弹力和结集力得到提高的熔喷纤维网及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种弹力和结集力得到提高的熔喷纤维网及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 在内燃机车辆、船舶、飞机等中室内的噪声成为问题。为了防止噪声，制造并在市 场上销售各种各样的吸声材料。
[0003] 熔喷纤维网由于具有优良的吸声性能和单位重量轻的特点，所以可以作为吸声材 料使用。这样的纤维网可以用热塑性树脂利用熔喷技术来制造。
[0004] 在韩国专利申请第2010 - 7000497号中公开了有关含有熔喷纤维和相互缠绕的 短纤维的多孔性无纺布网的技术。公开了如下的网：所述专利的熔喷纤维包含相互缠绕的 微纤维（microfiber)和介纤维（mesofiber)的双重模式混合物，有至少比介纤维多约5倍 的微纤维，介纤维构成熔喷纤维的约30重量％。
[0005] 此外，韩国专利第0903559号公开了一种无纺布吸声材料，其是在不同成分的极 细丝材质的熔喷无纺布内部均匀分散有一定量的中空丝复合短纤维，每单位重量的表面积 大，吸声性能良好的无纺布吸声材料。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于，提供吸声特性优良、比表面积大、每单位尺寸的重量轻、可以 相对增加车辆的能源效率的熔喷纤维网和它的制造方法。
[0007] 此外，本发明的目的在于，提供弹力和结集力优良、在极细丝和极细丝之间形成无 数的空气层使保温性能和噪声降低性能优良、可以提高能源效率的熔喷纤维网和它的制造 方法。
[0008] 就上述的课题而言，通过相对于纤维网的总重量含有10至60重量％的热塑性树 脂极细丝和40至90重量％的异形截面中空复合短纤维的含有热塑性树脂的熔喷纤维网， 可以实现。
[0009] 所述异形截面中空复合短纤维，优选单丝纤度为1至50旦尼尔，中空率为10%以 上。所述异形截面中空复合短纤维的截面形状优选为多角形、管形、或有凹凸截面使比表面 积增加的形状。
[0010] 此外，优选的特征在于，所述熔喷纤维网具有横纤维层和在横纤维层上形成的纵 纤维层，所述横纤维层和纵纤维层连续层叠并连接，所述纵纤维层根据层叠的厚度，由具有 2mm至50mm的高度的不规则间隔的峰和谷形成，结构上具有优良的弹性和复原力。
[0011] 优选的特征在于，所述纵纤维层的上端相互缠绕，形成起伏状的纤维网的最上部。 [0012] 此外，在所述熔喷纤维网的上面和下面还包含含有纺粘无纺布的覆盖用布。
[0013] 此外，本发明的目的可以用下述熔喷纤维网的制造方法来实现，熔喷纤维网的制 造方法包括：把热塑性树脂组合物装入挤出机并挤出的阶段；把所述挤出的热塑性树脂组 合物连同高温、高压的气体一起纺丝成极细丝的形式的阶段；将所述热塑性树脂极细丝和 异形截面中空复合短纤维进行空气混合（air-blending)而形成纤丝（filament)的阶段； 所述混合后的纤丝的一部分形成横纤维层、另一部分接触层叠形态变更装置接触并连续地 在横纤维层上形成纵纤维层而对熔喷纤维网进行层叠的阶段；和对层叠后的熔喷纤维网进 行卷取的阶段。
[0014] 本发明涉及的弹力和结集力得到提高的熔喷纤维网，通过对具有特定骨架的熔喷 纤维网和高弹性高中空异形截面复合短纤维进行空气混合，可以制造弹力得到提高的熔喷 纤维网。
[0015] 此外，由于工序更简单，密度低，体积大，所以可以提供与以往的吸声材料O3U泡 沫、PET毡、玻璃纤维等)更具轻量性、压缩复原力更优良、结集强度得到强化的熔喷纤维网。
[0016] 此外，本发明涉及的熔喷纤维网可以作为吸声材料、保温材料使用。
【附图说明】
[0017] 图1是表示本发明的一个实施例涉及的熔喷纤维网的制造方法的流程图。
[0018] 图2是本发明的一个实施例涉及的熔喷纤维网的制造装置简图。
[0019] 图3是本发明的一个实施例涉及的熔喷纤维网的示意剖视图。
[0020] 图4是本发明的一个实施例涉及的熔喷纤维网的电子显微镜拍摄照片。
[0021] 图5是本发明的一个实施例涉及的起伏状熔喷纤维网的剖视图。
[0022] 图6是本发明的熔喷纤维网的吸声率的结果。
[0023] 图7是表示本发明涉及的异形截面中空复合短纤维的各种截面的图。
[0024] 图8是本发明涉及的异形截面中空复合短纤维的光学显微镜照片。
[0025] 图9是本发明涉及的异形截面中空复合短纤维的截面的用电子显微镜拍摄照片。
【具体实施方式】
[0026] 在本说明书中使用的用语"热塑性树脂"，是指可以反复进行对高分子树脂提供比 熔点高的热量使其熔融、冷却使其固化的操作的树脂。这样的热塑性树脂根据高分子的结 晶度的程度可以分为结晶性和非结晶性。结晶性热塑性树脂包括聚乙烯、聚丙烯、尼龙等， 非结晶性热塑性树脂包括聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
[0027] 在本说明书中使用的用语"聚丙烯"，不只是丙烯的均聚物，也包括重复单元40% 以上为丙烯单元的共聚物。
[0028] 此外，在本说明书中使用的用语"聚烯烃"，是指只由碳和氢原子构成的饱和的开 链的烃类聚合物系列中的任何物质。一般的聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯以及乙 烯、丙烯和甲基戊烯单体的各种配合物。
[0029] 此外，在本说明书中使用的用语"聚酯"，是包括因形成酯单元而连接且重复单元 85%以上为二羧酸和二羟醇的缩合产物的聚合物的概念。这包括芳香族、脂肪族、饱和及不 饱和二酸、以及二元醇。此外，"聚酯"包括共聚物和混合物、以及它们的改性物。聚酯的一 般例子是作为乙二醇和对苯二甲酸的缩合产物的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)。
[0030] 此外，在本说明书中使用的用语"熔喷极细丝"，是指将熔融后的加工性聚合物连 同高温高速的压缩气体一起介由多个微细的毛细管挤出而形成的纤维或极细丝。在这里， 毛细管可以进行圆形、包括三角形和四边形的多角形、星形等的多种变更。作为一例，高 温和高速的压缩气体可以将熔融热塑性聚合物材料细化成极细丝，使直径减小到约0. 3至 10 μm。熔喷极细丝可以是不连续的纤维，也可以是连续的纤维。熔喷极细丝的70至80% 或70至90%可以具有ΙΟμπι以下的直径。熔喷极细丝的10%、20%、30%可以具有3μπι以下 的直径。
[0031] 在本说明书中使用的用语"纺粘无纺布"，是指利用高温的管对介由毛细管挤出的 多个微细直径的纤丝进行拉伸，并将其层叠而制造出的纤维网。
[0032] 此外，在本说明书中使用的用语"异形截面中空复合短纤维"，是指把聚烯烃系的 异性成分材质介由毛细管挤出，形成多个微细直径的纤丝，利用高温的管将其拉伸而形成 中空而由此制造的纤维。图7是表示所述毛细管的各种截面。所述毛细管的截面是圆形 501、包含三角形502和五角形503的多角形中的某种图案，是变形成星504或哑铃505等 多种图案的异形截面。此外，所述毛细管的截面是管形510或凹凸截面506。使用具有管形 510和凹凸截面506的毛细管形成的异形截面中空复合短纤维，比表面积被增大。
[0033] 所述聚烯烃系的异性成分材质是从聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯、尼龙、聚乳酸 (PLA ;Polylactic acid)、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT)等构成的一组中选择的2种。
[0034] 异形截面中空复合短纤维的单丝纤度优选为1~50旦尼尔，更优选为4~8旦尼 尔。此外，平均长度优选为30至60mm。异形截面中空复合短纤维的蜷曲（crimp)不是人为 的，是通过基于异性成分材质的分子间磁力而示出无规的卷曲（curl)的形状。此外，可以 通过微热重新恢复到最初的形状，也可以对表面进行仿丝（シ少夕）处理。在本发明中使用 的异形截面中空复合短纤维，其特征在于具有10%以上的中空率。本发明的异形截面中空 复合短纤维具有异形截面，具有10%以上的中空率，所以可以显示出高弹性和高中空性能。
[0035] 此外，在本说明书中使用的用语"无纺布、纤维网或无纺织网"，是指各个纤维、极 细丝或丝，与编织物相对照不是形成图案，而是以不规则的无规方式配置而形成平面物质 的，由纤维、极细丝或丝的每个构成的结构物。
[0036] 下面通过附图以在本发明的所属技术领域具有一般知识的人员可以容易实施的 方式进行详细说明。
[0037] 图1是按阶段示出本发明的熔喷纤维网的制造方法的图。具体而言，可以用包括 以下阶段的方法进行制造：把热塑性树脂组合物装入挤出机并挤出的阶段（Sll);把挤出的 热塑性树脂组合物连同高温和高压的气体一起纺丝成极细丝的形式的阶段（S12);将热塑 性树脂极细丝与异形截面中空复合短纤维进行空气混合的阶段（S13);混合后的纤丝的一 部分具有一定的图案并在一个方向层叠而形成横纤维层，另一部分与层叠形态变更装置接 触而形成纵纤维层，层叠成熔喷纤维网的阶段（S14);对层叠的熔喷纤维网进行卷取的阶段 (S15);在所述纤维网的上面和下面将纺粘无纺布层合的阶段（S16)。
[0038] 图2是简要示出可以应用上述制造阶段的纤维网制造装置的图。
[0039] 首先，把热塑性树脂和添加剂放入挤出机，进行混炼、加热和挤出，把它移送到纺 丝模具3,使其通过30~50个孔口，在收集器13方向对纤维进行纺丝。可以在纺丝时用设 置在纺丝模具3内部的高温和高速气体喷射口 4A、4B喷射高温和高速的气体，与纤维碰撞， 形成熔喷微纤维6。
[0040] 此时，可以介由设置在纺丝模具3-侧下部的纤维供给装置10,把异形截面中空 复合纤维提供给熔喷微纤维被纺丝的部分，进行空气混合。
[0041] 在上述中，可以按照在熔喷纤维网中含有10至60质量％的热塑性树脂极细丝和 40至90重量％的异形截面中空复合短纤维的方式进行混合。在所述熔喷纤维网中异形截 面中空复合短纤维为40重量％以下的情况下，如比较例3 (短纤维25重量％)那样，压缩恢 复率降低。此外，在异形截面中空复合短纤维超过90重量％的情况下，不进行熔喷纤维网 最小的骨架形成，不能与异形截面中空复合短纤维混合，结集强度降低。
[0042] 在所述异形截面中空复合纤维和熔喷微纤维混合后的纤维中，50wt%可以不经过 层叠形态变更装置15而直接到达收集器13,在水平方向层叠而形成横纤维层10。剩余的 50wt%可以介由层叠形态变更装置15,使纤维11的方向变成垂直，在垂直方向上层叠在横 纤维层10的上部，而形成纵纤维层20。此时，横纤维层10和纵纤维层20可以在同一层 (layer)上形成，形成纵纤维层在横纤维层上连续层叠并缠绕的结构。所述纵纤维层具有高 度为2mm至50mm的不规则间隔的峰和谷。
[0043] 图5表示这样的具有横纤维层10和纵纤维层20的熔喷纤维网的截面。纵纤维层 20的上端相互缠绕，可以形成成为纤维网的最上部的起伏状的起伏层30。就起伏层30而 言，成为起伏的峰和谷的线具有不规则间隔，并且在长度方向上排列较长。
[0044] 图3简要示出本发明的一个实施例涉及的熔喷纤维网的结构，图4示出用电子扫 描显微镜拍摄熔喷纤维网的截面得到的照