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本申请要求享有于2017年9月15日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0118860号的优先权或权益，其公开的全部内容通过引用方式并入本申请。
本发明涉及一种用于评价熔喷塑料树脂的物理性质的方法。更具体而言，本发明涉及一种用于评价物理性质的方法，其中，当特定的塑料树脂通过熔喷法加工时，在熔喷工艺之后的拉伸直径值可以由使用树脂样品测量的物理性质的值来准确地导出在熔喷工艺之后的拉伸直径值。
背景技术：
无纺布或者无纺网是一种其中具有约10μm的直径的精细纤维无规缠结以具有类似蜘蛛网的结构的三维纤维聚集体。
由于无纺布或无纺网是通过将精细纤维彼此粘结而形成的，因此无纺布或无纺网的质地、触感等非常优异，并且具有良好的加工性以及优异的强度、延展性和耐磨性。
这种无纺布在各种技术领域中用于各种目的，例如绷带材料、吸油材料、用于吸声的建筑材料、一次性尿布、女性卫生产品等。近年来，它也被广泛用于最新技术领域，例如防尘服、防尘口罩、擦拭布、微滤过滤膜和电池隔膜。
已知有几种类型的用于制造无纺布或无纺网的方法，但是在这些方法中，最常使用熔喷法。熔喷法是将能够形成纤维纱的热塑性树脂通过连接有具有成百上千个孔的孔口模以熔融状态排出的方法，高温气体从设置在模头两边的高速气体喷嘴注入，将纤维纱拉伸成超细纱，然后将超细纤维纱层压在收集鼓上。
由于其中超细纤维聚集体形成为整体结构的结构特征，这种熔喷无纺布可用在如上所述的各种应用中。
在通常的熔喷工艺中，随着塑料树脂从孔口模中排出并被高温气体拉伸，纤维纱的直径将被确定，这很大程度上受到塑料树脂本身的性质以及排气压力、气体温度和气体注入速度的影响。
特别地，由于纤维纱的直径根据无纺布的用途而变化，因此有必要根据熔喷工艺中的条件来调节纤维纱的直径。传统上，为了确定纤维纱的直径，仅存在进行熔喷工艺以直接确定直径的方法。在进行该工艺之前预测直径的方法是未知的。
技术实现要素：
【技术问题】
本发明的一个目的是提供一种用于评价熔喷塑料树脂的物理性质的方法，其中，当特定的塑料树脂通过熔喷法加工时，可以由使用树脂样品测量的物理性质的值来准确地导出在熔喷工艺之后的拉伸直径值。
【技术方案】
本发明的一个方面提供了一种用于评价熔喷塑料树脂的物理性质的方法，包括以下步骤：
测量塑料树脂样品的分子量分布；
从所述分子量分布导出分子量峰值；
从所述分子量分布导出分子量分布值(mw/mn)；和
使用分子量峰值和分子量分布值预测熔喷工艺中的拉伸直径。
【有益效果】
根据本发明，即使没有实际将塑料树脂投入熔喷工艺中，也可以仅通过由样品测量的物理性质来准确地导出在熔喷工艺中生产的纤维纱的直径，这在时间和金钱上都是经济的。
具体实施方式
根据本发明的用于评价物理性质的方法包括以下步骤：
测量塑料树脂样品的分子量分布；
从所述分子量分布导出分子量峰值；
从所述分子量分布导出分子量分布值(mw/mn)；和
使用分子量峰值和分子量分布值预测熔喷工艺中的拉伸直径。
本文所使用的术语是出于描述特定示例性实施方式的目的，并不意图必要地限制本发明。除非上下文另有明确指出，本文所用的单数形式“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式。在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”或“具有”表明了所述特征、整数、步骤、组件或其组合的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、组件或其组合的存在或增加。
由于本发明可以以各种形式修改，并且可以具有各种实施方式，因此将详细说明和描述以下示例性实施方式。然而，这并不旨在将本发明限制为特定的实施方式，并且本发明应当被解释为涵盖在本发明的技术范围和精神内的各种变化、等同和替换。
在整个说明书中，塑料树脂是包括热塑性聚合物塑料的概念，并且是指可以通过熔喷工艺加工成纤维纱形式的聚合物塑料树脂。
以下将详细描述本发明的实施方式。
根据本发明的一个方面的用于评价熔喷塑料树脂的物理性质的方法包括以下步骤：
测量塑料树脂样品的分子量分布；
从所述分子量分布导出分子量峰值；
从所述分子量分布导出分子量分布值(mw/mn)；和
使用分子量峰值和分子量分布值预测熔喷工艺中的拉伸直径。
本发明人提出了这样的假设：在塑料树脂的熔喷成型工艺中，由孔的腔排出并加工的纤维纱的拉伸直径与塑料树脂的分子量特性有关，然后发明人已经发现，可以通过能够从塑料树脂样品测量的特定因子来精确地导出实际纤维纱的拉伸直径，从而完成了本发明。
具体而言，对于塑料树脂样品，使用如gpc的测量仪器测量分子量分布值，并且从分子量分布导出分子量峰值和分子量分布值，然后从作为相关因子的这两个值中，可以精确地导出在熔喷工艺中的纤维纱的拉伸直径值。
分子量峰值是指当通过gpc/sec测量塑料树脂样品的分子量分布时对应于最大峰的分子量值，即，在包含具有各种分子量值的分子的塑料树脂中占最高分数的分子的分子量值。
并且，由于通过熔喷工艺形成的纤维纱的拉伸直径值是可以根据工艺条件而变化的值，因此可以在约150℃至约250℃的温度条件下，优选在约170℃至约230℃的温度下进行熔喷工艺。然而，本发明不必限于上述工艺条件，并且可以根据要处理的塑料树脂的熔融特性而变化。
另外，通过熔喷工艺形成的纤维纱的拉伸直径值是可以根据工艺中的拉伸比而变化的值。在熔喷工艺中，纵向拉伸比可以是约100至约10,000倍，优选约100至约1,500倍，或约200至约1,200倍。
在此情况下，拉伸速度可以是约1,000至约100,000倍/s，优选约1000至约15,000倍/s，或约200至约1,200倍/s。
然而，本发明不必限于上述工艺条件，并且也可以根据要处理的塑料树脂的熔融特性而改变上述拉伸条件。
此外，使用分子量峰值和分子量分布值预测拉伸直径的步骤可以包括使用以下数学式1导出聚合物特征因子的步骤，并且可以包括使用以下数学式2由该聚合物特征因子预测拉伸直径的步骤。
[数学式1]
聚合物特征因子＝a(mwd)b*(mp)c
在数学式1中，
mwd是分子量分布值(mw/mn)，
mp是分子量峰值，
a为0.01至0.02，
b为0.8至1.0，以及
c为0.20至0.22，
[数学式2]
预测的拉伸直径＝d*(聚合物特征因子)-e
在数学式2中，
d为1.01至1.02，以及
e为0.005至0.007。
换言之，可以通过以下步骤来预测在熔喷工艺中形成的纤维纱的拉伸直径：将经由测量分子量分布而确定的分子量分布值和分子量峰值代入上述的数学式1，根据目标塑料树脂的分子量特征和熔融特征引入各个系数的值，然后根据简单的计算式导出聚合物特征因子，再将此因子代入数学式2。
更具体而言，数学式1和2的每个系数的值可以通过如下步骤确定：对一些塑料样品测量在实际熔喷工艺中的纤维纱的拉伸直径，测量上述mwd值和mp值，然后将测量值代入由数学式1和2表示的函数中，以导出每个系数的值，并且可以将其用作参考。
特别地，在数学式1的情况下，如果在函数的两边取对数，则它将具有三个变量的联立线性方程的形式。因此，如果通过取至少三个用于预测纤维纱的拉伸直径的塑料树脂样品来测量和计算，就可以导出准确的系数值。通过使用这些值，可以使用各种塑料树脂的每个系数的值作为参考。
在聚丙烯树脂的情况下，在数学式1中，a可以具有约0.01至约0.02，优选约0.012至约0.015的值，b可以具有约0.8至约1.0，优选约0.85至约0.90的值，c可以具有约0.2至约0.22，优选约0.205至约0.210的值。
此外，在数学式2中，d可以具有约1.01至约1.02，优选约1.015至约1.017的值，e可以具有约0.005至约0.007，优选约0.006至0.0061的值。
然而，本发明不必限于上述各个系数a至e的范围，并且各个系数可以根据要测量的塑料树脂的分子量和熔融特征而不同地确定。
并且，根据本发明的一个实施方式，当预测的拉伸直径为约0.35mm以下时，更优选地，当其为约0.2至约0.35mm时，可以确定为合适的。
具体而言，在上述条件下的熔喷工艺可以被认为是用于无纺布生产的形成纤维纱的工艺。如果在实际工艺中纤维纱的拉伸直径太大，则所生产的无纺布的质地劣化，吸音或隔音性质可能劣化。如果拉伸直径太小，则可能造成无纺布的机械强度降低的问题。
如上所述的根据本发明的用于评价物理性质的方法适用于通过熔喷工艺以纤维纱的形式生产的各种塑料聚合物树脂。
例如，该方法可以应用于其中上述分子量峰值为约10,000至约150,000g/mol，优选约30,000至约120,000g/mol的塑料树脂。
根据本发明的另一个实施方式，该方法可以应用于其中上述分子量分布值，即重均分子量值与数均分子量值之比(mw/mn)为约4以下，优选约1至4，更优选约2至约3.5的塑料树脂。
此外，该方法可以应用于其中所述数均分子量值为约10,000至约50,000g/mol，优选约20,000至约45,000g/mol的塑料树脂。这种塑料树脂的重均分子量值可以优选为约10,000至约200,000g/mol，优选为约50,000至约140,000g/mol。
具体而言，以基于聚苯乙烯的树脂，基于聚烯烃的树脂，基于聚氯乙烯的树脂，基于聚(甲基)丙烯酸的树脂，基于聚酰胺的树脂，基于abs的树脂，基于聚氨酯-环氧系的树脂，基于聚氨酯-丙烯酸系的树脂，氨基树脂，酚醛树脂和基于聚酯的树脂进行熔喷成型工艺以形成纤维纱，且这种纤维纱可应用于加工成产品的各种塑料树脂，但当将其应用于热塑性树脂时，可以表现出更准确的评价结果。其中，可优选地应用到基于聚烯烃的树脂，如聚乙烯和聚丙烯树脂，其中，基于聚丙烯的树脂是最优选的。
以下，将参考实施例更详细地描述本发明的功能和效果。然而，给出这些实施例仅出于说明的目的，而非意图限制本发明的范围。
<实施例>
塑料树脂样品的制备
在40℃的真空烘箱中将具有下表1中所示的物理性质值的聚丙烯树脂干燥过夜以使用双螺杆挤出机(ba-19，制造商bautech)制备成粒料形式。
通过压缩获得的粒料形式的树脂再次在40℃的真空烘箱中干燥过夜，然后使用样品制造机(xplore5.cc微型注射成型机)以适合于每种物理性质的测量条件的形式制备样品。
1)分子量特征的测量：
通过gpc/sec测量制备的样品的分子量特征。同时测量数均分子量、重均分子量、分子量分布值和分子量峰值。
将分子量峰值和分子量分布值代入以下数学式，以预测熔喷工艺后纤维纱的拉伸直径值。
[数学式1]
聚合物特征因子＝a(mwd)b*(mp)c
[数学式2]
预测的拉伸直径＝d*(聚合物特征因子)-e
在数学式中，每个系数都是对应于聚丙烯的值，并且分别为a＝0.01463，b＝0.8854，c＝0.2066，d＝1.01687和e＝0.00607。
2)纤维纱的拉伸直径的测量
为了精确地测量拉伸直径，使用了用于测量流体的流动性质的来自ta仪器的dhr(discovery混合流变仪)。
将制得的聚丙烯粒料熔融并装在dhr的上板和下板之间。(温度条件：170℃，上下板之间装载的pp的初始直径：8mm，初始厚度：1.5mm)。
将装载在上板和下板之间的熔融pp拉伸，同时将dhr的上板升高到10mm/s的拉伸速度，然后用超快相机(idt的crashcam1520)拍摄，通过图像分析(分析工具：imagej)测量拉伸的pp的直径。
分子量相关的测量值总结于下表1中。聚合物特征因子、由其导出的预测的直径值、以及测量的直径值总结于下表2中。
【表1】
【表2】
参考上面的表1，可以清楚地看到，根据本发明的一个实施例预测的纤维纱的拉伸直径具有非常类似于在实际工艺中测量的纤维纱的拉伸直径的值。
特别地，当比较和验证实际的直径值和预测的直径值时，pearson相关系数值显示达到了约0.92，从而确认其具有非常高的相关性。尽管以相同速度拉伸时各自的拉伸比不同，但是可以确认实际值和预测值之间的相关性非常高。这可以看作是清楚地解释了，塑料树脂纤维纱的实际拉伸直径值与上述分子量分布值和分子量峰值直接相关。
当塑料树脂纤维纱的实际拉伸直径值与上述分子量分布值或分子量峰值不直接相关时，无论上述数学式1和2中的每个系数值如何，预测的拉伸直径值都不能收敛到实际拉伸直径值。
然而，清楚地证实了塑料树脂纤维纱的实际拉伸直径值与由数学式1和2预测的值具有一阶相关性。这可以说是结果清楚地支持，如本发明中所示，在塑料树脂的熔喷工艺中，不管数学式1和2中使用的每个系数值如何，纤维纱的拉伸直径值都与每种塑料树脂的分子量特性直接相关。