KR100477760B1 - 내수력 강화 부직포 - Google Patents

Abstract

본 발명은 낮은 수준의 내수력을 보유하고 자유결합 섬유들이 두께층을 이루는 부직포와; 두께층을 이루는 자유결합 섬유들 일부가 조성하는 부직포 표면과; 부직포 표면에 박막으로 부여되고 부직포 표면 섬유의 간섭으로 분열되어 조성되는 통기성 자유분포 폴리머 지지층과; 폴리머 지지층과 부직포 표면 섬유간의 연결부; 로 구성한 내수력 강화 부직포를 제공한다. 본 발명에 의하면 통기성 필름, 비통기성 필름을 포함하는 플라스틱 필름류를 합지에 의존하지 않고 내수력을 강화한 부직포를 제공하고, 부직포 조직의 낮은 내수력을 의류용 부직포로 사용할 수 있게 강화한 부직포를 제공하고, 부직포 양 표면의 부드러운 감촉을 보존하면서 내수력을 강화한 부직포를 제공하고, 공정이 간단하고 용이하게 실시할 수 있는 내수력 강화 방법을 제공하고, 열풍을 쏘이거나, 더운물에 젖어도 수축됨이 없는 내수력 강화 부직포를 제공한다.

Description

내수력 강화 부직포 {Water pressure proof reinforcement Non-woven textile fabrics}

본 발명은 내수력 강화 부직포에 관한 것이다.

부직포는 일회용 기저귀, 일회용 생리대, 의류 부품, 일회용 의류, 작업복, 농업 자재, 포장재, 일회용 물 티슈를 포함하는 여러 분야에서 이용되고 있으며; 이 외의 다수 산업분야에서 기존의 재료를 부직포로 대체하려는 노력을 보이고 있다. 부직포는 촉감이 부드럽고 인장 강도가 높고 섬유직물에 비해 가격이 매우 저렴하다. 이러한 부직포는 낮은 수준의 방수성을 보이고 있다. 구체적으로 물이 부직포 섬유 사이에 물이 스며들면 방수성이 와해되는 취약점 곧 내수압이 취약한 문제점을 지닌다. 부직포의 상기 취약점은 부직포를 이용하려는 수많은 시도를 무산시키는 것으로 극복되어야 할 과제이다.

종래 내수성 보강을 수반하는 부직포의 처리 기술들은 부직포에 통기성필름을 합지 하거나, 부직포에 비통기성 필름을 합지 하는 것이다. 종래 일회용 기저귀, 일회용 생리대, 의류, 일회용 의류들은 플라스틱필름을 부직포에 합지 함으로써 방수막을 조성함과 동시에 부직포의 내수성을 증진하고 있다. 본 발명은 필름을 부직포에 합지 하지 아니하고, 부직포의 통기성을 보존하면서 부직포의 내수압을 높이려 한다. 또한 높은 통기성이 보존되어야하는 의류 제품에서 부직포에 플라스틱 필름을 합지 하는 것은 어느 모로 보더라도 마땅치 않다. 부직포에 연신필름을 합지 한 경우 부직포를 더운물 속에 넣거나 열풍에 쏘였을 때 연신필름이 수축하는 문제점도 지적되고 있다. 가장 이상적으로 목표를 설정한다면 부직포의 부드러움, 통기성, 경량성을 보존하면서 부직포의 내수압 및 방수성을 강화하는 것이다. 그러나 부직포에 가열, 접착제도포, 접착제 스프레이, 박막필름의 합지와 같은 어떠한 가공이 가해지면 부직포의 물성이 변화됨을 면 할 수 없다.

본 발명은 통기성 필름, 비통기성 필름을 포함하는 플라스틱 필름류를 합지 하지 않고 내수력을 강화한 부직포를 제공하려는 것이다. 본 발명은 부직포 조직의 낮은 내수력을 보강한 방수부직포를 제공하려는 것이다. 본 발명은 부직포 양 표면의 부드러운 감촉을 보존하면서 내수력을 강화한 부직포를 제공하려는 것이다. 본 발명은 공정이 간단하고 용이하게 실시할 수 있는 내수력 강화 방법을 제공을 포함한다. 본 발명은 열풍을 쏘이거나, 더운물에 젖어도 수축됨이 없는 내수력 강화 부직포를 제공하려는 것이다.

본 발명은 부직포가 낮은 수준의 내수력을 보유함에 유의하였다. 본 발명은 부직포 개개섬유들이 자유결합 상태에서 두께층을 이루며 적어도 섬유의 일부가 부직포 표면을 조성하고 있음에 유의하였다.

본 발명에서 사용가능한 부직포로서는, 폴리프로필렌서멀본드부직포; 폴리프로필렌스펀본드부직포; 폴리프로필렌멜트브로운부직포; 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 바이콤퍼넌트 부직포; 폴리프로필렌멜트브로운부직포와 폴리프로필렌스펀본드가 2층이상으로 열접착된 부직포; 폴리에틸렌부직포; 나일론부직포; 폴리에스테르부직포; 폴리프로필렌과 폴리에틸렌이 혼합된 바이콤포넌트원사와 폴리프로필렌원사와 폴리에틸렌원사와 비스코스원사와 폴리에스테르원사와 나일론 원사 중에서 1이상을 혼합하여 만들어진 부직포; 에어레이드 부직포; 에어스루 부직포; 스판레이스 부직포; 면사부직포중에서 선택한 용량 5~180g/㎡인 부직포이다.

상기 부직포 중에서 폴리프로필렌 스펀본드부직포와 폴리프로필렌멜트브로운 부직포가 조합된 부직포가 본 발명에 바람직하다.

도1은 폴리프로필렌 스펀본드부직포와 폴리프로필렌멜트브로운 부직포가 조합된 부직포의 제조 장치도로 압출기에서 용융된 폴리머를 복수의 다이스(d1, d2, d3, d4)에서 방사하여 부직포(N)를 다층으로 적층한다. 도2는 상기 조합부직포의 확대 단면도이다. 도1, 도2에 인용된 스펀본드는 원사 조직이 조밀하지 못하나, 멜트브로운은 조직이 조밀하다. 스펀본드와 멜트브로운의 재료는 주로 폴리프로필렌이 사용된다.

상기 적층 부직포의 층 구조에 대한 업계의 관용 식별법을 적용하면 도2의 스펀본드를 'S'로, 멜트브로운을 'M'으로 구별하고, 부직포에 적층된 재료의 층 배열에 따라 SMMS 부직포, 또는 SMS부직포로 호칭한다.

상기의 폴리프로필렌 SMMS나 SMS같이 부직포 섬유집합이 치밀하고 통기성을 보이는 부직포가 본 발명에 적합하다.

본 발명에서 부직포의 내수성을 강화하는 기본적인 처리는 물에 녹지 않고 물을 흡수하지 않은 폴리머의 용액이나 용융물을 부직포 표면에 박막으로 코팅함에 의해 이루어진다. 부직포(N)는 자유결합 부직포섬유들이 불규칙한 부직포 표면을 이루고 있어 불규칙 표면에 박막 도막을 부여하면 도막은 부직포 표면 불규칙 섬유들의 간섭으로 분열되어 부직포 표면에 통기성 자유분포 폴리머층(fP)으로 존재한다. 이러한 자유분포 분열 폴리머 지지층은 본 발명에서 부직포의 통기성을 보존하고 동시에 부직포 섬유를 지지하는 유용한 층으로 작용한다. 상기 분열 자유분포 폴리머 지지층(fP)은 부직포의 내수력을 강화하여 드라이크리닝시 수축변형이 심한 통기성 필름 합지 부직포와는 달리 세탁시 부직포의 원형을 보존하는 것이다.

본 발명 내수력 강화 부직포의 구성을 도4를 인용하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명 내수력 강화 부직포는 도4의 예와 같이 낮은 수준의 내수력을 보유하고 자유결합 섬유들이 두께층을 이루는 부직포(1)와; 두께층을 이루는 자유결합 섬유 일부가 조성하는 부직포 표면(2)과; 부직포 표면에 박막상으로 부여되고 부직포 표면 섬유의 간섭으로 분열되어 조성되는 자유분포 폴리머 지지층(3)과; 폴리머 지지층(3)과 부직포(1) 표면 섬유간의 연결부(4)로 구성 하였다.

샌드위치상 내수 강화 부직포를 제조하자면 도5와 같이 자유분포 폴리머 지지층(3)을 부직포(1) 일 표면(2)에 조성하고; 조성된 자유분포 폴리머 지지층(3)에 다른 부직포(1) 표면(2)을 접착하여 하나의 폴리머 지지층(3)을 두 부직포(1,1) 중심에 샌드위치상으로 합지한다. 이와 같이 샌드위치상 자유분포 폴리머 지지층(3)이 조성되면, 폴리머 지지층(3) 양면에 부직포 표면 섬유들의 연결부(4,4)가 조성된다.

다른 샌드위치상 내수 강화 부직포를 제조하자면 도6과 같이 자유분포 폴리머 지지층(3)을 부직포(1) 일 표면(2)에 조성하고; 조성된 자유분포 폴리머 지지층(3)에 다른 부직포(1) 표면(2)의 자유분포 폴리머 지지층(3)을 접착하여 두 부직포(1,1) 중심에 두 폴리머 지지층(3,3)을 샌드위치상으로 접착한다. 두 자유분포 폴리머 지지층(3,3)이 접착되면, 접착된 폴리머 지지층(3,3) 양측면에 부직포 표면 섬유들의 연결부(4,4)가 조성된다.

상기와 같이 부직포 일면 또는 샌드위치상 두 부직포의 중심에 자유분포 폴리머 지지층이 조성되면, 부직포 섬유들이 자유분포 폴리머 지지층의 연결부에 지지되어 모피류와 유사하게 구조화 되므로 부직포를 더운물에 침지 하더라도 부직포 섬유들의 자유결합 원형을 지킬 수 있고, 자유분포 폴리머 지지층의 통기성에 의해 부직포의 통기성이 보존되고, 샌드위치상 부직포 양면은 부직포 원형 그대로의 부드러운 부직포 감촉을 간직하게 되고, 자유분포 폴리머 지지층은 열변형에 내성이므로 세탁시에도 수축이 발생하지 않게 된다.

상기 자유분포 폴리머 지지층은 부직포 일면에 핫멜트 어프리케이터, 콤마코터, 롤코터, 디핑, 압출라미네이션 및 롤 코팅 중 어느 하나로 접착성 폴리머를 부직포 일면에 박막으로 부여하여 조성한다.

표1에 자유분포 폴리머 지지층조성을 위한 접착폴리머와 박막 조성수단을 정리하였다.

표 1

불규칙 도막 조성을 위한 재료	도막 조성방법
핫멜트	-핫멜트어프리케이터-롤코팅
액상코팅제	-콤마코팅-롤코팅-스프레이-디핑
폴리머	압출라미네이션

표1에서 자유분포 폴리머 지지층 조성을 위한 롤코팅은 그라비아롤 코팅, 리버스 그라비아룰 코팅, 3단롤 코팅, 키스롤 방식 코팅, 롤 간의 갭에 의한 코팅 류의 롤코팅 방법을 포함한다.

핫멜트 재료와 핫멜트 어프리케이터 및 도포 롤에 의해서도 부직포 표면에 불규칙 도막을 조성시킬 수 있다.

자유분포 폴리머 지지층 조성을 위한 핫멜트 재료는 폴리머와 택키파이어 성분을 포함하는 재료이다. 폴리머는 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔을 포함하는 올레핀계 모노머 공중합물; 올레핀계모노머와 극성기를 포함하는 모노머의 공중합물(에틸렌 비닐아세테이트공중합물); 및 스티렌 모노머를 포함하는 공중합물이 사용되고; 텍키파이어는 석유수지, 하이드로게네이티드하이드로카본, 로진에스터 등이 사용되며; 폴리부텐, 폴리이소필렌, 아모포스 폴리에틸렌, 아모포스폴리프로필렌 등 도 사용된다.

자유분포 폴리머 지지층 조성을 위한 액상코팅제는 폴리머가 톨루엔, 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤을 포함하는 지용성용제 및 물, 알코올을 포함하는 수용성 용제에 녹아 있는 형태이다. 구체적으로 액상 코팅제로서는 상기 핫멜트 재료들을 톨루앤, 메틸에틸케톤, 에틸아세테이트 등 유기용제에 녹인 코팅제를 사용할 수 있다.

자유분포 폴리머 지지층 조성을 위한 기타 다른 코팅제로서는 아크릴계원료, 러버, 폴리아미드, 니트로셀룰로즈, 폴리우레탄, 크로리네이티드 폴리프로필렌 등의 일반 잉크 및 페인트류에서 바인더로 사용되는 폴리머들이 물, 알코올 또는 유기용제 류에 분산되어있는 것을 사용한다.

액상 코팅제는 부직포 표면에 코팅 후 액상용매를 건조시키면 부직포 표면에 불규칙 도막이 잔류된다.

본 발명은 폴리머용량 15g/㎡미만이고, 많은 핀홀을 보유하고 있는 필름과 압출라미네이션에 의해 부직포 표면에 자유분포 폴리머 지지층을 조성할 수 있다. 폴리머로 압출라미네이션 할 때에는 올레핀계 모노머의 단일 및 공중합물, 올레핀계모노머와 극성기를 갖는 모노머와의 공중합물을 사용한다. 통기성 보존을 위하여 폴리머 지지층에 핀홀의 조성을 유도하는 것도 좋다. 폴리머 지지층에 핀홀을 조성 하자면 폴리머에 무기재나 비상용성 폴리머를 혼합한다. 이 경우 무기재의 함량은 폴리머 중량에 대해 5~70중랑%를 혼가한다. 상기 부직포 일면에 부여하는 폴리머 층은, 압출기에서 폴리머를 녹이고 필름 상으로 압출하고 부직포 일면에 박막상으로 부여하여 부직포 표면 섬유의 간섭으로 분열되어 조성되는 통기성 자유분포 폴리머 지지층을 조성할 수 있다. 상기와 같이 조성된 자유분포 폴리머 지지층에 부직포를 다시 합지하여, 샌드위치상 부직포 내 표면 섬유들이 압출하여 조성된 자유분포 폴리머 지지층에 연결 고정된다.

본 발명은 상기 자유분포 폴리머 지지층에 무기재, 소취제, 향료, 원적외선 방사재 등 기능성 재료를 첨가하여 내수력 강화 부직포가 제조될 수 있다. 접착 폴리머층에 첨가할 수 있는 기능성 재로들로서는 탄산칼슘, 황산바륨, 탈크, 생석회, 견운모 등 저가 원적외선 방사 재료들이 내수력 강화 부직포의 가격을 저가로 제공할 수 있어 좋다.

본 발명 자유분포 폴리머 지지층에 의한 샌드위치상 부직포는 지지층의 용량이 부족한 것으로 평가되는 제품에서 지지층의 용량을 늘이기 위해 사용 할 수 있다. 또는 자유분포 폴리머 지지층이 끈끈한 점성을 보이는 경우에도 이를 커버하기 위해 사용할 수 있다.

실시예1)

합성고무(쉘사 제품 크레이톤 D1102)를 5g/㎡이 되게 폴리프로필렌 SMMS부직포 18g/㎡표면에 그라비아롤로 코팅하여 부직포 표면에 자유분포 폴리머 지지층을 조성하였다. 도6과 같이 폴리머 지지층끼리 열로 합지하여 지지층의 폴리머 용량이 10g/㎡되게 하였다. 총용량은 46g/㎡이다. 코팅액은 톨루엔 70%에 상기 합성고무 30%를 녹여서 제조하였다. 내수력 시험 결과는 표2와 같다.

표 2

	내수압 mm/100c㎡	투습도ASTM-E-96(1g/㎡·day)	수축율
실시예1	370	2300	0
폴리프로필렌 SMMS 18g/㎡부직포 두겹	100	4800	0
일축연신통기성필름 30g/㎡	950	2100	기계방향 15%

표2의 시험에서 내수압은 단면적이 100c㎡인 물기둥의 밑에 시료를 놓고 물이 새는 물기둥의 높이로 측정하였다. 투습도는 ASTM-E-96의 규격으로 측정하였다.

일반적으로 통기성의 측정은 투습도 측정에 의존한다. 수축률은 80℃의 물에 1분간 넣었다가 꺼낸 후 측정하였다.

표1에서 실시예1의 내수력 강화 부직포는 자유분포 폴리머 지지층이 부직포의 내수압을 강화시켜 두겹 18g/㎡ 폴리프로필렌 SMMS 부직포 내수압의 3.7배이고, 수축율이 30g/㎡ 일축연신통기성필름은 기계방향 15%이지만 본 발명 자유분포 폴리머 지지층을 구비한 부직포는 수축이 없다. 통기성 시험에서도 실시예1의 투습도가 2300에 이르러 가공전 부직포 4800의 47.9%에 이르고 있어 통기성 방수막 또는 의류용으로 이용될 수 있는 통기성을 보여주고 있다.

상기와 같이 본 발명은 통기성 필름, 비통기성 필름을 포함하는 플라스틱 필름류를 합지 하지 않고 내수력을 강화한 부직포를 제공하고, 부직포 조직의 낮은 내수력을 의류용 부직포로 사용할 수 있게 강화한 부직포를 제공하고, 부직포 양 표면의 부드러운 감촉을 보존하면서 내수력을 강화한 부직포를 제공하고, 공정이 간단하고 용이하게 실시할 수 있는 내수력 강화 방법을 제공하고, 열풍을 쏘이거나, 더운물에 넣어도 수축됨이 없는 내수력 강화 부직포를 제공하는 것으로서,

일회용 기저귀, 일회용 생리대, 의류 부품, 일회용 의류, 작업복, 농업 자재, 포장재, 일회용 물 티슈를 포함하는 여러 분야에서 사용할 수 있는 것이다.

도1은 다중 부직포의 제조장치도

도2는 도1에서 부직포의 확대 단면도

도3은 본 발명 부직포의 평면도

도4는 본 발명 내수력 강화 부직포의 확대 단면도

도5는 본 발명 샌드위치상 부직포의 확대 단면도

도6은 본 발명 다른 실시예 샌드위치상 부직포의 확대 단면도

<도면 주요부호의 설명>

N, 1은 부직포, 2는 부직포 표면, fP, 3은 폴리머 지지층, 4는 연결부

Claims (7)

1. 낮은 수준의 내수력을 보유하고 자유결합 섬유들이 두께층을 이루는 부직포와; 두께층을 이루는 자유결합 섬유들 일부가 조성하는 부직포 표면과; 부직포 표면에 박막으로 부여되고 부직포 표면 섬유의 간섭으로 조성되는 통기성 자유분포 폴리머 지지층과; 폴리머 지지층과 부직포 표면 섬유간의 연결부; 로 구성한 내수력 강화 부직포.
2. 제1항에 있어서, 상기 통기성 자유분포 폴리머 지지층은 부직포 일 표면에 부여된 접착 폴리머 지지층이고; 부직포 일 표면의 접착 폴리머 지지층에 다른 부직포의 일 표면을 합지 하여 샌드위치상으로 자유분포 폴리머 지지층 양면에 부직포 내 표면 섬유들이 연결 부착된 내수력 강화 부직포.
3. 제2항에 있어서, 상기 부직포 일 표면에 부여된 자유분포 폴리머 지지층에 다른 부직포 일 표면에 부여된 자유분포 폴리머 지지층을 접착하여 되는 내수력 강화 부직포.
4. 제2항에 있어서, 자유분포 폴리머 지지층은 부직포 일 표면에 핫멜트 에프리케이터, 콤마코터, 롤코터, 디핑, 압출라미네이션 및 롤 코팅 중 어느 하나로 접착성 폴리머를 부직포 일 표면에 박막으로 부여하고, 부직포 표면 섬유의 간섭으로 박막이 자유분포 폴리머 지지층으로 조성되어 통기성을 보존하는 내수력 강화 부직포.
5. 제2항에 있어서, 부직포 일 표면에 부여하는 자유분포 폴리머 지지층은, 핫멜트계 접착 코팅제; 액상 코팅제중의 어느 하나로 조성한 내수력 강화 부직포.
6. 제1항 또는 제2항의 어느 하나에 있어서, 부직포 일 표면에 부여하는 자유분포 폴리머 지지층은, 압출기에서 폴리머를 녹이고, 녹인 폴리머를 다이스에서 필름 상으로 성형하고, 부직포 일 표면에 박막상으로 부여하여 조성된 자유분포 폴리머 지지층인 내수력 강화 부직포.
7. 제2항에 있어서, 자유분포 폴리머 지지층에 무기재, 향료, 원적외선 방사재 등 기능성 재료를 첨가한 것이 특징인 내수력 강화 부직포.