KR20190104168A - 스펀본드 부직포 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단섬유 섬유 직경이 세경이면서 방사성이 우수한 폴리올레핀 섬유를 포함하고, 유연하며 균일성이 높은 스펀본드 부직포를 제공한다. 본 발명은 폴리올레핀계 수지를 포함하는 단섬유 섬유 직경이 6.5 내지 14.5㎛인 섬유로 구성되고, 용융 유속이 155 내지 850g/10분인 스펀본드 부직포로서, 두께의 CV값이 13％ 이하인 스펀본드 부직포에 관한 것이다.

Description

스펀본드 부직포

본 발명은 폴리올레핀 섬유를 포함하는 유연하며 균일성이 높은, 특히 위생 재료 용도에 바람직한 스펀본드 부직포에 관한 것이다.

일반적으로, 종이 기저귀나 생리대 등의 위생 재료용의 부직포에는, 감촉, 촉감, 유연성 및 높은 생산성이 요구되고 있다. 그러나 근년에는, 종이 기저귀나 생리대의 제조 공정에서 다용되는 초음파 접착에서의 가공 안정성을 위해, 두께 불균일이 적어 균일성이 높은 부직포가 요구되게 되었다.

유연성이나 균일성의 향상에는, 사용되는 섬유의 세경화가 효과적인 것이 알려져 있지만, 생산성이 낮은 점, 또한 생산성을 높이기 위하여 높은 방사 속도로 연신함으로써 실 끊어짐이 발생하여, 안정적으로 생산할 수 없는 점이 과제였다.

종래, 부직포에 사용되는 섬유의 세경화에 대해서는 여러가지 제안이 이루어져 있다. 예를 들어, 방사 속도를 5,000m/분과 같이 고속으로 함으로써, 사용 섬유를 세경화하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). 그러나, 이 제안에서는, 확실히 방사 속도를 높이는 것에 의해 생산성을 높이고, 또한 섬유의 강도를 향상시킬 수 있지만, 비교적 용융 유속이 느린 폴리프로필렌계 수지를 원료로서 사용하고 있기 때문에, 실 끊어짐이 발생하기 쉬워, 안정적으로 생산할 수 없다고 하는 과제가 있었다.

또한 비교적 용융 유속이 빠른 폴리프로필렌계 수지를 원료로서 사용하여, 드래프트비를 1500 이상으로 함으로써, 단섬유 섬도를 1.5d 이하까지 세경화하여, 유연성과 강도를 양립시키는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 2 참조). 그러나, 이 제안에서 규정되어 있는 드래프트비는 구멍 직경과 섬유 직경을 포함하는 식이며, 용융 유속이 빠른, 즉 저점도의 원료를 큰 구멍 직경의 구금에서 방사하는 것을 규정하고 있기 때문에, 구금압이 걸리기 어려워 균일한 방출을 할 수 없어 실 끊어짐이나 섬유 직경 불균일을 발생시켜, 안정적으로 균일한 부직포를 얻기 어렵다는 과제가 있었다.

일본 특허 공개 2013-159884호 공보 일본 특허 제4943349호 공보

따라서 본 발명의 목적은, 상기 과제를 감안하여, 단섬유 섬유 직경이 세경이면서 방사성이 우수한 폴리올레핀 섬유를 포함하고, 유연하며 균일성이 높은, 특히 위생 재료 용도에 바람직한 스펀본드 부직포를 제공하는 데 있다.

본 발명의 스펀본드 부직포는, 폴리올레핀계 수지를 포함하는 단섬유 섬유 직경이 6.5 내지 14.5㎛인 섬유로 구성되고, 용융 유속이 155 내지 850g/10분인 스펀본드 부직포로서, 두께의 CV값이 13％ 이하인 것을 특징으로 하는 스펀본드 부직포이다.

본 발명의 스펀본드 부직포의 바람직한 형태에 따르면, 적어도 편면의 KES법에 의한 표면 조도 SMD가 1.0 내지 2.8㎛이다.

본 발명의 스펀본드 부직포의 바람직한 형태에 따르면, KES법에 의한 평균 굴곡 강성 B가 0.001 내지 0.020gf·㎠/cm이다.

본 발명의 스펀본드 부직포의 바람직한 형태에 따르면, 상기한 폴리올레핀계 수지에 탄소수 23 이상 50 이하의 지방산아미드 화합물이 함유되어 있는 것이다.

본 발명의 스펀본드 부직포의 바람직한 형태에 따르면, 상기한 지방산아미드 화합물의 첨가량은, 0.01 내지 5.0질량％이다.

본 발명의 스펀본드 부직포의 바람직한 형태에 따르면, 상기한 지방산아미드 화합물은, 에틸렌비스스테아르산아미드이다.

본 발명에 따르면, 단섬유가 세경이면서 방사 안정성이 우수하고, 또한 고생산성의 폴리올레핀 섬유를 포함하고, 유연성, 기계 강도가 우수한 스펀본드 부직포가 얻어진다. 또한 본 발명에 따르면, 상기한 특성에 추가로, 두께의 CV값이 13％ 이하로 균일성이 우수하기 때문에, 특히 위생 재료의 제조 공정에서 다용되는 초음파 접착의 가공 안정성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 스펀본드 부직포는, 폴리올레핀계 수지를 포함하는 단섬유 섬유 직경이 6.5 내지 14.5㎛인 섬유로 구성되고, 용융 유속이 155 내지 850g/10분인 스펀본드 부직포로서, 두께의 CV값이 13％ 이하인 스펀본드 부직포이다.

본 발명에서 사용되는 폴리올레핀계 수지에 대해서는, 예를 들어, 폴리프로필렌계 수지나 폴리에틸렌계 수지 등을 들 수 있다.

폴리프로필렌계 수지로서는, 프로필렌의 단독중합체 또는 프로필렌과 각종 α-올레핀의 공중합체 등을 들 수 있다. 또한, 폴리에틸렌계 수지로서는, 에틸렌의 단독중합체 또는 에틸렌과 각종 α-올레핀의 공중합체 등을 들 수 있다. 방사성이나 강도의 특성으로부터는, 특히 폴리프로필렌계 수지가 바람직하게 사용된다.

본 발명에서 사용되는 폴리올레핀계 수지로서는, 2종 이상의 혼합물이어도 되고, 또한, 기타의 올레핀계 수지나 열가소성 엘라스토머 등을 함유하는 수지 조성물을 사용할 수도 있다.

본 발명에서 사용되는 폴리올레핀계 수지에는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 통상 사용되는 산화 방지제, 내후 안정제, 내광 안정제, 대전 방지제, 방담제, 블로킹 방지제, 활제, 핵제, 및 안료 등의 첨가물, 또는 다른 중합체를 필요에 따라서 첨가할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 폴리올레핀계 수지의 융점은, 80 내지 200℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100 내지 180℃이다. 융점을 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상으로 함으로써, 실용에 견딜 수 있는 내열성이 얻어지기 쉬워진다. 또한, 융점을 바람직하게는 200℃ 이하, 보다 바람직하게는 180℃ 이하로 함으로써, 구금으로부터 토출된 사조를 냉각하기 쉬워져, 섬유끼리의 융착을 억제하여 안정된 방사가 행해지기 쉬워진다.

본 발명의 스펀본드 부직포 용융 유속(이하, MFR이라고 기재하는 경우가 있음)은 155 내지 850g/10분인 것이 중요하다. MFR을 155 내지 850g/10분, 바람직하게는 155 내지 600g/10분, 보다 바람직하게는 155 내지 400g/10분으로 함으로써, 생산성을 높게 하기 위하여 높은 방사 속도로 연신했다고 해도, 점도가 낮기 때문에 변형에 대하여 용이하게 추종할 수 있어 안정된 방사가 가능하게 된다. 또한, 높은 방사 속도로 연신함으로써, 섬유의 배향 결정화를 진척시켜 높은 기계 강도를 갖는 섬유로 할 수 있다.

스펀본드 부직포의 용융 유속(MFR)은 ASTM D-1238에 의해, 하중이 2160g이며, 온도가 230℃인 조건에서 측정된다.

상기 스펀본드 부직포의 원료인 폴리올레핀계 수지의 MFR은, 상기 이유와 동일하게 150 내지 850g/10분이며, 바람직하게는 150 내지 600g/10분이며, 보다 바람직하게는 150 내지 400g/10분이다. 이 폴리올레핀계 수지의 MFR도, ASTM D-1238에 의해, 하중이 2160g이며, 온도가 230℃인 조건에서 측정된다.

본 발명의 스펀본드 부직포를 구성하는 폴리올레핀 섬유는, 단섬유 섬유 직경이 6.5 내지 14.5㎛인 것이 중요하다. 단섬유 섬유 직경을 6.5 내지 14.5㎛, 바람직하게는 7.5 내지 13.5㎛, 보다 바람직하게는 8.4 내지 11.8㎛로 함으로써, 유연하며 또한 균일성이 높은 부직포를 얻을 수 있다.

본 발명의 스펀본드 부직포에 있어서의 단위 면적당 중량당의 인장 강도는, 1.8N/5cm/(g/㎡) 이상인 것이 바람직하다. 단위 면적당 중량당의 인장 강도를 1.8N/5cm/(g/㎡) 이상, 바람직하게는 2.0N/5cm/(g/㎡) 이상, 더욱 바람직하게는 2.2N/5cm/(g/㎡) 이상으로 함으로써, 종이 기저귀 등을 제조할 때의 공정 통과성이나 제품으로서의 사용에 견딜 수 있는 것이 된다. 또한, 상한값에 대해서는, 너무 높은 경우에는, 유연성을 손상시킬 우려가 있기 때문에, 10.0N/5cm/(g/㎡) 이하인 것이 바람직하다. 인장 강도는, 방사 속도, 엠보싱 롤의 압착율, 온도 및 선압 등에 의해 조정할 수 있다.

본 발명의 스펀본드 부직포에 있어서의 두께의 CV값은, 13％ 이하이다. 두께의 CV값을 13％ 이하, 바람직하게는 8％ 이하, 보다 바람직하게는 6％ 이하로 함으로써, 균일성이 높은 부직포가 되고, 종이 기저귀 등의 제조 공정에서 다용되고 있는 초음파 접착에 있어서, 안정적으로 균일한 접착이 가능하게 된다. 한편, CV값이 13％보다 큰, 즉 두께 불균일이 큰 부직포의 경우에는, 두께가 두꺼운 개소에서의 접착 부족이나 두께가 얇은 개소에서의 과접착에 의한 천공을 발생시키는 경우가 있다. CV값은, 단섬유 섬유 직경과 방사 속도에 의해 조정할 수 있다.

본 발명의 스펀본드 부직포에 있어서의 두께의 범위로서는, 0.05 내지 1.5mm인 것이 바람직하다. 두께의 범위가 바람직하게는 0.05 내지 1.5mm, 보다 바람직하게는 0.10 내지 1.0mm, 더욱 바람직하게는 0.10 내지 0.8mm로 함으로써, 유연성과 적당한 쿠션성을 구비하고, 특히 종이 기저귀용으로 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명의 스펀본드 부직포는, 적어도 편면의 KES법에 의한 표면 조도 SMD가 1.0 내지 2.8㎛인 것이 중요하다. KES법에 의한 표면 조도 SMD를 1.0㎛ 이상으로 하고, 바람직하게는 1.3㎛ 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 1.6㎛ 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 2.0㎛ 이상으로 함으로써, 스펀본드 부직포가 과도하게 치밀화하여 감촉이 악화되거나, 유연성이 손상되거나 하는 것을 방지할 수 있다.

한편, KES법에 의한 표면 조도 SMD를 2.8㎛ 이하로 하고, 바람직하게는 2.6㎛ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 2.4㎛ 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 2.3㎛ 이하로 함으로써, 표면이 매끄러워서 거친 느낌이 작아, 촉감이 우수한 스펀본드 부직포로 할 수 있다. KES법에 의한 표면 조도 SMD는, 단섬유 섬유 직경이 작은 쪽이 작아지는 경향이며, 또한 두께의 CV값이 작은 쪽이 작아지는 경향이며, 이들을 적절하게 조정함으로써 제어할 수 있다.

본 발명의 스펀본드 부직포 KES법에 의한 평균 굴곡 강성 B는, 0.001 내지 0.020gf·㎠/cm인 것이 바람직하다. KES법에 의한 평균 굴곡 강성 B를 바람직하게는 0.020gf·㎠/cm 이하로 하고, 보다 바람직하게는 0.017gf·㎠/cm 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 0.015gf·㎠/cm 이하로 함으로써, 특히, 위생 재료용의 스펀본드 부직포로서 사용하는 경우에, 충분한 유연성을 얻을 수 있다. 또한, KES법에 의한 평균 굴곡 강성 B가 극단적으로 낮은 경우에는 취급성이 떨어지는 경우가 있기 때문에, 평균 굴곡 강성 B는 0.001gf·㎠/cm 이상인 것이 바람직하다. KES법에 의한 평균 굴곡 강성 B는, 단위 면적당 중량, 단섬유 섬유 직경 및 열 압착 조건(압착율, 온도 및 선압)에 의해 조정할 수 있다.

본 발명의 스펀본드 부직포에는, 유연성을 향상시키기 위하여 구성 섬유인 곳의 폴리올레핀 섬유에 탄소수 23 이상 50 이하의 지방산아미드 화합물이 함유되어 있는 것이 바람직한 양태이다. 폴리올레핀 섬유에 혼합되는 지방산아미드 화합물의 탄소수에 의해, 지방산아미드 화합물의 섬유 표면으로의 이동 속도가 바뀌는 것이 알려져 있다. 지방산아미드 화합물의 탄소수를 바람직하게는 23 이상, 보다 바람직하게는 30 이상으로 함으로써, 지방산아미드 화합물이 과도하게 섬유 표면에 나오는 것을 억제하여, 방사성과 가공 안정성이 우수하고, 높은 생산성을 유지할 수 있다.

또한, 지방산아미드 화합물의 탄소수를 바람직하게는 50 이하, 보다 바람직하게는 42 이하로 함으로써, 지방산아미드 화합물이 섬유 표면에 나오기 쉬워져, 스펀본드 부직포의 고속 생산에 적합한 미끄럼성과 유연성을 부여할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 탄소수 23 이상 50 이하의 지방산아미드 화합물로서는, 포화 지방산모노아미드 화합물, 포화 지방산디아미드 화합물, 불포화 지방산모노아미드 화합물, 및 불포화 지방산디아미드 화합물 등을 들 수 있다.

구체적으로는, 탄소수 23 이상 50 이하의 지방산아미드 화합물로서, 테트라 도코산산아미드, 헥사도코산산아미드, 옥타도코산산아미드, 네르본산아미드, 테트라코사엔타펜산아미드, 니신산아미드, 에틸렌비스라우르산아미드, 메틸렌비스라우르산아미드, 에틸렌비스스테아르산아미드, 에틸렌비스히드록시스테아르산아미드, 에틸렌비스베헨산아미드, 헥사메틸렌비스스테아르산아미드, 헥사메틸렌비스베헨산아미드, 헥사메틸렌히드록시스테아르산아미드, 디스테아릴아디프산아미드, 디스테아릴세바스산아미드, 에틸렌비스올레산아미드, 에틸렌비스에루크산아미드, 및 헥사메틸렌비스올레산아미드 등을 들 수 있고, 이들은 복수 조합하여 사용할 수도 있다.

본 발명에서는, 이들 지방산아미드 화합물 중에서도, 특히 포화 지방산디아미드 화합물인 에틸렌비스스테아르산아미드가 바람직하게 사용된다. 에틸렌비스스테아르산아미드는, 열 안정성이 우수하기 때문에 용융 방사가 가능하고, 이 에틸렌비스스테아르산아미드가 배합된 폴리올레핀 섬유에 의해, 높은 생산성을 보유하면서, 유연성이 우수한 스펀본드 부직포를 얻을 수 있다.

본 발명에서는, 이 폴리올레핀 섬유에 대한 지방산아미드 화합물의 첨가량은, 0.01 내지 5.0질량％인 것이 바람직한 양태이다. 지방산아미드 화합물의 첨가량이 바람직하게는 0.01 내지 5.0질량％, 보다 바람직하게는 0.1 내지 3.0질량％, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1.0질량％로 함으로써, 방사성을 유지하면서 적당한 미끄럼성과 유연성을 부여할 수 있다.

여기에서 말하는 첨가량이란, 본 발명의 스펀본드 부직포를 구성하는 폴리올레핀 섬유, 구체적으로는, 폴리올레핀 섬유를 구성하는 수지 전체에 대하여 첨가한 지방산아미드 화합물의 질량 퍼센트를 말한다. 예를 들어, 코어시스형 복합 섬유를 구성하는 시스부 성분에만 지방산아미드 화합물을 첨가하는 경우에도, 코어시스 성분 전체량에 대한 첨가 비율을 산출하고 있다.

본 발명의 스펀본드 부직포의 강연도는, 70mm 이하인 것이 바람직한 양태이다. 강연도를 바람직하게는 70mm 이하, 보다 바람직하게는 67mm 이하, 더욱 바람직하게는 64mm 이하로 함으로써, 특히, 위생 재료용의 부직포로서 사용하는 경우에, 충분한 유연성을 얻을 수 있다. 또한, 강연도의 하한에 대해서는, 너무 낮은 강연도로 하면 부직포의 취급성이 떨어지는 경우가 있기 때문에, 10mm 이상인 것이 바람직하다. 강연도는, 단위 면적당 중량, 단섬유 섬유 직경 및 엠보싱 롤(압착율, 온도 및 선압)에 의해 조정할 수 있다.

본 발명의 스펀본드 부직포 단위 면적당 중량은, 10 내지 100g/㎡인 것이 바람직하다. 단위 면적당 중량을 바람직하게는 10g/㎡ 이상, 보다 바람직하게는 13g/㎡ 이상으로 함으로써, 실용에 제공할 수 있는 기계적 강도의 스펀본드 부직포를 얻을 수 있다. 한편, 부직포를 위생 재료 용도로 사용하는 경우에는, 단위 면적당 중량을 바람직하게는 100g/㎡ 이하, 보다 바람직하게는 50g/㎡ 이하, 더욱 바람직하게는 30g/㎡ 이하로 함으로써, 위생 재료에 적합한 적당한 유연성을 갖는 스펀본드 부직포가 얻어진다.

이어서, 본 발명의 스펀본드 부직포를 제조하는 바람직한 양태에 대해서, 구체적으로 설명한다.

스펀본드 부직포를 제조하기 위한 스펀본드법은, 수지를 용융하고, 방사 구금으로부터 방사한 후, 냉각 고화하여 얻어진 사조에 대하여, 이젝터에서 견인하여 연신하고, 이동하는 네트 상에 포집하여 부직 섬유웹화한 후, 열 접착하는 공정을 요하는 제조 방법이다.

사용되는 방사 구금이나 이젝터의 형상으로서는, 원형이나 직사각형 등 여러가지 것을 채용할 수 있다. 그 중에서도, 압축 에어의 사용량이 비교적 적고, 사조끼리의 융착이나 찰과가 일어나기 어렵다고 하는 관점에서, 직사각형 구금과 직사각형 이젝터의 조합을 사용하는 것이 바람직한 양태이다.

본 발명에 있어서, 폴리올레핀계 수지를 용융하여 방사할 때의 방사 온도는, 200 내지 270℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 210 내지 260℃이며, 더욱 바람직하게는 220 내지 250℃이다. 방사 온도를 상기 범위 내로 함으로써, 안정된 용융 상태로 하여, 우수한 방사 안정성을 얻을 수 있다.

폴리올레핀계 수지를 압출기에서 용융하여 계량하고, 방사 구금에 공급하고, 장섬유로서 방출한다. 방사 구금의 구멍 직경에 대해서는, 특별히 규정하는 것은 아니지만, 본 발명에서 사용되는 폴리올레핀계 수지는 비교적 높은 MFR인 것으로부터, 구멍 직경 0.5mm 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 구멍 직경 0.4mm, 더욱 바람직하게는 구멍 직경 0.3mm이다. 구멍 직경이 큰 구금에서 가는 섬유를 방사하면, 구금 배압이 걸리기 어려워, 토출 불량에 의한 섬유 불균일, 텍스쳐의 불균일성(두께 불균일), 나아가 실 끊어짐을 야기하기 때문에 바람직하지 않다. 다음 노즐 직경과 섬유 직경의 관계식에서 1500 미만이 바람직한 양태이다.

(노즐 직경(mm)²)/(섬유 직경(mm)²)<1500

방출된 장섬유의 사조는, 다음으로 냉각된다. 방출된 사조를 냉각하는 방법으로서는, 예를 들어, 냉풍을 강제적으로 사조에 분사하는 방법, 사조 주위의 분위기 온도에서 자연 냉각하는 방법, 및 방사 구금과 이젝터 간의 거리를 조정하는 방법 등을 들 수 있고, 또는 이들 방법을 조합하는 방법을 채용할 수 있다. 또한, 냉각 조건은, 방사 구금의 단공당의 토출량, 방사하는 온도 및 분위기 온도 등을 고려하여 적절히 조정하여 채용할 수 있다.

이어서, 냉각 고화된 사조는, 이젝터로부터 분사되는 압축 에어에 의해 견인되어, 연신된다.

방사 속도는, 3,500 내지 6,500m/분인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4,000 내지 6,500m/분이며, 더욱 바람직하게는 4,500 내지 6,500m/분이다. 방사 속도를 3,500 내지 6,500m/분으로 함으로써, 높은 생산성을 갖게 되고, 또한 섬유의 배향 결정화가 진행하여 높은 강도의 장섬유를 얻을 수 있다. 이 때문에 높은 강도의 섬유로 구성되는 부직포도 강력히 우수한 것이 된다.

또한, 전술한 바와 같이, 통상으로는 방사 속도를 높여 가면, 방사성은 악화되어서 사조를 안정적으로 생산할 수 없지만, 본 발명에서는, 종래에는 발견되지 않은 특정한 범위의 MFR을 갖는 폴리올레핀계 수지를 사용함으로써, 의도하는 폴리올레핀 섬유를 안정적으로 방사할 수 있다.

계속해서, 얻어진 장섬유를, 이동하는 네트 상에 포집하여 부직 섬유웹화한다. 본 발명에 있어서는, 높은 방사 속도로 연신하기 위해서, 이젝터로부터 나온 섬유는, 고속의 기류로 제어된 상태에서 네트에 포집되게 되어, 섬유의 얽힘이 적고 균일성이 높은 부직포를 얻을 수 있다.

계속해서, 얻어진 부직 섬유웹을 열 접착에 의해 일체화함으로써, 의도하는 스펀본드 부직포를 얻을 수 있다.

상기 부직 섬유웹을 열 접착에 의해 일체화하는 방법으로서는, 상하 한 쌍의 롤 표면에 각각 조각(요철부)이 실시된 열 엠보싱 롤, 한쪽 롤 표면이 플랫(평활)인 롤과 다른 쪽 롤 표면에 조각(요철부)이 실시된 롤의 조합을 포함하는 열 엠보싱 롤, 및 상하 한 쌍의 플랫(평활) 롤의 조합을 포함하는 열 캘린더 롤 등 각종 롤에 의해 열 접착하는 방법을 들 수 있다.

열 접착 시의 엠보싱 접착 면적률은, 5 내지 30％인 것이 바람직하다. 접착 면적을 바람직하게는 5％ 이상, 보다 바람직하게는 10％ 이상으로 함으로써, 스펀본드 부직포로서 실용에 제공할 수 있을 강도를 얻을 수 있다. 한편, 접착 면적을 바람직하게는 30％ 이하, 보다 바람직하게는 20％ 이하로 함으로써, 특히 위생 재료용의 스펀본드 부직포로서 사용하는 경우에, 충분한 유연성을 얻을 수 있다.

여기에서 말하는 접착 면적이란, 한 쌍의 요철을 갖는 롤에 의해 열 접착하는 경우에는, 상측 롤의 볼록부와 하측 롤의 볼록부가 겹쳐서 부직 섬유웹에 맞닿는 부분의 부직포 전체에 차지하는 비율을 말한다. 또한, 요철을 갖는 롤과 플랫 롤에 의해 열 접착하는 경우에는, 요철을 갖는 롤의 볼록부가 부직 섬유웹에 맞닿는 부분의 부직포 전체에 차지하는 비율을 말한다.

열 엠보싱 롤에 실시되는 조각의 형상으로서는, 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 평행사변형, 마름모꼴, 정육각형 및 정팔각형 등을 사용할 수 있다.

열 롤의 표면 온도는, 사용하고 있는 폴리올레핀계 수지의 융점에 대하여 -50 내지 -15℃로 하는 것이 바람직한 양태이다. 열 롤의 표면 온도를 폴리올레핀계 수지의 융점에 대하여 바람직하게는 -50℃ 이상, 보다 바람직하게는 -45℃ 이상으로 함으로써, 적절하게 열 접착시켜 부직포 형태를 유지할 수 있다. 또한, 열 롤의 표면 온도를 폴리올레핀계 수지의 융점에 대하여 바람직하게는 -15℃ 이하, 보다 바람직하게는 -20℃ 이하로 함으로써, 과도한 열 접착을 억제하고, 특히 위생 재료용의 스펀본드 부직포로서 사용하는 경우에, 충분한 유연성을 얻을 수 있다.

열 접착 시의 열 엠보싱 롤의 선압은, 50 내지 500N/cm인 것이 바람직하다. 롤의 선압을 바람직하게는 50N/cm 이상, 보다 바람직하게는 100N/cm 이상, 더욱 바람직하게는 150N/cm 이상으로 함으로써, 충분히 열 접착시켜 부직포로서 실용에 제공할 수 있는 강도를 얻을 수 있다. 한편, 롤의 선압을 바람직하게는 500N/cm 이하, 보다 바람직하게는 400N/cm 이하, 더욱 바람직하게는 300N/cm 이하로 함으로써, 특히 위생 재료용의 부직포로서 사용하는 경우에, 충분한 유연성을 얻을 수 있다.

본 발명의 스펀본드 부직포는, 유연하며 극히 높은 균일성을 갖는 점에서, 1회용 종이 기저귀나 냅킨 등의 위생 재료 용도에 적합하게 이용할 수 있다. 위생 재료 중에서도 특히 종이 기저귀의 백시트에 적합하게 이용할 수 있다.

실시예

이어서, 실시예에 기초하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

(1) 폴리올레핀계 수지의 용융 유속(MFR)(g/10분):

폴리올레핀계 수지의 용융 유속은, ASTM D-1238에 의해, 하중이 2160g이고, 온도가 230℃인 조건에서 측정하였다.

(2) 단섬유 섬유 직경(㎛):

이젝터에서 견인하고, 연신한 후, 네트 상에 포집한 부직 웹으로부터 랜덤하게 소편 샘플 10개를 채취하고, 현미경으로 500 내지 1000배의 표면 사진을 촬영하고, 각 샘플로부터 10개씩, 계 100개의 섬유의 폭을 측정하고, 평균값으로부터 단섬유 섬유 직경(㎛)을 산출하였다.

(3) 방사 속도(m/분):

상기 단섬유 섬유 직경과 사용하는 수지의 고형 밀도로부터 길이 10,000m당의 질량을 단섬유 섬도로 하고, 소수점 이하 둘째자리를 반올림하여 산출하였다. 단섬유 섬도(dtex)와, 각 조건에서 설정한 방사 구금 단공으로부터 토출되는 수지의 토출량(이하, 단공 토출량이라고 약기한다.)(g/분)으로부터, 다음 식에 기초하여, 방사 속도를 산출하였다.

·방사 속도=(10000×단공 토출량)/단섬유 섬도.

(4) 단위 면적당 중량(g/㎡):

JIS L1913(2010년) 6.2 「단위 면적당의 질량」에 기초하여, 20cm×25cm의 시험편을, 시료의 폭 1m당 3매 채취하고, 표준 상태에 있어서의 각각의 질량(g)을달고, 그의 평균값을 1㎡당의 질량(g/㎡)으로 나타냈다.

(5) 두께 CV값(％):

압축 탄성률 측정 장치(INTEC가부시키가이샤제, 형식 번호SE-15)를 사용하고, 측정자 사이즈가 2㎠이고, 하중이 7cN인 조건에서, CD 방향으로 등간격으로 10점을 측정하고, 그것을 MD 방향의 서로 다른 장소에서 반복하여 계 3회 행하여, 합계 30점을 측정하고, 얻어진 표준 편차(mm)와 평균값(mm)을 사용하여, 하기 식에 의해 산출하였다.

·두께의 CV값=표준 편차(mm)/평균값(mm)×100.

(6) 스펀본드 부직포의 KES법에 의한 표면 조도 SMD(㎛):

KES법에 의한 표준 시험에서, 스펀본드 부직포의 표면 조도 SMD를 측정하였다. 먼저, 폭 200mm×200mm의 시험편을 스펀본드 부직포의 폭 방향 등간격으로 3장 채취하고, 가토테크사제 KES-FB4-AUTO-A 자동화 표면 시험기를 사용하여, 시험편을 시료대에 세트하고, 10gf의 하중을 가한 표면 조도 측정용 접촉자(소재: φ 0.5mm 피아노선, 접촉 길이: 5mm)로 시험편의 표면을 주사하고, 표면의 요철 형상의 평균 편차를 측정하였다. 이 측정을 모든 시험편의 세로 방향(부직포의 길이 방향)과 가로 방향(부직포의 폭 방향)에서 행하고, 이들 계 6점의 평균 편차를 평균하여 소수점 이하 둘째자리를 반올림하고, 표면 조도 SMD(㎛)로 하였다. 표면 조도 SMD는 스펀본드 부직포의 양면에서 측정하고, 표 1에는 이들 중 작은 쪽의 값을 기재하였다.

(7) 스펀본드 부직포의 KES법에 의한 굴곡 강성 B(gf·㎠/cm):

KES법에 의한 표준 시험에서, 스펀본드 부직포의 굴곡 강성 B값을 측정하였다. 먼저, 경사 방향(부직포의 길이 방향)과 위사 방향(부직포의 폭 방향)으로 폭 200mm×200mm의 시험편을 각 3장 채취하고, 가토테크사제 KES-FB2 굽힘 특성 시험기를 사용하여, 1cm의 간격의 척에 시료를 파지하고, 1cm 간격의 척에 시료를 파지하고, 곡률 -2.5 내지 +2.5cm-1의 범위에서, 0.50cm-1의 변형 속도로 순 굽힘 시험을 행하고, 측정한 값을 평균하고, 소수점 이하 넷째자리를 반올림하여 굴곡 강성 B값을 구하였다.

(8) 강연도(mm):

JIS L1913(2010년도 판)의 (6.7.3항)에 준거하여, 폭 25mm×150mm의 시험편을 5장 채취하고, 45°의 경사면을 갖는 수평대 상에 시험편의 짧은 변을 스케일 기선에 맞춰서 둔다. 수동에 의해 시험편을 경사면의 방향으로 미끄러지게 해서, 시험편의 일단부의 중앙점이 경사면과 접했을 때, 타단부의 위치의 이동 길이를 스케일에 의해 읽는다. 시험편 5매의 표리에 대하여 측정하고, 평균값을 산출하였다.

(9) 단위 면적당 중량당의 인장 강도(N/5cm)/(g/㎡):

JIS L1913(2010년)의 6.3.1에 준하여, 샘플 사이즈 5cm×30cm, 파지 간격 20cm, 인장 속도 10cm/분의 조건에서 MD와 CD 방향의 각 3점의 인장 시험을 행하고, 샘플이 파단했을 때의 강도를 인장 강도(N/5cm)로 하고, 평균값에 대하여 소수점 이하 둘째자리를 반올림하여 산출하였다. 계속해서, 산출한 인장 강도(N/5cm)를 상기 (3)에서 구한 단위 면적당 중량(g/㎡)으로부터, 다음 식으로부터 소수점 이하 둘째자리를 반올림하여 단위 면적당 중량당의 인장 강도를 산출하였다.

·단위 면적당 중량당의 인장 강도=인장 강도(N/5cm)/단위 면적당 중량(g/㎡).

(10) 스펀본드 부직포의 용융 유속(MFR)(g/10분):

JIS K7210(1999년도 판)에 준하여, 하중 2160g, 온도 230℃에서 측정하였다.

(실시예 1)

용융 유속(MFR)이 170g/10분인 폴리프로필렌 수지를 압출기에서 용융하고, 방사 온도가 235℃이고, 구멍 직경 φ가 0.30mm인 직사각형 구금으로부터, 단공 토출량이 0.32g/분으로 방출한 사조를, 냉각 고화한 후, 직사각형 이젝터에서 이젝터의 압력을 0.35MPa로 한 압축 에어에 의해, 견인하여 연신하고, 이동하는 네트 상에 포집하여 폴리프로필렌 장섬유를 포함하는 부직 섬유웹을 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌 장섬유의 특성은, 단섬유 섬유 직경은 9.8㎛이며, 이것으로부터 환산한 방사 속도는 4,632m/분이었다. 방사성에 대해서는, 1시간의 방사에 있어서 실 끊어짐이 0회로 양호하였다.

계속해서, 얻어진 부직 섬유웹을, 상 롤에 금속제로 물방울 무늬의 조각이 이루어진 접착 면적률 16％의 엠보싱 롤을 사용하고, 하 롤에 금속제 플랫 롤로 구성되는 상하 한 쌍의 열 엠보싱 롤을 사용하여, 선압이 30N/cm이고, 열 접착 온도가 130℃의 온도에서 열 접착하여, 단위 면적당 중량이 18g/㎡인 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 스펀본드 부직포에 대해서 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

(실시예 2)

폴리프로필렌 수지의 MFR을 300g/10분으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 폴리프로필렌 장섬유를 포함하는 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌 장섬유의 특성은, 단섬유 섬유 직경은 9.2㎛이며, 이것으로부터 환산한 방사 속도는 5,342m/분이었다. 방사성에 대해서는, 1시간의 방사에 있어서 실 끊어짐이 0회로 양호하였다. 얻어진 스펀본드 부직포에 대해서 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

(실시예 3)

폴리프로필렌 수지의 MFR을 800g/10분으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌 장섬유의 특성은, 단섬유 섬유 직경은 8.4㎛이며, 이것으로부터 환산한 방사 속도는 6,422m/분이었다. 방사성에 대해서는, 1시간의 방사에 있어서 실 끊어짐이 0회로 양호하였다. 얻어진 스펀본드 부직포에 대해서 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

(실시예 4)

단공 토출량을 0.75g/분으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌 장섬유의 특성은, 단섬유 섬유 직경은 14.4㎛이며, 이것으로부터 환산한 방사 속도는 5,064m/분이었다. 방사성에 대해서는, 1시간의 방사에 있어서 실 끊어짐이 0회로 양호하였다. 얻어진 스펀본드 부직포에 대해서 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

(실시예 5)

단공 토출량을 0.56g/분으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌 장섬유의 특성은, 단섬유 섬유 직경은 12.4㎛이며, 이것으로부터 환산한 방사 속도는 5,111m/분이었다. 방사성에 대해서는, 1시간의 방사에 있어서 실 끊어짐이 0회로 양호하였다. 얻어진 스펀본드 부직포에 대해서 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

(실시예 6)

폴리프로필렌 수지에 지방산아미드 화합물로서, 에틸렌비스스테아르산아미드를 1.0질량％ 첨가한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌 장섬유의 특성은, 단섬유 섬유 직경이 9.9㎛이며, 이것으로부터 환산한 방사 속도는 4,611m/분이었다. 방사성에 대해서는, 1시간의 방사에 있어서 실 끊어짐이 0회로 양호하였다. 얻어진 스펀본드 부직포에 대해서 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

(비교예 1)

폴리프로필렌 수지의 MFR을 35g/10분으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 스펀본드 부직포의 제조를 시도했으나, 방사 개시 직후부터 실 끊어짐이 다발했기 때문에, 제조를 중지하였다.

(비교예 2)

폴리프로필렌 수지의 MFR을 60g/10분, 이젝터 압력을 0.25MPa로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌 장섬유의 특성은, 단섬유 섬유 직경은 10.4㎛이며, 이것으로부터 환산한 방사 속도는 4,120m/분이었다. 방사성에 대해서는, 1시간의 방사에 있어서 실 끊어짐이 10회로 불량하였다. 얻어진 스펀본드 부직포에 대하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

(비교예 3)

폴리프로필렌 수지의 MFR을 35g/10분으로 하고, 단공 토출량을 0.56g/분으로 하고, 그리고 이젝터 압력을 0.20MPa로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌 장섬유의 특성은, 단섬유 섬유 직경은 16.1㎛이며, 이것으로부터 환산한 방사 속도는 3,043m/분이었다. 방사성에 대해서는, 1시간의 방사에 있어서 실 끊어짐이 0회로 양호하였다. 얻어진 스펀본드 부직포에 대해서 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

(비교예 4)

폴리프로필렌 수지의 MFR을 35g/10분으로 하고, 단공 토출량을 0.21g/분으로 하고, 그리고 이젝터 압력을 0.20MPa로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌 장섬유의 특성은, 단섬유 섬유 직경은 9.9㎛이며, 이것으로부터 환산한 방사 속도는 3,021m/분이었다. 방사성에 대해서는, 1시간의 방사에 있어서 실 끊어짐이 0회로 양호하였다. 얻어진 스펀본드 부직포에 대해서 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

실시예 1 내지 6은, 높은 방사 속도에서도 방사성이 양호해서, 높은 생산성과 안정성을 갖는 결과였다. 또한, 실시예 1 내지 6은, 높은 방사 속도에서 세경화를 달성하고 있기 때문에, 두께 CV값이 작고, 균일성과 기계 강도가 우수하고, 유연성에 대해서는, 특별히 에틸렌비스스테아르산아미드를 첨가한 실시예 6이 특히 우수하였다.

한편, 비교예 1과 2에서 나타내는 바와 같이, 비교적 MFR이 작은 폴리프로필렌 수지를 사용한 경우에는, 높은 방사 속도에서는 실 끊어짐이 발생하여, 안정적으로 생산할 수 없다는 문제가 발생하였다. 또한, 비교예 3에 나타내는 바와 같이, 굵은 단섬유 섬유 직경에서는 균일성이 열위였다. 또한 토출량을 적게 하고, 낮은 방사 속도에서 세경으로 한 비교예 4에서는, 방사성은 양호했지만, 생산성이 낮고, 또한 낮은 방사 속도 때문에, 네트 상에 착지할 때까지 섬유끼리의 뒤얽힘이 발생하여 균일성이 떨어지는 결과였다.

본 발명을 특정한 양태를 사용하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 의도와 범위를 벗어나는 일 없이 여러가지 변경 및 변형이 가능한 것은, 당업자에 있어서 명확하다. 또한 본 출원은, 2017년 1월 27일자로 출원된 일본 특허 출원(특원2017-012871)에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.

Claims (6)

1. 폴리올레핀계 수지를 포함하는 단섬유 섬유 직경이 6.5 내지 14.5㎛인 섬유로 구성되고, 용융 유속이 155 내지 850g/10분인 스펀본드 부직포로서, 두께의 CV값이 13％ 이하인 것을 특징으로 하는 스펀본드 부직포.
2. 제1항에 있어서, 적어도 편면의 KES법에 의한 표면 조도 SMD가 1.0 내지 2.8㎛인 스펀본드 부직포.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, KES법에 의한 평균 굴곡 강성 B가 0.001 내지 0.020gf·㎠/cm인 스펀본드 부직포.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리올레핀계 수지에 탄소수 23 이상 50 이하의 지방산아미드 화합물이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 스펀본드 부직포.
5. 제4항에 있어서, 지방산아미드 화합물의 첨가량이 0.01 내지 5.0질량％인 것을 특징으로 하는 스펀본드 부직포.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 지방산아미드 화합물이, 에틸렌비스스테아르산아미드인 것을 특징으로 하는 스펀본드 부직포.