KR19980033894A - 분할형 폴리올레핀 복합섬유 및 부직포 - Google Patents

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Abstract

분할형(split type) 폴리올레핀 복합섬유 및 부직포가 기재되어 있다; 복합섬유는 주로 폴리올레핀 수지로 이루어져 있고, 하나 이상의 수지는 이에 블렌딩된 친수성 성분을 1.0 내지 7.0중량% 함유하며, 부직포는 크기가 0.5denier이하이고 단면이 비원형인 극세 섬유를 포함하고, 분할형 폴리올레핀 복합섬유를 분할(splitting)함으로써 수득된다. 소면 단계에서 복합섬유에 의해 정전기 발생이 억제된다. 부직포는 와이핑 특성(wiping property), 유연성 및 친수성 특성이 탁월하다.

Description

분할형 폴리올레핀 복합섬유 및 부직포
도 1 내지 도 5는 사선이 그려진 부분이 제1성분을 나타내고 빈 부분이 제2성분을 나타내는 본 발명의 분할형 복합섬유의 단면도를 나타낸다. 도 4에 있어서 가운데 부분은 복합섬유의 중공 부분을 나타낸다.
[발명의 목적]
본 발명은 분할형 폴리올레핀 복합섬유 및 부직포에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 분할 성능이 탁월하고 소면 단계에서 섬유의 정전기 발생이 억제되는 분할형 폴리올레핀 복합섬유에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 친수성 특성, 유연성 및 와이핑 특성(wiping property)이 우수하고 분할형 복합섬유로부터 수득되는 부직포에 관한 것이다.
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
최근에, 극세 섬유를 포함하는 직물 또는 부직포는 이들의 탁월한 유연성, 감촉, 외이핑 특성 및 고강도의 면에서 광범위하게 사용된다. 직물 또는 부직포를 제조하는 방법으로서 일반적으로, 용해도가 상이한 2개 이상의 수지로부터 제조되는 소위 씨-아일랜드형(sea-island type) 복합섬유라는 다중 코어형(multi-core type) 복합섬유를 제직공정을 통해 직물로 전환시킨 다음 씨성분을 제거하여 극세 섬유 직물을 제조하는 방법이 바람직하다)참조 : 일본국 특허공보 제(소)43-7411호). 또한, 서로에 대해 용해도가 낮은 2개 이상의 성분이 접착된 소위 분할형(split type) 복합섬유라는 복합섬유는 건식 또는 습식으로 웹으로 전환시킨 다음, 높은 수압의 스트림 제트를 사용하는 충격과 같은 기계적 충격에 의한 분할 및 교락(entangle)을 위한 공정을 수행하여 극세 섬유의 부직포를 수득하는 방법도 수행된다(참조 : 일본국 특허공보 제(소)48-28005호, 일본국 국제특허공개공보 제93-321018호 및 일본국 특허공보 제94-63129호).
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
그러나, 씨-아일랜드형 복합섬유를 사용하는 방법은 제직 단계 및 복합섬유의 성분을 용해시키기 위한 단계를 필요로하므로 전체적으로 직물의 제조단계가 복잡해지는 문제점이 있다.
반면, 분할형 복합섬유를 사용하는 방법에 따르면, 극세 섬유의 부직포는 위에서 언급한 방법에 비해, 예를 들면, 소면 공정에 의해 수득된 웹을 높은 수압의 스트림으로 동시에 분할 및 교락시킴으로써 용이하게 수득된다. 그러나, 분할형 복합섬유를 형성하는 수지는 기계적 충격(또는 쇼크)에 의해 용이하게 분할되어야 하므로 배합에 사용할 수지로서 서로에 대해 용해도가 낮은 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌의 그룹으로부터 선택된다. 따라서, 웹이 건식 소면 단계를 포함하는 단계를 통과하여 형성되는 경우 단계들 중에 분할이 일어난다. 또한, 분할이 충분하지 않다.
일반적인 합성 섬유는 공정 단계 중 정전기 발생을 억제할 목적으로 통상 이의 표면에 계면활성제로 도포한다. 그러나, 위에서 언급한 분할 공정으로서 섬유의 표면적이 증가되고 정전기가 발생하여 섬유의 소면 공정 수행성(card passability)을 상당히 저하시키게 된다. 정전기 발생을 억제하기 위해 소면 단계에서 추가로 섬유 가공제를 도포하는 경우, 소면기의 오염 및 웹 강도 저하와 같은 문제가 발생한다.
통상적인 분할형 폴리올레핀 복합섬유의 경우 섬유 표면에 섬유 가공제로서 도포된 친수성 계면활성제가 부직포 형성 단계에서 높은 수압의 스트림을 사용하여 용이하게 세척 제거된다. 반면, 폴리에틸렌으로 대별되는 폴리올레핀 수지는 공식 함수율이 0%일 정도로 극도로 소수성이다. 따라서, 폴리올레핀으로 제조되는 섬유는 부직포 형성을 위한 높은 수압의 스트림을 사용하는 단계의 초기 단계에서 수 스트림을 피하게 되고, 따라서 섬유는 물의 충격 에너지를 균일하게 받을 수 없다. 따라서, 충분할 정도로 균일하게 분할된 극세 섬유의 부직포는 높은 수압의 스트림을 사용하는 단계의 수를 증가시키지 않으면 수득할 수 있다.
[발명의 구성 및 작용]
본 발명의 목적은 분할형 복합섬유를 사용하여 소면 단계에서 정전기 발생을 억제하여 당해 분야의 문제를 해결하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 극세 섬유를 포함하고 와이핑 특성, 유연성 및 친수성 특성이 탁월한 부직포를 제공하는 것이다.
본 발명의 발명자들의 부단한 연구와 개발의 결과, 본 발명에 이르러, 위에서 언급한 문제점은 분할형 복합섬유의 제조에 사용되는 하나 이상의 폴리올레핀 수지에 친수성 성분을 블렌딩함으로써 해결됨을 발견하였다. 즉, 본 발명에 이르러, 예측되는 목적은 분할형 폴리올레핀 복합섬유에서 분할된 2개의 성분의 계면 부분에 친수성 성분이 존재하도록 하여 본 발명을 달성함으로써 성취할 수 있음을 발견하였다.
본 발명은 하나 이상의 수지가 이에 블렌딩된 친수성 성분을 1.0 내지 7.0중량% 함유하는 폴리올레핀 수지로 대부분 구성된 분할형 폴리올레핀 복합섬유에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 크기가 0.5denier 이하이고 단면이 비원형이며, 위에서 언급한 분할형 폴리올레핀 복합섬유를 분할함으로써 수득되는 극세 섬유를 포함하는 부직포에 관한 것이다.
본 발명의 분할형 폴리올레핀 복합섬유에 있어서, 사용할 친수성 성분은 지방산 글리세라이드, 알콕시화 알킬페놀 및 폴리옥시알킬렌 지방산 에스테르로 이루어진 그룹 중에서 선택된다.
본 발명에 사용되는 폴리올레핀 수지는 에틸렌 또는 프로필렌의 단독 중합체, 에틸렌 또는 프로필렌과 기타의 α-올레핀과의 공중합체 및 이들의 혼합물을 포함한다. α-올레핀 공중합체로서, 주요 성분으로서 프로필렌 단위를 함유하는 2급 또는 3급 공중합체를 사용할 수 있다. 이러한 공중합체의 구체적인 예로서, 각각 주요 성분으로서 프로필렌 단위를 함유하는 프로필렌과 에틸렌, 부텐-1 또는 4-메틸 펜텐의 공중합체를 언급할 수 있다.
본 발명에 있어서, 폴리올레핀 수지와 폴리에스테르 수지 또는 폴리아미드 수지와의 혼합물을 섬유의 최종 용도에 따라 섬유 형성 수지로서 사용하기 위해 적합하게 선택될 수 있다.
본 발명의 분할형 복합섬유는 하나 이상의 수지에 블렌딩된 친수성 성분을 함유하는 2개 이상의 폴리올레핀 수지를 도 1 내지 도 5에서 나타낸 바와 같이 방사 관계, 평행 관계 또는 병렬 관계로 복합 방사함으로써 수득할 수 있다.
본 발명의 복합섬유에 있어서, 복합섬유에 기타의 기능상의 특성을 부여하는 첨가제를 본 발명의 목적을 성취할 수 있는 범위내에서 블렌딩 할 수 있다. 특정 첨가제는 최종 용도에 적합하도록 선택되고 적합한 양으로 블렌딩 될 수 있다.
본 발명의 분할형 복합섬유의 필라멘트 데니어는 바람직하게 0.5 내지 6.0denier, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 4.0denier이다. 분할하기 전의 분할형 복합섬유의 필라멘트 데니어가 0.5denier 미만인 경우, 소면 단계에서 웹을 형성하는 경우 부직포를 제조할 때 넵(nep)이 발생하고 실린더에 섬유의 함침이 발생하는 경향이 있다.
또한, 섬유가 물 속에 분산되는 습식법에 의해 웹이 형성되는 경우 필라멘트의 데니어가 0.5denier 미만인 경우, 섬유의 분산이 다수의 경우 불량해진다.
반면, 필라멘트의 데니어가 6.0을 초과하는 경우, 분할 후의 복합섬유의 크기가 너무 커서 부직포의 와이핑 특성이 바람직스럽지 못하게 불량해진다.
분할된 극세 섬유의 크기는 바람직하게는 0.02 내지 0.50denier이다. 와이핑 특성 및 유연성이 탁월한 부직포를 수득하기 위한 더욱 바람직한 크기는 0.2 내지 0.30denier이다.
위에서 간단히 기술한 바와 같이, 본 발명에 사용되는 친수성 성분을 비이온성 계면활성제(예 : 지방산 글리세라이드, 알콕시화 알킬페놀, 폴리옥시알킬렌 지방산 에스테르 및 지방산 아미드)로부터 적합하게 선택될 수 있고, 단독으로 또는 배합물로 사용될 수 있다. 이들 화합물 중에서 다음 화학식 1, 2 및 3으로 나타내는 화합물은 방사시의 열안정성 및 폴리올레핀 수지에 친수성 특성을 부여할 수 있는 성능에 기초하여 바람직한 친수성 성분의 예로서 언급할 수 있다.
[화학식 1]
CH2(OR1)CH(OR2)CH2(OR3)
상기 화학식에서,
OR1, OR2및 OR3은 독립적으로 하이드록시 그룹 또는 지방산 에스테르 그룹을 나타내지만, 단 이들 중 하나 이상은 지방산 에스테르 그룹이다.
[화학식 2]
R-Ph-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2OH
상기 화학식에서,
R은 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹을 나타내고,
Ph는 페닐 그룹을 나타내며,
n은 10 내지 55의 정수이다.
[화학식 3]
R-(CH2CH2O)n-CH2CH2OH
상기 화학식에서,
R은 포화 또는 불포화 지방산 에스테르 그룹이고,
n은 10 내지 55의 정수이다.
본 발명의 분할형 폴리올레핀 복합섬유가 하나 이상의 폴리올레핀 수지에 블렌딩된 친수성 성분을 갖는 방법, 친수성 성분을 모든 수지에 블렌딩 될 수 있다.
본 발명의 목적은 성취하기 위해 블렌딩될 친수성 성분의 양은 수지중에 1.0 내지 7.0중량%, 바람직하게는 2.0 내지 6.0중량%이다. 이 양이 1.0중량% 미만인 경우, 소면 단계 중 박피(peeling off) 또는 분할에 의해 섬유 표면적이 증가되는 경우 바람직하지 않게 정전기가 발생하기 때문에 충분히 유리한 효과를 수득할 수 없다. 이 양이 7.0중량%를 초과하는 경우, 용융 방사단계에서 방사 성능이 바람직하지 않게 불량해진다.
친수성 성분이 블렌딩되는 제1성분 대 친수성 수지를 함유하지 않는 제2성분의 비는 5 대 5가 바람직하다. 그러나, 이는 이 비에 특별히 한정되지 않고, 제1성분의 비율은 분할형 복합섬유 중 바람직하게는 10 내지 90중량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 70중량%이다.
본 발명의 부직포는 0.5denier 이하이고 비원형 단면이며, 분할형 복합섬유의 분할에 의해 수득되는 극세 섬유로 구성된다. 부직포는, 예를 들면, 개섬기(opening machine)를 사용하여 분할형 복합섬유를 웹으로 전환시킨 다음, 예를 들면, 니들 펀치(needle punch) 또는 워터 니들(water needle)을 사용하여 복합섬유를 분할함으로써 수득할 수 있다. 본 발명의 부직포의 기본 중량은 바람직하게 20 내지 200g/㎡, 더욱 바람직하게는 40 내지 150g/㎡이다. 기본 중량이 위의 언급한 범위를 크게 벗어나는 경우, 바람직하지 않게 부직포의 불충한 강도와 불균일성 및 복합섬유의 불충분한 분할을 초래한다. 본 발명의 부직포는 혼합된 부직포가 본 발명의 부직포의 최종 용도에 만족스럽게 적용될 수 있다면 본 발명의 복합섬유와 기타 형태의 폴리올레핀 섬유와의 혼합물 일 수 있다.
본 발명의 복합섬유는 높은 수압의 스트림을 사용하여 분할된다. 본 발명의 목적에 따른 측면에서 분할 비율은 바람직하게 80% 이상이다. 특히, 부직포의 유연성 및 와이핑 특성의 측면에서 분할 비율은 바람직하게 85% 이상이다.
분할된 섬유와 분할 비율의 조건은 높은 수압의 스트림, 제조 라인의 솟고, 수스트림을 수용하는 단계의 수 및 제트 노즐과 웹 사이의 거리에 의해 조절된다. 따라서, 80% 이상의 분할 비율을 수득하기 위해서는 수압이 바람직하게는 60kg/㎠ 이상, 더욱 바람직하게는 80kg/㎠ 이상이다.
0.5denier 이하이고 비원형 단면인 극세 섬유를 포함하는 본 발명의 부직포에서 친수성 성분이 섬유 자체에 블렌딩되기 때문에 심지어 친수성 특성이 최종적으로 요청되는 최종 용도의 경우에도, 예를 들면, 섬유 표면에의 친수성 성분의 접착을 위한 처리와 같은 섬유를 친수성으로 만들기 위한 후처리를 필요로 하지 않는다. 또한, 섬유 형성 수지가 전적으로 폴리올레핀 수지로 구성되는 경우, 부직포는 폴리올레핀 수지가 내산성 및 내알칼리성에 있어서 탁월하기 때문에 더욱 광범위한 일반적 용도를 갖는다.
위에서 언급한 특정 구조에 기초하여 본 발명의 극세 섬유의 부직포는 예를 들면, 의료용 또는 산업용 와이퍼 직물, 마스크, 수술 가운, 포장 직물, 여과기 위생용품의 표면재, 건축 구조물용 보강 섬유 및 액체 수송용 막 또는 필름용으로 사용될 수 있다.
[실시예]
이제 본 발명은 실시예와 비교 실시예를 참조하여 더욱 상세히 기술할 것이다. 그러나, 본 발명의 정신으로부터 벗어나지 않는 한 본 발명은 이러한 특정예에 의해 한정되지 않음을 이해해야 한다.
각각의 실시예와 비교 실시예에 있어서, 섬유의 물리적 특성과 부직포의 성능의 평가는 이후 언급되는 방식으로 수행된다 :
(1) 섬유의 강도와 신도, JIS L 1069의 방법에 따라 결정된다. 구체적으로, 샘플 섬유의 길이 20mm 및 신장 비율 20mm/min의 조건에서 측정하여 강도(g/d)와 신도(%)으로 수득한다.
(2) 소면 공정 주행성 : 섬유의 소면 공정 수행성은 육안 관찰에 의해 측정되고 결과는 다음과 같은 등급으로 나타낸다.
○ : 양호(정전기가 발생하지 않고 넵이 일어나지 않음)
× : 불량(정전기가 발생하고 통과 상태가 불량함)
(3) 분할 비율 : 샘플 섬유를 왁스에 함침(embedding)시키고 섬유축에 대해 거의 직각으로 마이크로톰을 사용하여 절단하여 샘플 조각을 수득한다. 샘플 조각은 현미경을 통해 관찰하고, 섬유의 단면 상을 영상 처리하고, 분할된 극세 섬유의 단면의 전체 면적(A) 및 미분할된 분할형 복합섬유의 단면의 전체 면적(B)을 측정한 다음, 다음 수학식 1에 의해 분할 비율을 계산한다 :
[수학식 1]
분할 비율(%) = A/(A+B)×100
(4) 감촉 : 부직포의 감촉은 손으로 촉감을 평가하여 다음과 같이 등급으로 나타낸다.
○ : 매우 양호
× : 약간 불량
(5) 친수성 특성 : 극세 섬유의 부직포 샘플을 80±5℃의 일정한 온도에서 5시간 동안 정치시키고 데시케이터 속에서 실온으로 냉각시킨다. 이어서, 일정한 온도의 수탱크 속에서 23±2℃로 조절된 증류수를 부직포의 1cm 높이 위에서 피펫을 통해 점적시키는데 물이 점적되는 부위가 매 점적마다 위치 이동하여 전체 20 점적이 점적되도록 한다. 친수성 특성은 다음 수학식 2에 의해 계산한다.
[수학식 2]
친수성 특성(%) = [점적 후 30초내에 흡수된 점적의 수/전체 점적 수(20]×100
(6) 와이핑 특성 : 특정 양의 기방과 오일 및 증류수를 유리판의 판 표면에 각각 도포하고 샘플 부직포를 사용하여 와이핑 시험을 수행한다. 와이핑 후 유리판의 표면의 얼룩을 육안으로 관찰하여 부직포의 와이핑 특성을 평가하고 결과를 다음과 같은 등급으로 나타낸다.
○ : 양호(지방과 오일 및 물이 깨끗이 와이핑 제거됨)
× : 불량(유리판의 표면에 지방과 오일 또는 물 중의 어느 하나가 와이핑되지 않고 잔류하며 유리판 표면의 얼룩이 제거되지 않음)
(7) 데니어 : 분할하기 전의 섬유의 데니어는 분할전 섬유 속(bundle)을 6cm로 절단하여 150개의 절단 섬유의 중량을 측정하고, 데니어를 계산한 다음 분할전의 데니어로서 5회 반복 시험한 결과의 평균 값을 취하여 결정된다.
분할 후의 데니어는 방사 구금에서 나뉘어진 오리피스 및 분할 전의 섬유의 필라멘트 데니어로부터 이론적으로 수득된다.
섬유의 물리적 특성 및 부직포의 성능의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 1]
제1성분으로서 230℃에서 MFR(용융유량)이 30g/10min인 폴리프로필렌, 및 제2성분으로서 190℃에서 MFR이 25g/10min인 고밀도 폴리에틸렌을 에톡시화 알킬페놀과 혼합된 글리세라이드(상표면 : ATOMER-685, 제조원 : ICI)의 혼합물과 혼합함으로써 제조되는 혼합된 수지를 분할형 복합섬유용 방사 구금을 통해 압출시켜 제1성분 대 제2성분의 용적비가 5 대 5인, 단면이 제1도에 나타낸 바와 같은 분할형 복합섬유를 형성한다.
이렇게 형성된 분할형 복합섬유를 신장비 6.0배로 신장시키고, 크림프기를 사용하여 크림프 처리하여 약 17크림프/inch의 크림프를 부여하고, 섬유가공제로서 알킬 포스페이트의 칼륨염 0.3중량%로 도포한 다음, 절단한다. 이어서, 필라멘트 데니어가 2.0이고, 섬유 길이가 45mm이며, 강도가 4.2g/d이고, 신도가 38%인 스테이플 섬유를 수득한다.
이렇게 수득된 스테이플 섬유를 소면 단계에서 웹으로 제조하고 높은 수압의 스트림 80kg/㎠를 사용하여 부직포를 제조하기 위한 공정을 수행한다.
공정 조건 및 이렇게 수득된 부직포의 성능의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
제1성분으로서 230℃에서 MFR(용융유량)이 30g/10min인 폴리프로필렌, 및 제2성분으로서 190℃에서 MFR이 20g/10min인 저밀도 선형 폴리에틸렌을 실시예 1에서 첨가된 바와 같은 동일한 친수성 성분 2중량%와 혼합함으로써 제조되는 혼합된 수지를 분할형 복합섬유를 방사 구금을 통해 압출시켜 제1성분 대 제2성분의 용적비가 5 대 5인, 단면이 제1도에 나타낸 바와 같은 분할형 복합섬유를 형성한다.
이렇게 형성된 분할형 복합섬유를 신장비 4.0배로 신장시키고, 크림프기를 사용하여 크림프 처리하여 약 17크림프/inch의 크림프를 부여하고, 섬유가공제로서 알킬 포스페이트의 칼륨염 0.3중량%로 도포한 다음, 절단한다. 이어서, 필라멘트 데니어가 1.3이고, 섬유 길이가 45mm이며, 강도가 3.5g/d이고, 신도가 38%인 스테이플 섬유를 수득한다.
이렇게 수득된 스테이플 섬유를 소면 단계에서 웹으로 제조하고 높은 수압의 스트림 80kg/㎠를 사용하여 부직포를 제조하기 위한 공정을 수행한다.
공정 조건 및 이렇게 수득된 부직포의 성능의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
제1성분으로서 230℃에서 MFR이 30g/10min인 폴리프로필렌 및 제2성분으로서 190℃에서 MFR이 25g/10min인 고밀도 폴리에틸렌을 실시예 1에서 첨가된 바와 같은 동일한 친수성 성분 6중량%와 혼합함으로써 제조되는 혼합된 수지를 분할형 복합섬유를 방사 구금을 통해 압출시켜 제1성분 대 제2성분의 용적비가 5 대 5인, 단면이 제1도에 나타낸 바와 같은 분할형 복합섬유를 형성한다.
이렇게 형성된 분할형 복합섬유를 신장비 4.0배로 신장시키고, 크림프기를 사용하여 크림프 처리하여 약 17크림프/inch의 크림프를 부여하고, 섬유가공제로서 알킬 포스페이트의 칼륨염 0.3중량%로 도포한 다음, 절단한다. 이어서, 필라멘트 데니어가 2.0이고, 섬유 길이가 45mm이며, 강도가 3.8g/d이고, 신도가 45%인 스테이플 섬유를 수득한다.
이렇게 수득된 스테이플 섬유를 소면 단계에서 웹으로 제조하고 높은 수압의 스트림 80kg/㎠를 사용하여 부직포를 제조하기 위한 공정을 수행한다.
공정 조건 및 이렇게 수득된 부직포의 성능의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 4]
제1성분으로서 230℃에서 MFR이 30g/10min인 폴리프로필렌 및 제2성분으로서 190℃에서 MFR이 25g/10min인 고밀도 폴리에틸렌을 실시예 1에서 첨가된 바와 같은 동일한 친수성 성분 6중량%와 혼합함으로써 제조되는 혼합된 수지를 분할형 복합섬유를 방사 구금을 통해 압출시켜 제1성분 대 제2성분의 용적비가 5 대 5인, 단면이 제1도에 나타낸 바와 같은 분할형 복합섬유를 형성한다.
이렇게 형성된 분할형 복합섬유를 신장비 4.0배로 신장시키고, 크림프기를 사용하여 크림프 처리하여 약 17크림프/inch의 크림프를 부여하고, 섬유가공제로서 알킬 포스페이트의 칼륨염 0.3중량%로 도포한 다음, 절단한다. 이어서, 필라멘트 데니어가 6.0이고, 섬유 길이가 51mm이며, 강도가 3.5g/d이고, 신도가 55%인 스테이플 섬유를 수득한다.
이렇게 수득된 스테이플 섬유를 소면 단계에서 웹으로 제조하고 높은 수압의 스트림 80kg/㎠를 사용하여 부직포를 제조하기 위한 공정을 수행한다.
공정 조건 및 이렇게 수득된 부직포의 성능의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 5]
제1성분으로서 230℃에서 MFR이 30g/10min인 폴리프로필렌 및 제2성분으로서 190℃에서 MFR이 25g/10min인 고밀도 폴리에틸렌을 실시예 1에서 첨가된 바와 같은 동일한 친수성 성분 7중량%와 혼합함으로써 제조되는 혼합된 수지를 분할형 복합섬유를 방사 구금을 통해 압출시켜 제1성분 대 제2성분의 용적비가 5 대 5인, 단면이 제1도에 나타낸 바와 같은 분할형 복합섬유를 형성한다.
이렇게 형성된 분할형 복합섬유를 신장비 6.0배로 신장시키고, 크림프기를 사용하여 크림프 처리하여 약 17크림프/inch의 크림프를 부여하고, 섬유가공제로서 알킬 포스페이트의 칼륨염 0.3중량%로 도포한 다음, 절단한다. 이어서, 필라멘트 데니어가 2.0이고, 섬유 길이가 45mm이며, 강도가 3.6g/d이고, 신도가 32%인 스테이플 섬유를 수득한다.
이렇게 수득된 스테이플 섬유를 소면 단계에서 웹으로 제조하고 높은 수압의 스트림 80kg/㎠를 사용하여 부직포를 제조하기 위한 공정을 수행한다.
공정 조건 및 이렇게 수득된 부직포의 성능의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 6]
제1성분으로서 230℃에서 MFR이 30g/10min인 폴리프로필렌을 실시예 1에서 첨가된 바와 같은 동일한 친수성 성분 3중량%와 혼합함으로써 제조되는 혼합 수지 및 제2성분으로서 190℃에서 MFR이 25g/10min인 고밀도 폴리에틸렌을 실시예 1에서 첨가된 바와 같은 동일한 친수성 성분 3중량%와 혼합함으로써 제조되는 혼합된 수지를 분할형 복합섬유를 방사 구금을 통해 압출시켜 제1성분 대 제2성분의 용적비가 5 대 5인, 단면이 제1도에 나타낸 바와 같은 분할형 복합섬유를 형성한다.
이렇게 형성된 분할형 복합섬유를 신장비 5.0배로 신장시키고, 크림프기를 사용하여 크림프 처리하여 약 17크림프/inch의 크림프를 부여하고, 섬유가공제로서 알킬 포스페이트의 칼륨염 0.3중량%로 도포한 다음, 절단한다. 이어서, 필라멘트 데니어가 2.0이고, 섬유 길이가 51mm이며, 강도가 3.5g/d이고, 신도가 45%인 스테이플 섬유를 수득한다.
이렇게 수득된 스테이플 섬유를 소면 단계에서 웹으로 제조하고 높은 수압의 스트림 80kg/㎠를 사용하여 부직포를 제조하기 위한 공정을 수행한다.
공정 조건 및 이렇게 수득된 부직포의 성능의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 7 및 8]
부직포는 실시예 3에서와 동일한 과정에 의해 제조되지만 웹은 수압 80kg/㎠의 스트림을 사용하는 2단계 또는 3단계로 처리된다.
공정 조건 및 이렇게 수득된 부직포의 성능의 측정 결과를 표 1에 나타낸다
[비교실시예 1]
제1성분으로서 230℃에서 MFR이 30g/10min인 폴리프로필렌 및 제2성분으로서 190℃에서 MFR이 25g/10min인 고밀도 폴리에틸렌을 분할형 복합섬유를 방사 구금을 통해 압출시켜 제1성분 대 제2성분의 용적비가 5 대 5인, 단면이 도 1에 나타낸 바와 같은 분할형 복합섬유를 형성한다.
이렇게 형성된 분할형 복합섬유를 신장비 6.0배로 신장시키고, 크림프기를 사용하여 크림프 처리하여 약 17크림프/inch의 크림프를 부여하고, 섬유가공제로서 알킬 포스페이트의 칼륨염 0.3중량%로 도포한 다음, 절단한다. 이어서, 필라멘트 데니어가 2.0이고, 섬유 길이가 51mm이며, 강도가 4.3g/d이고, 신도가 30%인 스테이플 섬유를 수득한다.
이렇게 수득된 스테이플 섬유를 소면 단계에서 웹으로 제조하고 높은 수압의 스트림 80kg/㎠를 사용하여 부직포를 제조하기 위한 공정을 수행한다.
공정 조건 및 이렇게 수득된 부직포의 성능의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교실시예 2]
제1성분으로서 230℃에서 MFR이 30g/10min인 폴리프로필렌 및 제2성분으로서 190℃에서 MFR이 25g/10min인 고밀도 폴리에틸렌을 실시예 1에서 첨가된 바와 같은 동일한 친수성 성분 0.5중량%와 혼합함으로써 제조되는 혼합된 수지를 분할형 복합섬유를 방사 구금을 통해 압출시켜 제1성분 대 제2성분의 용적비가 5 대 5인, 단면이 도 1에 나타낸 바와 같은 분할형 복합섬유를 형성한다.
이렇게 형성된 분할형 복합섬유를 신장비 6.0배로 신장시키고, 크림프기를 사용하여 크림프 처리하여 약 17크림프/inch의 크림프를 부여하고, 섬유가공제로서 알킬 포스페이트의 칼륨염 0.3중량%로 도포한 다음, 절단한다. 이어서, 필라멘트 데니어가 2.0이고, 섬유 길이가 45mm이며, 강도가 4.0g/d이고, 신도가 43%인 스테이플 섬유를 수득한다.
이렇게 수득된 스테이플 섬유를 소면 단계에서 웹으로 제조하고 높은 수압의 스트림 80kg/㎠를 사용하여 부직포를 제조하기 위한 공정을 수행한다.
공정 조건 및 이렇게 수득된 부직포의 성능의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교실시예 3]
제1성분으로서 230℃에서 MFR(용융유량)이 30g/10min인 폴리프로필렌 및 제2성분으로서 190℃에서 MFR이 25g/10min인 고밀도 폴리에틸렌을 실시예 1에서 첨가된 바와 같은 동일한 친수성 성분 9중량%와 혼합함으로써 제조되는 혼합된 수지를 분할형 복합섬유를 방사 구금을 통해 압출시킨다. 그러나 필라멘트 연신은 샘플 섬유를 수득할 수 없을 정도로 불안정하다.
[비교실시예 4]
제1성분으로서 230℃에서 MFR(용융유량)이 10g/10min인 폴리프로필렌 및 제2성분으로서 190℃에서 MFR이 25g/10min인 고밀도 폴리에틸렌을 실시예 1에서 첨가된 바와 같은 친수성 성분 6중량%의 혼합함으로써 수득되는 혼합된 수지를 시드-코어형(sheath-core type) 복합섬유용 방사 구금을 통해 압출시켜 제1성분 대 제2성분의 용적비가 5 대 5인, 시드-코어형 복합섬유를 형성한다.
이렇게 형성된 복합섬유를 신장비 4.0배로 신장시키고, 크림프기를 사용하여 크림프 처리하여 약 17크림프/inch의 크림프를 부여하고, 섬유 가공제로서 알킬 포스페이트의 칼륨염 0.3중량%로 도포한 다음, 절단한다. 이어서, 필라멘트 데니어가 2.0이고, 섬유 길이가 45mm이며, 강도가 3.2g/d이고, 신도가 77%인 스테이플 섬유를 수득한다.
이렇게 수득된 스테이플 섬유를 소면 단계에서 웹으로 제조하고 높은 수압의 스트림 80kg/㎠를 사용하여 부직포를 제조하기 위한 공정을 수행한다.
공정 조건 및 이렇게 수득된 부직포의 성능의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교실시예 5]
비교 실시예 1을 반복하지만 압력이 80kg/㎠인 수 스트림을 사용하는 공정을 2단계 수행한다.
공정 조건 및 이렇게 수득된 부직포의 성능의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
[주]
*1 : PE 및 PP에 첨가되는 친수성 성분의 양(중량%)
*2 : 부직포의 기본 중량
*3 : 공정에 사용되는 수압(kg/㎠)×공정 단계의 수
*4 : 필라멘트 방사성이 불량하기 때문에 샘플을 수득할 수 없다.
[발명의 효과]
본 발명의 복합섬유는 친수성 성분이 블렌딩되어 섬유가 친수성 효과를 유지하는 폴리올레핀 수지이기 때문에, 본 발명의 분할형 복합섬유는 소면 공정시 거의 분할되거나 박피되지 않고 양호한 소면 공정 수행성을 나타낸다.
심지어 본 발명의 복합섬유가 소면 공정시 일정한 정도의 분할이나 박피를 유발하는 경우에도, 수지에 블렌딩된 친수성 성분이 흘러나오기 때문에 정전기 발생이 억제되고, 넵이 일어나지 않으며, 개선된 소면 공정 수행성을 나타낸다.
본 발명의 복합섬유는 섬유 자체에 블렌딩된 친수성 성분을 함유하고; 심지어 섬유 가공제로서 일단 섬유 표면에 도포된 친수성 계면 활성제를 세척하여 씻어낸 후 복합섬유의 표면에 친수성 성분이 나타난다.
본 발명의 복합섬유는 물을 방수시키지 않으며, 벌키해지지 않지만 섬유가 친수성 효과를 유지하기 때문에 심지어 높은 수압의 스트림을 사용하는 공정(일명 워터 니들 공정)시에도 습윤성 표면 조건을 유지한다. 따라서, 높은 수압의 스트림을 사용하는 공정에서 분할 비율이 상당히 개선된다.
본 발명의 복합섬유를 사용하는 경우 분할에 의해 형성된 표면에 친수성 성분이 나타난다. 따라서 섬유의 습윤성이 증가하고, 섬유는 심지어 부직포를 형성하기 위해 물을 사용하는 공정을 반복해도 물을 피하지 않으며, 물의 충격 에너지를 균일하게 받는다. 따라서, 적은 수의 공정 단계로 충분한 정도로 균일하게 분할된 극세 섬유의 부직포를 수득한다.
극세 섬유를 포함하는 본 발명의 부직포는 부직포에 함유되는 분할되지 않은 섬유의 수가 작다. 극세 섬유는 부직포에서 서로 균일하게 분산되고 교략된다. 더욱이, 부직포는 친수성 성분이 섬유에 블렌딩되기 때문에 유연하고 친수성 특성을 보유한다.
본 발명의 부직포는 섬유에 블렌딩된 친수성 성분을 함유하고 단면이 비원형인 섬유를 포함하기 때문에 섬유는 지방 및 오일에 의한 오염 뿐만 아니라 물 속의 불순물에 의한 오염에 대해 양호한 와이핑 특성을 나타낸다.

Claims (4)

  1. 하나 이상의 수지가 이에 블렌딩된 친수성 성분을 0.1 내지 7.0중량% 함유하는, 주로 폴리올레핀 수지로 이루어진 분할형 폴리올레핀 복합섬유.
  2. 제1항에 있어서, 친수성 성분이 지방산 글리세라이드, 알콕시화 알킬페놀 및 폴리옥시알킬렌 지방산 에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물인 분할형 폴리올레핀 복합섬유.
  3. 제1항에서 정의한 분할형 폴리올레핀 복합섬유를 분할함으로써 수득되는, 크기가 0.5denier 이하이고 단면이 비원형인 극세 섬유를 포함하는 부직포.
  4. 제2항에서 정의한 분할형 폴리올레핀 복합섬유를 분할함으로써 수득되는, 크기가 0.5denier 이하이고 단면이 비원형인 극세 섬유를 포함하는 부직포.
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