KR20130015078A

KR20130015078A - 개선된 특성을 갖는 복합방사 장섬유 스펀본드 다층 부직포 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20130015078A
Application number: KR1020110076899A
Authority: KR
Inventors: 김연수; 박서진; 김동욱; 토미오카; 김송학
Original assignee: 도레이첨단소재 주식회사
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2013-02-13
Also published as: JP2013032607A; KR101319183B1

Abstract

본 발명은 개선된 특성을 갖는 복합 방사 장섬유 스펀본드 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상기한 본 발명의 개선된 특성을 갖는 복합방사 장섬유 스펀본드 다층 부직포의 제조 방법은 스펀본드 부직포를 최외층으로 하고 내층은 1층의 멜트블로운 부직포층을 갖고 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스펀본드 부직포층 및 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층하거나 멜트블로운 층이 적층되지 않을 수도 있는 스펀본드 다층 부직포의 제조방법에 있어서, 상기 제조방법은 코어부를 쉬쓰부가 길이방향으로 둘러싸도록 하기 위해 스핀 빔과 방사 노즐 사이에 분배판을 게재시켜 코어(Core)부에 고융점 중합체 또는 프로필렌 중합체를, 쉬쓰(Sheath)부에 저융점 중합체 또는 에틸렌계 중합체를 각각의 노즐 홀 쪽으로 유도하여 방사함으로써 심초형 복합 장섬유를 제조하고 방사된 복합 장섬유를 섬유 웹과 벨트의 분리가 용이한 다공질의 연속 벨트 상에 적층시켜 복합 장섬유의 웹(web)을 형성하여 상기 섬유 웹과 벨트의 분리를 용이하게 하는 에어 분사 장치와 이 복합 장섬유 웹을 부분적으로 열·압착하여 엠보싱 결합으로 고정시킨 시트형태를 흡인식 드럼으로　열처리 와인딩을 하여 제조하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 복합방사 장섬유 스펀본드 다층 부직포 및 그 제조 방법은 복합 다층 부직포 적층제가 벨트 상에 달라붙지 않고 웹 분리를 용이하게 함으로써, 특히 웹 중량이 낮아지거나 유연성이 증가함에 따른 다층 부직포의 박리 문제를 해결함에 따른 웹 균일성이 양호하고, 유연성, 통기성 및 내수성이 우수하고, 또한 각 층간의 접착 강도가 뛰어난 유연성 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포를 제공한다.

Description

개선된 특성을 갖는 복합방사 장섬유 스펀본드 다층 부직포 및 그 제조방법{Spunbond nonwoven fabric having an improved property and preparing method thereof}

본 발명은 개선된 특성을 갖는 복합 방사 장섬유 스펀본드 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 스펀본드 부직포를 최외층으로 하고 내층은 1층의 멜트블로운 부직포층을 갖고 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스펀본드 부직포층 및 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층되거나 멜트블로운 층이 적층되지 않을 수도 있는 스펀본드 다층 부직포로, 상기 부직포의 최외층을 이루는 스펀본드 부직포를 저융점 중합체가 고융점 중합체를 섬유의 길이 방향으로 둘러싸는 심초형 장섬유로 구성하여 폭 수축 및 접착강도의 저하를 방지하면서 촉감이 부드럽고 우수한 유연성을 갖는 복합 방사 장섬유 스펀본드 다층 부직포 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 스펀본드 장섬유 부직포는 화학섬유를 방사 공정에 의해서 만든 부직포를 지칭하는 것으로, 노즐에서 나오는 섬유를 주행하는 컨베이어 위에 날려서 컨베이어 위에 긴 섬유의 층을 형성하여 제조한 부직포의 일종으로 제조 공정의 능률이 좋고 경제적으로도 유리한 장점이 있다. 또한, 멜트블로운 부직포는 멜트블로운 공정에서 제조된 부직포를 지칭하는 것으로, 여기에 사용된 웹은 극세 섬유이기 때문에 부드럽고 보온성이 우수하며 그리고 고도의 여과성능을 갖는 등 일반 부직포에서 얻을 수 없는 장점을 가지지만 웹 강도가 매우 약한 것이 결점이다. 이러한 부직포의 제조방법인 스펀본드 및 멜트블로운 부직포 제조공정에서 가장 많이 쓰이는 원료로는 일반적으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌텔레프탈레이트 등의 폴리올레핀계 수지 및 폴리아미드계 수지이며, 이들 수지를 용융 방사하여 섬유화하고 웹을 형성하여 열접착 방식에 의해 부직포를 제조한다.

그런데, 상기한 바와 같은 종래에 공지된 폴리프로필렌 장섬유로 제조된 스펀본드 부직포는 유연하지 못하고, 우수한 촉감을 갖지 못하는 결점이 있었다. 따라서, 상기 단점을 보완하는 방법으로 폴리프로필렌 단섬유를 공기분사 혹은 카딩하여 웹을 만들고 가열된 롤러로 접착시키는 공법, 혹은 에어스루 공법을 통한 단섬유 부직포가 있으나, 이러한 부직포는 감촉은 좋지만 내 보풀성과 강도에 문제가 있고, 위생재의 슬림화에 따른 생산성의 저하 및 물리적 특성의 한계가 있어 바람직하지 않았다. 또한, 폴리에틸렌 장섬유로 제조된 스펀본드 부직포는 비교적 유연하고 양호한 촉감은 가지나, 방사에 어려움이 있고 강도가 떨어지며 또한 신도가 높아서 기저귀나 생리대와 같은 위생재나 산업용으로 적용 시 제한적이었다.

따라서, 상기한 제반 문제점을 해결하기 위하여　대한민국 공개특허 제 2001-0012474호는 스펀본드 부직포로서 프로필렌계와 에틸렌계의 복합섬유로 된 스펀본드 부직포를 사용하고, 멜트블로운 부직포로서 특정의 폴리올레핀계 엘라스토머와 프로필렌계 중합체의 폴리올레핀 조성물로 된 스펀본드 부직포층과 멜트블로운 부직포층을 갖는 유연성 부직포 적층체로서 균일성이 양호하고, 유연성, 통기성 및 내수성이 우수하고, 또한 각 층간의 접착 강도가 뛰어난 유연성 부직포 적층체를 개시하고 있으며, 대한민국 공개특허 제2001-0034314호는 120~135℃의 고융점과, 상기 고융점보다 적어도 5℃ 낮은 90~125℃의 저융점을 갖는 폴리에틸렌계 수지(A)와, 상기 폴리에틸렌계 수지(A)보다 융점이 10℃ 이상 높은 고융점 수지(B)로 구성되고, 폴리에틸렌계 수지(A)와 고융점 수지(B)의 중량 성분비(A/B)가 50/50~10/90이고, 폴리에틸렌계 수지(A)가 섬유 표면 중 적어도 일부를 길이 방향으로 연속하여 형성하는 복합섬유, 바람직하게는 코어-시이드형 또는 사이드-바이-사이드형 복합섬유를 사용하여 얻어지는 복합섬유 부직포를 개시하고 있으며, 대한민국 공개특허 제2004-0013756호는 복합 장섬유 부직포 및 이의 제조방법으로서, 스펀본드 다층 부직포에 부드러운 촉감과 우수한 유연성을 부여하기 위하여 최외층을 이루는 스펀본드 부직포를 제조함에 있어서 저융점 중합체인 폴리에틸렌 섬유가 고융점 중합체인 폴리프로필렌 섬유의 길이방향으로 심초형 장섬유로 이루어지는 스펀본드 층 사이에 멜트블로운 층을 형성하고 이를 열 압착하는 방법을 개시하고 있다. 또한 대한민국 공개특허 제 2011-0021147호는, 저융점 중합체인 폴리에틸렌을 사용함에 따른 상대적으로 신도가 증가되어 종래의 신도에 대한 문제점을 열풍에 의한 열처리 하는 공정을 추가 함으로서, 제품 폭 수축에 의한 공정상의 손실(loss) 및 설비 장애(trouble)를 해결한 바 있다.

그러나, 상기 대한민국 공개특허 제2001-0012474호 등의 종래 기술에서는 에틸렌 성분 함량이 늘어나 유연성 정도가 증가하거나, 부직포 웹 중량이 낮아질 경우, 상기 원료가 가지는 유연 특성으로 인해, 부직포 적층제가 벨트 상에 달라붙거나 웹 분리가 되는 등 기저귀나 생리대 등을 생산하는 고속설비에서 설비 장애가 빈번히 발생함에 따른 생산 라인 정대 등의 문제가 발생 되고 있다.

특허문헌 1: 대한민국 특허공개번호 제2001-0012474호 특허문헌 2: 대한민국 특허공개번호 제2001-0034314호 특허문헌 3: 대한민국 특허공개번호 제2004-0013756호 특허문헌 4: 대한민국 특허공개번호 제2011-0021147호

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 부직포의 제반 문제점에 대한 배경을 기초로 하여 이들 부직포에 대한 문제점을 해결하기 위한 것을 그 주요 목적으로 하는 것으로, 자세하게는 상기 복합 다층 부직포 적층제가 벨트 상에 달라붙거나 웹(Web) 분리를 용이하게 함으로써, 특히 웹 중량이 낮아지거나 유연성이 증가함에 따른 다층 부직포의 박리 문제를 해결함에 따른 웹 균일성이 양호하고, 유연성, 통기성 및 내수성이 우수하고, 또한 각 층간의 접착 강도가 뛰어난 유연성 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 우수한 특성을 갖는 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포를 보다 용이하게 제조할 수 있는 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 개선된 특성을 갖는 복합방사 장섬유 스펀본드 다층 부직포의 제조 방법은;

스펀본드 부직포를 최외층으로 하고 내층은 1층의 멜트블로운 부직포층을 갖고 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스펀본드 부직포층 및 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층하거나 멜트블로운 층이 적층되지 않을 수도 있는 스펀본드 다층 부직포의 제조방법에 있어서,

상기 제조방법은 코어부를 쉬쓰부가 길이방향으로 둘러싸도록 하기 위해 스핀 빔과 방사 노즐 사이에 분배판을 게재시켜 코어(Core)부에 고융점 중합체 또는 프로필렌 중합체를, 쉬쓰(Sheath)부에 저융점 중합체 또는 에틸렌계 중합체를 각각의 노즐 홀 쪽으로 유도하여 방사함으로써 심초형 복합 장섬유를 제조하고 방사된 복합 장섬유를 섬유 웹과 벨트의 분리가 용이한 다공질의 연속 벨트 상에 적층시켜 복합 장섬유의 웹(web)을 형성하여 상기 섬유 웹과 벨트의 분리를 용이하게 하는 에어 분사 장치와 이 복합 장섬유 웹을 부분적으로 열·압착하여 엠보싱 결합으로 고정시킨 시트형태를 흡인식 드럼으로　열처리 와인딩을 하여 제조하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 심초(Sheath-Core)형 스펀본드　장섬유 부직포 층은 심부의 고융점 중합체로는 230℃에서 용융지수(MI)가　30　내지 60g/10분인 폴리프로필렌 수지를 용융하고, 초부의 저융점 중합체로는 190℃에서 용융지수(MI) 25　내지 35g/10분이고 밀도가 0.9515 내지 0.9565인을 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지를 용융하여 제조하는 것임을 특징으로 한다.

본 발명에서 프로필렌 중합체로서 상기 프로필렌 단독 중합체, 랜덤 공중합체, 또는 블록 공중합체를 단독 또는 둘 이상 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에서 저융점 중합체로 상기 폴리프로필렌 이외에 폴리에틸렌, 예를들면, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중간밀도 폴리에틸렌(MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 등을 사용할 수 있다. 저융점 중합체 성분에 적합한 폴리올레핀 중합체는 선택된 올레핀 중합체가 바람직하게는 상기 용융온도차 범위에 따라 고융점 성분 중합체보다 낮은 저융점을 갖는 것이면 선택될 수 있고, 바람직하게는 상업적 입수 용이성 때문에 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 블랜드 공중합체를 들 수 있다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면,　상기 심초(Sheath-Core)형 스펀본드　장섬유 부직포의 심부와 초부의 중량비는 50 내지 50에서 70 내지 30이 되도록 복합 용융 방사하여 제조함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 적층된 섬유 웹과 벨트의 분리를 용이하게 하는 에어 분사 장치의 에어분사 속도는 15 내지 25 m/s 적정 에어 속도임을 특징으로 한다.

상기와 같이, 본 발명의 제조방법에서는 적층 부직포와 벨트의 분리를 용이하게 하기 위해 에어 분사 장치를 사용하는 것에 특징이 있는데, 열결합 전에 컨베이어 벨트와 칼렌더 롤 사이에 여러 개의 구멍이 형성되어 있는 직사각형 모양의 에어 분사 장치가 벨트 상 하부에서 상부방향으로 일정 에어 압을 분사시켜 적층 부직포와 컨베이어 벨트의 분리를 용이하게 하는 역할을 한다. 상기 에어 분사장치의 공기 분사속도는 5 내지 30m/s, 특히 바람직하기로는 15 내지 25 m/s로 유지할 필요가 있다. 에어 분사 속도가 5 m/s 미만일 경우 벨트와 부직포 시트 상 분리가 원활히 이루어 지지 않고, 30m/s를 초과하게 될 경우 에어압이 너무 강해서 시트가 이탈하게 되어 바람직하지 않게 된다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 흡인식 드럼으로　열처리하는 공정에서의 열처리 온도는 80 내지 110℃임을 특징으로 한다. 만일, 흡인식 드럼으로 80℃ 이하에서 열처리하면 멜트블로운 층과 스펀본드 부직포 필라멘트의 저융점 중합체의 열적 셋팅 효과가 없어 신도의 증가가 억제되는 효과가 미미하고, 반대로 110℃ 이상에서는 소프트한 촉감을 훼손할 수 있어 바람직하지 않다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 개선된 특성을 갖는 복합방사 장섬유 스펀본드 다층 부직포는;

스펀본드 부직포를 최외층으로 하고 내층은 적어도 1층의 멜트블로운 부직포층을 갖고 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스펀본드 부직포층 및 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층되어 이루어 지는 스펀본드 다층 부직포에 있어서,

상기 최외층을 이루는 스펀본드 부직포층은 저융점 중합체가 고융점 중합체를 섬유의 길이방향으로 감싸는 심초형 장섬유로 구성되고, 상기 심초형 장섬유로 구성된 스펀본드 부직포층 사이에 멜트블로운 부직포층이 형성되고 연속된 벨트 상에 적층되어 웹이 형성되고 섬유 웹과 벨트의 분리를 용이하게 하는 에어 분사 장치를 거친 후, 칼렌더 롤에 의해 열 압착 본딩되어　시트형태로 제조된 후　흡인식 드럼으로　열처리되어 제조된 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면,　상기　스펀본드 부직포층 사이의 멜트블로운 부직포층을 형성하는 부직포의 중량은 0.5 내지 2.0gsm/㎡임을 특징으로 한다. 만일, 멜트블로운 부직포의 중량이 0.5 g/㎡ 미만이면 조직이 치밀하지 못하여 액체를 차단할 수 없으며 2.0 g/㎡을 초과하게 되면 조직이 치밀하게 되어 합성수지 투과 차단에 효과적이나 소프트한 축감을 나타내지 못하는 문제점을 발생시켜 바람직하지 못하다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면,　상기 본 발명에 따른 개선된 특성을 갖는 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포는 일회용 기저귀, 생리대의 사이드 게더(side gather), 백 시트(back sheet) 및 친수 가공 탑 시트(top sheet)와 같은 용도로 사용되는 것임을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 복합방사 장섬유 스펀본드 다층 부직포 및 그 제조 방법은 복합 다층 부직포 적층제가 벨트 상에 달라붙지 않고 웹 분리를 용이하게 함으로써, 특히 웹 중량이 낮아지거나 유연성이 증가함에 따른 다층 부직포의 박리 문제를 해결함에 따른 웹 균일성이 양호하고, 유연성, 통기성 및 내수성이 우수하고, 또한 각 층간의 접착 강도가 뛰어난 유연성 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포를 제공한다. 따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 부직포는 종래에 부직포가 이용되고 있는 각종 용도에 사용 가능할 뿐 아니라, 특히 일회용 기저귀, 생리대의 사이드 게더(side gather), 백 시트 및 친수 가공을 더한 탑 시트 등의 용도에 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 사용되어 스펀본드 부직포를 형성할 수 있는 이성분 방적 시스템의 개략적인 예시도이고,
도 2는 본 발명에 따라 사용되어 적층 부직포와 벨트의 분리를 용이하게 하는 에어 분사 장치의 개략도이다.

본 발명에서 사용된 "부직물 혹은 부직포"라는 용어는 편직 또는 직조 이외에 수단에 의해 형성되며 섬유 또는 필라멘트의 일부 또는 전부 사이에 결합을 함유하는 섬유 또는 필라멘트의 웹을 의미하며, 이러한 결합은 예를 들어 엉킴과 같은 열적, 접착적 또는 기계적 수단에 의해 형성될 수 있다. 통상적인 부직은 스펀본드, 멜트블로운, 카딩, 웨트레잉 및 에어레잉 공정에 의해 형성된다.

본 발명에서 사용된 "스펀본드"라는 용어는 통상적으로 중합체 압출물의 용융 압출에 의해 고속도 공기에 의해 켄칭 및 연신된 가닥으로 형성되어 형성 표면 상에 수집되고, 종종 열 및 압력의 패턴화된 적용에 의해 결합된 필라멘트를 강화시킨 필라멘트의 부직물 혹은 부직포를 의미한다.

본 발명의 두 성분의 중합체는 고융점 중합체 및 저융점의 중합체로 대별되는데, 고융점 중합체는 장섬유의 다른 성분 중합체 보다 융점이 5℃ 이상, 바람직하게는 10℃ 이상 높은 융점을 갖는 것을 말하며 본 발명에서 고융점 중합체는 폴리프로필렌 수지가 이용되는데, 그 이유는 유연하면서도 우수한 강도를 갖기 때문이다. 이 수지는 프로필렌으로부터 유도되는 구성 단위 90몰% 이상, 바람직하게는 95몰% 이상 함유하는 중합체이다.

본 발명에서 사용된 "복합" 및 "다성분"이라는 용어는 상호교환적으로 사용되며, 섬유 또는 필라멘트의 전체 길이를 따라 별개의 중합체 성분에 의해 점유된 2개 이상의 개별 섹션을 초래하는 각각의 섬유 또는 필라멘트에 다중 압출물을 조합함으로써 형성된 섬유 또는 필라멘트를 의미한다. 섬유의 횡단면은 나란한형(side-by-side), 파이, 쉬쓰-코어, 편심성 쉬쓰 코어 및 해도(islands-in-the-sea)와 같은 많은 여러 가지 배열을 취할 수 있다. 본 발명에 대해 특히 흥미로운 것은 쉬쓰-코어 배열이다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 개선된 특성을 갖는 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포의 제조방법은, 폴리에틸렌 장섬유의 유연한 특성과 폴리프로필렌 장섬유의 저신도, 고강력 특성을 조합함으로서 부드럽고 액체 차단성이 뛰어나면서도 종래의 문제점을 해결하는 기계적 특성이 우수한 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포를 제공하기 위해, 연속적으로 구동되는 컨베이어 벨트 상에 스펀본드 부직포층을 적층하고 상기 스펀본드 부직포층 위에적어도 1층의 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층한 다음 다시 스펀본드 부직포 층을 적층하는 것이다. 특히, 본 발명의 스펀본드 장섬유 다층 부직포는 특정한 층의 구성에 한정되는 것이 아니며, 예를 들어 단일층(멜트블로운 층 M, 또는 스펀본드 층 S), 두 층(SS 또는 SM)의 복합물 또는 3개 이상의 층(SMS, SMMS, SSMMS,SSMMSS 웹)의 복합화 층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 각각의 단일 층은 중량(gsm)이 크게 다를 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 장섬유 스펀본드 부직포의 제조 폴리머로는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 이들(올레핀, 에스테르, 아미드 또는 기타 모노머)의 공중합체 및 이들의 블랜드로 이루어진군에서 선택된 열가소성 또는 방사 가능한 고분자를 포함한다.

[제조방법]

다음으로, 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포를 제조하기 위한 공정 라인을 도면을 참고로 설명한다. 도 1은 본 발명에 따라 사용되어 스펀본드 부직포를 형성할 수 있는 이성분 방적 시스템의 개략적인 예시도이다.

도 1에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 부직 웹의 예시적인 제조 공정은, 먼저 장섬유 스펀본드 부직포를 이성분 중합체를 용융하여 제조한다. 이성분 중합체는 개별의 압출기(1, 2)에서 각각 용융된 폴리머를 혼련시켜 제조된다. 중합체 심부 성분은 제1 호퍼(HOPPER)(1-1)로부터 해당 압출기로 공급되며, 임의로 중합체 초부 성분은 제2 호퍼(HOPPER)(2-1)로부터 해당 압출기로 공급된다. 용융된 성분 중합체는 개별의 압출기(1) 및 (2)로부터 각각의 중합체 도관을 거쳐, 스핀 빔(3)으로 이송된다. 이성분 필라멘트를 방사하기 위한 방사구의 형태는 당업계의 숙련자에게 공지되어 있으며, 따라서 본 발명에서는 상세히 기재하지 않는다. 이후　공정라인 (A)는 또한 방사노즐(4)로부터 연장된 필라멘트의 커튼에 인접하게 방사된 필라멘트는 벌집 모양의 냉각챔버(5)를 통하여 분사되는 냉각공기에 의해 고화된다. 그 후, 상부에서 불어주는 공기와 컨베이어 벨트 하부에서 흡입하는 공기의 압력에 의해 연신되고 분리성이 좋은 다공성 특수 컨베이어 벨트(9) 상에 일정한 중량으로 적층이 되어 웹이 형성된다.

멜트블로운 부직포 제조방법은 본 발명이　속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 공지의 방법으로, 용융지수(MI) 800 내지 1300g/10분인 폴리프로필렌 수지를 용융하고 다수개의 오리피스로 방사할 때 구금의 양쪽에서 강한 열풍으로 불어주어 극세사를 만들었다. 이때 스펀본드 층과 멜트블로운 층의 접착강도를 떨어뜨리지 않게 하기 위해서는 멜트블로운 부직포의 중량은 0.3 내지 2gsm/㎡이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.5gsm/㎡이 효과적이다. 멜트블로운 부직포의 중량이 0.3gsm/㎡ 미만이면 조직이 치밀하지 못하여 액체를 차단할 수 없으며 2gsm/㎡을 초과하게 되면 조직이 치밀하게 되어 합성수지 투과 차단에 효과적이나 소프트한 촉감을 나타내지 못하는 문제점을 발생시킨다.

본 발명에 있어서 복합 스펀본드 장섬유 부직포의 데니어는 5.0d 이하, 바람직하게는 3.0d 이하, 더욱 바람직하게는 2.0d 이하이다. 그 이유는 이와 같은 섬도에서 부직포의 유연성을 가질 수 있기 때문이다.　또한, 멜트블로운 부직포를 구성하는 섬유는 1 내지 5㎛의 굵기를 가진다. 그 이유는 굵기가 굵게 되면 강도 및 촉감 저하의 단점이 있기 때문이다.　

도 2는 본 발명에 따라 사용되어 적층 부직포와 벨트의 분리를 용이하게 하는 에어 분사 장치(도 1의 10 부분)의 개략도로, 도 2에 도시된 바와 같이, 열결합 전에 컨베이어 벨트(B-)1와 칼렌더 롤 사이에 여러 개의 구멍이 나있는 직사각형 모양의 에어 분사 장치 (B-3)가 벨트 상 하부에서 상부방향으로 일정 에어 압을 분사시켜 적층 부직포(B-2)와 컨베이어 벨트(B-1)를 분리한다. 에어 분사장치의 공기 분사속도는 5 내지 30m/s로 유지할 필요가 있다. 에어 분사 속도가 5m/s 미만일 경우 벨트와 부직포 시트 상 분리가 원활히 이루어 지지 않고, 30m/s를 초과하게 될 경우 에어압이 너무 강해서 시트가 이탈하게 되어 바람직하지 않게 된다.

기본적인 다층구조 부직포는 연속적으로 구동되는 컨베이어 벨트 상에 스펀본드 부직포 층이 적층되고, 스펀본드 부직포 층 위에 멜트블로운 부직포 층이 적층되며, 최종적으로 스펀본드 부직포 층이 적층된다.

이렇게　 적층된 부직포는 역학적 특성 및 형태안정성을 부여하기 위해 열적으로 결합된다. 다시 말하면, 열 칼렌더 롤을 통하여 열과 압력을 부여받아서 열점착되고 시트화 된다.　이때 칼렌더 롤의 구성은 접착면적을 한정하는 것은 아니지만 한쪽은 통상적으로 접착면적이 10　내지 20%을 가지는 엠보스 롤(Emboss roll; 11)면, 한쪽은 표면이 매끄러운 롤(12)로 구성된다. 롤의 온도가 일정 수준 이상이 되면 시트가 가열 롤에 열융착되어 시트 생산이 불가능하며, 또한 온도가 너무 낮게 되면 시트의 물성이 저하되게 된다. 따라서, 칼렌더 롤의 열적 온도는 120℃ 내지 160℃가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 130℃ 내지 150℃이다.

열적 본딩이 끝난 부직포 시트는 열풍 흡인식 드럼 방식으로 열처리를 거치게 되는데, 이러한 열처리에 의하여 스펀본드 층 내에 분산된 멜트블로운 층과 스펀본드 부직포 필라멘트의 시쓰형을 이루고 있는 저융점 중합체가 열적으로 셋팅(setting) 되어 저융점 중합체의 고유의 물성인 부드러운 촉감은 유지하면서 기계적 물성이 우수한 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포를 얻을 수 있다. 이때의 열풍의 온도는 70℃ 내지 120℃가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 80℃ 내지 110℃ 이다. 80℃ 이하에서는 멜트블로운 층과 스펀본드 부직포 필라멘트의 저융점 중합체의 열적 셋팅 효과가 없어 신도의 증가가 억제되는 효과가 미미하고, 110℃ 이상에서는 소프트한 촉감을 훼손할 수 있어 바람직하지 않다.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위를 이들 실시예에 한정하기 위한 것이 아님은 물론이다.

이하의 각 실시예 및 비교예에 의거하여 제조된 스펀본드 장섬유 부직포에 대한 각종 특성치의 측정 및 평가는 다음과 같이 측정 및 평가하여 그 결과를 다음 표 1에 나타냈다.

(1) 인장 강신도: 인스트론(instron)사의 인장 강신도 측정 설비를 사용하여 EDANA 20.2-89법에 의하여 시험편 사이즈(size)를 5cm(폭)×20cm(장)으로 하여 인장속도가 500 m/min의 조건으로 측정하였다.

(2) 내수압: FX-3000 시험기를 이용하여 DIN53,886 방법으로 부직포를 대상으로 내수압(Hydrostatic Head)을 측정하였다.

(3) 강연도: BENDING LENGTH 측정기를 이용하여 WSP90.5 Nonwovens bending length 방법으로 강연도를 측정하였다.

실시예 1

이성분(Bicomponent) 시스템 설비를 이용하여, 압출기 조건은 외벽 둘레 150 mm, L/D 30이고, 노즐 조건은 0.6 mm, L/D 4, 단위 미터당 5000홀을 가진 이성분 방적라인이다. 사용된 컨베이어 벨트는 통기도 단위 8910㎥/㎡/Hr (100 Pa) 갖는 COFPA 사 Suprastat 4000로 섬유 시트와 벨트 상의 분리를 용이하게 하기 위해 사용하였다.

고융점 중합체로는 230℃에서 용융지수(MI)가　약　45g/10분인 폴리프로필렌 수지를 용융하고 저융점 중합체로는 190℃에서 용융지수(MI) 약 30g/10분이고 밀도가 0.9515 내지 0.9565인　고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 사용하여 심초형 복합 용융 방사를 실시하여, 초부가 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이고, 심부가 폴리프로필렌 수지인 초부와 심부의 중량비가 50/50인 스펀본드 부직포를 최외층으로 하고 멜트블로운 부직포의 중량을 0.8g/㎡으로 하는 스펀본드/멜트블로운/멜트블로운/스펀본드층으로 컨베이어 벨트상에 적층시킨 후 시트 분리를 위해 사용된 직사각형의 에어 분사 장치의 에어 방출 속도는 약 20m/s로 유지하였다. 칼렌더 롤로 열압착 후 온도가 100℃이며 60% 열풍 흡인식 드럼 방식으로 열처리하여 중량이 15g/㎡인 부직포를 얻었다.

실시예 2

실시예 1과 비교시 초부/심부 원료 비율은 30/70으로 하였고, 이 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 부직포를 제작하였다.

실시예 3

실시예 1과 비교시 멜트블로운 부직포의 중량만을 1.5g/㎡으로 하였고, 이 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 전체 중량 15g/㎡인 부직포를 제조하였다.

실시예 4

실시예 1과 비교시 멜트블로운 부직포의 중량만을 1.5g/㎡으로 하였고, 이 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 전체 중량 12g/㎡인 부직포를 제조하였다.

비교예 1

실시예 1과 비교시 멜트블로운 부직포의 중량만을 0.0g/㎡으로 하였고, 이 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 전체 중량 15g/㎡인 부직포를 제조하였다.

비교예 2

실시예 1과 비교시 멜트블로운 부직포의 중량만을 3.5g/㎡으로 하였고, 이 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 전체 중량 15g/㎡인 부직포를 제조하였다.

비교예 3

시트를 분리하기 위한 에어 분사장치의 에어 방출 속도만 5m/s 미만으로 유지하게 설정하였고, 그 외에는 실시예 4과 같은 방법으로 부직포를 제작하였다.

비교예 4

열풍 흡인식 드럼 방식으로 열처리를 하지 않았고, 그 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 부직포를 제작하였다.

1, 2 --- 압출기
3 --- 스핀빔
4 --- 방사노즐
5 --- 냉각챔버
B-1 --- 컨베이어 벨트
B-2 --- 적층 부직포
B-3 --- 에어 분사 장치

Claims

스펀본드 부직포를 최외층으로 하고 내층은 1층의 멜트블로운 부직포층을 갖고 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스펀본드 부직포층 및 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층하거나 멜트블로운 층이 적층되지 않을 수도 있는 스펀본드 다층 부직포의 제조방법에 있어서,
상기 제조방법은 코어부를 쉬쓰부가 길이방향으로 둘러싸도록 하기 위해 스핀 빔과 방사 노즐 사이에 분배판을 게재시켜 코어(Core)부에 고융점 중합체 또는 프로필렌 중합체를, 쉬쓰(Sheath)부에 저융점 중합체 또는 에틸렌계 중합체를 각각의 노즐 홀 쪽으로 유도하여 방사함으로써 심초형 복합 장섬유를 제조하고 방사된 복합 장섬유를 섬유 웹과 벨트의 분리가 용이한 다공질의 연속 벨트 상에 적층시켜 복합 장섬유의 웹(web)을 형성하여 상기 섬유 웹과 벨트의 분리를 용이하게 하는 에어 분사 장치와 이 복합 장섬유 웹을 부분적으로 열·압착하여 엠보싱 결합으로 고정시킨 시트형태를 흡인식 드럼으로　열처리 와인딩을 하여 제조하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 개선된 특성을 갖는 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포의 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 흡인식 드럼으로　열처리하는 공정에서의 열처리 온도는 80 내지 110℃임을 특징으로 하는 개선된 특성을 갖는 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포의 제조 방법.
제 1항에 있어서, 적층된 섬유 웹과 벨트의 분리를 용이하게 하는 에어 분사 장치의 에어분사 속도는 15 내지 25 m/s 적정 에어 속도임을 특징으로 하는 개선된 특성을 갖는 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포의 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 최외층의 스펀본드　장섬유 부직포층을 구성하는 고융점 중합체로는 230℃에서 용융지수(MI)가　30　내지 60g/10분인 폴리프로필렌 수지를 용융하고 저융점 중합체로는 190℃에서 용융지수(MI) 25　내지 35g/10분이고 밀도가 0.9515 내지 0.9565인을 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 사용하는 것임을 특징으로 하는 개선된 특성을 갖는 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포의 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 심초(Sheath-Core)형 스펀본드　장섬유 부직포층은 초부가 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이고 심부가 폴리프로필렌 수지로 이들 심부와 초부의 중량비가 50 내지 50에서 70 내지 30이 되도록 복합 용융 방사하여 제조되는 복합 필라멘트로 이루어진 것임을 특징으로 하는 개선된 특성을 갖는 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포의 제조 방법.
청구항 1 내지 5 중의 어느 한 항에 따라 제조된 것임을 특징으로 하는 개선된 특성을 갖는 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포.
제 6항에 있어서,　상기　스펀본드 부직포층 사이의 멜트블로운부직포층을 형성하는 부직포의 중량은 0.5 내지 2.0gsm/㎡임을 특징으로 하는 개선된 특성을 갖는 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포.
일회용 기저귀, 생리대의 사이드 게더(side gather), 백 시트(back sheet) 및 친수가공된 탑 시트(top sheet)와 같은 용도로 사용되는 것임을 특징으로 청구항 6의 개선된 특성을 갖는 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포.