KR101156784B1 - Needle-punching non-woven fabric using a hollow polyethyleneterephthalate and polypropylene and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌을 일정비율로 되도록 하여 중공의 단섬유 형태로 제작하여 이를 니들 펀칭하여 보온성이 우수한 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌의 복합 재질을 사용한 니들 펀칭 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상기 본 발명의 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌의 복합 재질을 사용한 니들 펀칭 부직포는 각기 다른 이성분 소재로 구성된 2층 이상의 부직포를 적층하여 칼렌더 롤에서 열융착 과정과 니들펀칭으로 교락되는 과정을 거쳐 형성되는 부직포에 있어서, 상기 다른 이성분 소재는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌테레프탈레이트이고, 여기서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트는 4 내지 40%의 중공율을 지닌 장섬유로 구성된 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌의 복합 재질을 사용한 니들 펀칭 부직포 및 그 제조 방법은 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌를 적절한 비율로 복합 사용하고 니들펀칭하여 부직포를 형성한 것을 사용하므로 보온특성을 우수하게 유지하면서 제조 비용을 낮출 수 있을 뿐 아니라 제조공정 및 작업성을 향상하는 효과를 가진다. The present invention is a needle punched non-woven fabric using a composite material of hollow polyethylene terephthalate and polypropylene excellent in the heat insulation by producing a needle of a hollow fiber to make a polyethylene terephthalate and a polypropylene in a certain ratio, and a method for manufacturing the same The present invention relates to a needle punching nonwoven fabric using a hollow polyethylene terephthalate and polypropylene composite material of the present invention, wherein two or more layers of nonwoven fabrics composed of different two-component materials are laminated to be entangled with a heat fusion process and needle punching in a calendar roll. In the nonwoven fabric formed through the process, the other two-component material is polypropylene and polyethylene terephthalate, wherein the polyethylene terephthalate is characterized in that composed of long fibers having a hollow ratio of 4 to 40%.
Needle punching nonwoven fabric using a composite material of hollow polyethylene terephthalate and polypropylene of the present invention configured as described above and a method for producing the same by using a combination of polyethylene terephthalate and polypropylene in an appropriate ratio and needle punching to form a nonwoven fabric Therefore, not only can the manufacturing cost be lowered while maintaining excellent thermal insulation properties, and the manufacturing process and workability are improved.
Description
본 발명은 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌의 복합 재질을 사용한 니들 펀칭 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌을 일정비율로 되도록 하여 중공의 단섬유 형태로 제작하여 이를 니들 펀칭하여 보온성이 우수한 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌의 복합 재질을 사용한 니들 펀칭 부직포 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a needle punched nonwoven fabric using a hollow polyethylene terephthalate and polypropylene composite material, and to a method for manufacturing the same. More specifically, the polyethylene terephthalate and polypropylene in a predetermined ratio to produce a hollow short fiber form The present invention relates to a needle punching nonwoven fabric using a composite material of hollow polyethylene terephthalate and polypropylene having excellent thermal insulation by needle punching.
종래, 부직포의 원료 수지에는 각종 합성 수지가 이용되고 있고, 그 중에서도 부직포의 의도하는 다양한 사용 용도에 적합한 원료들이 적의 선택되어 각종 우수한 특성을 나타내는 부직포들이 제안 생산되어 왔는데, 예를 들어, 이러한 부직포의 실용적인 특성을 이용한 보온성 중면 소재로도 이용되고 있다.Conventionally, various synthetic resins are used for the raw material resin of the nonwoven fabric, and among them, raw materials suitable for various intended uses of the nonwoven fabric are appropriately selected and nonwoven fabrics having various excellent properties have been proposed and produced. It is also used as a thermal insulation cotton material using practical characteristics.
이러한 보온 중면의 예로는, 예를 들어 대한민국 특허출원 제1991-0010713호는 "보온 중면 소재 및 그 제조방법"이라는 명칭으로, "중공율이 5-40%인 폴리에스텔 중공필라멘트를 열융착 컷팅하여 양쪽 말단부가 밀폐되어 있는 중공의 단섬유(Staple)를 만들고, 상기 단섬유들을 프리니들펀칭(Pre-Needle Punching)하여 부직포 웹을 만든 다음에, 이것을 통기성이 낮은 스판 본드 시트(Spun Bond Sheet)의 한쪽면에 형성시킨 알루미늄 증착층 위에 중첩시킨 후 니들펀칭하여 양자를 결합시킴을 특징으로 하는 보온성 중면(中綿)소재의 제조방법"을 개시하고 있다. As an example of such a thermal insulation surface, for example, the Republic of Korea Patent Application No. 1991-0010713 is named "Insulation insulation surface material and its manufacturing method", "The heat-sealed cut of the polyester hollow filament having a porosity of 5-40% A hollow staple having both ends closed is made, and the short fibers are pre-needle punched to form a nonwoven web, which is then used to form a non-breathable Spun Bond Sheet. A method of manufacturing a heat insulating middle surface material characterized by superimposing on an aluminum deposition layer formed on one side and then needle punching to bind the two.
한편으로, 부직포의 소재로는 그 특성이 우수한 폴리이미드가 사용되고 있는데, 이러한 종래의 폴리아미드 부직포는 우수한 장점을 가지는 반면으로 여타 다른 합성섬유에 비해 고가이면서도 기계적 강도가 떨어진다는 단점을 들어내고 있어서 이에 대한 기술적 해결 방안이 요구되어 왔고, 또한 한편으로 최근 보다 고급화된 인공피혁을 추구하는 소비자의 요구 수준에 부응하기 위해서는 상기 문제점의 기술적 해결에 더하여 보온성과 소프트성이 우수하면서 더 가벼운 섬유의 출현이 시급하다고 할 수 있으나, 이러한 문제점이 아직 해결되고 있지 못할 뿐 아니라 이에 대한 아무런 제시도 없는 실정이다.
On the other hand, as a material of the nonwoven fabric, polyimide having excellent properties is used. Such a conventional polyamide nonwoven fabric has excellent advantages, but it has a disadvantage in that it is expensive and has a lower mechanical strength than other synthetic fibers. In order to meet the demands of consumers pursuing more advanced artificial leather in recent years, in addition to the technical solution of the above problems, the emergence of lighter fibers with excellent heat retention and softness is urgently needed. However, this problem is not solved yet, and there is no suggestion about it.
따라서, 본 발명자 등은 상기한 종래의 문제점을 인식하고 보온성이 우수한 중면 소재를 보다 낮은 비용으로 생산할 수 있는 방법에 대해 예의 연구하여 복합 소재를 사용하므로 종래의 기술적 문제를 해결하므로 본 발명을 완성하였다.
Therefore, the present inventors have completed the present invention by recognizing the above-mentioned problems and solving the conventional technical problems by using a composite material by intensively researching a method for producing a low-cost material having excellent thermal insulation at a lower cost. .
본 발명은 상기한 종래의 기술을 감안하여 안출된 것으로, 따라서 본 발명의 주요 목적은 종래의 기술적인 문제를 해결하여 우수한 보온성을 가지는 소재를 보다 낮은 비용으로 보다 간단하게 제조할 수 있는 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌의 복합 재질을 사용한 니들 펀칭 부직포의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described prior art, and therefore, the main object of the present invention is to solve the conventional technical problems and to produce a hollow polyethylene that can be more easily manufactured at a lower cost. It is to provide a method for producing a needle punched nonwoven fabric using a composite material of terephthalate and polypropylene.
본 발명의 다른 목적은 상기한 특성을 갖는 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌의 복합 재질을 사용한 니들 펀칭 부직포를 제공하기 위한 것이다.
Another object of the present invention is to provide a needle punched nonwoven fabric using a composite material of hollow polyethylene terephthalate and polypropylene having the above characteristics.
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.
The present invention may also be aimed at achieving, in addition to the above-mentioned specific objects, other objects which can be easily derived by those skilled in the art from this and the overall description of the present specification.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌의 복합 재질을 사용한 니들 펀칭 부직포는;Needle punching nonwoven fabric using a composite material of the hollow polyethylene terephthalate and polypropylene of the present invention for achieving the above object;
각기 다른 이성분 소재로 구성된 2층 이상의 부직포를 적층하여 칼렌더 롤에서 열융착 과정과 니들펀칭으로 교락되는 과정을 거쳐 형성되는 부직포에 있어서, 상기 다른 이성분 소재는 하기 구조식(I)의 폴리프로필렌 및 하기 구조식(II)의 폴리에틸렌테레프탈레이트이고,In the nonwoven fabric formed by laminating two or more layers of nonwoven fabrics composed of different two-component materials through a heat fusion process and needle punching in a calender roll, the other two-component materials include polypropylene of the following structural formula (I) and Polyethylene terephthalate of the formula (II)
여기서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트는 4 내지 40%의 중공율을 지닌 장섬유로 구성된 것임을 특징으로 한다. Here, the polyethylene terephthalate is characterized in that consisting of long fibers having a hollow ratio of 4 to 40%.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 이성분 소재의 하나인 폴리프로필렌은 150 내지 250g/㎡의 중량을 지니도록 열융착에 의해 부직포를 형성함을 특징으로 한다.According to another configuration of the present invention, one of the two-component polypropylene is characterized in that the nonwoven fabric is formed by heat fusion to have a weight of 150 to 250g / ㎡.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 이성분 소재의 하나인 폴리프로필렌에 의한 부직포는 10 내지 30 미크론의 폴리프로필렌 장섬유 또는 0.1 내지 10 미크론의 단섬유의 하나 또는 이들의 복합체임을 특징으로 한다.According to another configuration of the present invention, the nonwoven fabric made of polypropylene, which is one of the two-component materials, is characterized in that one or a combination of 10 to 30 micron polypropylene long fibers or 0.1 to 10 micron short fibers.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 이성분 소재의 하나인 폴리에틸렌테레프탈레이트는 150 내지 250g/㎡의 중량을 지니도록 열융착에 의해 부직포를 형성함을 특징으로 하는 한다.According to another configuration of the present invention, one of the two-component polyethylene terephthalate is characterized in that the nonwoven fabric is formed by thermal fusion to have a weight of 150 to 250g / ㎡.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 이성분 소재인 폴리프로필렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트의 중량비는 1 내지 9 대 9 내지 1임을 특징으로 한다.According to another configuration of the present invention, the weight ratio of the polypropylene and polyethylene terephthalate of the two-component material is characterized in that 1 to 9 to 9 to 1.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌의 복합 재질을 사용한 니들 펀칭 부직포의 제조 방법은;Method for producing a needle punched nonwoven fabric using a composite material of the hollow polyethylene terephthalate and polypropylene of the present invention for achieving the above another object;
폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌을 1:9 비율, 최대 9:1의 중량비율로 하여 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌테레프탈레이트를 각각 컨베이어벨트 위에 랜덤하게 적층시켜 칼렌더를 통과하면서 열융착하여 스펀본드 부직포를 형성하는 제 1단계와;Polyethylene and polyethylene terephthalate are laminated at random on the conveyor belt by using polyethylene terephthalate and polypropylene in a ratio of 1: 9 and a maximum weight ratio of 9: 1, respectively, and heat-sealed through a calender to form a spunbond nonwoven fabric. Step 1;
상기 제 1단계에서 제작된 폴리프로필렌 스펀본드 부직포와 폴리에틸렌테레프탈레이트 스펀본드 부직포를 니들펀칭 공정을 거치면서 결합되어 있지 않은 섬유들의 교락을 통하여 최종 니들펀칭 부직포를 제작하는 제 2단계의 공정으로 구성되어 지며, Polypropylene spunbond nonwoven fabric produced in the first step and polyethylene terephthalate spunbond nonwoven fabric through a needle punching process through a second step of producing a final needle punching nonwoven fabric through the interlocking of the unbonded fibers Lose,
상기 제 1단계 방사 공정에서 폴리에틸렌테레프탈레이트 소재의 장섬유 스펀본드 부직포를 제조 시, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트가 4 내지 40%의 중공율로 제조하기 위해 중공이 형성되어 있는 구금을 사용함을 특징으로 한다.
When manufacturing the long fiber spunbond nonwoven fabric of polyethylene terephthalate material in the first step spinning process, it is characterized in that the polyethylene terephthalate is used to form a hollow formed to produce a hollow ratio of 4 to 40%.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌의 복합 재질을 사용한 니들 펀칭 부직포 및 그 제조 방법은 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌를 적절한 비율로 복합 사용하고 니들펀칭하여 부직포를 형성한 것을 사용하므로 보온특성을 우수하게 유지하면서 제조 비용을 낮출 수 있을 뿐 아니라 제조공정 및 작업성을 향상하는 효과를 가진다. 또한, 재활용성과 친환경성이 탁월하여 적용범위가 한정적이지 않다는 우수한 장점이 있다.
Needle punching nonwoven fabric using a composite material of hollow polyethylene terephthalate and polypropylene of the present invention configured as described above and a method for producing the same by using a combination of polyethylene terephthalate and polypropylene in an appropriate ratio and needle punching to form a nonwoven fabric Therefore, not only can the manufacturing cost be lowered while maintaining excellent thermal insulation properties, and the manufacturing process and workability are improved. In addition, there is an excellent advantage that the scope of application is not limited because of excellent recyclability and eco-friendliness.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 일 단계에서 사용되는 스펀본드 공정의 개략도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 다른 단계에서 사용되는 니들펀칭 공정의 개략도이고,
도 3은 본 발명에 따른 부직포를 구성하는 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유의 전자현미경 사진이다.1 is a schematic diagram of a spunbond process used in one step according to a preferred embodiment of the present invention,
2 is a schematic diagram of a needle punching process used in another step according to a preferred embodiment of the present invention,
3 is an electron micrograph of a hollow polyethylene terephthalate long fiber constituting the nonwoven fabric according to the present invention.
이하, 본 발명을 바람직한 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명하지만, 본 발명의 범주가 여기에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, although this invention is demonstrated in more detail by preferable embodiment, it is a matter of course that the scope of the present invention is not limited to this.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명의 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌의 복합 재질을 사용한 니들 펀칭 부직포는, 각기 다른 이성분 소재로 구성된 2층 이상의 부직포를 적층하여 칼렌더 롤에서 열융착 과정과 니들펀칭으로 교락되는 과정을 거쳐 형성되는 부직포에 있어서, 상기 다른 이성분 소재는 하기 구조식(I)의 폴리프로필렌 및 하기 구조식(II)의 폴리에틸렌테레프탈레이트이고,According to a preferred embodiment of the present invention, the needle punched nonwoven fabric using the hollow polyethylene terephthalate and polypropylene composite material of the present invention is a heat-sealing process in a calender roll by laminating two or more layers of nonwoven fabrics composed of different two-component materials. In the nonwoven fabric formed by the process of interlacing with needle punching, the other two-component material is polypropylene of the following formula (I) and polyethylene terephthalate of the formula (II),
여기서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트는 4 내지 40%의 중공율을 지닌 장섬유로 구성한다. Here, the polyethylene terephthalate is composed of long fibers having a hollow ratio of 4 to 40%.
이와 같이, 본 발명에 의한 각기 다른 이성분인 폴리프로필렌와 폴리에틸렌테레프탈레이트의 복합 니들펀칭 부직포는 일부 열용융 결합 방식인 도 1에 도시된 바와 같은 스펀본드 공법을 적용한 동시에 섬유 간 기계적 교락으로 결합시키는 도 2에 도시된 바와 같은 니들펀칭 공법도 함께 적용한 복합방식으로 제조된다. 이때, 모두 장섬유로 구성되거나, 장섬유와 단섬유의 혼합구성으로 이루어질 수도 있으며, 이는 제품을 적용하고자 하는 용도나 적용 분야에 따라 조절이 가능하다.As such, the composite needle punched nonwoven fabric of polypropylene and polyethylene terephthalate, which are different two-components according to the present invention, is applied to a mechanical entanglement between fibers at the same time by applying a spunbond method as shown in FIG. The needle punching method as shown in Figure 2 is also manufactured in a complex method applied together. At this time, all may be composed of long fibers, or may be made of a mixture of long fibers and short fibers, which can be adjusted according to the application or application of the product.
상기와 같이 스펀본드 공법과 니들펀칭 공법을 사용하는 본 발명은 구체적으로는 하기 제1단계 및 제2단계 공정에 의해 본 발명의 부직포를 제조할 수 있다.As described above, the present invention using the spunbond method and the needle punching method may specifically manufacture the nonwoven fabric of the present invention by the following first and second step processes.
제1단계: 폴리프로필렌 장섬유를 컨베이어벨트 위에 랜덤하게 적층시킨다. 적층된 폴리프로필렌 섬유들은 칼렌더를 통과하면서 스펀본드와 같이 형태 안정성을 유지하며 권취 작업을 거쳐 롤 형태로 만들어지게 되고, 1단계에서 만들어진 롤은 다음의 2단계 니들펀칭 라인에 적용하게 된다. 또한, 이와 유사한 방식으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유 또한 방사, 적층, 칼렌더링 과정을 거쳐 롤 형태로 권취 후 상기의 폴리프로필렌 롤 제품과 함께 다음의 2단계 니들펀칭 과정을 거치게 된다. 단, 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유의 경우, 방사공정에서 폴리프로필렌의 방사공정과 달리 중공이 형성되어 있는 구금을 사용하는 특징이 있다.Step 1: Randomly stack the polypropylene long fibers on the conveyor belt. The laminated polypropylene fibers are passed through a calender and are formed in a roll form by winding and maintaining shape stability like a spun bond, and the roll made in the first stage is applied to the next two-stage needle punching line. In a similar manner, the polyethylene terephthalate filament is also wound, laminated, and calendered, and then wound in a roll form, followed by the following two-step needle punching process with the polypropylene roll product. However, in the case of polyethylene terephthalate long fibers, unlike the spinning process of polypropylene in the spinning process, there is a feature of using a mold in which the hollow is formed.
제2단계: 상기 제1단계에서 제작된 두 가지 롤 제품(구체적으로는, 폴리프로필렌 롤 제품, 폴리에틸렌테레프탈레이트 롤 제품)을 수많은 니들로 제작된 니들펀칭 공정을 거치면서 결합되어 있지 않은 섬유들의 교락을 통하여 최종 니들펀칭 부직포를 제작하게 된다.Second step: the entanglement of the unbonded fibers through the needle punching process of the two roll products (specifically, polypropylene roll product and polyethylene terephthalate roll product) manufactured in the first step with numerous needles Through the final needle punching nonwoven fabric will be produced.
상기 각 단계별 공정에 따른 본 발명의 폴리프로필렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 니들펀칭 부직포의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.The method for producing the polypropylene-polyethylene terephthalate composite needle punching nonwoven fabric of the present invention according to each step will be described in detail.
(1) 1단계 공정:(1) One step process:
폴리프로필렌 장섬유를 일정 간격으로 제작된 노즐 홀을 통하여 방사하면서, 급냉 및 연신작용을 거쳐 컨베이어벨트 위에 랜덤하게 적층시킨다. 적층된 섬유들은 웹층을 이루고 있지만 서로 간의 결합력이 약하여 형태 유지력이 약하다. 이 적층체를 칼렌더 롤에 통과시키면서 일정한 압력 및 온도 조정을 통하여 장섬유 스펀본드 층을 최소로 열융착시켜, 웹의 형태를 유지하도록 제조하는 공정이다.Polypropylene filaments are randomly laminated on the conveyor belt through quenching and stretching, spinning through nozzle holes made at regular intervals. The laminated fibers form a web layer, but have a weak form holding force because of a weak bonding force between each other. It is a process of manufacturing so that the long fiber spunbond layer may be thermally melted to minimum through the constant pressure and temperature adjustment while passing this laminated body through a calender roll, and to maintain the shape of a web.
이때, 칼렌더 롤의 온도 및 압력 조건이 최종 니들펀칭 부직포의 물성과 품질에 많은 영향을 주게 된다. 예를 들어, 1단계에서의 칼렌더링 온도와 압력이 과도하게 높을 경우는 대부분의 섬유가 열융착되어 교락작용이 이루어져야 할 섬유들이 존재하지 않게 됨으로써, 니들펀칭의 효과를 발현시킬 수 없게 될 뿐만 아니라, 타소재로 구성된 다른 층과의 결합 또한 이루어질 수 없게 되어 바람직하지 않게 된다. 이와 반대로, 1단계에서의 칼렌더링 온도와 압력이 매우 낮은 조건 하에서 진행되었을 경우는 니들펀칭 공정에서 이루어질 섬유 간 교락작용 및 층간 결합력은 기대할 수 있으나, 1단계를 거쳐 나온 롤 상태의 제품을 관리하기가 쉽지 않고, 형태 유지가 약하여 각 부위별 섬유 밀도가 불균일하게 된다. 이와 같은 롤 제품 상태에서 니들펀칭 공정을 거치게 되면, 전체적으로 기계적 물성이 저하될 뿐만 아니라 각 부위별 물성의 편차도 커지게 되어 최종 폴리프로필렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 니들펀칭 복합부직포 제품으로서의 품질을 떨어뜨리게 되어 바람직하지 않게 된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 상기 폴리프로필렌 장섬유를 이용한 롤 제품 생산시 적절한 칼렌더의 온도와 압력 조건으로 진행되어야 한다. At this time, the temperature and pressure conditions of the calender roll has a great influence on the physical properties and quality of the final needle punched nonwoven fabric. For example, if the calendering temperature and pressure in the first stage is excessively high, most of the fibers are thermally fused so that there are no fibers to be entangled, and thus the effect of needle punching cannot be expressed. As a result, bonding with other layers made of other materials also cannot be achieved, which is undesirable. On the contrary, when the calendering temperature and the pressure in the first step are performed under very low conditions, the inter-fiber entanglement and the interlayer bonding force in the needle punching process can be expected. It is not easy to maintain the shape, and the fiber density of each part becomes uneven. When the needle punching process is carried out in such a roll product state, not only the mechanical properties are lowered as a whole, but also the variation of the physical properties of each part is increased, thereby degrading the quality of the final polypropylene-polyethylene terephthalate needle punching composite nonwoven product. You will not. Therefore, according to the present invention, when producing a roll product using the polypropylene long fiber should be proceeded to the appropriate calender temperature and pressure conditions.
더불어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 소재의 부직포 층을 생산하는 방법은 상기 폴리프로필렌 소재의 부직포층 생산 방식과 유사한 원리로 진행되나, 중공사를 생산하기 위해서는 적절한 중공율을 이용하여 방사성 최적화가 이루어질 수 있는 수준으로 구금이 제작되어야 한다.In addition, the method of producing a nonwoven fabric layer of polyethylene terephthalate material proceeds in a similar principle to the nonwoven fabric layer production method of the polypropylene material, but to produce a hollow fiber to the level that can be made radioactive optimization using an appropriate hollow ratio Detention must be produced.
또한, 폴리프로필렌 부직포 층은 100% 장섬유로만 이루어질 수도 있고, 혹은 일부 단섬유(멜트블로운)를 포함하여 구성될 수도 있다. 장섬유와 단섬유의 중량 구성비는 0 내지 90%의 범위까지 조정이 가능하며, 제품의 용도나 적용 분야에 따라 자유자재로 중량 비율의 변경이 가능하다. 장섬유는 평균직경이 10 내지 30 미크론으로 형성되어 있고, 단섬유는 평균직경이 0.1 내지 10 미크론인 멜트블로운 초극세사 형태를 이루고 있다. 폴리프로필렌 부직포와 유사한 방식으로 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 부직포 층은 위의 부직포 구조와 같이 장섬유와 단섬유가 혼합된 형태로 구성될 수도 있고, 장섬유 혹은 단섬유 단일 형태로 구성될 수도 있다. 일반적으로 10 내지 40 미크론의 평균직경을 나타내고 있으며, 대개 20 내지 30 미크론의 평균직경을 보인다.In addition, the polypropylene nonwoven layer may consist only of 100% long fibers or may comprise some short fibers (meltblown). The weight ratio of the long fibers and the short fibers can be adjusted in the range of 0 to 90%, and the weight ratio can be freely changed according to the use or application of the product. The long fibers have an average diameter of 10 to 30 microns, and the short fibers form a meltblown ultrafine fiber having an average diameter of 0.1 to 10 microns. The polyethylene terephthalate nonwoven layer prepared in a similar manner to the polypropylene nonwoven fabric may be composed of a mixture of long fibers and short fibers, such as the above nonwoven structure, or may be composed of a single form of long fibers or single fibers. In general, the average diameter of 10 to 40 microns is shown, usually 20 to 30 microns.
(2) 2단계 공정(2) two-step process
상기 1단계 공정에서 제작된 폴리프로필렌 소재의 부직포 롤 제품과 폴리에틸렌테레프탈레이트 롤 제품을 적층하여 니들펀칭 공정의 컨베이어벨트 위로 언와인딩(unwinding)하며 웹을 진행시킨다. 상하 운동이 일어나는 수많은 니들로 인하여 각 층을 구성하고 있는 섬유들 중에서 열융착이 이루어지지 않은 섬유들끼리의 기계적 교락작용이 이루어지게 된다. 이와 동시에, 각기 다른 소재로 구성된 부직포 층들 간의 교락작용도 함께 이루어져 복합 부직포 전체의 기계적 결속력을 지니게 되어, 최종적으로 폴리프로필렌-중공 폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 니들펀칭 부직포 형태로 갖추어진다.The non-woven roll product and the polyethylene terephthalate roll product of the polypropylene material produced in the step 1 are laminated to unwind the conveyor belt of the needle punching process and advance the web. Due to the numerous needles in which the up and down motion occurs, mechanical entanglement between the fibers constituting each layer is performed without heat fusion. At the same time, the interlocking action between the nonwoven fabric layers made of different materials is also provided to have the mechanical binding force of the entire composite nonwoven fabric, and finally the polypropylene-hollow polyethylene terephthalate composite needle punching nonwoven fabric is formed.
상기 1단계 공정에서 만들어진 프리 본딩 스펀본드 부직포를 니들펀칭 공정으로 2차 적용할 때 니들의 밀도는 대개 30 내지 200punch/㎠를 사용하며, 바람직하기로는 50 내지 100punch/㎠를 이용한다. 섬유 간 교락을 위한 니들이동깊이(depth)는 대개 5 내지 30mm이고, 바람직하기로는 10 내지 15mm로 진행한다. 그리고 니들 이동속도(stroke)는 대개 300 내지 1000stroke/min를 이용하고, 바람직하기로는 400 내지 700stroke/min이다.When the pre-bonding spunbonded nonwoven fabric produced in the first step process is second applied to the needle punching process, the density of the needle is usually 30 to 200punch / cm 2, and preferably 50 to 100punch / cm 2. The needle depth for inter-fiber entanglement is usually 5-30 mm, preferably 10-15 mm. The needle stroke is usually 300 to 1000 stroke / min, preferably 400 to 700 stroke / min.
니들펀칭 부직포의 경우, 대개 50 내지 1000 g/㎡의 중량을 이루고, 우수하게는 100 내지 500g/㎡, 더욱 우수하게는 150 내지 400g/㎡ 중량으로 제작할 수 있으며, 중량이 50g/㎡ 미만으로 낮을 경우나 1000g/㎡를 초과하게 되면 상업적 생산에 쉽지 않아 바람직하지 않다. In the case of needle punched nonwovens, they usually have a weight of 50 to 1000 g / m 2, preferably 100 to 500 g / m 2, more preferably 150 to 400 g / m 2 It can be produced by weight, if the weight is less than 50g / ㎡ or more than 1000g / ㎡ is not easy to commercial production is not preferred.
이때, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 폴리프로필렌과 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 중량비를 조정함으로써, 보온성 향상을 달성할 수 있게됨과 더불어 폴리프로필렌 고유의 내화학성 및 경량화를 이룰 수 있게 되는데, 폴리프로필렌과 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 중량비는 1 내지 9 대 9 내지 1로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 4 내지 6 대 6 내지 4로 구성됨이 가장 바람직하다. 만일, 상기 폴리프로필렌 소재로 이루어진 부직포 층의 구성 비율이 과도하게 높을 경우에는 초기의 기계적 강도물성이 낮아질 우려가 있고 중공섬유의 보온에 대한 효과성이 낮아질 수 있다. 이와 반대로 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트 소재로 이루어진 부직포 층의 과도하게 높은 구성 비율을 이룰 경우, 낮은 밀도를 지닌 폴리프로필렌의 부피감 활용도가 떨어지고 내화학성 대한 물성저하 현상이 증가될 수 있다는 단점이 있어 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명에 따르면 상기 두 소재 간의 중량비가 상기 범위 안에서 적절하게 구성되어야 한다.
At this time, according to a preferred embodiment of the present invention, by adjusting the weight ratio of the polypropylene and the hollow polyethylene terephthalate, it is possible to achieve improved heat retention and to achieve the chemical resistance and light weight inherent in polypropylene, polypropylene The weight ratio of the polyethylene terephthalate and the hollow may be 1 to 9 to 9 to 1, preferably 4 to 6 to 6 to 4 is most preferred. If the ratio of the nonwoven fabric layer made of the polypropylene material is excessively high, there is a concern that the initial mechanical strength properties may be lowered and the effectiveness of the hollow fiber to keep warm. On the contrary, when an excessively high proportion of the nonwoven fabric layer made of hollow polyethylene terephthalate material is achieved, the use of low density polypropylene may decrease the volume utilization of the polypropylene and increase the chemical properties. . Therefore, according to the present invention, the weight ratio between the two materials should be properly configured within the above range.
상기와 같이 본 발명의 구성에 따라 제작된 폴리프로필렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 니들펀칭 부직포는 2가지 이상의 원료 소재를 이용하여 2층 혹은 다층의 각기 다른 형태의 파이버(Fiber)를 이루고 있다. 예를 들면, 폴리올레핀계와 폴리에스테르계 소재의 조합으로 장섬유로만 구성된 다층 구조를 제조할 수 있으며, 장섬유 뿐만 아니라 단섬유와의 조합된 층으로 구성시켜 제조할 수도 있다. 또한, 복합 니들펀칭 부직포를 구성하고 있는 각 소재의 층들은 니들(needle)을 통한 섬유 간 교락이 이루어진 형태로 구성되고, 폴리프로필렌 소재의 부드러운 면과 폴리에틸렌테레프탈레이트 소재의 기계적 강성을 지닌 면으로 크게 구분할 수 있다.As described above, the polypropylene-polyethylene terephthalate composite needle punching nonwoven fabric produced according to the configuration of the present invention forms two or more different types of fibers using two or more raw materials. For example, a combination of polyolefin-based and polyester-based materials can be used to produce a multi-layered structure consisting of only long fibers, or can be made by combining layers with short fibers as well as long fibers. In addition, the layers of each material constituting the composite needle punched nonwoven fabric are composed of inter-fiber entanglement through needles, and are largely made of a soft surface of polypropylene material and a surface of mechanical rigidity of polyethylene terephthalate material. Can be distinguished.
또한, 상기와 같이 본 발명의 부직포는 멜트블로운 층의 구성이 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트 중공섬유 층과 더불어 폴리프로필렌 멜트블로운 층은 발수효과, 단열효과, 흡음효과, 강도 등과 같은 복합 부직포의 여러 가지 물성과 관련하여 적용되는 용도에 따라 선택적으로 제조할 수 있음을 의미한다.In addition, as described above, the nonwoven fabric of the present invention may or may not include a configuration of a meltblown layer. In addition to the polyethylene terephthalate hollow fiber layer, the polypropylene meltblown layer means that it can be selectively manufactured according to the application applied in relation to various physical properties of the composite nonwoven fabric such as water repellent effect, heat insulation effect, sound absorption effect, and strength. .
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명은 일 성분으로 4 내지 40%의 중공율을 지닌 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유를 사용하고, 또한 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌을 1:9 비율, 최대 9:1의 중량비율로 중공 폴리에틸렌테레프탈레이트의 두께 및 중공율의 특성과 함께 낮은 밀도를 지닌 폴리프로필렌의 경량성 및 부피감을 이용하여 보온성 향상을 이루었다. 이때, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유의 중공율이 4% 미만이면 경량성과 보온성이 현저하게 저하되고, 반대로 40%를 초과하면 부피감, 작업성 및 보온성의 모든 면에서 열등하게 되어 바람직하지 않다.
Therefore, the present invention configured as described above uses polyethylene terephthalate long fiber having a hollow ratio of 4 to 40% as one component, and also polyethylene terephthalate and polypropylene in a ratio of 1: 9, weight of up to 9: 1. The thermal insulation is improved by using the light weight and bulkiness of the polypropylene having a low density together with the thickness and hollowness characteristics of the hollow polyethylene terephthalate as a ratio. At this time, if the hollow ratio of the polyethylene terephthalate filament is less than 4%, light weight and thermal insulation are remarkably lowered. On the contrary, if the hollow ratio of the polyethylene terephthalate long fiber is less than 4%, it is inferior in all aspects of volume, workability and thermal insulation, which is not preferable.
이하, 실시예와 비교예에 의하여 본 발명을 보다 자세하게 설명한다. 하기 실시예 및 비교예에서는 400g/㎡ 제품에 대하여 비교 진행하였다. 다음의 실시예는 본 발명을 상세하게 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. 400 g / m 2 in the following examples and comparative examples The product was compared. The following examples are intended to illustrate the invention in detail and do not limit the scope of the invention.
실시예 1Example 1
1. 약 20 ㎛의 폴리프로필렌 장섬유를 방사하여 칼렌더링 열접착이 일부 이루어진 부직포를 형성하고, 중간 층에 약 5 ㎛의 폴리프로필렌의 멜트블로운 단섬유를 포함하여 제조하였다. 1. A polypropylene long fiber of about 20 μm was spun to form a nonwoven fabric with partial calendering heat bonding, and a meltblown short fiber of about 5 μm of polypropylene was included in the middle layer.
2. 상기 폴리프로필렌 장섬유와 멜트블로운 단섬유를 적층하여 3층 구조를 이루는 밀도 200g/㎡의 부직포 적층체를 형성하였다. 이때, 포함된 멜트블로운 층의 밀도는 8g/㎡으로 하였다.2. The above polypropylene long fibers and melt blown short fibers were laminated to form a nonwoven fabric laminate having a density of 200 g / m 2 forming a three-layer structure. At this time, the density of the meltblown layer included was 8g / ㎡.
3. 또한, 상기와 더불어 약 25㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유를 방사하여 상기 폴리프로필렌 장섬유의 칼렌더링과 유사한 방식으로 일부 열압착 공정을 거친다. 폴리에틸렌테레프탈레이트의 경우 단섬유를 포함하지 않고 장섬유로만 구성되도록 제조하였으며, 이때 중공율을 20%정도로 하였다.3. In addition to the above, about 25 μm of polyethylene terephthalate long fibers are spun to undergo some thermocompression processes in a manner similar to the calendering of the polypropylene long fibers. In the case of polyethylene terephthalate it was prepared not to include short fibers composed of only long fibers, the hollow ratio was about 20%.
4. 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유를 이루는 밀도는 200g/㎡으로 적층체를 형성하였다.4. The density forming the polyethylene terephthalate long fiber was 200g / ㎡ to form a laminate.
5. 상기 각각의 두 공정을 거쳐 제작된 폴리프로필렌 장섬유 웹과 폴리에틸렌테레프탈레이트 웹을 니들펀칭 공정으로 이동시킨다. 이동된 두 제품을 컨베이어벨트 위에 적층시키고 언와인딩(unwinding)하며 웹을 진행시킨다. 수많은 니들의 상하운동으로 열융착이 이루어지지 않은 섬유들과 소재가 다른 층들의 기계적 교략작용이 일어나 부직포의 전체의 결속력을 지니도록 제조하였다. 이때, 최종적으로 완성된 부직포 전체의 밀도는 400g/㎡이다.
5. The polypropylene long fiber web and polyethylene terephthalate web produced through each of the two processes are transferred to the needle punching process. Two moved products are stacked on the conveyor belt, unwinded and the web is advanced. Numerous needle up and down movements resulted in mechanical interlocking action of different layers of fibers and materials that were not thermally fused to produce a binding force of the entire nonwoven fabric. At this time, the total density of the finally completed nonwoven fabric is 400 g / ㎡.
비교예 1Comparative Example 1
폴리프로핀렌 웹층 전체의 밀도를 50g/㎡, 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유 웹층의 밀도를 350g/㎡으로 제조하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하였다.
The density of the entire polypropene web layer was 50 g / m 2 and the hollow polyethylene terephthalate long fiber web layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the density was 350 g / m 2.
비교예 2Comparative Example 2
폴리프로핀렌 웹층 전체의 밀도를 350g/㎡, 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유 웹층의 밀도를 50g/㎡으로 제조하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하였다.
The density of the entire polypropene web layer was 350 g / m 2 and the hollow polyethylene terephthalate long fiber web layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the density was 50 g / m 2.
실험예Experimental Example
상기 실시예 및 비교예에 의하여 각각 제조한 폴리프로필렌-중공 폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 니들펀칭 부직포를 대상으로 다음과 같이 물성 테스트를 실시하였다.The physical properties of the polypropylene-hollow polyethylene terephthalate composite needle punched nonwoven fabric prepared according to the examples and the comparative examples were tested as follows.
1. 초기 강도(kg/5cm) : 상기 실시예 및 비교예에 의하여 제조된 복합 니들펀칭 부직포로부터 시료를 채취하고, 알맞은 크기로 절단하여 시료의 강도를 측정하였다. 시료의 크기는 50mm×150mm이며, 인스트롱기를 이용하여 시료마다 16회씩 평균값을 비교하였다. 구체적인 측정방법은 Edana20.2-89 을 참고하였다.1. Initial strength (kg / 5 cm): The sample was taken from the composite needle punched nonwoven fabric prepared according to the above Examples and Comparative Examples, cut to a suitable size to measure the strength of the sample. The size of the sample was 50 mm x 150 mm, and the average value was compared 16 times for each sample using an instron machine. Refer to Edana 20.2-89 for the specific measuring method.
2. 보온율(%) : 국내 보온율 측정 규격(KSK 0560:2006, 항온법)에 의거하여 진행하였다. 2. Thermal insulation rate (%): It was conducted in accordance with the domestic thermal insulation measurement standard (KSK 0560: 2006, constant temperature method).
상기와 같이 실시한 복합 니들펀칭 부직포의 물성 테스트 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.
Physical property test results of the composite needle punched nonwoven fabric carried out as described above are shown in Table 1 below.
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예1의 부직포는 비교예들의 부직포에 비하여 보온성이 높음을 확인할 수 있다. 이는 폴리프로필렌의 중량구성비와 폴리에틸렌테레프탈레이트의 중공사 포함비율을 적절한 범위 내에서 구성해야 함을 의미한다.
As can be seen in Table 1, it can be confirmed that the nonwoven fabric of Example 1 according to the present invention has a higher heat retention than the nonwoven fabric of the comparative examples. This means that the weight ratio of polypropylene and the content of hollow fiber of polyethylene terephthalate should be configured within an appropriate range.
Claims (6)
여기서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트는 4 내지 40%의 중공율을 지닌 장섬유로 구성된 것이고,
상기 2층 이상의 부직포는 그 1층이 상기 이성분 소재의 하나인 폴리프로필렌 장섬유로 150 내지 250g/㎡의 중량을 지니도록 열융착에 의해 형성된 부직포 층이고, 다른 1층은 상기 이성분 소재의 하나인 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유로 150 내지 250g/㎡의 중량을 지니도록 열융착에 의해 형성된 부직포 층이고, 상기 두 부직포 층은 니들펀칭에 의해 교락되어, 보온율 측정 규격인 KSK 0560:2006(항온법)에 의해 측정한 보온율(%)이 80%를 상회하는 것임을 특징으로 하는 중공의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌의 복합 재질을 사용한 니들 펀칭 부직포.
In the nonwoven fabric formed by laminating two or more layers of nonwoven fabrics composed of different two-component materials through a heat fusion process and needle punching in a calender roll, the other two-component materials include polypropylene of the following structural formula (I) and Polyethylene terephthalate of the formula (II)
Here, the polyethylene terephthalate is composed of long fibers having a hollow ratio of 4 to 40%,
The non-woven fabric of two or more layers is a non-woven fabric layer formed by heat fusion such that one layer is a polypropylene long fiber, which is one of the two-component materials, and has a weight of 150 to 250 g / m 2, and the other one layer is made of the two-component material. One polyethylene terephthalate filament is a nonwoven layer formed by heat fusion to have a weight of 150 to 250g / ㎡, the two nonwoven layers are entangled by needle punching, KSK 0560: 2006 (constant temperature measurement standard) Needle punching nonwoven fabric using a composite material of hollow polyethylene terephthalate and polypropylene, characterized in that the thermal insulation rate (%) measured by the method) is more than 80%.
The hollow polyethylene tere according to claim 1, wherein the nonwoven fabric made of polypropylene, which is one of the two-component materials, is one or a combination of 10 to 30 micron polypropylene long fibers or 0.1 to 10 micron short fibers. Needle punched nonwoven fabric using a composite of phthalate and polypropylene.
The needle punching nonwoven fabric of claim 1, wherein the weight ratio of the polypropylene and the polyethylene terephthalate as the two-component material is 1 to 9 to 9 to 1.
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