KR20030066736A - 멜트블로운 부직포 - Google Patents

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KR20030066736A
KR20030066736A KR10-2003-7008370A KR20037008370A KR20030066736A KR 20030066736 A KR20030066736 A KR 20030066736A KR 20037008370 A KR20037008370 A KR 20037008370A KR 20030066736 A KR20030066736 A KR 20030066736A
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meltblown
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KR10-2003-7008370A
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마사끼 시미즈
히데후미 스즈끼
히또시 다찌노
노부유끼 마끼
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미쯔이가가꾸가부시끼가이샤
듀폰-미츠이 폴리케미칼 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 멜트블로운 부직포는 ASTM D1238에 따라 190 ℃의 온도 및 2.16 ㎏ 하중에서 측정된 용융유속이 50 내지 1000 g/10분이고 아크릴산 또는 메타크릴산 단위 함량이 2 내지 25 중량％인 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체로부터 형성된다. 부직포는 종방향 및 횡방향에서의 (인장 강도 (g/5 ㎝))/(기초 중량 (g/㎡))의 값의 합이 30 내지 100이며, 50 ％ 신장후의 잔류변형률이 20 ％ 이하이고, 통기성 및 신축성이 우수하고 중등 강도를 갖는다. 상기 부직포는 신축 부재, 포장재, 적층체 등에 적합하다.

Description

멜트블로운 부직포 {Melt-Blown Nonwoven Fabric}
최근, 부직포가 각종 용도로 사용되었으며, 그 용도 또한 확장되고 있다. 또한 각종 특징에 대한 요구가 그 용도에 따라 증가하고 있다. 예를 들어, 사용된 부분에 따라 1회용 기저귀의 주름, 의료용품의 일부분, 예컨대 위생 냅킨, 습식 압박붕대의 밑천 등에 사용된 부직포에서는 뛰어난 통기성과 함께 우수한 신축성이 요구된다. 또한, 중등 강도도 그 가공 및 성형 가공시 요구된다.
종래, 폴리비닐 클로라이드의 다공성 필름이 신축성을 이용하여 인체에 부착되는 습포제 의약 밑천 등과 같은 재료로서 사용되었다. 그러나, 이들 물질은 소각 폐기될 때 다이옥신 생성의 문제를 유발한다. 폴리우레탄 멜트블로운 부직포가 폴리비닐 클로라이드의 대체품으로서 시중에 제공되었으나, 이 물질은 고가이며, 역시 연소시 해로운 기체 발생의 문제를 갖는다.
이러한 이유로 뛰어난 통기성 및 신축성을 가지면서 중등 강도를 가지며, 환경에 대한 부담이 거의 없는 재료로 제조된 멜트블로운 부직포가 요구되었다. 인쇄성, 저온 가열 밀봉성 및 고온 점착성이 우수한 멜트블로운 부직포 또한 요구되었다.
본 발명의 목적은 통기성 및 신축성이 우수할 뿐만 아니라, 중등 강도를 가지면서 환경에 대한 부담이 거의 없고, 비교적 경제적이며 비용 면에서 유리한 멜트블로운 부직포를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 인쇄성, 저온 가열 밀봉성 및 고온 점착성이 우수한 멜트블로운 부직포를 제공하는 것이다.
발명의 개시
상기 언급한 문제를 해결하기 위해 본 발명자들은 예의검토한 결과, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체로 제조된 멜트블로운 부직포가 상기 기재된 문제들을 해결하는 것을 밝히고 본 발명을 완성하였다. 본 발명에서, (메트)아크릴산은 아크릴산 또는 메타크릴산을 나타내며, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체는 에틸렌-아크릴산 공중합체 또는 에틸렌-메타크릴산 공중합체를 나타낸다.
즉, 본 발명에 따르면, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체로 제조된 멜트블로운 부직포가 제공된다.
상기 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체의 바람직한 실시양태에서, 공중합체는 바람직하게는 ASTM D1238에 따라 190 ℃의 온도 및 2.16 ㎏의 하중에서 측정된 용융유속이 50 내지 1000 g/10분이고 (메트)아크릴산 단위 함량이 2 내지 25 중량％이다.
상기 멜트블로운 부직포의 바람직한 실시양태에서, 종방향 및 횡방향에서의 인장 강도 (g/5 ㎝)/기초 중량 (g/㎡)의 값의 합은 바람직하게는 30 내지 100이며,종방향 및 횡방향에서의 인장 신도는 각각 80 ％ 이상이다.
또한, 상기 멜트블로운 부직포의 바람직한 실시양태에서, 50 ％ 신장후의 잔류변형률은 바람직하게는 20 ％ 이하이며, 100 ％ 신장후의 잔류변형률은 50 ％ 이하이다.
상기 멜트블로운 부직포를 포함하는 신축 부재 및 포장재, 및 상기 멜트블로운 부직포를 적어도 1층으로 하는 부직포 적층체가 본 발명에 의해 제공된다.
상기 멜트블로운 부직포의 제조 방법은 바람직하게는, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체를 일렬로 위치한 멜트블로잉 다이로부터 고속 고온 수렴 공기류의 2개의 흐름 중으로 직접 압출한 다음, 용융 공중합체를 연신시켜 더 미세하게 하고, 운반 스크린 상에서 회수하는 멜트블로잉법이다. 이 공정에서 상기 공중합체 1 ㎏ 당 공기흐름은 10 내지 200 N㎥이 바람직하며, 멜트블로잉 다이로부터 회수 스크린까지의 거리는 10 내지 40 ㎝가 바람직하다.
발명을 수행하기 위한 최선의 양태
본 발명의 멜트블로운 부직포 및 그의 제조 방법에 관한 상세한 설명이 이하에 구체적으로 제시된다.
본 발명의 멜트블로운 부직포 (이하, 본 발명의 멜트블로운 부직포라 함)는 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체로부터 제조된다.
에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체는 에틸렌이 아크릴산 또는 메타크릴산, 및 필요하다면 추가의 불포화 카르복실산 에스테르와 공지된 라디칼 중합법 등에 의해 공중합된 공중합체이며, 바람직하게는 중합체 중에 2 내지 25 중량％, 더욱 바람직하게는 5 내지 20 중량％, 더욱더 바람직하게는 10 내지 15 중량％의 아크릴산 또는 메타크릴산 단위를 포함한다. 아크릴산 또는 메타크릴산 단위의 함량이 상기 범위 내이면, 촉감 및 유연성이 우수할 뿐만 아니라, 신축성, 내약품성, 내용매성, 고온 점착성, 가열 밀봉성 및 인쇄성이 우수하고, 또한 비용면에서 유리하다. 또한, 160 내지 280 ℃ 범위의 압출 온도가 적합하며, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체가 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체보다 높은 온도 (예, 240 ℃ 이상)에서 압출될 수 있다는 이점이 있다.
또한, 불포화 카르복실산 에스테르 단위가 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체 중에 존재하면, 유연성이 개선되는데, 그 함량은 통상 0 내지 25 중량％, 바람직하게는 0 내지 15 중량％, 더욱 바람직하게는 0 내지 10 중량％ 범위이다. 불포화 카르복실산 에스테르로서, (메트)아크릴산의 탄소수 1 내지 8의 알킬 에스테르가 바람직하며, 구체적으로, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
또한, ASTM D1238에 따라 190 ℃의 온도 및 2.16 ㎏의 하중 조건 하에 측정된 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체의 용융유속 (MFR)은 바람직하게는 50 내지 1000 g/10분, 더욱 바람직하게는 100 내지 500 g/10분이다. MFR 값이 상기 범위 내이면, 용융블로잉법에서 종종 문제를 일으키는 섬유 폐기물의 비산 (플라이) 및수지 덩어리 (숏)의 발생 현상이 거의 관찰되지 않으며, 섬유를 더 미세하게 하기 쉬워진다.
본 발명에서 멜트블로운 부직포의 인장 신도를 개선시키기 위해, 에틸렌-α-올레핀 랜덤 공중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴레이트 공중합체, 스티렌-공액 디엔-스티렌 블록 공중합체 및 수소화 스티렌-공액 디엔-스티렌 블록 공중합체로부터 선택된 열가소성 중합체를 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체에 블렌딩할 수 있다. 이들 열가소성 중합체는 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체 100 중량부에 대해 0 내지 100 중량부, 바람직하게는 0 내지 40 중량부, 더욱 바람직하게는 0 내지 10 중량부의 양으로 블렌딩할 수 있다.
상기 에틸렌-α-올레핀 랜덤 공중합체에서, 870 내지 940 ㎏/㎥, 특히 880 내지 930 ㎏/㎥의 밀도를 갖는 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 공중합체 중의 α-올레핀으로서, 탄소수 3 내지 12의 α-올레핀, 예컨대 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센 및 4-메틸-1-펜텐을 들 수 있다. 상기 에틸렌-α-올레핀 랜덤 공중합체는 단일 부위 촉매 또는 다중 부위 촉매를 사용하여 제조될 수 있다.
상기 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체로서, 비닐 아세테이트 단위는 바람직하게는 5 내지 40 중량％, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 중량％이다. 또한, 상기 에틸렌-(메트)아크릴레이트 공중합체로서, (메트)아크릴산 에스테르 단위는 바람직하게는 5 내지 40 중량％, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 중량％이다. 이미 언급된 것들이 본원에서 (메트)아크릴산 에스테르로서 사용될 수 있다. 이들 공중합체는 고온 및 고압 조건 하에 라디칼 공중합에 의해 수득할 수 있다.
상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 및 에틸렌-(메트)아크릴레이트 공중합체로서, 190 ℃의 온도 및 2.16 ㎏의 하중 기준 MFR이 1 내지 1000 g/10분인 것이 바람직하며, 10 내지 500 g/10분인 것이 더욱 바람직하다.
상기 스티렌-공액 디엔-스티렌 블록 공중합체 및 이들의 수소화 공중합체 중의 공액 디엔으로서, 부타디엔 또는 이소프렌이 바람직하다. 또한, 스티렌-공액 디엔-스티렌 블록 공중합체 중에서, 공액 디엔은 1,2-중합, 1,4-중합, 3,4-중합, 또는 이들 중합의 조합에 의해 중합된다. 공중합체에 있어서, 스티렌 단위는 바람직하게는 8 내지 50 중량％, 특히 10 내지 40 중량％ 범위이다. 또한, 상기 수소화 중합체에 있어서, 공액 디엔 단위는 바람직하게는 70 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 90 ％ 이상 수소화된다. 스티렌-공액 디엔-스티렌 블록 공중합체, 및 이들의 수소화 공중합체로서, 230 ℃의 온도 및 2.16 ㎏의 하중에서 1 내지 200 g/10분의 MFR을 갖는 공중합체가 바람직하게 사용되며, 2 내지 100 g/10분의 MFR을 갖는 것이 더욱 바람직하게 사용된다.
본 발명에서, 본 발명의 목적이 손상되지 않는 범위 내에서, 기타 수지가 블렌딩될 필요가 있는 상기 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체 및 상기 열가소성 중합체에 첨가될 수 있다. 첨가될 수 있는 기타 수지로서, 예를 들면, 폴리에틸렌 (고압 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 또는 고밀도 폴리에틸렌 등), 폴리프로필렌 (단독중합체, 기타 α-올레핀과의 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리아미드 (나일론), 폴리우레탄, 폴리비닐 알콜, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체 이오노머, 및 폴리스티렌 등을 들 수 있다.
본 발명에서, 본 발명의 목적이 손상되지 않는 범위 내에서, 안료, 열안정화제, 윤활제, 핵제 등이 상기 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체에 블렌딩될 수 있다.
상기 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체로 제조된 멜트블로운 부직포는 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체를 일렬로 위치된 멜트블로잉 다이로부터 고속 고온 수렴 공기류의 2개의 흐름 중으로 직접 압출시킨 다음, 용융 공중합체를 연신시켜 더 미세하게 하고, 운반 스크린 상에서 회수하는 종래의 멜트블로잉법에 의해 제조될 수 있다.
이 경우, 상기 공중합체 1 ㎏ 당 공기흐름은 10 내지 200 N㎥, 더욱 바람직하게는 20 내지 150 N㎥이다. 상기 범위 내의 공기흐름의 양이 사용되면, 섬유의 직경은 적당히 작아지며, 물리적 특성의 악화가 발생하지 않는다. 또한, 공기흐름이 과잉인 경우 종종 발생하는 플라이 현상이 관찰되지 않으며, 제조시 문제점들을 피할 수 있다.
또한, 멜트블로잉 다이로부터 회수 스크린까지의 거리는 바람직하게는 10 내지 40 ㎝, 더욱 바람직하게는 15 내지 25 ㎝이다. 이 거리가 상기 범위 내이면, 부직포의 표면이 매끄러워지며, 섬유 다발로 인한 불량한 외관을 피할 수 있다. 또한, 인장 강도가 만족스러운 수준에 이른다.
또한, 멜트블로잉법에 의해 형성된 부직포 웹은 바람직하게는 엠보싱 가공에 의해 부분적으로 열접착된다. 엠보싱 가공이 완전 용융 상태로 엠보싱 부분에 행해질 때, 열접착 면적 (엠보싱 롤의 스탬핑 면적과 동등)은 바람직하게는 전체 부직포 면적의 1 내지 50 ％이며, 엠보싱 가공이 (섬유 형태를 유지하기 위해) 반용융 상태로 엠보싱 부분에 행해지는 경우, 열접착 면적은 바람직하게는 전체 부직포 면적의 10 내지 100 ％이다. 열접착 면적의 비율이 상기 범위 내이면, 멜트블로운 부직포의 부드러운 촉감이 유지되며, 인장 강도 및 내마모성이 개선된다.
상기와 같이 수득된 본 발명의 멜트블로운 부직포의 기초 중량은 바람직하게는 5 내지 200 g/㎡, 더욱 바람직하게는 30 내지 100 g/㎡이다. 또한, 멜트블로운 부직포의 평균 섬유 직경은 바람직하게는 5 내지 20 ㎛이다.
본 발명의 멜트블로운 부직포의 인장 특성에 관한 상세한 설명이 하기에 제시된다.
종방향 및 횡방향에서의 부직포의 인장 강도 (g/5 ㎝)를 기초 중량 (g/㎡)으로 나눔으로써 수득한 (인장 강도)/(기초 중량)의 값의 합은 바람직하게는 30 내지 100, 더욱 바람직하게는 50 내지 100이다.
종방향 및 횡방향 각각의 인장 신도는 바람직하게는 80 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 100 ％ 이상이다.
본 발명에서, "종방향 (MD)"이란 부직포 제작 작업 중 부직포의 흐름 방향을 의미하며, "횡방향 (CD)"이란 부직포의 흐름 방향을 가로지르는 방향을 의미한다.
또한, 종방향 및 횡방향에서, 50 ％ 신장후의 잔류변형률은 바람직하게는 20 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 15 ％ 이하이며, 100 ％ 신장후의 잔류변형률은 바람직하게는 50 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 35 ％ 이하이다. 본원에서 신장후의 잔류변형률이란, 부직포 샘플을 소정의 신도로 신장하고 즉시 동일한 신장/수축 속도로 원래의 위치로 되돌아오게 하였을 때 샘플의 본래 길이에 대한 신장된 샘플의 길이의 비를 의미한다.
본 발명의 멜트블로운 부직포는 이러한 인장 특성 뿐만 아니라 신축성 및 통기성이 우수하고 중등 강도를 갖기 때문에, 신축 부재에 대한 부직포로서 매우 우수하며, 깁스, 습식 압박붕대 및 습포제 의약 등의 밑천; 인체 보호 장비, 예컨대 지지체, 부대 및 붕대; 마스크, 모자, 구두 커버 등의 외과 물품용 신축 부재; 1회용 기저귀, 위생용 냅킨 등의 건강 용품을 위한 신축 부재로서 사용될 수 있다. 본 발명의 멜트블로운 부직포는 또한 포장재, 예컨대 살충제/살균제, 방취제/탈취제, 산소 흡수제, 화학적 신체 온열 장치, 방향제, 감미제 및 과일용 통기성 포장재; 글리세롤로 살균가능한 의료용품 (주사기 등)을 위한 포장재; 또는 차, 녹차, 커피, 농약, 수성 안료 및 잉크를 위한 투수성 포장재로서 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 멜트블로운 부직포는 유연성, 내약품성, 내용매성 및 촉감이 우수하고, 중등 강도 및 뛰어난 인쇄성을 갖기 때문에, 적어도 1층 이상의 멜트블로운 부직포를 갖는 부직포 적층체로서 적합하게 사용될 수 있다. 구체적으로, 적층체는 1회용 의복 (언더웨어, 작업복, 외과용 가운 및 마스크), 및 커튼 및 테이블클로스용 내장재에 사용될 수 있다. 상기 적층체에서, 본 발명의 멜트블로운 부직포와 적층체를 이루기 위한 재료로서 다양한 필름, 직물, 부직포, 면직물, 그물조직물, 탤리(tally), 합성 종이 등을 선택할 수 있다.
구체적으로, 이들은 열가소성 중합체의 필름, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체와 같은 올레핀 중합체 또는 폴리에스테르 및 폴리아미드, 및 상기 열가소성 중합체의 섬유, 재생 섬유 및(또는) 천연 섬유로 이루어지는 부직포, 면직물, 그물조직물, 탤리, 합성 종이 등이다. 상기 필름은 연신되거나 연신되지 않을 수 있으며, 또한 무공성 필름 또는 다공성 필름일 수 있다. 또한, 다양한 방법에 의해 수득한 상기 부직포가 사용될 수 있다. 예를 들어, 스펀본딩법, 멜트블로잉법, 건식가공법 및 습식가공법과 같은 방법에 의해 제조된 부직포가 사용될 수 있다.
본 발명은 멜트블로운 부직포, 특히 뛰어난 통기성 및 신축성 (elasticity)뿐만 아니라, 중등 (moderate) 강도를 갖는, 신축 부재, 포장재, 적층체 등에 적합한 멜트블로운 부직포에 관한 것이다.
이하에, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명하나, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예에 있어서 (인장 강도)/(기초 중량)의 비, 인장 신도, 신장후의 잔류변형률 및 섬유 직경의 측정, 외관, 촉감, 고온 점착 강도 및 가열 밀봉 강도의 평가는 하기 방법에 따라 행할 수 있다.
(1) (인장 강도)/(기초 중량) 및 인장 신도
5 ㎝ 폭의 부직포 시험편을 인장 시험기의 척(chuck)간의 거리 100 ㎜ 내에 유지하고, 인장 시험을 실온에서 100 ㎜/분의 인장 속도 조건 하에 행하였다. 상기 시험에 의해 수득한 최대 강도 (g)를 인장 강도 (g/5 ㎝)로서 정의하였으며, 최대 신도는 인장 신도로서 정의하였다. 측정은 종방향 (MD) 및 횡방향 (CD)의 2방향으로 행하였다. 각 방향에서 인장 강도의 값을 부직포 시험편의 기초 중량 (g/㎡)으로 나누어 (인장 강도)/(기초 중량)의 값을 계산하였다.
(2) 신장후의 잔류변형률
5 ㎝ 폭의 부직포 시험편을 인력 시험기의 척들간의 거리 100 ㎜ 내에 유지하고, 인장 시험을 실온에서 100 ㎜/분의 신장 속도 조건 하에 행하였다. 시험편을 50 ％ 또는 100 ％까지 신장시킨 다음, 동일한 신장/수축 속도로 응력이 0에 도달하는 점까지 회복시켰다. 신장된 시험편의 길이 및 이완된 시험편의 길이의 비율을 잔류변형률로서 정의하였다. 측정은 종방향 (MD) 및 횡방향 (CD)의 2방향으로 행하였다.
(3) 섬유 직경
섬유 직경은 전자현미경에 의해 ×500배 확대된 사진을 사용하여 무작위로 선택한 30개의 섬유 직경을 측정하여 평균값을 구하였다.
(4) 외관
부직포의 육안 관찰을 행하여 섬유 다발의 존재를 평가하였다. 어떠한 섬유 다발도 발견되지 않았을 때 기호 ○로 표시하고, 섬유 다발이 명백히 관찰될 때 ×로 표시하였다.
(5) 촉감
10명의 패널에 의해 관능평가를 행하였다. 부직포 샘플을 평가자의 피부에 접촉시키고, 피부를 샘플로 가볍게 문질렀다. 7명 이상의 패널이 샘플이 매끄러운 촉감을 가지며 거친 촉감이 없다고 평가했을 때 기호 ○로 표시하고, 나머지 평가에 대해 ×로 표시하였다.
(6) 고온 점착 강도
0.28 MPa의 가열 밀봉 압력으로 1초 가열 밀봉 시간 동안 샘플을 가열 밀봉한 후, 1000 ㎜/분의 속도에서 1초 가열 밀봉면을 박리할 때의 0.375초 후의 강도로서 고온 점착 강도를 측정하였다.
(7) 가열 밀봉 강도
0.2 MPa의 가열 밀봉 압력으로 2초 가열 밀봉 시간 동안 단면 가열에 의해 샘플을 가열 밀봉한 후, 300 ㎜/분의 속도에서 가열 밀봉면을 박리할 때의 강도로서 가열 밀봉 강도를 측정하였다.
[실시예 1]
에틸렌-메타크릴산 공중합체 [ASTM D1238에 따라 190 ℃의 온도 및 2.16 ㎏의 하중에서 측정된 (하기 MFR 측정은 동일한 조건을 사용함) MFR: 100 g/10분, 메타크릴산 단위 함량: 11 중량％]를 250 ℃의 압출 온도로 압출기 중에서 용융하였다. 수득한 용융 재료를 멜트블로잉 다이를 통해 고속 고온 공기류 중으로 압출하고, 회수 스크린 상에서 회수하여, 섬유 직경 13 ㎛ 및 기초 중량 40 g/㎡인 멜트블로운 부직포를 제조하였다. 이 때, 상기 공중합체 1 ㎏ 당 공기흐름의 양은 65 N㎥이었으며, 멜트블로잉 다이로부터 회수 스크린까지의 거리 (회수 거리)는 25 ㎝였다.
수득한 멜트블로운 부직포의 측정 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
공중합체 1 ㎏ 당 공기흐름의 양을 120 N㎥으로 변경시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 같이 하여 섬유 직경 12 ㎛ 및 기초 중량 40 g/㎡인 멜트블로운 부직포를 제조하였다.
수득한 멜트블로운 부직포의 측정 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
에틸렌-메타크릴산 공중합체 (MFR: 300 g/10분, 메타크릴산 단위 함량: 20 중량％)를 190 ℃의 압출 온도로 압출기 중에서 용융하였다. 수득한 용융 재료를 멜트블로잉 다이를 통해 고속 고온 공기류 중으로 압출하고, 회수 스크린 상에서 회수하여, 섬유 직경 8 ㎛ 및 기초 중량 40 g/㎡인 멜트블로운 부직포를 제조하였다. 이 때, 상기 공중합체 1 ㎏ 당 공기흐름의 양은 120 N㎥이었으며, 멜트블로잉 다이로부터 회수 스크린까지의 거리 (회수 거리)는 25 ㎝였다.
수득한 멜트블로운 부직포의 측정 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 4]
에틸렌-메타크릴산 공중합체 (MFR: 500 g/10분, 메타크릴산 단위 함량: 20 중량％)를 170 ℃의 압출 온도로 압출기 중에서 용융하였다. 수득한 용융 재료를 고속 고온 공기류로 멜트블로잉 다이를 통해 압출하고, 회수 스크린 상에서 회수하여, 섬유 직경 7 ㎛ 및 기초 중량 40 g/㎡인 멜트블로운 부직포를 제조하였다. 이 때, 상기 공중합체 1 ㎏ 당 공기흐름의 양은 120 N㎥이었으며, 멜트블로잉 다이로부터 회수 스크린까지의 거리 (회수 거리)는 25 ㎝였다.
수득한 멜트블로운 부직포의 측정 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[참고예 1]
공중합체 1 ㎏ 당 공기흐름의 양을 200 N㎥으로 변경시키고, 회수 거리를 45㎝로 변경시키는 것을 제외하고는 실시예 4와 같이 하여 섬유 직경 7 ㎛ 및 기초 중량 40 g/㎡인 멜트블로운 부직포를 제조하였다.
수득한 멜트블로운 부직포의 측정 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 참고예
1 2 3 4 1
인장 강도/기초 중량 (MD/CD) 60/24 50/22 57/25 58/22 20/15
(MD+CD) 84 72 82 80 35
인장 신도(MD/CD) ％ 125/150 116/106 133/175 120/165 55/63
50 ％ 신장후의 잔류변형률(MD/CD) ％ 11/11 13/15 11/11 12/11 68/52
100 ％ 신장후의 잔류변형률(MD/CD) ％ 27/27 35/32 28/26 32/28 파쇄
외관 ○ ○ ○ ○ ×
촉감 ○ ○ ○ ○ ○
[실시예 5]
실시예 1의 에틸렌-메타크릴산 공중합체로부터 제조한 멜트블로운 부직포 (기초 중량 40 g/㎡)를 폴리우레탄 접착제에 의해 시판되는 OPP 필름 (2축 연신된 폴리프로필렌 필름, 두께 20 ㎛)에 접착하였다. 부직포면의 고온 점착 강도 및 가열 밀봉 강도를 측정하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 각각 나타낸다. 표에서 보는 바와 같이, 수득한 에틸렌-메타크릴산 공중합체의 멜트블로운 부직포는 뛰어난 고온 점착성 및 저온 가열 밀봉성을 나타내며, 따라서 가열 밀봉되는 포장 백의 내부층으로서 유용하다.
[비교예 1, 2]
실시예 5의 에틸렌-메타크릴산 공중합체로부터 제조된 멜트블로운 부직포 (기초 중량 40 g/㎡)를 기초 중량 40 g/㎡의 폴리프로필렌 멜트블로운 부직포 (미쯔이 가가꾸 가부시끼가이샤, 신텍스(SYNTEX) V3040 NIE) 또는 기초 중량 40 g/㎡의 폴리프로필렌 스펀본디드 부직포 (미쯔이 가가꾸 가부시끼가이샤, 신텍스(SYNTEX) PS-108)로 대체하고, 실시예 5와 같이 2개의 직물을 OPP 필름 상에 접착하였다. 각 부직포면의 고온 점착 강도 및 가열 밀봉 강도를 측정하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 각각 나타낸다.
표에서 보는 바와 같이, 폴리프로필렌의 멜트블로운 부직포 및 폴리프로필렌의 스펀본디드 부직포는 에틸렌-메타크릴산 공중합체의 멜트블로운 부직포보다 가열 밀봉될 포장 백의 내부층으로서 열등하였다.
측정 온도 (℃) 고온 점착 강도 (N/25 ㎜)
실시예 5 비교예 1 비교예 2
90 1.2 0.1 이하 0.1 이하
100 1.4 0.1 이하 0.1 이하
110 1.1 0.1 이하 0.1 이하
120 0.9 0.1 이하 0.1 이하
140 - 0.2 0.1 이하
150 - 0.1 0.1 이하
160 0.1 0.1 이하 0.1 이하
측정 온도 (℃) 가열 밀봉 강도 (N/25 ㎜)
실시예 5 비교예 1 비교예 2
90 1.80 접착되지 않음 접착되지 않음
100 5.15 접착되지 않음 접착되지 않음
110 7.95 접착되지 않음 접착되지 않음
120 8.75 접착되지 않음 접착되지 않음
140 - 0.65 접착되지 않음
150 - 1.25 접착되지 않음
160 - 0.95 9.55
[실시예 6]
실시예 1에서 공중합체 1 ㎏ 당 공기흐름의 양을 150 N㎥으로 변경시키고, 기초 중량을 10 g/㎡으로 조정한 것을 제외하고는, 실시예 1과 같이 하여 에틸렌-메타크릴산 공중합체 (10 g/㎡)의 멜트블로운 부직포 (MB)를 제조하였다. 상기 멜트블로운 부직포를 기초 중량 30 g/㎡인 폴리에틸렌으로 제조된 스펀본디드 부직포 (PE SB) (이데미쓰 페트로케미컬 컴퍼니 리미티드, 스트라마이티(STRAMIGHTY) MN)과 함께 70 ℃에서 엠보싱 롤에 의해 적층하였다. 상기 적층체 중의 에틸렌-메타크릴산 공중합체 멜트블로운 부직포면의 촉감에 대한 평가를 행하였다. 결과를 표 4에 나타낸다. 또한, 인쇄 특성을 측정하기 위해 상기 부직포면의 표면 장력을 측정하였다. 결과를 표 4에 또한 나타낸다.
이들 평가는 부직포 적층체의 하나 이상의 층에 에틸렌-메타크릴산 공중합체로 제조된 멜트블로운 부직포를 사용함으로써 촉감, 습윤성 및 인쇄성이 우수한 부직포가 수득될 수 있음을 나타낸다.
[비교예 3 및 4]
기초 중량 30 g/㎡의 폴리에틸렌으로 제조된 스펀본디드 부직포 (PE SB) (이데미쓰 페트로케미컬 컴퍼니 리미티드, 스트라마이티(STRAMIGHTY) MN), 및 기초 중량 40 g/㎡의 프로필렌 스펀본디드 부직포 (PP MB) (미쯔이 가가꾸 가부시끼가이샤, 신텍스(SYNTEX) PS-108)에 대한 촉감 및 표면 장력의 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
부직포 촉감 표면 장력 (mN/m)
실시예 6 공중합체 MB/PE SB 적층 ○ 41
비교예 3 PE SB (스펀본디드) × 34
비교예 4 PP MB (멜트블로운) × 32
[실시예 7]
에틸렌-1-부텐 랜덤 공중합체 (미쓰이 케미컬스 인크. 타프머(Tafmer) A70090, 밀도 890 ㎏/㎥) 20 중량％를 에틸렌-메타크릴산 공중합체 (MFR: 500 g/10분, 메타크릴산 단위 함량: 10 중량％) 80 중량％와 건식 블렌딩하고, 압출기 중에서 용융 블렌딩하였다. 수득한 용융 혼합물을 멜트블로잉 다이로부터 고속 고온 공기류 중으로 압출하고 스크린 상에서 회수하여, 섬유 직경 12 ㎛ 및 기초 중량 40 g/㎡인 멜트블로운 부직포를 제조하였다. 이 때, 수지 1 ㎏ 당 공기흐름의 양은 27 N㎥이었으며, 멜트블로잉 다이로부터 회수 스크린까지의 거리는 15 ㎝였다.
수득한 멜트블로운 부직포의 측정 및 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
[실시예 8]
실시예 7의 에틸렌-메타크릴산 공중합체 80 중량％ 및 수소화 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 (아사히 가세이 가부시키가이샤, 터프텍(Tuftec) H1031) 20 중량％를 사용하고, 블렌드 1 ㎏ 당 회전 공기흐름의 양을 44 N㎥으로 변경시키는 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 섬유 직경 13 ㎛ 및 기초 중량 40 g/㎡인 멜트블로운 부직포를 제조하였다. 수득한 멜트블로운 부직포의 측정 및 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
[실시예 9]
실시예 7의 에틸렌-메타크릴산 공중합체 80 중량％ 및 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 (듀폰-미츠이 폴리케미칼 가부시키가이샤, 에바플렉스(EVAFLEX) V577) 20 중량％를 사용하고, 블렌드 1 ㎏ 당 회전 공기흐름의 양을 15 N㎥으로 변경시키는 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 섬유 직경 10 ㎛ 및 기초 중량 40 g/㎡인 멜트블로운 부직포를 제조하였다.
수득한 멜트블로운 부직포의 측정 및 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
[실시예 10]
실시예 7의 에틸렌-메타크릴산 공중합체 80 중량％ 및 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체 (MFR: 275 g/10분, 에틸 아크릴레이트 단위 함량: 25 중량％) 20 중량％를 사용하고, 블렌드 1 ㎏ 당 회전 공기흐름의 양을 27 N㎥으로 변경시키는 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 섬유 직경 11 ㎛ 및 기초 중량 40 g/㎡인 멜트블로운 부직포를 제조하였다.
수득한 멜트블로운 부직포의 측정 및 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
실시예
7 8 9 10
인장 강도/기초 중량 (MD/CD) 23/17 23/19 21/16 21/17
(MD+CD) 40 42 37 38
인장 신도(MD/CD) ％ 205/220 380/400 210/200 200/205
100％ 신장후의 잔류변형률(MD/CD) ％ 28/28 28/26 30/30 28/28
본 발명의 멜트블로운 부직포는 신축성 및 통기성이 우수하고 중등 강도를 갖기 때문에, 신축 부재를 위한 부직포로서 우수하며, 반창고, 찜질약용 밑천; 지지대, 색(sack), 붕대; 외과용 마스크, 모자, 신발 커버; 1회용 기저귀, 위생용 냅킨 등에 바람직하게 적용할 수 있다. 본 발명의 멜트블로운 부직포는 또한 포장재 및 부직포 적층체에 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 멜트블로운 부직포는 소각 폐기될 때 유해한 가스 발생의 문제를 일으키지 않아, 환경에 대한 부담이 거의 없다.

Claims (11)

  1. 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체로부터 제조된 멜트블로운 부직포.
  2. 제1항에 있어서, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체가 ASTM D1238에 따라 190 ℃의 온도 및 2.16 ㎏의 하중에서 측정된 용융유속이 50 내지 1000 g/10분 범위이고 아크릴산 또는 메타크릴산 단위 함량이 2 내지 25 중량％ 범위인 멜트블로운 부직포.
  3. 제1항에 있어서, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체에 에틸렌-α-올레핀 랜덤 공중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴레이트 공중합체, 스티렌-공액 디엔-스티렌 블록 공중합체 및 수소화 스티렌-공액 디엔-스티렌 블록 공중합체로부터 선택된 열가소성 중합체가 블렌딩된 것인 멜트블로운 부직포.
  4. 제1항에 있어서, 종방향 및 횡방향에서의 (인장 강도 (g/5 ㎝))/(기초 중량 (g/㎡))의 값의 합이 30 내지 100의 범위이며, 종방향 및 횡방향에서 각각의 인장 신도가 80 ％ 이상인 멜트블로운 부직포.
  5. 제1항에 있어서, 50 ％ 신장후의 잔류변형률이 20 ％ 이하이며, 100 ％ 신장후의 잔류변형률이 50 ％ 이하인 멜트블로운 부직포.
  6. 제1항에 있어서, 기초 중량이 5 내지 200 g/㎡ 범위인 멜트블로운 부직포.
  7. 제1항에 있어서, 엠보싱된 것인 멜트블로운 부직포.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 멜트블로운 부직포를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축 부재.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 멜트블로운 부직포를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장재.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 멜트블로운 부직포를 적어도 1층 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 적층체.
  11. 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체를 압출기에서 용융시키고, 일렬로 위치한 멜트블로잉 다이로부터 고속 고온 수렴 공기류의 2개의 흐름 중으로 직접 압출시킨 다음, 용융 공중합체를 연신시켜 더 미세하게 하여, 운반 스크린 상에서 회수하는 것을 포함하며,
    상기 공중합체 1 ㎏ 당 공기흐름의 양은 10 내지 200 N㎥이며, 멜트블로잉 다이로부터 회수 스크린까지의 거리는 10 내지 40 ㎝ 범위인, 제1항 내지 제7항 중어느 한 항의 멜트블로운 부직포의 제조 방법.
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