KR20200054225A - 장기간 분산성이 개선된 고분자 섬유 - Google Patents

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Abstract

분산성이 개선된 고분자 섬유 본 발명은 장기 분산성이 개선된 고분자 섬유, 이의 제조방법 및 그의 용도에 관한것이다.
본 발명에 따른 고분자 섬유는 하나 이상의 합성 고분자 및 섬유의 표면상에 존재하는 제제를 포함하고, 상기 제제는 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 메틸 셀룰로오스(MC), 에틸 셀룰로오스(EC), 하이드록시에틸 셀룰로오스(HEC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC), 메틸에틸 셀룰로오스(MEC), 하이드록시에틸메틸 셀룰로오스(HEMC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPMC), 에틸하이드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸하이드록시에틸 셀룰로오스, 및 이들의 혼합물 이다.
본 발명에 따른 고분자 섬유는 개선된 분산성을 가지므로, 예를 들어 텍스타일 직물, 예를 들어 부직포의 형성에 사용되는 수성 현탁액의 제조하기에 적합하다.

Description

장기간 분산성이 개선된 고분자 섬유
본 발명은 장기간 분상성이 개선된 고분자 섬유, 이의 제조방법 및 그의 용도에 관한 것이다.
고분자섬유, 예를 들어, 합성 고분자에 기초한 섬유는 산업적으로 대규모로 생산된다. 이경우에, 기본 합성 고분자는 용융 방사 공정에 의해 생성된다. 이 목적을 위해, 열가소성 고분자 재료를 녹이고 액체상태로 압출기에 의해 방사 빔 내로 인도된다. 용융된 재료는 이 방사 빔으로부터 방사 구(spinnertes)로 알려진 것에 공급된다.
이 방사 구는 일반적으로 섬유의 개별적인 캐필러리(필라멘트)이 압출되는, 다수의 구멍이 제공된 방사 구 플레이트를 포함한다.
용융 방사법 외에, 스테이플 섬유를 생성하기 위해 습식 또는 용매 방사법이 사용된다. 이 경우, 용융물 대신에, 고점도의 합성 고분자 용액이 미세한구멍을 갖는 다이(dies)를 통해 압출된다. 두 방법 모두 당업자에 의해 다중-위치 방사 방법으로 알려져 있다.
이러한 방식으로 제조된 고분자섬유는 직물 및/또는 기술 애플리케이션에 사용된다. 여기서, 고분자 섬유가 예를 들어 습식 부직포의 제조를 위해 수성시스템에서 우수한 분산성을 갖는 것이 유리하다. 또한, 고분자 섬유가 양호하고 부드러운 그립을 갖는 경우 직물 적용에 유리하다.
특정 최종적용 또는 필요한 중간처리단계를 위한 고분자 섬유의 변형 또는 마무리, 예를 들어 스트레칭 및/또는 크림핑은 일반적으로 처리된 최종 고분자 섬유 또는 처리되어야 할 고분자 섬유의 표면에 적용되는 적합한 마감재 또는 층을 적용함으로써 달성된다.
화학적 변형에 대한 다른 가능성은 고분자 기본구조 자체에서, 예를 들어, 화염 작용을 갖는 화합물을 고분자 주쇄 및 /또는 측쇄에 포함시킴으로써 달성될 수 있다.
추가로, 첨가제, 예를 들어, 정전기 방지제 또는 염료 안료가 용융된 열가소성 고분자 내로 도입되거나 다중-위치 방사 공정 중에 고분자 섬유 내로 도입할 수 있다.
고분자 섬유의 분산 거동은, 특히 합성 고분자의 성질에 의해 영향을 받는다. 특히 열가소성 고분자 섬유의 경우, 수성 시스템에서의 분산성은 그러므로 표면에 적용되는 마감재 또는 층에 영향을 받고 조정된다.
적합한 마감재 또는 층에 의해 생성되거나 개선된 분산성은 다수의 텍스타일 응용에 이미 충분하다.
식품 관련 용도의 경우, 그러나, 다른 요구 사항이 적용된다; 사용된 물질 및 재료는 EU Reg. No. 231/2012에 따라 식품과의 접촉이 허용되어야만 한다. 구비된 고분자 섬유가 비교적 긴 시간 동안 및/또는 보다 극단적인 조건, 예를 들어 고압, 강한 전단력, 및 고온, 특히 공격적이고 산성인 수성 시스템에서 분산된 형태로 제공되는지, 그리고 이러한 분산성이 비교적 긴 저장 시간 후에도 유지되지가 추가적으로 필요하다.
그러므로, 개선된 분산성, 특히 장기간 분산성, 이는 비교적 장기간의 저장 후에도 우수한 분산성을 가지며 EU Reg. No. 231/2012.에 따라 식품접촉이 승인되는, 고분자 섬유를 제공하는 것이 목적이다.
또한, 고분자 섬유는 극한적인 조건, 예를 들어, 고압, 심한 전단력 및 승온, 특히 임의로 pH<7 및/또는 전해질, 특히 식염수-기반의 전해질을 임의로 갖는 공격적인 수성 시스템에서도, 심지어 장기간의 저장 후에도, 우수한 분산성을 쉽게 유지해야한다.
상기 목적은 적어도 하나의 합성 고분자, 바람직하게는 표면상의 섬유가 카르복시 메틸 셀룰로오스 (CMC, carboxymethyl cellulose), 메틸 셀룰로오스 (MC, methyl cellulose), 에틸 셀룰로오스 (EC, ethyl cellulose), 히드 록시 에틸 셀룰로오스 (HEC, hydroxyethyl cellulose), 히드 록시 프로필 셀룰로오스 (HPC, hydroxypropyl cellulose), 메틸 에틸 셀룰로오스 (MEC, methylethyl cellulose), 히드 록시 에틸 메틸 셀룰로오스 (HEMC, hydroxyethylmethyl cellulose), 히드 록시 프로필 메틸 셀룰로오스 (HPMC, hydroxypropylmethyl cellulose), 에틸 히드 록시 에틸 셀룰로오스(ethylhydroxyethyl cellulose), 카르복시 메틸 히드 록시 에틸 셀룰로오스(carboxymethylhydroxyethyl cellulose), 및 이들의 혼합물 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 셀룰로오스 에테르를 포함하는 제제를 갖는 것을 특징으로하는 적어도 하나의 합성 열가소성 고분자를 포함하는 본 발명에 따른 고분자 섬유에 의해 해결된다.
고분자
분산 매질을 형성하는 본 발명에 따른 합성 고분자는, 바람직하게는 열가소성 고분자, 특히 열가소성 중축합체(polycondensate), 특히 바람직하게는 소위 합성 생중합체, 특히 바람직하게는 소위 생중합체를 기반으로 하는 열가소성 중축합체를 포함한다.
본 발명에서 용어 "열가소성 고분자"는 특정 온도 범위에서, 바람직하게는 25℃ 내지 350℃의 범위에서 변형될 수 있는(열가소성) 플라스틱을 지칭한다. 이 과정은 가역적이며, 즉, 과열에 의해 소위 재료의 열분해가 개시되지 않는 한, 냉각 및 용융 상태로의 재가열에 의해 이를 임의로 빈번하게 반복할 수 있다. 이는 열가소성 고분자와 열경화성 플라스틱 및 탄성중합체 사이의 차이이다.
본 발명의 범위 내에서, 하기의 고분자는 용어 "열가소성 고분자"에 의해 바람직하게 이해된다:
아크릴로니트릴 에틸렌 프로필렌(디엔) 스티렌 공중합체(acrylonitrile ethylene propylene (diene) styrene copolymer), 아크릴로니트릴 메타크릴레이트 공중합체(acrylonitrile methacrylate copolymer), 아크릴로니트릴 메틸 메타크릴레이트 공중합체(acrylonitrile methyl methacrylate copolymer), 아크릴로 니트릴 염소화 폴리에틸렌 스티렌 공중합체(acrylonitrile chlorinated polyethylene styrene copolymer), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 아크릴로니트릴 에틸렌 프로필렌 스티렌 공중합체(acrylonitrile ethylene propylene styrene copolymer), 방향족 폴리에스테르(aromatic polyester), 아크릴로니트릴 스티렌 아크릴로에스테르 공중합체(acrylonitrile styrene acryloester copolymer), 부타디엔 스티렌 공중합체(butadiene styrene copolymer), 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 셀룰로오스 아세토부티레이트(cellulose acetobutyrate), 셀룰로오스 아세토프로피오네이트(cellulose acetopropionate), 수화 셀룰로오스(hydrated cellulose), 카르복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose), 셀룰로오스 질산염(cellulose nitrate), 셀룰로오스 프로피오네이트(cellulose propionate), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulose triacetate), 폴리염화비닐(polyvinylchloride), 에틸렌 아크릴산 공중합체(ethylene acrylic acid copolymer), 에틸렌 부틸아크릴레이트 공중합체(ethylene butylacrylate copolymer), 에틸렌클로로트리플루오르에틸렌 공중합체(ethylene chlorotrifluoroethylene copolymer), 에틸렌 에틸아크릴레이트 공중합체(ethylene ethylacrylate copolymer), 에틸렌 메타크릴레이트 공중합체(ethylene methacrylate copolymer), 에틸렌 메타크릴산 공중합체(ethylene methacrylic acid copolymer), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 공중합체(ethylene tetrafluoroethylene copolymer), 에틸렌 비닐알코올 공중합체(ethylene vinylalcohol copolymer), 에틸렌 부텐 공중합체(ethylene butene copolymer), 에틸셀룰로오스(ethylcellulose), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리플루오로에틸렌 프로필렌(polyfluoroethylene propylene), 메틸메타아크릴레이트 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(methylmethacrylate acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 메틸메타아크릴레이트 부타디엔 스티렌 공중합체(methylmethacrylate butadiene styrene copolymer), 메틸세룰로오스(methylcellulose), 폴리아미드 11(polyamide 11), 폴리아미드 12(polyamide 12), 폴리아미드 46(polyamide 46), 폴리아미드 6(polyamide 6), 폴리아미드6-3-T(polyamide 6-3-T), 폴리아미드 6-테레프탈산 공중합체(polyamide 6-terephthalic acid copolymer), 폴리아미드 66(polyamide 66), 폴리아미드 69(polyamide 69), 폴리아미드 610(polyamide 610), 폴리아미드 612(polyamide 612), 폴리아미드 6I(polyamide 6I), 폴리아미드 MXD 6(polyamide MXD 6), 폴리아미드 PDA-T( polyamide PDA-T), 폴리아미드(polyamide), 폴리아릴에테르(polyarylether), 폴리아릴에테르케톤(polyaryletherketone), 폴리아미드 이미드(polyamide imide), 폴리아릴아미드(polyarylamide), 폴리아미노-비스―말레이미드(polyamino-bis-maleimide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리부텐-1(polybutene-1), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate), 폴리벤즈아미다졸(polybenzimidazole), 폴리-비스-말레이미드(poly-bis-maleimide), 폴리옥시디아조벤즈이미다졸(polyoxadiazobenzimidazole), 폴리부틸렌 테라프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(polychiorotrifluoroethylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에스테르카보네이트(polyestercarbonate), 폴리아릴에테르케톤(polyaryletherketone), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에테르케톤(polyetherketone), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아릴에테르설폰(polyarylethersulfone), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리이미드(polyimide), 폴리이소부틸렌(polyisobutylene), 폴리이소시아누레이트(polyisocyanurate), 폴리이미드 설폰(polyimide sulfone), 폴리메타크릴이미드(polymethacrylimide), 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate), 폴리-4-메틸펜텐-1(poly-4-methylpentene-1), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리페닐렌 옥사이드(polyphenylene oxide), 폴리프로필렌 옥사이드(polypropylene oxide), 폴리프로필렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리페닐렌 설폰(polyphenylene sulfone), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리설폰(polysulfone), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리비닐부티랄(polyvinylbutyral), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 폴리비닐리덴 클로라이드(polyvinylidene chloride), 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 폴리비닐플루오라이드(polyvinylfluoride), 폴리비닐메틸에테르(polyvinylmethylether), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 스티렌 부타디엔 공중합체(styrene butadiene copolymer), 스티렌 이소프렌 공중합체(styrene isoprene copolymer), 스티렌 말레산 무수물 공중합체(styrene maleic acid anhydride copolymer), 스티렌 말레산 무수물 부타디엔 공중합체(styrene maleic acid anhydride butadiene copolymer), 스티렌 메틸메타아크릴레이트 공중합체(styrene methylmethacrylate copolymer), 스티렌 메틸스티렌 공중합체(styrene methylstyrene copolymer), 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체(styrene acrylonitrile copolymer), 염화비닐 에틸렌 공중합체(vinylchloride ethylene copolymer), 염화비닐 메타크릴레이트 공중합체(vinylchloride methacrylate copolymer), 염화비닐 말레산 무수물 공중합체(vinylchloride maleic acid anhydride copolymer), 염화비닐 말레이미드 공중합체(vinylchloride maleimide copolymer), 염화비닐 메틸메타크릴레이트 공중합체(vinylchloride methylmethacrylate copolymer), 염화비닐 옥틸아크릴레이트 공중합체(vinylchloride octylacrylate copolymer), 염화비닐 비닐아세테이트 공중합체(vinylchloride vinylacetate copolymer), 염화비닐 비닐리덴 클로라이드 클로라이드 공중합체(vinylchloride vinylidene chloride copolymer) 및 염화비닐 비닐리덴 클로라이드 아크릴로니트릴 공중합체(vinylchloride vinylidene chloride acrylonitrile copolymer).
본 발명의 범위 내에서, 용어 "열가소성 고분자"는 바람직하게는 제조에 사용된 셀룰로오스 에테르와 화학적 및/또는 물리적으로 상이한 고분자인 것으로 이해된다. 실을 형성하는 열가소성 고분자는 바람직하게는 임의의 셀룰로오스 에테르를 포함하지 않는다.
방사 섬유 제조에 매우 적합한 고온 용융 열가소성 고분자(Mp ≥ 100°C)가 특히 적합하다. 적합한 고온 용융 열가소성 고분자는, 예를 들어, 폴리아미드(polyamides), 예를 들어 폴리헥사메틸렌 아디핀아미드(polyhexamethylene adipinamide), 폴리카프로락탐(polycaprolactam), 방향족(aromatic) 또는 부분 방향족(partially aromatic) 폴리아미드("아라미드")(polyamides ("aramide")), 지방족 폴리아미드(aliphatic polyamides) 예를 들어 나일론(Nylon), 부분 방향족(partially aromatic) 또는 완전 방향족 폴리에스테르(fully aromatic polyesters), 폴리페닐렌 설파이드 (PPS)(polyphenylene sulfide (PPS)), 에테르 및 케토 기를 가진 고분자(polymers with ether and keto groups) 예를들어, 폴리에테르케톤(PEK)(polyetherketone (PEK)) 및 폴리에테르 에테르케톤(PEEK)(polyether etherketone (PEEK)) 또는 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리 프로필렌(polypropylene)과 같은 폴리올레핀(polyolefins)이다.
고온 용융 열가소성 고분자에서, 용융-방사 가능한 고분자가 특히 바람직하다.
용융-방사 가능한 폴리에스테르는 주로 방향족 디카복실산 및 지방족 디올로부터 유래하는 빌딩 블록으로 구성된다. 통상의 방향족 디카복실산 빌딩 블록은 벤젠 디카복실산, 특히 테레프탈산 및 이소프탈산의 2가 라디칼이고; 통상의 디올은 2 내지 4개의 C 원자를 가지며, 여기에서 에틸렌 글리콜 및 /또는 프로판-13-디올이 특히 적합하다.
적어도 95 mol%의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 갖는 폴리에스테르가 특히 바람직하다.
이러한 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 통상적으로, 25℃에서 디클로로아세트산 중의 용액에 대해 측정된 0.4 내지 1.4(dl/g)의 고유 점도(intrinsic viscosity; IV)에 상응하는 분자량을 갖는다.
본 발명의 용어 "합성 고분자"는 생물기원의 원재료(재생 가능한 원재료)로 구성된 재료를 지칭한다. 따라서, 예를 들어 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)와 같은 관용적인 석유-기반의 재료 또는 플라스틱과는 구별된다.
본 발명에 따라, 특히 바람직한 합성 생중합체는 락트산, 하이드록시부티르산, 및/또는 글리콜산의 반복 단위, 바람직하게는 락트산 및/또는 글리콜산의 반복 단위, 특히 락트산의 반복 단위를 포함하는 소위 생중합체를 기반으로 하는 열가소성 중축합체이다. 이 경우에 폴리락트산이 특히 바람직하다.
여기에서 "폴리락트산"은 락트산 단위로 작제되는 고분자로서 이해된다. 이러한 폴리락트산은 통상적으로 락트산의 축합에 의해 제조되지만, 적합한 조건 하에 락타이드 개환중합에 의해서도 얻어진다.
본 발명에 따라, 특히 적합한 폴리락트산은 폴리(글리콜라이드-코-L-락타이드), (poly(glycolide-co-L-lactide)), 폴리(L-락타이드)(poly(L-lactide)), 폴리(L-락타이드-코-e-카프로락톤)(poly(L-lactide-co-e-caprolactone)), 폴리(L-락타이드-코-글리콜라이드)(poly(L-lactide-co-glycolide)), 폴리(L-락타이드-코D,L-락타이드)(poly(L-lactide-co-D,L-lactide)), 폴리(D,L-락타이드-코-글리콜라이드)(poly(D,L-lactide-co-glycolide)) 및 폴리(디옥사논) (poly(dioxanone))을 포함한다. 이러한 중합체는, 예를 들어 회사 베링거인겔하임 파마 KG (Boehringer Ingelheim Pharma KG) (독일)로부터 상표명 Resomer® GL 903, Resomer® L 206 S, Resomer® L 207 S, Resomer® L 209 S, Resomer® L 210, Resomer® L 210 S, Resomer® LC 703 S, Resomer® LG 824 S, Resomer® LG 855 S, Resomer® LG 857 S, Resomer® LR 704 S, Resomer® LR 706 S, Resomer® LR 708, Resomer® LR 927 S, Resomer® RG 509 S 및 Resomer® X 206 S로 구매 가능하다.
본 발명의 목적상, 특히 유리한 폴리락트산은 특히 폴리-D-, 폴리-L-, 또는 폴리-D,L-락트산이다.
특히 바람직한 실시 양태에서, 합성고분자는 락트산에 기초한 열가소성 축합물이다.
본 발명에 따라 사용되는 폴리락트산은, 좁은 분포를 가진 폴리스티렌 표준 품에 대한 겔 투과 크로마토그래피에 의하거나 단부-기 적정에 의해 바람직하게 결정된 최소 500g/mol, 바람직하게는 최소 1,000 g/mol, 특히 바람직하게는 결정된 최고 500 g/mol, 바람직하게는 최소 1,000g/mol, 특히 바람직하게는 최소 5,000 g/mol, 편의상 최소 10,000 g/mol, 특히 최소 25,000 g/mol의 수평균 분자량(Mn)을 나타낸다. 반면에, 수평균은 바람직하게는 최대 1,000,000 g/mol, 편의상 최대 500,000 g/mol, 더욱 바람직하게는 최대 100,000 g/mol, 특히 최대 50,000 g/mol 이다. 본 발명의 관점에서 최소 10,000 g/mol 내지 500,000 g/mol 범위의 수평균 분자량이 상당히 특히 성공적인 것으로 입증되었다.
바람직한 학트산 중합체, 특히 폴리-D-, 폴리-L-, 또는 폴리-D,L-락트산의 중량평균 분자량(Mw)은, 좁은 분포를 가진 폴리스티렌 표준품에 대한 겔 투과 크로마토그래피에 의해 바람직하게 결정되며, 바람직하게느 750 g/mol 내지 5,000,000 g/mol의 범위, 바람직하게는 5,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol의 범위, 특히 바람직하게는 10,000 g/mol 내지 500,000 g/mol의 범위, 특히 30,000 g/mol 내지 500,000 g/mol의 범위 내에 있고, 이들 중합체의 다분산도는 더욱 바람직하게는 1.5 내지 5의 범위이다.
특히 적합한 락트산 중합체, 특히 폴리-D-, 폴리-L-, 또는 폴리-D,L-락트산의 25 ℃, 0.1 % 중합체 농도에서 클로로포름 중에 측정된 내재 점도(inherent viscosity)는 0.5 dl/g 내지 8.0 dl/g의 범위, 바람직하게는 0.8 dl/g 내지 7.0 dl/g의 범위, 특히 1.5 dl/g 내지 3.2 dl/g의 범위내에 있다.
추가로, 특히 적합한 락트산 중합체, 특히 폴리-D-, 폴리-L-, 또는 폴리-D,L-락트산의, 30 ℃, 0.1% 중합체 농도에서 헥사플루오르-2-프로판올 중에 측정된 내재 점도는 1.0 dl/g 내지 2.6 dl/g의 범위, 특히 1.3 dl/g 내지 2.3dl/g의 범위이다.
본 발명의 범위 내에서, 추가로 유리전이 온도가 20 ℃ 초과, 더욱 바람직하게는 25 ℃ 초과, 바람직하게는 30 ℃초과, 특히 바람직하게는 35 ℃ 초과, 특히 40 ℃ 초과인 중합체, 특히 열가소성 고분자가 극도로 유리하다. 본 발명의 상당히 특히 바람직한 실시양태의 관점에서, 중합체의 유리 전이 온도는 35 ℃ 내지 55 ℃의 범위, 특히 40 ℃ 내지 50 ℃의 범위 내에 있다.
추가로, 융점이 50 ℃초과, 더욱 바람직하게는 적어도 60 ℃, 바람직하게는 150 ℃ 초과, 특히 바람직하게는 160 ℃ 내지 210 ℃의 범위, 특히 175 ℃ 내지 195 ℃의 범위인 중합체가 특히 적합하다.
이 경우에, 중합체의 율온도 및 융점은 시차주사 열량법(Differential Scanning Calorimetry); 또는 축약하여 DSC에 의해 바람직하게 결정된다. 이와 관련하여, 하기의 절차가 상당히 특히 성공적인 것으로 입증되었다:
메틀러-톨레도(Mettler-Toledo) DSC 30S 상에서 질소 하에 DSC 측정을 수행하는 단계. 바람직하게는 인듐으로 보정을 실행한다. 바람직하게는 건조 무산소 질소(유속: 바람직하게는 40ml/min)하에 측정을 실행한다. 바람직하게는 15 mg 내지 20mg에서 샘플 중량을 선택한다. 샘플을 초기에 0 ℃로부터 바람직하게는 연구하고자 하는 중합체의 융점을 초과하는 온도까지 가열한 후, 0 ℃까지 냉각시키고 다시 0 ℃로부터 상기 온도까지 10 ℃/min의 가열 속도로 가열한다.
폴리에스테르, 특히 락트산 중합체가 열가소성 고분자로서 상당히 특히 바람직하다.
고분자 섬유
본 발명에 따른 고분자 섬유는 유한 섬유(finite fibre)로서, 예를 들어 소위 스테이플 섬유로서, 또는 무한 섬유(infinite fibre)(필라멘트)로서 존재할 수 있다. 더 양호한 분산성을 위해, 섬유는 바람직하게는 스테이플 섬유로서 존재한다. 전기의 스테이플 섬유의 길이는 임의의 근본적인 제약을 받지 않지만, 일반적으로 1 내지 200mm, 바람직하게는 2 내지 120mm, 특히 바람직하게는 2 내지 60mm이다. 특히 본 발명에 따르면 짧은 섬유가 양호하게 절단될 수 있다. 이에 의해 5 mm 이하, 특히 4 mm 이하의 섬유 길이가 이해된다.
본 발명에 따른 고분자 섬유, 바람직하게는 스테이플 섬유의 개별적인 타이터(titre)는, 0.3 내지 30 dtex, 바람직하게는 0.5 내지 13 dtex이다. 일부 응용의 경우에는 0.3 내지 3 dtex 타이터 및 <10 mm, 특히 <8 mm, 특히 바람직하게는 <6 mm, 특히 바람직하게는 <4 mm의 섬유 길이가 특히 적합하다.
본 발명에 따른 고분자 섬유는 바람직하게는 용융방사 방법에 의해 열가소성 고분자, 특히 열가소성 유기 중합체, 특히 바람직하게는 열가소성 유기 중축합체로부터 제조된다. 이 경우, 고분자 재료는 압출기에서 용융되고 방사구에 의해 가공되어 고분자 섬유를 형성한다. 본 발명에 따른 고분자 섬유는 일반적으로 용액으로부터 방사, 특히 전기 방사에 의해 제조된 임의의 섬유를 포함하지 않는다.
고분자 섬유는 또한 이성분 섬유로서 존재할 수 있으며, 여기서 섬유는 성분 A(코어) 및 성분 B(쉘)로 구성된다. 추가 실시양태에서, 성분 A에서의 열가소성 고분자의 융점은 성분 B에서의 열가소성 고분자의 융점보다 5 ℃ 이상, 바람직하게는 10 ℃이상, 특히 바람직하게는 20 ℃이상 더 높다. 바람직하게는 성분 A에서 열가소성 고분자의 융점은 100 ℃이상, 바람직하게는 140 ℃ 이상, 특히 바람직하게는 150 ℃ 이상이다.
이성분 섬유에 사용된 열가소성 고분자는 전술한 고분자이다.
준비
본 발명에 따른 고분자 섬유는 표면에 0.1 내지 20 wt.%, 바람직하게는 0.5 내지 3 wt.% 로 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 메틸 셀룰로오스(MC), 에틸 셀룰로오스(EC), 하이드록시에틸 셀룰로오스(HEC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC), 메틸에틸 셀룰로오스(MEC), 하이드록시에틸메틸 셀룰로오스(HEMC), 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스(HPMC), 에틸하이드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸하이드록시에틸 셀룰로오스, 및 이들의 혼합물로부터 선택된 하나 이상의 셀룰로오스 에테르를 포함하는 것이다.
바람직한 실시양태에서, 제제는 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 메틸 셀룰로오스(MC), 에틸 셀룰로오스(EC), 하이드록시에틸 셀룰로오스(HEC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC), 메틸에틸 셀룰로오스(MEC), 하이드록시메틸 셀룰로오스(HEMC), 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스(HPMC), 에틸하이드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸하이드록시에틸 셀룰로오스, 그룹으로 부터 선택된 2개 이상의 셀룰로오스 에테르를 포함하고, 특히 바람직한 것은 메틸 셀룰로오스(MC), 및 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스(HPMC)로부터의 제제이며, 이들은 0.1 내지 20 wt. %, 바람직하게는 0.5 내지 3 wt. % 양으로 본 발명에 따른 고분자 섬유의 표면상에 존재한다.
본 발명에 따른 제제는 섬유의 전체 표면의 99 %이상, 바람직하게는 99.5 %이상, 특히 99.9 %이상, 특히 바람직하게는 100 %를 덮는다. 표면의 커버리지(coverage)는 미세한(microscopic) 방법으로 결정된다. 본 발명에 따른 제제는 바람직하게는 섬유에 독점적으로 적용되고, 이어서 섬유로부터 제조된 텍스타일(textile) 직물에는 적용되지 않는다.
본 발명에 따른 제제는 일반적으로 섬유상에서 5-10nm의 두께를 갖는다. 두께는 미세한(microscopic) 방법으로 결정된다.
본 발명에 따라 사용되는 셀룰로오스 에테르(들)는 첨가제로서 EU Reg. NO. 231/2012. 에 따라 승인된 물질이다. 이러한 종류의 물질은 예를 들어 VIVAPUR® 또는 MethocelTM 이라는 이름으로 상업적으로 입수할 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 제제는 셀룰로오스 에테르를 포함하지만, 특히 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 메틸 셀룰로오스(MC), 에틸 셀룰로오스(EC), 하이드록시에틸 셀룰로오스(HEC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC), 메틸에틸 셀룰로오스(MEC), 하이드록시메틸 셀룰로오스(HEMC), 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스(HPMC), 에틸하이드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸하이드록시에틸 셀룰로오스가 바람직하며, 특히 메틸 셀룰로오스(MC) 및 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스(HPMC)의 제조가 바람직하고, 겔화온도는 35 ℃ 내지 90 ℃ 범위, 바람직하게는 40 ℃ 내지 70 ℃ 범위, 특히 45 ℃ 내지 60 ℃ 범위, 특히 바람직하게는 45 ℃ 내지 55 ℃범위를 갖는다.
본 발명에 따라 사용되는 셀룰로오스 에테르(들)는 일반적으로 1.3 내지 2.6, 바람직하게는 1.6 내지 2.0 범위의 치환도(글루코오스 분자 당 치환된 하이드록시기 수)를 갖는다. 치환도는 일반적으로 가스 크로마토그래피에 의해 결정된다.
본 발명에 따라 셀룰로오스 에테르(들)는 사용되지만, 특히 메틸 셀룰로오스는 바람직하게는 26 % 내지 33 %, 특히 27 % 내지 32 %의 메톡시기 분율을 갖는다.
본 발명에 따라 사용된 하이드록시프로필 셀룰로오스는 바람직하게는 최대 5 %의 하이드록시프로필 그룹 분율을 갖는다.
본 발명에 따라 사용된 하이드록시프로필 셀룰로오스는 바람직하게는 하이드록시프로필기 분율이 7 % 내지 12 %이다.
본 발명에 따라 셀룰로오스 에테르(들)는 사용되지만, 특히 메틸 셀룰로오스는 바람직하게는 26 % 내지 33%, 특히 27 % 내지 32 % 및 최대 5 %의 하이드록시 프로필기 분율을 갖는다.
본 발명에 따라 사용되는 셀룰로오스 에테르(들), 그러나 특히 하이드록시기프로필 셀룰로오스는 바람직하게는 26 % 내지 33 %, 특히 27 % 내지 32 %의 메톡시기 분율 및 7 % 내지 12 %의 하이드록시기프로필기 분율을 갖는다.
본 발명에 따라 사용되는 셀룰로오스 에테르(들)는 보통 평균 분자량 Mn을 10,000 내지 380,000 g/mol, 바람직하게는 10,000 내지 200,000 g/mol, 특히 10,000 내지 100,000 g/mol, 특히 바람직하게는 12,000 내지 60,000 g/mol, 특히 바람직하게는 12,000 내지 40,000 g/mol을 갖는다. 평균분자량 Mn은 일반적으로 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 결정된다.
본 발명에 따라 사용되는 셀룰로오스 에테르(들)는 일반적으로 50 내지 1000의 중합도를 갖는다.
본 발명에 따라 사용되는 셀룰로오스 에테르(들)는 일반적으로 10 내지 40 mPas의 점도를 가지며, 예를 들어, 브룩스필드(Brookfield) LVT에 의해 20 ℃(용액의 활성화된 후 30초 (휴상), 추가 30초에 걸쳐 측정이 이루어지고 1 분 후에 측정 값이 얻어진다.)에서 탈염수(DIN 표준 EN50272-2:2001에 따른 탈염수)중 2 wt. % 용액으로 측정된다.
본 발명에 따른 제제는 일반적으로 수성 제제로서 적용되며, 셀룰로오스 에테르(들)의 고체 함량은 0.1 내지 5.0 g/l이다. 수성 제제는 또한 추가 성분, 예를 들어 소포제 등을 함유할 수 있다.
본 발명에 따라 완성된 고분자 섬유는 물에서 섬유의 매우 우수한 분산성을 나타낸다.
한편으로 본 발명에 따른 섬유는 매우 빠르게 분산되고 비교적 긴 시간동안 분산된 상태를 유지하고, 다른 한편으로 본 발명에 따라 완성된 고분자 섬유는 또한 우수한 저장 안정성, 즉 섬유의 저장 후에도 입증된다. 본 발명에 따라 제조된 섬유는 1개월 이상(실온 25 ℃ 및 상대 수분 20 내지 70 %범위)저장 후에도, 섬유는 쉽게 분산될 수 있고 분산된 섬유 형태로 매우 균일하게 분포되어 존재한다. 본 발명에 따라 완성된 고분자 섬유는 또한 수성 분산액의 안정화에 적합하며, 여기서 본 발명에 따른 섬유 이외에 고체 미립자 입자, 예를 들어 미네랄 입자가 추가로 존재한다. 고분자 섬유의 타이터(titre)는, 0.3 내지 3 dtex 및 10mm 미만, 특히 8mm 미만, 특히 바람직하게는 6mm 미만, 특히 바람직하게는 4 mm 미만의 섬유 길이를 갖는 고분자 섬유가 이 실시 양태에 적합하다.
본 발명에 따라 완성된 고분자 섬유는 또한 본 발명에 따라 완성되지 않은 다른 고분자 섬유와 수성분산액을 안정화시킨다. 다른 고분자 섬유는 섬유 형성 중합체와 관련하여 상이할 수 있거나 또한 동일할 수 있으며, 이들 다른 고분자 섬유는 본 발명에 따라 완성되지 않을 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 섬유는 습식 직물의 제조에 사용하기에 매우 적합할 수 있다. 본 발명에 따라 완성된 고분자 섬유의 첨가는 펄퍼(pulper) 또는 시트(sheet)형성기에 수행될 수 있다.
고분자 섬유의 타이터(titre)는 0.3 내지 3 dtex의 및 10mm 미만, 특히 8mm 미만, 특히 바람직하게는 6mm 미만, 특히 바람직하게는 4mm 미만의 섬유 길이를 갖는 고분자 섬유가 이 실시 양태에 적합하다.
본 발명에 따른 합성 고분자 섬유는 통상적인 방법에 의해 제조된다. 필요한 경우 합성 고분자를 먼저 건조시키고 압출기에 공급한다. 이어서, 용융된 재료를 적절한 대응하는 다이(dies)를 갖는 종래의 장치에 의해 방사된다. 다이(die)출구 영역에서의 출구 속도는 방사 속도와 일치하여, 원하는 타이터(titre)를 갖는 섬유가 생성된다. 방사 속도는 응고된 실이 제거되는 속도인 것으로 이해된다. 이러한 방식으로 제거된 실은 연신에 직접 공급될 수 있거나, 또한 나중에 감겨서 저장되고 연신될 수 있다. 통상적인 방식으로 연신된 섬유 및 필라멘트는 일반적으로 통상적인 방법에 의해 고정되고 원하는 길이로 절단되어 스테이플 섬유를 형성할 수 있다. 이 경우, 섬유는 크림핑되지 않거나 크림핑될 수 있으며, 크림핑된 버전의 경우에 크림핑은 습식 레잉(wet laying) 방법을 위해 구성되어야야 한다(낮은 크림핑).
형성된 섬유는 원형, 타원형 및 다른 적합한 단면, 또는 덤벨 형, 신장 형, 삼각형, 또는 삼엽 형 또는 다엽 형 단면과 같은 다른 형상을 가질 수 있다. 중공형 섬유 또한 가능하다. 2종 이상의 고분자로부터 형성된 섬유 또한 사용될 수 있다.
이렇게 제조된 섬유 필라멘트를 조합하여 얀(yarn)을 형성하고 이들은 다시 토우(tow)를 형성한다. 토우는 추가의 가공을 위해 초기애 캔 내에 축적된다. 중간에 캔 내에 저정된 토우를 취하여 대형 토우를 제조한다. 이어서, 컨베이어 라인 상에서 관용적인 방법을 사용하여, 바람직하게는 10 내지 110 m/min의 진입 속도로 대형 토우, 이들은 통상적으로 10-600 ktex를 나타냄, 를 연신할 수 있다. 연신을 촉진하지만 후속의 특성에 불리한 영향을 주지 않는 제제를 여기에 적용할 수 있다.
연신비는 바람직하게는 1.25로부터 4까지, 특히 2.5로부터 3.5까지 연장된다. 연신 중의 온도는 연신하고자 하는 토우의 유리 전이 온도의 범위 내에 있으며, 폴리에스테르의 경우, 예를 들어, 40 ℃ 내지 80 ℃이다.
연신은 단일-단계로 실행되거나, 목적하는 경우에는 2-단계 연신 공정을 사용하여 실행될 수 있다(이와 관련하여 예를 들어, 미국 특허 제 3 816 486호를 참조한다). 연신 전 및 연신 중에 관용적인 방법을 사용하여 하나 이상의 드레싱을 적용할 수 있다.
임의로 실행될 연신된 섬유의 크림핑/텍스처링을 위해, 그 자체로 공지된 크림핑 기계를 사용하는 기계적 크림핑의 관용적인 방법을 사용할 수 있다.스터퍼 박스와 같은 증기-보조 섬유 크림핑을 위한 기계적 장치가 바람직하다. 그러나, 다른 방법에 의해 크림핑된 섬유 또한 사용할 수 있으므로, 예를 들어 3-차원 크림핑된 섬유를 사용할 수 있다. 크림핑을 수행하기 위해, 토우를 초기에 통상적으로 50 ℃ 내지 100 ℃, 바람직하게는 70 ℃ 내지 85 ℃의 범위, 특히 바람직하게는 약 78 ℃의 온도로 템퍼링하고 1.0 내지 6.0바, 특히 바람직하게는 약 2.0바의 토우 런-인 롤러(run-in roller)의 압력, 1.0 내지 2.0 kg/min, 특히 바람직하게는 1.5 kg/min의 증기를 동반하는 0.5 내지 6.0바, 특히 바람직하게는 1.5 내지 3.0 바의 스터퍼 박스 내의 압력으로 처리한다.
크림핑이 제공되는 경우, 본 발명에 따른 제제는 연신 후 및 크림핑기 전에 두번째로 적용된다. 본 발명에 따른 제제는 일반적으로 가열되고 30 내지 110 ℃범위의 적용 온도에서 섬유에 적용되고 건조된다.
본 발명에 따른 제제의 건조 및 본 발명에 따른 제제가 장착된 섬유의 모든 후 처리는 최대 120 ℃의 온도에서 수행되는 것으로 밝혀졌다. 더 높은 온도는 섬유의 분산성에 악영항을 미치기 때문이다. 최대 120 ℃의 온도에서 매우 균질하고 균일한 준비 적용이 이루어지며 실질적으로 침전이 관찰되지 않는다. 이러한 적용은 본 발명에 따른 분산성으로 유리하게 한다.
매끄럽거나 선택적으로 크림핑된 섬유가 퍼니스(furnace) 또는 열풍에서 이완 및/또는 고정되며, 이는 최대 130 ℃의 온도에서 발생하는데, 더 높은 온도는 섬유의 분산성에 악영향을 미치기 때문이다. 130℃보다 높은 온도에서 먼저 얻어진 균질하고 균일한 제제 적용은 손상되고 본 발명에 따른 분산성이 감소된다.
스테이플 섬유를 생성하기 위해, 평탄하거나 선택적으로 크림핑된 섬유를 취한 후에, 절단하고 임의로 경화시키고 플록(flock)으로서 압축 베일 내에 넣는다. 본 발명의 스테이플 섬유는 완화의 하류에서 기계적 절단 장치 상에서 바람직하게는 절단된다. 토우 유형을 제조하기 위해, 절단을 생략할 수 있다. 이들 토우 유형을 절단하지 않은 형태로 베일 내에 넣고 압축한다.
크림핑된 실시양태에서 본 발명에 따라 제조된 섬유는 바람직하게는 cm 당 적어도 2, 바람직하게는 적어도 3크림프(크림프 아크), 바람직하게는 3 arcs/cm 내지 9.8 arcs/cm, 및 특히 바람직하게는 3.9 arcs/cm 내지 8.9 arcs/cm의 크림핑 정도를 나타낸다. 텍스타일 표면을 제조하기 위한 응요에서는, 약 5 내지 5.5 arcs/cm의 크림핑 정도에 대한 값이 특히 바람직하다. 습식 레잉(wet-laying) 방법에 의해 텍스타일 표면을 제조하기 위해서는, 크림핑 정도를 개별적으로 조정해야 한다.
전기의 피라미터 방사 속도, 연신, 연신비, 연신 온도, 고정, 고정 온도, 런-인 속도, 크림핑/텍스처링 등은 분산 매질을 형성하는 각각의 중합체에 따라 결정된다. 이들은 당업자가 통상적인 범위 내에서 선택하는 파라미터이다.
본 발명에 따른 섬유로부터 텍스타일 직물을 제조할 수 있으며, 이 또한 본 발명의 대상이다. 본 발명에 따른 섬유의 양호한 분산성의 결과로서, 이러한 텍스타일 직물은 바람직하게는 습식 레잉(wet-laid) 방법에 의해 제조된다.
물 중의 섬유의 개선된 분산성에 부가하여, 본 발명에 따른 고분자 섬유는 또한, 물 중에 분산된 섬유의 양호한 펌프 이송성을 나타내므로, 본 발명에 따른 고분자 섬유는 습식 레잉 방법을 사용하는 텍스타일 직물의 제조에 특히 적합하다. 본 발명에 따른 섬유는 고체 미립자 입자, 예를 들어, 미네랄 입자의 분산성을 촉진하므로, 미네랄 마감재를 가진 텍스타일 직물 또한 제조할 수 있다. 타이터가 0.3 내지 3 dtes이고 섬유의 길이가 <10 mm, 특히 <8 mm, 특히 바람직하게는 <6 mm, 특히 바람직하게는 <4 mm인 본 발명에 따른 고분자 섬유가 이 실시양태에 적합하다.
이들 습식 레잉 방법에 부가하여, 소위 멜트-블로잉(melt-blowing) 방법(예를 들어, 문헌 "Complete Texile Glossary, Celanese Acetate LLC, 2000" 또는 문헌"Chemiefaser-Lexikon, Robert Bauer, 10th edition, 1993"에 기재된 바와 같음)또한 적합하다. 이러한 멜트 블로잉 방법은, 예를 들어 위생 분야에서의 응용을 위해 미세-타이터 섬유 또는 부직포의 제조에 적합하다.
그러므로 용어 "텍스타일 직물"은 본 명세서의 관점에서 그의 가장 넓은 의미로 이해되어야 한다. 이는 표면-형성 기술에 의해 제조된 본 발명에 따른 섬유를 함유하는 모든 구조를 포함할 수 있다. 이러한 텍스타일 직물의 예는, 바람직하게는 멜트-블로잉 방법에 의해 제조된 스테이플 섬유 또는 부직포를 기반으로 하는 부직포, 특히 습식 부직포이다.
본 발명에 따른 섬유는 본 발명에 따른 첨가제가 없는 섬유와 비교하여 분산성의 지속성이 상당히 개선된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 섬유는 베일 또는 유사한 구조의 형태로, 비교적 긴 저장 기간, 예를 들어 수주 또는 수개월 후에도 매우 우수한 분산성을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 섬유는 개선된 장기 분산, 즉 액체 매질, 예를 들어 물에 섬유가 분산된 상태에서 섬유가 더 오랫동안 분산된 상태로 유지되고 비교적 오랜시간 이후에 정착되기 시작한다.
또한, 본 발명에 따른 섬유는 감소된 파이버 플라이(fiber fly)를 나타내며, 이는 제조물이 섬유 복합재의 그립을 상당히 증가시키므로 작업 안정성을 개선시킨다. 감소된 섬유 비행은 특히 텍스타일 직물, 예를 들어 부직포 형성에 매우 중요하다.
본 발명에 따른 섬유에 의해 제조된 직물은 특히 습식직물, 특히 습식 부직포이다.
본 발명에 따른 섬유에 의해 제조된 직물은 본 발명에 따른 고분자를 함유하며, 그 표면에 0.1 내지 20 wt. %, 바람직하게는 0.5 내지 3 wt. %의 제제가 적용되며, 상기 제제는 카르복시 메틸 셀룰로오스(CMC), 메틸 셀룰로오스(MC), 에틸 셀룰로오스(EC), 하이드록시에틸 셀룰로오스(HEC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC), 메틸에틸 셀룰로오스(MEC), 하이드록시에틸메틸 세룰로오스(HEMC), 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스(HPMC), 에틸하이드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸하이드록시에틸 셀룰로오스 및 이들의 혼합물 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 셀룰로오스 에테르를 포함한다. 텍스타일 패브릭에서 본 발명에 따른 고분자 섬유의 비율은 텍스타일 패브릭의 총 중량과 관련하여 일반적으로 10 wt. %이상, 바람직하게는 20 wt. % 이상, 특히 30 wt.% 이상, 특히 바람직하게는 50 wt. %이상이다. 특히 바람직한 실시양태에서, 직물은 본 발명에 따른 고분자 섬유로만 구성된다.
시험 방법:
상기 설명에서 아직 언급되지 않은 한 다음 측정 및 테스트 방법이 사용된다.
타이터:
타이터(titre)는 DIN EN ISO1973에 따라 결정되었다.
분산성:
분산성을 평가하기 위해, 하기 시험방법이 개발되어 본 발명에 따라 사용된다. 본 발명에 따른 섬유는 2-12 mm의 길이로 절단된다. 절단된 섬유를 실온(25 ℃)에서 유리용기(치수: 길이 150mm; 폭 200mm; 높이 200mm)로 도입하고 탈염수로 충전한다(비정규화=완전 탈염). 섬유의 양은 1리터 탈염 수당 0.25 g이다. 개선된 평가를 위해, 1 g 섬유 및 4리터 탈염수가 일반적으로 사용된다.
이어서, 섬유/비염화수 혼합물을 통상적인 실험실 자기 교반기(예를 들어, IKAMAGRCT) 및 자기 교반기 바(80 mm)를 사용하여 3분 이상 동안 교반하고 (750-1500 rpm 범위의 회전 속도) 교반 장치를 끈다. 그런 다음 모든 섬유가 분산되어 있는지 평가된다.
섬유의 분산 거동은 다음과 같이 평가되었다:
분산되지 않음(-)
부분적으로 분산됨(o)
완전히 분산됨(+)
상기 평가는 정의된 시간 간격 후에 수행되었다.
본 발명에 따른 제제를 포함하지 않으나, 그이외의 것은 동일한 섬유를 비교로서 사용한다.
겔화 온도:
겔화 온도는 Anton Paar사의 오실레이션레오미터, 모델 Physica MCR 301에 의해 결정되었다.
상기 설명에서 아직 명시되어 있지 않은, 다음의 다른 파라미터는 고분자 2015, 7(5), 777-803의 문헌“Methylcellulose, a Cellulose Derivative with Original Physical Properties and Extended Applications "에 따른 측정 또는 시험방법에 의해 측정되었다.
본 발명은 그 범위가 제한되지 않는 하기 실시예에 의해 설명된다.
예
컨베이어 라인에서 처리하는 동안 메틸 셀룰로오스 용액을 용융 방사된 PLA섬유에 적용한 다음 건조시켰다. 생성된 PLA섬유는 따라서 표면에 하나 이상의 메틸 셀룰로오스(MC)를 포함하는 제제를 갖는다.
생선된 PLA섬유는 섬유 전체 표면의 99 % 이상에 본 발명에 따른 제제를 포함한다.
본 발명에 따른 PLA 섬유를 6mm의 길이로 절단하고, 절단된 PLA섬유 1g을 미리 기술된 바와 같이 실온(25 ℃)에서 분산시키고 검사하였다.
비교를 위하여, 1 g PLA섬유는 본 발명에 따른 첨가제는 포함되지 않았지만, 상기 기재한 바와 같이 실온(25 ℃)에서 분산시키고 평가하였다.
본 발명에 따른 섬유는 비교 섬유(본 발명에 따른 마무리 없이)와 달리, 몇 주 저장 후 훨씬 개선된 장기 분산, 및 분산성의 영구성 개선을 입증한다.

Claims (25)

  1. 적어도 하나의 합성 고분자를 포함하는 고분자 섬유로서, 섬유가 표면 상에, 카르복시 메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose (CMC)), 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose (MC)), 에틸 셀룰로오스(ethyl cellulose (EC)), 하이드록시에틸 셀룰로오스(hydroxyethyl cellulose (HEC)), 하이드록시 프로필 셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose (HPC)), 메틸에틸 셀룰로오스(methylethyl cellulose (MEC)), 하이드록시에틸메틸 셀룰로오스(hydroxyethylmethyl cellulose (HEMC)), 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스(hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC)), 에틸하이드록시에틸 셀룰로오스(ethylhydroxyethyl cellulose), 카르복시메틸하이드록시에틸 셀룰로오스(carboxymethylhydroxyethyl cellulose) 및 이들의 혼합물의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 셀룰로오스 에테르를 포함하는 제제를 갖는 것을 특징으로 함.
  2. 제 1 항에있어서,
    합성 고분자가 열가소성 고분자, 바람직하게는 열가소성 중축합체(polycondensate), 특히 바이오 폴리머를 기반으로 하는 열가소성 중축합체(polycondensate)인 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  3. 제 1항에 있어서,
    합성 고분자가 아크릴로니트릴 에틸렌 프로필렌(디엔)스티렌 공중합체(acrylonitrile ethylene propylene (diene) styrene copolymer), 아크릴로니트릴 메타크릴레이트 공중합체(acrylonitrile methacrylate copolymer), 아크릴로니트릴 메틸 메타크릴레이트 공중합체(acrylonitrile methyl methacrylate copolymer), 아크릴로니트릴 염소화 폴리에틸렌 스티렌 공중합체(acrylonitrile chlorinated polyethylene styrene copolymer), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 아크릴로니트릴 에틸렌 프로필렌 스티렌 공중합체(acrylonitrile ethylene propylene styrene copolymer), 아로마틱 폴리에스테르(aromatic polyester), 아크릴로니트릴 스티렌 아크릴로에스테르 공중합체(acrylonitrile styrene acryloester copolymer), 부타디엔 스티렌 공중합체(butadiene styrene copolymer), 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 셀룰로오스 아세토부티레이트(cellulose acetobutyrate), 셀룰로오스아세토프로피오네이트(cellulose acetopropionate), 수화 셀룰로오스(hydrated cellulose), 카르복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose), 셀룰로오스 질산염(cellulose nitrate), 셀룰로오스 프로피오네이트(cellulose propionate), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulose triacetate), 폴리염화비닐(polyvinylchloride), 에틸렌 아크릴산 공중합체(ethylene acrylic acid copolymer), 에틸렌 부틸아크릴레이트 공중합체(ethylene butylacrylate copolymer), 에틸렌클로로트리플루오르에틸렌 공중합체(ethylene chlorotrifluoroethylene copolymer), 에틸렌 에틸아크릴레이트 공중합체(ethylene ethylacrylate copolymer), 에틸렌메타크릴레이트 공중합체(ethylene methacrylate copolymer), 에틸렌 메타크릴산 공중합체(ethylene methacrylic acid copolymer), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 공중합체(ethylene tetrafluoroethylene copolymer), 에틸렌 비닐알코올 공중합체(ethylene vinylalcohol copolymer), 에틸렌 부텐 공중합체(ethylene butene copolymer), 에틸셀룰로오스(ethylcellulose), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리 플루오로에틸렌 프로필렌(polyfluoroethylene propylene), 메틸메타아크릴레이트 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(methylmethacrylate acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 메틸메타아크릴레이트 부타디엔 스티렌 공중합체(methylmethacrylate butadiene styrene copolymer), 메틸세룰로오스(methylcellulose), 폴리아미드11(polyamide11), 폴리아미드12(polyamide12), 폴리아미드46(polyamide46), 폴리아미드6(polyamide6), 폴리아미드6-3-T(polyamide6-3-T), 폴리아미드6-테라프탈산 공중합체(polyamide6- terephthalic acid copolymer,), 폴리아미드66(polyamide66), 폴리아미드69(polyamide69), 폴리아미드610(polyamide610), 폴리아미드612(polyamide612), 폴리아미드6I(polyamide6I), 폴리아미드MXD 6(polyamideMXD 6), 폴리아미드PDA-T(polyamide PDA-T), 폴리아미드(polyamide), 폴리아릴 에테르(polyarylether), 폴리아릴에테르케톤(polyaryletherketone), 폴리아미드이미드(polyamide imide), 폴리아릴아미드(polyarylamide), 폴리아미노-비스-말레이미드(polyamino-bis-maleimide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리부텐-1(polybutene-1), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate), 폴리벤즈이미다졸(polybenzimidazole,), 폴리-비스-말레이미드(poly-bis-maleimide), 폴리옥사디아조벤즈이미다졸(polyoxadiazobenzimidazole) , 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리 카보네이트(polycarbonate), 폴리키오로 트리플루오로에틸렌(polychiorotrifluoroethylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에스테르카보네이트(polyestercarbonate), 폴리 아릴에테르케톤(polyaryletherketone), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리 에테르이미드(polyetherimide), 폴리에테르케톤(polyetherketone), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리 아릴에테르술폰(polyarylethersulfone), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리이미드(polyimide), 폴리이소부틸렌(polyisobutylene), 폴리이소시아누레이트(polyisocyanurate), 폴리이미드술폰(polyimide sulfone), 폴리메타크릴이미드(polymethacrylimide), 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate), 폴리 -4- 메틸펜텐 -1(poly-4-methylpentene-1), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리 프로필렌(polypropylene), 폴리페닐렌 옥사이드(polyphenylene oxide), 폴리 프로필렌 옥사이드(polypropylene oxide), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리페닐렌설폰(polyphenylene sulfone), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리 설폰(polysulfone), 폴리 테트라 플루오로 에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리 우레탄(polyurethane), 폴리 비닐아세테이트(polyvinylacetate), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리비닐부티랄(polyvinylbutyral), 폴리염화비닐(polyvinylchloride),
    폴리비닐리덴클로라이드(polyvinylidene chloride), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinyl idene fluoride), 폴리비닐플루오 라이드(polyvinylfluoride), 폴리비닐메틸에테르(polyvinylmethylether), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 스티렌 부타디엔 공중합체(styrene butadiene copolymer), 스티렌 이소프렌 공중합체(styrene isoprene copolymer), 스티렌 말레산 무수물 공중합체(styrene maleic acid anhydride copolymer), 스티렌 말레산 무수물 부타디엔 공중합체(styrene maleic acid anhydride butadiene copolymer), 스티렌 메틸메타아크릴레이트 공중합체(styrene methylmethacrylate copolymer), 스티렌 메틸스티렌 공중합체(styrene methylstyrene copolymer), 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체(styrene acrylonitrile copolymer), 염화비닐 에틸렌 공중합체(vinylchloride ethylene copolymer), 염화비닐 메타크릴레이트 공중합체(vinylchloride methacrylate copolymer), 염화비닐 말레산 무수물 공중합체(vinylchloride maleic acid anhydride copolymer), 염화비닐 말레이 미드 공중합체(vinylchloride maleimide copolymer), 염화비닐 메틸메타크릴레이트 공중합체(vinylchloride methylmethacrylate copolymer), 염화비닐 옥틸아크릴레이트 공중합체(vinylchloride octylacrylate copolymer), 염화비닐 비닐아세테이트 공중합체(vinylchloride vinylacetate copolymer), 염화비닐 비닐리덴 클로라이드 공중합체(vinylchloride vinylidene chloride copolymer) 및 염화비닐 비닐 리덴 클로라이드 아크릴로니트릴 공중합체(vinylchloride vinylidene chloride acrylonitrile copolymer)를 포함하는 고분자 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 합성 고분자가 폴리에테르인 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 합성 고분자가 합성 바이오폴리머, 바람직하게는 폴리락트산으로부터인 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 폴리락트산이 적어도 500g/mol, 바람직하게는 적어도 1,000g/mol, 특히 바람직하게는 적어도 5,000g/mol, 편리하게는 적어도 10,000 g/mol, 특히 적어도 25,000 g/mol인 수 평균 분자량(Mn)을 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 폴리락트산은 최대 1,000,000 g/mol, 바람직하게는 최대 500,000 g/mol, 특히 바람직하게는 최대 100,000 g/mol, 특히 최대 50,000 g/mol의 수 평균 분자량(Mn)을 갖는 것을 특징으로하는 고분자 섬유.
  8. 제 5항, 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 폴리락트산이 750 g/mol 내지 5,000,000 g/mol, 바람직하게는 5,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol, 특히 바람직하게는 10,000 g/mol 내지 500,000 g/mol, 특히 30,000 g/mol 내지 500,000 g/mol의 중량평균 분자량(Mw)을 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  9. 제 5항, 제 6항, 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 폴리락트산이 1.5 내지 5의 다분산성을 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  10. 제 5항, 제 6항, 제 7항, 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 폴리락트산이 폴리-D-, 폴리-L- 또는 폴리-D,L-락트산인 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    상기 섬유가 스테이플 섬유 형태로 제공되고, 바람직하게는 1 내지 200 mm 범위의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    상기 섬유가 0.3 과 30 dtex 사이의, 바람직하게는 0.5 내지 13 dtes의 타이터(titre)를 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    상기 섬유가 이성분 섬유이고, 상기 섬유가 성분 A(코어) 및 성분 B(쉘)로 구성되고, 성분 A의 융점은 성분 B의 융점보다 적어도 5℃, 바람직하게는 적어도 10℃, 특히 바람직하게는 적어도 20℃이상 높은 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    0.1 과 20 중량% 사이, 바람직하게는 0.5 내지 3중량%의 상기 제제가 상기 섬유의 표면에 적용되는 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    상기 제제가 카르복시 메틸 셀룰로오스(CMC, carboxymethyl cellulose), 메틸 셀룰로오스 (MC, carboxymethyl cellulose), 에틸 셀룰로오스 (EC, ethyl cellulose), 하이드록시에틸 셀룰로오스 (HEC, hydroxyethyl cellulose), 하이드록시프로필 셀룰로오스 (HPC, hydroxypropyl cellulose), 메틸에틸 셀룰로오스 (MEC, methylethyl cellulose), 하이드록시에틸메틸 셀룰로오스 (HEMC, hydroxyethylmethyl cellulose), 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스 (HPMC, hydroxypropylmethyl cellulose), 에틸하이드록시에틸 셀룰로오스(ethylhydroxyethyl cellulose), 카르복시 메틸하이드록시에틸 셀룰로오스(carboxymethylhydroxyethyl cellulose), 특히 바람직한 것은 메틸 셀룰로오스 (MC, methyl cellulose) 및 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스 (HPMC, hydroxypropylmethyl cellulose)인 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    상기 제제가 상기 섬유의 전체 표면의 적어도 99%, 바람직하게는 적어도 99.5%, 특히 적어도 99.9%, 특히 바람직하게는 상기 섬유의 전체 표면의 100%를 덮는 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  17. 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    상기 제제가 5-10nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  18. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    상기 셀룰로오스 에테르가 35℃ 내지 90℃ 범위의 바람직하게는 40℃ 내지 70℃범위의, 특히 45℃ 내지 60℃범위의, 특히 바람직하게는 45℃ 내지 55℃범위의 겔화 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  19. 제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    상기 셀룰로오스 에테르가 1.3 내지 2.6 범위의, 바람직하게는 1.6 내지 2.0 범위의 치환도(글루코스분자당 치환된 하이드록시기의 수)를 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    상기 셀룰로오스 에테르가 바람직하게는 26% 내지 33%, 특히 27% 내지 32%의 메톡시기분율을 갖는 메틸 셀룰로오스인 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  21. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    상기 셀룰로오스 에테르가 바람직하게는 최대 5%의 하이드록시프로필기 분율 특히 바람직하게는 7% 내지 12%의 하이드록시프로필기 분율을 갖는 하이드록시프로필셀룰로오스인 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  22. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    상기 셀룰로오스 에테르가 26% 내지 33%, 특히 27% 내지 32%의 메톡시기 분율 및 최대 5%의 하이드록시프로필기 분율을 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  23. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    상기 셀룰로오스 에테르가 26% 내지 33%, 특히 27% 내지 32%의 메톡시기 분율 및 7% 내지 12%의 하이드록시프로필기 분율을 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 섬유.
  24. 제 1항 내지 제 23항에 정의된 고분자 섬유를 함유하는, 특히 습식 적층법(wet-laying)에 의해 얻을 수 있는, 텍스타일(textile) 직물.
  25. 수상 현탁액을 제조하기 위한, 제 1항 내지 제 23항에 정의된 고분자 섬유의 용도.
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