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KR100226327B1 - 다층팽창 미소섬유 기초한 연신성 부직웨브 - Google Patents

다층팽창 미소섬유 기초한 연신성 부직웨브 Download PDF

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KR100226327B1
KR100226327B1 KR1019940700989A KR19940700989A KR100226327B1 KR 100226327 B1 KR100226327 B1 KR 100226327B1 KR 1019940700989 A KR1019940700989 A KR 1019940700989A KR 19940700989 A KR19940700989 A KR 19940700989A KR 100226327 B1 KR100226327 B1 KR 100226327B1
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KR
South Korea
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web
melt
layer
expanded
nonwoven web
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KR1019940700989A
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English (en)
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KR940702573A (ko
Inventor
유진 지. 조셉
라이 이 우드
데니스 엘 크뢰거
폴 알. 스쯔코
다니엘 이. 메이어
Original Assignee
스프레이그 로버트 월터
미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
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
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Abstract

본 발명은 비교적 낮은 모둘러스를 갖는 물질 및 높은 모둘러스를 갖는 물질로 이루어진 다층을 갖는 용융-팽창 미소 섬유를 포함하는 고도로 정합가능하며 변형 가능한 부직 웨브에 관한 것이다.

Description

[발명의 명칭]
다층 팽창 미소 섬유 기초한 연신성 부직 웨브
[발명의 분야]
본 발명은 많은 용도에 유용한, 정합 가능하거나 또는 연신 가능한 신규의 용융-팽창 부직 웨브 및 이것을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 부직 웨브는 적어도 하나의 탄성 중합체 물질 또는 낮은 모둘러스를 갖는 물질 및 제2의 보다 높은 모둘러스를 갖는 물질 또는 비탄성 중합체 물질로 이루어진 세로의 뚜렷한 중합체층으로 구성된 용융-팽창 미소 섬유를 포함한다.
[발명의 배경]
미합중국 특히 제 3,841,953호에는 신규 특성을 지닌 웨브를 수득하기 위해 중합체 혼합물을 사용하여 용융-팽창 섬유의 부직 웨브를 제조하는 방법이 기술되어 있다. 그러나, 이들 웨브는, 중합체 접촉면들이 각각의 섬유를 약하게 하므로써 섬유가 심하게 파손되어 약해지는 문제점을 지닌다. 상기 특허에 제시된 웨브의 인장 특성은 통상적으로 상응하는 단일 중합체 섬유로 제조된 웨브에 비해 열등하다. 이러한 웨브의 결점은 웨브가 비상화성 중합체 혼합물로 제조되는 점과 웨브중의 섬유가 너무 짧다는 취약성에 기인할 수 있다.
미합중국 특허 제 4,729,371호에는 용융-팽창 처리를 통해 2성분 섬유를 제조하는 방법이 기술되어 있다. 중합체 물질은 180°각도로 교차하는 2개의 도관으로 공급된다. 이어서, 상기 2개의 중합체 플로우스트림은 합해져서 상기 2개의 공급 도관과 90°각도를 이루는 세 번째 도관을 통해 배출된다. 2개의 공급 스트림은 상기 세 번째 도관내에서 층구조의 플로우스트림을 형성시키며, 상기 2층 구조의 플로우스트림은 용융-팽창 다이내에 일렬로 나란히 위치한 구멍에 공급된다. 구멍으로부터 압출된 2층 구조의 중합체 용융 스트림은 이어서 높은 풍 속의 감쇠 또는 용융-팽창 방법을 통해 미소 섬유 형태로 형성된다. 형성된 생성물은 구체적으로 필터 물질로 성형하는데 유용한 웨브를 제조하는데 사용된다. 기술된 방법은 2-층 미소 섬유를 제조하는 것에 관한 것이다. 상기 방법은 또한 섬유의 층 배열 및/또는 층수의 세밀한 조절에 의해 웨브의 특성이 조정되는 웨브를 제조하는 능력을 갖지 못한다. 또한, 연신 가능하며 바람직하게는 높은 강도를 지닌 웨브에 관해서는 기술하고 있지 않다.
미합중국 특허 제 4,557,972호에는, 소위 초미세 데니어(0.5 데니어 이하)의 외장-코어 조성 섬유가 기술되어 있다. 상기 섬유는 3성분의 큰 섬유를 형성시키기 위한 특수 방사구로부터 제조되는데, 상기 성분들중 두 성분은 제 3 성분의 매트릭스중에 극미량 함유된 물질을 형성시킨다. 이어서, 상기 함유된 물질을 미세 섬유로서 남기면서 매트릭스(바다) 물질을 선택적으로 제거하므로써 초미소 섬유가 수득된다. 이 방법은 복잡하며 부직 웨브를 제조하는데 실용적으로 사용될 수 없다. 미합중국 특히 제 4,460,649호, 제 4,627,950호 및 제 4,381,274호에는 상기 방법과 유사하다-성분 얀을 제조하기 위한 여러 가지 아일랜드-인-어-시(Islands-in-a-sea) 방법이 기술되어 있다. 미합중국 특히 제 4,117,194 호에는 우수한 크림프 특성을 지닌 2-성분 텍스타일 방적 섬유가 기술되어 있다.
미합중국 특허 제 3,672,802호 및 제 3,681,189 호에는, 각각 별개의 중합체 성분으로 이루어진 다수개의 층을 갖는 방적 섬유가 기술되어 있다. 상기 2개의 중합체는, 중합체 스트림(들)을 반복해서 결합 및 분할시킨후 제-결합시킴으로써 다소 층을 이룬 2개의 독특한 중합체 스트림을 형성시키는 특수 제작된 매니포울드에 공급된다. 상기 두 특허에 기재된 상기 방법은 중합체 스트림(들)을 반복해서 분할 및 재-결합시키는 동안의 상당량의 비-선형 중합체 흐름의 유입에 기인하는 중합체의 혼합 방법과 유사하다. 그러나, 분할 및 재-결합은 중합체 흐름과 조화를 이뤄 수행되며, 생성된 섬유는 외관상, 불완전한 배치 혼합 방식에 의해 수득될 각 중합체 영역의 거의 비-방향성 배열보다는 하나 또는 다른 중합체의 독특한 세로 영역을 지닌다. 그러나, 섬유중의 중합체층은 매우 불명료하며 불규칙하다. 또한, 중합체들간의 접촉 시간이 과다하게 길기 때문에, 이 방법을 통해서는 용융 점도가 상당히 다른 중합체들을 다루기가 어려울 것이다. 제조된 섬유는 텍스타일 크기이며, 층화 작용을 통해 염색성, 대전 특성, 친수성 또는 텍스타일 크기이며, 층화 작용을 통해 염색성, 대전 특성, 친수성 또는 텍스타일 특성과 같은, 균일한 섬유(웨브가 아님)에 대한 특정한 특성이 향상된다. 웨브의 정합성 및/또는 연신성을 향상시키는 방법은 전혀 언급되어 있지 않다.
[발명의 요약]
본 발명은 세로로 층을 이룬 용융-팽창 미소 섬유의 부직 웨브를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 부직 웨브, 용융-팽창 웨브는 낮은 모둘러스를 갖는 물질 또는 탄성 중합체 물질로 이루어진 층 및 보다 높은 모둘러스를 갖는 물질 또는 비탄성 물질로 이루어진 인접층을 포함한다. 상기 미소 섬유는 먼저 각 중합체 용융 스트림을 매니포울드 수단에 공급하는 단계, 하나 이상의 상기 중합체 용융 스트림을 2개 이상의 별도의 스트림으로 임의적으로 분리시키는 단계, 및 상기 분리된 스트림을 비롯한 모든 용융 스트림을 세로로 분명한 층을 이룬 단일 중합체 용융 스트림, 바람직하게는 교대로 배열된 2개 이상의 상이한 중합체 물질의 단일 중합체 용융 스트림으로 합성시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다. 이어서, 상기 합성된 용융 스트림은 미세한 구멍을 통해 압출된 후 고도로 정합 가능하며 연신 가능한 용융-팽창 미소 섬유 웨브로 형성된다.
도면의 간단한 설명
제1도는 본 발명의 방법의 실행에 유용한 장치를 도시한 것이다.
제2도는 층의 수가 많아질수록 발열이 증가함을 나타내는 실시예 4-7에 대한 시차 주사 열량계 스캔 결과를 플롯한 것이다.
제3도는 층의 수가 많아질수록 결정화도가 증가함을 나타내는 실시예 5 및 7에 대한 광각 X-선 산란 결과를 플롯한 것이다.
제4도 및 제5도는 각각 본 발명의 방법에 의해 제조된 실시예 27 및 43에 대한 웨브 단면을 스캐닝 전자 현미경으로 나타낸 것이다.
제6도는 실시예 4의 웨브의 상부면을 스캐닝 전자 현미경으로 나타낼 것이다.
[바람직한 실시양태의 설명]
상기 제조된 미소 섬유는, 예를들어 Superfine Thermoplastic Fibers-Indu-strial Engineering Chemistry(48권, pp. 1342-1346)(Wente, Van A.), Manufacture of Superfine Organic Fibers-1954년 5월 25일자 해군 학술 연구소지 제 4364호(Wente, Van A. 등), 및 미합중극 특허 제 3,849,241호(Butin 등), 제 3,825,379호(Lohkamp 등), 제 4,818,436호(Buehning), 제 4,986,743호(Buehning), 제 4,295,809호(Mikami 등) 또는 제 4,375,718호(Wadworth 등)에 기술된 장치를 부분적으로 사용하여 제조한다. 이들 장치 및 방법은 제1도에 다이(10)으로 나타낸 부분의 본 발명의 방법에 유용하며, 상기 부분은 이들의 통상적인 디자인중 임의의 것일 수 있다.
중합체 성분은 각각의 분리기, 분리기 영역 또는 합성 매니포울드(20)으로부터 다이(10)의 공동(12)내에 주입되고, 압출기(22,23)으로부터 분리기내에 주입된다. 또한, 기어 펌프 및/또는 퍼지블록을 사용하여 중합체 유속을 정밀하게 조절할 수 있다. 분리기 또는 합성 매니포울드(20)에서는, 각각의 중합체 성분 플로우스트림이 단일층의 플로우스트림으로 형성된다. 그러나, 상기 각각의 플로우스트림은 다이(10)에 도달하기 전에 가능한한 긴 시간동안 서로 직접 접촉하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 압출기(들)로부터 압출된 각각의 중합체 플로우스트림은 분리기(20)내에서 분리될 수 있다. 분리된 각각의 플로우스트림은 다이 또는 다이 구멍에 도달하기 직전에 혼합된다. 이것은, 각각의 플로우스트림이 단일층 구조의 플로우스트림으로 혼합된 후 야기되는 불안정한 흐름 가능성을 최소화시키며, 상기 단일층 구조의 플로우스트림은 다층의 미소 섬유내에서 불균일하며 비연속적인 세로층을 산출하는 경향이 있다. 불안정한 흐름은 또한 강도, 온도 안정성, 또는 본 발명의 방법으로 수득할 수 있는 기타 바람직한 특성과 같은 부직 웨브의 특성에 유해한 영향을 미칠수 있다.
각각의 플로우스트림은 또한 거의 평행한 유로를 따라 라미너 플로우스트림으로 형성되는 것이 바람직하다. 이어서 상기 플로우스트림은, 혼합 지점에서 각각의 흐름이 라미너가 되도록 혼합되는 것이 바람직하며, 상기 유로는 서로에 대해 그리고 생성된 혼합층 구조의 플로우스트림의 유로와 거의 평행을 이룬다. 이것은 다시 혼합 과정중에 그리고 혼합 과정후에 각각의 플로우스트림의 가로방향 흐름의 불안정도 및 난류도를 최소화시킨다.
각각의 플로우스트림들을 혼합시키는 전술한 단계에 적합한 분리기(20)은, 예를들어 미합중국 특허 제 3,557,265호에 기술된 것과 같은 것으로서, 상기 특허에는 2 또는 3개의 중합체 성분을 다층 구조의 직선 용융 흐름 형태로 형성시키는 매니포울드가 기재되어 있다. 각각의 압출기로부터 압출된 중합체 플로우스트림은 플리넘으로 공급된 후 3개의 유용한 일련의 구멍중 하나에 공급되는데, 각 구멍들은 하나의 플리넘과 유동적으로 연결되어 있다. 따라서, 각 스트림은 높이:폭의 비율이 약 0.01:1인 일련의 구멍들중 하나를 통해 다수의 분리된 플로우스트림으로 분리된다. 3개의 플리넘 챔버로부터 각각 배출된 상기 분리딘 플로우스트림은 이어서 교착방식으로 3개의 일련의 부분에 의해 단일 채널내로 동시에 공압출됨으로써 다층 구조의 플로우스트림이 제공된다. 이어서, 채널중의 합성된 다층구조의 플로우스트림은 변형되어(즉, 코트 행어 전이 조각), 매니 포울드 구멍으로부터 압출된 각층의 높이-대-폭의 비가 상당히 작아짐으로써 층 높이가 약 50mil 또는 그 이하, 바람직하게는 15-30mil 또는 그 이하인 다이 구멍에서 층진 합성 플로우스트림이 제공된다. 플로우스트림의 폭은 다이의 폭에 따라 변할 수 있다. 다층 구조의 플로우스트림을 제공하기 위한 다른 적합한 장치는 미합중국 특히 제 3,924,990호(Schrenk); 제 3,687,589호(Schrenk 등); 제 3,759 ,647호(Schrenk 등) 또는 제 4,197,069호(cloeren)에 기술된 것과 같으며, 상기 특허증 제 4,197,069호를 제외한 모든 특허에는 통상적으로 다양한 중합체 플로우스트림을, 필름 다이 배출구로 보내지기 이전에 코트 행어 전이 조각 또는 넥-다운(neck-down) 영역을 통과하는 다층 구조의 단일 플로우스트림으로 합성시키는 매니포울드가 기술되어 있다. 상기 특허 제 4,197,069호의 배열에서는 다이 공동내에서는 다이 공동내에 분리된 흐름 채널이 존재한다. 각각의 흐름 채널에는 배압 공동 및 흐름 제한 공동이 순서대로 구비되어 있으며, 이들 각각은 조절 가능한 날개에 의해 제한되는 것이 바람직하다. 상기 조절 가능한 날개를 배열하므로써 합성된 다층 구조의 플로우스트림내의 층의 상대 두께를 정밀하게 조절할 수 있다. 날개수단에 의해 수행될 수 있듯이, 이러한 배열로부터의 다층 중합체 플로우스트림은 적당한 길이/폭 비율로 변형시킬 필요가 없으며, 합성 플로우스트림은 다이 공동(12)내로 직접 공급될 수 있다.
다층 중합체 플로우스트림은 통상적으로 통합 흐름으로 다이 공동(12)내에 공급된다. 그러나, 각각의 층 구조의 플로우스트림은 각각의 중합체 플로우스트림을 다이 구멍에 도달하기 직전에 합성시키는 분리기 판으로 다이 공동(12)내에 유지시킬 수 있다.
다층 중합체 플로우스트림은 다이 공동(12)로부터 일련의 평행한 구멍(11)들을 통해 압출된다. 상기 기술한 바와 같이, 이러한 압출 과정이전에, 공급물을 공동(12)에 적당한 형태로 형성시킬 수 있으며, 이 경우에는 통상적인 코트 행어 전이 조각을 사용하는 것이 적합하다. 압출된 층구조의 용융스트림에 균일하게 가열된 공기를 고속으로 공급하기 위해, 기공(18)등이 구멍(11)열의 양측부에 배치된다. 공기의 온도는 중합체의 용융 온도보다 20℃ 내지 30℃ 높은 것이 바람직하지만, 통상적으로는 용융스트림과 거의 비슷하다. 이러한 고온의 공기는 고속으로 인출되어 압출된 중합체 물질을 희석시키는데, 이것은 통상적으로 다이(10)으로부터 비교적 단거리를 이동한 후 고형화 될 것이다. 고형화 또는 부분적으로 고형화된 섬유는 이어서 공지된 방법에 의해 웨브로 형성되어 회수된다(도시하지 않음). 회수 표면은 고형이거나, 편평한 표면 또는 드럼, 이동 벨트 등의 형태의 유공 표면일 수 있다. 유공 표면이 사용되는 경우에는, 회수 표면의 이면이 진공 또는 저압 영역에 노출됨으로써 섬유의 증착을 도울수 있는데, 이는 미합중국 특허 제 4,103,058호(Humlicek)에 기술되어 있다. 이 저압 영역은 필로우형 저밀도 영역을 지닌 웨브를 형성시킬 수 있다. 회수기는 통상적으로 다이면과의 거리가 7.6 내지 12.7cm(3 내지 50 인치)일 수 있다. 회수기의 위치가 가까와 질수록, 섬유는 더욱 빠른 속도로 회수되며 불완전한 냉각으로 인해 점착성이 잔재할 수 있다. 이것은 특히 열가소성 탄성중합체 물질과 같은 원래 보다 높은 저착성을 지닌 열가소성 물질에 적용된다. 회수기가 다이면에 보다 가까워지면(예를들어 7.6 내지 12.7cm(3 내지 12인치)가 바람직함), 섬유간의 결합이 보다 강해지고 웨브의 품질이 저하된다. 통상적으로, 회수기가 뒤로 이동하면 웨브의 품질이 저하되며 응집력이 약화된다.
분리기 영역내의 중합체의 온도는 통상적으로, 보다 높은 융점을 갖는 성분이 압출기를 빠져나갈 때의 온도와 거의 비슷하다.이 분리기 영역 또는 매니포울드는 통상적으로 다이와 합해져 동일한 온도로 유지된다. 또한, 각각의 중합체 플로우스트림의 온도는 중합체가 보다 적당한 상대 점도를 갖도록 조절될 수 있다. 각 중합체 플로우스트림이 모여지면, 이들의 겉보기 점도는 통상적으로 150 내지 800 포이즈(모세관 레오미터로 측정)이어야 한다. 통상적으로, 모여질 각 중합체 플로우스트림들의 상대 점도는 매우 비슷해야 한다. 경험상, 이는 용융물의 온도를 변화시켜 회수된 웨브의 교차 웨브 특성을 관찰하므로써 측정할 수 있다. 교차 웨브의 특성이 균일할수록, 점도는 더욱더 비슷해진다. 다이면상의 층구조의 합성 중합체 플로우스트림(들)의 전체 점도는 150 내지 800 포이즈, 바람직하게는 200 내지 400 포이즈이어야 한다. 상대 점도의 차이는 통상적으로, 각 중합체 플로우스트림이 처음 합성될 때와 동일한 것이 바람직하다. 중합체 플로우스트림(들)의 겉보기 점도는 미합중국 특허 제 3,849,241(Butin 등)에서와 같이 온도를 변화시킴으로써 조절될 수 있다.
형성된 중합체 섬유의 크기는 희석 기류의 속도 및 온도, 구멍의 직경, 용융 스트림의 온도 및 구멍당 총유속에 상당히 좌우된다. 공기 용적율이 높은 경우, 형성된 섬유의 평균 직경은 약 10㎛ 이하이지만, 공기의 유속이 증가할수록 균일한 특성을 지닌 웨브를 수득하기가 어려워진다. 보다 적당한 공기 유속하에서는, 중합체의 평균 직경이 보다 커지며, 섬유가 생성물, 일명 로프로 엉키는 경향이 증가한다. 이것은 물론 중합체의 유속(통상적으로, 구멍 1개당 0.05 내지 0.5 gm/분이 적합함)에 좌우된다. 25㎛ 이하 또는 그 이상의 보다 올이 성긴 섬유는 큰 기공, 또는 올이 성긴 필터 웨브와 같은 특정 용도에 사용 될 수 있다.
본 발명의 다층 미소 섬유는 회수되기 전에 다른 섬유 또는 입상 물질과 혼합될 수 있다. 예를들어, 수착제 입상 물질 또는 섬유는, 미합중국 특허 제 3,971,373호 또는 제 4,429,001호에 기술된 바와 같이 팽창된 다층 구조의 섬유로 응집된 웨브에 혼입될 수 있다. 상기 특허에서, 2개의 각각의 용융 팽창 섬유 스트림은 섬유 회수이전에 교차된다. 입상 물질, 또는 섬유는 기류내로 유입되고, 이러한 입상 물질 적재 기류는 이어서 2개의 미소 섬유 스트림의 교차 지점으로 이동한다. 스태플 섬유, 벌크 섬유 또는 결합 섬유와 같은 입상 물질 또는 섬유를 혼입시키는 다른 방법은, 예를들어 미합중국 특허 제 4,118,531호, 제 4,429,001호 또는 제 4,755,178호에 기술된 바와 같은 본 발명의 용융 팽창 미소 섬유 웨브와 함께 사용될 수 있는데, 이때 입자 또는 섬유는 용융-팽창 섬유의 단일 스트림으로 이동된다.
웨브를 회수하기 전, 회수 동안 또는 회수 후에, 계면 활성제 또는 결합제와 같은 다른 물질을 스프레이 제트 방식으로 웨브에 혼입시킬 수 이다. 회수하기 전에 혼입되는 경우, 상기 물질은 섬유 또는 입자를 첨가하거나 또는 첨가하지 않은 상태에서 미소 섬유의 스트림상에 분사되어 회수 표면상으로 이동한다.
미소 섬유는 하나의 층(들)을 구성하는 낮은 모둘러스를 갖는 물질과 또 다른 층(들)을 구성하는 비교적 비탄성인 물질로 부터 형성된다.
낮은 모둘러스를 갖는 물질은 상당한 연신을, 즉 바람직하게는 파단 없이 약 100% 이상의 연신율을 갖는 임의의 물질이다. 낮은 응력하에서, 영모둘러스는 통상적으로 약 104내지 107N/M2범위이다. 이들 물질은 연신후 다시 이들의 초기 형태로 거의 회복될 수 있는 탄성 중합체인 것이 바람직하다. 이러한 탄성 중합체는 적당한 연신을, 바람직하게는 약 100%의 연신율로 연신할 경우, 약 20% 또는 그 이하, 바람직하게는 10% 또는 그 이하의 영구 변형을 나타내는 것이 바람직할 것이다. 탄성 중합체는 실온에서, 바람직하게는 700-800% 이하 및 그 이상의 연신율을 가질 수 있는 물질 또는 혼합물을 포함한다.
비교적 비탄성인 물질은 통상적으로 탄성 중합체 물질 또는 낮은 모둘러스를 갖는 물질과 공압출될 수 있는 보다 강성이거나 또는 보다 높은 모둘러스를 갖는 물질이다. 또한, 상기 비교적 비탄성인 물질은 상기 탄성 중합체 물질 또는 낮은 모둘러스를 갖는 물질이 단지 일정 정도만 탄성적으로 회복될 연신율에서 영구 변형 또는 저온 연신되어야만 한다. 통상적으로 이러한 물질의 영 모둘러스는 106N/M2이상 및 바람직하게는 107N/M2이상이어야만 한다.
이들 다층 섬유로부터 형성된 웨브는 뛰어난 정합성을 나타내는데, 이것은 낮은 응력하에서 개개의 섬유의 응집성 웨브 구조 내에서의 신장성에 기인하는 것으로 생각된다. 웨브는 또한 통상적인 파단없이 뛰어난 신장성을 나타낸다. 이것은 상기 다층 섬유 내에서의 개개의 층의 특성과 전체적으로 웨브 내에서의 섬유간 관계의 특성의 독특한 보완적인 조합에 기인하는 것으로 생각된다. 바람직하게는, 작은 모둘러스를 갖는 탄선 중합체층은 개개의 섬유 조성물의 모둘러스를 비교적 낮은 응력하에서 즉시 신장될 수 있는 정도까지 감소시킨다. 이와 같이, 웨브가 신장되는 경우, 가해진 응력은 섬유의 파단 및 웨브의 파손을 유발할 수 있는 웨브의 약한 지점에 집중되기 보다는 개개의 섬유의 신장에 의해 소산될 것이다.
신장되는 개개의 섬유의 파단은 비교적 비탄성인 물질에 의해 최소가 될것으로 생각된다. 전술한 바와 같이, 비교적 비탄성인 물질은 연신시 영구 변형될 수 있는 물질이 바람직하다. 또한, 이러한 물질은 연신시 유의의 배향성을 나타내며, 이들 물질의 모둘러스값 및 강도는 이들이 연신됨으로 인해 일정 지점에서 상당히 증가하는 경향이 있다. 그러므로, 비교적 비탄성인 물질층은 임계 신장점에서 보강 요소로 작용한다. 웨브의 인접한 비신장된, 또는 다소 신장된 부분은 여전히 비교적 신장 가능하며, 완전히 신장 및 배향된 섬유는 섬유 및 웨브를 파손시키기에 매우 충분한 응력에 노출되지 않을 것이다. 낮은 모둘러스를 갖는 물질로 이루어진 층은 상기 응력을 고르게 분배시키는 역할을 하는 반면, 보다 높은 모둘러스를 갖는 물질로 이루어진 층은 웨브중 임계 응력이 가해진 부분을 보강하므로써 섬유 및 웨브의 파손 경향을 감소시키는 것으로 생각된다. 그러므로, 웨브에 대한 응력은 웨브의 약한 지점에서 파손을 유발하기 보다는 웨브 전체를 따라 보다 광범위하게 분배되는 경향이 있다.
또한, 낮은 모둘러스를 갖는 물질이 탄성 중합체인 경우, 상기 물질은 신장된 후 이것의 초기 형태로 회복되려는 경향이 있다. 이것은 또한 웨브가 연신후 수축되도록 한다. 이러한 웨브의 수축은 탄성 중합체 층 및 보다 높은 모둘러스층에 사용된 물질, 각각의 층의 상대적인 용적율 및 미소 섬유내의 전체 층수에 따라 상당히 변한다는 것을 발견하였다. 통상적으로는, 비교적적은 수의 층 및 보다 큰 용적율의 탄성 중합체 층 물질을 갖는 미소 섬유로 제조된 웨브에 의해 가장 우수한 회복이 나타난다. 또한, 초기 형태로 회복되는 개개의 섬유는 자체적으로 오그라든다. 즉, 상기 섬유는 스프링과 같은 형태로 둥글게 감겨 회복되는 경향이 있다. 통상적으로, 웨브는 회복후, 회복 이전의 신장점까지 탄성 특성을 나타낼 것이다. 이것은 약간의 퍼센트 내지 100% 이상 또는 200%의 낮은 수준일 수 있다.
또한, 응력이 가해진 섬유로 부터 개개의 외부층을 섬유 코일링 및 경우에 따라 분리시킴으로써 부풀림 정도가 비교적 높은 웨브를 산출할 수 있다. 이러한 부풀림은 웨브의 부드러움 또는 웨브에 대한 감촉을 향상시키기 때문에, 상기 웨브는 붕대의 이면체, 의복의 고무 밴드, 수술용 가운, 의료용 태이프의 이면체 또는 의료용 외투와 같이 피부와 접촉할 수 있는 용도에 바람직하게 사용된다. 의복에 관하여, 특히 예상되는 용도로는 임의의 탄성적성분으로서의 처치 가능한 기저귀 또는 실금 고안품, 또는 외부 또는 내부용 커버 시이트와 같은 적합한 신체를 감싸는 부분 또는 착용자의 히프를 덮도록 고안된 부분, 손쉽게 착용할 수 있는 의복 또는 그 속에 착용하도록 고안된 제품에서의 용도가 있다.
특정한 양태에 있어서는, 연신된 웨브를 가열하므로써 상기 웨브의 탄성적회복을 향상시킬 수 있다. 이러한 가열-활성화된 회복은 이것을 이용하므로써 많은 용도에 사용하기 위한 가열-수축 탄성 부직 웨브 생성물을 산출할 수 있다는 잇점을 가진다.
테이프의 이면체로서 사용되는 경우, 부직 웨브는 임의의 통상적인 고온 용융물, 용매 또는 부직 웨브에 도포하기 적합한 유사 접착제로 코팅시킬 수 있다. 이들 접착제는 통상적인 기법, 예를들어 리버어스 로울, 나이프-오우버-로울, 그라비야, 와이어 운드 로드, 플로우팅 나이프 또는 에어 나이프와 같은 방법에 의한 용매 코팅, 슬롯 오리피스 코우터, 로울 코우터 또는 압출 코우터에 의한 고온 용융 코팅법에 의해 적절한 코팅 중량으로 도포될 수 있다. 상기 도포한 접착층은 웨브의 신장성에 상당한 영향을 미칠수 있다. 웨브가 연신될 때, 접착층은, 연속 층인 경우 통풍 가능한 테이프의 산출을 어렵게 할 것이다. 또한, 기재에 접촉시키는데 사용할 수 있는 접착 표면의 양은 상당히 감소될 것이다. 상기 테이프는 또한 접착력을 적절한 수준으로 감소시키는 경우, 단일 도포 목적으로 사용될 수 있으며 회수시 비작용성으로 제공될 수 있다.(회수시 웨브 테이프 이면체가 산출되도록 고안될 수 있는 바와 같음). 이로써, 오직 한가지 용도만을 위해 고안된 생성물과 함께 또한 특정 기질이 요구되는 용도에 매우 적합한 테이프를 제조할 수 있다. 접착제는 또한 웨브를 신장 또는 연신시킨 후에 도포할 수 있다. 대부분의 용도에 바람직한 접착제는 압감 접착제일 것이다.
낮은 모둘러스를 갖는 물질은 용융-팽창 기법에 의한 가공에 적합한 임의의 상기 물질일 수 있다. 이러한 물질로는 폴리우레탄과 같은 중합체(즉, Morthane(상표명) Morton Thiokol(Cop.에서 시판); A가 폴리스티렌과 같은 폴리(비닐 아렌)으로 형성되고, B는 선형 디- 또는 트리-블록 공중합체, 성형, 라디칼 또는 분지형 공중합체 형태의 저급 알켄 또는 공역 디엔과 같은 탄성중합체 중간-블록인 A-B 블록 공중합체, 예를 들어 KRATION(상표명)(Shell Chemical Co.)으로 시판되는 탄성중합체; 폴리에테르에스테르(예; Akzo Plastics Co.에서 시판되는 Arnitel(상표명)); 또는 폴리아미드(예; Autochem Co.에서 시판되는 Pebax(상표명))와 같은 중합체가 있다. 공중합체 및 혼합물 또한 사용될 수 있다. 예를들어, 미합중국 특허 제 4,657,802호에 기재된 바와 같은 A-B 블록 공중합체 혼합물이 적합한데, 이러한 블록 공중합체는 폴리알킬렌과 혼합되는 것이 바람직하다. 다른 가능한 물질로는 에틸렌 비닐아세테이트, 에틸렌/프로필렌 공중합체 탄성중합체 또는 에틸렌/프로필렌/디엔 삼량중합체 탄성 중합체와 같은 에틸렌 공중합체가 있다. 또한, 상기 물질 모두들 혼합한 혼합물이 고려되는데, 단 이 경우 상기 생성 물질의 영 모둘러스는 약 107N/M2또는 그 이하, 바람직하게는 106N/M2또는 그 이하이다.
매우 낮은 모둘러스를 갖는 탄성 중합체에 대해서는, 보다 강한 강성 및 강도를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 예를들어, 50 중량% 이하, 그러나 바람직하게는 30중량% 이하의 중합체 혼합물은 폴리비닐스티렌, 폴리(α-메틸)스티렌과 같은 폴리스티렌, 폴리에스테르, 에폭시, 폴리올레핀, 예를들어 폴리에틸렌 또는 특정 에틸렌/비닐 아세테이트, 바람직하게는 고분자량의 이들 물질 또는 쿠마론-인덴 수지와 같은 경화 보조제일 수 있다.
점도 감소 물질 및 가소제는 또한 저분자량의 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중합체 및 공중합체와 같은 탄성중합체 및 낮은 모둘러스를 갖는 신장 가능한 물질, 또는 Goodyear Chemical Company에서 시판되는 지방족 탄화수소 점착제(Wingtack(상표명))와 같은 점착 수지와 혼합될 수 있다. 또한, 점착제는 비교적 비탄성 층에 대한 낮은 모둘러스를 갖는 탄성 중합체 층의 접착력을 증가시키는데 사용될 수 있다. 점착제의 예로는 지방족 또는 방향족 액상 점착제, 폴리테르펜 수지 점착제 및 수소화된 점착 수지가 있다. 지방족 탄화수소 수지가 바람직하다.
비교적 비탄성 중합체 층 물질은 전술한 바와 같은, 섬유를 형성시키는 신장 및 영구 변형 가능한 물질이다. 유용한 이들 물질로는 폴리에틸렌 테레프탈레이드와 같은 폴리에스테르; 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리알킬렌; 나일론과 같은 폴리아미드; 폴리스티렌; 또는 폴리아릴설폰이 있다. 또한, 일부 올리핀성 탄성 중합체 물질, 예를들어 일부 에틸렌/프로필렌, 또는 에틸렌/프로필렌/디엔 탄성 중합체 공중합체 또는 기타 에틸렌 공중합체(예; 일부 에틸렌 비닐 아세테이트)와 같은 다소 특정한 탄성 중합체 물질이 유용하다.
비교적 비탄성 중합체 층 물질은 또한 상기 물질 자체와 또는 다른 물질과 가열 또는 음파 결합 가능한 물질일 수 있다. 미합중국 특허 제 4,710,190호에는 바람직한 상기 물질(참고를 위해 본 원애 편입됨)이 기재되어 있으며, 고분자량 부분 중합체와 저분자량 부분 중합체의 혼합물울 기술하고 있다. 상기 고분자량 부분과 저분자량 부분의 혼합물은 50℃ 내지 110℃범위의 온도에서 점착성 및 결합 특성을 나타내는 혼합물이다. 고- 및 저분자량 부분은 에틸렌계 또는 프로필렌계 공중합체를 포함할 수 있다. 에틸렌/비닐 아세테이트(EVA)와 같은 극성 공단량체, 또는 이와 유사한 물질과의 공중합체(예; E.P.A. 366379 A2 참조)가 특히 바람직하다. 또한, 합성 탄화수소와 같은 EVA와 점착제의 혼합물이 사용될 수 있다. 이들 물질은 폴리에틸렌 또는 EVA 필름과 같은 폴리에틸렌계 중합체 또는 공중합체 필름과 우수한 결합력을 나타낸다. 비록 바람직하지는 않지만, 다른 가열- 또는 음파-결합 가능한 물질이 비교적 비탄성 중합체 층으로서 사용될 수 있다. 그러나, 상기 물질은 탄성 중합체층 보다 적어도 약 15℃ 미만의 융점을 가져서 웨브가 가열 결합을 따라 약간의 개방 구조를 보유하는 것이 바람직하다. 적합한 물질로는 미합중국 특허 제 4,477,516호에 기술된 바와 같은 폴리에틸렌 중합체 및 혼합물이 있다.
가열 또는 음파 결합 가능한 물질은 종종 용융-팽창 조건하에서 비교적 높은 자체-결합 특성을 나타내며, 이로써 탄성 중합체(또는 낮은 모둘러스를 갖는)물질을 포함하지 않는 매우 응집성인 웨브를 형성시킨다. 이들 물질의 조합체로부터 형성된 웨브는 외부 외장층으로서 가열 봉합 가능한 또는 음파 봉합 가능한 물질로 이루어진 동심 층구조(즉, 외장-코어 유형층)를 가질 수 있으며 세로로 층을 이룬 양태의 일부 특성을 나타낸다.
탄성 중합체 층(코어층 등)과 외부 결합층을 결합시킴으로써 폴리에틸렌 중합체 또는 공중합체 필름 또는 웨브와 같은 구조물과 가열 또는 음파 결합 가능한 탄성 중합체성 및/또는 정합성 웨브가 산출된다. 상기 웨브는 정합성, 탄성 및 통풍성이 중요한 특정 용도, 및 상기 웨브가 의료용 고안체 또는 실금 고안체(즉, 기저귀용 필름등)와 같은 다른 고안체의 성분과 가열 또는 음파 결합될 수 있는 용도에서 발견된다.
본 발명의 웨브의 특성은 연신 및 초기 형태로 회복시 그 결과의 웨브의 탄성의 방향성이다. 웨브는 실질적으로 상기 웨브가 연신되는 방향으로만 탄성 특성을 나타낼 것이다. 또한, 탄성은 웨브가 초기 연신된 지점까지로 제한된다. 또한, 웨브의 탄성 특성 및 부풀림은 용도에 따라 적절히 조절될 수 있다. 예를들어, 붕대의 이면체에 대해서, 탄성의 제한 정도는 요구되는 수준 전부이다. 이러한 원하는 수준의 탄성은 미소 섬유내의 층수, 적어도 두 층(이중 하나는 탄성 중합체 층임)의 상대적 비율 또는 신장 또는 연신 정도 또는 방향을 조절하므로써 수득할 수 있다. 또한, 낮은 수준의 탄성(즉, 50% 이하)은 의료용 외투, 붕대등과 같은 용도에서 수즉할 수 있다. 보다 높은 수준의 탄성(즉, 50%이상)은 신축성 의복과 같은 용도에서 수득할 수 있다.
전술한 바와 같이, 웨브는 또한 연신시, 회복 정도에 일부 의존하는 두드러진 부풀림 효과를 나타낸다. 이러한 부풀림은 의복 및 의료용 유형의 용도에 매우 바람직하다. 부풀림이 증가할수록 웨브의 부드러움, 통풍성 및 재료 능력은 향상될 것이다.
본 발명의 웨브의 또다른 특성은 통상적으로 상기 웨브를 약 60℃이상의 온도로 가열할 때 부가로 회복되는 능력이다. 이것은 탄성 필름에 대한 통상적인 가열 수축 응용에 유용한다.
섬유 및 웨브의 강도는, 각각 주어진 중합체들의 조합체에 대해 상기 중합체의 상대적인 비율, 미소 섬유내의 층 배열, 층수, 회스기의 거리 및 기타 공정 변수들을 변화시킴으로써 광범위하게 조절할 수 있다. 또한, 본 발명은 이들 변수 중 하나 또는 전부를 변화시킴으로써 웨브의 강도를 정밀하게 조절할 수 있다.
이론적으로는, 전술한 유형의 두 층으로부터 형성된 웨브에 대해, 하나의 층은 섬유의 전체 부피중 1 내지 99 부피%를 구성하는 것이 유리할 수 있지만, 낮은 모둘러스를 갖는 물질은 상기 섬유의 부피중 적어도 약 10 부피%를 구성하는 것이 바람직할 것이다.
이러한 부피 범위중 낮은 범위의 값에서, 외부층은 여전히 인장 강도 및 모둘러스 특성과 같은 벌크 섬유의 특성을 유의하게 변화시키지 않으면서, 웨브를 구성하는 섬유의 표면 특성에 상당한 기여를 할 것이다. 이러한 방식으로, 인장 강도와 같은 바람직한 벌크 특성을 갖는 중합체(즉, 비교적 비탄성인 물질)를 우수한 결합력과 같은 바람직한 표면 특성을 갖는 물질(즉 낮은 모둘러스를 갖는 탄성 중합체 물질)과 결합시킴으로써 각 중합체로부터의 바람직한 높은 상대적 특성비를 갖는 용융-팽창 웨브를 제조할 수 있다. 보다 높은 비율에서, 상기 외부층은 여전히 섬유의 표면 특성에 불균형적으로 기여할 것이지만, 상기 섬유의 벌크 특성에는 더 많은 공헌을 할 것이다.
본 발명과 함께, 웨브의 특성은 또한 제시된 상대적 부피% 및 층 배열하에 사용된 층의 수를 변화시킴으로써 변경시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 층의 수를 낮은 수 이상으로 변경시킬 경우, 미소 섬유 표면에서 각 중합체(두개의 중합체 물질로 가정)의 상대적인 비율이 상당히 변경된다. 이로써(2개의 중합체 물질의 교번층이라 가정하므로써), 미소 섬유의 표면 특성이 상당히 기여하는 이들 웨브의 특성이 변경된다. 따라서, 웨브의 특성의 중합체 또는 조성물이 상기 외부층(들)을 포함하는 지의 여부에 따라 변할 수 있다. 그러나, 층의 수가 증가할수록, 표면적 효과를 기초로 한 웨브의 특성의 상기 변화는 감소된다. 층의 수가 보다 많은 경우에는, 각 섬유층의 상대 두께가 감소할 것이며, 이로써 임의의 개별층의 표면적 효과도 상당히 감소할 것이다. 평균 직경이 10㎛ 이하인 바람직한 용융-팽창 미소 섬유의 경우, 각 섬유층의 두께는 1㎛ 미만으로 될 수 있다.
섬유 층수만의 증가로도 섬유 및 웨브의 특성에 부가의 영향을 미칠 수 있다. 구체적으로, 각 층의 수가 증가할수록 웨브의 모둘러스가 증가하는 반면, 연신된 웨브의 탄성 회복 특성은 상당히 감소하는 것으로 밝혀졌다. 이론에 구애되지 않고서도, 미소 섬유내의 각층의 두께가 감소하면 성분 중합체의 결정 구조 및 성능은 상당히 영향을 받는 것으로 생각된다. 예를 들어, 인접층에 의해 구정성장이 억제됨으로써 보다 미세한 입자 구조의 구조물이 생성될 수 있다. 또한, 계면층의 경계가 구멍내의 중합체의 횡방향 흐름을 억제하므로써 축방향 흐름의 상대적 비율이 증가하고, 층 구조 형태의 중합체의 순서도가 증가하며, 이로써 상기 방식으로 결정화도를 증가시킬 수 있다. 이들 인자는 웨브중의 성분 섬유의 거대 단위 특성 및 이에 따른 웨브 자체의 특성에 영향을 미칠 수 있다.
또한, 미소 섬유의 층화가 증가할수록, 인접층들간의 계면수, 및 계면적이 상당히 증가한다. 이로써, 각층의 억제도 및 강화도가 증가함에 따라 강도가 증가할 수 있다. 또한, 섬유내의 총 층수가 증가함에 따라 섬유의 내부층을 분리하기가 점점 더 어려워진다는 것이 밝혀졌다. 이것은 심지어 층 분리를 예방하는데 통상적으로 상화제 또는 결합층이 요구되는 비교적 비상화성인 중합체에도 적용된다.
본 발명의 방법을 통해 수득할 수 있는 층의 개수는 이론상으로는 무제한적이다. 실직적으로는, 다중 중합체 스트림을 상당히 층화된 배열로 분열 및/또는 합성시킬 수 있는 매니포울드 등의 제조가 매우 복잡하며 비용이 상당하다. 또한, 다이 구멍에 공급하기 적당한 칫수의 플로우스트림을 수득하기 위해서,적당한 전이 조각을 통해 성형한 후 층화 상태를 유지시키는 것이 어려워 질 수 있다. 실제 츠의 제한 개수는 1,000으로 예상되는데, 이 시점에서는 처리상의 문제점이 잠재적으로 부가된 임의의 특성상의 잇점보다 더 크게 작용할 것이다.
형성된 웨브는 원하는 최종 용도에 적합한 임의의 두께일 수 있다. 그러나, 통상적으로 대부분의 용도에서는 0.01 내지 5cm 의 두께가 적합하다. 또한, 일부 용도의 경우, 웨브는 합성된 다층 구조물내의 한층일 수 있다. 다른 층들은 지지 웨브, 필름(예; 탄성필름, 반투과성 필름또는 불투과성 필름)일 수 있다. 다른 층들도 흡수도, 표면 텍스쳐, 강성화와 같은 목적을 위해 사용될 수 있으며, 예를들어 스태플 및/또는 용융-팽창 섬유로 제조된 부직 웨브일 수 있다. 다른 층들은 가열 결합, 결합제, 접착제 또는 기계적 연결수단(예; 수성 연결수단 또는 바늘 펀칭)과 같은 통상적인 기법을 통해 본 발며의 용융-팽창 웨브에 부착될 수 있다. 또한, 다른 구조물, 예를들어 강화사 또는 탄성사는 합성 구조물내의 포함될 수 있는데, 이것은 상기 합성 구조물의 2개층 사이에 삽입되는 것이 바람직하다. 이들 실은 전술한 통상적인 방법을 통해 유사하게 결합될 수 있다.
부직 웨브에 대해 예상되는 특정 용도는 기재에 강하게 결합될 수 있는 테이프의 이켠체로서의 용도로서, 상기 이면체는 상기 테이프로부터 약35°이하의 각도에서 잡아 당김으로써 제거할 수 있다. 이들 테이프는 고정 및 접합 테이프(즉, 양면 접착 테이프)로서 또는 제거 가능한 라벨 등(단면 접착 테이프)에 유용하다. 고도로 신장 가능한 이면체(영 모둘러스가 50,000 PSI 이하 및 바람직하게는 5,000 내지 30,000 PSI임)는 응력이 집중되는 전파면을 따라 변형된다. 이러한 비교적 적은 힘의 응력이 집중됨으로써 변형 전파면의 접착성은 파손된다. 또한, 상기 테이프는 기재에 손상을 입히지 않으면서 적은 힘으로 깨끗하게 제거 될 수 있으며, 또한 사용시 강한 결합력을 나타낸다. 상기 용도의 접착 테이프는 통상적으로 신장 가능해야하며, 또한 점착성 또는 합성 고무 압감성 접착 테이프 또는 아크릴계 접착 테이프와 같은 통상적인 제제일 수 있다. 사용할 테이프는 이면체가 여전히 고도로 신장 가능하도록(즉, 50% 이상, 및 바람직하게는 150% 이상)약간 비연신 또는 연신(즉, 정합성을 향상시키도록)되어야 한다.
웨브 또는 본 발명의 웨브를 포함하는 합성 구조물은, 회수 또는 조립후에 부가로 압연 또는 포인트 엠보싱 처리하므로써 웨브의 강도가 향상되고, 패턴화된 표면을 제공하거나, 또는 웨브 구조등내의 접촉 지점에서 섬유가 융합될 수 있으며; 배향을 통해 웨브의 강도가 증가하고; 바늘 펀칭; 가열 또는 성형 과정; 예를 들어, 접착제로의 코팅을 통해 테이프 구조등이 제공될 수 있다.
하기 실시예는 제시된 바람직한 실시양태 및 본 발명을 수행하기 위한 최선의 형태를 설명하기 위해 제공된 것이나, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
[테스트 방법]
[인장 모둘러스]
조오갭이 10.48cm(2인치)이고 크로스헤드 속도가 25.4m/분(10인치/분)인 인스트론 인장 테스트기(모델 1122)를 사용하여 다층 BMF웨브에 대한 인장 모둘러스 데이터를 수득하였다. 웨브 샘플의 폭은 2.54cm(1인치)였다. 상기 샘플을 정해진 신장율까지 신장시키고 신장력을 해제한 후 샘풀의 길이를 측정하고 이어서 샘플을 1분간 이완시킴으로써 웨브의 탄성 회복 특성을 측정하였다.
[광각 X-선 산란 테스트]
(Paur HTK 온도 조절기 및 고온 단계가 장착된) Philips APD-3600 굴절계를 사용하여 X-선 굴절 데이타를 수집하였다. 전력 튜브를 45kV 및 4mA로 맞춘 상태에서 구리 Kα 방상선을 사용하였으며, 섬광 감지기로 세기를 측정하였다. 각 샘플에 대해 2-50°(2θ)산란 영역내에서 주사하였는데, 이 때 단계의 온도 증분은 25℃±0.02 이고 계측 시간은 2초였다.
[정합성]
Handle-o-Meter(상표명) 모델 211(Thwing-albert Instrument Co. 에서 시판)의 사용법에 따라 8인치 × 8인치(20.3cm × 20.3cm) 샘플과 1/4인치(0.64cm) 슬롯 폭을 사용하여 정합성을 측정하였다.
[열특성]
시스템 4 분석기가 설치된 Perkin-Elmer 모델 DSC-7 시차 주사 열량계를 사용하여 다층 BMF 웨브중의 중합체 성분의 용융 및 결정화 특성을 연구하였다. 가열 주사는 10 또는 20℃/분으로 수행하였는데, 용융 온도 이상에서 3분간 유지시킨 후 10℃/분의 속도로 냉각시켰다. 용융 흡열 반응 및 결정화 발열 반응하의 면적을 통해 다층 BMF웨브중의 중합체 성분의 결정화도를 알 수 있었다.
[실시예 1]
예를들어, 문헌 Superfine Thermoplastic Fibers(Wente, Van A.)-「Industrial Engineering Chemistry」(48권, p1342 (1956)), 또는 1954. 5. 25일자 해군 학술 연구회지 제 4364호에 기재된 Manufacture of Superfine Organic Fibers(Wente, Van A., Boone, C. D., 및 Fluharty, E. L.)에 기술된 바와 유사한 용융-팽창 방법을 사용하여 본 발명의 폴리프로필렌/폴리우레탄 다층 BMF 웨브를 제조하였는데, 단 상기 BMF 장치에서는 2개의 압출기가 사용되고 각 압출기에는 중합체의 용융 흐름을 제어하기 위한 기어 펌프가 설치되어 있으며, 각 펌프는 길이 직경이 5:1인 부드러운 표면의 원형 구멍을 갖는 용융-팽창 다이와 연결되어 있는, 미합중국 특허 제 3,480,502호(Chisholm 등) 및 제 3,487,505호(Schrenk)에 기재된 바와 유사한 5-층 공급 블록 분리기 조립체를 공급한다. 첫 번째 압출기(260℃)는 800 용융 유속(MFR) 폴리프로필렌(PP)수지(PP3495G, Exxon Chemical Corp. 에서 시판)의 용융 스트림을, 약 260℃로 가열된 공급 블록 조립체에 전달하였다. 약 220℃로 유지된 제2 압출기는 폴리(에스테르우레탄)(PU)수지(Morthane(상표명) PS 455-200, Mor-ton Thiokol Corp.에서 시판)의 용융 스트림을 공급 블록으로 전달하였다. 상기 공급 블록은 2개의 용융 스트림으로 분리하였다. 중합체 용융 스트림은 공급 블록으로부터 배출된 후 교대적으로 5-층 용융 스트림에 모여지는데, 외부층은 PP수지였다.
펌프 비율이 75:25인 PP:PU 중합체 용융물을 공급 블록 조립체에 전달하며 BMF 다이(260℃)에서 0.14kg./시간/cm 다이폭(0.8 1b/시간/인치)의 중합체 속도가 일정하게 유지되도록 기어 펌프를 조정하였다. 1차 공기 온도는 약 220℃로 유지하였으며, 압력은 0.076cm 갭의 폭을 지닌 균일한 웨브를 제조하기에 적당한 상태로 유지하였다. BMF 다이와의 거리가 30.5cm(12인치)인 회수기에서 웨브를 수거하였다. 평균직경이 약 10㎛ 이하인 5-층 미소 섬유를 포함하는 생성된 BMF 웨브의 기본 중량은 50g/m2였다.
[실시예 2]
실시예 1의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 5-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 50g/m2인 BMF웨브를 제조하되, PP와 PU 용융 스트림은 50:50 비율로 5-층 공급 블록에 전달하였다.
[실시예 3]
실시예 1의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 5-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 5g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, PP와 PU 용융 스트림은 25:75 비율로 5-층 공급 블록에 전달하였다.
[대조 웨브 Ⅰ]
실시예 1의 방법에 따라 800 MFR 폴리프로필렌 수지의 대조 웨브를 제조하되, 단 260℃의 온도로 유지된 하나의 압출기만을 사용하였는데, 이것은 기어 펌프를 통해 BMF 다이에 직접 연결되었다. 다이 및 공기의 온도는 260℃로 유지하였다. 생성된 BMF 웨브의 기본 중량은 50g/㎡이었고 섬유의 평균 직경은 약 10㎛이하였다.
[대조 웨브 Ⅱ]
실시예 1의 방법에 따라 폴리우레탄 수지(Morthane(상표명) PS 455-200)의 대조 웨브를 제조하되, 220℃로 유지된 하나의 압출기만을 사용하였는데 이것은 기어 펌프를 BMF 다이와 직접 연결되었다. 다이와 공기의 온도는 220℃로 유지하였다. 생성된 BMF 웨브의 기본 중량은 50g/㎡이었고 섬유의 평균 직경은 약 10㎛이하였다.
표 1은 PP/PU 중합체의 비가 다른 5층 미소 섬유를 표함하는 BMF 웨브의 인장 모둘러스 값을 요약한 것이다.
[실시예 4]
실시예 3의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 2-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡인 BMF 웨브를 제조하되, PP 및 PU 용융 스트림을 2-층 공급 블록에 전달하고, 다이 및 공기의 온도는 약 230℃로 유지하였다. 상기 샘플을 200% 연신한 다음 이완시켰다. 이어서 상기 샘플을 주사 전자 현미경 분석을 위해 준비하였다. 제 6 도는 상기 연신된 샘플(200x)의 상부를 나타낸 것이다. 종방향 정합성은 174g이었고 횡방향 정합성은 227g 이었다.
[실시예 5]
실시예 3의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 3-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/m인 BMF 웨브를 제조하되, PP 및 PU 용융 스트림을 3-층 공급 블록에 전달하였다. 종방향 정합성은 188g이었고, 횡방향 정합성은 277g이었다.
[실시예 6]
실시예 3의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 5-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡인 BMF 웨브를 제조하였다. 실시예 3은 5-층 구조물이다. 종방향 정합성은 185g이었고, 횡방향 정합성은 252g이었다.
[실시예 7]
실시예 3의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 27-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡인 BMF 웨브를 제조하되, PP 및 PU 용융 스트림을 27-층 공급 블록에 전달하였다. 종방향 정합성은 149g이었고, 횡방향 정합성은 185g이었다.
표 2 는 미소 섬유의 층수가 다른 상태에서 PP/PU 펌프비가 25:75인 일련의 BMF 웨브의 모둘러스 값을 요약한 것이다.
시차 주사 열량계를 사용하여 미소 섬유 단면 내에서의 층수가 PP/PU BMF 웨브의 결정화 특성에 미치는 영향을 연구하였고 그 결과를 제 2 도에 그래프로 나타냈다. 층수가 각각 2,3,5 및 27개인 팽창 미소 섬유에 해당하는 실시예 4,5,6 및 7(각각 a, b, c 및 d)의 BMF 웨브에 대한 결정화 발열 반응을 검측한 결과, 실시예 7의 웨브의 결정화 발열 반응의 피크가 층수가 적은 팽창 미소 섬유를 포함하는 웨브의 해당 피크보다 약 6℃높음을 알 수 있다. 이 데이타를 통해, 층수가 27개인 미소 섬유에서 결정화 반응이 향상됨을 알 수 있는데, 이것은 또한 제 3 도에 제시된 광각 X-선 데이터를 검측함으로써 지지되며, 이로써 27층 미소 섬유 웨브 샘플의 PP중의 결정화도가 높음을 알 수 있다(e는 실시예 7에 해당하고 f는 테트라히드로퓨란 용매로 PU를 세척 제거한 후의 실시예 5에 해당한다).
[실시예 8]
실시예 1의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 2-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡인 BMF 웨브를 제조하되, 폴리프로필렌을 105 MI 저밀도의 폴리에틸렌(LLDPE, Aspun(상표명) 6806, Dow Chemical에서 시판)으로 대체하였고 Morthane(상표명) PS 455-200 대신 폴리(에스테르우레탄)(PU) 수지(Morton Thiokol Corp. 에서 시판되는 Morthane(상표명) PS 440-200)를 사용하였으며, 압출기 온도는 각각 220℃ 및 230℃로 유지하였고, 용융 스트림은 75:25 비율로, 230℃로 유지된 2층 공급 블록에 전달하였으며, BMF 다이 및 1차 공기 공급 온도는 각각 225℃ 및 215℃로 유지하였고, 회수기 거리는 30.5cm 였다. 종방향 정합성은 157g이었고, 횡방향 정합성은 181g이었다.
[실시예 9]
실시예 8의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 2-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡인 BMF 웨브를 제조하되, PP 및 PU 용융 스트림을 50:50 비율로 2-층 공급 블록에 전달하였다. 종방향 정합성은 115g이었고, 횡방향 정합성은 150g이었다.
[실시예 10]
실시예 8의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 2-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡인 BMF 웨브를 제조하되, PE 및 PU 용융 스트림을 25:75 비율로 2-층 공급 블록에 전달하였다. 종방향 정합성은 70g이었고, 횡방향 정합성은 103g이었다.
[대조 웨브 Ⅲ]
실시예 1의 방법에 따라, LLDPE 수지 (Aspun(상표명) 6806)의 대조 웨브를 제조하되, 단 210℃의 온도로 유지된 하나의 압출기만을 사용하였는데, 이것은 기어 펌프를 통해 BMF 다이에 직접 연결되었으며, 다이 및 공기의 온도는 210℃로 유지하였고, 회수기 거리는 25.4cm였다. 생성된 BMF 웨브의 기본 중량은 100g/㎡이었고 섬유의 평균 직경은 약 10㎛이하였다.
[대조 웨브 Ⅳ]
실시예 1의 방법에 따라, 폴리우레탄 수지(Morthane(상표명) PS 449-200)의 대조 웨브를 제조하되, 하나의 압출기만을 사용하였는데 이것은 230℃로 유지되고 기어 펌프를 통해 BMF 다이와 직접 연결되었으며, 다이 및 공기의 온도는 230℃로 유지하였다. 생성된 BMF 웨브의 기본 중량은 100g/㎡ 이었고 섬유의 평균 직경은 약 10㎛이하였다.
표 3 은 PE/PU 조성이 다른 2-층 미소 섬유를 포함하는 BMF 웨브의 인장 모둘러스 값을 요약한 것이다.
[실시예 11]
실시예 1의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 5층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 50g/㎡인 BMF 웨브를 제조하되, 폴리프로필렌 대신 폴리(에틸렌 테리프탈레이트) 수지(PET, I.V. = 0.60, 융점 = 약 257℃, 미합중국 특허 제 4,939,008호, 2 행 6열∼3행 20열 에 기재된 바와 같이 제조함)를 사용하였고, Morthane(상표명) PS 455-200(75:25) 대신 폴리(에스테르우레탄) (PU) 수지(Morton Thiokol Corp.에서 시판되는 Morthane(상표명) PS 440-200)를 사용하였으며, 상기 용융 스트림을 각각 약 280℃ 및 약 230℃에서 5층 공급 블록으로 전달하였고, 공급 블록, 다이 및 공기의 온도는 각각 280℃, 및 270℃로 유지하였다.
[실시예 12]
실시예 11의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 5-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 50g/m2인 BMF 웨브를 제조하되, PET 및 PU 용융 스트림은 50:50 비율로 5-층 공급 블록에 전달하였다.
[실시예 13]
실시예 11의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 5-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 50g/㎡인 BMF 웨브를 제조하되, PET 및 PU 용융 스트림은 25:75 비율로 5-층 공급 블록에 전달하였다.
[대조 웨브 Ⅴ]
실시예 1의 방법에 따라 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(I.V. = 0.60) 수지의 대조 웨브를 제조하되, 하나의 압출기만을 사용하였는데, 이것은 약 300℃로 유지되고 기어 펌프를 통해 BMF 다이와 직접 연결되었으며, 다이와 공기의 온도는 각각 300℃ 및 305℃로 유지하였다. 생성된 BMF 웨브의 기본 중량은 100g/㎡ 이었고 섬유의 평균직경은 약 10㎛이하였다.
표 4는 PET/PU 비가 각기 다른 5-층 미소 섬유를 포함하는 BMF 웨브의 인장 모둘러스 값을 요약한 것이다.
[실시예 14]
실시예 1의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 5-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 50 g/m2인 BMF 웨브를 제조하되, Morthane(상표명) PS 450-200 대신 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) Aspun(상표명) 6806, 105 MI (Dow Chemical에서 시판)와 수소화된 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 A-B-A 블록 공중합체(SEBS)인 Kraton(상표명) G-1657(Shell Chemical Corp.에서 시판)의 혼합물(60/40)을 사용하였고, 압출기 온도는 각각 250℃ 및 270℃로 유지하였으며, 용융 스트림은 270℃로 유지된 5-층 공급 블록으로 75:25의 비율로 전달하였고, 다이 및 1차 공기 온도는 각각 270℃ 및 255℃로 유지하였다.
[실시예 15]
실시예 14의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 5-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 50g/㎡인 BMF 웨브를 제조하되, PP 와 SEBS/LLDPE 혼합물 용융 스트림은 50:50 비율로 5-층 공급 블록에 전달하였다.
[실시예 16]
실시예 14의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 5-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 50g/㎡인 BMF 웨브를 제조하되, PP 와 SEBS/LLDPE 혼합물 용융 스트림은 25:75 비율로 5-층 공급 블록에 전달하였다.
[대조 웨브 Ⅵ]
실시예 1의 방법에 따라 SEBS/LLDPE(60/40)의 대조 웨브를 제조하되, 하나의 압출기만을 사용하였는데, 이것은 270℃로 유지되고 기어 펌프를 통해 BMF 다이와 직접 연결되었으며, 다이와 공기의 온도는 270℃로 유지하였다. 생성된 BMF 웨브의 기본 중량은 50g/㎡이었고 섬유의 평균 직경은 약 10㎛ 이하였다.
표 5는 PP//SEBS/LLDPE 비율이 다른 5층 미소 섬유를 포함하는 BMF 웨브의 인장 모둘러스 값을 요약한 것이다.
[실시예 17]
실시예 14의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 2-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 50g/㎡인 BMF 웨브를 제조하되, 단 5층 공급 블록 대신 2층 공급 블록 조립체를 사용하였다.
[실시예 18]
실시예 17의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 2-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 50g/㎡인 BMF 웨브를 제조하되, PP 와 SEBS/LLDPE 혼합물 용융 스트림은 50:50 비율로 2-층 공급 블록에 전달하였다.
[실시예 19]
실시예 17의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 2-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 50g/㎡인 BMF 웨브를 제조하되, PP와 SEBS/LLDPE 혼합물 용융 스트림은 25:75 비율로 2-층 공급 블록에 전달하였다.
표 6은 PP//SEBS/LLDPE 조성이 다른 2-층 미소 섬유를 포함하는 BMF 웨브의 인장 모둘러스 값을 요약한 것이다.
[실시예 20]
실시예 8의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 2-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, 회수기 거리는 15.2cm(6인치)였다.
[실시예 21]
실시예 9의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 2-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, 회수기 거리는 15.2cm(6인치)였다. 종방향 정합성은 101g이었고, 횡방향 정합성은 162g이었다.
[실시예 22]
실시예 10의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 2-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, 단 회수기 거리는 15.2cm(6인치)였다. 종방향 정합성은 56g이었고, 횡방향 정합성은 85g이었다.
표 7은 2개의 회수기 거리를 사용하여 제조한 다수의 2층 PE/PU 웨브의 MD 모둘러스값을 요약한 것이다.
[실시예 23]
실시예 7의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 27-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, PP 및 PU 용융 스트림을 27층 공급 블록에 공급하므로써 섬유의 외부층이 PP 보다는 PU가 되게하고(I/O 대 실시예 7의 O/I)다이 구멍의 직경은 약 0.0017인치 대 실시예 7의 0.0015인치로 하였다.
표 8 은 공급 블록내로 공급되는 중합체의 순서를 바꿈으로써 미소 섬유의 외부층의 조성을 전환시킨 경우의, 2개의 27층 PP/PU 미소 섬유의 MD 모둘러스를 요약한 것이다.
[실시예 24]
실시예 7의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 27-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, PP 및 PU 용융 스트림은 각각 250℃ 및 210℃로 유지된 2개의 압출기로 부터 250℃로 유지된 27층의 공급 블록에 75:25 비율로 공급하였으며, 연성 회수기 드럼은 BMF 다이로부터 15.2cm 거리에 위치하였다. PP와 PU 용융 스트림을 공급 블록 조립체에 주입하므로써 섬유의 외면층이 PP(O/I)가 되도록 하였다.
[실시예 25]
실시예 24의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 27-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, PP 및 PU 용융 스트림은 50:50 비율로 27층 공급 블록에 전달하였다. 종방향 정합성은 296g이었고, 횡방향 정합성은 507g이었다.
[실시예 26]
실시예 24의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 27-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, PP 및 PU 용융 스트림은 25:75 비율로 7층 공급 블록에 전달하였다.
[실시예 27]
실시예 24의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 27-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, PP 대신 LLDPE(Aspun(상표명) 6806, 105 MI, Dow Chemical에서 시판)를 사용하였고, PE 및 PU 용융 스트림은 210℃로 유지된 2개의 압출기로부터 210℃로 유지된 27층의 공급블록에 75:25의 비율로 전달하였다. 폴리우레탄을 테트라히드로퓨란으로 세척제거한 후, 이 샘플의 단면을 스캐닝 전자 현미경으로 관측하였다(제 4 도-2000배). 상기 샘플을 절단하여 계측하고 이어서 표준 방법을 통해 분석하였다.
[실시예 28]
실시예 27의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 27-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, PP 및 PU 용융 스트림은 50:50 비율로 27층 공급 블록을 전달하였다.
[실시예 29]
실시예 27의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 27-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, PP 및 PU 용융 스트림은 25:75 비율로 27층 공급 블록에 전달하였다.
표 9는 섬유의 외부층의 조성중 PP와 PE의 비가 다른 몇 개의 27층 미소 섬유 웨브의 MD 인장 모둘러스를 요약한 것이다.
신장율 100, 200 및 400%의 각종 다층 섬유 조성물로 이루어진 BMF 웨브의 샘플을 처리하므로써 다층 BMF 섬유를 포함하는 BMF 웨브의 회복 특성을 연구하였으며 상기 신장력을 제거한 후 1분 동안 이완 시킨 다음 샘플의 길이를 측정하였다. 하기식을 사용하여 탄성 회복율을 계산하였다:
상기 연구 결과를 표 10-15에 요약하였다.
[실시예 30]
실시예 22의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 3-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, PE 와 PU 중합체 용융 스트림은 섬유의 외부층이 PU(I/O 조성)가 되도록 3-층 공급 블록에 전달하였다.
[실시예 31]
실시예 21의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 3-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, PE 와 PU 중합체 용융 스트림은 섬유의 외부층이 PU(I/O 조성)가 되도록 3-층 공급 블록에 전달하였다.
[실시예 32]
실시예 3의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 3-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 50g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, PE 와 PU 용융 스트림을 3-층 공급 블록에 전달하였다.
[실시예 33]
실시예 2의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 3-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 50g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, PE 와 PU 용융 스트림을 3-층 공급 블록에 전달하였다.
[실시예 34]
실시예 3의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 3-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 75g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하였다.
[실시예 35]
실시예 3의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 3-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 155g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하였다.
[실시예 36]
실시예 3의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 3-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, Morthane(상표명) PS 455-200을 폴리(에테르우리탄)인 Pellathane(상표명) 2103-80WC(Dow Chemical Corp.에서 시판)로 대체하였으며, PP 및 PU 용융물을 전달하는 압출기는 각각 240℃ 및 210℃로 유지하였고, 상기 PP 및 PU 용융 스트림은 240℃로 유지된 3-층 공급 블록으로 전달하였으며, 다이 및 공기의 온도는 각각 230℃ 및 215℃로 유지하였다.
[실시예 37]
실시예 36의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛이하인 3-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 190g/㎡인 BMF 웨브를 제조하였다.
[실시예 38]
실시예 3의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 5-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, Morthane(상표명) PS 455-200을 폴리(에테르우레탄)인 Pellathane(상표명) 2103-80WC(Dow Chemical Corp.에서 시판)로 대체하였으며, PP 및 PU 용융물을 전달하는 압출기는 각각 240℃ 및 210℃로 유지하였고, 상기 PP 및 PU 용융 스트림은 240℃로 유지된 5-층 공급 블록으로 전달하였으며, 다이 및 공기의 온도는 각각 230℃ 및 220℃로 유지하였다.
[대조 웨브 Ⅶ]
실시예 1의 방법에 따라 폴리(에테르우레탄) 수지(Pellathane(상표명) 2103-80WC)의 대조 웨브를 제조하되, 단 210℃의 온도로 유지된 하나의 압출기만을 사용하였는데, 이것은 기어 펌프를 통해 BMF 다이에 직접 연결되었으며, 다이 및 공기의 온도는 210℃로 유지하였다. 생성된 BMF 웨브의 기본 중량은 100 g/㎡ 이었고 섬유의 평균직경은 약 10㎛ 이하였다.
[실시예 39]
실시예 1의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 5-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, Morthane(상표명) PS 455-200을 Kraton(상표명) G-1657, (SEBS)로 대체하였으며 2개의 압출기 온도는 모두 260℃로 유지하였고, 용융 스트림은 240℃로 유지된 5층 공급 블록에 62.5:37.5의 비율로 전달하였으며, 다이 및 1 차 공기의 공급 온도는 각각 240℃ 및 275℃로 유지하였다.
[실시예 40]
실시예 39의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 5-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, PP 및 SEBS 용융 스트림을 25:75 비율로 전달하였다.
[실시예 41]
실시예 1의 방법에 따라, 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 2-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, Morthane(상표명) PS 455-200 대신 폴리(에스테르 우레탄)(PU) 수지(Morton Thiokol Corp.에서 시판되는 Morthane PS 440-200)를 사용하였으며, 제 2 압출기는 230℃로 유지하였고, PP 및 PU 용융 스트림을 50:50비로 2층 공급 블록에 전달하였다.
[실시예 42]
실시예 1의 방법에 따라 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 2-층 미소 섬유를 포함하며 기본 중량이 100g/㎡ 인 BMF 웨브를 제조하되, Morthane(상표명) PS 455-200 대신 폴리(에스테르우레탄)(PU)수지(Morton Thiokol Corp.에서 시판되는 Mortha-ne PS 440-200)를 사용하였으며, 제 2 압출기는 230℃로 유지하였고, PP 및 PU 용융 스트림을 25:75비로 2층 공급 블록에 전달하였다.
주위 조건하에서 웨브의 회복율을 측정한 것 외에도, 몇 개의 웨브 샘플을 신장후 상승된 온도에서 열처리하여 상승된 온도에서 부가의 회복이 일어났는지의 여부를 측정하였다. 특별히 다른 언급이 없는한, 웨브 샘플은 지정된 온도에서 0.5분간 공기 오븐내에서 순환시켰으며, 부가의 회복이 일어났는지의 여부를 측정하기 위해 상기 샘플을 측정하였다. 상기 연구 결과를 표 16-18에 요약하였다.
1. 초기 회복 길이의 측정과 BMF의 부가의 이완 및 부가의 회복이 일어나는 열처리 실험 사이에 24시간이 지연됨.
2. 폴리프로필렌 BMF는 비탄성이었고 신장시 파단됨.
1. 초기 회복 길이의 측정과 BMF의 부가의 이완 및 부가의 회복이 일어나는 열처리 실험사이에 24시간이 지연됨.
2. 폴리프로필렌 BMF는 비탄성이었고 신장시 파단됨.
[실시예 43]
실시예 8의 방법에 따라, BMF 웨브를 제조하되, PE와 PU 용융 스트림을 3층 공급 블록에 전달했다. 실시예 27에서와 같이 SEM 분석을 위해 샘플을 제조하였는데, 단 PU는 제거하였다(제 5 도 참조, 1000배).
본 발명은 본 발명의 범위 및 원리를 벗어나지 않는 한도에서 당업자들에 의해 분명히 다양하게 수정 및 변경될 수 있으며, 본 발명은 설명을 위해 본문중에 제시된 바에 의해 제한되지 않는다.

Claims (16)

  1. 탄성 중합체 물질로 이루어진 하나 이상의 제1층 및 비교적 높은 모둘러스를 갖는 비탄성 물질로 이루어진 하나 이상의 제 2 층으로 구성된 미소 섬유 길이 전체에 걸쳐서 거의 연속적인 2개 이상의 층을 갖는 각각의 용융-팽창 미소 섬유로 이루어진, 거의 영구 변형될 수 있으며 연신시 비대칭 탄성을 나타내는 신장 가능한 부직 웨브.
  2. 제1항에 있어서, 섬유들중 일부가 오그라들며, 상기 오그라든 섬유의 비교적 비탄성 물질로 이루어진 층이 배향되는 용융-팽창 부직 웨브.
  3. 제1항에 있어서, 상기 웨브가 한 방향 이상으로 비대칭 탄성을 나타내는 용융-팽창 부즉 웨브.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 웨브가 50% 이상 탄성 연신되며 상기 탄성 방향으로 회복될 수 있는 용융-팽창 부직 웨브.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 웨브가 50% 이하로 탄성 연신되며 상기 탄성 방향으로 회복될 수 있는 용융-팽창 부직 웨브.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 테이프 이면체의 하나 이상의 표면상에 하나의 압감 접착층을 부가로 포함하는 테이프 이면체를 포함하는 용융-팽창 부직 웨브.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 웨브의 신장율이 100%이상인 용융-팽창 부직 웨브.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 웨브가 거의 주의 조건 이상에서 가열할 경우 수축되는 용융-팽창 부직 웨브.
  9. 제8항에 있어서, 상기 웨브가 약 60℃ 이상으로 가열할 경우 10% 이상 수축되는 용융-팽창 부직 웨브.
  10. 제8항에 있어서, 상기 웨브가 약 90℃ 이상으로 가열할 경우 30% 이상 수축되는 용융-팽창 부직 웨브.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 층들의 중심이 같은 용융-팽창 부직 웨브.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외부층이 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 포함하는 용융-팽창 부직 웨브.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외부층이 에틸렌 공중합체를 포함하며 상기 내부 탄성 중합체 층은 폴리우레탄을 포함하는 용융-팽창 부직 웨브.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 섬유의 평균 직경이 약 10㎛ 이하인 용융-팽창 부직 웨브.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용융-팽창 미소 섬유가 세로로 층화되며 3 또는 그 이상의 층을 가지는 용융-팽창 부직 웨브.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용융 팽창 미소 섬유의 층이 5 또는 그 이상인 용융-팽창 부직 웨브.
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