KR101776400B1

KR101776400B1 - 운동성이 확보된 스펀본드 부직포 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101776400B1
Application number: KR1020150135327A
Authority: KR
Inventors: 이문복; 서형민; 윤영일; 이주용
Original assignee: 도레이첨단소재 주식회사
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2017-09-07
Also published as: KR20170036314A

Abstract

본 발명은 운동성이 확보된 스펀본드 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상기한 본 발명의 운동성이 확보된 스펀본드 부직포는 용융지수(MI, Meltflow index)가 40 내지 50g/10min이고, 밀도는 0.830 내지 0.930g/㎤며, 융점은 45 내지 110℃로, 융해열은 60J/g 이하인 폴리올레핀계 랜덤공중합체가 A성분으로서 섬유의 코어(Core) 부를 형성하고, 용융지수(MI)가 30 내지 40g/10min이고, 밀도가 0.850 내지 0.950g/cc며, 융점은 160 내지 170℃로, 융해열은 80J/g 이하인 폴리올레핀계 단독 중합체가 섬유표면을 구성하는 B성분으로써 섬유의 쉬쓰(Sheath) 부를 형성하는 섬유를 열압착하여 형태안정성을 우수하게 제조한 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 운동성이 확보된 스펀본드 부직포 및 그 제조방법은 폴리올레핀계 원료와 이성분 방사법을 이용하여 섬유 심부에는 탄성원료를 적용하고 초부에는 일반 폴리프로필렌 원료를 각각 적용함으로써 방사성 및 열압착 공정시 부직포 웹의 권부성을 개선하여 신축성이 우수하면서 상업생산이 가능한 신축 부직포로서, 스펀본드 공법을 사용하여 이축연신 회복률이 우수한 운동성이 확보된 스펀본드 부직포를 제공하여 상기한 종래의 문제점을 해결하였다.

Description

운동성이 확보된 스펀본드 부직포 및 그 제조방법{Spunbond nonwoven fabric having an excellent mobility and manufacturing method thereof}

본 발명은 운동성이 확보된 스펀본드 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 폴리올레핀계 원료와 이성분 방사법을 이용하여 섬유 심부에는 탄성원료를 적용하고 초부에는 일반 폴리프로필렌 원료를 각각 적용함으로써 방사성 및 열압착 공정시 부직포 웹의 권부성을 개선하여 신축성이 우수하면서 상업생산이 가능한 신축 부직포로서, 특히 스펀본드 공법을 사용하여 이축연신 회복률이 우수한 운동성이 확보된 스펀본드 부직포 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래로부터 부직포는 그 물리화학적 특성을 변형하여 다양한 분야, 예를 들어 위생용, 의료용, 농업용 또는 산업용과 같은 분야에서 다양한 용도로 사용되어 오고 있으며, 특히 근래 들어 생활수준이 향상됨에 따라 위생용품의 하나인 신축성 물품 등 일반 생활 속에서 다양하게 사용되고 있는데, 이러한 부직포는 신체의 움직임에 맞추어 신축되어야 함은 물론 피부와 접촉시 부드럽고, 소프트한 촉감 개선도 지속적으로 요구되고 있다.

따라서, 이러한 탄성 특성을 발현하기 대한민국 특허공개공보 제2009-0128481호는 신장성 섬유와 신축성 섬유를 혼합 적층하여, 연화 또는 용융에 의한 자기 융착에 의해 고정되는 잠재 신축성 부직포 시트에 대해 기어 연신 가공을 수행함으로서 신축성 부여하는 방법을 개시하고 있으며, 동 제2007-7014056호는 열가소성 스티렌 블록 공중합체로부터 가교결합 탄성 필름층을 형성, 연신한 후 스트레치-본디드 라미네이트 방식으로 1개 이상의 부직 웹에 결합시킴으로서 부직포에 신축성을 부여하는 방법을 개시하고 있다.

그러나, 상기 종래 기술의 경우 일축 방향에 대해서만 연신이 가능하고, 또한 라미네이트 방식의 경우 다른 소재와의 접착 특성을 부여하기 위해 접착제 처리를 해야만 하기 때문에 가공처리 공정이 복잡하고, 제조비용이 상승하는 단점이 있다.

그래서, 상기 문제점 때문에, 탄성 물성을 발현하는 방법에 있어 설비 상이 아닌 적절한 탄성 원료를 도입한 탄성 물성 발현 방법에 대한 연구도 되어 왔는데, 예를 들어, 대한민국 특허공개공보 제2005-0088361호는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 함유하는 폴리머를 스펀본딩함으로서 신축성 섬유를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 폴리우레탄 수지의 경우 특유의 냄새가 있고, 시간이 경과함에 따라 황변 현상이 발생하는 문제점이 있어 실용적이지 못하다는 단점이 있다.

부직포의 피부에 대한 접촉감을 개선하기 위한 방법 또한 다양하게 연구되어 왔는데, 예를 들어 대한민국 특허공개공보 제2007-0085091호에서는 에틸렌-옥텐계열 탄성 중합체와 열가소성 폴리에틸렌(PE)계 코폴리머 혹은 폴리프로필렌(PP)를 원료를 사용하여 이성분 복합 방사기술을 이용한 비점착성 감촉을 갖는 섬유 및 웹을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 상기 방법에 사용한 탄성 원료의 경우 고온에서 높은 점성도 및 용융 탄력성으로 인해 생산시 방사 노즐 상의 압력이 증가하여 장기간 지속 생산시 생산성 저하와 같은 제반 문제점이 발생하고, 또한 원료 가격적인 측면에 있어서도 비싸 상업성이 떨어진다는 단점이 있다. 더욱이, 상기 에틸렌-옥텐계열의 탄성 중합체의 경우에 있어서는 일회용 위생제품 적용에 있어서, 사용자의 소변이나 배변시 늘어난 하중, 즉 낮은 외부 하중에 의해서 변형이 커서, 착용시 늘어짐이 발생하는 등 사용자의 착용감 혹은 피트성이 떨어진다는 단점이 있다. 또 다른 예로서, 대한민국 특허공개공보 제2010-0080625호에 따르면, 프로필렌계 엘라스토머 중합체를 이용한 부직물을 개시하고 있는데, 상기 특허의 경우 30중량%의 에루카미드(Erucamide) 및 70중량%의 프로필렌계 엘라스토머 중합체를 사용하여 탄성 원료의 점착성 감촉을 낮추고자 시도하고 있다. 그러나, 상기 기술에 있어서도, 슬립제인 에루카미드의 높은 함량에 따른 탄성 원료 함량을 높일 수 없기 때문에, 탄성 물성인 우수한 신축성을 발현할 수 없다는 문제가 있다.

이에, 본 발명자 등은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 높은 유동성을 가진 폴리올레핀계 랜덤 공중합체를 섬유의 중심으로 하고, 그 외장부분에는 열가소성 폴리올레핀을 사용하여 운동성과 촉감이 개선된 이성분 부직포를 제공하므로 상기한 종래의 문제점을 해결할 수 있음을 밝혀내어 본 발명을 완성하게 되었다.

특허문헌 1: 대한민국 특허공개공보 제2009-0128481호 특허문헌 2: 대한민국 특허공개공보 제2007-7014056호 특허문헌 3: 대한민국 특허공개공보 제2005-0088361호 특허문헌 4: 대한민국 특허공개공보 제2007-0085091호 특허문헌 5: 대한민국 특허공개공보 제2010-0080625호

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 실정을 감안하여 된 것으로서, 본 발명의 제일 목적은 신축성 물품 등의 위생용 부직포로서 사용될 수 있도록 신체의 움직임에 맞추어 우수하게 신축됨은 물론 피부와 접촉시 부드럽고 소프트한 촉감을 갖으면서도, 방사성 및 열압착 공정시 부직포 웹의 권부성을 개선하여 상업생산이 가능한 부직포를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 특히 스펀본드 공법을 사용하여 이축연신 회복률이 우수한 운동성이 확보된 스펀본드 부직포를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 특성을 갖는 부직포를 우수한 생산성으로 보다 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.

상기한 본 발명의 목적은 폴리올레핀계 원료와 이성분 방사법을 이용하여 섬유 심부와 초부에 각각 다른 원료를 적용함으로써 방사성과 부직포 웹의 권부성을 개선하면서도 신축성과 촉감을 우수하게 할 수 있음을 밝혀내어 달성되었다.

용융지수(MI, Meltflow index)가 40 내지 50g/10min이고, 밀도는 0.830 내지 0.930g/㎤며, 융점은 45 내지 110℃로, 융해열은 60J/g 이하인 폴리올레핀계 랜덤공중합체가 A성분으로서 섬유의 코어(Core) 부를 형성하고, 용융지수(MI)가 30 내지 40g/10min이고, 밀도가 0.850 내지 0.950g/cc며, 융점은 160 내지 170℃로, 융해열은 80J/g 이하인 폴리올레핀계 단독 중합체가 섬유표면을 구성하는 B성분으로써 섬유의 쉬쓰(Sheath) 부를 형성하는 섬유를 열압착하여 형태안정성을 우수하게 제조한 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 코어부의 폴리올레핀계 랜덤공중합체 구성비율은 에틸렌 또는 비-프로필렌 α-올레핀으로부터 유도된 폴리에틸렌을 5 내지 12 중량wt%를 포함하는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 쉬쓰부의 폴리올레핀계 단독 중합체는 폴리프로필렌임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 코어(Core) 부를 형성하는 폴리올레핀계 랜덤공중합체와 쉬쓰(Sheath) 부를 형성하는 폴리올레핀계 단독중합체는 폴리올레핀계 랜덤공중합체의 MI가 적어도 40g/10min 이상인 것을 사용하여, 폴리올레핀계 단독중합체는 MI가 최대 40g/10min을 넘지 않는 것으로 두 중합체 간의 MI이 차는 적어도 10g/min 또는 그 이상인 것을 사용한 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 쉬쓰부와 코어부의 비율은 섬유의 전체 중량 기준으로, 쉬쓰부/코어부 비율 범위가 10/90 내지 50/50으로 된 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 B성분은 폴리올레핀계 단독 중합체에 에루카마이드(Erucamide)를 1 내지 3중량%를 투입한 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 부직포는 100% 1-사이클 이력 시험을 사용하여 측정하였을 때 영구 변형율이 20%를 초과하지 않는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 부직포는 100% 1-사이클 이력 시험을 사용하여 측정하였을 때 MD 방향에 대한 탄성 모듈러스가 0.2 내지 1.5 kg/㎟인 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 부직포는 평량이 10 내지 200g/m²며 섬유 직경이 12 내지 32㎛인 것임을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 운동성이 확보된 스펀본드 부직포의 제조방법은;

a) 용융지수(MI, Meltflow index)가 40 내지 50g/10min이고, 밀도는 0.830 내지 0.930g/㎤며, 융점은 45 내지 110℃로, 융해열은 60J/g 이하인 폴리올레핀계 랜덤공중합체를 A성분으로 하여 해당 압출기로 공급하는 단계:

b) 용융지수(MI)가 30 내지 40g/10min이고, 밀도가 0.850 내지 0.950g/cc며, 융점은 160 내지 170℃로, 융해열은 80J/g 이하인 폴리올레핀계 단독 중합체를 B성분으로 하여 해당 압출기로 공급하는 단계:

c) 각 압출기로부터 성분 A 및 B를 용융물로 각각 섬유의 코어(Core) 부와 섬유의 쉬쓰(Sheath) 부를 형성하도록 공압출하여 다수의 섬유를 형성하는 단계:

d) 상기 섬유를 적정한 온도로 퀀칭(Quenching)하는 단계:

e) 상기 퀸칭된 섬유를 연신하는 단계:

f) 상기 섬유를 특수 형상 표면 벨트 상에서 웹으로 형성하는 단계:

g) 상기 웹을 열압착으로 형태 안정성을 부여하는 단계: 및

h) 상기 웹을 일정 권취 속도로 권취하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 쉬쓰부와 코어부의 비율은 섬유의 전체 중량 기준으로, 쉬쓰부/코어부 비율 범위가 10/90 내지 50/50으로 되도록 함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 퀀칭 온도는 14 내지 18℃로 함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 열압착은 패턴된 롤에 의해 엠보싱 결합으로 함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 열압착은 한쪽 면은 접착면적이 10 내지 20%을 가지는 엠보스 롤(Emboss roll)이고, 다른 한쪽 면은 표면이 매끄러운 스위밍 롤(Swimming roll)로 구성된 결합 캘랜더를 사용하여, 80℃ 내지 120℃의 온도에서 수행함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 일정 권취 속도는 엠보스 롤의 회전에 비하여 80 내지 99%의 비율로 낮게 함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 신축성 스펀본드 부직포 적층체는 상기에 기술된 바와 같은 구성을 갖는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포의 적층체로서 용융방사, 연신가공, 열압착 캘랜더 가공을 통해 얻어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 섬유제품은 상기에 기재된 본 발명에 따른 운동성이 확보된 신축성 스펀본드 부직포 적층체를 신축 부재에 이용하여 이루어지는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 위생용 기저귀 제품은 상기에 기재된 본 발명에 따른 운동성이 확보된 신축성 스펀본드 부직포 적층체를 신축 부재로 이용하여 탑시트(Topsheet), 백시트(Backsheet), 사이더게더(Sidegater), 웨이스트밴드(Waistband), 사이드판넬(Sidepannel)로 사용하여 이루어지는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 성인용 기저귀 제품은 상기에 기재된 본 발명에 따른 운동성이 확보된 신축성 스펀본드 부직포 적층체를 신축 부재로 이용하여 탑시트(Topsheet), 백시트(Backsheet), 사이더게더(Sidegater), 웨이스트밴드(Waistband), 사이드판넬(Sidepannel)로 사용하여 이루어지는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 여성용 제품은 상기에 기재된 본 발명에 따른 운동성이 확보된 신축성 스펀본드 부직포 적층체를 신축 부재로 이용하여 탑시트(Topsheet), 백시트(Backsheet), 사이더게더(Sidegater), SAP 시트(Sheet)로 사용하여 이루어지는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 의료용 제품은 상기에 기재된 본 발명에 따른 운동성이 확보된 신축성 스펀본드 부직포 적층체를 신축 부재로 이용하여 신축 회복성이 우수한 롤(Roll) 파스, 근육 테이프(Muscle tape), 상처 드레싱(Wound dressing), 의료 밴드(medical band)로 이루어지는 것임을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 운동성이 확보된 스펀본드 부직포 및 그 제조방법은 폴리올레핀계 원료와 이성분 방사법을 이용하여 섬유 심부에는 탄성원료를 적용하고 초부에는 일반 폴리프로필렌 원료를 각각 적용함으로써 방사성 및 열압착 공정시 부직포 웹의 권부성을 개선하여 신축성이 우수하면서 상업생산이 가능한 신축 부직포로서, 스펀본드 공법을 사용하여 이축연신 회복률이 우수한 운동성이 확보된 스펀본드 부직포를 제공하여 상기한 종래의 문제점을 해결하였다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명하지만, 본 발명이 이하의 실시형태에 한정되는 것이 아니며 그 요지의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다. 또한, 상세한 설명에서는 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어들은 실시형태를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 결코 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 발명에서 사용된 "부직포"라는 용어는 편직 또는 직조 이외에 수단에 의해 형성되며 섬유 또는 필라멘트의 일부 또는 전부 사이에 결합을 함유하는 섬유 또는 필라멘트의 웹을 의미하며, 이러한 결합은 예를 들어 엉킴과 같은 열적, 접착적 또는 기계적 수단에 의해 형성될 수 있다. 통상적인 부직은 스펀본드, 멜트블로운, 카딩, 웨트레잉 및 에어레잉 공정에 의해 형성된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명의 운동성이 확보된 스펀본드 부직포는 용융지수(MI, Meltflow index)가 40 내지 50g/10min이고, 밀도는 0.830 내지 0.930g/㎤며, 융점은 45 내지 110℃로, 융해열은 60J/g 이하인 폴리올레핀계 랜덤공중합체가 A성분으로서 섬유의 코어(Core) 부를 형성하고, 용융지수(MI)가 30 내지 40g/10min이고, 밀도가 0.850 내지 0.950g/cc며, 융점은 160 내지 170℃로, 융해열은 80J/g 이하인 폴리올레핀계 단독 중합체가 섬유표면을 구성하는 B성분으로써 섬유의 쉬쓰(Sheath) 부를 형성하는 섬유를 열압착하여 형태안정성을 우수하게 제조한 것으로, 상기와 같이 본 발명의 특정한 구성에 따른 심초형의 섬유를 사용하여 방사성이 우수하면서 신축성과 함께 촉감을 동시에 개선한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 코어부의 폴리올레핀계 랜덤공중합체 구성비율은 에틸렌 또는 비-프로필렌 α-올레핀으로부터 유도된 폴리에틸렌을 5 내지 12 중량wt%를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해, 섬유 및 이에 의해 제조된 부직포의 신축성이 우수하게 될 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 쉬쓰부의 폴리올레핀계 단독 중합체는, 여기에 한정되는 것은 아니지만 폴리프로필렌으로 하는 것이 바람직할 수 있다. 이와 같은 중합체는 융점이 160 내지 170℃로 이를 사용함으로써 용융방사 후 열압착 공정시 부직포웹의 결합력이 우수하여 형태안정성이 우수하고, 운동성이 확보될 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 코어(Core) 부를 형성하는 폴리올레핀계 랜덤공중합체와 쉬쓰(Sheath) 부를 형성하는 폴리올레핀계 단독중합체는 폴리올레핀계 랜덤공중합체의 MI가 적어도 40g/10min 이상인 것을 사용하고, 폴리올레핀계 단독중합체는 MI가 최대 40g/10min을 넘지 않는 것을 사용하여 두 중합체 간의 MI이 차는 적어도 10g/min 또는 그 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 쉬쓰부와 코어부의 비율은 섬유의 전체 중량 기준으로, 쉬쓰부/코어부 비율 범위가 20/80 내지 50/50으로 된 것이고, 이때 상기 B성분은 폴리올레핀계 단독 중합체에 에루카마이드(Erucamide)를 1 내지 3중량%를 투입하는 것이 바람직하다. 상기 에루카마이드의 투여에 의해 고무촉감을 개선하고 소프트한 촉감을 가지는 장섬유 부직포를 제공할 수 있다. 또한, 가장 바람직하기로는, 코어부를 형성하는 탄성원료 75중량%와 쉬쓰부를 형성하는 일반 폴리프로필렌 22 내지 24중량%로 구성되고 여기에 에루카마이드 1 내지 3중량%를 투입할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 부직포는 100% 1-사이클 이력 시험을 사용하여 측정하였을 때 영구 변형율이 20%를 초과하지 않는 것이고, 또한 상기 부직포는 100% 1-사이클 이력 시험을 사용하여 측정하였을 때 MD 방향에 대한 탄성 모듈러스가 0.2 내지 1.5 kg/㎟인 것임이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에에 따르면, 상기 부직포는 평량이 10 내지 200g/m²며 섬유 직경이 12 내지 32㎛인 것이 바람직하다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 운동성이 확보된 부직포의 제조공정에 대해 자세히 설명한다.

용융지수(MI, Meltflow index)가 40 내지 50g/10min이고, 밀도는 0.830 내지 0.930g/㎤며, 융점은 45 내지 110℃로, 융해열은 60J/g 이하인 폴리올레핀계 랜덤공중합체를 A성분으로 하고, 용융지수(MI)가 30 내지 40g/10min이고, 밀도가 0.850 내지 0.950g/cc며, 융점은 160 내지 170℃로, 융해열은 80J/g 이하인 폴리올레핀계 단독 중합체를 B성분으로 하여, 상기 중합체 A성분은 제 1호퍼(HOPPER)로부터 해당 압출기로 공급되며, 임의로 상기 중합체 B성분은 제 2호퍼(HOPPER)로부터 해당 압출기로 공급된다. 용융된 각 성분 중합체는 개별의 압출기로부터 각각의 중합체 도관을 거쳐, 스핀빔으로 이송된다. 이성분 필라멘트를 방사하기 위한 방사구의 형태는 당업계의 숙련자에게 공지되어 있으며,따라서 본 발명에서는 상세히 기재하지 않는다. 이후 공정 라인 방사노즐로부터 연장된 필라멘트의 커튼에 인접하게 방사된 필라멘트는 벌집 모양의 냉각챔버를 통하여 분사되는 냉각공기에 의해 고화된다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면 코어부의 A성분 중합체 및 쉬쓰부의 B성분 중합체로 구성된 다성분 필라멘트를 제조할 때, 냉각 챔버부 온도는 낮게 관리하는 것이 바람직하다. 그 이유는 온도가 일정 수준 이상이 되면 냉각부 챔버 내에 필라멘트가 달라붙어 연속적인 시트 생산을 방해하고, 또한 연신이 충분히 되지 않아 물성이 크게 저하되기 때문이다. 따라서, 상기 챔버부의 온도는 10 내지 20℃, 바람직하게는 12 내지 18℃이며, 가장 바람직하게는 14 내지 16℃이다.

상기 방사 노즐에서 토출된 필라멘트는 냉각 챔버 냉각공기의 경우 상부에서 불어주는 공기와 컨베이어벨트 하부에서 흡입하는 공기의 압력에 의해 연신되고 분리성이 좋은 다공성 특수 컨베이어 벨트 상에 일정한 중량으로 적층이 되어 웹이 형성된다. 본 발명에 있어서, 운동성이 확보된 부직포는 복합 스펀본드 장섬유 부직포로서 그 기초 중량은 10 내지 200g/㎡이고, 섬유 직경이 12 내지 32㎛로 하는 것이 특히 바람직하다.

이렇게 적층된 부직포는 역학적 특성 및 형태안정성을 부여하기 위하여 열적으로 결합된다. 다시 말하면, 열 칼렌더 롤을 통하여 열과 압력을 부여받아서 열점착되고 시트화 된다. 이때 칼렌더 롤의 구성은 접착면적을 한정하는 것은 아니지만, 한쪽은 통상적으로 접착면적이 10 내지 20%을 가지는 엠보스 롤 면으로, 다른 한쪽은 표면이 매끄러운 롤로 구성될 수 있다. 롤의 온도가 일정 수준 이상이 되면 시트가 가열 롤에 열융착되어 시트생산이 불가능하며, 또한 온도가 너무 낮게 되면 시트의 물성이 저하되게 된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 롤의 열적 온도는 80℃ 내지 120℃가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 90℃ 내지 110℃이다.

또한, 과도한 롤의 압력은 소프트한 시트가 롤에 융착되게 하기 때문에 일정 수준 이하로 관리할 필요가 있다.

상기와 같이 열점착된 후 부직포를 취입하기 위한 와인더를 이용하여 권취한다. 이 경우 코어부의 B 중합체의 특성에 의해서 부직포의 연신성이 증가하여 부직포를 열점착하는 엠보스 롤의 속도보다 와인더의 권취 속도가 빠르게 하는 일반적인 와인딩 방법으로 권취 시 폭 수축이 일어나게 되어 와인딩이 불균일하게 이루어지므로 바람직하지 않게 된다. 따라서, 와인더의 권취 속도를 엠보스 롤 회전속도에 비하여 바람직하게는 80 내지 99%, 보다 바람직하게는 85 내지 97%, 가장 바람직하게는 87 내지 95%의 비율로 와인딩 속도를 낮추어야 한다.

본 발명에서 사용된 원료는 탄성 공중합체는 특히 엑손모빌(Exxonmobil)사에서 230℃에서 용융지수(MI)가 48g/10min이고, 밀도가 0.860 내지 0.870인 프로필렌계 엘라스토머 중합체를 사용할 수 있다.

이때, 장섬유 부직포 필라멘트의 쉬쓰부인 폴리프로필렌과 코어부인 프로필렌계 엘라스토머 중합체의 구성비율은 섬유의 전체 중량 기준으로, 쉬쓰부/코어부가 10/90 내지 50/50이며, 바람직하게는 20/80 내지 30/70를 가진다. 만일, 쉬쓰부인 폴리프로필렌과 코어부인 프로필렌계 엘라스토머 중합체의 구성 비율에서 코어부의 A성분인 탄성 중합체 함량 비율이 일정 수준까지는 높아지면 피트성과 탄성 회복력이 좋아지나, 너무 지나치게 들어가게 되면 탄성체의 특성인 점착성이 생기게 되어 다공질의 연속 벨트 및 열 칼렌더 롤에 점착이 되어 생산이 이루어 지지 않는 단점이 있어 바람직하지 않다.

또한, 코어부의 A성분 중합체 특성에 의해 부직포의 신축성이 증가하기 때문에 상기한 바와 같이 권취부의 일반적인 방법과 다른 와인딩 조건이 필요하게 된다.

다음의 실시예는 본 발명을 좀 더 상세히 설명하는 것이며, 본 발명의 범주가 여기에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

하기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 부직포의 특성에 대한 시험절차는 다음과 같다:

영구신율(%) 측정 시험:

ASTM D882법에 의거하여, 샘플을 공기압으로 활성화된 라인-접촉 그립 사이에 적하하였다. 압력을 조정하여 미끄러짐을 방지하였다(통상적으로 50 내지 100 psi). 크로스헤드 속도를 300mm/min으로 설정하였다. 크로스헤드를 100％ 변형률까지 연신시키고, 동일한 크로스헤드 속도에서 0％ 변형률로 복귀시켰다. 탄성 회복력은 하기 수학식 1에 따라 정의되었다. 모든 경우에, 샘플은 신선하거나 오래되지 않도록 하여 측정하였다.

[수학식 1]

영구 신율(%) = (ΔL/Li) X 100

여기서, ΔL = Lf - Li, Lf = 섬유 연신후 길이, Li = 섬유 연신전 길이임.

촉감:

상기 스펀본딩된 부직포의 촉감에 대해서 30명의 시험자에 의해 평가되었다. 이 평가를 이하의 기준에 의해서 행하였다.

A: 시험자 30명 중 27명 이상이 상기 부직포가 끈적거림이 없어 촉감이 좋았다고 한 경우.

B: 시험자 30명 중 26명 내지 21명이 상기 부직포가 끈적거림이 없어 촉감이 좋았다고 한 경우.

C: 시험자 30명 중 20명 내지 15명이 상기 부직포가 끈적거림이 없어 촉감이 좋았다고 한 경우.

D: 시험자 30명 중 14명 내지 9명이 상기 부직포가 끈적거림이 없어 촉감이 좋았다고 한 경우.

실시예 1

이성분(Bicomponent) 시스템 설비를 이용하여, 코어부 A성분에 엑손모빌사에서 시판되는 프로필렌계 엘라스토머 중합체(Vistamaxx)를 중심 성분으로 하고 탄성체의 용융지수는 230℃에서 48g/10min이고, 밀도가 0.865g/cc를 사용하며, 쒸스부 B성분은 LG사의 용융지수는 230℃에서 MI 34 g/10min, 밀도 0.900 g/cc인 폴리프로필렌 단독 중합체를 사용하였다.

상기 이성분 방적라인의 비율은 코어/쒸스 부의 중량비가 총 섬유의 75/25로 하였다. 즉, 코어부에는 Vistamaxx 75wt%로 하고, 쉬쓰부의 폴리프로필렌 22wt%와 슬립제인 에루카마이드(Erucamide) 마스터 배치 3wt%를 첨가하였다.

엠보스 롤 온도는 120℃이며 80N/mm의 압력으로 열점착하여 기초 중량이 70gsm인 부직포를 제작한 후, 엠보스 롤 회전 속도 X 0.90의 rpm으로 부직포를 권취하였다.

이성분 섬유로 형성된 부직포 시트에 대하여 100% 신장에서 영구신율을 측정하였으며, 또한 부직포의 촉감을 평가해 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

실시예 2

실시예 1과 비교시 코어/쒸스 원료 비율은 90/10으로하였고, 쒸스부 PP함량을 7wt%로 하는 것 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 부직포를 제작하였다.

비교예 1

실시예 1과 비교시 코어/쉬스 원료 비율은 95/5로 하였고, 쉬쓰부에 폴리프로필렌 2wt% 투입 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 부직포를 제작하였다.

비교예 2

실시예 1과 비교시 코어/쉬쓰 원료 비율은 90/10으로 하였고, 폴리프로필렌 10wt%, 슬립제인 에루카마이드 마스터 배치 투입 없이 실시예 1과 같은 방법으로 부직포를 제작하였다.

비교예 3

실시예 1과 비교시 코어/쉬쓰 원료 비율은 90/10으로 하였고, SK사 폴리에틸렌 10wt%, 슬립제인 에루카마이드 마스터 배치 투입 없이 실시예 1과 같은 방법으로 부직포를 제작하였다.

비교예 4

실시예 1과 비교시 코어/쉬쓰 원료 비율은 90/10으로 하였고, 쒸스부 PP함량을 7wt%, 슬립제인 에루카마이드 3wt% 투입하는 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 30gsm 부직포를 제작하였다.

비교예 5

부직포 엠보스 롤의 온도는 130℃이며 100 N/mm의 압력으로 열점착하여 부직포를 제작하는 외에는 비교예 4와 같은 방법으로 부직포를 제작하였다.

구분	원료		비율	중량 (g/m2)	영구신율 % (100%, ASTM D882 )		촉감
구분	Core (A성분)	Sheath (B성분)	(Core/Sheath)	중량 (g/m2)	MD	CD	촉감
실시예 1	Vistamaxx	PP22 %+ Slip3 %	75/25	70	18.5	19.2	A
실시예 2	Vistamaxx	PP7 %+ Slip3 %	90/10	70	15.1	15.4	B
비교예 1	Vistamaxx	PP2 %+ Slip3 %	95/5	70	8.1	8.3	C
비교예 2	Vistamaxx	PP10 %	90/10	70	-	-	D
비교예 3	Vistamaxx	PE10 %	90/10	70	-	-	-
비교예 4	Vistamaxx	PP7 %+ Slip3 %	90/10	30	17.2	17.6	B
비교예 5	Vistamaxx	PP7 %+ Slip3 %	90/10	70	16.2	16.5	C

상기 본 발명의 상세한 설명에서는 운동성이 확보된 부직포와 그 제조방법에 대한 바람직한 실시형태에 대해 기술하였지만, 그 내용은 상기 실시형태에 기술된 내용에만 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims

용융지수(MI, Meltflow index)가 40 내지 50g/10min이고, 밀도는 0.830 내지 0.930g/㎤며, 융점은 45 내지 110℃로, 융해열은 60J/g 이하인 폴리올레핀계 랜덤공중합체가 A성분으로서 섬유의 코어(Core) 부를 형성하고, 용융지수(MI)가 30 내지 40g/10min이고, 밀도가 0.850 내지 0.950g/cc며, 융점은 160 내지 170℃로, 융해열은 80J/g 이하인 폴리올레핀계 단독 중합체가 섬유표면을 구성하는 B성분으로써 섬유의 쉬쓰(Sheath) 부를 형성하는 섬유를 열압착하여 형태안정성을 우수하게 제조한 것으로,
상기 코어(Core) 부를 형성하는 폴리올레핀계 랜덤공중합체와 쉬쓰(Sheath) 부를 형성하는 폴리올레핀계 단독중합체는 폴리올레핀계 랜덤공중합체의 MI가 적어도 40g/10min 이상인 것을 사용하여, 폴리올레핀계 단독중합체는 MI가 최대 40g/10min을 넘지 않는 것으로 두 중합체 간의 MI이 차는 적어도 10g/min 또는 그 이상인 것을 사용한 것임을 특징으로 하는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포.
제1항에 있어서, 상기 코어부의 폴리올레핀계 랜덤공중합체 구성비율은 에틸렌 또는 비-프로필렌 α-올레핀으로부터 유도된 폴리에틸렌을 5 내지 12 중량wt%를 포함하는 것임을 특징으로 하는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포.
제1항에 있어서, 상기 쉬쓰부의 폴리올레핀계 단독 중합체는 폴리프로필렌임을 특징으로 하는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포.
삭제
제1항에 있어서, 상기 쉬쓰부와 코어부의 비율은 섬유의 전체 중량 기준으로, 쉬쓰부/코어부 비율 범위가 10/90 내지 50/50으로 된 것임을 특징으로 하는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포.
제1항에 있어서, 상기 B성분은 폴리올레핀계 단독 중합체에 에루카마이드(Erucamide)를 1 내지 3중량%를 투입한 것임을 특징으로 하는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포.
제1항에 있어서, 상기 부직포는 100% 1-사이클 이력 시험을 사용하여 측정하였을 때 영구 변형율이 20%를 초과하지 않는 것임을 특징으로 하는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포.
제1항에 있어서, 상기 부직포는 100% 1-사이클 이력 시험을 사용하여 측정하였을 때 MD 방향에 대한 탄성 모듈러스가 0.2 내지 1.5 kg/㎟인 것임을 특징으로 하는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포.
제1항에 있어서, 상기 부직포는 평량이 10 내지 200g/m²며 섬유 직경이 12 내지 32㎛인 것임을 특징으로 하는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포.
a) 용융지수(MI, Meltflow index)가 40 내지 50g/10min이고, 밀도는 0.830 내지 0.930g/㎤며, 융점은 45 내지 110℃로, 융해열은 60J/g 이하인 폴리올레핀계 랜덤공중합체를 A성분으로 하여 해당 압출기로 공급하는 단계:
b) 용융지수(MI)가 30 내지 40g/10min이고, 밀도가 0.850 내지 0.950g/cc며, 융점은 160 내지 170℃로, 융해열은 80J/g 이하인 폴리올레핀계 단독 중합체를 B성분으로 하여 해당 압출기로 공급하는 단계:
c) 각 압출기로부터 성분 A 및 B를 용융물로 각각 섬유의 코어(Core) 부와 섬유의 쉬쓰(Sheath) 부를 형성하도록 공압출하여 다수의 섬유를 형성하는 단계:
d) 상기 섬유를 적정한 온도로 퀀칭(Quenching)하는 단계:
e) 상기 퀸칭된 섬유를 연신하는 단계:
f) 상기 섬유를 특수 형상 표면 벨트 상에서 웹으로 형성하는 단계:
g) 상기 웹을 열압착으로 형태 안정성을 부여하는 단계: 및
h) 상기 웹을 일정 권취 속도로 권취하는 단계로 구성되고,
여기서, 상기 코어(Core) 부를 형성하는 폴리올레핀계 랜덤공중합체와 쉬쓰(Sheath) 부를 형성하는 폴리올레핀계 단독중합체는 폴리올레핀계 랜덤공중합체의 MI가 적어도 40g/10min 이상인 것을 사용하여, 폴리올레핀계 단독중합체는 MI가 최대 40g/10min을 넘지 않는 것으로 두 중합체 간의 MI이 차는 적어도 10g/min 또는 그 이상인 것을 사용함을 특징으로 하는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포의 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 쉬쓰부와 코어부의 비율은 섬유의 전체 중량 기준으로, 쉬쓰부/코어부 비율 범위가 10/90 내지 50/50으로 되도록 함을 특징으로 하는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포의 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 퀀칭 온도는 14 내지 18℃로 함을 특징으로 하는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포의 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 열압착은 패턴된 롤에 의해 엠보싱 결합으로 함을 특징으로 하는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포의 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 열압착은 한쪽 면은 접착면적이 10 내지 20%을 가지는 엠보스 롤(Emboss roll)이고, 다른 한쪽 면은 표면이 매끄러운 스위밍 롤(Swimming roll)로 구성된 결합 캘랜더를 사용하여, 80℃ 내지 120℃의 온도에서 수행함을 특징으로 하는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포의 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 일정 권취 속도는 엠보스 롤의 회전에 비하여 80 내지 99%의 비율로 낮게 함을 특징으로 하는 운동성이 확보된 스펀본드 부직포의 제조방법.
청구항 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 운동성이 확보된 스펀본드 부직포를 포함하는 신축성 스펀본드 부직포 적층체.
청구항 제16항에 따른 신축성 스펀본드 부직포 적층체를 신축 부재에 이용하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 섬유제품.
청구항 제16항에 따른 신축성 스펀본드 부직포 적층체를 신축 부재로 이용하여 탑시트(Topsheet), 백시트(Backsheet), 사이더게더(Sidegater), 웨이스트밴드(Waistband), 사이드판넬(Sidepannel)로 사용하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 위생용 기저귀 제품.
청구항 제16항에 따른 신축성 스펀본드 부직포 적층체를 신축 부재로 이용하여 탑시트(Topsheet), 백시트(Backsheet), 사이더게더(Sidegater), 웨이스트밴드(Waistband), 사이드판넬(Sidepannel)로 사용하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 성인용 기저귀 제품.
청구항 제16항에 따른 신축성 스펀본드 부직포 적층체를 신축 부재로 이용하여 탑시트(Topsheet), 백시트(Backsheet), 사이더게더(Sidegater), SAP 시트(Sheet)로 사용하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 여성용 제품.
청구항 제16항에 따른 신축성 스펀본드 부직포 적층체를 신축 부재로 이용하여 신축 회복성이 우수한 롤(Roll) 파스, 근육 테이프(Muscle tape), 상처 드레싱(Wound dressing), 의료 밴드(medical band)로 이루어지는 것임을 특징으로 하는 의료용 제품.