KR100579438B1 - 복합방사 다층구조 스판본드 부직포 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합방사 다층구조 스판본드 부직포에 관한 것으로, 적어도 1층 이상으로 구성되며 외부층을 형성하는 스판본드 부직포층과 적어도 1층 이상으로 구성되며 내부층을 형성하는 멜트블로운 부직포층으로 구성되는 다층구조 스판본드 부직포에 있어서, 스판본드 부직포는 40 ∼ 90중량%의 폴리프로필렌수지가 내부층을 형성하고 60 ∼ 10중량%의 폴리에틸렌수지가 외부층을 형성하는 시스코어(sheath-core)형 필라멘트로 구성되고 멜트블로운 부직포는 폴리프로필렌수지만으로 구성되어지되 멜트블로운 부직포의 중량을 0.3 ∼ 2gsm으로 하고, 전체 중량을 8 ∼ 25gsm으로 함으로써 멜트블로운의 조직의 치밀도를 일정 조건으로 한정하여 합성수지 차단에 효과적일 뿐만 아니라 소프트한 촉감을 나타내도록 하는 효과를 얻을 수 있었다.
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Description

복합방사 다층구조 스판본드 부직포{Bicomponent Multi-layer spunbond non-woven fabrics}
본 발명은 복합방사 다층구조 스판본드 부직포에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 적어도 1층 이상으로 구성되며 외부층을 형성하는 스판본드 부직포층과 적어도 1층 이상으로 구성되며 내부층을 형성하는 멜트블로운 부직포층으로 구성되는 다층구조 스판본드 부직포에 있어서, 스판본드 부직포는 40 ∼ 90중량%의 폴리프로필렌수지가 내부층을 형성하고 60 ∼ 10중량%의 폴리에틸렌수지가 외부층을 형성하는 시스코어(sheath-core)형 필라멘트로 구성되고 멜트블로운 부직포는 폴리프로필렌수지만으로 구성되어지되 멜트블로운 부직포의 중량을 0.3 ∼ 2gsm으로 하고, 전체 중량을 8 ∼ 25gsm으로 함으로써 멜트블로운의 조직의 치밀도를 일정 조건으로 한정하여 합성수지 차단에 효과적일 뿐만 아니라 소프트한 촉감을 나타내도록 하는 복합방사 다층구조 스판본드 부직포에 관한 것이다.
종래 유아용기저귀, 배면연습용 팬츠기저귀 및 성인 실금용 기저귀, 생리대 등의 위생재 백시트용 부직포는 단일 폴리프로필렌 수지를 사용한 스판본드 계열(SS계열: 멜트블로운이 함유되지 않은 부직포)와 다층구조 스판본드(SMS계열: 멜트블로운이 함유된 부직포)가 사용되어 왔다.
위생재 백시트의 역할은 흡수집합체에 흡수된 유체를 새지 않도록 방수 역할을 하는 것으로, 위생재 백시트의 구성 자재로 과거에는 필름만을 사용하였다. 하지만 필름의 촉감이 우수하지 못한 것을 개선하기 위해서 PP(폴리프로필렌) 스판본드 계열을 필름과 합지(Lamination)하여 사용되어 왔다.
최근에는 위생재의 고급화 및 백시트의 촉감을 더욱 더 개선시키기 위해서 촉감이 우수한 복합방사(Bi-component) 부직포가 사용되고 있다.
위생재의 구조와 이에 사용되는 소재는 빠른 속도로 변화 및 개선 되어 왔다. 가장 중점적으로 개선이 된 부분은 위생재의 박막화(슬림화) 및 외관의 소프트화이다. 위생재 특히, 기저귀 부분에 있어서 백시트(Backsheet) 소재는 폴리에틸렌 필름을 최외층으로 한 제품들이 사용되었으며, 90년도 중반 이후부터는 필름의 촉감을 개선하기 위해서 부직포와 합지한 형태인 필름 부직포 라미네이션 제품이 사용되었다.
최근에는 촉감이 우수한 복합방사 부직포(Bi-component)를 이용한 합지 제품이 적용되고 있지만 복합방사 스판본드 계열(SS계열) 부직포의 경우는 신도가 높아 PE(폴리에틸렌)필름과 합지시 과도한 폭수축이 발생하거나 합지된 제품을 기저귀 생산공정에서 사용시 폭수축이 발생되는 문제가 있으며, 또한, 필름과 부직포를 합지하는 공법에 있어서 수지(Glue) 방식에 의해 제조시 부직포가 저중량일 경우에는 수지가 배어 나오는 문제가 있다.
한편, 복합방사 다층구조 스판본드의 경우에는 극세사인 멜트블로운 부직포가 내부에 있고 신도가 작아 SS계 스판본드 부직포와 달리 신도를 낮게 할 수 있으며, 또한 멜트블로운 부직포가 세섬도에 의한 밀도가 높아 저중량화 하여도 수지(Glue)가 배어 나오는 문제를 해결할 수 있지만 과도한 멜트블로운 층 즉, 멜트블로운 중량이 높을 경우에는 촉감이 저감되기 때문에 적정한 멜트블로운 량의 최적화가 중요하다.
그러나, 아직까지 최적의 멜트 블로운 양을 지적하고 있는 기술은 언급된 사실이 없는 실정이다.
따라서, 본 발명에서는 상기의 종래 기술의 문제점을 효과적으로 해결하기 위해서 복합방사 스판본드를 최외층으로 하고 멜트블로운을 내부층으로 하는 복합화 형태로 하며, 내층의 멜트블로운량을 최적화 하여 합성수지가 투과되지 않으면서 소프트한 촉감을 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 복합방사 다층구조 스판본드 부직포를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 스판본드 층을 구성하는 필라멘트가 이종의 폴리머로 구성되고, 부직포가 스판본드(Spunbond)/멜트블로운(Meltblown)/스판본드(Spunbond)로 구성(이하, "BC-MLSB"라 칭함)된 복합방사 다층구조 스판본드 부직포로 자체만으로 위생재, 특히 유아용기저귀, 배면연습용 팬츠기저귀 및 성인 실금용 기저귀, 생리대 등에 사용될 수 있을 뿐만 아니라 PE 필름과 합지(Lamination)되어 위생재, 특히 유 아용기저귀, 배면연습용 기저귀 및 성인 실금용 기저귀, 생리대등의 백시트(Backsheet)에 사용될 수 있다.
즉, 상기의 목적 뿐만 아니라 용이하게 표출되는 다른 목적들을 용이하게 달성하기 위하여 적어도 1층 이상으로 구성되며 외부층을 형성하는 스판본드 부직포층과 적어도 1층 이상으로 구성되며 내부층을 형성하는 멜트블로운 부직포층으로 구성되는 다층구조 스판본드 부직포에 있어서, 스판본드 부직포는 40 ∼ 90중량%의 폴리프로필렌수지가 내부층을 형성하고 60 ∼ 10중량%의 폴리에틸렌수지가 외부층을 형성하는 시스코어(sheath-core)형 필라멘트로 구성되고 멜트블로운 부직포는 폴리프로필렌수지만으로 구성되어지되 멜트블로운 부직포의 중량을 0.3 ∼ 2gsm으로 하고, 전체 중량을 8 ∼ 25gsm으로 함으로써 멜트블로운의 조직의 치밀도를 일정 조건으로 한정하여 합성수지 차단에 효과적일 뿐만 아니라 소프트한 촉감을 나타내도록 하는 효과를 얻을 수 있었다.
본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 복합방사 다층구조 스판본드 부직포는 적어도 1층 이상으로 구성되며 외부층을 형성하는 스판본드 부직포층과 적어도 1층 이상으로 구성되며 내부층을 형성하는 멜트블로운 부직포층으로 구성되는 다층구조 스판본드 부직포에 있어서, 스판본드 부직포는 40 ∼ 90중량%의 폴리프로필렌수지가 내부층을 형성하고 60 ∼ 10중량%의 폴리에틸렌수지가 외부층을 형성하는 시스코어(sheath-core)형 필라멘트로 구성되고 멜트블로운 부직포는 폴리프로필렌수지만으로 구성되어지되 멜트블로운 부직포의 중량을 0.3 ∼ 2gsm으로 하고, 전체 중량을 8 ∼ 25gsm으로 하는 것으로 특징지워진다.
본 발명에 있어서 복합방사 부직포의 과도한 신도에 의한 폭 수축을 방지하기 위해서 부직포의 구성을 스판본드 부직포/멜트블로운 부직포/스판본드 부직포 형태의 다층으로 구성하였다. 여기서, 외부층을 형성하는 스판본드 부직포층은 1층이상으로 구성할 수 있으며, 내부의 멜트블로운 층도 1층 이상으로 구성할 수 있어 구성하는 층수를 한정하는 것은 아니다. 상기 부직포를 복합방사 다층구조 스판본드(BC-MLSB: Bicomponent Multi-layer Spunbond) 부직포라 이하 정의한다.
여기서 복합방사 스판본드 부직포를 구성하는 필라멘트는 폴리올레핀계로서 폴리프로필렌 수지와 폴리에틸렌 수지로 구성되며, 좀 더 자세하기로는 폴리프로필렌 수지가 내부에, 폴리에틸렌 수지가 외부층을 형성하는 시스코어(Sheath-Core)형태이다. 멜트블로운 부직포을 구성하는 것은 폴리올렌핀계 중 폴리프로필렌 수지를 단독으로 사용하였다.
BC-MLSB계 부직포의 중량은 8 ∼ 25gsm으로 하였으며, 바람직하기로는 10 ∼ 18gsm이다. BC-MLSB계 부직포의 중량이 8gsm 미만이면 생산성이 저하되는 문제와 내부에 멜트블로운 층이 있다하더라도 저중량으로 합성수지의 차단 용이성에 문제점이 있고, 25gsm을 초과할 경우에는 경제적으로 가격상승 및 고중량에 의한 소프트감이 저감되는 단점이 있다. 다층구조의 내부 멜트블로운 부직포의 중량은 0.3 ∼ 2gsm이 효과적이고, 좀 더 바람직하기로는 0.5 ∼ 1.5gsm이 효과적이다. BC-MLSB계 부직포에 포함되는 멜트블로운 양이 0.3gsm 미만으로 너무 적게 되면 조직이 치밀하지 못해 효과적으로 합성수지 투과를 차단할 수 없으며, 2gsm을 초과하면 조직이 치밀하게 되어 합성수지 투과 차단에 효과적이나 소프트한 촉감을 나타내지 못하는 문제점을 발생 시킨다.
복합방사 스판본드 부직포는 용융가소성 수지를 용융시켜 다수개의 오리피스로 압출시켜 필라멘트를 형성시키고, 필라멘트를 고체화시키기 위해 냉각챔버로 부터 부여되는 냉각공기로 냉각시키고 연신과정을 통하여 작은 직경의 섬유를 만든다.
본 발명에서는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌을 용융하는 익스투르더를 각기 달리하였고, 각각의 용융고분자를 유도하는 분배판을 노즐상에 존재하게 하여 폴리프로필렌 용융고분자는 필라멘트의 내부로, 폴리에틸렌은 외부로 형성되도록하여 시스-코어 형태의 필라멘트를 형성하도록 하였다.
멜트블로운 부직포의 제조방식은 공지의 기술로 폴리프로필렌 수지의 용융흐름지수(MI: Melt Index)가 800 ∼ 1200g/10분인 것을 용융하고, 다수개의 오리피스로 방사할 때 구금의 양쪽에서 강한 열풍으로 불어주어 극세사를 만든다. 통상적으로 멜트블로운 부직포를 구성하는 섬유는 1 ∼ 5㎛의 굵기를 가진다.
본 발명의 주요 기능은 유체 형태의 합성수지 접착제를 효과적으로 투과를 차단하는 것으로, 이 기능을 발현시키는 것은 멜트블로운 층, 즉 멜트블로운 층의 단위면적당 중량이 큰 영향인자로 작용한다.
따라서, 본 발명에서는 멜트블로운 부직포의 단위면적당 중량을 0.3 ∼ 2gsm 으로 하였고, 바람직하기로는 0.5 ∼ 1.5gsm으로 하였다. 상술한 바와 같이 멜트블로운 양이 너무 적으면 부직포를 구성하는 섬유와 섬유간 적층에 의해서 형성되는 기공 사이즈(Poresize)가 커지게 되어 유체 형태의 합성수지를 효과적으로 차단할 수 없으며, 멜트블로운 양이 과도하게 많으면 종이와 같은 촉감(Paper Like)이 되어 합성수지 라미네이션의 의미를 상실하게 된다.
BC-MLSB 계 부직포는 연속적으로 구동되는 스크린 벨트상에 복합방사 스판본드층이 적층되고, 스판본드 층 위에 멜트블로운 층이 적층되며, 최종적으로 복합방사 스판본드층이 적층되므로서 BC-MLSB 계 부직포로 제조된다. 여기에서, 스판본드 및 멜트블로운 층은 1층 이상일 수 있으며 층을 한정하는 것은 아니다. 즉, BC-MLSB 계 부직포란 SMMS(스판본드/멜트블로운/멜트블로운/스판본드), SSMS, SSMMS, SSMMSS 등 스판본드와 멜트브로운 방사빔의 추가여부에 따라서 다양하게 제조할 수 있다.
다층으로 집적된 웹은 열칼렌더를 통하여 열과 압력을 부여 받으므로서 열점착되고 시트화된다. 본 발명에서 다층구조 스판본드 부직포의 중량을 8 ∼ 25gsm으로 하였으며, 우수하기로는 10 ∼ 18gsm으로 하였다.
복합방사 스판본드의 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 구성비는 폴리프로필렌이 40 ∼ 90중량%, 폴리에틸렌은 60 ∼ 10중량%의 범위, 바람직하기로는 폴리프로필렌이 50 ∼ 70중량%이고, 폴리에틸렌은 50 ∼ 30중량%이다. 폴리프로필렌이 40중량% 미만이거나 폴리에틸렌이 60중량%를 초과할 경우에는 부직포의 강도가 저감되고 신도가 과도하게 크게 되어 후 가공시 폭수축 문제점이 있고, 폴리프로필렌이 90 중량%를 초과하거나 폴리에틸렌이 10중량% 미만일 경우에는 소프감을 부여하는 폴리에틸렌 부분이 작게 되어 소프감이 현저히 저하되고 또한 열용융 점적착 부분이 원활히 이루어 지지 않아 섬유간 결합강도가 낮게 되어 보푸라기(필링)가 발생하는 단점이 있다.
다음의 실시예 및 비교실시예는 본 발명을 좀 더 상세히 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니며, 실시예 및 비교실시예 중 각종 특성의 측정 및 평가 값은 다음에 나타낸 방법에 의해 분석하였다.
(1) 중량(Weight): EDANA 40.3 - 90
(2) 인장강신도(Tensile strength and Elongation): EDANA 20.2 -89
(3) 강연도(Bending Length): EDANA 50.5-99
(4) 내수압(Hydrostatic Head): DIN53886
실시예 1
폴리프로필렌 수지와 폴리에틸렌 수지를 사용하여 복합방사 스판본드를 제조하였다. 스판본드 층의 중량은 14.5gsm으로 하였으며, 멜트블로운 층의 중량은 0.5gsm으로 하여, 전체 중량이 15gsm인 BC-MLSB계 부직포를 제조하였다. 표 1에 물성을 나타내었다. 복합방사 스판본드 필라멘트의 수지 구성은 폴리프로필렌 수지와 폴리에틸렌 수지의 비가 50: 50이 되도록 하였다.
실시예 2
실시예 1과 같은 방법으로 다층구조 스판본드를 제조하였으며, 복합방사스판본드 층의 중량은 17.7gsm으로 하였고, 멜트블로운 층의 중량은 0.3gsm으로 하였다. 전체중량이 18gsm인 BC-MLSB계 부직포를 제조하였으며, 표 1에 각 물성을 나타내었다. 복합방사 스판본드 필라멘트의 수지 구성은 폴리프로필렌 수지와 폴리에틸렌 수지의 비가 70:30이 되도록 하였다.
비교실시예 1
실시예 1과 같은 방법으로 다층구조 복합방사 스판본드를 제조하였으며, 스판본드 층의 중량은 15gsm으로 하고, 멜트블로운 층의 중량은 0gsm으로 하여 전체중량인 15gsm인 스판본드 부직포를 제조하였다. 복합방사 스판본드 필라멘트의 수지 구성은 폴리프로필렌 수지와 폴리에틸렌 수지의 비가 50: 50이 되도록 하였다. 표 1에 각 물성을 나타내었다.
비교실시예 2
실시예 1과 같은 방법으로 다층구조 스판본드를 제조하였으며, 스판본드 층의 중량은 15gsm으로 하였고, 멜트블로운층의 중량은 3gsm으로 하여 전체중량이 18gsm인 BC-MLSB계 부직포를 제조하였다. 복합방사 스판본드 필라멘트의 수지 구성은 폴리프로필렌 수지와 폴리에틸렌 수지의 비가 70:30이 되도록 하였다. 표 1에 각 물성을 나타내었다.
Figure 112004058013533-pat00001
상술한 바와 같이 본 발명에서는 적어도 1층 이상으로 구성되며 외부층을 형성하는 스판본드 부직포층과 적어도 1층 이상으로 구성되며 내부층을 형성하는 멜트블로운 부직포층으로 구성되는 다층구조 스판본드 부직포에 있어서, 스판본드 부직포는 40 ∼ 90중량%의 폴리프로필렌수지가 내부층을 형성하고 60 ∼ 10중량%의 폴리에틸렌수지가 외부층을 형성하는 시스코어(sheath-core)형 필라멘트로 구성되고 멜트블로운 부직포는 폴리프로필렌수지만으로 구성되어지되 멜트블로운 부직포의 중량을 0.3 ∼ 2gsm으로 하고, 전체 중량을 8 ∼ 25gsm으로 함으로써 멜트블로운의 조직의 치밀도를 일정 조건으로 한정하여 합성수지 차단에 효과적일 뿐만 아니라 소프트한 촉감을 나타내도록 하는 효과를 얻을 수 있었다.

Claims (1)

  1. 적어도 1층 이상으로 구성되며 외부층을 형성하는 스판본드 부직포층과 적어도 1층 이상으로 구성되며 내부층을 형성하는 멜트블로운 부직포층으로 구성되는 다층구조 스판본드 부직포에 있어서, 스판본드 부직포는 40 ∼ 90중량%의 폴리프로필렌수지가 내부층을 형성하고 60 ∼ 10중량%의 폴리에틸렌수지가 외부층을 형성하는 시스코어(sheath-core)형 필라멘트로 구성되고 멜트블로운 부직포는 폴리프로필렌수지만으로 구성되어지되 멜트블로운 부직포의 중량을 0.3 ∼ 2gsm으로 하고, 전체 중량을 8 ∼ 25gsm으로 한 것을 특징으로 하는 복합방사 다층구조 스판본드 부직포.
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