KR100524120B1 - 기저귀 백시트 보호용 다층구조 부직포 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탑시트/흡수집합체/부직포/백시트 필름으로 구성된 기저귀에 사용되는 부직포에 관한 것으로서, 특히 백시트 필름의 파손을 방지할 수 있는 정도로 강도가 우수하고 또한 흡수집합체에 내재되어 있는 SAP의 백시트필름으로의 전이를 방지할 수 있는 다층구조 부직포를 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명은 폴리올레핀계 수지를 재질로 한 스판본드 부직포와 멜트블로운 부직포를 다층으로 적층시킨 다층구조 부직포로서, 멜트블로은 부직포의 중량이 0.2 ~ 3gsm 범위이고 다층구조 부직포의 중량이 6 ~ 15gsm인 것으로서, 스판본드/멜트블로운/스판본드 형태의 기저귀 백시트 보호용 다층구조 부직포에 관한 것이다.

Description

기저귀 백시트 보호용 다층구조 부직포 {MULTI-LAYER NONWOVEN FABRIC FOR PROTECTING BACK SHEET OF A DIAPER}

본 발명은 스판본드(Spunbond)/멜트블로운(Meltblown)/ 스판본드(Spunbond)로 구성되며(이하 SMS계 부직포), 고밀도 형태의 멜트블로운 층에 의해서 입경이 작은 미세 분말체를 효과적으로 차단할 수 있는 특성에 의해서 위생재, 특히 유아용기저귀, 배면연습용 팬츠기저귀 및 성인실금용 기저귀등에 사용되는 다층구조 부직포에 관한 것이다.

종래 기저귀의 경우 통상적으로 흡수성이 우수한 장,단섬유 부직포로 된 탑시트, 펄프티슈와 분말상의 고흡수성 고분자(SAP:Super Absorbent Polymer)로 구성된 흡수집합체 및 폴리에틸렌 필름등으로 된 백시트필름으로 구성되어 있다.

이 경우 흡수집합체는 유입되는 유체를 흡수하거나 저장하는 기능을 가지나, 흡수집합체를 감싸주는 펄프티슈가 매우 약하기 때문에 외부의 충격에 의해 쉽게 손상되고, 특히, 유체이동에 의해 젖었을 때 매우 쉽게 파손이 되는 단점이 있다. 펄프티슈가 파손이 되면 흡수집합체내에 포함된 SAP분말가루가 백시트 필름에 이동되어 마찰에 의해 필름이 손상될 수 있으며, 필름이 손상될 경우에는 액체가 기저귀 외부로 유출되는 문제점이 있다.

종래 기저귀에서 흡수집합체의 보호 목적으로 사용되는 펄프티슈는 우수한 흡수성능과 고밀도성으로 광범위하게 사용되어져 왔으나, 펄프티슈의 가장 큰 단점은 조직이 매우 약하다는 것이다.

활동성이 큰 유아나 성인의 경우 기저귀에 외부 충격을 가할 수 있으며, 이때 습윤 및 미습윤 상태에서 흡수 집합체를 감싸주는 펄프티슈가 쉽게 파손될 수 있다. 펄프티슈가 파손 될 경우 흡수집합체에 분산되어 있는 SAP가 파손된 부분을 통하여 유출될 수 있으며 유출된 SAP는 백시트필름과 접촉시 외부압력에 의해서 마찰이 형성되고 필름을 파손시킬 수 있다. 백시트 필름의 기능은 액체방수체로서 파손시에는 유체가 기저귀 외부로 유출될 수 있다.

이와 같이 외부 충격에 의해 백시트 필름이 파손되는 것을 방지하고 SAP의 유출을 방지하기 위하여 도1에 나타낸바와 같이 부직포를 백시트 필름에 접합시킨 구조가 사용될 수 있다.

스판본드 부직포의 경우 구성되는 섬유의 직경이 커서 섬유사이의 기공 크기가 커서 SAP를 효과적으로 차단하지 못하는 단점이 있다. 또한 멜트블로운 부직포는 구성섬유의 직경이 3∼4μ인 극세사로 이루어져 있어 기공사이즈가 매우 작아 효과적으로 SAP를 차단할 수 있으나, 강도가 펄프티슈와 같이 약해 외부충격에 쉽게 파손되는 단점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 효과적으로 해결하기 위해 안출된 것으로서, 스판본드를 최외층으로 하고 멜트블로운을 내부층으로 하는 복합화 형태의 기저귀 백시트 보호용 다층구조 부직포를 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명에서는 흡수집합체에 구성된 SAP를 효과적으로 백시트 필름으로 이동되는 것을 차단하고 적정 강도를 유지하기 위하여, 부직포의 구성을 스판본드/멜트블로운/스판본드 형태의 다층구조 부직포를 제안한다. 여기서 외부층을 형성하는 스판본드 층은 1층 또는 2층 이상의 다층으로 구성할 수 있고, 내부의 멜트블로운 층도 1층 또는 2층 이상의 다층으로 구성할 수 있으며, 구성하는 층수를 한정하는 것은 아니다.

상기 다층구조 부직포의 중량은 6∼15gsm범위가 바람직하며, 보다 바람직하기로는 8∼13gsm이다. 또한 다층구조 부직포를 구성하는 멜트블로운 부직포의 중량은 0.2∼3gsm범위가 바람직하며, 보다 바람직하기로는 0.3∼2gsm이다. 다층구조 부직포에 포함되는 멜트블로운 양이 0.2gsm 미만이면 조직이 치밀하지 못해 효과적으로 SAP를 차단할 수 없으며, 3gsm 초과시는 조직이 치밀하게 되어 통기성이 저하됨으로서 암모니아가스와 같은 기체 배출이 되지 않는 문제점을 야기시킬 수 있다.

본 발명에서 부직포 재료로는 폴리올레핀계 섬유(특히 폴리프로필렌 섬유)가 사용되는데, 폴리프로필렌 섬유는 소수성으로 물을 흡수하지 못한다. 따라서 폴리프로필렌 다층구조 스판본드 부직포도 소수성 부직포이다. 그러나, 일부 기저귀 구조에서는 배뇨여부를 확인하기 위해서 백시트 필름앞에 인디케이터(Indicator)가 부착되어 있으며, 이 경우 친수성 부직포가 바람직하다. 소수성인 부직포를 친수성 부직포로 만들기 위해서는 계면활성제를 이용할 수 있는데, 키스롤, 스프레이 및 함침방법과 같은 공지의 통상적인 방법으로 계면활성제 함유 에멀젼을 부직포에 부여하고 통상적인 건조장치, 즉 다공질 열풍건조기, 실린더건조기 및 IR건조기와 같은 공지의 방법을 이용하여 건조하여 친수성 부직포를 제조할 수 있다. 인디케이터가 부착되지 않는 기저귀의 구조일 경우에는 특별한 가공이 필요없다.

스판본드 부직포는 용융가소성 수지를 용융시켜 다수개의 오리피스로 압출시켜 필라멘트를 형성시키고, 필라멘트를 고체화 시키기 위해 냉각챔버로부터 부여되는 냉각공기로 냉각시키고 연신과정을 통하여 작은 섬유직경을 만든다.

본 발명에 적합한 부직포 재료는 폴리프로필렌이다. 멜트블로운 제조방식은 공지의 기술로 폴리프로필렌 수지의 용융흐름지수(MI:Melt Index)가 800∼1200g/10분인 것을 용융하고 다수개의 오리피스로 방사할 때 구금의 양쪽에서 강한열풍으로 불어주어 극세사를 만든다. 통상적으로 멜트블로운 부직포의 섬도는 0.01 ∼0.1데니아의 섬도를 가진다.

본 발명의 주요 기능은 미세분말가루 형태인 SAP의 투과를 효과적으로 차단하는 것으로, 이 기능을 발현 시키는 것은 멜트블로운층, 즉 멜트블로운 층의 단위면적당 중량이 큰 영향인자로 작용한다.

따라서 본 발명에서는 멜트블로운 부직포의 단위면적당 중량을 0.2∼3gsm(더욱 바람직하게는 0.3 ∼ 2gsm)으로 하였다. 멜트블로운양이 너무 적으면 부직포의 기공크기가 커지게 되어 SAP를 효과적으로 차단할 수 없으며, 멜트블로운양이 과도하게 많으면 공기투과도가 저하되어 습기나 암모니아가스같은 것을 쉽게 외부로 배출되지 않는 문제점이 있다.

본 발명의 다층구조 부직포는 연속적으로 구동되는 스크린 벨트상에 스판본드층이 적층되고 스판본드 층위에 멜트블로운 층이 적층되며 그 위에 최종적으로 스판본드층이 적층되어 완성된다. 여기에서 스판본드 및 멜트블로운 층은 각각 1층 또는 2층 이상의 다층일 수 있으며 층을 한정하는 것은 아니다. 즉, 본원 발명에 따른 다층 부직포는 스판본드와 멜트블로운 방사빔의 추가여부에 따라서 다양하게 제조할 수 있다.

상기와 같이 다층으로 집적된 웹은 열칼렌더를 통하여 열과 압력을 부여 받으므로서 열점착되고 시트화된다. 본 발명에서 적합한 다층구조 부직포는 중량이 6∼15gsm(더욱 바람직하게는 8 ~ 13gsm)범위의 것이 바람직하다. 다층구조 부직포의 중량이 6gsm 미만이면 강도가 약하고, 15gsm을 초과하면 성능 향상에 기여하지 못하고 코스트의 상승을 초래한다.

그리고, 본원 발명에 적용되는 다층구조 부직포는 기공사이즈가 40% 이상인 것이 바람직한데, 기공사이즈가 40% 미만인 경우에는 SAP의 백시트로의 이동을 효과적으로 차단하는 것이 어렵다.

폴리프로필렌 수지를 재질로 하는 다층구조 부직포는 소수성으로 물을 흡수하지 못하므로, 친수성을 부여하는 경우에는 계면활성제를 부직포상에 도포 및 건조하여 친수성을 부여하는 방법이 사용된다.

계면활성제가 함유된 에멀젼을 부직포에 도포하는 방식에는 배스에 에멀젼을 연속적으로 공급하고 배스내에 회전하는 롤러에 부직포를 접촉시켜 함침시키는 키스롤 방식과 에멀전을 분사시키는 스프레이방식 및 에멀전을 거품화 시켜 부직포에 직접 도포하는 거품방식 등이 선택적으로 사용될 수 있다. 또한 에멀젼이 도포된 부직포를 건조시키는 방법에는 열풍드럼방식, 실린더 접촉 건조방식, IR과 같이 열을 직접적으로 가열시켜 수분을 증발시키는 방법이 있는데, 본 발명에서는 이러한 건조 방식이 제한되는 것은 아니다.

이하에서 실시예 및 비교실시예를 들어 본 발명을 좀더 구체적으로 설명하며, 이 때 각종 특성치의 측정은 다음에 나타낸 방법에 의해 행하였다.

(1) 중량(Weight) : EDANA 40.3 - 90

(2) 인장강신도(Tensile strength and Elongation) : EDANA 20.2 -89

(3) 흡수도(Strike through) : EDANA150.4-99방법

(4) 공기투과도(Air Permeability) : EDANA140.1

- 분석압력 : 196Pa, 단위 : m3/m2/s

(5) 기공사이즈(Sieve test)

50 - 105마이크론 크기의 유리분말 20g을 진동장치(Retsch사)에 고정된 부직 포 상단에 올려 놓고 10분간 진동을 하여 부직포를 투과된 유리분말가루의 양을 측정하여 차단율을 분석한다. A(%)=(20g-(Wa(g) - Wb(g)))*100(%)/20g

여기서 Wb는 진동전 컬렉터(Collector)의 무게이며, Wa는 진동후 유리분말이 투과된 컬렉터의 무게이다.

〈실시예 1〉

폴리프로필렌 수지를 사용하여 얻어진 스판본드 부직포(S)와 멜트블로운 부직포(M)를 사용하여 SSMMS형의 다층구조 부직포를 제조하였다. 이 때 스판본드 층의 중량은 12.7gsm, 멜트블로운층의 중량은 0.3gsm, 전체 중량은 13gsm인 SSMMS형태의 부직포가 되도록 하였으며, 그 특성치를 평가하여 하기 표1에 나타내었다.

〈실시예 2〉

실시예 1과 같은 방법으로 다층구조 부직포를 제조하되, 스판본드 층의 중량은 12.5gsm, 멜트블로운층의 중량은 0.5gsm, 전체중량인 13gsm인 SSMMS형태의 부직포가 되도록 제조하였으며, 친수성을 부여하기 위해서 계면활성제를 키스롤방식으로 부직포에 도포하고 드럼건조기로 수분을 증발시켜 친수성 부직포를 제조하였으며, 그 특성치를 평가하여 표1에 나타내었다.

〈실시예 3〉

스판본드 층의 중량이 11.8gsm, 멜트블로운층의 중량이 1.2gsm, 전체중량이 13gsm인 SSMS형태의 부직포를 제조한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였고, 그 특성치를 평가하여 표1에 나타내었다.

〈비교실시예 1〉

스판본드층의 중량이 13gsm, 멜트블로운층의 중량이 0gsm, 전체중량이 13gsm인 SSS형태의 부직포를 제조한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였고, 그 특성치를 평가하여 표1에 나타내었다.

〈비교실시예 2〉

스판본드 층의 중량이 11gsm, 멜트블로운층의 중량이 4gsm, 전체중량이 15gsm인 SSMMS형태의 부직포를 제조한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였고, 그 특성치를 평가하여 표1에 나타내었다.

[표 1]

상기 실시예 및 비교실시예에서도 확인되듯이 본 발명에 따른 다층구조 부직포는 강도가 우수하여 백시트 필름과 접합되어 필름의 파손을 방지할 수 있음은 물론, 기공사이즈가 작아 SAP의 백시트로의 이동을 효과적으로 차단할 수 있기 때문에 기저귀 백시트 보호용으로 사용시 매우 유용하다.

도 1은 본 발명에 따른 다층구조 스판본드 부직포가 장착된 기저귀 구성도이다.

〈도면의 주요부의 부호의 설명〉

A : 탑 시트(TOP SHEET) B: 흡수 집합체 C: 펄프

D : 고흡수성 고분자(SAP) E: 백시트 보호용 부직포

F : 필름 G:부직포

Claims (5)

1. 폴리올레핀계 수지를 재질로 한 스판본드 부직포를 내외층으로 하고 멜트블로운 부직포를 중간층으로 하여 구성된 스판본드/멜트블로운/스판본드 형태의 다층구조 부직포에 있어서,

   멜트블로운 부직포의 중량이 0.2 ~ 3gsm 이고 다층구조 부직포의 중량이 6 ~ 15gsm 이며, 상기 다층구조 부직포 상에 50 ~ 105㎛ 크기의 유리분말을 올려놓고 10분간 진동 후 측정한 유리분말의 차단율이 40 ~ 96 % 이며, 상기 차단율은 하기 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 기저귀 백시트 보호용 다층구조 부직포.

   [수학식 1]

   차단율(%)=(20g-(Wa(g) - Wb(g)))*100(%)/20g

   상기 수학식 1에서 상기 20g은 유리분말의 사용량이고, Wa는 진동후 유리분말이 투과된 컬렉터(Collector)의 무게이고, Wb는 진동전 컬렉터의 무게이다.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,스판본드 부직포층이 1층 또는 2층 이상의 다층으로 구성되고 멜트블로운 층이 1층 또는 2층 이상의 다층으로 구성된 것임을 특징으로 하는 기저귀 백시트 보호용 다층구조 부직포.
4. 제 1항에 있어서, 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌 수지인 것을 특징으로하는 기저귀 백시트 보호용 다층구조 부직포.
5. 제 1항에 있어서, 다층구조 부직포는 기저귀의 흡수집합체와 백시트필름 사이에 위치되는 것을 특징으로하는 다층구조 부직포.