KR20040009721A

KR20040009721A - 재역류방지성이 우수한 다층구조 스판본드 부직포 및 그제조방법

Info

Publication number: KR20040009721A
Application number: KR1020020043756A
Authority: KR
Inventors: 황우창; 김태식; 김동욱
Original assignee: 도레이새한 주식회사
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2004-01-31
Also published as: KR100477954B1

Abstract

본 발명은 재역류방지성이 우수한 다층구조 스판본드 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 신속한 흡수투과성과 흡수투과체에 보유된 액체의 우수한 재역류방지성(rewet)을 부여하여 각종 흡수용품 분야에 유용하게 사용될 수 있는 다층구조 스판본드 부직포를 제공하는 것을 목적을 한다.

본 발명의 다층구조 스판본드 부직포는, 극세사 필라멘트로 구성되고 계면활성제로 친수처리된 적어도 한 층의 멜트블로운 부직포의 양쪽에, 계면활성제로 친수처리된 적어도 한 층의 스판본드 부직포가 각각 적층되어 이루어진다. 멜트블로운 부직포의 단위면적당 함유량은 전체에 대하여 0.5∼6g/㎡이고, 스판본드 부직포에 고착된 계면활성제의 양인 AOL은 스판본드 부직포에 대하여 0.3∼1.0wt%인 것이 바람직하다. 스판본드 부직포는 연신 필라멘트에 의해 형성되는 부직포 웹에, 물과 계면활성제가 혼합된 에멀젼을 도포하고 건조시시킴으로써 제조될 수 있다. 또한, 멜트블로운 부직포는, 열가소성 수지를 용융시켜 다수 개의 오리피스를 통해 방사할 때 양쪽에서 강한 열풍을 가하여 얻어지는 극세사 필라멘트를 이용하여 이루어질 수 있다.

Description

재역류방지성이 우수한 다층구조 스판본드 부직포 및 그 제조방법{LAMINATED SPANBOND NON-WOVEN FABRIC HAVING HIGH REWET EFFICIENCY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 재역류방지성이 우수한 다층구조 스판본드 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 신속한 흡수투과성과 흡수투과체에 보유된 액체의 재역류방지성(rewet)이 우수하여 기저귀, 배변 연습용 팬츠, 성인 실금용 제품, 여성 위생용품 등의 위생재 흡수용품이나, 흡수성 드레이프, 언더패드, 의료용 와이퍼 등과 같은 각종 흡수용품 분야에 유용하게 사용될 수 있는 재역류방지성이 우수한 다층구조 스판본드 부직포 및 그 제조방법에 관한 것이다.

예컨대 기저귀 등의 위생재에 적용되는 종래 흡수투과체의 경우 단섬유 열점착 부직포가 사용되어 왔으며, 최근에는 장섬유 열융착 부직포인 스판본드 부직포의 적용이 점차 늘어가고 있다. 위생재의 흡수투과체로 사용되는 단섬유 부직포의 경우 단위 면적당 중량은 대부분 20∼22g/㎡를 사용하고 있고, 스판본드 부직포의 경우에는 14∼18g/㎡를 사용하고 있다.

그러나, 흡수투과체로 사용되고 있는 스판본드 부직포의 경우에는 흡수속도는우수하지만 재역류방지성이 우수하지 못하여 주로 성인 실금(Faecal incontinence)용 또는 애완용 언드패드 등에 사용되고 있다. 즉, 스판본드 부직포는 소수성인 폴리프로필렌을 주요 소재로 하여 제조되기 때문에 폴리프로필렌 스판본드를 친수화하여 위생재의 흡수투과체로 이용함에 있어 저중량시 재역류방지성 문제로 다양한 분야에 적용되지 못하고 있는 실정이다. 이는 재역류방지성의 영향인자로 스판본드 부직포를 구성하는 필라멘트의 균일분포성과 밀집성에 상관성이 높아 저중량화시 필라멘트의 불균일성과 저밀도에 의해 흡수된 유체의 재역류가 발생되기 때문이다.

따라서, 유아용 흡수용품이나 기타 흡수용품 등 재역류방지성이 요구되는 제품에 사용할 수 있는 스판본드 부직포의 개발이 절실히 요구되고 실정이다.

본 발명의 목적은 신속한 흡수투과성과 흡수투과체에 보유된 액체의 우수한 재역류방지성(rewet)을 부여하여 각종 흡수용품 분야에 유용하게 사용될 수 있는 다층구조 스판본드 부직포를 제공하는 것이다.

예컨대 흡수용품으로서 유아용 기저귀 등의 위생재에 사용되는 흡수투과체(이하, 탑시트 : top sheet)가 요구되는 특성으로서는 탑시트에 부여되는 유체를 신속하게 수직방향으로 투과시키는 수직흡수속도(strike-through time : sec), 여러 번 부여되는 유체에 의해서 부직포 표면에 부착된 계면활성제가 탈락되지 않고 유지되어 수직흡수속도가 유지되는 내구흡수도 및 내부 흡수 보유체에 전달된 유체가 유아의 하중에 의해서 다시 탑시트로 투과되어 역류되는 것을 방지하는 재역류방지성과 같은 특성을 가져야한다. 즉, 기저귀의 재역류방지성이 낮아 내부 흡수 보유체에 흡수된 유체가 역류하여 탑시트를 투과함으로써 유아의 피부에 접촉하면 유아의 연약한 피부가 상하게 된다.

이러한 현상은 탑시트에 이용되는 부직포의 저중량화에 기인하며, 이는 필라멘트의 균일분포성과 밀집성이 양호하지 못하여 발생하는 것이다.

따라서, 본 발명에서는 이러한 점을 고려하여, 스판본드 부직포 사이에 필라멘트가 극세사인 멜트블로운 부직포를 적층함으로써 다층구조의 스판본드 부직포를 얻을 수 있도록 함으로써, 저중량화에 따른 필라멘트의 불균일분포성 및 밀집성을 해결할 수 있다. 또한, 스판본드 부직포의 경우에도 여러 층으로 적층될 수 있으며, 멜트블로운 부직포 또는 여러 층으로 적층될 수 있다.

일반적으로 스판본드 부직포의 섬도는 1.2∼3.0데니어이고, 멜트블로운 부직포의 섬도는 0.01∼0.1데니어이므로 저중량의 다층구조 스판본드 부직포라 할 지라도 극세사여서 구성밀도가 높은 멜트블로운 부직포층에 의해 다층구조 스판본드 부직포의 밀도를 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 멜트블로운 부직포층이 흡수투과체로부터 탑시트로 재역류되는 수분을 방어해 주는 방어벽 역할을 하므로 저중량화된 다층구조 스판본드 부직포라 할 지라도 우수한 재역류방지성을 얻을 수 있는 것이다.

상기 스판본드 부직포는, 열가소성 수지를 용융시켜 다수 개의 오리피스를 통해 압출하여 필라멘트를 얻는 단계와, 상기 필라멘트를 냉각챔버로 공급되는 냉각공기에 의해 냉각하여 연신과정을 통해 작은 섬유직경의 연신 필라멘트로 만드는 단계와, 상기 연신 필라멘트를 집적하고 열과 압력을 부여하는 열점착에 의해 부직포 웹을 형성하는 단계와, 그리고 상기 부직포 웹에 물과 계면활성제가 혼합된 에멀젼을 도포하고 건조시켜 장섬유 스판본드 부직포를 만드는 단계를 거쳐 제조될 수 있다. 이 스판본드 부직포의 섬도는 1.2∼3.0데니어인 것이 바람직하다.

이 스판본드 부직포 제조과정에서 친수처리제인 계면활성제로는 폴리디메틸 실록산계를 함유하고 있는 실라스톨 피에이치피26(silastol PHP26)(등록상표)을 사용하고, 물에 대한 계면활성제의 혼합비율을 5∼20wt%로 한다. 또한, 장섬유 스판본드 부직포에 가해지는 에멀젼량을 기준으로 함침량(OPU : Oil Pick-Up)은 20∼40wt%로 하고, 함침된 에멀젼의 건조후 계면활성제가 장섬유 스판본드 부직포에 고착된 양(AOL : Add On Level)은 0.3∼1.0wt%로 한다.

여기서, 에멀젼이란 계면활성제가 물에 분산된 상태를 말한다. 또한, 함침량(OPU)이란 에멀젼이 부직포(부직포 웹)에 도포된 중량으로서, A를 에멀젼이 함유된 부직포의 단위무게라 하고, B를 미처리 부직포라 할 때, 다음의 수학식 1에 의해 정의된다.

또한, 상기 AOL이란 부직포에 도포된 에멀젼 중에서 수분이 건조에 의해 증발되고 순수 계면활성제만 부직포에 부착된 양을 나타내는 것으로서, C를 단위면적 건조부직포 무게라 하고, D를 계면활성제 제거후 부직포 무게라 할 때, 다음의 수학식 2에 의해 정의된다.

부직포에 부착된 계면활성제의 제거방법으로서는 이소프로판올, 메탄올, 에탄올 등과 같은 용제에 건조 부직포를 함침시킨 후 라운드 플라스트에 넣어 중탕시키면서 제거하는 방법이 사용될 수 있다.

한편, 멜트블로운 부직포는, 열가소성 수지를 용융시켜 다수 개의 오리피스를 통해 방사할 때 양쪽에서 강한 열풍을 가하여 극세사 필라멘트를 얻는 단계와, 상기 극세사 필라멘트를 냉각챔버로 공급되는 냉각공기에 의해 냉각하여 연신과정을 통해 더 작은 섬유직경의 연신 필라멘트로 만드는 단계와, 상기 연신 필라멘트를 집적하고 열과 압력을 부여하는 열점착에 의해 부직포 웹을 형성하는 단계와, 그리고 상기 부직포 웹에 물과 계면활성제가 혼합된 에멀젼을 도포하고 건조시켜 멜트블로운 부직포를 만드는 단계를 거쳐 제조될 수 있다. 이 멜트블로운 부직포의 섬도는 0.01∼0.1데니어이다. 그리고, 다층구조 스판본드 부직포에 대한 단위면적당 함유량은 0.5∼6g/㎡이며, 바람직하게는 1∼3g/㎡이다.

다층구조 스판본드 부직포는, 연속적으로 구동되는 스크린 벨트상에 스판본드 부직포가 적층되고, 이 스판본드 부직포 위에 멜트블로운 부직포가 적층되며, 상기 멜트블로운 부직포 위에 다시 스판본드 부직포가 적층되고, 이것들이 엠보싱 장치가 있는 열카렌더를 통해 열과 압력을 부여받아 서로 열점착됨으로써 이루어질 수 있다.

열가소성 수지로서 예컨대 폴리프로필렌 수지가 사용되는 다층구조 스판본드 부직포는 소수성으로 물을 흡수하지 못하지만, 친수성을 부여하기 위해 제조과정에서 계면활성제가 첨가되어 친수성을 가지게 되는 것이다.

상기 계면활성제가 함유된 에멀젼을 부직포 웹에 도포하는 방식으로는 배스(BATCH)에 에멀젼을 연속적으로 공급하고 배스 내에 회전하는 롤러가 부직포 웹에 접촉하도록 함으로써 부착포 웹에 에멀젼을 함침시키는 키스롤 방식과, 에멀젼을 분사시키는 스프레이방식과, 에멀젼을 거품화시켜 부직포 웹에 직접 도포하는 거품방식 등이 있다.

본 발명에 있어서, 에멀젼을 부직포 웹에 도포하는 방식으로는 상기한 것들중 어느 것이든 무방하게 채용될 수 있으며, 또한 부직포 웹에 에멀젼이 도포되어 이루어진 부직포를 건조시키는 방법으로는 열풍드럼방식, 실린더 접촉 건조방식, IR과 같이 열을 집접적으로 가열시켜 수분을 증발시키는 방법 등이 채용될 수 있다.

<실시예>

다음의 실시예들을 바탕으로 하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 우선 다음의 실시예들중의 각종 특성의 측정 및 평가값은 다음에 나타낸 방법에 의해 분석하였다.

흡수속도

EDANA 150. 3-96 NON-WOVEN COVERSTOCK LIQUID

STRIKE-THROUGH TIME 방법을 이용하여 측정하였다.

재역류방지성

EDANA 151.1-96 방법에 준하여 측정하였다.

다음의 실시예들에 있어서, 다층구조 폴리프로필렌 스판본드 부직포의 기초중량을 15g/㎡으로 하여 부직포 웹을 생산하고, 친수처리를 위해 통상적인 키스롤(kiss-roll) 방법으로 계면활성제를 도포시켰으며, 계면활성제 용매인 물을 열풍 드럼방식으로 증발시켰다. 이와 같은 친수처리방식이나 건조방식은 본 발명에 있어서 한정적인 것은 아니다. 계면활성제는 폴리디메틸 실록산계를 함유하고 있는 실라스톨 피에이치피26으로서 계면활성제의 순농도는 17%이었다.

상기 계면활성제를 용매인 물에 대하여 5∼20wt%로 혼합하였으며, 바람직하기로는 6∼15wt%이다. 에멀젼이 부직포 웹에 도포되는 함침량(OPU)은 키스롤의 분당 회전수에 의해 조정되며 10∼40wt%로 하였으며, 바람직하기로는 30wt%이다. 건조후 부직포 단위면적당 계면활성제 함량인 AOL은 0.3∼1.5wt%로 하였으며, 바람직하기로는 0.5∼0.8wt%이다.

<실시예 1>

다층구조 스판본드 부직포중 멜트블로운 부직포의 단위면적당 함유량을 1g/㎡으로 하였으며, 에멀젼은 계면활성제의 순농도가 17%인 친수제를 물에 6% 믹싱하여 제조하였고, 부직포에 도포되는 에멀젼 양인 OPU는 30%가 되도록 키스롤 속도를 조정하여 다층구조 스판본드 부직포를 제조하였다. 이 때의 흡수속도, 재역류량 및 AOL 값을 다음의 표 1에 나타내었다.

<실시예 2>

다층구조 스판본드 부직포중 멜트블로운 부직포의 단위면적당 함유량을 1.5g/㎡으로 하였으며, 에멀젼은 계면활성제의 순농도가 17%인 친수제를 물에 8% 믹싱하여 제조하였고, 부직포에 도포되는 에멀젼 양인 OPU는 30%가 되도록 키스롤 속도를 조정하여 다층구조 스판본드 부직포를 제조하였다. 이 때의 흡수속도, 재역류량 및 AOL 값을 다음의 표 1에 나타내었다.

<실시예 3>

다층구조 스판본드 부직포중 멜트블로운 부직포의 단위면적당 함유량을 2g/㎡으로 하였으며, 에멀젼은 계면활성제의 순농도가 17%인 친수제를 물에 10% 믹싱하여 제조하였고, 부직포에 도포되는 에멀젼 양인 OPU는 30%가 되도록 키스롤 속도를 조정하여 다층구조 스판본드 부직포를 제조하였다. 이 때의 흡수속도, 재역류량 및 AOL 값을 다음의 표 1에 나타내었다.

<비교예 1>

다층구조 스판본드 부직포중 멜트블로운 부직포를 포함하지 않고 스판본드 부직포만 구성하였다. 이 때, 에멀젼은 계면활성제의 순농도가 17%인 친수제를 물에 15% 믹싱하여 제조하였고, 부직포에 도포되는 에멀젼 양인 OPU는 30%가 되도록 하였다. 이 때의 흡수속도, 재역류량 및 AOL 값을 다음의 표 1에 나타내었다.

<비교예 2>

다층구조 스판본드 부직포중 멜트블로운 부직포의 단위면적당 함유량을 2g/㎡으로 하였으며, 에멀젼은 계면활성제의 순농도가 17%인 친수제를 물에 25% 믹싱하여 제조하였다. 이 때의 흡수속도, 재역류량 및 AOL 값을 다음의 표 1에 나타내었다.

항목	단위	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
재역류량	g	0.15	0.18	0.2	2.0	2.0
흡수속도	sec	3.3	2.8	2.9	1.8	1.5
AOL	%	0.4	0.5	0.8	1.5	3.5

상기 표 1에서와 같이, 멜트블로운 부직포가 적층된 실시예 1 내지 실시예 3의 경우 비교예 1 및 비교예 2의 경우보다 상대적으로 재역류량이 작아 우수한 재역류방지성을 가지는 것을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 스판본드 부직포 및 그 제조방법에 있어서는, 스판본드 부직포 사이에 극세사여서 구성밀도가 높은 멜트블로운 부직포층이 적층됨으로써, 상기 멜트블로운 부직포층에 의해 다층구조 스판본드 부직포의 밀도가 향상되고, 이 멜트블로운 부직포층이 흡수투과체로부터 탑시트로 재역류되는 수분을 방어해 주는 방어벽 역할을 하기 때문에 저중량화된 다층구조 스판본드 부직포라 할 지라도 우수한 재역류방지성을 얻을 수 있다.

Claims

극세사 필라멘트로 구성되고 계면활성제로 친수처리된 적어도 한 층의 멜트블로운 부직포의 양쪽에, 계면활성제로 친수처리된 적어도 한 층의 스판본드 부직포가 각각 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 재역류방지성이 우수한 다층구조 스판본드 부직포.
제 1 항에 있어서,

상기 멜트블로운 부직포의 단위면적당 함유량은 전체에 대하여 0.5∼6g/㎡인 것을 특징으로 하는 재역류방지성이 우수한 다층구조 스판본드 부직포.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 각 부직포에 고착된 계면활성제의 양인 AOL은 각 부직포에 대하여 0.3∼1.0wt%인 것을 특징으로 하는 재역류방지성이 우수한 다층구조 스판본드 부직포.
극세사 필라멘트로 구성되고 계면활성제로 친수처리된 적어도 한 층의 멜트블로운 부직포의 양쪽에, 계면활성제로 친수처리된 적어도 한 층의 스판본드 부직포가 각각 적층되어 이루어지는 재역류방지성이 우수한 다층구조 스판본드 부직포 제조방법으로서:

상기 스판본드 부직포는, 열가소성 수지를 용융시켜 다수 개의 오리피스를 통해압출하여 필라멘트를 얻는 단계와, 상기 필라멘트를 냉각챔버로 공급되는 냉각공기에 의해 냉각하여 연신과정을 통해 작은 섬유직경의 연신 필라멘트로 만드는 단계와, 상기 연신 필라멘트를 집적하고 열과 압력을 부여하는 열점착에 의해 부직포 웹을 형성하는 단계와, 그리고 상기 부직포 웹에 물과 계면활성제가 혼합된 에멀젼을 도포하고 건조시켜 장섬유 스판본드 부직포를 만드는 단계를 거쳐 제조되고;

상기 멜트블로운 부직포는, 열가소성 수지를 용융시켜 다수 개의 오리피스를 통해 방사할 때 양쪽에서 강한 열풍을 가하여 극세사 필라멘트를 얻는 단계와, 상기 극세사 필라멘트를 냉각챔버로 공급되는 냉각공기에 의해 냉각하여 연신과정을 통해 더 작은 섬유직경의 연신 필라멘트로 만드는 단계와, 상기 연신 필라멘트를 집적하고 열과 압력을 부여하는 열점착에 의해 부직포 웹을 형성하는 단계와, 그리고 상기 부직포 웹에 물과 계면활성제가 혼합된 에멀젼을 도포하고 건조시켜 멜트블로운 부직포를 만드는 단계를 거쳐 제조되며;

상기 스판본드 부직포들 사이에 멜트블로운 부직포를 적층하여 열점착하여 다층구조 스판본드 부직포를 제조하는 것을 특징으로 하는 재역류방지성이 우수한 다층구조 스판본드 부직포 제조방법.
제 4 항에 있어서,

상기 에멀젼은 친수처리제인 계면활성제를 물에 대하여 5∼20wt%로 혼합하여 이루어지고, 에멀젼의 건조후 계면활성제가 각 부직포에 고착된 양인 AOL은 각 부직포에 대하여 0.3∼1.0wt%인 것을 특징으로 하는 재역류방지성이 우수한 다층구조 스판본드 부직포 제조방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 멜트블로운 부직포의 단위면적당 함유량은 전체에 대하여 0.5∼6g/㎡인 것을 특징으로 하는 재역류방지성이 우수한 다층구조 스판본드 부직포 제조방법.