KR20130008477A

KR20130008477A - 신축성 부직포 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20130008477A
Application number: KR1020120075502A
Authority: KR
Inventors: 유지 고야마; 도루 후카자와
Original assignee: 제이엔씨 파이버스 주식회사; 제이엔씨 주식회사
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2013-01-22
Also published as: KR101957273B1; CN102877217A; JP2013019076A; CN102877217B; TW201303104A; JP5831840B2; TWI573906B

Abstract

본 발명은, 부직포의 감촉이나 균일성을 손상시키지 않고, 종래에 없던 신축성 및 신축 시의 강도(strength)가 우수한 부직포를 제공한다.
본 발명은, 융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열 수축성 복합 섬유(A) 90～60 질량%와, 융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열 접착성 복합 섬유(B) 10～40 질량%를, 균일하게 포함하여 이루어지는 웹(web)을, 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 융점보다 낮은 온도에서의 열처리(1)에 의해, 열 수축성 복합 섬유(A)를 열 수축시킨 후, 열 접착성 복합 섬유(B)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 연화점보다 5～10 ℃ 높은 온도에서의 열처리(2)에 의해, 상기 융점이 가장 낮은 수지 성분을 용융시켜 섬유 사이를 열 접착시킴으로써, 접합하여 일체화된 신축성 부직포를 제공한다.

Description

신축성 부직포 및 그 제조 방법{STRETCHABLE NONWOVEN FABRIC AND PRODUCTION THEREOF}

본 발명은, 일회용 마스크의 귀걸이부나 습포제의 기포(基布), 붕대 등에 사용하기에 특히 적합한, 신축성 및 신축 시의 강도(strength)가 우수한 부직포에 관한 것이다. 나아가서는, 본 발명은 이와 같은 부직포의 제조 방법에 관한 것이다.

융점이 상이한 2종류의 열가소성 수지로 이루어지는 열 접착성 복합 섬유의 저융점 성분의 열 접착에 의해, 섬유 끼리를 접착시킨 부직포는, 위생적이고 피부 감촉이 우수하기 때문에, 마스크나 종이 기저귀, 웨트 티슈 등의 용도에 많이 사용되고 있다. 이와 같은 부직포에 신축성을 부여하는 방법으로서, 열 접착성 복합 섬유를 열 접착시킬 때, 권축(crimp)이 발현되도록 한 섬유를 사용하는 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

그러나, 이와 같은 방법에서는, 열 처리 공정에서, 열 접착성 복합 섬유의 열 접착에 의한 섬유 사이의 접합과 열 수축성 복합 섬유의 권축 발현에 의한 열 수축이 동시에 행해지므로, 열 수축성 복합 섬유가 충분히 수축되기 전에 섬유간에 접합이 일어나게 된다. 그러므로, 얻어진 부직포의 신축성이나 천의 품질이 충분하지는 않았다. 또한, 섬유끼리의 위치 관계가 변동되고 있는 동안에 열 접착이 생기게 되므로, 견실한 접착점이 형성되기 어려워, 충분한 부직포 강도를 얻기 어려운 문제점이 있었다.

일본 특허출원 공개번호 소 59-211668호 공보

본 발명은, 상기 종래 기술 상의 문제를 해결하여, 부직포의 감촉이나 균일성을 손상시키지 않고, 종래에 존재하지 않았던 신축성 및 신축 시의 강도가 우수한 부직포를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 신축성 및 신축 시의 강도가 우수한 부직포를 얻기 위해 연구를 거듭하였다. 그 결과, 열 수축성 복합 섬유와 열 접착성 복합 섬유를 특정 비율로 균일하게 혼합하고, 열 수축성 복합 섬유를 구성하는 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 융점보다 낮은 온도에서, 열 수축성 복합 섬유를 스파이럴형으로 권축시킴으로써 발현되는 열 수축을 실시한 후에, 열 접착성 복합 섬유를 구성하는 성분 중 가장 융점이 가장 낮은 수지 성분의 연화점을 초과하는 온도에서 상기 융점이 가장 낮은 수지 성분을 용융시켜 섬유 사이를 열 접착시키고, 접합하여 일체화시킴으로써 얻어진 부직포가, 소기의 목적을 달성할 수 있다는 것을 발견하고, 본 발명에 도달했다.

따라서, 본 발명은, 융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열 수축성 복합 섬유(A) 90～60 질량%와, 융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열 접착성 복합 섬유(B) 10～40 질량%를, 균일하게 포함하여 이루어지는 웹(web)이, 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 융점보다 낮은 온도에서의 열처리(1)에 의해, 열 수축성 복합 섬유(A)를 열 수축시킨 후, 열 접착성 복합 섬유(B)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 연화점보다 5～10 ℃ 높은 온도에서의 열처리(2)에 의해, 상기 융점이 가장 낮은 수지 성분을 용융시켜 섬유 사이를 열 접착시키고, 접합하여 일체화한 신축성 부직포이다. 열처리(1)의 처리 온도는, 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 융점보다 5～20 ℃ 낮은 온도인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시형태로서, 열 수축성 복합 섬유(A)가, 프로필렌 단독 중합체 또는 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체와, 에틸렌 및 α-올레핀으로부터 선택된 1종 또는 2종과 프로필렌과의 올레핀-프로필렌 랜덤 공중합체로 구성되어 있고, 열 접착성 복합 섬유(B)가, 프로필렌 단독 중합체 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트와, 에틸렌 단독 중합체로 구성되어 있는 신축성 부직포를 예로 들 수 있다. 본 발명의 다른 바람직한 실시형태로서, 열 수축성 복합 섬유(A)가, 융점이 가장 낮은 수지 성분을 쉬스(sheath) 측에 배치한 편심(偏心) 쉬스코어(sheath-core)형이며, 상기 수지 성분이, 섬유 표면의 30～90 %를 차지하고 있는 형태를 가지는, 신축성 부직포를 예로 들 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 신축성 부직포의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열 수축성 복합 섬유(A)와 융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열접착성 복합 섬유(B)를, (A):(B) = 90:10 ～ 60:40의 질량 비율로 균일하게 혼합하여 웹을 얻고, 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 융점보다 낮은 온도에서 상기 웹에 열처리(1)를 실시하여 열 수축성 복합 섬유(A)를 열 수축시키고, 이어서, 열 접착성 복합 섬유(B)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 연화점보다 5～10 ℃ 높은 온도에서, 상기 웹에 열처리(2)를 행하여, 상기 가장 융점이 낮은 수지 성분을 용융시켜 섬유 사이를 열 접착시키고, 접합하여 일체화시키는 것을 포함하는, 신축성 부직포의 제조 방법이다.

본 발명의 신축성 부직포는, 천의 품질이 양호하며, 반복적으로 인장 시험을 행했을 때, 그 신장 회복율과 신장 시의 강도의 밸런스가 우수하여, 일회용 마스크의 귀걸이부나 습포제의 기포, 붕대 등의 용도에 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명의 제조 방법에 의하면, 부직포의 제조 과정에서, 먼저 열 수축이 주로 발현되고, 이어서, 열 접착이 주로 발현되므로, 천의 품질을 충분히 달성하는 동시에 부직포로서의 강도를 충분하게 할 수 있어 우수한 신축성 부직포를 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 「균일하게 혼합한다」는 것은, 열 수축성 복합 섬유(A)와 열 접착성 복합 섬유(B)를, 열 수축 및 열 접착하기 전에, 혼합하는 것을 의미하고 있다. 또한, 「균일하게 포함한다」는 것은, 상기 혼합에 의해 얻어진 웹에 있어서, 열 수축성 복합 섬유(A)와 열 접착성 복합 섬유(B)가 혼합된 상태에서 포함하는 것을 의미하고 있다.

본 발명의 신축성 부직포는, 융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열 수축성 복합 섬유(A) 90～60 질량%와, 융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열 접착성 복합 섬유(B) 10～40 질량%를, 균일하게 포함하여 이루어지는 웹이, 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 융점보다 낮은 온도에서의 열처리(1)에 의해, 열 수축성 복합 섬유(A)를 열 수축시킨 후, 열 접착성 복합 섬유(B)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 연화점보다 5～10 ℃ 높은 온도에서의 열처리(2)에 의해, 상기 가장 융점이 낮은 수지 성분을 용융시켜 섬유 사이를 열 접착하고, 접합하여 일체화하고 있다.

본 발명에서 사용하는 신축성 부직포를 구성하는 열 수축성 복합 섬유(A)와 열 접착성 복합 섬유(B)는, 그 섬유 길이는 한정되지 않지만, 열 수축성 복합 섬유(A)를 충분히 열 수축시킨 후에, 열 접착성 복합 섬유(B)를 열 접착시키므로, 일반적으로 10～100 mm 정도로 컷팅된 단섬유(短纖維)가 바람직하다.

목적으로 하는 신축성 부직포의 신축성과 신축 시의 강도를 양호한 밸런스로 발현시키는 점에서, 본 발명의 신축성 부직포는, 열 수축성 복합 섬유(A) 90～60 질량%와 열 접착성 복합 섬유(B) 10～40 질량%의 비율로 균일하게 혼합하여 이루어지는 웹으로부터 만들어진다. 그 중에서도 바람직한 것은, 열 수축성 복합 섬유(A) 85～65 질량%와 열 접착성 복합 섬유(B) 15～35 질량%의 비율로 균일하게 혼합하여 이루어지는 웹으로부터 만들어지는 신축성 부직포이다. 이와 같은 웹은, 공지의 장치, 예를 들면, 카드기, 랜덤 웨버 등의 장치에 의해, 열 수축성 복합 섬유(A)와 열 접착성 복합 섬유(B)를, (A):(B) = 90:10 ～ 60:40의 질량비율로 혼합하여, 제조할 수 있다.

열 수축성 복합 섬유(A)의 비율이, 90～60 질량%의 범위에 있으면, 신축성(회복율), 신축 시의 강도 및 부직포의 천의 품질을 양호하게 할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 열 수축성 복합 섬유(A)는, 융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분으로 이루어지는 열 수축성 복합 섬유이다. 상기 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분으로서는, 프로필렌을 주로 하고, 에틸렌 및 α-올레핀으로부터 선택된 1종 또는 2종과 프로필렌과의 올레핀-프로필렌 랜덤 공중합체를 예시할 수 있다. α-올레핀으로서는, 예를 들면, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 헵텐-1, 옥텐-1, 4-메틸펜텐-1 등을 예시할 수 있다. 이들 에틸렌 및 α-올레핀 중 2 종류 이상을 병용할 수도 있다. 올레핀-프로필렌 랜덤 공중합체의 구체예로서, 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체, 프로필렌 - 부텐-1 랜덤 공중합체, 에틸렌 - 프로필렌 - 부텐-1 랜덤 공중합체, 프로필렌 - 헥센-1 랜덤 공중합체, 프로필렌옥텐-1 랜덤 공중합체 등, 및 이들의 혼합물을 예시할 수 있고, 중합의 형태는, 통상적으로 랜덤 공중합체이지만, 블록 공중합체가 혼합물로서 포함되어 있어도 된다. 상기 가장 융점이 낮은 수지 성분은, 열 수축성 복합 섬유(A)를 제조하는 공정, 즉 방사(紡絲)·연신 공정에 있어서의 가공성이나 열처리(1)의 공정에서 열 수축을 발현시킬 때, 섬유 사이의 열 접착을 발현시키지 않는 것이 바람직하므로, 그 융점은, 열처리(1)의 처리 온도보다 5～20 ℃ 높은 융점인 것이 바람직하다. 그러므로, 상기 가장 융점이 낮은 수지 성분이, 올레핀-프로필렌 랜덤 공중합체인 경우, 그 융점은, 125～138 ℃의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명의 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분이 올레핀-프로필렌 랜덤 공중합체인 경우에는, 90～98 질량%의 프로필렌, 1～7 질량%의 에틸렌, 1～5 질량%의 부텐-1로 이루어지는 에틸렌 - 프로필렌 - 부텐-1 랜덤 공중합체나, 90～98 질량%의 프로필렌, 2～10 질량%의 에틸렌으로 이루어지는 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체가, 비용면에서 바람직하고, 열에 의해 수축 처리할 때의 저온 가공성, 수축력의 관점에서는, 90～97 질량%의 프로필렌, 3～10 질량%의 에틸렌으로 이루어지는 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체나, 90～96 질량%의 프로필렌, 3～7 질량%의 에틸렌, 1～5 질량%의 부텐-1로 이루어지는 에틸렌 - 프로필렌 - 부텐-1 랜덤 공중합체를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 이들 공중합체에 있어서, 프로필렌이 90 질량% 이상이면, 융점이 지나치게 낮아지지 않아, 상기 열 수축성 복합 섬유(A)를 방사·연신에 의해 제조할 때의 가공성 저하나 열 수축 시에 섬유 사이의 열 접착이 발생하기 어렵고, 부직포로 만들었을 때 충분한 신축성을 얻을 수 있다. 또한, 프로필렌이 98 질량% 이하이면, 열 수축 시에 충분한 수축이 발생하고, 부직포로 만들었을 때 충분한 신축성을 얻을 수 있다.

그리고, 열 수축성 복합 섬유(A)의 열 수축성을 극단적으로 저하시키지 않을 정도, 또는 열 수축성을 가볍게 억제하는 정도이면, 필요에 따라 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분, 예를 들면, 올레핀-프로필렌 랜덤 공중합체에, 이산화 티탄, 탄산 칼슘 및 수산화 마그네슘 등의 무기물이나, 난연제, 안료 및 그 외의 폴리머를 첨가해도 된다.

본 발명에서 사용하는 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 높은 수지 성분으로서는, 프로필렌 단독 중합체 또는 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체가 바람직하게 사용되고, 섬유의 강성면에서는 프로필렌 단독 중합체가 더욱 바람직하다. 이와 같은 프로필렌 단독 중합체 또는 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체는, 범용의 지글러나타 촉매(Ziegler-Natta catalysts) 등을 이용하여 얻어진다. 상기 융점이 높은 수지 성분은, 열처리(2)의 공정에서 용융되지 않고 섬유의 형태를 유지할 필요가 있으므로, 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분과의 융점차가, 20℃ 이상인 것이 바람직하다. 그러므로, 상기 융점이 높은 수지 성분이 상기 프로필렌 단독 중합체 또는 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체인 경우, 그 융점은 158℃ 이상인 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 효과를 현저하게 해치지 않는 범위에 있어서, 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 높은 수지 성분인 프로필렌 단독 중합체 또는 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체에, 이산화 티탄, 탄산 칼슘 및 수산화 마그네슘 등의 무기물이나, 난연제, 안료 및 그 외의 폴리머를 첨가해도 된다.

본 발명에 있어서의 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분과 융점이 높은 수지 성분의 면적비[예를 들면, 편심 쉬스코어형 복합 섬유인 경우에는, 섬유를 섬유 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 절단한 절단면에 있어서의 쉬스 성분(융점이 낮은 수지 성분)과 코어 성분(융점이 높은 수지 성분)의 면적비]가, 30/70 ～ 70/30의 범위인 것이 바람직하고, 40/60 ～ 60/40의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 이 면적비가 30/70 ～ 70/30이면, 열처리(1)의 공정에서 생기는 열 수축력으로부터 섬유에 충분한 스파이럴형의 권축을 부여할 수 있으므로 신축성이 우수한 신축성 부직포를 얻을 수 있다. 또한, 면적비가 전술한 범위 내이면, 충분한 스파이럴형의 권축을 부여할 수 있으므로 열 수축도 많아, 충분한 신축성을 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서의 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분과 융점이 높은 수지 성분의 복합 형태는, 융점이 낮은 수지 성분을 쉬스 측에 배치한 편심 쉬스코어형인 것이 바람직하다. 더욱 바람직한 것은, 가장 융점이 낮은 수지 성분이, 섬유 표면의 30～95 %를 차지하고 있는 편심 쉬스코어형 복합 섬유이다. 이와 같은 열 수축성 복합 섬유(A)이면, 열 수축 시에, 스파이럴형의 권축이 발현되기가 더욱 쉬워져, 부직포의 신축성 향상 효과가 높아진다.

본 발명에서 사용하는 열 수축성 복합 섬유(A)는, 열처리(1)에 의해 스파이럴 권축을 발현할 수 있는 성능을 가지게 되는 조건 하에서, 본 발명의 효과를 해치지 않을 정도로, 지그재그형이나 오옴형(Ω형) 등의 적어도 1종류의 권축 형상을 가지는 기계 권축이 사전에 길이 방향으로 연속적으로 부여되어 있는 섬유라도 된다.

또한, 본 발명에 있어서의 열 수축성 복합 섬유(A)는, 이 섬유를 단독으로 사용하여 카드기에 의해 제조한 단위 면적당 중량 200 g/m²의 카드 웹을 세로 25 cm×가로 25 cm로 컷팅하고, 열풍 건조기에 의해, 145℃에서 5분간 열처리를 행한 후, 방랭(放冷)시키고, MD 방향(MD 방향은, 카드 웹이, 카드기로부터 내보내지는 방향을 말함)의 길이를 측정하여 얻어진 열 수축율이, 60% 이상인 것이 바람직하고, 얻어진 부직포의 신축성이나 신축 시의 강도를 양호한 밸런스로 발현시키는 점에서, 70% 이상인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 열 접착성 복합 섬유(B)는, 융점이 상이한 적어도 2종의 수지를 사용하여 얻어진 열 접착성 복합 섬유이며, 얻어지는 부직포가 양호한 신축성을 가지는 점에서, 지그재그형, 스파이럴형이나 오옴형의 권축을 가지는 것이 바람직하고, 그 중에서도 스파이럴형의 권축을 가지는 것이 더욱 바람직하다. 열 접착성 복합 섬유(B)는, 열처리(2)에 의해, 상기 열 접착성 복합 섬유(B)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 열 용융에 의해, 열 접착성 복합 섬유(B) 사이의 교점 및 또는 열 수축성 복합 섬유(A)와의 교점이 열 접착되도록 한 복합 섬유이다.

본 발명에서 사용되는 열 접착성 복합 섬유(B)는, 융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열 접착성 복합 섬유이며, 열 접착성 복합 섬유(B)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분으로서, 고밀도 폴리에틸렌이 바람직하고, 본 발명의 효과를 현저하게 해치지 않으면, 저밀도 폴리에틸렌이나 직쇄형 저밀도 폴리에틸렌 등의 다른 폴리머를 첨가해도 된다. 얻어지는 신축성 부직포가, 충분한 신축성을 얻기 위해서는, 상기 가장 융점이 낮은 수지 성분은, 열처리(1)의 공정에서 열 수축성 복합 섬유(A)의 열 수축을 발현시킬 때, 열 접착성 복합 섬유(B)의 열 접착성을 발현시키지 않는 것이 바람직하다. 그러므로, 열 접착성 복합 섬유(B)를 구성하는 수지 성분 중 상기 융점이 가장 낮은 수지 성분이, 고밀도 폴리에틸렌인 경우에는, 그 융점은, 125～135 ℃의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 열 접착성 복합 섬유(B)를 구성하는 융점이 높은 수지 성분으로서, 프로필렌 단독 중합체 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하게 사용된다. 상기 융점이 높은 수지 성분의 융점은, 열처리(2)의 공정에서 용융되지 않고 섬유의 형태를 유지하며, 부직포가 되었을 때, 부직포의 강성을 높이는 점에서, 상기 가장 융점이 낮은 수지 성분의 융점보다 20℃ 이상 높은 융점을 가지는 것이 바람직하다. 그러므로, 상기 융점이 높은 수지 성분이, 프로필렌 단독 중합체 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트인 경우에는, 그 융점은 158℃ 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 열 접착성 복합 섬유(B)를 구성하는 융점이 높은 수지 성분으로서는, 프로필렌 단독 중합체를 이용할 수 있다. 프로필렌 단독 중합체는, 범용의 지글러나타 촉매 등을 이용하여 얻어진다. 또한, 본 발명의 효과를 현저하게 해치지 않는다면, 소량의 에틸렌 및/또는 부텐-1과의 공중합체인 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌 - 프로필렌 - 부텐-1 랜덤 공중합체 및 프로필렌 - 부텐-1 랜덤 공중합체라도 된다.

본 발명에 있어서의 열 접착성 복합 섬유(B)의 융점이 낮은 수지 성분과 융점이 높은 수지 성분의 복합 형태는, 열 접착성 복합 섬유(B)가, 열처리(1)에 있어서, 열 수축성 복합 섬유(A)의 열 수축성보다 작은 열 수축성을 가지거나, 또는 비열(非熱) 수축성의 조건 하에서, 동심 쉬스코어형, 편심 쉬스코어형, 병렬형 등의 구조를 채용할 수 있다. 열처리(1)에 있어서, 열 수축성 복합 섬유(A)의 열 수축성보다 작은 열 수축성을 나타내는 조건 하에서, 스파이럴형의 권축이 발현되기 쉬워지는 면에서, 융점이 낮은 성분을 쉬스 측에 배치한 편심 쉬스코어형인 것이 바람직하고, 나아가서는 스파이럴형의 입체 권축이 발현되기가 더욱 쉬워지도록 하기 위하여, 융점이 높은 수지 성분이 일부 섬유 표면에 노출된 형태인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 열 접착성 복합 섬유(B)의 융점이 낮은 수지 성분과 융점이 높은 수지 성분의 면적비, 즉 섬유를 섬유 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 절단한 절단면에 있어서의 쉬스 성분(예를 들면, 그것이 쉬스코어형 복합 섬유인 경우에는, 융점이 낮은 수지 성분)과 코어 성분(융점이 높은 수지 성분)의 면적비가, 30/70 ～ 70/30의 범위인 것이 바람직하고, 나아가서는 40/60 ～ 60/40의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 열 접착성 복합 섬유(B)에 강직성(剛直性)을 가지도록 하기 위하여 융점이 높은 수지 성분의 비율을 높여서, 융점이 낮은 수지 성분과 높은 수지 성분이 50/50 ～ 40/60의 범위가 되도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 열 접착성 복합 섬유(B)의 융점이 낮은 수지 성분과 높은 수지 성분이 30/70 ～ 70/30의 범위 내이면, 부직포의 신축성과 신축 시의 강도의 밸런스가 양호하므로, 양쪽 성능을 유지할 수 있다.

전술한 열 수축성 복합 섬유(A)의 열 수축율의 측정과 마찬가지로, 열 접착성 복합 섬유(B)를 단독으로 사용하여 카드기에 의해 제조한 단위 면적당 중량 200 g/m²의 카드 웹을 세로 25 cm× 가로 25 cm로 컷팅하고, 열풍 건조기에 의해 145℃에서 5분간 열처리를 행한 후, 방랭하고, MD 방향의 길이를 측정하여 얻어진 열 수축율이 10% 이하인 것이, 얻어진 부직포의 신축 시의 강도를 효과적으로 발현시키는 면에서 바람직하다.

본 발명에서는, 열처리(2)의 공정에서, 열 접착성 복합 섬유(B)가 열 접착성을 발현하지만, 섬유 사이의 접착을 강화하기 위하여, 상기 공정에 있어서, 열 수축성 복합 섬유(A)에서도 열 접착성이 발현되는 것을 배제하지 않는다. 그러나, 열 수축성 복합 섬유(A)에 의한 열 접착성의 발현이 지나치게 강하면, 섬유 사이가 견고하게 일체화되므로, 신축성이 없어지기 쉬워지게 된다. 신축성과 신축 시의 강도가 보다 양호한 밸런스를 가지기 위해서는, 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 융점이, 열 접착성 복합 섬유(B)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 융점에 대하여, 7℃ 이내에서 낮아지는 것이 바람직하고, 5℃ 이내에서 낮아지는 것이 더욱 바람직하다.

이하에서 본 발명에 있어서 사용하는 열 수축성 복합 섬유(A) 및 열 접착성 복합 섬유(B)를 제조하는 공정을 나타낸다. 융점이 낮은 수지 성분이 섬유 표면 중 적어도 일부를 형성하도록 병렬형 마우스피스(mouth piece), 또는 융점이 낮은 성분을 쉬스 성분으로 하고 융점이 높은 성분을 코어 성분으로 하는 쉬스코어형 마우스피스, 또는 편심 쉬스코어형 마우스피스를 사용하고, 통상적으로 사용되는 용융 방사기에 의해 열가소성 수지를 방출하고, 인취기로 인취한다. 이 때, 마우스피스 바로 아래를 급랭기(quencher)에 의해 송풍하여, 반 용융 상태의 열가소성 수지를 냉각시킴으로써, 미연신 상태의 복합 섬유를 제조할 수 있다. 이 때, 용융된 열가소성 수지의 토출량 및 미연신사의 인취 속도를 임의로 설정하여, 목표 섬도(纖度)에 대하여 1～5 배 정도의 섬유 직경의 미연신사로 만든다.

얻어진 미연신사는, 통상적으로 사용되는 연신기에 의해 연신됨으로써, 연신사(권축 가공 전의 복합 섬유)로 만들 수 있다. 그리고, 통상의 경우, 40～120 ℃로 가열된 롤과 롤 사이를, 롤 사이의 속도비가 1:1 ～ 1:5의 범위가 되도록 연신 처리를 행한다. 얻어진 연신사는 필요에 따라 박스형의 권축 가공기에 의해 권축이 부여되어 토우(tow)가 된다.

섬유 처리제의 부착 공정에 대해서는, 미연신사의 인취 시에 키스 롤(kiss-roll)에 의해 부착하는 방법이나, 연신 시 및/또는 연신 후에 터치 롤 법, 침지법, 분무법 등으로 부착하는 방법이 있고, 이들 방법 중 적어도 1종의 공정으로 부착한다. 상기 토우를, 가압 컷터를 사용하여 용도에 맞는 임의의 섬유 길이로 절단하여, 사용한다.

이와 같이 하여 얻어진 열 수축성 복합 섬유(A)와 열 접착성 복합 섬유(B)를, (A):(B) = 90:10 ～ 60:40의 질량비율로 균일하게 혼합하여 웹을 얻는다.

웹의 제조는, 카드기, 랜덤 웨버 등 공지의 장치를 사용하여, 통상적인 방법에 의해 행할 수 있다. 이와 같이 하여 융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열 수축성 복합 섬유(A) 90～60 질량%와, 융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열 접착성 복합 섬유(B) 10～40 질량%를, 균일하게 포함하여 이루어지는 웹을 얻을 수 있다.

이와 같이 하여 얻은 웹에, 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 융점보다 낮은 온도에서 열처리(1)를 행하여 열 수축성 복합 섬유(A)를 열 수축시키고, 이어서, 열 접착성 복합 섬유(B)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 연화점보다 5～10 ℃ 높은 온도에서, 상기 웹에 열처리(2)를 행하여, 상기 가장 융점이 낮은 수지 성분을 용융시켜 섬유 사이를 열 접착시키고, 접합하여 일체화시킨다.

열처리(1)에서 열 수축성 복합 섬유(A) 만을 열처리하고, 이 열 수축시킨 열 수축성 복합 섬유(A)와 열 접착성 복합 섬유(B)를 혼합하여, 열처리(2)에 의해 부직포를 얻는 방법도 고려할 수 있다. 그러나, 이 방법으로는, 열처리(1)에서 열 수축성 복합 섬유(A)끼리, 스파이럴형의 권축을 발현하는 것에 의한 열 수축에 의해 복잡하게 서로 얽히기 때문에, 이 상태의 열 수축성 복합 섬유(A)에 열 접착성 복합 섬유(B)를 혼합해도 각각의 섬유를 균일하게 분산시키기가 곤란하여, 충분한 신축성을 얻을 수 없게 된다. 또한, 카드기 등에 의해 웹을 제조할 때, 스파이럴형으로 권축시킨 열 수축성 복합 섬유(A)가 필요 이상의 응력을 받아, 연신됨으로써, 신축성의 성능을 저하시키는 원인이 된다.

따라서, 먼저, 열에 의해 처리되어 있지 않은 열 수축성 복합 섬유(A)와 열에 의해 처리되어 있지 않은 열 접착성 복합 섬유(B)를 혼합하여 웹을 제조한다(이 웹은, 열 수축성 복합 섬유(A)와 열 접착성 복합 섬유(B)를 균일하게 혼합하여 균일하게 포함하고 있다). 그 후, 열처리(1)로 웹 중의 열 수축성 복합 섬유(A)를 열 수축 시킴으로써, 스파이럴형의 권축을 발현시키고, 계속하여, 열처리(2)로 웹 중의 열 접착성 복합 섬유(B)를 열 접착시킴으로써, 섬유 사이를 접합하여 일체화시킨다. 얻어지는 부직포는, 접합된 섬유 사이나 섬유의 격자 사이에 스파이럴형으로 권축된 열 수축성 복합 섬유(A)가 개재됨으로써, 이른바 스프링과 같은 효과를 보다 효과적으로 발현하므로, 부직포의 감촉이나 균일성을 손상시키지 않고, 종래에 없는 신축성과 신축 시의 강도의 밸런스가 우수하다.

전술한 웹에 대한 열 처리의 구체적 태양으로서 다음과 같은 태양을 예로 들 수 있다. 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 융점보다 5～20 ℃ 낮은 온도에서 열처리(1)함으로써, 먼저 열 수축성 복합 섬유(A)를 열 수축시킨다. 열 수축성 복합 섬유(A)가 스파이럴형으로 권축됨으로써 열 수축을 발현시킨다. 이 열처리(1)는 적외선 가열, 열풍 드라이어, 가열 롤 등 공지의 장치에 의해 행할 수 있다. 열 수축을 발현시킨 웹을 동일한 장치에 의해, 열 접착성 복합 섬유(B)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 연화점보다 5～10 ℃ 높은 온도에서 열처리함으로써, 열 접착성 복합 섬유(B)의 융점이 낮은 수지 성분에 의한 열 접착에 의해 섬유 사이를 접합하여 일체화시킴으로써 목적으로 하는 신축성 부직포를 제조할 수 있다.

[실시예]

다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예 만으로 한정되는 것은 아니다. 그리고, 실시예, 비교예에 있어서 사용되고 있는 용어의 정의 및 측정 방법은 다음과 같다.

(1) 융점·연화점: (단위: ℃)

티·에이·인스트루먼트에서 제조한 시차 주사 열량계 DSC-Q10에 의해, 열가소성 중합체를 10℃／분으로 승온시켰을 때 얻어진 융해 흡수 곡선상의 피크에 대응하는 온도를 그 열가소성 중합체의 융점으로 하고, 이 피크의 상승 부분의 최대 경사점에서 그은 접선과 피크 전의 베이스 라인을 외삽하여 얻어지는 교점의 온도인 보외(補外) 융해 개시 온도를 연화점으로 하였다.

(2) 섬도: (단위: dtex)

JIS L 1015에 준하여 측정하였다.

(3) MFR: (단위: g/10 min)

JIS K 7210(230℃, 21.18 N)에 준하여 측정하였다. MFR은 열가소성 중합체를 시료로 하여 측정한 값이다.

(4) 열 수축율

열 수축성 복합 섬유(A) 또는 열 접착성 복합 섬유(B)를 단독으로 사용하여, 다이와 기공에서 제조한 미니츄어 카드기에 의해 제조한 단위 면적당 중량 200 g/m²의 카드 웹을 세로 25 cm×가로 25 cm로 컷팅하고, 열풍 건조기에 의해 145℃에서 5분간 열처리를 행하였다. 그 후, 방랭하고, MD 방향의 길이 cm(X)를 측정하고, 식 (1)에 의해 열 수축율을 산출하였다.

((25-X)/25)×100=열 수축율(%)··········식 (1)

(5) 신장 회복율 및 인장 강도

제조한 부직포로부터 길이 150 mm, 폭 25 mm의 시험편을 길이 방향이 MD 방향으로 되도록 잘라내고, 시마즈 제작소에서 제조한 인장 시험기 오토 그래프 AGS-J를 사용하여, 척(chuck)간 100 mm, 인장 속도 300 mm/min로, 인장 신장도가 50%가 될 때까지 인장한 후, 즉시 척간 100 mm로 되돌리는 동작을 연속 10회 반복하고, 각 인장 횟수마다 최대 인장 강도(50% 인장 시의 강도)와 인장 강도가 0으로 되돌아온 신장도(L)를 측정하고, 식 (2)에 의해 신장 회복율을 산출하였다. 10회째의 신장 회복율과 최대 인장 강도(50% 인장했을 때의 강도, 단위 N)를 구하였다.

((50-L)/50)×100=신장 회복율(%)········식 (2)

(6) 천의 품질

제조한 부직포의 천의 품질에 대하여 다음과 같은 3 단계의 기준으로 육안 관찰에 의해 판정하였다.

양호(○): 균일하게 열 수축을 일으켜, 천의 품질이 양호한 부직포를 얻을 수 있었던 것

보통(△): 거의 균일하게 열 수축을 일으켜, 천의 품질이 균일하지 못한 것이 약간 관찰된 것

불량(×): 열 수축이 균일하게 일어나지 않고 천의 품질이 균일하지 못한 것

사용한 열 수축성 복합 섬유 및 열 접착성 복합 섬유의 섬유 형태 및 제조 방법에 대하여, 표 1, 2에 나타낸다.

(1) 본 발명의 열 수축성 복합 섬유(A)인 열 수축성 복합 섬유-1 및 2에 대하여 표 1에 나타낸다. 표 1에 나타낸 바와 같이 융점이 상이한 2종의 수지 성분을 사용하여, 압출기, 공경(孔徑) 0.8 mm의 병렬형 방사 마우스피스와 인취기, 권취 장치 등을 구비한 방사 장치와, 다단 가열 롤과 스태퍼 박스형 크림퍼(stuffer-box type crimper)(증기에 의한 권축 형상의 고정이 가능)를 구비한 연신 장치를 사용하여, 표 1에 기재된 조건에서 각각의 열 수축성 복합 섬유를 제조했다.

(2) 본 발명의 열 접착성 복합 섬유(B)인 열 접착성 복합 섬유-1～3에 대하여 표 2에 나타낸다. 표 2에 나타낸 바와 같이 융점이 상이한 2종의 수지 성분을 사용하여, 압출기, 공경 0.8 mm의 편심 쉬스코어형 방사 마우스피스와 인취기, 권취 장치 등을 구비한 방사 장치와, 다단 가열 롤과 스터퍼박스형 크림퍼(증기에 의한 권축 형상의 고정이 가능)를 구비한 연신 장치를 사용하여, 표 2에 기재된 조건에서 각각의 열 접착성 복합 섬유를 제조했다.

[실시예 1]

표 1, 2에 나타낸 열 수축성 복합 섬유-1과 열 접착성 복합 섬유-1을 표 3에 기재된 혼합 비율 75/25의 비율로 혼합하고, 다이와 기공에서 제조한 미니츄어 카드기에 의해 단위 면적당 중량 25 g/m²의 웹을 제조하고, 열처리(1)로서, 열풍 드라이어로 건조시키고, 120℃의 설정 온도, 평균 풍속 0.8 m/sec, 가공 시간 12 sec의 조건에서, 열 수축성 복합 섬유-1에 스파이럴형의 권축을 발생시킴으로써 수축을 발현시켰다. 이어서, 열처리(2)로서, 전술한 바와 마찬가지로 열풍 드라이어로 건조시키고, 130℃의 설정 온도, 평균 풍속 0.8 m/sec, 가공 시간 12 sec의 조건에서, 열 접착 복합 섬유-1에 의한 열 접착에 의해, 섬유 사이가 접합 일체화된 부직포를 제조하였다.

열처리(1), (2)에 의한 현상의 발현에 대하여, 각 열처리 종료 후의 샘플을 주사 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 결과, 열처리(1) 후에는, 열 수축성 복합 섬유의 스파이럴형의 권축 발생과 섬유 사이의 열 접착이 발생하지 않은 것이 확인되었고, 열처리(2) 후에는, 열처리(1)에서 확인되지 않았던, 섬유 사이의 열 접착이 확인되었다.

이상과 같이 제조된 부직포를 사용하여, 전술한 바와 같이 부직포의 천의 품질을 확인하고, 인장 시험기에 의해 신장 회복율, 신장 시의 강도를 측정하였다.

[실시예 2～7, 비교예 1～5]

표 3에 나타낸 열 수축성 복합 섬유 및 열 수축성 복합 섬유의 조합 및 혼합 비율, 열처리(1), (2)의 온도로 변경한 점 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로 부직포를 제조하여, 신장 회복율, 신장 시의 강도를 측정하였다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

실시예 1～7의 결과로부터 밝혀진 바와 같이, 본 발명의 신축성 부직포는, 천의 품질이 양호하며, 반복 인장 시험을 행했을 때, 그 신장 회복율과 10회째의 50% 신장 시의 강도의 밸런스가 우수하다.

이에 비해, 비교예 1과 같이, 열 접착성 복합 섬유를 사용하지 않은 경우에는, 신장 회복율은 양호하였으나, 10회째의 신장 시의 강도가 극단적으로 낮고, 신장 회복율과 신장 시의 강도의 밸런스가 좋지 못하다.

비교예 2, 3에서는, 열처리(2), (1)의 온도가 지나치게 높으면 10회째의 50% 신장 시의 강도는 높아지지만, 천의 품질이나 신장 회복율이 저하된다.

비교예 4에서는, 열 수축성 복합 섬유의 혼합 비율이 지나치게 낮으면 10회째의 50% 신장 시의 강도가 저하된다. 이는, 열 접착성 복합 섬유의 혼합 비율이 높아진 것에 의해, 열 접착에 의한 섬유 사이의 접합점이 많아져서, 반복 인장 시험의 초기 단계에서는, 50% 신장 시의 강도는, 높은 값을 나타내지만, 횟수가 반복됨에 따라, 섬유 사이의 접합점이 파괴되어, 10회째의 50% 신장 시의 강도가 낮아지기 때문이다.

비교예 5는, 열 수축성 복합 섬유-2를 사용하여, 열 접착성 복합 섬유의 섬도를 크게 한 점 이외는 비교예 2와 동일하지만, 섬도에 관계없이, 열처리(2)의 온도가 지나치게 높으면, 비교예 2와 동일한 결과가 된다.

본 발명의 부직포는, 반복적인 신장 회복율과 신장 시의 강도의 밸런스가 우수하여, 신축을 반복적으로 실시해도 높은 신장 시 강도를 유지하므로, 일회용 마스크의 귀걸이 부재, 습포제의 기포, 붕대, 서포터 등으로서 사용할 수 있다. 또한, 이 신축성은, 탄성체로서의 효과도 있으므로, 종래의 용도에 이와 같은 효과를 부가시킴으로써, 고기능화시킬 수 있다.

Claims

융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열 수축성 복합 섬유(A) 90～60 질량%와, 융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열 접착성 복합 섬유(B) 10～40 질량%를 균일하게 포함하여 이루어지는 웹(web)을, 상기 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 융점보다 낮은 온도에서의 열처리(1)에 의해, 상기 열 수축성 복합 섬유(A)를 열 수축시킨 후, 상기 열 접착성 복합 섬유(B)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 연화점보다 5～10 ℃ 높은 온도에서의 열처리(2)에 의해, 상기 가장 융점이 낮은 수지 성분을 용융시켜 섬유 사이를 열 접착함으로써, 접합 일체화되어 있는, 신축성 부직포.
제1항에 있어서,
상기 열 수축성 복합 섬유(A)가, 프로필렌 단독 중합체 또는 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체와, 에틸렌 및 α-올레핀으로부터 선택된 1종 또는 2종과 프로필렌과의 올레핀-프로필렌 랜덤 공중합체로 구성되어 있고, 상기 열 접착성 복합 섬유(B)가, 프로필렌 단독 중합체 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트와, 에틸렌 단독 중합체로 구성되어 있는, 신축성 부직포.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열 수축성 복합 섬유(A)가, 상기 가장 융점이 낮은 수지 성분을 쉬스(sheath) 측에 배치한 편심(偏心) 쉬스코어(sheath-core)형이며, 상기 수지 성분이, 섬유 표면의 30～95 %를 차지하고 있는, 신축성 부직포.
융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열 수축성 복합 섬유(A)와 융점이 상이한 적어도 2종의 수지 성분을 사용하여 얻어진 열 접착성 복합 섬유(B)를, (A):(B) = 90:10 ～ 60:40의 질량 비율로 균일하게 혼합하여 웹을 얻고, 상기 열 수축성 복합 섬유(A)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 융점보다 낮은 온도에서 상기 웹에 열처리(1)를 행하여 상기 열 수축성 복합 섬유(A)를 열 수축시키고, 이어서, 상기 열 접착성 복합 섬유(B)를 구성하는 수지 성분 중 융점이 가장 낮은 수지 성분의 연화점보다 5～10 ℃ 높은 온도에서, 상기 웹에 열처리(2)를 행하여, 상기 융점이 가장 낮은 수지 성분을 용융시켜 섬유 사이를 열 접착시킴으로써, 접합 일체화시키는 것을 포함하는, 신축성 부직포의 제조 방법.