KR20140132832A - 부직포의 제조방법 - Google Patents

Abstract

부직포의 제조방법 및 이에 따른 부직포가 개시된다. 본 발명에 따른 부직포의 제조는, 레이온 원사 30~70wt%와 종이 슬러리 70~30wt%를 혼합하여 섬유 웨브를 형성하고, 섬유 웨브를 이송시키면서 워터 젯 처리하여 섬유 시트를 형성한 후 처리된 섬유 시트를 건조시키는 공정을 포함하여 이루어진다.
이에 따르면, 수분을 함유한 습한 상태에서도 사용 중에 충분한 강도를 유지할 수 있고, 사용 후에 다량의 물에 담그면 용이하게 분해될 수 있어 변기에 버려도 좋은 효과가 있다.
또한, 부피감이 있기 때문에 인체의 피부 또는 물건의 외면에 묻은 이물질을 닦아내도 좋다.

Description

부직포의 제조방법 및 이에 따른 부직포{Method and Product of non-woven fabric}

본 발명은 부직포의 제조방법 및 이에 따른 부직포에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수분해성 및 습윤 강도가 우수하고 부피감이 있는 부직포의 제조방법 및 이에 따른 부직포에 관한 것이다.

일반적으로 피부를 닦는 청정 작업 또는 화장실 주변의 청소 작업에는 청정용 섬유 시트가 사용된다.

이 섬유 시트로는, 사용 후 화장실에 그대로 흘려 버릴 수 있도록 수분해성인 것이 바람직하게 사용된다. 그러나, 화장실 등에 흘려버릴 경우, 수분해성이 좋은 것이 아니면 정화조에서 분산되는데 시간이 걸리거나, 화장실 등의 배수구가 막히게 될 위험성이 있다.

또한, 청소 작업과 닦음 작업에 사용되는 1회용의 청정용 섬유 시트는 간편성이나 작업 효과를 위해 청정액 등에 미리 적신 상태로 포장하여 판매하는 일이 많다.

그러나, 이들 섬유 시트는 청정 약액 등이 함침된 상태에서 닦음 작업을 견딜만큼의 충분한 강도를 필요로 하면서, 또한 화장실에 흘려 버려졌을 때에는 수분해될 필요가 있다.

일본 특허공개공보 평9-228214호에는, 고압수 제트류 처리를 통해 섬유 길이 4∼20mm의 섬유와 펄프를 혼합한 후에 교락하여 제조할 수 있는 수붕괴성 부직포가 개시되어 있다.

이것은 부직포이기 때문에, 수분해지를 기본 재료로 한 것에 비해 부피감을 내는 것이 가능하다. 그러나, 이 부직포는 고압수 제트 처리에 의해 섬유가 손상되는 문제점이 있었다.

또한 수세식 화장실에 버렸을 때 부피，강도 및 수분해성이 서로 균형을 이루기가 어려워 분해 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 수분해성이 좋고, 그러면서도 사용시 습윤 강도가 높고, 부피감이 있으며 부드러운 수분해성 부직포의 제조방법 및 이에 따른 부직포를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 레이온 원사 30~70wt%와 종이 슬러리 70~30wt%를 혼합하여 섬유 웨브를 제조하는 1단계; 상기 1단계의 섬유 웨브를 이송시키면서 워터 젯 처리하여 섬유 시트를 형성하는 2단계; 상기 2단계에서 처리된 섬유 시트를 건조시키는 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포의 제조방법에 의해 달성될 수 있다.

상기 레이온 원사는 0.8~1.5 데니어이고, 상기 종이 슬러리는 0.2~0.6 데니어인 것을 특징으로 한다.

상기 레이온 원사 길이는 6~14mm인 것을 특징으로 한다.

상기 워터 젯 처리 횟수는 5~6회인 것을 특징으로 한다.

상기 섬유 시트는 평량 50~65g/㎡이고, 두께는 0.4~0.7mm인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 수분을 함유한 습한 상태에서도 사용 중에 충분한 강도를 유지할 수 있고, 사용 후에 다량의 물에 담그면 용이하게 분해될 수 있어 변기에 버려도 좋은 효과가 있다.

또한, 부피감이 있기 때문에 인체의 피부 또는 물건의 외면에 묻은 이물질을 닦아내도 좋다.

도 1은 본 발명에 따른 부직포의 제조에 대한 공정 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 부직포의 제조에 대한 공정 흐름도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부직포의 제조방법은, 레이온 원사 30~70wt%와 종이 슬러리 70~30wt%를 혼합하여 섬유 웨브를 제조하는 1단계(S1); 상기 1단계(S1)의 섬유 웨브를 이송시키면서 워터 젯 처리하여 섬유 시트를 형성하는 2단계(S2); 상기 2단계(S2)에서 처리된 섬유 시트를 건조시키는 3단계(S3);를 포함하여 구성된다.

본 발명에 사용되는 섬유로는, 화학 섬유 또는 천연 섬유 중 어느 하나 또는 이들 섬유를 모두 사용할 수 있다. 화학 섬유로는 재생 섬유인 레이온이나 아세테이트, 합성 섬유인 폴리프로필렌 등이고, 천연 섬유로는 침엽수 펄프나 활엽수 펄프 등의 목재 펄프, 마닐라삼, 린다 펄프, 대나무 펄프, 케나프 등을 들 수 있다. 또한, 이들을 주체 성분으로 하여, 여기에 목면 등의 천연 섬유, 폴리프로필렌, 폴리비닐알콜, 폴리에스테르 또는 폴리아크릴니트릴, 나일론 등의 합성 섬유, 폴리에틸렌 등으로 이루어진 합성 펄프 및 유리 울 등의 무기 섬유 등을 함유시켜도 좋다.

이들 섬유 중에서도 천연 섬유나 재생 섬유인 레이온이 바람직하다. 레이온은 수분산성이 좋고, 또한 생분해성도 있다.

상기 레이온 원사 길이는 6~14mm인 것이 바람직하다. 레이온 원사의 길이가 6~14mm를 벗어나는 경우에는 섬유 웨브에 워터 젯 처리를 시행했을 때, 섬유가 많이 교락되지는 않으면서 교락되지 않은 섬유 부분이 넓어지기 때문에 섬유가 적당한 정도로 말려 넣어지기 때문에 수분해성이 좋아진다. 섬유 길이의 하한은 특별히 규정되지 않지만, 섬유 시트를 형성할 수 있는 것이면, 섬유 길이가 더욱 짧아도 무관하다.

상기 레이온 원사는 0.8~1.5 데니어이고, 상기 종이 슬러리는 0.2~0.6 데이어가 바람직하다.

종이 슬러리는 펄프 셀룰로오스가 함유된 것으로, 물을 흡수했을 때 부피가 팽창되는 작용을 하게 된다.

상기 섬유 웨브는 평량 50~65g/㎡이고, 두께는 0.4~0.7mm인 것이 바람직하다.

평량이 상기 하한보다 작은 경우에는, 부직포를 닦음 작업용 시트로 사용하는데 필요한 강도를 얻을 수 없다. 평량이 상기 상한보다 큰 경우에는, 부직포로서의 유연성이 결여된다.

또한, 수중에서 섬유가 분산되기 어려워져 수분해성이 저하된다.

따라서 시트의 강도, 오염물 닦음 효과 및 닿았을 때의 감촉인 부드러움이 좋다는 점에서 섬유의 평량을 50~65 g/㎡로 하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 따른 부직포는 습식법에 의해 섬유 웨브로 형성된 후, 섬유 웨브에 워터 젯 처리를 하여 섬유 시트가 형성된다.

여기서 섬유 웨브란 섬유의 방향이 어느 정도 갖춰진 시트 형 섬유 덩어리를 말한다.

이 워터 젯 처리에는, 일반적으로 사용되고 있는 고압수 제트류 처리 장치가 사용된다.

워터 젯 처리란 연속적으로 이동하고 있는 컨베이어 벨트 위에 섬유 웨브를 얹어 놓고, 그 섬유 웨브의 표면에서 이면으로 통과하도록 고압수 제트류를 분사하는 공정이다.

워터 젯 처리시에는, 섬유 웨브의 평량, 분사 노즐의 구멍 지름, 분사 노즐의 구멍 수, 섬유 웨브를 처리할 때의 통과 속도(처리 속도) 등의 작업량에 의해 얻어지는 부직포의 성질이 변한다.

작업량이 상한보다 크면, 섬유가 지나치게 얽혀 수분해성이 떨어지거나, 또한 섬유 웨브가 찢어질 가능성이 있다.

또한 작업량이 하한보다 작은 경우에는 부피감이 떨어진다. 이 워터 젯 처리는 섬유 웨브의 한 면 또는 양면 모두에 실시할 수 있다.

상기 워터 젯 처리는 여러 번 수행되는데 바람직하게는 5~6회가 적정하다.

상기 워터 젯 처리 후에 섬유 시트를 건조시킨다.

상기의 공정을 통해 제조된 부직포에 대한 물성 실험을 실시하여 그 결과를 [표 1]에 제시하였다.

이상과 같이 하여 얻어진 섬유 시트는, 물을 함유한 상태인 습윤시 파단 강도가 섬유 시트의 세로 방향(MD)과 가로방향(CD) 모두 100gf/25mm 미만인 것이 바람직하다.

단지, 이 섬유 시트의 습윤 강도는 바인더를 포함했을 때의 값이다. 습윤시 파단 강도(이하, 습윤 강도라 칭함)는, 폭 25mm 및 길이 150mm로 재단한 섬유 시트에 그 중량의 2.5배의 수분을 함침시킨 후, 텐실론 시험기를 사용하여 척 간격 100mm 및 인장 속도 100mm/분에서 측정하였을 때의 파단시 인장력(gf)이다. 이것은 어디까지나 이 측정 방법에 의한 기준으로서, 이 습윤 강도와 실질적으로 같은 강도를 갖는 것이면 좋다.

또한, 이상과 같이 하여 얻어진 섬유 시트는 수분해성이 100초 이하인 것이 바람직하다. 단, 이때의 수분해성도 섬유 시트가 바인더를 함유하지 않은 상태에서 측정한 값이다. 이때의 수분해성은, JIS P4501 화장실용 휴지 분해 용이도 시험에 준하여 측정한 수분해성이다.

분해 용이도 시험의 개요를 설명하면, 수분해성 부직포를 세로 10cm와 가로 10cm로 절단하여, 이온 교환수 300㎖가 수용된 300㎖ 들이 비커에 투입한 후, 회전자를 사용하여 교반한다. 회전수는 600rpm이다.

이때의 수분해성 부직포의 분산 상태를 경시적으로 육안 관찰하여, 수분해성 부직포가 가늘게 분산될 때까지의 시간을 측정하였다.

이것은 어디까지나 이 측정 방법에 의한 기준으로서, 이 수분해성과 실질적으로 동일한 수분해성을 갖는 것이면 좋다. 또한, 수분해성이 100초를 초과해도 120초 정도면, 사용 방법에 따라서는 지장이 없다.

또한, 바인더를 함유하였을 때의 수분해성 부직포의 수분해성은 120초 이하인 것이 바람직하다.

또한, 이상과 같이 하여 얻어진 섬유 시트의 섬유 밀도는 0.3g/㎤ 이하 인 것이 바람직하다. 또한, 하한은 0.05g/㎤ 이다.

섬유 웨브에 워터 젯 처리를 실시하여, 도 1에 도시된 바와 같이 섬유 밀도가 낮은 영역(3)과 섬유가 밀집된 고밀도 영역(4)이 형성되면, 전체적으로 섬유 밀도가 낮아져 직물에 가까운 부드러움을 얻을 수 있다.

이상의 습윤 강도 및 수분해성을 가진 물에 의한 분해성이 좋은 섬유 시트에 바인더를 함유시키면, 사용시 강도가 높은 본 발명의 수분해성 부직포를 얻을 수 있다.

섬유와 섬유를 접합시키는 수용성 또는 수팽윤성 바인더로는, 카르복시메틸셀룰로스, 알킬셀룰로스, 폴리비닐알콜, 변성폴리비닐알콜로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 수용성 화합물이 바람직하다. 이 바인더를 섬유 시트에 함유시키면 습윤 강도를 높일 수 있다. 또한, 바인더는 수용성 또는 수팽윤성이기 때문에, 다량의 물에 접촉하면 용해또는 분산된다. 이때 섬유 시트는 수분해성이 우수한 것이기 때문에, 수중에서 단시간에 분해시킬 수 있다.

따라서, 카르복시메틸셀룰로스는 수용성 또는 수팽윤성인 것을 사용할 수 있다. 또한, 알킬셀룰로스는, 셀룰로스의 글루코스 고리 단위 중의 수산기가 알킬기로 치환된 화합물이다. 알킬 셀룰로스로는, 예컨대 메틸셀룰로스, 에틸셀룰로스, 벤질셀룰로스 등을 들 수 있다. 그중에서도 수분해성 및 강도 면에서 볼때 메틸셀룰로스가 특히 바람직하다. 또한, 변성 폴리비닐알콜은 설폰산기 또는 카르복실기를 소정량 함유하는 비닐알콜계 중합체이다.

바인더를 섬유 시트에 함유시키는 방법으로는, 수용성 바인더인 경우, 예컨대 실크 스크린 등을 이용하여 도공하는 방법을 들 수 있다. 또한, 예컨대, 바인더가 수팽윤성 카르복시셀룰로스 등의 수팽윤성 바인더인 경우에는, 섬유 웨브를 제조할때 바인더를 혼초(混抄)하여 섬유 시트에 함유시킬 수 있다.

이 바인더의 양(도공량)은, 섬유의 중량을 100g으로 했을 때 0.5∼30g인 것이 바람직하다. 도공량이 상기 하한보다 적으면 섬유 시트의 습윤 강도가 낮아진다. 또한, 양이 상기 상한보다 많으면, 부직포가 딱딱해져 부드러움이 저하되기 때문에 사용감이 나빠진다. 게다가 수분해성도 저하되어 버린다.

이상과 같이 바인더를 함유한 수분해성 부직포의 습윤 강도는 MD와 CD 모두 250gf/25mm 이상인 것이 바람직하다. 단, 습윤 강도가 이러한 목표치보다 낮은 경우에는, 전해질을 더 함유시켜서 부직포의 습윤 강도를 높일 수도 있다.

전해질로는, 무기염과 유기염 중 하나 또는 이들 모두를 사용할 수 있다. 무기염으로는 황산나트륨, 황산칼륨, 황산아연, 초산아연, 명반, 염화나트륨, 황산알루미늄, 황산마그네슘, 염화칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산암모늄 등을 들 수있다. 또한, 유기염으로는 피롤리돈카르복실산나트륨, 구연산나트륨, 구연산칼륨, 주석산나트륨, 주석산칼륨, 젖산나트륨, 호박산나트륨, 판토텐산칼슘, 젖산칼슘, 라우릴황산나트륨 등을 들 수 있다. 바인더로서 카르복시메틸셀룰로스를 사용하는 경우에는, 수분해성 부직포의 강도를 높이기 위해 2가 염을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 바인더로서 알킬셀룰로스를 사용하는 경우에는 1가 염이 바람직하다. 또한, 바인더로서 폴리비닐알콜이나 변성 폴리비닐알콜을 사용하는 경우에는 1가 염을 사용하는 것이 바람직하다.

전해질을 수분해성 부직포에 함유시키기 위해서는, 전해질을 물에 용해시킨 후, 그 수용액을 섬유 시트에 함침시킬 수 있다. 따라서, 전해질은 수용성인 것이 바람직하다. 이 경우, 수분해성 부직포에 함침시킬 수용액 중의 전해질 농도는 0.5∼10 중량%가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1.0∼5.0 중량%이다. 이 전해질을 용해시킨 수용액은, 수분해성 부직포 100g에 대하여 200∼250g으로 함침시키는 것이 바람직하다.

전해질 함량이 많으면 많을수록 수분해성 부직포의 강도가 높아진다. 단, 전해질로서 황산나트륨을 사용하면서 이 수분해성 부직포를 사람의 피부 등에 사용하는 경우에는, 피부에 자극을 주지 않도록 황산나트륨의 함량이 소량인 것이 바람직하다. 수분해성 부직포에 수용액을 함침시키는 방법으로는 침지법과 분무법이 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 부직포에 바인더 및 전해질을 함유시키면, 습윤 강도(MD 또는 CD)가 250gf/25mm인 수분해성 부직포가 얻어진다.

또한, 얻어지는 수분해성 부직포의 수분해성은 120초 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 100초 이하이다.

이상과 같이 하여 얻어진 부직포는, 어느 정도, 예컨대 섬유 중량의 2∼2.5 배 정도의 수분을 함유한 상태에서도 닦음 작업을 견딜 수 있을 정도의 습윤 강도를 갖는다. 따라서, 얻어진 수분해성 부직포는, 아기의 엉덩이 닦기 등 신체의 청정 및 청소 등의 닦음 작업에 사용되는 청정용 물품으로서 필요한 강도 및 수분해성을 갖게 된다.

이 청정용 물품은 청정용 약액을 함침시키더라도, 그 청정용 약액에 의해 습윤 강도가 저하되거나, 형태가 붕괴되는 일이 없다. 또한, 청정용 물품은 그 사용 후, 화장실 등에 흘려 버려져 다량의 물과 접촉하였을 때에는 용이하게 분산된다.

본 발명의 부직포를 사용한 청정용 물품에는, 닦음 작업에서 오염물 제거 효과나 보습제로서의 효과를 갖는 유기용제를 함유시켜도 좋다. 그중에서도 글리세린 등의 다가 알콜이 바람직하다. 수분해성 부직포의 강도가 높아지기 때문이다.

그밖에 바인더로서 알킬셀룰로스를 사용하는 경우에는, 수분해성 부직포의 강도를 높이기 위해서 이하의 화합물을 함유시킬 수도 있다. 예컨대, (메타)아크릴산말레인산계 수지, (메타)아크릴산푸마르산계 수지 등의 산무수물인 중합성 화합물과, 이들과 공중합 가능한 화합물과의 공중합체를 들 수 있다. 이 공중합체는 수산화 나트륨 등을 작용시켜 비누화하여, 부분적으로 카르복실산의 나트륨염으로 변성된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 트리메틸글리신등의 아미노산 유도체를 함유시킨 것도 바람직하다.

또한, 본 발명의 부직포를 사용한 청정 물품에는, 본 발명의 효과를 방해하지 않은 범위에서 기타 물질을 함유시킬 수 있다. 예컨대, 계면활성제, 살균제, 보존제, 탈취제, 보습제, 알콜 등을 함유시킬 수 있다.

본 발명의 부직포는 수분을 함유시킨 상태로 보관할 수 있다. 이러한 상태에서도 수분해성 부직포의 수분해성 및 습윤 강도 등의 성질의 변화는 적다.

본 발명의 부직포는 엉덩이 닦기 등의 인체 피부에 사용하는 웨트 티슈로서, 또한 화장실 주위의 청소용 등으로 사용될 수 있다. 본 발명의 부직포를 청정액 등으로 미리 적신 제품으로서 포장하는 경우에는, 섬유 시트가 건조되지 않도록 밀봉 포장하여 판매한다.

또는, 본 발명의 부직포는 건조 상태로 판매해도 좋다. 예컨대, 섬유 시트에 바인더를 함유시켜 건조시킨 수분해성 부직포를, 사용시 물이나 전해질 등을 용해시킨 약액에 함침시켜 사용해도 좋다. 또한, 섬유 시트에 바인더를 함유시켜, 전해질 등을 용해시킨 수용액에 함침시킨 후 건조시킨 수분해성 부직포를, 사용시 물이나 약액에 함침시켜 사용해도 좋다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

S1 : 1단계 S2 : 2단계
S3 : 3단계

Claims (6)

1. 레이온 원사 30~70wt%와 종이 슬러리 70~30wt%를 혼합하여 섬유 웨브를 제조하는 1단계;
   상기 1단계의 섬유 웨브를 이송시키면서 워터 젯 처리하여 섬유 시트를 형성하는 2단계;
   상기 2단계에서 처리된 섬유 시트를 건조시키는 3단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 레이온 원사는 0.8~1.5 데니어이고, 상기 종이 슬러리는 0.2~0.6 데니어인 것을 특징으로 하는 부직포의 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 레이온 원사 길이는 6~14mm인 것을 특징으로 하는 부직포의 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 워터 젯 처리 횟수는 5~6회인 것을 특징으로 하는 부직포의 제조방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 섬유 웨브는 평량 50~65g/㎡이고, 두께는 0.4~0.7mm인 것을 특징으로 하는 부직포의 제조방법.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 부직포.

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