KR101086165B1 - Method for Preparing Polyurethane Nanoweb and Polyurethane Nanoweb prepared by the same - Google Patents
Method for Preparing Polyurethane Nanoweb and Polyurethane Nanoweb prepared by the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101086165B1 KR101086165B1 KR1020080137159A KR20080137159A KR101086165B1 KR 101086165 B1 KR101086165 B1 KR 101086165B1 KR 1020080137159 A KR1020080137159 A KR 1020080137159A KR 20080137159 A KR20080137159 A KR 20080137159A KR 101086165 B1 KR101086165 B1 KR 101086165B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polyurethane
- nonwoven fabric
- melt
- electrospinning
- spinning
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
- D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
- D04H1/728—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
- D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
- D01D5/0069—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the spinning section, e.g. capillary tube, protrusion or pin
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
- D01D5/0076—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the collecting device, e.g. drum, wheel, endless belt, plate or grid
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4326—Condensation or reaction polymers
- D04H1/4358—Polyurethanes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2401/00—Physical properties
- D10B2401/06—Load-responsive characteristics
- D10B2401/061—Load-responsive characteristics elastic
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2401/00—Physical properties
- D10B2401/06—Load-responsive characteristics
- D10B2401/063—Load-responsive characteristics high strength
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2505/00—Industrial
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2509/00—Medical; Hygiene
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
본 발명의 다양한 구현예들은 전기방사법에 의한 신축성 폴리우레탄 부직포의 제조방법 및 그에 의해서 제조되는 신축성 폴리우레탄 부직포에 관한 것이다. 본 발명의 다양한 구현예의 신축성 폴리우레탄 부직포는 다공성, 강도 및 신축성이 향상되어 광범위한 산업적, 전자적, 의학적 용도로 응용될 수 있다.Various embodiments of the present invention relate to a method for producing a stretchable polyurethane nonwoven fabric by electrospinning and to a stretchable polyurethane nonwoven fabric produced thereby. The stretchable polyurethane nonwoven fabrics of various embodiments of the present invention have improved porosity, strength, and stretchability and can be applied to a wide range of industrial, electronic, and medical uses.
폴리우레탄, 나노웹, 전기방사, 나노섬유층, 강도, 신축성, 다공성 Polyurethane, Nanoweb, Electrospinning, Nanofiber layer, Strength, Elasticity, Porous
Description
본 발명의 다양한 구현예들은 전기방사에 의한 신축성 폴리우레탄 부직포의 제조방법 및 그에 의해서 수득된 신축성 폴리우레탄 부직포에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리우레탄 방사 재료를 전기방사법에 의해서 방사하는 것을 특징으로 하는 신축성 초극세 신축성 폴리우레탄 부직포의 제조방법 및 그에 의해서 수득된 신축성 폴리우레탄 부직포에 관한 것이다. Various embodiments of the present invention relate to a method for producing a stretchable polyurethane nonwoven fabric by electrospinning and to a stretchable polyurethane nonwoven fabric obtained by the present invention, and more particularly, to a polyurethane spinning material by electrospinning. The present invention relates to a method for producing a stretchable ultrafine stretchable polyurethane nonwoven fabric and to a stretchable polyurethane nonwoven fabric obtained thereby.
폴리우레탄 탄성섬유는 신축성 및 탄력성이 우수할 뿐만 아니라 인장응력, 회복성 등의 기계적 성질, 열적 성질이 우수하기 때문에 의류 분야에 사용되는 것은 물론, 의료용, 전자 소재 등 각종 소재로 그 응용범위가 급속하게 확대되고 있다. 또한 폴리우레탄 탄성섬유로부터 제조되는 폴리우레탄 탄성필름은 평면 필름을 수득하는 열성형 등의 방법에 의해서 제조되고 있다. 폴리우레탄 필름은 재료 를 압출기에서 용융 가공하고, 이어서 1회 이상 압착하여 제조된다. 그러나 이러한 종래의 방법은 열처리를 필요로 하고, 다른 소재와의 접착 특성을 부여하기 위해 접착제 처리를 해야만 하기 때문에 공정이 복잡하고 제조비용이 상승하는 문제점이 있다. 또한 폴리우레탄 소재 자체의 강도가 낮기 때문에 투습방수포 등의 용도로 사용시 세탁내구성 등이 부족한 한계가 있다. Polyurethane elastic fibers not only have excellent elasticity and elasticity, but also have excellent mechanical and thermal properties such as tensile stress and resilience, so they are not only used in clothing but also in various fields such as medical and electronic materials. Is expanding. In addition, polyurethane elastic films produced from polyurethane elastic fibers are manufactured by a method such as thermoforming to obtain a flat film. The polyurethane film is produced by melt processing the material in an extruder and then pressing it one or more times. However, this conventional method requires a heat treatment and has a problem in that the process is complicated and the manufacturing cost increases because the adhesive treatment must be performed in order to give adhesive properties with other materials. In addition, since the strength of the polyurethane material itself is low, there is a limit in that the durability of the laundry is insufficient when used for a purpose such as moisture-permeable waterproof cloth.
본 발명의 다양한 구현예들은 상술한 바와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 구현예는 고강도 고신축성의 신축성 폴리우레탄 부직포를 제조할 수 있는 신축성 폴리우레탄 부직포의 제조방법을 제공하는 것이다.Various embodiments of the present invention are to overcome the limitations of the prior art as described above, one embodiment of the present invention provides a method of manufacturing a stretchable polyurethane nonwoven fabric that can produce a high-strength high-stretch stretchable polyurethane nonwoven fabric To provide.
본 발명의 다른 구현예는 고강도, 고신축성 및 고다공성을 시현하는 신축성 폴리우레탄 부직포를 제공하는 것이다.Another embodiment of the present invention is to provide a stretchable polyurethane nonwoven fabric exhibiting high strength, high stretch and high porosity.
본 발명의 그 밖의 목적, 이점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 자명해질 것이다.Other objects, advantages and novel features of the invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 구현예는 One embodiment of the present invention for achieving the above object is
열가소성 폴리우레탄을 포함하는 방사 혼합물을 준비하는 단계; Preparing a spinning mixture comprising a thermoplastic polyurethane;
상기 방사혼합물을 용융시켜 열가소성 폴리우레탄 용융액을 준비하는 단계; 및 Melting the spinning mixture to prepare a thermoplastic polyurethane melt; And
상기 폴리우레탄 용융액을 방사구금과 콜렉터 사이에 전압이 인가된 상태 하에서 전기방사하여 폴리우레탄 나노섬유층을 형성함으로써 박막화하는 단계를 포함하는 신축성 폴리우레탄 부직포의 제조방법에 관한 것이다. It relates to a method for producing a stretchable polyurethane nonwoven fabric comprising the step of forming a polyurethane nanofibrous layer by electrospinning the polyurethane melt in a state where a voltage is applied between the spinneret and the collector.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는 본 발명의 방법에 의해서 제조되는 고신축성, 고다공성 및 고강도 신축성 폴리우레탄 부직포에 관한 것이다. Another embodiment of the present invention for achieving the above object relates to a high stretch, high porosity and high strength stretchable polyurethane nonwoven fabric produced by the method of the present invention.
본 발명의 다양한 구현예에 의하여 제조되는 신축성 폴리우레탄 부직포는 향상된 신축성, 연성, 높은 다공성, 강도 및 생산성을 제공하므로 광범위한 산업적, 전자적, 의학적 용도로 응용될 수 있다.Stretchable polyurethane nonwoven fabrics prepared by various embodiments of the present invention provide improved stretch, ductility, high porosity, strength and productivity and thus can be applied to a wide range of industrial, electronic, and medical uses.
이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted.
본 발명의 하나의 구현예는 신축성 폴리우레탄 부직포의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 의해서 신축성 폴리우레탄 부직포를 제조하는 경우에는 먼저 열가 소성 폴리우레탄을 포함하는 방사 혼합물을 준비한다. 이어서 상기 방사혼합물을 용융시켜 열가소성 폴리우레탄 용융액을 준비하고, 상기 폴리우레탄 용융액을 방사구금과 콜렉터 사이에 전압이 인가된 상태 하에서 전기방사하여 폴리우레탄 나노섬유층을 형성함으로써 박막화한다. One embodiment of the present invention relates to a method of manufacturing a stretchable polyurethane nonwoven fabric, and when preparing a stretchable polyurethane nonwoven fabric according to the present invention, a spinning mixture comprising a thermoplastic polyurethane is first prepared. Subsequently, the spinning mixture is melted to prepare a thermoplastic polyurethane melt, and the polyurethane melt is electrospun under a voltage applied between the spinneret and the collector to form a polyurethane nanofiber layer, thereby thinning.
본 발명에서는 열가소성 폴리우레탄이 이용된다. 이러한 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic elastomer)은 폴리에스테르폴리올 또는 폴리에테르폴리올과 같은 하이드록시말단기(Hydroxyl end group)를 함유하는 선형 폴리올, 양말단에 이소시아네이트기를 함유하는 디이소시아네이트 화합물, 사슬연장제, 모노아민화합물 등의 말단정지제, 기타의 보조 물질 및 첨가제를 반응시켜 제조될 수 있다. In the present invention, thermoplastic polyurethane is used. Such thermoplastic polyurethanes are linear polyols containing hydroxy end groups such as polyester polyols or polyether polyols, diisocyanate compounds containing isocyanate groups at the sock end, chain extenders, and monoamines. It can be prepared by reacting terminal stoppers such as compounds, other auxiliary substances and additives.
폴리올로는 실질적으로 선형상의 호모 또는 공중합체로 이루어지는 각종 디올 예컨대, 폴리에스테르디올, 폴리에테르디올, 폴리에스테르아미드디올, 폴리아크릴디올, 폴리티오에스테르디올, 폴리티오에테르디올, 폴리카보네이트디올 또는 이들의 혼합물 또는 이들의 공중합물 등을 들 수 있다. 이러한 폴리올의 비제한적인 예들은 폴리알킬렌에테르글리콜이며 예컨대, 폴리옥시에틸렌글리콜, 폴리옥시프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리옥시펜타메틸렌글리콜, 테트라메틸렌기와 2,2-디메틸프로필렌기로 이루어지는 공중합 폴리에테르글리콜, 테트라메틸렌기와 3-메틸테트라메틸렌기로 이루어지는 공중합 폴리에테르글리콜 또는 이들의 혼합물 등이다. 특히, 우수한 탄성기능을 나타내는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 테트라메틸렌기와 2,2-디메틸프로필렌기로 이루어지는 공중합 폴리에테르글리콜 및 이들의 혼합물을 포함한다. The polyols include various diols composed of substantially linear homo or copolymers such as polyesterdiol, polyetherdiol, polyesteramidediol, polyacryldiol, polythioesterdiol, polythioetherdiol, polycarbonate diol or their Mixtures or copolymers thereof. Non-limiting examples of such polyols are polyalkylene ether glycols, for example, polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, polyoxypentamethylene glycol, copolymers consisting of tetramethylene groups and 2,2-dimethylpropylene groups. Polyether glycol, copolymerized polyether glycol consisting of a tetramethylene group and 3-methyl tetramethylene group, or a mixture thereof. In particular, polytetramethylene ether glycol, copolymerized polyether glycol consisting of tetramethylene group and 2,2-dimethylpropylene group, and mixtures thereof, which exhibit excellent elastic function, are included.
하드 세그먼트(Hard-segment)의 역할을 하는 디이소시아네이트 화합물로서는 방향족, 지방족, 또는 지환족 디이소시아네이트가 사용될 수 있다. 예컨대, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,4- 및 2,6 -톨릴렌디이소시아네이트, m- 및 p-크실릴렌디이소시아네이트, α, α,α', α'-테트라메틸-크실릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐에테르디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실디이소시아네이트, 1,3- 및 1,4-시클로헥실렌디이소시아네이트, 3-(α-이소시아네이트에틸)페닐이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸렌디이소시아네이트, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 또는 이들의 혼합물 또는 이들의 공중합물 등을 들 수 있다. 방향족 디이소시아네이트의 비제한적인 예들은 TDI(1-3 디이소시아네이토메틸벤젠), 2,4'-MDI(1이 소시아네이토-2(4-이소시아네이토페닐)메틸벤젠), 4,4'MDI(1,1,-메틸렌 비스(4-이소시아네이토벤젠)), 2,4-TDI(2,4 디이소시아네이토-1-메틸벤젠) 및 PPDI(1,4-디이소시아네이토벤젠) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. As the diisocyanate compound serving as a hard segment, an aromatic, aliphatic or alicyclic diisocyanate may be used. For example, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4- and 2,6-tolylene diisocyanate, m- and p-xylylene diisocyanate, α, α , α ', α'-tetramethyl-xylylenediisocyanate, 4,4'-diphenyletherdiisocyanate, 4,4'-dicyclohexyldiisocyanate, 1,3- and 1,4-cyclohexylenedi Isocyanate, 3- (α-isocyanate ethyl) phenyl isocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate or mixtures thereof, copolymers thereof, and the like. . Non-limiting examples of aromatic diisocyanates include TDI (1-3 diisocyanatomethylbenzene), 2,4'-MDI (monoisocyanato-2 (4-isocyanatophenyl) methylbenzene), 4 , 4'MDI (1,1, -methylene bis (4-isocyanatobenzene)), 2,4-TDI (2,4 diisocyanato-1-methylbenzene) and PPDI (1,4-die Socianate benzene) or mixtures thereof.
고분자량의 디올 화합물과 디이소시아네이트와의 반응물로 생성된 예비 중합물을 사슬연장하기 위해 디아민 화합물 또는 디올 화합물을 사용할 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다. 디아민화합물로는 메틸렌디아민, 에탄올디아민, 1,2-프로필렌디아민, 2,3-부틸렌디아민, 1,3-시클로헥산디아민, 1,4-시클로헥산디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 파라페닐렌디아민, 2-메틸-1,5-디아미노펜탄, 1,3-디아미노펜탄, 1,2-디아미노프로판 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 폴리우레탄의 유용한 사슬연장제의 예로는 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜, 1,3- 프로판디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-비스(β-히드록시에톡시)벤젠, 비스(β-히드록시에틸)테레프탈레이트, 파락실릴렌디올 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. A diamine compound or a diol compound may be used to chain extend the prepolymer produced by reacting a high molecular weight diol compound with a diisocyanate, but is not necessarily limited thereto. Diamine compounds include methylenediamine, ethanoldiamine, 1,2-propylenediamine, 2,3-butylenediamine, 1,3-cyclohexanediamine, 1,4-cyclohexanediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, para Phenylenediamine, 2-methyl-1,5-diaminopentane, 1,3-diaminopentane, 1,2-diaminopropane and mixtures thereof. Examples of useful chain extenders of polyurethanes are diols such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,2-propylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1 , 4-cyclohexanediol, 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene, bis (β-hydroxyethyl) terephthalate, paraxylylenediol and mixtures thereof.
폴리우레탄의 최종 분자량을 조절하기 위한 말단정지제로서 모노 아민계 화합물을 사용할 수 있다. 모노아민계 화합물로는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 디이소프로필아민, 디이소부틸아민, 디(2-에틸헥실)아민 등의 화합물을 사용할 수 있다.Monoamine compounds can be used as terminal terminators for controlling the final molecular weight of the polyurethane. As the monoamine-based compound, compounds such as monoethanolamine, diethanolamine, diisopropylamine, diisobutylamine and di (2-ethylhexyl) amine can be used.
방사 혼합물에는 본 발명의 폴리우레탄 화합물 이외에 공지된 폴리우레탄우레아 탄성섬유, 폴리우레탄 탄성섬유, 폴리우레탄 조성물에 유용한 유기 또는 무기의 배합제 예컨대, 촉매, 안료, 착색제, 난연제, 가소제, 윤활제 및 이형제, 항균제, 난연제, 유무기 충전제, 보강제, 점착방지제, 자외선흡수제, 산화방지제, 광안정제, 내(耐)가스 착색방지제, 가수분해, 빛, 열 및 변색에 대해 보호하기 위한 안정화제 등이 더 첨가될 수 있다. In addition to the polyurethane compounds of the present invention, the spinning mixtures include known polyurethaneurea elastic fibers, polyurethane elastic fibers, organic or inorganic compounding agents useful in polyurethane compositions such as catalysts, pigments, colorants, flame retardants, plasticizers, lubricants and release agents, Antibacterial agents, flame retardants, organic and inorganic fillers, reinforcing agents, anti-sticking agents, UV absorbers, antioxidants, light stabilizers, anti-gas coloring agents, stabilizers to protect against hydrolysis, light, heat and discoloration Can be.
이러한 열가소성 폴리우레탄 중합체는 공지된 폴리우레탄 반응기술을 사용하여 제조할 수 있다. 예컨대, 폴리알킬렌에테르글리콜에 과잉 몰의 유기디이소시아네이트를 아미드계 극성용매 중에서 반응시켜 말단에 이소시아네이트기를 갖는 중간중합체를 조제하고, 이어서, 이러한 중간중합체를 아미드계 극성용매에 용해하고 사슬연장제와 말단정지제를 반응시킴으로써 폴리우레탄 중합체를 얻을 수 있다.Such thermoplastic polyurethane polymers can be prepared using known polyurethane reaction techniques. For example, an excess molar amount of organic diisocyanate is reacted with a polyalkylene ether glycol in an amide polar solvent to prepare an intermediate polymer having an isocyanate group at the terminal, and then the intermediate polymer is dissolved in an amide polar solvent and a chain extender is used. A polyurethane polymer can be obtained by making a terminal stop agent react.
열가소성 폴리우레탄을 전기방사하기 이전에 용융시켜 열가소성 폴리우레탄 용융액을 준비하는데, 이 때 용융액의 온도는 120~350℃로 유지하고 용융액의 점도 를 40 내지 40,000 cp의 범위로 유지할 필요가 있다. 열가소성 폴리우레탄 용융액의 온도가 120도 미만이면 고분자가 용융되지 않으며 원하는 점도에 이르지 못하여 펌프로 주사기를 밀었을 때에 용융액이 노즐을 통과할 수 없기 때문에, 방사가 되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 이와 반대로 열가소성 폴리우레탄 용융액의 온도가 350도를 초과하면 주사기 내에 고분자가 bp 이상에 도달하게 되어 기체가 많이 발생하게 되며 방사시 비드가 다량 분출되고, 노즐 끝 부분에서 기체와 고분자 용융액이 동시에 토출되어 불균일한 토출 뿐만아니라 토출량 조절이 어렵게 되며, bp 이상으로 가열이 일어나게 되면 dp에 도달하여 열분해로 인하여 고분자의 본래의 특성을 잃어버리고 방사 후에 올리고머에 의한 특성이 발현되어 끈적한 느낌의 물성을 나타내는 나노웹이 얻어지는 문제점이 발생할 수 있다. 또한 상기 열가소성 폴리우레탄 용융액의 점도가 40 미만이면, 주사기 내에 고분자용액의 방사시 비드가 다량 분출되고, 노즐 끝 부분에서 기체와 고분자 용융액이 동시에 토출되어 불균일한 토출 뿐만 아니라 토출량 조절이 어렵게 되는 문제가 발생할 수 있고, 상기 점도가 40,000를 초과하면 원하는 점도에 이르지 못하여 펌프로 주사기를 밀었을 때에 용융액이 노즐을 통과할 수 없기 때문에, 방사가 되지 않는 문제가 발생할 수 있다. The thermoplastic polyurethane melt is prepared by melting the thermoplastic polyurethane prior to electrospinning, wherein the temperature of the melt needs to be maintained at 120 to 350 ° C. and the viscosity of the melt is in the range of 40 to 40,000 cp. If the temperature of the thermoplastic polyurethane melt is less than 120 degrees, the polymer will not melt and the melt will not pass through the nozzle when the syringe is pushed by the pump because it does not reach the desired viscosity. When the temperature of the thermoplastic polyurethane melt exceeds 350 degrees, the polymer reaches bp or more in the syringe, which generates a lot of gas, and a large amount of beads are ejected during spinning, and the gas and the polymer melt are simultaneously discharged from the nozzle end, resulting in non-uniformity. In addition to discharging, it is difficult to control the discharge amount, and when heating occurs above bp, dp is reached and loses the original properties of the polymer due to pyrolysis. Problems may arise. In addition, when the viscosity of the thermoplastic polyurethane melt is less than 40, a large amount of beads are ejected during spinning of the polymer solution into the syringe, and the gas and the polymer melt are ejected at the nozzle end at the same time, making it difficult to control the discharge amount as well as non-uniform discharge. If the viscosity exceeds 40,000, the melt may not pass through the nozzle when the syringe is pushed with the pump because the viscosity does not reach the desired viscosity.
본 발명의 방법은 용매를 이용하지 않기 때문에 환경 오염 문제를 극복할 수 있고, 용제 회수 장치가 필요 없기 때문에 설비투자비를 획기적으로 절약할 수 있다. 더욱이, 용매를 이용하지 않기 때문에 용액 방사 방법에 비해서 더더욱 가는 폴리우레탄 탄성섬유로 방사할 수 있다. Since the method of the present invention does not use a solvent, the problem of environmental pollution can be overcome, and since a solvent recovery device is not required, the equipment investment cost can be drastically saved. Moreover, since no solvent is used, it can be spun with a thinner polyurethane elastic fiber than the solution spinning method.
열가소성 폴리우레탄 용융액이 준비되면 상기 폴리우레탄 용융액을 방사구금과 콜렉터 사이에 전압이 인가된 상태 하에서 전기방사하여 폴리우레탄 나노섬유층을 형성함으로써 박막화한다. 구체적으로 기재 위에 또는 기재 없이 전기방사에 의해 폴리우레탄 초극세 탄성섬유를 콜렉터 상에 방사하여 나노섬유층을 형성한다. 나노섬유층은 초극세 폴리우레탄 나노섬유가 전기방사되면서 동시에 3차원의 네트워크로 융착되어 다공성 신축성 폴리우레탄 부직포를 형성한다. 따라서 기재가 없더라도 필름상으로 박막화할 수 있다. 기재 위에 폴리우레탄 나노섬유층을 형성하는 경우에는 콜렉터 상에 소정의 기재를 두고, 상기 기재 상에 나노웹 상태로 방사된 폴리우레탄 나노섬유를 포집하여 복합화한다. When the thermoplastic polyurethane melt is prepared, the polyurethane melt is electrospun under a voltage applied between the spinneret and the collector to form a polyurethane nanofiber layer, thereby thinning. Specifically, the polyurethane ultrafine elastic fibers are spun onto the collector by electrospinning on or without the substrate to form a nanofiber layer. The nanofibrous layer is spun into a three-dimensional network while the ultrafine polyurethane nanofibers are electrospun to form a porous stretchable polyurethane nonwoven fabric. Therefore, even if there is no base material, it can thin into a film form. When the polyurethane nanofiber layer is formed on the substrate, a predetermined substrate is placed on the collector, and the polyurethane nanofibers spun in the nanoweb state on the substrate are collected and composited.
전기방사는 폴리우레탄 용융액을 공급하는 폴리머 공급부, 상기 폴리머 공급부로부터 이송된 폴리머 방사액이 토출되는 방사노즐, 상기 방사노즐에 고전압을 인가하는 고전압발생기, 상기 방사노즐로부터 토출된 섬유를 수집하는 콜렉터를 포함하는 전기방사 장치에 의해서 행할 수 있다. Electrospinning may include a polymer supply unit for supplying a polyurethane melt, a spinning nozzle for discharging the polymer spinning liquid transferred from the polymer supply unit, a high voltage generator for applying a high voltage to the spinning nozzle, and a collector for collecting fibers discharged from the spinning nozzle. It can carry out by the electrospinning apparatus included.
상기 기재는 특별히 제한되지 않고, 직물, 편물 또는 부직포 등 나노섬유층을 집적할 수 있는 기재이면 사용에는 제한이 없다. 직물 또는 편물 기재로는 폴리아미드 직물, 폴리아미드 편물, 폴리아미드 부직포, 폴리에스테르 직물, 폴리에스테르 편물을 사용할 수 있고, 부직포로는 멜트브로운 부직포, 스펀본드 부직포, 니들펀칭 및 스펀레이스 부직포 등의 부직포를 사용할 수 있다. There is no restriction | limiting in particular as said base material, If there is a base material which can integrate a nanofiber layer, such as a woven fabric, a knitted fabric, or a nonwoven fabric, there is no restriction | limiting in use. As the woven or knitted substrate, polyamide fabric, polyamide knitted fabric, polyamide nonwoven fabric, polyester fabric, polyester knitted fabric can be used, and the nonwoven fabric includes melt blown nonwoven fabric, spunbond nonwoven fabric, needle punching and spunlace nonwoven fabric, and the like. Nonwovens can be used.
전기방사에 의해 방사되는 폴리우레탄 탄성섬유는 직경이 100 ~ 5000nm에 해당하는 나노급 섬유이고, 이러한 폴리우레탄 나노섬유를 콜렉터에 집적하여 두께 10 ~ 3000㎛의 신축성 폴리우레탄 부직포를 제조할 수 있다. Polyurethane elastic fibers that are radiated by electrospinning are nano-grade fibers having a diameter of 100 ~ 5000nm, by integrating such polyurethane nanofibers into a collector can be produced a stretchable polyurethane nonwoven fabric having a thickness of 10 ~ 3000㎛.
전기 방사시에는 폴리우레탄 용융액을 방사노즐로부터 토출하여 콜렉터 상에 집적하기 이전에 방사노즐 하단에 가열 수단을 부착하여, 방사노즐로부터 토출되는 필라멘트가 콜렉터로 집적되는 동안에 방사 구역의 온도를 25도 내지 350도의 범위내로 유지한다. 이때 상기 방사 구역의 온도가 25도 미만이면 노즐로부터 토출된 고분자용액이 바로 결정화가 일어나게 되어 나노섬유를 제조할 수 없으며, 또한 섬유로 방사가 되어도 굵기가 굵은 섬유가 제조되고 물성 또한 브리틀해지는 문제가 발생할 수 있고, 이와 반대로 350도를 초과하면 비드의 형성 및 올리고머 특성(끈적임)이 발현되는 나노섬유 웹이 제조되는 문제가 발생할 수 있다.In electrospinning, a heating means is attached to the bottom of the spinneret before the polyurethane melt is discharged from the spinneret and accumulated on the collector. Keep within the range of 350 degrees. At this time, if the temperature of the spinning zone is less than 25 degrees, the polymer solution discharged from the nozzle immediately crystallizes, and thus nanofibers cannot be produced, and thick fibers are produced even when spun into fibers, and properties are brittle. On the contrary, if it exceeds 350 degrees, a problem may occur that a nanofiber web is produced in which beads are formed and oligomeric properties (sticky) are expressed.
본 발명의 다른 양상은 본 발명의 다양한 구현예의 방법에 의해서 제조된 신축성 폴리우레탄 부직포에 관한 것이다. 본 발명의 다양한 구현예의 신축성 폴리우레탄 부직포는 스포츠웨어, 스트레치 아우터, 포대, 서포터, 의료용 웨어, 스트레치안감, 종이기저귀 등의 용도에 사용할 수 있다. 또한 본 발명의 다양한 구현예의 신축성 폴리우레탄 부직포는 높은 비표면적, 높은 종횡비, 그리고 섬유의 무질서한 포집 형태로 다공성, 우수한 강도와 같은 많은 유리한 특성들을 가지므로, 광전자학, 센서기술, 촉매, 정제, 의학 같은 다양한 넓은 범위의 산업적, 전자적, 의학적 용도로 응용될 수 있다.Another aspect of the present invention relates to stretchable polyurethane nonwoven fabrics produced by the methods of various embodiments of the present invention. The stretchable polyurethane nonwoven fabric of various embodiments of the present invention can be used in sportswear, stretch outerwear, bags, supporters, medical wear, stretch lining, paper diapers, and the like. In addition, the stretchable polyurethane nonwoven fabrics of various embodiments of the present invention have many advantageous properties such as high specific surface area, high aspect ratio, and disordered collection of fibers, such as porosity, good strength, optoelectronics, sensor technology, catalysts, tablets, medicine It can be applied to a wide variety of industrial, electronic, medical uses such as.
이하에서 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이러한 실시예는 본 발명의 바람직한 구현예들을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 보호범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are intended to illustrate preferred embodiments of the present invention, and the scope of protection of the present invention is not limited to these examples.
실시예Example 1 One
본 발명에 의한 신축성 폴리우레탄 부직포의 강도 및 다공성을 측정하기 위한 측정방법에 대하여 먼저 상술한다.The measuring method for measuring the strength and porosity of the stretchable polyurethane nonwoven fabric according to the present invention will be described first.
1) 강도 및 신축성1) strength and elasticity
신축성 및 강도는 ASTM D882법에 의거하여 인장시험 후 신장률과 파단강도를 측정하여 평가하였다. Elasticity and strength were evaluated by measuring elongation and breaking strength after tensile test according to ASTM D882 method.
2) 다공성2) porosity
다공성은 세공측정기(porosimeter)를 사용하여 기공 사이즈, 표면적, 기공 크기별 분포를 측정하였다. The porosity was measured by porosimeter, pore size, surface area, and pore size distribution.
실시예 1Example 1
100 ℃에서 24시간, 건조시킨 열가소성 폴리우레탄 칩에 200~300도의 온도를 가하여 폴리우레탄 용융액을 준비한다. 상기 열가소성 폴리우레탄 용융액을 일정한 속도로 토출하여 노즐과 콜렉터 사이에 전압은 18~25 Kv의 고전압을 인가하고 TCD는 19 ~ 25 ㎝로 유지하여 방사공정은 시작된다, 노즐로부터 토출된 열가소성 폴리우레탄 용액은 jet이 형성되고 형성된 jet은 whipping이 일어나며 이렇게 형성된 나노섬유는 컬렉터에 수득되어 폴리우레탄 나노섬유층을 형성하게 되고 이로부터 신축성폴리우레탄 나노부직포가 제조된다. 제조된 신축성 폴리우레탄 부직포의 강도와 신축성을 평가하여 하기 표 1 에 나타내었다. 아울러 수득된 신축성 폴리우레탄 부직포의 주사전자현미경 사진을 도 1 및 도 2에 나타내었다. A polyurethane melt is prepared by applying a temperature of 200 to 300 degrees to a dried thermoplastic polyurethane chip at 100 ° C. for 24 hours. The thermoplastic polyurethane melt was discharged at a constant rate so that a high voltage between 18 and 25 Kv was applied between the nozzle and the collector and the TCD was maintained between 19 and 25 cm to start the spinning process. The thermoplastic polyurethane solution discharged from the nozzle was started. The silver jet is formed and the formed jet is whipping. The nanofibers thus formed are obtained in a collector to form a polyurethane nanofiber layer, from which a stretchable polyurethane nanononwoven fabric is produced. The strength and elasticity of the prepared stretchable polyurethane nonwoven fabric were evaluated and shown in Table 1 below. Scanning electron micrographs of the stretchable polyurethane nonwoven fabric were also shown in FIGS. 1 and 2.
상기 표 1로부터, 본 발명의 방법에 따른 신축성 폴리우레탄 부직포의 경우, 신율이 400~500% 이상으로 신도 특성이 우수하며, 인장강도 또한 종래 폴리우레탄 나노섬유 부직포와 비교하여 기본 물성 변화율의 차이가 없음을 알 수 있다. From Table 1, in the case of the stretchable polyurethane nonwoven fabric according to the method of the present invention, the elongation is excellent in elongation characteristics of 400 ~ 500% or more, the tensile strength is also different in the change rate of the basic physical properties compared to the conventional polyurethane nanofiber nonwoven fabric It can be seen that there is no.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 예로 들어 상세하게 설명하였으나, 이러한 설명은 단순히 본 발명의 예시적인 실시예를 설명 및 개시하는 것이다. 당업자는 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어남이 없이 상기 설명 및 첨부 도면으로부터 다양한 변경, 수정 및 변형예가 가능함을 용이하게 인식할 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다. Although the above has been described in detail with reference to a preferred embodiment of the present invention, this description is merely to describe and disclose an exemplary embodiment of the present invention. Those skilled in the art will readily recognize that various changes, modifications and variations can be made from the above description and the accompanying drawings without departing from the scope and spirit of the invention, and such variations or modifications should be construed as belonging to the claims of the invention. .
도 1 및 도 2는 실시예 1에서 수득된 신축성 폴리우레탄 부직포의 주사전자현미경 사진이다.1 and 2 are scanning electron micrographs of the stretchable polyurethane nonwoven fabric obtained in Example 1. FIG.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080137159A KR101086165B1 (en) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | Method for Preparing Polyurethane Nanoweb and Polyurethane Nanoweb prepared by the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080137159A KR101086165B1 (en) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | Method for Preparing Polyurethane Nanoweb and Polyurethane Nanoweb prepared by the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100078799A KR20100078799A (en) | 2010-07-08 |
| KR101086165B1 true KR101086165B1 (en) | 2011-11-25 |
Family
ID=42639985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080137159A KR101086165B1 (en) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | Method for Preparing Polyurethane Nanoweb and Polyurethane Nanoweb prepared by the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101086165B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102541705B1 (en) * | 2015-03-31 | 2023-06-12 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | Silicone-modified polyurethane fiber and manufacturing method thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100792894B1 (en) | 2006-08-04 | 2008-01-08 | 현대자동차주식회사 | Method for manufacturing of skin materials for inner trim of automobile |
| JP2008036985A (en) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Kurashiki Seni Kako Kk | Laminated sheet excellent in windproof and moisture-permeable waterproof properties, cloth using same, and their production methods |
| KR100824437B1 (en) * | 2006-05-09 | 2008-04-22 | 정지수 | Method for Producing a Polyurethane Resin Film |
-
2008
- 2008-12-30 KR KR1020080137159A patent/KR101086165B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100824437B1 (en) * | 2006-05-09 | 2008-04-22 | 정지수 | Method for Producing a Polyurethane Resin Film |
| KR100792894B1 (en) | 2006-08-04 | 2008-01-08 | 현대자동차주식회사 | Method for manufacturing of skin materials for inner trim of automobile |
| JP2008036985A (en) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Kurashiki Seni Kako Kk | Laminated sheet excellent in windproof and moisture-permeable waterproof properties, cloth using same, and their production methods |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20100078799A (en) | 2010-07-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100687391B1 (en) | Stretch nonwoven fabric and method for production thereof | |
| EP2529045B1 (en) | High strength non-woven elastic fabrics | |
| KR20050072792A (en) | Heat resistant high moisture vapor transmission thermoplastic polyurethane | |
| JP2010516492A (en) | Laminates containing films and webs made from thermoplastic polyurethane | |
| EP4036288A1 (en) | Recycled polyurethane elastic fiber, method of producing same, fiber structure containing said recycled polyurethane elastic fiber, gather member, and sanitary material | |
| US11346021B2 (en) | Melt spun multifilaments based on thermoplastic polyurethane, their production and use | |
| KR101834413B1 (en) | Nanofiber composite fiber having excellent adhesive ability between substrate and nanofiber nonwoven and a separator containing thereof | |
| KR101086165B1 (en) | Method for Preparing Polyurethane Nanoweb and Polyurethane Nanoweb prepared by the same | |
| TWI777722B (en) | Polyurethane elastic fiber and its winding body, corrugated parts, and sanitary material | |
| JP7343512B2 (en) | A nonwoven or woven fabric made stretchable with a large number of closely spaced fiber strands | |
| CN114981083B (en) | Laminate sheet, sanitary material, medical material, and method for producing laminate sheet | |
| JP2731597B2 (en) | Method for producing polyurethane ultrafine fiber nonwoven fabric | |
| JP4487112B2 (en) | Polyurethane elastic fiber and method for producing the same | |
| KR101834407B1 (en) | Nanofiber composite fiber having excellent adhesive ability between substrate and nanofiber nonwoven and a separator containing thereof | |
| JPH0411061A (en) | Stretchable nonwoven fabric and production thereof | |
| JP2004008324A (en) | Sanitary goods | |
| JP2642188B2 (en) | Adhesive base material and method for producing the same | |
| JP4600799B2 (en) | Sanitary polyurethane elastic fiber and method for producing the same | |
| JPH11138727A (en) | Film-laminated unwoven fabric and manufacture thereof | |
| KR20220156065A (en) | Elasticized non-woven laminate | |
| KR20020067539A (en) | Spandex Having Low Set at Low Temperatures | |
| JP2002363823A (en) | Hygroscopic polyurethane elastic fiber and method for producing the same | |
| JP2015224399A (en) | Polyurethane elastic fiber | |
| KR20180037789A (en) | Wound dressing materials containing Nano-fiber and manufacturing method therof | |
| KR20170120824A (en) | Nanofiber composite fiber having excellent adhesive ability between substrate and nanofiber nonwoven and a separator containing thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141006 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151012 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161013 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171016 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191014 Year of fee payment: 9 |