KR20240055087A

KR20240055087A - 곡률을 갖는 이성분 섬유

Info

Publication number: KR20240055087A
Application number: KR1020247011617A
Authority: KR
Inventors: 아칸샤 가르그; 이지안 린; 란허 장; 로널드 위버스
Original assignee: 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
Priority date: 2021-09-13
Filing date: 2022-08-18
Publication date: 2024-04-26
Also published as: AR127011A1; CN117881821A; JP2024533295A; EP4402309A1; WO2023039337A1

Abstract

곡률을 갖는 이성분 섬유가 제공된다. 이성분 섬유는 제1 영역 및 제2 영역을 포함한다. 제1 영역은 폴리프로필렌 배합물을 포함하고, 제2 영역은 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물을 포함한다. 폴리프로필렌 배합물은 폴리프로필렌 동종중합체 및 프로필렌-에틸렌 혼성중합체를 포함하며, 프로필렌-에틸렌 혼성중합체는 0.860 내지 0.880 g/cc의 밀도 및 12 g/10분 초과의 융용 유량을 갖는다. 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 0.920 g/cc 초과의 밀도 및 10 내지 25 g/10분의 용융 지수(I2)를 갖는다. 이성분 섬유는 부직포를 형성하는 데 사용될 수 있다.

Description

곡률을 갖는 이성분 섬유

본 개시내용의 실시형태는 일반적으로 곡률을 갖는 이성분 섬유 및 상기 섬유를 포함하는 부직포에 관한 것이다.

이성분 섬유는 동일한 필라멘트 또는 섬유 내에 함유된 조성물을 갖는 동일한 방사구금으로부터 압출된 적어도 2개의 상이한 중합체 조성물로 구성된 섬유이다. 섬유가 방사구금을 떠날 때, 이는 계면에서 융합되는 비혼합 성분들로 구성된다. 2개의 중합체 조성물은 이들의 화학적 특성 및/또는 물리적 특성이 상이할 수 있다. 이성분 섬유는 당업계에 알려진 통상적인 방사 기술에 의해 형성될 수 있으며, 부직포 형성에 사용될 수 있다. 부직포는 필터, 의료 응용 분야에서의 일회용 재료, 및 기저귀와 같은 수많은 응용 분야를 갖는다. 부직포 중량을 감소시키거나, 로프트(loft)와 같은 다른 이로운 부직포의 특성을 얻는 데 도움이 되도록 하기 위해, 곡률을 갖는 이성분 섬유가 바람직하다. 그러나, 곡률을 갖는 이성분 섬유를 얻는 데에는 문제가 존재하며, 로프트를 갖는 부직포 및 향상된 곡률을 갖는 섬유에 대한 요구가 여전히 남아있는 실정이다.

본 개시내용의 실시형태는 부직포를 형성하는 데 사용될 수 있으며, 양태에서 놀랍게도 높은 곡률을 제공하는 이성분 섬유를 제공한다. 본 개시내용의 실시형태에 따른 이성분 섬유 각각은 개선된 곡률을 갖는 섬유에 기여하는 제1 영역 및 제2 영역을 포함한다. 구체적으로, 본 개시내용의 실시형태에 따른 이성분 섬유는 섬유 중 일부가 특정 중량비일 때 섬유의 곡률을 향상시킬 수 있는 폴리프로필렌 배합물 및 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물을 포함한다.

이성분 섬유가 본원에 개시된다. 일 실시형태에서, 이성분 섬유는 섬유 중심; 제1 중심을 갖는 제1 영역 및 제2 중심을 갖는 제2 영역을 포함하며, 제1 영역은 폴리프로필렌 배합물의 총 중량을 기준으로 50 내지 90 중량%의 폴리프로필렌 동종중합체 및 폴리프로필렌 배합물의 총 중량을 기준으로 10 내지 50 중량%의 프로필렌-에틸렌 혼성중합체를 포함하는 폴리프로필렌 배합물을 포함하고, 프로필렌-에틸렌 혼성중합체는 0.860 내지 0.880 g/cc의 밀도 및 12 g/10분 초과의 용융 유량을 갖고; 제2 영역은 0.920 g/cc 초과의 밀도 및 10 내지 25 g/10분의 용융 지수(I2)를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체를 포함하고; 제1 중심 및 제2 중심 중 적어도 하나는 섬유 중심과 동일하지 않고; 제1 영역 대 제2 영역의 중량비는 55:45 내지 90:10이다.

또한, 본원에 개시된 이성분 섬유로 형성된 부직포가 본원에 개시된다. 예를 들어, 부직포는 본원에 개시된 이성분 섬유로부터 형성될 수 있다. 일 실시형태에서, 부직포는 섬유 중심; 제1 중심을 갖는 제1 영역 및 제2 중심을 갖는 제2 영역을 포함하는 이성분 섬유를 포함하며; 제1 영역은 폴리프로필렌 배합물의 총 중량을 기준으로 50 내지 90 중량%의 폴리프로필렌 동종중합체 및 폴리프로필렌 배합물의 총 중량을 기준으로 10 내지 50 중량%의 프로필렌-에틸렌 혼성중합체를 포함하는 폴리프로필렌 배합물을 포함하고, 프로필렌-에틸렌 혼성중합체는 0.860 내지 0.880 g/cc의 밀도 및 12 g/10분 초과의 용융 유량을 갖고; 제2 영역은 0.920 g/cc 초과의 밀도 및 10 내지 25 g/10분의 용융 지수(I2)를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체를 포함하고; 제1 중심 및 제2 중심 중 적어도 하나는 섬유 중심과 동일하지 않고; 제1 영역 대 제2 영역의 중량비는 55:45 내지 90:10이다.

실시형태의 추가 특성 및 이점이 이어지는 상세한 설명에 제시되며, 부분적으로 해당 설명으로부터 당업자에게 용이하게 명백하거나, 이어지는 상세한 설명, 청구범위뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는 본원에 기술된 실시형태를 실행함으로써 인식될 것이다.

전술된 설명과 다음 설명 모두는 다양한 실시형태를 설명하며, 청구된 기술 요지의 성질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀을 제공하도록 의도됨이 이해되어야 한다. 첨부된 도면은 다양한 실시형태에 대한 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 포함되고, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본원에 기술된 다양한 실시형태를 예시하며, 설명과 함께 청구된 기술 요지의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.

도 1은 편심 코어 시스(core sheath) 형태 및 중심 오프셋을 갖는 이성분 섬유의 주사 전자 현미경 사진(SEM)의 단면 이미지이다.

개시된 이성분 섬유의 양태가 하기 보다 상세하게 기술된다. 곡률을 갖는 이성분 섬유는 부직포를 형성하는 데 사용될 수 있으며, 이러한 부직포는 예를 들어 손수건, 안면 마스크, 티슈, 붕대, 및 기타 의료 및 위생 제품을 포함하는 광범위하게 다양한 응용 분야를 가질 수 있다. 그러나, 이는 단지 본원에 개시된 실시형태의 예시적인 구현임을 유의한다. 실시형태는 상기 논의된 것들과 유사한 문제점에 영향을 받기 쉬운 다른 기술에 적용 가능하다.

본원에 사용된 용어 "포함하는(comprising, including)", "갖는(having)", 및 이들의 파생어는 임의의 추가 구성요소, 단계, 또는 절차가 구체적으로 개시되어 있는지 여부와 상관없이 임의의 추가 성분, 단계, 또는 절차의 존재를 제외하도록 의도되지 않는다. 의심의 여지를 피하기 위해, 용어 "포함하는"의 사용을 통해 청구된 모든 조성물은 달리 언급되지 않는 한, 중합체성인지 여부와 상관없이 임의의 추가 첨가제, 아쥬반트, 또는 화합물을 포함할 수 있다. 대조적으로, 용어 "본질적으로 ~로 구성된"은 임의의 후속되는 설명의 범주로부터 실시 가능성에 필수적이지 않은 것들을 제외하여 임의의 다른 구성요소, 단계, 또는 절차를 제외한다. 용어 "~로 구성된"은 구체적으로 상세하게 기술되거나, 나열되지 않은 구성요소, 단계 또는 절차를 제외한다.

본원에 사용된 용어 "혼성종합체"는 적어도 2개의 상이한 유형의 단량체의 중합에 의해 제조된 중합체를 지칭한다. 따라서, 용어 혼성중합체는 공중합체(2개의 상이한 유형의 단량체로부터 제조된 중합체를 지칭하는 데 이용됨) 및 2개 초과의 상이한 유형의 단량체로부터 제조된 중합체를 포함한다.

본원에 사용된 용어 "중합체"는 동일하거나, 상이한 유형의 단량체를 중합시킴으로써 제조된 중합체성 화합물을 의미한다. 따라서, 일반 용어 중합체는 용어 동종중합체(극미량의 불순물이 중합체 구조 내로 혼입될 수 있는 점을 포함하여 단지 하나의 유형의 단량체로부터 제조된 중합체를 지칭하는 데 이용됨) 및 용어 혼성중합체를 포괄한다. 극미량의 불순물(예를 들어, 촉매 잔류물)이 중합체 내로 그리고/또는 그 내부에 혼입될 수 있다. 중합체는 단일 중합체 또는 중합체 배합물일 수 있다.

본원에 사용된 용어 "폴리에틸렌"은 에틸렌 단량체로부터 유래되는 50 중량% 초과의 단위 및 선택적으로 하나 이상의 공단량체를 포함하는 중합체를 지칭한다. 폴리에틸렌은 폴리에틸렌 동종중합체, 공중합체, 또는 혼성중합체를 포함한다. 당업계에 알려진 폴리에틸렌 조성물의 일반적인 형태는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE); 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE); 초저밀도 폴리에틸렌(ULDPE); 극저밀도 폴리에틸렌(VLDPE); 선형 및 실질적으로 선형 저밀도 수지(m-LLDPE) 둘 모두를 포함하는 단일 부위 촉매작용된 선형 저밀도 폴리에틸렌; 중간 밀도 폴리에틸렌(MDPE); 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 포함한다.

본원에 사용된 용어 "부직포(nonwoven, nonwoven fabric)" 및 "부직 웹"은 본원에서 상호 교환적으로 사용된다. "부직포"는 무작위이나 편직물의 경우에서와 같은 식별 가능한 방식이 아닌 방식으로 겹쳐진 개별적인 섬유 또는 실의 구조를 갖는 웹 또는 직물을 지칭한다.

본원에 사용된 용어 "용융 취입(meltblown)"은 다음 단계를 포함하는 공정을 통한 부직포의 제작을 지칭한다: (a) 용융된 열가소성 스트랜드를 방사구금으로부터 압출하는 단계; (b) 고속으로 가열된 공기 스트림을 사용하여 방사구금 바로 아래에서 중합체 스트림을 동시에 켄칭(quenching) 및 감쇠시키는 단계; (c) 인발된 스트랜드를 수집 표면 상에서 웹으로 수집하는 단계. 용융 취입된 부직포는 비제한적으로 자가 결합(즉, 추가 처리가 없는 자체 접합), 열-캘린더링 공정, 접착제 결합 공정, 열풍 결합 공정, 니들 펀치 공정, 하이드로인탱글링 공정(hydroentangling process), 및 이의 조합을 포함하는 다양한 수단에 의해 결합될 수 있다.

본원에 사용된 용어 "스펀본드(spunbond)"는 다음 단계를 포함하는 부직포의 제작을 지칭한다: (a) 방사구금으로 불리는 복수의 미세 모세관으로부터 용융된 열가소성 스트랜드를 압출하는 단계; (b) 예를 들어 폴리에틸렌 조성물을 포함하는 열가소성 스트랜드의 스트랜드를 용융된 열가소성 스트랜드의 응고를 촉진하기 위해 일반적으로 냉각되는 공기의 흐름으로 켄칭하는 단계; (c) 필라멘트를 공기 스트림에서 공압으로 연행시키거나, 방직 섬유 산업에서 일반적으로 사용되는 유형의 기계식 인발 롤에 이들을 권취함으로써 적용될 수 있는 인발 장력을 갖는 켄칭 구역을 통해 필라멘트를 전진시킴으로써 필라멘트를 감쇠시키는 단계; (d) 인발된 스트랜드를 다공성 표면(foraminous surface)(예를 들어, 이동하는 스크린 또는 다공성 벨트) 상에서 웹으로 수집하는 단계; 및 (e) 느슨한 스트랜드의 웹을 부직포에 결합하는 단계. 결합은 열-캘린더링 공정, 접착제 결합 공정, 열풍 결합 공정, 니들 펀치 공정, 하이드로인탱글링 공정, 및 이의 조합을 포함하지만, 이로 제한되지 않는 다양한 수단에 의해 달성될 수 있다.

이성분 섬유

본원에 교시되는 섬유는 임의의 통상적인 방사 기술에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 이성분 섬유의 제1 영역 및 제2 영역은 용융 방사를 통해 섬유로 형성될 수 있다. 용융 방사에서, 제1 영역 및 제2 영역은 용융되고, 공압출되고, 방사구금으로 불리는 금속판 내의 미세한 오리피스를 통해 공기 또는 다른 가스로 가압될 수 있으며, 여기서, 이들은 냉각 및 응고되어 이성분 섬유를 형성한다. 응고된 섬유는 에어 제트, 회전 롤, 또는 고데를 통해 인발될 수 있으며, 부직포를 형성하기 위한 웹으로서 컨베이어 벨트 상에 놓일 수 있다. 본 개시내용의 실시형태에 따른 이성분 섬유를 포함하는 용융 취입 부직포가 형성될 수 있다. 다른 실시형태에서, 본 개시내용의 실시형태에 따른 이성분 섬유를 포함하는 스펀본드 부직포가 형성될 수 있다.

본원에 개시된 섬유는 곡률을 갖는다.

일부 실시형태에서, 이성분 섬유는 적어도 0.50 mm^-1의 곡률을 갖는다. 이성분 섬유의 곡률은 하기 기술되는 시험 방법에 따라 측정될 수 있다. 적어도 0.50 mm^-1의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 개시 및 포함된다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 이성분 섬유는 하기 기술되는 시험 방법에 따라 측정될 때 적어도 0.50, 0.60, 0.70, 0.80, 0.90, 1.00, 1.20, 1.40, 1.60, 1.80, 2.00, 2.20, 2.40, 또는 2.50 mm^-1의 곡률을 가질 수 있다. 다른 실시형태에서, 이성분 섬유는 하기 기술되는 시험 방법에 따라 측정될 때 0.50 내지 4.50, 1.00 내지 4.50, 1.50 내지 4.50, 2.00 내지 4.50, 2.50 내지 4.50, 3.00 내지 4.50, 1.00 내지 4.20, 1.50 내지 4.20, 2.00 내지 4.20, 또는 2.50 내지 4.20 mm^-1 범위의 곡률을 가질 수 있다.

일부 실시형태에서, 이성분 섬유는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하며, 제1 영역 대 제2 영역의 중량비는 55:45 내지 90:10이다. 55:45 내지 90:10 비의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 개시 및 포함된다. 예를 들어, 실시형태에서, 제1 영역 대 제2 영역의 중량비는 60:40 내지 90:10, 70:30 내지 90:10, 80:20 내지 90:10, 또는 55:45 내지 80:20일 수 있다.

일부 실시형태에서, 이성분 섬유는 제1 및 제2 영역에서의 것들과 상이한 중합체를 포함하는 제3 영역을 추가로 포함한다. 실시형태에서, 이성분 섬유는 제3 및 제4 영역을 추가로 포함하며, 제3 및 제4 영역은 제1 및 제2 영역에서의 것들과 상이한 중합체를 포함한다.

중심

일부 실시형태에서, 이성분 섬유는 섬유 중심 및 제1 중심을 갖는 제1 영역과 제2 중심을 갖는 제2 영역을 포함하며, 제1 중심 및 제2 중심 중 적어도 하나는 섬유 중심과 동일하지 않다.

본원에 사용된 용어 "중심"은 이성분 섬유의 단면 영역의 모든 지점의 산술 평균을 의미한다. 예를 들어, 본 개시내용의 실시형태에 따른 이성분 섬유는 C_f로 지정될 수 있는 섬유 중심을 갖고, 이성분 섬유의 영역(예를 들어, 제1 영역 또는 제2 영역)은 C_rx로 지정될 수 있는 독립적인 중심을 가지며, 여기서, x는 영역의 지정이다(예를 들어, 제1 영역은 C_r1로 지정될 수 있고 제2 영역은 C_r2로 지정될 수 있음). 도 1은 이성분 섬유 및 이의 중심뿐만 아니라 이성분 섬유의 제1 및 제2 영역의 중심을 예시하고 있다. 영역 중심에서 섬유 중심까지의 거리는 "P_rx"으로 정의될 수 있고, 제1 중심 또는 제2 중심의 섬유 중심에 대한 중심 오프셋은 "P_rx/r."로 정의될 수 있으며, 여기서, "r"은 섬유 단면의 평균 반경(C_f에서 이성분 섬유의 외부 표면까지의 평균 거리)이고, 로 계산되며, 여기서, A는 이성분 섬유의 단면의 면적이다.

일부 실시형태에서, 제1 중심 및 제2 중심 중 적어도 하나는 섬유 중심과 동일하지 않다. 제1 중심 또는 제2 중심이 섬유 중심과 상이한 경우, 이성분 섬유는 편심 코어 시스, 나란한 배열, 또는 세그먼트화 파이와 같은 다양한 형태를 가질 수 있지만, 섬유 중심, 제1 중심, 및 제2 중심이 동일한 경우에는 동심 형태(예를 들어, 코어-시스 동심 형태)를 가질 수 있다. 실시형태에서, 제1 영역의 제1 중심 및 제2 영역의 제2 중심은 제1 영역과 제2 영역이 나란한 형태이도록 배열된다. 다른 실시형태에서, 제1 영역의 제1 중심 및 제2 영역의 제2 중심은 제1 영역과 제2 영역이 세그먼트화 파이 형태이도록 배열된다. 추가 실시형태에서, 제1 영역의 제1 중심 및 제2 영역의 제2 중심은 제1 영역과 제2 영역이 편심 코어-시스 형태이도록 배열되며, 제1 영역은 코어 영역이고, 제2 영역은 이성분 섬유의 시스 영역이며, 시스 영역은 코어 영역을 둘러싼다. 실시형태에서, 제1 및 제2 영역은 코어 시스, 나란한 배열, 세그먼트화 파이, 또는 해도(islands-in-the-sea) 구조로 배열된다.

일부 실시형태에서, 제1 중심 또는 제2 중심은 적어도 0.1, 또는 적어도 0.2, 또는 적어도 0.4 그리고 1 미만, 또는 0.9 미만만큼 섬유 중심으로부터 오프셋되며, 오프셋은 하기 기술되는 시험 방법에 따라 측정된다.

제1 영역

이성분 섬유는 제1 영역을 포함한다. 제1 영역은 코어 시스 형태의 이성분 섬유에서 코어 영역일 수 있다. 제1 영역은 제1 중심을 갖는다. 제1 영역은 폴리프로필렌 배합물을 포함한다. 일부 실시형태에서, 폴리프로필렌 배합물은 폴리프로필렌 동종중합체 및 프로필렌-에틸렌 혼성중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 제1 영역의 폴리프로필렌 배합물은 폴리프로필렌 배합물의 총 중량을 기준으로 50 내지 90 중량%의 폴리프로필렌 동종중합체를 포함한다. 50 내지 90 중량%의 모든 개별 값이 본원에 개시 및 포함된다. 예를 들어, 제1 영역은 폴리프로필렌 배합물의 총 중량을 기준으로 55 내지 90 중량%, 60 내지 90 중량%, 65 내지 90 중량%, 65 내지 85 중량%, 65 내지 80 중량%, 50 내지 85 중량%, 50 내지 80 중량%, 또는 50 내지 75 중량%의 폴리프로필렌 동종중합체를 포함하는 폴리프로필렌 배합물을 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 폴리프로필렌 배합물은 폴리프로필렌 배합물의 총 중량을 기준으로 10 내지 50 중량%의 프로필렌-에틸렌 혼성중합체를 포함한다. 10 내지 50 중량%의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 개시 및 포함된다. 예를 들어, 폴리프로필렌 배합물은 폴리프로필렌 배합물의 총 중량을 기준으로 10 내지 40 중량%, 10 내지 35 중량%, 15 내지 45 중량%, 15 내지 50 중량%, 20 내지 40 중량%, 25 내지 50 중량%, 또는 25 내지 35 중량%의 프로필렌-에틸렌 혼성중합체를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "프로필렌-에틸렌 혼성중합체"는 에틸렌 단량체로부터 유래되는 적어도 단위와 공중합되는 프로필렌 단량체의 단위를 50 중량% 초과로 포함하는 혼성중합체를 지칭한다.

일부 실시형태에서, 폴리프로필렌 배합물의 프로필렌-에틸렌 혼성중합체는 0.860 내지 0.880 g/cc의 밀도를 갖는다. 0.860 내지 0.880 g/cc의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 개시 및 포함된다. 예를 들어, 프로필렌-에틸렌 혼성중합체는 0.860 내지 0.878 g/cc, 0.862 내지 0.878 g/cc, 0.864 내지 0.878 g/cc, 0.865 내지 0.878 g/cc, 0.867 내지 0.876 g/cc, 또는 0.867 내지 0.874 g/cc의 밀도를 가질 수 있으며, 밀도는 ASTM D792에 따라 측정될 수 있다.

일부 실시형태에서, 폴리프로필렌 배합물의 프로필렌-에틸렌 혼성중합체는 12 g/10분 초과의 용융 유량을 가지며, 용융 유량은 230℃, 2.16 kg에서 ASTM D-1238에 따라 측정된다. 12 g/10분 초과의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 개시 및 포함된다. 예를 들어, 프로필렌-에틸렌 혼성중합체는 14 g/10분 초과, 16 g/10분 초과, 18 g/10분 초과, 20 g/10분 초과, 22 g/10분 초과, 또는 24 g/10분 초과의 용융 유량을 가질 수 있거나, 14 내지 50 g/10분, 20 내지 48 g/10분, 22 내지 46 g/10분, 24 내지 44 g/10분, 22 내지 40 g/10분, 또는 24 내지 40 g/10분 범위의 용융 유량을 가질 수 있으며, 용융 유량은 230℃, 2.16 kg에서 ASTM D-1238에 따라 측정된다.

섬유의 제1 영역의 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 97%, 적어도 98%, 적어도 99%, 또는 적어도 100%(모든 %는 제1 영역의 총 중량 기준으로 하는 중량 기준임)가 프로필렌 배합물일 수 있다. 제1 영역의 나머지는 하나 이상의 기타 중합체 및/또는 하나 이상의 첨가제와 같은 추가 성분일 수 있다. 기타 중합체는 또 다른 프로필렌계 중합체 또는 폴리에틸렌일 수 있다. 기타 중합체의 양은 최대 25%일 수 있다. 잠재적인 첨가제는 정전기 방지제, 색상 강화제, 염료, 윤활제, TiO₂ 또는 CaCO₃와 같은 충전제, 불투명화제, 핵형성제, 가공 보조제, 안료, 1차 산화방지제, 2차 산화방지제, 가공 보조제, UV 안정제, 블록킹 방지제, 슬립제, 점착제, 난연제, 항균제, 악취 제거제, 항진균제, 및 이의 조합을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다. 폴리프로필렌 배합물은 이러한 첨가제를 포함하는 폴리프로필렌 배합물의 중량을 기준으로 이러한 첨가제를 약 0.01 또는 약 0.1 또는 약 1 내지 약 25 또는 약 20 또는 약 15 또는 약 10%의 조합된 중량으로 함유할 수 있다.

제2 영역

이성분 섬유는 제2 영역을 포함한다. 제2 영역은 편심 코어 시스 형태의 이성분 섬유에서 시스 영역일 수 있다. 제2 영역은 제2 중심을 갖는다. 일부 실시형태에서, 제2 영역은 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물을 포함한다. 일부 실시형태에서, 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 0.920 g/cc 초과의 밀도 및 10 내지 25 g/10분의 용융 지수(I2)를 갖는다.

본원에 사용된 용어 "에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체"는 중합된 형태로 (혼성중합체의 중량을 기준으로) 대부분의 양의 에틸렌 단량체 및 적어도 하나의 알파-올레핀 단량체를 포함하는 혼성중합체를 지칭한다. 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 (a) 100% 미만, 예를 들어 적어도 80%, 또는 적어도 90%의 에틸렌으로부터 유래되는 단위; 및 (b) 20 중량% 미만, 예를 들어 15 중량% 미만, 또는 10 중량% 미만의 하나 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래되는 단위를 포함한다. 알파-올레핀 공단량체는 전형적으로는 20개 이하의 탄소 원자를 갖는다. 예를 들어, 알파-올레핀 공단량체는 바람직하게는 3개 내지 10개의 탄소 원자, 그리고 보다 바람직하게는 3개 내지 8개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 예시적인 알파-올레핀 공단량체는 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 및 4-메틸1-펜텐을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다. 하나 이상의 α-올레핀 공단량체는 예를 들어 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 및 1-옥텐으로 구성된 군; 또는 대안적으로, 1-헥센 및 1-옥텐으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.

일부 실시형태에서, 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 0.920 g/cc 초과의 밀도를 갖는다. 0.920 g/cc 초과의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 개시 및 포함된다. 예를 들어, 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 0.925 g/cc 초과, 또는 0.930 g/cc 초과, 또는 0.935 g/cc 초과의 밀도를 가질 수 있거나, 0.925 내지 0.965 g/cc, 또는 0.930 내지 0.965 g/cc, 또는 0.925 내지 0.960 g/cc, 0.925 내지 0.955 g/cc, 0.925 내지 0.950 g/cc, 0.930 내지 0.960 g/cc, 0.930 내지 0.955 g/cc, 또는 0.930 내지 0.950 g/cc 범위의 밀도를 가질 수 있으며, 밀도는 ASTM D792에 따라 측정될 수 있다.

일부 실시형태에서, 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 10 내지 25 g/10분의 용융 지수(I2)를 가지며, 용융 지수(I2)는 190℃, 2.16 kg에서 ASTM D-1238에 따라 측정된다. 10 내지 25 g/10분의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 개시 및 포함된다. 예를 들어, 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 10 내지 24 g/10분, 10 내지 23 g/10분, 10 내지 22 g/10분, 10 내지 21 g/10분, 10 내지 20 g/10분, 10 내지 18 g/10분, 10 내지 16 g/10분, 12 내지 24 g/10분, 14 내지 25 g/10분, 16 내지 25 g/10분, 18 내지 25 g/10분, 또는 17 내지 25 g/10분의 용융 지수(I2)를 가질 수 있으며, 용융 지수(I2)는 190℃, 2.16 kg에서 ASTM D-1238에 따라 측정된다.

일부 실시형태에서, 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 0.930 내지 0.965 g/cc 범위의 밀도; 10 내지 25 g/10분 범위의 용융 지수(I2); 1.5 내지 2.6 범위의 GPC에 의해 결정된 수 평균 분자량에 대한 중량 평균 분자량의 비(M_w(GPC)/M_n(GPC))로 표시되는 분자량 분포; 적어도 45의 1 라디안/초에서의 탄젠트 델타; 35℃ 내지 110℃의 결정화 용출 분별에 의한 개선된 공단량체 조성 분포(ICCD) 용출 프로파일 상의 저온 피크 및 고온 피크를 가지며, 고온 피크의 반치전폭은 6.0℃ 미만이다.

에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 6.9 미만, 또는 6.8 미만, 또는 6.7 미만의 I10/I2의 비를 가질 수 있으며, I10은 ASTM D1238, 190℃, 10 kg에 따라 측정된다. 더 낮은 I10/I2의 비는 더 낮은 장쇄 분지를 나타낼 수 있으며, 이는 방사성/가공성이 더 양호하다.

에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 2.6 이하, 또는 2.5 이하 그리고 적어도 1.5, 또는 적어도 1.7, 또는 적어도 2.0 범위의 수 평균 분자량에 대한 중량 평균 분자량의 비(M_w(GPC)/M_n(GPC))로 표시되는 하기 제시되는 방법에 의한 분자량 분포를 가질 수 있다. 이러한 범위의 분자량 분포를 갖는 혼성중합체 조성물은 더 높은 분자량 분포를 갖는 혼성중합체보다 더 양호한 가공성(예를 들어, 섬유 방사)을 갖는 것으로 여겨진다. 에틸렌/알파 올레핀 혼성중합체는 (I10/I2) ― 4.63 초과의 M_w(GPC)/M_n(GPC)를 특징으로 할 수 있다.

에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 15,000 g/mol, 20,000 g/mol, 또는 30,000 g/mol의 하한 내지 100,000 g/mol, 120,000 g/mol, 또는 150,000 g/mol의 상한의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. M_z(GPC)/M_w(GPC)는 3.0 미만, 또는 2.0 미만일 수 있고, 1.0 초과일 수 있다. 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 ICCD 용출 프로파일에서 2개의 피크를 갖는 바이모달 중합체 조성물일 수 있다. 이 경우, 더 높은 온도 분율은 70,000 g/mol 이하, 또는 50,000 g/mol 이하의 피크 위치 분자량을 가질 수 있다. 더 높은 온도 분율은 적어도 15,000, 또는 적어도 20,000 g/mol의 피크 위치 분자량을 가질 수 있다. 더 낮은 온도 분율은 적어도 30,000, 또는 적어도 40,000, 또는 적어도 50,000 g/mol의 피크 위치 분자량을 가질 수 있다. 더 낮은 온도 분율은 250,000 이하, 또는 200,000 이하, 또는 150,000 g/mol 이하의 피크 위치 분자량을 가질 수 있다.

에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 적어도 45, 또는 적어도 50의 1 라디안/초에서의 탄젠트 델타(tan δ)를 특징으로 할 수 있다. 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 적어도 12의 100 라디안/초 및 190℃에서의 탄젠트 델타에 대한 1 라디안/초 및 190℃에서의 탄젠트 델타의 비율을 특징으로 할 수 있다. 이들 특징은 하기 기술되는 동적 기계 분광법(DMS)에 의해 측정될 수 있다.

에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 피크들 사이에서 (더 작은 피크의 피크 높이와 비교하여 적어도 10% 이상 낮음) 뚜렷한 밸리(valley)를 가진 개선된 공단량체 조성 분포(ICCD)의 용출 프로파일 상의 35℃ 내지 110℃에서 적어도 2개의 식별가능한 피크를 특징으로 할 수 있으며, 피크 위치는 최소 10℃만큼 분리되어야 한다. 각각의 피크는 인접한 밸리의 최저 높이 지점에서 수직선에 의해 분리된다. 보다 낮은 온도 피크의 피크 온도는 적어도 50℃, 또는 적어도 60℃일 수 있고, 90℃ 미만, 또는 75℃ 미만일 수 있다. 보다 높은 온도 피크의 피크 온도는 적어도 90℃, 또는 적어도 95℃일 수 있고, 110℃ 미만, 또는 105℃ 미만, 또는 100℃ 미만일 수 있다.

저온 피크 분율의 중량 분율은 용출된 중합체의 총 중량을 기준으로 적어도 25 중량%, 또는 적어도 30 중량% 그리고 65 중량% 미만, 또는 60 중량% 미만, 또는 55 중량% 미만일 수 있다. 고온 피크 분율의 중량 분율은 용출된 중합체의 총 중량을 기준으로 적어도 35 중량%, 또는 적어도 40 중량% 또는 적어도 45 중량% 그리고 75 중량% 이하일 수 있다.

고온 피크의 반치전폭은 6.0℃ 미만일 수 있다. 고밀도 분율에 대한 좁은 피크는 방사 성능을 방해하거나 추출물을 생성할 수 있는 초고 또는 초저 분자량 종 없이 더 좁은 조성 분포를 나타낸다.

에틸렌/알파 올레핀 혼성중합체 조성물은 0.5 미만(즉, 50% 미만), 0.3(30%) 미만, 0.25(25%) 미만, 0.22(22%) 미만 또는 0.2(20%) 미만의 조성 분포 폭 지수(CDBI)를 가질 수 있다.

에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 100 미만, 바람직하게는 30 내지 80의 공단량체 분포 상수(CDC)를 가질 수 있다.

에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 0.20 초과, 또는 0.25 초과, 또는 0.30 초과, 또는 0.35 초과, 또는 0.40 초과, 또는 0.45 초과, 또는 0.50 초과의 분자 가중 공단량체 분포 지수(MWCDI)를 특징으로 할 수 있다. MWCDI는 통상적인 겔 투과 크로마토그래피로부터 얻은 분자량의 함수로서의 공단량체 혼입의 기울기의 척도이다. MWCDI가 0.25(20,000 내지 200,000 g/mol의 분자량 범위) 초과인 경우, 수지 구조는 분포의 보다 고분자량 측에서 더 많은 공단량체를 갖는 유의한 역 공단량체 혼입을 갖는 것으로 간주된다.

에틸렌/알파 올레핀 혼성중합체 조성물은 소량의 장쇄 분지(LCB)를 특징으로 할 수 있다. 이는 낮은 제로 전단 점도비(ZSVR: zero shear viscosity ratio)로 표시될 수 있다. 구체적으로는, ZSVR은 1.35 미만, 또는 1.30 이하일 수 있다. ZSVR은 적어도 1.10일 수 있다.

에틸렌/알파 올레핀 혼성중합체 조성물은 ¹H-NMR에 의해 결정된 230개 미만, 또는 210개 미만, 또는 190개 미만, 또는 170개 미만, 또는 150개 미만의 1,000,000개의 탄소 원자당 비닐 포화 수를 특징으로 할 수 있다.

섬유의 제2 영역의 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 97%, 적어도 98%, 적어도 99%, 또는 적어도 100%(모든 %는 제1 영역의 총 중량 기준으로 하는 중량 기준임)가 에틸렌/알파 올레핀 혼성중합체 조성물일 수 있다. 제2 영역의 나머지는 하나 이상의 기타 중합체 및/또는 하나 이상의 첨가제와 같은 추가 성분일 수 있다. 기타 중합체의 양은 최대 25%일 수 있다. 잠재적인 첨가제는 정전기 방지제, 색상 강화제, 염료, 윤활제, TiO₂ 또는 CaCO₃와 같은 충전제, 불투명화제, 핵형성제, 가공 보조제, 안료, 1차 산화방지제, 2차 산화방지제, 가공 보조제, UV 안정제, 블록킹 방지제, 슬립제, 점착제, 난연제, 항균제, 악취 제거제, 항진균제, 및 이의 조합을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다. 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 이러한 첨가제를 포함한 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물의 중량을 기준으로 이러한 첨가제를 약 0.01 중량%, 또는 0.1 중량%, 또는 1 중량% 내지 약 25 중량%, 또는 약 20 중량%, 또는 약 15 중량%, 또는 약 10 중량%의 조합된 중량으로 함유할 수 있다.

임의의 통상적인 중합 공정이 이용되어 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물을 제조할 수 있다. 이러한 통상적인 중합 공정은 하나 이상의 통상적인 반응기, 예를 들어 루프 반응기, 등온 반응기, 교반 탱크 반응기, 회분식 반응기를 병렬, 직렬, 및/또는 이의 임의의 조합으로 사용하는 용액 중합 공정을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다. 이러한 통상적인 중합 공정은 또한 당업계에 알려진 임의의 유형의 반응기 또는 반응기 형태를 사용하는 기상, 용액, 또는 슬러리 중합 또는 이의 임의의 조합을 포함한다.

일반적으로, 용액상 중합 공정은 하나 이상의 등온 루프 반응기 또는 하나 이상의 단열 반응기와 같은 하나 이상의 잘 혼합된 반응기 내에서 115 내지 250℃; 예를 들어 115 내지 200℃ 범위의 온도 및 300 내지 1000 psi; 예를 들어 400 내지 750 psi 범위의 압력에서 발생한다. 일예에서, 이중 반응기 내에서, 제1 반응기의 온도는 115 내지 190℃, 예를 들어 115 내지 150℃ 범위이고, 제2 반응기 온도는 150 내지 200℃, 예를 들어 170 내지 195℃ 범위이다. 또 다른 예에서, 단일 반응기 내에서, 반응기의 온도는 115 내지 190℃, 예를 들어 115 내지 150℃ 범위이다. 용액상 중합 공정에서의 체류 시간은 전형적으로는 2 내지 30분; 예를 들어 10 내지 20분 범위이다. 에틸렌, 용매, 수소, 하나 이상의 촉매 시스템, 선택적으로 하나 이상의 공촉매, 및 선택적으로 하나 이상의 공단량체가 하나 이상의 반응기에 연속적으로 공급된다. 예시적인 용매는 이소파라핀을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다. 예를 들어, 이러한 용매는 미국 텍사스주 휴스톤 소재 ExxonMobil Chemical Co.로부터 명칭 ISOPAR E로 상업적으로 입수 가능하다. 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체와 용매의 수득된 혼합물은 이어서 반응기로부터 제거되고, 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물이 단리된다. 용매는 전형적으로는 용매 회수 유닛, 즉, 열 교환기 및 기액 분리기 드럼을 통해 회수되고, 이후 중합 시스템 내로 다시 재순환된다.

에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 이중 반응기 시스템, 예를 들어 이중 루프 반응기 시스템 내에서 용액 중합을 통해 제조될 수 있으며, 여기서, 에틸렌 및 선택적으로 하나 이상의 α-올레핀은 하나 이상의 촉매 시스템의 존재 하에 중합된다. 추가적으로, 하나 이상의 공촉매가 존재할 수 있다.

에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 단일 반응기 시스템, 예를 들어 단일 루프 반응기 시스템 내에서 용액 중합을 통해 제조될 수 있으며, 여기서, 에틸렌 및 선택적으로 하나 이상의 α-올레핀은 하나 이상의 촉매 시스템의 존재 하에 중합된다. 이중 반응기 시스템에서는 2개의 상이한 촉매가 사용될 수 있다. 2개의 상이한 촉매 중 하나 또는 둘 모두는 하기 나타내는 화학식 (I)을 갖는다. 이는 상기 기재된 바이모달 혼성중합체 조성물이 제조되도록 한다.

제1 에틸렌/알파 올레핀 혼성중합체를 제조하기에 적합한 예시적인 촉매 시스템은 하기 화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 전구 촉매 성분을 포함하는 촉매 시스템일 수 있다:

화학식 (I)에서, M은 티타늄, 지르코늄, 또는 하프늄으로부터 선택되는 금속이며, 금속은 +2, +3, 또는 +4의 형식 산화 상태이고; n은 0, 1, 또는 2이고; n이 1일 때, X는 한자리 리간드 또는 두자리 리간드이고; n이 2일 때, 각각의 X는 한자리 리간드이고, 동일하거나 상이하고; 금속-리간드 착물은 전체적으로 중성 전하이고; 각각의 Z는 독립적으로 -O-, -S-, -N(R^N)-, 또는 ―P(R^P)-로부터 선택되고; L은 (C₁-C₄₀)하이드로카빌렌 또는 (C₁-C₄₀)헤테로하이드로카빌렌이고, 독립적으로 각각의 R^N 및 R^P는 (C₁―C₃₀)하이드로카빌 또는 (C₁―C₃₀)헤테로하이드로카빌이고, (C₁-C₄₀)하이드로카빌렌은 화학식 (I)에서 2개의 Z 기(여기에, L이 결합됨)를 연결하는 1개의 탄소 원자 내지 10개의 탄소 원자 링커 골격을 포함하는 부분을 갖거나, (C₁-C₄₀)헤테로하이드로카빌렌은 화학식 (I)에서 2개의 Z 기를 연결하는 1개의 원자 내지 10개의 원자 링커 골격을 포함하는 부분을 갖고, (C₁-C₄₀)헤테로하이드로카빌렌의 1개의 원자 내지 10개의 원자 링커 골격의 1 내지 10개의 원자 각각은 독립적으로 탄소 원자 또는 헤테로원자이고, 각각의 헤테로원자는 독립적으로 O, S, S(O), S(O)₂, Si(R^C)₂, Ge(R^C)₂, P(R^C), 또는 N(R^C)이고, 각각의 R^C는 독립적으로 (C₁-C₃₀)하이드로카빌 또는 (C₁-C₃₀)헤테로하이드로카빌이고; R¹ 및 R⁸은 독립적으로 -H, (C₁-C₄₀)하이드로카빌, (C₁-C₄₀)헤테로하이드로카빌, -Si(R^C)₃, -Ge(R^C)₃, -P(R^P)₂, -N(R^N)₂, -OR^C, -SR^C, -NO₂, -CN, -CF₃, R^CS(O)-, R^CS(O)₂-, (R^C)₂C=N-, R^CC(O)O-, R^COC(O)-, R^CC(O)N(R^N)-, (R^N)₂NC(O)-, 할로겐, 및 화학식 (II), 화학식 (III), 또는 화학식 (IV)을 갖는 라디칼로 구성된 군으로부터 선택된다:

화학식 (II), (III), 및 (IV)에서, R^31-35, R^41-48, 또는 R^51-59는 각각 독립적으로 (C₁-C₄₀)하이드로카빌, (C₁-C₄₀)헤테로하이드로카빌, -Si(R^C)₃, -Ge(R^C)₃, -P(R^P)₂, -N(R^N)₂, -N=CHR^C, ―OR^C, -SR^C, -NO₂, -CN, -CF₃, R^CS(O)-, R^CS(O)₂-, (R^C)₂C=N-, R^CC(O)O-, R^COC(O)-, R^CC(O)N(R^N)-, (R^N)₂NC(O)-, 할로겐, 또는 -H로부터 선택되나, 단, R¹ 또는 R⁸ 중 적어도 하나는 화학식 (II), 화학식 (III), 또는 화학식 (IV)를 갖는 라디칼이며, 여기서, R^C, R^N, 및 R^P는 상기 정의된 바와 같다.

화학식 (I)에서, R^2-4, R^5-7, 및 R^9-16은 각각 독립적으로 (C₁-C₄₀)하이드로카빌, (C₁-C₄₀)헤테로하이드로카빌, -Si(R^C)₃, -Ge(R^C)₃, -P(R^P)₂, -N(R^N)₂, -N=CHR^C, -OR^C, -SR^C, -NO₂, -CN, -CF₃, R^CS(O)-, R^CS(O)₂-, (R^C)₂C=N-, R^CC(O)O-, R^COC(O)-, R^CC(O)N(R^N)-, (R^C)₂NC(O)-, 할로겐, 및 -H 로부터 선택되며, 여기서, R^C, R^N, 및 R^P는 상기 정의된 바와 같다.

화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 촉매 시스템은 올레핀 중합 반응의 금속-기반 촉매를 활성화하기 위한 당업계에 알려진 임의의 기술에 의해 촉매적으로 활성화될 수 있다. 예를 들어, 화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 것은 상기 착물을 활성화 공촉매에 접촉시키거나, 상기 착물을 이와 조합함으로써 촉매적으로 활성화될 수 있다. 본원에서 사용하기에 적합한 활성화 공촉매는 알킬 알루미늄; 중합체성 또는 올리고머성 알루목산(알루미녹산으로도 알려짐); 중성 루이스산; 및 비중합체성, 비배위성, 이온-형성 화합물(산화 조건 하에서의 이러한 화합물의 사용 포함)을 포함한다. 적합한 활성화 기술은 벌크 전기분해이다. 전술한 활성화 공촉매 및 기술 중 하나 이상의 조합이 또한 고려된다. 용어 "알킬 알루미늄"은 모노알킬 알루미늄 디하이드라이드 또는 모노알킬알루미늄 디할라이드, 디알킬 알루미늄 하이드라이드 또는 디알킬 알루미늄 할라이드, 또는 트리알킬알루미늄을 의미한다. 중합체성 또는 올리고머성 알루목산의 예는 메틸알루목산, 트리이소부틸알루미늄-개질된 메틸알루목산, 및 이소부틸알루목산을 포함한다.

루이스 산 활성화제(공촉매)는 본원에 기재된 1 내지 3개의 (C₁-C₂₀)하이드로카빌 치환기를 함유하는 13족 금속 화합물을 포함한다. 13족 금속 화합물의 예는 트리((C₁-C₂₀)하이드로카빌)-치환된-알루미늄 화합물 또는 트리((C₁-C₂₀)하이드로카빌)-보론 화합물을 포함한다. 13족 금속 화합물의 추가 예는 트리(하이드로카빌)-치환된-알루미늄, 트리((C₁-C₂₀)하이드로카빌)-보론 화합물, 트리((C₁-C₁₀)알킬)알루미늄, 트리((C₆-C₁₈)아릴)보론 화합물, 및 이의 할로겐화(퍼할로겐화 포함) 유도체이다. 13족 금속 화합물의 다른 예는 트리스(플루오로-치환된 페닐)보란, 트리스(펜타플루오로페닐)보란이다. 활성화 공촉매는 트리스((C₁-C₂₀)하이드로카빌 보레이트(예를 들어, 트리틸 테트라플루오로보레이트) 또는 트리((C₁-C₂₀)하이드로카빌)암모늄 테트라((C₁-C₂₀)하이드로카빌)보란(예를 들어, 비스(옥타데실)메틸암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보란)일 수 있다. 본원에 사용된 용어 "암모늄"은 ((C₁-C₂₀)하이드로카빌)₄N⁺ ((C₁-C₂₀)하이드로카빌)₃N(H)⁺, ((C₁-C₂₀)하이드로카빌)₂N(H)₂ ⁺, (C₁-C₂₀)하이드로카빌N(H)₃ ⁺, 또는 N(H)₄ ⁺인 질소 양이온을 의미하며, 각각의 (C₁-C₂₀)하이드로카빌은 2개 이상 존재할 때 동일하거나 상이할 수 있다.

중성 루이스산 활성화제(공촉매)의 조합은 트리((C₁-C₄)알킬)알루미늄과 할로겐화 트리((C₆-C₁₈)아릴)보론 화합물, 특히 트리스(펜타플루오로페닐)보란의 조합을 포함하는 혼합물을 포함한다. 다른 예는 이러한 중성 루이스 산 혼합물과 중합체성 또는 올리고머성 알루목산의 조합 및 단일 중성 루이스 산, 특히 트리스(펜타플루오로페닐)보란과 중합체성 또는 올리고머성 알루목산의 조합이다. (금속-리간드 착물):(트리스(펜타플루오로-페닐보란):(알루목산)의 몰수의 비[예를 들어, (4족 금속-리간드 착물):(트리스(펜타플루오로-페닐보란):(알루목산)]는 1:1:1 내지 1:10:30, 또는 1:1:1.5 내지 1:5:10일 수 있다.

화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 촉매 시스템은 하나 이상의 공촉매, 예를 들어, 양이온 형성 공촉매, 강한 루이스산, 또는 이의 조합과 조합함으로써 활성 촉매 조성물을 형성하도록 활성화될 수 있다. 적합한 활성화 공촉매는 중합체성 또는 올리고머성 알루미녹산, 특히 메틸 알루미녹산뿐만 아니라 불활성, 상용성, 비배위성, 이온 형성 화합물을 포함한다. 예시적인 적합한 공촉매는 개질된 메틸 알루미녹산(MMAO), 비스(수소화 탤로우 알킬)메틸, 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(1^-)아민, 및 이의 조합을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다.

전술한 활성화 공촉매 중 하나 이상은 서로 조합하여 사용될 수 있다. 바람직한 조합은 트리((C₁-C₄)하이드로카빌)알루미늄, 트리((C₁-C₄)하이드로카빌)보란, 또는 암모늄 보레이트와 올리고머성 또는 중합체성 알루목산 화합물의 혼합물이다. 화학식 (I)의 하나 이상의 금속-리간드 화합물의 총 몰수 대 하나 이상의 활성화 공촉매의 총 몰수의 비는 1:10,000 내지 100:1이다. 상기 비는 적어도 1:5000, 또는 적어도 1:1000일 수 있고; 10:1 이하, 또는 1:1 이하일 수 있다. 알루목산이 활성화 공촉매로서 단독으로 사용될 때, 바람직하게는 이용되는 알루목산의 몰수는 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 몰수의 적어도 100배일 수 있다. 트리스(펜타플루오로페닐)보란이 활성화 공촉매로 단독으로 사용될 때, 이용될 수 있는 트리스(펜타플루오로페닐)보란의 몰수 대 화학식 (I)의 하나 이상의 금속-리간드 착물의 총 몰수는 0.5: 1 내지 10:1, 1:1 내지 6:1, 또는 1:1 내지 5:1 범위이다. 나머지 활성화 공촉매는 일반적으로는 화학식 (I)의 하나 이상의 금속-리간드 착물의 총 몰량과 대략 동등한 몰량으로 이용된다.

시험 방법

밀도

밀도는 ASTM D792, 방법 B에 따라 측정하고, 그램/cm³(g/cc 또는 g/cm³)으로 표시한다.

용융 지수(I2), (I10) 및 용융 유량

용융 지수(I2)는 190℃, 2.16 kg에서 ASTM D-1238에 따라 측정한다. 용융 지수(I10)는 190℃, 10 kg에서 ASTM D1238에 따라 측정한다. 용융 유량(MFR)은 폴리프로필렌 동종중합체 및 프로필렌-에틸렌 혼성중합체에 대해 사용하고, 230℃, 2.16 kg에서 ASTM D-1238에 따라 측정한다. 용융 지수(I2), (I10) 및 용융 유량에 대한 값은 g/10분으로 기록하며, 이는 10분당 용출되는 그램에 해당한다.

동적 기계적 분광법(DMS)

샘플을 10 MPa 압력 하에 177℃에서 5분 동안 3 mm 두께 × 25 mm 직경의 원형 플라크로 압축 성형한다. 이어서, 샘플을 프레스에서 꺼내고, 카운터탑 상에 배치하여 냉각시킨다. 질소 퍼지 하에 25 mm의 평행 플레이트가 장착된 ARES 변형 제어 레오미터(TA Instruments)를 이용하여 일정 온도 주파수 스위프 측정을 압축 성형된 플라크 상에서 수행한다. 각각의 측정에 대해, 간격을 제로화하기 전에 적어도 30분 동안 레오미터를 열적으로 평형화시킨다. 샘플 디스크를 플레이트 상에 배치하고, 190℃에서 5분 동안 용융되도록 한다. 이후, 플레이트를 2 mm 간격으로 폐쇄하고, 샘플을 트리밍(trim)한 다음, 시험을 시작한다. 상기 방법은 온도가 평형화되도록 하기 위해 추가의 5분 지연을 가질 수 있다. 실험은 190℃에서 0.1 내지 100 라디안/초의 주파수 범위에 걸쳐 10의 간격당 5개의 지점에서 수행한다. 변형률 진폭은 10%로 일정하다. 응력 반응을 진폭 및 위상의 측면에서 분석하고, 이로부터 저장 모듈러스(G'), 손실 모듈러스(G"), 복소 모듈러스(G*), 동적 점도(η*), 및 tan δ(또는 탄젠트 델타)를 계산한다. 1 라디안/초에서의 탄젠트 델타 및 100 라디안/초에서의 탄젠트 델타를 얻는다.

개선된 공단량체 조성 분포(ICCD)

IR-5 검출기(PolymerChar, 스페인 소재) 및 2-각 광 산란 검출기 모델 2040(Precision Detectors, 현재는 Agilent Technologies)이 장착된 결정화 용출 분별 기기(CEF)(PolymerChar, 스페인 소재)를 이용하여 개선된 공단량체 조성 분포(ICCD) 시험을 수행한다. ICCD 컬럼을 15 cm(길이) × 1/4"(ID) 스테인리스 튜브에서 금 코팅된 니켈 입자(Bright 7GNM8-NiS, Nippon Chemical Industrial Co.)로 패킹한다. 컬럼 패킹 및 컨디셔닝은 참조문헌(Cong, R.; Parrott, A.; Hollis, C.; Cheatham, M.의 국제공개 제WO2017040127A1호)에 따른 슬러리 방법을 이용한다. 트리클로로벤젠(TCB) 슬러리 패킹에 의한 최종 압력은 150 bar이다. 컬럼은 검출기 오븐 내의 IR-5 검출기 바로 앞에 설치한다. 오르소-디클로로벤젠(ODCB, 99% 무수 등급 또는 공업 등급)을 용출제로서 사용한다. 실리카 겔 40(입자 크기 0.2 내지 0.5 mm, 카탈로그 번호 10181-3)을 EMD Chemicals로부터 입수하고, ODCB 용매를 건조하는 데 사용할 수 있다. ICCD 기기는 질소(N₂) 퍼지 능력을 가진 오토샘플러가 장착된다. ODCB는 사용하기 전에 1시간 동안 건조 N₂로 스파징한다. 샘플 제조는 (달리 명시되지 않는 한) 160℃에서 1시간 동안 진탕시키면서 4 mg/ml로 오토샘플러를 이용하여 수행한다. 주입량은 300 μl이다. ICCD의 온도 프로파일은 다음과 같다: 105℃에서 30℃까지 3℃/분으로 결정화하고, 이어서 30℃에서 2분 동안 열평형시킨 다음(2분으로 설정된 가용성 분율 용출 시간 포함), 30℃에서 140℃까지 3℃/분으로 가열한다. 용출 동안의 유량은 0.50 ml/분이다. 데이터를 1 데이터 지점/초에서 수집한다. 컬럼 온도 보정은 ODCB 중의 기준 물질 선형 동종중합체 폴리에틸렌(공단량체 함량이 없고, 1.0 g/10분의 용융 지수(I₂), 통상적인 겔 투과 크로마토그래피에 의한 대략 2.6의 다분산도 M_w(GPC)/M_n(GPC), 1.0 mg/ml를 가짐)과 에이코산(2 mg/ml)의 혼합물을 사용하여 수행할 수 있다. ICCD 온도 보정은 4단계로 구성된다: (1) 에이코산의 측정된 피크 용출 온도에서 30.00℃를 뺀 온도 오프셋으로 정의된 지연 부피를 계산하는 단계; (2) ICCD 미가공 온도 데이터로부터 용출 온도의 온도 오프셋을 감산하는 단계. 이러한 온도 오프셋은 용출 온도, 용출 유량 등과 같은 실험 조건의 함수임을 유의함; (3) 선형 동종중합체 폴리에틸렌 기준 물질이 101.0℃의 피크 온도를 갖고, 에이코산이 30.0℃의 피크 온도를 갖도록 30.00℃ 내지 140.00℃의 범위에 걸쳐 용출 온도를 변환시키는 선형 보정선을 생성하는 단계; (4) 30℃에서 등온적으로 측정된 가용성 분율의 경우, 30.0℃ 미만의 용출 온도는 참조문헌(Cerk 및 Cong 등, 미국 특허 제9,688,795호)에 따라 3℃/분의 용출 가열 속도를 사용하여 선형으로 외삽한다.

ICCD의 공단량체 함량 보정 곡선(공단량체 함량(몰%) 대 용출 온도(T))은 알려진 공단량체 함량을 갖는 12개의 기준 물질(하나의 선형 에틸렌 동종중합체 및 35,000 내지 128,000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는, 단일 부위 메탈로센 촉매를 사용하여 제조된 11개의 에틸렌-옥텐 랜덤 공중합체)을 사용하여 구성한다. 이러한 모든 기준 물질은 4 mg/mL에서 이전에 명시된 바와 동일한 방식으로 분석한다. 용출 곡선에 대한 공단량체 함량(몰%) 및 이의 피크 온도는 다음과 같다:

[식 1]

ICCD 용출 프로파일 상의 피크 및 반치전폭의 결정

해당 최저 및 최고 용출 온도(전형적으로는 35℃ 내지 119℃)에서의 제로 상대 질량에서 시작 및 종료되는 상대 질량-용출 프로파일 플롯을 생성하기 위해 IR 측정 신호로부터 단일 기준선을 감산한다. 편의상, 이는 1에 상당하는 전체 면적에 대한 정규화된 양으로 제시된다. ICCD의 상대 질량-용출 프로파일 플롯에서, 각각의 온도(T)에서의 중량 분율(w_T(T))을 얻을 수 있다. 프로파일(w_T(T) 대 T)은 ICCD로부터 0.200℃의 온도 단계 증가에 따라 35.0℃에서 119.0℃까지이며, 다음과 같다:

[식 2]

w_T(T) 대 T 용출 프로파일 상에서, 단일 피크는 중간에 있는 하나의 최고점과 두 측면(저온측 및 고온측) 상의 2개의 최저점을 가진 곡선으로 정의한다. 2개의 최저점의 둘 모두의 높이는 최고점의 높이보다 적어도 10%만큼 더 낮아야 한다. 최저점 중 하나 또는 둘 모두가 최고점의 높이보다 10% 미만으로 낮은 높이를 갖는 경우, 즉, 최저점 중 하나 또는 둘 모두가 최고점 높이의 90%를 초과하는 높이를 갖는 경우, 이러한 곡선은 또 다른 피크와 관련된 숄더(shoulder)로 간주되지만, 피크 자체는 아니다. 이어서, 각각의 개별 피크를 w_T(T) 대 T 용출 프로파일 플롯에서 해당 피크의 최대 높이의 50%에서의 폭을 ℃로 측정한다. 이러한 폭은 피크의 반치전폭으로 불린다.

ICCD 용출 프로파일이 다수의 피크를 갖는 경우, 피크들 사이의 분리점(T_분리점)은 인접한 2개의 피크의 최저점으로 정의할 수 있다. n번째 피크(WT_{피크 n})의 중량 분율은 다음 식에 따라 계산할 수 있다:

[식 3a]

[식 3b]

[식 3c]

상기 식에서, 피크 1, 피크 2, ..., 및 피크 n은 저온에서 고온까지의 피크 순서이며, T_{분리점, n}은 n번째 피크와 n+1번째 피크 사이의 분리점이다.

반치전폭은 해당 개별 피크의 최대 피크 높이의 절반에서 전방 온도의 제1 교차점과 후방 온도의 제1 교차점 사이의 온도 차이로서 정의한다. 최대 피크의 절반에서의 전방 온도는 35.0℃에서 순방향으로 검색하는 한편, 최대 피크의 절반에서의 후방 온도는 119.0℃에서 역방향으로 검색한다.

공단량체 분포 상수(CDC)

공단량체 분포 상수(CDC)는 다음 단계에 따라 ICCD에 의한 w_T(T) 대 T 용출 프로파일로부터 계산한다:

(1) ICCD로부터 0.200℃의 온도 단계 증가에 따른 35.0℃ 내지 119.0℃ 범위의 w_T(T) 대 T 용출 프로파일을 얻는다. 35℃에서 119℃까지의 총 중량 분율을 1.0으로 정규화하며, 식 2를 따라야 한다.

(2) 다음 식에 따라 0.500의 누적 중량 분율에서의 중위 온도(T _중위값 )를 계산한다.

[식 4]

(3) 식 4에 따른 공단량체 함량 보정 곡선을 사용하여 중위 온도(T _중위값 )에서 몰% 단위의 해당 중위 공단량체 함량(C _중위값 )을 계산하는 단계.

(4) 조성 분포 폭 지수(CDBI)는 35.0℃에서 119.0℃까지 0.5* C _중위값 내지 1.5* C _중위값 범위의 공단량체 함량을 갖는 중합체 사슬의 총 중량 분율로 정의한다. 식 2를 기준으로 0.5* C _중위값 에 대한 해당 온도 T1 및 1.5* C _중위값 에 대한 해당 온도 T2를 찾는다. 조성 분포 폭 지수(CDBI)는 와 같이 T1과 T2 사이의 중량 분율(w_T(T)) 대 온도(T) 플롯으로부터 얻을 수 있다. T _중위값 이 98.0℃보다 큰 경우, 조성 분포 폭 지수(CDBI)는 0.95로 정의한다;

(5) 35.0℃에서 119.0℃까지 최고 피크에 대한 각각의 데이터 지점을 검색하여 ICCD의 w_T(T) 대 T 프로파일로부터 최대 피크 높이(T_p)에서의 온도를 얻는다(2개의 피크의 높이가 동일한 경우, 더 낮은 온도 피크를 선택함); 피크 온도의 차이가 각각의 피크의 반치전폭의 합의 1.1배 이상인 경우, 혼성중합체 조성물의 반폭은 각각의 피크의 반치전폭의 산술 평균으로 계산한다. 피크 온도의 차이가 각각의 피크의 반치전폭의 합의 1.1배 미만인 경우, 혼성중합체 조성물의 반폭은 최고 온도 피크의 반치전폭으로 정의한다.

(6) 다음 식에 따라 온도의 표준 편차(Stdev)를 계산한다:

[식 5]

(7) 공단량체 분포 상수(CDC)는 다음 식으로부터 계산한다:

[식 6]

통상적인 겔 투과 크로마토그래피(통상적인 GPC) 및 MWCDI

크로마토그래피 시스템은 내부 IR5 적외선 검출기(IR5)가 장착된 PolymerChar GPC-IR(스페인 발렌시아 소재) 고온 GPC 크로마토그래프로 구성된다. 오토샘플러 오븐 격실은 160℃로 설정하고, 컬럼 격실은 150℃로 설정한다. 사용된 컬럼은 4개의 Agilent "Mixed A" 30 cm 20-마이크론 선형 혼합층 컬럼이다. 사용된 크로마토그래피 용매는 1,2,4-트리클로로벤젠이며, 200 ppm의 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT)을 함유한다. 용매 공급원은 질소 스파징한다. 사용된 주입 부피는 200 마이크로리터이고, 유량은 1.0 밀리리터/분이다.

GPC 컬럼 세트의 보정은 580 내지 8,400,000 g/mol 범위의 분자량을 갖는 적어도 20개의 좁은 분자량 분포 폴리스티렌 표준물로 수행하고, 개별 분자량들 사이에 적어도 10배의 간격을 갖는 6개의 "칵테일" 혼합물로 배열된다. 표준물은 Agilent Technologies로부터 구입한다. 폴리스티렌 표준물은 1,000,000 g/mol 이상의 분자량의 경우에는 50 밀리리터의 용매 중 0.025 그램으로 제조하고, 1,000,000 g/mol 미만의 분자량의 경우에는 50 밀리리터의 용매 중 0.05 그램으로 제조한다. 폴리스티렌 표준물을 30분 동안 부드럽게 교반하면서 80℃에서 용해시킨다. 폴리스티렌 표준 피크 분자량을 다음 식을 사용하여 에틸렌/알파-올레핀 혼성중량체의 분자량으로 변환시킨다(문헌[Williams and Ward, J. Sci., Polym. Let., 6, 621(1968)]에 기재된 바와 같음):

[식 7]

상기 식에서, M은 분자량이고, A는 0.4315의 값을 갖고, B는 1.0과 같다.

5차 다항식을 사용하여 각각의 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체-당량 보정점에 정합시킨다. NIST 표준 NBS 1475가 52,000 g/mol의 분자량으로 수득되도록 컬럼 분해능 및 대역 확장 효과를 보정하기 위해 A에 대해 약간 조정한다(대략 0.39에서 0.44까지).

GPC 컬럼 세트의 총 플레이트 카운트는 에이코산(50 밀리리터의 TCB 중 0.04 g으로 제조되고, 부드럽게 교반하면서 20분 동안 용해시킴)을 이용하여 수행한다. 플레이트 카운트(식 8) 및 대칭도(식 9)를 다음 식에 따라 200 마이크로리터 주입에 대해 측정한다:

[식 8]

상기 식에서, RV는 밀리리터 단위의 체류 부피이고, 피크 폭은 밀리리터 단위이고, 피크 최대치는 피크의 최대 높이이고, 절반 높이는 피크 최대치의 1/2 높이이다.

[식 9]

상기 식에서, RV는 밀리리터 단위의 체류 부피이고, 피크 폭은 밀리리터 단위이고, 피크 최대치는 피크의 최대 위치이고, 1/10 높이는 피크 최대치의 1/10 높이이고, 후방 피크는 피크 최대치 이후의 체류 부피에서의 피크 테일을 지칭하고, 전방 피크는 피크 최대치 이전의 체류 부피에서의 피크 전방을 지칭한다. 크로마토그래피 시스템에 대한 플레이트 카운트는 22,000 초과이어야 하고, 대칭도는 0.98 내지 1.22이어야 한다.

샘플은 PolymerChar "기기 제어" 소프트웨어를 이용하여 반자동 방식으로 제조하며, 이때 샘플을 2 mg/ml로 중량 표적화하고, 용매(200 ppm BHT 함유)를 PolymerChar 고온 오토샘플러를 통해 질소로 사전 스파징된 격벽 마개를 갖는 바이알에 첨가한다. 샘플을 "저속" 진탕 하에 160℃에서 3시간 동안 용해시킨다.

M_n(GPC), M_w(GPC),및 M_z(GPC)의 계산은 PolymerChar GPCOne™ 소프트웨어, 등간격의 각 데이터 수집 지점 i(IR _i )에서 기준선-감산된 IR 크로마토그램, 및 식 7로부터 지점 i에 대해 좁은 표준 보정 곡선으로부터 얻은 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 당량 분자량(M _{폴리에틸렌,i} g/mol 단위)을 사용하여 식 11a-c에 따라 PolymerChar GPC-IR 크로마토그래프의 내부 IR5 검출기(측정 채널)를 사용한 GPC 결과를 기반으로 한다. 이후, GPC 분자량 분포(GPC-MWD) 플롯(wt_GPC(lgMW) 대 lgMW 플롯, 여기서, wt_GPC(lgMW)는 lgMW의 분자량을 갖는 혼성중합체 분자의 중량 분율임)을 얻을 수 있다. 분자량은 g/mol 단위이며, wt_GPC(lgMW)는 하기 식 10을 따른다.

[식 10]

수평균 분자량(M_n(GPC)), 중량 평균 분자량(M_w(GPC)), 및 z-평균 분자량(M_z(GPC))은 다음 식과 같이 계산할 수 있다.

[식 11a]

[식 11b]

[식 11c]

경시적인 편차를 모니터링하기 위하여, PolymerChar GPC-IR 시스템으로 제어되는 마이크로펌프를 통해 유량 마커(데칸)를 각각의 샘플 내로 도입한다. 이러한 유량 마커(FM)는 좁은 표준물 보정 내의 데칸 피크의 RV 정렬(RV(FM 보정됨))에 대한 샘플 내의 각각의 데칸 피크의 RV 정렬(RV(FM 샘플))에 의해 각각의 샘플에 대한 펌프 유량(유량(공칭))을 선형 교정하는 데 사용한다. 이어서, 데칸 마커 피크의 시간에서의 임의의 변화가 전체 실행 동안 유량(유량(유효))의 선형 이동과 관련되는 것으로 가정한다. 흐름 마커 피크의 RV 측정값의 최고 정확도를 용이하게 하기 위해, 최소-자승 정합법(least-squares fitting routine)을 사용하여 흐름 마커 농도 크로마토그램의 피크를 2차 식에 정합시킨다. 이후, 2차 식의 1차 도함수를 사용하여 실제 피크 위치를 찾는다. 흐름 마커 피크를 기반으로 하여 시스템을 보정한 후, (좁은 표준물 보정에 대한) 유효 유량을 식 12와 같이 계산한다. 흐름 마커 피크의 처리는 PolymerChar GPCOne™ 소프트웨어를 통해 수행한다. 허용 가능한 유량 교정은 유효 유량이 공칭 유량의 0.5% 이내가 되도록 해야 한다.

[식 12]

유량_유효 = 유량_공칭 × (RV(FM_보정됨)/RV(FM_샘플))

IR5 검출기 할당량(rationing)에 대한 보정은 알려진 단쇄 분지(SCB) 빈도(13C NMR 방법으로 측정)의 적어도 8개의 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 표준물(1개의 폴리에틸렌 동종중합체 및 7개의 에틸렌/옥텐 공중합체)을 사용하여 동종중합체(0 SCB/(1000개의 총 C))에서 대략 50 SCB/(1000개의 총 C)까지의 범위로 수행할 수 있으며, 여기서, 총 C = 골격 내의 탄소 + 분지 내의 탄소이다. 각각의 표준물은 GPC에 의해 결정된 36,000 g/mol 내지 126,000 g/mol의 중량 평균 분자량을 갖는다. 각각의 표준물은 GPC에 의해 결정된 2.0 내지 2.5의 분자량 분포(M_w(GPC)/M_n(GPC))를 갖는다. "IR5 측정 채널 센서의 기준선-감산된 면적 응답"에 대한 "IR5 메틸 채널 센서의 기준선-감산된 면적 응답"의 "IR5 면적비(또는"IR5 메틸 채널 면적/IR5 측정 채널 면적")"(PolymerChar에서 공급된 표준 필터 및 필터 휠: GPC-IR 기기의 일부로 포함된 부품 번호 IR5 FWM01)을 각각의 "SCB" 표준물에 대해 계산한다. SCB 빈도 대 "IR5 면적비"의 선형 정합은 다음 식의 형태로 구성된다:

[식 13]

SCB/(1000개의 총 C) = A₀ + [A₁ × (IR5 _{메틸 채널 영역} / IR5 _{측정 채널 영역})]

상기 식에서, A₀은 0의 "IR5 면적비"에서의 SCB/(1000개의 총 C)의 절편이고, A₁은 SCB/(1000개의 총 C) 대 "IR5 면적비"의 기울기이고, "IR5 면적비"의 함수로 SCB/(1000개의 총 C)의 증가를 나타낸다.

"IR5 메틸 채널 센서"에 의해 생성된 크로마토그램에 대한 일련의 선형 기준선-감산된 크로마토그래피 높이는 기준선-교정된 크로마토그램(메틸 채널)을 생성하기 위해 컬럼 용출 부피의 함수로서 설정된다. "IR5 측정 채널"에 의해 생성된 크로마토그램에 대한 일련의 선형 기준선-감산된 크로마토그래피 높이는 기준선-교정된 크로마토그램(측정 채널)을 생성하기 위해 컬럼 용출 부피의 함수로서 설정된다.

"기준선-교정된 크로마토그램(측정 채널)"에 대한 "기준선-교정된 크로마토그램(메틸 채널)"의 "IR5 높이비"는 샘플 통합 경계에 걸쳐 각각의 컬럼 용출 부피 지수(각각 등간격 지수, 1 ml/분 용출에서 초당 1 데이터 지점을 나타냄)에서 계산한다. "IR5 높이 비율"에 계수 A1을 곱하고, 이 결과에 계수 A0을 부가하여 샘플의 예측된 SCB 빈도를 생성한다. 결과를 식 14에서 다음과 같이 몰% 공단량체로 변환한다:

[식 14]

몰% 공단량체 = {SCB_f / [SCB_f + ((1000 - SCB_f* 공단량체의 길이) / 2)]} * 100 ,

상기 식에서, "SCB_f"는 "총 C 1000개당 SCB"이고, "공단량체의 길이"는 공단량체의 탄소수, 예를 들어 옥텐의 경우에는 8개, 헥센의 경우에는 6개 등이다.

각각의 용출 부피 지수는 Williams and Ward의 방법(상기 설명됨)을 사용하여 분자량 값(Mwi)으로 변환한다. "몰% 공단량체"를 lg(Mwi)의 함수로 플롯팅하고, 20,000 g/mol의 Mwi 내지 200,000 g/mol의 Mwi에서 기울기를 계산한다(이러한 계산에서 사슬 단부 상의 말단기 교정은 생략함). 선형 회귀를 사용하여 20,000 내지 200,000 g/mol의 Mwi 사이 및 이를 포함하는 기울기를 계산하며, 여기서, 농도 크로마토그램의 높이(wt_GPC(lgMW) 대 lgMW 플롯)는 크로마토그램의 피크 높이의 적어도 10%이다. 이러한 기울기를 분자 가중 공단량체 분포 지수(MWCDI)로 정의한다.

제로 전단 점도 비율(ZSVR)

제로 전단 점도 비율은 다음 식에 따라 등가 중량 평균 분자량(M_w(GPC))에서 선형 폴리에틸렌 물질의 ZSV에 대한 분지형 폴리에틸렌 물질의 제로 전단 점도(ZSV)의 비율(하기 ANTEC 절차 참조)로 정의한다:

[식 15]

.

혼성중합체의 ZSV값(η ₀ _B )은 하기 설명되는 방법을 통해 190℃에서의 크리프 시험으로부터 얻는다. M_w(GPC) 값은 상기 논의된 통상적인 GPC 방법(식 11b)에 의해 결정한다. 선형 폴리에틸렌의 ZSV(η _0L)와 이의 M_w(GPC) 사이의 상관관계는 일련의 선형 폴리에틸렌 기준 물질에 기준으로 설정된다. ZSV-M_w(GPC) 관계에 대한 설명은 ANTEC 절차에서 발견할 수 있다: 문헌[Karjala et al., Detection of Low Levels of Long-chain Branching in Polyolefins, Annual Technical Conference ― Society of Plastics Engineers (2008), 66^th 887-891].

크리프 시험

혼성중합체의 ZSV 값(η ₀ _B )은 DHR, TA Instrument를 사용하여 질소 환경에서 190℃에서의 일정한 응력 레오미터 크리프 시험으로부터 얻는다. 서로 평행하게 배치된 2개의 25 mm 직경의 플레이트 고정 장치들 사이에서 샘플을 흐름에 적용한다. 혼성중합체의 펠릿을 약 1.5 내지 2.0 mm 두께의 원형 플라크 내로 압축 성형하여 샘플을 제조한다. 플라크를 25 mm 직경의 디스크로 추가로 절단하고, TA Instrument의 플레이트 고정 장치들 사이에 샌드위치시킨다. TA Instrument 상의 오븐을 샘플 로딩 후 5분 동안 폐쇄하고, 플레이트 고정 장치들 사이의 간격을 1.5 mm로 설정하기 전에 오븐을 개방하여 샘플의 가장자리를 트리밍하고, 오븐을 다시 폐쇄한다. 샘플이 열화되었는지 여부를 결정하기 위해 크리프 시험 전후에 190℃, 300초의 침지 시간 및 10% 변형율에서 0.1 내지 100 라디안/초의 로그 주파수 스위프를 실시한다. 정상 상태의 전단 속도가 뉴턴 영역에 있을 만큼 충분히 낮게 하기 위하여 20 Pa의 일정한 낮은 전단 응력을 모든 시험 샘플에 적용한다. "lg (J(t)) 대 lg(t)"의 플롯의 마지막 10% 시간 윈도우에서 모든 데이터에 대해 선형 회귀를 취함으로써 정상 상태를 결정하며, 여기서, J(t)는 크리프 컴플라이언스(creep compliance)이고, t는 크리프 시간이다. 선형 회귀의 기울기가 0.97을 초과하는 경우, 정상 상태에 도달한 것으로 간주하고, 이어서 크리프 시험을 중단한다. 이러한 연구의 모든 경우, 기울기는 1시간 이내에 기준을 충족한다. "ε 대 t" 플롯의 마지막 10% 시간 윈도우에서 모든 데이터 지점의 선형 회귀 기울기로부터 정상 상태의 전단 속도를 결정하며, 여기서, ε은 변형률이다. 제로 전단 점도는 정상 상태 전단 속도에 대한 적용된 응력의 비율로부터 결정한다.

¹ H NMR 방법

스톡 용액(3.26 g)을 10 mm NMR 튜브 내의 0.133 g의 중합체 샘플에 첨가한다. 스톡 용액은 0.001 M Cr³⁺을 갖는 테트라클로로에탄-d2(TCE)와 퍼클로로에틸렌(50:50 중량)의 혼합물이다. 튜브 내의 용액을 5분 동안 N²로 퍼지하여 산소의 양을 감소시킨다. 캡핑된 샘플 튜브를 실온에서 밤새 두어서 중합체 샘플을 팽윤시킨다. 샘플을 110℃에서 주기적으로 볼텍스 혼합하여 용해시킨다. 샘플은 불포화에 기여할 수 있는 첨가제, 예를 들어 에루카미드와 같은 슬립제가 없다. 각각의 ¹H NMR 분석은 Bruker AVANCE 400 ㎒ 분광계 상에서 120℃에서 10 mm 냉동프로브로 실행한다.

불포화도를 측정하기 위해 두 가지 실험을 실행한다: 하나는 대조군이고, 하나는 이중 사전포화 실험이다. 대조군 실험의 경우, 데이터를 1 ㎐ 라인 확장이 있는 지수 윈도우 함수로 처리하고, 기준선은 약 7 ppm 내지 -2 ppm으로 교정한다. TCE의 잔류 1H로부터의 신호를 100으로 설정하고, 약 -0.5 내지 3 ppm의 적분값(I총)을 대조군 실험에서 전체 중합체로부터의 신호로서 사용한다. 중합체 내의 총 탄소수 NC는 다음 식 16에서 다음과 같이 계산한다:

[식 16]

NC=I_total/2

이중 사전포화 실험의 경우, 데이터를 1 ㎐ 라인 확장이 있는 지수 윈도우 함수로 처리하고. 기준선은 약 6.6 ppm 내지 4.5 ppm으로 교정한다. TCE의 잔류 ¹H로부터의 신호를 100으로 설정하고, 불포화(I_비닐렌, I_삼치환, I_비닐, 및 I_비닐리덴)에 상응하는 적분값을 통합한다. 폴리에틸렌 불포화를 결정하기 위해 NMR 분광법을 사용하는 것은 잘 알려져 있으며, 예를 들어 문헌[Busico, V., et al., Macromolecules, 2005, 38, 6988]을 참조한다. 비닐렌, 삼치환, 비닐, 및 비닐리덴에 대한 불포화 단위의 수는 다음과 같이 계산한다:

[식 17]

N_비닐렌 = I_비닐렌/2,

[식 18]

N_삼치환= I_삼치환,

[식 19]

N_비닐= I_비닐/2,

[식 20]

N_비닐리덴= I_비닐리덴/2.

1,000개의 총 탄소당 불포화 단위, 즉, 골격 및 분지를 포함하는 모든 중합체 탄소는 하기와 같이 계산한다:

[식 21]

N_비닐렌/1,000C = (N_비닐렌/NC)*1,000,

[식 22]

N_삼치환/1,000C = (N_삼치환/NC)*1,000,

[식 23]

N_비닐/1,000C = (N_비닐/NCH₂)*1,000,

[식 24]

N_비닐리덴/1,000C = (N_비닐리덴/NC)*1,000.

화학적 이동 기준은 TCE-d2의 잔류 양성자로부터의 ¹H 신호에 대해 6.0 ppm으로 설정한다. 대조군은 ZG 펄스, NS=4, DS=12, SWH=10,000 ㎐, AQ=1.64s, D1=14s로 실행한다. 이중 사전포화 실험은 수정된 펄스 시퀀스를 사용하여 다음 조건으로 실행한다: O1P=1.354 ppm, O2P=0.960 ppm, PL9=57db, PL21=70 db, NS=100, DS=4, SWH=10,000 ㎐, AQ=1.64s, D1=1s(여기서, D1은 사전포화 시간임), D13=13s.

¹³ C NMR 방법

Norell 1001-7 10 mm NMR 튜브에서 0.025 M Cr(AcAc)₃을 함유하는 테트라클로로에탄-d2/오르토디클로로벤젠의 50/50 혼합물 약 3 g을 0.25 g의 중합체 샘플에 첨가하여 샘플을 제조한다. 튜브 헤드스페이스를 질소로 퍼지함으로써 샘플로부터 산소를 제거한다. 이어서, 가열 블록 및 가열 건을 사용하여 튜브 및 이의 내용물을 150℃로 가열함으로써 샘플을 용해시키고, 균질화한다. 각각의 샘플을 시각적으로 조사하여 균질성을 보장한다. 샘플은 분석 직전에 철저하게 혼합하고, 가열된 NMR 프로브 내로 삽입하기 전에는 냉각되지 않도록 한다. 이는 샘플이 균질하고 전체를 대표하는지 확인하는 데 필수적이다. 모든 데이터는 Bruker 냉동프로프가 장착된 Bruker 400 ㎒ 분광계를 사용하여 수집한다. 데이터는 120℃의 샘플 온도와 함께 6초의 펄스 반복 지연, 90도 플립각, 및 역 게이트 디커플링을 이용하여 획득한다. 모든 측정은 잠금 모드에서 비방사 샘플 상에 수행한다. 데이터 획득 전에, 샘플을 7분 동안 열적으로 평형화되도록 한다. 13C NMR 화학적 이동은 30 ppm에서의 EEE 트리어드(triad)를 내부적으로 참조한다.

C13 NMR 공단량체 함량: 중합체 조성을 결정하기 위해 NMR 분광 방법을 사용하는 것은 잘 알려져 있다. ASTM D 5017-96; 문헌[J. C. Randall et al., in "NMR and Macromolecules" ACS Symposium series 247]; 문헌[J. C. Randall, Ed., Am. Chem. Soc., Washington, D.C.,1984, Ch. 9]; 문헌[J. C. Randall in "Polymer Sequence Determination", Academic Press, New York (1977)]은 NMR 분광학에 의한 중합체 분석의 일반적인 방법을 제공한다.

곡률

곡률의 양은 광학 현미경을 통해 측정한다. 곡률의 양은 섬유에 의해 형성된 나선의 반경의 역을 기준으로 계산된다. 이는 섬유에 의해 형성된 나선을 이에 대해 수직 표면 상에 투영함으로써 형성되는 원의 반경과 같다. 적어도 5개 측정값의 평균값을 기록한다. 측정값은 1/밀리미터(mm^-1) 단위로 기록한다.

중심 오프셋을 측정하기 위한 단면 이미지

SEM 또는 AFM 분석을 사용하여 섬유의 단면 이미지를 수집할 수 있다. SEM 분석에서는, 대략 10개의 착색된 섬유를 에폭시 중에 고정시키고, 동일한 오븐 내에서 밤새 경화시키고, 극저온으로 연마하여 섬유를 단면 상태로 노출시켰다. 연마를 위해, Leica UC7 초박편제작기는 -120℃에서 작동시키고, 다이아몬드 칼을 장착하였다. 연마된 섬유를 SEM 샘플 스터브에 고정시키고, 25초의 스퍼터링 이리듐으로 코팅하고, 주사 전자 현미경(SEM)에서 시험하였다. 5 ㎸의 가속 전압, 4.5의 스팟 크기, #5의 대물렌즈 개구, 및 약 12 mm의 작동 거리로 작동되는 FEI Nova SEM을 사용하였고, 모든 이미지는 SEM을 사용하여 2차 전자 방출로부터 포착한다.

AFM 분석에서는, AFM 분석을 위해 -120℃에서 작동되는 Leica UCT/FCS 박편제작기를 사용하여 섬유를 에폭시 중에 함침시키고, 극저온 조건에서 연마했다. MikroMasch 프로브를 갖는 Bruker Icon AFM 시스템을 사용하여 주변 온도에서 토포그래피 이미지 및 위상 이미지를 포착하였다. 프로브는 40 N/m의 스프링 상수 및 170 ㎑ 부근의 공진 주파수를 갖는다. 0.5 내지 2 ㎐의 이미징 주파수를 대략 0.8의 설정 지점 비율로 사용한다.

실시예

에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물의 제조

개발 중인 수지("수지 1", "수지 2")를 다음 공정 및 표에 따라 제조한다.

모든 원료(에틸렌 단량체 및 1-옥텐 공단량체) 및 공정 용매(좁은 비등 범위의 고순도 이소파라핀계 용매, ExxonMobil Corporation으로부터 상업적으로 입수 가능한 제품명 Isopar-E)를 반응 환경 내로 도입하기 전에 분자체로 정제한다. 수소는 고순도 등급으로 가압하여 공급하고, 추가로 정제하지 않는다. 반응기 에틸렌 공급물 스트림을 기계식 압축기를 통해 반응 압력 초과로 가압한다. 용매 및 공단량체 공급물을 펌프를 통해 반응 압력 초과로 가압한다. 개별적인 촉매 성분은 정제된 용매를 이용하여 적합한 성분 농도로 수동으로 회분식 희석하고, 반응 압력 초과로 가압한다. 모든 반응 공급물 흐름을 질량 유량계로 측정하고, 컴퓨터 자동화 밸브 제어 시스템으로 독립적으로 제어한다.

2개의 반응기 시스템을 직렬 형태로 사용한다. 각각의 연속 용액 중합 반응기는 액체 충전된 비단열, 등온, 순환, 루프 반응기로 구성되며, 이는 열이 제거된 연속 교반식 탱크 반응기(CSTR)를 모방한다. 모든 신선한 용매, 에틸렌, 수소, 및 촉매 성분 공급물의 독립적인 제어가 가능하다. 각각의 반응기에 대한 전체 신선한 공급물 스트림(용매, 에틸렌, 1-옥텐, 및 수소)은 열 교환기를 통해 공급물 스트림을 통과시킴으로써 온도가 제어되어 단일 용액상을 유지한다. 각각의 중합 반응기에 대한 전체 신선한 공급물은 2개의 위치에서 반응기 내로 주입되며, 각각의 주입 위치들 사이의 반응기 부피는 대략 동일하다. 신선한 공급물은 총 신선한 공급물 질량 흐름의 절반을 수용하는 각각의 주입기로 제어한다. 촉매 성분은 특수 설계된 주입 스팅어(injection stinger)를 통해 중합 반응기 내로 주입한다. 1차 촉매(전구 촉매) 성분 공급물을 각각의 반응기의 에틸렌 전환율을 명시된 목표에서 유지하도록 컴퓨터로 제어한다. 공촉매 성분은 1차 촉매 성분(전구 촉매)에 대해 계산된 명시된 몰비를 기준으로 공급한다. 각각의 반응기 공급물 주입 위치 직후, 공급물 스트림을 정적 혼합 요소를 이용하여 순환형 중합 반응기 내용물과 혼합한다. 등온 반응 환경을 유지하는 역할을 하는 냉각제 측의 온도를 명시된 온도에서 유지하면서, 반응열의 많은 부분을 제거하는 역할을 하는 열 교환기를 통해 각각의 반응기 내용물을 연속적으로 순환시킨다. 반응기 루프 주위의 순환은 펌프에 의해 제공된다.

이중 직렬 반응기 형태에서, 제1 중합 반응기로부터의 유출물(용매, 에틸렌, 1-옥텐, 수소, 촉매 성분, 및 중합체 함유)은 제1 반응기 루프를 빠져나가고, 제2 반응기 루프에 첨가된다.

제2 반응기 유출물은 물의 첨가 및 이와의 반응에 의해 비활성화되는 구역으로 도입된다. 촉매 비활성화 및 첨가제 첨가 이후, 반응기 유출물은 탈휘발화 시스템으로 도입되고, 여기서, 중합체는 비중합체 스트림으로부터 제거된다. 단리된 중합체 용융물을 펠릿화하고, 수집한다. 비-중합체 스트림은 시스템으로부터 제거되는 대부분의 에틸렌을 분리하는 다양한 장치를 통해 통과한다. 대부분의 용매 및 미반응 1-옥텐은 정제 시스템을 통과한 후 반응기로 다시 재순환된다. 소량의 용매와 1-옥텐은 공정으로부터 퍼지한다.

표 1의 값에 해당하는 반응기 스트림 공급물 데이터 흐름을 사용하여 실시예를 제조한다. 데이터는 용매 재순환 시스템의 복잡성이 고려되고 반응 시스템이 흐름도를 통해 한 번에 더 간단하게 처리될 수 있도록 제시된다. 사용한 촉매 성분은 표 2를 참조한다.

제조된 각각의 중합체를 상기 제시된 방법에 따라 다양한 특성에 대해 시험한다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

수지 1 및 수지 2 외에, 다음 재료를 실시예에서 사용한다.

Exxon PP 3155, 0.900 g/cc의 밀도 및 36 g/10분의 용융 유량을 갖는 폴리프로필렌 동종중합체는 ExxonMobil Corporation(미국 텍사스주 얼바인 소재)로부터 상업적으로 입수 가능하다.

ASPUN™ 6835A, 0.950 g/cc의 밀도 및 17 g/10분의 용융 지수(I2)를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 The Dow Chemical Company(미국 미시건주 미들랜드 소재)로부터 상업적으로 입수 가능하다.

ASPUN™ 6850A, 0.955 g/cc의 밀도 및 30 g/10분의 용융 지수(I2)를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 The Dow Chemical Company(미국 미시건주 미들랜드 소재)로부터 상업적으로 입수 가능하다.

VERSIFY™ 4301, 0.868 g/cc의 밀도 및 25 g/10분의 용융 유량을 갖는 프로필렌-에틸렌 혼성중합체는 The Dow Chemical Company(미국 미시건주 미들랜드 소재)로부터 상업적으로 입수 가능하다.

VERSIFY™ 4200, 0.876 g/cc의 밀도 및 25 g/10분의 용융 유량을 갖는 프로필렌-에틸렌 혼성중합체는 The Dow Chemical Company(미국 미시건주 미들랜드 소재)로부터 상업적으로 입수 가능하다.

VERSIFY™ 3200, 0.876 g/cc의 밀도 및 8 g/10분의 용융 유량을 갖는 프로필렌-에틸렌 혼성중합체는 The Dow Chemical Company(미국 미시건주 미들랜드 소재)로부터 상업적으로 입수 가능하다.

VERSIFY™ 3401, 0.865 g/cc의 밀도 및 8 g/10분의 용융 유량을 갖는 프로필렌-에틸렌 혼성중합체는 The Dow Chemical Company(미국 미시건주 미들랜드 소재)로부터 상업적으로 입수 가능하다.

DOW™ 10462N, 0.963 g/cc의 밀도 및 10 g/10분의 용융 지수(I2)를 갖는 고밀도 폴리에틸렌 동종중합체는 The Dow Chemical Company(미국 미시건주 미들랜드 소재)로부터 상업적으로 입수 가능하다.

DOWLEX™ 2517, 0.917 g/cc의 밀도 및 25 g/10분의 용융 지수를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은 The Dow Chemical Company(미국 미시건주 미들랜드 소재)로부터 상업적으로 입수 가능하다.

DOWLEX™ 2027G, 0.941 g/cc의 밀도 및 4 g/10분의 용융 지수를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌은 The Dow Chemical Company(미국 미시건주 미들랜드 소재)로부터 상업적으로 입수 가능하다.

섬유 형성

섬유를 Hills 이성분 연속 필라멘트 섬유 방사 라인 상에서 방사한다. 편심 코어 시스 형태를 갖는 이성분 섬유를 만든다. 섬유를 다음 조건에 따라 Hills 라인 상에서 방사한다. 압출기 프로파일을 230℃의 용융 온도가 달성되도록 조정한다. 각각의 홀의 처리량은 0.6 ghm(분당 홀당 그램)이다. Hills 이성분 다이를 사용하고, 하기 표 4에 따라 하나의 압출기 내에 중합체를 포함하는 제1 영역 및 다른 압출기 내에 또 다른 중합체를 포함하는 제2 영역을 갖는 40/60 코어/시스 비율(중량 기준)로 작동시켜서 비교예(CE) 1, 2, 3, 4, 5, 및 6을 형성한다. Hills 이성분 다이를 하기 표 5에 따라 하나의 압출기 내에 중합체를 포함하는 제1 영역 및 다른 압출기 내에 또 다른 중합체를 포함하는 제2 영역을 갖는 70/30 코어/시스 비율(중량 기준)로 작동시켜서 비교예(CE) 7, 8, 9, 10, 11, 및 12 및 발명예(IE) 1, 2, 3, 4, 및 5를 형성한다. 다이는 0.6 mm의 홀 직경 및 4/1의 길이/직경(L/D)을 갖는 144개 홀로 구성된다. 켄칭 공기 온도 및 유량을 각각 15 내지 18℃ 및 520 cfm(분당 입방 피트)로 설정한다. 켄칭 구역 후에, 공기 스트림을 이용하여 슬롯 유닛 내에서 필라멘트를 공압식으로 연행함으로써 144개의 필라멘트 상에 인발 장력을 적용한다. 공기 스트림의 속도는 슬롯 흡입기 압력에 의해 제어한다. 각각의 실시예에 대해, 4번의 실행을 상이한 압력에서 실시하며, 여기서, 슬롯 흡입기 압력은 한 번의 실행에 대해서는 20 psi로 설정하고, 또 다른 것에 대해서는 30 psi, 또 다른 것에 대해서는 40 psi, 그리고 또 다른 것에 대해서는 50 psi로 설정한다. 실시예 섬유의 곡률을 각각의 실행에 대해 측정한다. 하기 표 6은 발명예 및 비교예의 곡률 데이터를 제공한다. 표에서 볼 수 있는 바와 같이, 70:30의 제1 영역 대 제2 영역의 중량비를 가지며, 제1 영역에서의 폴리프로필렌 배합물 및 제2 영역에서의 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물을 포함하는 발명예는 비교예와 비교하여 향상된 곡률을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 발명예 3은 30 psi에서 3.4 mm^-1의 곡률을 나타내며, 이는 임의의 비교예보다 유의하게 더 높은 곡률이다. 임의의 이론에 기대고자 하는 바 없이, 이는 증가된 곡률을 갖는 섬유의 능력을 수득하는 영역의 중량비 및 성분을 포함하는 섬유의 특정 조성(예를 들어, 폴리프로필렌 동종중합체 및 프로필렌-에틸렌 혼성중합체를 포함하는 폴리프로필렌 배합물(여기서, 프로필렌-에틸렌 혼성중합체는 특정 밀도 및 용융 유량을 가짐) 및 특정 밀도 및 용융 지수(I2)를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체)이다.

[표 4]

[표 5]

[표 6]

존재하는 경우, 상호-참조되거나 관련된 임의의 특허 또는 출원 및 본 출원이 이의 우선권 또는 이익을 주장하는 임의의 특허 출원 또는 특허를 포함하는 본원에 인용된 모든 문서는 명시적으로 제외되거나 달리 제한되지 않는 한, 그 전체 내용이 본원에 인용되어 포함된다. 임의의 문서의 인용은 이것이 본원에 개시 또는 청구된 임의의 발명에 대한 종래 기술이거나, 단독으로 또는 다른 참조문헌 또는 참조문헌들과 조합되어 임의의 이러한 발명을 교시, 시사, 또는 개시함을 인정하는 것이 아니다. 또한, 본 문서에서의 용어의 임의의 의미 또는 정의가 인용되어 포함된 문서에서의 동일한 용어의 의미 또는 정의와 충돌하는 경우, 본 문서에서 해당 용어에 부여된 의미 또는 정의가 우선할 것이다.

본 발명의 특정 실시형태가 예시 및 기술되었지만, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않으면서 다양한 다른 변경 및 수정이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주 내에 있는 이러한 모든 변경 및 수정을 첨부된 청구범위에 포함하는 것으로 의도된다.

Claims

이성분 섬유로서,
섬유 중심;
제1 중심을 갖는 제1 영역 및 제2 중심을 갖는 제2 영역을 포함하며;
제1 영역은 폴리프로필렌 배합물의 총 중량을 기준으로 50 내지 90 중량%의 폴리프로필렌 동종중합체 및 폴리프로필렌 배합물의 총 중량을 기준으로 10 내지 50 중량%의 프로필렌-에틸렌 혼성중합체를 포함하는 폴리프로필렌 배합물을 포함하고, 프로필렌-에틸렌 혼성중합체는 0.860 내지 0.880 g/cc의 밀도 및 12 g/10분 초과의 용융 유량을 갖고;
제2 영역은 0.920 g/cc 초과의 밀도 및 10 내지 25 g/10분의 용융 지수(I2)를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체를 포함하고;
제1 중심 및 제2 중심 중 적어도 하나는 섬유 중심과 동일하지 않고;
제1 영역 대 제2 영역의 중량비는 55:45 내지 90:10 범위인, 이성분 섬유.
제1항에 있어서, 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 조성물은,
0.930 내지 0.965 g/cc 범위의 밀도;
1.5 내지 2.6 범위의 GPC에 의해 결정된 수 평균 분자량에 대한 중량 평균 분자량의 비(M_w(GPC)/M_n(GPC))로 표시되는 분자량 분포;
적어도 45의 1 라디안/초에서의 탄젠트 델타;
35℃ 내지 110℃의 결정화 용출 분별에 의한 개선된 공단량체 조성 분포(ICCD) 용출 프로파일 상에서 저온 피크 및 고온 피크를 가지며,
고온 피크의 반치전폭은 6.0℃ 미만인, 이성분 섬유.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 중심 또는 제2 중심은 적어도 0.1만큼 섬유 중심으로부터 오프셋되는, 이성분 섬유.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 영역은 코어 시스(core sheath), 나란한 배열, 세그먼트화 파이, 또는 해도(islands-in-the-sea) 구조로 배열되는, 이성분 섬유.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1.6 mm^-1의 곡률을 갖는 이성분 섬유.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 영역에서의 것들과 상이한 중합체를 포함하는 제3 영역을 추가로 포함하는 이성분 섬유.
제1항 내지 제6항의 이성분 섬유를 포함하는 부직포.