KR101373942B1 - 표면 촉감과 리웨트가 향상된 삼각 단면 부직포 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의료용, 위생용, 생활자재, 농업용 또는 토목 건축용 및 방음용과 같은 다양한 분야에서 요구되는 물성에 부응하도록 부직포의 화학적 및 물리적인 구성을 최적화하여 부직포의 물성을 획기적으로 향상한 표면 촉감과 리웨트가 향상된 삼각 단면 부직포 및 그 제조방법에 대한 것으로, 상기한 본 발명의 표면 촉감과 리웨트가 향상된 삼각 단면 부직포의 제조방법은, 장섬유 폴리프로필렌 부직포의 제조방법에 있어서, 상기 부직포의 제조방법은 용융방사 및 열압착 공정을 거친 장섬유 폴리프로필렌 스펀본드 부직포를 제조하는 과정에서 용융방사 공정에 적용된 노즐의 구금단면이 원형 구금을 이용한 방사 공정이 아닌 삼각 구금을 이용하여 방사함을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 부직포의 물성이 향상된 삼각 단면 부직포는 특정한 형태의 정섬유의 형태로 섬유가 삼각단면을 가지도록 형성되므로, 부드러운 촉감, 즉 소프트터치성과 함께 리웨트를 향상시켜 상기한 종래의 문제점을 향상할 뿐만 아니라 광택성 등과 같은 다양한 부직포의 물성이 우수하게 되는 부직포를 제공하므로 의료용, 위생용, 생활자재, 농업용 또는 토목 건축용 및 방음용과 같은 다양한 분야에 효율적으로 이용될 수 있는 부직포를 제공한다.

Description

표면 촉감과 리웨트가 향상된 삼각 단면 부직포 및 그 제조방법{Nonwoven fiber having an improved property and the manufacturing method thereof}

본 발명은 표면 촉감과 리웨트가 향상된 삼각 단면 부직포 및 그 제조방법에 대한 것으로, 더욱 자세하게는 의료용, 위생용, 생활자재, 농업용 또는 토목 건축용 및 방음용과 같은 다양한 분야에서 요구되는 물성에 부응하도록 부직포의 화학적 및 물리적인 구성을 최적화하여 부직포의 물성을 획기적으로 향상한 표면 촉감과 리웨트가 향상된 삼각 단면 부직포 및 그 제조방법에 대한 것이다.

통상적으로, 부직포는 다양한 목적으로 사용되며 그 사용 목적에 적합한 물성을 가지도록 개발되어 왔다. 예를 들어, 배리어 부직포는 박테리아 및 기타의 오염원의 침투를 억제하고, 외과용 패브릭(fabric), 일회용 가운 등과 같은 일회용 의료 제품에 사용될 수 있는 방향으로 발전되어 왔고, 또 표면 촉감을 우수하게 하는 것으로는 적어도 하나의 면 상에서 부드럽고 유연한 촉감을 나타내는 중합체 웹을 형성하는 부직포가 제안되기도 하였다.

표면 촉감을 부드럽게 하기 위한 것으로, 예를 들어 대한민국 특허공개공보 제2005-0053696호에서는 열가소성 합성 섬유 연속 필라멘트의 웹으로 구성된 부직포이며, 부직포의 표면과 이면 사이를 관통하는 부분적 열압 융착 섬유영역 패턴 및 부직포 구조의 양면에 비결합 섬유의 고밀도영역으로 이루어지는 엠보스 오목 또는 볼록 패턴에 의해 부직포의 구조가 고정되어 있고, 부직포의 볼록 엠보스 패턴의 면을 포함하는 부직포의 두께에 대한 부직포 구조의 저밀도영역이 차지하는 부직포의 두께의 비로 표시되는 숭고율이 100∼400%인 스펀본드계 부직포를 개시하고 있으며, 이러한 부직포는 친수제가 부여되어 1회용 기저귀 등의 위생 재료로서 유용하다고 개시하고 있다.

그러나, 상기한 발명을 포함하는 종래의 표면 촉감을 개선하는 부직포는 생산성과 질감의 측면뿐만 아니라 리웨트의 향상이라는 측면에서 보다 효과적인 제조방법이 요구되고 있는 실정이다.

특허문헌 1: 대한민국 특허공개공보 제2005-0053696호

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 기술적 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 주요 목적은 우수한 물성을 갖는 부직포로 기존의 폴리프로필렌 장섬유 부직포의 낮은 소프트 촉감과 리웨트가 향상된 삼각 단면 부직포를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 특성을 갖는 부직포의 물성이 향상된 삼각단면 부직포를 보다 용이하게 제조할 수 있는 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.

상기한 본 발명의 목적은 폴리올레핀계 수지의 장섬유 단면을 원형이 아닌 삼각형태로 제조함에 의해 상기 종래의 문제점을 해결할 뿐 아니라 다른 부가적인 물성을 개선할 수 있음을 밝혀내어 달성되었다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 표면 촉감과 리웨트가 향상된 삼각 단면 부직포의 제조방법은;

장섬유 폴리프로필렌 부직포의 제조방법에 있어서,

상기 부직포의 제조방법은 용융방사 및 열압착 공정을 거친 장섬유 폴리프로필렌 스펀본드 부직포를 제조하는 과정에서 용융방사 공정에 적용된 노즐의 구금단면이 원형 구금을 이용한 방사 공정이 아닌 삼각 구금을 이용하여 방사함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 삼각 단면은 삼각형의 무게중심으로부터 각 모서리 끝 부분까지의 거리가 0.5 내지 0.9mm로 제작된 것을 사용함을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부직포의 물성이 향상된 삼각 단면 부직포는;

용융방사 및 열압착 공정을 거친 장섬유 폴리프로필렌 스펀본드 부직포를 제조하는 과정에서 용융방사 공정에 적용된 노즐의 구금단면이 원형 구금을 이용한 방사 공정이 아닌 삼각 구금을 이용하여 방사하여 제조한 소프트터치성과 리웨트가 우수한 장섬유 폴리프로필렌 부직포임을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 부직포의 물성이 향상된 삼각 단면 부직포는 특정한 형태의 정섬유의 형태로 섬유가 삼각단면을 가지도록 형성되므로, 부드러운 촉감, 즉 소프트터치성과 함께 리웨트를 향상시켜 상기한 종래의 문제점을 향상할 뿐만 아니라 광택성 등과 같은 다양한 부직포의 물성이 우수하게 되는 부직포를 제공하므로 의료용, 위생용, 생활자재, 농업용 또는 토목 건축용 및 방음용과 같은 다양한 분야에 효율적으로 이용될 수 있는 부직포를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 장섬유의 삼각 단면의 일 예를 나타내는 SEM 사진이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 장섬유의 삼각 단면의 파라핀 사진이다.

이하, 본 발명은 첨부도면을 참고로 하여 바람직한 실시형태에 의하여 보다 자세하게 설명한다. 그러나, 아래의 바람직한 실시형태는 본 발명을 단지 상세하기 설명하기 위한 것이며 본 발명의 범주를 한정하기 위함이 아님은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 장섬유의 삼각 단면의 일 예를 나타내는 SEM 사진이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 장섬유의 삼각 단면의 파라핀 사진이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 삼각 단면 부직포는 장섬유 폴리프로필렌 스펀본드 부직포에 있어서, 용융방사 및 열압착 공정을 거친 장섬유 폴리프로필렌 스펀본드 부직포를 제조하는 과정에서 기존의 원형 구금을 이용한 방사 공정이 아닌, 특수 형태의 구금, 즉 도 1 및 2와 같은 삼각 단면을 적용시켜 제조되어 진다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 삼각 단면의 경우, 도면상 삼각형의 무게중심으로부터 각 모서리 끝 부분까지의 거리가 0.5 내지 0.9mm, 더욱 바람직하게는 0.55 내지 0.8mm로 제작된 구금을 사용할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 부직포는 장섬유 폴리프로필렌을 이용한 기본적인 스펀본드 공정에서 용융 방사에서 기존 원형 구금의 형태를 변형 적용하여 삼각 단면을 적용시켰다. 이 과정에서 안정적인 용융방사를 위해서 온도 및 연신 조건의 최적화를 통하여 최종적으로 소프트터치성 및 리웨트를 향상시킬 수 있게 되었다.

또한, 본 발명의 장섬유 스판본드 부직포의 제조 방법은 상기 섬유재 조성물을 용융 방사하여 웹을 형성하는 단계가 포함된다.

상기와 같은 섬유재 조성물을 방사 장치에 투입하고 용융 방사하여 압출되는 필라멘트를 적층하여 웹을 형성한다.

보다 구체적으로, 섬유재 조성물을 방사 장치에 투입하여 용융하고, 상기 용융된 섬유재 조성물을 방사하여 필라멘트를 압출 성형하는데, 이때 사용되는 구금은 상기한 바와 같이 삼각 단면을 이용한다.

섬유재 조성물을 용융 방사하여 필라멘트를 압출하는데 사용되는 방사 장치의 용융부를 210 내지 230℃의 기준온도로 한다.

상기 압출 성형된 필라멘트를 챔버에서 분사되는 냉각공기에 의해 고화하여 컨베이어 벨트에 적층시키되, 상부에서 분사되는 공기와 컨베이어 벨트 하부에서 흡입하는 공기의 압력에 의해 연신하여, 상기 컨베이어 벨트 상에 일정한 밀도로 적층시키므로써 웹을 형성한다.

또한, 본 발명의 장섬유 스판본드 부직포의 제조 방법은 상기 웹을 가열 압착하는 단계가 포함된다.

상기와 같이 적층 형성된 웹에 역학적 특성 및 형태안정성을 부여하기 위하여 상기 웹을 일정한 본딩률을 지닌 엠보스롤과 표면이 매끄러운 플레이트롤로 구성된 칼렌더 롤에서 130 내지 170℃로 가열 압착하여 스판본드를 형성한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 자세히 설명하지만 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아님은 물론이다.

실시예

폴리프로필렌 웹층 전체의 밀도가 18g/㎡로 이루어지도록 2층 구성으로 제조하였다. 이를 제조할 때, 삼각단면 구금을 이용하여 2000 내지 4000m/min 로 1 내지 2데니어 수준으로 제조하였고, 더불어 부직포 표면에 친수유제를 고착화하여 소수성을 지닌 폴리프로필렌 부직포의 친수화 작업을 진행해 놓았다. 이때, 각 모서리 끝 부분까지의 거리가 0.6mm로 이루어진 정삼각형 구금을 사용하였다. 제조된 사를 이용하여 부직포를 제조하였다.

비교예 1

원형 구금을 이용하여 제조하는 외에는 상기 실시예와 동일하게 하여 부직포를 제조하였다.

비교예 2

삼각 단면 구금을 이용하여 제조하였으며, 각 모서리 끝 부분까지의 거리가 0.4mm로 이루어진 정삼각형 구금을 사용하는 외에는 상기 실시예와 동일하게 하여 부직포를 제조하였다.

비교예 3

삼각단면 구금을 이용하여 제조하였으며, 각 모서리 끝 부분까지의 거리가 1.0mm로 이루어진 정삼각형 구금을 사용하는 외에는 상기 실시예와 동일하게 하여 부직포를 제조하였다.

실험예

상기 실시예 및 비교예에 의하여 각각 제조한 폴리프로필렌 부직포를 대상으로 다음과 같이 비교해 보았다.

1. 마찰계수 : 정마찰계수 측정기기(TOYOSEIKI AN-F)를 이용하여 마찰계수를 측정하였다. 측정방법은 각 부직포의 엠보면과 엠보면을 접촉시켜 일정한 무게의 추를 달아 기울기를 높여가면서 상단의 부직포가 미끄러져 내려올 때의 각을 표시한다. 이 각의 TAN()값으로 환산하여 표기한다.

마찰계수의 수치가 작을수록 표면이 상대적으로 매끄러움을 의미한다.

2. 리웨트(REWET) : 100㎠의 부직포 시료를 절취하여 5ml의 물을 3번 떨어뜨려 젖게 한 후, 10cm * 10cm 의 흡수종이를 위에 놓고 2kg의 추를 얹어 놓은 뒤, 부직포를 투과하여 종이로 전이되는 물의 양을 종이의 무게로 측정하여 기록한다(종이가 젖기 전의 무게 - 종이가 젖은후의 무게).

리웨트의 수치가 낮을수록 물의 재투과성을 막아주고 성능상 우수함을 의미한다.

구 분	실시예1	비교예1	비교예2	비교예3
마찰계수	0.32	0.51	0.44	0.30
리웨트(g)	0.09	0.31	0.08	0.26

상기 표의 결과와 같이, 삼각 단면의 크기가 커질수록 표면적이 줄어들어 마찰계수에는 유리한 경향은 있으나, 리웨트는 오히려 증가하여 불리함을 알 수 있다.

비록 상기 실시형태에서 이형부직포 제조기술을 스펀본드를 기준으로 설명하였지만, 스펀레이스, 서멀본드, 케미컬본드, 에어스루, 멜트블로운, 니들펀칭 방식에도 같이 적용되며, 제품의 용도에는 제한을 두지 않는다.

Claims (3)

1. 원형 또는 각형 구금을 이용하는 장섬유 폴리프로필렌 부직포의 제조방법에 있어서,
   상기 부직포의 제조방법은 용융방사 및 열압착 공정을 거친 장섬유 폴리프로필렌 스펀본드 부직포를 제조하는 과정에서 용융방사 공정에 적용된 노즐의 구금단면이 원형 구금을 이용한 방사 공정이 아닌 삼각 구금만을 이용하여 방사하고,
   상기 삼각 단면은 삼각형의 무게중심으로부터 각 모서리 끝 부분까지의 거리가 0.5 내지 0.9mm로 제작된 것을 사용함을 특징으로 하는 표면 촉감과 리웨트가 향상된 삼각 단면 부직포의 제조방법.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 따라 얻어진 것임을 특징으로 하는 표면 촉감과 리웨트가 향상된 삼각 단면 부직포.
   

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