KR100393863B1 - 니트형부직포복합재료 - Google Patents

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KR100393863B1
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스티븐레이스토퍼
수잔캐롤폴
존에드워드틴슬레이
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명은 한 층 이상의 부직포 섬유웹 및 한 층 이상의 탄성 재료를 함유하며 이때 상기 부직포 섬유웹 층은 이격된 위치에서 탄성층에 결합되어 있고 상기 이격된 위치 사이에서 개더링되어 있는, 천연 섬유 니트형 다층 복합 재료를 제공한다. 부직포 섬유웹은 1 종 이상의 폴리올레핀을 함유하고 스펀 본드 섬유웹, 스테이플 섬유웹 또는 습식엉킴 웹인 다성분 복함 섬유로 부터 제조된다. 복합 재료는 매우 유용한 탄성 특성 뿐만 아니라 천연 섬유 니트형의 유연한 천질감을 나타낸다.

Description

니트형 부직포 복합 재료
본 발명은 유연한 천과 같은 질감(cloth-like texture)을 갖는 부직포 복합재에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 편물과 유사한 질감 및 촉감을 제공하는, 폴리올레핀 부직포 함유 다층 복합재에 관한 것이다.
천연 섬유 직물의 천과 같은 촉감은 객관적, 정량적 기준으로 정의하기가 어려우며, 보통 감각적 측면에서 정의된다. 따라서, 직물의 촉감 평가는 통상 개개 심사원의 감각적 평가에 의해 이루어진다. 천 (cloth)과 같은 직물(fabric), 특히 유연한 천과 같은 직물, 이를 테면, 면직물에 대한 묘사와 관련된 특징 중 몇몇 예는 유연도, 보풀감(fuzziness), 충만감(fullness) 및 보온성(warmth)이 포함된다.
천과 같은 촉감 및 기타 목적하는 물리적 특성을 갖는 합성 섬유 부직포를 제조하기 위한 다수의 시도가 있었다. 그러나, 합성 섬유의 조직 특성이 천연 섬유의 조직 특성과는 다르기 때문에 합성 섬유로부터 제조된 부직포에 천과 같은 질감 특성을 설계하고 부여하는 것은 매우 어려운 일이다. 또한, 인장 강도 및 내마모성을 포함하는 바람직한 물리적 특성을 조직 특성과 배합하여야 하는 필요성은 천과 같은 촉감을 갖는 합성 섬유 부직포를 제조하는 것을 한충 더 복잡하게 한다. 또한, 비탄성 합성 섬유 웹은 편물의 신장성 및 회복성이 없고, 탄성 합성 섬유 웹은 불쾌한 고무질 및 점성질 특성을 나타내므로, 편물과 유사한 탄성을 갖는 천과 같은 부직포를 제조하는데는 또 다른 난점이 있다. 당업계에 공지된 편물 또는 편직물이란 하나 이상의 사(絲) 세트를 인터루핑(interlooping)함으로써 형성된 직물로서, 이는 신장 및 회복 특성을 가지며, 통상적으로 속옷류 및 양말류와 같은 특정 의복부류에 있어서 표준 구조물로서 사용되어 왔다.
1회용 제품, 이를테면, 기저귀, 실금자용 제품, 생리대, 의료용 보호 가먼트, 배변훈련용 팬츠 등을 제조하는데 매우 유용한 천연 섬유의 천 질감을 갖는 편물 유사 탄성 부직포를 제조하는 것이 매우 바람직할 것이다.
본 발명에 따라서, 하나 이상의 부직 섬유 웹 총 및 탄성 재료로 구성된 하나 이상의 탄성층을 포함하며, 부직 웹 충은 이격되어 있는 위치에서 탄성층에 결합되어 이격된 위치 사이에서 주름이 잡혀있는 천연 섬유 편물 유사 부직포 복합 재료가 제공된다. 부직 섬유웹은 제1 폴리올레핀 성분 및 1종 이상의 추가 중합체 성분을 함유하는 다성분 복합 섬유 또는 필라멘트로부터 제조된다. 바람직하게는, 부직 웹은 스펀본드 섬유웹, 본디드 카디드 스테이플 섬유웹 또는 수력엉킴(hydroentangled) 웹이다. 본 발명에 따라서, 부직 웹은 컵 크러쉬 에너지(cup crush energy)가 약 200 g-mm 또는 그 미만이며, 컵 크러쉬 최대 하중이 약 20 g 또는 그 미만이다. 탄성층은 예를 들어, 필름, 멜트블로운 섬유 웹, 스펀본드 섬유웹, 스크림(scrim), 직물 웹, 스트립 또는 필라멘트의 박층 평면 레이아웃 등의 형태로 존재하며, 적합한 탄성층용 탄성 재료로는 스티렌계 블럭 공증합체, 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 코폴리에스테르, 열가소성 폴리아미드, 이소프렌 및 이의 혼합물을 들 수 있다.
본 발명의 부직 웹 복합재는 천연 섬유 편물, 특히 면 편직물과 유사한 질감 및 촉감을 나타내는 한편, 매우 유용한 탄성 특성 및 물리적 강도를 제공한다. 편물형 복합 재료는 배변훈련용 팬츠, 기저귀, 실금자용 제품, 환경 및 병원용 보호의류, 및 수술용 드레이프(drape)와 같은 각종 제품의 탄성 외측 커버 및 사이드 패널용으로 매우 유용하다.
직물의 인성을 평가하는 컵 크러쉬 시험 측정은 직경이 약 5.7 cm이고 길이가 6.7 cm인 실린더의 상부에 위치시킨 22.9 cm × 22.9 cm (9 in × 9 in)의 사각 직물 상에서 행하는데 내부 직경이 약 6.4 cm인 속이 빈 실린더를 상기 실린더를 덮은 직물위로 미끄러져 내리게하여 직물을 엎어진 컵 형태로 만든다. 내부 실린더를 꺼내고, 속이 빈 실린더내에 존재하는 지지되지 않고 엎어진 컵 모양의 직물 상단의 편평한 부분을 직경이 4.5 cm인 반구형 푸트(foot) 아래에 위치시킨다. 상기 푸트 및 컵 모양 직물을 정렬시켜 하중에 영향을 미칠 수 있는 속이 빈 실린더 벽과 푸트의 접촉이 일어나지 않도록 한다. 컵 모양 직물 시험편의 크러쉬에 필요한최대 하중 및로 표시할 수 있는 컵 크러쉬 에너지는, 모델 FTD-G-500 하중 셀 (500 g 범위)(미합중국 뉴 저어지 주 텐스마우켄 스카에비츠 캄파니사(Schaevitz Company)에서 시판)을 사용하여 푸트를 약 0.64 cm/초 (0.25 in/초)의 속도에서 하강시키는 동안 측정한다.
용어 "다성분 복합 섬유"는 실질적으로 섬유의 전체 길이를 통해 별개의 영역으로 존재하도록 배열된 2종 이상의 중합체 성분을 함유하는 섬유 및 필라멘트를말한다. 복합 섬유는 2종 이상의 용융 중합체 성분들을 다수의 단일 다성분 섬유 또는 필라멘트로서 다수의 방사구 모세관으로부터 압출시켜 형성한다. 용어 "스펀본드 섬유 웹"이란 용응 열가소성 중합체를 다수의 방사구 모세관으로부터 필라멘트로서 압출시켜 형성된 소직경 필라멘트의 부직 섬유 웹을 나타낸다. 압출시킨 필라멘트를 부분적으로 냉각시킨 다음 이용가능한 또는 기타 익히 공지된 연신 메카니즘을 사용하여 신속히 연신시킨다. 연신시킨 필라멘트를 웹 형성 표면상에 불규칙적이고 등방적(isotropic)으로 퇴적시키거나 깔아서 느슨하게 엉켜진 섬유 웹을 형성한 다음, 이 섬유 웹을 결합 처리하여 물리적 통합성 내지 칫수 안정성을 부여한다. 스펀본드 섬유 웹에 적합한 결합 공정은 당업계에 공지되어 있으며 캘린더 (calender) 결합, 초음파 결합 또는 통기 (through-air) 결합 공정이 포함된다. 스펀본드 웹의 제조 방법은 문헌에 기재되어 있다 [아펠(Appel) 등의 미합중국 특허 제4,340,563호 및 도르쉬너(Dorschner) 등의 미합중국 특허 제3,692,618호 참조]. 전형적으로 스펀본드 섬유는 평균 직경이 10 ㎛를 초과하며, 최대 55㎛ 또는 그 이상이 가능한 반면, 보다 가는 스펀본드 섬유도 제조할 수 있다. 일반적으로, "본디드 카디드 스테이플 섬유 웹"이란 스테이플 섬유로부터 형성된 부직 웹을 의미한다. 스테이플 섬유는 전형적으로 스펀본드 섬유 형성 공정과 유사한 통상의 스테이플 섬유 형성 공정을 이용하여 제조한 다음 스테이플 길이로 절단한다. 이어서 스테이플 섬유를 카딩하고 열 결합시켜 부직 웹을 형성한다. 용어 "수력엉킴 웹"이란 섬유를 물의 고속 젯 또는 커튼을 이용하여 기계적으로 엉키게 한, 연속 섬유 또는 스테이플 섬유의 부직 웹을 의미한다. 수력엉킴 웹은 당업계에 공지되어 있으며 예를 들면 에반스(Evans)의 미합중국 특허 제3,494,821호에 기재되어 있다. 용어 "멜트블로운 섬유"란 용융 열가소성 중합체를 다수의 미세, 일반적으로 원형의 다이 모세관을 통해 용융 쓰레드 또는 필라멘트로서 고속 가스 스트림내로 압출시켜 용융 열가소성 중합체의 필라멘트를 가늘게 하여 그 직경을 감소시키는 공정에 의해 제조된 섬유를 의미한다. 일반적으로, 멜트블로운 섬유는 평균 섬유 직경이 약 10 μ 이하이다. 섬유가 형성된 후, 섬유를 고속 가스류에 의해 운반시키고 수집 표면위에 퇴적시켜 불규칙하에 분포된 멜트블로운 섬유로 이루어진 웹을 형성한다. 이와 같은 방법은 부틴(Butin)의 미합중국 특허 제3,849,241호에 기재되어 있다. 본 명세서에서 "탄성" 또는 "탄성 재료"란 적어도 한 방향으로 그의 이완된 상태의 길이의 50 % 이상 만큼 신장될 수 있는, 즉, 그의 이완된 상태의 길이의 150 % 이상으로 신장될 수 있으며, 가해진 인장력이 제거될 경우 그 신장율의 40 % 이상을 회복하는 재료 또는 복합재를 나타낸다. 따라서, 50 % 신장시에 가해진 인장력을 제거할 경우, 재료 또는 복합재는 그 본래 길이의 130 % 이하의 이완 길이로 수축한다.
본 발명은 바람직한 탄성 신장 및 회복 특성 뿐만 아니라 유연한 천 유사 질감 특성을 제공하는 천연 섬유 편물형, 이를 테면, 면 편직물 유사 부직 복합 재료를 제공한다. 천연 섬유 편직물 유사 복합 재료는 하나 이상의 부직 섬유웹 층 및 하나 이상의 탄성 재료충의 라미네이트이다. 부직 섬유웹 층은 1 종 이상의 폴리올레핀을 함유하는 다성분 복합 섬유, 바람직하게는 권축 복합 섬유로부터 제조되며, 적합한 복합 섬유는 사이드-바이-사이드 (side-by-side), 아일런드-인-씨(island-in-sea) 또는 동심 또는 이심 구조의 쉬이쓰-코어 (sheath-core) 배열을 갖는다. 적합한 복합 섬유 배열 중 사이드-바이-사이드 배열 및 이심 배열이 적합한데, 이는 이들 배열을 갖는 복합 섬유의 열권축 가공 및 기계적 권축 가공이 더 수월하기 때문이다.
복합 재료의 부직 웹 충은 주름을 갖고 있으며 다수의 이격된 위치에서 탄성충에 반복적인 패턴으로 결합되어 있어, 복합 재료는 부직 층의 주름을 펴거나 편평하게 함으로써 신장될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 복합 재료는 적절한 부직 웹층을 다수의 이격된 위치에서 인장된 탄성층 위에 반복적인 패턴으로 결합시켜 인장력이 제거될때 결합된 복합 재료의 부직 층에 결합 부위들 사이에서 주름이 생기도록 한다. 본 발명의 편물 유사 복합 재료는 매우 산뜻한 미적 특성 및 촉감 특성을 나타내며, 따라서 1회용 제품, 이를테면 기저귀, 생리대, 실금자용 제품, 배변훈련용 팬츠, 1회용 보호 천 및 수술용 드레이프 등으로 매우 유용하다. 유연한 천 질감을 갖는, 피부 자극을 최소화한 편물 유사 복합 재료는 특히 사용자의 피부와 접촉하게 되는 제품에 특히 유용하다. 예를 들면, 목적하는 탄성율 및 조직을 갖는 편물 유사 복합 재료는 기저귀, 배변훈련용 팬츠 등의 허리 밴드 및 다리 커프스에 매우 적합하다.
본 발명의 부직 복합 재료에 적절한 부직 웹에는 단위 길이 당 평균 중량이 약 1 데니어 내지 약 5 데니어, 바람직하게는 약 1.5 데니어 내지 약 3 데니어인 복합 섬유로부터 제조된 연속 및(또는) 스테이플 섬유의 스펀본드 섬유 웹, 본디드카디드 스테이플 섬유 웹 및 수력엉킴 웹이 포함된다. 적절한 부직 웹은 주름잡기가 가능하며, 기초 중량이 약 10.2 g/m2(0.3온스/yd2 (osy)) 내지 약 33.9 g/m2(1 osy), 바람직하게는 약 0.4 osy 내지 약 0.7 osy이다. 바람직하게는, 적합한 부직 웹은 컵 크러쉬 에너지가 약 30 g-mm 내지 약 200 g-mm, 더욱 바람직하게는 약 100 g-mm 또는 그 미만, 가장 바람직하게는 50 g-mm 미만이며, 컵 크러쉬 최대 하중은 약 2 g 내지 약 20 g, 더욱 바람직하게는 약 10 g 또는 그 미만, 가장 바람직하게는 약 5 g 또는 그 미만이다.
본 발명의 부직 웹에 적합한 복합 섬유는 권측도가 다양할 수 있으며, ASTM D-3937-82에 따라 측정된 복합 섬유의 평균 권축도는 바람직하게는 신장된 in 당 약 20개 이하, 더욱 바람직하게는 약 3 내지 약 15 개이다. 당업계에 공지된 바와 같이, 열가소성 섬유를 섬유의 조성 및 목적하는 권축 유형에 따라 기계적으로 또는 열적으로 권축시킬 수 있다. 요약하면, 스테이플 섬유는 완전히 성형된 필라멘트를 기계적 긴축 장치, 이를테면 스터퍼 박스(stuffer box) 또는 기어 크림퍼(gear crimper)에 통과시킴으로써 권축시킬 수 있거나, 또는 필라멘트를 스테이플 길이로 절단하기 전에 기계적 연신 또는 신장 공정에 의해 권축시킬 수 있으며, 결정화 및(또는) 고형화 .특성이 상이한 2 성분 이상의 중합체를 함유하는 복합 스펀본드 필라멘트를 스펀본드 섬유 방사 공정의 연신 단계 동안 또는 그 이후에 적절하게 열 처리, 이를테면 열 권축 가공시켜 권축시킬 수 있다. 결정화 및(또는) 고형화 특성이 상이한 성분 중합체를 단일 복합 섬유로 성형할 경우, 섬유가 열처리됨에 따라 중합체 특성에서의 차이에 의해 증합체 성분들의내부상(interphase)에서 응력이 발생하는데, 이 응력에 의해 섬유가 권축된다. 적합한 권축 공정중, 더욱 바람직한 것은 열 권축 공정인데, 그 이유는 기계적 공정에 비해 필라멘트에서 권축도를 조정하고 다양화시키는 것이 더 간단하고 더욱 다루기 쉽기 때문이다.
본 발명에 따르면, 복합 섬유의 성분 중합체 조성물은 상이한 융점 및(또는) 상이한 열 수축 및 결정화 특성을 갖도록 선택된다. 융점이 상이한 중합체 성분을 갖는 복합 섬유는, 보다 융점이 높은 성분 중합체가 섬유의 물리적 보존성 및 칫수 안정성을 유지하도록 하면서, 보다 낮은 융점의 성분 중합체를 열 연화 또는 용융시킴으로써 접착시킬 수 있다. 복합 섬유중 연화 또는 용융된 성분은 웹 전체를 통해 섬유간 결합을 형성하여 압착 효과 없이 강한 섬유간 결합을 균일하게 하므로 섬유 웹의 유연하고 천과 같은 질감을 유지시켜 준다. 바람직하게는, 최저 융점을 갖는 섬유 성분 중합체의 융점은 다른 성분 중합제의 융점보다 약 5 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 약 10 ℃ 이상 낮다. 또한, 성분 중합체는 상술한 바와 같이 복합 섬유상 권축 형성을 촉진시키기 위해 상이한 열 수축 및 결정화 특성을 갖도록 선택할 수 있다.
본 발명의 복합 섬유에 적합한 폴리올레핀으로는 폴리에틸렌, 예를 들면, 고밀도 플리에틸렌, 중간 밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌; 폴리프로필렌, 예를 들면, 이소택틱(isotactic) 폴리프로필렌 및 신디오택턱 (syndiotactic) 폴리프로필렌; 폴리부틸렌, 예를 들면, 폴리(1-부텐) 및 폴리(2-부텐); 폴리펜텐, 이를테면 폴리(2-펜텐) 및 폴리(4-메틸-1-펜텐); 폴리비닐 아세테이트; 및이의 공중합체, 예를 들면, 에틸렌-프로필렌 공중합체; 및 이의 혼합물을 들 수 있다. 이중 특히 바람직한 폴리올레핀으로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 이의 혼합물 및 공중합체; 보다 구체적으로는 이소택틱 폴리프로필렌, 신디오택틱 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 들 수 있다. 복합 섬유의 비폴리올레핀 성분에 적합한 다른 중합체로는 폴리아미드, 폴리에스테르 및 이의 혼합물 및 공중합체, 및 아크릴계 단량체를 함유하는 공중합체를 들 수 있다. 적합한 폴리아미드로는 나일론 6, 나일론 6/6, 나일론 10, 나일론 4/6, 나일론 10/10, 나일론 12 및 친핵성 폴리아미드 공중합체(예: 카프롤락탐과 알킬렌 옥사이드, 예를 들면, 에틸렌 옥사이드와의 공중합체, 및 헥사메틸렌 아디프아미드와 알킬렌 옥사이드와의 공중합체) 및 이의 혼합물 및 공중합체를 들 수 있다. 적합한 폴리에스테르로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트, 및 이의 혼합물 및 공중합체를 들 수 있다. 본 발명에 적합한 아크릴계 공중합체로는 에틸렌 아크릴산, 에틸렌 메타크릴산, 에틸렌 메타크릴레이트, 에틸렌 에틸아크릴레이트, 에틸렌 부틸아크릴레이트 및 이의 혼합물을 들 수 있다. 상기에서 예시한 적합한 성분 중합체의 각종 조합에서, 특히 적합한 복합 섬유는 상이한 플리올레핀들의 조합을 포함하며, 보다 특히 적합한 복합 섬유는 폴리에틸렌, 이를테면 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 플리에틸렌 및 이의 혼합물, 및 폴리프로필렌, 이를테면 이소택틱 프로필렌, 신디오택틱 프로필렌 및 이의 혼합물을 들 수 있다. 폴리에틸렌 단독의 배합물을 함유하는 복합 섬유는 이러한 복합 섬유로부터 제조된 부직 웹이 폴리에틸렌 일성분 섬유 웹과 유사한 낮은 강도 및 낮은 내마모성을 제공한다는 점에서 특히 바람직하지 않을 수 있다.
복합 섬유 제조를 위한 중합체 성분 조성물은 또한 섬유 및 섬유 웹의 유연한 조직을 향상시키기 위해 소량의 아크릴계 공중합체를 추가로 함유할 수 있다. 본 발명에 유용한 아크릴계 공중합체는 에틸렌 아크릴산, 에틸렌 메타크릴산, 에틸렌 메타크릴레이트, 에틸렌 에틸아크릴레이트, 에틸렌 부틸아크릴레이트 등 및 이의 혼합물을 포함한다. 섬유 조성물은 추가로 소량의 상용화제, 내마모성 향상제, 권축 유도제, 각종 안정화제, 안료 등을 함유할 수 있다. 그러한 제제의 대표적 예로는 아크릴계 중합체, 예를 들면, 에틸렌 알킬 아크릴레이트 공중합체, 폴리비닐 아세테이트, 에틸렌 비닐 아세테이트, 폴리비닐 알콜, 에틸렌 비닐 알콜 등을 들 수 있다.
본 발명에 적합한 부직 복합 섬유 웹을 제조하기에 매우 적합한 방법은 그 전체가 본 명세서에 참조 문헌으로서 인용된 유럽 특허원 제 0 586 924호 (1994년 3월 16일자로 공개)에 기술되어 있다. 제 1도는 매우 적합한 부직 복합 섬유 웹, 보다 구체적으로 이성분계 섬유 웹을 제조하기에 매우 적합한 예인 공정(10)을 도시하고 있다. 1쌍의 압출기(12a 및 12b)는 2종의 중합체 조성물(이 조성물들은 각각 제1 호퍼(14a) 및 제2 호퍼(14b)내로 공급된다)을 개별적으로 압출시켜 도관(16a 및 16b)을 통해 방사구(18)에 동시에 공급한다. 복합 섬유를 압출시키기에 적합한 방사구는 당업계에 공지되어 있다. 요약하면, 방사구(18)은 스핀 팩 (spin pack)을 함유하는 하우징을 갖고, 이 스런 팩은 다수의 플레이트(plate) 및다이를 갖추고 있다. 플레이트는 2종의 중합체를 1열 이상의 개구를 갖는 다이로 향하게 하는 유동 경로를 형성하도록 배열된 개구 패턴을 갖는데, 이 개구는 생성되는 복합 섬유의 목적하는 배열에 따라 설계된다.
섬유 커튼은 다이 개구의 열들로부터 형성되며, 섬유 연신 유니트 또는 아스피레이터(aspirator:22)에 공급되기 전에 런치 에어 블로우어 (quench air blower)에 의해 부분적으로 켄칭시킨다. 켄칭 공정은 섬유를 부분적으로 켄칭시킬 뿐 아니라 섬유중에 잠재적인 나사형 권축을 발전시킨다. 용융 방사 중합체에 사용하기에 적합한 섬유 연신 유니트 또는 아스피레이터는 당업계에 공지되어 있으며, 본 발명에서 특히 적합한 섬유 연신 유니트로는 상술한 유럽 특허원 제0 586 92호에 기술된 유형의 선형 섬유 아스피레이터가 포함된다. 요약하자면, 섬유 연신 유니트(22)에는 연신 수직 경로가 포함되는데, 이 경로를 통해 필라멘트는 온도 조절가능한 히터(24)로부터 경로 측면에서 유입되는 가열된 흡인(aspirating) 공기에 의해 연신된다. 고온 흡인 공기는 섬유 연신 유니트(22)를 통하여 필라멘트와 주위 공기를 끌어낸다. 히터(24)로부터 공급된 공기 온도는, 필라멘트와 함께 흡인된 쿨러 주변 공기와 혼합되어 어느 정도 냉각된 후에는 공기가 필라멘트를 잠재 권축을 얻기에 필요한 온도로 가열하기에 충분하다. 히터로부터의 공기의 온도는 상이한 정도의 권축을 얻도록 변화시킬 수 있다. 일반적으로, 공기 온도가 높을수로 권축도도 커진다.
공정 라인(10)은 섬유 연신 유니트(22) 아래에 위치한 무한 순환 다공성 형성 표면(26)을 포함하고 있다. 연신 유니트의 출구로 부터 나온 연속 섬유를 형성표면(26)상에 랜덤한 방식으로 퇴적시켜 밀도 및 두께가 균일한 연속 웹을 형성한다. 형성 표면(26) 아래에 위치한 진공 유니트(30)에 의해 섬유 웹을 보조할 수 있다. 임의로는, 생성된 웹을 결합 공정 단계를 거치기 전 롤러(32)를 사용하여 약하게 압착 가압하여 웹을 강화시킴으로써 웹에 추가의 물리적 보존성을 부여한다.
부직 웹을, 예를 들면, 가열된 롤 결합기(36)상으로 통과시킨다. 웹을 아이들러(idler) 롤(38)로 옮겨 가열된 롤(40)의 평활한 표면과 접촉시켜 웹을 가열시킨다. 그 다음. 가열된 웹을 가열된 평활한 앤빌 롤(40) 및 표면에 다수의 돌출부를 갖는 제2의 가열된 엠보싱 롤(44)에 의해 형성된 압력 닙(42)사이로 통과시킨다. 가열 롤로부터 나온 열 및 닙 압력의 조합에 의해 웹이 닙 (42)을 통과할 때 가열된 제2의 엠보싱 롤(44)의 돌출부에서 웹의 섬유를 자동적으로 용융하여 융합시킨다. 결합시킨 웹을 인장력이 가해진 아이들러 롤(46)로 통과시키고 냉각시킨다. 가열 롤(40 및 44)의 온도 및 닙(42)의 압력은 과도한 웹 수축 또는 섬유 분해와 같은 바람직하지 않은 부작용이 수반되지 않도록 선택한다. 특히 적절한 롤 온도 및 닙 압력은 일반적으로 웹 속도, 웹 기초 중량, 중합체 특성 등과 같은 파라미터에 의해 어느 정도 영향을 받긴 하지만, 롤 온도는 바람직하게는 웹 섬유의 최고 용융 중합체의 용융 온도보다는 낮고 가열 롤의 돌출부상에서의 닙 압력은 약 3,000 내지 약 180,000 psi일 수 있다. 또한 적절한 결합 공정으로는, 복합 섬유가 상이한 용융 온도를 갖는 성분 중합체들을 함유할 때, 통기 결합 공정을 들 수 있다. 통기 결합기에서 웹을 관통하여 가해지는 가열 공기는 웹을 최저 융점 성분 중합체의 융점 이상의 온도로 균일하게 가열하고 성분 중합체를 점착성으로 만든다.용융 중합체는특히 교차점에서 웹 전체를 통해 섬유간 결합을 형성한다. 본 발명에 따라서, 통기 결합 공정이 웹을 압착시키지 않으면서 강한 섬유간 결합을 균일하게 일으킴으로써 결합 공정 동안 웹의 유연하고 천과 같은 질감을 감소시키지 않는다는 점에서 본 발명에 있어 매우 바람직하다.
부직충은 또한 소량의 기타 천연 및 합성 섬유를 함유할 수 있다. 예를 들면, 부직층에 천연 섬유형 질감 및 친수성을 부여하는 레이온 섬유, 면 섬유 및 펄프 섬유와 같은 천연 중합체 섬유를 들 수 있다.
본 발명에 적합한 탄성층은 각종 탄성 재료로부터 제조될 수 있다. 탄성층을 제조하기에 유용한 물질에는 스티렌계 블럭 공중합체, 열가소성 폴리우레탄, 열 가소성 코폴리에스테르, 열가소성 폴리아미드, 이소프렌 등이 포함된다. 스티렌계 블럭 공중합체 탄성체로는 스티렌/부타디엔/스티렌 블럭 공중합체, 스티렌/이소프렌/스티렌 블럭 공증합체, 스티렌/에틸렌-프로필렌/스티렌 블럭 공증합체 및 스티렌/에틸렌 부틸렌/스티렌 블릭 공중합체를 들 수 있으며 적합한 스티렌계 블럭 공중합체 탄성체는 쉘 케미칼사 (Shell Chemical)에서 Kraton이라는 상품명으로 시판하고 있다. 열가소성 코폴리에스테르 탄성체로는 하기 일반식을 갖는 폴리에테르에스테르를 들 수 있다.
상기 식에서,
"G"는 폴리(옥시에틸렌)-알파, 오메가-디올, 폴리(옥시프로필렌)-알파, 오메가-디올 및 폴리(옥시테트라메틸렌)-알파, 오메가-디올로 이루어진 군 중에서 선택되며;
"a" 및 "b"는 2, 4 및 6의 양의 정수를 나타내며;
"x", "y" 및 "2"는 1 내지 20의 양의 정수를 나타낸다.
본 발명의 탄성층에 적합한 열가소성 코폴리에스테르 탄성체는 아크조 인코포레이티드사(Akzo Inc.) 및 듀폰사(Du Pont)에서 각각 Arnitel및 Hytrel이라는 상품명으로 시판하고 있다. 열가소성 폴리아미드 탄성체로는 폴리아미드-폴리에테르 블럭 공중합체, 예를 들면 릴산 캄파니 (Rilsan Company)에서 PEBAX이라는 상품명으로 시판하고 있는 탄성체를 들 수 있으며, 열가소성 폴리우레탄 탄성체로는 각종 디이소시아네이트 및 폴리에스테 또는 폴리에테르를 함유하는 블럭 공중합체, 예를 들면 비.에프. 굿리취 앤드 코포레이션사 (B.F Goodrich & Co)에서 ESTANE이라는 상품명으로 시판하고 있는 탄성체를 들 수 있다. 이들 적합한 탄성체들 중, 특히 적합한 탄성체로는 탄성 인장도 및 모듈러스가 낮고 신장율이 높아 보다 부드럽고 보다 수축성인 탄성 특성을 제공하는 스티렌계 블럭 공중합체를 들 수 있다.
탄성층용 조성물은 추가로 탄성 중합체에 대해 적합한 것으로 공지된 가공 보조제, 예를 들면 윤활제 및 점도 개질제를 함유할 수 있다. 예를 들면, 본 명세서에 참조 문헌으로서 인용된 위스네스키(Wisneski) 등의 미합중국 특허 제 4,663,220호에서는 점도 개질 중합체로 개질된 용융 압출성 탄성 블럭 공중합체 조성물에 대해 기술하고 있다.
적합한 탄성층은 필름, 부직포 웹, 예를 들면, 멜트블로운 섬유 웹 또는 스펀 본드 섬유 웹, 스크림, 직포 웹, 스트립 또는 플라멘트의 박층 평편 레이아웃(layout) 등의 형태일 수 있다. 탄성 재료는 상술한 방법을 사용하여 멜트블로운 섬유 또는 스펀본드 섬유의 탄성 부직 웹으로 가공시킬 수 있거나 또는 통상의 열가소성 필름 유연 공정을 사용하여 탄성 필름을 형성하기 위해 용융 유연시킬 수 있다. 또한, 탄성 재료를 탄성 필라멘트 가닥으로 방사시킬 수 있다. 그러한 탄성 필라멘트를 탄성 직포로 직조하거나 또는 비결합 필라멘트 토우 또는 층으로 배열시킬 수 있다. 본 발명에 따라 비결합 필라멘트 토우를 부직 섬유 웹 충에 직접 결합시켜 탄성 복합 재료를 형성하여 별도의 결합 공정에서 탄성층을 결합시키지 않고도 탄성충에 물리적 보존성을 제공할 수 있다. 또한, 평면 이격 방식으로 배열된 탄성 필라멘트 또는 탄성 스트립 가닥을, 예를 들면, 상용성 중합체 또는 점착성 중합체의 멜트블로운 섬유를 부착하여 그 가닥을 멜트블로운 섬유 웹에 묻히게 함으로써 치수적으로 안정한 탄성층을 제공하여 탄성층으로 형성될 수 있다. 멜트블로운 결합제 섬유는 탄성 또는 비탄성일 수 있다. 그런데, 비탄성 중합체가 사용될 경우, 섬유는 탄성 가닥의 탄성율의 최대 이점을 갖기 위해 용이하게 신장 가능 하여야 한다.
탄성층의 두께는 광범위하게 다양할 수 있다. 그런데, 복합 재료의 유연한 가요성 조직을 유지시키기 위해 탄성층이 부직포 형태일 경우 바람직하게는 탄성층의 두께는 약 8.9 × 10-2cm (35 mil) 또는 그 미만이며 탄성충이 필름 또는 스트립 형태일 경우 그 두께는 약 2.5 × 10-2cm (10 mil)이며 탄성층이 실(thread)의 형태인 경우 그 두께는 250 dtex 또는 그 미만이다. 선택된 탄성층의 물리적 배열과는 무관하게, 충은 1 회 이상 신장시키는 동안 부직 웹 층을 주름잡기에 충분한 탄성도 및 회복 사이클을 지녀야 하며 웹에 결합가능하여야 한다. 요구되는 탄성층의 탄성도는 부직 웹 층의 물리적 특성에 좌우되며 본 발명에 적합한 탄성층은 그 탄성도가 총 물질의 직사각형 스트립 2.45 cm × 15.24 cm(1 in × 6 in)를 사용하여 측정할 때 50 % 신장율에서 인장 강도의 약 50 g 내지 약 500 g, 보다 바람직하게는 약 100 g 내지 약 300 g 범위이다.
상술한 바와 같이, 탄성층을 신장시킨 다음 이격된 위치에서 부직층에 반복패턴으로 결합시켜 신장 인장력이 제거될 때 부직층이 결합 부위 사이에서 주름잡혀질 수 있도록 할 수 있다. 또한, 부직층을 주름잡은 다음 이완된 탄성층에 결합시킬 수 있다. 본 발명에 따라서, 총 결합 면적, 이를 테면 부직포층을 탄성층에 결합시키는 결합 부위에 의해 점유되는 총 면적은 복합 재료 총 표면적의 약 6 % 내지 약 20 %, 더욱 바람직하게는 약 7 % 내지 약 14 %이다. 탄성층은 열 결합, 초음파 결합, 점착식 결합 및 수력엉킴 공정을 포함하는 임의의 적절한 결합 수단에 의해 부직 웹에 결합된다. 일반적으로 기술하자면, 통상의 열 결합 또는 초음파 결합 공정은 2 개의 충을 용융 융합시키기 위해 탄성층 및 부직포 층상의 별개의 부위를 가열하는 동안 압력을 가하게 된다. 이 용융 융합 결합 공정의 경우, 2개의 충의 중합체가 적어도 부분적으로 상용성이어서 가압하에 용융시킬 때 중합체가 융합하도록 하는 것이 중요하다. 일반적으로, 탄성 재료는 용융되고 결합제로서 작용하여 복합 재료의 상이한 충을 유지시킨다. 결과적으로, 복합 재료에 적용되는 결합 장치의 온도 및 압력의 조합은 탄성 재료를 적어도 변화시키기에 충분히 높아야 한다. 예를 들면, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블럭 공중합체가 탄성층으로서 사용될 경우, 결합 장치의 결합력은 블럭 공중합체의 연화점인 약 65 ℃ 이상이어야 한다. 그런데, 복합 재료 층이 결합 장치의 결합 롤에 들러붙는 것을 방지하기 위해 결합점이 과열되지 않아야 한다.
부직포 층 및 탄성층의 결합 공정의 용융 융합은 점착성 부여제를 탄성층의 중합체 조성물에 가함으로써 더 촉진시킬 수 있다. 탄성 중합체 및 부직 웹의 중합체와 상용성인 임의의 점착성 부여제를 사용할 수 있으나, 단 점착성 부여제는 탄성층 형성 공정의 가공 온도를 견디기 위해 충분한 열 안정정을 지녀야 한다. 각종 점착성 부여제가 공지되어 있으며, 예를 들면 키에퍼(Kieffer)의 미합중국 특허 제4,789,699호 및 코프만(Korpman)의 미합중국 특허 제3,783,072호에 기재되어 있다. 적절한 점착성 부여제로는 감압성 접착제, 예를 들면, 로진, 로진 유도체, 이를테면 로진 에스테르, 폴리테르펜 탄화수소 수지 등이 포함되며 시판되고 있다. 적절한 시판되는 탄화수소 점착성 부여제로는 헤르쿨레스, 인코포레이티드(Hercules, Inc. )의 Regalrez및 뉴저어지주 소재 아칸사스 코포레이션 (Arkansas Co. )의 AkonP계 점착성 부여제를 들 수 있으며 적합한 시판되고 있는 테르펜 탄화수소 점착성 부여제로는 아리조나 케미칼 코포레이션 (Arizona Chemical Co.)의 Zonatac501을 들 수 있다. 감압성 점착성 부여제 충분량을 탄성층 조성물에 가할 경우, 부직층 및 탄성층을 접착시키기 위한 다른 방법으로는 2개의 층을 가열없이 간단히 가압하여 접착시킬 수 있다.
제 2도에서는 본 발명에 적합한 신장 결합 공정을 도시하고 있다. 탄성층(54)를 역 S자 경로로 적층롤(56 및 58)을 갖춘 S-롤 배열의 닙(55)을 통해 공급롤(52)로부터 공급한다. S-롤 배열(55)로부터, 탄성층(54)를, 패턴화된 캘린더 롤(60) 및 평활한 앤빌 롤(62)를 갖춘 결합기 롤 배열(59)의 가압 닙(63)으로 통과시킨다. 첫번째 부직 웹(66)을 탄성층(54) 상부에 위치시켜 결합기 닙(63)에 공급하고, 제2 부직 웹(70)을 탄성층(54)의 하부에 위치시켜 결합기 닙(63)에 공급한다. S-롤 배열(55)의 적층 롤(56 및 58)의 원주 선속도는 탄성층(54)이 목적하는 신장율로 신장되도록 결합 롤(60 및 62)의 원주 선속도 보다 더 작게 조절한다.
패턴화 캘린더 롤(60) 및 평활한 앤빌 롤(62) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 가열시킬 수 있으며 평활한 앤빌 롤(62) 및 패턴화 롤의 돌출 패턴 사이의 압력을 공지된 수단으로 조정하여 열 및 압력의 목적하는 조합을 제공하여 탄성층(54)을 부적 웹(66 및 70)에 접착시킬 수 있다. 결합 롤(60 및 62)의 압력 닙으로부터 빠져나온 간헐적으로 접착된 라미네이트를 이완시키고 충분한 시간 동안 저장 박스(74) 중에서 냉각시켜 신장 조건하에서 존재하는 동안 탄성층(54)의 냉각을 억제시킨다. 라미네이트를 비인장 조건하에서 냉각시키는데, 그 이유는 탄성 재료를 신장 조건하에서 냉각시킬 경우 탄성 재료는 신장된 치수로부터 수축하는 능력의 전부 또는 상당 부분을 잃어버리기 때문이다.
유사하게, 부직충 및 탄성충은, 또한 접착제, 이를테면 고온 용융 접착제 또는 감압성 접착제를 인장시킨 탄성충 상에 간헐적으로 부착시킨 다음 부적 웹을 탄성층에 배치시키고 접착제를 경화 또는 고정시킴으로써 이격된 결합점에서 결합시킬 수 있다. 천 질감 및 촉감을 향상시키기 위해, 접착제를 미세 데니어 섬유의 부직 웹 형태로 적용시킬 수 있다. 또 다른 2개의 층의 접착 방법으로서, 탄성층이 그 중에 간헐적 공극을 가질 경우(이를테면 탄성 부직포 또는 스크림), 2개의 층을 수력엉킴 공정을 사용하여 접착시킬 수 있다 [에반스(Evans)의 미합중국 특허 제3,494,821호 참조].
본 발명에 따르면, 부직층 및 탄성충 간의 포합 강도(cohesion strength)는 바람직하게는 약 4 kg 내지 약 10 kg이다. 포합 강도는 5.1 cm × 5.1 cm (2" × 2") 양면 감압성 테이프 (Soctch #406)를 사용하여 4.2 kg/㎠ 력 (60 lbs/in2력)을 3초 동안 가하여 평활하게 이동가능한 편평한 알루미늄 플랫폼에 부착시킨 5.1 cm × 10.2 cm (2" × 4") 크기의 라미네이트 시험편 상에서 측정한다. 접착된 시험편의 중심에 2.54 cm × 2.54 cm (1" × 1") 크기의 양면 감압성
테이프(Scotch#406)를 위치시키고 2.54 cm × 2.54 cm (1" × 1") 크기의 편평한 저부 표면을 갖는 알루미늄 블럭을 테이프상에 위치시키고 테이프를 4.2 kg/㎠ 력(60 lbs/in2력)으로 10초 동안 눌러붙인다. 그 다음 부착시킨 블럭을 고정시키고 시험편이 떨어질 때까지 아랫 방향으로 부터 인장력(pulling force)을 플랫폼 상에 가한다. 포합 강도는 시험편이 떨어지는데 적용되는 최대력이다.
폴리올레핀 복합 섬유를 함유하는 본 발명의 복합 재료는 천연 섬유 편물형, 보다 구체적으로 면 편직물의 질감 및 촉감을 나타낼 뿐만 아니라 매우 유용한 탄성 특성을 제공한다. 또한 복합 재료는 목적하는 정도의 물리적 강도 및 내마모성을 제공한다. 또한, 복합 재료는 복합 재료의 모든 편평 방향으로, 특히 신장 이완 방향에 거의 수직인 방향으로 매우 향상된 탄성 특성을 제공한다. 결과적으로, 천연 섬유 편물 유사 복합 재료는 배변 연습용 팬츠, 기저귀, 실금자용 제품, 환경 보호 천 및 의료용 보호 가먼트 및 수술용 드레이프와 같은 각종 제품의 탄성 외부 커버 및 측면 패널용으로 매우 유용하다. 배변 훈련용 팬츠에 대한 예가 반 곰펠(Van Gompel) 등의 미합중국 특허 제4,940,464호에 기재되어 있고 기저귀에 대해서는 그 예가 키엘피코프스키(kielpikowski) 등의 미합중국 특허 제4,842,596호에 기재되어 있다. 상기 특허 모두는 본 명세서에 참조 문헌으로서 인용되어 있다.
본 발명은 또한 하기 실시예에 의해 기술된다. 그런데, 본 실시예는 단지 예시의 목적으로 제시될 뿐이며, 본 발명을 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 실시예
복합 재료 시험편의 유연도는 하기 2가지 절차에 의해 기계적으로 특성화된다.
핸들-O-미터 시험(Handle-O-Meter test): 이 시험법은 가요성 및 표면 마찰의 조합인 이른바 "핸들" 또는 유연도 특성을 측정하는 것이다. 핸들-O-미터 시험은 트윙-알버트 인스트루먼트 코포레이션(Thwing-Albert Instrument Co. )에서 시판하는 핸들-O-미터TM모델 211을 사용하여 INDA 표준 시험 IST 90.0-75 (단 시험편 크기는 10.2 cm × 10.2 cm (4" × 4")이다)에 따라서 수행한다.
드레이프 강성(Drape Stiffness): 이 시험은 그 자체의 중량에 의한 직물의 굴곡 정도를 측정함으로써 직물의 굴곡 길이 및 휨 강성(flexural rigidity)를 측정하는 것이다. 드레이프 강성 시험은 ASTM 표준 시험 D-1388 (단 시험편은 2.54 cm × 20.3 cm (1" × 8")이다)에 따라서 수행한다.
실시예 1
둥근 사이드-바이-사이드 배열을 갖는 고도로 권축시킨 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 이성분 복합 섬유로부터 0.4 osy 복합 섬유를 제조하였다. 섬유는 1:1 중량비의 이성분 중합체를 갖는다. 이성분 섬유 웹을 제1도에 도시한 방법에 따라 제조하였다. 이성분 방사 다이는 스핀 홀 직경이 0.6 mm이고 L/D 비율이 6:1이다. 다우 케미칼사(Dow Chemical)에서 시판하고 있는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 TiO250 중량% 및 폴리프로필렌 50 중량%를 함유하는 TiO2농축액 2 중량%와 혼합하고 혼합물을 제1 단일 나사 압출기 중에 공급하였다. 엑손사(Exxon)에서 시판하고 있는 폴리프로필렌, PD3445를 상술한 TiO2농축액 2 중량%와 혼합하고 혼합물을 제 2의 단일 나사 압출기 중에 공급하였다. 방사 다이로 공급된 중합체의 용융 온도를 212.7 ℃ (415 ℉)에서 유지시키며 스핀 홀 작업 처리 속도는 0.5 g/홀/분이었다. 방사 다이를 빠져나온 이성분 섬유를 45 SCFM/in 방사구 너비의 유속 및 18.3 ℃ (65 ℉)의 온도를 갖는 기류에 의해 급냉시켰다. 급냉 공기를 방사구 아래 약 12.7 cm(5 in)에서 적용시켰다. 급냉시킨 섬유를 약 176.7 ℃ (350 ℉)로 가열시킨 기류를 사용하여 아스피레이션 유니트중에서 연신시키고 약 51 ft3/분/in 너비의 유속을 갖도록 공급하였다. 생성된 섬유는 ASTM D-3937-82에 따라 측정한 바 약 2.5 데니어 및 신장된 in 당 약 5개의 권축도를 갖는다. 그 다음 연신된 섬유를 다공 형성 표면 상에 진공류의 보조하에 결합시켜 비결합 섬유 웹을 형성하였다. 비결합 섬유 웹을 인접하게 위치한 2 개의 결합 롤, 평활 앤빌 롤 및 패턴화 앰보싱 롤에 의해 형성된 닙에 통과시켜 결합시켰다. 앰보싱 롤의 돌출 결합부는 총 표면적의 약 15 %가 되며 평방 인치 당 규칙적으로 이격된 약 310개의 결합점이 있었다. 롤 모두를 약 121℃ (250℉)로 가열하였으며 웹상의 가압력은 약 17.86 kg/신장된 cm (너비) (100 lbs/신장된 in (너비))였다. 생성된 접착 웹은 0.55 cm (0.215 in)의 두께를 갖고 웹은 약 48 g-mm의 최대 컵 압착 에너지 및 약 3.4 g의 최대 컵 하중을 갖는다.
멜트블로운 탄성충을 0.23 cm (0.09 in)의 홈 및 0.17 cm (0.067 in)의 공기 갭을 갖는 오목형 다이 팁 멜트블로우잉 가공 장치를 사용하여 약 63 중량%의 kraton G-1657, 약 20 %의 폴리에틸렌 페트로탄(Petrothane) NA-601 [유.에스.아이. 케미칼사(U.S.I. Chemical)에서 시판하고 있는 점도 개질제] 및 17 %의 Regalrez1126의 혼합물을 멜트블로우잉하여 제조하였다. 장치를 하기 조건하에서 작동시켰다:
다이 영역 온도 : 약 282.2 ℃ (540 ℉),
다이 용융 온도 : 약 279.4 ℃ (535 ℉),
배럴 압력 : 580 psig,
다이 압력 : 190 psig,
중합체 작업 처리량 : 357.2 g/cm/시간 (2 파운드/in/시간),
수평 성형 거리 : 약 30.5 cm (12 in),
수직 성형 거리 : 약 30.5 cm (12 in), 및
권취 속도 : 약 1,930 cm/분(19 ft/분).
탄성층의 기초 중량은 약 2 osy이었다.
2개의 외각 부직포 층 및 1개의 중간 탄성층을 갖는 신장 결합 복합 재료를 제 2도에 도시한 방법을 사용하여 제조하였다. S-를 배열의 원주 선속도는 약 4.115 cm/분 (135 ft/분)이었으며 결합 롤의 원주 선속도는 약 22,860 cm/분 (750 ft/분)에서 유지시켜 연신율이 약 556 % 인 탄성층을 제공하였다. 상술한 부직웹의 두 층을 결합 롤의 닙에 공급하여 부직층/탄성층/부직층 복합 재료를 형성하였다. 결합 롤을 약 43.3 ℃ (110 ℉)에서 유지시키고 롤 사이에 가해진 압력은 약 800 psi 이었다. 결합 롤 어셈블리의 엠보싱 롤은 결합 면적이 약 8 %이며 결합점 밀도는 약 8.1 결합점/㎠ (52 결합점/in2) 이었다.
비교예 1
기초 중량이 약 6 osy이며 발포르사 (Balfour: Kaiser Roth의 지사)에서 시판하고 있는 내의류 100 % 면 니트를 프록터 앤드 갬블사(Procter and Gamble)에서 시판하고 있는 아이보리 스노우(Ivory Snow) 세제를 사용하여 가정용 세탁기 중에서 한번 세탁하였다.
비교예 2
일성분 섬유 방사 다이를 사용하는 것을 제외하고는, 상술한 폴리프로필렌으로부터 제조된 1.5 데니어 섬유의 결합된 0.4 osy 폴리프로필렌 스펀본드 섬유 웹을 실시예 1에 설명된 방법에 따라 제조하였다. 폴리프로필렌 섬유 웹은 약 330 g-mm의 최대 컵 크러쉬 에너지 및 약 157 g의 최대 하중을 갖는다. 복합 재료를 폴리프로필렌 웹을 사용하여 실시예 1에 따라 제조하였다.
실시예 1 및 비교예 2의 복합 재료 및 비교예 1의 면 니트를 기계적으로 측정된 유연도에 대해 시험하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
또한, 촉감에 대한 심사위원단 시험을 3 종의 직물상에서 수행하였다. 심사 위원단은 표 2에 명시한 바와 같은 각 특성에 대한 수치를 선정해 줄 12인으로 구성되어 있다. 각 특성에 대한 심사위원단 구성원들에 의해 제시된 수치의 평균을 표 2에 나타냈다.
표 1
실시예 1 및 비교예 2의 복합 재료들을 비교하여 보면 본 발명의 권축 상태의 복합 섬유는 그 유연도 및 가요성이 매우 향상되었음을 나타낸다. 또한, 실시예 1의 복합 재료는 비교예 1의 면 니트와 매우 유사한 유연도 및 가요성을 갖는데, 이러한 사실은 본 발명의 복합 재료가 면 편물과 유사한 물리적 특성을 갖는다는 사실을 나타낸다.
표 2
촉감 심사 결과에 의하면 복합 섬유 웹 복합 재료가 면 편직물의 질감 특성에 매우 유사한 질감 특성을 나타내었다.
제1도는 다성분계, 보다 구체적으로 이성분계 복합 섬유의 부직 웹을 제조하기에 매우 적합한 방법을 나타낸 도면.
제2도는 본 발명에 매우 적합한 복합 재료 결합 공정도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
12a, 12b : 압출기 14a : 제 1 호퍼
14b : 제 2 호퍼 16a, 16b : 도관
18 : 방사구 20 : 공기 송풍기
22 : 아스피레이터 24 :히터
26 : 다공 형성 표면 30 : 진공 유니트
32 : 롤러 36 : 롤 결합기
38, 46 : 아이들러 롤 40, 44 : 롤
42: 압력 닙 54 : 탄성층
55 : S-롤 배열 56, 58 적층 롤
59 : 접착 롤 배열 60 : 캘린더 롤
62 : 앤빌 롤 63 : 결합기 닙
66 : 제 1 부직 웹 70 : 제 2 부직 웹
74 : 저장 박스

Claims (21)

  1. 탄성층 및 이격된 위치에서 이 탄성층에 결합된 부직층을 포함하며, 이때 부직층은 이격된 위치 사이에서 주름잡혀져(gathering) 있으며, 상기 부직층은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리펜텐, 폴리비닐 아세테이트, 이의 혼합물 및 이의 공중합체로 이루어진 군 중에서 선택되는 중합체를 포함하는 제 1 중합체 성분 및 제 2종합체 성분을 포함하는 복합(conjugate) 섬유를 포함하며, 상기 부직 웹 충은 30 g_mm 내지 200 g-mm의 컵 크러쉬 에너지 (cup crush energy)와 2 g 내지 20 g의 컵 크러쉬 최대 하중 (cup crush peak load)을 갖는 것인 다층 복합 재료.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2중합체 성분은 폴리을레핀을 포함하고, 제 1 중합체 성분 및 제 2 중합체 성분은 상이한 결정화 및 수축 특성을 갖는 것인 다층 복합 재료.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 중합체 성분은 플리에틸렌을 포함하고, 상기 제 2종합체 성분은 폴리프로필렌을 포함하는 것인 다층 복합 재료.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 폴리에틸렌이 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 이의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 다충 복합 재료.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 2종합체 성분은 플리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 에틸렌과 아크릴계 단량체의 공중합체, 및 이의 혼합물 및 이의 공중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 중합체를 포함하는 것인 다층 복합 재료.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 복합 섬유가 권축(crimp)된 것인 다층 복합 재료.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 복합 섬유가 ASTM D-3937에 따라 측정했을때 신장된 cm 당 1.18개 내지 7.87개 (신장된 in 당 3 내지 20개)의 평균 권축도를 갖는 것인 다층 복합 재료.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 부직층이 스펀본드(spunbond) 섬유 웹인 다층 복합 재료.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 부직충이 스테이플 섬유 웹인 다층 복합 재료.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 복합 섬유가 약 1 데니어 내지 약 5 데니어의 단위 길이 당 평균 중량을 갖는 것인 다층 복합 재료.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 부직층이 약 10.2 g/㎡ (약 0.3 oz/yd2) 내지 약33.9 g/㎡ (약 1 oz/yd2)의 기초 중량을 갖는 것인 다충 복합 재료.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성층이 스티렌계 블럭 공중합체, 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 코폴리에스테르, 열가소성 폴리아미드, 이소프렌 및 이의 혼합물로 이루어진 군 증에서 선택된 탄성 재료를 포함하는 것인 다층 복합 재료.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성층이 필름, 부직 웹, 스크림 (scrim), 직조 웹, 필라멘트 토우(tow) 및 필라멘트 가닥(strand)으로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 다충 복합 재료.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성충이 멜트블로운(meltblown) 부직 웹인 것인 다층 복합 재료.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 부직충 및 상기 탄성층이 상기 복합 재료의 총 표면적의 약 6% 내지 약 20%에 해당하는 총 결합 면적을 갖도록 결합되어 있는 것인 다층 복합 재료.
  16. 제 1 항의 다충 복합 재료를 포함하는 1회용 제품.
  17. 제 1 항의 다층 복합 재료를 포함하는 배변 훈련용 팬츠.
  18. 제 1 항의 다층복합 재료를 포함하는 보호용 가먼트.
  19. 제 1 항의 다충 복합 재료를 포함하는 1회용 기저귀.
  20. 탄성층 및 이격된 위치에서 이 탄성층에 결합된 부직층을 포함하며, 이때 부직층은 이격된 위치 사이에서 주름잡혀져 있으며,
    상기 부직충은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리펜텐, 폴리비닐 아세테이트, 및 이의 혼합물 및 이의 공중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 중합체를 포함하는 제 1 중합체 성분 및 제 2 중합체 성분을 포함하는 복합 섬유를 포함하고, 상기 부직 웹 층은 30 g-mm 내지 200 g-mm의 컵 크러쉬 에너지와 2 g 내지 20 g의 컵 크러쉬 최대 하중을 가지며,
    상기 탄성층은 스티렌계 블럭 공중합체, 열가소성 플리우레탄, 열가소성 코폴리에스테르, 열가소성 폴리아미드, 이소프렌 및 이의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 탄성 재료를 포함하는 것인 천연 섬유 편물 유사 복합 직물.
  21. 탄성충 및 이격된 위치에서 이 탄성층에 결합된 부직층을 포함하며, 이때 부직층은 이격된 위치 사이에서 주름잡혀져 있으며,
    상기 부직층은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리펜텐, 폴리비닐 아세테이트, 및 이의 혼합물 및 이의 공중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 중합체를 포함하는 제 1 중합체 성분 및 제 2종합체 성분을 포함하고, 신장된 cm 당 1.18개 내지 7.8개 (신장된 in 당 3 내지 20개)의 평균 권축도로 권축된 복합 섬유를 포함하며, 상기 부직 웹 층은 30 g-mm 내지 200 g-mm의 컵 크러쉬 에너지와 2 g 내지 20 g의 컵 크러쉬 최대 하중을 가지며,
    상기 탄성층은 스티렌계 블럭 공중합체, 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 코폴리에스테르, 열가소성 폴리아미드, 이소프렌 및 이의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 탄성 재료를 포함하는 것인 천연 섬유 편물 유사 복합 직물.
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