KR102344007B1

KR102344007B1 - 스펀본드 부직포

Info

Publication number: KR102344007B1
Application number: KR1020207007456A
Authority: KR
Inventors: 히로오 가츠타; 요시츠구 후나츠; 마사노리 엔도
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2021-12-28
Also published as: JPWO2019065836A1; JP6935805B2; EP3690096A1; EP3690096A4; CN111133142A; US20200240061A1; KR20200058392A; TW201934834A; EP3690096B1; CN111133142B; WO2019065836A1; TWI746892B

Abstract

본 발명의 스펀본드 부직포는, 폴리프로필렌 섬유를 포함하고, 하기 조건 A 내지 E를 모두 충족시키는 스펀본드 부직포이다. A. 섬유의 평균 단섬유 직경이 6㎛ 이상 17㎛ 이하인 것, B. 섬유의 광각 X선 회절에 있어서의 결정 배향도가 0.91 이상인 것, C. 섬유의 광각 X선 회절에 있어서의 (110)면의 결정자 크기가 12nm 이상인 것, D. 섬유의 라만 분광에 있어서의 평균 배향 파라미터가 8.0 이상인 것, E. 스펀본드 부직포의 온도가 230℃이고 각주파수가 6.3rad/sec에 있어서의 복소 점도가 20Pa·sec 이상 100Pa·sec 이하인 것.

Description

스펀본드 부직포

본 발명은, 유연하면서 또한 우수한 역학 물성과 고차 가공성을 갖는 스펀본드 부직포에 관한 것이다.

폴리올레핀을 포함하는 스펀본드 부직포, 특히 폴리프로필렌 스펀본드 부직포는 저비용이며 가공성이 우수하기 때문에, 위생 재료 용도를 중심으로 폭넓게 사용되고 있다.

근년, 위생 재료 용도에 사용되는 폴리프로필렌 스펀본드 부직포에 대하여, 더 한층의 질감, 감촉, 유연성 및 생산성의 향상이 요구되고 있고, 특히 유연성을 향상시키기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있다.

유연성을 향상시키는 수단으로서는, 섬유의 세경화가 효과적인 것이 알려져 있다. 그러나, 토출량을 저감시켜 세경화하는 방법으로는 생산성이 저하되고, 또한 생산성을 높이기 위해 고 방사속도화하는 방법으로는, 실 끊어짐이 다발하기 때문에 안정적인 생산이 곤란하다는 과제가 있다.

이러한 배경으로부터, 스펀본드 부직포의 유연성 향상을 목적으로, 섬유 직경, 섬유의 흡착력 및 부직포의 마찰 계수를 특정 범위로 한, 섬유 자체의 굽힘 유연성과 미끄럼성을 양립시킨 폴리올레핀계 장섬유 부직포가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

다른 한편으로, 프로필렌계 중합체를 원료로서 사용하고, 스펀본드 부직포의 단위 면적당 중량, 용융 유속, 섬도 및 엠보스 면적률 등을 특정한 범위로 한, 내보풀성, 유연성, 강도 및 생산성이 우수한 스펀본드 부직포가 제안되어 있다(특허문헌 2 참조).

일본 특허 공개 제2013-159884호 공보 국제 공개 제2007/091444호

특허문헌 1에 개시된 방법으로는, 확실히 부직포의 유연성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 사용하는 수지의 용융 유속이 낮기 때문에 유연성 향상의 효과는 충분하지 않고, 또한 실시예에 예시된 부직포는 저융점 폴리올레핀계 수지를 함유시킨 부직포만이며, 실 끊어짐의 발생에 의해 생산성이 저하될 가능성이 있다. 또한, 사용되는 수지가 실질적으로 제한된다는 과제가 발생한다.

또한, 특허문헌 2에 개시된 방법으로는, 확실히 부직포의 유연성을 향상시킬 수 있기는 하지만, 사용하는 수지의 용융 유속이 낮기 때문에 유연성 향상의 효과는 충분하지 않고, 또한 실시예에 예시된 구금의 구멍 직경은 0.6mmφ로 대구멍 직경이기 때문에, 구금압이 걸리기 어려워 균일한 방출을 할 수 없어 실 끊어짐이나 섬유 직경 불균일을 발생시켜, 안정되게 균일한 부직포를 얻기 어렵다는 과제가 발생한다.

그래서, 본 발명의 목적은, 유연하면서 또한 우수한 역학 물성과 고차 가공성을 갖는 스펀본드 부직포를 제공하는 데 있다.

본 발명자들이 검토를 진행한 바, 스펀본드 부직포의 유연성은 용융 상태에서의 복소 점도와 높은 상관이 있고, 스펀본드 부직포의 복소 점도가 낮을수록 유연성이 높아지기는 하지만, 역학 물성이나 고차 가공성이 저하된다는 과제가 발생하는 것이 판명되었다. 그래서, 본 발명자들은 상기 과제를 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 스펀본드 부직포의 섬도, 결정 배향도, 결정자 크기, 배향 파라미터를 특정한 범위로 하고, 또한 스펀본드 부직포의 복소 점도를 특정한 범위로 함으로써, 유연성과 우수한 역학 특성 및 고차 가공성이 양립된 스펀본드 부직포가 되는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

본 발명은 상기 과제를 해결하고자 하는 것이며, 본 발명의 스펀본드 부직포는 폴리프로필렌 섬유를 포함하고, 하기 조건 A 내지 E를 모두 충족시키는 스펀본드 부직포이다.

A. 섬유의 평균 단섬유 직경이 6㎛ 이상 17㎛ 이하인 것,

B. 섬유의 광각 X선 회절에 있어서의 결정 배향도가 0.91 이상인 것,

C. 섬유의 광각 X선 회절에 있어서의 (110)면의 결정자 크기가 12nm 이상인 것,

D. 섬유의 라만 분광에 있어서의 평균 배향 파라미터가 8.0 이상인 것,

E. 스펀본드 부직포의 온도가 230℃이고 각주파수가 6.3rad/sec에 있어서의 복소 점도가, 20Pa·sec 이상 100Pa·sec 이하인 것.

본 발명의 스펀본드 부직포의 바람직한 형태에 의하면, 상기 스펀본드 부직포의 온도가 230℃이고 각주파수가 6.3rad/sec에 있어서의 복소 점도는, 40Pa·sec 이상 80Pa·sec 이하이다.

본 발명의 스펀본드 부직포는, 스펀본드 부직포를 구성하는 섬유의 섬유 직경이 가늘고, 또한 용융 상태에서의 복소 점도가 낮은 점에서, 높은 유연성을 가질 뿐 아니라, 결정 배향도가 높고, 결정자 크기가 크면서, 또한 배향 파라미터가 높은 것에 의해, 우수한 역학 물성과 고차 가공성을 발휘하는 것이다.

본 발명의 스펀본드 부직포는, 폴리프로필렌 섬유를 포함하고, 하기 A 내지 E의 조건을 모두 충족시키는 스펀본드 부직포이다.

A. 섬유의 평균 단섬유 직경이 6㎛ 이상 17㎛ 이하인 것,

E. 스펀본드 부직포의 온도가 230℃이고 각주파수가 6.3rad/sec에 있어서의 복소 점도가 20Pa·sec 이상 100Pa·sec 이하인 것.

이하에, 본 발명의 스펀본드 부직포에 대하여 상세하게 설명한다.

[폴리프로필렌계 수지]

본 발명의 스펀본드 부직포는, 폴리프로필렌계 수지의 섬유(폴리프로필렌 섬유)를 포함한다. 폴리프로필렌계 수지란, 주된 반복 단위로서 프로필렌 단위를 갖는 수지를 의미한다. 폴리프로필렌계 수지를 사용함으로써, 저비용이면서, 또한 유연성이 우수한 스펀본드 부직포로 할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 폴리프로필렌계 수지는, 프로필렌의 단독 중합체, 혹은 프로필렌과 각종 α-올레핀의 공중합체 등을 들 수 있다. 폴리프로필렌계 수지로서, 프로필렌과 각종 α-올레핀의 공중합체를 사용하는 경우, 각종 α-올레핀의 공중합 비율은, 고강도화의 관점에서 10mol％ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5mol％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 3mol％ 이하이다.

본 발명에서 사용되는 폴리프로필렌계 수지에는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 기타 성분 수지를 블렌드시킬 수 있다. 기타 성분 수지로서는, 융점이 폴리프로필렌에 가까운 폴리에틸렌이나 폴리-4-메틸-1-펜텐 등의 폴리올레핀계 수지 외에, 저융점 폴리에스테르 수지 및 저융점 폴리아미드 수지를 들 수 있고, 유연성 부여의 관점에서 저결정성의 올레핀계 수지가 바람직하게 사용된다. 저결정성의 올레핀계 수지로서는, 예를 들어 에틸렌-프로필렌 공중합체나, 저 입체규칙성 폴리프로필렌 등이 적합하게 사용된다. 기타 성분 수지의 질량 비율은, 폴리프로필렌계 수지의 특성을 충분히 발현시키기 위해서, 20질량％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15질량％ 이하이다.

본 발명에서 사용되는 폴리프로필렌계 수지에는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 착색을 위한 안료, 산화 방지제, 폴리에틸렌 왁스 등의 활제, 및 내열 안정제 등을 첨가할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 폴리프로필렌계 수지에는, 사용하는 수지에 대하여, 예를 들어 과산화물, 특히 디알킬화 산화물 등의 유리 라디칼제 등의, 해당 수지를 분해하여 분자량을 저하시키는 첨가제를 첨가하지 않는 것이 바람직하다. 폴리프로필렌계 수지에 상기 첨가제를 첨가한 경우, 부분적인 점도 불균일에서 기인하는 섬유 직경의 불균일화가 발생하고, 충분히 섬유 직경을 가늘게 하는 것이 곤란해질 뿐 아니라, 점도 불균일이나 분해 가스에 의한 기포로 방사성이 악화되는 경우도 있다. 따라서, 폴리프로필렌계 수지에 상기 첨가제를 첨가하지 않음으로써, 섬유 직경의 균일성이 향상되고, 또한 섬유 직경도 가늘게 할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 폴리프로필렌계 수지의 융점은, 120℃ 이상 180℃ 이하인 것이 바람직하다. 융점을 바람직하게는 120℃ 이상, 보다 바람직하게는 130℃ 이상으로 함으로써 실용에 견딜 수 있는 내열성이 얻어진다. 또한, 융점을 바람직하게는 180℃ 이하, 보다 바람직하게는 170℃ 이하로 함으로써 방사 섬유의 열 접착이 용이해져 양호한 역학 물성과 고차 가공성을 갖는 스펀본드 부직포가 얻어진다.

본 발명에 있어서의 스펀본드 부직포의 융점(℃)은, 시차 주사 열량계에 약 2mg의 스펀본드 부직포를 세트하고, 질소 하에 승온 속도 16℃/분의 조건에서 시차 주사 열량 측정을 3회 행하여, 흡열 피크의 온도의 산술 평균값을 융점으로 한다.

본 발명에서 사용되는 폴리프로필렌계 수지의 중량 평균 분자량은, 10만 이상 20만 이하인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량을 바람직하게는 10만 이상, 보다 바람직하게는 11만 이상으로 함으로써, 섬유 직경의 균일성이 우수한 섬유가 되어 부직포의 가공성이 향상된다. 또한, 중량 평균 분자량을 바람직하게는 20만 이하, 보다 바람직하게는 18만 이하로 함으로써, 폴리프로필렌계 수지의 유동성이 높아지기 때문에, 방사성이 향상된다. 본 발명에 있어서의 중량 평균 분자량이란, 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여, 폴리스티렌, 디벤질 환산으로 산출한 값을 가리키는 것으로 한다.

본 발명에서 사용되는 폴리프로필렌계 수지의 용융 질량 유속은, 155g/10분 이상 500g/10분 이하인 것이 바람직하다. 용융 질량 유속을 바람직하게는 155g/10분 이상, 보다 바람직하게는 160g/10분 이상으로 함으로써, 폴리프로필렌계 수지의 유동성이 높아지기 때문에, 방사성이 향상된다. 또한, 용융 질량 유속을 바람직하게는 500g/10분 이하, 보다 바람직하게는 400g/10분 이하로 함으로써, 저 용융 점도에서 기인하는 실 끊어짐이 감소하여 방사성이 향상된다.

또한, 용융 질량 유속은, 폴리프로필렌계 수지의 중량 평균 분자량에 의해 제어할 수 있다. 폴리프로필렌계 수지의 중량 평균 분자량이 높을수록, 용융 질량 유속은 작아진다.

본 발명에 있어서의 용융 질량 유속은, JIS K7210-1:2014의 「8장 A법: 질량 측정법」에 의해, 230℃의 온도에서 하중 2160g으로 측정한 값을 가리킨다.

본 발명에서 사용되는 폴리프로필렌계 수지의 용융 질량 유속은, 용융 질량 유속이 다른 2종류 이상의 수지를 임의의 비율로 블렌드하여 조정할 수도 있다. 이 경우, 주가 되는 폴리프로필렌계 수지에 대하여 블렌드하는 수지의 용융 질량 유속은, 10g/10분 이상 1000g/10분 이하인 것이 바람직하다. 블렌드하는 수지의 용융 질량 유속을 바람직하게는 10g/10분 이상, 보다 바람직하게는 20g/10분 이상, 더욱 바람직하게는 30g/10분 이상으로 함으로써, 블렌드한 폴리프로필렌계 수지에 부분적인 점도 불균일이 발생하는 점에서 기인하는 섬유 직경의 불균일화나 방사 성 악화를 억제할 수 있다. 또한, 블렌드하는 수지의 용융 질량 유속을 바람직하게는 1000g/10분 이하, 보다 바람직하게는 800g/10분 이하, 더욱 바람직하게는 600g/10분 이하로 함으로써, 우수한 역학 물성을 갖는 스펀본드 부직포가 된다.

[폴리프로필렌 섬유]

본 발명의 스펀본드 부직포를 구성하는 폴리프로필렌 섬유의 평균 단섬유 직경은, 6㎛ 이상 17㎛ 이하인 것이 중요하다. 평균 단섬유 직경을 17㎛ 이하, 바람직하게는 16㎛ 이하, 보다 바람직하게는 15㎛ 이하로 함으로써, 폴리프로필렌 섬유로부터 얻어지는 스펀본드 부직포의 표면에 접촉하였을 때의 촉감이 매끄러워진다. 덧붙여, 평균 단섬유 직경이 가는 것에 의한 단면 2차 모멘트의 저하도 발현함으로써, 유연성이 더욱 향상된다. 또한, 평균 단섬유 직경을 6㎛ 이상, 바람직하게는 7㎛ 이상, 보다 바람직하게는 8㎛ 이상으로 함으로써, 후속 가공 시의 공정 통과성이 향상되기 때문에 결점이 적은 스펀본드 부직포가 된다.

본 발명에 있어서의 폴리프로필렌 섬유의 평균 단섬유 직경(㎛)은, 스펀본드 부직포로부터 소량 잘라내어, 엠보스 접착부 이외의 부분에 있어서, 스펀본드 부직포를 구성하는 폴리프로필렌 섬유의 측면의 현미경 관찰로부터 폴리프로필렌 섬유의 직경을 구하고, 1 수준에 대하여 10회 측정을 행하고, 그의 산술 평균값을 가리키는 것으로 한다.

본 발명의 스펀본드 부직포를 구성하는 폴리프로필렌 섬유의 광각 X선 회절에 있어서의 결정 배향도는, 0.91 이상인 것이 중요하다. 결정 배향도를 0.91 이상, 바람직하게는 0.92 이상, 보다 바람직하게는 0.93 이상으로 함으로써, 섬유축을 따라서 결정 C축이 배열하기 때문에, 우수한 강도나 고차 가공성을 갖는 섬유가 된다. 또한, 본 발명에서 달성할 수 있는 결정 배향도의 상한은 1.00이다.

부언하면, 결정 배향도는, 용융 질량 유속 및 방사 속도, 방사 시의 냉각 조건에 의해 제어할 수 있다. 용융 질량 유속이 낮으며 방사 속도가 높을수록, 또한 방사 시의 냉각 효율을 높게 할수록, 결정 배향도도 높아진다.

본 발명의 스펀본드 부직포를 구성하는 폴리프로필렌 섬유의 광각 X선 회절에 있어서의 (110)면의 결정자 크기는, 12nm 이상인 것이 중요하다. (110)면의 결정자 크기를 12nm 이상, 바람직하게는 13nm 이상, 보다 바람직하게는 14nm 이상으로 함으로써, 우수한 강도나 고차 가공성을 갖는 섬유가 된다. 또한, 본 발명에서 달성할 수 있는 결정자 크기의 상한은 25nm 정도이다.

부언하면, 결정자 크기는, 용융 질량 유속 및 방사 속도에 의해 제어할 수 있다. 용융 질량 유속이 낮으며 방사 속도가 높을수록, 결정자 크기도 높아진다.

본 발명에 있어서의 광각 X선 회절에 있어서의 결정 배향도 및 결정자 크기(nm)는, 각각 이하의 방법으로 측정, 산출된 값을 가리키는 것으로 한다.

(1) 스펀본드 부직포로부터 잘라낸 폴리프로필렌 섬유 20개를, 섬유축이 동일 방향이 되도록 정리한다.

(2) (1)에서 정리한 시료에 대하여, X선 회절 장치를 사용하여 광각 X선 회절 측정을 실시한다.

(3) (110)면에 대응하는 피크의 원주 방향의 X선 회절 프로파일, 및 적도선 방향의 X선 회절 프로파일을 얻는다.

(4) 원주 방향의 X선 회절 프로파일의 피크 반값폭 H(°), 및 적도선 방향의 X선 회절 프로파일의 피크 반값폭 β_e(°)로부터, 하기 식을 사용하여 각각의 값을 산출한다.

·결정 배향도 π=(180-H)/180

·결정자 크기 L(nm)=0.9λ/((β_e ²-β₀ ²)^0.5×cosθ)

(식 중, λ는 입사 X선 파장(본 장치에서는 0.15418nm), β₀은 반값폭의 보정값(본 장치에서는 0.46°), θ는 피크 톱의 브래그각(°)을 나타낸다.)

본 발명의 스펀본드 부직포를 구성하는 폴리프로필렌 섬유의 라만 분광에 있어서의 평균 배향 파라미터는, 8.0 이상인 것이 중요하다. 평균 배향 파라미터를 8.0 이상, 바람직하게는 8.5 이상, 보다 바람직하게는 8.8 이상으로 함으로써, 비결정부나 결정부에 존재하는 분자쇄가 섬유축 방향으로 배향하여, 우수한 강도나 고차 가공성을 갖는 섬유가 된다. 또한, 본 발명에서 달성할 수 있는 평균 배향 파라미터의 상한은 13.0 정도이다.

부언하면, 평균 배향 파라미터는, 용융 질량 유속 및 방사 속도, 방사 시의 냉각 조건에 의해 제어할 수 있다. 용융 질량 유속이 낮으며 방사 속도가 높을수록, 또한 방사 시의 냉각 효율을 높게 할수록, 배향 파라미터도 높아진다.

본 발명에 있어서의 평균 배향 파라미터는, 이하의 방법으로 측정, 산출된 값을 가리키는 것으로 한다.

(1) 스펀본드 부직포로부터 섬유 1개를 잘라내어, 홀더에 세트한다.

(2) 레이저 라만 분광법을 사용하여, 편광 방향이 섬유축과 일치하는 경우를 평행 조건, 직행하는 경우를 수직 조건으로 하여 각각의 편광 라만 스펙트럼을 얻는다.

(3) CH₂ 변각 진동과 C-C 신축 진동의 커플링 모드에 귀속되는 810cm^-1 부근의 라만 밴드 강도를 I₈₁₀으로 하고, CH₂ 변각 진동 모드에 귀속되는 840 cm^-1의 라만 밴드 강도를 I₈₄₀으로 하고, 하기 식을 사용하여 배향 파라미터를 산출한다.

·배향 파라미터=(I₈₁₀/I₈₄₀)_평행/(I₈₁₀/I₈₄₀)_수직

(식 중, 평행은 평행 조건에 있어서의 강도비, 수직은 수직 조건에 있어서의 강도비를 나타낸다.)

(4) 1 수준에 대하여 6회 측정을 행하고, 그의 산술 평균값을 평균 배향 파라미터로 한다.

본 발명의 스펀본드 부직포를 구성하는 폴리프로필렌 섬유의 밀도는, 0.88g/cm³ 이상 0.93g/cm³ 이하인 것이 바람직하다. 밀도를 바람직하게는 0.88g/cm³ 이상, 보다 바람직하게는 0.89g/cm³ 이상으로 함으로써, 결정화도가 높고 우수한 강도나 고차 가공성을 갖는 섬유가 된다. 또한, 밀도를 바람직하게는 0.93g/cm³ 이하, 보다 바람직하게는 0.92g/cm³ 이하로 함으로써, 열 접착성이 향상되고, 엠보스나 캘린더 가공 시의 가공성이 향상된다.

본 발명에 있어서의 밀도란, 이하의 방법에 의해 측정한 값을 가리킨다.

(1) 15℃로 온도 조절된 실내에서, 물과 에탄올을 혼합한다. 부언하면, 에탄올의 질량 분율은 40％ 내지 70％로 하고, 1％의 간격으로 농도가 다른 31 수준의 에탄올 수용액을 제작한다.

(2) 초음파 세정을 실시하여 불순물을 제거한 스펀본드 부직포를 소량 잘라내고, 잘라낸 스펀본드 부직포에 기포가 붙지 않도록 에탄올 수용액에 침지시켜, 6시간 이상 방치한다.

(3) 스펀본드 부직포가 바닥까지 잠기지 않은 에탄올 수용액 내, 가장 에탄올 질량 분율이 낮은 에탄올 수용액의 질량 분율 X_E로부터, 하기 식을 사용하여 밀도를 산출한다.

·폴리프로필렌 섬유의 밀도(g/cm³)=-0.000005×X_E ²-0.0017×X_E+1.0153

본 발명의 스펀본드 부직포를 구성하는 폴리프로필렌 섬유의 단면 형상은, 환단면인 것이 바람직하다. 단면 형상이 편평한 단면이나 이형 단면에서는, 동일 단면적의 단면 2차 모멘트가 환단면보다도 커지는 굽힘 방향이 있기 때문에, 스펀본드 부직포로 하였을 때에 고강성이 되어, 유연성을 손상시킬 가능성이 있다.

[스펀본드 부직포]

본 발명의 스펀본드 부직포의 복소 점도는, 온도가 230℃, 각주파수가 6.3rad/sec에 있어서, 20Pa·sec 이상 100Pa·sec 이하인 것이 중요하다. 복소 점도를 100Pa·sec 이하, 바람직하게는 90Pa·sec 이하, 보다 바람직하게는 80Pa·sec 이하로 함으로써, 스펀본드 부직포를 구성하는 섬유의 유연성이 향상되기 때문에, 우수한 유연성을 갖는 스펀본드 부직포가 된다. 또한, 복소 점도를 20Pa·sec 이상, 바람직하게는 30Pa·sec 이상, 보다 바람직하게는 40Pa·sec 이상으로 함으로써, 얻어지는 부직포의 강도 저하나 고차 가공성의 악화를 억제할 수 있다.

부언하면, 스펀본드 부직포의 복소 점도는, 폴리프로필렌계 수지의 중량 평균 분자량에 의해 제어할 수 있다. 폴리프로필렌계 수지의 중량 평균 분자량이 높을수록, 스펀본드 부직포의 복소 점도는 낮아진다.

본 발명에 있어서의 복소 점도(Pa·sec)는, 회전식 레오미터를 사용하여, 잘라낸 스펀본드 부직포를 측정 지그에 세팅하고, 온도가 230℃, 각주파수가 6.3rad/sec인 조건에서 1 수준에 대하여 3회의 측정을 행하여, 그의 산술 평균값을 가리키는 것으로 한다.

본 발명의 스펀본드 부직포의 융점은, 120℃ 이상 190℃ 이하인 것이 바람직하다. 융점을 바람직하게는 120℃ 이상, 보다 바람직하게는 130℃ 이상, 더욱 바람직하게는 140℃ 이상으로 함으로써, 엠보스 접착 시에 구멍이 뚫려 강도나 고차 가공성이 저하되는 등의 트러블을 방지할 수 있다. 또한, 융점을 바람직하게는 190℃ 이하, 보다 바람직하게는 180℃ 이하, 더욱 바람직하게는 175℃ 이하로 함으로써, 엠보스나 캘린더 가공 시의 열 접착성이 양호해지고, 스펀본드 부직포로서의 강도나 고차 가공성이 향상된다.

본 발명에 있어서의 융점(℃)은, 시차 주사 열량계로 질소 하에, 승온 속도 16℃/분의 조건에서 시차 주사 열량 측정을 행하여, 얻어진 흡열 피크의 피크 온도로부터 구해진다.

본 발명의 스펀본드 부직포의 결정 융해열량은, 70J/g 이상 105J/g 이하인 것이 바람직하다. 결정 융해열량을 바람직하게는 70J/g 이상, 보다 바람직하게는 80J/g 이상으로 함으로써, 스펀본드 부직포를 구성하는 섬유가 적절한 결정성을 갖기 때문에 높은 강도나 고차 가공성을 갖는 스펀본드 부직포가 된다. 또한, 결정 융해열량을 바람직하게는 105J/g 이하, 보다 바람직하게는 100J/g 이하로 함으로써, 엠보스나 캘린더 가공 시의 열 접착성이 양호해지고, 스펀본드 부직포로서의 강도나 고차 가공성이 향상된다. 본 발명에 있어서의 결정 융해열량(J/g)은, 시차 주사 열량계로 질소 하에, 승온 속도 16℃/분의 조건에서 시차 주사 열량 측정을 행하여, 얻어진 흡열 피크의 피크 면적으로부터 구한 값을 가리킨다.

본 발명의 스펀본드 부직포의 단위 면적당 중량은, 5g/m² 이상 50g/m² 이하로 하는 것이 바람직하다. 단위 면적당 중량을 바람직하게는 5g/m² 이상, 보다 바람직하게는 10g/m² 이상으로 함으로써, 후속 공정에서의 찢어짐이 감소하여 가공성이 우수한 스펀본드 부직포가 된다. 또한, 단위 면적당 중량을 바람직하게는 50g/m² 이하, 보다 바람직하게는 30g/m² 이하로 함으로써, 스펀본드 부직포의 유연성을 적합하게 발현시킬 수 있다.

본 발명의 스펀본드 부직포의 단위 면적당 중량당 5％ 신장 시 응력(이하, 단위 면적당 중량당 5％ 모듈러스라고 기재하는 경우가 있다.)은, 0.06(N/25mm)/(g/m²) 이상 0.33(N/25mm)/(g/m²) 이하인 것이 바람직하다. 단위 면적당 중량당 5％ 모듈러스를 바람직하게는 0.06(N/25mm)/(g/m²) 이상, 보다 바람직하게는 0.13(N/25mm)/(g/m²) 이상, 더욱 바람직하게는 0.20(N/25mm)/(g/m²) 이상으로 함으로써, 실용에 제공할 수 있는 강도를 갖는 스펀본드 부직포가 된다. 또한, 단위 면적당 중량당 5％ 모듈러스를 바람직하게는 0.33(N/25mm)/(g/m²) 이하, 보다 바람직하게는 0.30(N/25mm)/(g/m²) 이하, 더욱 바람직하게는 0.27(N/25mm)/(g/m²) 이하로 함으로써, 우수한 유연성을 갖는 스펀본드 부직포가 된다.

부언하면, 본 발명에 있어서, 스펀본드 부직포의 단위 면적당 중량당 5％ 모듈러스는, JIS L1913:2010의 「6.3 인장 강도 및 신장률(ISO법)」에 준하여, 이하의 수순에 의해 측정되는 값을 채용하는 것으로 한다.

(1) 25mm×300mm의 시험편을, 부직포의 세로 방향(부직포의 길이 방향)과 가로 방향(부직포의 폭 방향) 각각에 대하여 폭 1m당 3매 채취한다.

(2) 시험편을 파지 간격 200mm로 인장 시험기에 세트한다.

(3) 인장 속도 100mm/분으로 인장 시험을 실시하고, 5％ 신장 시의 응력(5％ 모듈러스)을 측정한다.

(4) 각 시험편에서 측정한 세로 방향과 가로 방향의 5％ 모듈러스의 평균값을 구하고, 다음 식에 기초하여 단위 면적당 중량당 5％ 모듈러스를 산출하여, 소수점 이하 제3 위치를 반올림한다.

·단위 면적당 중량당 5％ 모듈러스((N/25mm)/(g/m²))=[5％ 모듈러스의 평균값(N/25mm)]/단위 면적당 중량(g/m²).

본 발명의 스펀본드 부직포는, 스펀본드 부직포를 구성하는 폴리프로필렌 섬유의 평균 단섬유 직경이 6㎛ 이상 17㎛ 이하로 가늘고, 스펀본드 부직포의 복소 점도가 낮음으로써, 우수한 유연성을 갖는다. 또한, 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 상기 조건에 있어서의 복소 점도를 20Pa·sec 이상 100Pa·sec 이하로 함으로써, 평균 단섬유 직경이 가는 섬유를 얻기 위한 과제 중 하나인 생산 안정성이 개선될 뿐 아니라, 열 접착성이 향상됨으로써 스펀본드 부직포의 강도가 높아지며 가공성이 향상되는 것을 발견하였다. 한편, 평균 단섬유 직경을 가늘게 함으로써 강도의 저하가 염려되지만, 놀랍게도, 스펀본드 부직포를 구성하는 폴리프로필렌 섬유의 광각 X선에 있어서의 결정 배향도를 0.91 이상, (110)면의 결정자 크기를 12nm 이상, 및 라만 분광에 있어서의 평균 배향 파라미터를 8.0 이상으로 함으로써, 강도가 저하되지 않고, 가공성이 우수한 부직포가 되는 것도 발견한 것이다.

[스펀본드 부직포의 제조 방법]

이어서, 본 발명의 스펀본드 부직포의 제조 방법에 대하여, 구체예로 설명한다.

본 발명에서 사용되는 원료는 폴리프로필렌계 수지이며, 프로필렌 이외의 공중합체의 종류, 융점 및 용융 질량 유속 등은 상기한 바와 같다.

폴리프로필렌계 수지는, 특별히 건조 등을 행하지 않고, 용융 방사에 제공된다.

용융 방사에서는, 단축이나 2축 익스트루더형 등의 압출기를 사용한 용융 방사 방법을 적용할 수 있다. 압출된 폴리프로필렌계 수지는, 배관을 경유하여, 기어 펌프 등의 계량 장치에 의해 계량되고, 이물 제거의 필터를 통과한 후, 방사 구금으로 유도된다. 이 때, 수지 배관으로부터 방사 구금까지의 온도(방사 온도)는, 유동성을 높이기 위해서 180℃ 이상 280℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

토출에 사용되는 방사 구금은, 구금 구멍의 구멍 직경 D를 0.1mm 이상 0.6mm 이하로 하는 것이 바람직하고, 또한 구금 구멍의 랜드 길이 L(구금 구멍의 구멍 직경과 동일한 구멍 직경을 갖는 직관부의 길이)을 구멍 직경 D로 나눈 몫으로 정의되는 L/D는, 1 이상 10 이하인 것이 바람직한 양태이다.

구금 구멍으로부터 토출된 사조는, 공기를 분사함으로써 냉각 고화된다. 냉각풍의 온도는, 냉각 효율의 관점에서 냉각 풍속과의 밸런스로 결정할 수 있지만, 섬도의 균일성의 관점에서 0℃ 이상 20℃ 이하인 것이 바람직하다. 냉각풍의 온도를 바람직하게는 0℃ 이상, 보다 바람직하게는 2℃ 이상으로 함으로써, 공기의 배관이나 냉각풍 방출부의 결로나 동결을 방지할 수 있어, 안정된 냉각풍의 공급이 가능해진다. 또한, 냉각풍의 온도를 바람직하게는 20℃ 이하, 보다 바람직하게는 16℃ 이하, 더욱 바람직하게는 12℃ 이하로 함으로써, 폴리프로필렌 섬유의 결정 배향도 및 배향 파라미터가 향상되기 때문에, 우수한 역학 물성과 고차 가공성을 갖는 스펀본드 부직포가 된다.

냉각 기체는, 사조에 거의 수직 방향으로 흐르게 함으로써, 사조를 냉각시킨다. 그 때, 냉각풍의 속도는, 10m/분 이상 100m/분 이하인 것이 바람직하다. 냉각풍의 속도를 바람직하게는 10m/분 이상, 보다 바람직하게는 20m/분 이상, 더욱 바람직하게는 25m/분 이상으로 함으로써, 폴리프로필렌 섬유의 결정 배향도 및 배향 파라미터가 향상되기 때문에, 우수한 역학 물성과 고차 가공성을 갖는 스펀본드 부직포가 된다. 또한, 냉각풍의 속도를 바람직하게는 100m/분 이하, 보다 바람직하게는 80m/분 이하, 더욱 바람직하게는 70m/분 이하로 함으로써, 냉각풍에 의한 실 흔들림을 억제할 수 있기 때문에 방사 시의 실 끊어짐이 감소된다.

방사 구금으로부터 냉각 개시까지의 거리는, 20mm 이상 500mm 이하가 바람직하다. 방사 구금으로부터 냉각 개시까지의 거리를 바람직하게는 20mm 이상, 보다 바람직하게는 25mm 이상, 더욱 바람직하게는 30mm 이상으로 함으로써, 구금 표면 온도가 과도하게 저하되지 않고, 토출이 안정되기 때문에, 방사 시의 실 끊어짐이 감소된다. 또한, 방사 구금으로부터 냉각 개시까지의 거리를 바람직하게는 500mm 이하, 보다 바람직하게는 300mm 이하, 더욱 바람직하게는 200mm 이하로 함으로써, 폴리프로필렌 섬유의 결정 배향도 및 배향 파라미터가 향상되기 때문에, 우수한 역학 물성과 고차 가공성을 갖는 스펀본드 부직포가 된다.

구금 구멍으로부터 토출된 사조는, 방사 구금으로부터 바람직하게는 400mm 이상 7000mm 이내의 위치에서 가속된 공기류에 의해 견인된다. 가속 공기류는, 냉각풍을 불게 하는 영역을 밀폐로 하고, 방사선 하류를 향함에 따라서, 서서히 밀폐 영역의 단면적을 작게 함으로써 공기 유속을 가속시키도록 할 수 있지만, 더 높은 공기 유속을 얻기 위해서는, 이젝터를 사용하는 것이 바람직한 양태이다. 이 공기 유속에 의해 사조는 가속되고, 섬유의 주행 속도인 방사 속도도 공기 유속과 가까운 속도에 도달한다.

방사 속도는 3km/분 이상인 것이, 평균 단섬유 직경의 세경화를 위해서는 바람직하고, 보다 바람직하게는 4km/분이다. 또한, 공기 유속도 동일하게, 3km/분 이상인 것이 바람직하다. 또한, 방사 속도의 상한은 12km/분 정도이다.

방사 속도는 다음 식에 의해 산출하는 값을 가리킨다.

·방사 속도(km/분)=Q·1000/((W/2)²×π×ρ)

(식 중, Q는 단공 토출량(g/분)을 나타내고, W는 평균 단섬유 직경(㎛)을 나타내고, ρ는 밀도(g/cm³)를 나타낸다.)

공기 견인된 사조는, 주위의 공기 유속을 줄이는 개섬부를 통과함으로써 개섬되고, 그 후, 이면으로부터 공기 흡인되는 넷 컨베이어에 착지하고, 섬유웹으로서 포집된다. 포집된 섬유웹은, 10m/분 이상 1000m/분 이하의 속도로 컨베이어 반송되고, 열 접착 가공을 행함으로써 스펀본드 부직포가 얻어진다.

상기 섬유웹을 열 접착에 의해 일체화하는 방법으로서는, 상하 한 쌍의 롤 표면에 각각 조각(요철부)이 실시된 열 엠보스 롤, 한쪽의 롤 표면이 플랫(평활) 롤과 다른 쪽의 롤 표면에 조각(요철부)이 실시된 롤의 조합을 포함하는 열 엠보스 롤, 및 상하 한 쌍의 플랫(평활) 롤의 조합을 포함하는 열 캘린더 롤 등, 각종 롤에 의해 열 접착하는 방법을 들 수 있다.

열 접착 시의 엠보스 접착 면적률은, 5％ 이상 30％ 이하인 것이 바람직하다. 접착 면적을 바람직하게는 5％ 이상, 보다 바람직하게는 10％ 이상으로 함으로써, 스펀본드 부직포로서 실용에 제공할 수 있는 강도나 고차 가공성을 얻을 수 있다. 한편, 접착 면적을 바람직하게는 30％ 이하, 보다 바람직하게는 20％ 이하로 함으로써, 특히 위생 재료용 스펀본드 부직포로서 사용하는 경우에, 충분한 유연성을 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서의 접착 면적이란, 한 쌍의 요철을 갖는 롤에 의해 열 접착하는 경우에는, 상측 롤의 볼록부와 하측 롤의 볼록부가 겹쳐 섬유웹에 맞닿는 부분의 부직포 전체에서 차지하는 비율의 것을 의미한다. 또한, 요철을 갖는 롤과 플랫 롤에 의해 열 접착하는 경우에는, 요철을 갖는 롤의 볼록부가 섬유웹에 맞닿는 부분의 부직포 전체에서 차지하는 비율의 것을 의미한다.

열 엠보스 롤에 실시되는 조각의 형상으로서는, 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 평행사변형, 마름모꼴, 정육각형 및 정팔각형 등을 사용할 수 있다.

열 접착 시의 열 엠보스 롤의 선압은, 5kgf/cm 이상 50kgf/cm 이하인 것이 바람직하다. 상기 선압을 5kgf/cm 이상, 보다 바람직하게는 10kgf/cm 이상, 더욱 바람직하게는 15kgf/cm 이상으로 함으로써, 충분히 열 접착시킬 수 있다. 한편, 상기 선압을 50kgf/cm 이하, 보다 바람직하게는 40kgf/cm 이하, 더욱 바람직하게는 30kgf/cm 이하로 함으로써, 롤의 응력이 지나치게 걸리지 않음으로써, 스펀본드 부직포의 질감 경화를 방지할 수 있다.

본 발명의 스펀본드 부직포의 제조에 있어서 프로세스 상의 중요한 포인트는, 고속 방사에 의한 평균 단섬유 직경의 세경화, 및 그의 안정된 생산이 가능한 것에 있다. 이 메커니즘에 대하여는 명확하지 않기는 하지만, 본 발명의 스펀본드 부직포는, 원료로서 필연적으로 저점도의 폴리프로필렌계 수지가 사용되기 때문에, 방사 공정 중의 세화(細化) 거동에 있어서의 폴리프로필렌계 수지의 변형 추종성이 향상됨으로써, 실 끊어짐 결점이 현저하게 감소된다.

한편, 상기 포인트만을 고려한 경우, 얻어진 스펀본드 부직포는, 저점도인 점에서 기인하는 강도나 고차 가공성의 저하가 과제가 된다. 그래서, 본 발명의 스펀본드 부직포의 제조에 있어서의 또 하나의 프로세스 상의 중요한 포인트로서, 고속 방사의 적용이나 방사성에 영향을 주지 않는 범위에서 구금으로부터 토출된 사조를 충분히 냉각 고화시킴으로써, 특정한 섬유 구조를 형성시키는 것을 들 수 있다. 이러한 프로세스를 적용한 경우, 방사 구금으로부터 이젝터 입구까지의 사이에서 사조에 높은 방사 응력이 걸리기 때문에, 스펀본드 부직포를 구성하는 폴리프로필렌 섬유의 결정 배향도나 배향 파라미터를 높일 수 있는 것이다.

이와 같이 하여 얻어진 스펀본드 부직포는, 우수한 유연성에 더하여, 위생재용 스펀본드 부직포에 사용하기에 충분한 역학 물성이나 고차 가공성을 갖는다.

본 발명의 스펀본드 부직포는, 의료 위생 재료, 생활 자재 및 공업 자재 등에 폭넓게 사용할 수 있지만, 유연성이 우수하고, 촉감도 양호하며, 또한 제품 결점도 적기 때문에 가공성이 양호한 점에서, 특히 위생 재료에 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는 1회용 기저귀, 생리용품 및 습포재의 기포 등이다.

실시예

이어서, 실시예에 의해 본 발명의 스펀본드 부직포에 대하여, 보다 구체적으로 설명한다. 실시예 중의 각 특성값은 다음 방법으로 구하였다. 부언하면, 측정 방법에 대하여, 특별히 기재되지 않은 것에 대하여는, 상기된 방법에 의해 측정된 것으로 한다.

A. 폴리프로필렌계 수지의 융점:

시차 주사 열량계(TA Instruments사제 DSCQ2000)에 약 2mg의 스펀본드 부직포를 세트하고, 질소 하에, 승온 속도 16℃/분의 조건에서 시차 주사 열량 측정을 행하여, 흡열 피크의 온도를 융점(℃)으로 하였다.

B. 평균 단섬유 직경 및 방사 속도:

측정에 제공한 폴리프로필렌 섬유의 평균 단섬유 직경은, 스펀본드 부직포로부터 소량을 잘라내고, 엠보스 접착부 이외의 부분에서 현미경 관찰함으로써 측정하였다. 측정에는, 올림푸스 가부시키가이샤제 광학 현미경 BH2를 사용하였다. 또한, 얻어진 평균 단섬유 직경으로부터, 방사 속도(km/분)를 구하였다.

C. 결정 배향도:

결정 배향도는 이하의 장치, 조건에서 측정·산출하였다.

·장치: Rigaku사제 SmartLab(봉입관식)

·X선원: CuK_α선(Ni 필터 사용)

·출력: 40kV 50mA

·검출기: D/teX 일차원 검출기

·입사 슬릿: 2mmh×2.2mmw

·수광 슬릿: 5mm-5mm.

D. 결정자 크기:

결정자 크기는 이하의 장치, 조건에서 측정·산출하였다.

·장치: Rigaku사제 SmartLab(봉입관식)

·X선원 CuK_α선(Ni 필터 사용)

·출력: 40kV 50mA

·검출기: D/teX 일차원 검출기

·입사 슬릿: 2mmh×2.2mmw

·수광 슬릿: 15mm-20mm.

E. 평균 배향 파라미터:

배향 파라미터는 이하의 장치, 조건에서 측정·산출하였다.

·장치: RENISHAW사제 inVia

·측정 모드: 현미 라만(빔 직경 1㎛)

·광원: YAG 2nd 532nm

·레이저 파워: 10mW

·회절 격자: Single -3000gr/mm

·슬릿: 65㎛

·검출기: CCD 1024×256pixels.

F. 복소 점도:

복소 점도는 이하의 장치, 조건에서 측정·산출하였다.

·장치: UBM사제 Rheosol-G3000

·플레이트: 20mm 패럴렐 플레이트

·갭: 0.5mm

·변형: 34.9％

·각주파수: 6.3rad/sec

·온도: 230℃.

G. 스펀본드 부직포의 결점:

스펀본드 부직포의 폭(CD) 방향의 중심에서 한 변이 10cm인 사각형의 영역을 돋보기에 의해 눈으로 관찰하고, 실 끊어짐에서 기인하여 섬유 직경이 평균의 섬유 직경보다도 3배 이상 굵어져 있는 것, 또한 섬유의 끊어짐 단부가 둥글게 되어 평균의 섬유 직경보다도 3배 이상 굵게 보이는 것을 결점으로 취급하여, 그의 개수를 세었다. 이 관찰을 부직포의 길이(MD) 방향으로 5회 반복하고, 합계의 개수를 스펀본드 부직포의 결점수(개)로 하였다.

H. 스펀본드 부직포의 유연성:

스펀본드 부직포의 촉감의 관능 평가를 행하고, 유연성이 우수한 것을 5점, 열악한 것을 1점으로 하여 이하의 기준에서 절대 평가로 점수를 붙였다.

·5점: 스펀본드 부직포를 파지하였을 때에 끈기가 없으며, 또한 스펀본드 부직포의 표면이 매끄럽고, 유연성이 우수하다.

·4점: 스펀본드 부직포를 파지하였을 때에 약간의 끈기가 있지만, 스펀본드 부직포의 표면이 매끄럽다.

·3점: 스펀본드 부직포를 파지하였을 때에 약간의 끈기가 있고, 스펀본드 부직포끼리를 서로 문질렀을 때에 저항을 느낀다.

·2점: 스펀본드 부직포를 파지하였을 때에 명백한 끈기가 있고, 스펀본드 부직포끼리를 서로 문질렀을 때에 저항을 느낀다.

·1점: 스펀본드 부직포를 파지하였을 때에 명백한 끈기가 있고, 또한 스펀본드 부직포끼리를 서로 문질렀을 때에 명확한 요철이 있기 때문에, 유연성이 열악하다.

이것을 10명에게 행하여 평균점을 유연성(점)으로 하였다. 평균점이 4.0점 이상인 것을 유연성이 우수한 스펀본드 부직포라고 판단하였다.

I. 스펀본드 부직포의 가공성:

스펀본드 부직포를, 고무제의 닙 롤러를 사용하여 20m/분으로 5분간 주행시켰다. 이 때의 롤 부착물과, 스펀본드 부직포의 상태를 관찰하고, 다음 기준으로 채점을 행하여 가공성(점)으로 하였다. 4점 이상인 것을 가공성이 우수한 스펀본드 부직포라고 판단하였다.

·5점: 롤에 섬유 부착물이 없고, 부직포의 보풀, 찢어짐도 보이지 않는다.

·4점: 롤에 섬유 부착물이 있지만, 부직포의 보풀, 찢어짐은 보이지 않는다.

·3점: 롤에 섬유 부착물이 있고, 부직포의 보풀도 있지만, 찢어짐은 보이지 않는다.

·2점: 롤에 섬유 부착물이 있고, 부직포의 보풀도 있으며, 찢어짐이 있다.

·1점: 시트의 찢어짐에 의해 롤에 부직포가 권취된다.

[실시예 1]

프로필렌 단독 중합체이며, 용융 질량 유속이 200g/10분, 융점이 160℃인 폴리프로필렌계 수지를, 단축 익스트루더에 의해 용융 압출하고, 기어 펌프로 계량하면서 방사 구금에 폴리프로필렌계 수지를 공급하였다. 방사 온도(구금 온도)는 230℃이고, 구멍 직경 D가 0.30mm이고, 랜드 길이 L이 0.75mm인 구금 구멍으로부터, 단공 토출량 0.6g/분의 조건에서 폴리프로필렌계 수지를 토출시켰다. 구금 구멍의 바로 위에 위치하는 도입 구멍은 스트레이트 구멍으로 하고, 도입 구멍과 구금 구멍의 접속 부분은 테이퍼로 된 방사 구금을 사용하였다. 토출된 섬유상 수지에, 방사 구금으로부터 40mm의 거리를 시점으로 하고, 사조(섬유상 수지)의 외측으로부터 12℃의 공기류를 30m/분의 속도로 맞게 하여 냉각 고화한 후, 직사각형 이젝터에 의해 4.4km/분의 속도로 견인하고, 이동하는 넷 상에 포집하여 폴리프로필렌 섬유를 포함하는 섬유웹을 얻었다.

계속해서, 상기와 같이 하여 얻어진 폴리프로필렌 섬유를 포함하는 섬유웹을, 상측 롤에 금속제로 물방울 무늬의 조각이 이루어진 접착 면적률 16％의 엠보스 롤을 사용하고, 하측 롤에 금속제 플랫 롤로 구성되는 상하 한 쌍의 열 엠보스 롤을 사용하여, 130℃의 온도에서 열 접착하고, 단위 면적당 중량이 18g/m²인 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 스펀본드 부직포의 평가 결과를, 표 1에 나타낸다. 표 1로부터, 얻어진 스펀본드 부직포의 평균 단섬유 직경은 13.8㎛, 결정 배향도는 0.921, (110)면의 결정자 크기는 16.2nm, 배향 파라미터는 8.37, 복소 점도는 55Pa·sec이며, 스펀본드 부직포의 결점이 적고, 유연성 및 가공성이 우수한 것을 알 수 있다.

[실시예 2, 3, 비교예 1]

이젝터의 유입 에어 압력을 변경하고, 방사 속도를, 실시예 2에서는 6.9km/분, 실시예 3에서는 3.1km/분, 비교예 1에서는 2.6km/분으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 스펀본드 부직포를 얻었다.

결과를 표 1에 나타낸다. 표 1로부터, 실시예 2에서 얻어진 스펀본드 부직포의 평균 단섬유 직경은 11.0㎛, 결정 배향도는 0.942, (110)면의 결정자 크기는 19.4nm, 배향 파라미터는 8.83, 복소 점도는 53Pa·sec이며, 또한 실시예 3에서 얻어진 스펀본드 부직포의 평균 단섬유 직경은 16.5㎛, 결정 배향도는 0.913, (110)면의 결정자 크기는 14.5nm, 배향 파라미터는 8.05, 복소 점도는 57Pa·sec이며, 모두 스펀본드 부직포의 결점이 적고, 유연성 및 가공성이 우수한 것을 알 수 있다.

한편, 비교예 1에서 얻어진 스펀본드 부직포는, 복소 점도가 57Pa·sec이며 부직포의 결점이 적기는 하지만, 평균 단섬유 직경은 18.0㎛로 굵기 때문에 유연성이 열악하고, 또한 결정 배향도는 0.902, (110)면의 결정자 크기는 10.8nm, 배향 파라미터는 7.43으로 낮기 때문에 가공성도 열악한 것을 알 수 있다.

[비교예 2]

방사 시의 냉각 공기류의 온도를 25℃, 공기류 속도를 8m/분으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 스펀본드 부직포를 얻었다.

결과를 표 1에 나타낸다. 표 1로부터, 비교예 2에서 얻어진 스펀본드 부직포의 평균 단섬유 직경은 14.1㎛, 복소 점도는 55Pa·sec이며, 부직포의 결점이 적으며 유연하기는 하지만, 결정 배향도는 0.906, (110)면의 결정자 크기는 11.8nm, 배향 파라미터는 6.98로 낮기 때문에 가공성이 열악한 것을 알 수 있다.

[실시예 4, 5, 비교예 3]

사용하는 폴리프로필렌계 수지의 용융 질량 유속을, 실시예 4에서는 170g/10분으로 하고, 실시예 5에서는 450g/10분으로 하고, 비교예 3에서는 60g/10분으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 스펀본드 부직포를 얻었다.

결과를 표 1에 나타낸다. 표 1로부터, 실시예 4에서 얻어진 스펀본드 부직포의 평균 단섬유 직경은 13.8㎛, 결정 배향도는 0.922, (110)면의 결정자 크기는 16.5nm, 배향 파라미터는 9.37, 복소 점도는 83Pa·sec이며, 스펀본드 부직포의 결점이 적고, 유연성 및 가공성이 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 5에서 얻어진 스펀본드 부직포의 평균 단섬유 직경은 13.6㎛, 결정 배향도는 0.912, (110)면의 결정자 크기는 12.9nm, 배향 파라미터는 8.21, 복소 점도는 31Pa·sec이며, 스펀본드 부직포의 결점이 적고, 유연성 및 가공성이 우수한 것을 알 수 있다.

한편, 비교예 3에서 얻어진 스펀본드 부직포는, 평균 단섬유 직경이 13.9㎛, 결정 배향도가 0.922, (110)면의 결정자 크기가 17.3nm, 배향 파라미터가 9.95이기는 하지만, 복소 점도가 206Pa·sec로 높기 때문에 유연성이 열악하고, 또한 스펀본드 부직포의 결점이 많기 때문에 가공성도 열악한 것을 알 수 있다.

[실시예 6]

수지 A에 용융 질량 유속이 200g/10분인 프로필렌 단독 중합체를 사용하고, 수지 B에 용융 질량 유속이 20g/10분인 에틸렌-프로필렌 공중합체(Exxonmobil사제 「Vistamaxx6202」)를 사용하고, 수지 A의 질량 비율을 88％, 수지 B의 질량 비율을 12％로 하여 혼련한 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 스펀본드 부직포를 얻었다.

결과를 표 2에 나타낸다. 표 2로부터, 실시예 6에서 얻어진 스펀본드 부직포의 평균 단섬유 직경은 13.8㎛, 결정 배향도는 0.927, (110)면의 결정자 크기는 15.7nm, 배향 파라미터는 9.32, 복소 점도는 68Pa·sec이며, 스펀본드 부직포의 결점이 적고, 유연성 및 가공성이 우수한 것을 알 수 있다.

[비교예 4]

수지 A를 용융 질량 유속이 60g/10분인 프로필렌 단독 중합체로 변경한 것 이외에는, 실시예 6과 동일한 방법으로 스펀본드 부직포를 얻었다.

결과를 표 2에 나타낸다. 표 2로부터, 비교예 4에서 얻어진 스펀본드 부직포는, 평균 단섬유 직경이 13.9㎛, 결정 배향도가 0.932, (110)면의 결정자 크기가 15.9nm, 배향 파라미터가 10.48이기는 하지만, 복소 점도가 228Pa·sec로 높기 때문에 유연성이 열악하고, 또한 스펀본드 부직포의 결점이 많기 때문에 가공성도 열악한 것을 알 수 있다.

실시예 1 내지 6은, 스펀본드 부직포를 구성하는 섬유의 평균 단섬유 직경이 가늘고, 복소 점도가 낮음으로써, 우수한 유연성을 갖고 있으며, 또한 스펀본드 부직포를 구성하는 섬유의 결정 배향도, (110)면의 결정자 크기 및 배향 파라미터가 높고, 스펀본드 부직포의 결점이 적기 때문에, 우수한 가공성을 갖고 있다.

한편, 비교예 1에서 나타낸 바와 같이, 스펀본드 부직포를 구성하는 섬유의 평균 단섬유 직경이 굵은 경우에는 스펀본드 부직포의 유연성이 열악하고, 비교예 1 및 2에서 나타낸 바와 같이, 결정 배향도, (110)면의 결정자 크기 및 배향 파라미터가 낮은 경우에는, 스펀본드 부직포의 가공성이 열악하다. 또한, 비교예 3 및 4 에서 나타낸 바와 같이, 스펀본드 부직포의 복소 점도가 높은 경우에는, 스펀본드 부직포의 유연성이 열악함과 함께, 부직포 결점의 증가에 의해 가공성도 악화된다.

본 발명을 상세하게 또한 특정한 실시 양태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 각종 변경이나 수정을 가할 수 있음은 당업자에 있어서 명확하다. 본 출원은 2017년 9월 28일 출원의 일본 특허 출원(특원 제2017-188004호) 및 2018년 7월 27일 출원의 일본 특허 출원(특원 제2018-141053호)에 기초하는 것이고, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 도입된다.

Claims

폴리프로필렌 섬유를 포함하고, 하기 조건 A 내지 E를 모두 충족시키는 것을 특징으로 하는 스펀본드 부직포.
A. 섬유의 평균 단섬유 직경이 6㎛ 이상 17㎛ 이하인 것,
B. 섬유의 광각 X선 회절에 있어서의 결정 배향도가 0.91 이상인 것,
C. 섬유의 광각 X선 회절에 있어서의 (110)면의 결정자 크기가 12nm 이상인 것,
D. 섬유의 라만 분광에 있어서의 평균 배향 파라미터가 8.0 이상인 것,
E. 스펀본드 부직포의 온도가 230℃이고 각주파수가 6.3rad/sec에 있어서의 복소 점도가, 20Pa·sec 이상 100Pa·sec 이하인 것.
제1항에 있어서, 스펀본드 부직포의 온도가 230℃이고 각주파수가 6.3rad/sec에 있어서의 복소 점도가, 40Pa·sec 이상 80Pa·sec 이하인 것을 특징으로 하는 스펀본드 부직포.