KR20230102493A - 생분해성 폴리에스테르 섬유 및 이의 제조방법 - Google Patents
생분해성 폴리에스테르 섬유 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230102493A KR20230102493A KR1020210192672A KR20210192672A KR20230102493A KR 20230102493 A KR20230102493 A KR 20230102493A KR 1020210192672 A KR1020210192672 A KR 1020210192672A KR 20210192672 A KR20210192672 A KR 20210192672A KR 20230102493 A KR20230102493 A KR 20230102493A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- biodegradable
- resin
- polyester fiber
- weight
- polyester
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 title description 9
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 66
- 229920000229 biodegradable polyester Polymers 0.000 claims abstract description 54
- 239000004622 biodegradable polyester Substances 0.000 claims abstract description 54
- 229920006167 biodegradable resin Polymers 0.000 claims abstract description 43
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 30
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 49
- 239000004629 polybutylene adipate terephthalate Substances 0.000 claims description 27
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 claims description 25
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 claims description 25
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 claims description 24
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 claims description 22
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 claims description 22
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 17
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 17
- 229920002961 polybutylene succinate Polymers 0.000 claims description 16
- 239000004631 polybutylene succinate Substances 0.000 claims description 16
- 229920003232 aliphatic polyester Polymers 0.000 claims description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 11
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 6
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 claims description 6
- 229920002215 polytrimethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 6
- 229920009537 polybutylene succinate adipate Polymers 0.000 claims description 5
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L adipate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCCCC([O-])=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 claims description 3
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 claims description 3
- 229920000921 polyethylene adipate Polymers 0.000 claims description 2
- CKXDKAOBYWWYEK-UHFFFAOYSA-N 1,6-dioxecane-2,5-dione;hexanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O.O=C1CCC(=O)OCCCCO1 CKXDKAOBYWWYEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 9
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 4
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- FJDLQLIRZFKEKJ-UHFFFAOYSA-N 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanamide Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(CCC(N)=O)=CC(C(C)(C)C)=C1O FJDLQLIRZFKEKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N methyl pentane Natural products CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000004630 polybutylene succinate adipate Substances 0.000 description 2
- 238000012643 polycondensation polymerization Methods 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- WPMYUUITDBHVQZ-UHFFFAOYSA-M 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(CCC([O-])=O)=CC(C(C)(C)C)=C1O WPMYUUITDBHVQZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YWTLGNYISAYEJP-UHFFFAOYSA-N 4-[4,4-bis(5-tert-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)butan-2-yl]-2-tert-butyl-5-methylphenol Chemical compound C=1C(C(C)(C)C)=C(O)C=C(C)C=1C(C)CC(C=1C(=CC(O)=C(C=1)C(C)(C)C)C)C1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C=C1C.C=1C(C(C)(C)C)=C(O)C=C(C)C=1C(C)CC(C=1C(=CC(O)=C(C=1)C(C)(C)C)C)C1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C=C1C YWTLGNYISAYEJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N Phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-, phosphite (3:1) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011952 anionic catalyst Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011951 cationic catalyst Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000012967 coordination catalyst Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006237 degradable polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRVCGRDGKAINSV-UHFFFAOYSA-L iron(2+);octadecanoate Chemical compound [Fe+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O FRVCGRDGKAINSV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- SZINCDDYCOIOJQ-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);octadecanoate Chemical compound [Mn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O SZINCDDYCOIOJQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SSDSCDGVMJFTEQ-UHFFFAOYSA-N octadecyl 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 SSDSCDGVMJFTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- KZAUOCCYDRDERY-UHFFFAOYSA-N oxamyl Chemical compound CNC(=O)ON=C(SC)C(=O)N(C)C KZAUOCCYDRDERY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 239000013502 plastic waste Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2,7-diazaspiro[4.5]decane-7-carboxylate Chemical compound C1N(C(=O)OC(C)(C)C)CCCC11CNCC1 ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- CYTQBVOFDCPGCX-UHFFFAOYSA-N trimethyl phosphite Chemical compound COP(OC)OC CYTQBVOFDCPGCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- 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
- D01D10/02—Heat treatment
-
- 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
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
- D10B2331/04—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyesters, e.g. polyethylene terephthalate [PET]
-
- 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
-
- 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
- D10B2401/12—Physical properties biodegradable
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
본 발명은 생분해성 폴리에스테르 섬유 및 이의 제조방법에 관한 것으로 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 섬유는 주성분인 생분해성 수지와 함께 탄산칼슘 및 스테아릭 금속염을 포함하므로 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라 생분해도가 우수한 이점이 있다.
Description
본 발명은 생분해성 폴리에스테르 섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 플라스틱 제품은 의, 식, 주 뿐만 아니라 각종 산업, 운수, 건설, 환경 보전, 의료, 농업, 수산업, 레저등 다양한 분야에서 이용되고 있다. 그러나 고성능과 장기 안정성을 추구하여 개발되고 생산되어 온 대부분의 고분자 재료는 자연 환경 분위기에서 분해되지 않기 때문의 대량의 플라스틱 폐기물의 처리는 세계 각국에서 큰 사회문제로 대두되고 있다. 또 강이나 바다로 유출되는 플라스틱 제품은 연간 수백만톤에 이르는 것으로 추정되고 있으며, 그 폐기물은 해양 환경 중에 축적되어 해양오염의 원인이 된다.
또한, 합성 플라스틱은 대부분 석유화학 제품으로 고갈되어 가고 있는 석유에 그 원료를 의존하고 있다. 인류는 현재 석유의 90% 정도를 연료로 사용하고 있으며, 석유소비량을 줄여나가지 않는다면 문제가 커질 수 있으므로, 비분해성 쓰레기 문제를 일으키고 있는 합성 플라스틱의 대체 재료의 연구가 필요하다. 이러한 노력의 일환으로 최근 환경친화적인 플라스틱에 대한 관심사가 커지고 있다.
한편, 폴리에스테르는 내열성이 우수하고 기계적 물성이 뛰어난 합성 수지이다. 폴리에스테르 중에서도 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 플라스틱 소재로 가장 많이 이용되는 소재 중 하나이며, 이외에도 자동차 차체, 가구 등 폭넓게 이용되고 있는 소재이다.
그러나, 최근 플라스틱 폐기 문제와 관련한 환경 문제가 점차 커지면서, 완전 분해가 가능한 생분해성 플라스틱에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 일반적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트는 생분해 또는 생붕괴 특성이 없으므로 이에 생분해성을 부여한다면 환경 문제를 어느정도 해결할 수 있기 때문이다. 생분해성 폴리에스테르는 박테리아, 조류, 곰팡이 등 자연에 존재하는 미생물에 의해 분해될 수 있는 소재를 의미한다.
이에, 환경문제에 대한 대책으로 비분해성 고분자에 대한 대체물질에 대한 연구가 진행되어오고 있으며, 일부 선진국에서는 옥수수와 같은 잉여 농산물로부터 원료물질을 생산하여 물리적 물성과 분해성이 우수한 폴리락트산을 생산하고 있으며 미생물로부터 분해가 가능한 폴리에스테르를 합성하는 기술을 연구하고 있다.
화학 섬유 업계도 이에 발맞추어 생분해성 폴리에스테르를 이용한 생분해성 섬유 및 제품에 대한 연구가 활발히 진행중이다. 그러나 생분해성 화학제품은 가격이 비싸고, 내구성 등의 상업성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 생분해성 폴리에스테르의 경우 대기중의 수분 및 고습환경에 의하여 에스테르 결합이 가수분해되어 최종 제품의 물성이 저하되는 문제가 있다.
종래에는 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 생분해성을 부여하기 위하여 폴리락트산과 같은 생분해성 폴리에스테르와 혼합하여 이용하려는 시도가 있었다. 그러나 폴리락트산, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 및 폴리카프로락톤과 같은 생분해 소재는 생분해성이 우수하나, 낮은 융점으로 내열성 및 내구성이 부족하여 섬유 의류 제품에 적용이 불가한 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 생분해성 수지, 탄산 칼슘 및 스테아릭 금속염을 포함하는 생분해도가 우수하면서도 내구성이 우수한 생분해성 폴리에스테르 섬유를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 섬유는 폴리에스테르 수지; 생분해성 수지; 탄산 칼슘(CaCO3); 및 스테아릭 금속염을 포함하고, 상기 생분해성 수지는 지방족 폴리에스테르이다.
이때, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate, PBT), 폴리락트산(Poly Lactic acid, PLA), 폴리글리코르산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리에틸렌 아디파트(Polyehtylene adipate, PEA), 폴리하이드로시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(Polytrimethylene Terephthalate, PTT) 및 폴리에틸렌 나프탈렌(Polyethylene naphthalate, PEN) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 생분해성 수지는 폴리락트산(Polylactic acid, PLA), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBAT), 폴리 카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리부틸렌 석시네이트(Polybutylene succinate, PBS), 폴리부티렌 석시네이트-아디페이트 공중합체(Poly(butylene succinate-adipate, co-PBSA) 및 폴리부티렌 푸마릭 석시네이트(Polybutylene succinate fumaric, PBSF) 중 1종 이상의 지방족 폴리에스테르를 포함할 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET)를 포함하고, 상기 생분해성 수지는 폴리락트산(PLA), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 및 폴리 카프로락톤(PCL) 중 1종 이상의 지방족 폴리에스테르를 포함할 수 있다.
이때 상기 생분해성 수지는 폴리 카프로락톤(PCL)을 포함할 수 있다.
상기 생분해성 수지는, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부의 폴리락트산(PLA)를 포함하거나; 또는 폴리락트산(PLA) 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부의 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)를 포함할 수 있다.
상기 생분해성 폴리에스테르 섬유는, 폴리에스테르 수지 70 내지 99.5중량%; 및 생분해성 수지, 탄산 칼슘 및 스테아릭 금속염 0.5 내지 30 중량%를 포함할 수 있다.
상기 탄산 칼슘의 함량은 0.05 내지 5 중량%일 수 있다.
상기 스테아릭 금속염의 함량은 0.05 내지 5 중량%일 수 있다.
스테아릭 금속염은 망간, 철, 구리, 세륨, 코발트 및 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종이상의 금속을 포함할 수 있다.
상기 탄산칼슘은 0.5㎛ 내지 2㎛의 평균 입도를 갖는 타원형의 입자일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 섬유의 제조방법은 폴리에스테르 수지; 생분해성 수지; 탄산 칼슘(CaCO3); 및 스테아릭 금속염을 포함하는 혼합물을 용융하여 수지 용융물을 제조하는 단계; 및 제조된 수지 용융물을 방사하여 섬유를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 생분해성 수지는 지방족 폴리에스테르를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 섬유는 생분해성 수지, 탄산 칼슘 및 스테아릭 금속염을 포함한다. 이러한 생분해성 폴리에스테르 섬유는 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라 생분해도가 우수하면서도 내구성이 우수한 효과가 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는
본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는것으로 이해되어야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
생분해성 폴리에스테르 섬유
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 섬유는 폴리에스테르 수지; 생분해성 수지; 탄산 칼슘(CaCO3); 및 스테아릭 금속염을 포함한다. 상기 생분해성 수지는 지방족 폴리에스테르이다.
상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate, PBT), 폴리락트산(Poly Lactic acid, PLA), 폴리글리코르산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리에틸렌 아디파트(Polyehtylene adipate, PEA), 폴리하이드로시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(Polytrimethylene Terephthalate, PTT) 및 폴리에틸렌 나프탈렌(Polyethylene naphthalate, PEN) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 생분해성 수지는 폴리락트산(Polylactic acid, PLA), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBAT), 폴리 카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리부틸렌 석시네이트(Polybutylene succinate, PBS), 폴리부티렌 석시네이트-아디페이트 공중합체(Poly(butylene succinate-adipate, co-PBSA) 및 폴리부티렌 푸마릭 석시네이트(Polybutylene succinate fumaric, PBSF) 중 1종 이상의 지방족 폴리에스테르를 포함할 수 있다.
일반적으로, 생분해성 수지는 자연 환경 중에서 대단히 안정한 종래의 플라스틱과는 달리 흙이나 물 또는 미생물의 활동에 의하여 섬유 내의 도입된 사슬이 절단됨으로 물과 이산화탄소로 분해되는 성질을 가진다.
이 중 본 발명에서 사용되는 폴리락트산(PLA)은 재생자원에서 얻을 수 있는 열가소성 지방족 폴리에스테르로 석유 기초 플라스틱에 상응하는 기계적 특성을 가지고 있음은 물론 생분해될 수 있기 때문에 친환경 소재로 부각되고 있는 소재중 하나이다. 이러한 폴리락트산(PLA)은 생분해성과 순환형 자원 이용의 두가지 측면을 가진 소재로 폴리아미드와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 중간 정도의 성질을 가지고 있다. 또한, 폴리락트산(PLA)은 락티드(Lactides)의 축중합(condensation polymerization)에 의해 합성될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)는 폴리부틸렌테레프탈레이드(Polybutylene terephthalate; PBT) 및 폴리부틸렌아디페이트 (Polybutylene adipate; PBA)의 특징을 모두 갖는 공중합체로, 대표적인 지방족 생분해성 폴리에스테르 공중합체로서 폴리에틸렌을 대체하기 위해 개발되었다. 지방족 폴리에스테르 등을 포함하는 합성계 생분해성 플라스틱은 천연물계와 비교하면 가격은 상대적으로 높으나, 인장강도, 내습성, 가공성이 우수한 특징을 가지고 있다. 상기 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)는 높은 강인성 및 고온 내성을 가지며, 에스테르 결합의 존재로 생분해성을 가진다.
본 발명에서 사용되는 폴리카프로락톤(PCL)은 음이온, 양이온, 또는 배위 촉매에 의한 개환 중합에 의하여 합성될 수 있으며, 이렇게 합성된 폴리카프로락톤(PCL)은 중량평균분자량(Mw)이 5,000 내지 50,000 g/mol일 수 있다. 본 발명은 PCL의 중량평균분자량(Mw)을 상기 범위로 제어함으로써 생분해성 폴리에스테르 수지 제조 시 폴리에스테르 수지와의 에스테르 교환 반응의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 사용되는 폴리부틸렌 석시네이트(PBS)는 대표적인 축중합 지방족 폴리에스테르로서, 상기 폴리부틸렌 석시네이트(PBS)는 2가 알코올과 2가 산으로부터 합성된 다른 폴리에스테르보다 상대적으로 높은 융점을 갖는 내열성 고분자이다. 구체적으로, 상기 PBS 수지는 1,4-부탄디올(1,4-BDO)과 숙신산과의 에스테르화 반응, 및 이에 따라 발생된 올리고머의 에스테르 교환 반응에 의한 축중합에 의해 합성되는, 생분해성을 갖는 바이오플라스틱이다. 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 생분해성 수지 조성물에 폴리부틸렌 석시네이트(PBS)수지를 포함함으로써, 미생물 등에 의해 자연 분해될 수 있어서 친환경적으로 유리하며, 파괴강도, 인장강도, 연신율(신율), 광학특성, 경도, 용융 장력(melt strength) 및 내수성 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있으며, 특히 인장 강도 및 연신율(신율)을 향상시켜 적절한 강도를 유지하면서 유연성을 향상시킬 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET)를 포함하고, 상기 생분해성 수지는 폴리락트산(PLA), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 및 폴리 카프로락톤(PCL) 중 1종 이상의 지방족 폴리에스테르를 포함할 수 있다.
이때, 상기 생분해성 수지는 폴리 카프로락톤(PCL)을 포함할 수 있다.
상기 생분해성 수지는, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부, 8 내지 25 중량부, 또는 12 내지 20 중량부의 폴리락트산(PLA)를 포함할 수 있다.
상기 생분해성 수지는, 폴리락트산(PLA) 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부, 8 내지 25 중량부, 또는 12 내지 20 중량부의 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)를 포함할 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지의 함량은 생분해성 폴리에스테르 섬유의 전체 중량을 기준으로 70 내지 99.5중량%, 90 내지 99.5중량% 또는 96 내지 99.5중량%일 수 있다. 폴리에스테르 수지의 함량이 70중량% 미만인 경우 생분해성 폴리에스테르 섬유의 생분해성 폴리에스테르 섬유의 내구성이 저하되는 문제가 있으며, 99.5 중량%를 초과하는 경우 생분해성이 저하되는 문제가 있다.
상기 생분해성 수지, 탄산 칼슘 및 스테아릭 금속염의 총 함량은 생분해성 폴리에스테르 섬유의 전체 중량을 기준으로 0.5 내지 30중량%, 1 내지 10 중량% 또는 1 내지 4 중량%일 수 있다. 상기 생분해성 수지, 탄산 칼슘 및 스테아릭 금속염의 총 함량이 0.5중량% 미만인 경우 생분해성 폴리에스테르 섬유의 생분해성 효과를 기대할 수 없으며, 30중량%를 초과하는 경우 생분해성 폴리에스테르 섬유의 내구성이 저하되며 방사 공정성이 저하되는 문제가 있다.
탄산칼슘은 제조되는 펠릿의 내구성 강화에 기여하는 무기필러 성분으로 결정화도를 증대하여 강성, 투명성 및 광택을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 탄산칼슘은 폴리에스테르 수지의 수분 친화도를 증가시킴으로써 미생물이 생분해성 수지에 쉽게 접촉하거나 성장할 수 있으므로, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 섬유의 생분해 성능을 촉진시킬 수 있다. 상기 탄산칼슘은 0.5㎛ 내지 2㎛의 평균 입도를 갖는 타원형의 입자이되, 상기 입자의 구형도는 1.1 내지 2.0인 것이 물성 향상 측면에서 바람직할 수 있다. 구체적으로, 상기 탄산칼슘은 0.5㎛ 내지 2㎛; 또는 0.5㎛ 내지 2㎛의 평균 입도를 갖는 타원형 입자일 수 있으며, 상기 입자는 1.1 내지 1.8; 또는 1.2 내지 1.6의 구형도를 가질 수 있다. 본 발명은 탄산칼슘의 입자 크기 및 형태를 상기와 같이 제어함으로써 생분해성 폴리에스테르 섬유의 기계적 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 섬유 내에 균일하게 함유된 생분해성 수지 및 스테아릭산 금속염와의 접촉 면적을 극대화하여 섬유의 생분해를 보다 촉진시킬 수 있다.
상기 탄산 칼슘의 함량은 0.1 내지 5.0 중량%, 0.1 내지 2.0중량%, 0.3 내지 1.8중량% 또는 0.4 내지 1.6중량%일 수 있다.
스테아릭 금속염은 탄산칼슘과 마찬가지로 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 섬유의 생분해 성능을 촉진시키는 역할과 함께, 생분해성 수지 조성물을 펠렛 형태로 성형 시 또는 생분해성 수지 조성물을 필름으로 성형 시 기계적 마찰을 적게 하고 미끄럼을 촉진하여 열화를 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 스테아릭 금속염은 망간, 철, 구리, 세륨, 코발트 및 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종이상의 금속을 포함할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 스테아릭 금속염은 스테아릭 망간염(manganese stearate) 및 스테아릭 철염 (iron stearate) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 스테아릭 금속염은 0.05 내지 5.0 중량%, 0.05 내지 2.0중량%, 0.05 내지 1.5중량% 또는 0.05 내지 1.2중량%일 수 있다.
본 발명의 생분해성 폴리에스테르 섬유의 고유점도(Intrinsic Viscosity, IV)는 0.4 dl/g 내지 0.9 dl/g일 수 있다. 구체적으로 고유점도는 0.50 dl/g 내지 0.70 dl/g일 수 있다.
본 발명의 생분해성 폴리에스테르 섬유는 폴리에스테르 수지; 생분해성 수지; 탄산 칼슘; 및 스테아릭 금속염을 포함하는 혼합물의 방사 이전에 용융된 상태에서 에스테르 교환 반응에 의해 공중합된 형태의 수지를 포함할 수 있다.
이때, 상기 공중합된 형태의 수지는 생분해성 수지로부터 유래된 반복단위를 생분해성 폴리에스테르 섬유 전체 중량에 대하여 0.05내지 30중량% 또는 0.1 내지 30중량%로 포함할 수 있으며, 이를 통해 폴리에스테르 수지에 높은 생분해성을 부여할 수 있다.
또한, 상기 생분해성 폴리에스테르 섬유는 SDY(Spin draw yarn) 또는 DTY (Draw textured yarn)일 수 있고, 상기 SDY 또는 DTY는 섬도가 20~1000 데니어일 수 있으며, 구체적으로 30~600 데니어일 수 있다.
나아가, 상기 생분해성 폴리에스테르 섬유는 열 안정제, 착색제, 발수제 등을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 열 안정제는 5가 및/또는 3가의 인 화합물이나, 화학구조적 입체장애가 큰 페놀계 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 5가 및/또는 3가의 인 화합물은 트리메틸포스파이트, 인산, 아인산, 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트 등을 포함할 수 있고, 화학구조적 입체장애가 큰 페놀계 화합물은 펜타에리트리톨-테트라키스 3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피온 에스테르(Pentaerythritol tetrakis(3-(3,5-di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl)propionate, Irganox 1010), 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-tert-부틸페닐)부탄(1,1,3-tris(2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl)butane), 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피온 에스테르(octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate), N,N'-헥사메틸렌비스(3,5-tert-부틸-4-히드록시히드로신남아미드)(N,N'-hexamethylenebis(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamamide)), 에틸렌비스(옥시에틸렌)비스［3-(5-tert-부틸-4-히드록시-m-트릴)프로피온 에스테르］(ethylenebis(oxyethylene)bis[3-(5-tert-butyl-4-hydroxy-m-tryl) 및 N,N'-(헥산-1,6-디일)비스(3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피온아미드(N,N'-(Hexane-1,6-diyl)bis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanamide)) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
생분해성 폴리에스테르 섬유의 제조방법
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 섬유의 제조방법은 폴리에스테르 수지; 생분해성 수지; 탄산 칼슘(CaCO3); 및 스테아릭 금속염을 포함하는 혼합물을 용융하여 수지 용융물을 제조하는 단계; 및 제조된 수지 용융물을 방사하여 섬유를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 생분해성 수지는 지방족 폴리에스테르를 포함한다.
본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 섬유의 제조방법은 상술된 생분해성 폴리에스테르 섬유의 제조방법으로서, 폴리에스테르 수지, 생분해성 수지, 탄산 칼슘 및 스테아릭 금속염을 포함하는 혼합물을 용융한 수지 용융물을 제조하고, 제조된 용융물을 방사하여 섬유를 제조하는 구성을 갖는다.
이렇게 제조된 생분해성 폴리에스테르 섬유는 생분해성 수지와 폴리에스테르 수지를 포함하는 혼합물의 방사 이전에 용융된 상태에서 이들의 에스테르 교환 반응에 의해 공중합된 형태의 수지를 포함할 수 있으며, 이에 따라 폴리에스테르 수지의 생분해성을 현저히 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 방사는 200℃ 내지 290℃에서 1,000 내지 9,000 m/min의 속도로 수행될 수 있고, 상기 방사는 섬유의 연신이 동시에 수행될 수 있으며, 이때의 연신은 1.1~5.0배의 연신비로 수행될 수 있다. 상기 연신은 방사공정 중 고뎃롤러(godet roller)에 의해 구현될 수 있다.
또한, 용융방사하여 제조된 생분해성 폴리에스테르 섬유를 100℃내지 150℃의 온도에서 열처리할 수 있으며, 구체적으로는 110℃내지 130℃의 온도에서 열처리할 수 있다. 본 발명은 상기 열처리를 통하여 제조된 생분해성 폴리에스테르 섬유의 결정성을 증가시켜 기계적 물성을 개선할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다, 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것 은 아니다.
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 3.
폴리에스테르 수지, 생분해성 수지, 스테아릭 금속염, 및 탄산칼슘을 하기 표 1과 같이 칭량 및 혼합하여 혼합물을 형성하고, 상기 혼합물을 용융하여 수지 용융물을 형성한 뒤, 상기 수지 용융물을 270℃ 내지 285℃에서 1500 내지 2500 m/min의 속도로 방사하고 3~4배의 연신비로 연신하여 SDY 75/72인 폴리에스테르 섬유를 제조하였다.
| 단위: wt% | 수지 | 스테아릭 금속염 | 탄산칼슘 | ||||
| PLA | PBAT | PCL | PET | 망간염 | 철염 | ||
| 실시예 1 | - | - | 4.0 | 95.0 | - | 0.5 | 0.5 |
| 실시예 2 | 0.5 | 3.5 | - | 95.0 | - | 0.5 | 0.5 |
| 실시예 3 | 3.5 | 0.5 | - | 95.0 | - | 0.5 | 0.5 |
| 실시예 4 | - | - | 4.0 | 95.0 | 0.5 | - | 0.5 |
| 실시예 5 | - | - | 3.5 | 95.0 | 1.0 | - | 0.5 |
| 실시예 6 | - | - | 3.0 | 95.0 | - | 0.5 | 1.5 |
| 실시예 7 | - | - | 1.7 | 98.0 | - | 0.1 | 0.2 |
| 실시예 8 | - | - | 8.0 | 90.0 | - | 1.0 | 1.0 |
| 비교예 1 | - | - | 4.0 | 95.0 | - | - | 1.0 |
| 비교예 2 | - | - | 4.0 | 95.0 | - | 1.0 | - |
| 비교예 3 | - | - | - | 100.0 | - | - | - |
실험예.
본 발명의 효과를 평가하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.
실시예 및 비교예에서 제조된 폴리에스테르 섬유들을 대상으로 강도, 신도 및 생분해도를 각각 측정하였으며, 측정방법은 다음과 같다.
(1) 섬유의 강도 및 신도: Instron사의 UTM을 이용, KS K 0412에 의거하여 측정하였다.
(2) 생분해도: ISO21701 방법에 의하여 180일 경과 후의 생분해도를 분석하였다.
실험결과는 하기 표 2와 같다.
| 강도(g/d) | 신도(%) | 생분해도(%/180일) | |
| 실시예 1 | 4.2 | 35.4 | 64.7 |
| 실시예 2 | 4.21 | 34.9 | 62.6 |
| 실시예 3 | 4.17 | 35.1 | 61.7 |
| 실시예 4 | 4.2 | 35.4 | 63.7 |
| 실시예 5 | 4.1 | 35.6 | 72.5 |
| 실시예 6 | 4.12 | 35.8 | 65.7 |
| 실시예 7 | 4.2 | 35.3 | 61.3 |
| 실시예 8 | 3.8 | 35.7 | 87.9 |
| 비교예 1 | 4.2 | 35.4 | 1.2 |
| 비교예 2 | 4.1 | 35.3 | 1.5 |
| 비교예 3 | 4.4 | 35.7 | 0.1 |
표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 섬유의 경우, 3.5 g/d 이상, 구체적으로는 3.7 내지 4.25 g/d의 높은 강도를 나타내고, 35% 이상의 우수한 신도를 갖는 것으로 확인되었다. 이와 더불어, 실시예의 섬유들은 생분해도가 60%/180일 이상임을 알 수 있다.
이러한 결과로부터, 생분해성 고분자, 스테아릭 금속염 및 탄산 칼슘(CaCO3)을 포함하는 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 섬유를 제조하는 경우, 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라 생분해도가 높은 폴리에스테르 섬유를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
Claims (12)
- 폴리에스테르 수지; 생분해성 수지; 탄산 칼슘(CaCO3); 및 스테아릭 금속염을 포함하고,
상기 생분해성 수지는 지방족 폴리에스테르인 생분해성 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서,
폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate, PBT), 폴리락트산(Poly Lactic acid, PLA), 폴리글리코르산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리에틸렌 아디파트(Polyehtylene adipate, PEA), 폴리하이드로시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(Polytrimethylene Terephthalate, PTT) 및 폴리에틸렌 나프탈렌(Polyethylene naphthalate, PEN) 중 1종 이상을 포함하는 생분해성 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서,
생분해성 수지는 폴리락트산(Polylactic acid, PLA), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBAT), 폴리 카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리부틸렌 석시네이트(Polybutylene succinate, PBS), 폴리부티렌 석시네이트-아디페이트 공중합체(Poly(butylene succinate-adipate, co-PBSA) 및 폴리부티렌 푸마릭 석시네이트(Polybutylene succinate fumaric, PBSF) 중 1종 이상의 지방족 폴리에스테르를 포함하는 생분해성 폴리에스테르 섬유. - 제1항에 있어서,
생분해성 수지는 폴리락트산(PLA), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 및 폴리 카프로락톤(PCL) 중 1종 이상의 지방족 폴리에스테르를 포함하는 생분해성 폴리에스테르 섬유.
- 제4항에 있어서,
생분해성 수지는 폴리 카프로락톤(PCL)을 포함하는 생분해성 폴리에스테르 섬유. - 제4항에 있어서,
생분해성 수지는,
폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부의 폴리락트산(PLA)를 포함하거나; 또는
폴리락트산(PLA) 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부의 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)를 포함하는 생분해성 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서,
생분해성 폴리에스테르 섬유는,
폴리에스테르 수지 70 내지 99.5중량%; 및
생분해성 수지, 탄산 칼슘 및 스테아릭 금속염 0.5 내지 30 중량%,
를 포함하는 생분해성 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서,
탄산 칼슘의 함량은 0.05 내지 5.0중량%인 생분해성 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서,
스테아릭 금속염의 함량은 0.05 내지 5.0중량%인 생분해성 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서,
스테아릭 금속염은 망간, 철, 구리, 세륨, 코발트 및 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종이상의 금속을 포함하는 생분해성 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서,
탄산칼슘은 0.5㎛ 내지 2㎛의 평균 입도를 갖는 타원형의 입자인 생분해성 폴리에스테르 섬유.
- 폴리에스테르 수지; 생분해성 수지; 탄산 칼슘(CaCO3); 및 스테아릭 금속염을 포함하는 혼합물을 용융하여 수지 용융물을 제조하는 단계; 및
제조된 수지 용융물을 방사하여 섬유를 제조하는 단계를 포함하고,
상기 생분해성 수지는 지방족 폴리에스테르를 포함하는 생분해성 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210192672A KR102615817B1 (ko) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 생분해성 폴리에스테르 섬유 및 이의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210192672A KR102615817B1 (ko) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 생분해성 폴리에스테르 섬유 및 이의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230102493A true KR20230102493A (ko) | 2023-07-07 |
| KR102615817B1 KR102615817B1 (ko) | 2023-12-21 |
Family
ID=87153832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210192672A KR102615817B1 (ko) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 생분해성 폴리에스테르 섬유 및 이의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102615817B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011038219A (ja) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Unitika Ltd | 生分解性フェイスカバー |
| KR101464496B1 (ko) * | 2014-08-12 | 2014-11-26 | 주식회사 디유케이 | 생분해성 섬유의 제조 방법 및 이 제조 방법에 의해 제조된 생분해성 섬유 |
| KR20170023172A (ko) * | 2014-07-01 | 2017-03-02 | 옴야 인터내셔널 아게 | 멀티필라멘트 폴리에스테르 섬유 |
| KR20210038883A (ko) * | 2018-06-26 | 2021-04-08 | 인트린식 어드밴스드 머티리얼즈, 엘엘씨 | 생분해성 텍스타일, 마스터배치, 및 생분해성 섬유를 제조하는 방법 |
| KR20210106632A (ko) | 2020-02-21 | 2021-08-31 | 효성첨단소재 주식회사 | 생분해성이 우수한 산업용 폴리에스테르 원사 |
-
2021
- 2021-12-30 KR KR1020210192672A patent/KR102615817B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011038219A (ja) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Unitika Ltd | 生分解性フェイスカバー |
| KR20170023172A (ko) * | 2014-07-01 | 2017-03-02 | 옴야 인터내셔널 아게 | 멀티필라멘트 폴리에스테르 섬유 |
| KR101464496B1 (ko) * | 2014-08-12 | 2014-11-26 | 주식회사 디유케이 | 생분해성 섬유의 제조 방법 및 이 제조 방법에 의해 제조된 생분해성 섬유 |
| KR20210038883A (ko) * | 2018-06-26 | 2021-04-08 | 인트린식 어드밴스드 머티리얼즈, 엘엘씨 | 생분해성 텍스타일, 마스터배치, 및 생분해성 섬유를 제조하는 방법 |
| KR20210106632A (ko) | 2020-02-21 | 2021-08-31 | 효성첨단소재 주식회사 | 생분해성이 우수한 산업용 폴리에스테르 원사 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102615817B1 (ko) | 2023-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1795561B1 (en) | Resin composition and molding thereof | |
| US5952450A (en) | Crosslinked polycarbonate and polylactic acid composition containing the same | |
| KR20210106632A (ko) | 생분해성이 우수한 산업용 폴리에스테르 원사 | |
| US11021569B2 (en) | Polyester and compositions containing it | |
| KR102421034B1 (ko) | 생분해성 폴리에스테르 수지의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 생분해성 폴리에스테르 수지 | |
| EP2169006A1 (en) | Injection molded article of fiber-reinforced polylactic acid resin | |
| Alhanish et al. | Biobased thermoplastic polyurethanes and their capability to biodegradation | |
| KR20120096165A (ko) | 바이오매스 원료로부터 만들어지는 생분해성 코폴리에스테르 수지 | |
| KR101212703B1 (ko) | 생분해성 폴리에스테르 제조방법 | |
| KR102615817B1 (ko) | 생분해성 폴리에스테르 섬유 및 이의 제조방법 | |
| Kuru et al. | Poly (lactic acid)/polyester blends: review of current and future applications | |
| KR20230102477A (ko) | 생분해성 마스터배치 조성물 및 이의 제조방법 | |
| KR102410615B1 (ko) | 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물, 생분해성 폴리에스테르 필름 및 이의 제조 방법 | |
| KR102410624B1 (ko) | 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물, 생분해성 폴리에스테르 필름 및 이의 제조 방법 | |
| KR20240079973A (ko) | 생분해성 폴리에스테르 원착 섬유 | |
| KR20240073199A (ko) | 생분해성 폴리에스테르 복합사 및 이의 제조방법 | |
| CN115698122A (zh) | 脂肪族-芳香族聚酯树脂及其成形品 | |
| KR20240079942A (ko) | 생분해성 폴리에스테르 바인더 복합 섬유 | |
| CN112322008B (zh) | 一种可降解合成纤维组合物及其制备方法 | |
| KR101850514B1 (ko) | 3d 프린터 필라멘트용 생분해성 수지 조성물 및 그를 이용한 유연성 및 내충격성이 우수한 3d 프린터용 필라멘트 | |
| KR20240079971A (ko) | 생분해성 사이드 바이 사이드 중공 섬유 | |
| KR102587591B1 (ko) | 생분해성 수지 조성물 및 상기 조성물을 이용한 응용제품 | |
| KR102585195B1 (ko) | 유연성이 우수한 생분해성 섬유 및 이의 제조방법 | |
| KR102595623B1 (ko) | 폴리에스테르 얼로이 수지 조성물 및 이로부터 제조된 폴리에스테르 수지 | |
| KR20230154483A (ko) | 생분해성 수지 조성물 및 상기 조성물을 이용한 응용제품 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |