KR101600130B1 - 표면 요철 구조를 가지는 부직포 및 이를 이용한 제품 - Google Patents

Abstract

열 접착성 섬유를 포함하는 웹에 열풍을 통과시킴으로써 섬유간의 교락점이 열 접착된 부직포의 적어도 한쪽의 표면에, 개공을 복수 가지는 면형상체를 프레스하여 얻어지고, 그 프레스 처리는, 부직포의 열 접착이 더 진행하지 않는 열을 가지고 있는 상태에서 행해지는 것으로 이루어지는, 표면 요철 구조를 가지는 부직포, 및 이를 이용한 성형 부재, 와이핑 클로스로서, 유연성, 및, 높은 강도를 발휘하고, 양호한 내응력성을 가지는 표면 요철 구조를 가지는 부직포를 제공한다.

Description

표면 요철 구조를 가지는 부직포 및 이를 이용한 제품{NONWOVEN FABRIC WITH UNEVEN SURFACE STRUCTURE, AND PRODUCT USING SAME}

본 발명은, 표면 요철 구조를 가지는 부직포 및 이를 이용한 제품에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 부직포 표면에, 섬유로 충전된 부피가 큰 언덕부와, 부피가 작은 평야부가 혼재 분산된 외관을 가지는 부직포이다. 그 요철 형상에 따른 외관을, 용도에 따라 임의로 변경 가능한 부직포 및 이를 이용한 섬유 제품에 관한 것이다.

요철 부직포의 제조 수법으로는, 엠보스 롤을 사용한 열 압착 부직포가 일반적인데, 열 압착으로 부직포화하기 때문에, 얻어지는 요철 부직포의 부피는 매우 작고, 압착부는 필름화되어, 얻어지는 부직포는 감촉이 손상된다. 비(非)열압착부도 적지 않은 열 압착 작용 때문에 부피가 작아지기 쉬운 경향이 있다.

부피를 얻기 위한 수법으로는, 열 융착 섬유를 주체로 하는 섬유 웹과 그물망형상 시트를 적층하고, 열풍 관통함으로써, 섬유 웹과 지지체인 그물망형상 시트가 일체화하여 이루어지는, 요철이 형성된 바닥용 청소 시트가 있다(특허문헌1 참조).

그러나, 그물망형상 시트의 사용에 의해 섬유 웹 자체에 대한 열풍 관통의 영역이 좁아지면, 열풍이 관통하지 않는 영역에서 그 열풍의 난류가 생기고, 웹 내에서 섬유의 퇴적 상태에 흐트러짐이 생기거나, 또한, 열풍이 관통하지 않는 부분에서 접착성이 저하하여, 부직포 강도가 낮아지기 때문에, 요철의 형상이나 오목부의 면적이 억제되어 버린다는 문제가 남는다.

다른 수법으로서, 열 수축성 섬유를 포함하는 제1층의 최대 열 수축 발현 온도가 비열수축 섬유로 이루어지는 제2층의 융점보다 낮고, 이 2층이 열 엠보스 롤로 부분적으로 열 압착 접합된 부직포를 가열하고, 열 수축층을 수축시킴으로써 요철 부직포를 형성하는 방법이 개시되어 있다(특허문헌2 참조).

이 경우, 오목부는 압착에 의해 반필름화되기 때문에, 오목부 면적이 많아지면 통풍성이나 감촉이 저하된다. 또한, 수축 가열시의 온도가 비수축성 섬유의 융점보다 높을 경우는 감촉이 단단하고, 반대로 비수축성 섬유의 융점 이하로 가열한 경우는, 감촉은 향상되지만, 강도가 얻어지지 않는다. 얻어지는 부직포의 칫수 안정성이 나쁜 등의 문제가 있다. 볼록부에 공극이 많기 때문에 본질적으로 내응력성이 충분하지 않다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개 2003-230519호 특허문헌 2: 일본국 특허공개 2006-45724호

본 발명의 과제는, 상기 문제점을 해소하려는 것이며, 임의로 요철 형상을 부형(요철 형상을 부여)할 수 있고, 유연성 및 높은 강도를 발휘하고, 양호한 내응력성을 가지는 표면 요철 구조를 가지는 부직포를 제공하는 것에 있다. 또한, 저비용으로 얻어지는 이들 부직포를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 열풍을 통과시킴으로써 섬유간의 교락(交絡)점이 열 접착된 부직포의 표면에, 개공(開孔)을 복수 가지는 기재를 프레스하여 처리한 후, 그 기재를 제거하여 얻어지는 것이, 상기 과제를 해결하는 것을 찾아내고, 이 지견에 의거하여 본 발명을 완성하는데 이르렀다.

본 발명은, 이하의 구성을 가진다.

(1) 열 접착성 섬유를 포함하는 웹에 열풍을 통과시킴으로써 섬유간의 교락점이 열 접착된 부직포의 적어도 한쪽의 표면에, 개공을 복수 가지는 면형상체를 프레스하여 얻어지고, 그 프레스 처리는, 부직포의 열 접착이 더 진행하지 않는 열을 가지고 있는 상태에서 행해지는 것을 특징으로 하는, 표면 요철 구조를 가지는 부직포.

(2) 열 접착성 섬유가, 열 접착성 복합 섬유인, 상기 (1)기재의 부직포.

(3) 개공을 복수 가지는 면형상체가, 원통형상의 롤 형상이고, 이를 회전 롤로서 사용하고, 상기 회전 롤에, 열 접착성 섬유를 포함하는 웹에 열풍을 통과시킴으로써 섬유간의 교락점이 열 접착된 부직포가 프레스되면서 통과시켜 얻어진, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 부직포.

(4) 웹이 적층체인, 상기 (1)∼(3)의 어느 한 항에 기재된 부직포.

(5) 단위면적당 질량이 15∼60g/㎡이며, 최대 두께가, 0.2∼5㎜의 범위인, 상기 (1)∼ (4) 중 어느 한 항에 기재된 부직포.

(6) 적어도 한쪽의 표면에 있어서의 볼록부와 인접하는 오목부의 높이의 차가, 0.1∼4.5㎜의 범위인, 상기 (1)∼(5) 중 어느 한 항에 기재된 부직포.

(7) 상기 (1)∼(6)중 어느 한 항에 기재된 부직포에, 다른 층을 일체화하여 얻어진 성형 부재.

(8) 상기 (1)∼(6)중 어느 한 항에 기재된 부직포, 또는, 상기 (7)의 성형 부재를 이용하여 얻어진 제품.

(9) 상기 (1)∼(6)중 어느 한 항에 기재된 부직포, 또는, 상기 (7)의 성형 부재를 이용하여 얻어진 와이핑 클로스(wiping cloth).

본 발명의 요철 표면 구조를 가지는 부직포는, 특히 부피가 큰 언덕부(볼록부에 상당)와, 부피가 작은 평야부(오목부에 상당)가 혼재 분산된 것으로, 부피가 크고, 유연성, 강도가 뛰어나다. 또한, 통기성이 좋다. 또한 저비용으로 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명에서 이용하는 복수의 개공을 가지는 면형상체의 일예를 나타내는 부분 평면도.
도 2는 다른 층인 폴리에스테르 섬유로 이루어지는 웹층을 일체화시킨 본 발명의 성형 부재의 일예를 나타내는 도면으로서, 도 2(a)가 본 발명의 표면 요철 구조를 가지는 부직포측으로부터 본 평면도이고, 도 2(b)가 도 2(a)의 A―A’라인에 있어서의 단면도이다.
도 3은 도 2의 성형 부재를 이용한 본 발명의 제품인 생리대의 일예를 나타내는 도면으로서, 도 3(a)가 본 발명의 표면 요철 구조를 가지는 부직포측으로부터 본 평면도이고, 도 3(b)가 도 3(a)의 B―B’라인에 있어서의 절단면의 단면도이다.

본 발명의 요철 부직포는, 열 접착성 섬유를 포함하는 부직포 표면에 부피가 큰 언덕부(볼록부에 상당)와 부피가 작은 평야부(오목부에 상당)가 혼재 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 부직포이다.

구체적으로는, 열 접착성 섬유를 포함하는 웹에 열풍을 통과시키고, 열 접착된 부직포를, 부직포의 열 접착이 더 진행하지 않는 열을 가지고 있는 상태에서, 임의의 복수의 개공을 가지는 면형상체를 프레스함으로써 얻어진 요철 표면 구조를 가지는 부직포이다.

열 접착성 섬유로는, 열 접착성을 가지는 복합 섬유를 들 수 있다. 열 접착성 섬유의 열 접착성 성분은, 그 섬유로 이루어지는 웹에 열풍을 통과시킴으로써 열 용융하고, 접착점을 형성하는 열 가소성 수지 성분이면 된다. 본 발명에 있어서, 섬유끼리의 열 접착점은, 융점이 낮은 열 가소성 수지 성분이 열풍 처리에서 용융함으로써 형성된다. 열 접착성 섬유를 구성하는 수지 성분으로는, 폴리올레핀계(예를 들면, 폴리프로필렌, 프로필렌 공중합체[프로필렌을 주 성분으로 하고, 이와 다른 α-올레핀의 공중합체; 예를 들면 에틸렌-프로필렌 ２원 공중합체, 프로필렌-부텐-1 ２원 공중합체, 프로필렌-헥센-1 ２원 공중합체 등], 폴리에틸렌 등), 폴리에스테르계(예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트), 폴리아미드계(예를 들면, 나일론6 등)를 예시할 수 있다. 복합 섬유에 있어서의 저융점 성분과 고융점 성분의 구체적인 조합으로는, 폴리에틸렌(저융점 성분)과 폴리프로필렌(고융점 성분), 폴리에틸렌(저융점 성분)과 폴리에틸렌테레프탈레이트(고융점 성분) 등을 예시할 수 있고, 특히 큰 부피성, 부직포 강력의 점에서 바람직한 것은, 폴리에틸렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 복합 섬유이다. 복합 섬유의 형상은, 그 길이 방향으로 수직인 단면의 단면 형상에 있어서, 동심 초심형, 편심 초심형, 병렬형, 방사상형 등을 예시할 수 있는데, 큰 부피성의 점에서 특히 바람직한 것은, 편심 초심형이다. 동심 초심형 복합 섬유나 편심 초심형 복합 섬유의 경우, 저융점 성분이 둘레(초) 성분을 구성하고, 고융점 성분이 중심(芯) 성분을 구성하는 복합 섬유이다.

복합 섬유의 저융점 성분과 고융점 성분의 각각의 융점은, 시차 주사 열량 측정기(Differential scanning calorimetry)로 구할 수 있다.

열 접착성 섬유의 섬도는, 특별히 한정되지 않지만, 감촉을 중시한 경우는 얇은 섬도인 것을 선택하고, 그 범위는 0.5dtex부터 4dtex, 바람직하게는 1dtex부터 3dtex의 범위이다.

본 발명의 부직포를 제조하는데 있어서는, 특히 부피가 큰 웹을 사용할 수 있는 것이 특징이다. 수축성 섬유층과 비수축성 섬유층을 부분 접합하여 적층하고, 수축성 섬유층의 수축을 이용하여, 부분 접합점간의 비수축성 섬유층을 융기시켜 섬유 시트에 요철 형상을 발현시키는 종래의 방법(상기 특허문헌 2에 기재된 것과 같은 방법)에서는, 사용하는 비수축성 섬유층 자체가 부피가 크면, 이를 융기시키기 위해서, 즉, 비수축성 섬유층을 만곡시키기 위해서는, 큰 응력을 필요로 하여, 충분한 요철 형상을 형성할 수 없는 경우가 있고, 또한, 이를 억지로 행하면, 열 수축시킬 때의 가열도 추가되어, 양 층을 일체화하고 있는 부분 접합점이, 융기·만곡에 따른 응력을 견뎌내지 못하고 파괴되어, 양 층이 박리해 버리는 경우가 있다.

또한, 종래의 가열 엠보스 롤(엠보스 롤이란, 롤 표면에 요철 모양을 형성한 롤로, 엠보스 롤 대(對) 플랫 롤, 혹은 엠보스 롤 대(對) 엠보스 롤의 조합에 의해, 웹을 열압 접착할 수 있는 장치를 말한다)에 의해 요철 형상을 형성하는 방법에서는, 부피가 큰 웹을 사용하는 경우에는, 엠보스 롤 자체에 요철차가 크고 깊은 각인을 조각할 필요가 있고, 또한, 특히 각인 볼록부의 피치간 거리가 비교적 긴 경우에는, 아무리 각인 오목부를 깊게 새겼다고 해도, 엠보스 롤의 당해 오목부면에 대한 웹의 접촉이 생겨버린다. 각인에 드는 비용의 점에서도, 이 방법에서는, 특히 부피가 큰 웹의 사용은 제약이 따른다.

또한, 가열 엠보스 롤을 이용한 경우, 엠보스 롤 볼록부가 부직포측에 전사되어 압밀부를 형성하는데, 이 경우, 높은 부직포 강력을 얻기 위해서는 압밀부의 면적을 크게 할 필요가 있다. 가열 엠보스된 부분은 열 압착에 의해 필름화되어 부직포 전체의 공극이 부족해지므로, 감촉, 통기성이 현저하게 저하하여, 강력함과 감촉의 밸런스를 취하는 것이 곤란하다.

그러나, 본 발명에서는, 부직포 표면에 형성되는 볼록부가, 개공을 가지는 면형상체의 개공부에 있어서 면형상체 기재면에 프레스되지 않고 남겨진다. 이 때문에, 그 볼록부 형성 과정에 있어서, 당해 부위는, 부직포의 두께 방향의 상부 공간을 향해서 자유(부피가 작아지는 것과 같은 구속을 받지 않는다)이다. 따라서, 사용하는 웹이 특히 부피가 큰 경우에 있어서도, 요철 표면 구조를 가지는 부직포의 제조에 지장되지 않는다. 또한, 본 발명에 있어서 개공을 가지는 면형상체의 개공의 의미는 면형상체 표리면 방향에 대한 관통 구멍을 의미한다. 또한, 볼록부 형성 부위의 상부 공간을 향해서 자유이지만, 이 부위를 형성하는 열 접착성 섬유간이 미리 그 교락점에서 열 접착되어 있으므로, 이 볼록부 형성 처리시에 있어서도, 특히 그 볼록부에서, 섬유층으로서의 일체성이 손상되지 않고, 당해 부위에서, 섬유의 탈락이나, 보풀이 일지 않는다. 오목부에 있어서도 마찬가지로, 면형상체의 프레스에 의해 압밀부가 형성되는데, 부직포의 열 접착이 더 진행하지 않는 열을 가지고 있는 상태에서 면형상체의 프레스 처리가 행해지므로, 가열 엠보스 롤을 이용한 경우와 같은 열 압착된 구조는 되지 않고, 이 압밀부에서조차 비교적 높은 공극율을 유지할 수 있다. 또한 엠보스된 롤이 가열되어 있는지 여부에 상관없이, 엠보스 롤로 프레스된 것은 압밀부가 산점상(散點狀)으로 존재하는데 대하여, 본 발명의 압밀부는 볼록부의 주변을 둘러싸고 부직포 표면에 있어서 연결된 네트워크를 형성한다. 이 구조에서 인접하는 한쌍의 볼록부간에 형성되는 압밀부의 강도는 비록 엠보스 롤에 의한 것에 비해서 약해도, 부직포 전체로는 강력하게 뛰어난 것이 될 수 있다. 적당한 공극을 유지하고 있으므로, 높은 강력을 나타내고 또한 감촉 및 통기성이 손상되지 않는다.

사용하는 웹의 단위 면적당 질량은, 부직포의 볼록부를 명확하게 형성하는 관점에서, 15∼60g/㎡의 범위인 것이 바람직하고, 특히 20∼35g/㎡의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 겉보기 비용적은, 큰 부피성의 점에서, 20∼70㎤/g의 범위인 것이 바람직하고, 특히 25∼60㎤/g의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 웹에는, 천연 섬유(나무질 섬유 등), 재생 섬유(레이온 등), 반합성 섬유(아세테이트 등)나 화학 섬유, 합성 섬유(폴리에스테르, 아크릴, 나일론, 염화비닐 등) 등의 소위 열 접착성 섬유가 아닌 섬유(이하, 「비열접착성 섬유」라고 한다)가 혼면되어 있어도 된다. 본 발명에서 말하는 「비열접착성 섬유」란, 본 발명의 부직포를 제조할 때에 행해지는 열 접착에 있어서, 혼면된 비열 접착성 섬유가 열 접착성 섬유와 함께 열풍 처리된 경우에, 당해 열풍 처리 조건 하에 있어서, 비열 접착성 섬유는 열 접착에 관여하는 열적 변화(용융 또는 연화)가 발생하지 않는 섬유를 말한다. 따라서, 이들 섬유는, 상기 조건을 만족하는 한, 레귤러 섬유(단섬유)거나, 복합 섬유여도 된다.

비열 접착성 섬유가 혼면되는 비율은, 이용하는 섬유의 종류나 목적으로 하는 부직포의 성능에 따라서 바뀌므로 통틀어서 규정하기 어렵지만, 웹 전체 중량에 대하여, 이들 비열접착성 섬유의 비율은 5∼90중량%, 보다 바람직하게는 10∼60중량%이다. 또한, 본 발명에서 사용하는 웹은, 요철 형상의 부여성, 가공성, 그 외 본 발명이 원하는 효과를 저해하지 않는 범위에서, 열풍 통과성이 있는 다른 층, 예를 들면, 섬유층(섬유 웹, 부직포, 직물, 편물 등), 구멍이 있는 시트, 다공 필름 등과의 적층체여도 되고, 적층하는 다른 층의 융점은, 상기 열풍의 온도보다 높은 융점을 가진다. 다른 층과의 접착은, 에어 스루법, 니들 펀칭법, 수류 교락법, 열압착, 접착제에 의한 접착, 핫멜트 접착제를 이용한 접착 등, 본 발명의 표면 요철 구조를 가지는 부직포의 특성을 그다지 손상시키지 않는 수단으로 적층하면 되고, 통상, 핫멜트 접착제를 이용한 접착에 의한 적층이 바람직하다.

열 접착성 섬유를 포함하는 웹에 열풍을 통과시킴으로써 섬유간의 교락점이 열 접착된 부직포를 제조하기 위해서는, 예를 들면, 통상의 열풍 가공기(석션 밴드 드라이어)를 사용하고, 통상 행하는 조건으로 열풍 가공 처리를 행할 수 있다. 일반적으로 열풍 가공기는, 일정한 온도의 열풍을 자주식(自走式)의 컨베이어 네트 상에 공급된 웹에 뿜으면서, 당해 웹을 관통한 열풍을 컨베이어 네트의 아래로부터 흡인하는 것으로, 열 접착성 복합 섬유를 부피가 큰 부직포로 가공하는데 적합하다.

열풍의 온도는, 열 접착성 섬유끼리 그 교락점에서 열 접착하는데 충분한 온도면 된다. 열 접착성 섬유를 구성하는 수지 성분의 융점에 대하여, 1∼10℃ 높은 온도에서 열풍 처리를 행하는 것이 바람직하다. 큰 부피성의 점에서, 저융점 수지 성분의 융점에 대하여, 1∼5℃ 높고, 고융점 수지 성분의 융점에서 10∼30℃ 낮은 범위에서 열풍 처리를 행하는 것이 바람직하다. 따라서, 저융점 수지 성분의 융점과 고융점 수지 성분의 융점의 차는 11∼35℃의 복합 섬유가 바람직하게 이용된다.

열풍에 의해 섬유간의 교락점이 열접착된 부직포의 적어도 한쪽의 표면에, 개공을 복수 가지는 면형상체를 프레스한 후, 그 면형상체를 제거함으로써, 표면 요철 구조를 가지는 부직포를 얻는다. 상기 면형상체로서 개공을 복수 가지는 평판을 프레스하여 요철 형상을 부형해도 되는데, 작업성의 점에서, 표면에 개공을 복수 가지는 적어도 1개의 회전 롤을 통과시킴으로써 섬유간의 교락점이 열 접착된 부직포가 프레스되면서 통과되어 요철 형상을 부형하는 것이 바람직하다. 요철이 부형되는데 충분한 시간이면, 프레스하는 시간은 특별히 한정되지 않는다. 표면에 개공을 복수 가지는 회전 롤을 이용하는 경우, 롤의 회전 속도는, 1∼100m/min의 범위를 예시할 수 있는데, 특별히 이에 한정되지 않는다.

방법의 일예로는, 열풍 순환식 열 처리기로 웹의 섬유간의 교락점이 열 접착된 부직포로 한 후, 그 직경(출구)의 컨베이어 상의 표면에 개공을 복수 가지는 회전 롤을 설치하고, 컨베이어와 표면에 개공을 복수 가지는 회전 롤간에 부직포를 통과시킴으로써 개공 롤의 개공 모양이 부직포에 전사되어 요철이 부형된다.

개공을 복수 가지는 면형상체를 부직포에 프레스할 때의 압력은, 부직포의 형상이나 성상 등도 감안하여, 요철 형상을 형성시키는데 충분하고, 오목부가 찌그러지지 않을 정도의 압력이면, 임의로 선택할 수 있다. 바람직한 것은, 0.098Mpa∼2.0Mpa의 범위이다. 또한 오목부를 지나치게 찌그러트리지 않는 점에서 바람직한 것은, 0.2∼1.0Mpa이다. 면형상체가 롤 형상인 경우도 마찬가지이다. 면형상체가 롤 형상이 아닌 경우의 면형상체는 평판형상이어도 되는데, 본 발명의 목적 달성을 저해하지 않는 곡면의 면형상체를 이용해도 된다. 면형상체가 롤 형상인 경우에, 회전 롤로서 사용하는 경우, 예를 들면 자전거 스포크와 같이, 롤 단면의 중심에 있는 회전 베어링으로부터 방사상으로 롤면으로 신장하는 봉형상의 지지 부재를 롤의 길이 방향의 양 단부에 가지고 있거나, 중심에 베어링용의 구멍을 가지는 원반형상물이 롤의 길이 방향의 양단부에 끼워 넣어져 있는 롤 등을 이용할 경우, 당연히, 이러한 봉형상의 지지 부재나 원반형상물은, 롤 곡면에 뚫린 개공을 롤 안쪽으로부터 막아버리지 않는 위치에 설치된다. 통상은, 롤의 길이를, 상기 교락점이 열 접착된 부직포의 폭보다 크게 하여, 부직포의 폭보다 바깥쪽에 상기 봉형상의 지지 부재나 원반형상물이 설치되게 되는데, 이에 한정되는 것은 아니다.

개공을 복수 가지는 면형상체에 의한 프레스 처리에서는, 전 공정의 열풍 처리에서 얻어진 열 접착 이상의 용융을 부직포에 발생시키지 않는 것이 바람직한데, 프레스 처리에 의해 압축된 오목부의 구조가 프레스 전의 상태로 되돌아가지 않는 배려가 필요하다. 이를 위해서는, 프레스 처리 시에, 부직포가 열 용융하지 않을 정도의 열, 즉, 부직포의 열 접착이 더 진행하지 않는 열을 가지고 있는 것이 바람직하다. 개공을 복수 가지는 면형상체는, 프레스 처리 시에, 가온(加溫)되는 것을 필요로 하지 않지만, 부직포가 그 전 공정의 열풍 처리의 여열을 가지고 있는 동안에, 프레스 처리를 행하는 것이 바람직하다. 개공을 복수 가지는 면형상체를 가온하는 경우(부직포가 가지는 여열이 충분하지 않은 경우나, 부직포가 식고나서 프레스 처리를 행하는 경우)에는, 프레스 처리 시에, 부직포가 그 섬유에 열 용융을 발생시키지 않을 정도의 온도가 되도록 면형상체를 가온하면 된다. 이 경우의 부직포의 온도는, 50℃ 이상이며, 또한, 열 접착성 섬유의 융점(복합 섬유는 그 저융점 성분의 융점)보다도 5℃ 이상 낮은 온도가 바람직하다. 또한 오목부를 너무 찌그러트리지 않는 온도로서, 60℃이상이며, 열 접착성 섬유의 융점보다도 10℃ 이상 낮은 온도가 바람직하다. 특히 바람직한 것은 70℃ 이상이며, 열 접착성 섬유의 융점보다도 20℃ 이상 낮은 온도가 바람직하다. 부직포의 가온 온도를 그 열 접착성 섬유의 융점보다 5℃ 이상 낮게 하면, 부피가 작은 평야부가 필름화하는 것을 막는데 충분하다. 또한, 50℃ 이상이면, 부피가 작은 평야부가 프레스 전의 상태로 돌아가지 않아, 명확한 요철 구조를 유지하는데 충분하다. 또한, 상기에서, “면형상체가 가온되어”있다는 것은, 웹에 대한 프레스 처리 시에, 웹의 여열이 면형상체에 전열하고, 그 결과로서 면형상체가 부직포에 요철 구조를 부형하는데 충분한 열을 띠고 있는 경우를 포함한다.

따라서, 본 발명에서 「프레스 처리는, 부직포의 열 접착이 더 진행하지 않는 열을 가지고 있는 상태에서 행해진다」의 「열을 가지고 있는 상태에서 행해진다」란, 부직포 자체가 상기와 같은 온도로 유지되어 있거나, 또는, 면형상체가 가온되어 있는 웹에 대한 프레스 처리 시에, 웹의 여열이 면형상체에 전열하고, 그 결과로서 면형상체가 부직포에 요철 구조를 부형하는데 충분한 열을 띠고 있는 경우에 프레스 처리가 행해지는 경우를 포함하는 의미이다.

프레스 처리를 행하는 경우의 면형상체는, 예를 들면, 개공을 가지고 있으면 특별히 한정되지 않고, 상기와 같이 롤 형상일뿐만 아니라, 판형상(평판형상, 곡판형상)이어도 된다. 당해 면형상체는, 열풍 가공기 출구에 설치해도 되고, 그 후의 공정에 설치해도 된다. 부직포를 당해 면형상체로 프레스 처리할 때의 부직포 온도는, 상기의 범위로 되는 것이 바람직하다. 에너지 효율적으로는, 면형상체를 적극적으로 가열하지 않고, 섬유간의 교락점을 열 접착했을 때에 웹에 열풍을 통과시키는데, 이 때의 부직포의 자체 열을 이용하여 프레스 가공을 행하는 것이 바람직하다. 이 경우, 열풍 가공기 출구로부터 프레스 가공기(면형상체) 입구까지의 거리는 상기 부직포 온도가 유지되는 조건으로 설치된다.

개공부를 복수 가지는 면형상체에 있어서, 그 각각의 개공의 형상은, 둥근 구멍, 각 구멍, 6각형 구멍, 길고 둥근 구멍, 길고 각진 구멍, 마름모형 구멍, 열십자 구멍 등, 그 외에도 다양한 형상을 채용할 수 있고, 이들에 한정되지 않는다. 1구멍의 개공 면적은 7∼150㎟가 바람직하고, 또한, 그 배열은, 병렬상으로 배열되어 있는 것, 지그재그 모양으로 배열되어 있는 것, 규칙성을 가지지 않는 것 등, 임의로 선택할 수 있다. 부직포 강력의 점에서는, 지그재그 모양으로 배열되어 있는 것이 바람직하다.

도 1에 본 발명에서 이용하는 복수의 개공을 가지는 면형상체의 일예를 나타내는 부분 평면도를 나타냈다. 도 1에 있어서는 면형상체(1)의 개공부(2)가 둥근 구멍의 개공부를 가지는 면형상체이다. 개공부가 지그재그 모양으로 배열되어 있다는 것은, 도 1과 같이 개공부(a, b, c)가 대략 정삼각형의 정점을 형성하도록, 이 반복으로 일정한 피치로 뚫리는 모양을 의미하는데, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

개공부를 복수 가지는 면형상체에 있어서는, 그 개공부에 의해, 얻어지는 요철 표면 구조를 가지는 부직포에 부피가 큰 언덕부(볼록부)가 형성되고, 면형상체의 개공부간의 연속면에 의해, 부피가 작은 평야부(오목부)가 형성된다. 부직포와 접촉하는 부위에 있어서의 면형상체의 개공부의 개공율은, 10∼90%의 범위가 바람직하고, 20∼80%의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 보다 유연한 부직포를 얻기 위해서는 부피가 작은 평야부의 면적을 적게 하면 되고, 개공율은, 용도, 목적에 따라 임의로 변경할 수 있다.

면형상체의 재질은, 상술한 바와 같은 가온, 프레스력 등의 부하에 대응가능한 것인 한, 특별히 한정되는 것은 아니다. 스테인리스 스틸(SUS), 알루미늄 등을 예시할 수 있는데, 내열성, 내압성의 점에서 SUS를 바람직하게 사용할 수 있다. 면형상체의 두께, 크기에도 특별한 제한은 없다.

표면 요철 구조를 가지는 부직포의 단위면적당 질량은, 15g/㎡∼60g/㎡가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 15g/㎡∼50g/㎡, 보다 바람직하게는 15g/㎡∼30g/㎡이다.

또한, 표면 요철 구조를 가지는 부직포의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 가장 두꺼운 부위(볼록부)의 두께(최대 두께)가 0.2∼5㎜의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 적어도 한쪽의 표면에 있어서의 볼록부와 인접하는 오목부와의 높이의 차가, 0.1∼4.5㎜의 범위인 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서의 부직포 표면 요철 구조의 부여 수단은, 특히 부피가 큰 웹에 대한 요철 형상의 부형성이 뛰어난 점을 하나의 특징으로 하는 것이며, 그 결과, 비교적 두껍고, 부피가 크며, 요철차가 큰 부직포를 효율적으로 얻는 것이 가능하다.

표면 요철 구조를 가지는 부직포에, 본원 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 목화, 마 등의 목질 섬유, 천연 섬유, 레이온이나 아세테이트 등의 화학 섬유, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 아크릴, 나일론 염화비닐 등의 합성 섬유를 포함하는 섬유층(섬유 웹, 부직포, 직물, 편물 등)이나, 시트, 필름 등의, 다른 층을 적층하여 일체화하여, 성형 부재를 형성해도 된다. 이 경우, 다른 층은, 표면 요철 구조를 가지는 부직포의 당해 요철 표면측에 일체화해도 되고, 다른쪽의 면에 일체화해도 된다. 일체화의 방법으로는, 에어 스루법, 니들 펀칭법, 수류 교락법, 핫멜트 접착제를 이용한 핫멜트 접착법을 들 수 있는데 이들에 한정되지 않는다.

예를 들면, 당해 요철 부직포에 폴리에스테르 섬유로 이루어지는 웹을 적층 일체화함으로써, 쿠션성이 높은 성형 부재를 얻는 등의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 성형 부재를 이용한 제품으로는, 위생 재료, 산업 자재에 이용할 수 있고, 예를 들면, 위생 재료에서는 생리대의 톱 시트나 １회용 기저귀의 표면재로서, 요철부를 피부에 접하는 표면에 둠으로써, 부직포와 피부에 적당한 공간을 가질 수 있는 것으로부터 경혈이나 오줌에 의한 습진을 방지하는 효과를 기대할 수 있다. 또한, 산업 자재로는 포장 쿠션재나 방음 시트 등 요철부에 의한 쿠션 효과나 흡음 효과를 기대할 수 있다.

나아가, 요철부의 긁어냄 효과(볼록부에서의 긁어냄과 오목부에 의한 포집 효과)에 의해, 와이핑 클로스 부재로서 적합하게 이용된다.

따라서, 다른 부재로 적층할 경우, 생리대의 톱 시트나 １회용 기저귀의 표면재로서, 요철부를 피부에 접하는 표면이 되도록 배치하는 경우나, 요철부의 긁어냄 효과를 가지게 하여 와이핑 클로스 부재로서 이용하는 경우에는, 본 발명의 부직포의 요철부가 형성되어 있는 측과 반대측의 면에 다른 부재를 적층하게 된다. 본 발명의 부직포의 요철부가 부직포 양면에 형성되어 있는 경우에는, 어느 한쪽의 면에 다른 부재를 적층하게 된다. 물론, 다른 부재와 적층하지 않고 본 발명의 부직포를 그대로 와이핑 클로스로서 이용해도 된다.

본 발명의 부직포에, 다른 층을 일체화하여 얻어진 성형 부재의 일예를 도 2에 도시했다. 도 2(a)가 본 발명의 표면 요철 구조를 가지는 부직포측에서 본 평면도이고, 도 2(b)가 도 2(a)의 A―A’라인에 있어서의 단면도이다.

도 2에 도시한 성형 부재는, 본 발명에서 얻어지는 표면 요철 구조를 가지는 부직포(5)에 폴리에스테르 섬유로 이루어지는 웹층(6)을 핫멜트 접착제(7) 등으로 이 2층을 일체화함으로써 얻어진 성형 부재이며, 하층 폴리에스테르 섬유로 이루어지는 층에 의한 쿠션성이 상층의 표층 요철 구조에 전해진다. 예를 들면, 와이핑 클로스에 이용할 경우, 그 쿠션성에 의해, 긁어냄 효과가 향상된다. 또한, 생리대 등의 위생용품의 표면재에 이용하는데 있어서는, 표층 요철 구조에 의한 적당한 피부 밀착성에 의한 습진 방지와 하층 쿠션성에 의한 감촉 개량 효과가 발휘된다. 3은 본 발명의 표층 요철 구조를 가지는 부직포의 볼록부(언덕부), 4는 오목부(평야부)이다.

도 3에 이 성형 부재를 표면재로서 이용하여 얻어진 제품의 일예인, 생리대를 도시했다. 도 3(a)가 본 발명의 표면 요철 구조를 가지는 부직포측에서 본 평면도이고, 도 3(b)가 도 3(a)의 B―B’라인에 있어서의 절단면의 단면도이다.

10이 도 2에서 도시한 성형 부재로 이루어지는 표면재이며, 혈액 등의 체액을 투과하는 액체 투과성의 표면 커버이다. 11이 혈액 등의 체액을 흡수하여 유지하는 액체 흡수층(예를 들면, 펄프와 고분자 흡수체의 혼합층으로 이루어진다)이며, 티슈 페이퍼(14)로 싸여져 있다. 또한 그 표리면에 배치되고, 흡수한 체액이 외부로 새는 것을 막기 위한 액체 비투과성 백 시트(12)를 가지고, 또한, 흡수한 체액 등의 액체가 새는 것을 방지하기 위해서 흡수성 물품인 양 날개에 부직포 등으로 이루어지는 발수성의 사이드 시트(사이드 개더라고도 불린다)(13)로 구성되어 있다. 이들 각 부재는, 도면에서는 기재를 생략하고 있는데, 적절한 부분이 열 접착 또는 핫멜트 접착제 등을 이용하여 열 접착되어 있고, 탈락하지 않도록 되어 있다. 또한, 도 3(b)에 있어서, 성형 부재(10)의 도면 좌우측의 양단 부분(부호 a의 부분)은, 도 2(b)의 성형 부재의 도면 좌우측의 양단 부분만이, 표면 요철 구조를 가지는 부직포(5)가 적층되지 않은 웹층(6)만으로 하고 있다.

도시하지 않지만, 도 2에 도시한 성형 부재는, 도 3의 생리대의 경우와 거의 마찬가지로, 예를 들면 １회용 기저귀의 표면재로도 유효하게 이용할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<부직포 강력>

시마즈제작소 제 『오토그래프 AG500D』(상품명)를 이용하여, JIS법의 L1906(2000년2월20일 개정)에서 규정하는 인장 시험에 준거하여, 부직포의 강도를 구했다. 강력 측정용 샘플은, 부직포 섬유의 배열 방향(MD 방향)을 150㎜, 그 직각 방향(CD 방향)을 50㎜로 컷한 것을 사용. 인장 속도 100㎜/min, 파지폭 100㎜로 강도 측정을 행했다.

<큰 부피성>

샘플의 단위면적당 질량(1㎡당의 중량 실제는 100×100㎜의 샘플 중량을 측정하여, 환산한다)을 측정(w)하고, 그 샘플의 두께를 토요세이키 제 『디지식니스 테스터』(상품명)를 이용하여, 하중 2gf/㎠(196Pa), 측정 속도 2㎜/sec의 조건으로 두께 측정(t)을 행하고, 하기 식에 의해 겉보기 비용적(v)을 산출한다.

(식) v＝t/w×1000(㎤/g)

겉보기 비용적(v)의 값이 높을수록, 큰 부피성인 것을 나타낸다.

<표면 요철 구조를 가지는 부직포의 최대 두께>

토요세이키 제『디지식니스 테스터』(상품명)를 이용하여, 하중 2gf/㎠(196Pa), 측정 속도 2㎜/sec의 조건에서 두께 측정을 행했다. 측정 샘플은 10×10㎝으로 잘라내고, 6군데를 측정하여 구했다.

<부직포 표면의 볼록부와, 인접하는 오목부의 높이의 차>

요철 부직포를 볼록부의 중심을 통과하도록 부직포 평면 방향에 대하여 수직 방향으로, 즉 두께 방향으로 절단하고, 그 단면을 KEYENCE사 제 디지털 마이크로스코프(VHX-900)를 이용하여, 그 오목부와 볼록부의 두께를 측정하고, 그 차를 10군데 측정하여, 평균을 구했다.

실시예 1

둘레(초)에, 저융점 성분으로서 폴리에틸렌(융점 130℃, 멜트 매스플로우 레이트 16g/10min), 중심(芯)에, 고융점 성분으로서 폴리프로필렌(융점 160℃, 멜트 매스플로우 레이트 20g/10min)을, 초/심의 중량비로 50/50의 비율로 배치한, 섬도 2.2dtex 컷 길이 51㎜의 열 접착성 동심 초심형 복합 섬유를 카딩(carding)법으로 단위 면적당 질량 25g/㎡의 웹으로 하고, 130℃도의 열풍 순환식 석션 밴드 드라이어를 이용하여 웹에 열풍을 통과시킴으로써 섬유간 교락점을 접착한 직후에, 이 부직포를 구멍 형상이 둥근 구멍이고 개공 직경이 5㎜이며, 지그재그 모양으로 배열된 개공을 가지는 개공율 22.7%의 스테인리스스틸 제 개공 롤에 8.5m/min의 속도로 통과시켰다. 롤 통과 시의 부직포 온도를 적외선식 서모그래피로 확인한 바 70℃이며, 개공 롤의 온도는 70℃, 부직포에 대한 개공 롤의 프레스 압력은 0.3Mpa였다. 얻어진 요철 부직포의 단위 면적당 질량은 25g/㎡, 최대 두께는 0.75㎜, 볼록부와 오목부의 높이의 차가 0.5㎜이며, 겉보기 비용적은 30㎤/g으로 부피가 크고, 73N/5㎝×21N/5㎝(MD×CD)로 높은 강도를 나타냈다.

실시예 2

둘레(초)에, 저융점 성분으로서 폴리에틸렌(융점 130℃, 멜트 매스플로우 레이트 16g/10min), 중심(芯)에, 고융점 성분으로서 폴리에스테르(융점 250℃, 고유 점도 0.63)를, 초/심의 중량비로 60/40의 비율로 배치한, 섬도 2.2dtex, 컷 길이 51㎜의 열 접착성 동심 초심형 복합 섬유를 카딩법으로 단위 면적당 질량 25g/㎡의 웹으로 하고, 130℃의 열풍 순환식 석션 밴드 드라이어를 이용하여 웹에 열풍을 통과시킴으로써 섬유간 교락점을 접착한 직후, 이 부직포를 둥글고 긴 구멍(가로 직경 10×세로 직경 30㎜)이 지그재그 모양으로 배열된 개공율 48.6%의 스테인리스 스틸제 롤에, 8.5m/min의 속도로, 통과시켰다. 롤 통과 시의 부직포 온도는 70℃이며, 개공 롤의 온도는 70℃, 부직포에 대한 개공 롤의 프레스 압력은 0.3Mpa였다. 얻어진 요철 부직포의 단위 면적당 질량은 25g/㎡, 최대 두께는 1.38㎜, 볼록부와 오목부의 높이의 차가 0.87㎜이며, 얻어진 요철 부직포의 겉보기 비용적은 55㎤/g으로 부피가 크고, 59N/5㎝×17N/5㎝(MD×CD)로 높은 강도를 나타냈다.

비교예 1

둘레(초)에, 저융점 성분으로 폴리에틸렌(융점 130℃, 멜트 매스플로우 레이트 16g/10min), 중심(芯))에, 고융점 성분으로서 폴리프로필렌(융점 160℃, 멜트 매스플로우 레이트 20g/10min)을, 초/심의 중량비로 50/50의 비율로 배치한, 섬도 2.2dtex 컷 길이 51㎜ 열 접착성 동심 초심형 복합 섬유를 카딩법으로 단위 면적당 질량 25g/㎡의 웹으로 하고, 마름모꼴의 볼록부를 가지는 엠보스 면적율 23%의 엠보스/플랫식 열 압착 롤로 상하 롤 온도 124℃, 압력 1.96Mpa에서, 6m/min의 속도로, 프레스 가공했다. 얻어진 부직포의 단위 면적당 질량은 25g/㎡, 최대 두께는 0.3㎜, 볼록부와 오목부의 높이의 차가 0.2㎜이며, 얻어진 부직포는 55N/5㎝×24N/5㎝(MD×CD)로 높은 강도를 나타냈는데, 겉보기 비용적은 12㎤/g으로 매우 부피가 작고, 단단한 감촉이었다.

비교예 2

평직 그물망형상 시트로서 선간 거리 10㎜, 칭량 13g/㎡의 네트를 이용했다. 저융점 성분으로서 폴리에틸렌(융점 130℃, 멜트 매스플로우 레이트 16g/10min), 중심에, 고융점 성분으로서 폴리에스테르(융점 250℃, 고유 점도 0.63)를, 초/심의 중량비로 60/40의 비율로 배치한, 섬도 2.2dtex, 컷 길이 51㎜의 열 접착성 동심 초심형 복합 섬유를 카딩법으로 단위 면적당 질량 25g/㎡의 웹으로 하고, 상기 네트 상에 웹을 포개고, 웹측을 상층으로 하여 130℃의 열풍 순환식 석션 밴드 드라이어로 열풍을 쐬 일체로 성형했다. 얻어진 부직포의 단위 면적당 질량은 35g/㎡, 겉보기 비용적은 23㎤/g으로 낮은 것이었다. 또한, 네트가 일체화된 영역에서는 열풍이 관통하지 않기 때문에, 섬유의 퇴적 상태에 흐트러짐이 생김과 더불어 섬유간의 접착이 충분하지 않기 때문에, 얻어진 부직포 강도는 22.5N/5㎝로 낮았다.

본 발명의 부직포 및 성형 부재는, 부직포 표면에 부피가 큰 언덕부(볼록부)와 부피가 작은 평야부(오목부)가 혼재 분산되어 있고, 부피가 크고 뛰어난 유연성을 가짐으로써, 오물의 긁어냄(닦아냄) 효과와 피부닿는 느낌이 좋은 촉감을 가지므로, 화장실 휴지, 와이핑 클로스에 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 부피가 크고 유연성이 뛰어나므로, 1회용 기저귀나 생리대의 톱 시트 및 세컨드 시트 등, 흡수성 물품으로서 이용할 수 있다.

1 : 면형상체 2 : 개공부
3 : 볼록부(언덕부) 4 : 오목부(평야부)
5 : 표면 요철 구조를 가지는 부직포
6 : 폴리에스테르 섬유로 이루어지는 웹층
7 : 핫멜트 접착제
10 : 도 2에 도시한 성형 부재로 이루어지는 표면재
11 : 액체 흡수층 12 : 액체 비투과성 백 시트
13 : 사이드 시트 14 : 티슈 페이퍼

Claims (9)

1. 열 접착성 섬유를 포함하는 웹에 열풍을 통과시킴으로써 섬유간의 교락점이 열 접착된 부직포의 적어도 한쪽의 표면에, 개공(開孔)을 복수 가지는 면형상체를 프레스하여 얻어지고, 그 프레스 처리는, 부직포의 열 접착이 더 진행하지 않는 열을 가지고 있는 상태에서 행해지는 것을 특징으로 하는, 표면 요철 구조를 가지는 부직포.
2. 청구항 1에 있어서,
   열 접착성 섬유가 열 접착성 복합 섬유인, 부직포.
3. 청구항 1에 있어서,
   개공을 복수 가지는 면형상체가, 원통형상의 롤 형상이고, 이를 회전 롤로서 사용하고, 상기 회전 롤에, 열 접착성 섬유를 포함하는 웹에 열풍을 통과시킴으로써 섬유간의 교락점이 열 접착된 부직포가 프레스되면서 통과시켜 얻어진, 부직포.
4. 청구항 1에 있어서,
   웹이 적층체인, 부직포.
5. 청구항 1에 있어서,
   단위 면적당 질량이 15∼60g/㎡이며, 최대 두께가 0.2∼5㎜의 범위인, 부직포.
6. 청구항 1에 있어서,
   적어도 한쪽의 표면에 있어서의 볼록부와 인접하는 오목부의 높이의 차가, 0.1∼4.5㎜의 범위인, 부직포.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 부직포에, 다른 층을 일체화하여 얻어진 성형 부재.
8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 부직포, 또는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 부직포에 다른 층을 일체화하여 얻어진 성형 부재를 이용하여 얻어진 제품.
9. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 부직포, 또는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 부직포에 다른 층을 일체화하여 얻어진 성형 부재를 이용하여 얻어진 와이핑 클로스(wiping cloth).

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