KR102249578B1

KR102249578B1 - 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프

Info

Publication number: KR102249578B1
Application number: KR1020190177939A
Authority: KR
Inventors: 김종엽; 여광수; 임만배; 박정인; 이상흔
Original assignee: 주식회사 라크인더스트리
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2021-05-10
Also published as: JP2021109434A; JP6966113B2

Abstract

본 발명은 후크 체결부재용 장섬유 부직포 루프에 관한 것으로, 복층의 스펀본드(spunbond) 장섬유 부직포 시트로 이루어지는 부직포 루프에 있어서, 하층 웹(S1)은 섬도 1 ~ 2데니어(denier)의 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트이고, 상층 웹(S2)은 섬도 4 ~ 6데니어(denier)의 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트로 이루어지며, 상기 하층 웹(S1)과 상층 웹(S2)으로 적층된 장섬유 부직포 시트는 열 엠보롤에 의해 접합되어 융착부와 비융착부를 형성하며, 상기 융착부는 후크와의 직교방향에 대하여 연속된 원형 패턴 및 상기 원형 패턴을 일렬(一列)로 연결하는 직선형 패턴을 반복적으로 형성하되, 서로 이웃하는 열(列) 간에는 직선형 패턴 사이에 원형 패턴이 배열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프는 지지층으로 작용하는 하층 웹을 낮은 섬도의 섬유로 제조된 장섬유 부직포 시트를 사용함에 의해 밀도가 증가되고 통기도가 낮아져서 부직포 루프를 진공흡착으로 이송하여 최종제품을 제조할 시 위치조절(포지셔닝)이 용이하며, 후크와의 결합층으로 작용하는 상층 웹은 보다 높은 섬도의 섬유로 제조된 장섬유 부직포 시트를 사용함으로써 탈착력이 탁월하여 후크와의 강한 체결력은 물론 반복 탈착시의 내구성이 우수하게 되는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의한 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프는 하층 웹과 상층 웹이 접합되어 형성되는 융착부를 후크부재와 직교방향에 대하여 연속된 원형 패턴 및 상기 원형 패턴을 일렬(一列)로 연결하는 직선형 패턴을 반복적으로 형성하고, 서로 이웃하는 열(列) 간에는 원형 패턴과 직선형 패턴을 엇갈리게 배열함으로써 전단강도(shear strength, 수평탈착력)가 극도로 증대되어 후크 체결력이 우수하게 되는 효과가 있다.

Description

후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프{LONG FIBER NON-WOVEN FABRIC LOOP HAVING EXCELLENT FASTENING POWER WITH A HOOK}

본 발명은 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상층 웹이 하층 웹보다 높은 섬도로 형성되는 복층의 스펀본드(spunbond) 장섬유 부직포 시트를 열 엠보롤에 의해 융착하여 접합시킴으로써 이를 사용하는 기저귀나 침구류를 비롯한 각종 1회용 제품은 제조비용이 경제적이고 탈착력, 통기도 등의 성능이 우수하며, 또한 상층 웹과 하층 웹의 융착부를 후크부재와 직교방향에 대하여 연속된 원형 패턴 및 직선형 패턴을 반복적으로 형성함으로써 전단강도(shear strength, 수평탈착력)가 증대되어 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프에 관한 것이다.

일반적으로, 유아용 기저귀와 성인용 기저귀를 비롯하여 침대커버 또는 수술가운과 같은 일회용 제품의 결합재로서, 후크(Hook) 부재와 기계적 결합을 형성할 수 있고 탈착이 간편하면서 제조가 용이하고 가격이 저렴한 루프(Loop) 부직포가 주로 사용되어 오고 있다.

이러한 일회용 제품에 있어 이를 착용하기 위한 후크와 루프 파스너(Hook & Loop Fastener)는 갈고리와 걸림고리가 쌍을 이뤄서 서로 붙였다 떼었다 할 수 있게 하는 기능을 가지므로 옷이나 신발 등을 여밀 때도 많이 사용되고 있으며, 통상 ‘찍찍이’또는 상표명을 따라 ‘벨크로(velcro)’라고 알려져 있다. 그 중에서 루프 파스너는 대개 부직포 섬유 또는 부직포에 필름을 합지하여 제작하게 되고, 이와 같은 부직포 섬유 및 필름과의 합지체는 기저귀와 같은 일회용 제품을 제작하는 용도로도 사용된다.

상기 후크부재는 아치형상, 버섯형상, 갈고리형상 등을 하고 있어 루프부재와 마주보게 걸어 맞춤이 잘 이루어질 수 있도록 제작되고, 이러한 기계적 결합은 각각의 구성요소들이 쉽게 분리되는 것을 방지한다. 즉, 후크부재와 루프부재가 체결된 부위는 표면과 수직인 박리강도(peel strength, 수직탈착력)와 평행한 전단강도(shear strength, 수평탈착력)가 작용하여 사용 중 정상적인 결합을 유지할 수 있는 정도의 부착력이 요구된다.

한편, 종래에는 루프부재에 사용되는 부직포의 제작공정에 있어서, 직물을 짜는 공정 또는 부직포를 천공하는 공정 등을 통하여 접착제나 열접착 등에 의해 부직포 끼리 또는 필름을 합지하게 되는데, 이러한 종래의 제조방법은 공정이 분리되어 있어 생산성이 낮을 뿐만 아니라 원가가 높은 문제점이 있으며, 또한 생산된 제품을 롤(roll) 형태로 보존하게 되면 부피감이 떨어지고 열에 의한 펀칭으로 부드러움 감촉이 저하되는 단점이 있었다.

이러한 단점을 보완하기 위해 일부에서는 요철이 형성된 한 쌍의 롤러에 의해 부직포 섬유를 이송시켜 파형(굴곡 또는 마운드)을 형성한 후, 일측에서 수지가 압출되는 통상의 T-DIE에 의해 열가소성 수지필름을 접합하는 방법이 있기는 하나, 이는 부직포의 일면에 단일의 수지필름이 접합되어 단지 루프 파스너용으로만 사용이 가능한 극히 제한적인 용도를 갖게 된다는 이유로 부피감과 섬유의 촉감이 우수하게 처리된 상하 굴곡이 이루어진 파형루프를 형성시킨 구조의 합지시트가 주로 사용되고 있다.

상기와 같은 루프 시스템의 부직포는 주로 개인 위생소재나 의류, 가방, 스포츠 용품, 보호의복, 성인 및 유아용 신변 착용물 등의 일회용 제품의 체결기구로 이용되고 있는 용도의 특성상 비교적 짧은 기간 내에 사용되고 버려질 목적으로 이용되므로, 제품의 디자인 측면에서 전체 재료비를 낮추고 제조비용을 최소화시키는 것이 핵심적인 기술로 되고 있다. 이와 함께 탈착이 쉽고 반복사용이 가능해야 할 뿐만 아니라 결합성능이 안정되고 필링(peeling)성도 당연히 우수해야 한다.

그러나 종래의 방법으로 제조되고 있는 루프 부직포는 후크부재와 결합되어 반복 사용할 경우, 상하로 이루어진 파형루프로 인하여 보푸라기 발생이 많고 안정적인 결착력을 지니지 못하는 단점이 있었다. 또한, 부직포에 과다한 파형루프가 형성됨으로써 다른 부직포 또는 필름층과의 접합공정에 어려움이 있으며, 이를 인체와 바로 접촉하는 재료로 사용될 경우에는 부직포 표면에 매끈하고 소프트한 질감이 불량하여 피부에 손상을 야기할 우려가 있을 뿐만 아니라 통기성이 지나치게 저하됨에 따라 장애를 일으키게 되는 단점이 있다.

이와 같이, 일회용 위생용품이나 보호용품 등의 분야에서 루프 부직포에 대한 저렴한 비용 및 기계적 결합시스템의 강화와 더불어 소프트성과 통기성 등의 제반 성능을 향상시킬 수 있는 루프 시스템에 대한 필요성이 여전히 존재하고 있는 실정이다.

위와 같은 문제점을 개선하기 위한 대표적인 종래기술을 살펴보면, 대한민국 공개특허 제10-2006-0008831호(주식회사 한진피앤씨)에서는 부직포를 가열 가압하거나 부직포를 가열 가압하면서 천공하여 조성된 돌기 외표면의 섬유 밀도를 감소시켜 부직섬유 루프층을 조성한 접착용 루프시트를 제공하기 하기 위해, 부직포 표면에 돌출되어 접착용 후크에 대응되는 루프돌기와; 부직포 바닥보다 밀도를 낮게 조성한 루프돌기의 섬유 밀도와; 접착용 후크테이프 예선에 대응되게 돌기에 조성한 결합면으로 구성한 접착용 부직포 루프시트로서, 접착용 후크테이프에 대해 양호한 접착력과 접착 안정성이 양호하고, 반복 접착 시에도 접착력의 손실이 거의 없는 부직포 루프시트를 개시하고 있으나, 이는 돌기 외표면의 섬유 밀도를 감소시키고자 하는 공정상의 어려움이 있다.

또한, 공개특허 제10-2010-0119107호(주식회사 신우피앤씨)는 박리강도 등 접합강도가 양호하면서도 통기성이 우수한 후크-루프 체결 시스템의 루프 테이프 제조방법 및 이로부터 형성된 루프 테이프를 제공하기 위해, (a) 소정의 융점을 갖는 제1 열가소성 고분자를 포함하는 제1 섬유로 이루어진 지조직 및 상기 제1 열가소성 고분자의 융점보다 높은 융점 또는 높은 분해온도를 갖는 제2 고분자로 된 제2 섬유로 이루어지며 상기 지조직에 고정되어 형성된 다수의 루프를 포함하는 루프 조직; 및 (b) 상기 루프 조직 하면에 적층되어 있으며, 상기 제2 고분자의 융점 또는 분해온도보다 낮은 융점을 갖는 제3 열가소성 고분자를 포함하는 제3 섬유로 이루어진 부직포를 구비하며, 상기 지조직과 부직포는 상기 제1 섬유 및 제3 섬유의 용융에 의해 서로 열융착되어 있다.

또한, 특허 제10-1212426호(도레이첨단소재 주식회사)에서는 스펀본드 부직포를 최외층으로 하고 내층은 적어도 1층의 멜트블로운 부직포층을 가지며, 그리고 적어도 1층 이상의 스펀본드 부직포층 및 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층되어 이루어지는 스펀본드 다층 부직포의 제조방법에 있어서, 상기 최외층을 이루는 스펀본드 부직포층은 저융점 중합체가 고융점 중합체를 섬유의 길이방향으로 감싸는 심초형 장섬유로 구성하고, 상기 심초형 장섬유로 구성된 스펀본드 부직포층 사이에 멜트블로운 부직포층을 형성하고 연속된 벨트 상에 적층하여 웹을 형성시키고 열압착이 가능한 칼렌더로 본딩하여 시트형태로 제조한 후, 흡인식 드럼으로 열처리온도를 80 내지 110℃로 열처리하여 제조함을 특징으로 하는 복합 스펀본드 장섬유 다층 부직포의 제조방법이 기재되어 있다.

그리고 특허 제10-1319183호(도레이첨단소재 주식회사)에서도 스펀본드 부직포를 최외층으로 하고, 내층은 1층의 멜트블로운 부직포층을 갖고 필요에 따라 적어도 1층 이상의 스펀본드 부직포층 및 멜트블로운 부직포층이 부가적으로 적층하거나 멜트블로운 층이 적층되지 않을 수도 있는 스펀본드 다층 부직포의 제조방법에 있어서, 코어부를 쉬쓰부가 길이방향으로 둘러싸도록 하기 위해 스핀 빔과 방사 노즐 사이에 분배판을 게재시켜 코어(Core)부에 고융점 중합체 또는 프로필렌 중합체를, 쉬쓰(Sheath)부에 저융점 중합체 또는 에틸렌계 중합체를 각각의 노즐 홀 쪽으로 유도하여 방사함으로써 심초형 복합 장섬유를 제조하고, 방사된 복합 장섬유를 섬유 웹과 벨트의 분리가 용이한 다공질의 연속 벨트 상에 적층시켜 복합 장섬유의 웹(web)을 형성하여 상기 섬유 웹과 벨트의 분리를 용이하게 하는 에어 분사 장치와 이 복합 장섬유 웹을 부분적으로 열압착하여 엠보싱 결합으로 고정시킨 시트형태를 흡인식 드럼으로 열처리 와인딩하여 제조하는 단계로 구성됨을 특징으로 하고 있다.

한편, 본 출원인은 특허 제10-1839298호(주식회사 라크인더스트리)를 통해 하층(S1)은 섬도 1 ~ 2데니어(denier)의 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트이고, 상층(S2)은 섬도 4 ~ 6데니어(denier)의 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트로서, 상기 상층(S2)은 길이방향 또는 가로방향으로 연속된 다수의 파형 또는 직선형의 융착부(11)와 비융착부(12)를 형성한 후크 체결부재용 장섬유 부직포 루프를 개발한 바 있으나, 본 발명에서는 이를 바탕으로 융착부(11)를 후크부재와 직교방향에 대하여 연속된 원형 패턴(21) 및 상기 원형 패턴(11-1)을 일렬(一列)로 연결하는 직선형 패턴(11-2)을 반복적으로 형성하고 서로 이웃하는 열(列) 간에는 직선형 패턴(11-2) 사이에 원형 패턴(11-1)이 배열되도록 설계함으로써 후크부재와의 전단강도가 극도로 증대되어 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프를 개발하여 본 발명을 완성한 것이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2006-0008831호(공개일자 2006년01월27일) 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0119107호(공개일자 2010년11월09일) 대한민국 등록특허공보 제10-1212426호(공고일자 2012년12월13일) 대한민국 등록특허공보 제10-1319183호(공고일자 2013년10월18일) 대한민국 등록특허공보 제10-1839298호(공고일자 2018년03월19일)

본 발명의 목적은 복층의 스펀본드(spunbond) 장섬유 부직포 시트를 열 엠보롤에 의해 접합시킴으로써 간단한 공정시스템에 따른 제조비용이 절감되고, 또한 지지층으로 작용하는 하층 웹은 낮은 섬도의 섬유로 제조된 장섬유 부직포 시트를 사용함에 따라 밀도가 증가되어 통기도가 낮아져서 부직포 루프를 진공흡착으로 이송하여 최종제품을 제조할 시 위치조절(포지셔닝)이 용이하며, 아울러 상층 웹은 보다 높은 섬도의 섬유로 제조된 장섬유 부직포 시트를 사용함으로써 탈착력이 향상되어 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 하층 웹과 상층 웹이 접합되어 형성되는 융착부를 후크부재와 직교방향에 대하여 연속된 원형 패턴 및 상기 원형 패턴을 일렬(一列)로 연결하는 직선형 패턴을 반복적으로 형성하고, 서로 이웃하는 열(列) 간에는 원형 패턴과 직선형 패턴을 엇갈리게 배열함으로써 전단강도(shear strength, 수평탈착력)를 최대한 향상시켜 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프를 제공하는 것이다.

본 발명의 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프는, 복층의 스펀본드(spunbond) 장섬유 부직포 시트로 이루어지는 부직포 루프에 있어서, 하층 웹(S1)은 섬도 1 ~ 2데니어(denier)의 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트이고, 상층 웹(S2)은 섬도 4 ~ 6데니어(denier)의 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트로 이루어지며, 상기 하층 웹(S1)과 상층 웹(S2)으로 적층된 장섬유 부직포 시트는 열 엠보롤에 의해 접합되어 융착부와 비융착부를 형성하며, 상기 융착부는 후크와의 직교방향에 대하여 연속된 원형 패턴 및 상기 원형 패턴을 일렬(一列)로 연결하는 직선형 패턴을 반복적으로 형성하되, 서로 이웃하는 열(列) 간에는 직선형 패턴 사이에 원형 패턴이 배열되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 하층 웹(S1) 및 상층 웹(S2)은 폴리프로필렌(PP) 원사 단독 또는 폴리에틸렌(PE) 원사를 혼합한 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트로서, 상기 원형 패턴의 직경과 직선형 패턴의 길이는 각각 3 ~ 10㎜ 범위로 형성되며, 상기 융착부는 폭 0.5 ~ 1.5㎜ 및 간격 1 ~ 5㎜로 설정되어 부직포 루프에 형성되는 접합영역은 전체 표면적을 기준으로 10 ~ 35%인 것을 특징으로 하고 있으며, 상기 하층 웹(S1)과 상층 웹(S2)으로 접합된 부직포 시트는 두께 0.08 ~ 0.5㎜, 평량 10 ~ 60g/㎡, 전단강도(shear strength) 36 ~ 63N/inch 범위로 형성된다.

본 발명에 의한 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프는 지지층으로 작용하는 하층 웹을 낮은 섬도의 섬유로 제조된 장섬유 부직포 시트를 사용함에 의해 밀도가 증가되고 통기도가 낮아져서 부직포 루프를 진공흡착으로 이송하여 최종제품을 제조할 시 위치조절(포지셔닝)이 용이하며, 후크와의 결합층으로 작용하는 상층 웹은 보다 높은 섬도의 섬유로 제조된 장섬유 부직포 시트를 사용함으로써 탈착력이 탁월하여 후크와의 강한 체결력은 물론 반복 탈착시의 내구성이 우수하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프는 하층 웹과 상층 웹이 접합되어 형성되는 융착부를 후크부재와 직교방향에 대하여 연속된 원형 패턴 및 상기 원형 패턴을 일렬(一列)로 연결하는 직선형 패턴을 반복적으로 형성하고, 서로 이웃하는 열(列) 간에는 원형 패턴과 직선형 패턴을 엇갈리게 배열함으로써 전단강도(shear strength, 수평탈착력)가 극도로 증대되어 후크 체결력이 우수하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 장섬유 부직포 루프가 지저귀에 부착되어 있는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 장섬유 부직포 루프를 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 2에 의한 A-A'선의 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 의한 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프에 대하여 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 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프는 복층의 스펀본드(spunbond) 장섬유 부직포 시트로 이루어지는 부직포 루프(10)로서, 하층 웹(S1)은 섬도 1 ~ 2데니어(denier)의 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트이고, 상층 웹(S2)은 섬도 4 ~ 6데니어(denier)의 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트로 이루어지며, 상기 하층 웹(S1)과 상층 웹(S2)으로 적층된 장섬유 부직포 시트는 열 엠보롤에 의해 접합되어 융착부(11)와 비융착부(12)를 형성하며, 상기 융착부(11)는 후크와의 직교방향에 대하여 연속된 원형 패턴(11-1) 및 상기 원형 패턴(11-1)을 일렬(一列)로 연결하는 직선형 패턴(11-2)을 반복적으로 형성하되, 서로 이웃하는 열(列) 간에는 직선형 패턴(11-2) 사이에 원형 패턴(11-1)이 배열된다.

일반적으로, 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. 부직포 웹의 평량은 웹의 용도에 따라 다르며, 대부분의 경우에 약 300g/㎡ 이하로서, 평량은 부직포 웹의 단위면적당 모든 층의 중량으로 산출된다.

본 발명은 스펀본드(spunbond) 부직포 제조기술을 이용하여 루프부재의 탈착력을 향상시킨 것으로, 통상적으로 스펀본드 부직포는 열가소성 수지 압출물의 용융 압출에 의해 고속도 공기에 의해 켄칭 및 연신된 가닥으로 형성되어 표면상에 수집되고, 열 또는 압력으로 엠보패턴의 적용에 의해 결합된 필라멘트를 강화시킨 부직포를 의미한다.

즉, 본 발명은 스펀본드 장섬유 부직포 시트를 복층의 웹(S1＼S2)으로 적층하여 접합된 부직포 루프로서, 기계적 특성이 우수한 복층의 부직포를 제공하기 위해 연속적으로 구동되는 컨베이어 벨트 상에 하층 웹(S1)과 상층 웹(S2)으로 배치된 스펀본드 장섬유 부직포 웹(web)을 적층하고 열 엠보롤에 의해 접합되는데, 다른 종류의 멜트블로운(melt-blown) 부직포 또는 에어스루본드(air-through bond) 부직포를 형성하거나 접합하지 않기 때문에 하층 웹(S1)과 상층 웹(S2)으로 형성되는 스펀본드 장섬유 웹(web) 간의 접착력이 강하고 제조공정이 간편하여 품질관리 및 물성제어가 용이하므로 생산비용이 절감되는 장점을 가진다.

상기와 같이 적층된 부직포는 역학적 특성 및 형태안정성을 부여하기 위해 열적으로 결합된다. 다시 말하면, 열 캘린더 롤(heat calender roll)을 통하여 열과 압력을 부여받아 열접착으로 시트를 형성한다. 상기 캘린더 롤의 볼록부에 의해 상층 웹(S2)에 융착부(11)가 형성됨으로써 하층 웹(S1)과 접합되는데, 상층 웹(S2)에 융착부(11)를 형성하는 캘린더 롤은 길이방향 또는 가로방향으로 연속된 볼록부를 갖는 패턴의 엠보롤이고, 하층 웹(S1)과 접촉하는 롤은 표면이 매끄러운 평롤로 구성된다.

이때, 캘린더 롤의 온도가 일정 수준 이상이 되면 시트가 가열된 롤에 열융착되어 시트생산이 불가능하며, 온도가 너무 낮게 되면 시트의 물성이 저하되게 되므로 캘린더 롤의 열적 온도는 수지의 융점을 고려하여 롤의 표면온도는 130 ~ 165℃ 정도가 바람직하다.

상기 본 발명에서 말하는 길이방향이라 함은 기계방향(machine direction, MD)을 지칭하는 의미로 기계의 진행방향을 의미하고, 가로방향이라 함은 횡-기계방향(cross-machine direction, CD)을 지칭하는 의미로 기계의 진행방향과 직교방향을 의미한다.

이에 따라 본 발명에서는 기재와의 지지층으로 작용하는 하층 웹(S1)은 낮은 섬도의 섬유로 제조된 장섬유 부직포 시트를 사용함에 따라 밀도가 증가되고 통기도가 낮아져서 이 루프부재를 이용하는 최종제품의 조립공정에 유리하며, 후크와의 결합층으로 작용하는 상층 웹(S2)은 보다 높은 섬도의 섬유로 제조된 장섬유 부직포 시트를 사용함으로써 후크와의 강한 결합력은 물론 반복 탈착시의 내구성이 우수하게 된다는 사실에 입각한다.

위와 같은 특성을 부여하기 위한 본 발명의 장섬유 부직포 루프(10)는 하층 웹(S1)이 섬도 1 ~ 2데니어(denier)의 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트이고, 상층 웹(S2)은 섬도 4 ~ 6데니어(denier)의 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트로 이루어지며, 상기 하층 웹(S1) 및 상층 웹(S2)은 폴리프로필렌(PP) 원사 단독 또는 폴리에틸렌(PE) 원사를 혼합한 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트로서, 기본적으로 폴리프로필렌(PP) 장섬유의 저신도, 고강력 특성을 이용하면서 이에 폴리에틸렌(PE) 장섬유를 혼합하여 유연한 특성을 보완할 수도 있다.

참고로, 데니어(denier, D)는 섬유나 실의 섬도를 표시하는 단위로 9,000m의 섬유 또는 실의 무게를 g수로 표시한 것으로, 주로 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 가진다. 그 이유는 섬유의 굵기가 굵게 되면 강도 및 촉감 저하의 단점이 있기 때문이다.

본 발명에서는 방사 및 웹(web) 제조기술의 개발을 통해 하층 웹(S1)이 섬도 1 ~ 2데니어(denier)의 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트로 형성되고, 상층 웹(S2)은 섬도 4 ~ 6데니어(denier)의 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트로 형성되며, 상기 하층 웹(S1)과 상층 웹(S2)이 엠보롤에 의해 열융착되어 접합됨에 따라 스펀본드 장섬유 웹(web) 간의 접착력이 이종재료간의 접착력보다 강하고 제조공정이 간편하여 품질관리와 물성제어가 용이하므로 생산비용이 절감된다.

위와 같이, 상기 열 엠보롤에 의해 하층 웹(S1)과 접합되는 상층 웹(S2)은 길이방향 또는 가로방향으로 연속된 융착부(11)와 비융착부(12)를 형성하며, 상기 융착부(11)는 상기 융착부(11)는 후크와의 직교방향에 대하여 연속된 원형 패턴(11-1) 및 상기 원형 패턴(11-1)을 일렬(一列)로 연결하는 직선형 패턴(11-2)을 반복적으로 형성하되, 서로 이웃하는 열(列) 간에는 직선형 패턴(11-2) 사이에 원형 패턴(11-1)이 배열되는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 연속된 원형 패턴(11-1) 및 상기 원형 패턴(11-1)을 일렬(一列)로 연결하는 직선형 패턴(11-2)이 반복적으로 형성되어 후크와의 체결력에 대하여 전단강도(shear strength, 수평탈착력)가 직교방향으로 작용하면서 서로 이웃하는 열(列)에 형성된 융착부(11)가 전단강도를 지지함으로 인하여 후크와의 체결력 손실(loss)이 발생되지 않는다는 사실에 기인하며, 또한 상기 원형 패턴(11-1)과 직선형 패턴(11-2)이 반복적으로 형성되고 서로 이웃하는 열(列) 간에는 직선형 패턴(11-2) 사이에 원형 패턴(11-1)이 배열됨으로써 루프부재의 융착부(11)와 비융착부(12)는 전체적으로 균일하게 분포됨에 따라 후크에 대하여 미치는 루프의 응력이 전후좌우로 분산되어 전단강도(shear strength, 수평탈착력)가 증대되는 것이다.

또한, 상기 원형 패턴(11-1)의 직경과 직선형 패턴(11-2)의 길이는 각각 3 ~ 10㎜ 범위로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 융착부(11)는 폭 0.5 ~ 1.5㎜ 및 간격 1 ~ 5㎜로 설정되어 부직포 루프에 형성되는 접합영역은 전체 표면적을 기준으로 10 ~ 35% 범위로 유지됨에 따라 상기 하층 웹(S1)과 상층 웹(S2)이 서로 충분한 접착력을 확보할 수 있음과 아울러 부직포 루프(10)에 생성되는 융착부(11)로 인해 감소되는 비융착부(12)의 표면적을 가장 적합한 상태로 유지할 수 있음을 확인하였다.

이에 따라 본 발명의 부직포 루프(10)는 후크부재와의 기계적 결합력이 저하되지 않고 하층 웹(S1)과 상층 웹(S2) 간의 분리현상도 일어나지 않으면서 장시간 반복 사용 시에도 보푸라기가 거의 발생되지 않으며, 통상적으로 사용되는 후크와 결착할 경우에도 박리강도(peel strength, 수직탈착력) 2.2 ~ 4.6N/inch, 전단강도(shear strength, 수평탈착력) 36N ~ 63N/inch 범위까지 나타내어 기존 제품보다 월등한 성능을 발휘하게 된다.

또한, 본 발명에서 하층 웹(S1)과 상층 웹(S2)으로 접합된 부직포 시트는 두께 0.08 ~ 0.5㎜, 평량 10 ~ 60g/㎡으로 형성되는 것이 후크부재와의 탈착성이 양호하고 부직포 시트 표면의 소프트한 질감이 우수하게 된다는 사실을 확인하였으며, 상기와 같은 부직포 루프층(10)은 각종 1회용 제품을 제조할 시 경제적인 제조비용뿐만 아니라 장시간 반복해서 사용하더라도 보푸라기가 거의 발생되지 않는 것으로 조사되었다. 상기 하층 웹(S1) 및 상층 웹(S2)은 폴리프로필렌(PP) 원사 단독 또는 폴리에틸렌(PE) 원사를 혼합한 열가소성 폴리올레핀계 수지로 제조되는 장섬유 부직포 시트를 사용함에 의해 제품의 특성에 맞는 루프부재를 생산할 수 있음은 물론이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 수많은 실험을 거쳐 완성되었으나, 이하에서는 당업자가 용이하게 이해하고 실시할 수 있을 정도의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 설명한다.

[실시예 1 ~ 6]

폴리프로필렌수지를 용융 방사하여 섬도가 각각 1 ~ 2D, 4 ~ 6D로 형성된 하층 웹(S1) 및 상층 웹(S2)의 장섬유 부직포 시트를 각각 제조하였으며(폭: 1000㎜), 상기 하층 웹(S1) 및 상층 웹(S2) 시트는 상부 롤에 원형 패턴과 직선형 패턴이 조합되어 형성된 열 엠보롤에 공급하여 두께 0.08 ~ 0.48㎜, 평량 10 ~ 60g/㎡로 접합된 장섬유 부직포 루프를 제조하였다. 상기 엠보롤에 의해 상층 웹(S2)에 길이방향으로 연속되게 형성되는 융착부의 폭은 1.0㎜, 융착부 사이의 간격은 4㎜로 설정함으로써 부직포 루프에 형성되는 접합영역은 전체 표면적을 기준으로 약 20% 정도이고, 비융착부는 약 80% 정도이다. 상기 하층 웹(S1) 및 상층 웹(S2)을 형성하는 장섬유 부직포 시트의 섬도를 달리하는 부직포 루프를 아래 [표 1]과 같은 배합으로 실시하였다.

구분

실시예 1

실시예 2

실시예 3

실시예 4

실시예 5

실시예 6

S2

4D

5D

6D

4D

5D

6D

4D

5D

6D

4D

5D

6D

4D

5D

6D

4D

5D

6D

S1

1.0D

1.3D

1.5D

1.7D

1.8D

2D

[비교예 1 ~ 6]

비교예 1 내지 비교예 6는 실시예에서의 하층 웹(S1) 및 상층 웹(S2)의 장섬유 부직포 시트를 상부 롤에 파형의 패턴이 형성된 열 엠보롤에 공급하는 것을 제외하고는, 실시예 1 내지 실시예 6과 동일한 방법으로 하층 웹(S1) 및 상층 웹(S2)의 장섬유 부직포 시트의 섬도가 각각 1 ~ 2D, 4 ~ 6D로 형성된 장섬유 부직포 루프를 제조하였다.

[실험예]

상기 실시예 및 비교예에 의한 제품에 대하여 평량, 두께, Peel강도, Shear강도, 통기도 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]

- Peel강도 : LK-QC-T001 박리강도 [루프와 후크 간 180도 방향으로 힘을 가하여 둘 사이의 공간을 열면서 탈착력 측정]

- Shear강도 : LK-QC-T002 인장전단강도 [루프와 후크를 일직선상의 힘을 가하여 탈착력 측정]

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

성능지표	실시예 1	비교예 1	실시예 2	비교예 2	실시예 3	비교예 3	실시예 4	비교예 4	실시예 5	비교예 5	실시예 6	비교예 6
평량 (g/㎡)	10		20		30		40		50		60
두께 (㎜)	0.08		0.17		0.25		0.38		0.42		0.48
Peel강도 (N/inch)	2.2	1.8	2.8	2.5	3.6	3.2	4.3	3.8	4.6	4.2	3.8	3.2
Shear강도 (N/inch)	36	32	45	38	52	45	56	49	63	58	58	53
통기도 (cfm)	374	380	345	351	308	312	273	280	244	251	228	217

상기 [표 2]에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 6에 의한 부직포 루프는 원형 패턴과 직선형 패턴이 조합되어 형성됨에 따라 루프에 미치는 응력이 표면 전체로 골고루 분산되기 때문에 파형의 패턴이 형성된 비교예보다 Peel강도 및 Shear강도가 약 10 ~ 20% 정도 우수하고, 통기도가 전체적으로 400cfm 미만으로 유지되어 최종 개발목표를 달성하였다.

또한, 실시예에 의한 부직포 루프는 평량이 높아짐에 밀도가 증가하기 때문에 통기도가 다소 낮아지지만 동일한 제조방법으로 제조한 비교예보다 융착부와 비융착부가 루프부재 표면에 전체적으로 균일하게 분포되어 통기도도 더 양호하게 된다는 사실을 확인하였다.

이러한 복층의 스펀본드(spunbond) 장섬유 부직포 시트를 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 의한 장섬유 부직포 루프는 후크부재와 반복 탈착 시에도 기존의 엠보싱 부직포에 비해 전단강도(shear strength, 수평탈착력)는 물론 박리강도(peel strength, 수직탈착력)가 향상되어 기계적 결합력이 우수하고 보푸라기 발생이 크게 감소되었을 뿐만 아니라 매우 저렴한 비용으로 제조될 수 있는 루프부재로서, 기존의 부직포 루프보다 현저히 향상된 품질과 안전한 특성을 발휘하게 되므로 일회용 기저귀는 물론 성인 및 유아용 신변 착용물, 개인 위생소재나 의류, 가방, 스포츠용품, 보호의복, 침대커버 또는 수술가운과 같은 일회용 제품 등 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 용도와 형태로 사용되어 질 수 있다.

10 : 장섬유 부직포 루프(Filament Non-woven Loop)
20 : 후크(Hook)
S1 : 하층 웹
S2 : 상층 웹
11 : 융착부
11-1 : 원형 패턴
11-2 : 직선형 패턴
12 : 비융착부

Claims

복층의 스펀본드(spunbond) 장섬유 부직포 시트로 이루어지는 부직포 루프(10)에 있어서,
하층 웹(S1)은 섬도 1 ~ 2데니어(denier)의 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트이고, 상층 웹(S2)은 섬도 4 ~ 6데니어(denier)의 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트로 이루어지며,
상기 하층 웹(S1)과 상층 웹(S2)으로 적층된 장섬유 부직포 시트는 열 엠보롤에 의해 접합되어 융착부(11)와 비융착부(12)를 형성하며,
상기 융착부(11)는 후크와의 직교방향에 대하여 연속된 원형 패턴(11-1) 및 상기 원형 패턴(11-1)을 일렬(一列)로 연결하는 직선형 패턴(11-2)을 반복적으로 형성하되,
서로 이웃하는 열(列) 간에는 직선형 패턴(11-2) 사이에 원형 패턴(11-1)이 배열되어 상기 원형 패턴(11-1)의 직경과 직선형 패턴(11-2)의 길이는 각각 3 ~ 10㎜ 범위로 형성되고, 상기 융착부(11)는 폭 0.5 ~ 1.5㎜ 및 간격 1 ~ 5㎜로 설정되어 부직포 루프에 형성되는 접합영역은 전체 표면적을 기준으로 10 ~ 35%이며,
상기 하층 웹(S1)과 상층 웹(S2)으로 접합된 부직포 시트는 두께 0.08 ~ 0.5㎜, 평량 10 ~ 60g/㎡, 전단강도(shear strength) 36 ~ 63N/inch 범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프.
제1항에 있어서,
상기 하층 웹(S1) 및 상층 웹(S2)은 폴리프로필렌(PP) 원사 단독 또는 폴리에틸렌(PE) 원사를 혼합한 열가소성 폴리올레핀계 장섬유 부직포 시트인 것을 특징으로 하는 후크 체결력이 우수한 장섬유 부직포 루프.
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