KR940008079B1 - 방오성이 개선된 표면재료 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

방오성이 개선된 표면재료
제1도 내지 제7도는 여러가지 섬유상 표면재료를 5배로 확대한 사진이다.
본 발명은 흡수성 제품에 사용되는 표면재료(facing material), 특히 생리대에 사용되는 청결하고 건조한 표면 재료에 관한 것이다.
표층은 흡수성 코어 매질을 둘러싸고 피부와의 접촉표면을 제공하기 위한 흡수성 제품에 사용되어 왔다. 표면재료는 초기에는 이의 유연성, 흡수성 및 벌크성 또는 쿳셔 효과에 대하여 연구개발되었다. 유체 전달성을 개선시킨 표면재료도 또한 개발되었다. 이들 표면재료의 특징은 흡수율이 낮고 흡수성 코어로부터 분비액의 역류(strike back)가 줄어든다는 것이다. 이러한 표면재료 중의 하나가 수지 결합된 합성 폴리에스테르 섬유의 저밀도 직물이며 이합중국 특허 제4,391,869호에 기술되어 있다. 이 직물은 결합제와 포화 결합(saturation-bonding)되며, 발수성 피복을 포함한 통상의 후처리가 수행될 수 있다. 그러나, 이 직물은 결합제로 전체저긍로 피복되기 때문에, 발수피복처리하는 경우, 본 발명의 표면재료가 나타내는 것과 같은 발수성 또는 방오성(stain resistance)의 강화를 나타내지 않을 것이다.
또한, 유공(apertured) 플라스틱 필름도 역류작용을 감소시키기 위해서 표면재료에 사용되어 왔었지만, 이들 필름은 통상적으로 표면재료에 직물과 같은 느낌을 주기 위해서 직물층과 병용하여 사용되었다. "플라스틱 촉감"이 표면재료에서는 바람직하지 않으나, 유공 플라스틱 필름을 표면재료의 상부면으로 사용하는 경우, 표면재료는 플라스틱 재료가 갖는 발수성 또는 소수성으로 인하여, 청결하고 건조한 표면을 나타낸다. 이러한 표면재료 중의 하나가 미합중국 특허 제4,324,246호에 기술되어 있다.
본 발명의 표면재료는 유공 플라스틱 필름 표면재료가 갖는 "플라스틱 촉감"없이 청결하고 건조한 표면을 나타내는 발수성 섬유상 표면재료로서, 본 발명의 표면재료의 발수성은, 결합제가 단지 간헐적으로 (intermittently)만 피복된 섬유층에 발수제를 상부피복시킴으로써 개선되었다.
본 발명은 방오성이 개선된 부직포 표면재료 및 이의 제조방법을 포함한다. 본 발명의 표면재료는 흡수성 제품, 특히 위생제품에 사용되는 표면재료로서 유용하다. 본 발명의 표면재료는, 흡수성 결합제 물질과 간헐적으로 결합되고 발수성 물질(바람직하게는 플루오로-케미칼 발수성 물질)로 상부가 피복된, 소수성 스테이플 섬유의 웹을 포함한다.
본 발명의 바람직한 한 가지 실시양태에서는, 결합제와 발수제를 적용하기 전에 소수성 섬유의 웹에 구멍을 만든다. 유공 웹은 미합중국 특허 제2,862,251호에 기술된 유체 재배열 공정으로 얻을 수 있는데, 여기서 섬유는 이들 사이의 구멍의 패턴을 규정하는 사속(yarn-like bundle) 패턴으로 재배열된다. 이러한 방법으로 웹에 구멍을 내는 경우, 웹은 바람직하게는 약 5 내지 20중량%, 가장 바람직하게는 12중량%의 레이욘 스테이플 섬유를 함유한다. 본 발명의 표면재료는 얼룩 면적과 얼룩 강도가 모두 개선된 발수성과 방오성을 나타낸다.
본 발명의 표면재료는 폴리에스테르, 아크릴, 올론(Orlon) 또는 나일론 스테이플 섬유 등의 소수성 섬유를 포함하는 출발 웹으로부터 제조된다. 웹은 소면 섬유, 공기 직접 웹(air-laid wed)에서와 같은 임의 배열 섬유 또는 이의 조합물을 포함할 수 있다. 섬유의 웹을 흡수헝 결합제 물질과 간헐적으로 결합시키고, 발수성 물질로 상부피복시킨다. 이러한 적용에서 사용된 용어 "간헐적인 결합"이란, 최종 직물에 존재하는 결합제 결합 패턴을 말하며, 이경우 경화 후의 결합제 결합면은 서로 일정한 거리를 두고 떨어져 있다. 이러한 패턴은 인쇄 레인이 라인/in이고 다이아몬드 또는 대각선 패턴을 윤전 그라비아 롤을 사용하여 성취할 수 있다. 잘 알려진 바와 같이 직물 속의 경화된 결합제 결합면의 패턴은 결합제의 적용 패턴, 결합제의 첨가량 및 결합제의 이동도를 포함하는 여러 인자들에 따라 달라질 수 있으며, 당해 분야의 숙련가라면 직물속의 경화된 결합제의 간헐적인 패턴을 용이하게 고안하고 이를 성취할 수 있다. 통상적으로, 본 발명의 표면재료 직물 속의 겨합제 결합면은 직물 표면적의 약 20 내지 50%여야 한다. 사용된 흡수성 결합제는 내쇼날 스타아치 4260(National Starch 4260) 아크릴계 결합제, 비. 에프. 굳리치 2671(B.F.Goodrich 2671) 아크릴계 결합제 또는 내쇼날 스타아치 125-2873 비닐 아세테이트/아크릴계 공중합체 흡수성 결합제 등의 시판되는 흡수성 결합제 중의 어느 하나일 수 있다. 발수제는 왁스계 용액 또는 에멀젼 등의 시판되고 있는 발수성 물질 중의 하나일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서는, 유체의 침투(strike through)를 개선시키기 위해서 웹에 구멍을 만든다. 본 발명의 공정의 바람직한 실시양태에서, 출발 웹은, 그 내부에 구멍 패턴을 갖는 섬유의 사속을 포함하는 웹을 제조하는 미합중국 특허 제2,862,251호에 기술된 유체 재배열 방법으로 구멍을 만들 수 있다. 이러한 방법으로 구멍을 만드는 경우, 웹은 구멍 정확도(aperture clarity)를 개선시키기 위해 바람직하게는 약 5 내지 20중량%, 가장 바람직하게는 12중량%의 레이욘 스테이플 섬유를 포함한다. 섬유가 구멍 속으로 또는 구멍을 가로질러 연장되어 구멍 정확도를 잃게 되면, 유체의 침투가 저하되어 표면재료의 얼룩이 증가될 수 있다. 폴리에스테르 섬유의 혼방률 25, 75 및 100%인 레이욘/폴리에스테르 직물의 경우, 방오성이 점차적으로 증가되기는 하지만, 88% 폴리에스테르와 12% 레이욘으로 혼방된 직물이 구멍 정확도와 방오성에 있어서 더욱 증가함을 나타낸다.
본 발명의 표면재료는 발수성이며 얼룩 면적 및 얼룩강도의 감소면에서 개선된 방오성을 나타낸다. 놀랍게도, 본 발명의 표면재료의 방오선은 흡수성 결합제를 사용함으로써 개선되었다. 하기 표에서 나타내는 바와 같이, 본 발명의 표면 재료는 발수성 결합제를 사용하여 만든 직물과 흡수성 결합제를 전체적으로 적용하여 만든 직물보다 매우 개선된 방오성을 나타낸다.
하기 표에서, 제1도에서 5배로 확대한 샘플 1의 직물은, 하기 기술된 바와 같이, 헌터 비색계(Hunter Colorimeter)로 측정한 바, 얼룩 면적이 4.4in2이고 얼룩 강도가 23.4이다. 샘플 1은, 애브텍스 SN 1913(Avtex SN 1913) 레이욘 스테이플 섬유 50%와 셀라니즈 417(Celanese 417) 폴리에스테르 스테이플 섬유 50%의 혼방물 220그레인/yd2을, 비. 에프. 굳리치 2671 아크릴계 흡수성 결합제 40그레인/yd2으로 전체 피복시킨 260그레인/yd2의 소면 결합 직물이다. 제1도에서 볼 수 있듯이, 이 직물은 크고 심하게 착색된 얼룩을 나타내므로, 방오성이 없다.
제2도에서 5배로 확대한 샘플 2는, in2당 구멍이 165개 있는 드럼 위에서 120 내지 130psi의 수압으로, 미합중국 특허 제2,862,251호의 방법으로 재배열된 1.7denier 1.5in렌징 렌제사(Lenzing Lenzesa) 레이욘 50%와 1.7denier 1.5in 듀퐁 372(Dupont 372) 폴리에스테르 섬유 50%의 혼방물인 212그레인/yd2의 소면 웹내로 결합액 113그레인/yd2을 발포시켜 결합제로 전체 피복시킨 325그레인/yd2의 직물이다. 사용된 결합제는 결합액이 발수성으로 되도록 하는 지르코늄염을 갖는 발수성 미세결정성 왁스 에멀젼 11그레인을 갖는 내쇼날 스타아치 125-2873 비닐 아세테이트/아크릴계 가교결합성 공중합체의 흡수성 결합제이다. 샘플 2는 샘플 1보다 약간 개선된 얼룩면적과 얼룩 정도를 보일 뿐이다.
제3도에서 5배로 확대한 샘플 3은, 셀라니즈 D-244 1.2denier 1.5in 폴리에스테르 스테이프 섬유 88중량%와 애브텍스 SN-1913 1.5deiner 1.125in 레이욘 스테이플 섬유 12중량%의 혼방물인 소면 웹 228그레인/yd2을, I.C.I.F-31X 플루오로케미칼 발수제로 발수성을 부여한 내쇼날 스타아치 4260 아크릴계 흡수성 결합제의 결합액 56그레인/yd2으로 피복시킨 285그레인/yd2의 직물이다. 여기서, 섬유는 결합액을 첨가하기 전에, 벨트(73.4×73.4)와 in2당 구멍이 144개 있는 드럼을 사용하여 120 내지 130℉에서 120 내지 130psi의 물로 재배열되며, 23라인/in윤전 그라비아 롤로 결합액을 재배열된 섬유에 적용하여 전체적인 포화 결합을 성취한다. 결합제를 경화시킨 후, 직물을 패더 조작으로 ICI F-31X발수제로 상부 피복시켜 1그레인/yd2의 발수성 피복물을 수득한다. 샘플의 얼룩면적과 얼룩 강도는 샘플 2와 비슷하다.
제4도에서 5배로 확대한 샘플 4는, 직물의 불투명성을 위해 TiO2가 첨가되고 샘플 3과 같이 재배열된 훽스트 T-221(Hoechst T-221) 1.25denier 1.5in 폴리에스테르 섬유의 소면 웹 242그레인/yd2을, 로옴 앤드 하스 NW-1284(Rohm & Haas NW-1284) 발수성 아크릴계 결합제의 결합액 97그레인/yd2으로 피복시킨 350그레인/yd2의 직물이다. 결합액을 23라인/in 윤전 그라비아 롤로 적용하여 전체적인 포화 결합을 성취한다. 결합제를 경화시킨 후, 직물을 패더 조작으로 3M FC-824 플루오로-케미칼 발수제로 상부피복시켜 1그레인/yd2의 발수성 피복물을 수득한다. 샘플의 얼룩 면적과 강도는 어느 정도 개선되지만, TiO2를 용액 속에 유지시키고 신속하게 건조시키기가 어려우므로, 윤전 그라비아 롤의 레인을 더럽히게 된다.
제5도에서 5배로 샘플 5는, 샘플 3에서와 같이 재배열된, TiO21.5% 함유 셀라니즈 D-244 1.2denier 1.5in 폴리에스테르 스테이플 섬유 88중량%와 애브텍스 SN-1913 1.5denier 1.125in레이욘 스테이플 섬유 12중량%의 혼방물인 소면 웹 229그레인/yd2을, 내쇼날 스타아치 4260 아크릴계 흡수성 결합제 50그레인/yd2으로 피복시킨 280그레인/yd2의 직물이다. 결합액을 23라인/in 윤전 그라비아 롤로 적용하여 전체적인 포화 결합을 성취한다. 결합제를 경화시킨 후, 직물을 패더 조작으로 I.C.I F-31X 발수제로 상부 피복시켜 1그레인/yd2의 발수성 피복물을 수득한다. 샘플의 얼룩 면적과 강도는 샘플 4와 비슷하다.
샘플 6은, 샘플 3에서와 같이 재배열된 샘플 5의 혼방물인 소면 웹 229그레인/yd2을, 내쇼날 스타아치 4260 아크릴계 흡수성 결합제 50그레인/yd2으로 피복시킨 280그레인/yd2의 직물이다. 결합제를 30°각도에서 6라인/in의 다이아몬드 패턴으로 윤전 그라비아 롤(인쇄 롤의 레인의 폭은 0.014in이고 깊이는 0.004in이다)로 적용한다. 결합제를 경화시킨 후, 직물을 패더 조작으로 I.C.I. F-31X 발수제로 상부피복시켜 1그레인/yd2의 발수성 피복물을 수득한다. 샘플은 얼룩 면적이 단지 3.5in2이고 얼룩강도가 단지 4.8로써 예기치 못한 방오성을 나타낸다.
샘플 7은 샘플 3에서와 같이 재배열된 샘플 5와 6의 섬유 혼방물인 소면 웹 229그레인/yd2을, 샘플6의 제조시에 사용한 것과 같은 운전 그라비아 롤을 사용하여 로옴 앤드 하스 1715 발수성 결합제 50그레인/yd2으로 피복시킨 280그레인/yd2의 직물이다. 결합제를 경화시킨 후, 직물을 패더 조작으로 I.C.I. F-31X 발수제로 상부피복시켜 1그레인/yd2의 발수성 피복물을 수득한다. 샘플의 얼룩 면적과 강도는 샘플 5와 비슷하다.
[표]
Figure kpo00001
1. 얼룩 면적은 하기 시험에 따라 측정한다 :
표면재료를 흡수성 코어에 조립하기 전에, 표면재료의 아랫면에 에이치.비.풀러(H.B.Fuller) 열용융형 접착제를 분무하여, 표면재료를 목재 펄스 섬유로 이루어진 흡수성 코어와 접착결합시킨다. 표면재료를 포함하는 표층을 노출시키면서, 생리대를 부드러운 표면에고정시킨다. 중심에 길이가 1.5in이고 폭이 0.75in인 타원형 구멍(opening)이 있는 10in×3in 플렉시 글라스 형판을 생리대 위에 놓고 15c.c.의 인공 월경액을 타원형 구멍 속으로 부어넣는다. 형판을 치우고 2.2kg의 롤러를 얼룩의 상단에 놓고, 생리대의 한쪽 길이방향으로 굴리고 얼룩을 가로질러 반대쪽 말단을 향해 후퇴시킨 후, 다시 후퇴시키는 동작으로 생리대의 길이방향으로 10회 가로지른다. 이어서, 롤러를 치우고 표면재료를 건조시킨다. 얼룩 면적은 니콘 마이크로-플랜 Ⅱ(Nikon Micro-plan Ⅱ) 영상 분석계(Laboratories Computer Systems Inc., 139 Main Street, Cambridge, Massachusetts)로 측정한다. 10회 측정한 면적의 평균을 기록한다. 사용된 인공 월경액은 표면장력이 월경액의 것에 가깝고, 적색 염료를 포함하는 전해활성 용액이다.
2. 얼룩정도는 헌터 색차계 모델 D-25-2(Hunter Color-Difference Meter Model D-25-2) 광학 감지기(Hunter Associates Laboratory Inc., Fairfax, Virginia)로 측정한다.
상기 표는, 흡수성 결합제와 간헐적으로 결합되고 발수제로 상부피복시킨 소수성 섬유를 포함하는, 본 발명의 표면재료가 예기치 못한 방오성을 나타낸다는 것을 입증한다. 본 발명의 표면재료는 생리대와 같은 흡수성 제품의 표층으로서 사용할 수 있다. 표층으로서 사용할 경우, 표면 재료는, 중간에 끼이는 섬유층이 있거나 없는, 생리대의 흡수성 코어(예:티슈)의 상부 표면에 나란히 놓을 수 있으며, 적당한 위치에서 접착시키거나 단순히 생리대 상에 놓을 수 있다. 표면재료로 흡수성 코어를 둘러쌀 수 있으며, 불침액성 층(fluid impervious layer)을 생리대 속의 흡수성 코어 아래에 놓을 수 있다.

Claims (36)

  1. 흡수성 결합제와 간헐적으로 결합된 소수성 스테이플 섬유의 웹을 포함하고 당해 섬유와 결합제가 발수성 물질로 피복되어 있는 방오성이 개선된 부직포 표면재료.
  2. 제1항에 있어서, 발수성 물질이 플루오로케미칼 발수성 물질인 부직포 표면재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 표면재료가 이를 통과하는 다수개의 구멍을 갖는 부직포 표면재료.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 소수성 섬유가 폴리에스테르 섬유인 부직포 표면재료.
  5. 제3항에 있어서, 웹의 섬유가 이들 사이의 구멍 패턴을 규정하는 사속(yarn-like bundle)으로 재배열되어 있는 부직포 표면재료.
  6. 제5항에 있어서, 웹이 88중량%의 폴리에스테르 섬유와 12중량%의 레이욘 스테이플 섬유를 포함하는 부직포 표면재료.
  7. 흡수성 코어 및 당해 코어 위에 놓이는 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항의 표면재료를 포함하는 체액 흡수용 제품.
  8. 제7항에 있어서, 체액 흡수용 제품이 생리대인 제품.
  9. 제7항에 있어서, 체액 흡수용 제품이 기저귀인 제품.
  10. 제7항에 있어서, 체액 흡수용 제품이 붕대인 제품.
  11. 제7항에 있어서, 표면재료가 흡수성 코어의 표면에 접착되어 있는 제품.
  12. 제7항에 있어서, 표면재료가 흡수성 코어가 열가소성 물질을 포함하며, 표면재료가 흡수성 코어에 열결합되어 있는 제품.
  13. 제7항에 있어서, 표면재료가 열용융형 접착제로 흡수성 코어에 접착되어 있는 제품.
  14. 제11항에 있어서, 표면재료가 에멀젼 접착제로서 흡수성 코어에 접착되어 있는 제품.
  15. 제11항에 있어서, 표면재료가 흡수성 코어에 전체적으로 접착되어 있는 제품.
  16. 제11항에 있어서, 표면재료가 흡수성 코어에 줄무늬 패턴으로 접착되어 있는 제품.
  17. a) 소수성 스테이플 섬유의 웹을 형성시키는 단계, b) 흡수성 결합제를 웹에 간헐적인 패턴으로 적용시키는 단계, c) 결합제를 경화시키는 단계 및 d) 웹에 발수성 물질을 적용시키는 단계를 포함하여, 방오성이 개선된 부직포 표면재료를 제조하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 발수성 물질이 플루오로케미칼 발수성 물질인 방법.
  19. 제17항에 또는 제18항에 있어서, 결합제를 적용시키기 전에 웹에 구멍을 만드는 방법.
  20. 제17항 또는 제18항에 있어서, 소수성 섬유가 폴리에스테르 섬유인 방법.
  21. a) 소수성 스테이플 섬유의 웹을 형성시키는 단계, b) 웹의 섬유를 재배열시켜 그 내부에 구멍 패턴을 갖는 사속을 형성하는 단계, c) 흡수성 결합제를 재배열된 섬유 웹에 간헐적인 패턴으로 적용시키는 단계, d) 흡수성 결합제를 경화시키는 단계, e) 플루오로케미칼 발수성 물질을 웹에 적용시키는 단계 및 f) 발수성 물질을 경화시켜 발수처리된 직물을 형성시키는 단계를 포함하여, 방오성이 개선된 부직포 표면재료를 제조하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 웹이 88중량%의 폴리에스테르 섬유와 12중량%의 레이욘 스테이플 섬유를 포함하는 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 발수성 물질이 플루오로케미칼 발수성 물질인 방법.
  24. 결합제와 결합된 소수성 섬유의 웹을 포함하며, 이를 통과하는 다수개의 구멍을 가지며 발수성 물질로 피복되어 있는 방오성이 개선된 부직포 표면재료.
  25. 흡수성 코어 및 당해 코어위에 놓이고 이의 표면에 부착되는 제24항의 표면재료를 포함하는 체액 흡수용 제품.
  26. 제25항에 있어서, 체액 흡수용 제품이 생리대인 제품.
  27. 제25항에 있어서, 체액 흡수용 제품이 기저귀인 제품.
  28. 제25항에 있어서, 체액 흡수용 제품이 붕대인 제품.
  29. 제25항에 있어서, 표면재료가 흡수성 코어의 표면에 접착되어 있는 제품.
  30. 제25항에 있어서, 표면재료와 흡수성 코어가 열가소성 물질을 함유하며, 표면재료가 흡수성 코어에 열결합되어 있는 제품.
  31. 제29항에 있어서, 표면재료가 열용융형 접착제로 흡수성 코어에 접착되어 있는 제품.
  32. 제29항에 있어서, 표면재료가 에멀젼 접착제로 흡수성 코어에 접착되어 있는 제품.
  33. 제29항에 있어서, 표면재료가 흡수성 코어에 전체적으로 접착되어 있는 제품.
  34. 제29항에 있어서, 표면재료가 흡수성 코어에 줄무늬 패턴으로 접착되어 있는 제품.
  35. 제3항에 있어서, 소수성 섬유가 폴리에스테르 섬유인 부직포 표면재료.
  36. 제19항에 있어서, 소수성 섬유가 폴리에스테르 섬유인 방법.
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