KR20010030779A - 다성분 필라멘트용 크림프 향상 첨가제 - Google Patents

Abstract

스펀본드 다성분 필라멘트 및 이로부터 제조된 부직웹이 개시되어 있다. 본 발명에 따라, 다성분 필라멘트는 크림프 향상 첨가제를 함유한다. 특히, 크림프 향상 첨가제는 고화 속도를 가속화시키기 위해 중합체 성분중 하나에 첨가된다. 이 첨가제는 크림프를 향상시키고, 고도로 크림핑된 필라멘트를 보다 적은 데니어로 제조할 수 있게 하고, 개선된 신장성 및 천-유사 특성을 갖는 저밀도 웹을 제조할 수 있게 한다. 특히, 필라멘트내 포함된 첨가제는 알킬 에테르 알콕실레이트, 실록산 알콕실레이트, 폴리알킬렌 글리콜의 에스테르, 다당류 유도체, 글리세롤 에스테르 또는 이들의 혼합물과 같은 비이온계 계면활성제이다.

Description

다성분 필라멘트용 크림프 향상 첨가제 {Crimp Enhancement Additive for Multicomponent Filaments}

부직포는 바람직하게는 특정 수준의 부드러움, 강도, 균일성, 흡수성과 같은 액체 처리 특성, 및 다른 물리적 특성을 갖는 다양한 제품을 제조하는데 사용된다. 그러한 제품은 타월, 산업용 와이퍼, 실금자용 제품, 필터 제품, 아기 기저귀와 같은 유아 보호 제품, 여성용 흡수 보호 제품, 및 의료용 의복과 같은 가먼트를 포함한다. 이들 제품은 종종 다층의 부직포로 제조되어 목적하는 특성의 조합을 얻는다. 예를 들어, 중합체 부직포로부터 제조된 1회용 아기 기저귀는 아기 피부에 적합한 부드러운 다공성 라이너 층, 강하고 부드러우며 불투과성인 외피층, 및 부드럽고, 부피가 크고, 흡수성인 1개 이상의 내부 액체 처리 층을 포함할 수 있다.

상기와 같은 부직포는 통상 열가소성 물질을 용융 방사시킴으로써 제조된다. 그러한 직물은 스펀본드 재료라 부른다. 스펀본드 중합체 부직웹은 통상 방사구를 통해 열가소성 물질을 압출시키고, 압출된 물질을 고속도의 공기 스트림을 사용하여 필라멘트로 연신시켜 수집 표면에서 랜덤한 웹을 형성함으로써 열가소성 물질로부터 제조된다.

물리적 특성, 특히 연성, 강도 및 흡수성의 바람직한 조합을 갖는 스펀본드 재료가 제조되었으나, 그에 한계가 있었다. 예를 들어, 몇몇 용도에 대해, 폴리프로필렌과 같은 중합체 물질은 바람직한 수준의 강도를 가지나, 바람직한 수준의 연성을 가질 수는 없다. 다른 한 편으로, 몇몇 경우에 폴리에틸렌과 같은 물질은 바람직한 수준의 연성을 가지나 바람직한 수준의 강도를 가질 수는 없다.

물리적 특성의 바람직한 조합을 갖는 부직 재료를 제조하고자 하는 일환으로, 다성분 또는 이성분 필라멘트 및 섬유로부터 제조된 중합체 부직포를 개발하였다. 이성분 또는 다성분 중합체 섬유 또는 필라멘트는 구별되는 2개 이상의 중합체 성분을 포함한다. 본원 명세서에 사용되는 필라멘트는 연속적인 가닥의 재료를 의미하고, 섬유는 한정된 길이를 갖는 절단 또는 불연속적인 가닥을 의미한다. 다성분 필라멘트의 첫번째 및 후속되는 성분들은 필라멘트의 단면적을 따라 실질적으로 구별되는 대역으로 배열되어 있고 필라멘트의 길이를 따라 연속적으로 연장되어 있다. 통상, 한 성분은 다른 성분과 상이한 특성을 나타내어 필라멘트가 2개 성분의 특성을 나타낸다. 예를 들어, 한 성분은 비교적 강한 폴리프로필렌일 수 있고, 다른 성분은 비교적 연성인 폴리에틸렌일 수 있다. 따라서, 강하면서 연성인 부직포가 생성된다.

웹의 개선된 유체 처리 성능 또는 향상된 "천-유사" 촉감을 위한 이성분 부직웹의 벌크 또는 충실성을 증가시키기 위해, 이성분 필라멘트 또는 섬유는 종종 크림핑된다. 이성분 필라멘트는 기계적으로 크림핑되거나 또는 적절한 중합체가 사용되는 경우 자연 크림핑될 수 있다. 본원 명세서에 사용되는 자연 크림프 필라멘트는 필라멘트내에 있는 잠재(latent) 크림프를 활성화시켜 크림핑된 필라멘트이다. 예를 들어, 한 실시 양태에서 필라멘트는 연신된 후 가열 기체와 같은 기체에 적용됨으로써 자연 크림핑될 수 있다.

일반적으로, 별도의 기계적 과정에서 필라멘트를 크림핑해야하는 것과 달리 자연 크림핑될 수 있는 필라멘트를 제조하는 것이 더욱 바람직하다. 그러나, 과거에, 특정 용도에 요구되는 정도로 자연 크림핑되는 필라멘트를 제조할 때 어려움이 있었다.

또한, 과거에, 다성분 필라멘트를 가열된 공기와 접촉시킴으로써 필라멘트를 자연 크림핑하는 것이 일반적으로 필요했다. 특히, 필라멘트내에 존재하는 임의의 잠재 크림프를 활성화시키기 위해 177℃(350。F) 만큼 높은 온도로 공기를 가열하는 것이 통상 필요했다. 불행히도, 기체를 고온으로 가열하는 것은 실질적으로 공정에 있어 에너지 요구사항을 증가시켰다. 다성분 필라멘트가 가열된 기체 스트림에 노출되지 않고도 자연 크림핑될 수 있다면 특히 바람직할 것이다.

그러한 것으로, 현재, 향상된 자연 크림프 특성을 갖는 다성분 필라멘트를 제조하는 방법에 대한 필요성이 있다. 또한, 그러한 필라멘트로부터 제조된 부직포 웹에 대한 필요성이 있다.

〈발명의 요약〉

본 발명은 상기의 단점 및 종래 기술의 제조 방법의 다른 단점을 인식하며 해결하고자 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 개선된 부직포 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고도로 크림핑된 필라멘트를 포함하는 중합체성 부직포 및 이를 경제적으로 제조 하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 직물을 제조하는데 사용되는 필라멘트 및 섬유의 크림프 정도를 변화시킴으로써 중합체성 부직포의 특성을 조절하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다성분 필라멘트를 자연 크림핑하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 필라멘트의 성분중 하나에 크림프 향상 첨가제를 첨가함으로써 다성분 필라멘트를 자연 크림핑하는 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적은 비이온계 계면활성제가 필라멘트를 제조하는데 사용되는 중합체성 성분중 하나에 첨가된 다성분 크림프 필라멘트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 필라멘트를 주변 온도의 기체에 노출시킴으로써 다성분 필라멘트를 자연 크림핑하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적들은 부직웹을 형성하는 방법을 제공함으로써 달성된다. 이 방법은 다성분 필라멘트를 용융 방사하는 단계를 포함한다. 다성분 필라멘트는 제1 중합체 성분 및 제2 중합체 성분을 포함한다. 잠재 크림프를 갖는 필라멘트를 얻기 위해 제1 중합체 성분은 제2 중합체 성분보다 빠른 고화 속도를 갖는다. 본 발명에 따라, 제1 중합체 성분은 크림프 향상 첨가제를 함유한다. 특히, 크림프 향상 첨가제는 비이온계 계면활성제이다.

다성분 필라멘트가 용융 방사되면, 연신되고, 자연 크림핑된다. 그 후, 크림프 필라멘트는 다양한 용도에 사용하기 위해 부직웹으로 형성된다.

한 실시 양태에서, 크림프 향상 첨가제는, 예를 들어, 지방 알코올의 에테르일 수 있다. 본원 명세서에 사용되는 지방 알코올은 탄소수 20 이하, 특히 탄소수 10이하의 알코올을 가리킨다. 예를 들어, 지방 알코올의 에테르는 알킬 에테르 알콕실레이트를 포함할 수 있다.

본 발명에 사용될 수 있는 다른 비이온계 계면활성제는 실록산 알콕실레이트, 및 폴리알킬렌 글리콜의 에스테르, 예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리프로필렌 글리콜의 지방산 에스테르를 포함한다. 본 발명의 용도에 특히 적합한 폴리알킬렌 글리콜의 에스테르의 한 특정 예는 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트이다.

비이온계 계면활성제의 또 다른 예는 글리세롤 에스테르 및 다당류 유도체를 포함한다. 예를 들어, 한 실시 양태에서, 크림프 향상 첨가제는 소르비탄 모노올레이트 및 폴리에톡실화 수소화 피마자유와 같은 알콕실화 피마자유의 혼합물일 수 있다.

바람직하게는, 제1 중합체 성분은 폴리프로필렌, 또는 주로 폴리프로필렌을 함유하는 공중합체이다. 다른 한 편으로, 제2 중합체 성분은 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌의 공중합체, 및 폴리에틸렌의 공중합체일 수 있다.

일반적으로, 본 발명의 크림프 향상 첨가제는 제1 중합체 성분에 약 5 중량% 이하, 특히 약 0.5 내지 약 5 중량%로 첨가될 수 있다. 한 가지 바람직한 실시 양태에서, 크림프 향상 첨가제는 제1 중합체 성분에 약 1.5 내지 약 3.5 중량%로 첨가된다.

크림프 향상 첨가제가 존재하는 경우, 크림프 향상 첨가제는 필라멘트가 큰 정도로 자연 크림핑되게 한다. 예를 들어, 본 발명에 따라 제조된 필라멘트는 통상 3.9개 크림프/cm(10개 크림프/in) 이상, 특히 약 5.9 내지 약 9.8개 크림프/cm(약 15 내지 약 25개 크림프/in)이다. 종래 기술과 달이 특히 유리한 것은, 본 발명의 필라멘트가 가열된 기체에 노출되지 않고도 자연 크림핑될 수 있다는 것이다. 대신에, 필라멘트내에 존재하는 잠재 크림프는 필라멘트 형성시 필라멘트를 단순히 주변온도의 공기와 접촉시킴으로써 활성화될 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 목적 및 다른 목적들이 크림핑된 스펀본드 다성분 필라멘트로부터 제조된 부직웹을 제공함으로써 달성된다. 크림핑된 다성분 필라멘트는 적어도 제1 중합체 성분 및 제2 중합체 성분으로부터 제조된다. 특히, 중합체 성분은 제1 중합체 성분이 제2 중합체 성분보다 빠른 고화 속도를 갖도록 선택된다. 본 발명에 따라, 제1 중합체 성분은 비이온계 계면활성제를 포함하는 크림프 향상 첨가제를 함유한다.

예를 들어, 한 실시 양태에서, 크림프 필라멘트는 폴리프로필렌 성분, 및 제2 폴리프로필렌 성분 또는 폴리에틸렌 성분 중 하나를 포함하는 이성분 필라멘트일 수 있다. 비이온계 계면활성제는 폴리프로필렌 성분에 약 5 중량% 이하로 첨가될 수 있다. 예를 들어, 비이온계 계면활성제는 알킬 에테르 알콕실레이트, 실록산 알콕실레이트, 폴리알킬렌 글리콜의 에스테르, 글리세롤 에스테르, 다당류 유도체, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 관점은 하기에 더욱 상세히 기술될 것이다.

본 발명은 일반적으로 스펀본드 다성분 필라멘트 및 이로부터 제조된 부직웹에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다성분 필라멘트를 제조하는데 사용되는 중합체 중 하나에 첨가제를 혼입시키는 것에 관한 것이다. 이 첨가제는 크림프를 향상시키고, 더 적은 데니어를 허용하고, 일반적으로 필라멘트를 자연 크림핑(crimping)하는 방법을 단순화하고, 개선된 신장성 및 천-유사 특성을 갖는 웹을 생성한다. 특히, 필라멘트내에 혼입되는 첨가제는 비이온계 계면활성제이다.

당업계의 숙련자에게, 최상의 방식을 포함하여 본 발명의 완전하고 실시 가능한 개시가 첨부된 도면을 참고로 하여 명세서의 나머지 부분에서 더욱 구체적으로 제시된다:

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 양태를 이루는 공정 라인의 개략도이다.

도 2A는 나란히 배열된 중합체 성분 A 및 B로써 본 발명의 실시 양태에 따라 제조된 필라멘트의 단면적을 나타내는 개략도이다.

도 2B는 이심(離心) 쉬이쓰(sheath)/코어(core) 배열된 중합체 성분 A 및 B로써 본 발명의 실시 양태에 따라 제조된 필라멘트의 단면적을 나타내는 개략도이다.

본 명세서 및 도면에서 참조 문자를 반복 사용하는 것은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징 또는 요소를 나타내기 위한 것이다.

〈바람직한 실시 양태의 상세한 설명〉

본 설명은 단지 예시적인 실시 양태만으로 기재되며, 예시적인 제조로 구현되는 본 발명의 넓은 관점을 제한하기 위한 것은 아니라는 것이 당업계의 숙련자에게 이해될 것이다.

본 발명은 일반적으로 다성분 필라멘트 및 이로부터 제조된 스펀본드 웹에 관한 것이다. 특히, 필라멘트는, 예를 들어, 나선형 배열로 자연 크림핑된다. 필라멘트를 크림핑하는 것은 벌크, 연성, 드레이프성을 증가시키고, 이 필라멘트로부터 제조된 부직웹의 강도를 증가시킬 수 있다. 또한, 이러한 부직웹은 개선된 유체 처리 특성, 향상된 천-유사 외관 및 촉감을 가진다.

본 발명에 사용하기 위한 다성분 필라멘트는 2개 이상의 중합체 성분을 함유한다. 예를 들어, 중합체 성분은 나란한 배열 또는 이심 쉬이쓰-코어 배열일 수 있다. 중합체 성분은 필라멘트가 자연 크림핑되도록 하기 위해 서로에 대해 상이한 고화 속도를 갖는 반결정성 및 결정성 열가소성 중합체로부터 선택된다. 특히, 중합체 성분 중 하나는 다른 중합체 성분보다 빠른 고화 속도를 갖는다.

본원 명세서에 사용되는, 중합체의 고화 속도는 유연 가공 또는 용융된 중합체가 경화하고 고정된 구조를 형성하는 속도를 가리킨다. 중합체의 고화 속도는 중합체의 용융 온도 및 결정화 속도를 포함하는 상이한 파라미터에 의해 영향을 받는다고 믿어진다. 예를 들어, 빠르게 고화하는 중합체는 통상 느린 고화 속도를 갖는 중합체보다 약 10℃ 이상, 바람직하게는 약 20℃ 이상, 더욱 바람직하게는 약 30℃ 이상인 융점을 갖는다. 그러나, 중합체 성분 양쪽다 결정화 속도가 상이한 것으로 측정되면 유사한 융점을 가질 수 있다.

공지되지는 않았지만, 다성분 필라멘트의 잠재 크림프성이 중합체 성분사이에 수축 특성이 상이함으로 인해 필라멘트내에 생성되는 것으로 믿어진다. 또한, 중합체 성분 사이에 상이한 수축의 주요 원인이 섬유 제조 과정시 느리게 고화하는 중합체의 불완전한 결정화인 것으로 믿어진다. 예를 들어, 필라멘트의 형성시, 빠르게 고화하는 중합체가 고화될 때, 느리게 고화하는 중합체는 부분 고화되고, 측정할 수 있을 정도로 더 이상 연신되지 않음으로써 상당한 연신력을 추가로 받지 못한다. 연신력의 부재하에 느리게 고화된 중합체는 냉각 및 고화되면서 상당한 정도로 더 결정화되지 못한다. 따라서, 생성된 필라멘트는 잠재 크림프성을 가지며, 그러한 잠재 크림프성은 느리게 고화하는 중합체의 분자들을 충분히 이동시켜 추가 결정화 및 수축을 용이하게 하는 공정을 필라멘트에 수행함으로써 활성화될 수 있다.

본 발명은 다성분 필라멘트중에 함유된 중합체 성분 중 하나에 크림프 향상 첨가제를 첨가하는 것에 관한 것이다. 크림프 향상 첨가제는 중합체 성분 사이에 고화 속도의 차이를 생성하거나 증가시킴으로써 필라멘트내에 큰 정도의 자연 크림핑 잠재성을 생성한다. 특히, 본 발명의 크림프 향상 첨가제는 중합체와 배합될 때 중합체의 고화 속도를 가속시킨다는 것이 발견되었다.

예를 들어, 한 실시 양태에서, 폴리프로필렌 성분 및 폴리에틸렌 성분을 함유하는 이성분 필라멘트가 제조될 수 있다. 일반적으로, 폴리프로필렌 성분은 폴리에틸렌 성분보다 빠른 고화 속도를 갖는다는 것이 공지되어 있다. 본 발명에 따라서, 크림프 향상 첨가제는 폴리프로필렌 성분에 첨가되어 폴리프로필렌의 고화 속도를 더욱 가속시킬 수 있다. 이 방식으로, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌의 고화 속도 사이의 차이는 휠씬 더 커지게 되어, 향상된 잠재 크림프성을 갖는 필라멘트를 생성한다.

두 중합체 성분의 고화 속도사이의 더 큰 차이를 생성하는 것이외에, 또한, 본 발명의 크림프 향상 첨가제는 모두가 동일하거나 유사한 고화 속도를 갖는 2개 이상의 중합체 성분으로부터 제조된 필라멘트내에 잠재 크림프를 생성하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 한 실시 양태에서, 첨가제는 제1 중합체 성분 및 제2 중합체 성분이 동일한 중합체로부터 제조되는 이성분 필라멘트에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 폴리프로필렌으로부터 제조된 제1 중합체 성분, 및 또한 폴리프로필렌으로부터 제조된 제2 중합체 성분을 함유하는 이성분 필라멘트에서, 본 발명의 크림프 향상 첨가제는 이 성분중 하나와 배합될 수 있다. 중합체 성분 중 하나에 첨가될 때, 그 중합체 성분의 고화 속도가 증가하고, 다른 중합체 성분과 상이한 고화 속도를 생성함으로써 필라멘트내 잠재 크림프성을 생성한다. 이 방법을 통해, 오직 모두가 유사한 고화 속도를 갖는 중합체 성분으로부터 제조된 다성분 필라멘트는 기계적 크림핑되어야 하는 대신에 자연 크림핑될 수 있다.

중합체 물질의 고화 속도를 증가시키고, 또한, 스펀본드 공정에 사용하기에 특히 적합한 것으로 밝혀진, 본 발명의 크림프 향상 첨가제는 일반적으로 중합체 용융물과 상용적인 비이온계 계면활성제, 또는 비이온계 계면활성제의 블렌드에 관한 것이다. 예를 들어, 비이온계 계면활성제의 예는 지방 알코올의 에테르, 실록산 알콕실레이트, 폴리알킬렌 글리콜의 에스테르, 글리세롤 에스테르, 다당류 유도체 및 이들의 혼합물을 포함한다.

예를 들어, 지방 알코올의 에테르의 예는 특히 알킬 에테르 에톡실레이트 및 알킬 에테르 프로폭실레이트와 같은 알킬 에테르 알콕실레이트를 포함한다. 본 발명의 방법에 사용될 수 있는 상업적으로 시판되는 알킬 에테르 알콕실레이트 중 하나는 롱-폴랑(Rhone-Poulenc, Cranbury, New Jersey)사가 시판하는 안타록스(ANTAROX) BL-214 계면활성제이다. 안타록스 BL-214 계면활성제는 에톡실화 및 프로폭실화 C8 내지 C10 알코올의 혼합물이다.

실록산 알콕실레이트는 에톡실화 실록산 및 프로폭실화 실록산을 포함하는 실리콘 계면활성제이다. 본 발명의 크림프 향상 첨가제로서 사용될 수 있는 상업적으로 시판되는 실리콘 계면활성제의 한 예는 PPG 인더스트리즈, 인크(PPG Industries Inc., Gurnee, Illinois)사가 시판하는 마실(MASIL) SF 19 계면활성제이다.

본 발명의 크림프 향상 첨가제로서 사용될 수 있는 또다른 계열의 화합물에는 폴리알킬렌 글리콜의 에스테르, 특히 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜의 지방산 에스테르를 포함한다. 예를 들어, 폴리알킬렌 글리콜과 배합될 수 있는 지방산은 라우르산, 팔미트산, 스테아르산 등을 포함한다. 예를 들어, 상업적으로 시판되는 폴리알킬렌 글리콜의 지방산 에스테르 중 하나는 일리노이주 거니의 PPG 인더스트리즈, 인크사가 시판하는 마페그(MAPEG) 400 ML이다. 마페그 400 ML은 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트이다. 특히, 본 발명에는 중요하지 않지만, 마페그 400 ML은 분자량이 약 400인 폴리에틸렌 글리콜로 제조된다.

본 발명에 사용될 수 있는 다른 비이온계 계면활성제는 다당류 유도체 및 글리세롤 에스테르를 포함한다. 다당류 유도체의 한 예는 소르비탄 모노올레이트인 반면, 글리세롤 에스테르는, 예를 들어, 알콕실화 피마자유를 포함할 수 있다. 소르비탄 모노올레이트 및 폴리에톡실화 수소화 피마자유의 혼합물을 함유하는 상업적으로 시판되는 비이온계 계면활성제 중 하나는 ICI 아메리카즈 인크(ICI Americas Inc., Wilmington, Delaware)사가 시판하는 아코벨 베이스(AHCOVEL BASE N-62)이다.

상기 기재된 바와 같이, 상기 비온계 계면활성제는 중합체 물질과 배합될 때 중합체의 고화 속도를 증가시킨다는 것이 발견되었다. 본 발명의 크림프 향상 첨가제가 다성분 필라멘트에 첨가될 때, 이 첨가제는 유사한 고화 속도를 갖는 중합체로부터 제조된 필라멘트내에 잠재 크림프를 생성하거나, 또는 이미 상이한 고화 속도를 갖는 중합체로부터 제조된 필라멘트내에 더 큰 양의 잠재 크림프를 생성하는데 사용될 수 있다.

더 큰 자연 크림프를 갖는 다성분 필라멘트를 생성하는 것외에, 또한, 본 발명의 크림프 향상 첨가제는 다른 많은 장점 및 이점을 제공한다는 것이 발견되었다. 예를 들어, 본 발명의 필라멘트는 더 큰 정도의 크림핑을 갖기 때문에, 이 필라멘트로부터 제조된 직물 및 웹은 큰 벌크 및 낮은 밀도를 갖는다. 더 낮은 밀도의 웹을 제조함으로써, 더 적은 물질이 웹을 제조하는데 필요하고, 따라서 웹을 생산하는데 비용이 덜 든다. 웹은 낮은 밀도를 갖는 것외에 큰 천-유사성, 더 유연한 촉감, 큰 신장성, 우수한 회수성 및 우수한 내마모성을 갖는 것으로 발견되었다.

본 발명의 크림프 향상 첨가제의 추가 이점은 첨가제가 비교적 높은 자연 크림프를 가지면서 동시에 비교적 낮은 데니어를 갖는 다성분 필라멘트를 형성하게 한다는 것이다. 본원 명세서에 사용되는 데니어는 필라멘트의 선형 밀도를 가리킨다. 과거에, 비교적 높은 자연 크림프를 가지면서, 예를 들어, 2 미만의 낮은 선형 밀도 또는 데니어의 필라멘트를 제조하는 것이 매우 어려웠다. 과거에, 낮은 데니어 섬유를 제조하는데 사용되는 연신력은 일반적으로 필라멘트내 존재하는 중요한 임의의 잠재 크림프를 방지하거나 제거하였다. 다른 한 편으로, 본 발명에 따라 제조된 필라멘트는 2보다 적거나, 1.2보다 휠씬 더 적은 데니어에서 3.9 크림프/cm(10 크림프/in)보다 클 수 있다.

상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 직물은 적어도 제1 및 제2 중합체 성분을 포함하는 연속적인 다성분 중합체 필라멘트를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시 양태는 제1 중합체 성분 A 및 제2 중합체 성분 B를 포함하는 연속적인 이성분 필라멘트를 포함하는 중합체 직물이다. 이성분 필라멘트는 단면적, 길이 및 표면 둘레를 갖는다. 제1 및 제2 성분 A 및 B는 이성분 필라멘트의 단면적을 따라 실질적으로 구별된 대역으로 배열되어 있고, 이성분 필라멘트의 길이 방향을 따라 연속적으로 연장되어 있다. 제 2성분 B는 이성분 필라멘트의 길이를 따라 연속적으로 이성분 필라멘트의 표면 둘레의 적어도 일부분을 구성한다.

제1 및 제2 성분 A 및 B는 도 2A에 나타낸 바와 같이 나란한 배열 또는 도 2B에 나타낸 바와 같이 이심 쉬이쓰/코어 배열로 배열되어 생성된 필라멘트가 나선형 자연 크림프를 나타낸다. 중합체 성분 A는 쉬이쓰/코어 배열에서 필라멘트의 코어이고, 중합체 성분 B는 쉬이쓰이다. 다성분 중합체 필라멘트를 그러한 배열로 압출시키는 방법은 당업계의 숙련자에게 공지되어 있다.

폭넓게 다양한 중합체가 본 발명을 수행하는데 적합하다. 바람직하게는, 본 발명에 따라 필라멘트를 제조하는데 선택된 중합체는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀이다. 대부분의 용도에 대해, 본 발명의 크림프 향상 첨가제가 상기 기재된 바와 같이 중합체 성분 A에 첨가된다. 또한, 크림프 향상 첨가제는 폴리프로필렌, 또는 폴리프로필렌을 함유하는 공중합체에 첨가되어야 하는 것이 발견되었다.

따라서, 한 실시 양태에서, 중합체 성분 A는 폴리프로필렌, 또는 프로필렌 및 부틸렌의 공중합체와 같은 폴리프로필렌을 함유하는 랜덤 공중합체를 포함할 수 있다.

다른 한 편으로, 중합체 성분 B는 바람직하게는 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 고밀도 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체를 포함한다. 특히 유리한 것은, 중합체 성분 A 및 중합체 성분 B는 동일한 폴리프로필렌 중합체로부터 제조될 수 있고, 중합체 성분 중 한 성분에 크림프 향상 첨가제를 첨가함으로써 자연 크림프를 갖는 필라멘트가 형성될 수 있다는 것이다.

본 발명의 다성분 필라멘트를 제조하는데 적합한 물질은 엑손(Exxon, Houston, Tex.)으로부터 시판되는 에스코렌(ESCORENE) PD-3445 폴리프로필렌, 엑손으로부터 시판되는 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체, 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Company, Midland, Mich.)로부터 시판되는 아스푼(ASPUN) 6811A, XU 61800 및 2553 폴리에틸렌, 다우 케미칼 캄파니로부터 시판되는 25355 및 12350 고밀도 폴리에틸렌을 포함한다.

폴리프로필렌이 성분 A이고, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌이 성분 B인 경우, 이성분 필라멘트는 약 20 내지 약 80 중량%의 성분 A 및 약 20 내지 약 80 중량%의 성분 B를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 필라멘트는 약 40 내지 약 60 중량%의 성분 A 및 약 40 내지 약 60 중량%의 성분 B를 포함한다.

크림프 향상 첨가제를 중합체 성분과 배합하기 위해, 한 실시 양태에서, 중합체 및 첨가제는 다성분 필라멘트의 형성시 블렌딩되고 함께 압출될 수 있다. 또 다른 실시 양태에서, 크림프 향상 첨가제 및 중합체 성분은 본 발명의 필라멘트로 형성되기 전에 용융 블렌딩될 수 있다. 예를 들어, 중합체 성분 및 첨가제는 필라멘트로 용융 방사되기 전에 트윈 스크류 압출기를 통해 압출되어 펠렛으로 형성될 수 있다. 상기 기재된 바와 같이 필라멘트의 형성전에 중합체 성분을 크림프 향상 첨가제와 배합하는 것은 성분사이의 우수한 혼합을 촉진할 수 있다.

일반적으로, 크림프 향상 첨가제는 약 5 중량% 이하로 중합체 성분 중 하나에 첨가될 수 있다. 특히, 한 바람직한 실시 양태에서, 크림프 향상 첨가제는 약 0.5 내지 약 5 중량%, 특히 약 1.5 내지 약 3.5 중량%로 상기 중합체 A에 첨가될 수 있다. 너무 많은 첨가제를 중합체와 배합하면, 중합체의 점도가 중합체를 필라멘트로 효과적으로 방사할 수 없는 점까지 증가할 수 있고, 필라멘트가 파손될 수 있다.

본 발명에 따라 다성분 필라멘트 및 부직웹을 제조하는 한 방법은 도 1을 참고로 하여 상세히 설명될 것이다. 하기 방법은 파이크(Pike) 등의 미국 특허 제5,382,400호에 기재된 방법과 유사하며, 본원 명세서에 완전히 참고로 포함된다.

도 1에 대해, 본 발명의 바람직한 실시 양태를 이루는 공정 라인(10)이 개시되어 있다. 공정 라인(10)은 연속적인 이성분 필라멘트를 생성하도록 배열되어 있으나, 본 발명이 2개 이상의 성분을 갖는 다성분 필라멘트로 제조된 부직포를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 부직포는 3개 또는 4개 성분을 갖는 필라멘트로 제조될 수 있다.

공정 라인(10)은 별도로 중합체 성분 A 및 중합체 성분 B를 압출시키기 위한 한 쌍의 압출기(12a) 및 (12b)를 포함한다. 중합체 성분 A는 제1 호퍼(14a)로부터 각 압출기(12a)에 공급되고, 중합체 성분 B는 제2 호퍼(14b)로부터 각 압출기(12b)에 공급된다. 중합체 성분 A 및 B는 압출기 (12a) 및 (12b)로부터 각 중합체 통로(16a) 및 (16b)를 통해 방사구(18)에 공급된다.

이성분 필라멘트를 압출시키기 위한 방사구는 당업계의 숙련자에게 공지되어 있고, 따라서 하기 상세히 기재되지는 않는다. 일반적으로, 방사구(18)은 중합체 성분 A 및 B를 별도로 방사구를 통해 운반하기 위한 흐름 경로를 생성하도록 배열된 개구의 패턴을 갖는, 하나위에 다른 하나가 쌓여진 복수의 플레이트를 포함하는 방사 팩을 갖는 하우징을 포함한다. 방사구(18)은 1개 이상의 열로 배열된 개구를 갖는다. 방사구 개구는 중합체가 방사구를 통해 압출될 때 아래쪽으로 연장하는 커튼의 필라멘트를 형성한다. 본 발명의 목적으로, 방사구(18)은 도 2A 및 2B에 나타낸 이성분의 나란한 배열 또는 이심 쉬이쓰/코어 배열을 형성하도록 배열될 수 있다.

공정 라인(10)은 방사구(18)로부터 연장하는 필라멘트 커튼에 인접하게 위치된 냉각 송풍기(20)을 포함한다. 냉각 송풍기(20)으로부터의 공기는 방사구(18)로부터 연장하는 필라멘트를 냉각시킨다. 냉각 공기는 도 1에 나타낸 바와 같이 필라멘트 커튼의 한 쪽, 또는 양 쪽으로 향할 수 있다.

섬유 연신 단위 또는 흡입기(22)는 방사구(18) 밑에 위치되어 있고, 냉각된 필라멘트를 수용한다. 중합체를 용융 방사하는데 사용하기 위한 섬유 연신 단위 또는 흡입기는 상기 기재된 바와 같이 공지되어 있다. 본 발명의 공정에 사용하기 위한 적합한 섬유 연신 단위는 미국 특허 제3,802,817호에 기재된 유형의 선형 섬유 흡입기 및 미국 특허 제3,692,618호 및 제3,423,266호에 기재된 유형의 에쥬커티브 건(educative gun)을 포함하며, 본원 명세서에 참고로 포함된다.

일반적으로 섬유 연신 단위(22)는 경로의 측면으로부터 들어가는 공기를 흡입하고, 경로를 통해 아래쪽으로 흐르게 함으로써 필라멘트를 연신하는 가늘고 긴 수직 경로를 포함한다. 가열기 또는 송풍기(24)는 흡입 공기를 섬유 연신 단위(22)에 제공한다. 흡입 공기는 섬유 연신 단위를 통해 필라멘트를 연신시키고, 주변 공기를 끌어당긴다.

끝없는 유공 형성 표면(26)은 섬유 연신 단위(22) 밑에 위치하며 섬유 연신 단위의 출구 개구로부터 연속적인 필라멘트를 수용한다. 형성 표면(26)은 가이드 롤러(28)을 따라 이동한다. 필라멘트가 쌓이는 형성 표면(26) 밑에 위치된 진공(30)은 형성 표면에 대해 필라멘트를 끌어당긴다.

또한, 공정 라인(10)은 가열 점 결합 롤러(34)(점선으로 나타냄) 또는 쓰루-에어(through-air) 결합기(36)와 같은 결합 기구를 포함한다. 가열 점 결합기 및 쓰루-에어 결합기는 당업계의 숙련자에게 공지되어 있고, 본원 명세서에 상세히 기재되지 않는다. 일반적으로, 쓰루-에어 결합기(36)은 웹을 수용하는 다공성 롤러(38) 및 다공성 롤러를 둘러싸는 후드(40)을 포함한다. 마지막으로, 공정 라인(10)은 최종 직물을 보관하기 위한 권취 롤(42)를 포함한다.

공정 라인(10)을 조작하기 위해, 호퍼(14a) 및 (14b)를 각 중합체 성분 A 및 B로 충전시킨다. 중합체 성분 A 및 B를 각 압출기(12a) 및 (12b)에 의해 중합체 통로(16a) 및 (16b) 및 방사구(18)을 통해 용융 압출시킨다. 본 발명에 따라, 중합체 성분 A는 바람직하게는 본 발명의 크림프 향상 첨가제를 함유한다. 상기 기재된 바와 같이, 첨가제는 압출기(12a)를 통해 공급될 때 중합체와 배합되거나 또는 중합체와 예비 혼합될 수 있다. 용융 중합체의 온도는 사용되는 중합체에 따라 달라지지만, 성분으로서 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌이 사용되는 경우 압출시 중합체의 바람직한 온도는 약 188 내지 약 277℃(약 370 내지 약 530。F)이고, 바람직하게는 204 내지 약 232℃(400 내지 약 450。F)이다.

압출된 필라멘트는 방사구(18) 밑에서 연장될 때, 냉각 송풍기(20)로부터 공기 스트림이 적어도 부분적으로 필라멘트를 냉각시켜 필라멘트내에 나선형 잠재 크림프를 발생시킨다. 냉각 공기는 약 7 내지 약 32℃(약 45 내지 약 90。F)의 온도 및 약 30.5 내지 약 122 m/min(약 100 내지 약 400 ft/min)의 속도로 바람직하게는 필라멘트의 길이와 실질적으로 수직 방향으로 흐른다.

냉각 후, 필라멘트는 가열기 또는 송풍기(24)로부터 섬유 연신 단위(22)를 통해 공기와 같은 기체의 흐름에 의해 섬유 연신 단위의 수직 경로내에서 연신된다. 섬유 연신 단위는 바람직하게는 방사구(18)의 바닥의 30 내지 60 인치(76 내지 152 cm)밑에 위치한다.

과거에, 필라멘트의 잠재 크림프를 활성화하기 위해, 가열기(24)로부터 제공된 공기의 온도는 일반적으로 77℃(170。F)보다 큰 온도, 특히 약 177℃(약 350。F)의 온도로 가열된 것이어야 했다. 그러나, 본 발명의 크림프 향상 첨가제를 다성분 필라멘트에 첨가함으로써 필라멘트를 자연 크림핑시키기 위한 가열 기체 스트림과 필라멘트를 더이상 접촉시킬 필요가 없다는 것을 예기치 않게 발견하였다. 그 대신에, 본 발명에 따라 제조된 필라멘트의 잠재 크림프는 필라멘트를 공기와 같은 기체 스트림과 주변 온도, 예를 들어, 약 16℃(약 60。F) 만큼 낮은 온도 또는 훨씬 더 낮은 온도에서 단순히 접촉시킴으로써 활성될 수 있다. 따라서, 크림프 향상 첨가제를 함유하는 필라멘트를 처리할 때, 가열기(24)는 더 이상 필요하지 않으며, 크림프 필라멘트를 제조하기 위한 에너지 요구 사항이 실질적으로 감소한다.

그러나, 소망한다면, 필라멘트와 접촉하는 공기는 여전히 가열될 수 있다. 몇몇 용도에 대해, 필요한 것은 아니지만 공기가 가열된다면 더 큰 정도의 크림핑이 발생할 수 있다. 이에 대해, 가열기(24)로부터 공기의 온도는 상이한 수준의 크림프를 달성하기 위해 달라질 수 있다.

필라멘트의 크림프 정도를 조절하는 능력은 단순히 섬유 연신 단위내 공기 온도를 조절함으로써 생성된 밀도, 기공 크기 분포 및 직물의 드레이프를 변화시킬 수 있기 때문에 특히 유리하다.

크림프 필라멘트는 섬유 연신 단위(22)의 출구 개구를 통해, 이동하는 형성 표면(26)상에 쌓여진다. 진공(20)은 형성 표면(26)에 대해 필라멘트를 끌어당겨 연속적인 필라멘트의 비결합, 부직웹을 형성한다. 필요하다면, 그 후, 부직웹은 압착 롤러(32)에 의해 가볍게 압착된 후, 롤러(34)에 의해 가열 점 결합되거나 쓰루-에어 결합기(36)에서 쓰루-에어 결합된다.

도 1에 나타낸 쓰루-에어 결합기(36)에서, 성분 B의 용융 온도보다 큰 온도이면서 성분 A의 용융 온도와 같거나 작은 온도를 갖는 공기가 후드(40)으로부터 웹을 통해 다공성 롤러(38)내로 운반된다. 고온의 공기는 중합체 성분 B를 용융시키고, 그럼으로써 이성분 필라멘트 사이에 결합을 형성하여 웹을 통합시킨다. 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌이 중합체 성분으로서 사용되는 경우, 쓰루-에어 결합기를 통해 흐르는 공기는 바람직하게는 약 110 내지 138℃(약 230 내지 약 280。F)의 온도를 가지며, 약 30.5 내지 약 152 m/min(약 100 내지 약 500 ft/min)의 속도를 갖는다. 쓰루-에어 결합기내 웹의 체류 시간은 바람직하게는 약 6 초 미만이다. 그러나, 쓰루-에어 결합기의 파라미터는 사용되는 중합체의 유형 및 웹의 두께와 같은 인자에 따라 달라진다.

마지막으로, 최종 웹은 권취 롤러(42)상으로 권취되고, 추가 처리 또는 용도를 위해 예비된다. 액체 흡수성 제품을 제조할 때, 본 발명의 직물은 통상적인 표면 처리로 처리하거나, 통상적인 중합체 첨가제를 함유하게 하여 직물의 습윤성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 직물은 미국 특허 제5,057,361호에 개시된 바와 같이 폴리알킬렌-옥시드로 변형된 폴리디메틸-실록산과 같은, 폴리알킬렌-옥시드로 변형된 실록산 및 실란으로 처리될 수 있다. 그러한 표면 처리는 직물의 습윤성을 향상시킨다.

그러나, 본 발명에 따라 계면활성제는 또한 결합웹용 습윤제로서 작용한다는 것이 발견되었다. 따라서, 웹은 수성 액체에 자연적으로 습윤성이 된다. 따라서, 후처리가 필요하지 않을 수 있다. 또한, 그러한 후처리가 바람직한 경우, 원래 웹의 습윤 특성은 후처리 공정을 용이하게 할 것이다.

본 발명의 직물이 쓰루-에어 결합되는 경우, 특징적으로 비교적 높은 로프트(loft)를 갖는다. 필라멘트의 나선형 크림프가 필라멘트 사이에 실질적인 공극 부분을 갖는 개방 웹 구조를 생성하고, 필라멘트는 접촉점에서 결합된다. 본 발명의 쓰루-에어 결합 웹은 통상 약 0.015 내지 약 0.040 g/cc의 밀도, 약 8.5 내지 약 170 g/㎡(약 0.25 내지 약 5 oz./yd²), 바람직하게는 약 33.9 내지 약 118.7 g/㎡(약 1.0 내지 약 3.5 oz./yd²)의 기초 중량을 갖는다.

일반적으로, 필라멘트 데니어는 1.0 미만 내지 약 8 dpf이다. 상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 크림프 향상 첨가제는 일반적으로 높은 크림프, 낮은 데니어의 필라멘트를 생성할 수 있게 한다. 과거에, 자연 크림핑된 낮은 데니어의 필라멘트는 제조하기에 불가능하지 않을 지라도 제조하기에 어려웠다. 본 발명에 따라, 약 3.9 크림프/cm(약 10 크림프/in) 이상의 자연 크림프를 갖는 필라멘트는 2 미만의 데니어, 특히 약 1.5 미만의 데니어로 제조될 수 있다. 대부분의 부직웹의 경우, 바람직하게는 필라멘트는 약 3.9 내지 약 9.8 크림프/cm(약 10 내지 약 25 크림프/in)이다.

가열 점 결합은 미국 특허 제3,855,046호에 따라 수행될 수 있고, 본원 명세서에 참고로 포함된다. 본 발명의 직물이 가열 점 결합될 때, 더욱 천-유사 외관을 나타내며, 예를 들어, 개인 보호 제품용 외피 또는 가먼트 재료로서 유용하다.

도 1에 나타낸 결합 방법이 가열 점 결합 및 쓰루-에어 결합이지만, 본 발명의 직물은 오븐 결합, 초음파 결합, 수력적 엉킴(hydroentangling) 또는 이들의 조합과 같은 기타 수단에 의해 결합될 수 있다. 그러한 결합 기술은 당업계의 숙련자에게 공지되어 있으며, 본원 명세서에는 상세히 기재되지 않는다.

본 발명을 수행하는 바람직한 방법이 다성분 필라멘트를 흡입 공기와 접촉시키는 것을 포함하지만, 본 발명은 필라멘트를 웹으로 형성시키기 전에 연속 필라멘트의 나선형 잠재 크림프를 활성화시키는 다른 방법을 포함한다. 예를 들어, 다성분 필라멘트는 냉각 후 흡입기의 상부 스트림에서 공기와 접촉할 수 있다. 이외에, 다성분 필라멘트는 흡입기와 웹 형성 표면사이에서 공기와 접촉할 수 있다. 또한, 필라멘트는 마이크로파 또는 적외선과 같은 전자기 에너지에 노출될 수 있다.

일단 제조되면 본 발명의 부직웹은 많은 상이하고 다양한 용도에 사용될 수 있다. 예를 들어, 웹은 여과기 제품, 액체 흡수성 제품, 개인 보호 제품, 가먼트, 및 다양한 기타 제품에 사용될 수 있다.

본 발명은 하기 실시예를 참고로 하여 더욱 잘 이해될 수 있다.

〈실시예 1〉

88.2 g/㎡(2.6 oz./yd²)의 기초 중량을 갖는 스펀본드 이성분 필라멘트 웹을 파이크 등의 미국 특허 제5,382,400호에 기재된 방법에 따라 제조하였다. 웹을 제조하는데 사용된 이성분 필라멘트는 폴리에틸렌 성분 및 폴리프로필렌 성분을 나란한 배열로 포함하였다. 필라멘트를 제조하는데 사용된 폴리에틸렌은 다우 케미칼로부터 구입한 아스푼 XU61800이었다.

다른 한 편으로, 필라멘트를 제조하는데 사용된 폴리프로필렌은 엑손 코포레이션으로부터 구입한 에스코렌 3445이고, 2 중량%의 TiO₂를 함유했다. 본 발명에 따라, 폴리프로필렌은 또한 PPG 인더스트리즈로부터 구입한 2.5 중량%의 마실 SF-19 비이온계 실록산 에톡실레이트 계면활성제를 함유했다. 비이온계 계면활성제를 본 발명에 따라 크림프 향상 첨가제로서 폴리프로필렌에 첨가하였다.

폴리프로필렌 성분 및 폴리에틸렌 성분을 별도의 압출기에 공급하였다. 압출된 중합체를 50 홀/인치의 방사 다이를 사용하여 둥근 이성분 필라멘트로 방사하였다.

방사 다이로부터 필라멘트를 3.5 psi의 연신 압력 및 0.5 ghm의 처리량으로 섬유 연신 단위를 통해 공급하였다. 생성된 필라멘트는 데니어가 2.1 dpf이었다. 섬유를 3.5 psi 및 18℃(65。F)에서 공기로 연신하였다. 특히 유리하게는, 필라멘트가 연신되면서 단지 65。F의 온도의 공기로도 잠재 크림프를 활성화시키고, 필라멘트로 하여금 고도로 크림핑되게 하였다.

연신된 필라멘트를 유공성 표면상에 쌓아서 부직웹을 형성하고, 이것을 124℃(255。F)의 온도의 쓰루-에어 결합기에 통과시켰다. 생성된 직물은 0.024 g/cc의 밀도를 가지며, 물에 즉시 습윤성인 것이 밝혀졌다.

또한, 유사한 방법을 사용하여 본 발명의 크림프 향상 첨가제를 함유하지 않는 이성분 필라멘트를 형성하였다. 그러한 필라멘트는 상기 기재된 바와 거의 동일한 온도에서 섬유 연신 단위에서 공기와 접촉할 때 어떠한 크림프도 얻지 못했다. 또한, 이 필라멘트로부터 제조된 웹은 본 발명에 따라 제조된 상기 직물만큼 많은 로프트를 가지지 못했다.

〈실시예 2〉

실시예 1에 기재된 바와 같이, 이성분 필라멘트를 제조하는 방법 및 이 필라멘트로부터 부직웹을 제조하는 방법을 반복하였다. 그러나, 본 실시예에서, 마실 SF-19 비이온계 계면활성제를 사용하는 대신에, 롱-폴랑사로부터 구입한 안타록스 BL-214를 사용하였다. 알킬 에테르 에톡실레이트인 안타록스 BL-214를 3 중량%로 폴리프로필렌 성분에 첨가하였다.

공정 동안, 섬유 연신 압력은 3 psi이고, 중합체 처리량은 0.5 ghm이고, 쓰루-에어 결합기 온도는 121℃(250。F)이었다. 도면에 대해, 필라멘트를 단지 약 12℃(약 54。F)의 온도의 공기와 접촉시켜 필라멘트를 크림핑시켰다. 필라멘트를 약 2.2의 데니어 크기로 연신시켰다.

생성된 직물은 118.7 g/㎡(3.5 oz./yd²)의 기초 중량 및 0.020 g/cc의 밀도를 가졌다.

실시예 1에서 제조된 직물과 유사하게, 안타록스 BL-214로 제조된 부직웹은 높은 로프트를 가지며, 물과 즉시 습윤성인 것이 밝혀졌다. 또한, 이성분 필라멘트는 단지 12℃(54。F)의 온도에서 공기와 접촉할 때 고도로 크림핑된 것을 관찰하였다. 따라서, 본 실시예는 가열된 공기가 필라멘트내 존재하는 잠재 크림프를 활성화시키는데 필요하지 않다는 것을 더욱 입증한다.

〈실시예 3〉

실시예 2에 나타낸 방법을 반복하였다. 특히, 폴리프로필렌 성분은 다시 3 중량%의 안타록스 BL-214 비이온계 계면활성제를 함유했다. 그러나, 실시예 2와 반대로, 방사 팩을 통한 중합체의 처리량은 0.4 ghm이었다.

본 실시예에서, 필라멘트는 1.7 데니어를 가진 반면, 생성된 직물은 105.1 g/㎡(3.1 oz./yd²)의 기초 중량 및 0.021 g/cc의 밀도를 가졌다. 다시, 실질적인 양의 로프트를 갖는 부직웹을 제조하였고, 즉시 물에 습윤성이었다. 또한, 본 실시예에서, 단순히 필라멘트를 약 주변 온도의 공기에 접촉시킴으로써 본 발명에 따른 고도로 크림핑된 낮은 데니어 필라멘트를 제조할 수 있다는 것이 발견되었다.

〈실시예 4〉

실시예 1에 기재된 필라멘트 및 부직웹을 제조하는 과정을 반복하였다. 본 실시예에서, 마실 SF-19 비이온계 계면활성제를 사용하는 대신에, PPG 인더스트리즈로부터 구입한 마페그 400 ML, 및 안타록스 BL-214의 혼합물을 폴리프로필렌 성분에 3 중량% 및 1:1 중량비로 첨가하였다. 마페그 400 ML은 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트를 함유한다.

중합체 필라멘트를 0.5 ghm의 처리량 및 2 psi의 압력으로 연신하였다.

제조된 필라멘트는 약 2.3의 데니어를 가졌다. 연신 공정시, 필라멘트를 주변 공기와 접촉시켜 잠재 크림프를 활성화시켰다. 크림프는 제조동안 고도로 크림핑되었다.

상기 필라멘트로부터 제조된 부직웹은 약 0.025 g/cc의 밀도를 가졌다. 부직웹이 높은 로프트를 가진 것을 관찰하였다.

〈실시예 5〉

본 실시예에서 크림프 향상 첨가제로서 ICI 아메리카즈, 인크사로부터 구입한, 소르비탄 모노올레이트 및 폴리에톡실화 수소화 피마자유, 및 안타록스 BL-214의 혼합물인 아코벨 베이스 N-62의 혼합물을 사용하여, 상기 실시예 4에 기재된 필라멘트 및 웹을 제조하는 방법을 반복하였다. 혼합물을 폴리프로필렌 성분에 3 중량%로 첨가하였다. 아코벨 베이스 N-62 및 안타록스 BL-214를 동일한 비율로 첨가하였다.

필라멘트를 크림핑하기 위해, 필라멘트를 약 18℃(약 64。F)의 온도의 공기와 접촉시키면서 연신하였다. 공기와 접촉시, 필라멘트는 고도로 크림핑되었다. 제조된 필라멘트는 약 2.3 데니어이었다.

상기 필라멘트로부터 제조된 부직웹은 약 0.030 g/cc의 밀도 및 실질적인 양의 로프트를 가졌다.

〈실시예 6〉

폴리프로필렌/폴리에틸렌 필라멘트이외에, 본 발명의 크림프 향상 첨가제를 폴리프로필렌/폴리에틸렌 필라멘트에 사용할 수 있다는 것을 입증하기 위해 하기 실시예를 수행하였다.

폴리프로필렌/폴리프로필렌 이성분 필라멘트를 실시예 1과 유사한 방법으로 제조하였다. 특히, 2 중량%의 TiO₂를 함유하는 폴리프로필렌으로부터 이성분 필라멘트를 제조하였다. 본 발명에 따라, 필라멘트의 한 쪽에 안타록스 BL-214 알킬 에테르 에톡실레이트 비이온계 계면활성제를 3 중량%로 첨가하였다.

나란한 배열의 필라멘트를 20 홀의 섬유 방사 팩을 사용하여 제조하였다. 방사 팩을 통한 중합체 처리량은 0.35 ghm이었다. 필라멘트를 러기 건(Lurgi Gun)을 사용하여 75의 다이알 압력으로 연신하였다. 연신 동안, 필라멘트를 크림핑하는 주변 온도의 공기와 필라멘트를 접촉시켰다. 높은 로프트, 엉성한 웹을 필라멘트로부터 얻었다.

또한, 유사하게, 안타록스 비이온계 계면활성제를 함유하지 않는 폴리프로필렌/폴리프로필렌 이성분 필라멘트를 제조하였다. 상기 기재된 필라멘트와 달리, 비이온계 계면활성제를 함유하지 않는 이성분 필라멘트는 연신 동안 공기와 접촉할 때 어떠한 실질적인 크림핑도 되지 않았다. 또한, 이 필라멘트로 평편한 웹을 제조하였다.

본 발명에 대해 상기 및 다른 변형 및 변화가, 첨부된 청구의 범위에 더욱 구체적으로 기재되는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 당업계의 숙련자에 의해 수행될 수 있다. 이외에, 다양한 실시 양태의 관점이 전체적으로 또는 부분적으로 상호교환될 수 있다. 또한, 상기 명세서가 단지 실시예로만 설명되고, 첨부된 청구의 범위에 더욱 기재되는 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다는 것이 당업계의 숙련자에 의해 이해될 것이다.

Claims (30)

1. 제2 중합체 성분보다 빠른 고화 속도를 가지며 비이온계 계면활성제를 포함하는 크림프 향상 첨가제를 함유하는 제1 중합체 성분 및 제2 중합체 성분을 포함하는 다성분 필라멘트를 용융 방사하는 단계,

   상기 다성분 필라멘트를 연신하는 단계,

   상기 다성분 필라멘트를 자연 크림핑하는 단계, 및

   상기 다성분 필라멘트를 부직웹으로 형성하는 단계

   를 포함하는, 부직웹의 형성 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제가 지방 알코올의 에테르를 포함하는 것인 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제가 알킬 에테르 알콕실레이트를 포함하는 것인 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제가 실록산 알콕실레이트를 포함하는 것인 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제가 폴리알킬렌 글리콜의 에스테르를 포함하는 것인 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제가 글리세롤 에스테르 및 다당류 유도체의 혼합물을 포함하는 것인 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 글리세롤 에스테르가 알콕실화 피마자유를 포함하고, 상기 다당류 유도체가 소르비탄 모노올레이트를 포함하는 것인 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 제1 중합체 성분이 폴리프로필렌을 포함하고, 상기 제2 중합체 성분이 폴리프로필렌을 포함하는 것인 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1 중합체 성분이 폴리프로필렌을 포함하고, 상기 제2 중합체 성분이 폴리에틸렌을 포함하는 것인 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제를 상기 제1 중합체 성분에 약 5 중량% 이하로 첨가하는 것인 방법.
11. 비이온계 계면활성제를 포함하는 크림프 향상 첨가제와 배합시킨 폴리프로필렌을 포함하는 제1 중합체 성분, 및 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 제2 중합체 성분을 포함하는 이성분 필라멘트를 용융 방사하는 단계,

    상기 이성분 필라멘트를 연신하는 단계,

    상기 이성분 필라멘트를 크림핑하는 단계, 및

    상기 이성분 필라멘트를 부직웹으로 형성하는 단계

    를 포함하는, 부직웹의 형성 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제가 알킬 에테르 알콕실레이트, 실록산 알콕실레이트, 폴리알킬렌 글리콜의 에스테르, 글리세롤 에스테르, 다당류 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인 방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제가 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트를 포함하는 것인 방법.
14. 제11항에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제가 소르비탄 모노올레이트 및 알콕실화 피마자유의 혼합물을 포함하는 것인 방법.
15. 제11항에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제가 상기 제1 중합체 성분중에 약 0.5 내지 약 5 중량%로 존재하는 것인 방법.
16. 제11항에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제가 상기 제1 중합체 성분중에 약 1.5 내지 약 3.5 중량%로 존재하는 것인 방법.
17. 제11항에 있어서, 상기 크림프 이성분 필라멘트가 3.9 크림프/cm(10 크림프/in) 이상인 방법.
18. 적어도 제2 중합체 성분보다 빠른 고화 속도를 가지며 비이온계 계면활성제를 포함하는 크림프 향상 첨가제를 함유하는 제1 중합체 성분 및 제2 중합체 성분으로부터 제조된 스펀본드된 다성분 크림프 필라멘트를 포함하는 부직웹.
19. 제18항에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제가 알킬 에테르 알콕실레이트, 실록산 알콕실레이트, 폴리알킬렌 글리콜의 에스테르, 글리세롤 에스테르, 다당류 유도체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 부직웹.
20. 제18항에 있어서, 상기 스펀본드 다성분 필라멘트가 자연 크림핑된 것인 부직웹.
21. 제18항에 있어서, 상기 제1 중합체 성분이 폴리프로필렌을 포함하고, 상기 제2 중합체 성분이 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인 부직웹.
22. 제18항에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제가 상기 제1 중합체 성분중에 약 0.5 내지 약 5 중량%로 존재하는 것인 방법.
23. 적어도 알킬 에테르 알콕실레이트, 실록산 알콕실레이트, 폴리알킬렌 글리콜의 에스테르, 글리세롤 에스테르, 다당류 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 크림프 향상 첨가제와 배합시킨 폴리프로필렌을 포함하는 제1 중합체 성분, 및 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 제2 중합체 성분을 포함하는 스펀본드된 다성분 크림프 필라멘트를 포함하는 부직웹.
24. 제23항에 있어서, 상기 크림프 향상 첨가제가 상기 제1 중합체 성분중에 약 0.5 내지 약 5 중량%로 존재하는 것인 부직웹.
25. 제23항에 있어서, 상기 크림프 향상 첨가제가 알킬 에테르 알콕실레이트를 포함하는 것인 부직웹.
26. 제23항에 있어서, 상기 크림프 향상 첨가제가 실록산 알콕실레이트를 포함하는 것인 부직웹.
27. 제23항에 있어서, 상기 크림프 향상 첨가제가 소르비탄 모노올레이트 및 알콕실화 피마자유의 혼합물을 포함하는 것인 부직웹.
28. 제23항에 있어서, 상기 웹이 약 17.0 내지 약 170 g/㎡(약 0.5 내지 약 5 oz./yd²)의 기초 중량 및 약 0.02 내지 약 0.03 g/cc의 밀도를 가지며, 상기 다성분 필라멘트가 5 미만의 데니어 및 3.9 크림프/cm(10 크림프/in) 이상인 것을 특징으로하는 부직웹.
29. 비이온계 계면활성제를 포함하는 크림프 향상 첨가제와 배합시킨 폴리프로필렌을 포함하는 제1 중합체 성분, 및 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 제2 중합체 성분을 적어도 포함하며, 약 5 미만의 데니어 및 3.9 크림프/cm(10 크림프/in) 이상인 것을 특징으로 하는 자연 크림핑된 이성분 필라멘트.
30. 제29항에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제가 알킬 에테르 알콕실레이트, 실록산 알콕실레이트, 폴리알킬렌 글리콜의 에스테르, 글리세롤 에스테르, 다당류 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인 자연 크림핑된 이성분 필라멘트.