸렌 공중합체, 폴리에스테르 탄성체 공중합체, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌 공중합체, 에틸렌/폴리프로필렌/헥사디엔 공중합체와 같은 탄화수소 고무, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리글루코사민 및 이들의 조합물을 포함한다. 블렌드된 중합체의 플렉시필라멘트 스트랜드는 또한 유색 안료, 방염제 또는 활성 탄소와 같은 비중합체 첨가제를 포함할 수 있다.
임의적으로는 상기 방사 혼합물은 계면활성제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 에틸렌 비닐 알콜 공중합체는 상기 중합체상과 다른 상간의 계면 장력을 감소시킴으로써 기계적으로 발생된 분산액으로부터 플래시-방사된 중합체의 가공성을 개선하는 것으로 밝혀졌다. 플래시-방사로 상기 에틸렌 비닐 공중합체는 섬유 메트릭스의 한 구성 성분으로 된다.
도 1 내지 도 6은 중합체의 블렌드로 이루어진 플렉시필라멘트 스트랜드에 관한 투과 전자 미세도이다. 상기 미세도들은 80 내지 120 kV의 가속 전압으로 작동하고 플렉시필라멘트 스트랜드 필름상에 기록되는 JEOL 2000FX TEM 전자 현미경을 사용하여 얻었다. 제시된 물질은 액체 에폭시 혼합물로 진공 압축시키고 절편화(sectioning)하기 이전에 섭씨 60도에서 하룻밤 숙성시켰다. 파묻힌 견본은 다이아몬드 칼을 사용하여 슬라이스하여 90 나노미터의 명목상 두께의 절편(section)을 만들었다. 상기 저편을 1% 포스포텅스텐산("PTA") 또는 루테늄(ruthenium) 테트라옥사이드 증기 중 어느 것으로 염색하였다. 도 1, 2, 4 및 6에 제시된 상기 샘플들을 각각 나일론 및 에틸렌 비닐 알콜 공중합체를 흑색화하는 1% 포스포텅스텐산으로 염색하였다. 도 3 및 도 5에 제시된 샘플들을 폴리에스테르를 흑색화하는 루테늄 테트라옥사이드 증기로 염색하였다. 도 1 내지 도 6은 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 포함하는 상기 중합체가 어떻게 서로 균일하고 가깝게 혼합되면서 또한 서로로부터 분리되어 있는가를 나타낸다.
도 1에 제시된 플렉시필라멘트 스트랜드는 90%의 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 9%의 고밀도 폴리에틸렌 및 1%의 에틸렌 비닐 알콜 공중합체로 이루어지고, 실시예 18에 더 충분히 기재되어 있다. 도 1에 제시된 샘플은 54,600배로 확대되었다. 이 미세도에서, 연회색부(12)는 폴리에틸렌 및/또는 폴리부텐테레프탈레이트(4GT 폴리에스테르)이고, 흑점(13)은 에틸렌 비닐 알콜 공중합체이다. 진회색부(11)는 절편화를 위하여 첨가된 에폭시이고 밝은 부분(10)은 홀(hole)이다.
도 2에 제시된 플렉시필라멘트 스트랜드는 90%의 고밀도 폴리에틸렌 및 10%의 에틸렌 비닐 알콜 공중합체로 이루어지고, 비교예 6에 더 충분히 기재되어 있다. 도 2에 제시된 샘플은 26,000배로 확대되었다. 이 미세도에서, 연회색부(16)는 폴리에틸렌이고, 흑점(17)은 에틸렌 비닐 알콜 공중합체이다. 진회색부(18)는 절편화를 위하여 첨가된 에폭시이다.
도 3 및 도 4 모두에 제시된 플렉시필라멘트 스트랜드는 63%의 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 12%의 폴리에스테르 탄성체 블록 공중합체, 16%의 고밀도 폴리에틸렌, 8%의 폴리프로필렌 및 1%의 에틸렌 비닐 알콜 공중합체로 이루어지고, 실시예 6에 더 충분히 기재되어 있다. 도 3 및 도 4에 제시된 샘플들은 각각 33,800배로 확대되었다. 도 3에 제시된 샘플은 상기 폴리에스테르를 밝게 하기 위하여 루테늄 테트라옥사이드 증기로 염색한 반면, 도 4에 제시된 샘플은 상기 에틸렌 비닐 알콜을 밝게 하기 위하여 1% 포스포텅스텐산으로 염색하였다. 도 3의 미세도에서, 어두운 부분(22)은 폴리부틸렌 테레프탈레이트(4GT 폴리에스테르) 및 폴리에스테르 탄성체이고, 작은 밝은 색 부분(21)은 폴리올레핀이며, 연회색부(23)는 절편화를 위하여 첨가된 상기 에폭시이다. 도 4의 미세도에서는, 밝은 부분(25)은 4GT 폴리에스테르 및 폴리올레핀이고, 흑점(26)은 폴리에스테르 탄성체 및 에틸렌 비닐 알콜 공중합체이며, 연회색부(27)는 절편화를 위하여 첨가된 에폭시이다.
도 5 및 도 6에 제시된 플렉시필라멘트 스트랜드는 45%의 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 13%의 폴리에스테르 탄성체 블록 공중합체, 19%의 고밀도 폴리에틸렌, 19%의 폴리프로필렌 및 1%의 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 및 3%의 나일론 6,6으로 이루어지고, 실시예 2에 더 충분히 기재되어 있다. 도 5에 제시된 샘플은 65,000배로 확대된 반면 도 6에 제시된 샘플은 22,100배로 확대되었다. 도 5에 제시된 샘플은 상기 폴리에스테르를 밝게 하기 위하여 루테늄 테트라옥사이드 증기로 염색한 반면, 도 6에 제시된 샘플은 상기 에틸렌 비닐 알콜 및 폴리에스테르 탄성체를 밝게 하기 위하여 1% 포스포텅스텐산으로 염색하였다. 도 5의 미세도에서, 반점이 있는 회색부(32)는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(4GT 폴리에스테르) 및 폴리에스테르 탄성체, 작은 밝은 색 부분(31)은 폴리올레핀, 매우 작은 어두운 부분(34)은 나일론이고 연회색부(33)는 절편화를 위하여 첨가된 상기 에폭시이다. 도 6의 미세도에서는, 밝은 부분(36)은 4GT 폴리에스테르 및 폴리올레핀(밝은 점 부분(35)이 주로 폴리올레핀일 것임), 흑점(37)은 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 및 나일론이고, 큰 연회색부(27)는 절편화를 위하여 첨가된 에폭시이다.
실시예 1 - 25 및 비교예 1 - 10의 시험 장치
상기한 바와 같은 연속 회전 혼합기를 본 발명을 어떠한 방식으로 한정하려고 한 것이 아니고 본 발명을 도시하고자 하는 하기의 제한없는 실시예에 사용하였다. 상기 중합체가 처음으로 이산화탄소 가소제(plasticizing agent) 및 상기 혼합기 출구와 접촉하는 지점 사이의 혼합 격실의 부피는 495 세제곱 센티미터이었다. 상기 혼합기는 41,000 kPa의 작업 압력을 견딜 수 있는 것으로 평가되었다. 상기 혼합기는 7 내지 10 Kw로 약 1200 rpm의 회전 속도로 작동되었다. 중합체는 중합체 스크류 압출기 및 기어 펌프에 의하여 혼합기로 주입되었다. 가압 탱크로부터 초임계 이산화탄소 가소제 및 폐쇄 저장 탱크로부터 물을 이중 동작 피스톤 펌프에 의하여 혼합기로 모두 주입하였다. 중합체, 초임계 이산화탄소 및 물의 분산액을 상기 혼합기에 의하여 발생시키고 방사 오리피스를 통하여 대기압 및 실온으로 유지된 지역으로 플래시-방사되었다. 위에서 말한 바와 다르지 않다면, 상기 방사 온도는 섭씨 약 240도, 상기 방사 압력은 약 28,900 kPa이었다. 상기 방사 제품은 샘플이 검사하고 시험하기 위하여 제거되는 곳인 이동 벨트 상에 집속되었다.
실시예 26 -34의 시험 장치
실시예 26 - 34에 사용된 시험 장치는 미국 특허 제5,147,586호에 기재된 방사 장치이다. 각 격실의 내용물에 압력을 가하도록 개조된 피스톤을 장착하고 있는 2개의 고압 원통형 격실로 구성된다. 상기 원통은 2.54 센티미터의 내부 지름을 가지고 50 세제곱 센티미터의 각 내부 용량을 가진다. 상기 원통은 한 말단에서 0.23 센티미터 지름의 채널 및 정치 혼합기 역할을 하는 일련의 미세 메쉬 막을 포함하는 혼합 격실을 통하여 서로 연결된다. 상기 정치 혼합기를 통하여 상기 용기의 내용물을 상기 두 원통 사이의 전후로 움직이게 하여 혼합을 수행한다. 상기 오리피스를 열기 위한 신속-수행 수단이 있는 방사구 장치(spinneret assembly)는 T자관(tee)을 통하여 상기 채널에 부착된다. 상기 방사구 장치는 0.63 센티미터의 지금 및 약 5.08 센티미터의 길이를 가지는 선단 홀(lead hole) 및 0.76 밀리미터 x 0.76 밀리미터의 길이 및 지름을 가지는 방사구 오리피스로 구성된다. 상기 피스톤은 유압 시스템에 의하여 제공되는 고압수에 의하여 구동된다.
실시예 26 - 34에서 보고된 시험에서는, 상기 기재된 장치가 중합체 및 용매의 블렌드의 펠렛(pellet)으로 충전하였다. 고압수를 사용하여 피스톤을 구동함으로써 1500 내지 3000 psi(10,340 - 10,680 kPa)의 혼합 압력을 발생시켰다. 상기 중합체 및 용매를 그 다음 혼합 온도로 가열시키고 약 1 시간 동안 상기 온도로 유지시켰다. 상기 시간 동안 상기 피스톤은 상기 중합체 및 용매를 혼합 채널을 통하여 한 원통으로부터 다른 원통으로 반복적으로 움직이게 하여 혼합을 제공하고 방사 혼합물을 형성시키도록 약 50 psi(345 kPa)의 차동 압력을 선택적으로 만드는 데에 사용되었다. 그 후 상기 방사 혼합물 온도는 최종 방사 온도로 상승시켜 그 온도에서 계속 혼합을 하면서 약 15분간 유지시킴으로써 온도 평형을 유지하였다. 압력 감쇠 격실을 모사하기 위하여, 상기 방사 혼합물의 압력을 방사하기 바로 전에 바람직한 방사 압력으로 낮추었다. 이는 방사 셀 및 바람직한 방사 압력으로 유지된 매우 큰 고압수 탱크("축적기") 사이에 있는 밸브를 열어서 수행하였다. 방사구 오리피스는 상기 방사 셀 및 축적기 사이의 밸브를 연 다음 약 1 내지 5 초후에 열린다. 이 기간은 대충 상업적인 방사 장치의 상기 감쇠 격실에서의 체류 시간에 해당된다. 최종 플래시-방사된 제품은 스테인레스 강의 개방 메쉬 막 바구니에 집속된다. 방사 동안 컴퓨터를 사용하여 방사구 바로 앞에서 기록된 압력은 방사 압력으로 입력된다.
방사 제품 시험 방법
처음부터 SI 단위계로 얻어진 것이 아닌 시험 데이터는 SI 단위로 변화하였다.
스트랜드의 데니어는 샘플 스트랜드 15 센티미터 길이의 중량으로부터 결정된다.
플래시-방사된 스트랜드의 강도(tenacity), 신도 및 강인성(toughness)은 인스트론 장력 시험기로 결정된다. 상기 스트랜드는 조건이 설정되고 섭씨 21.1도 및 상대습도 65 %에서 시험된다. 그 후 상기 스트랜드는 인치당 10회(센티미터당 3.93회) 회전시키고 인스트론 시험기의 턱(jaw)에 놓아진다. 분당 10.16 센티미터의 초기 신장률로 2-인치 게이지 길이가 사용되었다. 절단 강도는 데니어당 그램(gpd)으로 기록된다. 절단 신도는 샘플의 2-인치 게이지 길이의 퍼센트로 기록된다. 강인성은 샘플을 분리하는 데에 필요한 일을 데니어로 나눈 척도이고 gpd로 기록된다. 모듈러스는 응력/변형 곡선의 기울기에 해당하고 gpd 단위로 표현된다.
실시예 1 - 25 및 비교예 1 - 14에서의 섬유 우량성(quality)은 최대 우량성 등급을 3으로 하는 0 내지 3의 스케일을 사용하여 평가되었다. 상기 평가 방법으로, 섬유 배트(batt)로부터 25.4 센티미터 길이의 플렉시필라멘트 스트랜드가 제거된다. 상기 웹은 어두운 배경 상에 퍼지고 놓아진다. 상기 섬유 우량성 등급은 섬유의 섬도(더 가는 섬유일수록 높은 등급), 섬유 스트랜드의 연속성(연속 플렉시필라멘트 스트랜드가 높은 등급) 및 타이(tie)의 빈도(더 망상 조직화된 플렉시필라멘트 스트랜드일수록 더 높은 등급)를 각각 나타내는 3 등급의 평균치이다.
섬유 섬도는 여기 참고문헌에 의하여 포함되는, 1994년 12월 6일자 가네비쉬 바이디아나탄의 미국 특허 제5,317,810호에 개시된 것과 유사한 기술을 사용하여 측정된다. 이 기술은 섬유의 웹 내의 파이브릴 크기를 정량적으로 분석한다. 상기 웹은 손으로 열려지고 현미경 렌즈를 사용하여 영상화된다. 그 후 상기 영상(image)은 디지탈화되고 컴퓨터로 분석하여 평균 파이브릴 폭 및 표준 편차를 결정한다. 그러나, 몇몇 작은 파이브릴은 서로 단단히 다발을 이루고 짧은 파이브릴 길이를 가질 수 있어서 상기 파이브릴은 큰 파이브릴의 한 부분으로 보이고 그렇게 간주된다. 단단한 파이브릴 다발 및 짧은 파이브릴 길이(타이 점부터 타이 점까지의 거리)는 다발을 이루고 있는 파이브릴 내의 각 파이브릴 섬도의 분석을 실제로 방해할 수 있다. 따라서, 플렉시필라멘트 스트랜드의 섬유를 기술하고 특성화하기 위하여 "겉보기 파이브릴 크기"라는 용어를 사용한다.
플렉시필라멘트 필름-파이브릴 스트랜드 제품의 표면적은 상기 플래시-방사된 제품의 파이브릴화(fibrilation)의 정도 및 섬도의 또다른 척도이다. 표면적은 J. Am. Chem. Soc. 60권 309 내지 319면(1938)에 있는 에스. 브루나우어, 피. 에이치. 에메트 및 이. 텔러의 BET 질소 흡수법을 사용하여 측정되고 m2/g으로 보고된다.
함유물
하기 함유물은 하기하는 비제한(non-limiting) 실시예에서 사용되었다. 실시예에서의 퍼센트는 달리 지시하지 않는다면 중량 기준이다. 각 함유물은 실시예에서 설명되는 상표명(code)으로 지정되었다.
하기하는 실시예에서 사용된 4GT 폴리에스테르는 델라웨어주 윌밍톤의 듀퐁으로부터 입수한 크라스틴(CRASTIN) 6131이었다. 크라스틴은 듀퐁의 등록 상표이다. 크라스틴 6131은 이전에 라이니트(RYNITE) 6131로 판매되었다. 크라스틴 6131은 비강화 저분자량 4GT 폴리에스테르이다. 크라스틴 6131은 섭씨 250도, 중량 2.16 kg의 표준 기술에 의하는 경우 42 그램/10분의 용융 유속을 가지고, 섭씨 225도의 용융점을 가진다.("4GT-6131")
하기하는 실시예에 사용된 다른 4GT 폴리에스테르는 델라웨어 윌밍톤의 듀퐁으로부터 입수한 크라스틴 6130이었다. 크라스틴 6130은 크라스틴 6131보다는 고분자량인 비강화 4GT 폴리에스테르이다. 크라스틴 6130은 섭씨 250도, 중량 2.16 kg의 표준 기술에 의하는 경우 12.5 그램/10분의 용융 유속을 가지고, 섭씨 225도의 용융점을 가진다.("4GT-6130")
하기하는 실시예에 사용된 또다른 4GT 폴리에스테르는 델라웨어 윌밍톤의 듀퐁으로부터 입수한 크라스틴 6129이었다. 크라스틴 6129는 크라스틴 6130보다 약간 더 고분자량인 비강화 4GT 폴리에스테르이다. 크라스틴 6129는 섭씨 250도, 중량 2.16 kg의 표준 기술에 의하는 경우 9 그램/10분의 용융 유속을 가지고, 섭씨 225도의 용융점을 가진다.("4GT-6129")
하기하는 실시예에 사용된 폴리프로필렌은 델라웨어 윌밍톤의 히몬트사로부터 입수한 발텍(Valtec) HH444이었다. 발텍 HH444는 섭씨 190도, 중량 2.16 kg의 표준 기술에 의하는 경우 70 그램/10분의 용융 유속을 가지고, 섭씨 170도의 용융점을 가진다.("PP")
하기하는 실시예에 사용된 폴리에스테르 탄성체는 델라웨어주 윌밍톤의 이. 아이. 듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니로부터 입수한 하이트렐(HYTREL) 6133이었다. 하이트렐은 듀퐁의 등록 상표이다. 하이트렐은 섭씨 190도, 중량 2.16 kg의 표준 기술에 의하는 경우 5.0 그램/10분의 용융 유속을 가지고, 섭씨 170 내지 190도의 용융점을 가지는 폴리에스테르 블록 공중합체이다.("PEL")
하기하는 실시예에 사용된 2GT 폴리에스테르는 뉴펫(NUPET)(고밀화 펠렛)이었다. 뉴펫은 델라웨어주 윌밍톤의 듀퐁으로부터 입수한 100% 재활용 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다. 뉴펫은 듀퐁의 등록 상표이다. 뉴펫은 섭씨 280도에서 230 파스칼 초의 점도를 가지고, 섭씨 252도의 용융점을 가진다.("2GT")
실시예 26 내지 29에서 사용된 2GT 폴리에스테르는 상업 등급 2GT의 고체상 중합에 의하여 제조되는, 1.0의 고유 점도를 갖는 고분자량 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)이다.("2GT*")
하기하는 실시예에서 사용된 폴리에틸렌은 텍사스주 휴스톤의 옥시덴탈 케미칼사 및 그 주식 양수인인 텍사스주 휴스톤의 리온델 페트로케미칼사로부터 입수한 알라톤(ALATHON) H6018, 고밀도 폴리에틸렌이었다. 알라톤은 현재 리온델 페트로케미칼 캄파니의 등록 상표이다. 알라톤 H6018은 섭씨 190도, 중량 2.16 kg의 표준 기술에 의하는 경우 18 그램/10분의 용융 유속을 가지고, 섭씨 130 내지 135도의 용융점을 가진다.("PE")
실시예 26 내지 34에서 사용된 폴리에틸렌은 0.75의 용융 지수(index), 0.957g/cc의 밀도, 27,000의 수치 평균 분자량 및 120,000의 중량 평균 분자량을 갖는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이었다.("HDPE")
실시예에서 사용된 부분 중성화된 에틸렌 비닐 알콜 공중합체는 델라웨어주 윌밍톤의 이. 아이. 듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니로부터 입수한 셀라(SELAR) OH BX240이었다. 셀라는 듀퐁의 등록 상표이다. 셀라 OH BX240은 모두 델라웨어주 윌밍톤의 듀퐁으로부터 입수한 중합체인 90 % 셀라 OH4416 및 10 % FUSABONDTME MB-259D로 구성된 용융-블렌드되고 펠렛화된 중합체이다. 셀라 OH4416은 44 몰%의 에틸렌 단위를 갖고, 섭씨 210도, 중량 2.16 kg의 표준 기술에 의하는 경우 16 그램/10분의 용융 유속 및 섭씨 168도의 용융점을 갖는 에틸렌 비닐 알콜 공중합체이다. FUSABONDTME MB-259D는 섭씨 190도, 중량 2.16 kg의 표준 기술에 의하는 경우 20 - 25 그램/10분의 용융 유속 및 섭씨 120 - 122도의 용융점을 갖는, 0.2 - 0.3 % 말레산 무수물이 주어진 폴리에틸렌이다. FUSABONDTM은 듀퐁의 등록 상표이다.("EVOH")
하기하는 실시예에서 사용된 에틸렌 및 메타아크릴산 공중합체는 델라웨어주 윌밍톤의 듀퐁으로부터 입수한 설린(SURLYN) 1702이었다. 설린은 듀퐁의 등록 상표이다. 설린 1702는 섭씨 190도, 중량 2.16 kg의 표준 기술에 의하는 경우 14.0 그램/10분의 용융 유속을 가지고, 섭씨 89도의 용융점을 가진다.("Surlyn")
하기하는 실시예에서 사용된 나일론 6은 뉴저지주 모리스타운의 얼라이드-시그날 인크.로부터 입수한 카프론(CAPRON) 8202C이었다. 카프론은 얼라이드-시그날의 등록 상표이다. 카프론 8202C는 사출 성형에 사용되는 저점도, 고결정도 나일론 6이다. 카프론 8202C는 1.13g/cc의 비중 및 섭씨 215도의 용융점을 가진다.("Nylon")
하기하는 실시예에 사용된 공압출성 에틸렌 비닐 아세테이트 접착제 중합체는 델라웨어주 윌밍톤의 듀퐁으로부터 입수한 바이넬(BYNEL) 3101이었다. 바이넬은 듀퐁의 등록 상표이다. 바이넬 3101은 섭씨 190도, 중량 2.16 kg의 표준 기술에 의하는 경우 3.5 그램/10분의 용융 유속을 가지고, 섭씨 87도의 용융점을 가진다.("Bynel")
실시예 29 및 32 내지 34에 사용된 에틸렌 메타아크릴레이트는 2.0의 용융 지수, 21.5 중량%의 메틸 아크릴레이트, 0.942g/cc의 밀도 및 섭씨 75도의 용융점을 갖는, 엑손 케미칼 캄파니로부터 입수한 OPTIMA TC110이다.("EMA")
하기하는 실시예에서 사용된 폴리부틸렌 나프탈레이트 폴리에스테르 중합체는 일본 도쿄의 테이진 유한회사로부터 입수한 비상업 제품이었다. 상기 폴리부틸렌 나프탈레이트는 0.76의 고유 점도 및 섭씨 245도의 용융점을 가졌다.("PBN")
하기하는 실시예에서 사용된 폴리에틸렌 나프탈레이트 폴리에스테르 중합체는 오하이오주 아크론의 쉘 케미칼 캄파니로부터 입수한 하이퍼투프(HiPERTUFTM) 35000이었다. 하이퍼투프는 쉘 케미칼 캄파니의 상표이다. 하이퍼투프 35000 폴리에스테르 수지는 2,6 디메틸 나프탈레이트가 사용된 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지이다. 이는 섭씨 295도에서 약 350 파스칼 초의 점도 및 섭씨 266 - 270도의 용융점을 가지는 저분자량 중합체이다.
하기하는 실시예에서 사용된 폴리글루코사민은 와싱톤주 레드몬드의 반손 엘.피.로부터 입수한 키토산 VNS-589이었다. 키토산은 갑각류 껍질로부터 만들어진 천연 발생 중합체이다. 키토산은 셀룰로스 분자의 하이드록실기 중 하나가 아민기로 대체된 것을 제외하고는 셀룰로스와 유사한 화학적 구조를 가진다.("Chitosan") 하기하는 실시예에서 사용된 방염 첨가제는 버지니아주 리치몬드의 알브라이트 앤드 윌슨 아메리카스로부터 입수한 안티블레이즈(ANTIBLAZE) 1045 방염제이었다. 안티블레이즈 1045는 알브라이트 앤드 윌슨 아메리카의 등록 상표이다. 안티블레이이즈 1045는 섭씨 25도에서 1.26의 밀도 및 섭씨 130도에서 180 cp의 점도를 가진다.("Fire Retardant")
하기하는 실시예에서 사용된 활성 탄소 첨가제는 펜실바니아주 피츠버그의 칼곤 카본 코포레이션으로부터 입수한 PCB-G 코코넛이 사용된 활성 탄소이었다. PCB-G 활성 탄소는 그 중 90 %가 0.044 메쉬 막을 통과한 분말이다. PDB-G 활성 탄소는 1150 내지 1250 m2/g의 표면적을 가진다.("Activated Carbon")
하기하는 실시예에서 사용된 착색 첨가제는 인디아나주 테레 하우트의 암패셋 코포레이션으로부터 입수한 LR-85548 BLUE LLDPE MB이었다. LR-85548 BLUE LLDPE MB는 선형 저밀도 폴리에틸렌 껍질에 의하여 둘러싸인 청색 농축액이고, 펠렛 형태로는 고체이다.("BLUE")
하기하는 실시예에서 사용된 또다른 착색 첨가제는 인디아나주 테레 하우트의 암패셋 코포레이션으로부터 입수한 LD-90526 BLAZE ORANGE PE MB이었다. LD-90526 BLAZE ORANGE PE MB는 선형 저밀도 폴리에틸렌 껍질에 의하여 둘러싸인 오렌지색 농축액이고, 펠렛 형태로는 고체이다.("ORANGE")
하기하는 여러 실시예에서 사용된 열 안정화제는 지이 스페셜티 케미칼스가 웨스톤(Weston) 619라는 이름으로 시판하는 디스테아리 펜타에리쓰리톨 이포스파이트이었다.("WESTON")
<실시예 1>
하기하는 중합체 블렌드를 연이어서 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 각 블렌드에 있어서, 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 시험 혼합물을 각각 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분간 플래시-방사하였다. 상기 중합체 함유물 및 서로에 대한 그들의 비율은 각 시험마다 변화되었다. 이산화탄소에 대한 전체 중합체 및 물에 대한 전체 중합체의 비율들은 시험하는 동안 일정하게 유지시켰다.
혼합상(mixing phase)에서의 함유물 비율 및 제품 성질을 하기의 표1에 제시한다.
측정 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
4GT-6131 100 - 34 32 34 34 32 24 24 40 34
4GT-6130 - 100 51 48 51 51 48 36 36 60 51
PP - - 15 15 - - - 9 9 - -
PEL - - - 5 15 - 5 13 13 - -
2GT - - - - - - - - - - 15
PE - - - - - 15 15 18 17 - -
EVOH - - - - - - - - 1 - -
강도(gpd) .8 1.25 1.85 2.05 1.3 1.70 1.65 1.45 1.85 1.25 .95
섬유우량성 1.5 1.3 2.0 2.3 1.5 2.0 2.0 1.8 2.3 1.3 1.3
<실시예 2>
30 %의 4GT-6131, 15 %의 4GT-6130, 13 %의 PEL, 19 %의 PE, 19 %의 PP, 1 %의 EVOH 및 3 %의 Nylon 6인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 2.86이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 1.25이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 2.2 gpd의 강도, 61.5 %의 신도, 0.8 gpd의 강인성 및 2.25의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다. 상기 섬유들은 13.3 미크론의 중간 폭 및 66.6 미크론의 표준 편차에서 36.0 미크론의 평균 폭 및 6.1 m2/g의 표면적을 가졌다.
<실시예 3>
60 %의 4GT-6131, 30 %의 4GT-6130, 9 %의 PE, 1 %의 EVOH인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 2.3 gpd의 강도, 43 %의 신도, 0.6 gpd의 강인성 및 2.3의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다.
<실시예 4>
18 %의 4GT-6131, 45 %의 4GT-6130, 12 %의 PEL, 16 %의 PE, 8 %의 PP 및 1 %의 EVOH인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 2.9 gpd의 강도, 37 %의 신도, 0.6 gpd의 강인성 및 2.5의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다. 상기 섬유들은 14.4 미크론의 중간 폭 및 61.8 미크론의 표준 편차에서 35.7 미크론의 평균 폭 및 6.6 m2/g의 표면적을 가졌다.
<실시예 5>
18 %의 4GT-6131, 30 %의 4GT-6130, 15 %의 4GT-6129, 12 %의 PEL, 16 %의 PE, 8 %의 PP 및 1 %의 EVOH인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 2.4 gpd의 강도, 48 %의 신도, 0.7 gpd의 강인성 및 2.5의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다.
<실시예 6>
63 %의 4GT-6130, 12 %의 PEL, 16 %의 PE, 8 %의 PP 및 1 %의 EVOH인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 2.5 gpd의 강도, 38 %의 신도, 0.6 gpd의 강인성 및 2.7의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다. 상기 섬유들은 12.2 미크론의 중간 폭 및 53.6 미크론의 표준 편차에서 32.3 미크론의 평균 폭 및 6.0 m2/g의 표면적을 가졌다.
<실시예 7>
51 %의 4GT-6131, 16 %의 4GT-6130, 10 %의 PEL, 12 %의 PE, 10 %의 PP 및 1 %의 EVOH인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.787 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 2.8 gpd의 강도, 62 %의 신도, 1.0 gpd의 강인성 및 2.2의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다.
<실시예 8>
50 %의 4GT-6131, 35 %의 4GT-6130, 5 %의 PEL 및 10 %의 PP인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 2.6 gpd의 강도, 37 %의 신도, 0.6 gpd의 강인성 및 2.5의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다.
<실시예 9>
20 %의 4GT-6131, 15 %의 4GT-6130, 5 %의 PEL, 10 %의 PP 및 50 %의 2GT인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 1.3 gpd의 강도, 54 %의 신도, 0.5 gpd의 강인성 및 1.8의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다. 상기 섬유들은 14.36 미크론의 중간 폭 및 50.8 미크론의 표준 편차에서 34.7 미크론의 평균 폭 및 5.1 m2/g의 표면적을 가졌다.
<실시예 10>
35 %의 4GT-6131, 15 %의 4GT-6130, 5 %의 PEL, 10 %의 PP 및 35 %의 2GT인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 1.9 gpd의 강도, 45 %의 신도, 0.45 gpd의 강인성 및 1.8의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다. 상기 샘플은 16.63 미크론의 평균 겉보기 파이브릴 크기를 가졌다.
<실시예 11>
4 %의 PEL, 82 %의 PE, 9 %의 PP 및 5 %의 EVOH 및 3 %의 Nylon 6인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 섭씨 200도의 방사 온도에서 플래시-방사하였다. 0.8 gpd의 강도, 89 %의 신도, 0.5 gpd의 강인성 및 2.5의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다.
<실시예 12>
5 %의 PEL, 10 %의 PP 및 85 %의 Nylon 6인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 0.3 gpd의 강도, 32 %의 신도, 0.7 gpd의 강인성 및 0.5의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다.
<실시예 13>
10 %의 EVOH, 88 %의 PE 및 2 %의 SURLYN인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 1.3 gpd의 강도, 50 %의 신도, 0.4 gpd의 강인성 및 2.2의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다.
<실시예 14>
85.5 %의 PE, 9.5 %의 EVOH 및 5 %의 BYNEL인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 1.79이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.7874 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 0.8 gpd의 강도 및 1.0의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다.
<실시예 15>
50 %의 4GT-6131, 25 %의 3GT 및 25 %의 PEL인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.787 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 1.04 gpd의 강도, 58 %의 신도, 0.3 gpd의 강인성 및 2.3의 섬유 우량성 등급 및 2.0 m2/g를 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다. 상기 섬유들은 12.2 미크론의 중간 폭 및 42.2 미크론의 표준 편차에서 29.1 미크론의 평균 폭 및 2.0 m2/g의 표면적을 가졌다.
<실시예 16>
85 %의 PBN, 5 %의 PEL, 10 %의 PP인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 2.5 gpd의 강도, 23 %의 신도, 0.3 gpd의 강인성 및 2.5의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다.
<실시예 17>
16.2 %의 4GT-6131, 40.5 %의 4GT-6130, 10 %의 PEN, 14.4 %의 PE, 10.8 %의 PEL, 7.2 %의 PP 및 0.9 %의 EVOH인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 2.4 gpd의 강도, 41 %의 신도, 0.6 gpd의 강인성 및 2.5의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다.
<실시예 18>
90 %의 4GT-6131, 9 %의 PE 및 1 %의 EVOH인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.787 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 1.6 gpd의 강도, 17.6 m2/g의 표면적, 0.24 gpd의 강인성 및 2.7의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다. 54,600 배로 확대한 상기 스트랜드의 단면에 대한 광학 미세도가 도 1에 나타낸다.
<실시예 19>
45 %의 4GT-6131, 18 %의 4GT-6130, 16 %의 PE, 12 %의 PEL, 8 %의 PP 및 1 %의 EVOH인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.787 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 2.2 gpd의 강도, 8.5 m2/g의 표면적, 0.6 gpd의 강인성, 21.7 미크론의 겉보기 평균 섬유 크기 및 2.0의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다. 이 샘플에 대하여 측정한 겉보기 섬유 폭의 막대 그래프를 x 축에는 섬유 폭을 y 축에는 측정 횟수로 하여 도 3에 나타낸다.
<실시예 20>
16.18 %의 4GT-6131, 40.35 %의 4GT-6130, 9.96 %의 2GT, 14.34 %의 PE, 10.76 %의 PEL, 7.17 %의 PP, 0.89 % EVOH 및 0.35 %의 키토산인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 2.4 gpd의 강도, 38 %의 신도, 0.5 gpd의 강인성 및 2.7의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다.
<실시예 21>
29 %의 4GT-6131, 50 %의 2GT, 15 %의 PEL 및 6 %의 Fire Retardant인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 1.79이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 플렉시필라멘트 섬유를 얻었으나 그 강도 및 강인성은 측정하기에는 너무 작았다. 상기 섬유 우량성 등급은 1.3이었다.
<실시예 22>
47.8 %의 4GT-6131, 33.4 %의 4GT-6130, 9.6 %의 PP, 4.8 %의 PEL 및 4.5 %의 Activated Carbon인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 1.4 gpd의 강도, 26 %의 신도, 0.2 gpd의 강인성 및 2.0의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다. 상기 섬유들은 15.43 미크론의 중간 폭 및 79.5 미크론의 표준 편차에서 43.63 미크론의 평균 폭 및 12.9 m2/g의 표면적을 가졌다.
<실시예 23>
81.6 %의 4GT-6131, 9 %의 PP, 4.8 %의 PEL 및 4 %의 BLUE 안료인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 0.8이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 0.35이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 2.1 gpd의 강도, 53 %의 신도, 0.7 gpd의 강인성 및 2.0의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다. 상기 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드는 광택 있는 짙은 푸른 바다색이었다.
<실시예 24>
81.6 %의 4GT-6131, 9.6 %의 PP, 4.8 %의 PEL 및 4 %의 ORANGE 안료인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 1.8 gpd의 강도, 62 %의 신도, 0.6 gpd의 강인성 및 1.7의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다. 상기 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드는 균일한 중간 오렌지색이었다.
<실시예 25>
하기하는 중합체 블렌드를 이어서 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 상기 중합체 함유물 및 서로에 대한 그들의 비율은 각 시험마다 변화되었다. 이산화탄소에 대한 전체 중합체 및 물에 대한 전체 중합체의 비율은 시험 동안 일정하게 유지시켰다.
혼합상(mixing phase)에서의 함유물 비율 및 제품 성질을 하기의 표2에 제시한다.
측정 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
4GT-6131 100 - 40 34 32 34 32 34 32 34 24 24 24 24 24 24
4GT-6130 - 100 60 51 48 51 48 51 48 51 36 36 36 36 36 36
PP - - - 15 15 - - - - - - 15 9 9 10 8
PEL - - - - 5 15 5 - 5 15 15 15 13 13 10 11
2GT - - - - - - - 15 - - 10 10 - - 10 5
PE - - - - - 15 15 - - - 15 - 18 17 10 15
EVOH - - - - - - - - - - - - 1 - 1
강도(gpd) .86 1.3 1.45 2.75 2.35 2.05 2.25 1.1 1.65 2.3 1.85 2.45 2.15 2.25 2.3 2.4
섬유우량성 1.15 1.3 1.7 2.5 2.3 2.2 2.7 1.3 2.0 2.7 2.5 2.8 2.7 2.2 2.3 2.5
<실시예 26 - 34>
실시예 26 내지 34에서는, 3 이상의 중합체의 블렌드를 용매에 용해시키고 하기의 표에 열거된 조건에서 혼합하고 상기 용액을 하기의 표에 열거된 조건에서 플래시-방사하였다. 사용된 용매는 메틸렌 클로라이드(CH2Cl2) 및 하이드로플루오로카본 HFC-43-10mee(CF3CHFCHFCF2CF3)이다. 각 시험에서, WESTON 열 안정화제를 용매 중량의 0.1 %와 동일한 양으로 상기 방사 용액에 포함시켰다. 각각의 경우 하기의 표 3에 열거된 성질을 가지는 플렉시필라멘트 섬유를 얻었다.
실시예번호 중합체 용매 혼합 방사 성질@10TP
이름 P/P% 1 2 S1/S2% ℃ 분 압력MPa 압력MPa ℃ 데니어 모듈러스gpd 강도gpd 신도% BET표면적 형태
26 HDEP2GT*PEL 502525 CH2Cl2 HFC-43-10mee 99/1 210 60 17.3 7.7 212 476 1.8 1.4 80 nm plex
27 HDEP2GT*PEL 503515 CH2Cl2 HFC-43-10mee 99/1 210 60 17.3 8.0 209 465 2.1 1.3 84 nm plex
28 HDEP2GT*PEL 50455 CH2Cl2 HFC-43-10mee 99/1 210 60 17.3 8.7 214 421 2.4 1.3 84 nm plex
29 HDEP2GT*PELEMA 50301010 CH2Cl2 HFC-43-10mee 99/1 210 30 17.3 7.7 211 495 1.5 1.3 100 nm plex
30 HDEP4GT-6130PEL 503515 CH2Cl2 HFC-43-10mee 99/1 210 30 17.3 8.4 211 443 1.5 1.5 88 7.7 plex
31 HDEP4GT-6130PEL 50455 CH2Cl2 HFC-43-10mee 99/1 210 30 17.3 8.2 206 412 2 1.6 102 nm plex
32 HDEP4GT-6130PELEMA 50301010 CH2Cl2 HFC-43-10mee 99/1 210 30 17.3 7.9 208 463 1.2 1.3 100 nm plex
33 4GT-6130PELHDEPEMA 6312241 CH2Cl2 없음 100/0 145-240 18.0 11.1 240 181 2.2 1.7 92 6.5 plex
34 4GT-6130PELHDEPEMA 809101 CH2Cl2 없음 100/0 145-240 22 18.0 11.1 241 222 1.3 1.1 108 6.1 plex
각주 : nm = 측정 불가
<비교예 1>
용융된 100% EVOH 중합체를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.0이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.787 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 0.4 gpd의 강도, 0.07 gpd의 강인성, 4.0 m2/g 및 2.0의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다.
<비교예 2>
용융된 100% PE 중합체를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.0이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.787 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 10분 동안 플래시-방사하였다. 2.2의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었고, 그 강도 및 강인성은 너무 낮아 측정할 수 없었다.
<비교예 3>
용융된 100% PP 중합체를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 2.14이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.04이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.787 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 1.0 gpd의 강도, 0.6 gpd의 강인성 및 1.2의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다.
<비교예 4>
용융된 100% 2GT 중합체를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.787 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 0.7의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었고, 그 강도 및 강인성은 너무 낮아 측정할 수 없었다.
<비교예 5>
용융된 100% 나일론 6,6 중합체를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.787 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 1.2의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었고, 그 강도 및 강인성은 너무 낮아 측정할 수 없었다.
<비교예 6>
90 %의 PE 및 10 %의 EVOH인 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.07이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.38이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.787 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 0.9 gpd의 강도, 0.2 gpd의 강인성, 6.1 m2/g의 표면적 및 2.5의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다. 26,000배로 확대한 상기 스트랜드의 단면에 관한 광학 미세도를 도 2에 나타낸다.
<비교예 7>
4GT-6131 및 PP의 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 플래시-방사하였다. 시험 동안, PP에 대한 4GT-6131의 비율은 변화되었다.
혼합상에서의 함유물 비율 및 제품의 성질을 하기의 표 4에 제시한다.
측정상태 지속시간(분) 부분 4GT 부분 PP 산출속도 (kg/hr) 강도 (gpd) 섬유우량성 강인성 (gpd)
1 15 100 0 - 0.8 1.8 0.2
2 15 95 5 89.8 1.4 2.3 0.4
3 15 92 8 82.1 1.7 2.0 0.5
4 15 87 13 82.1 1.6 2.3 0.5
5 15 79 21 76.7 2.0 2.0 0.8
6 15 66 34 64.9 1.5 2.5 0.5
7 15 50 50 64.9 1.0 1.7 0.4
<비교예 8>
4GT-6131 및 PEL의 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 플래시-방사하였다. 시험 동안, PEL에 대한 4GT-6131의 비율은 변화되었다.
혼합상에서의 함유물 비율 및 제품의 성질을 하기의 표 5에 제시한다.
측정상태 지속시간 (분) 부분 4GT 부분 PEL 산출속도 (kg/hr) 강도 (gpd) 우량성 강인성 (gpd)
1 15 100 0 - 0.8 1.8 0.2
2 15 95 5 93.0 0.9 2.0 0.2
3 15 92 8 86.2 0.7 1.7 0.2
4 15 87 13 87.5 0.8 1.5 0.2
5 15 79 21 93.0 0.9 1.7 0.2
<비교예 9>
4GT-6131 및 2GT의 용융 블렌드를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.5 내지 2.0으로 유지시키고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 3.57 내지 4.76으로 유지시켰다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 플래시-방사하였다. 시험 동안, 2GT에 대한 4GT-6131의 비율은 변화되었다.
함유물 비율 및 혼합상에서의 제품의 성질을 하기의 표 6에 제시한다.
측정상태 지속시간 (분) 부분 4GT 부분2GT 강도 (gpd) 우량성 강인성 (gpd)
1 15 100 0 0.5 1.5 0.14
2 15 95 5 0.76 1.5 0.2
3 15 85 15 0.79 1.5 0.2
4 15 70 30 0.43 1.5 0.1
5 15 50 50 0.28 1.0 0.1
<비교예 10>
100 %의 4GT-6131 중합체를 연속 혼합기에 주입하고 상기한 바와 같이 이산화탄소 및 물과 혼합하였다. 혼합기 내의 중합체/이산화탄소 비율은 1.25이고 혼합기 내의 중합체/물의 비율은 2.86이었다. 연이어서 상기 혼합물을 0.889 밀리미터 방사 오리피스로부터 약 15분 동안 플래시-방사하였다. 0.2 gpd의 강도, 54 %의 신도, 45.0의 평균 겉보기 섬유 크기 및 1.5의 섬유 우량성 등급을 갖는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드를 얻었다. 이 샘플상에서 측정된 겉보기 섬유 폭에 관한 막대 그래프를 x축에는 섬유 폭을 y 축에는 측정 횟수로 하여 도 4에 나타낸다.
본 발명의 블렌드 중합체의 플렉시필라멘트 스트랜드에 변형물 및 변경물을 만들 수 있다는 것은 당해 분야의 숙련된 기술을 가진 자에게 명백할 것이다. 그러므로, 더 넓은 측면에서의 본 발명은 상세한 설명 또는 상기에서 도시한 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 상술한 명세서, 도면 및 실시예들에 포함되는 모든 것은 한정하려는 의미가 아니라 도시하려는 의미로 해석되어야 함을 의도한다.

Claims (13)

  1. 제1, 제2 및 제3의 합성, 유기 중합체로 이루어지고, 상기 각 중합체가 섬유성 부재의 1 내지 98 중량%를 구성하는 것인, 스트랜드 축으로 실질적으로 정렬된 상기 섬유성 부재의 3차원적인 완전한 엉킨 덩어리를 포함하는 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 및 제3 중합체는 각각 상기 제1 중합체의 전역에 걸쳐 분산되고, 본질적으로 제1, 제2 및 제3 중합체 각각은 용융 상태에서는 다른 두 중합체 중 어떤 것의 용융 상태와 혼화할 수 없는 중합체로 구성되는 것인 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 및 제3 중합체가 뚜렷한 불혼화성 상(phase)의 형태로 상기 제1 중합체의 전역에 걸쳐 분산되어 있는 것인 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질.
  4. 제3항에 있어서, 상기 중합체 중 하나가 본질적으로 폴리에스테르로 구성되는 것인 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질.
  5. 제4항에 있어서, 상기 폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 것인 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질.
  6. 제4항에 있어서, 상기 폴리에스테르가 폴리부틸렌 테레프탈레이트인 것인 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질.
  7. 제4항에 있어서, 제2 및 제3의 중합체 각각이 폴리에틸렌 중합체 및 공중합체, 폴리프로필렌 중합체 및 공중합체, 에틸렌 및 비닐 알콜의 그라프트 및 비그라프트 공중합체, 메타아크릴산의 공중합체, 폴리에스테르 탄성체 공중합체, 나일론 중합체 및 공중합체 및 폴리에스테르 중합체 및 공중합체의 군으로부터 선택되는 것인 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질.
  8. 제7항에 있어서, 상기 폴리에스테르가 상기 섬유성 부재의 30 내지 90 % 중량 %를 구성하는 것인 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질.
  9. 제7항에 있어서, 상기 폴리에틸렌이 상기 섬유성 부재의 30 내지 90 % 중량 %를 포함하는 것인 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질.
  10. 제3항에 있어서, 각 섬유성 부재가 불연속적이고 불균일하게 상기 제1 중합체의 전역에 걸쳐 분산되고, 본질적으로 용융 상태에서는 상기 제1, 제2 및 제3 중합체의 용융 상태와 혼화할 수 없는 제4의 합성, 유기 중합체를 더 포함하고, 상기 제4 중합체는 상기 섬유 부재의 1 내지 50 중량 %를 구성하며, 폴리에틸렌 중합체 및 공중합체, 폴리프로필렌 중합체 및 공중합체, 에틸렌 및 비닐 알콜의 그라프트 및 비그라프트 공중합체, 메타아크릴산의 공중합체, 폴리에스테르 탄성체 공중합체, 나일론 중합체 및 공중합체 및 폴리에스테르 중합체 및 공중합체의 군으로부터 선택되는 것인, 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질.
  11. 제10항에 있어서, 각 섬유성 부재가 불연속적이고 불균일하게 상기 제1 중합체의 전역에 걸쳐 분산되고, 본질적으로 용융 상태에서는 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 중합체의 용융 상태와 혼화할 수 없는 제5의 합성, 유기 중합체를 더 포함하고, 상기 제5 중합체는 상기 섬유 부재의 1 내지 50 중량 %를 구성하며, 폴리에틸렌 중합체 및 공중합체, 폴리프로필렌 중합체 및 공중합체, 에틸렌 및 비닐 알콜의 그라프트 및 비그라프트 공중합체, 메타아크릴산의 공중합체, 폴리에스테르 탄성체 공중합체, 나일론 중합체 및 공중합체 및 폴리에스테르 중합체 및 공중합체의 군으로부터 선택되는 것인, 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질.
  12. 제11항에 있어서, 상기 폴리에스테르는 폴리부틸렌 테레프탈레이트이고 상기 섬유성 부재는 40 내지 80 중량 %의 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 5 내지 20 중량 %의 폴리에스테르 탄성체 공중합체, 5 내지 30 중량 %의 고밀도 폴리에틸렌, 5 내지 20 중량 %의 폴리프로필렌 및 1 내지 5 중량 %의 에틸렌 비닐 알콜 공중합체를 포함하는 것인 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 스트랜드 물질이 최소 2.0 m2/g의 표면적 및 최소 2.0 gpd의 강도를 가지는 것인 플렉시필라멘트 섬유 스트랜드 물질.
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