KR101139663B1

KR101139663B1 - 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포 및 그의 제조 방법 및응용

Info

Publication number: KR101139663B1
Application number: KR1020040080296A
Authority: KR
Inventors: 쯔지모또다꾸야; 후지와라나오끼; 오가자끼미도리; 스고노조무
Original assignee: 가부시키가이샤 구라레
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2012-05-14
Also published as: EP1522620B1; US20050079781A1; CN1619039A; TW200523422A; ATE536432T1; US7871946B2; EP1522620A1; CN100473769C; KR20050034557A; TWI341886B

Abstract

0.5 dtex 이하의 평균 섬도를 갖는 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포가 준비된다. 부직포는 수용성 열가소성 수지를 부직포에 대해 5중량% 이하의 비율로 포함하고, 80℃의 물 속에서 60분간 침지 처리된 부직포를 이용했을 때, 비렉법을 기초로 10분 후 20℃에서 측정한 흡수 높이가 30 ㎜ 이상이고, 이하의 식을 만족한다: (B)/(A) ≥ 0.25, 식에서, (B)는 부직포의 길이 방향 및 측면 방향으로의 인장 강도[N/5㎝]를 나타내고, (A)는 부직포의 직물 중량[g/㎡]을 나타낸다. 부직포에서, 표면의 30% 이상이 수용성 열가소성 수지로 도포될 수 있고, 수용성 열가소성 수지는 수용성 열가소성 폴리비닐 알코올, 예를 들면 3 내지 20 mol%의 비율로 에틸렌 단위를 함유하는 개질 폴리비닐 알코올을 포함할 수 있다.

본 발명은 높은 유연성 또는 부드러움을 갖고, 심지어 섬유 직경이 작을 때에서 높은 기계적 강도를 갖고, 높은 수흡수성을 갖는, 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포 뿐만 아니라 그의 제조 방법 및 그의 응용을 제공한다.

부직포, 수용성 열가소성 수지, 수불용성 열가소성 수지, 친수성 용매, 필터, 밧데리 격리판

Description

극세 연속 섬유로 이루어진 부직포 및 그의 제조 방법 및 응용{NONWOVEN FABRIC COMPOSED OF ULTRA-FINE CONTINUOUS FIBERS, AND PRODUCTION PROCESS AND APPLICATION THEREOF}

도 1은 본 발명에서 사용된 복합 연속 섬유의 단면 형태 (또는 모양)의 한 실시태양을 보여주는 단면도이다.

도 2는 본 발명에서 사용된 복합 연속 섬유의 단면 형태 (또는 모양)의 다른 실시태양을 보여주는 단면도이다.

도 3은 본 발명에서 사용된 복합 연속 섬유의 단면 형태 (또는 모양)의 또 다른 실시태양을 보여주는 단면도이다.

도 4는 본 발명에서 사용된 복합 연속 섬유의 단면 형태 (또는 모양)의 더 다른 실시태양을 보여주는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 부직포를 사용하여 얻어진 전극 군(group)의 실시태양을 보여주는 원근도이다.

도 6은 본 발명의 밧데리의 실시태양을 보여주는 모식적 단면도이다.

도 7은 본 발명의 축전기의 실시태양을 보여주는 모식적 단면도이다.

<부호의 설명>

1: 수용성 열가소성 폴리비닐 알코올로 이루어진 상

2: 열가소성 중합체로 이루어진 상

3: 포지티브 플레이트

4: 네가티브 플레이트

5: 격리판(Separator)

6: 납선(lead wire)

7: 가스킷

8: 아크릴로 장갑된 캔 (또는 케이스)

9: 안전 밸브

10: 수집 부재

11: 부늑 가능 전극체

12: 격리판

13: 가스킷

14: 용기

기술분야

본 발명은 극세사[또는 초세사(extrafine)] 연속 섬유로 이루어진 부직포, 및 그의 제조 방법 및 응용에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 미처리된 복합 연속 섬유 중 함유된 수용성 열가소성 수지(예를 들어, 수용성 열가소성 폴리비닐 알코올)의 일부가 극세 처리 후 섬유 중에 잔존하는 부직포 및 그의 제조 방법 및 부직포, 예를 들어 와이퍼, 필터, 밧데리 (또는 셀) 또는 축전기 격리판(Separator)을 포함하는 응용에 관한 것이다.

종래기술

극세사로 이루어진 부직포는 넓은 표면적을 가지고, 액체 흡수성, 부드러움 (또는 유연성), 여과 성질 (또는 능력) 또는 기타에서 뛰어나고, 다양한 응용에서 널리 사용된다.

용융 방사와 직접 연관된, 부직포의 효과적인 제조 방법의 예는 스펀본디드법 및 멜트블로운법을 포함한다. 통상적인 스펀본디드법으로 제조된, 연속적 (또는 필라멘트) 섬유로 이루어진 통상적인 부직포는 뛰어난 기계적 강도를 가지나, 큰 섬유 직경 때문에 표면적이 작고, 따라서 유체 흡수성, 유연성 및 여과 성질이 부족하다. 스폰본디드 부직포와 비교할 때, 멜트블로운 부직포는 섬유 직경이 작아, 그 결과 유연성에서 뛰어나고, 넓은 표면적을 갖는다. 그러한 성질 또는 능력을 이용하여, 멜트블로운 부직포는 와이퍼 물질 및 필터 기질 같은 응용에 널리 이용된다. 그러나, 멜트블로운 부직포는 그 자체로서 기계적 강도가 낮아서, 지지층으로서의 스펀본디드 부직포 또는 기타를 적층시켜 일반적으로 이용된다.

더욱이, 방법은 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포의 제조 방법으로 알려져 있고, 이때 그 방법은 물리적 또는 화학적 기술로 그렇게 얻은 복합 연속 섬유를 극세 연속 섬유로 변형시켜서, 2 종 이상의 중합체의 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포에 섬유 길이 방향을 따라 분리 또는 스플릿 응용을 하는 것을 포함한다. 그러나, 이 방법에 있어서, 2 종 이상의 중합체가 부직포 내 존재한다. 따라서, 오직 1 종의 중합체의 초극세 연속 섬유로 이루어진 부직포는 화학 물질을 사용하여 다른 중합체를 제거함으로써 얻을 수 있다. 그러나, 제거되지 않고 남은 중합체는 제거 공정에서 역효과를 나타내므로, 복합 섬유를 구성하는 중합체의 조합은 많은 경우에 특정의 것으로 제한된다.

한편, 폴리비닐 알코올 (본원에서 이후로 이 용어는 종종 PVA로 간략화된다)은 수용성 중합체이고, PVA의 수용성의 정도는 그의 기본 골격, 그의 분자 구조, 그의 형태 및 다양한 개질에 의해 변할 수 있다. 또한, PVA는 생분해성을 갖는 것으로 확인되었다. 합성 제품과 자연계 사이의 조화는 지구적 환경에서 최근 주요 문제점이며, 그러한 기본 성능을 갖는 PVA 및 PVA계 섬유는 매력의 중심이 되고 있다.

본 발명의 발명자들은 일본 특허 출원 공개 제 262456/2001호 (JP-2001-262456A)에서, 용융 방사하고, 동시에, 얻은 복합 연속 섬유를 부직포로 만들어서, PVA 및 다른 열가소성 중합체로 이루어진 복합 연속 섬유를 제조하는 방법; 및 변형된 단면 형태(또는 모양) 또는 극세 섬도를 가지며, 부직포로부터 PVA를 물로 추출 제거하여 얻은, 연속 섬유로 이루어진 부직포를 제안했다.

그러나, 이 문헌은 직물 중 PVA의 잔존 부분에 대해서는 침묵을 지켰다. 더욱이, 이 문헌은 또한 보통의 통상 상식으로부터는 예측할 수 없는 높은 내구성의 수흡수성(water absorbency)을 갖는, 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포를 PVA를 잔존시키는 조건에 따라 얻을 수 있다는 것에 대해 침묵을 지켰다. 물을 사용하는 통상적인 추출 처리 조건, 즉, 열수 및 수차례 심한 교반을 이용하는 추출 처리를 반복하고, 또한 가열 온도에서 건조 처리를 하는 것을 포함하는 방법은 높은 내구성의 수흡수성을 제공할 수 없다.

발명의 요약

따라서, 본 발명의 목적은 높은 유연성 또는 부드러움을 갖고, 심지어 섬유 직경이 작을 때도 높은 기계적 강도를 갖고, 뛰어난 수흡수성을 갖는, 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포 뿐만 아니라 그의 제조 방법 및 응용을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 높은 내구성의 뛰어난 수흡수성을 갖는, 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포 및 그의 제조 방법 및 응용을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 스펀본디드법을 사용하여, 높은 유연성 및 높은 액체 흡수성을 갖는, 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포, 그의 제조 방법 및 응용을 제공하는 것이다.

본 발명의 발명자들은 상기의 목적을 달성하기 위해 집중적인 연구를 하였고, 결국 수용성 열가소성 수지 및 수불용성 열가소성 수지의 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포로부터 수용성 열가소성 수지를 추출 제거하고, 복합 연속 섬유를 극세로 만드는 특정의 조건하에서 용융 방사하여, 높은 내구성의 수흡수성 및 높은 기계적 강도를 갖고, 유연성이 뛰어난, 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포(소위 스펀본디드 부직포)를 만들 수 있음을 발견했다.

즉, 본 발명의 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포는 0.5 dtex 이하의 평균 섬도를 갖는 극세 (또는 초세) 연속 섬유로 이루어지고, 부직포에 대해 5중량% 이하의 비율로 수용성 열가소성 수지를 포함하며, 80℃의 물 속에서 60 분간 침지-처리된 부직포를 사용할 때, 비렉법(Byreck method)에 기초한 10분 후 20℃에서 측정한 흡수 높이가 30 ㎜ 이상이고, 이하의 식을 만족시킨다.

(B)/(A) ≥ 0.25

여기서, (B)는 부직포의 길이 방향 및 측면 방향의 인장 강도[N/5㎝]를 나타내고, (A)는 부직포의 직물 중량(fabric weight)[g/㎡]을 나타낸다.

극세 연속 섬유로 이루어진 부직포에서, 표면의 30% 이상은 수용성 열가소성 수지로 도포될 수 있다. 수용성 열가소성 수지는 수용성 열가소성 폴리비닐 알코올, 예를 들어, 4 개 이하의 탄수수를 갖는 α-올레핀 단위 및 비닐 에테르 단위의 군으로부터 선택된 적어도 하나의 단위를 0.1 내지 20몰%의 비율로 함유하는 (특히, 3 내지 20 몰%의 비율로 에틸렌 단위를 함유하는) 개질 폴리비닐 알코올일 수 있다. 부직포에 대한 수용성 열가소성 수지의 비율은 약 0.001 내지 5중량%일 수 있다. 본 발명의 부직포는 부분적으로 열압착되고, 부직포의 형태를 유지할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 부직포는 가압된 물을 분사(또는 분무)하여 인탱글 (entangle)될 수 있다. 또한, 본 발명의 부직포는 열가소성 수지, 예를 들어 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 25 내지 70몰%의 에틸렌 단위를 함유하는 개질 폴리비닐 알콜 수지를 포함할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 부직포는 극세 연속 섬유(특히 미세 또는 작은 권축(crimp)을 각각 갖는 극세 연속 섬유)의 번들로부터 형성될 수 있다.

본 발명은 또한 극세 연속 섬유 및 기타 부직포로 이루어진 부직포를 포함하는 적층물을 포함한다.

더욱이, 본 발명은 수용성 열가소성 수지 및 수불용성 열가소성 수지의 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포 또는 부직웹을 제조하고, 부직포 또는 부직웹으로부터 수용성 열가소성 수지를 제거하는 것을 포함하며, 여기서 수용성 열가소성 수지의 대부분은 친수성 용매에 용해되어 부직포 또는 부직웹으로부터 제거되고, 부직포 또는 부직웹 중 수용성 열가소성 수지의 일부가 잔존하는(예를 들어 부직포 또는 부직웹에 비해 5 중량% 이하의 비율로 수용성 열가소성 수지가 잔존하는), 0.5 dtex 이하의 평균 섬도를 갖는 극세 섬유로 이루어진 부직포 제조 방법을 포함한다. 이 방법에서, 복합 연속 섬유는, 수불용성 열가소성 수지로 이루어진 극세 섬유 성분 및 복수의 분리된 부분으로 성분을 분리하거나 스플릿하기 위한 수용성 열가소성 수지를 포함하는 복합 구조를 단면으로 가질 수 있다.

수용성 열가소성 수지는 부직포에 대해 0.001 내지 5 중량% 비율로 잔존할 수 있다. 더욱이, 부직포 또는 부직웹은 친수성 용매로 수용성 열가소성 수지의 대부분을 제거한 후 120℃ 이하의 온도에서 건조될 수 있다. 또한, 수용성 열가소성 수지의 제거는 부직포 1 중량부에 대하여 친수성 용매 약 100 내지 2000 중량부를 사용하여 실시될 수 있다. 더욱이, 수용성 열가소성 수지의 대부분을 제거할 때, 용해 처리는

50℃ 이하의 온도의 친수성 용매 내에 부직포 또는 부직웹을 담그는 단계,

친수성 용매의 온도를 점차 증가시키는 단계, 및

5분 내지 10시간 동안 80 내지 120℃의 온도에서 친수성 용매 내에서 부직포 또는 부직웹을 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 그러한 부직포의 바람직한 응용은 그러한 부직포로 형성된 와이퍼, 필터 물질 및 밧데리 (또는 셀) 또는 축전기 격리판, 및 그 밧데리 (또는 셀) 또는 축전기 격리판을 포함하는 밧데리 (또는 셀) 또는 축전기 격리판이다.

뛰어난 수흡수성을 갖는 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포의 제조방법은 수용성 열가소성 수지(예를 들면 PVA)의 수용액을 적용(또는 첨가)하고, 용액을 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포로 건조시키는 것을 포함한다. 그러나, 이 방법에서, 적용된 (또는 첨가된) 수용성 열가소성 수지는 물에 의해 쉽게 없어지고(left out), 본 발명의 높은 내구성의 목적하는 뛰어난 수흡수성을 확실히 하는 것은 불가능하다. 더구나, 이 방법에서, 물에 의한 수용성 열가소성 수지의 쉬운 폴링 오프(falling off)를 억제하기 위해서, 적용된 (또는 첨가된) 수용성 열가소성 수지의 수용액의 건조 조건 같은 수용성 열가소성 수지가 결정화하는 고온을 채용하여 적용된 (또는 첨가된) 수용성 열가소성 수지의 높은 내구성의 수흡수성이 향상될 수 있음이 또한 제안된다. 그러나, 그러한 방법에서, 결정화 후의 수용성 열가소성 수지의 수흡수성은 저하되고, 따라서 충분한 수흡수성은 이러한 통상적인 방법으로 얻어질 수 없다.

본 발명의 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포가 높은 내구성의 뛰어난 수흡수성을 갖는 이유는 친수성 용매 (예를 들어 물)로 수용성 열가소성 수지를 추출 제거함으로써, 수용성 열가소성 수지가 극세 섬유의 표면으로부터 폴링 오프되기 어려운 상태에 있기 때문인 것으로 추정된다. 폴링 오프의 어려움은 이하의 이유에 기인한다: 수용성 열가소성 수지 (예를 들어 PVA)는 극세 섬유를 제조하기 전의 복합 섬유 단계의 섬유를 구성하는 한 성분이므로, 수용성 열가소성 수지와 수불용성 열가소성 수지간에는 어떤 결합이 존재하고, 또한 수용성 열가소성 수지를 제거한 후 수불용성 열가소성 수지는 극세 섬유가 되고, 수용성 열가소성 수지는 주로 극세 섬유 내에 또는 섬유 사이의 얇은 공간의 가장 구석에 존재한다. 또한, 본 발명에서, 친수성 용매로 수용성 열가소성 수지를 제거한 후 수용성 열가소성 수지가 거의 결정화하기 힘든 온도 조건에서 건조 처리하는 것은 수용성 열가소성 수지의 수흡수성의 손실을 방지한다.

일반적으로, 복합 섬유로부터 한 성분을 제거할 때, 섬유를 강하게 교반하는 조건하에서 고온의 용매로 반복 세정하는 것 및 제거 속도를 증가시키기 위해 고온에서 섬유를 건조하는 것을 포함하는 방법이 이용된다. 그러나, 그러한 통상적으로 사용되는 제거 방법을 채용하는 경우, 수용성 열가소성 수지는 섬유에 남지 않아, 수흡수성이 없어진다. 심지어 수지가 남아더라도, 수지가 건조 중 결정화 하여, 본 발명의 목적을 만족시키는 높은 내구성의 수흡수성을 얻는 것은 불가능하다.

발명의 상세한 설명

본 발명은 이제 상세히 기술될 것이다.

본 발명에서, 수불용성 열가소성 수지로 이루어진 극세 연속 섬유가 평균 0.5 dtex 이하의 섬도를 갖는 것이 필요하다. 예를 들어, 섬유는 평균 0.4 dtex 이하 (예를 들어 0.001 내지 0.4 dtex), 바람직하게는 평균 0.3 dtex 이하 (예를 들어 0.01 내지 0.3 dtex), 더욱 바람직하게는 평균 0.25 dex 이하 (예를 들어 0.05 내지 0.25 dtex)의 섬도를 갖는다. 극세 연속 섬유의 평균 섬도가 0.5 dtex 보다 클 경우, 섬유는 극세로 만들어질 수 없고, 표면적이 감소한다. 추가로, 유연성 및 부드러움, 액체 흡수성 및 기타가 매우 나빠진다. 더욱이, 섬도의 하한은 구체적인 것으로 특별히 한정되지 않는다. 제조의 용이성이라는 관점에서 보면, 섬도의 하한은 바람직하게 0.001 dtex이다.

본 발명의 부직포는 연속 섬유를 포함한다. 연속 섬유로 이루어진 부직포는 다른 부직포, 예를 들면 스테이플 섬유로 이루어진 웹을 히드로인탱글 또는 니들-펀칭시켜 얻어진 드라이-레이드(dry-laid) 부직포 또는 물에 분산된 단섬유로부터 제지법에 의해 얻어지는 웨트-레이드(wet-laid) 부직포에 비해 매우 높은 생산성을 갖는다. 또한, 부직포는 연속 섬유를 포함하기 때문에, 부직포는 부직포로부터 섬유의 폴링 오프를 유도하기 힘들며, 섬유의 폴링 오프가 바람직하지 않은 응용, 예를 들면, 와이퍼, 필터 및 밧데리 또는 축전기 격리판에서 유익한 효과를 나타낸다. 더욱이, 부직포의 강도는 일반적으로 스테이플 섬유로 이루어진 부직포의 그것 또는 단섬유로 이루어진 부직포의 그것에 비해 일반적으로 높다. 또한 그러한 관점에서, 부직포는 강도를 요구하는 응용, 예를 들면, 와이퍼, 필터 및 밧데리 또는 축전기 격리판에 적합하다.

본 발명의 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포에서 길이 방향 및 측면 방향의 인장 강도(B) [N/5㎝]가 직물 중량(A) [g/㎡]에 대하여 이하의 식을 만족할 필요가 있다: (B)/(A) ≥ 0.25, 예를 들면, (B)/(A) ≥ 0.3 (예를 들면 10 ≥ (B)/(A) ≥ 0.3), 바람직하게는 (B)/(A) ≥ 0.4 (예를 들면 5 ≥ (B)/(A) ≥ 0.4), 더욱 바람직하게는 (B)/(A) ≥ 0.5 (예를 들면 3 ≥ (B)/(A) ≥ 0.5). (B)/(A) < 0.25 인 경우, 부직포는 강도가 불충분하고, 그 자체로 충분한 기능을 충족시킬 수 없다.

한편, 인장 강도(B) [N/5㎝] 및 직물 중량(A) [g/㎡]은 식 (B)/(A) ≤ 10을 만족시키는 것이 바람직하다. 비 (B)/(A)가 너무 크면, 부직포의 부드러움 (또는 유연성)이 일부 경우 나빠진다.

부수적으로, 비 (B)/(A)는 평균 섬도, 섬유 방사의 연신 속도, 열압착 및 인탱글먼트 조건 및 기타에 따라 변화될 수 있다. 더욱 자세하게는, 비 (B)/(A)는 평균 섬도를 더 크게 하거나, 섬유 방사의 연신 속도를 더 크게 하거나, 또는 열압착 및 인탱글먼트 조건을 강화시켜 향상될 수 있다.

본 발명의 극세 섬유로 이루어진 부직포의 큰 장점은 그의 수흡수성이 부직포 중 수용성 열가소성 수지의 잔존 부분에 의해 조절되는 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 부직포에 있어서, 60분간 80℃ 물에서 침지 처리된 부직포를 사용할 경우, 비렉법에 기초한 10분 후 20℃에서 측정한 흡수 높이가 30 ㎜ 이상일 것이 필요하다. 예를 들면, 흡수 높이는 50 mm 이상 (예를 들면 50 내지 300 mm), 바람직하게는 60 mm 이상 (예를 들면 60 내지 250 mm), 더욱 바람직하게는 70 mm 이상 (예를 들면 70 내지 200 mm)이다. 부수적으로, 30 ㎜ 이상의 흡수 높이를 갖는 부 직포는 충분한 수흡수 기능을 충족할 수 없어, 부직포를 수흡수성을 요구하는 응용, 예를 들면 필터, 와이퍼 및 밧데리 격리판로서 사용하기 힘들다. 그러한 높은 내구성의 향상된 액체 흡수성은 특정의 섬도를 갖는 극세 섬유로 이루어진 부직포 중 수용성 열가소성 수지를 잔존시키고, 만약 필요하면 부직포를 특정 조건하에서 건조하고, 건조된 제품을 특정 조건하에서 칼렌더링하여 이루어진다. 그러나, 300 mm 를 초과하는 흡수 높이를 갖는 부직포를 제조하는 것은 어렵다.

부직포의 흡수 높이는 일본 공업 규격 (JIS) L1018-70 "편물 시험법" (수흡수도 B 법 (비렉법) KRT No. 411-2)에 따라 결정된다. 즉, 흡수 높이는 이하의 방법에 따라 흡수된 물의 상승 거리 (또는 높이)로서 평가될 수 있다: 2.5 ㎝ x 32 ㎝의 부직포의 하단에 추를 부착하고, 부직포 시료를 수용 잉크 (잉크/물 = 1/5)에 담궈 바닥으로부터 1 ㎝ 폭이 수용 잉크 중에 잠기도록 하고, 부직포 시료를 이러한 상태로 10분간 유지시킨다. 부수적으로, 상기 평가 전에 흡수 높이 측정을 위해 사용되는 부직포를 이하의 방법에 의해 처리한다: 부직포의 1 중량부에 대해 물 1000 중량부를 80℃까지 가열하고, 이 물에 약 20 g의 직물을 침지시키고, 부드럽게 교반하며 부직포를 60분간 방치시키고, 부직포를 물에서 꺼내고, 부직포의 표면을 20℃의 다른 물로 세정하고, 이러한 상태의 부직포를 80℃에서 3분간 건조시킨다.

본 발명의 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포 내 함유된 수용성 열가소성 수지의 비율은 부직포에 대해 5 중량% 이하일 것이 필요하다. 예를 들면, 비율은 부직포에 대하여 약 0.001 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 4 중량%, 더욱 바 람직하게는 약 0.03 내지 3.5 중량%, 특히 바람직하게는 약 0.05 내지 3 중량%이다. 수용성 열가소성 수지의 비율이 5 중량%를 초과하는 경우, 수용성 열가소성 수지의 용출은 사용중 증가하고, 부직포의 유연성은 나빠진다. 한편, 수용성 열가소성 수지의 비율이 너무 낮으면, 부직포는 수흡수성이 불충분하고, 그 결과 때로 직물의 수흡수 성능이 사용, 예를 들면 와이퍼로서의 사용 중 나빠진다.

본 발명에서, 부직포의 표면(또는 부직포를 구성하는 섬유의 표면)의 30% 이상(예를 들면 30 내지 100%)이 수용성 열가소성 수지로 도포되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 그의 35% 이상(예를 들면 35 내지 99%), 더더욱 바람직하게는 그의 40% 이상(예를 들면 40 내지 90%)이 수용성 열가소성 수지로 도포되는 것이 바람직하다. 그러한 도포율은 예를 들면 45% 이상 (예를 들면 45 내지 80%), 바람직하게는 50% 이상 (예를 들면 50 내지 70%)이 바람직하다. 수용성 열가소성 수지에 의한 도포율이 너무 낮으면, 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포의 수흡수성이 나빠진다.

부직포의 표면(또는 부직포를 구성하는 섬유의 표면)의 수용성 열가소성 수지에 의한 도포율은 X-선 광전자 분광기로 분석할 수 있다.

본 발명의 부직포에 사용되는 수용성 열가소성 수지는 수지가 실온에서 고체이고, 120℃ 이하의 온도에서 친수성 용매(특히 물)에 용해되어 제거되며, 용융 방사될 수 있는 한, 특정의 것으로 특별히 한정되지 않는다. 그러한 수용성 열가소성 수지의 예는 셀룰로우즈계 수지(예를 들면, C_1-3알킬 셀룰로우즈 에테르, 예를 들면 메틸 셀룰로우즈, 히드록시C_1-3알킬 셀룰로우즈 에테르, 예를 들면 히드록시메틸 셀룰로우즈 및 카르복시C_1-3알킬 셀룰로우즈 에테르, 예를 들면 카르복시메틸 셀룰로우즈); 폴리알킬렌 글리콜 수지(예를 들면 폴리C_2-4알킬렌 옥시드, 예를 들면 폴리에틸렌 옥시드 및 폴리프로필렌 옥시드); 폴리비닐계 수지(예를 들면 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 알코올, 및 폴리비닐 아세탈); 아크릴 공중합체 및 그의 알칼리 금속염[예를 들면 (메트)아크릴산, (메트)아크릴산 에스테르(예를 들면 히드록시에틸 (메틸)아크릴레이트), 및 (메트)아크릴아미드)같은 아크릴 단량체로 이루어진 단위를 함유하는 공중합체]; 비닐계 공중합체 또는 그의 알칼리 금속염[예를 들면, 비닐계 단량체 (예를 들면 이소부틸렌, 스티렌, 에틸렌, 및 비닐 에테르)와 불포화 카르복실산 또는 그의 산무수물(예를 들면 말레산 무수물)의 공중합체]; 용해성 치환체를 갖는 수지 또는 그의 알칼리 금속염(예를 들면, 술폰산기, 카르복실기 및 히드록실기 같은 치환체를 도입하여 얻어지는 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리스티렌); 및 기타를 포함한다. 이러한 수용성 열가소성 수지는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.

이러한 수용성 열가소성 수지 중, 용융 방사 안정성에서 뛰어나고, 특히 60분간 80℃의 물에 침지 처리 후 수흡수성에서 뛰어난 점에서 볼 때, 폴리비닐 알코올계 수지, 예를 들어 폴리비닐 알코올(PVA), 특히 수용성 열가소성 PVA가 바람직하다.

PVA는 PVA가 용융 방사될 수 있는 한 특정의 것으로 특별히 한정되지 않으 며, 예를 들어 PVA 단독중합체 뿐만 아니라 공중합, 말단 또는 측쇄 개질에 의해 관능기가 도입된 개질 PVA도 포함한다. 전형적이고 시판되는 PVA는 그의 열분해 온도에 근접한 용융 온도를 갖기 때문에 용융 방사가 될 수 없으며(즉, 환언하면 PVA는 열가소성을 갖지 않는다), PVA에 수용성 및 열가소성을 부여하기 위해 다양한 처리가 요구된다.

수용성 열가소성 PVA의 점도 평균 중합도(이 용어는 본원에서 앞으로 때때로 중합도로 간략화된다)는 예를 들면 약 200 내지 800, 바람직하게는 약 230 내지 600, 더욱 바람직하게는 250 내지 500이다. 보통 섬유로 사용되는 수용성 열가소성 PVA에서 섬유 강도는 중합도가 높아질 수록 커진다. 따라서, PVA는 보통 1500 이상의 중합도를 갖는다(예를 들어, 약 1700 내지 약 2100의 중합도). 이 사실을 고려할 때, 본 발명에서 사용되는 수용성 열가소성 PVA의 중합도(즉, 200 내지 800의 중합도)는 극히 낮다. 너무 낮은 중합도는 용융 방사시 충분한 방사성을 제공할 수 없다. 그 결과, 복합 연속 섬유로 이루어진 만족할만한 부직포가 실제 경우에 얻어질 수 없다. 한편, 중합도가 너무 크면, 용융 점도가 너무 커져서 방사 노즐로부터 중합체가 방출되지 않는다. 그 결과 복합 연속 섬유로 이루어진 만족할만한 부직포가 실제 경우에 얻어질 수 없다.

수용성 열가소성 PVA의 중합도(P)는 JIS-K6726에 따라 측정된다. 예를 들어, 수용성 열가소성 PVA의 중합도는 수지의 극한 점도[η](dl/g) 및 이하의 식을 기초로 결정된다.

여기서, 극한 점도는 수용성 열가소성 PVA를 완전히 재-비누화시키고, 정제한 후, 30℃의 물에서 측정한 것이다.

본 발명에서 사용되는 수용성 열가소성 PVA의 비누화도는 바람직하게 90 내지 99.99mol%, 더욱 바람직하게는 92 내지 99.9mol%, 특히 바람직하게는 94 내지 99.8mol%의 범위이다. 비누화도가 너무 낮은 경우, PVA는 열안정성이 부족하고, 열분해 또는 겔화 때문에 때때로 안정한 복합 (또는 콤포지트) 용융 방사를 방해한다. 한편, 비누화도가 너무 높은 경우, 수용성 열가소성 PVA를 안정적으로 제조하는 것이 어렵다.

수용성 열가소성 PVA는 비닐 에스테르계 중합체의 비닐 에스테르 단위를 비누화시켜 얻는다. 비닐 에테르 단위를 형성하는 비닐 화합물 단량체의 예는 비닐 포르메이트, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 발레레이트, 비닐 카프레이트, 비닐 라우레이트, 비닐 스테아레이트, 비닐 벤조에이트, 비닐 피발레이트 및 비닐 베르사테이트를 포함한다. 이러한 비닐 화합물 단량체는 단독으로 또는 조합되어 사용될 수 있다. 이들 중 수용성 열가소성 PVA의 높은 생산성의 관점에서, 저급 지방족 카르복실산의 비닐 에스테르, 예를 들면, 비닐 아세테이트 및 비닐 프로피오네이트, 보통 비닐 아세테이트가 바람직하다.

본 발명의 부직포를 구성하는 수용성 열가소성 PVA는 단독 중합체 또는 공중합가능 단위가 도입된 개질 PVA일 수 있다. 복합 용융 방사 성질, 수흡수성, 섬유 의 물리적 성질 및 부직포의 물리적 성질의 관점에서, 개질 PVA를 사용하는 것이 바람직하다. 개질 PVA 중 공중합가능 단량체의 종류는 예를 들면 α-올레핀(예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐 및 1-헥센 같은 α-C_2-10 올레핀), (메트)아크릴산 및 그의 염, (메트)아크릴 에스테르 [예를 들면, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트 및 i-프로필 (메트)아크릴레이트 같은 C_1-6알킬 (메트)아크릴레이트], (메트)아크릴아미드 유도체 [예를 들면, (메트)아크릴아미드, N-메틸(메트)아크릴아미드 및 N-에틸(메트)아크릴아미드 같은 N-C_1-6알킬(메트)아크릴아미드], 비닐 에테르 (예를 들면 메틸 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르, n-프로필 비닐 에테르, i-프로필 비닐 에테르 및 n-부틸 비닐 에테르 같은 C_1-10알킬 비닐 에테르), 히드록실기 함유 비닐 에테르 (예를 들면 에틸렌 글리콜 비닐 에테르, 1,3-프로판디올 비닐 에테르 및 1,4-부탄디올 비닐 에테르 같은 C_2-10알칸디올-비닐 에테르), 알릴 에스테르(예를 들면, 알릴 아세테이트), 알릴 에테르 (예를 들면, 프로필 알릴 에테르, 부틸 알릴 에테르 및 헥실 알릴 에테르 같은 C_1-10알킬 알릴 에테르), 옥시알킬렌기를 갖는 단량체(예를 들면, 폴리옥시에틸렌기, 폴리옥시프로필렌기 및 폴리옥시부틸렌기 같은 폴리옥시_2-6알킬렌기), 비닐실란 (예를 들면, 비닐트리메톡시실란 같은 비닐트리C_1-4알콕시실란), 히드록실기 함유 α-올레핀 또는 그의 에스테르화 생성물 (예를 들면, 이소프로페닐 아세테이트, 3-부텐-1-올, 4-펜텐-1-올, 5-헥센-1-올, 7-옥텐-1-올, 9-데센-1-올 및 3-메틸-3-부텐-1-올 같은 C_3-12알케놀 또는 그의 에스테르화 생성물), N-비닐아미드(예를 들면, N-비닐포름아미드, N-비닐아세트아미드 및 N-비닐피롤리돈), 불포화 카르복실산 (예를 들면, 푸마르산, 말레산, 이타콘산, 시트라콘산, 말레산 무수물, 이타콘산 무수물 및 시트라콘산 무수물), 술폰산기 함유 단량체 (예를 들면 에틸렌술폰산, 알릴술폰산, 메트알릴술폰산, 및 2-아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산) 및 양이온기 함유 단량체[예를 들면 비닐옥시에틸트리메틸암모늄 클로리드 및 비닐옥시부틸트리메틸암모늄 클로리드 같은 비닐옥시테트라C_1-10알킬암모늄 클로리드; 비닐옥시에틸디메틸아민 및 비닐옥시메틸디에틸아민 같은 비닐옥시트리C_1-10알킬아민; N-아크릴아미드에틸트리메틸암모늄 클로리드 및 N-아크릴아미드부틸트리메틸암모늄 클로리드 같은 N-아크릴아미드테트라C_1-10알킬암모늄 클로리드; N-아크릴아미드디메틸아민같은 N-아크릴아미드디C_1-10알킬아민; (메트)알릴트리메틸암모늄 클로리드 같은 (메트)알릴트리C_1-10알킬암모늄 클로리드; 디메틸알릴아민 같은 디C_1-3알킬알릴아민; 및 알릴에틸아민 같은 알릴C_1-3알킬아민]을 포함한다. 이러한 단량체는 단독으로 또는 조합되어 사용될 수 있다. 이러한 단량체의 함량은, 개질 PVA (또는 공중합체 PVA)를 구성하는 모든 단위의 몰수를 100%로 보았을 때 일반적으로 20 mol% 이하이다. 또한, 공중합의 장점을 보여주기 위해, 공중합가능 단위는 개질된 PVA 중 0.01 mol% 이상인 것이 바람직하다.

개질된 PVA에서, 이러한 단량체 중 입수 용이성의 관점에서 바람직한 단량체 는 α-C_2-6올레핀, 예를 들면 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐 및 1-헥센; C_1-6알킬 비닐 에테르, 예를 들면 메틸 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르, n-프로필 비닐 에테르, i-프로필 비닐 에테르 및 n-부틸 비닐 에테르; C_2-6알칸디올-비닐 에테르, 예를 들면 에틸렌 글리콜 비닐 에테르, 1,3-프로판디올 비닐 에테르 및 1,4-부탄디올 비닐 에테르; 알릴 에스테르, 예를 들면 알릴 아세테이트; C_1-6알킬 알릴 에테르, 예를 들면 프로필 알릴 에테르, 부틸 알릴 에테르 및 헥실 알릴 에테르; N-비닐아미드, 예를 들면 N-비닐포름아미드, N-비닐아세트아미드 및 N-비닐프롤리돈; C_2-4옥시알킬렌기 함유 단량체, 예를 들면 폴리옥시에틸렌; 및 C_3-10알케놀, 예를 들면 3-부텐-1-올, 4-부텐-1-올, 5-헥텐-1-올, 7-옥텐-1-올, 9-데센-1-올 및 3-메틸-3-부텐-1-올을 포함한다.

특히, 공중합 성질, 복합 방사 성질 및 섬유의 물리적 성질 같은 성질의 관점에서, 4개 이하의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀, 예를 들면 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐 및 이소부텐; 및 C_1-4알킬 비닐 에테르, 예를 들면 메틸 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르, n-프로필 비닐 에테르, i-프로필 비닐 에테르 및 n-부틸 비닐 에테르가 더욱 바람직하다. 4개 이하의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀으로부터 유도된 단위 및 C_1-4알킬 비닐 에테르로부터 유도된 단위는 바람직하게 수용성 열가소성 PVA 중에 0.1 내지 20 mol%의 비율로 존재하고, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 18 mol%의 비율로 존재한다.

또한, α-올레핀은 섬유의 물리적 성질이 향상되기 때문에 에틸렌을 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 에틸렌 단위가 수용성 열가소성 PVA 중 3 내지 20 mol%의 비율로 존재하는 것이 바람직하다. 에틸렌 단위가 5 내지 18 mol%의 비율로 도입된 개질된 PVA를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에서 사용된 수용성 열가소성 PVA는 기지의 방법, 예를 들면 매스 중합, 용액 중합, 현탁 중합 및 유화 중합에 의해 얻어질 수 있다. 그 중 용매(예를 들어 알코올)의 존재 또는 부재 중 실시되는 매스 중합 또는 용액 중합이 일반적으로 적용된다. 예를 들어, 수용성 열가소성 PVA의 용액 중합 중 용매로서 사용되는 알코올은 메틸 알코올, 에틸 알코올 및 프로필 알코올 같은 저급 알콜을 포함한다. 공중합에서 사용되는 개시제는 기지의 개시제, 예를 들어 α,α'-아조비스이소부티로니트릴 및 2,2'-아조비스(2,4-디메틸-발레로니트릴) 같은 아조계 개시제, 및 벤조일 퍼옥시드 및 n-프로필 퍼옥시카보네이트 같은 퍼옥시계 개시제를 포함한다. 이러한 개시제는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 중합 온도는 특히 특정의 것으로 특별히 한정되지 않고, 적절하게는 0℃ 내지 200℃이다.

본 발명에서 사용된 수용성 열가소성 PVA 중 알칼리 금속 이온의 함량은 수용성 열가소성 PVA의 100 중량부에 대한 나트륨 이온의 측면에서 바람직하게 0.00001 내지 0.05 중량부, 더욱 바람직하게는 0.0001 내지 0.03 중량부, 특히 바람직하게는 0.0005 내지 0.01 중량부이다. 예를 들어, 알칼리 금속 이온의 함량이 0.00001 중량부 미만인 PVA를 제조하는 것은 공업적으로 힘들다. 더욱이, 너무 높은 알칼리 금속 이온의 함량은 중합체 분해, 겔화 및 복합 용융 방사시 사절을 상 당히 가져오며, 따라서, 그러한 수지는 일부 경우 섬유로 안정되게 형성될 수 없다. 부가적으로, 알칼리 금속 이온은 칼륨 이온, 나트륨 이온 및 기타를 포함한다.

본 발명에서, 수용성 열가소성 PVA가 특정양의 알칼리 금속 이온을 함유하도록 하는 방법은 특정의 것으로 특별히 제한되지 않는다.

수용성 열가소성 PVA에 관련하여, PVA가 알칼리 이온을 함유하도록 하는 방법은 중합하여 PVA를 얻고, 이어서 알칼리 금속 이온을 함유하는 화합물을 PVA에 첨가하는 것을 포함하는 방법; 및 용매 중 비닐 에스테르 중합체의 비누화시 비누화 촉매로서 알칼리 금속 이온을 함유한 알칼라인 기질을 사용하여 PVA가 알칼리 금속 이온을 함유하도록 하고, 세정 용액으로 얻은 PVA를 세정하는 것을 포함하는 PVA 중 알칼리 이온 함량을 조절하는 방법을 포함한다. 후자가 더욱 바람직하다. 부가적으로, 알칼리 금속 이온의 함량은 원자흡수법에 의해 결정할 수 있다.

비누화 촉매로서 사용되는 알칼라인 기질은 수산화 칼륨, 수산화 나트륨 및 기타를 포함한다. 비누화 촉매로서 사용되는 알칼라인 기질의 비율 (몰 비)는 폴리비닐 아세테이트 중 비닐 아세테이트 1 mol에 대하여 바람직하게 0.004 내지 0.5 mol, 특히 바람직하게는 0.005 내지 0.05 mol이다. 비누화 촉매는 비누화 반응 초기 단계에서 한번에 모두 첨가할 수도 있고, 또는 초기 단계에 일부의 촉매를 첨가하고, 나머지는 비누화 반응 중 추가적으로 첨가할 수도 있다.

비누화 반응용 용매는 메탄올 같은 알코올, 메틸 아세테이트 같은 에스테르, 디메틸 술폭시드 같은 술폭시드, 디메틸프롬아미드 같은 아미드 및 기타를 포함한 다. 이러한 용매는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중 메탄올 같은 알코올을 사용하는 것이 바람직하며, 물 함량이 약 0.001 내지 1 중량% (바람직하게는 약 0.003 내지 0.9 중량%, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 0.8중량%)로 조절된 메탄올을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 세정 용액의 예는 메탄올 같은 알코올, 아세톤 같은 케톤, 메틸 아세테이트 및 에틸 아세테이트 같은 에스테르, 헥산 같은 탄화수소 및 물을 포함한다. 이 중 메탄올, 메틸 아세테이트 또는 물을 단독으로 사용하거나 그들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

세정 용액의 양은 알칼리 금속 이온의 함량이 충족되도록 정해진다. 세정 용액의 양은 보통 수용성 열가소성 PVA의 100 중량부에 대하여, 300 내지 10000 중량부, 더욱 바람직하게는 500 내지 5000 중량부이다. 세정 온도는 바람직하게는 5 내지 80℃, 더욱 바람직하게는 20 내지 70℃이다. 세정 시간은 바람직하게는 20 분 내지 100 시간이고 더욱 바람직하게는 1시간 내지 50시간이다.

더욱이, 본 발명의 목적 및 효과가 손상되지 않는 범위 내에서, 융점 또는 용융 점도를 조정하기 위해, 수용성 열가소성 수지 (예를 들면 수용성 열가소성 PVA)에 가소제를 첨가할 수 있다. 가소제로서는, 통상적으로 알려진 가소제를 사용할 수 있고, 디글리세린; 폴리글리세린과 알킬모노카르복실산의 에스테르; 및 에틸렌 옥시드 및(또는) 프로필렌 옥시드를 글리콜에 첨가하여 얻어지는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이들 중, 1 mol의 소르비톨에 대해 약 1 내지 30 mol의 에틸렌 옥시드를 첨가하여 얻어지는 화합물이 바람직하다.

본 발명의 부직포는 수불용성 열가소성 수지를 포함한다. 본 발명에서 사용 되는 수불용성 열가소성 수지는 수지가 친수성 용매 (특히, 물)에 용해되지 않고 용융 방사될 수 있는 한 특정의 것으로 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 수불용성 열가소성 수지는 폴리에스테르계 수지[예를 들면, 방향족 폴리에스테르(예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리헥사메틸렌 테레프탈레이트 같은 폴리알킬렌 아릴레이트계 수지), 지방족 폴리에스테르 (예를 들면, 폴리락트산, 폴리에틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트, 히드록시부틸레이트-히드록시발레레이트 공중합체 및 폴리카프로락톤 같은 지방족 폴리에스테르 및 그의 공중합체)], 폴리아미드계 수지 (예를 들면, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 10, 나일론 12 및 나일론 6-12 같은 지방족 폴리아미드 및 그의 공중합체), 폴리올레핀계 수지 (예를 들면, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리부텐 및 폴리메틸펜텐 같은 폴리올레핀 및 그의 공중합체), 20 mol% 이상 70 mol% 이하의 에틸렌 단위를 함유하는 수불용성 개질 폴리비닐 알코올, 열가소성 탄성체 (예를 들면, 폴리스티렌계, 폴리디엔계, 폴리올레핀계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계 및 폴리아미드계 탄성체), 비닐 할리드계 수지 (예를 들면 비닐 클로리드계 수지 및 불소 함유 수지) 및 기타를 포함한다. 이러한 수불용성 열가소성 수지는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.

이러한 수불용성 열가소성 수지 중, 수용성 열가소성 수지 (특히, 수용성 열가소성 PVA)와의 복합 방사의 용이성이라는 관점에서, 바람직한 수지는 폴리에스테 르계 수지 (특히, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 같은 폴리C_2-4알킬렌 아릴레이트 및 폴리락트산 같은 지방족 폴리에스테르), 폴리아미드계 수지 (특히, 나일론 6 및 나일론 66 같은 지방족 폴리아미드계 수지), 폴리올레핀계 수지 (특히, 폴리프로필레 및 폴리에틸렌 같은 폴리C_2-4올레핀 수지) 및 25 내지 70 mol%의 에틸렌 단위를 함유하는 개질 폴리비닐 알코올을 포함한다. 특히, 수용성 열가소성 수지(예를 들어, 수용성 열가소성 PVA)가 친수성 용매로 추출된 후 부직포에 남는 경향의 관점에서, 수불용성 열가소성 수지는 수용성 열가소성 수지에 대한 반응성기를 갖는 수지일 수 있다. 예를 들어, 수용성 열가소성 수지로서 수용성 열가소성 PVA를 사용한 경우, 수불용성 열가소성 수지는 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 개질 폴리비닐 알코올 및 기타 일 수 있다.

본 발명의 부직포는 본 발명의 목적 또는 효과에 손상이 가지 않는 한, 임의적으로 첨가제, 예를 들면 안정제 (예를 들면 구리 화합물 같은 열안정제, 자외선 흡수제, 광안정제 및 항산화제), 미세 입자, 착색제, 대전방지제, 난연제, 가소제, 윤활제, 및 결정화 속도를 지연시키는 제제를 함유할 수 있다. 이러한 첨가제는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제는 중합 반응 중 또는 그 후 단계에서 첨가될 수 있다. 특히, 유기 안정화제 (예를 들면 힌더드 페놀), 구리 할리드 화합물 (예를 들면 요오드화 구리) 또는 알칼리 금속 할리드 (예를 들면 요오드화 칼륨)을 열안정제로 첨가하는 것은 수지를 제조할 때 섬유에 용융 유지 안정성을 부여하므로 바람직하다.

더욱이, 미세 입자, 특히 불활성 미세 입자, 예를 들면 무기 미세 입자를 수용성 열가소성 수지를 추출 제거하기 전에, 수불용성 열가소성 수지 및(또는) 수용성 열가소성 수지 (특히, 수불용성 수지)에 첨가하는 경우, 방사 성질 및 연신 성질이 향상될 수 있다. 미세 입자의 평균 입자 크기는 예를 들면 약 0.01 내지 5 ㎛, 바람직하게는 0.02 내지 3 ㎛, 더욱 바람직하게는 약 0.02 내지 1 ㎛이다. 미세 입자의 종류는 특정의 것으로 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 미세 입자는 무기 미세 입자, 예를 들면 실리콘 함유 화합물 (예를 들면 실리카), 산화 금속 (예를 들면 산화 티탄), 탄산 금속 (예를 들면 탄산 칼슘) 및 금속 술페이트 (예를 들면, 황산 바륨)을 포함한다. 이러한 미세 입자는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 미세 입자 중 산화 실리콘 또는 이산화 실리콘 (예를 들면 실리카), 특히 약 0.02 내지 1 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는 실리카가 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 부직포의 제조 방법이 기술된다. 본 발명의 부직포는 수용성 열가소성 수지 및 수불용성 열가소성 수지로 이루어진 복합 연속 섬유로 형성된 부직포로부터 수용성 열가소성 수지를 친수성 용매로 용해(추출) 및 제거하여 제조될 수 있다.

수용성 열가소성 수지 및 수불용성 열가소성 수지를 포함하는 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포는 용융 방사가 부직포의 제조에 직접 연결된 방법, 소위 스펀본디드 부직포 제조법에 의해 효과적으로 제조될 수 있다.

스펀본디드 부직포의 제조 방법으로서, 예를 들면 이하의 방법이 언급될 수 있다. 먼저, 수용성 열가소성 수지 및 수불용성 열가소성 수지를 다른 압출기로 독립적으로 용융 혼련하고, 이러한 용융된 중합체를 연속적으로 방사 헤드로 각각 유도하고, 하나로 만들고, 이어서 방사 노즐 구멍을 통해 수렴된 흐름의 양을 칭량하여 수렴된 흐름을 방출한다. 이어서, 방출된 사조를 냉각 장치에 의해 냉각시키고, 이어서 연신하고, 흡입기 (예를 들면 공기 분사 노즐)을 사용하여 고속의 공기 흐름에 의해 가늘게 만들어 목적한 섬도를 얻는다. 그런 다음, 개구를 갖는 트레블링 수집 표면에 사조를 침착시켜 부직웹을 형성한다. 마지막으로 웹을 부분적으로 열압착하고, 이어서 권취하여 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포를 얻는다.

복합 연속 섬유로 이루어진 부직포를 구성하는 복합 연속 섬유의 단면 형태 (섬유의 길이 방향에 대해 수직한 단면의 형상)는 특정의 것으로 특별히 한정되지 않고, 변형된 (또는 불규칙한) 단면[예를 들면 중공 형태, 평평한 (또는 얇은) 형태, 타원 형태, 다각형 형태, 3 잎 내지 14 잎의 다중 잎(leaf) 형태, T-모양의 형태, H-모양의 형태, V-모양의 형태, 및 개뼈 형태 (I-모양의 형태)]일 수 있다. 단면은 보통 둥근 단면의 형태이다. 본 발명에서의 단면은 극세 연속 섬유를 형성하기 위해, 수불용성 열가소성 수지로 구성된 상(phase)과 수용성 열가소성 수지로 이루어진 상을 포함하는 복합 구조를 갖는다.

더욱 구체적으로, 복합 연속 섬유는 수용성 열가소성 수지 및 수불용성 열가소성 수지가 복합 연속 섬유의 축 (또는 길이) 방향으로 서로 분리될 수 있는 구조, 즉 수용성 열가소성이 축방향으로 연속적으로 용해가능하고 제거가능하여, 남은 수불용성 열가소성 수지로 형성된 극세 연속 섬유를 얻는 구조를 갖는 것이 필요하다. 따라서, 복합 연속 섬유는 축방향으로 연장된 수용성 수지 상 및 수용성 수지 상에 댜해 동축(coaxial) 방향으로 연장된 복수의 수불용성 수지 상을 포함한다. 복합 연속 섬유는 단면구조에서

수불용성 열가소성 수지로 이루어진 극세 섬유 성분, 및

하나 또는 복수의 분리된 부분으로 성분을 분리 또는 스플릿하기 위한 수용성 열가소성 수지를 포함하는 복합 구조를 갖는다. 복합 섬유로부터 얻은 극세 연속 섬유 중 복합 섬유의 분리가능성 및 균일성을 고려할 때, 복합 연속 섬유 중 복합 단면의 형태 (또는 모양)은 오렌지 단면 또는 팬(fan)-모양의 형태 (즉, 수불용성 열가소성 수지로 이루어진 상 및 수용성 열가소성 수지로 이루어진 상이 단면의 중심으로부터 방사 패턴으로 교호적으로 배열된 형태), 적층물 모양의 형태 (즉, 수불용성 열가소성 수지로 이루어진 상 및 수용성 열가소성 수지로 이루어진 상이 줄무늬 패턴으로 교호적으로 배열된 형태) 및 해도(海島) 모양의 형태 (즉, 수용성 열가소성 수지로 이루어진 바다 성분 및 수불용성 열가소성 수지로 이루어진 섬 성분을 포함하는 형태)를 포함한다. 이러한 형태는 조합될 수 있다.

복합 연속 섬유를 구성하는 극세 섬유 형성 성분 (즉, 수불용성 열가소성 수지 성분)은 바람직하게 수용성 열가소성 수지에 의해 예를 들어, 약 2 내지 800 조각, 바람직하게 약 3 내지 500 조각, 더욱 바람직하게 약 3 내지 200 조각으로 분리된다 (또는 나뉜다). 복합 연속 섬유의 복합 단면 형태 (또는 모양)이 오렌지 단면 형태, 팬 모양의 형태, 또는 적층물 모양의 형태인 경우, 복합 연속 섬유를 구성하는 극세 섬유 형성 성분은 생산성의 측면에서, 수용성 열가소성 수지에 의해 약 2 내지 50 조각 (바람직하게는 약 2 내지 20 조각, 더욱 바람직하게는 약 3 내 지 15조각)으로 분리되는 것이 바람직하다. 더욱이, 복합 단면이 해도 모양의 형태일 때, 극세 섬유 형성 성분인 섬 성분의 수는 생산성 측면에서 2 내지 800 조각, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 500 조각 (특히 10 내지 200 조각)인 것이 바람직하다. 특히, 복합 단면이 변형된 단면 형태, 예를 들어 오렌지 단면, 팬 모양의 단면 또는 적층물 모양의 단면을 갖고, 극세 섬유 형성 성분이 6 내지 15조각으로 분리되는 복합 연속 섬유는 높은 내구성의 향상된 수흡수성을 보인다는 점에서 유익하다. 따라서 그러한 복합 연속 섬유는 본 발명에 특히 적합하다.

와이퍼용 부직포로 사용하는 경우, 네모난 (또는 각진) 단면을 갖는 섬유가 와이핑 성질에서 뛰어나기 때문에 방사 패턴으로 배열된 오렌지 단면 형태 또는 팬 모양의 형태 또는 줄무늬 패턴으로 배열된 적층물 모양의 형태를 갖는 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 반면에, 밧데리 격리판 또는 필터로 사용하는 경우, 그러한 응용에서 사용함에 있어 섬유의 섬도가 중요하기 때문에, 그로부터 가는 섬유를 쉽게 얻을 수 있는 해도 모양의 형태가 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포에서, 수용성 열가소성 수지에 대한 수불용성 열가소성 수지의 비율 (중량비)는 임의의 목적에 따라 적절히 선택되며, 특정의 것으로 특별히 한정되지 않는다. 비율 [수불용성 열가소성 수지/수용성 열가소성 수지]는 약 5/95 내지 92/8의 범위에서 선택되고, 예를 들어, 약 10/90 내지 90/10, 바람직하게는 약 20/80 내지 90/10, 더욱 바람직하게는 30/70 내지 90/10 (특히 약 50/50 내지 90/10)이다.

본 발명에서, 중합체의 조합 또는 복합 단면의 형태 (또는 모양)에 따라 복 합 연속 섬유로 이루어진 부직포를 구성하는 섬유를 형성하기 위한 조건을 적절히 정할 필요가 있다. 주로, 섬유 형성 조건은 이하에서 언급되는 관점에 주의하여 결정되는 것이 바람직하다.

방사구금 온도는 복합 연속 섬유를 구성하는 중합체 중 가장 높은 융점을 갖는 중합체의 융점을 Mp로 할 때, 예를 들면 약 (Mp+10)℃ 내지 (Mp+80)℃, 바람직하게는 약 (Mp+15)℃ 내지 (Mp+70)℃, 더욱 바람직하게는 (Mp+20)℃ 내지 (Mp+60)℃이다. 방사시 전단률(γ)는 예를 들면 약 500 내지 25000 sec^-1, 바람직하게는 약 1000 내지 20000 sec^-1이고, 더 바람직하게는 약 1500 내지 10000 sec^-1이다. 방사 중 드래프트(V)는 예를 들면 약 50 내지 2000, 바람직하게는 약 100 내지 1500이다. 더욱이, 중합체의 조합의 관점에서, 복합 방사되기 위해서는 방사 공정 중 노즐 경로에서의 전단률 및 방사구금 온도에서 측정한 용융 점도가 비슷한 중합체들의 조합을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 방사 안정성의 면에서, 1000 sec^-1의 전단률 및 용융 방사 공정 중 방사구금 온도에서 측정한 중합체간의 용융 점도 차이가 2000 poise 내 (바람직하게는 1500 poise)인 복합 방사용 중합체의 조성을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 중합체의 융점 Tm은 시차주사열량계(DSC:예를 들어 Mettler-Toledo K.K. 제 상표명 "TA3000")로 관찰한 주 흡열 피크의 피크 온도를 의미한다. 전단률(γ)는 γ=4Q/πr³으로 결정한다. 여기서 "r"(㎝)는 노즐 반경을 나타내고, "Q"(㎤/sec)은 구멍당 중합체 방출속도를 나타낸다. 더욱이, 드래프트 "V"는 V=A?πr²/Q로 계산되며, 여기서 "A"(m/min)은 연신속도를 나타낸다.

복합 섬유의 제조에 있어, 방사구금 온도가 너무 낮으면, 중합체의 용융 점도가 너무 높고, 따라서, 고속 공기 흐름에 의한 가늘어짐 및 방사가능성이 나빠진다. 더욱이, 너무 높은 점도를 갖는 수용성 열가소성 수지는 열적으로 쉽게 분해되고, 따라서 섬유 방사가 안정적으로 실시될 수 없다. 또한, 전단률이 너무 낮으면, 섬유가 쉽게 사절된다. 전단률이 너무 높으면, 노즐의 배압(back pressure)가 증가하고, 방사가능성이 나빠진다. 더욱이, 드래프트가 너무 낮은 경우, 불균일한 섬도의 증가 때문에 섬유를 안정적으로 방사하기 힘들다. 드래프트가 너무 높을 때, 섬유는 쉽게 사절된다.

방출된 사조를 연신하고, 사조를 본 발명의 에어 분사 노즐과 같은 흡입기를 사용하여 가늘게 만들 때, 고속 공기 흐름에 의해 약 1000 내지 6000 m/min(바람직하게는 약 2000 내지 5000 m/min)의 사조 연신속도에 해당하는 속도로 사조를 연신하여 사조를 가늘게 만드는 것이 바람직하다. 이베큐에이팅(evacuating) 유닛에 의한 사조의 연신 조건은 방사 노즐 구멍으로부터 방출되는 용융 중합체의 용융 점도, 방출 속도, 방사 노즐 온도, 냉각 조건 및 기타에 따라 적절히 선택된다. 너무 느린 연신 속도는 때로 방출된 사조의 고화 및 냉각의 지연에 기인한 인접 섬유간의 융합을 유도한다. 또한, 연신 속도가 너무 느릴 때, 사조의 배향 및 결정화가 진행되지 않기 때문에, 복합 섬유로 구성된 얻어진 부직포는 거칠고, 기계적 강 도가 약하다. 따라서, 너무 낮은 연신 속도는 바람직하지 않다. 반면에, 연신 속도가 너무 빠르면, 연신에 의해 방출된 사조를 가늘게 하는 것이 불가능하고 사조가 사절된다. 그 결과 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포를 안정적으로 제조할 수 없다.

또한, 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포를 안정적으로 생산하기 위해서, 방사 노즐 구멍과 흡입기 (예를 들어 에어 분사 노즐) 간의 거리는 약 30 내지 200 ㎝ (바람직하게는 약 40 내지 150 ㎝)인 것이 바람직하다. 그러한 거리는 사용한 중합체의 종류, 조성, 및 상기 언급한 방사 조건에 의존한다. 거리가 너무 짧은 경우, 방출된 사조의 고화 및 냉각의 지연 때문에, 인접 섬유간의 융합이 때로 발생한다. 또한, 사조의 배향화 및 결정화가 진행되지 않기 때문에, 복합 섬유로 이루어진 얻은 부직포는 거칠고 낮은 기계적 강도를 갖는다. 반면에, 길이가 너무 길면, 사조의 냉각 및 고화가 너무 빨라 연신에 의해 방출된 사조가 가늘어질 수 없다. 그 결과, 섬유는 사절되고, 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포는 안정적으로 제조될 수 없다.

에어 분사 노즐 같은 흡입기를 사용하여 가늘어진 복합 연속 섬유는 수집 시트의 표면에서 거의 균일하게 분산되고 수집되어 웹이 형성된다. 이베큐에이팅 유닛과 수집 표면간의 거리는 얻은 부직포 중 섬유의 물리적 성질 및 생산성의 측면에서 바람직하게 30 내지 200 ㎝ (특히 약 40 내지 150 ㎝)이다. 더욱이, 웹의 직물 중량은 부직포의 생산성 및 작업성 (또는 가공성 또는 향상)의 측면에서 바람직하게 약 5 내지 500 g/㎡ (바람직하게 약 10 내지 400 g/㎡, 더욱 바람직하게는 약 50 내지 300 g/㎡)의 범위이다. 더욱이, 웹을 형성하기 위해 이베큐에이팅되고 가늘어진 복합 연속 섬유의 사 섬도는 생산성의 면에서 바람직하게 약 0.2 내지 8 dtex (바람직하게는 약 0.5 내지 7 dtex, 더욱 바람직하게는 약 1 내지 6 dtex)이다.

본 발명에서, 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포로부터 수용성 열가소성 수지를 친수성 용매로 추출 제거하여 수불용성 열가소성 수지를 극세로 만들 수 있다. 친수성 용매는 물을 비롯하여, 알코올(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 및 부탄올), 케톤 (예를 들어, 아세톤), 에테르 (예를 들어, 디옥산 및 테트라히드로푸란), 셀로솔브(예를 들어, 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브 및 부틸 셀로솔브), 카르비톨 (카르비톨, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 및 디에틸렌 글리콜 메틸 에틸 에테르) 및 기타를 포함한다. 이러한 친수성 용매는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 친수성 용매 중 바람직한 용매는 물, 에탄올 같은 C_1-3알코올, 아세톤 같은 케톤, 물 및 기타 친수성 용매의 복합 용매 및 기타를 포함한다. 용매로서, 물이 보통 사용된다.

복합 연속 섬유로 이루어진 부직포로부터 수용성 열가소성 수지를 친수성 용매로 추출하는 방법은 특별히 특정의 것으로 한정되지 않으며, 통상적인 방법, 예를 들면, 염색기 [예를 들면, 서큘러(circular), 빔(beam), 지거(jigger) 및 윈치(winch)] 또는 열수처리 장치 [예를 들면, 비브로워셔(vibrowasher) 및 릴렉서(relaxer)]를 사용하는 방법 및 가압된 물을 분사하는 방법으로부터 선택될 수 있다. 가압된 물을 분사(또는 분무)하는 방법은 분리된 (또는 스플릿된) 극세 연속 섬유가 서로 강하게 얽히고, 또한 모세관 현상때문에 부직포가 수흡수성을 향상시킨다는 면에서 꽤 유용한 방법이다. 그러나, 단지 가압된 물을 분사함으로써 수불용성 열가소성 수지에 부착된 수용성 열가소성 수지의 양을 본 발명에서 정의된 범위로 감소시키는 것을 종종 어렵다. 따라서, 가압된 물로 처리한 후 친수성 용매 조(bath)에서 부직포를 교반시켜 수불용성 열가소성 수지에 대한 수용성 열가소성 수지의 양을 본 발명의 정의된 범위로 조정하는 것으로 포함하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 친수성 용매로서 물을 사용할 경우, 추출물은 중성 용액일 수 있고, 또는 세제 및 기타가 첨가된 알칼리 용액, 산성 용액 또는 수용액일 수 있다.

본 발명에서 특히 중요한 것은, 친수성 용매로 수용성 열가소성 수지를 추출제거하는 것이 수용성 열가소성 수지의 일부가 부직포 내에 남도록 실시해야하는 것이다. 이 때문에, 본 발명에서 정의된 액체 흡수성 (수흡수성)을 확실하게 하기 위해 미리 처리 조건을 결정하는 것이 바람직하며, 여기서 처리조건은 제거 처리를 위해 사용되는 친수성 용매의 양, 처리 방법, 처리 시간, 처리 온도 및 기타를 다양하게 변화시켜 정한다.

구체적으로, 본 발명에서의 친수성 용매로 수용성 열가소성 수지를 추출 제거하는 바람직한 방법은 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포를 수용성 열가소성 수지를 용해하고 제거하기 위한 친수성 용매조에서 교반하는 것을 포함하는 방법을 포함한다. 친수성 용매의 비율은 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포 1 중량부에 대하여 약 100 내지 2000 중량부, 바람직하게는 약 200 내지 1000 중량부, 더 바람직하게는 약 200 내지 500 중량부이다. 친수성 용매의 양이 너무 적으면 수용성 열가소성 수지를 용해하고 제거하는 것이 불충분하고, 극세 연속 섬유로 구성된 목적하는 부직포를 종종 얻을 수 없다. 더욱이, 친수성 용매의 양이 너무 많으면, 복합 연속 섬유는 극세 연속 섬유로 효과적으로 분리될 수 없다. 부수적으로, 수용성 열가소성 수지의 추출 제거가 불충분한 경우, 수조 중 수용성 열가소성 수지를 함유하지 않은 친수성 용매를 사용하여 수용성 열가소성 수지의 추출 제거를 또 한번 실시할 수 있다.

추출 처리 온도는 용매의 종류 및 목적에 따라 적절히 조정될 수 있다. 예를 들면, 열수로 추출하는 경우, 처리는 바람직하게 약 40 내지 120℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 110℃, 특히 바람직하게는 80 내지 100℃에서 실시할 수 있다. 처리 온도가 너무 낮으면, 수용성 열가소성 수지가 충분히 추출되지 않고, 생산성 저하를 보인다. 더욱이, 너무 높은 처리 온도는 수용성 열가소성 수지의 추출 시간을 극단적으로 단축시켜, 때로 원하는 비율의 수용성 열가소성 수지를 갖는 부직포를 안정적으로 생산하기 힘들다. 일단, 수용성 열가소성 수지가 부직포로부터 완전히 추출 제거되면, 수용성 열가소성 수지를 함유하는 용액을 도포하거나 또는 다른 수단에 의해 부직포에 수용성 열가소성 수지를 첨가하더라도, 본 발명에서 정의된 바와 같은 높은 내구성의 수흡수성을 확실히 얻기 힘들다.

추출 처리시간도 역시 때때로 목적, 사용되는 장치 및 처리 온도에 따라 적절히 조정될 수 있다. 생산 효율 및 안정성 및 극세 연속 섬유로 이루어진 얻어진 부직포의 품질 및 성능을 고려하면, 일괄(batch) 처리의 경우 처리 시간은 바람직하게 총 약 10 내지 200 분 (특히 약 10 내지 150 분)이다. 연속 처리의 경우, 처리 시간은 바람직하게 약 1 내지 50 분 (특히 약 1 내지 20 분)이다.

추출 처리(특히 물로의 추출 처리)에 관련하여, 복합 연속 섬유로부터 극세 연속 섬유로의 필라멘트 분리성을 향상시키기 위해서, 추출 처리를 50℃ 이하 (예를 들어, 약 10 내지 50℃), 바람직하게는 실온 근처의 온도에서 출발하며, 물 온도를 주어진 온도까지 점차적으로 증가시키고(예를 들어 약 80 내지 120℃, 바람직하게는 약 80 내지 110℃까지), 추출 처리를 약 5 분 내지 10 시간동안(바람직하게는 약 10 분 내지 5 시간) 그 온도 범위에서 실시한다. 그러한 처리는 복합 섬유가 오렌지 단면 형태, 팬-모양의 형태, 적층 모양의 형태 및 해도 모양의 형태 같은 단면 형태를 가졌을 때 특히 효과적이다.

가열 온도 증가율은 바람직하게 약 0.2 내지 30℃/분 (특히 약 1 내지 20℃/분)이다. 그러한 조건을 이용함으로써, 수용성 열가소성 수지 성분은 용해시 수축된다. 그 결과 잔류 성분으로서의 수불용성 열가소성 수지로 이루어진 극세 연속 섬유는 작은 권축을 갖고, 극세 연속 섬유의 분리성이 향상되고, 극세 연속 섬유로 이루어진 얻어진 부직포의 수흡수성이 더욱 향상된다. 수축의 바람직한 퍼센트는 약 0.1 내지 10% (특히 약 0.3 내지 7%)이다. 작은 권축의 정도에 대하여는, 권축의 퍼센트가 예를 들어 약 1 내지 50%, 바람직하게는 약 1 내지 40%, 더욱 바람직하게는 약 1 내지 30%이다. 연속 섬유로 이루어진 기지의 부직포는 보통 용융 방사된 섬유를 연신하고, 수집 표면에 연신된 섬유를 다시 쌓아(또는 쌓아 올려) 얻 어지며, 따라서 부직포를 구성하는 섬유는 권축이 없다. 반면에, 본 발명의 부직포를 구성하는 섬유는 수용성 열가소성 수지(특히 수용성 열가소성 PVA)의 수축때문에 제조 중간에 권축을 갖는다. 이는 흡수 효과, 필터로서의 효과, 격리판로서의 효과 및 와이퍼, 필터, 밧데리 격리판 및 기타와 같은 기타 응용에 대해 긍정적인 효과를 가져온다.

그러한 방법 이외에, 복합 연속 섬유의 분리성을 향상시키기 위한 방법으로서, 다양한 방법, 예를 들면 가압된 물을 분사하는 것에 의한 분리 방법 및 압력 롤 사이를 통과시키는 분리 방법등이 이용가능하며, 그러한 방법은 수용성 열가소성 수지를 추출적으로 제거하는 방법과 조합되어 실시된다.

본 발명의 부직포의 수함량(water content)은 예를 들어 부직포에 대하여 0.001 중량% 이상 (예를 들어, 약 0.001 내지 5중량%), 바람직하게는 0.01 중량% 이상 (예를 들어, 약 0.01 내지 1 중량%), 더욱 바람직하게는 0.1 중량% 이상 (예를 들어, 약 0.1 내지 0.5 중량%)이다. 수함량이 너무 낮은 경우, 부직포의 수흡수성이 불충분하고, 따라서 때때로 와이퍼와 같은 응용용 직물로 사용하기 힘들다.

본 발명에서, 상기 수함량을 유지하기 위하여, 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포에 물 또는 습기를 부여하는 단계가 열 칼렌더 롤에 의한 압력 처리 또는 건조 후의 단계로서 추가적으로 설치될 수 있다. 물을 부여하는 방법은 특별히 구체적인 것으로 한정되지 않고, 예를 들어 부직포의 표면에 물을 분무하는 방법, 항온 항습 상자 내에서 부직포의 습도를 조정하는 방법, 부직포를 수조에 단시간 침지시키는 방법 및 기타로부터 적절히 선택될 수 있다.

본 발명에서 정의된 수흡수성을 만족시키기 위해서, 수용성 열가소성 수지를 추출 처리한 후 건조 온도는 예를 들어 120℃ 이하 (예를 들어 약 30 내지 120℃), 바람직하게는 100℃ 이하 (예를 들어 약 40 내지 100℃) 더욱 바람직하게는 90℃ 이하(예를 들어 약 50 내지 90℃)이다. 너무 높은 건조 온도는 잔류 수용성 열가소성 수지 (특히 수용성 열가소성 PVA)의 결정화 진행 때문에 부직포의 수함량을 감소시키고, 그 결과 부직포의 수흡수 성능이 나빠진다. 말할 필요없이, 건조 단계는 실온에서 실시될 수 있다.

건조 시간 역시 목적, 사용된 장치 및 건조 온도에 따라 적절히 조정될 수 있다. 생산 효율, 안정성 및 극세 연속 섬유로 이루어진 얻어진 부직포의 품질 및 성능을 고려하면, 건조시간은 일괄 처리를 실시할 경우 24시간 내(예를 들어 약 1분 내지 24시간)이고, 연속 처리를 실시할 경우 1시간 내 (예를 들어 약 1분 내지 약 1시간)이다.

수용성 열가소성 수지의 대부분이 제거된 부직포는 실질적으로, 극세 연속 섬유의 집합체인 극세 연속 섬유 번들로 제조된다. 그 결과 본 발명의 부직포는 번들로 구성되며, 따라서 서로 독립적인 극세사로 이루어진 통상적인 부직포에 비하여 플러프(fluff) [또는 냅(nap)]가 거의 생성되지 않고, 주어진 양의 수용성 열가소성 수지를 그 안에 용이하게 남긴다. 따라서, 본 발명의 부직포는 수흡수성에서 향상되며, 또한 부직포의 형태 안정성에서 형상된다.

부가적으로, 번들을 히드로인탱글먼트 같은 인탱글 방법에 의해 라벨(ravel)시켜, 극세 연속 섬유 각각을 독립적으로 만드는 것이 가능하다. 그러한 방법은 부직포에 부드러움 (또는 유연성)을 부여하는 경우에 효과적이고, 부드러움 (또는 유연성)은 인탱글먼트의 정도를 변화시켜 적절히 조정가능하다.

또한, 본 발명에서, 수용성 열가소성 수지의 잔류량이 클 때, 예를 들어 수용성 열가소성 수지가 부직포에 대해 1 중량% 이상의 비율로 존재할 때, 부직포를 구성하는 섬유는 잔류 수용성 열가소성 수지를 통해 서로 고정된다. 따라서, 수용성 열가소성 수지의 많은 잔류량은 부직포의 형태를 유지하는 측면에서 또한 바람직하다.

본 발명에서, 부직포의 직물 중량은 부직포의 생산성 및 얻어진 부직포의 작업성 (또는 가공성)의 면에서, 바람직하게 5 내지 500 g/㎡ (바람직하게 10 내지 400 g/㎡, 더욱 바람직하게 50 내지 300 g/㎡)이다.

본 발명에서 사용된 수용성 열가소성 수지 중, 예를 들어, 수용성 열가소성 PVA는 생분해성이고, 활성화된 슬러지로 처리하거나 토양에 매립하면 물과 이산화 탄소로 분해된다. PVA를 용해하고 제거한 후, 폐액을 처리하기 위해, 활성화된 슬러지 공정이 바람직하다. PVA를 함유하는 수용액을 활성화된 슬러지로 연속적으로 처리하는 경우, PVA는 2 일 내지 1 달 내에 분해된다. 더욱이, 본 발명에 사용된 PVA는 낮은 연소열을 갖고, 소각로에 부담이 적으므로, 폐액을 건조한 후 PVA를 소각시킬 수 있다.

본 발명에서, 극세 연속 섬유로 이렇게 얻은 부직포 (또는 부직웹)에 부분적 열압착에 의해 형태를 유지하기 위한 융합 접착법을 실시할 수 있다. 더욱 구체적으로, 부직포의 형태를 안정화시키기 위해, 얻은 웹을 가열된 비평탄한-형태의 금 속롤 (엠보싱된 롤)과 가열된 매끈한 롤에 통과시켜, 부분 열압착에 의해 그의 연속 섬유를 함께 융합 접착시킨다. 열압착 처리에서, 가열된 롤의 온도, 열압착의 압력, 가공 속도 및 엠보싱된 롤의 패턴 같은 조건은 목적에 따라 적절히 선택될 수 있다. 더욱이, 열압착이 실시되는 단계 또는 시간에 관하여 특별히 한정되지 않으며, 따라서, 열압착은 필요한 경우 실시될 수 있다. 예를 들어, 열압착 처리는 친수성 용매로 수용성 열가소성 수지를 추출하기 전 또는 가압된 물을 분사하여 복합 섬유를 극세 섬유로 분리한 후에 실시될 수 있다.

그러한 엠보싱된 패턴으로 열압착된 부분의 면적 비율은 형태 안정성, 유연성, 및 수흡수성의 면에서, 부직포의 면적의 약 1 내지 40% (바람직하게는 약 5 내지 30%, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 25%)이다.

또한, 본 발명의 부직포는 목적, 예를 들어, 엘릭트릿(electret) 가공에 의해 일렉트라이징 처리; 및 플라즈마 방전 또는 코로나 방전처리에 의한 친수성 처리와 같은 목적에 따라 후가공 처리를 할 수 있다.

더욱이, 본 발명에서 얻어진 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포는 단독으로 사용될 뿐만 아니라 다른 부직포[예를 들어, 연속 섬유로 이루어진 부직포, 및 단섬유 (또는 스테이플) 섬유로 이루어진 부직포], 텍스타일 직물[예를 들어, 제직물 (또는 위빙) 및 편물 (또는 니팅)] 및 기타에 적층시켜 적층물로서 사용될 수 있다. 용례로서, 다른 부직포 또는 제직물에 적층시켜, 부직포에 실질적인 기능이 부여될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 부직포의 한면에 멜트블로운 부직포를 적층시켜, 하기에 기술하는 필터 응용에 적합한, 극세 섬유로 구성된 적층 부직포를 제공할 수 있다.

본 발명의 부직포는 뛰어난 유연성 및 수흡수성을 갖기 때문에, 와이퍼, 예를 들어 수성 액체를 닦는 와이퍼 및 및 수성 액체가 적셔진 와이퍼로서 적절히 이용될 수 있다.

더욱이, 본 발명의 부직포는 넓은 표면적 및 뛰어난 여과 성질을 가지고 있으므로, 부직포는 필터 물질 또는 필터 기질로서 이용될 수 있다. 이 경우, 뛰어난 수흡수성을 최대한 이용하여, 부직포는 기체용 필터 뿐만 아니라, 오염물을 함유하는 수성 액체로부터 오염물을 제거하는 액체용 필터로서 적절히 이용될 수 있다. 필터 물질 또는 필터 기질로서 이용하는 경우, 기체투과도는 보통 200 ㎖/㎠/sec 이하 (예를 들어, 약 1 내지 200 ㎖/㎠/sec), 바람직하게는 160 ㎖/㎠/sec 이하 (예를 들어, 약 5 내지 160 ㎖/㎠/sec), 더욱 바람직하게는 120 ㎖/㎠/sec 이하 (예를 들어, 약 10 내지 120 ㎖/㎠/sec)이다. 기체 투과도가 너무 클 경우, 일부 경우 충분한 여과 기능을 달성할 수 없다. 비록 기체 투과도의 하한이 특정의 것으로 특별히 제한되지는 않지만, 필터로서의 목적을 달성하기 위해 하한은 1 ㎖/㎠/sec이다. 그러한 기체 투과도는 JIS-L1906 "필라멘트사로 만들어진 부직포용 시험법"의 프라지어 퍼미어미터(Frazier permeometer)를 이용한 방법에 따라 결정된다.

또한, 본 발명의 부직포는 밧데리 격리판로서 또한 사용될 수 있다. 특히, 본 발명에서, 밧데리 격리판로서 사용되는 경우, 대용량을 갖는 밧데리용 격리판로서 대응하기 위해, 열 칼렌더 롤 또는 기타의 사용으로 압력처리하여 극세 연속 섬 유로 이루어진 부직포의 두께를 250 ㎛(예를 들어, 약 10 내지 250 ㎛)이하로 낮추는 것이 바람직하다. 이 경우, 압력 처리의 온도는 예를 들어 약 40 내지 120℃, 바람직하게는 약 50 내지 100℃, 더욱 바람직하게는 약 60 내지 90℃이다. 너무 낮은 처리 온도는 때로 극세 연속 섬유의 부직포의 두께를 불충분하게 감소시킨다. 더욱이, 처리 온도가 너무 높으면, 남은 수용성 열가소성 수지의 결정화 진행때문에 밧데리 격리판로서의 수흡수 성능이 때때로 나빠진다.

더욱이, 압력 처리 중 선형 부하(linear load)는 바람직하게 약 20 내지 200 kgf/㎝ (196 내지 1960 N/㎝), 더 바람직하게는 50 내지 150 kgf/㎝ (490 내지 1470 N/㎝)이다. 선형 부하가 너무 작은 경우, 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포의 두께의 감소가 때때로 불충분하고 불균일하다. 또한, 너무 높은 선형 부하는 때때로 격리판 표면의 수흡수성을 심각하게 나쁘게 만든다.

따라서, 극세 연속 섬유로 이루어진 얻어진 부직포는 뛰어난 수흡수 성능을 보여주고, 그 자체로 밧데리 격리판로서 기능을 할 수 있다. 또한, 수흡수성을 향상시키기 위해, 부직포는 필요하면 다양한 친수성 처리를 할 수 있다. 친수성 처리 방법은 예를 들면 술폰화 처리, 코로나 방전 및 플라즈마 방전 같은 방전 처리, 그래프트 중합 처리, 불소 기체 처리 및 기타를 포함한다. 본 발명의 부직포를 밧데리 격리판로 사용하는 경우, 극세 섬유를 구성하는 수불용성 열가소성 수지는 바람직하게 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지 및 기타를 포함한다. 예를 들어, 섬유는 내알칼리성을 갖는 것 때문에 폴리프로필렌 같은 폴리프로필렌계 수지로 이루어질 수 있다. 니켈-카드뮴 밧데리 및 니켈-수소 밧데리 같은 알칼라인 2차 전지용 격리판로서, 술폰화 처리에 의해 친수성이 부여된 폴리프로필렌으로 만들어진 부직포를 과거에 이용해 왔다. 그러나, 본 발명의 부직포는 수흡수성(친수성), 즉, 알칼리 용액 흡수성이 뛰어나기 때문에, 친수성을 위한 술폰화 처리없이 통상적인 격리판와 동일한 수흡수성을 갖는다.

본 발명의 부직포로부터 얻은 밧데리 격리판은 내알칼리성, 액체 유지, 내산화성 및 내산성이 뛰어나고, 알칼라인 밧데리, 납 저장 밧데리, 에어 밧데리 및 기타용으로 광범위하게 사용될 수 있다. 그들 중 밧데리 격리판은 캐소드가 산화 금속 또는 수산화 금속으로 이루어지고, 애노드가 카드뮴, 아연, 철, 그의 수산화물 또는 그의 수소 저장 얼로이로 이루어진 알칼라인 밧데리 (알칼라인 셀)용으로 널리 사용된다. 특히, 본 발명의 부직포는 반복하여 충전 및 방전될 수 있는 알칼라인 2차 전지(예를 들면 니켈-카드뮴 밧데리 및 니켈-수소 밧데리)용으로 바람직하게 응용가능할 수 있다.

또한, 본 발명의 부직포는 극세 섬유를 포함하고, 수흡수성 및 유지(retention)에서 뛰어나기 때문에, 축전기 격리판로서 적절히 이용될 수 있다. 축전기는 저장 기능을 갖는 시스템을 의미한다. 더욱 구제적으로, 축전기는 유전 기질(dielectric substance) 또는 전기 이중층(electric double layer)을 갖는 콘덴서로, 여기서 유전 기질 또는 전기 이중층은 서로 마주보는 두 전극 사이에 놓인다.

축전기에 함유된 유전 기질은 예를 들면 알루미늄 전해질 콘덴서, 탄탈륨 전해질 콘덴서 및 기타를 포함한다.

반면에, 두 전극 사이의 전기 이중층을 갖는 축전기는 각 전극과 전해질 용액 사이 계면에 전기 이중층을 형성하며, 전기 이중층 축전기라고 불리운다. 전기 이중층 축전기의 각 전극으로서, 넓은 표면적을 갖는 전도체(예를 들면 활성화된 탄소) 또는 기타로 이루어진 분극가능한 전극이 사용된다. 부가적으로, 전극은 분극 가능한 전극의 쌍, 또는 분극가능한 전극과 분극불가능한 전극의 조합일 수 있다. 축전기용 전기분해 용액으로서, 수용 또는 유기 전기분해 용액 (예를 들면 프로필렌 카보네이트 용액 및 아세토니트릴 용액)이 보통 사용된다.

또한, 축전기 격리판로서 이용되는 경우, 축전기의 격리판의 부피 비율을 감소시키고, 축전기 중 유전 기질 또는 전기 이중층의 비율을 증가시켜 축전기의 저장 용량을 늘리기 위해 격리판의 두께는 250 ㎛ 이하(예를 들면 약 10 내지 250 ㎛)인 것이 바람직하다. 밧데리 격리판의 두께를 감소시키는 방법과 동일한 방법이 축전기 격리판의 두께를 감소시키기 위해 사용될 수 있다.

더구나, 본 발명의 부직포는 뛰어난 유연성, 수흡수성 및 여과 성능을 최대한 이용하여, 다양한 응용에 이용될 수 있다. 응용의 예는 산업용 재료, 예를 들면 전자 용도, 예를 들어 절연 재료용 격리판, 오일 흡수 재료, 레더 화운데이션 천(leather foundation cloth), 시멘트용 강화 재료, 고무용 강화 재료, 및 다양한 테이프 기질 (또는 베이스 재료); 의료 또는 위생 재료, 예를 들면 1회용 기저귀, 거즈, 붕대, 의료용 가운 및 수술용 데이프; 일상 편의 용품, 예를 들면 피인쇄재료, 포장 또는 백(bag) 재료, 및 저장 재료; 천 재료; 인테리어 재료, 예를 들면 절연 재료 및 방음 재료; 건축 재료; 농업 또는 원예 재료; 토목 공학 재료, 예를 들면 토양 안정화제, 스트레이너(strainer) 재료, 유사(流砂, quicksand) 억제 재료 및 강화 재료; 및 백 또는 신발 재료를 포함한다.

본 발명에 따르면, 높은 유연성을 갖고, 심지어 섬유 직경이 작을 때도 높은 기계적 강도를 갖고, 뛰어난 수흡수성을 갖는 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포가 얻어진다. 더욱이, 부직포는 높은 내구성의 수흡수성을, 예를 들면 장기간 높은 수흡수성을 유지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 높은 액체 흡수성 및 높은 유연성을 가지는, 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포가 스펀본드 공정을 이용하여 얻어진다. 따라서, 그러한 부직포는 와이퍼, 필터 재료, 및 밧데리 또는 축전기 격리판와 같은 다양한 응용에 적합하다.

실시예

이하의 실시예는 본 발명을 더욱 상세히 기술하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 정의하는 것으로 해석되어서는 안된다. 실시예에서 사용된 가소제 및 열가소성 중합체 (수불용성 열가소성 중합체)의 상세는 이하에 제시된다. 또한, 실시예에서, 각 물리적 성질은 이하와 같이 결정된다. 부가적으로, 실시예의 "부" 및 "%"는 달리 언급이 없으면 중량 기준을 의미한다.

[가소제 및 열가소성 중합체]

가소제: 1 mol의 소르비톨에 평균 2 mol의 에틸렌 옥시드가 첨가된 화합물

PET: 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (고유 점도: 0.7, 융점 : 255℃)

PP: 폴리프로필렌 (21.18N의 추, 230℃의 온도에서 측정한 용융 지수(MI):35)

Ny: 6-나일론 (고유 점도: 2.6, 융점 : 222℃)

EVOH-1: 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 (에틸렌 24 mol%, 21.18N의 추, 210℃의 온도에서 측정한 MI: 45)

EVOH-2: 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 (에틸렌 32 mol%, 21.18N의 추, 190℃의 온도에서 측정한 MI: 35)

[PVA의 분석 방법]

PVA의 분석 방법은 달리 언급된 경우를 제외하고 JIS-K6726에 따라 실시했다.

개질량은 개질된 폴리비닐 에스테르 또는 개질된 PVA를 500 MHz ¹H-NMR 장치(JEOL제, "GX-500")로 측정한 것을 기초로 결정했다.

알칼리 금속 이온의 함량은 원자 흡수법에 의해 결정했다.

[융점]

PVA의 융점은 이하와 같이 DSC(Mettler-Toledo K. K.제, "TA3000")을 이용하여 측정했다. PVA를 질소 분위기하에서 10℃/min의 가열속도로 250℃까지 가열하고, 이어서 실온까지 냉각시키고, 다시 10℃/min의 가열속도로 다시 250℃까지 가열했다. 흡열 피크의 꼭대기 온도를 PVA의 융점으로 정했다.

[방사 상태]

용융 방사 상태는 시각적으로 관찰하고 이하의 범주를 기초로 평가했다.

"A": 매우 우수

"B": 우수

"C": 약간 문제

"D": 나쁨

[부직포의 상태]

얻은 부직포를 시각적으로 및 손으로 관찰하고, 이하의 범주를 기초로 평가했다.

"A": 균일하고 매우 우수

"B": 거의 균일하고 우수

"C": 약간 문제

"D": 나쁨

[부직포에 대한 PVA의 비율]

30 평방세티미터의 부직포 시료를 오토클레이브 중 2000 ㎖의 물에 침지시키고, 1시간 동안 120℃에서 열처리했다. 처리후, 부직포를 열수로부터 꺼내, 약간 짜냈다. 상기 추출로 얻은 용액을 신선한 물로 교체하고, 상기에서 언급한 바와 동일한 조작을 실시했다. 처리를 총 3회 반복하여 부직포 중 PVA를 추출로 완전히 제거했다. 처리 전 및 후의 중량변화를 기초로 부직포에 대한 PVA의 비율을 결정했다.

[PVA에 의한 부직포 표면의 도포]

부직포 표면의 결합 상태 및 구성 요소를 X-선 광전자 분광기(XPS)로 분석하고, 그 결과를 기초로 부직포의 표면에서 차지하고 있는 PVA의 비율을 계산했다.

[부직포의 수함량]

30평방 센티미터의 부직포 시료를 밤새 105℃에서 건조시켰다. 부직포의 수함량을 건조 전후의 중량 변화를 기초로 결정했다.

[평균 섬유 직경]

1000배의 현미경으로 찍은, 부직포의 특별 사진에서, 섬유 10조각을 무작위로 샘플링했다. 이 섬유들에서 각 섬유 직경을 측정하고, 평균값을 평균 섬유 직경으로 간주했다.

[직물 중량]

직물 중량은 JIS L1906 "필라멘트사로 만든 부직포용 시험방법"에 따라 측정했다.

[인장 강도]

인장 강도는 JIS L1906 "필라멘트사로 만든 부직포용 시험방법"에 따라 측정했다.

[굽힘 저항성]

굽힘 저항성은 JIS L1906 "필라멘트사로 만든 부직포용 시험방법"[유연성 A법 (캔틸레버법)]에 따라 측정했다.

[흡수 높이]

흡수 높이는 JIS L1018-70 "편물 시험법"[수흡수 B법(비렉법) KRT No.411-2]에 따라 측정했다. 2.5 ㎝ X 32 ㎝의 부직포의 하단에 추를 부착했다. 직물 시료를 수용 잉크(잉크/물=1/5)에 담궈 바닥으로부터 1 ㎝ 폭이 수용 잉크 중에 잠기도 록 했다. 직물 시료를 이러한 상태로 10분간 유지시켰을 때, 물의 상승된 길이(또는 높이)를 측정했다. 부가적으로, 이 방법에 사용된 부직포는 미리 1시간 동안 80℃의 열수에 침지시켰다.

[수유지성(water retention)]

20 평방 센티미터의 부직포를 미리 완전히 건조시키고, 정밀하게 칭량했다. 부직포를 20℃ 순수한 물 500 ㎖에 5분간 침지시킨 후, 물에서 꺼내고, 그런 다음 꺼낸 상태로 약 30초간 유지했다. 물방울이 안떨어지기 시작하는 시간에서의 부직포의 총 중량을 정밀하게 측정하여 부직포의 수유지성을 측정했다.

[와이핑 성능(급속 흡수)]

1 그램의 증류수를 관찰 유리(직경: 9㎝)에 넣고, 5 평방 센티미터의 부직포를 펴서, 상기 관찰 유리의 물에 넣었다. 5초후, 집게로 부직포의 한쪽 구석을 집어서 부직포를 관찰 유리로부터 재빨리 꺼내고, 관찰 유리에 남은 물의 양을 측정했다.

[공기 투과도]

공기 투과도는 JIS L1906 "필라멘트사로 만든 부직포용 시험방법"에 따라 측정했다.

[권축비]

권축비는 JIS L1015에 따라 측정했다. 그러나, 한 조각의 극세 섬유를 이용하여 권축비를 측정하는 것은 매우 어렵기 때문에, 극세 섬유 번들로 측정을 실시했다. 즉, 부직포 시료의 표면에 존재하는 극세사 번들을 꺼내, 섬유 번들의 권축 을 펴기 전과 후의 길이를 측정하고, 권축을 편 섬유의 길이에 대한 권축에 의해 수축된 길이(섬유 번들의 권축을 펴기 전과 후의 길이 차이)의 퍼센트를 측정했다.

[내산화성]

내산화성은 JIS-P8113에 따라 결정했다. 부직포 시료를 5% KMnO₄ (250 ㎖)와 30% KOH (50 ㎖)의 혼합 수용액(50℃)에 1시간 동안 침지시켰다. 침지 처리 전 후의 인장 강도를 측정하고, 유지성(%)를 결정했다.

[전해질 용액 유지성]

5 평방 센티미터의 밧데리 격리판을 20℃의 30% KOH 수용액에 30분간 침지시키고, 용액에서 꺼낸 후 꺼낸 상태에서 30초간 유지시켰다. 방울이 떨어지지 않는 시간에서의 부직포의 총 중량을 정밀하게 측정하여 격리판의 용액량(%)(즉, 격리판의 용액 유지성(%))를 측정했다.

실시예 1

[에틸렌 개질된 PVA의 제조]

교반기, 질소 투입구, 에틸렌 투입구 및 개시제 투입구가 장착된 가압 반응용 100 L 용기에, 29.0 Kg의 비닐 아세테이트 및 31.0 Kg의 메탄올을 첨가했다. 혼합물을 60℃까지 가열하고, 이어서 반응계의 분위기를 30분간 버블링하며 질소 기체로 바꿨다. 이어서, 에틸렌을 반응 용기에 투입하여 반응 용기의 압력이 5.6 kg/㎠ (5.5 x 10⁵ Pa)이 되게 했다. AMV (2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴))을 개시제로서 메탄올에 녹여 2.8 g/L 농도를 갖는 개시제 용액을 제조 하고, 계의 분위기를 버블링에 의해 질소 기체로 바꿨다. 반응 용기의 내부 온도를 60℃로 맞추고, 이어서 170 ㎖의 개시제 용액을 반응 용기에 부어 중합 반응이 시작되도록 했다. 중합 중, 반응 용기에 에틸렌을 도입하여 반응용기를 5.6 kg/㎠ (5.5 x 10⁵ Pa)로 유지시키고, 60℃의 온도를 유지시켰으며, 개시제 용액을 이용하여 610 ㎖/hr의 속도로 용기에 AMV를 연속적으로 투입하여 중합 반응을 실시했다. 9.5 시간 후, 중합률이 68%가 되었을 때, 계를 냉각시켜 중합 반응을 중단시켰다. 중합계를 열어 에틸렌을 제거하고, 질소 기체를 버블링시켜 에틸렌을 확실히 제거했다. 그런 다음, 반응 혼합물 중 남은 미반응 비닐 아세테이트 단량체를 갑압하에서 증발시켜 제거하고, 얻은 폴리비닐 아세테이트를 그의 메탄올 용액으로서 얻었다.

얻은 폴리비닐 아세테이트 용액에 메탄올을 첨가하여 폴리비닐 아세테이트 농도를 50%로 조정했다. 얻은 폴리비닐 아세테이트(용액 중 폴리비닐 아세테이트:1.0 Kg)의 용액 2.0 Kg에 비누화를 위해 0.47 Kg의 알칼리 용액(10% NaOH를 함유하는 메탄올 용액)을 첨가했다[즉, 폴리비닐 아세테이트 중 비닐 아세테이트 단위에 대한 NaOH의 몰비(MR)는 0.10임]. 알칼리 투입으로부터 약 5분 후, 얻은 겔화된 생성물을 분쇄기로 분쇄시키고, 3시간 동안 60℃에서 방치시켜 비누화 반응을 시켰다. 그런 다음, 0.5% 아세트산 수용액 및 메탄올의 혼합 용액 10 Kg (아세트산 수용액/메탄올=20/80 (중량비))를 비누화된 생성물에 첨가하여 남은 알칼리를 중화시켰다. 중화가 끝난 것을 페놀프탈레인 지시약을 사용하여 확인한 후, 반응 생성물을 여과하여 백색 고체 PVA를 얻었다. PVA를 물과 메탄올의 혼합용액(물/메탄올 = 20/80 (중량비)) 20kg에 첨가하고, 세척을 위해 3시간 동안 실온에서 방치했다. 세척 작업을 3회 반복했다. 이어서 10Kg의 메탄올을 세척된 것에 추가로 첨가하고, 세척을 위해 혼합물을 3시간 동안 실온에서 방치했다. 그런 다음, 얻은 것을 액체 제거를 위해 원심분리하고, 그렇게 얻은 PVA를 건조기에서 2일간 70℃에서 방치하여 건조된 PVA를 얻었다(PVA-1).

얻은 에틸렌 개질 PVA의 비누화도 99.1 mol%였다. 더욱이, 개질된 PVA를 애쉬화 하고(ashed), 산에 녹였다. 얻은 물질의, 원자 흡수 포토미터로 측정한 나트륨 함량은 개질 PVA 100질량부에 대해 0.0012 중량부였다.

더욱이, 중합 후 미반응 비닐 아세테이트 단량체를 제거하여 얻은 폴리비닐 아세테이트의 메탄올 용액 중에 n-헥산을 녹여 폴리비닐 아세테이트를 침전시키고, 침전물을 아세톤에 녹여 정제했다. 정제를 위해 재결정을 3회 실시했고, 이어서 얻은 물질을 3 일간 80℃에서 감압 건조하여 정제된 폴리비닐 아세테이트를 얻었다. 정제된 폴리비닐 아세테이트를 DMSO-d₆에 녹이고, 그의 H-NMR을 500 MHz 양성자 NMR(JEOL제, "GX-500")을 이용하여 80℃에서 측정하여, 폴리비닐 아세테이트의 에틸렌 함량을 8.7 mol%로 정했다.

미반응 단량체를 제거한 후의 폴리비닐 아세테이트의 메탄올 용액을 알칼리 몰비 0.5로 비누화시키고, 분쇄화를 실시했다. 분쇄된 것을 5시간 동안 60℃에서 방치하여 비누화를 진행시켰다. 그런 다음 얻은 것을 3일간 메탄올 속실렛을 하 고, 3일간 80℃에서 감압 건조하여 정제된 에틸렌-개질 PVA를 얻었다. PVA의 평균 중합도를 통상적인 방법 JIS K6726에 따라 측정하여 340으로 정했다. 또한, 정제된 개질 PVA의 5% 수용액을 제조하고, 10 ㎛의 두께를 갖는 캐스트 필름을 만들었다. 필름을 하루동안 80℃에서 감압 건조시킨 후, PVA의 융점을 상기 언급한 방법에 따라 DSC (Mettler-Toledo K.K., "TA3000")으로 측정하여 212℃임을 보였다(표 1).

상기에서 얻은 PVA-1을 용융시키고, 미리 정한 220℃의 온도에서, 이축 압출기(Japan Steel Works, Ltd.제, 30 ㎜Φ)로 200 rpm의 스크류 회전 속도로 압출시 켜 펠렛을 만들었다(표 1).

그렇게 얻은 PVA (PVA-1) 펠렛, 및 고유 점도 0.7 및 융점 255℃를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 준비하고, 용융 혼련을 위해 각각을 별개의 압출기로 가열하고, 280℃의 16개의 분리된 (오렌지 단면) 복합 방사 헤드로 유도하여 부직포를 구성하는 복합 연속 섬유 중 PVA에 대한 PET의 중량비[PET/PVA]가 85/15가 되게 했다. 그런 후, 유도된 것을 이하의 조건하에서 방사구금으로부터 방출시켰다: 노즐 직경 : 0.35 mmΦ x 1008 홀, 방출 속도 1050 g/min, 및 전단률 2500 sec^-1. 방사된 필라멘트 군을 20℃의 냉각풍으로 냉각하에 이젝터(ejector)에 의해 3000 m/min의 연신 속도로 연신하여 가늘게 만들고, 이때 이젝터는 고속의 공기를 방출하며 노즐로부터 80 ㎝의 거리에 위치했다. 그런 후, 개섬된 필라멘트 군을 끝없이 회전하는 수집 콘베이어 장치에서 수집하고 침착시켜 연속 섬유로 이루어진 웹을 형성시켰다. 방사 상태에 관하여는, 섬유의 사절이 없었고, 단면의 형태는 매우 훌륭했다. 도 1은 얻어진 복합 연속 섬유의 단면을 보여준다(길이 방향에 수직인 방향으로의 단면도). 섬유의 단면 형태(또는 구조)는 수용성 열가소성 폴리비닐 알코올을 포함하는 상 1 및 열가소성 중합체를 포함하는 상 2로 구성된 16개로 분리된 형태[오렌지 단면 (1)]이다.

그런 다음, 웹을 50 kgf/㎝ (490 N/㎝)의 선형 부하의 180℃로 가열된 평평한 롤과 불균일한 패턴의 엠보싱된 롤사이로 통과시키고, 엠보싱된 부분을 열압착시켜 121 g/㎡의 직물 중량 및 3.5 dtex의 단일 섬유 섬도를 갖고, 16개로 나뉜 복 합 연속 섬유로 이루어진 부직포를 얻었다. 얻은 부직포는 균일하고 매우 훌륭했다. 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포의 제조 조건은 표 2 내지 4에 보였다.

얻은 50 m 길이의 부직포에 대하여, PVA 성분 추출 처리를 서큘러 염색기(수조:800L, 부직포에 대한 수조 중 물의 중량비 (또는 수조비): 330/1이고, 부직포의 회전속도: 약 50 m/min)를 사용하여 실시했다. 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포를 수조에 넣은 후, 수조 중 물을 실온에서 95℃까지 약 5℃/분의 속도로 가열하 고, 부직포를 95℃의 수조 중 열수로 20분간 처리했다. 추출 처리는 2회 실시했고(즉, 95℃에서 처리 가공 시간은 총 40분임), 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포 중 PVA 성분은 여과로 제거했다. 부직포에 대한 PVA의 비율은 추출 제거 후 0.04%였다.

이어서, 얻은 웹을 3분간 80℃에서 연속적으로 열풍 건조하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포를 얻었다. 건조 후 부직포의 수분 퍼센트는 0.18%였다. 이 부직포를 구성하는 극세 연속 섬유는 웨지(wedge)-형태 (또는 V-형태 또는 쐐기) 단면을 가졌고, 부직포는 각각 웨지-형태 단면을 갖는 8개의 섬유의 번들로 구성되었다. 더욱이, 웨지-형태의 극세 섬유는 미세 (또는 작은) 권축을 가졌으며, 권축도의 경우는 권축을 폈을 때 섬유 길이가 약 8% 늘어났다.

상기 방법으로 얻은 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포에 있어서, PVA의 도포, 섬도, 직물 중량 및 다양한 기본적인 물리적 성질의 평가 결과를 표 5 내지 7에 기술했다.

더욱이, 상기 방법으로 얻은 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포 중 와이퍼 성능을 평가했다. 표 5 내지 7은 흡수 높이, 수유지성, 및 와이핑 성질(급속 흡수 성)의 평가 결과를 보여준다.

각 평가에서, 부직포는 뛰어난 성능을 보였다.

또한, 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포의 필터 성능을 조사하기 위해, 공기 투과도의 측정을 실시했다. 그 결과를 표 5 내지 7에 나타냈다.

부직포가 낮은 공기 투과도를 갖고 여과 성질이 뛰어남을 확인했다.

실시예 2 내지 8

실시예 1에서 사용된 PVA 대신, 표 1에 기술된 PVA를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조건 하에서 복합 연속 섬유로 구성된 부직웹을 얻었다. 방사 상태를 표 2 내지 4에 나타냈다.

복합 연속 섬유로 구성된 얻은 부직포에 관하여, PVA 요소를 실시예 1처럼 서큘러 염색기를 사용하여 추출하고, 3분간 80℃에서 열풍 건조하여 목적하는 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포를 얻었다. 또한, 각 부직포에서, 부직포는 8개의 극세 섬유의 번들로 구성되었다.

극세 연속 섬유로 구성된 얻은 부직포에서, 남은 PVA의 양, PVA의 도포, 수분 퍼센트, 섬도, 직물 중량 및 다양한 물리적 성질의 평가 결과를 표 5 내지 7에 기술했다. 또한, 와이퍼 성능 및 여과 성능의 평가 결과 역시 표 5 내지 7에 나타냈다.

표 9 내지 18

실시예 1에서 사용된 PVA 대신, 표 1에 기술된 PVA를 사용하고, 표 2 내지 4에 표시된 단면을 갖는 방사구금 및 표 2 내지 4에 표시된 열가소성 중합체를 사용 하고, 표 2 내지 4에 기술된 방사 조건을 적용하여, 노즐로부터 이젝터까지의 거리 및 라인 네트율(line net rate)을 적절히 조정한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조건 하에서 복합 연속 섬유로 구성된 부직웹을 얻었다. 이어서, 웹을 표 2 내지 4에 기술된 엠보싱 온도에서 부분적으로 열압착시켜 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포를 얻었다.

복합 섬유 중 중합체의 중량비를 팩으로의 중합체의 도입량을 변화시켜 조정했다. 또한, 도 2 내지 4는 상기 언급한 오렌지 단면 (1) 이외의 복합 섬유의 단면을 보여준다. 도 2는 다른 오렌지 단면을 보여주며, 섬유의 단면은 수용성 열가소성 폴리비닐 알코올로 이루어진 상 1및 열가소성 중합체로 이루어진 상 2를 포함하는 8개로 나뉜 단면 형태를 갖는다 (오렌지 단면(2)). 도 3은 수용성 열가소성 폴리비닐 알코올로 이루어진 상 1및 열가소성 중합체로 이루어진 상 2를 포함하는 적층물 모양의 복합 섬유의 단면 형태를 보여준다. 적층물 모양의 복합 섬유는 상 1 및 상 2가 섬유의 단면에서 각각 6개의 층 및 5개의 층을 갖도록 유도하여 얻었다. 도 4는 수용성 열가소성 폴리비닐 알코올로 이루어진 상 1 및 열가소성 중합체로 이루어진 상 2를 포함하는 해도 모양의 복합 섬유의 단면 형태를 보여준다. 해도 모양의 복합 섬유는 열가소성 중합체 및 PVA가 섬유의 단면에서 각각 섬 부분 및 바다 부분을 구성하도록 유도하여 얻었다.

실시예 9 및 10에서 롤을 가열하지 않았고, 웹은 단지 50 Kgf/㎝(490 N/㎝)의 선형 부하에서 통과시켰다. 또한, 실시예 10에서, 분리를 위해 히드로인탱글먼트 기계를 사용하여 가압된 물을 분사하여 복합 연속 섬유를 처리했다(수압: 150 Kgf/㎠ (14700 MPa), 부직포의 통과속도: 3 m/min).

복합 연속 섬유로 이루어진 얻은 부직포로부터, PVA 성분을 추출하고, 부직포를 건조하여 목적한 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포를 얻었다. 실시예 9 내지 11에서, 부직포를 윈치 염색기를 사용하여 처리했다(수조:1000L, 90℃ x 60분, 부직포의 회전속도: 약 100 m/min). 실시예 12 내지 17에서, 부직포에 대한 PVA의 비율은 실시예 1과 유사하게 서큘러 염색기를 이용하고, 열수 온도 및 처리 시간을 바꿔 조정했다.

극세 연속 섬유로 이루어진 얻은 부직포에서, 남은 PVA의 양, PVA의 도포, 수분 퍼센트, 섬도, 직물 중량 및 기본 물리적 성질을 표 5 내지 7에 나타냈다. 또한, 와이퍼 성능 및 여과 성능의 평가 결과 역시 표 5 내지 7에 나타냈다. 부가적으로, 각 실시예에서의 부직포에서, 부직포는 6개의 극세 섬유의 번들로 이루어졌다.

실시예 19 및 20

복합 연속 섬유, 엠보싱 처리 및 추출을 포함하는 부직웹의 제조를 실시예 1과 동일한 조건하에서 실시했다. 그런 다음, 웹을 표 2 내지 4에 보여진 조건하에서 열풍 건조하여 극세 연속 섬유로 이루어진 목적한 부직포를 얻었다. 얻은 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포에서, 남은 PVA의 양, PVA의 도포, 수분 퍼센트, 섬도 및 직물 중량 및 기본적 물리적 성질을 표 5 내지 7에 나타냈다. 표 5 내지 7은 또한 와이퍼 성능 및 여과 성능의 평가 결과를 보여준다. 부가적으로, 각 실시예에서 부직포에서, 부직포는 극세 섬유의 번들로 이루어졌다.

실시예 21 내지 22

복합 연속 섬유, 엠보싱 처리 및 추출을 포함하는 부직웹의 제조를 실시예 1과 동일한 조건하에서 실시했다. 그런 다음, 표 2 내지 4에서 보여진 수조비로 PVA를 웹으로부터 추출하고, 이어서 웹을 3분간 80℃에서 열풍 건조하여 극세 연속 섬유로 이루어진 목적한 부직포를 얻었다. 얻은 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포에서, 남은 PVA의 양, PVA의 도포, 수분 퍼센트, 섬도 및 직물 중량 및 기본적 물리적 성질을 표 5 내지 7에 나타냈다. 부가적으로, 각 실시예에서 부직포에서 또한, 부직포는 극세 섬유의 번들로 이루어졌다.

비교 실시예 1 내지 3

복합 연속 섬유로 이루어진 부직포를 실시예 1에서 사용한 PVA 대신 표 1에서 기술한 PVA를 사용하고, 표 2 내지 4에서 보여진 방사 조건 및 수불용성 열가소성 수지를 채용하고, 노즐로부터 이젝터까지의 거리 및 라인 네트율을 조정한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 조건하에서 실시했다. 그리고, 웹을 표 2 내지 4에서 기술된 엠보싱 온도에서 부분적으로 열 압착하여 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포를 얻었다. 복합 섬유 중 중합체의 중량비는 팩으로의 중합체의 도입량을 조절하여 조정했다. 각 비교 실시예에서 방사 조건은 좋았다.

얻은 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포에서, 실시예 1과 유사하게, PVA 성분을 부직포로부터 추출하고, 부직포를 건조하여 극세 연속 섬유로 이루어진 목적하는 부직포를 얻었다. 부직포에 대한 PVA의 비율을 열수 온도 및 처리 시간을 적절히 변화시켜 조정했다.

얻은 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포에서, 남은 PVA의 양, PVA의 도포, 수분 퍼센트, 섬도 및 직물 중량 및 다양한 성능을 표 5 내지 7에 나타냈다.

비교 실시예 1의 경우, 연속 섬유로 이루어진 부직포의 섬도는 컸고, 그 결과 부직포의 흡수 높이가 나빠졌다. 또한, 공기 투과도가 또한 크기 때문에, 필터 기질로 이용했을 경우, 어느 정도 필터 성능이 열악했다.

비교 실시예 2의 경우, PVA를 열수 처리로 웹으로부터 거의 완전히 제거했고, 그리하여 부직포는 흡수 높이가 나빴고, 와이핑 성능이 열악했다.

더구나, 비교 실시예 3에 관해서는, 열수 처리후 PVA의 잔류비가 높았고, 유연성이 열악한 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포만 얻었다.

비교 실시예 4

0.7의 고유 점도 및 255℃의 용융점을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 준비했다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 압출기에서 가열하여 용융 혼련시키고, 280℃의 방사 헤드로 유도하고, 이하의 조건하에서 방사구금으로부터 방출했다:노즐 직경 : 0.35 mmΦ x 1008 홀, 방출 속도 620 g/min, 및 전단률 3000 sec^-1. 이어서, 방사된 필라멘트 군을 이젝터(ejector)에 의해 20℃의 냉각풍으로 냉각하며, 4000 m/min의 연신 속도에서 연신하여 가늘게 만들었으며, 이때 이젝터는 고속의 공기를 방출하며 노즐로부터 80 ㎝의 거리에 위치했다. 그런 후, 개섬된 필라멘트 군을 끝없이 회전하는 수집 콘베이어 장치에서 수집하고 침착시켜 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 연속 섬유로 이루어진 웹을 형성시켰다.

그런 다음, 웹을 50 kgf/㎝ (490 N/㎝)의 선형 부하의 180℃로 가열된 평평한 롤과 불균일한 패턴의 엠보싱된 롤사이로 통과시키고, 엠보싱된 부분을 열압착시켜 84 g/㎡의 직물 중량 및 1.54 dtex의 단일 섬유 섬도를 갖는 연속 섬유로 이루어진 부직포를 얻었다.

연속 섬유로 이루어진 얻은 부직포에서, 남은 PVA의 양, PVA의 도포, 수분 퍼센트, 섬도 및 직물 중량 및 다양한 물리적 성질을 표 5 내지 7에 나타냈다.

오직 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 구성된 부직포는 액체 흡수성을 보이지 않았고, 또한 기체 투과도가 높았다. 따라서, 그러한 부직포는 여과 성능에서 열악했다.

비교 실시예 5

비교 실시예 4에서 얻은 연속 섬유로 이루어진 부직포를 PVA-1의 1% 수용액에 침지시키고, 1시간 동안 95℃에서 열처리했다. 처리 후, 연속 섬유로 이루어진 부직포를 용액에서 꺼내고, 약 3시간 동안 그 상태에서 80℃로 열풍 건조시켜 연속 섬유로 구성되고, 그 안에 PVA-1을 함유하는 부직포를 얻었다. 연속 섬유로 이루어진 부직포에 대한 PVA의 잔류비는 1.4%였다.

연속 섬유로 구성된 얻은 부직포를 이용하여 여러가지 성능을 평가했다. 그 결과를 표 5 내지 7에 보였다.

부직포 중 PVA의 존재는 직물에 수흡수성을 확실히 부여한다. 그러나, 섬유 직경이 크기 때문에, 부직포는 수흡수성이 불충분하고 와이퍼 성능이 열악했다.

비교 실시예 6

400 g/10 min의 용융 흐륨율(MFR)을 갖는 폴리프로필렌을 용융 압출기를 사용하여 230℃에서 용융 혼련시켰다. 용융된 중합체 흐름을 용융 블로우 다이 헤드로 유도하고, 기어 펌프로 계량하고, 0.75 mm의 피치의 열로 각각 0.3 mmΦ 직경의 구멍을 갖는 멜트블로운 노즐로부터 방출시키고, 동시에, 그 수지에 240℃의 열풍을 분무시켜, 방출된 섬유를 몰딩을 위해 콘베이어에서 수집하여 직물 중량 100g/㎡을 갖는 폴리프로필렌계 극세 섬유로 이루어진 부직포를 얻었다.

얻은 극세 섬유로 이루어진 부직포에서, 섬도, 직물 중량 및 다양한 성능의 평가 결과를 표 5 내지 7에 나타냈다.

결과로부터 명백하게, 인장 강도는 낮았고, 단독으로 부직포를 이용하기 힘들었다.

비교 실시예 7

비교 실시예 6에서 얻은 극세 섬유로 구성된 부직포를 1% PVA-1 수용액에 침지키시고, 1시간 동안 95℃에서 열처리했다. 처리후, 극세 섬유로 이루어진 부직포를 용액에서 꺼내고, 약 3분간 80℃에서 열풍 건조를 하여 극세 섬유로 이루어지고, 그 안에 PVA-1을 함유하는 부직포를 얻었다. 극세 섬유로 이루어진 부직포에 대한 PVA의 잔류비는 1.2 %였다.

극세 섬유로 이루어진 얻은 부직포를 사용하여 다양한 성능을 평가했다. 그 결과를 표 5 내지 7에 나타냈다.

부직포에서 PVA의 존재는 확실히 직물에 수흡수성을 부여한다. 그러나, 낮은 강도때문에 섬유 및 부직포는 플러프(또는 냅)이 생성되어, 단독으로 부직포를 이용하는 것이 힘들다. 더욱이, 각 극세 섬유는 독립적이었고, 본 발명의 부직포의 섬유처럼 번들 상태를 형성하지 않았다.

실시예 23

실시예 6 및 비교 실시예 6에서 얻은 폴리프로필렌계 부직포를 적층하고, 적층한 것을 50 kgf/㎝ (490 N/㎝)의 선형 부하의 150℃로 가열된 평평한 롤과 불균일한 패턴의 엠보싱된 롤사이로 통과시키고, 엠보싱된 부분을 열압착시켜 극세 섬유로 이루어진 부직포 적층물을 얻었다.

표 5 내지 7은 얻은 부직포 적층물의 여러가지 성능의 평가 결과를 보여준다.

그 결과, 얻은 극세 섬유의 부직포 적층물은 높은 강도 및 낮은 기체 투과도를 가졌고, 필터 기질로 적절했다.

실시예 24 내지 28

각각 실시예 9, 13 및 18에서 얻은 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포 50 m에서, 히드로인탱글먼트 기계를 이용하여 가압된 물을 분사시켜 복합 연속 섬유를 인탱글시켰다(150 Kg/㎠(14700 MPa), 부직포 통과속도: 5 m/min).

이어서, PVA 성분의 추출 처리를 서큘라 형 염색기를 사용하여 실시했다(수조:800L, 부직포의 회전속도: 약 50 m/min). 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포를 수조에 넣은 후, 수조 중 물을 실온에서 95℃까지, 약 5℃/min의 속도로 가열하고, 부직포를 15분간 95℃의 수조의 열수로 처리했다. 추출 처리를 2회 실시하여 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포 중 PVA 성분을 추출했다.

웹을 3분간 80℃에서 연속 처리에 의해 열풍 건조하여 폴리프로필렌 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포를 얻었다.

또한, 극세 연속 섬유로 구성된 각 부직포를 표 8에 보여진 조건하에서 가열된 평평한 롤 사이에 통과시켜 균일하고 우수한 밧데리 격리판을 얻었다.

얻은 밧데리 격리판의 다양한 기본적인 물리적 성질을 표 8에 나타냈다. 각 평가는 우수한 성능을 보여줬다.

비교예 8

실시예 9에서 얻은 복합 연속 섬유로 이루어진 부직포를 사용하고, 표 8에 나타낸 조건하에서 가열된 평평한 롤 사이에 통과시키는 것을 제외하고, 실시예 24 와 동일한 조건으로 히드로인텡글먼트 및 열수 처리를 실시하여 밧데리 격리판을 얻었다. 얻은 받데리 격리판의 여러가지 기본적인 물리적 성질의 평가 결과를 표 8에 기술했다.

밧데리 격리판을 구성하는, 극세 연속 섬유로 이루어진 부직포를 필름 형태로 성형했고, 수흡수 성능이 나빠졌다. 따라서, 부직포를 격리판로서 사용하기 힘들었다.

실시예 29

수산화 코발트로 도포된 수산화 니켈 분말 100 중량부에, 고체 기준으로 20중량부의 카르복시메틸 셀룰로우즈의 수용액을 첨가하고, 또한 혼련하여 페이스트로 준비했다. 전류 수집기(current collector)로서 다공성 니켈판에 페이스트를 충전(fill)하고, 건조하고, 이어서 롤러 압착으로 롤링하고 성형하여 전류 수집기 및 전류 수집기에 지지되는 수산화 니켈 함유 캐소드 믹스를 포함하는 포지티프 플레이트를 만들었다. 포지티브 플레이트는 680 ㎛의 두께를 가졌으며, 580 mAh/㎖의 단위 부피당 용량을 가졌다.

메틸 셀룰로우즈 수용액 (20 중량부)를 LmNi_4.0Co_0.4Mn_0.3Al_0.3으로 표시되는 식을 갖는 수소 저장 얼로이 분말 100 중량부에 첨가하고, 서로 혼합하여 페이스트를 준비했다. 이 페이스트를 각 0.4 mm의 두께로 펀칭 금속의 양면에 전류 수집기로서 도포하고, 건조하고, 압착하고, 애노드 믹스 중 양면의 각 두께가 0.35 mm가 될 때까지 롤러 압착기로 성형했고, 조각 당 애노드 믹스의 패킹 밀도(D)가 0.23 g/㎠ 의 네가티브 플레이트인 네가티브플레이트를 만들었다.

도 5에서 보인 것처럼, 얻은 포지티브 플레이트(3)와 네가티브 플레이트(4)를 실시예 23의 격리판 (5)를 통해 교호로 중첩시켜, 전극 군을 만들었다. 또한, 도 6에서 보인 것처럼, 납선(lead wire) (또는 선납) (6)을 각 전극으로부터 꺼냈다. 그러한 전극 군 세 조각을 준비하고, 도 6에서 보여진 것처럼, 안전 밸브(9)가 장착된 아크릴로 장갑된(armored) 캔 (또는 케이스) (8)에 넣었다. 캔에, 1.28의 비중을 갖는 KOH 수용액을 붓고, 가스킷(7)을 통해 밀봉하여 1000 mAh의 공칭 용량을 갖는 밧데리를 만들었다.

2일간 60℃에서 에이징 한 후, 밧데리를 15시간 동안 10 시간율(時間率)의 속도로 충전하고, 말단 전압이 1 V가 될 때까지 0.2C로 방전시켰다. 충전 및 방전을 3회 반복했다. 표 9는 3회 사이클 중 서비스 용량의 평균 값을 보여준다.

비교 실시예 9

비교 실시예 8에서 제조된 분리박을 사용한 것을 제외하고는 실시예 29에서와 동일한 방법으로 밧데리를 만들고, 충전하고, 방전시켰다. 표 9는 3회 사이클 중 서비스 용량의 평균값을 보여준다.

표 9에 보여진 결과로부터 명백한 것처럼, 실시예 29의 밧데리는 비교 실시예 9의 밧데리에 비해 서비스 용량이 높았다.

실시예 30

폴리테트라플루오로에틸렌의 10 중량부 및 전도성 충전제(Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha제, "DENKA BLACK") 10 중량부를 활성화된 탄소(Kuraray Chemical Co., Ltd.제, "BP-20") 80 중량부에 첨가했다. 혼합물을 혼련하고, 시트로 성형하고, 이어서 그 시트를 펀칭하여 13 mm의 직경을 갖는 원형 분극가능 전극을 얻었다. 분극가능 전극을 전도성 페이스트로 캔 포장에 부착시키고, 30분간 150℃에서 건조시키고, 이어서 12시간 동안 200℃에서 진공 건조시켰다. 각각 13.5 mm의 직경을 갖는 원형 격리판을 실시예 24의 두 격리판로부터 각각 펀칭하고, 60℃에서 진공 건조시키고, 이어서 이슬점이 -80℃ 이하인 글로브 박스내로 옮기고, 셀(밧데리)제조를 위한 향후의 작업은 글로브 박스 내에서 실시했다. 전기 분해 용액으로서, 테트라에틸암모늄 테트라플루오로보레이트을 1M/L의 농도로 함유하는 프로필렌 카보네이트 용액을 사용하고, 분극가능 전극 및 실시예 24의 격리판을 30분간 전기분해 용액에 담궜다. 이러한 물질을 사용하여 도 7에 보여진 바와 같은 동전 형상의 축전기를 조립했다. 동전 형상의 축전기에서, 한 쌍의 수집 부재(10) 및 한 쌍의 분극 가능 전극(11)을 격리판(12)를 통해 용기(14)에 넣고, 용기(14)를 가스킷(13)으로 밀봉했다.

동전 형상의 축전기를 4 mA의 고정 전류에서 2.0V까지 충전 및 방전시키고, 정전 용량(또는 캐패시턴스)를 첫번째 사이클의 방전시 1.0V에서 0.5V로의 방전 커브를 기초로 계산했다. 더욱이, 저항을 방전 후 바로 감소된 전압으로부터 결정했다. 그 결과를 표 10에 보였다.

비교 실시예 10

비교 실시예 8에서 제조한 격리판을 사용하여 제조한 것을 제외하고, 실시예 10과 동일한 방법으로 축전기를 만들고, 충전 및 방전시켰다. 표 10은 정전 용량의 평균값을 보여준다.

표 10으로 부터 명백하듯이, 실시예 10의 축전기는 비교 실시예 10의 축전기에 비해 전기 용량이 크고, 저항이 작았다.

Claims

0.5 dtex 이하의 평균 섬도를 갖는 극세 연속 섬유를 포함하는 부직포로서, 부직포 구조체 중에 수용성 열가소성 수지가 부직포 중량에 대해 5중량% 이하 존재하고, 80℃의 물 속에서 60분간 침지 처리된 부직포를 이용했을 때, 비렉법을 기초로 10분 후 20℃에서 측정한 흡수 높이가 30 ㎜ 이상이고, 이하의 식을 부직포의 길이 방향, 측면 방향 모두에서 만족하는 부직포:

<수학식 1>

(B)/(A) ≥ 0.25

식에서, (B)는 부직포의 길이 방향 또는 측면 방향으로의 인장 강도[N/5㎝]를 나타내고, (A)는 부직포의 직물 중량[g/㎡]을 나타낸다.
제1항에 있어서, 표면의 30% 이상이 수용성 열가소성 수지로 도포된 부직포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 수용성 열가소성 수지가 수용성 열가소성 폴리비닐 알코올을 포함하는 부직포.
제3항에 있어서, 수용성 열가소성 폴리비닐 알코올이 4 이하의 탄소수를 가진 α-올레핀 단위 및 C_1-4알킬 비닐 에테르 단위의 군으로부터 선택된 하나 이상의 단위를 0.1 내지 20 mol%의 비율로 함유하는 개질 폴리비닐 알코올을 포함하는 부직포.
제4항에 있어서, 수용성 열가소성 폴리비닐 알코올이 3 내지 20 몰%의 에틸렌 단위를 함유하는 개질된 폴리비닐 알코올을 포함하는 부직포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 부직포에 대한 수용성 열가소성 수지의 비율이 0.001 내지 5중량%인 부직포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 부분적으로 열압착되고, 부직포의 형태를 유지하는 부직포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 극세 연속 섬유가 가압된 물을 분사하여 인탱글된 부직포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 및 25 내지 70 mol%의 비율로 에틸렌 단위를 함유하는 개질된 폴리비닐 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 열가소성 수지를 포함하는 부직포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 극세 연속 섬유의 번들로부터 얻을 수 있는 부직포.
제1항에 있어서, 각각 미세 권축을 갖는 극세 연속 섬유의 번들로부터 얻을 수 있는 부직포.
제1항 또는 제2항에 따른 부직포 및 기타 부직포를 포함하는 적층물.
수용성 열가소성 수지 및 수불용성 열가소성 수지의 복합 연속 섬유를 포함하는 부직포 또는 부직웹을 준비하고, 부직포 또는 부직웹에서 수용성 열가소성 수지를 제거하고, 여기서 부직포 또는 부직웹에 대하여 5중량% 이하의 비율로 수용성 열가소성 수지를 잔존시키기 위해 수용성 열가소성 수지의 대부분을 친수성 용매에 용해시켜 부직포 또는 부직웹으로부터의 제거를 하는 것을 포함하는, 0.5 dtex 이하의 평균 섬도를 갖는 극세 연속 섬유를 포함하는 부직포의 제조방법.
제13항에 있어서, 복합 연속 섬유가

수불용성 열가소성 수지를 포함하는 극세 섬유 성분 및

복수의 분리된 부분으로 성분을 나누거나 스플릿하기 위한 수용성 열가소성 수지를 포함하는 복합 구조를 단면으로 갖는 것인 방법.
제13항 또는 제14항에 있어서, 수용성 열가소성 수지가 부직포에 대하여 0.001 내지 5 중량%의 비율로 유지되는 것인 방법.
제13항에 있어서, 친수성 용매로 수용성 열가소성 수지의 대부분을 제거한 후 120℃ 이하의 온도에서 부직포 또는 부직웹을 건조하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 수용성 열가소성 수지의 제거가 부직포의 1 중량부에 대해서 친수성 용매 100 내지 2000 중량부를 이용하여 실시되는 방법.
제13항에 있어서, 수용성 열가소성 수지의 대부분을 제거할 때, 용해 처리가

50℃ 이하의 온도의 친수성 용매에 부직포 또는 부직웹을 담그는 단계,

친수성 용매의 온도를 점차적으로 높이는 단계, 및

부직포 또는 부직웹을 5분 내지 10시간 동안 80 내지 120℃의 온도에서 친수성 용매 중에서 열처리하는 단계를 포함하는 방법.
제1항 또는 제2항에 따른 부직포를 포함하는 와이퍼.
제1항 또는 제2항에 따른 부직포를 포함하는 필터 물질.
제1항 또는 제2항에 따른 부직포를 포함하는 밧데리 또는 축전기 격리판.
제21항에 따른 격리판을 포함하는 밧데리.
제21항에 따른 격리판을 포함하는 축전기.