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WO2016003189A1 - 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유 - Google Patents

부직포 바인더용 열접착형 복합섬유 Download PDF

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Publication number
WO2016003189A1
WO2016003189A1 PCT/KR2015/006759 KR2015006759W WO2016003189A1 WO 2016003189 A1 WO2016003189 A1 WO 2016003189A1 KR 2015006759 W KR2015006759 W KR 2015006759W WO 2016003189 A1 WO2016003189 A1 WO 2016003189A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
composite fiber
center point
heat
hollow
fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2015/006759
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김동은
오승진
강기혁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huvis Corp
Original Assignee
Huvis Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020140082296A external-priority patent/KR20160004416A/ko
Priority claimed from KR1020140120122A external-priority patent/KR20160031091A/ko
Priority claimed from KR1020150049612A external-priority patent/KR101703348B1/ko
Application filed by Huvis Corp filed Critical Huvis Corp
Priority to JP2017520847A priority Critical patent/JP2017526834A/ja
Publication of WO2016003189A1 publication Critical patent/WO2016003189A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/34—Core-skin structure; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/14—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent

Definitions

  • the present invention relates to a heat-adhesive composite fiber for a nonwoven fabric binder, and more particularly, to a heat-adhesive composite fiber for nonwoven fabric binders having various functions such as elasticity, bulkiness, heat retention, moisture permeability, and the like.
  • the heat-bonded composite fiber can produce a nonwoven fabric by heat fusion using heat energy such as hot air.
  • Heat-bonded composite fibers are generally composed of two components, and by melting only one component by heat, a bulky nonwoven fabric can be easily obtained through adhesion of the fibers, which is widely used in industrial materials.
  • olefin-based heat-bonded composite fibers are widely used as sanitary materials such as diapers, napkins and pads, or as non-woven fabrics for household goods or filters.
  • an olefin-based heat-bonded composite fiber forms a core with polypropylene or polyester as a first component, and a sheath with polyethylene or polypropylene having a melting point of 20 ° C. or more lower than the core as a second component. ) Is formed.
  • the two-component heat-adhesive composite fibers having different melting points can be applied not only to the core-sheath form but also to the parallel form and the divided form.
  • the core-sheath form may be manufactured in a core-sheath concentric form and a core-sheath eccentric form.
  • the cross-sectional shape of the fiber may be a circular or non-round shaped cross section. In general, since the elasticity of the release cross-section fiber is superior to the circular cross-section, various types of release cross-section fibers are used.
  • Korean Patent No. 1224095 discloses a heat-adhesive composite fiber composed of a first component made of a polyester resin and a second component made of a polyolefin resin having a temperature of 20 ° C. or more lower than the melting point of the polyester resin. Disclosed is a heat-adhesive composite fiber characterized by a retention rate of 20% or more.
  • Patent Application No. 2013-9707 discloses a thermally adhesive composite fiber for a nonwoven binder having excellent elasticity and bulkiness by using a polyester resin containing a multifunctional component as a first component.
  • the heat-adhesive composite fiber for nonwoven binder is very important to have excellent elasticity and bulkiness, so the research and development for this is continued.
  • the inventors of the present invention have a circular cross section, a circular hollow, a mold release cross section, or a release hollow form in order to improve the elasticity, bulkiness, heat retention, moisture permeability, etc.
  • the thermal adhesive composite fiber for the nonwoven fabric binder of the present invention which is more excellent in elasticity and bulkiness is developed.
  • An object of the present invention is to provide a heat-bonded composite fiber for a nonwoven binder excellent in elasticity and bulkiness.
  • Another object of the present invention is to provide a heat-adhesive composite fiber for a nonwoven fabric binder having excellent bulkiness and excellent heat retention and moisture permeability.
  • the first embodiment of the present invention comprises a polyester-based resin or polypropylene resin as a first component and a polyolefin-based resin having a melting point of 20 ° C. or more lower than that of the polyester-based resin as a second component. It is a hollow composite fiber, and provides a heat-bonded composite fiber for a nonwoven binder, characterized in that having a hollow ratio of 5 to 30%.
  • a second embodiment of the present invention is a hollow composite fiber composed of a polyester-based resin or polypropylene resin as a first component and a polyolefin-based resin having a melting point of 20 ° C. or more lower than that of the polyester-based resin as a second component. It provides a heat-bonding composite fiber for a nonwoven fabric binder, characterized in that the release rate by 1.5 or more.
  • a third embodiment of the present invention is a composite fiber having a sheath-core structure which is formed by using a polyester resin or a polyolefin resin as a first component and a polyolefin resin as a second component, wherein the core is a shape retaining portion.
  • the volume control unit provides a heat-bonded composite fiber for a nonwoven binder, characterized in that the form protrudes in the opposite direction of the fiber center.
  • the polyester-based resin is a polycondensation product of aromatic dicarboxylic acid and glycol, polyethylene terephthalate, polyethylene 2, 6- dinaphthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene isophthalate or these
  • the polyolefin-based resin is a high density polyethylene, low density polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, or provides a heat-adhesive composite fiber for a nonwoven binder, characterized in that a mixture thereof.
  • the polypropylene resin is a heat-adhesive composite fiber for a nonwoven binder, characterized in that the propylene monopolymer, a copolymer of propylene-based ethylene, butene-1 or 4-methyl pentene-1, or the like, or a mixture thereof.
  • the propylene monopolymer a copolymer of propylene-based ethylene, butene-1 or 4-methyl pentene-1, or the like, or a mixture thereof.
  • the heat-bonding composite fiber is a core-sheath core form, core-sheath eccentric form, or side-by-side (side by side) and the heat-bonded composite fiber for a nonwoven binder characterized in that it has a hollow to provide.
  • the first component is 30 to 70% by weight and the second component provides a heat-adhesive composite fiber for a binder, characterized in that consisting of 70 to 30% by weight.
  • the cross-section of the composite fiber provides a heat-bonded composite fiber for a nonwoven binder, characterized in that the circular cross section having a circular hollow or a release cross section having a release hollow.
  • the release cross-sectional composite fiber provides a heat-bonded composite fiber for a nonwoven binder, characterized in that the hollow composite fiber having a hollow in the core.
  • the present invention also provides a heat-adhesive composite fiber for a nonwoven binder characterized by satisfying the following conditions when defining the peak at the top of the distal end of the volume control part and the valley between the volume control parts.
  • thermoforming composite fiber for a nonwoven binder characterized by satisfying the following conditions.
  • T1 The largest distance from the center point M to the peak 300
  • T2 The smallest distance from the center point M to the peak 300
  • CTmax A circle formed by connecting a tangent of the volume control unit 200 having a next highest value from the center point M to the peak 300 based on T1.
  • CTmin: T2 is a circle formed by connecting the tangent of the volume control unit 200 having a distance from the center point M to the peak 300 with the next smaller value
  • Ctmax A circle formed by connecting a tangent of the volume control unit 200 having a next highest value whose distance from the center point M to the peak 300 based on t1 is higher.
  • Ctmin a circle formed by connecting a tangent of the volume control unit 200 having a distance t2 from the center point M to the peak 300 with the next smaller value
  • CTmax-R The difference between the center point (CTmaxM) and the center point (M) of CTmax
  • CTmin-R The difference between the center point (CTminM) and the center point (M) of CTmin
  • Ctmax-r The difference between the center point (CtmaxM) and the center point (M) of Ctmax
  • Ctmin-r The difference between the center point (CtminM) and the center point (M) of Ctmin
  • volume control unit is provided with 4 to 12, and provides a heat-bonded composite fiber for a nonwoven binder, characterized in that formed in 40 to 60% in the fiber cross-sectional area.
  • the present invention also provides a nonwoven fabric comprising the above-mentioned heat-bonded composite fiber for a nonwoven fabric binder.
  • This invention has the effect of providing the heat-bonding composite fiber for nonwoven fabric binder which is excellent in elasticity and bulkiness, and is favorable in processability.
  • an element for controlling the volume so as to be spaced between adjacent fibers to form an interstitial portion can increase the water permeability through the capillary phenomenon.
  • the heat-bonded composite fiber for nonwoven binder of the release cross-section of the present invention has an effect that can minimize the skin irritation by minimizing the skin contact surface.
  • Example 11 is a photograph of a cross section of a fiber of Example 11 of a second embodiment of a heat-adhesive composite fiber for a nonwoven fabric binder according to the present invention.
  • Figure 2 is a cross-sectional conceptual view of a fiber according to an embodiment of a third embodiment of the heat-adhesive composite fiber for a nonwoven fabric binder according to the present invention.
  • FIG 3 is a conceptual view of a fiber cross section according to another embodiment of the third embodiment of the heat-adhesive composite fiber for a nonwoven fabric binder according to the present invention.
  • FIG. 4 to 7 is a cross-sectional conceptual view of a third embodiment of the heat-adhesive composite fiber for a nonwoven fabric binder according to the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram of a spinneret corresponding to the volume control part of the third embodiment of the heat-adhesive composite fiber for a nonwoven fabric binder according to the present invention.
  • Fig. 9 is a cross-sectional conceptual view of a fiber assembly of a composite fiber of a third embodiment of a heat-adhesive composite fiber for a nonwoven fabric binder according to the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a skin contact state of a fiber aggregate formed of the composite fibers of the third embodiment of the heat-adhesive composite fibers for the nonwoven fabric binder according to the present invention.
  • the fiber assembly includes both long fibers and short fibers, and means non-limiting examples of one or more fibers such as woven fabrics, knitted fabrics, nonwoven fabrics, webs, slivers, tows, and the like.
  • FIG. 1 is a photograph taken from the cross section of the fiber of Example 11 of the second embodiment of the heat-adhesive composite fiber for nonwoven fabric binder according to the present invention
  • Figure 2 is a film of the heat-adhesive composite fiber for nonwoven fabric binder according to the present invention
  • Fig. 3 is a conceptual view of the fiber cross section according to an embodiment of the third embodiment
  • Fig. 3 is a conceptual view of the fiber cross section according to another embodiment of the third embodiment of the heat-adhesive composite fiber for a nonwoven fabric binder according to the present invention.
  • 3 is a cross-sectional conceptual view of a third embodiment of a heat-adhesive composite fiber for nonwoven binders according to the present invention
  • FIG. 8 is a spinneret corresponding to a volume control unit of a third embodiment of the heat-adhesive composite fiber for nonwoven binders according to the present invention.
  • 9 is a conceptual view of a cross-sectional view of a fiber aggregate of a composite fiber of a third embodiment of the heat-adhesive composite fiber for a nonwoven fabric binder according to the present invention
  • FIG. 10 is a nonwoven fabric binder according to the present invention.
  • the fiber aggregate formed of a composite fiber of the third embodiment of the adhesive composite fibers is a view showing a state in contact with skin.
  • the present invention relates to a heat-adhesive composite fiber for a nonwoven fabric binder, and excellent in elasticity and bulkiness, and to a heat-adhesive composite fiber for a nonwoven fabric binder having excellent heat retention and moisture permeability according to the shape change of the fiber.
  • the heat-adhesive composite fiber for a nonwoven fabric binder according to the present invention has a melting point of 20% than that of the polyester-based resin as the first component and the polyester-based resin or the polypropylene resin as the first component and excellent elasticity and bulky property. It is made of a polyolefin resin having a low C or more, and has a hollow ratio of 5 to 30%.
  • the second embodiment of the heat-adhesive composite fiber for nonwoven fabric binder having excellent elasticity and bulkiness of the present invention the melting point of the polyester resin or polypropylene resin as the first component and the polyester resin as the second component is 20 °C It is made of a polyolefin resin of the above low, and the release rate is characterized by 1.5 or more.
  • the release rate may be calculated by the following equation.
  • the polyester-based resin is a condensation polymerization product of aromatic dicarboxylic acid and glycol, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, etc. may be used as the aromatic dicarboxylic acid, and ethylene glycol, 1,3- as glycol. Propanediol, 1,4-butanediol and the like can be used.
  • the polyester-based resin is a polycondensation product of aromatic dicharbonic acid and glycol, and polyethylene terephthalate, polyethylene 2,6-dinaphthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene isophthalate, or a mixture thereof It is preferably used.
  • polyethylene terephthalate Preferably polyethylene terephthalate can be used.
  • the polyester resin preferably has an intrinsic viscosity (IV) of 0.50 to 0.80 dL / g measured according to ASTM 02857.
  • the polyolefin resin is a part which is melted at the time of thermal bonding, it is preferable to use a polyolefin resin having a melting point of 20 °C or more lower than the polyester resin.
  • Polyolefin resins are high density polyethylene (HDPE), medium density polyethylene (MDPE), low density polyethylene (LOPE), polypropylene, ethylene-propylene copolymers or mixtures thereof.
  • HDPE high density polyethylene
  • MDPE medium density polyethylene
  • LOPE low density polyethylene
  • polypropylene ethylene-propylene copolymers or mixtures thereof.
  • HOPE high density polyethylene
  • the flow flow index (MI, Melting lndex) of the polyolefin resin is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 g / 10 minutes, more preferably 5 to 40 g / 10 minutes.
  • the polypropylene resin is a polypropylene is a general term for a crystalline polymer containing propylene as a main component, and among these, a copolymer with propylene monopolymer, as well as propylene, ethylene, butene-1 or 4-methyl pentene-1, etc .; Or mixtures thereof may be preferably used. Preferably, homo polypropylene may be used.
  • the copper flow index (MI, Melting lndex) of the polypropylene resin is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 g / 10 minutes, more preferably 10 to 40 g / l0. Minutes.
  • the heat-adhesive composite fiber for nonwoven fabric binder of the present invention is preferably made of 30 to 70% by weight of the first component and 70 to 30% by weight of the second component.
  • the heat-adhesive composite fiber composed of the polyester resin and the polyolefin resin may contain 10 to 100,000 ppm of an ultraviolet absorber in order to suppress fluorescence.
  • the ultraviolet absorber suppresses the ultraviolet fluorescence of the polyester-based resin, and thus may provide an environmental safety feeling when applied as a sanitary material.
  • the ultraviolet absorber may be preferably used organic and inorganic compounds including benzophenone, benzotriazole, triazine, benzoic acid, anthranilic acid, cinnamic acid, phenyl acrylate, phenolic acid and acrylonitrile. have.
  • the ultraviolet absorber is preferably in the form of a masterbatch kneaded in a polyester resin or a polyolefin resin.
  • the ultraviolet absorber preferably contains 10 to 100,000 ppm with respect to the first component or the total fiber weight.
  • the content of the ultraviolet absorbent is less than 10 ppm, it is impossible to achieve the desired ultraviolet absorbance suppression, and when the amount of the ultraviolet absorbent is greater than 100,000 ppm, interruption of the smooth melt flow of the resin may occur, causing frequent cutting in the spinning step or rapid pressure in the spinneret. It may increase the fairness.
  • the heat-bonded composite fiber for a nonwoven fabric binder of the present invention may further include an inorganic additive of 0 to 20% by weight relative to 100% by weight of the heat-bonded composite fiber for a nonwoven fabric binder.
  • an inorganic additive of 0 to 20% by weight relative to 100% by weight of the heat-bonded composite fiber for a nonwoven fabric binder.
  • Inorganic additives are titanium dioxide, calcium carbonate, zirconium oxide, zirconium silicate, barium carbonate, alumina, carbon black and mixtures thereof.
  • the heat-bonded composite fibers for nonwoven fabric binders of the first and second embodiments of the present invention are core-sheath concentric, core-sheath eccentric, side-by-side, and hollow. to be.
  • the size of the hollow occupies 1-50% in the core-sheath cross section, preferably 5-30%.
  • the cross-sectional shape of the heat-adhesive composite fiber for nonwoven fabric binder according to the second embodiment of the present invention is circular or heteromorphic in cross section, and the hollow shape is circular hollow or hetero hollow as in the cross-sectional form.
  • the release rate increases, and when the hollow rate is 4% or more, the release rate has a value of 1.5 or more.
  • the release rate of the form of circular hollow or mold release hollow of the present invention is 1.5 or more, preferably 1.5 to 5.
  • the release cross section of the second embodiment of the present invention may be provided in various shapes such as triangular, square, ellipse, and the like, but is not necessarily limited thereto.
  • the release cross section has a higher bending stiffness as the shape factor is changed, thereby improving the elasticity of the fiber.
  • the cross section of the fiber is a triangular cross section
  • the bending rigidity is about 1.2 times higher than that of the circular cross section, and the hollow is about three times higher.
  • the single yarn fineness of the fiber excellent in the elasticity of this invention is 1-20 denier, Preferably it is 3-5 denier.
  • the third embodiment of the heat-adhesive composite fiber for a nonwoven fabric binder according to the present invention is a release cross-section composite fiber, which is used as a polyester resin or a polyolefin resin as a first component, and a polyolefin resin as a second component.
  • the first component and the second component form a composite fiber in a sheath-core structure, and the first component may form a sheath or a core. It is preferable that the resin having the higher melting point among the first component and the second component used as the second component capable of forming the core or the sheath constitutes the sheath with the resin having the lower melting point.
  • the polyester resin is a polyolefin resin is as described above.
  • the composite fibers of the third embodiment of the present invention be formed of hollow composite fibers having a hollow in the core in order to increase the moisture content in the fibers.
  • the shape maintaining part 100 is preferably formed of 40 to 60% in the fiber cross-sectional area. If it exceeds the above range may be a problem in fiber formability, if it is below the above range may have a limit in expressing the morphology and various functionalities of the present invention.
  • the shape maintaining part 100 means a fibrous shape between the center point M and the volume control part 200.
  • the volume control unit 200 may protrude in a direction opposite to the center of the fiber, and the distal end may have a round shape. As illustrated in FIGS. 2 and 3, the uppermost portion of the distal end may be defined as the peak 300 and the valley 310 may be defined between the volume controllers. In this case, the radius of curvature of the peak may be defined as R, and the radius of curvature of the valley may be defined as r, and different and equal R and r values may be determined for each volume control unit.
  • the value with the largest distance from the center point M to the peak 300 is T1
  • the value with the smallest distance from the center point M to the peak 300 is called T2
  • the valley 310 from the center point M is defined.
  • the value with the largest distance can be defined as the value t2 having the smallest distance from the t1 center point M to the valley 310.
  • CTmax the circle formed by connecting the tangential line of the volume control unit 200 having the next highest value whose distance from the center point M to the peak 300 based on T1
  • T2 is defined as the peak (from the center point M).
  • the circle formed by connecting the tangent of the volume control unit 200 having the next smaller value to the distance 300 is called CTmin, and the distance from the center point M to the valley 310 is the next highest value based on t1.
  • CTmin The circle formed by connecting the tangential line of the volume control unit 200 has a Ctmax, and t2 is the distance from the center point M to the valley 310 by connecting the tangential line of the volume control unit 200 having the next smaller value.
  • the fiber according to the present invention can satisfy the following conditions. 3-7)
  • Z may be formed under the following conditions (1) and (2).
  • CTmax-R, CTmin-R, Ctmax-r, Ctmin-r may satisfy the following conditions.
  • T1 The largest distance from the center point M to the peak 310
  • T2 The smallest distance from the center point M to the peak 310
  • CTmax A circle formed by connecting a tangent of the volume control unit 300 having a next higher value from the center point M to the peak 310 based on T1.
  • CTmin: T2 is a circle formed by connecting the tangent of the volume control unit 300 having a distance from the center point M to the peak 310 with the next smaller value
  • Ctmax A circle formed by connecting a tangent of the volume control unit 300 having a next higher value from the center point M to the peak 310 based on t1.
  • Ctmin a circle formed by connecting the tangent of the volume control unit 300 having a distance t2 from the center point M to the peak 310 with the next lowest value
  • CTmax-R The difference between the center point (CTmaxM) and the center point (M) of CTmax
  • CTmin-R The difference between the center point (CTminM) and the center point (M) of CTmin
  • Ctmax-r The difference between the center point (CtmaxM) and the center point (M) of Ctmax
  • Ctmin-r The difference between the center point (CtminM) and the center point (M) of Ctmin
  • the condition (3), (4) may be related to the formability of the fiber according to an embodiment of the present invention. Ideally, the value should be 1, but cannot be 1 due to the rheological properties of the polymer.
  • the condition (3) may be related to the formation of the volume control part, but outside of the above range, the deviation of the volume control part may increase, and the variation of the r value may also increase, which may affect the carding properties or the bulkiness in the fiber assembly.
  • Condition (4) can be interpreted as fibrous morphology, which can affect the formability of the shape retaining part 100. Outside the above range, the shape retention of the fiber may be unstable.
  • the spinneret of the volume control part 200 may be formed in a radial shape to form the fiber cross section as shown in FIG. 8.
  • the angle ⁇ may be formed at an angle of 11 to 15 ° based on the center point M.
  • the cross-sectional shape of the release cross section fiber of the third embodiment used in the present invention may be formed with 4 to 12 volume control sections on the fiber surface.
  • a space is secured between the contact points at the point where the volume control part contacts the neighboring fiber surface as shown in FIG. 9 to cause a capillary shape or to hold dead air. Is formed.
  • the space formed between the fibers and the neighboring fibers may be fixed, fixed, and maintained in shape through heat treatment.
  • the skin contact surface is limited to the peak 300 of the volume control part 200, thereby minimizing the skin contact surface.
  • the skin contact surface is limited to the peak 300 of the volume control part 200, thereby minimizing the skin contact surface.
  • the release cross-section composite fiber of the third embodiment according to the present invention can contribute to improving the bulkiness and elasticity of the fiber through spontaneous crimp expression due to the difference in crystallization rate in the cooling and solidification process, thereby improving the bulkyness and elasticity of the fiber assembly. You will be able to improve.
  • the method for producing the heat-adhesive composite fibers for nonwoven fabric binders of the first, second and third embodiments according to the present invention described above includes a first component and a polyolefin of a polyester resin or a polypropylene resin. Injecting and melting the second component composition containing the resin based on a separate extruder, the first component and the second component composition melted into the composite spinning device to spin at a spinning speed of 100 ⁇ 2,000 m / min And stretching the spun composite fiber. In general, when the spinning speed is 1,500 m / min or less, since the strength is 2.0 g / d or less, it is possible to improve the strength of the composite fiber to 3.0 g / d or more through the calculating step.
  • the method of manufacturing the heat-adhesive composite fiber for sanitary materials of the present invention may further comprise the step of applying a crimp (crimp) in order to non-woven composite fiber to prepare a heat-adhesive composite fiber for a nonwoven binder of the present invention
  • the method may further comprise cutting the stretched composite fiber to 30-64 mm.
  • 60 wt% polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.64 dL / g as the first component composition and 40 wt% of high density polyethylene having a flow flow index of 20 g / 10 min as the second component composition were each melted by being introduced into a separate extruder.
  • the molten first component and second component composition were introduced into a conventional core-sheath core hollow composite spinning device and spun at a spinning speed of 800 m / min.
  • the composite fiber spun at 3.5 times or more at a temperature above the glass transition temperature of polyethylene terephthalate was stretched, crimped, and cut to 38 mm to prepare a core-sheath core hollow composite fiber.
  • a composite fiber was prepared in the same manner as in Example 1, except that the hollow fiber of the prepared fiber was controlled to 10%.
  • a composite fiber was prepared in the same manner as in Example 1, except that the hollow fiber of the prepared fiber was controlled to 30%.
  • a composite fiber was prepared in the same manner as in Example 1, except that the cross-sectional shape of the prepared fiber was controlled by a core-sheath eccentric hollow form.
  • Composite fibers were prepared in the same manner as in Example 1, except that the first component composition of the prepared fibers was 60% by weight of polypropylene (PP).
  • PP polypropylene
  • Composite fibers were prepared in the same manner as in Example 1, except that 3,000 ppm of trimethylol propane in the form of a master batch chip was added.
  • a composite fiber was prepared in the same manner as in Example 6, except that 100,000 ppm of titanium dioxide (TiO 2) inorganic material was added instead of trimethylol propane in the form of a master batch chip.
  • a composite fiber was prepared in the same manner as in Example 1, except that the hollow fiber of the prepared fiber was controlled to 5%.
  • Composite fibers were prepared in the same manner as in Example 1, except that the hollow fiber of the prepared fiber was controlled to 40%.
  • a composite fiber was prepared in the same manner as in Example 6, except that 10 ppm of trimethylol propane in the form of a master batch chip was added.
  • Composite fibers were prepared in the same manner as in Example 6, except that 200,000 ppm of trimethylol propane in the form of a master batch chip was added.
  • Example 6 the fluorescence of PET was also controllable.
  • Example 7 it was possible to manufacture a fiber that can be added to the inorganic additives and excellent in bulkiness but also fluorescent shielding by the inorganic material.
  • Comparative Examples 1 to 4 the comparative examples of the hollow-core hollow sheath type having a small, no hollow, or a large hollow were deteriorated in modulus and bulkiness compared to Examples 1 to 8.
  • Comparative Example 2 having a hollow ratio of 40%, the hollow part is deformed while the hollow part is pressed in the cream part applying step, which is a short fiber manufacturing step, and it is confirmed that the elasticity and bulkiness of the fiber are lowered.
  • 60 wt% polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.64 dL / g as the first component composition and 40 wt% of high density polyethylene having a flow flow index of 20 g / 10 min as the second component composition were each melted by being introduced into a separate extruder.
  • the molten first component and the second component composition were introduced into a triangular cross-sectional shaped cross-section core-sheath hollow composite spinning device and spun at a spinning speed of 800 m / min.
  • the composite fiber spun at 3.5 times or more at a temperature above the glass transition temperature of polyethylene terephthalate was stretched, crimped, and cut to 38 mm to prepare a core-sheath core hollow composite fiber.
  • Composite fibers were prepared in the same manner as in Example 8, except that the first component composition of the prepared fiber was 50% by weight polyethylene terephthalate and the second component composition was 50% by weight high density polyethylene.
  • Composite fibers were prepared in the same manner as in Example 8, except that the fineness of the prepared fibers was controlled by 3 denier.
  • Composite fibers were prepared in the same manner as in Example 8, except that the hollow fiber of the prepared fibers was controlled to 15%.
  • Composite fibers were prepared in the same manner as in Example 1, except that the first component composition of the prepared fibers was 60% by weight of polypropylene (PP).
  • PP polypropylene
  • a composite fiber was prepared in the same manner as in Example 8 except that the cross-sectional shape of the prepared fiber was controlled by an elliptical cross section having an elliptical hollow.
  • a composite fiber was prepared in the same manner as in Example 8, except that the cross sectional shape of the prepared fiber was controlled by a rectangular cross section having rectangular hollow holes.
  • Composite fibers were prepared in the same manner as in Example 8, except that the cross-sectional shape of the prepared fibers was controlled by a circular cross section having circular hollows.
  • a composite fiber was manufactured in the same manner as in Example 15, except that the hollow fiber of the prepared fiber was controlled to 5%.
  • a composite fiber was manufactured in the same manner as in Example 15, except that the hollow fiber of the prepared fiber was controlled to 0%.
  • Examples 8 to 15 having a release rate of 1.5 or more included in the scope of the present invention were superior in bulkiness compared to Comparative Examples 5 and 6 having a release rate of less than 1.5.
  • the comparative example of the hollow-core hollow sheath-shaped hollow form was small or there was no hollow, and the bulkiness was lowered as compared with Examples 8-15.
  • Example 13 which is an elliptical section having elliptical hollow
  • Example 14 which is a square section having square hollow
  • Example 15 which is a circular cross section having circular hollow, and a triangular hollow having The release rate of the cross section was measured highest.
  • 60 wt% polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.64 dL / g as the first component composition and 40 wt% of high density polyethylene having a flow flow index of 20 g / 10 min as the second component composition were each melted by being introduced into a separate extruder.
  • the first component was composed of a core and the second component was composed of a sheath and spun at a spinning speed of 800 m / min with 6 volume control members.
  • a composite fiber spun at 3.5 times or more at a temperature above the glass transition temperature of polyethylene terephthalate was stretched, crimped, and cut to 38 mm to prepare a sheath-core composite fiber having 5 deniers of fineness.
  • the preparation was carried out in the same manner as in Example 16, but the first component was 60% by weight of polyethylene terephthalate and the second component was used by 40% by weight of high density polyethylene. Made of hollow composite fiber.
  • the preparation was carried out in the same manner as in Example 17, but the first component was made of 50% by weight of polyethylene terephthalate and the second component was made of hollow composite fiber in the form of cis-core.
  • Example 17 It was prepared in the same manner as in Example 17, but was made of a hollow composite fiber in the form of a sheath-core formed with 2 deniers.
  • Example 17 It was prepared in the same manner as in Example 17, but the first component was made of hollow composite fiber in the form of sheath-core using 50% by weight of polypropylene and 50% by weight of high density polyethylene.
  • Example 17 The same preparation as in Example 17 was performed, but the hollow cross-section of the sheath-core was made of hollow composite fibers having a circular cross-section of the sheath and the core.
  • sheath-core was made of a sheath-core composite fiber having a circular cross section.
  • Fineness in accordance with ASTM D 1577, measured by Fechmat equipment of Textechno.
  • Compression bulkiness The sum of the load values at 10 mm intervals during compression to 50 to 100 mm and the total sum of 1/2 load values at 40 mm after compression were measured.
  • Recovery bulkiness The sum of the sum of the load values at 40 mm after compression and the load values at 10 mm intervals during recovery from 50 to 100 mm was measured.
  • Non-fluorescence UV fluorescence was compared and evaluated by irradiating UV of 320 ⁇ 360nm wavelength in the outside and the light-blocked space.

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Abstract

본 발명은 제1성분으로 폴리에스테르계 수지 또는 폴리프로필렌 수지 및 제 2성분으로 상기 폴리에스테르계 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유에 관한 것이다.

Description

부직포 바인더용 열접착형 복합섬유
본 발명은 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유에 관한 것으로 보다 구체적으로, 탄성, 벌키성, 보온성, 수분투과성 등의 기능을 갖는 다양한 형태의 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유에 관한 것이다.
열접착형 복합섬유는 열풍 등의 열에너지를 이용하여, 열융착에 의하여 부직포를 제조할 수 있다. 열접착형 복합섬유는 일반적으로 2 성분으로 구성되고, 열에 의해 1성분만을 용융시킴으로써 섬유끼리의 접착을 통해 벌키한 부직포를 용이하게 얻을 수 있어서 산업자재에 널리 이용되고 있다. 특히 올레핀계 열접착형 복합섬유는 기저귀, 냅킨, 패드 등의 위생재료 또는 생활용품이나 필터용 부직포로 널리 사용되고 있다.
일반적으로 올레핀계 열접착형 복합섬유는 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르를 제1성분으로 하여 코어(core)를 형성하고, 코어보다 융점이 20 ℃ 이상 낮은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 제2성분으로 하여 쉬스(sheath)를 형성하여 구성된다. 융점이 서로 다른 상기 2 성분 열접착형 복합섬유는 코어-쉬스 형태뿐만 아니라, 병렬형태, 분할형태 등으로도 적용이 가능하다. 또한 코어-쉬스 형태도 코어-쉬스 정심형태와 코어-쉬스 편심형태로 제조될 수 있다. 한편, 섬유의 단면형태는 원형 또는 원형이 아닌 이형단면일 수 있다. 일반적으로 원형단면보다 이형단면 섬유의 탄성이 우수하기 때문에 다양한 형태의 이형단면 섬유가 사용되고 있다.
최근에는 생리대 및 기저귀와 같은 위생재료에 사용되는 부직포의 성능이 다양화되면서 고신축, 고벌키, 흡수/발수성과 같은 기능이 강조되고 있고, 이러한 다양한 기능을 제공할 수 있는 복합섬유의 개발이 이루어지고 있다. 특히, 액체 투과기능과 흡수기능을 향상시키기 위하여 공극이 많은 벌키한 부직포가 사용되고 있다.
대한민국특허 제1224095호에서는 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 제1성분과, 상기 폴리에스테르계 수지의 융점보다 20℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 제2성분으로 구성되는 열접착성 복합섬유로서, 열처리 후의 벌크 유지율이 20% 이상인 것을 특징으로 하는 열접착성 복합섬유를 개시한다.
본 발명자는 탄성과 벌키성이 우수한 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 개발하여 특허출원 제2013-9707호로 출원한 바 있다. 특허출원 제2013-9707호에서는 제1성분으로 다관능 성분을 포함하는 폴리에스테르계 수지를 사용하여 탄성 및 벌키성이 우수한 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 개시한다. 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유는 우수한 탄성과 벌키성을 갖는 것이 매우 중요하기 때문에 이에 대한 연구개발이 지속되고 있다.
이에 본 발명자들은 부직포의 탄성, 벌키성, 보온성, 수분투과성 등의 기능을 향상시키기 위하여 부직포를 구성하는 열접착 바인더 섬유의 단면 및 중공형태를 원형단면, 원형중공, 이형단면, 또는 이형중공 형태로 제조함으로써 탄성과 벌키성이 보다 우수한 본 발명의 부직포 바인더용 열접착 복합섬유를 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 탄성 및 벌키성이 우수한 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 벌키성이 우수하면서 보온성 및 수분투과성이 우수한 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 열접착형 복합섬유의 단면을 이면단면으로 형성하여 피부접촉면을 최소화를 통해 피부자극을 최소화할 수 있는부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1실시형태는 제1성분으로 폴리에스테르계 수지 또는 폴리프로필렌 수지 및 제 2성분으로 상기 폴리에스테르계 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 중공형 복합섬유이고, 5~30 %의 중공율을 갖는 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공한다.
본 발명의 제2실시형태는 제1성분으로 폴리에스테르계 수지 또는 폴리프로필렌 수지 및 제2성분으로 상기 폴리에스테르계 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 중공형 복합섬유이고, 하기 식에 의한 이형율이 1.5 이상인 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공한다.
[식]
이형율(%): (단면외각둘레 + 중공외각둘레)2 / (4π x 단면적)
본 발명의 제3실시형태는 제1성분으로 폴리에스테르계 수지 또는 폴리올레핀계 수지로 사용되고, 제2성분으로 폴리올레핀계 수지를 사용하여 형성되는 시스-코어 구조의 복합섬유로, 코어는 형태유지부로 시스는 부피제어부로 이루어지되, 상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태인 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공한다.
또한, 상기 폴리에스테르계 수지는 방향족 디카르본산과 글리콜의 축중합물로， 폴리 에 틸렌 테레 프탈레이트， 폴리에틸렌 2 ， 6- 디 나프탈레이트， 폴리프로필렌 테레프탈레이트， 폴리부틸렌 테레프탈레이트 ， 폴리에틸렌 이소프탈레이트 또는 이들의 혼합물이고， 상기 폴리올레핀계 수지는 고밀도 폴리에틸렌， 저밀도 폴리에틸렌 ， 폴리프로필렌， 에틸렌-프로필렌 공중합체， 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공한다.
또한, 상기 폴리프로필렌 수지는 프로필렌 단목중합체， 프로필렌을 주성분으로 하는 에틸렌， 부텐-1 또는 4-메틸 펜텐-1 등과의 공중합체， 또는 이들의 흔합물인 것을 특정으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공한다.
또한, 상기 열접착형 복합섬유가 코어-쉬스 정심형태， 코어-쉬스편심형태， 또는 사이드-바이-사이드(side by side) 형태이면서 중공을 갖는 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공한다.
또한, 상기 제 1성분이 30~70 중량% 및 제 2성분이 70~30 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공한다.
또한, 상기 복합섬유의 단면이 원형중공을 갖는 원형단면 또는 이형중공을 갖는 이형단면인 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공한다.
또한, 상기 이형단면 복합섬유는 코어 내에 중공을 갖는 중공형 복합섬유인 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공한다.
또한, 상기 부피제어부 말단부의 최상부를 피크로, 부피제어부 사이를 밸리로 정의할 때 하기 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공한다.
(1) -3 ≤ Z ≤ 4
(2) 0.9 ≤
Figure PCTKR2015006759-appb-I000001
≤ 1.8
여기서,
R : 피크의 곡률반경
r : 밸리의 곡률반경
또한, 하기 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공한다.
(3)
Figure PCTKR2015006759-appb-I000002
≥ 0.80
(4)
Figure PCTKR2015006759-appb-I000003
≥ 0.30
여기서,
T1 : 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 큰 값
T2 : 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 작은 값
t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 큰 값
t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 작은 값
CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
또한, 상기 부피제어부는 4 내지 12개가 형성되며, 섬유 단면 면적에서 40 내지 60%로 형성되는 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공한다.
또한, 상기의 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포를 제공한다.
본 발명은 탄성 및 벌키성이 우수하고 공정성이 양호한 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
또한, 부피를 제어하기 위한 요소를 형성하여 인접한 섬유 간에 이격될 수 있도록 하여 사이공간부를 형성할 수 있어 모세관 현상을 통해 수분 투과성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 이형단면형태의 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유는 피부접촉면을 최소되어 피부자극을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제2실시형태의 실시예 11의 섬유단면을 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제3실시형태의 일실시예에 의한 섬유 단면 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제3실시형태의 다른 실시예에 의한 섬유 단면 개념도이다.
도 4 내지 7은 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제3실시형태의 단면 개념도이다.
도 8은 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제3실시형태의 부피제어부에 대응되는 방사구금의 개념도이다.
도 9는 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제3실시형태의 복합섬유에 의한 섬유 집합체의 단면개념도이다.
도 10은 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제3실시형태의 복합섬유로 형성된 섬유집합체가 피부 접촉상태를 나타낸 도면이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 명세서에서 섬유집합체라 함은 장섬유, 단섬유를 모두 포함하는 것으로 비제한적인 예로서, 직물, 편물, 원단, 부직포, 웹, 슬라이버, 토우 등 1 이상의 섬유가 집합되어 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제2실시형태의 실시예 11의 섬유단면을 촬영한 사진이고, 도 2는 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제3실시형태의 일실시예에 의한 섬유 단면 개념도이며, 도 3은 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제3실시형태의 다른 실시예에 의한 섬유 단면 개념도이고, 도 4 내지 7은 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제3실시형태의 단면 개념도이며, 도 8은 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제3실시형태의 부피제어부에 대응되는 방사구금의 개념도이고, 도 9는 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제3실시형태의 복합섬유에 의한 섬유 집합체의 단면개념도이며, 도 10은 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제3실시형태의 복합섬유로 형성된 섬유집합체가 피부 접촉상태를 나타낸 도면이다.
본 발명은 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유에 관한 것으로, 탄성 및 벌키성이 우수하며, 섬유의 형태변화에 따라 보온성 및 수분투과성이 우수한 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유에 관한 것이다.
본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유는 탄성 및 벌키성이 우수한 제1실시형태로 제1성분으로 폴리에스테르계 수지 또는 폴리프로필렌 수지 및 제2성분으로 상기 폴리에스테르계 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지로 이루어지고, 5~30%의 중공율을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 탄성 및 벌키성이 우수한 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제2실시형태로 제1성분으로 폴리에스테르계 수지 또는 폴리프로필렌 수지 및 제2성분으로 상기 폴리에스테르계 수지보다 융점이 20 ℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지로 이루어지고, 이형율이 1.5 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 이형율은 하기의 식으로 계산할 수 있을 것이다.
[식]
이형율(%): (단면외각둘레 + 중공외각둘레)2 / (4π x 단면적)
상기 폴리에스테르계 수지는 방향족 디카르본산과 글리콜의 축중합물로, 방향족 디카르본산으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌디카르본산 등을 사용할 수 있고, 글리콜로는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올 등을 사용할 수 있다.
상기 폴리에스테르계 수지는 방향족 디차르본산과 글라콜의 축중합물로, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 2,6-디나프탈레이트 , 폴리프로필렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 이소프탈레이트, 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 사용된다.
바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 사용할 수 있다. 폴리에스테르계 수지는 ASTM 02857에 준하여 측정한 고유점도 (IV) 가 0.50 내지 0.80 dL/ g인 것이 바람직하다.
상기 폴리올레핀계 수지는 열접착시 용융되는 부분으로 폴리에스테르계 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
폴리올레핀계 수지는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) , 중밀도 폴리에틸렌(MDPE) , 저밀도 폴리에틸렌(LOPE) , 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 이들의 혼합물이다. 바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌 (HOPE) 을 사용할 수 있다.
폴리올레핀계 수지의 유동흐름지수 (MI, Melting lndex)는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 1 내지 100 g/10분, 더욱 바람직하게는 5 내지 40 g/10분이다.
상기 폴리프로필렌 수지는 폴리프로필렌은 프로필렌을 주성분으로 하는 결정성 중합체의 총칭이며, 이중에는 프로필렌 단목중합체 뿐만 아니라, 프로필렌을 주성분으로 하는 에틸렌, 부텐-1 또는 4-메틸 펜텐-1 등과의 공중합체 , 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다. 바람직하게는 호모 폴리프로필렌을 사용할 수 있다 폴리프로필렌 수지의 동흐름지수(MI , Melting lndex) 는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 1 내지 100 g/10 분, 더욱 바람직하게는 10 내지 40 g/ l0분이다.
본 발명의 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유는 제1성분이 30~70 중량% 및 제2성분이 70~30 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 폴리에스테르계 수지와 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 열접착형 복합섬유는 형광성을 억제하기 위하여 자외선 흡수제를 10 내지 100,000 ppm 함유시킬 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 폴리에스테르계 수지의 자외선 형광을 억제시키고, 이로 인하여 위생재용도로 적용시 환경적 안전감을 부여할 수 있다. 상기 자외선 흡수제 종류는 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 트리아진계, 안식향산계, 안트라닐산계, 계피산계, 페닐아크릴레이트계, 페놀릭산계, 아크릴로니트릴계를 포함한 유기계 및 무기계 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 폴리 에스테르계 수지에 또는 폴리올레핀계 수지에 혼련시킨 마스터배치 형태인 것이 바람직하다. 자외선 흡수제는 제1성분 또는 전체 섬유 중량에 대하여 10 내지 100,000 ppm을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 자외선 흡수제 함량이 10 ppm 미만인 경우 목적하는 자외선 흡수성 억제를 달성할 수 없고, 100,000 ppm 초과인 경우 수지의 원할한 용융 흐름성을 방해하여 방사단계에서 절사가 빈번하게 발생하거나 방사구금 내의 압력이 급격히 증가하여 공정성이 저하될 수 있다.
본 발명의 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유 100중량%에 대하여 0~20 중량%의 무기첨가제를 더 포함할 수 있다. 무기첨가제의 함량이 상기 범위인 경우 복합섬유의 회복특성이 크게 저하되지 않는다. 무기첨가제는 이산화티탄, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 규산지르코늄, 탄산바륨, 알루미나, 카본블랙 및 이들의 혼합물이다.
본 발명의 제1실시형태 및 제2실시형태의 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유는 코어-쉬스 정심형태, 코어-쉬스 편심형태, 사이드-바이-사이드(side by side) 형태이면서 중공을 갖는 형태이다. 중공의 크기는 코어-쉬스 단면에서 1~50%를 차지하며, 바람직하게는 5~30% 이다.
본 발명의 제2실시형태의 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 단면형태는 원형 또는 이형단면이고, 중공의 모양도 단면형태와 같이 원형중공 또는 이형중공이다.
일반적으로 섬유의 중공율이 커질수록 이형율이 커지며, 중공율이 4% 이상일 때 이형율이 1.5 이상의 값을 가진다. 본 발명의 원형중공 또는 이형중공 형태의 이형율은 1.5 이상이며, 바람직하게는 1.5~5이다.
본 발명의 제2실시형태의 이형단면은 삼각, 사각, 타원 등의 다양한 모양으로 제공될 수 있고, 반드시 이에 한정되지 않는다. 원형단면에 비하여 이형단면은 형태계수가 달라지면서 굽힘강성이 높아지며, 이로 인하여 섬유의 탄성이 우수해진다. 역학적으로 섬유의 단면이 삼각단면인 경우, 원형단면에 비하여 굽힘강성이 약 1.2배 높으며, 중공은 약 3배가 높다. 또한, 본 발명의 탄성이 우수한 섬유의 단사섬도는 1~20 데니어이며, 바람직하게는 3~5데니어이다.
도 2에서와 같이 본 발명에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유의 제3실시형태는 이형단면 복합섬유로 제1성분으로 폴리에스테르계 수지 또는 폴리올레핀계 수지로 사용되고, 제2성분으로 폴리올레핀계 수지를 사용하여 형성되는 시스-코어 구조의 복합섬유로, 상기 코어는 형태유지부(100)로 시스는 부피제어부(200)로 이루어지되, 상기 부피제어부(200)는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태로 형성된다.
본 발명의 제3실시형태의 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유는 상기 제1성분과 제2성분이 시스-코어 구조로 복합섬유를 형성하는 것으로 제1성분이 시스 또는 코어를 형성할 수 있으며, 제2성분이 코어 또는 시스를 형성할 수 있는 것으로 사용되는 제1성분과 제2성분 중 융점이 높은 수지가 코어를 융점이 낮은 수지로 시스를 구성하는 것이 바람직할 것이다.
상기 폴리에스테르계 수지는 폴리올레핀계 수지는 위에서 설명한 바와 같다.
본 발명의 제3실시형태의 복합섬유는 섬유 내의 함기율을 높이기 위해 코어 내에 중공을 갖는 중공형 복합섬유로 형성되는 것이 바람직할 것이다.
상기 형태유지부(100)는 섬유 단면 면적에서 40 내지 60%로 형성됨이 바람직하다. 상기 범위를 초과하는 경우 섬유형성성에 문제가 될 수 있고, 상기 범위 미만인 경우 형태유지성과 본 발명의 다양한 기능성을 발현하는데 한계를 가질 수 있다. 상기 형태유지부(100)는 중심점(M)에서부터 부피제어부(200) 사이의 섬유상을 의미한다.
상기 부피제어부(200)는 섬유 중심 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며 말단부는 라운드 형상으로 이루어질 수 있다. 도 2, 도 3에서와 같이 말단부의 최상부를 피크(300)로, 부피제어부 사이를 밸리(310)로 정의할 수 있다. 이때 피크의 곡률반경을 R, 밸리의 곡률반경을 r로 정의할 수 있으며, 각 부피 제어부마다 서로 다르거나 같은 R과 r 값이 결정될 수 있다.
또 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 큰 값을 T1, 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 작은 값을 T2라 하고, 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 큰 값을 t1 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 작은 값을 t2로 정의할 수 있다. 한편 T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원을 CTmax라 하고, T2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원을 CTmin라 하고, t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원을 Ctmax라 하고, t2를 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원을 Ctmin라 할 때; CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값을 CTmax-R라 하고, CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값을 CTmin-R라 하고, Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M) 간의 차이값을 Ctmax-r라 하고, Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M) 간의 차이 값을 Ctmin-r이라 규정할 때, 본 발명에 의한 섬유는 하기 조건을 만족할 수 있다.(도 3 내지 7)
피크의 곡률반경(R)과 밸리의 곡률반경(r)의 편차를 Z로 규정할 때 상기 Z는 하기 조건(1), (2)로 이루어질 수 있다.
(1) -3 ≤ Z ≤ 4
(2) 0.9 ≤
Figure PCTKR2015006759-appb-I000004
≤ 1.8
여기서,
R : 피크의 곡률반경
r : 밸리의 곡률반경
섬유 단면 형태분석을 통한 본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 범위 외에서 일 섬유의 부피제어부가 인접한 다른 섬유의 부피제어부 사이의 밸리에 삽입되어 마치 기어가 맞물려 있는 것과 같은 구조적 특성을 나타내었고, 삽입된 후 유동 등에 의해 이탈되지 못해 섬유 집합체의 균제도에 나쁜 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 상기 범위 내에서 섬유들간 부피제어부가 서로 간섭을 하여 벌키성이 유지되고 부피제어부가 인접한 섬유의 밸리에 삽입되더라도 유동 등에 의해 용이하게 이탈될 수 있어 섬유 집합체에서 균제도를 향상시키는 요소가 될 수 있다.
또한 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유는 CTmax-R, CTmin-R, Ctmax-r, Ctmin-r이 다음 조건을 만족할 수 있다.
(3)
Figure PCTKR2015006759-appb-I000005
≥ 0.80
(4)
Figure PCTKR2015006759-appb-I000006
≥ 0.30
여기서,
T1 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 큰 값
T2 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 작은 값
t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 큰 값
t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 작은 값
CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
상기 조건 (3), (4)는 본 발명의 일실시예에 의한 섬유의 형성성에 관한 것일 수 있다. 이상적으로 상기 값은 1이 되어야 하나, 고분자의 레올로지적 특성에 의해 1이 될 수 없다. 조건 (3)은 부피제어부 형성에 관한 것일 수 있는데 상기 범위 외에서는 부피제어부의 편차가 커지고 r 값의 편차도 커질 수 있어 공정상 카딩성이나 섬유 집합체에서 벌키성에 영향을 미칠 수 있다. 조건 (4)는 섬유형태성으로 해석될 수 있는데 형태유지부(100)의 형성성에 영향을 줄 수 있다. 상기 범위 외에서는 섬유의 형태유지가 불안정할 수 있다.
한편 상기와 같은 섬유단면을 형성하기 위해 상기 부피제어부(200)의 방사구금은 도 8에 도시된 바와 같이 방사상 형태로 이루어질 수 있다. 이 때 중심점(M)을 기준으로 각(θ) 11 내지 15°로 형성될 수 있다. 본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 범위내에서 이형단면의 부피제어요소로서 상기 부재(200)가 기능을 발현하기 위한 위 조건들을 만족할 수 있는 섬유 단면 형상이 구현되었다.
본 발명에서 사용되는 제3실시형태의 이형단면 섬유의 단면 형상은 섬유 표면에 부피제어부가 4 내지 12개로 형성될 수 있다.
상기와 같이 형성된 제3실시형태의 이형단면 복합섬유는 도 9에서와 같이 상기 부피제어부가 이웃한 섬유 표면상에 접하는 지점을 접점 사이에 공간이 확보되어 모세관 형상을 일으키거나 데드에어를 보유하는 공간이 형성된다.
상기와 같이 섬유와 이웃한 섬유 사이에 형성된 공간은 열처리를 통해 그 형태가 고정되고 확정 및 유지될 수 있다.
또한, 도 10에서와 같이 제3실시형태의 이형단면 복합섬유로 섬유집합체를 형성시에는 피부접촉면이 상기 부피제어부(200)의 피크(300)에 한정되어 피부접촉면을 최소화할 수 있어 피부자극을 줄일 수 있을 것이다.
또한, 본 발명에 따른 제3실시형태의 이형단면 복합섬유는 냉각 및 고화 공정에서 결정화 속도차로 인한 자발크림프 발현을 통해 섬유에 벌키성 및 탄력성을 향상시키는데 기여할 수 있어 섬유집합체의 벌키성 및 탄력성을 향상시킬 수 있을 것이다.
상기에서 설명된 본 발명에 따른 제1실시형태, 제2실시형태, 제3실시형태의 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제조하는 방법은 폴리에스테르계 수지 또는 폴리프로필렌 수지의 제1성분 및 폴리올레핀계 수지를 포함하는 제2성분 조성물을 각각 별도의 압출기에 투입하여 용융하는 단계, 용융된 제1성분 조성물 및 제2성분 조성물을 복합방사 장치 내로 유입하여 100~2,000 m/분의 방사속도로 방사하는 단계, 및 방사된 복합섬유를 연신하는 단계로 이루어진다. 일반적으로 방사속도가 1,500 m/분 이하인 경우 강도가 2.0 g/d 이하이기 때문에, 연산하는 단계를 통하여 복합섬유의 강도를 3.0 g/d 이상으로 향상시킬 수 있다.
본 발명의 위생재용 열접착형 복합섬유를 제조하는 방법은 복합섬유를 부직포화하기 위하여 크럼프(crimp) 를 부여하는 단계를 더 포함할 수 있다 본 발명의 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 제조하는 방법은 연신된 복합섬유를 30~64mm로 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다
본 발명은 하기의 바람직한 실시예에 의하여 보다 명확해질 것이며, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
*제1실시형태
실시예 1
제1성분 조성물로서 고유점도가 0.64 dL/g인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 60중량% 및 제2성분 조성물로서 유동흐름지수가 20g/10분인 고밀도 폴리에틸렌 40중량%를 각각 별도의 압출기에 투입하여 용융하였다. 용융된 제1성분 및 제2성분 조성물을 통상의 코어-쉬스 정심 중공 복합방사장치로 유입한 후 800 m/분의 방사속도로 방사하였다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 유리전이온도 이상의 온도에서 방사된 복함섬유를 3.5배 연신배향하고, 크림프를 부여하여 38 mm로 절단하여, 코어-쉬스 정심 중공형태의 복합섬유를 제조하였다.
실시예 2
제조된 섬유의 중공율을 10%로 제어하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
실시예 3
제조된 섬유의 중공율을 30%로 제어하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
실시예 4
제조된 섬유의 단면형태를 코어-쉬스 편심 중공형태로 제어하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
실시예 5
제조된 섬유의 제1성분 조성물이 폴리프로필렌(PP) 60중량% 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
실시예 6
마스터배치칩 형태의 트리메틸올 프로판을 3,000ppm 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
실시예 7
마스터배치칩 형태의 트리메틸올 프로판 대신 티타늄다이옥사이드(TiO2) 무기물을 100,000ppm 투입한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
비교예 1
제조된 섬유의 중공율을 5%로 제어하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
비교예 2
제조된 섬유의 중공율을 40%로 제어하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
비교예 3
마스터배치칩 형태의 트리메틸올 프로판을 10ppm 투입한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
비교예 4
마스터배치칩 형태의 트리메틸올 프로판을 200,000ppm 투입한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 4의 물성을 측정하여 표 1에 나타내었다.
표 1
Figure PCTKR2015006759-appb-T000001
상기 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 범위에 포함되는 실시예 1 내지 7은 비교예 1 내지 4에 비하여 모듈러스 및 벌키성이 우수하였다.
실시예 6의 경우는 PET의 형광을 제어도 가능하였다. 실시예 7의 경우는 무기물 첨가제가 첨가되어 벌키성이 우수하면서도 무기물에 의한 형광 차폐가 가능한 섬유의 제조가 가능하였다. 비교예 1 내지 4와 같이 코어-쉬스 중공형태의 중공율이 작거나 또는, 중공이 없거나, 또는 중공이 너무 큰 비교예는 실시예 1 내지 8에 비하여 모듈러스 및 벌키성이 저하되었다.
특히, 중공율이 40%인 비교예 2의 경우는 단섬유 제조공정인 크림부 부여공정에에서 중공이 눌리면서 중공이 변형되어 오히려 섬유의 탄성 및 벌키성이 낮아짐을 확인하였다.
또한 비교예 3, 4의 경우는 무형광첨가제가 너무 적으면 무형광 효과가 나타나지 않고, 너무 많으면 공정에 불리한 영향을 주어 섬유 강도가 낮아짐을 확인하였다.
*제2실시형태
실시예 8
제1성분 조성물로서 고유점도가 0.64 dL/g인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 60중량% 및 제2성분 조성물로서 유동흐름지수가 20g/10분인 고밀도 폴리에틸렌 40중량%를 각각 별도의 압출기에 투입하여 용융하였다. 용융된 제1성분 및 제2성분 조성물을 삼각단면형태의 이형단면 코어-쉬스 중공 복합방사장치로 유입한 후 800 m/분의 방사속도로 방사하였다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 유리전이온도 이상의 온도에서 방사된 복함섬유를 3.5배 연신배향하고, 크림프를 부여하여 38 mm로 절단하여, 코어-쉬스 정심 중공형태의 복합섬유를 제조하였다.
실시예 9
제조된 섬유의 제1성분 조성물이 폴리에틸렌 테레프탈레이트 50중량%이고 제2성분 조성물이 고밀도 폴리에틸렌 50중량%인 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
실시예 10
제조된 섬유의 섬도를 3데니어로 제어하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
실시예 11
제조된 섬유의 중공율을 15%로 제어하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
실시예 12
제조된 섬유의 제1성분 조성물이 폴리프로필렌(PP) 60 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
실시예 13
제조된 섬유의 단면형태를 타원중공을 갖는 타원단면으로 제어하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
실시예 14
제조된 섬유의 단면형태를 사각중공을 갖는 사각단면으로 제어하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
실시예 15
제조된 섬유의 단면형태를 원형중공을 갖는 원형단면으로 제어하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
비교예 5
제조된 섬유의 중공율을 5%로 제어하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 15와 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
비교예 6
제조된 섬유의 중공율을 0%로 제어하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 15와 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다.
상기 실시예 8 내지 15 및 비교예 5,6의 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
표 2
Figure PCTKR2015006759-appb-T000002
상기 표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 범위에 포함되는 이형율이 1.5 이상인 실시예 8 내지 15는 이형율이 1.5 미만인 비교예 5, 6에 비하여 벌키성이 우수하였다. 또한, 비교예 5, 6과 같이 코어-쉬스 중공형태의 중공율이 작거나, 중공이 없는 비교예는 실시예 8 내지 15에 비하여 벌키성이 저하되었다.
또한, 원형중공을 갖는 원형단면인 실시예 15보다 타원중공을 갖는 타원단면인 실시예 13 및 사각중공을 갖는 사각단면인 실시예 14의 이형율이 높게 측정되었으며, 이형중공 중에서도 삼각중공을 갖는 삼각단면의 이형율이 가장 높게 측정되었다.
*제3실시형태
실시예 16
제1성분 조성물로서 고유점도가 0.64 dL/g인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 60중량% 및 제2성분 조성물로서 유동흐름지수가 20g/10분인 고밀도 폴리에틸렌 40중량%를 각각 별도의 압출기에 투입하여 용융하였다. 제1성분을 코어로, 제2성분을 시스로 구성하여 부피제어부재가 6개인 섬유로 800 m/분의 방사속도로 방사하였다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 유리전이온도 이상의 온도에서 방사된 복함섬유를 3.5배 연신배향하고, 크림프를 부여하여 38 mm로 절단하여, 섬도가 5데니어인 시스-코어의 복합섬유를 제조하였다.
실시예 17
상기 실시예 16과 동일하게 제조하였으나, 제1성분이 폴리에틸렌테레프탈레이트 60중량%이고 제2성분이 고밀도폴리에틸렌 40중량%를 사용하였으며, 코어 내에 중공을 형성하여 중공율 10%의 시스-코어형태의 중공형 복합섬유로 제조하였다.
실시예 18
상기 실시예 17과 동일하게 제조하였으나, 제1성분이 폴리에틸렌테레프탈레이트 50중량%이고 제2성분이 고밀도폴리에틸렌 50중량%를 사용하여 시스-코어형태의 중공형 복합섬유로 제조하였다.
실시예 19
상기 실시예 17과 동일하게 제조하였으나, 섬도를 2데니어로 형성한 시스-코어형태의 중공형 복합섬유로 제조하였다.
실시예 20
상기 실시예 17과 동일하게 제조하였으나, 중공율을 15%로 제어하여 시스-코어형태의 중공형 복합섬유로 제조하였다.
실시예 21
상기 실시예 17과 동일하게 제조하였으나, 제1성분이 폴리프로필렌 50중량%이고 제2성분이 고밀도폴리에틸렌 50중량%를 사용하여 시스-코어형태의 중공형 복합섬유로 제조하였다.
비교예 7
상기 실시예 17과 동일하게 제조하였으나, 단면형상이 시스 및 코어의 단면이 원형인 시스-코어형태의 중공형 복합섬유로 제조하였다.
비교예 8
상기 실시예 16과 동일하게 제조하였으나, 단면형상이 시스 및 코어의 단면이 원형인 시스-코어형태의 복합섬유로 제조하였다.
상기에서 제조된 실시예 16 내지 21 및 비교예 7, 8의 복섬섬유의 물성을 하기 방법에 의하여 측정하였다. Rewet는 복합섬유를 부직포 형태로 제조하여 측정하였다.
표 3
구분 제1성분 제2성분 1성분/2성분 비율 단면 물성
섬도 중공율 Rewet(g)
실시예16 PET HDPE 6/4 이형단면 5 0 0.09
실시예17 PET HDPE 6/4 이형단면 5 10 0.08
실시예18 PET HDPE 5/5 이형단면 5 10 0.09
실시예19 PET HDPE 6/4 이형단면 2 10 0.08
실시예20 PET HDPE 6/4 이형단면 5 15 0.08
실시예21 PP HDPE 5/5 이형단면 5 10 0.07
비교예7 PET HDPE 6/4 원형단면 5 10 0.23
비교예8 PET HDPE 6/4 원형단면 5 0 0.33
표 3에서와 같이 실시예 16 내지 21의 본 발명에 따른 이형단면 복합섬유는 Rewet가 비교예 7, 8에 비해 현저히 낮은 것으로 수분 투과성이 뛰어난 것을 알 수 있다.
상기 실시예들 및 비교예 들의 물성은 하기 방법에 의하여 측정하였다.
(1) 섬도(denier): ASTM D 1577에 준하여, Textechno社의 Favimat 장비로 측정하였다.
(2) 모듈러스(g/d): DIN 53 816에 준하여, 강도 /10% 변형율 값을 Textechno社의 Favimat 장비로 측정하였다
(3) 강도(g/d): ASTM D 3822에 준하여, 섬유의 강도를 Textechno社의 Favimat 장비로 측정하였다.
(4) 중공율(%): 광학형미경으로 측정된 섬유 단면 이미지를 통하여 중공이 차지하는 면적 비율을 하기 식으로 계산하였다.
- 중공면적/섬유면적(중공포함) * 100 (%)
(5) 벌키성(g): 20 g의 시료를 정량한 후 밀폐된 용기 내에서 일정압력 이상의 공기로 개섬하고, 지름 100 mm 높이 140 mm의 실린더에 투입하여 다음과 같이 하중을 측정하였다.
- 초기 벌키성(g): 개섬 후 100 mm일 때의 하중값을 측정하였다.
- 압축 벌키성(g): 50 내지 100 mm까지 압축하는 동안 10 mm 간격으로 하중값의 합과 압축 후 40 mm일때의 1/2 하중값의 총 합을 측정하였다.
- 회복 벌키성(g): 압축 후 40 mm일때의 하중값과 50 내지 100 mm까지 회복하는 동안 10 mm 간격의 하중값의 합의 총 합을 측정하였다.
(6) 무형광성 : 외부와 빛이 차단된 공간 내 에서 320~360nm 파장의 UV를 조사하여 UV 형광성을 상대 비교평가 하였다.
- ○ : 비교예 l과 같이 섬유를 제조함에 있어, 1성분 내 TiO2 30,OOOppm 투입 수준의 형광도
- X : 비교예 1과 같이 섬유를 제조함에 있어，1성분 내 Ti02 2,OOOppm 미만 투입 수준의 형광도
(7) 이형율(%): (단면외각둘레 + 중공외각둘레)2 / (4π x 단면적)
(8) 공정성: 방사공정에서 1개 방사구금에서 발생하는 평균 단사수를 측정하였다. (- 양호 : 0.5회 미만/1일, - 보통 : 0.5 내지 1회/1일, - 불량 : 1회 초과/1일)
(9) Rewet(wetback): EDANA 151.1-96 방법으로 100㎠의 부직포 시료를 절취하여 5ml의 물을 3번 떨어뜨려 젖게 한 후, 10cm * 10cm 의 흡수종이를 위에 놓고 2kg의 추를 얹어 놓은 뒤, 부직포를 투과하여 종이로 전이되는 물의 양을 종이의 무게로 측정하여 기록한다(종이가 젖은 후의 무게 - 종이가 젖기 전의 무게).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (13)

  1. 제1성분으로 폴리에스테르계 수지 또는 폴리프로필렌 수지 및 제 2성분으로 상기 폴리에스테르계 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 중공형 복합섬유이고, 5~30 %의 중공율을 갖는 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유.
  2. 제1성분으로 폴리에스테르계 수지 또는 폴리프로필렌 수지 및 제2성분으로 상기 폴리에스테르계 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 중공형 복합섬유이고, 하기 식에 의한 이형율이 1.5 이상인 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유.
    [식]
    이형율(%): (단면외각둘레 + 중공외각둘레)2 / (4π x 단면적)
  3. 제1성분으로 폴리에스테르계 수지 또는 폴리올레핀계 수지로 사용되고, 제2성분으로 폴리올레핀계 수지를 사용하여 형성되는 시스-코어 구조의 복합섬유로,
    코어는 형태유지부로 시스는 부피제어부로 이루어지되,
    상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태인 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유.
  4. 제l항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서 ,
    상기 폴리에스테르계 수지는 방향족 디카르본산과 글리콜의 축중합물로， 폴리 에 틸렌 테레 프탈레이트， 폴리에틸렌 2 ， 6- 디 나프탈레이트， 폴리프로필렌 테레프탈레이트， 폴리부틸렌 테레프탈레이트 ， 폴리에틸렌 이소프탈레이트 또는 이들의 혼합물이고， 상기 폴리올레핀계 수지는 고밀도 폴리에틸렌， 저밀도 폴리에틸렌 ， 폴리프로필렌， 에틸렌-프로필렌 공중합체， 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 수지는 프로필렌 단목중합체， 프로필렌을 주성분으로 하는 에틸렌， 부텐-1 또는 4-메틸 펜텐-1 등과의 공중합체， 또는 이들의 흔합물인 것을 특정으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열접착형 복합섬유가 코어-쉬스 정심형태， 코어-쉬스편심형태， 또는 사이드-바이-사이드(side by side) 형태이면서 중공을 갖는 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유.
  7. 제l항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서 ,
    상기 제 1성분이 30~70 중량% 및 제 2성분이 70~30 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 복합섬유의 단면이 원형중공을 갖는 원형단면 또는 이형중공을 갖는 이형단면인 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 이형단면 복합섬유는 코어 내에 중공을 갖는 중공형 복합섬유인 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 부피제어부 말단부의 최상부를 피크로, 부피제어부 사이를 밸리로 정의할 때 하기 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유.
    (1) -3 ≤ Z ≤ 4
    (2) 0.9 ≤
    Figure PCTKR2015006759-appb-I000007
    ≤ 1.8
    여기서,
    R : 피크의 곡률반경
    r : 밸리의 곡률반경
  11. 제3항에 있어서,
    하기 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유.
    (3)
    Figure PCTKR2015006759-appb-I000008
    ≥ 0.80
    (4)
    Figure PCTKR2015006759-appb-I000009
    ≥ 0.30
    여기서,
    T1 : 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 큰 값
    T2 : 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 작은 값
    t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 큰 값
    t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 작은 값
    CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
    CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
    Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
    Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
    CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
    CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
    Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
    Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
  12. 제3항에 있어서,
    상기 부피제어부는 4 내지 12개가 형성되며, 섬유 단면 면적에서 40 내지 60%로 형성되는 것을 특징으로 하는 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유.
  13. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 따른 부직포 바인더용 열접착형 복합섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포.
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