KR101949754B1 - 적층 부직포와 그 제품 - Google Patents

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제이엔씨 주식회사
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Abstract

부직포 표면에 손상을 주지 않고, 열점 압착 시의 가공 온도를 높게 설정할 수 있으며, 부드러운 감촉과 해당 감촉을 손상시키지 않고 충분한 층간 박리 강도를 가지며, 보풀이 잘 발생하지 않고, 열점 압착 시의 엠보스 롤에 대한 융착ㆍ와인딩 등이 발생하지 않는 장기간 안정적인 생산이 가능한 적층 부직포 및 이를 사용한 제품이 제공된다. 또한, 흡수성을 필요로 하는 용도에는 액체 성분의 함침량(액체 보유량)이 높은 적층 부직포 및 이를 사용한 제품을 제공한다. 120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유를 포함하는 2개 층인 섬유층 A에 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유를 사용하여 얻은 섬유층 B를 사이에 끼워서 형성하는 적층 부직포로서, 이들이 열점 압착에 의해 일체화되어 있으며, 섬유층 A와 섬유층 B 사이의 층간 박리 강도가 0.3N/25㎜ 내지 4.0N/25㎜의 범위인 적층 부직포 및 이를 이용하여 얻은 제품이다.

Description

적층 부직포와 그 제품{MULTILAYERED NON-WOVEN FABRIC AND PRODUCT THEREOF}
본 발명은 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유를 사용하여 얻은 섬유층을 포함하는 적층 부직포 및 이를 이용하여 얻어지는 제품에 관한 것이다.
폴리올레핀계의 열융착성 섬유를 사용한 부직포는 소프트한 감촉과 높은 부직포 강도 등의 특성으로 인기가 많아서 일회용 기저귀나 생리용품 등의 위생 재료용도에 사용되고 있다. 일반적으로 열융착성 섬유를 부직포로 만들기 위한 열처리 방법은 흡입 벨트 건조기(suction belt dryer)나 흡입 건조기(suction dryer) 등에 의한 열풍 접착법(hot air-thru bonding process)과 복수의 볼록부를 갖는 가열된 엠보스(emboss) 롤과 플랫 롤(스무딩 롤) 사이에 웹을 도입하여 부직포를 얻는, 즉 엠보스 가공에 의한 열점 압착법(thermal point press bonding process)으로 크게 나눌 수 있다. 특히, 후자의 열점 압착법은 열풍 접착법에 비해 생산성에 뛰어나기 때문에 비용적으로도 유리하다. 그렇지만, 최근의 경향으로서 위생 재료의 표면재에 사용되는 열점 압착 가공으로 얻은 부직포에는 보다 부드러운 감촉이 요구되고 있다. 그 때문에 가공 온도를 낮게 억제한 방법이나 열점 압착부의 면적률을 작게 하는 방법 등이 검토되고 있다.
가공 온도를 낮게 억제하는 방법에 있어서는, 부직포 내부의 열접착이 불충분해져 부직포의 강도 부족 혹은 층간 박리로 이어지며, 이것이 보풀 발생의 원인이 되기 때문에 내보풀성이 악화되는 문제가 있었다.
한편, 열점 압착의 면적률을 작게 하는 방법에 있어서는, 섬유의 자유도가 증가하여 감촉은 향상되지만, 층간 박리가 생기기 쉬워 부직포의 강도가 불충분해져 내보풀성이 악화되는 경향이 있었다.
또한, 부드러운 감촉을 갖는 부직포로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 심부(core) 성분, 고밀도 폴리에틸렌을 피복(sheath) 성분으로 하는 장섬유(피복심부형 복합물(core-sheath compound))로 구성된 층 사이에 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 장섬유로 구성된 층이 존재하는 3층 구조로서, 부직포 전체가 부분적으로 열점 압착되어 있는 적층 부직포가 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
이러한 구성에 의하면, 중간층의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 장섬유가 상하층의 섬유보다 높은 융점의 수지 성분으로 되어있기 때문에, 열점 압착되어도 중간층은 섬유끼리의 접착이 적어 섬유가 자유로이 이동하기 쉬워진다는 점에서 부직포의 유연성이 유지된다. 그러나 한편으로는, 충분한 부직포 강도는 얻기 어려우며, 강도를 얻기 위하여 상하층의 섬유를 고온 처리하려고 하면, 엠보스 롤에 대한 융착이 발생하기 쉬워 안정적인 생산성(조종성)에 있어 충분히 만족할 수 있는 것이 아니었다. 그리고 적층간의 접착이 부족해지기 쉽기 때문에 부직포를 서로 문질렀을 때에, 적층간의 박리가 일어나기 쉬워서, 결과적으로는 내보풀성에 있어서도 충분히 만족할 수 있는 것이라고는 할 수 없었다.
선행 기술 문헌
[특허 문헌]
특허 문헌 1：일본 특허 공개 공보 평5-33257호
본 발명의 목적은 상술한 과제가 해소된 적층 부직포 및 이를 이용한 제품을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 상술한 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 2개 층인 섬유층 A의 중간층으로서, 섬유층 A를 구성하는 섬유보다 융점 또는 연화점이 낮은 섬유를 사용하여 얻은 섬유층 B를 사이에 끼워서 형성하는 적층 부직포가 상술한 과제를 해결할 수 있는 점을 발견하여 본 발명의 완성에 이르렀다.
따라서 본 발명은, 이하의 구성을 가진다.
(1) 120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유를 포함하는 2개 층인 섬유층 A에 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유를 사용하여 얻은 섬유층 B를 사이에 끼워서 형성하는 적층 부직포로서, 이들이 열점 압착에 의해 일체화되어 있으며, 상기 섬유층 A와 상기 섬유층 B 사이의 층간 박리 강력이 0.3N/25㎜ 내지 4.0N/25㎜ 정도의 범위인 적층 부직포.
(2) 적층 부직포 표면에 차지하는 열점 압착부의 면적률이 2% 내지 40% 정도의 범위인 사항 (1)에 기재된 적층 부직포.
(3) 열점 압착부에 있어서, 섬유층 A를 구성하는 섬유는 섬유의 형상을 유지하고 있으며, 섬유층 B를 구성하는 섬유가 해당 부직포를 구성하는 섬유와의 접착점에 있어서, 부직포를 구성하는 섬유의 표면과의 접촉 면적이 증가하도록 변형시켜서 접착 일체화하는 사항 (1) 또는 사항 (2)에 기재된 적층 부직포.
(4) 섬유층 B를 구성하는 섬유가 엘라스토머(elastomer) 섬유인 사항 (1) 내지 사항 (3) 중에서 어느 하나에 기재된 적층 부직포.
(5) 섬유층 B가 융점 또는 연화점이 다른 적어도 2종의 엘라스토머 섬유를 혼합하여 형성되는 섬유층인 사항 (1) 내지 사항 (4) 중에서 어느 하나에 기재된 적층 부직포.
(6) 섬유층 B를 구성하는 섬유가 섬유 지름이 0.5㎛ 내지 15㎛ 정도의 극세의 장섬유인 사항 (1) 내지 사항 (5) 중에서 어느 하나에 기재된 적층 부직포.
(7) 사항 (1) 내지 사항 (6) 중에서 어느 하나에 기재된 적층 부직포를 이용하여 얻은 제품.
본 발명의 적층 부직포는 충분한 층간 박리 강도를 갖는 적층 부직포다.
본 발명의 적층 부직포의 구성에 의하면, 섬유층 B를 구성하는 섬유가 용융 또는 연화되는 온도에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유를 포함하는 섬유층 A를 외층으로 하는 것으로서, 해당 부직포 표면에 손상(damage)을 주지 않고, 열점 압착 시의 가공 온도를 높게 설정하는 것이 가능해진다. 또한, 부드러운 감촉과 해당 감촉을 손상시키지 않고 충분한 층간 박리 강도를 갖는, 보풀이 적게 발생하는 적층체를 얻는 것이 가능해진다. 더욱이, 섬유층 B를 구성하는 섬유가 용융 또는 연화되는 온도에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유를 포함하는 섬유층 A가 외측에 있음으로써, 열점 압착 시의 엠보스(emboss) 롤에 대한 융착ㆍ와인딩 등이 발생하지 않기 때문에 장기간의 안정적인 생산이 가능해진다.
또한, 흡수성을 필요로 하는 용도에는 액체 성분의 함침량(액체 보유량)이 높은 부직포를 얻는 것이 가능해진다.
이하, 본 발명을 발명의 실시 형태들에 따라 상세하게 설명한다.
본 발명의 적층 부직포는 120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유를 포함하는 섬유층 A와 섬유층 A보다 융점 또는 연화점이 낮은(120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는) 섬유를 사용한 섬유층 B를 포함한다.
본 발명에서 사용하는 해당 섬유층 A에 포함되는 섬유는 단일 섬유라도 좋으며, 복합 섬유 혹은 2종 이상의 섬유가 혼합되어 이루어지는 혼합 섬유라도 좋다. 혼합 섬유일 경우, 이들 2종 이상의 섬유들은 모두 120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유인 것이 바람직하지만, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유가 해당 섬유층 A의 질량 기준으로, 40 질량% 이하, 나아가 20 질량% 이하의 비율로 포함되어 있어도 좋다. 다만, 이 경우, 해당 섬유는 섬유층 B를 구성하는 섬유간의 접착에 관여하는 섬유 성분보다도 낮은 융점 또는 연화점을 가진 섬유를 사용하는 것이 바람직하나, 이러한 융점 또는 연화점의 차이는 10℃ 미만인 것이 바람직하다. 또한, 융점 또는 연화점은 섬유층 B 내의 섬유 성분의 융점 또는 연화점 이상을 갖는 성분인 것이 보다 바람직하며, 또한 섬유층 B 내의 섬유 성분보다도 10℃ 이상 높은 융점 또는 연화점을 갖는 성분인 것이 보다 바람직하다. 혼합하는 섬유로서는 폴리에스텔, 폴리올레핀, 혹은 폴리아미드 등을 이용해서 얻어진 섬유, 또는 이들의 2종류 이상을 조합시킨 복합 섬유 등을 예로 들 수 있다.
섬유층 A를 구성하는 120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유가 융점 또는 연화점을 가질 경우, 그 융점 또는 연화점은 적층 부직포를 열점 압착할 때에 엠보스 롤 등에 대한 융착이나 와인딩이 없으면서, 또한 적층 부직포가 충분한 층간 박리 강도를 갖도록 고온 처리가 가능하게 한다는 점에 있어서, 섬유층 B를 구성하는 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유의 융점 또는 연화점보다도 5℃ 이상 높은 것이 바람직하며, 10℃ 이상 높은 것이 보다 바람직하다.
또한, 섬유층 A는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 2종류 이상의 수지들을 임의의 혼합율로 혼합한 섬유를 사용할 수도 있다.
120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유로서는, 융점 및 연화점을 모두 갖지 않는 섬유, 또는 120℃ 보다 고온에서 용융 또는 연화되는 섬유가 포함된다. 이러한 섬유로서는, 예를 들면, 코튼, 마 등의 셀룰로오스(cellulose) 섬유, 울, 실크, 레이온, 큐프라, 펄프 및 셀룰로오스를 이용하여 얻을 수 있는 반합성 섬유, 열가소성 수지에서 얻을 수 있는 섬유 등을 들 수 있다.
본 발명에서는, 후술하는 바와 같이, 효과적으로 섬유간의 틈이 확보될 수 있으므로, 액체를 함침시키는 용도에 적당한 액체 보유성이 좋은 부직포를 효율적으로 얻을 수 있다. 이 경우, 특히 섬유층 A로서 친수성 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 화장액이나 약액을 함침시키는 화장용 시트 등의 용도에 적절하게 사용할 수 있다.
섬유층 A를 구성하는 열가소성 수지로서는, 폴리올레핀 수지, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, ABS 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스텔 수지, 폴리카보네이트 수지, 변성 폴리페닐렌 에테르, 나일론 등을 예시할 수 있다.
섬유층 A를 구성하는 120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유로서는, 특별히 한정은 없으며, 단섬유라도 좋고 장섬유라도 좋다. 섬유층 A를 구성하는 섬유가 단섬유인 경우, 제조 방법으로서는 단섬유가 일 방향으로 배열 형성되는 카드 웹(card web)이나, 단섬유가 랜덤으로 집적되어 있는 에어-레이드 웹(air-laid web)이나 습식 초지 웹(wet type paper making web) 및 이러한 섬유들을 니들 펀치나 스펀레이스(spunlaced)(수압 직조(hydro-entanglement)) 등으로 삼차원 엉킴을 일으켜서 얻어지는 부직포 등을 들 수 있다. 섬유층 A를 구성하는 섬유가 장섬유인 경우, 제조 방법으로서는 멜트블로운(melt-blown) 방법, 스펀-본드(spun-bond) 방법 및 토우 개섬(開纖)(tow blooming) 방법 등의 장섬유를 얻는 방법을 예시할 수 있다. 흡수성을 필요로 하는 용도에는 습식 초지 웹 또는 스펀레이스 부직포가 바람직하다.
본 발명에서 이용되는 120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유를 포함하는 섬유층 A를 구성하는 섬유의 길이는 특별히 한정되지 않지만, 충분한 섬유 엉킴과 균일한 부직포를 얻는다고 하는 점에서, 2㎜ 내지 100㎜ 정도인 것이 바람직하다. 120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유로서는, 섬유층을 조정할 때의 구체적인 수법, 예를 들면, 카드 웹, 에어레이드 웹 및 습식 초지 웹 등의 형태에 따라 통상적으로 사용되고 있는 길이의 단섬유를 사용할 수 있다.
120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유의 단면 형상은, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 둥근 단면, 편평한 단면, 이형의 단면, 중공(中空) 단면 등을 들 수 있다. 120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유의 단면 형상이 둥근 단면일 경우, 그 섬유 지름은 5㎛ 보다 크고 50㎛ 이하의 범위인 것이 바람직하다.
120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유를 사용해서 얻은 섬유층 A의 단위 면적당 중량은, 적층 부직포의 강도, 열점 압착 시에 섬유층 A에 직접 더해지는 열이 섬유층 B에 충분히 전파된다고 하는 점에서, 또한 특히 액체를 함침시켜 사용하는 용도로 이용할 경우에는, 액체 성분의 함침량(액체 보유량)에 있어, 5g/㎡ 내지 95g/㎡ 정도인 것이 바람직하며, 보다 바람직한 것은 10g/㎡ 내지 50g/㎡ 정도의 범위이다. 120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유를 사용해서 얻어진 부직포층의 단위 면적당 중량이 높을 경우는, 열점 압착 시의 가공 온도를 높게 하고, 낮을 경우에는 가공 온도를 낮게 억제하는 것으로서, 대응하는 것이 가능하다.
본 발명에 사용하는 120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유 중에는 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에 있어서, 안정제, 난연제, 항균제, 착색제, 윤활제, 내광제, 친수제, 대전 방지제, 대전제 등이 첨가되어도 좋다. 또한, 본 발명의 적층 부직포에는 필요하게 따라 계면 활성제 등의 부착 처리를 실시하여도 좋다.
120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유를 사용해서 얻어진 섬유층 B를 제조하는 방법으로서는 특별히 한정되지는 않는다. 스테이플 파이버(staple fiber)나 촙 섬유(chopped fiber) 등의 단섬유를 얻는 방법 및 멜트블로운 방법, 스펀 본드 방법, 토우 개섬 방법 등의 장섬유를 얻는 방법을 예시할 수 있다.
120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유를 사용하여 얻어진 섬유층 B에는 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유가 1종류 이상 포함된다. 섬유층 B에 포함되는 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유의 융점 또는 연화점은, 이러한 섬유가 융점을 가질 경우에는 융점의 하한이 40℃까지인 섬유를 선택할 수 있으며, 연화점을 가질 경우는 연화점의 하한이 20℃까지인 섬유를 선택할 수 있다. 이 경우, 모두 융점 또는 연화점의 하한은 45℃인 것이 바람직하다. 섬유층 B는 바람직하게는, 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유 및 그 섬유와 융점 또는 연화점이 다른 섬유 중 적어도 2종의 섬유들을 혼합하여 포함하며, 또한 바람직하게는, 모두 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유로서 융점 또는 연화점이 다른 적어도 2종의 섬유들을 혼합하여 포함한다. 섬유층 B에 포함되는 섬유가 2종일 경우, 이들 2종의 섬유들간의 융점 또는 연화점의 차는 섬유층 B에 포함되는 섬유 중에서 융점 또는 연화점이 가장 낮은 섬유가 융점을 가질 경우 2℃ 내지 80℃ 정도의 범위인 것이 바람직하고, 2℃ 내지 50℃ 정도의 범위인 것이 보다 바람직하다. 섬유층 B에 포함되는 섬유 중에서 융점 또는 연화점이 가장 낮은 섬유가 연화점을 가질 경우에는, 2℃ 내지 100℃ 정도의 범위인 것이 바람직하고, 2℃ 내지 50℃ 정도의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 섬유층 B가 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유를 3종 이상 포함할 경우, 융점 또는 연화점이 가장 높은 섬유와 가장 낮은 섬유간의 융점 또는 연화점의 차는 가장 낮은 융점 또는 연화점을 나타내는 섬유가 융점을 가질 경우 2℃ 내지 80℃ 정도의 범위인 것이 바람직하고, 가장 낮은 융점 또는 연화점을 나타내는 섬유가 연화점을 가질 경우에는 2℃ 내지 100℃ 정도의 범위인 것이 바람직하며, 어느 경우라도 2℃ 내지 50℃ 정도의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 융점 또는 연화점의 차가 2℃ 내지 100℃의 범위이면, 섬유층 B 내에서 섬유간의 용융 변형 또는 연화 변형의 정도에 차가 생기고, 용융 변형 또는 연화 변형이 작은 쪽의 섬유에 의해 섬유층 B 내에 섬유간의 틈이 확보되기 쉽고, 이에 의해 부드러운 감촉이나 액체 보유성 이나 통기성이 보장될 수 있다. 섬유층 B가 본 발명이 원하는 기능을 갖기 위해서는, 섬유층 B 내에 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유가 적어도 5 질량% 이상 포함되어 있는 것이 바람직하고, 20 질량% 이상 포함되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유의 종류는 특별히 한정되지는 않지만, 엘라스토머, 폴리염화비닐, 저밀도 폴리에틸렌, 아크릴수지, 폴리초산비닐 등으로 그 열적 성질의 조건을 충족시키는 것을 선택할 수 있다. 일반적으로, 엘라스토머 성분 그 자체가 점착성을 가지고 있기 때문에, 엘라스토머 섬유인 것에 의해 연화 접착력에 추가적으로 점착력이 더 부가되어서 적층일체화가 보다 강고해지기 때문에, 바람직하게는 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유를 사용하여 얻어진 섬유층 B는 엘라스토머 섬유층이다.
이러한 강고한 접합을 통한 일체화에 의해 고도로 신축시켜도 잘 찢어지지 않는 적층 부직포의 제공이 가능해진다.
엘라스토머 섬유에 이용되는 엘라스토머 수지로서는 스티렌(styrene)계 엘라스토머, 올레핀(olefin)계 엘라스토머, 에스테르(ester)계 엘라스토머, 우레탄계 엘라스토머, 아미드(amide)계 엘라스토머 및 이들 혼합물 등으로서 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유로 이루어지는 것을 선택할 수 있다. 특히, 액체를 함침시켜 사용하는 용도에 이용할 경우에는, 액체 성분 함침 시의 적층 부직포의 유연성이나 신축성에 따른 장착감이나 신축성 등에 따른 장착 안정성 등에 있어 바람직한 것은 스티렌계 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머, 우레탄계 엘라스토머 등이다.
또한, 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유를 사용하여 얻어진 섬유층을 구성하는 섬유는 이들 2종 이상의 융점 또는 연화점이 다른 엘라스토머 섬유들이 혼합되어 있어도 좋다. 연화점이 다른 2종의 섬유들을 혼합하여 이루어지는 섬유층의 경우, 연화점이 높은 섬유를 그 섬유 형태를 크게 손상하는 일없이 층 내에 존재시키는 것이 가능해지며, 이에 의해 부직포내의 공간 용적이 확보되어 통기성이나 플러프성(fluffiness)이 향상되고, 그리고 액체 성분을 함침시켰을 때의 보유량 향상에 기여할 수 있다.
예를 들면, 1 질량% 내지 99 질량%의 스티렌계 엘라스토머 섬유와 99 질량% 내지 1 질량%의 올레핀계 엘라스토머 섬유와의 혼합, 1 질량% 내지 99 질량%의 우레탄계 엘라스토머 섬유와 99 질량% 내지 1 질량%의 올레핀계 엘라스토머 섬유와의 혼합, 1 질량% 내지 99 질량%의 올레핀계 엘라스토머 섬유와 99 질량% 내지 1 질량%의 다른 올레핀계 엘라스토머 섬유와의 혼합 등을 들 수 있다. 이 중에서, 2종의 올레핀계 엘라스토머 섬유들끼리의 구체적인 혼합의 형태로서는, 예를 들면, 폴리프로필렌계 엘라스토머 섬유와 다른 폴리프로필렌계 엘라스토머 섬유와의 혼합, 폴리프로필렌계 엘라스토머 섬유와 폴리에틸렌계 엘라스토머 섬유와의 혼합, 폴리에틸렌계 엘라스토머 섬유와 다른 폴리에틸렌계 엘라스토머 섬유와의 혼합 등을 들 수 있다. 이들을 혼합하는 엘라스토머 섬유의 종류나 정량비(quantity ratio)에 의해 통기성이나 플러프성, 신축성, 특히 액체를 함침시켜서 이용할 경우에는, 액체성분 함침 시의 적층 부직포의 유연성이나 신축성에 따른 장착감 및 신축성 등에 따른 장착 안정성을 비교적 높은 수준에서 원하는 범위로 조정하는 것이 가능해진다.
또한, 섬유층 B는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 수지와 그 외의 수지를 임의의 혼합율로 혼합한 섬유를 사용할 수도 있다.
본 발명의 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유의 섬유 지름은, 특별히 한정되지는 않지만, 바람직하게는 15㎛ 이하의 극세의 장섬유이다. 더욱 바람직하게는, 섬유 지름이 10㎛ 이하이다. 섬유 지름이 10㎛ 이하이면, 외층 너머로의 전도열이 섬유층의 섬유의 연화에 효율적으로 사용될 수 있으므로 바람직하다. 또한, 액체를 함침시켜서 사용하는 용도로 사용할 경우에는, 습윤 상태에서의 피부 등에 대한 장착감이 보다 뛰어난 것이 바람직하다. 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유가 극세 섬유일 경우, 섬유 지름의 하한은, 특별히 정해지지는 않지만, 통상적으로 실시되고 있는 극세 섬유의 일반적인 제조법을 고려하면 0.5㎛ 정도이다.
본 발명의 적층 부직포의 섬유층 B의 단위 면적당 중량은, 특별히 한정되지는 않지만, 3g/㎡ 내지 200g/㎡ 정도인 것이 가공 상에 있어 바람직하다. 보다 바람직한 것은, 5g/㎡ 내지 100g/㎡ 정도의 범위이다. 섬유층 B의 단위 면적당 중량이 낮을 경우는, 열점 압착 시의 가공 온도를 올리거나 또는 압력을 올리거나 하는 등으로 충분한 층간 박리 강도를 갖는 적층 부직포를 작성할 수 있다.
섬유층 B를 구성하는 섬유(수지) 중에는 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서, 안정제, 난연제, 항균제, 착색제, 윤활제, 내광제, 친수제, 대전 방지제, 대전제 등이 첨가되어 있어도 좋다.
본 발명의 적층 부직포는, 120℃ 이하에서는 용융도 되지 않고 연화도 되지 않는 섬유가 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유보다도 외층에 있어서, 열점 압착 시의 엠보스 롤에 대한 융착ㆍ와인딩 등이 발생하지 않기 때문에, 가공 온도를 높게 설정하는 것이 가능해진다. 그러므로 층간 박리 강도에 있어서 뛰어난 성능을 발휘한다. 종래에는, 열점 압착부의 면적율을 낮게 했을 경우, 열점 압착의 압력을 올릴 필요가 있었지만, 압력을 올리면 층간 박리 강도는 강해지지만 엠보스 부분이 물러지는 경우가 있었다. 본 발명의 적층 부직포에서는, 가공 온도를 올리는 것으로, 열점 압착부의 면적율이 낮을 경우도 충분한 층간 박리 강도를 얻을 수 있고, 인장 강도 등도 높은 적층 부직포를 얻는 것이 가능해진다.
본 발명의 적층 부직포의 섬유층 A와 섬유층 B 사이의 층간 박리 강도는, 0.3N/25㎜ 이상인 것이 바람직하고, 보다 더 바람직하게는 0.5N/25㎜ 이상이다. 층간 박리 강도가 0.3N/25㎜ 이상이면, 액체를 함침시켜 사용하는 용도에 이용할 경우에도 용이하게 박리되는 일은 없다. 층간 박리가 어렵다는 점에서 보풀의 발생도 억제된다. 또한, 충분한 층간 박리 강도를 갖는 쪽이 바람직하지만, 4.0N/25㎜ 이하로 함으로써 감촉을 부드럽게 유지할 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 적층 부직포에 있어서는, 120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유를 사하여 얻어진 2개 층의 섬유층 A와 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유를 사용하여 얻어진 섬유층 B가 열점 압착에 의해 적층 일체화되어 있다.
본 발명의 적층 부직포의 제조 시에 있어서 일체화하는 방법으로서 열점 압착법을 선택하는 이유는, 열점 압착 가공은 열풍 처리법에 비하여 열과 압력에 의한 가공 방법이기 때문에, 용착되는 수지의 융점 또는 연화점보다도 낮은 온도로 가공할 수 있다는 이점이 있기 때문이다. 다시 말하면, 열점 압착에 의해 적층 일체화할 때에 열점 압착법은 열점 압착 시의 섬유층 A에 대한 손상(damage)을 억제할 수 있고, 또한 섬유층 B의 접착력을 충분히 발휘시킬 수 있기 때문에 가장 바람직하다.
본 발명의 적층 부직포의 제조에 있어서의 열점 압착은, 특별히 한정되지는 않지만, 롤 표면이 요철형상으로 조각된 가열 롤(이후, "가열 엠보스 롤"이라고 하는 경우가 있음)을 이용하여 적절하게 실시할 수 있다. 본 발명에 있어서, 엠보스 롤을 이용한 열점 압착은 그 가열 엠보스 롤을 적층 부직포의 표면에 압착함으로써 실시된다. 이 때, 적층 부직포의 다른 한쪽 면, 다시 말하면 적층 부직포의 다른 한쪽 면에 노출되는 적층 부직포의 표면은 가열되어 있어도 좋은 평활 형상 또는 요철 형상으로 조각된 표면을 갖는 롤 등에 접하여 실시된다. 본 발명의 적층 부직포의 한쪽 면에 노출되는 섬유층 A의 표면에는 이러한 열점 압착에 기인하는 불연속적이면서도 규칙적인 요철형상이 형성된다. 한편, 적층 부직포의 다른 한쪽 면에 노출되는 적층 부직포의 표면은 평활 롤에 접하는 것 등에 기인하는 평활 표면을 형성하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 적층 부직포에 있어서, 해당 부직포의 한쪽 면에 노출되는 섬유층 A의 표면에 있는 상기 열점 압착에 기인하는 요철 형상에 대해서는, 섬유층 A의 해당 표면에 차지하는 그 엠보스 롤(조각 롤)의 볼록부에 의해 압착점의 총 면적율(열점 압착부의 면적률, 이후, "압착 면적률"이라고 하는 경우가 있음)은, 특별히 한정되지는 않지만, 2% 내지 40% 정도의 범위가 바람직하며, 보다 바람직하게는 3% 내지 30% 정도이다.
압착 면적율이 2% 이상이면, 충분한 층간 박리 강도 및 부직포 강도를 얻을 수 있고, 또한 보풀의 발생도 억제할 수 있다. 또한, 압착 면적율이 40% 이하이면, 층간 박리 강도나 부직포 강도를 충분히 유지하면서 부직포의 감촉도 부드럽게 유지된다.
또한, 해당 적층 부직포의 다른 방면의 면에 노출되는 섬유층 A의 표면에 있어서도, 이러한 열점 압착에 기인하여 형성되는 불연속적이면서 규칙적인 요철 형상에 대해서는 섬유층 A의 해당 표면에 차지하는 엠보스 롤(조각 롤)의 볼록부에 의한 압착점의 총 면적율(압착 면적율)이 2% 내지 40% 정도를 차지하고 있어도 좋다.
본 발명에서는, 섬유층 B를 구성하는 섬유로서 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유를 사용하며, 특히 이것이 엘라스토머 섬유라는 것에 의해, 또한 이것이 극세 섬유라는 것에 의해, 열점 압착부에 있어서의 섬유층 B의 섬유의 용융 또는 연화에 따른 섬유간의 접합력이 강화되어 내(耐)층간 박리성이 높아질 수 있으므로, 상대적으로 적층 부직포 표면을 차지하는 열점 압착부의 총 면적율을 저감시키는 것이 가능해지는, 예를 들면, 압착 면적율을 2% 내지 30% 정도로 하는 것이 가능하며, 나아가 2% 내지 25% 정도로 하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 보다 부드러운 감촉을 갖는 적층 부직포를 얻는 것이 가능해진다. 또한, 적층 부직포에 상응하도록 넓은 면적을 차지하는 비압착부가 확보되기 때문에, 적층 부직포 중의 섬유간 틈(공극)의 양이 높게 유지되며, 따라서 액체 보유량이나 통풍성이 높은 부직포가 된다.
본 발명의 적층 부직포는 120℃ 이하에서 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유를 사용하여 얻어진 2개 층인 섬유층 A가 외층에 있음으로써, 열점 압착 시의 온도를 높게 하는 것이 가능해진다. 내층에 위치하는 섬유층 B의 수지가 외층의 섬유층 A의 수지보다도 융점 또는 연화점이 낮음으로써, 열점 압착 가공했을 경우에 섬유층 B의 수지의 연화점 이상의 온도로 가공할 수 있다. 또한, 표면에 위치하는 섬유층 A가 열에 의한 과잉된 손상을 받기 어렵고, 엠보스 롤에 대한 수지의 융착(와인딩)이 억제된다.
본 발명에서 이용되는 엠보스 롤의 볼록부 형상은 여러 형상으로 조각된 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 볼록부 선단면의 평면 형상은 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 평행사변형, 마름모꼴형, 삼각형, 육각형 등과 같이 다양하다.
본 발명의 적층 부직포는 상기 볼록부가 존재하는 부위의 부직포의 두께 방향에 있어서, 적어도 섬유층 B 중의 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유가 그 용융 또는 연화에 의해 섬유층 A를 구성하는 섬유와 접합하며, 이에 의해 부직포층과 섬유층이 일체화되어 있다. 열점 압착시의 압력 및 온도는, 섬유층 A와 섬유층 B가 섬유층 B 중의 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유의 용융 또는 연화에 의해 일체화되는 것과 같은 조건에 있어서 적당히 선택할 수 있지만, 열점 압착 시의 압력이 0.490MPa 내지 9.80MPa(5㎏f/㎠ 내지 100㎏f/㎠) 정도의 범위이고, 열압착시의 온도가 50℃ 내지 150℃ 정도의 범위인 것이 바람직하며, 섬유층 A와 섬유층 B 사이에 상기 접합 형태가 형성되어 충분한 층간 박리 강도를 얻을 수 있는 범위라면 특별한 한정은 없다.
본 발명의 적층 부직포의 열점 압착 시의 온도는, 적층 부직포 중의 섬유층 B를 구성하는 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유가 용융 또는 연화되는 온도라는 조건하에서, 50℃ 내지 150℃ 정도의 범위에서 선택하는 것이 바람직하지만, 보다 바람직하게는, 50℃ 내지 150℃ 정도의 범위이면서, 또한 섬유층 B 중에서 연화점의 가장 낮은 수지의 연화점보다 10℃ 이상 높은 온도, 나아가 15℃ 이상 높은 온도, 또는 융점의 가장 낮은 수지의 융점보다 15℃ 낮은 온도 이상의 온도이다. 또한, 상한은 150℃ 정도가 바람직하지만, 섬유층 A에 150℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유가 포함될 경우에는, 엠보스 롤에 대한 융착이 일어나지 않는 온도에서 처리를 하는 것으로 적층 부직포를 작성할 수 있다.
본 발명의 적층 부직포는, 흡수성 물품, 와이퍼 등의 섬유 제품, 화장용 시트 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 흡수성 물품으로서는, 예를 들면, 유아용이나 성인용의 일회용 기저귀, 냅킨, 땀 흡수 패드, 피지제거용 시트재, 핸드 타올 등의 위생 재료 소재에 특히 바람직하게 이용할 수 있다.
와이퍼로서는, 예를 들면, 가정용 일회용 걸레, 창문닦이 재료, 바닥닦이 재료, 다다미닦이 재료 등, 일부 또는 전체의 소재로서 바람직하게 이용할 수 있다. 그 밖에 비행기나 여객차량의 일회용 시트커버, 일회용 좌변기 커버, 의류의 보온제, 본뜨기 기재 등으로서도 사용할 수 있다.
특히, 섬유층 A에 친수성 섬유를 사용하는 것으로서, 적층 부직포는 충분한 액체 보유량을 확보할 수 있고, 액체를 함침시키는 용도에 보다 적절하게 사용될 수 있는 것이 된다. 예를 들면, 화장용 시트로서는 화장료나 약액 등을 함침시킨 것을 인체의 모든 부분, 얼굴 전체, 코, 눈 주변, 입 주변, 목, 팔, 손, 손가락, 허리, 복부, 넓적다리, 종아리, 무릎, 발목 등에 붙이기에 알맞으며, 구체적으로는 페이스 마스크 등에 사용할 수 있다. 그 이외에, 본 발명의 적층 부직포의 특성을 살려 일회용 기저귀용 신축성 부재, 기저귀용 신축성 부재, 생리용품용 신축성 부재, 일회용 팬츠, 기저귀 커버용 신축성 부재 등의 위생재료의 신축성 부재, 신축성 테이프, 반창고, 붕대, 서포터, 자루(sack), 의류용 신축성 부재 등 외, 습포재의 기포(foundation fabric), 플라스터(plaster)재의 기포, 미끄럼방지의 기포 등에 적절하게 사용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 내용에 대하여 실시예들을 들어 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
각 실시예 및 비교예에서 제조한 적층 부직포에 대하여 조사한 각종 물성의 정의 및 측정 방법을 이하에 기재한다.
또한, 이하의 설명에 있어서, "MD"라는 것은 사용한 부직포층의 부직포를 구성하는 일 방향으로 배열되어 있는 섬유의 길이 방향과 일치하는 방향을 의미하며, "CD"라는 것은 그에 대하여 직각인 방향을 의미한다.
(1) 평균 섬유 지름
주사형 전자 현미경(SEM)을 이용하여 부직포 표면의 확대 사진을 촬영하고, 100개의 섬유들의 지름을 측정하여 그 산술 평균치를 평균 섬유 지름으로 하였다.
(2) 열점 압착부의 면적율(압착 면적율)
주사형 전자 현미경을 이용하여 부직포 표면의 확대 사진을 촬영하고, 단위 압착 패턴 당 압착점이 차지하는 면적의 비율을 압착 면적율로 하였다.
압착 면적율(%)＝(단위 압착 패턴 중 압착점의 면적/단위 압착 패턴의 면적)×100
(3) 적층 부직포의 파단 강신도
JIS L1906 "직물 및 편물의 옷감 시험 방법"에 준하여 측정하였다. 폭 25㎜ 및 길이 150㎜의 시험편을 작성하였다. 시험편들로는, 시트에서 그 시험편의 길이 방향을 섬유층 A를 구성하는 섬유가 일 방향으로 배열되어 있는 길이 방향(MD 방향)과 일치하도록 재단하여 작성한 것, 그리고 시험편의 길이 방향을 MD 방향과는 직각인 방향(CD 방향)과 일치하도록 재단하여 작성한 것으로 이루어지는 2종의 시험편들을 준비하였다. 인장력 시험기 오토그래프(Autograph) AG-X(상품명, (주)시마즈 제작소(Shimadzu Corporation) 제품)를 이용하여, 척간(clamping head gap)을 100㎜으로 설정하여 시험편을 고정하였다. 인장 속도를 200㎜/분으로 신장시켜 파단될 때까지의 최대 강도 및 최대 연신도를 각각 파단(破斷) 강도 및 파단 연신도로 하였다.
(4) 단위 면적당 중량
JIS L1906 "직물 및 편물의 옷감 시험 방법"에 준하여 측정하였다. 부직포의 임의의 2군데에서 15cm×15cm의 사이즈의 시험편을 잘라낸 후, 각 시험편의 중량을 전자 천칭으로 측정하여 그 평균치를 1㎡당 질량으로 환산하여 단위 면적당 중량으로 하였다.
(5) 층간 박리 강도
본 발명에 있어서, 섬유층 A와 섬유층 B 사이의 층간 박리 강도는 이하의 방법으로 측정하였다. 폭 25㎜ 및 길이 150㎜의 시험편을 작성하였다. 시험편들로는, 시트에서 그 시험편의 길이 방향을 섬유층 A를 구성하는 섬유가 일 방향으로 배열되어 있는 길이 방향(MD 방향)과 일치하도록 재단하여 작성한 것, 그리고 시험편의 길이 방향을 MD 방향과 직각인 방향(CD 방향)과 일치하도록 재단하여 작성한 것으로 이루어지는 2종의 시험편들을 준비하였다. 각 시험편의 섬유층 A의 양면에 폭 25㎜ 및 길이 50㎜의 종이를 24㎜ 폭의 세키스이사(Sekisui Co.) 제품 "셀로테이프(Cellotape)(등록상표)" No. 252(점착력 3.10N/10㎜)로 붙여서 일정한 하중을 가하는 것으로 시험 샘플로 하였다. 인장력 시험기 오토그래프(Autograph) AG-X(상품명, (주)시마즈 제작소 제품)를 이용하고, 척간을 50㎜로 설정하여 시험편을 고정하였다. 인장 속도를 100㎜/분으로 벗겨지는 쪽의 섬유층 A와 섬유층 B의 접착면을 박리시켜 최대점 하중을 측정하고, 이를 적층 부직포의 층간 박리 강도로 하였다. 그리고 실시예 및 비교예에서 실시한 이러한 박리 강도 시험 방법에서는, 모든 시험편은 한쪽의(벗겨지는 쪽의) 섬유층 A와 섬유층 B의 접착면이 박리되고, 다른 한쪽의 접착면은 접착된 채 유지되었다.
(6) 연화점
본 발명에 있어서, 연화점은 TMA(열기계 분석)에 의한 열응력-온도 곡선의 피크 온도로 한다. 구체적으로는, TMA 장치(예를 들면, 세이코 인스트루먼트사(Seiko Instruments Co.) 제품 TMA(SS120형))를 사용하여, 측정 모드는 인장 측정(L) 제어 모드로 하고, 샘플 초기 길이를 20㎜로 하여 0.5% 신장시켜서 측정하였다. 승온 속도는 20℃/분으로 하였다.
(7) 융점
본 발명에 있어서, 융점은 JIS K7122에 준하여 DSC에 의해 시료 5㎎ 및 승온 속도 10℃/min의 조건으로 측정하였다.
본 발명에 있어서 사용한 원료 수지의 하기 표에 있어서의 약호와 내용은 아래와 같다.
A：에틸렌 옥텐 공중합체, EG8401((상품명), 다우케미컬(Dow Chemical)(주) 제품, 융점：76℃)
B：에틸렌 옥텐 공중합체, EG8402((상품명), 다우케미컬(주) 제품, 융점： 100℃)
C：프로필렌 에틸렌 공중합체, VM2125((상품명), 엑손모빌사(ExxonMobil Co.) 제품, 융점：52℃)
D：스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체, 터프텍(Tuftec) H1031((상품명), 아사히 카세이 케미컬즈(주)(Asahi Kasei Chemicals Co.) 제품, 융점：69℃)
E：저밀도 폴리에틸렌, 페트로센(Petrothene) PE202((상품명), 토우소(주)(TOSOH CORPORATION) 제품, 융점：82℃)
실시예 1
섬유층 B에 원료 수지로서 B와 C를 이용하여, 이하의 장치 및 방법으로 제조한 멜트블로운 부직포를 이용하였다. 멜트블로운 장치로서 스크루(screw)(50㎜ 지름), 가열체 및 기어 펌프를 갖는 2대의 압출기, 혼섬(混纖)용 방사 노즐(구멍 지름 0.3㎜, 다른 성분의 섬유를 토출시키기 방사 구멍이 교대로 1줄로 나란한 방사 구멍, 구멍의 수 501홀, 유효 폭 500㎜), 압축 공기 발생 장치, 공기 가열기, 폴리에스텔제 넷(net)을 구비한 포집 컨베이어, 그리고 와인더로 이루어지는 장치를 이용하였다. 압출기 각각에 B와 C를 따로따로 투입하고, 가열체에 의해 각각 250℃로 가열 용융시켜, B/C의 비율(질량%)이 50/50이 되도록 기어 펌프를 설정하고, 방사 노즐에서 구멍 하나당 B, C 모두에 0.3g/분의 방사속도로 토출시켜, 토출된 섬유를 400℃로 가열한 60kPa(게이지압)의 압축 공기를 주행 속도 16m/분으로 주행하고 있는 폴리에스텔제 넷의 포집 컨베이어 위에 세차게 부는 것으로, 섬유가 랜덤하게 집적된 단위 면적당 중량 20g/m2의 혼섬 멜트블로운 부직포를 얻었다. 포집 컨베이어는, 방사 노즐에서 19.5㎝의 거리에 설치하였다. 세차게 분 공기는 포집 컨베이어 뒷면에 마련된 흡인 장치에서 제거되었다.
섬유층 A로서, 섬유 길이가 51㎜인 레이온, 섬유 길이가 7㎜인 펄프로 섬유가 일 방향으로 배열되어 있는 방향과는 직각인 방향으로 신장성을 갖는 단위 면적당 중량 40g/㎡의 레이온/펄프/레이온(질량비 25/50/25의 적층 섬유층)으로 이루어지는 스펀레이스 부직포를 사용하고, 그 위에 상기 혼섬 멜트블로운 부직포(섬유층 B)를 적층시켰다. 또한, 바로 그 위에 섬유층 A를 중첩시켜 섬유층 A/섬유층 B/섬유층 A의 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 온도 110℃, 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)으로 부분적 열압착을 실시하였다. 또한, 상기 조각 롤의 볼록부의 면적율은 25%이며, 볼록부의 형상은 마름모꼴이다. 이러한 적층 부직포의 물성 등을 표 1에 나타낸다.
얻어진 적층 부직포는 충분한 층간 박리 강도를 가지고 있으며, 층간 박리에 따른 보풀도 관찰되지 않았다.
실시예 2
섬유층 B에 원료 수지로서 A와 B를 이용하여, 이하의 장치 및 방법으로 제조한 멜트블로운 부직포를 이용하였다. 멜트블로운 장치로서 스크루(50㎜ 지름), 가열체 및 기어 펌프를 갖는 2대의 압출기, 혼섬용 방사 노즐(구멍 지름 0.3㎜, 다른 성분의 섬유를 토출시키기 위한 방사 구멍이 교대로 1줄로 나란한 방사 구멍, 구멍의 수 501홀, 유효 폭 500㎜), 압축 공기 발생 장치, 공기 가열기, 폴리에스텔제 넷을 구비한 포집 컨베이어, 그리고 와인더로 이루어지는 장치를 이용하였다. 압출기 각각에 A와 B를 따로따로 투입하고 가열체에 의해 각각 300℃로 가열 용융시켜, A/B의 비율(질량%)이 50/50이 되도록 기어 펌프를 설정하여, 방사 노즐에서 구멍 하나당 A, B 모두에 0.3g/분의 방사 속도로 토출시키고, 토출된 섬유를 400℃로 가열한 94kPa(게이지압)의 압축 공기를 주행 속도 18m/분으로 주행하고 있는 폴리에스텔제 넷의 포집 컨베이어 위에 세차게 부는 것으로, 섬유가 랜덤하게 집적된 단위면적당 중량 20g/㎡의 혼섬 멜트블로운 부직포를 얻었다. 포집 컨베이어는 방사 노즐에서 19.5㎝의 거리에 설치하였다. 세차게 분 공기는 포집 컨베이어의 뒷면에 마련된 흡인 장치에서 제거되었다.
섬유층 A로서, 셀룰로오스 장섬유 부직포인 벰리제(Bemliese)((상품명), 아사히카세이센이(Asahi Kasei Fibers Co.) 제품, 큐프라 100%)를 사용하여, 그 위에 상기 혼섬 멜트블로운 부직포(섬유층 B)를 적층시켰다. 또한, 바로 그 위에 섬유층 A를 중첩시켜 섬유층 A/섬유층 B/섬유층 A의 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 온도 80℃ 및 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)로 부분적 열압착을 실시하였다. 상기 조각 롤의 볼록부의 면적률은 4%이며 볼록부의 형상은 마름모꼴이다. 이러한 적층 부직포의 물성 등을 표 1에 나타낸다.
얻어진 적층 부직포는 충분한 층간 박리 강도를 가지고 있었다. 층간 박리에 따른 보풀도 관찰되지 않았다.
실시예 3
섬유층 B는 실시예 2로 준거한 혼섬 멜트블로운 부직포를 사용하였다.
섬유층 A로서, 실시예 1에서 이용한 스펀레이스 부직포를 사용하고, 그 위에 상기 혼섬 멜트블로운 부직포(섬유층 B)를 적층시켰다. 또한, 바로 그 위에 섬유층 A를 중첩시켜 섬유층 A/섬유층 B/섬유층 A의 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 온도 100℃ 및 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)로 부분적 열압착을 실시하였다. 그리고 상기 조각 롤의 볼록부의 면적율은 4%이며, 볼록부의 형상은 도트 형상이다. 이러한 적층 부직포의 물성 등을 표 1에 나타낸다.
얻어진 적층 부직포는 충분한 층간 박리 강도를 가지고 있었다. 층간 박리에 따른 보풀도 관찰되지 않았다.
실시예 4
섬유층 B에 원료 수지로서 A와 B를 이용하여, 이하의 장치 및 방법으로 제조한 멜트블로운 부직포를 이용하였다. 멜트블로운 장치로서 스크루(50㎜ 지름), 가열체 및 기어 펌프를 갖는 2대의 압출기, 혼섬용 방사 노즐(구멍 지름 0.3㎜, 다른 성분의 섬유를 토출시키기 위한 방사 구멍이 교대로 1줄로 나란한 방사 구멍, 구멍의 수 501홀, 유효 폭 500㎜), 압축 공기 발생 장치, 공기 가열기, 폴리에스텔제 넷을 구비한 포집 컨베이어, 그리고 와인더로 이루어지는 장치를 이용하였다. 압출기 각각에 A와 B를 따로따로 투입하고, 가열체에 의해 각각 300℃로 가열 용융시켜서, A/B의 비율(질량%)이 50/50이 되도록 기어 펌프를 설정하여, 방사 노즐에서 구멍 하나당 A, B 모두에 0.3g/분의 방사 속도로 토출시켜, 토출된 섬유를 400℃로 가열한 94kPa(게이지압)의 압축 공기를 주행 속도 32m/분으로 주행하고 있는 폴리에스텔제 넷의 포집 컨베이어 위로 세차게 부는 것으로서, 섬유가 랜덤하게 집적된 단위 면적당 중량 10g/㎡의 혼섬 멜트블로운 부직포를 얻었다. 포집 컨베이어는 방사 노즐에서 19.5㎝의 거리에 설치하였다. 세차게 분 공기는 포집 컨베이어의 뒷면에 마련된 흡인 장치에서 제거되었다.
섬유층 A로서 실시예 1에서 이용한 스펀 레이스 부직포를 사용하고, 그 위에 상기 혼섬 멜트블로운 부직포(섬유층 B)를 적층시켰다. 또한, 바로 그 위에 섬유층 A를 중첩시켜 섬유층 A/섬유층 B/섬유층 A의 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 온도 100℃ 및 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)로 부분적 열압착을 실시하였다. 그리고 상기 조각 롤의 볼록부의 면적율은 4%이며, 볼록부의 형상은 도트 형상이다. 이러한 적층 부직포의 물성 등을 표 1에 나타낸다.
얻어진 적층 부직포는 충분한 층간 박리 강도를 가지고 있었다. 층간 박리에 따른 보풀도 관찰되지 않았다.
실시예 4에서 얻어진 적층 부직포를 페이스 마스크형으로 잘라내고, 이러한 잘라낸 시트에 시트가 충분히 침지되는 양의 보습 화장수를 함침시켰다. 이와 같은 페이스 마스크를 10장 준비하고, 10명의 모니터들의 얼굴에 10분간 붙이도록 하여, 밀착성, 건조성, 피부의 당김 등의 장착 안정성을 평가하였다. 그 결과, 모니터 모두에게서 양호한 장착 안정성을 얻을 수 있었다.
실시예 5
섬유층 B에 실시예 2에 준거한 혼섬 멜트블로운 부직포를 이용하였다.
섬유층 A로서 섬유가 일 방향으로 배열되어 있는 방향과 직각인 방향으로 신장성을 갖는 단위 면적당 중량 30g/㎡의 레이온으로 이루어지는 스펀 레이스 부직포를 사용하고, 그 위에 상기 혼섬 멜트블로운 부직포(섬유층 B)를 적층시켰다. 또한, 바로 그 위에 섬유층 A를 중첩시켜 섬유층 A/섬유층 B/섬유층 A의 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 온도 130℃ 및 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)로 부분적 열압착을 실시하였다. 한편, 상기 조각 롤의 볼록부의 면적율은 4%이며, 볼록부의 형상은 도트 형상이다. 이러한 적층 부직포의 물성 등을 표 1에 나타낸다.
얻어진 적층 부직포는 충분한 층간 박리 강도를 가지고 있었다. 층간 박리에 따른 보풀도 관찰되지 않았다.
실시예 6
섬유층 B에 실시예 2에 준거한 혼섬 멜트블로운 부직포를 이용하였다.
섬유층 A로서 섬유가 일 방향으로 배열되어 있는 방향과 직각인 방향으로 신장성을 갖는 단위 면적당 중량 38g/㎡의 레이온/폴리에스텔/폴리프로필렌(질량비 48/50/2의 적층 섬유층)으로 이루어지는 스펀 레이스 부직포를 사용하고, 그 위에 상기 혼섬 멜트블로운 부직포(섬유층 B)를 적층시켰다. 사용한 폴리에스텔의 융점은 237℃이었고, 폴리프로필렌은 148℃이었다. 또한, 바로 그 위에 섬유층 A를 중첩시켜 섬유층 A/섬유층 B/섬유층 A의 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 온도 100℃ 및 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)로 부분적 열압착을 실시하였다. 그리고 상기 조각 롤의 볼록부의 면적율은 4%이며, 볼록부의 형상은 도트 형상이다. 이러한 적층 부직포의 물성 등을 표 1에 나타낸다.
얻어진 적층 부직포는 충분한 층간 박리 강도를 가지고 있었다. 층간 박리에 따른 보풀도 관찰되지 않았다.
실시예 7
섬유층 B에 실시예 2에 준거한 혼섬 멜트블로운 부직포를 이용하였다.
섬유층 A로서 섬유가 일 방향으로 배열되어 있는 방향과 직각인 방향으로 신장성을 갖는 단위 면적당 중량 12.5g/㎡의 펄프로 이루어지는 티슈 원지(facial tissue base paper)를 사용하고, 그 위에 상기 혼섬 멜트블로운 부직포(섬유층 B)를 적층시켰다. 또한, 바로 그 위에 섬유층 A를 중첩시켜 섬유층 A/섬유층 B/섬유층 A의 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 온도 120℃ 및 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)로 부분적 열압착을 실시하였다. 그리고 상기 조각 롤의 볼록부의 면적율은 4%이며, 볼록부의 형상은 도트 형상이다. 이러한 적층 부직포의 물성 등을 표 1에 나타낸다.
얻어진 적층 부직포는 충분한 층간 박리 강도를 가지고 있었다. 층간 박리에 따른 보풀도 관찰되지 않았다.
실시예 8
섬유층 B에 원료 수지로서 D를 사용하여, 이하의 장치 및 방법으로 제조한 멜트블로운 부직포를 이용하였다. 멜트블로운 장치로서 스크루(50㎜ 지름), 가열체 및 기어 펌프를 갖는 2대의 압출기, 혼섬용 방사 노즐(구멍 지름 0.3㎜, 다른 성분의 섬유를 토출시키기 위한 방사 구멍이 교대로 1줄로 나란한 방사 구멍, 구멍의 수 501홀, 유효 폭 500㎜), 압축 공기 발생 장치, 공기 가열기, 폴리에스텔제 넷을 구비한 포집 컨베이어, 그리고 와인더로 이루어지는 장치를 이용하였다. 압출기 각각에 D를 투입하고, 가열체에 의해 각각 250℃로 가열 용융시켜서, 방사 노즐에서 구멍 하나당 0.3g/분의 방사속도로 토출시켜서, 토출된 섬유를 400℃에 가열한 60kPa(게이지압)의 압축 공기를 주행 속도 3.8m/분으로 주행하고 있는 폴리에스텔제 넷의 포집 컨베이어 위로 세차게 부는 것으로서, 섬유가 랜덤하게 집적된 단위면적당 중량 100g/㎡의 멜트블로운 부직포를 얻었다. 포집 컨베이어는 방사 노즐에서 19.5㎝의 거리에 설치하였다. 세차게 분 공기는 포집 컨베이어의 뒷면에 마련된 흡인 장치에서 제거되었다.
섬유층 A로서 실시예 1에서 이용한 스펀 레이스 부직포를 사용하고, 그 위에 상기 멜트블로운 부직포(섬유층 B)를 적층시켰다. 또한, 그 위에 상기 멜트블로운 부직포를 적층시켰다. 또한, 바로 그 위에 섬유층 A를 중첩시켜 섬유층 A/섬유층 B/섬유층 A의 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 온도 110℃ 및 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)로 부분적 열압착을 실시하였다. 그리고 상기 조각 롤의 볼록부의 면적율은 4%이며, 볼록부의 형상은 도트 형상이다. 이러한 적층 부직포의 물성 등을 표 1에 나타낸다.
얻어진 적층 부직포는 충분한 층간 박리 강도를 가지고 있었다. 층간 박리에 따른 보풀도 관찰되지 않았다.
실시예 9
섬유층 A에 실시예 1에 준거한 스펀 레이스 부직포를 이용하고, 그 위에 섬유층 B로서 E를 원료로 한 단위 면적당 중량 30g/㎡의 스펀 본드 부직포를 적층시켰다. 또한, 그 위에 섬유층 A를 중첩시켜 섬유층 A/섬유층 B/섬유층 A의 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 온도 130℃ 및 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)로 부분적 열압착을 실시하였다. 그리고 상기 조각 롤의 볼록부의 면적율은 4%이며, 볼록부의 형상은 도트 형상이다. 이러한 적층 부직포의 물성 등을 표 2에 나타낸다.
얻어진 적층 부직포는 충분한 층간 박리 강도를 가지고 있었다. 층간 박리에 따른 보풀도 관찰되지 않았다.
실시예 10
섬유층 A로서 PP와 co-PP를 중량비 60:40의 비율의 이중(core-sheath) 구조의 복합 섬유를 사용한 포인트 본드 부직포를 이용하였다. 스크루(30㎜ 지름), 가열체 및 기어 펌프를 갖는 1대의 압출기, 방사 노즐(구멍 지름 0.6㎜, 구멍의 수 500홀), 고뎃 롤(godet roll) 그리고 와인더로 이루어지는 방사 장치, 또한 열 롤 연신 장치(heat roll extension device)에 의해 2.2 dtex 및 38㎜ 길이의 단섬유를 준비하였다. 그 다음, 얻어진 단섬유를 카드기로 카딩하여 웹으로 하고, 해당 웹을 포인트 본드 가공기에 의해 온도 124℃로 열처리한 포인트 본드 부직포를 얻었다. 사용한 PP의 융점은 160℃이었고, co-PP의 융점은 134℃이었다.
이러한 섬유층 A 위에 섬유층 B로서, 실시예 2에 준거한 혼섬 멜트블로운 부직포를 적층시켰다. 또한, 바로 그 위에 섬유층 A를 중첩시켜 섬유층 A/섬유층 B/섬유층 A의 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 온도 120℃ 및 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)로 부분적 열압착을 실시하였다. 그리고 상기 조각 롤의 볼록부의 면적율은 25%이며, 볼록부의 형상은 마름모꼴이다. 이러한 적층 부직포의 물성 등을 표 2에 나타낸다.
얻어진 적층 부직포는 충분한 층간 박리 강도를 가지고 있었다. 층간 박리에 따른 보풀도 관찰되지 않았다.
실시예 11
섬유층 B에 원료 수지로서 A를 이용하여, 이하의 장치 및 방법으로 제조한 스펀본드 부직포를 이용하였다. 스크루(40㎜ 지름), 가열체 및 기어 펌프를 갖는 압출기, 방사 노즐(구멍 지름 0.4㎜, 구멍의 수 120홀), 에어서커(air sucker), 대전법 개섬기(開纖機), 폴리에스텔제 넷을 구비한 포집 컨베이어, 포인트 본드 가공기 그리고 와인더로 이루어지는 장치를 이용하여 스펀 본드 부직포의 제조를 하였다.
압출기에 원료 수지를 투입하고, 가열체에 의해 수지를 230℃로 가열 용융시켜 기어 펌프로 방사 노즐에서 구멍 하나당 0.57g/분의 방사 속도로 용융 수지를 토출시키고, 토출된 섬유를 에어서커에 도입한 직후에 대전법 개섬기로 개섬시켜 포집 컨베이어 위에 포집시켰다. 에어서커의 공기압은 196kPa로 하였다. 포집 컨베이어 위의 웹을 상하 롤 온도 50℃로 가열한 포인트 본드 가공기(압착 면적율 23%, 볼록부의 형상은 마름모꼴)에 투입하여 가공후의 부직포를 와인더로 롤 형상으로 말았다.
섬유층 A로서, PP/PE계 복합 스펀본드 부직포 EB40((상품명), 칫소(주)(Chisso Co.) 제품, PP·PE)을 사용하고, 그 위에 상기 스펀 본드 부직포(섬유층 B)를 적층시켰다. 또한, 바로 그 위에 섬유층 A를 중첩시켜, 섬유층 A/섬유층 B/섬유층 A의 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 온도 110℃ 및 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)로 부분적 열압착을 실시하였다. 그리고 상기 조각 롤의 볼록부의 면적율은 4%이며, 볼록부의 형상은 도트 형상이다. 이러한 적층 부직포의 물성 등을 표 2에 나타낸다.
얻어진 적층 부직포는 충분한 층간 박리 강도를 가지고 있었다. 층간 박리에 따른 보풀도 관찰되지 않았다.
실시예 12
섬유층 B에 원료 수지로서 A와 B를 중량비 50：50의 비율로 배합한 것을 이용하여, 이하의 장치 및 방법으로 제조한 에어스루(ventilating, 통기성) 부직포를 사용하였다. 스크루(30㎜ 지름), 가열체 및 기어 펌프를 갖는 1대의 압출기, 방사 노즐(구멍 지름 0.6㎜, 구멍의 수 500홀), 고뎃 롤 그리고 와인더로 이루어지는 방사 장치, 또한 열 롤 연신 장치로 2.2 dtex 및 51㎜ 길이의 단섬유를 준비하였다. 그 다음, 얻어진 단섬유를 카드기로 카딩하여 웹으로 하고, 해당 웹을 열풍 관통식 드라이어로 온도 50℃로 열처리한 에어스루 부직포를 얻었다.
섬유층 A로서 실시예 1에서 이용한 스펀레이스 부직포를 사용하고, 그 위에 상기 에어스루 부직포(섬유층 B)를 적층시켰다. 또한, 바로 그 위에 섬유층 A를 중첩시켜 섬유층 A/섬유층 B/섬유층 A의 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 온도 110℃ 및 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)로 부분적 열압착을 실시하였다. 한편, 상기 조각 롤의 볼록부의 면적율은 4%이며, 볼록부의 형상은 도트 형상이다. 이러한 적층 부직포의 물성 등을 표 2에 나타낸다.
얻어진 적층 부직포는 충분한 층간 박리 강도를 가지고 있었다. 층간 박리에 따른 보풀도 관찰되지 않았다.
비교예 1
섬유층 B로서 실시예 2에 준거한 혼섬 멜트블로운 부직포를 사용하였다.
섬유층 A로서 실시예 1에서 이용한 스펀레이스 부직포를 사용하고, 그 위에 상기 혼섬 멜트블로운 부직포(섬유층 B)를 적층시켜, 섬유층 A/섬유층 B의 2층의 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 조각 롤 온도 100℃, 평활 롤 온도 50℃ 및 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)로 부분적 열압착을 실시하였다. 그리고 상기 조각 롤의 볼록부의 면적율은 4%이며, 볼록부의 형상은 도트 형상이다.
그 결과를 표 2에 나타낸다. 이것은 부분적 열압착 시, 롤에 대한 융착은 일어나지 않았지만, 충분한 층간 박리 강도를 얻을 수 없었다. 또한, 층간 박리에 기인하는 보풀이 관찰되었다.
비교예 2
섬유층 B로서 실시예 2에 준거한 혼섬 멜트블로운 부직포를 사용하였다.
섬유층 A로서 실시예 1로 이용한 스펀레이스 부직포를 사용하고, 그 위에 상기 혼섬 멜트블로운 부직포(섬유층 B)를 적층시켜, 섬유층 A/섬유층 B의 2층 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 조각 롤 온도 100℃, 평활 롤 온도 72℃ 및 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)로 부분적 열압착을 실시하였다. 한편, 상기 조각 롤의 볼록부의 면적율은 4%이며, 볼록부의 형상은 도트 형상이다.
그 결과를 표 2에 나타낸다. 이것은 부분적 열압착 시, 롤에 대한 융착이 발생하였다. 또한, 충분한 층간 박리 강도는 얻을 수 있었지만, 감촉이 단단해졌다.
비교예 3
섬유층 A로서 실시예 2에 준거한 혼섬 멜트블로운 부직포(실시예 2에서는 섬유층 B로서 사용한 것)를 사용하였다.
이러한 혼섬 멜트블로운 부직포 위에, 섬유층 B로서 실시예 1에서 이용한 스펀 레이스 부직포(실시예 1에서는 섬유층 A로서 사용한 것)를 적층시켰다. 또한, 바로 그 위에 혼섬 멜트블로운 부직포를 섬유층 A로서 중첩시켜 섬유층 A/섬유층 B/섬유층 A의 적층물을 얻었다. 이러한 적층물에 표면에 요철 모양이 조각된 조각 롤과 평활 롤을 갖는 포인트 본드 가공기로 온도 70℃ 및 압력 1.96MPa(20㎏f/㎠)로 부분적 열압착을 실시하였다. 한편, 상기 조각 롤의 볼록부의 면적율은 4%이며, 볼록부의 형상은 도트 형상이다.
그 결과를 표 2에 나타낸다. 이것은 박리 강도는 높은 것이었지만, 열점 압착 시에 롤에 대한 융착이 일어났다.
Figure 112013028563619-pct00001
Figure 112013028563619-pct00002
본 발명의 적층 부직포는, 인체의 모든 부분, 얼굴 전체, 코, 눈 주변, 입 주변, 목, 팔, 손, 손가락, 허리, 복부, 넓적다리, 종아리, 무릎, 발목 등에 붙이는데도 알맞으며, 구체적으로는, 페이스 마스크, 일회용 기저귀용 신축성 부재, 기저귀용 신축성 부재, 생리용품용 신축성 부재, 일회용 팬츠, 기저귀 커버용 신축성 부재 등의 위생 재료의 신축성 부재, 신축성 테이프, 반창고, 붕대, 서포터, 자루, 의류용 신축성 부재 등 외에도, 습포재의 기포, 플라스터재의 기포, 미끄럼 방지의 기포 등을 들 수 있지만 이들에 한정되는 것은 아니다.

Claims (7)

120℃ 이하에서는 용융되지 않고 연화도 되지 않는 섬유를 포함하는 2개 층인 섬유층 A에 120℃ 이하에서 용융 또는 연화되는 섬유를 사용하여 얻어진 섬유층 B를 사이에 끼워서 형성하는 적층 부직포로서, 이들이 열점 압착에 의해 일체화되어 있으며, 상기 섬유층 A와 상기 섬유층 B 사이의 층간 박리 강도가 0.3N/25㎜ 내지 4.0N/25㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 적층 부직포.
제 1 항에 있어서, 상기 적층 부직포 표면에 차지하는 열점 압착부의 면적율이 2% 내지 40%의 범위인 것을 특징으로 하는 적층 부직포.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 열점 압착부에 있어서, 상기 섬유층 A를 구성하는 섬유는 섬유의 형상을 유지하고 있으며, 상기 섬유층 B를 구성하는 섬유가 상기 부직포를 구성하는 섬유와의 접착점에 있어서, 상기 부직포를 구성하는 섬유의 표면과의 접촉 면적이 증가하도록 변형시켜 접착 일체화하는 것을 특징으로 하는 적층 부직포.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 섬유층 B를 구성하는 섬유가 엘라스토머 섬유인 것을 특징으로 하는 적층 부직포.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 섬유층 B가 융점 또는 연화점이 다른 적어도 2종의 엘라스토머 섬유들을 혼합해서 이루어지는 섬유층인 것을 특징으로 하는 적층 부직포.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 섬유층 B를 구성하는 섬유가 섬유 지름 0.5㎛ 내지 15㎛의 극세의 장섬유인 것을 특징으로 하는 적층 부직포.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 적층 부직포를 사용하여 얻어진 제품.
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