KR20060025553A

KR20060025553A - 개선된 작업률을 갖는 에어레이드 방법

Info

Publication number: KR20060025553A
Application number: KR1020057024052A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더 슈미트-포에르스트; 프란츠 아센브레너
Original assignee: 하클레-킴벌리 도이치란트 게엠베하
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2006-03-21
Also published as: WO2004113608A2; BRPI0411471A; DE10327026B4; WO2004113608A3; EP1633923A2; AU2004249862B2; MXPA05013207A; KR101121362B1; JP4792391B2; AR044784A1; CA2528421A1; ZA200509720B; US20070266503A1; DE10327026A1; JP2007526950A; AU2004249862A1

Abstract

본 발명은 개선된 작업량을 제공하는 공기역학 공정을 적용하여 섬유성 부직포를 제조하는 방법, 상기한 방법으로 제조된 섬유성 부직포, 및 상기한 방법에 사용하기에 적합한 단섬유에 관한 것이다.

섬유성 부직포, 에어레이드, 단섬유

Description

개선된 작업률을 갖는 에어레이드 방법{Airlaid method with an improved through-put rate}

본 발명은 공기역학 공정 (이하, "에어레이드 공정 (airlaid process)"이라 함)을 적용하여 섬유성 부직포를 제조하는 방법, 상기한 방법으로 제조된 섬유성 부직포, 및 상기한 방법에 사용하기에 적합한 단섬유 (short fiber)에 관한 것이다.

에어레이드 공정을 적용하여 섬유성 부직포를 형성하는 것은 당 분야에 공지되어 있다. 이러한 공정은 섬유가 개방된 후 공기 스트림에 이어 연속해서 스크린 표면의 에어레이드에 전달되는 건식 공정이다.

지금까지 주로 셀룰로즈 섬유가 에어레이드 공정에 사용되어 왔으며, 이 공정에서 셀룰로즈 섬유는 이에 혼합된 다른 섬유, 예를 들어 비스코즈 섬유를 소량 가질 수 있다. 다량의 비스코즈 섬유를 이용하는 것과 특히 관련된 하나의 문제는, 통상의 에어레이드 기계로 달성할 수 있는 작업량 또는 용량이 셀룰로즈 섬유만을 이용하는 경우에서 보다 실질적으로 낮다는 것이다. 작업량이란, 지정된 시간 내에 수송 공기 스트림에 전달되는 섬유의 중량을 의미한다. 또한, 목표물을 기초로 한 중량에 상당한 편차가 있어, 생성된 섬유성 부직포의 품질이 불량하다.

본 발명의 출원인은 시험들을 수행하여, 에어레이드 공정에 시판되는 품질의 비스코즈 단섬유를 단독으로 사용하는 경우, 통상, 셀룰로즈 섬유로 얻을 수 있는 작업량의 10 % 미만의 작업량만을 얻을 수 있다는 것을 밝혔다.

따라서, 보다 다량의 비스코즈 섬유를 사용하여 증가된 작업량을 가능하게 하여 생산 기계의 용량을 보다 효율적으로 이용할 수 있게 하는 에어레이드 공정이 필요하다.

본 발명의 출원인은 피니시 (finish)가 제공된 비스코즈 단섬유를 제공함으로써, 에어레이드 공정의 작업량이 상당히 증가될 수 있다는 것을 밝혀내었다. 달성될 수 있는 개선은 심지어는 셀룰로즈 섬유의 통상적 이용으로 얻을 수 있는 작업량을 초과하는 크기이며, 본 발명에 따른 공정은 일반적으로 사용되는 특정 섬유와 무관하게 적용될 수 있는 것으로 믿어진다.

섬유에 피니시를 제공하는 것은 당 분야에서 대개 공지되어 있다. 피니시가 제공된 섬유는, 예를 들어 카딩 (carding) 공정에서 사용되었다. 그러나, 이는 원칙적으로 상이한 공정이며, 또한, 장섬유를 사용하는 공정이다. 본 출원인이 아는 한, 지금까지는 에어레이드 공정에 피니시가 제공된 섬유를 사용할 이유가 없었다.

본 발명은 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 1은 습기 함량에 따른 작업량의 의존 관계를 나타내는 그래프이고, 도 2는 피니시 양에 따른 작업량의 의존 관계를 나타내는 그래피이다.

따라서, 본 발명은, 적어도 일부분의 단섬유에, 피니시가 제공된 단섬유의 섬유 중량을 기준으로 하여, 0.035 중량% 초과량의 피니시가 제공되는, 하나 이상 의 단섬유-함유 층을 에어레이드 공정으로 부착시키는 것을 포함하여, 섬유성 부직포를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본원에서 사용된 용어 섬유성 부직포는 무작위 배열의 단섬유를 포함하는 섬유의 층인 것으로 이해된다. 단섬유란 길이가 2 내지 12 mm의 범위인 섬유를 의미한다. 본원에 사용된 용어 단섬유는 공정에 사용된 모든 단섬유를 포함하나, 존재할 수 있는 결합제 단섬유 (short binder fiber) 및 고흡수 섬유를 제외한다. 본원에 사용된 "단섬유-함유 층"이란, 상기 층을 주로 구성하는 섬유가 단섬유인 층을 의미하며, 부가적 물질, 예를 들어 결합제 물질, 고흡수재 등은 장섬유의 형태 또는 이외의 다른 섬유의 형태로 존재할 수 있다. 결합제 물질 및/또는 고흡수재가 존재하고 단섬유 형태로 존재하지 않는 경우, 단섬유는 일반적으로 층의 50 중량% 초과, 통상적으로 60 중량% 초과의 양이다. 단섬유 + 결합제 단섬유 및/또는 고흡수재 단섬유는 일반적으로 층의 90 중량% 초과, 통상적으로 95 중량% 초과의 양이다.

본 발명에 따라, 적어도 일부분의 단섬유에 피니시가 제공된다. 일반적으로, 5 중량% 이상, 바람직하게는 10 중량% 이상, 예를 들어 25 중량% 이상, 나아가 50 중량% 이상의 단섬유에 피니시가 제공된다. 섬유 블렌드의 사용을 위한 하나의 예시는, 작업량이 문제가 되는 한 문제를 수반하는 단섬유, 예를 들어 비스코즈 섬유의 전체에 대해, 예를 들어 바람직하게는 25 % 초과, 특히 50 % 초과의 단섬유에 피니시가 제공되고, 사용에 문제가 없는 단섬유는 피니시를 포함하지 않는 블렌드이다. 별법으로, 에어레이드 공정에 사용되는 실질적으로 모든 단섬유에 피니시가 제공될 수 있다.

본 발명의 방법의 특정 양태에 따라, 결합제 물질이 단섬유에 추가하여 에어레이드될 수 있다. 본원에 사용된, 결합제 물질은 일반적으로 이들의 용해 또는 용융 능력에 기인하여 단섬유를 결합할 수 있는 물질인 것으로 이해된다. 결합제는 임의 형태, 예를 들어 파우더 등의 형태로 이들이 에어레이드 공정에서 사용에 적합한 정도로 존재할 수 있다. 그러나, 결합제 물질은 바람직하게는 단섬유의 형태, 즉 결합제 단섬유로 사용된다.

섬유의 용해력에 기인하여 결합제 섬유로 사용하기에 적합한 섬유의 예는 폴리비닐 알콜 섬유 (PVA 섬유) 및 알기네이트 섬유이다. 섬유의 용융력에 기인하여 결합제 섬유로 사용하기에 적합한 섬유는 일반적으로 용융 접착제 또는 결합되는 섬유보다 낮은 융점을 갖는 열가소성 물질을 포함하는 섬유를 포함한다. 용융 결합제 섬유는 다수-프로파일 (full-profile) 섬유 또는 다수-성분 섬유로서 사용될 수 있다. 바람직한 용융 결합제 섬유는 2-성분 섬유 (BICO 섬유), 예를 들어 섬유 코어의 중합체 보다 낮은 융점을 갖는 중합체로 제조된 섬유 외피를 포함하는 2-성분 섬유이다. 이러한 섬유에 대한 하나의 예가, 폴리에스테르 코어 및 폴리에틸렌 외피를 포함하는 2-성분 섬유이다.

본원에 사용된 용어 "결합제 단섬유"는 길이가 2 내지 12 mm, 바람직하게는 4 내지 8 mm인 섬유이다. 일반적으로, 결합제 단섬유의 길이 대 중량비는 1.0 내지 6.0 dtex, 바람직하게는 2.0 내지 4.0 dtex, 예를 들어 3.0 dtex이다.

결합제는 최종 산물의 목적하는 특성에 의해 최종적으로 결정되는 양으로 사 용된다. 따라서, 사용되는 결합제의 양에 영향을 주는 변수는, 결합제의 타입, 결합되는 섬유 또는 섬유 블렌드의 타입, 및 최종 산물의 강도, 연성/강성 및 기초 중량 등이다. 일반적으로, 사용되는 결합제의 양은, 결합되는 단섬유 및 결합제의 총 중량을 기준으로 하여, 1 내지 30 중량%, 특히 1 내지 20 중량%, 예를 들어 3 내지 10 중량%, 나아가 5 내지 8 중량%이다.

또한, 본 발명자는 에어레이드 공정에서 사용되는 단섬유의 습기 함량이 작업량에 영향을 끼친다는 것을 밝혀내었다. 따라서, 사용되는 단섬유는 습기 함량이, 바람직하게는 4 내지 16 %, 특히 6 내지 14 %, 예를 들어 8 내지 12 %의 범위이다. 습기는 후술되는 방법에 따라 측정된다.

본 발명에 따른 공정에 사용하기에 적합한 단섬유는 당 분야에 공지된 실질적으로 모든 섬유 타입, 즉 천연 섬유, 셀룰로즈 인조 섬유, 합성 섬유 및 무기 섬유, 및 이들의 배합물을 포함한다. 천연 섬유의 예는 천연 식물성 섬유, 예를 들어 셀룰로즈, 면, 황마, 아마, 대마 및 코코넛 섬유, 및 천연 동물성 섬유, 예를 들어 울 또는 실크이다. 셀룰로즈 인조 섬유는 재생 셀룰로즈 섬유, 예를 들어 비스코즈 섬유, 구리 섬유 및 리오셀 (Lyocell) 섬유를 포함한다. 합성 섬유는, 예를 들어 폴리올레핀 섬유, 폴리에스테르 섬유 및 폴리아미드 섬유를 포함한다. 무기 섬유는 유리 섬유, 실리케이트 섬유, 탄소 섬유, 붕소 섬유 및 금속 섬유를 포함한다.

본 발명에 따른 방법에 사용하기에 바람직한 것은 천연 섬유, 특히 천연 식물성 섬유 및 셀룰로즈 인조 섬유, 특히 셀룰로즈 섬유, 면 섬유, 비스코즈 섬유 및 리오셀 섬유이다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 처음에는 다량의 비스코즈 섬유의 사용을 위해 개발되었다. 본 발명의 바람직한 양태에 따라, 단섬유는 적어도 일부분의 비스코즈 단섬유에 피니시가 제공되는 비스코즈 단섬유를 포함한다. 바람직하게는, 20 % 이상, 보다 바람직하게는 50 % 이상의 비스코즈 단섬유에 피니시가 제공된다. 예를 들어, 비스코즈 단섬유 전체에 피니시가 제공된다.

다수-가지의 (multi-limbed) 단면, 예를 들어 3-가지 단면을 갖는 비스코즈 단섬유가 유리하다. 이러한 섬유는 당 분야에 공지되어 있다 (미국 특허 5,643,914, 이의 기술이 본원에 참조로 삽입됨). 예를 들어, 3-가지 단면을 갖는 섬유가 상기 문헌의 도 1 내지 5에 나타나 있다.

이러한 양태에 따라, 비스코즈 섬유는, 단섬유의 중량을 기준으로 하여, 85 중량% 초과의 양, 특히 90 중량% 초과의 양, 예를 들어 95 중량% 초과의 양으로 사용된다. 예를 들어, 배타적 비스코즈 단섬유, 즉 100 중량%의 비스코즈 단섬유가 단섬유로서 사용된다.

본원에 정의된 바와 같이, 단섬유의 길이는 2 내지 12 mm, 바람직하게는 4 내지 8 mm, 예를 들어 5 내지 6 mm의 범위이다. 일반적으로 단섬유의 길이 대 중량비는 1.0 내지 6.0 dtex, 바람직하게는 2.0 내지 4.0 dtex, 예를 들어 약 3.3 dtex이다.

본 발명에 따른 공정에서, 고흡수재가 추가로 사용될 수 있다. 고흡수재 (SAP)는 당 분야에 공지되어 있으므로 본원에 상술되지 않는다. SAP는 통상 아크 릴레이트-기재된 중합체로 구성되며, 이들 자신 중량의 수배의 수성 유체를 흡수할 수 있는 것으로 특징지워진다. 고흡수재는 에어레이드 공정에 맞는 적합한 형태 예를 들어 과립의 형태, 바람직하게는 섬유의 형태, 특히 길이가 2 내지 12 mm, 바람직하게는 4 내지 8 mm인 단섬유의 형태로 본 발명에 따른 공정에 사용된다. 고흡수재가 사용되는 경우, 사용량은 단섬유의 중량을 기준으로 하여 (존재할 수 있는 결합제 단섬유의 양은 제외) 통상 0.1 내지 50 중량%, 특히 5 내지 10 중량%이다.

피니시는, 피니시가 제공되는 단섬유의 중량을 기준으로 하여, 0.035 중량% 초과의 양으로 존재한다. 본원에서 사용된 피니시의 양은, 섬유에 실질적으로 존재하는, 섬유 제조자에 의해 표시되는 바와 같은, 피니시의 양을 구성하는 것으로 이해된다.

따라서, 이러한 설명으로 표시되는 양은, Soxleth 추출, 샘플의 유도체화 (메틸화), 가스-크로마토그래피 분리 및 플레임-이온화 검출기를 이용한 검출에 의해 측정된 바와 같은, 섬유 제조자 (Acordis)의 분석 값과 관련된다.

비스코즈 섬유를 기준으로 한, 피니시의 양은 바람직하게는 0.05 중량% 초과, 보다 바람직하게는 0.10 중량% 초과, 가장 바람직하게는 0.15 중량% 초과이다. 피니시 양의 최대 상한은, 예를 들어 다른 제한 공정 변수에 기인하여, 더 이상의 의미를 갖도록 하기 위한 작업량의 추가 증가가 나타나지 않는 양이며, 이러한 양에서 작업량은 거의 최적이며 보다 많은 양의 피니시를 위한 추가의 비용이 정당화되는 것으로 보이지 않거나, 보다 높은 피니시 함량으로 바람직하지 못한 산물 특 성을 낳거나 제공한다. 따라서, 최대 피니시 양은 사용되는 에어레이드 기계, 사용되는 단섬유 또는 단섬유 블렌드 및 최종 산물, 및 이의 바람직한 특성에 의해 조절된다.

비스코즈 섬유에 관한 한, 최대 피니시 양은, 피니시가 제공되는 단섬유의 중량을 기준으로 하여, 1 중량%, 특히 0.75 중량%, 예를 들어 0.50 중량%일 수 있다. 다른 섬유 타입에 대해서는, 유사한 피니시 양이 예상된다.

단섬유의 표면에 지정량으로 존재하는 경우 본 발명에 따른 에어레이드 공정의 작업량을 개선하기에 적합한 모든 물질이 피니시로서 적합하다. 바람직하게는 다음 중에서 선택된다:

(a) 하기 화학식의 폴리에틸렌 옥시드 및 폴리프로필렌 옥시드의 에스테르 유도체 및 에테르 유도체:

(상기식에서, R1은, 각각의 경우에 서로 독립적으로, 탄소수가 12 내지 22, 특히 14 내지 20이고 하나 이상의 유리 (free) 히드록실기를 포함할 수 있는, 포화 또는 불포화된 탄화수소 잔기이고, o 및 p는 서로 독립적으로 0 또는 1이며, m은 0 또는 1이고, n은 1 내지 15, 바람직하게는 3 내지 11, 특히 4 내지 7이다),

(b) 하기 화학식의 지방산을 갖는 소르비탄의 모노-, 디- 및 트리에스테르:

(상기식에서, R1은, 각각의 경우에 서로 독립적으로, 상기 정의한 바와 같다),

(c) 하기 화학식의 지방산을 갖는 모노-, 디- 및 트리글리세리드:

(상기식에서, R1은, 각각의 경우에서 서로 독립적으로, 상기 정의한 바와 같다),

(d) 이미다졸리늄 에토설페이트 및 메토설페이트,

(e) 상기 (a), (b), (c) 및 (d)에 따른 화합물의 에톡실화된 및 프로폭실화된 유도체, 및

(f) 상기 (a), (b), (c), (d) 또는/및 (e)에 따른 화합물의 혼합물.

이미다졸리늄 에토설페이트 및 메토설페이트는 일반적으로 하기 화학식 I에 따른 구조를 갖는다:

(상기식에서, R2는 H 또는 C1-C6 알킬 잔기이고, R3는, 각각의 경우에서 각각 독립적으로, 탄소수가 6 내지 22이고 하나 이상의 유리 히드록실기를 포함할 수 있는, 포화 또는 불포화된 탄화수소 잔기이며, R4는 메틸 또는 에틸이고, r은 2, 3 또는 4이며, s는 0 또는 1이다).

제 1 양태에 따라, 화학식 I의 바람직한 이미다졸리늄 유도체는 이미다졸리늄 메토설페이트 (R4는 메틸이고, R2는 메틸 또는 에틸, 바람직하게는 메틸이며, R3은, 각각의 경우에서 각각 독립적으로, 탄소수 14 내지 18의 탄화수소 잔기이고, r은 2이며, s는 1이다)이다. 제 2의 바람직한 양태에 따라, R2 및 R3은 제 1 양태에서 정의된 바와 같고, s는 o이다. 추가의 바람직한 양태에 따라, R2는 메틸 또는 에틸, 바람직하게는 메틸이고, R3은, 각각의 경우에서 각각 독립적으로, 탄소수 6 내지 12의 탄화수소 잔기이며, r은 2이고, s는 1이다. 또 다른 추가의 바람직한 양태에 따라, R3은 알킬 잔기이다.

에틸렌 옥시드 유도체의 예는 라우르산, 팔미트산, 올레산 및/또는 스테아르산과 평균 분자량이 예를 들어 400 내지 600인 폴리에틸렌 글리콜과의 디에스테르이다. 소르비탄 에스테르의 예는 라우르산, 팔미트산, 올레산 및/또는 스테아르산을 갖는 소르비탄 모노에스테르, 디에스테르 및 트리에스테르의 에톡실화된 유도체이다. 글리세리드 유도체의 예는 수소화되고 에톡실화된 피마자유이며, 이미다졸리늄 유도체의 예는 Rewoquat® W75 및 Rewoquat® W90 (Degussa)이다.

적어도 일부분의 단섬유에 피니시가 제공되는 단섬유의 사용에 의해, 작업량은, 피니시 없이 동일한 단섬유를 사용하는 경우와 비교하여, 바람직하게는 20 % 이상, 보다 바람직하게는 50 % 이상, 가장 바람직하게는 100 % 이상 개선된다.

본 발명에 따른 방법은 섬유 층, 특히 섬유성 부직포를 형성하기 위한 추가의 단계와 조합될 수 있다. 따라서, 본 발명에 다른 공정은, 형성되는 층이 이미 형성된 섬유 시트에 부착되는 공정으로 수행될 수 있다. 이미 형성된 섬유 시트 는, 예를 들어 에어레이드 공정을 적용하여 형성된 시트, 또는 또 다른 공정을 적용하여 형성된 시트, 예를 들어 방사접착 또는 용융방사 시트, 또는 이들 시트의 조합일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 상술된 바와 같이, 필요한 경우 하나 이상의 다른 시트와 조합하여, 수개의 층, 예를 들어 2 또는 3개의 층을 쌓는 것을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 (상단) 층에, 상술된 바와 같은 하나 이상의 다른 시트를 부착시킬 수 있다.

섬유성 부직포가 본 발명에 따라 형성된 후, 섬유성 부직포는 추가의 공정 단계를 거칠 수 있다. 이러한 단계는, 예를 들어 가열 처리 (특히, 열가소성 결합제 섬유가 사용되는 경우)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 가열 처리는, 섬유성 부직포를 결합제 섬유 또는 가장 낮은 융점을 갖는 결합제 섬유의 성분의 연화점 이상으로, 섬유 또는 성분을 적어도 부분적으로 용융시키기에 충분한 시간에 걸쳐 가열하는 것을 포함한다. 추가의 임의 공정 단계는 압축, 엠보싱, 프린팅 등을 포함한다.

또한, 본 발명은 본 발명의 방법에 따라 생성된 섬유성 부직포에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은 적어도 일부분의 단섬유에, 피니시가 제공된 단섬유의 섬유 중량을 기준으로 하여, 0.035 중량% 초과량의 피니시가 제공되는, 하나 이상의 단섬유-함유 층을 포함하는 섬유성 부직포를 제공한다.

특정 양태에 따라 상기 층은, 단섬유 및 결합제 물질의 총 중량을 기준으로 하여, 70 내지 99 중량%의 단섬유 및 1 내지 30 중량%의 결합제 물질을 포함한다.

결합제 물질은 본 발명에 따른 방법에 대해 상술된 바와 같은 결합제 물질이며, 바람직하게는 결합제 단섬유, 특히 다수-성분 섬유, 예를 들어 폴리에스테르 코어 및 폴리에틸렌 외피를 포함하는 2-성분 섬유를 포함한다. 일반적으로, 결합제 단섬유의 길이 대 중량비는 1.0 내지 6.0 dtex, 바람직하게는 2.0 내지 4.0 dtex이다.

단섬유는 본 발명에 따른 방법에 대해 상술된 바와 같은 단섬유이며, 바람직하게는 천연 섬유, 특히 천연 식물성 섬유 및 셀룰로즈 인조 섬유, 특히 셀룰로즈 섬유, 면 섬유, 비스코즈 섬유 및 리오셀 섬유를 포함한다.

특정 양태에 따라, 본 발명에 따른 섬유성 부직포의 층은 적어도 일부분의 비스코즈 단섬유에 피니시가 제공되는 비스코즈 섬유를 포함한다. 바람직하게는, 20 % 이상, 보다 바람직하게는 50 % 이상의 비스코즈 단섬유에 피니시가 제공된다. 예를 들어, 비스코즈 단섬유 전체에 피니시가 제공된다. 바람직하게는, 비스코즈 단섬유는 다수-가지의 단면, 예를 들어 3-가지 단면을 갖는다.

이러한 양태에 따라, 비스코즈 섬유는 단섬유의 중량을 기준으로 하여 85 중량% 초과의 양, 특히 90 중량% 초과의 양, 예를 들어 95 중량% 초과의 양으로 사용된다. 예를 들어, 배타적 비스코즈 단섬유, 즉 100 중량%의 비스코즈 단섬유가 단섬유로서 사용된다.

본원에 정의된 바와 같이, 단섬유의 길이는 2 내지 12 mm, 바람직하게는 4 내지 8 mm, 예를 들어 5 내지 6 mm의 범위이다. 일반적으로, 단섬유의 길이 대 중량비는 1.0 내지 6.0 dtex, 바람직하게는 2.0 내지 4.0 dtex, 예를 들어 약 3.3 dtex이다.

상기 층은, 바람직하게는 섬유의 형태, 특히 길이가 2 내지 12 mm, 바람직하게는 4 내지 8 mm인 단섬유의 형태의 고흡수재 (SAP)를 포함할 수 있다. 고흡수재가 사용되는 경우, 사용량은 단섬유의 중량을 기준으로 하여 통상 0.1 내지 50 중량%, 특히 5 내지 10 중량%이다.

본 발명에 따른 방법과 관련하여 상술된 바와 같이, 피니시는 0.035 중량% 초과의 양, 바람직하게는 0.05 중량%, 보다 바람직하게는 0.10 중량%, 가장 바람직하게는 0.15 중량%의 양으로 존재한다. 최대 피니시 양은 1 중량%, 특히 0.75 중량%, 예를 들어 0.50 중량%의 양일 수 있다. 지시된 양은 피니시가 제공되는 단섬유의 중량에 대한 것이다.

피니시는 본 발명에 따른 방법과 관련하여 상술된 바와 같은 피니시이다.

또한, 본 발명에 따른 섬유성 부직포는, 상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 수개의 층 및/또는 다른 시트를 포함할 수 있다.

일반적으로, 섬유성 부직포의 단섬유-함유 층의 기초 중량은 50 내지 350 g/m², 통상적으로 75 내지 250 g/m², 특히 150 내지 220 g/m², 예를 들어 약 180 g/m²이다.

층의 밀도는, 일반적으로 0.02 내지 0.5 g/cm³, 통상적으로 0.03 내지 0.2 g/cm³, 특히 0.04 내지 0.1 g/cm³이다. 상기한 값은 압축 공정 단계, 예를 들어 칼 렌더링 또는 엠보싱 전에 에어레이드 공정에서 부착된 물질 웹에 관한 것이다. 밀도는 0.2 kPa의 로드(load) 하에 표준 방법으로 측정된다.

일반적으로, 본 발명에 따른 섬유성 부직포의 단섬유-함유 층의 흡수 용량은 섬유성 부직포 g 당 3 g 이상, 바람직하게는 4 g 이상, 특히 바람직하게는 4.8 g 이상이다. 흡수 용량은 일반적으로 공지된 Syngina 시험 ("Syngina Absorbancy Test")에 따라 고흡수재의 부재 하에 측정된다.

또한, 본 발명은 섬유 중량을 기준으로 하여 0.035 중량% 초과의 양으로 피니시가 제공되는 단섬유에 관한 것이다.

하나의 양태에 따라, 단섬유는 인조 셀룰로즈 섬유 또는 합성 섬유이다.

바람직한 양태에 따라, 단섬유는 다수-가지의 단면, 예를 들어 3-가지 단면을 가질 수 있는 비스코즈 섬유이다.

단섬유의 길이는 2 내지 12 mm, 바람직하게는 4 내지 8 mm, 예를 들어 5 내지 6 mm이다. 일반적으로, 단섬유의 길이 대 중량비는 1.0 내지 6.0 dtex, 바람직하게는 2.0 내지 4.0 dtex, 예를 들어 3.3 dtex이다.

피니시는 0.035 중량% 초과의 양, 바람직하게는 0.05 중량%, 보다 바람직하게는 0.10 중량%, 가장 바람직하게는 0.15 중량% 초과의 양으로 존재한다. 최대 피니시 양은 1 중량%, 특히 0.75 중량%, 예를 들어 0.50 중량%이다.

적합한 피니시 물질은 본 발명에 따른 방법과 관련하여 상술된 피니시 물질이다.

또한, 본 발명은 상술된 바와 같은 단섬유의 에어레이드 공정에서의 용도에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 각각 본 발명에 따른 방법에 따라 생성된 섬유성 부직포를 포함하는 흡수 물품 및 상술된 바와 같은 섬유성 부직포에 관한 것이다. 흡수 물품은 Syngina 시험으로 측정시, 섬유성 부직포 g당 3 g/g 이상, 바람직하게는 4 g/g 이상, 특히 바람직하게는 4.8 g/g 이상의 흡수 용량을 갖는다.

흡수 물품은, 예를 들어 위생 물품, 예를 들어 탐폰, 위생 냅킨, 기저귀 또는 실금용 물품, 또는 가사용 물품, 산업용 물품 또는 의료용 물품이다.

특히 바람직한 양태에 따른, 본 발명에 따른 흡수 물품은 본 발명에 따른 단섬유-함유 층의 나선형 감기 (winding)을 포함하는 탐폰이다. 상기 층은, 단섬유의 총 중량을 기준으로 하여, 3-가지 비스코즈 단섬유 60 내지 100 중량% 및 셀룰로즈 단섬유 0 내지 40 중량%를 포함한다. 셀룰로즈 단섬유 및 비스코즈 단섬유의 길이는 4 내지 8 mm, 바람직하게는 약 6mm이고, 길이 대 중량비는 3 내지 4 dtex이다. 또한, 상기 층은, 단섬유 및 결합제 단섬유의 중량을 기준으로 하여, BICO 결합제 단섬유를 5 내지 15 중량% 포함한다. 탐폰의 흡수 용량은 로드 하에 4 g/g 이상이고, 강성은 20 N 이상이며, 팽창력은 150 % 이상이다.

본 발명은 하기 실시예를 참조로 하여 보다 상세히 기술된다. 이들 실시예는 단지 설명을 위한 것으로서, 어떠한 방식으로도 본 발명은 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다.

측정 방법

섬유의 습기의 측정

1. 방습 용기의 중량을 정확도 ± 0.005 g으로 실온 및 오븐 건조를 수행한 후 섬유 샘플의 중량이 측정되는 온도에서 측정한다. T_RT (실온에서의 포장 (tare) 중량) 및 T_H (뜨거운 상태에서의 포장 중량)를 기록한다. G_H의 측정은 뚜껑을 열고 수행한다는 것에 주의를 기울여야 한다.

2. 섬유 샘플 (약 5 g)을 용기에 도입한다. 용기를 방습 방식으로 뚜껑을 닫고, 정확도 ± 0.005 g으로 중량을 측정한다. G_RT의 값 (실온에서의 중량)을 기록한다.

3. 뚜껑을 용기로부터 떼어내고, 용기 및 뚜껑을 105 ± 3 ℃의 가열 공기 오븐에 도입한다.

4. 건조를 3 시간 이상, 예를 들어 밤새 수행한다. 건조 동안, 오븐을 열지 않아야 한다.

5. 오븐에 있는 동안, 용기는 방습 방식으로 밀폐된다. 밀폐된 용기를 G_H가 측정되었던 온도와 같은 온도에서 중량을 측정한다. 그 값을 G_H (뜨거운 상태에서의 중량)로 기록한다.

6. 수학식

실시예

섬유에 존재하는 피니시의 영향 및 섬유에 존재하는 습기 함량의 이 보다 적은 영향을 측정하는 예비시험을 수행한 후, 표 1에 지시된 내역에 따른 섬유를 생산하였다. 단섬유는, 길로틴 공정을 이용하여 길이 대 중량비 3.3 dtex, 길이 5 mm로 건식-절단하여 수득한 3-가지 레이온 섬유 (Danofil VY)였다. 사용된 피니시는 폴리글리콜 팔미테이트 스테아레이트 에스테르였다.

이어서, 섬유를 4개의 포밍 헤드 (forming head) 및 600 mm의 포밍 폭을 갖는 Danweb 에어레이드 라인을 이용하여 에어레이드 부직포를 생성하는 데 사용하였다. 에어레이드 라인은 다수-결합 및 라텍스-결합되고 열적으로 결합된 산물을 생성하는 데 적합하다. 포밍 헤드의 보어 (bore) 직경은 4.5 mm였다.

샘플 1 내지 5의 섬유를 길이 대 중량비가 3.0 dtex이고 길이가 6 mm이며 레이온 섬유 대 결합제 섬유의 중량비가 93:7인 결합제 섬유 Trevira T255 (PET/PE)와 조합하여 사용하였다. 주위 조건은 온도 23 ℃, 상대 습도 73 %였으며, 목표로 하는 기초 중량은 0.04 g/cm³의 밀도에서 180 내지 220 g/m²였다.

에어레이드 기계의 최대 작업량을 측정하기 위해, 포밍 헤드를 차단함이 없이 포밍 헤드를 통해 통과하는 섬유의 최대량을 측정하였다. 또한, 기초 중량은 기계 방향 및 횡 방향에서 목표값으로부터 최대 ± 10 %의 변동을 갖도록 안정해야 한다. 최대 용량은 섬유 공급 계량 유니트로 측정되는 단위 시간 당 포밍 헤드로 공급되는 섬유의 최대량이다.

시험은 샘플 1 내지 5에 대해 연속적으로 수행하였다. 즉, 습기 및/또는 피니시 값은 섬유에 의한 시스템의 오염을 줄이기 위해 보다 높은 습기 또는 피니시 양으로 시험 마다 증가시켰다.

각각의 시험에서 공급되는 섬유는 포밍 헤드에 섬유가 축적되는 포인트까지 증가시켰다. 이 포인트까지의 마지막의 안정한 세팅이 에어레이트 기계의 최대 작업량이다. 에어레이드 기계는 4개의 포밍 헤드 중 2개를 사용하였다. 시험 결과가 표 1에 나타나 있다.

샘플번호	습기 (%)	피니시량 (%)	최대 작업량
1	4.1	0.045	120.5
2	8.2	0.031	140.6
3	8.7	0.052	154.0
4	9.1	0.085	170.1
5	9.3	0.16	222.6

습기: 상술된 방법에 따라 측정

피니시 타입: 폴리글리콜 팔미테이트 스테아레이트 에스테르

최대 작업량: 2개의 포밍 헤드에 대해 kg/h로 표시

그 결과가 도 1 및 도 2에 그래프로 나타나 있다. 그 결과는 특히 다음을 나타낸다:

1. 피니시 함량의 증가뿐만 아니라 습기 함량의 증가는 에어레이드 라인에서 비스코즈 섬유의 작업량을 증가시켰다.

2. 필적하는 피니시 함량과 함께, 습기를 4.1 %에서 8.7 %로 증가시키면 작업량을 120.5 kg에서 154.0 kg (+28 %)로 증가시켰다 (도 1).

3. 필적하는 습기 함량과 함께, 피니시량을 0.052에서 0.085 및 추가로 0.16으로 증가시키면 작업량을 154.0 kg에서 170.1 kg (+10 %) 및 최종적으로 222.6 kg (+45 %)로 증가시켰다 (도 2).

4. 최고 작업량은 9.3 %의 습기 및 0.16 %의 피니시로 달성되엇다. 도 1 및 2에서 나타난 그래프 평가는, 습기 및/또는 피니시가 더욱 증가하는 경우 작업량의 추가 증가가 예상될 수 있다는 것을 제시한다.

5. 이들 시험에서 달성된 작업량은 사용되는 에어레이드 라인에서 합성 섬유를 사용하여 지금까지 얻어진 모든 결과를 능가하였다.

6. 또한, 이들 시험에서 달성된 작업량은 100 % 셀룰로즈의 최대 작업량을 능가하는 것으로 여겨진다. 4.5 mm 보어 직경을 갖는 헤드에 대해서는 확보된 자료가 없다. 4.00 mm 보어를 갖는 포밍 헤드를 사용하여, 100 %의 최대값은 하나의 포밍 헤드에 대해서는 약 80 kg/h, 즉 2개의 포밍 헤드에 대해서는 160 kg/h였다.

Claims

적어도 일부분의 단섬유 (short fiber)에, 피니시가 제공된 단섬유의 섬유 중량을 기준으로 하여, 0.035 중량% 초과량의 피니시가 제공되는, 하나 이상의 단섬유-함유 층을 에어레이드 공정으로 부착시키는 것을 포함하여, 섬유성 부직포를 제조하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 층이, 단섬유 및 결합제 물질의 총 중량을 기준으로 하여, 70 내지 99 중량%의 단섬유 및 1 내지 30 중량%의 결합제 물질을 포함하는 방법.
제 2항에 있어서, 상기 결합제 물질이 결합제 단섬유(short binder fiber)를 포함하는 방법.
제 3항에 있어서, 상기 결합제 단섬유가 다수-성분 섬유인 방법.
제 4항에 있어서, 상기 결합제 단섬유가 폴리에스테르 코어 및 폴리에틸렌 외피를 포함하는 2-성분 섬유인 방법.
제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합제 단섬유의 길이 대 중량비가 1.0 내지 6.0 dtex인 방법.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단섬유의 습기가 4 내지 16 %의 범위인 방법.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단섬유가 셀룰로즈 단섬유, 면 단섬유, 셀룰로즈 인조 섬유, 합성 단섬유 또는 이의 배합물을 포함하는 방법.
제 8항에 있어서, 상기 단섬유가 비스코즈 단섬유를 포함하고, 비스코즈 단섬유의 적어도 일부분에 피니시가 제공되는 방법.
제 9항에 있어서, 상기 비스코즈 단섬유의 적어도 일부분이 다수-가지의 (multi-limbed) 단면을 갖는 방법.
제 10항에 있어서, 상기 다수-가지의 단면이 3-가지 단면인 방법.
제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단섬유가 단섬유의 총 중량을 기준으로 하여 85 중량% 초과량의 비스코즈 섬유를 포함하는 방법.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단섬유의 길이가 4 내지 8 mm의 범위인 방법.
제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단섬유의 길이 대 중량비가 1.0 내지 6.0 dtex인 방법.
제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 층이 고흡수재를 추가로 포함하는 방법.
제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피니시가 다음의 (a) 내지 (f) 중에서 선택되는 방법:

(a) 하기 화학식의 폴리에틸렌 옥시드 및 폴리프로필렌 옥시드의 에스테르 유도체 및 에테르 유도체:

(상기식에서, R1은, 각각의 경우에서 서로 독립적으로, 탄소수가 12 내지 22, 특히 14 내지 20이고 하나 이상의 유리 히드록실기를 포함할 수 있는, 포화 또는 불포화된 탄화수소 잔기이고, o 및 p는 서로 독립적으로 0 또는 1이며, m은 0 또는 1이고, n은 1 내지 15, 바람직하게는 3 내지 11, 특히 4 내지 7이다),

(b) 하기 화학식의 지방산을 갖는 소르비탄의 모노-, 디- 및 트리에스테르:

(상기식에서, R1은, 각각의 경우에서 서로 독립적으로, 상기 정의한 바와 같다),

(c) 하기 화학식의 지방산을 갖는 모노-, 디- 및 트리글리세리드:

(상기식에서, R1은, 각각의 경우에서 서로 독립적으로, 상기 정의한 바와 같다),

(d) 이미다졸리늄 에토설페이트 및 메토설페이트,

(e) 상기 (a), (b), (c) 및 (d)에 따른 화합물의 에톡실화된 및 프로폭실화된 유도체, 및

(f) 상기 (a), (b), (c), (d) 또는/및 (e)에 따른 화합물의 혼합물.
제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 단섬유-함유 층이 섬유성 시트에 부착되는 방법.
제 17항에 있어서, 상기 섬유성 시트가 에어레이드 공정으로 부착된 단섬유-함유 층인 방법.
제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 2개 또는 3개의 단섬유-함유 층을 부착시키는 것을 포함하는 방법.
적어도 일부분의 단섬유에, 피니시가 제공된 단섬유의 섬유 중량을 기준으로 하여, 0.035 중량% 초과량의 피니시가 제공된, 하나 이상의 단섬유-함유 층을 포함하는 섬유성 부직포.
제 20항에 있어서, 상기 층이, 단섬유 및 결합제 물질의 총 중량을 기준으로 하여, 70 내지 99 중량%의 단섬유 및 1 내지 30 중량%의 결합제 물질을 포함하는 섬유성 부직포.
제 21항에 있어서, 상기 결합제 물질이 결합제 단섬유를 포함하는 섬유성 부직포.
제 22항에 있어서, 상기 결합제 단섬유가 다수-성분 섬유인 섬유성 부직포.
제 23항에 있어서, 상기 결합제 단섬유가 폴리에스테르 코어 및 폴리에틸렌 외피를 포함하는 2-성분 섬유인 섬유성 부직포.
제 22항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합제 단섬유의 길이 대 중량비가 1.0 내지 6.0 dtex인 섬유성 부직포.
제 20항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단섬유가 셀룰로즈 단섬유, 면 단섬유, 셀룰로즈 인조 섬유, 합성 단섬유 또는 이의 배합물을 포함하는 섬유성 부직포.
제 26항에 있어서, 상기 단섬유가 비스코즈 단섬유를 포함하고, 비스코즈 단섬유에 피니시가 제공되는 섬유성 부직포.
제 27항에 있어서, 비스코즈 단섬유의 적어도 일부분이 다수-가지의 단면을 갖는 섬유성 부직포.
제 28항에 있어서, 상기 다수-가지의 단면이 3-가지 단면인 섬유성 부직포.
제 27항 내지 제 29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단섬유가 단섬유의 총 중량을 기준으로 하여 85 중량% 초과량의 비스코즈 섬유를 포함하는 섬유성 부직포.
제 20항 내지 제 30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단섬유의 길이가 4 내지 8 mm의 범위인 섬유성 부직포.
제 20항 내지 제 31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단섬유의 길이 대 중량비가 1.0 내지 6.0 dtex인 섬유성 부직포.
제 20항 내지 제 32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 층이 고흡수재를 추가로 포함하는 섬유성 부직포.
제 20항 내지 제 33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피니시가 다음의 (a) 내지 (f) 중에서 선택되는 섬유성 부직포:

(a) 하기 화학식의 폴리에틸렌 옥시드 및 폴리프로필렌 옥시드의 에스테르 유도체 및 에테르 유도체:

(상기식에서, R1은, 각각의 경우에서 서로 독립적으로, 탄소수가 12 내지 22, 특히 14 내지 20이고 하나 이상의 유리 히드록실기를 포함할 수 있는, 포화 또는 불포화된 탄화수소 잔기이고, o 및 p는 서로 독립적으로 0 또는 1이며, m은 0 또는 1이고, n은 1 내지 15, 바람직하게는 3 내지 11, 특히 4 내지 7이다),

(b) 하기 화학식의 지방산을 갖는 소르비탄의 모노-, 디- 및 트리에스테르:

(상기식에서, R1은, 각각의 경우에서 서로 독립적으로, 상기 정의한 바와 같 다),

(c) 하기 화학식의 지방산을 갖는 모노-, 디- 및 트리글리세리드:

(상기식에서, R1은, 각각의 경우에서 서로 독립적으로, 상기 정의한 바와 같다),

(d) 이미다졸리늄 에토설페이트 및 메토설페이트,

(e) 상기 (a), (b), (c) 및 (d)에 따른 화합물의 에톡실화된 및 프로폭실화된 유도체, 및

(f) 상기 (a), (b), (c), (d) 또는/및 (e)에 따른 화합물의 혼합물.
제 20항 내지 제 34항 중 어느 한 항에 따른 섬유성 부직포를 1층 이상 포함하는 다층 섬유성 부직포.
섬유 중량을 기준으로 하여 0.035 중량% 초과량의 피니시가 제공된 단섬유.
제 36항에 있어서, 상기 단섬유가 비스코즈 섬유인 단섬유.
제 37항에 있어서, 상기 단섬유가 다수-가지의 단면을 갖는 단섬유.
제 36항 내지 제 38항 중 어느 한 항에 있어서, 길이 대 중량비가 1.0 내지 6.0 dtex인 단섬유.
제 36항 내지 제 39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피니시가 다음의 (a) 내지 (f) 중에서 선택되는 단섬유:

(a) 하기 화학식의 폴리에틸렌 옥시드 및 폴리프로필렌 옥시드의 에스테르 유도체 및 에테르 유도체:

(상기식에서, R1은, 각각의 경우에서 서로 독립적으로, 탄소수가 12 내지 22, 특히 14 내지 20이고 하나 이상의 유리 히드록실기를 포함할 수 있는, 포화 또는 불포화된 탄화수소 잔기이고, o 및 p는 서로 독립적으로 0 또는 1이며, m은 0 또는 1이고, n은 1 내지 15, 바람직하게는 3 내지 11, 특히 4 내지 7이다),

(b) 하기 화학식의 지방산을 갖는 소르비탄의 모노-, 디- 및 트리에스테르:

(상기식에서, R1은, 각각의 경우에서 서로 독립적으로, 상기 정의한 바와 같다),

(c) 하기 화학식의 지방산을 갖는 모노-, 디- 및 트리글리세리드:

(상기식에서, R1은, 각각의 경우에서 서로 독립적으로, 상기 정의한 바와 같 다),

(d) 이미다졸리늄 에토설페이트 및 메토설페이트,

(e) 상기 (a), (b), (c) 및 (d)에 따른 화합물의 에톡실화된 및 프로폭실화된 유도체, 및

(f) 상기 (a), (b), (c), (d) 또는/및 (e)에 따른 화합물의 혼합물.
제 36항 내지 제 40항 중 어느 한 항에 따른 단섬유의 에어레이드 공정에서의 용도.
흡수 용량이 섬유성 부직포 g당 3 g 이상인, 제 20항 내지 제 35항 중 어느 한 항에 따른 섬유성 부직포를 포함하는 흡수 물품.
제 42항에 있어서, 상기 물품이 위생 물품인 흡수 물품.
제 43항에 있어서, 상기 위생 물품이 탐폰, 위생 냅킨, 기저귀 또는 실금용 물품인 흡수 물품.
제 42항에 있어서, 상기 물품이 가사용 물품, 산업용 물품 또는 의료용 물품인 흡수 물품.