KR100260566B1 - 프로필렌 중합체 조성물을 함유하는 중합체 스트랜드 및 그로부터 제조된 부직포 및 물품 - Google Patents

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데이비드크레이쥐스트랙
트레이시닐윌슨
도날드빈센트윌리츠
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로날드 디. 맥크레이
킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명은 용융 압출성 폴리올레핀과 헤테로상의 폴리프로필렌 조성물의 블렌드를 함유하는 단일 성분 및 다성분 중합체 스트랜드에 관한 것이다. 헤테로상 폴리프로필렌 조성물은 3종의 중합체를 함유하며 통상 그 자체로는 스트랜드 형태로 용융 방사될 수 없다. 다성분 스트랜드에 있어서, 블랜드는 한쪽 면 또는 시드에 존재한다. 또한, 본 발명은 이와 같은 스트랜드로 제조된 직물에 관한 것인데, 이 직물은 개선된 강도, 내마모성 및 연성을 갖는다. 또한, 본 발명은 상기 직물이 내부의 용융 취입층의 양쪽 면에 결합되어 이루어지는 복합 재료를 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 직물로 제조된 가먼트를 제공한다.

Description

프로필렌 중합체 조성물을 함유하는 중합체 스트랜드 및 그로부터 제조된 부직포 및 물품
제1도는 본 발명의 바람직한 실시양태를 제조하는 공정 라인의 개략도.
제2a도는 병행 배열된 중합체 성분 A 및 B를 지닌 본 발명의 바람직한 실시양태에 따라 제조된 필라멘트의 단면을 나타낸 개략도.
제2b도는 이심의 시드/코어 배열의 중합체 성분 A 및 B를 지닌 본 발명의 바람직한 실시양태에 따라 제조된 필라멘트의 단면을 나타낸 개략도.
제2c도는 동심의 시드/코어 배열의 중합체 성분 A 및 B를 지닌 본 발명의 바람직한 실시양태에 따라 제조된 필라멘트의 단면을 나타낸 개략도.
제3도는 본 발명의 바람직한 실시양태에 따라 제조된 다층 직물의 점 결합 샘플의 부분 사시도.
제4도는 제3도의 다층 직물의 단면도.
제5도는 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 부직포로 제조된 의료용 가먼트의 사시도.
제6도는 내부가 노출되도록 일부 층이 제거되어 있는 본 발명의 바람직한 실시양태에 따라 제조된 흡수성 기저귀형 물품의 부분 설계도.
제7도는 본 발명의 바람직한 실시양태에 따라 제조된 성형 부직포의 부분 사시도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 공정 라인 12a 및 12b : 압출기
14a 및 14b : 호퍼(hopper) 16a 및 16b : 중합체 회로
18 : 방사구 20 : 급냉 송풍기
22 : 섬유 연신 유닛 24 : 가열기
26 : 다공성 성형면 28 : 가이드 롤러
30 : 진공 32 : 압축 롤러
34 : 압연 롤러 42 : 권취 롤
50 : 다층 직물 52 : 액체 투과 방지 중간 층
54,56 : 직물 층 58 : 결합 지점
70 : 의료용 가먼트 100 : 일회용 기저귀
112 : 전면 허리 밴드 패널 부분 114 : 후면 허리 밴드 패널 부분
116 : 중간 부분 120 : 외피층
130 : 라이너 층 136 : 접착 테이프
140 : 흡수체 160,162,164,166 : 탄성 부재
200 : 텍스쳐화 부직 웹 202 : 표면
204 : 돌출부 206 : 개구
208 : 랜드 영역
본 발명은 일반적으로 중합체 섬유 및 필라멘트와, 중합체 섬유 및 필라멘트로 제조된 부직포와 같은 제품에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 프로필렌 중합체 조성물을 함유하는 단일 성분 및 다성분 중합체 섬유 및 필라멘트와, 이러한 섬유 및 필라멘트로 제조된 부직포 및 가먼트에 관한 것이다.
중합체 섬유 및 필라멘트는 얀, 카페트, 제직포 및 부직포와 같은 여러 제품제조에 사용되고 있다. 본 명세서에 있어서, 중합체 섬유 및 필라멘트는 일반적으로 중합체 스트랜드를 말한다. 필라멘트는 연속상 스트랜드 재료를 말하고, 섬유는 한정된 길이를 지닌 절단 또는 불연속상 스트랜드를 말한다.
통상 중합체 스트랜드 및 그로부터 제조된 물품은 연성이며 강성인 것이 바람직하다. 실제로 특히 부직포 및 부직포로 제조된 물품에서는 그러하다. 전형적으로 부직포는 작업복, 의료용 의복 및 흡수용품과 같은 가먼트를 제조하는 데에 사용된다. 부직포로 제조된 흡수용품에는 기저귀와 같은 유아용품, 소아용 용변 연습 팬츠와 같은 소아용품, 생리대와 같은 여성 위생용품, 및 실금증용품과 같은 성인용품이 있다.
부직포는 통상적으로 열가소성 재료를 용융 방사하여 제조한다. 용융 방사직물을 스펀본드 재료라고 부르며, 스펀본드 재료의 제조 방법은 널리 공지되어 있다. 도쉬너(Dorschner) 등의 미합중국 특허 제3,692,618호 및 어펠(Appel) 등의 미합중국 특허 제4,340,563호에는 방사구를 통하여 열가소성 재료를 압출시키고, 압출된 재료를 고속 공기류를 사용하여 필라멘트 상으로 연신시켜서 수집면 상에 무작위 웹을 형성시킴으로써 열가소성 재료로부터 스펀본드 부직 웹을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 예를 들면, 도쉬너 등의 미합중국 특허 제3,692,618호에는 중합체 필라멘트 번들을 다수의 연신 건을 사용하여 매우 높은 속도의 공기에 의하여 연신하는 방법이 기재되어 있다. 어펠 등의 미합중국 특허 제4,340,563호에는 열가소성 필라멘트를 단일의 넓은 노즐을 통하여 고속 공기류에 의해 연신시키는 방법이 기재되어 있다. 또한, 키니(Kinney)의 미합중국 특허 제3,338,992호, 키니의 미합중국 특허 제3,341,394호, 레비(Levy)의 미합중국 특허 제3,502,538호, 하트만(Hartmann)의 미합중국 특허 제3,502,763호, 하트만의 미합중국 특허 제3,909,009호, 도보(Dobo) 등의 미합중국 특허 제3,542,615호, 및 하몬(Harmon)의 캐나다 특허 제803,714호에는 전형적인 용융 방사법들이 개시되어 있다.
목적한 물성, 특히 강도, 내구성 및 연성 모두를 지닌 스펀본드 재료들이 제조되었지만, 취약점이 있었다. 예를 들면, 몇몇 경우에서는 폴리프로필렌과 같은 중합체 재료들은 목적한 수준의 강도를 지니지만 목적한 수준의 연성에는 미치지 못할 수 있다. 반면에, 폴리에틸렌과 같은 재료들은 어떤 경우에 목적한 수준의 연성을 지니지만 목적한 수준의 강도에는 미치지 못할 수 있다.
목적한 물성 모두를 지닌 부직 재료를 제조하기 위하여, 2성분 스트랜드와 같은 다성분 스트랜드 또는 이원 스트랜드와 같은 다원 스트랜드로 이루어진 부직포가 개발되었다.
2성분 부직 재료를 제조하는 방법은 널리 공지되어 있으며, 스태니스트리트(Stanistreet)의 미합중국 특허 제4,068,036호의 재발행 제30,955호, 데이비스(Davis) 등의 미합중국 특허 제3,423,266호 및 데이비스 등의 미합중국 특허 제3,595,731호에 기재되어 있다. 2성분 부직포는 상이한 제1 및 제2중합체 성분들을 함유하는 중합체 섬유 또는 필라멘트로부터 제조된다. 다성분 스트랜드의 제1 및 제2성분들은 스트랜드 단면을 가로지른 실질적으로 별개의 영역에 배열되며 스트랜드의 길이 방향을 따라 연속적으로 연장된다. 통상적으로, 한 성분은 다른 성분과 상이한 특성을 나타내서, 스트랜드는 2개 성분들의 특성을 나타내게 된다. 예를 들면, 한 성분은 비교적 강성인 폴리프로필렌이고 다른 성분은 비교적 연성인 폴리에틸렌일 수 있다. 그 결과 생성물은 강성이면서 연성인 부직포가 된다.
다원 스트랜드는 다성분 스트랜드와 유사하지만, 한 성분이 스트랜드의 길이 방향을 따라 연속적으로 연장되지 않는다. 불연속상 성분은 통상 다른 중합체 성분에 연결된 다수의 불연속 중합체 단편으로 존재한다.
통상의 2성분 및 이원 부직포가 목적한 수준의 강도, 내구성 및 연성을 지니고 있지만, 중합체 스트랜드로 제조되었으며 특정의 강도, 내구성 및 연성 모두를 지닌 부직 재료에 대한 필요성은 여전히 높은 실정이다. 또한, 특정의 강도, 내구성 및 연성 모두를 지닌 부직 재료로 제조된 가먼트에 대한 필요성도 높은 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 개량된 중합체 스트랜드, 및 그로부터 제조된 부직물 및 가먼트와 같은 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 각각 목적한 수준의 강도, 내구성 및 연성을 지닌 중합체 스트랜드, 이 중합체 스트랜드로 제조된 부직포, 및 이 부직포로 제조된 가먼트와 같은 물품을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 의료용 의복, 작업복 및 흡수용품과 같은 연성이면서 강성이고 내구성의 의복을 제공하는 것이다.
즉, 본 발명은, (a) 용융 압출성 폴리올레핀과, (b) (i) 85중량% 이상의 프로필렌을 함유하고 85 이상의 이소택틱 지수를 지닌 프로필렌 중합체인 제1중합체; (ii) 에틸렌을 함유하고 약 23℃에서 크실렌에 불용성인 중합체인 제2중합체; 및 (iii) 약 23℃에서 크실렌에 가용성이고 에틸렌과 프로필렌의 무정형 공중합체인 제3중합체를 함유하는 폴리프로필렌 조성물의 블렌드로 이루어진 제1중합성 성분을 함유하는 중합체 스트랜드를 제공한다.
폴리프로필렌 조성물은 약 40중량% 이하의 양으로 제1중합성 성분 중에 존재하는 것이 바람직하다. 또한, 제1중합체는 약 10 내지 약 60 중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하는 것이 바람직하고, 제2중합체는 약 10 내지 약 40중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하는 것이 바람직하며, 제3중합체는 약 30 내지 약 60중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 제3중합체는 약 40 내지 약 70중량%의 양으로 에틸렌을 함유하는 것이 바람직하다. 폴리프로필렌 조성물 그자체는 헤테로 상이며, 통상 스트랜드, 특히 스펀본드 스트랜드 형태로 용융 방사될 수 없다.
제1중합성 성분에 적합한 용융 압출성 폴리올레핀에는 결정성 폴리올레핀이 있으며, 보다 상세하게는 폴리프로필렌, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체, 및 폴리(4-메틸-1-펜텐)이 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 중합체 스트랜드는 다성분 스트랜드이며, 제2의 용융 압출성 중합체 성분을 더 함유한다. 다성분 스트랜드의 제1 및 제2성분들은 다성분 스트랜드의 단면을 가로지른 실질적으로 별개의 영역에 배열되며 다성분 스트랜드의 길이 방향을 따라서 연속적으로 연장되어 있다. 다성분 스트랜드의 제1성분은 스트랜드의 길이 방향을 따라 연속적으로 스트랜드의 외면 중 적어도 일부를 구성한다.
보다 상세하게는, 다성분 스트랜드의 제2성분은 결정성 폴리올레핀을 함유한다. 다성분 스트랜드의 제2성분에 적합한 폴리올레핀에는 폴리프로필렌, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체, 및 폴리(4-메틸-1-펜텐)이 있다. 다성분 스트랜드의 제1 및 제2성분에 적합한 배열에는 병행 배열 및 시드/코어 배열이 있다.
본 발명은 또한 상술한 중합체 스트랜드로 제조된 부직포 및 이와 같은 부직포로 제조된 가먼트 재료에 관한 것이다. 헤테로상의 폴리프로필렌 조성물을 첨가함으로써 허용 가능한 수준의 내구성 및 연성이 유지되거나 경우에 따라서는 향상되면서 중합체 스트랜드 및 그로부터 제조된 부직포와 가먼트의 강도가 향상된다.
본 발명의 또 다른 목적 및 광범위한 적용 가능성은 이후에 기술하는 상세한 설명으로부터 당업계 숙련자에게 명백해질 것이다. 그러나, 이하의 상세한 설명으로부터 본 발명의 취지 및 범위 내에서 여러 변경 및 개정을 가할 수 있음이 당업계 숙련자에게는 명백할 것이기 때문에 본 발명의 바람직한 실시양태에 대한 상세한 설명은 예시를 위한 것일 뿐이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 부직포와 같은 물품을 제조하는 데에 유용한 중합체 스트랜드를 제공한다. 본 발명의 중합체 스트랜드로 제조된 부직포는 강성이고 내구성이 있으면서도 연성의 것이다. 본 발명의 부직포는 다른 유용한 물품을 제조하는 데에 사용될 수 있다.
개략적으로 설명하면, 본 발명의 중합체 스트랜드는 (a) 용융 압출성 폴리올레핀과, (b) (i) 85중량% 이상의 프로필렌을 함유하고 85 이상의 이소택틱 지수를 지닌 프로필렌 중합체인 제1중합체; (ii) 에틸렌을 함유하고 약 23℃에서 크실렌에 불용성인 중합체인 제2중합체; 및 (iii) 약 23℃에서 크실렌에 가용성이고 에틸렌과 프로필렌의 무정형 공중합체인 제3중합체를 함유하는 폴리프로필렌 조성물의 블렌드로 이루어진 제1중합성 성분을 함유한다.
본 발명에서 사용되는 「스트랜드」란 용어는 다이와 같은 성형 오리파이스에 중합체를 통과시켜 형성한 연신 압출물을 말한다. 스트랜드에는 한정된 길이를 지닌 불연속상의 스트랜드인 섬유와, 연속상의 스트랜드상 재료인 필라멘트가 있다.
본 발명의 중합체 스트랜드는 2성분 중합체 스트랜드가 바람직하지만, 단일 성분, 다성분, 또는 다원 중합체 스트랜드일 수 있다. 본 발명의 단일 성분 중합체 스트랜드는 상기한 블렌드 만으로 제조되는 것이 바람직하다. 그러나, 다성분 스트랜드는 제2용융 압출성 중합체 성분을 더 함유한다. 다성분 스트랜드의 제1 및 제2성분들은 다성분 스트랜드의 단면을 가로지른 실질적으로 별개의 영역에 배열되며 다성분 스트랜드의 길이 방향을 따라서 연속적으로 연장되어 있다. 다성분 스트랜드의 제1성분은 스트랜드의 길이 방향을 따라 연속적으로 스트랜드의 외면 중 적어도 일부를 구성한다. 다성분 스트랜드는 특히 올이 더 듬성한 통공 결합 부직물을 제조하는 데에 적합하다.
본 발명에서 사용되는 「부직 웹」및 「부직포」란 용어는 서로 같은 의미인데, 제직 공정을 이용하지 않고 형성된 재료의 웹을 말한다. 제직 공정은 확인 가능한 반복적인 방식으로 편성되는 독립적인 스트랜드의 구조체를 생성한다. 부직 웹은 용융 취입법, 스펀본드법, 필름 천공법 및 스태플 섬유 카드법과 같은 여러가지 방법에 의해 형성될 수 있다. 본 발명의 부직포는 스태플 단일 성분 또는 다성분 섬유 또는 이들 모두로부터 형성될 수 있다. 이와 같은 스태플 섬유들은 카딩 또는 본딩되어서 부직포를 형성할 수 있다. 그러나, 본 발명의 부직포는 압출, 연신되어 이동하는 성형면 상에 놓여지는 연속상 스펀본드 다성분 필라멘트로부터 제조되는 것이 바람직하다. 본 발명의 부직포를 제조하는 바람직한 방법을 이하에서 상세히 설명한다.
본 발명의 부직포는 작업복, 의료용 의복 및 포장재과 같은 가먼트, 및 흡수용품을 제조하는 데에 사용될 수 있다. 본 발명의 부직포로 제조될 수 있는 흡수용품에는 기저귀와 같은 유아용품, 소아용 훈련 팬트와 같은 소아용품, 생리대와 같은 여성 위생용품, 및 실금증용품과 같은 성인용품이 있다. 또한, 본 발명의 부직포는 와이퍼와 같은 흡수용품을 제조하는 데에 사용될 수 있다.
중합체 스트랜드의 제1성분에 적합한 용융 압출성 중합체에는 결정성 폴리올레핀이 있으며, 보다 상세하게는 폴리프로필렌, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체, 및 폴리(4-메틸-1-펜텐)이 있다. 용융 압출성 폴리올레핀은 제1성분의 나머지 부분을 구성하는 폴리프로필렌 조성물과 상용되어서, 용융 압출성 폴리올레핀과 폴리프로필렌 조성물의 균질하고 안정한 블렌드를 형성하여야 한다.
중합체 스트랜드의 제1성분에 적합한 폴리프로필렌 조성물로는 본 발명에서 참고 문헌으로 채택하는 유럽 특허 출원 공개 제0,400,333호에 개시된 것과 같은 폴리프로필렌 조성물이 있다. 이 유럽 특허 출원 공개 제0,400,333호는 미합중국 델라웨어주 뉴 캐슬 카운티 소재의 히몬트 인코포레이티드 (Himont Inc.)에 양도되어 있다. 이와 같은 폴리프로필렌 조성물은 헤테로상 폴리프로필렌 조성물 또는 카탈로이 (catalloy)로 알려져 있다. 카탈로이란 「여러 단량체 또는 서로 중합된 구조물의 촉매 알로이」를 말한다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 중합체 스트랜드의 제1성분의 폴리프로필렌 조성물은 용융 압출성 폴리올레핀과 블렌딩되기 전에는 평균 직경이 500 내지 7000㎛인 구형 입자 형태이다. 또한, 제1중합체는 약 10 내지 약 60 중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하는 것이 바람직하고, 제2중합체는 약 10 내지 약 40 중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하는 것이 바람직하며, 제3중합체는 약 30 내지 약 60중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 제3중합체는 약 40 내지 약 70중량%의 양으로 에틸렌을 함유하는 것이 바람직하다. 중합체 스트랜드에 적합한 시판되는 폴리프로필렌 조성물로는 히몬트 인코포레이티드제의 KS-057P 카탈로이 중합체가 있다.
상기 유럽 특허 출원 공개에 기재된 바와 같이, 본 발명의 중합체 스트랜드를 제조하는 데에 사용되는 헤테로상 폴리프로필렌 조성물들은 고입체 특이성 지글러-나타 (Ziegler-Natta) 촉매를 사용하는 2단계 이상의 연속 중합법에 의하여 제조된다. 85중량% 이상의 프로필렌을 함유하고 85 이상의 이소택틱 지수를 지닌 프로필렌 중합체인 제1중합체는 바람직하게는 액상 단량체 중의 제1단계 중합 공정동안 형성된다. 제2 및 제3중합체는 제1단계에서 형성된 제1중합체 존재 하에 후속 중합 단계 동안 형성된다.
연속 중합 단계는 프로세싱 기체 크로마토그래피에 의하여 기체상이 연속적으로 분석되는 오토클레이브 중에서 수행될 수 있다. 제1단계에서는 액상의 폴리프로필렌과 이하에서 보다 상세히 기술하는 촉매를 20℃에서 오토클레이브 중에 투입한다. 약 10분에 걸쳐서 온도를 50℃ 내지 80℃로 상승시키고 압력을 약 30기압으로 상승시킨다. 이 온도 및 압력 하에서 20 내지 30 분동안 유지시킨다. 이어서, 60℃ 및 대기압 하에서 탈기시켜서 기본적으로 모든 미반응 단량체들을 제거한다. 제1중합체의 중합은 생성물의 이소택틱 지수가 85% 이상이 되도록 하는 양의 에틸렌, 또는 부텐-1, 펜텐-1, 4-메틸펜텐-1과 같은 알파-올레핀의 존재하에서 수행할 수 있다.
이어서, 제1단계로부터 생성된 폴리프로필렌을 50℃ 내지 70℃의 온도로 상승시키고, 5 내지 30 기압의 압력으로 상승시킨 다음, 목적한 조성물을 얻기 위하여 목적한 비율 및 양의 프로필렌과 에틸렌을 투입한다. 동일한 온도 및 압력 하에서 30분 내지 8시간 동안 유지시킨다. 수소 및 ZnEt2와 같은 공지의 전통적인 전이제를 분자량 조절제로서 사용한다. 또한, 다른 알파-올레핀, 또는 부타디엔, 1,4-헥사디엔, 1,5-헥사디엔 및 에틸리덴노르보르넨-1과 같은 공액 또는 비공액 디엔의 존재 하에서는 공중합이 일어날 수 있다.
중합 완결 시에, 미립 중합체를 분리하여 안정화시키고, 질소 기류 하, 60℃의 오븐 중에서 건조시킨다. 보다 상세한 공정 조건들은 유럽 특허 출원 공개 제0 400 333호에 기재되어 있다.
상기한 반응에서 사용되는 촉매로는
1. (a) 티탄 화합물, 및 (b) 염화 마그네슘으로 지지된 전자 공여체 화합물(내부 공여체)을 함유하는 고상 화합물; 및
2. Al-트리알킬 화합물과 전자 공여체 화합물(외부 공여체)의 반응 생성물이 있다.
전형적으로, 촉매는 (a) 100㎡/g 이하, 바람직하게는 50 내지 80㎡/g의 표면적; (b) 0.25 내지 0.4cc/g의 다공도; (c) 50% 이상의 공극이 100Å 이상의 반경을 갖는 공극 체적 분포; 및 (d) 33.5°및 35°의 2Θ 각에서 최대 강도를 지닌 할로를 발하고, 14.95°의 2Θ에서 반사율이 없는 x-레이 스펙트럼을 나타내는 특성을 지니고 있다.
촉매로 적합한 티탄 화합물은 염화 티탄이고, 염화 마그네슘 첨가에 적합한 내부 전자 공여체에는 디이소부틸프탈레이트, 디-n-부틸프탈레이트 및 디-n-옥틸프탈레이트와 같은 알킬, 시클로알킬 또는 아릴프탈레이트가 있다.
적합한 Al-트리알킬 화합물에는 Al-트리에틸 및 Al-트리이소부틸이 있다. 적합한 외부 전자 공여체 화합물에는 식 R'R"Si(OR)2 (식 중, R' 및 R"은 동일하거나 다르며, 탄소수 1 내지 18의 알킬, 시클로알킬 또는 아릴기이고, R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기임)의 크실렌 화합물들이 있다. 전형적인 크실렌은 디페닐디메톡시실란, 디시클로헥실디메톡시실란, 메틸-tert-부틸디메톡시실란, 디이소프로필디메톡시실란 및 페닐트리에톡시실란이다.
촉매는 다음과 같은 공정에 따라 제조한다:
염화 마그네슘과 C2H5OH와 같은 알콜의 용융 부가물을 부가물과 혼화성인 불활성 탄화수소액에 유화시킨 다음, 유액을 매우 신속하게 냉각시켜서 부가물을 염화 마그네슘 1몰 당 3몰의 알콜을 함유하는 구형 입자 형태로 고체화시킨다. 이 구형 입자를 50℃ 내지 130℃로 가열시켜서 구형 입자를 탈알콜화시킴으로써 알콜함량을 염화 마그네슘 1몰당 3몰에서 1 내지 1.5몰로 감소시킨다. 부가물을 냉각된 염화 티탄에 40 내지 50g/ℓ의 농도로 현탁시키고, 80℃ 내지 135℃로 상승시켜서 혼합물을 동온도에서 1 내지 2시간 동안 유지시킨다. 이어서, 내부 전자 공여체 화합물을 염화 티탄에 가한다. 과량의 염화 티탄을 고온일 동안 여과 또는 침강에 의하여 분리한다. 이어서, 염화 티탄 처리를 1 또는 2회 이상 반복한다. 생성된 고상물을 헵탄 또는 헥산으로 세척하여 건조시킨다.
이어서, 고상 티탄 함유 화합물을 Al-트리알킬 및 외부 전자 공여체 화합물과 혼합한다. Al/Ti 비는 10 내지 200이고, 크실렌/Al 몰비는 1/5 내지 1/50이다. 이어서, 촉매를 소량의 올레핀과 예비 접촉시킨 후 중합시킬 수 있다. 촉매 생성에 관한 상세한 설명은 유럽 특허 출원 공개 제0 400 333호에 기재되어 있다.
본 발명의 중합체 스트랜드가 다성분 스트랜드일 때, 적합한 제2성분 중합체에는 용융 압출성 결정성 폴리올레핀이 있다. 보다 바람직한 제2성분 중합체로는 폴리프로필렌, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체, 및 폴리(4-메틸-1-펜텐)과 같은 폴리올레핀이 있다. 제2성분에 특히 적합한 중합체는 미합중국 텍사스주 휴스톤 소재의 엑손 (Exxon) 케미칼 캄파니제의 3495 폴리프로필렌이다.
본 발명의 중합체 스트랜드의 제1성분은 헤테로상 폴리프로필렌 조성물을 제1중합성 성분의 약 40중량% 이하의 양으로 함유하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 헤테로상 폴리프로필렌 조성물은 약 5 내지 약 30중량%의 양으로 제1중합성 성분 중에 존재한다. 제1성분의 나머지 부분을 용융 압출성 폴리올레핀인 것이 바람직하다.
본 발명의 중합체 스트랜드가 다성분 스트랜드인 경우, 스트랜드는 시드/코어 배열 또는 병행 배열을 지닌 2성분 형상인 것이 바람직하다. 제2중합체 성분에 대한 제1중합성 성분의 중량비는 20/80 내지 80/20으로 다를 수 있지만, 약 50/50인 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시양태는 제1중합성 성분 A 및 제2중합체 성분 B로 이루어지는 2성분 중합체 스트랜드이다. 제1 및 제2성분 A 및 B는 제2a도에 나타낸 바와 같이 병행 배열, 제2b도에 나타낸 바와 같이 이심 시드/코어 배열, 또는 제2c도에 나타낸 바와 같이 동심 시드/코어 배열로 배치될 수 있다. 시드/코어 배열에서 중합체 성분 A는 스트랜드의 시드이고 중합체 B는 스트랜드의 코어이다. 병행 배열 또는 이심 시드/코어 배열로 배치될 때, 생성되는 스트랜드는 천연 나선형 크림프를 나타내게 된다. 2성분 중합체 스트랜드들을 이와 같은 배열로 압출시키는 방법은 당업계 통상의 숙련자에게 널리 공지되어 있다. 본 명세서에 기재된 실시양태는 2성분 필라멘트에 관해 설명하고 있지만, 본 발명의 스트랜드는 2개 이상의 성분을 지닐 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
본 발명의 2성분 스트랜드에 바람직한 중합체 조합은 3중량%의 에틸렌을 지닌 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체, 및 헤테로상 폴리프로필렌 조성물의 블렌드이다. 제2성분은 폴리프로필렌이 바람직하다. 본 발명의 중합체 스트랜드의 주성분들은 상기한 바와 같지만, 이러한 중합체 성분들은 본 발명의 목적에 악영향을 미치지 않는 기타 다른 물질들을 함유할 수도 있다. 예를 들면, 제1 및 제2중합체 성분 A 및 B는 또한 안료, 산화 방지제, 안정화제, 계면활성제, 왁스, 유동촉진제, 고체 용매, 입자 및 본 발명의 조성물의 가공성을 증진시키기 위해 첨가되는 물질들을 비제한적으로 함유할 수 있다.
제1도에서는 본 발명의 바람직한 한 실시양태를 제조하기 위한 공정 라인(10)을 기재한다. 공정 라인(10)은 2성분 연속상 필라멘트를 제조하도록 배열되어 있지만, 본 발명은 2이상의 성분을 갖는 다성분 필라멘트로부터 제조되는 부직포를 제공하는 것이라는 점을 이해하여야 한다. 예를 들면, 본 발명의 부직포는 3 또는 4가지 성분을 갖는 필라멘트로부터 제조될 수 있다. 또한, 본 발명의 부직포는 단일 성분의 필라멘트로부터 제조될 수도 있다는 점을 이해하여야 한다.
공정 라인(10)은 중합체 성분 A 및 중합체 성분 B를 독립적으로 압출시키기 위하여 1쌍의 압출기(12a 및 12b)를 포함한다. 중합체 성분 A는 제1호퍼(14a)로부터 독립적인 압출기(12a)에 공급되고, 중합체 성분 B는 제2호퍼(14b)로부터 독립적인 압출기(12b)로 공급된다. 중합체 성분 A 및 B는 압출기(12a 및 12b)로부터 각각의 중합체 회로(16a 및 16b)를 통과하여 방사구(18)로 공급된다. 2성분 필라멘트를 압출시키기 위한 방사구는 당업계 통상의 숙련자에게 널리 공지되어 있으므로, 여기서는 상세히 기술하지 않는다. 일반적으로 말하자면, 방사구 (18)은 중합체 성분 A 및 B를 각각 독립적으로 방사구를 통해 통과시키기 위한 유동 통로를 형성하도록 개구들이 배열된 패턴으로, 한 플레이트 위에 다른 한 플레이트를 쌓아 놓은 다수의 플레이트를 포함하는 방사 팩을 함유하는 하우징(housing)을 포함한다. 방사구 (18)은 1개 이상의 줄로 배열된 개구들을 갖는다. 방사구의 개구들은 중합체들이 방사구를 통해 압출될 때 하향 연신되는 필라멘트 커튼을 형성한다. 바람직하게는, 방사구 (18)은 병행 배열 또는 이심 시드/코어 배열의 2성분 필라멘트를 형성하도록 배치될 수 있다. 이러한 배열은 각각 제2a도 및 제2b도에 나타내었다. 또한, 방사구는 제2c도에 나타낸 바와 같이 동심 시드/코어 배열의 필라멘트를 형성하도록 배치될 수 있다.
또한, 공정 라인(10)은 방사구 (18)로부터 연신되는 필라멘트 커튼에 인접하여 배치되는 급냉 송풍기(20)을 포함한다. 급냉 공기 송풍기(20)으로부터 나오는 공기는 방사구(18)로부터 연신되는 필라멘트를 급냉시킨다. 급냉 공기는 제1도에 나타낸 바와 같이 필라멘트 커튼의 한쪽 면에 또는 필라멘트 커튼의 양쪽 면에 공급될 수 있다.
섬유 연신 유닛 또는 애스퍼레이터(aspirator) (22)는 방사구 (18)의 아래쪽에 위치하며, 급냉된 필라멘트를 수용한다. 중합체를 용융 방사하는 데 이용하기 위한 섬유 연신 유닛 또는 애스퍼레이터는 상기한 바와 같이 널리 공지되어 있다. 예를 들면, 본 발명의 방법에 이용하기에 적합한 섬유 연신 유닛으로는 미합중국 특허 제3,802,817호에 기재된 유형의 선형 섬유 애스퍼레이터, 미합중국 특허 제3,692,698호 및 제3,423,266호에 기재된 유형의 연신 건, 및 미합중국 특허 제4,340,563호에 기재된 것과 같은 선형 연신 시스템이 있으며, 본 발명에서는 이들 특허 문헌에 기재된 사항을 참고 문헌으로 채택한다.
일반적으로 말하자면, 섬유 연신 유닛 (22)는 기다란 수직 통로를 포함하며 이 통로에서는 통로의 측면으로부터 들어 와서 통로를 따라 하향 유동하는 공기를 흡입함으로써 필라멘트들을 연신시킨다. 흡입 공기는 섬유 연신 유닛을 통하여 필라멘트 및 주위 공기를 연신시킨다. 필라멘트에 고도의 천연 나선형 크림프가 형성되기를 원하는 경우에는 흡입 공기를 가열기 (24)에 의해 가열시킬 수 있다.
무한 다공성 성형면 (26)은 섬유 연신 유닛 (22)의 아래쪽에 위치하며, 섬유 연신 유닛의 유출구로부터 연속상 필라멘트를 수용한다. 성형면(26)은 가이드 롤러(28) 주위를 움직인다. 필라멘트가 침착되는 성형면 (26)의 아래쪽에 위치하는 진공 (30)은 성형면에 대하여 필라멘트를 연신시킨다.
공정 라인(10)은 가열될 수 있는 압축 롤러(32)를 더 포함하며, 이 압축 롤러 (32)는 웹이 성형면 (26)으로부터 연신 배출될 때 가이드 롤러(28)의 최전방부와 함께 웹을 수용한다. 이밖에, 공정 라인은 2성분 필라멘트들을 서로 결합시키고 웹을 완성하여 최종 직물을 형성시키기 위해서 가열 점 결합을 위한 압연 롤러(34) 한쌍을 포함한다. 최종적으로, 공정 라인 (10)은 최종 직물을 회수하기 위해 권취 롤(42)를 포함한다.
공정 라인(10)을 작동시키기 위해서는, 호퍼 (14a 및 14b)를 각각 중합체 성분 A 및 B로 충전시킨다. 중합체 성분 A 및 B를 용융시키고, 중합체 회로(16a와 16b) 및 방사구(18)을 통해서 독립적으로 압출기(12a 및 12b)에 의해 압출시킨다. 용융 중합체의 온도는 사용되는 중합체에 따라 좌우되어 변화하지만, 성분 A 및 B로서 각각 에틸렌과 프로필렌의 랜덤 공중합체 및 폴리프로필렌이 이용되는 경우에 중합체의 바람직한 온도는 약 188℃(370℉) 내지 약 277℃(530℉)이고, 더 바람직하게는 199℃(390℉) 내지 약 232℃(450℉)이다.
압출된 필라멘트들이 방사구 (18)의 아래쪽으로 연신될 때, 급냉 송풍기(20)으로부터 나오는 공기류는 필라멘트들을 적어도 부분적으로 급냉시켜서 필라멘트내에 잠재적인 나선형 크림프를 발생시킨다. 바람직하게는, 급냉 공기는 약 7.2℃(45℉) 내지 약 32.2℃(90℉)의 온도 및 약 30.4m/분(100ft/분) 내지 약 123.2m/분 (400ft/분)의 속도로 필라멘트의 길이에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 유동하는 것이 바람직하다.
급냉 후, 필라멘트들은 섬유 연신 유닛 (22)를 통과하는 공기의 유동에 의해 섬유 연신 유닛의 수직 통로로 연신된다. 섬유 연신 유닛은 방사구 (18)의 저부로부터 하향 76.2 내지 152.4cm(30 내지 60인치)되는 곳에 위치하는 것이 바람직하다. 필라멘트들이 최소의 천연 나선형 크림프를 갖기를 원하는 경우, 흡입 공기의 온도는 주위 온도로 한다. 필라멘트가 고도의 크림프를 갖기를 원하는 경우에는, 가열기(24)로부터 가열된 공기를 섬유 연신 유닛(22)에 공급한다. 고도의 크림프를 발생시키기 위해서는, 가열기 (24)로부터 공급되는 공기의 온도는 필라멘트에 흡입되는 차가운 주위 공기와의 혼합으로 인해 약간 냉각된 후 그 공기가 필라멘트의 잠재적인 크림프를 활성화시키는데 필요한 온도로 필라멘트를 가열하기에 충분한 온도로 한다. 필라멘트의 잠재적인 크림프를 활성화시키는데 필요한 온도는 약 43.3℃(110℉) 내지 제2성분 B의 융점 미만의 최대 온도이다. 가열기(24)로부터 공급되는 공기의 온도 및 필라멘트가 가열되는 온도를 변화시킴으로써 상이한 수준의 크림프를 생성시킬 수 있다. 목적하는 수준의 크림프를 생성하기 위해 필라멘트와 접촉하는 공기의 온도는 필라멘트 중의 중합체 유형 및 필라멘트의 데니어와 같은 인자에 따라 좌우된다는 점을 인식하여야 한다.
일반적으로, 공기 온도가 높으면 더 많은 수의 크림프가 생성된다. 필라멘트의 크림프 생성 정도는 필라멘트와 접촉하는 섬유 연신 유닛(22)중의 혼합 공기의 온도를 조절함으로써 조정할 수 있다. 이러한 점 때문에, 섬유 연신 유닛 중의 공기의 온도를 조정함으로써 결과적으로 얻어지는 부직포의 밀도, 공극 크기 분포 및 드레이프를 변화시킬 수 있다.
연신된 필라멘트는 섬유 연신 유닛(22)의 바깥쪽 개구를 통해 이동성 성형면(26)상에 침착시킨다. 진공 (30)은 성형면(26)에 침착된 필라멘트를 연신시켜서 연속상 필라멘트의 비결합 부직 웹을 형성한다. 이어서, 웹을 압축 롤러 (32)로 약하게 압축시키고, 결합 롤러 (34)를 이용하여 가열 점 결합시킨다. 가열 점 결합 기술은 당업계 숙련자에게 널리 공지되어 있으므로 본 명세서에서는 상세히 기술하지 않는다. 미합중국 특허 제3,855,046호에 따른 가열 점 결합법이 바람직하고, 본 발명에서는 이 특허 문헌을 참고 문헌으로 채택한다. 결합 패턴의 종류는 목적하는 직물 강도의 정도에 따라 변화할 수 있다. 또한, 결합 온도는 필라멘트중의 중합체와 같은 인자에 따라 좌우되어 변화할 수 있지만, 약 116 내지 124℃(240 내지 255℉)가 바람직하다. 후술하는 바와 같이, 가열 점 결합은 유아용 기저귀와 같은 흡수성 개인 위생 용품의 외피 및 의료용 의복, 작업복과 같은 가먼트에 이용하기 위한 클로드류 재료를 제조하는 경우에 바람직하다. 이러한 가열 점 결합형 재료를 제3도 및 제4도에 나타내었다. 최종적으로, 완성된 웹은 권취 롤러 (42)상에 권취되며, 후속 처리 또는 이용을 위한 준비 상태에 놓인다.
액체 흡수용품의 액체 취급 층을 제조하는 데 이용하는 경우, 본 발명의 부직포는 부직포의 습윤성을 증진시키기 위해 통상의 표면 처리법으로 처리하거나 또는 통상의 중합체 첨가제를 포함시킬 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 부직포는 미합중국 특허 제5,057,361호에 기재된 폴리알칼린-디옥시드 변성 폴리디메틸-실록산과 같은 폴리알칼린-옥시드 변성 실록산 및 실란으로 처리될 수 있다. 이와 같은 표면 처리는 부직포의 습윤성을 증진시키므로, 이 부직포는 여성용 위생용품, 유아용 위생용품, 소아용 위생용품 및 성인용 실금증용품을 위한 라이너 또는 서지 처리 재료로서 적합하다. 또한, 본 발명의 부직포는 당업계 숙련자에게 공지되어 있는 바와 같이 정전기 방지제, 알콜 휘발제 등과 같은 기타 다른 처리제로 처리할 수도 있다.
이와 같이 하여 얻는 재료는 강성이지만 내구성 및 연성을 갖는다. 그 자체로는 통상 용융 방사될 수 없어서 스트랜드 형태로 전환될 수 없는 헤테로상 폴리프로필렌 조성물의 첨가는 부직포의 연성 및 내구성을 감소시키지 않은채 부직포의 강도를 증진시킨다.
본 발명의 부직포가 가먼트 재료로 사용되는 경우, 본 발명의 부직포는 약 1 내지 약 12dpf의 데니어를 갖는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 약 2 내지 약 3.5dpf의 데니어를 갖는 것이 좋다. 데니어가 낮으면 부직포에 클로드류 촉감 특성이 제공된다. 이러한 재료의 기초 중량은 다양하게 변할 수 있지만, 약 0.4 내지 약 3.0osy인 것이 바람직하다.
제1도에 나타낸 결합 방법은 가열 점 결합법이지만, 클로드류 직물을 제조하기 위해서는 본 발명의 부직포를 오븐 결합, 초음파 결합, 하이드로엔탱글링법(hydroentangling) 또는 이들의 조합과 같은 기타 다른 수단에 의해 결합시킬 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 이러한 결합 기술은 당업계 통상의 숙련자에게 널리 공지되어 있으므로 본 명세서에서는 상세히 기술하지 않는다. 올이 듬성한 재료가 필요한 경우, 본 발명의 부직포는 통기 결합법과 같은 비압축 수단을 이용하여 결합시킬 수 있다. 통기 결합법은 당업계 숙련자에게 널리 공지되어 있다. 일반적으로 말하자면, 부직포가 천공형 롤러 위를 통과할 때 그 부직포를 통해서 필라멘트의 제1성분 A의 융점보다 높은 온도를 갖는 공기를 주입시킴으로써 본 발명의 부직포를 통기 결합법에 의해 결합시킬 수 있다. 더운 공기는 저융점 중합체 성분 A를 용융시킴으로써 2성분 필라멘트 사이에 결합을 형성하여 웹을 완성시킨다. 이와 같이 올이 매우 듬성한 물질은 유아용 기저귀의 라이너 또는 서지(surge) 처리부와 같은 개인 위생용 흡수용품의 유체 처리층으로 유용하다.
본 발명의 또 다른 면에 따르면, 상기 부직포를 1개 이상의 중합체 층에 적층시켜 복합 재료를 형성할 수 있다. 예를 들면, 외피 재료는 상기 가열 점 결합된 스펀본드 부직포를 중합체 필름에 적층시켜서 형성할 수 있다. 중합체 필름은 액체 차단제로서 작용하고, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀으로 이루어지는 것이 바람직하고. 약 2.54㎛(1mil) 미만의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 저밀도 폴리에틸렌 및 비교적 연성인 폴리프로필렌이 특히 바람직하다. 또한, 중합체 필름은 예를 들면 부직물에 인접하는 층에 에틸렌 메틸 아크릴레이트 공중합체와 같은 접착성 중합체 및 외부층에 저밀도 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀을 포함하는 공압출된 필름일 수 있다. 접착층은 공압출된 필름의 약 20중량%인 것이 바람직하고 외부층은 공압출된 필름의 약 80중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 상기와 같이 제조된 압출된 다성분 중합체 스트랜드의 제1웹을 압출된 중합체 스트랜드의 제2웹에 결합시키는데, 이때 제1 및 제2웹은 면 대 면 관계로 적층되도록 배치된다. 제2웹은 스펀본드물일 수 있지만, 의료용 의복을 위한 가먼트 재료와 같은 응용의 경우, 제2층은 널리 공지된 용융 취입 기술에 의해 제조될 수 있다. 용융 취입된 층은 액체 차단층으로서 작용할 수 있다. 이와 같은 적층물은 본 발명에서 참고 문헌으로 채택하는 미합중국 특허 제4,041,203호에 따라서 제조할 수 있다. 미합중국 특허 제4,041,203호는 용융 취입 기술에 관한 다음 간행물들을 참고 문헌으로 채택하고 있는데, 이 문헌들도 또한 본 발명에서 참고 문헌으로 채택한다[INDUSTRIAL ＆ ENGINEERING CHEMISTRY 제48권 제8호 제1342 내지 1346 페이지에 기재된 "Superfine Thermoplastic Fibers"이라는 논문(미합중국 워싱톤에 소재하는 해양 연구소 (the Naval Research Laboratories)에서 발표한 논문); 해양 연구소 보고서 제111437호(1954년 4월 15일); 미합중국 특허 제3,715,251호, 동 제3,704,198호, 동 제3,676,242호; 동 제3,595,245호; 및 영국 명세서 제1,217,892호].
제1웹에서와 같은 다성분 중합체 스트랜드를 함유하는 부직포로 이루어진 제3층은 제1웹과는 반대쪽에 위치하는 제2웹의 면에 결합할 수 있다. 제2웹이 용융 취입층인 경우, 용융 취입층은 다성분 재료로 된 2개의 층 사이에 삽입시킨다. 이러한 재료 (50)을 제3도 및 제4도에 예시하였으며, 이 재료는 액체 투과 방지 중간층(52)를 함유하고, 이 층은 보다 더 양호한 연성 및 촉감을 제공하기 위해 각 면에 비교적 연성인 직물층 (54 및 56)을 가지기 때문에 의료용 가먼트 재료로서 유리하다. 재료 (50)은 가열 점 결합되는 것이 바람직하다. 가열 점 결합되면, 독립적인 층(52,54 및 56)은 결합 지점 (58)에서 서로 융합한다.
이러한 복합물은 웹을 개별적으로 성형한 후 서로 결합시키거나, 또는 한 웹을 다른 웹 위에 성형하는 연속 공정에 의해 형성시킬 수 있다. 이러한 방법들은 모두 당업계 숙련자에게 널리 공지되어 있으므로 본 명세서에서는 더 상세히 설명하지 않는다. 본 발명에서 참고 문헌으로 채택하는 미합중국 특허 제4,041,203호에는 이러한 복합물을 제조하는 연속 방법 및 그에 이용되기에 바람직한 웹이 기재되어 있다.
본 발명의 실시양태에 따라 제조된 의료용 가먼트(70)은 제5도에 도시되어 있다. 이러한 부직포의 가먼트의 구조는 당업계 숙련자에게 널리 공지되어 있으므로 본 명세서에서는 상세히 설명하지 않는다. 예를 들면, 본 발명에서 참고 문헌으로 채택하는 미합중국 특허 제4,523,336호에는 의료용 가먼트를 제조하는 방법이 기재되어 있다.
제6도에는, 본 발명의 바람직한 실시양태에 따라 제조된 일회용 기저귀형 물품 (100)이 도시되어 있다. 기저귀 (100)은 전면 허리 밴드 패널 부분 (112), 후면 허리 밴드 패널 부분 (114), 및 전면 및 후면 허리 밴드 부분 사이에 삽입된 중간 부분 (116)을 포함한다. 기저귀는 실질적으로 액체 불투과성의 외피층 (120), 액체 투과성의 라이너 층 (130), 및 외피층과 라이너 층 사이에 위치한 흡수체(140)으로 이루어져 있다. 접착 테이프 (136)과 같은 고정 수단이 기저귀 (100)을 착용자에게 부착시키기 위하여 채용되어 있다. 라이너 (130)과 외피 (120)은 서로 결합되어, 고온 용융의 압력 감지식 접착제와 같은 접착제의 선 및 패턴에 따라 흡수체 (140)에 접합된다. 탄성 부재 (160,162,164 및 166)들은 기저귀가 착용자의 둘레에 밀착되도록 기저귀의 연부 둘레에 배치될 수 있다.
외피층 (120)은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등으로 이루어진 중합체 필름에 결합된 본 발명의 부직포로 구성될 수 있다.
또한, 라이너 층 (130) 및 흡수체 (140)은 본 발명의 부직포로 제조될 수 있다. 라이너 층 (130) 및 흡수체 (140) 모두는 소변과 같은 수성 유체를 흡수하여 보유할 수 있는 친수성인 것이 바람직하다. 제6도에는 도시하지 않았지만, 일회용 기저귀 (100)은 서지 층, 이송 층 또는 분배 층과 같은 추가적인 유체 취급 층을 포함할 수 있다. 이들 층은 분리된 층이거나, 라이너 층 (120) 또는 흡수 패드 (140)과 일체화될 수 있다.
제6도에 나타낸 흡수용품 (100)이 일회용 기저귀이지만, 본 발명의 부직포는 상기한 것과 같은 여러 흡수용품을 제조하는 데에 이용될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따라서, 섬유 연신 유닛 (22)로부터의 필라멘트는 생성되는 부직 웹이 성형면의 텍스쳐 패턴을 따르도록 한 텍스쳐 성형면 상에서 성형될 수 있다. 본 발명의 스트랜드는 섬유 연신 유닛 (22)로부터 유출될 때 연성이고 균일하지만, 성형면에 신속하게 접촉되어 성형면의 형상을 가지게 된다. 생성물은 경직성과 경질성이 없게 되면서 매우 높은 탄성을 갖게 된다. 본 발명에서 참고 문헌으로 채택하는 미합중국 특허 제4,741,941호에는 적합한 텍스쳐 성형면이 도시되어 있다. 본 발명의 실시양태에 따라 제조된 텍스쳐화 부직 웹 (200)이 제7도에 도시되어 있다. 웹 (200)은 표면 (202)로부터 뻗어 나온 돌출부 (204)를 지닌 표면과 랜드 영역 (208)에 의하여 분리되는 개구 (206)들의 배열을 갖고 있다.
다음 실시예 1 내지 6은 본 발명의 특정 실시양태를 예시하기 위한 것이고, 또한 본 발명을 수행하는 방법으로 당업계 숙련자에게 가르치기 위한 것이다. 비교예 1 내지 3은 본 발명의 장점을 예시하기 위한 것이다. 모든 실시예들은 실질적으로 수행한 결과를 나타낸 것이지만, 실시예 7은 예상적인 것이다. 당업계 숙련자들은 사용되는 특정 가공 장치 및 주위 조건에 따라 좌우되어 다음 실시예에 제공된 변수로부터 어느 정도 본 발명의 변수를 변화시킬 수 있다는 점을 인식해야 한다.
[비교예 1]
상기 제1도에 예시한 방법에 따라서 연속상 2성분 필라멘트로 이루어지는 부직 웹을 제조하였다. 필라멘트는 동심의 시드/코어 배열이었으며, 코어에 대한 시드의 중량비는 1:1이었다. 스핀 호올의 기하는 0.6mmD이었으며 L/D 비는 4:1이었고, 방사구는 기계 방향으로 1인치 당 50개의 개구를 갖도록 배열된 개구를 525개 가졌다. 코어의 조성은 엑손 케미칼 캄파니 제의 PD-3495 폴리프로필렌 100중량%이었고, 시드의 조성은 엑손 케미칼 캄파니제의 에틸렌과 프로필렌의 9355 랜덤 공중합체 100 중량%이었다. 이 랜덤 공중합체는 3중량%의 에틸렌을 함유하였다. 방사 팩 중의 용융 온도는 221℃(430℉)이었고, 스핀 호올 처리량은 0.7GHM이었다. 급냉 공기의 유속은 22scfm이었고 급냉 공기의 온도는 12.8℃(55℉)이었다. 애스퍼레이터 공급 온도는 12.8℃(55℉)이었고, 매니포울드 압력은 0.3기압 (5psi)이었다. 이와 같이 하여 얻은 부직 웹은 결합 온도 137℃(280℉)에서 가열 점 결합시켰다. 결합 패턴은 일정 간격으로 떨어진 결합 영역을 가지며, 1 평방 cm당 41.85개(1 평방 인치 당 270개)의 결합 지점 및 전체 결합 영역 약 18%를 가졌다. 필라멘트는 3 데니어의 것이었다.
[실시예 1]
상기 제1도에 예시한 방법에 따라서 연속상 2성분 필라멘트로 이루어지는 부직웹을 제조하였다. 필라멘트는 동심의 시드/코어 배열이었으며, 코어에 대한 시드의 중량비는 1:1이었다. 스핀 호올의 기하는 0.6mmD이었으며 L/D 비는 4:1이었고, 방사구는 기계 방향으로 1cm 당 19.7(1인치 당 50개)의 개구를 갖도록 배열된 개구를 525개 가졌다. 코어의 조성은 엑손 케미칼 캄파니제의 3495 폴리프로필렌 100중량%이었고, 시드의 조성은 엑손 케미칼 캄파니제의 에틸렌과 프로필렌의 9355 랜덤 공중합체 (3% 에틸렌) 90 중량% 및 히몬트 인코포레이티드제의 KS-057P 헤테로상 폴리프로필렌 조성물 10중량% 이었다. 방사 팩 중의 용융 온도는 221℃(430℉)이었고, 스핀 호올 처리량은 0.7 GHM이었다. 급냉 공기의 유속은 22scfm이었고 급냉 공기의 온도는 12.8℃(55℉)이었다. 애스퍼레이터 공급 온도는 12.8℃(55℉)이었고, 매니포울드 압력은 0.3기압 (5psi)이었다. 이와 같이 하여 얻은 부직 웹은 결합 온도 135℃(275℉)에서 가열 점 결합시켰다. 결합 패턴은 일정 간격으로 떨어진 결합 영역을 가지며, 1 평방 cm당 41.85개(1 평방 인치 당 270개)의 결합 지점 및 전체 결합 영역 약 18%를 가졌다. 스트랜드는 3 데니어의 것이었다.
[실시예 2]
실시예 1에서 시드 성분이 엑손 케미칼 캄파니제의 에틸렌과 프로필렌의 9355 랜덤 공중합체 80중량% 및 KS-057P 헤테로상 폴리프로필렌 조성물 20중량%인 것을 제외하고는 실시예 1에 기재된 방법에 따라 부직포를 제조하였다.
[실시예 3]
실시예 1에서 시드 성분이 엑손 케미칼 캄파니제의 에틸렌과 프로필렌의 9355 랜덤 공중합체 70중량% 및 KS-057P 헤테로상 폴리프로필렌 조성물 30중량%인 것을 제외하고는 실시예 1에 기재된 방법에 따라 부직포를 제조하였다.
비교예 1 및 실시예 1 내지 3에서 얻은 직물 샘플을 그들의 물리적 특성을 측정하기 위해 시험하였다. 이 시험으로부터 얻은 데이타를 표 1 및 2에 나타내었다. 괄호 또는 대괄호 안에 포함되지 않은 수치는 실제 측정 데이타를 나타내며, 괄호 안의 수치는 표준화된 데이타를 나타내고, 대괄호 안의 수치는 비교예의 데이타에 대한 실제 측정 데이타의 증감 퍼센트를 나타낸 것이다.
그랩 (grab) 인장 (피크 에너지, 피크 하중 및 피크 신장율)은 ASTM D 1682에 따라서 측정하였다.
트래피조이드(trapezoid) 인열은 일정하게 증가하는 하중을 샘플의 길이와 평행하게 적용할 때의 직물의 인열 강도를 측정하는 것이다. 트래피조이드 인열은 열 하중을 최저 피크 및 최고 피크의 평균치가 아니라 최초 피크 및 최고 피크의 평균치로 계산하는 것을 제외하고는 ASTM D 1117-14에 따라 측정하였다.
내마모성은 두가지 시험 방법에 따라 측정하였는데, 마르틴달(Martindale) 마모성 시험은 마르틴달 시험 장치를 이용하여 가벼운 압력 하에 편직포 상에서의 필 (pill) 및 기타 다른 표면 변화 형성에 대한 내성을 측정한다. 마르틴달 마모성은 얻어지는 값이 마르틴달 시험 장치에 의해 직물 샘플에 1.27cm(0.5인치)의 호올을 형성하는 데 필요한 사이클 횟수라는 점을 제외하고는 ASTM 04970-89에 따라서 측정하였다.
제2의 내마모성은 이중 헤드 회전식 플랫폼 (테이버 (Tabor)) 시험에 의해 측정하였다. 이 테이버 시험은 125g의 고무 바퀴를 이용하여 ASTM D-1175에 따라서 수행하였다. 내마모성은 1.27cm(0.5인치)의 호울에 대한 사이클로 측정하였다.
드레이프 강성은 ASTM D 1388에 따라서 측정하였다.
표 1 및 2의 데이타로부터 알 수 있는 바와 같이, KS-057P 헤테로상 폴리프로필렌 조성물을 첨가하면 실시예 1 내지 3으로부터 얻은 직물 샘플의 강도 특성이 비교예 1로부터 얻은 직물 샘플에 비해 실질적으로 상승된다. KS-057P의 보다 낮은 하중은 보다 강도가 높은 직물을 생성시킨다. 내마모성 시험 결과는 엇갈려 있지만, 전체 결과로부터 내마모성이 특히 보다 낮은 KS-057P 하중에서 개선되었음을 알 수 있다. 또한, 드레이프 강성 시험 결과도 엇갈려 있지만, 전체 결과로부터 실시예 1 내지 3으로부터 얻은 직물의 연성이 비교예 1로부터 얻은 직물의 연성과 비슷함을 알 수 있다. 연성은 보다 높은 KS-057P 하중에서 향상되었다.
[비교예 2]
상기 제1도에 예시한 방법에 따라서 연속상 2성분 필라멘트로 이루어지는 부직 웹을 제조하였다. 필라멘트는 동심의 시드/코어 배열이었으며, 코어에 대한 시드의 중량비는 1:1이었다. 스핀 호올의 기하는 0.6mmD이었으며 L/D 비는 4:1이었고, 방사구는 기계 방향으로 1cm 당 19.7(1인치 당 50개)의 개구를 갖도록 배열된 개구를 525개 가졌다. 코어의 조성은 엑손 케미칼 캄파니제의 PD-3495 폴리프로필렌 100중량%이었고, 엑손 케미칼 캄파니제의 에틸렌과 프로필렌의 9355 랜덤 공중합체 100 중량%이었다. 이 랜덤 공중합체는 3 중량%의 에틸렌을 함유하였다. 방사 팩 중의 용융 온도는 221℃(430℉)이었고, 스핀 호올 처리량은 0.7 GHM이었다. 급냉 공기의 유속은 22scfm이었고 급냉 공기의 온도는 12.8℃(55℉)이었다. 애스퍼레이터 공급 온도는 12.8℃(55℉)이었고, 매니포울드 압력은 0.3기압 (5psi)이었다. 이와 같이 하여 얻은 부직 웹은 결합 온도 127℃(260℉)에서 가열 점 결합시켰다. 결합 패턴은 일정 간격으로 떨어진 결합 영역을 가지며, 1 평방 cm당 41.85개(1 평방 인치 당 270개)의 결합 지점 및 전체 결합 영역 약 18%를 가졌다. 필라멘트는 3.4 데니어의 것이었다.
[실시예 4]
상기 제1도에 예시한 방법에 따라서 연속상 2성분 필라멘트로 이루어지는 부직 웹을 제조하였다. 필라멘트는 동심의 시드/코어 배열이었으며, 코어에 대한 시드의 중량비는 1:1이었다. 스핀 호올의 기하는 0.6mmD이었으며 L/D 비는 4:1이었고, 방사구는 기계 방향으로 1cm 당 19.7개(1인치 당 50개)의 개구를 갖도록 배열된 개구를 525개 가졌다. 코어의 조성은 엑손 케미칼 캄파니제의 3495 폴리프로필렌 100중량%이었고, 시드의 조성은 엑손 케미칼 캄파니제의 에틸렌과 프로필렌의 9355 랜덤 공중합체 (3% 에틸렌) 80 중량% 및 히몬트 인코포레이티드제의 KS-057P 헤테로상 폴리프로필렌 조성물 20중량% 이었다. 방사 팩 중의 용융 온도는 221℃(430℉)이었고, 스핀 호올 처리량은 0.7 GHM이었다. 급냉 공기의 유속은 22scfm이었고 급냉 공기의 온도는 12.8℃(55℉)이었다. 애스퍼레이터 공급 온도는 12.8℃(55℉)이었고, 매니포울드 압력은 0.3기압 (5psi)이었다. 이와 같이 하여 얻은 부직 웹은 결합 온도 127℃(260℉)에서 가열 점 결합시켰다. 결합 패턴은 일정 간격으로 떨어진 결합 영역을 가지며, 1 평방 cm당 41.85개(1 평방 인치 당 270개)의 결합 지점 및 전체 결합 영역 약 18%를 가졌다. 필라멘트는 3.4 데니어의 것이었다.
비교예 2 및 실시예 4에서 얻은 직물 샘플을 그들의 물리적 특성을 측정하기 위해 실시예 1 내지 3에서 얻은 직물 샘플을 시험하기 위하여 사용한 것과 동일한 시험 방법 및 이하에서 추가로 설명하는 시험 방법을 사용하여 시험하였다. 이 시험으로부터 얻은 데이타를 표 3 및 4에 나타내었다. 또한, 괄호 또는 대괄호 안에 포함되지 않은 수치는 설계 측정 데이타를 나타내며, 괄호 안의 수치는 표준화된 데이타를 나타내고, 대괄호 안의 수치는 비교예의 데이타에 대한 실제 측정 데이타의 증감 퍼센트를 나타낸 것이다.
컵(cup) 분쇄 시험은 직물의 강성을 평가하는 것으로서, 컵 모양의 직물이 그에 가해진 변형을 균일하게 유지시킬 수 있도록 컵 모양의 직물을 약 6.5cm 직경의 실린더로 둘러싼 상태에서, 4.5cm 직경의 반구 모양 푸트(foot)가 직경 약 6.5cm 및 높이 약 6.5cm의 역위된 컵 모양으로 형성된 직물 22.7×22.7cm(9×9인치) 조각을 분쇄하는데 필요한 피크 하중을 측정한다. 푸트 및 컵은 컵 벽과 푸트 사이의 접촉이 피크 하중에 영향을 미칠 수 있으므로 이러한 접촉을 피할 수 있도록 배열한다. 피크 하중은 모델 FTD-G-500 하중 셀(이용 범위: 500g, 미합중국 뉴저지주 텐사우켄 소재 샤에비츠 캄파니 (Schaevitz Company)로부터 입수 가능함)을 이용하여 푸트를 약 0.64cm/초(0.25인치/초, 15인치/분)의 속도로 하강시키면서 측정하였다.
실시예 4의 복합 직물에 KS-057P를 첨가하면 실시예 1 내지 3의 표 1 및 2에서 나타난 것과 매우 유사한 결과가 생성되었다. 강도가 두드러지게 상승되었으며, 내마모성 및 연성이 적어도 유사하게 나타났다. 내마모성 시험 결과는 엇갈려 있는데, 마르틴달 마모성 시험은 내마모성이 감소된 것으로 나타났으며, 테이버 마모성 시험은 내마모성이 증가된 것으로 나타났다. 또한, 연성 시험 결과도 엇갈려 있는데, 드레이프 시험은 보다 연성의 직물인 것으로 나타났으며, 컵 분쇄 시험은 보다 강성의 직물인 것으로 나타났다.
[비교예 3]
상기 제1도에 예시한 방법에 따라서 연속상 2성분 필라멘트로 이루어지는 부직 웹을 제조하였다. 필라멘트는 동심의 시드/코어 배열이었으며, 코어에 대한 시드의 중량비는 1:1이었다. 스핀 호올의 기하는 0.6mmD이었으며 L/D 비는 4:1이었고, 방사구는 기계 방향으로 1cm 당 19.7개(1인치 당 50개)의 개구를 갖도록 배열된 개구를 525개 가졌다. 코어의 조성은 엑손 케미칼 캄파니제의 PD-3495 폴리프로필렌 100중량%이었고, 엑손 케미칼 캄파니제의 에틸렌과 프로필렌의 9355 랜덤 공중합체 100 중량%이었다. 이 랜덤 공중합체는 3 중량%의 에틸렌을 함유하였다. 방사 팩 중의 용융 온도는 221℃(430℉)이었고, 스핀 호올 처리량은 0.7 GHM이었다. 급냉 공기의 유속은 22scfm이었고 급냉 공기의 온도는 12.8℃(55℉)이었다. 애스퍼레이터 공급 온도는 12.8℃(55℉)이었고, 매니포울드 압력은 0.5기압 (7psi)이었다. 이와 같이 하여 얻은 부직 웹은 결합 온도 138℃(280℉)에서 가열 점 결합시켰다. 결합 패턴은 일정 간격으로 떨어진 결합 영역을 가지며, 1 평방 cm당 41.85개(1 평방 인치 당 270개)의 결합 지점 및 전체 결합 영역 약 18%를 가졌다. 필라멘트는 2.1 데니어의 것이었다.
[실시예 5]
상기 제1도에 예시한 방법에 따라서 연속상 2성분 필라멘트로 이루어지는 부직 웹을 제조하였다. 필라멘트는 동심의 시드/코어 배열이었으며, 코어에 대한 시드의 중량비는 1:1이었다. 스핀 호올의 기하는 0.6mmD이었으며 L/D 비는 4:1이었고, 방사구는 기계 방향으로 1cm 당 19.7(1인치 당 50개)의 개구를 갖도록 배열된 개구를 525개 가졌다. 코어의 조성은 엑손 케미칼 캄파니제의 3495 폴리프로필렌 100중량%이었고, 시드의 조성은 엑손 케미칼 캄파니제의 에틸렌과 프로필렌의 9355 랜덤 공중합체 (3% 에틸렌) 80 중량% 및 히몬트 인코포레이티드제의 KS-057P 헤테로상 폴리프로필렌 조성물 20중량% 이었다. 방사 팩 중의 용융 온도는 221℃(430℉)이었고, 스핀 호올 처리량은 0.7 GHM이었다. 급냉 공기의 유속은 22scfm이었고 급냉 공기의 온도는 12.8℃(55℉)이었다. 애스퍼레이터 공급 온도는 12.8℃(55℉)이었고, 매니포울드 압력은 0.5기압 (7psi)이었다. 이와 같이 하여 얻은 부직 웹은 결합 온도 138℃(280℉)에서 가열 점 결합시켰다. 결합 패턴은 일정 간격으로 떨어진 결합 영역을 가지며, 1 평방 cm당 41.85개(1 평방 인치 당 270개)의 결합 지점 및 전체 결합 영역 약 18%를 가졌다. 필라멘트는 2.1 데니어의 것이었다.
비교예 3 및 실시예 5에서 얻은 직물 샘플을 그들의 물리적 특성을 측정하기 위해 실시예 1 내지 4에서 얻은 직물 샘플을 시험하기 위하여 사용한 것과 동일한 시험 방법 및 이하에서 추가로 설명하는 시험 방법을 사용하여 시험하였다. 이 시험으로부터 얻은 데이타를 표 5 및 6에 나타내었다. 또한, 괄호 또는 대괄호 안에 포함되지 않은 수치는 설계 측정 데이타를 나타내며, 괄호 안의 수치는 표준화된 데이타를 나타내고, 대괄호 안의 수치는 비교예의 데이타에 대한 실제 측정 데이타의 증감 퍼센트를 나타낸 것이다.
비교예 및 실시예 5에 대해서는, 커식 (Cusick) 드레이프법을 이용하여 직물 샘플의 연성을 또한 시험하였다.
커식 드레이프 시험은 미합중국 뉴욕주 뉴욕 소재의 로트라코트 컨버팅 리미티드(Rotrakote Converting Limited)제의 로트라코트-커식 드레이프 시험기를 사용하여 수행하였다. 먼저, 페이퍼를 관통하여 돌출한 기판 중의 핀을 사용하여 시험기의 기판 위에 드로윙(drawing) 페이퍼 시트를 평편하게 놓는다. 페이퍼의 한쪽 구석에 중량을 가한다. 서포트 디스크를 그 아래에 놓고, 샘플의 중앙을 관통한 서포트 디스크의 핀을 사용하여 직경 36cm의 원형 직물 조각을 플랫폼 위에 평편하게 놓는다. 샘플을 전후면으로 움직여서 기계 방향으로 배향시키고 디스크 커버를 서포트 디스크 위에 놓는다. 서포트 디스크를 상부까지 상승시키고 그 위치에서 고정시킨다. 이어서, 샘플에 의해 나타나는 음영의 테두리를 드로윙 페이퍼위에 그린다. 드로윙 페이퍼를 시험기에서 분리하여 음영 테두리 내의 면적을 K ＆ E 플래니메터 (Planimeter) 모델 넘버 620015를 사용하여 측정한다.
샘플에 의해 나타나는 음영의 면적은 폴 암(pole arm)을 오퍼레이터를 향하게 하고, 트레이서 암(tracer arm)을 우측을 향하게 하며, 트레이서를 출발 지점에 두면서, 드로윙 중의 중앙 홀 위에 플래니메터의 폴 중량을 가함으로써 측정한다. 휠 및 다이알 지침을 영점 조정한다. 이어서, 트레이서가 출발점으로 되돌아 올때까지 시계 방향으로 음영 테두리를 추적한다. 이어서, 지침을 읽는데, 다이알 수치는 1000 부분 단위 눈금을 갖고 있으며, 휠 수치는 100 부분 단위 눈금을 갖고 있고, 휠 위의 소 분할점은 10 부분 단위 눈금을 갖고 있다. 다이알이 트레이스당 1회전 미만이면 평방 인치의 드레이프된 면적은 (최소 눈금 단위) /100+100이당 1회전 이상이면 평방 인치의 드레이프된 면적은 (최소 눈금 단위)/100이다. 따라서, 드레이프 계수는 100×(드레이프된 샘플의 면적 - 서포트 디스크의 면적)/(형판 면적-서포트 디스크의 면적)이다.
표 5 및 6의 데이타로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 5에 KS-057P를 첨가하면 비교예 3의 직물 샘플에 비하여 직물의 내마모성이 두드러지게 증가하였지만; 강도 및 연성 시험 결과는 엇갈렸다. 피크 신장율 및 피크 에너지는 증가되지만, 피크 하중은 감소되었다. 한편, 드레이프 강성으로부터 직물이 약간 강성인 것으로 나타났지만, 컵 분쇄 및 커식 드레이프로부터 약간 연성이라는 것을 알 수 있었다. 실시예 5에서 사용된 KS-057P는 실시예 1 내지 3에서 사용된 KS-057P와 다른 게이로드 (gaylord)로부터 유래된 것으로, 실시예 5에서 사용된 KS-057P의 게이로드는 규격에 맞지 않는 것으로 여겨진다. 그럼에도 불구하고, 실시예 5에 KS-057P를 첨가한 결과 전반적인 직물 특성이 향상되었다. 직물의 내구성은 향상되었지만, 강도 및 연성은 비교예의 샘플과 비교하여 그대로 유지되었다.
[비교예 4]
상기 제1도에 예시한 방법에 따라서 연속상 2성분 필라멘트로 이루어지는 부직 웹을 제조하였다. 필라멘트는 동심의 시드/코어 배열이었으며, 코어에 대한 시드의 중량비는 1:1이었다. 스핀 호올의 기하는 0.6mmD이었으며 L/D 비는 4:1이었고, 방사구는 기계 방향으로 1cm 당 19.7개(1인치 당 50개)의 개구를 갖도록 배열된 개구를 525개 가졌다. 코어의 조성은 엑손 케미칼 캄파니제의 PD-3495 폴리프로필렌 100중량%이었고, 엑손 케미칼 캄파니제의 에틸렌과 프로필렌의 9355 랜덤 공중합체 100 중량%이었다. 방사 팩 중의 용융 온도는 221℃(430℉)이었고, 스핀 호올 처리량은 0.7 GHM이었다. 급냉 공기의 유속은 22scfm이었고 급냉 공기의 온도는 12.8℃(55℉)이었다. 애스퍼레이터 공급 온도는 12.8℃(55℉)이었고, 매니포울드 압력은 0.5기압 (7psi)이었다. 이 부직 웹을 엑손 케미칼 캄파니제의 3495G 폴리프로필렌 100 중량%를 함유하는 중간 용융 취입 부직 웹의 반대면에 가열 점 결합시켰다. 미합중국 특허 제4,041,203호에 따라서 복합물을 제조하였다. 생성된 복합물을 결합 온도 138℃(280℉)에서 가열 점 결합시켰다. 결합 패턴은 일정 간격으로 떨어진 결합 영역을 가지며, 1 평방 cm당 41.85개(1 평방 인치 당 270개)의 결합 지점 및 전체 결합 영역 약 18%를 가졌다.
[실시예 6]
상기 제1도에 예시한 방법에 따라서 연속상 2성분 필라멘트로 이루어지는 부직 웹을 제조하였다. 필라멘트는 동심의 시드/코어 배열이었으며, 코어에 대한 시드의 중량비는 1:1이었다. 스핀 호올의 기하는 0.6mmD이었으며 L/D 비는 4:1이었고, 방사구는 기계 방향으로 1cm 당 19.7개(1인치 당 50개)의 개구를 갖도록 배열된 개구를 525개 가졌다. 코어의 조성은 엑손 케미칼 캄파니제의 3495 폴리프로필렌 100중량%이었고, 시드의 조성은 엑손 케미칼 캄파니제의 에틸렌과 프로필렌의 9355 랜덤 공중합체 70중량% 및 히몬트 인코포레이티드제의 KS-057P 헤테로상 폴리프로필렌 조성물 30중량% 이었다. 방사 팩 중의 용융 온도는 221℃(430℉)이었고, 스핀 호올 처리량은 0.7 GHM이었다. 급냉 공기의 유속은 22scfm이었고 급냉 공기의 온도는 12.8℃(55℉)이었다. 애스퍼레이터 공급 온도는 12.8℃(55℉)이었고, 매니포울드 압력은 0.5기압 (7 psi)이었다. 이 제1웹을 엑손 케미칼 캄파니제의 3495G 폴리프로필렌 100중량%를 함유하는 중간 용융 취입 부직 웹의 반대면에 가열 점 결합시켰다. 미합중국 특허 제4,041,203호에 따라서 복합물을 제조하였다. 생성된 복합물을 결합 온도 135℃(275℉)에서 가열 점 결합시켰다. 결합 패턴은 일정 간격으로 떨어진 결합 영역을 가지며, 1 평방 cm당 41.85개(1 평방 인치 당 270개)의 결합 지점 및 전체 결합 영역 약 18%를 가졌다.
비교예 4 및 실시예 6에서 얻은 직물 샘플을 그들의 물리적 특성을 측정하기 위해 상기한 실시예들에서 얻은 직물 샘플을 시험하기 위하여 사용한 것과 동일한 시험 방법을 사용하여 시험하였다. 이 시험으로부터 얻은 데이타를 표 5 및 표 6에 나타내었다. 또한, 괄호 또는 대괄호 안에 포함되지 않은 수치는 설계 측정 데이타를 나타내며, 괄호 안의 수치는 표준화된 데이타를 나타내고, 대괄호 안의 수치는 비교예의 데이타에 대한 실제 측정 데이타의 증감 퍼센트를 나타낸 것이다.
실시예 6의 복합 직물에 KS-057P를 첨가한 결과, 실시예 1 내지 3의 표 1 및 2에 도시된 것과 매우 유사한 결과가 얻어졌다. 강도가 두드러지게 상승되었으며, 내마모성 및 연성이 향상되지는 않았지만 적어도 비슷하게 유지되었다. 내마모성 시험 결과는 엇갈려 있는데, 마르틴달 마모성은 내마모성이 증가된 것으로, 테이버 마모성은 내마모성이 감소한 것으로 나타났다. 또한, 연성 시험 결과도 엇갈려 있는데, 드레이프 시험으로부터 직물이 보다 강성이라는 것을, 컵 분쇄 시험으로부터 보다 연성이라는 것을 알 수 있었다.
[실시예 7]
본 실시예는 실제로 행하지는 않았지만, 2성분 필라멘트 대신에 단일 성분 필라멘트를 사용하는 본 발명의 실시양태를 당업계 숙련자들에게 예시하기 위한 것이다. 본 실시예에서는 방사구가 단일 성분 필라멘트를 성형하도록 고안한 것외에는 상기 제1도에 예시한 방법에 따라서 연속상 2성분 필라멘트로 이루어지는 부직 웹을 제조하였다. 스핀 호올의 기하는 0.6mmD이었으며 L/D 비는 4:1이었고, 방사구는 기계 방향으로 1cm 당 19.7개(1인치 당 50개)의 개구를 갖도록 배열된 개구를 525개 가졌다. 필라멘트의 조성은 엑손 케미칼 캄파니제의 에틸렌과 프로필렌의 9355 랜덤 공중합체 (3% 에틸렌) 90중량% 및 히몬트 인코포레이티드제의 KS-057P 헤테로상 폴리프로필렌 조성물 10중량%이었다. 방사 팩 중의 용융 온도는 221℃(430℉)이었고, 스핀 호올 처리량은 0.7 GHM이었다. 급냉 공기의 유속은 22scfm이었고 급냉 공기의 온도는 12.8℃(55℉)이었다. 애스퍼레이터 공급 온도는 12.8℃(55℉)이었고, 매니포울드 압력은 0.3기압 (5 psi)이었다. 이와 같이 하여 얻은 부직 웹은 결합 온도 138℃(280℉)에서 가열 점 결합시켰다. 결합 패턴은 일정 간격으로 떨어진 결합 영역을 가지며, 1평방 cm당 41.85개(1 평방 인치 당 270개)의 결합 지점 및 전체 결합 영역 약 18%를 가졌다. 스트랜드는 3 데니어의 것이었다.
본 발명을 특정 실시양태와 관련시켜서 상세히 기술하였지만, 당업계 숙련자들이 상기 설명을 이해할 때 이들 실시양태에 대한 변경, 변화 및 균등물을 쉽게 예상할 수 있으리라는 점을 인식한다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부하는 특허 청구의 범위 및 그의 균등이 범위로서 평가하여야 한다.

Claims (36)

  1. (a) 용융 압출성 폴리올레핀과, (b) (i) 85중량% 내지 100중량%의 프로필렌을 함유하고 85 내지 100의 이소택틱 지수를 지닌 프로필렌 중합체인 제1중합체; (ii) 에틸렌을 함유하고 약 23℃에서 크실렌에 불용성인 중합체인 제2중합체; 및 (iii) 약 23℃에서 크실렌에 가용성이고 에틸렌과 프로필렌의 무정형 공중합체인 제3중합체를 함유하는 폴리프로필렌 조성물의 블렌드를 포함하는 제1중합성 성분과, 제2의 용융 압출성 중합성 성분을 포함하며, 제1 및 제2성분들은 스트랜드의 단면상에 실질적으로 별개의 영역에 배열되며, 스트랜드의 길이 방향으로 연속적으로 연장되어 있고, 제1성분은 스트랜드의 길이 방향을 따라 연속적으로 스트랜드의 외면 중 적어도 일부를 구성하는 소정의 단면, 길이 및 외면을 지닌 다성분 스트랜드인 중합체 스트랜드.
  2. 제1항에 있어서, 폴리프로필렌 조성물이 약 5중량% 내지 약 40중량%의 양으로 제1중합성 성분 중에 존재하는 중합체 스트랜드.
  3. 제1항에 있어서, 제1중합체가 약 10 내지 약 60중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하고, 제2중합체가 약 10 내지 약 40중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하며, 제3중합체가 약 30 내지 약 60중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하는 중합체 스트랜드.
  4. 제1항에 있어서, 제3중합체가 약 40 내지 약 70중량%의 양으로 에틸렌을 함유하는 중합체 스트랜드.
  5. 제1항에 있어서, 제1중합성 성분 중의 용융 압출성 폴리올레핀이 폴리프로필렌, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체, 및 폴리(4-메틸-1-펜텐)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 중합체 스트랜드.
  6. 제1항에 있어서, 제1 및 제2성분이 병행 배열(side-by-side)로 배치되는 중합체 스트랜드.
  7. 제1항에 있어서, 제1 및 제2성분이 시드/코어(sheath/core) 배열로 배치되는 중합체 스트랜드.
  8. (a) 용융 압출성 폴리올레핀과, (b)(i) 85중량% 내지 100중량%의 프로필렌을 함유하고 85 내지 100의 이소택틱 지수를 지닌 프로필렌 중합체인 제1중합체; (ii) 에틸렌을 함유하고 약 23℃에서 크실렌에 불용성인 중합체인 제2중합체; 및 (iii) 약 23℃에서 크실렌에 가용성이고 에틸렌과 프로필렌의 무정형 공중합체인 제3중합체를 함유하는 폴리프로필렌 조성물의 블렌드를 포함하는 제1중합성 성분과, 제2의 용융 압출성 중합체 성분을 포함하며, 제1 및 제2성분들은 스트랜드의 단면상에 실질적으로 별개의 영역에 배열되며, 스트랜드의 길이 방향으로 연속적으로 연장되어 있고, 제1성분은 스트랜드의 길이 방향을 따라 연속적으로 스트랜드의 외면 중 적어도 일부를 구성하는 소정의 단면, 길이 및 외면을 지닌 다성분 스트랜드인 중합체 스트랜드를 포함하는 부직포.
  9. 제8항에 있어서, 폴리프로필렌 조성물이 약 5중량% 내지 약 40중량%의 양으로 제1중합성 성분 중에 존재하는 부직포.
  10. 제8항에 있어서, 제1중합체가 약 10 내지 약 60중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하고, 제2중합체가 약 10 내지 약 40중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하며, 제3중합체가 약 30 내지 약 60중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하는 부직포.
  11. 제8항에 있어서, 제3중합체가 약 40 내지 약 70중량%의 양으로 에틸렌을 함유하는 부직포.
  12. 제8항에 있어서, 제1중합성 성분 중의 용융 압출성 폴리올레핀이 폴리프로필렌, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체, 및 폴리(4-메틸-1-펜텐)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 부직포.
  13. 제8항에 있어서, 제2성분이 결정성 폴리올레핀을 포함하는 부직포.
  14. 제13항에 있어서, 제2성분이 폴리프로필렌, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체, 및 폴리(4-메틸-1-펜텐)으로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리올레핀을 포함하는 부직포.
  15. 제8항에 있어서, 제1 및 제2성분이 병행 배열로 배치되는 부직포.
  16. 제8항에 있어서, 제1 및 제2성분이 시드/코어 배열로 배치되는 부직포.
  17. 제8항에 있어서, 표면 및 표면으로부터 뻗어 나온 돌출부를 갖는 부직포.
  18. 제8항에 있어서, 부직포가 랜드 영역(land area)에 의하여 분리되는 개구들의 배열을 갖는 것인 부직포.
  19. (a) 용융 압출성 폴리올레핀과, (b)(i) 85중량% 내지 100중량%의 프로필렌을 함유하고 85 내지 100의 이소택틱 지수를 지닌 프로필렌 중합체인 제1중합체; (ii) 에틸렌을 함유하고 약 23℃에서 크실렌에 불용성인 중합체인 제2중합체; 및 (iii) 약 23℃에서 크실렌에 가용성이고 에틸렌과 프로필렌의 무정형 공중합체인 제3중합체를 함유하는 폴리프로필렌 조성물의 블렌드를 포함하는 제1중합성 성분과, 제2의 용융 압출성 중합체 성분을 포함하며, 제1 및 제2성분들은 스트랜드의 단면상에 실질적으로 별개의 영역에 배열되며, 스트랜드의 길이 방향으로 연속적으로 연장되어 있고, 제1성분은 스트랜드의 길이 방향을 따라 연속적으로 스트랜드의 외면 중 적어도 일부를 구성하는 소정의 단면, 길이 및 외면을 지닌 다성분 스트랜드인 중합체 스트랜드로 이루어진 부직포 층을 함유하는 가먼트.
  20. 제19항에 있어서, 폴리프로필렌 조성물이 약 5중량% 내지 약 40중량%의 양으로 제1중합성 성분 중에 존재하는 가먼트.
  21. 제19항에 있어서, 제1중합체가 약 10 내지 약 60중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하고, 제2중합체가 약 10 내지 약 40중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하며, 제3중합체가 약 30 내지 약 60중량부의 양으로 폴리프로필렌 조성물 중에 존재하는 가먼트.
  22. 제19항에 있어서, 제3중합체가 약 40 내지 약 70중량%의 양으로 에틸렌을 함유하는 가먼트.
  23. 제19항에 있어서, 제1중합성 성분 중의 용융 압출성 폴리올레핀이 폴리프로필렌, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체, 및 폴리(4-메틸-1-펜텐)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 가먼트.
  24. 제19항에 있어서, 제2성분이 결정성 폴리올레핀을 포함하는 것인 가먼트.
  25. 제19항에 있어서, 제1 및 제2성분이 병행 배열로 배치되는 가먼트.
  26. 제19항에 있어서, 제1 및 제2성분이 시드/코어 배열로 배치되는 가먼트.
  27. 제19항에 있어서, 가먼트가 의료용 의복 물품 군 중 하나인 가먼트.
  28. 제19항에 있어서, 가먼트가 흡수용품인 가먼트.
  29. 제28항에 있어서, 흡수용품이 성인의 실금증용 제품인 가먼트.
  30. 제28항에 있어서, 흡수용품이 유아용 기저귀인 가먼트.
  31. 제28항에 있어서, 흡수용품이 소아용 용변 연습 팬츠인 가먼트.
  32. 제28항에 있어서, 흡수용품이 여성 위생용 흡수용품인 가먼트.
  33. (a) 용융 압출성 폴리올레핀과, (b)(i) 85중량% 내지 100중량%의 프로필렌을 함유하고 85 내지 100의 이소택틱 지수를 지닌 프로필렌 중합체인 제1중합체; (ii) 에틸렌을 함유하고 약 23℃에서 크실렌에 불용성인 중합체인 제2중합체; 및 (iii) 약 23℃에서 크실렌에 가용성이고 에틸렌과 프로필렌의 무정형 공중합체인 제3중합체를 함유하는 폴리프로필렌 조성물의 블렌드를 포함하는 제1중합성 성분과, 제2의 용융 압출성 중합체 성분을 포함하며, 제1 및 제2성분들은 스트랜드의 단면상에 실질적으로 별개의 영역에 배열되며, 스트랜드의 길이 방향으로 연속적으로 연장되어 있고, 제1성분은 스트랜드의 길이 방향을 따라 연속적으로 스트랜드의 외면 중 적어도 일부를 구성하는 소정의 단면, 길이 및 외면을 지닌 다성분 스트랜드인 중합체 스트랜드로 된 제1웹과 압출 중합체 스트랜드로 된 제2웹을 포함하고, 제1 및 제2웹이 면 대 면 적층 관계로 서로 결합하여 적층포를 형성한 부직포.
  34. 제33항에 있어서, 제2웹의 스트랜드가 용융 취입된 스트랜드인 부직포.
  35. 제33항에 있어서, 압출 중합체 스트랜드로 된 제3웹을 더 함유하며, 제2웹의 한쪽면에는 제1웹이 결합되고, 제2웹의 다른 한쪽 면에는 제3웹이 결합되는 부직포.
  36. 제35항에 있어서, 제2웹의 스트랜드가 용융 취입된 스트랜드인 부직포.
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