KR101759104B1 - 위생재용 섬유, 이를 포함하는 위생재 및 이의 제조방법 - Google Patents

위생재용 섬유, 이를 포함하는 위생재 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위생재용 섬유, 위생재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기저귀, 내프킨, 패드 등의 위생 재료용 흡수성 물품, 의료 위생재, 생활 관련재, 일반 의료재, 침구 재료, 필터 재료, 간호용품, 및 애완동물용품 등의 용도로서 적합한 흡수성 및 접착성이 우수한 복합섬유와 이를 통해 제조된 부직포 및 그 제조 방법 등에 관한 것이다.

Description

위생재용 섬유, 이를 포함하는 위생재 및 이의 제조방법{Fiber for clean material, clean materials containing the same and manufacturing method thereof}
본 발명은 위생재용 섬유, 위생재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기저귀, 내프킨, 패드 등의 위생 재료용 흡수성 물품, 의료 위생재, 생활 관련재, 일반 의료재, 침구 재료, 필터 재료, 간호용품, 및 애완동물용품 등의 용도로서 적합한 흡수성 및 접착성이 우수한 복합섬유와 이를 통해 제조된 부직포 및 그 제조 방법 등에 관한 것이다.
열풍이나 가열 롤 등의 열에너지를 이용하여 열 융착에 의한 성형을 통해 제조될 수 있는 복합 섬유는 벌크성(bulkiness)을 용이하게 얻을 수 있으므로, 기저귀, 냅킨, 패드 등의 위생 재료, 또는 생활 용품이나 필터 등의 산업 자재 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 위생재는 피부에 직접 접촉되는 것인 점과 감촉이나 촉감이 우수하여야 하고, 오줌, 경혈 등의 액체를 신속하게 흡수해야하기 때문에, 흡수성이 요구되므로 이들 성능을 발휘할 수 있도록 할 수 있는 벌크성을 가지는 섬유 및 부직포를 얻는 방법이 많이 제안되어 있다.
예를 들어,입체규칙도(isotacticity)가 높은 폴리프로필렌을 코어 성분으로 하고, 주로 폴리에틸렌으로 이루어지는 수지를 쉬스(sheath) 성분으로 한 쉬스-코어형 복합 섬유를 사용함으로써 벌크성이 높은 부직포를 제조하는 방법이 개시되어 있다(일본 특개소63-135549호 공보 참조). 이 방법에 따르면 복합 섬유의 코어측에 고강성의 수지를 사용함으로써, 얻어지는 부직포에 벌크성을 부여하지만, 유연성에 있어서 충분하지 않고, 특히 열 융착 온도가 고온으로 되면 얻어지는 부직포의 벌크성도 저하되어, 두 가지 성질의 양립하기는 어려운 문제점이 있었다.
또한, 일본 특개평 제11-323663호에 따르면, 결정성 폴리프로필렌과 폴리에틸렌으로 이루어진열접착성 복합섬유에 대하여 개시하고 있으며, 보다 상세하게는 상기 복합섬유의 단면은 고융점 수지가 중앙부로부터 외측을 향하여 스트랜드가 방사형에 성장하는 분기부를 형성하고, 저융점 수지가 분기부와 접속하여 접속부를 형성한 이형구조인 것을 특징으로 하는 열접착성 복합섬유 및 이를 포함하는 부직포에 관한 것이다. 상기 발명에 따르면 일반적인 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함하는 제품에 비해 저융점인 폴리에틸렌 부분이 적게 함유되어 접착성이 부족한 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 극복하기 위하여 대한민국 등록특허공보 제10-1350508호에는 폴리에스테르계tnwl 및 무기물 미립자를 포함하는 심부와 상기 심부를 구성하는 폴리에스테르계 수지보다 10℃이상 낮은 융점을 가진 폴리올레핀계 수지 및 무기물 미립자를 포함하는 초부로 구성된 복합섬유에 대하여 개시하고 있다. 상기 발명에 따르면 용융 방사시 방사성이 양호하고 심부와 초부의 계면 박리 현상이 거의 발생하지 않으며, 부직포를 제조하는 경우 웹 형성이 양호하고 분진이 거의 발생하지 않고, 벌크성 및 인장강도가 우수한 효과가 있다.
그러나, 상기의 경우 일반적인 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함하는 제품과 동일하게 원형단면 형상을 취함으로써 접착성은 양호하지만 흡수성이 저하되는 문제점이 있었다.
일본 특개평 제11-323663호 대한민국 등록특허공보 제10-1350508호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 이형단면으로 제조되어 원형 단면에 비해 표면적이 증가하여 열 접착 성능 이 우수하면서도 흡수성이 향상된 위생재용 섬유, 이를 포함하는 위생재 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다. 보다 상세하게는, 열 접착 성능에서 동등 이상의 성능을 보이고 추가적으로 이형 단면을 통해 모세관 현상을 유도하여 빠른 흡수성능을 발현시킬 수 있는 위생재 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 원형 단면 섬유를 포함하는 코어(core)부; 및 상기 코어부를 둘러싸는 다형 단면 섬유를 포함하는 시스(Sheath)부;를 포함하고, 하기 관계식 1의 이형도를 만족하는 시스-코어형 복합섬유인 것을 특징으로 하는 위생재용 섬유를 제공한다.
[관계식 1]
Figure 112014126277497-pat00001
상기 관계식 1에서 A는 섬유 단면적(㎛2)이고, P는 섬유단면 둘레의 길이(㎛)이다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 원형 단면 섬유는 융점이 130℃ ~ 230℃인 폴리프로필렌계 고분자를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 다형 단면 섬유는 융점이 50℃ ~ 150℃인 폴리에틸렌계 고분자를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 다형 단면 섬유는 십자형 단면 섬유, 육각 별모양 단면 섬유, 3봉 편평형 단면 섬유, 4엽형 단면 섬유, 6엽형 단면 섬유 및 8엽형 단면 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 위생재용 섬유의 섬도는 1.0 De ~ 10.0 De일 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 위생재용 섬유의 강도는 1.0 g/De ~ 5.0 g/De일 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 위생재용 섬유의 신도는 10 % ~ 100 %일 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 위생재용 섬유의 크림프 수는 10 개/인치 ~ 20 개/인치일 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 위생재용 섬유는 코어부 및 시스부가 2 ~ 5:5 ~ 8의 중량비일 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 상기의 위생재용 바인더 섬유; 및 부직포용 섬유;를 복수개로 포함하며, 복수개의 부직포용 섬유는 상기 바인더 섬유에 의해 부분 접합되는 것을 특징으로 하는 위생재를 제공한다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 위생재는 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 면 및 레이온으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 부직포용 섬유를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 위생재는 위생재용 섬유 100 중량부에 대하여 부직포용 섬유 40 ~ 230중량부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 위생재는 두께가 10 ~ 50 mm이고, 면밀도가 20 ~ 50 g/m2인 것을 특징으로 하는 위생재.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 위생재는 흡수도가 1.0 ~ 5.0 s이고, 열접착강도가 360 ~ 380 g/2.5cm일 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서,상기 위생재는 위생재용 섬유 100 중량부에 대하여 부직포용 섬유 40 ~ 230중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 위생재용 섬유를 제조하는 1단계; 및 상기 위생재용 섬유 복수개를 포함하는 섬유 집합체를 부직포 형태로 성형하는 2단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위생재의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 위생재용 바인더 섬유의 다형 단면 섬유는 십자형 단면 섬유, 육각 별 모양 단면 섬유, 3봉 편평형 단면 섬유, 6엽형 단면 섬유 및 8엽형 단면 섬유로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 2단계에서 섬유집합체는 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 면 및 레이온로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 부직포용 섬유를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 2단계에서 위생재용 섬유 100 중량부에 대하여 부직포용 섬유 40 ~ 230 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 원형 단면 섬유를 포함하는 코어(core)부; 및 상기 코어부를 둘러싸는 다형 단면 섬유를 포함하는 시스(Sheath)부;를 포함하는 시스-코어형 복합섬유인 것을 특징으로 하는 흡수성 및 접착성이 우수한 위생재용 섬유를 제조함으로써 기저귀, 내프킨, 패드 등의 위생 재료용 흡수성 물품, 의료 위생재, 생활 관련재, 일반 의료재, 침구 재료, 필터 재료, 간호용품, 및 애완동물용품 등의 용도로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 십자형 단면 섬유의 주사전자현미경 이미지이다.
상술한 바와 같이 종래의 위생재는 부직포의 형태로 제조시 바인더 섬유로 기존의 폴리에틸렌/폴리프로필렌 복합섬유를 원형 단면 파이버를 사용하므로, 파이버를 단순히 부직포를 구성하는 성분을 집합시키기 위해서만 사용함으로써 부직포를 딱딱하게 만들고 발생된 공극을 감소시켰다. 또한 딱딱해진 부직포 유연성이 우수하지 않은 위생재로 사용하기 적절하지 않으며, 표면적이 적어 흡수성이 저하되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명에서는 원형 단면 섬유를 포함하는 코어(core)부; 및 상기 코어부를 둘러싸는 다형 단면 섬유를 포함하는 시스(Sheath)부;를 포함하고, 하기 관계식 1의 이형도를 만족하는 시스-코어형 복합섬유인 것을 특징으로 하는 위생재용 바인더 섬유를 제공함으로써 상술한 문제의 해결을 모색하였다.
[관계식 1]
Figure 112014126277497-pat00002
상기 관계식 1에서 A는 섬유 단면적(㎛2)이고, P는 섬유단면 둘레의 길이(㎛)이다.
상기와 같은 위생재용 섬유를 사용함으로써, 이를 포함하여 제조되는 위생재는 표면에 다형단면구조를 가짐으로써 모세관효과를 통해 흡수성을 향상시킬 수 있고, 융점이 낮은 폴리에틸렌 수지를 이용하여 시스부를 구성함으로써 열융착을 통한 부직포 제조시 접착성이 향상되어 용이하게 부직포를 제조할 수 있다. 따라서 상기 위생재용 섬유로부터 종이, 냅킨용 종이, 타월, 화장용 박지, 생리용지 등에도 흡수성 및 접착성을 향상시키기 위해 사용할 수 있는 위생재 및 그 제조방법을 제공할 수 있다. 이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
상기 위생재용 섬유의 코어부에 포함되는 원형 단면 섬유는 다형 단면 섬유를 지지하는 역할을 수행하며, 상기 원형 단면 섬유는 융점이 시스부에 사용되는 고분자 수지에 비해 상대적으로 높아, 이를 포함하여 제조되는 부직포의 제조공정에 있어서 가열시에도 용융하지 않는다. 상기 원형 단면 섬유는 폴리프로필렌계 고분자를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 폴리프로필렌계 고분자는 융점이 130℃ ~ 250℃일 수 있고, 바람직하게는 150℃ ~ 230℃일 수 있다.
이때, 상기 다형 단면 섬유는 융점이 50℃ ~ 150℃인 폴리에틸렌계 고분자인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 융점이 80℃ ~ 120℃인 폴리에틸렌계 고분자일 수 있다. 상기 다형 단면 섬유의 융점이 50℃ 미만인 경우 폴리머의 고화가 어려워 방사시 섬유간의 융착이 발생하여 방사 작업성이 저하되고 부직포 제조시 카딩 및 웹형성이 균일하지 못한 문제점이 있고, 150℃를 초과하는 경우 부직포 제조시 열접착성능이 저하되고 접착 강도를 얻기 위해 많은 열량이 필요한 문제점이 있다.
본 발명에 따른 위생재용 섬유에 있어서,
Figure 112014126277497-pat00003
의 식에 따라 도출된 이형도 값이 클수록 섬유 표면적이 넓고, 모세관 현상이 발생할 수 있음을 뜻하므로 보다 바람직하게는 본 발명에서 사용되는 다형 단면섬유는 상기 값이 1.5 이상일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1.8 ~ 3.0 일 수 있다.
상기 이형도 값이 1.5 미만일 경우 섬유 표면적이 작고, 우수한 흡수성을 구현하기 위해서는 많은 양의 섬유가 필요하여 경량화 설계가 불가능한 문제점이 있다. 또한, 파이버를 단순히 부직포를 구성하는 성분을 집합시키기 위해서만 사용함으로써 부직포를 딱딱하게 만들고 발생된 공극을 감소시켜 위생재로 사용하기 어려운 문제점도 있을 수 있다.
한편, 본 발명에서 사용되는 다형 단면섬유의 이형도 값이 3.0을 초과할 경우 구금 제작 비용 증가, 냉각 효율 향상 관련 설비 교체, 고화속도 개선을 위한 고분자 개질, 생산성 저하 등으로 인해 결과적으로 제조 비용 상승을 초래하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 값이 1.5 이상을 만족하는 다형 단면섬유는 십자형 단면 섬유, 육각 별 모양 섬유, 3봉 편평형 섬유, 6엽형 섬유 또는 8엽형 섬유 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있다. 구체적으로, 도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 십자형 단면 섬유로, 이형도 값이 1.98이다.
종래의 일반 원형 단면 섬유의 값은 1.0으로 표면적이 충분히 넓지 않아 흡수성이 현저히 떨어지고 열접착 강도도 상대적으로 저하되며(비교예1 참조), 육각 별 모양, 3봉 편평형, 6엽형 또는 8엽형 형태의 다형 단면 섬유일지라도 값이 1.5 이상을 만족하지 않는다면 흡수성을 향상시킬 수 있는 표면적이 충분치 않아 본 발명의 위생재 섬유로 적합하지 않다.
보다 바람직하게는 본 발명에 따른 위생재용 섬유에 있어서, 다형 단면섬유는 L/W 값이 2 ~ 3일 수 있다. L은 섬유의 세로 방향에 대한 길이인 Length 약자 값이고, W은 꼭지점과 꼭지점을 잇는 가로방향에 대한 길이 Width 약자 값을 나타낸다. 구체적으로 도 5는 8엽형 다형 단면섬유를 예로 들어 L, W값을 나타낸 것으로, 8엽형 다형 단면 섬유 단면의 경우 길이가 긴 방향이 세로 방향이라 했을 때 그 길이를 L,길이가 짧은 3개의 모양에서 꼭지점에서 꼭지점까지의 거리를 W로 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용되는 다형 단면섬유는 보다 바람직하게는 꼭지점의 수가 6 ~ 8개 일 수 있다. 다만, 상기 L/W 또는 꼭지점 수에 특별히 한정되는 것은 아니며, 값이 1.5 이상을 만족하는 다형 단면 섬유라면 바람직하다.
나아가, 상기 위생재용 바인더 섬유의 섬도는 1,0 ~ 10.0 De일 수 있으며, 보다 바람직하게는 1.0 ~ 7.0 De인 것이 좋다. 섬도가 작아질수록 흡수성능 향상에는 효과적일 수 있으나, 섬도가 1.0 De 미만인 경우 목표로 하는 단면의 최적 형상을 제어하는데 문제가 있을 수 있으며, 10.0 De를 초과하는 경우 부직포 제조 공정상에 어려움이 발생하고 섬유 집합체로 제조되었을 때 흡수성능이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 위생재용 바인더 섬유의 신도는 10 ~ 100 %인 것이 바람직하며 보다 바람직하게는 50 ~ 70%인 것이 좋다. 신도가 10 %미만인 경우 상기 섬유를 포함하여 만들어진 부직포가 딱딱해질 수 있는 문제점이 있고, 100%를 초과하는 경우 섬유의 내구성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 위생재용 바인더 섬유의 강도는 1.0 g/De ~ 5.0 g/De인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3 g/De ~ 5.0g/De인 것이 좋다.섬유의 강도가 1.0 g/De 미만인 경우 부직포의 물성이 저하될 수 있는 문제점이 있고, 5.0 g/De를 초과하는 경우 부직포의 모듈러스가 높아져 부직포의 촉감이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상기 위생재용 시스-코어형 복합섬유의 크림프(crimp) 수는 10 ~ 20 개/인치인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 12 ~ 20 개/인치인 것이 좋다. 크림프 수가 10 개/인치 미만인 경우 섬유간의 집속성이 부족하여 부직포의 웹 형성이 용이하지 않고 부직포의 물성이 저하되는 문제점이 있고, 20개/인치를 초과하는 경우 부직포 공정에서 카딩성이 저하되고 불균일한 웹이 형성되는 문제점이 있다.
상기 위생재용 바인더 섬유의 섬유장은 35 ~ 65 mm일 수 있으며, 35 mm 미만인 경우 섬유 간의 간극이 넓어져서 섬유 집합체로의 형성 및 생산이 힘들며, 과도한 공극률로 인하여 흡수 및 차음 성능이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 65 mm를 초과하는 경우 섬유 간 간극이 너무 좁아져서 공극률이 저하되어 흡수율을 저하시킬 수 있다.
상기 위생재용 바인더 섬유는 코어부 및 시스부가 중량비가 2~5:5~8인 것이 바람직하다. 코어(Core)부가 상기 범위 미만으로 포함될 경우 접착성은 향상될 수 있으나 제조된 부직포의 벌크성이 미흡한 문제점이 발생할 수 있고, 상기 범위를 초과하여 포함될 경우 부직포의 벌크성이 향상될 수 있으나 시스(Sheath) 성분이 너무 적어 접착성능이 저하될 수 있고 복합방사된 섬유 전체의 물성저하가 발생하는 단점이 있을 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 상기의 위생재용 바인더 섬유를 복수개로 포함하며, 상기 위생재용 섬유는 상호 부분 접합되는 것을 특징으로 하는 위생재를 제공한다.
본 발명에 따른 위생재에 있어서, 상기 다형 단면 섬유는 상기 이형도 값이 1.5 이상을 만족하고, 육각 별 모양, 3봉 편평형, 6엽형 또는 8엽형 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있다.
또한, 상기 위생재는 두께가 10 ~ 50 mm이고, 면밀도가 20 ~ 50 g/m2인 것이 바람직하다. 위생재의 두께가 상기 범위를 벗어나는 경우 부직포의 가공성이 저하되는 문제점이 있고, 면밀도가 상기 범위를 벗어나는 경우 통기성 및 흡수성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 상기 위생재는 흡수도가 1.0 ~ 5.0 s이고, 열접착강도가 360 ~ 380 g/2.5cm일 수 있다.
본 발명에 따른 위생재에 있어서, 상기 위생재는 선택적으로 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 면 및 레이온으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 부직포용 섬유를 더 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스티르계 섬유인 것이 좋다. 이때, 상기 위생재는 위생재용 섬유 100 중량부에 대하여 부직포용 섬유 40 ~ 230 중량부를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 50 ~ 150 중량부를 포함하는 것이 좋다. 상기 부직포용 섬유의 함량이 230 중량부를 초과하게 되면 상대적으로 위생재용 섬유의 함량이 저하되어 섬유 간의 충분한 결속력을 유지하기 어려우며, 이로 인해 위생재를 임의의 모양으로 성형하기가 어렵고, 또한 흡수성이 저하될 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 위생재용 섬유를 제조하는 1단계; 및 상기 위생재용 섬유 복수개를 포함하는 섬유 집합체를 부직포 형태로 성형하는 2단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위생재의 제조방법을 제공한다. 이하, 본 발명을 단계별로 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 위생재의 제조방법에 있어서, 상기 1단계는 위생재용 섬유를 제조하는 단계이다. 이때, 상기 위생재용 섬유의 다형 단면 섬유는 십자형 단면 섬유, 육각 별 모양 단면 섬유, 3봉 편평형 단면 섬유, 6엽형 단면 섬유 및 8엽형 단면 섬유로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 위생재의 제조방법에 있어서, 상기 위생재용 섬유 복수개를 포함하는 섬유 집합체를 부직포 형태로 성형하는 단계로서, 상기 섬유 집합체를 니들 펀칭 공정 또는 열 접착 공정 등 통상의 섬유구조체 위생재 제조공정을 통해 면밀도를 지닌 부직포의 형태로 성형하여 제조할 수 있다.
이때, 상기 위생재용 섬유 이외에 선택적으로 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 면 및 레이온으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 부직포용 섬유를 더 포함할 수 있고, 바람직하게는 폴리올레핀계 섬유 또는 폴리에스테르계 섬유인 것이 좋다. 이때, 상기 위생재용 섬유 100 중량부에 대하여 부직포용 섬유 40 ~ 230 중량부를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 50 ~ 150 중량부를 포함하는 것이 좋다. 상기 부직포용 섬유의 함량이 230 중량부를 초과하게 되면 상대적으로 위생재용 섬유의 함량이 저하되어 섬유 간의 충분한 결속력을 유지하기 어려우며, 이로 인해 위생재를 임의의 모양으로 성형하기가 어렵고, 또한 흡수성이 저하될 수 있다. 이때, 상기 부직포형 섬유는 원형 단면 섬유, 다형 단면 섬유 등의 다양한 형태의 것을 사용 가능하며, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 위생재의 제조방법에 동일하게 적용되는 위생재용 섬유에 대한 상세한 설명은 이하 생략하도록 한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[ 실시예 ]
실시예 1. 시스 - 코어형 복합섬유를 이용한 위생재의 제조
코어 성분으로 170℃ 융점을 갖는 폴리프로필렌(MI 17)을 사용하였고, 시스 성분으로 130℃의 융점을 가지는 폴리에틸렌(MI.)를 사용하였다. 상기 폴리프로필렌과 폴리에틸렌을 이형 단면 구금을 이용하여 50:50의 혼합비율로 복합방사하였다. 이때, 상기 이형 단면 구금은 A(넓이) 0.07 mm, L(둘레길이) 1.86 mm인 십자 단면형 구금을 사용하였다. 상기 구금방사시 방사온도는 260℃이고, 방사속도는 1000 mpm로 하였으며 방사 후 4.5 배로 연신하고 110℃에서 정장열처리하여 스퍼터 박스로 크림프 수 15 개/인치가 될 수 있도록 기계적 권축을 부여하였다. 이를 절단하여 섬도 2.15 de, 강도 3.35 g/de, 신도 95.7 %, 크림프수 15.4 개/인치, 섬유장 38 mm인 위생재용 섬유를 제조 2분 동안 Air-through Bonding공정을 거쳐 열접착된 두께 15 mm 면밀도 25 g/㎡의 부직포를 제조하였다.
실시예 2. 위생재의 제조
육각 별모양(η=1.51)의 위생재용 섬유를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 위생재를 제조하였다.
실시예 3. 위생재의 제조
상기 실시예 1의 위생재용 섬유와 폴리올레핀으로 제조된 다형단면 섬유(η=1.60)를 5:5의 중량비로 혼합한 후 부직포형태의 섬유집합체를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 위생재를 제조하였다.
비교예 1. 위생재의 제조
원형 단면 구금을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 위생재를 제조하였다.
비교예 2. 위생재의 제조
오각 별모양(η=1.30)의 위생재용 섬유를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 위생재를 제조하였다.
실험예 1.
상기 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 위생재의 흡수성능 및 열접착강도를 평가하기 위하여 하기 측정방법에 따라 실험하고, 그 결과를 표1 ~ 2에 나타내었다.
1. 섬도 : ASTM D1577에 의거하여 측정하였다.
2. 섬유의 강도 및 신도 : ASTM D3822에 의거하여 복합 섬유의 인장 특성을 측정하였다.
3. 부직포 평량 : 부직포의 평량은 ERT 방법(EDANA RECOMMENDED TEST METHODS) 40.3-90에 의거하여 측정하였다.
4. 부직포 두께 : 부직포의 두꼐는 ERT 방법(EDANA RECOMMENDED TEST METHODS) 30.5-99에 의거하여 측정하였다.
5. 흡수도
부직포로부터 10cm 길이의 시료편을 절단하고, 부직포 표면에 적색 수성 잉크를 소량 부착시켜 잉크의 부직포내 침투성을 시각적으로 미세관찰하여 흡수성 평가하였다. 잉크의 부직포내 침투시간이 7초 이상이 될 경우에는 흡수성이 불량한 것으로 판단하였다.
6. 열접착강도
본 발명의 이형단면 복합섬유를 사용하여 만든 부직포로부터 폭 2.5cm시료편을 절단하고 2de급 폴리프로필렌 섬유로 되어 있는 약 20g/㎡의 부직포로 절된된 폭 2.5cm의 시료편과, 선단부분을 길이 1cm가량 겹쳐서, 3kg/㎠의 압력을 3초간 가하고, 특정의 온도에서 열압착하고, 인장 시험기를 이용하여 측정폭을 10 cm로 하고 , 인장속도 10cm/min로 접착강도의 박리력을 측정하였다.
위생재용 섬유 부직포용섬유
코어부수지 시스부 수지 방사비율 이형도
(η)		 연신비 열처리 온도(℃) 수지 이형도
(η)		 부직포용:위생재용 혼합비
실시예1 PP PE 50:50 1.98 4.5 110
실시예2 PP PE 50:50 1.51 4.5 110
실시예3 PP PE 50:50 1.98 4.5 110 PO 1.60 5:5
비교예1 PP PE 50:50 1 4.5 110
비교예2 PP PE 50:50 1.42 4.5 110
위생재용 섬유 부직포
섬도
(De)		 강도
(g/de)		 신도
(%)		 크림프수
(개/인치)		 평량
(g/cm2)		 흡수도
(sec)		 열접착강도
(g/2.5cm)
실시예1 2.15 3.35 95.7 15.4 23 2.0 370
실시예2 2.25 3.33 92.8 14.7 25 3.5 360
실시예3 2.15 3.35 95.7 15.4 24 3.0 270
비교예1 2.19 3.40 98.2 14.5 24 6.0 350
비교예2 2.19 3.40 98.2 14.5 24 4.0 240
상기 표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2의 흡수성 및 열접착강도를 측정한 결과를 비교함으로써 섬유의 표면적이 넓어질수록(이형도가 높을수록) 섬유의 흡수성 및 열접착강도가 우수한 것을 알 수 있었다.
구체적으로, 실시예 1 ~ 3과 비교예 1의 성능측정결과를 비교하여, 본 발명에 따른 위생재는 구형 단면을 가지는 섬유를 사용하여 제조한 비교예 1의 위생재보다 우수한 흡수성 및 접착능을 가지는 것을 확인할 수 있다.
또한, η값이 1.5 이상을 만족하는 실시예 1 ~ 3은 η값이 1.5 미만인 비교예 1 ~ 2에 비하여 흡수성이 현저히 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 이형단면을 가지는 시스코어형 위생재용 섬유를 다른 다형단면의 부직포용 섬유와 함께 혼합하여 사용할 수 있으며, 이런 경우에도 흡수성 및 접착능이 우수한 것을 확인할 수 있다.
구체적으로, 실시예 1 ~ 3과 비교예 1 ~ 2의 성능측정 결과를 비교함으로써 본 발명의 시스코어형 복합섬유를 바인더로 이용한 위생재는 이형도에 따라 흡수성 및 접착능이 상이한 것을 확인할 수 있었고, 실시예 1~ 3 및 비교예 1 ~ 2의 비교를 통해 다형단면 섬유인 경우라도 이형도(η값)이 1.5 이상인 경우에 더욱 우수한 흡수성 및 접착능을 나타내는 것을 알 수 있었다.

Claims (18)

  1. 원형 단면 섬유를 포함하는 코어(core)부; 및
    상기 코어부를 둘러싸는 다형 단면 섬유를 포함하는 시스(Sheath)부;를 포함
    하고,
    상기 다형 단면 섬유는 십자형 단면 섬유, 육각 별모양 단면 섬유, 3봉 편평형 단면 섬유, 4엽형 단면 섬유, 6엽형 단면 섬유 및 8엽형 단면 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하며,
    하기 관계식 1의 이형도를 만족하고,
    상기 원형 단면 섬유는 융점이 150℃ ~ 230℃인 폴리프로필렌계 고분자를 포함하고, 상기 다형 단면 섬유는 융점이 80℃ ~ 120℃인 폴리에틸렌계 고분자를 포함하며,
    신도가 92.8%이상인 시스-코어형 복합섬유인 것을 특징으로 하는 위생재용 섬유;
    [관계식 1]
    Figure 112016075962224-pat00007

    상기 관계식 1에서 A는 섬유 단면적(㎛2)이고, P는 섬유단면 둘레의 길이(㎛)이다.

  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 위생재용 섬유의 섬도는 1.0 De ~ 10.0 De인 것을 특징으로 하는 위생재용 섬유.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 위생재용 섬유의 강도는 1.0 g/De ~ 5.0 g/De인 것을 특징으로 하는 위생재용 섬유.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 위생재용 섬유의 크림프 수는 10 개/인치 ~ 20 개/인치 인 것을 특징으로 하는 위생재용 섬유.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 위생재용 섬유는 코어부 및 시스부가 2 ~ 5:5 ~ 8의 중량비인 것을 특징으로 하는 위생재용 섬유.
  10. 제1항, 제5항 내지 제6항, 및 제8항 내지 제9항 중 어느 한 항의 위생재용 섬유를 복수개로 포함하며, 상기 위생재용 섬유는 상호 부분 접합되고,
    흡수도가 1.0 ~ 5.0 s이고, 열접착강도가 360 ~ 380 g/2.5cm인 것을 특징으로 하는 위생재.
  11. 제10항에 있어서, 상기 위생재는 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 면 및 레이온으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 부직포용 섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위생재.
  12. 제11항에 있어서, 상기 위생재는 위생재용 섬유 100 중량부에 대하여 부직포용 섬유 40 ~ 230중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위생재.
  13. 제10항에 있어서, 상기 위생재는 두께가 10 ~ 50 mm이고, 면밀도가 20 ~ 50 g/m2인 것을 특징으로 하는 위생재.
  14. 삭제
  15. 제1항, 제5항 내지 제6항 및 제8항 내지 제9항 중 어느 한 항의 위생재용 섬유를 제조하는 1단계; 및
    상기 위생재용 섬유 복수개를 포함하는 섬유 집합체를 부직포 형태로 성형하는 2단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위생재의 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 위생재용 섬유의 다형 단면 섬유는 융점이 150℃ ~ 230℃인 폴리프로필렌계 고분자를 포함하며, 십자형 단면 섬유, 육각 별 모양 단면 섬유, 3봉 편평형 단면 섬유, 6엽형 단면 섬유 및 8엽형 단면 섬유로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 위생재의 제조방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 2단계에서 섬유집합체는 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 면 및 레이온로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 부직포용 섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위생재의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 2단계에서 위생재용 섬유 100 중량부에 대하여 부직포용 섬유 40 ~ 230중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위생재의 제조방법.

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