KR910007557B1 - 폴리프로필렌 망상섬유, 그의 제조방법 및 망상섬유 부직포 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

폴리프로필렌 망상섬유, 그의 제조방법 및 망상섬유 부직포

[도면의 간단한 설명]

제1도는 섬유의 원료 폴리머의 감광 종료 온도와 그 압력, 감광 개시 온도와 그 압력을 측정하기 위한 장치의 약도이다.

제2도는 제조회사와 MFR가 다른 이소택틱 폴리프로필렌과 트리클로로플루오로메탄 용매계로 측정한 감광 개시선 및 감광 종료선을 나타낸 그래프이다.

제3도는 폴리머 농도 13중량%에서의 감광 개시선, 감광 종료선 및 감압실내 용액의 온도 및 압력의 적정 범위를 나타낸 그래프이다. 실험예(0으로 나타낸다)의 조건이 나타나 있다.

제4도는 압출 직전의(감압실) 용액 온도와 압출 직전의 폴리머의 MFR와 농도 C와의 비

와의 관계에 대하여 본 발명에 의한 적정 범위 및 종래 기술의 범위를 나타낸 그래프이다. 실험예의 조건(번호로 나타낸다)이 나타나 있다.

제5도는 부직포의 횡방향(TD)에 대응하는 레이저 투과 강도를 나타낸 그래프이다.

제5a도는 본원 실험예에서의 그래프이며, 제5b도는 비교예의 그래프이다.

제6도는 본원 실험예 부직포의 단면을 나타낸 현미경 사진이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술 분야]

본 발명은, 고도로 피브릴된 폴리프로필렌의 3차원 망상섬유, 그의 제조방법 및 그 섬유로부터 제조되는 부직포에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 폴리프로필렌으로부터 만들어진 가열치수 안정성이 높은 3차원 망상섬유, 고개섬(high fiber spreadability)으로서 가열치수 안정성이 높은 3차원 망상섬유, 이 3차원 망상섬유의 제조방법, 이 섬유로 된 가열치수 안정성이 높은 부직포에 관한 것이다.

본 출원은 전술한 바와 같이 다수의 발명을 함유하므로 설명의 편의 및 용이한 이해를 위하여 다음과 같이 A, B, C 및 D로 부호를 분류하고, 후술하는 각 설명에 있어 관련하는 설명의 문두 등에 이 부호를 사용하기로 한다.

A. 신규 폴리프로필렌 3차원 망상섬유

B. 신규 폴리프로필렌 고개섬 3차원 망상섬유

C. 폴리프로필렌 3차원 망상섬유의 신규 제조방법

D. 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 신규 부직포

[기술 배경]

A. 3차원 망상으로 피브릴화된 섬유로서, 플래쉬 방사법에 의하여 제조되는 섬유가 공지이다. 플래쉬 방사법이란, 섬유 형성성의 폴리머와 용매의 균일 용액을 용매의 비점 이상의 온도, 증기압 이상의 압력 조건하로부터 1개 이상의 구멍을 갖는 방사구금을 통하여 저압력에서 순간적으로 압출하는 방법이다. 이 섬유의 특징은, 미합중국 특허 제3,081,519호에 개시되어 있다.

즉 전기 미합중국 특허 제3,081,519호에 개시된 3차원 망상섬유는 피브릴이 3차원 망상상태로 퍼져 있는 구조를 갖는, 표면적 2㎡/g 이상의 유기 합성 결정성 폴리머 섬유이다. 피브릴은, 평균 두께 4μ 이하로서, 배향한 구조를 갖고, 전자선회절에 의한 평균 배향각이 90° 이하임을 특징으로 한다. 또한 섬유의 X선회절에 의한 평균 배향각이 55°보다 작은점, 자유 피브릴수가 50본/1000d/0.1mm 이상 또는 25본/1000d/0.1mm 이상인 등을 특징으로 하고 있다. 이 3차원 망상섬유는, 단면이 이형단면을 하고 있으며, 비표면적이 크고, 광산란성이 뛰어나고, 벌키성이 양호하고, 강도가 높다. 따라서 이 섬유의 형태나 성능의 특징을 살려서 커버링성이 높고, 고강도인 부직포를 만들 수가 있다. 그 일예로서 직쇄상 폴리에틸렌의 섬유로부터 만들어진 티벡(Tyvek)(이.아이.듀퐁, 뉴머로스, 앤드 컴퍼니 제)이란 상품명의 부직포가 시판되고 있다.

직쇄상 폴리에틸렌보다 높은 내열성을 필요로 하는 요구에 답하는 소재로서, 융점이 25∼35℃ 높은 폴리프로필렌(이하 pp라 한다)을 사용함이 고려되는데, 공지의 pp제의 3차원 망상섬유의 문제점은, 열안정성, 즉 가열 분위기에 있어서의 치수 안정성이 낮은 점이다. 즉, 가열 분위기중에서 신장 또는 수축이 대단히 크다.

또 미합중국 특허 제3,081,519호 공보에는, 피브릴 및 섬유의 분자배향성에 관하여 전자선회절 및 X선회절에 의하여 측정하는 배향각에 의하여 주로 결정의 배향의 존재와 그 정도가 개시되어 있다. 그러나 이 공보에는 가열치수 안정성, 즉 가열 분위기중에서의 신장 또는 수축에 영향을 미치는 3차원 망상섬유의 미세구조는 개시되어 있지 않다.

B. 다음에 pp 섬유의 결점의 하나로서 개선하기 어려운 점을 들 수 있다. 이점은 고밀도 폴리에틸렌과 비교하여 바람직하지 않은 점이다. 여기서 말하는 개섬이란, 단일 방사구금 노즐로부터 방출한 섬유가 보다 미세한 단위로, 예를 들면 망상조직을 구성하는 1본 1본의 섬유(피브릴이라 한다)로 분리함을 말한다.

개섬의 정도, 즉 개섬도는, 자유 피브릴수 및 섬유폭으로 평가할 수가 있다. 자유 피브릴수란, 섬유의 보다 미세한 단위에의 분리의 정도를 나타낸 척도로서, 섬유 단위량당의 분리해 있는 섬유수로 나타낸다. 자유 피브릴수가 클수록 섬유가 미세하게 갈려 있음을 나타내 있다. 섬유폭은 단일 방사구금으로부터 방출한 섬유를 섬유축과, 섬유축과 직각방향으로 3차원으로 넓혔을 때의 섬유축과 직각방향에의 퍼짐이다. 섬유폭은 섬유량에 비례하므로 섬유 단위당의 섬유의 퍼짐에 의하여 나타내며, 예를 들면 20mm/200d와 같이 표시한다. 특히 자유 피브릴수가 적고, 피브릴이 뭉쳐있거나, 섬유축 방향으로 균열이 생기거나, 그 결과, 개섬사에 구멍이 있거나 하는 경우를 제외하고는 개섬도는 개략 섬유폭으로 판단할 수가 있다.

단일 노즐을 갖는 방사구금으로 외측에 원형의 홈을 갖는 것이나, 홈이 없는 것으로 방사하는 경우로서, 특히 자유 피브릴수가 적고, 섬유로 쪼개지고 구멍이 생기는 등이 발생하지 않을 경우, 섬유폭은 섬도 약 150d의 섬유로서, 최고 15mm 정도까지이다. 따라서, 이 섬유를 적층하여 부직포를 만들 때, 섬유와 섬유 사이의 공간을 메꾸기가 곤란하다. 이 공간을 메꾸고자 하면, 섬유량이 많은 두꺼운 부직포 밖에 안된다. 또 이와 같은 부직포는 단위 면적당 중량 및 외관의 균일성이 나쁜 부직포로 된다. 단위 면적당 소중량과 단위 면적당 중량 및 외관의 균일성이 높은 부직포를 얻기 위하여는 섬유폭이 섬유량에 무관하게 20mm 이상임이 필요하며, 40mm 이상이 바람직하다.

이와 같이, 부직포용의 섬유는 양호한 개섬도를 갖는 것이 필요하게 된다. 그러므로 미합중국 특허 제3,169,899호 공보에는 방사구금으로부터 토출한 토출량을 충돌판에 댐으로써 개섬하는 방법이 개시되어 있는데(실험예 9), 이 방법에 의하여 얻어진 섬유의 인장 강도는 0.53g/d로서, 강도적으로 불만족하다. 이와 같이 폴리프로필렌을 사용하여 고강도이고, 섬유폭이 큰 섬유로 만들기 힘들었다. 이 문제를 해결하기 위하여 미합중국 특허 제3,467,744호 공보, 미합중국 특허 제3,564,088호 공보 또는 미합중국 특허 제3,756,441호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 방사구금의 형성을 고안하여, 예를 들면, 구형의 홈을 갖는 방사구금을 사용함으로서 섬유폭을 넓힘이 시도되고 있다. 이 방법에 의하여 섬유폭이 넓은 개섬사가 얻어지는데, 방사 조건에 따라서, 또 방사구금 형상에 따라서 플래쉬 힘이 유효하게 작용하지 못하므로 얻어진 섬유의 배향성이 낮고, 또 가열치수 안정성도 낮았다.

C. 다음에 종래의 pp의 3차원 망상섬유의 제조방법에 대하여 설명한다.

트리클로로플루오로메탄(이하 프론―11이라 한다)을 용매로서 사용하여 플래쉬 방사를 행하는 방법이 미합중국 특허 제3,564,088호, 미합중국 특허 제3,756,441호 공보 및 본 출원인 출원의 일본특개소 62―33816호 공보에 개시되어 있다.

전기 미합중국 특허 제3,564,088호 공보에 개시된 복수의 방사공을 갖는 방사구금을 사용하여 일체화된 섬유 응집웰을 얻는 방법에 있어, 이소택틱폴리프로필렌(이하 i―pp라 한다)의 망상섬유를 얻기 위하여 하기 공정을 사용하고 있다.

ⓐ 190∼220℃의 사이의 임계 온도를 갖는 1,1,2―트리클로로―1,2,2―트리플루오로메탄(이하 프론―113이라 한다), 프론―11 및 이 혼합물로부터 선택된 불화 염화탄화수소계의 용매로서 0.09∼10의 사이의 MFR을 갖는 i―pp―4∼20%의 균일한 단일 용액을 만들고, 그 용액에 용매중 가장 낮은 비점을 갖는 성분의 임계 온도 이상에서 2액상 경계 압력 이상의 압력을 갖게 한다.

ⓑ 용액의 압력을 2액상 경계 압력하 10∼400psi로 감압하기 위하여 감압 영역에 용액을 통한다.

ⓒ 방구 오리피스를 통하여 실질적으로 대기압 분위기 온도하에 용액을 방출하여서 연속한 고도로 피브릴화된 섬유를 얻는다.

이 방법으로 만들어진 pp 망상섬유의 가열치수 안정성은 아직 만족스러운 값을 나타내지 않는다. 특히 스크류 압출기를 사용하여 pp 수지를 용융하고, 용매에 용해시키는 연속 방사 방법을 사용한 경우에는 용액형성 영역에서의 용액의 체류 시간이 짧으므로, 수지의 용해성이 낮은 때문인지 미합중국 특허 제3,564,088호 공보 기재의 조건에 의하여도 안정하며 가열치수 안정성이 높은 섬유를 얻을 수가 없었다.

미합중국 특허 제3,756,441호 공보에 개시되어 있는 방법은, 용매중 2∼20중량%의 i―pp을 증기압 이상의 압력하에 가열하여 용액을 생성하고, 이 용액을 그보다도 저온 및 저압력에서 압출함으로서, i―pp의 필라멘트상 재료를 제조하는 방법으로서 사용되는 온도가 200∼240℃이고, 압력이 63.3kg/c㎡ 이상이고 압출직전의 i―pp의 용융유속(MFR)이 관계식

1.13―0.04(T―220)

[상기 식중, C는 i―pp의 중량%에 의한 농도로서, T는 ℃ 표시의 용액 온도]를 충족하며, MFR이 2 내지 30의 범위에 있음을 특징으로 한다.

이 방법으로부터 얻어지는 3차원 망상섬유도 또한 충분한 가열 안정성을 갖지 않는다. 또, 충돌에 의한 개섬을 행하면, 섬유가 섬유축 방향으로 쪼개지거나, 개섬사에 구멍이 뚫리거나, 극단의 경우 섬유가 파단되는 일이 있음을 알았다. 또한, 용액온도로서 비교적 고온을 사용하므로 섬유가 착색되기 쉬운 결점도 있다.

일본 특개소 62―33816호에 개시된 방법은, i―pp 용액을 용매의 임계 온도 미만의 방사 온도(용매가 프론―11인 때, 198℃ 미만)에서, 0.75 내지 1.5mm의 노즐 직경을 갖는 최종 노즐을 통과시켜서 플래쉬 방사를 행하고, 압출 직전의 폴리머의 MFR이 15이하임을 특징으로 한다.

이 방법은 용액 온도가 용매의 임계 온도 미만이므로, 저온인 점과 감압실내의 압력을 바람직한 2액상 경계 압력 이하로 하고자 하면 필연적으로 감압실내의 압력이 저압으로 되므로, 플래쉬력이 낮은 점이 결점이다. 그러므로 방출사의 배향성이 낮고, 가열치수 안정성 특히 가열 신장에 대한 안정성이 불만족하였다. 또, 용액 온도가 저온이므로, 개섬성이 낮아진다.

또, 예를 들면, 용매로서 프론―113을 사용하는 방법(이 방법은 미합중국 특허 제3,564,088호 공보, 미합중국 특허 제3,467,744호 공보 및 일본 특개소 62―33816호 공보에 개시되어 있다)으로 만들어지는 pp 3차원 망상섬유도 가열치수 안정성이 미합중국 특허 제3,756,441호 공보의 방법에 의한 섬유와 거의 다르지 않으며, 또 개섬성이 낮았다.

D. 다음에 종래의 3차원 망상섬유로 된 부직포에 대하여 설명한다.

3차원 망상으로 피브릴화된 섬유로 된 부직포가 알려져 있다. 특히 플래쉬 방사법에 의하여 제조되는 망상섬유로 된 부직포가 미합중국 특허 제3,169,899호 공보 또는 일본 특공소 36―16460호에 개시되어 있다.

이들 부직포는 전술한 바와 같이 몇가지 특징을 갖고 있으며, 예를 들면 직쇄상 폴리에틸렌으로 된 부직포가 이미 시판되고 있다.

pp의 3차원 망상섬유로 된 부직포의 구체예는 미합중국 특허 제3,169,899호 공보(실험예 9)에 개시되어 있다. 이 실험예에서는 열접합전의 접촉접합 부직포의 인장 강도는 0.24kg/3cm 폭/50g/㎡ 이상, 이 쉬트로부터 취출한 실온 강도 0.53g/d, X선 배향각은 50°이다. 이 접촉접합 부직포로부터 얻어진 열접합 부직포는, 열접합전의 방출사의 강도 및 X선 배향각으로부터 가열 신장율이 높은, 즉 가열치수 안정성이 낮았음을 추정할 수가 있다.

미합중국 특허 제3,169,899호 공보에 개시된 pp의 3차원 망상섬유는 전술한 바와 같이(전기 B의 설명 참조) 방사구금으로부터 토출한 섬유를 방해판 등에 대는 방법에 의하여 개섬사를 얻고 있다. 그러나 이 방법으로는 고강도, 즉 고배향의 개섬사를 얻을 수가 없다. 즉 방해판 등에 의한 충돌에 의하여, 개섬 조작을 행할 때, 실에 쪼개짐이 생겨서, 개섬사의 강도 저하를 일으키며 이 개섬사로 된 부직포의 강도 저하, 외관 불량을 일으키기 쉬웠다.

또 극단적인 경우에는 섬유가 파단하여 단섬유화하고, 섬유가 산란 상태를 나타내며, 적층 쉬트가 수득되지 않는다. 비교적 고강도의 개섬사를 얻고자 할 때는 강도를 중시한 결과, 즉 섬유축 방향에의 배향성을 중시하고 섬유의 폭방향에의 플래쉬력의 분산을 억제한 결과, 개섬성이 낮은 섬유밖에 얻어지지 못하였다. 이 경우에는 평면적으로 배향성이 불균일하고, 두께, 단위 면적당 중량, 백색도, 불투명도 등 외관의 불균일한 부직포 밖에 만들 수 없었다.

상술한 바와 같이 부직포용의 섬유는 개섬성이 중요하며, 한편 두께 단위 면적당 중량, 외관이 불균일한 부직포를 얻기 위하여는 개섬사를 평면적으로 균일하게 분산하는 것이 극히 중요한 일이며, 회전 또는 진동하는 방해판에 방사구로부터의 플리머 용액의 토출류를 대는 일이 중요하다. 그럼에도 불구하고, 이미 설명한 바와 같이 고강도사가 얻어지지 못하거나, 고개섬사가 얻어지지 못하였다. 그러므로, 미합중국 특허 제3,467,744호 공보 또는 미합중국 특허 제3,564,088호 공보 또는 미합중국 특허 제3,756,441호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 방사구금의 형상을 변형하여 예를 들면 구형의 홈을 갖는 방사구를 사용함으로서 마치 충돌에 의하여 퍼진 섬유와 같은 광폭 섬유를 얻는 시도가 행해지고 있다(전기 B의 설명 참조). 확실히 4회/cm 정도 꼰 섬유로서 3g/d 정도까지의 강도의 광폭의 섬유가 얻어질 수도 있으나, 이 방법에 의한 개섬사를 균일한 적층체로 하기 위한 분산 처리에 있어 방해판에 대면 쪼개지지 쉽고, 불균일한 외관의 부직포로 되기 쉬우며, 또 충돌력을 약하게 하면, 분산성은 저하되며, 모두 불균일한 외관의 부직포로 되었다.

또 미합중국 특허 제3,564,088호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 방사구금중에 복수의 노즐을 배치하고, 면상화한 경우에는 다른 노즐로부터 토출한 개섬사끼리 적층되는 경계 부분에서 후막화하여 부직포의 흐름 방향에 줄이 있는 불균일한 두께와 외관을 나타내는 부직포 밖에 얻지 못하였다.

전술한 바와 같이 종래 공지의 고도로 피브릴화된 폴리프로필렌의 3차원 망상 섬유, 그 제조방법 및 그 섬유로부터 제조되는 부직포는 여러가지 문제점, 즉 불이익점이 있다. 이 문제점을 일괄하여 하기에 나타낸다.

A. 종래의 공지의 3차원 망상 pp 섬유는, 가열 분위기에 있어서의 치수 안정성이 낮다. 그러므로 섬유 및 섬유를 적층하여 만들어진 웰에 열고정 또는 열접합 등의 가열 가공을 행할 때, 변형하기 쉽고 또 열수축하기 쉽다.

B. 또한 가열치수 안정성과 개섬상의 양 특성에 뛰어난 pp 3차원 망상섬유가 출현하고 있지 않다.

C. 종래 공지의 pp의 3차원 망상섬유의 제조방법으로서는 스크류 압출기를 사용하여 안정하게 방사함이 곤란하다. 비교적 고온, 그리고 저점도의 용액으로 방사를 할 경우에는 형태가 뛰어난 개섬사가 얻어지지 않는다. 비교적 고온의 용액으로 방사할 경우에는 섬유가 착색하기 쉽다. 비교적 저온의 용액으로 방사할 경우에는 고배향의 형태가 양호한 섬유가 얻어지지 않는다.

D. 따라서, pp의 3차원 망상섬유로 된, 가열치수 안정성이 높은 부직포, 또한 가열치수 안정성과 면상의 배향의 균일성, 두께, 단위 면적당 중량, 외관(백색도, 불투명도 등) 균일성이 뛰어난 부직포는 출현하고 있지 않다. 특히 만위 면적당 소중량 및 균일한 두께를 갖는 부직포를 만들기는 종래의 기술에서는 곤란하였다.

[발명의 개시]

본 발명의 목적은 유용한 폴리프로필렌의 신규한 3차원 망상섬유, 그 제조방법, 이 섬유로 된 신규 부직포를 제공함에 있다. 상세하게는 첫째로, 극히 높은 가열치수 안정성을 갖는 3차원 망상의 형태를 한 섬유(A), 둘째로, 극히 높은 가열치수 안정성과 높은 개섬성을 갖는 3차원 망상의 형태를 한 섬유(B), 셋째로, 플래쉬 방사법에 있어서의 폴리프로필렌 특유의 상평형 조건과 고점성 용액을 사용하는 3차원 망상섬유의 제조방법(C), 넷째로, 상기 (A) 및 (B)의 섬유로부터 제조되는 가열치수 안정성이 높은 부직포(D)를 각각 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 제1의 목적은 피브릴화된 폴리프로필렌의 3차원 망상섬유에 있어서, 이 3차원 망상섬유의 마이크로파 복굴절이 0.07이상임을 특징으로 하는 3차원 망상섬유에 의하여 달성된다.

본 발명의 제2의 목적은 피브릴화된 폴리프로필렌의 3차원 망상섬유에 있어서, 이 3차원 망상섬유가 0.1∼10중량%의 개섬제를 함유함을 특징으로 하는 3차원 망상섬유에 의하여 달성된다.

본 발명의 제3의 목적은 이소택틱 폴리프로필렌과 트리클로로플루오로메탄으로 고압의 균일 용액을 감압실, 방사구금을 통하여 저온 저압역에 방출하여 피브릴화된 폴리프로필렌의 3차원 망상섬유를 제조하는 방법에 있어서 감압실을 통과하기 전의 용액의 압력이 감광 개시 압력 이상이고, 감압실내의 온도가 198℃ 이상 220℃ 미만이고, 감압실내의 압력이 감광 종료 압력 이하이며, 압출 직전의 이소택틱 폴리프로필렌의 용융유속(MFR)이

0.15―0.0014(T_PF―198)

1.74―0.029(T_PF―198)

[식중, T_PF은 ℃로 나타낸 감압실의 용액 온도, C는 중량%로 나타낸 폴리프로필렌의 농도이다.]

을 충족함을 특징으로 하는 폴리프로필렌 3차원 망상섬유의 제조방법에 의하여 달성된다.

본 발명의 제4의 목적은 피브릴화된 폴리프로필렌의 3차원 망상섬유로 된 부직포에 있어서, 이 부직포의 단면에 있어서의 마이크로파 복굴절이 0.06이상임을 특징으로 하는 부직포에 의하여 달성된다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

다음에 본 발명에 의한 폴리프로필렌 망상섬유, 그 제조방법, 이 망상섬유로부터 만들어진 부직포를 설명하는데 유용한 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명한다.

A. 분류 A에 속하는 본 발명의 폴리프로필렌 피브릴화 섬유는, 3차원 망상의 구조를 하고 있는 섬유로서, 0.07이상의 마이크로파 복굴절을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명자들은 pp 3차원 망상섬유에 있어서, 0.07이상의 마이크로파 복굴절을 갖는 섬유이면 가열치수 안정성, 특히 가열신장 안정성에 뛰어나고, 가열가공을 할 때 치수 변화에 의해 나타나는 문제가 해소되고, 또한 10이상의 장주기 산란강도비를 갖는 섬유이면, 열 수축율도 낮고, 가열 가공때의 수축에 수반한 문제점이 해소됨을 발견하여 본 발명에 도달하였다.

pp 3차원 망상섬유가 0.07이상의 마이크로파 복굴절을 갖는 본 발명의 망상섬유는 가열 신장율이 100℃에서 약 8% 이하이며, 130℃에서 약 12% 이하이다. 0.10이하의 마이크로파 복굴절을 갖는 본 발명의 망상섬유는, 가열 신장율이 100℃에서 약 4% 이하, 130℃에서 약 6% 이하이다. 마이크로파 복굴절이 0.07이상이고, 장주기 산란 강도비가 10이상인 본 발명의 망상섬유는 가열 신장율이 100℃에서 약 8% 이하, 130℃에서 약 12% 이하이며, 열 수축율이 약 11% 이하이다. 마이크로파 복굴절이 0.10이상이고, 장주기 산란 강도비가 10이상인 본 발명의 망상섬유는 가열 신장율이 100℃에서 약 4% 이하, 130℃에서 약 6% 이하이며, 열 수축율이 약 11% 이하이다. 마이크로파 복굴절이 0.07이상이고, 장주기 산란 강도비가 30이상인 본 발명의 망상섬유는 가열 신장율이 100℃에서 약 8% 이하, 130℃에서 약 12% 이하이며, 열 수축율이 약 6% 이하이다. 마이크로파 복굴절이 0.10이상이고, 장주기 산란 강도비가 30이상인 본 발명의 망상섬유는 가열 신장율이 100℃에서 약 4% 이하, 130℃에서 약 6% 이하이고, 열 수축율이 약 6% 이하이다.

B. 분류 B에 속하는 본 발명의 폴리프로필렌 피브릴화 섬유는, 3차원 망상구조의 섬유로서, 3차원 망상섬유가 0.1∼10중량%의 개섬제를 함유함을 특징으로 하고, 개섬제를 함유시킴으로써 개섬성이 개선된 극히 형태가 양호한 3차원 망상섬유가 얻어진다.

0.1∼10중량%의 개섬제를 함유하는 pp 3차원 망상섬유는, 개섬 조작에 의하여 자유 피브릴수 200본/50d 이상, 섬유폭 20mm/100d 이상의 고개섬을 달성할 수가 있다. 이 섬유를 적층하고, 열접합하면, 유용성이 높은 부직포가 얻어진다.

전기 고개섬성을 갖는 3차원 망상섬유로서 0.07이상의 마이크로파 복굴절을 갖는 망상섬유는 가열 신장율이 100℃에서 약 8% 이하로서, 130℃에서 약 12% 이하이다. 또한 0.10이상의 마이크로파 복굴절을 갖는 망상섬유는 가열 신장율이 100℃에서 약 4% 이하, 130℃에서 약 6% 이하이다. 이 고개섬의 3차원 망상섬유로서 마이크로파 복굴절이 0.07이상이고, 그리고 장주기 산란 강도비가 5이상인 본 발명의 망상섬유는 가열 신장율이 100℃에서 약 8% 이하, 130℃에서 약 12% 이하이며, 열 수축열이 약 11% 이하이다. 마이크로파 복굴절이 0.10이상이고, 그리고 장주기 산란강도비가 5이상인 본 발명의 고개섬의 망상섬유는 가열 신장율이 100℃에서 약 4% 이하, 130℃에서 약 6% 이하이며, 열 수축율이 약 11% 이하이다. 고개섬의 망상섬유로서 마이크로파 복굴절이 0.07이상이고, 장주기 산란강도비가 15이상인 망상섬유는 가열 신장율이 100℃에서 약 8% 이하, 130℃에서 약 12% 이하이며, 열 수축열이 약 6% 이하이다. 또한 고개섬의 망상섬유로서 마이크로파 복굴절이 0.10이상이고, 장주기 산란강도비가 15이상인 망상섬유는 가열 신장율이 100℃에서 약 4% 이하, 130℃에서 약 6% 이하이며, 열 수축열이 약 6% 이하이다.

전기에 나타낸 바와 같이 섬유에 개섬제를 함유시켜서 얻은 본 발명에 의한 개섬사는 개섬제를 함유하지 않은 섬유에 비하여 그 장주기 산란강도비가 동등한 값이어도 열 수축율이 낮은 경향을 나타낸다.

개섬제란, 방출전의 pp 용액에 혼합하여 방사구금으로부터 토출한 고속섬유류를 충돌판에 댐으로써 개섬 효과가 발휘되는 것을 말한다.

자유 피브릴수가 약 150분/50d 이상, 섬유폭이 약 20mm/100d 이상인 경우에 개섬 효과가 있다고 정의한다. 섬유폭 측정 때에 섬유폭의 50% 이상의 폭으로 피브릴이 관측되지 않을 경우에는 즉, 쪼갬이나 구멍 뚫임이 관측되는 경우에는 쪼갬 또는 구멍 뚫임에 있어서 개섬성 불량으로 판정된다.

자유 피브릴수는 대물렌즈 1.6배, 접안렌즈 10배의 현미경을 사용하여 섬유폭 방향으로 시야를 이동시키면서 분리해 있는 섬유(피브릴)의 수를 개수하였다. 관측 배율을 높이면, 자유 피브릴수가 증가하는 경향이다.

섬유폭은 개섬 조작 후 개섬 상태의 섬유를 구멍이 거친(10메쉬 정도) 네트로상에서 측정하였다. 또 네트로 받지 않은 경우에는 120mm 이상의 길이의 섬유를 옆으로 하여 측단을 수직판에 핀으로 멈추고, 20mm 길이 간격으로 또 다른 일방의 측단에 섬유의 망상 구조가 파괴되지 않음 범위에서 최대의(약 0.1g 정도) 추를 7개 달아 매달고, 양단을 제외한 내측의 추를 걸어 놓은 5개소의 섬유폭을 측정하고, 평균치를 구하였다. 이와 같이 하여 측정한 섬유폭은 네트로 개섬사를 받아서 측정한 수치와 다르지 않았다.

개섬제의 함유량 측정은, 개섬제의 종류에 따라서 적절한 방법으로 행해진다. 예를 들면, 특정의 금속 원소를 일정 조성으로 함유하는 개섬제이면, 그 특정 금속 원소의 정량 분석에 의하여 또 특정의 적외선 흡수가 존재하는 경우에는 적외 흡수 스펙트럼법에 의한 정량 분석 등이 사용된다.

개섬제는 실온(40℃라 정의한다)에서 고체가 바람직하다. 사용되는 개섬제로서는, 결정핵제, 활제 또는 기재 수지 이외의 결정성 수지가 바람직하다. 예를 들면, 결정핵제에는, 유기인산염, 유기 카르본산염, 소르비톨 유도체, 무기분체, 안료 등이 있으며, 활제에는 지방족 탄화수소류, 고급 지방산류, 고급 지방산 알코올류, 지방산 아마이드류, 지방산 에스테르류, 금속 비누류 등이 있다. 결정성 폴리머로서는, 폴리아미드수지, 폴리에틸렌수지, 폴리아세탈수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트수지 등이 있다.

예를 들면, 결정핵제에서는 히드록시―디(3차 부틸벤조산)알루미늄, p―3차 부틸벤조산 나트륨, 벤조산 나트륨, 1,3,2,4―디파라메틸―디벤질리덴 소르비톨, 1,3―파라클로로―디벤질리덴―2,4―파라클로로―벤질리덴―D―소르비톨, 1,3,2,4―파라클로로 디벤질리덴 소르비톨, 페닐포스폰산 나트륨, 탈크 등이 바람직하며, 활제로서는, 스테아린산아미드, 팔미틴산아미드 등이 바람직하다. 기재 수지이외의 결정성 수지로서는 고밀도 폴리에틸렌, 폴리카프라미드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등이 바람직하다.

이들 개섬제의 첨가량은, 섬유중에 0.1∼10중량% 함유되어 있는 경우에 효과가 있다. 0.1중량% 미만에서는 개섬성이 낮아 부직포에 적합한 개섬성이 얻어지지 못한다. 첨가량은 많을수록 개섬성이 향상되는 경향이 있다. 동시에 개섬할 때 쪼개지기 쉽다. 첨가량이 10중량%보다 많을 때에는 쪼갬이나 구멍 뚫림의 발생이 현저하고, 또 섬유의 기계적 성질도 손상되어 부직포용 섬유로서 부적합한 것으로 된다. 첨가량은 바람직하기는 0.3∼2.5중량%이다.

시판되고 있는 pp의 경우, 산화방지제를 비롯하여, 자외선 흡수제, 활제, 충전제, 핵제, 대전방지제 등의 첨가제가 통상 2∼3종류, 목적에 따라서 0.05∼0.5중량% 정도 첨가되어 있다. 따라서, 시판의 i―pp 수지만의 사용이 고려되지만 효과가 나타나지 않을 때가 많다. 이는 개섬 효과가 높은 첨가제가 함유되어 있는 경우가 적으며, 함유되어 있어도 첨가량이 0.1% 미만이다. 개섬성과 가열치수 안정성을 동시에 만족시킬 수 있는 시판되는 수지는 거의 찾아볼 수 없다. 따라서 시판의 수지에 첨가제의 개섬 성능에 따라서 첨가량을 선택하여 첨가함이 바람직하다.

A, B 마이크로파 복굴절(△n)이란 마이크로파 영역(주파수 0.3GHz∼30GHz)의 전자파에 의하여 측정되는 섬유축 방향의 굴절률(n_MD)과 섬유축과 직각 방향의 굴절률(n_TD)의 차(△n=n_MD―n_TD)이다. 마이크로파 복굴절에 의하여 가시파로 편광 현미광을 사용하여 측정되는 복굴절과 같이 분자의 배향성, 즉 결정 및 비정 영역의 분자의 배향성을 평가할 수가 있다. 특히 이형 단면을 갖는 본 발명의 섬유에 대하여는 피브릴의 두께가 여러가지 인 점 등에 의하여 편광 현미경을 사용하는 방법으로는 측정하기 힘들며, 마이크로파에 의한 방법이 유효하다.

장주기 산란 강도비는 X선 소각 산란으로부터 구한 장주기의 산란 강도를 산란 강도 곡선의 베이스 라인의 산란 강도로 나눈 값이다. 마이크로파 복굴절, 장주기 산란 강도비 모두 개섬사는 개섬한 상태가 아니고, 섬유축으로 수속시켜서 측정하였다(측정법은 후술한다.).

가열 치수 안정성은 가열 신장율과 열수축율로 평가할 수가 있다. 가열 신장율은 열기계 분석장치로 측정할 수 있다. 이는 섬유에 약간의 인장하중(데니어 단위의 섬도를 단위화하고, 그 10%의 하중)을 걸어서 승온하면서(5℃/분)관측되는 신장율이다. 섬유에 거는 인장하중은 치수를 정확히 측정하기 위하여 거는 정도의 작은 하중으로서, 이 정도의 하중으로 연신이 발생하는 것은 가열 가공, 예를 들면, 열 고정, 열 접합 등으로 로울과의 마찰, 또는 절곡, 주름 등 직선성, 평면성 불량 방지용에 거는 신장 등의 약간의 하중에 의하여 치수 변화가 발생함을 뜻한다. 섬유 뿐만 아니라, 섬유 적층 웰도 손상됨이 나타나 있다. 경험적으로 섬유의 가열 신장율로 100℃에서 약 8% 이하, 130℃에서 약 12% 이하이면, 이와 같은 가열 가공으로 문제를 일으킬 염려는 적음이 확인되었다.

열 수축율은 열풍이 순환하는 오븐 중, 온도 145℃로 무구속으로 20분간 방치하여 측정한다.

내열성을 나타내는 척도로서, 동적 탄성율 5.0×10⁹dyne/c㎡을 유지하는 최고 온도를 보면, 마이크로파 복굴절이 0.07이상의 경우에 약 60℃ 이상, 바람직하게는 0.10 이상의 경우에는 100℃ 이상을 나타낸다. 마이크로파 복굴절이 0.07로서 이 온도는 급격히 상승한다.

동적 탄성율 측정은 주파수 110KHz, 승온 속도 2℃/분로 행하였다.

이와 같이 가열 치수 안정성이 높은 특히 가열 신장율이 낮은 섬유로 하기 위하여는 마이크로파 복굴절이 특정치를 만족시키는 일이 중요하다. 또 열수축율을 저하시키기 위하여는 장주기 구조의 발현이 중요하다. 또한 가열신장율과 열수축율을 만족시키기 위하여는 비정부도 포함한 분자배향성이 높고, 그리고 섬유 주기가 정돈된 구조로 할 것이 인정된다. 용융방사로 만들어진 섬유를 열처리하면, 장주기 구조가 정돈되며, 장주기가 커짐은 문헌에서 찾아 볼 수 있는 사실이지만, 방사속도 5000m/분∼14000m/분에서의 용액으로부터의 고속 방사로 열처리하지 않은 방출한대로의 섬유에 이와 같이 장주기 구조가 명료하게 나타나며, 그리고 X선 산란 강도비가 높은 사실은 놀랍다.

C분류 C에 속하는 본 발명의 피브릴화된 폴리프로필렌의 3차원 망상섬유의 제조방법은 i―pp와 프론―ll로 된 고압의 균일 용액을 감압실, 방사구금을 통하여 저온저압력에서 방출되고, 폴리프로필렌 3차원 망상섬유를 제조하는 방법으로서, 감압실을 통과하기 전에 용액의 압력이 감광 개시압력 이상이고, 감압실내의 온도가 198℃ 이상 220℃미만이며, 감압실내의 압력이 감광 종류 압력이하로서, 압출 직전의 i―pp의 용융유속(MFR)이 0.15―0.0014(T_PF―198

1.74―0.029(T_PF―198)

[T_PF은 ℃로 나타낸 감압실의 용액 온도, C는 중량%로 나타낸 pp의 농도이다]을 만족함을 특징으로 한다.

전기 i―pp의 프론―ll 용액이 pp의 0.1∼11 PHR의 개섬제를 함유하면 바람직하며, 또 전기개섬제가 결정핵체, 활제 또는 기재수지이외의 결정성 수지이면 바람직하다.

전기 감광 개시 압력 및 감광종료 압력에 대하여 다음에 설명한다.

측정장치의 약도를 제1도에 나타낸다. 즉 투시창부 오오토크레이브 1을 사용하여, 속의 용액의 상태를 온도, 압력을 변화시켜서 광(텅스텐광)의 투과량으로 관측한다. 통상 폴리머를 고온 고압하에서 용해한 후, 용액을 서서히 밸브(11 및 12을 연다)로부터 배출하고, 압력을 감소시켜서 조사한다. 광의 투과량이 감소하기 시작한때의 온도, 압력이 감광개시온도(T_IE로 표시), 감광개시압력(P_IE로 표시한다)으로서, 광의 투과량이 0으로 된, 즉 투시창이 암시야로 되었을때의 온도 및 압력이 감광종료온도(T_EE) 및 감광종료압력(P_EE)이다. 필요에 따라서, 액용증압기(알프스 고압(주) 제)10을 사용하여, 폴리머 농도가 크게 변하지 않는 범위에서, 용매의 프론―ll을 압입하여, 용액을 고압화한다. 용액의 온도를 변하게 하는 일과, 용액의 고압화, 저압화를 반복함으로써, 감광이 개시하는 점과 종료하는 점을 조사한다. 가열시간등을 오오토크레이브를 사용하는 방사와 같이하여서, 폴리머의 열분해에 의한 분자량의 차이를 없게 하였다. 필요에 따라서, 상도에 변화를 주지 않는 범위에서 열안정제를 첨가하였다. 오오토크레이브는 용적 250㎤의 것을 사용하였다. 감광개시온도, 압력은 2액상화가 개시하는 온도·압력으로서, 감광종료온도는 2액상화가 완료하는 온도라고 생각된다

본 발명자들은, 여러가지의 제조회사의 i―pp에 대하여, 프론 ll용액이, 이와 같은 감광종료점(이온도와 이 압력의 교점)이 상당한 폭(용액 압력으로 보면, 10∼40kg/c㎡G)을 갖고 존재함을 발견하였다. 광이 레이저 광(He―Ne 레이저, 파장 6328Å)인때는, 폭은 텅스텐광보다 좁아지긴 하지만, 폭을 갖는다. 이 감광 개시점과 종료점의 사이의 광의 투과량은, 온도, 압력이 일정치이면, 관측중의 수분동안, 변화는 나타나지 않았다. 온도 또는 압력을 변화시키면 순간적으로 투과량은 변화한다. 따라서 용액의 상태(상)의 전이에 의한 과도적 현상이라고는 생각할 수 없다. 분포를 갖는 폴리머의 분자량에 대응하여 감광개시점과 종료점이 어긋나서 나타났다고도 생각되지만, 분명하지 않다. MFR(멜트프로레이트)이 다른 i―pp를 사용하여 측정한 농도 10%에 있어서의 L_IE로 나타낸 감광개시선과 L_EE로 나타낸 종료선(감광개시점을 이은 곡선을 감광개시선이라 한다. 종료선에 대하여도 같다)을 제2도에 나타낸다. 폴리머의 MFR이 넓은 범위에서 감광개시점과 종료점에 있으며, 본 발명에 사용되는 i―pp는 모두에 관측된다고 생각하여도 무방하다. 본 발명의 범위로부터 벗어나는 pp왁스(수평균 분자량으로 4000) 정도로되면 감광개시점과 종료점의 차는 거의 없어진다. MFR 0.7의 i―pp을 사용하여 측정한 농도 13중량%에 있어서의 감광개시전과 종료선을 제3도에 나타낸다.

본 발명자들은, 고밀도 폴리에틸렌의 프론―ll 용액계에서는, 어떤 종류의 폴리머그레이드를 제외하고 거의 모두의 폴리머가 감광개시점과 종료점의 차가 없는데 대하여(있다고 하여도 용액 압력으로 1∼4kg/c㎡ 이내), i―pp의 프론―ll 용액계에서는 감광개시점과 종료점이 나타남에 착안하여, 섬유의 가열치수 안정화 연구를 진행시킨 결과, 용액의 온도, 압력조건을 적정한 조건으로함과 동시에 폴리머의 MFR과 농도, 압출 직전의 용액온도로 된 관계를 특정한 범위로함으로서, 섬유의 분자 배향성을 극히 높게, 또 장주기 구조를 보다 고도로 형성시킬 수 있는점, 그 결과, 가열치수 안정성이 높은 섬유가 안정하게 얻어짐이 판명되어, 본 발명의 섬유가 제조됨을 발견하기에 이르렀다.

먼저, i―pp와 프론―ll을 증기압이상의 압력이 걸리도록 오오토크레이프에 충진하고, 가열하여 용액을 생성한다. 이 용액을 감압실 통과 이전에 있어, 감광개시점 이상의 압력조건으로함이, 섬유의 가열치수 장정성과 개섬성을 높이는데 중요하다.

특히 스크류 압출기를 사용하여, pp수지를 용융하고 용매와 혼합하여 용해시키는 연속 방사장치를 사용하는 방법에 있어서는, 용액 형성 영역에서의 용액의 체류시간이 짧으므로, 특히 용액의 압력을 높임이 중요하다. 예를 들면 용액 온도 204∼215℃에서, 바람직한 용액 압력은 P_IE+50kg/c㎡G 이상이며, 더 바람직한 용액압력은 P_IE+120kg/c㎡G 이상이다.

감압실에 용액을 유도하기 이전에 있어, 용액은 감광개시선 이상으로함이 중요한데, 감압실에 용액을 유도할때에는, (직전에 있어서는) 용액은 감광종료선(제2도 또는 제3도 참조) 이상이면 되며, 꼭 감광개시선이상의 온도, 압력의 조건으로하는 필요는 없다.

용액온도는, 상술한 바와 같이, 감압실 통과이전에 있어, 감광개시선이상, 감압실 통과직전에서는 감광종료선 이상이면(용액 온도의 절대치에서는 감광종료온도보다 저온측의 영역), 특히 한정되지 않으나, 보다 고온에서는, 폴리머의 열열화, 용매의 열분해가 일기 쉽고, 폴리머의 열화가 가속되며, 방사한 섬유가 황변하므로 바람직하지 못하며, 220℃ 미만이 바람직하다.

다음에 용액을 감압실에 유도한다. 감압실은, 고압의 용액체류부와의 사이에, 오리피스를 형성하여서 만들 수가 있다. 감압실의 수는 하나로 한정되지 않는다.

방사 구금 직전의 가압실에서는,

198

T_PF＜220,

P_PF

P_EE

[P_PF는 감압실내의 압력]

을 충족하는 조건으로함이, 장주기산란강도비 및 마이크로파 복굴절을, 특히 장주기 산란 강도비를 높이는데 중요하다. 즉, 감압실내의 조건, 온도와 압력, 특히 압력을 엄밀히 조절함이 극히 중요하다는 것이 확인되었다. 극단의 경우, 적정한 압력범위는, 일정온도에서 6kg/c㎡G 이내임도 드문일은 아니다. 감압실내의 압력(P_PF)이 P_PF＞P_EE, 즉 감광종료 압력보다 큰 조건에서는, 특히 장주기 산란강도비는 높아지지 않는다. 그 결과, 열수축율은 높아지며, 가열 신장율도 높아지는 경향이다. 뿐만아니라, 방사된 섬유는 피브릴화되어 있지 않은 입자상 물의 발생이 나타나는 섬유형태로 되어, 신도는 높으로 강도가 낮은 섬유로된다.

바람직하기는,

P_PF

P_EE―30

P_PF

43.6

이다. P_PF＜P_EE―30, 즉 감광종료 압력하 30kg/c㎡G보다 낮은 압력, 및 P_PF＜43.6 즉, 프론 ―ll의 임계 압력 43.6kg/c㎡G보다 낮은 압력의 조건에서는 피브릴의 분단이 있어, 마이크로파복굴절은 낮아지며, 가열신장율은 높아진다. 장주기 산란강도비도 낮아지는 경향인데, 이 섬유의 경우, 낮은 분자 배향성, 피브릴의 분단이 작용하여 열수축율은 높아지지 않는다.

감압실내의 용액의 온도는 198℃∼220℃로 함이 바람직하다. 198℃ 미만에서는 용액의 유동성이 낮고, 플래쉬력도 작으므로, 방사구금으로부터 토출한 섬유의 연신성이 낮고, 마이크로파복굴절을 높이기 곤란하다. 또, 220℃보다 높은 온도에서는, 피브릴 사이의 밀착이 일기 쉽고, 개섬하기 힘들게 된다. 또 방사구금으로부터 토출한 토출류의 온도가 높고, 폴리머가 결정하기 힘드므로, 얻어진 망상 섬유의 배향성이 저하되어, 가열신장율이 낮아지지 않는다. 바람직하기는 204℃∼212℃이다.

감압실의 온도는, 감압실벽으로부터의 전열의 영향을 받지 않도록 열 전대형의 온도 검출단을 세트함으로서 계측할 수가 있다. 이때 특히 온도검출단을 작게하여 열용량이 작게되도록 설계함이 중요하다.

압출직전의 i―pp의 MFR와 온도 C, 용액온도 T_PF의 관계가

0.15―0.0014(T_PF―198)

1.74―0.029(T_PF―198)을 충족함이 마이크로파복굴절을 높이는데 중요하다.

바람직하기는, 상한이

1.42―0.029(T_PF―198).

을 충족하는 조건으로 한다.

제4도에 나타낸 바와 같이, 용액은 고점성영역으로 들어간다. 뿐만아니라 용액온도는 198∼220℃로서 비교적 낮다. 용액이 보다 고점성이므로 폴리머분자가 배향하기 쉬워서, 마이크로파복굴절이 높은 섬유가 부여된다고 생각된다.

＜1.42―0.029(T_PF―198).

의 영역에서는, 용액의 유동성이 너무 낮아서 폴리머의 분자 배향이 걸리기 힘들어서, 마이크로파복굴절이 높은 섬유는 얻기 힘들다. 또 폴리머가 용해하기 힘들어서 형태가 양호한 섬유로 하기 힘들다.

압축직전의 폴리머의 MFR은 20 이하로 함이 바람직하다 : 이 값이 20을 넘으면, 열적인 안정성이 낮고, 즉, 용해하기 쉬운 경향으로 된다. 바람직하기는 10 이하이다. 압출직전의 폴리머의 MFR은 방출한 섬유의 MFR을 사용하였다. MFR은 JIS K7210에 따라서, 온도 230℃, 하중 2.16kg에 의하여 동양 정기제작소제 멜트인덱서로 측정하였다.

용액중의 i―pp 농도는, 7∼17중량%이면 좋다. 7% 미만에서는 마이크로파복굴절을 적정치로 하기 힘들다. 폴리머 농도는 높을수록 바람직하며, 바람직하기는, 9% 이상이다. 그러나, 폴리머 농도가 높아짐에 따라, 섬유의 개섬성은 저하한다. 17중량%보다 높으면, 폴리머의 MFR이 20이어도, 감압실내 용액온도 198℃ 이상 220℃미만에서의 용액의 유동성을 만족시키기 힘들다. 또, 미세한 피브릴로 된 고개섬의 섬유를 얻기 힘들다.

사용하는 i―pp는, 약 85중량% 이상의 i―pp를 함유하는 것으로서, 약 15중량% 미만은 i―pp 이외의 pp, 또는 에틸렌, n―부틸렌, 이소부틸렌, 비닐아세테이트, 메타크릴산 메틸등의 중합체성분을 함유하고 있어도 무방하다. 또, i―pp의 특성을 손상하지 않는 범위에서 산화방지제, 자외선 흡수제, 활제, 충전제, 핵제, 대전방지제등의 첨가제를 첨가하여도 무방하다.

폴리머의 용해, 용액압출은 오오토클레이브등을 사용하는 버치방식뿐 아니라, 스크류 압출기등을 사용하는 연속방식이어도 실시할 수 있다.

높은 가열치수 안정성과 개섬성을 갖는 섬유를 얻기 위하여는 i―pp의 프론―ll 용액에 i―pp의 0.1∼11PHR(PHR은 수지 100중량부에 대한 개섬제의 중량)의 개섬제를 함유시킴이 중요하다. 또한 개섬제로는 전술한 바와 같이 결정핵제, 활제 : 또는 기재 수지이외의 결정성수지가 바람직하다. 개섬시키는 방법은, 방사구금으로부터의 토출류에 충돌판을 대는 방법 또는 구형의 홈있는 방사구금을 사용하는 방법의 어느것도 사용할 수가 있다.

개섬제를 첨가하는 시기는, 균일용액의 조정전이면 된다. 폴리머의 용해, 방사를 오오토크레이브등을 사용하여 회분식으로 행하는 경우 등은, 원료의 사입때 첨가하여도 무방하며, 스크류형 압출기를 사용하여 행할때는 홀리머의 압출전에, 폴리머와 혼합하면서 압출, 혼합할 수도 있다. 또는 미리 폴리머중에 첨가해 놓는 방법을 취할 수도 있다. 방사구금으로부터 용액이 토출된 후, 개섬제가 용매와 함께 비산하는 일은 적으며, 상당량이 섬유중에 함유된다. 이 사실은 섬유중의 개섬제의 분석을 하면 판명된다. 또, 섬유의 특성도 결정핵제등을 첨가했을 때, 결정화 온도가 1∼20℃ 정도 높아진다. 결정화 온도가 높아짐도 고배향화, 가열치수 안정화에 유효하게 작용한다.

고온 고압하에서 용매에 용해하기 힘든 개섬제, 예를 들면, 벤조산염, 무기분제, 또는 폴리아미드수지등이 있는데 균일하게 분산 혼합되어 있으면 효과는 있다. 그러나 방사 장치내의 필터나 감압 오리피스, 방사구금노즐을 막히게 할 경우도 있으므로, 예를 들면, 500메쉬 금망 통과그레이드등 미세그레이드를 사용함이 바람직하다.

A, B 및 C 본 발명의 방법에 의하여 제조되는 섬유는, 이미 설명한 바와 같이, 적어도 마이크로파복굴절, 장주기산란강도비, 또는 개섬제량에 대하여 특정치를 갖고 있는데, 다른 X선 회절에 의한 배향각, 110면으로부터의 회절피이크의 반가폭, 장주기, 외관밀도, 비표면적, 개섬도(유리피브릴수 및 개섬폭) 등에 대하여 특정한 값을 갖는다. 다음에 이들 특정한 수치를 설명한다. 단 본 발명의 폴리프로필렌 3차원 망상섬유가 이를 수치에 의하여 한정되는 것은 아니다.

X선 회절에 의한 배향각은 약 36° 이하이며, 바람직하기는 30° 이하이다. X선 회절에 의한 110면으로부터의 회절피이크의 반가폭은 약 2.6° 이하이다. 장주기는 75Å 이상 140Å 이하이다. 외관의 밀도는 0.895g/c㎡ 이상이며, 대개는 0.900g/c㎡ 이상이다. 비표면적은 약 2㎡/g∼30㎡/g이다. 개섬사에 있어 자유피브릴수는 150본/50d 이상이다.

섬유폭은 20mm/100d 이상으로서, 바람직하기는 30mm/100d이다.

D 다음에 분류 D에 속하는 본 발명의 pp의 3차원 망상 섬유로된 부직포에 대하여 설명한다.

본 발명의 부직포는, 피브릴화된 폴리프로필렌의 3차원 망상섬유로된 부직포로서, 0.06 이상의 단면에 있어서의 마이크로파복굴절을 갖는 것을 특징으로 한다.

폴리프로필렌 3차원 망상섬유로된 부직포에 있어, 가열치수 안정성내의 가열신장성이 단면에 있어서의 마이크로파복굴절과 상관이 있음을 발견하여, 본 발명의 부직포를 얻기에 이르렀다. 즉 단면에 있어서의 마이크로파복굴절이 0.06 이상이면, 가열신장율이 낮고, 부직포가 가열분위기에 폭로되었을때, 약간의 이장하중에서 치수가 변동하는 문제점이 해소된다. 전기마이크로파복굴절이 0.09 이상이 면보다 바람직하다.

여기서 말하는 단면에 있어서의 마이크로파복굴절(△n_s라 약칭한다)이란, 부직포의 단면에 있어서의 종방향 또는 횡방향의 마이크로파복굴절율(각각 n_MD, n_TD라 약칭한다)과 두께 방향의 굴절율(n_T라 약칭한다)의 차로부터 구한 마이크로파복굴절(△n_S.MD=n_MD―n_T또는 △n_S.TD=n_TD―n_T)중 작은편의 마이크로파복굴절이라 정의한다. 3차원망상섬유를 퇴적하고, 섬유를 접합하여 만든 부직포를 다시 연신하여서 종방향과 횡방향의 배향성이 다른 부직포이외는, △n_S.MD와 △n_S.TD는 그다지 차가 없다.

부직포의 종방향(MD)란 부직포의 제조시의 흐름방향으로서, 횡방향(TD)는 이와 직각의 방향이다. 단면에 있어서의 마이크로파복굴절이란, 단면에 수직의 방향으로부터 마이크로파를 조사하여서 계측한 굴절율이다. 예를 들면 종방향과 두께방향의 굴절율의 차로부터 마이크로파복굴절을 구하고자 할때는, 부직포의 방향을 일치시켜서 부직포를 중합하여서, 단면을 상하면으로하는 쉬트상물을 얻다. 실제로 측정에 사용한 샘플의 크기는, 길이 즉 부직포의 MD 방향 75mm, 폭 즉 부직포의 두께 방향 10mm, 두께 즉 부직포의 TD 방향 1mm로 한다. 이 단면에 수직으로 마이크로파를 조사하고, 마이크로파의 편파방향으로부터 종방향과 그와 직각방향, 즉 두께 방향의 굴절율을 구한다. 이 차가 단면에 있어서의 종방향의 복굴절이다. 마이크로파복굴절 산출용으로 샘플의 실질두께(폴리머성분만의 두께)가 필요하지만, 측정용 샘플의 중량을 측정하여, 샘플의 폭과 밀도로부터 산출한다.

단면에 있어서의 마이크로파복굴절이 0.06 이상이면, 100℃에 있어서의 가열신장율은 약 15% 이하이다. 부직포의 경우, 100℃에서의 가열신장율이 약 15% 이하이면, 가열시 치수변화에 따른 문제발생의 염려가 없다.

단면에 있어서의 마이크로파복굴절 0.06 미만에서는, 가열 신장율은 현저하게 높아져서 바람직하지 못하다.

pp의 3차원 망상섬유로 된 부직포에 있어서, 단면에 있어서의 마이크로파복굴절은 구성하는 3차원 망상섬유의 분자배향성, 부직포 단면중의 섬유의 배향성, 접합시의 온도, 압력등에 영향을 받는다. 단면에 있어서의 마이크로파복굴절은, 구성하는 3차원 망상섬유의 분자배향성이 높을수록, 또 부직포단면중의 섬유의 배향이 높을수록, 높다. 또 3차원 망상섬유 적층 웹 접합시의 온도, 압력이 있는 레벨까지는 높을수록 단면에 있어서의 마이크로파복굴절은 높아지는 경향이다. 예를 들면 가열된 금속로울과 고무로올의 사이를 통하여(고압하에서 프레스)접합한 부직포는, 펠트칼렌더로 접합한(저압하에서 프레스) 부직포에 비하여 단면에 있어서의 마이크로파복굴절은 크다. 또, 가열 금속로울과 고무로울의 사이에서 같은 프레스압으로 접합하여도, 금속로울의 온도가 높은 경우의 쪽이 단면에 있어서의 마이크로파복굴절은 큰 경향이다.

이와 같이 단면에 있어서의 마이크로파복굴절은 몇가지의 인자에 영향을 받는데, 특히 부직포로서의 통상의 사용에 감당 못할 정도의 접합, 예를 들면 표면의 내마모성, 내우모보풀성이 불충분한 접합의 경우등을 제외하고는, 마이크로파복굴절과 가열 신장율은 양호한 상관을 나타냄을 발견된다.

다음에, 본 발명의 부직포는 면의 배향성이 높은 특징이 있을 뿐 아니라 면의 배향의 균일성, 두께, 단위 면적당 중량 및 백색도, 불투명도 등 외관의 균일성이 높은 특징이 있다. 그 특징을 부여하기 위하여는, 부직포를 구성하는 3차원 망상섬유에 개섬제를 0.1∼10중량% 함유시켜서, 개섬성을 개선함이 바람직하다. 섬유에 개섬제를 0.1∼10중량% 함유시키면, 분산 가능한 충돌파에의 충돌에 의한 개섬에 의하여, 45mm/150d의 섬유폭이 얻어진다. 적어도 20mm 이상의 개섬폭이 얻어진다. 이와 같은 섬유에 의하여 면의 배향의 균일성이 부여된다. 또, 배향뿐 아니라 단위 면적당중량, 두께, 외관의 균일성도 높은 것으로 된다. 따라서, 단위면적당 소중량, 두께가 얇은 부직포를 만들 수가 있다. 개섬성이 낮은, 예를 들면 섬유폭이 15mm 정도의 섬유를 평면적으로 랜덤하게 분산하고, 적층하여 부직포로 할 경우, 분산용으로 사용하는 방해판의 형상이나 회전, 진동의 정도에 따라서, 섬유의 배치가 편리하기 쉽고, 면배향성 및 두께, 외관의 반점이 생기기 쉽고, 또 섬유와 섬유의 사이의 공간을 메꾸기가 곤란하여, 외관의 반점이나, 구멍 뚫림이 발생하기 쉽다.

개섬제의 첨가량은 0.1중량%에서는 개섬효과가 낮아 바람직하지 못하며, 10중량% 보다 많은 경우에는, 섬유에 쪼개짐과 구멍뚫림의 발생이 현저하게 되어 부적합하다. 첨가량은 바람직하기는 0.3∼2.5중량%이다.

또, 개섬제는 결정핵제 또는 활제, 또는 기재 수지이외의 결정성 수지가 바람직하다.

다음에 바람직한 본 발명의 부직포는, 단면에 있어서의 마이크로파복굴절의 특정치를 갖고, 또한 개섬제를 함유시킨 3차원 망상섬유로 되고, 또한 0.02 이하의 평면에 있어서의 마이크로파굴절율 종횡차를 갖는 것을 특징으로 하며, 또한 150% 이하의 레이저 투과강도 변동율을 갖는 것을 특징으로 한다.

평면에 있어서의 마이크로파굴절율 종횡차(△n_P)란, 부직포의 면에 수직방향으로부터 마이크로파를 조사하여 측정하는 평면에 있어서의 마이크로파굴절율에 있어, 마이크로파의 편파방향에 따라서 계측되는 종방향(MD)의 마이크로파굴절율(n_MD)와 횡방향(TD)의 마이크로파굴절율의 차이다.

[△n_P= | n_MD―n_TD| ]

평면에 있어서의 마이크로파굴절율 종횡차다. 0.02이하 일때, 평면에 있어서의 배향의 균일함을 나타낸다. 이 값을 대응하는 방향의 기계적 강도비로 대비시키면, 인장강도비에서는 약 1.6배 이하에 상당한다. △n_P는 바람직하기는 0.01 이하이며, 이 값은 인장강도비에서는 약 1.3 이하에 상당한다. 더 바람직하기는 △n_P는 0.005이하이며, 인장강도비에서는 약 1.15 이하로 되며, 평면상의 배향의 균일성은 극히 양호하다.

다음에, 레이저 투과강도 변동율에 따라서 부직포의 횡방향의 미시적인 반점이 판정되는데, 본 발명의 부직포는 그 값이 150% 이하이며, 미시적인 균일성에도 뛰어나다.

종래의 pp 3차원 망상섬유로 만들어지는 부직포에서는 레이저 투과강도 변동율은 150%를 넘는다. 본 발명에 있어서는 바람직하기는, 100% 이하, 더 바람직하기는 50% 이하이다. 개섬제를 섬유에 함유시킴으로써, 충돌에 의하여 높은 개섬성의 3차원 망상섬유가 제조됨으로써 이 미시적인 반점이 적은 부직포를 만들수가 있게 되었다.

다음에, 본 발명의 부직포는 이미 설명한 바와 같이 구성하는 섬유의 특성을 갖는 부직포이다.

구성하는 3차원 망상섬유는 마이크로파복굴절이 0.07 이상, 바람직하게는 0.10 이상이면, 가열 신장율이 낮은 부직포로 된다. 즉 가열 신장율은 100℃에서 약 15% 이하, 또한 약 10% 이하이다. 또한, 구성하는 3차원 망상섬유의 장주기 산란강도비가 5이상, 또한 15이상이면, 열수축율이 낮은 부직포로 된다. 즉, 각 열수축율은 약 5% 이하, 또한 약 2.5% 이하이다. 전기 수축율은 열풍이 순환하는 오븐중, 145℃, 20분간, 무구속으로 방치하여 측정하였다.

오오토크레이브중에서 수증기중 135℃에서 30분간 방치했을때의 수축율은 2%이하, 바람직하기는 0.5%이하이며, 표면의 평활성이 변하지 않으며 내열성이 극히 뛰어나다. 이에 대하여, 고밀도 폴리에틸렌의 3차원 망상 섬유로된 열 접합부직포의 경우, 수축율은 10% 이상, 표면에는 큰 요철이 발생한다. 이와 같이 본 발명의 pp제의 3차원 망상섬유로 된 부직포는 가열치수 안정성이 뛰어난다.

다음에, 본 발명의 부직포의 제조방법과 이에 대응하여 얻어지는 부직포의 구체적인 타입을 설명한다.

3차원 망상섬유는, 이미 설명한 방법에 의하여 얻어진다. 개섬사를 평면으로 균일하게 분산시켜, 섬유의 퇴적물로 하는 방법은 미합중국 특허 제 3,456,156호 공보에 나타나 있는 바와 같은, 개섬용도 겸한 회전 분산판, 섬유의 적층의 안정화를 기하는 코로나 방전장치 및 이동하는 네트콘베이어를 사용하여, 행할 수가 있다. 즉, 방사구금으로부터 토출한 토출제트를 회전분산판에 대고, 섬유를 개섬시킴과 동시에, 섬유를 분산하여, 전하를 주어, 네트콘베이어상에 쉬트상으로 적층시킨다. 이 섬유적층 쉬트를 1조의 닙로울등을 사용하여서, 가볍게 압착하여, 접촉 접합부직포로 한다. 접촉접합 부직포에 있어서는, 본 발명의 요건을 만족하는 부직포는 얻어지며, 필터, 흡착제, 흡유쉬트, 와이퍼어, 에렉트릭쉬트, 마스크, 단열제, 보온재클렌이 불솜등 많은 용도가 있다.

또한, 기계적 강도와 내마모성, 내우모보풀성등 표면 안정성을 부여하여, 유용한 부직포로 하기 위하여, 접촉접합 부직포의 적층섬유로 강고하게 접합한다. 접합하는 방법은 접착제를 사용하는 방법, 가열에 의한 방법 또는 니이들 핀치나 고속 수류에 의한 섬유의 교락에 의한 방법등 어느것이나 사용할 수가 있다. 그러나, 가열에 의한 접합법이 간편하다.

즉, 로울을 사용하는 열로울 프레스법, 로울칼렌더법, 펠트칼렌더법등에 의하여 행할 수가 있다. 온도, 가열시간, 프레스압력, 로울 표면등을 여러가지 변경함으로써, 섬유의 접착의 정도, 접착의 형상, 표면의 모양등을 변경할 수가 있으며, 여러가지 외관, 기계적 강도, 투기도등 물건이 다른 부직포를 만들 수가 있다.

이와 같이 하여서 만들어진 본 발명의 pp 망상섬유열 접합 부직포는, 가열신장율이 100℃에서 약 15% 이하, 바람직하기는 약 10% 이하, 열 수축율은 열접합의 조건, 즉 온도, 가열시간, 압력등에 따르지만, 약 ―2∼약 4.0% 정도이다.

그리고, 접촉접합부직포의 열 수축율은 약 2.0∼약 5.0%이며, 열접합하면, 열 수축율을 더 저하시킬 수가 있다. 구성되어 있는 3차원 망상 섬유의 장주기 산란 강도비는 가열되기전보다 커진다.

열접합되고, 표면의 내마모성을 높인 부직포에 있어서도, 부직포의 내부로부터 이 융착으로 독립한 망상 형태를 한 섬유가 독립하여 취출되는 경우가 많다. 특히 엔보스로울에서 포인상으로 열접합했을 경우, 또는 열 접합한 부직포를 유연가공한 부직포등으로 부직포를 구성하고 있는 3차원 망상 섬유가 채취된다. 이와 같은 타입의 부직포로부터 부직포를 구성하고 있는 3차원 망상섬유의 특성을 조사할 수가 있다.

본 발명에 의한 대표적인 pp 망상 섬유열 접합 부직포의 이미 설명한 특성 이외의 특성을 다음에 나타낸다. 단 본 발명의 폴리프로필렌 망상섬유부직포가 이들 수치에 의하여 한정되는 것은 아니다.

[레이저투과 강도변동율]

열 접합 부직포를 다시 여러가지의 후가공을 실시하고, 예를 들면 코로나 방전처리, 대전방지처리, 친수화처리, 유연가공, 천공가공, 라미네이트 가공등을 실시함으로써, 여러가지의 용도내의 적성을 갖게 할 수가 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의한 폴리프로필렌 망상 섬유 부직포는, 가열신장율, 열수축율 기계적특성 및 면배향, 두께, 단위 면적당 중량, 및 외관의 균일성에 대하여 뛰어난 성능을 가지므로 다음과 같은 용도에 유용하다.

무진의, 무균의, 방호(안전)의, 수술의, 작업의(특수화학작업, 원자력작업, 석면청소작업), 캐쥬얼웨어, 간이의료, 에이프론, 손장갑, 모자, 생리용쇼트, 간이레인코우트, 기저귀카버, 안솜, 멸균포장재, 선도유지제포장재(생화, 야채, 과일포장), 건조제포장재(제습재포장재), 발열재포장재, 통기포장재, 서류보존대, 봉투, 각종대물(백, 지갑), 플로피디스크엔벨로우프, 멸균지(오오토클레이브살균용), 함침지, 흡착지(방청지, 방향지, 탈취지, 방충지, 방의지, 방식지), 가구용지, 내장재, 내수지, 기록지(감열지, 잉크제트지, 정전기록지), 초경량지, FPR 용지, 합성지, 레이블, 택, 포스터, 카탈로그, 팜플렛, 간판, 지도, 북카버, 공정표, 현수막, 화지대체용품, 쉬트, 마스크, 카버, 와이퍼, 전지세퍼레이터, 일렉트릭쉬트, 필터, 라이너재, 테이프기재, 단열보온재, 단열이지, 카아팻이면지, 완충재, 클린룸용품(무진노우트), 위생재, 투습벽재, 지붕하재, 천정재, 형틀텍스타일품, 농업용자재(하우스카아텐, 반사쉬트).

다음에 본 발명에 있어 사용되는, 이미 설명한 물성치이외의 각종물성치의 정의 및 측정방법을 다음에 일괄하여 나타낸다.

두께는 10mm

의 측정단자를 갖는 다이얼게이지로 측정하였다(측정단자의 접압 10g/㎡).

부직포의 인장강력·신도는, 인스트론형의 인장시험기로 착간 100mm, 인장속도 200mm/분으로 측정하였다.`

인열강력은, 엘레멘도르프 인열시험기로 측정하였다. 세로의 강력은 횡방향으로부터 절목을 넣어서 측정한 값이며, 가로의 강력은 종방향으로부터 절목을 넣어서 측정한 값이다.

내수압은 JIS L 1092에 따라서 측정하였다. 가레이식투기도는, B형 가레이식덴소미터로 측정하였다.

백색도는 JIS P 8123에 따라서 측정하였다.

불투명도는 JIS P 8138에 따라서 측정하였다.

레이저 투과강도는, 암실중에서 레이저 광강도 5mw, 빔경 2.5mm

의 He―Ne 레이저광(파장 6328Å)을 부직포에 조사하고, 부직포를 투과하는 레이저광의 강도를 파워미터로 측정한 것이다. 레이저 투과강도의 변동범위란, 레이저광의 조사를 부직포의 횡방향(TD)으로 연속적으로 행하여, 투과강도의 최대치로부터 최소치를 감한 값이다. 레이저등과 강동변동율이란 레이저투과강도의 변동범위를 레이저 투과강도의 평균치로 나눈 값이다. 레이저투과율은 레이저 투과강도를 입사광의 강도로 나눈 값이다.

용융방사법에 의하여 얻어지는 pp장 섬유 부직포의 레이저 투과율은, 50g/㎡의 것으로서, 5.2% 레이저 투과강도변동율은 160% 정도로서, 본 발명의 부직포의 카버링성과 외관의 균일성의 높이가 확인된다.

가열 신장율은, 열기계분석장치 TMA―40(시마쯔 제작소(주)제)을 사용하여, 승온속도 5℃/분으로 30℃∼170℃의 사이에서 측정한다. 인장하중은, 샘플의 중량을 측정하고, 폴리머단면에 대하여, 부직포의 경우, 405g/㎡을 건다. 샘플은 폭 0.5∼1.0mm로, 착간 2∼4mm로 측정하였다. 섬유의 경우, 섬도를 측정하고, 데니어 단위를 gf 단위로 하고 210%의 인장하중(약 810gf/㎟의 하중)을 걸어서 측정한다.

마이크로파복굴절은 마이크로파분자 배향계 MOA―2001A(간자끼제지(주)제)를 사용하고 주파수 4GHz로 측정하였다. 측정용의 시료는 홀더에 섬유를 폭 10mm, 길이는 필요길이로 75mm, 실질두께 약 10μm로 되도록 만든다. 마이크로파복굴절 산출용으로 필요한 실질두께는 섬유 본수, 섬도, 밀도로부터 산출한다.

X선 소각 산란은, 회전대음극식 강력 X선 발생장치로부터 플렉스 RU―200A를 사용한 소각산란 장치에 위치 민감형 비례계수관(PSPC) 및 멀티채널펄스 어낼라이저(이학전기(주)제)를 부가하여서 사용하여, CuKα 선으로 자외선 방향의 산란 강도를 측정한다.

관전압은 50kV, 관전류는 200mA, 슬릿은 제1, 제2슬릿 모두 0.2mm 폭으로서 3mm길이다. 시료로부터 PSPC의 거리는 약 1170mm이다.

장주기는, 산란 강도곡선의 피이크 또는 솔더의 위치로부터 구한다(극대산란강도를 나타낸 위치). 장주기 산란강도는 장주기를 나타낸 산란강도곡선과, 장주기 산란을 둘러싼 곡선의 공통접선과의 사이의 산란강도로부터 구하고, 이를 곡선의 베이스라인(회절각도 2θ=2.1∼2.4°의 위치)의 산란강도로 나눠서, 장주기 산란강도비로 한다. X선 소각산란은, 공기 산란의 보정을 행한다. 공기산란의 보정을 행하지 않은 경우에는 장주기 산란강도비가 적게 구해지므로 주의를 요한다.

동적 점탄성의 측정은, 자동동적 점탄성측정기 레오비론(RHEOVIBRON)DDV-II-EA (동양보울드윈(주) 제)을 사용하여, 주파수 110KHz, 승온속도 2℃/분으로 측정한다.

섬유의 인장강도, 신도는, 8회/cm의 꼬임을 부여한 시료로 인스트론형의 인장속도 200mm/분으로 측정한다.

X선 회절에 의한 배향각은, 결정면 110면으로부터의 회절각(2θ=14.2∼14.8°, θ=브래그 각)에 있어, 조사 X선과 시료가 수직으로되는 면내에서 시료를 회전시켜서 측정한 회석피이크의 반가폭이다. X선 회절장치는, 회전대 음극형초강력 X선 장치(이학 전기(주)제, RAD―rA형 CuKα선)를 사용한다. 또, 110면으로부터의 회절피이크의 반가폭은, 이 피이크가 2θ=16.5∼16.8°의 회절피이크(040면으로부터의 회절피이크)와 고회절각측에서 중첩하므로, 110면으로부터의 회절피이크로부터 내린 수선과 저회절각측의 회절선과의 사이의 반가폭을 구하고, 이 값을 2배로 하여 구한다.

개섬사의 경우에 있어서는, 마이크로파복굴절, 장주기산란 강도, 열기계분석, 열수축율, 동적점탄성, 광각 X선 회절은, 섬유를 섬유축과 직각방향으로 펼친채로가 아니고, 섬유축에 수속시켜서 측정한다. 섬유의 섬도 및 길이의 측정은, 섬도(d)를 gf 단위화하고 그 10%의 인장하중을 섬유에 걸쳐서 측정한다.

외관 밀도는, 톨루엔과 클로로벤젠으로 된 밀도구배관을 사용하여, 25℃에서 측정한다.

비표면적은 아모코(주) 판매 소우프티 1750을 사용하여 측정한다.

다음에 본 발명의 각종 실험예에 의하여 본 발명을 더 상술한다.

[실험예 1∼2]

MFR이 0.7의 i―pp(지소(주) 판매지소 폴리프로 K1011)의 79.3g, 프론-ll 531g을 내용적 534㎤의 오오토클 레이브에 삽입하고(폴리머 농도 13중량%), 프로펠러형 교반기를 회전시키면서 오오토클레이브를 가열하여 i―pp를 약 90∼110℃에서 용해한다.

용액온도는, 오오토클레이브내에 삽입한 열전대 온도계 검출단자로 검출한다. 용액압력도 같이 오오토클레이브내에 삽입한 다이어 프램식 압력검출단자로 검출한다.

용액을 다시 가열하고, 용액압력을 상승하여, 250∼300kg/c㎡G로 하였다. 이미 이 시점에서는 플리머는 용해되어 있다. 또 이 압력은 감광개시압력보다 충분히 높은 압력이다. 이 이상 압력이 상승하지 않도록 오오토클레이브 하부의 방출노즐로부터 용액을 배출하여 압력을 일정하게 유지한다. 약 55∼75분간 가열하여 소정의 용액온도로된 시점에서 다시 용액량을 감소시켜, 압력을 소정압력보다 약 3∼5kg/c㎡G 낮은 압력으로 한후, 재차용액을 소정온도로 하여서 교반기를 정지하고, 오오토클레이브 상부의 밸브를 열고, N₂가스 도입에 의한 소정압력에서의 가압을 행하고, 재빨리 오오토클레이브 하부의 배출 밸브를 열고, 용액을 감압용 오리피스(경 0.7mm

, 길이 5mm)을 통하여 감압실(경 8mm

, 길이 80mm)에 유도하고, 다음에 방사구금(감압실로부터 노즐공에 의도 입각도 60°, 노즐공경 0.5mm

, 길이 0.5mm 노즐공을 중심으로 하여 외측에 3.0mm

, 깊이 3.0mm의 원형의 홈을 갖는다)을 통과시켜서 대기중에 방출한다.

감압실에는 오오토클레이브에서 사용한 것과 같은 온도, 압력검출단자가 삽입되어 있으며, 온도, 압력을 계측하였다. 온도는 챠트에 기록된 값을 탄독한다. 감압실 내의 용액 온도는, 오오토클레이브로부터 감압실까지의 도관(100mm 이상)과 감압실의 온도를 가열히터로 조절함으로써 조절한다.

이 실험예에서는, 방출하는 섬유의 마이크로파 복굴절이 0.07 이상, 장주기 산란강도 비가 10 이상이 되도록 방사조건을 조제하여 방사한다. 즉 감압실 통과 직전의 용액의 온도, 압력이 감광 종료선 이상, 감압실의 조건으로서 온도가 198℃ 이상 220℃ 미만, 압력이 감과종료 점이하의 조건을 만족시켜서 방사한다. 감압실의 온도, 압력을 제3도의 상동중에 기입하였다. 또 압출직전의 폴리머의 MFR와 농도의 관계가 다음식 0.15―0.014(Tpf―198)

1.74―0.029(Tpf―198)을 만족하도록 하였다(제4도에 실험예를 0으로 나타낸다).

제조사의 주된 조건과 섬유의 물성을 제1표에 나타낸다. 실험예에서 얻어진 섬유는 피브릴이 수속한 외관을 나타내 있으나, 현미경으로 관찰하면 3차원으로 방상조직을 가진 섬유이다.

마이크로파 복굴절은 0.07 이상이며, 장주기 산란강도가 10 이상이다. 그 결과, 가열신장과열수축율이 낮은 가열치수 안정성 있는 섬유로 된다. 또 실험예 1의 섬유의 동적 탄성율 5.0×10⁹dyne/c㎡을 유지하는 최고온도는 138℃이다.

또, 인장강도신도는 실험예 1이 각각 4.9g/d, 60% 실험예 2가 각각 4.2g/d, 65%이며, 강신도도 충분히 있는 섬유다. 실험예 1의 방사속도를 토출량, 토출시간, 섬유의 섬도로부터 구하면, 10400m/분이다. 실험예 1의 섬유의 X선회절에 의한 배향각은 26.8°, 110면으로부터의 회절 피이크의 반가 폭은 1.54° 장주기는 118Å 외관의 밀도는 0.904g/c㎡, 비표면적은 12.4㎡/g다.

실험예 2는 마이크로파 복굴절이 0.103으로서 높고, 가열신장율은 낮았으나, 장주기산란강도비는 비교적 낮고 열수축율은 비교적 높은 값을 나타낸다.

[표 1]

[실험예 3∼5 및 비교예 1]

i―pp와 프론―ll의 사입량을 각각 55.0g, 555g로 하고, 폴리머 농도를 9%로 하여 실험예 1,2 비교예 1로 나타낸 방법을 사용하여 플래쉬 방사를 한다. i―pp는 여러가지 타입을 사용한다. 감압 오리피스의 공정, 방사구금의 공경(외축의 원형 홈의 크기와 공경에 비례시키고, 깊이는 같은 3mm로 한다)도 적절히 선택하여 행한다. 사용한 폴리머에 의하여 상도가 변하는 것도 있었으나, 큰 차이는 없다.

방출사의 마이크로파 복굴절이 0.07 이상으로, 그리고 장주기 산란 강도비가 10 이상으로 되도록 실험예 1,2와 같이 용액온도, 압력, 감압실온도, 압력을 선택하고, 압출직전의 폴리머의 MFR과 농도, 압출직전의 용액온도의 관계를 적성범위에 들도록 하였다(제4도에 실험예를 프롯하였다). 그 결과를 주요조건과 함께 제2표에 나타낸다. 실시예는 마이크로파 복굴절이 0.07 이상에서 장주기 산란강도비가 10 이상으로서, 그 결과 가열신장율, 열수축율 모두 낮다. 실험예 3의 방사속도는, 토출량, 토출시간, 섬도로부터 구하고, 12800m/분이다. 또, 실험예 3의 섬유는, X선회절에 의한 배향각이 27.1°, 110면으로부터의 회절 피이크의 반가폭이 1.92° 장주기가 111Å 외관의 밀도가 0.902, 비표면적이 5.6㎡/g다.

비교예 1은, 감압실의 온도, 압력과 함께 적성조건으로부터 벗어난 예로서, 마이크로파 복굴절은 0.07 미만이고, 장주기 산란 강도비도 작은 섬유로 되었다. 그 결과, 가열 신장율, 열수축율 모두 높은 값을 나타낸다. 또 동적 탄성율 5.0×10⁹dyne/c㎡을 유지하는 최고온도는 53℃다.

[실험예 6]

i―pp와 프론―ll의 사입량을 각각 91.5g, 519g로 하고, 폴리머 농도를 15중량%로 한 이외는, 실험예 1,2와 같은 장치, 방법으로 플래쉬 방사를 한다.

용액온도, 압력은 용액 조정시 215℃, 260kg/c㎡G 압출시 215℃, 123kg/c㎡G 감압실내의 용액 온도, 압력은 210℃, 82kg/c㎡G이다.

방출한 섬유는 형태가 양호하고, 피브릴화가 고도로 발달해있고, 마이크로된 복굴절은 0.109이고, 장주기 산란강도비는 26이고, 가열 신장율은 100℃에서 2.5%, 145℃, 20분간 방치에서 측정한 열수축율은 7.0%이다. 또 MFR은 7.5이다. 감압 실내온도

을 제4도에 나타낸다.

[표 2]

A : 지소 폴리프로 K1011

B : 지소 폴리프로 시작 그레이드×A2026

C : 지소 폴리프로 시작 그레이드×SO429

용액조정 최종시의 온도 및 압력 215℃, 280―300kg/c㎡G

[실험예 7,8 비교예 2]

i―pp와 프론―ll의 사입량을 각각 67.1g, 534g으로 하고, 폴리머 농도를 11중량%로 하고, 실험예 1,2에 나타낸 방법을 사용하여 플래쉬 방사한다. 감압용 오리피스로서 실험예 8 및 비교예 2는 공경 0.5mm

, 길이 5mm의 것을 사용하였다. 또 비교예 2에서는 노즐공경은 0.5mm

인데 외측에 원형의 홈이 없는 방사구금을 사용한다. 그 이외는 실험예 1,2와 같은 장치를 사용한다.

용액온도, 압력조건, 감압실내 온도, 압력조건과 얻어진 섬유의 물성을 제3표에 나타낸다. 실험예 7 및 8에서는 적성 조건내에서 방사를 행함으로서, 마이크로파 복굴절 및 장주기 산란 강도비가 본 발명의 범위에 드는 섬유를 얻는다. 그 섬유는 가열 신장율과 열수축율이 낮고 치수 안정성이 우수하다. 또 실험예 7의 섬유는 강신도가 4.7g/d, 61%, X선회절에 의한 배향각이 23.7°, 110면으로부터의 회절 피이크의 반가 폭이 1.56° 장주기는 113Å 외관의 밀도는 0.903g/c㎡ 비표면적은 12.5㎡/g이다. 비교예 2는 감압실의 압력이 적성범위를 저 압축에서 벗어났으므로, 마이크로파 복굴절 장주기 산란강도비가 모두 본 발명의 범위로 부터 벗어난 예로서, 섬유는 형태가 나쁘고 취약한 것으로서 열수축률은 작았으나, 가열 신장율이 높다.

실험예 7,8의 감압실내온도,

을 제4도에 나타냈다.

[표 3]

[실험예 9,10 비교예 3,4]

MFR이 0.7의 i―pp(지소(주) 판매, 지소 폴리프로 K1011) 67.1g,히드록시―디(3차부틸 벤조산) 알루미늄(이하 Al―PTBBA라 한다) 0.336g(i―pp의 0.50PHR), 프론―11,543g을 534c㎡의 오오토클레이브에 사입하고(폴리머 농도 11중량%), 프로펠러형 교반기를 회전시키면서 오오토클레이브를 가열하여 i―pp을 약 90∼110℃에서 용해한다.

용액을 다시 가열하고 용액 압력을 상승시켜, 250∼300kg/c㎡G로 한다. 이미 이 시점에서 폴리머는 용해되어 있다. 300kg/c㎡G을 넘지 않도록(오오토클레이브의 내압이 300kg/c㎡G) 오오토클레이브 하부의 방출노즐로부터 용액을 배출하고, 압력을 일정하게 유지한다. 소정의 용액 온도로된 시점에서(약 50∼75분간의 가열) 다시 용액량을 감소시켜, 가압하는 소정압력보다 약 3∼5kg/c㎡G 낮은 압력으로한 후 재차 용액을 소정온도로 하고, 교반기를 정지하여, 오오토클레이브 상부의 밸브를 열고, N₂가스 도입에 의한 소정압력의 가압을 행하고, 재빨리 오오토클레이브 하부의 배출 밸브를 열고, 용액을 감압 오리피스(경 0.65mm

, 길이 5mm)을 통하여 감압실(경 8mm

, 길이 80mm)로 유도하고, 다음에 방사구금(감압실로부터 노즐공에의 도입각도 60° 노즐 공경 0.5mm

, 길이 0.5mm 노즐공을 중심으로 하여 외측에 3.0mm

, 길이 3.0mm

의 원형의 홈을 갖는다)을 통과시켜, 방사구금으로부터 약 20mm 떨어진 위치에서 약 45° 경사한 동판에 댔다. 개섬사는 개섬 상태에서 10메쉬의 금방에 받았다.

이 실험예에서는, 개섬사의 마이크로파 복굴절이 0.07 이상, 또 장주기 산란강도가 5 이상으로 되도록 방사조건을 조정한다. 즉, 감압실 통과직전의 용액의 온도, 압력을 감광 종료선 이상의 215℃, 118kg/c㎡G로 하였다. 한편, 감압실의 조건으로서, 온도 215℃, 압력 79kg/c㎡G을 사용한다. 이 온도 압력 조건은, 온도가 198℃ 이상, 220℃ 미만, 압력이 감광 종료점 이하, 감광종료점하 30kg/c㎡G 이상, 임계압력 43.6kg/c㎡G 이상을 만족시키는 범위내에 있다.

그 결과, 마이크로파 복굴절은 0.091로 첨가제를 Al의 정량분석(용융법에 의한 전처리후 용액화하고, 후플라즈마 발광분석)로부터 구한 함유량으로부터 0.41% 함유하고, 자유 피브릴수 311본 섬유 폭 26mm의 68d의 3차 원망상의 개섬사를 얻다. 섬유의 MFR은 7.5이다. X선 소각 산란으로부터 구한 장주기 산란 강도는 11이다. 이 섬유의 가열 신장율은 100℃에서 5.2%, 130℃에서 9.2% 열수축율(145℃×20분간 처리)은 3.8%이다. 또 X 선회절에 의한 배향각은 24.4°, 110면으로부터의 회절피이크의 반가폭은 1.94°, 외관의 밀도는 0.906g/c㎡G이다(실험예 9).

방사에 앞서, 이 계의 상도를 조사하였다. Al-PTBBA을 첨가하지 않은 경우와 비하여, 감광종료선은 약 7kg/c㎡고 압축으로 이동하였으나, 큰 차이는 아니다. 또 투과 광량이 극단으로 저하하였으므로, Al-PTBBA가 다 용해되지 않았다고 생각된다. 다음에 Al-PTBBA을 1.68g(i―pp의 2.5PHR)로 하고 같은 방사를 행하였다. 감압실 온도, 압력은 215℃, 81kg/c㎡G이다. 그 결과 양호한 형태를 갖는 3차원 망상구조를 한 개섬사가 얻어진다. Al의 정량분석으로부터, Al-PTBBA의 함유량은 1.83%이다. 마이크로파 복굴절은 0.096이고, 장주기 산란 강도비는 6이다. 자유 피브릴수는 507본, 섬유폭은 29mm이다(섬도는 64d). 이 섬유의 가열신장율은 100℃에서 3.9%, 130℃에서 6.1%, 열수축율은 5.7%에서, 동적 탄성율 5.0×10⁹dyne/c㎡을 유지하는 최고온도는 100℃이다.(실험예 10).

다음에, 폴리머 농도가 높으면 섬유의 가로(섬유축 방향) 쪼개짐이 발생하기 힘들어, 폴리머 농도를 13중량%로 압하고(i―pp 79.3g, R―11.531g), Al-PTBBA을 i―pp의 18PHR(14.3g) 첨가하는 계에서 같은 방사를 행하였다. 감압실 온도, 압력조건은 215℃, 83kg/c㎡G이다. 그 결과, 실험예 1,2에 비하여 폴리머 농도가 높음에도 불구하고 섬유축 방향으로 쪼개짐이 많은 개섬사로 된다(비교예 3).

또, Al―PTBBA을 첨가하지 않고 실험예 9,10과 같은 조건으로 방사, 개섬조작한다. 얻어진 섬유의 마이크로파 복굴절은 0.100이고, 장주기 산란 강도비는 4.7이고, 가열 신장율은 100℃에서 4.6%, 130℃에서 7.1% 열수축율은 4.2%로 비교적 양호한 특성을 나타냈으나, 자유피브릴 수는 132본/54d로 적고, 쪼개짐의 발생이 많고, 구멍 뚫림이 많은 개섬성이 낮은 섬유다(비교예 4).

[실험예 11]

MFR이 0.7의 i―pp(지소 폴리프로 K1011)을 사용하고, 첨가제 1,3,2,4―디파라메틸―디벤질리덴 소르비틀(신일본 이화(주) 제 겔롤 MD)(이하 PMDBS라 한다)을 i―pp의 1.0 PHR 함유하는 i―pp 1%의 트리클로로플루오로메탄 용액을 제1도에 나타낸 투시창달린 오오토클레이브중에서만 들고, 상도를 조사한다. 그 결과, PMDBS를 첨가하지 않은 계에 비하여 감광개 시선에서 15∼25kg/c㎡G 감광종료선은 10∼20kg/c㎡G 저온 고압축으로 이동한다.

상도의 지식을 기초로 하여, 같은 조성의 i―pp 61.0g, PMDBS 0.610g 트리클로로플루오로메탄 549g을 실험예 1과 같은 장치를 사용하여 플래쉬방사, 개섬조작을 한다. 감압실 통과직전의 용액 온도 압력은, 각각 213℃, 115kg/c㎡G이다. 감압실의 온도, 압력은, 각각 213℃, 78kg/c㎡G이다.

그 결과, 형태가 양호한 개섬사가 얻어진다. 그 개섬사의 마이크로파 복굴절은 0.103이다. X선 소각 산란으로부터 구한 장주기 산란강도는 6이다. 섬도 67d이고 섬유폭은 32mm 자유파브릴 수본 391본이다. 가열신장율은 100℃에서 4.1%, 130℃에서 6.7로서, 열수축율은 4.5%이다. 또 동적 탄선율 E=5.0×10⁹dyne/c㎡을 유지하는 최고온도는 116℃, X선 회절에 의한 배양각은 21.2°, 110면으로부터 회절피이크의 반가폭은 1.94° 장주기는 115Å 외관의 밀도는 0.903g/c㎡ 비표면적은 5.6㎡/g, MFR은 5.7이다.

[실험예 12,13]

MFR 0.7의 i―pp(지소 폴리프로 K1011), 첨가제, 프론―ll의 계로서(첨가제는 폴리머의 0.5PHR 첨가) 실험예 9,10과 같은 장치로 플래쉬 방사, 개섬조작을 한다.

첨가제로서, 활제의 스테아린산아미드(일본 유지(주) 제 알 플로우―S―10)(실험예 12) 및 결정성 폴리머의 폴리 카프라미드(아사히가세이 공업(주) 제. 농도 1g/100cc의 96% 황산 용액으로 25℃에서 측정한 상대점도가 2.5의 것)(실험예 13)을 사용하였다. 방사조건 개섬사 물성을 표 4에 나타낸다. 표 4에 나타낸 바와 같이, 첨가제 함유의 마이크로파 복굴절과 장주기 산란강도를 만족한 개섬사가 얻어지며, 그 결과, 그 개섬사의 개섬성, 가열 치수안정성은 뛰어났다. 첨가제의 함유량은 적외선 흡수스펙틀 분석에 의하여 구한다.

[표 4]

[실험예 14]

스크류 압출기, 용매도입관부, 혼합관부, 감압실, 방사구금이 연속해있는 폴리 용액조정 방출장치를 사용하여, 첨가제 Al-PTBBA 0.5 PHR을 함유하는 MFR 2.2의 i―pp 팁을 스크류 압출기에 걸어서, 용융 압출하며, 한편 프론―ll을 고압정량 펌프로 용매도입관부에 도입, 혼합관부에서 균일용액으로 한다. 이용액을 감압실, 방사 구금을 통하여 토출시키고, 방사구금으로부터 약 20mm 떨어진 위치에서 미합중국 특허 제3,456,156호 공보에 나타내 있는 회전 분산판과 동종의 3개의 끝을 갖는 회전 분산판(회전수 1500회전/분)에 대고, 개섬한 3차원 망상섬유로 함과 동시에, 네트콤베이어 진행방향과 거의 직각방향으로 섬유를 분산하고 코로나 방전에 의하여 전하를 부여하여, 7.2m/분로 이동하는 네트콤베이어 상에 개섬사를 퇴적시킨다. 퇴적위트는 네트 콤베이어를 떨어진 직후, 금속로울과 고무로울의 사이에서 가볍게 압압하고, 접촉접합 부직포로 하여 전취한다.

감압실의 감압오리피스는 0.5mm

`, 길이 5ml 감압실의 용량은 약 3㎤의 것을 사용한다. 방사구금은 감압실로부터 노즐공에의 도입각도 60° 노즐공경 0.7mm

, 길이 7mm이고, 외측에 노즐공을 중심으로 하여서 4.3mm

, 깊이 3.6mm의 원형의 홈을 갖는다. 용액 압출량은 1460g/분, 폴리머 농도는 10.4%, 용액 온도, 압력은 혼합부에서 210℃, 263g/c㎡G 감압실에서 206℃, 60kg/c㎡G이다. 용액의 방사장치내에서의 체류시간은 약 3분으로 한다.

접촉접합 부직포로부터 얻어진 개섬사는, 섬도 166d, 자유 피브릴수는 578본, 섬유폭 45mm의 망상섬유다. Al―PTBBA는 Al의 정량분석(플라즈마 발광분석)으로부터 0.42% 함유되어 있다. MFR은 5.6이다. 마이크로파 복굴절은 0.102, 장주기 산란강도비는 14이다. 장주기는 90Å이다. 가열 신장율은 100℃에서 3.5%, 130℃에서 5.7%이다. 열수축율은 3.8%이다. 강신도는 방출한채로의 상태에서 1.1g/d, 30%, 8회/cm 꼬인 상태에서 3.1g/d, 88%이다. X선 배향각은 30°이다.

접촉접합부직포를 금속표면 로울과 고무로울의 사이에서, 제1회째의 프레스를 금속표면로울 온도 146℃ 선압 10kg/cm 속도 10m/분으로 행하고, 금속로울에 접촉하는 면을 변경하여 제2회째의 프레스를 금속표면로울온도 148℃, 선압 15kg/cm로 행하여, 열접합부직포를 얻는다.

이와 같이 하여서 얻은 pp 망상섬유부직포는, 단면에 있어서의 마이크로파 복굴절은 0.091로 고배향쉬트로 되어 있으며, 평면에 있어서의 마이크로파 복굴절율의 종횡차는 0.007이고, 면의 배향 균일성이 높다. 가열 신장율은 샘플폭 0.5mm 폭으로 측정하고 100℃에서 종방향 8.4%, 횡방향 6.6%, 130℃에서 종방향 14.5%, 횡방향 12.0%이다. 열수축율은 세로가 2.1% 가로가 1.2%이다.

얻어진 부직포의 기타의 물성을 하기에 설명한다.

단위 면적당 중량 48.2g/㎡

두께 0.16mm

인장강도 세로 7.9kg/3cm 폭

가로 8.9kg/3cm폭

인장강력의 종/횡 0.89

인장신도 세로 23%

가로 28%

인열강력 세로 0.14kg

(엘레멘도르프) 가로 0.17kg

내수압 2200mm 수주

투기도(가레이식) 210sec/100cc

백색도 93%

불투명도 92%

레이저투과율 0.36%

균일성

레이저 투과강도 변동율 85 횡방향(TD)에 대한 레이저 투과 강도의 변동을 제5(a)도에 나타낸다. 제5(b)도는 개섬제를 함유하지 않은 원료를 사용하고, 실시예와 같은 방사, 웹화, 열접합을 행하여서 얻은 부직포의 레이저 투과강도의 변동을 나타낸다. 그 변동율은 191%로서 섬유의 개섬성이 낮으므로, 미시적인 반점이 현저하게 발생하였다.

[실험예 15 및 16]

폴리머팁으로서, 첨가제 1,3,2,4―디파라메틸―디벤질리덴 소르비톨 0.5PHR을 함유하는 MFR 2.8의 i―pp 칩을 사용하고, 실험예 14와 같은 장치를 사용하여 방사, 개섬, 분산, 개섬사의 적층을 행하여 접촉 접합부직포를 얻는다.

방사에 있어, 용액압출량은 1480g/분, 폴리머 농도는 10.8% 용액온도, 압력은 혼합부에서 211℃, 240kg/c㎡G 감압실에서 290℃, 70kg/c㎡G이다.

접촉접합부직포를 2종의 조건으로 열접합하고, 표면이 안정한 부직포를 얻는다. 접합조건과 함께 얻어진 부직포의 물성을 표 5에 나타낸다. 그리고, 열접합부직포중에 첨가제의 1,3,2,4―디파라메틸―디벤질리덴 소르비톨이 0.47% 함유되어 있다(PMDBS 함유량은, 섬유를 모아 프레스하고 필름으로 하여서 적회선 흡수스펙트럼 분석하여 미리 작성해 놓은 검량선을 이용하여서 구한다). 단면에 있어서의 마이크로파 복굴절은 0.06이상으로서 면의 고배향성을 나타내며, 평면에 있어서의 마이크로파 굴절율 종횡차는 극히작고, 평면에 있어서의 배향의 균일성이 높다는 것을 나타낸다. 열수축율과 가열신장율은 낮고 가열치수 안정성이 높다.

제6도에 실험예 16의 부직포를 길이방향으로 절단하여서 얻은 단면의 현미경사진을 나타낸다.

[표 5]

[비교예 5]

실시예 1의 폴리머칩을 사용하여서, 오오토클레이브 및 방사구금 노즐의 외면이 플랫한 방사구금을 사용하여 감압실 압력조건을 적성조건으로부터 저압측으로 어긋나서 방사하여서(노즐경 0.65mm

오리피스 0.7mm

폴리머 농도 10.4%, 감압실내온도 압력 210℃ 50kg/c㎡G) 섬도 193d 섬유폭 16mm 마이크로파 복굴절 0.061의 pp 3차원 망상섬유를 얻는다. 이 섬유는 평면상 45° 어긋나서 중첩하고, 약 50g/㎡의 적층쉬트를 얻고, 실험예 16에서 사용한 것과 같은 펠트칼렌더로 프레스하여 열접합부직포를 얻는다. 이 부직포의 단면에 있어서의 마이크로파 복굴절은 0.059이다.

또 가열신장율은 100℃에서 20% 이상으로서, 가열치수 안정성이 나빴다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명의 pp 3차원 망상섬유는 가열 분위기에서의 치수안정성이 높고, 즉 가열 신장율 및/또는 열수축율이 낮다. 따라서 열고정, 열접합등 가공에 있어서의 변형의 문제가 해소된다.

또, 본 발명의 pp 고개섬 망상섬유도, 가열분위기에서의 치수 안정성이 높다. 즉 가열신장율 및/또는 열수축율이 낮다. 따라서, 개섬사 적층웹의 열접합등의 열처리가 변형이 적은 상태에서 가능하다. 또 개섬성이 뛰어나므로 두께의 균일성이 높고, 두께가 엷은 적층 부직포의 제조가 가능하게 된다. 또한 섬유의 강도가 높아, 고강도의 부직포로 된다.

본 발명의 제조방법에 의하여 상기와 같은 가열 분위기에서의 치수안정성이 높은, 즉, 낮은 가열 신장율 및/또는 낮은 열수축율 또는/및 고개섬의 3차원 망상 pp 섬유가 얻어진다.

본 발명에 의한 pp 망상 섬유 부직포는 가열 분위기에서의 치수 안정성이 높다. 즉, 가열 신장율 및 열수축율이 낮다. 따라서, 열접합, 열처리, 가열이 있는 2차 가공등의 경우, 변형에 의한 트러블이 방지되어, 안정하게 처리할 수 있다.

면의 배향균일성이 높고, 방향성이 없으므로 각용도에서 사용하기 쉽다. 또 두께 단위면적당 중량 외관의 균일성이 뛰어나다.

또, 고밀도 폴리에틸렌제의 망상섬유 부직포에 비하여, 내열성이 높다. 또 취급중에 변형에 의한 소리를 발생하기 곤란한 점, 변형에 대한 회복력에 뛰어난 점도 특징이다.

또 용융방사법에 의하여 만들어지는 pp 스판본드 부직포에 비하여, 커버링 성이 높은 점도 특징이다. 이리하여 종래의 스판본드법 부직포의 강도와 플래쉬 방사망상 섬유부직포의 특징을 겸비한 부직포로서, 많은 용도에 이용할 수 있다.

Claims (29)

1. 3차원 망상섬유의 마이크로파 복굴절이 0.07 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유.
2. 제1항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 마이크로파 복굴절이 0.10 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유.
3. 제1 또는 2항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 장주기 산란강도비가 10 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유.
4. 제3항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 장주기 산란강도비가 30 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유.
5. 3차원 망상섬유가 0.1∼10중량%의 개섬제를 함유함을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유.
6. 제5항에 있어서, 상기 개섬제가 결정핵제, 활제 또는 기재 수지이외의 결정성수지임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유.
7. 제5 또는 6항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 마이크로파 복굴절이 0.07 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유.
8. 제7항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 마이크로파 복굴절이 0.01 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유.
9. 제7항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 장주기 산란강도비가 5 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유.
10. 제8항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 장주기 산란 강도비가 5 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유.
11. 제9 또는 10항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 장주기 산란강도비가 15 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유.
12. 감압실을 통과하기전의 용액의 압력이 감광개시 압력 이상이고 감압실내의 온도가 198℃ 이상 220℃ 미만이고, 감압실내의 압력이 감광종료 압력이하이고, 압출직전의 이소택틱 폴리프로필렌의 용융유속(MFR)이 하기식을 만족함을 특징으로 하는 이소택틱 폴리프로필렌과 트리클로로플루오로메탄으로 된 고압의 균일 용액을 감압실, 방사구금을 통하여 저온저압력으로 방출하여 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상 섬유의 제조방법. 0.15―0.0014(T_PF―198)

    

    

    

    1.74―0.029(T_PF―198)[T_PF은 ℃로 나타낸 감압실의 용액온도, C는 중량%로 나타낸 폴리프로필렌의 농도이다]
13. 제12항에 있어서, 상기 이소택틱 폴리프로필렌의 트리클로로플루오로메탄 용액이 폴리프로필렌 0.1∼11PHR의 개섬제를 함유함을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유의 제조방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 개섬제가 결정핵제, 활제 또는 기재수지 이외의 결정수지임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유의 제조방법.
15. 부직포의 단면에 있어서 마이크로파 복굴절이 0.06 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.
16. 제15항에 있어서, 상기 단면에 있어서의 마이크로파 복굴절이 0.09 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.
17. 제15항 또는 16항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유가 0.1∼10중량%의 개섬제를 함유함을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.
18. 제17항에 있어서, 상기 개섬제가 결정핵제, 활제 또는 기재수지이외의 결정성수지임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.
19. 제17항에 있어서, 상기 부직포의 평면에 있어서의 마이크로파 굴절율의 종횡차가 0.02 이하임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.
20. 제18항에 있어서, 상기 부직포의 평면에 있어서의 마이크로파 굴절율의 종횡차가 0.02 이하임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.
21. 제19 또는 20항에 있어서, 상기 부직포의 레이저 투과강도 변동율이 150% 이하임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.
22. 제15,16 또는 18항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 마이크로파 복굴절이 0.07 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.
23. 제17항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 마이크로파 복굴절이 0.07 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.
24. 제22항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 마이크로파 복굴절이 0.10 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.
25. 제23항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 마이크로파 복굴절이 0.10 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.
26. 제22항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 장주기 산란강도비가 5 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.
27. 제23 내지 25항중 어느 한항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 장주기 산란강도비가 5 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.
28. 제26항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 장주기 산란강도비가 15 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.
29. 제27항에 있어서, 상기 3차원 망상섬유의 장주기 산란강도비가 15 이상임을 특징으로 하는 피브릴화된 폴리프로필렌 3차원 망상섬유로 된 부직포.

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