KR100662827B1 - 복합섬유 부직포 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 복합섬유 부직포는 120~135℃의 고융점과, 상기 고융점보다 적어도 5℃ 낮은 90~125℃의 저융점을 갖는 폴리에틸렌계 수지(A)와, 상기 폴리에틸렌계 수지(A)보다 융점이 10℃ 이상 높은 고융점 수지(B)로 구성되고, 폴리에틸렌계 수지(A)와 고융점 수지(B)의 중량 성분비(A/B)가 50/50~10/90이고, 폴리에틸렌계 수지(A)가 섬유 표면 중 적어도 일부를 길이 방향으로 연속하여 형성하는 복합섬유, 바람직하게는 코어-시이드형 또는 사이드-바이-사이드형 복합섬유를 사용하여 얻어지는 복합섬유 부직포이다. 이 복합 섬유 부직포는 유연성이 우수하고 고강도이므로, 위생 재료용 부직포로서 적합하게 사용된다.
복합섬유 부직포, 코어-시이드형 복합섬유, 사이드-바이-사이드형 복합섬유

Description

복합섬유 부직포{COMPOSITE-FIBER NONWOVEN FABRIC}
본 발명은 유연성이 우수할 뿐만 아니라 강도가 높은 복합섬유 부직포에 관한 것이며, 또한 상기 복합섬유 부직포를 사용한 위생 재료용 부직포에 관한 것이다.
근년 다양한 용도로 사용되고 있는 스펀본드 부직포(spunbonded nonwoven fabric)는 카딩법이나 멜트 블로잉법으로 얻어지는 단섬유 부직포에 비해서, 인장 강도가 우수한 동시에, 생산성이 높다는 이점이 있다. 그러나 한편, 단섬유 부직포에 비하면 유연성이 떨어지는 결점이 있어, 위생 재료의 표면재 등과 같이 피부에 직접 접촉하는 용도로는 적합하지 않다. 그러나, 일회성 용도로는 생산성이 높은 스펀본드 부직포가 적합하며, 따라서 유연성이 더 우수한 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 각종 기술이 채택되고 있었다.
예를 들면, 부직포를 형성하는, 섬유를 결합하기 위한 적당히 간격을 둔 결합 구역을 설치하고, 이 구역내에서만 섬유를 서로 자기 융착시켜서 섬유가 서로 결합되지 않은 영역을 마련할 수 있음이 제안되었다.
그러나, 이 기술만으로는 부직포가 충분한 유연성을 발휘할 수 없었다.
섬유를 구성하는 수지를 폴리에틸렌으로 한 폴리에틸렌 부직포는 유연하고 또한 촉감이 양호함이 알려져 있다(특개소60-209010호 공보). 그러나, 폴리에틸렌 섬유는 방사가 어려워서 극세 데니어의 섬유로 하기가 곤란하다. 또, 폴리에틸렌 섬유로 된 부직포는 캘린더 롤에 의해 가열·가압 처리될 때 용융하기 쉽고, 또한 섬유 강도가 낮기 때문에 롤에 감겨지기 쉽다. 그 대책으로서 처리 온도를 내리는 조치를 취했지만, 그 경우, 열접착이 불충분하게 되기 쉬워서 충분한 강도와 마찰 견뢰도(fastness)를 갖는 부직포를 얻을 수 없는 또하나의 문제가 있다. 실제로 폴리에틸렌 부직포는 폴리프로필렌 부직포에 비해 강도가 떨어진다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 코어로서 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등의 수지를 사용하고, 시이드로서 폴리에틸렌을 사용한 코어-시이드(core-sheath)형 복합섬유를 사용하는 기술이 제안되었다(특소공55-483호 공보, 특개평2-182960호 공보, 특개평5-263353호 공보).
그러나, 상술한 종래 제안된 코어-시이드형 복합섬유로 된 부직포는 위생 재료로서 사용하기에 충분한 유연성과 강도를 갖추지 않았다. 구체적으로, 시이드 성분으로서 폴리에틸렌의 함량을 증가시키면, 부직포의 유연성은 향상되지만 부직포의 강도가 충분치 않아서 가공시에 부직포의 파단이 일어나기 쉽게 된다. 한편, 반대로 코어 성분을 증가시키면, 부직포는 충분한 강도를 갖지만, 유연성이 떨어져서 위생 재료로는 품질이 저하된다. 따라서 상기 양쪽의 성능을 만족하는 레벨의 부직포를 얻기가 곤란하였다.
그래서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술에 수반하는 문제를 해결하려는 것으로서, 특히 유연성과 촉감이 우수할 뿐만 아니라 충분한 강도를 갖는 복 합섬유 부직포를 제공하는 것이다.
발명의 개시
본 발명자들은 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서는, 120~135℃의 고융점과, 상기 고융점보다 적어도 5℃ 낮은 90~125℃의 저융점을 갖는 폴리에틸렌계 수지(A)와, 상기 폴리에틸렌계 수지(A)보다 융점이 10℃ 이상 높은 고융점 수지(B)로 구성되고, 폴리에틸렌계 수지(A)와 고융점 수지(B)의 중량 성분비(A/B)가 50/50~10/90이고, 폴리에틸렌계 수지(A)가 섬유 표면 중 적어도 일부를 길이 방향으로 연속하여 형성하는 복합섬유, 바람직하게는 코어-시이드형 또는 사이드-바이-사이드형 복합섬유로 되는 복합섬유 부직포를 제공한다.
본 발명의 바람직한 태양으로는 상기 폴리에틸렌계 수지(A)가 120~135℃의 고융점과, 상기 고융점보다 적어도 5℃ 낮은 90~125℃의 저융점을 갖는 1종의 에틸렌계 중합체로 되는 것이 바람직하다.
또, 폴리에틸렌계 수지(A)가 120~135℃의 고융점을 갖는 에틸렌계 중합체(A-1)와, 상기 고융점보다 적어도 5℃ 낮은 90~125℃의 저융점을 갖는 에틸렌계 중합체(A-2)로 되는 것이 바람직하다.
이 경우에, 폴리에틸렌계 수지(A)에 함유되는 에틸렌계 중합체(A-1)와 에틸렌계 중합체(A-2)의 중량비[(A-1)/(A-2)]가 75/25~30/70이 바람직하다.
또, 에틸렌계 중합체(A-1)의 밀도가 O.930~O.97Og/cm3이고, 에틸렌계 중합체(A-2)의 밀도가 0.86O~0.93Og/cm3인 것이 바람직하다.
또 본 발명에 있어서, 폴리에틸렌계 수지(A)는 겔투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정한 분자량 분포(Mw/Mn)가 1.5~4.0이 적합하다.
고융점 수지(B)는 GPC에 의해 측정한 분자량 분포(Mw/Mn)가 2.0~4.0의 프로필렌계 중합체가 적합하다.
상기 프로필렌계 중합체는 멜트플로우레이트(ASTM D1238에 준거하여 하중 2.16kg 온도 230℃에서 측정) 20~10Og/10분, 에틸렌에서 유도된 구조 단위 함유량 0.1~5.O몰%의 프로필렌·에틸렌 공중합체가 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기의 복합섬유 부직포에 멜트블론 부직포가 적층되어 되는 위생 재료용 부직포를 제공한다.
도1~도3은 폴리에틸렌계 수지(A)의 DSC 커브(시차열분석 곡선)의 예를 나타내는 도면.
발명을 실시하기 위한 최량의 태양
이하, 본 발명에 의한 복합섬유 및 그 섬유로부터 형성되는 복합섬유 부직포에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 중에서 " 중합체"는 단독 중합체 및 공중합체의 모두를 포함한다.
복합섬유
본 발명에 의한 복합섬유는 120~135℃, 바람직하게는 120~130℃의 고융점과, 상기 고융점보다 적어도 5℃, 바람직하게는 적어도 10℃ 낮은 90~125℃, 바람직하게는 90~120℃의 저융점을 갖는 폴리에틸렌계 수지(A)와, 상기 폴리에틸렌계 수지(A)보다 융점이 10℃ 이상, 바람직하게는 15℃ 이상, 더욱 바람직하게는 20℃ 이상 높은 고융점 수지(B)로 구성되는 복합섬유로서, 폴리에틸렌계 수지(A)가 섬유 표면 중 적어도 일부를 길이 방향으로 연속하여 형성한다.
적합한 구체예로는 폴리에틸렌계 수지(A)로 되는 시이드부와, 상기 폴리에틸렌계 수지(A)보다 융점이 10℃ 이상, 바람직하게는 15℃ 이상, 보다 바람직하게는 20℃ 이상 높은 고융점 수지(B)로 되는 코어부로 구성되는 코어-시이드형 복합섬유, 및 상기 폴리에틸렌계 수지(A)로 되는 폴리에틸렌계 수지부와 상기 고융점 수지(B)로 되는 고융점 수지부로 구성되는 사이드-바이-사이드형 복합섬유를 들 수 있다. 이하, 각각에 대하여 설명한다.
코어-시이드형 복합섬유
코어-시이드형 복합섬유의 시이드부를 형성하는 폴리에틸렌계 수지(A)는 120~135℃, 바람직하게는 120~130℃의 고융점과, 상기 고융점보다 적어도 5℃, 바람직하게는 적어도 10℃ 낮은 90~125℃, 바람직하게는 90~120℃의 저융점을 갖는 에틸렌계 중합체, 또는 2종 이상의 에틸렌계 중합체로 되는 혼합물이다. 즉, 본 발명에서 바람직하게 사용되는 폴리에틸렌계 수지(A)는 상술한 바와 같이 융점을 2 이상 갖는 1종의 에틸렌계 중합체, 또는 상술한 바와 같이 다른 융점을 갖는 2종 이상의 에틸렌계 중합체의 혼합물이다.
상기의 폴리에틸렌계 수지(A)로는 예를 들면 도1에 나타내는 바와 같이, 2 이상의 흡열량의 피크(Tm1, Tm2, Tm3)가 있는 DSC 커브(시차열분석 곡선)가 얻어지는 폴리에틸렌계 수지와, 도2에 나타내는 바와 같이, 흡열량이 완만하게 증가하고 있는 부분과 피크의 존재가 인정되는 피크(P)와 부분(S)을 갖는 DSC 커브가 얻어지는 폴리에틸렌계 수지를 들 수 있다. 또, 도3에 나타내는 바와 같이, 싱글 피크의 DSC 커브가 얻어지는 폴리에틸렌계 수지이며 상술한 범위의 저융점을 갖는 적어도 하나의 폴리에틸렌계 수지와, 상기 저융점보다도 적어도 5℃, 바람직하게는 적어도 10℃ 높은 범위의 고융점을 갖는 적어도 하나의 폴리에틸렌 수지의 2종 이상의 혼합물이라도 좋다. 이 혼합물은 드라이 브렌딩, 멜트 브렌딩 및 2단 이상의 다단 중합 중 어느 방법으로도 제조할 수 있다.
여기서 피크란 DSC 커브상에서 흡열량의 변화 곡선의 미분 계수가 정으로부터 부, 혹은 부로부터 정으로 변화하는 점이고, 소위 커브의 쇼울더(shoulder)라고 불리는 점은 포함하지 않는다.
본 발명에 사용되는 에틸렌계 중합체로는 에틸렌의 단독 중합체, 또는 에틸렌과, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐 등의 α-올레핀의 공중합체를 들 수 있다.
이들 에틸렌·α-올레핀 공중합체는 α-올레핀 성분 함량이 30몰% 이하가 바람직하다.
상기 폴리에틸렌계 수지(A)가 2종 이상의 에틸렌계 중합체의 혼합물인 경우, 그것에 함유되는 상기 고융점 범위의 에틸렌계 중합체(A-1)와 상기 저융점 범위의 에틸렌계 중합체(A-2)의 중량비[(A-1)/(A-2)]는 유연성이 우수하고 마찰 견뢰도가 우수한 섬유가 얻어지는 점에서, 75/25~30/70이 바람직하고, 70/30~50/50이 더욱 바람직하다.
또, 상기 폴리에틸렌계 수지(A)가 2종 이상의 에틸렌계 중합체의 혼합물인 경우, 에틸렌계 중합체(A-1)의 적합한 밀도는 0.930~0.970g/cm3, 보다 바람직하게는 0.940~0.970g/cm3이고, 에틸렌계 중합체(A-2)의 적합한 밀도는 O.860~0.930g/cm3, 보다 바람직하게는 0.860~0.920g/cm3이다.
상기의 에틸렌계 중합체 또는 융점이 서로 다른 2종 이상의 에틸렌계 중합체의 혼합물로 된 폴리에틸렌계 수지(A)는 멜트플로우레이트(MFR; ASTM D1238에 준거하여 온도 190℃ 하중2.16kg에서 측정)가 20~60g/10분의 범위인 것이 방사성, 섬유 강도 및 마찰 견뢰도가 우수한 섬유가 얻어지는 점에서 바람직하다.
이 폴리에틸렌계 수지(A)의 겔투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정한 분자량 분포(Mw/Mn)는 바람직하게는 1.5~4.0의 범위이고, 방사성이 양호하고, 섬유 강도 및 마찰 견뢰도가 우수한 섬유가 얻어지는 점에서, 1.5~3.0의 범위가 특히 바람직하다.
또한, 이 폴리에틸렌계 수지(A)는 밀도(ASTM D1505)가 0.920~O.970g/cm3의 범위가 마찰 견뢰도가 우수한 섬유가 얻어지는 점에서 바람직하고, 또, 유연하고 또한 충분한 마찰 견뢰도를 갖는 섬유가 얻어지는 점에서 0.940~0.960g/cm3의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.940~0.955g/cm3의 범위이고, 특히 바람직하게는 0.940~0.950g/cm3의 범위이다.
한편, 본 발명에 의한 코어-시이드형 복합섬유의 코어부를 형성하는 고융점 수지(B)는 상기 폴리에틸렌계 수지(A)보다 융점이 10℃ 이상 높은 고융점의 열가소성 수지이다. 상기 폴리에틸렌계 수지(A)가 복수의 융점을 갖는 경우는 상기 고융점 수지(B)는 상기 폴리에틸렌계 수지(A)의 가장 높은 융점보다도 10℃ 이상, 바람직하게는 15℃ 이상, 더욱 바람직하게는 20℃ 이상 높은 융점을 갖는다. 이러한 고융점 수지(B)로는 예를 들면 프로필렌계 중합체 등의 폴리올레핀 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 폴리에스테르 수지, 나일론 등의 폴리아미드 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 프로필렌계 중합체가 바람직하다.
프로필렌계 중합체로는 프로필렌의 단독 중합체, 또는 프로필렌과, 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐 등의 α-올레핀의 공중합체를 들 수 있다. 그 중에서도, 프로필렌과 소량의 에틸렌으로 되고, 에틸렌에서 유도된 구조 단위 함유량이 O.1~5몰%인 프로필렌·에틸렌 랜덤 공중합체가 특히 바람직하다. 이 공중합체를 사용하면, 방사성이 양호하고, 복합섬유의 생산성이 우수하며, 양호한 유연성을 갖는 부직포가 얻어진다. 본 발명에서, 양호한 방사성이란 방사 노즐로부터의 압출 중 및 연신 중에 실 끊어짐이 일어나지 않고 또한 필라멘트의 융착도 생기지 않는 것을 말한다.
또, 프로필렌계 중합체는 멜트플로우레이트(MFR; ASTM D1238에 준거하여 온도230℃ 하중 2.16kg에서 측정)가 20~100g/10분인 것이 방사성과 섬유 강도와의 밸런스가 특히 우수한 점에서 바람직하다.
또한, 이 프로필렌계 중합체의 겔투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정한 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.0~4.0의 범위가 바람직하고, 방사성이 양호하고 또한 섬유 강도가 특히 우수한 복합섬유가 얻어지는 점에서, Mw/Mn이 2.0~3.0의 범위내가 더욱 바람직하다.
또한 본 발명에서는 필요에 따라 시이드부를 형성하는 폴리에틸렌계 수지(A) 및/또는 코어부를 형성하는 프로필렌계 중합체 등의 고융점 수지(B)에, 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위에서, 착색제, 내열 안정제, 윤활제, 핵제, 다른 중합체 등을 배합할 수 있다.
착색제로는 예를 들면 산화티탄, 탄산칼슘 등의 무기계 착색제, 프탈로시아닌 등의 유기계 착색제 등을 들 수 있다.
내열 안정제로는 예를 들면 BHT(2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀) 등의 페놀계 안정제 등을 들 수 있다.
윤활제로는 예를 들면 올레인산아미드, 에르크산아미드, 스테아린산아미드 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 시이드부를 형성하는 폴리에틸렌계 수지(A)에 윤활제를 O.1~O.5 중량% 배합하면, 얻어지는 복합섬유의 마찰 견뢰도가 향상되므로 특히 바람직하다.
폴리에틸렌계 수지(A)와 고융점 수지(B)의 중량 성분비(폴리에틸렌계 수지(A)/고융점 수지(B))는 50/50~10/90의 범위이고, 유연성과 마찰 견뢰성의 밸런스가 우수한 섬유를 얻을 수 있는 점에서, 50/50~20/80의 범위가 바람직하고, 40/60~30/70의 범위가 더욱 바람직하다. 폴리에틸렌계 수지(A)가 복합섬유 중에서 차지하는 비율(전체를 100 중량부로 했을 때의 중량 비율)이 50을 초과하는 경우, 섬유 강도가 개선되지 않는 부위가 존재할 수 있다. 한편, 복합섬유 중 상기 폴리에틸렌계 수지(A)의 비가 10보다 작은 경우, 얻어지는 부직포내에서 유연성이 떨어지고 또한 촉감도 나쁜 부위가 존재할 수 있다.
본 발명에 의한 코어-시이드형 복합섬유의 단면에서의 시이드부와 코어부의 면적비는 통상, 상술한 중량 성분비와 거의 동일하며, 50/50~10/90, 바람직하게는 50/50~20/80의 범위이고, 더욱 바람직하게는 40/60~30/70의 범위이다.
상기와 같은 본 발명에 의한 코어-시이드형 복합섬유는 섬도가 5.0 데니어 이하이고, 보다 유연성이 우수한 부직포가 얻어지는 점에서, 3.0 데니어 이하가 바람직하다.
본 발명에 의한 코어-시이드형 복합섬유는 원형상의 코어부와 도너츠상의 시이드부(코어부는 시이드부내에 둘러싸여 있음)가 상기 섬유의 동일 단면에서 같은 중심을 갖는 동심형(concentric type) 복합섬유이어도 좋고, 또, 코어부의 중심과 시이드부의 중심이 서로 다른 편심형(eccentric type) 복합섬유이어도 좋다. 또한, 코어-시이드형 복합섬유는 상기 코어부가 섬유 표면에 부분적으로 노출된 편심형 복합섬유이어도 좋다.
사이드-바이-사이드형 복합섬유
본 발명에 의한 사이드-바이-사이드형 복합섬유는 폴리에틸렌계 수지(A)로 되는 폴리에틸렌계 수지부와, 고융점 수지(B)로 되는 고융점 수지부로 구성되어 있다. 이 사이드-바이-사이드형 복합섬유를 형성하는 폴리에틸렌계 수지(A) 및 고융점 수지(B)는 각각 상술한 코어-시이드형 복합섬유를 형성하는 폴리에틸렌계 수지(A) 및 고융점 수지(B)와 같다.
또한 본 발명에서는 필요에 따라서 폴리에틸렌계 수지(A) 및/또는 고융점 수지(B)에, 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위에서, 상술한 착색제, 내열 안정제, 윤활제, 핵제, 다른 중합체 등을 배합할 수 있다.
사이드-바이-사이드형 복합섬유는 폴리에틸렌계 수지(A)와 고융점 수지(B)의 중량 성분비(A/B)는 50/50~10/90의 범위이고, 유연성과 마찰 견뢰도의 밸런스가 우수한 섬유를 얻을 수 있다는 점에서, 50/50~20/80의 범위가 바람직하고, 40/60~30/70의 범위가 더욱 바람직하다.
또, 상기와 같은 본 발명에 의한 사이드-바이-사이드형 복합섬유는 섬도가 5.0데니어 이하이고, 보다 유연성이 우수한 부직포가 얻어지는 점에서, 3.0 데니어 이하인 것이 바람직하다.
복합섬유 부직포
본 발명에 의한 복합섬유 부직포는 상기의 폴리에틸렌계 수지(A)와 고융점 수지(B)로 구성되고, 폴리에틸렌계 수지(A)가 섬유 표면 중 적어도 일부를 길이 방향으로 연속하여 형성하는 복합섬유를 사용하여 얻어진다. 상기 부직포는 적합하게는 상기 코어-시이드형 또는 사이드-바이-사이드형 복합섬유로 되며, 이 복합섬유의 웨브는 통상, 엠보싱 롤을 사용한 열 엠보싱 가공에 의한 얽힘 처리(entangling treatment)가 실시된다.
본 발명에 의한 복합섬유 부직포는 예를 들면 코어-시이드형 복합섬유의 코어를 구성하는 고융점 수지(B)와 시이드를 구성하는 폴리에틸렌계 수지(A)를 각각 별개로 압출기 등으로 용융하고, 각 용융물을 소망의 코어-시이드 구조를 형성하여 압출하도록 구성된 2성분 섬유 방사 노즐을 갖는 방사구를 통하여 압출하여서, 코어-시이드의 복합섬유를 방사시킨다. 방사된 복합섬유를, 냉각 유체에 의해 냉각하고, 또한 연신 에어에 의해 복합섬유에 장력을 가하여 소정의 섬도로 하고, 그대로 포집 벨트상에 포집하여 소정의 두께로 퇴적시켜서 복합섬유의 웨브를 얻는다. 그 후, 예를 들면 엠보싱 롤을 사용한 열 엠보싱 가공에 의해 이 웨브를 얽키게 하여 복합섬유 부직포를 제조할 수 있다.
또, 상기 코어-시이드형 복합섬유용 2성분 섬유 방사 노즐 대신에, 사이드-바이-사이드형 복합섬유용 2성분 섬유 방사 노즐을 사용하면, 본 발명에 의한 사이드-바이-사이드형 복합섬유로 되는 부직포를 얻을 수 있다.
열엠보싱 가공에서의 엠보싱 면적율(각인(stamped) 면적율: 전체 부직포에서의 열압착 결합 부분이 차지하는 비율)은 용도에 따라서 적당히 결정할 수 있다. 통상, 엠보싱 면적율을 5~40%의 범위내로 하면, 유연성, 통기도 및 마찰 견뢰도의 밸런스가 우수한 복합섬유 부직포를 얻을 수 있다.
본 발명에 의한 복합섬유 부직포는 클럭(clark)법(JIS L1090C법)에 의한 종방향과 횡방향의 강연도(stiffness)의 합이 8Omm 이하(평량(basis weight) 23g/m2에서의 값), 바람직하게는 75mm 이하(평량 23g/m2에서의 값)의 유연성 부직포다. 여기서, "종방향" 이란 부직포의 형성시에 웨브의 흐름 방향과 평행한 방향(MD)이고, 또, "횡방향" 이란 웨브의 흐름 방향과 수직인 방향(CD)이다.
본 발명에 의한 복합섬유 부직포의 인장 강도는 평량 23g/m2에서의 값으로서, 종방향(MD)으로 통상 1800g/25mm 이상, 바람직하게는 1900g/25mm 이상이고, 횡방향(CD)으로 통상 150g/25mm이상, 바람직하게는 20Og/25mm 이상이다.
본 발명에 의한 복합섬유 부직포가 유연성과 인장 강도가 우수한 특성을 나타내는 이유를 하기에 설명한다.
종래의 복합섬유의 열엠보싱 가공에 의한 얽힘 처리에서는 엠보싱 처리의 적정 온도가 좁고, 온도 콘트롤이 매우 엄격하다. 그 때문에, 엠보싱 처리 온도가 적정 온도보다도 높으면, 열 롤에 감겨버리기 쉽고, 적정 온도보다도 낮으면, 융착 불량을 일으키기 쉬운 문제가 있다.
특히, 부직포의 강도를 올리기 위해서 고융점 수지의 비율을 증가시키면, 융착불량은 더욱더 일어나기 쉽게 된다. 이와 같은 상황에서는 엠보싱 처리 온도를 올릴 필요가 있으며, 그 결과 엠보싱부가 필름상이 되어 유연성이 저하된다. 반면에, 본 발명에 의한 복합섬유 부직포에서는 엠보싱 처리 온도의 적정 온도 범위가 넓어서 적정 온도에서의 엠보싱 처리가 용이하다. 그 때문에, 엠보싱 가공부의 섬유끼리의 융착이 온건하여, 엠보싱부가 필름상으로 되지 않고 섬유 형상 그대로 유지할 수 있어 유연성이 거의 저하되지 않는다.
본 발명에 의한 복합섬유 부직포는 통상, 평량 25g/m2 이하의 부직포가 유연성을 필요로 하는 용도에는 적합하지만, 용도에 따라서는 25g/m2를 초과하는 고평량의 부직포이어도 좋다. 예를 들면 보자기, 의료용의 덮는 천 등의 용도에는 고평 량의 부직포가 적합하다.
또, 본 발명은 상술한 복합섬유 부직포를 사용하고, 상기 복합섬유 부직포의 편면 또는 양면에 섬유 직경 1~1O㎛의 섬유로부터 형성된 멜트블론 부직포를 적층하여, 2층 이상의 적층 부직포로 하면, 유연성 및 강도뿐 아니라 촉감이나 내수성이 양호하게 되어, 특히 종이 기저귀나 생리용 냅킨 등의 위생 재료에 적합한 위생 재료용 부직포가 제공된다.
이 멜트블론 부직포를 형성하는 섬유는 특별한 형태로 제한되지 않고, 예를 들면 종래 공지의 열가소성 수지로 되는 단일 섬유 및 코어-시이드형 혹은 사이드-바이-사이드형 복합섬유 등을 들 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 들어서, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 또, 이하의 실시예 및 비교예에서의 부직포에 대해서, 유연성, 방사성 평가 및 인장 강도, 내수도의 측정, 및 수지의 융점, Mw/Mn의 측정은 다음의 방법에 준거하여 행했다.
(1) 유연성(강인도)
JIS L1096에 기재된 C법(클럭법)에 준거하여, 부직포(평량은 단층의 경우 23g/m2, 적층의 경우 17g/m2)의 종방향과 횡방향의 강인도를 각각 측정하고, 그 합을 구해서 부직포의 유연성의 평가 기준으로 했다.
(2) 방사성
필라멘트 성형시에 육안으로 필라멘트 끊어짐을 확인했다. 필라멘트 1000개에 대하여 10분간 관찰하고, 이하의 판단 기준으로 평가했다.
Ｏ : 실 끊어짐 없음
× : 실 끊어짐 1회 이상
(3) 인장 강도
JIS L1906에 준거하여, 폭 25mm, 길이 20Omm의 시험편을 그립 간격 1OOmm, 인장 속도 1OOmm/분에서 측정했다.
(4) 내수도
JIS L1092의 A법; 저수압법에 준거하여 내수도를 측정했다.
(5) 융점
JIS K7121에 준거하여, DSC에 의해서, 10℃/분의 승온 속도로 측정했다.
(6) Mw/Mn(분자량 분포)
GPC(겔투과 크로마토그래피)를 사용하여, o-디클로로벤젠 용매로, 140℃에서 측정하고, 이 측정값을 폴리스티렌 분자량으로 환산하여 구했다.
(실시예 1)
밀도(ASTM Dl050에 의함. 이하 동일)가 O.965g/cm3이고, 융점이 130℃인 폴리에틸렌(HDPE, 공단량체:1-부텐)[수지1] 70 중량부, 및 밀도가 0.915g/cm3이고, 융점이 115℃인 LLDPE(공단량체: 4-메틸-1-펜텐)[수지2] 30 중량부로 되는 폴리에틸렌계 수지 혼합물(혼합물의 물성을 표1에 나타냄)과, 에틸렌 성분 함량이 O.4몰%이 고, 융점이 165℃인 폴리프로필렌을 각각 별개로 압출기로 용융 혼련하였다. 이후, 각 용융물을, 코어-시이드 구조를 형성하여 압출하도록 구성된 2성분 섬유 방사 노즐을 갖는 방사구를 통하여 압출시키고, 그 결과 용융물을 복합 방사하여, 폴리프로필렌으로 되는 코어부와, 상기 폴리에틸렌계 수지 혼합물로 되는 시이드부로 구성되는 동심의 코어-시이드형 복합섬유를 형성했다. 상기 방법으로 얻어진 코어-시이드형 복합섬유를 그대로 포집면상에 퇴적시켜서 형성된 웨브를, 표면 온도 121℃의 1쌍의 스틸제 엠보싱 롤(롤 직경:400mm, 각인 면적율:25%)과 스틸제 미러 롤(롤 직경:400mm)로 되는 엠보싱 가공 장치를 사용하는 열엠보싱에 의하여 얽힘 처리를 실시하여 복합섬유 부직포를 얻었다.
또, 상기와 같이 하여 얻어진 부직포를 형성하는 코어-시이드형 복합섬유는 섬도가 3.0 데니어이고, 폴리에틸렌계 수지 혼합물(시이드부)/폴리프로필렌(코어부)의 중량 성분비는 30/70이었다. 이 부직포의 평가 결과를 표1에 나타낸다.
(실시예 2)
실시예1에서, 폴리에틸렌계 수지 혼합물을 구성하고 있는, 융점 130℃의 폴리에틸렌[수지1]과 융점 115℃의 LLDPE[수지2]의 배합 비율을 각각 60 중량부, 40 중량부로하고(혼합물의 물성을 표1에 나타낸다), 엠보싱 롤의 표면 온도를 119℃로 한 것 이외는 실시예1와 동일하게 행했다.
얻어진 부직포를 형성하는 코어-시이드형 복합섬유는 섬도가 3.0 데니어이고, 폴리에틸렌계 수지 혼합물/폴리프로필렌의 중량 성분비는 30/70이었다. 이 부직포의 평가 결과를 표1에 나타낸다.
(실시예 3)
실시예1에서, 폴리에틸렌계 수지 혼합물을 구성하고 있는, 융점 130℃의 폴리에틸렌[수지1]과 융점 115℃의 LLDPE[수지2]의 배합 비율을 각각 50 중량부, 50 중량부로 하고(혼합물의 물성을 표1에 나타낸다.), 엠보싱 롤의 표면 온도를 117℃로 한 것 이외는 실시예1과 동일하게 행했다.
얻어진 부직포를 형성하는 코어-시이드형 복합섬유는 섬도가 3.0 데니어이고, 폴리에틸렌계 수지 혼합물/폴리프로필렌의 중량 성분비는 30/70이었다. 이 부직포의 평가 결과를 표1에 나타낸다.
(비교예 1)
밀도 O.95Og/cm3, 융점 125℃, MFR(ASTM D1238에 준거하여 온도 190℃ 하중2.16kg에서 측정) 60g/10분, Mw/Mn 2.9인 에틸렌·1-부텐 공중합체와, 에틸렌 성분 함량이 0.4몰%이고, 융점이 165℃인 폴리프로필렌을 각각 별개로 압출기로 용융 혼련하였다. 각 용융물을, 코어-시이드 구조를 형성하여 압출하도록 구성된 2성분 섬유 방사 노즐을 갖는 방사구로부터 압출시켜서, 이 용융물을 복합 방사를 행하여, 폴리프로필렌으로 되는 코어부와, 에틸렌·1-부텐 공중합체로 되는 시이드부로 구성되는 동심의 코어-시이드형 복합섬유를 형성했다. 상기 방법으로 얻어진 코어-시이드형 복합섬유를 포집면상에 퇴적시킴으로써 형성된 웨브를, 표면 온도 121℃의 1쌍의 스틸제 엠보싱 롤(롤 직경:400mm, 각인 면적율:25%)과 스틸제 미러 롤(롤 직경:4OOmm)로 되는 엠보싱 가공 장치를 사용하는 열엠보싱에 의하여 얽힘 처리를 실시하여, 복합섬유 부직포를 얻었다.
상기와 같이 하여 얻어진 부직포를 형성하는 코어-시이드형 복합섬유는 섬도가 3.0 데니어이고, 에틸렌·1-부텐 공중합체/폴리프로필렌의 중량 성분비는 30/70이었다. 이 부직포의 평가 결과를 표1에 나타낸다.
(비교예 2)
비교예1에서, 에틸렌·1-부텐 공중합체로서, 밀도 O.945g/cm3, 융점 123℃, MFR(ASTM D1238준거하여 온도190℃ 하중2.16kg에서 측정) 60g/10분, Mw/Mn 2.7인 에틸렌·1-부텐 공중합체를 사용하고, 에틸렌·1-부텐 공중합체/폴리프로렌의 중량 성분비를 60/40로 하고, 엠보싱 롤의 표면 온도를 119℃로 한 것 이외는 비교예1과 동일하게 행했다.
얻어진 부직포를 형성하는 코어-시이드형 복합섬유는 섬도가 3.0 데니어이었다. 이 부직포의 평가 결과를 표1에 나타낸다.
(비교예 3)
실시예1에서 사용한 LLDPE 대신에, 밀도가 0.917g/cm3이고, 융점이 115℃인 LLDPE 중합체를 사용하고, 폴리에틸렌계 수지 혼합물의 Mw/Mn을 4.3, 밀도를 0.950g/cm3로 한 것 이외는 실시예1과 동일하게 행했다.
얻어진 부직포를 형성하는 코어-시이드형 복합섬유는 섬도가 3.0 데니어이었다. 이 부직포의 평가 결과를 표1에 나타낸다.
(실시예 4)
실시예1의 HDPE을 사용한 멜트블론법에 의한 멜트블론 부직포(섬유 직경 3 ㎛)의 양면에, 실시예1의 조건에서 얻어지는 부직포를 인 라인 방식으로 적층하고, 부직포층의 평량 구성이 7/3/7(g/m2)의 적층 부직포를 제조했다. 이 때, 얽힘 처리는 부직포 적층체에 대해 실시예1과 동일하게 했다. 이 적층 부직포의 평가 결과를 표1에 나타낸다.
또 표1중, PE은 폴리에틸렌을, PP는 폴리프로필렌을 가리킨다.
본 발명의 복합섬유 부직포는 유연성이 우수하며 또한 고강도이며, 또한, 가공시 파단을 일으키지 않는다. 유연성이 우수하므로, 본 발명의 복합섬유 부직포는 위생 재료용 부직포로서 적합하게 사용할 수 있다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 4
PE계 수지 (A) 수지1 융점(℃) 밀도(g/㎤) 블렌딩비(중량비) 130 0.965 70 130 0.965 60 130 0.965 50 125 0.950 100 123 0.945 100 130 0.965 70 130 0.965 70
수지2 융점(℃) 밀도(g/㎤) 블렌딩비(중량비) 115 0.915 30 115 0.915 40 115 0.915 50 - - - - - - 115 0.917 30 115 0.915 30
PE계 수지 혼합물 MFR(g/10분) Mw/Mn 밀도(g/㎤) 60 2.7 0.949 60 2.7 0.944 60 2.7 0.939 60 2.9 0.950 60 2.7 0.945 60 4.3 0.950 60 2.7 0.949
폴리프로필렌 (고융점수지(B)) MFR(g/10분) Mw/Mn 융점(℃) 60 2.4 165 60 2.4 165 60 2.4 165 60 2.4 165 60 2.4 165 60 2.4 165 60 2.4 165
성분비 시이드/코어(PE/PP) 30/70 30/70 30/70 30/70 60/40 30/70 30/70
평가결과 방사성 O O O O O × O
평량(g/㎡) 23 23 23 23 23 23 7/3/7
강연도(MD+CD)(mm) 77 74 75 81 75 77 76
인장강도(g/25mm) MD CD 1850 250 1980 260 2120 280 1530 210 1220 140 1790 240 1680 260
내수도(mmAq) 75 74 75 73 74 73 100

Claims (12)

120∼135℃의 고융점과, 90∼125℃의 저융점으로서 고융점보다 적어도 5℃ 낮은 융점을 갖는 폴리에틸렌계 수지(A)로서, 120∼135℃의 고융점을 갖는 에틸렌계 중합체(A-1)와, 90∼125℃의 저융점으로서 고융점보다 적어도 5℃ 낮은 융점을 갖는 에틸렌계 중합체(A-2)로 이루어지고, 에틸렌계 중합체(A-1)와 에틸렌계 중합체(A-2)의 중량비[(A-1)/(A-2)]가 75/25∼30/70인 폴리에틸렌계 수지(A)와, 상기 폴리에틸렌계 수지(A)와의 융점 차가 10℃ 이상인 고융점 수지(B)로 구성되고, 폴리에틸렌계 수지(A)와 고융점 수지(B)의 구성 비율(A/B)이 중량비로 50/50~10/90이고, 폴리에틸렌계 수지(A)가 섬유 표면의 적어도 일부를 길이 방향으로 연속하여 형성하고 있는 복합섬유를 사용하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 복합섬유 부직포.
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제1항에 있어서,
상기 에틸렌계 중합체(A-1)의 밀도가 0.930~O.97Og/cm3이고, 상기 에틸렌계 중합체(A-2)의 밀도가 0.860~0.930g/cm3인 것을 특징으로 하는 복합섬유 부직포.
제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌계 수지(A)의 겔투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정한 분자량 분포(Mw/Mn)가 1.5~4.0인 것을 특징으로 하는 복합섬유 부직포.
제1항에 있어서,
상기 고융점 수지(B)가 겔투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정한 분자량 분포(Mw/Mn) 2.0~4.0의 프로필렌계 중합체인 것을 특징으로 하는 복합섬유 부직포.
제8항에 있어서,
상기 프로필렌계 중합체가 멜트플로우레이트(ASTM D1238에 준거하여 하중 2.16kg 온도230℃에서 측정) 20~10Og/10분, 에틸렌에서 유도된 구조 단위의 함유량0.1~5.0몰%의 프로필렌·에틸렌 공중합체인 것을 특징으로 하는 복합섬유 부직포.
제1항 또는 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항 기재의 복합섬유 부직포에, 멜트블론(melt-blown) 부직포가 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 위생 재료용 부직포.
제1항 또는 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복합섬유가 코어-시이드형 또는 사이드-바이-사이드형 복합섬유인 것을 특징으로 하는 복합섬유 부직포.
제11항 기재의 복합섬유 부직포에, 멜트블론 부직포가 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 위생 재료용 부직포.
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