KR102781835B1

KR102781835B1 - 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트

Info

Publication number: KR102781835B1
Application number: KR1020240093713A
Authority: KR
Inventors: 김종엽; 여광수; 임만배; 박세준; 심창보
Original assignee: 주식회사 라크인더스트리
Priority date: 2024-07-16
Filing date: 2024-07-16
Publication date: 2025-03-18
Anticipated expiration: 2044-07-16

Abstract

본 발명은 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트에 관한 것으로, 외부층(10)과 내부층(20)이 적층되고, 상기 외부층(10)과 내부층(20) 사이에 다수의 스판덱스사(30)가 개재되어 이루어지는 복합 스펀본드 부직포 시트에 있어서, 상기 외부층(10)과 내부층(20)은 폴리프로필렌 스펀본드(PP Spunbond) 부직포 시트로 형성되며; 상기 스판덱스사(Spandex filament)(30)는 100 ~ 200데니어(denier)의 필라멘트 표면에 핫멜트로 코팅되어 형성되고, 상기 외부층(10)과 내부층(20) 사이에 세로방향으로 1 ~ 3㎜ 이내의 간격(L)에 맞춰 평행하게 연속 개재되며; 이에 따라 상기 복합 스펀본드 부직포 시트는 세로방향 신장률(MD elongation) 200 ~ 300% 및 가로방향 신장률(CD elongation) 90 ~ 120% 범위의 신축성을 부여하되; 상기 외부층(10), 스판덱스 고무사(30), 내부층(20)이 적층된 복합 스펀본드 부직포 시트는 130 ~ 180℃의 온도에서 압착하여 일체로 접합되는 것을 특징으로 한다. 상기 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트는 외부층과 내부층을 환경에 친화적인 PP 스펀본드(PP Spunbond) 부직포 시트로 형성하고, 상기 양 부직포 시트 사이에는 별도의 접착제나 접착용 시트를 전혀 사용하지 않은 채 핫멜트로 코팅된 스판덱스사(Spandex filament)를 조밀한 간격으로 개재하고 일체로 접합시킴으로써 가볍고 부드러운 촉감과 유연한 특성을 가지며, 이를 일회용 흡수용품을 지탱하는 허리부위 또는 위생용 팬티 등과 같은 내의류 제품으로 적용할 시, 착용감이 우수하고 정전기 발생이 적을 뿐만 아니라 탄성률, 탄성 회복률, 통기성 및 형태 안정성이 양호한 장점이 있다.

Description

신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트{MULTI-LAYERED SPUNBOND NONWOVEN SHEET WITH STRETCHABILITY}

본 발명은 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부층과 내부층은 촉감이 부드러운 친환경 소재의 폴리프로필렌 스펀본드(PP Spunbond) 부직포 시트로 형성하고, 상기 부직포 시트 사이에 핫멜트로 코팅된 스판덱스사(Spandex filament)를 조밀한 간격으로 개재하고 일체로 접합시킴으로써 사람이나 동물이 착용하는 팬티형 기저귀의 허리부위나 위생용 팬티 등과 같은 흡수용품 및 일회용 속옷 등을 제조하기 위한 원단으로 적용될 수 있는 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트에 관한 것이다.

최근 들어 유아나 여성은 물론 청년, 노인, 환자, 애완동물 등을 불문하고, 부직포나 종이로 제조된 상하부 시트부재와 이 시트부재 사이에 배치된 액체 흡수층으로 구성되는 일회용 흡수용품 및 위생용 팬티 등과 같은 속옷 사용이 증가되고 있다. 이러한 형태의 제품은 통상적으로 접착테이프 등과 같은 고정부재에 의해 사용자의 신체에 착탈 가능한 구조로 형성되거나 신축성이 있는 원단소재를 적용하여 착용시 동작이 불편하지 않도록 형성되어 있다.

상기와 같은 흡수용품 등을 제조하기 위한 원단으로 많이 사용되는 스펀본드 장섬유 부직포는 화학섬유를 방사공정에 의해서 만든 부직포를 지칭하는 것으로, 노즐에서 나오는 섬유를 주행하는 컨베이어 위에 날려서 컨베이어 위에 긴 섬유의 층을 형성하고 열융착에 의해 제조한 부직포의 일종으로서 제조공정의 능률이 좋고 경제적으로도 유리한 장점이 있다.

그리고 멜트블로운 부직포는 멜트블로운 공정에서 제조된 부직포를 지칭하는 것으로, 여기에 사용된 웹(web)은 극세섬유이기 때문에 부드럽고 보온성이 우수할 뿐만 아니라 고도의 여과성능을 갖는 등 일반 부직포에서 얻을 수 없는 장점을 가지지만 웹 강도가 매우 약한 것이 큰 결점이다.

상기와 같은 스펀본드 및 멜트블로운 부직포 제조공정에서 가장 많이 쓰이는 원료로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지이며, 이들 수지를 용융 방사하여 섬유화하고 웹을 형성한 후 열접착방식에 의해 부직포를 제조한다.

그러나 종래에 공지된 폴리프로필렌 장섬유로 제조된 스펀본드 부직포는 결정영역이 많아 유연하지 못하고 우수한 촉감을 갖지 못하는 문제점이 있으나, 상기와 같은 단점을 보완하는 방법으로 폴리프로필렌 단섬유를 공기분사 혹은 카딩하여 웹을 만들고 가열된 롤러로 접착시키는 공법, 혹은 에어스루 공법을 통한 단섬유 부직포가 있으며, 이러한 부직포는 감촉은 좋지만 내보풀성과 강도에 문제가 있고 위생재의 슬림화에 따른 생산성의 저하 및 물리적 특성의 한계가 있어 바람직하지 않은 것으로 인식된다.

또한, 폴리에틸렌 장섬유로 제조된 스펀본드 부직포는 비교적 유연하고 양호한 촉감을 갖지만 방사에 어려움이 있고 강도가 떨어지며, 신도가 높아서 기저귀나 생리대와 같은 위생재나 산업용으로서의 적용에는 제한적이기 때문에, 본 발명에서는 화학약품이나 물리적 현상으로 발생하는 부가물이 전혀 없는 폴리프로필렌(PP) 스펀본드 부직포 제조에 따른 최적의 생산공정 시스템을 구축함으로써 환경에 친화적이고 착용감과 신축성이 좋은 복합 스펀본드 부직포 시트에 대해 연구하였다.

상기와 같은 신축성 부직포 원단의 기술적 문제점을 개선하기 위한 대표적인 종래기술을 보면, 대한민국 특허 제10-0139436호(유니챰 가부시키가이샤)에서는 제1섬유층과 제2섬유층 사이에 소정 방향으로 연장되는 복수의 서로 평행한 섬유형 탄성 신축부재가 개재되어 있고, 적어도 상기 제1, 2섬유층의 구성섬유가 서로 기계적으로 결합하여 탄성 신축부재를 상기 부직포의 조직 내에 유지시킴으로써 소정 방향으로 신축성이 발현되는 것을 특징으로 하는 부직포로서, 상기 부직포는 웨브의 구성섬유를 기계적으로 결합시키는 동시에 구성섬유로 탄성신축사를 커버함으로써 부직포의 조직 내에 신축사가 유지되도록 했기 때문에 상기 부직포는 촉감이 좋고 드레이프성이 풍부한 신축성을 가지며, 부직포의 신축탄성율은 탄성신축사의 탄성율과 사용갯수를 변경시킴으로써 비교적 간단하고 저렴한 비용으로 원하는 탄성율을 얻을 수 있다고 한다.

또한, 동 특허 제10-0366115호(더 프록터 앤드 갬블 캄파니)는 a) 제1 캐리어층을 설치하는 단계; b) 제2 캐리어층을 설치하는 단계; c) 제1 및 제2 캐리어층 사이에 배치되고, 복수의 제2 스트랜드를 가로지르는 복수의 제1 스트랜드를 가지는 메시를 설치하며, 제1 및 제2 스트랜드는 적용압력에서 연화온도를 가지며, 적용압력에서의 제2 스트랜드의 연화온도는 적용압력에서의 제1 스트랜드의 연화온도보다 큰 단계; d) 메시를 제1 스트랜드의 연화온도로, 제2 스트랜드의 연화온도보다 낮게 가열하는 단계; e) 제1 스트랜드에 접착압력을 적용하는 단계; 및 f) 약 10% 내지 약 100%의 제1 스트랜드를 제1 및 제2 캐리어층에 일체로 접착시키는 단계로 제조되는 탄성 라미네이트 구조물을 개시하고 있으며, 이는 2개의 직물 캐리어층(37,38) 사이에서 일체로 열접착된 개방 셀 폴리머 메시(36)를 포함하는 탄성 라미네이트 구조물과 이러한 라미네이트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

또한, 동 특허 제10-2488098호(도레이첨단소재 주식회사)는 MD방향의 신도가 40% 이하이고, CD방향의 신도가 300~400%이고, CD방향 신축회복성이 70% 이상이고, 상기 신축성 부직포는 단일층 또는 복수층의 스펀본드 부직웹을 포함하고, 상기 스펀본드 부직웹은 폴리프로필렌 15~30중량부 및 신축원료 70~85중량부를 포함하고, 상기 신축원료는 0.860~0.870g/㎤의 밀도를 갖는 폴리프로필렌 85~90중량부 및 폴리에틸렌 10~15중량부를 함유하는 공중합체 수지를 포함하는 신축성 부직포로서, 폴리프로필렌 15~30중량부 및 신축원료 70~85중량부의 혼합물을 방사하여 스펀본드 부직웹을 제조하는 단계(S10); 및 상기 스펀본드 부직웹을 50~65%의 CD방향 수축 가공율로 CD방향으로 수축시키는 단계(S20)를 포함하는 신축성 부직포의 제조방법을 제시하고 있다.

그리고 동 공개특허 제10-2024-0005115호(미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤)는 표면층과 중간층과 이면층의 순서로 갖고, 상기 표면층과 이면층은 각각 독립적으로 열가소성 폴리유레테인계 엘라스토머(A)의 장섬유와 열가소성 수지(B)의 장섬유를 포함하는 스펀본드 부직포층이고, 상기 중간층은 열가소성 폴리유레테인계 엘라스토머(a)의 장섬유로 이루어지는 스펀본드 부직포층이며, 상기 열가소성 폴리유레테인계 엘라스토머(A) 및 열가소성 폴리유레테인계 엘라스토머(a)의 저장 탄성률이 각각 독립적으로 18.0MPa 이하이고, 상기 열가소성 폴리유레테인계 엘라스토머(A) 및 열가소성 폴리유레테인계 엘라스토머(a)의 하드 세그먼트량이 20질량% 이상 ([4.8+22.9]/[4.8+22.9+71.7])×100질량% 이하인 부직포 적층체에 관한 것으로서, 양호한 신축 특성과 저온 히트 실링성을 겸비하는 부직포 적층체 및 이것을 이용한 신축성 부직포 적층체, 섬유 제품, 흡수성 물품 및 위생 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.

한편, 본 발명에서는 양면이 PP 스펀본드 부직포 시트로 형성되고, 상기 양 부직포 시트 사이에 핫멜트로 코팅된 스판덱스 고무사를 개재하고 일체로 접합시킴으로써 일회용 흡수용품을 지탱하는 탄성체 또는 위생용 팬티 등과 같은 일회용 속옷을 제조하기 위한 원단으로 적용할 시, 가볍고 착용감이 우수함은 물론 탄성률, 탄성 회복률, 통기성 및 형태 안정성이 양호한 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트를 개발하여 본 발명을 완성하였다.

대한민국 등록특허공보 제10-0139436호(공고일자 1998년07월01일) 대한민국 등록특허공보 제10-0366115호(공고일자 2003년01월14일) 대한민국 등록특허공보 제10-2488098호(공고일자 2023년01월12일) 대한민국 공개특허공보 제10-2024-0005115호(공개일자 2024년01월11일)

본 발명의 목적은 외부층과 내부층을 환경에 친화적인 재질의 PP 스펀본드(PP Spunbond) 부직포 시트로 형성되고, 상기 양 부직포 시트 사이에 핫멜트로 코팅된 스판덱스사(Spandex filament)를 조밀한 간격으로 개재하여 일체로 접합시킴으로써 가볍고 부드러운 촉감과 유연한 특성을 가지며, 이를 원단으로 적용하여 제조된 일회용 흡수용품을 지탱하는 탄성체 또는 위생용 팬티 등의 내의류는 착용감이 우수하고 정전기 발생이 적을 뿐만 아니라 탄성률, 탄성 회복률, 통기성 및 형태 안정성이 양호한 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트는, 외부층(10)과 내부층(20)이 적층되고, 상기 외부층(10)과 내부층(20) 사이에 다수의 스판덱스사(30)가 개재되어 이루어지는 복합 스펀본드 부직포 시트에 있어서, 상기 외부층(10)과 내부층(20)은 폴리프로필렌 스펀본드(PP Spunbond) 부직포 시트로 형성되며; 상기 스판덱스사(Spandex filament)(30)는 100 ~ 200데니어(denier)의 필라멘트 표면에 핫멜트로 코팅되어 형성되고, 상기 외부층(10)과 내부층(20) 사이에 세로방향으로 1 ~ 3㎜ 이내의 간격(L)에 맞춰 평행하게 연속 개재되며; 이에 따라 상기 복합 스펀본드 부직포 시트는 세로방향 신장률(MD elongation) 200 ~ 300% 및 가로방향 신장률(CD elongation) 90 ~ 120% 범위의 신축성을 부여하되; 상기 외부층(10), 스판덱스사(30), 내부층(20)이 적층된 복합 스펀본드 부직포 시트는 130 ~ 180℃의 온도에서 압착하여 일체로 접합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복합 스펀본드 부직포 시트는 외부층(10)과 내부층(20)을 형성하는 폴리프로필렌 스펀본드(PP Spunbond) 부직포 시트 60 ~ 75중량%; 스판덱스사(30) 15 ~ 25중량%; 핫멜트 10 ~ 15중량%;의 비율로 구성되며, 상기 스판덱스사(30)는 폴리우레탄으로 구성되는 멀티 또는 모노 필라멘트사의 표면에 천연고무 핫멜트로 코팅되어 신도 500% 이상인 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 외부층(10), 스판덱스사(30), 내부층(20)이 일체로 접합되는 복합 스펀본드 부직포 시트는 평량 60 ~ 80g/㎡ 및 두께 1.5 ~ 3.0㎜ 범위로 형성되는 복층의 섬유구조체로서, 상기 복합 스펀본드 부직포 시트는 신장률 250%에 의한 탄성회복률 93 ~ 99%(ASTM D5035)인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트는 외부층과 내부층을 환경에 친화적인 PP 스펀본드(PP Spunbond) 부직포 시트로 형성하고, 상기 양 부직포 시트 사이에는 별도의 접착제나 접착용 시트를 전혀 사용하지 않은 채 핫멜트로 코팅된 스판덱스사(Spandex filament)를 조밀한 간격으로 개재하고 일체로 접합시킴으로써 가볍고 부드러운 촉감과 유연한 특성을 가지며, 이를 일회용 흡수용품을 지탱하는 허리부위 또는 위생용 팬티 등과 같은 내의류 제품으로 적용할 시, 착용감이 우수하고 정전기 발생이 적을 뿐만 아니라 탄성률, 탄성 회복률, 통기성 및 형태 안정성이 양호한 장점이 있다.

도 1은 종래 허리부위에 신축성 부직포 시트를 적용한 1회용 기저귀를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트를 보여주는 단면 구성도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 의한 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트에 관하여 설명하기로 하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 예시하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트는 외부층(10)과 내부층(20)이 적층되고, 상기 외부층(10)과 내부층(20) 사이에 다수의 스판덱스사(30)가 개재되어 이루어지는 복합 스펀본드 부직포 시트로서, 상기 외부층(10)과 내부층(20)은 폴리프로필렌 스펀본드(PP Spunbond) 부직포 시트로 형성되며; 상기 스판덱스사(Spandex filament)(30)는 100 ~ 200데니어(denier)의 필라멘트 표면에 핫멜트로 코팅되어 형성되고, 상기 외부층(10)과 내부층(20) 사이에 세로방향으로 1 ~ 3㎜ 이내의 간격(L)에 맞춰 평행하게 연속 개재된다.

통상적으로, 부직포 웹(web)은 멜트블로잉(meltblowing), 스펀본딩(spunbonding), 에어스루본딩(air-through bonding), 하이드로인탱글링(hydroentangling), 스펀레이싱(spunlacing), 에어레잉(airlaying), 카딩(carding) 및 기타 적합한 공정과 같은 다양한 성형 공정으로부터 생산될 수 있다. 이러한 부직포 웹의 평량은 웹의 용도에 따라 다르지만 대부분의 경우에 약 300g/㎡ 이하로서 부직포 웹의 단위면적당 모든 층의 중량으로 산출되는 것이 일반적이다.

본 발명에서 말하는 ‘스펀본드(Spunbond) 부직포’는 열가소성 수지 압출물의 용융 압출에 의해 고속도 공기에 의해 켄칭 및 연신된 가닥으로 형성되어 표면상에 수집되고, 열 또는 압력으로 결합된 필라멘트를 강화시킨 부직포를 의미한다.

그리고 본 명세서에서 사용되는 ‘세로방향(또는 길이방향)’이라 함은 기계방향(machine direction, MD)을 지칭하는 의미로 기계의 진행방향을 의미하고, ‘가로방향’이라 함은 횡-기계방향(cross-machine direction, CD)을 지칭하는 의미로 기계의 진행방향과 직교방향을 의미한다.

또한, ‘데니어(denier, D)’는 섬유나 실의 섬도를 표시하는 단위로서 9,000m의 섬유 또는 실의 무게를 g수로 표시한 것으로, 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀계 섬유는 1데니어의 직경이 약 0.0124716301㎝로 알려져 있다. 통상적으로 루프로 사용되고 있는 스펀본드 장섬유 부직포의 섬유 굵기는 2.5데니어 이하이며, 이와 같은 섬도에서 부직포의 유연성을 가질 수 있기 때문이다. 한편, 멜트블로운(melt-blown) 부직포를 형성하는 섬유는 0.1 내지 0.5데니어의 굵기를 가지는데, 그 이유는 섬유의 굵기가 굵으면 강도 및 촉감 저하의 단점이 있기 때문이다.

참고로, 주변에서 흔히 볼 수 있는 일회용 마스크나 기저귀의 탑 시트(top-sheet, 피부와 접촉하는 면)는 합성섬유 기반의 스펀본드(Spunbond) 및 멜트블로운(Melt-blown) 방식의 부직포로서, 주로 폴리에틸렌/폴리프로필렌의 혼합 재질로 만들어지며, 이는 열이나 압력을 가하여 섬유끼리 녹아서 융착 접착시킨 부직포이다. 이러한 합성섬유 부직포는 기본적으로 물을 흡수하는 친수성이 없기 때문에 강제로 친수성을 부여하기 위해 추가적인 화학적 처리를 실시함에 따라 사람 피부와 친화력이 좋지 않아서 피부 트러블 문제나 유해성 논란을 일으키기도 한다.

위와 같이, 폴리프로필렌(PP)의 경우에는 섬유 자체가 소수성을 가지고 있으며, 표면에 코팅되어 있는 친수유제의 기능을 이용하여 수분을 빠르게 흡수층쪽으로 전달하는 특성이 있기 때문에 착용자의 피부에 닿는 부분을 건조하게 유지하기에 적합한 소재라는 점에 착안하여 연구개발을 진행하였다.

본 발명에서는 폴리프로필렌 장섬유 방사기술을 적용함에 있어 균일한 웹(Web)을 형성하기 어려운 기술적 제약을 극복하고 기저귀용 탑 시트(Top Sheet)용으로 사용하기 위한 폴리프로필렌 장섬유 부직포를 제조하였는데, 이는 방사구금 설계 및 방사조건을 설정하고 연신율에 따른 적합한 물성 제어기술 개발 및 성능 발현을 위한 최적의 공정조건을 설정함으로써 기존 PP 스펀본드 부직포 시트에 대한 표면 감촉과 균일도 등의 품질을 향상시킬 수 있게 되었으나, 이에 관한 자세한 설명은 생략한다.

본 발명에 의한 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트는 외부층(10)과 내부층(20)이 적층되고, 상기 외부층(10)과 내부층(20) 사이에 다수의 스판덱스사(30)가 개재되어 이루어지는 복합 스펀본드 부직포 시트로서, 상기 외부층(10)과 내부층(20)은 폴리프로필렌 스펀본드(PP Spunbond) 부직포 시트로 형성되며, 상기 스판덱스사(Spandex filament)(30)는 100 ~ 200데니어(denier)의 필라멘트 표면에 핫멜트로 코팅되어 형성됨으로써 추후 상기 외부층(10)과 내부층(20)을 핫멜트에 의한 열압착에 의해 접합시킬 수 있으며, 그로부터 이루어지는 복합 스펀본드 부직포 시트는 상기 외부층(10)과 내부층(20) 사이에 접착제를 전면 도포하거나 핫멜트 필름 등의 접착성 필름을 개재하여 접합시키는 방식에 비해 가볍고 부드러운 촉감과 유연한 특성을 가질 수 있다.

상기와 같은 이유로, 상기 스판덱스사(Spandex filament)(30)는 100 ~ 200데니어(denier) 굵기의 필라멘트 표면에 핫멜트로 코팅됨으로써 신축성이 우수함은 물론 상기 스판덱스사(Spandex filament)(30)가 외부층(10)과 내부층(20)에 직접 접촉되는 부분만 핫멜트에 의해 접합되고 나머지 부분은 공기투과가 원활하게 이루어짐으로써 이를 원단으로 적용하여 제조된 제품은 착용감이 우수하고 통기성이 양호하게 된다.

상기 ‘핫멜트(hotmelt)’라고 하는 접착제는 열을 가하면 녹고 식으면 쉽게 굳는 성질이 있으며, 이것을 스판덱스사(Spandex filament)(30)에 분사하거나 노즐을 통과하면서 일정량씩 묻혀서 사용하면 된다.

상기와 같이 핫멜트로 코팅되어 형성된 스판덱스사(Spandex filament)(30)는 외부층(10)과 내부층(20) 사이에 세로방향으로 1 ~ 3㎜ 이내의 간격(L)에 맞춰 평행하게 연속 개재됨으로써 이를 일회용 흡수용품을 지탱하는 허리부위 또는 위생용 팬티 등의 내의류 제품으로 적용할 시, 착용감이 우수하고 탄성률, 탄성 회복률, 통기성 및 형태 안정성이 양호하며, 특히 상기 스판덱스사(30)는 폴리우레탄으로 구성되는 멀티 또는 모노 필라멘트사 중 어느 1종의 표면에 천연고무 핫멜트로 코팅됨으로써 환경에 친화적이고 정전기 발생이 적을 뿐만 아니라 신도 500% 이상의 특성을 유지하게 된다.

이에 따라, 상기 복합 스펀본드 부직포 시트는 세로방향 신장률(MD elongation) 200 ~ 300% 및 가로방향 신장률(CD elongation) 90 ~ 120% 범위의 신축성이 부여됨으로써 본 발명에서 목표로 하는 신축성을 갖는 복합 부직포 시트에 적합한 물성을 구현하게 되는 것이다.

참고로, 상기 스판덱스사(Spandex filament)(30)는 섬유의 종류에 따라 건식 또는 습식방사에 의해 멀티 또는 모노 필라멘트사와 테이프 등으로 생산되고 있으며, 1959년 미국 뒤퐁(Du Pont)사가 라이크라(Lycra)라는 상표로 생산을 시작했고, 고무와 비슷한 500% 이상의 신도를 지니고 있다.

상기 복합 스펀본드 부직포 시트는 외부층(10), 스판덱스 고무사(30), 내부층(20)이 적층된 복합 스펀본드 부직포 시트로서, 천연고무가 코팅된 스판덱스사(30)의 물성을 고려하여 130 ~ 180℃의 온도에서 압착하여 일체로 접합되는데, 각 구성성분의 조성은 외부층(10)과 내부층(20)을 형성하는 폴리프로필렌 스펀본드 부직포 시트 60 ~ 75중량%; 스판덱스사(30) 15 ~ 25중량%; 핫멜트 10 ~ 15중량%;의 비율로 구성되며, 상기 외부층(10), 스판덱스사(30), 내부층(20)이 일체로 접합되는 복합 스펀본드 부직포 시트는 평량 60 ~ 80g/㎡ 및 두께 1.5 ~ 3.0㎜ 범위로 형성되는 복층의 섬유구조체로 이루어지는 것이다.

또한, 상기 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트는 신장률 250%에 의한 탄성회복률 93% 이상(ASTM D5035)의 우수한 특성을 발휘하게 됨에 따라, 그로부터 제조된 지저귀나 위생용 팬티 등은 부드러우면서도 팽팽한 착용감을 유지할 수 있음은 물론 반복 탈착시에도 형태 안정성이 양호하고 착용 후에도 흘러내림이 방지된다.

이상과 같이, 본 발명은 원하는 제품의 특성을 얻기 위해 친환경 소재의 폴리프로필렌 스펀본드(PP Spunbond) 부직포 시트를 외부층(10)과 내부층(30)으로 형성하고, 상기 부직포 시트 사이에 핫멜트로 코팅된 다수의 스판덱스사(Spandex filament)(30)가 세로방향으로 1 ~ 3㎜ 이내의 간격(L)에 맞춰 평행하게 연속 개재되어 일체로 접합시키는 공정을 실시함에 따라, 상기 외부층(10)과 내부층(20)에 형성된 섬유구조체가 세로방향 신장률(MD elongation) 200 ~ 300% 및 가로방향 신장률(CD elongation) 90 ~ 120% 범위의 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트로서, 이를 원단으로 적용하여 제조된 일회용 흡수용품을 지탱하는 탄성체 또는 위생용 팬티 등의 내의류는 가볍고 착용감이 우수할 뿐만 아니라 탄성률, 탄성 회복률, 통기성 및 형태 안정성이 양호하다는 사실을 확인할 수 있다.

상기 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트에 대한 특성을 테스트한 시험결과를 아래 [표 1]에 나타내었다.

물성	단위	기준치	시험결과	시험방법
평량	g/㎡	90≥	60 ~ 80	ASTM D3776
두께	㎜	1 ~ 4	1.5 ~ 3.0	ASTM D5736
MD 인장강도	N/25㎜	20≤	25 ~ 45	ASTM D5035
MD 신장률	%	150≤	200 ~ 300	ASTM D5035
CD 인장강도	N/25㎜	10≤	12 ~ 25	ASTM D5035
CD 신장률	%	150≥	90 ~ 120	ASTM D5035
250% 탄성회복률	%	93≤	93 ~ 99	ASTM D5035

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 수많은 실험을 거쳐 완성되었으나, 이하에서는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 자진 사람이 용이하게 이해하고 실시할 수 있을 정도의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 설명한다.

[실시예]

PP수지를 용융 방사하여 평량을 각각 50, 60, 70, 80, 90gsm으로 조절하여 형성된 폭 1000㎜의 스펀본드 장섬유 부직포를 제조하였으며, 그에 대한 통기도, 촉감 등을 아래와 같은 방법으로 측정하고 그 성능지표에 대한 실험결과의 평균치를 아래 [표 2]에 나타내었다.

- 평량 : KS K 0514 [천의 질량 측정방법 : 작은 시험편법-시험편의 질량(g)/시험편의 면적(㎠)× 10000]

- 두께 : KS K ISO 9073 [텍스타일-부직포 시험방법-제2부 두께 측정]

- 통기도 : KS K ISO 9237 [텍스타일-천의 공기투과도 측정방법-일정 면적, 압력, 시간의 조건하에서 시험편에 수직으로 통과하여 흐르는 공기흐름속도]

- 촉감 : 상기 PP수지 부직포에 대하여 전문가 10인을 선정하여 그 촉감을 측정하였다{우수 ◎＞○＞△＞× 불량}.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
평량(g/㎡)	60	70	80	50	90
두께(㎜)	1.5	2.2	3.0	1.0	4.0
통기도(cfm)	430	370	320	510	250
촉감	◎	○	△	◎	×

상기 [표 2]에서와 같이, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2의 실험결과를 비교해 볼 때, 비교예 1의 경우는 낮은 두께로 인하여 통기도와 촉감은 우수하지만 실시예 1 ~ 3에 비해 인장강도가 다소 낮아서 형태 안정성이 불량하며, 비교예 2의 경우는 평량이 높아짐에 밀도가 증가하기 때문에 인장강도는 향상되지만 통기도가 낮고 촉감이 불량하여 위생용품용 부직포로 적합하지 않는 반면에, 실시예 1 내지 3은 전체적으로 인장강도가 우수하고 통기도 및 촉감이 우수한 친환경 위생용품용 부직포로서의 최종 개발목표를 달성하는 것으로 확인되었다.

그리고 어린이제품 공통안전기준 제2017-0118호에 의거하여 안전성을 측정한 결과, 클로로페놀(Chlorophenols) 0.5㎎/㎏ 이하[KS K 0733], 프탈레이트(Phthalates) 0.1% 이하[가스크로마토그래피 질량분석(GC-MS) 방법], 포름알데히드(Formaldehydes) 20㎎/㎏ 이하[KS K ISO 14184-1], 중금속(Heavy metals) 0.1㎎/㎏ 이하, 휘발성 유기화합물(VOCs) 미검출 등 모든 측정항목에서 기준치 이내인 것으로 확인되었다.

따라서 본 발명에 의해 제조된 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 치환, 변형 및 변경이 가능한 것으로, 특히 형태 안정성 및 통기성이 요구되는 일회용 위생용품이나 성인 및 유아용 신변 착용물, 속옷 등의 내의류에 소요되는 원단 분야는 물론 침대커버 또는 수술가운과 같은 일회용 제품, 의류, 가방 및 각종 스포츠용품이나 생활용품, 산업용품 등 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 용도와 형태로 사용될 수 있다.

10 : 외부층(PP 스펀본드 부직포 시트)
20 : 내부층(PP 스펀본드 부직포 시트)
30 : 스판덱스사(핫멜트 코팅)

Claims

외부층(10)과 내부층(20)이 적층되고, 상기 외부층(10)과 내부층(20) 사이에 다수의 스판덱스사(30)가 개재되어 이루어지는 복합 스펀본드 부직포 시트에 있어서,
상기 복합 스펀본드 부직포 시트는 외부층(10)과 내부층(20)을 형성하는 폴리프로필렌 스펀본드(PP Spunbond) 부직포 시트 60 ~ 75중량%; 스판덱스사(30) 15 ~ 25중량%; 핫멜트 10 ~ 15중량%;의 비율로 구성되며,
상기 스판덱스사(Spandex filament)(30)는 100 ~ 200데니어(denier)의 폴리우레탄으로 구성되는 멀티 또는 모노 필라멘트사의 표면에 천연고무 핫멜트로 코팅되어 신도 500% 이상으로 형성되고, 상기 외부층(10)과 내부층(20) 사이에 세로방향으로 1 ~ 3㎜ 이내의 간격(L)에 맞춰 평행하게 연속 개재되며;
이에 따라 상기 복합 스펀본드 부직포 시트는 세로방향 신장률(MD elongation) 200 ~ 300% 및 가로방향 신장률(CD elongation) 90 ~ 120% 범위의 신축성을 부여하되;
상기 외부층(10), 스판덱스사(30), 내부층(20)이 적층된 복합 스펀본드 부직포 시트는 130 ~ 180℃의 온도에서 압착하여 일체로 접합되는 복합 스펀본드 부직포 시트는 평량 60 ~ 80g/㎡ 및 두께 1.5 ~ 3.0㎜ 범위로 형성되는 복층의 섬유구조체인 것을 특징으로 하는 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트.
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제1항에 있어서,
상기 복합 스펀본드 부직포 시트는 신장률 250%에 의한 탄성회복률 93 ~ 99%(ASTM D5035)인 것을 특징으로 하는 신축성을 갖는 복합 스펀본드 부직포 시트.