KR100490770B1 - 의료용 폴리프로필렌 다층부직포 및 그 제조방법. - Google Patents

의료용 폴리프로필렌 다층부직포 및 그 제조방법. Download PDF

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Abstract

본 발명은 의료진의 수술용 가운, 멸균포,수술환자용 수술포 등에 사용되는 의료용 부직포에 관한 것으로서, 특히 발수,발유성이 우수하고 대전방지성이 우수하여 전염성의 위험으로터 환자와 수술팀을 효과적으로 보호해 주고 보온효과, 착용감 향상 등을 도모하는 것을 발명의 목적으로 하여 안출된 것이다.
본 발명은 폴리프로필렌 필라멘트로 이루어진 스판본드 웹사이에 폴리프로필렌 멜트블론 마이크로 화이버로 이루어진 내부 섬유상 웹을 위치시키고 압착 적층시킨 스판본드/멜트블론/스판본드 형태의 폴리프로필렌 다층부직포에 있어서, 상기 다층부직포를 적합한 발유제와 대전방지제를 함유한 조액으로 처리하여 발유성과 대전방지성을 향상시킨 의료용 폴리프로필렌 다층 부직포 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

의료용 폴리프로필렌 다층부직포 및 그 제조방법.{POLYPROPYLENE MULTILAYER NONWAVEN FABRIC FOR MEDICAL TREATMENT AND ITS MANUFACTURING METHODS}
본 발명은 의료용 부직포(nonwoven fabric)에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 의료진의 수술용가운, 멸균포, 수술환자용 수술포 등으로 사용되는 의료용 폴리프로필렌 다층 부직포에 관한 것이다.
폴리프로필렌 스판본드 부직포는 경제성, 경량성, 성형성, 내약품성, 아름다운 외관 등의 우수한 특성을 가지고 있으므로 위생자재, 가전제품, OA기기 포장재료, 자동차 내장재료, 일회용 작업복 등 잡화에 널리 이용되고 있다.
최근들어서 생명과학과 더불어 의학지식의 진보는 과거 불치병으로 알려졌던 많은 질환의 치료를 가능하게 되었다. 그러나, 한편으로는 감염에 취약한 노령 인구의 증가, 만성 퇴행성 질환의 증가, 항암제 및 면역 억제제의 사용으로 인한 환자의 증가, 장기간의 항생제 사용으로 인한 항생제 내성균 증가, 각종 인체내 삽입 기구 시술의 확대 등으로 인하여 병원내에서의 감염현상은 증가되고 있는 실정이다.
병원감염은 입원 당시 나타나지 않았음은 물론 잠복상태가 아니었던 감염이 입원기간 중에 발생한 경우를 말한다. 즉, 입원 이전에 감염되지 않았던 사람이 입원 후 병원 환경에서 병원성 미생물에 노출되어 발생되었거나 환자 자신이 이미 가지고 있던 내인성 미생물에 의해 발생된 감염증상을 말한다. 또, 병원직원은 일반직원에 비하여 감염에 노출될 기회가 많을 뿐만 아니라 실질적으로 감염률이 높다고 한다. 병원직원이 감염되면 감염의 저장소로서 감염의 전파를 더욱 용이하게 하기 때문에 직원의 건강과 복지의 측면뿐만 아니라 환자들의 보호 측면에서도 고려되어져야 한다.
병원에서 근무하는 직원은 병원과 지역사회 양쪽에서 전염성 질환에 노출될 가능성이 있으며, 만약 이들이 질병을 얻게 되면 근무지인 병원에 있는 환자나 다른 직원에게, 또는 지역사회에서 접촉하는 다른 사람에게 질병을 전파시킬 가능성을 갖게 된다. 병원에서 환자와 접촉하거나 환자의 검체 등을 직접 접촉하거나 다루는 사람들은 일반 환경보다 병원성균에 노출될 기회가 크다. 그러므로 병원감염관리를 위해서는 우선 병원에서 일하는 직원의 건강관리를 해야 하는 목적과 병원직원이 자주 접하는 전염성 질환들의 특성, 관리방법 등에 대하여 알아야 한다.
병원에서는 의복이 혈액이나 다른 체액으로부터 오염될 수 있는 경우 보호용 의류를 착용하여야 한다. 치과 진료용 가운은 일반 진료용 가운이나 수술용 가운과는 달리 공기를 통하여 매우 심하게 오염되는 특성을 갖고 있다. 의료인이 진료 활동을 하는 동안 환자의 체액과 같은 각종 오염물질이 공기를 통하여 튀거나 에어러졸 형태로 노출될 수 있다. 이런 오염물질이 신체, 외출복, 내의 등을 오염시키지 않도록 적절한 보호용 의류를 착용하여야 하며, 일반 진료와 마찬가지로 수술실의 경우 수술진이 입고 있는 가운이나, 환자용 드레이프류도 체액과 같은 각종 오염 물질에 노출되지 않도록 하여야 한다. 이러한 보호용 의류에는 진료용가운, 앞치마, 진료용 상의, 진료용 겉옷, 수술용가운 등이 있으며 이들은 주로 면이나 면/폴리에스테르 재질등의 린넨으로 만든다. 그러나, 1978년 미국 의과대학 협회에서는 수술용 가운으로 린넨이 적합하지 않다고 이미 발표한 바 있다. 오염된 린넨제 수술복 및 수술환자용 드레이프류는 세탁기에서 세탁을 하게 되고, 소독과 멸균을 거치지만 린넨에 가공된 발수성과 발알콜 성능은 저하되게 마련이어서 수술중 젖게 된다. 수술중에 의료진의 보호용 가운이나, 환자의 드레이프류가 젖는다는 것은 잠재적인 위험에 노출되어 있다는 것이며 이는 생명에 위협이 될 수도 있다. 이상적인 수술용 가운은 발수, 발유성이 우수하고 미생물에 대한 확실한 차단 효과를 지녀야만 한다. 전염성의 위험으로부터 환자와 수술진을 효과적으로 보호하기 위해 수술용 직물은 병원균과 액체에 대한 확실한 차단막으로서의 역할을 해야만 한다.
이와 같은 린넨의 문제점을 해결하는 방법으로 최근에 사용되고 있는 배리어(barrier) 부직포는 박테리아 및 기타의 오염원의 침투를 억제하고, 외과용 패브릭(fabric), 일회용 가운 등과 같은 일회용 의료 제품에 사용될 수 있는 방향으로 발전되어 왔다. 예를 들어, 스판레이스 부직포에 발수, 발알콜 가공을 실시하여 수술용 가운등으로 일회용으로 사용되고 있으나, 단섬유 교락에 의한 부직포로 강도가 약하고, 내수압이 약하여 물을 많이 사용하는 분야에서 장시간 사용시 상술한 환자의 체액이나 각종 오염원으로부터 노출되기 쉬운 문제점이 여전히 상존하고 있다.
병원감염의 감염원은 환자 자신, 주변 환자, 의료인, 방문객 등의 사람이 감염원이 될 수 있으며, 치료나 검사를 위하여 사용되는 기구 및 물품(내시경, 방광경, 마취기, 분무기, 호흡요법기구들, 정맥 카테터, 각종 용액 등), 가구나 침구등도 감염원으로 작용할 수 있다. 또한 식품, 동물(쥐)이나, 곤충(모기, 바퀴) 등도 감염원이 될 수 있는데 환자 자신과 의료인의 오염된 손이 가장 중요한 감염원으로 작용한다. 미생물의 감염경로는 접촉이 가장 중요하다. 오염된 환자나 병원직원의 손을 거쳐서 환자들 간에 전파되기도 하며, 기침이나 재채기 등으로 호흡기 감염이 성립되기도 한다. 오염되었거나, 불완전하게 소독된 기구들에 의하여 침입할 수도 있으며, 체내에 상재하는 미생물이 감염을 일으키기도 한다.
적절한 소독과 멸균은 병원감염관리의 중심 요소로 작용한다. 부적절한 소독과 멸균은 병원감염을 초래하는 한 요인이 된다. 그러나 병원 환경에서 시행되는 모든 절차가 무균적이거나 모든 사용 기구들이 멸균적이어야 할 필요는 없으며 세척만으로도 가능한 경우가 있다. 기구의 사용 목적이나 진료 상황에 따라서 세척이나 소독, 멸균의 개념을 적용해야 할 것이다. 적절하지 못한 소독 방법이 문제가 되지만 또한 과잉의 멸균이나 소독도 비용이나 시간의 낭비, 환경의 오염 등과 같은 문제를 초래하게 된다. 그러므로 적절한 소독 방법의 선택이나 올바른 소독 및 멸균 방법을 준수하고, 감염원으로부터 환자와 의료진을 적절히 격리 할 수 있는 보호의를 사용하는 것이 병원 환경에서의 감염을 감소시키고 자원의 낭비를 줄일 수 있는 방법이다.
일반적으로 폴리프로필렌 필라멘트로 이루어진 스판본드(spunbond) 부직포를 병원 직원의 보호의나 수술환자의 드레이프로 사용함으로서 경제성 및 원가 부담을 줄일 수 있으나, 스판본드 부직포를 형성하는 섬유간 공극이 커 병원균이나 박테리아 또는 환자의 체액등 기타의 오염물질을 차단하는 효과가 떨어진다. 또 폴리프로필렌 장섬유 스판본드 부직포는 소수성으로 뛰어난 발수성을 나타내지만, 오일 및 알콜등과는 친화력을 지니고 있어 병원내에서 사용하는 소독제, 알콜등에 쉽게 젖게 되어 오염원으로부터 오염되기 쉽다. 또한, 합성섬유는 전기절연성이라는 특성을 가지고 있기 때문에 다른 물질과의 마찰 등에 의해 생긴 정전기를 장시간에 걸쳐 축적하는 성질을 가지고 있다. 그 때문에 대전한 정전기에 의한 방전, 흡인, 반발로 인해 현대식 전자장치인 고가의 의료장비에 극도로 민감하게 작용하여 치명적 손상등 여러 장해를 야기할 수 있다. 이들 정전기는 물질끼리의 마찰, 접촉에 의해 생기기 때문에 발생 자체를 막는 것은 곤란하다. 따라서 이와 같은 합성섬유의 정전기 장해를 방지하기 위해서는 발생한 전하를 제거, 중화, 누설시키는 것이 필요하다. 정전기 장해를 방지하는 방법으로는 온, 습도의 조절, 코로나 방전등이 많이 이용되고, 일부에서는 대전 방지법으로 활성제를 주성분으로 하는 섬유용 대전방지제로 표면처리 하는 방법이 사용되고 있다. 이경우 함침, 스프레이등의 방식이 채택 사용되게 되고, 대전방지제로 사용되는 것은 흡습제와 계면활성제로 대별되지만, 흡습제는 처리장치를 손상시키는 문제를 일으키게 되고, 많은 계면활성제의 종류중 흡습성이 있는 대전방지제를 사용하므로써, 소수성인 폴리프로필렌의 발수성을 저해시시키는 요인이 되기도 하며, 내수압을 저해시키는 요인이 된다.
본 발명은 상기와 같이 폴리프로필렌 스판본드 부직포를 의료용 의류 등으로 사용시 발생되는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 특히 발수, 발유,발알콜성 및 대전방지성이 고루 우수한 특성을 지닌 의료용 폴리프로필렌 다층부직포를 제공하는 것을 그 목적으로 한 것이다.
본 발명은 폴리프로필렌 필라멘트로 이루어진 스판본드 웹 사이에 폴리프로필렌 멜트블론 마이크로화이버(microfiber)로 이루어진 내부 섬유상 웹을 위치시키고 압착 적층시킨 스판본드/멘트블론/스판본드 형태의 폴리프로필렌 다층부직포에 있어서, 부직포 총 중량에 대하여 발유제가 0.4 ~ 5.0 wt%, 대전방지제가 0.1 ~ 2.0 wt% 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 의료용 폴리프로필렌 다층부직포에 관한 것이다.
본 발명에서 외부의 스판본드층은 멜트블로운층을 보호하고 바람직한 강도등을 제공하며, 중앙의 멜트블로운층 웹은 박테리아 또는 기타의 오염물을 차단하는 역활을 한다. 스판본드층은 각각 최소한 10g/㎡의 기초 중량을 가질 수 있어야 하며, 10g/㎡ 내지 30g/㎡인 것이 더욱 바람직하다. 스판본드층의 중량이 각각 10g/㎡ 이하로 낮으면 중앙의 멜트블로운층을 보호 할 수 없으며 강도가 낮고, 형태안정성을 부여할 수 없다. 한편 스판본드층이 각각 30g/㎡를 초과하면 중앙의 멜트블로운층이 박테리아 또는 기타의 오염물질을 차단 할 수 있는 양을 투입한 전체중량이 너무 높아져 촉감이 부드럽지 못해 착용감이 저하된다. 중간의 멜트블로운층은 최소 5g/㎡의 기초 중량을 가져야 하는데, 5g/㎡ 미만으로 되면 각종 세균이나 오염물질의 차단효과를 충분히 발휘할 수 없다. 이러한 형태의 다층부직포를 제조하는데 있어서, 각각의 부직포층은 도2에 나타낸바와 같이 열적으로 상호 결합하여 단일한 패브릭(fabric) 복합 재료를 형성한다. 일반적으로, 열적 결합은 부직포층을 가열된 캘린더(calender)에 통과시켜, 내부의 멜트블로운층을 부분적으로 용융시켜 복합 재료의 부직포층을 결합시키는 용융 결합을 한다. 멜트블로운층이 충분하게 용융 및 융합되지 않으면, 패브릭 복합 재료의 층간 결합력이 약화된다. 또 열적 결합 조건이 정확하게 조절되지 않으면, 열 결합 영역이 과도하게 가열되어서, 내부 멜트블로운층의 배리어로서의 특징을 파괴하는 핀홀(pinhole)을 야기할 가능성이 있다. 그러므로, 실제 사용되는 열적 결합 조건은 층간 결합력을 충분히 유지할 수 있어야 하는 배리어로서의 특성을 고려하여 결정된다.
일반적인 스판본드/멜트블로운/스판본드 다층부직포는 상술한 바와 같이 발수성은 있으나, 발유, 발알콜성 및 대전방지성은 없다. 이런 문제점을 보완하기 위해 발수, 발유가공을 실시한다. 발수, 발유가공은 폴리프로필렌 섬유표면이 알콜 및 기름성분에 대해서는 반발력이 없으므로 상호 반발이 생기도록 섬유표면을 개질하는 것으로 개질하고자 하는 발수, 발유성외에 발수, 발유제가 스판본드 섬유 표면에 부착되어, 다른 기존의 특성, 예를 들어 강도, 신도, 내수압, 공기투과도등을 저해시켜서는 안된다.
대전방지성을 부여하기 위해서는 부직포 제조시 개질된 원료를 사용하거나, 완성된 부직포에 2차 가공을 실시하게 되는데, 원료 수지의 개질시, 사용되는 활성제와 다른 첨가제, 공중합 모노머가 폴리머 제조 공정의 고온에 의해 분해 되기 쉽고, 폴리머 내부에 분산된 대전방지제가 표면으로 블리드 아웃(bleed out)하여 효과를 발휘하는데는 시간이 많이 걸리게 되므로 효과가 떨어지게 되는 문제점이 있다. 본 발명에서는 이를 해결하기 위해 발유가공시 대전방지제를 첨가하는 방법을 사용하였다. 이때 사용하는 용액상의 대전방지제는 흡수성 계면활성제를 사용하면 소수성인 폴리프로필렌의 발수성을 저해시키는 요인, 처리장치를 손상시키는 문제를 일으키게 되므로 소수성의 대전방지제를 사용하는 것이 좋으며, 이렇게 처리함으로서 폴리프로필렌만이 갖는 발수성 및 내수압을 저해시키는 문제를 해결한 발수성과 대전방지성이 우수한 폴리프로필렌 다층부직포의 제조가 가능하다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따라 제조된 부직포는 바람직한 배리어 특성을 지니게 되며, 박테리아 및 기타 오염원의 침투를 억제하여 안정된 부직포 복합 재료를 제공한다. 본 발명의 부직포 복합 재료는 연속적인 열가소성 필라멘트로 이루어진 제 1 스판본드 및 제 2 스판본드 부직포 웹층과 제 1 웹 및 제 2 웹 사이에 삽입되어 있으며, 박테리아의 침입을 방지하면서 공기 유통이 가능한 하나 이상의 소수성 미세 다공층을 포함하는 제 3 부직포 웹을 포함하고 있다.
제 1 및 2 웹 스판본드 부직포 생산시 주원료로 용융지수(M.F.R) 20∼80g/10분인 폴리프로필렌 칩을 사용하는 것이 바람직한데, 만약 용융지수가 20g/10분 미만이면 용융점도가 너무 높고, 결과적으로 고속 제사성이 뒤떨어지게 된다. 또 용융점도가 80g/10분 보다 크면 용융점도가 너무 낮아 방사성이 떨어져 안정한 조업이 어려워진다. 한편 제 3 웹 멜트블로운용 원료 또는 용융지수(M.F.R)가 800~1300g/10분인 폴리프로필렌을 사용하는 것이 바람직한데, 만약 용융지수가 800g/10분 미만이면 용융점도가 너무 높아 고속방사, 연신이 어려워 마이크로파이버를 형성하기가 어렵고, 이로 인해 세균이나 오염된 물질의 차단 효과를 발휘 할 수 없게 되며, 용융지수가 1300g/10분을 초과하게 되면 용융점도가 너무 낮아 익스투르더내에서 압력이 낮아 방사성이 떨어진다. 본 발명에는 프탈로시아닌 블루가 고농축된 마스터 배치 칩을 제1,2 및 3웹에 각각 1~5wt%를 투입하는 것이 좋은데, 블루 칼러는 수술중 환자의 환부에서 나오는 혈액이 갖는 빨간색의 보색으로, 장시간에 걸쳐 수술할 경우 피의 잔상이 남지 않도록 하여 의료진의 피로를 줄여 주는 역할을 하는데, 1 wt% 미만으로 투입시 그 역할을 수행할 수 없으며, 5 wt% 초과 투입시 고속 방사에 있어서 이물로 작용해 제사성을 나쁘게 한다.
원료저장탱크에 저장된 스판본드용 폴리프로필렌 수지는 도 1에 나타낸 바와 같이 제1, 2웹 제조용 A, B 부 각각의 원료를 계량하는 원료계량장치로 이송되어 일정량씩 익스투르더에 공급된다. 또한 칼러 마스터 배치도 각각의 다른 원료계량장치로 이송되어 일정량씩 익스투르더에 공급된다. 공급된 주원료와 마스터 배치는 익스투르더내에서 용융 및 혼합되어 다수의 오리피스로 구성된 구금을 통하여 방사되면 20~30㎛의 미세한 굵기의 실로 된다. 방사된 폴리머는 벌집모양의 챔버를 통하여 분사되는 냉각공기에 의해 냉각, 고화되고 상부에서 불어주는 공기와 컨베이어 벨트 하부에서 흡입하는 공기의 압력에 의해 연신 되어져, 연속으로 구동되는 컨베이어 벨트상에 일정한 중량으로 적층이 된다. 제1 및 2웹은 각각 최소한 약 10g/㎡의 기초 중량을 가질 수 있어야 하며, 약 10g/㎡ 내지 30g/㎡인 것이 더욱 바람직하다. 제1 및 2웹 각각의 중량이 10g/㎡ 미만으로 낮으면 중앙의 멜트블로운층을 보호 할 수 없으며 강도가 낮고, 형태안정성을 부여할 수 없다. 한편 제1 및 2웹 각각의 중량이 30g/㎡ 초과되면 중앙의 멜트블로운층이 박테리아 또는 기타의 오염물질을 차단 할 수 있는 양을 투입한 전체중량이 너무 높아져 촉감이 부드럽지 못해 착용감이 저하된다.
스판본드부직포 웹의 사이에 폴리프로필렌 마이크로파이버(microfiber)로 이루어진 멜트블로운(meltblown) 내부 섬유상 웹을 위치시키고 압착시켜 3층 구조의 다층부직포를 형성할 수 있다. 외부의 스판본드층은 부직포를 보호하기 위해 바람직한 강도등을 제공하며, 중앙의 멜트블로운층 웹은 박테리아 또는 기타의 오염물을 차단하는 역활을 한다. 또 다른 원료저장탱크에 저장된 멜트블로운용 주원료를 제 3웹 제조용 C 부의 원료를 계량하는 원료계량장치로 이송하여 일정량씩 익스투르더에 공급한다. 또한 칼러 마스터 배치도 다른 도싱으로 이송하여 일정량씩 익스투르더에 공급한다. 공급된 주원료와 마스터 배치는 익스투르더내에서 용융 및 혼합되어 다수의 오리피스로 구성된 구금을 통하여 방사되면 측면노즐에서 배출되는 높은 속력의 집중된 가열가스(일반적으로 공기)와 마주친다. 이 높은 속력의 가열가스는 미세한 굵기의 오리피스를 통해 방사되는 폴리머를 연신시키고, 연신된 폴리마는 1~5㎛의 미세한 굵기의 실로 된 마이크로파이버상의 멜트블로운 층을 형성한다. 이 제 3 웹 멜트블로운층은 최소 5g/㎡의 기초 중량을 가져야 하는데, 기초 중량이 5g/㎡미만으로 되면 두께가 얇아 각종 세균이나 오염물질의 차단효과를 충분히 발휘할 수 없다.
제1, 2 및 3웹의 배열은 도 2와 같이 되도록 도 1과 같이 배열된 장치에서 작업하여 스판본드/멜트블로운/스판본드로 이루어진 다층구조의 복합재료를 형성한다. 형성된 웹을 역학적 특성 및 형태안정성을 부여하기 위하여 열과 압력으로 결합한다. 이때 칼렌더 롤의 구성은 한쪽은 본딩율이 10∼30%를 가지는 엠보스 롤, 다른 한쪽은 표면이 매끄러운 플래트 롤로 구성된다. 이때 부여되는 칼렌더의 압력은 50∼100dyne/cm이며, 온도는 130∼170℃이다. 이러한 형태의 패브릭(fabric)을 제조하는데 있어서, 각각의 부직포층은 열적으로 상호 결합하여 단일한 패브릭(fabric) 복합 재료를 형성한다. 일반적으로, 열적 결합은 부직포층을 가열된 캘린더(calender)에 통과시켜, 내부의 멜트블로운층을 부분적으로 용융시켜 복합 재료의 부직포층을 결합시키는 용융 결합을 형성한다. 멜트블로운층이 충분하게 용융 및 융합되지 않으면, 복합 재료의 층간 결합력이 약화된다. 또 열적 결합 조건이 정확하게 조절되지 않으면, 열 결합 영역이 과도하게 가열 되어서, 내부 멜트블로운층의 배리어로서의 특징을 파괴하는 '핀홀(pinhole)'을 야기할 가능성이 있다. 그러므로, 실제 사용되는 열적 결합 조건은 층간 결합력을 충분히 유지할 수 있어야 하는 배리어로서의 특성을 고려하여 본딩율과 온도, 압력이 결정된다. 다층부직포의 기초 중량은 30∼80gsm으로 하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 40~70gsm 범위이다. 기초중량이 낮으면 형태안정성, 강도가 낮고 오염원의 차단효과가 저하되며, 지나치게 높으면, 소프성 및 드레이프성이 나빠지고 공기투과율이 저하될 뿐 아니라 경제성 면에서 불리하다.
발수가공은 직,편물을 구성하고 있는 섬유를 소수성물질로 덮어 씌우던가 또는 화학반응에 의해 직접 소수기를 섬유분자에 결합시켜 물에 젖는 것을 방지하는 가공이다. 발수제가 섬유표면에 엷게 덮은 상태로 고착되어 있는 것 뿐이기 때문에 섬유간의 공간, 실간의 공간은 공간 그대로 있고 공기나 수증기 등의 기체는 자유롭게 통과 가능하게 된다. 이와 같이 물에 젖지 않게 하는 것은 완전히 발수제가 가지고 있는 발수성(소수성)에 의한 것이고, 섬유와 섬유, 실과 실사이의 공간은 공간 그대로 남아있기 때문에 아무리 발수성이 강하여도 물에 압력을 가하면 물은 섬유내부로 침투하고 새어 나오게 된다. 섬유소재에 따른 물과의 접촉각을 살펴보면 면:59° 양모:81° 레이욘:38° 나일론:64° 폴리에스터:67°아크릴:53° 폴리프로필렌:90°이다. 접촉각이 180°일 때 물방울은 완전히 구상으로 되어 전혀 젖지 않는 상태이고 접촉각이 0℃일때 완전히 젖게 된다. 면이나 레이온같은 친수성섬유의 직물이 실제 발수가공시 발수도가 떨어지는 것은 가공전 섬유자체의 이 접촉각이 작기 때문이라고 할 수 있으며, 발수가공을 하지 않아도 폴리프로필렌의 발수성이 좋은 것은 전술한 것과 같이 접촉각이 크기 때문이다.
본 발명에서 발수가공용 수지로서 필요한 조건들로는 부직포 원단의 통기성을 저해시키지 않고 섬유표면에 접촉각이 큰 소수성층을 형성하여 접촉된 물을 작은 물방울로 만드는 것과 소수성물질이 섬유상에 물리적, 화학적으로 견고하게 부착되어야 하며, 다른 가공약제(여기서는 대전방지제에 한함)와의 병용성이 양호한 것이어야 하고, 촉감 개선에 효과가 있거나 손상을 주지 않고 취기발생, 강도저하, 황변등이 없으며 염색 견뢰도에 악영향을 미치지 않으며, 경시변화성이 없고, 온도 변화에 크게 영향을 받지 않는 것 등을 들 수 있다.
섬유제품에 사용되고 있는 발수제를 분류하는 방법은 가공액의 희석매체에 의한 용제계와 수계, 발수 성능에 따른 일시적 발수제와 영구적 발수제, 발수 피막의 성질에 의한 열가소성형과 열경화성형, 발수제의 주요성분에 의한 구분 및 발수제의 촉감에 미치는 영향 등으로 구분 될 수 있다. 발수 가공제의 종류와 그 대표적인 조성을 보면, 메틸하이드로겐 폴리실록산(Methyl hydrogen polysiloxane)의 실리콘계, 퍼플루오르 알킬(Perfluoro alkyl)기 함유 공중합체인 불소계, 왁스계의 파라핀, 지르코늄염계의 지르코늄 지방산염, 에틸렌 요소계의 옥타데실에틸렌우레아, 메틸올아마이드계의 N-메틸올 스테어라미드, 피리디늄염계의 스테어라미도 메틸 피리니늄 클로라이드, 금속비누계의 알루미늄 스테어레이트등이 있다. 가공효과에 영향을 미치는 인자로는 수지농도, 경화조건 및 촉매의 종류 등을 들 수 있으며, 일반적으로 촉매의 존재하에 열처리에 의하여 섬유표면에 수지의 필름을 형성시켜 높은 발수성을 발휘하게 한다. 발수제의 구조를 구조적으로 분류해 보면,
파라핀 : CnH2n+1
지방산아마이드 : CnH2n+1CONHCH2OH
알킬에틸렌요소 : CnH2n+1NHCON-CH2
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CH2
실리콘계발수제 : CH3 CH3
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CH3-[-Si-0-] n -Si-CH3
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H CH3
불소계발수제 : H-[-CH2CH-]a -[CH2CH-]b-H
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COOCnF2n+1 Y 등으로 구분된다.
파라핀은 가장 오래된 발수제이고 지방산 아마이드, 알킬에틸렌 요소는 내구성을 내기 위하여 반응기를 도입한 것이다. 이들은 모두 발수성이 파라핀과 같고 잔쇄의 알킬기에 의하여 성능을 발휘한다. 실리콘계 발수제는 메틸하이드로겐 폴리실록산(Methyl hydrogen polysiloxane)이라고 불리는 실리콘 수지의 일종이며, 섬유상에서는 메틸기가 외측으로 배열함으로써 파라핀과 유사한 기구로 되어 발수성을 나타낸다고 알려져 있다. 실리콘 수지에는 그 밖에 디메틸폴리실록산과 이의 변성체가 있는데, 이들은 단지 직물의 촉감조정제(유연제)로 사용되고 있으며 메틸하이드로겐 폴리실록산계의 촉감을 개량할 목적으로 일부 혼합하여 사용되기도 한다. 불소계발수제는 퍼플루오르알킬 아크릴레이트(Perfluoralkylacrylate)의 공중합체이다. 이것은 실리콘계 발수제에 비하여 고도의 발수성, 낮은 이형성 등의 특징이 있으나, 아무래도 결정적인 상이점은 발수성에 더하여 발유성도 나타낸다는 점이다. 본 발명에서는 발알콜, 발유성이 필요하므로 발유제는 함불소 화합물로 퍼플루오르알킬 아크릴레이트계 공중합체를 사용하였다.
본 발명에 사용되는 상기 발유제는 섬유소재에 처리하여 내구성을 향상시키기 위해서 섬유와 발유제와의 접착력을 향상시키는 것이 중요하다. 섬유와 발유수제간의 작용하는 힘은 분자간의 힘(반데르바알스의 힘), 화학결합으로 나눌 수 있다. 분자간의 힘은 불소계 발유수제의 경우 섬유에 가공되어 발유성을 발휘하게 되는 원인은 불소를 함유하는 에스테르기가 섬유와 수직방향으로 배향하여 발수, 발유성에만 기여하고, 불소수지의 골격인 아크릴산 잔기는 섬유와의 접착력에 기여하는 것으로 알려져 있다. 전자를 발수기, 후자를 접착기라고 부른다. 또한, 탄화수소(hydrocarbon)쇄에 대하여 탄화불소(fluorocarbon)쇄는 매우 높은 계면활성을 나타내어 표면자유에너지를 현저하게 저하시킨다. 이 때문에 강력한 발수, 발유효과를 나타내는 것이다. 즉, -CF3 또는 -CF2로 섬유 표면을 커버하면 그 표면은 거의 대부분의 액체가 -CH3 또는 -CH2로 커버된 표면보다도 훨씬 큰 접촉각을 나타내기 때문이다. 어느 고체표면의 발수, 발유성을 표시하는 한 방법으로서 습윤임계 표면장력(γc, dyn/cm)(이하 γc로 표기한다)이 이용되기도 한다. 섬유처리용 불소계 발수, 발유제로서 가장 기본적인 구조중 하나를 아래에 나타내었다.
-[-CH2CH-]n-
｜
O=COCH2C7F15
이 형은 하이드로카본계 폴리머 주쇄(이 경우는 폴리아크릴산 형의 폴리머 주쇄)로 플루오로카본계 쇄가 에스테르결합을 개입시켜 한쌍으로 늘어진 형이다. 상기의 구조는 유화제와 함께 유화중합하여 에멀젼 폴리머를 만들며, γc는 10.4 dyn/cm이고 폴리에틸렌의 γc는 31, 폴리염화비닐의 γc는 39 인 것과 비교하면 현저히 낮다. 불소알킬기를 Rf로 표현하면 Rf의 말단이 -CF3로 되는데 가장 습윤되기 어려워 발수, 발유성이 강한 바, 이 경우 -CF3 의 γc는 6.0dyn/cm을 나타낸다.
이처럼 기본적으로는 퍼플루오르알킬기를 측쇄로 가지고 아크릴레이트의 공중합체(베타아크릴레이트의 경우도 많음)를 중심으로 만들어진 불소계 발수, 발유제는 이러한 성능을 더 강화시키기 위해서 폴리머 자체 구조의 검토, 공중합체의 선택, 조막성에 관계하는 폴리머 Tg성분의 검토, 주쇄인 비닐쇄의 접착력 강화법, 보조제, 첨가제, 가교제의 응용에 의한 결합력의 강화, 가교반응의 효과적인 이용법 등을 고려할 수 있다. 발수, 발유제를 이용하여 수지가공을 하는 경우 발수, 발유성능에 유연성, 대전방지성등을 요구하는 복합기능이 요구되고 있으며, 이에 대한 처방설계의 중요성이 점차 주목받고 있다. 이때 사용되는 유연제, 대전방지제는 어떤 것을 선택하느냐에 따라 현저하게 발수도가 떨어질 수 있다. 흡수성이 있는 대전방지제나 유연제로 가공한 경우 현저한 발수저하를 일으키고 사용량을 증가시켜도 발수, 발유성 모두 좀처럼 향상되지 않는 경우가 많다. 따라서 발수가공에서 효과를 향상시키기 위해서는 발수제의 성능, 가교결합에 의한 방법 그리고 타 기능의 복합가공을 위한 타 약제의 병용에서 발수성능을 저하시키지 않는 공정설계가 필요하게 된다. 발수제에 따라 선택 흡수성이 있기 때문에 사용전 이의 확인이 필요하고, 또한 수지 패더 맹글(Pader mangle)에서의 액면이 가능한 한 일정하도록 액공급이 연속적으로 일정량이 되도록 해야 한다. 이소프로필알콜등의 첨가는 소수성 폴리프로필렌 부직포에 불소계 발수가공시 침투성을 향상시킨다.
본 발명에 사용되는 대전방지제는 소수성이 좋은데, 이 때 대전방지제는 일반적인 계면활성제나 흡습제를 사용하면 폴리프로필렌 고유의 발수성을 잃어버리게 되고 흡수성을 나타내게 되며 처리장치에 녹물 발생등으로 처리장치를 손상하게 된다. 대전방지제는 주로 아니온계, 캐티온계, 노니온계 및 양쪽성계로 분류되며, 이중에서 아니온계, 노니온계가 대전방지가공에 많이 사용된다. 일반적으로 카티온계 및 양쪽성계는 섬유의 방사, 방적유제의 성분으로 사용되는 경우가 적지만, 최종 제품의 유연성을 갖도록 하는 대전방지제로 사용된다. 아니온계로는
술폰산염형 : RSO3Na,
유산에스테르염형 : ROSO3Na, ROSO3NH(CH2CH2OH)3Na, RO(CH2CH2O)SO3Na, 인산에스테르염형 등이 있으며, 이중에서 인산에스테르염형은 대전방지성이 좋으므로 단독, 또는 타 유제와 혼합하여 광범위하게 사용된다. 일반적으로 유산에스테르화, 인산에스테르화된 제품은 대전방지제의 분자 구조중 지방족기의 탄소수, 유산화도, 인산화도 및 친수기의 위치등이 대전방지성능에 큰 상관 관계가 있다. 다음과 같이 대별되는 캐티온계는 아민염형 (RNH2CH3COOH) 과 제4급암모늄염형 :〔RCONHC3H6N(CH3)2CH2CH2OH〕X (X=NO 3, ClO4) 등으로 대전방지성, 병용성, 유연성이 양호하여 후가공 공정에 많이 사용되지만 분자내에 질소를 함유하기 때문에 산화에 의한 착색, 염소표백에 의한 염소장해가 있을 수 있고, 금속이온과 오염, 흡착등의 문제가 있으므로 사용상 주의가 필요하다. 노니온계는 일반적으로 섬유에 대한 흡착력이 적고, 평활성이 양호하여 합성섬유에 균일한 습윤성을 나타낸다. 이러한 노니온계로는 폴리옥시에틸렌지방산에스테르형 〈 R-COO(CH2CH2O)nH〉, 폴리옥시에틸렌알킬에테르형 〈RO(CH2CH2O)nH〉, 폴리옥시에틸렌알킬페놀에테르형, 폴리옥시에틸렌알킬아민형등이 있으며, 합성섬유의 방적유제로 많이 사용된다.
한편 동일 분자내에 캐티온과 아니온의 양쪽 극성기를 함유하고 있는 양쪽 이온계는 캐티온계 성능 및 촉감이 뛰어나고 염소장애가 적은 특성이 있다. 양쪽성계로는 Betaine형 및 Imidazoline형이 있으며, 일반적으로 Betaine형이 많이 사용된다. 내구성 대전방지제는 유연성이나 내열성이 우수하고 경시변화가 없으며, 염색견뢰도를 저하시키지 않고 수지 가공제나 발수, 발유제와 병용이 가능하며, 먼지의 흡진이 없는 지속성이 요구된다. 내구성 대전방지제는 대부분이 흡수성이 강한 캐티온계 고분자화합물이나 전해질 고분자화합물로서 예를들면,
폴리아크릴산유도체, 폴리비닐아민유도체, 폴리아미드유도체, 캐티온계 수지 등이 있고, 이중 대표적인 것은 캐티온성 측쇄를 가진 폴리아크릴산 유도체로서 폴리베타메타크릴록시에틸디에틸메틸암모늄메타설페이트를 섬유에 처리한 후에 아니온계 활성제로 후처리하여 섬유상에 복합체를 형성시키는 방법, 그 복합체를 비이온활성제로서 분산시킨 것을 처리하는 방법, 폴리에틸렌옥사이드를 함유하는 폴리아민을 가교제와 병용하여 섬유에 처리하고 열처리에 의해 섬유표면에 불용화된 3차원 망상구조를 형성시키는 방법 등이 있다.
앞에서도 설명하였듯이 병원에서 의료진과 환자의 병원내 감염을 방지하기 위해 사용하는 의료진의 가운과 환자용 드레이프류는 오염원으로부터의 보호가 주 목적으로, 발유, 발수성이 우수하고, 쾌적한 착용감을 목적으로 대전방지성이 우수해야 한다. 본 발명에서는 대전방지제로 소수성의 아니온계 술폰산염형이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 발유제는 부직포 중량대비 고형분 기준 0.4~5.0 wt%, 대전방지제는 부직포 중량대비 고형분기준 0.1~2.0 wt% 함유되도록 처리하는 것이 바람직하다. 부직포 중량대비 발유제 및 대전방지제의 고형분이 각각 5.0 wt%, 2.0 wt%를 초과하게 되면 지나치게 부직포 표면이 딱딱해지고, 사용량을 증가하여도 발유성 및 대전방지성의 상승효과가 미흡하다. 한편 발유제가 부직포 중량대비 고형분기준 0.4 wt% 미만, 대전방지제가 부직포 중량대비 고형분기준 0.1 wt% 미만에서는 각각 그 효과를 발휘할 수가 없어 본 발명에서 얻고자 하는 발유성 및 대전방지성을 나타내지 않는다. 발유제와 대전 방지제를 일정 비율로 혼합한 조액에 부직포를 침적시켜 도포시키는데, 조액에 침적된 부직포는 패딩 맹글(Pading Mangle)의 압력으로 픽-업(Pick-up)율을 조정하며, 적합한 픽-업율은 상기의 고형분이 부직포에 잔류할 수 있도록 압력을 조정한다. 이와 같이 처리된 부직포는 연속으로 이동하는 열풍 건조기내에서 건조하고, 열고정시킨다. 발유 및 대전방지제의 효과를 발현 시키는데 적합한 열풍 건조기의 온도는 130~150℃ 범위이다. 130℃ 미만에서는 불충분한 건조로 인해 발유성을 발현 할 수 없으며, 지나치게 온도가 낮음으로 인해 생산성이 저하 된다. 한편 온도를 150℃ 초과시키면 폴리프로필렌의 융점(160℃) 부근으로 접근할수록 부직포 웹은 열적 변화를 일으켜 건조기내에서 융착되거나, 표면 변화를 일으켜 매우 스티프해 진다. 이럴 경우 내부 멜트블로운층의 융착으로 차단막으로서의 효과를 잃어버리게 되고 수술복 및 드레이프류의 소프트성을 충족시키지 못해 착용감을 잃게 된다.
이하에서 실시예 및 비교실시예를 들어 본 발명을 좀더 구체적으로 설명하며, 이때 각종 특성치의 측정 및 평가는 다음과 같은 방법에 의해 실시하였다.
(1) 인장강도 : 인장강신도기(Instron)를 이용하여 KS K 0520 CUT STRIP법에 준해 시료 폭 5cm, 시료 장 20cm의 시험편을 그립 간격 10㎝로 하여 인장속도 500mm/min의 조건으로 분석하여 최대 인장하중을 구하였다.
(2) 인장신도 : (1)의 방법으로 측정한 최대 인장시의 신장율을 구하였다.
(3) 두께 : KS K 0506에 준해 Dial gauge을 이용하여 측정하였다.
(4) 인열강도 : 인장강신도기(Instron)를 이용하여 KS K 0536 텅법에 의해 인장속도 500mm/min의 조건으로 분석하였다.
(5) 단위면적당 무게(중량:g/㎡) : ASTM D 3776-1985의 방법에 준해 측정하였다.
(6) 내수압(㎜H2O) : FTMS-191A-5514 저수압법(수압 60㎝H2O)에 준해 측정하였다.
(7) 공기투과도(㎤/㎠.s) : ASTM D 737 프라지어법에 준해 측정하였다.
(8) 대전방지성
(가) 마찰대전압 : KS K 0555-1983 B법에 의해 온도 20 ±2℃, 습도 40 ±2%RH, 400RPM, 면포로 분석 하였다.
(나) 표면저항 : 시험장비 TOA, SME-8311 D1=1.96㎝ D2=2.41㎝ 적용전압 500VOLT, 60초, 온도 20 ±2℃, 습도 40 ±2%RH에서 ASTM D 257방법으로 측정하고 다음 기준에 의해 대전방지성을 판정하였다.
(9) 발수,발유도(급) : 시판하는 오일 테스트 리퀴드를 이용하였다. 부직포 시료를 평평하고 수평인 표면에 놓아 두었다. 낮은 등급의 리퀴드부터 작은 방울 5개를 시료 위에서 적어도 2인치 간격의 지점에 조심스럽게 올려 놓고 45° 각도에서 10초간 관찰한 후에 5개의 방울 중 4개가 구형 또는 반구형으로 보이면 시험을 통과한 것으로 간주하고 상위등급의 리퀴드를 전술한바와 같이 시험하여 통과한 가장 높은 수의 등급을 기록하였다.
(10) 균투과 억제율 : 시험시료를 직경 48㎜로 절취한 뒤 멸균된 페트리디쉬에 거름종이를 한 장 넣는다. 균주의 농도가 3.0~8.0 ×105/㎖가 되도록 농도를 조절한 후 시험액 0.5㎖를 시험시료에 떨어뜨리고 쉽게 분산되도록 steel disk에 올려 놓는다. 이때 거름종이를 시험시료의 밑에 놓아 균액의 흡수를 돕는다. 사용 공시 균주를 여기서는 ATCC 6538 staphylococcus aureus 를 사용하였다. 37℃, RH90%에서 24시간 배양후 거름종이 위에 존재하는 세균수를 측정하였다.
〈실시예 1〉
스판본드용 주원료로 용융지수(M.F.R)가 35g/10분인 폴리프로필렌을 사용하였으며, 블루 칼러를 발현하기 위하여 프탈로시아닌 블루가 고농축된 마스터 배치 칩을 3 wt% 투입하였다. 일정하게 공급되는 주원료 및 마스터 배치 칩을 익스투르더에서 용융 혼련시켜, 방사 구금을 통해 필라멘트를 형성 시킨후, 냉각공기로 냉각 및 벨트하부 흡입 에어로 연신을 시키고, 연속 구동되는 컨베이어 벨트상에 스판본드 제1웹과 2웹층을 각각 형성시켰다. 멜트블로운용 폴리프로필렌은 용융지수(M.F.R)가 1000g/10분인 것을 사용 하였으며, 스판본드층과 마찬가지로 블루 마스터 배치 칩을 사용하였다. 일정량씩 공급된 주원료와 마스터 배치는 익스투르더내에서 용융 및 혼합되어 다수의 오리피스로 구성된 구금을 통하여 방사되면, 측면노즐에서 분사되는 높은 속력의 집중된 가열공기와 마주치도록 하였다. 이런 높은 속력의 가열공기는 미세한 크기의 오리피스를 통해 방사되는 폴리머를 연신시키고, 연신된 폴리마는 1~5㎛의 미세한 굵기의 실로 된 마이크로파이버상의 멜트블로운 층을 형성하였다. 이 제 3 웹 멜트블로운층은 2층으로 하였으며, 2층의 합이 8g/㎡의 기초 중량을 갖도록 하였다. 제1, 제2 웹은 전체가 최소 3층으로 구성되게 하였고, 멜트블로운을 포함한 총 중량이 50g/㎡인 스판본드/멜트블로운/스판본드 다층부직포 웹을 형성하였다. 이렇게 형성된 웹을 엠보스 롤이 158℃이고 플래트 롤이 156℃이며, 압력이 78dyne/cm인 칼렌다 조건에서 열압착시켜 형태안정성을 부여하였다. 사용된 엠보스 롤은 본딩율이 11%였다. 스판본드/멜트블로운/스판본드 다층부직포에 발유성 및 대전방지성을 부여하기 위하여, 퍼플루오르 알킬에틸 아크릴레이트계 공중합체(고형분 30%) 발유제와 p-톨루엔술포닉 에시드 소디움염(고형분 20%) 대전방지제를 각각 40중량부, 10중량부 및 부직포 내부로 조제의 침투를 용이하게 하기 위하여 이소프로필 알콜 40중량부를 물 910중량부에 혼합하여 연속으로 공급되는 조액 배스에 침적시켜 고형분기준 발유제 1.2 wt%, 대전방지제 0.2 wt%의 OPU가 되도록 패더 맹글의 선압을 조정하였다. 부직포가 연속으로 이동되는 135℃ 열풍 건조기에서 36 sec/m로 처리하여 발수, 발유성 및 대전방지성이 우수한 의료용 폴리프로필렌 부직포를 제조하였으며, 부직표 제조 및 가공 조건을 표1에, 물성을 평가하여 표 2에 각각 나타내었다.
〈실시예 2〉
부직포 전체 중량이 60g/㎡이 되도록 하였고, 형태안정성을 부여하기 위한 엠보싱 롤의 본딩율이 18%인것을 사용하였으며, 열풍건조기의 온도를 145℃로 조정한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였으며, 이 때의 조건과 물성을 표 1,2에 나타내었다.
〈비교실시예 1〉
가공된 발유제가 부직포의 중량대비 고형분 기준 0.3 wt%가 되도록 발유제 농도를 조정한 것 외에는 실시예1과 동일하게 실시하였으며, 이때의 조건과 물성을 표 1,2에 나타내었다.
〈비교실시예 2〉
가공된 발유제가 부직포의 중량대비 고형분 기준 5.1 wt%, 대전방지제가 2.0 wt%가 되도록 사용량과 픽업율을 조정하였고, 픽업율이 높아 건조시간을 60sec/m로 한 것 외에는 실시예1과 동일하게 실시하였으며, 이 때의 조건과 물성을 표 1,2에 나타내었다.
〈비교실시예 3〉
메틸 하이드로겐 폴리실록산계(고형분 30%)를 동일량 사용한 것 외에는 실시예1과 동일하게 실시하였으며, 이 때의 조건, 물성을 표 1,2에 나타내었다.
〈비교실시예 4〉
대전방지제를 폴리옥시에틸렌 알킬에테르계(고형분 20%)를 사용한 것 외에는 실시예1과 동일하게 실시하였으며, 이때의 조건, 물성을 표 1,2에 나타내었다.
〈비교실시예 5〉
발유, 대전방지 가공온도를 125℃로 한 것 외에는 실시예1과 동일하게 실시하였으며, 이때의 조건, 물성을 표 1,2에 나타내었다.
〈비교실시예 6〉
발유, 대전방지 가공온도를 150℃로 한 것 외에는 실시예1과 동일하게 실시하였으며, 이때의 조건, 물성을 표 1,2에 나타내었다.
〈비교실시예 7〉
멜트블로운 중량을 2층의 합이 4g/㎡이 되도록 한 것 외에는 실시예1과 동일하게 실시하였으며, 이때의 조건, 물성을 표 1,2에 나타내었다.
〈비교실시예 8〉
멜트블로운 중량을 2층의 합이 12g/㎡이 되도록 하고 전체 중량이 35g/㎡이 되도록한 것 외에는 실시예1과 동일하게 실시하였으며, 이때의 조건, 물성을 표 1,2에 나타내었다.
〈비교실시예 9〉
발유, 대전방지가공을 실시하지 않은것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였으며, 이 때의 조건과 물성을 표 1,2에 나타내었다.
〈비교실시예 10〉
멜트블로운 중량을 2층의 합이 12g/㎡이 되도록 하고 전체 중량이 75g/㎡이 되도록한 것 외에는 실시예2와 동일하게 실시하였으며, 이때의 조건, 물성을 표 1, 2에 나타내었다.
(*1)퍼플루오르알킬에틸 아크릴레이트계 중합체 발유제.
(*2)메틸 하이드로겐 폴리실록산계 발유제.
(*3)P-톨루엔술포닉에시드 소디움염계 발유제.
(*4)폴리옥시에틸렌알킬에테르계 대전방지제.
상기 실시예 및 비교실시예에서도 확인되듯이, 본 발명에 따라 얻어지는 부직포는 종래의 부직포에 비하여 발수,발유성,대전방지성이 특히 우수하고 기타 소프트성,공기투과성 등의 제반물성이 우수하여 의료용 멸균포,수술용가운,수술환자용 수술포등의 의료용에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 폴리프로필렌 다층부직포를 제조하는 제조공정의 일례를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 폴리프로필렌 스판본드/멜트블론/스판본드 다층구조부직포의 확대 단면 사진이다.
〈도면의 주요부의 부호의 설명〉
A 부 : 스판본드 빔 B 부 : 스판본드 빔
C 부 : 멜트블론 빔 A-1, B-1, C-1 : 원료계량장치
A-2, B-2, C-2 : 익스투르더 A-3, B-3, C-3 : 기아펌프
A-4, B-4 : 켄칭 챔버 A-5, B-5 : 인터미디어트 채널
C : 석숀 D : 칼렌더
E : 스크린 벨트 F : 와인더
S : 원료저장탱크

Claims (5)

  1. 폴리프로필렌 필라멘트로 이루어진 스판본드 웹사이에 폴리프로필렌 멜트블론 마이크로화이버로 이루어진 내부섬유상 웹을 위치시키고 압착시킨 스판본드/멜트블로운/스판본드 형태의 폴리프로필렌 다층 부직포에 있어서, 부직포에 퍼플루오르알킬에틸 아크릴레이트계 발유제가 부직포 총 중량에 대하여 0.4 ~ 5.0 wt%, 아니온성 술폰산염계 대전방지제가 부직포 총 중량에 대하여 0.1 ~ 2.0 wt% 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 의료용 폴리프로필렌 다층부직포.
  2. 용융지수(M.F.R)가 20∼80g/10분인 폴리프로필렌 칩을 주원료로 하여 익스투르더에서 용융, 혼합, 균질화시켜 구금을 통하여 용융 방사, 냉각 및 연신 공정을 거쳐 필라멘트를 형성시킨후, 연속으로 이동되는 다공질 컨베이어 벨트상에서 스판본드층 제1, 제2웹을 형성하고, 용융지수(M.F.R)가 800∼1300g/10분인 폴리프로필렌 칩을 주원료로 사용하여 익스투르더에서 용융, 혼합, 균질화시켜 구금을 통하여 용융 방사하고, 측면노즐에서 분사되는 높은 속력의 집중된 가열공기로 방사되는 폴리머를 연신시켜 1~5㎛의 미세한 굵기의 실로 된 마이크로파이버상의 멜트블로운층 제3웹을 형성하여 스판본드/멜트블로운/스판본드층으로 적층하고, 칼렌더로 열접착시켜 형태안정성을 부여하는 단계;
    퍼플루오르알킬에틸 아크릴레이트계 발유제와 아니온성 술폰산염계 대전방지제가 혼합되어 있는 조액에 상기 적층부직포를 침적, 건조 및 열처리시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 폴리프로필렌 다층 부직포 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서, 발유제와 대전 방지제가 혼합되어 있는 조액은 최종적으로 얻어진 부직포에 발유제가 부직포 총 중량에 대하여 0.4 ~ 5.0 wt%, 대전방지제가 0.1 ~ 2.0 wt%, 함유되도록 구성된 것임을 특징으로 하는 의료용 폴리프로필렌 다층부직포 제조방법.
  4. 제 2항에 있어서 스판본드/멜트블로운/스판본드의 3층구조에서, 스판본드층 양쪽의 합이 2층~4층으로 구성되고, 중앙의 멜트블로운층도 2층~4층으로 구성되는것을 특징으로 하는 의료용 폴리프로필렌 다층부직포 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 다층 부직포는 평방미터당 중량이 40~70g/㎡이고, 두께가 0.1~0.7㎜이며, 본딩율이 10~30%인 것을 특징으로 하는 의료용 폴리프로필렌 다층부직포 제조방법.
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