KR100547549B1 - 크림프된 다성분 필라멘트 및 그로부터 제조된 스펀본드 웹 - Google Patents

크림프된 다성분 필라멘트 및 그로부터 제조된 스펀본드 웹 Download PDF

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사무엘 이. 마몬
크리스토퍼 씨. 크레건
대릴 에프. 클라크
커티스 엘. 브라운
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

스펀본드 다성분 필라멘트 및 상기 필라멘트로부터 제조되는 부직 웹이 개시되었다. 본 발명에 따라, 다성분 필라멘트는 크림프 증대 첨가제를 포함한다. 구체적으로, 크림프 증대 첨가제는 저속 응고 속도를 갖는 중합체 성분에 가해진다. 상기 첨가제는 크림프를 증대시켜, 고도로 크림프된 필라멘트가 낮은 섬유 선형 밀도에서 제조되는 것을 허용하고, 필라멘트로부터 제조된 비결합 웹의 통합성을 개선시키고, 개선된 신축성 및 직물상 특성을 갖는 웹을 제조한다. 필라멘트에 혼입된 첨가제는 부틸렌 및 프로필렌의 랜덤 공중합체이다.
필라멘트, 크림프, 스펀본드 웹

Description

크림프된 다성분 필라멘트 및 그로부터 제조된 스펀본드 웹 {Crimped Multicomponent Filaments and Spunbond Webs Made Therefrom}
본 발명은 일반적으로 스펀본드 다성분 필라멘트 및 이 필라멘트로부터 제조된 부직 웹에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 다성분 필라멘트를 제조하는데 사용되는 중합체중 하나에 첨가제를 혼입하는 것에 관한 것이다. 첨가제는 크림프를 강화하고, 더욱 미세한 필라멘트를 제공하며, 필라멘트로부터 제조된 스펀본드 웹의 통합성 (integrity)을 개선시키고, 신축성 및 직물상 특성이 개선된 웹을 제공한다. 필라멘트에 혼입된 첨가제는 부틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체이다.
부직포는 바람직하게는 특정 수준의 유연도, 강도, 균일도, 액체 취급 특성, 예를 들어 흡수성 및 다른 물리적 특성이 있는 다양한 제품을 제조하는데 사용된다. 상기 제품은 타월, 공업용 와이퍼, 요실금용 제품, 여과 제품, 아기 기저귀 같은 유아용 제품, 여성용 흡수성 제품 및 의료복과 같은 의복을 포함한다. 상기 제품들은 목적하는 특성의 조합을 얻기 위하여 다층의 부직포로 종종 제조된다. 예를 들어, 중합체 부직포로 제조된 일회용 아기 기저귀는 아기 피부와 바로 접한 부드럽고 다공성의 라이너층, 강하며 부드러운 외부 덮개층 및 부드럽고 부피가 크며 흡수성인 하나 이상의 내부 액체 취급층을 포함한다.
상기와 같은 부직포는 용융 방사 열가소성 재료로 일반적으로 제조된다. 이러한 포를 스펀본드 재료라고 한다. 스펀본드 부직 중합체 웹은 통상적으로 열가소성 재료로부터 열가소성 재료를 방사구를 통해 압출시키고, 상기 압출된 재료를 고속 공기 스트림에 의해 필라멘트로 연신하여 수거 표면상에 랜덤 웹을 형성함으로써 제조된다.
목적하는 물리적 특성의 조합, 특히 유연도, 강도 및 흡수성의 조합을 갖는 스펀본드 재료가 제조되어 왔지만 제한점에 직면하게 되었다. 예를 들어 몇몇 응용에서는 폴리프로필렌과 같은 중합체 재료가 목적하는 수준의 강도를 가질 수 있지만 목적 수준의 유연도를 가질 수는 없다. 이에 반하여, 폴리에틸렌과 같은 재료는 몇몇 경우에 목적하는 수준의 유연도를 가질 수 있지만 목적하는 수준의 강도를 가질 수는 없다.
목적하는 물리적 특성의 조합을 갖는 부직 재료를 제조하기 위한 노력으로, 다성분 또는 2성분 필라멘트 및 섬유로부터 제조된 중합체 부직포를 발전시켜 왔 다. 2성분 또는 다성분 중합체 섬유 또는 필라멘트는 별개로 존재하는 2종 이상의 중합체 성분을 포함한다. 본원에 사용한 바와 같은 필라멘트는 재료의 연속 스트랜드를 의미하고, 섬유는 한정된 길이를 갖는 절단 또는 비연속 스트랜드를 의미한다. 다성분 필라멘트의 제1 및 그 다음 성분은 필라멘트의 횡단면을 가로지르며 필라멘트의 길이를 따라 연속적으로 연장된 실질적으로 별개의 구역에 배열되어 있다. 통상적으로 한 성분은 다른 것과는 상이한 특성을 나타내므로 필라멘트는 두 성분의 특성을 나타낸다. 예를 들어, 한 성분은 상대적으로 강한 폴리프로필렌일 수 있고, 다른 성분은 상대적으로 부드러운 폴리에틸렌일 수 있다. 최종 결과는 강하지만 부드러운 부직포이다.
개선된 유체 취급 성능 또는 증대된 웹의 "직물상" 촉감을 위한 2성분 부직 웹의 벌크성 또는 풀니스 (fullness)를 증가시키기 위하여 2성분 필라멘트 또는 섬유는 종종 크림프된다. 2성분 필라멘트는 기계적으로 크림프되거나 또는 적절한 중합체가 사용된다면 자연적으로 크림프될 수 있다. 본원에 사용한 바와 같은 자연적으로 크림프된 필라멘트라 함은 필라멘트중에 포함된 잠재 크림프를 활성화시킴으로써 크림프된 필라멘트이다. 예를 들어, 한 실시태양에서는 필라멘트를 연신한 후에 가열된 기체와 같은 기체로 처리하여 자연적으로 크림프시킬 수 있다.
일반적으로, 별개의 기계적 방법으로 필라멘트를 크림프시켜야 하는 것과는 달리 자연적으로 크림프될 수 있는 필라멘트를 제조하는 것이 훨씬 더 바람직하다. 그러나, 종래에는 특정한 응용을 위해 요구되는 범위로 자연적으로 크림프되는 필라멘트를 제조하는데 어려움들이 있었다. 또한, 2 데니어 미만의 선형 밀도를 갖는 필라멘트와 같은 자연적으로 크림프되는 미세 필라멘트를 제조하는 것은 매우 어렵다는 것을 알게 되었다. 구체적으로, 미세 필라멘트를 제조하는데 사용되는 연신력은 일반적으로 필라멘트중에 포함될 수 있는 임의의 의미있는 잠재 크림프를 방지하거나 또는 제거한다. 상기와 같이, 현재 증대된 자연적인 크림프 특성을 갖는 다성분 필라멘트를 제조하는 방법에 대한 필요가 존재한다. 또한 상기 필라멘트로부터 제조된 부직 웹에 대한 필요가 존재한다.
<발명의 요약>
본 발명은 선행 기술 제조 및 방법의 상기 단점 및 다른 단점들을 인지하여 이를 다루고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 개선된 부직포 및 이를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고도로 크림프된 필라멘트를 포함하는 (comprising) 중합체 부직포 및 이를 경제적으로 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 포를 제조하는데 사용되는 필라멘트 및 섬유의 크림프 정도를 다양화시켜 중합체 부직포의 특성을 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 다성분 필라멘트를 자연적으로 크림프하기 위한 개선 방법을 제공하는 것이다.
다성분 필라멘트의 성분들 중 하나에 부틸렌-프로필렌 공중합체를 가함으로써 상기 필라멘트를 자연적으로 크림프하기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이 본 발명의 또다른 목적이다.
또한 본 발명의 또다른 목적은 2 데니어 미만의 선형 밀도를 갖는 자연적으로 크림프된 필라멘트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 폴리프로필렌, 및 크림프 증대 첨가제가 첨가된 폴리에틸렌으로부터 제조된 2성분 필라멘트를 제공하는 것이다.
폴리프로필렌, 및 크림프 증대 첨가제 및 재이용 중합체가 첨가된 폴리에틸렌을 포함하는 다성분 필라멘트를 자연적으로 크림프하기 위한 방법을 제공하는 것이 또한 본 발명의 또다른 목적이다.
본 발명의 또다른 목적은 첨가제를 포함하는 필라멘트로부터 제조된 비결합 웹의 강도도 역시 개선시키는 크림프 증대 첨가제를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적들은 부직 웹을 형성하기 위한 방법을 제공함으로써 달성된다. 본 방법은 다성분 필라멘트를 융용 방사하는 단계를 포함한다. 다성분 필라멘트는 제1 중합체 성분 및 제2 중합체 성분을 포함한다. 제1 중합체 성분은 잠재 크림프를 갖는 필라멘트를 제공하기 위하여 제2 중합체 성분보다 빠른 응고 속도를 갖는다. 제2 중합체 성분은 부틸렌-프로필렌 공중합체인 크림프 증대 첨가제를 함유한다.
일단 용융 방사한 후, 다성분 필라멘트를 연신하고 자연적으로 크림프시킨다. 그 후에, 크림프된 다성분 필라멘트를 다양한 응용에 사용되는 부직 웹으로 형성한다.
한 실시태양에서, 제2 중합체 성분은 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 부틸렌-프로필렌 공중합체를 제2 중합체 성분에 약 10 중량% 미만, 특히 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 가할 수 있다. 바람직하게, 부틸렌-프로필렌 공중합체는 부틸렌 20 중량% 미만, 특히 부틸렌 약 14 중량%를 포함하는 랜덤 공중합체이다.
한편, 바람직한 한 실시태양에서 제1 중합체 성분은 폴리프로필렌이다. 사용될 수 있는 다른 중합체는 나일론, 폴리에스테르 및 프로필렌-에틸렌 공중합체와 같은 폴리프로필렌의 공중합체를 포함한다.
본 발명에 따라, 부틸렌-프로필렌 공중합체는 또한 중합체 상화제로서 작용한다는 것을 또한 알게 되었다. 특히, 공중합체는 상이한 중합체간에 보다 균일한 혼합을 제공한다는 것을 알게 되었다. 이러한 관점에서, 제1 중합체 성분은 본 발명에 따라 재이용 중합체를 또한 포함할 수 있다. 본원에 사용된 재이용 중합체는 재생되어 필라멘트에 첨가된 중합체 파편이다. 예를 들어, 재이용 중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 프로필렌과 에틸렌의 공중합체의 혼합물을 포함할 수 있고, 이미 형성된 부직 웹의 트리밍된 연부로부터 수득할 수 있다. 종래에는 재이용 중합체, 특히 재이용 2성분 중합체를 재생시키고, 그들을 필라멘트의 물리적 특성에 불리한 영향을 미치지 않고 필라멘트에 혼입시키는데 어려움들이 있었다.
본 발명의 상기 및 다른 목적들은 또한 스펀본드 다성분 크림프된 필라멘트로부터 제조된 부직 웹을 제공함으로써 달성된다. 크림프된 다성분 필라멘트는 적어도 제1 중합체 성분 및 제2 중합체 성분으로부터 제조된다. 특히, 중합체 성분은 제1 중합체 성분이 제2 중합체 성분보다 빠른 응고 속도를 갖도록 선택된다. 본 발명에 따라, 제2 중합체 성분은 크림프 증대 첨가제를 포함한다. 구체적으로, 크림프 증대 첨가제는 부틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체이다.
예를 들어, 한 실시태양에서 크림프된 필라멘트는 폴리프로필렌 성분 및 폴리에틸렌 성분을 포함하는 2성분 필라멘트일 수 있다. 부틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체를 폴리에틸렌 성분에 약 5 중량% 이하의 양으로 가할 수 있다. 바람직하게, 부틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체는 부틸렌 약 14 중량%를 포함한다.
크림프 증대 첨가제의 첨가로 인해 다성분 필라멘트는 매우 낮은 데니어를 갖고, 여전히 자연적으로 크림프될 수 있다. 예를 들어, 필라멘트의 데니어는 2 미만, 특히 약 1.2 미만일 수 있다.
이러한 관점에서, 본 발명은 적어도 제1 중합체 성분 및 제2 중합체 성분을 포함하는 자연적으로 크림프된 다성분 필라멘트에 관한 것이다. 제1 중합체 성분은 예를 들어 폴리프로필렌일 수 있다. 한편, 제2 중합체 성분은 예를 들어 폴리에틸렌일 수 있고, 약 2 데니어 미만, 특히 약 1.2 데니어 미만에서 자연적으로 크림프되는 필라멘트를 제공하기에 충분한 양의 크림프 증대 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 관점을 하기에 더 자세히 논의하였다.
당 업계의 통상의 숙련인들에게로의 본 발명의 최적 형식을 포함하는 완전하고 가능한 개시는 첨부된 도면을 참고로 하여 나머지 명세서에 보다 구체적으로 기재되어 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시태양을 제조하기 위한 공정 라인의 개략도이고;
도 2A는 사이드-바이-사이드 배열로 중합체 성분 A 및 B를 포함하는 본 발명의 실시태양에 따라 제조한 필라멘트의 횡단면을 예시하는 개략도이고;
도 2B는 편심 쉬스/코어 배열로 중합체 성분 A 및 B를 포함하는 본 발명의 실시태양에 따라 제조한 필라멘트의 횡단면을 예시하는 개략도이다.
본 명세서 및 도면에 참조 기호를 반복 사용한 것은 동일 또는 유사한 본 발 명의 특징 또는 요소를 나타내기 위한 것이다.
<바람직한 실시태양의 상세한 설명>
당 업계의 통상의 숙련인들은 본 논의가 예시적인 실시태양만을 기재한 것이고 예시적인 제조법으로 구현되는 더 넓은 면의 본 발명을 제한하려는 것이 아니라는 것을 이해하여야 한다.
본 발명은 일반적으로 다성분 필라멘트 및 그 필라멘트로부터 제조된 스펀본드 웹에 관한 것이다. 특히, 상기 필라멘트는 예를 들어 나선형 배열로 자연적으로 크림프된다. 필라멘트를 크림프시키는 것은 벌크성, 유연도 및 드레이프성을 증가시킨다. 부직 웹은 또한 유체 취급 특성을 개선하고, 직물상 외형 및 촉감을 증대시킨다.
본 발명에 사용하기 위한 다성분 필라멘트는 2종 이상의 중합체 성분을 포함한다. 중합체 성분은 예를 들어 사이드-바이-사이드 배열 또는 편심 쉬스-코어 배열일 수 있다. 중합체 성분은 필라멘트가 자연적인 크림프를 수행하도록 서로 상이한 응고 속도를 가지는 반결정질 및 결정질 열가소성 중합체로부터 선택된다. 보다 구체적으로는, 한 중합체 성분은 다른 중합체 성분보다 더 빠른 응고 속도를 갖는다.
본원에 사용된 중합체의 응고 속도는 연화 및 용융 중합체를 경화시키고 고정된 구조를 형성하는 속도를 의미한다. 중합체의 응고 속도는 중합체의 융점 및 결정화 속도를 포함하는 상이한 변수에 의해 영향을 받는 것으로 믿어진다. 예를 들어, 고속 응고 중합체는 통상적으로 더 낮은 응고 속도를 갖는 중합체보다 약 10 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 약 20 ℃ 이상 및 가장 바람직하게는 약 30 ℃ 이상 더 높은 융점을 가진다. 그러나 두 중합체 성분 모두 그들의 결정화 속도가 측정가능하게 상이할 경우에는 유사한 융점을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
공지되지는 않았지만, 다성분 필라멘트의 잠재 크림프성은 중합체 성분간의 수축성 차이 때문에 필라멘트에 발생하는 것이라 믿어진다. 또한, 중합체 성분간의 수축성 차이의 주 원인은 섬유 생산 공정 동안에 저속 응고 중합체의 불완전한 결정화인 것이라 믿어진다. 예를 들어, 필라멘트의 형성 동안에 고속 응고 중합체가 응고되는 경우, 저속 응고 중합체는 부분적으로 응고되고 더 이상 측정가능하게 연신하지 않으므로 명백한 배향력을 경험하지 않는다. 배향력이 없을 경우, 저속 응고 중합체는 명백하게 더이상 결정화하지 않으며, 한편 냉각되고 응고된다. 따라서, 얻어진 필라멘트는 잠재 크림프성을 갖고, 이러한 잠재 크림프성은 필라멘트를 후속 결정화 및 수축을 촉진하는 저속 응고 중합체의 중합체 분자의 충분한 분자 운동을 제공하는 방법으로 처리함으로써 활성화될 수 있다.
본 발명은 중합체의 응고 속도를 더욱 느리게 하기 위하여 보다 느린 응고 속도를 갖는 중합체 성분에 크림프 증대 첨가제를 가하는 것에 관한 것이다. 상기 방법에서, 두 중합체 성분의 응고 속도간의 차이에 의해 잠재 크림프성이 증대된 다성분 필라멘트를 훨씬 더 양호하게 제조할 수 있게 된다. 특히, 본 발명의 크림프 증대 첨가제는 부틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체이다.
더 많은 자연적인 크림프를 갖는 다성분 필라멘트를 제조하는 것 이외에도, 본 발명의 크림프 증대 첨가제가 많은 다른 이익 및 장점을 제공한다는 것을 알게 되었다. 예를 들어, 본 발명의 필라멘트가 더 큰 크림프 정도를 갖기 때문에, 필라멘트로부터 제조된 포 및 웹은 더 높은 벌크성 및 더 낮은 밀도를 갖는다. 더 낮은 밀도의 웹을 제조할 수 있기 때문에 소정 두께의 웹을 제조하는데 더 적은 재료가 필요하므로, 이로 인해 웹을 생산하는데 비용이 더 적게 든다. 더 낮은 밀도를 갖는 것 이외에, 웹은 더욱 직물상이고, 더욱 부드러운 감촉을 갖고, 더욱 신축성이 있고, 더 나은 회복력을 갖고, 더 나은 마찰 저항력을 갖는 것을 알게 되었다.
특정 장점으로, 본 발명의 크림프 증대 첨가제는 또한 필라멘트로부터 제조된 비결합 웹의 강도 및 보존성을 개선시키는 것을 예기치 않게 알게 되었다. 예를 들어, 단지 첨가제 1 중량%를 첨가함으로써 웹의 비결합 강도를 2배 이상이 되게 한다는 것을 알게 되었다. 더 큰 비결합 웹 통합성을 갖기 때문에, 본 발명의 웹은 더 빠른 속도로 가공될 수 있다. 종래에는 더 높은 속도에서 진행하기 위하여, 비결합 스펀본드 웹을 예비결합 또는 압축시켜야 했다. 상기 단계들은 본 발명에 따라 웹을 가공할 경우에는 필요하지 않다.
증가된 강도를 갖는 것 이외에, 본 발명에 따라 제조된 스펀본드 웹은 또한 고속으로 가공할 경우, 웹 취급 문제를 극적으로 감소시킨다. 예를 들어, 크림프 증대 첨가제가 필라멘트내에 존재할 경우, 아이브로우 (eyebrow), 플립 오버 (flip over) 및 스트레치 마크 (stretch mark)의 발생이 명백하게 감소한다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따라 제조된 필라멘트 혼입 웹은 웹으로부터 돌출되는 경향이 적지만, 대신에 웹 표면상에 부하되는 경향이 훨씬 크다. 상기와 같이, 필라멘트 는 웹이 형성된 소공성 (foraminous) 표면을 관통하는 것이 덜하므로 표면으로부터 웹을 제거하는 것을 더욱 쉽게 한다.
본 발명의 크림프 증대 첨가제를 사용하는 것의 또다른 예기치 않은 이익은 첨가제가 중합체 상화제로서도 또한 기능을 한다는 것이다. 바꾸어 말하면, 첨가제가 상이한 중합체의 균일한 혼합을 촉진한다. 그러므로, 첨가제를 포함하는 중합체 성분은 필요하다면 중합체의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 한 실시태양에서, 본 발명의 첨가제를 포함하는 중합체 성분은 이미 형성된 스펀본드 웹 및 특히 2성분 웹의 트리밍으로부터 수거된 중합체 파편과 같은 재이용 중합체를 또한 포함할 수 있다.
본 발명의 크림프 증대 첨가제의 또다른 장점은 첨가제가 비교적 많은 자연적인 크림프를 가지는 매우 미세한 다성분 필라멘트의 형성을 허용한다는 것이다. 종래에는, 비교적 많은 자연적인 크림프를 갖는 2 데니어 미만과 같은 미세한 필라멘트를 제조한다는 것이 매우 어려웠다. 종래에는, 미세한 섬유를 제조하는데 사용된 연신력이 필라멘트내에 존재하는 임의의 의미있는 잠재 크림프를 방지하거나 또는 제거하였다. 반면에, 본 발명에 따라 제조된 필라멘트는 2 데니어 미만, 및 1.2 데니어보다 훨씬 작을 경우 인치당 10 개 이상의 크림프를 가질 수 있다.
상기 나열된 장점 이외에도, 본 발명의 크림프 증대 첨가제는 필라멘트간의 열 결합을 개선시킨다는 것을 알게 되었다. 특히, 크림프 증대 첨가제는 결합을 촉진하는 넓은 융점 범위 및 비교적 낮은 용융 온도를 갖는다.
본 발명의 웹 및 포는 액체 및 기체 여과기, 개인용 물품 및 의복 재료를 포 함하는 다양한 제품을 제조하는데 특히 유용하다. 개인용 물품은 일회용 아기 기저귀와 같은 유아용 제품, 훈련용 팬티와 같은 소아용 제품 및 요실금용 제품 및 여성용 제품과 같은 성인용 제품을 포함한다. 적합한 의복은 의료복, 작업복 등을 포함한다.
상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 포는 적어도 제1 및 제2 중합체 성분을 포함하는 연속적인 다성분 중합체 필라멘트를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시태양은 제1 중합체 성분 A 및 제2 중합체 성분 B를 포함하는 연속적인 2성분 필라멘트를 포함하는 중합체 포이다. 2성분 필라멘트는 횡단면, 길이 및 주변 표면을 가진다. 제1 중합체 성분 및 제2 중합체 성분 A 및 B는 2성분 필라멘트의 횡단면 을 가로지르며 2성분 필라멘트의 길이를 따라 연속적으로 연장된 본질적으로 별개의 구역에 배열되어 있다. 제2 성분 B는 2성분 필라멘트의 길이를 따라 연속적으로 2성분 필라멘트의 주변 표면의 적어도 일부를 구성한다.
제1 성분 및 제2 성분 A 및 B는 도 2A에 도시된 바와 같은 사이드-바이-사이드 배열 또는 도 2B에 도시된 바와 같은 편심 쉬스/코어 배열로 배열되어 있으므로, 얻어진 필라멘트는 자연적인 나선형 크림프를 나타낸다. 쉬스/코어 배열에서 중합체 성분 A는 필라멘트의 코어이고 중합체 성분 B는 쉬스이다. 다성분 중합체 필라멘트를 상기 배열로 압출하는 방법은 당 업계의 통상의 숙련인에게 잘 공지되어 있다.
폴리올레핀 (폴리에틸렌 및 폴리프로필렌), 폴리에스테르, 폴리아미드 등을 포함하는 아주 다양한 중합체가 본 발명의 실시에 적합하다. 중합체 성분 A 및 중 합체 성분 B는 얻어진 2성분 필라멘트가 자연적인 나선형 크림프를 발달시킬 수 있도록 선택하여야만 한다. 바람직하게 중합체 성분 A는 중합체 성분 B보다 더 빠른 응고 속도를 갖는다. 예를 들어, 한 실시태양에서 중합체 성분 A는 중합체 성분 B보다 더 높은 용융 온도를 가질 수 있다.
바람직하게는, 중합체 성분 A가 폴리프로필렌 또는 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체를 포함한다. 폴리프로필렌을 포함하는 것 이외에, 중합체 성분 A는 또한 나일론 또는 폴리에스테르일 수 있다.
한편, 중합체 성분 B는 바람직하게 폴리에틸렌 또는 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체를 포함한다. 바람직한 폴리에틸렌은 선형의 저밀도 폴리에틸렌 및 고밀도 폴리에틸렌을 포함한다.
본 발명의 다성분 필라멘트를 제조하는데 적합한 재료는 텍사스주 휴스톤 소재의 엑손 (Exxon) 제품인 PD-3445 폴리프로필렌, 엑손 제품인 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체, 미시건주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니 (Dow Chemical Company) 제품인 선형 저밀도 폴리프로필렌 아스펀 (Aspun) 6811A 및 2553 및 다우 케미칼 캄파니 제품인 선형 고밀도 폴리에틸렌 25355 및 12350을 포함한다.
폴리프로필렌이 성분 A이고 폴리에틸렌이 성분 B일 경우, 2성분 필라멘트는 폴리프로필렌 약 20 내지 약 80 중량% 및 폴리에틸렌 약 20 내지 약 80 중량%를 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 필라멘트가 폴리프로필렌 약 40 내지 약 60 중량% 및 폴리에틸렌 약 40 내지 약 60 중량%를 포함한다.
상기 기술된 바와 같이, 본 발명의 크림프 증대 첨가제는 부틸렌 및 프로필렌 랜덤 공중합체이고, 바람직하게는 폴리에틸렌인 중합체 성분 B에 가한다. 부틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체는 바람직하게 부틸렌 약 5 내지 약 20 중량%를 포함한다. 예를 들어, 크림프 증대 첨가제로서 사용될 수 있는 한 시판 제품은 코넥티코트주 덴버리 소재의 유니온 카비드 코오퍼레이션 (Union Carbide Corporation) 제품인 제DS4D05호이다. 제품 제DS4D05호는 부틸렌 14 중량% 및 프로필렌 86 중량%를 포함하는 부틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체이다. 바람직하게는, 부틸렌-프로필렌 공중합체는 약 3.0 내지 약 15.0, 및 특히 약 5 내지 약 6.5의 MFR (용융 유량)을 갖는 필름 등급의 중합체이다.
한 실시태양에서, 크림프 증대 첨가제를 성분 B와 합하기 위해 중합체를 다성분 필라멘트의 형성 동안에 함께 건조 블렌딩 및 압출시킬 수 있다. 다른 실시태양에서, 크림프 증대 첨가제 및 예를 들어 폴리에틸렌일 수 있는 중합체 성분 B는 본 발명의 필라멘트로 형성되기 전에 용융 블렌딩될 수 있다.
일반적으로 크림프 증대 첨가제를 중합체 성분 B에 10 중량% 미만의 양으로 첨가할 수 있다. 중합체 성분 B가 폴리에틸렌을 함유할 경우, 바람직하게 크림프 증대 첨가제를 중합체 성분 B의 총 중량을 기준으로 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 첨가한다. 부틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체를 중합체 성분에 너무 많이 가할 경우, 얻어진 필라멘트는 너무 곱슬곱슬하거나 반대로 부직 웹의 형성을 방해할 수 있다.
부틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체는 폴리에틸렌과 같은 중합체에 첨가할 경우, 중합체의 응고 속도 및 결정화 속도를 느리게 하는 것으로 믿어진다. 상기 방법으 로 필라멘트를 제조하는데 사용되는 상이한 중합체 성분간의 응고 속도에 큰 차이가 발생하고 그것에 의하여 필라멘트의 잠재 크림프성이 증가한다.
본 발명의 다른 실시태양에서는, 중합체 성분 B에 크림프 증대 첨가제를 가하는 것 외에도 재이용 및 재생된 중합체를 또한 중합체 성분에 가한다. 상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 크림프 증대 첨가제는 또한 중합체간의 균일한 혼합을 촉진한다는 것을 알게 되었다. 구체적으로, 부틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체는 폴리에틸렌과, 및 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌의 혼합물을 함유하는 재이용 중합체간의 혼합을 촉진한다는 것을 알게 되었다. 상기 실시태양에서, 재이용 중합체를 약 20 중량% 이하의 양으로 중합체 성분에 가할 수 있다. 바람직하게 재이용 중합체는 이미 형성된 부직 웹의 파편 및 트리밍으로부터 수거된다. 이러한 중합체의 재생은 본 발명의 부직 웹을 제조하는데 필요한 재료의 양을 감소시키고 또한 생산되는 폐기물의 양을 제한한다.
본 발명에 따른 다성분 필라멘트 및 부직 웹을 제조하는 한 방법을 이제 도 1을 참고하여 상세하게 논의할 것이다. 하기 방법은 그 전체가 본원에 참고로 인용된 피케 (Pike) 등의 미국 특허 제5,382,400호에 기재된 방법과 유사하다.
도 1로 돌아가서, 본 발명의 바람직한 실시태양을 제조하기 위한 공정 라인 10이 개시되어 있다. 공정 라인 10은 2성분 연속 필라멘트를 제조하도록 배열되어 있지만, 본 발명은 2종 이상의 성분을 가지는 다성분 필라멘트로 제조된 부직포를 포함한다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 발명의 포는 3종 또는 4종의 성분을 갖는 필라멘트로 제조될 수 있다.
공정 라인 10은 중합체 성분 A 및 중합체 성분 B를 별도로 압출하기 위한 한 쌍의 압출기 12a 및 12b를 포함한다. 중합체 성분 A는 제1 호퍼로부터 별도의 압출기 12a로 공급되고 중합체 성분 B는 제2 호퍼로부터 별도의 압출기 12b로 공급된다. 중합체 성분 A 및 B는 압출기 12a 및 12b로부터 각각 중합체 도관 16a 및 16b를 통해 방사구 18에 공급된다.
2성분 필라멘트의 압출을 위한 방사구는 당업계의 통상의 숙련인에게 잘 공지되어 있으므로 본원에서 상세히 기재하지 않는다. 일반적으로 기재된 방사구 18은 방사구를 통해 중합체 성분 A 및 B를 별도로 보내기 위한 흐름 통로를 만들도록 배열된 개구부의 패턴으로 하나를 다른 하나 위에 쌓은 다수의 플레이트를 함유하는 방사 팩을 포함하는 하우징을 포함한다. 방사구 18은 하나 이상의 열로 배열된 개구부를 가진다. 방사구 개구부는 방사구를 통해 중합체가 압출될 경우 아래쪽으로 연장되는 필라멘트 막을 형성한다. 본 발명의 목적상, 방사구 18은 도 2A 및 도 2B에 도시된 사이드-바이-사이드 또는 편심 쉬스/코어 2성분 필라멘트를 형성하도록 배열되어 있다.
공정 라인 10은 또한 방사구 18로부터 연장되는 필라멘트 막에 인접하게 배치된 켄칭 송풍기 20을 포함한다. 켄칭 공기 송풍기 20으로부터의 공기는 방사구 18로부터 연장된 필라멘트를 켄칭한다. 켄칭 공기는 도 1에 도시된 바와 같이 필라멘트 막의 한 측면, 또는 필라멘트 막의 양쪽 면 둘다를 향할 수 있다.
섬유 연신 장치 또는 흡입기 22는 방사구 18의 아래에 배치되어 켄칭된 필라멘트를 수용한다. 중합체 용융 방사에 사용하기 위한 섬유 연신 장치 또는 흡입기 는 상기 논의한 바와 같이 잘 공지되어 있다. 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 섬유 연신 장치는 미국 특허 제3,802,817호에 도시된 유형의 선형 섬유 흡입기 및 미국 특허 제3,692,618호 및 동 제3,423,266호에 도시된 유형의 유익한 건을 포함하는데, 이들의 개시 내용은 본원에 참고로 인용되었다.
일반적으로 기재된 섬유 연신 장치 22는 필라멘트가 통로의 측면으로부터 유입되고 통로를 통해 아래쪽으로 흐르는 흡입 공기에 의해 연신되는 기다란 수직 통로를 포함한다. 가열기 또는 송풍기 24는 섬유 연신 장치 22에 흡입 공기를 공급한다. 흡입 공기는 섬유 연신 장치를 통하여 필라멘트 및 주위 공기를 연신한다.
무한 소공성 형성 표면 26은 섬유 연신 장치 22 아래에 배치되어 섬유 연신 장치의 출구 개구부로부터 연속 필라멘트를 수용한다. 형성 표면 26은 가이드 롤러 28 주위를 이동을 한다. 진공기 30은 필라멘트가 퇴적되는 형성 표면 26 아래에 배치되어 형성 표면에 대해 필라멘트를 연신한다.
공정 라인 10은 또한 열 점 결합 롤러 34 (점선으로 도시) 또는 공기 통과 결합기 36과 같은 결합 장치를 포함한다. 열 점 결합기 및 공기 통과 결합기는 당 업계의 숙련인에게 잘 공지되어 있으며 본원에 자세하게 개시하지 않았다. 일반적으로 기재된 공기 통과 결합기 36은 웹을 수용하는 관통 롤러 38 및, 관통 롤러를 둘러싸는 후드 40을 포함한다. 마지막으로 공정 라인 10은 완성된 포를 권취하기 위한 권취 롤 42를 포함한다.
공정 라인 10을 작동시키기 위해서, 호퍼 14a 및 14b에 각각 중합체 성분 A 및 B를 충전한다. 중합체 성분 A 및 B는 각각 압출기 12a 및 12b에 의해 중합체 도관 16a 및 16b 및 방사구 18을 통해 용융 및 압출된다. 용융된 중합체의 온도는 사용된 중합체에 따라 변하지만, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 성분 A 및 B로 각각 사용할 경우, 압출된 중합체의 바람직한 온도는 약 370
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F 및 약 530
Figure 112000006112745-pct00002
F, 바람직하게는 400
Figure 112000006112745-pct00003
F 내지 약 450
Figure 112000006112745-pct00004
F이다.
압출된 필라멘트가 방사구 18의 아래에 연장됨에 따라, 켄칭 송풍기 20으로부터 공기의 스트림은 적어도 부분적으로 필라멘트를 켄칭하여 필라멘트내의 잠재 나선형 크림프를 발달시킨다. 켄칭 공기는 바람직하게 약 45
Figure 112003029298366-pct00005
F 내지 약 90
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F의 온도 및 약 100 내지 약 400 피트/분의 속도에서 필라멘트의 길이에 실질적으로는 수직 방향으로 흐른다.
켄칭 후에, 필라멘트는 가열기 또는 송풍기 24로부터 섬유 연신 장치를 통하여 공기와 같은 기체의 흐름에 의해 섬유 연신 장치 22의 수직 통로로 연신된다. 섬유 연신 장치는 바람직하게 방사구 18 기저로부터 30 내지 60 인치 아래에 배치된다. 가열기 또는 송풍기 24로부터 공급되는 공기의 온도는 잠재 크림프를 활성화하기에 충분하다. 필라멘트의 잠재 크림프를 활성화하는데 필요한 온도는 약 60
Figure 112000006112745-pct00007
F 내지 제2 성분 B인 저융점 성분의 융점에 가까운 최대 온도이다.
가열기 또는 송풍기 24에 의해 공급되는 공기의 실제 온도는 일반적으로 제조되는 필라멘트의 선형 밀도에 따른다. 예를 들어, 2 데니어 이상에서는 섬유 연신 장치 22에서 필라멘트를 자연적으로 크림프하기 위해서 열이 필요하지 않다는 것을 알게 되었고, 이는 또한 본 발명의 장점이다. 종래에는, 섬유 연신 장치 22 로 공급되는 공기는 통상적으로 가열하여야 했다. 그러나, 본 발명에 따라 제조된 약 2 데니어보다 미세한 필라멘트는 일반적으로 자연적인 크림프를 유도하기 위해서 가열 공기와 접촉시켜야 한다.
가열기 24로부터의 공기 온도는 상이한 크림프의 수준을 달성하기 위해 변화될 수 있다. 일반적으로 더 고온의 공기는 더 많은 수의 크림프를 제조한다. 필라멘트의 크림프 정도를 제어하는 능력은 포의 얻어진 밀도, 기공 크기 분포 및 드레이프를 섬유 연신 장치의 공기 온도를 간단히 조절하는 것에 의해 변화시키기 때문에 특히 유리하다.
크림프된 필라멘트는 섬유 연신 장치 22의 출구 개구부를 통해 이동하는 형성 표면 26 위에 퇴적된다. 진공기 20은 필라멘트를 형성 표면 26에 대해 연신하여 연속 필라멘트의 비결합 부직 웹을 형성한다. 종래에는, 웹을 통상적으로 압축 롤러로 약간 압축하고, 이어서 롤러 34에 의해 열 점 결합하거나, 또는 공기 통과 결합기 36에 의해 공기 통과 건조하였다. 그러나 상기에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 부직 웹은 크림프 증대 첨가제를 함유할 경우 강도 및 통합성을 증가시킨다는 것을 알게 되었다. 이와 같이, 공정 라인 10에서는 웹을 결합기에 공급하기 전에 압축 롤러 또는 다른 유형의 예비결합기에 의한 매우 약한 예비결합이 필요하다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 부직 웹의 증가된 강도 때문에 라인 속도가 증가할 수 있다. 예를 들어, 라인 속도는 약 150 내지 약 500 피트/분의 범위일 수 있다.
도 1에 도시된 공기 통과 결합기 36에서 성분 B의 융점 이상이며 성분 A의 융점 미만의 온도를 가지는 공기는 후드 40으로부터 웹을 통하여 관통 롤러 38로 향한다. 고온 공기는 저융점 중합체 성분 B를 용융하므로 2성분 필라멘트간에 결합을 형성하여 웹을 통합한다. 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 각각 중합체 성분 A 및 B로 사용할 경우, 공기 통과 결합기를 통한 공기 흐름은 바람직하게 약 230
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F 내지 약 280
Figure 112003029298366-pct00009
F의 온도 범위 및 약 100 내지 약 500 피트/분의 속도를 갖는다. 공기 통과 결합기에서 웹의 체류 시간은 바람직하게는 약 6 초 미만이다. 그러나, 공기 통과 결합기의 변수는 사용된 중합체의 유형 및 웹의 두께와 같은 요인에 따른다는 것을 이해하여야만 한다.
마지막으로, 완성된 웹을 권취 롤 42위에 귄취하면, 추가 처리 또는 사용할 준비가 된 것이다. 액체 흡수성 물품을 제조하기 위해 사용할 경우, 본 발명의 포를 통상의 표면 처리법으로 처리할 수 있거나 또는 포의 습윤성을 증대하기 위해 통상의 중합체 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 포를 미국 특허 제5,057,361호에 개시되어 있는 폴리알킬렌-옥시드 개질된 폴리디메틸-실옥산과 같은 폴리알킬렌-옥시드 개질된 실옥산 및 실란으로 처리할 수 있다. 상기 표면 처리는 포의 습윤성을 증대시킨다.
공기 통과 결합의 경우, 본 발명의 포는 특징적으로 비교적 높은 로프트 (loft)를 갖는다. 필라멘트의 나선형 크림프는 필라멘트 사이에 실질적인 빈 부분을 가진 열린 웹 구조를 야기하며, 필라멘트는 접점에 결합된다. 본 발명의 공기 통과 결합 웹은 통상적으로 약 0.015 g/cc 내지 약 0.040 g/cc의 밀도 및 약 0.25 내지 약 5 oz./제곱야드 및 더욱 바람직하게 약 1.0 내지 약 3.5 oz./제곱야드의 기초 중량을 갖는다.
필라멘트 선형 밀도는 일반적으로 1.0 미만 내지 약 8 데니어의 범위이다. 상기 논의된 바와 같이, 본 발명의 크림프 증대 첨가제는 고도로 크림프된 미세 필라멘트의 제조를 허용한다. 종래에는 자연적으로 크림프된 미세 필라멘트를 제조하기가 어렵거나 불가능하였다. 본 발명에 따라서, 인치당 약 10 개 이상의 자연적인 크림프를 갖는 필라멘트는 2 데니어 미만, 특히 약 1.2 데니어 미만의 선형 밀도로 제조될 수 있다. 대부분의 부직 웹에서, 필라멘트가 인치당 약 10 개 내지 약 25 개의 크림프를 가지는 것이 바람직하다. 특히 유리하게는, 상기 범위로 자연적인 크림프를 갖는 필라멘트를 본 발명에 따라 종래에 가능했던 것보다 낮은 선형 밀도에서 제조할 수 있다는 것이다.
열 점 결합은 그 개시 내용이 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제3,855,046호에 따라 수행될 수 있다. 열 점 결합의 경우, 본 발명의 포는 더욱 직물상의 외관을 나타내고, 예를 들어 개인용 물품을 위한 외부 커버 또는 의복 재료로서 유용하다.
도 1에서 도시된 결합 방법은 열 점 결합 및 공기 통과 결합이지만, 본 발명의 포를 오븐 결합, 초음파 결합, 히드로인탱글링 (hydroentangling) 또는 이들의 배합법과 같은 다른 방법에 의해 결합할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 상기 결합 기술은 당업계의 통상의 숙련인들에게 잘 공지되어 있으며 본원에서 자세히 논의하지 않는다.
본 발명을 수행하는 바람직한 방법은 다성분 필라멘트를 흡입 공기와 접촉시키는 것을 포함하지만, 본 발명은 필라멘트가 웹으로 형성되기 전에 연속 필라멘트의 잠재 나선형 크림프를 활성화하는 다른 방법을 포함한다. 예를 들어, 다성분 필라멘트는 켄칭기 뒤이지만 흡입기 상류에서 공기와 접촉할 수 있다. 또한, 다성분 필라멘트는 흡입기 및 웹 형성 표면 사이에서 공기와 접촉할 수 있다. 또한, 필라멘트는 또한 극초단파 또는 적외선과 같은 전자기 에너지에 노출될 수 있다.
일단 제조되면, 본 발명의 부직 웹을 많은 상이하고 다양한 용도로 사용할 수 있다. 예를 들어, 웹을 필터 제품, 액체 흡수성 제품, 개인용 물품, 의복 및 다양한 다른 제품에 사용할 수 있다.
본 발명을 하기 실시예를 참고하여 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
<실시예 1>
하기 실시예는 본 발명의 크림프 증대 첨가제로 제조된 필라멘트 및 부직 웹, 및 크림프 증대 첨가제 없이 제조된 필라멘트 및 부직 웹의 차이점을 비교하기 위해 수행되었다.
2종의 2성분 스펀본드 포를 일반적으로 미국 특허 제5,382,400호 (피케 등)에 개시된 방법을 따라서 제조하였다. 2가지 포 모두에서, 필라멘트는 2종의 성분이 사이드-바이-사이드 배열로 배열된 횡단면을 갖는 원통형이었다. 필라멘트의 한 측면은 주로 폴리프로필렌 (엑손 34455)로 제조되었으며, 다른 측면은 주로 폴리에틸렌 (다우 61800)로 제조되었다. 2가지 포 모두에서, 폴리프로필렌 (PP) 측 면은 폴리프로필렌 50 % 및 TiO2 50 %로 구성된 첨가제를 2 중량%의 양으로 함유하였다.
본 발명에 따른 첫번째 포 (포 A)에서 폴리에틸렌 (PE) 측면은 부틸렌 14 % 및 프로필렌 86 %의 랜덤 공중합체 (유니온 카바드 DS4D05)를 2 중량%로 함유하였다. 한편, 다른 포 (포 B)의 폴리에틸렌 측면은 폴리에틸렌 100 %이었다.
2가지 포 모두는 홀 밀도 48 홀/너비 인치에서 홀당 0.35 ghm의 중합체의 총 중합체 작업 처리량으로 제조되었고, 공기 온도 265
Figure 112000006112745-pct00010
F 에서 공기를 통해 결합되었다. 포 A는 라인 속도 44 피트/분에서 제조되었으며, 한편 포 B는 37 피트/분의 속도로 제조되었다. 라인 속도는 기초 중량을 제어하는데 사용되었고, 모든 다른 공정 조건은 동일하게 유지하였다. 2가지 포 모두는 기초 중량 2.6 온스/제곱 야드 (osy)를 갖는다.
포를 종방향 (MD) 및 횡방향 (CD) 모두에서의 최고점 인장 하중, 최고점 응력 변형 및 최고점 에너지 (3 " 스트립)에 대해 ASTM D-5035-90을 따라서 실험하고, 0.05 psi 하중하의 캘리퍼에 대해서는 스타렛 (Starrett) 유형 캘리퍼 실험기로 실험하였다. 포 밀도는 기초 중량 및 캘리퍼로부터 계산하였다. 섬유 크림프를 1 = 크림프 없음 및 5 = 매우 높은 크림프로 한 주관적인 1 내지 5의 등급으로 평가하였다. 섬유 선형 밀도는 필라멘트의 직경 (현미경으로 측정) 및 중합체의 밀도로부터 계산하였다. 비결합 웹의 강도는 결합기로 아직 유입되지 않은 소정 길이의 섬유를 수거하여 부드럽게 바닥에 부하시켜 결정하였다. 이어서, 포를 인 장 실패를 나타낼 때까지 한쪽 말단을 천천히 부드럽게 들어올렸다. 인장 실패의 점까지 들어올린 포의 길이를 비결합 웹의 파단 길이로 기록하였다.
실험 결과를 하기 표에 나타내었다.
포 A 및 B의 특성
포 A 포 B
필라멘트 선형 밀도 (데니어) 1.3 1.3
필라멘트 크림프 지수 4.0 1.0
포 기초 중량 (osy) 2.6 2.6
포 캘리퍼 (in) 0.135 0.090
포 밀도 (g/cc) 0.026 0.038
파단 길이 (in) 66 18
비결합 포 인장 특성:
MD 최고점 하중 (lb) 6.5 10.9
MD 최고점 응력 변형 (%) 46 20
MD 최고점 에너지 (in-lb) 4.7 4.4
CD 최고점 하중 (lb) 10.6 22.3
CD 최고점 응력 변형 (%) 138 66
CD 최고점 에너지 (in-lb) 24 32
상기 결과는 포 A가 포 B에 비하여 더 많은 크림프 및 더 큰 캘리퍼를 가진 필라멘트로 구성되었다는 것을 나타낸다 (그러므로 더 낮은 밀도를 가짐). 포 A는 또한 훨씬 더 큰 비결합 웹 강도를 갖는다. 포 B의 최고점 인장 하중이 포 A보다 약 2 배 크며, 한편 포 A의 최고점 응력 변형값은 거의 같은 요인에 의해 포 B보다 크다. 특히 종방향의 포 최고점 에너지도 마찬가지이다.
특히 중요하게는, 2가지 필라멘트 모두의 선형 밀도는 약 1.3 데니어로 매우 낮았다는 것을 나타낸다. 기재된 바와 같이, 본 발명의 크림프 증대 첨가제를 함유하여 제조된 필라멘트는 많은 자연적인 크림프를 가지며, 한편 첨가제를 함유하지 않는 필라멘트는 명백한 크림프를 갖지 않았다. 상기 기재된 바와 같이, 종래 에는 자연적으로 크림프된 필라멘트를 낮은 선형 밀도로 제조하는 것이 매우 어려웠다.
<실시예 2>
하기 실시예는 첨가제의 상이한 중합체 재료간의 혼합을 촉진하는 본 발명의 능력을 증명하기 위해서 수행되었다.
폴리에틸렌/폴리프로필렌 2성분 필라멘트를 일반적으로 실시예 1에 기재되고 피크 등의 미국 특허 제5,382,400호에 개시된 방법을 따라 제조하여 스펀본드 부직 웹으로 형성하였다. 2성분 필라멘트의 폴리에틸렌 측면은 재이용 중합체 20 중량%를 함유하였다. 구체적으로, 재이용 중합체는 이미 형성된 부직 웹의 트리밍으로부터 수거된 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌의 혼합물이었다.
본 발명에 따라서, 폴리에틸렌 성분은 또한 실시예 1에서 확인된 부틸렌/프로필렌 랜덤 공중합체 5 중량%를 함유하였다.
본 발명의 부틸렌/프로필렌 공중합체를 첨가함으로써, 재이용 중합체가 폴리에틸렌 성분과 쉽게 블렌드되고, 필라멘트로 방사될 수 있고 다시 자연적으로 크림프될 수 있는 중합체 재료가 제조된다는 것을 알 수 있었다. 또한, 매우 낮은 선형 밀도를 갖는 필라멘트를 제조할 수 있다는 것을 알게 되었다. 예를 들어, 중합체 작업 처리량 0.4 ghm 및 섬유 연신 압력 7.4 psi에서 선형 밀도 1.18 데니어를 갖는 필라멘트를 제조하였다.
종래에는, 재이용 중합체를 함유하는 2성분 필라멘트를 제조하려고 시도하였었다. 그러나, 본 발명의 첨가제를 첨가하지 않는다면 중합체 혼합물을 필라멘트 로 방사하는 것이 불가능하다.
본 발명의 상기 및 다른 변형 및 변화는 첨부된 청구항에 보다 구체적으로 개시된 본 발명의 주제 및 범위를 벗어나지 않고 당 업계의 통상의 숙련인들에 의해 실행될 수 있다. 또한, 다양한 실시태양의 양상은 전체 또는 부분적으로 서로 교환될 수 있다는 것을 이해하여야만 한다. 또한, 당업계의 통상의 숙련인들은 상기 기재 내용은 오직 예시를 위한 것일 뿐이고, 첨부된 청구항내의 본 발명을 제한하려는 것이 아니라는 것을 인식할 것이다.

Claims (29)

  1. 제2 중합체 성분보다 빠른 응고 속도를 갖는 제1 중합체 성분 및 부틸렌-프로필렌 공중합체를 함유하고 폴리에틸렌, 또는 에틸렌과 프로필렌의 공중합체를 포함하는 제2 중합체 성분을 포함하는 다성분 필라멘트를 용융 방사하는 단계,
    상기 다성분 필라멘트를 연신하는 단계,
    상기 다성분 필라멘트를 자연적으로 크림프하는 단계 및
    이 후 상기 다성분 필라멘트를 부직 웹으로 형성하는 단계
    를 포함하는 부직 웹 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 중합체 성분이 폴리에틸렌을 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 부틸렌-프로필렌 공중합체가 부틸렌을 0 중량% 초과 내지 20 중량%로 함유하는 랜덤 공중합체를 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 부틸렌-프로필렌 공중합체를 상기 제2 중합체 성분에 5 중량% 내지 10 중량%의 양으로 가하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 부틸렌-프로필렌 공중합체를 상기 제2 중합체 성분에 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 가하는 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제1 중합체 성분이 폴리프로필렌을 포함하는 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1 중합체 성분이 나일론, 폴리에스테르 및 프로필렌-에틸렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2 중합체 성분이 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 또는 프로필렌과 에틸렌의 공중합체를 포함하는 재이용 중합체를 더 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 다성분 필라멘트가 약 2 데니어 미만의 선형 밀도를 갖는 방법.
  10. 폴리프로필렌을 포함하는 제1 중합체 성분 및 폴리에틸렌 및 부틸렌-프로필렌 공중합체의 혼합물을 포함하는 제2 중합체 성분을 포함하는 2성분 필라멘트를 용융 방사하는 단계,
    상기 2성분 필라멘트를 연신하는 단계,
    상기 2성분 필라멘트를 크림프하는 단계 및
    이 후 상기 2성분 필라멘트를 부직 웹으로 형성하는 단계
    를 포함하는 부직 웹 형성 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 2성분 필라멘트를 기체 흐름으로 처리하여 크림프시키는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 부틸렌-프로필렌 공중합체가 상기 제2 중합체 성분에 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 부틸렌-프로필렌 공중합체가 부틸렌 약 14 중량%를 함유하는 랜덤 공중합체를 포함하는 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 제2 중합체 성분이 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 또는 프로필렌과 에틸렌의 공중합체를 포함하는 재이용 중합체를 더 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 재이용 중합체가 제2 중합체 성분에 0 중량% 초과 내지 20 중량%의 양으로 존재하는 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 2성분 필라멘트가 약 2 데니어 미만의 선형 밀도를 갖는 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 크림프된 2성분 필라멘트가 인치당 10 개 내지 인치당 25 개의 크림프를 포함하는 방법.
  18. 적어도, 제2 중합체 성분보다 빠른 응고 속도를 갖는 제1 중합체 성분 및 부틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체를 함유하고 폴리에틸렌, 또는 에틸렌과 프로필렌의 공중합체를 포함하는 제2 중합체 성분으로부터 제조되는, 크림프된 스펀본드 다성분 필라멘트를 포함하는 부직 웹.
  19. 제18항에 있어서. 상기 제2 중합체 성분이 폴리에틸렌을 포함하는 부직 웹.
  20. 제19항에 있어서, 상기 부틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체가 상기 제2 중합체 성분에 0.5 중량% 내지 5 중량%의 양으로 존재하는 부직 웹.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제1 중합체 성분이 폴리프로필렌을 포함하는 부직 웹.
  22. 제21항에 있어서, 상기 부틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체가 부틸렌을 0 중량% 초과 내지 20 중량%로 함유하는 부직 웹.
  23. 제22항에 있어서, 상기 크림프된 다성분 필라멘트가 약 2 데니어 미만의 선형 밀도를 갖는 부직 웹.
  24. 적어도 제2 중합체 성분보다 빠른 응고 속도를 갖는 제1 중합체 성분 및 제2 중합체 성분을 포함하고, 필라멘트가 인치당 10 개 내지 인치당 25 개의 크림프를 갖기에 충분한 양이 되도록 가해진 부틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체를 포함하는 크림프 증대 첨가제를 함유하고, 약 2 데니어 미만의 선형 밀도를 갖는, 자연적으로 크림프된 2성분 필라멘트.
  25. 제24항에 있어서, 상기 필라멘트가 약 1.2 데니어 미만의 선형 밀도를 갖는, 자연적으로 크림프된 다성분 필라멘트.
  26. 제24항에 있어서, 상기 제2 중합체 성분이 폴리에틸렌을 포함하고, 상기 크림프 증대 첨가제가 상기 제2 중합체 성분에 함유되어 있는, 자연적으로 크림프된 다성분 필라멘트.
  27. 제26항에 있어서, 상기 제1 중합체 성분이 폴리프로필렌을 포함하는, 자연적으로 크림프된 다성분 필라멘트.
  28. 제1 중합체 성분에 부틸렌-프로필렌 공중합체를 혼입하는 단계,
    적어도 상기 제1 중합체 성분 및 제2 중합체 성분으로부터 다성분 필라멘트를 융용 방사하는 단계,
    상기 다성분 필라멘트를 연신하는 단계 및
    이 후 상기 다성분 필라멘트를, 부틸렌-프로필렌 공중합체가 웹의 열 결합 전에 상기 웹의 강도를 증가시키기에 충분한 양으로 상기 웹에 존재하는 부직 웹으 로 형성하는 단계를 포함하는, 스펀본드 부직 웹의 비결합 강도의 개선 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 부틸렌-프로필렌 공중합체를 상기 제1 중합체 성분에 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 가하는 방법.
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