KR20210036467A - 부직포형 펄프리스 흡수코어 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 부직포형 펄프리스 흡수코어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부직포형 펄프리스 흡수코어 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 부직포형 펄프리스 흡수코어에 관한 것이다.
종래의 흡수코어는 펄프를 포함하여, 두께가 두꺼워지면서, 흡수코어가 포함된 제품을 착용할 때 착용자의 활동성을 저하시키는 단점을 가진다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하는 것으로서, 부직포에 직접 흡수성 폴리머를 공급한 후, 접어 합지하는 방법을 사용하여, 라인의 변경없이 보다 신속한 공정을 통해 얇은 흡수코어를 구현할 수 있는 장점을 가진다.

Description

부직포형 펄프리스 흡수코어 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 부직포형 펄프리스 흡수코어 {Method for manufacturing pulpless fabric absorbent core and the pulpless fabric absorbent by producing thereof}

본 발명은 부직포형 펄프리스 흡수코어 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 부직포형 펄프리스 흡수코어에 관한 것이다.

흡수 기능을 주요 기능으로 하는 섬유, 화이버(fiber), 패드 및 천 등(이하, 이들을 통틀어 흡수코어라 함)은 여러 제품에서 활용된다. 즉, 생리대나 기저귀 등에서 사용될 수 있다.

그중에서도 종래의 일회용 기저귀에 적용된 흡수코어에 대해 살펴보면, 종래의 흡수코어는 주로 셀룰로우즈계(cellulose) 펄프와 그래뉼(granular, 알갱이) 형상의 고흡수성 폴리머(Super Absorbent Polymer)로 이루어져 있으며, 그 섬유의 조직 배열 방향은 수평 상태로 되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 흡수코어를 일회용 기저귀나 생리대에 적용했을 경우, 셀룰로오스계 펄프가 흡수층의 주 성분인데, 펄프는 Wood pulp, 나무에서 생산된다. 기저귀/생리대 생산이 늘수록 산림훼손이 심각해지며 개선책으로 펄프가 사용되지 않은 흡수코어 개발이 진행 중이다. 특히, 흡수코어에 펄프가 포함될 경우 펄프에 의해 전체적인 두께가 두꺼워지면서 활동성에 영향을 미치는 단점이 있다(국내공개특허 제2016-0022804호).

이로인해 Pulpless core 개발이 활성화 되고 구조가 다양해진다. 이 펄프리스 코어 혹은 콤플랙스 코어(Complex core)는 샌드위치 구조로 에어레이드 부직포가 아래위로 사용되는데 그 에어레이드도 펄프로 제조되어 궁극적인 Pulpless가 아니다. 또한, 종래의 펄프리스코어가 적용된 제품은 모두 여러 층의 부직포를 사용하여, 역시 두께가 두꺼워지며, 공정 마무리 단계에서 와인딩 방법이 제한되어 공정 시간 및 공정에 소모되는 비용을 증가시키는 문제점을 보인다.

본 발명은 상기한 종래 기술상의 문제를 극복하기 위하여 발명된 것으로, 종래 펄프가 포함된 흡수코어의 단점을 극복하여, 펄프가 사용되지 않은 부직포형 펄프리스 흡수코어의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 부직포형 펄프리스 흡수코어를 제공하는 것에 그 목적이 있다. 흡수성 수지의 흡수능이 저해되지 않으면서 외력에 의해 형태의 흐트러짐이 없는 일회용 기저귀의 초박형 흡수코어를 제공한다.

그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이에 본 발명은 부피가 크지 않으면서도 핏감이 우수하고, 얇은 흡수층을 가지는 기저귀에 사용될 수 있는 흡수 코어의 제조방법을 제공하고자 예의 연구하였고, 그 결과 상기와 같은 특성을 만족하는 흡수코어를 제조하게 되었다. 따라서 본 발명은 하기 단계를 포함하는 부직포형 펄프리스 흡수코어의 제조방법을 제공한다:

부직포의 일측면에 흡수성 폴리머를 공급하는 단계(S1);

상기 S1 단계의 부직포를 엠보싱 공정 또는 초음파 공정을 통해 접어 합지하는 단계(S2); 및

상기 S2 단계에서 합지된 부직포를 와인딩하는 단계(S3).

본 발명의 일구현예로, 상기 부직포는 에어스루 부직포인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구현예로, 상기 부직포는 20 ~ 100gsm의 평량을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 구현예로, 상기 흡수성 폴리머는 펄프리스 흡수코어 전체 100 중량%에 대하여 10 내지 80 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 구현예로, 상기 흡수성 폴리머는 아크릴산 중합체, 나트륨염 및 이의 혼합물로부터 선택되는 1종이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 구현예로, 상기 와인딩은 스풀 타입 와인더로 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 제조방법에 의해 제조된 부직포형 펄프리스 흡수코어를 제공한다.

아울러, 본 발명은 상기 흡수코어를 포함하는 기저귀를 제공한다.

본 발명에 의하면, 펄프를 사용하지 않고 흡수코어를 제조하여, 최종 흡수제품을 얇게 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 부직포의 합지가 아닌, 흡수성 폴리머를 감싸는(wrap) 방식으로 제조되어, 합지를 위해 추가적인 공정이 필요했던 문제점을 극복할 수 있다.

도 1은 본 발명의 흡수코어를 제조하기 위한 공정을 모식화하여 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에서 흡수성 폴리머를 공급하는 공정을 모식화하여 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에서 흡수성 폴리머를 공급한 후 흡수성 폴리머를 공급하고, 바인등하는 공정을 모식화하여 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 제조방법에서 흡수성 폴리머가 공급된 후, 부직포를 접어 합지되는 공정을 나타낸 것이다.
도 5는 부직포를 와인딩하는 공정으로, 쿠키 타입 와인딩 공정, 스풀 타입 와인딩 공정 및 페스투닝 타입 와인딩 공정을 설명한 도면이다.
도 6은 각각 쿠키 타입 와인딩 공정 및 스풀 타입 와인딩 공정에 의해 와인딩된 결과물을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서 흡수 코어를 제조한 공정을 모식화하여 나타낸 것이다.

종래의 흡수코어는 펄프를 사용하여, 두께가 두꺼워지는 단점을 보였다. 이에 본 발명자들은 얇은 흡수 코어를 개발하기 위해 예의 연구한 결과, 부직포에 흡수성 폴리머를 공급(feeding)한 후, 엠보싱 공정 또는 초음파 공정으로 접어(wrap) 합지(bonding)하고, 와인딩하여 반제품 형태로 완성할 경우, 얇은 두께를 구현할 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

즉 본 발명의 목적은 하기 단계를 포함하는 부직포형 펄프리스 흡수코어 제조방법을 제공하는 것에 있다:

부직포의 일측면에 흡수성 폴리머를 공급하는 단계(S1);

상기 S1 단계의 부직포를 엠보싱 공정 또는 초음파 공정을 통해 접어 합지하는 단계(S2); 및

상기 S2 단계에서 합지된 부직포를 와인딩하는 단계(S3).

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 부직포형 펄프리스 흡수코어를 제공할 수 있고, 상기 흡수코어를 포함하는 기저귀를 제공할 수 있다.

종래에 출시되고 있는 얇은 기저귀(펄프리스 코어, 콤플렉스 코어 라 불림)는 여러층의 부직포를 접착제(핫멜트)를 통해 본딩하여 제조된다. 상기 기저귀는 얇아졌다고 하지만 두께감이 여전히 있고, 일반 펄프 사용 기저귀 보다 비싸며, 사용시 흡수성 폴리머 누출 문제가 발생하였다.

따라서 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 부직포를 절단(slitting)한 후, 부직포의 일측면에 흡수성 폴리머(SAP)를 공급하고, 상기 부직포를 합지하는 방식을 채용하여, SAP가 누출되지 않으면서도 얇은 두께를 유지할 수 있도록 하는 흡수 코어를 제조한 것이다.

본 발명에서 부직포는 에어스루 부직포를 사용하는 것으로 20 ~ 100gsm의 평량을 가져, 가벼운 부직포를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 흡수성 폴리머는 펄프리스 흡수코어 전체 100 중량%에 대하여 10 내지 80 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 것으로, 상기 흡수성 폴리머는 아크릴산 중합체, 나트륨염 및 이의 혼합물로부터 선택되는 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 와인딩은 스풀 타입 와인더로 수행되는 것이 바람직하다. 상기와 같이 스풀 타입 와인더로 수행할 경우, 기존의 쿠키타입 와인더와 비교하여, 롤 길이가 길어져 완제품 생산 작업자의 자재 교체 시간이 줄어들며, 교체 로스가 줄어들고 연속 생산 시간이 길어져 생산 효율이 높아지는 장점을 가진다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 실험예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예 및 실험예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예 및 실험예에 한정되는 것으로 해석 되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예 및 실험예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

[실시예]

실시예 1. 부직포의 제조

본 발명의 부직포 재료는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌(PE/PP) 편심 원료를 이용했다. 섬유 직경은 5de이며, 기본중량이 50gsm인 부직포를 수득했다.

웹의 형성은 카딩법에 의해 섬유 뭉치를 한 방향으로 빗질하여 얇은 시트상의 웹을 형성하는 방법을 이용하였다. 이는 간격이 촘촘한 침포를 장착한 회전 실린더를 이용한 기계를 사용하여 수행하였다. 이후 에어스루를 이용하여 웹 결합을 수행하였다.

실시예 2. 흡수성 폴리머 공급

도 2에 나타낸 것과 같이, 공급 장치는 공급 통에서 필요폭의 일정량을 공급하는 장치로 SAP(흡수 폴리머)은 부직포가 풀어지고 부직포 중앙, 고객이 필요로 하는 폭의 중앙 부위에, 기저귀 업체에서 요청하는 중량을 공급한다. 공급량은 100~500gsm 정도 사용하며, SAP의 종류(능력)에따라 공급량은 달라진다.

최종 생산 type을 spool type으로 하기 위해, 공급장치는 스플을 위한 잘려진 폭 마다 공급장치가 필요하였으므로, 도 3에 제시된 것과 같은 기계를 사용하여 수행하였다. 즉 도 3과 같이, 에어스루 부직포를 절단되어 일정한 폭을 가지도록 하는 나이프(knife)를 구비하고 있고, 그 위에 SAP를 공급하는 SAP 공급부를 구비한다. SAP가 공급된 후, 부직포의 양 옆이 접히도록(c-folding)하는 폴딩 가이드(Folding guide)를 가지고 있다. 접은 후에는 부직포가 본딩될 수 있도록 하는 캘린더(calender)를 구비하고 있다. 상기 캘린더를 통과한 부직포가 와인딩될 수 있도록 하는 스풀 타입 와인더가 구비되어 있다.

실시예 3. 합지 공정

SAP이 함유된 부직포는 폴딩 가이드에 의해 SAP이 뿌려진 폭으로 감싸든 접혀진다(C-folding). 도 4에 나타낸 것과 같이, SAP이 함유된 c-folding 된 전체면을 Calander로 열과 압력으로 눌려 본딩을 시키거나, Ultrasonic 본딩으로 결합하여 제조되었다. 이때 도 5에 나타낸것과 같이, 본딩 패턴pattern에 따라 SAP이 흡수해 팽창 할 공간을 가지며, 흡수후 팽윤된 SAP의 뭉침도 방지하며, 흡수전 powder의 움직임을 제한해 흡수층의 능력을 컨트롤한다.

실시예 4. 와인딩 공정

자르고 본딩이 된 Pulpless 부직포를 스풀로 감는 공정으로, 감기는 지관은 300mm ~ 900mm로 선택할 수 있으며(완제품 생산업체의 기계적인 사양 때문에 변경), 스풀 생산은 한번 작업시 10~16rolls이 양산되며, 감기는 지관이 동시에 좌/우 왔다갔다 이동하며, 실타래 감기듯 감기게 된다.

일반적인 와인딩 방법으로는 도 5 및 하기 표 1에 나타낸 것과 같이 Cookie type을 사용할 수 있고, Spool type 및 Festooning type을 사용할 수 있다.

90gsm airlaid(85mm)	Festoon	Spool	Common roll
OD or size of each bundle	930mm × 1,130mm ×1,000mm	3.14mm × 450mm ×800mm	OD 1000mm
Length of each roll or bundle	18,000m	5,000m	900m
Weight of each roll or bundle	140kg/bundle	40kg/roll	7kg/roll

도 6에서 확인할 수 있는 것과 같이, Cookie type을 사용할 경우 반제품에서 폭을 일정하게 slitting하여 제조할 수 있고, Spool type을 사용할 경우 반제품에서 slitting 폭이 좌우 이동하면서 실타래가 감기는 것처럼 와인딩되게 된다.

상기 표 1에는 패키지 형태에 따른 크기 및 길이를 비교하여 나타내었다. 본 발명에서는 도 7에 나타낸 것과 같이 스풀타입을 이용하였다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예 및 실험예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (8)

1. 하기 단계를 포함하는 부직포형 펄프리스 흡수코어의 제조방법:
   부직포의 일측면에 흡수성 폴리머를 공급하는 단계(S1);
   상기 S1 단계의 부직포를 엠보싱 공정 또는 초음파 공정을 통해 접어 합지하는 단계(S2); 및
   상기 S2 단계에서 합지된 부직포를 와인딩하는 단계(S3).
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 부직포는 에어스루 부직포인 것을 특징으로 하는, 부직포형 펄프리스 흡수코어의 제조방법.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 부직포는 20 ~ 100gsm의 평량을 갖는 것인, 부직포형 펄프리스 흡수코어의 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 흡수성 폴리머는 펄프리스 흡수코어 전체 100 중량%에 대하여 10 내지 80 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는, 부직포형 펄프리스 흡수코어의 제조방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 흡수성 폴리머는 아크릴산 중합체, 나트륨염 및 이의 혼합물로부터 선택되는 1종이상인 것을 특징으로 하는, 부직포형 펄프리스 흡수코어의 제조방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 와인딩은 스풀 타입 와인더로 수행되는 것을 특징으로 하는, 부직포형 펄프리스 흡수코어의 제조방법.
   
7. 제1항의 제조방법에 의해 제조된 부직포형 펄프리스 흡수코어.
   
8. 제7항의 흡수코어를 포함하는, 기저귀.

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