KR20010060339A

KR20010060339A - 폴리프로필렌계 부직포 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20010060339A
Application number: KR1020000068308A
Authority: KR
Inventors: 고바야시도시오; 단게사토루
Original assignee: 다카하라 게이이치로; 유니챰 가부시키가이샤
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2001-07-06
Also published as: BR0005847A; EP1101854B1; ID28425A; DE60036994T2; JP3662455B2; CN1237218C; SG87192A1; CN1297075A; BR0005847B1; CA2326263C; CA2326263A1; AU765499B2; AU7173900A; JP2001146670A; EP1101854A1; DE60036994D1; TW487756B

Abstract

본 발명은 촉감이 좋고, 높은 파단 연신도를 갖는 부직포를 제공한다.

폴리프로필렌의 연속 섬유(15)에 의해 부직포(26)가 형성되고, 연속 섬유(15)가 0.006∼5.8 d의 섬도, 0.019∼0.030의 복굴절율 및 100∼300%의 인장 파단 연신도를 갖는다.

Description

폴리프로필렌계 부직포 및 그 제조 방법{A POLYPROPYLENE-BASED NONWOVEN FABRIC AND A METHOD FOR PREPARING IT}

본 발명은 폴리프로필렌의 연속 섬유로 이루어진 부직포와 그 제조 방법에 관한 것이다.

특허 공보 제2887611호에는 섬도가 1 d 이하의 아주 미세한 연속 섬유로 이루어진 부직포의 제조 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 따르면, 연속 섬유는 용융 방사 공정으로 한번 연신되고, 그 후에 재차 연신됨으로써 섬도가 소정의 값이 된다. 섬도가 작아진 연속 섬유는 포집되어 접착 등에 의해 결합하여 부직포가 된다.

상기 공지 기술에 따르면, 연속 섬유의 섬도가 작고 촉감이 유연한 부직포를 얻을 수 있다. 본 발명은 그러한 부직포에 높은 파단 연신도를 부여하는 것을 과제로 하고 있다.

도 1은 부직포의 제조 공정도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 압출기

2: 서커(sucker)

3: 벨트

4: 고압수 분사 장치

11: 노즐

15: 연속 섬유

16: 안내 통로

18: 입구

19: 출구

26: 부직포

상기 과제 해결을 위한 본 발명은 물건의 발명에 관한 제1 발명과, 그 물건의 제조 방법에 관한 제2 발명으로 구성되어 있다.

상기 제1 발명이 대상으로 하는 것은 폴리프로필렌의 연속 섬유로 이루어진 부직포이다.

이러한 부직포에 있어서, 제1 발명이 특징으로 하는 것은 상기 연속 섬유가 0.006∼5.8 d의 섬도, 0.019∼0.030의 복굴절율 및 100∼300%의 인장 파단 연신도를 가지며, 상기 섬유들이 실질적으로 서로 기계적 교락에 의해 부직포 형태를 유지하고 있는 데 있다.

제1 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 부직포의 인장 강도는 1∼3g/d이다.

상기 제2 발명이 대상으로 하는 것은 다수의 노즐로부터 압출되는 폴리프로필렌의 연속 섬유를 연신한 후, 한 방향으로 주행하는 벨트에 퇴적시키고, 상기 연속 섬유들을 서로 교락시켜 부직포를 제조하는 방법이다.

이러한 방법에 있어서, 제2 발명이 특징으로 하는 것은 상기 노즐 근방을 용융 상태로 압출되고 있는 상기 연속 섬유의 온도 부근이 되도록 보온하고, 입구와 출구와 이들 양자 사이에 연장되는 안내 통로를 구비하며, 상기 안내 통로에는 상기 입구에서 출구로 향하는 방향으로 상온의 압축 에어가 흡출하고 있는 서커의 상기 안내 통로로 상기 연속 섬유를 유도하여 급냉하고, 상기 노즐과 상기 서커 사이에 있어서 상기 연속 섬유를 연신하여 상기 연속 섬유의 섬도를 작게 하며, 또한 상기 폴리프로필렌의 분자를 소정의 복굴절율을 얻을 수 있을 정도로까지 배향시키는 데 있다.

제2 발명에는 다음과 같은 바람직한 실시 형태가 있다.

(1) 상기 연속 섬유가, 상기 노즐 근방에서는 용융 온도 하에서의 섬도가 작아지고, 상기 노즐 근방에서 상기 서커의 입구에 이를 때까지 동안에는 융점 근처의 온도로까지 서서히 강하하며, 상기 서커 내부에 있어서는 상온으로까지 급냉되면서 소정의 복굴절율를 얻을 수 있을 정도로까지 연신되는 형태.

(2) 상기 보온은 압출되고 있는 상기 연속 섬유와 거의 동일한 온도의 열풍이 상기 노즐 근방으로 흡출됨으로써 이루어져 있는 형태.

(3) 상기 서커 내부에 있어서, 상기 연속 섬유의 섬도가 0.006∼5.8 d가 되도록 상기 연속 섬유를 연신하는 형태.

(4) 상기 서커 내부에 있어서, 상기 연속 섬유의 복굴절율이 0.019∼0.030이 되도록 상기 폴리프로필렌 분자를 배향시키는 형태.

(5) 고압수의 분사에 의해 상기 연속 섬유들을 서로 교락시키는 공정이 포함되는 형태.

(6) 상기 노즐에서 상기 벨트까지의 거리가 400∼600 mm인 형태.

첨부의 도면을 참조하여 본 발명에 관한 부직포 및 부직포의 제조 방법의 상세한 내용을 설명하면, 다음과 같다.

도 1은 부직포(100)를 연속적으로 제조하기 위한 공정을 도시한 도면으로서, 이 공정에는 용융 방사기(1), 서커(2), 무단 벨트(3), 고압수 분사 장치(4), 권취 장치(6)가 포함되어 있다.

용융 방사기(1)는 도시되어 있지 않지만 원료 투입구와 스크류식 압출기를 구비하고, 압출기의 선단에 방사 노즐(11)을 가지며, 노즐(11)의 양측 근방에 열풍 흡출구(12)를 갖는다. 원료로는 폴리프로필렌, 예컨대 MFR이 10∼80 g/10 min의 폴리프로필렌이 사용된다. 노즐(11)은, 예컨대 구멍 직경 0.35 mm인 것이, 도면의 지면에 수직인 방향으로 구멍 간격 1 mm로 하여 일렬로 600개 배열된다. 이 노즐(11)에서는, 폴리프로필렌의 연속 섬유(15)가 0.13∼0.40 g/min/노즐의 비율로 토출된다. 흡출구(12)에서는, 용융된 폴리프로필렌의 온도와 거의 동일한 온도, 예컨대 약 230℃의 폴리프로필렌에 대하여 약 230℃의 열풍이 1∼3 Nm³/min의 비율로 흡출하고, 압출된 폴리프로필렌의 급격한 온도 저하를 저지하고 있다.

서커(2)는 연속 섬유(15)가 통과하는 안내 통로(16)와, 안내 구멍(16)에서 그 양측에서 개구하고 있는 상온 압축 에어의 분출구(17)를 갖는다. 안내 구멍(16)은 연속 섬유(15)에 대한 입구(18)와 출구(19)를 가지며, 입구(18) 근방에는 분출구(17)가 설치되어 있다. 서커(2)의 입구(18)와 노즐(11)과의 거리 P는 최대로 500 mm, 바람직하게는 100∼300 mm가 되도록 서커(2)의 위치가 정해진다. 이러한 거리 P를 진행하는 연속 섬유(15)의 온도는 입구(18)에 도달했을 때에 융점 근방으로까지 강하하는 것이 바람직하다. 분출구(17)에서 출구(19)까지의 거리 Q의 사이에서는, 상온 압축 에어가 출구(19)로 향하여 분출하고 있다. 거리 Q는 20∼500 mm인 것이 바람직하고, 여기서 말하는 상온이란 10∼50℃의 범위를 의미한다. 압축 에어는 압력 0.5∼2 kgf/cm²G, 유량 4∼10 Nm³/min의 비율로 공급된다. 안내 구멍(16)으로 진입한 연속 섬유(15)는 상온 압축 에어에 의해 상온 근방으로까지 급냉됨과 동시에 섬도가 0.006∼5.8 d, 복굴절율 Δn이 0.019∼0.030가 되도록 연신된다. 연신후의 연속 섬유(15)는 1∼3 g/d의 인장 강도를 갖고 있는 것이 바람직하다.

무단 밸트(3)는 도면의 지면에 수직인 방향으로 연장되는 폭을 가지며, 서커(2)의 출구(19)로부터의 거리 R이 50∼300 mm이다. 바람직한 벨트(3)에서는, 노즐(11)로부터의 거리가 바람직하게는 300∼1500 mm, 보다 바람직하게는 400∼600 mm가 되도록 거리 P, Q, R이 조정되고 있다. 벨트(3)는 도면의 우측으로 2∼8 m/min의 속도로 주행하고 있다. 벨트(3)는 통기성의 것으로, 이 벨트(3)를 사이에 두고 흡입 상자(21)가 서커(2)와 서로 대향하고 있다. 출구(19)로부터 나온 연속섬유(15)는 압축 에어와 흡입과의 작용에 의해 벨트(3)의 폭 방향이나 길이 방향으로 요동하고, 벨트(3) 위에 불규칙한 모양을 그리면서 퇴적하여 웨브(22)를 형성한다.

고압수 분사 장치(4)는 다수의 노즐(23)이 벨트(3)의 폭 방향으로 0.3∼3 mm의 피치로 배열됨으로써 형성된 1 또는 2 이상의 노즐 열(24)과, 벨트(3)를 사이에 두고 노즐 열(24)과 서로 대향하는 흡입 상자(26)를 갖는다. 노즐 열(24)이 2 열인 경우, 예컨대 제1 열의 노즐(23)에서는 20 kgf/cm²의 분사 수류에 의해 웨브(22)의 질을 안정시키기 위한 처리를 실시하고, 제2 열의 노즐(23)에서는 100 kgf/cm²의 분사 수류에 의해 연속 섬유(15) 중의 일부를 웨브(22)의 진행 방향으로 연장되도록 배열하거나, 또는 일부를 서로 교락시킴으로써 웨브(22)의 인장 강도를 향상시킨다. 그러한 후에, 웨브(22)는 건조 공정(도시하지 않음)을 거쳐 부직포(26)가 되고, 권취 장치(6)에 의해 롤 형태로 권취된다.

이러한 일련의 공정에 있어서, 하기의 운전 조건을 채용하여 얻어진 연속 섬유(15)와 부직포(26)의 물성은 다음과 같다.

(운전 조건)

사용 수지 폴리프로필렌(MFR = 70 g/10 min)

방사 노즐 구멍 직경 0.35 mm

구멍 수 600

구멍의 피치 1 mm

온도 230℃

토출량 0.13 g/min/노즐

열풍 온도 230℃

유량 1.5 Nm³/min

상온 압축 에어 압력 1.0 kgf/cm²G

유량 6.0 Nm³/min

벨트 방사 노즐부터의 거리 490 mm

주행 속도 4.4 m/min

고압수 분사 처리 제1 열 20 kgf/cm²

제2 열 100 kgf/cm²

(연속 섬유의 물성)

평균 섬유 직경 8.9 μm(0.51 d)

섬유 직경 표준 편차 1.03

인장 강도 1.72 g/d

인장 파단 연신도 6.38 mm

인장 조건: 척간 거리 0 mm

인장 속도 10 mm/min

복굴절율(Δn) 0.027

(부직포의 물성)

평량 34.2 g/m²

두께(측정 하중 3 g/cm²) 0.48 mm

MD 방향의

인장 강도 16550 g/50 mm 폭

인장 파단 연신도 193%

CD 방향의

인장 강도 8248 g/50 mm 폭

인장 파단 연신도 197%

인장 조건: 척간 거리 10 mm

인장 속도 10 mm/min

이들 연속 섬유와 부직포의 물성으로부터도 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 관한 제조 방법으로 얻어지는 연속 섬유(15)는 섬도를 비교적 작게, 예컨대 0.006∼5.8 d로 할 수 있고, 동시에 섬도의 변동을 작게 할 수 있다. 이러한 연속 섬유(15)는 부직포(26)가 될 때까지의 과정에서 거의 열 융착하는 것이 없고, 기계적으로 서로 교락만 하는데, 그럼에도 불구하고 연속 섬유임에 따라 그 교락의 정도가 약하고, 연속 섬유(15)들은 서로의 움직임을 그다지 구속하는 것이 없다. 그러한 연속 섬유(15)로 이루어진 부직포(26)는 유연하고, 또한 촉감이 좋다. 또한, 복굴절율(Δn)이 0.019∼0.030이 되도록 연신되어 있는 연속 섬유(15)는 그 신장성이 현저히 방해될 정도로 폴리프로필렌 분자가 고도로 배향되어 있지 않고, 높은 파단 연신도를 갖는다. 예컨대, 실시예의 연속 섬유(15)는 척간 거리가 0 mm일 때의 인장 시험에서 6.38 mm로까지 신장한다. 이러한 연속 섬유(15)가 고압수의 분사에 의해 기계적으로 서로 교락함으로써 형성된 부직포(26)는 연속 섬유(15)의 파단 연신도가 높다는 것과, 섬유(15)들의 교락이 약하다는 것에 의해, MD 방향과 CD 방향으로 100∼300%의 높은 파단 연신도를 갖는다. 실시예의 부직포(26)에서는, MD 방향과 CD 방향의 파단 연신도가 193%와 197%이다.

본 발명에 의해 얻어지는 부직포(26)는 일회용 기저귀나 생리대, 의료용의 일회용 가운 등의 일회용 착용 물품에 사용할 수 있는 것 이외에 필터나 물걸레 등으로서도 사용할 수 있다.

본 발명에 관한 폴리프로필렌계 부직포의 제조 방법에 따르면, 0.006∼5.8 d의 섬도, 0.019∼0.030의 복굴절율 및 1∼3 g/d의 인장 강도를 갖는 폴리프로필렌의 연속 섬유로부터 부직포를 얻을 수 있고, 이 부직포에서는, 연속 섬유의 방사시에 있어서 폴리프로필렌 분자의 배향 정도가 낮으며, 또한 연속 섬유가 서로의 움직임을 강하게 구속할 정도로는 교락하지 않는다. 이러한 부직포는 유연하고 촉감이 좋으며, 또한 높은 파단 연신도를 갖고 있다.

Claims

폴리프로필렌의 연속 섬유로 이루어진 부직포에 있어서,

상기 연속 섬유가 0.006∼5.8 d의 섬도, 0.019∼0.030의 복굴절율 및 100∼300%의 인장 파단 연신도를 가지며, 상기 섬유들이 실질적으로 서로 기계적 교락(交絡)에 의해 부직포 형태를 유지하고 있는 것을 특징으로 하는 부직포.
제1항에 있어서, 상기 부직포의 인장 강도가 1∼3 g/d인 것을 특징으로 하는 부직포.
다수의 노즐로부터 압출되는 폴리프로필렌의 연속 섬유를 연신한 후, 한 방향으로 주행하는 벨트에 퇴적시키고, 상기 연속 섬유들을 서로 교락시켜 부직포를 제조하는 방법에 있어서,

상기 노즐 근방을 용융 상태로 압출되고 있는 상기 연속 섬유의 온도 부근이 되도록 보온하고, 입구와 출구와 이들 양자 사이에 연장되는 안내 통로를 구비하며, 상기 안내 통로에는 상기 입구에서 출구로 향하는 방향으로 상온의 압축 에어가 흡출되고 있는 서커의 상기 안내 통로로 상기 연속 섬유를 유도하여 급냉하고, 상기 노즐과 상기 서커 사이에 있어서 상기 연속 섬유를 연신하여 상기 연속 섬유의 섬도를 작게 하며, 또한 상기 폴리프로필렌의 분자를 소정의 복굴절율을 얻을 수 있을 정도로까지 배향시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 연속 섬유가, 상기 노즐 근방에서는 용융 온도 하에서의 섬도가 작아지고, 상기 노즐 근방에서 상기 서커의 입구에 이를 때까지 동안에는 융점 근처의 온도로까지 서서히 강하하며, 상기 서커 내부에 있어서는 상온으로까지 급냉되면서 소정의 복굴절율를 얻을 수 있을 정도로까지 연신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 보온은 압출되고 있는 상기 연속 섬유와 거의 동일한 온도의 열풍이 상기 노즐 근방으로 흡출됨으로써 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 서커 내부에 있어서, 상기 연속 섬유의 섬도가 0.006∼5.8 d가 되도록 상기 연속 섬유를 연신하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 서커 내부에 있어서, 상기 연속 섬유의 복굴절율이 0.019∼0.030이 되도록 상기 폴리프로필렌의 분자를 배향시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 고압수의 분사에 의해 상기연속 섬유들을 서로 교락시키는 공정이 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 노즐에서 상기 벨트까지의 거리가 400∼600 mm인 것을 특징으로 하는 방법.