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KR100696137B1 - 다층 구조 스판본드 부직포 및 이의 제조 방법 - Google Patents

다층 구조 스판본드 부직포 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR100696137B1
KR100696137B1 KR1020040044855A KR20040044855A KR100696137B1 KR 100696137 B1 KR100696137 B1 KR 100696137B1 KR 1020040044855 A KR1020040044855 A KR 1020040044855A KR 20040044855 A KR20040044855 A KR 20040044855A KR 100696137 B1 KR100696137 B1 KR 100696137B1
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Abstract

본 발명은 다층 구조 스판본드 부직포 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 스판본드(Spunbond) 부직포를 최외층으로 하고, 내층은 적어도 1층의 멜트블로운
(Meltblown) 부직포층을 갖고 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스판본드(Spunbond) 부직포층 및/또는 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층되어 구성되어지되, 연속적으로 구동되는 스크린 벨트상에 스판본드 부직포층을 적층하고 스판본드 부직포층위에 적어도 1층의 멜트블로운(Meltblown) 부직포층을 적층하며 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스판본드(Spunbond) 부직포층 및/또는 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층한 다음, 다시 스판본드 부직포층을 적층하고 열칼렌더를 이용하여 열과 압력을 동시에 부여하므로서 열점착시켜 제조하며, 멜트블로운 부직포의 양을 최적화하여 합성수지가 투과되지 않으면서 촉감이 우수한 효과를 얻을 수 있었다.
스판본드 부직포, 멜트블로운 부직포, 다층 구조 스판본드 부직포

Description

다층 구조 스판본드 부직포 및 이의 제조 방법{Multi-layer spun-bonded fabric and its manufacturing method}
본 발명은 PE(폴리에틸렌) 필름과 합지(Lamination)하여 위생재, 특히 유아용기저귀, 배면연습용 팬츠기저귀 및 성인실금용 기저귀, 생리대등의 백시트
(Backsheet)에 사용되는 다층 구조 스판본드 부직포 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 스판본드(Spunbond) 부직포를 최외층으로 하고, 내층은 적어도 1층의 멜트블로운(Meltblown) 부직포층을 갖고 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스판본드(Spunbond) 부직포층 및/또는 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층되어 구성되어지되, 연속적으로 구동되는 스크린 벨트상에 스판본드 부직포층을 적층하고 스판본드 부직포층위에 적어도 1층의 멜트블로운(Meltblown) 부직포층을 적층하며 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스판본드(Spunbond) 부직포층 및/또는 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층한 다음, 다시 스판본드 부직포층을 적층하고 열칼렌더를 이용하여 열과 압력을 동시에 부여하므로서 열점착시킴을 특징으로 하 는 다층 구조 스판본드 부직포 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
부직포는 섬유가 평행, 경위 또는 부정 방향으로 배열된 얇은 펠트(felt) 모양의 웹을 접착제로 결합시킨다던가, 웹 안에 열가소성 섬유를 혼합하여 가열 가압 등의 방법으로 녹여서 결합시킨 것으로, 심지, 여과 천으로서의 용도는 확장되어가고 있으며, 공업용식포, 플래스틱 보강용재, 열 및 전기 절연용재, 피복 제품용 기포, 수출용 포대, 위생재로서의 붕대, 기저귀, 위생 커버, 턱받이, 냅킨, 테이블클로드, 타월, 커튼, 이부자리감, 실내 장식용재, 의료용으로서의 심지감, 방망이, 페티코트(petticoat), 수영복, 스커어트 등에도 사용되고 있다.
특히, 스판본드 부직포는 화학섬유를 방사하는 과정에서 만든 부직포를 말하며, 노즐에서 나오는 섬유를 주행하는 콘베이어 위에 붙어 날려서 콘베이어 위에 긴 섬유의 층을 형성하여 만들어진 부직포의 일종으로 제조 공정의 능률이 좋고 경제적으로도 유리한 장점이 있다.
또한, 멜트블로운 부직포는 멜트블로운 공정에서 제조된 부직포를 말하며, 사용된 웹은 극세섬유이기 때문에 부드럽고, 보온성 및 고도의 여과성능 등 일반부직포에서 얻을 수 없는 장점을 가지지만 웹강도가 매우 약한 것이 결점이며, 가장 많이 사용되는 원료섬유는 폴리프로필렌이다.
위생재의 구조와 이에 사용되는 소재는 빠른 속도로 변화 및 개선되어 왔으며, 가장 중점적으로 개선이 된 부분은 위생재의 박막화(슬림화) 및 외관의 소프트화이다. 위생재 특히, 기저귀 부분에 있어서 백시트(Backsheet) 소재는 폴리에틸렌 필름을 최외층으로 한 제품들이 사용되었고, 90년도 중반 이후부터는 필름의 촉감 을 개선하기 위해서 부직포와 합지한 형태인 필름 부직포 라미네인션 제품이 사용되었으며, 2000년대 들어서는 백시트의 촉감을 더욱 개선하기 위해서 필름과 부직포를 합지하는 방식이 기존의 열합지 방식에서 합성수지를 이용한 합지 방식으로 변화되었다.
즉, 종래 기저귀의 백시트용 부직포는 스판본드 부직포 계열이 사용되어 왔으며, 부직포와 PE 필름을 합지하는 방법도 열칼렌다에 의한 열점착 방식이 대부분 이였다. 하지만, 상기 방식에 의해서 제조된 백시트는 촉감이 부드럽지 못하기 때문에 열점착 방식에서 합성수지(Cold Glue, Hot Glue)를 이용하는 방법으로 전환되기 시작하였다.
스판본드 부직포와 합성수지 점착방식에 의하여 합지할 경우에 부직포의 중량이 높으면 합성수지가 배어나오는 현상이 없지만 스판본드 부직포의 중량이 낮으면 합성수지가 배어나와 롤(Roll)형태로 권취(Winding)시 후면에 점착이 되어 품질이 저하되는 문제가 있었다.
특히, 백시트에 사용되는 스판본드 부직포가 점점 저중량화되면서 합성수지로 필름과 합지할 때 합성수지가 부직포를 투과하여 배어 나오는 문제가 발생되므로 합성수지를 이용하여 저중량의 스판본드 부직포와 필름을 합지하기 위해서는 스판본드 부직포가 합성수지를 충분히 차단하는 기능성이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 내층의 멜트블로운 양을 최적화하여 합성수지가 투과되지 않으면서 소프트한 촉감을 가져 유아용기저귀, 배면연습용 팬츠기저귀 및 성인실금용 기저귀, 생리대 등의 백시트용으로 적합한 다층 구조 스판본드 부직포를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 목적의 다층 구조 스판본드 부직포를 용이하게 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적 뿐만 아니라 용이하게 표출되는 또 다른 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에서는 스판본드(Spunbond) 부직포를 최외층으로 하고, 내층은 적어도 1층의 멜트블로운(Meltblown) 부직포층을 갖고 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스판본드(Spunbond) 부직포층 및/또는 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층되어 구성되어지되, 연속적으로 구동되는 스크린 벨트상에 스판본드 부직포층을 적층하고 스판본드 부직포층위에 적어도 1층의 멜트블로운(Meltblown) 부직포층을 적층하며 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스판본드(Spunbond) 부직포층 및/또는 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층한 다음, 다시 스판본드 부직포층을 적층하고 열칼렌더를 이용, 열과 압력을 동시에 부여하여 열점착시켜 제조하므로서 멜트블로운 부직포의 양이 최적화되어 합성수지가 투과되지 않으면서 촉감이 우수한 효과를 얻을 수 있었다.
본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 다층 구조 스판본드 부직포는 스판본드 부직포를 최외층으로 하고, 내층은 적어도 1층의 멜트블로운 부직포층을 갖고 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스판본드 부직포층 및/또는 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층되어 구성되는 것으로 특징지워진다.
또한, 본 발명에 따른 다층 구조 스판본드 부직포의 제조 방법은 연속적으로 구동되는 스크린 벨트상에 스판본드 부직포층을 적층하고 스판본드 부직포층위에 적어도 1층의 멜트블로운 부직포층을 적층하며 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스판본드 부직포층 및/또는 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층한 다음, 다시 스판본드 부직포층을 적층하고 열칼렌더를 이용, 열과 압력을 동시에 부여하여 열점착시키는 것으로 특징지워진다.
본 발명에서는 합성수지 접착제를 이용하여 저중량의 스판본드 부직포와 폴리에틸렌 필름을 합지하는 과정에서 합성수지 접착제가 부직포를 투과되는 것을 차단하기 위해서 기본적인 부직포의 구성을 스판본드 부직포/ 멜트블로운 부직포/ 스판본드 부직포 형태의 다층으로 구성하였다. 여기서, 외부층을 형성하는 스판본드 부직포층은 1층 이상으로 구성할 수 있으며, 내부의 멜트블로운 부직포층도 1층 이상으로 구성할 수 있어 구성하는 층수를 한정하는 것은 아니다. 이하 본 발명의 다층구조 스판본드 부직포를 "SMS계 부직포"라 칭한다.
SMS계 부직포의 중량은 8∼18gsm(g/㎡)이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10 ∼13gsm이 효과적이고, 중량이 18gsm을 초과할 경우에는 경제적인 문제점이 있었으며, 8gsm 미만일 경우에는 강도 및 촉감저하의 단점이 있었다.
SMS계 부직포를 구성하는 멜트블로운 부직포의 중량은 0.3∼2gsm이 바람직하 며, 더욱 바람직하게는 0.5∼1.5gsm이 효과적이다. SMS계 부직포에 포함되는 멜트블로운 부직포의 양이 0.3gsm 미만으로 너무 적게 되면 조직이 치밀하지 못해 효과적으로 합성수지 투과를 차단할 수 없으며, 2gsm을 초과하게 되면 조직이 치밀하게 되어 합성수지 투과 차단에 효과적이나 소프트한 촉감을 나타내지 못하는 문제점을 발생시킨다.
즉, 멜트블로운 부직포의 양이 너무 적으면 부직포를 구성하는 섬유와 섬유간 적층에 의해서 형성되는 기공 사이즈(Pore size)가 커지게 되어 유체 형태의 합성수지를 효과적으로 차단할 수 없으며, 멜트블로운 부직포의 양이 과도하게 많으면 종이와 같은 촉감(Paper Like)이 되어 합성수지 라미네이션의 의미를 상실하게 된다.
스판본드 부직포는 용융가소성 수지를 용융시켜 다수개의 오리피스로 압출시켜 필라멘트를 형성시키고, 필라멘트를 고체화시키기 위해 냉각챔버로부터 부여되는 냉각공기로 냉각시키고 연신과정을 통하여 작은 직경의 섬유를 만든다.
본 발명에 사용되는 수지는 폴리올레핀계 폴리프로필렌 수지이며, 멜트블로운 부직포의 제조방법은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 공지의 방법으로 용융흐름지수(MI: Melt Index)가 800∼1200g/10분인 폴리프로필렌 수지를 용융하고 다수개의 오리피스로 방사할 때 구금의 양쪽에서 강한 열풍으로 불어주어 극세사를 만든다. 통상적으로 멜트블로운 부직포를 구성하는 섬유는 1∼ 5㎛의 굵기를 가진다.
본 발명의 주요 기능은 효과적으로 유체 형태의 합성수지 접착제가 투과되는 것을 차단하는 것으로, 이 기능을 발현시키는 것은 멜트블로운 부직포층, 즉 멜트블로운 부직포층의 단위 면적당 중량이 큰 영향인자로 작용하므로 멜트블로운 부직포의 단위면적당 중량을 0.3∼2gsm으로 하여야 한다.
기본적인 다층구조 스판본드 부직포(SMS계 부직포)는 연속적으로 구동되는 스크린 벨트상에 스판본드 부직포층이 적층되고, 스판본드 부직포층 위에 멜트블로운 부직포층이 적층되며, 최종적으로 스판본드 부직포층이 적층되므로서 SMS계 부직포로 제조된다.
여기에서 스판본드 부직포층 및 멜트블로운 부직포층은 1층 이상일 수 있으며, 층수을 한정하는 것은 아니다. 즉, 연속적으로 구동되는 스크린 벨트상에 스판본드 부직포층을 적층하고 스판본드 부직포층위에 적어도 1층의 멜트블로운 부직포층을 적층하며 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스판본드 부직포층 및/또는 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층한 다음, 다시 스판본드 부직포층을 적층하므로서 SMMS(스판본드 부직포/ 멜트블로운 부직포/ 멜트블로운 부직포/ 스판본드 부직포), SSMS, SSMMS, SSMMSS 등과 같이 스판본드와 멜트브로운 방사빔의 추가여부에 따라서 다양하게 제조할 수 있다.
다층으로 집적된 웹은 열칼렌더를 통하여 열과 압력을 부여 받으므로서 열점착되고 시트화된다.
다음의 실시예 및 비교실시예는 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다. 실시예 및 비교실시예에서 각종 특성 및 물성치는 하기의 방법으로 측정 및 평가하였다.
(1) 중량(Weight) : EDANA 40.3 - 90
(2) 인장강신도(Tensile strength and Elongation) : EDANA 20.2 -89
(3) 강연도(Bending Length) : EDANA 50.5-99
(4) 내수압(Hydrostatic Head) : DIN53886
실시예 1
용융흐름지수(MI : Melt Index)가 1,000g/10분인 폴리프로필렌 수지를 사용하여 다층구조 스판본드를 제조하되 스판본드 부직포층의 중량은 12.5gsm으로 하였으며, 멜트블로운 부직포층의 중량은 0.5gsm으로 하여 전체 중량이 13gsm인 SMS형태의 부직포를 제조하였으며, 특성 및 물성을 측정하여 표 1에 기재하였다.
실시예 2
스판본드 부직포층의 중량 14.7gsm, 멜트블로운 부직포층의 중량은 0.3gsm, 전체중량 15gsm으로 행한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 SMS계 부직포를 제조하였으며, 특성 및 물성을 측정하여 표 1에 기재하였다.
비교실시예 1
스판본드 부직포층의 중량 13gsm, 멜트블로운 부직포층의 중량은 0gsm, 전체중량 13gsm으로 행한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 부직포를 제조하였으며, 특성 및 물성을 측정하여 표 1에 기재하였다.
비교실시예 2
스판본드 부직포층의 중량 15gsm, 멜트블로운 부직포층의 중량은 3gsm, 전체중량 18gsm으로 행한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 SMS계 부직포를 제조하였으며, 특성 및 물성을 측정하여 표 1에 기재하였다.
표 1
항목 단위 실시예 1 실시예 2 비교실시예1 비교실시예2
총중량 gsm 13 15 13 18
멜트블로운 부직포층 중량 gsm 0.5 0.3 0 3
강도 (MD) kg/5cm 2.8 3.4 2.8 3.4
강도 (CD) kg/5cm 1.4 1.8 1.4 1.8
내수압 mmH2O 100 120 60 160
강연도 mm 35 38 35 48
상술한 바와 같이 본 발명에서는 스판본드(Spunbond) 부직포를 최외층으로 하고, 내층은 적어도 1층의 멜트블로운(Meltblown) 부직포층을 갖고 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스판본드(Spunbond) 부직포층 및/또는 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층되어 구성되어지되, 연속적으로 구동되는 스크린 벨트상에 스판본드 부직포층을 적층하고 스판본드 부직포층위에 적어도 1층의 멜트블로운
(Meltblown) 부직포층을 적층하며 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스판본드
(Spunbond) 부직포층 및/또는 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층한 다음, 다시 스판본드 부직포층을 적층하고 열칼렌더를 이용하여 열과 압력을 동시에 부여하므로서 열점착시켜 제조하며, 멜트블로운 부직포의 양을 최적화하여 합성수지가 투과되지 않으면서 촉감이 우수한 효과를 얻을 수 있었다.

Claims (4)

  1. 스판본드 부직포를 최외층으로 하고, 내층은 적어도 1층의 멜트블로운 부직포층으로 구성되는 다층 구조 스판본드 부직포에 있어서,
    상기 멜트블로운 부직포층의 중량이 0.3∼2gsm임을 특징으로 하는 다층구조 스판본드 부직포
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
KR1020040044855A 2004-06-17 2004-06-17 다층 구조 스판본드 부직포 및 이의 제조 방법 Expired - Lifetime KR100696137B1 (ko)

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