KR20230028580A - 멜트블로우 부직포 및 이를 포함하는 필터 - Google Patents

Abstract

섬유 직경이 다른 복수의 열가소성 수지 섬유를 포함하는 멜트블로우 부직포로서, 섬유 직경의 표준 편차가 1.2 이상이고, 또한 지합지수의 평균 섬유 직경에 대한 비가 33 미만인 멜트블로우 부직포.

Description

멜트블로우 부직포 및 이를 포함하는 필터

본 발명은 멜트블로우 부직포 및 이를 구비한 필터에 관한 것이다.

멜트블로우 부직포는 기체 및 액체를 비롯한 물질의 필터로서 널리 사용되고 있으며, 물질을 보다 많이, 보다 장기간 포집할 수 있도록, 필터 수명의 장기화가 요구되고 있다.

멜트블로우 부직포는 일정한 피치를 두고 설치된 복수의 멜트블로우용 노즐로부터 용융 폴리머를 토출하고, 토출된 용융 폴리머를 방사함으로써 제조된다. 노즐 구멍 직경은 통상 일정하지만, 출원인은 이전에, 소경의 노즐과 대경의 노즐을 특정의 개수비로 마련한 이공 직경 노즐을 제조하고, 이공 직경 노즐로 멜트블로우 부직포를 제조하면, 통상의 노즐로 제조한 경우보다 섬유 직경 분포가 넓은 멜트블로우 부직포가 되는 것을 확인했다(특허문헌 1). 섬유 직경 분포가 넓으면, 물질을 부직포의 표층뿐만 아니라 내부에서도 보다 균질하게 포집할 수 있어, 막힘이 일어나기 어렵고, 여과 수명이 긴 필터가 된다.

특허문헌 2에는 소공 직경의 노즐과 대공 직경의 노즐로서 특허문헌 1과는 다른 비율의 노즐 피스를 이용하여, 1㎛ 이하의 섬유 직경 적산빈도가 5% 이상, 10㎛ 이상의 섬유 직경 적산빈도가 0.1 내지 5%의 범위에 있는 멜트블로우 부직포를 제조하는 것이 기재되어 있다. 이 멜트블로우 부직포는 흡음 성능이 우수하다.

특허문헌 3은 2~20열의 다단 노즐로부터 배출된 복수의 필라멘트를 방사함으로써 제조된 폭넓은 섬유 직경을 갖는 고로프트의 부직 웹에 대해서 개시하고 있다.

특허문헌 4는 혼섬 부직포를 제조하는 방법에 있어서, 섬유군 A를 구성하는 수지와 섬유군 B를 구성하는 수지를, 각각 별도의 압출기로 용융함과 함께 별도의 방사공으로부터 토출하되, 섬유군 A의 토출 구멍으로부터의 중합체 단공 토출량을 작게 하고, 섬유군 B의 토출 구멍으로부터의 중합체 단공 토출량을 크게 설정함으로써, 원하는 단섬유 직경을 갖는 혼섬 부직포를 얻는 것에 대하여 개시하고 있다.

특허문헌 5는 부직포에 포함되는 열가소성 수지 섬유의 원료의 열가소성 수지에 폴리프로필렌 및 폴리프로필렌 왁스를 사용하여, 노즐 구멍 직경이 1종류인 노즐로 열가소성 수지 섬유의 섬유 직경이 2개인 피크를 갖는 부직포의 제조에 대해 개시하고 있다.

특허문헌 6은 평균 섬유 직경 0.8㎛ 이하, 1.0㎛ 이하의 섬유의 체적 비율이 40% 미만인 것을 특징으로 하는 부직포에 대해서 개시하고 있다. 부직포의 제조방법에 있어서, 방사 노즐당의 수지 토출량을 0.01g/분 이상으로 하고, 다이 부분의 폴리머 압력을 2.3MPa 이상이 되도록 다이 온도를 설정한다. 방사 노즐은 1종류이다.

<특허문헌 1> 특개평 11-131353 <특허문헌 2> 특개 2013-147771 <특허문헌 3> 특표 2020-505530 <특허문헌 4> 특개 2016-160542 <특허문헌 5> WO2017/142021 <특허문헌 6> WO2018/030057

이공 직경 노즐을 사용한 경우, 단일 직경 노즐을 사용한 경우보다 필터의 장수명화는 달성할 수 있지만, 노즐의 설계상의 제약으로부터, 제조할 수 있는 폴리머 섬유의 섬유 직경의 분포 범위가 한정된다. 예를 들면, 섬유를 가늘게 해 가면, 노즐의 소경의 구멍으로부터 수지가 나오기 어려워져, 가는 섬유가 끊어져, 폴리머 덩어리인 샷이 다수 발생하여, 부직포의 외관 및 품질이 저하될 수 있다. 한편, 섬유를 굵게 해 가면, 부직포 외관상에서 섬유의 밀집한 부분과 눈의 거친 부분으로 이루어지는 불균일, 즉 섬유의 조밀에 의한 불균일이 커져, 물성의 편차가 커지는, 굵은 섬유의 냉각 부족에 의한 샷이 발생하는 등, 부직포의 품질이 저하될 수 있다.

멜트블로우 부직포에 있어서의 섬유의 조밀에 의한 불균일을 억제하면서, 섬유 직경의 분포 범위를 더욱 넓힐 수 있으면, 물질의 포집 능력이 향상되어, 필터의 장수명화의 요구가 이루어진다.

본 발명의 목적은 섬유 직경의 분포 범위가 넓고, 또한 섬유의 조밀에 의한 불균일이 적은 멜트블로우 부직포를 제공하는 것에 있다.

이러한 상황 하에서, 본 발명자들은 예의 검토 한 결과, 섬유 직경이 다른 복수의 열가소성 수지 섬유를 포함하는 멜트블로우 부직포에서 섬유 직경의 표준 편차가 1.2 이상, 또한 지합지수의 평균 섬유 직경에 대한 비가 33 미만인 것에 의해 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하였다. 따라서, 본 발명은 이하에 기재된 실시예를 포함한다.

항 1. 섬유 직경이 다른 복수의 열가소성 수지 섬유를 포함하는 멜트블로우 부직포로서, 섬유 직경의 표준 편차가 1.2 이상이고, 또한 지합지수의 평균 섬유 직경에 대한 비가 33 미만인 멜트블로우 부직포.

항 2. 항 1에 있어서, 멜트블로우 부직포 중의 열가소성 수지 섬유 중, 평균 섬유 직경의 2.5배 이상의 섬유 직경을 갖는 열가소성 수지 섬유의 비율이 4% 이상인 것을 특징으로 하는 멜트블로우 부직포.

항 3. 멜트블로우 부직포 중의 열가소성 수지 섬유 중, 평균 섬유 직경의 0.75배 이하의 섬유 직경을 갖는 열가소성 수지 섬유의 비율이 46% 이상인, 항 1 또는 2에 기재된 멜트블로우 부직포.

항 4. 열가소성 수지 섬유의 평균 섬유 직경이 1㎛ 내지 50㎛인, 항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 멜트블로우 부직포.

항 5. 항 1 내지 항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 섬유의 수지 성분이 폴리올레핀, 폴리에스테르 및 폴리아미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1 종인 멜트블로우 부직포.

항 6. 항 5에 따른 용융 취입 부직포를 포함하는 필터.

본 발명에 의하면, 섬유 직경의 분포 범위가 넓고, 또한 섬유의 조밀에 의한 불균일이 적은 멜트블로우 부직포를 제공할 수 있다. 이러한 부직포는 압력이 가해져도 두께가 감소하기 어렵고, 물질의 여과 후에도 통기도가 감소하기 어렵다. 이 때문에, 이러한 부직포를 이용한 필터는 섬유 구조를 유지하는 능력이 높고, 장수명화가 기대된다.

도 1은 본 발명의 멜트블로우 부직포의 제조방법의 공정의 개략도이고,
도 2의 (A)는 도 1의 장치에서 노즐 3c 부분의 방사 노즐의 배열을 나타내는 부분 정면도이고, (B)는 노즐 (3c)의 부분 사시도이고, (C)는 도 2 (A)에 나타낸 노즐 (3c)의 X1-X1에서의 단면도이고,
도 3은 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 멜트블로우 부직포의 입자 여과 효율을 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명을 실시하기위한 실시 형태를 설명한다. 이하에 설명하는 실시형태는 본 발명의 대표적인 실시형태의 일례를 나타낸 것이며, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 섬유 직경이 다른 복수의 열가소성 수지 섬유를 포함하는 멜트블로우 부직포로서, 섬유 직경의 표준 편차가 1.2 이상이고, 지합지수의 평균 섬유 직경에 대한 비가 33 미만인 멜트블로우 부직포를 제공한다.

본 발명의 멜트블로우 부직포는 섬유 직경의 표준 편차가 1.2 이상이다. 섬유 직경의 표준 편차가 1.2 이상이면, 섬유 직경의 분포 범위가 크고, 보다 얇은 섬유와 보다 굵은 섬유가 혼재하게 된다. 필터로서 사용했을 때에 얇은 섬유로 높은 입자 포집 능력을 확보하고, 굵은 섬유로 여과 압력에 의한 압축을 억제할 수 있고, 두께 방향으로 보다 많은 입자를 포집할 수 있기 때문에, 필터 수명을 개선할 수 있다. 섬유 직경의 표준 편차가 1.2 미만이면, 부직포를 구성하는 섬유의 대부분을 일정한 한정된 범위의 섬유 직경의 섬유가 차지하게 된다. 미세 섬유에 편향하면 입자 포집 능력은 향상되지만, 여과 압력에 의해 섬유간의 간극이 파괴되어, 원래의 구조로 돌아가기 어려워지기 때문에, 막히기 쉬워진다. 또한 굵은 섬유에 치우치면 섬유의 조밀에 의한 불균일이 커져, 지합이 나빠, 입자 포집 능력이 부족하다.

본 발명에 있어서, 멜트블로우 부직포의 평균 섬유 직경 즉 멜트블로우 부직포를 구성하는 섬유의 평균 섬유 직경은 멜트블로우 부직포의 전자 현미경 사진에 있어서, 1 화상당 25개 정도의 섬유가 들어가는 배율로, 4장의 화상을 촬영하고, 임의로 선택한 합계 100개의 섬유를, 직경 0.1㎛ 정도까지 섬유 직경을 측정하고, 이들을 평균하여 구한다.

본 발명에 있어서, 섬유 직경의 표준 편차 u는, 전자 현미경 사진에 있어서, 100개의 섬유의 각 섬유의 섬유 직경 Xi와, 평균 섬유 직경 Xave를 산출하고, 이하의 식 1에 의해 구해지는 값이다.

<식 1>

n은 측정한 섬유의 총수(n=100), Xi는 각 섬유의 섬유 직경의 값, Xave는 평균 섬유 직경의 값이다.

본 발명의 멜트블로우 부직포는 멜트블로우 부직포 중의 열가소성 수지 섬유 중, 평균 섬유 직경의 2.5배 이상의 섬유 직경을 갖는 열가소성 수지 섬유의 비율이 4% 이상이다.

멜트블로우 부직포 중의 열가소성 수지 섬유 중, 평균 섬유 직경의 2.5배 이상의 섬유 직경을 갖는 열가소성 수지 섬유의 비율은 멜트블로우 부직포의 전자 현미경 사진으로부터 임의로 섬유 100개를 선택하고, 각 섬유의 섬유 직경을 직경 0.1㎛ 오더까지 측정하여, 100개의 섬유의 평균 섬유 직경을 산출함과 함께, 평균 섬유 직경의 2.5배 이상의 섬유 직경을 갖는 열가소성 수지 섬유의 개수를 100으로 나누고 100을 곱한 값이다.

평균 섬유 직경의 2.5배 이상의 섬유 직경을 갖는 열가소성 수지 섬유의 비율이 4% 이상이면, 비교적 평균 섬유 직경이 큰 섬유가 멜트블로우 부직포 중에 존재하게 되어, 멜트블로우 부직포의 섬유간의 간극이 확보되어 통기성이 증대함과 함께, 내압축성이 향상된다.

평균 섬유 직경이 큰 열가소성 수지 섬유의 비율의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 일부 실시 형태에서는 멜트블로우 부직포의 섬유의 조밀에 의한 불균일의 저감과, 입자 포집 효율의 점에서, 평균 섬유 직경의 5배 이상의 섬유 직경을 갖는 열가소성 수지 섬유의 비율의 상한은 멜트블로우 부직포의 섬유의 조밀에 의한 불균일의 저감과, 입자 포집 효율의 관점에서, 20% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 평균 섬유 직경의 5배 이상의 섬유 직경을 갖는 열가소성 수지 섬유의 비율은 전자 현미경을 이용하여 부직포의 표면을 촬영한 사진으로부터 임의로 섬유 100개(n=100)를 선택하여, 선택한 섬유의 직경을 측정하고, 섬유 직경이 평균 섬유 직경의 5배 이상인 섬유의 개수/측정한 섬유의 전체 개수(n=100)×100으로 표시되는 값으로 한다.

본 발명의 멜트블로우 부직포는 바람직하게는 멜트블로우 부직포 중의 열가소성 수지 섬유 중, 평균 섬유 직경의 0.75배 이하의 섬유 직경을 갖는 열가소성 수지 섬유의 비율이 46% 이상이다.

멜트블로우 부직포 중의 열가소성 수지 섬유 중, 평균 섬유 직경의 0.75배 이하의 섬유 직경을 갖는 열가소성 수지 섬유의 비율은 멜트블로우 부직포의 전자 현미경 사진으로부터 임의로 섬유 100개를 선택하고, 각 섬유의 섬유 직경을 직경 0.1㎛ 오더까지 측정하여, 100개의 섬유의 평균 섬유 직경을 산출함과 함께, 평균 섬유 직경의 0.75배 이하의 섬유 직경을 갖는 열가소성 수지 섬유의 개수를 100으로 나누고 100을 곱한 값이다.

평균 섬유 직경의 0.75배 이하의 섬유 직경을 갖는 열가소성 수지 섬유의 비율이 46% 이상이면, 비교적 평균 섬유 직경이 작은 섬유가 멜트블로우 부직포 중에 큰 비율로 존재하게 되어, 멜트블로우 부직포의 섬유의 조밀에 의한 불균일이 저감되고, 입자 포집 효율이 양호해진다.

이러한 본 발명의 멜트블로우 부직포는 섬유 직경의 분포 범위가 넓고, 또한 섬유의 조밀에 의한 불균일이 적다. 이러한 부직포는 압력이 가해져도 두께가 감소하기 어렵고, 여과 대상의 물질(이하, 여과 대상의 물질을 단순히 「물질」이라고 칭하는 경우가 있다)의 여과 후에도 통기도가 감소하기 어렵다. 이 때문에, 이러한 부직포를 이용한 필터는 섬유 구조를 유지하는 능력이 높고, 고도의 여과 성능 및 장수명화가 기대된다.

본 발명의 멜트블로우 부직포는 지합지수의 평균 섬유 직경에 대한 비가 33 미만이다. 지합지수의 평균 섬유 직경에 대한 비가 33 미만이면, 섬유의 조밀에 의한 불균일이 적기 때문에 지합이 보다 균일해져, 안정된 높은 포집 능력을 기대할 수 있다. 지합지수의 평균 섬유 직경에 대한 비가 33 이상이면, 섬유의 조밀에 의한 불균일이 크고, 섬유간의 간극이 큰 부분이 있기 때문에 입자 포집 효율이 안정되지 않아 바람직하지 않다.

부직포의 지합지수는 미세 단위 면적당의 목부의 지표이며, 섬유 배향의 균일성을 나타내는 지수이다. 부직포의 지합지수는 시료에 투과광을 대고, 화상의 농담의 분포를 이용하여 산출할 수 있다. 지합지수가 작을수록 균일성이 높음을 나타낸다. 또한, 지합지수가 작을수록 부직포에 의한 물질의 포집 능력이 높다. 구체적으로는 측정에 투과식 지합계(노무라 상사 주식회사 제조 FMT-M III)를 이용하여, 샘플을 세팅하지 않은 상태에서, 광원 점등시/소등시의 투과 광량을 CCD 카메라로 각각 측정한다. 이어서 A4 사이즈로 절단한 부직포를 세팅한 상태에서 마찬가지로 투과 광량을 측정하고, 평균 투과율, 평균 흡광도, 표준 편차를 구한다. 지합지수는 표준 편차 ÷평균 흡광도 × 1000으로 구할 수 있다.

본 발명의 멜트블로우 부직포의 평균 섬유 직경에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 유체 필터의 용도 및 내압축성의 관점에서, 1~50㎛인 것이 바람직하다. 일부 실시예에서, 평균 섬유 직경은 1 내지 40㎛이다. 다른 일부 실시예에서, 평균 섬유 직경은 1 내지 10㎛이다.

본 발명의 멜트블로우 부직포의 목부에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 평균 목부의 범위는, 바람직하게는 5~150g/m²이고, 보다 바람직하게는 20~100g/m²이며, 더욱 바람직하게는 40~90g/m² 이다. 강도의 향상(강도가 향상하면 필터로의 가공이 쉬워진다)의 관점, 및 필터화시에, 강성이 지나치게 높지 않도록 억제하고, 타재와의 밀착성을 향상시켜 보다 균일한 적층을 실시한다는 관점(보다 균일한 적층은 효과적인 여과 성능으로 이어진다)으로부터, 멜트블로우 부직포의 평균 마감을 상기 범위로 하는 것이 바람직하다. 목부가 바람직하게는 40g/㎡ 이상, 보다 바람직하게는 45g/㎡ 이상이면, 33 미만의 지합지수의 평균 섬유 직경에 대한 비의 달성이 보다 용이하다.

바람직한 멜트블로우 부직포의 일부 실시예에서, 평균 섬유 직경이 1 내지 10 ㎛ 인 경우, 가중치는 60 g/㎡ 이상이다. 바람직한 멜트블로우 부직포의 일부 실시예에서, 평균 섬유 직경이 1 내지 5 ㎛ 인 경우, 가중치는 60 g/㎡ 이상이다. 바람직한 멜트블로우 부직포의 일부 실시예에서, 평균 섬유 직경이 5 내지 10 ㎛ 인 경우, 가중치는 80 g/㎡ 이상이다.

본 발명의 멜트블로우 부직포의 두께에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 1장의 멜트블로우 부직포당, 평균 두께로 바람직하게는 0.01 내지 10mm이고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5mm이다.

본 발명의 멜트블로우 부직포의 통기도에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 100mm×100mm의 멜트블로우 부직포 시험편에 대하여, JIS L1096에 따라 프라질형 시험기에 의해 측정한 값이, 1~1700cm³/cm²/초인 것이 바람직하고, 10 내지 800㎤/㎠/초가 보다 바람직하다. 여과시의 압력 저항의 상승을 억제하고, 소정의 강도의 부직포를 얻는 관점에서, 멜트블로우 부직포의 통기도를 상기 범위로 하는 것이 바람직하다.

일부 실시 형태에서는 열가소성 수지 섬유의 평균 섬유 직경이 5㎛ 이상이고, 멜트블로우 부직포의 통기도가 50㎤/㎠/초 이상이다. 또 다른 일부 실시예에서, 열가소성 수지 섬유의 평균 섬유 직경은 5㎛ 내지 50㎛이고, 멜트블로우 부직포의 통기도는 50cm³/cm²/초 내지 400cm³/cm²/초다. 다른 일부 실시예에서, 열가소성 수지 섬유의 평균 섬유 직경은 1㎛ 이상 5㎛ 미만이고 멜트블로우 부직포의 통기도는 1 내지 50cm³/cm²/초다.

본 발명의 멜트블로우 부직포의 샷에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 1m²의 멜트블로우 부직포에 대하여, 직경 0.5mm 이상의 투명반(수지괴)이 3개/m² 이하, 바람직하게는 1개/m² 이하로 있다. 멜트블로우 부직포 중에 샷이 존재하면, 샷 주변부의 최대 구멍 직경이 커져, 여과 성능이 저하된다.

본 발명의 멜트블로우 부직포의 파열 강도에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 평균 섬유 직경이 1~5㎛인 경우, 100kPa 이상, 보다 바람직하게는 150kPa 이상, 보다 바람직하게는 160kPa 이상, 보다 바람직하게는 170kPa 이상이며, 평균 섬유 직경이 5~50㎛인 경우, 150kPa 이상, 보다 바람직하게는 190kPa이다. 멜트블로우 부직포에 섬유의 조밀 불균일이 있으면, 필터로서 사용했을 경우에 여과 매체의 압력 내성이 저하되어, 파막해 버릴 가능성이 있다. 파열 강도의 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 멜트블로우 부직포의 가공성 저하가 우려되기 때문에, 통상 1000kPa 이하인 것이 바람직하고, 500KPa 이하인 것이 보다 바람직하다. 멜트블로우 부직포의 파열 강도는 JIS P8112:2008에 준거하여, 주식회사 도요세이키제 뮤렌 파열 시험기 M2-LD를 이용하여 3회 행한 시험으로 측정한 값의 평균치로 한다.

파열 강도는 목부가 높아질수록 향상되기 때문에, 특별히 한정되지 않지만, 파열 강도/목부는 2 이상, 보다 바람직하게는 2.2 이상이다.

멜트블로우 부직포의 세공 직경은 섬유 사이의 간극이며, 섬유 직경, 섬유 직경 분포, 목부, 두께 등에 의해 조정할 수 있고, 필터로서 사용한 경우, 포집하고 싶은 물질의 입자 직경에 의해 바람직한 기공 직경은 달라진다. 일반적으로, 입자 포집 능력의 관점에서는 최대 세공 직경, 최소 세공 직경, 평균 세공 직경이 작을수록 바람직하고, 필터 수명의 관점에서는 세공 직경이 큰 것이 바람직하다. 세공 직경(최대 세공 직경, 최소 세공 직경, 평균 세공 직경)은 버블 포인트법(ASTM F316-86, JIS K3832)에 의해 측정한다. 평균 세공 직경은 입자 포집 능력, 수명의 점에서 5~50㎛의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

초기 통수속도는 입자 등을 포함하는 여액을 여과하지 않은 초기 상태에서 1시간 동안 단위 면적당 멜트블로우 부직포를 통과할 수 있는 순수의 양을 나타낸다. 이 값은 멜트블로우 부직포를 알코올 치환 후, 일정량의 순수가 자중에 의해 멜트블로우 부직포를 통과하는 시간을 측정함으로써 구해진다. 초기 통수속도의 속도는 필터로서의 여과 속도의 지표가 되고, 초기 통수속도가 빠를수록, 필터의 초기의 여과 처리량이 많아진다. 본 발명의 멜트블로우 부직포의 초기 통수 수속도는 특별히 한정되지 않지만, 600mL/㎠/h 이상인 것이 바람직하고, 650mL/㎠/h 이상인 것이 보다 바람직하고, 680mL/㎠/h 이상으로 존재하는 것이 더 바람직하다. 본 발명의 실시형태의 멜트블로우 부직포는 목부의 높이에 비해 초기 통수속도가 높지만, 이것은 섬유의 조밀에 의한 불균일이 적기 때문이라고 생각된다.

통수속도 반감 퇴적 입자량은 입자 등을 포함하는 여액을 여과하는 과정에 있어서, 통수속도가 반감하는 시점에서의 멜트블로우 부직포가 포집한 입자량이며, 멜트블로우 부직포의 막힘의 지표가 된다. 일반적으로, 필터는 통수량이 일정 레벨까지 저감한 경우에 교환이 필요하고, 교환까지의 여과량이 많을수록 필터 수명이 길다고 평가할 수 있다. 퇴적 입자량은 40g/㎡ 이상이 바람직하고, 50g/㎡ 이상이 보다 바람직하다.

여과 효율 평가(0-100%)는 멜트블로우 부직포에 의해 입자 등을 포함하는 여액을 여과했을 때에 입자를 포집할 수 있는 효율이며, 높을수록 바람직하다. 일반적으로, 여과 효율은 여과 입자 직경이 작을수록 저하되고, 또한 멜트블로우 부직포의 평균 세공 직경이 작아질수록 향상된다.

본 발명에 따른 필터용 멜트블로우 부직포를 구성하는 중합체는 멜트블로우 가능한 열가소성 수지이면 특별히 한정되지 않는다. 멜트블로우 부직포를 구성하는 중합체로서는 예를 들면 폴리올레핀(예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등, 바람직하게는 폴리프로필렌 등), 폴리에스테르, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아미드 등을 들 수 있다. 이들 열가소성 수지는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 2종 이상의 열가소성 수지를 조합하여 사용하는 경우, 그 배합비는 한정되지 않는다. 본 발명에 있어서, 어느 열가소성 수지를 주체로 구성된 멜트블로우 부직포란 당해 열가소성 수지를 주성분으로서 포함하는 멜트블로우 부직포라고 부를 수도 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 어느 열가소성 수지를 주체로 구성된 멜트블로우 부직포란 주요 원료로서 열가소성 수지를 사용하여 얻어진 멜트블로우 부직포를 의미하고, 해당 열가소성 수지만을 사용하여 얻어진다. 멜트블로우 부직포뿐만 아니라, 예를 들면, 해당 열가소성 수지를 원료의 50 질량 % 이상, 70 질량 % 이상, 90 질량 % 이상, 95 질량 % 이상, 99 질량 % 이상 등의 비율로 사용하여 얻어진 멜트블로우 부직포도 포함된다. 본 발명에 있어서의 멜트블로우 부직포에 있어서는 폴리올레핀, 폴리에스테르가 바람직하고, 폴리올레핀이 특히 바람직하다.

상기 폴리올레핀으로서는 프로필렌, 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐, 4-메틸-1-펜텐 등의 α-올레핀의 단독 중합체 및 이들 α-올레핀의 2종류 이상의 랜덤 또는 블록 공중합체를 들 수 있고, 폴리 프로필렌이 바람직하다. 본 발명에 있어서 부직포의 원료로서 폴리프로필렌을 사용하는 경우, 그 용융 유속(MFR)은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 5 내지 2,500g/10분의 용융 유속(MFR)을 갖는 폴리프로필렌이 바람직하다. MFR이 5g/10분 미만인 폴리프로필렌을 사용한 경우, 용융 혼련 온도 및 토출 온도를 비교적 높게 할 필요가 있고, 폴리프로필렌 유래의 탄화물이 발생할 우려가 있다. 또한, MFR이 2,500g/10분을 초과하면, 부직포의 신도가 저하되어 취약해져 버린다. 본 발명에 있어서 원료로서 폴리프로필렌을 사용하는 경우, MFR이 10~2,000g/10분이 바람직하고, 15~100g/10분이 보다 바람직하다. 폴리프로필렌의 MFR은 JIS K7210에 기초하여 하중 2.16kg 및 온도 230℃에서 측정할 수 있다.

본 발명에 있어서 원료로서 폴리프로필렌을 사용하는 경우, 당해 폴리프로필렌의 중량 평균 분자량(Mw)은 특별히 한정되지 않지만, 1×10⁴ ~5×10⁵ 가 바람직하고, 5×10⁴ ~3×10⁵ 가 보다 바람직하다. 폴리프로필렌의 분자량 분포[중량 평균 분자량(Mw)/수 평균 분자량(Mn)]도 특별히 한정되지 않지만, 1.1~10이 바람직하고, 1.5~8이 보다 바람직하고, 2~6이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서 원료로서 폴리프로필렌을 사용하는 실시형태에 있어서, 폴리프로필렌으로서는 프로필렌 단독 중합체를 사용할 수 있고, 과반중합 비율의 프로필렌과 다른 α-올레핀(예를 들면, 에틸렌, 부텐, 헥센, 4-메틸펜텐, 옥텐 등), 불포화 카르복실산 또는 그 유도체 (예를 들면, 아크릴산, 말레산 무수물 등), 방향족 비닐 단량체 (예를 들면, 스티렌 등) 등과의 랜덤, 블록 또는 그래프트 공중합체를 사용하여도 좋다. 본 발명에 있어서, 이들 폴리프로필렌을 단독으로 사용해도 되고, 복수 종류의 폴리프로필렌의 혼합물로서 사용해도 되고, 폴리프로필렌 이외의 열가소성 수지(예를 들면, 폴리올레핀 등)와의 혼합물로서 사용할 수도 있다.

본 발명에 있어서 원료로서 폴리에스테르를 사용하는 실시형태에 있어서, 폴리에스테르로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 등을 들 수 있고, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등이 바람직하다.

본 발명에 있어서 원료로서 폴리아미드를 사용하는 실시형태에 있어서, 폴리아미드로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 폴리아미드 3(나일론 3)(등록상표), 폴리아미드 4(나일론 4)(등록상표), 폴리아미드 6(나일론 6)(등록상표), 폴리아미드 6-6(나일론 6-6)(등록상표), 폴리아미드 12(나일론 12)(등록상표) 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 열가소성 수지에는 본 발명의 효과가 얻어지는 범위에 있어서 결정핵제, 광택제, 안료, 곰팡이 방지제, 항균제, 난연제, 친수제, 광안정제, 유동성 향상제 등을 첨가해도 된다.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서의 멜트블로우 부직포의 제조방법을 도면을 참조하여 설명하지만, 당해 제조방법은 하기에 한정되지 않는다. 도 1은 본 발명의 멜트블로우 부직포의 제조 장치의 일례를 나타낸다. 이 제조 장치는 원료를 투입하는 호퍼(1a)와, 원료를 용융 혼련하는 압출기(1b)와, 압출기(1b)로부터 압출된 용융 폴리머를 하류로 보내는 정량 펌프(2)와, 용융 폴리머를 섬유상으로 수평 방향으로 토출하는 다이(3a)와, 다이(3a)로부터 용융 폴리머와 함께 배출되는 고온 고속 에어용의 온도 조정 히터(3b)와, 다이 선단에 설치된 방사 노즐(3c)과, 다이(3a)의 근방에 설치된 섬유 포집용 컬렉터 (4a), 콜렉터 (4a) (및 콜렉터 (4a)에 의해 포집된 섬유상 용융 중합체 (5a)를 흡인하기위한 흡입 송풍기 (4b), 다이로부터 토출된 섬유상 용융 중합체 (5a) 및 섬유상 용융 폴리머(5a)가 콜렉터(4a) 상에서 냉각 고화되어 이루어지는 멜트블로우 부직포(5b)와, 멜트블로우 부직포(5b)를 권취하는 권취기(6)로 이루어진다.

도 2의 (A)는 도 1의 장치에 있어서의 노즐(3c) 부분의 방사 노즐의 배열을 나타내는 부분 정면도이다. 도 2의 (B)는 노즐 (3c)의 부분 사시도이다. 또한, 도 2 (C)는 도 2 (A)에 나타낸 노즐 (3c)의 X1-X1에서의 단면도이다. 도 2의 (A)에 나타내는 실시형태에 있어서, 다이(3a)에 있어서의 방사 노즐(3c)의 노즐 구멍(3d)은 구멍 직경 D1의 노즐 구멍(3d1)과, 2개의 노즐 구멍(3d1) 사이에 설치된, 노즐 구멍(3d1)의 구멍 직경 D1보다 선단에 있어서의 구멍 직경이 작은 노즐 구멍(3d2)으로 이루어진다. 도 2(C)에 있어서, 노즐 구멍(3d1)의 길이를 L1, 직경 즉 구멍 직경을 D1로 하면, 방사 노즐(3c)로부터의 용융 폴리머의 토출 유량을 균등하게 하기 위해, 방사 노즐 구멍(3d1)의 길이 L1과 직경 D1과의 비 L1/D1은 바람직하게는 3 이상이고, 보다 바람직하게는 6 이상이다. 도 2의 (C)의 실시예에서, 노즐 구멍(3d1)의 구멍 직경(D1)은 길이 방향을 따라 일정하다. 토출된 상기 중합체의 섬유의 얽힘을 방지하면서 효율적으로 멜트블로우 부직포를 얻기 위해, 방사 노즐 구멍(3d)의 밀도는 인치당 3~40개가 바람직하고, 5~35개가 보다 바람직하다.

2 개의 노즐 구멍 (3d1) 사이에는 n 개의 열의 노즐 구멍 (3d2)을 설치할 수 있고, n은 2~4의 범위 인 것이 바람직하다 (도면에서는 n은 3이다). 노즐 구멍(3d)의 중심간 거리, 소위 피치 간격은 인접하는 구멍 직경끼리 3d1-3d2 사이 및 3d2-3d2 사이에서 동일하다.

소경의 노즐 구멍(3d2)의 길이 L2는 대경의 노즐 구멍(3d1)의 길이 L1과 동일해도 되고, 상이해도 되지만, 동일한 것이 바람직하다. 소경의 노즐 구멍(3d2)의 구멍 직경(D2)은 선단과 기단에서 다르고, 선단의 구멍 직경(D2d)이 기단의 구멍 직경(D2p)보다 작아지도록 구성되어 있다. 대경의 노즐 구멍 (3d1)의 길이 L1 및 소경의 노즐 구멍 (3d2)의 길이 L2는 바람직하게는 각각 0.3~20mm, 보다 바람직하게는 3~10mm이다.

노즐 구멍 (3d1, 3d2)의 D1, D2 (D2d, D2p)는 바람직하게는 0.1~2.0mm이며, 노즐 구멍 (3d1)의 구멍 직경 D1의 노즐 (3d2)의 선단의 구멍 직경 D2d에 대한 비 R (D1/D2d)는 예를 들면 1.3~2.0의 범위이다. 공경비 R이 1.3 이상이면, 섬유 직경 분포가 넓어지고, 공경비 R이 2.0 이하이면, 공경의 대소차에 기초한 수지의 토출 밸런스가 유지되어, 안정된 방사 상태를 얻을 수 있다. 예를 들면, 노즐 구멍 (3d1)의 구멍 직경 D1은 0.20~1.20mm이고, 노즐 구멍 (3d2)의 선단의 구멍 직경 D2d는 0.10~0.80mm이다.

본원에서는 방사 노즐(3c)의 소경의 노즐 구멍(3d2)의 직경이 작아도 수지가 나오기 어려워지는 것을 방지 또는 억제하고, 섬유 직경의 분포 범위를 넓히기 위해, 대경의 노즐 구멍(3d1)의 선단에 가해지는 압력과 소경의 노즐 구멍 (3d2)의 선단에 가해지는 압력을 종래보다 가깝게 하고 있다. 유체 역학의 당업자에 의해 용이하게 이해되는 바와 같이, 이러한 압력은 노즐 구멍 (3d2)의 길이 방향의 팁보다 기단부에서 작은 직경의 노즐 구멍 (3d2)의 단면적을 증가시키도록 노즐 구멍(3d2)을 설계하여 충족된다.

보다 바람직하게는, 대경의 노즐 구멍(3d1)의 선단에 가해지는 압력과, 소경의 노즐 구멍(3d2)의 선단에 가해지는 압력이 실질적으로 동일하다. 즉, 소경의 노즐 구멍(3d2)의 선단으로부터 토출되는 용융 폴리머의 단위 면적당 유량과, 대직경의 노즐 구멍(3d1)의 선단으로부터 토출되는 용융 폴리머의 단위 면적당 유량이 실질적으로 동일하다. 여기서, 압력이 실질적으로 동일하다는 것은 압력이 동일하거나 비교되는 두 압력의 차이가 ±30% 이내의 범위 내에 있음을 의미한다.

일부 실시예에서, 작은 직경의 노즐 구멍 (3d2)은 종 방향으로 기단부와 선단부 사이의 단면적이 1 단계 또는 복수 단으로 작아 지므로, 노즐 구멍 (3d2)의 구멍 직경 (D2)도 기단부의 구멍 직경 (D2p)으로부터 팁의 구멍 직경 D2d까지 단계적으로 감소한다. 예를 들면, 2단계의 경우는 L2=L21+L22가 되고, L21에 대한 구멍 직경은 D2p로 일정하고, L22에 대한 구멍 직경은 D2d로 일정해진다. 다른 일부 실시예에서, 작은 직경의 노즐 구멍 (3d2)은 종 방향으로 기단부와 팁 사이에서 연속적으로 단면적이 작아지므로, 노즐 구멍 (3d2)의 구멍 직경 (D2)도 기단부의 구멍 직경 (D2p)으로부터 팁의 구멍 직경 D2d까지 연속적으로 감소한다. 후자의 구성은, 노즐 구멍(3d2)을 구획 형성하는 벽을, 기단으로부터 선단까지, 또는 기단과 선단 사이의 위치로부터 선단까지, 테이퍼 형상으로 좁게 함으로써 달성할 수 있다.

구멍 직경 D2p의 D1에 대한 비 R2 (D1/D2p)는 예를 들면 0.3~0.95이다.

본 발명의 멜트블로우 부직포는 폴리머를 용융 혼련하는 공정, 용융 폴리머를 방사 노즐로부터 토출하고, 다른 노즐로부터 가열 공기를 분출하여 폴리머의 섬유를 형성하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 상기에서 설명한 장치를 참조하여 설명하면, 멜트블로우 부직포를 제조하는 경우, 상기 방사 노즐(3c)로부터 토출된 섬유상의 용융 폴리머(5a)를 공기 노즐로부터 분출하는 가열 공기에 의해 연신하고, 필요할 경우에는 추가 공정을 수행하여 멜트블로우 부직포를 얻는 것이 가능하다. 얻어진 멜트블로우 부직포에 대하여, 필요에 따라 캘린더 처리, 대전 처리, 친수화 처리 등을 실시해도 된다.

　(1) 용융 혼련 공정

상기 중합체의 용융 혼련 온도는 (상기 중합체의 융점 +50℃내지 (상기 중합체의 융점 +300℃가 바람직하다. 폴리프로필렌의 경우, 용융 혼련 온도는 210~460℃가 바람직하고, 230~420℃가 보다 바람직하다.

(2) 섬유 형성 공정

용융 중합체를 다수의 방사 노즐 (3c)로부터 토출하고, 노즐로부터 가열 공기를 분출하여 상기 중합체의 섬유를 형성한다. 다이 (3a) 및 가열 공기의 온도는 (상기 중합체의 융점) ~ (상기 중합체의 융점 + 200 ℃인 것이 바람직하다. 폴리프로필렌의 경우, 다이(3a) 및 가열 공기의 온도는 160~360℃가 바람직하고, 190~330℃가 보다 바람직하다. 폴리머가 방사 노즐(3c)로부터 토출한 직후에 급속하게 고화되어 버리는 것을 억제하고, 또한 형성된 폴리머 섬유의 융착을 억제하여, 섬유 직경의 편차를 억제하는 관점에서, 상기 온도 범위가 바람직하다.

폴리머 섬유를 형성하기 위해, 방사 노즐 3c 당의 용융 폴리머의 토출량은 0.1~2g/분/홀 이하가 바람직하고, 0.5~1g/분/홀 이하가 보다 바람직하다. 섬유화하기에 충분한 토출 압력을 얻을 수 있고, 과잉의 토출 압력으로 노즐을 파손하는 것을 피하는 관점에서, 상기 방사 노즐(3c)당의 용융 폴리머의 토출량은 상기 범위가 바람직하다.

방사 노즐의 폭당 가열 공기의 분출량은 5~50Nm³/분/m이 바람직하고, 10~40Nm³/분/m이 보다 바람직하다.

본 발명의 멜트블로우 부직포는 섬유 직경의 분포 범위가 넓고, 또한 섬유의 조밀에 의한 불균일이 적다. 따라서, 본 발명의 멜트블로우 부직포 및 그 적층체는 유체 필터용 필터 재료로서 유용하다. 유체는 기체 및 액체를 포함한다. 본 발명의 멜트블로우 부직포 및 그 적층체는 특히 액체 필터용 필터 재료로서 유용하다.

또한, 본 발명은 당해 적층체를 구비하는 유체용 필터를 제공한다. 본 발명에 관한 멜트블로우 부직포는 상기 성능을 갖기 때문에, 필터재를 구성하는 멜트블로우 부직포로서 상기 본 발명의 멜트블로우 부직포만을 사용한 경우라도, 섬유 직경의 분포 범위가 넓고, 또한 섬유 불균일이 적고, 따라서, 물질의 포집 능력이 높고 수명이 긴 유체용 필터를 얻을 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 여과의 목적 등에 따라, 필터재를 구성하는 멜트블로우 부직포로서, 본 발명의 멜트블로우 부직포에, 그 밖의 멜트블로우 부직포를 조합하여 사용해도 되고, 이러한 멜트블로우 부직포의 조합을 포함하는 라미네이트를 포함하는 액체 필터도 본 발명의 액체 필터에 포함된다. 따라서, 본 발명에 있어서, 「멜트블로우 부직포를 적층하여 이루어지는 액체 필터용의 적층체」에는 멜트블로우 부직포만을 적층하여 이루어지는 액체 필터용의 적층체뿐만 아니라, 적층체의 적어도 1층(바람직하게는 적층체를 구성하는 멜트블로우 부직포의 매수의 절반 이상)에 멜트블로우 부직포를 사용하고 있는 것이면, 멜트블로우 부직포 이외의 멜트블로우 부직포를 포함하는 적층체도 포함된다.

이상, 본 발명의 멜트블로우 부직포 및 그 제조방법을 바람직한 실시 형태를 들어 설명했지만, 본 발명은 상기 특정 실시 형태에 한정되지 않는다.

이하의 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예>

1. 멜트블로우 부직포 제조

실시예 1

멜트블로우 제조 장치의 원료 호퍼에 MFR40의 호모폴리프로필렌 수지(중량 평균 분자량 1.7×10⁵. 이하의 실시예, 비교예에서도 동일)를 투입하고, 용융 혼련 온도를 375℃로 하였다. 다이와 컬렉터의 간격 250mm에서, 290℃의 가열 압축 공기 13Nm³/min/m과 함께, 도 2에 나타내는 노즐(3d1:3d2=1:3, D1=0.6mm, D2d=0.4mm, D2p=0 .8mm, L1=L2=8.0mm, 이하의 실시예에서도 동일)로부터 수지를 대기 중에 토출하고, 흡인량 394Nm³/min/m의 콜렉터 상에 섬유상 수지를 연속적으로 포집시켜, 콜렉터의 회전 속도를 적당하게 조절하여, 목부 61g/m², 두께가 0.91mm, 통기도 12cm³/cm²/s, 섬유 직경 1.9㎛, 지합지수 46의 멜트블로우 부직포를 얻었다.

실시예 2

멜트블로우 제조 장치의 원료 호퍼에 MFR40의 호모폴리프로필렌 수지를 투입하고, 용융 혼련 온도를 375℃로 하였다. 다이와 컬렉터의 간격 300mm에서, 290℃의 가열 압축 공기 15Nm³/min/m과 함께, 실시예 1과 동일한 노즐로부터 수지를 대기 중에 토출하고, 흡인량 217Nm³/min/m의 콜렉터 상에 섬유상의 수지를 연속적으로 포집시켜, 컬렉터의 회전 속도를 적당하게 조절하여, 목부 82g/m², 두께가 1.33mm, 통기도 18cm³/cm²/s, 섬유 직경 2.5㎛, 지합지수 53의 멜트블로우 부직포를 얻었다.

실시예 3

멜트블로우 제조 장치의 원료 호퍼에 MFR40의 호모폴리프로필렌 수지를 투입하고, 용융 혼련 온도를 365℃로 하였다. 다이와 컬렉터의 간격 500mm에서, 290℃의 가열 압축 공기 22Nm³/min/m과 함께, 실시예 1과 동일한 노즐로부터 수지를 대기 중에 토출하고, 흡인량 197Nm³/min/m의 콜렉터 상에 섬유상의 수지를 연속적으로 포집시켜, 콜렉터의 회전 속도를 적당하게 조절하여, 목부 82g/m², 두께가 1.13mm, 통기도 65cm³/cm²/s, 섬유 직경 6.5㎛, 지합지수 117의 멜트블로우 부직포를 얻었다.

비교예 1

멜트블로우 제조 장치의 원료 호퍼에 MFR40의 호모폴리프로필렌 수지를 투입하고, 용융 혼련 온도를 414℃로 하였다. 다이와 컬렉터의 간격 200mm에서, 290℃의 가열 압축 공기 29Nm³/min/m과 함께, 단일 구멍 직경 노즐(D=0.4mm, L=4.0mm)로부터 수지를 대기 중에 토출, 흡인량 327Nm³/min/m의 콜렉터 상에 섬유상 수지를 연속적으로 포집시키고, 콜렉터의 회전 속도를 적당하게 조절하여, 목부 60g/m², 두께가 1.10mm, 통기도 10cm³/cm²/s, 섬유 직경 1.6㎛, 지합지수 61의 멜트블로우 부직포를 얻었다.

비교예 2

멜트블로우 제조 장치의 원료 호퍼에 MFR40의 호모폴리프로필렌 수지를 투입하고, 용융 혼련 온도를 408℃로 하였다. 다이와 컬렉터의 간격 160mm에서, 290℃의 가열 압축 공기 29Nm³/min/m과 함께, 이공 직경 노즐(3d1:3d2=1:3, D1=0.6mm, D2=0.4mm, L1=L2=6.0mm)로부터 수지를 대기 중에 토출하고, 흡인량 327Nm³/min/m의 콜렉터 상에 섬유상의 수지를 연속적으로 포집시키고, 콜렉터의 회전 속도를 적당하게 조절하여, 목부 60g/m², 두께가 1.01㎜, 통기도 12 cm³/cm²/s, 섬유 직경 1.3㎛, 지합지수 57의 멜트블로우 부직포를 얻었다.

각종 물성치의 측정 및 평가

다음으로, 얻어진 실시예 1-3, 비교예 1-2의 멜트블로우 부직포의 각 물성값을 하기와 같이 측정, 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(1) 평균 목부

평균 목부는 100mm×100mm의 10장의 멜트블로우 부직포 시험편에 대하여, 온도 23℃및 습도 50%에 있어서의 수분 평형 상태의 질량(g)을 측정하고, 평균함으로써 구하였다.

(2) 두께

100mm×100mm의 멜트블로우 부직포 시험편에 대해 직경 2.5cm, 하중 7g/cm²의 측정자를 붙인 리니어 게이지에 의해 시험편의 중심에 해당하는 중앙 부분의 두께를 측정하고, 10장의 측정값을 평균함으로써 구했다.

(3) 통기도

통기도는 100mm×100mm의 10장의 멜트블로우 부직포 시험편에 대하여, JIS L1096에 따라 프라질형 시험기에 의해 측정하고, 평균함으로써 구하였다.

(4) 평균 섬유 직경

평균 섬유 직경은 전자 현미경 사진으로 1 화상당 25개 정도의 섬유가 들어가는 배율로, 4장의 화상을 촬영하고, 합계 100개의 섬유를, 직경 0.1㎛ 오더까지 섬유 직경을 측정하고, 그들을 평균하여 구했다.

섬유 직경 비율은 섬유 총수에 대한 특정 섬유 직경을 갖는 섬유의 수의 비율을 백분율로 나타낸 것이다.

(5) 지합지수

지합지수는 A4 사이즈의 3장의 멜트블로우 부직포 시험편에 대해, 지합계(노무라 상사제 FMT-M III)를 이용하여 측정하고, 평균함으로써 구하였다.

(6) 샷

쇼트는 1 m²의 멜트블로우 부직포 시험편에 대하여, 육안으로 직경 0.5㎜ 이상의 투명반의 형성의 유무에 의해 필름화의 유무를 판정하였다.

(7) 파열 강도

파열 강도는 JIS P8112:2008 「종이-파열 강도 시험 방법」에 준거하고, 주식회사 도요세이키제 뮤렌 파열 시험기 M2-LD를 이용하여 3회 행한 시험으로 측정한 값의 평균치로 하였다.

(8) 최대 세공 직경, 최소 세공 직경 및 평균 세공 직경의 측정 방법

최대 세공 직경, 최소 세공 직경 및 평균 세공 직경은 이하에 나타내는 버블 포인트법(ASTM F316-86, JIS K3832)에 기초하여, 자동 세공 직경 분포 측정기(형식 「CFP-1200AX」, 포러스E머티리얼즈사 제조)를 사용하여 측정하였다. 측정시, 시액(GALWICK 또는 SILWICK)으로 적신 멜트블로우 부직포 시험편을 세팅하고, 한쪽 면에 가하는 공기압을 서서히 증대시켰다.

(9) 초기 통수속도 및 통수속도 반감 퇴적 입자량 평가

초기 통수속도 및 통수속도 반감 퇴적 입자량은 다음과 같은 방법으로 측정했다.

1. 직경 47mm 크기로 절단한 멜트블로우 부직포 시험편의 중량(mg)을 측정하였다.

2. 시험편을 이소프로판올에 침지시킨 후, 시험편의 여액 통과 부분을 직경 43mm로서 순수 400mL를 자중에 의해 통과시키고, 시험편에 포함되는 이소프로판올을 물로 치환하였다.

3. 순수 100 mL를 시험편에 투입하고, 이 순수가 자중에 의해 시험편을 통과하는 시간을 측정하였다. 단위 면적, 단위 시간당의 통수량을 초기 통수속도(mL/cm²/h)로 하였다.

4. 이어서 10mg의 JIS 7종 분체(관동롬, 소성품)를 첨가한 순수 100mL를 시험편에 통과시켰다.

5. 4의 종료 후, 상류측으로부터 시험편에 5kPa의 압력을 가했다.

6. 순수 100mL를 시험편에 투입하고, 이 물이 자중에 의해 통과하는 시간을 측정하여, 통수속도를 산출하였다.

7. 3에서 측정한 초기 통수속도가 반감할 때까지 4~6을 반복하여 실시하였다.

8. 그 후, 시험편을 온도 23℃및 습도 50% 하에서 24시간 자연 건조하여, 중량을 측정하였다. 1에서 측정한 중량과의 차를 시험편에 퇴적한 입자량(mg)으로 하고, 단위 면적당의 입자를 통수속도 반감 퇴적 입자량(g/m²)으로 하였다.

(10) 여과 효율 평가: JIS 7종 분체를 순수로 농도 200ppm으로 조제한 시험액 200mL를 시험편(시험액 통과 부분의 직경 43mm)으로 여과했다. 시험액 및 채취한 여액에 대하여 장치(HIAC8011+)를 이용하여 입자수를 측정하고, 여과 효율 평가를 실시하였다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 멜트블로우 부직포는 섬유 직경 분포가 넓고, 미세 섬유와 굵은 섬유가 균일하게 분산되어 섬유 불균일이 적다. 또한 샷도 없고 외관도 양호하다. 이러한 멜트블로우 부직포는 필터로서 사용되는 경우, 높은 입자 포집 성능 및 장수명을 기대할 수 있다.

또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 실시예 1의 멜트블로우 부직포의 여과 효율은 큰 입자뿐만 아니라 비교적 작은 입자에 대해서도 높은 여과 효율을 나타내고, 비교예 1 및 2의 멜트블로우 부직포보다 여과 효율이 우수했다.

Claims (6)

1. 섬유 직경이 다른 복수의 열가소성 수지 섬유를 포함하는 멜트블로우 부직포로서,
   섬유 직경의 표준 편차가 1.2 이상이고, 지합지수의 평균 섬유 직경에 대한 비가 33 미만인 멜트블로우 부직포.
   
2. 제1항에 있어서, 멜트블로우 부직포 중의 열가소성 수지 섬유 중, 평균 섬유 직경의 2.5배 이상의 섬유 직경을 갖는 열가소성 수지 섬유의 비율이 4% 이상인 것을 특징으로 하는 멜트블로우 부직포.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 멜트블로우 부직포 중의 열가소성 수지 섬유 중 평균 섬유 직경의 0.75 배 이하의 섬유 직경을 갖는 열가소성 수지 섬유의 비율이 46 % 이상인 멜트블로우 부직포.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 열가소성 수지 섬유의 평균 섬유 직경이 1㎛ 내지 50㎛ 인 멜트블로우 부직포.
   
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열가소성 수지 섬유의 수지 성분이 폴리올레핀, 폴리에스테르 및 폴리아미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1 종인 멜트블로우 부직포.
   
6. 제5항의 멜트블로우 부직포를 포함하는 필터.

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