KR0149674B1 - 결합제 합체된 열안정성 스펀 본드 웹 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하중-지지 필라멘트 및 접착제 필라멘트 (여기에서, 접착제 필라멘트의 융점은 하중-지지 필라멘트의 융점보다 30℃ 미만 만큼 낮다)로 부터 제조된 접착제-합체화 스펀 본드 웹에 관해 기술하고 있다. 바람직하게는, 접착제 및 하중-지지 필라멘트는 폴리에스테르로부터 제조된다. 스펀본드 웹의 기본 중량은 50 내지 500g/㎡ 범위이며, 하중-지지 필라멘트 및 접착제 필라멘트의 데니어는 1내지 20 dtex이고, 접착제 필라멘트의 비율은 5 내지 25중량%이다. 이 웹은 특히 내열성이 높으며, 즉 높은 하류 공정 온도에 대한 내성이 우수하다. 예를 들어, 이는 루프팅 막용 지지물질 및 터프팅 지지체등으로 이용할 수 있다.
Description
본 발명은 하중지지 필라멘트(load-carrying filament)와 결합제 필라멘트(이들 하중 지지 필라멘트와 결합제 필라멘트간의 융점 차이는 30℃ 미만이다)로부터 형성된 결합제 합체된 열안정성 스펀 본드 웹(thermally stable, binder-consolidated spunbonded web)에 관한 것이다.
DE-C 제14 35 114호에는 권축 섬유(crimped fiber) 또는 필라멘트를 함유하고, 분말 또는 섬유 형태의 열가소성 결합제에 의해 열적으로 합체된 결합된 섬유 웹이 기술되어 있다. 결합 섬유의 융점은 하중 지지 필라멘트의 융점보다 20℃ 이상 낮아야 한다. 이 결합 섬유 웹에는 권축 섬유가 존재하기 때문에, 결합 섬유웹은 용이하게 드레이프화될 수 있는데, 이를테면 직물과 같이 권축될 수 있게 된다. 그러나, 결합 섬유 웹은 고강도의 칫수 안정성 보강 토우(tow) 또는 터프팅 지지체(tufting support)로서 사용될 수는 없다.
결합제 합체된 고강도 스펀 본드 웹은 예를 들어 DE-C 제22 40 437호 및 DE-A 제36 42 089호에 공지되어 있다. 이러한 하중지지 필라멘트 및 결합제 필라멘트가 모두 폴리에스테르로부터 제조될 수 있는 종래의 스펀 본드 웹은 특히 니들 펠트(needle felt) 및 터프팅 제품에 있어 보강재 및 지지재로서 유용하다. DE-C 제22 40 437호에 기술된 스펀 본드 웹은 8 dtex 이상의 비교적 굵은 필라멘트를 기본으로 하고 있다. 결합제 필라멘트의 비율은 10 내지 30%, 바람직하게는 15 내지 25%이다. DE-A 제 36 42 089호에 기술된 스펀 본드 웹에 관해서는 그 실시예에 5 detx 및 12 dtex의 필라멘트 데니어가 보고되어 있으며, 결합제 필라멘트의 비율은 10 내지 50%, 바람직하게는 15 내지 30% 이다. 기본 중량은 120g/㎡ 이상으로 보고되어 있다.
상기 DE-C 제22 40 437호에는 하중 지지 필라멘트 및 결합제 필라멘트간의 융점차가 30℃ 이상으로 비교적 커야함을 강조하고 있다. 여기에서는 섬유 웹의 합체 과정에 있어서 하중 지지 필라멘트에 대한 어떠한 열적 손상에 대해서도 기술하고 있지 않다. 후자의 공개 공보 DE-A 제36 42 089호에는 한가지 사실이 강조되고 있는데, 그것은 하중 지지 필라멘트 및 결합제 필라멘트 간의 융점 차가 90℃ 이상이어야 한다는 것이다. 이러한 이유로 하여 결합제 필라멘트는 폴리올레핀 필라멘트가 바람직하다.
이들 공지된 결합제 합체된 섬유웹의 결합제 성분은 그 융점이 낮아 하류 가공 온도 (downstream processing temperature) 및 최종 사용 온도 (end-use temperature)를 다소 감소시키기 때문에, 이들 섬유 웹이 높은 가공 온도에서 가공되는 경우에는 그러한 목적에 적합하지 않다는 심각한 문제점을 지니고 있다.
또한, 본 발명은 고온에 내성이 있는, 즉 매우 유리하게 하류 가공 온도 및 최종 사용 온도가 높은 고강도 및 높은 치수 안정성의 결합제 합체된 섬유 웹에 관한 것이다. 본 발명의 결합제 합체된 스펀 본드 웹은 하중 지지 필라멘트 및 가용성 결합제 필라멘트를 포함하며, 결합제 필라멘트의 융점은 하중 지지 필라멘트의 융점보다 30℃ 미만, 바람직하게는 20℃ 미만으로 낮다. 바람직하게는 하중 지지 필라멘트 및 결합제 필라멘트는 폴리에스테르로 제조된다. 일반적으로 본 발명에 따르는 스펀 본드 웹의 기본 중량은 50 내지 500g/㎡, 바람직하게는 50 내지 250g/㎡의 범위이나, 물론 특별한 경우에는 그 이상 또는 이하일 수도 있다. 바람직하게 하중지지 필라멘트 및 결합 필라멘트의 데니어는 1 내지 20 dtex 범위이며, 결합제 필라멘트의 비율은 5 내지 25중량% 이다.
결합제 필라멘트의 데니어가 하중 지지 필라멘트의 데니어보다 작은 본 발명의 스펀 본드 웹이 바람직하다. 또한 결합제 필라멘트의 융점이 하중 지지 필라멘트의 융점보다 10 내지 20℃ 낮은 본 발명의 스펀 본드 웹이 특히 바람직하다.
본 발명의 스펀 본드 웹의 보다 바람직한 양태에 있어서, 하중지지 필라멘트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로부터 제조되며, 가융성 결합제 필라멘트는, 그 융점이 하중 지지 필라멘트의 융점과는 위에서 언급된 양 만큼 상이한 중합체로부터 제조된다. 바람직하게는, 결합제 필라멘트는 이소프탈산에 의해 개질되어 약간 저하된 융점을 갖는 폴리에스테르로부터 제조된다.
결합제 필라멘트에 의해 계산되는, 본 발명에 따르는 스펀 본드 웹의 총 중량 비율은 위에서 언급한 범위내에서 가능한 작게하여, 웹의 목적하는 용도에 따라 적용된다. 결합제 함량이 낮을수록, 열적 특성 및 기계적 특성이 보다 개선되는 반면, 결합제 함량이 높을수록 특히 이층(delamination)에 대해 보다 내성인 웹이 제공된다. 본 발명에 따르는 웹의 기본 중량 및 필라멘트 데니어는 목적하는 용도에 따라 위에서 언급된 범위 내에서 각각 선택한다. 예를 들어, 유리하게는 터프팅 지지체의 기본 중량은 500g/㎡ 이하이며, 이의 필라멘트 데니어는 20 dtex 이하이다. 결합제 필라멘트를 도입하는 방법 및 이의 비율은 선택된 기본 중량에 맞추는 것이 특히 유리한 것으로 증명되었다.
또한, 하중 지지 필라멘트 및 결합제 필라멘트가 방염성(flame-resistant) 폴리에스테르로부터 제조되는, 본 발명에 따르는 스펀 본드 웹이 바람직하게 제공된다.
본 발명의 웹의 다른 바람직한 양태는 하중 지지 필라멘트 및 결합제 필라멘트의 층 구조를 지니며, 두 외부 층이 어떠한 결합제 필라멘트도 함유하지 않는 경우 특히 유리하다. 결합된 섬유 웹의 매우 높은 전기 전도성이 중요한 특정한 경우에 있어서, 결합제 필라멘트가 대전방지제, 특히 카본 블랙을 함유하는 본 발명의 스펀 본드 웹이 바람직하다. 본 발명의 또다른 특정 양태는 별개의 결합제 필라멘트를 함유하지 않고, 하중 지지 필라멘트와 결합제 필라멘트의 두 중합체가 목적하는 양적 비율로 구성되어 있는, 코어-시이드(core-sheath) 또는 병행 배열(side-by-side arrangement) 형태의 이성분 필라멘트를 함유한다.
본 발명에 따라 제조된 스펀 본드 웹에는 수지성 결합제가 존재하지 않기 때문에 본질적으로 가연성(flammability)이 낮다. 언급한 바와 같이, 하중 지지 필라멘트 및 결합제 필라멘트용 방염성 원료의 올바른 선택을 통해 가연성을 더욱 낮출 수 있다. 또한, 이러한 방염성 스펀 본드 웹은 화재의 위험이 있는 실내에서, 예를 들면 커튼, 벽지 또는 창문의 블라인드용 지지재 또는 자동차나 항공기의 시트커버 부재로서 사용될 수
있다. 또한, 예를 들어 비교적 소량의 결합제 필라멘트 및 천공 드럼 고정법(perforated
drum fixation)을 사용하여 수록되는, 본 발명에 따르는 로프티(lofty) 스펀 본드 웹이 바람직하다. 또한 이러한 웹은 피복재(예를 들어, PVC 또는 비튜멘)의 접착을 현저히 증가시키는 느슨한 섬유 표면 구조를 갖는다. 또한 이러한 섬유 표면이 넓은 로프티 스펀 본드 웹은 여과기 재료를 제조하는데 적합하다. 대전 방지물질, 가장 간단한 경우, 카본블랙을 용융 실린더에 가하면, 본 발명에 따라 제조된 스펀 본드 웹은 폭발 위험 구역에 사용되거나 청정한 실내를 위한 여과 매질로서 사용될 수 있다.
가융성 결합제의 염색성은 가융성 결합제 원료를 개질시킴으로써 하중 지지 필라멘트의 염색성에 적합하도록 할 수 있는 한편, 염색성에 있어서의 차이는 주요한 색상 효과를 위해 개발될 수도 있다.
본 발명에 따르는 스펀 본드 웹은 랜덤 웹을 형성하기 위해 이동성 천공 표면상에 하중지지 필라멘트 및 결합 필라멘트를 부착시키는 일반적 방법으로 제조되면, 신규한 방법은 하중 지지 필라멘트보다 30℃, 바람직하게는 20℃ 미만으로 낮은 융점을 갖는 결합제 필라멘트를 부착시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 폴리에스테르로부터 제조된 하중 지지 필라멘트 및 결합제 필라멘트를 부착시킨다. 또 다른 바람직한 방법은 1 내지 20 dtex 범위의 하중지지 필라멘트 및 결합제 필라멘트의 데니어 및/또는 5 내지 25중량% 범위의 결합제 필라멘트 비율을 선택하는 것이다. ㎡당 부착된 필라멘트의 중량은 상술한 기준에 따라 결정되며; 일반적으로 ㎡당 50 내지 500g의 필라멘트가 부착된다.
바람직하게는, DE-C 제27 13 241호에 기술된 바와 같이 회전 충돌 플레이트 및 하류 가이드 표면을 사용하여 필라멘트를 부착시킨다. 본 발명에 따르는 바람직한 층 구조를 갖는 스펀 본드 웹을 제조하기 위해, 부착기 부재의 다수의 연속적인 열(천공된 표면의 이동 방향에서 보아)로부터 필라멘트가 부착되며, 이때 하중지지 필라멘트와 결합제 필라멘트가 번갈아 부착된다. 특정 양태에 있어서, 하중 지지 필라멘트 및 결합제 필라멘트용 중합체는 방사되어 언급된 중량비의 이성분 필라멘트로서 부착된다.
일반적으로, 레이드 필라멘트(laid filament)를 니들링(needling)시킬 필요는 없으며, DE-C 제33 22 936호의 실시예에 기술되어 있는 것과 같이 열적 예비 합체에 이어서, 예를 들어 표면이 매끈한 롤이나 엠보싱처리된 롤을 사용하여 최종적인 열적 합체를 실시한다. 그러나, 기본 중량이 큰 경우, 니들링을 실시함으로써 웹의 특성을 보다 개선시킬 수 있다.
특히 바람직하게는, 열적 합체는 예를 들어 천공 드럼 고정 부재에서 고온 공기를 사용하고 이어서 한쌍의 엠보싱 처리된 롤을 사용하여 수행할 수 있다. 특히 로프티 스펀 본드 웹은 최소 비율의 접착제 필라멘트 및 천공 드럼 고정법을 사용하여 수득한다.
Claims (20)
- 하중 지지 필라멘트와 결합제 필라멘트(이때, 결합제 필라멘트의 융점은 하중 지지 필라멘트의 융점보다 30℃ 미만으로 낮다)로부터 형성된, 결합제 합체된 스펀 본드 웹(binder-consolicated spunbonded web).
- 제1항에 있어서, 기본 중량이 50 내지 500g/㎡인 스펀 본드 웹.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 하중 지지 필라멘트와 결합제 필라멘트가 폴리에스테르로부터 제조되는 스펀 본드 웹.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 하중 지지 필라멘트와 결합제 필라멘트의 데니어가 1 내지 20 dtex인 스펀 본드 웹.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 결합제 필라멘트의 비율이 5 내지 25중량%인 스펀 본드 웹.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 결합제 필라멘트의 데니어가 하중 지지 필라멘트의 데니어보다 작은 스펀 본드의 웹.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 하중 지지 필라멘트가 폴리에틸렌 테레프탈레이트로부터 제조되는 스펀 본드 웹.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 결합제 필라멘트의 융점이 하중 지지 필라멘트의 융점보다 20℃ 미만으로 낮은 스펀 본드 웹.
- 제8항에 있어서, 결합제 필라멘트의 융점이 하중 지지 필라멘트의 융점보다 10 내지 20℃ 낮은 스펀 본드 웹.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 결합제 필라멘트가, 이소프탈산으로 개질시켜 융점을 저하시킨 폴리에스테르로부터 제조되는 스펀 본드 웹.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 하중 지지 필라멘트와 결합제 필라멘트가 방염성 폴리에스테르로부터 제조되는 스펀 본드 웹.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 결합제 필라멘트가 대전 방지제를 함유하는 스펀 본드 웹.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 하중 지지 필라멘트와 결합제 필라멘트의 층 구조를 갖는 스펀 본드 웹.
- 제13항에 있어서, 2개의 외부 층이 결합제 필라멘트를 함유하지 않는 스펀 본드 웹.
- 하중 지지 필라멘트의 융점보다 30℃ 미만으로 낮은 융점을 갖는 결합제 필라멘트를 부착시키는 단계를 포함하여, 하중지지 필라멘트와 결합제 필라멘트를 부착시켜 통상적인 방법으로 랜덤 웹을 형성시킴으로써 제1항의 스펀 본드 웹을 제조하는 방법.
- 제15항에 있어서, 필라멘트가 회전 충돌 플레이트와 하류 가이드 표면을 사용하여 부착되는 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 필라멘트가 다수의 (웹 전달수단의 이동 방향에서 보아) 연속적인 부착기 구성 요소의 열(row)로부터 부착되는 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 하중 지지 필라멘트와 결합제 필라멘트용 중합체를 방사하고 이를 언급된 중량비로 이성분 필라멘트로서 부착시키는 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 웹이 하중 지지 필라멘트의 융점 내지 결합제 필라멘트의 온도에서 열처리함으로써 합체되는 방법.
- 제12항에 있어서, 결합제 필라멘트가 카본 블랙을 함유하는 스펀 본드 웹.
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