KR20190085026A - 적층 부직포 시트 - Google Patents

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KR20190085026A
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KR
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fiber layer
nonwoven fabric
fibers
fabric sheet
microfine
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KR1020197016778A
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미츠루 코지마
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제이엔씨 주식회사
제이엔씨 파이버스 주식회사
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Abstract

마스크의 필터재로서 사용될 수 있는 부직포 시트로서, 높은 더스트 포집 성능과 낮은 압력 손실을 양립시키고, 나아가, 피부에 대한 피팅성과 유연성이 우수한 것을 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명은, 극세 섬유층과 친수성 단섬유층이 일체화되어 이루어지는 적층 부직포 시트로서, 상기 극세 섬유층의 한쪽 면 또는 양면에 상기 친수성 단섬유층이 적층되고, 상기 극세 섬유층은, 열가소성 수지 섬유(A) 20 ∼ 80 질량%와, 해당 열가소성 수지(A)보다 낮은 온도에서 용융 또는 연화되는 엘라스토머 수지 섬유(B) 80 ∼ 20 질량%가 혼섬되어 이루어지고, 또한, 상기 극세 섬유층은 힌더드 아민계 화합물을 함유하고, 상기 적층 부직포 시트는, 일렉트릿 가공되어 있으며, 일 방향의 10% 신장 강도와 해당 일 방향에 대한 수직 방향의 10% 신장 강도가 서로 상이한, 적층 부직포 시트를 제공한다.

Description

적층 부직포 시트
본 발명은, 복수 개의 부직포가 적층 일체화된 적층 부직포 시트에 관한 것이다.
종래, 화분(花粉, 꽃가루)이나 분진 등의 미세한 더스트를 제거하기 위한 마스크에 부직포 시트가 사용되고 있다. 마스크에는, 미세한 더스트를 고효율로 포집함과 함께, 착용자가 숨막힘을 느끼지 않게 하도록 기체가 통과할 때의 흡기 저항이 적을 것이 요구된다.
예를 들면 특허 문헌 1에는, 최내층/필터층/최외층의 적어도 세 층을 갖는 플리츠형 위생 마스크로서, 최내층의 둘레 가장자리부의 인간의 볼에 닿는 부위에 실링재를 설치하고, 또한, 최내층과 최외층의 적어도 하나가 특정 범위의 강연도(剛軟度, firmness)를 가지며, 필터층은 특정 범위의 압력 손실을 갖는 것이 개시되어 있다. 특허 문헌 1의 마스크는, 마스크 둘레 가장자리부의 실링재에 의해 마스크와 안면 사이의 틈새를 해소함으로써, 마스크의 방어성을 높이고 있다. 또한, 최내층 또는 최외층의 부직포의 강성을 높임으로써 마스크의 보형성(保形性)을 높이고 있다.
특허 문헌 2에는, 부직포로 된 일회용 마스크의 탄성 부재로서, 특정한 올레핀계 공중합체 성분과 특정한 열가소성 엘라스토머 성분을 포함하는 탄성 부직포를 사용하는 것이 개시되어 있다. 특허 문헌 2의 발명은, 엘라스토머 성분을 포함하는 부직포를 사용함으로써 피팅성을 향상시키는 것으로서, 올레핀계 공중합체 성분과 엘라스토머 성분을 미리 배합하고, 연화점(軟化点) 이상의 온도에서 용융 혼련한 것을 방사 구금(紡絲口金)으로부터 압출하여 부직포를 만드는 것이 개시되어 있다.
또한 한편으로, 더스트의 포집성을 높이기 위하여, 일렉트릿 가공을 실시한 부직포가 널리 알려져 있다. 특허 문헌 3에는, 의료용 마스크나 산업용 마스크의 필터재인 적층 부직포로서, 두 종류의 융점이 서로 상이한 섬유를 혼섬(混纖)하여 얻어지는 평균 섬유 지름이 0.1 ∼ 15 μm인 부직포 A의 적어도 한쪽 면에, 평균 섬유 지름이 10 μm ∼ 100 μm로서 상기 부직포 A를 구성하는 섬유의 평균 섬유 지름보다 큰 평균 섬유 지름의 섬유로 이루어지는 부직포 B를 한 층 또는 복수 층 적층하고, 일렉트릿 가공을 실시한 적층 일렉트릿 부직포가 개시되어 있다.
특허 문헌 3의 발명에서는, 부직포 A 중에 상대적으로 저융점의 섬유를 혼섬함으로써, 접착 성분을 사용하지 않고 적층이 가능해지고, 압력 손실을 억제한 필터재가 얻어진다.
(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 2014-223227호 공보 (특허 문헌 2) 일본 특허 공개 2003-180852호 공보 (특허 문헌 3) WO2011/004969호 팸플릿
그러나, 특허 문헌 1의 마스크에서는, 마스크와 얼굴 간의 틈새를 메우기 위하여 실링재를 설치하고 있는 바, 사용자의 얼굴의 형태에 따라서는 적당히 잘 배치되지 않아 피부의 일부분에 부담이 가해지는 경우나 충분한 실링 효과를 얻을 수 없는 경우가 있었다. 또한, 특허 문헌 2의 마스크는, 한 장의 부직포로 입가 피복부와 귀걸이부가 일체적으로 성형되는 타입의 마스크로서, 부직포에 일정한 강도와 보형성이 요구되기 때문에, 피부에 대한 피팅성은 반드시 충분하지 않는 데다가, 미세한 더스트를 고정밀도로 포집하기는 어려웠다. 나아가, 특허 문헌 3의 필터재도, 형상 유지성이 양호한 폴리에스터를 주 성분으로 하는 스펀 본드 부직포를 사용하므로, 마스크로서 성형하면 유연성이 결핍되는 경우가 있어, 촉감이나 피팅성은 반드시 충분하다고는 할 수 없는 것이었다.
상기와 같이, 더스트 포집성과 통기성(저 압력 손실)을 양립시키고, 또한 피팅성과 유연성이 우수한 마스크로서 더 우수한 것이 요구되고 있다. 이 실정을 감안하여, 본 발명은, 마스크의 필터재로서 사용될 수 있는 부직포 시트로서, 높은 더스트 포집 성능과 낮은 압력 손실을 양립시키고, 나아가, 유연하고, 피부에 대한 추종성(追隨性)이 우수한 것을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자는 상기한 과제를 해결하기 위하여 검토를 거듭하여, 부직포에 약간의 신장성을 부여함으로써 피부의 움직임에 대한 추종성이 향상되는 것을 발견하였다. 그리고, 부직포로서, 적어도 일 방향으로 우수한 신장성을 갖는 친수성 단섬유층과 열가소성 수지와 엘라스토머 수지를 포함하는 극세 섬유층이 적층 일체화된 부직포 시트로서, 일렉트릿 가공을 실시한 것은, 더스트 포집 성능이 높고, 압력 손실이 적으며, 피부에 대한 추종성과 촉감이 우수한 것이 된다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.
[1] 극세 섬유층과 친수성 단섬유층이 일체화되어 이루어지는 적층 부직포 시트로서,
상기 극세 섬유층의 한쪽 면 또는 양면에 상기 친수성 단섬유층이 적층되고,
상기 극세 섬유층은, 열가소성 수지 섬유(A) 20 ∼ 80 질량%와, 해당 열가소성 수지(A)보다 낮은 온도에서 용융 또는 연화되는 엘라스토머 수지 섬유(B) 80 ∼ 20 질량%가 혼섬되어 이루어지고, 또한, 상기 극세 섬유층은 힌더드 아민(hindered amine)계 화합물을 함유하고,
상기 적층 부직포 시트는, 일렉트릿(electret) 가공되어 있으며,
일 방향의 10% 신장 강도와 해당 일 방향에 대한 수직 방향의 10% 신장 강도가 서로 상이한, 적층 부직포 시트.
[2] [1]에 있어서,
상기 극세 섬유층과 상기 친수성 단섬유층이 부분적 열 압착에 의해 일체화되어 있고, 일 방향의 10% 신장 강도가 3 N/25mm 이하, 또한 50% 신장 강도가 10 N/25mm 이하이고, 해당 일 방향에 대하여 수직 방향의 10% 신장 강도가 15 N/25mm 이상인, 적층 부직포 시트.
[3] [1] 또는 [2]에 있어서,
상기 적층 부직포 시트의 표면에, 불연속적으로 규칙적인 오목부가 형성되고, 상기 표면에서 차지하는 상기 오목부의 총 면적이 3 ∼ 40%의 범위이고,
상기 오목부의 시트 두께 방향에 있어서, 상기 극세 섬유층 중의 상기 엘라스토머 수지 섬유(B)와 상기 친수성 단섬유층을 구성하는 섬유가 접합되고, 상기 친수성 단섬유층과 상기 극세 섬유층이 일체화되어 있는, 적층 부직포 시트.
[4] [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 있어서,
상기 친수성 단섬유층이, 코튼, 레이온, 큐프라(cupra) 혹은 펄프, 또는 이들 2종 이상의 단섬유를 적어도 30 질량% 포함하는 층인, 적층 부직포 시트.
[5] [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 있어서,
상기 친수성 단섬유층이 스펀 레이스 부직포 또는 습식 초지(抄紙) 웹(web)인, 적층 부직포 시트.
[6] [1] 내지 [5] 중 어느 한 항에 있어서,
상기 극세 섬유층이 장섬유를 랜덤하게 집적하여 이루어지는 멜트 블로 부직포인, 적층 부직포 시트.
[7] [1] 내지 [6] 중 어느 한 항에 기재된 적층 부직포 시트를 포함하는, 마스크.
본 발명의 적층 부직포 시트는, 높은 더스트 포집성과 저 압력 손실을 양립시키고, 유연하고 피부에 대한 추종성도 우수하여, 마스크의 필터재로서 매우 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 적층 부직포 시트는 유연성이 우수하고, 촉감이 양호하며 피부에 닿는 질감이 소프트하기 때문에, 마스크에 사용하면 착용감이 우수하다.
도 1은 본 발명의 실시예인 적층 부직포 시트에 포함되는 극세 섬유층의 전자 현미경 사진이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.
(적층 부직포 시트)
본 발명의 적층 부직포 시트는, 극세 섬유층 및 친수성 단섬유층의 적어도 두 종류의 층이 적층 일체화되어 이루어진다. 극세 섬유층의 한쪽 면 또는 양면에 친수성 단섬유층이 적층되어 있고, 목적에 따라 추가로 상이한 층이 적층되어 있을 수도 있다. 극세 섬유층과 친수성 단섬유층은 서로 인접되어 있는 것이 바람직하나, 추가로 상이한 층을 갖는 경우에는 극세 섬유층과 친수성 단섬유층 사이에 상이한 층이 존재하고, 극세 섬유층과 친수성 단섬유층이 인접하지 않는 형태일 수도 있다. 극세 섬유층은 주로 포집층으로 기능하고, 친수성 단섬유층은 유연한 커버재로서 보강층으로도 기능한다. 마스크로서 성형될 때에는, 극세 섬유층과 친수성 단섬유층의 어느 것이 착용자의 피부에 접하는 측에 배치되어도 좋으며, 목적에 따라 적당히 배치할 수 있다.
극세 섬유층과 친수성 단섬유층을 적층 일체화하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 통기성을 유지하기 위하여, 열 압착에 의해 일체화하는 것이 바람직하고, 라텍스 등의 접착제를 사용하지 않는 것이 바람직하다. 열 압착은 열과 압(壓)에 의한 가공 방법이기 때문에, 용착하는 엘라스토머 수지의 융점보다 낮은 온도에서 가공할 수 있는 이점이 있다. 즉, 열 압착 부분 이외의 섬유가 열에 의해 융착되지 않기 때문에, 매우 적합하게 사용된다. 열 압착할 점 접착부의 하나 당 면적은, 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면 0.04 ∼ 10 mm2로 할 수 있다. 열 압착하는 경우, 전체 면을 열 압착할 수도 있지만, 일부분만을 부분적으로 열 압착하는 것이 바람직하다. 열 압착하는 부분의 비율은, 적층 부직포 시트의 표면의 3 ∼ 40%로 할 수 있고, 4 ∼ 25%이면 보다 바람직하다. 열 압착부의 면적률이 3% 미만에서는 적층 부직포의 박리 강도 부족이 염려되고, 40%를 대폭으로 초과하면 감촉(風合)을 저해할 가능성이 있다. 열 압착부의 구체적인 형상이나 배치는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 동그라미나 사각 등의 형상이 불연속적으로 규칙적으로 배치된 형태로 할 수 있다. 열 압착부는 부직포 시트의 표면에 오목부가 되어 나타나며, 해당 오목부에서는 시트의 두께 방향에 있어서, 극세 섬유층에 포함되는 엘라스토머 수지 섬유와 친수성 단섬유층의 섬유가 용착되고, 접합되어 있다.
본 발명의 적층 부직포 시트는 신장성을 갖는 것이 특징이고, 특히, 특정 방향으로 우위의 신장성을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 적층 부직포 시트의 일 방향의 10% 신장 강도와 해당 일 방향에 대한 수직 방향의 10% 신장 강도가 서로 상이한 것이 바람직하다. 10% 신장 강도란, 적층 부직포 시트를 자연 길이에서 10% 신장하였을 때의 응력이다. 마찬가지로, 50% 신장 강도란, 적층 부직포 시트를 자연 길이에서 50% 신장하였을 때의 응력이다.
신장 강도의 구체적인 측정 방법은 후술된다.
적층 부직포 시트의 신장 강도는, 목적에 따라 적당히 설정할 수 있는데, 예를 들면, 일 방향의 10% 신장 강도가 3 N/25mm 이하, 또한 50% 신장 강도가 10 N/25mm 이하이고, 해당 일 방향에 대하여 수직 방향의 10% 신장 강도가 15 N/25mm 이상인 것이 바람직하다. 즉, 일 방향으로는 상대적으로 신장 강도가 낮고(신장성이 높고), 그 수직 방향으로는 신장 강도가 높은(신장성이 낮은) 것이 바람직하다. 일 방향의 10% 신장 강도가 3 N/25mm 이하, 50% 신장 강도가 10 N/25mm 이하이면, 예를 들면, 민감하고 섬세한 피부의 장착 부위에, 부드러운 매우 기분 좋은 장착감을 부여하는 것이 가능해진다. 또한, 수직 방향의 10% 신장 강도가 15 N/25mm 이상이면, 거의 부직포가 신장되지 않기 때문에, 제품의 가공 라인에서의 생산 시, 예를 들면 롤 형태로부터 인출할 때 등, 부직포의 폭의 변화의 영향을 받지 않고 생산할 수 있기 때문에, 고속으로의 생산이 가능해지기 때문에 바람직하다. 적층 부직포 시트를 마스크에 사용하는 경우, 신장성이 높은 방향을 마스크의 상하 방향으로 사용함으로써, 착용자가 움직이지 않고 멈추어(靜止) 있을 때의 피팅성이 우수할 뿐만 아니라, 입을 움직이는 등의 동작 시에도 마스크가 피부를 추종하기가 용이해지기 때문에 바람직하다.
상기한 일 방향에 있어서의 10% 신장 강도 및 50% 신장 강도의 하한은 특별히 제한되는 것은 아니나, 제조 시의 주행 중에 만곡이나 주름짐 등을 억제하면서 유연성을 유지할 수 있는 점에서, 1 N/25mm 이상인 것이 바람직하다. 또한 상기한 일 방향에 대한 수직 방향의 10% 신장 강도의 상한도, 특별히 제한되지 않으나, 합리적인 실시 태양을 고려하면, 30 N/25mm 이하인 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서, "일 방향" 및 "일 방향에 대한 수직 방향"이란, 부직포 시트의 면 내에 있어서의 어느 일 방향 및 그에 직교하는 방향을 의미하고 있으며, 부직포 시트 면 내의 어느 방향이어도 좋으나, 전형적으로는, 부직포 시트의 CD 방향을 "일 방향", 동일하게 MD 방향을 "일 방향에 대한 수직 방향"이라고 할 수 있다.
적층 부직포 시트의 단위면적당 무게(basis weight)는 목적에 따라 선택하면 되며, 특별히 제한되지 않으나, 마스크에 사용하는 경우에는 예를 들면 20 ∼ 150 g/m2 정도인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 30 ∼ 120 g/m2이다. 마스크에 사용하는 경우에는, 요구되는 더스트 포집성과 통기성의 정도로 보아, 상기한 범위가 바람직하다.
(극세 섬유층)
본 발명의 적층 부직포 시트에 포함되는 극세 섬유층은, 열가소성 수지 섬유(A) 20 ∼ 80 질량%와, 해당 열가소성 수지(A)보다 낮은 온도에서 용융 또는 연화되는 엘라스토머 수지 섬유(B) 80 ∼ 20 질량%가 혼섬되어 이루어진다. 덧붙여, 본 명세서에 있어서 "혼섬"이란, 적어도 두 종류의 섬유가 균일하게 혼합되어 부직포를 구성하고 있는 상태를 말한다.
열가소성 수지 섬유(A)의 융점을 a(℃), 엘라스토머 수지 섬유(B)의 융점을 b(℃)라고 하면, a-b는 20 ∼ 150℃인 것이 바람직하고, 30 ∼ 120℃이면 더 바람직하다. a-b가 20℃ 이상인 경우, 극세 섬유층과 친수성 단섬유층을 적층하였을 때, 융점이 높은 열가소성 수지 섬유(A)를 용융시키지 않고 일체화가 가능하다. 이에 따라 열가소성 수지 섬유(A)는 섬유 형태를 유지하고, 충분한 통기성을 유지할 수 있다. 또한, 균일하게 혼섬하기 위해서는 열가소성 수지(A)와 엘라스토머 수지(B)를 동일한 방사 구금으로부터 방사하는 것이 바람직한데, 그 경우에, 수지의 융점이 서로 극단적으로 상이하면 방사성을 확보할 수 있는 것이 어려워지는 경향이 있다. a-b가 150℃ 이하이면, 충분한 방사성이 확보된다.
극세 섬유층은, 열가소성 수지 섬유(A)와 해당 열가소성 수지(A)보다 낮은 온도에서 용융 또는 연화되는 엘라스토머 수지 섬유(B)가 혼섬되어 있으면, 그 제법은 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 극세 섬유층 중에 열가소성 수지(A) 및 엘라스토머 수지 섬유(B) 이외의 섬유가 혼섬되어 있을 수도 있다.
극세 섬유층은, 장섬유를 랜덤하게 집적하여 이루어지는 멜트 블로법에 의해 얻어지는 부직포의 층인 것이 바람직하다. 전형적으로는, 극세 섬유층은, 융점에 20℃ ∼ 150℃의 차가 있는 열가소성 수지(A) 및 엘라스토머 수지(B)를 각각 독립적으로 용융 압출하고, 혼섬 멜트 블로 방사 구금으로부터 방사하여 얻어지며, 추가로 고온, 고속의 기체에 의해 극세 섬유류(纖維流)로서 블로 방사하고, 포집 장치로 포집함으로써 혼섬 부직포로서 얻어진다. 혼섬 멜트 블로 방사 구금으로는 예를 들면, 서로 상이한 복수 개의 섬유 성분 방사용 홀이 번갈아가며 다수 개 일렬로 마련되어 있는 멜트 블로 방사 구금이 있다.
열가소성 수지(A)로는, 엘라스토머 수지(B)보다 융점이 높고, 방사 가능한 열가소성 수지이면 특별한 제한은 없다. 예를 들면 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 프로필렌과 다른 올레핀의 2 또는 3원 공중합체 등의 폴리올레핀류, 폴리아마이드류, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트, 다이올(디올)과 테레프탈산/아이소(이소)프탈산 등을 공중합한 저융점 폴리에스터, 폴리에스터 엘라스토머 등의 폴리에스터류, 불소 수지, 상기 수지의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 폴리올레핀을 주체로 하는 것은 일렉트릿 성능을 특히 발휘하는 점에서 바람직하고, 나아가 폴리올레핀 중에서는, 내열성이 우수하고, 가는 섬유를 방사하기 용이한 폴리프로필렌계 수지가 바람직하다. 또한 폴리머의 성질을 해치지 않는 범위에서 다른 성분이 공중합되어 있을 수도 있다. 열가소성 수지(A)의 융점은, 예를 들면 80 ∼ 270℃인 것을 사용할 수 있다.
열가소성 수지(A)보다 낮은 온도에서 용융 또는 연화되는 엘라스토머 수지(B)로는, 예를 들면, 폴리올레핀 엘라스토머, 폴리스타이렌(스티렌) 엘라스토머, 폴리에스터 엘라스토머, 폴리아마이드(아미드) 엘라스토머, 폴리우레테인(우레탄) 엘라스토머 등을 들 수 있다. 특히 가는 섬유를 방사하기가 용이한 폴리올레핀 엘라스토머가 바람직하고, 폴리머의 성질을 해치지 않는 범위에서 다른 성분이 공중합되어 있을 수도 있다. 엘라스토머 수지(B)의 융점은, 예를 들면 60 ∼ 120℃로서, 열가소성 수지(A)의 융점보다 낮은 것을 사용한다.
상기 폴리올레핀 엘라스토머로는, 올레핀 모노머의 랜덤 공중합체가 있다. 폴리올레핀 엘라스토머의 랜덤 공중합체란, 2중 결합을 갖는 탄화 수소로서, CnH2n(n은 2 이상의 정수, 상한은 특별히 제한은 없으나 n=10 이하가 바람직하다.)으로 표시되는 에틸렌, 프로필렌, 뷰텐(부텐) 등의 모노머와 이들 이외의 적어도 1종의 다른 모노머의 공중합체이며, 특히 모노머가 랜덤하게 배열된 랜덤 공중합체이다.
상기 랜덤 공중합체는, 예를 들면, 에틸렌과 탄소 수 3 내지 10의 올레핀의 공중합체 또는 프로필렌과 탄소 수 4 내지 10의 올레핀의 공중합체가 바람직하다. 나아가, 에틸렌과 탄소 수 3 내지 10의 올레핀으로 이루어지는 공중합체가 바람직하다. 탄소 수 3 내지 10의 올레핀으로는, 예를 들면 프로필렌, 1-뷰텐, 3-메틸-1-뷰텐, 4-메틸-1-뷰텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센 등을 들 수 있다. 상기 올레핀 중에서는, 특히 1-뷰텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐이 바람직하다. 특히 이들 올레핀은, 1종 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들을 조합한 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌-뷰텐 공중합체 등의 에틸렌-올레핀 공중합체가 바람직하다. 또한 본 발명에 사용되는 에틸렌과 탄소 수 3 내지 10의 올레핀의 공중합체 또는 프로필렌과 탄소 수 4 내지 10의 올레핀의 공중합체의 분자량 분포(Mw/Mn)는, 방사성의 점에서 1.5 ∼ 4인 것이 바람직하다. 이러한 폴리올레핀 공중합체 엘라스토머의 시판품으로는, 예를 들면 "엔게이지(ENGAGE)"(상품명, 더 다우케미칼 컴퍼니사(The Dow Chemical Company) 제조), "비스타맥스(Vistamaxx)"(상품명, 엑손 모빌 코포레이션사(Exxon Mobil Corporation) 제조)가 예시된다. 또한 본 발명에서 사용되는 폴리올레핀 공중합체는 메탈로센 촉매에 의해 제조된 공중합체일 수도 있다. 덧붙여, 상기 폴리올레핀 엘라스토머에는, 올레핀에 가교용 다이엔(디엔) 모노머를 가한 3원 공중합체도 포함되며, 구체적으로는, 에틸렌-프로필렌-다이엔 고무, 에틸렌-뷰텐-다이엔 고무가 예시된다.
열가소성 수지 섬유(A)와 엘라스토머 수지 섬유(B)의 질량비는, 열가소성 수지 섬유(A) 20 ∼ 80 질량%, 엘라스토머 수지 섬유(B) 80 ∼ 20 질량%의 범위이다. 보다 바람직하게는 열가소성 수지 섬유(A) 30 ∼ 70 질량%, 엘라스토머 수지 섬유(B) 70 ∼ 30 질량%의 범위이다. 엘라스토머 수지 섬유(B)는 가열에 의해 용융되고, 다른 성분과 접합하기 위한 접착 성분으로 기능하고, 또한, 부직포 시트의 신장성을 부여하기 위한 신장성 성분으로 기능하는 바, 극세 섬유층에 있어서의 엘라스토머 수지 섬유(B)의 비율이 20 질량% 이상이면, 극세 섬유층과 친수성 단섬유층의 층간의 접착력은 충분히 강하고, 마스크 성형 시나 플리츠 가공 시 등에 이들 층의 박리가 발생하지 않으며, 또한, 적층 부직포 시트에 신장성을 발현시킬 수 있다. 또한 극세 섬유층 중의 엘라스토머 수지 섬유(B)의 질량비가 80 질량% 이하이면, 접착 성분인 엘라스토머 수지 섬유(B)의 용융량이 적당한 범위로 유지되므로, 압력 손실이 증대되는 경우가 없다. 엘라스토머 수지 섬유(B)는, 극세 섬유층에 있어서, 30 ∼ 70 질량%의 범위인 것이 적층 부직포 시트의 강도와 필터 성능의 밸런스의 점에서 바람직하다.
극세 섬유층을 구성하는 열가소성 수지 섬유(A)와 엘라스토머 수지 섬유(B)의 섬유 지름은, 서로 동일할 수도 서로 상이할 수도 있는데, 열가소성 수지 섬유(A)의 평균 섬유 지름이 0.5 ∼ 10 μm, 바람직하게는 1 ∼ 5 μm이고, 엘라스토머 수지 섬유(B)의 평균 섬유 지름이 2 ∼ 20 μm, 바람직하게는 4 ∼ 18 μm인 것이 바람직하다. 덧붙여, 본 명세서에 있어서 "극세 섬유"란, 평균 섬유 지름이 15 μm 이하인 섬유를 칭하고 있는데, 이러한 범위의 극세 섬유의 부직포층으로 함으로써, 필터 성능과 유연성을 겸비한 부직포를 얻을 수 있다. 도 1은 극세 섬유층의 일례를 보인 전자 현미경 사진으로서, 열가소성 수지 섬유(A)(가는 섬유)와 엘라스토머 수지 섬유(B)(굵은 섬유)가 혼섬되어 이루어진다는 것을 알 수 있다. 사진 중의 스케일 바(scale bar)는 100 μm를 나타낸다.
또한, 극세 섬유층은, 내후성(耐候性)을 향상시키고, 일렉트릿 성능을 향상시킬 목적으로, 힌더드 아민계 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하고 있다. 힌더드 아민계 화합물로는, 폴리[(6-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)이미노-1,3,5-트리아진-2,4-다이일)((2,2,6,6-테트라메틸-4-피리딜)이미노)헥사메틸렌((2,2,6,6-테트라메틸-4-피리딜)이미노)](BASF 재팬사(BASF Japan Ltd.) 제조, "키마솝(Chimassorb) 944 FDL"), 석신(succinic)산 다이메틸-1-(2-하이드록시에틸)-4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 중축합물(BASF 재팬사 제조, "티누빈(TINUVIN) 622 FS"), 2-(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시벤질)-2-n-뷰틸말론산 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피리딜)(BASF 재팬사 제조, "티누빈 144") 등을 들 수 있다.
상기 힌더드 아민계 화합물의 함유량은, 특별히 한정되지 않으나 바람직하게는 극세 섬유층의 수지에 대하여 0.1 ∼ 10 질량%, 더 바람직하게는 0.5 ∼ 5 질량%의 범위이다. 첨가량이 0.1 질량% 이상이면, 일렉트릿 성능의 향상 효과가 얻어진다. 또한, 첨가량이 10 질량% 이하이면, 양호한 방사성이 얻어지고, 그리고 비용적으로도 유리하다. 힌더드 아민계 화합물은, 열가소성 수지(A) 및 엘라스토머 수지(B)의 어느 하나에 미리 배합해 두고, 방사함으로써 극세 섬유층 중에 함유시킬 수 있다.
또한, 열가소성 수지 섬유(A) 및 엘라스토머 수지 섬유(B)를 구성하는 열가소성 수지에는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위 내에서, 산화 방지제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 중화제, 조핵제(造核劑), 에폭시 안정제, 활제(滑劑), 항균제, 난연제, 안료, 가소제 및 다른 열가소성 수지 등을 첨가할 수 있다. 또한, 내열성을 향상시키고, 일렉트릿 성능을 향상시킬 목적으로 사이클로올레핀 코폴리머를 첨가할 수 있다.
(친수성 단섬유층)
본 발명의 적층 부직포 시트에 포함되는 친수성 단섬유층에 있어서, 친수성 단섬유층을 구성하는 단섬유의 길이는 특별히 한정되지 않으나, 2 ∼ 100 mm인 것이 바람직하다. 친수성 단섬유층을 구성하는 섬유로서, 섬유층을 조제할 때의 구체적인 수법, 예를 들면 카딩 웹(carding web), 에어레이 웹(airlaid web) 및 습식 초지 웹 등의 태양에 따라, 통상 사용되는 길이의 단섬유를 사용할 수 있다. 친수성 섬유층이 장섬유나 연속 섬유로 구성되어 있는 경우, 일체화되는 극세 섬유층 중의 엘라스토머 섬유에 기인하는 신장성을 추종 가능할 정도의 신장성을 가지기 어려워지는 바, 본 발명에서는, 친수성 섬유층을 단섬유로 구성함으로써, 극세 섬유층의 신장성을 적층 부직포 시트 전체에 반영시킬 수 있다.
친수성 단섬유층을 구성하는 단섬유로는, 코튼, 마 등의 셀룰로오스 섬유, 울, 실크, 레이온, 큐프라, 펄프 및 셀룰로오스를 사용하여 얻어지는 반(半) 합성 섬유 및 합성 섬유에 친수화 처리를 실시한 것 등을 사용할 수 있고, 이들 2종 이상을 사용할 수도 있다. 친수성의 점에서 바람직한 것은 코튼, 레이온, 큐프라, 펄프이다.
친수성 단섬유층에는, 예를 들면, 마스크로서 사용할 때, 내쉬는 숨(呼氣) 등에 의한 입 주위의 습기를 흡수하고, 장착자의 불쾌감을 경감시키기 위하여, 상기한 친수성 단섬유를 30 질량% 이상 포함하는 것이 바람직하고, 50 질량% 이상 포함하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 친수성 단섬유층에는, 70 질량%를 초과하지 않는 범위에서 상기 친수성 단섬유 이외의 섬유를 혼합할 수도 있다. 특히, 친수성 단섬유층에 친수성 단섬유 이외의 섬유가 0 ∼ 50 질량%의 범위로 포함되는 경우에는, 친수성 단섬유층의 기계적 강도나 신도(伸度)를 상응하는 레벨로 유지하면서 유연성을 유지할 수 있기 때문에 보다 바람직하다. 혼합하는 섬유로는, 폴리에스터, 폴리올레핀 혹은 폴리아마이드 등을 사용하여 얻어진 섬유, 또는 이들을 2종류 이상 조합한 복합 섬유 등의, 발수성의 합성 섬유를 예시할 수 있다.
친수성 단섬유층에 포함되는 섬유의 단면 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니나, 둥근 단면, 편평 단면, 이형 단면, 중공 단면 등을 들 수 있다. 친수성 섬유층에 포함되는 섬유의 단면 형상이 둥근 단면인 경우, 그 섬유 지름은 15 μm보다 크고 50 μm 이하의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 친수성 단섬유층의 단위면적당 무게는, 적층 부직포 시트를 마스크에 사용하는 경우, 10 ∼ 100 g/m2인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 20 ∼ 80 g/m2이다. 친수성 단섬유층의 무게가 10 g/m2 이상이면 신장성이나 유연성이 얻어지는 점에서 바람직하고, 100 g/m2 이하이면 제품 비용이 억제되고, 컴팩트한 적층 부직포 시트가 얻어지는 점에서 바람직하다.
또한 친수성 단섬유층은, 적어도 일 방향으로 신장성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 섬유층으로는, 단섬유가 일 방향으로 배열되어 이루어지는 카딩 웹이나, 단섬유가 랜덤하게 집적되어 있는 에어레이 웹이나 습식 초지 웹 및 이들 섬유를 니들 펀치나 스펀 레이스(수류 교락(水流交絡)) 등에 의해 삼차원 교락시켜 얻어지는 부직포 등을 들 수 있다. 바람직한 것은, 습식 초지 웹 또는 스펀 레이스 부직포이다. 본 발명에서는, 특히, 단섬유가 일 방향으로 배열되어 이루어지는 카딩 웹에 수류 교락 처리를 수행하여 해당 섬유를 삼차원 교락시켜 얻어진 스펀 레이스 부직포가 기계적 강도와 유연성의 밸런스가 양호하기 때문에 바람직하다. 본 발명에서는, 친수성 단섬유층으로서 특정 방향으로 우위의 신장성을 갖는 부직포를 채용함으로써, 일 방향으로의 신장성이 높은 적층 부직포 시트를 얻을 수 있다.
(일렉트릿 가공)
본 발명의 적층 부직포 시트는, 일렉트릿 가공되어 있다. 일렉트릿 가공이란, 섬유의 저융점 성분이 용융되지 않는 온도의 가열 분위기 하에서 전하를 부여하는 열일렉트릿법이나, 코로나 방전에 의해 전하를 부여하는 코로나 방전법 등의 일렉트릿 가공을 수행함으로써 적층 부직포 시트에 전하를 대전시키는 가공이다. 일렉트릿 가공에 의해, 특히 부직포 시트의 포집 성능을 향상시킬 수 있다. 단, 일렉트릿 가공법에 대해서는 이들에 한정되는 것은 아니다. 덧붙여, 부직포 시트가 일렉트릿 가공되어 있는지 여부에 대해서는 예를 들면, 적층 부직포 시트의 제전(除電) 처리를 수행하고, 제전 처리 전후의 부직포 시트의 포집률의 차를 확인함으로써 확인할 수 있다. 제전 처리로는 예를 들면, IPA액 침지법 또는 IPA 포화 증기 폭로법을 따를 수 있다. IPA액 침지법은, 부직포 시트를 아이소프로필알코올(IPA)의 액 중에 2분간 침지하고, 꺼낸 후, 24시간 대기 중에서 건조하는 것에 의한다. IPA 포화 증기 폭로법은, 부직포 시트를 15 ∼ 30℃의 온도 하에서 IPA 포화 증기 분위기에 24시간 이상 폭로시킴으로써 수행한다.
(적층 부직포 시트 제조 방법)
본 발명의 적층 부직포 시트를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면 다음 방법을 따라 제조할 수 있다.
극세 섬유층은, 전형적으로는 장섬유를 랜덤하게 집적시키는 멜트 블로법에 의해 제조할 수 있다. 극세 섬유층을 구성하는 열가소성 수지 섬유(A) 및 엘라스토머 수지 섬유(B)는, 각각을 개별적으로 제조한 후에 혼합할 수도 있는데, 이종의 섬유를 토출하기 위한 방사 구멍이 하나의 노즐 중에 번갈아가며 배열된 소위 혼섬용 노즐을 사용하여 이들 섬유를 동시에 멜트 블로법으로 방사하는 방법이 바람직하다. 이 방법에 따르면, 열가소성 수지 섬유(A) 및 엘라스토머 수지 섬유(B)가 매우 균일하게 랜덤하게 집적된 극세 섬유층을 얻을 수 있다. 엘라스토머 수지 섬유(B)가 극세 섬유층 중에서 균일하게 랜덤하게 집적 내지 혼합되어 있으면, 고도의 유연성이나 신장성이 얻어지기 때문에 바람직하다.
혼섬 노즐은, 이종의 섬유를 동시에 방사하고, 그들을 균일하게 랜덤하게 집적시킬 수 있는 것인 한, 그 구조는 한정되지 않는다. 혼섬 노즐로서, 예를 들면, 이종의 수지가 흘러나오는 방사 구멍이 하나의 노즐 내에 번갈아가며 일렬로 배열된 노즐 등을 매우 적합하게 사용할 수 있다. 또한 다른 태양으로서, 하나의 수지가 흘러나오는 방사 구멍만을 하나의 노즐 내에 갖는 복수 개의 노즐이 집적 컨베어의 이동 방향으로 복수 개 배열된 장치를 사용하여, 개개의 노즐로부터 서로 상이한 수지를 방사하고, 얻어지는 웹의 적층물을 니들 펀치 등으로 교락 처리함으로써, 섬유끼리의 혼섬을 수행하는 방법도 예시할 수 있다. 후 처리를 수반하지 않는다는 점에서, 전자의, 이종의 수지가 흘러나오는 방사 구멍이 하나의 노즐 내에서 번갈아가며 일렬로 배열된 노즐이 매우 적합하게 사용된다.
극세 섬유층의 단위면적당 무게는, 집적 컨베어의 속도를 조정함으로써 임의로 컨트롤 가능하다. 또한, 블로 방사할 때의 기체는, 통상 질소 가스 등의 불활성 기체나 공기가 사용된다. 그 기체의 온도는 약 200 ∼ 500℃, 바람직하게는 약 250 ∼ 450℃, 압력은 약 0.1 ∼ 6.0 kgf/cm2(98 ∼ 588 KPa), 바람직하게는 약 0.2 ∼ 5.5 kgf/cm2(196 ∼ 539 KPa)이다. 이 방사 조건은, 사용하는 수지의 물성이나 조합, 목적으로 하는 섬유 지름, 방사 구금 등의 장치 등에 따라 적당히 설정된다.
본 발명의 적층 부직포 시트에 포함되는 친수성 단섬유층은, 스펀 레이스 부직포 또는 습식 초지 웹인 것이 바람직하고, 스펀 레이스 부직포는, 예를 들면, 위에서 설명한 친수성 단섬유를 포함하는 섬유 웹을 제작하고, 섬유 웹을 수류 교락 처리 등의 섬유 교락 처리에 부친 후, 섬유 웹을 건조하고, 필요가 있다면 이러한 섬유에 포함되는 저융점 성분에 의해 섬유끼리를 열접착시킴으로써 제조될 수 있다.
섬유 웹은, 구성 섬유를 혼합하여 제작한다. 섬유 웹의 형태는, 패러렐 웹, 크로스 웹, 세미랜덤 웹 및 랜덤 웹 등의 카딩 웹, 에어레이 웹, 습식 초지 웹 및 스폰 본드 웹 등에서 선택되는 어느 형태이어도 좋다. 수류 교락 처리는, 지지체에 섬유 웹을 올려놓고, 기둥형 수류를 분사함으로써 실시한다.
극세 섬유층과 친수성 단섬유층은, 따로따로 제조하는 것도 가능하고, 또한, 멜트 블로법으로 극세 섬유층을 만드는 공정에 있어서, 미리 제조한 스펀 레이스 부직포를 삽입하고, 스펀 레이스 부직포 위에 직접 멜트 블로 부직포를 적층시키는 것도 바람직하다.
이어서, 극세 섬유층과 친수성 단섬유층을 일체화시킨다. 적층 수단으로는, 가열 롤을 사용하는 방법 외에, 가열 오븐 방식, 니들 펀치 방식, 스펀 레이스 방식(수류 교락(水流交絡) 방식), 초음파에 의한 방법이나, 접착제를 사용하는 방법 등이 있다. 본 발명의 적층 부직포 시트의 제조에 있어서의 복합화의 수단은, 특별히 한정되지 않으나, 롤 표면이 요철 형상으로 조각된 가열 롤(이후, "가열 엠보싱 롤"이라고 하는 경우가 있음.)을 사용하여 매우 적합하게 수행할 수 있다. 엠보싱 롤을 사용한 부분적 열 압착은, 그 가열 엠보싱 롤을 친수성 단섬유층 측의 표면에 압착함으로써 수행하는 것이 바람직하다. 이 때, 적층된 부직포의 타측 면은 평활 형상 또는 요철 형상으로 조각된 표면을 갖는 롤 등에 접하여 수행된다. 해당 롤도 가열되어 있는 것도 바람직하다.
본 발명의 적층 부직포 시트의 표면에는, 이 부분적 열 압착에 기인하는 불연속적이고 규칙적인 오목부가 형성된다. 이러한 오목부는, 적층 부직포 시트의 양면에 형성되어 있을 수도 있고, 한쪽 면에만 형성되어 있을 수도 있다.
적층 부직포 시트는, 전술한 오목부가 존재하는 부위의 시트 두께 방향에 있어서, 적어도 극세 섬유 중의 엘라스토머 섬유가 그 연화에 의해 친수성 단섬유층을 구성하는 섬유와 접합되고, 이에 따라, 친수성 단섬유층과 극세 섬유층이 일체화된다. 열 압착의 압력 및 온도는, 친수성 단섬유층과 극세 섬유층이 극세 섬유 중의 엘라스토머 섬유의 연화에 의해 일체화되는 조건에서 적당히 선택될 수 있는데, 부분적 열 압착의 선압(線壓)이 5 ∼ 100 N/mm인 범위, 열 압착의 온도는 엘라스토머 수지(B)의 융점 또는 연화점 이상, 또한 열가소성 수지(A)의 연화점 이하의 온도인 것이 바람직하고, 극세 섬유층과 친수성 단섬유층 사이에 상기 접합이 형성되어 층간 강도가 얻어지는 범위이면 특별히 한정은 없다.
일렉트릿 가공은 공지의 장치 내지 조건으로 수행할 수 있고, 구체적인 방법은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 열일렉트릿법이나 코로나 방전법 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 적층 부직포 시트를 마스크에 사용하는 경우에는, 상기한 방법으로 제조한 적층 부직포 시트에 대하여 필요에 따라 각종 후처리 가공, 세정, 건조 등을 한 뒤에, 소정의 크기로 재단한다. 또한, 플리츠(pleats) 가공이나 성형을 수행할 수도 있다. 플리츠 가공에 있어서는, 접어 개킨 부직포 시트의 접은 자국(주름) 부분이나 재단부의 끝 등을 열 프레스하고, 열 압착시킬 수도 있다. 또한, 동시에 또는 별도 공정으로서 귀걸이부나 기타 다른 부분들(parts)을 열 압착하고, 일체화시킬 수 있다.
본 발명의 적층 부직포 시트는, 의료용 마스크나 산업용 마스크, 일반용 마스크 등의 마스크에 매우 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 요구되는 성능과의 적합에 따라서는, 에어컨이나 공기 조화 설비에 사용되는 HEPA 필터로 만들 수 있다. 이들 용도에 대해서는, 본 발명의 적층 부직포 시트를 플리츠 가공하여 사용하는 것도 바람직하다.
실시예
하기의 실시예는, 예시를 목적으로 한 것에 불과하다. 본 발명의 범위는, 본 실시예에 한정되지 않는다. 덧붙여, 실시예 중에 나타낸 물성값의 측정 방법 또는 정의를 이하에 나타내었다.
<필터 성능(포집 성능·압력 손실)>
TSI 8130형 필터 시험기를 사용하여, 마스크의 포집 효율 및 압력 손실을 측정하였다. 동 시험기에서 발생시킨 NaCl 에어로졸(평균 입자 지름 0.3 μm)을 포함하는 에어를 시험 시트에 통과시키고, 시트의 포집 효율을 측정하였다. 또한, 그 때의 압력 손실을 측정하였다. 이 때의 에어의 유량은, 85 L/min(측정 면적 100 cm2)으로 하였다.
<평균 섬유 지름>
주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여, 부직포 표면의 확대 사진을 촬영하고, 100개의 섬유의 직경을 측정하고, 그 산술 평균값을 평균 섬유 지름으로 하였다.
<압착 면적률>
주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여, 부직포 표면의 확대 사진을 촬영하고, 압착점이 단위 압착점 피치 당 면적을 차지하는 비율을 압착 면적률로 하였다.
압착 면적률(%)=(단위 피치를 차지하는 압착점 면적/단위 피치의 면적)×100
<적층 시트의 신장 강도>
JIS L1906 "일반 장섬유 부직포 시험 방법"에 준거하여 측정하였다. 폭 25 mm, 길이 200 mm의 시험편을 만들었다. 시험편은, 적층 시트로, 그 시험편의 길이 방향과 친수성 단섬유층의 스펀 레이스 부직포의 CD 방향(부직포 중의 섬유의 배열과 직교하는 방향)이 일치하도록 재단하여 만든 것 및 시험편의 길이 방향과 친수성 단섬유층의 스펀 레이스 부직포의 MD 방향(부직포 중의 섬유가 동일한 방향으로 배열되어 있는 방향)이 일치하도록 만든 것의 2종류의 시험편을 준비하였다.
인장 시험기 오토 그래프 AG-G(상품명, (주)시마즈 세이사쿠쇼(Shimadzu Corporation) 제조)를 사용하여, 척 사이를 100 mm로 설정하고 시험편을 고정하였다. 인장 속도 300 mm/분으로 신장시켰다. 또한, 10%·50% 신장 시의 강도를 신장 모듈러스(응력) 강도로 하였다.
<내열 안정성(100℃ 열처리)>
컨벤션 오븐(모델: MOV-112F·SANYO 제조)을 사용하여, 일렉트릿 가공 후의 시트를 100℃ 분위기 하에서 10분간 방치, 시트를 꺼내 10분간 냉각 후에 필터 성능을 측정하였다.
실시예 및 비교예에는 이하의 재료를 사용하였다.
<극세 섬유층>
·폴리프로필렌 수지(융점 166℃, 폴리프로필렌 호모폴리머, MFR=82(JIS K-7210(1999) 230℃/10분)
·엘라스토머 수지(융점 100℃, 폴리에틸렌계 엘라스토머, 다우케미칼사 제조 "ENGAGE 8402", MFR=30(JIS K-7210(1999) 190℃/10분)
·힌더드 아민계 화합물(BASF 재팬사 제조 "키마솝 944 FDL")
<친수성 단섬유층>
·레이온/PET(질량비 60/40%) 스펀 레이스 부직포(단위면적당 무게 38 g/m2, 섬유 길이 51 mm, 즈이코사(ZUIKO CORPORATION) 제조)
[실시예 1]
극세 섬유층의 원료로는, 열가소성 수지(A)로서 폴리프로필렌(99.5 질량%)과 힌더드 아민계 화합물인 키마솝 944 FDL(0.5 질량%)의 블렌딩품을 사용하고, 열가소성 수지(B)로서 폴리에틸렌계 엘라스토머를 사용하였다. 스크류(50 mm 지름), 가열체 및 기어 펌프를 갖는 2기의 압출기, 혼섬용 방사 구금(구멍 지름 0.3 mm, 구멍 수 501 홀이 일렬, 이성분 섬유가 번갈아가며 일렬로 나란히 늘어선, 유효 폭 500 mm), 압출 공기 발생 장치 및 공기 가열기, 폴리에스터로 된 네트를 구비한 포집 컨베어 및 권취기로 이루어지는 부직포 제조 장치를 사용하여 멜트 블로 부직포의 제조를 수행하였다.
각각의 압출기에 원료 수지를 투입하고, 열가소성 수지(A)를 230℃, 열가소성 수지(B)를 230℃에서 가열 용융시키고, 기어 펌프를 열가소성 수지(A)/열가소성 수지(B)의 질량비가 50/50%가 되도록 설정하고, 방사 구금으로부터 한(單) 구멍 당 0.3 g/min으로 용융 수지를 토출시키고, 토출한 섬유를 400℃로 가열한 98 kPa(게이지압)의 압축 공기에 의해 방사 구금으로부터 30 cm의 거리로 설정한 폴리에스터로 된 컨베어 위에 내뿜고, 포집 컨베어의 속도를 조정함으로써 임의로 단위면적당 무게를 설정하였다.
상기 방법의 멜트 블로 부직포를 제조하는 과정에 있어서, 친수성 단섬유층으로서, 섬유 길이가 51 mm인 레이온, 섬유 길이가 51 mm인 폴리에스터로, 섬유가 일 방향으로 배열되어 있는 방향과 직각하는 방향으로 신장성을 갖는, 단위면적당 무게 38 g/m2의 레이온/폴리에스터(질량비 60/40%의 혼면)로 이루어지는, 스펀 레이스 부직포를 삽입하고, 그 위에 30 g/m2의 멜트 블론 부직포를 적층시켰다. 나아가 이 부직포의 적층물에 표면에 요철 무늬가 조각된 엠보싱(조각) 롤과 플랫(평활) 롤을 가진 포인트 본딩 가공기로, 온도 80/120℃, 선압 40 N/mm으로, 엠보싱 롤이 스펀 레이스 부직포에 접하도록 하여, 엠보싱 볼록부의 압착 면적률이 4.0%인 엠보싱 롤과 상기 플랫 롤 사이를 통과시킴으로써 적층 시트를 얻었다.
얻어진 적층 시트를 열일렉트릿법을 이용하여 일렉트릿 가공하였다. 일렉트릿 가공은, 적층 시트를 A4 사이즈로 잘라내고, 100℃로 가온된 전하 받침대 위에 설치하고, 대전 전극판을 적층 시트의 1 cm 상방에 설치하고, 10분간 방치 후, 전압-10 kV, 대전 시간 5초로 전압을 인가함으로써 수행하였다.
[비교예 1]
일렉트릿 가공을 수행하지 않는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 적층 부직포 시트를 제작하였다.
[비교예 2]
힌더드 아민계 화합물을 포함하지 않는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 적층 부직포 시트를 제작하였다.
[비교예 3]
극세 섬유층을 폴리에틸렌계 엘라스토머 수지(B)로만 구성하고, 일렉트릿 가공을 수행하지 않는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게, 적층 부직포 시트를 제작하였다.
[비교예 4]
극세 섬유층을 폴리에틸렌계 엘라스토머 수지(B)로만 구성하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 적층 부직포 시트를 제작하였다.
[비교예 5]
극세 섬유층을 폴리프로필렌(99.5 질량%)과 키마솝 944 FDL(0.5 질량%)을 포함하는 열가소성 수지(A)로만 구성하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 적층 부직포 시트를 제작하였다.
실시예 1 및 비교예 1 내지 5의 적층 부직포 시트의 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure pct00001
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 적층 부직포 시트는, 포집 효율이 높고 또한 압력 손실이 낮았다. 또한, CD 방향으로의 신장 강도가 낮고, MD 방향으로의 신장 강도가 높으며, 즉, CD 방향으로 높은 신장성을 갖는 것이었다. 한편, 일렉트릿 가공을 수행하지 않는 비교예 1은 포집 효율이 충분하지 않았다. 힌더드 아민을 포함하지 않는 비교예 2는 일렉트릿 가공을 수행하여도 포집 효율이 부족하고, 내열 안정성이 결핍되었다. 극세 섬유층을 엘라스토머로만 구성한 비교예 3, 4는, 힌더드 아민 및 일렉트릿 가공의 유무와 관계없이 포집 효율이 충분하지 않았다. 또한, 극세 섬유층을 PP로만 구성한 비교예 5는, 포집 효율은 충분하나 CD 방향, MD 방향 모두 신장 강도가 높고, 딱딱한 촉감으로 피팅성이 충분하지 않았다.
본 발명의 적층 부직포 시트는, 의료용 마스크나 산업용 마스크, 일반용 마스크 등의 필터 소재로서 매우 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 클린 룸(clean room)이나 공기 청정기, 가전 제품 등에 사용되는 고성능의 에어 필터로 사용하는 것도 가능하다.

Claims (7)

  1. 극세 섬유층과 친수성 단섬유층이 일체화되어 이루어지는 적층 부직포 시트로서,
    상기 극세 섬유층의 한쪽 면 또는 양면에 상기 친수성 단섬유층이 적층되고,
    상기 극세 섬유층은, 열가소성 수지 섬유(A) 20 ∼ 80 질량%와, 해당 열가소성 수지(A)보다 낮은 온도에서 용융 또는 연화되는 엘라스토머 수지 섬유(B) 80 ∼ 20 질량%가 혼섬되어 이루어지고, 또한, 상기 극세 섬유층은 힌더드 아민계 화합물을 함유하고,
    상기 적층 부직포 시트는, 일렉트릿 가공되어 있으며,
    일 방향의 10% 신장 강도와 해당 일 방향에 대한 수직 방향의 10% 신장 강도가 서로 상이한, 적층 부직포 시트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 극세 섬유층과 상기 친수성 단섬유층이 부분적 열 압착에 의해 일체화되어 있고, 일 방향의 10% 신장 강도가 3 N/25mm 이하, 또한 50% 신장 강도가 10 N/25mm 이하이고, 해당 일 방향에 대하여 수직 방향의 10% 신장 강도가 15 N/25mm 이상인,
    적층 부직포 시트.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 적층 부직포 시트의 표면에 불연속적으로 규칙적인 오목부가 형성되고, 상기 표면에서 차지하는 상기 오목부의 총 면적이 3 ∼ 40%의 범위이고,
    상기 오목부의 시트 두께 방향에 있어서, 상기 극세 섬유층 중의 상기 엘라스토머 수지 섬유(B)와 상기 친수성 단섬유층을 구성하는 섬유가 접합되고, 상기 친수성 단섬유층과 상기 극세 섬유층이 일체화되어 있는, 적층 부직포 시트.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 친수성 단섬유층이, 코튼, 레이온, 큐프라 혹은 펄프, 또는 이들 2종 이상의 단섬유를 적어도 30 질량% 포함하는 층인, 적층 부직포 시트.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 친수성 단섬유층이 스펀 레이스 부직포 또는 습식 초지 웹인, 적층 부직포 시트.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 극세 섬유층이 장섬유를 랜덤하게 집적하여 이루어지는 멜트 블로 부직포인, 적층 부직포 시트.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 적층 부직포 시트를 포함하는, 마스크.
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