KR20160116938A - 재활용이 가능한 폴리에스터계 탄성접착수지를 이용한 스펀본드 탄성부직포 - Google Patents

재활용이 가능한 폴리에스터계 탄성접착수지를 이용한 스펀본드 탄성부직포 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스펀본드 부직포에 있어서,하드 세그먼트 원료인 디올(Diol)과 디카르본산(Dicarbonic acid)을 에스테르화 반응시키고 그 반응물에 소프트 세그먼트 원료인 폴리올(Polyol)을 축중합시키되, 상기 디올(Diol)은 1,4-부탄디올(1,4-BD) 또는, 1,4-부탄디올(1,4-BD) 및 2-메틸1,3-프로판디올(MPO) 혼합물로 구성될 수 있고, 상기 디카르본산(Dicarbonic acid)은 디메틸 테레프탈레이트(DMT) 또는,디메틸 테레프탈레이트(DMT) 및 언하이드라이드(anhydride)수지 혼합물로 구성될 수 있고,
상기 폴리올(Polyol)은 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜(PTMG)폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 폴리프로필렌글리콜(PPG) 중 어느 하나로 구성될 수 있는 폴리에스터계 탄성접착수지 조성물을 방사하여 스펀본딩 공정을 통해 형성되는 폴리에스터계 스펀본드 탄성부직포에 관한 발명이다.

Description

재활용이 가능한 폴리에스터계 탄성접착수지를 이용한 스펀본드 탄성부직포 {Recyclable Spunbonded Elastic Nonwoven Fabric Using A Polyester-Based Elastic Adhesive Resin}
본 발명은 폴리에스터계 탄성접착수지를 이용한 스펀본드 탄성부직포에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경도를 달리한 고신축, 저신축 탄성접착수지를 스펀번드(spundbond) 방사를 통해서 2방향 또는 1방향 신축 특성을 갖는 폴리에스터계 스펀본드 탄성부직포에 관한 것이다.
종래 부직포는 1회용 기저귀나 생리용 냅킨 등의 흡수성 물품, 와이퍼 등의 청소용품, 마스크 등의 의료용품 등의 폭넓은 분야에서 사용되고 있다. 이와 같이 부직포는 다른 여러 분야에서 사용되지만, 실제로 각 분야의 제품에 사용되는 경우에는, 각각 제품의 용도에 적합한 성질이나 구조가 되도록 제조될 필요가 있다. 그 중에서 탄성 특성은 허리띠, 다리 커프 및 심지어 이러한 제품의 전체 배킹 또는 흡수 성분, 뿐만 아니라 외과의 가운커프 등과 같은 다른 것들에서도 개선된 편안함 및 적합성이 추구된다.
전통적인 고무 및 다른 텍스타일 탄성 물질은 많은 상기 일회용 제품을 제조하는데 사용되는 고속 장비 상에서 가공하는데 있어서의 곤란성 및 비용 때문에 단지 상기 적용에 대해 제한적인 용도만을 가졌다. 예로, 대한민국 특허출원 2006-7020180호에 보면, 탄성원료로 잘 알려진 스티린계 탄성 블록공중합체의 경우, 멜트(melt)의 전형적인 상-분리 성질이 높은 멜트 신축성 및 높은 멜트 점도를 초래하고, 섬유 방사구(spinneret)에서 발견되는 바와 같은 작은 오리피스(orifice)를 통해 스티렌계 블록공중합체를 가공하기 위해서는, 고비용 및 특화된 멜트 펌프 장치가 요구된다.
게다가, 높은 멜트 신축성은 멜트가 주형(die)으로 방출될 때 섬유의 분열을 초래하여 엘라스토머성 섬유의 연속적인 형성을 저해하게 된다. 이를 해결하기 위해, 대한민국 특허출원 2008-70070053호는 공중합체 결합효율 96%을 개선하여, 스티린계 탄성공중합체의 개선하고자 하는 노력을 하였다. 그러나, 원료가격이 비싸고 부직물의 감촉 또한 나쁘다는 단점이 있어, 신축성 부직물을 제조하려는 노력은 상당한 해결과제에 봉착해 있는 실정이다.
그래서, 중합체 제조자는 전통적인 폴리올레핀과 매우 동일한 방식으로 용융 가공 가능하지만, 전통적인 고무 및 텍스타일 탄성에 근접하는 탄성 특성을 가지며 앞에서 기재된 것과 같은 일회용 섬유 및 웹 적용에 대해 비용 효과적일 수 있는 상대적으로 가격이 싼 올레핀 중합체의 신규한 부류를 시판하여 왔다.
그러나, 많은 적용에 대한 상기 올레핀 중합체의 허용성은 다음과 같은 이유로 지연되어왔다. 첫 번째 이유로는 섬유 및 웹이 피부 접촉 용도로 바람직하지 않게 만드는 점착성 및 불편한 감촉이고, 두 번째로는 탄성 원료의 특성상 높은 점성도 및 용융 탄력성은 계속해서 자가-접착(self-adhesion)은 장치를 오염시키며 고비용의 생산중단을 초래하게 되고, 특히나 일회용 기저귀에 적용화를 위해서도 필요한 100 gsm 이하의 저중량화로 갈수록 부직포 웹의 형태가 매우 불안해지기 때문에 제품화가 불가능하다는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 탄성이 좋은 폴리에스터계 탄성접착수지를 이용하여 신축율과 유연성이 우수하며 재활용이 가능한 폴리에스터계 탄성부직포를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 스펀본드 방사기술을 이용해 부직포의 다양한 쓰임새에 맞는 물성을 구현하기 위해 1방향, 2방향 신축특성을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 스펀본드 부직포에 있어서,
하드 세그먼트 원료인 디올(Diol)과 디카르본산(Dicarbonic acid)을 에스테르화 반응시키고 그 반응물에 소프트 세그먼트 원료인 폴리올(Polyol)을 축중합시키되, 상기 디올(Diol)은 1,4-부탄디올(1,4-BD) 또는,1,4-부탄디올(1,4-BD) 및 2-메틸1,3-프로판디올(MPO) 혼합물로 구성될 수 있고, 상기 디카르본산(Dicarbonic acid)은 디메틸 테레프탈레이트(DMT) 또는,디메틸 테레프탈레이트(DMT) 및 언하이드라이드(anhydride)수지 혼합물로 구성될 수 있고, 상기 폴리올(Polyol)은 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 폴리프로필렌글리콜(PPG) 중 어느 하나로 구성될 수 있는 폴리에스터계 탄성접착수지 조성물을 방사하여 스펀본딩 공정을 통해 형성되는 폴리에스터계 스펀본드 탄성부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 스펀본드 부직포에 있어서, 하드 세그먼트 원료인 디올(Diol)과 디카르본산(Dicarbonic acid)을 에스테르화 반응시키고 그 반응물에 소프트 세그먼트 원료인 폴리올(Polyol)을 축중합시키되, 상기 디올(Diol)은 에틸렌글리콜(EG) 또는, 에틸렌글리콜(EG) 및 2-메틸 1,3-프로판디올(MPO) 혼합물로 구성될 수 있고, 상기 디카르본산(Dicarbonic acid)은 테레프탈산(TPA) 또는, 테레프탈산(TPA) 및 언하이드라이드(anhydride)수지 혼합물로 구성될 수 있고, 상기 폴리올(Polyol)은 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 폴리프로필렌글리콜(PPG) 중 어느 하나로 구성될 수 있는 폴리에스터계 탄성접착수지 조성물을 방사하여 스펀본딩 공정을 통해 형성되는 폴리에스터계 스펀본드 탄성부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 언하이드라이드(anhydride)수지는 메틸 테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeTHPA), 메틸 헥사하이드로프탈릭언하이드라이드(MeHHPA), 테라하이드로프탈릭 언하이드라이드(THPA) 및 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드(HHPA) 중 어느 하나 이상인 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 언하이드라이(anhydride)수지는 2중결합이 2개인 컨쥬게이티드 다이엔(Conjugated Diene)과 말레익 언하이드라이드(Maleic anhydride)의 디엘스-엘더(Diels-Alder) 반응에 의한 생성물을 포함하는 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리올(Polyol) 1~70중량%, 디올(Diol)과 디카르본산(Dicarbonic acid) 30~99중량%인 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리에스터계 탄성수지는 경도가 20 내지 80D이며, 용융온도(Tm)가 100 내지 220이고, 고유점도(IV)가 0.6 내지 2.0인 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 방사는 경도 30~40(D)의 고신축 폴리에스터계 탄성접합수지를 스펀본드(spundbond)방사를 통해 1방향 또는 2방향 신축특성을 갖거나, 경도 50~70(D)의 저신축 폴리에스터계 탄성접합수지를 스펀본드(spundbond)방사를 통해 2방향 신축특성을 갖는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 2방향 신축특성 탄성부직포를 갖기 위해서는 방사단계의 카렌더링(calendering)단계에서 닙 롤러(Nip Roller)와 카렌터(Carender)속도비가 1 대 0.9 내지 1.1에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 1방향 신축특성 탄성부직포를 갖기 위해서는 방사단계의 카렌더링(calendering)단계에서 닙 롤러(Nip Roller)와 카렌터(Carender)속도비가 1 대 1.7 내지 3.3에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 고신축 2방향 신축부직포는 운행방향 신축율(MD)은 15 내지 100%이고 수직방향 신축율(CD)는 50 내지 120%인 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 고신축 1방향 신축부직포의 운행방향 신축율(MD)은 고신축 수직방향 신출율(CD)의 1/6 내지 1/7 배인 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 고신축 1방향 신축부직포의 수직방향 신축율(MD)은 고신축 2방향 신축부직포의 수직방향 신출율(CD)의 1.2 내지 1.7배인 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 저신축 2방향 신축부직포의 신축율(MD, CD)는 고신축 2방향 신축부직포의 신출율(MD,CD)의 1 대 1/5 내지 1/2배인 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포를 제공한다.
본 발명은 디카르본산(Dicarbonic acid)에 디메틸 테레프탈레이트(DMT) 또는 테레프탈산(TPA) 이외에 메틸 테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeTHPA) 또는 메틸 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeHHPA)등을 첨가하여 융점이 낮은 폴리에스터계 탄성접착수지 조성물을 이용한 폴리에스터계 탄성부직포를 생산하여 접착력과 원감절감면에서 우수한 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 디올(Diol)에 2-메틸 1,3-프로판디올(MPO)을 포함하여 경도가 낮은 폴리에스터계 탄성접착수지 조성물을 생산하여 탄성력이 우수한 폴리에스터계 탄성접착수지 조성물을 이용한 폴리에스터계 탄성부직포를 생산하여 접착력과 원감절감면에서 우수한 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 스펀본드 방사기술을 이용해 1방향, 2방향 신축특성을 갖는 폴리에스터계 탄성부직포을 생산하여 부직포의 다양한 쓰임새에 맞는 신축율, 회복율 및 유연성을 조절하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명인 폴리에스터계 탄성부직포를 제조하는 스펀본드방사설비에 관한 개념도를 나타내는 도면이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명은 열가소성 폴리에스테계 탄성접착수지 조성물을 이용하여 제조된 스펀본드 부직포에 관한 것으로 상기 폴리에스테계 탄성접착수지 조성물은 하드 세그먼트 원료인 디올(Diol)과 디카르본산(Dicarbonic acid)을 에스테르화 반응시키고 그 반응물에 소프트 세그먼트의 원료인 폴리올(Polyol)을 축중합시켜 완성하며 이 탄성접합수지 중에 점도의 차이에 따라 스펀본딩 공정을 통해 제조된 고신축 또는 저신축 특성을 갖는 1방향 또는 2방향 신축부직포에 관한 발명이다.
우선 폴리에스테계 탄성접착수지 조성물을 살펴보면,
상기 에스테르화 반응은 2가지 방법으로 제조할 수 있으며 디메틸테레프탈레이트(DMT)와 에틸렌글리콜(EG)와의 반응에 의한 에스테르교환법(DMT법) 또는 테레프탈산과 에틸렌글리콜(EG)의 반응에 의한 직접 에스테르화법(TPA법)에 의한 비스-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)) 및 BHET의 저분자량의 축합물을 합성하고 에틸렌글리콜(EG)를 제거하면서 용융, 축합중합시킴으로써 분자쇄의 길이를 증가시키는 방법이 있다.
먼저 에스테르교환법(DMT법)은 상기 디올(Diol)은 1,4-부탄디올(1,4-BD) 또는, 1,4-부탄디올(1,4-BD) 및 2-메틸 1,3-프로판디올(MPO) 혼합물로 구성될 수 있고,
상기 디카르본산(Dicarbonic acid)은 디메틸 테레프탈레이트(DMT) 또는, 디메틸 테레프탈레이트(DMT) 및 언하이드라이드(anhydride)수지 혼합물로 구성될 수 있으며,
상기 폴리올(Polyol)은 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 폴리프로필렌글리콜(PPG) 중 어느 하나로 구성될 수 있는 폴리에스터계 탄성접착수지 조성물을 제조할 수 있다.
이와 다른 에스테르화 반응인 직접 에스테르화법(TPA법)은 상기 에스테르교환법(DMT법)에서 디올(Diol)은 에틸렌글리콜(EG) 또는, 에틸렌글리콜(EG) 및 2-메틸 1,3-프로판디올(MPO) 혼합물로 구성될 수 있고,
상기 디카르본산(Dicarbonic acid)은 테레프탈산(TPA) 또는, 테레프탈산(TPA) 및 언하이드라이드(anhydride)수지 혼합물로 구성할 수 있고,
또한 상기 언하이드라이드(anhydride)수지는 메틸 테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeTHPA), 메틸 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeHHPA), 테라하이드로프탈릭 언하이드라이드(THPA) 및 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드(HHPA) 중 어느 하나 이상을 첨가한 혼합물로 구성할 수 있으며,
상기 폴리올(Polyol)은 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG) 또는 폴리프로필렌글리콜(PPG) 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
또한 상기 디카르본산(Dicarbonic acid) 중 언하이드라이(anhydride)수지를 에스테르화 반응의 출발물질로 바로 사용할 수도 있지만, 2중결합이 2개인 컨쥬게이티드 다이엔(Conjugated Diene)과 말레익 언하이드라이드(Maleic anhydride)의 디엘스-엘더(Diels-Alder) 반응을 통한 생성물을 이용할 수도 있다.
또한 상기 폴리올(Polyol) 1~70중량%, 디올(Diol)과 디카르본산(Dicarbonic acid) 30~99중량%로 구성 된다.
도 1은 본 발명인 폴리에스터계 탄성부직포를 제조하는 스펀본드 방사설비(100)에 관한 개념도를 나타내는 도면이다. 상기 스펀본드 방사설비(100)을 이용한 부직포공정은 고분자를 연속필라멘트로 직접 방사하는 공정을 포함하고, 임으로 배열하여 적층하고 웹을 형성하는 공정과 섬유간의 결합을 증진시키고 형태를 안정화하는 결합공정으로 이루어지는 것이 특징이다. 그리고, 이 공정에 사용되는 원료는 나일론, 폴리에스터, 폴리프로필렌등의 열가소성수지를 사용할 수 있다.
방사공정에서 고분자는 방사기에 일정한 점도를 갖도록 용융된 후 투입구(110)를 통해 공급한다. 본 발명은 폴리에스터계 탄성접합수지를 사용하며 경도가 20 내지 80D이며, 용융온도(Tm)가 100 내지 220이고, 고유점도(IV)가 0.6 내지 2.0인 정도인 수지를 투입한다.
이후 방사기(120)의 필터장치를 거쳐 방사노즐을 통하여 연속적인 필라멘트로 방사한다. 방사된 필라멘트는 냉각챔버로 이동되며 필라멘트는 쳄버를 통과할때 냉가기류가 필라멘트를 가로질러 유입되어 용융된 필라멘트는 고체화된다. 스펀본드 부직포의 제조공정에서 연신은 전형적인 섬유방사에 이용되는 고데트방법과 달리 고속기류가 필라멘트에 평행하게 공급되어 개개의 필라멘트를 연신하게되므로 단일공정에 의해 필라멘트의 연신과 냉각이 이루어진다.
이후에 방사된 필라멘트 섬유는 네트컨베이어(130)에 집적된 후 닙 롤러(Nip roller)(140)에서 1차로 압착이 된 후 켈린더(150) 롤에서 150온도로 2차 압착이 이루어진다. 상기 압착에 의해 부직포의 접속성이 부여 된 후 권취기(160)에 감겨 장섬유 스펀본드 부직포가 제조된다.
스펀본드 부직포의 성질은 크게 고신축과 저신축으로 나눌 수 있다. 그 기준은 장섬유의 방사원료인 폴리에스터계 탄성접합수지의 경도(D)에 따라 나눌 수 있다. 탄성체를 분류하는 기준으로 측정방법에 따라 쇼어경도(Shore D)을 사용할 수 있다. 숫자가 높을 수록 경도가 높으며 물체가 더 딱딱하다는 의미가 된다. 고신축 부직포는 경도30~40(D), 저신축 부직포는 경도 50~70(D)의 폴리에스터계 탄성접합수지를 사용한다.
또한 탄성부직포는 신축 방향성에 따라 1방향 또는 2방향 신축부직포로 나눌 수있다. 1방향은 주로 생성되는 부직포의 운행방향과 동일한 방향으로만 신축되는 것을 말하며 2방향은 운행방향과 동일한 방향뿐만 아니라 수직방향까지 신축성이 있는 경우를 말한다.
방향성은 닙 롤러(Nip Roller)(140)와 카렌터(Carender)(150) 속도비로 결정된다. 2방향 신축특성은 상기 닙 롤러(Nip Roller)와 카렌터(Carender)속도비가 1 대 0.9 내지 1.1로 거의 동일 비로 회전을 한다. 반면에 1방향 신축특성을 갖기 위해선 닙 롤러(Nip Roller)(140)와 카렌터(Carender)(150)속도비가 1 대 1.7 내지 3.3 정도 갖여야 한다. 카렌더 회전 속도가 상대적으로 클수록 운행방향으로 인위적으로 당기는 효과가 있어 당기는 방향으로 부직포의 장섬유가 늘어난 상태에서 고정되어 압착이 된다. 따라서 이미 늘어난 상태로 고정이 완료된 부직포는 같은 방향으로 신축율이 떨어질 수 밖에 없고 오히려 수직방향으로 신축율이 커지게 된다.
반면에 2방향 신축부직포는 운행방향으로 인위적으로 당기지 않으므로 네트컨베이어(130)상에서 집적된 상태로 고정이 되어서 운행방향과 그 방향의 수직방향에서도 신축율이 발생한다.
본 발명인 고신축 2방향 신축부직포는 운행방향 신축율(MD)은 15 내지 100%이고 수직방향 신축율(CD)는 50 내지 120%을 갖으며
상기 고신축 1방향 신축부직포의 운행방향 신축율(MD)은 고신축 수직방향 신출율(CD)의 1/6 내지 1/7 배인 것에 특징이 있다. 운행방향으로는 방사된 필라멘트가 이미 늘어난 상태에서 압착이 된 결과로 수직방향에 비해 신축율이 월등히 떨어짐을 알 수 있다.
반면에 고신축 1방향 신축부직포의 수직방향 신축율(MD)은 고신축 2방향 신축부직포의 수직방향 신출율(CD)의 1.2 내지 1.7 배로, 신축율이 같은 수직방향만 보면 1방향 신축부직포에서 더 뛰어남을 알 수 있다. 이는 동일한 경도(35D)을 사용할 경우 2방향 신축부직포는 양방향으로 신축이 될 수 있어 신축의 분산효과가 발생될 수 있기 때문이다.
그리고 전체적으로 저신축 2방향 신축부직포의 신축율(MD, CD)은 고신축 2방향 신축부직포의 신출율(MD,CD)의 1 대 1/5 내지 1/2배 정도로 양방향에서 신축율이 떨어짐을 알 수 있다. 이는 부직포를 구성하는 필라멘트의 폴리에스터계 탄성접착수지의 경도 차이에 의한 것이며 경도(D)값이 클 수록 딱딱한 성질이 더 크고 물렁한 성질은 줄어들어 즉 수지를 구성하는 고분자가 더 견고하게 결합하고 있어서 외부힘에 의한 형태변경이 어렵기 때문이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 설명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이며, 하기 실시예는 예시적인 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하는 것으로 해석될 수 없다.
실시예 1
도면 1과 같은 구조를 갖는 통상의 스펀본드 방사 설비(100)에서 경도가 35D, 용융온도(Tg) 182, 고유점도(IV) 1.53인 폴리에스터계 탄성접합수지를 원료 투입구(110)에 투입하여 방사 압출기 온도 230에서 스펀본드 방사를 진행한다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 수지의 소프트세그먼트는 폴리에틸렌글리콜을 이용하였으며 방사기(120)의 방사 온도는 융점보다 40 높은 220에서 진행하였다. 이외 방사의 조건으로 기어펌프(Gear Pump)는 11rpm, QS풍량 600 rpm, 석션은 650rpm으로 한다. 방사구금을 통해 방사된 필라멘트 섬유를 이동하는 네트켄베이어(130) 상에 집접한 다음, 닙 롤러(Nip Roller)(140)에서 분당 11m 속도로 1차로 압착한 후 켈린더 롤러(150)에서 동일 속도 분당 11m하여 150의 온도로 압착하여 스펀본드 부직포의 집속성을 부여 한후 권취기(160)에 분당 11m 속도로 감아 장섬유 고신축 2방향 신축 스펀번드 부직포를 제조한다.
이렇게 제조된 스펀본드 부직포를 상기의 분석방법으로 인장강도, 파단신율, 신축율, 회복율을 분석하여 그 결과를 표1에 나타낸다.
실시예 2~4
실시예 1과 동일한 물성의 폴리에스터계 탄성접합수지를 원료을 이용하여 표1에 표시된 방사조건으로 고신축 2방향 신축 스펀번드 부직포를 제조한다.
이렇게 제조된 스펀본드 부직포를 상기의 분석방법으로 인장강도, 파단신율, 신축율, 회복율을 분석하여 그 결과를 표1에 나타낸다.
실시예 5~6
실시에 1과 동일한 물성, 품종의 폴리에스터계 탄성접합수지를 이용하여 동일 방사 조건에서 스펀본드 방사를 진행한다. 실시예 1과 달리 방사된 필라멘트 섬유로 이루워진 웹(web)을 1차 압착하는 닙 롤러(Nib roller)(140)와 최종 열압착하는 켈린터 롤러(150)의 속도를 표 1와 같이 달리하여 진행한다.
이렇게 제조된 스펀본드 부직포를 상기의 분석 방법으로 인장강도, 파단신율, 신축율, 회복율을 분석하여 그 결과를 표1에 나타낸다.
실시예 7~10
60D 인 폴리에스터계 엘라스토머 수지를 이용하며 고유점도(IV)는 1.27이외에 물성은 실시예 1과 동일하다. 이외의 권취와 카렌더링 조건은 표 1에 표시된 것과 같다.
비교예 1,2
비교예 1은 일반 폴리프로필렌(PP)을 표 1의 방사조건으로 스펀본딩으로 제조한 부직포이며 비교예 2는 일반적인 폴리에스테르수지를 이용한 방사부직포에 관한 것이다.
고유점도 IV : ASTM D 460386
Tm, Tg : DSC 분석 (KS K0328)
인장강도 : ASTM D638 (부직포를 폭 1 inch, 길이 15 cm 로 절단하여 인장강도를 측정함. )
파단신율 : ASTM D638 (부직포를 폭 1 inch, 길이 15 cm 로 절단하여 파단신율를 측정함. )
평량 : 부직포를 100 cm2 의 크기로 절단하여 무게를 측정한 후, 100을 곱하여 1m2의 무게를 측정.
신축율
- 신축율 분석 방법 : 부직포를 폭 1 inch, 길이 15 cm 로 절단한 후 한 쪽 끝을 고정한 후 다른 한 쪽에 1kg 추를 매달아 늘어나는 길이를 측정하여 신축율을 분석 .
신축율 계산식 = ( (늘어난 길이) / (처음 길이 ) ) 100
(부직포의 배열 형태에 따라 종목(MD, Machine Direction)과 횡목(CD, Cross Dircction)으로 구분하여 측정)
회복율
- 회복율 분석 방법 : 부직포를 폭 1 inch, 길이 15 cm 로 절단한 후 한 쪽 끝을 고정한 후 다른 한 쪽에 1kg 추를 매달아 고정하여 10분 동안 방치한 후 추를 제거한 후 처음 길이 대비 늘어난 길이를 비교하여 회복율을 분석하였다.
회복율 계산식 = 회복된 길이/힘을 가했을 때 늘어난 길이 100
(부직포의 배열 형태에 따라 종목(MD, Machine Direction)과 횡목(CD, Cross Dircction)으로 구분하여 측정)
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 실시예9 실시예10 비교예1 비교예2
부직포 종류 고신축 TPEE(2way)
부직포		 고신축 TPEE(1way)
부직포		 저신축 TPEE(2way)
부직포		 일반
부직포

폴리머
 Grade EL135A EL135A EL160A PP PET
경도
(Shore D)		 35D
 35D 60D
Tm(℃) 182 182 182
IV 1.53 1.53 1.27




방사

 Ext.온도
(℃)		 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230
방온
(℃)		 220 220 220 220 220 220 230 230 230 230 210
기어펌프
(rpm)		 11 15 27 32 27 32 27 22 27 32 27
QS풍량
(rpm)		 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 400
Suction
(rpm)		 650 650 650 650 650 650 650 650 650 650 350
권취 포속(m/분) 11 12 31 15 31 15 22 19 16 11 24 11
카렌더링 Nip Roller
속도(rpm)		 11 12 31 15 17 8 22 19 16 11 24
calender
속도(rpm)		 11 12 31 15 31 15 22 19 16 11 24



부직포 물성
 평량(gsm) 22 63 103 186 81 175 46 75 100 244 55 185
인장강도
(MD/CD)		 0.6/
0.3		 1.6/1.2 2.5/1.5 4.8/
3.0		 4.2/1.1 5.6/1.5 2.7/0.9 2.9/1.7 3.1/2.5 7.4/5.5 1.4/1.0 27.5/19.0
파단신율
(MD/CD)		 184/
196		 240/297 266/323 235/
277		 136/282 156/302 72/
122		 136/140 143/184 172/214 54/65 67.6/101.2
신축율
(MD/CD)		 93/90 51/
144		 46/
107		 20/58 24/
162		 15/
98		 15/9 33/
93		 14/
46		 7/15 3/4 3/5
회복율
(MD/CD)		 89/85 92/
81		 88/
79		 91/
76		 98/
78		 99/
82		 100/92 94/
65		 83/
69		 93/
76		 100/97 100/
95
유연성 유연함 유연함 유연함 유연함 유연함 유연함 유연함 유연함 유연함 유연함 뻣뻣함 뻣뻣함
※TPEE : 폴리에스테르일레스토머(폴리에스터계 탄성접착수지)
상기 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예는 고신축과 저신축 부직포로 구별이 되며 그 기준은 폴리에스터계 탄성접착수지의 경도차이로 구분할 수 있다. 또한 2방향과 1방향의 구별은 닙 롤러와 켈런더 롤러의 속도 조절로 구분할 수 있다.
부직포의 물성을 보면 방향성에 따라 그 수치를 구별한다. 운행방향(MD)과 수직방향(CD)로 나타낸다.
고신축 1방향 부직포는 수직방향으로 신축율이 특성화되어 같은 부직포의 운행방향보다 6~7배 신축율이 뛰어나며, 고신축 2방향 부직포(실시예 1~4)의 수직방향 신축율에 비해서도 1.2~1.7배 월등함을 알 수 있다.
또한, 저신축 2방향 부직포는 경도값이 60D인 폴리에스터계 탄성접착수지를 스펀본딩한 부직포의 특성상 고신축 2방향 부직포(실시예 1~4)의 모든 방향의 신축율에서 1/2~1/5 정도 낮음을 알 수 있다. 다만, 신축율은 낮지만 폴리에스터계 탄성접착수지의 기본적인 특성상 유연성은 유지됨을 알 수 있다.
반면에 비교예 1,2는 신축율에서 양방향 3~5% 값을 갖고 있고 유연성면에서 다른 실시예와 비교할 때 유연하지 못함을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100: 스펀본드 방사설비 110: 투입구
120: 방사기 130: 네트컨베이어
140: 닙 롤러(Nip Roller) 150: 켈린더 롤러(Calender Roller))
160: 권취기

Claims (13)

  1. 스펀본드 부직포에 있어서,
    하드 세그먼트 원료인 디올(Diol)과 디카르본산(Dicarbonic acid)을 에스테르화 반응시키고 그 반응물에 소프트 세그먼트 원료인 폴리올(Polyol)을 축중합시키되,
    상기 디올(Diol)은 1,4-부탄디올(1,4-BD) 또는,
    1,4-부탄디올(1,4-BD) 및 2-메틸1,3-프로판디올(MPO) 혼합물로 구성될 수 있고,
    상기 디카르본산(Dicarbonic acid)은 디메틸 테레프탈레이트(DMT) 또는,
    디메틸 테레프탈레이트(DMT) 및 언하이드라이드(anhydride)수지 혼합물로 구성될 수 있고,
    상기 폴리올(Polyol)은 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 폴리프로필렌글리콜(PPG) 중 어느 하나로 구성될 수 있는 폴리에스터계 탄성접착수지 조성물을 방사하여 스펀본딩 공정을 통해 형성되는 폴리에스터계 스펀본드 탄성부직포.
  2. 스펀본드 부직포에 있어서,
    하드 세그먼트 원료인 디올(Diol)과 디카르본산(Dicarbonic acid)을 에스테르화 반응시키고 그 반응물에 소프트 세그먼트 원료인 폴리올(Polyol)을 축중합시키되,
    상기 디올(Diol)은 에틸렌글리콜(EG) 또는,
    에틸렌글리콜(EG) 및 2-메틸 1,3-프로판디올(MPO) 혼합물로 구성될 수 있고,
    상기 디카르본산(Dicarbonic acid)은 테레프탈산(TPA) 또는,
    테레프탈산(TPA) 및 언하이드라이드(anhydride)수지 혼합물로 구성될 수 있고,
    상기 폴리올(Polyol)은 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 폴리프로필렌글리콜(PPG) 중 어느 하나로 구성될 수 있는 폴리에스터계 탄성접착수지 조성물을 방사하여 스펀본딩 공정을 통해 형성되는 폴리에스터계 스펀본드 탄성부직포.
  3. 제 1항 및 제2항에 있어서,
    상기 언하이드라이드(anhydride)수지는 메틸 테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeTHPA), 메틸 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeHHPA), 테라하이드로프탈릭 언하이드라이드(THPA) 및 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드(HHPA) 중 어느 하나 이상인 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포.
  4. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 언하이드라이(anhydride)수지는 2중결합이 2개인 컨쥬게이티드 다이엔(Conjugated Diene)과 말레익 언하이드라이드(Maleic anhydride)의 디엘스-엘더(Diels-Alder) 반응에 의한 생성물을 포함하는 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포.
  5. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 폴리올(Polyol) 10~70중량%, 디올(Diol)과 디카르본산(Dicarbonic acid) 30~90중량%인 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포.
  6. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 폴리에스터계 탄성접합수지는 경도가 20 내지 80D이며, 용융온도(Tm)가 100 내지 220이고, 고유점도(IV)가 0.6 내지 2.0인 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포.
  7. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 방사는 경도 20~70(D)의 고신축 폴리에스터계 탄성접합수지를 스펀본드(spundbond)방사를 통해 1방향 또는 2방향 신축특성을 갖는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 2방향 신축특성 탄성부직포를 갖기 위해서는 방사단계의 카렌더링(calendering)단계에서 닙 롤러(Nip Roller)와 카렌터(Carender)속도비가 1 대 0.9 내지 1.1에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 1방향 신축특성 탄성부직포를 갖기 위해서는 방사단계의 카렌더링(calendering)단계에서 닙 롤러(Nip Roller)와 카렌터(Carender)속도비가 1 대 1.7 내지 3.3에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 고신축 2방향 신축부직포는 운행방향 신축율(MD)은 15 내지 100%이고 수직방향 신축율(CD)는 50 내지 120%인 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 고신축 1방향 신축부직포의 운행방향 신축율(MD)은 고신축 수직방향 신출율(CD)의 1/6 내지 1/7 배인 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 고신축 1방향 신축부직포의 수직방향 신축율(MD)은 고신축 2방향 신축부직포의 수직방향 신출율(CD)의 1.2 내지 1.7배인 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 저신축 2방향 신축부직포의 신축율(MD, CD)는 고신축 2방향 신축부직포의 신출율(MD,CD)의 1 대 1/5 내지 1/2배인 것에 특징이 있는 폴리에스테계 스펀번드 탄성부직포.
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