KR101270668B1 - 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 부직포 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 부직포에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부직포를 섬유웹으로 형성하는 섬유웹형성단계, 전술한 섬유웹형성단계를 통해 제조된 섬유웹에 피막층을 형성하는 피막층형성단계 및 전술한 피막층형성단계를 거친 섬유웹을 엠보롤로 압착하는 패턴형성단계로 이루어진다.
전술한 제조방법을 통해 제조된 입체패턴이 부여된 부직포는 표면이 균제하며, 입체상의 패턴이 부여되고, 형태안정성, 난연성, 내마모성, 흡음성 및 차음성이 우수하여, 자동차, 항공기 및 선박 등의 내장재, 건축생활자재, 칸막이, 아트보드 및 월페이퍼 등으로 사용될 수 있다.

Description

입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 부직포 {MANUFACTURING METHOD OF NONWOVEN FABRICS WITH THREE-DIMENSIONAL STRUCTURE PATTERNS BY METHOD AND THE PRODUCTS}
본 발명은 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 부직포에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면이 균제하며, 입체상의 패턴이 부여되고, 형태안정성, 난연성, 내마모성, 흡음성 및 차음성이 우수하여, 자동차, 항공기 및 선박 등의 내장재, 건축생활자재, 칸막이, 아트보드 및 월페이퍼 등으로 사용될 수 있는 패턴이 부여된 부직포의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 부직포에 관한 것이다.
본 발명은 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 부직포에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면이 균제하며, 입체상의 패턴이 부여되고, 형태안정성, 난연성, 내마모성, 흡음성 및 차음성이 우수하여, 자동차, 항공기 및 선박 등의 내장재, 건축생활자재, 칸막이, 아트보드 및 월페이퍼 등으로 사용될 수 있는 패턴이 부여된 부직포의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 부직포에 관한 것이다.
종래에 부직포에 패턴을 구현하는 방법과 관련하여 한국특허등록 제10-1025445호 "패턴 프린팅을 통해 제조된 부직포 접착 심지 및 이의 제조방법"과 한국특허등록 제10-1052810호 "부직포층이 합포된 엠보제품용 원단"이 공개되었으나, 한국특허등록 제10-1025445호는 우레탄, 아크릴계 수지 등을 로타리 스크린에 투입하여 프린팅함으로 패턴이 형성된 후에 기공을 통하여 상기의 수지가 유출되어 부분적인 패턴 부분의 원단 상에 접착 후 경화되어 무늬를 형성하는 방식으로 로타리 스크린 프린팅 방식으로 수지를 유출하여 접착하는 프린팅 방식의 경우 수지의 흐름성과 패턴을 구현하는 스크린 매쉬의 제약으로 연속적이고 큰 사이즈의 패턴 구현은 불가능한 문제점이 있었다.
전술한 한국특허등록 제10-1052810호는 선명한 패턴 구현을 위하여 부직포 원단의 상부에 고섬도 원사를 사용하여 직조된 원단을 별도로 접착한 후 엠보 처리하는 방법이 사용되는데, 원단과 부직포의 별도 준비 및 이의 합포를 위한 HOT MELT 등을 이용하거나 직접 열처리를 통한 용융 접착공정 등에 따른 추가적인 공정비와합포 공정에서의 생산 LOSS 등의 경제적, 환경적 손실을 발생하는 문제점이 있다.
또한, 상지 원단의 제조상의 불균일, 하지 부직포의 제조상의 불균일, 상지 원단과 하지 부직포의 합포공정 상의 불균일 및 이러한 불균일이 누적된 상하지 합포 상태에서 엠보 처리를 함으로써 패턴이 정교하지 못하여, 균제성능이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 폴리에스터, 폴리프로필렌 및 폴리아마이드 섬유 자체만으로는 엠보 처리를 하게되면 패턴이 초기의 형태를 유지하지 못하여 외관이 쉽게 변형 또는 손상되는 문제점이 있으며, 난연제 성분을 부직포를 구성하는 원사 상에 포함하거나 상지의 직물을 구성하는 원사 상에 포함함으로써 동일한 난연제 투입량에 비해 초기 화재 발생을 억제하는데 효과적이지 못한 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 표면이 균제하며, 입체상의 패턴이 부여된 후에도 형태안정성이 유지되는 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 부직포를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 난연성, 내마모성, 흡음성 및 차음성이 우수하여, 자동차, 항공기 및 선박 등의 내장재, 건축생활자재, 칸막이, 아트보드 및 월페이퍼 등으로 사용될 수 있는 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 부직포를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 부직포를 섬유웹으로 형성하는 섬유웹형성단계, 상기 섬유웹형성단계를 거친 섬유웹을 엠보롤로 압착하는 패턴형성단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 목적은 부직포를 섬유웹으로 형성하는 섬유웹형성단계, 상기 섬유웹형성단계를 통해 제조된 섬유웹에 피막층을 형성하는 피막층형성단계 및 상기 피막층형성단계를 거친 섬유웹을 엠보롤로 압착하는 패턴형성단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 부직포는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴라아마이드 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 부직포는 1.5 내지 17denier의 섬도, 25 내지 130밀리미터의 길이, 2 내지 4.5g/denier의 강도 및 25 내지 65%의 신율을 갖는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 섬유웹형성단계는 니들펀치, 열접착, 케미컬본드, 에어레이드, 스펀레이스 및 스펀본드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 공법으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 섬유웹은 두께가 0.4 내지 12 밀리미터이며, 면밀도가 80 내지 1200g/m2을 갖도록 형성되는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 피막층형성단계는 상기 섬유웹형성단계를 통해 제조된 섬유웹을 합성수지에 함침하거나, 섬유웹의 표면에 합성수지를 도포하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 피막층은 건조상태에서 20 내지 500g/m2의 고형분 함량을 나타내도록 형성되는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 합성수지는 아크릴계 수지, 에틸렌비닐아세테이트계 수지, 고무계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 합성수지에는 인계난연제가 더 함유되는 것으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은 전술한 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법을 통해 제조된 부직포를 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법은 표면이 균제하며, 입체상의 패턴이 부여된 후에도 형태안정성이 유지되는 입체패턴이 부여된 부직포를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 난연성, 내마모성, 흡음성 및 차음성이 우수하여, 자동차, 항공기 및 선박 등의 내장재, 건축생활자재, 칸막이, 아트보드 및 월페이퍼 등으로 사용될 수 있는 입체패턴이 부여된 부직포를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 입체패턴이 부여된 부직포 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 패턴이 형성된 부직포의 내마모성을 측정하여 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 입체패턴이 부여된 부직포 및 비교예 2를 통해 제조된 패턴이 부여된 부직포에 형성된 패턴을 촬영하여 나타낸 사진이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법은 부직포를 섬유웹으로 형성하는 섬유웹형성단계(S101), 상기 섬유웹형성단계(S105)를 거친 섬유웹을 엠보롤로 압착하는 패턴형성단계로 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법은 부직포를 섬유웹으로 형성하는 섬유웹형성단계(S101), 전술한 섬유웹형성단계(S101)를 통해 제조된 섬유웹에 피막층을 형성하는 피막층형성단계(S103) 및 전술한 피막층형성단계(S103)를 거친 섬유웹을 엠보롤로 압착하는 패턴형성단계(S105)로 이루어질 수도 있다.
전술한 섬유웹형성단계(S101)는 부직포를 섬유웹으로 형성하는 단계로, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴라아마이드 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 부직포를 니들펀치, 열접착, 케미컬본드, 에어레이드, 스펀레이스 및 스펀본드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 공법을 이용하여 섬유웹으로 형성하는데, 전술한 공법 중에서 니들펀칭 공법을 이용하는 것이 더욱 바람직하며, 섬유웹으로 형성된 부직포는 형태안정성이 향상된다.
전술한 니들펀치 공법을 이용하여 섬유웹을 형성하는 단계를 더욱 상세하게 설명하면, 포크니들(Fork Needle), 크라운니들(Crown Needle) 및 바브형 니들 (Barb Type Needle) 등의 니들을 이용하여 펀칭하는데, 니들의 Working blade는 0.40 내지 1.95 밀리미터이며, 니들의 길이는 크랭크 외곽(Crank Outside)으로부터 포인트 까지의 거리가 50.8 내지 127 밀리미터인 것이 사용된다.
전술한 조건을 갖는 니들을 이용하여 니들펀칭된 섬유웹은 두께가 0.4 내지 12 밀리미터이며, 면밀도는 80 내지 1200g/m2을 나타낸다.
이때, 전술한 부직포는 1.5 내지 17denier의 섬도, 25 내지 130 밀리미터의 길이, 2 내지 4.5g/denier의 강도 및 25 내지 65%의 신율을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 제품에 사양에 따라 일반적인 부직포와 저융점 부직포를 혼용하여 사용할 수도 있는데, 이때 저융점 부직포의 혼용율은 5 내지 40%가 바람직하다.
전술한 피막층형성단계(S103)는 전술한 섬유웹형성단계(S101)를 통해 제조된 섬유웹에 피막층을 형성하는 단계로, 전술한 섬유웹형성단계(S101)를 통해 제조된 섬유웹을 합성수지에 함침하거나, 섬유웹의 표면에 합성수지를 도포하여 이루어지는데, 전술한 과정을 통해 피막층이 형성된 섬유웹은 전술한 패턴형성단계(S105)에서 샤프하고 정교한 입체패턴의 부여가 가능해지며, 표면의 균제성이 향상되고, 우수한 내마모성을 나타낸다.
이때, 피막층은 건조상태에서 20 내지 500g/m2의 고형분 함량을 나타내도록 형성되며, 전술한 합성수지는 아크릴계 수지, 에틸렌비닐아세테이트계 수지, 고무계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는데, 아크릴계 수지로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 전술한 합성수지에는 인계난연제가 더 함유될 수도 있는데, 인계난연제는 합성수지 100 중량부 대비 5 내지 30 중량부가 첨가되며, 인계난연제가 함유된 합성수지로 이루어진 피막층은 입체패턴이 부여된 부직포의 외표면에 형성되기 때문에, 인계난연제의 투입량에 비해 우수한 난연효과를 나타낸다.
전술한 피막층을 형성할 때, 아크릴계 수지로 이루어진 합성수지에 함침하여 형성하는 경우에는 건조상태에서 20 내지 500g/m2의 고형분 함량을 나타내도록 형성되는 것이 바람직하며, 전술한 섬유웹을 메틸메타아크릴레이트, 에틸아크릴레이트 및 메틸메타아크릴레이트와 에틸아크릴레이트의 공중합체 등으로 이루어진 아크릴계 수지로 이루어진 합성수지에 함침한 후에 아크릴계 수지에 함유된 난연제 성분의 휘발을 최소화하고, 표면에 휘발로 인해 과도한 기공발생을 억제하여 균제한 피막층을 형성하기 위해 60 내지 110℃의 온도에서 예비건조하고, 110 내지 180℃의 온도에서 건조하는 과정이 완료되면 건조상태에서 20 내지 500g/m2의 고형분 함량을 갖는 피막층이 형성된다.
이때, 전술한 아크릴수지가 섬유웹에 내층까지 침투할 수 있도록 2kgf 이상의 압력을 나타내는 압력 Roll을 이용하여 가공하면, 섬유웹에 아크릴수지가 균제하게 형성된다.
또한, 전술한 섬유웹의 표면에 메틸메타아크릴레이트, 에틸아크릴레이트 및 메틸메타아크릴레이트와 에틸아크릴레이트의 공중합체 등으로 이루어진 아크릴계 수지를 코팅하여 피막층을 형성하는 과정은 Knife/Roll Coating을 통해 이루어지며, 아크릴계 수지에 함유된 난연제 성분의 휘발을 최소화하고, 표면에 휘발로 인해 과도한 기공발생을 억제하여 균제한 피막층을 형성하기 위해 60 내지 110℃의 온도에서 예비건조하고, 95 내지 180℃의 온도에서 건조하는 과정이 완료되면 20 내지 400g/m2의 고형분 함량을 갖는 피막층이 형성된다.
전술한 패턴형성단계(S105)는 전술한 피막층형성단계(S103)를 거친 섬유웹을 엠보롤로 압착하는 단계로, 110 내지 180℃의 온도로 가열된 엠보롤로 전술한 피막층형성단계(S103)를 거친 섬유웹을 압착하여 섬유웹에 입체패턴을 형성하는 단계다.
전술한 패턴형성단계(S105)를 통해 형성된 패턴은 0.5 내지 12 밀리미터의 심도를 갖는 엠보롤을 이용하여 형성되기 때문에, 로우 패턴의 경우는 0.5 내지 3 밀리미터, 미들패턴의 경우는 3.1 내지 8 밀리미터, 하이 패턴의 경우는 8 내지 12 밀리미터의 심도를 갖는다.
전술한 것처럼 하이, 미들 및 로우의 패턴이 부여된 부직포는 적용되는 부위에 따라 패턴의 심도를 세분화하여 입체적인 패턴의 구현이 가능하며, 이때, 엠보롤의 라인속도는 2 내지 15m/min을 나타낸다.
이하에서는, 본 발명에 따른 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 부직포의 내마모성, 난연성 및 패턴의 정교함을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 부직포를 니들펀칭하여, 두께가 6 밀리미터이며, 면밀도가 600g/m2인 섬유웹을 형성하고, 섬유웹을 메틸메타아크릴레이트, 에틸아크릴레이트 및 메틸메타아크릴레이트로 이루어진 아크릴계 합성수지에 함침한 후에 85℃의 온도에서 예비건조하고, 145℃의 온도에서 건조하여 섬유웹의 표면에 260g/m2의 피막층을 형성하고, 피막층이 형성된 섬유웹을 3.1 내지 8 밀리미터의 심도를 가지며, 165℃의 온도로 가열된 엠보롤로 압착하여 입체패턴이 형성된 부직포를 제조하였다.
<실시예 2>
폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 부직포를 니들펀칭하여, 두께가 6 밀리미터이며, 면밀도가 600g/m2인 섬유웹을 형성하고, 섬유웹의 표면을 메틸메타아크릴레이트, 에틸아크릴레이트 및 메틸메타아크릴레이트로 이루어진 아크릴계 합성수지로 코팅한 후에 85℃의 온도에서 예비건조하고, 145℃의 온도에서 건조하여 섬유웹의 표면에 210g/m2의 피막층을 형성하고, 피막층이 형성된 섬유웹을 3.1 내지 8 밀리미터의 심도를 가지며, 165℃의 온도로 가열된 엠보롤로 압착하여 입체패턴이 형성된 부직포를 제조하였다.
<비교예 1>
폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 부직포를 3.1 내지 8 밀리미터의 심도를 가지며, 165℃의 온도로 가열된 엠보롤로 압착하여 패턴이 형성된 부직포를 제조하였다.
<비교예 2>
폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 부직포를 니들펀칭하여, 두께가 6 밀리미터이며, 면밀도가 600g/m2인 섬유웹을 형성하고, 형성된 섬유웹을 3.1 내지 8 밀리미터의 심도를 가지며, 165℃의 온도로 가열된 엠보롤로 압착하여 패턴이 형성된 부직포를 제조하였다.
전술한 실시예 1을 통해 제조된 입체패턴이 부여된 부직포 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 패턴이 형성된 부직포의 내마모성을 측정하여 도 2에 나타내었다.
{단, 내마모성의 측정은 GMW-3208(H-18, 1000g, 70rpm, 1000회)을 이용하여 측정하였다.}
아래 도 3에 나타낸 것처럼 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 입체패턴이 형성된 부직포는 내마모성이 매우 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 전술한 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 입체패턴이 부여된 부직포 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 패턴이 형성된 부직포의 난연성을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
<표 1>
Figure 112012011266250-pat00001
위에 표 1에 나타낸 것처럼 본 발명의 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 입체패턴이 형성된 부직포는 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 패턴이 형성된 부직포에 비해 발화시간이 길어 난연성이 월등하게 향상된 것을 알 수 있다.
또한, 전술한 실시예 1을 통해 제조된 입체패턴이 부여된 부직포 및 비교예 2를 통해 제조된 패턴이 부여된 부직포에 형성된 패턴을 촬영하여 아래 도 4에 나타내었다.
아래 도 4에 나타낸 것처럼 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 입체패턴이 형성된 부직포는 비교예 2를 통해 제조된 패턴이 형성된 부직포에 비해 샤프하고, 정교한 패턴이 형성되는 것을 알 수 있다.
S101 ; 섬유웹형성단계
S103 ; 피막층형성단계
S105 ; 패턴형성단계

Claims (11)

  1. 부직포를 섬유웹으로 형성하는 섬유웹형성단계;
    상기 섬유웹형성단계를 거친 섬유웹을 엠보롤로 압착하는 패턴형성단계;로 이루어지며,
    상기 섭유웹은 두께가 0.4 내지 12 밀리미터이며, 면밀도가 80 내지 1200g/m2을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법.
  2. 부직포를 섬유웹으로 형성하는 섬유웹형성단계;
    상기 섬유웹형성단계를 통해 제조된 섬유웹에 피막층을 형성하는 피막층형성단계; 및
    상기 피막층형성단계를 거친 섬유웹을 엠보롤로 압착하는 패턴형성단계;로 이루어지며,
    상기 섭유웹은 두께가 0.4 내지 12 밀리미터이며, 면밀도가 80 내지 1200g/m2을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 부직포는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴라아마이드 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 부직포는 1.5 내지 17denier의 섬도, 25 내지 130밀리미터의 길이, 2 내지 4.5g/denier의 강도 및 25 내지 65%의 신율을 갖는 것을 특징으로 하는 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 섬유웹형성단계는 니들펀치, 열접착, 케미컬본드, 에어레이드, 스펀레이스 및 스펀본드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 공법으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 피막층형성단계는 상기 섬유웹형성단계를 통해 제조된 섬유웹을 합성수지에 함침하거나, 섬유웹의 표면에 합성수지를 도포하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 피막층은 건조상태에서 20 내지 500g/m2의 고형분 함량을 나타내도록 형성되는 것을 특징으로 하는 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 합성수지는 아크릴계 수지, 에틸렌비닐아세테이트계 수지, 고무계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 합성수지에는 인계난연제가 더 함유되는 것을 특징으로 하는 입체패턴이 부여된 부직포의 제조방법.
  11. 삭제
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