KR940011591B1

KR940011591B1 - 멜트블로운 부직포 및 그것을 사용한 적층 부직포 재료

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Publication number: KR940011591B1
Application number: KR1019920023968A
Authority: KR
Inventors: 류따로 시라야나끼; 아끼미 사에끼; 가즈히로 마쓰모또; 마사끼 시미즈
Original assignee: 미쓰이세끼유 가가꾸고오교오 가부시끼가이샤; 다께바야시 쇼오고
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 1994-12-22
Also published as: DE69227498T2; DE69227498D1; CA2085073A1; US5306545A; EP0546837B1; KR930013312A; EP0546837A1

Abstract

내용 없음.

Description

멜트블로운 부직포 및 그것을 사용한 적층 부직포 재료

제 1 도는 본 발명의 멜트브로운 부직포 적층체의 예들을 나타낸 단면도이고 제1(a)도는 2층체, 제1(b)도는 3층체를 나타낸 도면.

제 2 도는 본 발명의 제 1 태양의 멜트블로운 부직포 적층체의 응용예를 나타낸 단면도.

제 3 도는 본 발명의 제 1 태양의 멜트블로운 부직포의 히스테리시스 그래프의 개념도.

제 4 도는 본 발명의 제 2 태양의 멜트블로운 부직포에 있어서의 수지조성물의 주체를 이루는 폴리프로필렌(A)이 단독인 경우의 DSC에 의한 융해곡선.

제 5 도는 본 발명의 제 2 태양의 수지조성물의 폴리프로필렌(A)과 에틸렌-1-부텐 랜덤 공중합체(B)를 95 : 5의 중량비로 배합한 본 발명에서 사용되는 수지조성물의 DSC에 의한 융해곡선.

제 6 도는 폴리프로필렌(A)과 에틸렌-1-부텐 랜덤 공중합체(B)를 80 : 20의 중량비로 배합한 본 발명에서 사용되는 수지조성물의 DSC에 의한 융해곡선.

제 7 도는 폴리프로필렌(A)과 에틸렌-1-부텐 랜덤 공중합체(B)를 50 : 50의 중량비로 배합한 본 발명에서 사용되는 수지조성물의 DSC에 의한 융해곡선.

본 발명은 멜트블로운 부직포에 관한 것이며 더욱 상세하게는 특정한 저결정화도의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 내지 이 에틸렌-α-올레핀 공중합체와 다른 수지를 조합시킨 수지조성물로 형성된 멜트블로운 부직포에 관한 것이다.

본 발명의 멜트블로운 부직포는 유연성이 우수하다는 특징을 갖으며 또 전자 즉 특정한 저결정화도의 에틸렌-α-올레핀 공중합체로 실질적으로 형성된 멜트블로운 부직포는 신축성도 풍부하고 피트성도 우수하고 후자 즉 에틸렌-α-올레핀 공중합체와 다른 수지 예를들면 폴리프로필렌과의 조합에 의한 수지조성물로 형성된 것은 특히 열가공성이 우수하다.

본 발명은 또 이 멜트블로운 부직포를 사용한 적층 부직포 재료에 관한 것이다.

멜트블로운 부직포는 용융수지를 압출하여 멜트블로운세한 수지흐름으로 하고 이 수지흐름을 고속도의 가열기체와 접촉시켜서 미세한 섬유직경의 불연속 파이버로 하고 이 파이버를 다공성 지지체위에 집적시킴으로써 얻어진다. 이 멜트블로운 부직포는 비교적 유연하므로 의류재료나 위생재료의 용도에 사용되고 있다.

또 이들의 용도에서는 멜트블로운 부직포만으로는 강도가 부족하기 때문에 스팬본드법 또는 기타 방법에 의한 부직포와 붙여서 보강하는 수단이 채용되었다.

예를들면 일본국 특공소 60-11148호 공보(대응 외국 특허 GB 1453447호) 및 USP 4, 041, 203호에는 평균 필라멘트 직경이 약 12미크론 이상이고 랜덤 퇴적되고 또 분자상으로 배향된 실질적으로 연속된 필라멘트의 웨브와 평균 파이버 직경이 약 10미크론 이하이고 연화점이 연속 필라멘트의 연화점보다도 약 10℃∼40℃ 낮고 대체로는 불연속인 열가소성 중합체 마이크로 파이버의 집적 매트로 된 부직포 재료에 있어서 상기 웨브와 매트는 층상 관계가 되도록 배치되고 또 열과 압력을 가함으로써 간헐적으로 떨어져 있는 결합 영역을 형성하도록 함께 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 부직포 재료가 기재되어 있다.

또 폴리프로필렌 섬유로 부직포를 제조할 때에 더 저융점의 섬유를 소위 바인더 섬유로 사응하는 것은 오래전부터 알려져 있고 예를들면 일본국 특개소 61-179246호 공보에는 저밀도 폴리에틸렌 65∼95중량%와 폴리프로필렌 5∼35중량%와의 블렌드물로 된 섬유는 폴리에틸렌에 비해서 용융방사성이 우수하고 부직포의 바인더로서 적합함이 기재되어 있다. 또 일본국 특개소 63-175113호 공보에는 에틸렌과 옥텐-1(1∼15중량%)의 공중합체인 선상 저밀도 폴리에틸렌 99∼50중량%와 결정성 폴리프로필렌 1∼50중량%과의 블렌드물을 사용함이 기재되어 있다.

또 일본국 특개소 63-303109호 공보에는 에틸렌과 적어도 1종의 탄소수 4∼8의 α-올레핀과의 선상 저밀도 공중합체이고 이 α-올레핀을 실질적으로 1∼15중량% 함유하고 밀도가 0.900∼0.940g/㎤, 멜트인덱스가 25∼100g/10분(ASTM의 D-1238(E)의 방법으로 측정)이고 융해열이 25cal/g 이상으로 된 선상 저밀도 폴리에틸렌이 99∼50중량%, 멜트플로우레이트가 20g/10분(ASTM의 D-1238(L)의 방법으로 측정)보다도 작은 결정성 폴리프로필렌의 1∼50중량%로 구성되고 용융방사시켜 된 블렌드 구조체의 부직포가 기재되어 있다.

그러나 폴리프로필렌등의 단일 열가소성수지 소재로 형성된 멜트블로운 부직포는 다른형의 부직포에 비해서 유연성이 우수하지만 의류재료, 위생재료, 의료재료등의 용도에서는 상기 유연성에 더하여 특히 우수한 신축성이나 파트성을 겸비하고 있음이 필요한 것이 많다.

또 청소재료등의 분야에서도 닦기는 면에 대한 피트성이나 먼지류의 흡착성이라는 점에서 한층 더한 유연성의 개선이 요망되고 있다.

예를들면 현행 부직포를 기재로 한 습포제에서는 탄성, 신축성이 부족하기 때문에 팔꿈치나 무릎과 같은 굴곡되는 부분에 붙인 경우에 그들을 약간 굽힌 상태에서 붙이지만 완전히 수족을 굽혔을 때에 기재가 늘어나지 않고 미끌려 떨어지든지 역으로 수족을 폈을 때에는 크게 줄음이 생겨 약제가 흘러내리든지 하는 결점이 있다.

현재 신축성이 있는 섬유재료로써는 스팬덱스사, 또는 기타의 고무사가 알려져 있으나 그들의 재료는 일반적으로 고가인 동시에 멜트블로운 부직포와 같은 부직포로 가공하기 곤란하고 아직까지 신축성이 풍부하고 여러가지 시용면에 피트성이 우수한 부직포재료는 제공되지 못하고 있다.

또 의료재료, 위생용재료등의 용도중에는 유연성과 동시에 내열성, 기계적 강도등의 특성을 종합적으로 갖는 것이 필요한 경우가 많고 이 목적의 부직포를 얻기 위하여 종래에는 예를들면 폴리프로필렌 섬유로 부직포를 제조할 때에 더 저융점의 섬유를 소위 바인더 섬유로써 사용하는 등의 수단이 행해졌다.

이와같은 부직포에서는 부직포의 응력담체로 된 섬유에 비해서 이들을 일체화 결합하기 위한 바인더 섬유의 용융 온도를 어느정도 낮게 하는 것이지만 바인더로 되는 섬유의 융점을 낮게 하는 것은 부직포의 내열성이란 점에서 바람직하지 않을 뿐만 아니라 나아가서는 섬유를 구성하는 수지의 응집력도 약화시키게 되어 부직포의 강도란 점에서도 바람직하지 않다. 또 히트엠보싱 등에 의한 부직포의 일체화 가공에 있어서도 온도, 압력, 가공속도등의 가공조건의 허용도가 좁아 작업성이란 점에서도 아직 만족할 수 있는 것은 아니었다.

따라서 본 발명의 제 1 목적은 유연성이 우수한 동시에 그 자체가 우수한 탄성, 즉 2차원상의 상태에서 우수한 신축성을 갖고 만곡된 부분이나 신축되는 부분으로의 피트성도 우수한 신규 멜트블로운 부직포 및 이 멜트블로운 부직포를 사용한 각종 적층재료를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 2 목적은 특정한 저결정화도의 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 주체로 하는 수지조성물의 엘트블로우잉으로 형성한 신규한 탄성적 특성을 갖는 멜트블로운 부직포 및 이 멜트블로운 부직포를 사용한 적층 부직포 재료를 제공하는데 있다.

또 본 발명이 제 3 목적은 폴리프로필렌과 상기 특정 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 조합시킨 수지조성물로 형성되고 유연성과 저온 열접착성이 우수하고 또 히트엠보싱등의 열가공도 용이한 멜트블로운, 부직포를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 4 목적은 폴리프로필렌과 특정의 저결정화도의 에텔렌-α-올레핀 공중합체와의 수지조성물로 형성되고 신규한 열적 특성을 갖는 멜트블로운 부직포를 사용한 적층부직포 재료를 제공하는데 있다.

본 발명에 의하면 그 제 1 태양으로써 밀도가 0.90g/㎤ 미만이고 결정화도가 5∼40%의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 또는 이 공중합체를 주체로 하는 수지조성물로 멜트블로운법에 의해서 얻어지는 멜트블로운 부직포가 제공된다.

본 발명에 사용하는 에틸렌-α-올레핀 공중합체는 α-올레핀이 탄소수 3∼10의 α-올레핀이고 에틸렌 함유율이 85∼95몰%이고 190℃, 2160g의 하중에서 측정한 멜트플로우레이트(MFR : ASTM D1238의 방법으로 측정)가 0.1∼200g/10분(바람직하기로는 1∼50g/10분)이고 밀도가 0.870g/㎤ 이상 0.900g/㎤ 미만이고 X선에 의한 결정화도가 5∼40의 공중합체이다. 또 융점이 40∼100℃의 범위인 에틸렌-α-올레핀 공중합체인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 또 밀도가 0.900g/㎤ 미만이고, 결정화도가 5∼40%의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 또는 공중합체를 주체로 하는 수지조성물로 멜트블로운법에 의하여 얻어지는 멜트블로운 부직포와 건식법 부직포를 적층하고 또한 일체화하여 된 것을 특징으로 하는 부직포 적층체가 제공된다.

또 본 발명에 의하면 밀도가 0.900g/㎤ 미만이고 결정화도가 5∼40%의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 또는 이 공중합체를 주체로 하는 수지조성물로 멜트블로운법에 의해서 얻어지는 멜트블로운 부직포와 이 멜트블로운 부직포에 적층된 건식법 부직포와 이 건식법 부직포위에 적층된 약제층으로 되는 것을 특징으로 하는 습포제가 제공된다.

또 본 발명에 의하면 그 제 2 태양으로써 2성분 기준으로 폴리프로필렌 98∼40중량%와, 밀도가 0.900g/㎤ 미만이고 결정화도가 5∼40%의 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 2∼60중량%를 함유하는 수지조성물로 멜트블로운법에 의해서 얻어지는 멜트블로운 부직포가 제공된다.

이 부직포를 구성하는 수지조성물중 시차 주사열량측정(DSC)으로 상기 폴리프로필렌은 연화점(Tf)이 125∼135℃의 범위이고 또 융점(Tm)이 160∼170℃의 범위인 폴리프로필렌인 것이 좋고 한편 폴리프로필렌과 에틸렌-α-올레핀 공중합체와의 수지조성물은 연화점(Tf)이 120∼130℃의 범위이고 또 융점(Tm)이 160∼170℃의 범위인 수지조성물인 것이 좋다.

또 폴리프로필렌과 조합하여 사용하는 에틸렌-α-올레핀 공중합체는 상기 본 발명의 제 1 태양에 있어서 사용되는 것과 동일한 것이다.

본 발명에 의하면 또 상기 멜트블로운 부직포의 적어도 한쪽면에 보강층, 바람직하기로는 스팬본딩법에 의해서 얻어지는 스팬본드 부직포를 히트엠보싱 가공법에 의해서 붙여서 얻어지는 적층부직포 재료가 제공된다.

본 발명의 제 1 태양은 밀도가 0.900g/㎤ 미만이고 결정화도가 5∼40%의 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 주체로 하는 수지조성물은 멜트블로우잉에 의한 부직포 형성능을 갖고 이것을 멜트블로운 부직포로 성형하면 우수한 탄성적 성능을 나타낸다는 지식에 의한 것이다.

멜트블로운 부직포라 함은 멜트블로우잉법으로 형성된 부직포이고 미세한 섬유직경의 불연속 파이버(마이크로 파이버)의 랜덤 집적체라고 말할 수 있다.

이 멜트블로운 부직포를 제조하려면 사용하는 중합체가 마이크로 파이버로의 섬유형성능(예사성)을 갖는 동시에 형성되는 섬유가 최저한의 강도를 갖는 것이 필요하다.

먼저, 본 발명에서 사용하는 에틸렌-α-올레핀 공중합체는 종래의 부직포 형성용 올레핀계 수지에 비해서 밀도가 0.900g/㎤ 미만으로 낮고 또 결정화도도 5∼40%로 현저히 낮음에도 불구하고 마이크로 파이버로의 섬유형성능을 갖는 동시에 형성되는 섬유가 예상외의 탄성적 성질을 갖는 것이다.

종래에 일반적으로 섬유형성능이나 섬유의 물리적 성질과 섬유를 구성하는 중합체의 밀도가 결정화도와의 사이에는 밀접한 관계가 있고 올레핀계 수지의 경우에도 밀도가 결정화도가 높은 것이 섬유형성능이 우수하고 물리적 성질이 우수한 섬유를 제공한다고 믿고 있었다. 이에 대해서 본 발명에서는 상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체는 낮은 밀도와 결정화도를 갖음에도 불구하고 예외적으로 우수한 멜트블로우잉에 의한 부직포 성형성을 나타내는 동시에 얻어지는 부직포는 우수한 탄성적 성질을 나타내는 것을 발견한 것이다.

또 이 에틸렌-α-올레핀 공중합체로 형성된 멜트블로운 부직포의 탄성적 성질은 단위면적당의 무게가 커질수록 탄성이 현저히 나타나게 된다.

본원 발명에서는 단위면적당의 무게로서는 통상 5g/㎡ 이상, 바람직하기로는 10g/㎡ 이상이다. 단위면적당의 무게를 크게하면 부직포에 큰 신축성이 부여되므로 바람직하다.

본 발명에 의한 멜트블로운 부직포를 의류재료용 소재, 위생재료, 의료용 재료등에 응용하면 그 신축성에 의해서 만곡된 부분이나 복잡한 형상의 부분에도 양호하게 피트되는 동시에 이 부직포를 적용시킨 부분이 신축 또는 변형해도 이에 잘 추종하여 신축 내지 변형하기 때문에 위치의 엇갈림, 주름발생, 박리 내지 이탈등이 발생하지 않는다는 이점이 얻어진다.

본 발명의 멜트블로운 부직포는 단독으로 상기 용도에 사용할 수 있는 것은 물론이지만 일반적으로 그 자체가 공지인 건식부식포 재료와 적층 일체화하여 각종 용도에 사용하는 것이 바람직하다. 즉 탄성이 있는 상기 부직포는 어느정도 달라붙은 느낌 내지 근적거리는 느낌을 주는 경향이 있으나, 건식부직포 재료를 적층함으로써 풍합을 향상시켜 촉감이 양호하게 할 수 있다.

본 발명의 제 2 태양에 의한 멜트블로운 부직포는 2성분 기준으로 폴리프로필렌 98∼40중량%와, 밀도가 0.900g/㎤ 미만이고, 결정화도가 5∼40%의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 2∼60중량%를 함유하여 된 수지조성물로 형성되어 있는 것이 현저한 특징이다.

먼저 이 멜트블로운 부직포에 사용하는 수지조성물은 폴리프로필렌을 주체로 한다는것 및 이것에 배합하는 에틸렌-α-올레핀 공중합체 밀도가 0.900g/㎤ 미만과 통상의 폴리에틸렌이나 선상 저밀도 폴리에틸렌에 비해서 낮고 또 결정화도도 5∼40%로 현저히 낮다는 것에 있어서 상기 선행기술의 저온융착성이 바인더 섬유와 상이하다.

본 발명에 의해서 폴리프로필렌에 대해서 상기 특정한 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 배합한 것을 멜트블로운 부직포로 하면 종래의 폴리프로필렌 수지제의 멜트블로운 부직포에 비하여 예상외의 열가공특성, 즉 저온에서의 열접착성과 고온에서의 섬유형태 보지성을 갖고 부직포의 유연성도 현저히 향상되는 것을 알았다.

멜트블로운 부직포를 최종 용도에 사용하는 경우에는 단독으로 사용하는 경우나 또는 다른 부직포와 함께 붙여서 사용하는 경우에 치수안정성이나 강도면에서 부직포를 구성하는 개개의 섬유끼리를 가열등에 의해서 일정간격마다 결합할 필요가 있다. 이 가열에 의해서 섬유끼리의 결합시에 응력담체로 된 섬유를 완전히 용융시키면 부직포의 강도나 유연성이 상실되므로 섬유중 어느것은 그 형상이나 물성이 보지되고 섬유의 다른 것이 적어도 연화가 생겨 섬유끼리의 결합이 행해지게 할 필요가 있다. 일본국 특공소 60-11148호 공보에 기재된 접합 부직포에 있어서 직경이 약 10미크론 이하이고 대체로 불연속인 열가소성 중합체 마이크로 파이버의 집적매트의 구성섬유의 연화점을 직경이 약 12미크론 이상으로 랜덤하게 퇴적하고 또 분자만으로 배향한 실질적으로 연속된 필라멘트의 웨브의 구성섬유의 연화점보다도 약 10℃ 내지 40℃ 낮은 온도로 특정하는 것은 이 이유때문이고 또 후자의 폴리에틸렌 주체의 블렌드물의 바인더 섬유의 사용도 이 이유때문인 것이다.

이에 대해서 본 발명에서는 폴리프로필렌에 전술한 특정 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 배합한 것을 멜트블로운 방식에 의해서 부직포로 형성하면 원래의 폴리프로필렌과 거의 같은 융해특성을 나타내면서 비교적 저온에서의 열접착성이 현저히 향상되는 것이다.

일반적으로 섬유등을 구성하는 중합체의 융해는 중합체중의 결정의 융해에 수반되는 것이며 그 특성은 일반적으로 시차 주사열량측정(DSC)에서의 흡열 융해곡선으로 알 수 있다. 즉 이 융해곡선의 피크가 융점(Tm)이고 이 융해곡선의 흡열측으로의 상승부의 점근선과 백그라운드의 교점을 본 발명에서는 연화점(Tf)으로 한다.

제 4 도는 본 발명에서 수지조성물의 주체를 이루는 폴리프로필렌 단독의 DSC에 의한 융해곡선이다.

이 융해곡선에서 이 폴리프로필렌은 일반적으로 연화점(Tf)이 125∼135℃의 범위이고 또 융점(Tm)이 160∼170℃의 범위인 것을 알 수 있다.

한편 제 5 도 및 제 6 도는 각각 폴리프로필렌과 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 95 : 5 및 80 : 20의 중량비로 배합한 수지조성물의 DSC에 의한 융해곡선이다. 이들의 융해곡선에서 이 수지조성물도 일반적으로 연화점(Tf)이 120∼130℃의 범위이고 또 융점(Tm)이 160∼170℃의 범위인것 즉 조성물의 융점은 폴리프로필렌 단독의 그것과 거의 같고 또 연화점도 폴리프로필렌 단독의 것과 거의 같지만 폴리프로필렌의 그것보다도 약간 낮더라도 그 연화점의 상이는 높아서 10℃ 특히 5℃ 이내라는 놀라운 사실이 명백해진다.

또 에틸렌-α-올레핀 공중합체의 배합량이 적은 제 5 도의 경우에는 등이 낮은 숄더상의 흡열피크가 나타나는 정도이고 그다지 뚜렷하지 않으나 에틸렌-α-올레핀 공중합체의 배합량이 많은 제 6 도의 경우에는 주융해곡선보다도 상당히 저온측에 에틸렌-α-올레핀 공중합체의 융해에 수반되는 부융해곡선이 나타난다. 이 부융해곡선에서 이 수지조성물중의 에틸렌-α-올레핀 공중합체는 일반적으로 연화점(Tf)이 120∼130℃의 범위이고 융점(Tm)이 160∼170℃의 범위인 것을 알 수 있다. 또 제 6 도에서 저온측인 66℃의 연화점과 84.1℃의 피크는 에틸렌-α-올레핀 공중합체에 유래되는 것이라고 생각된다.

상기 측정결과는 멜트블로운 부직포의 구성섬유에서는 섬유의 주체를 이루고 또 골격으로 되어 있는 폴리프로필렌이 폴리프로필렌 단독으로 된 섬유와 같은 결정구조로 존재하고 폴리프로필렌 단독으로 된 섬유가 섬유형태나 강도를 보지않고 있는 온도조건에서는 같은 섬유형태 보지성이나 강도보지성을 나타낸다는 사실을 말하고 있다.

다음에 후술하는 표 3은 폴리프로필렌 단독으로 된 멜트블로운 부직포 및 폴리프로필렌과 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 90 : 10 및 80 : 20 및 50 : 50의 중량비로 배합한 수지조성물로 된 멜트블로운 부직포에 대해서 폴리프로필렌 단독으로 된 스팬 본드 부직포와 온도를 바꾸어 히트엠보싱에 의한 접합을 행했을 때의 접착상태 내지 강도를 나타내고 있다(상세한 것은 후술하는 예 참조).

이 결과에 의하면 폴리프로필렌 단독으로 된 멜트블로운 부직포에서는 115℃와 같은 저온에서는 접착이 곤란하고 접착이 가능하더라도 층간 박리를 발생하고 히트엠보싱 온도가 폴리프로필렌의 연화점(Tf) 또는 그 근방에 도달해서 비로서 섬유 자체의 응집파괴에 이르는 결합 내지 접착이 가능해지는데 대해서 본 발명의 수지조성물로 된 멜트블로운 부직포에서는 이 수지조성물의 연화점(Tf)보다도 상당히 낮은 온도에서 열접착이 가능해지고 섬유자체의 응집파괴강도에 도달하는 접착강도를 얻는 것이 가능함을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면 일반적으로 폴리프로필렌계의 섬유로써는 예외적인 100∼120℃라는 저온측에서 또 110∼130℃라는 넓은 범위의 온도에서 섬유끼리의 열접착에 의한 결합 고정이나 다른 부직포와의 가열에 의한 접합이 가능해짐을 알 수 있다. 또 상술한 측정 및 시험결과는 본 발명에 의한 멜트블로운 부직포의 섬유가 특이한 섬유단면구조를 갖고 있는 것을 말한다. 즉 제 5 도 및 제 6 도의 DSC에 의한 융해곡선은 폴리프로필렌과 에틸렌-α-올레핀 공중합체가 섬유구조내에서 서로 독립층으로 존재함, 다시 말하면 섬유의 주체로 되는 폴리프로필렌이 연속상, 에틸렌-α-올레핀 공중합체가 분산상으로 된 바다-섬 구조, 또는 연근뿌리와 가공과의 관계의 구조를 취하고 있는 것으로 생각된다.

본 발명의 멜트블로운 부직포가 폴리프로필렌 단독의 것에 필적하는 기계적 성질이나 내열성을 나타내고 한편 폴리프로필렌 단독의 멜트블로운 부직포에서는 전혀 볼 수 없는 저온열접착성이나 유연성을 나타내는 것은 폴리프로필렌과 에틸렌-α-올레핀 공중합체가 섬유구조중에서 상기 미세구조로 존재하고 있기 때문일 것이다.

이하 본 발명의 제 1 태양의 부직포에 대해서 더 상세히 설명하겠다.

[재료]

본 발명에 사용하는 에틸렌-α-올레핀 공중합체는 전술한 제작용을 달성하는데 0.900g/㎤ 미만의 밀도와 5∼40%의 결정화도를 갖는 것이 필수 불가결하지만 전술한 제특성을 갖는 것이 바람직하다.

이 공중합체에서 에틸렌과 공중합되는 α-올레핀으로서는 일반적으로 탄소수 3∼10의 α-올레핀, 구체적으로는 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센, 또는 이들의 혼합물이고 특히 탄소수 3∼5의 α-올레핀, 특히 1-부텐이 바람직하다.

또 공중합체의 멜트인덱스는 0.1∼200g/10분 바람직하기로는 1∼50g/10분의 범위인 것이 바람직하다. 멜트인덱스가 0.1g/10분 미만이면 유동특성이나 섬유형성능이 나쁘고 마이크로파이버를 형성하기 어려워진다. 한편 200g/10분을 초과하면 기계적강도가 저하되기 때문에 부직포로 한 경우에 그 강도가 저하되는 경향이 있다.

공중합체의 밀도는 0.870g/㎤이상, 0.900g/㎤미만, 바람직하기로는 0.875∼0.895g/㎤의 범위인 것이 좋다. 밀도가 0.900g/㎤ 이상인 것은 탄성적 성질이 나쁘고 멜트블로운 부직포로 하였을때의 신축성이 불충분하다. 한편 0.870g/㎤ 미만인 것은 수지에 끈적거리고 멜트블로운 부직포로 하였을 경우에 블록킹하는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다.

공중합체의 X선에 의한 결정화도는 밀도와 상관이 있으나 5∼40%, 바람직하기로는 7∼30%의 범위인 것이 필요하다. 결정화도가 40%를 초과한 것은 탄성적성질이 충분치 않고 또 5% 미만의 것은 멜트블로운 부직포로 하였을 경우에 블록킹하는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다.

공중합체의 DSC에 의한 승온속도 10℃/분에서의 흡열 융해곡선의 피크로 구한 융점(ASTM D 3418의 방법에 의함)은 40℃이상, 바람직하기로는 60∼100℃의 범위인 것이 요망된다. 융점이 40℃미만인 것은 멜트블로운 부직포의 내열성이 저하된다.

본 발명에서는 상기 성능을 갖는 공중합체를 제조하는 한가지 방법으로서 바나듐 화합물, 예를들면 3염화 바나딜, 모노에톡시 2염화바나딜, 트리에톡시바나딜, 바나늄옥시디 아세틸아세토네이트, 바나듐트리아세틸 아세토네이트와 유기알루미늄화합물로 된 촉매를 사용하여 에틸렌과 탄소수 3∼10의 α-올레핀을 용매의 존재하에 공중합시키는 방법이 있다. 여기서 유기알루미늄 화합물로서는 식

R_nAl X_3-n

(단 R는 알킬기와 같은 탄화수소기, n는 0<n≤3을 만족시키는 수이고 X는 수소, 염소, 탄소수 2∼4의 알콕시기이다)로 표시되는 유기 알루미늄 화합물이 공촉매로서 바람직하게는 사용된다. 평균 조성이 이들의 실험식으로 되는 한 2이상의 혼합물이라도 좋다.

본 발명에서는 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 단독으로 사용하는 바람직하나 소망에 따라서는 에틸렌-α-올레핀 공중합체의 본질을 손상시키지 않은 범위에서 다른 수지를 블렌드하여 사용할 수 있다. 이와같은 다른 수지로써는 이들에 제한되지 않으나, 저-, 중-, 또는 고- 밀도는 폴리에틸렌, 선상저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐-1, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 이온 가교올레핀 공중합체, 에틸렌-아크릴산 에스테르 공중합체등을 들 수 있다. 이들의 중합체는 에틸렌-α-올레핀 공중합체 100중량부당 100중량부이하, 특히 80중량부 이하의 양으로 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 사용하는 수지에는 그 자체가 공지인 배합체 예를들면 열안정제, 촉매봉쇄제, 산화방지제, 자외선흡수제, 착색료등을 자체가 공지인 처방에 따라서 배합할 수 있다.

[멜트블로운 부직포]

본 발명에 의한 멜트블로운 부직포는 용융수지 조성물을 압출하여 미세한 수지 흐름으로 하고 이 수지흐름을 고속도의 가열 기체와 접촉시켜서 미세한 섬유직경의 불연속 파이버로하고 이 파이버를 다공성지지체 위에 집적시킴으로써 얻을 수 있다.

이 부직포의 제조시에 필요에 의해서 배합 성분을 헨셀믹서, V형 블렌더등에 의한 건식 블렌드로 배합하고 또는 단축 또는 다축 압출기를 사용하는 용융 혼합으로 배합한다. 이 수지조성물을 용융 혼련한 후에 멜트블로우잉용 다이를 통하여 미세한 수지류로 압출한다. 융용혼련은 일반적으로 230∼380℃, 특히 250∼330℃의 온도에서 행하는 것이 바람직하고 상기 범위보다도 낮은 온도에서는 용융점도가 너무 높아서 미세수지흐름으로의 용융성형이 곤란해지고 또 상기 범위보다도 높은 경우에는 열감성에 의해서 수지의 분자량이 저하되어 부직포의 기계적 성질등이 저하된다.

이 멜트블로우잉용 다이에는 고속도의 가열 기체를 도입할 수 있도록 되어 있고 이 수지의 흐름을 고속도의 가열기체와 접촉시켜 미세한 섬유직경의 불연속 파이버로 성형한다. 고속도의 가열기체로써는 원가면에서 가열 공기가 일반적으로 사용되지만 수지의 열화를 방지하기 위하여 가열한 불활성기체를 사용하여도 좋다. 가열기체의 온도는 일반적으로 240∼390℃, 특히 260∼340℃이고 수지의 용융혼련도보다도 적어도 10℃ 정도 높은 것이 바람직하다. 또 가열기체의 유속은 일반적으로 100∼600m/sec, 특히 200∼400m/sec 정도의 것이 바람직하다.

멜트블로우잉용 다이중 또는 다이밖에서 수지의 흐름과 고속도의 가열기체를 접촉시킴으로써 수지의 흐름은 분할되는 동시에 용융 상태에서 드라프트(견신)되어 섬유길이 방향으로 연신되는 동시에 더욱 섬유직경의 미세화가 진행된다. 미세한 섬유직경의 불연속 파이버로하여 멜트블로우잉 다이에서 토출되는 웨브상의 파이버를 다공성 지지체 위에 집적시켜 부직포로 한다.

본 발명에 있어서, 부직포의 단위면적당 무게나 개개 파이버의 섬유직경이나 섬유길이는 용도에 따라서 상이하여 일괄규정할 수 없으나 일반적으로 말해서 단위면적당 무게는 5∼150g/㎡, 특히 40∼100g/㎡의 범위인 것이 좋고 파이버의 직경은 0.1∼10㎛, 특히 1∼9㎛의 범위, 섬유길이는 평균해서 50∼200㎜, 특히 80∼150㎜의 범위인 것이 좋다.

본 발명의 멜트블로운 부직포는 단독으로 의류재료, 위생재료, 의약용 소재, 청소재료 등의 용도에 제공할 수 있을 뿐만 아니라 여러가지 부직포 또는 여러가지 재료의 네트, 종이등과 적층하여 각종용도등에 제공할 수 있다.

[부직포 적층재]

본 발명의 부직포 적층체의 몇몇예를 나타낸 제 1 도에 있어서 2층형의 적층체(A)는 상기 공중합체의 멜트블로운 부직포층(1)과 그 한쪽면에 적층된 다른 부직포층(2)의 적층체로 된다. 또 3층형이 부직포 적층체(B)는 상기 공중합체의 멜트블로운 부직포층(1)과 그 양면에 적층된 다른 부직포층(2a,2b)과의 적층체로 된다.

이 태양에서 사용하는 상기 공중합체이외의 부직포로서는 그 자체가 공지인 임의의 부직포 재료가 어느것이나 사용된다. 이 적층되는 부직포는 예를들면 목면등의 천연섬유, 레이욘, 폴리노딕섬유등의 재생섬유, 또는 폴리프로필렌등의 올리핀계섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트등의 폴리에스테르섬유, 나일론 6, 또는 나일론 6,6등의 폴리아미드 섬유, 아크릴 섬유등의 합성섬유의 1종 또는 2종이상의 조합으로 된 것을 들 수 있다.

이 적층용 부직포는 스테이플 섬유로 되어 있어도 또는 필라멘트섬유로 되어 있어도 좋다. 이들 섬유의 단사섬도는 특히 제한되지 않으나 풍합이나 촉감이란 점에서는 가는 데니르의 것 특히 1∼3데니르의 것이 바람직하다. 부직포의 제조수단도 특히 제한되지 않으나 건식법에 의한 부직포 예를들면 스테이플섬유, 특히 권축 스테이플섬유를 카딩기에 걸어서 얇게 웨브상으로 한 것이나 방사한 필라멘트나 그 연신처리물을 다공성지지체위에 랜덤하게 집적한 것을 들 수 있다.

이 부직포는 상기 공중합체의 탄성부직포의 표면을 덮는 것이며 그 단위면적당 무게는 상당히 작아도 되고 일반적으로 10∼50g/㎡, 특히 20∼40g/㎡의 범위인 것이 좋다.

마스크, 의류재료, 위생재료, 의료재료로서 특히 유용한 적층부직포는 레이욘, 목면등의 셀룰로스섬유로된 부직포를 적층한 것이며 이 적층부직포는 풍합, 촉감이 양호하고 또 흡습성, 흡수성이 있는 점에서 우수하다.

본 발명의 적층 부직포는 상기 공중합체의 멜트블로운 부직포의 층과 다른 부직포의 1층 또는 2층이상을 겹쳐서 양층의 섬유가 엉김을 형성시킨 양측을 일체화시킴으로써 형성된다. 섬유상호간의 엉김을 형성시키는데는 니들펀칭, 에어섹숀, 워터제트등의 수단을 사용할 수 있으나 물론 이에 한정되지 않는다.

또 본 발명의 멜트블로운 부직포가 그 자체가 우수한 저온열접착성을 갖는 것을 이용하여 이 멜브블로운 부직포와 다른 부직포와의 적층물을 히트엠보싱 가공등의 열접착고정조작을 행하여 치수가 안정화되고 강도가 향상된 최종부직포로 할 수 있다. 열접착고정은 상기 선행기술에도 볼 수 있는 바와같이 부직포 표면의 간헐적으로 떨어진 경우에서 열접착이 행해질 수 있는 것이면 좋다.

본 발명의 부직포이외의 응용예를 나타낸 제 2 도에 있어서 이예는 보습제등의 환부에 약제를 붙이는 용도에 사용하는 적층제(3)를 나타내고 이 적층체(3)는 상기 공중합체의 멜트블로운 부직포층(1)과 그 한쪽면에 적층된 내약품성부직포층(4)과 이 내약품성 부직포층위에 설비된 약제층(5)으로 된다.

종래의 부직포를 기재로 한 보습제에서는 탄성, 신축성이 부족하기 때문에 팔꿈치나 무릎과 같은 굴곡되는 부분에 붙인 경우에 그들을 약간 구부린 상태에서 붙이지만 완전히 수족을 구부렸을대에 기재가 늘어나지 않고 붙은 자리에서 벗어나든지 역으로 수족을 뻗을때에 큰 주름이 행겨 약제가 새나가든지 하는 결점이 있었으나 본 발명의 적층체에서는 멜트블로운 부직포 기체층이 현져하게 유연성이 풍부하기 때문에 피부의 움직임에 잘 따라서 신축하여 주름이 생기든지 땅기는 일이 없고 또 약제가 새나가는 일도 없다는 이점을 발휘한다.

내약품성 부직포로서는 전술한 부직포 재료의 내약품성이 우수한 것이 적의 선택사용되지만 폴리에스테르 섬유로 된 부직포가 이 목적에 특히 적합하다. 약제층으로서는 그 자체가 공지인 외용약제 예를들면 사리실산메틸, 사리실산 글리코레이트등이 사용된다.

다음에 본 발명의 제 2 태양 부직포에 대해서 설명하겠다.

[수지 조성물]

본 발명의 제 2 태양의 부직포에 사용되는 수지조성물은 폴리프로필렌(A) 98∼40중량%와 밀도가 0.900g/㎤ 미만이고 결정화도가 5∼40%의 에틸렌-α-올레핀 공중합체(B)가 2∼60중량%를 함유하여 된 것이다.

본 발명에 있어서 수지조성물의 주성분으로써 폴리프로필렌을 사용하는 것은 폴리프로필렌이 섬유로서의 제물성이 우수한 동시에 멜트블로운 방식에서의 예사성 내지 방사성이 우수하고 또 위생적 특성도 우수하기 때문이다.

이 조성물에는 부직포의 개질성분으로써 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 포함하지만 그 함유량이 상기 범위보다도 적을때에는 유연성이나 저온 열접착성등의 개선이 불충분하고 한편 상기 범위보다도 많은면 멜트블로운 부직포의 기계적 특성이나 내열성이 저하되는 경향이 있다.

수지조성물의 적합한 배합비는 기대하는 성질이나 용도에 따라서 상기 범위내에서 적당히 선택한다. 예를들면 유연성이나 저온열접착성등의 개선이 더욱 가하게 요구되는 용도에는 A : B=80 : 20∼40 : 60, 특히 75 : 25∼50 : 50의 중량비로 사용하는 것이 좋고 한편 최저한의 유연성이나 저온열접착성을 보증하는 한편 멜트볼로운 부직포의 기계적 특성이나 내열성의 향상이 요구되는 분야에서는 A : B=98 : 2∼80 : 20, 특히 98 : 2∼90 : 10의 중량비로 사용하는 것이 좋다.

폴리프로필렌(A)으로서는 결정성의 프로필렌 단독중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 이 폴리프로필렌은 전술한 DSC에 의한 융해 특성을 갖는 것이 바람직하다. 이 폴리프로필렌은 섬유형성능을 당연히 갖어야 하고 그 멜트플로우레이트(MFR)(ASTM D 1238 조건 L)는 통상 10∼300g/10분 또는 20∼100g/10분, 특히 30∼50g/10분의 범위인 것이 바람직하다. 상술한 조건을 만족시키는 범위내에서 프로필렌과 다른 α-올레폰의 소량을 포함하는 결정성의 랜덤 또는 블록 공중합체도 사용함을 이해해야 한다.

결정성 공중합체에 있어서의 α-올레핀으로서는 프로필렌이외의 탄소수 2∼20의 것 구체적으로는 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-덴센 또는 이들의 혼합물이고 특히 에틸렌이 바람직하다. 프로플렌이이의 α-올레핀은 전체당 10몰%이하 특히 5몰%이하의 양으로 존재하는 것이좋다.

본 발명의 제 2 태양의 부직포를 구성하는 수지조성물에 있어서 또 하나의 성분인 에틸렌-α-올레핀 공중합체(B)는 이미 상기한 제 1 태양의 부직포에서 사용하는 에틸렌-α-올레핀 공중합체와 같은 조성의 것을 사용한다.

또 공중합체(B)의 멜트인덱스(ASTM D 1238, 조건 E)는 0.1∼200g/10분, 바람직하기로는 150g/10분 이하의 범위인 것이 바람직하다. 멜트인덱스가 0.1g/10분 미만이면 유동특성이나 분산성이 나쁘고 전술한 미세구조를 취하기 어렵게 될 우려가 있다. 한편 200g/10분을 초과하면 기계적 강도가 저하되기 때문에 폴리프로필렌(A)과 혼합하여 부직포로 한 경우에 그 강도가 저하되는 경향이 있다.

공중합체(B)의 밀도는 0.870g/㎤ 이상이고, 0.900g/㎤ 미만, 바람직하기로는 0.875∼0.895g/㎤의 범위인 것이 좋다. 밀도가 0.900g/㎤ 이상의 것은 폴리프로필렌(A)과 혼합하여도 유연성이나 저온접착성의 개선효과가 없고 한편 0.870g/㎤ 미만의 것은 수지에 끈적거림이 있고 폴리프로필렌(A)과 혼합하여 멜트블로운 부직포로 하였을 경우에 블록킹되는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다.

공중합체(B)의 X선에 의한 결정화도는 밀도와 상관이 있으나 5∼40%, 바람직하기로는 7∼30%의 범위일 필요가 있다. 결정화도가 40%를 초과한 것은 폴리프로필렌(A)과 혼합하여도 유연성이나 저온접착성이 개선되지 않고 또 5% 미만의 것은 끈적거리고 폴리프로필렌(A)과 혼합하여 멜트블로운 부직포로 하였을 경우에 블록킹되는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다.

공중합체(B)는 DSC에 의한 승온온도 10℃/분에서의 흡열 융해곡선의 피크로 구한 융점은 40∼100℃, 바람직하기로는 60∼90℃의 범위인 것이 요망된다. 융점이 100℃를 초과한 것은 폴리프로필렌(A)과 혼합하여도 저온열접착성의 개량효과가 낮은 경향이 있고 40℃미만의 것은 멜트블로운 부직포의 내열성이 저하될 우려가 있다.

[멜트블로운 부직포]

본 발명에 의한 멜트블로운 부직포는 용융 수지조성물을 압출하여 미세한 수지류로 하고 이 수지류를 고속도의 가열기체와 접착시켜 미세한 섬유직경의 불연속 파이버로 하고 이 파이버를 다공성지지체위에 집적시킴으로써 얻어진다.

이 부직포의 제조시에 양수지성분을 헤셀 믹서, V형 블렌더등에 의한 건식블렌더로 배합하거나 또는 단축 또는 다축 압출기를 사용하는 용융혼합으로 배합한다. 이 수지조성물을 용융혼련한 후에 멜트블로우잉용 다이를 통하여 미세한 수지류로 하여 압출한다. 용융혼련은 일반적으로 200∼350℃, 특히 220∼300℃의 온도에서 행하는 것이 요망되고 상기 범위보다도 낮은 온도에서는 용융점도가 너무 높아서 미세수지류로의 용융성형이 곤란해지고 또 상기 범위 보다도 높을 경우에는 열감성에 의해서 폴리프로필렌의 분자량이 저하되어 부직포의 기계적 성질등이 저하된다.

이 멜트블로우잉용 다이에는 고속도의 가열기류를 도입할 수 있도록 되어 있고 이 수지류를 고속도의 가열기체와 접촉시켜서 미세한 섬유직경의 불연속파이버로 성형한다. 고속도의 가열기체로써는 원가면에서 가열공기가 일반적으로 사용되지만 수지의 열화를 방지하기 위하여 가열한 불활성기체를 사용하여도 좋다. 가열기체의 온도는 일반적으로 210∼360℃, 특히 230∼310℃이고 수지의 용융혼련온도보다도 적어도 10℃ 정도 높은 것이 바람직하다. 또 가열기체의 유속은 일반적으로 100∼600m/sec, 특히 200∼400m/sec 정도인 것이 요망된다. 멜트블로우잉용 다이 내부 또는 다이외부에서 수지류와 고속도의 가열기체를 접촉시킴으로써 수지류는 분할되는 동시에 용융상태로 드라프트(견신)되어 섬유길이 방향으로 연신되는 동시에 한층 더 섬유직경의 미세화가 진행된다. 미세한 섬유직경의 불연속파이버로써 멜트블로우잉 다이에서 토출되는 웨브상의 파이버를 다공성 지지체위에 집적시켜 부직포로 한다.

본 발명에 있어서 부직포의 단위면적당 무게나 개개의 파이버의 섬유직경이나 섬유길이는 용도에 따라서도 상이하여 일괄적으로 규정할 수 없으나 일반적으로는 단위면적당 무게는 5∼100g/㎡, 특히 10∼80g/㎡의 범위인 것이 좋고 파이버의 직경은 0.1∼10㎛, 특히 1∼6㎛의 범위, 섬유길이는 평균하여 50∼200㎜, 특히 80∼150㎜의 범위인 것이 좋다.

[열접착 및 접합]

본 발명의 멜트블로운 부직포는 그 가체가 저온열접착성을 갖는 동시에 폴리프로필렌 단독의 것에 필적하는 기계적 강도나 내열성을 갖으므로 이 멜트블로운 부직포를 단독으로 또는 소정 매수를 겹친후에 히트엠보싱가공등의 열접착고정 조작을 행하여 치수가 안정되고 강도가 향상된 최종 부직포로 할 수 있다.

이 열접착 고정 조작은 멜트블로운 부직포를 가열 가압된 엠보싱롤을 통과시킴으로써 행해진다.

열접착고정은 상기 선행기술에서도 볼 수 있는 바와같이 부직포 표면의 간헐적으로 떨어진 영역에서의 열접착이 행해지게 한 것이면 되고 이것은 적어도 한쪽롤로써 열접착영역으로 되는 돌기부가 일정하게 간격을 두고 전면에 분포된 롤을 사용하여 부직포의 가열 압착을 행하거나 또는 서로 凸조끼리가 교차되는 관계로 설비되어 있는 한쌍의 로를 사용하여 가열 압착을 행함으로써 달성된다. 또, 히트엠보싱 대신에 초음파진동 가공에 의한 열융착법을 사용할 수도 있다.

열접착에 있어서의 온도는 이미 지적한 바와같이 110∼135℃ 범위의 온도가 적당하지만 물론 이보다 높은 온도로 열접착하는 것을 특히 제외하는 것은 아니다. 압력은 롤과 부직포의 접촉이 확실하게 행해지는 것이면 좋고 제한적은 아니지만 일예로서 선압으로 10∼30㎏/㎝의 범위면 좋다. 또 열접착고정점의 간격은 일반적으로 말해서 5∼30㎜, 특히 10∼20㎜ 정도의 범위인 것이 좋다.

본 발명의 호적 태양에 있어서는 상기 멜트블로운 부직포의 적어도 한쪽면에 보강층, 바람직하기로는 스팬본딩법에 의해서 얻어지는 스팬본드 부직포를 히트 엠보싱 가공법에 의해서 접착시켜 적층부직포 재료로 한다. 이렇게 함으로써 부직포에 우수한 유연성을 부여하는 한편 부직포의 기계적 강도나 내구성을 현저히 향상시킬 수 있다. 보강층으로써는 종이, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론등의 합성수지로 제조된 직포, 부직포, 네트등을 예시할 수 있다.

이 태양에서 사용되는 스팬본드 부직포로써는 공지의 임의의 스팬본드 부직포 재료가 어느것이나 사용된다. 이 스팬본드 부직포의 내표적인 것으로서 방사되고 연신된 필라멘트를 다공성 지지체위에 랜덤하게 집적한 것을 들 수 있다. 이 타입의 스팬본드 부직포는 연속된 필라멘트로 되고 또 연신에 의해서 분자배향이 부여되어 있기 때문에 강도적으로 특히 우수하다. 이 스팬본드 부직포는 니들펀칭, 에어섹숀, 워터제트등의 수단으로 섬유상호간에 엉킴이 생겨 있는 것도 좋다.

본 발명에서 사용되는 스팬본드 부직포는 임의의 합성섬유 예를들면 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아미드등으로 될 수 있으나 폴리프로필렌으로 되어 있는 것이 요망된다. 스팬본드 부직포의 단위 면적당 무게는 일반적으로 10∼100g/㎡, 특히 15∼50g/㎡의 범위인 것이 좋다. 또 필라멘트의 섬도는 일반적으로 1∼3데니르의 범위인 것이 좋다.

멜트블로운 부직포와 스팬본드부직포와의 적층구성은 임의의 층구성, 예를들면 멜트블로운 부직포/스팬본드 부직포, 멜트블로운 부직포/스팬본드 부직포/멜트블로운 부직포, 스팬본드 부직포/멜트블로운 부직포/스팬본드 부직포등의 층구성을 취할 수 있다.

멜트블로운 부직포와 다른 부직포와의 열융착에 의한 접합에 사용되는 조건은 이미 설명한 열접착 고정조건에 준할 수 있다.

[실시예]

본 발명을 다음예에 의해서 더 구체적으로 설명하겠다.

[실시예 1]

에틸렌 함유율 91.0몰%, 결정화도 20%, 융점(Tm) 86℃, 밀도 0.891g/㎤ 및 MFR 18g/10분의 에틸렌 1-부텐 랜덤 공중합체를 400㎜의 단축압출기에 투입하고 280℃(실린더헤드의 온도)에서 용융시켜 선단에 접속하는 멜트블로우잉용 다이로 성형하였다. 다이는 0.6㎜폭 단열로 다이에는 300℃의 가열공기를 90㎥/Hr의 유량으로 주입하였다.

수지의 토출량은 7㎏/Hr이고 웨브의 단위 면적당 무게는 20, 30, 50, 70, 100g/㎡로 조정하였단. 인취 속도는 단위면적당 무게가 30g/㎡의 것에서 6.5m/분이었다.

이와같이하여 제조된 상기 단위면적당 무게의 멜트블로운 부직포에 대해서 JISL-1096의 신장탄성율의 시험법으로 탄성을 평가한 결과, 어느것이나 탄성이 풍부하고 신축성이 우수한 것이었다. 그 결과를 표 1 에 나타냈다.

표 1 중 잔존신장의 수치는 값이 작을수록 시험에 제공된 멜트블로운 부직포의 탄성이 큰것을 나타낸다. 제 3 도에 신장탄성 시험에 의해서 구해지는 히스테리시스그래프의 개념도를 나타냈다.

측정방법에 대해서 설명하면 부직포의 시험편(50×300㎜)을 처크간이 200㎜가 되도록 인장시험기(인테스코사제 #2005)에 세트시켰다. 또 실온은 23℃, 상대습도는 50%였다.

인장속도 20㎜/분으로 일정신장(200㎜)까지 당겨 즉시 동일 속도로 원상태로 복귀시켜 하중을 제거했다. 이 경우에 최초의 원래 위치로는 복귀되지 않고 신장된 상태에 있었고 이것을 1회째의 잔존신장으로서 표 1에 나타냈다.

이후 즉시 2회째 인장을 개시하고 1회째와 같이 일정한 신장(20㎜)후에 즉시 원상태로 복귀시켜 하중을 제거했을때의 신장길이를 2회째의 잔존신장으로 하였다. 도 챠트속도는 200㎜/분으로 하였다.

[표 1]

[실시예 2(부직포 적층제) 및 비교예 1∼2]

실시예 1기재의 에틸렌·1-부텐 랜덤 공중합체를 40㎜의 단축압출기에 투입하고 280℃(실린더헤드의 온도)로 용융시켜 선단에 접속하는 멜트블로우잉용 다이로 성형하였다. 다이는 0.6㎜ 폭단열이었고 다이에는 300℃의 가열공기를 90㎥/Hr의 유량으로 주입했다.

수지의 토출량은 7㎏/Hr이고 웨브의 단위 면적당 무게는 50g/㎡로 조정하였다. 인취속도는 4m/분이었다. 이와같이하여 기체로 되는 멜트블로운 부직포를 제조하였다.

다음에 단사섬도 2데니르, 섬유길이 51㎜의 레이욘 스테이플 섬유를 재료로 사용하여 건식 부직포를 제조하였다. 성형에는 30㎝폭의 커딩기를 사용하였다. 즉 카딩기로 약 8g/㎡의 웨브를 만들어 이것을 랩퍼로 4매를 겹치고 인취시에 약간의 드라프트를 가하여 최종의 단위면적당의 무게가 30g/㎡인 부직포로 하였다.

상기 멜트블로운 부직포와 레이욘 카딩 부직포를 겹쳐 워터제트법으로 접착 가공하였다. 워터제트의 가공 조건은 프리워팅후에 A면을 50g/㎠×2단, 8㎏/㎠×2단 및 그후 B면을 동일조건으로 10m/분의 속도로 행하였다.

얻어진 부직포 적층체에 대해서 실시예 1와 같이 행하여 JIS L-1096의 신장탄성율의 시험법으로 탄성을 평가하였다. 대조시료로써 단위면적당 무게 100g/㎡의 폴리프로필렌 멜트블로운 부직포(비교예 1) 및 단위 면적당 무게 100g/㎡의 건식법 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)부직포(비교예 2)에 대한 값도 나타낸다. 얻어진 결과를 하기 표 2에 나타낸다.

본 실시예 2의 부직포는 탄성이 풍부하고 신축성이 우수하고 안면에의 피트성도 양호한 동시에 촉감도 좋고 마스크의 용도에 적합함을 인정할 수 있었다.

[실시예 3]

실시예 1기재의 에틸렌·1-부텐 랜덤 공중합체를 400㎜의 단축압출기에 투입하여 280℃(실린더헤드의 온도)로 용융시켜 선단에 접속된 멜트블로우잉용 다이로 성형시켰다. 다이는 0.6m폭 단열이었고 다이에는 300℃의 가열공기를 90㎥/Hr의 유량으로 주입하였다.

수지의 토출량은 7㎏/Hr였고 웨브의 단위 면적당 무게는 50g/㎡로 조정하였다. 인취속도는 4m/분이었다. 이와같이 행하여 기체로 되는 멜트블로운 부직포를 제조하였다.

다음에 단사섬도 2데니르, 섬유길이 51㎜의 폴리에스테르스테이플섬유를 재료로 사용하여 건식 부직포를 제조하였다. 성형에는 30㎝폭의 카딩기를 사용하였다. 즉, 카딩기로 약 8g/㎡의 웨브를 만들어 이것을 램퍼로 4매 겹쳐서 인취시에 약간의 드라프트를 가하여 최종의 단위면적당 무게가 30g/㎡의 부직포로 하였다.

상기 멜트블로운 부직포와 폴리에스테르 카딩 부직포를 겹쳐 워터 제트법에 의해서 접합가공하였다. 워터 제트의 가공조건은 프리웨딩후에 A면을 50㎏/㎠×2단, 80㎏/㎠×2단 및 그후에 B면을 동일조건으로 10m/분의 속도로 행하였다.

얻어진 부직포 적층체에 대해서 JIS L-1096의 신장탄성율의 시험법으로 탄성을 평가하였다.

얻어진 결과를 하기 표 2에 나타냈다.

실시예 3의 부직포 적층체는 탄성이 풍부하고 신축성이 우수하고 팔꿈치, 무릅, 목등에의 피트성이 우수한 것이었다. 이 부직포적층체의 폴리에스테르층의 표면에 하기 약제조성물을 300g/㎡의 도포량으로 도포하였다.

약제조성물 : 시판하는 외용소염진통제 사로메틸(도오교 다나베 세이야꾸)

[1g중의 주성분]

사리실산메틸 190㎎

사리실산글리콜레이트 10㎎

dl 캄플 70㎎

1-멘톨 60㎎

켑사이신 0.25㎎

니코틴산 벤질 에스테르 0.2㎎

유칼리유 10㎎

티몰 10㎎

이 보습제를 어깨결리는 목밑과 어깨에 붙였다. 이상태에서 운동을 행하였으나 박리나 주름 발생이 없었고 우수한 치료효과가 얻어졌다.

[표 2]

*1) 에틸렌-1-부텐 랜덤 공중합체의 멜트블로운 부직포의 단위면적당 무게[g/㎡]

*2) 건식부직포의 단위면적당 무게[g/㎡]

[실시예 4]

DSC에 의해서 측정한 연화점이 132℃ 융점이 164.3℃, 밀도가 0.19g/㎤, MFR이 35g/10분(ASTM D 1238 조건 L)이 폴리프로필렌(A)과 에틸렌 함유율 91.0몰%, 결정화도 20%, 융점(TM) 86℃, 밀도 0.891g/㎤ 및 MFR 18g/10분의 에틸렌·1-부텐 랜덤 공중합체(B)를 95/5중량비로 블렌드하여 멜트블로우잉용 원료를 제조하였다. 블렌딩은 용기중에서 손으로 혼합시켰다.

이 혼합된 것을 65㎜의 단축압출기에 투입하고 350℃(실린더헤드의 온도)로 용융시켜 선단에 접속된 멜트블로우잉용 다이로 성형하였다. 다이는 1.3m폭 2열이고 다이에는 380℃의 가열공기를 500㎥/hr의 유량으로 주입하였다.

수지의 토출량은 20㎏/hr였고 웨브의 단위 면적당 무게는 29g/㎡로 조정하였다. 인취속도는 약 13m/분이었다.

다음에 웨브의 양측에 스팬본드 부직포를 히트엠보싱가공에 의해서 접합시켰다. 스팬본드부직포는 폴리프로필렌제이고 스트라틱 RW-2022(슛고오 세뀨가가꾸(주)제[섬유직경 4데니르, 단위면적당 무게 22g/㎡, [η]가 1.17dl/g)을 사용하였다. 엠보싱재는 선렉스고오교(주)의 오프라인 엠보스재로 3층이고 엠보싱을 직경이 약 25㎝, 폭이 유효 1.5m이고 오일 순환가열식이다.

스팬본드 부직포/멜트블로운 부직포/스팬본드 부직포의 적층구성으로 엠보싱롤레 삽입하여 접합시켰다.

롤온도는 125℃로 하고 선압은 250㎏/㎝, 속도는 50m/분으로 가공하였다. 그결과 층간박리가 없는 3층 구성의 부직포 재료가 얻어졌다.

[비교예 3 및 실시예 5∼7]

상기 실시예 4에 있어서 폴리프로필렌(A)과 에틸렌-1-부텐 랜덤 공중합체(B)와의 배합비((A) : (B))을 100 : 0(비교예 3), 90 : 10(실시예 5), 80 : 20(실시예 6) 및 50 : 50(실시예 7)로 하여 멜브블로운 부직포를 제조하고 이 각 멜트블로운 부직포와 스팬본드 부직포를 실시예 4와 같이 적층했다. 이 접합공정에서 최적조건폭을 다음 실험에 의해서 검색하였다.

엠보스롤 온도를 5℃마다 바꾸어감으로써 층간 접착강도를 조사한 결과를 하기 표 3에 나타냈다. 그결과 공중합체(B)를 블렌딩하지 않은 것은 120℃ 이하에서는 층간 박리되어 접착이 불충분해지나 10% 이상 블렌딩한 것은 120℃에서도 모재파괴를 일으키고 20% 블랜딩품에서는 115℃에서도 모재파괴가 일어나고 50% 블렌딩품에서는 더 온도를 낮추어도 모재파괴를 일으켜 용이하게 접합될 수 있는 것을 알았다.

한편 온도를 올려간 경우는 135℃ 이상에서 어느것이나 엠보싱롤에서 떨어지는 불량을 일으켜 가공이 곤란하게 되는 것을 알았고 공중합체(B) 조성물의 조건폭이 넓은 것을 알았다. 공중합체(B)를 블렌딩한 것에서는 110℃∼130℃로 폭넓은 온도 영역에서 층간 접착이 가능하다.

DSC(시차주사 열량측정)

표 3에서는 이들 샘플로 DSC로 흡열융해 곡선을 취하여 구한 연화점 즉 이 융해 곡선의 흡열측으로의 상승부의 점근선과 백그라운드와의 교점, 및 이 융해곡선의 피크온도(융점)을 나타냈다. 비교예 3 및 실시예 4, 6, 7의 DSC의 의한 융해곡선을 제4도 내지 제7도에 나타냈다. 또 실시예 5의 융해곡선은 실시예 4의 것과 거의 같았다.

DSC의 측정조건

DSC의 측정은 제 1 회의 승온챠트와 일단 냉각응고후의 제 2 회째의 것은 피측정물에 따라서 변화되었으나, 본 발명에서는 제 1 회째의 승온챠트에서 독취한 연화점과 융점을 사용하였다.

측정기기 파킹엘마사 DSC 7형

승온속도 10℃/분

온도교정 인듐

샘플중량 약 5∼10㎎

[표 3]

○ : 모재파괴, △ : 표면박리, × : 접착되지 않음

[실험예]

비교예 3 및 실시예 5∼7로 제조한 부직포 재료의 촉감의 원활도를 정량적으로 측정하였다. 측정은 가도테크(주)사제의 마찰감 테스터 KES-SE형을 사용하였다. 이 기기는 인간의 피부로 감지할 수 있는 물질의 촉감을 미끌림의 용이성(MIU)와 원할도(MMD)의 2종류의 수치로 정량적으로 측정할수 있는 것이고 종이기저귀나 티슈등의 평가에 잘 사용되고 있다. MIU, MMD 공히 수치가 작을수록 미끌어지기 쉽고 원활한 것을 나타내는 것이다.

MIU, MMD 각 수치의 유의차는 MIU : 0.02 이상, MMD : 0.002이상이다. 다음표는 각 부직포 재료를 측정한 결과이다.

[표 4]

[마찰감 테스터의 측정치]

MIU : 미끌림 용이성(작을수록 미끌어지기 쉽다)

MMD : 원활도(작을수록 원활)

측정기기 가토테크(주)

마찰감테스터

KES-SE

측정조건 23℃, 50% RH

하중 50g

속도 1㎜/초

측정거리 30㎜

유의차 MIU 0.02이상

MMD 0.002이상

이 결과에서 폴리프로필렌(A)에 에틸렌-1-부텐 랜덤 공중합체(B)를 블렌딩한 것은 블렌딩하지 않은 것에 비해서 미끌림과 원활도와 동시에 촉감이란 점에서 우수한 것을 알 수 있다.

Claims

밀도가 0.900g/㎤ 미만이고 결정화도가 5∼40%의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 또는 이 공중합체를 주체로 하는 수지조성물로 멜트블로우잉법에 의해서 얻어진 멜트블로운 부직포.
제 1 항에 있어서, 상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체가 α-올레핀이 탄소수 3∼10의 α-올레핀이고 에틸렌 함유율이 85∼95몰%이고 190℃, 2160g의 하중으로 측정한 멜트플로우레이트(MFR : ASTM D1238의 방법으로 측정)가 0.1℃200g/10분이고 밀도가 0.870g/㎤이상 0.900g/㎤ 미만이고 X선에 의한 결정화도가 5∼40%인 것을 특징으로 하는 멜트블로운 부직포.
제 2 항에 있어서, 에틸렌-α-올레핀 공중합체의 융점(Tm)이 40∼100℃의 범위인 것을 특징으로 하는 멜트블로운 부직포.
제1∼3항중 어느 한 항 기재의 멜트블로운 부직포와 건식법 부직포를 적층하고 일체화시켜 된 것을 특징으로 하는 부직포 적층제.
제 4 항 기재의 부직포 적층체로 된 마스크.
제1∼3항중 어느 한 항 기재의 멜트블로운 부직포와 이 멜트블로운 부직포에 적층된 건식법 부직포와 이 건식법 부직포위에 적층된 약제층으로 된 것을 특징으로 하는 습포제.
2성분 기준으로 폴리프로필렌 98∼40중량%와 밀도가 0.900g/㎤ 미만이고 결정화도가 5∼40%의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 2∼60중량%를 함유하여 된 수지조성물로 멜트블로우잉법에 의해서 얻어지는 멜트블로운 부직포.
제 7 항에 있어서, 상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체는 α-올레핀이 탄소수 3∼10의 α-올레핀이고 에틸렌 함유율이 85∼95몰%이고 190℃, 2160g의 하중으로 측정한 멜트플로우레이트(MFR : ASTM D1238조건 E의 방법으로 측정)가 0.1∼200g/10분이고 밀도가 0.870g/㎤ 이상 0.900g/㎤ 미만이고 X선에 의한 결정화도가 5∼40%의 범위인 에틸렌-α-올레핀 공중합체인 것을 특징으로 하는 멜트블로운 부직포.
제 8 항에 있어서, 상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체의 융점(Tm)의 40∼100℃의 범위인 것을 특징으로 하는 멜트블로운 부직포.
제 7 항에 있어서, 시차주사열량측정(DSC)으로 상기 플로프로필렌은 연화점(Tf)이 125∼135℃의 범위이고 또 융해곡선의 피크가 160∼170℃의 범위인 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 멜트블로운 부직포.
제7∼10항중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌과 에텔렌-α-올레핀 공중합체와의 수지조성물은 연화점(Tf)이 120∼130℃의 범위이고 또 융점(Tm)이 160∼170℃의 범위인 수지조성물인 것을 특징으로 하는 멜티블로운 부직포.
2성분기준으로 폴리프로필렌 98∼40중량%와 밀도가 0.900g/㎤ 미만이고 결정화도가 5∼40%의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 2∼60중량%를 함유하여 되는 수지조성물로 된 멜트블로운 부직포의 적어도 한쪽면에 보강층을 면방향으로 간격을 두고 떨어진 영역에서 열융착시킴으로써 접합되어 된 적층부직포재료.
제12항에 있어서, 상기 보강층이 스팬본드 부직포인 것을 특징으로 하는 적층부직포재료.
제13항에 있어서, 상기 스팬본드부직포가 폴리프로필렌 수지로 된 부직포인 것을 특징으로 하는 적층부직포재료.
2성분기준으로 폴리프로필렌 98∼40중량%와 밀도가 0.900g/㎤ 미만이고 결정화도가 5∼40%의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 2∼60중량%를 함유하여 된 수지조성물을 압출하여 미세한 수지류로 하고 이 수지류를 고속도의 가열기체와 접촉시켜 미세한 섬유직경의 불연속 파이버로 하고 이 파이버를 다공성 지지체 위에 집적시키는 것을 특징으로 하는 멜트블로운 부직포의 제조방법.
2성분기준으로 폴리프로필렌 98∼40중량%와 밀도가 0.900g/㎤ 미만이고 결정화도가 5∼40%의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 2∼60중량%를 함유하며 되는 수지조성물로 된 멜트블로운 부직포와 보강층을 겹쳐서 부직포표면의 간헐적으로 떨어진 영역에서 열접착을 행하는 것을 특징으로 하는 적층부직포재료의 제조방법.
제16항에 있어서, 상기 보강층이 스팬본드부직포인 것을 특징으로 하는 적층부직포재료의 제조방법.
제16항에 있어서, 상기 열접착을 110∼135℃의 온도로 행하는 적층부직포재료의 제조방법.
제16항에 있어서, 상기 열접착을 히트엠보싱에 의해서 행하는 적층부직포재료의 제조방법.
제16항에 있어서, 상기 열접착을 초음파 진동가공에 의해서 행하는 부직포재료의 제조방법.
제12항 기재의 적층부직포로 된 위생재료.
제12항 기재의 적층부직포로 된 청소재료.
제12항 기재의 적층부직포로 된 의류용 기재.