KR101672461B1 - Composition of non-woven fabric having molten cellulose ultrafine-fiber, Non-woven fabric having molten cellulose ultrafine-fiber using the same and Manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용융 셀룰로오스 초극세 부직포 조성물, 용융 셀룰로오스 초극세 부직포 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로 설명하면 섬유 내 기공이 형성되어 있고, 벌키한 구조의 섬유집합체를 포함하는 용융 셀룰로오스 초극세 부직포를 제공하기 위한 조성물, 이를 이용하여 제조한 초극세 부직포 및 이의 제조방법에 관한 것이며, 나아가 이의 응용제품에 관한 것이다.The present invention relates to a melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric composition, a molten cellulose ultrafine nonwoven fabric and a process for producing the same. More specifically, the present invention provides a melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric having pores in a fiber and containing a fiber aggregate of a bulky structure A nonwoven fabric prepared using the same, and a method for producing the same, and further relates to an application product thereof.
Description
본 발명은 부직포를 구성하는 섬유 내 기공이 형성되어 있고, 벌키한 구조의 섬유집합체를 포함하는 용융 셀룰로오스 초극세 부직포를 제조할 수 있는 조성물, 이를 이용하여 제조한 초극세 부직포 및 이의 제조방법에 관한 것이며, 나아가 이의 응용제품에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition capable of producing a molten cellulose ultrafine nonwoven fabric having pores in a fiber constituting the nonwoven fabric and containing a fibrous aggregate having a bulky structure, an ultrafine nonwoven fabric produced using the same, and a method for producing the same. And further relates to an application product thereof.
진공청소기, 식기세척기, 세탁기, 에어컨, 공기청정기, 컴퓨터, 프로젝터 등과 같이 소음원의 종류가 더욱 다양해지고, 이에 따라 소음공해 문제가 점점 심각해지고 있다. 따라서 이러한 현대생활 속에 다양한 소음원으로부터 발생되는 소음을 차단하거나 감소시키기 위한 노력이 계속되고 있으며, 해외선진국에서는 아파트 등의 공동 주택의 층간 및 세대간의 소음수준을 규제하기 위한 법적 규제가 점점 엄격해지는 추세이다. 또한, 자동차의 실내로 유입되는 소음은 엔진에서 발생하여 차체 또는 공기를 통하여 전달되는 엔진 소음, 바퀴 및 지면과의 마찰음이 대표적인데, 이러한 소음을 억제하기 위하여 엔진 커버, 후드 인슐레이션을 사용하고 있으나 실제로 소음을 저감하는 효과는 미미하며, 차량의 실외에 부착된 대쉬 아우터, 실내에 부착된 대쉬 인너 및 플로어 카펫 등이 대부분의 소음을 제거하는 역할을 수행하고 있다.Such as a vacuum cleaner, a dishwasher, a washing machine, an air conditioner, an air purifier, a computer, a projector, and the like, and the problem of noise pollution becomes more serious. Therefore, efforts to block or reduce the noise generated from various noise sources in the modern life are continuing, and in the developed countries, the legal regulations to regulate the noise level between the interlayer and the generation of apartment houses and apartments are increasingly strict . In addition, the noise introduced into the automobile interior is typically generated by the engine, such as the engine noise transmitted through the vehicle body or the air, and the friction sound with the wheel and the ground. In order to suppress such noise, the engine cover and the hood insulation are used The effect of reducing the noise is insignificant, and the dash outer, the dash inner, and the floor carpet attached to the outside of the vehicle play a role of removing most of the noise.
소음을 개선하는 방법에는 흡음성능을 개선하는 것과 차음 성능을 개선하는 두 가지 방법이 있는데 흡음이란 발생한 소리에너지가 소재의 내부경로를 통해 전달되면서 열에너지로 변환되어 소멸하는 것이며, 차음은 발생한 소리에너지가 차폐물에 의해 반사되어 차단되는 것이다.There are two ways to improve the noise. One is to improve the sound absorption performance and the other way to improve the sound insulation performance. Sound absorption is the sound energy that is transmitted through the inner path of the material and is converted into heat energy and disappears. And is reflected and shielded by the shield.
종래 전통적으로 사용되는 흡,차음재로서는 펠트(felt), 스펀지, 폴리우레탄 폼 등이 주로 사용되고 있으며, 이외에도 압축섬유, 유리섬유, 암면, 또는 재생섬유 등에 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 함침시킨 흡음재를 열거할 수 있다. 그러나, 상기에서 기술된 흡음재의 대부분이 방음 성능이 충분하지 않으며, 흡음재의 대부분은 인체에 유해한 성분을 함유하고 있는 문제점이 있었다.Felt, sponge, polyurethane foam and the like are conventionally used as suction and sound insulating materials conventionally used. In addition, sound absorbing materials impregnated with a thermoplastic resin or a thermosetting resin in compressed fiber, glass fiber, rock surface, or regenerated fiber are listed . However, most of the sound absorbing materials described above have insufficient soundproofing ability, and most of the sound absorbing materials contain harmful components to the human body.
근래에는 친환경성 및 재활용 가능 여부에 대한 각 국의 규제가 점차적으로 강화되고 있는 추세여서 열가소성 수지를 기반으로 하는 섬유 흡음재의 사용 비율이 증가하고 있는 상황이다. 또한 이산화탄소 저감을 위하여 차량의 연비 규제도 점차 심화되고 있는데, 연비 향상은 부품의 경량화를 통해 달성할 수 있으므로 향상된 성능과 더불어 경량화된 흡음재의 개발이 필요한 상황이다.In recent years, regulations on the environment-friendly and recyclability have been gradually strengthened, and the use ratio of the thermoplastic resin-based fiber-absorbing material is increasing. In order to reduce carbon dioxide, the regulation of fuel efficiency of the vehicle is gradually increasing. The improvement of fuel efficiency can be attained through the weight reduction of parts, so it is necessary to develop lightweight sound absorbing material with improved performance.
이에 따라, 인체에 무해하고, 두께를 감소시키면서도 소음을 효과적으로 흡수하여 저감할 수 있는 흡음 기능이 탁월한 흡음재에 대한 연구개발이 활발 하게 진행되고 있다.Accordingly, research and development on a sound absorbing material which is harmless to the human body and excellent in the sound absorbing function capable of effectively absorbing and reducing the noise while reducing the thickness has been actively conducted.
종래의 연구 개발된 흡음재로는 일반적인 멜트블로운 섬유에 크림프 되는 직경 10 ㎛ 이상인 일반적인 단섬유가 10 중량% 이상 함유되어 이루어지는 웹형태인 흡음재가 개시(미국공개특허 1954-433600호)되어 있고, 일반적인 멜트블로운 섬유에 크림프 되는 벌키섬유가 함유되어 이루어지는 웹 형태인 흡음재겸 보온재가 개시되어 있으나, 일반적인 멜트블로운 섬유로 이루어지는 웹의 공극률이 매우 커서 조직구조가 치밀하지 못하고, 흡음재의 내구성이 부족하고 충분한 흡음 효과를 제공하지 못할 뿐만 아니라, 충분한 흡음 효과를 제공하기 위해서는 흡음재의 두께를 크게 증가시켜야 한다는 문제점이 있다. As a sound absorbing material which has been conventionally researched and developed, there is disclosed a sound absorbing material (U.S. Patent Publication No. 1954-433600) which is a web type in which general short fibers having a diameter of 10 탆 or more are crimped to a general meltblown fiber in an amount of 10% Discloses a sound absorbing material and a heat insulating material which are webs formed of a meltblown fiber containing bulky fibers that are crimped. However, since the porosity of a web made of a general meltblown fiber is very large, the structure of the web is insufficient and the durability of the sound absorbing material is insufficient There is a problem that the thickness of the sound absorbing material must be greatly increased in order to provide a sufficient sound absorbing effect as well as not providing a sufficient sound absorbing effect.
또한, 극세섬유를 멜트블로운하여 이루어지는 3차원 부직포웹인 흡음재가 개시되어 있으나, 3차원 부직포웹은 공극률이 커서 조직구조가 치밀하지 못하여 내구성이 부족하며, 3차원 부직포웹의 특성 상 충분한 흡음 효과를 제공하기 위해서는 상기 3차원 부직포웹의 두께를 크게 증가시켜야 할 뿐만 아니라, 상기와 같이 3차원으로 구성되는 부직포웹의 제조가 까다로워서 제조원가가 크게 상승하게 된다는 문제점이 있다. 이 외에도, 또한, 입체안정성을 부여하기 위하여 멜트블로운 섬유에 열에 의해 융착이 가능한 스테이플 섬유를 함유하는 것을 특징으로 흡음재가 개시되어 있으나, 이러한 흡음재는 여전히 방음 성능이 부족하다는 문제점이 있다. 이 외에도, 다수의 공간을 갖는 벌집 형상의 구조물을 멜트블로운 섬유와 함께 사용하는 흡음재가 개시되어 있으나, 이러한 흡음재는 방음 성능이 부족하며, 유연성이 부족하여 용도에 제한이 크다는 문제점이 있었다.Although a three-dimensional nonwoven web made of a meltblown microfine fiber is disclosed, a three-dimensional nonwoven web has a large porosity and thus is not densely structured to have a poor durability. It is necessary to increase the thickness of the three-dimensional nonwoven web significantly, and it is difficult to manufacture the nonwoven web composed of three dimensions as described above, which increases the manufacturing cost significantly. In addition, a sound absorbing material is also disclosed, which includes staple fibers that can be fused to the meltblown fibers by heat to impart three-dimensional stability. However, such a sound absorbing material still has a problem of insufficient sound insulation performance. In addition, a sound absorbing material using a honeycomb structure having a plurality of spaces together with meltblown fibers has been disclosed. However, such a sound absorbing material is insufficient in soundproof performance and has a problem in that it is limited in its application because of lack of flexibility.
본 발명은 새로운 흡음재 소재를 제조하고자 노력한 결과물로서, 본 발명의 목적은 흡음재 소재인 부직포를 구성하는 섬유 내 기공을 형성시켜서 섬유의 비표면적을 증가시킬 수 있는 최적의 초극세 부직포 조성물, 이를 이용한 초극세 부직포의 제조방법 및 초극세 부직포를 제공하고자 한다.
An object of the present invention is to provide a novel ultrafine nonwoven fabric composition capable of increasing the specific surface area of a fiber by forming pores in a fiber constituting a nonwoven fabric which is a sound absorbing material and an ultrafine nonwoven fabric And to provide an ultrafine nonwoven fabric.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 용융 셀룰로오스 초극세 부직포 조성물에 관한 것으로서, 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지 및 가소제 포함하는 혼합물; 라디칼생성억제제; 및 라디칼활성억제제를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Disclosure of the Invention In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric composition comprising a mixture comprising a thermoplastic cellulose ester resin and a plasticizer; Radical generation inhibitors; And a radical activity inhibitor.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포 조성물은 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지 50 ~ 75 중량% 및 가소제 25 중량% ~ 50중량%를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 라디칼생성억제제 0.01 ~ 2 중량부 및 상기 라디칼활성억제제 0.001 ~ 2.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the molten cellulose ultrafine nonwoven fabric composition of the present invention is prepared by mixing 100 parts by weight of a mixture containing 50 to 75% by weight of a thermoplastic cellulose ester resin and 25% by weight to 50% by weight of a plasticizer, To 2 parts by weight of the radical inhibitor and 0.001 to 2.5 parts by weight of the radical activity inhibitor.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 상기 조성물에 있어서, 상기 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지는 셀룰로오스 수산기의 치환도가 1.5 ~ 4.0이고, 중량평균분자량이 10,000 ~ 42,000인 것을 특징으로 할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, in the composition of the present invention, the thermoplastic cellulose ester resin may have a degree of substitution of cellulose hydroxyl groups of 1.5 to 4.0 and a weight average molecular weight of 10,000 to 42,000.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 상기 조성물에 있어서, 상기 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지는 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스아세테이트 프탈레이트, 셀룰로오스아세테이트카프로네이트, 셀룰로오스아세테이트카프릴레이트, 셀룰로오스아세테이트라울레이트, 셀룰로오스아세테이트팔미테이트, 셀룰로오스아세테이트스테아레이트 및 셀룰로오스아세테이트올레이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, in the composition of the present invention, the thermoplastic cellulose ester resin is selected from the group consisting of cellulose acetate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate phthalate, cellulose acetate caproate, Cellulose acetate palmitate, cellulose acetate stearate, and cellulose acetate oleate, as well as at least one selected from cellulose acetate succinate, cellulose acetate laurethate, cellulose acetate palate, cellulose acetate palate, cellulose acetate stearate and cellulose acetate oleate.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 상기 조성물에 있어서, 상기 가소제는 중량평균분자량 100 ~ 350의 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리글리콜산, 폴리부틸아디페이트, 글리세린 및 트리부틸세바케이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, in the composition of the present invention, the plasticizer is selected from polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyglycolic acid, polybutyl adipate, glycerin and tributyl sebacate having a weight average molecular weight of 100 to 350 And at least one selected from the group consisting of
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 상기 조성물에 있어서, 상기 라디칼생성억제제는 페놀기를 포함하는 수불용성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, in the composition of the present invention, the radical generation inhibitor may include a water-insoluble compound containing a phenol group.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 라디칼생성억제제는 테트라키스메틸렌 (3,5-디-t-부틸-4-하이드록시시나메이트)메탄, 펜타에리스리톨 테트라키스 (3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드롤시페닐)프로피오네이트 및 테트라키스메틸렌 (3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트 메탄 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the radical generation inhibitor is tetrakis (methylene) (3,5-di-t-butyl- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate methane. .
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 상기 조성물에 있어서, 상기 라디칼활성억제제는 말단에 인을 함유한 수불용성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, in the composition of the present invention, the radical activity inhibitor may include a phosphorus-containing water-insoluble compound at the terminal.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 라디칼활성억제제는 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 및 트리스-노닐페닐포스파이트 및 트리페닐 포스파이트 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the radical activity inhibitor comprises at least one selected from tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite and tris-nonylphenyl phosphite and triphenyl phosphite .
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포 조성물은 카르보디이미드계 가수분해 방지제를 더 포함할 수 있으며, 그 함유량은 상기 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지 및 가소제의 혼합물 100 중량부에 대하여 0.05 ~ 2.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In one preferred embodiment of the present invention, the molten cellulose ultrafine nonwoven fabric composition of the present invention may further comprise a carbodiimide-based hydrolysis inhibitor. The content of the molten cellulose ultrafine nonwoven fabric composition may be in the range of 0.05 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic cellulose ester resin and plasticizer. To 2.5 parts by weight.
본 발명의 다른 목적은 앞서 설명한 다양한 형태의 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포 조성물을 이용하여 제조한 용융 셀룰로오스 초극세 부직포에 관한 것으로서, 평균직경 2.5 ㎛~ 5㎛인 용융 셀룰로오스 에스테르계 멜트블로운 섬유를 포함하며, 상기 멜트블로운 섬유는 평균입경 100㎚ ~ 600㎚를 갖는 다수의 미세기공이 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.Another object of the present invention is to provide a melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric prepared by using the melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric composition of the present invention in various forms described above, and it includes meltblown cellulose ester-based meltblown fibers having an average diameter of 2.5 탆 to 5 탆 And the meltblown fibers have a number of micropores having an average particle diameter of 100 nm to 600 nm.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포는 가소제 함유량이 0.2 중량% 이하일 수 있으며, 바람직하게는 가소제를 함유하지 않을 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention may have a plasticizer content of 0.2 wt% or less, preferably no plasticizer.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포를 구성하는 상기 멜트블로운 섬유는 140 ~ 170g/10분(250℃)의 MI(melt index)를 갖으며, 평균직경 2.5 ㎛ ~ 5㎛인 것을 특징으로 할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the meltblown fibers constituting the melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention have an MI (melt index) of 140 to 170 g / 10 min (250 ° C) 5 mu m.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포는 평균평균면밀도가 20 g/m2 ~ 400 g/m2인 것을 특징으로 할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention has an average average area density of 20 g / m 2 to 400 g / m 2 .
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포는 평균면밀도 300 g/m2일 때, ISO R 354의 알파캐빈(alpha cabin)법에 의거하여 흡음계수 측정시, 1,000 Hz에서 흡음계수가 0.85 이상이고, 2,000 Hz에서 흡음계수가 0.95 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention has an average surface density of 300 g / m < 2 >, an absorption coefficient at 1,000 Hz according to the ISO cabinet method of R 354, A coefficient of 0.85 or more, and a sound absorption coefficient at 2,000 Hz of 0.95 or more.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포는 평균면밀도 300 g/m2일 때, ISO R 354의 알파캐빈(alpha cabin)법에 의거하여 흡음계수 측정시, 3,150 Hz에서 흡음계수가 1.00 이상이고, 5,000 Hz에서 흡음계수가 1.08 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
As a preferred embodiment of the present invention, the melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric according to the present invention has an average surface density of 300 g / m 2 and an absorption coefficient of 3,150 Hz according to ISO R 354 alpha cabin method, A coefficient of 1.00 or more, and a sound absorption coefficient at 5,000 Hz of 1.08 or more.
본 발명의 또 다른 목적은 앞서 설명한 용융 셀룰로오스 초극세 부직포를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 앞서 설명한 다양한 형태의 열가소성 셀룰로오스 초극세 부직포 조성물을 칩(chip)화시킨 후, 이를 용융시켜서 용융 수지를 제조한 다음, 용융방사하여 멜트블로운 섬유집합체를 제조한 후, 이를 초음파 처리하여 가소제를 용출시킨 다음, 검화 및 건조시켜서 제조할 수 있다.
It is still another object of the present invention to provide a method for producing the above-mentioned melt cellulose ultrafine nonwoven fabric, which comprises chip-forming various types of thermoplastic cellulose ultrafine nonwoven fabric compositions as described above and melting the same to prepare a molten resin, Melt spinning to prepare a meltblown fiber aggregate, sonicating it to elute the plasticizer, followed by saponification and drying.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포를 제조하는 방법은 열가소성 셀룰로오스 초극세 부직포 조성물을 혼합하여 혼합수지를 제조하는 단계; 상기 혼합수지를 70℃ ~ 90℃ 하에서 20 ~ 30 시간 동안 건조시켜서 열가소성 셀룰로오스 에스테르 칩을 제조하는 단계; 상기 열가소성 셀룰로오스 에스테르 칩을 혼련기에 투입한 후, 혼련기 내부 온도를 150℃부터 220℃까지 온도를 상승시키는 조건 하에서 블렌딩을 수행하여 용융 셀룰로오스 에스테르 수지를 제조하는 단계; 상기 용융 셀룰로오스 에스테르 수지를 멜트블로운 다이 및 구금을 통해 용융 방사시키면서 동시에 고온, 고압의 핫에어를 이용해서 멜트블로운 섬유집합체를 제조하는 단계; 및 상기 멜트블로운 섬유집합체를 물에 담근 후, 초음파 처리하여 가소제를 용출시키는 단계; 가소제가 용출된 멜트블로운 섬유집합체를 5 ~ 15 부피% 농도의 NaOH 수용액에 60분 ~ 120분 동안 침지시켜서 검화시키는 단계; 및 검화된 멜트블로운 섬유집합체를 건조시키는 단계;를 포함하는 공정을 수행하여 본 발명의 초극세 부직포를 제조할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the method for producing the microcellular microcellulose nonwoven fabric according to the present invention comprises the steps of: preparing a mixed resin by mixing a thermoplastic cellulose ultrafine nonwoven fabric composition; Drying the mixed resin at 70 ° C to 90 ° C for 20 to 30 hours to prepare a thermoplastic cellulose ester chip; Adding the thermoplastic cellulose ester chip to a kneader and blending the kneaded mixture under a condition of raising the internal temperature of the kneader from 150 ° C to 220 ° C to prepare a melted cellulose ester resin; Melt spinning the melted cellulose ester resin through a meltblown die and a spinneret while simultaneously producing a meltblown fiber aggregate using hot air at a high temperature and a high pressure; And immersing the meltblown fiber aggregate in water, followed by sonication to elute the plasticizer; Immersing the meltblown fibrous aggregate from which the plasticizer has been eluted in an aqueous solution of NaOH at a concentration of 5 to 15 vol% for 60 to 120 minutes, And a step of drying the sintered meltblown fibrous aggregate to produce the ultrafine nonwoven fabric of the present invention.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제조방법에 있어서, 용융 셀룰로오스 에스테르 수지를 제조하는 단계의 상기 블렌딩은 서클피더 20 ~ 30 kg/hr 및 혼련기 모터속도 220 rpm ~ 300 rpm 하에서 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, in the production method of the present invention, the blending of the step of producing a molten cellulose ester resin is carried out at 20 to 30 kg / hr of a circle feeder and at a kneader motor speed of 220 rpm to 300 rpm . ≪ / RTI >
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 용융 셀룰로오스 에스테르 수지를 제조하는 단계의 용융 셀룰로오스 에스테르 수지는 용융온도가 200℃ ~ 300℃인 것을 특징으로 할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the melt-cellulose ester resin in the step of preparing the melt-cellulose ester resin may have a melt temperature of 200 ° C to 300 ° C.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제조방법에 있어서, 멜트블로운 다이 및 구금온도는 230℃ ~ 280℃, 핫 에어(hot air) 온도 240℃ ~ 270℃ 하에서 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
As a preferred embodiment of the present invention, in the production method of the present invention, the meltblown die and the spinneret are carried out at a temperature of 230 ° C. to 280 ° C. and a hot air temperature of 240 ° C. to 270 ° C. .
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 멜트블로운 섬유를 제조하는 구금은 이형단면 및 복합방사구금인 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 이형단면구금은 십자형 단면구금, 다각형 단면구금, C형 단면구금, 원형 단면구금, 사엽 단면구금, 육엽 단면구금, 팔엽단면 또는 중공구금인 것을 특징으로 할 수도 있으며 복합방사구금은 사이드바이사이드(side by side), 시스코어(Sheath - Core), 해도형(Sea Island) 및 분할형 일 수도 있다.In addition, in a preferred embodiment of the present invention, the melt-blown fiber is produced by a spinneret having a cross-section and a composite spinneret, wherein the spinneret has a cruciform section, a polygonal section, The composite spinneret may be characterized by a side by side, a sheath - core, a sea - island cross - section, (Sea Island) and split type.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제조방법에 있어서, 가소제를 용출시키는 단계의 물의 온도는 50℃ ~ 70℃이고, 초음파 처리시, 초음파 세기는 300 Hz ~ 400 Hz 세기인 것을 특징으로 할 수 있다.
In one preferred embodiment of the present invention, in the method of the present invention, the temperature of water in the step of eluting the plasticizer is 50 ° C. to 70 ° C., and the ultrasound intensity during ultrasonic treatment is 300 Hz to 400 Hz can do.
본 발명의 또 다른 목적은 앞서 설명한 용융 셀룰로오스 초극세 부직포를 이용한 흡음재에 관한 것으로서, 상기 흡음재는 자동차 내장재, 냉장고, 에어컨 등의 전자, 전기 기기의 흡음재, 건축용 흡음재 등으로 사용할 수 있다.Another object of the present invention is to provide a sound absorbing material using the melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric as described above, and the sound absorbing material can be used as an automobile interior material, a refrigerator, an air conditioner, a sound absorbing material for electric equipment,
또한, 본 발명의 앞서 설명한 용융 셀룰로오스 초극세 부직포는 필터여재로 응용하여 사용할 수도 있다.The above-described melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention may also be used as a filter media.
또한, 본 발명의 앞서 설명한 용융 셀룰로오스 초극세 부직포는 화장품 마스크시트로도 응용하여 사용할 수도 있다.
The above-described melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention can also be used as a cosmetic mask sheet.
본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포는 바이오매스 유래 물질인 셀롤로오스 소재의 섬유를 사용하고, 친환경적인 가소제를 사용하는 바, 기존의 유기용매를 사용하는 습식 프로세스를 이용하지 않으면서도 초극세 섬유집합체를 제조할 수 있으며, 또한, 부직포 내 섬유 표면에 형성된 기공구조에 의해 비표면적이 증가되어 고주파뿐만 아니라, 저주파에 대한 흡음성이 우수하다. 또한, 이와 같은 높은 비표면적을 이용하여 본 발명의 부직포를 화장품의 담체로 이용하여 화장품용 마스크시트로 응용할 수 있으며, 필터여재로도 응용할 수 있으며, 특히, 흡음성이 우수하면서 경량성을 갖는 바, 자동차, 비행기, 배 등의 이동수단의 내장용 흡음재, 핸드폰, 노트북, 컴퓨터, TV, 냉장고, 에어컨 등의 전자제품부품용 흡음재, 건축용 실내인테리어 소재용 흡음재 등으로 응용하기에 적합하다.
The melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention uses fibers of cellulosic material, which is a biomass-derived material, and uses an environmentally-friendly plasticizer. The microcellular fibrous aggregate is produced without using a wet process using a conventional organic solvent And the specific surface area is increased by the pore structure formed on the surface of the fiber in the nonwoven fabric, so that not only the high frequency but also the sound absorbing property to low frequency is excellent. In addition, the nonwoven fabric of the present invention can be applied to a cosmetic mask sheet using the nonwoven fabric of the present invention using such a high specific surface area, and can also be applied as a filter media. Particularly, It is suitable for application as a sound absorbing material for built-in mobile means such as a car, an airplane, a boat, a sound absorbing material for electronic parts such as a mobile phone, a notebook computer, a computer, a TV, a refrigerator and an air conditioner,
도 1 및 도 2는 실시예 1에서 제조한 섬유집합체의 섬유에 대한 SEM 측정 사진이다.Figs. 1 and 2 are SEM photographs of fibers of the fiber aggregate prepared in Example 1. Fig.
이하 본 발명을 더욱 자세하게 설명을 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포 조성물은 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지, 가소제, 라디칼생성억제제 및 라디칼활성억제제를 포함한다. The melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric composition of the present invention includes a thermoplastic cellulose ester resin, a plasticizer, a radical formation inhibitor and a radical activity inhibitor.
상기 조성물은 셀룰로오스 에스테르 수지를 포함하며, 셀룰로오스의 수산기 일부 또는 전부가 에스테르 결합에 의해서 치환되어 있는 셀룰로오스 유도체로, 셀룰로오스 수산기의 강한 수소 결합을 약하게 하여 가소제가 그 사이로 잘 혼합될 수 있도록 한다. 그리고, 가소제를 효과적으로 혼합함에 따라 셀룰로오스 수산기로 인한 강한 수소결합을 방해하여 용융 방사가 가능해질 수 있다. The composition comprises a cellulose ester resin and is a cellulose derivative in which a part or all of the hydroxyl groups of the cellulose are substituted by ester bonds, so that the strong hydrogen bonds of the cellulose hydroxyl are weakened so that the plasticizer can be mixed well therebetween. Further, as the plasticizer is mixed effectively, strong hydrogen bonding due to the hydroxyl group of the cellulose may be interfered and melt spinning may be possible.
본 발명에 있어서, 상기 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지는 바람직하게는 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스아세테이트 프탈레이트, 셀룰로오스아세테이트카프로네이트, 셀룰로오스아세테이트카프릴레이트, 셀룰로오스아세테이트라울레이트, 셀룰로오스아세테이트팔미테이트, 셀룰로오스아세테이트스테아레이트 또는 셀룰로오스아세테이트올레이트 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있다. 그리고 본 발명의 셀룰로오스 에스테르 수지는 중량평균분자량이 10,000 ~ 42,000일 수 있으며, 치환도가 1.5 ~ 4.0 일 수 있으며, 바람직하게는 중량평균분자량이 20,000 ~ 40,000이고 치환도가 1.7 ~ 3.0 일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 중량평균분자량이 25,000 ~ 32,000이고 치환도가 2.0 ~ 2.6 일 수 있다. 그리고, 상기 셀룰로오스 에스테르 수지의 치환도란, 셀룰로오스의 수산기가 에스테르 결합으로 치환된 정도를 말하는 것으로 셀룰로오스 에스테르 수지의 치환도가 1.5 미만일 경우, 용융 시 분자들의 유동성이 떨어져서 가공성이 저하될 수 있으며, 4.0을 초과할 경우 용융 점도가 감소하여 섬유형성능이 저하될 뿐만 아니라 멜트블로운 섬유 제조 공정시 수반되는 핫에어(Hot Air)에 의해서 사절 발생 빈도가 증가하는 문제가 있을 수 있다.In the present invention, the thermoplastic cellulose ester resin is preferably selected from the group consisting of cellulose acetate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate phthalate, cellulose acetate caproate, cellulose acetate caprylate, cellulose acetate laurethate, cellulose acetate Palmitate, cellulose acetate stearate or cellulose acetate oleate, or the like. The cellulose ester resin of the present invention may have a weight average molecular weight of 10,000 to 42,000, a degree of substitution of 1.5 to 4.0, preferably a weight average molecular weight of 20,000 to 40,000 and a degree of substitution of 1.7 to 3.0, More preferably a weight average molecular weight of 25,000 to 32,000 and a degree of substitution of 2.0 to 2.6. The substitution degree of the cellulose ester resin means the degree of substitution of the hydroxyl group of the cellulose by the ester bond. When the degree of substitution of the cellulose ester resin is less than 1.5, the flowability of the molecules may be lowered during the melting, There is a problem that the melt viscosity decreases and the fiber forming ability is lowered as well as the frequency of threading is increased due to the hot air accompanying the meltblown fiber manufacturing process.
또한, 본 발명의 조성물은 상기 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지 외에 가소제를 포함할 수 있다. 상기 가소제는 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지와 혼합되어 셀룰로오스 에스테르에 존재하는 수산기로 인한 강한 수소결합을 방해하고 용융 방사할 수 있도록 하는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 보다 바람직하게는 가소화가 촉진될 수 있도록 중량평균분자량 350 이하의 저분자량을 갖는 것을, 바람직하게는 중량평균분자량 100 ~ 250인 것을, 더욱 바람직하게는 중량평균분자량 150 ~ 220인 것을 사용할 수 있다. 이때, 가소제의 중량평균분자량이 350을 초과하면 멜트블로운 가소화 효율이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 본 발명의 조성물로 제조한 섬유집합체의 평균 직경 및 섬도가 증가하여 흡음성능이 저하될 수 있다.In addition, the composition of the present invention may contain a plasticizer in addition to the thermoplastic cellulose ester resin. The plasticizer is not particularly limited as long as it is mixed with a thermoplastic cellulose ester resin to prevent strong hydrogen bonding due to hydroxyl groups present in the cellulose ester and to allow melt spinning. Preferably, the plasticizer has a weight average molecular weight of 350 , Preferably having a weight average molecular weight of 100 to 250, and more preferably having a weight average molecular weight of 150 to 220 can be used. At this time, if the weight average molecular weight of the plasticizer exceeds 350, the meltblown plasticizing efficiency may be lowered, and the average diameter and fineness of the fiber aggregate prepared from the composition of the present invention may increase, .
그리고, 상기 가소제는 디부틸아디페이트, 디옥틸아디페이트, 디부틸세바케이트, 디옥틸세바케이트, 디에틸아젤레이트, 디부틸아젤레이트, 디옥틸아젤레이트 등의 방향족 다가 카르복실산에스테르류; 글리세린트리아세테이트, 디글리세린테트라아세테이트, 폴리글리콜산 등의 다가 알콜의 저급지방산 에스테르류; 트리에틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리부톡시에틸포스페이트, 트리크레질포스페이트 등의 인산에스테르류; 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌아디페이트, 폴리부틸렌아디페이트, 폴리에틸렌숙시네이트, 폴리부틸렌숙시네이트 등의 글리콜과 이염기산으로 이루어진 지방족 폴리에스테르류; 폴리글리콜산 등의 옥시카르복실산으로 이루어진 지방족 폴리에스테르류; 및 폴리카프로락톤, 폴리프로피오락톤, 폴라발레로락톤 등의 락톤으로 이루어진 지방족 폴리에스테르류; 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 바람직하게는 중량평균분자량 350이하의 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리글리콜산, 폴리부틸아디페이트, 글리세린 및 트리부틸세바케이트 중에서 선택된 1종 이상을, 바람직하게는 중량평균분자량 350 이하의 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 및 폴리글리콜산 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
Examples of the plasticizer include aromatic polycarboxylic acid esters such as dibutyl adipate, dioctyl adipate, dibutyl sebacate, dioctyl sebacate, diethyl azelate, dibutyl azelate and dioctyl azelate; Lower fatty acid esters of polyhydric alcohols such as glycerin triacetate, diglycerin tetraacetate and polyglycolic acid; Phosphoric acid esters such as triethyl phosphate, tributyl phosphate, tributoxyethyl phosphate and tricresyl phosphate; Aliphatic polyesters composed of glycols and dibasic acids such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene adipate, polybutylene adipate, polyethylene succinate, and polybutylene succinate; Aliphatic polyesters composed of oxycarboxylic acids such as polyglycolic acid; And aliphatic polyesters composed of lactones such as polycaprolactone, polypropiolactone, and polar valerolactone; , And the like. Preferably, at least one selected from polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyglycolic acid, polybutyl adipate, glycerin and tributyl sebacate having a weight average molecular weight of 350 or less, preferably polyethylene terephthalate having a weight average molecular weight of 350 or less Glycol, polypropylene glycol, and polyglycolic acid.
그리고, 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지 및 상기 가소제를 혼합한 혼합물 전체 중량 중 가소제의 함량은 25 중량% ~ 50중량%로, 바람직하게는 30 중량% ~ 50 중량%로, 더욱 바람직하게는 35 중량% ~ 45 중량%로 사용할 수 있으며, 이때, 상기 혼합물 전체 중량 중 가소제 사용량이 25 중량% 미만으로 사용시 셀룰로오스의 강한 수소결합으로 인해 용융 방사시킨 섬유에 기공 형성이 잘 이루어지지 않을 수 있으며, 50 중량%를 초과하여 사용하면 섬유에 기공이 너무 많이 발생하여 부직포의 기계적 물성이 크게 떨어질 뿐만 아니라, 섬유 표면으로 가소제의 블리드 아웃(breed-out)이 발생하고, 부직포 내 가소제가 다량 잔존하여 부직포의 흡음성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
The content of the plasticizer in the total weight of the mixture of the thermoplastic cellulose ester resin and the plasticizer is 25 wt% to 50 wt%, preferably 30 wt% to 50 wt%, more preferably 35 wt% to 45 wt% When the amount of the plasticizer used is less than 25% by weight in the total weight of the mixture, the pores may not be formed well in the fibers melt-spun due to the strong hydrogen bonding of the cellulose, , The mechanical properties of the nonwoven fabric are greatly reduced due to too much pores in the fibers, breed-out of the plasticizer on the fiber surface occurs, and a large amount of the plasticizer in the nonwoven fabric remains, .
본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포 조성물은 라디칼생성억제제 및 라디칼활성억제제를 포함하는데, 상기 라디칼생성억제제는 셀룰로오스 에스테르 수지를 열가소화시킬 때나 가소화된 셀룰로오스 에스테르 수지를 방사 전 용융시킬 때, 열에 의한 분해를 방지하는 역할을 하며, 사슬이 ?팁?서 생성되는 라디칼 생성을 억제하는 역할을 함으로써, 높은 온도에서도 방사가 가능하여, 우수한 물성을 갖는 용융방사된 섬유 및/또는 섬유집합체를 제공할 수 있게 한다. 상기 라디칼생성억제제는 셀룰로오스 에스테르 수지 및 가소제와 혼합이 용이한 액상, 고상 형태일 수 있로서, 페놀기를 포함하는 수불용성 화합물과 같은 것 일 수 있으며, 바람직하게는 테트라키스메틸렌 (3,5-디-t-부틸-4-하이드록시시나메이트)메탄, 펜타에리스리톨 테트라키스 (3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드롤시페닐)프로피오네이트 및 테트라키스메틸렌 (3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트 메탄 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 테트라키스메틸렌 (3,5-디-t-부틸-4-하이드록시시나메이트)메탄을 사용할 수 있다. 구체적인 예를 들면, Anox 20 (Chemtura Co.), Iganox 1010 (Ciba Specialty Chemicals, Inc.) 및 Songnox1010 (SongwonIndustrial Co., Ltd.) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. The melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric composition of the present invention includes a radical generation inhibitor and a radical activity inhibitor, wherein the radical generation inhibitor is decomposed by heat when the cellulose ester resin is thermally or when the plasticized cellulose ester resin is pre- And the chain serves to suppress radical generation which is generated at the tip, so that it is possible to spin at a high temperature, and it is possible to provide melt-spun fibers and / or fiber aggregates having excellent physical properties . The radical generation inhibitor may be in the form of a liquid or solid phase which is easily mixed with a cellulose ester resin and a plasticizer, and may be the same as a water-insoluble compound containing a phenol group, preferably tetrakis methylene (3,5-di (3,5-di-t-butyl-4-hydroxycinnamate) methane, pentaerythritol tetrakis (3- Di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate methane, and more preferably at least one selected from tetrakis methylene (3,5-di-t- Methane) methane can be used. As a specific example, at least one selected from Anox 20 (Chemtura Co.), Iganox 1010 (Ciba Specialty Chemicals, Inc.) and Songnox 1010 (Songwon Industrial Co., Ltd.) .
그리고, 상기 라디칼생성억제제의 사용량은 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 2 중량부를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 0.1 ~ 1 중량부를 사용할 수 있고, 만약 0.01 중량부 미만일 경우 조성물의 용융시 셀룰로오스 에스테르 수지의 열분해 방지능이 미흡하여 열가소화 또는 방사 과정에서 셀룰로오스 에스테르 수지가 열분해될 수 있으며, 2 중량부를 초과할 경우 팩 압력 상승의 원인으로 작업성에 문제가 있을 수 있다.
The radical generation inhibitor may be used in an amount of 0.01 to 2 parts by weight, preferably 0.1 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the mixture. If the amount is less than 0.01 part by weight, the cellulose ester resin The cellulose ester resin may be thermally decomposed in the course of thermogravization or spinning. If the amount exceeds 2 parts by weight, there may be a problem in workability as a cause of an increase in pack pressure.
본 발명은 상기 라디칼생성억제제 뿐만 아니라, 라디칼활성억제제도 같이 사용함으로써, 불량률이 낮으면서도 물성이 우수한 용융방사물을 제공할 수 있다. 본 발명에서 라디칼생성억제제는 용융방사된 섬유가 대기 중에서 산화가 일어나는 것을 방지하는 역할을 하며, 셀룰로오스 주사슬이 깨져서 생성되는 라디칼 생성을 억제하는 역할을 한다. 상기 라디칼활성억제제는 셀룰로오스 에스테르 수지 및 가소제와 혼합이 용이한 액상, 고상 형태로서, 말단에 원소 인을 함유하는 수불용성 화합물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 및 트리스-노닐페닐포스파이트 및 트리페닐 포스파이트 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트를 사용할 수 있다. 구체적인 예를 들면, Alkanox 240 (Chemtura Co.), Igafos 168 (Ciba Specialty Chemicals, Inc.), Songnox 1680 (Songwon Industrial Co., Ltd) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.By using not only the radical generation inhibitor but also a radical activity inhibitor, the present invention can provide a molten radiator having a low defective rate and excellent physical properties. In the present invention, the radical generation inhibitor plays a role in preventing oxidation of the melt-spun fiber in the atmosphere and inhibits the radical generation generated by breaking of the cellulose main chain. The radical activity inhibitor may be in the form of a liquid or solid phase which is easily mixed with a cellulose ester resin and a plasticizer, and may be a water-insoluble compound containing an elemental phosphorus at the terminal, and preferably tris (2,4-di- Phenyl) phosphite, and tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite can be used, more preferably at least one selected from tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite and tris-nonylphenyl phosphite and triphenyl phosphite. Specific examples include at least one selected from Alkanox 240 (Chemtura Co.), Igafos 168 (Ciba Specialty Chemicals, Inc.) and Songnox 1680 (Songwon Industrial Co., Ltd).
그리고, 상기 라디칼활성억제제의 사용량은 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 0.001 ~ 2.5 중량부를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 0.05 ~ 0.8 중량부를 사용할 수 있고, 만약 0.001 중량부 미만일 경우, 용융시 열분해 방지능이 미흡하여 열가소화 또는 용융방사 과정에서 용융된 셀룰로오스 에스테르 수지가 열분해될 수 있으며, 2.5 중량부를 초과할 경우 팩 압력 상승의 원인으로 작업성 및 성형성에 문제가 있을 수 있다.
The radical scavenging agent may be used in an amount of 0.001 to 2.5 parts by weight, preferably 0.05 to 0.8 part by weight, based on 100 parts by weight of the mixture. If the amount is less than 0.001 part by weight, The cellulose ester resin melted in the thermoplastic or melt spinning process may be thermally decomposed. If the amount exceeds 2.5 parts by weight, there may be a problem in workability and moldability due to an increase in pack pressure.
또한, 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포 조성물은 상기 가소제, 라디칼생성억제제 및 라디칼활성억제제 외에 가수분해 방지제를 더 포함할 수 있다. 상기 가수분해 방지제는 고온의 열처리 공정에서 가소화된 열가소성 셀룰로오스 조성물(또는 용융 수지)에 존재하는 일정량의 수분이 야기하는 가수분해로 인한 고분자의 사슬의 분해를 방지하는 역할을 한다. 용융 셀룰로오스 초극세 부직포 조성물을 용융방사 수행하기 전에 용융을 진행하면 가수분해 방지효과에 의해 통상의 건조 수분율 관리 기준보다 높은 수분율 기준을 적용을 할 수 있게 될 뿐만 아니라, 건조 공정의 시간을 단축시킬 수도 있다. 구체적으로, 기존의 수분율 관리기준이 500ppm이하였다면, 본 발명의 경우, 수분율 관리기준이 1,000 ~ 3,000ppm 일 수 있으며, 건조공정 시간도 단축시킬 수 있다. 나아가, 일부 잔류하는 수분율에 의해서 발생할 수 있는 추가적인 가수분해도 방지할 수 있고 이로 인해 점도 저하에 의한 가공성 불량을 개선할 수 있다. 본 발명에서, 상기 가수분해 방지제는 카르보디이미드(Carbodiimide)계 일 수 있으며, 바람직하게는 R-N=C=N-R 및/또는 R-N=C=N=R로 표시되는 화합물을 포함하는 비스-카보디이미드를 사용할 수 있다. 여기서, R과 R'는 C4~C20의 치환 또는 미치환 알킬기, 치환 또는 미치환 아르일기(arylgroups)를 나타내며, 여기서 치환은 할로겐 아톰, 니트로기, 아미노기, 설퍼닐기, 하이드록실기, 알킬기, 또는 알콕시기(alkoxy group) 이며, 그리고 R 및 R'는 동일할 수 있거나 다를 수 있다.In addition, the molten cellulose ultrafine nonwoven fabric composition of the present invention may further include a hydrolysis inhibitor in addition to the plasticizer, the radical formation inhibitor and the radical activity inhibitor. The hydrolysis inhibitor prevents the decomposition of the chain of the polymer due to hydrolysis caused by a certain amount of water present in the thermoplastic cellulose composition (or the melted resin) plasticized in the high temperature heat treatment process. When the molten cellulose ultrafine nonwoven fabric composition is melted prior to melt spinning, the moisture content of the nonwoven fabric can be increased by the hydrolysis prevention effect and the drying time can be shortened . Specifically, if the conventional moisture content control standard is 500 ppm or less, the moisture content control standard of the present invention can be 1,000 to 3,000 ppm, and the drying process time can be shortened. Furthermore, it is possible to prevent further hydrolysis, which may be caused by a part of the residual moisture content, and thereby to improve poor workability due to viscosity drop. In the present invention, the hydrolysis inhibitor is a carbodiimide type And preferably a bis-carbodiimide comprising a compound represented by RN = C = NR and / or RN = C = N = R can be used. Wherein R and R 'represent a substituted or unsubstituted alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, or substituted or unsubstituted aryl groups, wherein the substituent is selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, an amino group, a sulfone group, a hydroxyl group, , Or an alkoxy group, and R and R 'may be the same or different.
그리고, 상기 비스-카보디이미드의 예를 들면, TABAXOL의 상표명으로 독일의 레인-케임 게엠베하(Rhein-Chemie GmbH)에서 제조된 비스-카보디이미드로서, 2,2',6,6'-테트라이소프로필디펜닐 카보디이미드와, 2,4-디이소시안네이트-1,3,5-트리스(1-메틸에틸)의 2,6-디이소프로필디이소시안네이트와의 공중합체, 벤젠-2,4-디이소시안아토-1,3,5-트리스(1-메틸에틸) 호모폴리머 등의 방향족 폴리카보디이미드 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 2,2',6,6'-테트라이소프로필디펜닐 카보디이미드 및 벤젠-2,4-디이소시안아토-1,3,5-트리스(1-메틸에틸) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. Examples of the above-mentioned bis-carbodiimide include bis-carbodiimide manufactured by Rhein-Chemie GmbH of Germany under the trade name of TABAXOL, and 2,2 ', 6,6'- A copolymer of tetraisopropyldiphenylcarbodiimide and 2,6-diisopropyldiisocyanate of 2,4-diisocyanate-1,3,5-tris (1-methylethyl) And aromatic polycarbodiimides such as 2,2,4-diisocyanato-1,3,5-tris (1-methylethyl) homopolymer, and more preferably 2,2 ' , 6,6'-tetraisopropyldiphenylcarbodiimide and benzene-2,4-diisocyanato-1,3,5-tris (1-methylethyl) can be used.
그리고, 본 발명에서 가수분해 방지제의 사용량은 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지 및 가소제을 함유한 상기 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.5 ~ 2.5 중량부를, 바람직하게는 0.8 ~ 2.3 중량부를, 더욱 바람직하게는 0.8 ~ 1.8 중량부를 사용하는 것이 좋으며, 0.5중량부 미만으로 사용시 셀룰로오스의 가수분해 방지 효과가 미비할 수 있으며, 2.5 중량부를 초과하면 경제적으로 비효율적인 바, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
The amount of the hydrolysis inhibitor to be used in the present invention is 0.5 to 2.5 parts by weight, preferably 0.8 to 2.3 parts by weight, more preferably 0.8 to 1.8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the mixture containing the thermoplastic cellulose ester resin and the plasticizer When the amount is less than 0.5 part by weight, the effect of preventing the hydrolysis of cellulose may be insufficient. When the amount is more than 2.5 parts by weight, it is economically inefficient.
이하에서는 앞서 설명한 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포 조성물을 이용하여 용융 셀룰로오스 초극세 부직포를 제조하는 방법에 대하여 설명을 한다.Hereinafter, a method for producing a melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric using the melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric composition of the present invention will be described.
본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포는 앞서 설명한 상기 열가소성 셀룰로오스 초극세 부직포 조성물을 칩(chip)화시킨 후, 이를 용융시켜서 용융 수지를 제조한 다음, 이를 용융시켜 다이 및 구금을 통과시키는 과정에서 핫에어를 통해 멜트블로운 섬유집합체를 제조한 후, 이를 초음파 처리하여 섬유집합체 내에 존재하는 가소제를 용출시킨 다음, 가소제가 용출된 섬유집합체를 검화 및 건조시켜서 제조할 수 있다.
The melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention is obtained by forming the above-mentioned thermoplastic cellulose ultrafine nonwoven fabric composition into chips, melting the resultant to prepare a molten resin, melting the resultant, and passing it through hot air After the meltblown fiber aggregate is prepared, it is ultrasonicated to elute the plasticizer present in the fiber aggregate, followed by saponification and drying of the fiber aggregate from which the plasticizer has eluted.
더욱 구체적으로 설명하면, 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포는 열가소성 셀룰로오스 초극세 부직포 조성물을 혼합하여 혼합수지를 제조하는 단계; 상기 혼합수지를 건조시켜서 열가소성 셀룰로오스 에스테르 칩을 제조하는 단계; 상기 열가소성 셀룰로오스 에스테르 칩을 혼련기에 투입한 후, 혼련기 내부 온도를 150℃부터 220℃까지 온도를 상승시키는 조건 하에서 블렌딩을 수행하여 용융 셀룰로오스 에스테르 수지를 제조하는 단계; 상기 용융 셀룰로오스 에스테르 수지를 용융시켜 다이 및 구금을 통과시키는 과정에서 핫에어를 통해 멜트블로운 섬유집합체를 제조하는 단계; 및 상기 멜트블로운 섬유집합체를 물에 담근 후, 초음파 처리하여 가소제를 용출시키는 단계; 가소제가 용출된 멜트블로운 섬유집합체를 검화시키는 단계; 및 검화된 멜트블로운 섬유집합체를 건조시키는 단계;를 포함하는 공정을 수행하여 본 발명의 초극세 부직포를 제조할 수 있다.
More specifically, the molten cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention comprises: mixing a thermoplastic cellulose ultrafine nonwoven fabric composition to prepare a mixed resin; Drying the mixed resin to produce a thermoplastic cellulose ester chip; Adding the thermoplastic cellulose ester chip to a kneader and blending the kneaded mixture under a condition of raising the internal temperature of the kneader from 150 ° C to 220 ° C to prepare a melted cellulose ester resin; Melting the melted cellulose ester resin to produce meltblown fibrous aggregates through hot air in a process of passing the melted cellulose ester resin through a die and a spinneret; And immersing the meltblown fiber aggregate in water, followed by sonication to elute the plasticizer; A step of sorbing the meltblown fibrous aggregate from which the plasticizer has been eluted; And a step of drying the sintered meltblown fibrous aggregate to produce the ultrafine nonwoven fabric of the present invention.
상기 혼합수지를 제조하는 단계의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지, 가소제, 라디칼생성억제제 및 라디칼활성억제제는 앞서 설명한 용융 셀룰로오스 초극세 부직포의 종류 및 조성비와 동일하다.
The thermoplastic cellulose ester resin, the plasticizer, the radical formation inhibitor and the radical activity inhibitor in the step of preparing the mixed resin are the same as the types and composition ratios of the melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric described above.
상기 열가소성 셀룰로오스 에스테르 칩을 제조하는 단계의 건조는 당업계에서 사용하는 일반적인 방법을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 70℃ ~ 90℃ 하에서 20 ~ 30 시간 동안, 더욱 바람직하게는 75℃ ~ 85℃ 하에서 22 ~ 26 시간 정도 열풍 건조를 수행할 수 있다. 이때, 건조 온도가 70℃ 미만이면 건조시간이 너무 길어져서 상업성이 떨어질 뿐만 아니라, 혼합수지가 칩(Chip)화가 되지 않을 수 있으며, 건조 온도가 90℃를 초과하면 융착현상이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
The drying of the step of preparing the thermoplastic cellulose ester chip may be carried out by using a general method used in the art, preferably at 70 ° C to 90 ° C for 20 to 30 hours, more preferably at 75 ° C to 85 ° C, The hot air drying can be performed for about 26 hours. If the drying temperature is less than 70 ° C., the drying time may become too long to lower the commerciality, and the mixed resin may not be converted into a chip. If the drying temperature exceeds 90 ° C., fusion may occur .
상기 용융 셀룰로오스 에스테르 수지를 제조하는 단계에 있어서, 상기 블렌딩은 혼련기 내부 온도는 150℃부터 220℃까지 온도를 상승시키는 조건 하에서, 바람직하게는 160℃부터 210℃까지, 더욱 바람직하게는 165℃부터 205℃까지 온도를 상승시키는 조건 하에서 수행하는 것이 좋은데, 이때 혼련기 내부 온도가 150℃ 미만이면 충분히 용융되지 않아서 균일하게 섞이지 않고 결과적으로 가소제가 칩내부에 균일하게 존재하지 못하기 때문에 멜트블로운 섬유 제조 공정에서 불량률을 증가시키는 문제가 있을 수 있고, 220℃를 초과하면 열분해되어 섬유의 물성저하를 야기시키는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 온도 범위에서 블렌딩을 수행하는 것이 좋다.In the step of producing the melted cellulose ester resin, the blending is preferably performed at a temperature in the range of from 160 ° C to 210 ° C, more preferably at 165 ° C If the internal temperature of the kneader is less than 150 ° C, the plasticizer is not sufficiently melted and is not uniformly mixed. As a result, since the plasticizer is not uniformly present in the chip, the meltblown fibers There may be a problem of increasing the defective rate in the manufacturing process, and if it is more than 220 ° C, there may be a problem of causing physical degradation of the fiber due to thermal decomposition, so blending is preferably performed in the temperature range.
또한, 상기 블렌딩은 서클피더 20 kg/hr ~ 30 kg/hr 및 혼련기 모터속도 220 rpm ~ 300 rpm 하에서 수행하는 것이 좋으며, 바람직하게는 서클피더 22 kg/hr ~ 28 kg/hr 및 혼련기 모터속도 240 rpm ~ 290 rpm 하에서 수행하는 것이 균일상 구현면에서 유리하다.The blending is preferably carried out at a speed of 20 kg / hr to 30 kg / hr of the circle feeder and at a speed of 220 rpm to 300 rpm of the kneader, preferably 22 kg / hr to 28 kg / hr of the circle feeder, It is advantageous in the homogeneous phase implementation to perform at a speed of 240 rpm to 290 rpm.
또한, 블렌딩한 용융 셀룰로오스 에스테르 수지는 섬유형태로 가공하기 위한 용융온도가 200℃ ~ 300℃이고, 용융방사를 통한 필라멘트 및 스테이플 파이버부터 멜트블로운 및 스펀본드 부직포 제조에 적용될 수 있다.
The blended molten cellulose ester resin can be applied to meltblown and spunbond nonwoven fabrics from filament and staple fibers through melt spinning at a melting temperature of 200 ° C to 300 ° C for processing into fiber form.
상기 멜트블로운 섬유집합체를 제조하는 단계에 있어서, 구금 및 다이의 온도는 230℃ ~ 290℃ 하에서 수행하는 것이, 바람직하게는 방사온도 240℃ ~ 280℃ 하에서 수행하는 것이, 더욱 바람직하게는 방사온도 255℃ ~ 275℃ 하에서 수행하는 것이 좋으며 핫 에어 온도는 다이 및 구금 온도 보다 10℃ 정도 높게 설정하는 것이 좋다. 이때, 방사온도가 230℃ 미만이면 멜트블로운 섬유의 섬도가 두꺼워져서 극세한 부직포를 제조하는데 문제가 있을 수 있고, 290℃를 초과하면 방사공정 중에 멜트블로운 섬유가 끊어지고 날리면서 집속성이 저하되고 결과적으로 품질이 저하되는 문제와 부직포의 두께가 얇아지는 문제가 발생할 수 있으므로 상기 온도범위 하에서 멜트블로운 섬유 제조를 수행하는 것이 좋다. In the step of producing the meltblown fiber aggregate, it is preferable that the temperature of the spinneret and the die is performed at 230 to 290 ° C, preferably at a spinning temperature of 240 to 280 ° C, It is preferable to perform the heating at 255 ° C to 275 ° C, and the hot air temperature is preferably set to be higher by about 10 ° C than the die and the holding temperature. If the spinning temperature is less than 230 ° C, the fineness of the meltblown fibers may become thick, which may cause a problem in manufacturing a very fine nonwoven fabric. If the spinning temperature is higher than 290 ° C, the meltblown fibers are broken during the spinning process, It is preferable to perform the meltblown fiber production under the above-mentioned temperature range since there is a problem that the quality of the nonwoven fabric is deteriorated and the quality of the nonwoven fabric is decreased.
그리고, 멜트블로운 방사에 사용되는 구금은 당업계에서 사용하는 일반적인 구금을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 이형단면 및 복합방사구금인 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 이형단면구금은 십자형 단면구금, 다각형 단면구금, C형 단면구금, 원형 단면구금, 사엽 단면구금, 육엽 단면구금, 팔엽단면 또는 중공구금인 것을 특징으로 할 수도 있으며 복합방사구금은 사이드 바이 사이드(side by side), 시스코어(Sheath - Core), 해도형(Sea Island) 및 분할형 구금을 사용할 수 있다.
In addition, the detachment used for the meltblown spinning may be a general detachment used in the art, preferably a deformed section and a composite spinneret. The deformed section detachment may be a cross-section detachment, a polygonal The composite spinneret may be characterized by a side by side, a sheath core, a C-shaped cross-section, a round cross-section, a cross-section cross-section, Core, Sea Island, and Split Detention.
또한, 상기 멜트블로운 섬유집합체를 구성하는 용융 방사된 멜트블로운 섬유는 평균직경 2.5 ㎛~ 5.0㎛, 바람직하게는 3.0 ㎛~ 5.0 ㎛, 더욱 바람직하게는 4.0 ㎛ ~ 5.0 ㎛일 수 있으며, 섬유의 평균직경이 2.5 ㎛ 미만이면 부직포의 기계적 물성이 너무 낮을 뿐만 아니라, 흡음성이 떨어질 수 있고, 섬유의 평균직경이 5 ㎛를 초과하면 흡음성이 감소하는 문제가 있다. 그리고, 상기 멜트블로운 섬유는 140 ~ 170g/10분(250℃)의 MI(melt index)를, 바람직하게는 145 ~ 165g/10분(250℃)의 MI를, 더욱 바람직하게는 150 ~ 160g/10분(250℃)의 MI를 갖는다. The melt-spun meltblown fibers constituting the meltblown fiber aggregate may have an average diameter of 2.5 탆 to 5.0 탆, preferably 3.0 탆 to 5.0 탆, more preferably 4.0 탆 to 5.0 탆, Is less than 2.5 탆, the mechanical properties of the nonwoven fabric are not only low but also the sound absorption properties may be deteriorated. If the average diameter of the fibers exceeds 5 탆, there is a problem that the sound absorption properties are decreased. The meltblown fibers have a melt index (MI) of 140 to 170 g / 10 min (250 ° C), preferably an MI of 145 to 165 g / 10 min (250 ° C), more preferably 150 to 160 g / Min < / RTI > (250 DEG C).
상기 가소제를 용출시키는 단계는 멜트블로운 섬유집합체 내 존재하는 가소제를 제거하는 단계로서, 멜트블로운 섬유집합체를 물에 담근 후, 초음파 처리하여 수행할 수 있다. 이때, 상기 물의 온도는 50℃ ~ 70℃인 것이, 바람직하게는 55℃ ~ 65℃인 것이 가소제 용출 및 가공용이성 면에서 유리하다. 그리고, 상기 초음파 처리는 300 Hz ~ 400 Hz 세기의 초음파를, 바람직하게는 320 Hz ~ 400 Hz 세기의 초음파를, 더욱 바람직하게는 340 Hz ~ 380 Hz 세기의 초음파를 가하여 수행할 수 있는데, 이때, 초음파 세기가 300 Hz 미만이면 가소제 용출이 원할하지 않고, 초음파 처리시간이 너무 길어질 수 있으며, 초음파 세기가 400 Hz를 초과하면 섬유 물성을 저하시키는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 초음파 세기 범위 내에서 초음파를 가하여 초음파 처리를 수행하는 것이 좋다. The step of eluting the plasticizer may be performed by removing the plasticizer present in the meltblown fiber aggregate by immersing the meltblown fiber aggregate in water, followed by ultrasonic treatment. At this time, the temperature of the water is preferably 50 ° C to 70 ° C, more preferably 55 ° C to 65 ° C, from the viewpoint of ease of elution and processing of the plasticizer. The ultrasonic treatment may be performed by applying ultrasonic waves of 300 Hz to 400 Hz intensity, preferably 320 Hz to 400 Hz intensity, more preferably 340 Hz to 380 Hz intensity. At this time, If the ultrasonic intensity is less than 300 Hz, the plasticizer may not be eluted and the ultrasonic treatment time may become too long. If the ultrasonic intensity exceeds 400 Hz, there may be a problem of deteriorating the fiber properties. Therefore, It is preferable to perform ultrasonic treatment.
그리고, 초음파 처리의 바람직한 일례를 들면, 상부 3개 및 하부 3개가 연통된 수조에 50℃ ~ 70℃ 정도의 물을 채운 후, 수조 내에 초음파를 300 Hz ~ 400 Hz 세기로 가하고, 상기 멜트블로운 섬유집합체가 상기 수조를 15초 ~ 30초간 750 mpm ~ 1,100 mpm 정도의 속도로 통과할 수 있도록 하여 수행할 수 있다.As a preferable example of the ultrasonic treatment, water having a temperature of about 50 ° C to 70 ° C is filled in a water tank communicating with three upper parts and three lower parts, ultrasonic waves are applied in a water tank at a frequency of 300 Hz to 400 Hz, And allowing the fiber aggregate to pass through the water tank at a rate of 750 to 1100 mpm for 15 to 30 seconds.
상기 가소제를 용출시키는 단계를 수행하면 멜트블로운 섬유집합체 내 가소제 함유량이 0.2 중량% 이하로, 바람직하게는 0.01 ~ 0.2 중량%로, 더욱 바람직하게는 0 ~ 0.05 중량%로 가소제가 존재할 수 있게 된다.
When the step of eluting the plasticizer is performed, the plasticizer may be present in the meltblown fiber aggregate in an amount of 0.2 wt% or less, preferably 0.01 to 0.2 wt%, more preferably 0 to 0.05 wt% .
상기 검화시키는 단계는 가소제가 용출된 멜트블로운 섬유집합체를 NaOH 수용액에 60분 ~ 120분 동안 침지시켜서 수행할 수 있으며, 상기 NaOH 수용액은 5 ~ 20 부피% 농도의 NaOH 수용액을, 바람직하게는 5 ~ 15 부피% 농도의 NaOH 수용액을, 더욱 바람직하게는 8 ~ 12 부피% 농도의 NaOH 수용액을 사용하는 것이 좋은데, 이때, NaOH 수용액의 농도가 5 부피% 미만이면 검화가 충분히 일어나지 않아서 셀룰로스로 치환도가 저하되며 결과적으로 가소제가 잔류량 증거와 강도가 저하되는 문제가 있을 수 있고, NaOH 수용액의 농도가 20 부피%를 초과하면 강도를 비롯한 전반적인 섬유물성을 저하시키는 문제가 있을 수 있으므로 상기 농도의 NaOH 수용액을 사용하는 것이 좋다.The step of hydrolyzing may be performed by immersing the melted fibrous aggregate in which the plasticizer has been dissolved in an aqueous solution of NaOH for 60 to 120 minutes. The NaOH aqueous solution is preferably an aqueous solution of 5 to 20% by volume of NaOH, preferably 5 It is preferable to use an NaOH aqueous solution with a concentration of 15 to 15 vol% and more preferably a NaOH aqueous solution with a concentration of 8 to 12 vol%. If the concentration of the aqueous NaOH solution is less than 5 vol%, the saponification does not sufficiently take place, There may be a problem that the residual amount of the plasticizer is deteriorated and the strength of the plasticizer may be deteriorated. If the concentration of the aqueous NaOH solution exceeds 20% by volume, there may be a problem of deteriorating the overall fiber properties including strength. Therefore, It is good to use.
그리고, 상기 검화된 멜트블로운 섬유집합체를 건조시키는 단계는 당업계에서 일반적인 건조공정을 통해 수행할 수 있다.The drying of the sintered meltblown fibrous aggregate can be carried out through a drying process common in the art.
이렇게 제조된 본 발명의 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 용융 셀룰로오스 초극세 부직포를 구성하는 멜트블로운 섬유는 기공이 형성되어 있는 바, 높은 비표면적으로 갖을 수 있다. 1 and 2 of the present invention, the meltblown fibers constituting the molten cellulose ultrafine nonwoven fabric have pores and can have a high specific surface area.
이러한 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포는 평균직경 2.5 ㎛~ 5㎛인 용융 셀룰로오스 에스테르계 멜트블로운 섬유를 포함하며, 상기 멜트블로운 섬유는 평균입경 100㎚ ~ 600㎚를, 바람직하게는 평균입경 200㎚ ~ 500㎚를 갖는 다수의 미세기공이 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.The melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention comprises melt-cellulose ester-based meltblown fibers having an average diameter of 2.5 to 5 m, and the meltblown fibers have an average particle diameter of 100 nm to 600 nm, preferably an average particle diameter of 200 And a plurality of micropores having a diameter of 500 nm to 500 nm are formed.
그리고, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 용융 셀룰로오스 에스테르계 멜트블로운 섬유는 140 ~ 170g/10분(250℃)의 MI(melt index)를 갖으며, 2.5 ㎛~ 5㎛를 갖는다.As described above, the melt-cellulose ester-based meltblown fibers have an MI (melt index) of 140 to 170 g / 10 min (250 ° C) and have a diameter of 2.5 to 5 μm.
또한, 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포는 평균면밀도 250 ~ 400 g/m2인 것이, 바람직하게는 평균면밀도 270 ~ 380 g/m2인 것이, 더욱 바람직하게는 평균면밀도가 280 ~ 350 g/m2인 것이 좋으며 그 용도에 면밀도를 조정하여 최적화시킬 수 있다, 이때, 평균면밀도가 250 g/m2 인 경우, 강도, 강도 등의 충분한 기계적 물성을 갖지 못하는 문제가 있을 수 있고, 평균면밀도가400 g/m2을 초과하면 면밀도가 증가하는 만큼 발생하는 제조비용 증가분에 비해서 물성 향상율이 미미하기 때문에 상기 범위 내의 면밀도를 갖는 것이 좋다.The melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention has an average area density of 250 to 400 g / m 2 , preferably an average area density of 270 to 380 g / m 2 , more preferably an average area density of 280 to 350 g / m 2 The average surface density of 250 g / m < 2 > may not have sufficient mechanical properties such as strength and strength, and the average surface density may be 400 g / m < 2 >, it is preferable to have a surface density within the above range because the improvement of the physical properties is insufficient as compared with the increase of the production cost caused by the increase of the surface density.
이러한, 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포는 평균면밀도 300 g/m2 인 경우, ISO R 354의 알파캐빈(alpha cabin)법에 의거하여 흡음계수 측정시, 저주파대수인 1,000 Hz에서 흡음계수가 0.85 이상이고, 바람직하게는 0.86 ~ 0.95일 수 있고, 2,000 Hz에서 흡음계수가 0.95 이상, 바람직하게는 0.98 ~ 1.05를 갖을 수 있다. 또한, 3,150 Hz에서 흡음계수가 1.00 이상이고, 바람직하게는 1.02 ~ 1.10일 수 있으며, 고주파대인 5,000 Hz에서 흡음계수가 1.08 이상을, 바람직하게는 1.10 ~ 1.30을 갖을 수 있다.The melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention has an absorption coefficient of 0.85 or more at 1,000 Hz, which is a low-frequency logarithm, in the case of an average surface density of 300 g / m 2 and an absorption coefficient measured according to an ISO cabinet method of ISO 354 , Preferably 0.86 to 0.95, and a sound absorption coefficient at 2,000 Hz of 0.95 or more, preferably 0.98 to 1.05. Further, the absorption coefficient may be 1.00 or more, preferably 1.02 to 1.10 at 3,150 Hz, and the absorption coefficient may be 1.08 or more, preferably 1.10 to 1.30 at a high frequency of 5,000 Hz.
본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포는 표면에 내장재 커버용으로 적용되는 이미 공지된 각종 소재들 예를 들면 부직포, 직조직물, 편직 직물, 폼(Foam), 필름, 종이, 스판본드 직물, 멜트블로운 직물, 스테이플 웹 등과 같은 공지된 내장재 커버용 소재를 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 조합하여 이루어지는 지지체를 형성시킬 수도 있다. 이러한 지지체는 차량 내부, 건축물 내부 등에 시공되는 흡음재의 표면을 커버하여 상기 흡음재의 형태를 유지하고 강도를 제공하는 동시에, 시일이 경과됨에 따라 부직포의 섬유가 탈리되는 것도 방지하여 흡음 기능을 지속적으로 유지하도록 할 수 있다.
The melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention can be applied to various known materials applied to the surface of the inner cover, such as nonwoven fabric, woven fabric, knitted fabric, foam, film, paper, spunbond fabric, , A staple web, or the like, may be used alone or in combination of two or more. Such a support covers the surface of the sound absorbing material applied to the interior of the vehicle or the inside of the building to maintain the shape of the sound absorbing material and to provide strength, and also prevents the fibers of the non-woven fabric from being detached as the seal passes, .
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples should not be construed as limiting the scope of the present invention, and should be construed to facilitate understanding of the present invention.
[[ 실시예Example ] ]
실시예Example 1 One
셀룰로스 수산기의 치환도가 2.4이며, 중량평균분자량이 30,000인 셀룰로오스 아세테이트 수지(이스트만사 제품) 60중량% 및 중량평균분자량 200인 폴리에틸렌글리콜 40중량%를 혼합하여 혼합물 1을 제조하였다. 60% by weight of a cellulose acetate resin having a degree of substitution of cellulose hydroxyl group of 2.4, a weight average molecular weight of 30,000 (manufactured by Eastman) and 40% by weight of polyethylene glycol having a weight average molecular weight of 200 were mixed to prepare a mixture 1.
다음으로, 상기 혼합물 100 중량부에 대하여, 라디칼생성억제제인 테트라키스메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시하이드로시나메이트)메테인(Anox 20, 캠추라코퍼레이션, Chemtura Corporation) 0.1 중량부 및 라디칼활성억제제인 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스페이트(Alcanox 240, 캠추라코퍼레이션, Chemtura Corporation)첨가한 후, 슈퍼믹서(supermixer)를 이용하여 2분간 혼합하여 혼합물 2를 제조하였다. Next, 100 parts by weight of the mixture was mixed with tetrakis methylene (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate) methane (Anox 20 (Chemtura Corporation) (Alcanox 240, Camtura Corporation) as a radical activity inhibitor and then mixed for 2 minutes using a supermixer to prepare a mixture 2.
다음으로 사이 혼합물 2를 열풍 건조기로 80℃, 24시간 건조시켜서 칩(chip)화시켰다.Next, the mixture 2 was dried in a hot air drier at 80 DEG C for 24 hours to be chips.
다음으로, 트윈익스트루더가 장착된 혼련기에 이용하여 서클피터 25kg/hr, 혼련기 모터 속도 270 rpm로 고정 후 혼련기 다이(DIE) 시작온도 170℃에서 5단계에 걸쳐 최종 말단온도 200℃까지 온도를 부여하면서 5분 동안 상기 칩을 블렌딩시켜서 용융 셀룰로오스 아세테이트 수지를 제조하였다.Next, using a kneader equipped with a twin extruder, the kneader was fixed at a kneader die (DIE) starting temperature of 170 ° C in five stages at a final terminal temperature of 200 ° C The chips were blended for 5 minutes while applying a temperature to prepare a molten cellulose acetate resin.
다음으로, 상기 용융 셀룰로오스 아세테이트 수지를 폭 1960mm 35HPI(Hole per Inch) 규격의 구금이 장착된 멜트블로운 설비에서 구금 및 다이 온도 250℃, 핫 에어(Hot Air) 온도는 260℃의 조건에서 방사를 진행하여, 멜트블로운 섬유로 구성된 평균면밀도 300g/m2의 멜트블로운 섬유집합체를 제조하였다. 이때, 상기 멜트블로운 섬유의 MI(Melt Index)는 156g/10min (250℃)이었으며, 멜트블로운 섬유의 평균 직경은 4.8㎛였다. Next, the molten cellulose acetate resin was spin-coated at a die temperature of 250 DEG C and a hot air temperature of 260 DEG C in a meltblowing apparatus equipped with a nip with a width of 1960 mm and 35 HPI (Hole Per Inch) And a meltblown fiber aggregate having an average area density of 300 g / m 2 composed of meltblown fibers was prepared. At this time, the meltblown fibers had an MI (Melt Index) of 156 g / 10 min (250 ° C) and an average diameter of the meltblown fibers of 4.8 μm.
다음으로, 초음파발생기가 장착된 상부3개 하부 3개가 연통된 수조를 상기 멜트블로운 섬유집합체를 20초간 900 mpm의 속도로 통과시켜서 초음파 처리를 하였으며, 이때, 수조 내 물의 온도는 60℃였고, 수조 내의 초음파 세기는 360 Hz였다. Next, ultrasonic treatment was carried out by passing the meltblown fiber aggregate through the water tubs communicating with the lower three of the three upper parts equipped with the ultrasonic generator at a speed of 900 mpm for 20 seconds. At this time, the water temperature in the water bath was 60 ° C, The ultrasonic intensity in the water tank was 360 Hz.
다음으로, 수조를 통과한 상기 섬유를 검화단계로 10% NaOH 수용액에 90분 동안 침지시킨 후, 이를 꺼내서 열풍건조기를 이용하여 건조시켜서 용융 셀룰로오스 초극세 부직포를 제조하였다.
Next, the fibers passed through the water tank were immersed in a 10% NaOH aqueous solution for 90 minutes in the saponification step, taken out, and dried using a hot air drier to prepare a molten cellulose ultrafine nonwoven fabric.
실험예Experimental Example 1 : One : SEMSEM 측정 Measure
상기 실시예 1에서 제조한 용융 셀룰로오스 초극세 부직포 일부를 잘라서 부직포 내부를 주사전자현미경(SEM, 제조사 JEOL, 상품명 JSM 840)으로 측정하였고, 그 결과를 도 1 및 도 2에 나타내었다.A part of the microfibrillated cellulose microcellulose fabric prepared in Example 1 was cut out and the inside of the nonwoven fabric was measured with a scanning electron microscope (SEM, manufacturer JEOL, product name: JSM 840). The results are shown in FIG. 1 and FIG.
도 1 및 도 2를 살펴보면, 부직포를 구성하는 섬유 내 미세기공이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 미세기공의 크기가 평균직경 200 nm ~ 400 nm 정도였다.1 and 2, it can be confirmed that micropores are formed in the fibers constituting the nonwoven fabric, and the micropores have an average diameter of about 200 nm to 400 nm.
실시예Example 2 2
실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 부직포를 제조하되, 셀룰로스 수산기의 치환도가 2.2이며, 중량평균분자량이 28,000인 셀룰로오스 아세테이트 수지(이스트만사 제품) 58중량% 및 중량평균분자량 200인 폴리에틸렌글리콜 42중량%를 혼합하여 혼합물을 사용하여 평균면밀도 300g/m2 의 부직포를 제조하였다. 그리고, 부직포 내 멜트블로운 섬유의 평균 직경은 4.6㎛였다.
58% by weight of a cellulose acetate resin having a weight average molecular weight of 28,000 (manufactured by Eastman) and a weight-average molecular weight of 200 and polyethylene glycol 42 having a weight average molecular weight of 200 %, And the mixture was used to prepare a nonwoven fabric having an average area density of 300 g / m 2 . The average diameter of the meltblown fibers in the nonwoven fabric was 4.6 mu m.
실시예Example 3 3
실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 부직포를 제조하되, 셀룰로스 수산기의 치환도가 3.0이며, 중량평균분자량이 3,400인 셀룰로오스 아세테이트 수지(이스트만사 제품) 62중량% 및 중량평균분자량 200인 폴리에틸렌글리콜 38중량%를 혼합하여 혼합물을 사용하여 평균면밀도 300g/m2 의 부직포를 제조하였다. 그리고, 부직포 내 멜트블로운 섬유의 평균 직경은 4.9㎛였다.
62% by weight of a cellulose acetate resin having a weight average molecular weight of 3,400 and a weight average molecular weight of 200 (polyethylene glycol 38) having a degree of substitution of cellulose hydroxyl group of 3.0 and a weight average molecular weight of 3,400 were produced under the same conditions and in the same manner as in Example 1 %, And the mixture was used to prepare a nonwoven fabric having an average area density of 300 g / m 2 . The mean diameter of the meltblown fibers in the nonwoven fabric was 4.9 mu m.
실시예Example 4 4
실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 부직포를 제조하되, 상기 셀룰로오스 아세테이트 수지(이스트만사 제품) 52중량% 및 상기 폴리에틸렌글리콜 48중량%를 혼합하여 혼합물을 사용하여 평균면밀도 300g/m2 의 부직포를 제조하였다. 그리고, 부직포 내 멜트블로운 섬유의 평균 직경은 4.5㎛였다.
In Example 1, was prepared a nonwoven fabric under the same conditions and method wherein the cellulose acetate resin (East things, Ltd.) 52% by weight and producing a non-woven fabric having an average area density 300g / m 2 using a mixture by mixing the polyethylene glycol 48% by weight Respectively. The mean diameter of the meltblown fibers in the nonwoven fabric was 4.5 mu m.
실시예Example 5 5
실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 부직포를 제조하되, 셀룰로스 수산기의 치환도가 2.4이며, 중량평균분자량이 28,000인 셀룰로오스 아세테이트 수지(이스트만사 제품) 60중량% 및 중량평균분자량 180인 폴리에틸렌글리콜 40중량%를 혼합하여 혼합물을 사용하여 평균면밀도 300g/m2 의 부직포를 제조하였다. 그리고, 부직포 내 멜트블로운 섬유의 평균 직경은 4.6㎛였다.
A nonwoven fabric was produced under the same conditions and in the same manner as in Example 1 except that 60% by weight of a cellulose acetate resin having a degree of substitution of cellulose hydroxyl group of 2.4, a weight average molecular weight of 28,000 (manufactured by Eastman) and a weight average molecular weight of 180, polyethylene glycol 40 %, And the mixture was used to prepare a nonwoven fabric having an average area density of 300 g / m 2 . The average diameter of the meltblown fibers in the nonwoven fabric was 4.6 mu m.
실시예Example 6 6
실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 부직포를 제조하되, 용융방사된 멜트블로운 섬유집합체를 초음파 처리시, 340 Hz의 초음파 세기에서 수행하여, 평균면밀도 300g/m2 의 부직포를 제조하였다. 그리고, 부직포 내 멜트블로운 섬유의 평균 직경은 4.7㎛였다.
A nonwoven fabric was produced by the same conditions and the same method as in Example 1 except that the melt-spun meltblown fiber aggregate was subjected to ultrasonic treatment at an ultrasonic intensity of 340 Hz to prepare a nonwoven fabric having an average area density of 300 g / m 2 . The average diameter of the meltblown fibers in the nonwoven fabric was 4.7 mu m.
비교예Comparative Example 1 One
실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 부직포를 제조하되, 셀룰로오스 아세테이트 수지 대신 폴리프로필렌 수지(폴리미래사의 HP 461Y)를 사용하고, 가소제를 사용하지 않고서, 평균면밀도 300g/m2 의 부직포를 제조하였다. 그리고, 부직포 내 멜트블로운 섬유의 평균 직경은 4.2㎛였다.
A nonwoven fabric was produced in the same conditions and in the same manner as in Example 1 except that a polypropylene resin (HP 461Y from Polymira) was used in place of the cellulose acetate resin and a plasticizer was not used to produce a nonwoven fabric having an average area density of 300 g / m 2 . The mean diameter of the meltblown fibers in the nonwoven fabric was 4.2 탆.
비교예Comparative Example 2 2
실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 부직포를 제조하되, 가소제로서 폴리에틸렌글리콜 대신 트리아세틴을 가소제로 사용하여 평균면밀도 300g/m2 의 부직포를 제조하였다. 그리고, 부직포 내 멜트블로운 섬유의 평균 직경은 5.3㎛였다.
Nonwoven fabrics were produced under the same conditions and in the same manner as in Example 1 except that triacetin instead of polyethylene glycol was used as a plasticizer as a plasticizer to prepare a nonwoven fabric having an average area density of 300 g / m 2 . The mean diameter of the meltblown fibers in the nonwoven fabric was 5.3 탆.
비교예Comparative Example 3 3
실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 부직포를 제조하되, 초음파 처리를 수행하지 않은 채, 평균면밀도 300g/m2 의 부직포를 제조하였다. 그리고, 부직포 내 멜트블로운 섬유의 평균 직경은 5.2㎛였다.
A nonwoven fabric was produced in the same conditions and in the same manner as in Example 1 except that the ultrasonic treatment was not performed, and a nonwoven fabric having an average area density of 300 g / m 2 was produced. The average diameter of the meltblown fibers in the nonwoven fabric was 5.2 mu m.
비교예Comparative Example 4 4
실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 부직포를 제조하되, 상기 셀룰로오스 아세테이트 수지 80 중량% 및 상기 폴리에틸렌글리콜 20 중량%를 혼합한 혼합물을 사용하여 평균면밀도 300g/m2 의 부직포를 제조하였다. 그리고, 그리고, 부직포 내 멜트블로운 섬유의 평균 직경은 5.8㎛였다.
A nonwoven fabric was produced by the same conditions and procedures as in Example 1 except that a mixture of 80% by weight of the cellulose acetate resin and 20% by weight of the polyethylene glycol was used to prepare a nonwoven fabric having an average area density of 300 g / m 2 . The mean diameter of the meltblown fibers in the nonwoven fabric was 5.8 mu m.
비교예Comparative Example 5 5
실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 부직포를 제조하되, 가소제로서 중량평균분자량 200인 폴리에틸렌글리콜 대신 중량평균분자량 400인 폴리에틸렌글리콜을 사용하여, 평균면밀도 300g/m2 의 부직포를 제조하였다. 그리고, 부직포 내 멜트블로운 섬유의 평균 직경은 5.5㎛였다.
A nonwoven fabric was produced using polyethylene glycol having a weight average molecular weight of 400 as a plasticizer instead of polyethylene glycol having a weight average molecular weight of 200 by the same conditions and procedures as in Example 1 to prepare a nonwoven fabric having an average surface area of 300 g / m 2 . The average diameter of the meltblown fibers in the nonwoven fabric was 5.5 mu m.
비교예Comparative Example 6 6
실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 부직포를 제조하되, 상기 라디칼활성억제제인 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트을 상기 혼합물 100 중량부에 대하여, 3.0 중량부를 사용하여 평균면밀도 300g/m2 의 부직포를 제조하였다. 그리고, 부직포 내 멜트블로운 섬유의 평균 직경은 4.4㎛였다.
(2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, which is the radical activity inhibitor, was added in an amount of 3.0 parts by weight per 100 parts by weight of the mixture to obtain an average area density of 300 g / m < 2 & gt ;. The average diameter of the meltblown fibers in the nonwoven fabric was 4.4 mu m.
비교예Comparative Example 7 7
실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 부직포를 제조하되, 용융방사된 멜트블로운 섬유집합체를 초음파 처리시, 270 Hz의 초음파 세기에서 수행하여, 평균면밀도 300g/m2 의 부직포를 제조하였다. 그리고, 부직포 내 멜트블로운 섬유의 평균 직경은 4.8㎛였다.
A nonwoven fabric was produced by the same conditions and method as in Example 1 except that the melt-spun meltblown fibrous aggregate was subjected to ultrasonic treatment at an ultrasonic intensity of 270 Hz to produce a nonwoven fabric having an average area density of 300 g / m 2 . The average diameter of the meltblown fibers in the nonwoven fabric was 4.8 mu m.
실험예Experimental Example : 주파수별( : By frequency HzHz ) 흡음계수 측정 실험) Sound absorption coefficient measurement experiment
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 복합섬유집합체의 주파수별(Hz) 흡음계수 및 접착강도를 아래와 같은 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The sound absorption coefficient and adhesive strength (Hz) of the composite fiber assemblies prepared in the above Examples and Comparative Examples were measured by the following methods, and the results are shown in Table 1 below.
(1) 주파수별 흡음계수 측정(1) Sound absorption coefficient measurement by frequency
흡음계수 측정하기 위해 ISO R 354, Alpha Cabin법에 적용 가능한 시편으로 각각 3매씩 제조하여 외부온도 0℃ 및 25℃에서 30분 방치 후 흡음계수를 측정하고 측정된 흡음계수 평균값을 표 1에 나타내었다.For the measurement of the sound absorption coefficient, three samples each of which is applicable to the ISO R 354, Alpha Cabin method were prepared, and the sound absorption coefficient was measured after leaving for 30 minutes at the external temperature of 0 ° C and 25 ° C, and the average value of the measured sound absorption coefficient is shown in Table 1 .
(2) 잔존 (2) Remaining 가소제량Amount of plasticizer 측정 Measure
시료 10g을 채취하여 90℃ 온수에 1시간 교반시킨 후, 건조한 시료의 무게를 측정하여 부직포 내 잔존하는 가소량을 측정하였다.10 g of the sample was collected and stirred for 1 hour at 90 ° C in hot water, and then the weight of the dried sample was measured to determine the amount of residual residual in the nonwoven fabric.
잔존 가소제량
(중량%)Nonwoven fabric
Remaining plasticizer amount
(weight%)
MI
(g/10min, 250℃)Of the meltblown fibers in the nonwoven fabric
MI
(g / 10 min, 250 < 0 > C)
표 1의 실험결과를 살펴보면, 본 발명의 실시예 1 ~ 실시예 6의 경우, 전반적으로 우수한 흡음특성을 갖는 것을 확인할 수 있었으며, 부직포 내 가소제 잔량이 매우 미비하거나, 존재하지 않았다.The results of Table 1 show that Examples 1 to 6 of the present invention have excellent sound absorbing characteristics as a whole, and the remaining amount of the plasticizer in the nonwoven fabric is insufficient or not present.
그러나, 폴리프로필렌을 사용하여 부직포를 제조한 비교예 1의 경우, 실시예 1과 비교할 때, 낮은 흡음특성이 낮았는데, 이는 섬유 자체의 성분 차이 및 섬유의 기공 존부에 따른 결과로 판단된다.However, in Comparative Example 1 in which a nonwoven fabric was produced using polypropylene, the low sound absorption characteristics were low as compared with Example 1, which is judged to be a result of the difference in the composition of the fibers themselves and the porosity of the fibers.
가소제로서 트리아세틴을 사용한 비교예 2의 경우, 동일한 조건 하에서 초음파 처리를 했음에도 불구하고, 가소제가 다량 부직포에 잔존하였으며, 실시예 1과 비교할 때, 흡음성이 떨어지는 문제가 있었다.In the case of Comparative Example 2 using triacetin as a plasticizer, the plasticizer remained in a large amount of nonwoven fabric despite the ultrasonic treatment under the same conditions, and there was a problem that the sound absorption property was poor as compared with Example 1.
비교예 3의 경우, 부직포 내 가소제 함량이 다량 포함되어 있었는데, 실시예 1과 비교할 때, 흡음성이 떨어질 뿐만 아니라, 부직포 내 가소제 존재로 인해 이의 응용제품 범위가 크게 감소하는 문제가 있다.In Comparative Example 3, the amount of the plasticizer in the nonwoven fabric was large. Compared with Example 1, however, the sound absorbing property was poor, and the range of the applied product greatly decreased due to the presence of the plasticizer in the nonwoven fabric.
가소제 함량이 25 중량% 미만을 사용한 비교예 4의 경우, 가소화 효과가 떨어져서 부직포의 멜트블로운 섬유 내 기공 형성이 잘 이루어지지 않았으며, 멜트블로운 섬유의 평균직경이 실시예 1과 비교할 때, 크게 증가하는 경향을 보였으며, 그 결과 실시예 1의 부직포 내 섬유와 비교할 때, 비표면적이 작아져서 흡음성에 악영향을 준 것으로 판단된다. In the case of Comparative Example 4 in which the plasticizer content was less than 25% by weight, the plasticizing effect deteriorated and the formation of pores in the meltblown fibers of the nonwoven fabric was not achieved well, and the average diameter of the meltblown fibers . As a result, it was judged that the specific surface area was smaller than that of the fiber in the nonwoven fabric of Example 1, which adversely affected the sound absorption properties.
또한, 중량평균분자량 350을 초과한 폴리에틸렌글리콜을 사용한 비교예 5의 경우, 가소제 용출이 잘 되지 않아서 부직포 내 잔존하는 문제가 있었으며, 멜트블로운 섬유의 평균직경이 실시예 1과 비교할 때, 평균직경이 증가하는 경향을 보였고, 이로 인해, 비표면적이 작아져서 흡음성이 떨어지는 결과를 보인 것으로 판단된다. Further, in the case of Comparative Example 5 using polyethylene glycol having a weight average molecular weight of more than 350, the plasticizer did not elute well and remained in the nonwoven fabric. The average diameter of the meltblown fibers was larger than that of Example 1, And the specific surface area is decreased, which is considered to be the result that the sound absorption property is lowered.
그리고, 라디칼활성억제제를 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 2.5 중량부를 초과하여 사용한 비교예 6의 경우, 실시예 1과 비교할 때, 부직포 내 멜트블로운 섬유의 평균직경이 크게 감소했는데, 이는 열분해 방지능이 미흡하여 열가소화 또는 용융방사 과정에서 용융된 셀룰로오스 에스테르 수지가 열분해된 것으로 판단된다.In Comparative Example 6 in which the radical activity inhibitor was used in an amount exceeding 2.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixture, the average diameter of the meltblown fibers in the nonwoven fabric was greatly reduced as compared with Example 1, It is judged that the cellulose ester resin melted in the thermoplastic or melt spinning process is pyrolyzed.
또한, 초음파 처리시 300 Hz 미만인 270 Hz 세기의 초음파로 가소제 용출공정을 수행한 비교예 7의 경우, 부직포 내 가소제가 잔류하는 문제가 있었고, 이로 인해 흡음성이 떨어지는 결과를 보였다.
Also, in the case of Comparative Example 7 in which the plasticizer elution process was performed with an ultrasonic wave of 270 Hz intensity at an ultrasonic frequency of less than 300 Hz, there was a problem that the plasticizer in the nonwoven fabric remained, resulting in poor sound absorption.
상기 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포가 고주파수대 뿐만 아니라 저주파수대에서도 우수한 흡음 능력을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 이러한, 본 발명은 흡음성이 요구되는 소재, 예를 들면 자동차, 비행기, 배 등의 이동수단의 내장재, 핸드폰, 노트북, 컴퓨터, TV 등의 전자제품부품, 건축용 실내인테리어 소재 등으로 응용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 본 발명의 용융 셀룰로오스 초극세 부직포 내 섬유가 기공을 갖아서 우수한 비표면적을 갖는 것을 응용하여, 필터여재, 화장품 마스크시트 등으로도 사용할 수 있을 것으로 기대된다.It can be seen from the above Examples and Experimental Examples that the melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention has an excellent sound absorbing ability not only in a high frequency band but also in a low frequency band. The present invention can be applied to a material requiring sound absorption, for example, an interior part of a moving means such as an automobile, an airplane, a ship, an electronic product part such as a cell phone, a notebook computer, a TV, It is expected. Further, it is expected that the fibers in the melt-cellulose ultrafine nonwoven fabric of the present invention having pores and having an excellent specific surface area can be used as filter media, cosmetic mask sheets and the like.
Claims (20)
상기 열가소성 셀룰로오스 에스테르 수지는 셀룰로오스 수산기의 치환도가 1.7 ~ 3.0이고, 중량평균분자량이 20,000 ~ 32,000이며,
상기 가소제는 중량평균분자량 100 ~ 250의 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리글리콜산 및 폴리부틸아디페이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
상기 라디칼생성억제제는 페놀기를 포함하는 수불용성 화합물을 포함하고, 상기 라디칼활성억제제는 말단에 인을 함유한 수불용성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡음재 부직포용 용융 셀룰로오스계 멜트블로운 섬유 조성물.
0.01 to 2 parts by weight of a radical generation inhibitor and 0.001 to 2.5 parts by weight of a radical activity inhibitor based on 100 parts by weight of a mixture comprising 50 to 70% by weight of a thermoplastic cellulose ester resin and 30 to 50% by weight of a plasticizer,
The thermoplastic cellulose ester resin preferably has a cellulose hydroxyl group substitution degree of 1.7 to 3.0, a weight average molecular weight of 20,000 to 32,000,
The plasticizer includes at least one selected from polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyglycolic acid and polybutyl adipate having a weight average molecular weight of 100 to 250,
Wherein the radical generation inhibitor comprises a water insoluble compound including a phenol group, and the radical activity inhibitor comprises a water insoluble compound containing phosphorus at the terminal. The melted cellulose type meltblown fiber composition for a sound absorbing material nonwoven fabric according to claim 1,
셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스아세테이트 프탈레이트, 셀룰로오스아세테이트카프로네이트, 셀룰로오스아세테이트카프릴레이트, 셀룰로오스아세테이트라울레이트, 셀룰로오스아세테이트팔미테이트, 셀룰로오스아세테이트스테아레이트 및 셀룰로오스아세테이트올레이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 흡음재 부직포용 용융 셀룰로오스계 멜트블로운 섬유 조성물.
The thermoplastic resin composition according to claim 1, wherein the thermoplastic cellulose ester resin
Selected from cellulose acetate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate phthalate, cellulose acetate caprate, cellulose acetate caprylate, cellulose acetate laurethate, cellulose acetate palmitate, cellulose acetate stearate and cellulose acetate oleate Wherein the meltblown cellulose-based meltblown fiber composition for a sound-absorbing material nonwoven fabric comprises at least one member selected from the group consisting of polyvinyl alcohol and polyvinyl alcohol.
The method of claim 1, wherein the radical generation inhibitor is selected from the group consisting of tetrakis methylene (3,5-di-t-butyl-4-hydroxycinnamate) methane, pentaerythritol tetrakis (3- (3,5- Butyl-4-hydroxyphenyl) propionate and tetrakis methylene (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate methane. Meltblown cellulose based meltblown fiber composition for nonwoven fabrics.
The sound absorbing material according to claim 1, wherein the radical activity inhibitor comprises at least one selected from tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite and tris-nonylphenyl phosphite and triphenyl phosphite Meltblown cellulose based meltblown fiber composition for nonwoven fabrics.
The melted cellulose-based meltblown fiber composition for a sound absorbing material nonwoven fabric according to claim 1, further comprising 0.05 to 2.5 parts by weight of a carbodiimide-based hydrolysis inhibitor per 100 parts by weight of the mixture.
부직포 전체 중량 중 가소제 함량이 0.2 중량% 이하이고,
평균면밀도 300 g/m2일 때, ISO R 354의 알파캐빈(alpha cabin)법에 의거하여 흡음계수 측정시, 1,000 Hz에서 흡음계수가 0.85 이상이고, 2,000 Hz에서 흡음계수가 0.95 이상이며, 3,150 Hz에서 흡음계수가 1.00 이상이고, 5,000 Hz에서 흡음계수가 1.08 이상인 것을 특징으로 하는 흡음재용 용융 셀룰로오스 초극세 부직포.
And melt-cellulose ester-based meltblown fibers having an MI (melt index) of 140 to 170 g / 10 min (250 ° C) and an average diameter of 2.5 to 5 μm, wherein the meltblown fibers have an average particle diameter of 100 nm to 600 nm And a plurality of micropores having a plurality of micropores,
Wherein the plasticizer content in the total weight of the nonwoven fabric is 0.2 wt%
When the average surface area density is 300 g / m 2 , the sound absorption coefficient is measured to be 0.85 or more at 1,000 Hz, the sound absorption coefficient is at least 0.95 at 2,000 Hz, and 3,150 And a sound absorption coefficient of 1.08 or more at 5,000 Hz, and a sound absorption coefficient of 1.08 or more at 5,000 Hz.
The microcellular nonwoven fabric according to claim 9, wherein the total weight of the nonwoven fabric is 0.01 to 0.2% by weight of a plasticizer.
상기 혼합수지를 70℃ ~ 90℃ 하에서 20 ~ 30 시간 동안 건조시켜서 열가소성 셀룰로오스 에스테르 칩을 제조하는 단계;
상기 열가소성 셀룰로오스 에스테르 칩을 혼련기에 투입한 후, 혼련기 내부 온도를 150℃부터 220℃까지 온도를 상승시키는 조건 하에서 블렌딩을 수행하여 용융 셀룰로오스 에스테르 수지를 제조하는 단계;
상기 용융 셀룰로오스 에스테르 수지를 멜트블로운 다이 및 구금을 통해 용융 방사시키면서 동시에 고온, 고압의 핫에어를 이용해서, 멜트블로운 섬유집합체를 제조하는 단계; 및
상기 멜트블로운 섬유집합체를 물에 담근 후, 초음파 처리하여 가소제를 용출시키는 단계;
가소제가 용출된 멜트블로운 섬유집합체를 5 ~ 15 부피% 농도의 NaOH 수용액에 60분 ~ 120분 동안 침지시켜서 검화시키는 단계; 및
검화된 멜트블로운 섬유집합체를 건조시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡음재용 용융 셀룰로오스 초극세 부직포의 제조방법.
Mixing the melted cellulose-based meltblown fiber composition for a sound absorbing material nonwoven fabric according to any one of claims 1, 3, and 6 to produce a mixed resin;
Drying the mixed resin at 70 ° C to 90 ° C for 20 to 30 hours to prepare a thermoplastic cellulose ester chip;
Adding the thermoplastic cellulose ester chip to a kneader and blending the kneaded mixture under a condition of raising the internal temperature of the kneader from 150 ° C to 220 ° C to prepare a melted cellulose ester resin;
Preparing a meltblown fiber aggregate by melt-spinning the molten cellulose ester resin through a meltblown die and a nip while simultaneously using hot air at a high temperature and a high pressure; And
Immersing the meltblown fibrous aggregate in water and sonicating to elute the plasticizer;
Immersing the meltblown fibrous aggregate from which the plasticizer has been eluted in an aqueous solution of NaOH at a concentration of 5 to 15 vol% for 60 to 120 minutes, And
Drying the saponified meltblown fibrous aggregate;
The method of manufacturing a microcellular nonwoven fabric of molten cellulose for a sound absorbing material according to claim 1,
The method of claim 15, wherein the melt spinning is performed at a hot air temperature of 260 ° C to 290 ° C.
16. The method of claim 15, wherein the temperature of water in the step of eluting the plasticizer is from 50 to 70 DEG C, and the ultrasound intensity is 300 to 400 Hz during ultrasonic treatment.
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