KR102152393B1 - 권축형 복합섬유의 부직포와 그의 적층체, 및 물품 - Google Patents

권축형 복합섬유의 부직포와 그의 적층체, 및 물품 Download PDF

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composite fiber
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crimped composite
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박서진
서영석
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Abstract

권축형 복합섬유의 부직포와 그의 적층체, 및 물품이 개시된다. 개시된 권축형 복합섬유의 부직포는 제1 프로필렌계 중합체와 제2 프로필렌계 중합체를 포함하는 권축형 복합섬유의 부직포로서, 상기 제1 프로필렌계 중합체 및 상기 제2 프로필렌계 중합체는 시차 주사 열량계(DSC)로 측정되는 상기 제2 프로필렌계 중합체의 융점이 상기 제1 프로필렌계 중합체의 융점보다 30℃ 이상 높고, 상기 제1 프로필렌계 중합체와 상기 제2 프로필렌계 중합체의 ASTM D1238에 따라 측정되는 용융지수(MFR: 측정 온도 230℃, 하중 2.16 kg)의 비(상기 제2 프로필렌계 중합체/상기 제1 프로필렌계 중합체)가 1.7 이상이고, 상기 제1 프로필렌계 중합체/상기 제2 프로필렌계 중합체(중량비)로 표시되는 성분비가 50/50~10/90이고, 친수제 함침량(OPU)이 0.7% 이하이다.

Description

권축형 복합섬유의 부직포와 그의 적층체, 및 물품{Non-woven fabric of crimped composite fiber and laminate thereof, and article including the laminate}
권축형 복합섬유의 부직포와 그의 적층체, 및 물품이 개시된다. 보다 상세하게는 소프트성 및 벌키성이 향상된 권축형 복합섬유의 부직포와 그의 적층체, 및 물품이 개시된다.
부직포는 웹 형성 방법 및 결합 방법에 따라 최종 물성이 결정되게 된다.
기존의 스펀본드 부직포의 제조시 웹 형성은 단독 방사 또한 심초형 복합 방사를 통하여 웹이 형성되게 된다. 이렇게 형성된 웹은 크림프가 없는 단순한 구조를 갖게 되고, 가열 캘린더에 의해 결합되어 얇은 형태의 부직포를 형성하게 된다.
얇은 형태의 부직포는 기저귀 제조시 탑시트용 및 백시트용으로 사용되게 되지만, 카딩(carding)으로 웹을 형성하고 열풍으로 결합시킨 단섬유 에어쓰루 부직포에 비해 벌키성이 현저히 낮아서 소프트성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 웹 형성시 크림프 부여가 되지 않아 벌키성이 떨어져 기저귀 제조시 아기 엉덩이 피부에 직접 닿는 면적이 크고, 부직포 라미네이팅시 ADL 층(Aquisition Distribution Layer)과의 사이에 여유 공간이 없어서 배뇨시 오줌이 일부 탑시트에 남아 아기 엉덩이를 짓무르게 하거나 발진을 유발시키는 문제점이 있다. 또한, 기저귀의 외부로 오줌이 누출(Leakage)되는 문제점도 있다.
본 발명의 일 구현예는 소프트성 및 벌키성이 향상된 권축형 복합섬유의 부직포를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 권축형 복합섬유의 부직포를 2개 이상 포함하는 부직포 적층체를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 부직포 적층체를 포함하는 물품을 제공한다.
본 발명의 일 측면은,
제1 프로필렌계 중합체와 제2 프로필렌계 중합체를 포함하는 권축형 복합섬유의 부직포로서,
상기 제1 프로필렌계 중합체 및 상기 제2 프로필렌계 중합체는 시차 주사 열량계(DSC)로 측정되는 상기 제2 프로필렌계 중합체의 융점이 상기 제1 프로필렌계 중합체의 융점보다 30℃ 이상 높고, 상기 제1 프로필렌계 중합체와 상기 제2 프로필렌계 중합체의 ASTM D1238에 따라 측정되는 용융지수(MFR: 측정 온도 230℃, 하중 2.16 kg)의 비(상기 제2 프로필렌계 중합체/상기 제1 프로필렌계 중합체)가 1.7 이상이고, 상기 제1 프로필렌계 중합체/상기 제2 프로필렌계 중합체(중량비)로 표시되는 성분비가 50/50~10/90이고, 친수제 함침량(OPU)이 0.7% 이하인 권축형 복합섬유 부직포를 제공한다.
상기 제1 프로필렌계 중합체는 주성분인 프로필렌계 중합체 성분 이외에 1~5중량%의 핵제를 더 포함하고, 상기 제1 프로필렌계 중합체의 결정화 온도는 상기 제2 프로필렌계 중합체의 결정화 온도보다 19℃ 이상 높을 수 있다.
상기 제1 프로필렌계 중합체는 프로필렌 단독 중합체를 포함하고, 상기 제2 프로필렌계 중합체는 프로필렌 단독 중합체 70~90중량부 및 프로필렌-에틸렌-부틸렌 삼원중합체 10~30중량부를 포함하고, 상기 프로필렌-에틸렌-부틸렌 삼원중합체는 프로필렌 90~95중량%, 에틸렌 2.5~5.0중량% 및 부텐 1.5~5.0중량%를 포함할 수 있다.
상기 친수제는 고형분 함량이 90중량% 이상인 계면활성제를 포함할 수 있다.
상기 복합섬유의 평균직경은 1~50㎛일 수 있다.
상기 권축형 복합섬유는 모노형, 심초형, 사이드 바이 사이드형 또는 샌드위치형의 복합섬유일 수 있다.
상기 부직포는 재습윤성 지수가 5.0이하이고, 물의 내구흡수도가 10sec 이하일 수 있다.
상기 권축형 복합섬유 부직포는 엠보싱부 및 비엠보싱부를 포함하고, 상기 엠보싱부는 오픈 엠보싱 타입으로 동일 또는 상이한 간격으로 연속적으로 배열된 복수개의 단위 엠보싱 패턴부를 포함할 수 있다.
상기 단위 엠보싱 패턴부는 하기 형상들 중 하나를 가질 수 있다:
Figure 112019071234933-pat00001
및
Figure 112019071234933-pat00002
.
상기 단위 엠보싱 패턴부에 포함된 각각의 엠보싱 패턴은 면적이 0.2~0.7mm2일 수 있다.
상기 권축형 복합섬유 부직포는 본딩율이 13％ 이하일 수 있다.
상기 권축형 복합섬유 부직포는 스펀본드 부직포일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
적어도 2층 이상의 층 구성을 갖는 부직포 적층체로서, 그 중 적어도 1층이 상기 권축형 복합섬유의 부직포인 부직포 적층체를 제공한다.
상기 권축형 복합섬유의 부직포는 스펀본드 부직포이고, 상기 부직포 적층체는 양 표층 중 한면에만 상기 스펀본드 부직포가 노출되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은,
상기 부직포 적층체를 포함하는 물품을 제공한다.
상기 물품은 기저귀, 흡수용품, 배변용품, 지지층(support layer) 또는 탑시트(top sheet)일 수 있다.
상기 물품이 기저귀인 경우, 상기 부직포 적층체는 친수제 함침량(OPU)이 0.7% 이하이어서 상기 기저귀의 탑시트층에 적용되었을 때 물의 내구흡수속도가 10sec 이하일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 권축형 복합섬유의 부직포는 크림프의 형태가 선명하고 형태 안전성이 좋아 우수한 소프트성 및 벌키성이 향상될 수 있다.
따라서, 상기 권축형 복합섬유의 부직포를 포함하는 기저귀는 착용자의 피부에 상처를 주거나 발진을 일으키지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 권축형 복합섬유의 부직포의 엠보싱 패턴을 나타내는 부분도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 권축형 복합섬유의 부직포의 엠보싱 패턴을 나타내는 부분도이다.
도 3은 실시예들 및 비교예들에서 사용된 권축형 복합섬유의 일 단면도이다.
도4는 실시예 4에서 제조된 권축형 복합섬유의 부직포의 엠보싱 패턴을 나타내는 부분도이다.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 권축형 복합섬유의 부직포를 상세히 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 권축형 복합섬유(이하, 간단히 "복합섬유"라고 함)의 부직포는 제1 프로필렌계 중합체와 제2 프로필렌계 중합체를 포함한다.
상기 제1 프로필렌계 중합체 및 상기 제2 프로필렌계 중합체는 (i) 시차 주사 열량계(DSC)로 측정되는 상기 제2 프로필렌계 중합체의 융점이 상기 제1 프로필렌계 중합체의 융점보다 30℃ 이상 높고, (ii) 상기 제1 프로필렌계 중합체와 상기 제2 프로필렌계 중합체의 ASTM D1238에 따라 측정되는 용융지수(MFR: 측정 온도 230℃, 하중 2.16 kg)의 비(상기 제2 프로필렌계 중합체/상기 제1 프로필렌계 중합체)가 1.7 이상이고, (iii) 상기 제1 프로필렌계 중합체/상기 제2 프로필렌계 중합체(중량비)로 표시되는 성분비가 50/50~10/90이고, (iv) 친수제 함침량(OPU)이 0.7% 이하일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 프로필렌계 중합체의 융점은 상기 제2 프로필렌계 중합체의 융점보다 30℃~60℃ 또는 30℃~100℃ 높을 수 있다.
예를 들어, 상기 용융지수의 비(상기 제2 프로필렌계 중합체/상기 제1 프로필렌계 중합체)는 1.7~2.0, 1.7~3.0 또는 1.7~4.0일 수 있다.
상기 제1 프로필렌계 중합체 및 상기 제2 프로필렌계 중합체가 상기 조건 (i)~(iii)을 모두 충족함으로써 상기 복합섬유는 권축성을 갖게 되며, 이 복합섬유로 구성된 부직포는 우수한 소프트성 및 벌키성을 가질 수 있다.
상기 제1 프로필렌계 중합체 및 상기 제2 프로필렌계 중합체는 상기 복합섬유의 단면 내에서 실질적으로 각각의 영역을 차지하도록 배열되고, 길이 방향을 따라 연속적으로 신장되며, 상기 제1 프로필렌계 중합체 및 상기 제2 프로필렌계 중합체 중 적어도 한 성분은 상기 복합섬유의 길이 방향을 따라 연속적으로 주연부 표면의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
우수한 소프트성 및 벌키성을 갖는 복합섬유의 부직포를 얻을 수 있다는 점에서, 상기 제1 프로필렌계 중합체는 프로필렌 단독 중합체를 포함하고, 상기 제2 프로필렌계 중합체는 프로필렌 단독 중합체 70~90중량부 및 프로필렌-에틸렌-부틸렌 삼원중합체 10~30중량부를 포함하고, 상기 프로필렌-에틸렌-부틸렌 삼원중합체는 프로필렌 90~95중량%, 에틸렌 2.5~5.0중량% 및 부텐 1.5~5.0중량%를 포함할 수 있다.
상기 제1 프로필렌계 중합체는 주성분인 프로필렌계 중합체 성분 이외에 1~5중량%의 핵제(nucleating agent)를 더 포함하고, 이에 따라 상기 제1 프로필렌계 중합체의 결정화 온도는 상기 제2 프로필렌계 중합체의 결정화 온도보다 19℃ 이상 높을 수 있다.
상기 제1 프로필렌계 중합체의 융점은 120~175℃의 범위일 수 있고, 상기 제2 프로필렌계 중합체의 융점은 110~155℃의 범위일 수 있다. 또한, 상기 두 성분의 융점차는 상술한 바와 같이 30℃ 이상, 30℃~60℃ 또는 30℃~100℃의 범위일 수 있다.
상기 부직포는 상기 제1 프로필렌계 중합체의 방사에 의해 형성된 섬유 70~90중량부 및 상기 제2 프로필렌계 중합체의 방사에 의해 형성된 섬유 10~30중량부를 포함할 수 있다.
상기 부직포가 0.7% 이하의 친수제 함침량(OPU)을 가짐으로써, 상기 부직포는 5.0이하의 재습윤성 지수 및 10sec 이하의 물의 내구흡수도를 가질 수 있다.
상기 친수제는 왁스 에멀젼, 반응형 유연제, 실리콘계 화합물, 계면활성제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 실리콘계 화합물은 아미노기 함유 실리콘, 옥시알킬렌기 함유 실리콘 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 계면활성제는 카르복실산염계의 음이온성 계면활성제, 술폰산염계의 음이온성 계면활성제, 황산에스테르염계의 음이온성 계면활성제, 인산에스테르염계의 음이온성 계면활성제(특히 알킬인산에스테르염) 등의 음이온성 계면활성제; 소르비탄 지방산 에스테르, 디에틸렌글리콜모노스테아레이트, 디에틸렌글리콜모노올레에이트, 글리세릴모노스테아레이트, 글리세릴모노올레에이트, 프로필렌글리콜모노스테아레이트 등의 다가 알코올 모노 지방산 에스테르, N-(3-올레일옥시-2-하이드록시프로필)디에탄올아민, 폴리옥시에틸렌 경화 피마자유, 폴리옥시에틸렌소르비트 밀납, 폴리옥시에틸렌소르비탄세스퀴스테아레이트, 폴리옥시에틸렌모노올레에이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄세스퀴스테아레이트, 폴리옥시에틸렌글리세릴모노올레에이트, 폴리옥시에틸렌모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌모노올레에이트, 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르 등의 비이온계 계면활성제: 제4급 암모늄염, 아민염 또는 아민 등의 양이온성 계면활성제; 카르복시, 술포네이트, 설페이트를 함유하는 제2급 혹은 제3급 아민의 지방족 유도체, 또는 복소환식 제2급 혹은 제3급 아민의 지방족 유도체 등의 양쪽성 계면활성제; 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 친수제는 비이온성 친수제일 수 있다.
상기 비이온성 친수제는 아미노기 함유 실리콘, 옥시알킬렌기 함유 실리콘과 같은 실리콘계 화합물; 소르비탄 지방산 에스테르, 디에틸렌글리콜모노스테아레이트, 디에틸렌글리콜모노올레에이트, 글리세릴모노스테아레이트, 글리세릴모노올레에이트, 프로필렌글리콜모노스테아레이트 등의 다가 알코올 모노 지방산 에스테르, N-(3-올레일옥시-2-하이드록시프로필)디에탄올아민, 폴리옥시에틸렌 경화 피마자유, 폴리옥시에틸렌소르비트 밀납, 폴리옥시에틸렌소르비탄세스퀴스테아레이트, 폴리옥시에틸렌모노올레에이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄세스퀴스테아레이트, 폴리옥시에틸렌글리세릴모노올레에이트, 폴리옥시에틸렌모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌모노올레에이트, 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르 등의 비이온성 계면활성제; 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 비이온성 친수제는 고형분 함량이 90중량% 이상인 계면활성제(즉, 비이온성 계면활성제)를 포함할 수 있다.
상기 복합섬유의 평균직경은 1~50㎛일 수 있다.
상기 제1 프로필렌계 중합체 및 상기 제2 프로필렌계 중합체는 고입체규칙성 중합 촉매를 사용하여 제조할 수 있다.
상기 고입체규칙성 중합 촉매는 디에스테르 성분의 촉매, 석시네이트 성분의 촉매, 메탈로센 촉매 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 프로필렌계 중합체가 주성분인 프로필렌계 중합체 성분 이외에 상기 핵제를 더 포함함으로써, 상기 제1 프로필렌계 중합체의 결정화 온도를 증가시켜 상기 제2 프로필렌계 중합체의 결정화 온도와 차별화함으로써 크림프의 발현에 따른 부직포의 두께를 개선하여 상기 부직포의 소프트성 및 벌키성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 핵제는 입상 첨가제, 자가 조립 핵제, 반응성 핵제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 입상 첨가제는 벤조산나트륨, 이산화티탄, 실리카, 나노 클레이, 나트륨염, 칼슘 티타네이트, 금속 산화물, 금속 수산화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 자가 조립 핵제는 비스(p-메틸벤질리덴)소르비톨, 디벤질리덴 소르비톨, 모노벤질리덴 소르비톨(MBS), 비스(p-메틸벤질리덴)소르비톨, 이들의 유도체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 반응성 핵제는 금속염, 4-비페닐 카르복실산, 4-비페닐메탄올, 아디프산 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 복합섬유를 포함하는 부직포는, 특별한 장치를 사용하지 않고 통상의 복합 용융 방사법으로 얻을 수 있는데, 예를 들어, 생산성이 우수한 스펀본딩법에 의해 제조된 스펀본드 부직포일 수 있다.
이하, 스펀본드 부직포의 제조방법을 상세히 설명한다.
먼저, 복합섬유의 한쪽 영역을 형성하는 상기 제1 프로필렌계 중합체와 다른쪽 영역을 형성하는 상기 제2 프로필렌계 중합체를 각각 별개로 압출기 등으로 용융하고, 원하는 섬유 구조를 형성하여 토출하도록 구성된 복합 방사 노즐을 갖는 방사 구금으로부터 각 용융물을 토출시켜 복합 장섬유를 방출시킨다.
이후, 상기 방출된 장섬유를 냉각용 공기에 의해 냉각하고, 또한 연신용 공기에 의해 장력을 가하여 소정의 섬도를 갖게 하고, 그대로 포집 벨트 상에 포집하여 소정의 두께로 퇴적시킨다.
이후, 교락 처리로서 니들 펀치, 워터 제트, 초음파 등의 수단을 이용하는 방법 또는 가열 엠보싱 롤을 이용하는 엠보싱 가공 또는 고온 통기에 의해 열융착하는 방법에 의해 후가공이 진행된다.
본 발명의 일 구현예에 있어서는, 상기 권축형 복합섬유 부직포는 엠보싱 가공에 의해 열융착되어 형성된 것일 수 있다.
상기 엠보싱 가공은 본딩율(즉, 엠보싱 면적률)이 13％ 이하이고, 비엠보싱 단위 면적이 0.2mm2 이상, 예를 들어, 0.2~0.7mm2의 조건에서 수행될 수 있다. 여기서, 비엠보싱 단위 면적이란, 사방이 엠보싱부로 둘러싸인 최소 단위의 비엠보싱부에 있어서, 엠보싱에 내접하는 사각형의 최대 면적을 의미한다. 이 범위의 조건에서 엠보싱 가공을 행하면, 필요한 부직포 강도를 유지한 채 더욱 벌키성이 큰 부직포를 얻을 수 있다.
본딩율 및 비엠보싱 단위 면적은 엠보싱 패턴을 변경함으로써 조절될 수 있다.
상기 엠보싱 가공의 결과, 상기 권축형 복합섬유 부직포는 엠보싱부 및 비엠보싱부를 포함하고, 상기 엠보싱부는 오픈 엠보싱 타입으로 동일 또는 상이한 간격으로 연속적으로 배열된 복수개의 단위 엠보싱 패턴부를 포함할 수 있다.
상기 단위 엠보싱 패턴부는 하기 형상들 중 하나를 가질 수 있다:
Figure 112019071234933-pat00003
및
Figure 112019071234933-pat00004
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 권축형 복합섬유의 부직포(10)의 엠보싱 패턴을 나타내는 부분도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 권축형 복합섬유의 부직포(10)는 엠보싱부(11) 및 비엠보싱부(12)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 권축형 복합섬유의 부직포(20)의 엠보싱 패턴을 나타내는 부분도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 구현예에 따른 권축형 복합섬유의 부직포(20)는 엠보싱부(21) 및 비엠보싱부(22)를 포함한다.
상기 권축형 복합섬유 부직포의 섬도 및 기본 중량은 용도에 따라 적절히 선택될 수 있는데, 통상 섬도는 1.0~2.5 데니어, 예를 들어, 0.7~2.0 데니어이고, 기본 중량은 15~100 g/m2, 예를 들어, 7~30 g/m2 일 수 있다.
또한, 상기 단위 엠보싱 패턴부에 포함된 각각의 엠보싱 패턴은 면적이 0.2~0.7mm2일 수 있다.
상기 복합섬유의 부직포는 탄소수 5~25의 지방산 아미드를 상기 권축형 복합섬유 부직포 전체 중량 대비 0.01~3중량%의 함량으로 더 포함할 수 있다.
상기 지방산 아미드는 슬립제로서의 역할을 수행할 수 있다.
상기 지방산 아미드는 올레산 아미드, 에루카아미드, 스테아르산 아미드 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 복합섬유는 상기 제1 프로필렌계 중합체 및 상기 제2 프로필렌계 중합체 외에 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 필요에 따라 기타 성분을 함유할 수 있다. 상기 기타 성분은 공지된 내열안정제, 내후안정제, 각종 안정제, 대전 방지제, 안티블로킹제, 방운제(anticlouding agent), 충전제, 염료, 안료, 천연유, 합성유, 왁스 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 안정제는 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀(BHT) 등의 노화 방지제; 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐) 프로피오네이트]메탄, β-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피온산 알킬에스테르, 2,2'-옥사미도비스[에틸 -3-(3,5-디-t-부틸-4- 히드록시페닐)프로피오네이트 등의 페놀계 산화 방지제; 스테아르산 아연, 스테아르산 칼슘, 1,2-히드록시스테아르산 칼슘 등의 지방산 금속염; 글리세린모노스테아레이트, 글리세린디스테아레이트, 펜타에리스리톨모노스테아레이트, 펜타에리스리톨디스테아레이트, 펜타에리스리톨트리스테아레이트 등의 다가 알코올 지방산 에스테르; 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 충전제는 실리카, 규조토, 알루미나, 산화티탄, 산화마그네슘, 경석분, 경석 밸룬, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 염기성 탄산마그네슘, 백운석, 황산칼슘, 티탄산칼륨, 황산바륨, 아황산칼슘, 활석, 클레이, 운모, 석면, 규산칼슘, 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 그래파이트, 알루미늄분, 황화몰리브덴 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상술한 프로필렌계 중합체와 필요에 따라 사용되는 상기 기타 성분은 공지된 방법을 이용하여 혼합할 수 있다.
상기 복합섬유는 모노형(Mono), 심초형(Core/sheath), 사이드 바이 사이드형(Side-by-side) 또는 샌드위치형(Sandwitch)의 복합섬유일 수 있다.
예를 들어, 상기 복합섬유는 두께방향 단면이 상기 제1 프로필렌계 중합체로 이루어진 제1 단면 및 상기 제2 프로필렌계 중합체로 이루어진 제2 단면을 포함하는 사이드 바이 사이드형 복합섬유이고, 상기 제1 단면은 상기 제2 단면보다 작을 수 있다.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 부직포 적층체를 상세히 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 부직포 적층체는 적어도 2층 이상의 층 구성을 갖는 적층체로서, 그 중 적어도 1층이 상술한 부직포일 수 있다.
상기 부직포 적층체는 상술한 부직포 중 스펀본드 부직포를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 권축형 복합섬유의 부직포는 스펀본드 부직포이고, 상기 부직포 적층체는 양 표층(surface layer) 중 한면에만 상기 스펀본드 부직포가 노출되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 부직포 적층체는 상기 스펀본드 부직포 4개가 적층되어 이루어진 것일 수 있고, 이 경우 상기 부직포 적층체는 균일도(CV%)가 3% 이하일 수 있다. 본 명세서에서 "균일도(CV%)"란 부직포 적층체를 1m2의 크기로 절단하여 30개의 시험편을 만든 후, 상기 30개의 시험편의 중량편차를 상기 복수개의 시험편의 평균중량으로 나눈 값의 백분율을 의미한다.
상기 스펀본드 부직포 4개가 적층되어 이루어진 상기 부직포 적층체는 두께가 0.02mm 이상이고, 크림프수가 10개/10mm 이상이고, 본딩율이 13% 이하이고, 상기 부직포 적층체의 소프트성을 나타내는 MD 강연도(MD stiffness)가 40mm 이하일 수 있다. 본 명세서에서, "MD 강연도"란 부직포 적층체의 기계 방향 굴곡변형(즉, 부직포 적층체가 휘어진 정도)을 의미한다.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 물품을 상세히 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 물품은 상술한 부직포 적층체를 포함한다.
상기 물품은 기저귀, 흡수용품, 배변용품, 지지층(support layer) 또는 탑시트(top sheet)일 수 있다.
상기 물품이 기저귀인 경우, 상기 부직포 적층체는 친수제 함침량(OPU: Oil Pick-UP)이 0.7% 이하이어서 상기 기저귀의 탑시트층에 적용되었을 때 물의 내구흡수속도가 10sec 이하일 수 있다.
상기 친수제 함침량(OPU)는 하기 수학식 1에 따라 계산될 수 있다.
[수학식 1]
OPU(%) = (W1-W0)/W0 X 100
식 중, W0는 친수제를 함유하지 않는 부직포 적층체의 무게이고, W1은 친수제를 함유하는 부직포 적층체의 무게이다. 또한, 상기 수학식 1에서 W1은 친수제를 함유하지 않는 부직포 적층체의 무게와 상기 친수제 중 고체 성분만의 무게를 합산한 수치이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1~6 및 비교예 1~5
에루카아마이드 슬립제 또는/및 핵제(엠비티, NB3010C, Sodium benzoate 함유 물질)가 첨가된 제1 프로필렌계 중합체(A)(제1 성분) 및 에루카아마이드 슬립제가 첨가된 제2 프로필렌계 중합체(B)(제2 성분)를 사용하여 스펀본딩법에 의해 복합 용융 방사를 실시하여, 도 3의 구성을 갖는 사이드 바이 사이드형 복합섬유(1)를 포집면 상에 퇴적시키고, 도 1에 도시된 엠보싱 패턴에 의해 상부 온도 155℃이고 하부 온도가 150℃로 가열된 캘린더 롤을 사용하여 엠보싱 가공하여 권축형 복합섬유를 포함하는 부직포를 제조하였다. 여기서, 상기 제1 프로필렌계 중합체(A)에 핵제(엠비티, NB3010C, Sodium benzoate 함유 물질)를 첨가한 것은 상기 제1 프로필렌계 중합체(A)의 결정화 온도를 상기 제2 프로필렌계 중합체(B)보다 19℃ 높게 부여하기 위한 것이다. 이후, 부직포의 Silksoft성을 향상시키기 위하여 상기 제조된 부직포에 1.0중량%의 농도를 갖는 에멀젼 형태의 친수제(Zschimmer, Lertisan HD 20/3, docusate sodium 함유 물질)를 함침 및 건조시킨 후 상기 수학식 1에 따라 친수제 함침량(OPU)를 계산하였다. 또한, 상기 제1 프로필렌계 중합체(A) 및 상기 제2 프로필렌계 중합체(B)의 종류, 물성 및 함량비, OPU, 핵제의 함량, 에루카아미드 슬립제의 함량 및 엠보싱 패턴의 특성을 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에서, MFR은 ASTM D1238에 따라 온도 230℃, 하중 2.16kg의 조건하에서 측정된 용융지수를 의미한다.
Figure 112020064187125-pat00011
상기 표 1에서, PA1~PA7 및 PB는 각각 하기를 의미한다.
삭제
(1) PA1: 프로필렌 단독 중합체(LG화학, H7700) 70중량% 및 폴리프로필렌에 에틸렌이 공중합된 엘라스토머계 랜덤 공중합체(LG화학, T-7700)30중량%의 혼합물
(2) PA2: 프로필렌 단독 중합체(LG화학, H7700)60중량% 및 폴리프로필렌에 에틸렌이 공중합된 엘라스토머계 랜덤 공중합체(EXXON, VISTAMAXX 7020)40중량%의 혼합물
(3) PA3: 프로필렌 단독 중합체(LG화학, H7700)40중량% 및 폴리프로필렌에 에틸렌이 공중합된 엘라스토머계 랜덤 공중합체(DOW, VERSIFY 4200)60중량%의 혼합물
(4) PA4: 프로필렌 단독 중합체(LG화학, H7700)70중량% 중량% 및 폴리프로필렌에 에틸렌이 공중합된 엘라스토머계 랜덤 공중합체(LG화학, T-7700)30중량%중량%의 혼합물
(5) PA5: 프로필렌 단독 중합체(LG화학, MH7700)70중량% 중량% 및 폴리프로필렌에 에틸렌이 공중합된 엘라스토머계 랜덤 공중합체(LG화학, T-7700)30중량%중량%의 혼합물
(6) PA6: 프로필렌 단독 중합체(LG화학, MH7700)60중량% 중량% 및 폴리프로필렌에 에틸렌이 공중합된 엘라스토머계 랜덤 공중합체(LG화학, T-7700)40중량%중량%의 혼합물
(7) PA7: 프로필렌 단독 중합체(LG화학, H7700)70중량% 중량% 및 폴리프로필렌에 에틸렌이 공중합된 엘라스토머계 랜덤 공중합체(LG화학, T-7700)30중량%중량%의 혼합물
(8) PB: 프로필렌 단독 중합체(PMC, H562T)
평가예: 스펀본드 부직포의 물성 평가
상기 실시예 1~6 및 비교예 1~5에서 제조된 각각의 스펀본드 부직포의 물성을 하기와 같은 방법으로 평가하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 단위면적당 무게(중량: g/m2): ASTM D 3776-1985에 따라 측정하였다.
(2) 인장강도: 인장강신도기(Instron) 측정설비를 이용하여 KSK 0520법에 따라 시험편의 폭 5cm, 간격 10cm, 인장속도 500mm/min의 조건으로 인장 시험을 수행하여 최대 인장 하중을 구하였다.
(3) 인장신도: 상기 (2)의 방법으로 측정한 최대 신장시의 신도를 구하였다.
(4) 물의 내구흡수속도: WSP 70.7 (09)에 따라 스펀본드 부직포에 인공배뇨를 떨어뜨렸을 때, 상기 인공배뇨가 상기 스펀본드 부직포를 통과하는 시간을 센서로 측정하였다.
(5) 재습윤성 지수: WSP 70.8 (09)방법에 따라 재습윤성 지수를 측정하여, 흡수된 수분이 다시 배출되는 정도를 확인하였다.
(6) 두께(mm): KSK 0506의 방법에 따라 측정하였다.
(7) 크림프수: 현미경을 이용하여 10mm 범위내의 필라멘트 크림프의 개수를 직접 측정하였다.
(8) 방사성: 용융방사시 필라멘트 흔들림을 육안으로 관찰하였으며, 폴리머 드립(drip)은 결점 검출기로 검출하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5
인장강도(MD)
(kgf/5cm)		 4.00 4.41 4.18 4.71 3.67 4.49 3.88 3.31 3.18 3.03 3.50
인장강도(CD)
(kgf/5cm)		 2.18 2.50 2.36 2.93 1.70 2.68 1.94 1.31 1.23 1.05 1.61
인장신도(MD)(%) 108 109 117 117 121 115 101 109 103 114 101
인장신도(CD)(%) 115 115 122 120 133 121 114 120 114 123 109
물의 내구흡수속도(sec) 9.9 9.7 9.5 9.3 9.1 9.5 12.5 12.0 13.2 11.5 11.0
재습윤성 지수(g) 4.9 4.8 4.6 4.5 4.2 4.6 6.4 6.1 6.3 6.0 5.8
두께(mm) 0.43 0.43 0.48 0.51 0.55 0.47 0.29 0.40 0.21 0.41 0.42
크림프수(개/10mm) 10 11 14 17 22 14 3 5 0 6 8
방사성 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1~6에서 제조된 권축형 복합섬유의 부직포는 비교예 1~5에서 제조된 권축형 복합섬유의 부직포 대비 두께가 두껍고, 물의 내구흡수속도 및 재습윤성 지수가 작고, 크림프수가 많으며, 인장강도(MD: Machine direction), 인장강도(CD: Cross direction), 인장신도(MD: Machine direction), 인장신도(CD: Cross direction) 및 방사성과 같은 기타 물성은 우수하거나 서로 비슷한 것으로 나타났다.
도 4는 실시예 4에서 제조된 권축형 복합섬유의 부직포의 엠보싱 패턴을 나타내는 부분도이다.
도 4를 참조하면, 실시예 4에서 제조된 권축형 복합섬유의 부직포는 약 20개/10mm의 크림프수를 갖는 것으로 나타났다.
본 발명은 도면 및 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 구현예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 권축형 복합섬유 10, 20: 권축형 복합섬유의 부직포
11, 21: 엠보싱부 12, 22: 비엠보싱부
A: 제1 프로필렌계 중합체 B: 제2 프로필렌계 중합체

Claims (17)

  1. 제1 프로필렌계 중합체와 제2 프로필렌계 중합체를 포함하는 권축형 복합섬유의 부직포로서,
    상기 제1 프로필렌계 중합체 및 상기 제2 프로필렌계 중합체는 시차 주사 열량계(DSC)로 측정되는 상기 제2 프로필렌계 중합체의 융점이 상기 제1 프로필렌계 중합체의 융점보다 30℃ 이상 높고, 상기 제1 프로필렌계 중합체와 상기 제2 프로필렌계 중합체의 ASTM D1238에 따라 측정되는 용융지수(MFR: 측정 온도 230℃, 하중 2.16 kg)의 비(상기 제2 프로필렌계 중합체/상기 제1 프로필렌계 중합체)가 1.7 이상이고, 상기 제1 프로필렌계 중합체/상기 제2 프로필렌계 중합체(중량비)로 표시되는 성분비가 50/50~10/90이고, 친수제 함침량(OPU)이 0.7% 이하인 권축형 복합섬유 부직포.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프로필렌계 중합체는 주성분인 프로필렌계 중합체 성분 이외에 1~5중량%의 핵제를 더 포함하고, 상기 제1 프로필렌계 중합체의 결정화 온도는 상기 제2 프로필렌계 중합체의 결정화 온도보다 19℃ 이상 높은 권축형 복합섬유 부직포.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프로필렌계 중합체는 프로필렌 단독 중합체를 포함하고, 상기 제2 프로필렌계 중합체는 프로필렌 단독 중합체 70~90중량부 및 프로필렌-에틸렌-부틸렌 삼원중합체 10~30중량부를 포함하고, 상기 프로필렌-에틸렌-부틸렌 삼원중합체는 프로필렌 90~95중량%, 에틸렌 2.5~5.0중량% 및 부텐 1.5~5.0중량%를 포함하는 권축형 복합섬유 부직포.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 친수제는 고형분 함량이 90중량% 이상인 계면활성제를 포함하는 권축형 복합섬유 부직포.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복합섬유의 평균직경은 1~50㎛인 권축형 복합섬유 부직포.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 권축형 복합섬유는 모노형, 심초형, 사이드 바이 사이드형 또는 샌드위치형의 복합섬유인 권축형 복합섬유의 부직포.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 부직포는 재습윤성 지수가 5.0이하이고, 물의 내구흡수도가 10sec 이하인 권축형 복합섬유 부직포.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 권축형 복합섬유 부직포는 엠보싱부 및 비엠보싱부를 포함하고, 상기 엠보싱부는 오픈 엠보싱 타입으로 동일 또는 상이한 간격으로 연속적으로 배열된 복수개의 단위 엠보싱 패턴부를 포함하는 권축형 복합섬유의 부직포.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단위 엠보싱 패턴부는 하기 형상들 중 하나를 갖는 권축형 복합섬유의 부직포:
    Figure 112019071234933-pat00005
    및
    Figure 112019071234933-pat00006
    .
  10. 제8항에 있어서,
    상기 단위 엠보싱 패턴부에 포함된 각각의 엠보싱 패턴은 면적이 0.2~0.7mm2인 권축형 복합섬유의 부직포.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 권축형 복합섬유 부직포는 본딩율이 13％ 이하인 권축형 복합섬유의 부직포.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 권축형 복합섬유 부직포는 스펀본드 부직포인 권축형 복합섬유의 부직포.
  13. 적어도 2층 이상의 층 구성을 갖는 부직포 적층체로서, 그 중 적어도 1층이 제1항~제12항 중 어느 한 항에 따른 권축형 복합섬유의 부직포인 부직포 적층체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 권축형 복합섬유의 부직포는 스펀본드 부직포이고, 상기 부직포 적층체는 양 표층 중 한면에만 상기 스펀본드 부직포가 노출되도록 구성된 부직포 적층체.
  15. 제13항에 따른 부직포 적층체를 포함하는 물품.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 물품은 기저귀, 흡수용품, 배변용품, 지지층(support layer) 또는 탑시트(Top sheet)인 물품.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 물품이 기저귀인 경우, 상기 부직포 적층체는 친수제 함침량(OPU)이 0.7% 이하이어서 상기 기저귀의 탑시트층에 적용되었을 때 물의 내구흡수속도가 10sec 이하인 물품.
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