WO2019190109A1 - 섬유유연제 함침성이 향상된 폴리에스테르 부직포의 제조방법 - Google Patents

섬유유연제 함침성이 향상된 폴리에스테르 부직포의 제조방법 Download PDF

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WO2019190109A1
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nonwoven fabric
filament
fabric
softener
impregnation
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박영신
이민호
조희정
최우석
장정순
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코오롱인더스트리 주식회사
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    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06C—FINISHING, DRESSING, TENTERING OR STRETCHING TEXTILE FABRICS
    • D06C15/00—Calendering, pressing, ironing, glossing or glazing textile fabrics

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a nonwoven fabric which improves the impregnation of the fabric softener in the nonwoven fabric for applying the nonwoven fabric to a dryer sheet (sheet-like fibrous softener).
  • Dryer sheet is a sheet-like fibrous softener, which gives laundry the flexibility, antistatic property and odor property.
  • the fabric softener for the dryer sheet is characterized by being liquefied by heating and then applied to the nonwoven web through a gravure roll to solidify at room temperature. Accordingly, the uniformity of the nonwoven fabric, the wear resistance and the impregnated amount of the fabric softener are important factors in the dryer sheet manufacturing process.
  • First-generation dryer sheets used a cellulose-based nonwoven web in consideration of heat resistance and abrasion resistance, and are manufactured by wet-laid to have a compact structure.
  • this has a disadvantage in that the impregnation and desorption property of the fabric softener is lowered.
  • the second generation dryer sheet used a polyester-based short fiber nonwoven web to improve the impregnation and desorption properties of the fabric softener.
  • the manufacturing process is complicated, the productivity is low, the production of low weight nonwoven fabric is difficult, and the wear resistance of the nonwoven fabric is lowered.
  • the third-generation dryer sheet is a long-fiber nonwoven web applied to supplement the productivity and wear resistance of the polyester short fiber nonwoven web.
  • laundry is contaminated by the generation of fussy due to cutting in the nonwoven web, the occurrence of the wool as in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-0105931 (long-fiber nonwoven fabric for a dryer sheet and a method of manufacturing the same).
  • Various techniques, such as a suppression technique, are being developed.
  • the weight of the nonwoven fabric is decreasing from 30 gsm to 20 gsm or less.
  • the decrease in specific surface area and increase in density deviation due to weight reduction of the nonwoven fabric have a problem of lowering the impregnation of the fabric softener.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing a nonwoven fabric that exhibits excellent fabric softener impregnation even when the nonwoven fabric is reduced in weight.
  • the blended yarn length comprising 70 to 90% by weight of the first filament of the polyester having a melting point of 250 °C or more and 10 to 30% by weight of the second filament of the polyester having a melting point of 235 °C or less
  • the fineness of the first filament and the second filament is 3 to 10 denier
  • the specific surface area of the nonwoven fabric is 0.090 to 0.180 m 2 / g
  • the uniformity is less than 260.
  • the present invention including 70 to 90% by weight of the first filament of the polyester having a melting point of 250 ° C or more and 10 to 30% by weight of the second filament of the polyester having a melting point of 235 ° C or less, it is spun spinning and elongation rate 4,500 to 5,500 stretching the m / min to prepare a blend fiber so that the fineness of the first filament and the second filament is 3 to 10 deniers; Stacking the blend fibers to form a web; And adjusting the thickness in the calendering process of passing the web through a calender roller to produce a nonwoven fabric having a specific surface area of 0.090 to 0.180 m 2 / g and a uniformity of 260 or less.
  • a method for producing a nonwoven fabric is provided.
  • the specific surface area is increased and the uniformity is controlled to be small, thereby increasing the porosity, thereby improving the impregnation of the fabric softener even when the nonwoven fabric is lightened, and the nonwoven fabric is applied to the dryer sheet. It becomes possible to apply.
  • the present invention is to control the fiber density and spatial structure of the nonwoven fabric through the spinning conditions of the long fibers and the thickness control of the nonwoven fabric in the long fiber nonwoven fabric produced using two kinds of polyester materials having different melting points. Because of this, by increasing the specific surface area in the nonwoven fabric and reducing the uniformity variation It is a method of manufacturing the nonwoven fabric for dryer sheets excellent in the impregnation property of a fabric softener.
  • the method for producing a nonwoven fabric of the present invention comprises, first, 70 to 90% by weight of the first filament of polyester having a melting point of 250 ° C. or higher and 10 to 30% by weight of the second filament of polyester having a melting point of 235 ° C. or less, Starting from the step of manufacturing the horn filament yarn so that the fineness of the first filament and the second filament is 3 to 10 deniers.
  • the content of the first filament in the nonwoven fabric of the present invention is less than 70% by weight,
  • the weight fraction of the filament acting as a matrix is reduced, the mechanical properties are lowered, thereby deteriorating the shape stability, strength and the like at high temperatures.
  • the weight fraction of the second filament acting as a binder increases, the aggregation phenomenon between the filaments is increased, so that the uniformity may increase.
  • the content of the first filament in the nonwoven fabric of the present invention exceeds 90% by weight, as the weight fraction of the second filament acting as a binder decreases, the bonding force between the filaments is lowered, thereby adjusting the thickness uniformly in the calendering process. It is difficult.
  • the fineness of the first filament is less than 3 deniers, a lot of cutting occurs, the spinning workability is lowered, and the diameter of the filament is thin, making it difficult to increase the porosity in the nonwoven fabric. If 10 denier is exceeded, filament agglomeration may occur due to lack of cooling during interweaving spinning, and it is difficult to stabilize the operation.Because the number of filaments per unit area of the nonwoven fabric is small, the specific surface area is difficult to increase, and the uniformity of the nonwoven fabric may increase. Can be.
  • the fineness of the second filament is less than 3 denier, The coolant flow in the vertical direction of the filament in the stretching direction causes a lot of cuts, resulting in poor spinning workability.
  • the fineness of the second filament exceeds 10 denier, the filament agglomeration occurs due to lack of cooling As the defects on the surface of the nonwoven fabric are increased, the uniformity of the nonwoven fabric can also be reduced.
  • the fineness of the first filament and the second filament it is possible to reduce the variation of the pore size in the nonwoven fabric so that the nonwoven fabric has a uniform porosity.
  • the step of preparing the blended yarn it is possible to prepare the blended yarn by stretching at a stretching speed of 4,500 ⁇ 5,500 m / min using a high-pressure air stretching device while spinning and mixing the first filament and the second filament.
  • the drawing speed is less than 4,5000 m / min, the crystallinity of the filament is low and the strength and strength of the nonwoven fabric are lowered. If the drawing speed is more than 5,500 m / min, the filament is slid by the drawing air, causing entanglement with the adjacent filaments. As a result, the uniformity of the nonwoven fabric may be lowered.
  • the blended yarn is laminated on the conveyor net continuously moving to form a web.
  • a thickness is adjusted to prepare a nonwoven fabric having a porosity of 83% or more and a uniformity of 260 or less.
  • the second filament allows thermal bonding between the filaments constituting the nonwoven fabric in the calendering process.
  • the process temperature of the calendering process may be set below the melting temperature of the second filament to selectively melt the second filament.
  • the heat conduction of the calender rolls makes up the surface and inside of the nonwoven fabric Bonding between the filaments is made, thereby suppressing the occurrence of the fur when the nonwoven fabric is used as a dryer sheet.
  • the melting point of the second filament exceeds 235 °C An increase in the surface temperature of the calender rolls for thermal bonding is required. This causes local thermal contraction of the first filament, so that the uniformity may greatly vary.
  • the sheet and the delamination may be caused by the dryer sheet tumbling inside the dryer due to the lack of bonding force between the filaments. This may result in damage or contamination of the laundry.
  • the content ratio of the second filament exceeds 30% by weight, agglomeration of the filaments may occur due to the lack of cooling of the filament when intermix spinning. This causes a large variation in weight and uniformity in the nonwoven fabric, resulting in less or non-uniform impregnation of the fabric softener.
  • the porosity of the nonwoven fabric is a factor directly affecting the fabric softening impregnation rate.
  • the porosity of the nonwoven fabric is preferably 83% or more in order to contain a greater amount of fabric softener than the weight of the nonwoven fabric for use as a dryer sheet.
  • the uniformity variation is affected by the filaments constituting the nonwoven fabric and its arrangement.
  • the opening and fixing properties of the fiber filaments are controlled by the control of the air flow rate and the suction air flow rate in the drawing process for spinning the filament and seating on the conveyor belt.
  • the deviation value of light transmittance is achieved at 260 or less.
  • the distribution of pores on the surface of the nonwoven fabric is uniform, thereby reducing the difference in the absorption speed for each position of the nonwoven fabric moving at a constant speed in the impregnation process, thereby making the impregnation amount of the fabric softener uniform.
  • dead space is reduced so that the impregnation amount does not occur in the entire area of the nonwoven fabric.
  • the specific surface area of the nonwoven fabric is 0.090 to 0.180 m 2 / g, since the fabric softening agent impregnation rate can be increased.
  • the fabric softener impregnation rate is lowered. If the specific surface area is more than 0.180 m 2 / g, as the porosity is lowered, the fabric softener impregnation rate may decrease.
  • the nonwoven fabric produced by the above method is formed by adjusting the spinning condition of the constituent filament and the thickness of the nonwoven web, thereby forming a bulky nonwoven structure and increasing the specific surface area while increasing the porosity. It is possible to have cost competitiveness due to its excellent impregnation and weight reduction.
  • PET Polyethylene terephthalate
  • CoPET copolyester polyester
  • the interfilament is spun so that the content ratio of the first filament and the second filament is 90:10 wt%, and the discharge amount and the number of capillaries of the spinneret are such that the fineness of the first filament is 3 denier and the fineness of the second filament is 5 denier. Adjusted.
  • the blended yarn is laminated in the form of a web on a conveyor net at a weight of 20 g / m 2, and then passed through a calender roll at a temperature of 150 ° C. in a conventional manner and treated with hot air at a temperature of 210 ° C.
  • the spunbond nonwoven fabric was manufactured through a hot air bonding process.
  • the specific surface area of the nonwoven fabric was increased, but the thickness was controlled so that the uniformity was less than 260, thereby obtaining a nonwoven fabric having an average thickness of 0.15 ( ⁇ 0.05) mm.
  • Example 1 the discharge amount and the number of capillary pores are adjusted so that the fineness of the first filament is 5 denier, the specific surface area of the nonwoven fabric is increased, and the thickness is controlled so that the uniformity is less than 260, so that the average thickness is 0.17 mm. A nonwoven fabric was obtained.
  • Example 1 the discharge amount and the number of capillary pores are adjusted so that the fineness of the first filament is 10 denier, the specific surface area of the nonwoven fabric is increased, and the average thickness is controlled by controlling the thickness so that the uniformity is 260 or less. A 0.20 mm nonwoven fabric was obtained.
  • the fineness of the filaments is measured using the ASTM D1577 method.
  • Lenzing VIBROSKOP measuring equipment was used to measure the fineness of the filament, and the results of 10 measurements were averaged.
  • the thickness of the nonwoven fabric is measured using ASTM D1777 method.
  • a fluid having a viscosity of 0.019 cP is passed through a 2 cm diameter specimen fixed to the measuring section. At this time, the porosity and specific surface area of the specimen are measured by the flow rate according to the pressure.
  • Formation Tester is divided into Top / Stop / Bottom, the upper part is measured part, the middle part is penetrated part, and the lower part is divided into irradiation part
  • the horizontal ⁇ vertical 25 ⁇ 18 cm size of the specimen is fixed to the transmission part of the Formation Tester, and after irradiating the light source to the fixed specimen to measure the light transmittance, optical density and uniformity.
  • This invention improves the impregnation property of a fabric softener in a nonwoven fabric.
  • the technique according to the invention can be applied to a dryer sheet which is a sheet-like fabric softener.
  • the dryer sheet according to the present invention can contain a high amount of the fabric softener to increase the flexibility of the washed fibers, or even a thin thickness of the dryer sheet contains a sufficient amount of the fabric softener, thereby reducing the cost.

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Abstract

본 발명은, 부직포를 드라이어 시트(시트형 섬유유연제)용으로 적용하기 위해 부직포에서 섬유유연제의 함침성을 향상시키는 부직포의 제조방법에 관한 것으로, 2성분이 혼섬된 폴리에스테르 장섬유로 이루어진 부직포에서 공극율을 높이고, 비표면적은 넓히고, 균제도 편차는 작게 조절함으로써, 부직포를 경량화하여도 섬유유연제의 함침성이 향상되어, 부직포가 드라이어 시트에 적용되는 것이 가능해진다.

Description

섬유유연제 함침성이 향상된 폴리에스테르 부직포의 제조방법
본 발명은 부직포를 드라이어 시트(시트형 섬유유연제)에 적용하기 위해 부직포에서 섬유유연제의 함침성을 향상시키는 부직포의 제조방법에 관한 것이다.
드라이어 시트(Dryer Sheet)란 시트형 섬유유연제로, 세탁물에 유연성, 대전방지성 및 발향 특성을 부여한다.
일반적으로, 드라이어 시트용 섬유유연제는 가열에 의해 액상화 된 다음에 그라비아(Gravure) 롤(Roll)을 통해 부직포 웹에 도포되어 상온에서 고화되는 특징을 갖는다. 이에 따라 드라이어 시트 제조공정에서 부직포의 균제도, 내마모성 및 섬유유연제의 함침량은 중요한 요인이 된다.
1세대 드라이어 시트는 내열성과 내마모성을 고려하여 셀룰로오스계 부직포 웹을 사용했으며, 습식(Wet-laid)으로 제조되어 조밀한 구조를 갖는다. 그러나 이는 섬유유연제의 함침성과 탈리성이 저하하는 단점이 있다.
2세대 드라이어 시트는 섬유유연제의 함침성과 탈리성을 개선하기 위해 폴리에스테르계 단섬유 부직포 웹을 이용하였다. 하지만, 제조공정이 복잡해져 생산성이 낮고, 저 중량 부직포의 제조가 어렵고, 부직포의 내마모성이 저하하는 문제점이 있다.
3세대 드라이어 시트는 폴리에스테르계 단섬유 부직포 웹의 생산성과 내마모성을 보완하기 위해 장섬유 부직포 웹을 적용하였다. 하지만, 부직포 웹에서 절사에 의한 모우(Fussy)의 발생으로 세탁물이 오염되는 단점이 있으므로, 대한민국 공개특허 제2004-0105931호(드라이어 시트용 장섬유 부직포 및 그의 제조방법)에서와 같이 모우의 발생을 억제하는 기술 등 다양한 기술이 개발되고 있다.
한편, 일상 소비재 제조업체들은 시장에서 제품의 수요를 증대하기 위해 제조원가의 절감을 지속적으로 추진하고 있다.
이에 따라 드라이어 시트에서도, 부직포의 중량이 30gsm 수준에서 20gsm 이하로 감소하는 추세이다. 하지만, 부직포 중량 감소에 의한 비표면적 감소와 밀도 편차 증대는 섬유유연제의 함침성을 저하하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 부직포가 경량화되어도 우수한 섬유유연제 함침성을 나타내는 부직포의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 융점이 250℃ 이상인 폴리에스테르의 제1필라멘트 70~90 중량% 및 융점이 235℃ 이하인 폴리에스테르의 제2필라멘트 10~30 중량%를 포함하여 이루어진 혼섬사 장섬유 부직포에서, 상기 제1필라멘트 및 제2필라멘트의 섬도는 3~10 데니어이고, 상기 부직포의 비표면적이 0.090~0.180㎡/g이고 균제도 편차가 260 이하인 것을 특징으로 하는 섬유유연제 함침성이 향상된 폴리에스테르 부직포를 제공한다.
또한, 본 발명은, 융점이 250℃ 이상인 폴리에스테르의 제1필라멘트 70~90 중량% 및 융점이 235℃ 이하인 폴리에스테르의 제2필라멘트 10~30 중량%를 포함하여 혼섬방사하고 연신속도 4,500 ~ 5,500 m/분으로 연신하여 상기 제1필라멘트 및 제2필라멘트의 섬도가 3~10 데니어가 되도록 혼섬사를 제조하는 단계; 상기 혼섬사를 적층하여 웹을 형성하는 단계; 및 상기 웹을 캘린더 롤러를 통과시키는 캘린더링 공정에서 두께를 조절하여 부직포의 비표면적이 0.090~0.180㎡/g이고 균제도 편차가 260 이하인 부직포를 제조하는 단계;를 포함한 섬유유연제 함침성이 향상된 폴리에스테르 부직포의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 2종류의 폴리에스테르 장섬유 혼섬사로 이루어진 부직포에서 비표면적은 넓히고 균제도 편차는 작게 조절하여 공극율을 높임으로써, 부직포를 경량화하여도 섬유유연제의 함침성이 향상되어, 부직포가 드라이어 시트에 적용되는 것이 가능해진다.
본 발명은, 융점이 서로 다른 2종류의 폴리에스테르계 소재를 이용하여 제조된 장섬유 부직포에서, 장섬유의 방사조건과 부직포의 두께 조절을 통해 부직포의 섬유밀도와 공간 구조를 조절하는 것이다. 이로 인해, 부직포에서 비표면적 증대을 증대시키고 균제도 편차를 감소시키는 것에 의해 섬유유연제의 함침성이 우수한 드라이어 시트용 부직포를 제조하는 방법이다.
본 발명의 부직포 제조방법은 우선, 융점이 250℃ 이상인 폴리에스테르의 제1필라멘트 70~90 중량% 및 융점이 235℃ 이하인 폴리에스테르의 제2필라멘트 10~30 중량%를 포함하여 혼섬방사하고, 상기 제1필라멘트와 제2필라멘트의 섬도가 3~10 데니어가 되도록 혼섬사를 제조하는 단계로부터 시작한다.
본 발명의 부직포에서 제1필라멘트의 함량이 70 중량% 미만이면, 매트릭스 역할을 하는 필라멘트의 중량분율이 감소하여 기계적 물성이 저하하고 이에 따라 고온에서의 형태 안정성, 강도 등이 나빠진다. 한편, 바인더 역할을 하는 제2필라멘트의 중량분율이 증가함에 따라 필라멘트간 뭉침현상이 증가되어 균제도 편차가 커질 수 있다.
본 발명의 부직포에서 제1필라멘트의 함량이 90 중량%를 초과하면, 바인더 역할을 하는 제2필라멘트의 중량분율이 감소함에 따라 필라멘트간 결합력이 저하하고 이에 따라 캘린더링 공정에서 두께를 균일하게 조절하는 것이 어렵다.
상기 제1필라멘트의 섬도가 3 데니어 미만이면, 절사가 많이 발생하여 방사 작업성이 저하되고 필라멘트의 직경이 가늘어 부직포에서 공극률의 증대가 어렵다. 10 데니어를 초과하면, 혼섬방사할 때에 냉각부족으로 필라멘트의 뭉침 현상이 발생하여 조업을 안정적으로 하기 어렵고, 부직포에서 단위면적당 필라멘트의 수가 적으므로 비표면적의 증대가 어렵고, 부직포의 균제도 편차가 증가할 수 있다.
상기 제2필라멘트의 섬도가 3 데니어 미만이면, 필라멘트의 연신방향의 수직방향으로의 냉각기류에 의해 절사가 많이 발생하여 방사 작업성이 저하된다. 상기 제2필라멘트의 섬도가 10 데니어를 초과하면 냉각부족으로 필라멘트의 뭉침 현상이 발생하여 부직포 표면의 결점이 증가되므로 부직포의 균제도 저하를 야기할 수 있다.
상기 제1필라멘트와 제2필라멘트의 섬도를 동일 또는 유사하게 하는 것에 의해 부직포에서 기공의 크기의 편차를 감소시켜 부직포가 균일한 공극률을 가지도록 하는 것이 가능해진다.
상기 혼섬사를 제조하는 단계에서, 제1필라멘트와 제2필라멘트를 방사하고 혼재시키면서 고압의 공기 연신장치를 이용하여 연신속도 4,500 ~ 5,500 m/분으로 연신하여 혼섬사를 제조할 수 있다.
이때 연신속도가 4,5000 m/분 미만이면 필라멘트의 결정화도가 낮아 부직포의 강도와 강력이 저하되며, 연신속도가 5,500 m/분을 초과하면 연신에어에 의해 필라멘트가 미끄러져 근접한 필라멘트와 엉킴이 발생하여 부직포의 균제도가 저하될 수 있다.
이후 상기 혼섬사를 적층하여 웹을 형성하는 단계를 실시한다.
이때 연속적으로 이동하는 컨베이어 네트 위에 상기 혼섬사를 통상의 방법으로 적층하여 웹을 형성한다.
이후 상기 웹을 캘린더링 롤러를 통과시키는 캘린더링 공정에서 두께를 조절하여 공극율이 83% 이상이면서 균제도 편차가 260 이하인 부직포를 제조하는 단계를 실시한다.
이때 140~160℃로 가열되고 간극을 가지는 캘린더 롤러의 사이로 상기 웹을 통상의 방법으로 통과시키고 열풍으로 처리하는 캘린더링 공정을 수행하여 부직포에서 평활성과 적정한 두께를 부여하여 부직포의 구조를 조절할 수 있다.
상기 제2필라멘트에 의해 캘린더링 공정에서 부직포를 구성하는 필라멘트 사이에 열 접착이 이루어지도록 한다.
이때 제2필라멘트의 선택적 용융을 위해 캘린더링 공정의 공정온도를 상기와 같이 제2필라멘트의 용융온도 이하로 설정할 수 있다. 이 경우에 캘린더 롤의 열전도로 인해 부직포의 표면과 내부를 구성하는 필라멘트간의 결합이 이루어지고 이로 인해 부직포를 드라이어 시트로 사용할 경우에 모우의 발생이 억제된다.
이때 제2필라멘트의 융점이 235℃를 초과할 경우에 열 접착을 위한 캘린더 롤의 표면온도의 상승이 필요하다. 이로 인해 제1필라멘트의 국부적인 열 수축을 야기하므로 균제도 편차가 크게 발생할 수 있다.
상기 제2필라멘트 함량비가 10 중량% 미만이면 필라멘트 간 결합력의 부족으로 드라이어 시트가 건조기 내부에서 텀블링에 의해 모우 및 층간 박리가 발생할 수 있다. 이로 인해 세탁물의 손상 또는 오염이 발생할 수 있다.
상기 제2필라멘트 함량비가 30 중량%를 초과하면 혼섬방사할 때에 필라멘트의 냉각 부족으로 필라멘트의 뭉침이 발생할 수 있다. 이로 인해 부직포에서 중량의 편차 및 균제도의 편차가 크게 발생하여 섬유유연제의 함침량이 적어지거나 불균일해진다.
부직포의 공극률은 섬유유연제 함침률에 직접적으로 영향을 미치는 인자이다. 드라이어 시트로 사용되기 위해 부직포의 중량보다 많은 량의 섬유유연제를 함유시키기 위해서는 부직포의 공극률이 83% 이상인 것이 바람직하다.
균제도 편차는 부직포를 구성하는 필라멘트와 그 배열에 영향을 받는데, 필라멘트의 방사와 컨베이어 벨트 위에 안착을 위해, 연신공정에서 인가되는 에어유량과 흡입되는 에어유량의 제어에 의해 섬유 필라멘트의 개섬성과 안착성을 향상시켜, 광투과도의 편차값이 260 이하로 달성되게 된다.
이로 인해 부직포 표면에서 기공의 분포가 균일해지는 것에 의해, 함침공정에서 일정한 속도로 움직이는 부직포의 위치별 흡수속도의 차이를 감소시켜, 섬유유연제의 함침량이 균일해지도록 할 수 있다.
또한, 사각 영역(dead space)이 줄어들어 부직포의 전 부위에서 함침량의 저하가 발생하지 않는다.
부직포를 구성하는 섬유의 섬도를 낮추는 것에 의해 비표면적이 증대되는 것이, 함침되는 섬유유연제가 부직포를 구성하는 섬유와 접촉하는 면적을 증대하게 되므로 섬유유연제 함침률을 증가할 수 있다.
본 발명에서 부직포의 비표면적이 0.090~0.180㎡/g인 것이 섬유유연제 함침률을 증가할 수 있어 바람직하다.
비표면적이 0.090㎡/g 미만이면 섬유유연제 함침률이 저하하고, 0.180㎡/g을 초과하면 공극율이 낮아짐에 따라 오히려 섬유유연제 함침률이 저하할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 제조된 부직포는, 구성 필라멘트의 방사조건과 부직포 웹 두께를 조절하는 것에 의해, 벌키한 부직포 구조를 형성하여 비표면적을 증대하면서도 공극률이 증가하므로, 드라이어 시트에 적용될 경우에 섬유유연제의 함침성이 우수하면서도 중량감소로 인한 원가경쟁력을 가지는 것이 가능해진다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예와 비교예에 의거하여 좀 더 상세하게 설명한다.
단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
[실시예 1]
제1필라멘트로 255℃ 융점의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 제2필라멘트로 210℃ 융점의 공중합 폴리에스테르(CoPET)를 각각 방사온도 285℃에서 연속 압출기를 이용하여 녹인 다음, 방사구금의 모세공을 통해 토출시킨다. 이후에 냉각풍으로 고화시켜 연속상의 필라멘트를 형성하고, 고압의 공기 연신장치를 이용하여 방사속도가 5,000m/min이 되도록 연신시켜 혼섬사를 제조하였다.
이때 제1필라멘트와 제2필라멘트의 함량비가 90:10 wt%가 되도록 혼섬방사하고, 제1필라멘트의 섬도가 3 데니어, 제2필라멘트의 섬도가 5 데니어가 되도록 토출량과 방사구금의 모세공 수를 조절하였다.
다음에 상기 혼섬사를 20g/㎡ 중량으로 컨베이어 네트(net) 위에 웹의 형태로 적층시킨 후 통상의 방법으로 150℃ 온도의 캘린더 롤 사이를 통과시키고 210℃ 온도의 열풍으로 처리하는 열풍결합공정을 거쳐 스펀본드 부직포를 제조하였다.
이때 부직포의 비표면적을 증대시키되, 균제도 편차가 260 이하가 되도록 두께를 제어하여 평균 두께 0.15(±0.05)㎜의 부직포를 얻었다.
또한, 균제도 편차를 제어하기 위해 연신 에어유량(Q1) : 흡입 에어유량(Q2) = 1.0 : 1.0이 되도록 하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 제1필라멘트의 섬도가 5 데니어가 되도록 토출량과 구금의 모세공 수를 조절하고, 부직포의 비표면적을 증대시키되, 균제도 편차가 260 이하가 되도록 두께를 제어하여 평균 두께 0.17㎜의 부직포를 얻었다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서 제1필라멘트의 섬도가 10 데니어가 되도록 토출량과 구금의 모세공 수를 조절하고, 부직포의 비표면적을 증대시키되, 균제도 편차가 260 이하가 되도록 두께를 제어하여 평균 두께 0.20㎜의 부직포를 얻었다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서 혼섬사를 제조할 때에 연신 에어유량(Q1) : 흡입 에어유량(Q2) = 1.0 : 1.2 되도록 하고 부직포를 제조할 때에 부직포의 비표면적 및 균제도 편차를 조절하지 않은 상태로 하여 부직포의 평균 두께가 0.08㎜인 부직포를 얻었다.
[비교예 2]
상기 실시예 1에서 혼섬사를 제조할 때에 연신장치를 이용하여 방사속도가 6,000m/min가 되도록 하고 연신 에어유량(Q1) : 흡입 에어유량(Q2) = 1.0 : 0.8이 되도록 하여, 부직포의 평균 두께가 0.15mm인 부직포를 얻었다.
[비교예 3]
상기 실시예 3에서 혼섬사를 제조할 때에 연신 에어유량(Q1) : 흡입 에어유량(Q2) = 1.0 : 1.2가 되도록 하여 부직포의 평균 두께가 0.13㎜인 부직포를 얻었다.
상기 실시예 및 비교예의 부직포에 대해 하기의 시험방법을 이용하여 특성을 측정하고 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
<시험방법>
1. 필라멘트의 섬도(데니어)
ASTM D1577법을 이용하여 필라멘트의 섬도를 측정한다.
Lenzing사 VIBROSKOP 측정장비를 이용하여 필라멘트의 섬도를 측정하는데, 측정 10회의 결과를 평균하여 나타낸다.
2. 부직포의 두께(㎜)
ASTM D1777법을 이용하여 부직포의 두께를 측정한다.
Mitutoyo사 두께 측정기를 이용하여 폭 방향으로 10회/m 측정한 결과를 평균하여 나타낸다.
3. 부직포의 공극률(%)과 비표면적(㎡/g)
ASTM F316법을 이용하여 측정한다.
Porous Materials Inc.사의 ESA 측정장비에서 측정부에 고정된 직경 2㎝ 크기의 시편에 0.019 cP의 점도를 갖는 유체를 통과시킨다. 이때 압력에 따른 유량으로 시편의 공극률과 비표면적을 측정한다.
4. 부직포의 균제도 편차
Nomura Shoji사 Formation Tester(FMT-MⅢ)를 사용하여 측정한다.
Formation Tester는 상단/중단/하단으로 구분되며, 상단은 측정부, 중단은 투과부, 하단은 조사부로 구분된다.
가로 × 세로 = 25 × 18 ㎝ 크기의 시편을 Formation Tester의 투과부에 고정하고, 고정된 시편에 광원을 조사한 후 투과된 빛을 측정하여 광 투과율, 광학밀도 및 균제도를 측정한다.
균제도는 광투과율(T, %)을 광학밀도(E=2-logT)로 변환하고, 광학밀도의 편차(SD)를 광학밀도에 대한 변동계수(SD/E*100) 값으로 나타낸 정량적 수치이다.
5. 섬유유연제 함침률(%)
ASTM D461법을 이용하여 측정한다.
가로 × 세로 = 20 × 20 ㎝ 크기의 시편을 섬유유연제를 넣은 수조 중에 침지하여 침지 전·후의 무게의 차를 부직포의 중량으로 표준화하여 계산한다.
구분 제1필라멘트 섬도(De) 부직포 두께(㎜) 부직포 공극률(%) 비표면적(㎡/g) 부직포 균제도 편차 섬유유연제함침률(%)
실시예 1 3 0.15 84.25 0.171 210 302
실시예 2 5 0.17 86.06 0.128 224 265
실시예 3 10 0.20 88.19 0.093 249 109
비교예 1 3 0.08 70.01 0.165 285 82
비교예 2 3 0.15 82.16 0.137 392 97
비교예 3 10 0.13 79.83 0.091 298 76
상기 표 1의 결과로부터 부직포에서 제1필라멘트의 섬도와 두께를 조절하여 비표면적을 증대시키고 밀도의 편차를 감소시켜 균제도 편차를 줄일수록 섬유유연제의 함침률이 상승하는 것이 확인된다. 반면에 부직포의 두께를 낮추게 되면 비표면적과 공극률의 향상이 저하되고(비교예 1 및 3), 연신속도를 증대시켜 제조된 제1필라멘트로 구성된 부직포는 같은 두께에서도 비표면적의 향상이 저하(실시예 1과 비교예 2의 결과 참조)되어 섬유유연제의 함침율도 저하되는 것을 알 수 있다.
본 발명은 부직포에 있어 섬유유연제의 함침성을 향상한 것이다.
본 발명에 따른 기술을 시트형 섬유유연제인 드라이어 시트에 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 드라이어 시트는, 섬유유연제를 고함량으로 함유할 수 있어 세탁된 섬유의 유연성을 증대하거나, 얇은 두께의 드라이어 시트에서도 섬유유연제를 충분한 함유하게 되어 원가절감이 가능하다.

Claims (5)

  1. 융점이 250℃ 이상인 폴리에스테르의 제1필라멘트 70~90 중량% 및 융점이 235℃ 이하인 폴리에스테르의 제2필라멘트 10~30 중량%를 포함하여 이루어진 혼섬사 장섬유 부직포에서,
    상기 제1필라멘트 및 제2필라멘트의 섬도는 3~10 데니어이고,
    상기 부직포의 비표면적이 0.090~0.180㎡/g이고 균제도 편차가 260 이하인 것을 특징으로 하는 섬유유연제 함침성이 향상된 폴리에스테르 부직포.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부직포에서 공극율이 83% 이상인 것을 특징으로 하는 섬유유연제 함침성이 향상된 폴리에스테르 부직포.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 부직포에서, 섬유유연제 함침률이 100~350%인 것을 특징으로 하는 섬유유연제 함침성이 향상된 폴리에스테르 부직포.
  4. 융점이 250℃ 이상인 폴리에스테르의 제1필라멘트 70~90 중량% 및 융점이 235℃ 이하인 폴리에스테르의 제2필라멘트 10~30 중량%를 포함하여 혼섬방사하고 연신속도 4,500 ~ 5,500 m/분으로 연신하여 상기 제1필라멘트 및 제2필라멘트의 섬도가 3~10 데니어가 되도록 혼섬사를 제조하는 단계;
    상기 혼섬사를 적층하여 웹을 형성하는 단계; 및
    상기 웹을 캘린더 롤러를 통과시키는 캘린더링 공정에서 두께를 조절하여 부직포의 비표면적이 0.090~0.180㎡/g이고 균제도 편차가 260 이하인 부직포를 제조하는 단계;를
    포함한 섬유유연제 함침성이 향상된 폴리에스테르 부직포의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 부직포를 제조하는 단계에서 공극율이 83% 이상이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 섬유유연제 함침성이 향상된 폴리에스테르 부직포의 제조방법.
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