KR100996071B1 - 부직포 적층체 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 신축성, 유연성, 내수성, 내보풀성, 내컬성이 우수하고, 끈적끈적 거림이 적은 부직포 적층체를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 부직포 적층체는 1층 이상의 멜트블론 부직포층의 양면에, 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유와 (A) 이외의 열가소성 수지(B)의 장섬유가 10~90중량% : 90~10중량%의 비율(단, (A)＋(B)=100중량%로 함)로 포함되어 있는 혼섬 스펀본드 부직포층이 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.
부직포 적층체, 부직포 적층체의 제조 방법, 멜트블론 부직포, 혼섬 스펀본드 부직포

Description

부직포 적층체 및 그 제조 방법 {NON-WOVEN FABRIC LAMINATE AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 신축성, 유연성, 내수성, 내보풀성, 내컬성(curling resistance)이 우수하고, 끈적끈적 거림성(stickiness)이 적은 부직포 적층체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
근년, 부직포는 통기성, 유연성이 우수하다는 점으로부터 각종 용도에 폭넓게 이용되고 있다. 그 때문에, 부직포에는 그 용도에 따라 각종 특성이 요구되는 동시에, 그 특성의 향상이 요구되고 있다.
예를 들면, 종이 기저귀, 생리용 냅킨 등의 위생 재료, 습포 재료의 기포(基布) 등에 이용되는 부직포는 내수성이 있고, 또 투습성이 우수한 것이 요구된다. 또한, 사용되는 개소에 따라서는 신축성 및 숭고성을 갖는 것도 요구된다.
부직포에 신축성을 부여하는 방법의 하나로서, 스펀본드 부직포의 원료로서 열가소성 엘라스토머를 사용하는 방법 (예를 들면, 특허 문헌 1 참조), 부직포를 형성하는 섬유로서 열가소성 폴리우레탄으로 이루어지는 섬유와 열가소성 폴리머로 이루어지는 혼합 섬유를 사용하는 방법 (예를 들면, 특허 문헌 2 참조), 또한, 목적이 신축성을 부여하는 것과는 다르지만, 수소첨가 스티렌 블록 공중합체 등으로 구성되는 점착성 섬유와 비점착성 섬유를 혼섬하여 이루어지는 장섬유 부직포 (예를 들면, 특허 문헌 3 참조) 등이 다양하게 제안되어 있다.
한편, 부직포의 내수성을 더욱 향상시키는 방법으로서, 스펀본드 부직포와 멜트블론 부직포를 적층하는 방법이 다수 제안되어 있다 (예를 들면, 특허 문헌 4, 특허 문헌 5 참조).
그러나, 모두 아직 신축성, 유연성, 가공성 등이 불충분하고, 더 한층 개선이 요구되고 있다.
특허 문헌 1: 일본국 PCT 국제출원 공개특허 평 7-503502호 공보
특허 문헌 2: 일본국 공개특허공보 2004-244791호 공보
특허 문헌 3: 일본국 공개특허공보 2004- 197291호 공보
특허 문헌 4: 일본국 PCT 국제출원 공개특허 평 8-510798호 공보
특허 문헌 5: 일본국 공개특허공보 2004-3096호 공보
발명의 개시
발명이 해결하려고 하는 과제
본 발명은 신축성, 유연성, 내수성, 내보풀성, 내컬성이 우수하고, 끈적끈적 거림성이 적은 부직포 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명은 1층 이상의 멜트블론 부직포층의 양면에, 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유와 (A) 이외의 열가소성 수지(B)의 장섬유가 10~90중량% : 90~10중량%의 비율(단, (A)＋(B)=100중량%로 한다)로 포함되어 있는 혼섬 스펀본드 부직포층이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 부직포 적층체를 제공하는 것이다.
상기 열가소성 수지(B)의 장섬유가 스펀본드 부직포로 했을 때의 최대점 신도가 50% 이상인 것이 바람직하다.
상기 열가소성 엘라스토머(A)가 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머인 것이 바람직하다.
상기 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머가,
시차주사 열량계(DSC)에 의해 측정되는 응고 개시 온도가 65℃ 이상이고, 또한 세공 전기 저항법에 의거하여 100㎛의 어퍼쳐(aperture)를 장착한 입도 분포 측정 장치로 측정되는 극성 용매 불용분의 입자수가 300만개/g 이하인 것이 바람직하다.
상기 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머가 하기의 관계식(I)을 만족하는 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머인 것이 바람직하다.
　a/(a＋b)≤0.8　　　　(I)
(식중, a는 DSC에 의해 측정되는 90℃~140℃의 범위에 존재하는 흡열 피크로부터 구해지는 융해 열량의 총합을 나타내며, b는 DSC에 의해 측정되는 140℃보다 크고 220℃ 이하의 범위에 있는 흡열 피크로부터 산출되는 융해열의 총합을 나타낸다.)
상기 열가소성 수지(B)가 폴리올레핀인 것이 바람직하다.
상기 열가소성 수지(B)가 프로필렌계 중합체인 것이 바람직하다.
상기 열가소성 수지(B)가 프로필렌계 중합체 99~80중량％와 고밀도 폴리에틸렌 1~20중량％로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 멜트블론 부직포층의 적어도 1층이 폴리올레핀으로 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 멜트블론 부직포층의 적어도 1층이 프로필렌계 중합체로 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 멜트블론 부직포층의 적어도 1층이 열가소성 엘라스토머로 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 멜트블론 부직포층의 적어도 1층이 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머로 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 2층의 혼섬 스펀본드 부직포층의 평량이 모두 40g/m2 이하인 것이 바람직하다.
상기 멜트블론 부직포층의 평량이 40g/m2 이하인 것이 바람직하다.
상기 부직포 적층체에, 비신축성 부직포를 더 첩합시켜도 좋다.
상기 부직포 적층체에, 통기성 필름을 더 첩합시켜도 좋다.
본 발명은 1층 이상의 멜트블론 부직포층의 양면에, 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유와 (A) 이외의 열가소성 수지(B)의 장섬유가 10~90중량% : 90~10중량%의 비율(단, (A)＋(B)=100중량%로 함)로 포함되어 있는 혼섬 스펀본드 부직포층이 되도록 적층한 후, 당해 적층체를 연신하는 것을 특징으로 하는 부직포 적층체의 제조 방법을 포함한다.
상기 제조 방법에서, 적층한 후에, 엠보싱 가공을 행하여, 적층체를 연신하는 것이 바람직하다.
발명의 효과
본 발명의 부직포 적층체는 신축성, 유연성, 내보풀성, 내컬성이 우수하고, 게다가 끈적끈적 거림성이 적다는 특징을 겸비하고 있다.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
＜열가소성 엘라스토머(A)＞
본 발명의 부직포 적층체를 구성하는 혼섬 스펀본드 부직포를 형성하는 성분의 하나인 열가소성 엘라스토머(A)로는 각종 공지의 열가소성 엘라스토머를 사용할 수 있고, 2종류 이상의 열가소성 엘라스토머를 병용해도 좋다. 구체적으로는, 예를 들면, 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌 블록 코폴리머(SBS라 호칭), 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌 블록 코폴리머(SIS라 호칭), 이들 수소첨가물인 폴리스티렌-폴리에틸렌·부틸렌-폴리스티렌 블록 코폴리머(SEBS라 호칭) 및 폴리스티렌-폴리에틸렌·프로필렌-폴리스티렌 블록 코폴리머(SEPS라 호칭)로 대표되는 적어도 1개의 스티렌 등의 방향족 비닐화합물로 구성되는 중합체 블록과 적어도 1개의 부타디엔 혹은 이소프렌 등의 공역 디엔 화합물로 구성되는 중합체 블록으로 이루어지는 블록 공중합체 혹은 그 수소첨가물인 스티렌계 엘라스토머, 고결정성 방향족 폴리에스테르와 비결정성 지방족 폴리에테르로 구성되는 블록 공중합체로 대표되는 폴리에스테르계 엘라스토머, 결정성이고 고융점의 폴리아미드와 비결정성이고 유리전이온도(Tg)가 낮은 폴리에테르 혹은 폴리에스테르로 구성되는 블록 공중합체로 대표되는 폴리아미드계 엘라스토머, 경질 부분(hard segment)이 폴리우레탄이고 연질 부분(soft segment)이 폴리카보네이트계 폴리올, 에테르계 폴리올, 카프로락톤계 폴리에스테르 혹은 아디페이트계 폴리에스테르 등으로 구성되는 블록 공중합체로 대표되는 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머, 비결정성 혹은 저결정성 에틸렌·α-올레핀 랜덤 공중합체, 프로필렌·α-올레핀 랜덤 공중합체, 프로필렌·에틸렌·α-올레핀 랜덤 공중합체 등을 단독 또는 상기 비결정성 혹은 저결정성 랜덤 공중합체와 프로필렌 단독 중합체 혹은 프로필렌과 소량의 α-올레핀과의 공중합체, 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌 등의 결정성 폴리올레핀을 혼합한 폴리올레핀계 엘라스토머, 염화 비닐계 엘라스토머, 불소계 엘라스토머 등을 예시할 수 있다.
스티렌계 엘라스토머로는 폴리스티렌 블록과 부타디엔 고무 블록 또는 이소프렌 고무 블록을 베이스로 한 디블록 및 트리블록 코폴리머를 들 수 있다. 상기 고무블록은 불포화 또는 완전히 수소첨가된 것이어도 좋다. 스티렌계 엘라스토머로는, 구체적으로는, 예를 들면, 크레이톤(KRATON) 폴리머(상품명, 쉘케미칼 (주) 제), 셉톤(SEPTON)(상품명, 쿠라레 (주) 제), 터프텍(TUFTEC)(상품명, 아사히카세이코교 (주) 제), 레오스토머(LEOSTOMER)(상품명, 리켄테크노스 (주) 제) 등의 상품명으로 제조, 판매되고 있다.
폴리에스테르계 엘라스토머로는, 구체적으로는, 예를 들면, 하이트렐(HYTREL)(상품명, E.I. 듀퐁 (주) 제), 펠프렌(PELPRENE)(상품명, 토요보 (주) 제) 등의 상품명으로 제조, 판매되고 있다.
아미드계 엘라스토머로는, 구체적으로는, 예를 들면, 페박스(PEBAX)(상품명, 아토피나·저팬 (주))의 상품명으로 제조, 판매되고 있다.
폴리올레핀계 엘라스토머로는, 에틸렌/α-올레핀 공중합체, 프로필렌/α-올레핀 공중합체를 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 타프머(TAFMER)(상품명, 미쓰이카가쿠 (주) 제), 에틸렌-옥텐 공중합체인 인게이즈(Engage)(상품명, 듀퐁 다우 엘라스토머스(DuPont Dow Elastomers)사 제), 결정성 올레핀 공중합체를 함유하는 캐탈로이(CATALLOY)(상품명, 몬텔 (주) 제), 비스타맥스(Vistamaxx)(상품명, 엑손모바일케미칼 사 제) 등의 상품명으로 제조, 판매되고 있다.
염화 비닐계 엘라스토머로는, 구체적으로는, 예를 들면, 레오닐(상품명, 리켄테크노스 (주) 제), 포스밀(상품명, 신에쓰 폴리머 (주) 제) 등의 상품명으로 제조, 판매되고 있다.
이들 열가소성 엘라스토머 중에서도, 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머는 신축성, 가공성 점에서 바람직하다.
＜열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머＞
열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머 중에서도, 응고 개시 온도가 65℃ 이상, 바람직하게는 75℃ 이상, 가장 바람직하게는 85℃ 이상인 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머가 바람직하다. 응고 개시 온도의 상한치는 195℃가 바람직하다. 여기서, 응고 개시 온도는 시차주사열량계(DSC)를 사용하여 측정되는 값이고, 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머를 10℃/분으로 230℃까지 승온하여 230℃에서 5분간 유지한 후, 10℃/분으로 강온시킬 때에 생기는 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머의 응고에서 유래하는 발열피크의 개시 온도이다. 응고 개시 온도가 65℃ 이상이면, 혼섬 스펀본드 부직포를 얻을 때에 섬유 끼리의 융착, 실절단, 수지블록(樹脂塊) 등의 성형불량을 억제할 수 있는 동시에 열엠보싱 가공 때에는 성형된 혼섬 스펀본드 부직포가 엠보스 롤러에 감기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 얻어지는 혼섬 스펀본드 부직포도 끈적끈적 거림이 적고, 예를 들어, 의료(衣料), 위생 재료, 스포츠 재료 등의 피부와 접촉하는 재료에 적합하게 사용할 수 있다. 한편, 응고 개시 온도를 195℃ 이하로 함으로써, 성형 가공성을 향상시킬 수 있다. 또한, 성형된 섬유의 응고 개시 온도는 이것에 이용된 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머의 응고 개시 온도보다도 높게 되는 경향이 있다.
이러한 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머의 응고 개시 온도를 65℃ 이상으로 조정하기 위해서는 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머의 원료로서 사용하는 폴리올, 이소시아네이트 화합물 및 쇄연장제에 대해서, 각각 최적의 화학 구조를 갖는 것을 선택하는 동시에 경질 부분의 양을 조정할 필요가 있다. 여기서, 경질 부분 양이란 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머의 제조에 사용된 이소시아네이트 화합물과 쇄연장제의 합계 중량을 폴리올, 이소시아네이트 화합물 및 쇄연장제의 총량으로 나누어 100을 곱한 중량 퍼센트(중량％) 값이다. 경질 부분 양은 바람직하게는 20~60중량％이고, 더욱 바람직하게는 22~50중량％이고, 가장 바람직하게는 25~48중량％이다.
또한, 이러한 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머는 바람직하게는 극성용매 불용분의 입자수가 300만개/g 이하, 보다 바람직하게는 250만개 이하, 더욱 바람직하게는 200만개 이하이다. 여기서, 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머 중의 극성용매 불용분이란 주로 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머의 제조 중에 발생하는 불용해물(fish-eye)이나 겔 등의 괴상물(塊狀物)이고, 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머의 경질 부분 응집물에서 유래하는 성분 및 경질 부분 및/또는 연질 부분이 알로파네이트 결합, 뷰렛(biuret) 결합 등에 의해 가교된 성분 등, 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머를 구성하는 원료 및 이 원료 간의 화학 반응에 의해 생기는 성분이다.
극성용매 불용분의 입자수는 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머를 디메틸아세트아미드 용매(이하, 「DMAC」라고 약칭함)에 용해시킨 때의 불용분을 세공 전기저항법을 이용하여 입도분포 측정 장치에 100㎛의 어퍼쳐를 장착하여 측정한 값이다. 100㎛의 어퍼쳐를 장착하면, 미가교 폴리스티렌 환산으로 2~60㎛인 입자의 수를 측정할 수 있다.
극성용매 불용분의 입자수가 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머 1g에 대해서 300만개 이하로 함으로써, 상기 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머의 응고 개시 온도 범위 내에서 섬유 직경 분포의 증대, 방사 시의 실절단 등의 문제를 보다 억제할 수 있다. 또 대형 스펀본드 성형 기계에서의 부직포의 성형에서의 스트랜드(strand) 안으로 기포의 혼입 또는 실절단 발생을 억제한다고 하는 관점으로부터는 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머의 수분치가 350ppm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 300ppm 이하, 가장 바람직하게는 150ppm 이하인 것이다.
또한, 신축성의 관점으로부터는 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머가 시차주사 열량계(DSC)에 의해 측정되는, 피크온도가 90~140℃의 범위에 있는 흡열 피크로부터 구해지는 융해 열량의 총합(a)과 피크온도가 140℃를 초과하고 220℃ 이하의 범위에 있는 흡열 피크로부터 구해지는 융해 열량의 총합(b)이 하기 관계식(I)
a/(a＋b) ≤ 0.8　　　 (I)
의 관계를 만족하는 것이 바람직하고,
하기 관계식(II)
a/(a＋b) ≤ 0.7　　　 (II)
의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하고,
하기 관계식(III)
a/(a＋b) ≤ 0.55　　　 (III)
의 관계를 만족하는 것이 가장 바람직하다.
여기서, 「a/(a＋b)」는 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머의 하드 도메인(hard domain)의 융해 열량비(단위: %)를 의미한다. 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머의 하드 도메인의 융해 열량비가 80％ 이하로 되면, 섬유, 특히 혼섬 스펀본드 부직포에서의 섬유 및 부직포의 강도 및 신축성이 향상된다. 본 발명에서는 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머의 하드 도메인의 융해 열량비의 하한치는 0.1％ 정도가 바람직하다.
이러한 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머는 온도 200℃, 전단속도 100sec-1의 조건에서의 용융 점도가 100~3000Pa·s가 바람직하고, 보다 바람직하게는 200~2000Pa·s, 가장 바람직하게는 1000~1500Pa·s이다. 여기서, 용융 점도는 캐피로그라프(Capillograph)(도요세이끼 (주) 제, 노즐 길이 30mm, 직경 1mm인 것을 사용)로 측정한 값이다.
이러한 특성을 갖는 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머는 예를 들면, 일본국 공개특허공보 2004-244791호 공보에 기재된 제조 방법에 의해 얻을 수 있다.
열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머를 이용하여 성형된 혼섬 스펀본드 부직포는 촉감이 우수하기 때문에, 예를 들어 위생 재료 등에 적절하게 이용할 수 있다. 또한, 불순물 등을 여과하기 위해서 압출기 내부에 설치된 필터가 눈막힘(clogging)되기 어렵고, 기기의 조정, 정비 빈도가 낮기 때문에, 공업적으로도 바람직하다.
극성용매 불용분이 적은 상기 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머는 후술하는 바와 같이 폴리올, 이소시아네이트 화합물 및 쇄연장제의 중합 반응을 행한 후, 여과함으로써 얻을 수 있다.
＜폴리올레핀계 엘라스토머＞
폴리올레핀계 엘라스토머 중에서도, 비결정성 혹은 저결정성, 바람직하게는 X선 회절에 의해 측정되는 결정화도가 20％ 이하(0％를 포함)인 에틸렌과 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센 등의 탄소수가 3~20인 1종 이상의 α-올레핀과의 공중합체인 에틸렌·α-올레핀 공중합체 및 프로필렌과 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸- 1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센 등의 탄소수가 2~20(단, 탄소수 3을 제외함)인 1종 이상의 α-올레핀과의 공중합체인 프로필렌·α-올레핀 공중합체가 바람직하다.
비결정성 혹은 저결정성 에틸렌·α-올레핀 공중합체로는 구체적으로는 에틸렌·프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌·1-부텐 랜덤 공중합체 등을 예시할 수 있다. 또한, 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 멜트플로우레이트(MFR)는 방사성을 갖는 한 특별히 한정되지 않지만, 통상, MFR(ASTM　D1238 190℃, 2160g 하중)이 통상, MFR(ASTM　D1238　230℃, 2160g 하중)이 1~1000g/10분, 바람직하게는 5~500g/10분, 더욱 바람직하게는 10~100g/10분의 범위에 있다.
비결정성 혹은 저결정성 프로필렌·α-올레핀 공중합체로는 구체적으로는 프로필렌·에틸렌 랜덤 공중합체, 프로필렌·에틸렌·1-부텐 랜덤 공중합체, 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체를 예시할 수 있다. 또한, 프로필렌·α-올레핀 공중합체의 MFR은 방사성을 갖는 한 특별히 한정되지 않지만, 통상, MFR(ASTM　D1238　230℃, 2160g 하중)이 1~1000g/10분, 바람직하게는 5~500g/10분, 더욱 바람직하게는 10~100g/10분의 범위에 있다.
또한, 폴리올레핀계 엘라스토머는 상기 비결정성 혹은 저결정성 중합체 단체에서도 이용할 수 있지만, 프로필렌 단독 중합체 혹은 프로필렌과 소량의 α-올레핀과의 공중합체, 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌 등의 결정성 폴리올레핀을 1~40중량％ 정도 혼합한 조성물이어도 좋다.
특히 폴리올레핀계 엘라스토머로서 바람직한 조성은 아이소탁틱 폴리프로필렌 (i): 1~40중량％, 프로필렌·에틸렌·α-올레핀 공중합체 (ii) (프로필렌이45~89 몰％, 에틸렌이 10~25몰％와 탄소수 4~20인 α-올레핀과의 공중합체)(단, 탄소수 4~20인 α-올레핀의 공중합량은 30몰％를 초과하지는 않는다): 60~99중량부를 함유하는 폴리프로필렌 수지 조성물로 이루어지는 엘라스토머 조성물이다.
＜열가소성 수지(B)＞
본 발명의 부직포 적층체를 구성하는 혼섬 스펀본드 부직포를 형성하는 성분의 하나인 (A) 이외의 열가소성 수지로 이루어지는 장섬유의 원료로 되는 열가소성 수지(B)로는 상기 열가소성 엘라스토머(A) 이외의 각종 공지의 열가소성 수지를 이용할 수 있다(본 명세서에서, 「열가소성 엘라스토머(A) 이외의 열가소성 수지(B)」를 단순히 「열가소성 수지(B)」라고도 한다). 이러한 열가소성 수지(B)는 상기 열가소성 엘라스토머(A)와 다른 수지 형상의 중합체이고, 통상, 융점(Tm)이 100℃ 이상인 결정성 중합체 혹은 유리전이온도가 100℃ 이상인 비결정성 중합체이다. 이들 열가소성 수지(B)에서도 결정성 열가소성 수지가 바람직하다.
또한, 열가소성 수지(B) 중에서도, 공지의 스펀본드 부직포의 제조 방법에 의해 제조하여 얻어지는 부직포의 최대점 신도가 50％ 이상, 바람직하게는 70％ 이상, 보다 바람직하게는 100% 이상 신장하고, 또 탄성회복이 거의 없는 성질을 갖는 열가소성 수지(신장성 열가소성 수지)는 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유와 혼섬하여 얻어지는 혼섬 스펀본드 부직포 및 1층 이상의 멜트블론 부직포층과 적층하여 부직포 적층체로 했을 때에 연신 가공에 의해 숭고감이 발현되어, 촉감이 좋게 되는 동시에 부직포 적층체에 신장 정지 기능을 부여할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 열가소성 수지(B)로 이루어지는 스펀본드 부직포의 최대점 신도의 상한은 반드시 한정되지 않지만, 통상, 300％ 이하이다.
열가소성 수지(B)로는 구체적으로는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 및 1-옥텐 등의 α-올레핀의 단독 혹은 공중합체인 고압법 저밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌(소위 LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(소위 HDPE), 폴리프로필렌(프로필렌 단독 중합체), 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리1-부텐, 폴리4-메틸-1-펜텐, 에틸렌·프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌·1-부텐 랜덤 공중합체, 프로필렌·1-부텐 랜덤 공중합체 등의 폴리올레핀, 폴리에스테르(폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등), 폴리아미드(나일론-6, 나일론-66, 폴리메타크실렌 아디프아미드 등), 폴리염화비닐, 폴리이미드, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체, 에틸렌·아세트산비닐·비닐알코올 공중합체, 에틸렌·(메트)아크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산 에스테르-일산화탄소 공중합체, 폴리아크로니트릴, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 아이오노머 혹은 이들 혼합물 등을 예시할 수 있다. 이들 중에서는 고압법 저밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌(소위 LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체 등의 프로필렌계 중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드 등이 보다 바람직하다.
이들 열가소성 수지(B) 중에서도, 성형시의 방사 안정성이나 부직포의 연신 가공성의 관점에서 폴리올레핀이 바람직하고, 프로필렌계 중합체가 특히 바람직하다.
프로필렌계 중합체로는 융점(Tm)이 155℃ 이상, 바람직하게는 157~165℃의 범위에 있는 프로필렌 단독 중합체 혹은 프로필렌과 극소량의 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 4-메틸-1-펜텐 등의 탄소수 2 이상(단, 탄소수 3을 제외한다), 바람직하게는 2~8(단, 탄소수 3을 제외한다)인 1종 또는 2종 이상의 α-올레핀과의 공중합체가 바람직하다.
프로필렌계 중합체는 용융 방사할 수 있는 한, 멜트플로우레이트(MFR: ASTM D-1238, 230℃, 하중 2160g)는 특별히 한정되지 않지만, 통상, 1~1000g/10분, 바람직하게는 5~500g/10분, 더욱 바람직하게는 10~100g/10분의 범위에 있다. 또한, 본 발명에 의한 프로필렌계 중합체의 중량평균 분자량(Mw)과 수평균 분자량(Mn)의 비 Mw/Mn은 통상 1.5~5.0이다. 방사성이 양호하고, 또 섬유강도가 특히 우수한 섬유가 얻어지는 점에서, 1.5~3.0의 범위가 더욱 바람직하다. Mw 및 Mn은 GPC(겔퍼미에이션 크로마토그라피)에 의해, 공지의 방법으로 측정할 수 있다.
프로필렌계 중합체에 소량, 방사성, 연신 가공성의 관점으로부터 바람직하게는 프로필렌계 중합체와 HDPE의 합계 100중량％에 대해서, 1~20중량％, 보다 바람직하게는 2~15중량％, 더욱 바람직하게는 4~10중량％의 범위의 양으로 HDPE를 첨가한 올레핀계 중합체 조성물은, 얻어지는 부직포 적층체의 연신 가공적성을 더욱 향상할 수 있으므로 바람직하다.
프로필렌계 중합체에 첨가되는 HDPE는 특별히 제한은 없지만, 통상 밀도 0.94~0.97g/cm3, 바람직하게는 0.95~0.97g/cm3, 더욱 바람직하게는 0.96~0.97g/cm3의 범위에 있다. 또한, 방사성을 갖는 한 특별히 한정되지 않지만, 신장성을 발현시키는 관점에서, HDPE의 멜트플로우레이트(MFR: ASTM D-1238, 190℃, 하중 2160g)는 통상 0.1~100g/10분, 보다 바람직하게는 0.5~50g/10분, 더욱 바람직하게는 1~30g/10분의 범위에 있다. 또한, 본 발명에서, 양호한 방사성이란 방사 노즐로부터의 토출시 및 연신 중에 실절단이 발생하지 않고, 필라멘트의 융착이 생기지 않는 것을 말한다.
＜첨가제＞
본 발명에서, 혼섬 스펀본드 부직포 및 멜트블론 부직포에는 임의 성분으로서, 내열안정제, 내후안정제 등의 각종 안정제; 대전방지제, 슬립제(slipping agent), 방담제, 윤활제, 염료, 안료, 천연유, 합성유, 왁스 등을 첨가할 수 있다.
이러한 안정제로는 예를 들어, 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀(BHT) 등의 노화방지제; 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 6-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피온산 알킬에스테르, 2,2'-옥사미드 비스[에틸-3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)]프로피오네이트, 어가녹스(Irganox) 1010(장해페놀(hindered phenol)계 산화방지제: 상품명) 등의 페놀계 산화방지제; 스테아린산아연, 스테아린산칼슘, 1,2-하이드록시 스테아린산칼슘 등의 지방산 금속염; 글리세린 모노스테아레이트, 글리세린 디스테아레이트, 펜타에리스리톨 모노스테아레이트, 펜타에리스리톨 디스테아레이트, 펜타에리스리톨 트리스테아레이트 등의 다가알코올 지방산 에스테르 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합시켜 사용해도 좋다.
＜혼섬 스펀본드 부직포＞
본 발명의 부직포 적층체를 구성하는 혼섬 스펀본드 부직포는 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유와 (A)이외의 열가소성 수지(B)의 장섬유가 10~90중량％ : 90~10중량％의 비율(단, (A)＋(B)=100중량％로 함)로 포함되어 있는 혼섬 스펀본드 부직포이다. 혼섬 스펀본드 부직포로는 신축성이나 유연성의 관점으로부터는 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유가 20중량％ 이상인 것이 바람직하고, 30중량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 가공성(내끈적끈적 거림성)의 관점으로부터는 70중량％ 이하가 바람직하고, 60중량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 의한 혼섬 스펀본드 부직포를 형성하는 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유 및 열가소성 수지(B)의 장섬유의 섬유 직경(평균치)은 각각 통상 50㎛ 이하, 바람직하게는 40㎛ 이하, 보다 바람직하게는 30㎛ 이하의 범위에 있다. 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유와 열가소성 수지(B)의 장섬유의 섬유 직경은 동일하여도 좋고, 달라도 좋다.
본 발명에 의한 혼섬 스펀본드 부직포는 기저귀 등 위생 재료 용도에서는 유연성 및 통기성의 관점으로부터 적층체 합계로 통상, 평량이 120g/m2 이하, 바람직하게는 80g/m2 이하, 보다 바람직하게는 50g/m2 이하, 더욱 바람직하게는 40~15g/m2 범위에 있다.
본 발명에 의한 혼섬 스펀본드 부직포는, 적층 일체화에 있어서 각종 공지의 교락방법으로 일체화한다. 적층 일체화를 오프라인으로 행하는 경우, 미교락으로 권취하는 예도 있을 수 있지만, 공지의 교락 방법으로 약간의 예비 본딩(pre-bonding)을 실시함으로써 생산성을 개선할 수 있다. 예를 들면, 섬유를 이동벨트로 퇴적시킨 후 닙롤(nip roll)로 촘촘하게 하는 방법이 예시되고, 그 때에는 롤이 가열되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 니들 펀치(needle punching), 워터제트(water jetting), 초음파 등의 수단을 이용하는 방법, 혹은 엠보스롤을 이용하는 열엠보싱 가공 또는 열통풍(hot air through)을 이용하는 것을 예비 본딩(pre-bonding)으로서 예시할 수 있지만, 모두 통상보다 가볍게 교락하는 것이 적층화 후, 질감, 신축성의 면에서 바람직하다.
본 발명에 의한 혼섬 스펀본드 부직포는 상기 열가소성 엘라스토머(A) 및 상기 열가소성 수지(B)를 이용하여, 공지의 스펀본드 부직포의 제조 방법, 예를 들면, 일본국 공개특허공보 2004-244791호 공보 등에 기재된 방법에 의해 제조할 수 있다.
구체적으로는 열가소성 엘라스토머(A) 및 열가소성 수지(B)를 각각 별개의 압출기로 용융한 후, 용융된 중합체를 각각 개별적으로 다수의 방사 구멍(노즐)을 구비한 노즐(다이)에 도입하고, 열가소성 엘라스토머(A)와 열가소성 수지(B)를 다른 방사 구멍(孔)으로부터 독립하는 동시에 토출시킨 후, 용융 방사된 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유와 열가소성 수지(B)의 장섬유를 냉각실에 도입하고, 냉각풍에 의해 냉각한 후, 연신 에어에 의해 장섬유를 연신(견인)하고, 이동 포집면 상에 퇴적시키는 방법에 의해 제조할 수 있다. 중합체의 용융 온도는 각각 중합체의 연화 온도 혹은 융해 온도 이상이고, 또 열분해 온도 미만이면 특별히 한정되지 않고, 사용하는 중합체 등에 의해 결정할 수 있다. 노즐 온도는 사용하는 중합체에도 따르지만, 예를 들면, 열가소성 엘라스토머(A)로서 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머 혹은 올레핀계 공중합체 엘라스토머를, 열가소성 수지(B)로서 프로필렌계 중합체 혹은 프로필렌계 중합체와 HDPE와의 올레핀계 중합체 조성물을 이용하는 경우는 통상 180~240℃, 바람직하게는 190~230℃, 보다 바람직하게는 200~225℃의 온도로 설정할 수 있다.
냉각풍의 온도는 중합체가 고화되는 온도이면 특별히 한정되지 않지만, 통상 5~50℃, 바람직하게는 10~40℃, 보다 바람직하게는 15~30℃의 범위에 있다. 연신 에어(air)의 풍속은 통상 100~10,000m/분, 바람직하게는 500~10,000m/분의 범위에 있다.
＜멜트블론 부직포＞
본 발명의 부직포 적층체를 구성하는 멜트블론 부직포는 상기 혼섬 스펀본드 부직포의 원료로 되는 열가소성 엘라스토머(A) 혹은 열가소성 수지(B)로 예시된 열가소성 중합체로 이루어지는 부직포이다.
멜트블론 부직포의 원료로 되는 열가소성 중합체는 상기 기재의 열가소성 엘라스토머(A) 혹은 열가소성 수지(B)로 예시된 중합체를 이용할 수 있다.
멜트블론 부직포의 원료로 되는 열가소성 중합체로는 상기 열가소성 엘라스토머(A) 혹은 열가소성 수지(B)에 이용되는 중합체보다 분자량이 낮은, 즉, MFR이 높은 혹은 용융 점도가 낮은 중합체가 성형성 면에서 바람직하다.
예를 들면, 열가소성 수지(B)로서, 폴리올레핀 수지를 멜트블론 부직포로서 사용하기에는, 일반적으로 MFR이 50~3000g/10분, 바람직하게는 100~2000g/10분, 더욱 바람직하게는 200~1500g/10분의 범위이다. MFR의 조정 시에는 직접 하중으로 조정되는 경우도 있지만, 폴리프로필렌 등 열분해성을 갖는 수지에서는, 유기 과산화물을 원료에 첨가하여 사용할 수도 있다. 열가소성 엘라스토머(A)를 멜트블론 부직포의 원료로서 사용하는 경우도 동일한 MFR을 선택할 수 있다.
본 발명에 의한 멜트블론 부직포를 형성하는 열가소성 중합체로 이루어지는 섬유의 섬유 직경(평균치)은, 원료로서 열가소성 수지를 사용하는 경우는, 통상 10㎛ 이하, 바람직하게는 5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 3㎛~0.5㎛ 이하이고, 원료로서 열가소성 엘라스토머를 사용하는 경우는, 통상 50㎛ 이하, 바람직하게는 40㎛ 이하, 보다 바람직하게는 30㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 20㎛~5㎛의 범위에 있다.
본 발명에 의한 멜트블론 부직포는 기저귀 등 위생 재료 용도에 대해서는 유연성과 통기성의 관점에서 평량이 통상 40g/m2 이하, 바람직하게는 40~0.1g/m2, 보다 바람직하게는 20~0.1g/m2, 더욱 바람직하게는 10~0.1g/m2, 가장 바람직하게는 5~0.1g/m2의 범위에 있다.
본 발명에 의한 멜트블론 부직포는, 평량이 5g/m2 미만이나 끈적끈적 거림이 큰 열가소성 중합체로 이루어지는 경우를 제외하고 단독으로 층을 형성하고 오프라인으로 적층화되는 경우가 생각된다. 그 때, 공지의 교락 방법으로 약간의 예비 본딩을 실시함으로써 생산성을 개선할 수 있다. 예를 들면, 섬유를 이동벨트로 퇴적시킨 후 닙롤로 촘촘하게 하는 방법이 예시되고, 그 때에는 롤이 가열되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 니들 펀치, 워터제트, 초음파 등의 수단을 이용하는 방법, 혹은 엠보스롤을 이용하는 열엠보스 가공 또는 열통풍(hot air through)을 이용하는 것을 예비 본딩으로서 예시할 수 있지만, 모두 통상보다 가볍게 교락하는 것이 적층화 후, 질감, 신축 특성 면에서 바람직하다.
＜부직포 적층체＞
본 발명의 부직포 적층체는 1층 이상의 상기 멜트블론 부직포층(M)의 양면에, 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유와 (A) 이외의 열가소성 수지(B)의 장섬유가 10~90중량% : 90~10중량%의 비율(단, (A)＋(B)=100중량%로 한다)로 포함되어 있는 상기 혼섬 스펀본드 부직포(S)층이 적층되어 있는 부직포 적층체이다.
본 발명의 부직포 적층체의 구체적인 구성으로는, 예를 들면, S/M/S로 이루어지는 3층 구성, S/M/M/S, S/M/S/S, S/S/M/S/S, S/M/M/M/S, S/M/M/S/S, S/S/M/M/S/S, S/M/S/M/S, S/M/M/S/M/M/S 등의 4층 혹은 5층 구성 또는 6층 이상의 구성을 취할 수 있다. 요컨대, 멜트블론 부직포층(M)의 양면에, 혼섬 스펀본드 부직포(S)층이 적층되어 있는 한, 각각의 층은 2층 이상의 다층 구성이어도 좋다.
본 발명의 부직포 적층체는 멜트블론 부직포층(M)으로서, 적층되는 혼섬 스펀본드 부직포(S)층을 형성하는 열가소성 엘라스토머(A) 및/또는 열가소성 수지(B)와 같은 범주의 열가소성 중합체로 함으로써, 얻어지는 부직포 적층체는 S층과 M층 간의 박리 강도가 보다 좋게 되는 동시에, 내보풀성이 보다 좋게 되므로 바람직하다.
본 발명의 부직포 적층체는 멜트블론 부직포층과 혼섬 스펀본드 부직포층으로 이루어지므로, 양호한 신축성을 갖고 있고, 예를 들면, 부직포 적층체를 100% 신장한 후, 이 부직포에 잔류하는 잔류 왜곡이 50% 미만, 바람직하게는 40% 이하, 보다 바람직하게는 30%라는 특성을 갖고 있다. 잔류 왜곡이 50% 이상인 적층체는 예를 들어 위생 재료용인 일회용 기저귀 등의 백 시트, 개더 등으로 사용했을 경우, 충분한 신체 적합성을 얻을 수 없어, 착용자에게 불쾌감을 부여하는 동시에, 배설물의 누출 등을 야기할 우려가 있다.
본 발명의 부직포 적층체는 최대점 신도가 통상 50% 이상, 바람직하게는 70% 이상, 더욱 바람직하게는 100% 이상이고, 가장 바람직하게는 150% 이상이라는 높은 신축성을 갖고 있다. 그러나, 본 발명의 부직포 적층체는 의료 재료용, 위생 재료용, 산업 자재용 등과 같은 신축성이 필요한 용도에 사용된 경우라도, 착용시 혹은 착용 중에 파손 등의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 부직포 적층체는 또한 내수압 60mmH2O 이상, 바람직하게는 70mmH2O 이상, 더욱 바람직하게는 80mmH2O 이상이라는 양호한 내수성을 갖고 있다. 내수압 60mmH2O 미만인 적층체는, 예를 들면, 위생 재료인 일회용 기저귀 등의 백 시트, 개더 등으로 사용했을 경우, 충분한 내수성이 없기 때문에 배설물의 누설 등을 야기할 우려가 있다.
본 발명의 부직포 적층체는 또 50mm 폭에서의 평량당 최대 강도가 통상 0.05~2N/평량, 바람직하게는 0.1~2N/평량이라는 높은 강도를 갖고 있다. 그러나, 본 발명의 부직포 적층체는 예를 들면, 의료 재료용, 위생 재료용, 산업 자재용 등에 사용했을 경우에도, 착용시 또는 착용 중에 파손 등의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 부직포 적층체는 적층체의 한쪽 측 혹은 양측에, 다른 부직포층이나 통기성 필름이 직접 혹은 접착제층 등을 통해 적층(첩합)되어 있어도 좋다.
본 발명의 부직포 적층체를 제조하는 방법으로는, 예를 들면, 혼섬 스펀본드 부직포-멜트블론 부직포-혼섬 스펀본드 부직포를 인라인으로 적층화한 후에 각종 공지의 교락 방법을 이용하는 것이 바람직하지만, 공지의 교락 방법으로 형성된 혼섬 스펀본드 부직포층에 용융 섬유를 분사하여 멜트블론 부직포층을 형성시키고, 또 그 위로부터 공지의 교락 방법으로 형성된 혼섬 스펀본드 부직포층을 더 적층하도록 하는 일부 오프라인 적층 방법을 이용해도 좋다.
멜트블론 부직포층으로서, 평량이 5g/m2 미만 혹은 끈적끈적 거림이 큰 열가소성 중합체를 사용하는 경우는, 인라인으로 제조하는 것이 바람직하다.
혼섬 스펀본드 부직포층과 멜트블론 부직포층을 적층한 후에, 공지의 교락 방법, 예를 들면, 니들 펀치, 워터 제트, 초음파 등의 수단을 이용하는 방법, 혹은 엠보스롤을 이용하는 열엠보스 가공 또는 열통풍(hot air through)을 이용함으로써 일부 열융착하는 방법을 채용하여, 교락해도 좋다. 이러한 교락 방법은 단독으로 사용해도 좋고, 복수의 교락 방법을 조합시켜 사용해도 좋다.
열엠보스 가공에 의해 열융착하는 경우는, 통상 엠보스 면적률이 5~20%, 바람직하게는 5~10%, 비엠보스 단위 면적이 0.5mm2 이상, 바람직하게는 4~40mm2의 범위에 있다. 비엠보스 단위 면적이란, 사방이 엠보스부로 둘러싸인 최소 단위의 비엠보스부에서, 엠보스에 내접하는 사각형의 최대 면적이다. 또, 각인 형상은 원형, 타원형, 장원형, 정방형, 사방형(능형), 장방형, 사각형이나 그들 형상을 기본으로 하는 연속된 형상이 예시된다. 이러한 범위의 엠보스를 가짐으로써, 혼섬 스펀본드 부직포를 구성하는 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유와 열가소성 수지(B)의 장섬유의 섬유 간 및 혼섬 스펀본드 부직포층과 멜트블론 부직포층을 실질적으로 결합하는 엠보스부에 결속점(結束点)을 형성하고, 또 엠보스 간에 혼섬 스펀본드 부직포층에는 탄성을 갖는 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유 및 실질적으로 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유보다 탄성률이 낮은 (신장 섬유) 열가소성 수지(B)의 장섬유가 자유도가 큰 상태에서 존재하고, 멜트블론 부직포층에도 멜트블론 섬유가 자유도가 큰 상태에서 존재한다. 그러나, 이와 같은 구조에 의해 부직포 적층체는 잔류 왜곡을 저감하고 양호한 신축성이 부여된다.
또한 엠보스 면적률이 큰 경우, 연신 가능한 범위는 작아지지만, 응력은 향상된다. 또 엠보스 면적률이 작은 경우, 연신 가능한 범위를 크게 할 수 있지만, 엠보스 피치가 크게 되면 약간의 잔류 왜곡이 크게 되는 경향이 있다. 또, 멜트블론 부직포의 원료로서 열가소성 엘라스토머를 사용했을 경우는, 멜트블론 부직포의 섬유 간에 구속점을 형성시킴으로써 왜곡을 저감할 수도 있다.
본 발명의 부직포 적층체는 멜트블론 부직포층의 양면에 혼섬 스펀본드층이 존재하기 때문에 연신, 엠보스 등의 가공을 행할 때에, 컬(curling)이나 사행(蛇行) 및 보풀이 발생하기 어렵고, 연신롤이나 기어 연신롤, 엠보스롤 등으로의 끈적끈적 거림이 없고 가공성이 우수하다.
본 발명의 부직포 적층체는 더 연신 가공되어 있어도 좋다. 또 연신 가공 전에 부직포 적층체를 상기 교락 방법, 바람직하게는 엠보스 가공에 의해 교락시켜도 좋다.
본 발명의 부직포 적층체는 혼섬 스펀본드 부직포층을 구성하는 장섬유의 탄성률에 차이가 있으므로, 이러한 연신 가공을 행함으로써, 연신된 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유는 탄성 회복하여 연신 전의 길이 가깝게 복귀하지만, 열가소성 수지(B)의 장섬유는 연신된 상태에 가까운 길이로 머물러 있으므로, 부직포 적층체의 표면에 절첩된 상태로 되기 때문에, 보다 숭고성이 있고, 또 유연성이 풍부한 부직포 적층체로 된다.
본 발명의 부직포 적층체는 다른 부직포나 통기 필름 등과 적층할 때에, 핫멜트 접착제를 통해 적층해도, 멜트블론 부직포층의 존재에 의해 핫멜트 접착제의 스며듬에 의한 끈적끈적 거림의 발생이 억제되고, 매끈매끈성이 유지되어, 가공 적성도 우수하다.
본 발명의 부직포 적층체는 상기 멜트블론 부직포층 및 혼섬 스펀본드 부직포층에 더하여, 혼섬 스펀본드 부직포층의 한쪽 면 혹은 양면에, 다른 층을 적층해도 좋다. 본 발명의 부직포 적층체에 적층하는 다른 층은 특별히 한정되지 않지만, 용도에 따라 각종 층을 적층할 수 있다.
구체적으로는, 예를 들면, 편포, 직포, 부직포, 필름 등을 들 수 있다. 본 발명의 부직포 적층체에 다른 층을 더 적층하는(첩합시키는) 경우는, 열엠보스 가공, 초음파 융착 등의 열융착법, 니들 펀치, 워터제트 등의 기계적 교락법, 핫멜트 접착제, 우레탄계 접착제 등의 접착제에 의한 방법, 압출 라미네이트 등을 비롯하여 여러 방법을 채택할 수 있다.
본 발명의 부직포 적층체에 적층되는 부직포로는, 스펀본드 부직포, 습식 부직포, 건식 부직포, 건식 펄프 부직포, 플래쉬 방사 부직포, 개섬 부직포 등 각종 공지의 부직포를 들 수 있고, 이들 부직포는 비신축성 부직포이어도 좋다. 여기서 비신축성 부직포란 MD 또는 CD의 파단점 신도가 50% 정도이고 또 신장 후에 복귀응력을 발생시키지 않는 것을 말한다.
본 발명의 부직포 적층체에 적층되는 필름으로는, 본 발명의 부직포 적층체의 특징인 통기성을 살리는 통기성(투습성) 필름이 바람직하다. 이러한 통기성 필름으로는, 각종 공지의 통기성 필름, 예를 들면, 투습성을 갖는 폴리우레탄계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 폴리아미드계 엘라스토머 등의 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 필름, 무기 혹은 유기 미립자를 포함하는 열가소성 수지로 이루어지는 필름을 연신하고 다공화하여 이루어지는 다공 필름 등을 들 수 있다. 다공 필름에 이용되는 열가소성 수지로는, 고압법 저밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌 (소위 LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체 혹은 그들 조성물 등의 폴리올레핀이 바람직하다.
통기성 필름과의 적층체는 본 발명의 부직포 적층체의 유연성을 살리는 동시에, 매우 높은 내수성을 갖는 천과 같은 복합 재료로 될 수 있다.
이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예에서의 물성치 등은 이하의 방법으로 측정했다.
(1) 평량[g/m2]
부직포 및/또는 부직포 적층체로부터 200mm(MD)×50mm(CD)의 시험편을 6점 채취했다. 또 채취 장소는 MD, CD 모두 임의의 3개소로 하였다(합계 6개소). 그 다음에, 채취한 각 시험편을 상명(上皿) 전자 저울(겐세이코교 사제)을 사용하여, 각각 질량(g)을 측정했다. 각 시험편의 질량 평균치를 구했다. 구한 평균치로부터 1m2 당의 질량(g)으로 환산하고, 소수점 두번째 자리를 반올림하여 각 부직포 샘플의 평량[g/m2]으로 하였다.
(2) 최대 강도[N/50mm] 및 최대점 신도[%]
JIS　L1906에 준거하여 측정했다. 부직포 및/또는 부직포 적층체로부터 200mm(MD)×50mm(CD)의 시험편을 6점 채취했다. 또한 채취 장소는 MD, CD 모두 임의의 3개소로 했다(합계 6개소). 그 다음에, 채취한 각 시험편을 만능 인장 시험 기(인데스코 사제, IM-201형)를 사용하여, 스판 간격 I0=100mm, 인장 속도 100mm/분으로 인장 시험을 행하여, 최대 강도[N/50mm] 및 최대 강도점의 신도(최대점 신도[%])를 구했다. 또 최대 강도는, 상기 6점(MD, CD 각 3점)에 대해서 평균치를 구하여 소수점 두번째 자리를 반올림했다. 최대점 신도는, 상기 6점(MD, CD 각 3점)에 대해서 평균치를 구하여 소수점 첫번째 자리를 반올림했다.
(3) 잔류 왜곡[%]
부직포 및/또는 부직포 적층체로부터 200mm(MD)×50mm(CD)의 시험편을 6점 채취했다. 또 채취 장소는 MD, CD 모두 임의의 3개소로 했다(합계 6개소). 그 다음에, 채취한 각 시험편을 만능 인장 시험기(인데스코 사제, IM-201형)를 사용하여, 척 간 100mm, 인장 속도 100mm/분, 연신 배율 100%로 연신한 후, 즉시 같은 속도로 원래 길이까지 회복시키고, 회복시의 스트레인을 측정하여 잔류 왜곡[%]으로 했다. 또 잔류 왜곡은, 상기 6점(MD, CD 각 3점)에 대해서 평균치를 구하여 소수점 두번째 자리를 반올림했다.
(4) 평량 당 최대 강도[N/평량]
(2)에서 얻어진 최대 강도를 (1)에서 얻어진 평량으로 나눈 값을 평량 당 최대 강도[N/평량]로 했다.
(5) 내수압[mmH2O]
JIS　L1092에 준거하여 측정했다. 부직포 및/또는 부직포 적층체로부터 200mm(MD)×50mm(CD)의 시험편을 6점 채취했다. 또 채취 장소는 MD, CD 모두 임의 의 3개소로 했다(합계 6개소). 그 다음에, 채취한 각 시험편을, 내수도 시험 장치(테스터산교 제)를 사용하여 시험편의 표면을 물에 닿아지도록 부착하고, 상온수를 넣은 수준 장치를 60±30mm/분 또는 10±5mm/분의 속도로 상승시켜 시험편에 수압을 걸고, 시험편의 반대측의 3개소로부터 물이 새었을 때의 수위를 측정하여 내수압[mmH2O]을 구했다. 또 내수압은, 상기 6점(MD, CD 각 3점)에 대해서 평균치를 구하여 소수점 첫번째 자리를 반올림했다.
(6) 통기도[cc/cm2/초]
JIS　L1096 기재의 프란질법에 준거하여 측정했다. 부직포 및/또는 부직포 적층체로부터 200mm(MD)×50mm(CD)의 시험편을 6점 채취했다. 또 채취 장소는 MD, CD 모두 임의의 3개소로 했다(합계 6개소). 그 다음에, 채취한 각 시험편을, 통기도 시험 장치(시마즈세이사쿠쇼 제)를 사용하여 통기도[cc/cm2/sec]를 구했다. 또 통기도는, 상기 6점(MD, CD 각 3점)에 대해서 평균치를 구하여 소수점 첫번째 자리를 반올림했다.
(7) 내보풀성[점(点)]
부직포 및/또는 부직포 적층체로부터 200mm(MD)×25mm(CD)의 시험편을 12점 채취했다. 또 채취 장소는, MD, CD 모두 임의의 2개소(엠보스 롤 측면의 평가용(표면), 플랫 롤 측면의 평가용(이면))에서 각 3개소로 했다(합계 12개소). 그 다음에, 채취한 각 시험편을, 마찰 시험기 II형(타이에이카가쿠세이미쯔기카이 사제, NR-100형)을 사용하여, 이하의 방법으로 내보풀성을 평가했다.
마찰자의 하중을 200g으로 하고, 포장용 점착 테이프(포) No. 153(테라오카세이사쿠쇼 제)을 사용하여, 그 점착 테이프의 점착면과 시험편의 측정면이 마찰할 수 있도록 설치했다. 이 때, 측정 중에 시험편이 어긋나는 것을 방지하기 위하여, 샌드페이퍼(400번)를 줄면을 위로 하여 장치의 다이 위에 부착하고, 또 시험편을 평가면이 위로 되도록 줄면의 위에 놓고, 측정 장치의 다이 위에 부착하였다. 시험편을 부착한 후, 시험편의 측정면과 점착 테이프의 비점착면을 50회 왕복 마찰시켰다.
마찰시킨 시험편의 마찰면을 관찰하고, 내보풀성에 대해서, 이하의 기준으로 점수를 매겨 평가했다.
1점: 보풀 일어남이 없음.
2점: 1개소에 작은 모옥(毛玉)이 생기기 시작하는 정도로 보풀이 일어나고 있다.
3점: 확실히 모옥이 생기기 시작하고, 또한 작은 모옥이 복수 보여진다.
4점: 모옥이 크고 확실히 보여지고, 복수 개소에서 섬유가 부상하기 시작한다.　
5점: 시험편이 얇아질 정도로 심하게 섬유가 벗겨 내어지고 있다.
6점: 시험편이 파손될 정도로 섬유가 벗겨 내어지고 있다.
표면 평가용의 시험편에 대해서는 표면을 마찰하고, 이면 평가용의 시험편에 대해서는 이면을 마찰하여 평가했다. 또 내보풀성(점)은, 12점(표리 6점)에 대해서 평균치를 구하여 소수점 두번째 자리를 반올림했다.
(8) 적층 부직포 컬
부직포 및/또는 부직포 적층체로부터 200mm(MD)×50mm(CD)의 시험편을 채취하고, 채취한 시험편의 표, 리 각각을 윗면으로 하여 책상 위에 놓고, 컬 상태를 육안으로 관찰했다. 표리 어딘가에서 부직포가 책상으로부터 부분적으로 떠 있는 경우를 컬 「발생」이라고 하고, 떠 있지 않은 경우를 「없음」이라고 했다.
(9) 섬유 직경(㎛)
＜멜트블론 부직포의 섬유의 섬유 직경＞
멜트블론 부직포의 양단 20cm를 제외하고, CD방향으로 폭 20cm 당 15mm×15mm의 시험편을 1개씩 채취하여, (주)히타치세이사쿠쇼 제　S-3500 N형의 전자현미경을 사용하여 섬유의 직경을 ㎛ 단위로 소수점 두번째 자리까지 읽어내서, 각 50점씩 측정하고, 그 평균치를 구하여 소수점 두번째 자리를 반올림했다.
＜혼합 섬유 스펀본드 부직포의 섬유의 섬유 직경＞
혼합 섬유 스펀본드 부직포의 양단 20cm를 제외하고, CD방향으로 폭 20cm 당 15mm×15mm의 시험편을 1개씩 채취하여, 전자현미경[(주)히타치세이사쿠쇼 제 S-3500 N형]을 사용하여, 섬유의 직경이 큰 것(굵은 것)을 임의로 10점, 작은 것(가는 것)을 임의로 10점 선정하여 ㎛ 단위로 소수점 두번째 자리까지 읽어내서, 각각의 10점에서의 평균치를 산출했다(소수점 두번째 자리를 반올림). 통상, 동일 노즐 직경의 토출 구멍을 사용하여, 토출량/단토출 구멍을 같게 하면, 열가소성 엘라스토머(A)로 이루어지는 장섬유는 탄성 회복에 의하여, 열가소성 수지(B)로 이루어지는 장섬유의 섬유 직경보다 커지기 때문에, 섬유 직경이 큰 것을 열가소성 엘라스 토머(A)로 이루어지는 장섬유, 작은 것을 열가소성 수지(B)로 이루어지는 장섬유로 간주했다.
(10) 끈적끈적 거림성
부직포 및/또는 부직포 적층체를 배심원 10명이 부직포를 손으로 만져서, 그 끈적끈적 거림성을 하기 기준으로 평가했다. 또, 「(3) 잔류 왜곡」을 측정하기 전의 상태를 「연신 처리 전」이라고 하고, 측정 후의 상태를 「연신 처리 후」라고 평가했다.
◎: 10명 중 10명이 끈적끈적 거림이 없고, 감촉이 좋다고 느꼈을 경우.
○: 10명 중 9~7명이 끈적끈적 거림이 없고, 감촉이 좋다고 느꼈을 경우.
△: 10명중 6~3명이 끈적끈적 거림이 없고, 감촉이 좋다고 느꼈을 경우.
×: 10명중 2~0명이 끈적끈적 거림이 없고, 감촉이 좋다고 느꼈을 경우.
(11) 보풀일기
부직포 및/또는 부직포 적층체를 가열 엠보스에 의해 일체화할 때의 엠보스 롤 또는 그 후의 성형 기기 등에로의 부직포 혹은 섬유의 부착을 육안에 의해 관찰하여, 부직포 혹은 섬유의 부착을 확인한 경우를 보풀일기 「있음」, 관찰되지 않았던 경우를 「없음」이라고 했다.
또, 실시예, 비교예에서 사용한 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(TPU)의 분석 및 평가는 하기의 방법에 따라 행하였다.
(12) 응고 개시 온도
세이코덴시코교(주) 제 SSC5200H 디스크스테이션에 접속한 시차주사 열량 계(DSC220C)에 의해 측정했다. 샘플로서, 분쇄한 TPU를 알루미늄제 팬에 약 8mg 채취하고, 커버를 씌우고 크림프(crimp)했다. 레퍼런스로서, 동일하게 알루미나를 채취했다. 샘플 및 레퍼런스를 셀 내의 소정의 위치에 세트 한 후, 유량 40Nml/분의 질소 기류하에서 측정을 행하였다. 승온 속도 10℃/분으로 실온으로부터 230℃까지 승온하고, 이 온도에서 5분간 유지한 후, 10℃/분의 강온 속도로 -75℃까지 강온시켰다. 이 때에 기록된 TPU의 응고에 유래하는 발열 피크의 개시 온도를 측정하여, 응고 개시 온도(단위: ℃)로 하였다.
(13) 극성 용매 불용분의 입자수
세공 전기 저항법에 근거하는 입도 분포 측정 장치로서 벡크만코울터 사제 멀티사이자 II를 사용하여 측정을 행하였다. 5리터의 세퍼러블 플라스크에, 디메틸아세트아미드(와코쥰야크코교(주) 제 특급품) 3500g과 티오시안산암모늄(쥰세이카가쿠(주) 제 특급품) 145.83g을 칭량하고, 실온에서 24시간에 걸쳐 용해시켰다.
그 다음에, 1㎛의 멤브란 필터로 감압 여과를 행하여, 시약 A를 얻었다. 200cc의 유리병에 시약 A 180g와 TPU 펠릿 2.37g을 정밀 칭량하고, 3시간에 걸쳐 TPU 중의 가용분을 용해시켜, 이것을 측정용 시료로 했다. 멀티사이자 II에 100㎛의 어퍼쳐 튜브를 부착하고, 장치내의 용매를 시약 A로 치환한 후, 감압도를 약 3000mmAq로 조절했다. 충분히 세정한 시료 투입용의 비커에 시약 A를 120g 칭량하고, 블랭크 측정에 의해 발생한 펄스량이 50개/분 이하인 것을 확인했다. 최적인 Current치와 Gain를 메뉴얼로 설정한 후, 10㎛의 미가교 폴리스티렌 표준 입자를 사용하여 캘리브레이션을 실시했다. 측정은, 충분히 세정한 시료 투입용 비커에 시약 A를 120g, 측정용 시료를 약 10g 칭량하고, 210초간 실시했다. 이 측정에 의해 카운트된 입자수를, 어퍼쳐 튜브에 흡인된 TPU 중량으로 나눈 값을 TPU 중의 극성 용매 불용분의 입자수(단위: 개/g)로 했다. 또 TPU 중량은 다음 식에 의해 산출했다.
TPU 중량=(A/100)×B/(B＋C)｝×D
식 중, A: 측정용 시료의 TPU 농도(중량%), B: 비이커에 칭량한 측정용 시료의 중량(g), C: 비이커에 칭량한 시약 A의 중량(g), D: 측정 중(210초간)에 어퍼쳐 튜브에 흡인된 용액량(g)이다.
(14) 하드 도메인의 융해 열량비
세이코덴시코교(주) 제 SSC5200H 디스크스테이션에 접속한 시차주사 열량계(DSC220C)에 의해 측정했다. 샘플로서, 분쇄한 TPU를 알루미늄제 팬에 약 8mg 채취하고, 커버를 씌우고 크림프했다. 레퍼런스로서, 동일하게 알루미나를 채취했다. 샘플 및 레퍼런스를 셀내의 소정의 위치에 세트 한 후, 유량 40Nml/분의 질소 기류하에서 측정을 행하였다. 승온 속도 10℃／분으로 실온으로부터 230℃까지 승온하였다. 이 때, 피크 온도가 90℃ 이상 140℃ 이하의 범위에 있는 흡열 피크로부터 구해지는 융해 열량의 총합(a)과, 피크 온도가 140℃를 넘고 220℃ 이하의 범위에 있는 흡열 피크로부터 구해지는 융해 열량의 총합(b)을 구하여, 다음 식에 의해 하드 도메인의 융해 열량비(단위: ％)를 구했다.
하드 도메인의 융해 열량비(%)=a/(a＋b)×100
(15) 200℃에서의 용융 점도(이하, 간단히 「용융 점도」라고 한다.)
캐피로그라프(토요세이키(주) 제 모델 1C)를 사용하여 TPU의 200℃에서의 전단 속도 100sec-1 때의 용융 점도(단위: Pa·s)를 측정했다. 길이 30mm, 직경은 1mm의 노즐을 사용했다.
(16) TPU의 수분치
수분량 측정 장치(히라누마산교 사제 AVQ-5S)와 수분 기화 장치(히라누마산교 사제 EV-6)를 조합하여 TPU의 수분량(단위: ppm)의 측정을 행하였다. 가열 시료 접시에 칭량한 약 2g의 TPU 펠릿을 250℃의 가열로에 투입하고, 기화된 수분을 미리 잔존 수분을 제거한 수분량 측정 장치의 적정 셀로 인도하고, 컬피셔 시약으로 적정했다. 셀 중의 수분량 변화에 수반하는 적정 전극의 전위 변화가 20초간 생기지 않는 것을 적정 종료로 하였다.
(17) 쇼어 A 경도
TPU의 경도는, 23℃, 50% 상대습도 하에서 JIS K-7311에 기재된 방법에 의해 측정했다. 듀로미터는 타입 A를 사용했다.
＜TPU 제조예 1＞
디페닐 메탄 디이소시아네이트(이하 MDI라고 함.)를 탱크 A에 질소 분위기하에서 투입하고, 기포가 혼입되지 않을 정도로 교반하면서 45℃로 조정했다.
수평균 분자량 2000의 폴리에스테르 폴리올(미쓰이타케다카가쿠(주) 제, 상품명: 타케락 U2024) 628.6중량부와, 이가녹스 1010을 2.21중량부와, 1,4-부탄디올 77.5중량부를 탱크 B에 질소 분위기하에서 넣고, 교반하면서 95℃로 조정했다. 이 혼합물을 폴리올 용액 1이라고 한다.
이들의 반응 원료로부터 계산되는 하드 세그멘트량은 37.1중량%이다.
다음에, 기어 펌프, 유량계를 개입시킨 송액 라인에서, MDI를 17.6kg/h의 유속으로, 폴리올 용액 3을 42.4kg/시간의 유속으로, 120℃로 조정한 고속 교반기(SM40)에 정량적으로 통액하여, 2000rpm으로 2분간 교반 혼합한 후, 스태틱 믹서에 통액했다. 스태틱 믹서부는 관 길이 0.5m, 내경 20mmφ의 스태틱 믹서를 3개 접속한 제1~제3의 스태틱 믹서(온도 230℃)와, 관 길이 0.5m, 내경 20mmφ의 스태틱 믹서를 3개 접속한 제4~제6의 스태틱 믹서(온도 220℃)와, 관 길이 1.0m, 내경 34mmφ의 스태틱 믹서를 6개 접속한 제7~제12의 스태틱 믹서(온도 210℃)와, 관 길이 0.5m, 내경 38mmφ의 스태틱 믹서를 3개 접속한 제13~제15의 스태틱 믹서(온도 200℃)를 직렬로 접속한 것이다.
제15 스태틱 믹서로부터 유출한 반응 생성물을, 기어 펌프를 통하여, 폴리머 필터(나가세산교(주) 제, 상품명: 데나필터)를 선단에 부착한 단축 압출기(직경 65mmφ, 온도 180~210℃)에 압입하여, 스트랜드 다이로부터 압출하였다. 수냉 후, 펠릿타이저로 연속적으로 펠릿화했다. 그 다음에, 얻어진 펠릿을 건조기에 투입하여, 100℃에서 8시간 건조하여, 수분치 40ppm의 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 얻었다. 이 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 단축 압출기(직경 50mmφ, 온도 180~210℃)로 연속적으로 압출하여, 펠릿화했다. 다시, 100℃에서 7시간 건조하여 수분치 57ppm의 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(TPU-1)를 얻었다.
TPU-1의 응고 개시 온도는 103.7℃, 극성 용매 불용분의 입자수는 150만개 /g, 사출 성형에 의해 제조한 시험편에 의한 경도는 86A, 200℃에서의 용융 점도는 1900Pa·s, 하드 도메인의 융해 열량비는 35.2%였다.
[실시예 1]
＜스펀본드 부직포용의 열가소성 수지 조성물의 제조＞
MFR(ASTM　D1238에 준거하여, 온도 230℃, 하중 2.16kg에서 측정) 60g/10분, 밀도 0.91g/cm3, 융점 160℃의 프로필렌 호모폴리머(이하, 「PP-1」이라고 약칭함) 96중량부와 MFR(ASTM D1238에 준거하여, 온도 190℃, 하중 2.16kg에서 측정) 5g/10분, 밀도 0.97g/cm3, 융점 134℃의 고밀도 폴리에틸렌(이하, 「HDPE」라고 약칭함) 4중량부를 혼합하여, 열가소성 수지 조성물(B-1)을 제조했다.
＜부직포 적층체의 제조＞
상기 제조예 1에서 제조한 TPU-1과 상기 B-1을 각각 독립적으로 압출기(30mmφ)를 사용하여 용융한 후, 방사 노즐을 갖는 스펀본드 부직포 성형기(포집면 상의 기계의 흐름 방향과 수직한 방향의 길이: 100mm)를 사용하여, 수지 온도와 다이 온도가 모두 220℃, 냉각풍 온도 20℃, 연신 에어 풍속 3000 m/분의 조건으로 스펀본드법에 의해 용융 방사하여, TPU-1으로 이루어지는 장섬유 A와 B-1으로 이루어지는 장섬유 B를 포함한 혼합 장섬유로 이루어지는 웹을 포집면 상에 퇴적시켰다. 상기 방사 노즐은 TPU-1의 토출구멍과 B-1의 토출구멍이 교대로 배열된 노즐 패턴을 갖고, 노즐 직경 0.6mmφ이고, 노즐의 피치가 세로 방향 8mm, 횡방향 8mm이고, 노즐수의 비는 섬유 A용 노즐 : 섬유 B용 노즐=1 : 3이다. 섬유 A의 단공 토출량은 0.6g/(분·공), 섬유 B의 단공 토출량은 0.6g/(분·공)으로 했다.
퇴적된 혼합 장섬유로 이루어지는 웹은 벨트 위에서 80℃로 가열된 비점착 소재로 코팅된 닙롤로 선압 10kg/cm로 혼섬 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 혼섬 스펀본드 부직포의 평량은 15g/m2였다.
계속해서 이동 벨트 상에 상기 혼섬 스펀본드 부직포를 계속 내보내고 그 위에 TPU-1을 235℃에서 압출하고 노즐 직경 0.4mmφ 노즐을 갖는 멜트블론 부직포 제조 장치를 사용하여, 노즐의 양측으로부터 불어내는 가열 에어(235℃, 5Nm3/cm/시), 단공 토출량을 0.2g/공/분으로 세화·고화함으로써, 섬유 직경이 평균 약 18㎛의 필라멘트가 형성되었다. 이 필라멘트를 노즐로부터 15cm 떨어진 위치에 있는 이동 컨베이어 넷트 위의 혼섬 스펀본드 부직포 면에 분사하는 동시에 컨베이어 넷트의 바로 밑으로부터 10Nm3/cm/시로 흡인했다. 이 때의 멜트블론 부직포의 평량은 6g/m2였다. 또 이동 컨베이어 하류에서 상기 혼섬 스펀본드 부직포를 더 적층했다.
이동 벨트로부터 적층체를 박리시키고, 엠보스 패턴은 면적률 18%, 엠보스 면적 0.41mm2이고, 가열 온도 110℃, 선압 50 kg/cm 조건의 가열 엠보스로 3층을 일체화하여, 혼섬 스펀본드 부직포층/멜트블론 부직포층/혼섬 스펀본드 부직포층으로 이루어지는 부직포 적층체를 얻었다.
또 별도 상기 열가소성 수지 조성물(B-1)만을 사용하여 18g/m2의 스펀본드 부직포를 제조하고, 상기 기재의 방법으로 측정하여 최대점 신도[%]는 MD 방향에서 172%, CD 방향에서 150%이고, 잔류 왜곡은 MD 방향에서 96%, CD 방향에서 98%였다.
[비교예 1]
실시예 1에서 혼섬 스펀본드 부직포의 평량을 20g/m2, 멜트블론 부직포의 평량을 16g/m2로 하고, 멜트블로 분사 후, 이동 컨베이어 하류에서 혼섬 스펀본드 부직포를 적층하지 않은 2층의 적층체를 동일 조건으로 엠보스를 실시하여, 혼섬 스펀본드 부직포층/멜트블론 부직포층으로 이루어지는 적층체를 얻었다.
[실시예 2]
실시예 1에서 사용한 멜트블론 부직포용의 TPU-1 대신에, 폴리프로필렌 단독 중합체[MFR(JIS　K7210-1999에 준거하여 온도 230℃, 하중 2.16kg으로 측정): 900g/10분]를 사용하고 온도 조건을 300℃로 압출하고 가열 에어 온도를 300℃로 하여, 그 섬유 직경을 평균 약 3㎛의 필라멘트 하고, 이 필라멘트를 노즐로부터의 거리 20cm로 포집한 이외에는, 실시예 1과 동일하게 실시하여, 혼섬 스펀본드 부직포층/멜트블론 부직포층/혼섬 스펀본드 부직포층으로 이루어지는 부직포 적층체를 얻었다.
[비교예 2]
실시예 2에서 혼섬 스펀본드 부직포의 평량을 20g/m2, 멜트블론 부직포의 평량을 16g/m2로 하고, 멜트블로 분사 후, 이동 컨베이어 하류에서 혼섬 스펀본드 부 직포를 적층하지 않은 2층의 적층체를 동일 조건으로 엠보스를 실시하여, 혼섬 스펀본드 부직포층/멜트블론 부직포층으로 이루어지는 적층체를 얻었다.
[실시예 3]
실시예 1에서 얻어진 부직포 적층체 원판(original board)을 2배로 연신 가공한 후, 스프레이 타입 핫멜트 5g/m2를 도포하고, 연신 상태에서 섬유 직경이 2d인 섬유로 구성되는 18g/m2의 폴리프로필렌 스펀본드와 적층 일체화한 결과, 양호한 첩합 상태였다.
[비교예 3]
평량 36g/m2의 혼섬 스펀본드 부직포를 준비하고, 당해 혼섬 스펀본드 부직포를 2배로 연신 가공하고, 스프레이 타입 핫멜트 5g/m2를 도포하고, 연신 상태에서 섬유 직경이 2d인 섬유로 구성되는 18g/m2의 폴리프로필렌 스펀본드와 적층 일체화한 결과, 부분적으로 첩합이 불량한 개소(핫멜트 누락)가 확인되었다.
Figure 112008004784577-pct00001
[실시예 4]
＜부직포 적층체의 제조＞
실시예 1에서 사용한 TPU-1 및 열가소성 수지 조성물(B-1)을 각각 독립적으로 75mmφ의 압출기 및 50mmφ의 압출기를 사용하여 용융한 후, 방사 노즐을 갖는 스펀본드 부직포 성형기(포집면 상의 기계의 흐름 방향과 수직인 방향의 길이: 800mm)를 사용하여, 수지 온도와 다이 온도가 모두 210℃, 냉각풍 온도 20℃, 연신 에어 풍속 3750m/분의 조건으로 스펀본드법에 의해 용융 방사하여, TPU-1으로 이루어지는 장섬유 A와 B-1으로 이루어지는 장섬유 B를 포함한 혼합 장섬유로 이루어지는 웹을 포집면 상에 퇴적시켰다. 상기 방사 노즐은 TPU-1의 토출구멍과 B-1의 토출구멍이 교대로 배열된 노즐 패턴을 갖고, TPU-1(섬유 A)의 노즐 직경 0.75mmφ 및 B-1(섬유 B)의 노즐 직경 0.6mmφ이고, 노즐의 피치가 세로 방향 8mm, 횡방향 11mm이고, 노즐수의 비는 섬유 A용 노즐 : 섬유 B용 노즐=1 : 1.45이다. 섬유 A의 단공 토출량은 0.6g/(분·공), 섬유 B의 단공 토출량은 0.6g/(분·공)으로 했다.
퇴적된 혼합 장섬유로 이루어지는 웹은 벨트 상에서 비점착 소재로 코팅된 닙롤로 선압 10kg/cm로 혼섬 스펀본드 부직포를 얻었다. 얻어진 혼섬 스펀본드 부직포의 평량은 15g/m2였다. 또, 퇴적된 혼합 장섬유로 이루어지는 웹의 섬유 직경은 큰 쪽의 섬유 직경이 26.2㎛, 작은 쪽의 섬유 직경이 19.0㎛였다. 따라서, TPU-1의 섬유 직경을 26.2㎛, B-1의 섬유 직경을 19.0㎛로 간주했다. 계속해서 이동 벨트 상에 상기 혼섬 스펀본드 부직포를 계속 내보내고 그 위에 TPU-2[응고 개시 온도 86.9℃, 극성 용매 불용분의 입자수 280만개/g, 경도 84A, 수분치 89ppm인 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(BASF저팬(주) 제, 상품명: 엘라스트란 ET-385)]를 50mmφ의 압출기로 235℃에서 압출하고 노즐 직경 0.4mmφ 노즐을 갖는 멜트블론 부직포 제조 장치를 사용하여, 노즐의 양측으로부터 불어내는 가열 에어(200℃, 4Nm3/cm/시), 단공 토출량을 0.1g/공/분으로 세화·고화함으로써, 섬유 직경이 평균 약 6.0㎛인 필라멘트가 형성되었다. 이 필라멘트를 노즐로부터 25cm 떨어진 위치에 있는 이동 컨베이어 넷트 위의 혼섬 스펀본드 부직포면에 분사하는 동시에 컨베이어 넷트의 바로 밑으로부터 10Nm3/cm/시로 흡인했다. 이 때의 멜트블론 부직포의 평량은 5g/m2였다. 또 이동 컨베이어 하류에서 상기 혼섬 스펀본드 부직포를 더 적층했다.
이동 벨트로부터 적층체를 박리시키고, 엠보스 패턴은 면적률 18%, 엠보스 면적 0.41mm2이고, 가열 온도 110℃, 선압 30kg/cm 조건의 가열 엠보스로 3층을 일체화하여, 혼섬 스펀본드 부직포층/멜트블론 부직포층/혼섬 스펀본드 부직포층으로 이루어지는 부직포 적층체를 얻었다.
얻어진 부직포 적층체를 상기 기재의 방법으로 평가했다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
[실시예 5]
멜트블론 부직포층에, 실시예 4에서 사용한 TPU-2 대신에 실시예 2에서 사용한 폴리프로필렌 단독 중합체를 사용하고, 노즐의 양측으로부터 불어내는 가열 에어를 230℃ 및 3.7Nm3/cm/시로 하고, 섬유 직경이 평균 약 3.0㎛의 필라멘트로 하는 것 이외는 실시예 4와 동일하게 행하여, 혼섬 스펀본드 부직포층/멜트블론 부직포층/혼섬 스펀본드 부직포층으로 이루어지는 부직포 적층체를 얻었다.
얻어진 부직포 적층체를 상기 기재의 방법으로 평가했다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 4]
실시예 4에서, 혼섬 스펀본드 부직포의 평량을 17.5g/m2로 하고, 멜트블론 부직포층을 개입하지 않고, 2층의 혼섬 스펀본드 부직포를 적층하고, 실시예 4 기재의 방법으로, 혼섬 스펀본드 부직포층/혼섬 스펀본드 부직포층으로 이루어지는 적층체를 얻었다.
얻어진 적층체를 상기 기재의 방법으로 평가했다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 5]
실시예 4에서, 혼섬 스펀본드 부직포의 평량을 15g/m2, 멜트블론 부직포의 평량을 15g/m2로 하고, 멜트블로 분사 후, 이동 컨베이어 하류에서 혼섬 스펀본드 부직포를 적층하지 않은 2층의 적층체를 동일 조건으로 엠보스를 실시하여, 혼섬 스펀본드 부직포층/멜트블론 부직포층으로 이루어지는 적층체를 얻었다.
얻어진 적층체를 상기 기재의 방법으로 평가했다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 6]
실시예 5에서, 혼섬 스펀본드 부직포의 평량을 20g/m2, 멜트블론 부직포의 평량을 15g/m2로 하고, 멜트블로 분사 후, 이동 컨베이어 하류에서 혼섬 스펀본드 부직포를 적층하지 않은 2층의 적층체를 동일 조건으로 엠보스를 실시하여, 혼섬 스펀본드 부직포층/멜트블론 부직포층으로 이루어지는 적층체를 얻었다.
얻어진 적층체를 상기 기재의 방법으로 평가했다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 7]
실시예 4에서 사용한 혼섬 스펀본드 부직포 대신에, PP-1을 단독으로 사용하여 PP-1(섬유 B)만으로 이루어지는 스펀본드 부직포로 하는 것 이외는, 실시예 4와 동일하게 실시하여, 스펀본드 부직포층/멜트블론 부직포층/스펀본드 부직포층으로 이루어지는 적층체를 얻었다.
얻어진 적층체를 상기 기재의 방법으로 평가했다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112008004784577-pct00002
본 발명의 부직포 적층체는 신축성, 유연성, 투습성, 통기성, 내수성, 내보풀성, 내컬성, 강도가 우수하고, 또 층간 접착강도가 높기 때문에, 이러한 특징을 살려, 위생 재료용을 비롯하여, 의료 재료용, 위생 재료용, 산업 자재용 등에 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 위생 재료용으로는, 일회용 기저귀 혹은 생리 용품 등의 흡수성 물품을 들 수 있다. 본 발명의 부직포는 우수한 신축성, 유연성, 투습성, 통기성, 내수성, 내보풀성, 내컬성, 강도가 우수하고, 또 높은 층간 접착강도를 가지고 있으므로, 전개형 일회용 기저귀 혹은 팬츠형 일회용 기저귀에는 탑 시트, 백 시트, 웨스트 밴드(연장 테이프, 사이드 플랩), 패스닝 테이프, 입체 개더, 레그 카프, 또 팬츠형 일회용 기저귀의 사이드 패널 등의 부위에 적합하게 사용할 수 있다. 이들 부위에 본 발명품을 사용함으로써, 장착자의 움직임에 추종하여 장착자의 신체에 피트(fit)함이 가능해져, 착용 중에도 쾌적한 상태가 유 지된다. 또, 일회용 마스크 등도 용도예로 들 수 있다. 일회용 마스크는 일반적으로 입 주변 피복부와, 상기 피복부의 양측으로 뻗는 귀걸이부로 구성되어 있다. 본 발명의 부직포는 우수한 신축성, 유연성, 투습성, 통기성, 내수성, 내보풀성, 내컬성, 강도가 우수하고, 또 높은 층간 접착강도를 가지고 있으므로, 일회용 마스크 전체, 또는 귀걸이부에 사용함으로써 이들 요구를 만족하는 것이 가능해진다. 의료재료용으로는 일회용 수술 가운, 구출 가운 등으로의 이용을 들 수 있다. 일회용 수술 가운, 구출 가운 등의 팔, 팔꿈치, 어깨, 소매 등 가동 간접부에는 통기성, 신축성이 요구된다. 본 발명의 부직포는, 통상의 부직포와 마찬가지로 부직포이기 때문에 통기성을 갖고, 또 우수한 신축성을 가지기 때문에 이들 일회용 수술 가운, 구출 가운 등의 팔, 팔꿈치, 어깨 등 가동 간접부에 사용되는 기재로서 적합하게 사용된다. 또, 본 발명의 부직포는, 이들 용도에 따라 비신축성 부직포를 첩합한 부직포 적층체, 또는 통기성 필름을 첩합한 부직포 적층체로 함으로써 더욱 적합하게 사용할 수 있다.

Claims (18)

1층 이상의 멜트블론 부직포층의 양면에, 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유와 (A) 이외의 열가소성 수지(B)의 장섬유가 10~90중량% : 90~10중량%의 비율(단, (A)＋(B)=100중량%로 한다)로 포함되어 있는 혼섬 스펀본드 부직포층이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 부직포 적층체.
제1항에 있어서,
열가소성 수지(B)의 장섬유가 스펀본드 부직포로 했을 때의 최대점 신도가 50% 이상인 것을 특징으로 하는 부직포 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
열가소성 엘라스토머(A)가 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머인 것을 특징으로 하는 부직포 적층체.
제3항에 있어서,
열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머가 시차주사 열량계(DSC)에 의해 측정되는 응고 개시 온도가 65℃ 이상이고, 또한 세공 전기 저항법에 의거하여 100㎛의 어퍼쳐(aperture)를 장착한 입도 분포 측정 장치로 측정되는 극성 용매 불용분의 입자수가 300만개/g 이하인 부직포 적층체.
제3항에 있어서,
열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머가 하기의 관계식(I)을 만족하는 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머인 부직포 적층체.
　　　　a/(a＋b)≤0.8　　　　(I)
　(식중, a는 DSC에 의해 측정되는 90℃~140℃의 범위에 존재하는 흡열 피크로부터 구해지는 융해 열량의 총합을 나타내며, b는 DSC에 의해 측정되는 140℃보다 크고 220℃ 이하의 범위에 있는 흡열 피크로부터 산출되는 융해열의 총합을 나타낸다.)
제1항 또는 제2항에 있어서,
열가소성 수지(B)가 폴리올레핀인 것을 특징으로 하는 부직포 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
열가소성 수지(B)가 프로필렌계 중합체인 것을 특징으로 하는 부직포 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
열가소성 수지(B)가 프로필렌계 중합체 99~80중량%와 고밀도 폴리에틸렌 1~20중량%로 이루어지는 부직포 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
멜트블론 부직포층의 적어도 1층이 폴리올레핀으로 형성되어 이루어지는 부직포 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
멜트블론 부직포층의 적어도 1층이 프로필렌계 중합체로 형성되어 이루어지는 부직포 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
멜트블론 부직포층의 적어도 1층이 열가소성 엘라스토머로 형성되어 이루어지는 부직포 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
멜트블론 부직포층의 적어도 1층이 열가소성 폴리우레탄계 엘라스토머로 형성되어 이루어지는 부직포 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
2층의 혼섬 스펀본드 부직포층의 평량이 모두 40g/m2 이하인 것을 특징으로 하는 부직포 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
멜트블론 부직포층의 평량이 40g/m2 이하인 것을 특징으로 하는 부직포 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
부직포 적층체에, 비신축성 부직포를 더 첩합시킨 것을 특징으로 하는 부직포 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
부직포 적층체에, 통기성 필름을 더 첩합시킨 것을 특징으로 하는 부직포 적층체.
　1층 이상의 멜트블론 부직포층의 양면이 열가소성 엘라스토머(A)의 장섬유와 (A) 이외의 열가소성 수지(B)의 장섬유가 10~90중량% : 90~10중량%의 비율(단, (A)＋(B)=100중량%로 함)로 포함되어 있는 혼섬 스펀본드 부직포층이 되도록 적층한 후, 당해 적층체를 연신하는 것을 특징으로 하는 부직포 적층체의 제조 방법.
제17항에 있어서,
적층한 후에, 엠보싱 가공을 행하고, 적층체를 연신하는 것을 특징으로 하는 부직포 적층체의 제조 방법.
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