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特許7634655高吸水性複合繊維、高吸水性不織布、及びそれを含む物品
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  • 特許-高吸水性複合繊維、高吸水性不織布、及びそれを含む物品 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-02-13
(45)【発行日】2025-02-21
(54)【発明の名称】高吸水性複合繊維、高吸水性不織布、及びそれを含む物品
(51)【国際特許分類】
   D04H 1/4382 20120101AFI20250214BHJP
   D04H 1/4309 20120101ALI20250214BHJP
   D01F 8/06 20060101ALI20250214BHJP
   D01F 8/10 20060101ALI20250214BHJP
【FI】
D04H1/4382
D04H1/4309
D01F8/06
D01F8/10 C
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2023515169
(86)(22)【出願日】2021-10-15
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-26
(86)【国際出願番号】 KR2021014368
(87)【国際公開番号】W WO2022080953
(87)【国際公開日】2022-04-21
【審査請求日】2023-03-06
(31)【優先権主張番号】10-2020-0134626
(32)【優先日】2020-10-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】504092127
【氏名又は名称】トーレ・アドバンスド・マテリアルズ・コリア・インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】TORAY ADVANCED MATERIALS KOREA INCORPORATED
【住所又は居所原語表記】300,3gongdan 2-ro,Gumi-si,Gyeongsangbuk-do 39389 Republic of Korea
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】マン・ジェ・ハン
(72)【発明者】
【氏名】グン・シク・ジョン
【審査官】岩田 行剛
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2020/210021(WO,A1)
【文献】国際公開第2015/046301(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
D01F 8/
D04H
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複合繊維を含む不織布であって、前記複合繊維は、
ポリオレフィン系樹脂からなるコアと、
EVOH(ethylene vinyl alcohol)およびPEG(polyethylene glycol)を含むシースと、を含み、
前記コア対前記シースの重量比は、50~90:10~50であり、
前記コアはEVOHおよびPEGを含まず、
前記シース中のPEGの含有量は、EVOH100重量部に対して1~10重量部であり、
前記EVOHは、ASTM D1238によって測定された溶融指数(MI(測定温度210℃、荷重2.16kg))が10~60g/10分であり、溶融温度(Tm)が155℃~185℃である、不織布。
【請求項2】
前記シースの溶融指数は、10~60g/10分である、請求項1に記載の不織布。
【請求項3】
前記不織布は、水分吸収率が550~1,500%であり、熱伝導度が0.1W/m・K以上である、請求項に記載の不織布。
【請求項4】
請求項に記載の不織布を含む、物品。
【請求項5】
前記物品は、衛生材または美容マスクパックである、請求項に記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高吸水性複合繊維、高吸水性不織布、及びそれを含む物品に係り、さらに詳細には、吸水性及び冷感性にすぐれる高吸水性複合繊維、高吸水性不織布、及びそれを含む物品に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、不織布は、その適用用途により、多様な特性が要求されている。
【0003】
例えば、衛生材及び美容マスクパックに適用される不織布は、すぐれた吸水性及び冷感性が要求される。
【0004】
それにより、不織布に、すぐれた吸水性及び冷感性を付与するための多様な方法が提案されており、一般的に、不織布製造後、親水性乳剤により、後処理する方法が活用されている。しかしながら、前述のような方法は、不織布が連続して水分を吸収する場合乳剤が洗浄され、親水性を喪失することになり、吸収性も低下してしまうという短所がある。
【0005】
例えば、韓国登録特許公報第10-2106115号は、非イオン性界面活性剤を含む親水剤を製造した後、そのような親水剤に不織布を浸漬させた後で乾燥させる方法を提案しているが、前述の方法は、工程が複雑であり、生産性が低く、不織布が連続して水分を吸収する場合、親水性を喪失するという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】韓国登録特許公報第10-2106115号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の一具現例は、吸水性及び冷感性にすぐれる高吸水性複合繊維を提供する。
【0008】
本発明の他の具現例は、高吸水性複合繊維を含む高吸水性不織布を提供する。
【0009】
本発明のさらに他の具現例は、前記高吸水性不織布を含む物品を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一側面は、
ポリオレフィン系樹脂を含むコアと、
EVOH(ethylene vinyl alcohol)及びPEG(polyethylene glycol)を含むシースと、を含む複合繊維を提供する。
【0011】
前記コア対前記シースの重量比は、50~90:10~50でもある。
【0012】
前記シースにおける前記PEGの含量は、前記EVOH 100重量部につき、1~10重量部でもある。
【0013】
前記シースの溶融指数は、10~60g/10分でもある。
【0014】
前記シースは、前記EVOH樹脂100重量部につき、0.1~15重量部の無機添加剤をさらに含むものでもある。
【0015】
本発明の他の側面は、
前記複合繊維を含む不織布を提供する。
【0016】
前記不織布は、水分吸収率が550~1,500%であり、熱伝導度が0.1W/m・K以上でもある。
【0017】
本発明のさらに他の側面は、
前記不織布を含む物品を提供する。
【0018】
前記物品は、衛生材または美容マスクパックでもある。
【発明の効果】
【0019】
本発明の具現例による高吸水性複合繊維、高吸水性不織布及び物品は、すぐれた吸水性及び冷感性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】一具現例による高吸水性複合繊維の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の一具現例による高吸水性複合繊維(以下、簡単に「複合繊維」とする)について詳細に説明する。
【0022】
本発明の一具現例による複合繊維は、コア及びシースを含む。
【0023】
前記コアは、ポリオレフィン系樹脂を含むものでもある。
【0024】
前記ポリオレフィン系樹脂は、プロピレンの単独重合体、プロピレンと各種α-オレフィンとの共重合体、エチレンの単独重合体、エチレンと各種α-オレフィンとの共重合体、またはそれらの組み合わせを含むものでもある。
【0025】
また、前記ポリオレフィン系樹脂は、疎水性でもある。
【0026】
また、前記コアは、EVOH(ethylene vinyl alcohol)及びPEG(polyethylene glycol)を含まないものでもある。
【0027】
また、前記コアは、疎水性のオレフィン系樹脂を含むものの、EVOHを含まないために、前記複合繊維、及びそれを含む不織布が水に浸漬された場合、前記EVOHが含まれた複合繊維の表面にだけ水が吸収され、複合繊維の内部には、水が侵透せず、前記コアの体積の膨張を防止することができる。
【0028】
前記シースは、EVOH及びPEGを含むものでもある。
【0029】
前記EVOHは、エチレンとビニールアルコールとの共重合体であり、水酸基(OH)を含んでおり、親水性を有し、それにより、水を良好に吸収することができ、エチレン含量が少ないほど、水酸基が多くなり、水分吸収率を高めることができる。
【0030】
また、前記EVOHは、熱伝導度が0.3~0.4W/m・Kであり、オレフィン樹脂であるポリプロピレン(PP)の熱伝導度である0.1~0.15W/m・Kより2倍以上高い熱伝導度を有する。熱伝導は、物質内において、温度が高いところから低いところに熱が移動することを称するが、該熱伝導度が高いEVOHが人体皮膚に接触する場合には、人体の熱がさらに容易にEVOHに移動し、清涼感を与える冷感性を発現することができる。
【0031】
また、前記EVOHは、ASTM D1238によって測定された溶融指数(MI(測定温度210℃、荷重2.16kg))が10~60g/10分でもある。前記EVOHの溶融指数が10g/10分未満である場合には、粘度が非常に高く、ノズル圧力が急激に上昇し、長期間生産が不可能であり、60g/10分を超える場合には、粘度が非常に低く、複合繊維構造を形成し難い。
【0032】
また、前記EVOHは、溶融温度(Tm)が155℃~185℃でもある。
【0033】
前記PEGは、親水性成分であり、前記シースに存在する場合、前記複合繊維を含む不織布の水分吸収率を向上させるだけではなく、潜在熱量が高く、持続的な冷感効果を付与しうる。
【0034】
前記シースにおける前記PEGの含量は、前記EVOH 100重量部につき、1~10重量部でもある。前記PEGの含量が、前記EVOH 100重量部につき、1重量部未満である場合には、前記EVOH単独の場合より、さらに高い水分吸収率を具現することができず、10重量部を超える場合には、紡糸性が劣悪になり、繊維の糸切れが生じてしまう。
【0035】
前記シースは、前記EVOH樹脂100重量部につき、0.1~15重量部の無機添加剤をさらに含むものでもある。前記無機添加剤の含量が、前記EVOH樹脂100重量部につき、0.1重量部未満であるならば、添加効果が微々たるものであり、15重量部を超えれば、分散性が低くなり、均一に分布せず、糸切れが生じうる。
【0036】
前記無機添加剤は、前記複合繊維を含む不織布の冷感効果をさらに向上させる役割を行う。
【0037】
前記無機添加剤は、熱伝導度が0.5W/m・K以上でもある。前記無機添加剤の熱伝導度が0.5W/m・K未満であるならば、十分な冷感効果を付与することができない。
【0038】
また、前記無機添加剤は、二酸化チタン(TiO)、炭酸カルシウム(CaCO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化アルミニウム(Al)、グラフェン、またはそれらの組み合わせを含むものでもある。
【0039】
前記コア対前記シースの重量比は、50~90:10~50でもある。前記シースの重量比が10未満である場合には、高い水分吸収率、及び冷感効果を得ることができず、前記シースの重量比が50を超える場合には、繊維紡糸が不可能である。
【0040】
本発明の他の側面は、前記複合繊維を含む高吸水性不織布(以下、簡単に「不織布」とする)を提供する。
【0041】
前記不織布は、下記数式1で表される水分吸収率(W)が550~1,500%でもある。
【0042】
【数1】
数式1で、Wは、水分吸収後の不織布サンプルの重さであり、Wは、水分吸収前の不織布サンプルの重さである。
【0043】
また、前記不織布は、熱伝導度が0.1W/m・K以上でもある。
【0044】
本発明のさらに他の側面は、前記不織布を含む物品を提供する。
【0045】
前記物品は、衛生材または美容マスクパックでもある。
【0046】
以下、実施例を介し、本発明についてさらに詳細に説明する。本実施例は、本発明についてさらに具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲が、それら実施例に限定されるものではない。
【0047】
比較例1:複合繊維及び不織布の製造
ポリプロピレンがコアに使用され、融点が171℃であり、溶融指数が50g/10分(測定温度210℃、荷重2.16kg)であるEVOHが、シースに使用された。前記樹脂を溶融させるエクストルーダの温度は、220℃であった。溶融された樹脂は、複合紡糸ノズル内の分配板により、ポリプロピレンは、コアに移動し、EVOHは、シースに移動し、ノズルを介し、複合断面形態で、2,500mpm速度で紡糸され、複合繊維を形成した。その後、前記複合繊維を解繊してウェブを形成し、カレンダーリングを経て不織布を製造した。前述の形成されたフィラメントのコア:シースの比率は、重量基準で、70:30であった。
【0048】
実施例1:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、PEG 5重量部を添加したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0049】
実施例2:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、PEG 5重量部を添加し、コア:シースの重量比を50:50に変更したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0050】
実施例3:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、PEG 5重量部を添加し、コア:シースの重量比を90:10に変更したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0051】
実施例4:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、PEG 1重量部を添加したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0052】
実施例5:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、PEG 10重量部を添加したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0053】
比較例2:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、熱伝導度が2.5W/m・Kである無機添加剤として、炭酸カルシウム(CaCO)7重量部を添加したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0054】
比較例3:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、熱伝導度が2.5W/m・Kである無機添加剤として、炭酸カルシウム(CaCO)7重量部を添加し、コア:シースの重量比を50:50に変更したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0055】
比較例4:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、熱伝導度が2.5W/m・Kである無機添加剤として、炭酸カルシウム(CaCO)15重量部を添加したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0056】
実施例6:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、PEG 5重量部、及び熱伝導度が2.5W/m・Kである無機添加剤として、炭酸カルシウム(CaCO)7重量部を添加したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0057】
実施例7:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、PEG 5重量部、及び熱伝導度が2.5W/m・Kである無機添加剤として、炭酸カルシウム(CaCO)7重量部を添加し、コア:シース重量比を50:50に変更したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0058】
比較例5:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、PEG 5重量部を添加し、コア:シースの重量比を45:55に変更したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0059】
比較例6:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、PEG 5重量部を添加し、コア:シースの重量比を95:5に変更したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0060】
比較例7:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、PEG0.5重量部を添加したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0061】
比較例8:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、PEG 12重量部を添加したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0062】
比較例9:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、熱伝導度が2.5W/m・Kである無機添加剤として、炭酸カルシウム(CaCO)7重量部を添加し、コア:シース重量比を45:55に変更したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0063】
比較例10:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、熱伝導度が2.5W/m・Kである無機添加剤として、炭酸カルシウム(CaCO)7重量部を添加し、コア:シース重量比を95:5に変更したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0064】
比較例11:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、熱伝導度が2.5W/m・Kである無機添加剤として、炭酸カルシウム(CaCO)17重量部を添加したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0065】
比較例12:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、PEG0.5重量部、及び熱伝導度が2.5W/m・Kである無機添加剤として、炭酸カルシウム(CaCO)0.05重量部を添加したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0066】
比較例13:複合繊維及び不織布の製造
シースに、EVOH樹脂100重量部につき、PEG 12重量部、及び熱伝導度が2.5W/m・Kである無機添加剤として、炭酸カルシウム(CaCO)17重量部を添加したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0067】
比較例14:複合繊維及び不織布の製造
コア:シースの重量比を100:0に変更したことを除いては、比較例1と同一方法でもって、複合繊維及び不織布を製造した。
【0068】
評価例
前記数式1によって水分吸収率を評価し、併せて、熱伝導度も評価し、その結果を下記表1に示した。
【0069】
【表1】
前記表1を参照すれば、実施例1~7で製造された不織布は、水分吸収率(≧550%)及び熱伝導度(≧0.1W/m・K)がいずれもすぐれていると示されている。
【0070】
一方、比較例1~4,6,7,10,12及び14で製造された不織布は、熱伝導度(≧0.1W/m・K)にはすぐれるが、水分吸収率(<550%)は、低いように示されている。
【0071】
また、比較例5,8,9,11及び13においては、紡糸不能により、不織布を製造することができず、熱伝導度と水分吸収率とを測定することができなかった。
【0072】
本発明は、図面及び実施例を参照にして説明されたが、それらは、例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者であるならば、それらから、多様な変形、及び均等な他の具現例が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められるものである。
図1