SPANDEX HAVING IMPROVED UNWINDING PROPERTIES AND ENHANCED ADHESIVE PROPERTIES WITH HOT MELT ADHESIVE AND METHOD FOR PREPARING SAME

20-07-2017 дата публикации
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WO2017122982A1
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Номер заявки: KR03-00-201711
Дата заявки: 10-01-2017

해사성 개선 및 핫멜트 접착제와의 접착특성이 향상된 스판덱스 및 이의 제조방법
[1]

본 발명은 해사성 개선 및 핫멜트 접착체(Hot melt adhesive)와 접착특성이 향상된 스판덱스 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방사용액인 폴리우레탄우레아 용액에 50,000 내지 150,000의 수평균 분자량을 갖는 폴리스타이렌계 중합체를 투입하여 스판덱스를 제조함으로써, 스판덱스의 해사 시에 불규칙적인 벌루닝(Ballooning) 현상 및 텐션 스파이크(Tension spike) 현상 등을 효율적으로 개선할 수 있을 뿐 아니라 핫멜트 접착제와의 접착 특성을 향상시킨 해사성 개선 및 핫멜트 접착제와 접착특성이 향상된 스판덱스를 제조하는 방법에 관한 것이다.

[2]

스판덱스는 고도의 고무탄성을 유지하고, 인장응력, 회복성 등의 물리적 성질이 우수하기 때문에, 내의, 양말, 스포츠 의류 등에 많이 사용되고 있다. 이러한 스판덱스는 그 용도가 더욱 확장되면서 이제는 기능성 섬유로도 응용되고 있으며, 기저귀 등의 특수한 용도나 의료용 섬유 등으로 사용되고 있다.

[3]

종래 의료용 스판덱스 섬유는 일반적인 의료용 섬유에 비해 섬유사와 섬유사 사이인 사간(絲間) 점착성이 크기 때문에 해사성이 불량하여 커버링, 정경 및 편직 작업 등의 후가공 공정에 있어서 사절이 많고 정전기가 발생하여 사간의 장력이 불균일해지는 단점이 있다.

[4]

따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위하여 중합물 내에 점착 방지제를 투입하여 그 특성을 향상시키는 것이 일반적이다.

[5]

단, 종래에 사용된 점착방지제는 무기계(Mg-st or Ca-st, Zn-st) 등을 사용하는 것이 일반적이었으나, 이러한 첨가제는 폴리머 용액 내에 용해되지 않고 분산되어 있어 그 물질이 絲(사) 표면에 고르게 분포하지 못하는 문제점 있어 기저귀 제조 용도로 적용하는 경우 스판덱스의 해사 특성에 문제를 야기하였다.

[6]

이러한 스판덱스의 해사성 문제 등을 해결하기 위해, 종래에 KR 2011-0128884 A에서는 폴리우레탄 또는 폴리우레탄우레아 및 약 0.5 중량% 내지 25 중량%의 가용성 점착 방지 조성물을 포함하는 탄성 섬유에 관하여 제안하고 있다. 여기서는 점착방지제로서 셀룰로오스계(CAB)를 사용하고 있다.

[7]

또한, JP 2001-509877 A에서는 저점성을 갖는 스판덱스 및 그 제법에 관한 것으로서, 점착방지제로 질소를 포함하는 에틸렌 비스-올레일아미드/스테아르아미드 등의 아미드계를 사용하는 것이 제안되어 있으며, CN 001291079 B에서는 스판텍스의 점착방지제로 인산 지르코늄, 글라스, 제올라이트 등의 항균성 물질을 사용하고 있다.

[8]

그러나 이러한 기존의 스판덱스 제조에 적용되는 점착방지제는 섬유사간의 점착성을 어느 정도 방지하기는 하였지만, 점착방지제의 무기물 첨가에 따라 기저귀 제조공정 중에 스판덱스 원사의 해사 과정에서 불규칙적인 벌루닝 및 텐션 스파이크 현상을 제대로 개선하지 못하고 있다. 또한 유기계 점착방지제라고 하더라도 사(絲) 흘러내림 현상이나 핫멜트와 접착성 저하, 스판덱스 폴리머(polymer)와의 상용성 문제로 인해 위와 같은 문제를 여전히 해소하지 못하고 있다.

[9]

또한 핫멜트 접착제와의 접착력 향상을 위하여 스판덱스 섬유 생산 시 유제에 점착 증진제를 적용하거나 폴리머 내에 열가소성 폴리우레탄 또는 로진계 화합물등을 투입한 경우도 있었다. 하지만 유제에 점착 증진제를 투입할 경우 유제 내 불균일 분포에 따른 사(絲) 표면에의 불균일한 도포로 인한 문제가 있고, 폴리머 내 열가소성 폴리우레탄을 적용할 경우에는 접착력 향상 효과가 없고, 로진계 화합물을 투입할 경우에는 스판덱스 섬유의 해사 장력이 높아져 해사성이 미흡해지는 문제가 발생하였다.

[10]

[선행기술문헌]

[11]

[특허문헌]

[12]

(특허문헌 1) KR 2011-0128884 A

[13]

(특허문헌 2) JP 2001-509877 A

[14]

(특허문헌 3) CN 001291079 B

[15]

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 스판덱스의 해사 과정에서 나타나는 불규칙적인 벌루닝 및 텐션 스파이크 현상 등을 효율적으로 개선하고, 다른 물성에 문제가 없으면서 핫멜트와의 접착 특성 향상을 해결 과제로 한다.

[16]

따라서, 본 발명의 목적은 해사 과정에서 불규칙적인 벌루닝 및 텐션 스파이크 현상 등이 없고 핫멜트와의 접착특성이 향상된 스판덱스 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.

[17]

상기와 같은 본 발명의 과제 해결을 위하여, 본 발명은 폴리우레탄우레아 방사 원액에 수평균 분자량 50,000 내지 150,000의 폴리스타이렌 중합체를 폴리우레탄우레아 방사 원액 고형분 대비 0.1 내지 10 중량% 첨가하며, 위생용도로 사용되고 원사물성 중 5th unload force에는 변동이 없고, 폴리스타이렌 중합체를 투입하지 않은 경우 대비 해사 장력값(Ave.)이 20% 이상 낮아지고, 접착특성이 10% 이상 향상된 스판덱스를 제공한다.

[18]

또한, 폴리우레탄우레아 방사 원액을 제조하는 단계; 폴리우레탄우레아 방사원액에 수평균 분자량 50,000 내지 150,000의 폴리스타이렌 중합체를 슬러리 상태로, 폴리우레탄우레아 방사 원액 고형분 대비 0.1 내지 10 중량% 첨가하여 방사용액을 제조하는 단계; 및 상기 방사용액을 방사 및 권취하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 해사성 개선 및 핫멜트 접착제와의 접착 특성이 향상된 스판덱스의 제조방법을 제공한다.

[19]

아울러, 본 발명은 상기의 제조방법으로 제조된 스판덱스도 제공한다.

[20]

본 발명에 따라 스판덱스를 제조하는 경우, 스판덱스 섬유 방사 원액 내에 슬러리 형태로 수평균 분자량이 50,000 내지 150,000의 폴리스타이렌계 중합체를 투입하여, 종래에 무기점착방지제(Mg-st, Ca-st, Zn-st)의 투입으로 인해 발생하였던 기저귀 제조 공정 중에서 스판덱스 원사 해사 시의 불규칙적인 벌루닝 및 텐션 스파이크 현상을 효율적으로 개선할 수 있을 뿐 아니라 기저귀 제조 용도에 반드시 필요한 핫멜트 접착제와의 접착 특성 향상이 가능하다.

[21]

해당 첨가제는 핫멜트 접착제 성분의 60~70% 이상을 차지하는 베이스 폴리머(Base polymer) 및 점착 부여 수지(Tackifier resin) 등과 그 화학구조가 유사 또는 동일하여 160~200도 수준의 고온 상태에서 적용 시 혼용성이 우수하며, 고온의 핫멜트 접착제가 스판덱스 표면에 분사될 때 원사 표면에 존재하는 첨가제가 유리 전이 온도 이상으로 상승하며 존재해 접착이 용이하게 된다.

[22]

도 1은 본 발명에 따른 실험예 2에서의 크립성 평가용 샘플을 제조하기 위한 설비를 나타낸 도면이다.

[23]

도 2은 본 발명에 따른 실험예 4에서의 OETO 해사 평가를 보여주는 평가 기준 그래프이다.

[24]

이하, 본 발명을 하나의 구현한 예로써 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

[25]

발명은 스판덱스의 제조방법에서 방사원액인 폴리우레탄우레아 용액에 50,000 내지 150,000의 수평균 분자량을 갖는 폴리스타이렌계 중합체를 슬러리 상태로 첨가하여 해사성 개선 및 핫멜트 접착제와의 접착 특성이 향상된 스판덱스의 새로운 제조방법에 관한 것이다.

[26]

본 발명에 따른 스판덱스의 제조방법에 대해 보다 상세히 설명한다.

[27]

본 발명은 폴리올과 과량의 디이소시아네이트 화합물을 반응시켜 폴리올의 양 말단에 이소시아네이트기를 갖는 예비중합체(prepolymer)를 제조하는 단계; 상기 예비중합체를 유기 용매에 용해시킨 후 디아민 및 모노아민을 반응시켜 폴리우레탄우레아 방사원액을 제조하는 단계; 및 상기 폴리우레탄우레아 방사원액에 하기 화학식 1로 표시되는 폴리스타이렌 중합체를 첨가하여 방사용액을 제조하는 단계;, 상기 방사용액을 방사 및 권취하는 단계;를 포함하는 폴리우레탄우레아 탄성사의 제조방법을 제공한다.

[28]

[화학식 1]

[29]

(-CH(C6H5)-CH2-)x

[30]

상기 x는 1 이상의 정수이다.

[31]

이때, 상기 폴리스타이렌 중합체의 수평균 분자량이 50,000 내지 150,000인 것이 바람직하다. 상기 폴리스타이렌 중합체의 수평균 분자량이 50,000 미만일 경우, 부분적인 탄성 손실로 power 저하 현상의 문제가 발생할 수 있다. 반면, 상기 폴리스타이렌 중합체의 수평균 분자량이 150,000을 초과할 경우에는 슬러리 조제 시 용매 내에 균일하게 용해되지 않는 문제나, 스판덱스 제조 시 균일하게 용해되지 않는 문제로 부분적인 탄성 손실로 power 저하 현상 및 핫멜트 접착제와의 접착특성 저하 현상, 해사 특성, 물성에 영향을 줄 수 있다.

[32]

또한, 상기 폴리스타이렌 중합체는 상기 폴리우레탄우레아 방사원액의 고형분 전체 중량 대비 0.1 내지 10중량%로 첨가하는 것이 바람직하다.

[33]

상기 폴리스타이렌 중합체의 함량이 0.1중량% 미만일 경우, 핫멜트 접착제와의 접착 특성 및 해사성 개선에 효과가 없으며, 10중량%를 초과할 경우에는 원사 물성 중 파워 저하에 영향을 주어 바람직하지 않다.

[34]

또한, 상기 폴리스타이렌계 중합물은 방사원액 내에 슬러리 상태로 첨가하는데, 그 이유는 중합에 투입할 경우 중합물의 기본적인 물성 변동을 야기하므로 슬러리에 투입하여 해사성 개선 및 핫멜트 접착제와의 접착 특성만을 발현케 하기 위한 것이다. 이때, 슬러리 상태는 DMAc에 용액(solution) 상태로 제조하여 사용하는 것이 좋다.

[35]

한편, 본 발명에서 스판덱스의 제조에 사용되는 디이소시아네이트의 비제한적인 예로는 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 1,5'-나프탈렌디이소시아네이트, 1,4'-페닐렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,4'-시클로헥산디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등이 있으나, 이들 디이소시아네이트 중, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 등이 사용될 수 있으며, 상기 열거군에서 1종 또는 그 이상을 사용하는 것이 바람직하다.

[36]

본 발명에서 사용되는 고분자 디올은 폴리테트라메틸렌에테르 글리콜, 폴리트리메틸렌에테르 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리카보네이트디올, 알킬렌옥사이드와 락톤모노머의 혼합물과 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜의 공중합체, 3-메틸-테트라히드로푸란과 테트라히드로푸란의 공중합체 등에서 1종 또는 이들의 2종 이상의 혼합물로 예시할 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.

[37]

한편, 상기 쇄연장제로는 디아민류가 사용되며, 본 발명에서는 에틸렌디아민을 사용하는 것이 바람직하다.

[38]

또한, 폴리우레탄우레아의 쇄종지제로는 1관능기를 갖는 아민, 예를 들어 디에틸아민, 모노에탄올아민, 디메틸아민 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

[39]

또한, 본 발명에서는 자외선, 대기 스모그 및 스판덱스 가공에 수반되는 열처리 과정 등에 의한 폴리우레탄우레아의 변색과 물성 저하를 방지하기 위해, 방사원액에 입체장애 페놀계 화합물, 벤조퓨란-온계 화합물, 세미카바자이드계 화합물, 벤조 트리아졸계 화합물, 중합체성 3급 아민 안정제 등을 적절히 조합하여 첨가할 수 있다.

[40]

나아가, 본 발명의 폴리우레탄우레아 탄성사는 상기 성분 외에도 이산화티탄, 마그네슘 스테아레이트 등과 같은 첨가제를 포함할 수 있다.

[41]

상기와 같은 본 발명에 따른 방법으로 스판덱스를 제조하는 경우, 점착특성이 우수할 뿐만 아니라 해사 장력이 균일하여 불규칙적인 벌루닝 현상을 방지하고 텐션 스파이크 현상이 개선되는 효과가 있을 뿐 아니라, 기저귀 제조 용도에 반드시 필요한 핫멜트 접착제와의 접착 특성이 향상되는 효과를 나타낸다.

[42]

이하, 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명하나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명의 한 형태를 예시하는 것에 불과할 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예 및 실험예에 의해 제한되는 것은 아니다.

[43]

실시예

[44]

실시예 1

[45]

디페닐메탄-4,4`-디이소시아네이트 601.1g과 폴리테트라메틸렌에테르글리콜 (분자량 1800) 2664.5g을, 질소가스기류 중에서 90℃, 95분간 교반하면서 반응시켜, 양 말단에 이소시아네이트를 지닌 폴리우레탄 프리폴리머를 제조하였다.

[46]

상기 프리폴리머를 실온까지 냉각시킨 후, 디메틸아세트아마이드 4811g을 가하여 용해시켜 폴리우레탄 프리폴리머 용액을 얻었다.

[47]

이어서 에틸렌디아민 43.3g과 1,2-프로필디아민을 13.4g, 디에틸아민 5.7g을 디메틸아세트아마이드 829g에 용해하고 9℃ 이하에서 상기 프리폴리머 용액에 첨가하여 폴리우레탄 용액을 얻었다. 이 중합물의 고형분 대비 첨가제로서 산화방지제인 트리에틸렌 글리콜-비스-3-(3-터셔리-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐) 프로피오네이트를 1중량%, 내광제로서 이산화티탄 1%을 투입하고 방사 원액을 얻었다. 방사 원액 내에 슬러리 형태로 100,000의 수평균 분자량을 갖는 폴리스타이렌계 중합체를 중합물의 고형분 대비 3중량%를 사용하여 방사 원액을 준비하였다.

[48]

건식 방사 공정에서 방사온도 260℃ 이상으로 하고 권취속도를 500m/분으로 권취하여 800dtex 원사를 생산하였다.

[49]

실시예 2

[50]

방사 원액 중에 첨가제인 폴리스타이렌계 중합체(수평균 분자량 100,000)를 중합물의 고형분 대비 5 중량 % 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스판덱스 섬유를 제조하였다.

[51]

실시예 3

[52]

방사 원액 중에 첨가제인 폴리스타이렌계 중합체(수평균 분자량 100,000)를 중합물의 고형분 대비 10 중량 % 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스판덱스 섬유를 제조하였다.

[53]

실시예 4

[54]

방사 원액 중에 첨가제인 폴리스타이렌계 중합체(수평균 분자량 70,000)를 중합물의 고형분 대비 3 중량 % 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스판덱스 섬유를 제조하였다.

[55]

실시예 5

[56]

방사 원액 중에 첨가제인 폴리스타이렌계 중합체(수평균 분자량 120,000)를 중합물의 고형분 대비 3 중량 % 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스판덱스 섬유를 제조하였다.

[57]

비교예

[58]

비교예 1

[59]

방사 원액 중에 첨가제인 폴리스타이렌 중합체(수평균 분자량 100,000)를 중합물의 고형분 대비 15 중량 % 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스판덱스 섬유를 제조하였다.

[60]

비교예 2

[61]

방사 원액 중에 첨가제인 폴리스타이렌 중합체(수평균 분자량 100,000)를 중합물의 고형분 대비 20 중량 % 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스판덱스 섬유를 제조하였다.

[62]

비교예 3

[63]

방사 원액 중에 첨가제인 폴리스타이렌 중합체(수평균 분자량 40,000)를 중합물의 고형분 대비 3 중량 % 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스판덱스 섬유를 제조하였다.

[64]

비교예 4

[65]

방사 원액 중에 첨가제인 폴리스타이렌계 중합체(수평균 분자량200,000) 를 중합물의 고형분 대비 3 중량 % 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스판덱스 섬유를 제조하였다.

[66]

비교예 5

[67]

방사 원액 중에 점착방지제를 투입하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스판덱스 섬유를 제조하였다.

[68]

실험예

[69]

실험예 1

[70]

상기 실시예와 비교예에서 제조된 스판덱스 섬유에 대한 반복 신장 시 물성을 비교 평가하기 위해 다음과 같은 방법으로 Force(g)를 측정하였다.

[71]

평가 설비는 Textechno社의 MEL을 이용하였으며, ASTM D 2731-72 규격을 기준으로 평가 실시하였다. 기기에 샘플 10cm간격으로 파지하고 총 5회 반복하여 300% 신장하며 매 신장 부분의 force값을 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

[72]

실시예비교예
항목1234512345
5th unloadforce at 200%17.317.117.017.517.315.714.416.215.717.4

[73]

※ 5th unload force at 200%: 다섯 번째 신장 후 회복 시 200% 부분의 force(g)

[74]

상기 표 1을 참조해 보면 수평균 분자량 100,000수준의 폴리스타이렌 중합체를 투입할 경우 점착방지 첨가제를 미투입한 비교예 5 대비 차이가 없다. 단, 비교예 1, 2와 같이 폴리스타이렌 중합체를 10 중량 %를 초과하여 투입 시나, 비교예 3과 같이 50,000 미만인 수평균 분자량의 폴리스타이렌 중합체 투입 또는 비교예 4와 같이 150,000 초과의 수평균 분자량의 폴리스타이렌 중합체 투입 시 5th unload force가 감소하는 문제점이 발생하였다.

[75]

실험예 2

[76]

상기 실시예와 비교예에서 제조된 스판덱스의 핫멜트 접착제와의 접착특성을 평가하기 위해 다음과 같은 방법으로 크립(Creep)성 평가를 실시하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[77]

이를 위해 부직포와 스판덱스 섬유를 사용하여 라미네이트를 제조하였다.

[78]

이때, 제조 설비는 Nordson社의 Pilot coater를 사용하고 그 방법은 다음과 같다. (도 1 참조)

[79]

(1) 부직포 1(10), 부직포 2(20)가 투입되고 중앙부에 스판덱스 원사(30)가 나란히 투입된다.

[80]

(2) 스판덱스 원사 공급 시의 Elongation은 250%로 하고, Henkel社의 Hot melt adhesive를 spiral spray 방식으로 공급하고 Nip 롤러(40)로 압착하며 통과하여 부직포와 접착한다. 이때, Glue의 량을 60mg/m로 한다.

[81]

(3) 샘플의 제조 속도는 100m/min으로 한다.

[82]

크립성 평가는 제조된 라미네이트(50)를 이용하여 일본 U사의 평가 방법으로 다음의 절차에 의해 평가를 실시한다.

[83]

(1) 라미네이트 부분을 최대 신장하여 가로 30cm, 세로 50cm의 플라스틱 판에 고정한다.

[84]

(2) 중앙 부를 기준으로 양쪽 좌, 우 100mm (총200mm) 부분을 유성펜을 사용하여 표시한다.

[85]

(3) 표시된 부분을 예리한 칼로 잘라 스판덱스가 빠진 길이를 측정한다.

[86]

접착특성인 크립성(%)은 다음 수학식 1에 의해 계산하였다.

[87]

[수학식 1]

[88]

접착 특성(크립성)(%) = [200-(빠져 나온 길이)]/200 × 100

[89]

상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 스판덱스 섬유의 접착력을 상기와 같이 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.

[90]

실시예비교예
항목1234512345
접착 특성%83.2%85.3%86.6%84.3%83.9%87.3%88.1%75.2%69.3%71.3%

[91]

상기 표 2를 참조하여 보면, 수평균 분자량 100,000인 폴리스타이렌 중합체를 투입한 경우(실시예 1~3)와 수평균 분자량이 70,000과 120,000인 폴리스타이렌 중합체를 투입한 경우(실시예 4~5) 폴리스타이렌 중합체를 투입하지 않은 비교예 5 및 분자량이 높은 폴리스타이렌 중합체를 투입한 비교예 4, 분자량이 낮은 폴리스타이렌 중합체를 투입한 비교예 3 대비 우수한 접착 특성을 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다.

[92]

다만, 비교예 1, 2와 같이 투입량을 10 중량 % 초과하거나 비교예 3과 같이 50,000 미만의 첨가제를 투입한 경우에도 우수한 접착 특성을 확인할 수 있었다.

[93]

실험예 3

[94]

상기 실시예와 비교예에서 제조된 스판덱스 섬유에 대해 점착력 외에 해사 특성의 균일화 정도를 확인하기 위해 다음과 같이 평가하였다.

[95]

이 때 원사는 온도 60 ℃, 상대습도 30 %인 조건의 오븐에서 3 일간 처리하여 12 시간 상온에서 쿨링(cooling) 하고 지관 무게를 제외한 원사의 내층 100 g 부분을 100 m/min의 속도로 해사 시 장력 값을 측정한다

[96]

해사 특성 평가 방식은 고정된 보빈 홀더로부터 30 cm 이격한 위치에 원사를 고정할 가이드를 설치하고 장력을 측정할 수 있는 센서와 속도 조절이 가능한 와인딩(Winding) 장치를 설치하여 평가한다.

[97]

이 평가 장치에 사용된 장력 측정 장치는 로쓰쉴드(ROTHSCHILD)사의 전자 장력계(Electronic tension meter)를 이용하여 측정한다. 최대(Max), 최소(Min), 평균(Ave.), 편차(Dev.)값을 측정하고 그 결과는 다음 표 3에 나타내었다.

[98]

이 평가 결과에서 Max 값과 Min 값의 차이 및 Ave 값이 낮은 수준을 확보하고, Dev 값이 낮을수록 해사 특성의 균일 정도가 우수하다고 할 수 있다.

[99]

구분실시예비교예
1234512345
Max(g)20.3319.9819.3419.3520.8519.1118.3519.8525.3528.68
Min(g)3.543.323.053.293.473.263.023.273.864.21
Ave(g)11.2210.6810.3510.7411.4510.339.9510.6612.4914.39
Dev(g)2.312.212.092.192.432.041.962.142.882.85

[100]

상기 표 3을 참조하면, 수평균 분자량 100,000인 폴리스타이렌 중합체를 투입한 경우(실시예 1~3)와 수평균 분자량이 70,000 또는 120,000인 폴리스타이렌 중합체를 투입한 (실시예 4, 5)의 경우 개선된 해사 장력 수준을 확인할 수 있다. 또한, 아무 첨가제도 투입하지 않은 경우(비교예 5)에 비해 우수한 해사 장력 값을 나타내는 것을 알 수 있었다.

[101]

실험예 4

[102]

상기 실시예와 비교예에 따라 제조된 스판덱스 섬유에 대해 OETO(Over-end-take-off) 해사 평가를 시행하였다.

[103]

이러한 OETO 해사 평가는 다음과 같은 방법으로 시행하였다.

[104]

스판덱스 섬유 권사체는 OETO 방식으로 해사할 경우 원사에 작용 되는 원심력과 원사와 원사 사이에 형성된 접착력 사이의 힘의 크기에 따라 다음 3가지의 해사 형태가 발생된다.

[105]

(가) 원심력 > 원사와 원사 사이의 점착력: 불규칙한 벌루닝(ballooning) 발생

[106]

(나) 원심력 ≒ 원사와 원사 사이의 점착력: 불규칙한 벌루닝(ballooning)이 없거나 극히 약함

[107]

(다) 원심력 < 원사와 원사 사이의 점착력: 해사불능(사절)

[108]

이러한 해사 평가에 대하여 도 2를 참조하며, 도 2의 도면부호는 다음과 같은 상태를 의미한다.

[109]

도면부호 1은 고정형 가이드(1): 실이 OETO 방식에 의해 회전되며 이동하다가 이 지점에 서부터 직선상으로 이동한다.

[110]

도면부호 2는 권사체의 해사점(2): 실이 장력을 받아 최초로 권사체에서 해사되는 지점을 의미한다.

[111]

도면부호 3은 이상적인 해사형태일 때, 고정형 가이드와 권사체 중심을 연결한 선과 해사되는 실이 이루는 각(3)을 의미한다.

[112]

도면부호 4는 이상적인 해사각 외부로 도면부호 3의 1/2에 해당하는 각(4)을 의미한다.

[113]

도면부호 5는 1등급 해사형태(5): 이상적인 해사상태로 실이 도면부호 3의 각을 따라 직선상으로 해사되는 형태를 나타낸다.

[114]

도면부호 6은 2등급 해사형태(6): 실이 도면부호 3의 각에 의해 형성되는 궤적을 따르나 약간의 사 떨림이 발생하는 형태를 나타낸다.

[115]

도면부호 7은 3등급 해사형태(7): 실이 도면부호 3의 궤적을 이탈하여 약한 벌루닝이 커져 발생하고는 있으나, 도면부호 4의 궤적은 이탈하지 않아 사절로 연결될 가능성은 없는 상태를 나타낸다.

[116]

도면부호 8은 4등급 해사형태(8): 실의 벌루닝이 더욱 커져서 도면부호 4의 궤적을 이탈하였으며 주변의 상황에 따라 사절로 연결될 가능성이 큰 상태를 나타낸다.

[117]

상기와 같은 OETO 해사 평가를 실시한 결과는 하기 표 4에 나타내었다.

[118]

실시예비교예
항목1234512345
해사 등급1111122224

[119]

상기 표 4의 결과를 보면, 본 발명에 따른 실시예의 경우가 비교예1 내지 5에 비해 우수한 해사 특성을 나타내는 것으로 확인되었다.

[120]

[부호의 설명]

[121]

1 : 고정형 가이드

[122]

2 : 권사체의 해사점

[123]

3 : 고정형 가이드와 권사체의 중심을 연결한 선과 해사되는 실이 이루는 각

[124]

4 : 도면부호 3의 1/2에 해당하는 각

[125]

5 : 이상적인 해사상태로 실이 도면부호 3의 각을 따라 직선상으로 해사되는 형태

[126]

6 : 실이 도면부호 3의 각에 의해 형성되는 궤적을 따르나 약간의 사떨림이 발생하는 상태

[127]

7 : 실이 도면부호 3의 궤적을 이탈하여 약한 벌루닝이 커져 발생하고는 있으나, 도면부호 4의 궤적은 이탈하지 않아 사절로 연결될 가능성은 없는 상태

[128]

8 : 실의 벌루닝이 더욱 커져서 도면부호 4의 궤적을 이탈하여 사절로 연결될 가능성이 큰 상태

[129]

10 : 부직포 1

[130]

20 : 부직포 2

[131]

30 : 스판덱스 원사

[132]

40 : 닙(Nip)롤러

[133]

50 : 라미네이트



[1]

The present invention relates to a method for preparing spandex having improved unwinding properties and enhanced adhesive properties with a hot melt adhesive and, more specifically, to a method for preparing spandex by means of adding a polystyrene polymer to a polyurethane-urea solution which is a spinning solution. Therefore, when spandex is unwound, irregular ballooning, tension spikes and the like can be effectively improved and other physical properties are unaffected. And the adhesive properties with a hot melt adhesive are enhanced.

[2]



폴리우레탄우레아 방사 원액에 수평균 분자량 50,000 내지 150,000의 폴리스타이렌 중합체를 폴리우레탄우레아 방사 원액 고형분 대비 0.1 내지 10 중량% 첨가하며, 위생용도(Hygiene)로 사용되고 원사물성 중 5th unload force에는 변동이 없고, 폴리스타이렌 중합체를 투입하지 않은 경우 대비 해사 장력값(Ave.)이 20% 이상 낮아지고, 접착특성이 10% 이상 향상된 것을 특징으로 하는 해사성 개선 및 핫멜트 접착제와의 접착 특성이 향상된 스판덱스.

폴리우레탄우레아 방사 원액을 제조하는 단계; 폴리우레탄우레아 방사원액에 수평균 분자량 50,000 내지 150,000의 폴리스타이렌 중합체를 슬러리 상태로, 폴리우레탄우레아 방사 원액 고형분 대비 0.1 내지 10 중량% 첨가하여 방사용액을 제조하는 단계; 및 상기 방사용액을 방사 및 권취하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 해사성 개선 및 핫멜트 접착제와의 접착 특성이 향상된 스판덱스의 제조방법.

제 2 항에 있어서, 상기 스판덱스는 위생용도(Hygiene)로 사용되고 원사물성 중 5th unload force에는 변동이 없고, 폴리스타이렌 중합체를 투입하지 않은 경우대비 해사 장력값(Ave.)이 20% 이상 낮아지고, 접착특성이 10% 이상 향상된 것을 특징으로 하는 해사성 개선 및 핫멜트 접착제와의 접착 특성이 향상된 스판덱스의 제조방법.