KR20110132391A - 고발수성 복합 섬유 및 이것을 사용한 고벌크 부직포 - Google Patents

고발수성 복합 섬유 및 이것을 사용한 고벌크 부직포 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 양호한 대전 방지성과 고발수성을 발휘할 수 있는 섬유를 제공하고, 또한 고발수성을 발휘하는 감촉이 양호한 고벌크(hing bulk) 부직포를 제공한다.
복수의 열가소성 수지를 주체로 하는 복합 섬유로서, 적어도 하기 성분 (A)와, 성분 (B)를 포함하는 섬유 처리제가, 섬유 질량에 대하여 0.1∼1.0 질량% 부착되어 있으며, 상기 섬유 처리제 중, 성분 (A)가 75∼97 질량%, 성분 (B)가 25∼3 질량%를 차지하는 것을 특징으로 하는 고발수성 섬유.
성분 (A): 폴리실록산
성분 (B): 알칸설포네이트 금속염

Description

고발수성 복합 섬유 및 이것을 사용한 고벌크 부직포{HIGHLY WATER REPELLENT CONJUGATE FIBER AND HIGH BULK NONWOVEN FABRIC USING SAME}
본 발명은, 복수의 열가소성 수지를 주체(主體)로 하는, 대전 방지성이 우수한 고발수성 복합 섬유 및 이것을 사용한 고벌크(hing bulk) 부직포에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 일회용 기저귀, 생리용 냅킨, 흡수 패드 등의 누출 방지재 또는 액불투과성(液不透過性) 시트에 사용하기에 적합한 고발수성 섬유 및 이것을 사용한 고벌크 부직포에 관한 것이다.
최근, 널리 사용하게 된 일회용 기저귀에 있어서는, 소변이나 무른 변이 가랑이 옆으로 누출되거나, 또는 복부, 요부로 누출되는 것을 방지하기 위해 사이드 개더(side gathers)나 웨이스트 개더(waist gathers) 등의 누출 방지재가 구비되어 있다. 또한, 생리용 냅킨에 있어서도, 생리혈이 옆으로 누출되는 것을 방지하기 위해 사이드 개더가 구비된 제품이 시판되고 있다. 이와 같은 누출 방지재에는, 소변이나 생리혈을 투과시키지 않도록 발수성이 요구된다. 또한, 이와 같은 부재는 피부와 직접적으로 접하여 사용되므로, 촉감이 양호하며, 감촉이 우수하지 않으면 안된다.
종래부터, 이와 같은 부재에는, 폴리올레핀계 중합체 등의 열가소성 수지를 사용한 스펀본드(spunbond)법으로 얻어지는 부직포 등이 사용되고 있지만, 촉감이나 감촉 면에서는, 개량할 여지가 많았다. 이러한 요구를 만족시키기 위하여, 수많은 제안이 이루어졌으며, 그 개량 기술도 많다. 예를 들면, 하기 특허 문헌 1에서는, 알킬 인산 에스테르로 처리한 후, 폴리실록산으로 처리한 폴리올레핀을 포함하는 섬유 또는 필라멘트가 제안되어 있다.
또한, 하기 특허 문헌 2에서는, 실리콘계 성분과 에틸렌옥사이드 부가 알킬 아민 성분을 포함하는 섬유 처리제가 부착된 열접착성 섬유가 제안되어 있다.
전술한 바와 같은 개량 기술에 있어서도, 대전 방지성과 고발수성을 양립시키는 관점에서, 실용상 더욱 개선할 여지가 있었다. 예를 들면, 하기 특허 문헌 1에서는 대전 방지제로서 알킬 인산 에스테르를 사용하고 있으므로, 섬유를 부직포로 가공하는 공정에 있어서, 그 대전 방지성은 충분하지 않으며, 또한, 부직포를 얻기 위해 캘린더 롤 가공을 사용하고 있고, 이 방법으로는 고벌크이며 감촉이 좋은 부직포를 얻기 어렵다. 한편, 하기 특허 문헌 2에서는, 섬유 처리제 중의 실리콘계 성분의 비율이 비교적 낮고, 에틸렌옥사이드 부가 알킬 아민의 발수성을 가미해도, 충분한 발수성을 얻기 어렵다. 일반적으로, 부직포는 고벌크가 되면, 구성 섬유의 밀도가 작아져, 부직포의 발수성이 낮아지는 경향이 있으므로, 이와 같은 구성의 섬유 처리제를 부착시킨 섬유에서는, 고벌크이며 고발수성의 부직포를 얻기가 어렵다.
일본 특허 제2908841호 명세서 일본 특허출원 공개번호 평 5-321156호 공보
본 발명의 목적은, 양호한 대전 방지성과 고발수성을 발휘할 수 있는 섬유를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 또한, 이와 같은 섬유를 사용하여, 고발수성을 발휘하는, 고벌크의 부직포를 제공하는 것이다.
본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위해 검토를 거듭한 결과, 열가소성 수지를 주체로 하는 복합 섬유에, 발수성이 높은 폴리실록산과 대전 방지 효과가 매우 우수한 알칸설포네이트 금속염을 포함하는 섬유 처리제를 부착시킴으로써, 상기 복합 섬유가, 부직포로 가공되는 공정에 있어서 충분한 대전 방지성을 가지며, 또한 상기 복합 섬유에 의해 고벌크이며 감촉이 양호한 고발수성 부직포를 얻을 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명은, 복수의 열가소성 수지를 주체로 하는 복합 섬유로서, 적어도 하기 성분 (A)와, 하기 성분 (B)를 포함하는 섬유 처리제가, 섬유 질량에 대하여 0.1∼1.0 질량% 부착되어 있으며, 상기 섬유 처리제 중, 성분 (A)가 75∼97 질량%, 성분 (B)가 25∼3 질량%를 차지하는 것을 특징으로 하는 고발수성 섬유이다.
성분 (A): 폴리실록산
성분 (B): 알칸설포네이트 금속염
본 발명의 실시태양으로서, 상기 열가소성 수지 중 적어도 1 종류가 폴리올레핀계 중합체 및 폴리에스테르계 수지로부터 선택되는 고발수성 섬유를 예로 들 수 있다. 본 발명은 또한, 상기 고발수성 섬유를 사용하여, 카드 공정(carding step)을 포함하는 공정에서 가공된 고벌크 부직포를 목적으로 하고 있다.
본 발명의 복합 섬유에는, 섬유 처리제가 부착되어 있고, 상기 섬유 처리제는, 발수 성분인 성분 (A) 폴리실록산이 75∼97 질량%를 차지하며, 대전 방지제인 성분 (B) 알칸설포네이트 금속염이 25∼3 질량%를 차지하는 것이다. 상기 섬유 처리제에 있어서, 대전 방지제인 성분 (B) 알칸설포네이트 금속염의 대전 방지 효과가 매우 높으므로, 그 구성 비율을 낮게 억제하는 것이 가능하며, 그러므로, 발수 성분인 폴리실록산의 구성 비율을 75∼97 질량%로 높여서, 높은 발수성을 발현시킬 수 있다. 본 발명의 복합 섬유는 대전 방지 효과가 높고, 또한 발수성이 높으므로, 상기 복합 섬유를 부직포로 가공하는 공정에서는, 정전기의 발생이 없어, 안정된 가공이 가능하다.
또한, 본 발명의 복합 섬유는 복수의 열가소성 수지를 주체로 하고 있으므로, 구성하는 열가소성 수지의 융점차를 이용하여, 열풍 순환식의 가공기 등으로 섬유 교락점(交絡点)을 용융 접착시켜, 고벌크 부직포로 가공할 수 있다. 이와 같이 고벌크로 되어, 구성 섬유 밀도가 낮아져도, 본 발명의 복합 섬유의 발수성이 충분히 높으므로, 본 발명에 의하면 고발수성을 손상시키지 않고도 고벌크 부직포를 얻을 수 있다.
본 발명의 복합 섬유에 부착시키는 섬유 처리제를 구성하는 성분 (A) 폴리실록산의 예로서, 폴리디메틸실록산, 아미노 변성 폴리실록산, 폴리프로필렌글리콜 변성 폴리실록산 등이 있으며, 특히, 발수 성능과 안전성이 우수한 점에서 디메틸 폴리실록산이 바람직하다. 성분 (A) 폴리실록산으로서 시판품을 사용할 수 있으며, 이와 같은 시판품으로서 예를 들면, 폴리디메틸실록산의 예로서는, 도오레·다우코닝 가부시키가이샤의 「DOW CORNING TORAY SH 200 C FLUID」, 아사히화성와커 가부시키가이샤의 「WACKER SILICONE FLUID AK」, 신에쓰화학공업가부시키가이샤의 「KF-96」등이 있다.
섬유 처리제를 구성하는 성분 (A)로서 폴리디메틸실록산을 사용하는 경우, 그 중합도는 5∼200이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10∼100이다.
본 발명의 복합 섬유에 부착시키는 섬유 처리제를 구성하는 성분 (A) 폴리실록산은, 섬유 처리제의 유효 성분의 75∼97 질량%를 차지할 필요가 있었다. 여기서 말하는 유효 성분이란, 섬유 처리제 전체로부터 수분을 제외한 성분이다. 섬유 처리제에 있어서의 성분 (A) 폴리실록산의 구성 비율이 75∼97 질량%의 범위에 있으면, 복합 섬유의 발수성을 충분하게 하고, 이와 동시에, 대전 방지제 등의 다른 성분에 의한 효과도 양호하게 발휘하도록 할 수 있으므로, 섬유를 부직포로 가공하는 공정에서 정전기의 발생을 억제하여 가공하기 쉬워진다.
본 발명의 복합 섬유에 부착시키는 섬유 처리제를 구성하는 성분 (B) 알칸설포네이트 금속염에 있어서의 알킬기는, 포화 또는 불포화이며, 분지상(分枝狀) 또는 직쇄상(直鎖狀)이며, 탄소수는 10∼20이 바람직하고, 특히 탄소수 13∼17의 직쇄상의 알킬기를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 성분 (B) 알칸설포네이트 금속염에 있어서의 술폰기는, 탄소 사슬의 임의의 위치에 존재할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 섬유 처리제를 구성하는 성분 (B) 알칸설포네이트 금속염은, 단일종 또는 2 종류 이상의, 탄소수가 상이한 것이나 술폰기의 위치가 상이한 알칸설포네이트 금속염의 혼합물이라도 된다.
성분 (B) 알칸설포네이트 금속염에 있어서의 양이온으로서는, 알칼리 금속인 나트륨, 칼륨이 바람직하며, 수용성이 우수한 나트륨이 특히 바람직하다. 성분 (B) 알칸설포네이트 금속염으로서 시판품을 사용할 수 있고, 이와 같은 시판품의 예로서, 클라리언트재팬가부시키가이샤의 「HOSTAPUR SAS」, LEUNA-TENSIDE GmbH의 「EMULGATOR E30」, Sasol Japan KK의 「MARLON PS」등이 있다.
본 발명에서 사용하는 섬유 처리제를 구성하는 성분 (B) 알칸설포네이트 금속염은, 섬유 처리제의 유효 성분의 25∼3 질량%를 차지할 필요가 있다. 섬유 처리제에 있어서의 성분 (B) 알칸설포네이트 금속염의 구성 비율이 25∼3 질량%의 범위에 있으면, 상기 섬유 처리제의 적절한 부착량, 즉 섬유 질량에 대하여 0.1∼1.0 질량%의 부착량으로, 대전 방지 효과를 충분히 발휘하도록 할 수 있고, 또한 성분 (A) 폴리실록산에 의한 발수 효과도 충분히 나타낼 수 있다.
그리고, 섬유 처리제의 과잉 부착량은, 섬유의 표면 특성을 악화시키고, 또한, 섬유를 부직포로 가공하는 공정에서 섬유 처리제의 탈락 등으로 기기가 오염되는 원인이 된다.
본 발명의 복합 섬유에 부착시키는 섬유 처리제로는, 본 발명의 목적이 손상되지 않는 범위에서, 각종 첨가제를 배합할 수 있다. 이와 같은 첨가제의 예로서, 유화제, 방부제, 방청제(rust inhibitor), pH 조정제, 소포제(消泡劑) 등이 있다.
본 발명의 복합 섬유는, 섬유 질량에 대하여, 상기 섬유 처리제가 유효 성분으로서 0.1∼1.0 질량% 부착되어 있는 것이며, 바람직하게는 0.2∼0.8 질량% 부착되어 있는 것이다. 전술한 부착량이 0.1∼1.0 질량%의 범위에 있으면, 대전 방지성이 충분히 있으므로, 상기 복합 섬유를 부직포로 가공하는 공정에서 정전기의 발생이 억제되어, 가공하기 쉬워진다. 또한, 상기 부착량의 범위에서는, 섬유로부터 탈락하는 상기 처리제의 양이 극히 적으므로, 상기 처리제가 기기에 축적되거나 가공성 저하의 문제를 회피할 수 있다.
본 발명에 있어서, 복합 섬유에 상기 섬유 처리제를 부착시키는 방법은 특정 방법으로 한정되지 않고, 종래 공지된 방법을 채용할 수 있다. 복합 섬유에 상기 섬유 처리제를 부착시키는 방법으로서, 구체적으로, 섬유를 생산하는 공정인, 이른바 방사(紡絲) 공정, 연신 공정, 또는 이 양쪽 공정에 있어서, 오일링롤법(oiling roll method), 침지법, 분무법 등의 공지의 방법을 이용할 수 있다.
복합 섬유에 상기 섬유 처리제를 부착시킬 경우, 상기 성분 (A)와 상기 성분 (B)를 일괄적으로 부착시키는 간편한 조작에 의해, 원하는 효과를 충분하게 올릴 수 있는 점에서 본 발명의 공업적 의의는 크다. 예를 들면, 상기 성분 (A) 및 상기 성분 (B), 및 임의의 첨가제를 배합한 섬유 처리제를 조제(調製)해 두고, 상기 섬유 처리제를 전술한 바와 같은 섬유 생산 공정에 있어서, 적절한 방법에 의해 복합 섬유에 부착시킬 수 있다. 또는, 이들 성분을 분별하여 부착시킬 수도 있다.
본 발명의 복합 섬유는, 복수의 열가소성 수지를 주체로 한다. 상기 복합 섬유에 사용되는 열가소성 수지로서는, 폴리올레핀계 중합체, 폴리에스테르계 중합체, 폴리아미드계 중합체를 예시할 수 있다. 그 중에서도 폴리올레핀계 중합체는 소수성(疏水性)이 크기 때문에, 본 발명의 목적인 고발수성을 만족시키는 효과가 우수하므로, 바람직하게 사용된다. 또한, 폴리에스테르계 중합체도, 벌크성(bulkiness)이나 벌크 회복성(bulk recovery)이 우수하므로, 바람직하게 사용된다.
폴리올레핀계 중합체로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌·프로필렌공중합체, 에틸렌·옥텐-1 공중합체, 에틸렌·부텐-1 공중합체, 에틸렌·프로필렌·부텐-1 공중합체 등을 예시할 수 있다. 폴리에스테르계 중합체로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트·이소프탈레이트, 공중합 폴리에스테르 등을 예시할 수 있다.
본 발명의 복합 섬유는 2종 이상의 열가소성 수지를 주체로 하여 구성되며, 그 열가소성 수지 중 적어도 1종이, 상기 폴리올레핀계 중합체 및 폴리에스테르계 중합체로부터 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 복합 섬유는, 폴리올레핀계 중합체 및 폴리에스테르계 중합체 이외의 열가소성 수지를 포함해도 된다.
본 발명의 고발수성 섬유를 구성하는 열가소성 수지의 조합으로서는, 2종을 하나의 조합으로 한 예를 나타내면, 폴리올레핀계 중합체/폴리올레핀 중합체, 폴리올레핀 중합체/폴리에스테르 중합체, 폴리에스테르 중합체/폴리에스테르 중합체, 폴리아미드 중합체/폴리에스테르 중합체, 폴리올레핀 중합체/폴리아미드 중합체, 폴리올레핀 중합체/스티렌계 중합체 등의 조합을 예시할 수 있다.
본 발명의 복합 섬유에 사용하는 열가소성 수지에는, 본 발명의 목적이 손상되지 않는 범위에서, 각종 첨가제를 배합할 수 있다. 이와 같은 첨가제의 예로서, 내열 안정제, 산화 방지제, 내후(耐候) 안정제, 대전 방지제, 착색제, 평활제(平滑劑) 등이 있다. 또한, 필요에 따라 다른 열가소성 수지를 블렌딩하거나, 이산화 티탄, 탄산 칼슘 및 수산화 마그네슘 등의 무기물 등을 배합해도 된다.
본 발명의 고발수성 복합 섬유의 섬유 단면 구조는, 쉬스코어 타입(sheath-core type), 사이드바이사이드 타입(side-by-side type), 중공 타입(hollow type), 분할 타입(splittable type), 다엽이형 타입(multilobed-modified type)을 취할 수 있고, 또한, 사이드바이사이드-중공 타입, 분할-중공 타입 등과 같이 조합 타입을 취할 수 있다. 고벌크이며 감촉이 좋은 부직포를 얻기 위해서는, 쉬스코어 타입, 사이드바이사이드 타입, 편심(偏心) 쉬스코어 타입, 중공 타입의 섬유 단면 구조가 바람직하다.
본 발명의 고발수성 복합 섬유에, 열접착 성능을 발휘하도록 하기 위해서는, 상기 복합 섬유가, 예를 들면, 코어 성분과 쉬스 성분으로 이루어지는 경우, 쉬스 성분의 열가소성 수지가 코어 성분의 열가소성 수지보다 융점이 낮으며, 쉬스 성분이 섬유 표면에 노출되어 있을 필요가 있다.
본 발명의 고발수성 섬유가, 예를 들면, 코어 성분과 쉬스 성분으로 이루어지는 쉬스코어 타입의 복합 섬유인 경우, 쉬스 성분과 코어 성분의 복합비는 20/80 질량%∼80/20 질량%의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 40/60 질량%∼60/40 질량%이다.
본 발명의 복합 섬유는, 용융 방사법에 의해 얻어지는 것이다. 복합 섬유를 얻기 위한 용융 방사는, 융점이 상이한 복수의 열가소성 수지를 사용하여, 각각을 융점 이상으로 가온(加溫)된 압출기에 투입하여 용융시켜, 쉬스코어형 등의 복합 방적 돌기(spinneret)로부터 밀어내고, 밀려나온 용융 수지를 냉각시키면서 일정한 속도로 인취(引取)하여 방사를 행하는 것이다. 방사 후, 핫 롤(hot roll) 등을 사용하여 특정 배율로 연신하고, 기계 권축(crimp)을 부여한 후, 건조, 절단 처리를 행한다.
이와 같이 하여 얻어진 복합 섬유에, 또는 그 제조 공정 중의 복합 섬유에, 전술한 바와 같이 섬유 처리제를 부착시켜, 본 발명의 고발수성 섬유를 제조할 수 있다.
본 발명의 고발수성 복합 섬유의 섬도(degree of fineness)는, 0.5∼30 dtex의 범위 내에서 임의로 선택할 수 있다. 상기 복합 섬유를 부직포로 가공하고, 일회용 기저귀나 생리용 냅킨의 누출 방지재에 사용하기 위해서는, 유연성, 감촉을 고려하여, 섬도는 1.0∼6 dtex가 바람직하다.
본 발명의 고발수성 복합 섬유를 사용하여 부직포로 가공할 때, 카드 공정을 채용하는 경우, 섬유를, 카드기를 통과시키기 위해 임의의 길이로 컷팅할 필요가 있다. 섬유를 컷팅하는 길이, 즉 컷팅 길이는, 섬도나 카드기의 통과 성능을 고려하여, 15∼125 mm의 범위 내에서 선택할 수 있고, 바람직하게는, 30∼75 mm이다.
본 발명의 고발수성 복합 섬유를 부직포로 가공하기 위해서는, 섬유 웹(fiber web)을 형성한 후에, 열 처리를 행하고, 섬유 웹을 구성하는 섬유의 교락점을 열 접착시켜 부직포화하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
섬유 웹을 형성하는 방법으로서, 전술한 바와 같이 소정 길이로 컷팅한 섬유를 카드기에 통과시키는 카딩법(carding method)이 있으며, 고벌크의 섬유 웹을 형성하기 위해서는, 카딩법이 가장 적합한 방법이다.
카딩법으로 형성된 섬유 웹을 열 처리하는 공지의 방법으로서는, 열풍 접착법(hot air bondong)이나 핫 롤 접착법(hot roll bonding) 등의 방법을 예시할 수 있으며, 본 발명의 복합 섬유를 섬유 웹으로 형성한 후에 행하는 열 처리법으로서는, 열풍 접착법이 바람직하다.
이 열풍 접착법은 가열한 공기나 증기를 섬유 웹 전체, 또는 일부분에 통과시킴으로써, 섬유 웹을 구성하는 복합 섬유의 저융점 성분을 연화, 용융시켜 섬유 교락 부분을 접착하는 방법으로서, 핫 롤 접착법과 같이 일정 면적을 찌부러뜨려 벌크성(bulkiness)을 손상시키는 방법은 아니기 때문에, 본 발명의 과제인, 고벌크이며 감촉이 양호한 부직포를 제공하기에 적절한 열 처리법이다.
본 발명의 고발수성 복합 섬유가 발휘하는 고발수성은, 상기 섬유를 사용하여 제조한 부직포에 있어서의 내수압(耐水壓)을 지표로 하여, 확인할 수 있다. 예를 들면, JIS L1092-A법(저수압법)을 사용하여, 부직포의 내수압을 측정할 수 있고, 소정의 내수압치를 기준으로 하여 섬유의 고발수성을 확인할 수 있다.
본 발명의 고발수성 복합 섬유를 고벌크 부직포로 가공한 경우의 부직포의 단위 면적당 중량(단위 면적당 질량)은, 5∼100 g/m2의 범위 내에서 선택할 수 있다. 일회용 기저귀나 생리용 냅킨의 누출 방지재로서 사용하기에 적합한 단위 면적당 중량으로서는, 바라는 바 충분한 효과와 비용의 밸런스를 고려하여, 20∼50 g/m2가 바람직하다.
또한, 본 발명의 복합 섬유를 부직포로 가공한 경우의 부직포의 벌크성은, 비용적(比容積)(단위 질량당 용적)이나, 공극율(空隙率)(단위 체적당 공극이 차지하는 비율)로 산출할 수 있다. 부직포가 고벌크로 되면, 구성하는 섬유 사이의 평균적인 거리가 커지고, 단위 체적당의 섬유의 수가 감소하는 경향이 있으므로, 발수성을 유지하는 것이 어려워지지만, 본 발명의 부직포의 경우, 섬유에 부착된 섬유 처리제의 발수성이 높으므로, 보다 고벌크의 부직포로 되어도, 그 우수한 효과를 유지할 수 있다.
상기 비용적으로 산출한 경우, 바람직한 벌크성은 15∼150 cm3/g이며, 20∼100 cm3/g이 더욱 바람직하고, 이 범위에서 본 발명의 우수한 효과가 가장 양호하게 발휘된다. 이 경우의 벌크성에 있어서, 15 cm3/g 이상의 수치이면, 벌크성은 충분히 양호하며, 또한, 150 cm3/g 이하의 수치인 경우, 부직포 자체의 강도가 충분히 강하게 유지되므로 바람직하다.
공극율은, 바람직하게는 90∼99 %이며, 95∼99 %가 더욱 바람직하여, 본 발명의 우수한 효과가 가장 양호하게 발휘된다.
[실시예]
다음으로, 본 발명을 실시예와 비교예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 명세서, 특히 실시예와 비교예에 있어서 사용되는 용어의 정의 및 측정 방법은, 다음과 같다.
(1) 처리제의 부착량
섬유에 부착된 처리제의 섬유 질량당의 비율을 나타내고, 추출법에 의해 산출된다(단위: 질량%).
시료로서 단섬유(短纖維) 50g을 미니어처(miniature) 롤러 카드기에 투입하여 섬유 웹으로 만들고, 섬유 웹으로부터 2g을 인출하여 고속 잔류 수지 추출 장치(high speed resin residue extractor)를 사용하여 측정하였다. 추출 용매로서 2-프로판올 25mL를 사용하였다. 부착량은 이하의 식에 따라 산출하였다.
부착량(질량%) = [추출량(g)/2]×100
(2) 대전 방지성
카드 공정에서 발생한 정전기의 전압값을 나타낸다[단위: V(볼트)].
시료로서 단섬유 50g을, 온도 20℃, 상대 습도 45%의 분위기 하에서, 500mm폭의 미니어처 롤러 카드기에 출구 롤러 속도 7m/min로 통과시켜 섬유 웹으로 만들고, 카드기 출구로부터 권취 드럼으로 통과하는 도중의 섬유 웹에서 발생한 정전기의 전압을 측정하였다. 이 전압이 100V 미만이면, 이 섬유를 사용하여 가공할 때, 대전성이 충분히 억제되어 있어, 가공이 순조롭게 행해진 것으로 판단했다.
(3) 단위 면적당 중량
부직포 및 섬유 웹의 단위 면적당 중량을 나타내고, 일정 면적으로 잘라낸 부직포 또는 섬유 웹의 질량으로부터 산출한다(단위: g/m2).
250mm × 250mm로 잘라낸 시료 부직포를, 접시가 상측에 부착된 전자 천칭으로 계량하고, 그 수치를 16배로 하여 단위 면적당 중량을 산출하였다.
(4) 벌크성(bulkiness)(비용적과 공극율)
(i) 비용적: 부직포의 단위 체적당의 질량을 나타내고, 단위 면적당 중량 측정과 두께 측정으로부터 산출한다(단위: cm3/g).
시료 부직포의 두께를, 두께 측정기를 사용하여, 하중 3.5 g/cm2, 속도 2 mm/sec의 조건에서 측정하고, 그 두께의 수치(mm)와 단위 면적당 중량(g/m2)으로부터 이하의 식을 사용하여 산출하였다.
비용적 = t/w×1000
t: 시료 부직포의 두께(mm)
w: 단위 면적당 중량(g/m2)
(ii) 공극율: 부직포의 단위 체적당의 공극이 차지하는 비율을 나타내고, 부직포의 단위 면적당 중량 및 두께, 구성 섬유의 비중으로부터 산출한다(단위: %).
시료 부직포의 두께를, 두께 측정기를 사용하여, 하중 3.5 g/cm2, 속도 2 mm/sec의 조건에서 측정하고, 그 두께의 수치(㎛)와 단위 면적당 중량(g/m2), 및 구성 섬유의 비중(g/cm3)으로부터 이하의 식을 사용하여 산출하였다.
공극율 ={(t-w/ρ)/t}×100
t: 시료 부직포의 두께(㎛)
w: 시료 부직포의 단위 면적당 중량(g/m2)
ρ: 구성 섬유의 비중(g/cm3)
(5) 발수성
부직포의 내수압으로 나타낸다(단위: mm).
시료 부직포를 150mm×150mm로 잘라내고, JIS L1092-A법(저수압법)에 준하여, 상승 속도 10 cm/min로 측정하였다. 내수압의 값이 크면 발수성이 양호한 것을 나타낸다. 이 내수압의 값이 40mm 이상이면, 재료로 되어 있는 복합 섬유의 발수성이 충분하며, 제품으로서 만족스러운 고발수성 부직포가 제공되는 것으로 판단하였다.
(6) 감촉
부직포의 외관상 품질, 촉감의 부드러움, 강연도(stiffness), 부풀음(puffiness) 등을 종합적으로 판단하였다. 시료 부직포를 150mm×150mm로 잘라내고, 5명의 패널에 의한 관능 시험에 의해 판단하였다.
○: 5명 전원이 「양호」로 느낌.
△: 1∼2명이 「불량」으로 느낌.
×: 4명 이상이 「불량」으로 느낌.
의 3단계의 기준으로 평가했다.
[실시예 1]
용융질량유량(melt mass flow rate)(조건: 230℃, 하중 21.18N)이 15g/10min, 융점이 162℃인 결정성 폴리프로필렌을 코어 성분으로 하고, 밀도 0.96 g/cm3, 용융지수(melt index)(조건: 190℃, 하중 21.18N)가 16g/10min, 융점이 131℃인 고밀도 폴리에틸렌을 쉬스 성분으로 하여, 노즐수 350의 쉬스코어형 복합 방적 돌기를 사용하여, 온도 220∼280 ℃, 인취 속도(pull-up rate) 800 m/min의 조건에서, 질량비 50%/50%의 쉬스코어형 복합 섬유를 방사했다. 방사 후, 90℃의 핫 롤에 의해 4배로 연신하고, 이 연신 공정에서 표 1에 나타낸 섬유 처리제 1을, 유효 성분 10 질량%의 수성 에멀젼의 상태에서, 오일링 롤을 사용하여 부착시켰다. 섬유 처리제를 부착시킨 섬유에 기계 권축을 부여하고, 건조 후, 절단 처리하여, 2.2 dtex, 51 mm의 시료 단섬유를 얻었다.
얻어진 시료 단섬유에 대하여, 상기 (1), (2)의 측정 방법으로, 부착량 및 대전 방지성을 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
또한, 얻어진 시료 단섬유 50g을, 미니어처 롤러 카드기를 사용하여 카딩법에 의해 섬유 웹으로 만들었다. 이들 섬유 웹을 열풍 순환식의 열 처리 가공기에 통과시키고, 130℃의 설정 온도, 평균 풍속 0.8m/sec, 가공 시간 12sec의 조건에서, 열풍 접착법에 의해 시료 부직포로 만들었다.
[실시예 2]
연신 공정에서 표 1에 나타낸 섬유 처리제 2를 부착시킨 점 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로, 시료 단섬유를 얻었다. 얻어진 시료 단섬유에 대하여, 상기 (1), (2)의 측정 방법으로, 부착량 및 대전 방지성을 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
또한, 실시예 1과 동일한 방법으로, 시료 부직포를 얻었다.
[실시예 3]
연신 공정에서 표 1에 나타낸 섬유 처리제 3을 부착시킨 점 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로, 시료 단섬유를 얻었다. 얻어진 시료 단섬유에 대하여, 상기 (1), (2)의 측정 방법으로, 부착량 및 대전 방지성을 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
또한, 실시예 1과 동일한 방법으로, 시료 부직포를 얻었다.
[비교예 1]
연신 공정에서 표 1에 나타낸 섬유 처리제 4를 부착시킨 점 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로, 시료 단섬유를 얻었다. 얻어진 시료 단섬유에 대하여, 상기 (1), (2)의 측정 방법으로, 부착량 및 대전 방지성을 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
또한, 실시예 1과 동일한 방법으로, 시료 부직포를 얻었다.
[비교예 2]
용융질량유량(조건: 230℃, 하중 21.18N)이 15g/10 min, 융점이 162℃인 결정성 폴리프로필렌을, 노즐수 350의 방사 방적 돌기를 사용하여, 온도 260∼280 ℃, 인취 속도 800m/min의 조건으로 방사했다. 이 방사 공정에서, 표 1에 나타낸 섬유 처리제 5를, 유효 성분 5질량%의 수성 에멀젼의 상태에서, 오일링 롤을 사용하여 목표 부착량 0.6질량%로 부착시켰다. 방사 후, 90℃의 핫 롤에 의해 4배로 연신하고, 이 연신 공정에서 표 1에 나타낸 섬유 처리제 6을, 유효 성분 10질량%의 수성 에멀젼의 상태에서, 오일링 롤을 사용하여 목표 부착량 0.1질량%로 추가로 부착하였다. 섬유 처리제를 부착시킨 섬유에 기계 권축을 부여하고, 건조 후, 절단 처리하여, 2.2dtex, 51mm의 시료 단섬유를 얻었다.
얻어진 시료 단섬유에 대하여, 상기 (1), (2)의 측정 방법으로, 부착량 및 대전 방지성을 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
또한, 얻어진 시료 단섬유 50g을, 미니어처 롤러 카드기를 사용하여 카딩법에 의해 섬유 웹으로 만들었다. 이 섬유 웹을, 한쪽 표면에 볼록부가 조각되어 있는 가열된 2개의 롤 사이에 통과시키고, 부분적으로 열 압착을 행하여 시료 부직포로 만들었다. 이 핫 롤 접착법의 조건은, 표면 온도 154℃, 회전 속도 0.6 m/min, 선압(線壓) 196 N/cm, 압착 면적 비율 25%였다.
[비교예 3]
연신 공정에서 표 1에 나타낸 섬유 처리제 8을 부착시킨 점 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로, 시료 단섬유를 얻었다.
[비교예 4]
융점이 160℃인 결정성 폴리프로필렌을 이용하여 스펀본드법으로 얻어진, 필라멘트 섬도가 2.3 dtex, 압착 면적 비율이 14%인 부직포를 시료 부직포로 사용하였다.
전술한 바와 같이 하여 얻어진 각각의 시료 부직포에 대하여, 상기 (3)∼(6)의 측정 방법으로, 단위 면적당 중량, 벌크성, 발수성, 감촉을 측정하고 평가했다. 이들 결과를 표 2에 나타낸다.
[표 1](단위: 유효 성분의 질량%)
Figure pct00001
[표 2]
Figure pct00002
[산업상 이용 가능성]
본 발명의 고발수성 섬유는, 대전 방지성이 우수하므로, 부직포로 가공하는 공정에 있어서 정전기의 발생에 의한 문제점이 발생하지 않고, 또한, 본 발명의 고발수성 섬유를 사용한 부직포는 고벌크이며, 또한 발수성이 우수한 것이다. 그러므로, 상기 부직포는 일회용 기저귀, 생리용 냅킨, 흡수 패드 등의 누출 방지재 또는 액불투과성 시트에 바람직하게 이용할 수 있다.

Claims (3)

  1. 복수의 열가소성 수지를 주체(主體)로 하는 복합 섬유로서, 적어도 하기 성분 (A)와, 성분 (B)을 포함하는 섬유 처리제가, 섬유 질량에 대하여 0.1∼1.0 질량% 부착되어 있으며, 상기 섬유 처리제 중, 성분 (A)가 75∼97 질량%, 성분 (B)가 25∼3 질량%를 차지하는, 고발수성 섬유:
    성분 (A): 폴리실록산
    성분 (B): 알칸설포네이트 금속염.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 중 적어도 1 종류가 폴리올레핀계 중합체 또는 폴리에스테르계 중합체인, 고발수성 섬유.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 고발수성 섬유를 사용하여, 카드 공정(carding step)을 포함하는 공정에서 가공된 고벌크(hing bulk) 부직포.
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