KR20190043534A - 스판본드 부직포 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면이 평활하고, 표리 차에 의한 폭 방향의 컬 발생이 극히 적고, 수지 용액을 유연했을 때에, 과침투에 의해 수지 용액이 뒤배임되거나, 막 물질이 박리되거나, 지지체의 보풀 등에 의해 막의 불균일화나 핀 홀 등의 결점이 발생하거나 하는 일이 없는 우수한 제막성을 갖고, 나아가 제막 후에도 막 물질의 박리가 발생하는 일이 없는 견고한 막 접착성을 갖는 스판본드 부직포를 제공한다.

Description

스판본드 부직포 및 그의 제조 방법
본 발명은 표면이 평활하고, 특히 제막성이 우수한 스판본드 부직포 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
근년의 수처리에는 많은 경우에 있어서, 막 기술이 적용되고 있다. 예를 들어, 정수장에는 정밀 여과막 또는 한외 여과막이 사용되고 있고, 해수 담수화에는 역침투막이 사용되고 있고, 반도체 제조 용수, 보일러 용수, 의료 용수 및 연구소용 순수 등에는 역침투막이나 나노 여과막이 사용되고 있고, 또한, 하폐수 처리에는 정밀 여과막이나 한외 여과막을 사용한 막 분리 활성 오니법도 적용되어 있다.
이들 분리막은 그 형상으로부터 평막과 중공사막으로 크게 구별되고, 주로 합성 중합체로 형성되는 평막에서는, 분리 기능을 갖는 막 단체에서는 기계적 강도가 떨어지기 때문에, 일반적으로 부직포나 직포 등의 지지체와 일체화하여 사용되는 경우가 많다.
일반적으로 분리 기능을 갖는 막은, 지지체인 부직포나 직포 등의 위에, 막의 원액이 되는 수지 용액을 유연하고, 고착시키는 방법에 의해 형성된다. 또한, 역침투막 등의 반투막에 있어서는, 먼저 부직포나 직포 등의 위에 수지 용액을 유연하여 지지층을 형성시킨 후, 그 지지층 위에 반투막을 형성시키는 방법이 사용된다. 따라서, 지지체가 되는 부직포나 직포 등에는 수지 용액을 유연했을 때에 과침투에 의해 뒤배임되거나, 막 물질이 박리되거나, 나아가 지지체의 보풀 등에 의해 막의 불균일화나 핀 홀 등의 결점이 발생하거나 하는 일이 없는, 우수한 제막성이 요구된다.
이와 같은 분리막 지지체 및 그의 제조 방법으로서, 스판본드 부직포끼리를 한 쌍의 금속제 플랫 롤의 상부 롤과 하부 롤의 온도를 바꾸어 열 압착하거나, 혹은 금속제 플랫 롤과 비가열의 탄성 롤로 열 압착하는 것을 기본으로 한 부직포를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 지지체가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). 그러나, 이 제안과 같이, 금속제 플랫 롤의 상하에서 큰 온도차를 마련하거나, 혹은 비가열의 탄성 롤을 사용하여 열 접착하면 당연히 스판본드 부직포에 표리 차가 발생하고, 스판본드 부직포가 폭 방향에서 컬링되어 버린다는 과제가 있었다.
이에 비해, 방사 속도가 상이한 섬유를 포함하는 2층 이상의 부직포 시트를, 온도 차를 마련한 금속제 플랫 롤과 탄성 롤에 의해 적층 일체화하여 이루어지는 분리막 지지체가 제안되어 있다(특허문헌 2 참조). 확실히 이 제안의 방법이라면, 부직포 시트 폭 방향의 컬을 개선할 수 있다.
또한 별도로, 한 쌍의 금속제 플랫 롤로 열 압착하는 것을 기본으로 하는 표면이 평활한 스판본드 부직포가 제안되어 있다(특허문헌 3 참조). 이 제안과 같이, 한 쌍의 금속제 플랫 롤로 열 압착하는 방법이라면, 확실히 스판본드 부직포에 표리 차가 없는 스판본드 부직포가 얻어지고, 표면의 평활성도 더욱 향상시킬 수 있다.
WO2009/017086호 일본 특허 공개 제2016-29221호 공보 일본 특허 공개 제2007-284859호 공보
그러나, 특허문헌 2의 제안에서는, 부직포 시트 폭 방향의 컬의 정도를 작게 할 수는 있지만, 완전히 해소할 수는 없는 것 외에, 부직포 시트가 극히 치밀한 것이 되기 때문에 수지 용액을 유연했을 때에 부직포 시트 내부에 침입하기 어렵고, 막의 박리 강력이 저하된다는 과제가 있다.
또한, 특허문헌 3의 제안에서는, 스판본드 부직포 내부까지 섬유를 충분히 접착시키기 위해 고온에서 열 압착할 필요가 있고, 부분적으로 섬유끼리가 과도하게 열 융착하여 표면이 필름 라이크가 되고, 수지 용액을 유연했을 때에 스판본드 부직포 내부에 침입하지 않고, 막 물질이 박리된다는 과제가 있다.
그래서 본 발명의 목적은, 표면이 평활하고, 표리 차에 의한 폭 방향의 컬 발생이 극히 적고, 제막 원액이 되는 수지 용액을 유연했을 때에, 과침투에 의해 수지가 뒤배임되거나, 막 물질이 박리되거나, 지지체의 보풀 등에 의해 막의 불균일화나 핀 홀 등의 결점이 발생하거나 하는 일이 없는 우수한 제막성을 갖고, 나아가 제막 후에도 막 물질의 박리가 발생하는 일이 없는 견고한 막 접착성을 갖는 스판본드 부직포를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기한 특징을 갖는 스판본드 부직포를, 우수한 방사성으로, 안정적으로 제조 가능한 스판본드 부직포의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 스판본드 부직포는, 열가소성 섬유에 의해 구성된 스판본드 부직포로서, 상기한 열가소성 섬유가, 고융점 중합체의 주위에, 상기한 고융점 중합체의 융점보다도 10 내지 140℃ 낮은 융점을 갖는 저융점 중합체를 배치하여 이루어지는 복합형 섬유이고, 상기한 스판본드 부직포의 표면에서 본 상기한 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 0.5dtex 이상 10dtex 이하이고, 상기한 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 0.5dtex 이상 2dtex 미만인 경우는, 겉보기 밀도가 0.50 내지 0.70g/㎤이고, 또한 통기량이 하기 [식 1]을 만족시키고, 또한 상기한 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 2dtex 이상 10dtex 이하인 경우는, 겉보기 밀도가 0.50 내지 0.80g/㎤이고, 또한 통기량이 하기 [식 2]를 만족시키는 것을 특징으로 하는 스판본드 부직포이다.
Figure pct00001
본 발명의 스판본드 부직포의 바람직한 형태에 의하면, 상기한 스판본드 부직포의 표면에서 본 상기한 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도는 0.5dtex 이상 2dtex 미만이고, 또한 상기한 스판본드 부직포의 적어도 한쪽의 표면의 베크 평활도는 1 내지 10초이다.
본 발명의 스판본드 부직포의 바람직한 형태에 의하면, 상기한 스판본드 부직포의 표면에서 본 상기한 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도는 2dtex 이상 10dtex 이하이고, 또한 상기한 스판본드 부직포의 적어도 한쪽의 표면의 베크 평활도는 3 내지 20초이다.
본 발명의 스판본드 부직포의 바람직한 형태에 의하면, 상기한 스판본드 부직포의 단위 면적당 중량은 10 내지 150g/㎡이다.
본 발명의 스판본드 부직포의 바람직한 형태에 의하면, 상기한 열가소성 섬유는 폴리에스테르 섬유이다.
본 발명의 스판본드 부직포의 바람직한 형태에 의하면, 상기한 열가소성 섬유의 가동 비결정량은 35 내지 50%이다.
본 발명의 스판본드 부직포의 바람직한 형태에 의하면, 상기한 스판본드 부직포를 사용하여 분리막 지지체로 할 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법은, 하기 (a) 내지 (d)의 공정을, 순차 실시하는 것을 특징으로 하는 스판본드 부직포의 제조 방법이다.
(a) 방사 구금으로부터, 고융점 중합체의 주위에, 상기 고융점 중합체의 융점보다도 10 내지 140℃ 낮은 융점을 갖는 저융점 중합체를 배치한 복합형 섬유를 방출(紡出)하는 공정,
(b) 방출한 복합형 섬유를, 고속 흡인 가스에 의해 흡인 연신하고, 이동하는 네트 컨베이어 위에 포집하여 부직 웹화하는 공정,
(c) 얻어진 부직 웹을, 상하 한 쌍의 플랫 롤에 의해, 상기 저융점 중합체의 융점보다도 65 내지 95℃ 낮은 온도에서 열 접착하는 공정,
(d) 계속해서 상하 한 쌍의 플랫 롤에 의해, 상기 저융점 중합체의 융점보다도 5 내지 60℃ 낮은 온도에서 열 접착하는 공정.
본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법의 바람직한 형태에 의하면, 상기한 공정 (a)의 방사 구금은, 환형의 토출 구멍을 갖는 방사 구금이다.
본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법의 바람직한 형태에 의하면, 상기한 공정 (a)의 방사 구금은, 애스펙트비(긴 변 길이/짧은 변 길이)가 1.6 내지 8인 토출 구멍을 갖는 방사 구금이다.
본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법의 바람직한 형태에 의하면, 상기한 공정 (c)에서 얻어지는 스판본드 부직포의 가동 비결정량은 40 내지 55%이다.
본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법의 바람직한 형태에 의하면, 상기한 공정 (d)에서 얻어지는 스판본드 부직포의 가동 비결정량은 35 내지 50%이다.
본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법의 바람직한 형태에 의하면, 상기한 공정 (a)의 복합형 섬유는 폴리에스테르 섬유이다.
본 발명에 따르면, 표면이 평활하고, 표리 차에 의한 폭 방향의 컬 발생이 극히 적고, 수지 용액을 유연했을 때에, 과침투에 의해 수지 용액이 뒤배임되거나, 막 물질이 박리되거나, 지지체의 보풀 등에 의해 막의 불균일화나 핀 홀 등의 결점이 발생하거나 하는 일이 없는 우수한 제막성을 갖고, 나아가 제막 후에도 막 물질의 박리가 발생하는 일이 없는 견고한 막 접착성을 갖는 스판본드 부직포가 얻어진다.
또한, 본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법에 의하면, 상기한 특징을 갖는 스판본드 부직포를, 우수한 방사성으로, 안정적으로 제조할 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포는 열가소성 섬유에 의해 구성된 스판본드 부직포이며, 상기한 열가소성 섬유가, 고융점 중합체의 주위에, 상기한 고융점 중합체의 융점보다도 10 내지 140℃ 낮은 융점을 갖는 저융점 중합체를 배치하여 이루어지는 복합형 섬유이고, 상기한 스판본드 부직포의 표면에서 본 상기한 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 0.5dtex 이상 10dtex 이하이고, 상기한 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 0.5dtex 이상 2dtex 미만인 경우는, 겉보기 밀도가 0.50 내지 0.70g/㎤이고, 또한 통기량이 하기 [식 1]을 만족시키고, 또한 상기한 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 2dtex 이상 10dtex 이하인 경우는, 겉보기 밀도가 0.50 내지 0.80g/㎤이고, 또한 통기량이 하기 [식 2]를 만족시키는 스판본드 부직포이다.
Figure pct00002
본 발명의 스판본드 부직포는 스판본드법에 의해 제조되는 장섬유 부직포이다. 부직포의 제조 방법으로서, 스판본드법, 플래시 방사법, 습식법, 카드법 및 에어 레이드법 등을 들 수 있지만, 스판본드법은 생산성이나 기계적 강도가 우수한 것 외에, 단섬유 부직포에서 일어나기 쉬운 보풀을 억제할 수 있고, 분리막 지지체에 있어서는, 막의 불균일화나 핀 홀 등의 결점이 발생하거나 하는 일이 없는 우수한 제막성을 실현할 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포는 고융점 중합체의 주위에, 그 고융점 중합체의 융점보다도 10 내지 140℃ 낮은 융점을 갖는 저융점 중합체를 배치한 복합형 섬유를 포함하는 것이 중요하다. 고융점 중합체의 융점보다도 10 내지 140℃ 낮은 융점을 갖는 저융점 중합체를 배치한 복합형 섬유로 함으로써, 플랫 롤에 의한 전체면 열 압착으로도 스판본드 부직포 내부까지 충분히 열 접착시켜, 기계적 강도가 우수한 스판본드 부직포로 할 수 있다. 또한, 섬유끼리가 견고하게 접착하기 때문에, 분리막 지지체에 있어서는, 보풀에 의한 수지 용액 유연 시의 불균일화나, 막 결점을 억제할 수 있다.
또한, 고융점 중합체와 저융점 중합체의 융점차를, 10℃ 이상으로 하고, 바람직하게는 20℃ 이상으로 하고, 보다 더욱 바람직하게는 30℃ 이상으로 함으로써, 중심부에 배치한 고융점 중합체의 강도를 손상시키는 일 없이, 기계적 강도의 향상에 이바지하는 열 접착성을 얻을 수 있는 것 외에, 열 접착 시에 섬유 내부까지 연화되어 섬유가 찌부러지고, 부분적으로 필름 라이크가 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 스판본드 부직포 표면에 수지층이나 기능막을 접합하는 기재로서 사용하는 경우에도, 우수한 접합 가공성이나 접착성을 부여할 수 있다.
한편, 고융점 중합체와 저융점 중합체의 융점차를 바람직하게는 140℃ 이하로 하고, 바람직하게는 120℃ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 100℃ 이하로 함으로써, 열 롤을 사용한 열 압착 시에 그 열 롤에 저융점 중합체 성분이 융착하여 생산성이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 부직포 사용 시에 가해지는 열에 대한 변형을 억제할 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포의 겉보기 밀도는 스판본드 부직포의 표면에서 본 상기한 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 0.5dtex 이상 2dtex 미만인 경우에는, 0.50 내지 0.70g/㎤로 하고, 상기한 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 2dtex 이상 10dtex 이하인 경우에는, 0.50 내지 0.80g/㎤로 하는 것이 중요하다.
겉보기 밀도를 0.50g/㎤ 이상으로 하고, 바람직하게는 0.55g/㎤ 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.60g/㎤ 이상으로 함으로써, 기계적 강도가 우수하고, 또한 외압에 의해 변형되기 어려운 스판본드 부직포로 할 수 있다. 또한, 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 수지 용액을 유연할 때에, 과침투에 의해 수지가 뒤배임되어, 제막 결점이 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 스판본드 부직포의 표면에서 본 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 0.5dtex 이상 2dtex 미만인 경우에는 겉보기 밀도를 0.70g/㎤ 이하로 하고, 바람직하게는 0.68g/㎤ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 0.65g/㎤ 이하로 하고, 상기한 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 2dtex 이상 10dtex 이하인 경우에는 겉보기 밀도를 0.80g/㎤ 이하로 하고, 바람직하게는 0.75g/㎤ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 0.70g/㎤ 이하로 함으로써, 스판본드 부직포의 통기성이나 투수성을 확보할 수 있다. 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 수지의 용액을 유연할 때에, 수지 용액이 내부에 침입하기 쉬워져, 박리 강력이 우수한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포에 있어서, 섬유끼리가 과도하게 융착하고, 스판본드 부직포가 부분적으로 필름 라이크가 되는 부분을 발생시키지 않는 것이 바람직한 양태이다. 이와 같이 함으로써, 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 수지 용액을 유연했을 때에, 수지 용액이 함침하기 어려운 부분이 발생하는 것을 방지하고, 막 물질의 박리가 없어, 균일한 분리막을 형성시킬 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포의 통기량은, 스판본드 부직포의 표면에서 본 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 0.5dtex 이상 2dtex 미만인 경우는 다음의 [식 1]을 만족시키고, 또한 상기한 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 2dtex 이상 10dtex 이하인 경우는 다음의 [식 2]를 만족시키는 것이 중요하다.
Figure pct00003
이와 같이 함으로써, 스판본드 부직포가 부분적으로 필름 라이크가 되어 수지의 함침성이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 기계적 강도가 우수하고, 또한 박막화된 스판본드 부직포를 얻을 수 있다.
또한, 분리막은 정밀 여과막, 한외 여과막, 나노 여과막 및 역침투막 등, 여과 정밀도에 따라 그 형태가 상이하고, 또한 예를 들어 역침투막 중에서도 여과 대상에 따라 해수 담수화, 간수 담수화 및 가정용 정수기 등의 용도로 나뉜다.
분리막 지지체의 단위 면적당 중량은, 이들 용도나 제막 방법에 따라 적절히 선택되는 것이지만, 스판본드 부직포 표면에서 본 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 0.5dtex 이상 2dtex 미만인 경우는 겉보기 밀도가 0.50 내지 0.70g/㎤이고, 또한 통기량이 상기한 [식 1]을 만족시키고, 또한 상기 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 2dtex 이상 10dtex 이하인 경우는, 겉보기 밀도가 0.50 내지 0.80g/㎤이고, 또한 통기량이 상기한 [식 2]를 만족시키는 스판본드 부직포로 함으로써, 섬유끼리가 과도하게 융착하는 일이 없고, 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 수지가 내부에 균일하게 함침함과 함께, 고화한 후에 우수한 박리 강력을 갖는 분리막으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 스판본드 부직포를 분리막 지지체로서 사용함으로써, 투수성을 향상시켜, 높은 조수량을 갖는 분리막을 얻을 수 있다. 또한, 분리막 위에 유연한 수지 용액을 고착시키는 방법으로서, 유연시킨 수지 용액을 분리막 지지체마다, 물을 주성분으로 하는 응고액에 침지하여 고착시키는 방법이 널리 사용되어 있다. 이때, 분리막 지지체의, 수지 용액을 유연시킨 반대측의 면으로부터 응고액이 지지체 내부로 침투하고, 분리막 지지체의 내부에서도 수지 용액의 응고, 즉 분리막의 형성이 일어난다.
본 발명의 스판본드 부직포는 물을 주성분으로 하는 응고액의 투수성도 우수한 점에서, 응고액이 빠르게 분리막 지지체 내부로 침투하고, 수지 용액을 응고시킬 수 있기 때문에, 과침투에 의한 수지 뒤배임을 방지할 수 있다.
이들 효과를 향상시키기 위한 통기량의 바람직한 범위는, 스판본드 부직포 표면에서 본 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 0.5dtex 이상 2dtex 미만인 경우는 4.0×104×[단위 면적당 중량(g/㎡)]-2≤[통기량(cc/㎠·초)]≤5.8×104×[단위 면적당 중량(g/㎡)]-2이고, 보다 바람직한 범위는 4.2×104×[단위 면적당 중량(g/㎡)]-2≤[통기량(cc/㎠·초)]≤5.6×104×[단위 면적당 중량(g/㎡)]-2이다. 또한, 상기한 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 2dtex 이상 10dtex 이하인 경우는 2.3×104×[단위 면적당 중량(g/㎡)]-2≤[통기량(cc/㎠·초)]≤4.2×104×[단위 면적당 중량(g/㎡)]-2이고, 보다 바람직한 범위는 2.5×104×[단위 면적당 중량(g/㎡)]-2≤[통기량(cc/㎠·초)]≤3.8×104×[단위 면적당 중량(g/㎡)]-2이다.
본 발명의 스판본드 부직포를 구성하는 열가소성 섬유의 가동 비결정량은 35 내지 50%인 것이 바람직하다. 스판본드 부직포의 가동 비결정량을 바람직하게는 35 내지 50% 이상, 보다 바람직하게는 37 내지 48% 이상, 더욱 바람직하게는 38 내지 46%로 함으로써, 섬유끼리가 견고하게 열 접착하여, 열 치수 안정성이 우수한 부직포로 할 수 있다. 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정 및 엘리먼트화 공정에서 우수한 공정 통과성을 갖는 분리막 지지체로 할 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포는 스판본드 부직포 표면에서 본 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 0.5dtex 이상 2dtex 미만인 경우는, 적어도 한쪽의 표면의 베크 평활도가 1 내지 10초인 것이 바람직하다. 적어도 한쪽의 표면의 베크 평활도를 10초 이하, 보다 바람직하게는 8초 이하, 더욱 바람직하게는 6초 이하로 함으로써, 스판본드 부직포 표면이 부분적으로 필름 라이크가 되고, 통기성이나 투수성이 상실되는 것을 방지할 수 있다. 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 당해 표면에 수지 용액을 유연할 때에, 수지 용액이 내부에 더 침입하기 쉬워지고, 또한 고화한 후에도 우수한 앵커 효과를 발휘하고, 더 박리 강력이 우수한 것으로 할 수 있다.
또한, 적어도 한쪽의 표면의 베크 평활도를 1초 이상, 보다 바람직하게는 2초 이상, 더욱 바람직하게는 3초 이상으로 함으로써, 분리막 지지체에 있어서, 제막 공정에서 당해 표면에 수지 용액을 유연할 때에, 기재 요철에 의해 제막 수지의 두께가 불균일화되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 표면에 수지층이나 기능막을 접합하는 기재로서도, 접합 가공성이나 접착성이 우수한 것으로 할 수 있다.
또한 스판본드 부직포 표면에서 본 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 2dtex 이상 10dtex 이하인 경우는, 적어도 한쪽의 표면의 베크 평활도가 3 내지 20초인 것이 바람직하다. 적어도 한쪽의 표면의 베크 평활도를 20초 이하로 하고, 보다 바람직하게는 17초 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 15초 이하로 함으로써, 스판본드 부직포가 필요 이상으로 찌부러지거나, 표면이 부분적으로 필름 라이크가 되거나 하지 않고, 스판본드 부직포의 통기성이나 투수성을 확보할 수 있다. 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 당해 표면에 수지 용액을 유연할 때에, 수지 용액이 내부에 더 침입하기 쉬워지고, 또한 고화한 후에도 우수한 앵커 효과를 발휘하고, 더 박리 강력이 우수한 것으로 할 수 있다.
또한, 베크 평활도를 3초 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 4초 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 5초 이상으로 함으로써, 분리막 지지체에 있어서, 제막 공정에서 당해 표면에 수지 용액을 유연할 때에, 과침투에 의한 수지 용액의 뒤배임이 발생하는 것을 방지하는 효과를 높일 수 있다. 또한 표면에 수지층이나 기능막을 접합하는 기재로서도, 접합 가공성이나 접착성이 우수한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포의 단위 면적당 중량은 10 내지 150g/㎡인 것이 바람직하다. 단위 면적당 중량을 바람직하게는 10g/㎡ 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 30g/㎡ 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 50g/㎡ 이상으로 함으로써, 높은 기계적 강도를 갖고, 치수 안정성도 우수한 스판본드 부직포로 할 수 있다. 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 수지 용액을 유연할 때에, 과침투에 의해 수지 용액이 뒤배임되어, 제막 결점이 되는 것을 방지하는 효과를 높일 수 있다.
한편, 단위 면적당 중량을 바람직하게는 150g/㎡ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 120g/㎡ 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 90g/㎡ 이하로 함으로써, 플랫 롤에 의한 전체면 열 압착으로도 스판본드 부직포 내부까지 충분히 열 접착시켜, 층간 박리가 없는 기계적 강도가 우수한 스판본드 부직포로 할 수 있다. 분리막 지지체에 있어서는, 분리막의 두께를 저감시키고, 유체 분리 소자 유닛당의 분리막 면적을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포의 두께는 0.02 내지 0.25㎜인 것이 바람직하다. 부직포의 두께를 바람직하게는 0.02㎜ 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.04㎜ 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 0.06㎜ 이상으로 함으로써, 높은 기계적 강도를 갖고, 치수 안정성도 우수한 스판본드 부직포로 할 수 있다. 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 수지 용액을 유연할 때에, 과침투에 의해 수지가 뒤배임되어, 제막 결점이 되는 것을 방지하는 효과를 높일 수 있다.
한편, 스판본드 부직포의 두께를 바람직하게는 0.25㎜ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 0.20㎜ 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 0.15㎜ 이하로 함으로써, 플랫 롤에 의한 전체면 열 압착으로도 스판본드 부직포 내부까지 충분히 열 접착시켜, 층간 박리가 없는 기계적 강도가 우수한 스판본드 부직포로 할 수 있다. 분리막 지지체에 있어서는, 분리막의 두께를 저감시키고, 유체 분리 소자 유닛당의 분리막 면적을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포 표면에서 본 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도는 0.5dtex 이상 10dtex 이하인 것이 중요하다. 스판본드 부직포의 표면에서 본 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도란, 스판본드 부직포의 표면을 바로 위 방향(면 방향에 대한 연직 방향)에서 보았을 때의 겉보기의 단섬유 직경으로부터, 하기 [식 3]에 의해 산출된 섬도를 나타내고 있다. 스판본드 부직포 표면에서 본 복합형 섬유의 겉보기의 섬유 직경은 섬유 단면 형상이나 섬유의 패킹의 방법에 따라 상이한 것이고, 단섬유의 단면적으로부터 산출되는 평균 단섬유 섬도와는 상이한 것이다.
스판본드 부직포의 표면에 있어서, 섬유끼리가 스판본드 부직포의 두께 방향으로 중첩된 부분에서는, 열 압착에 의해 섬유가 크게 찌부러지고, 부분적으로 겉보기의 단섬유 직경이 커진 마디상의 부분이 존재하지만, 겉보기 단섬유 섬도를 산출할 때에는, 이와 같은 마디상의 부분을 제외한 가장 단섬유 직경이 작은 부분에서 겉보기의 단섬유 직경을 측정하는 것이 중요하다. 이와 같이 부분적으로 섬유가 찌부러져 직경 확대화한 마디상의 부분에서는, 섬유의 두께 방향의 겹치는 방법이나 열 압착의 정도에 따라 단섬유 직경이 변화되는 점에서, 본 발명의 중요한 특성값인 겉보기 단섬유 섬도를 적절하게 평가할 수 없다.
Figure pct00004
본 발명의 스판본드 부직포를 구성하는 열가소성 섬유의 열 압착 전의 단면 형상이 환형인 경우는, 스판본드 부직포의 표면에서 본 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도를 0.5dtex 이상으로 하고, 바람직하게는 0.8dtex 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 1.0dtex 이상으로 함으로써, 스판본드 부직포 제조 시에 방사성이 저하되는 일이 적고, 또한 스판본드 부직포의 통기성이나 투수성을 확보할 수 있다. 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 용액을 유연할 때에, 수지 용액이 내부에 침입하기 쉬워져, 박리 강력이 우수한 것으로 할 수 있다.
한편, 겉보기 단섬유 섬도를 2dtex 미만으로 하고, 바람직하게는 1.8dtex 이하로 하고, 보다 바람직하게는 1.6dtex 이하로 함으로써, 옷감의 질의 균일성이나 표면의 평활성이 우수하고, 또한 고밀도의 스판본드 부직포를 얻을 수 있다. 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 수지 용액을 유연할 때에, 과침투에 의해 수지가 뒤배임되어, 제막 결점이 되는 것을 방지하는 효과를 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 스판본드 부직포를 구성하는 열가소성 섬유의 열 압착 전의 단면 형상이 타원형이나 편평 형상인 경우는, 스판본드 부직포의 표면에서 본 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도를 2dtex 이상으로 하고, 바람직하게는 2.2dtex 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 2.3dtex 이상으로 함으로써, 스판본드 부직포 제조 시에 방사성이 저하되는 일이 적고, 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 지지체에 유연한 수지 용액이, 제막면과 반대측의 면까지 과침투하고, 권취 시에 제막 결점이 되는 것을 억제하여 우수한 제막성을 얻을 수 있다.
한편, 겉보기 단섬유 섬도를 10dtex 이하로 하고, 바람직하게는 7dtex 이하로 하고, 보다 바람직하게는 5dtex 이하로 함으로써, 옷감의 질의 균일성이나 표면의 평활성이 우수하고, 또한 고밀도의 스판본드 부직포를 얻을 수 있다. 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 수지 용액을 유연할 때에, 수지 용액이 섬유간의 간극으로부터 내부로 침입하기 쉬워져, 박리 강력이 우수한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포의 종방향의 단위 면적당 중량당의 인장 강력은 4 내지 8N/5㎝/(g/㎡)인 것이 바람직하다. 종방향의 단위 면적당 중량당의 인장 강력을, 바람직하게는 4N/5㎝/(g/㎡) 이상, 보다 바람직하게는 4.5N/5㎝/(g/㎡) 이상, 더욱 바람직하게는 5N/5㎝/(g/㎡) 이상으로 함으로써, 보풀이나 층간 박리가 없고, 실용에 제공할 수 있는 기계적 강도를 갖는 스판본드 부직포로 할 수 있다.
한편, 종방향의 단위 면적당 중량당의 인장 강력을, 바람직하게는 8N/5㎝/(g/㎡) 이하, 보다 바람직하게는 7.5N/5㎝/(g/㎡) 이하, 더욱 바람직하게는 7N/5㎝/(g/㎡) 이하로 함으로써, 스판본드 부직포가 과도하게 접착하여 필름 라이크가 되는 것을 방지하고, 스판본드 부직포의 통기성이나 투수성을 확보할 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포를 구성하는 열가소성 섬유의 수지로서는, 예를 들어 폴리에스테르계 중합체, 폴리아미드계 중합체, 폴리올레핀계 중합체 및 이들의 혼합물이나 공중합체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 섬유의 예사성이 우수하고, 또한 기계적 강도, 강성, 내열성, 내수성 및 내약품성 등의 특성이 우수한 점에서, 본 발명의 스판본드 부직포를 구성하는 열가소성 섬유는 폴리에스테르계 중합체를 포함하는 폴리에스테르 섬유인 것이 바람직하다.
또한, 열가소성 섬유에는 결정핵제, 소광제, 안료, 곰팡이 방지제, 항균제, 난연제, 광안정제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 충전제, 활제 및 친수제 등을 첨가할 수 있다. 그 중에서도, 산화티타늄 등의 금속 산화물은, 섬유의 표면 마찰을 저감시켜 섬유끼리의 융착을 방지함으로써 방사성을 향상시키고, 또한 스판본드 부직포의 열 롤에 의한 열 압착 성형 시, 열전도성을 증가시킴으로써 스판본드 부직포의 접착성을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 에틸렌비스스테아르산아미드 등의 지방족 비스 아미드 및/또는 알킬 치환형의 지방족 모노아미드는 열 롤과 부직포 웹 사이의 이형성을 높여, 반송성을 향상시키는 효과가 있다.
폴리에스테르계 중합체는, 산성분과 알코올 성분을 포함하는 폴리에스테르이다. 산 성분으로서는, 테레프탈산, 이소프탈산 및 프탈산 등의 방향족 카르복실산, 아디프산이나 세바스산 등의 지방족 디카르복실산 및 시클로헥산카르복실산 등의 지환족 디카르복실산 등을 사용할 수 있다. 또한, 알코올 성분으로서는, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜 등을 사용할 수 있다.
폴리에스테르계 중합체의 예로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리락트산 및 폴리부틸렌숙시네이트 등 및 이들의 공중합체를 들 수 있고, 그 중에서도, 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하게 사용된다.
또한, 생분해성 폴리머(수지)도, 사용 후의 폐기가 용이하여 환경 부하가 작은 점에서, 스판본드 부직포를 구성하는 섬유의 폴리머로서 사용할 수 있다. 생분해성 수지로서는, 예를 들어 폴리락트산, 폴리부틸렌숙시네이트, 폴리카프로락톤, 폴리에틸렌숙시네이트, 폴리글리콜산 및 폴리히드록시부틸레이트 등을 들 수 있다. 생분해성 중에서도, 폴리락트산은 석유 자원을 고갈시키지 않는 식물 유래의 수지이고, 역학 특성이나 내열성도 비교적 높고, 제조 비용이 낮은 생분해성 수지이고 바람직하게 사용된다. 특히 바람직하게 사용되는 폴리락트산으로서는, 폴리(D-락트산), 폴리(L-락트산), D-락트산과 L-락트산의 공중합체 및 이들의 블렌드체를 들 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포는 고융점 중합체의 주위에, 그 고융점 중합체의 융점보다도 10 내지 140℃ 낮은 융점을 갖는 저융점 중합체를 배치한 복합형 섬유를 포함한다.
고융점 중합체의 융점은 본 발명의 스판본드 부직포를 분리막 지지체로서 사용했을 때에, 분리막 지지체 위에 분리막을 형성할 때의 제막성이 양호하고, 내구성이 우수한 분리막을 얻을 수 있다는 관점에서, 160 내지 320℃인 것이 바람직하다. 고융점 중합체의 융점을, 바람직하게는 160℃ 이상, 보다 바람직하게는 170℃ 이상, 더욱 바람직하게는 180℃ 이상으로 함으로써, 내열성을 향상시킬 수 있다. 또한, 열에 대한 치수 안정성을 부여하고, 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정의 수지 용액 유연 시나 유체 분리 소자 제조 공정에서 열이 가해져도 치수 변화를 작은 것으로 하여, 양호한 제막성이나 가공성을 얻을 수 있다.
한편, 고융점 중합체의 융점을, 바람직하게는 320℃ 이하, 보다 바람직하게는 300℃ 이하, 더욱 바람직하게는 280℃ 이하로 함으로써, 스판본드 부직포 제조 시에 용융하기 위한 열에너지를 많이 소비하여 생산성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 복합형 섬유에 포함되는 저융점 중합체의 성분 비율은 10 내지 40질량%인 것이 바람직하다. 저융점 중합체의 성분 비율을, 바람직하게는 40질량% 이하로 하고, 보다 바람직하게는 30질량% 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 25질량% 이하로 함으로써, 스판본드 부직포 사용 시에 가해지는 열에 대한 변형을 억제할 수 있다.
한편, 복합형 섬유에 포함되는 저융점 중합체의 성분 비율을 10질량% 이상, 보다 바람직하게는 15질량% 이상, 더욱 바람직하게는 20질량% 이상으로 함으로써, 스판본드 부직포의 기계적 강도의 향상에 이바지하는 열 접착성을 얻을 수 있다. 또한, 섬유끼리가 견고하게 접착하기 때문에, 분리막 지지체에 있어서는, 보풀에 의한 수지 용액 유연 시의 막 결점을 억제할 수 있다.
고융점 중합체 및 저융점 중합체의 조합(고융점 중합체/저융점 중합체)으로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리락트산 및 폴리에틸렌테레프탈레이트/공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 조합을 들 수 있다. 또한, 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트의 공중합 성분으로서는, 이소프탈산 등이 바람직하게 사용되고, 이들 조합 중에서도 특히, 폴리에틸렌테레프탈레이트/이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트의 조합이 바람직하게 사용된다.
복합형 섬유의 복합 형태로서는, 효율적으로 섬유끼리의 열 접착점을 얻을 수 있다는 관점에서, 예를 들어 동심 코어 시스형, 편심 코어 시스형 및 해도형 등의 복합 형태를 들 수 있다. 또한, 스판본드 부직포를 구성하는 복합형 섬유의 횡단면 형상으로서는, 원형 단면, 편평 단면, 타원형 단면, 다각형 단면, 다엽 단면 및 중공 단면 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 복합 형태로서는 동심 코어 시스형을, 또한 복합형 섬유의 횡단면 형상으로서는 원형 단면이나 편평 단면으로 하는 것이 바람직하고, 이와 같은 복합 형태로 함으로써, 열 압착에 의해 섬유끼리를 견고하게 접착시킬 수 있다.
이어서, 본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법은, 하기 (a) 내지 (d)의 공정을, 순차 실시하는 것을 특징으로 하는 스판본드 부직포의 제조 방법이다.
(a) 방사 구금으로부터, 고융점 중합체의 주위에, 그 고융점 중합체의 융점보다도 10 내지 140℃ 낮은 융점을 갖는 저융점 중합체를 배치한 복합형 섬유를 방출하는 공정,
(b) 방출한 복합형 섬유를, 고속 흡인 가스에 의해 흡인 연신하고, 이동하는 네트 컨베이어 위에 포집하여 부직 웹화하는 공정,
(c) 얻어진 부직 웹을, 상하 한 쌍의 플랫 롤에 의해, 상기한 저융점 중합체의 융점보다도 65 내지 95℃ 낮은 온도에서 열 접착하는 공정,
(d) 계속해서 상하 한 쌍의 플랫 롤에 의해, 상기한 저융점 중합체의 융점보다도 65 내지 95℃ 낮은 온도에서 열 접착하는 공정.
본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법에 있어서, 복합형 섬유의 방사에는 통상의 복합 방사 방법을 채용할 수 있다. 복합형 섬유의 복합 형태로서는, 효율적으로 섬유끼리의 열 접착점을 얻을 수 있다는 관점에서, 예를 들어 상기한 동심 코어 시스형, 편심 코어 시스형 및 해도형 등의 복합 형태를 들 수 있다. 또한, 스판본드 부직포를 구성하는 섬유의 횡단면 형상으로서는, 원형 단면, 편평 단면, 타원형 단면, 다각형 단면, 다엽 단면 및 중공 단면 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 복합 형태로서는 동심 코어 시스형으로 하고, 또한 섬유의 횡단면 형상으로서는 원형이나 타원형, 편평 형상으로 하는 것이 바람직하고, 이와 같은 복합 형태로 함으로써, 열 압착에 의해 섬유끼리를 견고하게 접착시킬 수 있다.
섬유의 횡단면 형상이 원형인 섬유는, 환형의 토출 구멍을 갖는 방사 구금을 사용하여 제조하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써 방사성의 악화를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법에 있어서, 포집 네트에 포집된 복합형 섬유의 횡단면 형상은 타원형이나 편평 형상으로 하는 것이 바람직하다. 섬유 횡단면의 장축 길이를 a라고 하고, 단축 길이를 b라고 할 때, 섬유 편평도는 a/b로 표현되고, 당해 섬유 편평도는 1.2 내지 8의 범위인 것이 바람직하다.
여기서, 섬유 단면의 장축 길이 a란, 섬유를 섬유 축방향에서 보았을 때, 섬유 단면에 외접하도록 그은 외접원의 직경이다. 또한, 섬유 단면의 단축 길이 b란, 상기 외접원과 섬유 외주의 접점을 연결한 직선(외접원의 직경에 닿음)에 대하여, 연직으로 교차하는 방향으로 수선을 그을 때, 그 수선이 섬유 단면을 잘라내는 최대의 길이이다.
섬유 편평도를 바람직하게는 1.2 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 1.5 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 1.7 이상으로 함으로써, 스판본드 부직포의 두께를 저감시킬 수 있다. 또한 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 수지 용액을 유연할 때에, 섬유가 스판본드 부직포 내부로의 과침투의 장벽이 되어, 수지 용액의 뒤배임을 억제하여, 제막성을 향상시킬 수 있다.
한편, 섬유 편평도를 바람직하게는 8 이하로 하고, 보다 바람직하게는 5 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 3 이하로 함으로써, 방사성이 악화되거나, 방출 후의 섬유가 기류의 영향을 받아 단위 면적당 중량 분균일이 악화되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
섬유의 횡단면 형상이 타원형이나 편평 형상인 섬유는, 직사각 형상이나 타원 형상 등의 긴 변 방향의 길이와 짧은 변 방향의 길이가 상이한 토출 구멍을 갖는 방사 구금을 사용하여 제조할 수 있다. 토출 구멍의 애스펙트비(긴 변 길이/짧은 변 길이)는 1.6 내지 8인 것이 바람직하다. 토출 구멍의 애스펙트비란, 토출 구멍의 긴 변 방향의 길이를 짧은 변 방향의 길이로 나눈 값이다. 토출 구멍의 애스펙트비를 바람직하게는 1.6 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 3 이상으로 하고, 보다 더 바람직하게는 5 이상으로 함으로써, 공정 (b)에서 고속 흡인 가스에 의해 흡인 연신된 후의 섬유의, 섬유 편평도를 1.5 이상으로 할 수 있다.
한편, 토출 구멍의 애스펙트비를 8 이하로 하고, 바람직하게는 7 이하로 하고, 보다 바람직하게는 6 이하로 함으로써, 방사성의 악화를 방지함과 함께, 방사 시의 구금 배압의 증가를 억제하여, 토출 구멍의 단공 단면적을 세섬도의 방사에 적합한 작은 것으로 할 수 있다.
또한 토출 구멍을 직사각 형상으로 하는 경우, 코너에는 라운딩을 하여 곡선상으로 하는 것이 바람직한 양태이다. 이와 같이 함으로써, 방사성을 향상시킬 수 있다.
또한, 토출 구멍의 짧은 변 길이는 0.15㎜ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.17㎜ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.20㎜ 이상이다. 짧은 변 길이를 이와 같이 함으로써, 방출한 사조의 실 냉각이 급격하게 진행되어, 실 끊어짐이나 연신 불량이 발생하거나, 구금 세정 시에 토출 구멍의 세정을 하기 어려워져, 폴리머나 탄화물이 잔존하거나 하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법은, 먼저, 용융한 열가소성 중합체를 방사 구금으로부터 방출하고, 이것을 고속 흡인 가스에 의해 흡인 연신한 후, 이동하는 네트 컨베이어 위에 섬유를 포집하여 부직 웹화한다.
이때, 후공정에 있어서의 열 압착 시에 섬유가 수축하여 주름이 발생하거나, 열 롤에 저융점 중합체 성분이 융착하여 생산성이 저하되거나 하는 일이 없도록, 얻어진 부직 웹을 구성하는 섬유를 더 고도로 배향 결정화시키는 것이 바람직하다. 그 때문에, 방사 속도는 3000m/분 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3500m/분 이상이고, 더욱 바람직하게는 4000m/분 이상이다. 또한, 섬유의 과도한 배향 결정화를 억제함으로써, 스판본드 부직포의 기계적 강도의 향상에 이바지하는 열 접착성을 얻을 수 있는 점에서, 방사 속도는 500m/분 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5000m/분 이하이고, 더욱 바람직하게는 4500m/분 이하이다.
또한, 본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법에서는, 스판본드 부직포를 구성하는 열가소성 섬유의 평균 단섬유 섬도가 0.5 내지 3dtex인 것이 바람직하다. 평균 단섬유 섬도를 바람직하게는 0.5dtex 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.8dtex 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 1.0dtex 이상으로 함으로써, 스판본드 부직포 제조 시에 방사성이 저하되는 일이 적고, 또한 스판본드 부직포의 통기성이나 투수성을 확보할 수 있다.
한편, 평균 단섬유 섬도를 바람직하게는 3dtex 이하로 하고, 보다 바람직하게는 2.5dtex 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 2dtex 이하로 함으로써, 옷감의 질의 균일성이나 표면의 평활성이 우수한 스판본드 부직포를 얻을 수 있다.
본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법에서는, 표리 차에 의한 폭 방향의 컬 발생이 극히 작고, 또한 섬유끼리가 과도하게 융착하고, 스판본드 부직포가 부분적으로 필름 라이크가 되는 부분이 없는 스판본드 부직포를 제조할 수 있다. 이와 같은 스판본드 부직포로 함으로써, 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 수지 용액을 유연했을 때에 수지 용액이 함침하기 어려운 부분이 발생하는 것을 방지하여, 막 물질의 박리가 없어, 균일한 분리막을 형성시킬 수 있다. 이와 같은 스판본드 부직포를 제조하기 위해, 본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법에서는, 네트 컨베이어에 포집한 부직 웹에 대하여, 이어서 설명하는 2단계의 열 압착을 실시하는 것이 중요하다.
먼저, 포집한 부직 웹에, 상하 한 쌍의 플랫 롤에 의해 1회째의 열 압착을 실시한다. 상하 한 쌍의 플랫 롤이란, 롤의 표면에 요철이 없는 금속제 롤이나 탄성 롤이고, 금속제 롤과 금속제 롤을 한 쌍으로 하거나, 금속제 롤과 탄성 롤을 한 쌍으로 하거나 하여 사용할 수 있다. 여기서 탄성 롤이란, 금속제 롤과 비교하여 탄성을 갖는 재질을 포함하는 롤이다. 탄성 롤로서는, 페이퍼, 코튼 및 아라미드 페이퍼 등의 소위 페이퍼 롤 및 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 경질 고무 등이나, 이들 혼합물을 포함하는 수지제 롤 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 평활성이 우수하고, 폭 방향의 두께 CV가 작은 스판본드 부직포로 할 수 있는 점에서, 상하 한 쌍의 플랫 롤로서는, 금속제 롤과 금속제 롤에 의한 조합이 바람직하게 사용된다.
또한 1회째의 열 압착은 부직 웹을 포집 네트에 의해 반송하고 있는 중에, 포집 네트를 사이에 두고 양면에 설치한 상하 한 쌍의 플랫 롤을 사용하여 실시할 수 있다. 이 경우는, 상하 양쪽의 플랫 롤을 가열해도 되고, 부직 웹과 접촉하는 면의 롤만 가열할 수도 있다.
1회째의 열 압착에 있어서의 롤 온도는 저융점 중합체의 융점보다도 65 내지 95℃ 낮은 온도인 것이 중요하다. 저융점 중합체의 융점 -65℃ 이하의 온도에서, 바람직하게는 저융점 중합체의 융점 -70℃ 이하의 온도에서, 보다 바람직하게는 저융점 중합체의 융점 -75℃ 이하의 온도에서 열 압착함으로써, 섬유끼리가 과도하게 융착하고, 스판본드 부직포가 부분적으로 필름 라이크가 되거나, 현저하게 통기성이나 투수성이 저하되거나 하는 것을 방지할 수 있고, 최종적으로 얻어지는 스판본드 부직포를 단위 면적당 중량과 통기량의 관계 [식 1]을 만족시키는 것으로 할 수 있다.
한편, 저융점 중합체의 융점 -95℃ 이상의 온도에서, 바람직하게는 저융점 중합체의 융점 -90℃ 이상의 온도에서, 보다 바람직하게는 저융점 중합체의 융점 -85℃ 이상의 온도에서 열 압착함으로써, 스판본드 부직포의 기계적 강도에 이바지하는 열 접착성을 얻을 수 있음과 함께, 후공정의 2회째의 열 압착에 있어서 섬유끼리가 과도하게 융착하고, 스판본드 부직포가 부분적으로 필름 라이크가 되는 것을 방지할 수 있고, 최종적으로 얻어지는 부직포를 단위 면적당 중량과 통기량의 관계식 1을 만족시키는 것으로 할 수 있다. 또한, 상하의 플랫 롤의 온도에는, 상기한 조건을 만족시키는 범위에서 온도차를 마련할 수 있다.
1회째의 열 압착에 있어서의 선압은 98 내지 1960N/㎝인 것이 바람직하다. 선압을 바람직하게는 98N/5㎝ 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 294N/㎝ 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 490N/㎝ 이상으로 함으로써, 스판본드 부직포의 기계적 강도에 이바지하는 열 접착성을 얻을 수 있고, 층간 박리를 억제할 수 있다.
한편, 선압을 바람직하게는 1960N/㎝ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 980N/㎝ 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 686N/㎝ 이하로 함으로써, 섬유끼리가 과도하게 융착하고, 시트가 부분적으로 필름 라이크가 되거나, 현저하게 통기성이나 투수성이 저하되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
단, 1회째의 열 압착을, 포집 네트를 사이에 두고 양면에 설치한 상하 한 쌍의 플랫 롤을 사용하여 실시하는 경우는, 포집 네트의 손상을 방지하기 위해, 선압을 1 내지 49N/㎝로 하는 것이 바람직하다.
또한, 부직 웹을 네트 컨베이어 위에 포집하고 나서, 1회째의 열 압착을 실시할 때까지의 사이에, 반송성을 개선하는 것 등을 목적으로, 부직 웹을 상하 한 쌍의 플랫 롤 사이에서 임시 열압착하거나 또는 1개의 플랫 롤과 부직 웹의 포집에 사용되는 네트 컨베이어 사이에서 임시 열압착하거나 할 수 있다. 이와 같이 하는 경우, 1회째의 열 압착에 의한 효과를 손상시키지 않도록, 임시 열압착의 온도는 저융점 중합체의 융점 -65℃ 이하로 하고, 선압은 1960N/㎝ 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법에 있어서, 1회째의 열 압착으로 얻어지는 스판본드 부직포의 가동 비결정량은 40 내지 55%인 것이 바람직하다. 스판본드 부직포의 가동 비결정량을 바람직하게는 40 내지 55% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 42 내지 53% 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 43 내지 50%로 함으로써, 섬유끼리가 과도하게 융착하고, 스판본드 부직포가 부분적으로 필름 라이크가 되는 것을 방지할 수 있고, 또한 섬유끼리를 견고하게 열 접착시킬 수 있다. 또한, 후공정의 2회째의 열 압착에 있어서도 섬유끼리가 과도하게 융착하고, 스판본드 부직포가 부분적으로 필름 라이크가 되는 것을 방지할 수 있고, 최종적으로 얻어지는 스판본드 부직포를 단위 면적당 중량과 통기량의 관계 [식 1]을 만족시키는 것으로 할 수 있다. 즉, 스판본드 부직포에 적당한 통기성이나 투수성을 확보하고, 분리막 지지체로서의 사용에 있어서 제막성이 우수한 스판본드 부직포가 얻어진다. 이와 같은 가동 비결정량의 스판본드를 얻기 위해서는, 상기와 같이 1회째의 열 압착에 있어서의 롤 온도를, 저융점 중합체의 융점보다도 65 내지 95℃ 낮은 온도로 하는 것이 중요하다.
계속해서, 1회째의 열 압착을 실시한 스판본드 부직포에, 상하 한 쌍의 플랫 롤에 의해 2회째의 열 압착을 실시한다. 상하 한 쌍의 플랫 롤이란, 롤의 표면에 요철이 없는 금속제 롤이나 탄성 롤이고, 금속제 롤과 금속제 롤을 쌍으로 하거나, 금속제 롤과 탄성 롤을 쌍으로 하거나 하여 사용할 수 있다. 그 중에서도, 평활성이 우수하고, 폭 방향의 두께 CV가 작은 스판본드 부직포로 할 수 있는 점에서, 금속제 롤과 금속제 롤의 조합이 바람직하다. 금속제 롤과 금속제 롤의 조합이라면, 스판본드 부직포의 표면의 두께를 균일화할 수 있고, 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정에서 수지 용액을 유연할 때에, 제막 수지의 두께에 차가 발생하는 것을 억제하여, 사용하는 수지 용액의 양을 저감시킬 수 있다.
2회째의 열 압착에 있어서의 롤 온도는 저융점 중합체의 융점보다도 5 내지 60℃ 낮은 온도인 것이 중요하다. 저융점 중합체의 융점 -5℃ 이하의 온도에서, 바람직하게는 저융점 중합체의 융점 -10℃ 이하의 온도에서, 보다 바람직하게는 저융점 중합체의 융점 -20℃ 이하의 온도에서 열 압착함으로써, 섬유끼리가 과도하게 융착하고, 스판본드 부직포가 부분적으로 필름 라이크가 되거나, 현저하게 통기성이나 투수성이 저하되거나 하는 것을 방지할 수 있고, 얻어지는 스판본드 부직포를 단위 면적당 중량과 통기량의 관계식 (1)을 만족시키는 것으로 할 수 있다. 또한, 열 압착 시에 사용되는 롤에 저융점 중합체 성분이 융착하여 생산성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 저융점 중합체의 융점 -60℃ 이상의 온도에서, 바람직하게는 저융점 중합체의 융점 -50℃ 이상의 온도에서, 보다 바람직하게는 저융점 중합체의 융점 -40℃ 이상의 온도에서 열 압착함으로써, 스판본드 부직포의 기계적 강도에 이바지하는 열 접착성을 얻을 수 있고, 층간 박리를 억제할 수 있다. 또한, 스판본드 부직포를 박막화하고, 분리막 지지체에 있어서는, 분리막의 두께를 저감시키고, 유체 분리 소자 유닛당의 분리막 면적을 증대시킬 수 있다. 또한, 상하의 플랫 롤의 온도에는 상기한 조건을 만족시키는 범위에서 온도 차를 마련할 수 있다.
2회째의 열 압착에 있어서의 선압은 98 내지 1960N/㎝인 것이 바람직하다. 선압을 바람직하게는 98N/5㎝ 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 294N/㎝ 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 490N/㎝ 이상으로 함으로써, 부직포의 기계적 강도에 이바지하는 열 접착성을 얻을 수 있다.
한편, 선압을 1960N/㎝ 이하로 하고, 980N/㎝ 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 686N/㎝ 이하로 함으로써, 섬유끼리가 과도하게 융착하고, 시트가 부분적으로 필름 라이크가 되거나, 현저하게 통기성이나 투수성이 저하되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 1회째의 열 압착과 2회째의 열 압착 사이에, 혹은 2회째의 열 압착 후에, 스판본드 부직포의 물성을 조정하는 것 등을 목적으로, 별도의 열 압착을 행할 수 있다. 이와 같이 하는 경우, 2회째의 열 압착에 의한 효과를 손상시키지 않도록, 1회째의 열 압착 후에 행하는 별도의 열 압착의 온도는 저융점 중합체의 융점 -5℃ 이하로 하고, 선압은 1960N/5㎝ 이하로 하는 것이 바람직하다. 단, 1회째의 열 압착 후에 복수회의 열 압착을 실시하는 경우에는, 가장 롤 온도가 높은 조건에서 행하는 열 압착을 2회째의 열 압착으로 한다.
본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법에 있어서, 2회째의 열 압착에서 얻어지는 스판본드 부직포의 가동 비결정량은 35 내지 50%인 것이 바람직하다. 스판본드 부직포의 가동 비결정량을 바람직하게는 35 내지 50% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 37 내지 48% 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 38 내지 46%로 함으로써, 섬유끼리를 견고하게 열 접착시키고, 또한 우수한 열 치수 안정성을 부여할 수 있다. 분리막 지지체에 있어서는, 제막 공정 및 엘리먼트화 공정에서 우수한 공정 통과성을 갖는 분리막 지지체로 할 수 있다. 이와 같은 가동 비결정량의 스판본드 부직포를 얻기 위해서는, 상기와 같이 2회째의 열 압착에 있어서의 롤 온도를, 저융점 중합체의 융점보다도 5 내지 60℃ 낮은 온도로 하는 것이 중요하다.
본 발명의 스판본드 부직포의 제조 방법에 있어서, 상기한 1회째의 열 압착과 2회째의 열 압착은 하나의 제조 라인에서 연속적으로 행해도 되고, 1회째의 열 압착을 실시한 후에 한번 권취하고, 다시 권출하여 2회째의 열 압착을 실시할 수도 있다. 그 중에서도, 생산성이 우수한 점에서, 1회째의 열 압착과 2회째의 열 압착은 하나의 제조 라인에서, 연속적으로 행해지는 것이 바람직한 양태이다.
본 발명의 스판본드 부직포는 표면이 평활하고, 표리 차에 의한 폭 방향의 컬 발생이 극히 적고, 또한 수지 용액을 유연했을 때에 막 물질이 박리되거나, 지지체의 보풀 등에 의해 막의 불균일화나 핀 홀 등의 결점이 발생하거나 하는 일이 없는 우수한 제막성을 갖고, 나아가 제막 후에도 막 물질의 박리가 발생하는 일이 없는 견고한 막 접착성을 갖는 점에서, 분리막 지지체로서 적합하게 사용된다.
또한, 본 발명의 스판본드 부직포는 접착성이 우수한 저융점 중합체를 배치한 복합형 섬유를 포함하고, 표면이 평활하고, 또한 부분적으로 필름 라이크가 되고, 수지 용액이 함침하기 어려운 부분이 없는 점에서, 표면에 수지층이나 기능막을 접합하는 기재로서도 바람직하게 사용된다. 수지 용액을 접착 가공하는 방법으로서는, 필름 등의 수지막이나 소정의 형상을 갖는 수지재를, 본 발명의 스판본드 부직포와 중첩하고, 가열 하에서 라미네이트 가공하는 방법이나, 용융 수지나 용매에 의해 유동성을 부여한 수지 용액을 다이로부터 토출하여 직접 부직포에 도포하는 방법 등을 사용할 수 있다. 또한, 딥 가공과 같이 부직포 전체에 수지 용액을 함침시켜, 고착시킬 수도 있다.
본 발명의 스판본드 부직포의 용도는 상기에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 필터, 필터 기재, 전선 눌러 감기재 등의 공업 자재, 벽지, 투습 방수 시트, 루핑재, 차음재, 단열재, 흡음재 등의 건축 자재, 랩핑재, 주머니재, 간판재, 인쇄 기재 등의 생활 자재, 방초 시트, 배수재, 지반 보강재, 차음재, 흡음재 등의 토목 자재, 부직포 터널재, 차광 시트 등의 농업 자재, 천정재 및 스페어 타이어 커버재 등의 차량 자재 등에 사용할 수 있다.
실시예
이어서, 실시예에 기초하여 본 발명의 스판본드 부직포와 그의 제조 방법에 대하여, 구체적으로 설명한다.
[측정 방법]
(1) 고유 점도 (IV):
폴리에틸렌테레프탈레이트 수지의 고유 점도 IV는 다음의 방법으로 측정했다. 오르토클로로페놀 100ml에 대하여 시료 8g을 용해하고, 온도 25℃에 있어서 오스트발트 점도계를 사용하여 상대 점도 ηr을, 하기의 식에 의해 구했다.
· ηr=η/η0=(t×d)/(t0×d0)
(여기서, η는 폴리머 용액의 점도, η0은 오르토클로로페놀의 점도, t는 용액의 낙하 시간(초), d는 용액의 밀도(g/㎤), t0은 오르토클로로페놀의 낙하 시간(초), d0은 오르토클로로페놀의 밀도(g/㎤)를 각각 나타낸다.)
이어서, 상기한 상대 점도 ηr로부터, 하기의 식에 의해 고유 점도 IV를 산출했다.
· IV=0.0242ηr+0.2634.
(2) 열가소성 수지의 융점(℃):
사용한 열가소성 수지의 융점은 시차 주사 열량계(TA Instruments사제 Q100)를 사용하여, 다음의 조건에서 측정하고, 흡열 피크 정점 온도의 평균값을 산출하여, 측정 대상의 융점으로 했다. 섬유 형성 전의 수지에 있어서 흡열 피크가 복수 존재하는 경우는, 가장 고온측의 피크 정점 온도로 한다. 또한, 섬유를 측정 대상으로 하는 경우에는, 마찬가지로 측정하고, 복수의 흡열 피크로부터 각 성분의 융점을 추정할 수 있다.
· 측정 분위기: 질소류(150ml/분)
· 온도 범위: 30 내지 350℃
· 승온 속도: 20℃/분
· 시료량: 5㎎.
(3) 섬유 편평도 및 평균 단섬유 섬도(dtex):
포집 후의 부직 웹으로부터 랜덤하게 소편 샘플 10개를 채취하고, 주사형 전자 현미경으로 500 내지 3000배의 단면 사진을 촬영하고, 섬유축에 대하여 연직 방향으로 촬영되어 있는 섬유를 선정하고, 각 샘플로부터 10개씩, 총 100개의 단섬유의 장축 길이 a(㎛), 단축 길이 b(㎛) 및 섬유 단면적(㎛2)을 측정하고, 각각 그것들의 평균값을 구했다. 섬유 단면의 장축 길이 a란, 섬유 단면에 외접하도록 그은 외접원의 직경이다. 또한 섬유 단면의 단축 길이 b란, 상기 외접원과 섬유 외주의 접점을 연결한 직선(외접원의 직경에 닿음)에 대하여, 연직으로 교차하는 방향으로 수선을 그을 때, 그 수선이 섬유 단면을 잘라내는 최대의 길이이다.
계속해서, 하기의 식에 의해 섬유 편평도 및 평균 단섬유 섬도를 각각 구하고, 소수점 이하 제2 위를 반올림했다. 여기서 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지/공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지의 밀도는 1.38g/㎤로 했다.
· 섬유 편평도=(장축 길이 a의 평균값)/(짧은 변 길이 b의 평균값)
· 평균 단섬유 섬도(dtex)=[섬유 단면적의 평균값(㎛2)]×[수지의 밀도(1.38g/㎤)]/100.
(4) 겉보기 단섬유 섬도(dtex):
스판본드 부직포로부터 랜덤하게 소편 샘플 10개를 채취하고, 주사형 전자 현미경으로 500 내지 3000배의 사진을 촬영하고, 각 샘플로부터 10개씩, 총 100개의 단섬유의 섬유 직경을 측정하고, 그것들의 평균값으로부터 겉보기의 평균 단섬유 직경(㎛)을 구했다. 부직포 표면에 있어서, 섬유끼리가 스판본드 부직포의 두께 방향으로 중첩된 부분에서는 열 압착에 의해 섬유가 크게 찌부러지고, 부분적으로 겉보기의 단섬유 직경이 커진 마디상의 부분이 존재하지만, 이와 같은 마디상의 부분을 제외한 가장 단섬유 직경이 작은 부분에서 단섬유의 섬유 직경을 측정했다. 계속해서, 하기의 [식 3]에 의해 겉보기 단섬유 섬도를 구하고, 소수점 이하 제2 위를 반올림했다. 여기서 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지/공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지의 밀도는 1.38g/㎤로 했다.
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(5) 스판본드 부직포의 단위 면적당 중량(g/㎡):
스판본드 부직포의 단위 면적당 중량은 JIS L1913(2010년판) 6.2 「단위 면적당의 질량」에 기초하여, 30㎝×50㎝의 시험편을, 폭 방향 등간격으로 1m당 3매 채취하고, 표준 상태에 있어서의 각각의 질량(g)을 측량하고, 그 평균값의 소수점 이하 제1 위를 반올림하여, 1㎡당의 질량(g/㎡)으로 나타냈다.
(6) 스판본드 부직포의 두께(㎜):
스판본드 부직포의 두께는 JIS L1906(2000년판)의 5.1에 기초하여, 직경 10㎜의 가압자를 사용하여, 하중 10㎪로 부직포의 폭 방향 등간격으로 1m당 10점의 두께를 0.01㎜ 단위로 측정하고, 그 평균값의 소수점 이하 제3 위를 반올림했다.
(7) 스판본드 부직포의 겉보기 밀도(g/㎤):
상기한 (4)에서 구한 반올림 전의 스판본드 부직포의 단위 면적당 중량(g/㎡), 상기한 (5)에서 구한 반올림 전의 스판본드 부직포의 두께(㎜)로부터, 하기의 식을 사용하여 겉보기 밀도(g/㎤)를 산출하고, 소수점 이하 제3 위를 반올림했다.
· 겉보기 밀도(g/㎤)=[단위 면적당 중량(g/㎡)]/[두께(㎜)]×10-3.
(8) 스판본드 부직포의 가동 비결정량(%):
스판본드 부직포의 가동 비결정량은 스판본드 부직포로부터 랜덤하게 2점의 시료를 채취하고, 온도 변조 DSC(TA Instruments사제 Q1000)를 사용하여, 다음의 조건과 식에서 측정과 가동 비결정량(%)을 산출하고, 그 평균값의 소수점 이하 제1 위를 반올림했다. 또한, 완전 비결정 시의 유리 전이 온도 전후의 비열 변화량을 0.4052J/g℃로 했다.
· 측정 분위기: 질소류(50ml/분)
· 온도 범위: 0 내지 300℃
· 승온 속도: 2℃/분
· 시료량: 5㎎
· 가동 비결정량(%)=[유리 전이 온도 전후의 비열 변화량(J/g℃)]/[완전 비결정 시의 유리 전이 온도 전후의 비열 변화량(J/g℃)]×100.
(9) 스판본드 부직포의 통기량(cc/㎠·초):
스판본드 부직포의 통기량은 JIS L1913(2010년) 프래질형법에 준하여, 한 변이 10㎝인 정사각형의 시험편을, 부직포의 폭 방향 등간격으로 1m당 10점 채취하고, 텍스테스트사제의 통기성 시험기 FX3300을 사용하여, 시험 압력 125㎩로 측정했다. 얻어진 값을 평균하고, 소수점 이하 제2 위를 반올림하여 통기량(cc/㎠·초)으로 했다.
(10) 스판본드 부직포의 베크 평활도(초):
스판본드 부직포의 베크 평활도는 베크 평활도 시험기를 사용하여, JIS P8119(1998년판)에 기초하여, 스판본드 부직포의 양면에 대하여, 각각 폭 방향 등간격으로 1m당 5점의 측정을 실시했다. 계속해서 5점의 평균값의 소수점 이하 제1 위를 반올림한 값을 비교하여, 작은 쪽의 값을 베크 평활도의 대표값으로 했다. 또한, 비교예 3을 제외하고, 하기의 실시예 및 비교예의 분리막 형성에서는, 베크 평활도가 작은 쪽의 표면을 제막면으로 했다.
(11) 스판본드 부직포의 단위 면적당 중량당의 인장 강력(N/5㎝/(g/㎡)):
스판본드 부직포의 인장 강력은 JIS L1913(2010년판)의 6.3.1에 기초하여, 종방향과 횡방향을 긴 변으로 한 5㎝×30㎝의 시험편을, 각각 폭 방향 등간격으로 1m당 3점 채취하고, 정속 신장형 인장 시험기를 사용하여, 파지 간격이 20㎝이고, 인장 속도가 10㎝/분인 조건에서 인장 시험을 실시했다. 파단했을 때의 강력을 판독하여, 상기한 (4)에서 측정한 스판본드 부직포의 단위 면적당 중량으로 나누고, 소수점 이하 제2 위를 반올림한 값을 단위 면적당 중량당의 인장 강력(N/5㎝/(g/㎡))으로 했다.
(12) 제막 시의 캐스트액 뒤배임성:
캐스트액 뒤배임성은 제작한 폴리술폰막의 이면을 눈으로 보아 관찰하고, 캐스트액의 뒤배임성에 대하여, 다음의 5단계로 평가하고, 4 내지 5점을 합격으로 했다.
5점: 캐스트액의 뒤배임이 전혀 보이지 않는다.
4점: 약간 캐스트액의 뒤배임이 보인다(면적 비율 5% 이하).
3점: 일부에서 캐스트액의 뒤배임이 보인다(면적 비율 6 내지 25%).
2점: 캐스트액의 뒤배임이 보인다(면적 비율 26 내지 50%).
1점: 대부분에서 캐스트액의 뒤배임이 보인다(면적 비율 51% 이상).
(13) 막의 접착성:
제작한 폴리술폰막의 표면을 눈으로 보아 관찰하고, 막의 접착성에 대하여, 다음의 5단계로 평가하고, 5점을 합격으로 했다.
5점: 막의 박리가 전혀 보이지 않는다.
4점: 약간 막의 박리가 보인다(면적 비율 5% 이하).
3점: 일부에서 막의 박리가 보인다(면적 비율 6 내지 25%).
2점: 막의 박리가 보인다(면적 비율 26 내지 50%).
1점: 대부분에서 막의 박리가 보인다(면적 비율 51% 이상).
(14) 막의 박리 강도(N/5㎝):
폴리술폰막을 제막한 분리막 지지체로부터, 종방향을 긴 변 방향으로 한 50㎜×200㎜의 시험편을, 폭 방향 등간격으로 1m당 5점 채취하고, 그 일단의 폴리술폰층을 분리막 지지체로부터 떼고, 정속 신장형 인장 시험기의 파지부의 한쪽에 폴리술폰층을, 다른 한쪽에 분리막 지지체를 고정하고, 파지 간격이 100㎜이고, 인장 속도가 20㎜/분의 조건에서, 강력을 측정했다. 각각 시험편의 강력의 최댓값을 판독하여, 모든 최댓값을 평균하고, 소수점 이하 제2 위를 반올림한 값을, 분리막의 박리 강도로 했다.
또한, 폴리술폰막이 매우 견고하게 접착되어 있는 경우에는, 폴리술폰막을 분리막 지지체로부터 떼어 시험편을 제작하는 것이 곤란하거나, 또한 박리 강도가 3.0N/5㎝를 초과하는 경우에는, 측정 중에 막이 파단되거나 하여 정량 평가를 행하는 것이 곤란했다. 이와 같은 경우, 표 1에서는 박리 강력을 「>3.0」으로 표기한다.
[실시예 1]
(코어 성분)
고유 점도 (IV)가 0.65이고, 융점이 260℃이고, 산화티타늄의 함유량이 0.3질량%인 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를, 수분율 50ppm 이하로 건조한 것을 코어 성분으로서 사용했다.
(시스 성분)
고유 점도 (IV)가 0.66, 이소프탈산 공중합률이 11몰%이고, 융점이 230℃이고, 산화티타늄의 함유량이 0.2질량%인 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를, 수분율 50ppm 이하로 건조한 것을 시스 성분으로서 사용했다.
(방사와 부직 웹 포집)
상기한 코어 성분 및 시스 성분을, 각각 295℃와 270℃의 온도에서 용융하고, 구금 온도가 300℃ 조건에서, 코어 성분과 시스 성분의 질량 비율을 80/20으로 하고, 동심 코어 시스형(단면 원형)으로 복합하여 φ0.3㎜의 환형의 세공으로부터 방출한 후, 이젝터에 의해 방사 속도 4300m/분으로 방사하고, 이동하는 네트 컨베이어 위에 포집하여, 평균 단섬유 섬도 1.2dtex의 부직 웹을 얻었다.
(1회째의 열 압착)
포집된 부직 웹을, 상하 한 쌍의 금속제 플랫 롤 사이에 통과시키고, 각 플랫 롤 표면 온도가 150℃이고, 선압이 490N/㎝로 열 압착하고, 가동 비결정량이 43%인 스판본드 부직포를 얻었다.
(2회째의 열 압착)
1회째의 열 압착으로 얻어진 스판본드 부직포를, 상하 한 쌍의 금속제 플랫 롤 사이에 통과시키고, 각 플랫 롤 표면 온도가 195℃이고, 선압이 490N/㎝로 열 압착하고, 겉보기 단섬유 섬도가 1.2dtex이고, 단위 면적당 중량이 72g/㎡이고, 두께가 0.12㎜이고, 겉보기 밀도가 0.60g/㎤이고, 가동 비결정량이 41%이고, 통기량이 9.3cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 5.2초인 스판본드 부직포를 얻었다.
(분리막 형성)
얻어진 스판본드 부직포(50㎝ 폭×10m 길이)를, 12m/분의 속도로 권출하고, 그 위에 폴리술폰(솔베이 어드밴스드 폴리머즈사제의 "Udel"(등록 상표)-P3500)의 16질량% 디메틸포름아미드 용액(캐스트액)을 45㎛ 두께로, 실온(20℃)에서 캐스트하고, 곧 순수 중에 실온(20℃)에서 10초간 침지한 후, 75℃의 온도의 순수 중에 120초간 침지하고, 계속해서 90℃의 온도의 순수 중에 120초간 침지하고, 100N/전체 폭의 장력으로 권취하여, 폴리술폰막을 제작했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 약간이고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡은 없고, 막의 박리도 보이지 않아, 제막성은 양호했다. 박리 강도는 시험 중에 폴리술폰막이 파단되어 버리기 때문에 측정 불가이고, 막은 견고하게 접착되어 있었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
(스판본드 부직포)
스판본드 부직포의 단위 면적당 중량을 50g/㎡로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 겉보기 단섬유 섬도가 1.2dtex이고, 단위 면적당 중량이 50g/㎡이고, 두께가 0.09㎜이고, 겉보기 밀도가 0.57g/㎤이고, 가동 비결정량이 41%이고, 통기량이 21.8cc/㎠·초이고, 그리고 양면의 베크 평활도가 11.9초인 스판본드 부직포를 얻었다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 약간이고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡은 없고, 막의 박리도 보이지 않아, 제막성은 양호했다. 얻어진 폴리술폰막의 박리 강도는 2.7N/5㎝였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
(스판본드 부직포)
스판본드 부직포의 단위 면적당 중량을 100g/㎡로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 겉보기 단섬유 섬도가 1.2dtex이고, 단위 면적당 중량이 100g/㎡이고, 두께가 0.14㎜이고, 겉보기 밀도가 0.70g/㎤이고, 가동 비결정량이 41%이고, 통기량이 4.6cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 4.8초인 스판본드 부직포를 얻었다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 없고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡은 없고, 막의 박리도 보이지 않아, 제막성은 양호했다. 박리 강도는 시험 중에 폴리술폰막이 파단되어 버리기 때문에 측정 불가이고, 막은 견고하게 접착되어 있었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 4]
(스판본드 부직포)
1회째의 열 압착에 있어서의 상하 한 쌍의 금속제 플랫 롤의 표면 온도를 140℃로 하고, 1회째의 열 압착 후의 스판본드 부직포의 가동 비결정량을 54%로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 겉보기 단섬유 섬도가 1.2dtex이고, 단위 면적당 중량이 72g/㎡이고, 두께가 0.12㎜이고, 겉보기 밀도가 0.60g/㎤이고, 가동 비결정량이 43%이고, 통기량이 11.3cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 8.3초인 스판본드 부직포를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 약간이고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡은 없고, 막의 박리도 보이지 않아, 제막성은 양호했다. 얻어진 폴리술폰막의 박리 강도는 2.5N/5㎝였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 5]
(스판본드 부직포)
2회째의 열 압착에 있어서의 상하 한 쌍의 금속제 플랫 롤의 표면 온도를 210℃로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 겉보기 단섬유 섬도가 1.2dtex이고, 단위 면적당 중량이 72g/㎡이고, 두께가 0.11㎜이고, 겉보기 밀도가 0.63g/㎤이고, 가동 비결정량이 39%이고, 통기량이 9.0cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 5.2초인 스판본드 부직포를 얻었다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 약간이고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡은 없고, 막의 박리도 보이지 않아, 제막성은 양호했다. 박리 강도는 시험 중에 폴리술폰막이 파단되어 버리기 때문에 측정 불가이고, 막은 견고하게 접착되어 있었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 6]
(스판본드 부직포)
시스 성분의 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지의 성분 비율을 40%로 하고, 1회째의 열 압착 후의 스판본드 부직포의 가동 비결정량을 45%로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 겉보기 단섬유 섬도가 1.2dtex이고, 단위 면적당 중량이 72g/㎡이고, 두께가 0.11㎜이고, 겉보기 밀도가 0.65g/㎤이고, 가동 비결정량이 42%이고, 통기량이 8.7cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 5.6초인 스판본드 부직포를 얻었다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 약간이고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡은 없고, 막의 박리도 보이지 않아, 제막성은 양호했다. 박리 강도는 시험 중에 폴리술폰막이 파단되어 버리기 때문에 측정 불가이고, 막은 견고하게 접착되어 있었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00006
[실시예 7]
(코어 성분)
고유 점도 (IV)가 0.65이고, 융점이 260℃이고, 산화티타늄의 함유량이 0.3질량%인 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를, 수분율 50ppm 이하로 건조한 것을 코어 성분으로서 사용했다.
(시스 성분)
고유 점도 (IV)가 0.66, 이소프탈산 공중합률이 11몰%, 융점이 230℃, 산화티타늄의 함유량이 0.2질량%인 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를, 수분율 50ppm 이하로 건조한 것을 시스 성분으로서 사용했다.
(방사와 부직 웹 포집)
상기한 코어 성분 및 시스 성분을, 각각 295℃와 270℃의 온도에서 용융하고, 구금 온도가 300℃ 조건에서, 코어 성분과 시스 성분의 질량 비율을 80/20으로 하고, 동심 코어 시스형으로 복합하고, 0.2㎜×1.0㎜의 단면 형상의 토출 구멍으로부터 방출한 후, 이젝터에 의해 방사 속도 4200m/분으로 방사하고, 이동하는 네트 컨베이어 위에 포집하여, 부직 웹을 얻었다. 포집한 부직 웹의 섬유의 횡단면 형상은 편평 형상이고, 섬유 편평도는 1.8이고, 평균 단섬유 섬도는 1.2dtex였다.
(1회째의 열 압착)
포집된 부직 웹을, 상하 한 쌍의 금속제 플랫 롤 사이에 통과시키고, 각 플랫 롤 표면 온도가 150℃이고, 선압이 490N/㎝로 열 압착하고, 가동 비결정량이 43%인 스판본드 부직포를 얻었다.
(2회째의 열 압착)
1회째의 열 압착에서 얻어진 스판본드 부직포를, 상하 한 쌍의 금속제 플랫 롤 사이에 통과시키고, 각 플랫 롤 표면 온도가 195℃이고, 선압이 490N/㎝로 열 압착하고, 겉보기 단섬유 섬도가 2.2dtex이고, 단위 면적당 중량이 72g/㎡이고, 두께가 0.11㎜이고, 겉보기 밀도가 0.64g/㎤이고, 가동 비결정량이 41%이고, 통기량이 5.8cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 10.2초인 스판본드 부직포를 얻었다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 없고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡은 없고, 막의 박리도 보이지 않아, 제막성은 양호했다. 박리 강도는 시험 중에 폴리술폰막이 파단되어 버리기 때문에 측정 불가이고, 막은 견고하게 접착되어 있었다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[실시예 8]
(스판본드 부직포)
단위 면적당 중량을 50g/㎡로 한 것 이외는, 실시예 7과 마찬가지로 하여, 스판본드 부직포를 제조했다. 얻어진 스판본드 부직포는 겉보기 단섬유 섬도가 2.2dtex이고, 두께가 0.09㎜이고, 겉보기 밀도가 0.59g/㎤이고, 가동 비결정량이 41%이고, 통기량이 13.3cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 15.6초였다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 7과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 없고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡은 없고, 막의 박리도 보이지 않아, 제막성은 양호했다. 박리 강도는 시험 중에 폴리술폰막이 파단되어 버리기 때문에 측정 불가이고, 막은 견고하게 접착되어 있었다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[실시예 9]
(스판본드 부직포)
단위 면적당 중량을 100g/㎡로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 스판본드 부직포를 제조했다. 얻어진 스판본드 부직포는 겉보기 단섬유 섬도가 2.2dtex이고, 두께가 0.13㎜이고, 겉보기 밀도가 0.77g/㎤이고, 가동 비결정량이 41%이고, 통기량이 2.9cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 9.4초였다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 없고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡은 없고, 막의 박리도 보이지 않아, 제막성은 양호했다. 박리 강도는 시험 중에 폴리술폰막이 파단되어 버리기 때문에 측정 불가이고, 막은 견고하게 접착되어 있었다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[실시예 10]
(스판본드 부직포)
1회째의 열 압착에 있어서의 상하 한 쌍의 금속제 플랫 롤의 표면 온도를 140℃로 하고, 1회째의 열 압착 후의 스판본드 부직포의 가동 비결정량을 54%로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 스판본드 부직포를 제조했다. 얻어진 스판본드 부직포는 겉보기 단섬유 섬도가 2.2dtex이고, 단위 면적당 중량이 72g/㎡이고, 두께가 0.11㎜이고, 겉보기 밀도가 0.65g/㎤이고, 가동 비결정량이 43%이고, 통기량이 7.7cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 14.0초였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 없고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡은 없고, 막의 박리도 보이지 않아, 제막성은 양호했다. 박리 강도는 시험 중에 폴리술폰막이 파단되어 버리기 때문에 측정 불가이고, 막은 견고하게 접착되어 있었다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[실시예 11]
(스판본드 부직포)
방사 시의 토출량을 조정하여, 방사 속도를 4300m/분으로 하고, 네트 컨베이어 위에 포집한 부직 웹의 섬유 편평도를 2.2로 하고, 평균 단섬유 섬도는 2.0dtex로 하고, 1회째의 열 압착 후의 스판본드 부직포의 가동 비결정량을 41%로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 스판본드 부직포를 제조했다. 얻어진 스판본드 부직포는 겉보기 단섬유 섬도가 4.5dtex이고, 단위 면적당 중량이 72g/㎡이고, 두께가 0.11㎜이고, 겉보기 밀도가 0.64g/㎤이고, 가동 비결정량이 39%이고, 통기량이 4.4cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 16.9초였다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 없고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡은 없고, 막의 박리도 보이지 않아, 제막성은 양호했다. 박리 강도는 시험 중에 폴리술폰막이 파단되어 버리기 때문에 측정 불가이고, 막은 견고하게 접착되어 있었다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[실시예 12]
방사 시의 토출량을 조정하여, 0.2㎜×0.35㎜의 단면 형상의 토출 구멍으로부터 방출하고, 방사 속도를 4300m/분으로 하고, 섬유의 편평도를 1.5로 하고, 평균 단섬유 섬도는 1.3dtex로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 스판본드 부직포를 제조했다. 얻어진 스판본드 부직포는 겉보기 단섬유 섬도가 2.1dtex이고, 단위 면적당 중량이 72g/㎡이고, 두께가 0.11㎜이고, 겉보기 밀도가 0.63g/㎤이고, 가동 비결정량이 41%이고, 통기량이 8.8cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 7.8초였다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 없고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡은 없고, 막의 박리도 보이지 않아, 제막성은 양호했다. 박리 강도는 시험 중에 폴리술폰막이 파단되어 버리기 때문에 측정 불가이고, 막은 견고하게 접착되어 있었다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00007
[비교예 1]
(스판본드 부직포)
1회째의 열 압착에 있어서의 상하 한 쌍의 금속제 플랫 롤의 표면 온도를 130℃로 하고, 1회째의 열 압착 후의 스판본드 부직포의 가동 비결정량을 58%로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 겉보기 단섬유 섬도가 1.2dtex이고, 단위 면적당 중량이 72g/㎡이고, 두께가 0.10㎜이고, 겉보기 밀도가 0.71g/㎤이고, 가동 비결정량이 44%이고, 통기량이 6.7cc/㎠·초이고, 베크 평활도가 10.6초인 스판본드 부직포를 얻었다. 얻어진 스판본드 부직포는 표면의 일부가 필름 라이크가 되어 있었다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 약간이고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡도 없었지만, 일부에서 폴리술폰막의 박리가 발생하고 있어, 분리막 지지체로서는 사용이 곤란했다. 눈으로 보아 박리가 보이지 않는 부분에서 폴리술폰막의 박리 강력을 측정한 결과, 0.9N/5㎝였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
[비교예 2]
(스판본드 부직포)
1회째의 열 압착에 있어서의 상하 한 쌍의 금속제 플랫 롤의 표면 온도를 170℃로 하고, 1회째의 열 압착 후의 스판본드 부직포의 가동 비결정량을 39%로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 겉보기 단섬유 섬도가 1.2dtex이고, 단위 면적당 중량이 72g/㎡이고, 두께가 0.10㎜이고, 겉보기 밀도가 0.72g/㎤이고, 가동 비결정량이 37%이고, 통기량이4.9cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 18. 4초인 스판본드 부직포를 얻었다. 얻어진 스판본드 부직포는 1회째의 열 압착을 실시했을 때에 표면의 일부가 필름 라이크가 되어 있었다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 없고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡도 없었지만, 폴리술폰막의 박리가 발생하고 있어, 분리막 지지체로서는 사용이 곤란했다. 눈으로 보아 박리가 보이지 않는 부분에서 폴리술폰막의 박리 강력을 측정한 결과, 0.7N/5㎝였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
[비교예 3]
(스판본드 부직포)
스판본드 부직포의 단위 면적당 중량을 36g/㎡로 한 것 이외는, 비교예 1과 마찬가지로 하여, 1회째의 열 압착까지를 실시하여, 가동 비결정량이 54%인 스판본드 부직포를 얻었다.
계속해서, 얻어진 스판본드 부직포를 2매 중첩하고, 그 적층 부직포를, 상이 경도(Shore D) 91의 수지제의 탄성 롤이고, 중이 금속 롤이고, 하가 경도(Shore D) 75의 수지제의 탄성 롤의 1조의 3개 플랫 롤의 중-하 사이에 통과시켜 열 압착하고, 다시 그 적층 부직포를 접어서 상-중 사이를 통과시켜 열 압착했다. 이때의 3개 플랫 롤의 표면 온도는 상이 130℃, 중이 190℃, 하가 140℃로 하고, 선압은 1862N/㎝로 했다. 얻어진 스판본드 부직포는 겉보기 단섬유 섬도가 1.3dtex이고, 단위 면적당 중량이 72g/㎡이고, 두께가 0.08㎜이고, 겉보기 밀도가 0.90g/㎤이고, 가동 비결정량이 30%이고, 통기량이 0.8cc/㎠·초이고, 그리고 표면의 베크 평활도가 35.0초이고, 이면의 베크 평활도가 12.2초였다. 2회째의 열 압착으로 금속 롤측과 접촉한 면은 섬유끼리의 융착이 크고, 경계가 불명료했기 때문에, 겉보기 단섬유 섬도는 수지 롤측의 면으로 측정했다.
(분리막 형성)
얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 베크 평활도가 35.0초인 표면을 제막면으로 하고, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 없었지만, 권출로부터 권취 사이에 일부에서 막의 절곡이나 라운딩이 있어, 가공 손실이 발생했다. 또한, 약간 폴리술폰막의 박리가 발생하고 있었다. 눈으로 보아 박리가 보이지 않는 부분에서 폴리술폰막의 박리 강력을 측정한 결과, 1.5N/5㎝였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
[비교예 4]
(원료)
고유 점도 (IV)가 0.65이고, 융점이 260℃이고, 산화티타늄의 함유량이 0.3질량%인 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를, 수분율 50ppm 이하로 건조한 것을 원료로서 사용했다. 시스 성분은 사용하지 않고, 단성분으로 했다.
(방사와 부직 웹 포집)
상기한 원료를 295℃의 온도에서 용융하고, 구금 온도가 300℃ 조건에서, 세공으로부터 방출한 후, 이젝터에 의해 방사 속도 4500m/분으로 방사하고, 이동하는 네트 컨베이어 위에 포집하여, 부직 웹을 얻었다.
(1회째의 열 압착)
포집된 부직 웹을, 상하 한 쌍의 금속제 플랫 롤 사이에 통과시키고, 각 플랫 롤 표면 온도가 180℃이고, 선압이 490N/㎝로 열 압착하여, 가동 비결정량이 46%인 스판본드 부직포를 얻었다.
(2회째의 열 압착)
1회째의 열 압착에서 얻어진 스판본드 부직포를, 상하 한 쌍의 금속제 플랫 롤 사이에 통과시키고, 각 플랫 롤 표면 온도가 230℃이고, 선압이 490N/㎝로 열 압착하고, 겉보기 섬도가 1.2dtex이고, 단위 면적당 중량이 72g/㎡이고, 두께가 0.13㎜이고, 겉보기 밀도가 0.54g/㎤이고, 가동 비결정량이 43%이고, 통기량이 13.1cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 4.2초인 스판본드 부직포를 얻었다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡은 없고, 폴리술폰막의 박리도 보이지 않았지만, 일부에서 캐스트액의 뒤배임이 발생하여, 권취 시에 제막 결점이 되고, 분리막 지지체로서는 사용이 곤란했다. 박리 강도는 시험 중에 폴리술폰막이 파단되어 버리기 때문에 측정 불가이고, 막은 견고하게 접착되어 있었다. 결과를 표 3에 나타낸다.
[비교예 5]
(스판본드 부직포)
1회째의 열 압착에 있어서의 상하 한 쌍의 금속제 플랫 롤의 표면 온도를 130℃로 하고, 1회째의 열 압착 후의 스판본드 부직포의 가동 비결정량을 59%로 한 것 이외는, 실시예 7과 마찬가지로 하여, 스판본드 부직포를 제조했다. 얻어진 스판본드 부직포는 겉보기 단섬유 섬도가 2.3dtex이고, 단위 면적당 중량이 72g/㎡이고, 두께가 0.09㎜이고, 겉보기 밀도가 0.76g/㎤이고, 가동 비결정량이 44%이고, 통기량이 3.6cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 18.2초인 스판본드 부직포를 얻었다. 얻어진 스판본드 부직포는 표면의 일부가 필름 라이크가 되어 있었다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 보이지 않고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡도 없었지만, 일부에서 폴리술폰막의 박리가 발생하고 있어, 분리막 지지체로서는 사용이 곤란했다. 눈으로 보아 박리가 보이지 않는 부분에서 폴리술폰막의 박리 강력을 측정한 결과, 0.8cN/15㎜였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
[비교예 6]
(스판본드 부직포)
1회째의 열 압착에 있어서의 상하 한 쌍의 금속제 플랫 롤의 표면 온도를 170℃로 하고, 1회째의 열 압착 후의 스판본드 부직포의 가동 비결정량을 41%로 한 것 이외는, 실시예 7과 마찬가지로 하여, 스판본드 부직포를 제조했다. 얻어진 스판본드 부직포는 겉보기 단섬유 섬도가 2.3dtex이고, 단위 면적당 중량이 72g/㎡이고, 두께가 0.10㎜이고, 겉보기 밀도가 0.76g/㎤이고, 가동 비결정량이 38%이고, 통기량이2.9cc/㎠·초이고, 그리고 베크 평활도가 25.3초였다. 얻어진 스판본드 부직포는 1회째의 열 압착을 실시했을 때에 표면의 일부가 필름 라이크가 되어 있었다.
(분리막 형성)
또한, 얻어진 스판본드 부직포에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리술폰막을 제막했다. 이때, 캐스트액의 뒤배임은 보이지 않고, 권출로부터 권취 사이에 막의 절곡도 없었지만, 폴리술폰막의 박리가 발생하고 있어, 분리막 지지체로서는 사용이 곤란했다. 눈으로 보아 박리가 보이지 않는 부분에서 폴리술폰막의 박리 강력을 측정한 결과, 0.6cN/15㎜였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure pct00008
<정리>
표 1에 나타낸 바와 같이, 겉보기 단섬유 섬도가 0.5dtex 이상 2dtex 미만이고, 겉보기 밀도가 0.50 내지 0.70g/㎤이고, 통기량이 [식 1]을 만족시키는 실시예 1 내지 6의 스판본드 부직포는 제막성이 양호하고, 막의 접착성이나 박리 강력이 우수해, 분리막 지지체로서 적합한 것이었다.
한편, 표 3에 나타낸 바와 같이, 표면이 필름 라이크가 되고, 상기한 [식 1]보다도 통기량이 낮은 비교예 1과 비교예 2의 스판본드 부직포는, 제막 공정에서 폴리술폰막의 박리가 발생하여, 분리막 지지체로서 사용이 곤란했다. 또한, 금속 롤과 탄성 롤에 의해 열 압착되어, 고밀도이고, 통기량이 현저하게 낮은 비교예 3의 스판본드 부직포는 제막 공정의 통과성에 과제가 있고, 또한 폴리술폰막의 박리 강도도 낮은 것이었다. 또한, 단성분의 폴리에스테르 수지를 포함하고, 상기한 [식 1]보다도 통기량이 높은 비교예 4의 스판본드 부직포는 캐스트액의 뒤배임에 의한 제막 결점이 발생하여, 분리막 지지체로서의 사용이 곤란했다.
표 2에 나타낸 바와 같이, 겉보기 단섬유 섬도가 2dtex 이상 10dtex 이하이고, 겉보기 밀도가 0.50 내지 0.80g/㎤이고, 통기량이 [식 2]를 만족시키는 실시예 7 내지 12의 스판본드 부직포는 제막성이 양호하고, 막의 접착성이나 박리 강력이 우수해, 분리막 지지체로서 적합한 것이었다.
한편, 표 3에 나타낸 바와 같이, 표면의 일부가 필름 라이크가 되고, [식 2]보다도 통기량이 낮은 비교예 5 내지 6의 스판본드 부직포는 막의 박리가 발생하여, 분리막 지지체로서는 불충분한 것이었다.

Claims (13)

  1. 열가소성 섬유에 의해 구성된 스판본드 부직포로서, 상기 열가소성 섬유가, 고융점 중합체의 주위에, 상기 고융점 중합체의 융점보다도 10 내지 140℃ 낮은 융점을 갖는 저융점 중합체를 배치하여 이루어지는 복합형 섬유이고, 상기 스판본드 부직포의 표면에서 본 상기 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 0.5dtex 이상 10dtex 이하이고, 상기 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 0.5dtex 이상 2dtex 미만인 경우는, 겉보기 밀도가 0.50 내지 0.70g/㎤이고, 또한 통기량이 하기 [식 1]을 만족시키고, 또한 상기 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 2dtex 이상 10dtex 이하인 경우는, 겉보기 밀도가 0.50 내지 0.80g/㎤이고, 또한 통기량이 하기 [식 2]를 만족시키는 것을 특징으로 하는 스판본드 부직포.
    Figure pct00009
  2. 제1항에 있어서, 스판본드 부직포의 표면에서 본 상기 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 0.5dtex 이상 2dtex 미만이고, 또한 상기 스판본드 부직포의 적어도 한쪽의 표면의 베크 평활도가 1 내지 10초인 스판본드 부직포.
  3. 제1항에 있어서, 스판본드 부직포의 표면에서 본 상기 복합형 섬유의 겉보기 단섬유 섬도가 2dtex 이상 10dtex 이하이고, 또한 상기 스판본드 부직포의 적어도 한쪽의 표면의 베크 평활도가 3 내지 20초인 스판본드 부직포.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 스판본드 부직포의 단위 면적당 중량이 10 내지 150g/㎡인 스판본드 부직포.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 섬유가 폴리에스테르 섬유인 스판본드 부직포.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 섬유의 가동 비결정량이 35 내지 50%인 스판본드 부직포.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 스판본드 부직포를 사용하여 이루어지는 분리막 지지체.
  8. 하기 (a) 내지 (d)의 공정을, 순차 실시하는 것을 특징으로 하는 스판본드 부직포의 제조 방법.
    (a) 방사 구금으로부터, 고융점 중합체의 주위에, 상기 고융점 중합체의 융점보다도 10 내지 140℃ 낮은 융점을 갖는 저융점 중합체를 배치한 복합형 섬유를 방출하는 공정,
    (b) 방출한 복합형 섬유를, 고속 흡인 가스에 의해 흡인 연신하고, 이동하는 네트 컨베이어 위에 포집하여 부직 웹화하는 공정,
    (c) 얻어진 부직 웹을, 상하 한 쌍의 플랫 롤에 의해, 상기 저융점 중합체의 융점보다도 65 내지 95℃ 낮은 온도에서 열 접착하는 공정,
    (d) 계속해서 상하 한 쌍의 플랫 롤에 의해, 상기 저융점 중합체의 융점보다도 5 내지 60℃ 낮은 온도에서 열 접착하는 공정.
  9. 제8항에 있어서, 공정 (a)의 방사 구금이, 환형의 토출 구멍을 갖는 방사 구금인 스판본드 부직포의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 공정 (a)의 방사 구금이, 애스펙트비(긴 변 길이/짧은 변 길이)가 1.6 내지 8인 토출 구멍을 갖는 방사 구금인 스판본드 부직포의 제조 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 공정 (c)에서 얻어진 스판본드 부직포의 가동 비결정량이 40 내지 55%인 스판본드 부직포의 제조 방법.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 공정 (d)에서 얻어진 스판본드 부직포의 가동 비결정량이 35 내지 50%인 스판본드 부직포의 제조 방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 공정 (a)의 복합형 섬유가 폴리에스테르 섬유인 스판본드 부직포의 제조 방법.
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