KR920000252B1 - 폴리올레핀계 섬유로 되는 부직포용의 투액성 부여제 및 이 부직포에의 투액성 부여방법 - Google Patents

폴리올레핀계 섬유로 되는 부직포용의 투액성 부여제 및 이 부직포에의 투액성 부여방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

폴리올레핀계 섬유로 되는 부직포용의 투액성 부여제 및 이 부직포에의 투액성 부여방법
본 발명은 폴리올레핀계 섬유, 예를들면 융점이 상이한 2종 이상의 폴리머로 되는 심초형 복합방사섬유이고 폴리올레핀계 폴리머를 초로하는 복합섬유로 되는 부직포용의 투액성 부여제 및 그 투액성 부여방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 그 섬유에 부여함으로써 더욱 내구성이 있는 투액성을 중는 부여제 및 그 부여방법에 관한 것이다.
근래, 건식부직포, 특히 의료·위생재료 분야에서의 섬유접착형 부직포가 주목되고 있다. 그중에서도 종이기저귀, 냅킨 등의 표면부 부직포에는 고생산성, 저에너지 생산성, 제품으로서의 촉감(유연감, 젖음으로인한 불쾌감 회피)등으로 폴리올레핀계 섬유, 특히 폴리에틸렌계 복합섬유가 사용되는 경우가 많다.
또, 제품의 벌키성 향상, 복원성 향상, 열칫수 안정성 향상을 위하여 폴리에스테르 섬유나 폴리프로필렌 섬유를 심부로 하고 초부는 폴리올레핀계 폴리머로 구성되는 열융착형 복합섬유도 많이 사용되고 있다.
그런데, 종이기저귀, 냅킨 등의 착용시의 땀이나는 것과 오줌, 체액 등으로 인한 불쾌감 회피는 그들 제품의 표면부가 젖기 쉽고, 그것도 그 쉽게 젖는 짧은 시간에 발휘되는 점이 중요하다고 생각되고 있다.
그 때문에 표면부를 구성하고 있는 폴리올레핀계 섬유에서는 짧은 시간내에서의 투액성이 요구된다.
그리고 동시에 종이기저귀 등에서는 본인 자신이 배설물을 처리할 수 없는 유아, 노인, 환자 등이 착용하므로 1회 착용으로 반드시 1회의 배설물이 처리되는 것으로는 한하지 않고 수회의 배설에 대한 불쾌감의 회피가 필요하며, 그래서 상기 투액성의 내구성(반복 투액성)이 또한 강력하게 요구된다.
본 발명은 그 저표면 에너지 특성으로부터 본래 투액성이 매우 열세인 폴리올레핀계 섬유를 되는 부직포에 대하여 상기와 같은 요구에 부응하는 투액성 부여제 및 투액성 부여방법에 관한 것이다.
종래, 폴리올레핀계 섬유, 초부 폴리올레핀계 복합섬유의 부여에는
1) 저분자 친수성 화합물의 부여
2) 친수성 고분자 수여의 부여
3) 약품처리, 용제처리, 플라즈마 처리, 코로나 방전처리 등에 의한 표면 개질
등이 행하여지고 있다. 그러나, 상기 1)의 수단에서는 섬유표면으로의 부여제가 젖는 것이 나빠서 기대하는 투액성이 얻어지지 아니할 뿐만 아니라 어느 정도의 투액성이 얻어지는 경우에도 내구성은 전혀 얻어지지 않고, 더욱이 피부에의 자극성이 큰 것이 많다고 하는 문제점이 있다.
또, 상기 2)의 수단에서는 대체로 투액성이 불충분하며 어느 정도의 투액성이 얻어지는 부여제를 사용한 경우에는 내구성이 불충분하게 되고 또한 부여제가 부직포 제조공정에서 각종 장해를 유발하는 문제점이 있다. 그리고 상기 3)의 수단에서는 피부 자극성이나 투액성의 면에서 비교적 양호한 결과가 얻어지는 잇점이 있는 반면, 섬유표면의 개질에 의하여 생긴 극성기의 경시적인 변화에 의해 투액성의 경시적 저하가 일어나기 쉽고, 따라서 내구성이 불충분하며, 더욱이 이러한 수단 그 자체가 비경제적인 문제점이 있다.
한편, 소재로서 친수성 폴리머를 사용하고 이 친수성 폴리머의 표면에 부분적으로 소수성 화합물을 도포하는 제안도 나오고 있다. 여기에서 소수성 화합물로서 발수성 폴리머를 사용하는 예(미국특허 제3934587호), 실리콘이나 불소 화합물을 사용하는 예(미국특허 제3838692호)등이 있다. 그러나, 이들 종래예에서는 소재로써 본래 친수성의 폴리머를 사용하는 것이기 때문에 본래 소수성인 폴리올레핀계 섬유가 가진 상기한 바와 같은 특성이 결여된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하여 상기한 요구에 부응하는 투액성 부여제 및 투액성 부여 방법을 제공하는 것이다. 그리하여, 본 발명자들은 상기의 관점에서 예의 연구한 곁과, 특정의 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘을 소정량 이상 함유하는 투액성 부여제가 가장 적합하고, 이에 더하여 목적에 맞는 특정한 계면활성제도 함유하는 투액성 부여제가 보다 가장 적합하다는 사실을 알아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉 본 발명은 폴리올레핀계 섬유로 되는 부직포용의 투액성 부여제로서 다음 일반식 A로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘을 50중량%이상 함유하는 것을 골자로 하는 투액성 부여제와, 이 투액성 부여제를 사용한 상기 부직포에의 투액성 부여방법에 관한 것이다.
Figure kpo00001
[단, x는 1-10의 정수, y는 7-100의 정수. a는 5이상의 정수, b는 95이하의 정수, 또한 a+b는 100이하의 정수. R1은 H 또는 탄소수 1-12의 알킬기.] 일반식 A로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘은, 디메틸하이드로젠 폴리실록산에 폴리에틸렌 글라이콜, 폴리에틸렌 글라이콜과 폴리프로필렌글라이콜의 블록 또는 랜덤 공중합 폴리에테르, 탄소수 1-12의 알콜에의 에틸렌옥사이드 부가물, 탄소수 1-12의 알콜에의 프로필렌옥사이드/에틸렌옥사이드의 블록 또는 랜덤 부가물 등의 모노아릴에테르를 부가하여 얻어지는 변성 실리콘이다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘의 특징은 그 구조에 따라서 수용성이 작다는데 있다. 즉, 그 자체가 물과의 용해성이 가능한한 작든가, 또는 다른 유화제의 보조로 겨우 유화할 정도의 용해성을 나타내는 것이다. 실제로, 얻어지는 변성 실리콘에 최소한의 수용성을 갖게 하여 만족스러운 투액성을 얻기 위하여는 일반식 A의 x가 1이상일 필요가 있으나, 반대로 x가 10보다도 크면 얻어지는 변성 실리콘의 수용성이 지나치게 커져서 투액성은 만족스러우면서도 내구성은 불충분하게 되고 만다. 또 마찬가지로 얻어지는 변성 실리콘에 최소한의 수용성을 지녀서 만족스러운 투액성을 얻기 위하여는 일반식 A의 a가 5이상일 필요가 있으나, 반대로 a+b가 100보다도 크면 얻어지는 변성 실리콘의 특히 내구성이 크게 손상되고 만다. 이 경우, a로 묶여져 있는 폴리옥시에틸렌부와 b로 묶여져 있는 폴리옥시프로필렌부와의 몰 비 내지 중량비도 영향이 있고 a×44/b×58=25/75이상으로 하는 것이 좋다. 또한, 일반식 A의 R1이 탄소수 12보다도 큰 알킬기의 경우, 얻어지는 변성 실리콘의 투액성이 불충분해진다. 그리고, 일반식 A의 y가 7보다 작으면 얻어지는 변성 실리콘의 내구성이 나쁘고, 반대로 100보다도 크면 투액성이 나쁘게되고 만다.
본 발명의 처리제는 이상 설명한 바와 같은 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘을 50중량%이상 함유해서 되는 것이다.
본 발명에서 상기 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘의 투액성 및 내구성을 손상시키지 않고, 게다가 부직포 제조시에 있어서의 공정통과성도 개선하는 것으로서, 특정의 계면활성제를 병용하는 것이 바람직하다. 이러한 계면활성제로서는 탄소수 11-22의 알킬기 또는 알케닐기를 갖고 또한 1개의 관능기에 대해 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드를 3-10몰 부가한 비이온계면활성제를 들 수 있고, 이것을 처리제중에 5-45중량% 함유시키는 것이 좋다.
상기 비이온 계면활성제에 있어서, 알킬기 또는 알케닐기와 탄소수가 11보다 작은 경우, 부여제의 섬유에의 균일부착성이 저해되어 투액성이 저하하고 내구성도 나빠진다. 탄소수가 22보다 큰 경우도 거의 마찬가지이다. 알킬렌옥사이드 부가몰수가 3몰 보다 작은 경우, 물과의 용해성 저하, 부여제 용액의 안정성 저하, 섬유에의 이상 부착등이 일어나서 투액성이 저하하도록 되고, 또 반대로 10몰 보다 큰 경우에는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘의 내구성을 저해하도록 된다.
바람직한 비이온 계면활성제의 구체예로서는, POE(7) 스테아릴에테르[POE는 폴리옥시에틸렌의 약자, 괄호안 숫자는 그 부가몰수, 이하 같음]. POE(5) 올레인산 에스테르, PEG(400) 스테아린산 에스테르[PEG는 폴리에틸렌글라이콜의 약자, 괄호안 숫자는 그 분자량, 이하 같음], POE(10) 라우릴 에테르의 스테아린산 에스테르, POE(4) 세틸아미노 에테르, POE(7) 스테아로일아미노 에테르, 솔비탄 모노 스테알레이트의 에틸렌 옥사이드 7몰 부가물, 트리메티를 프로판, 에틸렌옥사이드 9몰 부가물의 트리스테알레이트, 펜타에리스톨 디스테알레이트의 에틸렌 옥사이드 10몰 부가물, 피마자유 에틸렌옥사이드 25몰 부가물의 트리올레이트, 스테아릴 알콜의 프로필렌옥사이드 4몰, 에틸렌옥사이드 6몰 부가물 등이 있다. 또, 상기 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘과 병용되는 다른 바람직한 계면활성제로서는 다음 일반식 B로 표시되는 알킬포스 페이트염, 다음 일반식 C로 표시되는 제4급 암모늄염, 또는 다음 일반식 D로 표시되는 알킬 이미다조리늄염을 들 수 있고, 이들을 처리제중에 5-45중량% 함유시키는 것이 좋다.
Figure kpo00002
[단, R1은 탄소수 12-18의 알킬기 또는 알케닐기, M은 Na, K, 또는 암모늄류. a, b는 a
Figure kpo00003
1, b
Figure kpo00004
1, a+b=3을 만족하는 정수].
Figure kpo00005
[단, Rl은 탄소수 12-18의 알킬기 또는 알케닐기. R2는 H, 탄소수 1-2의 알킬기 또는 히드록시 알킬기, 또는 R1, R3탄소수 11-17의 알킬기 또는 알케닐기. R4은 C2H4OH, C2H4NH2, C2H4NHCOCH3, 또는 C2H4NHCOR3. X는 할로겐, 유기산 잔기, 무기산 잔기, 또는 탄소수 1-2의 알킬설페이트 또는 알킬포스 페이트.] 또한, 상기 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 및 비이온 계면활성제와 함께 상기 알킬 포스페이트염 또는 제4급 암모늄염 또는 알킬 이미다조리늄염을 병용하는 경우에는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘을 70-55중량%, 비이온 계면활성제를 20-35중량%, 및 알킬포스페이트염 또는 제4급 암모늄염 또는 알킬이미다조리늄염에서 선택되는 1종을 10-20중량%의 비율로 배합하는 것이 좋다. 상기 알킬포스페이트염, 제4급 암모늄염, 알킬이미다조리늄염은 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘의 투액성이나 내구성을 저하시키지 않고 부직포 제조시의 공정통과성을 좋게 하는 것으로서, 특히 웨브성형공정에서의 대전방지성, 카드통과성, 웨브 균일성을 얻을 수 있는 것이 될 수 있는 것이지만 각 일반식에 있어서의 한정 범위는 중요한 의미를 지닌다. 예를들면, 한정범위보다 작은 알킬기 또는 알케닐기를 지닌 것에서는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘의 내구성을 나쁘게 하고, 반대로 한정범위 보다 큰 알킬기 또는 알케닐기를 지닌 것에서는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘의 투액성을 저해하도록 된다. 그리고, 일반식 B에 있어서의 암모늄류는 NH4, NH(CH3)3, NH(C2H5)3, NH2(CH2CH2OH)2, NH(CH2CH2OH)3등이다.
본 발명의 투액성 부여제가 적용되는 폴리올레핀계 섬유로서는 초부가 폴리올레핀 폴리머이고 심부가 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 섬유로 되는 복합섬유가 가장 대표적인 섬유이지만, 물론 이들에 한정되는 것은 아니고 초부가 폴리올레핀계 폴리머이면 심부는 그것과 융점이 다른 폴리머로 되는 복합섬유 전반을 포함하는 것이다. 또 복합방사에 의하지 않는 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 그 밖의 공중합 섬유도 포함하는 것이다.
상기와 같은 폴리올레핀계 섬유에 대한 본 발명의 투액성 부여제의 부여량(대 섬유)은 통상 0.05-0.7중량%, 바람직하기는 0.1-0.5중량% 범위이고, 이 때의 부여수단으로서는 침지 급유법, 스프레이 급유법, 혹은 롤러 터치 급유법을 이용하고, 이렇게 해서 투액성 부여제를 부여한 폴리올레핀계 섬유를 건조후 카드공정이나 열융착 공정을 구비한 부직포 제조공정으로 투입하여 소망하는 바의 부직포를 얻는 것이다. 다음, 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 하기 위하여 실시예 등을 드는데, 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
후기 제1표 기재의 부여제를 사용하여(1)의 시료를 조정하고, 다시 (2)-(4)의 측정 또는 평가를 실시하였다. 결과를 후기 제2표에 나타냈다. 또한, 다음에서 사용하는 %는 모두 중량%이다.
(1) 시료의 조성
초부가 폴리에틸렌, 심부가 폴리에스테르인 2데니어×51mm 절단 길이의 복합섬유를 제1표에 기재한 각 부여제의 1.0% 용액중에 30℃×2분간 침지한 후 20%가 되도록 짜고 60℃×60분간 송풍건조하여, 부여제 부착량 0.2%의 시료면을 얻었다.
(2) 대전방지성의 평가(카드 발생전기의 측정)
상기 시료면을 25℃×40% RH의 온습도로 24시간 조습하고 동 온습도에서 개섬기 및 롤러 카드로 웨브 중량이 24g/m2가 되도록 통과시켜 그 때의 발생전기량을 측정하였다.
(3) 투액성의 평가
상기 카드 웨브를 10cm×10cm로 재단하고, 130℃의 열판으로 30초간 열처리하여 부직포 시료를 얻었다.
이 부직포 시료를 20℃×60% RH의 항온실내에서 24시간 조습한 후 수평판상에 놓고 뷰래를 이용하여 10mm의 높이에서 0.4ml의 물방울을 낙하시키고 그 물방울이 완전히 되고 말때까지의 요하는 시간을 측정하였다.
(4) 내구성의 평가
상기 부직포 시료위에 80ml의 이온 교환수를 모든 면에 뿌려서 통과시킨 후 40℃×90분간 송풍건조하고, 재차 상기 투액성의 평가를 실시하였다. 내구성의 평가는 투액성 측정치가 60초 이내의 경우 그 측정치를 읽고, 다시 80ml의 이온 교환수를 통과시킨 후에 상기 투액성의 평가를 실시하는 조작을 반복하고, 그 때의 투액성이 60초를 넘지 않는 총 반복회수로 하였다.
[제1표]
Figure kpo00006
Figure kpo00007
주) *1 : PEG-400은 분자량 400의 폴리에틸렌 글라이콜
[제2표]
Figure kpo00008
이상 설명한 바와 같으므로 본 발명에서는 폴리올레핀계 섬유로 되는 부직포에 탁월한 투수성 및 내구성을 부여하고 동시에 이 부직포의 제조시에 있어서의 공정통과성도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 폴리올레핀계 섬유로 되는 부직포용의 투액성 부여제로서, 다음 일반식 A로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘을 50중량%이상 함유하는 것을 특징으로 하는 투액성 부여제.
    Figure kpo00009
    [단, x는 1-10의 정수, y는 7-100의 정수. a는 5이상의 정수, b는 95이하의 정수, 또한 a+b는 100이하의 정수. Rl은 H 또는 탄소수 1-12의 알킬기.]
  2. 폴리올레핀계 섬유로 되는 부직포용의 투액성 부여제로서, 상기 제1항 기재의 일반식 A로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘을 95-55중량%, 및 탄소수 11-22의 알킬기 또는 알케닐기를 갖고 또한 1개의 관능기에 대해 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드를 3-10몰 부가한 비이온 계면활성제를 5-45중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 투액성 부여제.
  3. 폴리올레핀계 섬유로 되는 부직포용의 투액성 부여제로서, 상기 제1항 기재의 일반식 A로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘을 95-55중량%, 및 다음 일반식 B로 표시되는 알킬 포스페이트염을 5-45중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 투액성 부여제.
    Figure kpo00010
    [단, R1은 탄소수 12-18의 알킬기 또는 알케닐기. M은 Na, K, 또는 암모늄류. a, b는 a
    Figure kpo00011
    1, b
    Figure kpo00012
    1, a+b=3을 만족하는 정수]
  4. 폴리올레핀계 섬유로 되는 부직포용의 투액성 부여제로서, 상기 제1항 기재의 일반식 A로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘을 95-55중량%, 및 다음 일반식 C로 표시되는 제4급 암모늄염을 5-45중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 투액성 부여제.
    Figure kpo00013
    [단, R1은 탄소수 12-18의 알킬기 또는 알케닐기. R2는 H, 탄소수 1-2의 알킬기 또는 히드록시알킬기, 또는 R1. X는 할로겐, 유기산 잔기, 무기산 잔기, 또는 탄소수 1-2의 알킬설페이트 또는 알킬포스페이트.]
  5. 폴리올레핀계 섬유로 되는 부직포용의 투액성 부여제로서, 상기 제1항 기재의 일반식 A로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘을 95-55중량%, 및 다음 일반식 D로 표시되는 알킬이미다조리늄염을 5-45중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 투액성 부여제.
    Figure kpo00014
    [단, R2및 X는 일반식 C의 경우와 같다. R3은 탄소수 11-17의 알킬기 또는 알케닐기, R4은 C2H4OH, C2H4NH2, C2H4NHCOCH3, 또는 C2H4NHCOR3.]
  6. 폴리올레핀계 섬유로 되는 부직포용의 투액성 부여제로서 상기 제1항 기재의 일반식 A로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘을 70-55중량%, 및 상기 제2항 기재의 비이온 계면활성제를 20-35중량%, 및 상기 제3항 기재의 일반식 B로 표시되는 알킬포스페이트염 또는 상기 제4항 기재의 일반식 C로 표시되는 제4급 암모늄염 또는 상기 제5항 기재의 일반식 D로 표시되는 알킬 이미다조리늄염에서 선택되는 1종을 10-20중량%로 되는 투액성 부여제.
  7. 폴리올레핀계 섬유로 되는 부직포에의 투액성 부여 방법으로서, 방사한 폴리올레핀계 섬유에 상기 1,2,3,4,5항 또는 제6항 기재의 투액성 부여제를 0.1-0.5중량%(대 섬유) 부여하고, 이어서 이 섬유를 부직포 제조공정에 투입하는 것을 특징으로 하는 투액성 부여 방법.
KR1019880016008A 1987-12-02 1988-12-01 폴리올레핀계 섬유로 되는 부직포용의 투액성 부여제 및 이 부직포에의 투액성 부여방법 KR920000252B1 (ko)

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