KR101833497B1 - 액체확산 기능이 우수한 흡수패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체확산 기능이 우수한 흡수패드에 있어서, 배면시트; 액체흡수층: 흡수분산층; 고밀도 열접착 부직포층 및 상면시트가 차례로 적층된 구성으로, 상기 고밀도 열접착 부직포층은 이형비가 1.3~3.5인 이형단면 열접착 복합섬유로 구성되고,상기 복합섬유는 코어부는 폴리에스테르계 수지 또는 폴리프로필렌 수지 및 시스부는 상기 폴리에스테르계 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지로 시스-코어형으로 형성된 것을 특징으로 하는 액체확산 기능이 우수한 흡수패드에 관한 것이다.

Description

액체확산 기능이 우수한 흡수패드{Excellent Liquid Spreading Absorbent Pad}

본 발명은 액체확산 기능이 우수한 흡수패드에 관한 것으로 보다 자세하게는 이형단면 열접착 복합섬유로 구성된 고밀도 열접착 부직포층으로 구성된 액체확산 기능이 우수한 흡수패드에 관한 것이다.

일반적인 일회용 흡수패드는 사람이 여러 가지 생리적 작용에 의해 배설되는 체액을 흡수하는 제품, 즉 오줌 ,대변, 월경분비물 및 질분비물을 흡수하는 제품으로, 좀 더 구체적으로는, 유아 또는 실금자가 사용하는 일회용 기저귀(Disposable Diaper), 여성용 생리대(Sanitary napkin), 팬티라이너(panty liner)등에 사용되는 주요 구성이다.

일회용 흡수패드는 착용시 착용자의 피부와 직접 접촉하는 액체 투과성 상면시트(Top Sheet)와, 착용시 외부표면을 형성하는 액체 불투과성 배면시트(Back Sheet)와, 액체 투과성 상면시트와 액체 불투과성 배면시트 사이에 위치하는 흡수체(Absorbent core)로 구성된다.

이들 일회용 흡수패드 중 액체 투과성 상면시트는 체액이 흡수체로 신속하게 통과할 수 있도록 합성 부직포 또는 구멍이 형성된 필름이 사용된다.

합성 부직포는 흡수체로 체액이 빨리 전달되기 위하여 통상 소수성 섬유에 친수성처리를 하여 사용한다. 또한 흡수체는 통상적으로 솜털펄프(fluff pulp), 고흡수성 수지(Super absorbent polymer)와 이를 포장하는 티슈(Tissue)등으로 이루어지고, 액체 투과성 상면시트를 통과하는 체액을 빠른 속도로 흡수하고 흡수된 체액이 다시 피부에 접촉하는 것을 방지하기 위해 체액을 흡수하고 보유하는 기능을 수행한다.

액체 불투과성 배면시트는 일회용 기저귀에 의해 흡수된 체액이 흡수체 밑으로 샘이 발생하여 착용자의 의복이나 주변 환경이 오염되는 것을 방지하는 기능을 수행하며, 폴리에틸렌 필름을 주로 사용하며, 폴리에틸렌 필름에 부직포를 접착하여 소재의 부드러움성을 향상시키도 한다.

상면 시트의 합성부직포에 흡수된 체액의 흡수량을 증가시키기 위해서 상면시트 바로 아래에 흡수체(Absorbent core)를 부착시켜 흡수분산층(ADL)의 기능을 부여하여 반복된 배설에서도 흡수성을 향상시키고 흡수체의 전영역으로의 확산을 도모하고 있다. 이들 흡수 분산층(ADL)은 폴리올레핀계(Polyolefine) 섬유를 사용하여 랜덤한 형태의 배열로서 흡수 확산기능을 가져 짖무름 방지용으로 사용되고 있다.

그러나 이들은 표면 부직포를 통과한 액체가 흡수 분산층(ADL)의 흡수체(Absorbent core)인 흡수 폴리머층에 의해 빠르게 흡수되긴 했으나 흡수체의 전체 면적으로 분산되지 못하고 일부분에 집중되어 흡수되는 경향이 있었다. 이는 흡수능력이 분산능력보다 월등히 뛰어난 결과라 할 수 있다.

이와 같은 현상은 처음 유출된 체액이 이미 흡수 폴리머층에 흡수되어 있으므로 이 부분은 포화상태가 된 것이다. 계속 유출된 체액은 이 부분으로 집중되고 다른 곳으로 이동하지 못하므로, 액체, 펄프, 흡수 고분자등이 혼합되어 겔화를 이 루고 이로 인해 누수위험이 따라 본래의 기능을 상실케 되는 문제점이 있다.

이와 관련하여 대한민국특허공개번호 제2003-0059988호에서는 흡수, 확산기능이 우수한 부직포 및 제조방법에 대하여 연속적 불연속적 가결합 영역이 혼재한 구성을 제시하였으며,

또한 대한민국특허공개번호 제2002-0056227호 부드러움성 및 흡수속도가 향상된 액체 투과성 상면시트를 지닌 일회용 흡수제품으로 섬유의 강도를 결정하는 섬유의 핵성분으로 폴리프로필렌, 상기 섬유의 핵성분을 감싸는 섬유의 외각성분으로서 부드러운 성분인 폴리에틸렌 또는 폴리에스터로 구성되는 이성분 섬유층을 제시하였다.

이에 본 발명은 흡수 분산층(ADL)과 상면시트사이에 흡수된 체액의 분산을 강화시킬 수 있는 고밀도 부직포의 개발이 요구된다.

본 발명은 흡수분산층(ADL)의 분산기능을 강화시킬 수 있는 고밀도 열접착 부직포층이 추가 구성된 액체확산 기능이 우수한 흡수패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 액체 투과성보다 분산성이 강화된 고밀도 열접착 부직포층이 추가구성된 액체확산 기능이 우수한 흡수패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 분산성을 강화하기 위하여 모세관 기능이 향상될 수 있도록 미세공간통로가 확보될 수 있는 이형단면의 복합섬유로 구성된 부직포를 구성으로한 액체확산 기능이 우수한 흡수패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 액체확산 기능이 우수한 흡수패드에 있어서, 배면시트; 액체흡수층: 흡수분산층; 고밀도 열접착 부직포층 및 상면시트가 차례로 적층된 구성으로, 상기 고밀도 열접착 부직포층은 이형비가 1.3~3.5인 이형단면 열접착 복합섬유로 구성되고,상기 복합섬유는 코어부는 폴리에스테르계 수지 또는 폴리프로필렌 수지 및 시스부는 상기 폴리에스테르계 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지로 시스-코어형으로 형성된 것을 특징으로 하는 액체확산 기능이 우수한 흡수패드를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 복합섬유는 타원형, 직사각형, 2~4개의 원이 일렬로 붙어있는 형태 중 어느 하나의 형태의 단면인 것을 특징으로 하는 액체확산 기능이 우수한 흡수패드를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 복합섬유는 시스 단면과 코어 단면이 동일 형태이거나 또는 다른 형태인 것을 특징으로 하는 액체확산 기능이 우수한 흡수패드를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 복합섬유는 코어부와 시스부의 중량비 80:20~20:80인 것을 특징으로 하는 액체확산 기능이 우수한 흡수패드를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 고밀도 열접착 부직포층은 평량(gsm)이 20~30이고 두께(mm)가 0.3~0.5인 것을 특징으로 하는 액체확산 기능이 우수한 흡수패드를 제공한다.

본 발명은 액체확산 기능이 우수한 흡수패드에 분산기능을 강화시킬 수 있는 고밀도 부직포가 추가 구성되어 흡수분산층(ADL)의 분산기능이 향상된 효과가 있다.

또한 본 발명은 이형단면의 복합섬유로 구성된 부직포로서 복합섬유 사이 미세공간통로가 확보되어 모세관 기능이 향상되어 분산성이 우수한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명인 액체확산 기능이 우수한 흡수패드의 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 고밀도 열접착 부직포층의 다양한 이형단면 형태의 복합섬유를 나타낸 단면도이다

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본 발명에서 개시되는 '이형비'는 섬유단면의 하기의 식으로 정의되는 값으로 도 2 내지 4에서와 같이 길이가 긴 축을 가로 축으로 볼 때, 단축(A)은 섬유 단면 세로 축의 가장 긴 길이이며, 장축은 섬유단면 가로 축의 가장 긴 길이를 뜻한다.

◈ 이형비= 장축(B)/단축(A)

도 1은 본 발명인 액체확산 기능이 우수한 흡수패드의 단면도이다.

본 발명은 액체확산 기능이 우수한 흡수패드에 관한 것으로, 그 구성은 배면시트(50); 액체흡수층(40): 흡수분산층(30); 고밀도 열접착 부직포층(20) 및 상면시트(10)가 차례로 적층된 구성으로,

상기 고밀도 열접착 부직포층(20)은 이형비가 1.3~3.5인 이형단면 열접착 복합섬유로 구성되고, 상기 복합섬유는 코어부의 폴리에스테르계 수지 또는 폴리프로필렌 수지 및 시스부의 상기 폴리에스테르계 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지로 시스-코어형으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 상면시트(10)는 신체에 접촉하는 부분으로 체액이 흡수체로 신속하게 통과할 수 있도록 합성부직포 또는 구멍이 형성된 필름이 사용된다. 액체의 투과성이 높기 위해서 합성 부직포의 조직은 최대한 액체의 이동통로를 확보하여야 한다.

액체흡수층(40)은 통상적으로 솜털펄프(fluff pulp), 고흡수성 수지(Super absorbent polymer, SAP)와 이를 포장하는 티슈(Tissue)등으로 이루어지고, 액체 투과성 상면시트(10)를 통과하는 체액을 빠른 속도로 흡수하고 흡수된 체액이 다시 피부에 접촉하는 것을 방지하기 위해 체액을 흡수하고 보유하는 기능을 수행한다.

상기 고흡수성 고분자(SAP)의 개발에 따라 흡수력을 증가하면서도 얇은 구조를 갖는 위생재의 설계가 가능해졌다.

흡수분산층(30)은 상면시트(10)를 통과한 액체를 상기 액체흡수층(40)으로 전달하는 기능 및 흡수된 액체를 자체적으로 흡수 분산하는 기능이 있다. 액체흡수층(40)의 흡수력을 증가시키기 위해서는 흡수된 액체가 흡수분산층(30)을 거치는 동안에 횡으로 분산되어 액체흡수층(40)으로 전달면적을 증가시켜야 단일 면적당 액체흡수력이 일정한 액체흡수층(40)의 액체 흡수량을 증가시킬 수 있기 때문이다.

이전에 흡수분산층의 흡수심지는 초흡수성고분자의 흡수력을 극대화하기에는 부족한 것이 있었다. 그 이유는 유체를 빠르게 흡수하는 한편 전체 표면으로 골고루 분산시키는 기능이 필요하며 이것이 성취되어야만 초흡수성 고분자의 흡수력이 충분히 발휘하기 때문이다.

배면시트(50)는 액체흡수층(40)에 흡수된 액체가 흡수층 밑으로 샘을 방지하기 위한 불투과성 폴리에틸렌 필름이 포함된 부직포로 구성된다.

고밀도 열접착 부직포층(20)은 상면시트(10) 및 흡수분산층(30) 사이에 위치하여 상면시트(10)를 통과한 액체가 흡수분산층(30)으로 이동되기 전에 고밀도 열접착 부직포층(20)을 통과하면서 횡방향으로 분산력을 강화시키는 역할을 한다.

종전에는 상면시트(10)를 통과한 액체가 흡수분산층(30)을 거치면서 액체흡수층(40)의 고흡수성 수지(SAP)에 의해 빠르게 흡수하지만, 액체가 위생재의 전체면적으로 분산되지 못하고 일부분에 집중되어 흡수되는 경향이 있었다. 이는 흡수능력이 분산능력보다 월등히 뛰어난 결과라 할 수 있으나, 이와 같은 현상은 처음 유출된 액체가 이미 고흡수성 수지(SAP)에 의해 흡수되었으므로 이 부분은 포화상태가 될 것이나 계속적인 유출이 이 부분으로 집중되고 다른 곳으로는 이동하지 못하므로 액체, 펄프, 고흡수성 수지(SAP) 등이 혼합되어 겔(gel)화를 이루고 이로 인한 누수의 위험이 따르게 된다.

따라서 고밀도 열접착 부직포층(20)은 흡수분산층(30)의 액체확산을 횡방향으로 강화시켜 액체흡수층(40)으로 전달되는 면적을 최대한 넓게 하기 위한 것으로 본 발명에서의 고밀도 열접착 부직포층(20)은 평량(gsm)이 20~30이고 두께(mm)가 0.3~0.5인 특징을 갖는다.

상기와 같은 두께에서 20~30 평량(gsm)을 갖기 위해서는 부직포의 압착으로 인한 고밀도 특성을 가져야 하며, 고밀도에서는 부직포의 열접착 복합섬유 사이가 밀착된다.

밀착된 복합섬유 간의 공간이 미세할수록 모세관 효과는 증가하여 고밀도 열접착 부직포층(20)는 액체의 수직방향 투과력 보다는 자체 부직포층에서 모세관현상에 의한 횡방향 확산이 우세할 수 있다.

또한 상기 모세관 효과를 극대화시키기 위해서 복합섬유 간의 공간의 미세함을 증가시켜야 하며 고밀도 열접착 부직포층(20)의 구성 복합섬유의 단면이 이형단면 형태를 갖는 것이 유리하다. 원형인 경우보다 이형단면의 형태가 복합섬유 간 인접 공간비율이 작기 때문이다.

이형비가 1.3 미만의 경우는 복합섬유 단면이 원형에 가까우며 복합섬유 사이의 공간비율이 커서 모세관효과가 미비하여 액체의 확산정도가 떨어질 수 있으며, 반대로 이형비가 3.5초과의 경우는 복합섬유 사이의 공간비율이 너무 작아서 모세관현상에 의한 액체확산에 상당한 시간이 걸릴 수 있다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 고밀도 열접착 부직포층(20)에 구성된 다양한 이형단면 형태의 복합섬유를 나타낸 단면도이다.

도 2 내지 도 4에서와 같이 본 발명의 구성요소인 고밀도 열접착 부직포층(20)은 이형단면 열접착 복합섬유로서 코어부는 폴리에스테르계 수지 또는 폴리프로필렌 수지 및 시스부는 상기 폴리에스테르계 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지로 시스-코어형으로 형성되고, 상기 복합섬유 단면의 이형비가 1.3~3.5인 것을 특징으로 한다.

상기 폴리에스테르계 수지는 방향족 디카르본산과 글리콜의 축중합물로, 방향족 디카르본산으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌디카르본산 등을 사용할 수 있고， 글리콜로는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올 등을 사용할 수 있다

상기 폴리에스테르계 수지는 방향족 디카르본산과 글리콜의 축중합물로 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 2,6-디나프탈레이트，폴리프로필렌테레프탈레이트，폴리부틸렌테레프탈레이트，폴리에틸렌이소프탈레이트 중 선택되는 하나 또는 2이상의 혼합물을 사용할 수 있을 것이다.

바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있으며, 폴리에스테르계 수지는 ASTM 02857에 준하여 측정한 고유점도(IV)가 0.50 내지 0.80 dL/ g인 것을 사용하는 것이 바람직할 것이다.

상기 폴리프로필렌 수지는 일반적인 폴리프로필렌 수지를 사용할 수 있을 것이다.

상기 폴리에스테르계 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌，에틸렌-프로필렌 공중합체 중 선택되는 하나 또는 2이상의 혼합물을 사용할 수 있을 것이다.

바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 사용할 수 있으며, 올레핀계 수지의 유동흐름지수(MI ，Melting lndex)는 특별히 제한되지 않지만，유동흐름지수가 1 내지 100 g/lO분, 더욱 바람직하게는 5 내지 40 g/10분인 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기 복합섬유는 코어부과 시스부의 중량비 80:20~20:80로 형성되는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기 복합섬유 단면의 이형비는 섬유의 굽힘강성을 저하시키기 위해 이형비가 1.3~3.5인 것이 바람직한 것으로 이형비기 1.3미만이면 제조되는 부직포의 소트프성이 저하될 수 있다.

상기 복합섬유의 이형단면은 도 2(a)에서와 같이 타원형이거나, 또는 도 2(b)와 같이 직사각형 또는 도 3, 4에서와 같이 2~4개의 원이 일렬로 붙어있는 형태의 단면인 것이 바람직하며, 상기와 같은 이형단면으로 형성될 경우 이형비의 조건을 충족시킬 수 있을 것이다.

본 발명의 이형단면 열접착 복합섬유는 도 3, 도 4(a), 도 5와 같이 시스 단면과 코어 단면이 동일 형태일 수 있으나, 사용되는 부직포에 따라 도 3(b)와 같이 시스 단면과 코어 단면이 다른 형태로 형성될 수 있을 것이다.

일반적으로 열접착 복합섬유의 시스부는 부직포 제조시에 열접착되어 원래의 형태가 유지되지 않는 경우가 많으나, 코어부는 열처리에 용융되지 않고 초기의 형태가 유지되는 것으로 부직포의 소프트성의 위해 상기 복합섬유의 코어 단면이 이형비가 1.5이상인 사각형으로 형성되는 것이 가장 바람직할 것이다.

이하 본 발명에 따른 위생재 부직포용 이형단면 열접착 복합섬유를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

코어부 조성물로서 고유점도가 0.64 dL/g인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 60중량% 및 시스부 조성물로서 유동흐름지수가 20g/10분인 고밀도 폴리에틸렌 40중량%를 각각 별도의 압출기에 투입하여 용융하였다.

용융된 시스부, 코어부 조성물을 통상의 시스-코어 이형단면 복합방사장치로 유입한 후 800 m/분의 방사속도로 방사하였다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 유리전이온도 이상의 온도에서 방사된 복함섬유를 3.5배 연신배향하고, 크림프를 부여하여 38 mm로 절단하여 본 발명에 따른 이형단면 열접착 복합섬유를 제조하였다. 상기 복합섬유의 단면 및 이형비는 표 1에 나타내었다.

상기 이형단면 열접착 복합섬유를 가압압착시켜 평량 20gsm, 두께 0.5mm의 고밀도 열압착 부직포층를 제조하였다.

실시예 2~4 및 비교예 1,2

실시예 1과 동일하게 제조하되, 1,2성분, 단면, 이형비, 고밀도 열접착 부직포층(20)의 평량, 두께는 표1과 같다.

◈ 실시예 및 비교예의 물성 평가

1. 물성평가 방법

* 이형비= 장축(B)/단축(A)

* 흡수분산층 Stain Area(cm²)

흡습지 상면에 고밀도 열접착 부직포층(20) 놓고 그 위에 스포이드를 이용하여 한 방울씩 같은 자리에 총 5mL의 물방울을 연속적으로 같은 위치에 떨어뜨려 흡수지에 젖어있는 Stain Area( 젖어있는 면적)을 계산함.

			실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2
이형단면 열접착 복합섬유 1성분		코어부	PET	PET	PP	PP	PP	PET
		시스부	HDPE	HDPE	HDPE	HDPE	HDPE	HDPE
단면			도 3(a)	도 4	도 2(a)	도 3(b)	원형	원형
이형비			1.5	2.5	1.5	1.5	1	1
고밀도 열접착 부직포층	평량 (gsm)		20	22	25	28	30	35
	두께 (mm)		0.5	0.4	0.35	0.3	0.7	0.9
흡수분산층 Stain Area(cm2)			4.2	5.0	6.0	6.5	1.8	1.5

표 1에서와 같이 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4는 흡수분산층(30)의 Stain Area(cm2)값이 4.0 이상의 값을 보이며 비교예는 2.0 이하의 값을 보인다.

따라서 비교예보다 실시예의 고밀도 열접착 부직포층(20)이 같은 조건에서 액체의 분산력이 우수함을 알 수 있다.

10: 상면시트 20: 고밀도 열접착 부직포층 30: 흡수분산층 40: 액체흡수층 50: 배면시트

Claims (5)

1. 액체확산 기능이 우수한 흡수패드에 있어서,
   배면시트; 액체흡수층: 흡수분산층; 고밀도 열접착 부직포층 및 상면시트가 차례로 적층된 구성으로,
   상기 고밀도 열접착 부직포층은 이형비가 1.3~3.5인 이형단면 열접착 복합섬유로 구성되고,
   상기 복합섬유는 코어부는 폴리에스테르계 수지 또는 폴리프로필렌 수지, 시스부는 상기 폴리에스테르계 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 폴리올레핀계 수지로 시스-코어형으로 형성되되,
   상기 폴리올레핀계 수지는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌，에틸렌-프로필렌 공중합체 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물로 구성되며，유동흐름지수가 1 내지 100 g/10분 인 것을 특징으로 하는 액체확산 기능이 우수한 흡수패드.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 복합섬유는 타원형, 직사각형, 2~4개의 원이 일렬로 붙어있는 형태 중 어느 하나의 형태의 단면인 것을 특징으로 하는 액체확산 기능이 우수한 흡수패드.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 복합섬유는 시스 단면과 코어 단면이 동일 형태이거나 또는 다른 형태인 것을 특징으로 하는 액체확산 기능이 우수한 흡수패드.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 복합섬유는 코어부와 시스부의 중량비 80:20~20:80인 것을 특징으로 하는 액체확산 기능이 우수한 흡수패드.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 고밀도 열접착 부직포층은 평량(gsm)이 20~30이고 두께(mm)가 0.3~0.5인 것을 특징으로 하는 액체확산 기능이 우수한 흡수패드.
   

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