KR20000010588A

KR20000010588A - 결합된 폴리올레핀 시트

Info

Publication number: KR20000010588A
Application number: KR1019980708464A
Authority: KR
Inventors: 루돌프 에프. 재니스
Original assignee: 이.아이,듀우판드네모아앤드캄파니
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 2000-02-15
Also published as: DE69706973T2; ES2163758T3; EP0895551A1; DE69706973D1; US5972147A; EP0895551B1; JP2000510198A; WO1997040224A1; CA2249569A1

Abstract

본 발명은 약하게 압밀된 섬유상 폴리올레핀 시트로부터 1개 이상의 예열롤에서 예열되고, 1개 이상의 캘린더롤에서 결합되고, 1개 이상의 냉각롤에서 냉각되는 결합 부직 시트의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 방법은 매끄럽고, 공기 및 물에는 사실상 불투과성이며, 수증기에는 투과성인 결합된 폴리올레핀 섬유상 시트를 제조하는데 사용한다.

Description

결합된 폴리올레핀 시트

〈발명의 분야〉

본 발명은 섬유상 폴리올레핀 재료로부터 제조한 결합된 부직 시트에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 매끄럽고, 수증기는 투과되고, 공기와 물은 사실상 투과되지 않는 결합된 부직 시트에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 시트 제조를 위한 결합 방법에 관한 것이다.

〈발명의 배경〉

폴리올레핀 중합체로부터 섬유상 부직 시트를 제조하는 방법은 당 업계에 공지되어 있다. 블래데스 (Blades et al.)의 미국 특허 제3,081,519호 (이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니; 이하 "듀폰"에 양도됨)에는 플랙시필라멘트상 (plexifilamentary) 폴리에틸렌 필름-피브릴의 플래쉬-방사 (flash-spinning)을 개시하고 있다. 스튜버 (Steuber)의 미국 특허 제3,169,899호 (듀폰에 양도됨)에는 플래쉬-방사된 폴리에틸렌 플랙시필라멘트상 필름-피브릴 웹을 가동 벨트 상에 쌓고, 쌓아진 웹을 압축시켜 약하게 압밀된 부직 시트를 형성하는 것을 개시하고 있다. "플랙시필라멘트상"이란 용어는 약 20 미크론 미만의 평균 두께를 갖는, 서로 다른 길이의 얇고, 리본형인 필름-피브릴 성분 다수개의 3차원 일체형 망상구조를 의미한다. 플랙시필라멘트상 구조물에서, 필름-피브릴 성분은 대개 구조물의 장축을 따라 동일한 공간에 배열되며, 그들은 간헐적으로 결합하고, 구조물의 길이, 넓이 및 두께 전체에 걸쳐 다양한 위치에서 불규칙한 간격으로 분리되어 3차원적 망상구조를 형성한다.

많은 용도, 예를 들어 가옥 구조물 (하우스랩)에 사용되는 공기 침투벽 시트에 요구되는 강도 및 장벽 특성을 갖는 시트를 제조하기 위해서는, 필름-피브릴 또는 약하게 압밀된 시트 재료의 다른 섬유를 함께 결합시켜야 한다. 폴리올레핀 섬유로부터 제조된 약하게 압밀된 부직 시트는 캘린더링 (calendering) 및 열풍 처리에 의해 결합시켜왔다. 그러나, 그렇게 결합된 시트는 수축되어 말리는 경향이 있어 두께, 불투명도, 강도 및 투과성이 일정하지 않은 시트를 초래한다.

상업적인 용도로 충분하게 균일한 특성을 갖는 폴리올레핀계 플랙시필라멘트상 필름-피브릴 시트의 결합 방법은 데이비드 (David)의 미국 특허 제3,532,589호 (듀폰에 양도됨)에 개시되어 있고, 이를 도 1에 도시하였다. 데이비드의 특허에 개시된 열결합 방법은 공급 롤 (6)으로부터의 압밀되지 않은 필름-피브릴 시트 (5)를 가열 중에 결합 시트의 수축 및 말림을 방지하기 위해 약하게 압축시켜야 한다. 조정가능한 벨트 (2)는 열전도성 물질로 제작된 대형 가열 드럼 (1) 상에서 결합시키고자 하는 시트를 압축시키기 위해 사용된다. 벨트의 장력은 롤 (3)에 의해 유지된다. 벨트는 가열롤 (9) 및 가열판 (3)에 의해 예열한다. 드럼 (1)은 결합시키고자 하는 시트의 필름-피브릴 성분의 용융 범위의 상한점과 사실상 같거나 초과하는 온도로 유지한다. 회전 가열 드럼 (1)은 롤에 맞닿는 시트면이 필름-피브릴 성분의 용융 범위의 상한점의 7 ℃ 이내의 온도에 도달하나, 사실상 상기 상한점을 초과하지는 않으며, 시트의 제2면이 시트의 제1면의 온도 보다 0.8 ℃ 내지 10 ℃ 낮은 범위의 온도에 도달할 수 있도록 필름-피브릴 시트를 충분히 오래 가열할 수 있을 정도로 크다 (직경 약 2 m). 가열된 시트 (5)는 벨트에 의한 구속을 없애지 않은 채로 가열 드럼 (1)로부터 제거하고, 이어서 시트를 필름-피브릴 시트의 두께 전체의 온도가 구속하지 않으면 시트가 변형 또는 수축하는 온도 보다 낮은 온도로 낮아지는 냉각롤 (4)로 이송한다. 롤 (7)은 시트가 수집롤 (8)에 수집되기 전에 그 결합된 시트를 벨트 (2)로부터 제거한다. 반대편 시트면도 경질의 결합 표면이 되도록 하기 위해 도 1에 도시한 것과 유사한 또 다른 열결합 장치를 통해, 가열된 드럼에 제2 표면이 접하도록 시트를 주행시킬 수도 있다.

지난 25년 동안, 도 1에 도시한 것과 유사한 열결합 방법을 듀폰사에서 판매하는 타이벡 (TYVEK; 등록상표) 스펀본디드 (spunbonded) 폴리에틸렌 시트와 같은 경질 표면의 스펀본디드 폴리올레핀 시트 재료의 상업적 생산에 사용하였다. 타이벡 (등록상표)는 듀폰의 상품명으로 등록되었다. 이러한 경험으로 도 1에 도시한 결합 장치를 제작, 작동 및 유지하는데 비용이 많이드는 것을 알았다. 대형 가열 드럼은 제작하는데 고가이고, 가열에 대량의 에너지가 필요하고, 드럼의 표면을 청결하게 유지하기가 어렵다. 선행 방법에서 사용한 조정가능한 벨트 (2)도 마찬가지로 가열 및 유지하는데 비용이 많이 든다. 또한, 도 1에 도시한 결합 방법은 시트 제품에서 결합 정도를 변경하거나, 양호한 수증기 투과성을 유지하면서 공기와 물에는 극히 불투과성인 시트 구조물을 제조할 수 있는 유연성을 거의 제공하지 않는다. 끝으로, 도 1에 도시한 결합 방법은 추가의 가공 단계 없이 엠보싱 시트, 포인트 본디드 시트, 다르게는 패턴형 시트의 제조에 사용할 수 없다. 따라서, 탁월한 강도를 가지나, 매우 매끄럽고, 인쇄가능한 시트 구조물 및 공기와 물에 대해서는 매우 불투과성이나 양호한 수증기 투과성을 나타내는 시트 구조물을 비롯한 다양한 결합 시트 제품을 생산하는 유연성을 제공하는, 플랙시필라멘트상 필름-피브릴 시트 재료의 저비용 결합 방법이 요구된다.

〈발명의 요약〉

본 발명은 약하게 압밀된 섬유상 폴리올레핀 시트로부터 결합된 부직 시트를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 약하게 압밀된 폴리올레핀 시트를 시트 융점의 25 ℃ 이내의 온도로 가열된 회전 외표면을 갖는 제1 예열롤에 제공한다. 시트의 적어도 한면을 제1 예열롤의 가열된 표면과 접촉시켜 시트를 가열한다. 시트는 제1 예열롤로부터 제1 예열롤의 선형 표면 속도 이상의 선형 표면 속도를 갖는 가열된 외표면을 갖는 가열된 제1 회전 캘린더롤로 이송한다. 가열된 제1 캘린더롤의 가열된 외표면은 시트 재료 융점의 25 ℃ 이내의 온도로 유지되고, 시트의 표면은 가열된 제1 캘린더롤의 가열된 외표면과 접촉한다. 시트가 가열된 제1 캘린더롤과 접촉되어 있는 채로, 시트는 가열된 제1 캘린더롤과 백업 (back-up) 롤 사이에 형성된, 시트에 대해 8.75 N/직선 ㎝ 이상의 평균 닙 (nip) 압력을 제공하는 제1 닙을 통과한다. 캘린더링된 시트는 가열된 제1 캘린더롤로부터 가열된 제1 캘린더롤의 선형 표면 속도 이상의 선형 표면 속도로 회전하는 냉각 외표면을 갖는 제1 냉각롤로 이송한다. 냉각롤의 냉각 외표면은 시트 재료 융점의 적어도 15 ℃ 이하 온도로 유지하고, 캘린더링된 시트가 제1 냉각롤의 냉각 외표면과 충분한 기간 동안 접촉하여 시트가 시트 재료의 융점 이하의 온도로 냉각되고, 이로써 시트 재료가 안정화된다. 끝으로, 결합된 시트를 냉각롤로부터 제거한다.

본 발명의 방법에 사용한 섬유상 시트 재료는 플랙시필라멘트상 필름-피브릴로 구성할 수 있다.

바람직하게는, 제1 캘린더롤의 가열된 외표면은 제1 예열롤의 선형 표면 속도 보다 0.2 % 이상 빠른 선형 표면 속도를 갖는다. 또한, 상기 제1 냉각롤의 냉각 외표면이 제1 캘린더롤의 선형 표면 속도 보다 0.2 % 이상 빠른 선형 표면 속도를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 제1 예열롤과의 시트의 첫 번째 접촉 및 냉각롤로부터 시트의 제거 사이의 시트가 어떠한 롤과도 접촉하지 않는 다수개의 무접촉 스팬 (free span) 각각이 20 ㎝ 미만인 것이 바람직하다.

시트가 가열된 제1 캘린더롤로부터 제1 냉각롤로 이송할때, 시트를 우선 가열된 제1 캘린더롤의 선형 표면 속도 이상의 선형 표면 속도로 회전하는 가열된 외표면을 갖는 가열된 제2 캘린더롤로 이송시킬 수 있다. 제2 캘린더롤의 가열된 외표면은 플랙시필라멘트상 시트인 필름-피브릴의 융점의 25 ℃ 이내의 온도로 유지된다. 제2 캘린더롤의 가열된 외표면은 가열된 제1 캘린더롤에 접촉된 시트 표면 반대편의 시트 표면과 접촉한다. 시트가 가열된 제2 캘린더롤과 접촉되어 있는 채로, 시트는 시트에 대해 8.75 N/직선 ㎝ 이상의 평균 닙 압력을 제공하는 제2 닙을 통과한다. 캘린더링된 시트는 가열된 제2 캘린더롤로부터 상기 제1 냉각롤로 이송한다.

본 발명의 방법은 17 내지 270 g/㎡ 범위의 기본 중량, 0.025 내지 1 ㎜ 범위의 평균 두께, 70초 이상의 걸리-힐 다공성 (Gurley-Hill porosity)로 표현되는 낮은 공기 투과성, AATCC 표준 127에 따라 170 ㎝을 초과하는 정수 헤드압으로 표현되는 낮은 액상수 투과성, 및 ASTM 표준 E96, 방법 B에 따른 24시간 동안 100 g/㎡ 이상의 적당한 수증기 투과율을 갖는 결합된 폴리올레핀 섬유상 시트를 제조하는데 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 방법은 약 50 내지 120 g/㎡의 기본 중량, 0.02 미만의 두께 표준 편차를 갖는 0.05 내지 0.5 ㎜ 범위의 평균 두께, 및 ANSI 표준 X3. 182-1990에 따른 적어도 "C" 이상의 열 전달 인쇄 등급을 갖는, 결합된 폴리올레핀 플랙시필라멘트상 결합 필름-피브릴 시트를 제조하는데 이용할 수 있다.

본 명세서의 일부분으로 삽입되고 본 명세서를 구성하는, 첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 실시양태를 설명하고, 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명한다.

도 1은 부직 플랙시필라멘트상 필름-피브릴 시트 재료를 결합하는 선행 방법의 개략도.

도 2는 부직 섬유상 시트 재료를 결합하는 본 발명에 따른 방법의 개략도.

〈바람직한 실시양태의 상세한 설명〉

이제, 본 발명의 바람직한 실시양태를 상세히 설명하기 위해 하기 설명한 일례를 참고할 것이다.

본 발명의 방법에 사용된 부직 폴리올레핀 시트는 스튜버 (Steuber)의 미국 특허 제3,169,899호의 방법에 따라 제조할 수 있다. 바람직한 폴리올레핀류에는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌이 속하나, 본 발명의 방법은 폴리올레핀과 다른 중합체의 블렌드로부터 제조된 시트를 비롯한 다른 폴리올레핀계 섬유상 시트에도 사용할 수 있을 것으로 예상된다. 스튜버의 방법은, 목적하는 폴리올레핀 용액을 방사구 라인으로부터 플래쉬 방사하여 연속적으로 섬유화된 플랙시필라멘트상 스트랜드를 얻고, 이를 회전 또는 진동 배플을 사용하여 펼쳐 얇은 웹을 만든다. 이어서, 웹을 가동 벨트상에 놓는다. 각각의 배플에 의해 수행된 산포량 및 인접한 방사구에 의해 벨트 상에 쌓인 플랙시필라멘트상 재료의 중첩 정도를 조심스럽게 조정하여 가능한 한 수집 벨트 상에 섬유를 균일하게 분포시킨다. 수집된 섬유 시트를 18 ㎏/직선 ㎝ (100 lbs/직선 인치) 미만의 하중을 가하는 롤 아래로 벨트위의 섬유를 통과시킴으로써 약하게 압밀하여 시트를 얻고, 이어서 이 시트를 고정 닙을 거쳐 이송시켜 본 발명의 방법에서 출발 재료로서 사용하는 약하게 압밀된 시트를 제공한다.

본 발명의 방법에 있어서 출발 시트 재료는 약 30.5 내지 271.2 g/㎡ (0.5 내지 8.0 oz/yd²) 사이의 기본 중량을 가져야 한다. 미압밀된 시트의 연부 (11)을 결합 공정을 시작하기 전에 연부 트리머 (trimmer)로 트리밍하는 것이 바람직하다. 통상적인 연부 트리밍 장치는 도 2에 도시한 공급롤 (14)과 함께 사용할 수 있다. 바람직하게는, 결합된 시트의 연부를 결합이 완료된 후에 다시 트리밍한다. 다르게는, 시트 연부를 시트의 결합을 완료한 후에만 트리밍할 수도 있다.

본 발명의 결합 방법을 도 2에 도시하였다. 이 결합 방법은 3가지의 일반적인 작업으로 수행한다. 첫 번째로, 롤 (16) 및 (18)은 시트를 예열한다. 두 번째로, 롤 (24) 및 (26)는 시트의 한 쪽면을 캘린더링 결합시키고, 롤 (30) 및 (32)는 그 시트의 반대쪽면을 캘린더링 결합시킨다. 세 번째로, 롤 (36) 및 (38)은 시트를 냉각 및 안정화시킨다. 각 롤의 상대 속도는 목적하는 수준의 장력이 시트가 결합되는 동안 시트에 유지될 정도로 조정한다. 결합 공정은 결합된 시트 (44)가 냉각롤 (38)에서 나가는 때까지 완료된다.

본 발명의 시트 결합 방법에 따르면, 약하게 압밀된 시트를 먼저 1개 이상의 예열롤로 가열한다. 본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 시트 (11)은 시트가 공급롤 (14)로부터 두 개의 예열롤 중 제1 예열롤로 이송하는 동안 1개 이상의 고정롤 (15)에 의해 인도된다. 고정롤 (17)은 시트가 롤 (16) 원주의 일부와 실질적으로 접촉되도록 시트 (11)이 가열롤 (16) 상에 위치하도록 인도한다. 고정롤 (15) 및 (17)은 약 20 ㎝의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 시트는 제1 예열롤 (16)으로부터 제2 예열롤 (18)로 이송하는 것이 바람직하다. 롤 (18)의 표면과 근접하게 위치하나 시트와 예열롤 (18)이 직접 접촉되는 동안의 거리 조정이 가능하도록 롤 (18)의 표면에 대해 이동할 수 있는 조정가능한 랩롤 (20)이 구비된다. 롤 (18)의 표면에 대한 랩롤 (20)의 위치는 롤 (18) 및 (20)의 중심을 통과하는 선과 롤 (18)의 중심을 통과하는 수평선 사이에 형성된 각도로서 하기 실시예에서 표현하였다. 고정롤 (17)도 마찬가지로 시트가 예열롤 (16)과 접촉하는 동안의 거리의 추가 조정이 가능하도록 조정가능한 랩롤에 의해 재배치될 수 있다.

예열롤 (16) 및 (18)은 심지어 비교적 높은 시트 이송 속도에서도 시트의 양호한 예열을 제공하기에 충분히 큰 직경을 가지는 것이 바람직하다. 동시에, 롤 (16) 및 (18)이 롤의 표면에 대한 시트의 롤 표면에 대한 수직 방향의 힘이 시트 수축을 막기에 충분한 마찰력을 생성하기에 아주 충분할 정도로 충분히 작은 것이 요구된다. 롤 표면에 대한 시트의 수직 방향 힘은 시트의 장력 및 롤 직경의 함수이다. 롤의 크기가 커질수록, 동일한 수직력을 유지하기 위해 보다 큰 시트의 장력이 요구된다. 결합하는 동안의 시트 수축을 막는데 도움을 주는 마찰력은 롤의 표면에 대한 시트의 수직 방향 힘에 비례한다. 예열롤의 바람직한 직경은 0.15 내지 0.91 ㎝ (6 내지 36 인치) 범위, 보다 바람직하게는 약 0.53 ㎝ (21 인치)이다.

바람직하게는, 롤 (16) 및 (18)은 각 롤의 표면 아래의 환상 (annular) 공간을 거쳐 펌핑되는 뜨거운 오일에 의해 가열된다. 별법으로는, 롤 (16) 및 (18)은 전기적, 유전적 또는 스팀 가열 장치와 같은 다른 수단으로 가열할 수 있다. 경질 시트 구조물을 원하는 경우에는, 롤 표면을 결합시키고자 하는 시트 재료의 융점의 25 ℃ 이내 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 결합된 시트가 플래쉬-방사된 폴리에틸렌인 경우 예열롤의 바람직한 작업 온도 범위는 121 내지 143 ℃ (250 내지 290 ℉)이다. 내부 결합이 적은 연질 구조물을 원하는 경우에는, 예열롤 (16) 및 (18)을 시트의 융점 미만의 온도 또는 단지 실온으로 유지시킨다. (롤 속도 및 랩롤 (20)의 위치를 조정함으로써) 예열 온도 및 예열롤 상에 시트의 체류 시간을 조정함으로써, 캘린더링 작업으로 향하는 시트의 온도를 조심스럽게 조정할 수 있다.

예열롤 (16) 및 (18)의 표면 마무리 (finish)는 롤과 가열 시트 사이의 마찰계수가 시트 수축을 막기에 충분히 높을 정도로 선택해야 한다. 동시에, 롤 표면은 시트 표면에 손상을 줄 수 있는 섬유의 스티킹 (sticking) 및 피킹 (picking)없이 시트를 쉽게 박리해야 한다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 예열롤 (16) 및 (18)은 테플론 (등록상표) 박리 코팅으로 크롬 표면을 연마한다. HFW 인더스트리즈, 인크 (뉴욕, 버팔로 소재)에서 제조한 테플론 (등록상표) 박리 코팅으로 마무리된 크롬 표면을 갖는 롤은 본 발명의 방법에 따른 시트를 예열하는데 성공적으로 사용된다. 테플론 (등록상표)는 듀폰의 상품명으로 등록되어 있다.

시트 장력 및 시트와 롤 사이의 마찰 (이는 상기 논의한 바와 같이 시트 장력 및 롤 크기의 함수임)이 합해져 예열 단계 동안의 시트 수축 또는 말림을 최소화한다. 시트의 말림은 시트가 균일하게 가열되지 않을 때 시트의 한면이 반대쪽면 보다 많이 수축되어 발생한다. 시트의 장력은 가열에 의해 발생하는 시트 수축에 의해 및 후속 롤의 선형 표면 속도 상승에 의해 발생한다. 롤 속도차는 목적하는 시트 장력이 얻어지도록 조정할 수 있다. 회전 예열롤 (16)의 선형 표면 속도는 시트 (11)이 공급롤 (14)를 거쳐 이동하는 속도 보다 다소 빠른 것이 바람직하다. 롤 표면 속도의 이러한 작은 차이가 예열 동안의 시트 장력을 유지시키는데 도움을 준다. 마찬가지로, 예열롤 (18)의 표면도 예열롤 위와 예열롤들 사이에서 시트 장력을 유지하는데 도움을 주기 위해 롤 (16)의 표면 속도 보다 다소 빠른 선형 속도로 움직이는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 롤 (16)의 선형 표면 속도는 공급롤 (14)의 선형 표면 속도 보다 약 0.5 % 더 빠르다. 유사하게는, 제2 예열롤 (18)의 선형 표면 속도가 제1 예열롤 (16)의 표면 속도 보다 약 0.5 % 더 빠른 것이 바람직하다.

시트가 롤 사이를 지나가는 동안 시트의 수축 및 말림은 시트가 롤 표면과 떨어져 있는 롤간의 스팬을 최소로 유지시킴으로써 최소화된다. 또한, 수축 및 말림은 이러한 무접촉 시트 스팬의 시트를 장력하에 유지시킴으로써 억제할 수 있다. 예열롤 (16) 및 (18), 및 랩롤 (20)의 직경을 보다 작게하고, 또한 롤들간의 위치를 보다 근접하게 두면, 롤 사이의 시트의 무접촉 스팬이 짧아진다. 두 개의 롤 사이의 무접촉 시트 스팬은 식(식 중에서, "갭 (gap)"은 롤 표면 사이의 거리이고, "R_t"는 두 개 롤의 반지름의 합임)에 따라 계산할 수 있다. 바람직하게는, 예열롤 (16) 및 (18) 사이에서 결합되는 시트의 무접촉 스팬은 약 20 ㎝ (7.9 인치) 미만, 보다 바람직하게는 약 8 ㎝ (3.2 인치) 미만이다. 예를 들어, 서로 0.6 ㎝ 떨어져 위치하는 0.5 m 직경의 두 개의 롤 사이의 무접촉 스팬은 7.8 ㎝일 것이다.

본 발명에 따르면, 예열된 시트는 이후 가열된 캘린더롤 (24)로 이송한다. 예열롤 (18)로부터 캘린더롤 (24)로 이송하는 동안, 시트는 2개의 조정가능한 랩롤 (20) 및 (22)을 거쳐 이송한다. 롤 (18)과 (20), 롤 (20)과 (22), 및 롤 (22)와 (24) 사이의 무접촉 시트 스팬은 시트의 수축 및 말림을 억제하기 위해 최소한으로 유지해야 한다. 15 내지 25 ㎝ (6 내지 10 인치)의 직경을 갖는 소직경 랩롤 (20) 및 (22)을 사용하면 무접촉 시트 스팬을 최소화하는데 도움이 된다. 바람직하게는, 롤 (18) 및 (24) 사이의 각각의 무접촉 시트 스팬은 20 ㎝ (7.9 인치) 미만, 보다 바람직하게는 약 8 ㎝ (3.2 인치) 미만이다. 시트의 장력은 시트가 예열롤 (18)로부터 캘린더롤 (24)로 통과하는 동안 유지되어야 한다. 바람직하게는, 캘린더롤 (24)의 선형 표면 속도를 예열롤 (18)의 표면 속도 보다 다소 빠르게 하여 예열롤 (18) 및 캘린더롤 (24) 사이의 무접촉 시트 스팬에서의 시트 장력을 유지시키는데 도움을 주고, 조정가능한 랩롤 (20) 및 (22) 상에서의 시트 장력을 유지시키고, 가열된 캘린더롤 (24) 상의 시트 장력을 유지시키는데 도움을 준다. 캘린더롤 (24)의 바람직한 선형 표면 속도는 공급롤 (18)의 표면 속도 보다 약 0.5 % 더 빠르다. 랩롤 (22)의 위치는 결합시키고자 하는 시트 및 가열된 캘린더롤 (24) 사이의 접촉 정도를 조정하기 위해 롤 (24)의 표면을 따라 조정가능하다. 캘린더롤 (24)의 표면에 대한 랩롤 (22)의 위치는 롤 (22) 및 (24)의 중심 통과하는 선과 롤 (24)의 중심을 통과하는 수평선 사이에 형성된 각도로서 하기의 실시에서 표현하였다. 본 발명의 방법에 사용된 랩롤 (고정된 소형롤 뿐만 아니라)의 표면은 롤의 반대편 연부를 향해 반대로 향하는 2개의 나선홈으로 각각 조립할 수 있다. 나선홈은 펼쳐진 시트를 십자 방향으로 유지하는데 도움을 주어 십자 방향 시트 수축을 감소시킨다.

바람직하게는, 캘린더롤 (24)는 롤 표면 아래의 환상 공간을 거쳐 펌핑되는 뜨거운 오일에 의해 가열되나, 예열롤에 관해 상기 논의한 어떠한 방법으로도 가열할 수 있다. 롤 표면은 결합시키고자 하는 시트 재료 융점의 25 ℃ 이내의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 결합시키고자 하는 시트가 플래쉬-방사된 폴리에틸렌인 경우, 롤 (24) 표면의 바람직한 작업 온도 범위는 132 내지 146 ℃ (270 내지 295 ℉)이다. 시트가 캘린더롤 (24)에 도달하기 전에 예열되어 있기 때문에, 웹표면상에 과도한 용해를 초래하는 경향이 있어 웹 구조물의 결합에 종종 부적절적한 고에너지 플럭스를 시트에 가하는 과도한 캘린더롤 온도를 사용할 필요가 없다.

결합시키고자 하는 시트는 가열된 캘린더롤 (24)와 백업롤 (26) 사이에 형성된 닙을 통과한다. 바람직한 실시양태에서, 백업롤 (26)은 탄력 표면이 구비된 가열되지 않은 롤이다. 그러나, 백업롤 (26)이 경질 표면을 가질 수도 있을 것으로 생각되고, 롤 (26)이 가열된 롤일 수 있음도 생각할 수 있다. 백업롤 (26)의 표면은 롤 (24)와 같은 속도로 움직인다. 탄력 표면의 경도는 목적하는 닙 크기 및 압력에 따라 선택한다. 롤 (26) 상의 표면이 보다 경질이면 닙 면적이 작아진다. 닙에서의 결합량은 닙 크기와 닙 압력의 함수이다. 만일, 약하게 결합된 연질 제품을 원한다면, 롤 (24) 및 (26) 사이의 닙 압력을 낮게 유지하거나, 롤 (26)을 닙이 열리도록 낮출 수 있다. 보다 경질의, 보다 많이 결합된 제품을 얻기 원한다면, 닙 압력을 상승시킬 수 있다. 예를 들어, 플래쉬-방사된 폴리에틸렌의 약하게 압밀된 시트를 결합시켜 공기 침투벽 하우스랩 재료로 사용하기에 적당한 경질 시트 제품을 형성할 때는, 18 내지 54 ㎏/직선 ㎝ (100 내지 300 lbs/직선 인치) 범위의 닙 압력이 바람직하다.

가열된 캘린더롤 (24) 및 백업롤 (26)은 벤딩 (bending)을 방지하는 강도를 제공하기에 충분할 만큼 큰 직경을 가져야 한다. 또한, 롤 (24)는 결합시키고자 하는 시트가 닙에 들어가기 전에 소정의 시간 동안 롤 표면과 접촉될 정도로 충분히 커야 한다. 한편, 보다 작은 직경의 롤은 비용이 싸고, 다른 엠보싱 패턴을 원하는 경우 쉽게 바꿀 수 있고, (상기 논의한 바와 같이) 롤 표면에 대해 수직의 보다 큰 수축 저항력을 발생한다는 잇점을 갖는다. 바람직하게는, 캘린더롤 (24) 및 백업롤 (26)은 약 0.15 내지 0.91 m (6 내지 36 인치) 사이의 직경을 갖는다. 하기의 실시예에서는, 0.61 m (24 인치) 직경의 롤을 캘린더롤 (24) 및 백업롤 (26)으로 사용하였다.

가열된 캘린더롤 (24)의 표면은 롤과 가열된 시트 사이의 마찰 계수가 시트의 수축을 막기에 충분할 정도로 선택한다. 동시에, 롤 표면은 섬유의 스티킹 또는 피킹 없이 시트를 쉽게 박리시켜야 한다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 가열된 캘린더롤 (24)는 테플론 (등록상표)-충전 크롬 재료의 매끄러운 표면을 갖는다. 만일, 결합 패턴이 결합시키고자 하는 시트의 상면에 필요한 경우, 매끄러운 캘린더롤을 패턴롤로 대체시킬 수 있다. 밀러 폴리싱 앤드 플레이팅 캄파니 (Mirror Polishing and Plating Company; 코네티커트, 워터베리 소재)에서 마무리한 크롬 및 테플론 (등록상표)-코팅 롤은 본 발명의 캘린더 작업에 성공적으로 사용되어 왔다. 백업롤 (24)는 ASTM 표준 D2240 유형 A 또는 D 듀로미터 (durometer)로 측정하여 쇼어 A 경도에서 60 내지 쇼어 D 경도에서 90 범위의 표면 강도를 갖는 경질 고무-표면 롤이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 백업롤 (24)는 쇼어 A 경도에서 80 내지 95의 표면 경도를 갖는다.

본 발명의 방법은 롤 (24)에 관계된 제1 닙에서 결합된 면의 반대쪽 시트면을 결합하기 위해 제2 캘린더 닙을 거쳐 시트를 이송시키는 단계를 포함한다. 물론, 단지 1개의 결합면을 갖는 시트 제품을 원할 경우, 두 개의 닙 중 하나가 개방된 위치에서 작업하거나, 아주 뺄 수 있다. 제2 닙을 활용하는 경우, 시트를 제1 캘린더 롤 (24)로부터 가열된 제2 캘린더롤 (32)로 이송시킨다. 롤 (24)로부터 롤 (32)로의 이송하는 동안, 시트는 고정롤 (28) 및 조정가능한 랩롤 (29)을 거쳐 이송한다. 롤 (24)와 (28), 롤 (28)과 (29), 및 롤 (29)와 (32) 사이의 무접촉 시트 스팬은 시트의 수축 및 말림을 억제하기 위해 최소로 유지한다. 15 내지 25 ㎝ (6 내지 10 인치) 범위의 소직경의 고정롤 (28) 및 랩롤 (29)를 사용하면 무접촉 시트 스팬을 최소한으로 유지하는데 도움이 된다. 바람직하게는, 롤 (24) 및 (32) 사이의 각각의 무접촉 시트 스팬은 약 13 ㎝ (5.1 인치) 미만, 보다 바람직하게는 약 8 ㎝ (3.2 인치) 미만이다. 롤 (24) 및 (32) 사이의 시트에서 장력을 유지하는 것은 중요하다. 바람직하게는, 캘린더 롤 (32)의 선형 표면 속도를 캘린더 롤 (24)의 표면 속도보다 다소 빠르게 하여, 제1 및 제2 캘린더링 작업 사이의 무접촉 시트 스팬에서의 시트 장력을 유지하는데 도움을 주고, 고정롤 (28) 및 랩롤 (29) 상의 시트 장력을 유지하고, 가열된 캘린더롤 (32) 상의 시트 장력을 유지하는데 도움을 준다. 롤 (32)의 바람직한 선형 표면 속도는 공급롤 (24)의 선형 표면 속도 보다 약 0.5 % 더 빠르다. 백업롤 (30)의 표면 속도는 캘린더롤 (32)의 표면 속도와 사실상 같다. 랩롤 (29)의 위치는 결합시키고자 하는 시트와 가열된 캘린더롤 (32) 사이의 접촉 정도를 조정하기 위해 롤 (32)의 표면을 따라 조정할 수 있다. 캘린더롤 (32)의 표면에 대한 랩롤 (29)의 위치는 롤 (29) 및 (32)의 중심을 통과하는 선과 롤 (32)의 중심을 통과하는 수평선 사이의 각도로서 하기 실시예에서 표현하였다. 다시, 고정롤 (29) 및 랩롤 (29)의 표면은 롤의 중심으로부터 떨어져 위치한 2개의 나선형 표면홈으로 각각 조립되어 십자 방향 시트 장력을 유지하는데 도움을 줄 수 있다.

상기 기재한 바와 같이, 가열된 캘린더롤 (32)는 가열된 캘린더롤 (24)와 동일한 것이 바람직하고, 백업롤 (30)은 탄력 표면의 백업롤 (26)과 동일한 것이 바람직하다. 롤 (24) 및 (32)의 온도, 롤 (24) 및 (32) 표면상의 마무리, 상응하는 닙의 압력, 백업롤 (26) 및 (30)의 경도, 및 가열된 캘린더롤 상의 시트 랩의 정도는 목적하는 시트의 유형 및 결합 정도를 달성하기 위해 모두 조정할 수 있다. 예를 들어, 경질의 매끄러운 표면의 시트를 원하는 경우, 롤 (24) 및 (32) 모두를 결합시키고자 하는 시트 재료의 융점 이내로 작업되는 가열된 매끄러운 캘린더롤이어야 하고, 비교적 높은 닙 압력을 두 닙에 가해야 한다. 형압 시트를 원하는 경우, 매끄러운 표면의 가열된 캘린더롤 중 하나 또는 모두를 패턴형 엠보싱롤로 대체시킬 수 있을 것이다. 연질 제품을 원하는 경우, 시트에서 결합 정도를 감소시키기 위해 예열롤 및 캘린더롤의 온도를 감소시킬 수 있고, 예열롤 및 캘린더롤 상의 시트 랩 정도를 감소시킬 수 있고, 닙압력을 감소시킬 수 있다.

결합된 시트를 안정화시키기 위해 (즉, 말림 또는 임의의 추가 수축을 방지하기 위해), 시트를 캘린더롤 (32) 및 상응하는 백업롤 (30)으로부터 1 세트 이상의 냉각롤로 이송시킨다. 냉각 작업은 시트 온도를 결합된 시트가 안정화되도록 빠르게 감소시킨다. 도 2에 도시한 본 발명의 바람직한 실시양태에서는, 두 개의 냉각 롤 (36) 및 (38)을 사용하여 가열된 시트를 급냉시킨다. 캘린더롤 (32)로부터 냉각롤 (36)로 이송하는 동안, 시트는 두 개의 작은 고정 이송롤 (34) 및 (35)를 따라 이송한다. 롤 (30) 및 (34) 사이, 롤 (34) 및 (35) 사이, 및 롤 (35) 및 (36) 사이의 무접촉 시트 스팬은 시트의 수축 및 말림을 억제하기 위해 최소로 유지한다. 바람직하게는, 15 내지 25 ㎝ 직경의 작은 이송롤을 롤 (32) 및 (36) 사이의 무접촉 시트 스팬을 약 20 ㎝ (7.9 인치) 미만으로 감소시키기 위해 사용한다. 냉각롤 (36)의 표면 속도는 캘린더링 작업 및 냉각 작업 사이에서의 무접촉 시트 스팬에서 시트 장력을 유지시키는데 도움을 주고, 고정롤 (34) 및 (35) 상의 시트 장력을 유지하고, 및 냉각롤 (36) 상의 시트 장력을 유지시키는데 도움을 주기 위해 캘린더롤 (32) 및 백업롤 (30)의 표면 속도보다 다소 빠른 것이 바람직하다. 냉각롤 (36)의 바람직한 표면 속도는 캘린더롤 (32)의 표면 속도 보다 약 0.5 % 더 빠르다. 또한, 고정롤 (34) 및 (35)의 표면을 롤의 중심으로부터 떨어져 위치한 두 개의 나선형 표면홈으로 각각 조립하면 십자 방향 시트 장력을 유지시키는데 도움을줄 수 있다.

냉각롤 (36) 및 (38)은 예열롤 (16) 및 (18)의 직경과 동일한 직경을 갖는 것이 바람직하다. 롤은 벤딩을 막는 강도를 갖고, 적당한 냉각에 충분한 롤 상에서의 시트 체류 시간을 제공하기에 충분한 만큼 커야한다. 한편, 롤에 대한 시트의 힘이 시트 및 냉각롤 사이의 마찰을 막는 수축을 발생하기에 충분할 만큼 작은 것이 바람직하다 (상기 논의함). 또한, 보다 작은 롤은 제조 및 설치에 보다 적은 비용이 들고, 원하는 경우 쉽게 이동할 수 있다. 냉각롤은 롤 사이의 무접촉 시트 스팬이 가능한 한 작을 정도로에 충분할 만큼 근접해야 한다. 하기 실시예에서 사용한 냉각롤은 약 0.53 m (21 인치)의 직경을 갖는다. 또한, 하기 실시예의 경우와 같이 롤 (38)을 롤 (36)의 표면 속도 보다 다소 빠른 표면 속도에서 작업함으로써 냉각롤 상 및 사이의 시트 장력을 유지시키는 것이 중요하다.

롤 (36) 및 (38)은 시트 양면을 냉각시킨다. 롤은 각 롤의 표면 아래의 환상 공간을 거쳐 통과하는 냉각수에 의해 냉각하는 것이 바람직하다. 롤로 펌핑되는 냉각수의 온도는 약 10 내지 43 ℃ (50 내지 110 ℉) 범위가 바람직하다. 결합시키고자 하는 시트가 폴리에틸렌 플랙시필라멘트상 시트인 경우에는, 시트 온도를 냉각롤에서 나오기 전에 약 100 ℃ (212 ℉) 미만의 온도로 감소시키는 것이 바람직하다. 냉각롤은 결합된 시트 (44)가 쉽게 제거될 수 있는, 매끄러운 연마된 크롬 마감과 같은 비-접착성 표면을 갖는 것이 바람직하다.

결합된 시트 (44)는 이송롤, 예를 들어 도 2에 도시된 고정롤 (40) 및 (42)에 의해 테이크업롤 또는 이후 후속 처리 단계, 예를 들어 인쇄 단계로 이송된다. 시트가 냉각롤 (36) 및 (38)에서 나오고, 시트 결합이 완료된 후에, 시트 수축 및 말림을 억제하기 위해 무접촉 시트 스팬을 거의 최소로 유지하거나 시트 장력을 더 이상 유지할 필요가 없다.

상기 기재한 방법은 단일 세트의 가공 장비로 광범위한 부직 올레핀 결합 시트 제품을 제조하는데 적당하다. 롤의 온도, 롤의 속도, 롤 상에서 시트의 체류 시간, 시트의 장력, 캘린더롤의 텍스쳐, 및 캘린더 닙의 압력을 조심스럽게 조정함으로써, 다양한 결합 제품을 만들 수 있다. 각각의 롤이 독립된 드라이브 및 개개의 속도 제어기를 갖춘 경우에 탁월한 가공 유연성이 얻어진다. 시트 장력이 결합 동안에 유지되는 본 발명의 방법으로 시트를 시트 표면의 과도한 용용을 초래하지 않고서도 선행 결합 방법에서 사용할 수 있었던 온도 보다 1 내지 2 ℃ 높은 결합 온도에서 수행할 수 있기 때문에 보다 높은 정도의 결합을 달성할 수 있음을 발견하였다.

본 발명의 방법이 공기 및 물에 대해 매우 불투과성이나 실질적인 정도의 수증기 투과성을 유지하는 부직 올레핀 시트 제품 제조에 특히 적당함을 밝혀내었다. 또한, 상기 기재한 방법이 강하고, 또한 매끄러운 고도로 인쇄 가능한 표면 마감을 가지는 결합 시트를 생성하기 위한, 섬유상 부직 올레핀 시트 재료를 결합시키는데 탁월한 효능을 가짐을 알았다. 하기의 비제한적인 실시예는 본 발명의 방법 및 생성물을 설명하려는 것이지 어떠한 방식으로 제한하려는 것은 아니다.

상기 설명 및 하기의 비제한적인 실시예에서, 하기의 시험 방법을 사용하여 다양한 기록 특성 및 성질을 결정하였다. ASTM은 American Society of Testing Materials를 지칭하고, TAPPI는 Technical Association of the Pulp and Paper Industry를 지칭하고, AATTC는 American Association of Textile Chemists and Colorists를 지칭한다.

기본 중량

기본 중량은 본 명세서에서 참고로 인용한 ASTMD-3776에 의해 결정하고, g/m²으로 기록한다. 하기 실시예에 기록한 기본 중량은 각각의 시트 상에서 행해진 12회 이상 측정치의 평균값에 기준한다.

인장 강도 및 신장율

인장 강도 및 신장율은 본 명세서에서 참고로 인용한 ASTM D 1682, 섹션 19를 하기와 같이 변형하여 결정하였다. 시험에서, 2.54 ㎝ × 20.32 ㎝ (1 인치 × 8 인치)의 샘플의 양쪽 단부를 단단히 죄었다. 클램프를 샘플상의 각각의 다른 단부로부터 12.7 ㎝ (5 인치)에 붙였다. 샘플을 5.08 ㎝/분 (2 인치/분)의 속도로 샘플이 끊어질 때까지 서서히 잡아당겼다. 파단시의 강도를 파단 인장 강도로서 기록하였다. 하기 실시예에 기록한 인장 강도 및 신장율 값은 각각의 시트 상에서 행해진 12회 이상 측정치의 평균값이다.

엘멘도르프 (Elmendorf) 인열 강도

엘멘도르프 인열 강도는 시트 내에 인열된 절단부를 전파하는데 필요한 힘에 대한 측정값이다. 시트 내에 설형 인열을 지속하는데 필요한 평균적인 힘은, 정해진 길이로 시트를 인열하는데 쓰이는 일의 양을 측정함으로써 결정한다. 시험기는 클램프를 갖는 부채꼴형 진자를 포함하여, 진자가 최고 위치 에너지를 갖는 올라간 출발 위치에 있을 때 고정 클램프와 진자가 정렬된다. 표본을 클램프에 고정하고, 클램프 사이의 표본에서 가느다란 틈으로 절단되면서 인열이 시작된다. 진자를 제거하고, 표본은 클램프가 고정 클램프로부터 멀리 이동함으로써 인열된다. 엘멘도르프 인열 강도는 본 명세서에서 참고로 인용한 TAPPI-T-414 om-88 및 ASTM D 1424 표준 방법에 따라 뉴톤 법칙으로 측정한다. 하기 실시예에 기록한 인열 강도 값은 각각의 시트 상에서 행해진 12회 이상 측정치의 평균값이다.

정수 헤드 (Hydrostatic Head)

정수 헤드는 정상 하중 하에서 침투되는 액상수에 대한 시트의 저항을 측정한다. 316 ㎠ 시료를 SDL 시어리 정수 헤드 시험기 (시어리 디벨로프먼츠 리미티드 (Shirley Developments Limited)에서 제조함; 영국, 스톡포트 소재)에 고정시켰다. 샘플이 물에 의해 침투될 때까지 샘플의 102.6 ㎠ 영역의 한 면 위에 물을 펌핑시켰다. 측정된 정수압은 ㎝ 단위의 물로 기록하였다. 시험은 일반적으로 본 명세서에 참고로 인용된 AATTC 127-1985를 따른다. 하기의 실시예에 기록한 정수 헤드값은 각각의 시트 상에서 행해진 6회 이상 측정치의 평균값이다.

걸리-힐 다공도

걸리-힐 다공도은 표준 조건하에서 공기 100 ㎤가 샘플을 통과하는데 필요한 시간을 측정하는 것이며, 본 명세서에서 참고로 인용한 TAPPI T-460 om-8로 측정한다. 하기 실시예에 기록한 다공도는 각각의 시트 상에서 행해진 12회 이상 측정치의 평균값에 기준한다.

수증기 투과율 (MVTR)

수증기 투과율 (MVTR)은 본 명세서에 참고로 인용한 ASTM E96-B에 의해 결정하고, g/m²/24 시간으로 기록된다. 하기 실시예에 기록한 MVTR 값은 각각의 시트 상에서 행해진 4회 이상 측정치의 평균값에 기준한다.

시트 두께 및 균일도

시트 두께 및 균일도은 본 명세서에 참고로 인용된 ASTM 방법 D 1777-64로 결정한다. 하기 실시예에 기록한 두께값은 각각의 시트 상에서 행해진 80회 이상 측정치의 평균값에 기준한다. 균일도값 σ은 측정된 두께값의 통계적인 표준 편차를 나타낸다. 표준 편차가 작을수록 보다 균일한 두께의 시트를 나타낸다.

층리 강도

시트 샘플의 층리 강도는 인스트론 테이블 모델 시험기와 같은 연장성 인장 시험기를 균일한 속도로 사용하여 측정한다. 픽 (pick)을 샘플의 횡단면에 삽입하여 수동으로 분리 및 층리를 개시시켜 1.0 인치 (2.54 ㎝) × 8.0 인치 (20.32 ㎝) 의 샘플을 약 1.25 인치 (3.18 ㎝)로 층리시켰다. 층리된 샘플면을 1.0 인치 (2.54 ㎝) 떨어진 시험기의 클램프에 고정시켰다. 시험기가 시동되고, 5.0 인치/분 (12.7 ㎝/분)의 크로스헤드 속도로 작동하였다. 크로스헤드를 약 1.27 ㎝ (0.5 인치) 이동시켜 슬랙 (slack)을 제거한 후 컴퓨터가 판독물을 포착하기 시작한다. 약 6 인치 (15.24 ㎝)의 샘플이 층리되며, 그 동안 3000개의 판독물이 얻어져 평균하였다. 평균 층리 강도는 N/㎝로 나타낸다. 시험은 일반적으로 본 명세서에서 참고로 인용한 ASTM D 2724-87에 따른다. 하기 실시예에 기록한 층리 강도값은 각각의 시트 상에서 행해진 12회 이상 측정치의 평균값에 기준한다.

불투명도

볼투명도는 본 명세서에서 참고로 인용한 TAPPI T-519 om-86에 따라 측정한다. 불투명도는 백색 바탕 표준물로부터의 반사값에 대해 흑색 바탕에 대한 단일 시트로부터의 반사값이며, %로 표현한다. 하기 실시예에 기록한 불투명도는 각각의 시트 상에서 행해진 12회 이상 측정치의 평균값에 기준한다.

인쇄 품질

인쇄 품질은 본 명세서에서 참고로 인용한 ANSI X3. 182-1990에 따라 측정한다. 시험은 코드 판독을 위해 바코드의 인쇄 품질을 측정하는 것이다. 시험은 대조, 변경, 결점, 및 판독성을 위한 바코드 기호의 인쇄 품질을 평가하고, 각각의 범주에 대해 A, B, C, D 또는 F (부족) 등급을 할당한다. 반사, 단부 대조 및 판독성의 추가 범주는 합격/불합격 기준으로 평가된다. 샘플의 전반적인 등급은 임의의 상기 범주 중 가장 낮게 받은 등급이다. 시험은 인터멕 인크 (Intermec Inc.; 오하이오, 신시네티 소재)에서 제조한 인터멕 400 프린터에 의해 인쇄된, 0.0096 인치의 좁은 바를 가진 코드 39 기호화 바코드 상에서 수행하였다. 검증은 포토그래픽 사이언스 코퍼레이션 인크 (뉴욕, 웹스터 소재)에서 제조한 PSC 퀴크 체크 200 주사기 (660 nm 파장 및 6 mil 구경)으로 수행하였다. 인쇄 품질은 대개 인쇄 표면의 매끄러움 (smoothness) 정도에 좌우된다.

실시예에서 사용한 부직 플래쉬-방사된 폴리에틸렌 플랙시필라멘트상 필름-피브릴 시트는 결합되어 듀폰에서 타이벡 (등록상표) 방사결합 폴리올레핀 시트로서 시판하는 동일한 시트 재료이다. 미결합된 플랙시필라멘트상 폴리에틸렌 시트 재료의 4개의 변형물을 실시예에서 출발 시트 재료로서 사용하였다. 유형 A는 49.4 g/㎡의 기본 중량 및 0.171 ㎜의 평균 두께를 가졌다. 유형 B는 66.4 g/㎡의 기본 중량 및 0.244 ㎜의 평균 두께를 가졌다. 유형 C는 72.5 g/㎡의 기본 중량 및 0.264 ㎜의 평균 두께를 가졌다. 유형 D는 53.2 g/㎡의 기본 중량 및 0.151 ㎜의 평균 두께를 가졌다.

몇가지 결합 양식을 하기 실시예에서 사용하였다. "매끄러운" 패턴을 가진 것으로 확인된 샘플은 시트의 양면 상에 평평한 매끄러운 마무리를 가졌다. "바 (bar)" 패턴으로 확인된 샘플은 매끄러운 마무리와 결합된 한 면과 교대로 수직 연신 및 수평 연신된 바형의 결합된 부분 (여기서, 각각의 결합된 바 부분은 약 0.5 ㎜ 너비 및 약 2.6 ㎜ 길이이고, 각 바의 단부는 인접한 바의 면으로부터 약 1 ㎜ 떨어져 위치함)의 배열과 결합된 반대면을 갖는다. "리넨" 패턴으로 확인된 샘플은 매끄러운 마무리와 결합된 한 면과 리넨 직조 외관을 갖는 패턴과 결합된 반대면을 갖는다.

〈비교예 1〉

본 실시예에서, 약하게 압밀된 플래쉬-방사된 폴리에틸렌 유형 A 시트를 상기 기재하고, 도 1에 도시한 선행 방법에 따라 결합하였다. 결합된 시트는 하기 특성을 가졌다.

기본 중량	51.53 g/㎡
인장 강도-MD	42.9 N/㎝
인장 강도-CD	53.3 N/㎝
엘멘도르프 인열-MD	9.70 N
엘멘도르프 인열-CD	8.35 N
신장율-MD	16 %
신장율-CD	21.1 %
두께	0.151 ㎜
두께 표준 편차	0.021
정수 헤드	164.1 ㎝
걸리 힐	57.5 초
MVTR	856 g/㎡-24 시간
층리 강도	0.91 N

〈실시예 1 내지 9〉

하기 실시예에서, 약하게 압밀된 플래쉬-방사된 폴리에틸렌 시트를 도 2에 도시한 방법에 따라 결합하였다. 가공 조건 및 생성물 특성을 하기 표 1에 나타내었다.

〈비교예 2 내지 3〉

본 실시예에서, 약하게 압밀된 플래쉬-방사된 폴리에틸렌 시트를 상기 기재하고, 도 1에 도시한 선행 방법에 따라 결합하였다. 결합된 시트는 하기의 특성을 가졌다.

	비교예 2	비교예 3
출발 시트 유형	유형 C	유형 B
기본 중량	75 g/㎡	68 g/㎡
인장 강도-MD	77 N/㎝	64 N/㎝
인장 강도-CD	87 N/㎝	71 N/㎝
엘멘도르프 인열-MD	4.4 N	4.9 N
엘멘도르프 인열-CD	4.2 N	4.9 N
신장율-MD	20 %	17 %
신장율-CD	24 %	21 %
두께	0.193 ㎜	0.191 ㎜
두께 표준 편차 (σ)	0.023	0.023
층리 강도	0.74 N/㎝	0.56 N/㎝
불투명도	94 %	97 %
인쇄 품질	F	F

〈실시예 10〉

본 실시예에서, 약하게 압밀된 플래쉬-방사된 폴리에틸렌 시트를 도 2에 도시된 방법에 따라 결합하였다. 가공 조건 및 생성물 특성은 하기 표 2에 나타내었다.

당 업계의 숙련자들에게는 본 발명의 결합 폴리올레핀 시트 제품 및 이러한 제품의 제조 방법에서 변경물 및 변형법을 사용할 수 있음이 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 광범위한 면에서 상기 기재한 구체적인 설명 또는 설명적인 실시예에 제한되지는 않는다. 따라서, 상기 설명, 도면 및 실시예에 포함된 모든 내용을 한정이 아닌 설명으로서 이해해야 할 것이다.

실시예	1	2	3	4	5
시트 유형	A	A	A	A	A
라인 속도 (mpm)	61.0	121.9	61.0	106.7	91.4
예열
상부 롤	60.0	120.1	59.7	104.9	88.4
하부 롤	60.4	120.4	60.0	105.2	90.2

실시예	1	2	3	4	5
캘린더롤 (상부)	60.7	119.6	48.2	106.1	90.5
엠보서롤 (하부)	61.0	122.5	60.4	105.5	89.9
냉각
상부 롤	61.3	122.5	61.3	107.3	92.1
하부 롤	61.6	123.1	61.6	107.9	92.4
온도 (℃)
예열	132	129	129	132	138
캘린더	134	134	133	134	138
엠보서	142	142	142	144	141
냉각수	12.8	12.2	12.2	12.2	10
캘린더닙
닙 위치	근접	근접	근접	근접	개방
압력 (㎏/직선 ㎝)	21.48	24.16	21.48	31.86
엠보서닙
닙 위치	근접	근접	근접	근접	근접
압력 (㎏/직선 ㎝)	35.80	36.52	38.48	38.31	57.28
랩 각도 (。)
예열	-45	-45	-45	-45	-45
캘린더	35	35	35	35	40
엠보서	0	0	0	0	10
패턴	매끄러움	매끄러움	바	바	바
특성
기본 중량 (g/㎡)	52.2	50.2	50.2	50.5	51.5
두께 (㎜)	0.098	0.103	0.104	0.115	0.139
두께 표준 편차 (σ)	0.0098	0.0151	-	0.0211	0.0256
인장 (N/㎝)
MD	44.1	36.81	37.98	35.14	41.38
CD	49.4	40.24	41.82	38.80	44.75
신장율 (%)
MD	19.19	10.53	10.8	11.1	12.5
CD	13.94	16.36	18.66	18.95	20.71
엘멘도르프 인열 (N)
MD	7.57	12.06	11.93	11.57	10.86
CD	9.34	11.26	8.19	9.92	9.52
정수 헤드 (㎝)	254.25	237.34	262.99	278.66	170.66
걸리 힐 (초)	＞300	＞300	9832	7299	211.8
MVTR (g/㎡ 24시간)	384	324	434	405	901
층리 (N/㎝)

실시예	6	7	8	9
시트 유형	B	B	B	D
라인 속도 (mpm)	91.4		91.4	99.1
예열
하부 롤	89.6	89.6	88.9	96.6
상부 롤	89.6	89.6	91.2	97.6
캘린더롤 (상부)	90.5	90.5	90.5	98.0
엠보서롤 (하부)		90.2	91.3	99.2
냉각
상부 롤	91.7	91.7	91.8	99.5
하부 롤	93.0	92.7	92.8	100.5
온도 (℃)
예열	143	139	138	137.5
캘린더	141	138	142	142.2
엠보서	144	139	143	143.8
냉각수	13.3	11.7	10	11.7
캘린더닙
닙 위치	개방	개방	개방	근접
압력 (㎏/직선 ㎝)				35.7/스무스
엠보서 닙
닙 위치	근접	근접	근접	근접
압력 (㎏/직선 ㎝)	57.28	57.28	62.86	45.72
랩 각도 (。)
예열	-45	-45	-45	-45
캘린더	40	40	30	30
엠보서	10	10	15	15
패턴	바	바	리넨	리넨
특성
기본 중량 (g/㎡)	65.8	66.8	68.8	52.6
두께 (㎜)	0.203	0.219	0.169	0.122
두께 표준 편차 (σ)	-	0.026	0.036	0.016
인장 (N/㎝)
MD	53.21	41.75	56.08	47.88
CD	50.68	42.05	58.90	46.90
신장율 (%)
MD	9.77	7.46	8.83	8.66
CD	13.49	11.3	15.7	13.83

실시예	6	7	8	9
엘멘도르프 인열 (N)
MD	9.92	13.93	8.19	6.85
CD	10.10	13.93	9.03	6.50
정수 헤드 (㎝)	226.85	216.15	212.5	287.2
걸리 힐 (초)	80.83	88.67	455	455
MVTR (g/㎡ 24시간)	1076	1081	n/a	n/a
층리 (N/㎝)			1.71	1.61

실시예	10
시트 유형	C
라인 속도 (mpm)
예열
하부 롤	14.93
상부 롤	14.93
캘린더롤 (상부)	15.09
엠보서롤 (하부)	15.03
냉각
상부 롤	15.33
하부 롤	15.36
온도 (℃)
예열	134
캘린더	143
엠보서	144
냉각수	12
캘린더닙
닙 위치	근접
압력 (㎏/직선 ㎝)	49.65
엠보서닙
닙 위치	근접
압력 (㎏/직선 ㎝)	66.79
랩 각도 (。)
예열	-45
캘린더	0
엠보서	35

실시예	10
패턴	매끄러움
특성
기본 중량 1(g/㎡)	74.6
두께 (㎜)	0.107
두께 표준 편차 (σ)	0.011
인장 (N/㎝)
MD	71.8
CD	84.1
엘멘도르프 인열 (N)
MD	4.9
CD	5.3
층리 강도 (N/㎝)	0.858
불투명도 (%)	86
인쇄 품질 (ANSI)	C

Claims

17 내지 270 g/㎡ 범위의 기본 중량, 0.025 내지 1.0 ㎜ 범위의 평균 두께, 70초 이상의 걸리-힐 다공성으로 표현되는 낮은 공기 투과성, AATCC 표준 127에 따라 170 ㎝ 보다 큰 정수 헤드압으로 표현되는 낮은 액상수 투과성, 및 ASTM 표준 E96, 방법 B에 따른 24시간 동안 100 g/㎡ 이상의 적당한 수증기 투과율을 갖는, 50 중량 % 이상의 폴리올레핀 중합체를 포함하는 결합된 섬유상 중합체 시트.

제1항에 있어서, 상기 섬유상 시트가 플랙시필라멘트상 필름-피브릴 시트인 시트.

제1항에 있어서, 상기 시트가 12.5 N/㎝ 이상의 인장 강도를 갖는 것인 시트.

제3항에 있어서, 상기 시트의 적어도 한면의 표면이 형압 패턴 (textured pattern)으로 엠보싱된 것인 시트.

약 50 내지 120 g/㎡의 기본 중량, 0.02 미만의 두께 표준 편차를 갖는 0.05 내지 0.5 ㎜ 범위의 평균 두께, 및 ANSI 표준 X3. 182-1990에 따른 적어도 "C" 이상의 열 전달 인쇄 등급을 갖는, 결합된 폴리올레핀 플랙시필라멘트상 필름-피브릴 시트.

제5항에 있어서, 상기 시트가 0.5 N/㎝ 이상의 층리 강도, 20 N/㎝ 이상의 인장 강도, 및 75 % 이상의 불투명도를 갖는 것인 시트.

약하게 압밀된 폴리올레핀 시트를 시트 융점의 25 ℃ 이내의 온도로 가열된 회전 외표면을 갖는 제1 예열롤에 제공하고;

시트의 적어도 한면을 제1 예열롤의 가열된 표면과 접촉시켜, 시트를 가열하고;

상기 가열된 시트를 제1 예열롤로부터 제1 예열롤의 선형 표면 속도 이상의 선형 표면 속도를 갖는 가열된 외표면을 갖는 가열된 제1 회전 캘린더롤로 이송하고, 이때 상기 가열된 제1 캘린더롤의 가열된 외표면은 시트 재료 융점의 25 ℃ 이내 온도로 유지되며;

시트의 표면을 가열된 제1 캘린더롤의 가열된 외표면과 접촉시키고;

상기 시트가 가열된 제1 캘린더롤과 접촉되어 있는 채로, 상기 시트를 상기 가열된 제1 캘린더롤과 백업 (back-up) 롤 사이에 형성된, 시트에 대해 8.75 N/직선 ㎝ 이상의 평균 닙 (nip) 압력을 제공하는 제1 닙을 통과시키고;

상기 캘린더링된 시트를 가열된 제1 캘린더롤로부터 가열된 제1 캘린더롤의 선형 표면 속도 이상의 선형 표면 속도로 회전하는 냉각 외표면을 갖는 제1 냉각롤로 이송하고, 이때 상기 냉각롤의 냉각 외표면은 시트 재료의 융점의 적어도 15 ℃ 이하 온도로 유지되며;

캘린더링된 시트를 제1 냉각롤의 냉각 외표면과 충분한 기간 동안 접촉시켜 시트를 시트 재료의 융점 이하의 온도로 냉각시켜 시트 재료를 안정화하고;

상기 결합된 시트를 상기 냉각롤로부터 제거하는 단계

를 포함하는, 50 중량% 이상의 폴리올레핀 중합체를 포함하는, 약하게 압밀된 섬유상 시트로부터의 결합된 부직 시트의 제조 방법.

제7항에 있어서, 상기 시트가 플랙시필라멘트상 필름-피브릴을 포함하는 것인, 결합된 부직 시트의 제조 방법.

제8항에 있어서, 상기 제1 캘린더롤의 가열된 외표면이 제1 예열롤의 선형 표면 속도 보다 0.2 % 이상 더 빠른 선형 표면 속도를 갖고, 상기 제1 냉각롤의 냉각 외표면이 제1 캘린더롤의 선형 표면 속도 보다 0.2 % 이상 더 빠른 선형 표면 속도를 갖는 것인, 결합된 부직 시트의 제조 방법.

제9항에 있어서, 상기 시트가 제1 예열롤과의 시트의 첫 번쩨 접촉과 냉각롤로부터의 시트의 제거 사이에, 어떠한 롤과 접촉되지 않는 다수개의 무접촉 스팬을 통과하며, 상기 무접촉 스팬 각각의 길이가 20 ㎝ 미만인, 결합된 부직 시트의 제조 방법.

제8항에 있어서, 상기 시트를 가열된 제1 캘린더롤로부터 제1 냉각롤로 이송하는 단계가, 상기 시트를 가열된 제1 캘린더롤로부터 가열된 제1 캘린더롤의 선형 표면 속도 이상의 선형 표면 속도로 회전하는 가열된 외표면을 갖는 가열된 제2 캘린더롤로 이송하고, 이때 제2 캘린더롤의 가열된 외표면이 플랙시필라멘트상 시트의 필름-피브릴의 융점의 25 ℃ 이내의 온도로 유지되고;

제2 캘린더롤의 가열된 외표면을 가열된 제1 캘린더롤과 접촉된 시트 표면의 반대쪽 시트의 표면과 접촉시키고;

상기 시트가 상기 가열된 제2 캘린더롤과 접촉되어 있는 채로, 상기 시트를 상기 가열된 제2 캘린더롤과 백업롤 사이에 형성된, 시트에 대해 8.75 N/직선 ㎝ 이상의 평균 닙 압력을 제공하는 제2 닙을 통과시키고;

상기 캘린더링된 시트를 가열된 제2 캘린더롤로부터 상기 제1 냉각롤로 이송하는 단계를 추가로 포함하는, 결합된 부직 시트의 제조 방법.

제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 캘린더롤의 가열된 외표면은 매끄럽고, 상기 제1 닙의 탄력 백업롤 및 상기 제2 닙의 탄력 백업롤의 표면이 각각 매끄러운 탄력재로 제조된 것인, 결합된 부직 시트의 제조 방법.

제11항에 있어서, 상기 가열된 제1 캘린더롤의 가열된 외표면은 매끄럽고, 상기 가열된 제2 캘린더롤의 가열된 외표면은 형압 엠보싱 패턴을 가지며, 상기 제1 닙의 탄력성 백업롤 및 상기 제2 닙의 탄력성 백업롤은 각각 매끄러운 탄력재로 제조된 것인, 결합된 부직 시트의 제조 방법.

제10항에 있어서,

상기 가열된 시트를 상기 제1 예열롤로부터 제1 예열롤의 선형 표면 속도 보다 0.2 % 이상 더 빠른 선형 표면 속도로 이동하는 가열된 회전 외표면을 갖는 제2 예열롤로 이송하고;

제1 예열롤과 접촉된 시트 표면의 반대쪽인 상기 시트의 표면을 상기 제2 예열롤의 가열된 표면과 접촉시켜 시트의 접촉면을 가열하고, 상기 제2 예열롤의 가열된 표면을 시트 융점의 25 ℃ 이내의 온도로 유지하고;

상기 가열된 시트를 제2 예열롤로부터 상기 가열된 제1 캘린더롤의 가열된 외표면이 제2 예열롤의 선형 표면 속도 보다 0.2 % 이상 더 빠른 선형 표면 속도로 회전하는 가열된 외표면을 갖는 가열된 제1 캘린더롤로 이송하는 단계를 추가로 포함하는, 결합된 부직 시트의 제조 방법.

제14항에 있어서, 상기 시트가 거쳐가는 상기 제2 예열롤의 표면 길이를 조정하기 위해 시트를 제1의 조정가능한 랩롤 수단을 통해 통과시키고, 시트가 거쳐가는 가열된 제1 캘린더롤 표면의 길이를 조정하기 위해 제2의 조정가능한 랩롤 수단을 거쳐 시트를 통과시키는 단계를 추가로 포함하는, 결합된 부직 시트의 제조 방법.

제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2 예열롤의 직경이 15 내지 91 ㎝ 이고, 상기 캘린더롤의 직경이 15 내지 91 ㎝ 범위인, 결합된 부직 시트의 제조 방법.

제10항에 있어서,

상기 가열된 시트를 상기 제1 냉각롤로부터 제1 냉각롤의 외표면 속도 보다 0.2 % 이상 더 빠른 선형 표면 속도로 회전하는 냉각된 외표면을 갖는 제2 냉각롤로 이송하고;

제1 냉각롤과 접촉된 시트의 표면의 반대쪽인 상기 시트의 표면을 상기 제2 냉각롤의 냉각 표면과 접촉시키고, 시트의 접촉된 제2면을 시트의 융점 미만의 온도로 냉각하고;

상기 냉각된 시트를 제2 냉각롤로부터 제거하는 단계를 추가로 포함하는, 결합된 부직 시트의 제조 방법.

제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 캘린더롤의 가열된 외표면 각각이 플랙시필라멘트상 시트의 필름-피브릴 융점의 15 ℃ 이내의 온도로 유지되는, 결합된 부직 시트의 제조 방법.