TWI813117B - 具有鞘芯結構之紡絲黏合不織布以及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
根據本揭露，提供一種鞘芯型紡絲黏合不織布以及一種能夠藉由紡絲黏合方法連續製造由聚苯硫醚材料構成的鞘芯型不織布的方法，所述鞘芯型紡絲黏合不織布包括由聚苯硫醚材料構成的鞘部及由高熔點聚酯材料構成的芯部，且具有優異的機械性質及改善的耐熱性及耐化學性。
Description
[相關申請案的交叉參考]
本申請案主張在韓國智慧財產局中於2020年12月29日提出申請的韓國專利申請案第10-2020-0186036號及於2021年12月28日提出申請的韓國專利申請案第10-2021-0189933號的權益，所述韓國專利申請案的揭露內容全文併入本案供參考。
本揭露是有關於一種在機械性質方面優異且在耐熱性及耐化學性方面有所改善的鞘芯型紡絲黏合不織布以及一種所述鞘芯型紡絲黏合不織布的製造方法。
聚苯硫醚（polyphenylene sulfide，PPS）是一種具有其中硫鍵合至苯環的主鏈結構（backbone chain structure）且表現出優異耐化學性及耐熱性的結晶工程塑膠。
由聚苯硫醚材料構成的不織布是藉由以下方式來生產：主要對聚苯硫醚進行熔體紡絲（melt-spinning）以形成纖維（細絲（filament）或短纖維（staple）），然後經歷短纖維的藉由濕式製程進行的濕式布層不織布製程（wet-laid nonwoven fabric process）或者藉由梳理及黏合製程（針刺或熱黏合）進行的乾式布層不織布製程（dry-laid nonwoven fabric process）。
可商業購得的由聚苯硫醚材料構成的不織布主要使用短纖維來製造。然而，在聚苯硫醚的情形中，存在的問題是由於在紡絲黏合紡絲期間的過度結晶，紡絲製程中的穩定性降低，或者由於熱黏接性不足，機械性質降低。此外，相較於聚對苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate，PET）纖維而言，常規的由聚苯硫醚材料構成的不織布是昂貴的產品，且缺乏價格競爭力。
在由PET材料構成的紡絲黏合不織布的情形中，耐熱性及耐化學性不足，且在高溫及高濕度環境中容易發生水解。因此，難以應用於燃煤發電站、水泥廠、焚燒設備、環境灰塵收集設備、工業廢料處理設備等中所使用的阻燃/耐熱袋式過濾器，或者難以應用於用於汽車引擎室、排氣系統及用於需要對強酸/強鹼的耐久性的液體過濾的過濾器的內部材料。
[
技術問題
]
做出本揭露以解決上述問題，且本揭露的一個目的是提供一種鞘芯型紡絲黏合不織布以及一種所述鞘芯型紡絲黏合不織布的製造方法，所述鞘芯型紡絲黏合不織布包括由聚苯硫醚材料構成的鞘部及由高熔點聚酯材料構成的芯部，且相較於常規情形而言，不僅在機械性質方面優異，而且在耐熱性及耐化學性方面亦有所改善。
[ 技術解決方案 ]
本文中提供一種鞘芯型紡絲黏合不織布，所述鞘芯型紡絲黏合不織布包括由藉由對以下進行混合而製成的鞘芯複合纖維構成的不織網（nonwoven web）：
10重量%至30重量%的包含聚苯硫醚細絲的鞘部，所述聚苯硫醚細絲具有為700泊至3000泊的熔體黏度（在300℃下以1000剪切速率（shear rate）量測）；以及
70重量%至90重量%的包含聚酯細絲的芯部，所述聚酯細絲具有為250℃或大於250℃的熔點。
本文亦提供一種用於製造所述鞘芯型紡絲黏合不織布的方法，所述方法包括以下步驟：
執行對作為鞘部的聚苯硫醚細絲與作為芯部的聚酯細絲的複合熔體紡絲（conjugate melt spinning），以獲得鞘芯複合細絲，所述聚苯硫醚細絲具有為700泊至3000泊的熔體黏度（在300℃下以1000剪切速率量測），所述聚酯細絲具有為250℃或大於250℃的熔點，所述鞘芯複合細絲包括10重量%至30重量%的包含聚苯硫醚細絲的鞘部及70重量%至90重量%的包含聚酯細絲的芯部；
將所述鞘芯複合細絲層壓於連續傳送帶上以形成纖維網；以及
熱黏合所述纖維網。
在下文中，將詳細闡述根據本揭露實施例的紡絲黏合不織布以及一種所述紡絲黏合不織布的製造方法。
在說明之前，除非在本說明書通篇中另有說明，否則在本文中使用的技術用語僅用於提及具體實施例，而不旨在限制本揭露。
除非上下文另有清楚規定，否則本文中所使用的單數形式「一（a、an）」及「所述（the）」包括複數引用。
本文中所使用的用語「包含（including）」或包括「（comprising）」指定特定特徵、區、整數、步驟、動作、元件及/或組件，但不排除不同的特定特徵、區、整數、步驟、動作、元件、組件及/或群組的存在或添加。
此外，包括例如「第一（first）」、「第二（second）」等序數的用語僅用於將一個組件與另一組件區分開的目的，而不受序數的限制。舉例而言，在不背離本揭露的範圍的情況下，第一組件可被稱為第二組件，或者相似地，第二組件可被稱為第一組件。
現在，將詳細闡述本揭露。
根據本揭露的一個實施例，提供一種鞘芯型紡絲黏合不織布，所述鞘芯型紡絲黏合不織布包括由藉由對以下進行混合而製成的鞘芯複合纖維構成的不織網：10重量%至30重量%的包含聚苯硫醚細絲的鞘部，所述聚苯硫醚細絲具有為700泊至3000泊的熔體黏度（在300℃下以1000剪切速率量測）；以及70重量%至90重量%的包含聚酯細絲的芯部，所述聚酯細絲具有為250℃或大於250℃的熔點。
本發明者已進行了持續的研究，以解決由聚苯硫醚材料形成的短纖維構成的常規不織布的耐熱性及耐化學性不足的問題，且作為結果，發現當使用聚苯硫醚細絲及聚酯細絲執行鞘芯型複合紡絲時，提供一種其中鞘部由聚苯硫醚樹脂構成且芯部由高熔點聚酯樹脂構成的複合纖維，藉此能夠改善紡絲黏合不織布的耐熱性及耐化學性。本揭露是基於此類發現而完成。
因此，根據本揭露的鞘芯型紡絲黏合不織布可克服由短纖維製成的不織布的應用限制，並確保等效於或高於常規機械性質的機械性質，且藉此可用於聚苯硫醚不織布的各種應用。
此種鞘芯型紡絲黏合不織布意指由含聚苯硫醚的複合紡絲纖維構成的紡絲黏合不織布，且具體而言，鞘部包含聚苯硫醚細絲，且芯部包含聚酯細絲。
具體而言，鞘芯型紡絲黏合不織布包括藉由對鞘部與芯部的複合紡絲製成的纖維網，所述鞘部包含具有特定參數物理性質的聚苯硫醚細絲，所述芯部包含具有為250℃或大於250℃的高熔點的聚酯細絲。
聚苯硫醚細絲是由具有為700泊至3000泊的熔體黏度（在300℃下以1000剪切速率量測）的聚苯硫醚（PPS）構成。更具體而言，聚苯硫醚細絲的熔體黏度可為700泊至2500泊或者700泊至1000泊（在300℃下以1000剪切速率量測）。當熔體黏度為700泊或小於700泊時，存在的問題是紡成的細絲的機械性質降低、發生纖維斷裂且可紡性（spinnability）降低，且此外，不織網的均勻性降低。當熔體黏度超過3000泊時，紡絲部件（spinning pack）的壓力增加，且擠出量減少，此可能導致生產率降低。
此外，作為聚苯硫醚，可應用具有為275℃或大於275℃或者為275℃至285℃的熔點的線性PPS。
一般而言，PPS被劃分成在聚合期間已被加熱及硬化的交聯PPS（crosslinked PPS）及尚未經歷加熱及硬化製程的線性PPS（linear PPS）。交聯PPS具有為棕色的自然顏色，且線性PPS具有為米色或淺灰色的自然顏色。其中，相較於交聯PPS而言，線性PPS有利於纖維的生產。因此，聚苯硫醚細絲較佳由線性PPS構成。除非以下明確陳述，否則用語PPS指代線性PPS。
具體而言，聚苯硫醚細絲可包含聚苯硫醚，所述聚苯硫醚具有為275℃或大於275℃的熔點、如藉由凝膠滲透層析術（gel permeation chromatography，GPC）量測的為30,000克/莫耳至90,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）以及為60秒至80秒的結晶速率（在240℃下量測）。使用具有此種物理性質的聚苯硫醚在確保機械性質及加工性（processability）方面是有利的。熔體黏度是使用具有為12毫米的活塞直徑及為20毫米（L）×1毫米（D）的紡嘴尺度的裝置在310℃下以1000剪切速率量測的值。
根據一個實施例，聚苯硫醚細絲可為線性聚苯硫醚細絲，所述線性聚苯硫醚細絲具有為275℃至285℃的熔點、如藉由GPC（凝膠滲透層析術）量測的為40,000克/莫耳至60,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）以及為60秒至80秒的結晶速率（在240℃下量測）。
由於鞘芯型紡絲黏合不織布的鞘部中包括具有該些性質的聚苯硫醚細絲，因此在紡絲黏合紡絲期間，可紡性穩定且優異，且因此可確保優異的機械性質。
更具體而言，藉由在鞘部中使用聚苯硫醚細絲（PPS組分），可甚至在具有PPS的優異性質的同時藉由最小化對高價PPS的使用來製造經濟的產品。此外，由於鞘部中包含具有以上物理性質的PPS，因此可減少PPS纖維在紡絲黏合高速紡絲期間的斷裂，且因此改善紡絲穩定性。
如本文中所使用的重量平均分子量意指藉由GPC方法量測的就聚苯乙烯而言的重量平均分子量。在確定藉由GPC方法量測的就聚苯乙烯而言的重量平均分子量的過程中，可使用眾所習知的分析裝置、檢測器（例如折射率檢測器）及分析管柱（analytical column）。可使用通常應用的溫度、溶劑及流率條件。量測條件的具體實例可包括為210℃的溫度、1-氯萘溶劑及為1毫升/分鐘的流率。
聚酯細絲由聚酯構成，所述聚酯具有為250℃或大於250℃或者為250℃至280℃的熔點。
舉例而言，具有為250℃或大於250℃的熔點的聚酯可包括選自由聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯及聚對苯二甲酸萘酯組成的群組的至少一種聚合物。具體而言，聚酯細絲可包含具有為250℃或大於250℃的熔點的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）。
此外，聚酯細絲可包含聚酯，所述聚酯具有為0.6分升/克或大於0.6分升/克且為0.7分升/克或小於0.7分升/克的固有黏度（intrinsic viscosity，IV）、為300秒至500秒的結晶速率（在210℃下量測）、如藉由GPC（凝膠滲透層析術）量測的為50,000克/莫耳至65,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）、為40克/10分鐘至60克/10分鐘或為45克/10分鐘至50克/10分鐘的熔體流動指數（melt flow index）（在280℃下在為2.06千克的載荷下量測）以及為400泊至600泊的熔體黏度（在300℃下以1000剪切速率量測）。
具有以上物理性質的聚對苯二甲酸乙二醇酯細絲應用作芯部的材料，由此當與鞘部進行混合時，其可提供優越的阻燃性、較高的耐化學性及對熱的長期穩定性效果。
聚苯硫醚細絲及聚酯細絲的物理性質值代表在惰性氣體下在為120℃至130℃的溫度下乾燥達9至11小時之後的物理性質值。
聚苯硫醚細絲及聚酯細絲的細度（丹尼（denier，D））及橫截面形狀並無特別限制。作為非限制性實例，各所述細絲可具有為1丹尼（D）至10丹尼（D）的細度以及圓形橫截面。
同時，包含於鞘芯型紡絲黏合不織布中的纖維網可包括10重量%至30重量%的包含聚苯硫醚細絲的鞘部以及70重量%至90重量%的包含聚酯細絲的芯部。
當以複合纖維的總重量計，鞘部中的聚苯硫醚細絲的含量超過30重量%時，可能存在紡絲製程中的穩定性可能降低、由於PPS的過度結晶導致熱黏接性不足以及機械性質劣化的問題。此外，藉由使用大量昂貴的PPS，可能增加生產成本並降低不織布的經濟效率。
此外，當以複合纖維的總重量計，鞘部中的聚苯硫醚細絲的含量為10重量%或小於10重量%時，在細絲紡絲期間，可能出現其中芯部在纖維上偏向一側的偏心（eccentricity），或者芯部可能暴露至纖維表面，使得不織布的耐熱性及耐化學性可能劣化。
因此，當鞘部中的聚苯硫醚細絲由10重量%至30重量%構成時，可解決以上問題，且同時製造功能性不織布，藉此使得能夠代替現有產品及開發新產品組。
此外，為確保纖維網的形狀穩定性，以為70重量%或大於70重量%且為90重量%或小於90重量%的量在纖維網中包含聚酯細絲。
此外，為確保優異的機械性質，聚苯硫醚混紡紡絲黏合不織布可具有為70克/平方米至150克/平方米、80克/平方米至120克/平方米或90克/平方米至110克/平方米的每單位面積重量。
由於鞘芯型紡絲黏合不織布包括藉由對聚苯硫醚細絲與聚酯細絲的複合紡絲製成的複合纖維網，因此相較於常規情形，其不僅具有優異的機械性質，而且可改善耐熱性及耐化學性。
舉例而言，鞘芯型紡絲黏合不織布可表現出基於KS K ISO TR 12960: 2011的標準試驗方法的為96%或大於96%的耐液體性（liquid resistance）、基於KS K 0936: 2007的標準試驗方法的為97%或大於97%的耐水解性、為0.5%或小於0.5%的熱收縮率（將上面繪製有20公分×20公分圖案的尺寸為30公分×30公分的不織布試件在220℃的烘箱中熱處理達3分鐘，且然後藉由在不織布試件的縱向（machine direction，MD）及橫向（cross-machine direction，CD）上收縮的長度執行量測）以及為小於每小時一次的纖維斷裂的次數（在紡絲黏合製造製程中，在紡絲1小時期間量測切割細絲的次數）。
此外，如根據KS K 0521的標準試驗方法量測，鞘芯型紡絲黏合不織布可在縱向（MD）上具有為20.0千克力/5公分或大於20.0千克力/5公分的抗拉強度，且在橫向（CD）上具有為20.0千克力/5公分或大於20.0千克力/5公分的抗拉強度，且具有圓形橫截面。
根據一個具體實例，如根據KS K ISO TR 12960: 2011的標準試驗方法量測，基於為100克/平方米的每單位面積重量，鞘芯型紡絲黏合不織布可具有為96%或大於96%或為96.5%至99.5%的耐液體性。
此外，如根據KS K 0936: 2007的標準試驗方法量測，基於為100克/平方米的每單位面積重量，鞘芯型紡絲黏合不織布可具有為97%或大於97%或為97%至99%的耐水解性。
鞘芯型紡絲黏合不織布可具有為0.5%或小於0.5%或為0.1%至0.5%的熱收縮率（將上面繪製有20公分×20公分圖案的尺寸為30公分×30公分的不織布試件在220℃的烘箱中熱處理達3分鐘，且然後藉由不織布試件在縱向（MD）及橫向（CD）上收縮的長度量測平均值來作為3次量測的平均值）。
基於為100克/平方米的每單位面積重量，鞘芯型紡絲黏合不織布可表現出為小於每小時一次的纖維斷裂的次數（在紡絲黏合製造製程中，在紡絲1小時期間量測切割細絲的次數）。
另一方面，根據本揭露的一個實施例，提供一種用於製造所述鞘芯型紡絲黏合不織布的方法，所述方法包括以下步驟：
執行對作為鞘部的聚苯硫醚細絲與作為芯部的聚酯細絲的複合熔體紡絲，以獲得鞘芯複合細絲，所述聚苯硫醚細絲具有為700泊至3000泊的熔體黏度（在300℃下以1000剪切速率量測），所述聚酯細絲具有為250℃或大於250℃的熔點，所述鞘芯複合細絲包括10重量%至30重量%的包含聚苯硫醚細絲的鞘部及70重量%至90重量%的包含聚酯細絲的芯部；
將所述鞘芯複合細絲層壓於連續傳送帶上以形成纖維網；以及
熱黏合所述纖維網。
根據本揭露的鞘芯型紡絲黏合不織布包括在一定條件下藉由對鞘部中的聚苯硫醚細絲與芯部中的聚酯細絲的複合紡絲而製成的纖維網，且是藉由紡絲黏合方法來製造。
在紡絲黏合方法中，將聚苯硫醚及聚酯各自獨立地熔融，且經由能夠控制不同樹脂的排出孔數目的用於對纖維進行混紡的單一紡嘴進行紡絲，且將藉由熔體紡絲獲得的聚苯硫醚細絲與聚酯細絲進行混紡，使得可獲得所述鞘芯複合細絲。
作為另一選擇，在紡絲黏合方法中，將鞘部的聚苯硫醚及芯部的聚酯各自獨立地熔融，且經由單獨的紡嘴進行紡絲，且將藉由熔體紡絲獲得的鞘部的聚苯硫醚細絲與芯部的聚酯細絲進行混紡，使得可獲得所述鞘芯複合細絲。
此外，用於製造鞘芯型紡絲黏合不織布的方法可使用連續擠出機執行，使得可有效且連續地製造具有優異機械性質、耐熱性及耐化學性的不織布。
具體而言，根據本揭露，可提供一種用於製造鞘芯型紡絲黏合不織布的方法，所述方法包括以下步驟：執行對具有為275℃的熔點的PPS與具有為250℃或大於250℃的熔點的聚酯的複合紡絲；利用所述鞘芯複合細絲形成纖維網；以及熱黏合所述纖維網。
藉由複合紡絲形成的細絲可具有鞘芯結構，其中PPS形成鞘芯結構的鞘組分，且PET形成鞘芯結構的芯組分。
此處，關於鞘部的聚苯硫醚及芯部的聚酯的組成的詳細說明被上述鞘芯型紡絲黏合不織布的內容所代替。
此時，如上所述，用作鞘部及芯部的原料中的所有者可被乾燥並在惰性氣體中使用，例如在氮氣氛中在為120℃至130℃的溫度下使用達9小時至11小時。
舉例而言，在聚酯（具體而言，PET）用作用於芯部的材料的情形中，執行乾燥步驟以防止由於聚合物的水解導致的分子量降低，並使碎片之間的分子量差異均勻。具體而言，藉由乾燥步驟，可藉由將水分含量控制至100百萬分率（parts per million，ppm）或小於100百萬分率來使用用於芯部的原料。
此外，在PPS用作用於鞘部的材料的情形中，其吸濕性（hygroscopicity）低且在高溫下具有水解穩定性及熱穩定性，但由於可能出現痕量水分，因此可能會發生物理性質或紡絲穩定性的劣化。因此，當執行PPS的乾燥步驟時，可防止PPS的物理性質及紡絲穩定性由於痕量水分而劣化。
此種鞘芯複合細絲包括10重量%至30重量%的包含聚苯硫醚細絲的鞘部及70重量%至90重量%的包含聚酯細絲的芯部，所述聚苯硫醚細絲具有為700泊至3000泊的熔體黏度（在300℃下以1000剪切速率量測），所述聚酯細絲具有為250℃或大於250℃的熔點。
在對鞘部與芯部組分的複合熔體紡絲時，將每種材料裝入連續擠出機，且然後在較原料的熔點高10℃至40℃的溫度下熔融，且然後可執行鞘芯複合紡絲。藉由此種方法，每一組分被有效地熔融，且鞘芯複合紡絲可連續且更平穩地進行。
複合紡絲溫度可為290℃至320℃。
此外，其可更包括在使用鞘芯複合細絲形成纖維網之前進行固化的步驟。
形成纖維網的步驟可包括對藉由複合紡絲而形成的鞘芯複合細絲進行拉伸、對經拉伸的複合細絲進行開鬆以及對經開鬆的複合細絲進行層壓。
即，藉由複合熔體紡絲排出的細絲利用冷卻空氣而固化，然後通過使用高壓空氣的拉伸裝置，且然後被開鬆及層壓，藉此形成由鞘芯複合纖維構成的纖維網。
具體而言，可在其中驟冷調節器（quenching conditioner，Q/C）的溫度為25℃至35℃或為25℃至30℃的條件下使用冷卻空氣執行固化。當驟冷調節器的溫度小於25℃時，存在的問題是由於在紡絲製程期間的纖維斷裂而導致不可能製造不織布。當溫度為35℃或大於35℃時，可能存在的問題是溫度變高、冷卻無法合意地執行且均勻冷卻變得困難，或者纖維冷卻不充分且纖維斷裂增加。
可使用空氣拉伸裝置在為1千克力/平方公分或大於1千克力/平方公分或者為1千克力/平方公分至4千克力/平方公分的壓力條件下執行所述拉伸。
藉由例如靜電充電方法（electrostatic charging method）、衝擊板方法（impaction plate method）及氣流擴散方法（airflow diffusion method）等常規開鬆方法將鞘芯複合細絲層壓於連續移動的傳送帶（例如，金屬網）上以形成纖維網。
對經拉伸的複合細絲進行開鬆的步驟可包括排出經拉伸的複合細絲，且在傳送帶上收集擴散的細絲。
此外，藉由熱黏合來黏合纖維網，使得提供包含聚苯硫醚的鞘芯型紡絲黏合不織布。
藉由此種製程，收集於傳送帶上的複合細絲被層壓以形成纖維網，且然後藉由熱黏合所述纖維網來製造本揭露的紡絲黏合不織布。
具體而言，可使用壓延輥（calender roll）或熱空氣系統來執行熱黏合。可在能夠藉由熱黏合來固定聚乙烯細絲的溫度範圍內執行熱黏合。
更具體而言，可藉由其中纖維網被按壓並在加熱輥之間通過的壓延方法（calendering method）執行熱黏合。作為另一選擇，可藉由其中熱空氣通過纖維網的熱空氣方法執行熱黏合。
根據本揭露的一個實施例，用於製造鞘芯型紡絲黏合不織布的方法的較佳實施例如下。
首先，藉由每一擠出機來對具有上述物理性質的PPS及PET樹脂進行熔融，且然後根據鞘/芯重量比將其排出，且在為290℃至320℃的紡絲溫度下，自具有為φ 0.4毫米至φ 0.6毫米的孔徑的鞘芯複合紡嘴排出複合纖維。
然後，在將驟冷調節器的溫度設定為25℃或大於25℃或者為25℃至35℃之後，藉由驟冷空氣（quenching air）來對自紡嘴排出的纖維進行固化，且所述纖維通過安裝於距紡嘴為1500毫米的距離處的噴射器。
然後，自具有為1.0千克力/平方公分或大於1.0千克力/平方公分的拉伸空氣（stretch air）的噴射器射出細絲以對所述細絲進行拉伸的方法是較佳的，此乃因可高效地控制PPS纖維部分的結晶，且可改善紡絲製程中的穩定性。
隨後，經拉伸及射出的複絲（multifilament）被收集於傳送帶上以形成網，且所獲得的網被熱黏合以製造不織布。
如上所述提供的鞘芯型紡絲黏合不織布表現出優異的機械性質，且相較於之前而言表現出改善的耐熱性及耐化學性，且因此適合用作在燃煤發電站、水泥廠、焚燒設備、環境粉塵收集設備、工業廢料處理設備等中使用的阻燃/耐熱袋式過濾器，或者適合用作用於汽車引擎室、排氣系統及用於需要對強酸/強鹼的耐受性的液體過濾的過濾器的內部材料。
[ 有利效果 ]
根據本揭露，由具有優異機械性質、耐熱性及耐化學性的聚苯硫醚材料製成的鞘芯紡絲黏合不織布及由聚苯硫醚材料製成的鞘芯不織布可藉由所述紡絲黏合方法來連續製造。
在下文中，將參照本發明的具體實例更詳細地闡述本發明的作用及效果。然而，該些實例僅是出於例示性目的而呈現，且本發明的範圍不以任何方式受其限制。
實例 1
製備了用於製造紡絲黏合不織布的裝置，所述裝置配備有具有螺杆及加熱器的兩個連續擠出機、用於對纖維進行混紡的紡嘴、壓縮空氣產生器、空氣拉伸裝置、金屬網傳送器、壓延輥、熱空氣乾燥器、張力調整器（tension regulator）及捲繞機，所述紡嘴能夠針對不同類型的樹脂來調整排出孔數目。
鞘部（組分A）：將PPS原料在氮氣氛中在為130℃的溫度下乾燥達10小時，並用作鞘部。乾燥後的熔點為280℃，重量平均分子量（Mw）為50,000，熔體黏度為700泊（300℃，剪切速率為1000升/秒），且結晶速率（@240℃）為70秒。
芯部（組分B）：將PET原料在氮氣氛中在為130℃的溫度下乾燥達10小時，並用作芯部。乾燥後的熔點為250℃，重量平均分子量（Mw）為55,000，熔體黏度為450（300℃，剪切速率為1000升/秒），熔體流動指數為45克/10分鐘至50克/10分鐘（@280℃），固有黏度（IV）為0.65分升/克，且結晶速率（@210℃）為400秒。
將15重量%的PPS及85重量%的PET裝入每一連續擠出機中，進行加熱及熔融以執行複合紡絲。具體而言，在290℃下對具有為280℃的熔點的PPS進行熔融，且在284℃下對具有為250℃的熔點的PET進行熔融，且然後執行了鞘芯複合紡絲。
此時，使在拉伸之後形成的複合細絲具有為3丹尼至9丹尼的水準，且使15重量%的PPS細絲及85重量%的PET細絲進行紡絲，並按照所述重量比排出。
在為25℃的氣氛下（即，驟冷調節器（Q/C）溫度為25℃）藉由驟冷空氣對經由紡嘴釋放的細絲進行固化之後，所述細絲通過了安裝於距紡嘴為1500毫米處的噴射器，且使用空氣拉伸裝置、利用為1.0千克力/平方公分或大於1.0千克力/平方公分的空氣進行了拉伸，以獲得具有圓形橫截面的鞘芯複合細絲。
然後，藉由常規開鬆方法將經混合的複合細絲層壓於連續移動的金屬網傳送器上以形成纖維網，使得不織布的每單位面積重量為100克/平方米。
使所形成的纖維網通過加熱至210℃的上/下壓延輥（夾持壓力（nip pressure）為30牛/公分），且進行熱黏合以獲得鞘芯型紡絲黏合不織布。
實例 2
除在複合紡絲期間，PPS的裝入量為10重量%且PET的裝入量為90重量%以外，以與實例1中相同的方式製造出了不織布。
實例 3
除在複合紡絲期間，PPS的裝入量為30重量%且PET的裝入量為70重量%以外，以與實例1中相同的方式製造出了不織布。
實例 4
除在複合紡絲期間，驟冷調節器（Q/C）溫度為35℃以外，以與實例1中相同的方式製造出了不織布。
實例 5
除在複合紡絲期間，PPS的熔體黏度為3000泊以外，以與實例1中相同的方式製造出了不織布。
參照例 1
除驟冷調節器（Q/C）溫度為15℃以外，以與實例1中相同的方式執行了紡絲。然而，在此種情形中，在紡絲製程中發生纖維斷裂，且無法製造不織布。
比較例 1
除在複合紡絲期間，PPS的熔體黏度為4000泊以外，以與實例1中相同的方式執行了紡絲。然而，在此種情形中，由於部件壓力（pack pressure）過度增加，且因此實驗停止，並且無法製造不織布。
比較例 2
除僅利用PPS而不使用PET執行單一組分紡絲（single-component spinning）以外，以與實例1中相同的方式執行了紡絲。然而，在利用PPS單一組分纖維進行紡絲的情形中，在紡絲製程中發生纖維斷裂，且無法製造不織布。
比較例 3
除在複合紡絲期間，PPS的裝入量為5重量%且PET的裝入量為95重量%以外，以與實例1中相同的方式製造出了不織布。
比較例 4
除在複合紡絲期間，PPS的裝入量為40重量%且PET的裝入量為60重量%以外，以與實例1中相同的方式製造出了不織布。
比較例 5
對於鞘，使用具有為250℃的熔點的PET取代具有為280℃的熔點的PPS。對於芯部，使用具有為214℃的熔點的低熔點PET取代具有為250℃的熔點的PET。此外，除鞘部的裝入量為85重量%且芯部的裝入量為15重量%以外，以與實例1中相同的方式執行了複合紡絲。
比較例 6
除在複合紡絲期間，PPS的熔體黏度為650泊以外，以與實例1中相同的方式執行了紡絲。
參照例 2
除驟冷調節器（Q/C）溫度為40℃以外，以與實例1中相同的方式執行了紡絲。然而，在此種情形中，在紡絲製程中發生纖維斷裂，且無法製造不織布。
[ 試驗例 ]
對於每一評價項，根據以下量測方法量測了實例、參照例及比較例的物理性質，且結果示出於以下表1或表2中。
[ 試驗例 1. 熔體黏度 ]
分別使用具有為12毫米的活塞直徑及為20毫米（L）×1毫米（D）的紡嘴尺度的裝置在300℃下在為1000剪切速率的條件下量測了聚苯硫醚及聚對苯二甲酸乙二醇酯的熔體黏度。
[ 試驗例 2. 抗拉強度（千克力 /5 公分） ]
使用英斯特朗萬能試驗機（Instron universal testing machine）（單位：千克力/5公分）根據KS K 0521的標準試驗方法量測了抗拉強度。
具體而言，對於實例及比較例的每一不織布，製備出了在MD及CD方向上具有為5公分（寬度）×20公分（長度）的尺寸的樣品，且然後使用英斯特朗量測裝置在為200毫米/分鐘的抗拉速率下量測了抗拉強度。
[ 試驗例 3. 耐液體性（ KS K ISO TR 12960: 2011 ） ]
製備出了與用於量測抗拉強度的試件具有相同尺寸的試件。然後，對於無機酸（方法A）及無機鹼（方法B），在以下處理條件下製備出了對照試件及斷裂試件。根據KS K 0743: 2016試驗方法計算出了斷裂試件相對於對照試件的抗拉強度比（千克力/5公分）以評價耐液體性。
處理條件
（1）方法A
對照試件- 0.025莫耳質量（molar mass，M）的硫酸，(60±1)℃，浸沒達1小時
斷裂試件- 0.025莫耳質量的硫酸，(60±1)℃，浸沒達144小時
（2）方法B
對照試件-氫氧化鈣[Ca(OH)
2]，每升2.5克的飽和懸浮液，(60±1)℃，浸沒達1小時
斷裂試件-氫氧化鈣[Ca(OH)
2]，每升2.5克的飽和懸浮液，(60±1)℃，浸沒達144小時
[ 試驗例 4. 耐水解性（ KS K 0936: 2007 ） ]
製備出了與用於量測抗拉強度的試件具有相同尺寸的試件。然後，為將紡絲黏合不織布暴露至高溫水中，在以下處理條件下製備出了對照試件及斷裂試件，且根據KS K 0743: 2016試驗方法計算出了斷裂試件相對於對照試件的抗拉強度比（千克力/5公分）以評價耐水解性。
處理條件
對照試件-水溫，(80±1)℃，處理達1小時
斷裂試件-水溫，(80±1)℃，處理達28天
[ 試驗例 5. 熱收縮率 ]
在尺寸為MD×CD = 30公分×30公分的不織布試件上繪製20公分×20公分圖案，然後使用馬蒂斯（Mathis）烘箱（大林絲達樂（DaeLim Starlet））在預熱板上在220℃下熱處理達3分鐘，且然後取出。藉由量測相對於熱處理前的試件的收縮長度的方法計算出了熱收縮率。
[ 試驗例 6. 可紡性 ]
藉由量測紡絲1小時期間的纖維斷裂的次數評價了在實例、參照例及比較例中製造的紡絲黏合不織布的製造製程中的紡絲穩定性。
評價標準
若每小時的纖維斷裂的次數小於1：良好（○）
若每小時的纖維斷裂的次數為1至3：正常（△）
若每小時的纖維斷裂的次數大於3：不良（X）
[表1]
[表2]
| 類別 | 紡絲方法 | 樹脂 | Q/C溫度（℃） | PPS熔體黏度（泊） | 抗拉強度 | |||
| 組分A | 組分B | 重量比（A:B） | MD （千克力/5公分） | CD （千克力/5公分） | ||||
| 實例1 | 複合 | PPS | PET | 15 : 85 | 25 | 700 | 24.3 | 25.2 |
| 實例2 | 複合 | PPS | PET | 10 : 90 | 25 | 700 | 20.3 | 21.1 |
| 實例3 | 複合 | PPS | PET | 30 : 70 | 25 | 700 | 26.1 | 24.2 |
| 實例4 | 複合 | PPS | PET | 15 : 85 | 35 | 700 | 23.2 | 24.5 |
| 實例5 | 複合 | PPS | PET | 15 : 85 | 35 | 3000 | 24.9 | 25.7 |
| 參照例1 | 複合 | PPS | PET | 15 : 85 | 15 | 700 | 由於纖維斷裂而不可能製造不織布 | |
| 比較例1 | 複合 | PPS | PET | 15 : 85 | 25 | 4000 | 由於部件壓力升高而不可能進行試驗 | |
| 比較例2 | 單一組分 | PPS | 100 | 25 | 700 | 由於纖維斷裂而不可能製造不織布 | ||
| 比較例3 | 複合 | PPS | PET | 5 : 95 | 25 | 700 | 20.6 | 18.4 |
| 比較例4 | 複合 | PPS | PET | 40 : 60 | 25 | 700 | 由於纖維斷裂而不可能製造不織布 | |
| 比較例5 | 複合 | PET | 共聚PET | 85 : 15 | 25 | - | 38.2 | 36.1 |
| 比較例6 | 複合 | PPS | PET | 15 : 85 | 15 | 650 | 由於纖維斷裂而不可能製造不織布 | |
| 參照例2 | 複合 | PPS | PET | 15 : 85 | 40 | 700 | 由於纖維斷裂而不可能製造不織布 |
| 類別 | 紡絲方法 | 樹脂 | 不織布 | 可紡性 | |||||||||
| 耐液體性 | 耐水解性 | 熱收縮率 | |||||||||||
| 方法A | 方法B | ||||||||||||
| 組分A | 組分B | 重量比（A:B） | MD （%） | CD （%） | MD （%） | CD （%） | MD （%） | CD （%） | MD （%） | CD （%） | ○/△/X | ||
| 實例1 | 複合 | PPS | PET | 15 : 85 | 98.2 | 99.4 | 97.6 | 98.2 | 99.1 | 98.9 | 0.3 | 0.2 | ○ |
| 實例2 | 複合 | PPS | PET | 10 : 90 | 96.6 | 98.5 | 96.9 | 96.5 | 97.6 | 97.3 | 0.5 | 0.4 | ○ |
| 實例3 | 複合 | PPS | PET | 30 : 70 | 99.1 | 99.5 | 97.5 | 97.9 | 98.9 | 98.8 | 0.3 | 0.2 | ○ |
| 實例4 | 複合 | PPS | PET | 15 : 85 | 97.8 | 98.4 | 96.9 | 97.8 | 98.2 | 98.6 | 0.4 | 0.6 | △ |
| 實例5 | 複合 | PPS | PET | 15 : 85 | 97.8 | 98.2 | 97.9 | 98.1 | 97.6 | 97.1 | 0.4 | 0.3 | △ |
| 參照例1 | 複合 | PPS | PET | 15 : 85 | 由於纖維斷裂而不可能製造不織布 | X | |||||||
| 比較例1 | 複合 | PPS | PET | 15 : 85 | 由於部件壓力升高而不可能進行試驗 | X | |||||||
| 比較例2 | 單一組分 | PPS | 100 | 由於纖維斷裂而不可能製造不織布 | X | ||||||||
| 比較例3 | 複合 | PPS | PET | 5 : 95 | 95.1 | 97.5 | 93.5 | 94.7 | 96.2 | 96.5 | 0.9 | 0.5 | ○ |
| 比較例4 | 複合 | PPS | PET | 40 : 60 | 由於纖維斷裂而不可能製造不織布 | X | |||||||
| 比較例5 | 複合 | PET | 共聚PET | 85 : 15 | 90.8 | 96.4 | 85.9 | 87.6 | 91.2 | 90.3 | 3.0 | 1.8 | ○ |
| 比較例6 | 複合 | PPS | PET | 15 : 85 | 由於纖維斷裂而不可能製造不織布 | X | |||||||
| 參照例2 | 複合 | PPS | PET | 15 : 85 | 由於纖維斷裂而不可能製造不織布 | X |
根據表1及表2的結果，證實在實例的情形中，由於包含滿足特定熔體黏度的PPS作為鞘部且包含具有高熔點的PET作為芯部，且PPS含量亦以10重量%至30重量%來使用，因此紡絲穩定性及機械性質較比較例的紡絲穩定性及機械性質更優異。此外，證實實例表現出為96%或大於96%的耐液體性、為97%或大於97%的耐水解性及為0.5%或小於0.5%的熱收縮率，此較比較例的耐液體性、耐水解性及熱收縮率更優異。
另一方面，在參照例1的情形中，如上所述，驟冷調節器在紡絲之後的固化步驟中的溫度過低地為15℃，且因此紡絲無法充分執行，發生纖維斷裂，且無法製造不織布。
此外，在比較例1中，作為鞘材料的PPS的熔體黏度過高，使得由於紡絲部件的壓力增加而無法製造不織布。因此，無法評價不織布的物理性質及可紡性。在比較例2及比較例4中，要麼PPS被單獨紡絲，要麼PPS的裝入量過大，因此由於在紡絲製程中發生纖維斷裂而不可能製造不織布，且因此無法評價物理性質及可紡性。此外，在比較例3中，PPS的含量過低，因此相較於實例1至實例5而言，熱收縮率高，且不織布的耐液體性及耐水解性差。比較例5亦僅利用PET材料形成了鞘部及芯部，且相較於實例1至實例5而言，不織布的耐液體性及耐水解性差。
另外，在其中PPS的熔體黏度範圍為650泊的比較例6中，由於偏離根據本揭露的鞘部的PPS的熔體黏度範圍而發生纖維斷裂，且因此不可能製造不織布。此外，在其中驟冷調節器的溫度為40℃的參照例2中，由於偏離本揭露的固化溫度條件的範圍而發生纖維斷裂，且因此無法製造不織布。
無
無
Claims (15)
- 一種鞘芯型紡絲黏合不織布，包括由藉由對以下進行混合而製成的鞘芯複合纖維構成的不織網：10重量%至30重量%的包含聚苯硫醚細絲的鞘部，所述聚苯硫醚細絲具有為700泊至3000泊的熔體黏度(在300℃下以1000剪切速率量測)；以及70重量%至90重量%的包含聚酯細絲的芯部，所述聚酯細絲具有為250℃或大於250℃的熔點。
- 如請求項1所述的鞘芯型紡絲黏合不織布，其中所述聚苯硫醚細絲包含聚苯硫醚，所述聚苯硫醚具有275℃或大於275℃的熔點、藉由凝膠滲透層析術(GPC)量測的30,000克/莫耳至90,000克/莫耳的重量平均分子量(Mw)以及60秒至80秒的結晶速率(在240℃下量測)。
- 如請求項1所述的鞘芯型紡絲黏合不織布，其中所述聚酯細絲包含聚酯，所述聚酯具有0.6分升/克以上且0.7分升/克以下的固有黏度(IV)、300秒至500秒的結晶速率(在210℃下量測)、藉由凝膠滲透層析術(GPC)量測的50,000克/莫耳至65,000克/莫耳的重量平均分子量(Mw)、40克/10分鐘至60克/10分鐘或為45克/10分鐘至50克/10分鐘的熔體流動指數(在280℃下在2.06千克的載荷下量測)以及400泊至600泊的熔體黏度(在300℃下以1000剪切速率量測)。
- 如請求項1所述的鞘芯型紡絲黏合不織布，其中 所述聚酯細絲包含選自由聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯及聚對苯二甲酸萘酯組成的群組的至少一種聚合物。
- 如請求項1所述的鞘芯型紡絲黏合不織布，其中基於KS K ISO TR 12960：2011的標準試驗方法的耐液體性為96%或大於96%，基於KS K 0936：2007的標準試驗方法的耐水解性為97%或大於97%，熱收縮率(將尺寸為30公分×30公分、上面繪製有20公分×20公分圖案的不織布試件在220℃的烘箱中熱處理達3分鐘，且然後藉由所述不織布試件在縱向(MD)及橫向(CD)上收縮的長度執行量測)為0.5%或小於0.5%，且纖維斷裂的次數(在紡絲黏合製造製程中，在紡絲1小時期間量測切割細絲的次數)小於每小時一次。
- 如請求項1所述的鞘芯型紡絲黏合不織布，根據KS K 0521的標準試驗方法量測，所述鞘芯型紡絲黏合不織布在縱向(MD)上具有為20.0千克力/5公分或大於20.0千克力/5公分的抗拉強度且在橫向(CD)上具有為20.0千克力/5公分或大於20.0千克力/5公分的抗拉強度，且具有圓形橫截面。
- 如請求項1所述的鞘芯型紡絲黏合不織布，所述鞘芯型紡絲黏合不織布具有為70克/平方米至150克/平方米的每單位面積重量。
- 一種用於製造鞘芯型紡絲黏合不織布的方法，所述方 法包括以下步驟：執行對作為鞘部的聚苯硫醚細絲與作為芯部的聚酯細絲的複合熔體紡絲，以獲得鞘芯複合細絲，所述聚苯硫醚細絲具有700泊至3000泊的熔體黏度(在300℃下以1000剪切速率量測)，所述聚酯細絲具有為250℃或大於250℃的熔點，所述鞘芯複合細絲包括10重量%至30重量%的包含所述聚苯硫醚細絲的所述鞘部及70重量%至90重量%的包含所述聚酯細絲的所述芯部，其中所述複合熔體紡絲的步驟包括：將所述聚苯硫醚細絲的材料及所述聚酯細絲的材料裝入連續擠出機，且然後在較所述聚苯硫醚細絲的所述材料及所述聚酯細絲的所述材料的熔點高10℃至40℃的溫度下熔融所述聚苯硫醚細絲的所述材料及所述聚酯細絲的所述材料，且然後執行鞘芯複合紡絲；將所述鞘芯複合細絲層壓於連續傳送帶上以形成纖維網；以及對所述纖維網進行熱黏合。
- 如請求項8所述的用於製造鞘芯型紡絲黏合不織布的方法，所述方法更包括在使用所述鞘芯複合細絲形成所述纖維網之前進行固化的步驟。
- 如請求項9所述的用於製造鞘芯型紡絲黏合不織布的方法，其中在其中驟冷調節器的溫度為25℃至35℃的條件下，使用冷卻 空氣執行所述固化。
- 如請求項8所述的用於製造鞘芯型紡絲黏合不織布的方法，其中形成所述纖維網的步驟包括對藉由所述複合熔體紡絲而形成的所述鞘芯複合細絲進行拉伸、對經拉伸的所述鞘芯複合細絲進行開鬆以及對經開鬆的所述鞘芯複合細絲進行層壓。
- 如請求項11所述的用於製造鞘芯型紡絲黏合不織布的方法，其中在1千克力/平方公分或大於1千克力/平方公分的壓力條件下，使用空氣拉伸裝置執行所述拉伸。
- 如請求項8所述的用於製造鞘芯型紡絲黏合不織布的方法，其中所述聚苯硫醚細絲使用聚苯硫醚，所述聚苯硫醚具有275℃或大於275℃的熔點、藉由凝膠滲透層析術(GPC)量測的30,000克/莫耳至90,000克/莫耳的重量平均分子量(Mw)以及60秒至80秒的結晶速率(在240℃下量測)。
- 如請求項8所述的用於製造鞘芯型紡絲黏合不織布的方法，其中所述聚酯細絲使用聚酯，所述聚酯具有為0.6分升/克以上且0.7分升/克以下的固有黏度(IV)、300秒至500秒的結晶速率(在210℃下量測)、藉由凝膠滲透層析術(GPC)量測的50,000克/莫耳至65,000克/莫耳的重量平均分子量(Mw)、40克/10分鐘至60 克/10分鐘或為45克/10分鐘至50克/10分鐘的熔體流動指數(在280℃下在為2.06千克的載荷下量測)以及400泊至600泊的熔體黏度(在300℃下以1000剪切速率量測)。
- 如請求項8所述的用於製造鞘芯型紡絲黏合不織布的方法，其中所述熱黏合是藉由使用壓延輥或熱空氣系統來執行。
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