KR19980018061A - 한방향 신축성 부직포 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한방향으로 우수한 신축성을 갖는 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상기 부직포는 대략 동심심초형 복합장섬유가 집적되어 이루어지고, 심성분은 폴리에스테르, 초성분은 폴리올레핀이며, 부직포중에는 장섬유 상호간이 초성분의 연화 또는 용융에 의해 융착된 구역이 산재된 형상으로 설치되어 있고, 이 부직포는 (ⅰ) 부직포의 폭방향의 파단신도가 150%, (ⅱ) 부직포의 종방향의 파단신도에 대한 폭방향의 파단신도의 비가 5이상, (ⅲ) 부직포를 폭방향으로 50% 신장했을 때의 신장회복율이 60%이상, (ⅳ) 부직포를 폭방향으로 100% 신장했을 때의 신장회복율이 50%이상인 조건을 동시에 만족하며, 대략 동심심초형 복합장섬유를 집적한 섬유웹에 부분적으로 열을 주어 섬유플리스(fleece)를 얻고, 이 섬유플리스를 폭방향으로 확장하여 10∼80%의 연신비로 열연신을 실시한 후 열고정하여 신축성 부직포를 얻는 것을 특징으로 한다.

Description

한방향 신축성 부직포 및 그 제조방법

본 발명은 한방향으로 우수한 신축성을 갖는 부직포 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래부터 부직포는 의료용, 산업자재용, 토목자재용, 농예원예자재용, 생활관련자재용, 의료위생자재용 등의 여러가지 용도로 사용되고 있다. 이 중에서도 특히 종이 기저귀의 표면재, 퍼프(pap)재의 바탕천, 스포츠용 서포터 또는 붕대 등의 의료위생자재용에 사용되는 부직포에는 인체의 움직임에 따라 활동하기 편할 것 및 인체에 거부감이 없을 것 등의 이유로 신축성이 요구되었다. 부직포에 신축성을 부여하기 위해서는 부직포를 구성하는 섬유로서 양호한 신축성능을 갖는 권축섬유(crimped staple)를 사용하는 방법, 또는 소재 자체가 신축성능을 갖는 폴리우레탄섬유 등을 사용하는 방법이 알려져 있다.

전자에 속하는 기술로는 하기와 같은 것을 들 수 있다. 예를 들면, 일본국 특개소 63-28960 호 공보에는 잠재 권축성 단섬유웹에 수류교락(水流交絡)을 실시한 후, 열처리를 실시하여 잠재되어 있는 권축성을 현재화시킨 신축성 부직포가 개시되어 있다. 일본국 특개평 2-91217 호 공보에는 잠재권축성 단섬유웹에 니들펀치를 실시한 후, 열처리를 실시하여 잠재권축을 현재화시킨 신축성 부직포가 개시되어 있다. 또한 일본국 특공평 4-46145 호 공보에는 방사공정에 있어서 이형 단면의 방출사조에 단면 냉각을 실시하여 냉각변형을 부여하고, 이 변형을 이용하여 현재 또는 잠재권축을 장섬유에 부여하며, 이 장섬유를 구성섬유로 하는 신축성 부직포가 개시되어 있다. 일본국 특공평 4-46147 호 공보에는 열수축성이 다른 2가지 종류의 중합체를 병렬형 또는 편심심초형으로 복합한 복합장섬유를 집적하여 이루어지는 섬유웹에 열처리를 실시하고, 다른 열수축성에 의해 장섬유에 권축을 발현시킨 신축성 부직포가 개시되어 있다. 또한, 후자에 속하는 기술로는 일본국 특개소 59-223347 호 공보에 열가소성 폴리우레탄 탄성섬유를 구성섬유로 하는 신축성 부직포가 개시되어 있다. 이 기술은 모두 부직포를 구성하는 섬유로서 신축성섬유를 사용한 것이다.

한편, 구성섬유로서 신축성섬유를 사용하지 않고, 주로 부직포의 구조에 기인하는 신축성을 발휘시킨 부직포도 알려져 있다. 예를 들면, 단섬유를 주로 하여 한방향(종방향)으로 배열시킨 섬유웹에 고무계 결합제를 부여한 부직포도 알려져 있다. 즉, 이 부직포는 단섬유의 배열과 고무계 결합제와의 공동작용에 의해 어느 정도 폭방향으로의 신축성을 발휘하는 것이다. 이와 같은 단섬유의 배열은 카드법에 의한 개섬집적에 의해 용이하게 얻어지는 것이다. 그런데 이 부직포는 단섬유로 구성되어 있기 때문에 파단강력이 낮은 결점이 있었다.

이 때문에 스펀본드법(spun-bonding) 등에 의해 얻어지는 장섬유 부직포에 있어서 장섬유를 종방향으로 배열시키는 것도 생각된다. 그런데 일반적인 스펀본드법에서 장섬유를 종방향으로 배열하려고 하면 용융방사에 있어서의 인수속도와, 포집(scavening)콘베이어의 이동속도를 근사시키지 않으면 안되므로 공정상 곤란하다. 즉, 용융방사에 있어서의 인수속도는 수 천m/분 정도이지만, 포집콘베이어의 이동속도는 빨라도 겨우 수 백m/분 으로, 이것을 근사시키는 것은 곤란하다. 또한 일단 용융방사에 의해 장섬유를 얻은 후 이것을 집속하여 토우(tow)로 이루고, 이 토우를 개섬시키는 방법에 있어서는 장섬유가 종방향으로 배열된 부직포를 얻는 것은 가능하다. 그런데 이 방법은 부직포의 제조가 번잡하게 되어 불합리하다. 또한 단섬유 또는 장섬유를 콘베이어상에 퇴적시킬 때 이 섬유를 종방향으로 배열시키면 무작위의 섬유배열의 경우에 비교하여 섬유상호간의 접촉점(접착점)이 적고, 폭방향에 있어서의 파단강도가 불충분하게 되는 결점이 있었다.

또한, 주로 멜트브론법으로 얻어진 구성섬유가 무작위로 배열되어 있는 섬유플리스에 열연신을 실시하여 구성섬유를 종방향으로 배열되도록 배열변경을 실시하고, 폭방향으로 신축성을 가지게 한 부직포를 제조하는 방법도 알려져 있다(미국 특허 제 5244482 호 명세서). 그런데 여기서 사용되고 있는 구성섬유는 단일성분으로 이루어지는 섬유이기 때문에 구성섬유 상호간을 열융착하면 융착부분에서 섬유형태가 붕괴하여, 파단강력(인장강력)이 큰 신축성 부직포를 얻기 어려웠다. 또한, 멜트브론법으로 구성섬유를 얻기 때문에 섬유직경이 작은(섬도가 작은) 구성섬유밖에 얻을 수 없으며, 이것에 의해서도 파단강력이 큰 신축성 부직포를 얻기 어려운 것이었다. 또한 이 방법으로 얻어진 부직포는 폭방향으로 양호한 신축성을 가지고 있지만, 구성섬유 상호간의 틈의 크기가 감소하고 있어 섬유밀도가 높은 것(틈율이 작은 것)이다. 즉, 미국 특허 제 5244482 호 명세서에 의하면 섬유플리스 중에 있어서의 구성섬유 상호간의 틈의 크기에 대해서 얻어진 신축성 부직포 중에 있어서의 구성섬유 상호간의 틈의 크기는 80% 이하가 된다고 설명되어 있다. 신축성 부직포의 용도에 따라서는 이와 같은 틈의 감소, 즉 틈율이 저하하고 있으며, 또 파단강력이 낮아도 지장없는 경우도 있다. 예를 들면 미소 먼지를 여과하기 위한 여과재 등으로서 사용하는 것에는 지장이 없다. 그런데 다른 용도, 특히 인체에 적용되는 종이 기저귀의 표면재, 퍼프재의 바탕천, 스포츠용 서포터, 붕대 등의 의료위생자재용으로 사용되는 경우에는 틈율의 저하나 저인장강력은 바람직하지 않은 결과를 초래한다. 즉, 틈율이 작은 신축성 부직포는 통기성이 낮기 때문에 스포츠용 서포터 등으로서 사용하면 땀이 차기 쉬우며, 사용자에게 불쾌감을 주는 결점이 있다. 또한 통액성도 낮기 때문에 종이 기저귀의 표면재로서 사용하면 체액이 종이 기저귀 본체의 흡수체로 투과하기 어려워, 체액이 새는 결점이 있다. 또한 파단강력이 낮으면 사용중에 찢어져 버리는 결점도 있다.

그래서 본 발명은 일반적인 스펀본드법으로 형성된 장섬유가 비교적 무작위로 퇴적되어 이루어지는 섬유플리스로서, 이 장섬유는 대략 동심심초형 복합장섬유로 이루어지고, 또한 열융착구역이 산재하고 있는 섬유플리스에 특정 방법으로 열연신을 부여하는 것에 의해, 특히 한방향으로 신축성을 발휘하기 쉬운 구조를 가지고, 또 원하는 틈율이나 인장강력을 가지는 장섬유 부직포를 얻는 것에 성공하여 본 발명에 이른 것이다.

일반적인 스펀본드법으로 형성된 열융착구역을 갖는 섬유플리스에 열연신을 부여하는 방법으로는 일본국 특공소 57-54583 호 공보나 일본국 특개평 2-33369 호 공보에 기재된 기술이 알려져 있지만, 본 발명과 같이 신축성을 발휘하는 것을 목적으로 하지 않는 것인 점에서 결정적으로 상이하다. 즉, 전자의 기술은 촉감이 양호하고 드레이프성이 우수한 부직포를 얻는 것을 목적으로 하는 것이고, 섬유플리스에 열연신을 부여하는 것에 의해 구성섬유를 일부 절단하는 것이다. 또한, 후자의 기술은 보풀이 적고, 인장강신도 특성 및 촉감이 우수한 부직포를 얻는 것을 목적으로 하는 것이며, 저결정성 및 저배향성의 미(未)연신 장섬유로 섬유플리스를 형성하고, 이 섬유플리스에 열연신을 부여하는 것에 의해 미연신 장섬유를 고결정성 및 고배향성의 장섬유로 변환시키는 것이다. 환언하면, 섬유플리스를 얻은 후에 섬유플리스 중의 섬유를 물성이 양호한 장섬유로 변환하는 기술이다. 또한 상기 2가지 기술은 모두 단일성분으로 이루어지는 비복합형 장섬유를 사용한 것이기 때문에 섬유플리스 형성시에 있어서의 열융착의 온도제어가 곤란하다. 즉 열융착시의 온도가 높으면 열융착구역에 있어서 장섬유형태가 완전하게 붕괴되며, 열연신에 의해 구멍이 열리거나 절단되거나 한다. 또한, 열융착시의 온도가 낮으면 융착이 불완전하고, 열연신시에 부직포 형태 그 자체가 붕괴한다.

본 발명은 상기 2가지 기술과 마찬가지로 섬유플리스에 열연신을 실시하는 것이지만, 신축성이 우수한 부직포를 얻는 것을 목적으로 하고 있는 점, 대략 동심심초형 복합장섬유를 채용하고 있는 점에서 상이하고, 또한 제조방법으로는 열연신 전에 섬유플리스를 원하는 폭방향으로 확장하는 점, 열연신 후에 열고정하는 점에서 상이한 것이다.

도 1은 본 발명에 관한 신축성 부직포의 한 제조예를 나타내는 흐름도,

도 2는 본 발명에 관한 신축성 부직포의 한 사용예에 관한 적층체의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 신축성 부직포 2 : 탄성필름

이와 같은 본 발명은 폴리에스테르계 심성분과, 상기 폴리에스테르계 심성분보다도 융점이 낮은 폴리올레핀계 초성분으로 형성된 대략 동심심초형 복합장섬유가 집적되어 이루어지고, 상기 대략 동심심초형 복합장섬유 상호간이 상기 초성분의 연화 또는 용융에 의해 융착된 융착구역이 산재된 형상으로 설치되어 이루어지는 한방향 신축성 부직포로서, 이 한방향성 부직포의 폭방향(횡방향이라고도 함)의 파단신도는 150%이상이고, 종방향(기계방향이라고 함)의 파단신도에 대한 폭방향의 파단신도의 비는 5이상이며, 또한 이 한방향성 부직포를 폭방향으로 50% 신장했을 때 신장회복율은 60%이상이며, 또한 폭방향으로 100% 신장했을 때의 신장회복율은 50% 이상인 것을 특징으로 하는 한방향 신축성 부직포에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 폴리에스테르계 심성분과 상기 폴리에스테르계 심성분보다도 융점이 낮은 폴리올레핀계 초성분으로 형성된 대략 동심심초형 복합장섬유를 포집콘베이어상에 퇴적시켜 섬유웹을 형성하고, 상기 섬유웹에 부분적으로 열을 주어, 상기 대략 동심심초형 복합장섬유 상호간이 상기 초성분의 연화 또는 용융에 의해 융착된 융착구역을 상기 섬유웹중에 산재된 형상으로 설치되어 이루어지는 섬유플리스를 얻은 후, 상기 섬유플리스를 폭방향으로 폭확장율 0∼50%가 되도록 폭을 확장한 상태에서 종방향으로 상기 섬유플리스를 10∼80%의 연신비로 열연신하고, 그 후 상기 초성분의 융점이하의 온도에서 열고정하는 것을 특징으로 하는 한방향 신축성 부직포의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 관한 한방향 신축성 부직포는 대략 동심심초형 복합장섬유를 구성섬유로 하는 것이다. 이 대략 동심심초형 복합장섬유는 심성분으로서 폴리에스테르계 중합체가 채용되고 있으며, 초성분으로서 이 폴리에스테르계 중합체보다도 융점이 낮은 폴리올레핀계 중합체가 채용되고 있는 것이다. 또한 대략 동심심초형이란 심성분과 초성분이 동심으로 이루어져 있는 것을 의미하고, 편심심초형이 아닌 것을 의미하고 있다. 편심심초형 복합장섬유는 열이 가해지면 폴리에스테르계 중합체와 폴리올레핀계 중합체와의 열수축열의 차에 의해 권축이 발현하기 쉬운 것이기 때문에 본 발명에 있어서 사용하는 것은 바람직하지 않다. 따라서 열수축율이 다른 폴리에스테르계 중합체와 폴리올레핀계 중합체를 채용해도 열처리시에 권축이 발현하기 쉬운 것이면 약간 심이 편심하고 있어도 동심이라는 의미에 포함되는 것이다. 또한 본 발명에 관한 한방향 신축성 부직포 중에는 동심심초형 복합장섬유 이외의 다른 장섬유 또는 단섬유 등이 약간량 혼입되어 있어도 지장없다.

폴리에스테르계 중합체로는 폴리에틸렌테레프탈레이트가 채용되고, 또는 주된 반복단위가 에틸렌테레프탈레이트단위인 폴리에스테르가 채용된다. 후자의 폴리에스테르의 경우 에틸렌테레프탈레이트단위는 적어도 85몰% 이상인 것이 바람직하다. 에틸렌테레프탈레이트단위 이외의 성분으로는 종래 공지된 산성분 및/또는 알코올성분을 채용할 수 있다. 산성분으로는 이소프탈산이나 아디프산 등을 채용할 수 있다. 알코올성분으로는 프로필렌글리콜이나 디에틸렌글리콜 등을 채용할 수 있다.

폴리올레핀계 중합체로는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌―초산비닐공중합체 등을 채용할 수 있다.

폴레에스테르계 중합체나 폴리올레핀계 중합체 중에는 필요에 따라서 무광택제, 안료, 광안정제, 열안정제, 산화방지제, 결정화촉진제 등의 각종 첨가제를 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위에서 첨가해도 좋다.

대략 동심심초형 복합장섬유의 섬도는 15데니어 이하인 것이 바람직하다. 섬도가 15데이어를 초과하면 장섬유의 강성이 높아지고, 한방향 신축성 부직포의 조경감(粗硬感)이 강해져, 범용적인 용도로 사용하기 어려워진다. 여기서 말하는 대략 동심심초형 복합장섬유의 섬도는 얻어진 부직포 중에 있어서의 장섬유의 섬도를 의미하고 있으며, 연신전의 섬유플리스 중에 있어서의 대략 동심심초형 복합장섬유는 15데니어보다도 다소 커도 좋다. 그런데 섬유플리스 중에 있어서의 대략 동심심초형 복합장섬유의 섬도가 15데니어를 크게 초과하여 두꺼워지면 용융방사공정에 있어서 방출사조의 냉각고화에 지장을 주거나 섬유플리스의 연신공정에 있어서도 조작성이 떨어지는 경향이 있다.

또한, 대략 동심심초형 복합장섬유중에 있어서의 심성분과 초성분과의 중량비는 심성분 1중량부에 대해서 초성분 0.1∼5중량부인 것이 바람직하며, 특히 0.2∼4중량부인 것이 가장 바람직하다. 초성분은 융착구역에 있어서 복합장섬유 상호간을 융착시키는 성분이기 때문에 그 중량비율이 0.1중량부 미만이 되면 융착이 불충분하게 되며, 부직포의 인장강력이 낮아질 우려가 있다. 또한 섬유플리스에 열연신을 실시할 때에 복합장섬유간의 융착이 박리하고, 복합장섬유가 빠져 버릴 우려가 있다. 초성분이 5중량부를 초과하면 융착구역에 있어서의 융착이 심하게 되어 융착구역중에 있어서 섬유형태를 유지하고 있는 부분의 비율이 적어지며, 열연신시에 융착구역에 구멍이 열릴 우려가 있다.

본 발명에 관한 한방향 신축성 부직포 중에는 대략 동심심초형 복합장섬유 상호간이 융착되어 있는 융착구역이 산재된 형상으로 다수 설치되어 있다. 이 융착구역은 복합장섬유 상호간이 초성분의 연화 또는 용융에 의해 융착하고 있으며, 심성분은 연화 또는 용융하지 않고, 일반적으로 당초의 섬유 형태를 유지한 채, 또는 약간 변형된 섬유형태로 존재하고 있다. 하나하나의 융착구역의 형태는 둥근형, 타원형, 마름모꼴, 삼각형, T형, 우물형, 장방형 등의 임의의 형태가 채용되지만, 명료한 형태가 아니므로, 어느 정도 불명료한 형태로 이루어져 있다. 이것은 열연신에 의해 그 형태가 변형하기 때문이다. 또한 하나하나의 융착구역의 크기는 0.2∼6.0mm2정도가 바람직하다. 또한 인접하는 융착구역간의 거리는 짧은 부분에서 0.3∼2mm정도이고, 긴 부분에서 1∼10mm정도이다. 또한, 융착구역의 총면적은 부직포의 표면적에 대해서 2∼50% 정도가 바람직하고, 특히 5∼25%인 것이 바람직하다.

이상과 같은 구성을 갖는 한방향 신축성 부직포는 특정의 물성을 갖는 것이고, 이하의 4가지 조건을 동시에 만족하는 것이다. 첫번째로, 부직포의 폭방향의 파단신도는 150% 이상이 되지 않으면 안된다. 이 파단신도가 150% 미만이면, 부직포의 폭방향으로의 신장성이 불충분하고, 양호한 신축성을 발휘할 수 없다. 두번째로, 부직포의 종방향의 파단신도에 대한 부직포의 폭방향의 파단신도의 비가 5이상이 되지않으면 안된다. 이 비가 5미만이면 폭방향에 있어서의 신장성이 종방향의 신장성과 비교하여 현저하게 높아지지 않으며, 한방향으로 양호한 신축성을 갖는 것이라고는 말할 수 없어진다. 또한 파단신도(%)는 JIS-L-1096A에 기재한 방법에 준해서 측정되는 것이다. 즉, 시료폭 5cm의 단책상 시료편 10점을 준비하고, 정속신장형 인장시험기(동양 볼드윈사제 텐시론 UTM-4-1-100)를 사용하여 각 시험편을 체크간 거리 5cm, 인장속도 10cm/분으로 신장하고, 각 시험편이 파단했을 때의 평균신도를 파단신도(%)로 했다. 따라서, 파단신도(%)={[(파단시의 체크간 거리)-(5)]/(5)}×100으로 계산되는 것이다. 또한, 부직포의 폭방향의 파단신도를 측정할 때는 단책상 시험편의 길이 방향이 부직포의 폭방향이 되도록 하여 신장시켜 측정하고, 부직포의 종방향의 파단신도를 측정할 때는 단책상 시험편의 길이방향이 부직포의 종방향이 되도록 하여 신장시켜 측정하는 것인 것은 말할 나위도 없다.

세번째로, 부직포를 폭방향으로 50% 신장했을 때의 신장회복율은 60% 이상이 아니면 안된다. 이 신장회복율이 60% 미만이면 외력을 가하여 부직포를 폭방향으로 신장한 후, 이 외력을 해제했을 때의 수축이 불충분하고, 양호한 신축성을 발휘하지 않는 것이다. 네번째로, 부직포를 폭방향으로 100% 신장했을 때의 신장회복율은 50% 이상이 되지 않으면 안된다. 이 신장회복율은 50% 미만일 때도 양호한 신축성을 발휘하지 않는다. 또한 이 신장회복율은 JIS-L-1096.6.13.1A에 기재된 방법에 준해서 이하와 같은 방법으로 측정되는 것이다. 우선, 시료폭 5cm의 단책상 시료편을 5점 준비한다. 이 때, 단책상 시료편의 길이 방향이 부직포의 폭방향이 되도록 한다. 그리고, 정속신장형 인장시험기(동양 볼드윈사제 텐시론 UTM-4-1-100)을 사용하여, 체크간 거리 5cm, 인장속도 10cm/분으로, 각 시료편을 폭방향으로 신장시키고, 신장율이 50%가 된 시점(체크간 거리가 5×1.5cm가 된 시점), 또는 100%가 된 시점(체크간 거리가 5×2cm가 된 시점)에서 인장을 정지한다. 그 후, 각 시료편을 인장시험기에서 떼어내 방치하고, 각 시료편이 수축된 후의 각 시료편의 체크간 거리의 길이(Lcm)를 측정한다. 그리고 50% 신장했을 때의 신장회복율(%)은 [(5×1.5-L)/(5×1.5-5)]×100으로 계산된다. 또한, 100% 신장했을 때의 신장회복율(%)은 [(5×2-L)/(5×2-5)]×100으로 계산된다.

본 발명에 관한 신축성 부직포의 틈율은 85% 이상인 것이 바람직하고, 특히 90% 이상인 것이 가장 바람직하다. 본 발명은 실질적으로 틈율을 감소시키는 일이 없으며, 신축성 부직포를 얻는 것이 가능하고, 예를 들면 섬유플리스(신축성 부직포를 얻을 때의 전구체로서의 섬유집적체)의 틈율이 85%미만이라도 얻어진 신축성 부직포는 85% 이상의 틈율을 갖는 것이다. 신축성 부직포의 틈율이 85% 미만이면 장섬유 상호간에서 형성되는 공간의 크기가 너무 작아, 범용적인 용도로 적용할 수 없는 경향이 생긴다. 예를 들면 신축성 부직포를 의료위생자재용으로서 사용했을 때에 땀 등이 가득 차거나 체액투과성이 떨어지는 경향이 있다. 신축성 부직포의 틈율(%)은 [1-(w/tSρ)]×100(%)가 되는 식으로 산출되는 것이다. 여기서 S는 부직포의 면적(cm2)를 나타내고, t는 부직포의 두께(cm)를 나타내며, ρ는 부직포를 구성하는 장섬유의 밀도(g/cm3)를 나타내고, w는 면적(S)의 부직포의 중량(g/cm2)를 나타내는 것이다. 또한, 두께의 측정방법은 부직포에 4.5g/cm2의 하중을 부하한 상태에서 측정한 것이다.

본 발명에 관한 신축성 부직포를 구성하고 있는 대략 동심심초형 복합장섬유의 심을 형성하는 섬유(심성분)의 복굴절(Δn)은 100×10-3이상인 것이 바람직하고, 특히 115×10-3이상인 것이 바람직하다. 예를 들면, 섬유플리스를 구성하는 장섬유의 심성분인 폴리에스테르의 복굴절 Δn=90×10-3정도일 때, 이 섬유플리스를 연신하는 것에 의해 Δn=100∼120×10-3정도까지 올린다. 그리고 얻어지는 신축성 부직포의 종방향의 인장강력은 섬유플리스의 종방향의 인장강력에 대해서 1.4배 정도 올린다. 복굴절(Δn)의 측정법은 편광현미경을 사용하여 섬유축에 평행한 굴절율과 섬유축에 직각인 굴절율과의 차를 읽어 구한다. 복굴절(Δn)이 100×10-3미만이면 심성분의 축방향에 있어서의 분자배향의 정도가 불충분하고, 신축성 부직포의 인장강력이 저하하는 경향이 있다. 또한 초를 형성하는 섬유(초성분)의 복굴절은 어느 정도든 상관없다. 왜냐 하면, 초성분은 융착구역에 있어서 그 형태가 붕괴하며, 신축성 부직포의 인장강력에 큰 영향을 주지 않기 때문이다.

신축성 부직포의 인장강력은 종방향에 있어서 35kg/5cm폭 이상인 것이 바람직하다. 인장강력이 이 값보다도 낮으면 비교적 큰 외력이 부하되는 용도로 부직포를 사용한 경우 파단할 우려가 있다. 인장강력의 측정방법은 파단신도를 측정하는 방법과 동일 방법을 채용하고, 시료편이 파단했을 때의 하중을 측정하고, 그 평균값을 메츠케(METSUKE) 100g/m2로 환산한 값이다.

또한, 본 발명에 관한 신축성 부직포의 토탈 핸드값은 2.5g/g/m2이하인 것이 바람직하고, 특히 2.0g/g/m2이하인 것이 가장 바람직하다. 토탈 핸드값이 2.5g/g/m2를 초과하면 유연성이 결여된 신축성 부직포가 된다. 특히, 본 발명에 관한 신축성 부직포를 인체에 대해서 적용하는 의료위생자재용으로서 사용하는 경우에는 토탈 핸드값이 2.5g/g/m2이하의 유연성이 풍부한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 토탈 핸드값은 JIS L-1096의 핸드루오미터법에 기재된 방법에 준거하여 측정된 값을 메츠케로 제외한 값이다.

본 발명에 관한 양호한 신축성을 갖는 부직포는 이하와 같은 방법으로 제조할 수 있다. 우선, 폴리에스테르계 중합체와 폴리올레핀계 중합체를 준비한다. 이 2가지 종류의 중합체는 각각 복합용융방사장치에 투입되고 각각이 용융된 상태로 복합방사구멍을 구비한 방사구금에 도입하여 토출한다. 이 때 복합방사구멍의 심부에 용융된 폴리에스테르계 중합체가 도입되도록 하고, 또 복합방사구멍의 초부에 용융된 폴리올레핀계 중합체가 도입되도록 한다. 그리고 방사구금에서 대략 동심심초형 복합장섬유를 방출한다. 이 후 방출섬유는 종래 공지된 냉각장치를 사용하여 냉각된다. 다음으로 에어 서커법 또는 도칸(Docan)법을 사용하여 목표섬도가 되도록 견인·세화된다. 이 때 견인속도는 3000m/분 이상이 바람직하고, 특히 3500m/분인 것이 가장 바람직하다. 이와 같은 고속도 견인에 의해 일본국 특개평 2-33369 호 공보에 기재된 것에 비해 고결정성, 고배향성 및 고복굴절의 심성분을 갖는 대략 심초형 복합장섬유를 얻는 것이다. 예를 들면, 심성분의 복굴절(Δn)은 50∼110×10-3이상 정도가 된다. 심성분의 복굴절이 이것보다 낮아지면 심성분이 구조적으로 불안정하게 되기 때문에 이 장섬유로 이루어지는 섬유웹에 열융착을 실시하거나, 또는 그 후의 섬유플리스에 열연신을 실시할 때에 온도제어가 매우 곤란하게 되며, 또한 열의 영향에 의한 수축이 심하고, 얻어지는 부직포의 물성이 현저하게 저하한다. 또한, 이와 같은 고속도 견인에 의해 얻어지는 장섬유의 파단신도는 일본국 특개평 2-33369 호 공보에 기재된 것에 비해 상당히 낮고, 대략 150% 이하 정도이다.

견인·세화된 대략 동심심초형 복합장섬유는 코로나방전법이나 마찰대전법 등의 종래 공지된 개섬방법에 의해 개섬하게 된 후, 이동하는 금망제 스크린 콘베이어 등의 포집콘베이어상에 퇴적되어 섬유웹이 형성된다. 이 섬유웹에 부분적으로 열을 준다. 그리고 부분적으로 열을 준 부분에 있어서 대략 동심심초형 복합장섬유의 초성분만을 연화 또는 용융시키고, 대략 동심심초형 복합장섬유 상호간을 융착시킨 융착구역을 형성한다. 이 융착구역은 섬유웹 중에 산재된 형상으로 설치되며, 각 융착구역간은 소정 간격을 두고 배치되어 있다. 여기서 섬유웹에 열을 줄 때의 온도는 초성분의 융점 이하에서 일정범위의 온도인 것이 바람직하다. 이 온도가 초성분의 융점을 초과하면 융착구역에 있어서의 융착이 심하고, 섬유플리스를 열연신할 때에 융착구역에 구멍이 열릴 우려가 있으며, 또한 얻어지는 부직포의 촉감이 강해진다. 또한 이 온도가 초성분의 융점이하에서 일정범위를 초과하여 지나치게 낮아지면 대략 동심심초형 복합장섬유 상호간의 융착이 불충분하고, 섬유플리스를 열연신할 때에 복합장섬유가 빠져 버릴 우려가 있다. 또한 얻어지는 부직포의 파단강력이 불충분하게 된다. 따라서 섬유웹에 열을 줄 때의 온도는 (초성분의 융점 -5℃)∼(초성분의 융점 -30℃)의 범위인 것이 바람직하다.

섬유웹에 부분적으로 열을 주는 방법으로는, 요철롤과 평활롤로 이루어지는 엠보스장치, 또는 한쌍의 요철롤로 이루어지는 엠보스장치를 사용하고, 요철롤을 가열하여 섬유웹에 그 볼록부를 누르면 좋다. 또한, 이 볼록부는 요철롤면에 산재된 형상으로 설치되어 이루어지는 것이다. 이 때, 요철롤은 상기한 바와 같이 초성분의 융점 이하에서 일정범위의 온도로 가열되어 있는 것이 바람직하다. 요철롤의 하나하나의 볼록부의 선단면 형상은 둥근형, 타원형, 마름모꼴, 삼각형, T형, 우물형, 장방형 등의 임의의 형상을 채용할 수 있다. 또한, 융착구역은 초음파 용착장치를 사용하여 형성해도 좋다. 초음파 용착장치는 섬유웹의 소정구역에 초음파를 조사하는 것에 의해 그 구역에 있어서의 복합형 장섬유의 상호간의 마찰열로 초성분을 용융시키는 것이다.

이상과 같이 하여 열융착구역이 산재된 형상으로 배치된 섬유플리스를 얻은 후, 이 섬유플리스를 원하는 폭방향으로 확장한다. 그 폭확장은 엑스팬더롤이나 글리드형상 기어 등의 장치를 사용하여 실시할 수 있다. 또한 이 폭확장은 가열하에서 실시하는 것이 바람직하고, 40∼80℃의 열풍을 흡입한 분위기하에서 실시하는 것이 바람직하다. 가열하에서 대략 동심심초형 복합장섬유를 약간 가소화시키는 것에 의해 원하는 폭확장율로 폭확장을 실시하기 쉬워지기 때문이다. 섬유플리스의 폭방향으로의 폭확장율은 5∼50% 정도인 것이 바람직하다. 폭확장율이 5% 미만이 되면, 후의 열연신처리후의 부직포의 메츠케 증가가 크고, 저메츠케 부직포를 얻기 어려워진다. 그런데 연신율을 크게 할 필요가 없을 때에는 폭확장율이 5%미만이어도 좋고, 또는 폭확장을 실시하지 않아도 좋은 것은 말할 나위도 없다. 또한 폭확장율이 50%를 초과하면 섬유플리스가 파단할 우려가 있다. 또한 섬유플리스의 폭확장율(%)은 {[(폭확장후의 폭)-(폭확장전의 폭)]/폭확장전의 폭}×100으로 나타내어지는 것이다.

다음으로 폭이 확장된 섬유플리스에 그 상태를 유지시킨 채, 섬유플리스의 종방향으로 열연신을 실시한다. 연신은 공지된 방법이 사용되고, 예를 들면 공급롤과 공급롤보다도 빠른 주속도로 회전하는 연신롤간에서 실시된다. 또한, 이 연신도 가열하에서 실시되고, 초성분의 융점 이하의 온도에 의한 가열하에서 실시하는 것이 바람직하다. 열연신의 바람직한 형태는 열고정도 겸하고, 이하와 같다.

(ⅰ) 60∼80℃ 정도로 가열된 공급롤과, 공급롤보다도 10∼30℃정도 높은 온도로 가열된 연신롤을 사용하는 방법을 들 수 있다. 이 방법에 있어서는 공급롤에서 섬유플리스가 도출될 때에 열연신이 실시된다. 그리고 이 섬유플리스가 연신롤에 도입될 때에 열고정이 실시된다. 이 경우에 있어서 공급롤과 연신롤과의 사이에 가열영역부를 설치해도 좋다. 가열영역부는 공급롤의 가열온도와 연신롤의 가열온도의 중간정도의 온도로 가열되는 것이 바람직하다. 또한 이 가열영역부는 공급롤과 연신롤과의 사이가 아니라 연신롤을 통과한 후의 공정중에 설치되어 있어도 좋다. 가열영역부는 섬유플리스가 가열되면 좋은 것으로서, 건열 또는 습열 등의 임의의 수단이 채용된다. 예를 들면, 건열로는 오븐에 의한 가열, 적외선에 의한 가열, 히트 플레이트에 접촉시키는 것에 의한 가열 등이 바람직하고, 습열로는 온탕중이나 습열증기중에 섬유플리스를 통과하는 것이 바람직하다.

(ⅱ) 상온의 공급롤과, 70∼110℃ 정도로 가열된 연신롤과, 공급롤과 연신롤간에 설치된, 연신롤의 가열온도보다도 낮은 온도로 가열된 가열영역부를 사용하는 방법을 들 수 있다. 이 방법에 있어서는 섬유플리스가 가열영역부를 통과할 때에 열연신이 실시된다. 그리고, 이 섬유플리스가 연신롤에 도입될 때에 열고정이 실시된다. 또한, 가열영역부에 대해서는 상기한 (ⅰ)의 경우와 마찬가지로 여러가지 수단을 채용할 수 있다.

(ⅲ) 60∼80℃정도로 가열된 공급롤과, 상온의 연신롤과, 연신롤의 후방에 설치된 공급롤의 가열온도보다도 10∼30℃ 높은 온도로 가열된 가열영역부를 사용하는 방법을 들 수 있다. 이 방법에 있어서는 공급롤에서 섬유플리스가 도출될 때에 열연신이 실시된다. 그리고 이 섬유플리스가 상온의 연신롤에 도입되고, 다음으로 후방에 설치된 가열영역부를 통과할 때에 열고정이 실시된다. 또한, 가열영역부에 대해서는 상기한 (ⅰ)의 경우와 마찬가지로 여러가지 수단을 채용할 수 있다.

(ⅳ) 상온의 공급롤과, 상온의 연신롤과, 공급롤과 연신롤간에 설치된 제 1 가열영역부(A)와, 연신롤의 후방에 설치된 제 2 가열영역부(B)를 사용하는 방법을 들 수 있다. 그리고, 가열영역부(B) 쪽이 가열영역부(A)보다도 높은 온도로 가열되어 있다. 일반적으로, 가열영역부(A)의 온도는 60∼80℃정도가 바람직하고, 가열영역부(B)의 온도는 가열영역부(A)의 온도보다도 10∼30℃ 높은 것이 바람직하다. 이 방법에 있어서는 섬유플리스가 가열영역부(A)를 통과할 때에 열연신이 실시된다. 그리고 섬유플리스가 상온의 연신롤에 도입되고, 다음으로 후방에 설치된 가열영역부(B)를 통과할 때에 열고정이 실시된다. 또한, 가열영역부(A, B)에 대해서는 상기한 (ⅰ)의 경우와 마찬가지로 여러가지 수단을 채용할 수 있다.

이와 같은 열연신에 의해 초성분 및 심성분이 가소화되고, 양 성분의 어긋남 변형에 의한 연신이 복합장섬유에 실시되는 것이다. 또한, 융착구역에 있어서의 장섬유 상호간의 융착을 어느 정도 유지하면서 섬유플리스중에 있어서의 복합장섬유가 기계방향으로 재배열되며, 또한 이 섬유플리스를 구성하는 복합장섬유중의 분자배향이 높아지는 것에 의해 폭방향으로의 신축성이 발현하는 것이다. 복합장섬유중의 분자배향에 대해서는 특히 심성분의 분자배향이 높아지는 것이고, 심성분의 복굴절이 커진다. 예를 들면, 섬유플리스중에 있어서의 심성분의 복굴절이 90×10-3인 경우 열연신한 후에는 심성분의 복굴절이 115∼140×10-3정도가 된다. 또한, 열연신의 정도가 크면 큰 만큼 복굴절도 커지는 것은 말할 나위도 없는 것이다.

열연신의 정도는 섬유플리스의 종방향에 있어서의 파단신도에 대해서 10∼80%의 연신비로 할 필요가 있고, 바람직하게는 40∼75% 정도의 연신비로 하는 것이 좋다. 여기서, 연신비란 섬유플리스의 종방향에 있어서의 파단신도에 대한 연신시의 신도의 비율을 백분율로 나타낸 것을 의미하고 있다. 따라서 섬유플리스의 종방향에 있어서의 파단신도를 B%로 하면 (0.1×B∼0.8×B)%, 섬유플리스를 종방향으로 늘리는 것이다. 연신비가 10%미만인 경우에는 섬유플리스중의 복합장섬유가 기계방향으로 충분하게 재배열하지 않기 때문에 폭방향에 있어서의 신축성이 불충분하게 된다. 또한, 복합장섬유(특히 심성분)에 충분한 어긋남 변형이 주어지지 않고, 분자배향이 진행하지 않기 때문에 인장강도가 향상하기 어렵다. 또한, 연신비가 80%를 초과하면 연신이 너무 커서 섬유플리스중의 복합장섬유가 파단할 우려가 있다. 또한 섬유플리스의 종방향에 있어서의 파단신도(%)는 JIS-L-1096A에 기재된 방법에 준해서 상기한 부직포의 파단신도를 측정하는 경우와 동일하게 하여 측정되는 것이다.

이상과 같이 하여 열연신한 섬유플리스에 초성분의 융점 이하의 온도로 열처리를 실시하고, 열고정한다. 열고정의 온도는 연신시의 열이력을 소거하기 위해서 연신시에 채용한 온도보다도 높게 하는 것이 바람직하다. 이 열고정도 건열 또는 습열로 실시할 수 있다. 또한 이 열고정은 섬유플리스를 이완시켜 실시해도 좋고, 긴장시키거나 또는 정장으로 실시해도 좋다. 특히, 긴장 또는 정장으로 실시하는 쪽이 얻어진 부직포에 양호한 신축성을 부여할 수 있기 때문에 바람직하다. 이와 같은 열고정은 상기 (ⅰ)∼(ⅳ)의 수단으로 실시하는 것도 가능하다.

본 발명에 관한 신축성 부직포의 제조방법을 흐름도로 나타내면 도 1에 기재한 바와 같다. 즉, 소정 방법으로 섬유플리스를 얻은 후(스텝 1), 이 섬유플리스를 가열하에서 폭확장한다(스텝 2). 다음으로, 폭확장한 상태의 섬유플리스를 가열하에서 열연신한다(스텝 3). 열연신한 후 가열하에서 열고정한다(스텝 4). 그리고, 얻어진 부직포를 원하는 대로 감으면 좋다(스텝 5). 이 각 스텝은 일반적으로 연속하여 온라인으로 실시된다. 그러나 스텝 1과 스텝 2 이후를 절단하고, 섬유플리스를 얻는 공정과, 스텝 2 이후의 폭확장, 연신, 열고정의 공정을 별도의 공정으로 실시해도 좋다. 본 발명에 관한 신축성 부직포의 제조방법에 있어서는 후술하는 실시예의 기재로부터도 시사되는 바와 같이 섬유플리스의 틈율보다도 얻어진 신축성 부직포의 틈율 쪽이 커지는 것이 일반적이다. 이와 같은 현상은 연신처리한 부직포에 관한 미국 특허 제 5244482 호 명세서의 설명과는 반대의 현상으로 전혀 예기할 수 없는 것이다. 이와 같은 현상이 발생하는 이유는 정확하지 않지만 구성섬유로서 대략 심초형 복합장섬유를 사용한 점, 섬유플리스로서 융착구역이 산재된 형상으로 배치되어 이루어지는 것을 사용한 점, 및 열연신 전에 원하는 대로 폭확장 처리를 하고 있기 때문이 아닐까 하고 추정된다. 즉, 심초형 복합장섬유의 경우에는 열연신에 의해 심성분과 초성분에 부하되는 응력이 다르기 때문에 장섬유에 느슨함이 생겨 틈이 생기거나, 또한 산재된 형상의 융착구역과 비융착구역에서는 실질적으로 연신의 정도가 다르기 때문에 이 차에 의해 틈이 더 생기며, 또한 열연신하기 전에 폭확장하는 것에 의해 미리 틈을 크게 해 두고, 틈의 감소를 방지할 수 있기 때문이 아닐까 하고 추정되는 것이다.

이상과 같이 하여 얻어진 신축성 부직포는 그 상태로 종래 공지된 각종 용도, 특히 의료위생자재용도에 사용될 수도 있으며, 또한 도 2에 나타낸 바와 같이 탄성 필름(2)과 적층하여 각종 용도로 사용할 수 있다. 또한 신축성 부직포(1)의 양면에 탄성 필름(2)을 적층하거나, 또는 탄성 필름(2)의 양면에 신축성 부직포(1)를 적층한 3층 적층체로서 각종 용도에 사용할 수도 있다. 또한 본 발명에 관한 신축성 부직포는 이와 같은 사용형태가 한정되지 않고, 어떠한 사용형태로 사용되어도 지장없는 것은 말할 나위도 없다.

실시예

이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이 실시예에 의해 아무런 한정되는 것이 아니다. 또한 실시예에 있어서 사용하는 각 물성값 등의 측정방법은 다음에 나타내는 바와 같다. 또한, 파단신도(%), 신장회복율(%), 틈율(%), 폭확장율(%), 인장강력(kg/5cm폭) 및 토탈핸드값(g/g/m2)의 측정방법에 대해서는 상기한 바와 같다.

(1) 융점(℃) : 패킹엘마사제 시차장치형 열량계 DSC-2형을 사용하여 시료중량 5mg, 승온속도 20℃/분으로 하여 측정하여 얻은 용해흡열곡선의 최대값을 주는 온도를 융점으로 했다.

(2) 메츠케(g/m2) : 표준상태의 시료에서 종 10cm× 횡 10cm의 시료편을 10점 준비하고, 평형수분율로 한 후 각 시료편의 중량(g)을 칭량하고, 얻어진 값의 평균값을 단위면적당으로 환산하여 메츠케(g/m2)로 했다.

실시예 1

심성분으로서 융점 256℃에서 극한점도 0.64의 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 준비했다. 또한, 초성분으로서 융점 130℃에서 멜트인덱스값(ASTM D1238(E)에 기재된 방법에 준거하여 측정)이 25g/10분인 고밀도 폴리에틸렌을 준비했다. 이 2가지 종류의 중합체를 개별의 엑스톨더형 용융압출기를 사용하여 복합방사구멍을 구비한 방사구금에 도입했다. 이 때, 복합방사구멍의 심부에 용융한 폴리에틸렌테레프탈레이트가 도입되도록 하고, 초부에 용융된 고밀도 폴리에틸렌이 도입되도록 하여 심성분과 초성분의 중량비가 같은 양이 되도록 하여 단구멍 토출량 1.5g/분의 조건하에서 복합용융방사를 실시했다. 방사구금에서 방출된 사조군을 공지된 냉각장치로 냉각하고, 방사구금 아래쪽에 설치된 에어 서커를 사용하여 견인속도가 4500m/분이 되도록 하여 인수했다. 그 후, 에어 서커의 출구에 설치된 개섬장치에서 사조군을 개섬하고, 이동하는 금망제의 스크린 콘베이어상에 퇴적시켜 메츠케 30g/m2의 섬유웹을 얻었다. 이 때, 섬유웹을 구성하고 있는 대략 동심심초형 복합장섬유의 섬도는 3데니어였다.

다음으로, 이 섬유웹을 125℃로 가열된 요철롤과 125℃로 가열된 평활롤 사이에 도입했다. 이 결과, 요철롤의 볼록부에 맞닿은 섬유웹의 구역이 부분적으로 가열되고, 대략 심초형 복합장섬유의 초성분이 연화 또는 용융하여 복합장섬유 상호간이 융착되었다. 그리고, 융착구역이 산재된 형상으로 설치된 섬유플리스가 얻어졌다. 각 융착구역의 면적은 0.6mm2이고, 섬유플리스중에 있어서의 융착구역의 밀도는 20개/cm2이며, 또한 융착구역의 총면적은 섬유플리스 표면적에 대해서 15%였다. 또한, 이 섬유플리스의 종방향의 파단신도는 69%였다. 또한, 섬유플리스를 구성하고 있는 복합장섬유의 밀도는 1.122g/cm3이고, 섬유플리스의 틈율은 84.3%였다.

이 섬유플리스를 클립텐터가 부착된 가압스팀처리기에 도입하고, 60℃의 분위기하에서 폭방향으로 15% 확장했다. 그리고 이 폭확장한 상태에서 섬유플리스를 종방향으로 열연신했다. 연신조건으로는 1단 연신법을 적용하고, 공급롤에 도입된 후, 탕욕(온욕)중에 담그고, 다음으로 연신롤에 도입했다. 이 때 공급롤의 온도를 상온으로 하고, 온욕온도는 90℃로 하며, 연신롤의 온도는 상온으로 하고, 연신비를 43.5%로 했다. 그리고 열연신후의 섬유플리스를 125℃의 히트 드럼에 도입하고, 열고정을 실시하여 신축성 부직포를 얻었다. 이 신축성 부직포의 물성을 표 1에 나타냈다.

[표 1]

	실 시 예
	1	2	3	4	5
메츠케 (g/m2)	36	40	45	37	43
EC (%)	190	280	450	230	400
EC/EM	5.3	10.4	35.4	5.8	22.2
EEC(50) (%)	74	79	86	68	90
EEC(100) (%)	62	71	82	54	86
틈율 (%)	91.8	92.9	94.0	90.6	93.8
토탈핸드값(g/g/m2)	1.42	1.18	0.80	0.75	1.64
장섬유1)의 복굴절×10-3	121	126	130	118	128
인장강력(종)(kg/5cm폭)	53.8	59.3	65.1	45.9	67.3

주) : 1) 장섬유가 대략 심초형 복합장섬유인 경우에는 심성분의 복굴절인 것을 의미함.

또한, 표 1 중 메츠케는 부직포 1m2당 중량(g)이고, EC는 부직포의 폭방향의 파단신도(%)이며, EM은 부직포의 종방향의 파단신도(%)이고, EEC(50)는 부직포를 폭방향으로 50% 신장했을 때의 신장회복율(%)이고, EEC(100)는 부직포를 폭방향으로 100% 신장했을 때의 신장회복율(%)이며, 토탈핸드값은 부직포의 유연성을 나타낸 것이다.

실시예 2

연신비를 58.0%로 하는 이외는 실시예 1과 동일조건에서 신축성 부직포를 얻고, 이 물성을 표 1에 나타냈다.

실시예 3

연신비를 72.5%로 하는 이외는 실시예 1과 동일조건에서 신축성 부직포를 얻고, 이 물성을 표 1에 나타냈다.

실시예 4

심성분으로서 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 준비하고, 초성분으로서 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 고밀도 폴리에틸렌을 준비했다. 이 2가지 종류의 중합체를 심성분과 초성분의 중량비율이 심성분:초성분=1:2가 되도록 하고, 또한 단구멍 토출량을 1.4g/분이 되도록 하는 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합용융방사를 실시했다. 방사구금에서 방출된 사조군을 견인속도가 4200mm/분이 되도록 하는 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로 인수하고, 그 후도 동일하게 하여 메츠케 30g/m2의 섬유웹을 얻었다. 이 때, 섬유웹을 구성하고 있는 대략 동심심초형 복합장섬유의 섬도는 3데니어였다.

이 섬유웹에 실시예 1과 동일한 방법으로 융착구역을 설치하고, 섬유플리스를 작성했다. 이 섬유플리스의 종방향의 파단신도는 58%였다. 또한 섬유플리스를 구성하고 있는 대략 동심심초형 복합장섬유의 밀도는 1.119g/cm3이고, 섬유플리스의 틈율은 83.1%였다. 그리고 이 섬유플리스를 실시예 1과 동일조건으로 폭확장하고, 연신비를 56.9%로 하는 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 열연신 및 열고정을 실시했다. 이상과 같이 하여 얻어진 신축성 부직포의 물성은 표 1에 나타낸 바와 같다.

실시예 5

심성분으로서 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 준비하고, 초성분으로서 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 고밀도 폴리에틸렌을 준비했다. 이 2가지 종류의 중합체를 심성분과 초성분의 중량비율이 심성분:초성분=1:0.5가 되도록 하고, 또 단구멍 토출량을 1.57g/분이 되도록 하는 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합용융방사를 실시했다. 방사구금에서 방출된 사조군을 견인속도가 4700m/분이 되도록 하는 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로 인수하고, 그 후도 동일하게 하여 메츠케 30g/m2의 섬유웹을 얻었다. 이 때, 섬유웹을 구성하고 있는 대략 동심심초형 복합장섬유의 섬도는 3데니어였다.

이 섬유웹에 실시예 1과 동일한 방법으로 융착구역을 설치하고, 섬유플리스를 작성했다. 이 섬유플리스의 종방향의 파단신도는 82%였다. 또한, 섬유플리스를 구성하고 있는 대략 동심심초형 복합장섬유의 밀도는 1.124g/cm3이고, 섬유플리스의 틈율은 85.5%였다. 그리고 이 섬유플리스를 실시예 1과 동일조건으로 폭확장하고, 공급롤의 온도를 75℃, 온욕온도를 95℃, 연신롤의 온도를 100℃로 하며, 또 연신비를 57.3%로 하는 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 열연신 및 열고정을 실시했다. 이상과 같이 하여 얻어진 신축성 부직포의 물성은 표 1에 나타내는 바와 같다.

실시예 6

심성분으로서 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 준비했다. 한편, 초성분으로서 융점 160℃에서 멜트프롤레이트값(ASTMD1238(L)에 기재된 방법에 준거하여 측정) 30g/10분의 폴리프로필렌을 준비했다. 이 2가지 종류의 중합체를 사용하여 단구멍 토출량을 1.37g/분으로 하는 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 복합용융방사를 실시했다. 방사구금에서 방출된 사조군을 견인속도가 4100m/분이 되도록 하는 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로 인수하고, 그 후도 동일하게 하여 메츠케 30g/m2의 섬유웹을 얻었다. 이 때, 섬유웹을 구성하고 있는 대략 동심심초형 복합장섬유의 섬유의 섬도는 3데니어였다.

이 섬유웹을 요철롤과 평활롤의 온도를 145℃로 한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로 융착구역을 설치하고, 섬유플리스를 작성했다. 이 섬유플리스의 종방향의 파단신도는 75%였다. 또한 섬유플리스를 구성하고 있는 대략 동심심초형 복합장섬유의 밀도는 1.080g/cm3이고, 섬유플리스의 틈율은 81.2%였다. 그리고, 이 섬유플리스를 폭확장율을 20%로 하는 이외는 실시예 1과 동일한 조건에서 폭확장했다. 그리고 폭확장된 상태에서 공급롤의 온도를 95℃, 온욕온도를 98℃, 연신롤의 온도를 135℃로 하고, 또한 연신비를 57.3%로 하는 이외는 실시예 1과 동일 조건에서 열연신했다. 그 후, 열처리온도를 150℃로 하는 이외는 실시예 1과 동일조건에서 열고정을 실시했다. 이상과 같이 하여 얻어진 신축성 부직포의 물성은 표 2에 나타낸 바와 같다.

[표 2]

	실 시 예	비 교 예
	6	7	1	2
메츠케 (g/m2)	42	53	40	32
EC (%)	330	480	70	98
EC/EM	10.7	40.6	1.0	1.3
EEC(50) (%)	74	90	23	26
EEC(100) (%)	68	85	-	-
틈율 (%)	88.9	90.2	84.3	83.1
토탈핸드값(g/g/m2)	1.05	1.22	2.83	2.41
장섬유1)의 복굴절×10-3	116	120	92	-
인장강력(종)(kg/5cm폭)	62.0	52.6	38.8	25.6

주) : 1) 장섬유가 대략 심초형 복합장섬유인 경우에는 심성분의 복굴절인 것을 의미함.

또한, 표 2 중, 각 항목은 표 1의 경우와 동일하다.

실시예 7

섬유플리스를 폭방향으로 폭확장하지 않는(폭확장율 0%로 함)이외는 실시예 3과 동일 조건에서 신축성 부직포를 얻고, 이 물성을 표 2에 나타냈다.

비교예 1

섬유웹의 메츠케를 40g/m2로 하고, 폭확장, 열연신 및 열고정을 실시하고 있지 않은 이외는 실시예 1과 동일 조건에서 부직포를 얻었다. 이 부직포의 물성은 표 2에 나타낸 바와 같다.

비교예 2

실시예 6에서 사용한 것과 동일한 폴리프로필렌만을 준비했다. 그리고 이 폴리프로필렌을 엑스톨더형 용융압출기를 사용하여 섬유단면이 단상 둥근형 단면으로 이루어지는 방사구멍을 구비한 방사구금에 공급하고, 단구멍 토출량이 1.27g/분의 조건하에서 용융방사를 실시했다. 방출사조군을 견인속도가3800m/분으로 하는 이외는 실시예 6과 동일 방법으로 인수하고, 그 후도 동일하게 하여 메츠케 30g/m2의 섬유웹을 얻었다. 이 때 섬유웹을 구성하고 있는 단상 둥근형 단면장섬유의 섬도는 3데니어였다.

이 섬유웹에 실시예 6과 동일 방법으로 융착구역을 설치하고, 섬유플리스를 작성했다. 이 섬유플리스의 종방향의 파단신도는 80%였다. 또한, 섬유플리스를 구성하고 있는 단상 둥근형 단면의 폴리프로필렌장섬유의 밀도는 0.86g/cm3이고, 섬유플리스의 틈율은 73.9%였다. 그리고, 이 섬유플리스를 실시예 6과 동일조건에서 폭확장하고, 연신비를 57.5%로 하는 이외는 실시예 6과 동일조건에서 열연신 및 열고정을 실시했다. 이상과 같이 하여 얻어진 부직포의 물성은 표 2에 나타낸 바와 같다.

표 1 및 표 2의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1∼3에 관한 방법으로 얻어진 신축성 부직포는 모두 폭방향의 신축성이 우수한 것이었다. 그리고 연신배율을 크게 하면 하는 만큼 폭방향의 신장성이 커지고, 또 신장회복성도 커진다. 실시예 4에 관한 방법에 있어서는 사용하는 심초형 복합장섬유의 초성분인 폴리에틸렌의 양비를 많게 했기 때문에 실시예 1∼3에 관한 신축성 부직포에 비해서 신장성이나 신장회복성은 떨어지지만 유연성이 우수한 것이었다. 또한, 실시예 5에 관한 방법에 있어서는 사용하는 심초형 복합장섬유의 심성분인 폴리에틸렌테레프탈레이트의 양비를 많게 했기 때문에 실시예 1∼3에 관한 신축성 부직포에 비해서 유연성이 떨어지지만 신장성이나 신장회복성이 우수한 것이었다. 실시예 6에 관한 방법에 있어서는, 초성분으로서 폴리프로필렌을 사용했기 때문에 유연성은 떨어지지만 양호한 신장성 및 신장회복성을 갖는 것이었다. 실시예 7에 관한 방법은 섬유플리스를 폭방향으로 확장하지 않고 열연신한 것으로, 폭방향의 신축성이 약간 떨어지지만, 만족할 수 있는 신장성 및 신장회복성을 갖는 것이었다. 비교예 1에 관한 방법에 있어서는 열연신 및 열고정을 실시하고 있지 않기 때문에 신장성 및 신장회복성이 불충분하고, 신축성 부직포라고 말하기에는 거리가 멀다. 또한, 비교예 2에 관한 방법에 있어서는 장섬유로서 비복합성 단상 장섬유를 사용했기 때문에 메츠케가 실시예 1∼7에 비해 낮아져 있는 것으로부터도 알 수 있는 바와 같이 열연신시에 단상장섬유가 빠지는 경향이 있거나 열고정이 충분하게 실시되지 않는 경향이 있다. 따라서, 신장성 및 신장회복성 모두 불충분하고, 신축성 부직포라고 말하기에는 거리가 멀다. 또한, 표 1 및 표 2의 결과에서 알 수 있는 바와 같이 실시예 1∼7에 관한 방법으로 얻어진 신축성 부직포의 틈율은 폭확장 및 연신전의 섬유플리스의 틈율보다도 커져 있는 것을 알 수 있다.

본 발명에 관한 신축성 부직포는 대략 동심심초형 복합장섬유로 구성되며, 또 초성분의 연화 또는 용융에 의해 장섬유 상호간이 융착된 융착구역을 산재된 형상으로 배치한 것으로, 이하의 4가지 조건을 동시에 만족하는 것이다. 즉 (ⅰ) 부직포의 폭방향의 파단신도가 150%이상, (ⅱ) 부직포의 종방향의 파단신도에 대한 폭방향의 파단신도의 비가 5이상, (ⅲ) 부직포를 폭방향으로 50% 신장했을 때의 신장회복율이 60%이상, (ⅳ) 부직포를 폭방향으로 100% 신장했을 때의 신장회복율이 50%이상을 만족하는 것이다. 따라서, 폭방향으로 매우 큰 신축성을 발휘하고, 종방향으로는 신축성을 거의 발휘하지 않는 한방향성의 신축성을 갖는 효과를 나타내는 것이다. 또한, 본 발명에 관한 신축성 부직포의 틈율이 85%이상인 경우에는 통수성 및 통액성이 우수하다는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 관한 신축성 부직포의 제조방법은 대략 동심심초형 복합장섬유로 구성되고, 또 상기 대략 동심심초형 복합장섬유 상호간이 초성분의 연화 또는 용융에 의해 융착된 융착구역이 산재된 형상으로 배치되어 이루어지는 섬유플리스를 사용하여 이것에 열연신을 실시하는 것이다. 따라서, 단일성분으로 이루어지는 장섬유(단상장섬유)로 구성된 동일한 융착구역을 갖는 섬유플리스의 경우와 같이 열연신시에 융착구역이 붕괴하거나(단상장섬유 상호간의 융착이 심한 경우), 장섬유가 빠지거나(단상 장섬유 상호간의 융착이 불충분한 경우) 하는 일이 적다. 즉, 동심심초형 복합장섬유의 초성분에 의한 융착의 경우는 융착구역에 있어서도 심성분은 섬유형태를 유지한 상태로 존재하고 있기 때문에 융착구역이 붕괴하는 일을 방지할 수 있으며, 또한 심성분이 섬유형태를 유지하기 때문에 초성분을 충분히 연화 또는 용융할 수 있으며, 융착이 불충분하게 되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 관한 신축성 부직포의 제조방법에 있어서는 열연신 전에 섬유플리스를 원하는 폭방향으로 확장했기 때문에 섬유플리스의 종방향으로 비교적 높은 배율로 연신해도 얻어지는 신축성 부직포의 폭을 적게 할 수 있으며, 또한 저메츠케화가 가능하다는 효과도 나타낸다. 또한, 이 폭확장에 의해 얻어진 신축성 부직포는 폭확장시의 폭까지는 필연적으로 신장할 수 있기 때문에 높은 신장성 및 신장회복성을 확보할 수 있는 효과도 나타낸다.

또한, 본 발명에 관한 신축성 부직포의 제조방법에 있어서는 열연신 후에 열고정을 실시하기 때문에 연신시에 어긋남 변형이 발생한 심초형 복합장섬유는 특히 그 심성분의 결정화의 촉진이 꾀하여지며, 장섬유의 형태안정화가 도모된다. 따라서, 연신시에 섬유플리스의 종방향으로 재배열된 심초형 복합장섬유는 재배열된 형태로 안정화된다. 따라서, 신축성 부직포를 제조한 후에 있어서 종방향 또는 폭방향의 치수 변화가 적다는 효과를 나타내며, 또 폭방향으로 신장시켰을 때에 재배열된 형태로 되돌아가기 쉽고, 신장회복성이 우수하다는 효과도 나타낸다.

또한, 본 발명에 관한 신축성 부직포의 제조방법에 있어서는 섬유플리스의 틈율보다도 신축성 부직포의 틈율을 크게 하는 것이 가능하다. 이 이유는 상기한 바와 같고, 구성섬유로서 대략 심초형 복합장섬유를 사용하고 있는 것, 섬유플리스에 열융착구역을 산재된 형상으로 설치하고 있는 것 및 원하는 대로 폭확장처리한 후에 열연신하는 수단에 의한 것으로 생각된다. 따라서 비교적 큰 틈율을 갖는 신축성 부직포를 얻을 수 있으며, 통수성이나 통액성이 우수한 신축성 부직포를 효율좋게 얻을 수 있는 효과를 나타낸다. 따라서, 본 발명에 관한 신축성 부직포 또는 본 발명에 관한 방법으로 얻어진 신축성 부직포는 특히 의료위생자재용에 적합하게 사용할 수 있는 것이다.

Claims (6)

1. 폴리에스테르계 심성분과, 상기 폴리에스테르계 심성분보다도 융점이 낮은 폴리올레핀계 초성분으로 형성된 동심심초형 복합장섬유가 집적되어 이루어지며, 상기 동심심초형 복합장섬유 상호간이 상기 초성분의 연화 또는 용융에 의해 융착된 융착구역이 산재된 형상으로 설치되어 이루어지고, 또한 하기 식(1)∼(4)를 동시에 만족하는 것을 특징으로 하는 한방향 신축성 부직포.

   기

   ECg150% (1)

   EC/EMg5 (2)

   EEC(50)g60% (3)

   EEC(100)g50% (4)

   (단, EC는 부직포의 폭방향의 파단신도이고, EM은 부직포의 종방향의 파단신도이며, EEC(50)는 부직포를 폭방향으로 50% 신장했을 때의 신장회복율이고, EEC(100)은 부직포를 폭방향으로 100% 신장했을 때의 신장회복율이다.)
2. 제 1 항에 있어서,

   동심심초형 복합장섬유의 섬도가 15데니아 이하이고, 상기 동심심초형 복합장섬유의 심성분과 초성분의 중량비가 심성분:초성분=1:0.1∼5인 것을 특징으로 하는 한방향 신축성 부직포.
3. 제 1 항에 있어서,

   틈율이 85% 이상인 것을 특징으로 하는 한방향 신축성 부직포.
4. 폴리에스테르계 심성분과, 상기 폴리에스테르계 심성분보다도 융점이 낮은 폴리올레핀계 초성분으로 형성된 동심심초형 복합장섬유를 포집콘베이어상에 퇴적시켜 섬유웹을 형성하며, 상기 섬유웹에 부분적으로 열을 주고, 상기 동심심초형 복합장섬유 상호간이 상기 초성분의 연화 또는 용융에 의해 융착된 융착구역을 상기 섬유웹 중에 산재된 형상으로 설치되어 이루어지는 섬유플리스를 얻은 후, 상기 섬유플리스를 폭방향으로 폭확장율 0∼50%가 되도록 폭을 확장한 상태에서 종방향으로 상기 섬유플리스를 10∼80%의 연신비로 열연신하고, 그 후 상기 초성분의 융점이하의 온도에서 열고정하는 것을 특징으로 하는 한방향 신축성 부직포의 제조방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   섬유플리스의 폭방향의 폭확장율이 5∼50%인 것을 특징으로 하는 한방향 신축성 부직포의 제조방법.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   섬유플리스의 틈율보다도 신축성 부직포의 틈율 쪽이 큰 것을 특징으로 하는 한방향 신축성 부직포의 제조방법.