KR101708954B1

KR101708954B1 - 투액성 섬유 부직포

Info

Publication number: KR101708954B1
Application number: KR1020117029943A
Authority: KR
Inventors: 토루 오바; 사토시 미즈타니; 아키히로 기무라
Original assignee: 유니챰 가부시키가이샤
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2017-02-21
Also published as: CN102482817A; AU2010248561B2; BRPI1007751B1; TWI529274B; JP2010285735A; WO2010131565A1; EA201190230A1; EP2431513A1; TW201043748A; KR20120026546A; EP2431513B1; CN102482817B; JP5520124B2; US8722173B2; EP2431513A4; US20120045620A1; AU2010248561A1; BRPI1007751A2

Abstract

본 발명은, 점조한 체액을 투과시키는 투액성 섬유 부직포에 관한 것이다. 열가소성 합성수지로 형성된 스테이플 섬유(2)가 서로 용착한 상태에 있는 투액성 섬유 부직포(1)의 표면(3)에는, 세로 방향(A)으로 서로 평행하여 연장되는 볼록조부(6)와 오목조부(7)가 가로 방향(B)으로 교대로 나열된다. 섬유 부직포(1)의 이면(4)으로부터 볼록조부(6)의 정상부(11)까지의 높이(T)에 대하여 이면(4)으로부터 오목조부(7)의 바닥부(12)까지의 높이(t)가 40%∼55%의 범위에 있다. 표면(3)에는, 볼록조부(6)를 개재하여 인접하는 오목조부(7)끼리의 사이에 연장되는 스테이플 섬유(2)로서, 오목조부(7)의 각각에서 그 스테이플 섬유(2)와는 상이한 스테이플 섬유(2)에 용착되어 있는 것(2a)이 포함된다.

Description

투액성 섬유 부직포{LIQUID-PERMEABLE NONWOVEN FIBROUS FABRIC}

본 발명은, 투액성 섬유 부직포에 관한 것이며, 보다 자세히는 일회용 기저귀나 생리용 냅킨 등의 일회용의 체액 흡수성 물품의 표면 시트로서 사용하는 데 적합한 투액성 섬유 부직포에 관한 것이다.

종래, 열가소성 합성수지의 스테이플 섬유로 형성된 투액성 섬유 부직포는 주지이다. 예컨대 일본 특허 공개 제2009-30218호 공보(특허문헌 1)에는, 이 종류의 부직포로서, 표면에는 서로 평행하여 기계 방향으로 연장되는 볼록조부와 오목조부가 형성되어 있고, 그 볼록조부와 오목조부가 기계 방향에 대한 교차 방향으로 교대로 나열되어 있으며, 이면은 평탄하게 형성되어 있는 것이 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2009-30218호 공보(JP2009-30218A)

특허문헌 1에 기재된 부직포는, 메쉬 플레이트에 얹어져 기계 방향으로 주행하는 섬유 웨브의 표면에 대하여 교차 방향으로 원하는 피치로 배치된 복수의 노즐로부터 가열 공기를 분사시키는 것에 의해 제조된다. 그 섬유 웨브에서는, 노즐 바로 아래에 위치하는 부분에 오목조부가 형성되고, 인접하는 노즐과 노즐 사이 부분에 볼록조부가 형성된다. 이 부직포에서는, 이것을 체액 흡수성 물품의 체액 흡수성 코어재를 피복하는 표면 시트로서 사용했을 때에 체액이 볼록조부로부터 오목조부를 향해 조속히 이행할 수 있도록, 오목조부는 그 바닥부에서의 밀도가 볼록조부의 밀도보다 충분히 높아지도록 형성된다. 그렇지만, 그와 같은 오목조부에서는, 경혈과 같은 점조한 체액이 표면 시트를 조속히 투과하지 않고, 바닥부 표면에 남기 쉽다고 하는 경향이 있다.

그래서, 본 발명에서는, 점조한 체액이라도 표면 시트의 오목조부를 조속히 투과할 수 있도록, 종래의 투액성 섬유 부직포에 개량을 실시하는 것을 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명이 대상으로 하는 것은, 서로 직교하는 세로 방향과 가로 방향과 두께 방향을 가지며, 상기 두께 방향에는 상기 세로 방향과 가로 방향으로 넓어지는 표면과 그 반대면인 이면이 형성되고, 상기 표면에는 상기 세로 방향으로 서로 평행하여 연장되는 볼록조부와 오목조부가 상기 가로 방향으로 교대로 나열되어 있으며, 상기 이면이 실질적으로 평탄하게 형성되어 있고, 열가소성 합성수지로 형성된 스테이플 섬유가 서로 용착한 상태에 있는 투액성 섬유 부직포이다.

이러한 투액성 섬유 부직포에 있어서, 본 발명이 특징으로 하는 점은 다음과 같다. 상기 이면으로부터 상기 볼록조부의 정상부까지의 두께(T)에 대하여 상기 이면으로부터 상기 오목조부의 바닥부까지의 두께(t)가 40%∼60%의 범위에 있고, 상기 스테이플 섬유에는 상기 볼록조부를 걸쳐 상기 볼록조부의 양측에 인접하는 상기 오목조부의 각각에 이르는 것이 사용되고 있다.

본 발명의 하나의 실시형태에서, 상기 볼록조부를 걸친 상기 스테이플 섬유가, 상기 인접하는 오목조부의 각각에서, 상기 스테이플 섬유와는 상이한 스테이플 섬유에 용착되어 있다.

본 발명의 다른 하나의 실시형태에서, 질량은 15 g/m²∼35 g/m²의 범위에 있다.

본 발명의 다른 하나의 실시형태에서, 상기 볼록조부의 비용적(比容積)은 70 ㏄/g∼105 ㏄/g의 범위에 있고, 상기 오목조부의 비용적은 40 ㏄/g∼60 ㏄/g의 범위에 있다.

본 발명의 다른 하나의 실시형태에서, 상기 스테이플 섬유에는, 겉보기의 섬유 길이가 10 ㎜∼80 ㎜인 것이 사용되고 있다.

본 발명의 또 다른 하나의 실시형태에서, 상기 볼록조부와 상기 오목조부는, 상기 열가소성 합성수지로 형성된 상기 스테이플 섬유를 원하는 평방미터 당 질량으로 포함하는 섬유 웨브를 기계 방향으로 연속적으로 주행시키는 한편, 상기 기계 방향에 대한 교차 방향으로 간헐적으로 배치한 복수의 노즐로부터 가열 공기를 상기 웨브를 향해 분사시키는 것에 의해 형성되고, 상기 볼록조부가 상기 교차 방향에서 인접하는 상기 노즐끼리의 사이에 형성되어 있으며, 상기 오목조부가 상기 노즐 바로 아래에 형성되어 있다.

본 발명에 따른 투액성 섬유 부직포는, 볼록조부를 개재하여 인접하는 오목조부끼리의 사이에 연장되는 스테이플 섬유로서, 오목조부의 각각에서 그 스테이플 섬유와는 상이한 스테이플 섬유에 용착되어 있는 것을 섬유 부직포의 표면에 포함하기 때문에, 표면 시트로서 사용된 섬유 부직포의 표면이 피부에 닿아 볼록조부가 마찰되어도, 그 표면에서 보풀이 이는 것을 억제할 수 있다. 또한, 오목조부의 두께(t)는 볼록조부의 두께(T)의 40%∼60%로서, 투액성 섬유 부직포는 볼록조부에 비해 오목조부가 약간 압축되어 있다고 하는 정도이며, 볼록조부와 오목조부는 비용적에 극단적인 차가 없기 때문에, 경혈과 같은 점조한 체액은 볼록조부에서도 오목조부에서도 섬유 부직포를 조속히 투과할 수 있다.

도 1은 투액성 섬유 부직포의 사시도이다.
도 2는 투액성 섬유 부직포의 제조 공정을 예시하는 도면이다.
도 3은 공기 배관의 부분 사시도이다.
도 4는 석션 드럼의 둘레면을 형성하는 금속판의 부분도이다.
도 5는 투액성 섬유 부직포의 제조 공정의 다른 일례를 도시한 도면이다.
도 6의 (a)와 (b)에 의해 투액성 섬유 부직포의 단면 형상을 예시하는 사진이다.
도 7은 체액의 체류 상태를 예시하는 도면이다.

첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 투액성 섬유 부직포의 세부 사항을 설명하면, 이하와 같다.

도 1은, 투액성 섬유 부직포(1)의 사시도이다. 섬유 부직포(1)는, 열가소성 합성수지의 스테이플 섬유(2)를 서로 용착시키는 것에 의해 형성되어 있는 것으로, 서로 직교하는 세로 방향(A)과 가로 방향(B)과 두께 방향(C)을 갖고 있다. 두께 방향(C)에는 세로 방향(A)과 가로 방향(B)으로 넓어지는 표면(3)과, 표면(3)의 반대면인 이면(4)이 형성되어 있다. 표면(3)에는, 세로 방향(A)으로 서로 평행하여 연장되는 복수의 볼록조부(6)와 복수의 오목조부(7)가 형성되어 있고, 이들 볼록조부(6)와 오목조부(7)가 가로 방향(B)에서 교대로 나열되어 있다. 이면(4)은, 실질적으로 평탄하게 형성되어 있다.

볼록조부(6)는, 표면(3)에 있어서 이면(4)으로부터의 높이가 최고 위치인 정상부(11)를 가지며, 볼록조부(6)끼리의 사이에서 이면(4)으로부터 정상부(11)까지의 치수(T), 즉 볼록조부(6)의 높이는 대략 일정하다. 가로 방향(B)으로 반복하여 형성되는 볼록조부(6)의 피치(P)는, 인접하는 정상부(11)와 정상부(11) 사이의 거리로서, 볼록조부(6)끼리의 사이에서 대략 일정하다.

오목조부(7)는, 표면(3)에 있어서 이면(4)으로부터의 높이가 최저 위치인 바닥부(12)를 가지며, 오목조부(7)끼리의 사이에서, 이면(4)으로부터 바닥부(12)까지의 치수(t), 즉 바닥부(12)의 높이는 대략 일정하다. 가로 방향(B)으로 반복하여 형성되는 오목조부(7)의 피치는, 피치(P)와 같이, 인접하는 바닥부(12)와 바닥부(12) 사이의 거리이다.

섬유 부직포(1)는, 일회용 기저귀나 생리용 냅킨, 실금 환자용 팬츠 등의 체액 흡수성 물품에서의 투액성 표면 시트로서 사용하는 데 적합한 것이다. 그 표면 시트는, 체액 흡수성의 코어재를 피복하는 것이고, 체액 흡수성 물품의 착용자의 피부에 접촉하는 것을 상정하여 사용되는 것이다. 이와 같은 섬유 부직포(1)에서, 스테이플 섬유(2)에는, 섬도가 1 dtex∼8 dtex이며, 겉보기의 섬유 길이가 10 ㎜∼80 ㎜인 열가소성 합성 섬유로서, 친수화 처리한 것이 사용된다. 여기서 말하는 겉보기의 섬유 길이란, 일본 공업 규격(JIS) L1015: 1999의 섹션 8.4, c) 항목의 규정에 준거하여 측정되는 값이다. 겉보기의 섬유 길이가 측정되는 스테이플 섬유(2)는, 후기하는 도 2, 5에 예시한 카드기(101)에 투입하기 위해 준비된 것으로, 투입 전에 필요한 권축 처리 등의 모든 처리가 종료되어 있는 것이다. 측정을 위해 채취된 스테이플 섬유(2)는, 그것에 신장력을 가하지 않도록 하면서 치수 측정기상에서 대략 곧게 되도록 그 형태를 잡는다. 스테이플 섬유(2)로서는 또한, 스테이플 섬유(2)끼리를 비교적 낮은 온도에서 용착시키는 것과, 섬유 부직포(1)에 두께 방향의 압축 변형에 대한 적절한 탄성적 회복력을 부여하는 것을 가능하게 하기 위해, 바람직하게는 복합 스테이플 섬유가 사용된다. 그 복합 스테이플 섬유에는, 사이드 바이 사이드 타입의 것도, 코어 시스 타입의 것도 사용 가능하고, 코어 시스 타입의 것이면, 예컨대 시스 성분이 폴리에틸렌과 같은 용융 온도가 낮은 열가소성 합성수지이며, 코어 성분이 시스 성분의 용융 온도보다 높은 용융 온도를 갖는 폴리프로필렌이나 폴리에스테르 등의 열가소성 합성수지인 것이 사용된다.

섬유 부직포(1)는, 평방 미터 당 질량이 일률적인 것으로서, 그 질량이 15 g/m²∼35 g/m²의 범위에 있다. 볼록조부(6)는, 두께(T)가 0.5 ㎜∼5 ㎜의 범위에 있고, 피치(P)가 2 ㎜∼8 ㎜의 범위에 있다. 오목조부(7)는, 두께(t)가 두께(T)의 25%∼60%의 범위에 있다. 섬유 부직포(1)의 표면(3)에서의 스테이플 섬유(2) 중에는, 볼록조부(6)를 개재하여 인접하는 한쪽 오목조부(7)로부터 다른 한쪽 오목조부(7)에까지 연장되는 것, 즉 도면에서 굵기가 과장되어 있는 스테이플 섬유(2a)로서 예시되어 있는 볼록조부(6)를 걸쳐 한쪽 오목조부(7)로부터 다른 한쪽 오목조부(7)에까지 연장되는 것이 복수 포함되어 있다. 스테이플 섬유(2)는, 서로 기계적으로 교락(交絡)되어 있는 경우가 있는 것 외에, 서로 용착되어 있는 경우가 있는 것이지만, 표면(3)에서 스테이플 섬유(2a)와 같은 상태에 있는 것은, 그것이 인접하는 오목조부(7)와 오목조부(7)에서, 특히 오목조부(7)의 바닥부(12)에서, 스테이플 섬유(2a)와 교차되어 있는 다른 스테이플 섬유(2)에 용착되어 있으면, 인접하는 오목조부(7)와 오목조부(7) 사이에 위치하는 볼록조부(6)의 정상부(11)가 피부에 의해 마찰되어도, 스테이플 섬유(2a)는 볼록조부(6)에서 보풀이 이는 것이 억제된다. 또한, 표면(3) 중에서도 비교적 피부에 닿기 어려운 바닥부(12)에서 스테이플 섬유(2)끼리 용착되어 있는 것은, 그 용착되어 있는 부분에서 피부를 자극한다고 하는 트러블의 발생을 막는 효과도 발휘한다. 표면(3)에서 보풀이 이는 것은 또한, 표면(3)을 촉감이 불균일한 것으로 하거나, 경혈 등의 체액이 체류하기 쉬운 것으로 하는 것의 원인이 되는 경우가 있지만, 스테이플 섬유(2a)의 양태는 이들 원인을 해소하는 데에 효과적이다. 섬유 부직포(1)에서, 스테이플 섬유(2a)가 발휘하는 이러한 작용을 얻기 위해서, 스테이플 섬유(2)에는 그것이 스파이럴 형상이나 지그재그 형상을 그리면서 연장되는 상태에 있어도, 볼록조부(6)를 걸쳐 인접하는 한쪽 오목조부(7)로부터 다른 한쪽 오목조부(7)에까지 연장될 수 있도록, 겉보기의 섬유 길이가 피치(P)보다 긴 것, 보다 바람직하게는 피치(P)의 2배보다 긴 것이 사용된다.

도 2는, 섬유 부직포(1)의 제조 공정의 일례를 도시한 도면이다. 공정 I에서는, 스테이플 섬유(2)의 집합체를 카드기(101)에 의해 개섬(開纖)하여 웨브(102)를 만든다. 카드기(101)의 상류에서는, 스테이플 섬유(2)에 적절한 혼합용 스테이플 섬유(112)를 혼합하는 것도 가능하다. 스테이플 섬유(2)는, 카드기(101)에 의한 개섬 처리를 촉진할 수 있도록, 미리 기계적인 권축을 부여해 두는 것이 바람직하다. 혼합용 스테이플 섬유(112)로서는, 스테이플 섬유(2)와는 열가소성 합성수지의 종류가 다른 것이나 섬유 길이가 다른 것, 섬도가 다른 것 등이 있다. 혼합용 스테이플 섬유(112)는, 웨브(102)의 평방 미터 당 질량의 40 질량%를 초과하지 않는 범위에서 사용한다.

공정 II에서는, 웨브(102)가 가열 공기 분사 수단(210)에 의해 처리된다. 수단(210)은, 섬유 부직포(1)에서의 볼록조부(6)와 오목조부(7)를 형성하기 위한 것으로서, 기계 방향(MD)으로 회전하는 석션 드럼(200)과, 가열 공기 분사용의 제1, 제2, 제3 노즐 집합체(211, 212, 213)를 포함하고 있다. 제1, 제2, 제3 노즐 집합체(211, 212, 213)의 각각은, 제1, 제2, 제3 노즐 매니폴드(211a, 212a, 213a)의 각각과, 단체 노즐(211b, 212b, 213b)의 각각을 포함하고 있다. 제1, 제2, 제3 노즐 매니폴드(211a, 212a, 213a)는, 석션 드럼(200)의 축방향, 즉 기계 방향(MD)에 대한 교차 방향(CD)(도 3 참조)으로 연장되어 있는 것으로, 석션 드럼(200)의 둘레 방향으로 원하는 간격을 두고 배치되어 있다. 제1, 제2, 제3 단체 노즐(211b, 212b, 213b)의 각각은, 제1, 제2, 제3 노즐 매니폴드(211a, 212a, 213a)의 각각에 대하여 교차 방향(CD)에서 원하는 피치로 부착되어 있고, 석션 드럼(200)의 둘레면에서 원하는 치수 이격되어 있다. 일례로서, 제1, 제2, 제3 노즐 집합체(211, 212, 213)의 각각에서, 제1, 제2, 제3 단체 노즐(211b, 212b, 213b)은 교차 방향(CD)으로 일정한 피치, 예컨대 4 ㎜의 피치로 나열되고, 기계 방향(MD)에서는 동일선상에 나열되어 있다. 제1, 제2, 제3 노즐 집합체(211, 212, 213)는, 제1, 제2, 제3 단체 노즐(211b, 212b, 213b)의 각각으로부터 원하는 온도의 가열 공기를 원하는 풍량으로 분사할 수 있다. 제1, 제2, 제3 단체 노즐(211b, 212b, 213b)에는, 예컨대 구경 0.5 ㎜∼2.5 ㎜의 것을 사용할 수 있다.

석션 드럼(200)은, 그 둘레면에 투공(透孔)(223)(도 4 참조)이 일률적으로 형성되어 있고, 그 투공(223)은 석션 드럼(200)의 석션 기구(도시 생략)에 연결된다. 둘레면의 일례에서, 직경 0.2 ㎜∼1 ㎜의 투공(223)이 15%∼30%의 개공률이 되도록 형성된다. 석션 드럼(200)의 주속은, 웨브(102)의 반송 속도에 동일하다.

공정 II에서, 제1, 제2 노즐 집합체(211, 212)는, 제3 노즐 집합체(213)에 의한 웨브(102)의 처리에 앞서서, 카드기(101)를 나와 부피가 큰 상태에 있는 웨브(102)를 압축하고 표면을 평활한 상태로 하기 위해 사용된다. 이를 위한 제1, 제2 노즐 집합체(211, 212)로부터의 가열 공기의 온도와 압력은, 스테이플 섬유(2) 및 혼합용 스테이플 섬유(112)를 용융하지 않는 정도에서 연화시키고, 연화시킨 스테이플 섬유(2, 112)에 공기의 분사압을 작용시켜 웨브(102)를 그 두께가 1/2∼1/4이 되는 정도로까지 압축하며, 웨브(102)의 표면을 평활한 상태로 할 수 있도록 설정된다. 제3 노즐 집합체(213)로부터의 가열 공기는, 그 온도와 압력이, 압축되고 평활한 상태에 있는 웨브(102)에 오목조부(7)를 형성하는 동시에 오목조부(7)에 있는 스테이플 섬유(2) 중 적어도 일부의 것을 서로 용착시킬 수 있도록 설정된다.

공정 II에서의 제1, 제2 노즐 집합체(211, 212)로부터의 가열 공기의 작용에 의해, 웨브(102)의 표면은 스테이플 섬유(2)의 보풀이 이는 것 등에 기인하는 요철이 감소하여 평활해지고, 그 결과로서 섬유 부직포(1)의 표면(3)은 매끄럽고 촉감이 좋은 것이 된다. 제3 노즐 집합체(213)로부터의 가열 공기가 제3 단체 노즐(213b) 바로 아래에 위치하는 부분을 압축하여 섬유 부직포(1)에서의 오목조부(7)를 형성할 때에는, 웨브(102) 중에서 제3 단체 노즐(213b)과 제3 단체 노즐(213b) 사이에 위치하는 부분에 볼록조부(6)가 형성된다. 그 볼록조부(6)는, 그것이 형성될 때에, 웨브(102)가 제1, 제2 노즐 집합체(211, 212)의 작용으로 평활한 것이 된 것에 의해, 웨브(102)의 이면으로부터의 치수인 볼록조부(6)의 높이가 일률적인 것이 되기 쉽다. 오목조부(7)도 또한, 볼록조부(6)와 같은 이유에 의해, 깊이, 환언하면 웨브(102)의 이면으로부터의 치수가 일률적인 것이 되기 쉽다. 공정 II를 나온 웨브(102)는, 메쉬 벨트에 얹어 기계 방향(MD)으로 반송한다.

공정 III에서는, 스테이플 섬유(2)의 표면을 용융시킬 수 있는 온도로 설정한 가열 공기를 웨브(102)에 분사하여, 스테이플 섬유(2)끼리나, 스테이플 섬유(2)와 혼합용 스테이플 섬유(112)를 용착시키고, 섬유 부직포(1)의 내마찰성을 향상시킨다.

공정 IV에서는, 실온으로까지 냉각한 웨브(102)를 섬유 부직포(1)로서 권취한다.

도 3은, 제1 노즐 집합체(211)의 사시도이다. 제1 노즐 집합체(211)에는, 석션 드럼(200)의 축방향, 즉 교차 방향(CD)으로 연장되는 제1 노즐 매니폴드(211a)와, 제1 노즐 매니폴드(211a)에 원하는 피치로 부착된 복수의 제1 단체 노즐(211b)이 포함되어 있다. 제1 단체 노즐(211a)의 각각은, 석션 드럼(200)의 둘레면을 향해 가열 공기를 분사할 수 있다. 제1 노즐 매니폴드(211a)에는 또한, 그 상류부에 압력 조정 밸브와 가열 히터가 부착되어 있지만, 이들의 도시는 생략되어 있다. 도 1의 섬유 부직포(1)를 얻기 위한 도 2의 제조 공정에서는, 제2, 제3 매니폴드(212a, 213a)와 제2, 제3 단체 노즐(212b, 213b)이, 제1 노즐 집합체(211)의 제1 매니폴드(211a)와 제1 노즐 단체(211b)와 마찬가지로 형성되어 있다. 각 노즐 집합체(211, 212, 213) 사이에서, 제1, 제2, 제3 단체 노즐(211b, 212b, 213b)은, 구경이 동일하고, 교차 방향(CD)으로 나열되는 피치도 같은 것이 바람직하지만, 이들 구경이나 피치가 상이한 양태로 도 2의 제조 공정을 조합할 수도 있다.

도 4는, 석션 드럼(200)의 둘레면을 형성하고 있는 금속판(201)의 부분도이다. 금속판(201)에는, 석션 드럼(200)의 석션 기구에 이어지는 복수의 투공(223)이 형성되어 있다. 투공(223)은, 구멍 직경이 예컨대 0.2 ㎜∼1 ㎜ 사이에 있는 것으로, 석션 드럼(200)의 둘레 방향과 축방향의 각각에 원하는 피치로 나열되어 있다.

도 5는, 섬유 부직포(1)의 제조 공정의 다른 일례를 도시한 도 2와 같은 도면이다. 도 5의 공정 I에서는, 스테이플 섬유(2)의 집합체를 카드기(101)에 의해 개섬하여 웨브(102)를 만든다. 카드기(101)의 상류에서는, 스테이플 섬유(2)에 적절한 혼합용 스테이플 섬유(112)를 혼합하는 것이 가능하다. 스테이플 섬유(2)는, 카드기(101)에 의한 개섬 처리를 촉진할 수 있도록, 미리 기계적인 권축을 부여해 두는 것이 바람직하다. 혼합용 스테이플 섬유(112)는, 도 2에서의 것과 동일하다.

도 5의 공정 II에서는, 드라이어(251)에서, 스테이플 섬유(2)의 표면을 용융시킬 수 있는 온도로 설정한 가열 공기를 메쉬 컨베이어(253)에 얹은 웨브(102)에 분사하여, 스테이플 섬유(2)끼리나, 스테이플 섬유(2)와 혼합용 스테이플 섬유(112)를 용착시킨다.

도 5의 공정 III에서는, 공정 II에서 가열되고, 아직 메쉬 컨베이어(253)에 얹어져 있어 가열 상태에 있는 웨브(102)에 대하여, 노즐 집합체(252)의 복수의 단체 노즐(252b)로부터 원하는 온도의 가열 공기를 소요량 분사한다. 복수의 단체 노즐(252b)은, 기계 방향(MD)에 직교하여 교차 방향으로 연장되는 노즐 매니폴드(252a)에 원하는 피치로 부착되어 있고, 섬유 부직포(1)의 오목조부(7)와 볼록조부(6)를 형성하기 위해 사용된다. 노즐 집합체(252)의 일례에서, 단체 노즐(252b)은, 4 ㎜의 피치로 노즐 매니폴드(252a)에 부착되어 있고, 구경 0.5 ㎜∼2.5 ㎜을 갖고 있다.

도 5의 공정 IV에서는, 냉각한 웨브(102)를 섬유 부직포(1)로서 권취한다.

도 5에서 사용하는 메쉬 컨베이어(253)의 바람직한 일례는, 평직으로 18∼30 메쉬의 것이다. 18 메쉬 미만의 메쉬 컨베이어는, 섬유 부직포(1)를 얻기 위해서는 눈이 거친 것으로, 섬유 부직포(1)의 이면(4)에 메쉬를 형성하고 있는 선재의 흔적이 남아, 이면(4)이 평활한 것이 되기 어렵다. 또한, 30 메쉬를 초과하는 메쉬 컨베이어에서는, 공정 II에서도 공정 III에서도 가열 공기의 투과성이 좋지 않아, 웨브(102)의 이면에서 스테이플 섬유(2)끼리를 알맞게 용착시키기 어려워진다.

도 5의 공정에서는, 공정 III에서 웨브(102)를 처리할 때에, 스테이플 섬유(2)끼리나 스테이플 섬유(2)와 혼합용 스테이플 섬유(112)가 용착되어 있기 때문에, 노즐 집합체(252)에 의해 볼록조부(6)와 오목조부(7)를 만드는 것이 용이하다. 그렇기 때문에, 도 5의 공정에서는, 도 2에서의 제1∼제3 노즐 집합체(211, 212, 213)를 사용하지 않고, 1대의 노즐 집합체(252)를 사용하면 충분하다는 경우가 있다. 또한, 노즐 집합체(252)로부터의 가열 공기는, 그 풍량을 5.0 Nl/m²∼12.0 Nl/m²로 줄이거나, 온도를 200℃보다 낮게 할 수 있다.

발명자가 지견한 바에 의하면, 도 2나 도 5에 예시한 공정을 사용하여 얻어지는 섬유 부직포(1)에서는, 섬유 부직포(1)의 표면(3)에서 스테이플 섬유(2)가 볼록조부(6)를 걸치고, 그 볼록조부(6)의 양측 각각에 형성되어 있는 오목조부(7)의바닥부(12)에까지 연장되어 있으며, 바닥부(12)에서는, 그 스테이플 섬유(2)가 다른 스테이플 섬유(2)나 혼합용 스테이플 섬유(112)와 용착되어 있는 것에 의해, 표면(3)은 후기하는 마찰 시험을 했을 때에 보풀이 이는 것의 발생이 억제되는 경향이 있다. 그 마찰 시험에서는, 표면(3)에 가해지는 마찰이 주로 볼록조부(6)의 정상부(11) 근방에 작용하는 것이지만, 그 정상부(11)에 위치하는 스테이플 섬유(2)는, 볼록조부(6)의 양측 각각에 형성되어 있는 오목조부(7)의 바닥부(12)에서 그 스테이플 섬유(2)와는 상이한 다른 스테이플 섬유(2)나 혼합용 스테이플 섬유(112)와 용착되어 있는 것에 의해, 정상부(11)에서 보풀이 이는 것이 억제된다.

보풀이 이는 것의 발생이 억제되는 그 경향은, 도 2의 제3 노즐 집합체(213)로부터 분사하는 가열 공기의 온도를 일정하게 해 두고 풍량을 변화시켜 보면, 풍량이 많고, 오목조부(7)의 깊이가 깊어질수록, 환언하면 도 1에서의 두께(t)가 작아질수록 현저해진다. 특히 오목조부(7)에서의 두께(t)가 두께(T)의 60% 이하가 되는 섬유 부직포(1)에서는, 보풀이 이는 것이 일회용 기저귀나 생리용 냅킨의 표면 시트로서 허용할 수 있는 정도로까지 감소한다. 그러나, 오목조부(7)는, 두께(t)가 작아질수록, 즉 깊이가 깊어질수록 바닥부(12)에서의 밀도가 높고, 비용적이 작아지는 경향이 있다. 비용적이 작은 오목조부(7)를 갖는 섬유 부직포(1)를 생리용 냅킨의 표면 시트로서 사용하면, 경혈과 같은 점조한 체액은 오목조부(7)의 바닥부(12)에서 코어재에 조속히 흡수되지 않고, 바닥부(12)에 체류한다고 하는 경향이 강해져, 체류하고 있는 경혈에 의해 피부를 오염시키거나, 생리용 냅킨을 폐기할 때에 표면 시트에 남은 경혈이 보이기 쉽다는 경우가 있다. 그러나, 본 발명에 따른 섬유 부직포(1)는, 오목조부(7)에서의 비용적이 볼록조부(6)의 비용적과 비교하여 극단적으로 낮아지지 않도록, 이면(4)으로부터 오목조부(7)의 바닥부(12)까지의 높이인 두께(t)를 이면(4)으로부터 정상부(11)까지의 높이인 두께(T)의 40% 이상으로 유지하는 것에 의해, 섬유 부직포(1)의 표면(3)에서의 체액의 체류 면적을 작게 억제할 수 있게 된다.

[실시예]

실시예의 섬유 부직포로서, 볼록조부(6)의 두께(T)에 대한 오목조부(7)의 두께(t)의 비율을 변화시킨 복수 종류의 섬유 부직포를 제작하고, 체액으로서 인공 경혈을 사용하여, 오목조부(7)를 포함하는 표면(3)에서의 체액의 체류 면적과, 표면(3)의 마찰 강도를 평가하였다. 또한, 실시예에 대한 비교예로서의 섬유 부직포도 제작하고, 그 섬유 부직포에 대해서도 체액의 체류 면적과, 표면의 마찰 강도를 측정하여, 평가하였다. 이들의 평가 결과는, 표 1∼4와 같다. 볼록조부(6)와 오목조부(7)를 갖는 섬유 부직포(1)에서의 두께(T)와 두께(t)의 측정 방법, 체액의 체류 면적의 측정 방법, 마찰 강도의 평가 방법은, 다음과 같다.

[두께(T)와 두께(t)의 측정 방법]

도 6의 (a), (b)는, 두께를 측정하는 방법의 수순을 설명하기 위해 사용하는, 섬유 부직포 부재의 교차 방향(CD)에서의 단면 사진이며, 그 수순은 다음과 같다.

1. 고쿠요 커터 나이프 HA-7NB(상품명)용의 표준 교체 날 HA-100B를 사용하여, 두께 측정용의 섬유 부직포 부재를 교차 방향(CD)으로 평행하게 재단하여, 그 섬유 부직포 부재에 교차 방향(CD)으로 평행하는 관측용 절단면을 만든다. 그 후에, 그 섬유 부직포 부재의 표면을 수평면(H) 위에 얹고, 키엔스 디지털 현미경 VHX-100를 이용하여 관측용 단면의 25배의 사진[도 6의 (a) 참조]을 얻는다.

2. 단면 사진을 화상 처리 소프트인 스칼라(주)제 화상 해석 소프트 USB 디지털로 처리하여, 화상을 2치화한다. 그 때에, 임계값 = 50으로 설정한다. 2치화한 화상에 대해서 2치 화상 형상 해석의 연산 방법 「구멍 채우기」를 선택하고, 다음에 대상색 「백색」을 선택하여 처리한다. 또한 2치 화상 형상 해석의 연산 방법 「구멍 채우기」를 선택하고, 다음에 대상색 「흑색」을 선택하여 처리한다. 처리가 끝난 화상에서는, 스테이플 섬유의 집단인 백색 부분으로부터 그 밖으로 튀어나와 보풀 형상을 나타내고 있는 스테이플 섬유를 지워, 보풀이 일지 않는 CD 단면의 수정 사진[도 6의 (b) 참조]을 얻는다.

3. 수정 사진에서, 인접하는 볼록조부의 정점끼리를 연결하는 직선(S)과 오목조부의 바닥부에 접하여 수평면(H)에 평행하는 수평선(R)을 구한다.

4. 수평면(H)에 직교하여, 오목조부의 바닥부를 통과하고, 직선(S)과 교차하는 수선(Q)을 구한다.

5. 수선(Q)에 대해서, 수평면(H)으로부터 직선(S)과의 교점까지의 거리를 구하고, 그 거리를 인접하는 볼록조부 각각의 높이(두께)(T)로 한다. 또한, 수선(Q)에 대해서, 수평면(H)으로부터 수평선(R)과의 교점까지의 거리를 구하고, 그 거리를 오목조부의 두께(t)로 한다[도 6의 (b) 참조].

(체액의 체류 면적의 측정 방법)

체류 면적을 측정하기 위한 수순은, 다음과 같다.

1. 측정용 시험 부재로서 5 ㎝×5 ㎝의 섬유 부직포 부재를 준비한다.

2. 어드밴텍동양(주)사제의 점조액용 여과지 No.60을 10 ㎝×10 ㎝로 재단한 여과지 부재를 20장 중첩하고, 그 위에 시험 부재를 중첩한다.

3. 10 ㏄의 피펫[(주)니치료제 리퀴드 핸들링용 디지털 마이크로 피펫 NPX-10ML]을 사용하여, 체액으로서 하기 조성의 인공 경혈 2 ㏄를 시험 부재에 대하여 조용히 적하한다.

인공 경혈의 조성

(1) 이온 교환수: 1리터

(2) 글리세린: 80 g

(3) 카르복시메틸셀룰로오스나트륨: 8 g

(4) 염화나트륨: 10 g

(5) 탄산수소나트륨: 4 g

(6) 적색 102호: 8 g

(7) 적색 2호: 2 g

(8) 황색 5호: 2 g

4. 인공 경혈의 적하 후 20초 경과한 후에 시험 부재를 여과지 부재로부터 떼어, 풍건한다.

5. 시험 부재에서의 인공 경혈이 건조 상태가 된 후에, 디지털 스캐너(세이코엡손사제 이미지 스캐너 GT8700)로, 시험 부재에 남는 인공 경혈의 상태를 스캔하여 인공 경혈의 화상을 얻는다.(스캔 조건은, 색 조건을 True color-24 비트로 세팅하고, 픽셀의 크기를 59 픽셀/센티로 세팅함)(도 7 참조).

6. 5항에서 얻어진 화상을, 화상 처리 소프트인 스칼라(주)제 화상 해석 소프트 USB 디지털로 처리하여, 화상을 2치화한다. 적색의 인공 경혈에 의해 적색으로 물든 픽셀의 수를 데이터화하여 면적으로 환산한다.

7. 6항에서의 2치화 조건은, 다음과 같이 한다: 임계값 = 160, 추출 픽셀 = 3픽셀 이상, 추출 범위 = 400 픽셀×400 픽셀.

8. t/T의 값이 동일한 3개의 시험 부재에 대해서 픽셀의 수(화소수)와 환산한 면적을 구하고, 그 면적의 평균값을 「체액 체류 면적(㎜²)」으로 한다(도 7 참조).

(마찰 강도의 평가 방법)

마찰 강도를 평가하기 위한 수순은, 다음과 같다.

1. 하기 사항을 제외하고, JIS L 0844:2004「마찰에 대한 염색 견뢰도 시험 방법」의 규정에 따라 평가한다.

2. 시험기에는, 하기의 마찰 시험기 II형(학진형)을 사용한다:

테스터산업(주)제 학진형 마찰 견뢰도 시험기 AB-301

3. 마찰시 하중: 2 N(200 gf)

4. 마찰자 표면: 면 카네킨(canequim) 3호(JIS L 0803 준거품)

5. 마찰 왕복 횟수: 20회 왕복/분으로 1분간

6. 시험 부재: 섬유 부직포에서의 세로 방향(기계 방향)의 치수가 220 ㎜, 가로 방향(교차 방향)의 치수가 30 ㎜인 것을 시험 부재로 하고, 시험 부재 중에 볼록조부가 형성되어 있는 표면을 위로 향해, 마찰자가 세로 방향에서 왕복 운동하도록 시험기에 세팅한다.

7. 마찰 후에서의 섬유 부직포의 표면을 관찰하고, 하기와 같이 순위를 붙인다. 순위 A, B, C에 있는 것이 표면 시트로서 사용 가능한 것이다.

A: 보풀이 전혀 일지 않는다.

B: 보풀이 거의 일지 않는다.

C: 보풀이 이는 볼록조부와 보풀이 일지 않는 볼록조부가 존재한다.

D: 보풀이 많이 일고, 인접하는 볼록조부끼리를 잇는 보풀이 존재한다.

(실시예 1∼10)

1. 실시예의 섬유 부직포를 얻기 위한 스테이플 섬유로서, 코어 성분이 폴리에스테르수지이고, 시스 성분이 폴리에틸렌수지인 제1 및 제2 복합 스테이플 복합 섬유를 혼합하였다. 제1 복합 스테이플 섬유는, 섬도가 2.2 dtex이고, 섬유 길이가 45 ㎜로서, 스테이플 섬유 전체에 차지하는 평방 미터 당 질량은 80 질량%였다. 제2 복합 스테이플 섬유는, 섬도가 2.6 dtex이고, 섬유 길이가 38 ㎜로서, 스테이플 섬유 전체에 차지하는 평방 미터 당 질량은 20 질량%였다. 혼합한 제1 및 제2 스테이플 섬유를 롤러 카드기로 처리하여 질량이 15 g/m², 25 g/m², 35 g/m², 40 g/m²인 웨브를 얻었다.

2. 이들 웨브를 도 2의 공정에서 처리하였다. 도 2의 공정 II에서의 제1, 제2, 제3 노즐 집합체의 조건을 하기와 같이 설정하였다.

(제1, 제2 노즐 집합체)

노즐 매니폴드에서의 공기 온도: 200℃

웨브의 단위 면적당의 가열 공기 분사량: 8.16 Nl/m²(제3 노즐 집합체)

노즐 매니폴드에서의 공기 온도: 350℃

웨브의 단위 면적당의 가열 공기 분사량: 10.92 Nl/m²∼19.17 Nl/m²

또한, 각 노즐 집합체에서의 단체 노즐은, 피치를 4 ㎜로 세팅하고, 노즐 집합체끼리의 사이에서는 단체 노즐끼리가 기계 방향에서 열을 짓도록 세팅하였다. 또한 석션 드럼의 둘레면에서의 투공의 개공률은 22.16%로 세팅하였다.

3. 공정 II를 통과한 웨브는, 공정 III로 보내고, 공정 III에서는 온도 135℃의 가열 공기에 5초간 접촉시켜, 스테이플 섬유끼리를 서로 용착시키고, 그 후에 웨브를 실온에까지 냉각하여, 실시예 1∼10의 섬유 부직포를 얻었다.

실시예 1∼10에서의 섬유 부직포의 평가 결과는, 표 1∼3에 기재한 바와 같다. 표 1∼3 및 후기의 표 4에서의 볼록조부와 오목조부의 비용적은, 하기의 수순 (1), (2)에 의해 구한 값이다.

(1) 10 ㎝×10 ㎝의 섬유 부직포 부재 10장에 대한 평균 질량으로부터 평방 미터 당 질량을 다음 식에 의해 구한다. 단, 본 발명에서, 이 섬유 부직포 부재보다 작은 섬유 부직포 부재를 사용하여 질량을 구하는 것도 가능하다.

질량(g/m²) = [평균 질량(g)]÷0.01

(2) 비용적을 구하는 섬유 부직포 부재에 대해서, 볼록조부의 정상부에서의 두께(T)와 오목조부의 바닥부에서의 두께(t)를 측정하고, 다음 식에 의해 비용적을 구한다.

볼록조부 또는 오목조부의 비용적(㏄/g) = {[볼록조부의 두께(T) 또는 오목조부의 두께(T)]×1000}÷질량(g/m²)

(비교예 1∼18)

도 2에서의 제3 노즐 집합체의 가열 공기 분사량을 8.17 Nl/m²∼24.58 Nl/m²로 설정한 것 이외는, 실시예와 동일한 조건을 채용하여, 비교예 1∼18의 섬유 부직포를 제조하고, 실시예와 마찬가지로 평가하였다. 평가 결과는 표 1∼4에 기재한 바와 같다.

표 1∼4에서,

(1) 질량이 15 g/m²∼35 g/m²일 때, 두께의 비 t/T가 40%∼60%의 범위에 있으면, 섬유 부직포에서의 체액의 체류 면적이 비교적 작다. 즉, 체액으로서 사용한 점조한 인공 경혈은, 실시예의 섬유 부직포에서 널리 확산되지 않고, 섬유 부직포를 투과하여, 흡수체의 대체물로서 사용된 여과지로의 이행이 조속하다.

(2) t/T가 60%를 초과하는 비교예의 섬유 부직포는, 마찰에 대한 저항력이 낮고, 보풀이 일기 쉽다. t/T가 60% 이하인 섬유 부직포는, 보풀이 일기 어려운 경향이 있다.

(3) 섬유 부직포의 비용적으로 보면, 볼록조부의 비용적이 70 ㏄/g∼105 ㏄/g의 범위에 있고, 오목조부의 비용적이 40 ㏄/g∼60 ㏄/g의 범위에 있는 실시예의 섬유 부직포는, 점조한 체액을 체류시키지 않고, 또한 마찰에 의해 간단히 보풀이 이는 경우도 없다.

질량 15 g/m²	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2	비교예 3
제3 노즐 집합체 분사량(Nl/m²)	10.92	13.67	16.42	19.17	8.17	21.83	24.58
볼록조부 비용적 (cc/g)	99.8	98.0	97.0	103.3	100.2	103.3	109.5
오목조부 비용적 (cc/g)	59.0	57.0	56.3	54.0	65.7	33.9	23.0
t/T (%)	59.1	58.2	58.0	52.3	65.6	32.8	21.0
체액 체류 면적 (mm²)	12.1	10.1	9.8	19.1	22.2	131.5	453.1
마찰 시험 결과	C	B	B	B	D	B	A

질량 25 g/m²	실시예 5	실시예 6	실시예 7	비교예 4	비교예 5	비교예 6	비교예 7
제3 노즐 집합체 분사량(Nl/m²)	10.92	13.67	16.42	8.17	19.17	21.83	24.58
볼록조부 비용적 (cc/g)	86.2	96.3	91.5	87.1	92	82.9	85.5
오목조부 비용적 (cc/g)	44.8	47.3	41	54.4	32.4	19.5	15
t/T(%)	52	48.8	44.8	62.1	35.2	23.6	17.7
체액 체류 면적 (mm²)	22.5	20.1	19.9	26.2	36.7	49.3	128.7
마찰 시험 결과	C	B	A	D	A	A	A

질량 35 g/m²	실시예 8	실시예 9	실시예 10	비교예 8	비교예 9	비교예10	비교예11
제3 노즐 집합체 분사량(Nl/m²)	10.92	13.67	16.42	8.17	19.17	21.83	24.58
볼록조부 비용적 (cc/g)	76.9	74.1	70.4	70.4	65.7	67.5	55.2
오목조부 비용적 (cc/g)	45.2	42.0	40.0	42.7	33.8	21.7	13.4
t/T(%)	58,8	56.7	56.8	60.7	51.4	32.1	24.3
체액 체류 면적 (mm²)	33.5	32.5	34.3	39.1	50.9	60	101.2
마찰 시험 결과	C	B	A	D	A	A	A

질량 40 g/m²	비교예12	비교예13	비교예14	비교예15	비교예16	비교예17	비교예18
제3 노즐 집합체 분사량(Nl/m²)	8.17	10.92	13.67	16.42	19.17	21.83	24.53
볼록조부 비용적 (cc/g)	64.6	58.7	59.0	61.0	59.9	57.5	55.4
오목조부 비용적 (cc/g)	42.4	34.5	30.3	28.9	28.5	20.3	12.1
t/T(%)	65.6	58.8	51.4	47.4	47.6	35.3	21.8
체액 체류 면적 (mm²)	98	80.8	81.2	77.2	80.9	298.3	803.3
마찰 시험 결과	C	B	A	A	A	A	A

도 7은, 체액의 체류 면적을 측정하기 위한 수순을 실시예 7과 비교예 7의 섬유 부직포에 대해서 예시하는 도면이다. 도 7에는, 이들 예에서의 섬유 부직포에 체류하고 있던 체액의 화상, 그 화상을 2치화한 결과, 그 결과로부터 구한 체액에 대한 화소수와 면적, 화소수와 면적의 평균값이 도시되어 있다.

1: 섬유 부직포
2: 스테이플 섬유
3: 표면
4: 이면
6: 볼록조부
7: 오목조부
11: 정상부
12: 바닥부
A: 세로 방향
B: 가로 방향
C: 두께 방향
P: 피치
T: 정상부의 두께
t: 바닥부의 두께

Claims

서로 직교하는 세로 방향과 가로 방향과 두께 방향을 가지며, 상기 두께 방향에는 상기 세로 방향과 상기 가로 방향으로 넓어지는 표면과 그 반대면인 이면이 형성되고, 상기 표면에는 상기 세로 방향으로 서로 평행하여 연장되는 볼록조부와 오목조부가 상기 가로 방향으로 교대로 나열되어 있으며, 상기 이면이 평탄하게 형성되어 있고, 열가소성 합성수지로 형성된 스테이플 섬유가 서로 용착된 상태에 있는 투액성 섬유 부직포로서,
상기 이면으로부터 상기 볼록조부의 정상부까지의 두께(T)에 대하여 상기 이면으로부터 상기 오목조부의 바닥부까지의 두께(t)가 40%∼60%의 범위에 있고, 상기 스테이플 섬유에는 상기 볼록조부를 걸쳐 상기 볼록조부의 양측에 인접하는 상기 오목조부의 각각에 이르는 것이 사용되고 있으며, 상기 볼록조부의 비용적(比容積)은 상기 오목조부의 비용적보다 큰 것을 특징으로 하는 투액성 섬유 부직포.
제1항에 있어서, 상기 볼록조부를 걸친 상기 스테이플 섬유가, 상기 인접하는 오목조부의 각각에서, 상기 스테이플 섬유와는 상이한 스테이플 섬유에 용착되어 있는 것인 투액성 섬유 부직포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 질량이 15 g/m²∼35 g/m²의 범위에 있는 것인 투액성 섬유 부직포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 볼록조부의 비용적(比容積)이 70 ㏄/g∼105 ㏄/g의 범위에 있고, 상기 오목조부의 비용적이 40 ㏄/g∼60 ㏄/g의 범위에 있는 것인 투액성 섬유 부직포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스테이플 섬유에는, 겉보기의 섬유 길이가 10 ㎜∼80 ㎜인 것이 사용되고 있는 것인 투액성 섬유 부직포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 볼록조부와 상기 오목조부는, 상기 열가소성 합성수지로 형성된 상기 스테이플 섬유를 원하는 평방 미터 당 질량으로 포함하는 섬유 웨브를 기계 방향으로 연속적으로 주행시키는 한편, 상기 기계 방향에 대한 교차 방향으로 간헐적으로 배치한 복수의 노즐로부터 가열 공기를 상기 웨브를 향해 분사시키는 것에 의해 형성되고, 상기 볼록조부는 상기 교차 방향에서 인접하는 상기 노즐끼리의 사이에 형성되어 있으며, 상기 오목조부는 상기 노즐 바로 아래에 형성되어 있는 것인 투액성 섬유 부직포.