KR20140010742A - 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물 및 이를 통해 제조된 섬유 - Google Patents

열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물 및 이를 통해 제조된 섬유 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물 및 이를 통해 제조된 섬유에 관한 것으로, 환경 및 인체에 유독한 유기용매를 사용하지 않는 용융방사를 할 수 있으며, 이를 통해 강신도 및 생분해도가 향상된 셀룰로오스 섬유를 제공할 수 있다. 또한, 고속 방사가 가능하여 생산성을 증대시킬 수 있으며, 세섬도 방사가 가능하고, 염색공정 중 수용성 가소제가 용출되어 염반이 발생하는 것을 방지하여 염색성이 향상된 셀룰로오스 섬유를 제공할 수 있다.

Description

열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물 및 이를 통해 제조된 섬유{The thermoplastic cellulose derivative and thereby made fiber}
본 발명은 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물 및 이를 통해 제조된 섬유에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기용매에 용해하지 않고 용융 방사가 가능하며, 생분해가 잘 이루어지는 친환경 셀룰로오스 유도체 조성물 및 섬유에 관한 것이다.
고분자 합성수지는 기계적 물성, 내화학성, 내구성 등이 우수하기 때문에 다양한 용도로 광범위하게 사용되어 왔으나, 이러한 합성수지의 경우 자연에서 스스로 분해가 되지 않아 소각 처리를 할 경우, 유해 물질이 방출되는 단점을 지녔다.
최근 환경오염 문제가 사회적인 큰 문제로 대두되면서 자연에서 완전 분해가 가능한 생분해성 수지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 전세계적으로 관심을 불러일으키고 있다.
생분해성 수지로 폴리부틸렌석시네이트, 폴리에틸렌석시네이트, 폴리라틱에시드 등은 생분해성이 우수하지만, 높은 가격으로 경제성이 결여되어 있거나, 용융점이 낮아 1회 용품인 성형 사출물에 한정적일 수밖에 없고, 섬유 제품군과 같은 제품 제조에 있어, 열적 안정성을 유지해야 하는 제품군의 용도 전개는 곤란한 실정이다.
이 중 최근 바이오 매스계인 자연에서부터 원료가 공급이 되는 제품으로 폴리락트산(PLA) 또는 전분 등과 같은 제품들이 각광을 받고 있으나, 섬유화하기에는 고온 염색이 불가하고 가수분해에 취약하여 물성이 취약하며, 후가공에서 텐터작업을 진행하게 되면 경화가 일어나 브리틀(brittle)한 특성을 지니는 등 여러 가지 단점을 갖고 있으며, 기존 폴리에스테르를 방사하는 방사기기에서 방속 4000mpm에서 방사를 진행하기 곤란한 문제점을 갖고 있다.
셀룰로오스재료는 지구상에서 가장 대량으로 생산되는 생분해가 가능한 자원순환형 바이오매스 재료이다. 셀룰로오스의 섬유로의 이용은 자연계 중에서 생산되는 면이나 마 등의 단섬유를 그대로 방적하여 사용하는 것이 예로부터 행해져 왔었다. 또한, 단섬유가 아닌 필라멘트재료를 얻기 위해서 셀룰로오스를 특수한 용매에 용해시켜 습식방사법을 행하거나, 셀룰로오스아세테이트와 같이 셀룰로오스를 유도체화하고, 염화메틸렌이나 아세톤 등의 유기용매에 용해시킨 후, 이 용매를 증발시키면서 방사하는 건식 방사법이 행해져 왔다.
그러나, 이들 습식방사법 또는 건식방사법으로 얻어지는 섬유는 방사속도가 느리기 때문에 생산성이 낮다는 문제가 있을 뿐만 아니라, 섬유의 제조에 사용되는 이황화탄소, 아세톤, 염화메틸렌 등의 유기용매가 환경 및 인체에 악영향을 미칠 염려가 있었다. 따라서 셀룰로오스를 원료로 하는 환경친화형 섬유를 얻기 위해서는 유기용매를 사용하지 않는 용융 방사법에 의한 것이 필요하다.
용융방사가 가능한 열가소성 셀룰로오스 조성물 및 이것으로 이루어진 섬유로는 셀룰로오스아세테이트에 폴리에틸렌글리콜과 같은 수용성 가소제를 대량으로 첨가한 셀룰로오스 조성물 및 그것으로 이루어진 섬유가 알려져 있다. 그러나 조성물 중 가소제의 함유량이 고비율이므로 방사 시의 단사율이 높아 낮은 방사 드래프트가 아니면 용융방사는 곤란한 문제점이 있었다.
방사속도에 있어서도 방속 4,000mpm 정도의 고속 방사가 불가능하여 생산성이 떨어질 뿐만 아니라, 강신도가 부족하여 직물화할 경우 뻣뻣하고 유연성이 없는데다가 쉽게 훼손되는 등의 문제로 인해 의류 제품 등의 일반분야에 사용하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 조성물 중 수용성 가소제가 고함량 포함됨에 따라 섬유 제품으로 제조된 후 염색공정 중 미용출된 수용성 가소제가 용출되어 나와 이염의 문제를 발생시킬 수 있으며, 섬유 제품의 사용 중 수용성 가소제가 섬유 표면으로 배출될 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 환경 및 인체에 유독한 유기용매를 사용하지 않는 용융방사가 가능하며, 강신도 및 생분해도가 향상되고, 고속 방사가 가능하여 생산성을 증대시킬 수 있는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물 및 이를 통해 제조된 섬유를 제공하려는 목적이 있다.
또한, 세섬도 방사가 가능하며, 염색공정 중 수용성 가소제가 용출되어 염반이 발생하는 것을 방지하고 염색성을 향상시킬 수 있는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물 및 이를 통해 제조된 섬유를 제공하려는 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
셀룰로오스 에스테르, 수용성 가소제 및 폴리락트산(Polylactic acid, PLA)을 포함하는 제1수지; 및 방향족 다가 카르복실산, 지방족 다가 카르복실산 및 설폰산 금속염을 포함하는 산성분 및 탄소수 2 내지 14의 디올성분을 혼합하여 에스테르화 및 중축합시켜 제조되는 제2수지를 포함하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 조성물은 제1수지 및 제2수지의 혼합 중량비가 2:8 내지 4:6일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1수지는 셀룰로오스 에스테르 70 내지 90중량%, 수용성 가소제 5 내지 20중량% 및 폴리락트산(PLA) 5 내지 20중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 수용성 가소제 및 폴리락트산(PLA)의 중량비는 4:6 내지 9: 1일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1수지 및 제2수지의 혼합 중량비가 2:8 내지 4:6이며, 제1수지의 수용성 가소제 및 폴리락트산(PLA)의 중량비는 7:3 내지 9: 1일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1수지 100중량부에 대하여 테트라키스메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시하이드로시나메이트)메테인 및 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스페이트로 구성되는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 산화방지제를 0.1 내지 0.5중량부 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 셀룰로오스 에스테르는 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스아세테이트 프탈레이트, 셀룰로오스아세테이트카프로네이트, 셀룰로오스아세테이트카프릴레이트, 셀룰로오스아세테이트라울레이트, 셀룰로오스아세테이트팔미테이트, 셀룰로오스아세테이트스테아레이트 및 셀룰로오스아세테이트올레이트로 구성되는 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 셀룰로오스 에스테르는 치환도가 2.2내지 2.6일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 수용성 가소제는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리카프로락톤, 폴리글리콜산 및 폴리부틸아디페이트로 구성되는 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 산성분은 방향족 다가 카르복실산 70 내지 89몰%, 지방족 다가 카르복실산 10 내지 30몰% 및 설폰산 금속염 0.1 내지 3.0몰%를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 산성분 및 디올 성분은 1.0: 1.0 내지 1.4 중량비로 혼합하여 중합할 수 있다.
또한, 본 발명은 방향족 다가 카르복실산, 지방족 다가 카르복실산 및 설폰산 금속염을 포함하는 산성분 및 탄소수 2 내지 14의 디올성분을 혼합하여 에스테르화 및 중축합시켜 제조되는 생분해성 폴리에스테르, 셀룰로오스 에스테르 및 폴리락트산(Polylactic acid, PLA)을 포함하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 섬유는 폴리락트산(PLA) 1 내지 10중량% 및 생분해성 폴리에스테르 50 내지 80 중량% 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 산성분은 방향족 다가 카르복실산 70 내지 89몰%, 지방족 다가 카르복실산10 내지 30몰% 및 설폰산 금속염 0.1 내지 3.0몰%를 포함하여 중합할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 산성분 및 디올 성분은 1.0: 1.0 내지 1.4 중량비로 혼합하여 중합할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유는 강도가 2.5g/de이상이고, 신도가 30%이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유는 섬도가 100 De 이하일 수 있다.
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물은 환경 및 인체에 유독한 유기용매를 사용하지 않는 용융방사가 가능하고, 이를 통해 강신도 및 생분해도가 향상된 셀룰로오스 섬유를 제공할 수 있다.
또한, 고속 방사가 가능하여 생산성을 증대시킬 수 있으며, 세섬도 방사가 가능하고, 염색공정 중 수용성 가소제가 용출되어 염반이 발생하는 것을 방지하여 염색성을 향상시켜 다양한 원사, 원면, 부직포, 직물, 시트 등으로의 실용화가 가능할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이 기존의 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물 및 이를 통해 제조된 섬유는 고속 방사가 불가능하여 생산성이 떨어질 뿐만 아니라, 강신도가 부족하여 직물화할 경우 뻣뻣하고 유연성이 없는데다가 쉽게 훼손되는 등의 문제점이 있었다. 또한, 조성물 중 수용성 가소제가 고함량 포함됨에 따라 섬유 제품으로 제조된 후 염색공정 중 미용출된 수용성 가소제가 용출되어 나와 이염의 문제를 발생시킬 수 있으며, 섬유 제춤의 사용 중 수용성 가소제가 배출될 수 있는 문제점이 있었다.
이에 본 발명에서는 셀룰로오스 에스테르, 수용성 가소제 및 폴리락트산(Polylactic acid, PLA)을 포함하는 제1수지; 및 방향족 다가 카르복실산, 지방족 다가 카르복실산 및 설폰산 금속염을 포함하는 산성분 및 탄소수 2 내지 14의 디올성분을 혼합하여 에스테르화 및 중축합시켜 제조되는 제2수지를 포함하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물을 제공하여 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해 고속 방사가 가능하므로 생산성을 증대시킬 수 있으며, 셀룰로오스 섬유의 강신도 및 생분해도를 향상시키고, 수용성 가소제가 염색공정 중 용출되어 나와 염반을 발생시키는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 셀룰로오스 에스테르는 셀룰로오스의 수산기 일부 또는 전부가 에스테르 결합에 의해서 치환되어 있는 셀룰로오스 유도체로, 셀룰로오스 수산기의 강한 수소 결합을 약하게 하여 가소제가 그 사이로 잘 혼합될 수 있도록 한다. 가소제를 효과적으로 혼합함에 따라 셀룰로오스 수산기로 인한 강한 수소결합을 방해하여 용융 방사가 가능해질 수 있다.
상기 셀룰로오스 에스테르는 바람직하게는 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스아세테이트 프탈레이트, 셀룰로오스아세테이트카프로네이트, 셀룰로오스아세테이트카프릴레이트, 셀룰로오스아세테이트라울레이트, 셀룰로오스아세테이트팔미테이트, 셀룰로오스아세테이트스테아레이트 또는 셀룰로오스아세테이트올레이트 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있다.
본 발명의 셀룰로오스 에스테르는 평균 중합도가 30,000 내지 50,000일 수 있으며, 치환도가 2.2내지 2.6일 수 있다. 상기 셀룰로오스 에스테르의 치환도란, 셀룰로오스의 수산기가 에스테르 결합으로 치환된 정도를 말하는 것으로 셀룰로오스 에스테르의 치환도가 2.2 미만일 경우, 유동성이 떨어지고 습윤 시 강도가 저하될 수 있으며, 2.6을 초과할 경우 생분해성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 제1수지에 포함되는 수용성 가소제는 셀룰로오스 유도체에 혼합되어 셀룰로오스 수산기로 인한 강한 수소결합을 방해하고 용융 방사할 수 있도록 하고, 방사 후 물 등으로 추출하여 제거할 수 있는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 보다 바람직하게는 가소화가 촉진될 수 있도록 1000이하의 저분자량을 사용할 수 있다.
상기 수용성 가소제는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리(에틸렌-프로필렌)글리콜, 폴리카프로락톤, 폴리글리콜산 또는 폴리부틸아디페이트 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있다.
상기 제1수지는 셀룰로오스 에스테르 70 내지 90중량%, 수용성 가소제 5 내지 20중량% 및 폴리락트산(PLA) 5 내지 20중량%를 포함할 수 있다. 폴리락트산(PLA)을 가소제로써 5 내지 20중량% 함께 포함함에 따라 수용성 가소제를 과량으로 포함하지 않아도 셀룰로오스 에스테르를 효과적으로 가소화시킬 수 있으며, 과량의 수용성 가소제를 사용하지 않아도 되므로 수용성 가소제가 미용출되고 잔존하다가 염색 공정이나 섬유 사용 중 용출되어 나와 미끌거리는 부작용을 줄일 수 있다. 또한, 수용성 가소제 및 폴리락트산(PLA)의 함량비를 최적으로 조절함에 따라 섬유의 강신도가 현저히 향상될 수 있으며, 100De 이하의 세섬도 방사가 가능해지고 염색성이 향상될 수 있다. 특별히 제한된 것은 아니나, 바람직하게는 평균분자량이 1,000 내지 20.000인 폴리락트산(PLA)을 포함할 수 있으며, 폴리락트산(PLA)이 과량으로 첨가될 경우 가소화율이 떨어져 컴파운딩 조업성이 좋지 않고, 방사 시 원사 사절에 의한 방사 조업성이 나쁜 문제가 있을 수 있다.
상기 수용성 가소제 및 폴리락트산(PLA)의 중량비는 4:6 내지 9: 1일 수 있다. 이와 같은 수용성 가소제 및 폴리락트산(PLA)의 중량비를 벗어날 경우 가소화율이 떨어져 컴파운딩 조업성에 문제가 있을 수 있고, 방사 후 원사 강신도 물성이 약하거나, 방사가 불가능한 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 제1수지에는 산화방지제를 더 포함할 수 있는데, 산화방지제는 셀룰로오스 에스테르를 열가소화 시킬 때 및 가소화된 셀룰로오스 에스테르를 방사하는 공정에서 열에 의한 분해를 방지하는 역할을 한다.
이와 같은 산화방지제는 바람직하게는 테트라키스메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시하이드로시나메이트)메테인 및 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스페이트 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있으며, 상기 제1수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 0.5중량부를 포함할 수 있다. 산화방지제가 0.1중량부 미만일 경우 열분해 방지능이 미흡하여 열가소화 또는 방사 과정에서 셀룰로오스 에스테르가 열분해 될 수 있으며, 0.5중량부를 초과할 경우 팩 압력 상승의 원인으로 방사 조업성에 문제가 있을 수 있다.
이와 같은 상기 제1수지는 바람직하게는 고유점도0.95 내지 1.42 η, 용융비중(M.D) 1.01 내지 1.18g/cc, 용융흐름지수(M.I) 50 내지 80g/10min 일 수 있다.
본 발명은 상기 제1수지에 방향족 다가 카르복실산, 지방족 다가 카르복실산 및 설폰산 금속염을 포함하는 산성분 및 탄소수 2 내지 14의 디올성분을 혼합하여 에스테르화 및 중축합시켜 제조되는 생분해성 폴리에스테르인 제2수지를 혼합한 조성물을 제공한다. 이와 같은 본 발명의 조성물은 상기 제1수지에 상기 생분해성 폴리에스테르인 제2수지를 혼합함으로써 고속 용융 방사가 가능하고, 이와 같이 제조된 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유는 강신도 및 생분해도가 향상될 수 있다.
본 발명에 따라 개질된 폴리에스테르가 아닌 통상의 폴리에스테르를 혼합할 경우 셀룰로오스 섬유의 강신도 향상을 가져올 수는 있으나, 고속 방사가 불가하여 생산성이 떨어지며, 생분해도가 급격히 저하되는 문제가 있을 수 있다.
상기 제2수지인 생분해성 폴리에스테르 중합에 사용되는 산성분은 방향족 다가 카르복실산 70 내지 89몰%, 지방족 다가 카르복실산10 내지 30몰% 및 설폰산 금속염 0.1 내지 3.0몰%를 포함할 수 있다.
상기 산성분 중 방향족 다가 카르복실산은 보다 바람직하게는 테레프탈산(Terephthalic acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 디메틸테레프탈레이트(Dimethyl Terephthalate) 또는 디메틸이소프탈레이트(Dimethyl Isophthalate)등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있다. 상기 방향족산의 사용량은 상기 산성분 총 중량 중 상기 지방족산과 상기 술폰산 금속염의 함량을 제외한 잔여량으로 사용될 수 있으나, 상기 방향족산의 사용량이 70몰% 미만으로 너무 적은 경우, 수득되는 생분해성 폴리에스테르를 섬유 제품군으로 적용하기 위한 방사성이 좋지 않게 되는 문제점이 있을 수 있고, 89몰%를 초과하여 너무 많은 경우, 수득되는 생분해성 폴리에스테르의 분해 및 퇴비화가 어렵게 되는 문제점이 있을 수 있다.
상기 산성분 중 지방족 다가 카르복실산은 보다 바람직하게는 옥살산(Oxalic acid), 말론산(Malonic acid), 석신산(Succinic acid), 글루타르산(Glutaric acid), 아디프산(Adipic acid), 수베린산(suberic acid), 시트르산(Citric acid), 피메르산(Pimeric acid), 아젤라인산(Azelaic acid), 세바스산(Sebasic acid), 노나노산(Nonanoic acid), 데카노인산(Decanoic acid), 도데카노인산(Dodecanoic acid) 또는 헥사노데카노인산(Headecanoic acid) 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있다.
상기 지방족산은 가장 바람직하게는 탄소수가 짝수인 옥살산, 숙신산, 아디프산, 세바신산 등을 1 또는 2 이상 혼합하여 사용할 수 있는데, 이는 이와 같은 지방족산이 2가 글리콜과의 반응 시 우수한 물리적 성질을 지닐 수 있기 때문이다. 상기 지방족산은 10 내지 30몰%의 범위로 사용되는 것이 바람직한데, 상기 지방족산의 사용량이 10몰% 미만으로 사용되는 경우, 생분해성을 갖지 못하게 되는 단점이 있을 수 있고, 반대로 30몰%를 초과할 경우, 성형 가공 시에 기계적 물성이 매우 불량하게 되는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 상기 산성분 중 설폰산 금속염은 알칼리금속 또는 알칼리토금속을 사용하여 생분해도를 개선시킬 수 있는데, 상기 술폰산금속염은 0.1 내지 3몰%의 범위의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 술폰산금속염이 0.1몰% 미만으로 사용되는 경우 수득되는 생분해성 폴리에스테르의 생분해성이 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 3.0몰%를 초과하는 경우, 성형성이 나빠지게 되는 문제점이 있을 수 있다.
상기 생분해성 폴리에스테르 중합에 사용되는 디올성분은 탄소수 2 내지 14인 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리메틸글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 펜타메틸글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 헵타메틸렌글리콜, 옥타메틸렌글리콜, 노나메틸렌글리콜, 데카메틸렌글리콜, 운데카메틸렌글리콜, 도데카메틸렌글리콜, 트리데카메틸렌글리콜, 테트라데카메틸렌글리콜의 지방족 2가 글리콜로서, 특히 탄소수가 2 내지 6개이고, 짝수인 에틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜 등이 물성개선에 있어서 우수하다.
본 발명의 생분해성 폴리에스테르는 상기 다가 카르복실산 성분 및 탄소수 2 내지 14의 디올 성분을 1.0: 1.0 내지 1.4 중량비로 혼합하여 에스테르화 공정 및 중축합 공정으로 제조할 수 있다.
상기 에스테르화 공정은 산성분과, 디올성분을 생분해성 폴리에스테르 용도에 따른 조성으로 조성한 후, 200~260℃에서 210~330분, 40~80rpm으로 올리고머를 제조하는 공정이다. 상기 에스테르화 공정에서 반응온도는 260℃ 이하에서 진행하는 것이 부산물 생성이 적고 원료물질의 열분해를 방지할 수 있다.
상기 중축합 공정은 상기 에스테르 공정으로 제조된 올리고머를 240~285℃에서 180~210분, 40~100rpm으로 중축합하여 폴리에스테르를 제조한다. 일반적으로 지방족 폴리에스테르 중합물의 경우 200 내지 270℃의 저온에서 행해지는데, 본 발명의 경우, 방향족 공중합 폴리에스테르 중합물을 제조하기 위하여 240 내지 285℃의 더 높은 온도에서 반응시킴으로써 촉매와 열안정제의 선택은 중요하다.
상기 중합공정에서 중합촉매로 티탄계 촉매 또는 안티몬계 촉매를 사용할 수 있다.
상기 티탄계 촉매는 테트라부틸 이소프로폭시드(Tetrabutyl Isopropoxide) 또는 테트라부틸 티탄네이트(Tetrabutyl Titanate)를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 안티몬계 촉매는 안티몬 트리옥시드(Antimon Trioxide)를 사용하는 것이 바람직할 것이다.
상기 중합촉매는 티탄계 촉매 또는 안티몬계 촉매를 단독으로 사용할 수 있으나 두 촉매를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 상기 티탄계 촉매, 안티몬계촉매를 혼합하여 사용시에는 티탄계 촉매와 안티몬계 촉매를 25:75~50:50으로 혼합하여 사용하는 것을 바람직할 것이다.
본 발명 조성물은 셀룰로오스 에스테르 및 가소제를 포함하는 제1수지에 생분해성 폴리에스테르인 제2수지를 적정량 혼합함으로써 고속 용융 방사가 가능하여 생산성을 증대시킬 수 있으며, 이와 같이 제조된 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유는 강신도 및 생분해도가 향상될 수 있다.
제1수지 및 제2수지의 바람직한 혼합 중량비는 2:8 내지 4:6일 수 있는데, 상기 범위를 벗어날 경우 컴파운딩 시 스트랜드 형성이 원활하지 않으며, 방사 공정 중 사절 발생률이 높고, 강도 및 신도의 향상이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
또한, 가장 바람직하게는 상기 제1수지 및 제2수지의 혼합 중량비가 2:8 내지 4:6이면서 제1수지의 수용성 가소제 및 폴리락트산(PLA)의 중량비는 7:3 내지 9: 1일 수 있다. 이 경우 4000mpm 이상의 고속 방사가 가능하여 생산성이 증대될 수 있으며, 염반이 발생하지 않고 염색성이 우수하며, 80데니어 이하의 세섬도 방사가 가능할 수 있다. 이와 같이 제조된 섬유는 3.5g/de 이상의 강도 및 35%이상의 신도를 만족할 수 있다.
또한, 본 발명은 방향족 다가 카르복실산, 지방족 다가 카르복실산 및 설폰산 금속염을 포함하는 산성분 및 탄소수 2 내지 14의 디올성분을 혼합하여 에스테르화 및 중축합시켜 제조되는 생분해성 폴리에스테르, 셀룰로오스 에스테르 및 폴리락트산(Polylactic acid, PLA)을 포함하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유를 제공한다.
상기 셀룰로오스 에스테르는 셀룰로오스의 수산기 일부 또는 전부가 에스테르 결합으로 치환된 것으로, 보다 바람직하게는 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스아세테이트 프탈레이트, 셀룰로오스아세테이트카프로네이트, 셀룰로오스아세테이트카프릴레이트, 셀룰로오스아세테이트라울레이트, 셀룰로오스아세테이트팔미테이트, 셀룰로오스아세테이트스테아레이트 또는 셀룰로오스아세테이트올레이트 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있다.
본 발명의 셀룰로오스 에스테르는 평균 중합도가 30,000 내지 50,000일 수 있으며, 치환도가 2.2내지 2.6일 수 있다. 치환도가 2.2 미만일 경우, 유동성이 떨어지고 습윤 시 강도가 저하될 수 있으며, 2.6을 초과할 경우 생분해성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
상기 생분해성 폴리에스테르 중합에 사용되는 산성분은 방향족 다가 카르복실산 70 내지 89몰%, 지방족 다가 카르복실산10 내지 30몰% 및 설폰산 0.1 내지 3.0몰%를 포함할 수 있다.
상기 산성분 중 방향족 다가 카르복실산은 보다 바람직하게는 테레프탈산(Terephthalic acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 디메틸테레프탈레이트(Dimethyl Terephthalate) 또는 디메틸이소프탈레이트(Dimethyl Isophthalate)등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있다. 상기 방향족산의 사용량은 상기 산성분 총 중량 중 상기 지방족산과 상기 술폰산 금속염의 함량을 제외한 잔여량으로 사용될 수 있으나, 상기 방향족산의 사용량이 70몰% 미만으로 너무 적은 경우, 수득되는 생분해성 폴리에스테르를 섬유제품군으로 적용하기 위한 방사성이 좋지 않게 되는 문제점이 있을 수 있고, 89몰%를 초과하여 너무 많은 경우, 수득되는 생분해성 폴리에스테르의 분해 및 퇴비화가 어렵게 되는 문제점이 있을 수 있다.
상기 산성분 중 지방족 다가 카르복실산은 보다 바람직하게는 옥살산(Oxalic acid), 말론산(Malonic acid), 석신산(Succinic acid), 글루타르산(Glutaric acid), 아디프산(Adipic acid), 수베린산(suberic acid), 시트르산(Citric acid), 피메르산(Pimeric acid), 아젤라인산(Azelaic acid), 세바스산(Sebasic acid), 노나노산(Nonanoic acid), 데카노인산(Decanoic acid), 도데카노인산(Dodecanoic acid) 또는 헥사노데카노인산(Headecanoic acid) 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있다.
상기 지방족산은 가장 바람직하게는 탄소수가 짝수인 옥살산, 숙신산, 아디프산, 세바신산 등을 1 또는 2 이상 혼합하여 사용할 수 있는데, 이는 이와 같은 지방족산이 2가 글리콜과의 반응 시 우수한 물리적 성질을 지닐 수 있기 때문이다. 상기 지방족산은 10 내지 30몰%의 범위로 사용되는 것이 바람직한데, 상기 지방족산의 사용량이 10몰% 미만으로 사용되는 경우, 생분해성을 갖지 못하게 되는 단점이 있을 수 있고, 반대로 30몰%를 초과할 경우, 성형 가공시에 기계적 물성이 매우 불량하게 되는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 상기 산성분 중 설폰산 금속염은 알칼리금속 또는 알칼리토금속을 사용하여 생분해도를 개선시킬 수 있는데, 상기 술폰산금속염은 0.1 내지 3몰%의 범위의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 술폰산금속염이 0.1몰% 미만으로 사용되는 경우 수득되는 생분해성 폴리에스테르의 생분해성이 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 3.0몰%를 초과하는 경우, 성형성이 나빠지게 되는 문제점이 있을 수 있다.
상기 생분해성 폴리에스테르 중합에 사용되는 디올성분은 탄소수 2 내지 14인 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리메틸글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 펜타메틸글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 헵타메틸렌글리콜, 옥타메틸렌글리콜, 노나메틸렌글리콜, 데카메틸렌글리콜, 운데카메틸렌글리콜, 도데카메틸렌글리콜, 트리데카메틸렌글리콜, 테트라데카메틸렌글리콜의 지방족 2가 글리콜로서, 특히 탄소수가 2 내지 6개이고, 짝수인 에틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜 등이 물성개선에 있어서 우수하다.
본 발명의 생분해성 폴리에스테르는 상기 다가 카르복실산 성분 및 탄소수 2 내지 14의 디올 성분을 1.0: 1.0 내지 1.4 중량비로 혼합하여 에스테르화 공정 및 중축합 공정으로 제조할 수 있다.
본 발명의 섬유는 폴리락트산(PLA) 1 내지 10중량% 및 생분해성 폴리에스테르 50 내지 80중량% 포함할 수 있다. 생분해성 폴리에스테르가 50중량% 미만으로 포함될 경우, 고속방사가 불가능 하거나 원사 강신도 물성이 약한 문제가 있으며, 80중량%를 초과할 경우 생분해도가 떨어지는 문제가 있을 수 있다. 또한, 폴리락트산(PLA)이 1중량% 미만으로 포함될 경우 수용성 가소제의 미반응물이 용출되어 원사 표면에 미끌거림이 나타나는 문제가 있으며, 10중량%를 초과할 경우 가소화율이 떨어져 컴파운딩 조업에 문제가 있을 수 있다.
이와 같은 본 발명의 섬유는 셀룰로오스 에스테르, 수용성 가소제 및 폴리락트산(PLA)을 포함하는 제1수지; 및 방향족 다가 카르복실산, 지방족 다가 카르복실산 및 설폰산 금속염을 포함하는 산성분 및 탄소수 2 내지 14의 디올성분을 혼합하여 에스테르화 및 중축합시켜 제조되는 생분해성 폴리에스테르인 제2수지를 2:8 내지 4:6의 중량비로 혼합하며, 수용성 가소제 및 폴리락트산(PLA)는 4:6 내지 9:1의 중량비로 포함하여 200 내지 300℃ 방사온도에서 용융 방사하여 제조할 수 있다.
이와 같이 제조된 상기 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유는 강도가 2.5g/de이상이고, 신도가 30%이상일 수 있다.
가장 바람직하게는 제1수지 및 제2수지의 혼합 중량비가 2:8 내지 4:6이면서 제1수지의 수용성 가소제 및 폴리락트산(PLA)의 중량비는 7:3 내지 9: 1을 만족하도록 제조된 섬유는 4000mpm 이상의 고속 방사가 가능하여 생산성이 증대될 수 있으며, 염반이 발생하지 않고 염색성이 우수하다. 또한, 3.5g/de 이상의 강도 및 35%이상의 신도를 만족하며, 80데니어 이하의 세섬도 방사가 가능할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예1>
치환도가 2.4이며, 평균 분자량이 40,000인 셀룰로스 아세테이트(이스트만 社)75중량%와 평균 분자량 600인 수용성 가소제 폴리에틸렌글리콜 10중량%, 바이오매스계 가소제인 평균 분자량 14만의 폴리락트산(네이쳐웍스 社 제공) 15중량%를 준비하였다.
여기에 컴파운더기로 열가소화를 시킬 때 열에 의한 분해를 방지하기 위하여 1차 산화방지제인 테트라키스메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시하이드로시나메이트)메테인(Anox 20, 캠추라코퍼레이션/ Chemtura Corporation )과 가소화칩 적용 방사공정에서 열에 의한 분해를 방지하기 위해 2차 산화 방지제인 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스페이트(Alcanox240, 캠추라코퍼레이션/ Chemtura Corporation) 을 셀룰로스 아세테이트 및 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 수지 100중량부에 대하여 각각 0.1중량부 첨가 후 트윈익스트루더가 장착된 혼련기를 이용하여 서클피터 25kg/hr, 혼련기 모터 속도 270Rpm로 고정 후 혼련기 다이(DIE) 시작온도 170도에서 5단계에 걸쳐 최종 말단온도 200도까지 온도를 부여하면서 5분동안 블랜딩 시킨 후 열가소성 셀룰로스아세테이트 수지(1)를 얻었다.
교반기 및 콘덴서가 부착된 250㎖ 플라스크에 산성분으로서 반응 몰비로 아디프산 10몰%와 테레프탈산 89몰%, 술폰산금속염(알칼리토금속) 1몰%를 투입한 후, 에틸렌글리콜의 투입량은 상기 산성분: 에틸렌 글리콜이 1: 1.2의 중량비가 되도록 투입한 후, 에스테르화 촉매로 리튬아세테이트 400ppm을 첨가하고, 반응기 내의 온도를 상온으로부터 30분간에 걸쳐 120℃까지 승온시키고 교반하면서 120분간 250℃까지 승온 반응시켰다. 이어서 열안정제로 인산 300ppm, 촉매로서 삼산화안티몬 300ppm을 첨가한 후, 40분간에 걸쳐 관내 압력을 0.5mmHg까지 서서히 감압시킴과 동시에 관내 온도를 280℃까지 승온 반응시키면서 180분 동안 교반 반응을 진행한 다음 교반을 중단하고 토출시켜 생분해성 폴리에스테르 수지(2)를 수득하였다.
상기로 제조된 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지(1)와 생분해성 폴리에스테르 수지(2)를 7:3로 혼합 후 상용화제 즉, 쇄연장제인 ADR-4300 (바스프 社)를 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지(1) 및 생분해성 폴리에스테르 수지(2)의 혼합 조성물 100중량부에 대하여 0.5중량부를 첨가하여 트윈익스트루더가 장착된 혼련기로 서클피더 20kg/hr, 모터속도 135rpm 로 고정 후 다이 온도 260℃, 폴리머온도 269℃에서 블랜딩하여 복합 수지(3)을 제조하였다.
이렇게 제조된 수지(3)를 바탕으로 24Hole 구금이 장착된 용융방사기에 수지 방사온도 265℃의 조건에서 방사를 진행하였다. 얻어진 섬유를 40℃ 온도에서 10분간 물 세정하여 수용성 가소제를 제거하고, 60℃에서 건조시켰다.
<실시예2>
수지(1) 및 수지(2)를 5:5의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<실시예3>
수지(1) 및 수지(2)를 3:7의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<실시예4>
수지(1) 제조 시 폴리에틸렌글리콜 20중량% 및 폴리락트산 5중량%를 포함한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<실시예5>
수지(1) 및 수지(2)를 5:5의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예4와 동일하게 실시하여 제조하였다.
<실시예6>
수지(1) 및 수지(2)를 3:7의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예4와 동일하게 실시하여 제조하였다.
<실시예7>
수지(1) 제조 시 폴리에틸렌글리콜 15중량% 및 폴리락트산 10중량%를 포함한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<실시예8>
수지(1) 및 수지(2)를 5:5의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예7과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<실시예9>
수지(1) 및 수지(2)를 3:7의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예7과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<실시예10>
수지(2) 제조 시 산성분으로 테레프탈산을 59몰%, 아디프산 40몰%, 술폰산금속염 1몰%를 사용한 것을 제외하고는 실시예6과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<비교예1>
생분해성 폴리에스테르인 수지(2)를 혼합하지 않은 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<비교예2>
생분해성 폴리에스테르인 수지(2)를 혼합하지 않은 것을 제외하고는 실시예4와 동일하게 실시하여 제조하였다.
<비교예3>
생분해성 폴리에스테르인 수지(2)를 혼합하지 않은 것을 제외하고는 실시예7과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<비교예4>
수지(2) 제조 시 산성분으로 테레프탈산을 60몰%, 석신산 40몰%을 혼합하고, 술폰산금속염을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예3과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<비교예5>
수지(2)를 대신하여 테레프탈산 및 에틸렌글리콜을 중합하여 제조된 PET를 혼합한 것을 제외하고는 실시예6과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<비교예6>
수지(1) 제조 시 셀룰로스 아세테이트 75중량% 및 폴리에틸렌글리콜 25중량%를 포함한 것을 제외하고는 실시예6과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<실험예>
1. 염색성 평가
염색성 평가는 분산염료를 직물 무게대비 0.3중량%, PH4.5의 염액 조건에서 승온 속도 2분으로 온도 120℃에서 염색 후 NaOH 1g/L, Na2SO3 2g/L의 용액에 80℃에서2분 간 환원 세정하여 염반 발생여부로 염색성을 평가하였다.
수지(1) 가소제 혼합비(중량%) 수지(2) 산성분
(몰%)		 수지(1) : 수지(2)
PEG 600 PLA
실시예 1 10 15 TPA(89)/AA(10)/DMS(1) 7:3
실시예2 10 15 TPA(89)/AA(10)/DMS(1) 5:5
실시예 3 10 15 TPA(89)/AA(10)/DMS(1) 3:7
실시예 4 20 5 TPA(89)/AA(10)/DMS(1) 7:3
실시예 5 20 5 TPA(89)/AA(10)/DMS(1) 5:5
실시예 6 20 5 TPA(89)/AA(10)/DMS(1) 3:7
실시예 7 15 10 TPA(89)/AA(10)/DMS(1) 7:3
실시예 8 15 10 TPA(89)/AA(10)/DMS(1) 5:5
실시예 9 15 10 TPA(89)/AA(10)/DMS(1) 3:7
실시예10 20 5 TPA(59)/AA(40)/DMS(1) 3:7
비교예1 10 15 - 1:0
비교예 2 20 5 - 1:0
비교예 3 15 10 - 1:0
비교예 4 20 5 TPA(60)/SA(40) 3:7
비교예 5 20 5 TPA(100) 3:7
비교예6 25 0 TPA(89)/AA(10)/DMS(1) 3:7
PEG: 폴리에틸렌글리콜, PLA: 폴리락트산
TPA: 테레프탈산, AA: 아디프산, SA: 석신산, DMS: 설폰산 금속염
컴파운딩
조업성		 방사
조업성		 방사 속도
(mpm)		 물성 염색성 세섬도 방사
섬도 강도 신도
실시예 1 ○ △ 1500 145.2 1.5 22 △ 불가
실시예2 △ △ 1000 150.1 1.2 23 △ 불가
실시예 3 ○ ○ 3000 100.5 2.9 38 ○ 가능
실시예 4 ○ △ 1900 144.8 2.0 30 △ 불가
실시예 5 △ △ 1500 151.1 1.8 28 △ 불가
실시예 6 ◎ ◎ 4,500 75.1 3.8 37 ◎ 가능
실시예 7 ○ △ 1800 145.1 1.9 25 △ 불가
실시예 8 △ △ 1500 143.5 1.5 28 △ 불가
실시예 9 ○ ○ 3100 75.8 3.0. 35 ○ 가능
실시예10 ○ X - - - - - 방사불가
비교예1 △ △ 800 150.1 1.2 24 X 불가
비교예 2 △ △ 1500 145.2 1.5 25 X 불가
비교예 3 △ △ 1200 143.7 1.4 22 X 불가
비교예 4 ○ X - - - - - 방사불가
비교예 5 X X - - - - - 방사불가
비교예6 ◎ ◎ 4,000 74.8 3.5 38 △ 가능
<컴파운딩 조업성>
X : 컴파운딩 작업 안됨, △ : 스트랜드 형성 후 5분이내 절단, ○ : 10분내 절단, ◎ 작업성 우수
<방사 조업성>
X : 방사 안됨, △ : 방속 2,00mpm이하 방사 가능,
○ : 3,000mpm방사 가능하나 5분내 사절, ◎ : 4,000mpm 이상 방사 가능
<염색성>
X: 염색 불가, △: 염반 발생 심함, ○: 일부 염반 발생, ◎: 양호
상기 표에서 알 수 있듯이, 수지(2)를 혼합하지 않은 비교예1내지 3에 비하여 본 발명에 따른 수지(2)을 혼합한 실시예의 강도 및 신도가 현저히 향상된 것으로 나타났다. 또한, 수용성 가소제 PEG 및 PLA의 함량비와 수지(1) 및 수지(2)의 혼합비에 따라 그 효과가 달라지는데, 수지(1) 및 수지(2)의 혼합비가 3:7인 실시예의 경우가 컴파운딩 및 방사조업성이 가장 우수하고, 강신도 및 염색성 면에서도 우수하였다. 가장 바람직하게는 수용성 가소제 PEG 및 PLA의 중량비가 8:2이면서 수지(1) 및 수지(2)의 혼합비가 3:7인 실시예6이 컴파운딩 및 방사 조업성이 가장 우수하고, 4500mpm의 고속 방사할 수 있고, 100De이하의 세섬도 방사가 가능하였으며, 특히 염색성에서 현저히 우수하였다. PLA를 포함하지 않은 비교예6은 강신도 등은 유사하나, 수용성 가소제가 표면으로 용출되어 표면 염반 발생 현상이 일어나 염색성이 떨어지는 것으로 나타났다.
본 발명 범위를 벗어나는 산성분으로 중합된 수지(2)를 혼합한 실시예10과 술폰산금속염 포함하지 않고 중합한 수지(2)를 혼합한 비교예4는 방사를 진행할 수 없었다. 또한, 일반PET을 혼합한 비교예5는 수지(1)과 PET를 컴파운딩하는 온도 260℃에서 PET가 용융되지 않는 문제가 발생하여 컴파운딩이 불가하였으며, 온도를 290℃까지 상승시킬 경우 수지(1)의 열분해로 인하여 컴파운딩이 불가하였다.

Claims (17)

  1. 셀룰로오스 에스테르, 수용성 가소제 및 폴리락트산(Polylactic acid, PLA)을 포함하는 제1수지; 및
    방향족 다가 카르복실산, 지방족 다가 카르복실산 및 설폰산 금속염을 포함하는 산성분 및 탄소수 2 내지 14의 디올성분을 혼합하여 에스테르화 및 중축합시켜 제조되는 제2수지를 포함하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 제1수지 및 제2수지의 혼합 중량비가 2:8 내지 4:6인 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1수지는 셀룰로오스 에스테르 70 내지 90중량%, 수용성 가소제 5 내지 20중량% 및 폴리락트산(PLA) 5 내지 20중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 가소제 및 폴리락트산(PLA)의 중량비는 4:6 내지 9: 1인 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1수지 및 제2수지의 혼합 중량비가 2:8 내지 4:6이며, 제1수지의 수용성 가소제 및 폴리락트산(PLA)의 중량비는 7:3 내지 9: 1인 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1수지 100중량부에 대하여 테트라키스메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시하이드로시나메이트)메테인 및 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스페이트로 구성되는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 산화방지제를 0.1 내지 0.5중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 셀룰로오스 에스테르는 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스아세테이트 프탈레이트, 셀룰로오스아세테이트카프로네이트, 셀룰로오스아세테이트카프릴레이트, 셀룰로오스아세테이트라울레이트, 셀룰로오스아세테이트팔미테이트, 셀룰로오스아세테이트스테아레이트 및 셀룰로오스아세테이트올레이트로 구성되는 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 셀룰로오스 에스테르는 치환도가 2.2내지 2.6인 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 가소제는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리카프로락톤, 폴리글리콜산 및 폴리부틸아디페이트로 구성되는 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 산성분은 방향족 다가 카르복실산 70 내지 89몰%, 지방족 다가 카르복실산 10 내지 30몰% 및 설폰산 금속염 0.1 내지 3.0몰%를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 산성분 및 디올 성분은 1.0: 1.0 내지 1.4 중량비로 혼합하여 중합한 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 조성물.
  12. 방향족 다가 카르복실산, 지방족 다가 카르복실산 및 설폰산 금속염을 포함하는 산성분 및 탄소수 2 내지 14의 디올성분을 혼합하여 에스테르화 및 중축합시켜 제조되는 생분해성 폴리에스테르, 셀룰로오스 에스테르 및 폴리락트산(Polylactic acid, PLA)을 포함하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 섬유는 폴리락트산(PLA) 1 내지 10중량% 및 생분해성 폴리에스테르 50 내지 80중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 산성분은 방향족 다가 카르복실산 70 내지 89몰%, 지방족 다가 카르복실산10 내지 30몰% 및 설폰산 금속염 0.1 내지 3.0몰%를 포함하여 중합한 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 산성분 및 디올 성분은 1.0: 1.0 내지 1.4 중량비로 혼합하여 중합한 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유는 강도가 2.5g/de이상이고, 신도가 30%이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유는 섬도가 100 데니어 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 유도체 섬유.

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US11827772B2 (en) 2019-12-10 2023-11-28 Ticona Llc Cellulose ester composition containing bloom resistant or bio-based plasticizer

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