KR940004704B1 - 부직포 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

부직포 및 그의 제조방법

제1도, 제2도 및 제3도는 각각 본 발명에 따른 열접착성 복합섬유의 단면 구성의 태양을 모식적으로 나타낸 단면도이며,

제4도는 줄무늬상(節狀) 응집부가 시이드부에 형성된 상태의 예를 나타내는 스케치이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 코어부 1a : 코어 구분대

1b : 코어 구분대 2 : 사이드부

3 : 응집부

D₁: 응집부에 인접한 부분의 최소 직경

D₂: 응집부의 최대 부분에서의 직경

본 발명은 벌크성이 있는 동시에 유연성이 우수한 촉감을 가진 부직포 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

융점을 달리하는 2성분으로 이루어지고, 융점이 낮은 쪽의 성분이 섬유 표면의 상당한 부분, 예를들면, 반 이상을 차지하는 병렬형 또는 코오-시이드(Core-Sheath)형 폴리프로필렌계 열접착성 복합섬유와 이를 사용한 부직포가 이미 공지되어 그동안 여러 가지 개량이 이루어져 왔다. 이들 개량 중에서 주된 것은, 예를들면, 일본국 특허공보 제(소)52-12830호, 일본국 공개특허공보 제(소)58-136867호, 제(소)58-180614호 등에 나타나 있는 바와 같이, 부직포를 가공할 때의 가열처리에 있어서의 수축성 개량, 수득된 부직포의 강도 향상 및 벌크성 등의 개량을 목적으로 한 것으로서, 그 나름의 성과가 달성되었으나, 벌크성에 대해서는 여전히 충분하지 못하였다.

폴리프로필렌계 열접착성 복합섬유의 가열처리에 의해 수득되는 부직포의 벌크성 뿐만 아니라, 촉감의 향상에 대해서도 종래 성과는 별로 달성되지 못하였다. 촉감의 개선책으로서 가는 데니어 사의 사용 및 레이욘, 면 등 기타 섬유의 혼합비율의 증가 등을 들 수 있으나, 벌크성, 유연성이 우수한 제품은 아직 수득하지 못하였다. 이와 같은 상황하에서, 예를들면, 종이 기저귀, 위생용 재료 등과 같은 용도에 따라서는 부직포를 가공할 때의 벌크성 및 유연성을 일층 향상시키려는 요구를 충족시키지 못하는 문제점이 있으며, 이의 개선이 강하게 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고, 벌크성이 있고 유연성이 우수한 촉감을 가진 부직포를 제공하는 것을 목적으로 예의 연구한 결과, 코어부로 벌크성을 부여하고 시이드부로 열접착성을 부여하도록 열접착성 복합섬유를 구성함으로써, 수득된 부직포는 부직포 구조가 극히 안정화되어 있고 충분한 벌크성을 가짐과 동시에 유연한 촉감을 갖는다는 사실, 및 복합섬유의 이러한 구성에 추가로 가열처리에 의해 섬유간 접착부 이외의 각 부분에 시이드 성분으로 이루어진 줄무늬상 응집부를 섬유표면에 다수 생성시키도록 열접착성 복합섬유를 구성함으로써, 유연한 촉감을 한층 양호하게 한다는 사실을 밝혀내고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 한 태양은, 2종의 폴리프로필렌계 중합체의 코어 성분으로 이루어진 병렬형 복합구조를 가지며 그의 복합비가 1 : 2 내지 2 : 1이며, 또한 한쪽의 코어 성분의 Q값(여기서, Q=중량평균분자량/수평균자량)이 6 이상이고 다른쪽의 코어 성분의 Q값이 5 이하인 코어부 및 융점이 2종의 코어 성분중 낮은 쪽의 융점보다도 20℃ 이상 낮은 폴리에틸렌계 중합체의 시이드 성분으로 이루어지고, 코어부와의 합계량을 기준으로 하여 25 내지 55중량%의 비율로 코어부를 피복시키는 조건(이하, 시이드부의 조건이라고 칭함)을 적어도 만족시키는 시이드부로 이루어진 열점착성 복합섬유를 적어도 30중량% 함유하며, 열접착성 복합섬유의 시이드부의 섬유간 접착부에 의해 안정화 되어 있음을 특징으로 하는 부직포에 관한 것(이하, 제1발명이라고 함)이다.

본 발명의 다른 태양은, 2종의 폴리프로필렌계 중합체를 각각 2종의 코어 성분용으로, 또한 융점이 2종의 폴리프로필렌계 중합체중 낮은 쪽의 융점보다도 20℃이상 낮은 폴리에틸렌계 중합체를 시이드 성분용으로 각각 사용하여 복합방사하고, 2종의 코어 성분으로 이루어진 병렬형 복합 구조를 가지며 그의 복합비가 1:2 내지 2:1이고, 또한 한쪽의 코어 성분의 Q값(여기서, Q=중량평균분자량/수평균분자량)이 6이상이고 다른쪽의 코어 성분의 Q값이 5이하인 코어부를, 시이드 성분으로 이루어진 시이드부가 코어부와의 합계량을 기준으로 하여 25 내지 55중량%의 비율로 피복시킨 구조의 복합 미연시사를 수득하고, 복합 미연신사를 1단계 이상의 연신공정으로 연신하여 열접착성 복합섬유를 제조하고, 열접착성 복합섬유를 적어도 30중량% 함유하는 웹(web)을 제조하여 시이드 성분의 융점보다 높고 2종의 코어 성분중 낮은 쪽의 융점 보다 낮은 온도에서 가열처리함을 특징으로 하는 부직포의 제조방법에 관한 것(이하, 제2발명이라고 함)이다.

이하에, 제1발명의 구성을 구체적으로 설명한다.

우선, 본 발명에 따른 부직포에 사용된 열접착성 복합섬유에 대해서 도면으로 설명한다.

제1도, 제2도 및 제3도는 각각 본 발명에 있어서 사용되는 열접착성 복합섬유의 단면 구성의 태양을 무식적으로 표시하는 단면도이고, 제4도는 줄무늬상 응집부가 시이드부에 형성되어 있는 상태의 예를 나타내는 스케치이다.

도면중(1)은 코어부이고, 2종의 폴리프로필렌계 중합체의 코어 성분으로 각각 이루어진 코어 구분대(1a) 및 (1b)로 구성된 병렬형 복합구조를 가지고 있다. 코어부(1)의 병렬형 복합구조에는 여러 가지 태양이 있다. 예를들면, 제1도와 같은 원을 직경으로 반원씩으로 2등분한 단면 구조와, 제2도와 같이 한쪽의 코어 구분대(1a)의 주위 일부를 남기고 그 나머지를 다른쪽의 코어 성분대(1b)가 둘러싸는 단면 구조이고, 실제로는 다수의 경우 양극단의 중간의 단면 구조로 되어 있다. 또한, 제3도와 같이 코어부(1)가 섬유 단면에서 편심(偏心)상으로 되어 있는 구조도 좋다.

폴리프로필렌계 중합체로서는, 결정성의 폴리프로필렌을 대표적으로 들 수 있으나, 프로필렌과 소량의 에틸렌, 부텐-1, 펜텐-1 등의 프로필렌 이외의 α-올레핀과의 공중합체이어도 좋으며, 이 경우, 공중합체 성분이 40중량% 이하가 바람직하다.

이러한 2종의 폴리프로필렌계 중합체는 각각 코어 구분대(1a) 및 (1b)의 코어 성분으로서 사용되지만, 이들의 Q값에 있어서 서로 상이하며, 한쪽의 코어 구분대(1a)의 코어 성분(이하, "1a 성분"이라고 약칭한다)의 Q값은 6 이상이고 통상적인 폴리프로필렌이 해당되며, 다른쪽의 코어 구분대(1b)의 코어 성분(이하, "1 b 성분"이라 약칭한다)의 Q값은 5 이하, 바람직하게는 3 내지 5이다. 여기에서 Q값은 중합체의 분자량 분포를 표시하는 수치이고, 하기식으로 표시한다.

(여기서

는 중량평균분자량이고,

은 수평균분자량이다)

또한, 코어부(1)를 구성하는 코어 성분(1a)와 (1b)의 복합비는 1 : 2 내지 2 : 1이다.

이와 같이 코어부(1)가 Q값을 달리하는 (1a)성분과 (1b)성분으로서 병렬형 복합구조를 취함으로써, 복합섬유에 현재권축(顯在捲縮)을 제공함과 동시에 가열처리에 의해 잠재권축(潛在捲縮)을 현재화시켜 벌크성이 있게 한다.

(2)는 시이드부이고, 융점이 코어부(1)의 2개의 코어 성분 즉, (1a)성분과 (1b)중 낮은 쪽의 융점(융점에 차이가 없는 경우는 동일한 융점)보다도 20℃ 이상 낮은 폴리에틸렌계 중합체의 시이드 성분으로 이루어진다. 이와 같은 폴리에틸렌계 중합체로서는 폴리에틸렌과 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체(에틸렌 성분 98 내지 60중량%)를 들 수 있다. 또한, 폴리에틸렌으로서 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌 및 고밀도 폴리에틸렌을 들 수 있다.

시이드부(2)가 코어부(1)를 피복함으로써 시이드-코어형 복합구조의 복합섬유가 구성되며, 시이드부(2)의 비율은 코어부(1)와의 합계량에 대해서 25 내지 55중량%이다. 시이드부(2)의 비율이 25중량% 미만인 경우는 수득되는 부직포의 강도가 너무 낮아서 실용상 문제가 있고, 55중량%를 초과하는 경우는 코어부(1)에 의한 권축발현을 방해하여 복합섬유로서의 권축이 불충분하게 되어 벌크성이 낮아진다.

시이드부(2)는 상기와 같이 저융점 폴리에틸렌계 중합체이고 종래의 열접착성 시이드-코어형 복합섬유와 마찬가지로 섬유간 접착부를 형성하고 있다. 시이드부(2)가 상기 구성을 갖는 등 시이드부의 조건을 만족하고 있는 한, 전술한 코어부(1)로서 구성되는 열접착성 복합섬유를 소재로 하여 수득되는 부직포의 벌크성은 충분하며, 촉감도 좋다.

그러나, 시이드부(2)가 또한 다음과 같은 구성을 가지므로써, 촉감은 한층 유연성이 우수하여 양호하게 된다. 즉, 그의 구성은, 시이드부(2)가 제4도에 도시된 바와 같이 시이드 성분으로 이루어진 줄무늬상 응집부(3)를 시이드(2)의 여러 부분에 갖는 구성이다. 줄무늬상 응집부(3)의 최대 부분에서의 직경(D₂)은 그의 응집부(3)에 인접한 부분의 최소 직경(D₁)의 거의 2배 이상에 달하는 것이 많고, 이와 같은 직경(D₂)의 응집부(3)는 섬유의 실제 길이 1㎝당 거의 0.1 내지 0.5개로 형성되어 있다. 응집부(3)의 형성개수는 시이드부(2)의 전술한 비율[코어부(1)와의 합계량에 대한 비율]이 55중량%를 초과하는 경우는 충분치 않으며, 부직포의 촉감 향상에는 기여하지 않는다.

열접착성 복합섬유의 섬도(纖度)는 특별히 한정되지 않으나, 촉감을 중시하는 용도에 제공되는 부직포의 경우는 1.5 내지 7데니어가 적당하고, 또한 가는 쪽으로 범위를 확장한 0.7 내지 7데니어가 더욱 바람직하다.

본 발명에 따른 부직포에 있어서는, 열접착성 복합섬유가 단독으로 존재하거나, 적어도 30중량%로 함유되어 기타 섬유, 예를들면, 레이욘, 목면, 마 폴리아미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 아크릴 섬유 등과 혼합되어 있고, 열접착성 복합섬유의 시이드부(2)의 섬유간 접착부에 의해 부직포 구조를 이루고 있다.

본 발명에 따른 부직포를 제조함에 있어서, 먼저 열접착성 복합섬유를 다음과 같이 하여 제조한다. 즉, 전술한 제1발명의 구성으로서 설명한 코어 성분용의 2종의 폴리프로필렌계 중합체와 시이드 성분용의 폴리에틸렌계 중합체와의 3종의 중합체를 준비한다. 코어 성분용의 폴리프로필렌계 중합체에 대해서는, Q값이 6 이상인 (1a)성분용의 폴리프로필렌계 중합체로서 용융유량(MFR로 표시한다. JIS K 7210의 표1의 조건 14에 따름, 이하 동일함)이 4 내지 40인 것이 바람직하고, 또한, Q값이 5 이하인 (1b)성분용의 폴리프로필렌계 중합체로서 용융유량이 4 내지 60인 것이 바람직하다. Q값이 5 이하인 폴리프로필렌계 중합체는 Q값이 5보다 큰 폴리프로필렌계 중합체를 원료 중합체로서 다음 방법에 의해 제조할 수도 있다. 즉, 한가지 방법은, 원료 중합체의 융점 이상의 온도로 가열함으로써 산소를 발생시키는 유기 과산화물 화합물, 예를들면, 3급-부틸 하이드로퍼옥사이드, 큐멘 하이드로퍼옥사이드, 2,5-디메틸헥산-2,5-디하이드로퍼옥사이드 등을 원료 중합체에 0.01 내지 1.0중량% 첨가혼합하고, 압출기에 의해 용융압출시켜 조립하는 방법이다. 혹은, 다른 방법으로서, 유기 과산화물 화합물을 첨가하지 않고 고온에서 수회 용융압출시켜, 조립을 반복하는 방법에 의한 것도 좋다. 이와 같이 Q값은 용융압출함으로써 조금 적어지기 때문에, 복합 방사전의 중합체로서는 (1a)성분용의 중합체의 Q값은 6보다 약간 큰값 이상의 것이 좋고, (1b)성분용의 중합체의 Q값은 5보다 약간 커도 지장이 없다. 또한, 폴리에틸렌계 중합체로서 용융 지수(MI로 표시한다. JIS K 7210의 표 1의 조건 4에 의함)가 2 내지 50인 것이 바람직하다.

전술한 3종의 중합체가 준비되면, 이들을 3대의 압출기에 각각 공급하여 용융압출시키고, 각각의 기어 펌프를 경유하여 공지된 적절한 복합방사용 구금에 넣는다. 3개의 중합체 성분을 사용하여 본 발명에 따른 열접착성 복합섬유와 동일한 단면 구조로 방출될 수 있는 공지된 복합방사용 구금으로서, 예를들면, 일본국 특허공보 제(소)44-29522호에 기재되어 있는 방사용 구금을 사용할 수 있다. 이러한 방사용 구금에 3종의 중합체를 넣을 경우, 코어 성분(1a)용과 (1b)용의 각각의 중합체 양이 2 : 1 내지 1 : 2의 범위인 소정의 복합비가 되도록, 또한 시이드 성분용의 중합체 양이 코어부(1)의 전체 중합체 양과의 합계량을 기준으로 하여 25 내지 55중량%의 범위인 소정 비율로 되도록 각각의 기어 펌프의 압송량을 조절한다.

이와 같이하여 수득한 소정의 단면 구조의 복합 미연 신사를 1단 연신 또는 다단 연신한다. 일반적으로, 다단 연신에 있어서는 제1단 연신온도를 제2단 연신온도보다도 낮게 하는 편이, 또한 1단 연신의 경우도 실온 내지 이에 가까운 비교적 낮은 연신온도 쪽이 수득되는 복합섬유의 잠재권축성을 증대시키므로 바람직하다. 그리고, 일반적으로 연신시에 발열하므로, 1단 연신 또는 다단 연신중의 제1단 연신은 상온을 유지하고 있는 수중을 통과시키면서, 또는 냉각수 등에 의해 상온으로 보존되어 있는 실내에서 수행하는 것이 바람직하다.

연신조건은 제조하려고 하는 일접착성 복합섬유에 따라 다소 차이가 있다.

제조하려고 하는 열접착성 복합섬유가, 그의 시이드부(2)가 전술한 시이드부의 조건을 만족시키는 것인 경우는 연신온도는 상온(15 내지 40℃)에서부터 130℃까지의 온도이다. 또한, 연신배율은 연신배율의 총 합계로서 표시하여 1.3 내지 9배이고, 그 중에서도 1.5 내지 6배가 바람직하다. 특히 바람직한 연신은, 제1단 연신을 연신온도 실온, 연신배율 4 내지 5배로 수행하고 제2단 연신을 연신온도 70 내지 90℃, 연신배율 0.8 내지 0.9로 수행하는 2단계 연신이다.

제조하려고 하는 열접착성 복합섬유가 상기 시이드부의 조건을 만족하고, 또한 그의 시이드부(2)에 응집부 형성성 부분을 갖는 경우는, 다음과 같은 약간 복잡한 공정으로 연신시킨다. 즉, 먼저 연신에 앞서, 복합 미신연사를 비긴장하에 80℃ 이상에서 시이드 성분의 융점 이하의 온도로 10초 이상, 바람직하게는 12 내지 180초간 가열처리한다. 이 가열처리에 의해 2개의 코어 성분 즉, (1a)성분의 결정화를 촉진하여 시이드부(2)와 코어부(1)와의 계면친화력을 저하시키는 것이다. 가열처리방법으로서, 예를들면, 건열 오븐 또는 열수 중에 연속적으로 저속도로서 통과시키는 방법, 배치(batch)식으로 대형 건조기내에서 처리하는 방법 등을 들 수 있다. 가열처리가 끝난 미연신사는 상온(15 내지 40℃)에서 냉각시킨 다음, 상온에서 1.3 내지 2배, 바람직하게는 1.5 내지 1.8배로 제1단 연신을 수행한다. 이제 1단 연신에 의해 연신 전의 가열처리가 상승되어 시이드부(4)와 코어부(1)와의 계면친화력의 저하가 촉진되고, 그 결과, 시이드부(2)와 코어부(1)와의 계면은 부분적으로 박리되거나, 또는 잠재적인 박리상태에 있게 되어 응집부(3)를 생성시키는 부분(이 부분을 응집부 형성성 부분이라고 함)이 다수 생성되는 것이다.

제1단 연신의 연신배율이 2를 초과하는 경우는 연신 모우(毛羽)의 발생, 섬유강도의 저하, 수득되는 부직포의 수축률의 증가 등의 문제점이 발생하고, 연신배율이 1.3미만인 경우는 본 발명의 효과가 수득되기 힘들다. 제1단 연신을 수행한 후는, 계속하여 이완시키지 않고 80℃ 이상 내지 시이드 성분의 융점 이하의 온도에서 제2단 연신을 수행하지만, 이때 연신배율을 제2연신에 있어서 최고 연신배율(제1단 연신을 끝낸 사(系)가 연신되어 사가 절단되기 시작할 때의 연신비율)의 90% 이상의 연신배율로 한다. 상기와 같이 제1연신후에 섬유를 이완시키지 않고 계속해서 제2단 연신을 수행함으로써 이완에 의해 발현되는 권축으로 섬유끼리 교락되어 제2단 연신에서 사 절단이 발생하는 것을 방지하고, 또한 제2단 연신을 상기와 같은 온도 및 연신배율로서 수행함으로써 섬유 강도가 높고, 수득되는 부직포의 수축률을 낮게하여 벌크성이 있는 3차원 권축이 수득됨과 동시에, 응집부 형성성 부분의 생성을 더욱 촉진한다.

이와 같이 하여 수득된 열접착성 복합섬유는 시이드 성분의 융점보다도 높고, 2개의 코어 성분(1a) 및 (1b)의 낮은 쪽의 융점보다도 낮은 온도의 가열처리에 의해 시이드 성분으로 이루어진 줄무늬상 응집부(3)를 생성시키는 응집부 형성성 부분을 시이드부(2)의 여러 부분에 갖는 것이 큰 특징이다. 응집부 형성성 부분에서는 시이드부(2)가 코어부(1)로부터 박리되어 있거나, 박리되어 있지는 않으나 시이드부(2)와 코어부(1)와의 계면친화력이 낮은, 바꿔 말하면 잠재적으로 박리상태에 있다고 말할 수 있는 부분이며, 상기 온도의 가열처리에 의해 제4도에 도시한 바와 같이 응집부(3)가 생성되는냐 안되는냐에 의해 다른 부분과 구별될 수 있다.

제조하려고 하는 열접착성 복합섬유가 시이드부의 조건을 만족하고, 또한 그의 시이드부(2)에 응집부 형성성 부분을 갖는 것인 경우에 있어서, 미연신사로서 다음과 같이 하여 수득되는 것을 사용하면 유연성이 더욱 우수한 촉감의 복합섬유가 수득된다.

즉, 3종의 중합체를 사용하여 복합방사할 경우, 이들의 중합체에 계면친화력을 저하시키는 약제(이하, 친화력 저하제라고 함)를 첨가하는 점이다. 즉, 친화력 저하제를 2종의 코어 성분용의 폴리프로필렌계 중합체의 양쪽에 첨가하든지, 시이드 성분용의 폴리에틸렌계 중합체에 첨가하든지, 또는 코어 성분용 및 시이드 성분용중 어느 중합체에나 첨가하는 것이다. 이와 같은 친화력 저하제로서, 폴리디메틸실옥산, 페닐변성폴리실옥산, 아미노변성폴리실옥산, 올레핀변성폴리실옥산, 하이드록시변성폴리실옥산, 에폭시변성폴리실옥산 등의 폴리실옥산, 또는 퍼플루오로알킬기 함유 중합체, 퍼플루오로알킬렌기 함유 중합체, 이들 중합체의 변성물 등의 불소 화합물이 유효하다. 첨가량은 친화력 저하제가 첨가되는 중합체마다 그 중합체를 기준으로 하여 0.05 내지 1.0중량% 첨가한다. 이와 같은 코어 성분용 중합체 및 시이드 성분용 중합체의 적어도 어느 것이든지 한쪽에 친화력 저하제를 첨가하고 복합방사하여 수득되는 복합 미연신사를 연신함으로써 응집부 형성성 부분의 생성을 1단으로 촉진하여 열접착성 복합섬유를 제조할 수 있다.

이하 같이 하여 복합 미연신사를 1단 연신 또는 2단 연신으로 연신한 후, 연신사를 필요에 따라 건조시키고, 용도에 따라 그대로 또는 소정의 길이로 절단한다.

방출 후의 미연신사의 가열, 냉각, 연신 등의 처리는 처리능률면에 있어서, 통상 미연신사를 수만 내지 수백만 데니어의 토우(tow)로 집속하여 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 가능한 한 토우를 절단하지 않고 연속해서 주행 또는 집적상태에서 저속도의 이동으로 처리공정을 통과시켜 공정 각부에 있어서 소정의 가열, 냉각, 연신 등의 처리를 수행하는 것이 바람직하지만, 전술한 바와 같이 가열처리 등은 배치식 처리로 수행해도 좋다.

이와 같이 하여 수득된 열접착성 복합섬유 단독으로 이루어진 웹, 또는 적어도 30중량%를 함유하도록 전술한 다른 섬유와 혼합하여 웹을 제조하고, 이 웹을 열접착성 복합섬유의 시이드 성분의 융점보다도 높고 2종의 코어 성분의 낮은 쪽의 융점보다도 낮은 온도에서 가열처리하여 본 발명에 따른 부직포가 수득된다.

본 발명에 따른 부직포에 사용되는 열접착성 복합섬유는, 코어부(1)가 Q값이 상이한 폴리프로필렌계 중합체를 사용한 병렬형 복합구조를 가지며, 융점이 코어 성분의 중합체보다도 낮은 폴리에틸렌계 중합체의 시이드부(2)로서 코어부(1)를 피복한 복합구조로 되어 있다. 따라서, 이와 같은 열접착성 복합섬유를 함유하는 웹이 소정 온도에서 가열처리되어 수득된 부직포는, 충분한 벌크성을 가지며 또한 대단히 안정한 부직포로 된다. 그 이유는, 이 부직포를 구성하고 있는 열접착성 복합섬유는 일반적으로 권축 발현이 작은 시이드-코어 구조이면서, 코어부(1)가 병렬형 복합구조이므로 가열처리전부터 갖고 있는 현재권축 및 가열처리로써 잠재권축이 현재화된 권축이 충분히 크며, 또한 이들은 느슨한 3차원 권축 형태를 가지고 있어서 부직포를 충분히 벌크하게 하며, 또한 섬유의 단면 구조 전체가 시이드-코어 구조이므로 시이드부(2)에 의해 열접착성이 충분하고 섬유가 열접착부에 의한 부직포 구조를 가지고 있어서, 복합섬유의 시이드부(2)와 코어부(1)와의 계면친화력이 저하됨으로서 시이드부에 생성된 적어도 잠재적으로 박리상태에 있는 다수의 응집부 형성성 부분이 가열처리에 의해 용융응집되고 고형화되어 시이드 성분으로 이루어진 다수의 줄무늬상 응집부(3)가 섬유 표면에 형성되어 있는 경우는, 부직포의 촉감을 유연성이 대단히 우수한 상태로 있게 한다. 그 이유는, 응집부가 인접한 섬유의 표면과 점으로 접함으로써, 섬유 표면의 접촉면적을 현저하게 감소시키기 때문이라고 생각될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 부직포는 종래 문제점이었던 부직포의 벌크성이 더욱 향상됨과 동시에 촉감에도 현격하게 개선된 것이다.

[실시예, 비교예]

이하, 실시예, 비교예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.

(Ⅰ) 구성 소재인 복합섬유에 응집부가 형성되어 있지 않은 부직포의 경우,

[실시예 1 내지 12, 비교예 1 내지 5]

(A) 열접착성 복합섬유의 제조

제1표에 나타낸 8종의 폴리프로필렌 a,b,c,d,e,f,g 및 h와 2종의 폴리에틸렌계 중합체 i 및 j를 제2표에 나타낸 여러 가지 조합으로 사용하여, 2종의 폴리프로필렌으로 각각 이루어진 (1a)성분 및 (1b)성분으로 구성된 병렬형 복합구조의 코어부가 1종의 폴리에틸렌계 중합체로 이루어진 시이드부로 피복된 구조의 복합섬유를 다음과 같이 복합방사 및 가열, 연신처리하여 제조한다.

방사구금으로서 구공 직경이 1.0ψ㎜ 이고, 구공 수가 120개인 구금을 사용하고, 코어부를 구성하는 (1a)성분과 (1b)성분과의 복합비를 1 : 1로 하며, 코어부와 시이드부와의 합계량에 대한 시이드부의 비율은 33.3 내지 66.7중량%로 변화시키고, 방사온도(방출 직전의 중합체 온도)를 폴리프로필렌은 (1a)성분, (1b)성분 모두 260℃로, 폴리에틸렌계 중합체는 220℃로 방사하여, 11d/f(필라멘트당 데니어)의 복합 미연신사를 수득한다. 복합 미연신사는 약 9만 데니어의 토우로 집속하여 연신한다. 연신에는 3단의 연신 로울(roll)을 사용한다. 1단 연신은 토우를 제1연신 로울 및 제2연신 로울에 통과시킴으로써, 2단 연신은 1단 연신에 연속하여 또한 제3연신 로울을 통과시킴으로써 수행한다. 연신온도에 대해서는, 제1단 연신온도(1단 연신인 경우의 연신온도와 동일함)는 제1연신 로울의 온도와, 또한 제2단 연신온도는 제2연신 로울의 온도와 동일한 것으로 규정한다. 이와 같은 방법에 의해, 먼저 토우를 21℃의 0.2% 표면가공제 욕을 통과시키고 난 후, 26℃의 제1연신 로울, 80℃의 제2연신 로울 및 28℃의 제3연신 로울에 순차적으로 통과시켜 2단 연신(실시예 1 내지 9, 비교예 1 내지 5)을 수행하거나 또는 제2연신 로울의 온도를 70℃로 하여 제3연신 로울을 사용하지 않고 1단 연신(실시예 10 내지 12)을 수행한 후, 실온보다 고온의 것은 실온에서 냉각시킨다. 이와 같이 하여 수득된 각 열접착성 복합섬유의 강신도를 측정하고, 또한 권축형상을 관찰한다.

(B) 각 열접착성 복합섬유 단독으로 이루어진 부직포의 제조

전항(A)에서 수득된 각 열접착성 복합섬유마다 소면기에 2회 통과시켜 100g/㎡의 웹으로 하고, 각 웹을 145℃의 열풍순환식 건조기내에 5분간 넣어 부직화한 후에 실온으로 냉각시킨다. 수득된 부직포의 벌크성을 시험한다.

결과를 제2표에 나타낸다.

[실시예 13 내지 17, 비교예 6 내지 7]

열접착성 복합섬유의 함유율을 다르게 한 기타 섬유와의 혼합섬유로 이루어진 부직포의 제조

실시예 3에서 수득된 열접착성 복합섬유(2.9d/f)를 64㎜로 절단한 것과 2d×51㎜의 레이욘을 제3표에 나타낸 비율로 혼합하고, 실시예 1 내지 12(B)와 동일하게 하여 약 100g/㎡의 부직포를 제조하고, 부직포의 벌크성 및 촉감을 시험하며, 부직포 강신도도 측정한다.

결과를 제3표에 나타낸다. 또한 실시예 17은 실시예 3에서 수득된 열접착성 복합섬유를 100% 사용하고 기타 섬유를 사용하지 않은 것 이외에는 상기와 동일하게 하여 제조된 부직포이고, 상기와 동일하게 시험한 결과를 제3표와 함께 기재하였다.

각 시험 방법을 하기에 나타낸다.

섬유 강신도 :

JIS L 1015 7.7에 의함

권축형상 :

145℃에서 5분 가열한 후, 육안으로 2차원 권축인지 3차원 권축인지를 판단한다.

부직포의 벌크성 :

각 부직포를 20㎝×20㎝의 크기로 절단하여 5매를 겹쳐 쌓고, 그 위에 두꺼운 종이를 얹어 측정한 부직포 전체의 두께로부터, 부직포 1매당 두께를 계산하여 벌크치(mm)로 한다.

부직포의 강도 및 신도 :

부직포로부터 20cm × 5cm의 시험편을 20cm의 변부가 소면기의 진행방향에 따르도록 5매 절단하고, 각각에 대해서 자동기록 인장강도 시험기에 의해 파지간격 100mm, 인장속도 100mm/분의 조건으로 파단 강도와 신도를 구하고, 5매의 평균치를 취한다.

[표 1]

* 원료 폴리프로필렌에 2,5-디메틸-2,5-디(3급-부틸옥시)헥산을 첨가하여 압출기에서 조립하여 변성된 것이고, 각 원료 폴리프로필렌의 MFR은 c:6, d:4, e:6, f:18, h:4이다.

[표 2]

[표 3]

제2표에서 부직포를 구성하는 열접착성 복합섬유의 구성과 부직포와의 관계에 대해서 다음과 같은 여러 가지 사실이 판명된다. 즉, 실시예 1 내지 12와 비교예 내지 4로부터 2종의 코어 성분의 Q값이 본 발명에서 규정하는 범위내에 있는 열접착성 복합섬유의 경우는, 다른 구성이 본 발명을 만족시키고 있는 것을 조건으로 3차원 권축이 충분히 발현되어 부직포의 벌크성이 대단히 우수한 것으로 판명된다.

또한 실시예 6 내지 12와 비교예 5로부터, 본 발명 방법에 의해 복합섬유를 수득하고 그 복합섬유를 사용하여 제조한 부직포는 3차원 권축의 발현, 부직포의 벌크성 등 모두 우수한 것임에 반해, 시이드부의 비율이 본 발명 방법에서 벗어난 조건으로 수득된 복합섬유를 사용하는 경우는, 그 원료 중합체가 본 발명 방법에 있어서 사용된 복합섬유의 원료 중합체와 동일하거나 상이해도 모든 특성에 있어서 열등한 것으로 판명된다.

또한, 제3표의 비교예 6 내지 7과 실시예 13 내지 17과의 비교로 부터, 본 발명에 있어서 사용되는 열접착성 복합섬유가 레이욘 등의 기타 섬유와의 혼합섬유중에 30중량% 이상 사용된다면, 벌크성, 촉감, 강도가 모두 우수한 부직포가 수득되는 것으로 판명된다.

(Ⅱ) 구성 소재인 복합섬유에 응집부가 형성되어 있는 부직포의 경우

[실시예 18 내지 27, 비교예 8 내지 18]

(A) 열접착성 복합 섬유의 제조

실시예 20에 있어서 시이드 성분 i의 고밀도 폴리에틸렌에 디메틸폴리실옥산을 0.1중량% 혼합하는 것 이외에는 (Ⅰ)의 실시예 1 내지 12의 (A)와 동일한 중합체를 사용하여, 동일한 방법으로 제4표에 나타낸 여러 가지 중합체 조합의 복합섬유와 미연신사를 수득한다. 이 복합 미연신사는 약 9만 데니어의 토우로 집속하여 각 처리를 다음과 같이 순차적으로 수행한다. 먼저 105℃의 건열 챔버 속을 비긴장하에 30초간 통과시킴으로써 가열처리를 수행한 후(단, 비교예 8,9,10,17 및 실시예 24는 가열처리를 수행하지 않음), 이것을 토우 캔에 채취하여 방치함으로써 실온(22℃)까지 완전히 냉각시킨다. 이어서, 토우를 21℃의 0.2% 표면가공제 욕으로 통과시킨 다음 한쌍의 26℃의 냉연신로울 사이에서 연신배열 1.6으로 제1단 연신을 수행하고(단, 연신로울의 온도는 비교예 14가 60℃이고, 비교예 16 및 비교예 17이 90℃임), 연속해서 이완시키지 않고, 90℃(단, 비교예 12,13 및 14는 상이함)로 가열한 한 쌍의 연신로울에 의해, 제4표에 표시한 바와 같이 제2단 연신에 있어서 여러 가지 최고 연신배율에 대한 여러 가지 백분율의 연신배율로서 제2단 연신을 수행한 후, 실온으로 냉각시킨다. 이와 같이 하여 수득된 각 열접착성 복합섬유의 강신도를 측정하고, 또한 권축형상에 대해 조사한다.

(B) 각 열접착성 복합섬유 단독으로 이루어진 부직포의 제조

전항(A)에서 수득한 각 열접착성 복합섬유를 사용하고, 전술한(I)의 실시예 1 내지 12(B)와 동일하게 하여 여러 가지 부직포를 수득하며, 이들 부직포의 응집부 형성, 벌크성 및 촉감을 시험한다.

또한, 촉감 평가의 기준 부직포로서, 미연신사의 가열, 연신처리를 거의 종래의 방법에 따라 수행한 비교예 17의 복합섬유 100%로부터 수득된 부직포를 사용한다.

결과를 제4표에 나타낸다.

[실시예 28 내지 32, 비교예 19 내지 20]

열접착성 복합섬유의 함유율을 상이하게 한 기타 섬유와의 혼합섬유로 이루어진 부직포의 제조

실시예 21에서 수득된 열접착성 복합섬유(2.7d/f)를 64mm로 절단한 것과 2d×51mm의 레이욘을 제5표에 나타낸 비율로 혼합하고, 전술한 (Ⅰ)의 실시예 I 내지 12의 (B)와 동일하게 하여 약 100g/㎡의 부직포를 제조하고, 부직포의 벌크성 및 촉감을 시험하며, 부직포 강신도도 측정한다. 또한, 촉감을 평가할 때의 기준으로서 전술한 비교예 17에서 수득된 복합섬유 30중량%와 레이욘 70중량%로부터 동일하게 하여 수득된 부직포를 사용한다.

결과를 제5표에 나타낸다. 또한 실시예 32는, 실시예 17과 동일하게, 열접착성 복합섬유(실시예 21에서 수득된 것)를 100% 사용한 부직포이다.

설명하지 않은 각 시험방법을 하기에 나타낸다.

응집부 형성 :

부직포를 구성하는 전술한 각 열접착성 복합섬유를 145℃에서 5분 동안 가열한 후, 길이 3 내지 12cm정도의 섬유 100가닥을 광학현미경으로 관찰하고, 응집부의 최대 부분의 직경이 인접부분의 최소 직경의 2배 이상으로 되어 있는 응집부의 섬유 실제 길이 1cm당 평균 개수로부터 하기의 구분에 의해 평가한다.

1...0.30개 이상

2...0.10 내지 0.29개

3...0.01 내지 0.09개

4...0.01개 미만

상기 가열조건은 부직포화 조건과 동일하며 응집부 형성된 부직포중의 조건과 거의 다르지 않고, 부직포화 후에는 조사하기 곤란한 것을 회피한 조사방법이다.

부직포의 촉감 :

부직포에 대해서 5인의 접촉에 의한 촉감을 기준 부직포와 비교해서 조사하고, 과반수제로 하기 구분에 의해 평가한다.

1...유연성이 대단히 우수하다.

2...유연성이 꽤 양호하다

3...유연성은 거의 변하지 않는다.

4...견고하고 유연성은 열등하다.

상기에 있어서 촉감 평가의 기준 부직포로서 미연신사의 가열, 연신처리를 거의 종래의 방법에 따라 수행한 비교예 17의 복합섬유로부터 수득된 부직포를 사용한다.

[표 4]

* 비교예 8,9,10,17 및 실시예 24는 미연신사의 가열처리 없음.

* * 디메틸폴리실옥산 0.10중량% 혼합.

[표 5]

제4표로부터 부직포를 구성하는 열접착성 복합섬유의 구성과 부직포와의 관계에 대해서 다음과 같은 여러 가지 사실이 판명된다. 즉, 실시예 18 내지 27과 비교예 8 내지 11로부터, 2종의 코어 성분의 Q값이 본 발명에서 규정하는 범위내에 있는 경우는, 다른 성분이 본 발명을 만족시키는 것을 조건으로 실시예 1 내지 12와 동일하게 3차원 권축이 충분히 발현되어 부직포의 벌크성이 대단히 우수해지는 것으로 판명된다. 실시예 24 내지 26과 비교예 12 내지 18로부터, 동일한 원료 중합체를 사용해도 본 발명 방법에 의해 복합섬유를 수득하여 이것을 소재로하여 제조된 부직포는 3차원 권축이 충분히 발현되어 부직포의 벌크성이 높은 것에 비해서, 시이드부의 비율, 연신온도, 연신배율 등이 본 발명 방법에서 벗어난 조건으로 수득된 복합섬유를 사용하는 경우는, 상기 모든 특성에 있어서 열등한 것으로 판명된다. 특히 실시예 25, 26과 실시예 24와의 비교로부터, 복합 미연신사의 연신에 앞서 가열처리를 수행하여 수득된 복합섬유를 사용한 부직포는, 가열처리를 수행하지 않은 경우에 비해서 부직포 중에 응집부가 형성되어 촉감이 대단히 양호한 것으로 판명된다. 이것으로부터, 복합 미연신사의 가열처리가 수득된 부직포중에서의 응집부 형성에 크게 관여하고 있는지 판명된다. 그리고 실시예 18과 실시예 19로부터 폴리실옥산 등의 친화력 저하제를 원료 중합체에 합유시켜 제조하는 경우, 그렇지 않은 경우에 비해 수득된 부직포에 있어서 응집부는 한층 많이 형성되는 것이 판명된다.

또한, 제5표의 비교예 19 내지 20과 실시예 28 내지 32와의 비교로부터, 본 발명에 있어서 사용된 열접착성 복합 섬유가 레이욘 등의 기타 섬유와의 혼합섬유중에 30중량% 이상 사용되는 경우, 벌크성, 촉감, 강도가 모두 우수한 부직포가 수득되는 것이 판명된다.

Claims (11)

1. 2종의 폴리프로필렌게 중합체의 코어 성분으로 이루어진 병렬형 복합구조를 가지며 그의 복합비가 1 : 2 내지 2 : 1 이며 또한 한쪽의 코어 성분의 Q값(여기서, Q=중량평균분자량/수평균분자량)이 6이상이고 다른쪽의 코어 성분의 Q값이 5 이하인 코어부와 융점이 2종의 코어 성분중 낮은 쪽의 융점보다도 20℃ 이상 낮은 폴리에틸렌게 중합체의 시이드 성분으로 이루어지고 코어부와의 합계량을 기준으로 하여 25 내지 55중량%의 비율로 코어부를 피복시키는 조건(이하, 시이드부의 조건이라고 함)을 적어도 만족시키는 시이드부로 이루어진 열접착성 복합섬유를 적어도 30중량% 함유하며, 열접착성 복합섬유의 시이드부의 섬유간 접착부에 의해 안정화되어 있음을 특징으로 하는 부직포.
2. 제1항에 있어서, 열접착성 복합섬유의 시이드부가 상기 조건을 만족시키는 부직포.
3. 제1항에 있어서, 열접착성 복합섬유의 시이드부가 상기 조건을 만족시킴과 동시에 시이드부의 다수의 각 부분에 있어서 시이드 성분으로 이루어진 줄무늬상 응집부가 형성되어 있는 부직포.
4. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 열접착성 복합섬유의 2종의 코어 성분중 적어도 한쪽의 폴리프로필렌계 중합체가 폴리프로필렌인 부직포.
5. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 열접착성 복합섬유의 2종의 코어 성분중 적어도 한쪽의 폴리프로필렌게 중합체가 프로필렌과 프로필렌 이외의 소량의 α-올레핀과의 공중합체인 부직포.
6. 제1항 내지 제5항중의 어느 한 항에 있어서, 열접착성 복합섬유의 시이드 성분의 폴리에틸렌계 중합체가 폴리에틸렌인 부직포.
7. 제1항 내지 제5항중의 어느 한 항에 있어서, 열접착성 복합섬유의 시이드 성분의 폴리에틸렌게 중합체가 에틸렌 성분이 98 내지 60중량%인 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체인 부직포.
8. 2종의 폴리프로필렌게 중합체를 각각 2종의 코어 성분용으로, 또한 융점이 2종의 폴리프로필렌게 중합체의 낮은 쪽의 융점보다도 20℃ 이상 낮은 폴리에틸렌계 중합체를 시이드 성분용으로 각각 사용하여 복합방사하고, 2종의 코어 성분으로 이루어진 병렬형 복합구조를 가지며 그의 복합비가 1 : 2 내지 2 : 1이고 또한 한쪽의 코어 성분의 Q값(여기서, Q=중량평균분자량/수평균분자량)이 6이상이고 다른쪽의 코어 성분의 Q값이 5 이하인 코어부를, 시이드 성분으로 이루어진 시이드부가 코어부와의 합계량을 기준으로 하여 25 내지 55중량%의 비율로 피복시킨 구조의 복합 미연신사를 수득하고, 복합 미연신사를 1단 이상의 연신 공정으로 연신하여 열접착성 복합섬유를 제조하고, 당해 열접착성 복합섬유를 적어도 30중량% 함유하는 웹을 제조하여 시이드 성분의 융점보다 높고 2종의 코어성분중 낮은쪽의 융점보다도 낮은 온도에서 가열처리함을 특징으로 하는 부직포의 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 연신공정에 있어서, 복합 미연신사를 상온 내지 130℃의 연신온도에서 총합연신배율로서 1.3 내지 9배로 연신하여 열접착성 복합섬유를 제조하는 방법.
10. 제8항에 있어서, 연신공정에 있어서, 복합 미연신사를 연신하기에 앞서 당해복합미연신사를 비긴장하에 80℃이상 내지 시이드 성분의 융점 이하의 온도에서 10초 이상 가열처리한 후에 상온으로 냉각시키고, 이어서 상온에서 1.3 내지 2배로 제1단 연신을 수행하고, 계속해서 이완시키지 않고 80℃ 이상에서 시이드 성분의 융점보다도 낮은 온도로 제2단 연신을 수행하며, 이때의 연신배율을 제2단 연신에서의 최고 연신배율의 90% 이상으로 하여 시이드부에 응집부 형성성 부분을 가진 열접착성 복합섬유를 제조하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 복합방사 공정에서, 코어 성분용의 폴리프로필렌계 중합체 및 시이드 성분용의 폴리에틸렌계 중합체중 적어도 한쪽에 폴리실옥산 및 불소 화합물중에서 선택된 1종 이상을 피첨가 중합체를 기준으로 하여 0.05 내지 1.0중량% 첨가하고 복합방사함으로써 수득된 복합 미연신사를 연신하여, 시이드부에 응집부 형성성 부분을 가진 열접착성 복합섬유를 제조하는 방법.

Images