KR20240053174A - 마찰 저항성이 우수한 열접착 복합섬유 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마찰 저항성이 우수한 열접착 복합섬유에 있어서,상기 복합섬유의 제1성분 코어부는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에스테르(PET) 수지 중 어느 하나이며, 제2성분 시스부는 폴리에틸렌(PE) 50~99중량%에 공중합 폴리에스테르 수지가 1~50중량%가 혼합된 것으로,상기 공중합 폴리에스테르 수지는 테레프탈산 또는 그 에스테르 형성성 유도체로 이루어진 산성분, 및 2-메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-1,3-펜탄디올, 및 에틸렌 글리콜로 이루어진 디올성분으로 형성된 것에 특징이 있는 마찰 저항성이 우수한 열접착 복합섬유에 관한 것이다.
Description
본 발명은 마찰 저항성이 우수한 열접착 복합섬유로써 보다 자세하게는 시스부가 폴리에틸렌(PE) 및 공중합 폴리에스테르 수지가 혼합된 것에 특징이 있는 복합섬유이다.
직물밀도 10∼45g/㎡의 저밀도 부직포는 종이기저귀, 위생냅킨 등의 표면재료로 사용된다. 부직포의 용도가 다양화됨에 따라, 부직포에 요구되는 특성 또한 엄격하게 되고, 부드러운 촉감을 유지하면서 고강도를 보유하는 부직포에 대한 요구가 있어왔다.
이러한 요구에 부응하기 위하여 미세하고 열접착성이 있으며, 저융점 성분이 충분한 열접착강도를 제공할 뿐만 아니라 유연성을 부여하는 복합섬유가 필요하게 된다.
종래 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 성분을 저융점성분으로 하고 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 및 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 성분을 고융점성분으로 하는 시스-코아형 또는 사이드 바이 사이드형 복합섬유는 기존에 많이 알려져있다.
상기 시스-코아형 복합섬유로 제조되는 부직포는 밀도가 낮아 벌키성이 높고 마찰 저항성이 부족한 문제점이 있다.
따라서, 마찰이 많이 발생하는 일회용 표면재료로 쉽게 손상을 초래할수 있다.
본 발명은 PE/PP 또는 PE/PET의 복합섬유가 적용된 부직포 소재의 마찰 저항성을 강화하고자 섬유간 결합된 포인트의 결합력을 높이기 위해 Co-PET를 혼합하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 마찰 저항성이 우수한 열접착 복합섬유에 있어서,상기 복합섬유의 제1성분 코어부는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에스테르(PET) 수지 중 어느 하나이며, 제2성분 시스부는 폴리에틸렌(PE) 50~99중량%에 공중합 폴리에스테르 수지가 1~50중량%가 혼합된 것으로,상기 공중합 폴리에스테르 수지는 테레프탈산 또는 그 에스테르 형성성 유도체로 이루어진 산성분, 및 2-메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-1,3-펜탄디올, 및 에틸렌 글리콜로 이루어진 디올성분으로 형성된 것에 특징이 있는 마찰 저항성이 우수한 열접착 복합섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 복합섬유는 제1성분과 제2성분이 중량비 80:20~20:80인 것을 특징으로 하는 내마모성이 강화된 열접착 복합섬유 를 제공한다.
상기와 같이 본 발명은 PE/PP 또는 PE/PET의 복합섬유가 적용된 부직포 소재의 마찰 저항성을 강화하여 기저귀, 냅킨, 포장재료등 마찰이 많이 발생되는 부직포에 적용시 사용 수명을 증가시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 복합섬유를 나타낸 단면도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 이형단면 형태의 복합섬유를 나타낸 단면도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 이형단면 형태의 복합섬유를 나타낸 단면도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명은 찰 저항성이 우수한 열접착 복합섬유에 관한 것으로
상기 복합섬유의 제1성분 코어부는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에스테르(PET) 수지 중 어느 하나이며, 제2성분 시스부는 폴리에틸렌(PE)에 공중합 폴리에스테르 수지가 혼합된 것으로, 혼합비율로 제2성분 시스부는 폴리에틸렌(PE) 50~99중량%에 공중합 폴리에스테르 수지가 1~50중량% 혼합된다.
상기 제1성분 사용되는 폴리프로필렌(PP) 및 일반적으로 사용되는 상용조성물이다.
상기 제1성분 폴리에스테르(PET) 수지는 방향족 디카르본산과 글리콜의 축중합물로, 방향족 디카르본산으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌디카르본산 등을 사용할 수 있고， 글리콜로는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올 등을 사용할 수 있다.
또는 상기 제1성분 폴리에스테르(PET) 수지는 방향족 디카르본산과 글리콜의 축중합물로 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 2,6-디나프탈레이트，폴리프로필렌테레프탈레이트，폴리부틸렌테레프탈레이트，폴리에틸렌이소프탈레이트 중 선택되는 하나 또는 2이상의 혼합물을 사용할 수 있을 것이다.
바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있으며, 폴리에스테르계 수지는 ASTM 02857에 준하여 측정한 고유점도(IV)가 0.50 내지 0.80 dL/ g인 것을 사용하는 것이 바람직할 것이다.
제2성분 시스부의 폴리에틸렌(PE)는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌，에틸렌-프로필렌 공중합체 중 선택되는 하나 또는 2이상의 혼합물을 사용할 수 있을 것이다.
바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 사용할 수 있으며, 유동흐름지수(MI ，Melting lndex)는 특별히 제한되지 않지만，유동흐름지수가 1 내지 100 g/lO분, 더욱 바람직하게는 5 내지 40g/10분인 것이 바람직할 것이다.
상기 공중합 폴리에스테르 수지는 테레프탈산 또는 그 에스테르 형성성 유도체로 이루어진 산성분, 및 2-메틸-1,3-프로판디올(2-Methyl 1,3 Prorpanediol), 2-메틸-1,3-펜탄디올(2-Methyl 1,3 Pentanediol) 및 에틸렌글리콜(EG)로 이루어진 디올성분으로 형성된다.
본 발명에서 사용되는 상기 공중합 폴리에스테르 수지의 2-메틸-1,3-프로판디올은 두 번째 탄소에 메틸기가 결합되어 고분자 주쇄의 회전을 용이하게 하며 고분자 말단 부분인 것처럼 작용하여 주쇄 사이의 자유공간을 넓혀, 분자쇄 전체의 유동가능성을 증가시킨다. 이로 인해 고분자가 비정형이 되도록 하며 이소프탈산과 동일한 열적특성을 갖게 된다. 폴리머 주쇄에 존재하는 유연 분자쇄로 인해 탄성을 향상시켜 부직포 바인딩시 인열특성을 개선시키는 역할을 한다.
즉, 2-메틸-1,3-프로판디올은 테레프탈레이트에 결합된 에틸렌 사슬에 메틸
기(-CH3)를 측쇄로 포함하여 중합된 수지의 주쇄가 회전할 수 있도록 공간을 확보함으로써 주쇄의 자유도 증가 및 수지의 결정성 저하를 유도하여 연화점(Ts) 및/또는 유리전이 온도(Tg)를 조절할 수 있다. 이는 종래 결정성 폴리에스테르 수지의 결정성을 저하시키기 위하여 비대칭 방향족 고리를 함유하는 이소프탈산(isophthalic acid, IPA)을 사용하는 경우와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.
상기 2-메틸-1,3-펜탄디올은 상기 2-메틸-1,3-프로판디올과 같이 두 번째 탄소에 메틸기가 결합되어 고분자 주쇄의 회전을 용이하게 하며 폴리에스테르 수지에 저융점 특성을 부여하는 특성을 가지고 있으며, 2-메틸-1,3-프로판디올 보다 더 긴분자 체인으로 폴리에스테르 수지의 용융점도를 증가시키면서 고온에서 용융점도가급격하게 저하되는 것을 방지한다.
상기와 같은 디올성분으로 형성되는 본 발명의 공중합 폴리에스테르 수지는 저융점 특성 및 접착력 향상을 위해 상기 저융점 폴리에스테르 수지의 2-메틸-1,3-프로판디올은 디올성분 중 20~50몰% 함유되는 것이 바람직할 것이다.
상기 2-메틸-1,3-펜탄디올은 디올성분 중 0.01몰% 미만으로 함유되면 용융점도 향상효과가 미미하며, 5몰%를 초과하면 용융점도가 급격히 증가하여 방사공정성이 저하될 수 있는 것으로 2-메틸-1,3-펜탄디올은 디올성분 중 0.01~5몰%를 함유하는 것이 바람직할 것이다.
상기 2-메틸-1,3-펜탄디올은 0.05~2몰%를 함유하는 것이 가장 바람직할 것이다.
상기 2-메틸-1,3-펜탄디올을 함유하는 공중합 폴리에스테르 수지는 220℃의
용융점도 및 260℃의 용융점도의 차이가 600포이즈(poise)이하로 고온에서 용융점도가 급격하게 저하되지 않는 특정을 가진다.
상기 공중합 폴리에스테르 수지의 220℃의 용융점도 및 260℃의 용융점도의차이는 낮으면 낮을 수록 바람직한 것으로 500포이즈이하인 것이 더욱 바람직할 것이다.
상기와 같이 2-메틸-1,3-프로판디올과 2-메틸-1,3-펜탄디올이 함유되는 본 발명의 공중합 폴리에스테르 수지는 연화온도가 100℃~150℃이고, 유리전이 온도는 50℃ 내지 90℃, 고유점도 0.50㎗/g이상으로 우수한 물성을 가지게 된다.
또한, 상기 복합섬유는 제1성분과 제2성분이 중량비 80:20~20:80로 형성되는 것이 바람직할 것이다.
이하 본 발명에 따른 내마모성이 강화된 열접착 복합섬유를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
코어부 제1성분 폴리프로필렌(PP) 및 시스부 제2성분 조성물로서 폴리에틸렌(PE), 공중합 폴리에스테르 수지가 각각 99중량%, 1중량%로 하여 코어부 대 시스부를 50 대 50 중량비로 압출기에 투입하여 용융하였다.
용융된 제1성분 및 제2성분 조성물을 통상의 시스-코어 소프트 복합방사장치로 유입한 후 800 m/분의 방사속도로 방사하였다. 이때 방사된 원사의 단면형태는 편평형태이다.(도2) 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 유리전이온도 이상의 온도에서 방사된 복함섬유를 3.0~4.0배 연신배향하고, 크림프를 부여하여 38~64 mm로 절단하여 본 발명에 따른 열접착 복합섬유를 제조하였다.
제조된 복합섬유는 30GSM 부직포로 제조하였다.
실시예 2
제2성분 조성물로서 폴리에틸렌, 공중합 폴리에스테르 수지가 80중량% : 20중량% 비율 인점을 제외하고 실시예 1과 동일하다.
실시예 3
제1성분 조성물이 폴리에스터(PET)인 점과 제2성분 조성물로서 폴리에틸렌, 공중합 폴리에스테르 수지가 50중량% : 50중량% 비율 인점을 제외하고 실시예 1과 동일하다.
비교예 1
단면형태가 원형(도1)인점과 제2성분 조성물로 폴리에틸렌(PE) 100중량%. 점을 제외하고 실시예 1과 동일하다.
비교예 2
제1성분 조성물로 폴리프로필렌(PP)인 점을 제외하고 비교예 1과 동일하다.
| 구분 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 비교예 1 | 비교예2 |
| 1성분 | PP | PP | PET | PET | PP |
| 2성분 | PE | PE | PE | PE | PE |
| 단면 | 도2a | 도2a | 도2a | 도1 | 도1 |
| 2성분 첨가성분 | PE/co-PET | PE/co-PET | PE/co-PET | PE/co-PET | PE/co-PET |
| 2성분 (PE/co-PET)중량% | 99/1 | 80/20 | 50/50 | 100/0 | 100/0 |
| 제사성 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 불량 |
| 열접착온도 ℃ | 137 | 138 | 137 | 138 | 138 |
| 부직포 균제도 | 양호 | 양호 | 양호 | 보통 | 보통 |
| 부직포 강도, Kgf/cm2 | 4.2 | 4.3 | 4.5 | 2.8 | 2.3 |
| 부직포 마찰 마모도 | 소 | 소 | 소 | 대 | 대 |
상기 표 1과 같이 실시예1~3는 부직포 강도가 4.0 이상이고 마찰에 의한 마모도가 적다. 반면에 비교예 1~2는 부직포 강도가 2.3~2.8이고 부직포 마찰 마모도가 큼을 알 수 있다.
Claims (3)
- 마찰 저항성이 우수한 열접착 복합섬유에 있어서,
상기 복합섬유의 제1성분 코어부는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에스테르(PET) 수지 중 어느 하나이며,
제2성분 시스부는 폴리에틸렌(PE) 50~99중량%에 공중합 폴리에스테르 수지가 1~50중량%가 혼합된 것으로,
상기 공중합 폴리에스테르 수지는 테레프탈산 또는 그 에스테르 형성성 유도체로 이루어진 산성분, 및 2-메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-1,3-펜탄디올, 및 에틸렌 글리콜로 이루어진 디올성분으로 형성된 것에 특징이 있는 마찰 저항성이 우수한 열접착 복합섬유.
- 제1항에 있어서,
상기 복합섬유는 제1성분과 제2성분이 중량비 80:20~20:80인 것을 특징으로 하는 마찰 저항성이 우수한 열접착 복합섬유.
- 제1항에 있어서,
상기 복합섬유의 원형단면은 이형비 1.5이상의 타원형인 것에 특징이 있는 특징으로 하는 마찰 저항성이 우수한 열접착 복합섬유.
Priority Applications (1)
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| KR1020220132939A KR20240053174A (ko) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | 마찰 저항성이 우수한 열접착 복합섬유 |
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