KR20200110346A

KR20200110346A - 스펀본드 부직포

Info

Publication number: KR20200110346A
Application number: KR1020207021147A
Authority: KR
Inventors: 유카 니시구치; 히로오 가츠타; 요시츠구 후나츠; 요시타카 아라니시; 겐타로 가지와라
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2020-09-23
Also published as: JP2023178500A; CN111655919A; TW201936699A; TWI776012B; EP3744888A1; JPWO2019146660A1; EP3744888A4; US20210040660A1; KR102570892B1; SG11202006937PA; WO2019146660A1

Abstract

본 발명의 부직포는, 폴리에스테르계 수지에 폴리에틸렌글리콜을 5중량％ 이상 40중량％ 이하 공중합한 공중합 폴리에스테르계 수지를 포함하는 단성분 섬유로 구성된 스펀본드 부직포로서, 상기 스펀본드 부직포의 ΔMR이 0.5％ 이상 15％ 이하인 것을 특징으로 하는 스펀본드 부직포이다.

Description

스펀본드 부직포

본 발명은 유연하며 촉감이 우수한 스펀본드 부직포에 관한 것이다.

일반적으로 종이 기저귀나 생리대 등의 위생 재료용 부직포에는, 착용 시의 촉감 때문에 우수한 질감 및 유연성이 요구되고 있다.

스펀본드 부직포 등의 장섬유 부직포는, 그의 강도, 통기성 및 강연도 등의 특성이나 생산성이 높은 것으로부터 여러가지 용도에 사용되고 있다. 그의 원료로서 폴리에스테르계나 폴리올레핀계 등 여러가지 수지가 사용되는 중, 공중합 폴리에스테르계 수지의 스펀본드 부직포로의 이용이 검토되게 되었다.

예를 들어, 폴리알킬렌글리콜을 공중합한 열 가소 흡수성 수지를 포함하는 섬유로 구성되는 부직포가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

또한, 폴리알킬렌글리콜과 방향족 폴리에스테르의 공중합 폴리에스테르계 수지를 시스 성분, 폴리에스테르계 수지를 코어 성분으로 한 코어-시스 섬유를 포함하는 부직포가 제안되어 있다(특허문헌 2 참조).

일본 특허 공개 2006-299424호 공보 일본 특허 공개 2003-336156호 공보

그러나, 특허문헌 1에 개시된 기술에 있어서, 명세서에서 예시되는 공중합 폴리에스테르계 수지인 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트에 폴리에틸렌글리콜을 45질량％ 공중합시킨 수지를 사용한 경우, 해당 수지를 포함하는 섬유는 흡수성이 너무 높기 때문에 부직포로 했을 때에 끈적거림이 있는 촉감이 되어, 질감이 떨어진다는 과제가 있다.

또한, 특허문헌 2에 개시된 기술에 있어서, 해당 기술은 코어부에 강직한 폴리에스테르 수지를 사용하고 있기 때문에 섬유의 굽힘 강성이 높고, 스펀본드 부직포로 했을 때의 유연성이 떨어진다는 과제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 상기 과제를 감안하여 유연성과 우수한 촉감을 갖는 스펀본드 부직포를 제공하는 데 있다.

본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 폴리에틸렌글리콜을 특정한 양으로 공중합시켜 이루어지는 공중합 폴리에스테르계 수지에 있어서, 유연성과 촉감을 크게 향상시킬 수 있다는 지견을 얻었다.

본 발명은 이들 지견에 기초하여 완성에 이른 것이며, 본 발명에 따르면, 이하의 발명이 제공된다.

본 발명의 스펀본드 부직포는, 폴리에스테르계 수지에 폴리에틸렌글리콜을 5중량％ 이상 40중량％ 이하 공중합한 공중합 폴리에스테르계 수지를 포함하는 단성분 섬유로 구성된 스펀본드 부직포로서, 상기 스펀본드 부직포의 ΔMR이 0.5％ 이상 15％ 이하이다.

본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기한 폴리에스테르계 수지가 폴리에틸렌테레프탈레이트이다.

본 발명에 따르면, 유연성을 보다 향상시킬 수 있고, 끈적거림이 적고 매끄러워서 우수한 촉감을 갖는 스펀본드 부직포를 얻을 수 있다. 또한 섬유의 강도가 높아지기 때문에 시트 가공성이 우수하여, 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에서 사용되는 폴리에스테르계 수지로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리락트산 등을 들 수 있는데, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트인 것이 바람직한 양태이다. 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용함으로써 우수한 유연성과 촉감을 갖고, 또한 높은 방사 속도로 연신할 수 있기 때문에 배향 결정화가 진행되기 쉬워 기계 강도를 겸비하는 섬유로 할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 공중합 폴리에스테르계 수지의 함유 폴리에틸렌글리콜의 수 평균 분자량은, 4000 이상 20000 이하인 것이 바람직하다. 폴리에틸렌글리콜의 수 평균 분자량을 4000 이상, 보다 바람직하게는 5000 이상으로 함으로써 공중합 폴리에스테르계 수지에 흡습성을 부여할 수 있어, 양호한 촉감의 부직포를 얻을 수 있다. 또한 폴리에틸렌글리콜의 수 평균 분자량을 20000 이하, 보다 바람직하게는 10000 이하로 함으로써, 공중합 폴리에스테르계 수지로 했을 때에 우수한 제사성(製絲性)을 갖기 때문에 결점이 적은 스펀본드 부직포가 된다. 본 발명에 있어서의 공중합 폴리에스테르 수지의 함유 폴리에틸렌글리콜의 수 평균 분자량이란, 이하의 방법으로 측정, 산출되는 값을 가리키는 것으로 한다.

(1) 공중합 폴리에스테르계 수지 약 0.05g을 채취한다.

(2) 이것에 28％ 암모니아수 1mL를 첨가하고, 120℃에서 5시간 가열하여 시료를 용해시킨다.

(3) 방랭 후, 정제수 1mL, 6mol/L 염산 1.5mL를 첨가하고, 정제수로 5mL 정용(定容)한다.

(4) 원심분리기에 처리하고, 메쉬 구멍 직경 0.45㎛의 필터로 여과한다.

(5) 여과액을 GPC로 분자량 분포 측정을 행한다.

(6) 기지의 분자량의 표준 시료를 사용해서 작성한 분자량의 검량선을 사용하여, 폴리에틸렌글리콜의 수 평균 분자량을 산출한다.

(7) 또한, 폴리에틸렌글리콜 수용액으로 작성한 용액 농도의 검량선을 사용하여 폴리에틸렌글리콜을 정량하고, 공중합 폴리머 중의 폴리에틸렌글리콜의 공중합량을 산출한다.

본 발명에서 사용되는 공중합 폴리에스테르계 수지의 함유 폴리에틸렌글리콜의 공중합량은, 5중량％ 이상 40중량％ 이하인 것을 특징으로 하고 있다. 폴리에틸렌글리콜의 공중합량을 5중량％ 이상, 보다 바람직하게는 7중량％ 이상으로 함으로써 보다 우수한 유연성과 촉감을 갖는 부직포를 얻을 수 있다. 또한, 폴리에틸렌글리콜의 공중합량을 40중량％ 이하, 보다 바람직하게는 20중량％ 이하로 함으로써, 실용에 견딜 수 있는 내열성과 높은 기계 강도의 섬유로 할 수 있다. 본 발명에 있어서의 공중합 폴리에스테르 수지의 함유 폴리에틸렌글리콜의 공중합량이란, 실시예에 기재된 방법에 의해 측정된 값을 가리킨다.

본 발명에서 사용되는 공중합 폴리에스테르계 수지에는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 착색을 위한 안료, 산화 방지제, 폴리에틸렌 왁스 등의 활제, 및 내열 안정제 등을 첨가할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 공중합 폴리에스테르계 수지의 융점은 200℃ 이상 300℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 220℃ 이상 280℃ 이하이다. 융점을 바람직하게는 200℃ 이상, 보다 바람직하게는 220℃ 이상으로 함으로써, 실용에 견딜 수 있는 내열성이 얻어지기 쉬워진다. 또한, 융점을 바람직하게는 300℃ 이하, 보다 바람직하게는 280℃ 이하로 함으로써, 구금으로부터 토출된 사조를 냉각하기 쉬워져 섬유끼리의 융착을 억제하여, 얻어지는 스펀본드 부직포는 결점이 적은 것이 된다. 본 발명에 있어서의 공중합 폴리에스테르계 수지의 융점이란, 시차 주사 열량계로 질소 하, 승온 속도 16℃/분의 조건에서 측정을 행하고, 얻어진 흡열 피크의 피크 톱 온도로부터 구한 값을 가리킨다.

본 발명의 공중합 폴리에스테르의 제조 방법은, 공지된 에스테르 교환법이나 에스테르화법 등의 중합 방법에 의해 제조된다. 에스테르 교환법에서는 테레프탈산의 에스테르 형성 유도체와 에틸렌글리콜을 반응 용기 내에 투입하고, 에스테르 교환 촉매의 존재 하 150℃ 이상 250℃ 이하의 범위에서 반응시킨 후, 안정제, 중축합 촉매 등을 첨가하고, 500Pa 이하의 감압 하에서 250℃ 이상 300℃ 이하의 범위에서 가열하고, 3시간 이상 5시간 이하 반응시킴으로써 얻을 수 있다.

또한, 에스테르화법에서는 테레프탈산, 에틸렌글리콜을 반응 용기에 투입하고 질소 가압 하 150℃ 이상 270℃ 이하에서 에스테르화 반응을 행하고, 에스테르화 반응 종료 후, 안정제, 중축합 촉매 등을 첨가하고 500Pa 이하의 감압 하에서 250℃ 이상 300℃ 이하의 범위에서 가열하고, 3시간 이상 5시간 이하 반응시킴으로써 얻을 수 있다.

본 발명의 공중합 폴리에스테르의 제조 방법에 있어서 폴리에틸렌글리콜의 첨가 시기는 특별히 한정되지 않고, 에스테르화 반응이나 에스테르 교환 반응 전에 다른 원료와 함께 첨가해도 되고, 또한 에스테르화 반응이나 에스테르 교환 반응이 종료된 후, 중축합 반응이 시작되기 전까지 첨가하면 된다.

본 발명의 공중합 폴리에스테르의 제조 방법에서는 에스테르 교환 촉매로서, 아세트산아연, 아세트산망간, 아세트산마그네슘, 티타늄테트라부톡시드 등을 들 수 있고, 중축합용 촉매로서는, 3산화안티몬, 2산화게르마늄, 티타늄테트라부톡시드 등을 들 수 있다.

본 발명의 스펀본드 부직포의 ΔMR은, 0.5％ 이상 15％ 이하인 것이 중요하다. 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 종래에 섬유의 흡방습성의 지표로서 사용되는 파라미터인 ΔMR과, 스펀본드 부직포의 촉감이 높은 상관이 있음을 알아냈다. ΔMR을 0.5％ 이상, 보다 바람직하게는 2％ 이상으로 함으로써 스펀본드 부직포의 표면이 적절하게 흡습한 상태로 되고, 표면에 접촉한 때의 촉촉한 감을 갖는 양호한 촉감이 된다. 한편, ΔMR을 15％ 이하, 보다 바람직하게는 10％ 이하, 더욱 바람직하게는 7％ 이하로 함으로써, 끈적거림이 없는 촉감이 된다. 또한, ΔMR을 상기 범위로 한 경우, 스펀본드 부직포의 고속 생산에 적합한 미끄럼성과 유연성을 가질 수 있어, 우수한 고차 가공성을 갖는 스펀본드 부직포가 된다.

ΔMR은, 폴리에스테르 성분의 종류나, 함유 폴리에틸렌글리콜의 수 평균 분자량, 및 공중합량에 의해 조정할 수 있다.

본 발명에 있어서의 ΔMR이란, 이하의 방법으로 측정, 산출되는 값을 가리키는 것으로 한다.

(1) 측정 시료 3g을 동결 분쇄하고, 건조 온도 110℃에서 24시간, 진공 건조하여 그의 절건 질량(W_d)을 측정한다.

(2) 상기 시료를 20℃×65％ R.H.의 상태로 조습된 항온항습기 중에 24시간 방치하고, 평형 상태로 된 시료의 질량(W₂₀)을 측정한다.

(3) 이어서, 항온항습기의 설정을 30℃×90％ R.H.로 변경하고, 또한 24시간 방치 후의 질량(W₃₀)을 측정하고, 다음 식에 기초하여 산출한다.

·ΔMR=(W₃₀-W₂₀)/W_d(％).

본 발명의 스펀본드 부직포를 구성하는 공중합 폴리에스테르계 섬유는, 단성분 섬유인 것이 중요하다. 해당 섬유가 단성분 섬유인 것에 의해, 공중합 폴리에스테르계 수지가 갖는 유연성이 반영되기 때문에 유연한 촉감을 가진 스펀본드 부직포가 된다. 또한, 복합 섬유와 비교하여 방사성이 향상되기 때문에, 결점이 적은 스펀본드 부직포가 된다.

본 발명의 스펀본드 부직포를 구성하는 공중합 폴리에스테르계 섬유의 평균 단섬유 직경은, 10㎛ 이상 16㎛ 이하인 것이 바람직하다. 평균 단섬유 직경을 10㎛ 이상, 보다 바람직하게는 11㎛ 이상으로 함으로써 후속 가공 시의 가공성을 향상시킬 수 있고, 결점수를 감소시킬 수 있다. 한편, 평균 단섬유 직경을 16㎛ 이하, 보다 바람직하게는 15㎛ 이하로 함으로써, 공중합 폴리에스테르계 섬유로부터 얻어지는 스펀본드 부직포의 표면에 접촉했을 때의 촉감이 매끄러워진다. 추가로, 평균 단섬유 직경이 가는 것에 의한 단면 2차 모멘트의 저하도 발현함으로써, 유연성이 더욱 향상된다. 한편, 평균 단섬유 직경이 10㎛ 미만인 경우에는, 후속 가공 시의 가공성이 저하되기 때문에 결점수가 많아진다. 본 발명에 있어서의 공중합 폴리에스테르계 섬유의 평균 단섬유 직경이란, 이젝터로 견인하고 연신한 후, 넷 상에 포집한 부직 웹으로부터 랜덤하게 소편 샘플 10개를 채취하고, 현미경으로 500 내지 1000배의 표면 사진을 촬영하고, 각 샘플로부터 10개씩, 계 100개의 섬유의 폭을 측정하고, 산술 평균값으로부터 산출되는 값(㎛)을 가리키는 것으로 한다.

본 발명의 스펀본드 부직포는, 굽힘 복귀성이 0.2㎝^-1 이상 1.0㎝^-1 이하인 것이 바람직하다. 굽힘 복귀성이 1.0㎝^-1 이하인 것에 의해, 굽힘 복귀 시에 손에 딱 맞는 감촉이 얻어지고, 0.2㎝^-1 이상인 것에 의해, 적당한 복귀 난이성이 얻어져서 자연스러운 질감이 되기 때문이다. 이 굽힘 복귀성은 0.8㎝^-1 이하가 보다 바람직하고, 0.6㎝^-1 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 0.3㎝^-1 이상이 보다 바람직하고, 0.4㎝^-1 이상이 보다 바람직하다.

굽힘 복귀성은, 상기한 열가소성 수지, 첨가물, 섬유 직경 및/또는 후술하는 방사 속도, 단위 면적당 중량, 겉보기 밀도, 본딩의 방법에 의해 제어할 수 있다.

본 발명에서 말하는 스펀본드 부직포의 굽힘 복귀성이란, 굽힘 시험기(예를 들어 「KES-FB2」, 가토테크사제)에 의해, 직교하는 2개의 방향의 굽힘 강성(B)과 굽힘 히스테리시스(2HB)를 측정하고, 이하의 식에 의해 구한 값이다.

·굽힘 강성=(방향 1의 B+방향 2의 B)/2

·굽힘 히스테리시스=(방향 1의 2HB+방향 2의 2HB)/2

·굽힘 복귀성=굽힘 히스테리시스/굽힘 강성

본 발명의 스펀본드 부직포는, 굽힘 강성이 10μN·㎠/㎝ 이상 300μN·㎠/㎝ 이하인 것이 바람직하다. 굽힘 강성이 300μN·㎠/㎝ 이하인 것에 의해 구부리기 쉽고 유연한 감촉이 얻어지고, 10μN·㎠/㎝ 이상인 것에 의해 적당한 굽힘 반응이 얻어지기 때문이다. 이 굽힘 강성은 250μN·㎠/㎝ 이하가 보다 바람직하고, 200μN·㎠/㎝ 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 20μN·㎠/㎝ 이상이 보다 바람직하고, 30μN·㎠/㎝ 이상이 더욱 바람직하다. 굽힘 강성은, 상기한 열가소성 수지, 첨가물, 섬유 직경 및/또는 후술하는 방사 속도, 단위 면적당 중량, 겉보기 밀도, 본딩의 방법에 의해 제어할 수 있다.

본 발명에서 말하는 스펀본드 부직포의 굽힘 강성이란, 굽힘 시험기(예를 들어, 「KES-FB2」, 가토테크사제)에 의해, 직교하는 2개의 방향의 굽힘 강성(B)을 측정하고, 이하의 식에 의해 구한 값이다.

·굽힘 강성=(방향 1의 B+방향 2의 B)/2

본 발명의 스펀본드 부직포는, 인장 탄성률이 5MPa 이상 100MPa 이하인 것이 바람직하다. 인장 탄성률이 100MPa 이하인 것에 의해 변형이 용이해지기 때문에 손에 추종하는 감촉이 얻어지고, 5MPa 이상인 것에 의해 적당한 저항감이 얻어지기 때문이다. 이 인장 탄성률은 80MPa 이하가 보다 바람직하고, 60MPa 이하가 보다 더욱 바람직하다. 또한, 7MPa 이상이 보다 바람직하고, 9MPa 이상이 보다 더욱 바람직하다. 인장 탄성률은, 상기한 열가소성 수지, 첨가물, 섬유 직경 및/또는 후술하는 방사 속도, 단위 면적당 중량, 겉보기 밀도, 본딩의 방법에 의해 제어할 수 있다.

본 발명에서 말하는 스펀본드 부직포의 인장 탄성률이란, JIS L1913:2010 「일반 부직포 시험 방법」의 「6.3 인장 강도 및 신장률(ISO법)」의 「6.3.1 표준시」에 준하여 실시하는, 잡기 간격이 적어도 5㎝인 인장 시험에 의해, 직교하는 2개의 방향의 인장 탄성률의 산술 평균이다. 이 인장 탄성률은, 하중과 신장률에 의해 얻어지는 곡선(응력-왜곡선)을 구하고, 신장률 20％ 이하의 영역에서 가장 큰(신장률에 대하여 하중의 증가가 큰) 기울기를 구하고, 단면적으로 나눈 값을 말한다. 또한, 본 발명의 단면적은 샘플폭과, 압축 시험기(예를 들어 「KES-FB3」, 가토테크사제)로 측정한 0.5g/㎠의 하중 하에서의 두께(T₀)의 곱이다.

본 발명의 스펀본드 부직포는, 단위 면적당 중량당의 인장 강도가 0.3(N/5㎝)/(g/㎡) 이상 10(N/5㎝)/(g/㎡) 이하인 것이 바람직하다. 단위 면적당 중량당의 인장 강도가 0.3(N/5㎝)/(g/㎡) 이상인 것에 의해, 종이 기저귀 등을 제조할 때의 공정 통과성이나 제품으로서의 사용에 견딜 수 있는 것이 되고, 10(N/5㎝)/(g/㎡) 이하인 것에 의해, 유연성을 겸비할 수 있기 때문이다. 이 단위 면적당 중량당의 인장 강도는 8(N/5㎝)/(g/㎡) 이하가 보다 바람직하고, 6(N/5㎝)/(g/㎡) 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 0.4(N/5㎝)/(g/㎡) 이상이 보다 바람직하고, 0.5(N/5㎝)/(g/㎡) 이상이 더욱 바람직하다. 단위 면적당 중량당의 인장 강도는 상기한 열가소성 수지, 첨가물, 섬유 직경 및/또는 후술하는 방사 속도, 단위 면적당 중량, 겉보기 밀도, 본딩의 방법에 의해 제어할 수 있다.

본 발명에서 말하는 스펀본드 부직포의 인장 강도는, JIS L1913:2010 「일반 부직포 시험 방법」의 「6.3 인장 강도 및 신장률(ISO법)」의 「6.3.1 표준시」에 준하여 실시하는, 잡기 간격이 적어도 5㎝인 인장 시험에 의해, 직교하는 2개의 방향의 인장 강도(샘플이 파단했을 때의 강도)의 평균을 단위 면적당 중량으로 나눈 값이다.

본 발명의 스펀본드 부직포의 강연도는 70㎜ 이하인 것이 바람직한 양태이다. 강연도를 바람직하게는 70㎜ 이하, 보다 바람직하게는 67㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 64㎜ 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, 10㎜ 이상인 것이 바람직하다. 강연도는 수지, 단위 면적당 중량, 평균 단섬유 직경 및 엠보싱 롤(압착률, 온도 및 선압)에 의해 조정할 수 있다. 본 발명에 있어서의 강연도는, JIS L1913:2010 「일반 부직포 시험 방법」의 「6.7 강연도」의 「6.7.3 41.5°캔틸레버법」에 준거하여 산출된다. 산출 방법으로서는, 먼저 폭 25㎜×150㎜의 시험편을 5매 채취하고, 45°의 경사면을 갖는 수평대 상에 시험편의 짧은 변을 스케일 기선에 맞춰서 둔다. 다음으로 수동에 의해 시험편을 경사면의 방향으로 미끄러지게 해서, 시험편의 일단부의 중앙점이 경사면과 접했을 때, 타단부 위치의 이동 길이를 스케일에 의해 읽는다. 시험편 5매의 표리에 대하여 측정하고, 산출되는 평균값이 본 발명에 있어서의 강연도이다.

본 발명의 스펀본드 부직포의 단위 면적당 중량은 5g/㎡ 이상 50g/㎡ 이하로 하는 것이 바람직하고, 10g/㎡ 이상 30g/㎡ 이하로 하는 것이 보다 바람직한 양태이다. 단위 면적당 중량이 상기한 범위인 것에 의해, 스펀본드 부직포의 유연성을 적합하게 발현시킬 수 있다. 본 발명에 있어서의 단위 면적당 중량이란, JIS L1913:2010 「일반 부직포 시험 방법」의 「6.2 단위 면적당의 질량」에 기초하여, 20㎝×25㎝의 시험편을 시료의 폭 1m당 3매 채취하고, 표준 상태에 있어서의 각각의 질량(g)을 재고, 그의 산술 평균값을 1㎡당의 질량(g/㎡)으로 표현하는 값을 가리키는 것으로 한다.

본 발명의 스펀본드 부직포는 겉보기 밀도가 0.01g/㎤ 이상 0.30g/㎤ 이하인 것이 바람직하다. 0.01g/㎤ 이상인 것에 의해 실용에 제공할 수 있는 형태 안정성을 얻기 쉽고, 또한 굽힘 복귀율을 작게 하기 쉽고, 0.30g/㎤ 이하인 것에 의해 통기성이나 유연성을 얻기 쉽기 때문이다. 이 겉보기 밀도는 0.25g/㎤ 이하가 보다 바람직하고, 0.20g/㎤ 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 0.03g/㎤ 이상이 보다 바람직하고, 0.05g/㎤ 이상이 더욱 바람직하다.

본 발명에서 말하는 스펀본드 부직포의 겉보기 밀도란, 상기한 단위 면적당 중량을 두께로 나눈 값이다.

본 발명의 스펀본드 부직포는, 의료 위생 재료, 생활 자재, 및 공업 자재 등에 폭넓게 사용할 수 있는데, 유연성이 우수하고, 촉감이 양호하며, 또한 제품 결점도 적기 때문에 가공성이 양호한 것으로부터, 특히 위생 재료에 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 1회용 기저귀, 생리용품, 및 찜질재의 기포 등이다.

이어서, 본 발명의 스펀본드 부직포의 제조 방법에 대해서, 구체예로 설명한다.

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

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

본 발명에 있어서, 공중합 폴리에스테르계 수지를 진공 건조한 후, 공중합 폴리에스테르계 수지를 용융하여 방사할 때의 방사 온도는 240℃ 이상 320℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 250℃ 이상 310℃ 이하이고, 더욱 바람직하게는 260℃ 이상 300℃ 이하이다. 방사 온도를 상기 범위 내로 함으로써, 안정된 용융 상태로 하여 우수한 방사 안정성을 얻을 수 있다.

공중합 폴리에스테르계 수지를 압출기에 있어서 용융하여 계량하고, 방사 구금에 공급하고, 장섬유로서 방출한다.

방출된 장섬유의 사조는 다음으로 냉각되는데, 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 공기에 의해 견인되어 연신된다.

방사 속도는 2000m/분 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3000m/분 이상이며, 더욱 바람직하게는 4000m/분 이상이다. 방사 속도를 2000m/분 이상으로 함으로써 높은 생산성을 갖게 되고, 또한 섬유의 배향 결정화가 진행하여 높은 강도의 장섬유를 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서의 방사 속도란, 상기 평균 단섬유 직경과 사용하는 수지의 고형 밀도로부터 길이 10000m당의 질량을 단섬유 섬도로 하여, 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

계속해서, 얻어진 장섬유를, 이동하는 넷 상에 포집하여 부직 섬유 웹화한다. 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 섬유 웹을 열 접착에 의해 일체화함으로써, 의도하는 스펀본드 부직포를 얻을 수 있다.

상기 부직 섬유 웹을 열 접착에 의해 일체화하는 방법으로서는, 상하 한쌍의 롤 표면에 각각 조각(요철부)이 실시된 열 엠보싱 롤, 한쪽 롤 표면이 플랫(평활)한 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％ 이상 30％ 이하인 것이 바람직하다. 접착 면적을 바람직하게는 5％ 이상, 보다 바람직하게는 10％ 이상으로 함으로써, 스펀본드 부직포로서 실용에 제공할 수 있는 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 겹쳐져 부직 섬유 웹에 맞닿는 부분의 부직포 전체에서 차지하는 비율을 의미한다. 또한, 요철을 갖는 롤과 플랫 롤에 의해 열 접착하는 경우에는, 요철을 갖는 롤의 볼록부가 부직 섬유 웹에 맞닿는 부분의 부직포 전체에서 차지하는 비율을 말한다.

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

열 접착 시의 열 엠보싱 롤의 선압은 5 내지 70N/㎝인 것이 바람직하다. 롤의 선압을 바람직하게는 5N/㎝ 이상, 보다 바람직하게는 10N/㎝ 이상, 더욱 바람직하게는 20N/㎝ 이상으로 함으로써, 충분히 열 접착시켜 부직포로서 실용에 제공할 수 있는 강도를 얻을 수 있다. 한편, 롤의 선압을 바람직하게는 70N/㎝ 이하, 보다 바람직하게는 60N/㎝ 이하, 더욱 바람직하게는 50N/㎝ 이하로 함으로써, 특히 위생 재료용의 부직포로서 사용하는 경우에, 충분한 유연성을 얻을 수 있다.

실시예

이어서, 실시예에 기초하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 또한, 각 물성의 측정에 있어서 특별한 기재가 없는 것은, 상기한 방법에 기초하여 측정을 행한 것이다. 단, 본 발명은 이들 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.

(1) 공중합 폴리에스테르계 수지 중의 함유 폴리에틸렌글리콜의 수 평균 분자량 및 공중합량의 측정

폴리에틸렌글리콜의 수 평균 분자량 측정에 대해서, GPC의 측정 장치, 조건은 이하와 같이 하였다.

·장치: 겔 침투 크로마토그래프 GPC

·검출기: 시차 굴절률 검출기 RI(도소제 RI-8020, 감도 128x)

·포토다이오드 어레이 검출기(시마즈 세이사쿠쇼제 SPD-M20A)

·칼럼: TSKgel G3000PWXL(1개)(도소)

·용매: 0.1M 염화나트륨 수용액

·유속: 0.8mL/min

·칼럼 온도: 40℃

·주입량: 0.05mL

·표준 시료: 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드.

(2) ΔMR(％):

항온항습기로서, 에스펙제 「LHU-123」을 측정에 사용하였다.

(3) 두께 T₀(㎜):

압축 시험기로서, 가토테크사제 「KES-FB3」을 측정에 사용하였다.

(4) 굽힘 강성(μN·㎠/㎝), 굽힘 복귀성(㎝^-1):

굽힘 시험기로서, 가토테크사제 「KES-FB2」를 측정에 사용하였다.

(5) 인장 탄성률(MPa):

인장 시험기로서, 시마즈 세이사쿠쇼사제 「AGS1KNX」를 측정에 사용하였다. 또한, 샘플의 두께 T₀(㎜)의 측정은, 상기 (2)와 동일한 장치를 사용하였다.

(6) 겉보기 밀도(g/㎤):

단위 면적당 중량을 두께 T₀(㎜)로 나누어 산출하였다. 또한, 샘플의 두께 T₀(㎜)의 측정은, 상기 (2)와 동일한 장치를 사용하였다.

(7) 강연도(㎜):

JIS L1913:2010 「일반 부직포 시험 방법」의 「6.7 강연도」의 「6.7.3 41.5°캔틸레버법」에 준거하여 산출하였다.

제조한 부직포로부터 폭 25㎜×150㎜의 시험편을 5매 채취하고, 45°의 경사면을 갖는 수평대 상에 시험편의 짧은 변을 스케일 기선에 맞춰서 두었다. 수동에 의해 시험편을 경사면의 방향으로 미끄러지게 해서, 시험편의 일단부의 중앙점이 경사면과 접했을 때, 타단부 위치의 이동 길이를 스케일에 의해 읽었다. 시험편 5매의 표리에 대하여 당해 이동 길이를 측정하고, 평균값을 산출하였다.

(8) 촉감 평가:

임의로 선정한 10명이 부직포의 표면을 손으로 만지고, 하기의 기준에 따라서 평가하였다. 각 부직포에 대하여 평가 결과의 합계점을 그 부직포의 촉감 평가로 하였다.

·3: 표면이 특히 매끄러워서, 촉감이 매우 우수하다

·2: 표면이 매끄러워서, 촉감이 우수하다

·1: 표면이 끈적거려서, 촉감이 떨어진다

〔실시예 1〕

함유 폴리에틸렌글리콜의 수 평균 분자량이 5500이고, 공중합량이 12중량％인 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하여 압출기에서 용융하고, 방사 온도가 290℃이고, 구멍 직경 φ가 0.30㎜인 직사각형 구금으로부터, 단공 토출량 0.6g/분으로 방출한 사조를 냉각 고화한 후, 직사각형 이젝터에서 이젝터의 압력을 0.30MPa로 한 압축 공기에 의해 견인하여 연신하고, 이동하는 넷 상에 포집하여 공중합 폴리에스테르 장섬유를 포함하는 부직 섬유 웹을 얻었다. 얻어진 웹을, 상롤에 금속제로 물방울 무늬의 조각이 이루어진 접착 면적률 16％의 엠보싱 롤을 사용하고, 하롤에 금속제 플랫 롤로 구성되는 상하 한 쌍의 열 엠보싱 롤을 사용하여, 선압이 50N/㎝로, 열 접착 온도가 230℃인 온도에서 열 접착하여 단위 면적당 중량이 18g/㎡인 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 스펀본드 부직포에 대해서, 평가 결과를 표 1에 나타내었다.

〔실시예 2〕

함유 폴리에틸렌글리콜의 공중합량이 8중량％인 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 스펀본드 부직포에 대해서, 평가 결과를 표 1에 나타내었다.

〔비교예 1〕

함유 폴리에틸렌글리콜의 공중합량이 45중량％인 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 스펀본드 부직포에 대해서, 평가 결과를 표 1에 나타내었다.

〔비교예 2〕

함유 폴리에틸렌글리콜의 공중합량이 2중량％인 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 스펀본드 부직포에 대해서, 평가 결과를 표 1에 나타내었다.

실시예 1 및 2는, 우수한 촉감과, 높은 유연성을 갖는 결과였다.

한편, 비교예 1에 나타내는 바와 같이 폴리에틸렌글리콜의 공중합량이 너무 많은 경우에는, 유연성은 갖고 있지만, 부직포 표면이 끈적거려서 촉감이 현저하게 떨어진다는 문제가 발생하였다. 또한, 비교예 2에 도시하는 바와 같이, 공중합량이 너무 적을 경우에는 강연도가 높아지고, 시트가 딱딱하여 질감이 떨어지는 결과였다.

본 발명을 상세하게 또한 특정한 실시 양태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 여러가지 변경이나 수정을 가할 수 있음은 당업자에 있어서 명확하다. 본 출원은 2018년 1월 25일 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2018-010254), 2018년 9월 28일 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2018-183755)에 기초하는 것이고, 그의 내용은 본 명세서에 참조로서 도입된다.

Claims

폴리에스테르계 수지에 폴리에틸렌글리콜을 5중량％ 이상 40중량％ 이하 공중합한 공중합 폴리에스테르계 수지를 포함하는 단성분 섬유로 구성된 스펀본드 부직포로서, 상기 스펀본드 부직포의 ΔMR이 0.5％ 이상 15％ 이하인, 스펀본드 부직포.
제1항에 있어서, 폴리에스테르계 수지가 폴리에틸렌테레프탈레이트인, 스펀본드 부직포.