KR100873850B1

KR100873850B1 - 재역류방지성이 우수한 스판본드 부직포 제조방법

Info

Publication number: KR100873850B1
Application number: KR1020020038181A
Authority: KR
Inventors: 황우창; 김동욱
Original assignee: 도레이새한 주식회사
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2008-12-15
Also published as: KR20040003466A

Abstract

본 발명은 재역류방지성이 우수한 스판본드 부직포 제조방법에 관한 것으로서, 신속한 흡수투과성과 흡수체에 보유된 액체의 우수한 재역류방지성(rewet)을 부여하여 다양한 분야에 스판본드 부직포를 사용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 스판본드 부직포 제조방법은, 용융가소성 수지로부터 필라멘트를 형성하는 단계와; 상기 필라멘트를 냉각하는 단계와; 상기 냉각단계를 통하여 고체화된 필라멘트를 연신과정을 통해 연신 필라멘트를 만드는 단계와; 상기 연신 필라멘트를 집적하고 열과 압력을 부여하는 열점착에 의해 부직포 웹을 형성하는 단계와; 상기 부직포 웹에 물과 계면활성제가 혼합된 에멀젼을 도포하고 건조시킴으로써 장섬유 스판본드 부직포를 제조하는 단계를 포함한다. 상기 계면활성제로서 폴리디메틸 실록산계를 함유하는 실라스톨 피애치피26이 물에 대하여 5∼20wt%로 혼합되어 에멀젼이 형성된다. 상기 에멀젼의 부직포 웹에 대한 함침량은 20∼40wt%이고, 상기 부직포 웹에 함침된 에멀젼의 건조후 계면활성제가 부직포에 고착된 양은 0.3∼1.0wt%이다.

재역류방지성, 스판본드, 부직포, 부직포웹, 에멀젼, 계면활성제. 흡수체, 흡수재, 흡수용품

Description

재역류방지성이 우수한 스판본드 부직포 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING SPANBOND NON-WOVEN FABRIC HAVING HIGH REWET EFFICIENCY}

본 발명은 재역류방지성이 우수한 스판본드 부직포 제조방법에 관한 것으로서, 특히 신속한 흡수투과성과 흡수체에 보유된 액체의 재역류방지성(rewet)이 우수하여 기저귀, 배변 연습용 팬츠, 성인 실금용 제품, 여성 위생용품 등의 위생재 흡수용품이나, 흡수성 드레이프, 언더패드, 의료용 와이퍼 등과 같은 각종 흡수용품 분야에 유용하게 사용될 수 있는 재역류방지성이 우수한 스판본드 부직포 제조방법에 관한 것이다.

예컨대 기저귀의 흡수투과체의 경우 단섬유 열점착 부직포가 사용되어 왔으며, 최근에는 장섬유 열점착 부직포인 스판본드 부직포의 적용이 점차 늘어가고 있다. 위생재의 흡수투과체로 사용되는 단섬유 부직포의 경우 단위 면적당 중량은 대부분 20∼22g/㎡를 사용하고 있고, 스판본드 부직포의 경우에는 14∼18g/㎡를 사용하고 있다.

그러나, 흡수체로 사용되고 있는 스판본드 부직포의 경우에는 흡수속도는 우수하지만 재역류방지성이 우수하지 못하여 주로 성인 실금(Faecal incontinence)용 또는 애완용 언더패드 등에 사용되고 있다. 따라서, 유아용과 같이 재역류방지성이 요구되는 제품에 사용할 수 있는 스판본드 부직포가 절실히 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 신속한 흡수투과성과 흡수체에 보유된 액체의 우수한 재역류방지성(rewet)을 부여하여 유아용 기저귀, 배변 연습용 팬츠, 성인 실금용 제품, 여성 위생용품 등의 위생재 흡수용품이나, 흡수성 드레이프, 언더패드, 의료용 와이퍼 등과 같은 각종 흡수용품 분야에 유용하게 사용될 수 있는 재역류방지성이 우수한 스판본드 부직포의 제공을 목적으로 한다.

예컨대 유아용 기저귀에 사용되는 흡수투과체(이하, 탑시트 : top sheet)가 요구되는 특성으로서는 탑시트에 부여되는 유체를 신속하게 수직방향으로 투과시키는 수직흡수속도(strike-through time : sec), 여러 번 부여되는 유체에 의해서 부직포 표면에 부착된 계면활성제가 탈락되지 않고 유지되어 수직흡수속도가 유지되는 내구흡수도 및 내부 흡수 보유체에 전달된 유체가 유아의 하중에 의해서 다시 탑시트로 투과되어 역류되는 성질이 낮은 재역류방지성과 같은 특성을 가져야 한다. 기저귀의 내부 흡수 보유체의 대부분은 펄프와 자기 중량의 20% 이상 유체를 함유 할 수 있는 고흡수성 고분자 입자로 구성된다. 기저귀의 탑시트에 요구되는 특징으로 수직흡수속도와 재역류방지성은 상호 반대되는 특징으로 이 두 가지 특성을 만족시키기 위해서는 장섬유 스판본드 부직포에 도포하는 흡수제의 종류 및 부직포의 단위면적당 도포된 흡수제의 농도 조건이 매우 중요하다.

본 발명에서는 이러한 점을 고려하여, 친수처리제인 계면활성제로는 폴리디메틸 실록산계를 함유하고 있는 실라스톨 피애치피26(silastol PHP26)(등록상표)을 사용하였으며, 물에 대한 계면활성제의 혼합비율을 5∼20wt%로 하였다. 또한, 장섬유 부직포에 가해지는 에멀젼량을 기준으로 함침량(OPU : Oil Pick-Up)은 20∼40wt%로 하였으며, 함침된 에멀젼의 건조후 계면활성제가 장섬유 스판본드 부직포에 고착된 양(AOL : Add On Level)은 0.3∼1.0wt%로 하였다.

여기서, 에멀젼이란 계면활성제가 물에 분산된 상태를 말하며, 함침량(OPU)이란 에멀젼이 부직포(부직포 웹)에 도포된 중량으로서, A를 에멀젼이 함유된 부직포의 단위무게라 하고, B를 미처리 부직포라 할 때, 다음의 수학식 1에 의해 정의된다.

또한, 상기 AOL이란 부직포에 도포된 에멀젼 중에서 수분이 건조에 의해 증발되고 순수 계면활성제만 부직포에 부착된 양을 나타내는 것으로서, C를 단위면적 건조부직포 무게라 하고, D를 계면활성제 제거후 부직포 무게라 할 때, 다음의 수학식 2에 의해 정의된다.

부직포에 부착된 계면활성제의 제거방법으로서는 이소프로판올, 메탄올, 에 탄올 등과 같은 용제에 건조 부직포를 함침시킨 후 라운드 플라스트에 넣어 중탕시키면서 제거한다.

본 발명에 따라 스판본드 부직포를 제조하는 과정을 살펴보면, 용융가소성 수지를 용융시켜 다수 개의 오리피스로 압출시킴으로써 필라멘트를 형성하고, 필라멘트를 고체화시키기 위해 냉각챔버로부터 부여되는 냉각공기로 필라멘트를 냉각하며, 상기 냉각에 의해 고체화된 필라멘트를 연신과정을 통해 작은 섬유직경을 가지는 연신 필라멘트를 만든다. 연신 필라멘트의 섬유직경은 12∼25㎛의 평균직경을 가진다. 연신 필라멘트는 연속적으로 구동되는 다공성 스크린벨트에 집적됨으로써 부직포 웹으로 형성된다. 집적된 부직포 웹은 자체 결합성을 가지고 있지 아니하므로 열카렌더를 통하여 열과 압력을 부여하여 열점착시킴으로써 부직포 웹의 형태안정성이 부여된다.

부직포 제조과정중 상기 용융가소성 수지는 1성분 이상 사용되며, 1성분 내에는 대전방지제, 착색제 및 산화방지제와 같은 첨가제가 포함된다. 1성분 이상이라는 것은 2성분 또는 다성분을 의미하는 것으로, 2성분이라는 것은 2종 이상의 중합체를 각각의 압출기로부터 압출시켜 함께 방사함으로써 하나의 섬유로 형성되는 것을 말한다.

이러한 2성분 섬유(예컨대 폴리에틸렌과 폴리프로필렌)의 분산형태는 내부와 외부가 각각 다른 성분으로 구성되는 시스-코어 형태와, 양쪽으로 구분되는 사이드 바이 사이드 형태 및 1성분이 타성분에 분산된 형태인 해섬(sea island) 형태가 채용될 수 있다. 2성분의 분포비율은 10/90∼90/10 사이로 요구되는 특성에 따라 2성 분 분포비율은 변경될 수 있다.

상기한 바와 같은 부직포 웹에 계면활성제가 함유된 에멀젼을 도포하게 되는데, 이와 같이 계면활성제가 함유된 에멀젼을 부직포 웹에 도포하는 방식에는 배스(BATCH)에 에멀젼을 연속적으로 공급하고 배스 내에 회전하는 롤러가 부직포 웹에 접촉하도록 함으로써 부착포 웹에 에멀젼을 함침시키는 키스롤 방식과, 에멀젼을 분사시키는 스프레이방식, 에멀젼을 거품화시켜 부직포 웹에 직접 도포하는 거품방식 등이 있다.

본 발명에 있어서, 에멀젼을 부직포 웹에 도포하는 방식으로는 상기한 것들중 어느 것이든 무방하게 채용될 수 있다. 부직포 웹에 에멀젼이 도포되어 이루어진 부직포를 건조시키는 방법에는 열풍드럼방식, 실린더 접촉 건조방식, IR과 같이 열을 집접적으로 가열시켜 수분을 증발시키는 방법이 채용될 수 있다.

<실시예>

다음의 실시예들을 바탕으로 하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 우선 다음의 실시예들중의 각종 특성의 측정 및 평가값은 다음에 나타낸 방법에 의해 분석하였다.

흡수속도

EDANA 150. 3-96 NON-WOVEN COVERSTOCK LIQUID

STRIKE-THROUGH TIME 방법을 이용하여 측정하였다.

재역류방지성

EDANA 151.1-96 방법에 준하여 측정하였다.

다음의 실시예들에 있어서, 폴리프로필렌 스판본드 부직포의 기초중량을 17g/㎡으로 하여 부직포 웹을 생산하고, 친수처리는 통상적인 키스롤(kiss-roll) 방법으로 계면활성제를 도포시켰으며, 계면활성제 용매인 물을 증발시키기 위해 실린더 드럼방식으로 건조시켰다. 이와 같은 친수처리방식이나 건조방식은 한정적인 것은 아니다. 계면활성제는 폴리디메틸 실록산계를 함유하고 있는 실라스톨 피애치피26으로 계면활성제의 순농도는 17%이었다. 이 계면활성제를 용매인 물에 대하여 5∼20wt%로 혼합하였다. 우수하기로는 6∼10wt%이다. 에멀젼이 부직포 웹에 도포되는 함침량(OPU)은 키스롤의 분당 회전수에 의해 조정되며 20∼40wt%로 하였다. 우수하기로는 30wt%이다. 건조후 부직포 단위면적당의 계면활성제 함량인 AOL은 0.3∼1.5wt%로 하였으며, 우수하기로는 0.5∼0.8wt%이다.

<실시예 1>

계면활성제 순농도가 17%인 친수제를 물에 6wt% 믹싱하였고, OPU는 30으로 하였다. 이 때의 흡수속도, 재역류방지성 및 AOL 값을 다음의 표 1에 나타내었다.

<실시예 2>

계면활성제 순농도가 17%인 친수제를 물에 8wt% 믹싱하였고, 함침량(OPU)은 30으로 하였다. 이 때의 흡수속도, 재역류방지성 및 AOL 값을 다음의 표 1에 나타내었다.

<실시예 3>

계면활성제 순농도가 17%인 친수제를 물에 10wt% 믹싱하였고, 함침량(OPU)은 30으로 하였다. 이 때의 흡수속도, 재역류방지성 및 AOL 값을 다음의 표 1에 나타내었다.

<비교예 1>

계면활성제 순농도가 17%인 친수제를 물에 3.5wt% 믹싱하였고, 함침량(OPU)은 30으로 하였다. 이 때의 흡수속도, 재역류방지성 및 AOL 값을 다음의 표 1에 나타내었다.

<비교예 2>

계면활성제 순농도가 17%인 친수제를 물에 25wt% 믹싱하였고, 함침량(OPU)은 30으로 하였다. 이 때의 흡수속도, 재역류방지성 및 AOL 값을 다음의 표 1에 나타내었다.

항목	단위	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
재역류 방지성	g	0.15	0.18	0.2	0.05	1.5
흡수속도	sec	3.3	3.0	2.8	5.0	1.8
AOL	%	0.15	0.18	0.20	0.1	1.5

상기 표 1에서 알 수 있듯이, 물에 대한 계면활성제의 혼합비율이 5∼20wt%인 경우 AOL이 낮아도 실시예 1 내지 실시예 3의 결과와 같이 재역류방지성 및 흡수속도가 비교예들에 비하여 상대적으로 우수하다. 즉, 상기 혼합비율보다 낮은 경우 비교예 1에서와 같이 흡수속도는 우수한 반면 재역류방지성은 나쁘고, 상기 혼합비율보다 높을 경우 재역류방지성은 우수한 반면 흡수속도는 떨어진다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따라 제조되는 스판본드 부직포에 있어서는, 친수처리제인 계면활성제가 물에 대하여 5∼20wt%의 비율로 혼합되어 부직포 웹에 도포되고, 건조후 그 계면활성제의 장섬유 스판본드 부직포에 고착된 양(AOL : Add On Level)이 0.3∼1.0wt%가 되도록 함으로써, 재역류방지성 및 흡수속도 양자 모두 우수한 성능을 가지는 흡수체를 제공할 수 있으므로, 흡수체의 용도로 다양화할 수 있다.

Claims

용융가소성 수지로부터 필라멘트를 형성하는 단계와; 상기 필라멘트를 냉각하는 단계와; 상기 냉각단계를 통하여 고체화된 필라멘트를 연신과정을 통해 연신 필라멘트를 만드는 단계와; 상기 연신 필라멘트를 집적하고 열과 압력을 부여하는 열점착에 의해 부직포 웹을 형성하는 단계와; 상기 부직포 웹에 물과 계면활성제가 혼합된 에멀젼을 도포하고 건조시켜 장섬유 스판본드 부직포를 제조하는 단계를 포함하여 이루어지는 재역류방지성이 우수한 스판본드 부직포 제조방법에 있어서:

상기 에멀젼이 물에 대하여 폴리디메틸 실록산계 계면활성제 5∼20wt%가 혼합되어 제조되고;

상기 부직포 웹에 대한 에멀젼의 함침량은 20∼40wt%이며;

상기 부직포 웹에 함침된 에멀젼이 건조후, 부직포에 고착된 계면활성제의 양이 0.3∼1.0wt%임을 특징으로 하는 재역류방지성이 우수한 스판본드 부직포 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 용융가소성 수지는 1성분 또는 다성분을 포함하는 중합체로 구성되며,

상기 1성분 내에는 대전방지제, 착색제 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제가 포함되며,

다성분인 경우 다수 종의 중합체를 각각의 압출기로부터 압출시켜 함께 방사함으로써 하나의 섬유로 형성되는 것을 특징으로 하는 재역류방지성이 우수한 스판본드 부직포 제조방법.
제 2 항에 있어서,

상기 용융가소성 수지가 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 2성분 섬유로 채용되며,

내부와 외부가 각각 다른 성분으로 구성되는 시스-코어 형태, 양쪽으로 구분되는 사이드 바이 사이드 형태 및 1성분이 타성분에 분산된 해섬 형태로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 분산형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 재역류방지성이 우수한 스판본드 부직포 제조방법.