KR880000372B1 - 열 접착성 섬유 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

열 접착성 섬유
본 발명은 열 접착성 섬유에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 특정한 폴리에틸렌계 수지 조성물로 구성되는 열 접착성 섬유에 관한 것이다.
부직포의 제조에 있어서, 섬유끼리 결합시키는 방법으로서 니들반치법과 같은 섬유간을 서로 얽히게 하는 방법, 또는 각종의 접착제(바인더)에 의한 방법이 있다. 근년 수요의 신장이 큰 위생 및 의료용의 부직포에는 부드러운 감촉, 낮은 겉보기 중량 및 높은 강도의 특성이 요구되고 있으며, 주로 바인더법에 의한 부직포가 사용되어 왔다. 바인더 법으로서는 접착제용액(또는 에멀전)에 천을 침지시키거나, 또는 이 용액을 천에 분무하는 방법이 주류를 이루어 왔으나, 용매의 제거를 위한 에너지 비용의 절감 및 작업환경의 개선 등을 위해서 비교적 융점이 낮은 분말상 또는 섬유상의 고체를 부직포 소재 섬유에 혼합하고, 열처리에 의해 섬유간을 밀착시키는 방법이 많이 이용되고 있다. 특히 섬유상의 바인더는 부직포의 구성 섬유와 균일하게 혼합의 가능하여, 쉽게 얇게 만들 수 있을 뿐만 아니라, 수율이 양호한 것등 우수한 특징을 지니고 있다.
상기기 부직포용 바인더 섬유에 요구되는 특성으로서는,
1) 부직포의 내열성을 유지하기 위해 융점이 100℃ 이상일 것.
2) 융착을 위한 열처리 비용을 낮게 유지하기 위해 융점이 140℃ 이하일 것, 및
3) 부드러운 부직포의 감촉을 지니게 하기 위해, 바인더 자체가 유연해야 하며, 1.5 내지 6d/f 정도로 섬도가 가늘 것 등이다.
종래부터 사용되어 왔던 열접착용 바인더로서는 저융점 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌을 소재로 한 것도 있으나, 이들 중 상기된 여러 요건에 가까운 것으로서는 폴리에틸렌뿐이다. 그러나, 통상 섬유 형상으로 사용할 수 있는 폴리에틸렌은 밀도가 0.950 내지 0.970의 고밀도 폴리에틸렌으로 결정화도가 높고, 열 접착 처리에 의해 얻을 수 있는 부직포의 촉감이 단단해지기 쉬운 결점이 있다.
한편, 저밀도 폴리에틸렌은 강인성이 낮아 부드러운 촉감을 기대할 수 있으나, 가방성(可紡性) 및 연신성이 나쁘기 때문에 단독 방사에는 100d/f 정도 이상의 두꺼운 모노필라멘트 밖에는 얻을 수 없으며, 전술한 1.5 내지 6d/f의 요구를 만족시킬 수 없어, 주로 분말상으로 사용되어 왔다.
본 발명자들은 폴리에틸렌의 전술한 결정을 극복하기 위해 예의 연구한 결과, 밀도가 0.910 내지 0.940g/㎠, Q치가 4.0 이하의 폴리에틸렌(이하, 폴리에틸렌(A)라 약칭한다) 50 내지 100중량% 및 밀도가 0.910 내지 0.930g/㎠, Q치가 7.0 이상의 폴리에틸렌(이하, 폴리에틸렌(B)라 약칭한다) 50 내지 0중량%로 구성되는 폴리에틸렌계 수지 조성물(이하, 수지 조성물(C)라 약칭한다) 이 가방성이 우수하며, 이 수지 조성물(C) 단독으로 구성되는 섬유 또는 수지 조성물(C)을 복합성분의 한 성분으로 하고, 또 수지 조성물(C)이 섬유 표면의 적어도 일부분을 연속해서 형성하는 복합섬유가, 열융착형바인더 섬유로서 바람직하게 사용될 수 있다는 것을 발견하고 본 발명은 완성하였다.
본 발명에서 사용되는 폴리에틸렌(A)은, 에틸렌을 탄소수 4 내지 8의 α올레핀을 공중합 성분으로하여, 촉매의 존재하에서 배위 음이온 중합시켜 얻을 수가 있으며, L-LDPE로 명명되어 시판되고 있는 것 중에서 선택할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 폴리에틸렌(B)은, 에틸렌을 1000 내지 3000기압의 고압하에서 산소 또는 과산화물을 존재시켜 라디칼 반응에 의해 중합시킬 수가 있으며, LDPE로 명명되어 시판되고 있는 것 중에서 선택할 수 있다.
본 발명에 있어서, 폴리에틸렌계 수지 조성물(C)중의 폴리에틸렌(A)의 농도를 50 내지 100중량%, 폴리에틸렌(B)의 농도를 50 내지 0중량%로 한정하는 이유는, 수지 조성물(C)중의 폴리에틸렌(A)의 농도가 50중량% 미만이 되면(즉, 폴리에틸렌(B)의 농도가 50중량%를 초과하면), 수지 조성물(C)의 가방성, 연신성이 악화되어 안정한 방사 작업이 불가능하게 되기 때문이다.
상기 폴리에틸렌(A)과 폴리에틸렌(B)의 혼합은, 열가소성 수지의 혼합에 통상 사용되는 공지의 혼합방법이면 모두 사용가능하며, 이와같은 혼합 방법의 예를들면, 분말상의 폴리에틸렌(A) 및 (B)를 리븐 혼합기 또는 헨셀 믹서를 사용하여 혼합하는 방법 또는, 분말상 또는 펠릿상의 폴리에틸렌(A) 및 (B)를 압출기를 사용하는 혼련 조립(造粒)하는 방법이 있다.
폴리에틸렌계 수지 조성물(C)에는 폴리에틸렌에 통상 첨가할 수 있는 안정제, 착색제, 충전제 등을 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 첨가할 수 있다.
이와같이 하여 얻어지는 폴리에틸렌계 수지 조성물(C)은 그 자체 단독으로 방사할 수가 있으며, 다른 섬유 형성성 수지와 함께 복합 방사할 수도 있다.
복합 방사할 수 있는 다른 섬유 형성성 수지의 예를들면, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등이 있다. 복합의 형태는 병렬형 또는 초심형(
Figure kpo00001
芯型) 어느 것이 좋으나, 폴리에틸렌계 수지 조성물(C)의 열 접착 효과를 이용하기 위해서는 병렬형의 경우는 그 수지 조성물(C)이 섬유 펴면의 적어도 일부분을 연속해서 형성하도록, 또 초심형의 경우는 그 수지 조성물(C)이 초성분의 되도록 배치해야 한다.
단독 방사의 경우에는, 방사온 200 내지 300℃, 드라프트율 400 내지 1200, 인취속도 500 내지 1000m/분으로 방사하고, 연신온도 60 내지 110℃, 연신 배율 2 내지 6배로 연신함으로써 1.5 내지 6 데니어의 열 접착성 섬유를 안정하게 얻을 수가 있다. 복합 방사의 경우에는 복합되는 상대 성분에 따라 방사 및 연신 조건이 변하나, 폴리에틸렌계 수지 조성물(C) 측의 방사온도는 200 내지 300℃가 적당하며, 상대 성분의 방사 온도 이외의 방사 및 연시 조건도 상기 단독 방사 경우의 조건에 준하여 설정하면 된다.
본 방명의 열 접착성 섬유는 종래 공지의 바인더-섬유와 같이 습식초지(抄紙)법 또는 커팅웨브법 등의 방법으로 부직포를 구성하는 섬유와 혼합 성형하고, 열풍, 과열증기, 적외선 또는 열 로울 등의 방법으로 130 내지 140℃의 온도에서 열 처리함으로써 부직포용 바인더로서 사용할 수 있다.
부직포를 구성하는 섬유로서는 펄프, 면, 양모 등의 천연섬유, 비스코스 레이온, 폴리올레핀 섬유, 폴리에스테르섬유, 폴리아미드 섬유 등의 화학 섬유 등의 1종 또는 2종 이상을 제품 부직포의 사용 목적에 따라 적당히 선택하여 사용할 수 있다. 상기 부직포를 구성하는 섬유에 혼합하는 본 발명의 열 접착성 섬유의 사용량은 혼합후의 섬유에 대하여 10중량% 이상이 필요하며, 큰 부직포 강도가 요구되는 경우에는 30중량% 이상이 바람직하다.
본 발명의 열 접착성 섬유가 복합 섬유인 경우에는, 그 자체 단독으로 천을 만들고, 저융점 성분(폴리에틸렌계 수지 조성물(C)의 융점 이상, 고융점 성분(복합의 상대성분)의 융점 이하의 온도에서 열 처리함으로써 다른 종류의 섬유와 혼합없이 부직포로 할 수 있다.
본 발명의 열 접착성 섬유는 섬유상이기 때문에 다른 종류의 섬유와 용이하게 균일한 혼합이 가능할 뿐만 아니라, 섬도가 작기 때문에 접착점이 작고, 또 강인성이 낮기 때문에 부드러운 감촉의 부직포를 얻을 수가 있으며, 또한 융점이 낮기 때문에 비교적 낮은 열 처리 온도에서 강한 접착려을 발휘하기 위한 에너지 비용의 절감이 가능하게 되는 여러가지 우수한 특성을 가지고 있다.
실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다. 각 예에서 사용한 시험 및 평가방법은 다음과 같다.
[방사 시험]
단독 방사 : 소정의 폴리에틸렌(A) 및 폴리에틸렌(B)의 펠릿을 텀블러 믹서를 사용하여 소정의 중량비로 혼합하고, 방사용 압출기에 공급한다. 240개 구멍의 방사 노즐을 이용하여 약 130g/분의 압출량으로 방사하여 미연신사를 얻은 후, 계속하여 열로울법으로 소정 배율로 연신한다.
복합 방사 : 폴리에틸렌(A) 및 (B)는 상기와 같이 혼합하고, 복합 방사용 압출기의 한쪽에 공급하여, 소정의 복합비에 따라서 복합 각 성분의 압출량을 조절한다. 병렬형 또는 초심형의 방사노즐을 사용한 이외는 단독 방사와 똑같은 조건에서 방사 및 연신을 한다.
가방성평가 : 1시간 당 미연신사의 사 절단 회수로 평가하며 0회 : ◎, 1회 : ○, 2회 : △, 3회 : ×로 표시한다.
연신성평가 : 1시간의 연속 운전으로 단사절단이 전혀 발생하지 않은 것을 우량, 단사절단의 발생이 3회이하인 것을 양호, 단사 절단이 많아서 연신 로울에 권취 운전 정지가 1회 이상 발생한 것을 불가로 평가하고 각각 ◎·○ 및 ×로 표시한다.
[부직포 시험]
캘렌더 로울법 : 부직포를 구성하는 섬유와 본 발명의 열접착성 섬유를 혼합하고, 플랫트 카드에 의해 소정의 조밀한 천을 만든 다음, 이 천을 소정 온도로 가열한 직경 200㎜, 압력 2㎏/㎠의 금속 로울사이를 6m/분의 속도로 통과시켜 부직포화 한다.
건식법 : 캘렌더 법과 동일한 방법으로 천을 만들고, 이 천을 소정 온도로 조절된 열풍 순환식 건조기에서 5시간 가열하여 부직포라 한다.
초지법 : 혼합한 원료 섬유를 수동식 선별 시험기로 떠서 습윤 시이트로 하고, 이 시이트를 소정 온도의 직경 30㎝의 양키 건조기를 1m/분의 속도로 통과시켜 건조 및 열처리하여 부직포라 한다.
인장강력 : JIS L1085(부직포 심지 시험 방법)의 인장강도 및 연신율의시험 법이 준하여 폭 5㎝, 길이 20㎝의 시료를 포착하여 간격 10㎝, 인장 속도 매분 30±2㎝에서 측정한다.
감촉 평가 : 각 예에서 동일한 부직포 구성 섬유에 대하여, 본 발명의 열 접착 섬유로 바꾸고, 폴리아세트산 비닐계 접착제로 접착시킨 부직포를 대조예로 하여, 남자 3명, 여자 2명, 합계 5명의 평가자에 의한 관능검사로 평가하고, 평가자 관반수가 대조예 보다 감촉이 양호하다고 판정되는 것을 ◎, 대조예와 같은 것을 ○, 대조예보다 떨어진 것을 ×로 표시한다.
[실시예 1 내지 4, 비교 실시예 1 내지 4]
제1-1표에 기재한 바와 같이 각종 폴리에틸렌(A) 및 폴리에틸렌(B)를 사용하여, 혼합비가 다른 폴리에틸렌계 수지 조성물(C)을 얻은 다음, 제1 내지 2표에 기재된 방사 조건 및 연신 조건에 의해 열 접착성 섬유로 한다. 각 폴리에틸렌계 수지 조성물의 가방성 및 연신성의 평가를 제1-2표에 함께 표시한다.
상기 열 접착성 섬유를 절단하여 단섬유로한 후, 다른 종류의 섬유와 혼합하고, 열처리를 하여 부직폴를 얻는다. 혼합조건, 부직포화 조건 및 얻어진 부직포의 특성을 제1-3표에 표시한다.
[제1-1표]
Figure kpo00002
[제1-2표]
Figure kpo00003
[제1-3표]
Figure kpo00004
PET : 폴리에스테르 PP : 폴리프로필렌
[실시예 5 내지 9, 비교 실시예 5 내지 7]
각종 폴리에틸렌(A) 및 폴리에틸렌(B)으로 구성되는 폴리에틸렌계 수지 조성물(C)에 대하여, 각종 섬유 형성성 수지를 조합시켜 열 접착성 복합 섬유를 얻는다. 폴리에틸렌계 수지 조성물(C)의 조성, 여기에 조합시킨 복합성분, 복합형태 및 복합비를 제2-1표에, 방사조건과 연신조건 및 가방성 평가와 연신성평가를 제2-2표에 각각 표시한다.
상기 열 접착성 복합섬유를 절단하여 단섬유로 한 후 다른 종류의 섬유와 혼합하고 열처리를 하여 부직포를 얻는다. 혼합조건, 부직포화 조건 및 얻어진 부직포의 특성을 제2-3표에 표시한다.
[제2-1표]
Figure kpo00005
PP*1: 프로필렌단독 중합체 ―, MRF=5.3
PP*2: 에틸렌프로필렌공중합체 ―, MFR=7.0
PE*3: 고밀도 폴리에틸렌, MI=10
PET*4: 폴리에스테르, MP=255℃
[제 2-2 표]
Figure kpo00006
PE : 폴리에틸렌계 수지 조성물
타섬유 : 다른 복합성분
[제 2-3표]
Figure kpo00007
상기 각 예의 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 열 접착성 섬유는 가방성 및 연신성이 우수하기 때문에 바인더로 사용함으로써 부직포의 강도 및 감촉이 우수한 부직포를 경제적으로 얻을 수가 있다.

Claims (2)

  1. 밀도가 0.910 내지 0.940g/㎠, Q치(Q=Mw/Mn)가 4.0 이하의 폴리에틸렌 (A) 50 내지 100중량%와 밀도가 0.910 내지 0.930g/㎠, Q치가 7.0 이상의 폴리에틸렌(B) 50 내지 0중량 %로 구성되는 폴리에틸렌계 수지 조성물(C)단독으로 구성되거나, 또는 수지 조성물(C)을 복합 성분의 한 성분으로 하고, 또 수지 조성물(C)이 섬유 표면의 적어도 일부분을 연속하여 형성시켜 구성되는 열 접착성 섬유.
  2. 제1항에 있어서, 폴리에틸렌계 수지 조성물(C)에 복합되는 다른 성분이 폴리프로필렌인 열 접착성 섬유.
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