KR100507962B1 - 적층 시트 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR100507962B1
KR100507962B1 KR10-2002-0053369A KR20020053369A KR100507962B1 KR 100507962 B1 KR100507962 B1 KR 100507962B1 KR 20020053369 A KR20020053369 A KR 20020053369A KR 100507962 B1 KR100507962 B1 KR 100507962B1
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미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤
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Abstract

부직포상에 적어도 2층으로 형성된 수지 필름이 적층되어 있고, 부직포에 접하는 측의 수지 필름층은 그 일부가 부직포의 섬유 간극에 침투하여 일체화함으로써, 크로스적인 감촉을 유지한 적층 시트를 얻을 수 있어, 포장 자재나 위생 재료로서 매우 적합하다. 모든 필름층이 무기 충전제를 함유하는 수지로 형성되고, 또한 적층 시트에 연신(延伸) 처리를 실시하면, 이 적층 시트는 고도의 투습성과 내수압(耐水壓)을 나타낸다. 필름층이 무기 충전제를 함유하지 않는 경우에는 고도의 신축성을 가진 적층 시트가 얻어진다.

Description

적층 시트 및 그 제조 방법{LAMINATED SHEET AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 부직포와 수지 필름이 접합하여, 크로스적(cloth-like)인 감촉을 유지한 적층 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 크로스적인 감촉을 유지함과 더불어 통기성 및 지수성(止水性)을 구비한 적층 시트, 혹은 양호한 신축성을 구비한 적층 시트, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
부직포상에 열가소성 수지 필름을 적층한 2층 시트가 제조되어, 그 시트 물성에 주목하여, 포장 재료, 종이 기저귀나 생리 용품 등의 위생 재료, 지수 시트 등의 토목 건축 자재 등의 넓은 산업분야의 자재로서 사용되고 있다.
이 2층 시트를 사용하는 목적은 부직포가 갖는 특성 및 수지 필름이 갖는 특성을 모두 이용하려는 점에 있다. 2층 시트의 제조에는 일반적으로 생산 안정성 및 경제성이 우수한 압출 라미네이션법이 대량 생산방식으로서 적합하기 때문에 많이 채용되고 있다. 그런데, 공극이 많은 부직포 표면에 열가소성 수지를 압출 라미네이션하면, 용융 수지가 섬유 간극에 깊게 스며들기 쉬워서, 부직포가 갖는 크로스적인 감촉이 없어지고, 또 수지 필름이 갖는 신축성이 저하하기 쉽고, 또한 수지 필름층에는 핀홀이 발생하기 쉬워서, 반드시 각층의 특성이 그대로 발휘된다고는 할 수 없어, 제조 방법을 개량함으로써 한층 물성 향상이 요구되고 있다.
본 발명은 부직포가 본래 갖는 크로스적인 감촉을 유지하면서, 투습성 및 지수성을 갖는 적층 시트 및 그 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 부직포가 본래 갖는 크로스적인 감촉을 유지하면서, 또 수지 필름이 본래 갖는 신축성을 겸비한 적층 시트 및 그 제조 방법의 제공을 또 다른 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 부직포상에 적어도 2층으로 되는 수지 필름이 접합한 적층체로서, 부직포층에 접하는 측의 수지 필름층은 그 일부가 부직포의 섬유 간극에 침투되어 있는 적층 시트에 관한 것이다.
이 적층 시트의 바람직한 태양으로서, 이 적층체는 적어도 1방향으로 연신(延伸)되어 있고, 또한 그 내수압(耐水壓)이 1,000(mmH2O) 이상이고, 또한 투습도(透濕度)가 1,000~6,000(g/m2·24hr)인 시트를 들 수 있다.
또 이 적층 시트의 다른 바람직한 태양으로서, 이 적층체가 횡방향의 파단점(破斷点) 신율이 200~1,000%, 또 횡방향의 인장 강도가 5~30(N/cm)인 시트를 들 수 있다.
여기서 상기 부직포층으로는 평량이 10~60(g/m2)이고, 스펀본드법부직포 또는 그것과 멜트블론법 부직포와의 적층 부직포이고, 또한 폴리 올레핀으로 형성되어 있는 것이 각각 바람직하다.
또 상기 수지 필름층으로는 그 전체의 평량이 10~60(g/m2)이고, 그 중의 상기 부직포층에 접하는 측의 수지 필름층의 평량이 5~50(g/m2)인 것이 바람직하다. 또한, 수지 필름층을 형성하는 수지로는 적어도 그 1층이 무기 충전제를 함유하여도 좋고, 그 경우의 함유량은 20~70(중량%)의 범위가 바람직하다. 이러한 수지 필름층은 폴리올레핀으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 특히 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 폴리올레핀이 바람직하다. 부직포층에 접하는 측의 수지 필름층은 밀도 0.870~0.935(g/cm3), 멜트플로우레이트 1~90(g/10분), 및 멜트텐션 0.5~10(g)의 폴리올레핀으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 적층체는 적어도 1방향으로 1.1~5배 연신되어 있는 것이 바람직하다.
또 본 발명은 부직포의 표면상에 용융 수지를 T다이로부터 다이 하부 온도 200~280℃에서 필름상으로 압출하고, 그 후 닙 롤과 냉각 롤로 되는 1쌍의 롤의 간극에 닙압 5~20(kg/cm2)의 조건에서 통과시켜 부직포층과 수지 필름층이 일체화된 2층의 적층체를 형성하는 제 1 공정, 이 수지 필름층 상에 동종 또는 이종의 수지 필름층을 피복하여 적층체를 형성하는 제 2 공정으로 되는 적층 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 부직포와 수지 필름과의 사이에 동종 또는 이종의 용융 수지를 T다이로부터 다이 하부 온도 200~280℃에서 필름상으로 압출하고, 그 후 닙 롤과 냉각 롤로 되는 1쌍의 롤의 간극에 닙압 5~20(kg/cm2)의 조건에서 통과시켜 상기 3층이 일체화된 적층체를 형성하는 적층 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
여기서 상기의 공급되는 부직포는 종방향으로 0.1~5(kg/m)의 장력이 부여되어 있는 것이 바람직하다. 또 상기 수지 필름층은 적어도 그 1층이 무기 충전제를 함유하여도 좋고, 그 경우의 함유량은 20~70중량%의 범위가 바람직하다. 이 제조 방법에서는 얻어진 적층체를 적어도 1방향으로 연신하는 공정을 더 부가하여도 좋고, 그 경우 연신 공정은 적층체를 기어 연신 장치에 공급함으로써 행하여지는 것이 바람직하다.
다음에 본 발명의 바람직한 실시 태양을 2가지로 나누어 설명한다.
제 1 실시 태양은 부직포상에 적어도 2층으로 되는 수지 필름이 접합한 적층체로서, 그 수지 필름층은 모두 무기 충전제를 함유하는 수지로 형성되어 있고, 또 그 중 부직포에 접하는 측의 수지 필름층은 그 일부가 부직포의 섬유 간극에 침투되어 있는 적층 시트에 관한 것이다.
상기 적층체는 적어도 1방향으로 연신되어 있고, 또 내수압이 1,000(mmH2O) 이상이고, 또 투습도가 1,000~6,000(g/m2·24hr)인 것이 바람직하다.
여기서, 적층 시트의 바람직한 두께 구성은 부직포층이 10~60(g/m2), 수지 필름층이 10~60(g/m2), 그 중 부직포에 접하는 측의 수지 필름층이 5~50(g/m2)이다.
바람직한 부직포는 스펀본드법 부직포 또는 그것과 멜트블론법 부직포와의 적층 부직포이다. 또한, 부직포 및 수지 필름 모두 폴리올레핀으로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 특히 부직포에 접하는 측의 수지 필름층은 밀도가 0.870~0.935(g/cm3), 멜트플로우레이트가 1~90(g/10분), 및 멜트텐션이 0.5~10(g)의 물성을 구비한 수지가 적합한다. 일례로서, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 폴리올레핀을 들 수 있다. 또한, 수지 필름층을 형성하는 수지에는 모두 무기 충전제가 20~70(중량%) 함유되어 있는 것이 바람직하다.
또 본 발명은 부직포의 표면상에 무기 충전제를 함유하는 용융 수지를 T다이로부터 다이 하부 온도 200~280℃에서 필름상으로 압출하고, 그 후 닙 롤과 냉각 롤로 되는 1쌍의 롤의 간극에 닙압 5~20(kg/cm2)의 조건에서 통과시켜 일체화된 적층체를 형성하는 제 1 공정, 그 수지 필름층 상에 무기 충전제를 함유하는 수지의 필름층을 피복하여 적층체를 형성하는 제 2 공정으로 되는 적층 시트의 제조 방법에 관한 것이다. 여기서, 상기 제 1 공정에서는 공급되는 부직포에, 종방향으로 0.1~5(kg/m)의 장력이 부여되어 있는 것이 바람직하다.
또 본 발명은 상기 제 2 공정 후에, 적층체를 적어도 1방향으로 연신하는 제 3 공정을 더 부가하는 적층 시트의 제조 방법에 관한 것이며, 그 연신공정은 기어 연신 장치를 사용하여 행하는 것이 바람직하다.
제 ２ 실시 태양은 부직포상에 적어도 2층으로 되는 수지 필름이 접합한 적층체로서, 부직포에 접하는 측의 수지 필름층은 그 일부가 부직포의 섬유 간극에 침투되어 있고, 적층체의 횡방향의 파단점 신율이 200~1,000%, 또 횡방향의 인장 강도가 5~30(N/cm)인 적층 시트에 관한 것이다.
여기서, 적층 시트의 바람직한 두께 구성은 부직포층이 10~60(g/m2), 수지 필름층이 30~60(g/m2), 그 중 부직포에 접하는 측의 수지 필름층이 5~40(g/m2)이다.
바람직한 부직포는 스펀본드법 부직포, 또는 그것과 멜트블론법 부직포와의 적층 부직포이다. 또한, 부직포 및 수지 필름 모두 폴리올레핀으로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 특히 부직포에 접하는 측의 수지 필름층은 밀도가 0.870~0.935(g/cm3), 멜트플로우레이트가 1~90(g/10분), 및 멜트텐션이 0.1~10(g)의 물성을 구비한 수지가 적합하다. 일례로서, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 폴리올레핀을 들 수 있다. 또한, 수지 필름층 중, 그 2층째 이후의 적어도 1층은 무기 충전제를 20~70중량% 함유하는 수지로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또 본 발명은 부직포의 표면상에 용융 수지를 T다이로부터 다이 하부 온도 200~280℃에서 필름상으로 압출하고, 그 후 냉각 롤과 닙 롤로 되는 1쌍의 롤의 간극에 닙압 5~20(kg/cm2)의 조건에서 통과시켜 일체화된 적층체를 형성하는 제 1 공정, 그 수지 필름층 상에 새로운 수지 필름층을 피복하여 적층체를 형성하는 제 2 공정으로 되며, 그 적층체의 횡방향의 파단점 신율이 200~1,000%, 또 횡방향의 인장 강도가 5~30(N/cm)인 적층 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
여기서, 상기 제 1 공정에서는 공급되는 부직포에, 그 종방향으로 0.1~5(kg/m)의 장력이 부여되어 있는 것이 바람직하다. 상기 제 2 공정에서는 제 1 공정에서 라미네이션한 수지와 같은 수지를 사용하여 압출 라미네이션법에 의해서 행하는 것이 바람직하고, 또 그 수지 필름층 중 적어도 1층이 무기 충전제를 20~70중량% 함유하는 수지로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
다음에 본 발명을 순서에 따라 구체적으로 설명한다.
적 층 시 트
본 발명에 의한 적층 시트는 부직포와 적어도 2층으로 되는 수지 필름이 적층되고, 그 중 부직포에 접하는 측의 수지 필름층의 일부가 부직포의 섬유 간극에 침투함으로써, 양층이 일체화된 적층체 구조를 형성하고 있다.
각층의 두께 구성을 단위 면적당 중량, 즉 평량으로 표현하면, 부직포의 평량이 바람직하게는 10~60(g/m2), 보다 바람직하게는 15~40(g/m2), 수지 필름층 전체의 평량이 바람직하게는 10~60(g/m2), 보다 바람직하게는 15~55(g/m2)이다. 양층이 이러한 두께 구성이면, 통상 사용하는 시트로서의 충분한 기계적 강도를 갖는 동시에, 전체적으로 얇고 또한 유연성이 있는 크로스적인 감촉을 나타내며, 또 내수성, 통기성도 양호하고, 다른 물체로의 피트(fit)감도 양호하다.
한편 수지 필름층은 적어도 2층으로 형성되어 있고, 그 중 부직포에 접하는 측의 층의 평량이 바람직하게는 5~50(g/m2), 보다 바람직하게는 5~35(g/m2), 더욱 바람직하게는 10~25(g/m2)이다. 수지 필름층의 전체의 두께 및 각층의 두께 비율이 상기한 범위에 있음으로서, 적층 시트의 유연성과 신축성, 및 부직포 그 자체가 유지하는 감촉, 부피감, 촉감, 소프트감 등으로 표현되는 크로스적인 감촉을 향상시킨다.
본 발명에 의한 적층 시트에서는 필요로 하는 수지 필름층의 두께를 2층 이상으로 나누어 형성되어 있는 것이 중요하고, 바람직하게는 부직포에 접하는 측의 제 1 수지 필름층의 두께를 가능한 한 얇게 하고, 제 2 이후의 수지 필름층과 거의 동등의 두께나 그 이하로 조정하는 것이 바람직하다. 필요한 수지 필름층의 두께를 1층만으로 형성하면, 얻어진 적층 시트는 딱딱하고, 유연성 및 크로스적인 감촉을 가진 시트는 거의 얻어지지 않는다.
사용 가능한 부직포로는 단섬유, 장섬유 또는 연속섬유 중 어느 하나로 형성된 부직포라도 좋고, 또 그 재질은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르, 나일론 6, 66과 같은 폴리아미드 등, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 폴리에틸렌이나 폴리프로피렌등이 코어-시이드 또는 사이드-바이-사이드의 형상으로 복합된 섬유로 형성되어도 좋다. 섬유 끼리의 결합은 히트 본딩이라도 좋고, 혹은 접착제가 사용되어도 좋다.
그러한 부직포는 건식법, 습식법, 스펀본드법, 혹은 멜트블론법 중 어느 방법으로 제조된 것이라도 사용할 수 있다. 특히, 폴리프로필렌으로부터 스펀본드법으로 제조한 부직포, 또는 스펀본드법으로 제조한 부직포와 멜트블론법으로 제조한 부직포와의 적층 부직포는 높은 인장 강도를 갖고, 또 높은 투습성을 가지며, 또한 소수성이기 때문에, 포장 재료나 위생 재료 용도의 적층 시트의 제조에 적합하다.
수지 필름층은 폴리올레핀 등의 열가소성 수지로 형성되어 있다. 폴리올레핀으로는 올레핀의 단독 중합체라도 좋고, 올레핀과 그것과 공중합 가능한 공단량체와의 공중합체라도 좋고, 또한 그들의 블렌드체라도 좋고, 특별히 한정되지 않는다. 사용 가능한 수지의 예로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌·초산비닐 공중합체, 에틸렌·메타크릴산 공중합체를 들 수 있다. 이들 중에서도, 부직포와의 접착성이 양호한 수지가 바람직하다.
부직포층에 직접 접촉하는 측의 수지 필름층은 다음에 기술하는 밀도, 멜트플로우레이트(MFR) 및 멜트텐션(MT)의 범위인 폴리올레핀 수지로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 밀도는 바람직하게는 0.870~0.935(g/cm3), 보다 바람직하게는 0.870~0.920(g/cm3), 더욱 바람직하게는 0.870~0.910(g/cm3)이다. ASTM D-1238에 따라, 190℃, 2.16kg 하중하에서 측정한 MFR은 바람직하게는 1~90(g/10분), 보다 바람직하게는 3~35(g/10분)이고, MT는 바람직하게는 0.1~10(g), 보다 바람직하게는 0.5~10(g), 더욱 바람직하게는 0.5~8(g)이다. 이들 물성값의 범위인 폴리올레핀 수지는 적당한 용융 점도를 갖고 있으므로 압출 라미네이션 성형성이 양호한 동시에, 얻어진 적층 시트에 유연성을 부여한다.
여기서 MT는 도요세이키세이사쿠쇼 MT측정기를 사용하여, 노즐 지름 2.09mm φ, 노즐 길이 8mm, 수지 온도 190℃, 압출 속도 15(m/분), 권취 속도 10~20(m/분)의 조건에서 측정한 값이다.
바람직한 폴리올레핀의 일례로서, 에틸렌과 0.1~10몰% 함량의 탄소수 3~20의 α-올레핀과의 공중합체로서, 상기 한 물성값을 만족하는 수지를 들 수 있다. α-올레핀의 예로는 프로필렌, 1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐을 들 수 있다. 또 이 공중합체에는 고압법 저밀도 폴리에틸렌이나 고무상 중합체가 브렌드되어 있어도 좋다. 이러한 폴리올레핀을 사용하면, 높은 파단점 신율 및 인장 강도를 갖는 적층 시트가 얻어지기 쉽다.
본 발명에서, 수지 필름층은 적어도 2층으로 구성되어 있음이 필요하고, 각층을 형성하는 수지는 서로 같아도 좋고, 달라도 좋지만, 서로 강고하게 접착하는 조합을 채용하는 것이 바람직하다. 부직포층에 직접 접하는 수지 필름층은 부직포와의 접착성 및 적층 시트에 필요한 유연성 부여의 관점에서 폴리에틸렌, 특히 에틸렌과 α-올레핀의 공중합체로 형성되는 것이 바람직하지만, 이 경우 2층째 이상의 수지 필름층도 같은 폴리에틸렌으로 형성하면, 서로 접착성이 양호하기 때문에 바람직하다.
수지 필름층을 형성하는 수지에는 무기 충전제가 함유되어 있어도 좋고, 함유되어 있지 않아도 좋다. 양호한 통기성 및 내수성을 구비한 수지 시트를 얻을 경우에는 모든 수지 필름층에 무기 충전제가 함유되어 있는 것이 바람직하고, 후술하는 연신 효과와 함께 높은 통기성이 얻어진다. 그러나, 양호한 신축성을 구비한 수지 시트를 얻는 경우에는 무기 충전제는 함유되어 있지 않아도 좋지만, 적어도 그 1층은 무기 충전제를 함유하는 것이 바람직하다. 특히 그 2층째 이후 중 적어도 1층이 무기 충전제를 함유하고 있으면, 적층 시트의 파단점 신율 및 인장 강도를 높이는 효과가 얻어진다.
여기서 사용 가능한 무기 충전제로는 실리카, 탄산칼슘, 수산화마그네슘등, 통상 플라스틱 배합제로서 사용되고 있는 무기물을 사용할 수 있다. 그 함유량은 수지중에 바람직하게는 20~70(중량%), 보다 바람직하게는 50~65(중량%)의 범위이다. 무기 충전제를 상기의 범위내로 함유시키면, 적층 시트의 감촉이 부드럽게 되는 동시에, 적층 시트를 만졌을 때에 나오는 "바삭바삭한 소리"가 발생하지 않게 되어, 감촉이 향상되는 효과도 동시에 얻어진다.
본 발명의 적층 시트 중, 높은 통기성을 목표로 하는 경우, 지금까지 설명한 층 구성에 부가하여, 적층체 전체가 적어도 1방향, 바람직하게는 횡방향으로 연신 처리가 더 실시되어 있는 것이 바람직하다. 연신의 정도는 바람직하게는 1.1~5배, 보다 바람직하게는 1.1~3배로서, 이 연신 처리에 의해서, 적층 시트의 통기성이 증가하는 동시에, 유연성도 부여된다. 또한, 여기서 적층체 전체가 종방향 및 횡방향의 2방향으로 연신되어도 좋고, 그 경우 반드시 양방향으로 균일하게 연신되어 있을 필요성은 없고, 예를 들어 횡방향으로는 강하게 연신되고, 종방향으로는 약하게 연신되어도 좋다. 여기서, 적층 시트 제조시에서의 진행 방향을 종방향, 그 직각 방향을 횡방향이라고 부른다.
무기 충전제를 함유하는 수지 필름층 중에서는 이 연신 처리에 의해서 수지상과 무기 충전제상과의 사이에서 계면박리 현상이 일어나고, 그 결과 다수의 미소한 보이드가 발생한다. 이러한 보이드가 서로 연통(連通)함으로써, 수지 필름층에 투습성이 발현되는 것으로 생각된다.
이 적층 시트의 하나의 태양으로서, 내수압이 바람직하게는 1,000(mmH2O) 이상, 또 투습도가 바람직하게는 1,000~6,000(g/m2·24hr), 보다 바람직하게는 2,500~6,000(g/m2·24hr)인 시트를 들 수 있다. 이러한 적층 시트는 통기성을 유지하면서 지수성도 갖고 있다.
여기서, 내수압은 JIS L1092 A법에 따라, 투습도(WVTR)는 ASTM E-96에 따라 측정한 값이다. 통상, 부직포와 1층의 수지 필름층로 되는 적층체에서는 핀홀의 발생에 의해서 내수압이 저하하지만, 본 발명에서는 상술한 바와 같이 수지 필름층의 구성을 적어도 2층으로 함에 의해서, 적층 시트의 지수성 및 통기성이라는 상반되는 물성을 모두 향상시킬 수 있다.
이러한 적층 시트는 지수성과 함께 통기성을 갖고 있고, 또한 상기한 두께 구성으로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 비교적 얇은 시트로서 크로스적인 감촉과 유연성을 겸비하고 있기 때문에, 포장 재료나 위생 재료로서의 용도로서 적합하다. 특히, 그 높은 내수압과 투습도를 이용해, 통상 종이 기저귀의 백시트부라 불리는 부재에 매우 적합하다.
이 적층 시트의 다른 하나의 태양으로서, 인장 시험에서 측정되는 횡방향의 파단점 신율이 바람직하게는 200~1,000%, 보다 바람직하게는 300~900%, 또 횡방향의 인장 강도가 바람직하게는 5~30(N/cm), 보다 바람직하게는 8~25(N/cm)인 시트를 들 수 있다.
여기서, 인장 시험은 INTESCO 사제 Model 201를 사용하여, 폭 25mm의 시험편을 척간 거리 100mm로 고정하고, 인장 속도 100(mm/분)의 조건에서 행하였다. 또한, 적층 시트의 제조 과정에서의 진행 방향을 종방향, 그 직각 방향을 횡방향이라고 부른다.
파단점 신율 및 인장 강도가 상기 범위내이면, 부직포 그 자체가 유지하는 감촉, 부피감, 촉감, 소프트감, 신축성 등으로 표현되는 크로스적인 감촉이 적층 시트에도 그것에 가까운 상태로 나타나며, 또 수지 필름 자체가 갖는 신축성도 적층 시트에 나타난다. 본 발명에서는 수지 필름층은 적어도 2층으로 형성되어 있지만, 그것과 같은 두께를 갖는 수지 필름층을 1층으로 형성한 경우에는 적층 시트의 파단점 신율이 상기의 범위보다도 작게 되어, 크로스적인 감촉은 얻어지지 않는다.
이러한 적층 시트도 상기한 두께 구성으로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 비교적 얇은 시트로서 크로스적인 감촉과 유연성을 갖고 있기 때문에, 포장 재료나 위생 재료로서의 용도에 적합하다. 그 높은 파단점 신율 및 인장 강도를 이용하여, 특히 종이 기저귀의 접착 밴드 부재에 매우 적합하다.
적층 시트의 제조 방법
본 발명에 의한 적층 시트의 제 1 제조 방법은 부직포층 상에 용융 수지를 압출하고, 그 후 냉각 롤과 닙 롤로 되는 1쌍의 롤의 간극에 통과시켜 적층체를 형성하는 제 1 공정, 그 수지층 상에 새로운 수지층을 피복하는 제 2 공정으로 구성되어 있다.
적층체를 제조하기 위해서 사용되는 라미네이터는 기본적으로는 T다이를 구비한 압출기와, 냉각 롤과 닙 롤로 되는 1쌍의 롤로 적어도 구성되어 있다. 우선 라미네이터에 공급되는 부직포는 실질적으로 종방향의 장력을 거의 걸지 않는 상태, 바람직하게는 0.1~5(kg/m)의 장력으로 조정하여 보내는 것이 바람직하다. 부직포가 이렇게 거의 장력이 걸리지 않은 상태로 공급되면, 적층체 시트 중의 부직포층에 주름이 발생하는 일이 없어, 얻어진 적층시트는 양호한 외관을 나타낸다.
T다이로부터 압출되는 용융 수지의 온도는 다이로부터 나온 직후의 온도, 즉 다이 하부 온도를 측정하여, 200~280℃, 바람직하게는 200~250℃로 유지하는 것이 바람직하다. 이 온도는 폴리올레핀을 통상 압출 라미네이션할 때의 수지 온도보다도 약간 낮은 온도로 조정되어 있다. 용융 수지의 다이 하부 온도가 상기의 범위내이면, 얻어지는 적층 시트는 부직포가 본래 갖는 감촉을 유지한다.
부직포와, 그 표면상에 압출된 용융 수지층은 그 후 냉각 롤과 닙 롤로 되는 1쌍의 롤의 간극으로 보내지고, 거기서 가해지는 닙압에 의해서 양층이 일체화되고, 또 냉각한 적층체가 형성된다. 이 때의 닙압은 용융 수지가 부직포층 중에 얇게 침투할 정도를 목표로 하여, 구체적으로는 5~20(kg/cm2), 바람직하게는 7~18(kg/cm2)으로 조정한다. 이 낮은 닙압의 범위내라도, 부직포층과 수지 필름층과는 접합 일체화하고, 수지 필름층에 핀홀이 발생하는 일도 없어, 얻어진 적층체는 부직포가 본래 갖는 크로스적인 감촉을 유지하고 있다.
그 후, 전(前)공정에서 부직포 표면에 형성된 제 1 수지 필름층의 표면상에, 제 2 수지 필름층을 더 피복하는 제 2 공정으로 옮긴다. 새롭게 피복하는 수지 필름층은 제 1 수지 필름층과 같은 재질의 필름이라도 좋고, 다른 재질의 필름이라도 좋고, 상기한 폴리올레핀 등의 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 이 제 2 공정은 전공정과 마찬가지로 압출 라미네이션법으로 행하여도 좋고, 미리 성형한 필름을 직접 피복하는 방법, 예를 들어 핫멜트 라미네이션법이나 샌드 라미네이션법 등으로 행하여도 좋다. 제 1 수지 필름층과 같은 수지를 사용한 압출 라미네이션법을 채용하면, 생산성이 높고 양호한 물성을 가진 적층 시트를 제조할 수 있다.
본 발명에 의한 적층 시트의 제 ２ 제조 방법은 부직포와 수지 필름 사이에 동종 또는 이종의 용융 수지를 필름상으로 공급하여, 직접 3층이 일체화된 적층체를 형성하는 방법이다. 이 방법에서, 용융 수지는 T다이로부터 다이 하부 온도 200~280℃, 바람직하게는 200~250℃에서 필름상으로 압출하고, 그 후 상기 3층을 닙 롤과 냉각 롤로 되는 1쌍의 롤의 간극에 닙압 5~20(kg/cm2), 바람직하게는 7~18(kg/cm2)의 조건에서 통과시키는 조건을 채용할 수 있다. 이 방법에서도, 부직포는 실질적으로 종방향의 장력을 거의 걸지 않은 상태, 바람직하게는 0.1~5(kg/m)의 장력으로 조정하여 보내는 것이 바람직하다.
이렇게 하여 얻어진 적층체는 그 후 필요에 따라서, 적어도 한쪽의 방향으로 연신하는 공정으로 보내지지만, 이 연신 공정은 높은 투습성을 유지한 적층 시트의 제조를 목적으로 하는 경우에는 유효한 수단이다.
연신을 위한 장치는 적층체를 종방향 및/또는 횡방향으로 연신 조작을 가하는 일반적인 장치라도 좋고, 기어 연신 장치라고 불리우는 장치를 사용하여도 좋다. 이 연신 배율은 바람직하게는 1.1~5배, 보다 바람직하게는 1.1~3배이다. 또한, 이 연신 공정은 적층체의 제조 방법의 각공정과 연속하여 행하여도 좋고, 일단 적층체를 제조한 후에 독립적으로 행하여도 좋다.
기어 연신 장치는 표면에 다수의 원반을 등간격으로 배치 고정한 1쌍의 롤로 구성되어 있고, 각 롤이 서로 반대 방향으로 회전하고, 이들 원반은 서로 접촉하지 않도록 들어가 회전하는 구조로 되어 있다. 이 1쌍의 롤 사이에 적층체를 공급하면, 서로 반대 방향으로 회전하는 원반 사이에 적층체가 들어가 적층체는 횡방향 및/또는 종방향으로 연신되어, 유연성이 있는 적층 시트로 변화한다. 또한, 이 기어 연신 장치를 사용하면, 주로 적층체의 횡방향으로의 연신이 행하여지지만, 기어의 형상이나 심도 등의 장치에 관한 조건, 적층체의 공급 속도나 롤의 회전 속도 등의 운전에 관한 조건 등들을 변경함으로써, 적층체에 가해지는 각 방향으로의 연신 배율을 조정할 수 있다.
본 발명에서는 부직포상에 상기한 압출 라미네이션 조건에서 제 1 수지 필름층을 형성하고, 그 위에 제 2층 이후의 수지 필름층이 피복되어 있으므로, 필요한 수지 필름층의 두께를 2회 이상으로 나누어 형성하고 있는 것으로 되어, 이 방법이 적층 시트에 지수성과 크로스적인 감촉을 부여하는 것으로 생각된다. 적층 시트의 단면을 현미경 관찰하면, 제 1 수지 필름층을 형성하고 있는 수지는 부직포층 중에 얇게밖에 침투되어 있지 않음을 알 수 있어, 적층 시트에 크로스적인 감촉을 부여하고 있는 한 요인이라 생각된다. 또한 제 2층 이후의 수지 필름층이 핀홀 발생의 방지에도 기여하고, 그들의 효과가 상승하여 적층 시트의 내수성을 높이는 것으로 생각된다.
그런데, 같은 두께의 수지 필름층을 1회 압출 라미네이션법으로 부직포 표면상에 형성한 경우에는 용융 수지가 부직포층 중에 깊게 침투되어 있는 것이 현미경 관찰로 확인되어 있다. 얻어진 적층 시트의 내수압은 저하하고, 또 딱딱한 촉감을 나타내어, 크로스적인 감촉은 얻어지지 않는다.
실시예
본 발명을 다음의 실시예를 참조하면 더욱 확실하게 이해할 수 있을 것이다. 이들 실시예는 본 발명을 예시하려는 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
(실시예 1)
부직포로서, 굵기가 2데니어의 폴리프로필렌 연속 섬유로 형성되고, 스폿 본딩에 의해서 섬유를 고정한, 평량이 20(g/m2) 및 폭 500mm의 스펀본드법 부직포를 준비했다.
또한, 수지 필름층 형성용의 수지로서, 에틸렌·4-메틸-1-펜텐 공중합체(밀도 0.915g/cm3, MFR 20g/10분, MT 1.8g) 40중량%와 탄산칼슘 60중량%로 되는 수지 조성물을 준비했다.
폭 800mm의 T다이를 구비한, 스크류 지름 65mm의 압출기에 상기 수지를 공급하고, 다이 하부 온도가 250℃가 되도록 압출하여, 연속적으로 공급되는 부직포 표면상에 피복했다. 이 때, 부직포에 걸리는 장력은 3(kg/m)이었다.
이어서, 이 2층체를 냉각 롤(온도 20℃)과 닙 롤로 되는 폭 900mm의 1쌍의 롤 간극에 공급하고, 가공 속도 50(m/분)으로 적층체를 제조했다. 이 때, 닙압을 15(kg/cm2)로 조정했다. 수지 필름층의 평량은 15(g/m2)이었다.
그 후, 상기와 같은 라미네이터에 앞의 적층체를 공급하고, 수지 필름층 상에 같은 수지를 15(g/m2)의 평량이 되도록 압출 라미네이션하여 제 2 수지 필름층을 성형하였다.
그 다음에, 이 적층체를 기어 연신 장치에 통과시켜, 횡방향으로 1.6배, 종방향으로 1.1배의 연신을 실시하였다. 사용한 기어 연신 장치는 디스크의 두께 0.762mm, 디스크의 클리어런스 0.537mm, 기어 롤 지름 152mm, 기어 롤 폭 350mm, 가공 심도(서로 맞물림 깊이) 3mm이었다.
얻어진 적층 시트의 물성을 표 1에 나타낸다.
또한, 표 1에서, 핀홀의 수는 다음 방법으로 측정했다. 즉, 착색한 물을 50mmH2O의 압력으로 필름층 측으로부터 침투시켜, 부직포측의 착색점의 수를 세었다.
(비교예 1)
실시예 1에서, 제 1 수지 필름층을 평량 30(g/m2)가 되도록 압출 라미네이션하고, 또 제 2 수지 필름층은 형성하지 않은 것 이외는 실시예 1과 동일하게 행하였다. 얻어진 적층 시트의 물성을 표 1에 함께 나타낸다.
(비교예 2~3)
실시예 1에서, 다이 하부 온도 및 닙압을 하기 표 1에 기재한 조건으로 변경한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 행하여, 적층 시트를 성형했다. 얻어진 적층 시트의 물성을 표 1에 함께 나타냈다.
<표 1>
실시예 1 비교예 1 비교예 2 비교예 3
수지 필름층의 수 2 1 2 2
성형 조건- 다이 하부 온도(℃)- 닙압 (kg/㎠) 25015 25015 28515 28524
적층 시트의 물성- 내수압 (mmH2O)- 투습도 (g/㎡·24Hr)- 핀홀 수 (N/㎡)- 부직포층 측의 소프트감- 부직포층 측의 부피감 >2,0004,2200ＯＯ 50 *1,530 **10△× 50측정불가>20×× 50측정불가>20××
* 핀홀이 있는 부분
** 핀홀이 없는 부분
(실시예 2)
부직포로서, 두께 2데나아의 폴리프로필렌 연속 섬유로부터 형성되고, 스폿 본딩에 의해서 섬유를 고정한, 평량 23(g/m2) 및 폭 500mm의 스펀본드법 부직포를 준비했다. 이 부직포의 횡방향의 파단점 신율은 40%, 횡방향의 인장 강도는 3 (N/cm)이었다.
또한, 수지 필름층 형성용의 수지로서, 에틸렌·1-헥센 공중합체(밀도 0.900g/cm3, MFR 9g/10분, MT 2g)을 준비했다. 또한, 이 수지로부터 성형한 두께 55m의 필름은 그 횡방향의 파단점 신율은 700%이었다.
폭 800mm의 T다이를 구비한, 스크류 지름 65mm의 압출기에 상기 수지를 공급하고, 다이 하부 온도가 250℃가 되도록 압출하여, 연속적으로 공급되는 부직포 표면상에 피복했다. 이 때, 부직포에 걸리는 장력은 3(kg/m)이었다.
이어서, 이 2층체를 냉각 롤(온도 20℃)과 닙 롤로 되는 폭 900mm의 1쌍의 롤 간극에 공급하고, 가공 속도 50(m/분)로 적층체를 제조했다. 이 때, 닙압을 15(kg/cm2)으로 조정했다. 수지 필름층의 평량은 25(g/m2)이었다.
그 후, 상기와 같은 라미네이터에 앞의 적층체를 공급하고, 수지 필름층 상에 같은 수지를 30(g/m2)의 평량이 되도록 압출 라미네이션하여 제 2 수지 필름층을 성형했다. 얻어진 적층 시트의 물성을 표 2에 나타냈다.
(비교예 4)
실시예 1에서, 제 1 수지 필름층을 평량 55(g/m2)가 되도록 압출 라미네이션하고, 또 제 2 수지 필름층은 형성하지 않은 것 이외는 실시예 1과 동일하게 행하였다. 얻어진 적층 시트의 물성을 표 2에 함께 나타낸다.
(비교예 5)
실시예 1에서, 다이 하부 온도를 285℃로 변경한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 행하여, 적층 시트를 성형했다. 얻어진 적층 시트의 물성을 표 2에 함께 나타낸다.
<표 2>
실시예 2 비교예 4 비교예 5
수지 필름층의 수 2 1 2
성형 조건- 다이 하부 온도(℃)- 닙압 (kg/㎠) 25015 25015 28515
적층 시트의 물성- 파단점 신율(%)- 인장 강도(N/cm)- 부직포층 측의 소프트감- 부직포층 측의 부피감 4508.3ＯＯ 709.0×× 508.0××
본 발명에 의한 적층 시트는 부직포층과 수지 필름층으로 구성되어 있지만, 부직포가 본래 갖는 크로스적인 감촉을 유지하고 있다. 게다가, 고도의 지수성을 유지하면서 통기성도 갖는 시트가 얻어지므로, 크로스적인 감촉을 요구하는 지수재 용도, 특히 포장 재료나 위생 재료에 적합하다. 또 수지 시트가 본래적으로 갖는 고도의 신축성을 유지한 시트가 얻어져서, 높은 인장 강도와 신도를 필요로 하는 포장 재료나 위생 재료로서 사용할 수 있다.
또 본 발명에 의한 적층 시트의 제조 방법에 의하면, 이러한 특성을 갖는 적층 시트를 생산성 높게 제조할 수 있다.

Claims (21)

  1. 삭제
  2. 부직포상에 적어도 2층으로 되는 수지 필름이 접합한 적층체로 이루어지고, 부직포층에 접하는 측의 수지 필름층은 부직포와 수지 필름이 용이하게 박리되지 않을 정도로 부직포의 섬유 간극에 부분 침투되어 있고,
    상기 적층체는 적어도 1방향으로 연신(延伸)되어 있고, 또 그 내수압(耐水壓)이 1,000(mmH2O) 이상이고, 또 투습도(透濕度)가 1,000~6,000(g/m2·24hr)인 것을 특징으로 하는 적층 시트.
  3. 부직포상에 적어도 2층으로 되는 수지 필름이 접합한 적층체로 이루어지고, 부직포층에 접하는 측의 수지 필름층은 부직포와 수지 필름이 용이하게 박리되지 않을 정도로 부직포의 섬유 간극에 부분 침투되어 있고,
    상기 적층체는 그 횡방향의 파단점(破斷点) 신율이 200~1,000%, 또 횡방향의 인장 강도가 5~30(N/cm)인 것을 특징으로 하는 적층 시트.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 부직포층은 그 평량이 10~60(g/m2)인 것을 특징으로 하는 적층 시트.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 부직포층은 스펀본드법 부직포, 또는 그것과 멜트블론법 부직포와의 적층 부직포인 것을 특징으로 하는 적층 시트.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 부직포층이 폴리올레핀으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 시트.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 수지 필름층은 그 전체의 평량이 10~60(g/m2)인 것을 특징으로 하는 적층 시트.
  8. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 부직포층에 접하는 측의 수지 필름층은 그 평량이 5~50(g/m2)인 것을 특징으로 하는 적층 시트.
  9. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 수지 필름층은 적어도 그 1층이 무기 충전제를 함유하는 수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 시트.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 수지 필름층은 무기 충전제가 20~70(중량%) 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 시트.
  11. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 수지 필름층은 폴리올레핀으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 시트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀은 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 시트.
  13. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 부직포층에 접하는 측의 수지 필름층은 밀도 0.870~0.935(g/cm3), 멜트플로우레이트 1~90(g/10분), 및 멜트텐션 0.5~10(g)의 폴리올레핀으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 시트.
  14. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 적층체는 적어도 1방향으로 1.1~5배 연신되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 시트.
  15. 부직포의 표면상에 용융 수지를 T다이로부터 다이 하부 온도 200~280℃에서 필름상으로 압출하고, 그 후 닙 롤과 냉각 롤로 되는 1쌍의 롤의 간극에 닙압 5~20 (kg/cm2)의 조건에서 통과시켜 부직포층과 수지 필름층이 일체화된 2층의 적층체를 형성하는 제 1 공정, 그 수지 필름층 상에 동종 또는 이종의 수지 필름층을 피복하여 적층체를 형성하는 제 2 공정으로 되는 것을 특징으로 하는 적층 시트의 제조 방법.
  16. 부직포와 수지 필름과의 사이에 동종 또는 이종의 용융 수지를 T다이로부터 다이 하부 온도 200~280℃에서 필름상으로 압출하고, 그 후 닙 롤과 냉각 롤로 되는 1쌍의 롤의 간극에 닙압 5~20(kg/cm2)의 조건에서 통과시켜 상기 3층이 일체화된 적층체를 형성하는 것을 특징으로 하는 적층 시트의 제조 방법.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기의 공급되는 부직포는 그 종방향으로 0.1~5(kg/m)의 장력이 부여되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 시트의 제조 방법.
  18. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 수지 필름층은 적어도 1층이 무기 충전제를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 적층 시트의 제조 방법.
  19. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 수지 필름층은 적어도 1층이 무기 충전제를 20~70중량% 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 적층 시트의 제조 방법.
  20. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    얻어진 적층체를 적어도 1방향으로 연신하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 시트의 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 연신 공정은 적층체를 기어 연신 장치에 공급함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 적층 시트의 제조 방법.
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