KR100372067B1 - 차단특성이개선된부직라미네이트 - Google Patents

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KR100372067B1
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스티븐 스튜어트 브레들리
데이비드 크레이그 스트랙
랜달 디이 로웨리
데보라 진 젬록
메리 캐더린 로손
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본원에서는 중량에 대한 차단 및 강도의 비, 강도에 대한 연화성의 비 및 차단에 대한 기체 투과도의 비가 향상된 차단 용도를 위한 부직 라미네이트가 제공된다. 라미네이트는 스펀본드 층 사이에 삽입되어 있는 멜트블로운 층을 포함하여 SMS 라미네이트를 형성한다. 멜트블로운 층 및 스펀본드 층은 플루오로카본을 0.1 내지 2.0 중량%의 양으로 함유할 수 있으며 멜트블로운 층은 폴리부틸렌을 5 내지 20 중량% 함유하는 것이 바람직하다. 라미네이트는 또한 필요에 따라서 안료를 함유할 수 있다. 이 라미네이트는 가먼트용으로 유용하다.

Description

차단 특성이 개선된 부직 라미네이트
발명의 배경
부직포는 유아용 와이프 및 기저귀에서 자동차용 커버까지 광범위한 용도로 사용되고 있다 이러한 다양한 응용을 위해 다양한 특성 및 특질을 갖는 재료가 요망된다. 일부 용도에서는, 예를 들면, 기저귀 및 여성용 생리용품용 라이너와 같이 액체를 신속하게 통과시킬 수 있는 습윤성이 우수한 부직포가 요망되는 한편, 다른 용도에서는 예를 들면 실외용 직물 및 외과용 직물과 같이 발수성이 우수한 것이 요망되기도 한다. 본 발명은 후자 부류의 제품, 구체적으로는 차단 특성이 우수하면서도 통기성이 우수한 부직 재료에 관한 것이다.
예를 들면 외과용 가운 등의 외과 용도를 위한 직물은 환자 체액과의 접촉으로부터 의료원들을 보호하기 위해 차단 특성이 우수하여야 하면서도 편안함을 유지할 수 있도록 착용자의 땀이 직물을 통과시킬 수 있도록 통기성이 있어야 한다. 직물은 또한 적절한 환경하에서 목적하는 기능을 행하기에 충분할 만큼 강력해야 하며, 착용자의 편안함을 위해 그리고 착용자의 행동 반경의 제한을 방지하기 위해서는 유연성과 드레이프성이 있어야 한다.
또한, 최종 제품을 위한, 가먼트 등의 부직물의 다수 용도에 있어 가능한 한 경량이면서도 목적하는 기능을 행하도록 하는 것이 중요한 문제이다. 중량 가먼트와 동일한 기능을 행하는, 보다 경량 가먼트는 착용자를 위해서는 보다 편안할 것이며 예측컨대 생산적 측면에서 원재료의 필요성이 적기 때문에 제조 단가가 보다 저렴하게 될 것이다.
액체 차단 특성, 기체 투과성 및 강도가 우수한 보다 경량의 유연 직물은 다양한 범위의 응용에 있어 활용도가 매우 클것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 액체 차단 특성, 기체 투과성 및 강도가 우수한 유연 부직 라미네이트를 제공하는 것이다.
요약
본 발명의 목적을 충족시키기 위해, 본원에서는 평균 직경이 10 마이크론을 초과하며 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 및 그의 공중합체 및 그의 혼합물일 수 있는 열가소성 중합체로부터 제조되는 연속 필라멘트로 형성된 제1 부직 웹층, 평균 직경이 10 마이크론 미만이며 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 및 그의 공중합체 및 그의 혼합물 등의 열가소성 중합체로부터 제조되는 필라멘트와 약 0.1 내지 2.0 중량%의 플루오로카본 화합물로 형성된, 기초 중량을 갖는 제2 부직 웹층, 및 평균 직경이 10 마이크론을 초과하며 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 및 그의 공중합체 및 그의 혼합물일 수 있는 열가소성 중합체로부터 제조되는 연속 필라멘트로 형성된 제3 부직 웹층으로 이루어지며, 상기 층들은 접착되어 제2 층 기초 중량에 대한 히드로헤드 비율이 115를 초과하도록 형성된 부직 라미네이트가 제공된다. 직물은 또한 히드로헤드에 대한 WVTR (수증기 투과율)의 비율이 75 미만이며 제2층 기초 중량에 대한 내혈액침투성 비율이 1 보다 크며, 인장 강도에 대한 컵 분쇄 (cup crush)의 비율이 150 미만이고 멜트블로운 기초 중량에 대한 BFE(세균 침투 효과)의 비율이 180을 초과하여야 한다. 제1층/제3층은 또한 0.1 내지 2.0 중량 %의 플루오로카본 화합물을 포함할 수도 있다. 제2층은 폴리프로필렌 및 5 내지 20 중량%의 폴리부틸렌의 혼합물을 포함할 수 있다.
발명의 상세한 기술
정의
본원에서 사용된 용어 "부직포 또는 웹"이란 서로 얽히게 짜여 있으나, 편직물과 동일한 방식으로 짜여진 것이 아닌 개개 섬유 또는 실의 구조를 갖는 웹을 나타낸다. 부직포 또는 웹은 예를 들면 멜트블로잉 공정, 스펀본딩 공정 및 본디드카디드 웹 공정 등의 다수의 공정으로부터 형성된다. 부직포 기초 중량의 단위는 은 보통 재료 온스/yd2(osy) 또는 g/m2(gsm)으로 표시되며 유효 섬유 직경은 보통 마이크론으로 표시된다 (osy를 gsm으로 전환하기 위해서는 osy에 33.91을 곱한다).
본원에서 사용된 용어 "미세섬유"란 평균 직경이 약 50 마이크론 이하, 예를들면 약 0.5 내지 약 50 마이크론의 평균 직경을 갖는 소 직경의 섬유를 나타내며, 보다 특히 미세섬유는 약 2 내지 약 40 마이크론의 평균 직경을 갖는 것이 바람직하다.
본원에서 사용된 용어 "스펀본디드 섬유"란 용융 열가소성 재료를 다수의 미세한, 보통은 원형인 방사구 세관 (capillary)으로부터 필라멘트로서 압출시킨 다음, 이어서 압출된 필라멘트의 직경을 예를 들면 아펠(Appel) 등의 미합중국 특허제4,340,563호 및 도쉬너(Dorschner) 등의 미합중국 특허 제3,692,618호, 마츄키(Matsuki) 등의 미합중국 특허 제3,802,817호, 키니(Kinney) 등의 미합중국 특허 제3,338,992호 및 제3,341,394호, 레비(Levy) 등의 미합중국 특허 제3,502,763호 및 제3,909,009호 및 도보(Dobo) 등의 미합중국 특허 제3,542,615호에 기재된 바와 같은 방법에 의해 신속하게 감소시킴으로써 형성된 소직경 섬유를 의미한다. 스펀본드 섬유는 일반적으로 연속적이며 7 마이크론 초과, 보다 특히 10 마이크론 초과의 평균 직경을 갖는다.
본원에서 사용된 용어 "멜트블로운 섬유"란 용융 열가소성 재료를 미세한, 보통은 원형인 다수의 다이 세관으로부터, 용융 열가소성 재료를 감쇠 (attenuation)시켜 그 직경을 감소시킴으로써 미세섬유 직경이 되게 할 수 있는 고속, 통상은 가열된 기류 (예를 들면, 공기류)내로 용융 실 또는 필라멘트로서 압출시킴으로써 형성된 섬유를 나타낸다. 그 다음, 멜트블로운 섬유를 고속 기류에 의해 담지시켜 집속 표면에 퇴적시켜 랜덤한 디스버스드 (disbursed) 멜트블로운 섬유를 형성한다. 멜트블로잉 공정은 당 업계에 익히 공지되어 있으며 예를 들면 분틴(Buntin) 등의 미국 특허 제 3,849,241호, 메이트너 (Meitner) 등의 미국 특허 제 4,307,143호 및 위스네스키 (Wisneski) 등의 미국 특허 제 4,707,398호에 기재되어 있다. 멜트블로운 섬유는 일반적으로 직경이 10 마이크론 미만인 미세섬유이다.
본원에서 사용된 용어 "중합체"란 일반적으로 이에 한정되는 것은 아니나 단독중합체, 공중합체, 예를 들면 블럭, 그라프트, 랜덤 및 교호 공중합체, 삼량체,및 상술한 중합체 중 임의의 것의 블렌드 및 변형체를 포함한다. 또한, 별도의 언급이 없는 한, 용어 "중합체"란 재료의 모든 가능한 기하학적 배열을 포함하여야 할 것이다. 이러한 배열에는, 이에 한정되는 것은 아니나 이소택틱, 신디오택틱 및 랜덤 대칭이 포함된다.
본원에서 사용된 용어 "본딩 윈도우 (bonding window)"란 부직포를 함께 결합시키기 위해 사용된 캘린더 롤의 온도 범위로서 본딩 공정이 성공적으로 수행되는 온도 범위를 나타낸다. 폴리프로필렌의 경우, 이 본딩 윈도우는 통상 약 132 내지 약 154 ℃ (270 °F 내지 310 °F)이다. 약 132℃ 미만이면, 폴리프로필렌은 용융 및 접착시키기에 충분히 가열되지 않고 그 온도가 약 154 ℃를 초과하면, 폴리프로필렌은 과도하게 용융되어 캘린더 롤에 들러붙을 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "네킹 (necking)" 또는 "네크 연신"은 상호 사용될 수 있는 용어로서 부직포를 일반적으로는 종방향으로 신장시켜 그의 폭을 조절된 방식으로 목적하는 정도까지 감소시키는 방법을 나타낸다. 조절된 연신 공정을 냉각 온도, 실온 또는 보다 고온하에 수행할 수 있으며, 대다수의 경우 약 1.2 내지 1.4 배인 직물 파단에 필요한 신도 이하로 연신되는 방향에서의 총 치수에서의 증가로 한정된다. 이완될 경우, 웹은 그 본래 치수로 수축된다. 그러한 한 공정이 예를 들면 메이트너 및 노테이스 (Notheis)의 미국 특허 제 4,443,513호에 기재되어 있으며 기타 공정은 모르만 (Morman)의 미국 특허 제 4,965,122호에 기재되어 있다.
본원에서 사용된 용어 "네크 연화 (softning)"란 이를 테면 주변 온도에서 연신되는 것과 같이 열을 재료에 가하지 않고 네크 연신을 행하는 것을 의미한다.
네크 연신 또는 네크 연화에 있어, 직물은 예를 들면 20% 만큼 연신되는 것을 나타낸다. 이는 그 본래의 미연신 폭의 80%를 의미하는 것이다.
본원에서 사용된 용어 "네크형성 가능한 재료"란 네킹될 수 있는 임의의 모든 재료를 의미한다.
본원에서 사용된 용어 "네킹된 재료"란 예를 들면 연신(drawing) 또는 개더링(gethering) 등의 공정에 의해 적어도 1의 치수로 수축되는 임의의 모든 재료를 의미한다.
본원에서 사용된 용어 "회복 (recover)"이란 바이어스력의 인가에 의해 재료를 연신시킨 후 바이어스력의 인가를 중지할 때 연신 재료가 수축되는 것을 의미한다. 예를 들면, 2.54 cm(1 인치)의 이완된 비바이어스 길이를 갖는 재료가 연신에 의해 50% 신장되어 3.81 cm(1.5 인치) 길이 만큼 되면, 재료는 50% 신장되었다고 하며 그 이완 길이의 150%인 연신 길이를 갖게 된다. 상기의 예시된 연신 재료를 수축시키는 경우, 바이어스력 및 연신력을 제거한 후에 2.794 cm(1.1 인치)의 길이로 회복되었다면, 상기 재료는 신도면에서 80% [1.016 cm(0.4 인치)] 회복되었다라고 할 것이다.
본원에서 사용된 용어 "가먼트"는 착용할 수 있는 임의의 모든 종류의 의복을 나타낸다. 이 가먼트에는 산업용 작업복 및 원피스형 작업복, 언더가먼트, 팬츠, 셔츠, 쟈켓, 글러브, 양말 등이 포함된다.
본원에서 사용된 용어 "의료 용품"이란 외과용 가운 및 드레이프, 안면 마스크, 헤드 커버링, 슈 커버링 부상 드레싱, 붕대, 멸균 랩, 와이퍼 등을 나타낸다.
본원에서 사용되 용어 "개인 위생 용품"이란 기저귀, 배변 연습용 팬츠, 흡수용 언더팬츠, 성인 실금자용 용품, 및 여성 생리 용품 등을 들 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "실외용 직물"이란 주로 실외에서 사용되는 직물을 의미하나, 반드시 그러한 것은 아니다. 이 직물이 이용되는 응용 분야는 자동차 커버, 선박 커버, 항공기 커버, 캠퍼/트레일러 직물, 가구 커버, 천막, 닫집, 텐트, 농업용 직물 및 야외복을 포함한다.
시험 방법
컵 분쇄: 부직포의 유연성은 "컵 분쇄" 시험에 따라서 측정할 수 있다. 컵 분쇄 시험은 23 cm x 23cm 직물 조각을 약 6.5 cm x 6.5 cm (직경 x 높이)의 뒤집은 컵 모양으로 만들어 직경 4.5cm의 반구형 푸트(foot)로 압착하는데 필요한 피이크 하중 및 피이크 에너지를 측정함으로써 직물의 강도를 평가하는 것으로서, 이때 컵 모양 직물은 직경 약 6.5 cm의 실린더로 포위하여 컵 모양 직물이 일정한 변형을 유지하게 한다. 푸트 및 컵은 컵 벽과 푸트가 접촉하지 않도록 배치하는데, 이는 피이크 하중에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 피이크 하중은 푸트를 약 38cm/분(0.25 인치/초)의 속도로 하강시키면서 측정한다. 컵 분쇄 값이 낮을수록 더 유연한 라미네이트이다. 컵 분쇄 시험을 위한 적당한 장치는 모델 FTD-G-500 하중 셀(500g 범위) (미합중국 뉴저지주 소재 Schaevitz Company 제품)이다. 컵 분쇄 하중은 g 단위로 측정한다. 컵 분쇄 에너지는 g 단위로 측정한다.
히드로헤드(hydrohead): 히드로헤드 시험은 직물의 액체 차단 특성을 측정하는 것이다. 히드로헤드 시험은 예정량의 액체가 통과하기 전에 직물이 지지하는 물의 높이(단위: cm)를 측정한다. 히드로헤드 눈금이 높은 직물은 히드로헤드가 낮은 직물보다 액체 투과에 대해 더 큰 차단 특성을 갖는다. 히드로헤드 시험은 연방 시험 표준 191A, 방법 5514에 따라서 수행한다.
프라지에 다공도: 연방 시험 표준 191A, 방법 5450에 따라서 수행하는 프라지에 다공도 시험은 직물의 통기성을 측정하는 것이다. 프라지에 다공도는 단위 시간 당 직물의 단위 면적을 통과하는 공기의 부피(단위: ft3/ft2/분)로서 직물을 통과하는 공기의 유속을 측정한 것이다. (ft3/ft2/분에 304.8을 곱하여 l/m2/분 단위로 환산할 수 있다).
인장: 직물의 인장 강도는 ASTM 시험 D-1682-64에 따라 측정할 수 있다. 이 시험은 직물의 강도 (파운드) 및 신도(%)를 측정하는 것이다.
내혈액침투성: 내혈액침투성 또는 RBP는 시험 기간 동안 합성 혈액이 부직포를 통한 육안 미식별 침투가 일어나는 최대 압력을 측정하는 것이다. 이 특성은, 직물을 0 기압(0 psi)에서 5분 동안, 최대 압력에서 1분 동안, 이어서 0 기압(0 psi)에서 54분 동안 시험 액체로 처리하는 변형된 ASTM 시험법 ES21에 따라 측정한다. 내혈액침투성은 파운드/in2(psi) 단위로 측정된다.
WVTR: 직물의 WVTR은 직물의 착용시 편안한 정도를 나타내는 수증기 투과율이다. WVTR은 재료의 수증기 투과율에 대한 ASTM 표준 시험법, 명칭(Designation) E-96-80에 따라 측정된다.
세균 침투 효과: 세균 침투 효과 (BFE)는 직물의 세균 통과 중지 능력을 측정하는 것이다 특히, 의료 용도에 있어 일반적으로 BFE가 높을수록 보다 바람직하다. BFE (백분율 단위)는 군용 명세서 MIL-M-36954C, 4.4.1.1.1 및 4.4.1.2에 따라 측정된다.
용융 유속: 용융 유속 (MFR)은 중합체 점도를 측정하는 것이다. MFR은 특정의 하중하에 또는 전단율 하에 측정된 기간 동안 소정 치수의 세관으로부터 유동하는 재료의 중량으로서 표시되며 예를 들면 ASTM 시험 1238, 조건 E에 따라 230℃에서 g/10분 단위로 측정된다.
부직포 분야는 기저귀, 와이프 및 여성용 생리 용품 등의 흡수 용품 및 외과용 가운 및 드레이프 등의 차단 용품 및 붕대를 비롯하여 다양하다. 후자의 용도를 위해, 본 발명자에 의해 발수성, 통기성 및 강도가 우수한 연성 부직 라미네이트가 개발되었다. 직물이 사용될 수 있는 개인 위생 용품의 특정 성분들은 오염물 봉쇄 플랩, 외부 커버 및 다리 커프스 등의 누설 차단재로서의 기능을 한다.
본 발명의 직물이 제조되는 섬유는 당 업계에 익히 공지되어 있는 멜트블로잉 또는 스펀본딩 공정에 의해 제조될 수 있다. 상기 공정들은 일반적으로 압출기를 사용하여 용융된 열가소성 중합체를 방사구로 공급하여, 중합체를 섬유화시켜 스테이플 길이 보다 긴 길이를 가질 수 있는 섬유를 얻는 공정이다. 그 다음, 섬유를 통상적으로는 수압식으로 연신시키고, 구동성 유공 (有孔) 매트 또는 벨트상에 퇴적시켜 부직포를 형성한다. 스펀본드 및 멜트블로운 공정에서 제조된 섬유는 상기 정의한 바와 같이 미세 섬유이다.
본 발명의 직물은 다층 라미네이트이다. 다층 라미네이트의 예로는 층들의일부가 스펀본드 층이고 일부는 멜트블로운 층인, 예를 들면 브록(Brock) 등의 미합중국 특허 제4,041,203호 및 콜리에(Collier) 등의 미합중국 특허 제5,169,706호 및 본슬레거 (Bornslaeger)의 미국 특허 제 4,374,888호에 기재되어 있는 것와 같이 스펀본드/멜트블로운/스펀본드 (SMS) 라미네이트가 있다. 상기 라미네이트는 구동성 성형 벨트상에 먼저 스펀본드 직물층을, 이어서 멜트블로운 직물층을 그리고 나머지 다른 스펀본드 층을 차례로 침착시킨 다음 라미네이트를 전술한 방식으로 접착시킴으로써 제조될 수 있다. 별법으로, 직물층은 개별적으로 롤내로 수거되고 별개의 접착 단계에서 결합될 수 있다. 그러한 직물은 보통 약 3.39 내지 400 gsm(약 0.1 내지 12 osy), 보다 특히 약 2.54 내지 101.73 gsm(약 0.75 내지 3 osy)의 기초 중량을 갖는다.
부직포는 최종 제품으로 추가 가공하는 가혹 조건을 견디기에 충분한 구조적 보존성을 제공하기 위해 부직포가 제조되는 특정의 방식으로 접착된다. 결합은 수력엉킴(hydroentanglement), 바느질, 초음파 접착, 접착제 접착 및 열 접착 등의 각종 방식으로 접착시킬 수 있다.
초음파 접착은 예를 들면 직물을 음파 호른과 앤빌 (anvil) 롤 사이에 직물을 통과시켜 행한다 [본슬레거의 미국 특허 제 4,374,888호].
부직포의 열 접착은 캘린더링 기기의 롤 사이에 부직포를 통과시켜 행할 수 있다. 하나 이상의 캘린더 롤러를 가열하고 하나 이상의 롤러 (가열 롤러와 반드시 동일할 필요는 없음)는 패턴을 포함하여 부직포를 롤러 사이에 통과시키자 마자 부직포를 각인(imprint)시킨다. 직물이 롤러 사이를 통과하게 되면, 직물은 가압 및가열된다. 특정의 패턴에서 열 및 압력을 조합하게 되면, 부직포에서 융착 부위가 형성되는데, 여기서 직물상 결합은 캘린더 롤 상 결합 점의 패턴에 대응한다.
캘린더 롤이 다양한 패턴으로 개발되어 왔다. 그 일례는 한센(Hansen) 및 펜닝스(Pennings)의 미합중국 특허 제3,855,046호에 개시된 바와 같이 약 10 내지 25%의 결합 면적을 갖는 약 15.5 내지 77.5 결합/cm2(약 100 내지 500 결합/평방 인치)의 한센-펜닝스 패턴이다. 또다른 일반적인 패턴은 반복적이고 약하게 옵셋 인쇄된 다이아몬드를 갖는 다이아몬드 패턴이다.
부직포를 접착시키기 위한 정확한 캘린더 온도 및 압력은 웹이 제조되는 열가소재(들)에 좌우된다. 일반적으로는, 폴리올레핀의 경우, 바람직한 온도는 66 내지 177℃ (150 내지 350 ℉) 및 5,357.5 내지 17,858.3 kg/m(직선)[300 내지 1,000 파운드/in(직선)]이다. 보다 특히, 폴리프로필렌의 경우, 바람직한 온도는 132 내지 160℃ (270 내지 320 ℉) 및 7,143.3 내지 14,286.6 kg/m(직선)[400 내지 800 파운드/in(직선)]이다.
본 발명의 실시에 사용될 수 있는 열가소성 중합체는 멜트블로잉 및 스펀본딩 공정에서 통상 사용되는 당 업계의 숙련된 이들에게 공지된 어떠한 것이어도 좋다. 그러한 중합체로는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리우레탄 및 폴리아미드, 및 그의 혼합물, 보다 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 부텐 공중합체 및 그의 혼합물 등의 폴리올레핀이 포함된다.
본 발명의 직물의 스펀본드 층은 폴리올레핀, 보다 특히 용융 유속 (MFR)이9 내지 1,000, 보다 특히 9 내지 100인 폴리프로필렌이 바람직하다. MFR은 중합체의 점도를 나타내는데, 숫자가 높을수록 점도는 낮아진다. 스펀본드 층에 적합한 폴리프로필렌은 엑손 케미칼 캄파니 (Exxon Chemical Company; 미국 텍사스주 베이타운 소재)에서 PD-9355로서 시판하고 있다. 스펀본드 층의 섬유는 바람직하게는 1.5 내지 2.2 범위 데니어의 소 직경 또는 10 마이크론 초과의 평균 직경을 가져야 한다.
본 발명의 직물의 멜트블로운 층은 또한 바람직하게는 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌 및 폴리부틸렌의 배합물이며, 그에 대한 비한정적 예로는 미국 특허 제 5,165,979호 및 제 5,204,174호에 기재된 것을 들 수 있다. 보다 특히, 폴리부틸렌 0.5 내지 20 중량%를 갖는 MFR 200 내지 5,000의 폴리프로필렌이 바람직하다. 적합한 폴리프로필렌은 용융 유속이 약 800인 것으로서 상기 언급한 엑손 케미칼 캄파니에서 구입할 수 있는 3746-G로 명명된 것이 있으며, 적합한 폴리부틸렌은 텍사스주 휴스톤 소재의 쉘 케미칼 캄파니 (Shell Chemical Company)에서 DP-8911로서 시판하고 있다.
본 발명의 멜트블로운 웹은 또한 미국 특허 제 5,213,881호에 따라 개질된 폴리프로필렌을 함유할 수 있다. 상기 특허에서는 중합체 스트림으로부터 형성된 미세 섬유의 부직 웹을 청구하고 있는데, 그 섬유는 평균 크기가 1 내지 3 마이크론이며, 웹은 주로 7 내지 12 마이크론 분포 범위의 기공 크기를 가지며 기공 크기 분포의 피크는 10 마이크론 미만이며, 중합체 스트림은 지글러-나타 (Ziegler-Natta) 촉매로 중합된 개질된 프로필렌 중합체의 반응기 그래뉼로부터 제조되며,여기서 중합체는 2.8 내지 3.5 Mw/Mn의 분자량 분포 및 230℃에서 3,000 g/10분 초과의 개질된 중합체 용융 유속을 갖는다. 개질된 프로필렌 중합체는 웹을 성형하기 전 반응기 그래뉼에 과산화물 3,000 ppm 이하를 첨가함으로써 형성될 수 있다.
본 발명의 직물의 멜트블로운층은 미합중국 특허 제5,178,931호의 칼럼 7, 라인 40 내지 칼럼 8, 라인 60에 기재된 바와 같은 저 표면장력 발수성을 부여하기 위해 플루오로카본 약품을 함유한다. 특히 적합한 것으로는 FX-1801(종전에는 L-10307이라 불림; 미합중국 미네소타주 세인트 폴 소재 3M Company 제품)이 있다. 이 재료는 상기 특허에서는 첨가제 M으로 표기한 것이며, 약 130 내지 138℃의 융점을 갖는다. 이 재료는 약 0.1 내지 약 2.0 중량%, 더 바람직하게는 약 0.25 내지 1.0 중량%의 양으로 하나 또는 다수의 층에 첨가할 수 있다. 상기 특허에서 개시한 바와 같이, 플루오로카본 첨가제는 국소적으로 적용된 첨가제로부터 분화되는 내부 첨가제이고, 우선적으로, 섬유가 형성될 때 섬유 표면으로 이동한다.
본 발명의 직물의 스펀본드 층도 또한 플루오로카본 첨가제를 함유할 수 있다. 이는 멜트블로운 층과 동일한 첨가제일 수 있으며 약 0.1 내지 2.0 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
본 발명의 직물의 층들은 내화성을 증가시키기 위한 난연제, 각 층에 동일 또는 상이한 색상을 제공하기 위한 안료 및(또는) 내자외선성을 향상시키기 위한 장해 아민 등의 약품을 함유할 수 도 있다. 스펀본드 및 멜트블로운 열가소성 중합체용 난연제 및 안료는 당업계에 공지되어 있으며, 내부 첨가제이다. 안료가 사용되는 경우, 일반적으로 안료는 층의 5 중량% 미만의 양으로 존재한다.
본 발명의 직물은 또한 보다 특수 기능을 갖도록 하기 위해 국소 처리시킬 수도 있다. 그러한 국소 처리 및 그를 적용하는 방법은 당 업계에 공지되어 있으며 예를 들면, 분무, 담지 등의 공정에 의한 대전 방지 처리 등이 포함된다. 그러한 국소 처리법의 예로는 듀퐁 코포레이션사 (미국 델라웨어주 월밍톤 소재)에서 생산한 ZELEC?을 사용하는 것이다.
본 발명의 직물은 또한 상기 인용된 특허에 기재된 바와 같이 네크 연신시킬 수 있다. 네크 연신 또는 연화는 직물을 연화시키나 허용가능하지 않은 정도의 시트 특성을 제거하지 않는 작용을 한다.
중량 직물과 동일한 특성을 갖는 경량 직물이 일반적으로 가장 요망되는 사항이기 때문에, 본 발명의 직물 특성은 중량 및 차단성을 기준으로 하여 비교된다.
본 발명의 직물의 전술한 특성들은 하기 실시예에 의해 설명되며, 그 시험 결과를 표 1에 나타내었다. 실시예 1 및 2는 본 발명의 직물의 예이며 기타의 것은 본 발명의 것이 아니다.
실시예 1
기초 중량이 약 54 gsm(약 1.6 osy)인 최종 SMS 라미네이트를 위해, 약 18.7 gsm(약 0.55 osy)의 2 개의 스펀본드 재료층 사이에 약 17 gsm(약 0.5 osy)의 멜트블로운 층을 포함하는 라미네이트를 제조하였다. 스펀본드층은 엑손 케미칼 캄파니의 PD-9355로 명명되는 폴리프로필렌 공중합체로부터 제조되었다. 멜트블로운 층은 엑손 케미칼 캄파니의 3746G로 명명되는 폴리프로필렌으로부터 제조되었다. 멜트블로운 층은 FX-1801 플루오로카본을 약 1 중량%의 양으로 함유하고 있으며 Shell DP-8911 폴리부틸렌을 약 10 중량%의 양으로 함유하고 있다. 상기 직물을 주변 온도에서 약 8% 네크 연화시켰다.
실시예 2
기초 중량이 약 51 gsm(약 1.5 osy)으로서 실시예 1의 최종 SMS 라미네이트보다 약간 경량의 최종 SMS 라미네이트를 위해, 약 17 gsm(약 0.5 osy)의 2 개의 스펀본드 재료층 사이에 약 17 gsm(0.5 osy) 의 멜트블로운 층을 포함하는 라미네이트를 제조하였다. 스펀본드 층들은 엑손 케미칼 캄파니의 PD-9355로 명명되는 폴리프로필렌 공중합체로부터 제조되며, 이 스펀본드 층 중 한층은 3M 코포레이션의 FX-1801 플루오로카본을 약 0.25 중량%의 양으로 함유하고 있다. 멜트블로운 층은 엑손 케미칼 캄파니의 3746G로 명명되는 폴리프로필렌으로부터 제조되었다. 멜트블로운 층은 FX-1801 플루오로카본을 약 1 중량%의 양으로 함유하고 있으며 Shell DP-8911을 약 10 중량%의 양으로 함유하고 있다. 상기 직물을 주변 온도에서 약 8% 네크 연화시켰다.
표 1
Evol. 3*: 이 재료는 Evolution?3이라는 상품명으로 외과용 가운부로서 킴벌리-클라크 코포레이션 (미국 위스콘신주 니나 소재)에서 시판하고 있다. 이 재료는 3층으로서 2 개의 폴리프로필렌 스펀본드 층 및 1 개의 폴리프로필렌 멜트블로운 층을 갖는 SMS 라미네이트이다.
멜트블로운 층 중량 및 차단 성질을 기본으로 하여 각종 특성을 결정하는 주요 비율은 표 1에 제공된 단위를 사용하여 표1의 2개의 직물에 대해 하기 표 2에 제공하였다. 가장 중요한 비율은 멜트블로운 층의 중량에 대한 차단 (히드로헤드)인데, 그 이유는 그 비율이 이미 상용되고 있는 것과 필적할 만한 차단 특성을 갖는 보다 경량의 직물이 제조될 수 있는 지를 나타내기 때문이다. 멜트블로운 층은 일차적으로 차단 특성을 부여한다.
표 2
본 발명에 따라 제조된 직물은 통상 표 1의 단위를 사용하여 표 3에 기재된 범위의 비율을 갖는다는 사실이 밝혀졌다.
표 3
그러므로, 본 발명에 따라 제조된 직물은 강력하며, 보다 우수한 차단 특성및 통기성을 갖고 거의 동일한 기초 중량에서 다른 직물보다 유연하다. 신규의 직물의 차단 특성을 통용되는 라미네이트와 거의 동일하게 유지하면, 보다 얇은 경량 재료를 제조할 수 있는데, 이에 의해 원료, 생산, 처리 비용 등이 감소되고 착용자를 위한 편안함이 증가될 수 있다.

Claims (14)

  1. 평균 직경이 10 마이크론을 초과하며 열가소성 중합체로부터 제조되는 연속 필라멘트를 포함하는, 기초 중량이 5 내지 70 gsm인 제 1층 부직 웹층,
    평균 직경이 10 마이크론 미만이며 열가소성 중합체, 약 5 내지 약 15 중량%의 폴리부틸렌 및 약 0.1 내지 2.0 중량%의 플루오로카본 화합물의 혼합물로부터 제조되는 필라멘트를 포함하는, 기초 중량이 5 내지 70 gsm인 제 2층 부직 웹층, 및
    평균 직경이 10 마이크론을 초과하며 열가소성 중합체로부터 제조되는 연속 필라멘트를 포함하는, 기초 중량이 5 내지 70 gsm인 제 3층 부직 웹층을 포함하며,
    상기 층들은 열 접착되어 히드로헤드, WVTR(수증기 투과율), 내혈액침투성, 컵 분쇄 및 인장 강도를 갖는 라미네이트를 형성하며,
    상기 제 2층 기초 중량에 대한 히드로헤드의 비율이 115를 초과하고, 상기 제 2층 기초 중량에 대한 내혈액침투성의 비율이 1 보다 크며, 인장 강도에 대한 컵 분쇄 비율이 150 미만이고, 히드로헤드에 대한 WVTR의 비율이 75 미만이고 멜트블로운 기초 중량에 대한 BFE(세균 침투 효과)의 비율이 180을 초과하는 것을 특징으로 하는
    부직 라미네이트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및(또는) 제3 층이 약 0.1 내지 2.0 중량%의 플루오로카본 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 부직 라미네이트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및(또는) 제3 층이 추가로 국소 정전 방지 처리된 것인 부직 라미네이트.
  4. 제1항에 있어서, 네크연화 (necksoftening)된 것인 부직 라미네이트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2층의 열가소성 중합체가 약 3000 g/10분의 용융 유속을 갖는 폴리프로필렌인 것인 부직 라미네이트.
  6. 제1항에 있어서, 외과용 가운(surgical gown)의 형태인 부직 라미네이트.
  7. 제1항에 있어서, 안면 마스크의 형태인 부직 라미네이트.
  8. 제1항에 있어서, 멸균 랩의 형태인 부직 라미네이트.
  9. 제1항에 있어서, 자동차 커버의 형태인 부직 라미네이트.
  10. 제1항에 있어서, 보트 커버의 형태인 부직 라미네이트.
  11. 제1항에 있어서, 캠핑용 차량(camper)/트레일러 부직물(fabric)의 형태인 부직 라미네이트.
  12. 제1항에 있어서, 농업용 부직물의 형태인 부직 라미네이트.
  13. 제1항에 있어서, 제2층의 기재 중량에 대한 BFE의 비율이 180%/osy를 초과하는 것인 부직 라미네이트.
  14. 제1항에 있어서, 외과용 드레이프(surgical drape)의 형태인 부직 라미네이트.
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