KR0140204B1 - 부직물질에 친수성을 부여하는 방법 및 그로부터 제조된 제품 - Google Patents

부직물질에 친수성을 부여하는 방법 및 그로부터 제조된 제품

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KR0140204B1
KR0140204B1 KR1019900011533A KR900011533A KR0140204B1 KR 0140204 B1 KR0140204 B1 KR 0140204B1 KR 1019900011533 A KR1019900011533 A KR 1019900011533A KR 900011533 A KR900011533 A KR 900011533A KR 0140204 B1 KR0140204 B1 KR 0140204B1
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스티븐 에이취. 마르코위츠
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Abstract

내용없음

Description

부직 물질에 친수성을 부여하는 방법 및 그로부터 제조된 제품
본 발명은 섬유 또는 피브릴화 필름의 표면에 수성 알콕시화계면 활성 조성물을 가함으로써 소수성 섬유 또는 피브릴화 필름을 함유한 부직 물질에 친수성을 부여하는 방법 및 친수성이 부여된 상기 부직 물질에 관한 것이다.
생리대, 1회용 기저귀 및 실금자용 패드 등과 같은 위생용품은 보편적으로 하나 이상의 흡수물질층, 흡수코어를 에워싸서 코어와 피부의 접촉을 방지하므로서 코어에 이미 흡수된 액체를 고립시키기 위한 필수적인 비흡수성 물질의 표면 또는 커버 소재층, 및 착용자의 옷이 흡수된 액체에 의해 오염되거나 젖는 것을 방지하기 위한 액체 불투과성 차단 시이트를 포함하는 액체 흡수 코어를 가지고 있다.
한쪽면이 신체와 대향하고 있는 표면 또는 커버 소재 물질은 액체를 보유하는 표면이 최소이면서 액체에 대한 투과성이 있어야 하는데, 그 이유는 흡수 코어 물질내로 액체의 신속한 이동을 촉진시켜 이미 습윤된 흡수액체와 착용자의 피부가 접촉하는 것을 방지하기 위해서다. 또한, 상기 소재 물질은 그의 표면을 따라서 액체가 측면으로 이동하는 것을 억제하는 작용을 해야하며, 감촉이 매그럽고, 부드러워야 한다. 이외에도, 상기 소재 물질은 시각적 불투명성, 특히 색채, 및 광택이 있는 외부 표면 등과 같은 부가적인 특성도 필요에 따라서 가질 수 있다.
이러한 소정의 특성을 얻기 위하여, 커버 소재는 수용액을 즉시로 수용하여 운반하기에 충분한 친수성이 있는, 폴리올레핀 섬유 또는 필름 등과 같은 소수성 종합 물질을 필수적으로 포함해야 한다. 그러나, 상기 커버 소재는 반복적인 습윤(본 기술분야 에서는 이를 인설트(insult)로서 언급함)후에도 상기 특성을 보유해야 하지만, 이러한 목적을 성취하는 것은 매우 어려운 일이다. 그러므로, 상기 친수성을 촉진시키는데 사용하는 작용제는 이러한 습윤물의 고유 특성이 침출되거나 또는 씻겨나감으로써 감소되는 것을 방지하는 능력을 지녀야 한다. 이러한 능력은 액체가 측면으로 이동하는 것을 방지하고 습윤후에 커버소재의 가장자리 부분이 새는 것을 방지해야 하는 기저귀용 커버소재에 특히 중요하다. 물론, 최종제품의 제작시 이러한 작용제로 처리함으로써, 직물의 결합단계 및 그의 습윤강도에도 영향을 미치지 않아야 한다.
미합중국 특허 제 4,578,414 호에서는 폴리프로필렌등과 같은 소수성 폴리올레핀 섬유에 표면습윤성을 부여하는 방법에 대하여 기술하고 있으며, 그 방법은 알콕시화 알킬페놀 및/또는 폴리옥시알킬렌 지방산 에스테르, 또는 트리글리세리드와 함께 이들을 포함하고 있는 계면활성제를 괴상 용융(bulk molten) 중합체와 배합하는 것을 포함하고 있다. 미합중국 특허 제 3,853,601 호에서는 강전해질로 충전된 전해전지내에 미세 다공성 폴리프로필렌을 배치할 때 그의 짧은 습윤성을 개질시키고자, 미세 다공성 폴리프로필렌 필름을 폴리옥시에틸렌 폴리디메틸실록산으로 피복하므로써 미세 다공성 폴리프로필렌 필름을 친수성으로 만드는 방법에 대하여 기술하고 있다.
일본국 특허 제 63,211,369 호에서는 기저귀용 흡수성 부직 상부 시이트에 지속적인 친수성 마감 처리를 제공하기 위해 폴리프로필렌 등과 같은 합성 부직포를 폴리실록산-폴리옥시에틸렌 공중합체로 처리하는 방법에 대하여 기술하고 있다.
그러나, 반복적인 습윤에 의한 침출이나 씻겨나감에 대한 보다 큰 저항성을 부여하고, 보다 우수한 액체 억제성을 지니며, 빨리 활동할 때에도 결합성을 감소시키지 않는 방법을 개발할 필요가 여전히 존재하고 있다.
본 발명에 따라서, 섬유 또는 피브릴화 필름의 표면에 수성 알콕시화 계면활성 조성물을 가하므로써 소수성 폴리올레핀-함유 섬유 또는 피브릴화 필름을 함유한 부직 물질에 친수성을 부여하는 방법은 계면활성 조성물이 알콕시화 리시놀레인 또는 알콕시화 및 수소화 리시놀레인을 주성분으로 포함하는, 탄소수 18개의 지방산의 알콕시화 또는 알콕시화 및 수소화 트리글리세릴 에스테르, 또는 대전방지 화합물이 결합된 수용성 폴리알콕시화 폴리디메틸실록산을 80% 이상으로 포함하거나, 또는 상기 알콕시화 리시놀레인 또는 알콕시화 및 수소화 리시놀레인 0.5 내지 80%, 및 대전방지제가 결합된 수용성 폴리알킬렌 개질 폴리디메틸실록산 20 내지 99.5 중량% 를 포함하며, 이때 계면활성 조성물의 양은 섬유 또는 피브릴화 필름의 약 0.2 내지 2 중량% 이고 섬유 또는 피브릴화 필름을 부직물로 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 탄소수 18인 지방산의 에스테르 또는 폴리디메틸실록산은 섬유를 습윤시키는 능력, 친수성 및 마찰특성이 상이하다. 따라서 이들 두 성분의 비는 섬유, 직물 및 최종 제품 생산공정에서의 마찰 필요도뿐만아니라 최종 제품에 필요한 친수성에 따라 다양할 것이다.
바람직하게, 계면활성 조성물은 인산 및 알코올의 중화된 에스테르의 대전방지제[예를들면, G.A. 고울스톤 캄파니(G.A. Goulston Company)에서 통산 시판하고 있는 루롤 에이에스-와이(Lurol AS-Y)] 또는 이와 유사하게 알려져 있는 인산염계 대전 방지제(알콕시화 인산염, 칼륨염, 아민염 및 알콕시화 아민염) 0.1 내지 중량% 와 결합된, 유니온 카바이드 코오포레이숀(Union Carbide Corporation)에서 통상적으로 와이-12230(Y-12230)으로 시판하고 있는 폴리디메틸실록산의 수용성 에톡실레이트를 포함한다. 유니온 카바이드 코오포레이숀사에서 와이-12230으로 시판하는 계면활성 조성물은 유니온 카바이드 코오포레이숀에서 상표명 실웨트(예:Silwet 7603)으로 시판되는 상응하는 폴리알킬렌 옥사이드-개질 폴리디메틸실록산과 50 중량%까지 혼합될 수 있다.
계면활성 조성물중의 80% 이상을 차지하는 트리글리세리드 지방산의 알콕시화 혼합물은 피마자유를 에스테르화하고 알콕시화한후 필요에 따라서 수소화함으로써 편리하게 얻을 수 있다. 이러한경우에 있어서, 트리글리세리드 지방산의 혼합물은 약 87% 의 리시놀레인, 약 7% 의 올레산, 3% 의 리놀레산, 2% 의 팔미트산, 및 1% 의 스테아르산을 포함하며, 알콕시화는 종래의 처리방법에 따라 폴리옥시에틸렌으로 처리하는 것이 바람직하다. 또한, 올레산, 리놀레산 및 스테아르산 등과 같은 18-탄소원자를 함유한 더 많은 지방산을 포함하는 다른 혼합물도 상기 공급원으로서 사용할 수 있다.
바람직하게, 상기 계면활성 조성물은 헨켈 A.G(Henkel A.G.)로부터 Dacospin
Figure kpo00001
1735A 으로 시판되고 있는 액체 형태의 에톡시화 피마자유, 또는 헨켈 A.G.로부터 Stantex
Figure kpo00002
A241 으로 시판되고 있는 액체 형태의 섬유 윤활 유화제, 또는 헨켈 A.G.로부터 Emeryl
Figure kpo00003
32148 또는 32149 으로 시판되고 있는 액체 형태의 수소화 피마자유를 포함한다. 또한, 계면활성 조성물은 유니온 카바이드 코오포레이숀으로부터 Y-12230 으로 시판되고 있는 20 내지 99.5 중량% 의 폴리디메틸실록산의 수용성 에톡실레이트와 결합된 트리글리세리드 지방산의 계면활성(양호하게는 에톡시화) 혼합물을 포함할 수 있다.
계면활성 조성물의 양은 섬유 또는 피브릴화 필름의 약 0.2 내지 2 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 1 중량% 이다. 계면활성 조성물이 섬유 또는 피브릴화 필름의 2 중량% 이상을 넘는 경우, 부직 섬유의 액체의 흡수 보유능에 나쁜 영향을 미치게 되며, 또한 그 양이 0.2 중량% 이하인 경우 본 발명에서 바라는 정도의 친수성이 나타나지 않는다. 그러나, 상기 조성물의 양은 상기 조성물을 포함한 후처리제가 섬유의 표면을 습윤시키도록 하는 에스테르, 폴리디메틸실록산 및 대전방지화합물로 이루어진 최종 제제와 섬유의 표면 에너지에 따라 다양할 것이다.
계면활성 조성물을, 계면활성 조성물의 베스(bath)에 부분적으로 침지된 급송롤 또는 키스롤로 연속 방적 섬유 또는 필라멘트 또는 피브릴화 필름을 인발하거나 또는 베스에 이들을 침지하거나, 또는 액체를 분사시키고, 이들을 건조시킴으로서, 상기 섬유 또는 필라멘트 또는 필름에 도포할 수 있다.
상기 언급한 바와같이 웹 및 부직물을 형성하는데 사용되는 섬유 또는 필름은 이소탁틱 폴리프로필렌 또는 공지된 그것의 소수성 공중합체 및 /또는 그것의 혼합물로부터 방사 또는 캐스트 되는 것이 바람직하며, 방사 용융은 편의상 약 3 × 105내지 약 5 × 105의 중량평균, 약 5.0 내지 8.0 의 분자량 분포, 약 2.5 내지 약 4.0g/10 분의 용융 유속, 및 약 220℃ 내지 300℃ 의 방사온도에서 수행된다.
부직물질을 형성하는데 사용하는 웹은, 예를들면, 접착 바인더, 가열 압연록, 또는 니들 펀칭(needle punching)을 사용하여 섬유 또는 피브릴화 섬유로 부터 부직물질을 형성하는데 사용되는 널리 공지된 결합 기법으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 폴리올레핀-함유 수지의 방사 용융물에 통상적으로 배합되거나, 또는 섬유 또는 피브릴화 필름에 국소적으로 도포되는 첨가제, 예를들면 칼슘 스테아레이트 등의 pH 안정제, 산화방지제, 붕해제, 백색제 등의 안료, 및 TiO2등의 착색제의 사용에 의해 영향받지 않는다. 일반적으로, 이러한 첨가제는 처리된 물질중에 약 0.1 내지 3 중량% 의 양으로 사용된다.
다음의 실시예는 본 발명을 예시하고자 하는 것으로, 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 하기의 시험이 수행되었고, 그 결과가 표에 기록되었다:
침수시간(액체 흡수시간) : 각각의 5g 의 필라멘트 샘플을 동일한 3g 메쉬 바스켓에 빽빽하지 않게 충전시키고, 처리를 반복한후, 침수시간이 증가하는 것은 친수성의 손실을 나타내는 것이다(ASTM 법 D-1117-79 에 따름).
침투-통과(strike-through)시간이란 5ml 의 합성뇨가 부직섬유의 단일 시이트를 통과한 다음, 흡수 페이퍼(필터 페이퍼) 패드를 통과하는데 필요한 시간(초)이다.
침투-통과시간/재습윤 또는 침투시간 재습윤은 먼저 5ml 의 액체와 순수한 흡수 페이퍼를 사용하여 침투-통과시간의 시험을 수행한 다음, 10ml 의 동일한 액체를 연속적으로 첨가하는 동안 상기 액체가 패브릭을 통과하는 시간을 측정함으로 수행되며, 이때 시간(초)은 지정된 컬럼에 기록된다. 각각의 첨가 후, 재습윤 컬럼에서의 값은 흡수 패드를 3.6kg(8 1b) 중량하에 패브릭의 상부에 위치시키고, 습윤 패드로 부터 패브릭을 통해 상부 패드로 5분간 다시 통과하는 액체의 중량(g)을 측정함으로서 결정된다. 상기 언급한 바와 같이, 습윤 각각을 인설트로서 말하기도 한다.
본 발명은 하기의 실시예와 표에 의해 더욱 기술된다.
[실시예 1]
(A) 이소탁틱 폴리프로필렌의 2개의 배치를 1 1/2 압출기를 통해 공급하고, 285 ℃ 에서 210 중공 방사구금(210 hole spinnerette)을 사용하여 통상적으로 방사시키고, 공기 급냉시킨 다음, 생성되는 연속의 2.5 dpf 및 3.0 dpf 배치 필라멘트를, 유니온 카바이드로부터 Y-12230으로 수득가능한 에톡시화 폴리디메틸실록산 및 G.A. 고울스톤 인코포레이티드로부터 수득가능한 Lurol AS-Y 약 0.5 중량%를 포함한 개질제 조성물의 탱크에 부분적으로 침지된 급송 롤 또는 키스 롤 위에 통과시킨다. 개질제 조성물 0.87 중량% 및 0.36 중량% 를 각각 국소적으로 도포시키기 위하여 시간 및 속도가 다른 2개의 배치를 제조한다. 생성되는 방적사를 연신시키고, 크림퍼(crimper)를 통과시켜 국소적으로 후처리한 다음, 1.5 스테이플로 절단하고, 이어서 약 20g/yd2의 중량을 갖는 웹으로 카딩시킨 다음 165℃ 에서 통상적으로 압연-접착시킨다. 각각의 시험용 부직 물질을 시험용 스트립으로 절단하여 S-1, S-2 및 S-3 으로 명명하고, 습윤액으로서 Syn-urineTM[미합중국 필라델피아 캠프힐에 소재하는 제이코 파마슈티칼 캄파니(Jayco Pharmarceutical Company)에서 수득가능한 수용성 생성물]을 사용하여 토상적인 침투통과 시험 및 재습윤 시험을 행한다. 시험 결과는 하기의 표 1 에 기록되어 있다. 국소적으로 도포된 개질제 조성물이 없다는 것을 제외하고는, 평균 수개의 2.5 dpf 대조용 샘플(C-1)을 동일하게 제조하여 시험한다. 상응하는 부직물질의 시험 결과가 표 1 에 기록되어 있다.
Figure kpo00004
Figure kpo00005
(B) 실시예 1A 에 기술된 바와같은 폴리프로필렌 섬유 및 방사장치를 사용하여 3 dpf 방적 섬유를 배치로써 통상적으로 제조하고, 여기에 (1) 50% Y 12230/50% Silwet
Figure kpo00006
7603, 또는 (2) Dacospin
Figure kpo00007
및 1735A, 또는 (3) Stantex
Figure kpo00008
A241 을 키스 휘일을 사용하여 각각 국소적으로 도포한 다음, 처리된 섬유를 앞에서와 같이 공기 건조시킨다. 각 배치로 부터의 1.5 인치의 크림프되지 않은 스테이플 섬유의 5g 샘플을 동일한 3g 메쉬 바스켓에 빽빽하지 않게 충전시키고, ASTM 법 D-1117-79 에 따라 침수시간 시험을 실시한다. 반복된 Syn-urine 에 의한 인설트후에 침수 시간이 증가하는 것은 습윤제가 스며들거나 또는 색이 바랜 결과이고 또한 바라는 친수성에서의 상응하는 손실의 결과이다. 시험결과는 표 2 에 샘플 S-4, S-5 및 S-6 으로 기록되어 있으며, 개질제 조성물이 없는 방사된 폴리프로필렌 5g 을 함유하는 상응하는 대조용 샘플은 표 2 에 C-3 으로서 기록되어 있다.
Figure kpo00009

Claims (9)

  1. 섬유 또는 피브릴화 필름의 표면에 수성 알콕시화 계면활성 조성물을 적용함으로써 소수성 폴리올레핀-함유 섬유 또는 피브릴화 필름을 함유한 부직 물질에 친수성을 부여하는 방법이 있어서, 상기 계면활성 조성물이 알콕시화 리시놀레인 또는 알콕시화 및 수소화 리시놀레인을 주성분으로 포함하는 탄소수 18 개인 지방산의 알콕시화 또는 알콕시화 및 수소화 트리글리세릴 에스테르, 또는 대전방지 화합물이 혼합된 수용성 폴리알콕시화 폴리디메틸실록산을 80% 이상으로 포함하거나, 또는 상기 알콕시화 리시놀레인 또는 알콕시화 및 수소화 리시놀레인 0.5 내지 80%, 및 대전방지 화합물이 혼합된 수용성 폴리알킬렌 개질 폴리디메틸실록산 20 내지 99.5 중량% 를 포함하고, 상기 계면활성 조성물의 양이 섬유 또는 피브릴화 필름의 0.2 내지 2 중량% 이며, 섬유 또는 피브릴화 필름을 상기 부직 물질로 형성시킴을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 폴리알콕시화 폴리디메틸실록산이 폴리에톡시화 폴리디메틸실록산임을 특징으로 하는, 부직 물질에 친수성을 부여하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 대전방지제가 인산염계 대전방지제임을 특징으로 하는, 부직 물질에 친수성을 부여하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 대전방지제가 인산 및 알코올의 중화된 에스테르임을 특징으로 하는 부직 물질에 친수성을 부여하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 계면활성 조성물이 87% 의 리시놀레인 산을 포함한 지방산의 알콕시화 혼합물, 또는 상기 혼합물의 수소화 유도체를 포함함을 특징으로 하는, 부직 물질에 친수성을 부여하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 트리글리세리드 지방산의 혼합물이 에톡시화 됨을 특징으로하는, 부직 물질에 친수성을 부여하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 계면활성 조성물의 양이 섬유 또는 피브릴화 필름의 0.2 내지 2 중량% 임을 특징으로 하는, 부직 물질에 친수성을 부여하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 대전 방지제의 양이 섬유 또는 피브릴화 필름의 0.1 내지 0.3 중량% 임을 특징으로 하는, 부직 물질에 친수성을 부여하는 방법.
  9. 제 5 항에 있어서, 드리글리세리드 지방산의 혼합물이 에톡시화 됨을 특징으로하는, 부직 물질에 친수성을 부여하는 방법.
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