KR20010067289A

KR20010067289A - 고 벌크성 복합 부직포

Info

Publication number: KR20010067289A
Application number: KR1020000058419A
Authority: KR
Inventors: 소린 크레이닉
Original assignee: 제리 주커; 폴리머 그룹, 인크
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2001-07-12
Also published as: US20050170728A1; CN1296094A; EP1195459A1; AU779226B2; KR100810833B1; CN1270011C; AU6251000A; US6893522B1

Abstract

본 발명은 고 벌크 부직포에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 고 벌크 층이 부직 기층에 부착된 복합 부직포에 관한 것이다.

Description

고 벌크성 복합 부직포 {High Bulk Non-woven Composite Fabric}

선행 기술은 와이프(wipe), 타월, 또는 다른 흡수 용품으로서 유용한 부직포의 예를 포함한다. 이들 부직포는 구조와 강도를 위해서 부직 기층과 함께 부직 흡수층이 결합될 수 있다. 선행 기술의 일 형태의 부직 흡수체에서, 로프트(loft)가 높고 밀도가 작은 층이 수력으로 엉켜진(hydroentangled) 웹 기층과 결합된다. 얻어진 직물은 예를 들어 유아용 와이프로서 사용될 경우에 바람직한 수력으로 엉켜진 기층의 일반적인 부드러운 감촉과 함께 제1층과 회합된 고 로프트와 저 밀도를 제공한다는 점에서 바람직하다.

그러나, 상기 선행 기술의 부직포는 이와 관련된 몇가지 해결되지 않은 문제점을 가지고 있다. 구체적으로, 고 로프트의 층이 수력으로 엉켜진 기재의 부직층에 부착될 때, 제1 층의 고 로프트와 고 부피를 유지하기가 어려웠다. 제1 층의 로프트를 얻기 위해서, 제1 층은 전형적으로 에어 레잉(air laying)된다. 후속적으로 제1층을 기재층에 부착시키는 방법으로는 일반적으로 히드로스티칭(hydrostitching) 및 수력적 엉킴이 있다. 그러나, 이 방법에 의해서는 에어 레잉된 고 로프트의 층이 습윤되어 그로 인해 영구적인 압축 및 고밀도화가 이루어진다.

에어 레잉된 층을 갖는 복합 직물과 관련된 문제점 이외에, 선행 기술의 에어 레잉된 부직층 내에 그리고 부직층 자체에 문제점이 또한 존재한다. 상세하게는, 이와 같은 직물은 지금까지 과도한 먼지 털기 및 보풀 제거 처리되어 왔다.

즉, 로프트가 높고 부피가 큰 성분을 갖는 부직포에 대한 몇가지 해결되지 않은 문제점이 존재한다.

본 발명의 목적은 부직 기재층이 열에 의해 로프트가 높은 흡수층에 결합된 복합 부직포를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 로프트가 높은 흡수층과 부직 기재층을 갖는 복합 부직포를 제공하는 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시 양태를 나타내는 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

4: 수력적 엉킴용 스테이션 6: 건조기

8: 형성용 헤드 14: 오븐

본 발명의 방법은 일반적으로 제1 결합제 성분을 갖는 수력으로 엉켜진 부직층을 제공하고, 고 벌크와 고 로프트를 갖는 제2 부직층을 상기 수력으로 엉켜진 층에 부착시켜 비결합 복합 직물을 형성하는 단계를 포함한다. 제2 층은 또한 제1 결합제 융점과 실질적으로 동일한 융점을 갖는 결합제 성분을 갖는다.

이어서, 비결합 복합체가 제1 및 제2 결합제 섬유의 융점 범위의 온도로 가열된 공기에 의해 가열 결합된다. 가열 결합 단계는 복합체를 공기 건조시켜 수력으로 엉켜진 층으로부터 수분을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 결합 단계는 오븐에서 가열하는 것을 포함할 수 있다. 섬유가 용융되기 시작함에 따라, 각 층으로부터의 결합제 섬유가 2층 사이의 계면을 적어도 부분적으로 가로질러 유동한다. 이로써, 임의의 층을 고밀도화하지 않으면서 층들이 동시에 안정화되고 복합체가 함께 결합된다. 이로 인해, 유리하게는 고 벌크와 고 로프트의 층을 전혀 습윤시키지 않으면서 층들간의 결합이 일어나서 로프트와 부피 값이 보존된다.

상기한 본 발명의 방법의 실시태양은 도 1에 개략적으로 예시된다. 제1 웹(2)는 수력적 엉킴용 스테이션(4)에서 수력으로 엉켜진다. 웹(2)은 적어도 결합제 섬유부를 포함한다. 웹(2)는 소수성 또는 친수성일 수 있다. 바람직하게는, 제1 웹층(2)는 결합제 섬유와 함께 수력으로 엉켜진 스테이플 레이온 섬유를 포함한다. 스테이플 레이온 섬유는 바람직하게는 층의 60 내지 85 중량%를 구성하고, 약 1.7 내지 6 dtex 사이이고, 길이가 약 30 내지 70 mm이다. 결합제 섬유는 바람직하게는 층의 15 내지 40 중량%를 구성한다. 수력적 엉킴 전에, 스테이플 섬유 배트(batt)는 예를 들어 카딩, 랜덤화, 및 에어 레잉을 포함하는 당업계에 공지된 임의의 수단에 의해 제조될 수 있다. 이어서, 배트가 당업계에 일반적으로 공지된임의의 방법에 의해 수력으로 엉켜진다. 수력적 엉킴 방법의 예는 본 명세서에 참고로 인용된 에반스(Evans)에게 허여된 미국 특허 제3,485,706호에 기재되어 있다. 수력으로 엉켜진 웹(2)의 기초 중량은 바람직하게는 10 내지 100 gm/m², 가장 바람직하게는 20 내지 70 gm/m²의 범위이다.

이어서, 수력으로 엉켜진 웹(2)는 건조기(6)에서 진공하에 예비 건조된다. 이런 예비 건조 단계는 임의적이다.

이어서, 형성용 헤드(8)가 고 로프트의 제2 웹(10)을 제1 웹(2)에 부착시켜서 비결합 복합체(12)가 형성된다. 바람직한 제2 층(10)은 펄프 60 내지 85 중량% 및 결합제 섬유 15 내지 40 중량%를 포함한다. 가장 바람직한 펄프는 당업계에 알려진 써던 크래프트(Southern Kraft)이다. 바람직하게는, 제2 층(10)은 에어 레잉되어 실질적으로 건조하다. 에어 레잉의 예는 본 명세서에 참고로 인용된 미국 특허 제3,692,622호에 제공된다. 제2 웹의 기초 중량은 바람직하게는 10 내지 100 gm/m²이고, 가장 바람직하게는 20 내지 70 gm/m²이다. 제2 층(10)이 수력으로 엉켜진 제1 층(2)의 어느 한면에 부착될 수 있고, 스테이플 웹 표면에 직접 적용된 에어 레잉 매트(air laid mat)로서 또는 형성용 와이어에 공급된 에어 레잉된 웹으로서 제조된 티슈 시트의 형태일 수 있다. 2개의 웹(2, 10)이 약 1:1의 바람직한 중량비로 제공된다. 실시가능한 중량비는 1:4 내지 4:1이다.

웹층(2, 10) 둘다에 대한 결합제 섬유는 바람직하게는 외층으로서 폴리에틸렌을 내층으로서 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 또는 폴리프로필렌 중 어느 하나를갖는 이성분 섬유를 포함한다. 이성분 섬유는 용융중에 그 구조의 일부만이 손실되고 나머지 요소가 직물 구조에 참여하여 탄력(resiliency)을 부여하므로 이성분 섬유가 균질 섬유에 비해 바람직하다. 쉬쓰(sheath)-코어(core) 및 나란한(side by side) 이성분 섬유가 사용될 수 있다. 결합제 섬유는 바람직하게는 길이가 30 내지 70 mm이고, 1.7 내지 6 dtex이다. 가장 바람직한 결합제 섬유는 길이가 40 내지 60 mm, 2.2 dtex이고, 각 층의 20 중량%를 구성한다. 두 웹(2, 10) 둘다의 결합제 섬유 성분은 실질적으로 동일한 융점을 갖고, 이 융점은 일반적으로 낮고 폴리에틸렌 부분에 대해서 바람직하게는 129 내지 134 ℃의 범위이다.

이어서, 비결합 복합 웹(12)의 두층(2, 10)은 결합제 섬유 융점 범위의 온도에서 작동하는 오븐(14)을 통과하여 서로 결합된다. 두층의 결합제 성분의 적어도 일부가 오븐(14)에서 용융되고 각 웹의 섬유 교차 접합부들로 그리고 층 계면 영역으로 유입된다. 이 방법에서, 층들 중 어느 것도 고밀화되지 않으면서 층들이 동시에 안정화되고 서로 결합된다. 고 로프트 특성을 갖는 웹(10)을 보유하는 결합된 복합 직물(16)이 얻어진다.

본 발명의 방법에 관한 대부분의 바람직한 실시양태에서, 도 1의 예비-건조기(6)는 제거되고, 고 로프트의 웹(10)은 습윤의 수력으로 엉켜진 웹(2) 상에서 직접 에어 레잉 건조된다. 비결합 복합 웹은 건조기가 포함될 수 있는 오븐(14)에서 웹(2)의 건조와 동시에 결합된다. 건조와 결합을 동시에 수행함으로써, 본 발명의 가장 바람직한 실시양태는 제조 비용 및 시간을 상당히 줄여준다.

본 발명의 추가의 실시양태에서, 고 로프트 층의 노출된 면에 수력으로 엉켜진 제2의 웹이 가열 결합 단계 이전에 제공된다. 따라서, 비결합 복합체는 고 로프트 층을 사이에 둔 수력으로 엉켜진 2개의 층과 함께 형성된다. 수력으로 엉켜진 제2의 웹은 앞서 기재한 결합제와 관련하여 기재된 결합제 성분을 포함하여, 수력으로 엉켜진 제1의 웹과 실질적으로 동일하다. 이어서, 비결합 복합체는 결합제 섬유의 융점까지 공기 중에서 가열하여 열 결합시킨다. 그 결과 세 층의 결합제 성분이 각 층의 계면을 적어도 부분적으로 가로질러 용융 및 유동하게 된다. 이와 같은 방식에서, 각 층은 동시에 안정화되고, 복합체는 층의 밀도가 높아지지 않으면서 함께 결합된다. 결과로 생성된 결합 복합체 직물은 고 로프트의 펄프 층을 함유할 뿐만 아니라, 단독의 또는 수력으로 엉켜진 단일 층과 결합된 고 로프트 직물의 린팅 및 정모(淨毛) 특성이 현저하게 감소된 상태이다.

상기 기재된 바와 같은 방법 이외에, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조되는 부직포 생성물을 추가로 포함한다. 본 발명의 복합체 부직포는 일반적으로 최소한 결합제 섬유 성분을 포함하는 수력으로 엉켜진 제1의 층과, 마찬가지로 결합제 섬유 성분을 포함하며 제1의 층에 적층되는 제2의 고 로프트 층을 포함한다. 제2 층의 결합제 섬유 성분은 층의 계면을 적어도 부분적으로 가로질러 제1 층으로 연장되고, 이와 유사하게 제1 층의 결합제 섬유 성분은 층의 계면을 적어도 부분적으로 가로질러 제2 층으로 연장되며, 그 결과 상기 두 층은 서로 결합한다. 따라서, 유리하게도 어느 층의 밀도도 높아지지 않고 두 층은 결합된다.

바람직하게, 본 발명 직물의 제1 층은 결합제 섬유와 함께 수력으로 엉켜진 스테이플 레이온 섬유를 포함한다. 스테이플 레이온 섬유는 바람직하게 60 내지85 중량%의 층, 및 약 1.2 내지 6 dtex와 길이 약 30 내지 70mm를 갖는다. 결합제 섬유는 바람직하게 약 15 내지 40 중량% 사이의 층을 포함한다. 스테이플 섬유 배트는, 카딩, 랜덤화 및 에어 레잉과 같은 당업계에 공지된 임의의 수단에 의해 수력적 엉킴 이전에 제조될 수 있다. 이어서, 상기 배트는 당업계에 일반적으로 공지된 임의의 방법에 의해 수력으로 엉켜진다. 수력적 엉킴 방법의 예는 본 명세서에 참고문헌으로 포함되는 에반스의 미국 특허 제3,485,706호에 기재되어 있다. 수력으로 엉켜진 웹의 바람직한 기초 중량은 10 내지 100 gm/m²의 범위이며, 20 내지 70 gm/m²이 가장 바람직하다.

본 발명 직물의 바람직한 제2의 층은 60 내지 85 중량%의 펄프 및 15 내지 40 중량%의 결합제 섬유를 포함한다. 당업계에 공지된 바와 같이, 가장 바람직한 펄프는 써던 크래프트이다. 바람직하게, 제2의 층은 실질적으로 건조된 상태이다. 제2 웹의 바람직한 기초 중량은 10 내지 100 gm/m²의 범위이며, 20 내지 70 gm/m²이 가장 바람직하다. 제2의 층은 수력으로 엉켜진 제1 층의 어느 한 면에 적층될 수 있고, 스테이플 웹의 표면에 직접 사용된 에어 레잉 매트로서 또는 형성용 와이어에 제공되는 에어 레잉된 웹으로서 제조된 티슈 시트의 형태일 수 있다. 두 가지 웹은 약 1:1의 바람직한 중량비로 존재하며, 1:4 내지 4:1의 비율로 조작가능하다.

본 발명 직물의 두 층에 대한 결합제 섬유는 바람직하게, 폴리에틸렌 외층과 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 또는 폴리프로필렌의 내층을 갖는 이성분 섬유를 포함한다. 이성분 섬유는 균일 섬유보다 바람직한데, 그 이유는 이성분 섬유는 용융시 그 구조의 일부가 손실되고 나머지 성분이 직물의 구조를 이루며 탄력을 부여하기 때문이다. 쉬쓰-코어 및 나란한 이성분 섬유가 사용될 수 있다. 결합제 섬유는 길이 30 내지 70 mm 및 1.7 내지 6 dtex가 바람직하고, 길이 40 내지 60 mm 및 2.2 dtex가 가장 바람직하며, 이들은 각 층을 20 중량%로 포함한다.

본 발명의 직물에 대한 추가의 실시양태에서, 수력으로 엉켜진 제2의 웹은 고 로프트 층의 노출된 면에 결합되어, 상기 고 로프트 층은 수력으로 엉켜진 두 개의 층 사이에 끼어 들어가게 된다. 수력으로 엉켜진 제2의 웹은 앞서 기재한 결합제와 관련하여 기재된 결합제 성분을 포함하여, 수력으로 엉켜진 제1의 웹과 실질적으로 동일하다. 결합제 섬유 성분은 적어도 부분적으로 층 계면에 걸쳐 고 로프트 층으로 연장되어 두 층을 함께 결합시킨다. 이와 같은 방식에서, 세 층은 동시에 안정화되고, 복합체는 층의 밀도가 높아지지 않으면서 함께 결합된다. 결과로 생성된 결합 복합체 직물은 고 로프트의 펄프 층을 함유할 뿐만 아니라, 단독의 또는 수력으로 엉켜진 단일 층과 결합된 고 로프트 직물의 린팅 및 정모 특성이 현저하게 감소된 상태이다. 상기와 같은 직물은 특히 유아용 와이프로서 유용하다. 본 발명의 개시 내용은 이후의 명세서에 기술되거나 도면에 도시되는 상세한 구성 및 배열 자체에 한정되지는 않는다. 본 발명은 당업계 숙련자에 의해 인지되는 다양한 방법으로 실행 및 수행되는 다른 실시양태일 수 있다. 또한, 본 명세서의 문체 및 용어법은 제한하려는 것이 아니라 기술하기 위한 것임을 이해해야 한다.

본 발명에 따라, 고 로프트 및 고 벌크성의 복합 부직포를 얻을 수 있다.

Claims

a) 목적하는 용융 온도 범위를 갖는 제1 결합제 섬유 성분을 갖는 수력으로 엉켜진(hydroentangled) 웹 기층을 제공하는 단계,

b) 고 벌크성, 고 로프트(loft) 섬유 성분, 및 상기 제1 결합제 섬유 성분의 용융 온도와 실질적으로 동일한 목적하는 용융 온도 범위를 갖는 제2 결합제 섬유 성분을 갖는 제2 부직층을 상기 제1 층위에 퇴적시켜 비결합된 복합체를 형성하는 단계, 및

c) 상기 제1 및 제2 결합제 섬유 용융 온도 범위로 가열된 가스상 매체를 사용하여 상기 비결합된 복합체를 가열 결합시키고, 상기 제1 및 제2 결합제 섬유 성분을 적어도 부분적으로 용융시켜 상기 제1층과 제2층 사이의 계면 영역으로 유동시키고, 상기 층들을 냉각시켜 상기 층들의 밀도를 증가시키지 않으면서 상기 층들을 안정화시키고 함께 결합시키는 단계

를 포함하는 복합 부직포의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1층이 수력으로 엉켜진 스테이플 섬유를 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1층이 60 내지 85%의 레이온 섬유 및 40 내지 15%의 이성분 결합제 섬유를 포함하는 것인 방법.
제3항에 있어서, 상기 이성분 결합제 섬유가 폴리에틸렌으로 이루어진 외층, 및 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 내층을 포함하며, 30 내지 70 mm의 길이 및 1.7 내지 6 dtex를 갖는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2층이 60 내지 85 중량%의 펄프 및 15 내지 40 중량%의 상기 제2 이성분 결합제 섬유의 혼합물을 포함하고, 상기 제2 이성분 결합제 섬유는 폴리에틸렌으로 이루어진 외층, 및 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 내층을 포함하며 30 내지 70 mm의 길이 및 1.7 내지 6 dtex를 갖는 것인 방법.
제5항에 있어서, 상기 결합제 섬유가 길이가 40 내지 60 mm이고 약 2.2 dtex인 방법.
제5항에 있어서, 상기 펄프가 써던 크래프트(Southern Kraft)를 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2층이 실질적으로 건조한 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1층이 수력으로 엉켜지며 수분을 함유하고, 상기제2층이 실질적으로 건조한 것이고, 상기 층들의 가열 결합 단계가 상기 비결합된 복합체를 공기 건조시켜 상기 제1층으로부터 수분을 제거하는 단계를 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2층이 실질적으로 건조된 티슈를 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 결합제 섬유와 실질적으로 동일한 용융 온도를 갖는 제3 섬유 결합제 성분을 갖는 수력으로 엉켜진 스테이플 섬유를 포함하는 제3층을 제공하는 단계; 상기 제2층을 상기 제2층과 제3층 사이에 개재시켜 비결합된 복합체를 형성하는 단계; 이러한 비결합된 복합체를 상기 결합제 섬유 융점 범위의 온도에서 가열된 공기로 가열 결합시키는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2층의 기초 중량이 각각 약 10 내지 100 gm/m²인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2층의 기초 중량이 각각 약 20 내지 70 gm/m²인 방법.
a) 적어도 제1 결합제 섬유 성분을 갖는 수력으로 엉켜진 제1 층; 및

b) 상기 제1층위에 포개어진 제2층 및 이들 사이의 층 계면

을 포함하며, 여기서, 제2층은 고 로프트, 고 벌크 성분, 및 상기 제1 결합제 성분의 용융 온도와 실질적으로 동일한 용융 온도를 갖는 제2 결합제 성분을 가지며, 제2 결합제 성분은 상기 층 계면을 적어도 부분적으로 가로질러 상기 제1층 중으로 연장되고 상기 제1층 결합제 섬유 성분은 상기 층 계면을 적어도 부분적으로 가로질러 제2층 중으로 연장됨으로써, 상기 제1층 및 제2층이 서로 결합되는 있는 것인 복합 부직포.
제14항에 있어서, 상기 제1층이 수력으로 엉켜진 스테이플 섬유를 포함하는 것인 복합 부직포.
제14항에 있어서, 상기 제1층이 60 내지 85%의 레이온 섬유 및 40 내지 15%의 이성분 결합제 섬유를 포함하는 것인 복합 부직포.
제14항에 있어서, 상기 이성분 결합제 섬유가 폴리에틸렌으로 이루어진 외층, 및 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 내층을 포함하며, 30 내지 70 mm의 길이 및 1.7 내지 6 dtex를 갖는 것인 복합 부직포.
제14항에 있어서, 상기 제2층이 60 내지 85 중량%의 펄프 및 15 내지 40 중량%의 상기 제2 이성분 결합제 섬유의 혼합물을 포함하며, 상기 제2 이성분 결합제 섬유는 폴리에틸렌으로 이루어진 외층, 및 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 내층을 포함하며 30 내지 70 mm의 길이 및 1.7 내지 6 dtex를 갖는 것인 복합 부직포.
제18항에 있어서, 상기 결합제 섬유가 길이가 40 내지 60 mm이고 약 2.2 dtex인 복합 부직포.
제18항에 있어서, 상기 펄프가 써던 크래프트를 포함하는 것인 복합 부직포.
제14항에 있어서, 상기 제2층이 실질적으로 건조된 것인 복합 부직포.
제14항에 있어서, 상기 제1층이 수력으로 엉켜지며 수분을 함유하고, 상기 제2층이 실질적으로 건조된 것이고, 상기 층들의 가열 결합 단계가 상기 제1층을 공기 건조시키는 단계를 포함하는 것인 복합 부직포.
제14항에 있어서, 상기 제2층이 실질적으로 건조된 티슈를 포함하는 것인 복합 부직포.
제14항에 있어서, 상기 제2층이 펄프를 포함하는 것인 복합 부직포.
제14항에 있어서, 제1 및 제2 결합제 섬유와 실질적으로 동일한 용융 온도를 갖는 제3 섬유 결합제 성분을 갖는 수력으로 엉켜진 스테이플 섬유로 구성된 제3 부직포층을 추가로 포함하며, 상기 제2층은 제1층과 제3층 사이에 개재되어 비결합된 복합체를 형성하고, 이러한 비결합된 복합체는 상기 결합제 섬유 융점의 온도 범위에서 가열된 공기로 가열 결합된 것인 복합 부직포.
제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2층의 기초 중량이 각각 약 10 내지 100 gm/m²인 복합 부직포.
제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2층의 기초 중량이 각각 약 20 내지 70 gm/m²인 복합 부직포.
a) 결합제 섬유 성분을 포함하는 웹을 수력으로 엉키게 하는 단계,

b) 상기 수력으로 엉켜진 웹을 실질적으로 습윤시키면서 이 수력으로 엉켜진 웹위에, 결합제 섬유 성분을 가지며 실질적으로 건조하게 에어 레잉된 펄프 층을 퇴적시켜 비결합된 복합체를 형성하는 단계, 및

c) 상기 비결합된 복합체를 가열된 공기에 노출시킴으로써 상기 수력으로엉켜진 웹을 건조시킴과 동시에 상기 비결합된 복합체를 결합시키고, 이 가열된 공기는 상기 결합제 섬유를 적어도 부분적으로 용융시키고, 상기 결합제 섬유가 적어도 부분적으로 펄프층 및 웹 계면을 가로질러 유동함으로써, 상기 층 및 상기 웹을 함께 결합시키는 단계

를 포함하는 고-로프트 부직포의 제조 방법.