KR910003070B1

KR910003070B1 - 열접착성 섬유

Info

Publication number: KR910003070B1
Application number: KR1019880009089A
Authority: KR
Inventors: 조대현; 김우종; 박세웅
Original assignee: 주식회사 코오롱; 이상철
Priority date: 1988-07-21
Filing date: 1988-07-21
Publication date: 1991-05-17
Also published as: KR900001891A

Abstract

내용 없음.

Description

열접착성 섬유

본 발명은 특이한 단면구조에 의한 균일한 접착점의 형성 및 반발성을 가질 수 있으며 부동 공기층의 함유에 의한 경량성, 벌키성, 유연성, 보온성 등의 향상을 기대할 수 있으며, 융점을 달리하는 섬유형성 중합체를 복합성분으로 가지고 있는 부직포 제조용 열접착성 섬유에 관한 것이다.

부직포를 제조할 때 섬유끼리 결합시키는 방법으로서 니들펀칭법과 같이 섬유들을 서로 얽히게 하는 방법, 또는 각종의 접착제(바인더)에 의한 방법, 또는 융점을 달리하는 섬유형성 중합체를 복합성분으로 하고 있는 복합섬유를 사용하는 방법 등이 있다.

융점을 달리하는 섬유형성 중합체를 복합성분으로 하고 있는 열접착섬유는 접착제(바인더)에 의한 방식에 비해서 용매제거를 위한 에너지비용의 절감, 작업환경의 개선, 부직포를 구성하는 섬유와의 균일한 혼합성 때문에 부직포의 강력과 제품의 수율을 향상시키는 등의 장점을 가지고 있다.

일본국 특허 공개(소) 제58-169558호, 일본국 특허공보(소) 제58-432호, 동 제42-21318호, 동 제44-22547호, 미국 특허 제4129675호 등에 융점을 달리하는 섬유형성 중합체를 복합성분으로 하는 열접착성 섬유가 공지되어 있다.

최근 부직포의 용도가 다양화됨에 따라서 부직포에 요구되는 성능도 고도화 되어 적은 부직포의 중량으로서도 높은 부직포의 강력유지 및 부드러운 촉감, 유연성, 높은 벌키성 등을 요구하고 있다.

그러나 단지 융점차이를 갖는 섬유형성 중합체를 복합성분으로 하는 열접착성 섬유는 상기 공지의 방법으로는 상기 요구조건을 만족시킬 수가 없었다. 따라서 본 발명자들은 가능하면 적은 부직포의 중량으로서도 높은 부직포의 강력유지는 물론 부동공기층을 증가시켜 경량성, 벌키성, 유연성, 보온성 등의 향상 및 특이한 단면구조에 의하여 반발성도 발휘할 수 있는 융점을 달리하는 섬유형성 중합체를 복합성분으로 하는 열접착성 섬유에 대하여 예의 연구한 결과 본 발명에 이르렀다.

종래부터 사용되어 왔던 융점차이를 갖는 섬유형성 중합체를 복합성분으로 하는 열접착성 섬유는 그 단면에 시스 앤드 코어 형태, 단순한 사이드 바이 사이드의 형태를 가지기 때문에, 이와 같은 섬유로써 부직포 제조시는 단지 접착제로서의 작용만 가능할 뿐 촉감 및 벌키성 저하의 원인이 되었으나 본 발명의 융점차이를 갖는 섬유형성 중합체를 복합성분으로 하는 열접착성 섬유는 그 단면을 피브릴과 메트릭스로 구성되는 오렌지단면상의 복합사이드 바이 사이드형태로 형성시켜 접착제로서 작용되는 저융점 섬유형성 중합체를 피브릴의 수만큼 균일하게 분배시키므로서 균일한 접착점을 형성시킬 수가 있어 기존 단면의 열접착성 섬유보다 인장강력이 향상되고 부드러운 촉감의 부직포 생산이 가능하며 피브릴의 용착 후 형성되는 메트릭스의 특이한 기하학적 구조로 인한 반발성 및 부동 공기층의 함유도 가능하여 경량성, 벌키성, 유연성, 보온성등도 함께 부여할 수 있는 열접착성 섬유이다.

본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 피브릴성분이 섬유형성 중합체인 저융점 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등으로 되어 있고 폴리에스테르계 또는 폴리아마이드계의 섬유형성 중합체를 메트릭스 성분으로 하고 있으며 섬유축에 연속적으로 교호병렬형인 복합섬유이다.

본 발명에서 피브릴성분을 저융점 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등으로 한정한 이유는, 접착제로 작용하는 저융점 섬유형성 중합체가 부직포의 내열성 유지를 위하여 그 융점이 100℃이상이 되어야 하고 또 융착을 위한 열처리비용을 낮게 유지하기 위해서는 융점이 170℃이하가 되어야 하기 때문에 그 융점의 범위가 100℃-170℃사이에 위치하는 것을 선택하여야 하기 때문이다.

본 발명에서 1개이상의 메트릭스에 대한 피브릴의 수는 2-8개가 가장 적합하며 그 피브릴은 동일 크기이고 동일형태여야 접착효과 등이 균일하게 증대된다. 만약 피브릴의 수가 9개 이상이 되면 방사장치가 복잡해지고 안정된 조업을 유지할 수 있는 교호병렬형단면의 형성이 곤란하여지며 피브릴성분의 용착 후 형성되는 특이한 단면을 갖는 메트릭스의 형성도 기대하기 힘들기 때문에 반발효과도 기대하기 어렵게 된다. 피브릴과 메트릭스의 성분비는 피브릴성분을 20-60면적 %, 메트릭스 성분을 80-40면적%의 범위로 하는데 이렇게 한정하는 이유는 피브릴성분이 20면적%미만으로 되면(즉 메트릭스 성분이 80면적%를 초과하게 되면) 접착성분의 부족에 의한 부직포의 접착강력이 저하되고 부동의 공기층도 적게 형성되어 경량성, 벌키성, 유연성, 보온성의 효과도 기대할 수가 없게 되며 또 메트릭스의 성분을 40면적% 미만으로 하면 접착성분의 과다에 의한 부직포의 촉감이 저하되며 피브릴성분의 용착 후 형성되는 메트릭스의 특이한 단면형태에 의해서 발생되는 반발효과도 기대하기 힘들기 때문이다.

융점을 달리하는 섬유형성 중합체를 복합성분으로 하는 열접착성 섬유를 방사할 때 복합되는 상대의 성분에 따라서 방사 및 연신조건이 변하게되나 대체로 방사온도는 200-300℃, 드래프트율 500-1,000, 인취속도 800-1,500m/min으로 방사하고 연신온도 30-110℃, 연신배율 3-5배로 함으로써 2-18데니어의 융점을 달리하는 섬유형성 중합체를 복합성분으로 하는 열접착성 섬유를 안정하게 얻을 수가 있다. 이렇게 연신된 열접착성 섬유를 열처리하여 권축을 부여한 후 요구되는 제품의 특성에 맞도록 요구되는 길이로 절단하여 스테이플로 만든다.

보통 부직포용 열접착성 섬유의 스테이플 길이는 50-100㎜가 좋으며 또 권축수는 부직포의 밀도에 큰 영향을 미치게 되므로 매우 중요한데 권축수가 많게되면 양호한 접착효과는 얻을 수 있으나 벌키성이 떨어지며 권축수가 적게되면 벌키성은 향상되나 접착효과가 저하되게 때문에 최적조건의 권축수는 2-30개/인치의 범위로 하는 것이 좋다.

본 발명의 그 단면이 오렌지 단면상의 복합사이드 바이사이드인 열접착성 섬유는 종래 공지의 열접착성 섬유와 같이 부직포를 구성하는 섬유와 혼합성형하고 열풍, 과열중기, 적외선 또는 열로울러 등의 방법으로 110℃-170℃의 온도범위에서 일정한 시간동안 열처리함으로써 저융점의 섬유중합체로 형성된 피브릴성분이 용해되어 피브릴성분과 메트릭스성분이 분리하게 되며 부직포를 구성하는 혼합섬유와 피브릴수만큼 균일하게 분할되어 균일하게 접착되어 촉감이 향상되며 또 피브릴성분으로 채워졌었던 공간의 부동 공기층화되어 경량성, 벌키성, 유연성, 보온성 등의 기능을 발휘하게 되는 것이다.

부직포를 구성하는 섬유로는 펄프, 면, 양모 등의 천연섬유, 혹은 비스코스레이온, 폴리올레핀 섬유, 폴리에스테르섬유, 폴리아마이드섬유 등 화학섬유 등의 1종 또는 2종 이상을 부직포의 사용목적에 따라서 적당히 선택하여 사용할 수가 있다. 상기 부직포를 구성하는 섬유에 혼합되는 본 발명의 열접착성 섬유의 사용량은 혼합 후 전섬유에 대해서 10중량% 이상이 필요하며 부직포의 강도가 크게 요구되는 경우에는 30중량%이상이 바람직하다.

본 발명의 열접착성 섬유는 섬유상이기 때문에 다른 종류의 섬유와 용이하게 균일한 혼합이 가능할 뿐아니라 데니어 및 피브릴 수의 조정에 의해서 접착점을 균일하면서도 작게할 수가 있어 부드러운 감촉의 부직포를 얻을 수가 있으며 용융된 피브릴 부피만큼의 부동 공기층이 증가되기 때문에 경량성, 벌키성, 유연성, 보온성이 향상되며, 메트릭스의 특이한 단면구조에 의해서 반발성도 향상된다. 또한 융점이 낮기 때문에 비교적 낮은 열처리온도에서도 에너지비용의 절감이 가능하게 되는 등의 이점이 있다.

실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 상세히 설명한다. 실시예 및 비교예에 표시된 물성치의 측정법 또는 정의는 다음과 같다.

부직포 제조 : 부직포를 구성하는 섬유와 열접착성 섬유를 혼합하고 플렛트카드에 의해 소정의 웹으로 만든 다음 이 웹을 소정의 온도로 조절된 열풍순환식건조기로 통과시켜 부직포화 한다.

부직포촉감 : 5명의 파레나에 의한 관능시험을 행하여 전원이 소프트한 것으로 판정한 경우를 O, 3명이상이 소프트한 것으로 판정한 경우를 △, 3명 이하가 소프트한감이 부족하다고 판정한 경우를 X로 평가한다.

인장강력 : 폭 5㎝, 길이 20㎝의 시료의 양단을 인스트통기에 파지시킨 후 1분당 20㎝의 속도로 신장시켜서 시료파단시의 하중을 측정.

벌크성 : 25㎝×25㎝의 웹 또는 부직포를 약 200g을 취하여 그 중량(Wg)을 평량한 후 이를 쌓아올리고 그 위에 면적 25㎝×25㎝, 중량 28g의 볼판지 1매를 올려 놓고 전체 높이(h ㎝)를 측정하는 웹 또는 부직포의 체적(V ㎤)을 산출하고 다음 식에 의해 벌크성을 계산한다.

벌크성(H)=V/W=625×h/W(㎤/g)

벌크감소율 : 웹을 벌크성(H_o) 및 부직포의 벌크성(H_f)로부터 다음 식에 의해 계산한다.

벌크감소율=(1-H_f/H_o)×100

[실시예 1-6, 비교예 1-6]

표 1은 기존의 단면형태를 갖는 열접착성섬유와, 본 발명의 열접착성 섬유, 즉 피브릴성분(저융점성분)이 저융점 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌으로 되어 있고 메트릭스성분(고융점성분)이 폴리에스테르, 나일론 6으로 되어 있으며 오렌지 단면형태를 갖는 복합사이드 바이 사이드 단면형태의 열접착성 섬유를 나타낸다.

표 2는 표 1에 표시된 섬유의 방사조건, 연신조건, 권축 및 스테이플조건과 특성 등이 본 발명의 조건과 대비하여 표시되어 있다.

이 열접착성 섬유를 다른 섬유와 혼합하여 40인치의 롤라 카드에 통과시켜 280g/㎡의 카드 웹으로 만든 후 열풍순환식 건조기를 사용하여 부직포화시킨다. 각 실시예 및 비교예에서 얻은 열접착성 섬유의 특성,

[표 1]

[표 2]

[표 3]

혼합사용된 다른 섬유의 종류와 그 특성, 부직포화를 위한 열처리조건과 제조된 부직포의 특성을 표 3에 나타낸다.

표 2, 표 3에 의하여 명백하게 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 열접착성 섬유을 사용한 부직포는 어느것이나 부직포 제조시에 열처리에 의한 벌크감소율이 낮고, 인장강력은 높으며 촉감도 양호하였다.

Claims

융점이 100℃-170℃인 섬유형성 중합체를 피브릴성분으로 하고, 이보다 고융점인 섬유형성 중합체를 메트릭스성분으로 하고 있으며, 1개이상의 메트릭스에 대하여 피브릴의 수는 2-8개이며 동시에 상기 피브릴은 동일한 크기와 형태를 가지며, 섬유 단면에서 피브릴의 면적비율은 20-60%이고 메트릭스의 면적비율은 80-40%이고, 또 권축가공되어 있으며 오렌지 단면상 복합사이드 바이 사이드형태를 가지는 열접착성 섬유.
제1항에서 피브릴성분이 저융점 폴리에스테르, 또는 폴리프로필렌, 또는 폴리에틸렌임을 특징으로 하는 열접착성 섬유.
제1항에 있어서, 메트릭스성분이 폴리에스테르, 또는 폴리아마이드임을 특징으로 하는 열접착성 섬유.
제1항에 있어서, 권축수가 2-30개/인치임을 특징으로 하는 열접착성 섬유.
제1항에 있어서, 섬유장이 50-100㎜ 임을 특징으로 하는 열접착성 섬유.