KR20080105079A - 가교 폴리에틸렌 탄성 섬유 - Google Patents

가교 폴리에틸렌 탄성 섬유 Download PDF

Info

Publication number
KR20080105079A
KR20080105079A KR1020087022355A KR20087022355A KR20080105079A KR 20080105079 A KR20080105079 A KR 20080105079A KR 1020087022355 A KR1020087022355 A KR 1020087022355A KR 20087022355 A KR20087022355 A KR 20087022355A KR 20080105079 A KR20080105079 A KR 20080105079A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fiber
component
property
polyolefin
fibers
Prior art date
Application number
KR1020087022355A
Other languages
English (en)
Inventor
쉬-야우 라이
유엔-유엔 디. 치우
아쉬쉬 센
스테판 코스테욱스
Original Assignee
다우 글로벌 테크놀로지스 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 다우 글로벌 테크놀로지스 인크. filed Critical 다우 글로벌 테크놀로지스 인크.
Publication of KR20080105079A publication Critical patent/KR20080105079A/ko

Links

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
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/46—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyolefins
    • 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
    • D01D10/00—Physical treatment of artificial filaments or the like during manufacture, i.e. during a continuous production process before the filaments have been collected
    • D01D10/06—Washing or drying
    • 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
    • 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
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/34—Core-skin structure; Spinnerette packs therefor
    • 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
    • D01F1/04—Pigments
    • 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
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/06—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyolefin as constituent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/32—Elastic yarns or threads ; Production of plied or cored yarns, one of which is 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
    • 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
    • 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)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 보다 높은 강도 및 보다 우수한 온도 안정성을 갖는 보다 강인한 섬유를 제공하도록 올레핀 물질이 특정적으로 선택된 가교 올레핀 탄성 섬유에 관한 것이다. 상기 섬유는 섬유 방사 및 스풀 형성 및 해권을 비롯한 후-방사 (하류 가공) 작업 동안 덜 파단될 것이다. 사용된 특정 올레핀 물질은 가교 전 전체 용융 지수 (I2)가 2.5 g/10분 미만이고, 밀도가 0.865 내지 0.885 g/㎤인 블렌드이다. 블렌드의 한 성분은 밀도가 0.855 내지 0.88 g/㎤이거나 또는 80℃에서의 잔류 결정성이 9％ 초과인 것 중 어느 하나를 갖지만 둘 다 갖지는 않는 것을 특징으로 할 것이다. 하나 이상의 다른 성분은 적어도 제1 성분이 충족시키지 않는 특성을 충족시킬 것이다.
가교 폴리에틸렌 탄성 섬유, 용융 지수, 밀도, 분자량 분포, 잔류 결정성

Description

가교 폴리에틸렌 탄성 섬유{CROSSLINKED POLYETHYLENE ELASTIC FIBERS}
본 발명은 보다 높은 강도 (tenacity) 및 보다 우수한 온도 안정성을 갖는 보다 강인한 섬유를 제공하도록 올레핀 물질이 특정적으로 선택된 가교 올레핀 탄성 섬유에 관한 것이다. 상기 섬유는 섬유 방사 및 스풀 형성 및 해권을 비롯한 후-방사 (하류 가공) 작업 동안 덜 파단될 것이다.
각종 섬유 및 패브릭은 열가소성 물질, 예컨대 폴리프로필렌, 전형적으로 고압 중합 공정에서 제조된 고분지 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 선형 불균질 분지 폴리에틸렌 (예를 들어, 지글러(Ziegler) 촉매를 사용하여 제조된 선형 저밀도 폴리에틸렌), 선형 및 실질적으로 선형인 균질 분지 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 선형 불균질 분지 폴리에틸렌의 블렌드, 선형 불균질 분지 폴리에틸렌과 에틸렌/비닐 알콜 공중합체의 블렌드로부터 제조되었다.
섬유는 전형적으로 데니어 (g/9000m)에 따라 분류된다. 모노필라멘트 섬유는 일반적으로 개별 섬유 데니어가 약 14 초과인 것으로 정의된다. 미세 데니어 섬유는 일반적으로 데니어가 필라멘트 당 약 10 데니어 미만인 섬유를 지칭한다. 마이크로데니어 섬유는 일반적으로 1 데니어 미만 또는 10 마이크로미터 미만의 섬유로 정의된다.
섬유는 또한 제조 공정에 따라, 예컨대 모노필라멘트, 연속 권취 미세 필라멘트, 스테이플 또는 숏컷 섬유, 스펀본드 및 멜트블로운 섬유로 분류될 수 있다.
다수의 폴리올레핀 물질이 섬유의 형성에 유용한 것으로 알려져 있다. 선형 불균질 분지 폴리에틸렌은 미국 특허 제4,076,698호 (앤더슨 등(Anderson et al.))에 기재된 바와 같이 모노필라멘트로 제조되었다. 선형 불균질 분지 폴리에틸렌은 또한 미국 특허 제4,644,045호 (포웰즈(Fowells)), 동 제4,830,907호 (소이어 등(Sawyer et al.)), 동 제4,909,975호 (소이어 등) 및 동 제4,578,414호 (소이어 등)에 개시된 바와 같이 미세 데니어 섬유로 성공적으로 제조되었다. 상기 불균질 분지 폴리에틸렌의 블렌드는 또한 미국 특허 제4,842,922호 (크루프 등(Krupp et al.)), 동 제4,990,204호 (크루프 등) 및 동 제5,112,686호 (크루프 등)에 개시된 바와 같이 미세 데니어 섬유 및 패브릭으로 성공적으로 제조되었다. 미국 특허 제5,068,141호 (쿠보 등(Kubo et al.))에는 또한 특정 용융열을 갖는 특정 불균질 분지 LLDPE의 연속 열 결합 필라멘트로부터 부직포를 제조하는 것이 개시되어 있다.
그러나, 모든 이러한 유형의 포화 올레핀 중합체로부터 제조된 섬유는 본래 "탄성" (이 용어는 하기에 정의됨)이 아니므로 탄성 응용에서 그 용도가 제한된다. 용융 방사 전에 첨가제를 중합체에 혼입시켜 이러한 문제를 해결하려는 한 시도가 미국 특허 제4,663,220호 (위스네스키 등(Wisneski et al.))에 개시되어 있다. 위스네스키 등은 약 10％ 이상의 스티렌 블록 공중합체 및 폴리올레핀을 포함하는 섬유 엘라스토머 웹을 개시한다. 생성된 웹은 엘라스토머 특성을 갖는다고 기술되어 있다.
미국 특허 제4,425,393호 (베네딕(Benedyk))에는 탄성 모듈러스가 2,000 내지 10,000 psi인 중합체 물질로부터 제조된 모노필라멘트 섬유가 개시되어 있다. 중합체 물질에는 가소화 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 열가소성 고무, 에틸렌-에틸 아크릴레이트, 에틸렌-부틸렌 공중합체, 폴리부틸렌 및 이의 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 염소화 폴리프로필렌, 염소화 폴리부틸렌 또는 이들의 혼합물이 포함된다.
1종 이상의 엘라스토머 (즉, 이소올레핀과 복합 폴리올레핀의 공중합체 (예를 들어, 이소부틸렌과 이소프렌의 공중합체))와 1종 이상의 열가소성 물질의 블렌드로부터 제조된 탄성 섬유 및 웹이 미국 특허 제4,874,447호 (하젤톤 등(Hazelton et al.))에 개시되어 있다.
미국 특허 제4,657,802호 (모르만(Morman))에는 복합 부직 탄성 웹 및 이의 제조 방법이 개시되어 있다. 섬유 부직 탄성 웹을 형성하는데 유용한 탄성 물질에는 폴리에스테르 엘라스토머 물질, 폴리우레탄 엘라스토머 물질 및 폴리아미드 엘라스토머 물질이 포함된다.
미국 특허 제4,833,012호 (마키무라 등(Makimura et al.))에는 탄성 섬유, 비수축성 비탄성 섬유 및 수축성 탄성 섬유의 3차원 얽힘 (entanglement)으로부터 제조된 얽힘 부직포가 개시되어 있다. 탄성 섬유는 중합체 디올, 폴리우레탄, 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리아미드 엘라스토머 및 합성 고무로부터 제조된다.
복합 엘라스토머 폴리에테르 블록 아미드 부직 웹이 미국 특허 제4,820,572호 (킬리안 등(Killian et al.))에 개시되어 있다. 웹은 멜트블로운 공정을 사용 하여 제조되며, 탄성 섬유는 폴리에테르 블록 아미드 공중합체로부터 제조된다.
또다른 엘라스토머 섬유 웹이 미국 특허 제4,803,117호 (다폰트(Daponte))에 개시되어 있다. 다폰트는 웹이 에틸렌과 비닐 에스테르 단량체, 불포화 지방족 모노카르복실산 및 이들 모노카르복실산의 알킬 에스테르를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상의 비닐 단량체의 공중합체로부터 제조된 엘라스토머 섬유 또는 마이크로섬유로부터 제조된다고 개시한다. 비닐 단량체의 양은 멜트블로운 섬유에 탄성을 부여하는데 "충분"해야 한다고 기술되어 있다. 에틸렌/비닐 공중합체와 다른 중합체 (예를 들어, 폴리프로필렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌)의 블렌드가 또한 섬유 웹을 형성한다고 기술되어 있다.
올레핀 중합체로부터 탄성 섬유 및 패브릭을 제조하려는 종전의 노력이 중합체 첨가제에 초점을 맞추었지만, 이 방법은 첨가제의 비용 증가 및 표준이하의 방사 성능을 비롯한 잠재적인 단점을 갖고 있다.
보다 최근에는, 예컨대 미국 특허 제5,824,717호; 동 제6,048,935호; 동 제6,140,442호; 동 제6,194,532호; 동 제6,437,014호; 동 제6,500,540호; 및 동 제6,500,540호에 개시된 바와 같은 폴리올레핀 물질 및 특히 가교 폴리올레핀 물질로부터 제조된 탄성 섬유가 특히 직물 및 의류 분야에서 많은 관심을 받고 있다. 가교 올레핀 탄성 섬유는 에틸렌 중합체, 프로필렌 중합체 및 완전 수소화 스티렌 블록 공중합체 (촉매에 의해 개질된 중합체로서도 알려져 있음)를 포함한다. 에틸렌 중합체는 다수의 응용에 바람직하며, 균질 분지 및 실질적으로 선형인 균질 분지 에틸렌 중합체 뿐만 아니라 에틸렌-스티렌 혼성중합체를 포함한다. 이들 가교 올 레핀 탄성 섬유는 그의 내화학성 및 내열성, 내구성 및 편안한 신축성에 대해 극찬을 받았으며, 따라서 제직 및 편직 응용 둘 다에서 인기가 더해가고 있다.
이들 가교 올레핀 탄성 섬유의 우수한 특성은 그의 상업적 성공을 이끌어냈다. 그러나, 상기 섬유는 여전히 섬유의 하류 가공 동안 목적하는 정도보다 높은 파단율을 경험하고 있다고 보고되었다. 섬유 파단은 보빈 형성, 스풀 해권 및 권취, 드래프팅 (얀 제조 또는 피복 동안), 콘 염색 동안 및 편직 작업 동안 마찰점에서 일어난다. 섬유 파단율은 상업적으로 허용되지만, 여전히 개선될 수 있다. 따라서, 본 발명의 목적은 보다 강인한 가교 폴리올레핀 엘라스토머 섬유를 제공하여 하류 섬유 파단의 발생율을 더 감소시키는 것이다. 그러나, 이러한 목적은 다른 특성과 균형을 맞추어야 한다. 특히, 상기 목적은 허용되는 섬유 가공 특징을 희생시켜서는 안된다. 우수한 방사성, 우수한 파단신장률, 수축력, 가교성, 점착성 및 내열성과 같은 특성은 허용되는 상태로 유지되어야 한다.
용융 지수 (I2)가 2.5 g/10분 미만이고 밀도가 0.86 내지 0.89 g/㎤인 폴리올레핀 블렌드를 포함하는 조성물을 사용하는 것은 점착을 방지하고 탄성 거동을 보존하면서 섬유의 강도를 개선시킨다고 밝혀졌다. 본 발명에 사용하기 위한 조성물은 둘 이상의 성분을 포함한다. 성분은 하기 특성에 따라 분류될 수 있다. 특성 (a)는 폴리올레핀 물질의 밀도가 0.855 내지 0.880 g/㎤라는 것이다. 특성 (b)는 폴리올레핀 물질의 80℃에서의 잔류 결정성이 9％ 이상이라는 것이다. 특성 (a)를 충족시키는 물질은 섬유에 탄성 및 가교성을 부여하는 반면, 특성 (b)를 충 족시키는 물질은 섬유에 열 안정성을 부여한다고 생각된다. 본 발명의 섬유의 경우, 둘 이상의 폴리올레핀 성분의 블렌드가 사용되며, 여기서 하나 이상의 성분이 (a), (b) 둘 다가 아닌 (a) 또는 (b) 중 어느 하나를 충족시킨다. 제2 성분은 제1 성분이 충족시키지 않는 어느 한 특성 ((a) 또는 (b))을 충족시키도록 선택된다. 제2 성분이 이들 특성 중 단지 하나 또는 동시에 둘 다를 충족시킬 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 있다.
상기 물질로부터 제조된 섬유는 개선된 수축력을 나타내어 주변 온도에서 섬유의 보다 우수한 특성 및 보다 높은 온도에서 보다 우수한 치수 안정성을 초래한다.
보다 높은 분자량 물질이 보다 높은 방사라인 응력 및 그에 따른 보다 많은 파단을 초래한다는 당업자 사이의 생각에도 불구하고, 놀랍게도 본 발명의 조성물은 압출기에서의 가공성 및 압출기에서 배출된 후 용융물의 연신성 둘 다의 관점에서 우수한 방사성을 나타내는 것으로 관찰되었다.
본 발명의 목적상, 하기 용어는 다음의 의미를 가질 것이다:
"중합체"는 동일 또는 상이한 유형의 단량체를 중합하여 제조된 거대분자 화합물을 의미한다. "중합체"는 단일중합체, 공중합체, 삼원중합체 및 혼성중합체 등을 포함한다. 용어 "혼성중합체"는 2종 이상의 단량체 또는 공단량체를 중합하여 제조된 중합체를 의미한다. 이는 공중합체 (종종 3종 이상의 상이한 유형의 단량체 또는 공단량체로부터 제조된 중합체를 지칭하는 "혼성중합체"와 상호교환적으로 사용되지만, 통상 2종의 상이한 유형의 단량체 또는 공단량체로부터 제조된 중합체를 지칭함), 삼원중합체 (통상 3종의 상이한 유형의 단량체 또는 공단량체로부터 제조된 중합체를 지칭함), 및 사원중합체 (통상 4종의 상이한 유형의 단량체 또는 공단량체로부터 제조된 중합체를 지칭함) 등을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다. 용어 "단량체" 또는 "공단량체"는 상호교환적으로 사용되며, 중합체를 생성하기 위해 반응기에 첨가되는, 중합성 잔기를 갖는 임의의 화합물을 지칭한다. 중합체가 1종 이상의 단량체를 포함하는 것으로 기재된 경우, 예를 들어 프로필렌 및 에틸렌을 포함하는 중합체는 물론 단량체 그 자체, 예를 들어 CH2=CH2가 아닌, 단량체로부터 유래된 단위, 예를 들어 -CH2-CH2-를 포함한다.
"섬유"는 길이 대 직경 비가 약 10 초과인 물질을 의미한다. 섬유는 전형적으로 직경에 따라 분류된다. 필라멘트 섬유는 일반적으로 개별 섬유 직경이 약 15 데니어 초과; 통상적으로 약 30 데니어 초과인 것으로 정의된다. 미세 데니어 섬유는 일반적으로 직경이 약 15 데니어 미만인 섬유를 지칭한다. 마이크로데니어 섬유는 일반적으로 직경이 약 10 마이크로미터 데니어 미만인 섬유로 정의된다.
"필라멘트 섬유" 또는 "모노필라멘트 섬유"는, 한정된 길이의 물질의 불연속 스트랜드 (즉, 절단되거나 또는 예정된 길이의 세그먼트로 분할된 스트랜드)인 "스테이플 섬유"와 대조적으로, 무한정 (즉, 예정되지 않은) 길이의 물질의 단일 연속 스트랜드를 의미한다.
"호모필라멘트 섬유"는 그의 길이에 걸쳐 단일 중합체 영역 또는 도메인을 가지며, 임의의 다른 상이한 중합체 영역을 갖지 않는 (이성분 섬유는 이를 가짐) 섬유를 의미한다. "이성분 섬유"는 그의 길이에 걸쳐 둘 이상의 상이한 중합체 영역 또는 도메인을 갖는 섬유를 의미한다. 이성분 섬유는 또한 복합 또는 다성분 섬유로서 알려져 있다. 둘 이상의 성분이 동일한 중합체를 포함할 수 있지만, 중합체는 통상 서로 상이하다. 중합체는 이성분 섬유의 횡단면을 따라 실질적으로 상이한 구역에 배열되며, 통상 이성분 섬유의 길이에 따라 연속적으로 연장된다. 이성분 섬유의 배열은 예를 들어 커버/코어 (또는 쉬쓰/코어) 배열 (여기서 한 중합체는 또다른 중합체에 의해 둘러싸임), 사이드 바이 사이드 배열, 파이 배열 또는 "아일랜드-인-더 시" 배열일 수 있다. 이성분 또는 복합 섬유는 미국 특허 제6,225,243호, 동 제6,140,442호, 동 제5,382,400호, 동 제5,336,552호 및 동 제5,108,820호에 더 기재되어 있다.
"탄성"은 섬유가 100％ 변형률 (길이의 두배)로 제1 당김 및 제4 당김 후 그의 연신된 길이의 약 50％ 이상, 더 바람직하게는 약 60％ 이상, 더욱 더 바람직하게는 70％를 회복할 것을 의미한다. 이러한 시험을 수행하는 한 적합한 방법은 [International Bureau for Standardization of Manmade Fibers, BISFA 1998, chapter 7, option A]에서 발견된 것을 기준으로 한다. 상기 시험 하에서, 섬유를 그립 세트 사이에 4 인치 떨어지게 배치한 다음, 그립을 분 당 약 20 인치의 속도로 8 인치의 거리까지 당긴 후, 즉시 회복시킨다. "순간 변형률(Immediate set)"은 또한 회복률을 규정하는데 사용될 수 있다. 상기 시험에서, 그립을 초기 출발점 (즉, 4 인치 떨어진 곳)으로 회복시키고, 동일한 속도 (상기 시험에서 분 당 20 인치)로 당기며, 순간 변형률은 섬유가 하중을 당기기 시작한 시점에서의 섬유 길이와 원래 길이 사이의 차이를 원래 길이로 나눈 것으로 정의된다. 본 발명의 목적상, "탄성"은 섬유가 100％ 변형률로 당겨진 후 순간 변형률이 50％ 미만, 더 바람직하게는 40％ 미만, 더욱 더 바람직하게는 30％ 미만인 것을 의미한다.
본 출원의 목적상, "폴리올레핀 블렌드"는 둘 이상의 폴리올레핀 성분을 갖는 조성물을 의미한다. 본원에 사용된 "블렌드"는 둘 이상의 성분을 물리적으로 혼합하여 형성된 조성물 뿐만 아니라 둘 이상의 성분이 하나 이상의 반응기에 동시에 존재하는, 소위 반응기내 블렌드를 포함한다.
제1 면에서, 본 발명은 전체 용융 지수 (I2)가 2.5 g/10분 이하이고 전체 밀도가 0.865 내지 0.885 g/㎤인 폴리올레핀 블렌드를 포함하는 조성물로부터 제조된 것을 특징으로 하는 가교 탄성 섬유에 관한 것이다. 밀도는 ASTM D-792에 따라 측정된다. 바람직하게, 전체 조성물에 대한 밀도는 0.868 내지 0.880 g/㎤, 가장 바람직하게는 0.870 내지 0.878 g/㎤이다. 용융 지수는 ASTM D-1238, 조건 190℃/2.16 kg (공식적으로 "조건 (E)"로 공지되어 있으며 I2로도 공지됨)에 따라 측정된다. 바람직하게, 전체 I2는 0.1 내지 2.5 g/10분일 것이다. 더 바람직하게, I2는 약 2.0 g/10분 이하, 더욱 더 바람직하게는 약 1.5 g/10분 이하일 것이다.
본 발명에 사용하기 위한 폴리올레핀 블렌드는 둘 이상의 폴리올레핀 성분을 포함할 것이다. 성분은 하기 특성에 따라 분류될 수 있다. 특성 (a)는 폴리올레핀 물질의 밀도가 0.855 내지 0.880 g/㎤라는 것이다. 특성 (b)는 폴리올레핀 물질의 80℃에서의 잔류 결정성이 9％ 이상이라는 것이다. "잔류 결정성"은 하기 기재된 바와 같은 시차 주사 열량법을 사용하여 측정된다. 본 발명의 섬유의 경우, 둘 이상의 폴리올레핀 성분의 블렌드가 사용되며, 여기서 하나 이상의 성분이 (a), (b) 둘 다가 아닌 (a) 또는 (b) 중 어느 하나를 충족시킨다. 제2 성분은 제1 성분이 충족시키지 않는 어느 한 특성 ((a) 또는 (b))을 충족시키도록 선택된다. 제2 성분이 이들 특성 중 단지 하나 또는 동시에 둘 다를 충족시킬 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 폴리올레핀 블렌드의 각 성분에 사용하기 위한 올레핀 중합체는 섬유를 형성하는데 사용가능한 임의의 올레핀 기재 물질일 수 있다. 본 발명의 목적상, 올레핀은 2 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 불포화 지방족 탄화수소이고, "올레핀 기재"는 중합체의 50 중량％ 이상이 올레핀으로부터 유래된 것을 의미한다. 본 발명에 사용하기 위한 올레핀 기재 중합체는 에틸렌-알파 올레핀 혼성중합체, 프로필렌-알파 올레핀 혼성중합체 (프로필렌-에틸렌 공중합체 및 특히 프로필렌-에틸렌 플라스토머 및 엘라스토머, 예컨대 WO 03/040442호에 기재된 것을 포함함), 에틸렌-스티렌 혼성중합체, 폴리프로필렌, 세그먼트화 블록 공중합체 (예를 들어 WO 2005/090427호, WO 2005/090425호 및 WO 2005/090426호 참조) 및 이들의 조합을 포함한다. 세그먼트화 블록 공중합체는 특성 (a) 및 특성 (b) 둘 다를 충족시키는 것으로 알려져 있다. 따라서, 이들 중합체는 특성 (b)가 아닌 특성 (a)를 충족시키는 물질 또는 특성 (a)가 아닌 특성 (b)를 충족시키는 물질 중 어느 하나와 블렌드를 형성할 수 있다. 예를 들어, 올레핀 세그먼트화 블록 공중합체는 유리하게는 특성 (a)를 충족시키는 균질 분지 에틸렌 중합체 또는 특성 (b)를 충족시키는 폴리프로필렌 기재 물질과 함께 사용될 수 있다. 세그먼트화 블록 공중합체는 또한 특성 (a) 또는 (b) 중 어느 하나를 충족시키지 않도록 디자인될 수 있으며, 이 경우 두 성분은 세그먼트화 블록 공중합체를 포함할 수 있다.
일반적으로 하나 이상의 성분이 가교 폴리에틸렌 성분인 것이 바람직하며, 이 중 가교 균질 분지 에틸렌 중합체가 특히 바람직하다. 부텐, 헥센 및 옥텐이 바람직한 공단량체이다. 넓은 부류의 균질 분지 에틸렌 중합체가 미국 특허 제6,437,014호 (이는 그 전문이 본원에 참고로 포함됨)에 광범위하게 기재되어 있다.
폴리올레핀 기재 물질의 분자 구조를 변경하여 동일한 유형의 폴리올레핀이 특성 (a) 또는 (b)를 충족시키도록 하는 것이 가능하다고 이해될 것이다. 예를 들어, 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 균일 분지 에틸렌 중합체는 특성 (a)를 충족시키도록 하는 밀도를 갖는 제1 균질 분지 에틸렌 중합체 및 특성 (b)를 충족시키는, 보다 높은 밀도를 갖는 제2 균질 분지 에틸렌 중합체로 각 성분을 구성한다. 상기 실시양태에서, 제2 균질 분지 에틸렌 중합체의 밀도는 0.890 g/㎤ 초과, 더 바람직하게는 0.910 g/㎤ 초과인 것이 바람직하다.
바람직하게, 특성 (a)는 폴리올레핀 물질의 밀도가 0.855 내지 0.875 g/㎤, 더 바람직하게는 0.858 내지 0.870 g/㎤, 더욱 더 바람직하게는 0.860 내지 0.865 g/㎤라는 것이다.
바람직하게, 특성 (b)는 폴리올레핀 물질의 80℃에서의 잔류 결정성이 10％ 이상, 더 바람직하게는 14％ 이상, 더욱 더 바람직하게는 18％ 이상이라는 것이다.
특성 (a)를 충족시키는 물질의 용융 지수 (I2)는 2 g/10분 이하, 더 바람직하게는 1.5 g/10분 이하, 더욱 더 바람직하게는 1.3 g/10분 이하인 것이 바람직하다. 이는 특히 특성 (b)가 아닌 특성 (a)를 충족시키는 물질에 적용된다.
에틸렌 블렌드가 본 발명의 섬유를 제조하는데 사용된 실시양태는 또한 80℃에서의 전체 잔류 결정성이 바람직하게는 4％ 이상, 더 바람직하게는 5％ 이상, 더욱 더 바람직하게는 7％ 이상일 것이다.
본 발명에서 잔류 결정성은 반결정성 중합체의 용융 및 결정화를 조사하는데 사용될 수 있는 통상적인 기술인 시차 주사 열량법 (DSC)을 사용하여 측정된다. DSC 측정의 일반 원리 및 반결정성 중합체 연구에 대한 DSC의 적용은 표준 문헌에 기재되어 있다 (예를 들어 [E. A. Turi, ed., Thermal Characterization of Polymeric Materials, Academic Press, 1981] 참조). 본 발명의 실시에 사용된 특정 공중합체는 공중합체 중 불포화 공단량체의 양이 증가함에 따라 본질적으로 동일하게 유지되는 Tme 및 감소하는 Tmax를 갖는 DSC 곡선을 특징으로 한다. Tme는 용융이 종료되는 온도를 의미한다. Tmax는 피크 용융 온도를 의미한다.
시차 주사 열량법 (DSC) 분석은 TA 인스트루먼츠사(TA Instruments, Inc.)의 모델 Q1000 DSC를 사용하여 측정된다. DSC의 교정은 다음과 같이 수행된다. 먼저, 알루미늄 DSC 팬에 임의의 샘플 없이 -90℃에서 290℃로 DSC를 수행하여 기준선을 얻는다. 이어서, 새로운 인듐 샘플 7 mg을 180℃로 가열하고, 10℃/분의 냉각 속도로 140℃로 냉각시킨 다음, 140℃에서 1분 동안 등온 유지시킨 후, 10℃/분의 가열 속도로 140℃에서 180℃로 가열하여 분석한다. 인듐 샘플의 용융열 및 용융 개시를 측정하여, 용융 개시의 경우 156.6℃로부터 0.5℃ 이내이고, 용융열의 경우 28.71 J/g으로부터 0.5 J/g 이내인지를 검사한다. 이어서, 탈이온수를 DSC 팬 중 소량의 새로운 샘플을 10℃/분의 냉각 속도로 25℃에서 -30℃로 냉각시켜 분석한다. 샘플을 -30℃에서 2분 동안 등온 유지시키고, 10℃/분의 가열 속도로 30℃로 가열한다. 용융 개시를 측정하여 0℃로부터 0.5℃ 이내인지를 검사한다.
샘플을 박막으로 압축하고, 프레스 내 약 175℃에서 용융시킨 다음, 실온 (25℃)으로 공기 냉각시킨다. 이어서, 3 내지 10 mg의 물질을 6 mm 직경 디스크로 절단하고, 정확히 칭량하고, 경량 알루미늄 팬 (약 50 mg)에 배치한다. 뚜껑을 팬 상에 크림핑하여 폐쇄 분위기를 확보한다. 샘플 팬을 DSC 셀에 배치한다. 50 ml/분의 질소 퍼지 기류를 사용한다. 셀을 100℃/분의 고속으로 용융 온도보다 60℃ 초과의 온도로 가열한다. 샘플을 이 온도에서 약 3분 동안 유지시킨다. 이어서, 샘플을 10℃/분의 속도로 -40℃로 냉각시키고, 이 온도에서 3분 동안 등온 유지시킨다. 이후, 용융이 완료될 때까지 샘플을 10℃/분의 속도로 가열한다. 생성된 엔탈피 곡선을 피크 용융 온도, 개시 및 피크 결정화 온도, 용융열 및 결정화열, Tme, 및 목적하는 임의의 다른 DSC 분석치에 대해 분석한다. 각 온도에서의 잔류 결정성은 -30℃와 용융 종료 사이에 그려지는 기준선을 결정하고, 80℃와 용융 종료 사이의 누적 용융열을 수득하기 위해 발열을 적분하여 계산할 수 있다. 이러한 작업은 TA 어드밴티지(TA Advantage) 소프트웨어를 사용하여 일상적으로 수행될 수 있다. 이어서, 용융열을 완전한 결정의 용융열로 나눈다. 예를 들어 폴리에틸렌 기재 중합체의 경우, 완전한 결정의 용융열은 292 J/g이고 (100％ 결정성에 상응함), 폴리프로필렌 기재 중합체의 경우, 완전한 결정의 용융열은 165 J/g이다. 예로서, 80℃와 용융 종료 사이의 폴리에틸렌 기재 중합체의 누적 용융열은 15.5 J/g이고, 이 온도에서의 잔류 결정성은 15.5/292=5.3％이다.
본 발명의 섬유를 제조하는데 사용된 전체 폴리올레핀 블렌드의 분자량 분포 (MWD) 또는 다분산도 (PDI)는 바람직하게는 약 3 미만, 더 바람직하게는 약 2.5 미만이다. "MWD", "PDI" 및 유사 용어는 중량평균 분자량 (Mw) 대 수평균 분자량 (Mn)의 비 (Mw/Mn)를 의미한다. PDI는 당업계에 일반적으로 공지된 방법, 예를 들어 WO 2005/111291호에 기재된 바와 같은 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)를 통해 측정될 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 제1 폴리올레핀 성분 및 제2 폴리올레핀 성분은 각각 PDI가 바람직하게는 3.0 미만, 더 바람직하게는 약 2.5 미만이다.
본 발명의 섬유를 제조하는데 사용되는 조성물은 유리하게는, 충전제 (예컨대 탈크, 합성 실리카, 침전 탄산칼슘, 산화아연, 황산바륨, 이산화티탄 및 이들의 혼합물), 가공 조제 (예컨대 폴리디메틸실록산 (PDMSO)), 슬립제, 항블로킹제, 안료 (예컨대 TiO2), 상용화제, 디엔과 같은 가교성을 개선시키기 위한 공가교제를 비롯한 1종 이상의 다른 물질을 포함할 수 있다. 충전제의 첨가는 특히 조성물의 0.1 내지 약 2 중량％의 수준이 바람직하다.
본 발명에 사용하기 위한 블렌드는 하나 이상의 반응기에서 동일계내 형성될 수 있거나 또는 당업계에 일반적으로 공지된 바와 같이 건식 블렌딩될 수 있다. 블렌드가 형성되는 방식에 관계 없이, 바람직하게, 특성 (a)를 충족시키는 폴리올레핀 성분은 조성물의 약 50 중량％ 이상, 바람직하게는 55 중량％ 이상, 더 바람직하게는 약 60 중량％ 이상 및 조성물의 약 95 중량％ 이하, 바람직하게는 약 80 중량％ 이하, 더 바람직하게는 약 70 중량％ 이하를 차지할 것이다. 특성 (b)를 충족시키는 폴리올레핀 성분은 바람직하게는 조성물의 약 5 중량％ 이상, 더 바람직하게는 약 20 중량％ 이상, 더욱 더 바람직하게는 약 30 중량％ 이상 및 조성물의 약 50 중량％ 이하, 바람직하게는 약 45 중량％ 이하, 더 바람직하게는 약 40 중량％ 이하를 차지할 것이다. 상기 나타낸 중량％는 특히 단일 성분이 특성 (a) 및 (b) 둘 다를 충족시키지 않는 경우 타당하며, 이 경우 단일 성분은 각 특성의 중량％에 대해 계수될 것이다. 예를 들어, 특성 (a) 및 (b) 둘 다를 충족시키는 세그먼트화 블록 중합체가 사용될 경우, 특성 (b)를 충족시키는 폴리올레핀 성분은 조성물의 약 80 중량％ 이하를 차지할 수 있다.
본 발명의 섬유는 모노필라멘트 또는 이성분 섬유일 수 있으며, 모노필라멘트 섬유가 일반적으로 가장 바람직하다. "이성분 섬유"는 둘 이상의 상이한 중합체 영역 또는 도메인을 가진 섬유를 의미하는 반면, 모노필라멘트 섬유는 실질적으로 균일하다. 이성분 섬유는 또한 복합 또는 다성분 섬유로서 알려져 있다. 둘 이상의 영역이 동일한 중합체 조성물을 포함할 수 있지만, 각각의 영역을 구성하는 중합체 조성물은 통상 서로 상이하다. 중합체는 이성분 섬유의 횡단면을 따라 실질적으로 상이한 구역에 배열되며, 통상 이성분 섬유의 길이를 따라 연속적으로 연장된다. 이성분 섬유의 배열은 예를 들어 쉬쓰/코어 배열 (여기서 한 중합체는 또다른 중합체에 의해 둘러싸임), 사이드 바이 사이드 배열, 파이 배열 또는 "아일랜드-인-더 시" 배열일 수 있다.
쉬쓰 코어 배열은 이성분 섬유의 바람직한 실시양태이다. 이러한 실시양태에서, 상기 블렌드는 적어도 쉬쓰를 구성하는 반면, 코어도 상기 블렌드 또는 별법으로 또다른 물질을 포함할 수 있다. 코어는 바람직하게는 탄성 폴리올레핀 뿐만 아니라 열가소성 폴리우레탄 (TPU)과 같은 다른 물질을 포함하는 탄성 물질이다. 본 발명의 이성분 섬유의 또다른 실시양태에서, 코어는 특성 (a)를 충족시키는 폴리올레핀 성분을 포함하고, 쉬쓰는 특성 (b)를 충족시키는 폴리올레핀 성분을 포함한다. 이성분 섬유는 미국 특허 제6,225,243호, 동 제6,140,442호, 동 제5,382,400호, 동 제5,336,552호 및 동 제5,108,820호에 더 기재되어 있다.
본 발명의 섬유는 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 상기 조성물로부터 형성될 수 있으며, 용융 방사가 바람직하다. 용융 방사는 소정의 장치로 달성가능한 최대 속도 이하의 속도로 수행될 수 있다 (예를 들어 500 m/분, 1OOO m/분, 및 심지어 2000 m/분 초과의 속도가 잠재적으로 달성가능하다). 유사하게, 섬유는 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 가교될 수 있다. 적합한 가교 방법은 그 전문이 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제6,437,014호에 개시되어 있으며, 이러한 개시에 인용된 모든 참고문헌에도 마찬가지로 개시되어 있다. 본 발명의 섬유는 임의의 두께일 수 있으나, 일반적으로 10 내지 400 데니어의 섬유가 가장 바람직하다.
본 발명의 섬유는 순수하게 (또는 본래 그대로) 사용될 수 있거나 또는 비탄성 섬유, 예컨대 면, 모, 또는 폴리에스테르나 나일론과 같은 합성 물질과 함께 얀으로 조합될 수 있다.
섬유는 순수하든지 또는 다른 물질과 함께 얀에 사용되든지 간에, 단독으로 또는 다른 얀과 함께 사용되어 제직 또는 편직과 같은 공지된 제작 방법에 따라 텍스타일을 제조할 수 있다. 본 발명의 섬유는 특히 편직 응용에 매우 적합하다.
본 발명의 효력을 입증하기 위해, 일련의 섬유를 하기 물질을 사용하여 제조하였다:
조성물 A는 밀도가 0.862 g/㎤이고 (ASTM D 792, 방법 B에 따라 측정), 용융 지수 (I2)가 1.2 g/10분이고 (2.16 kg의 추를 사용하여 190℃에서 ASTM 1238에 따라 측정), 다분산도 (PDI)가 2.0인 (GPC를 사용하여 측정) 에틸렌-부틸렌 공중합체 65 중량％, 및 밀도가 0.902 g/㎤이고, 용융 지수 (I2)가 1.0 g/10분이고, PDI가 2.2이고, 80℃에서의 잔류 결정성이 20.7％인 에틸렌-옥텐 공중합체 35 중량％를 포함한다. 에틸렌-부틸렌 공중합체는 특성 (a)를 충족시키고 특성 (b)를 충족시키지 않으며, 에틸렌-옥텐 공중합체는 특성 (b)를 충족시키고 특성 (a)를 충족시키지 않는다. 조성물 A에 대한 80℃ 초과에서의 잔류 결정성은 상기 기재된 DSC 방법에 따라 측정시 7.6％이다. 조성물 A의 전체 밀도는 0.875 g/㎤이다.
조성물 B는 밀도가 0.875 g/㎤이고, 용융 지수 (I2)가 3 g/10분인 CGC 촉매된 에틸렌-옥텐 공중합체 100％이다. 조성물 B에 대한 80℃ 초과에서의 잔류 결정성은 0.40％이다.
조성물 C는 밀도가 0.870 g/㎤이고, 용융 지수 (I2)가 1 g/10분인 CGC 촉매된 에틸렌-옥텐 공중합체 100％이다. 조성물 C에 대한 80℃ 초과에서의 잔류 결정성은 0.05％이다.
시아녹스(Cyanox) 1790, 키마소르브(Chimassorb) 944 및 PDMSO를 포함하는 첨가제 패키지 1.3 중량％를 압출기에서 상기 조성물 각각에 첨가하여 완전히 혼합되도록 하였다.
이어서, 배합된 물질을 사용하여 0.8 mm 모노필라멘트 라운드 다이로 280℃ 내지 290℃의 푸르네(Fourne) 용융 방사 라인 상에서 40, 70 및 140 데니어 섬유를 방사하였다. 하기 표 I에 나타낸 바와 같이 400 내지 600 m/분으로 권취를 수행하였다.
상기 섬유를 평가하여 파단시 하중, 파단시 신장률 및 300％ 신장률에서의 하중을 측정하였다. 4 인치 조 스팬(jaw span)을 갖는 공압식 그립이 장착된 인스트론 유니버설 테스터(Instron Universal Tester)를 사용하여 하기 절차에 따라 상기 측정치를 수득하였다. 먼저 시험될 탄성 섬유의 스풀을, 이상적으로는 약 23℃, 상대 습도 약 50％인 시험실 분위기에 대해 평형화시켰다. 이어서, 스풀로부터 대략 6 인치 길이의 시편을 수득하였다. 1 mg/데니어로 설정된 예비인장 추 (예를 들어 40 mg 예비인장 추가 40 데니어 섬유에 부착됨)을 섬유 시편의 한 단부에 부착하였다. 족집게를 사용하여, 시편의 자유 단부를 인스트론 테스터의 상부 그립의 중앙에 삽입한 다음, 상부 그립을 폐쇄하였다. 예비인장 추를 자유롭게 달려있도록 한 다음 (필요한 경우, 족집게를 사용하여 섬유를 하부 그립의 중앙에 안내함), 하부 그립을 폐쇄하였다. 신장률 및 힘을 기록하는 컴퓨터 또는 스트립 차트 기록기를 이용하여, 섬유가 파단될 때까지 크로스헤드를 분 당 20 인치의 속도 (약 508 mm/분)로 떼어놓았다. 파단시 신장률 (％)은 섬유가 파단되는 시점에서 샘플 길이의 변화를 원래 조 스팬으로 나눈 것에 100을 곱한 것으로 정의된다. 파단시 하중은 섬유가 파단되는 지점에서 측정된 힘 (g)이다. 300％에서의 하중은 섬유를 원래 길이의 4배인 길이로 연신시키는데 필요한 힘이다.
상기 나열된 조성물에 대한 결과는 하기 표 I에 나타낸 바와 같다.
300℃의 푸르네 라인 상에서 방사된 비가교 40D 섬유에 대한 기계적 특성
방사 속도 m/분 파단시 하중 (g) 파단시 신장률 (％) 300％에서의 하중 (g)
조성물 A 400 41.2 577 10.2
500 47.8 518 14.7
600 51.4 501 16.1
조성물 B (비교예) 400 38.2 619 4.5
500 41.2 556 5.6
600 44.5 448 9.8
조성물 C (비교예) 400 48.2 472 7.1
500 56.2 422 11.8
600 57.7 378 19.5
이어서, 섬유를 전자빔에 의해 가교하여 섬유의 겔 함량이 ASTM D-2765에 따라 크실렌 추출물을 사용하여 측정시 60 중량％ 초과이도록 하였다.
동적 기계 열 분석 (DMTA)을 레오메트릭스(Rheometrics) RSAIII 상에서 임의의 꼬임 또는 인장이 없는 30 내지 60개의 40 데니어 섬유의 다발에 대해 수행하였다. 온도를 25℃로 설정하고, 초기힘 5 g을 적용하였다. 10 rad/s의 일정한 진동수에서 탄성 모듈러스 E'를 모니터링하면서 온도를 분 당 5℃로 증가시켰다. 시험 동안 최소 인장력 2 g을 유지시켜 온도가 증가함에 따른 임의의 느슨해짐을 방지하였다. 상기 측정에 대한 결과는 하기 표 II에 제공된 바와 같다.
가교 40 데니어 섬유에 대해 10 rad/s에서 측정된 DMTA 모듈러스 (19.2MRad)
DMTA 모듈러스 E' (MPa)
80℃에서 120℃에서
조성물 A 5.02 1.51
조성물 B (비교예) 1.11 0.92
또한, 40 데니어 섬유에 대해 수축력을 측정하였다. 상기 기재된 인스트론 테스터를 사용하여, 섬유를 80℃ 수조에 함침시킨 다음, 분 당 20 인치의 속도로 250％의 신장률로 연신시켰다 (즉, 이 시험에서, 4 인치 섬유는 10 인치 연신되어 총 샘플 길이 14 인치가 됨). 섬유를 이 신장률에서 10분 동안 유지시킨 다음, 크로스헤드를 연신과 동일한 속도로 원래 길이로 복귀시켜, 섬유가 수축되도록 하였다. 이어서, 섬유 상의 하중을 10 및 20％ 수축률에서의 수축 동안 측정하였다. 수축률 (％)은 250％ 신장률에서 섬유의 최대 길이로부터 정의된다 (즉, 초기 게이지의 3.5배). 예를 들어, 10％ 수축률은 이 시험에서 최대 신장률 (14 인치)의 90％ 또는 게이지 길이 12.6 인치에서 측정된다. 유사하게, 20％ 수축률은 게이지 길이 11.2 인치에서 측정된다. 상기 측정에 대한 결과는 하기 표 III에 나타낸 바와 같다.
80℃에서의 수축력
10％ 수축률에서 20％ 수축률에서
조성물 A 0.98 0.71
조성물 B (비교예) 0.44 0.35
조성물 C (비교예) 0.58 0.42
이어서, 40 데니어 섬유를 5X의 드래프트로 방사 프레임의 전방 전달 롤에 공급하고, 코어 방사 작업 동안 폴리에스테르 섬유의 얀으로 피복하였다. 스풀을 해권하여 기계에 공급할 때 파단 및 섬유 탈선의 빈도를 작업의 첫번째 3시간 주기에 걸쳐 기록하였다. 평균 결과 (1000개 스핀들 기준 당 1시간 당 빈도)는 하기 표 IV에 나타낸 바와 같다.
파단 탈선
1000개 스핀들 * 시간 당
조성물 A < 50 < 25
조성물 B (비교예) > 250 > 300
이어서, 코어 방사 얀을 사용하여 편직포를 제조하였다. 그 결과 생성된 패브릭의 기초 중량을 단위 면적의 패브릭 정사각형 조각을 칭량하여 측정하였다. 이어서, 상기 패브릭을 100℃에서 30분 비등시킨 다음 회전 건조시키고, 패브릭이 건조될 때까지 60 내지 70℃에서 텀블(tumble) 건조시켰다. 4시간 동안 주변 조건 (상대 습도 = 65％, 온도 = 23℃)에서 컨디셔닝된 패브릭의 기초 중량을 상기와 동일한 기술을 사용하여 재측정하였다. 결과는 하기 표 V에 나타낸 바와 같다.
폴리에스테르 피복된 얀에 대한 100℃ 비등 동안의 패브릭 기초 중량 변화
패브릭 기초 중량
비등 전 (g/m2) 비등 후 (g/m2) 기초 중량 증가 (％)
조성물 A 182 262 44％
조성물 B (비교예) 138 206 28％
조성물 C (비교예) 205 268 31％

Claims (26)

  1. 가교 전 전체 용융 지수 (I2)가 2.5 g/10분이고, 밀도가 0.865 내지 0.885 g/㎤이고, 적어도 제1 폴리올레핀 성분 및 제2 폴리올레핀 성분을 포함하며, 여기서 제1 성분 및 제2 성분은 하기 특성에 따라 분류될 수 있고, 특성 (a)는 밀도가 0.855 내지 0.88 g/㎤라는 것이고, 특성 (b)는 80℃에서의 잔류 결정성이 9％ 초과라는 것이며, 제1 성분은 특성 (a) 또는 특성 (b) 중 어느 하나를 충족시키지만 둘 다를 충족시키지는 않고, 제2 성분은 제1 성분이 충족시키지 않는 특성 (a) 또는 특성 (b) 중 어느 하나를 충족시키는 것인 폴리올레핀 블렌드를 포함하는 조성물로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 가교 탄성 섬유.
  2. 제1항에 있어서, 제2 성분이 특성 (a) 및 특성 (b) 둘 다를 충족시키는 것을 특징으로 하는 섬유.
  3. 제1항에 있어서, 제2 성분이 특성 (a) 또는 특성 (b) 중 단지 하나만을 충족시키는 것인 섬유.
  4. 제1항에 있어서, 특성 (a)를 충족시키는 하나 이상의 폴리올레핀 성분이 균질 분지 폴리에틸렌을 포함하는 것인 섬유.
  5. 제1항에 있어서, 특성 (b)를 충족시키는 하나 이상의 폴리올레핀 성분이 균질 분지 폴리에틸렌을 포함하는 것인 섬유.
  6. 제5항에 있어서, 균질 분지 폴리에틸렌의 밀도가 0.89 g/㎤ 초과인 섬유.
  7. 제6항에 있어서, 균질 분지 폴리에틸렌 성분의 밀도가 0.91 g/㎤ 초과인 섬유.
  8. 제1항에 있어서, 특성 (b)를 충족시키는 하나 이상의 폴리올레핀 성분이 올레핀 세그먼트화 블록 공중합체를 포함하는 것인 섬유.
  9. 제1항에 있어서, 특성 (a)를 충족시키는 하나 이상의 폴리올레핀 성분이 올레핀 세그먼트화 블록 공중합체를 포함하는 것인 섬유.
  10. 제1항에 있어서, 전체 블렌드의 용융 지수 (I2)가 1.5 미만인 섬유.
  11. 제1항에 있어서, 전체 블렌드의 밀도가 0.868 내지 0.875 g/㎤인 섬유.
  12. 제1항에 있어서, 전체 블렌드가 제2 열 곡선 상에서 DSC에 의해 측정된 80℃에서의 잔류 결정성이 4％ 초과인 섬유.
  13. 제12항에 있어서, 전체 블렌드의 잔류 결정성이 7％ 초과인 섬유.
  14. 제1항에 있어서, 전체 블렌드의 분자량 분포가 약 2.5 미만인 섬유.
  15. 제1항에 있어서, 특성 (a)가 0.855 내지 0.865 g/㎤의 밀도를 갖는 것인 섬유.
  16. 제1항에 있어서, 전체 블렌드가 특성 (a)를 충족시키는 물질 약 50 내지 약 95 중량％를 포함하는 것인 섬유.
  17. 제1항에 있어서, 전체 블렌드가 특성 (b)를 충족시키는 물질 약 5 내지 약 50 중량％를 포함하는 것인 섬유.
  18. 제1항에 있어서, 제1 폴레올레핀 성분 및 제2 폴리올레핀 성분 각각의 분자량 분포가 3.0 미만인 섬유.
  19. 제1항에 있어서, 특성 (b)를 충족시키는 성분이 프로필렌 기재 폴리올레핀인 섬유.
  20. 제1항에 있어서, 이성분 섬유인 섬유.
  21. 제20항에 있어서, 이성분 섬유가 쉬쓰/코어 배열인 섬유.
  22. 제20항에 있어서, 블렌드가 쉬쓰를 구성하고, 코어가 또다른 탄성 물질을 포함하는 것인 섬유.
  23. 제1항에 있어서, 유기 또는 무기 충전제가 섬유의 0.1 내지 2 중량％를 더 차지하는 섬유.
  24. 제1항에 있어서, 가공 조제, 슬립제, 항블로킹제, 안료, 상용화제, 가교성을 개선시키기 위한 공가교제 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 섬유.
  25. 용융 지수 (I2)가 0.5 내지 2.5 g/10분이고, 밀도가 0.865 내지 0.885 g/㎤인 폴리올레핀을 포함하며, 제1 폴리올레핀 성분의 밀도가 0.855 내지 0.865 g/㎤이고, 제2 폴리올레핀 성분의 밀도가 0.890 g/㎤ 초과인 둘 이상의 폴리올레핀 성 분의 블렌드인 조성물로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 가교 탄성 섬유.
  26. 제25항에 있어서, 제1 폴리올레핀 성분 및 제2 폴리올레핀 성분이 각각 3.0 미만의 MWD를 갖는 균질 분지 폴리에틸렌인 섬유.
KR1020087022355A 2006-02-15 2007-02-07 가교 폴리에틸렌 탄성 섬유 KR20080105079A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US77349406P 2006-02-15 2006-02-15
US60/773,494 2006-02-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080105079A true KR20080105079A (ko) 2008-12-03

Family

ID=38294091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087022355A KR20080105079A (ko) 2006-02-15 2007-02-07 가교 폴리에틸렌 탄성 섬유

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8076417B2 (ko)
EP (1) EP1987179B1 (ko)
JP (1) JP2009526925A (ko)
KR (1) KR20080105079A (ko)
CN (1) CN101421446A (ko)
AT (1) ATE551449T1 (ko)
AU (1) AU2007218038A1 (ko)
BR (1) BRPI0706998A2 (ko)
CA (1) CA2642462A1 (ko)
TW (1) TW200732405A (ko)
WO (1) WO2007097916A2 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102037169B (zh) * 2008-08-20 2012-10-24 东洋纺织株式会社 高性能聚乙烯纤维及使用了该纤维的编织物以及其手套
ES2849149T3 (es) * 2016-03-03 2021-08-16 Dow Global Technologies Llc Céspedes artificiales y método para fabricarlos

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USB632416I5 (ko) 1956-03-01 1976-03-09
US4425393A (en) 1979-04-26 1984-01-10 Brunswick Corporation Low modulus, small diameter fibers and products made therefrom
US4830907A (en) 1984-11-16 1989-05-16 The Dow Chemical Company Fine denier fibers of olefin polymers
US4578414A (en) 1984-02-17 1986-03-25 The Dow Chemical Company Wettable olefin polymer fibers
US4909975A (en) 1984-02-17 1990-03-20 The Dow Chemical Company Fine denier fibers of olefin polymers
US4663220A (en) 1985-07-30 1987-05-05 Kimberly-Clark Corporation Polyolefin-containing extrudable compositions and methods for their formation into elastomeric products including microfibers
US4657802A (en) 1985-07-30 1987-04-14 Kimberly-Clark Corporation Composite nonwoven elastic web
US4644045A (en) 1986-03-14 1987-02-17 Crown Zellerbach Corporation Method of making spunbonded webs from linear low density polyethylene
US4803117A (en) 1986-03-24 1989-02-07 Kimberly-Clark Corporation Coformed ethylene-vinyl copolymer elastomeric fibrous webs
US5068141A (en) 1986-05-31 1991-11-26 Unitika Ltd. Polyolefin-type nonwoven fabric and method of producing the same
JPH0762302B2 (ja) 1986-07-03 1995-07-05 株式会社クラレ 繊維絡合体およびその製造法
US4820572A (en) 1986-10-15 1989-04-11 Kimberly-Clark Corporation Composite elastomeric polyether block amide nonwoven web
US4874447A (en) 1987-01-27 1989-10-17 Exxon Chemical Patents, Inc. Melt blown nonwoven web from fiber comprising an elastomer
US5112686A (en) 1987-10-27 1992-05-12 The Dow Chemical Company Linear ethylene polymer staple fibers
US4842922A (en) 1987-10-27 1989-06-27 The Dow Chemical Company Polyethylene fibers and spunbonded fabric or web
US4990204A (en) 1987-10-27 1991-02-05 The Dow Chemical Company Improved spunbonding of linear polyethylenes
US5824717A (en) 1988-05-27 1998-10-20 Exxon Chemical Patents Inc. Peroxide and radiation curable compositions containing isobutylenene copolymers having acrylate functionality
JP2682130B2 (ja) 1989-04-25 1997-11-26 三井石油化学工業株式会社 柔軟な長繊維不織布
US6194532B1 (en) 1991-10-15 2001-02-27 The Dow Chemical Company Elastic fibers
US6448355B1 (en) 1991-10-15 2002-09-10 The Dow Chemical Company Elastic fibers, fabrics and articles fabricated therefrom
US5382400A (en) 1992-08-21 1995-01-17 Kimberly-Clark Corporation Nonwoven multicomponent polymeric fabric and method for making same
US5336552A (en) 1992-08-26 1994-08-09 Kimberly-Clark Corporation Nonwoven fabric made with multicomponent polymeric strands including a blend of polyolefin and ethylene alkyl acrylate copolymer
US5472775A (en) * 1993-08-17 1995-12-05 The Dow Chemical Company Elastic materials and articles therefrom
US5792534A (en) 1994-10-21 1998-08-11 The Dow Chemical Company Polyolefin film exhibiting heat resistivity, low hexane extractives and controlled modulus
US5824718A (en) 1995-04-20 1998-10-20 The Dow Chemical Company Silane-crosslinkable, substantially linear ethylene polymers and their uses
US6723398B1 (en) 1999-11-01 2004-04-20 Dow Global Technologies Inc. Polymer blend and fabricated article made from diverse ethylene interpolymers
WO1997026297A1 (en) * 1996-01-22 1997-07-24 The Dow Chemical Company Polyolefin elastomer blends exhibiting improved properties
JP3888709B2 (ja) * 1996-04-18 2007-03-07 花王株式会社 弾性複合繊維及び不織布
ATE236218T1 (de) 1997-06-20 2003-04-15 Dow Chemical Co Ethylenpolymerzusammensetzungen und daraus hergestellte gegenstände
AR018359A1 (es) 1998-05-18 2001-11-14 Dow Global Technologies Inc Articulo resistente al calor , configurado, irradiado y reticulado, libre de un agente de reticulacion de silano
US6225243B1 (en) 1998-08-03 2001-05-01 Bba Nonwovens Simpsonville, Inc. Elastic nonwoven fabric prepared from bi-component filaments
GB2342355B (en) 1998-10-02 2002-05-15 Plasticisers Ltd Heat-bondable fibre
JP2000239405A (ja) * 1999-02-18 2000-09-05 Nippon Polyolefin Kk エチレン（共）重合体の配向フィルムおよびその製造方法
ATE412793T1 (de) 1999-05-13 2008-11-15 Exxonmobil Chem Patents Inc Elastische fasern und daraus hergestellte artikel,die kristalline und kristallisierbare propylenpolymere enthalten
MY133783A (en) * 1999-07-28 2007-11-30 Dow Global Technologies Inc Hydrogenated block polymers having elasticity and articles made therefrom
CN1300244C (zh) 2000-05-11 2007-02-14 陶氏环球技术公司 具有改进的耐热性的弹性制品的制造方法
ES2296252T3 (es) 2001-11-06 2008-04-16 Dow Global Technologies Inc. Fibras de homopolimero de propileno isotactico y uso.
CN100378259C (zh) 2002-03-11 2008-04-02 陶氏环球技术公司 可逆转的热定形弹性纤维、其制造方法以及其制成的产品
WO2005021850A1 (ja) * 2003-08-28 2005-03-10 Daiwabo Co., Ltd. 潜在捲縮性複合繊維とその製造方法、および繊維集合物、ならびに不織布
JP4651275B2 (ja) 2003-11-04 2011-03-16 三井化学株式会社 エチレン系共重合体樹脂組成物とその用途
WO2005090427A2 (en) 2004-03-17 2005-09-29 Dow Global Technologies Inc. Catalyst composition comprising shuttling agent for ethylene multi-block copolymer formation
CN1954005B (zh) 2004-03-17 2012-10-10 陶氏环球技术有限责任公司 用于形成高级烯烃多嵌段共聚物的包含梭移剂的催化剂组合物
EP2327727B1 (en) 2004-03-17 2015-07-22 Dow Global Technologies LLC Catalyst composition comprising shuttling agent for ethylene copolymer formation
JP5021462B2 (ja) 2004-04-30 2012-09-05 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー ポリエチレン不織布用改良繊維

Also Published As

Publication number Publication date
EP1987179B1 (en) 2012-03-28
ATE551449T1 (de) 2012-04-15
EP1987179A2 (en) 2008-11-05
US8076417B2 (en) 2011-12-13
AU2007218038A1 (en) 2007-08-30
CN101421446A (zh) 2009-04-29
CA2642462A1 (en) 2007-08-30
BRPI0706998A2 (pt) 2011-04-12
WO2007097916B1 (en) 2008-09-12
TW200732405A (en) 2007-09-01
JP2009526925A (ja) 2009-07-23
WO2007097916A2 (en) 2007-08-30
US20090306280A1 (en) 2009-12-10
WO2007097916A3 (en) 2008-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4400915B2 (ja) 可逆性ヒートセットされた弾性繊維、および、その製造法、ならびに、それらより製造された製品。
CN1934296B (zh) 丙烯基的共聚物，制造纤维的方法以及由纤维制造的制品
KR100440529B1 (ko) 폴리프로필렌섬유및이로부터제조된제품
US6194532B1 (en) Elastic fibers
EP0859073B1 (en) Bicomponent fibres with at least one elastic component, fabrics and articles fabricated therefrom
MX2008002376A (es) Capas no tejidas, sopladas en fusion, a base de propileno, y estructuras mixtas.
KR20070006931A (ko) 개량 부직포 및 섬유
JP2578665B2 (ja) 繊維製品の放射線処理方法
JP3287571B2 (ja) 弾性繊維、生地およびそれらから製造される製品
US6710134B2 (en) Polypropylene fibres
JP4599760B2 (ja) 熱融着性複合繊維及びこれを用いた繊維成形体
KR20080105079A (ko) 가교 폴리에틸렌 탄성 섬유
EP2971296B1 (en) Fiber comprising polyethylene blend
JP4582886B2 (ja) 耐候性長繊維不織布
JP4379127B2 (ja) 熱接着性複合繊維、その製造方法及び該複合繊維を用いた繊維成形体
EP3202843A1 (en) Polyolefin-based compositions, fibers, and related multi-layered structures prepared therefrom
JPS63227814A (ja) 熱接着繊維及びその不織布

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application