KR101952528B1 - 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포 및 그것을 이용한 식품용 필터 - Google Patents

단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포 및 그것을 이용한 식품용 필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투명성, 치수 안정성, 가루 누설성, 및 성분 추출성이 우수한 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포, 및 그것을 이용한 식품용 필터를 제공한다. 본 발명에 따른 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포는, 무기계 입자의 함유량이 0~100 ppm이고, 10%점 구멍 직경이 1000 ㎛ 미만이며, 10%점 구멍 직경과 2.3%점 구멍 직경의 차가 500 ㎛ 이하이고, 또한 단위 중량이 10~30 g/㎡이다.

Description

단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포 및 그것을 이용한 식품용 필터
본 발명은 투명성, 치수 안정성, 가루 누설성, 및 성분 추출성이 우수한 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포, 및 이것을 이용한 음료 분야 추출용의 식품용 필터에 관한 것이다.
종래, 포장 재료로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 수지로 이루어지는 부직포가 사용되고 있다. 그러나, 일반적으로 부직포의 필터성 등의 차폐 기능을 활용하기 위해서 섬유를 치밀하게 하는 것이 요구되어, 내부를 확인할 수 없다. 또한, 홍차, 녹차, 우롱차 등의 성분 추출을 행하는 경우, 간편한 방법으로서 티백 방식이 많이 이용되고 있다. 티백 용도로 사용되고 있는 포장 재료에는 일반적으로 종이가 많이 이용되고 있으나, 투명성이 나빠 포장 재료의 내용물이 보이지 않는 것, 히트 시일 가공할 수 없는 등의 문제점이 있다.
이하의 특허문헌 1에는, 투명성을 개량한 티백용 부직포가 개시되어 있으나, 치수 안정성에 관한 기재는 없고, 특별히 유의된 것이 아니다. 또한, 가루 누설에 대한 평가로서 버블 포인트법(JIS-K-3832)에 의해 측정되는 최대 구멍 직경이 이용되고 있으나, 측정에 적합한 구멍 직경 범위는 나노미터 내지 마이크로미터 크기이며, 또한 압력을 환산하여 구멍 직경을 표현하고 있기 때문에, 실제로 사용되는 찻잎에 대해 적합한 평가 수법이 아니다.
또한, 이하의 특허문헌 2에는, 폴리 L젖산으로 이루어지는 섬도가 15~35 dtex인 티백용 생분해성 모노필라멘트가 개시되어 있으나, 섬도가 크기 때문에 투명성은 높으나, 모노필라멘트의 비수(沸水) 수축률이 20% 이하여서, 치수 안정성이 낮다고 하는 문제점이 있다.
또한, 이하의 특허문헌 3에는, 폴리올레핀계 중합체를 시스 성분으로 하고, 상기 시스 성분보다 융점이 높은 폴리에스테르계 중합체를 코어 성분으로 하는 코어 시스형의 복합 장섬유로 이루어지는 히트 시일성이 우수한 부직포가 개시되어 있으나, 치수 안정성이 낮고, 또한 투명성에 관한 기재는 없으며, 특별히 유의된 것이 아니다.
특허문헌 1: 일본 특허 제3939326호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2001-131826호 공보 특허문헌 3: 일본 특허 공개 평성 제11-43855호 공보
본 발명은 상기 종래 기술의 문제를 감안하여, 투명성, 치수 안정성, 가루 누설성, 및 성분 추출성이 우수한 폴리에스테르 장섬유 부직포, 및 이것을 이용한 식품용 필터를 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기한 과제를 해결하기 위해서 예의 검토하여 실험을 거듭한 결과, 특정 범위의 티탄 원소 함유량을 갖는 폴리에스테르계 수지를 선정하여, 부직포를 구성하는 섬유의 구조와 섬유 직경, 단위 중량, 열압착 면적률의 관점에서 상세한 검토를 행하여, 방사성이 양호하여 식품용 필터로서 성분 추출성이 우수하고, 또한 투명성과 치수 안정성의 양쪽이 양호한 부직포를 얻을 수 있는 것을 발견하였다. 또한 가루 누설성의 평가로서 부직포를 직접 관찰함으로써 산출되는 구멍 직경을 이용하여 정의함으로써, 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.
즉, 본 발명은 이하와 같은 것이다.
[1] 무기계 입자의 함유량이 0~100 ppm이고, 10%점 구멍 직경이 1000 ㎛ 미만이며, 10%점 구멍 직경과 2.3%점 구멍 직경의 차가 500 ㎛ 이하이고, 또한 단위 중량이 10~30 g/㎡인 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[2] 열압착 면적률이 5~40%이고, 또한 평균 겉보기 밀도가 0.1~0.5 g/㎤인, 상기 [1]에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[3] 평균 섬유 직경이 13~40 ㎛인, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[4] 적어도 1층이 라만 스펙트럼에 있어서 관측되는 1740 ㎝-1 부근의 C=O 기에 의한 피크폭의 반치 전폭의 평균값이 18~24 ㎝-1인 섬유로 구성되는, 상기 [1]~[3] 중 어느 하나에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[5] 적어도 1층이, 결정화도가 30~50%인 섬유로 구성되는, 상기 [1]~[4] 중 어느 하나에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[6] 적어도 1층이, 복굴절률 0.04~0.12의 섬유로 구성되는, 상기 [1]~[5] 중 어느 하나에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[7] 투명성이 60% 이상인, 상기 [1]~[6] 중 어느 하나에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[8] 비수 수축률이 2.0% 이하인, 상기 [1]~[7] 중 어느 하나에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[9] 지합(地合) 계수가 0.5~2.0인, 상기 [1]~[8] 중 어느 하나에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[10] 적어도 1층의 인장 강도가 5 N/30 ㎜ 이상인, 상기 [1]~[9] 중 어느 하나에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[11] 적어도 1층이 융점 240℃ 이하의 저융점 섬유를 함유하는, 상기 [1]~[10] 중 어느 하나에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[12] 하기 a층과 b층이 열압착에 의해 일체화된 적층 부직포로 이루어지는, 상기 [1]~[11] 중 어느 하나에 기재된 폴리에스테르 장섬유 부직포.
a층: 고융점 수지와 융점차가 30℃~150℃인 저융점 수지로 이루어지는 폴리에스테르 장섬유 부직포
b층: 상기 고융점 수지로 이루어지는 폴리에스테르 장섬유 부직포
[13] 상기 폴리에스테르 장섬유 부직포의 섬유의 배향성이 단면 방향으로 상이한 구조를 갖는, 상기 [1]~[12] 중 어느 하나에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[14] 적어도 1층이 이소프탈산을 0~25% 포함하는 수지로 이루어지는, 상기 [1]~[13] 중 어느 하나에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[15] 상기 무기계 입자가 산화티탄인, 상기 [1]~[14] 중 어느 하나에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[16] 티탄 원소 함유량 0~0.1 ppm의 수지로 이루어지는, 상기 [15]에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[17] 부직포로 한 후의 수지의 IV 값이 0.6 이상인, 상기 [1]~[16] 중 어느 하나에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포.
[18] 상기 [1]~[17] 중 어느 하나에 기재된 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포로 이루어지는 식품용 필터.
본 발명에 따른 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포를 구성하는 섬유의 방사성은 양호하고, 상기 섬유로 이루어지는 부직포를 이용하여 제조한 식품용 필터는, 성분 추출성이 우수하며, 투명성, 치수 안정성, 나아가서는 내(耐)가루 누설성도 양호하다.
도 1은 판형의 분산판 등과 같은 기류를 제어하는 장치의 일례를 도시한 개략도이다.
도 2는 비수 수축률과 투명성의 관계를 도시한 그래프이다.
도 3은 드래프트비와 배향 결정성의 관계를 도시한 그래프이다.
도 4는 방사 온도와 배향 결정성의 관계를 도시한 그래프이다.
도 5는 수지 IV 값과 배향 결정성의 관계를 도시한 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 상세히 설명한다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포를 구성하는 폴리에스테르 장섬유를 구성하는 폴리에스테르계 수지로서는, 열가소성 폴리에스테르로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트나 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 대표예로서 들 수 있으나, 에스테르를 형성하는 산 성분으로서 이소프탈산이나 프탈산 등이 중합 또는 공중합된 폴리에스테르여도 좋다. 열가소성 폴리에스테르는, 또한 생분해성을 갖는 수지, 예컨대, 폴리글리콜산이나 폴리젖산과 같은 폴리(α-히드록시산), 또는 이들을 주된 반복의 단위 요소로 하는 공중합체여도 좋다. 이들 수지는, 단독으로 이용해도 좋고 또는 2종 이상을 조합해도 좋다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포는, 투명성이 높을수록(은폐성이 낮을수록) 바람직하기 때문에, 열가소성 합성 섬유 부직포에 통상 무광택제로서 이용되는 무기계 입자의 함유율은 낮을수록 바람직하다.
무광택제로서 이용되는 무기 입자로서는, 합성품 및 천연 산물의 어느 것이든, 특별히 한정 없이 이용할 수 있다. 무기 입자로서는, 예컨대, 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코니아, 마그네시아, 세리아(ceria), 이트리아, 산화아연 및 산화철 등의 산화물계 세라믹스, 질화규소, 질화티탄 및 질화붕소 등의 질화물계 세라믹스, 실리콘카바이드, 탄산칼슘, 황산알루미늄, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 티탄산칼륨, 탈크, 카올린클레이, 카올리나이트, 디카이트(dickite), 나크라이트(nakhlite), 할로이사이트(halloysite), 파이로필라이트(pyrophyllite), 오디나이트(odinite), 몬모릴로나이트, 바이델라이트(beidellite), 논트로나이트(nontronite), 볼콘스코이트(volkonskoite), 사포나이트, 소코나이트(sauconite), 스윈포르다이트(swinefordite), 버미큘라이트(vermiculite), 베르티에린(berthierine), 세리사이트, 아메사이트(amesite), 켈리아이트(kellyite), 프레이포나이트(fraiponite), 브린들리아이트(brindleyite), 벤토나이트, 제올라이트, 흑운모, 금운모, 철운모, 이스토나이트(eastonite), 시데로필라이트테트라페리 철운모(siderophyllite tetra-ferri-annite), 인운모(鱗雲母), 폴리리티오나이트(polylithionite), 백운모, 셀라돈석(celadonite), 철셀라돈석, 철알루미노셀라돈석, 규산칼슘, 규산마그네슘, 규조토 및 규사 등의, 세라믹스 및 유리 섬유를 들 수 있다. 이들 무기 입자는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용된다. 수지에의 반응 활성의 관점에서, 이용하는 무기 입자는 산화티탄, 스테아르산마그네슘, 스테아르산칼슘 등의 불활성 무기 입자가 바람직하다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유를 구성하는 폴리에스테르계 수지의 무기계 입자의 적합한 입자 직경의 범위는 1.0 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.7 ㎛ 이하이다. 입자 직경이 1.0 ㎛를 초과하면, 부직포로서 투명성이 낮아질 뿐만이 아니라, 방사의 안정성도 나빠지기 때문에, 실 끊어짐 등의 방사 결점도 증가한다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유를 구성하는 폴리에스테르계 수지의 무기계 입자의 적합한 함유량은 0~100 ppm이고, 바람직하게는 0~50 ppm이며, 보다 바람직하게는 0~0.1 ppm이다. 섬유 중의 무기 입자의 함유량을 상기한 범위 내로 함으로써, 부직포의 투명성을 충분히 확보하는 것이 가능해진다. 또한, 무기계 입자를 촉매로서 이용한 경우, 상기한 범위 내로 함으로써, 용융 압출 시의 수지의 분해 반응이 억제되어, 실 끊어짐 등의 방사 결점을 억제할 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유를 구성하는 폴리에스테르계 수지에 무광택제로서 이용하는 무기계 입자로서는, 저렴하고 범용적이기 때문에, 반응 활성을 실활(失活)시킨 산화티탄 등의 티탄계 입자를 이용하는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유를 구성하는 폴리에스테르계 수지에 무기계 입자로서 티탄 원소를 이용하는 경우, 적합한 함유량은 0~100 ppm이고, 바람직하게는 0~50 ppm이며, 보다 바람직하게는 0~0.1 ppm이다.
구체적으로는, 무광택제로서 이용하는 이산화티탄 등의 무기계 불활성 입자의 첨가를 하지 않는 무색 투명한 수퍼브라이트 수지, 나아가서는 티탄 화합물을 촉매로서 이용하고 있지 않은 수지인 것이 바람직하다. 티탄 화합물을 촉매로서 이용하지 않음으로써, 용융 압출 시의 수지의 분해 반응이 억제되어, 실 끊어짐 등의 방사 결점을 억제할 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포를 포장재로 했을 때의 내포물의 누설성은 구멍 직경의 분포에 의해 정의할 수 있다.
구멍 직경의 대표값은, 부직포 화상 중의 각 구멍의 면적에 대해, 최대 면적으로부터 작은 면적으로 순서대로 적산했을 때의 면적률 10%점에서의 구멍 직경으로 표현할 수 있고, 1000 ㎛ 이하일 필요가 있다. 바람직한 범위는 30 ㎛ 이상 600 ㎛ 이하, 보다 바람직한 범위는 400 ㎛ 이하, 더욱 바람직한 범위는 300 ㎛ 이하, 가장 바람직하게는 250 ㎛ 이하이다. 이 범위 이상에서는 포백(布帛)의 눈이 성기게 되기 때문에, 내포물의 가루 누설을 억제할 수 없게 된다. 한편, 이 범위 이하에서는 포백의 눈이 촘촘해지기 때문에, 필터의 투명성이 낮아진다. 또한, 필터의 유체 저항이 올라가기 때문에, 식품용 필터로서 이용했을 때에 추출 시간이 많아져, 실용적이지 않다.
직경이 큰 구멍 직경 분포를 최대 구멍 직경으로부터 적산했을 때의 2.3%와 10%점의 차이는 0 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하일 필요가 있다. 바람직한 범위는 300 ㎛ 이하, 보다 바람직한 범위는 200 ㎛ 이하, 더욱 바람직한 범위는 150 ㎛ 이하이다. 부직포와 같은 구멍 직경 분포가 큰 포백의 경우, 직경이 큰 구멍의 빈도를 이 범위 내로 함으로써, 가루 누설성이 우수한 부직포로 할 수 있다. 또한, 상기 10% 구멍 직경의 범위와 합침으로써, 찻잎을 포장하기 위해서 최적의 구멍 직경 분포를 정의할 수 있다.
또한, 동일한 구멍 면적의 구멍의 경우, 형상은 진원(眞圓)보다 타원과 같이 긴 직경과 짧은 직경이 존재하는 것이 바람직하다. 찻잎 등의 내용물을 포장하는 경우, 표면이 매끄러운 진구(眞球)가 아니기 때문에 동일한 구멍 면적이어도 긴 직경과 짧은 직경이 존재하는 구멍의 경우에는 구멍 주변에 찻잎이 걸려, 누설되기 어려워진다. 특히, 찻잎 등의 누설에 영향이 큰 것은, 상기 부직포에 포함되는 비교적 큰 구멍의 형상이다. 이 구멍의 형상은, 2.3% 구멍 직경으로부터 10% 구멍 직경까지의 구멍의 장직경의 평균을, 2.3% 구멍 직경으로부터 10% 구멍 직경까지의 구멍 직경의 평균으로 나눈 값으로 나타낼 수 있다. 상기 값이, 1.3 이상인 것이 바람직하다. 일반적으로 수지의 투명성이 동일하면, 투명성을 유지하면서 내용물의 누설을 억제하고자 하면, 트레이드오프의 관계에 있어, 투명성은 일정 면적 내에 포함되는 섬유 표면적, 즉 섬유 직경이 작고 단위 중량이 클수록 나빠지지만, 내용물의 누설성은 작아진다. 이 관계로부터 투명성을 확보하면서 내용물의 누설성을 억제하는 하나의 방법은, 부직포에 포함되는 큰 구멍 직경을 적게 하는 것이고, 또 하나의 방법은 구멍의 형상을 내용물이 누설되기 어려운 형태로 하는 것이다. 이 2가지 방법을 겸비함으로써, 보다 투명성과 내용물의 누설성 억제의 양쪽을 만족시키는 부직포를 얻을 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유의 형상은, 통상의 둥근 단면 외에도 중공 단면, 코어 시스형 복합 단면, 분할형 복합 단면, 편평 단면 등, 그 목적과 용도에 따라 임의의 섬유 단면 형상을 선택할 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포는, 티백 등의 주머니 형상으로 하여 이용하기 위해서, 제대기(製袋機)에 의한 히트 시일 가공에서 접착 강도가 높은 것이 바람직하다. 접착 강도가 양호한 히트 시일성을 얻기 위해서는, 폴리에스테르 장섬유 부직포의 적어도 한쪽 면에, 융점 240℃ 이하의 저융점 수지를 포함하는 섬유를 적층하여, 융점차를 형성함으로써, 히트 시일 가공 시에 저융점 수지 성분만이 연화 또는 용융해서 접착제로서 기능하여, 높은 히트 시일 강도를 효과적으로 얻을 수 있다.
상기 저융점 수지의 융점은, 고융점 수지의 융점보다 30~150℃ 저온이고, 바람직하게는 30~100℃ 저온이다. 저융점 수지로서는, 예컨대, 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산과, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 시클로헥산디메탄올 등의 디올이 중합된 공중합 폴리에스테르계 수지나 폴리젖산 등의 지방족 폴리에스테르계 수지 등을 들 수 있다. 또한, 섬유 구조로서 단성분 외에, 시스 코어 구조나 사이드 바이 사이드 등의 2성분으로 이루어지는 복합 섬유 구조, 예컨대, 코어가 고융점이고 시스가 저융점의 복합 섬유 구조이며, 구체적으로는, 코어가 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 고융점 수지가 바람직하고, 시스가 공중합 폴리에스테르나 지방족 폴리에스테르 등의 저융점 수지가 바람직하다. 저융점 섬유를 적층하는 방법은, 예컨대, 상기 수지를 융해시켜, 반용융 상태의 수지 또는 그 섬유상물(纖維狀物)을 부직포에 도포하는 커튼 스프레이 방식, 융해한 수지를 노즐로부터 토출시켜 부직포에 도포하는 코팅 방식, 또는, 고융점 섬유 웹과 저융점 섬유 웹을 적층하고 나서, 열 롤 등으로 접합하여 적층 부직포를 얻는 방법 등을 들 수 있다.
저융점 수지는, 예컨대, 테레프탈산이 주된 방향족 디카르복실산을 성분으로 했을 때에, 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌디카르복실산 등의 제2종의 방향족 디카르복실산을 공중합하여 이용된다. 이때의 전체 방향족 디카르복실산에 대한 제2종의 방향족 디카르복실산의 양은 0~25%, 바람직하게는 0~22%, 보다 바람직하게는 0~18%이다. 이 범위를 초과한 양을 첨가하면, 결정성이 낮아지고, 또한 연신에 의한 분자 배향이 발생하지 않게 되기 때문에, 방사 안정성이나 부직포로 했을 때의 기계적 강도나 치수 안정성이 낮아진다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포는, 초음파 용단, 또는 히트 시일할 수 있는 것이 바람직하다. 시일 강도는, 0.1 N/30 ㎜ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2 N/30 ㎜ 이상이다. 히트 시일 조건은 적절히 선택할 수 있으며, 예컨대, 히트 시일의 온도 조건은, 시일면의 수지의 융점으로부터 5~80℃ 저온인 것이 바람직하다.
또한, 원하는 효과를 손상시키지 않는 범위에서 다른 상용의 각종 첨가 성분, 예컨대, 각종 엘라스토머류 등의 충격성 개량제, 결정핵제, 착색 방지제, 산화 방지제, 열안정제, 가소제, 활제(滑劑), 내후제(耐候劑), 항균제, 착색제, 안료, 염료 등의 첨가제를 첨가할 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포는, 스펀 본드법으로 효율적으로 제조할 수 있다. 즉, 상기한 폴리에스테르계 수지를 가열 용융하여 방사구금으로부터 토출시키고, 얻어진 방출 사조(紡出 絲條)를 공지된 냉각 장치를 이용하여 냉각하며, 에어 서커(air sucker) 등의 흡인 장치로 견인 세화(細化)한다. 계속해서, 흡인 장치로부터 배출된 사조군을 개섬시킨 후, 컨베이어 상에 퇴적시켜 웹으로 한다. 계속해서, 이 컨베이어 상에 형성된 웹에 가열된 엠보스 롤 등의 부분 열압착 장치를 이용하여 부분적으로 열압착을 실시함으로써, 장섬유 스펀 본드 부직포를 얻을 수 있다.
스펀 본드법을 이용하는 경우, 특별히 한정되지 않으나, 웹의 균일성을 향상시키기 위해서, 예컨대, 일본 특허 공개 평성 제11-131355에 개시되어 있는 것과 같은 코로나 설비 등에 의해 섬유를 대전시키는 방법이나, 평판형의 분산판 등과 같은 기류를 제어하는 장치(도 1 참조)를 이용하여 이젝터의 분출 부분의 기류의 속도 분포를 조정하는 등을 하여 섬유를 개섬시킨 후에 웹을 내뿜어, 웹의 비산을 억제하면서 포집면에 적층하는 방법을 이용함으로써 더욱 바람직한 제법이 된다.
스펀 본드법으로 얻어지는 부직포는, 천 강도가 강하고, 또한 본딩부의 파손에 의한 단섬유의 탈락이 없는 등의 물성상의 특징을 갖고 있으며, 또한 저비용이고 생산성이 높기 때문에, 위생, 토목, 건축, 농업·원예, 생활 자재를 중심으로 광범위한 용도로 사용되고 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유의 섬유 직경은 13~40 ㎛이고, 바람직하게는 15~40 ㎛이며, 보다 바람직하게는 18~35 ㎛, 특히 바람직한 범위는 21~30 ㎛이다. 섬유 직경이 13 ㎛ 이상이면, 투명성을 충분한 것으로 설계할 수 있다. 또한, 방사 시에 있어서 이젝터의 장력에 섬유가 충분히 견딜 수 없어 섬유의 일부가 끊어질 우려가 적은 섬유 직경이 40 ㎛ 이하이면, 부직포화하여, 식품용 필터로서 이용할 때, 기계적 강도나 강성, 성분 추출성, 투명성, 시일성이 우수하여, 식품용 필터로서 적합하다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포의 면적당 표면적(즉, 장섬유 부직포의 비표면적 ㎡/g×단위 중량 g/㎡)은 1.0~3.5(㎡/㎡)이고, 보다 바람직하게는 1.2~3.0(㎡/㎡), 특히 바람직한 범위는 1.3~2.7(㎡/㎡)이다. 면적당 표면적이 3.5(㎡/㎡) 이하이면, 투명성을 충분한 것으로 설계할 수 있다. 또한, 면적당 표면적이 1.0 이상이면, 부직포화했을 때에, 충분한 섬유 개수를 얻을 수 있기 때문에, 식품용 필터로서 이용할 때, 기계적 강도나 강성, 성분 추출성, 시일성이 우수하여, 식품용 필터로서 적합하다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포의 층 구성은, 열적으로/화학적으로 일체화되어, 부직포가 되는 방법이면 특별히 한정되지 않으나, 적층 부직포일 수 있다. 이때, 각 층이 담당하는 역할을 나눈 층 구성으로 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 제1 층을 히트 시일 강력이 높은 층으로, 다른쪽을 인장 강도, 강성, 치수 안정성 등 기계적 강력이 우수한 층으로 함으로써, 제대(製袋) 시에 요구되는 시일 특성이 우수하고, 또한 기계적 물성도 우수한 부직포로 할 수 있다. 또한 부직포를 주머니형으로 제대하는 공정에 있어서, 기계적 강력과 시일 특성을 1층만의 구성으로 양립시킨 구성의 부직포를 이용하면, 열접착 가공에 의해 주머니 모양으로 된 물건을 제조하는 공정에 있어서, 고온에서 가열, 압착 처리를 실시하기 때문에, 제대 설비의 열 롤이나 열판 히터에 열가소성 수지가 용융 부착되어, 제품 품질의 저하나 가공 속도의 저하가 발생하고, 이것을 개선하고자 하면, 원하는 시일 강력을 얻을 수 없게 된다. 이에 대해, 본 실시형태의 부직포 구성이면, 시일층을 내면에 배치함으로써, 양호한 시일 강력을 발현하면서, 품질, 생산 속도를 떨어뜨리지 않고 생산을 하는 것이 가능해진다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포로서 적층 부직포를 이용하는 경우, 시일성을 담당하는 층의 구조는, 스펀 본드법, 멜트 블로운법 등의 단섬유 구조나 시스 코어 구조나 사이드 바이 사이드, 분할 할섬(割纖) 등의 2성분으로 이루어지는 복합 섬유 구조를 이용할 수 있으나, 시일 성능을 담당하는 저융점 수지가 섬유 표면에 배치되어 있는 구조인 것이 바람직하다. 예컨대, 코어가 고융점이고 시스가 저융점의 복합 섬유 구조이며, 구체적으로는, 코어가 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 고융점 수지로, 시스가 공중합 폴리에스테르나 지방족 폴리에스테르 등의 전술한 저융점 수지로 구성되는 시스 코어 구조의 부직포이다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포로서 적층 부직포를 이용하는 경우, 기계적 강력을 담당하는 층의 제법은 특별히 한정은 되지 않으나, 생산성 등의 관점에서, 스펀 본드법인 것이 바람직하다.
특히, 본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포로서 적층 부직포를 이용하는 경우, 기계적 강력을 담당하는 층의 제법, 물성은 상기 방법으로 생산함으로써, 보다 치수 안정성, 기계적 강력이 우수한 부직포로 할 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포로서 적층 부직포를 이용한 경우의 압착 방법은, 섬유끼리를 일체화시켜, 부직포화 가능하면 특별히 한정되지 않으나, 각 층을 적층시킨 후에 열 롤 등으로 열압착시켜 부직포화하는 것이 바람직하다. 각 층을 적층시킨 후에 열압착함으로써, 층간의 접착 강력을 보다 강고하게 할 수 있고, 기계적 강력이나 시일 성능을 보다 효과적으로 발현 가능하게 할 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 적층 부직포의 층 구성을 전술한 바와 같은 적층 구성으로 함으로써, 시일 강력은 더욱 적합한 범위로 할 수 있다. 구체적인 시일 강력으로서는, 1.5 N/30 ㎜ 이상이고, 바람직하게는 2.0 N/30 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 2.5 N/30 ㎜ 이상이다.
또한, 기계적 강력, 즉 인장 강도도 더욱 적합한 범위로 할 수 있으며, 그 범위는 15 N/30 ㎜ 이상이고, 바람직하게는 20 N/30 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 23 N/30 ㎜ 이상이다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포의 열압착은, 부직포의 실과 실을 열로 압착시키는 방법이면 특별히 한정되지 않으나, 요철의 표면 구조를 갖는 엠보스 롤과 플랫 롤로 이루어지는 한 쌍의 가열 롤 사이에 부직포를 통과시켜, 부직포 전체에 균등하게 분산된 열압착부를 형성시킴으로써 적합하게 행할 수 있다. 엠보스 롤에 의해 열압착을 행하는 경우, 부직포 전체 면적에 대해 5~40%의 범위에 있어서의 열압착 면적률에서의 열압착이 행해지는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 7~30%이며, 더욱 바람직하게는 7~20%이다.
열압착 면적률이 이 범위 내이면 양호한 섬유 상호간의 열압착 처리를 행할 수 있어, 얻어지는 부직포의 적절한 기계적 강도나 강성, 투명성, 성분 추출성, 치수 안정성을 도모하는 데 있어서 바람직하다. 열압착 처리 온도 및 압력은, 공급되는 웹의 단위 중량, 속도 등의 조건에 따라 적절히 선택되어야 하는 것이며, 일률적으로는 정해지지 않으나, 폴리에스테르계 수지의 융점보다 10~90℃ 낮은 온도인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20~60℃ 낮은 온도이다.
상기 열압착 공정에서 엠보스 롤을 이용하는 것 이외에, 열풍을 웹에 통과시킴으로써 실과 실을 열로 압착하는 에어스루법을 이용할 수 있다. 에어스루법으로 열압착한 경우, 포백 표면에 엠보스 형상과 같은 부분적인 요철이 없어지기 때문에, 부직포의 겉보기의 투명감을 보다 높게 할 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포의 비수 수축률은, 2.0% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.6% 이하, 더욱 바람직하게는 1.0%, 특히 바람직한 범위는 0.5% 이하이다. 비수 수축률이 2.0% 이하이면 열성형 가공 등에서의 수축이 거의 없어, 공정 안정성이 우수하고, 또한 100℃ 가까운 고온 환경하에 노출되는 것과 같은 사용 형태에서도 형태 유지성이 우수하다. 하한은 0%가 바람직하지만, 현실적으로는 0.2% 이상이다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포의 투명성은, 바람직하게는 60% 이상이고, 보다 바람직하게는 65% 이상, 더욱 바람직하게는 70% 이상이다. 투명성이 60% 미만에서는, 부직포를 통해 내용물의 상태가 보기 어려워, 선명하지 않게 된다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포의 단위 중량은, 10~30 g/㎡이고, 바람직하게는 12~25 g/㎡이다. 단위 중량이 10 g/㎡ 이상이면, 투명성·성분 추출성을 유지하면서 기계적 강도도 충분히 확보할 수 있다. 한편, 단위 중량이 30 g/㎡ 이하이면, 투명성·성분 추출성을 얻을 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포의 두께는, 0.02~0.50 ㎜가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.03~0.30 ㎜이다. 단위 중량과 두께가 이 범위 내에 있으면 식품용 필터로서 사용할 때에 우수한 투명성, 기계적 강도, 성분 추출성을 얻을 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포의 평균 겉보기 밀도는, 0.10~0.50 g/㎤가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.12~0.30 g/㎤이다. 평균 겉보기 밀도는, 부직포의 강성, 투명성, 가루 누설성 및 성분 추출성에 관계되고, 상기한 범위이면 섬유 간극이 적당하기 때문에, 식품용 필터로서 적합하다. 평균 겉보기 밀도가 0.10 g/㎤ 이상이면, 섬유 간극을 조정하여 가루 누설량을 적절히 억제하면서, 기계적 강도도 충분히 할 수 있다. 한편, 평균 겉보기 밀도가 0.50 g/㎤ 이하이면 섬유 간극을 지나치게 작게 하지 않아, 성분 추출성을 적절히 유지하며, 제품 품위를 충분히 할 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포의 MD 방향의 인장 강도는 5~40 N/30 ㎜인 것이 바람직하고, 6~40 N/30 ㎜인 것이 보다 바람직하며, 더욱 바람직하게는 7~40 N/30 ㎜이다. 인장 강도가 이 범위 이상이면 제대 가공 시의 생산 안정성이나 식품용 필터로서의 사용 시에 찢어짐 방지 등이 우수하다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포의 지합 계수는, 0.5~2.0이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5~1.5이다. 지합 계수는, 부직포의 균일성을 나타내기 때문에, 강도, 강성, 투명성, 가루 누설성 및 성분 추출성에 관계된다. 상기한 범위이면 부직포의 균일성이 최적이기 때문에, 식품용 필터로서의 강도, 강성, 투명성, 주머니 형상으로의 가공 적성 및 가루 누설성이 우수하다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유를 얻을 때의 방사 온도는, 폴리에스테르계 수지의 융점보다 10~60℃ 높은 온도인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10~30℃ 높은 온도이다. 방사 온도가 이 범위이면 단사(單絲) 끊어짐 등의 발생이 없고, 배향 결정성이 적절하며, 기계적 강도나 치수 안정성이 우수한 부직포를 얻을 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포의 부직포로 한 후의 수지의 고유 점도(IV 값)는, 0.6 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.65 이상, 더욱 바람직하게는 0.7 이상이다. 수지 펠릿을 용융 압출할 때에, 용융 시의 열 부하나 혼련 시의 전단 부하 등에 의해 수지가 분해된다. 용융한 후, 즉 부직포로 한 후의 수지의 IV 값이 이 범위 이상의 경우이면, 수지의 분해를 적합하게 억제할 수 있고, 방사 시의 수지의 연신, 결정화를 촉진할 수 있기 때문에, 기계적 강도, 치수 안정성이 우수한 부직포로 할 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유를 얻을 때의 방사 속도는, 3000~6000 m/min이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3500~5000 m/min이다. 방출 사조를 견인 세화할 때의 견인 속도가 상기한 범위 내이면, 폴리에스테르 장섬유의 배향 결정화가 충분하여 기계적 특성이나 치수 안정성이 우수한 부직포를 얻을 수 있고, 또한 방사 중에 실 끊어짐이 발생할 가능성이 적어, 부직포의 생산성의 점에서도 바람직하다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유를 얻을 때의 드래프트비는, 400~2500이 바람직하고, 보다 바람직하게는 700~2200이다. 방출 사조를 견인 세화할 때의 드래프트비가 상기한 범위 내이면, 폴리에스테르 장섬유의 배향 결정화가 충분하여 기계적 특성이나 치수 안정성이 우수한 부직포를 얻을 수 있고, 또한 방사 중에 실 끊어짐이나, 열압착 시의 「롤 달라붙음」이 발생할 가능성이 낮기 때문에, 부직포의 생산성의 점에서도 바람직하다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유의 복굴절률(Δn)은, 0.04~0.12이고, 바람직하게는 0.06~0.1이다. 복굴절률이 이 범위이면, 섬유의 배향성이 적절하여, 기계적 강도나 치수 안정성이 우수한 부직포를 얻을 수 있다.
결정성을 평가하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 예컨대, DSC에 의한 결정화도 측정이나, 라만 분광 측정법 등으로 측정할 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유의 결정화도는, 30~50%이고, 바람직하게는, 40~50%이다. 결정화도가 이 범위 내이면, 기계적 강도나 치수 안정성이 우수한 섬유를 얻을 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유의 결정성을 라만 분광법에 의해 실시하는 경우, 섬유 단면의 라만 스펙트럼에 있어서 관측되는 1740 ㎝-1 부근의 C=O 기에 의한 피크폭의 반치 전폭의 평균값으로 평가할 수 있다. 피크폭의 반치 전폭의 평균값은, 18~24 ㎝-1이고, 바람직하게는, 19~24 ㎝-1이며, 보다 바람직한 범위는 20~23 ㎝-1이다. 피크폭의 반치 전폭의 평균값이 이 범위에 있으면, 기계적 강도나 치수 안정성이 우수한 섬유를 얻을 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유는 섬유의 반경 방향으로 상이한 결정성, 예컨대, 외주부의 결정성을 높게, 내부의 결정성을 낮게 할 수 있다. 외주부의 결정성을 높게 함으로써 수축하기 어려워 기계적 강도가 우수한 섬유로 할 수 있고, 또한 내부의 결정성을 낮게 함으로써, 열압착 시에 섬유끼리의 압착 강도를 충분히 얻을 수 있어, 그 결과 기계적 강도나 치수 안정성이 우수한 부직포로 할 수 있다. 이것은 DSC에 의한 결정화도 측정 시에 융해 피크를 평가함으로써 확인할 수 있다.
도 2에, 본 발명의 실시예에 있어서의 폴리에스테르 장섬유 부직포의 비수 수축률과 투명성의 관계를 도시한다. 섬유 직경을 크게 하면 투명성을 높게 할 수 있으나, 배향 결정화가 진행되기 어렵기 때문에 비수 수축률이 커져, 치수 안정성이 낮아진다.
도 3과 4에, 본 발명의 실시예에 있어서의 폴리에스테르 장섬유 부직포의, 각각, 드래프트비 및 방사 온도와, 복굴절률(Δn) 및 결정화도로 나타나는 배향 결정성의 관계를 도시한다. 드래프트비를 크게 할수록, 섬유의 배향 결정성이 증가한다. 또한, 굵은 섬유 직경의 방사 조건에서는, 방사 온도를 저온화할수록, 냉각성이 높아짐으로써 연신 효율이 올라가, 섬유의 배향 결정화를 진행시킬 수 있다.
도 5에, 본 발명의 실시예에 있어서의 폴리에스테르 장섬유 부직포의 수지의 고유 점도(IV 값)와 복굴절률(Δn) 및 결정화도로 나타나는 배향 결정성의 관계를 도시한다. 수지의 IV 값을 높게 함으로써, 수지의 배향 결정화가 촉진되어, 섬유의 배향 결정화를 진행시킬 수 있다.
이들 데이터로부터, 본 발명의 원하는 효과를 나타내도록 예의 연구한 결과, 본원 발명자들은, 방사 온도의 저온화와 드래프트비 확대에 의해 굵은 섬유 직경을 유지하면서, 배향 결정성을 높임으로써, 투명성과 비수 수축률의 향상의 양립을 달성하였다. 즉, 부직포에 있어서 투명성의 향상과 비수 수축률로 나타나는 치수 안정성의 향상은 상반되는 관계에 있으나, 본 발명자들은 섬유의 굵은 섬유 직경화와 배향 결정성을 최적 범위로 함으로써 투명성의 향상과 치수 안정성의 향상의 양립을 달성하였다.
또한, 본 발명에서는 이용하는 수지의 고유 점도(IV 값)를 최적화함으로써도 배향 결정의 최적 범위를 달성할 수 있다. 본 목적을 달성하기 위한 IV 값의 범위는 0.7 이상이고, 바람직하게는 0.85 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.72~0.8의 범위이다. 이 범위에 고유 점도가 있으면, 단사 끊어짐 등이 발생하지 않고 안정된 생산성을 확보할 수 있으며, 또한 용융한 수지를 견인 세화했을 때에 높은 배향 결정성을 얻음으로써, 더욱 높은 치수 안정성 및 기계적 강력을 얻을 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포는, 뜨거운 물 속에 넣었을 때에, 표면에 뜨지 않고, 신속히 가라앉도록, 친수성이 우수한 것이 바람직하다. 친수제로서는, 식품용으로서 이용되는 계면활성제, 예컨대, 소르비탄지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 자당지방산에스테르 등의 수용액, 에틸알코올 용액, 또는 에틸알코올과, 물의 혼합 용액 등이 바람직하다. 도포하는 방법은, 그라비아 롤 방식, 키스 롤 방식, 침지 방식, 스프레이 방식 등의 공지된 방법을 적용할 수 있다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포에는, 본 발명의 원하는 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 상용의 후가공, 예컨대, 소취제, 항균제 등의 부여를 해도 좋고, 염색, 발수 가공, 투수(透水) 가공 등을 실시해도 좋다.
본 실시형태의 폴리에스테르 장섬유 부직포는, 투명성이 우수하기 때문에 내용물이 선명하게 보이므로 의장성이 우수하고, 또한 치수 안정성이 우수하기 때문에 녹차, 홍차, 커피 등의 식품용 필터로서 매우 적합한 특성을 갖고 있다. 식품용 필터로서는, 평평한 주머니여도 좋으나, 입체 형상이면, 내용물이 한층 잘 보이고, 추출이 효과적으로 행해지기 때문에 바람직하다. 입체 형상으로서는, 사면체 형상, 삼각뿔 입체 형상 등이 바람직하다.
입체 형상의 식품용 필터는, 피추출물을 충전하여 봉입한 후, 주머니에 채워져 판매되지만, 구입한 소비자가 주머니로부터 꺼내어 사용할 때에는, 신속히 원래의 입체 형상으로 되돌아가는 것이 요구된다. 본 발명의 장섬유 부직포는, 탄성이 있고, 적절한 강성을 갖고 있기 때문에, 상기와 같은 요구를 충분히 만족할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 조금도 한정되는 것이 아니다. 한편, 이용한 측정 방법, 평가 방법 등은 하기와 같다.
(1) 티탄 원소 함유량(ppm)
써모 피셔 사이언티픽사 제조의 ICP 발광 분석 장치를 이용하여, 폴리에스테르 수지 중의 티탄 원소 함유량을 구하였다.
(2) 평균 섬유 직경(㎛)
기엔스사 제조의 마이크로스코프 현미경(VH-8000)을 이용하여, 섬유의 직경을 1000배로 확대하여 측정하고, 각 20개의 평균값으로 구하였다.
(3) 복굴절률(Δn)
OLYMPUS사 제조의 BH2형 편광 현미경 컴펜세이터를 이용하여, 통상의 간섭무늬법에 의해 리타데이션(retardation)과 섬유 직경으로부터 견인 직후의 섬유의 복굴절률을 구하였다.
(4) 결정화도(%)
PerkinElmer사 제조의 시차 주사 열량계 DSC6000을 이용해서, 승온 속도를 10℃/min으로, 40℃로부터 300℃로 승온하여 결정화 발열량 ΔHc, 결정 융해 열량 ΔHm을 측정하였다. 결정화도(%)는 하기 식에 의해 구하였다:
결정화도 χc(%)=(ΔHm-ΔHc)/126.4×100
*126.4 J/g은 폴리에틸렌테레프탈레이트의 완전 결정의 융해 열량이다.
(5) 반치 전폭(㎝-1)
Renishaw사 제조의 현미 라만 분광 장치를 이용하여, 여기광 532 nm, 여기광 강도 10%로 스펙트럼을 측정하였다. 스펙트럼에 있어서 관찰되는 1740 ㎝-1 부근의 C=O 기에 의한 피크폭의 반치 전폭을 구하였다.
(6) 고유 점도(IV 값)
JIS K-7367-5에 준거하여 측정하였다.
(7) 단위 중량(g/㎡)
JIS L-1906에 준거하여 측정하였다.
(8) 두께(㎜)
JIS L-1906에 규정된 방법으로 하중 100 g/㎠의 두께를 측정하였다.
(9) 평균 겉보기 밀도(g/㎤)
JIS L-1906에 규정된 방법으로 측정한 단위 중량과 두께로부터 단위 체적당 질량을 구하였다:
평균 겉보기 밀도(g/㎤)=(단위 중량 g/㎡)/((두께 ㎜)×1000)
(10) 열압착 면적률(%)
가로 세로 1 ㎝의 시험편을 샘플링하여 전자 현미경으로 사진을 촬영하고, 그 각 사진으로부터 열압착부의 면적을 측정하며, 그 평균값을 열압착부의 면적으로 하였다. 또한, 열압착부의 패턴의 피치를 MD 방향 및 CD 방향에 있어서 측정하고, 이들의 값에 의해, 부직포의 단위 면적당 차지하는 열압착 면적의 비율을 열압착 면적률로서 산출하였다.
(11) 투명성(%)
맥베스 분광 광도계(CE-7000A형: 사카타 잉크 제조)로 반사율(L 값)을 측정하고, 표준 백판의 L 값(Lw0)과 표준 흑판의 L 값(Lb0)의 차를 구하여 기준으로 하며, 시료를 백판 상에 놓은 L 값(Lw)과 마찬가지로 흑판 상에 놓은 L 값(Lb)으로부터 하기 식에 따라 투명성을 구하였다:
투명성(%)={(Lw-Lb)/(Lw0-Lb0)}×100
(12) 비수 수축률(%)
JIS L-1906에 준거하여, 세로 25 ㎝×가로 25 ㎝의 시험편을 시료의 폭 1 m당 3개소 채취하고, 비등수(沸騰水) 중에 3분간 침지하며, 자연 건조 후에 MD 방향 및 CD 방향의 수축률을 구하였다. 각각의 평균값을 산출하고, MD 방향과 CD 방향 중 어느 큰 쪽의 수축률을 그 부직포의 비수 수축률로 하였다.
(13) 인장 강도(N/30 ㎜)
시마즈 세이사쿠쇼사 제조 오토그래프 AGS-5G형을 이용하여, 30 ㎜ 폭의 시료를 파악 길이 100 ㎜, 인장 속도 300 ㎜/min으로 신장하고, 얻어지는 파단 시의 하중을 강도로 하여, 부직포의 MD 방향에 대해 5회 측정을 행하고, 그 평균값을 구하였다.
(14) 지합 계수
20 ㎝×30 ㎝의 시험편을 채취하고, 노무라 쇼지 제조 포메이션 테스터(FMT-MIII) 측정기를 이용하여, CCD 카메라에 의해 18 ㎝×25 ㎝의 범위를 촬영한 투과상을 128×128의 화소로 분해하며, 각각의 화소가 받는 광의 강도를 측정하여, 투과율을 산출하였다. 지합 계수는, 측정 샘플의 각 미소 부위(5 ㎜×5 ㎜)의 투과율의 표준 편차(σ)를 평균 투과율(E)로 나눈 값이고, 미소 단위 단위 중량의 변동을 나타내며, 값이 작을수록 균일성이 높은 것을 나타낸다.
지합 계수=σ/E×100
(15) 히트 시일 강도(N/30 ㎜)
시마즈 세이사쿠쇼사 제조 오토그래프 AGS-5G형을 이용하여 30 ㎜ 폭의 시료의 히트 시일 부분을 약 50 ㎜ 상하 방향으로 박리하여 부착하고, 파악 길이 50 ㎜, 인장 속도 100 ㎜/min으로 신장하며, 얻어지는 파단 시의 하중을 강도로 하여, 부직포의 MD 방향에 대해 5회 측정을 행하고, 그 평균값을 구하였다. 히트 시일 조건은, 시일 온도 210℃, 시일 시간 1초, 압력 0.5 ㎫, 시일 면적 7 ㎜×25 ㎜였다.
(16) 드래프트비
하기 식으로부터 드래프트비를 산출하였다:
드래프트비=방사 속도(m/min)/토출 선속도(m/min)
토출 선속도(m/min)=단공(單孔) 토출량(g/min)/{용융 밀도(g/㎤)×[방사 구경(㎝)/2]2×π}
*폴리에스테르의 용융 밀도: 1.20 g/㎤를 사용
(17) 폴리에스테르 장섬유 부직포의 면적당 표면적
장섬유 부직포의 비표면적 ㎡/g×단위 중량 g/㎡에 의해 구하였다.
장섬유 부직포의 비표면적(㎡/g)은, 시마즈 세이사쿠쇼(주)의 자동 비표면적 측정기 제미니 2360으로 구하였다. 또한, 비표면적이, 0.1 ㎡/g을 하회하는 경우에는, 하기의 식에 의해 구하였다.
표면적(㎡/㎡)=4×단위 중량(g/㎡)/수지의 밀도(g/㎤)/섬유 직경(㎛)
섬유 직경이 2종류 이상의 시트인 경우, 각 섬유 직경의 표면적을 합계하였다.
(18) 10% 구멍 직경
하나의 샘플로부터 가로 세로 2 ㎝의 시료를 10장 잘라내고, SEM 관찰용의 이온 스퍼터링 장치로 백금 증착하며, 투과광으로 100배의 배율로 1시료 중 10개소의 부직포 화상을 촬영하였다. 화상을 화상 해석 소프트로 부직포 부분을 흑색, 구멍 부분을 백색으로 2치화하고, 화상 중의 모든 구멍의 면적과 최장 직경을 수치화하였다. 화상 해석 소프트는, 아사히 가세이 엔지니어링 제조 「Ａ죠쿤(Ａ像くん)(TM)」을 이용하였다. 하나의 샘플 화상 중의, 모든 구멍을, 최대 면적으로부터 작은 면적으로 순서대로 배열하여 적산하고, 전체 구멍 면적의 10%에 도달한 점의 구멍 면적으로부터, 그 면적과 동일한 면적의 원의 직경으로서, 하기의 식에 의해 구멍 직경을 구하였다.
구멍 직경(㎛)=((4×S)/π)^0.5
상기 식에서, S는 구멍 면적(㎛^2)을, 「^0.5」는 「0.5승」을 의미한다.
(19) 2.3% 구멍 직경
상기 10% 구멍 직경 대신에, 전체 구멍 면적의 2.3%에 도달한 점의 구멍 면적으로부터 구멍 직경을 구하였다.
(20) 장직경/구멍 직경
하나의 샘플 화상 중의, 모든 구멍을, 최대 면적으로부터 작은 면적으로 순서대로 배열하여 적산하고, 전체 구멍 면적의 2.3%에 도달하는 구멍으로부터 10%에 도달하는 구멍 사이에 포함되는 모든 구멍의, 장직경의 평균과 구멍 직경의 평균을 구하며, 하기의 식에 의해 구하였다.
장직경/구멍 직경=장직경의 평균/구멍 직경의 평균
[실시예 1]
티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 247℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 2120으로 용융 방사하여 섬유 직경이 20.5 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 얻었다. 다음으로, 이 섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 12 g/㎡의 웹을 제작하고, 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
실시예 1에 있어서 폴리에스테르 장섬유의 섬유 직경이 25.7 ㎛가 되도록 방사한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
실시예 1에 있어서 폴리에스테르 장섬유의 섬유 직경이 30.0 ㎛가 되도록 방사한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 4]
실시예 3에 있어서 IV 값이 0.8이고, 산화티탄 함유량이 12 ppm인 수지를 이용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 5]
실시예 3에 있어서 IV 값이 0.8이고, 산화티탄 함유량이 70 ppm인 수지를 이용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 6]
실시예 3에 있어서 IV 값이 0.72이고, 산화티탄 함유량이 0 ppm인 수지를 이용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 7]
실시예 3에 있어서 IV 값이 0.77이고, 산화티탄 함유량이 0 ppm인 수지를 이용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 8]
실시예 3에 있어서 폴리에스테르 장섬유 부직포의 단위 중량이 20 g/㎡가 되도록 방사한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 9]
실시예 1에 있어서 방사 속도 3770 m/min으로, 드래프트비 707로 용융 방사하고, 폴리에스테르 장섬유의 섬유 직경이 34.9 ㎛가 되도록 방사한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 10]
실시예 2에 있어서 폴리에스테르 장섬유 부직포의 단위 중량이 20 g/㎡가 되도록 방사하고, 플랫 롤로 전면 열압착한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 11]
티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 246℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4000 m/min으로, 또한 드래프트비 942로 용융 방사하여 섬유 직경이 30.1 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 얻었다. 다음으로, 이 섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 20 g/㎡의 웹을 제작하고, 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 5%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 12]
티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 246℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4000 m/min으로, 또한 드래프트비 942로 용융 방사하여 섬유 직경이 30.0 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 얻었다. 다음으로, 이 섬유를 개섬 분산하여 단위 중량 12 g/㎡의 웹을 제작하고, 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 13]
티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 246℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4000 m/min으로, 또한 드래프트비 942로 용융 방사하여 섬유 직경이 26.7 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 18 g/㎡의 웹을 제작하였다. 다음으로, 티탄 원소 함유량이 12 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 217℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4150 m/min으로, 또한 드래프트비 412로 용융 방사하여 섬유 직경이 15 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 3 g/㎡의 웹을 제작하였다. 2층의 웹을 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 14]
티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 246℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4000 m/min으로, 또한 드래프트비 942로 용융 방사하여 섬유 직경이 24.6 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 10 g/㎡의 웹을 제작하였다. 다음으로, 티탄 원소 함유량이 12 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 254℃인 폴리에스테르계 수지를 코어로 하고, 티탄 원소 함유량이 12 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 217℃인 폴리에스테르계 수지를 시스로 해서, 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 895로 용융 방사하여 섬유 직경이 20 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 8 g/㎡의 웹을 제작하였다. 2층의 웹을 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 15]
실시예 1에 있어서 폴리에스테르 장섬유 부직포의 단위 중량이 18 g/㎡가 되도록 방사한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 16]
실시예 2에 있어서 폴리에스테르 장섬유 부직포의 단위 중량이 18 g/㎡가 되도록 방사한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 17]
실시예 3에 있어서 폴리에스테르 장섬유 부직포의 단위 중량이 18 g/㎡가 되도록 방사한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 18]
실시예 1에 있어서 폴리에스테르 장섬유 부직포의 단위 중량이 18 g/㎡가 되도록 하여, 제1층째의 부직포로 하였다. 그 위에, IV 값 0.65, 티탄 함유량 0 ppm, 융점 217℃의 PET 수지를 이용하여, 방사 온도 260℃, 가열 공기 500 N㎥/hr/m의 조건하에서 방사하고, 얻어진 섬유 직경 10 ㎛의 멜트 블로운 부직포를 상기한 스펀 본드 부직포 상에 단위 중량 5 g/㎡로 내뿜어 부직포의 적층체를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 19]
실시예 2에 있어서 폴리에스테르 장섬유 부직포의 단위 중량이 18 g/㎡가 되도록 하여, 제1층째의 부직포로 하였다. 그 위에, IV 값 0.65, 티탄 함유량 0 ppm, 융점 217℃의 PET 수지를 이용하여, 방사 온도 255℃, 가열 공기 400 N㎥/hr/m의 조건하에서 방사하고, 얻어진 섬유 직경 15 ㎛의 멜트 블로운 부직포를 상기한 스펀 본드 부직포 상에 단위 중량 4 g/㎡로 내뿜어 부직포의 적층체를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 20]
실시예 3에 있어서 폴리에스테르 장섬유 부직포의 단위 중량이 18 g/㎡가 되도록 하여, 제1층째의 부직포로 하였다. 그 위에, IV 값 0.65, 티탄 함유량 0 ppm, 융점 217℃의 PET 수지를 이용하여, 방사 온도 265℃, 가열 공기 1000 N㎥/hr/m의 조건하에서 방사하고, 얻어진 섬유 직경 7 ㎛의 멜트 블로운 부직포를 상기한 스펀 본드 부직포 상에 단위 중량 4 g/㎡로 내뿜어 부직포의 적층체를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 21]
티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 247℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 230으로 용융 방사하여 섬유 직경이 14 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 얻었다. 다음으로, 이 섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 7.5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 다음으로, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 254℃인 폴리에스테르계 수지를 코어로 하고, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 217℃인 폴리에스테르계 수지를 시스로 해서, 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 380으로 용융 방사하여 섬유 직경이 14 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 7.5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 2층의 웹을 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 22]
티탄 원소 함유량이 12 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 247℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 590으로 용융 방사하여 섬유 직경이 20.1 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 얻었다. 다음으로, 이 섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 7.5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 다음으로, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 254℃인 폴리에스테르계 수지를 코어로 하고, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 217℃인 폴리에스테르계 수지를 시스로 해서, 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 380으로 용융 방사하여 섬유 직경이 14 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 7.5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 2층의 웹을 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 23]
티탄 원소 함유량이 12 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 247℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 740으로 용융 방사하여 섬유 직경이 24.6 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 얻었다. 다음으로, 이 섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 7.5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 다음으로, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 254℃인 폴리에스테르계 수지를 코어로 하고, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 217℃인 폴리에스테르계 수지를 시스로 해서, 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 380으로 용융 방사하여 섬유 직경이 14 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 7.5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 2층의 웹을 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 24]
티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 247℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 550으로 용융 방사하여 섬유 직경이 20.1 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 얻었다. 다음으로, 이 섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 10 g/㎡의 웹을 제작하였다. 다음으로, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 254℃인 폴리에스테르계 수지를 코어로 하고, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 217℃인 폴리에스테르계 수지를 시스로 해서, 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 450으로 용융 방사하여 섬유 직경이 16 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 2층의 웹을 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 25]
티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 247℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 590으로 용융 방사하여 섬유 직경이 20.1 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 얻었다. 다음으로, 이 섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 7.5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 다음으로, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 254℃인 폴리에스테르계 수지를 코어로 하고, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 217℃인 폴리에스테르계 수지를 시스로 해서, 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 450으로 용융 방사하여 섬유 직경이 16 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 7.5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 2층의 웹을 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 26]
티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 247℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 740으로 용융 방사하여 섬유 직경이 24.6 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 얻었다. 다음으로, 이 섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 7.5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 다음으로, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 254℃인 폴리에스테르계 수지를 코어로 하고, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 217℃인 폴리에스테르계 수지를 시스로 해서, 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 450으로 용융 방사하여 섬유 직경이 16 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 7.5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 2층의 웹을 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 27]
티탄 원소 함유량이 12 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 247℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 590으로 용융 방사하여 섬유 직경이 20.1 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 얻었다. 다음으로, 이 섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 0°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 7.5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 다음으로, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 254℃인 폴리에스테르계 수지를 코어로 하고, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 217℃인 폴리에스테르계 수지를 시스로 해서, 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 450으로 용융 방사하여 섬유 직경이 16 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 0°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 7.5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 2층의 웹을 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 28]
평판형의 기류를 제어하는 분산 장치의 평판의 필라멘트에 대한 경사각을 0°로 한 것 이외에는 실시예 22와 동일한 방법으로 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 29]
저융점 수지를 이용한 층을 시스 코어 구조로부터 사이드 바이 사이드 구조로 한 것 이외에는 실시예 21과 동일한 방법으로 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 30]
저융점 수지를 이용한 층을 시스 코어 구조로부터 사이드 바이 사이드 구조로 한 것 이외에는 실시예 24와 동일한 방법으로 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 31]
저융점 수지를 이용한 층을 시스 코어 구조로부터 사이드 바이 사이드 구조로 한 것 이외에는 실시예 22와 동일한 방법으로 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 32]
각 층의 단위 중량을 6 g/㎡로 한 것 이외에는 실시예 21과 동일한 방법으로 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 33]
각 층의 단위 중량을 6 g/㎡로 한 것 이외에는 실시예 22와 동일한 방법으로 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 34]
각 층의 단위 중량을 6 g/㎡로 한 것 이외에는 실시예 23과 동일한 방법으로 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 35]
티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 247℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 590으로 용융 방사하여 섬유 직경이 20.1 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 얻었다. 다음으로, 이 섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 12 g/㎡의 웹을 제작하였다. 다음으로, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 254℃인 폴리에스테르계 수지를 코어로 하고, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 217℃인 폴리에스테르계 수지를 시스로 해서, 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 450으로 용융 방사하여 섬유 직경이 16 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 6 g/㎡의 웹을 제작하였다. 2층의 웹을 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 36]
각 층의 단위 중량을 9 g/㎡로 한 것 이외에는 실시예 25와 동일한 방법으로 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 37]
각 층의 단위 중량을 9 g/㎡로 한 것 이외에는 실시예 21과 동일한 방법으로 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 1에 나타낸다.
[실시예 38]
티탄 원소 함유량이 12 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 247℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 305℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 230으로 용융 방사하여 섬유 직경이 10 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 얻었다. 다음으로, 이 섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 7.5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 다음으로, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 254℃인 폴리에스테르계 수지를 코어로 하고, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 217℃인 폴리에스테르계 수지를 시스로 해서, 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로, 또한 드래프트비 380으로 용융 방사하여 섬유 직경이 14 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 7.5 g/㎡의 웹을 제작하였다. 2층의 웹을 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[실시예 39]
각 층의 섬유 직경을 13 ㎛로 한 것 이외에는 실시예 32와 동일한 방법으로 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 2에 나타낸다.
[비교예 1]
실시예 1에 있어서 폴리에스테르계 수지의 티탄 원소 함유량을 3000 ppm으로 하고, 폴리에스테르 장섬유의 단위 중량이 20.0 g/㎡가 되도록 방사한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었으나, 부직포의 투명성이 낮아, 식품용 필터로서 충분한 투명성을 얻을 수 없었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 3에 나타낸다.
[비교예 2]
실시예 1에 있어서 드래프트비 545로 용융 방사한 폴리에스테르 장섬유의 섬유 직경을 12.0 ㎛로 하고, 폴리에스테르 장섬유의 단위 중량이 20 g/㎡가 되도록 방사한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었으나, 부직포의 투명성이 낮아, 식품용 필터로서 충분한 투명성을 얻을 수 없었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 3에 나타낸다.
[비교예 3]
티탄 원소 함유량이 12 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 253℃인 폴리에스테르계 수지를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 3에 나타낸다.
[비교예 4]
티탄 원소 함유량이 12 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 253℃인 폴리에스테르계 수지를 이용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 3에 나타낸다.
[비교예 5]
티탄 원소 함유량이 12 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 253℃인 폴리에스테르계 수지를 이용한 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 3에 나타낸다.
[비교예 6]
티탄 원소 함유량이 12 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 253℃인 폴리에스테르계 수지를 이용한 것 이외에는 실시예 4와 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 3에 나타낸다.
[비교예 7]
티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 253℃인 폴리에스테르계 수지를 이용한 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 3에 나타낸다.
[비교예 8]
티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.8이며, 융점이 246℃인 폴리에스테르계 수지를 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 295℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4000 m/min으로, 또한 드래프트비 191로 용융 방사하여 섬유 직경이 30.3 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 얻었다. 다음으로, 이 섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 20 g/㎡의 웹을 제작하고, 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었으나, 식품용 필터로서 충분한 치수 안정성을 얻을 수 없었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 3에 나타낸다.
[비교예 9]
비교예 8에 있어서 드래프트비 345로 용융 방사한 폴리에스테르 장섬유의 섬유 직경을 50.0 ㎛로 하고, 폴리에스테르 장섬유의 단위 중량이 20 g/㎡가 되도록 방사하였으나, 롤에서의 수축이 커서, 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻을 수 없었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 3에 나타낸다.
[비교예 10]
실시예 3에 있어서 폴리에스테르 장섬유의 단위 중량이 40 g/㎡가 되도록 웹을 제작한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었으나, 부직포의 투명성이 낮아, 식품용 필터로서 충분한 투명성을 얻을 수 없었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 3에 나타낸다.
[비교예 11]
수지의 티탄 함유량을 3000 ppm으로 한 것 이외에는 실시예 21과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 3에 나타낸다.
[비교예 12]
수지의 IV 값을 0.7로 한 것 이외에는 비교예 11과 동일하게 하여 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 3에 나타낸다.
[비교예 13]
티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 254℃인 폴리에스테르계 수지를 코어로 하고, 티탄 원소 함유량이 0 ppm이고, 고유 점도(IV)가 0.65이며, 융점이 217℃인 폴리에스테르계 수지를 시스로 해서, 상용의 용융 방사 장치에 공급하여 275℃에서 용융하고, 원형 단면의 방사 구멍을 갖는 방사구금으로부터 방사 속도 4500 m/min으로 용융 방사하여 섬유 직경이 14 ㎛인 폴리에스테르 장섬유를 평판형의 기류를 제어하는 분산 장치〔평판의 필라멘트에 대한 경사각 4°〕를 이용해서, 개섬 분산하여 단위 중량 15 g/㎡의 웹을 엠보스 롤과 플랫 롤 사이에 있어서 열압착 면적률 15%로 부분 열압착함으로써 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 이하의 표 3에 나타낸다. 한편, 얻어진 부직포를 히트 시일했을 때에, 실러에 심하게 수지 오염이 발생하였다.
[비교예 14]
각 층의 단위 중량을 10 g/㎡로 한 것 이외에는 실시예 21과 동일한 방법으로 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 표 3에 나타낸다.
[비교예 15]
각 층의 단위 중량을 4 g/㎡로 한 것 이외에는 실시예 26과 동일한 방법으로 폴리에스테르 장섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 물성을 표 3에 나타낸다.
Figure 112017088856546-pct00001
Figure 112017088856546-pct00002
Figure 112017088856546-pct00003
본 발명의 단층 또는 복층 폴리에스테르 장섬유 부직포는 투명성, 치수 안정성, 가루 누설성, 및 성분 추출성이 우수하기 때문에, 식품용 필터로서 적합하게 이용 가능하다. m2

Claims (18)

  1. 무기계 입자의 함유량이 0~100 ppm이고, 10%점 구멍 직경이 1000 ㎛ 미만이며, 10%점 구멍 직경과 2.3%점 구멍 직경의 차가 500 ㎛ 이하이고, 또한 단위 중량이 10~30 g/㎡이고, 부직포의 면적당 표면적이 1.0 이상 3.5㎡/㎡ 이하인 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  2. 제1항에 있어서, 열압착 면적률이 5~40%이고, 또한 평균 겉보기 밀도가 0.1~0.5 g/㎤인 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 평균 섬유 직경이 13~40 ㎛인 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 1층이 라만 스펙트럼에 있어서 관측되는 1740 ㎝-1 부근의 C=O 기에 의한 피크폭의 반치 전폭의 평균값이 18~24 ㎝-1인 섬유로 구성되는 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 1층이 결정화도가 30~50%인 섬유로 구성되는 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 1층이 복굴절률 0.04~0.12인 섬유로 구성되는 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 투명성이 60% 이상인 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 비수(沸水) 수축률이 2.0% 이하인 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 지합(地合) 계수가 0.5~2.0인 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 1층의 인장 강도가 5 N/30 ㎜ 이상인 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 1층이 융점 240℃ 이하의 저융점 섬유를 함유하는 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하기 a층과 b층이 열압착에 의해 일체화된 적층 부직포로 이루어지는 폴리에스테르 장섬유 부직포.
    a층: 고융점 수지와 융점차가 30℃~150℃인 저융점 수지로 이루어지는 폴리에스테르 장섬유 부직포
    b층: 상기 고융점 수지로 이루어지는 폴리에스테르 장섬유 부직포
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리에스테르 장섬유 부직포의 섬유의 배향성이 단면 방향으로 상이한 구조를 갖는 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 1층이 이소프탈산을 0~25% 포함하는 수지로 이루어지는 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 무기계 입자가 산화티탄인 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  16. 제15항에 있어서, 티탄 원소 함유량 0~0.1 ppm의 수지로 이루어지는 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서, 부직포로 한 후의 수지의 IV 값이 0.6 이상인 폴리에스테르 장섬유 부직포.
  18. 제1항 또는 제2항에 기재된 폴리에스테르 장섬유 부직포로 이루어지는 식품용 필터.
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