KR20230004180A - 신축성 부직포의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
신축성 부직포의 제조방법이 개시된다. 개시된 신축성 부직포의 제조방법은 폴리프로필렌 20~50중량부 및 신축원료 50~80중량부의 혼합물을 사용하여 스펀본드 부직포를 제조하는 단계(S10), 상기 스펀본드 부직포를 40~70%의 CD 방향 수축 가공율로 CD 방향으로 수축시키는 단계(S20), 상기 수축된 스펀본드 부직포의 표면에 탄성 코팅제를 코팅하는 단계(S30) 및 상기 코팅된 스펀본드 부직포를 건조시키는 단계(S40)를 포함한다.
Description
신축성 부직포의 제조방법이 개시된다. 보다 상세하게는, CD 방향 신축 회복성이 우수한 신축성 부직포의 제조방법이 개시된다.
대부분의 마스크는 착용을 위한 귀걸이 부분이 끈 형태의 이어밴드로 구성되어 있다.
일부 특화된 마스크에는 귀걸이 부분에 부직포 자재를 적용하고 있는데, 이 경우 일반 부직포와 탄성필름을 합지한 자재가 적용되는 것이 일반적이다. 그 이유는 끈 형태의 이어밴드는 장시간 착용시 통증을 유발하지만 이어밴드 부분에 부직포 자재가 적용되면 통증 유발이 없어 이를 바탕으로 판촉 활동을 전개할 수 있기 때문이다.
일반 부직포와 탄성필름을 합지하는 이유는 마스크 착용시에 귀걸이 부분이 신축성이 있어야 착용 후 피부에 밀착되어 마스크 역할을 수행할 수 있기 때문이다.
일반 부직포와 탄성필름을 합지한 자재를 순수 부직포로 대체하려면 탄성필름없이 신축 회복성을 가져야 하는데 일반 부직포는 신축 회복성이 없기 때문에 마스크의 귀걸이 부분에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 일 구현예는 CD 방향 신축 회복성이 우수한 신축성 부직포를 제조할 수 있는 신축성 부직포의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면은,
폴리프로필렌 20~50중량부 및 신축원료 50~80중량부의 혼합물을 사용하여 스펀본드 부직포를 제조하는 단계(S10);
상기 스펀본드 부직포를 40~70%의 CD 방향 수축 가공율로 CD 방향으로 수축시키는 단계(S20);
상기 수축된 스펀본드 부직포의 표면에 탄성 코팅제를 코팅하는 단계(S30); 및
상기 코팅된 스펀본드 부직포를 건조시키는 단계(S40)를 포함하는 신축성 부직포의 제조방법을 제공한다.
상기 신축원료는 0.860~0.870g/cm3의 밀도 및 10~15중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 포함할 수 있다.
상기 단계(S10)는 방사단계(S10-1), 웹형성단계(S10-2) 및 열접착단계(S10-3)를 이 순서대로 포함할 수 있다.
상기 신축성 부직포의 제조방법은 상기 방사단계(S10-1)에서 상기 혼합물에 상기 혼합물 100중량부에 대하여 유연제 3~5중량부를 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계(S10)에서 제조된 스펀본드 부직포는 MD 방향의 신도가 100% 이상이고, CD 방향의 신도가 150%이상일 수 있다.
상기 신축성 부직포의 제조방법은 상기 단계(S10)와 상기 단계(S20) 사이에, 상기 단계(S10)에서 제조된 스펀본드 부직포 위에 적층되도록 폴리프로필렌 20~50중량부 및 신축원료 50~80중량부의 혼합물을 사용하여 또 다른 스펀본드 부직포를 제조하는 단계(S12)를 더 포함할 수 있다.
상기 신축성 부직포의 제조방법은 상기 단계(S10)와 상기 단계(S20) 사이에, 상기 단계(S10)에서 제조된 스펀본드 부직포와 상기 단계(S12)에서 제조된 스펀본드 부직포 사이에 개재되도록 폴리프로필렌을 사용하여 멜트블로운 부직포를 제조하는 단계(14)를 더 포함할 수 있다.
상기 단계(S20)는 상기 단계(S10)에서 제조된 스펀본드 부직포를 60~120℃의 온도로 건조시키면서 MD 방향으로 20~50N의 장력을 부여함으로써 수행될 수 있다.
상기 단계(S30)에서 상기 탄성 코팅제는 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 열가소성 폴리올레핀 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 단계(S30)에서 상기 탄성 코팅제의 코팅량은 고형분 기준으로 상기 수축된 스펀본드 부직포 100중량부에 대하여 5~30중량부일 수 있다.
상기 신축성 부직포의 제조방법은 상기 단계(S40) 이후에, 상기 건조된 스펀본드 부직포를 권취하는 단계(S50)를 더 포함할 수 있다.
상기 단계(S10)는 상기 단계들(S20, S30, S40)과 비연속 공정으로 수행될 수 있다.
상기 단계들(S20, S30, S40)은 연속공정으로 수행될 수 있다.
상기 단계(S50)에서 제조된 스펀본드 부직포는 MD 방향의 신도가 30% 이하이고, CD 방향의 신도가 250% 이상이고, CD 방향 신축 회복성이 70% 이상일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 신축성 부직포의 제조방법에 따라 제조된 신축성 부직포는 MD방향으로의 신장은 억제되고, CD방향으로는 신장 후 원래 형태로 70% 이상 회복됨으로써 마스크 이어밴드나 팬티형 기저귀의 허리 밴드와 같은 신축성이 요구되는 물품에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 신축성 부직포의 제조방법에 따라 제조된 신축성 부직포가 마스크 이어밴드에 사용될 경우에는 마스크를 장시간 착용할 때 발생하는 통증을 완화시킬 수 있고, 팬티형 기저귀의 허리 밴드에 사용될 경우에는 종래의 허리 밴드 제작에 사용되는 탄성사의 사용이 불필요해져서 원가를 절감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 신축성 부직포의 제조방법에 포함되는 후단 공정을 나타낸 도면이다.
도 2는 "CD 방향 수축 가공율"이라는 용어의 정의를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 "CD 방향 신축 회복성"이라는 용어의 정의를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 "CD 방향 수축 가공율"이라는 용어의 정의를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 "CD 방향 신축 회복성"이라는 용어의 정의를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 신축성 부직포이 제조방법을 상세히 설명한다.
본 명세서에서, "CD 방향(cross direction) 수축 가공율"이란, 도 2에 도시된 바와 같이, 부직포를 건조시키면서 MD 방향(machine direction)으로 장력(tenstion)을 부여하여 당겨줄 경우 부직포가 최초 길이 대비 CD 방향으로 수축된 길이의 비율을 의미한다. 구체적으로, 도 2를 참조하면, "CD 방향 수축 가공율"은 하기 수학식 1에 따라 계산될 수 있다.
[수학식 1]
CD 방향 수축 가공율(%) = (Li-Lf)/Li*100
상기 수학식 1에서, Li는 부직포의 CD 방향 최초 길이(즉, 수축 전 길이)이고, Lf는 부직포의 CD 방향 최종 길이(즉, 수축 후 길이)이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 신축성 부직포의 제조방법은 폴리프로필렌 20~50중량부 및 신축원료 50~80중량부의 혼합물을 사용하여 스펀본드 부직포를 제조하는 단계(S10), 상기 스펀본드 부직포를 40~70%의 CD 방향 수축 가공율로 CD 방향으로 수축시키는 단계(S20), 상기 수축된 스펀본드 부직포의 표면에 탄성 코팅제를 코팅하는 단계(S30) 및 상기 코팅된 스펀본드 부직포를 건조시키는 단계(S40)를 포함한다.
상기 단계(S10)에서 상기 혼합물 중 상기 폴리프로필렌의 함량 및 상기 신축원료의 함량이 각각 상기 범위이내이고 상기 단계(S20)에서 CD 방향 수축 가공율이 상기 범위이내이면, CD 방향 신도, MD 방향 신도 및 CD 방향 신축 회복성이 모두 우수한 신축성 부직포를 얻을 수 있다.
본 명세서에서, 상기 단계(S10)는 전단 공정으로 지칭될 수 있고, 상기 단계들(S20, S30, S40)은 후단 공정으로 지칭될 수 있다.
상기 단계(S10)는 상기 단계들(S20, S30, S40)과 비연속 공정(또는 off-line)으로 수행될 수 있다. 여기서, "비연속 공정"이란 시간적으로나 및/또는 공간적으로 단절되어 있음을 의미한다.
상기 신축원료는 0.860~0.870g/cm3의 밀도 및 10~15중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 신축원료는 0.860~0.870g/cm3의 밀도 및 7~13.5중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 포함할 수 있다.
상기 단계(S10)는 방사단계(S10-1), 웹형성단계(S10-2) 및 열접착단계(S10-3)를 이 순서대로 포함할 수 있다.
상기 방사단계(S10-1)는 상기 혼합물을 용융시켜 방사구금을 통해 압출시킨 후 냉각 및 연신시켜 가늘고 긴 모양의 필라멘트를 제조하는 단계이다.
상기 웹형성단계(S10-2)는 상기 방사단계(S10-1)에서 제조된 필라멘트를 연속된 벨트 위에 적층시켜 얇은 시트 형태의 웹을 제조하는 단계이다.
상기 열접착단계(S10-3)는 상기 웹형성단계(S10-2)에서 제조된 웹에 열을 가하여 필라멘트들끼리 접착시키는 단계이다.
상기 방사단계(S10-1)에서 상기 혼합물에 상기 혼합물 100중량부에 대하여 유연제 3~5중량부를 첨가할 수 있다.
상기 유연제는 상기 신축원료가 점착성이 매우 높아 촉감이 나쁘기 때문에 이를 보상하여 부직포에 부드러운 촉감을 제공해주는 역할을 수행한다.
상기 유연제는 에루카아미드(erucamide)계 유연제, 왁스 에멀전, 반응형 유연제, 실리콘계 유연제, 계면 활성제, 에스테르 화합물, 에틸렌 비스 스테아르아미드계 유연제, 에틸렌-프로필렌 랜덤공중합체, 에틸렌-부텐-프로필렌 공중합체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 단계(S10)에서 제조된 스펀본드 부직포는 MD 방향의 신도가 100% 이상이고, CD 방향의 신도가 150%이상일 수 있다.
또한, 상기 단계(S10)에서 제조된 스펀본드 부직포는 기본중량이 15~40gsm(g/m2)일 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여 상기 단계들(S20, S30, S40), 즉 후단 공정을 상세히 설명한다.
상기 단계들(S20, S30, S40)은 연속공정으로 수행될 수 있다. 여기서, "연속 공정"이란 시간적 및 공간적으로 단절되어 있지 않음을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 신축성 부직포의 제조방법에 포함되는 후단 공정(100)을 나타낸 도면이다.
상기 단계(S20)는 상기 단계(S10)에서 제조된 스펀본드 부직포를 60~120℃의 온도로 건조시키면서 MD 방향으로 20~50N의 장력을 부여함으로써 수행될 수 있다.
구체적으로, 상기 단계(S20)는 건조 및 수축공정(110)에서 수행될 수 있다. 이러한 건조 및 수축공정(110)에서는 상기 단계(S10)에서 제조된 스펀본드 부직포를 60~120℃로 설정된 텐터(tenter) 또는 건조기(dryer)로 통과시키면서 상기 스펀본드 부직포의 폭이 40~70%만큼 줄어들 때까지 수축시킬 수 있다.
상기 신축성 부직포의 제조방법은 상기 단계(S10)와 상기 단계(S20) 사이에, 상기 단계(S10)에서 제조된 스펀본드 부직포 위에 적층되도록 폴리프로필렌 20~50중량부 및 신축원료 50~80중량부의 혼합물을 사용하여 또 다른 스펀본드 부직포를 제조하는 단계(S12)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 신축성 부직포의 제조방법은 상기 단계(S10)와 상기 단계(S20) 사이에, 상기 단계(S10)에서 제조된 스펀본드 부직포와 상기 단계(S12)에서 제조된 스펀본드 부직포 사이에 개재되도록 폴리프로필렌을 사용하여 멜트블로운 부직포를 제조하는 단계(14)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 신축성 부직포의 제조방법이 상기 단계(12)를 포함하거나, 또는 상기 단계(12)와 상기 단계(14)를 모두 포함할 경우, 상기 신축성 부직포의 제조방법은 상기 스펀본드 부직포를 40~70%의 CD 방향 수축 가공율로 CD 방향으로 수축시키는 단계(S20) 대신에 전체 부직포 적층체를 40~70%의 CD 방향 수축 가공율로 CD 방향으로 수축시키는 단계(S20')를 포함할 수 있다.
상기 단계(S30)에서 상기 탄성 코팅제는 상기 단계(S20)에서 제조된 스펀본드 부직포의 신축성을 더욱 향상시키는 역할을 수행한다.
상기 단계(S30)는 코팅공정(120)에서 수행될 수 있다.
상기 탄성 코팅제는 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 열가소성 폴리올레핀 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 코팅제로서 상술한 물질들을 단독으로 사용하든지 2종 이상의 조합으로 사용하든지 효과상의 차이는 거의 없다.
또한, 상기 탄성 코팅제는 고체 상태의 탄성 코팅제 성분을 용매에 녹인 용액 형태로 사용될 수 있다.
또한, 상기 탄성 코팅제의 코팅량은 고형분 기준으로 상기 수축된 스펀본드 부직포(즉, 탄성 코팅제로 코팅되기 전의 부직포) 100중량부에 대하여 5~30중량부일 수 있다. 상기 탄성 코팅제의 코팅량이 상기 수축된 스펀본드 부직포 100중량부에 대하여 5중량부 미만이면 신축성 향상 효과가 미미하고, 30중량부를 초과하면 신축성이 너무 높아져 강한 탄력을 가져 초기 강도가 너무 높아지는 문제점이 있다.
상기 단계(S40)는 후단 건조공정(130)에서 수행될 수 있다. 이러한 후단 건조공정(130)에서는 상기 단계(S30)에서 코팅된 스펀본드 부직포를 80~150℃로 설정된 텐터(tenter) 또는 건조기(dryer)로 통과시켜 열고정(heat setting)시킬 수 있다.
또한, 상기 신축성 부직포의 제조방법은 상기 단계(S40) 이후에, 상기 건조된 스펀본드 부직포를 권취하는 단계(S50)를 더 포함할 수 있다.
상기 단계(S50)는 권취롤을 이용하는 권취공정(140)에서 수행될 수 있다.
상기 단계(S50)에서 제조된 스펀본드 부직포는 MD 방향의 신도가 30% 이하이고, CD 방향의 신도가 250% 이상이고, CD 방향 신축 회복성이 70% 이상일 수 있다.
또한, 상기 단계(S50)에서 제조된 스펀본드 부직포는 기본중량이 30~90gsm(g/m2)일 수 있다.
또한, 상기 단계(S50)에서 제조된 스펀본드 부직포는 마스크 이어밴드나 팬티형 기저귀의 허리 밴드와 같은 신축성이 요구되는 물품에 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 신축성 부직포의 제조
MD 방향으로의 신장은 최대한 억제되면서 CD 방향으로의 신축성을 갖는 부직포를 제조하였다. 구체적으로, 폴리프로필렌의 함량이 35중량부이고 신축원료의 함량이 65중량부인 제1 스펀본드 부직포와 제2 스펀본드 부직포를 각각 제조하였다. 여기서, 신축원료로는 0.865g/cm3의 밀도 및 12중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 사용하였다. 상기 제1 스펀본드 부직포와 상기 제2 스펀본드 부직포를 적층하여 복층 구조의 복합체를 형성한 다음, 11%의 엠보비율을 갖는 캘린더 롤에 통과시켜 본딩을 실시하였다. 이후, 상기 본딩된 복합체를 90℃의 온도로 설정된 제1 텐터로 통과시키면서 MD 방향으로 장력(tension)을 부여하여 당겨줌으로써 CD 방향 수축 가공율을 55%로 조절한 다음, 고형분 기준으로 20중량%의 함량으로 폴리우레탄 용액을 고팅하고, 이후 100℃의 온도로 설정된 제2 텐터로 통과시켜 건조한 다음 권취하여 신축성 부직포를 얻었다.
실시예 2: 신축성 부직포의 제조
MD 방향으로의 신장은 최대한 억제되면서 CD 방향으로의 신축성을 갖는 부직포를 제조하였다. 구체적으로, 폴리프로필렌의 함량이 20중량부이고 신축원료의 함량이 80중량부인 제1 스펀본드 부직포와 제2 스펀본드 부직포를 각각 제조하였다. 여기서, 신축원료로는 0.865g/cm3의 밀도 및 12중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 사용하였다. 상기 제1 스펀본드 부직포와 상기 제2 스펀본드 부직포를 적층하여 복층 구조의 복합체를 형성한 다음, 11%의 엠보비율을 갖는 캘린더 롤에 통과시켜 본딩을 실시하였다. 이후, 상기 본딩된 복합체를 90℃의 온도로 설정된 제1 텐터로 통과시키면서 MD 방향으로 장력(tension)을 부여하여 당겨줌으로써 CD 방향 수축 가공율을 55%로 조절한 다음, 고형분 기준으로 20중량%의 함량으로 폴리우레탄 용액을 고팅하고, 이후 100℃의 온도로 설정된 제2 텐터로 통과시켜 건조한 다음 권취하여 신축성 부직포를 얻었다.
실시예 3: 신축성 부직포의 제조
MD 방향으로의 신장은 최대한 억제되면서 CD 방향으로의 신축성을 갖는 부직포를 제조하였다. 구체적으로, 폴리프로필렌의 함량이 50중량부이고 신축원료의 함량이 50중량부인 제1 스펀본드 부직포와 제2 스펀본드 부직포를 각각 제조하였다. 여기서, 신축원료로는 0.865g/cm3의 밀도 및 12중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 사용하였다. 상기 제1 스펀본드 부직포와 상기 제2 스펀본드 부직포를 적층하여 복층 구조의 복합체를 형성한 다음, 11%의 엠보비율을 갖는 캘린더 롤에 통과시켜 본딩을 실시하였다. 이후, 상기 본딩된 복합체를 90℃의 온도로 설정된 제1 텐터로 통과시키면서 MD 방향으로 장력(tension)을 부여하여 당겨줌으로써 CD 방향 수축 가공율을 55%로 조절한 다음, 고형분 기준으로 20중량%의 함량으로 폴리우레탄 용액을 고팅하고, 이후 100℃의 온도로 설정된 제2 텐터로 통과시켜 건조한 다음 권취하여 신축성 부직포를 얻었다.
실시예 4: 신축성 부직포의 제조
MD 방향으로의 신장은 최대한 억제되면서 CD 방향으로의 신축성을 갖는 부직포를 제조하였다. 구체적으로, 폴리프로필렌의 함량이 35중량부이고 신축원료의 함량이 65중량부인 제1 스펀본드 부직포와 제2 스펀본드 부직포를 각각 제조하였다. 여기서, 신축원료로는 0.865g/cm3의 밀도 및 12중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 사용하였다. 상기 제1 스펀본드 부직포와 상기 제2 스펀본드 부직포를 적층하여 복층 구조의 복합체를 형성한 다음, 11%의 엠보비율을 갖는 캘린더 롤에 통과시켜 본딩을 실시하였다. 이후, 상기 본딩된 복합체를 90℃의 온도로 설정된 제1 텐터로 통과시키면서 MD 방향으로 장력(tension)을 부여하여 당겨줌으로써 CD 방향 수축 가공율을 40%로 조절한 다음, 고형분 기준으로 20중량%의 함량으로 폴리우레탄 용액을 고팅하고, 이후 100℃의 온도로 설정된 제2 텐터로 통과시켜 건조한 다음 권취하여 신축성 부직포를 얻었다.
실시예 5: 신축성 부직포의 제조
MD 방향으로의 신장은 최대한 억제되면서 CD 방향으로의 신축성을 갖는 부직포를 제조하였다. 구체적으로, 폴리프로필렌의 함량이 35중량부이고 신축원료의 함량이 65중량부인 제1 스펀본드 부직포와 제2 스펀본드 부직포를 각각 제조하였다. 여기서, 신축원료로는 0.865g/cm3의 밀도 및 12중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 사용하였다. 상기 제1 스펀본드 부직포와 상기 제2 스펀본드 부직포를 적층하여 복층 구조의 복합체를 형성한 다음, 11%의 엠보비율을 갖는 캘린더 롤에 통과시켜 본딩을 실시하였다. 이후, 상기 본딩된 복합체를 90℃의 온도로 설정된 제1 텐터로 통과시키면서 MD 방향으로 장력(tension)을 부여하여 당겨줌으로써 CD 방향 수축 가공율을 70%로 조절한 다음, 고형분 기준으로 20중량%의 함량으로 폴리우레탄 용액을 고팅하고, 이후 100℃의 온도로 설정된 제2 텐터로 통과시켜 건조한 다음 권취하여 신축성 부직포를 얻었다.
실시예 6: 신축성 부직포의 제조
MD 방향으로의 신장은 최대한 억제되면서 CD 방향으로의 신축성을 갖는 부직포를 제조하였다. 구체적으로, 폴리프로필렌의 함량이 35중량부이고 신축원료의 함량이 65중량부인 제1 스펀본드 부직포와 제2 스펀본드 부직포를 각각 제조하였다. 여기서, 신축원료로는 0.865g/cm3의 밀도 및 12중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 사용하였다. 상기 제1 스펀본드 부직포와 상기 제2 스펀본드 부직포를 적층하여 복층 구조의 복합체를 형성한 다음, 11%의 엠보비율을 갖는 캘린더 롤에 통과시켜 본딩을 실시하였다. 이후, 상기 본딩된 복합체를 90℃의 온도로 설정된 제1 텐터로 통과시키면서 MD 방향으로 장력(tension)을 부여하여 당겨줌으로써 CD 방향 수축 가공율을 55%로 조절한 다음, 고형분 기준으로 5중량%의 함량으로 폴리우레탄 용액을 고팅하고, 이후 100℃의 온도로 설정된 제2 텐터로 통과시켜 건조한 다음 권취하여 신축성 부직포를 얻었다.
실시예 7: 신축성 부직포의 제조
MD 방향으로의 신장은 최대한 억제되면서 CD 방향으로의 신축성을 갖는 부직포를 제조하였다. 구체적으로, 폴리프로필렌의 함량이 35중량부이고 신축원료의 함량이 65중량부인 제1 스펀본드 부직포와 제2 스펀본드 부직포를 각각 제조하였다. 여기서, 신축원료로는 0.865g/cm3의 밀도 및 12중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 사용하였다. 상기 제1 스펀본드 부직포와 상기 제2 스펀본드 부직포를 적층하여 복층 구조의 복합체를 형성한 다음, 11%의 엠보비율을 갖는 캘린더 롤에 통과시켜 본딩을 실시하였다. 이후, 상기 본딩된 복합체를 90℃의 온도로 설정된 제1 텐터로 통과시키면서 MD 방향으로 장력(tension)을 부여하여 당겨줌으로써 CD 방향 수축 가공율을 55%로 조절한 다음, 고형분 기준으로 30중량%의 함량으로 폴리우레탄 용액을 고팅하고, 이후 100℃의 온도로 설정된 제2 텐터로 통과시켜 건조한 다음 권취하여 신축성 부직포를 얻었다.
비교예 1: 신축성 부직포의 제조
MD 방향으로의 신장은 최대한 억제되면서 CD 방향으로의 신축성을 갖는 부직포를 제조하였다. 구체적으로, 폴리프로필렌의 함량이 10중량부이고 신축원료의 함량이 90중량부인 제1 스펀본드 부직포와 제2 스펀본드 부직포를 각각 제조하였다. 여기서, 신축원료로는 0.865g/cm3의 밀도 및 12중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 사용하였다. 상기 제1 스펀본드 부직포와 상기 제2 스펀본드 부직포를 적층하여 복층 구조의 복합체를 형성한 다음, 11%의 엠보비율을 갖는 캘린더 롤에 통과시켜 본딩을 실시하였다. 이후, 상기 본딩된 복합체를 90℃의 온도로 설정된 제1 텐터로 통과시키면서 MD 방향으로 장력(tension)을 부여하여 당겨줌으로써 CD 방향 수축 가공율을 55%로 조절한 다음, 고형분 기준으로 20중량%의 함량으로 폴리우레탄 용액을 고팅하고, 이후 100℃의 온도로 설정된 제2 텐터로 통과시켜 건조한 다음 권취하여 신축성 부직포를 얻었다.
비교예 2: 신축성 부직포의 제조
MD 방향으로의 신장은 최대한 억제되면서 CD 방향으로의 신축성을 갖는 부직포를 제조하였다. 구체적으로, 폴리프로필렌의 함량이 60중량부이고 신축원료의 함량이 40중량부인 제1 스펀본드 부직포와 제2 스펀본드 부직포를 각각 제조하였다. 여기서, 신축원료로는 0.865g/cm3의 밀도 및 12중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 사용하였다. 상기 제1 스펀본드 부직포와 상기 제2 스펀본드 부직포를 적층하여 복층 구조의 복합체를 형성한 다음, 11%의 엠보비율을 갖는 캘린더 롤에 통과시켜 본딩을 실시하였다. 이후, 상기 본딩된 복합체를 90℃의 온도로 설정된 제1 텐터로 통과시키면서 MD 방향으로 장력(tension)을 부여하여 당겨줌으로써 CD 방향 수축 가공율을 55%로 조절한 다음, 고형분 기준으로 20중량%의 함량으로 폴리우레탄 용액을 고팅하고, 이후 100℃의 온도로 설정된 제2 텐터로 통과시켜 건조한 다음 권취하여 신축성 부직포를 얻었다.
비교예 3: 신축성 부직포의 제조
MD 방향으로의 신장은 최대한 억제되면서 CD 방향으로의 신축성을 갖는 부직포를 제조하였다. 구체적으로, 폴리프로필렌의 함량이 35중량부이고 신축원료의 함량이 65중량부인 제1 스펀본드 부직포와 제2 스펀본드 부직포를 각각 제조하였다. 여기서, 신축원료로는 0.865g/cm3의 밀도 및 12중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 사용하였다. 상기 제1 스펀본드 부직포와 상기 제2 스펀본드 부직포를 적층하여 복층 구조의 복합체를 형성한 다음, 11%의 엠보비율을 갖는 캘린더 롤에 통과시켜 본딩을 실시하였다. 이후, 상기 본딩된 복합체를 90℃의 온도로 설정된 제1 텐터로 통과시키면서 MD 방향으로 장력(tension)을 부여하여 당겨줌으로써 CD 방향 수축 가공율을 30%로 조절한 다음, 고형분 기준으로 20중량%의 함량으로 폴리우레탄 용액을 고팅하고, 이후 100℃의 온도로 설정된 제2 텐터로 통과시켜 건조한 다음 권취하여 신축성 부직포를 얻었다.
비교예 4: 신축성 부직포의 제조
MD 방향으로의 신장은 최대한 억제되면서 CD 방향으로의 신축성을 갖는 부직포를 제조하였다. 구체적으로, 폴리프로필렌의 함량이 35중량부이고 신축원료의 함량이 65중량부인 제1 스펀본드 부직포와 제2 스펀본드 부직포를 각각 제조하였다. 여기서, 신축원료로는 0.865g/cm3의 밀도 및 12중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 사용하였다. 상기 제1 스펀본드 부직포와 상기 제2 스펀본드 부직포를 적층하여 복층 구조의 복합체를 형성한 다음, 11%의 엠보비율을 갖는 캘린더 롤에 통과시켜 본딩을 실시하였다. 이후, 상기 본딩된 복합체를 90℃의 온도로 설정된 제1 텐터로 통과시키면서 MD 방향으로 장력(tension)을 부여하여 당겨줌으로써 CD 방향 수축 가공율을 80%로 조절한 다음, 고형분 기준으로 20중량%의 함량으로 폴리우레탄 용액을 고팅하고, 이후 100℃의 온도로 설정된 제2 텐터로 통과시켜 건조한 다음 권취하여 신축성 부직포를 얻었다.
비교예 5: 신축성 부직포의 제조
MD 방향으로의 신장은 최대한 억제되면서 CD 방향으로의 신축성을 갖는 부직포를 제조하였다. 구체적으로, 폴리프로필렌의 함량이 35중량부이고 신축원료의 함량이 65중량부인 제1 스펀본드 부직포와 제2 스펀본드 부직포를 각각 제조하였다. 여기서, 신축원료로는 0.865g/cm3의 밀도 및 12중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 사용하였다. 상기 제1 스펀본드 부직포와 상기 제2 스펀본드 부직포를 적층하여 복층 구조의 복합체를 형성한 다음, 11%의 엠보비율을 갖는 캘린더 롤에 통과시켜 본딩을 실시하였다. 이후, 상기 본딩된 복합체를 90℃의 온도로 설정된 제1 텐터로 통과시키면서 MD 방향으로 장력(tension)을 부여하여 당겨줌으로써 CD 방향 수축 가공율을 55%로 조절한 다음, 고형분 기준으로 1중량%의 함량으로 폴리우레탄 용액을 고팅하고, 이후 100℃의 온도로 설정된 제2 텐터로 통과시켜 건조한 다음 권취하여 신축성 부직포를 얻었다.
비교예 6: 신축성 부직포의 제조
MD 방향으로의 신장은 최대한 억제되면서 CD 방향으로의 신축성을 갖는 부직포를 제조하였다. 구체적으로, 폴리프로필렌의 함량이 35중량부이고 신축원료의 함량이 65중량부인 제1 스펀본드 부직포와 제2 스펀본드 부직포를 각각 제조하였다. 여기서, 신축원료로는 0.865g/cm3의 밀도 및 12중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 사용하였다. 상기 제1 스펀본드 부직포와 상기 제2 스펀본드 부직포를 적층하여 복층 구조의 복합체를 형성한 다음, 11%의 엠보비율을 갖는 캘린더 롤에 통과시켜 본딩을 실시하였다. 이후, 상기 본딩된 복합체를 90℃의 온도로 설정된 제1 텐터로 통과시키면서 MD 방향으로 장력(tension)을 부여하여 당겨줌으로써 CD 방향 수축 가공율을 55%로 조절한 다음, 고형분 기준으로 35중량%의 함량(즉, PU 코팅량)으로 폴리우레탄 용액(PU 용액)을 고팅하고, 이후 100℃의 온도로 설정된 제2 텐터로 통과시켜 건조한 다음 권취하여 신축성 부직포를 얻었다.
상기 실시예 1~7 및 비교예 1~6에서 제조된 부직포의 원료, 조성, 제조방법 및 제조조건을 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에서, 제1 스펀본드 부직포 또는 제2 스펀본드 부직포에서 신축원료의 함량 및 폴리프로필렌(PP)의 함량은 각각 제1 스펀본드 부직포 또는 제2 스펀본드 부직포의 총중량 100중량부를 기준으로 한 것이다.
| 항목 | 단위 | 실시예 | ||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||||||||
| 전체 부직포의 기본중량 | gsm | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | ||||||
| 제1 스펀폰드 스펀폰드 부직포 | 신축 원료 |
중량부 | 65 | 80 | 50 | 65 | 65 | 65 | 65 | |||||
| PP | 중량부 | 35 | 20 | 50 | 35 | 35 | 35 | 35 | ||||||
| 기본중량 | gsm | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 19 | 14 | ||||||
| 제2 스펀폰드 부직포 | 신축 원료 |
중량부 | 65 | 80 | 50 | 65 | 65 | 65 | 65 | |||||
| PP | 중량부 | 35 | 20 | 50 | 35 | 35 | 35 | 35 | ||||||
| 기본중량 | gsm | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 19 | 14 | ||||||
| CD 방향 수축 가공율 | % | 55 | 55 | 55 | 40 | 70 | 55 | 55 | ||||||
| PU 코팅량 | 중량% | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 5 | 30 | ||||||
| 캘린더 본딩율 | % | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | ||||||
| 캘린더 상부온도 | ℃ | 110 | 110 | 110 | 110 | 110 | 110 | 110 | ||||||
| 캘린더 하부온도 | ℃ | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||||
| 캘린더 선압 | N/mm | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | ||||||
| 항목 | 단위 | 비교예 | ||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||||||||
| 전체 부직포의 기본중량 | gsm | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | |||||||
| 제1 스펀폰드 부직포 | 신축 원료 |
중량부 | 90 | 40 | 65 | 65 | 65 | 65 | ||||||
| PP | 중량부 | 10 | 60 | 35 | 35 | 35 | 35 | |||||||
| 기본중량 | gsm | 16 | 16 | 16 | 16 | 20 | 13 | |||||||
| 제2 스펀폰드 부직포 | 신축 원료 |
중량부 | 90 | 40 | 65 | 65 | 65 | 65 | ||||||
| PP | 중량부 | 10 | 60 | 35 | 35 | 35 | 35 | |||||||
| 기본중량 | gsm | 16 | 16 | 16 | 16 | 20 | 13 | |||||||
| CD 방향 수축 가공율 | % | 55 | 55 | 30 | 80 | 55 | 55 | |||||||
| PU 코팅량 | 중량% | 20 | 20 | 20 | 20 | 1 | 35 | |||||||
| 캘린더 본딩율 | % | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | |||||||
| 캘린더 상부온도 | ℃ | 110 | 110 | 110 | 110 | 110 | 110 | |||||||
| 캘린더 하부온도 | ℃ | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |||||||
| 캘린더 선압 | N/mm | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | |||||||
평가예: 부직포의 물성 평가
상기 실시예 1~7 및 비교예 1~6에서 제조된 부직포의 물성을 하기와 같은 방법으로 평가하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) MD 방향 신도 및 CD 방향 신도: 인장강신도기(Instron) 측정설비를 이용하여 KSK 0520법에 따라 시험편의 폭 5cm, 간격 10cm, 인장속도 500mm/min의 조건으로 인장 시험을 수행하여 최대 신장시의 신도를 구하였다.
(2) CD 방향 신축 회복성: 인장강신도기(Instron) 측정설비를 이용하여 도 3에 도시된 방법으로 CD 방향 신축 회복성을 평가하였다. 구체적으로, 상기 실시예 1~7 및 비교예 1~6에서 제조된 부직포를 CD 방향의 길이가 30mm이고 MD 방향의 폭이 25mmm가 되도록 절단하여 부직포 시편을 제조하였다. 이후, 각각의 부직포 시편을 한쌍의 지그를 이용하여 1차적으로 CD 방향으로 500mm/min의 속도로 100% 신장시킨 다음(즉, 한쌍의 지그들 사이의 간격을 벌려 부직포 시편을 CD 방향으로 길이가 60mm가 되도록 늘임), 이와 같이 100% 신장된 상태로 1분간 유지시키고, 한쌍의 지그들 사이의 간격을 좁혀 원위치시킨 후(즉, relax 후) 1분간 회복을 진행시켰다. 이후, 2차적으로 CD 방향으로 500mm/min의 속도로 100% 신장시킨 다음, 이와 같이 100% 신장된 상태로 1분간 유지하고, 한쌍의 지그들 사이의 간격을 좁혀 원위치시킨 후(즉, relax 후) 시험을 종료하였다.
도 3을 참조하면, CD 방향 신축 회복성은 2차 신장시 출발지점으로 판단한다. 즉, 도 3 그래프에서 2차 신장시 20% 지점(즉, 본래 길이에서 20% 늘어난 길이 = 30mm + 30mm*0.2 = 36mm)부터 힘(즉, 신장력)이 작용하므로 CD 방향 신축 회복성은 80%로 기록된다. 이 경우, 2차 신장시 20% 지점까지는 아무런 힘도 작용하지 않아 CD 방향 신축 회복성을 20%만큼 상실했음을 알 수 있다.
(3) 방사성: 부직포가 파단되는지 여부를 관찰하여 파단되지 않는 경우에는 "양호"로 기록하였다.
(4) 열수축 가공 가능 여부: 부직포를 MD 방향으로 수축되지 않게 잡아준 상태에서 90℃의 열을 가했을 때 찢어지지 않으면 열수축 가공이 가능하고, 찢어지면 열수축 가공이 불가능한 것으로 판단하였다.
| 항목 | 단위 | 실시예 | ||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||||||||
| CD 방향 신도 | % | 260 | 300 | 250 | 250 | 280 | 250 | 310 | ||||||
| MD 방향 신도 | % | 25 | 30 | 25 | 25 | 25 | 25 | 30 | ||||||
| CD 방향 신축 회복성 | % | 83 | 90 | 80 | 80 | 88 | 80 | 92 | ||||||
| 방사성 | - | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | ||||||
| 열수축가공가능여부 | - | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | ||||||
| 항목 | 단위 | 비교예 | ||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||||||||
| CD 방향 신도 | % | 제조불가 | 220 | 200 | 제조불가 | 180 | 150 | |||||||
| MD 방향 신도 | % | 제조불가 | 25 | 30 | 제조불가 | 25 | 30 | |||||||
| CD 방향 신축 회복성 | % | 제조불가 | 65 | 60 | 제조불가 | 60 | 55 | |||||||
| 방사성 | - | 불량 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | |||||||
| 열수축 가공 가능 여부 | - | 양호 | 양호 | 양호 | 불가능(파단) | 양호 | 양호 | |||||||
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1~7에서 제조된 부직포는 MD 방향 신도가 30% 이하이고, CD 방향 신도가 250% 이상이고, CD 방향 신축 회복성이 70% 이상이고 방사성도 우수하고, 열수축 가공도 가능한 것으로 나타났다.
반면에, 비교예 1~6에서 제조된 부직포는 MD 방향 신도가 30%를 초과하거나, CD 방향 신도가 250% 미만이거나, CD 방향 신축 회복성이 70% 미만이거나, 방사성이 불량하거나 및/또는 열수축 가공이 불가능한 것으로 나타났다.
본 발명은 도면 및 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 구현예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 신축성 부직포의 제조공정(후단 공정)
110: 건조 및 수축공정 120: 코팅공정
130: 후단 건조공정 140: 권취공정
110: 건조 및 수축공정 120: 코팅공정
130: 후단 건조공정 140: 권취공정
Claims (14)
- 폴리프로필렌 20~50중량부 및 신축원료 50~80중량부의 혼합물을 사용하여 스펀본드 부직포를 제조하는 단계(S10);
상기 스펀본드 부직포를 40~70%의 CD 방향 수축 가공율로 CD 방향으로 수축시키는 단계(S20);
상기 수축된 스펀본드 부직포의 표면에 탄성 코팅제를 코팅하는 단계(S30); 및
상기 코팅된 스펀본드 부직포를 건조시키는 단계(S40)를 포함하는 신축성 부직포의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 신축원료는 0.860~0.870g/cm3의 밀도 및 10~15중량%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 포함하는 신축성 부직포. - 제1항에 있어서,
상기 단계(S10)는 방사단계(S10-1), 웹형성단계(S10-2) 및 열접착단계(S10-3)를 이 순서대로 포함하는 신축성 부직포의 제조방법. - 제3항에 있어서,
상기 방사단계(S10-1)에서 상기 혼합물에 상기 혼합물 100중량부에 대하여 유연제 3~5중량부를 첨가하는 신축성 부직포의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 단계(S10)에서 제조된 스펀본드 부직포는 MD 방향의 신도가 100% 이상이고, CD 방향의 신도가 150%이상인 신축성 부직포의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 단계(S10)와 상기 단계(S20) 사이에, 상기 단계(S10)에서 제조된 스펀본드 부직포 위에 적층되도록 폴리프로필렌 20~50중량부 및 신축원료 50~80중량부의 혼합물을 사용하여 또 다른 스펀본드 부직포를 제조하는 단계(S12)를 더 포함하는 신축성 부직포의 제조방법. - 제6항에 있어서,
상기 단계(S10)와 상기 단계(S20) 사이에, 상기 단계(S10)에서 제조된 스펀본드 부직포와 상기 단계(S12)에서 제조된 스펀본드 부직포 사이에 개재되도록 폴리프로필렌을 사용하여 멜트블로운 부직포를 제조하는 단계(14)를 더 포함하는 신축성 부직포의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 단계(S20)는 상기 단계(S10)에서 제조된 스펀본드 부직포를 60~120℃의 온도로 건조시키면서 MD 방향으로 20~50N의 장력을 부여함으로써 수행되는 신축성 부직포의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 단계(S30)에서 상기 탄성 코팅제는 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 열가소성 폴리올레핀 또는 이들의 조합을 포함하는 신축성 부직포의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 단계(S30)에서 상기 탄성 코팅제의 코팅량은 고형분 기준으로 상기 수축된 스펀본드 부직포 100중량부에 대하여 5~30중량부인 신축성 부직포의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 단계(S40) 이후에, 상기 건조된 스펀본드 부직포를 권취하는 단계(S50)를 더 포함하는 신축성 부직포의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 단계(S10)는 상기 단계들(S20, S30, S40)과 비연속 공정으로 수행되는 신축성 부직포의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 단계들(S20, S30, S40)은 연속공정으로 수행되는 신축성 부직포의 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 단계(S50)에서 제조된 스펀본드 부직포는 MD 방향의 신도가 30% 이하이고, CD 방향의 신도가 250% 이상이고, CD 방향 신축 회복성이 70% 이상인 신축성 부직포의 제조방법.
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- 2021-06-30 KR KR1020210086121A patent/KR20230004180A/ko active Search and Examination
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