KR101308502B1

KR101308502B1 - 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101308502B1
Application number: KR1020120125016A
Authority: KR
Inventors: 이헌주; 양기욱; 차종혁; 강규석; 김창현
Original assignee: 주식회사 익성; 양기욱; 이헌주
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2013-09-17
Also published as: WO2014073802A8; CN104040059A; EP2918718B1; US20180134003A1; US10525665B2; US20150314559A1; TR201901533T4; WO2014073802A1; EP2918718A4; CN104040059B; EP2918718A1

Abstract

본 발명의 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹은 멜트 블로운 방법에 의해 제조된 섬유웹에 있어서, 멜트 상태로 블로운 된 극세 섬유가 서로 다른 표면 속도를 갖는 수집부에 접촉 시켜셔 수집하는 방법으로 제조되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹은, 블로운 된 극세 섬유 중 저속 수집부에 도달한 부분은 층상으로 가로로 적층되어 가로섬유층(10)을 형성하고, 블로운 된 극세 섬유 중 상기 저속 수집부의 표면의 속도보다 더 큰 표면 속도를 갖는 고속 수집부에 도달한 부분은 꼬불꼬불한 형상의 세로섬유층(20)을 형성하며, 상기 세로섬유층(20)의 상단은 서로 얽혀서 섬유웹의 최상부를 형성하는 웨이브진 형상의 웨이브층(30);를 형성하는 것을 특징으로 한다. 것을 특징으로 하는 이중층 멜트 블로운 섬유웹에 관한 것이다.

Description

웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 및 그 제조방법 { Melt Blown Fiber Web and and Producing Method }

본 발명은 이중층 멜트 블로운 섬유웹 및 그 제조방법에 관한 것이다.

한국 출원 제 10-2010-7000497호(2008년05월07일) 스테일플 섬유를 갖는 멜트블로운 섬유웹은 "멜트블로운 섬유(meltblown fiber)와 엉킨 스테이플 섬유(staple fiber)를 포함하는 다공성 부직 웨브(porous nonwoven web)로서, 멜트블로운 섬유는 엉킨 마이크로섬유(microfiber)와 메조섬유(mesofiber)의 2중 모드(bimodal) 혼합물을 포함하며, 메조섬유보다 적어도 약 5배 많은 마이크로섬유가 있고, 메조섬유는 멜트블로운 섬유의 적어도 약 30 중량%를 구성하는 웨브."을 게시한다.

US 특허 4,1118,531는 출원일:1977.11.04; 출원인:Monnesota Mining and Manufacturing Company 는, 평균직경이 약 10마이크로미터보다 작은 마이크로파이버와, 적어도 15%의 컬을 갖는 컬진 벌킹 파이버(즉, 스테이플 화이버를 말함)가, 9:1~1:9로 서로 무작위로 섞여지고 엮어져서, 적어도 30cm³/g의 로프트를 갖는 탄성적이며 압축성의 화이바 구조를 게시한다.

본 발명은 내연기관 차량에서 문제되는 차량의 실내소음에 대한 차음, 흡음 특성이 우수하고 또한 단위 크기당 중량이 가벼워서 차량의 에너지 효율성을 상대적으로 증대시킬 수 있는 멜트 블로운 섬유웹 및 그 제조방법을 제공하기 위함이다.

또한, 본 발명은 종래의 흡차음재가 가지지 못하였던 차량 실내 소음의 저주파 영역(200 ~ 800Hz) 영역에서의 흡차음 성능을 증가시킬 수 있으며, 통기도 및 설계 인자 조절에 의하여 흠차음재의 소음 저감영역 대역을 사용자(자동차 회사)의 요구에 따라 제어할 수 있는 멜트 블로운 섬유웹 및 그 제조방법을 제공하기 위함이다.

본 발명의 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹은 멜트 블로운 방법에 의해 제조된 섬유웹에 있어서, 멜트 상태로 블로운 된 극세 섬유가 서로 다른 표면 속도를 갖는 수집부에 접촉 시켜셔 수집하는 방법으로 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹은,

블로운 된 극세 섬유 중 저속 수집부에 도달한 부분은 층상으로 가로로 적층되어 가로섬유층(10)을 형성하고,

블로운 된 극세 섬유 중 상기 저속 수집부의 표면의 속도보다 더 큰 표면 속도를 갖는 고속 수집부에 도달한 부분은 꼬불꼬불한 형상의 세로섬유층(20)을 형성하며,

상기 세로섬유층(20)의 상단은 서로 얽혀서 섬유웹의 최상부를 형성하는 웨이브진 형상의 웨이브층(30);를 형성하는 것을 특징으로 한다.

현재까지 개발된 멜트블로운 섬유웹 및 그 제조방법으로는 보다 밀도가 낮고 벌키(bulky)하며 내부구조가 조밀한 섬유웹을 제조하는데 한계가 있으며, 압축탄성율 및 흡음성능 또한 만족스럽지 못하다. 본 발명자의 목표는 기존의 한계를 극복하는 것으로 본 발명자는 다년간의 연구 끝에 기존 제품에 비해 보다 밀도가 낮고 벌키(bulky)하며 내부구조가 조밀하고 압축탄성율과 흡음성능이 향상된 멜트블로운 섬유웹과 용의한 제조방법을 발명하게 되었다. 본 발명의 멜트블로운 섬유웹은 기존의 멜트블로운 섬유웹에 비해 보다 벌키하면서 탄성이 우수하고 내부 구조가 조밀할 뿐만 아니라 제품의 특성을 보다 용의하게 조절할 수 있다.

본 발명을 이용하면 보다 부피가 크고 탄성이 우수하며 보다 조밀한 구조의 멜트블로운 섬유웹을 제조 할 수 있으며, 또한 제조자의 임의의 조작을 통해 용이하게 멜트블로운 극세사의 적층형태를 다양하게 변화시킴으로써 극세간의 결합강도, 꼬임형태, 섬유웹의 탄성, 밀도 및 부피 등을 조절하여 다양한 특성의 멜트블로운 섬유웹을 보다 용의한 방법으로 제조 할 수 있다.

본 발명의 효과를 보다 구체적으로 기술하면, 1. 보다 밀도가 낮고 부피가 크고 압축에 대한 복원력이 우수한 멜트블로운 섬유웹을 시장에 제공할 수 있다.

2. 보다 흡음성능이 우수하고 내부구조가 조밀한 멜트블로운 섬유웹을 시장에 제공할 수 있다. 또한, . 보다 조밀한 구조의 멜트블로운 섬유웹을 시장에 제공할 수 있으며 이로 인해 향 진드기 성을 향상 시킬 수 있다.

3. 수평방향의 멜트블로운 초극세사와 수직방향의 멜트블로운 초극세사의 형태 및 적층량을 조절하여 다양한 밀도, 탄성 및 내부구조의 멜트블로운 섬유웹을 용의하게 제조할 수 있다. 즉, 용이한 방법으로 수평방향의 멜트블로운 극세사와 수직방향의 멜트블로운 초극세사를 반복적으로 적층하여 다양한 밀도, 탄성, 내부구조를 가진 멜트블로운 섬유웹을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 단면 구성도.
도 2(a, b)는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 상부 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 제조 방법 설명도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 제조 방법 설명도(가로섬유층과 세로섬유층 비율 조절 관련).
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 제조 장치 설명도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 제조 방법 흐름도.
도 7는 실시예 1와 비교예 1 흡음 특성 시험결과.
도 8은 실시예 2와 비교예 2 흡음 특성 시험결과.

이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 및 그 제조방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 단면 구성도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 상부 구성도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 제조 방법 설명도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 제조 방법 설명도(가로섬유층과 세로섬유층 비율 조절 관련), 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 제조 장치 설명도, 도 6은 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 2 시험결과, 도 7는 실시예 1와 비교예 1 흡음 특성 시험결과이고, 도 8은 실시예 2와 비교예 2 흡음 특성 시험결과이다.

본 발명의 특징은 서로 다른 표면 속도(멜트 블로운 극세 섬유가 도달하는 영역의 속도를 말함)를 갖는 수집부에 멜트 블로운 섬유를 도달하게 하여 이중 특성을 갖는 구조가 형성되게 하는 섬유웹에 관한 것이며, 본 발명에서 고속 수집부 또는 저속 수집부는 양자가 서로 다른 표면(섬유가 도달하는 표면을 말함) 속도를 갖는다는 상대적 개념이며, 고속 수집부 또는 저속 수집부는 원형의 롤러에 의해 회전하는 표면, 또는 평면 형으로 이동하는 벨트형 수집부 등을 포함하는 개념이다. 수집부란 멜트 블로운 섬유가 도달되는 부분을 갖는 구성요소를 칭하는 용어로 사용되며 멜트 블로운 섬유가 적층되면서 이동되는 영역을 칭하는 용어이다.

도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 일실시예에서 수집기(7)의 좌측은 저속 수집부를 이루로 적층형태 변경장치(6)는 고속 수집부를 이룬다. 고속과 저석은 상대적인 개념으로서 단순히 고속 수집부의 표면 속도가 저속 수집부의 표면 속도?가 큰 것을 표현하게 위한 비교 개념이며 정량족 절대 기준을 의미하지 않으며 이로 인하여 본 발명이 불명하게 된다고 볼수 없다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹은 멜트 상태로 블로운 된 극세 섬유가 서로 다른 표면 속도를 갖는 수집부에 접촉 시켜셔 수집하는 방법으로 제조되는 것이 특징이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹은 가로섬유층(10)과 세로섬유층(20)과 웨이브층(30)을 포함하여 구성된다. 본 발명의 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹에 있어서, 블로운 된 극세 섬유 중 저속 수집부에 도달한 부분은 층상으로 가로로 적층되어 가로섬유층(10)을 형성하고, 블로운 된 극세 섬유 중 상기 저속 수집부의 표면의 속도보다 더 큰 표면 속도를 갖는 고속 수집부에 도달한 부분은 꼬불꼬불한 형상의 세로섬유층(20)을 형성한다. 세로섬유층(20)의 상단은 서로 얽혀서 섬유웹의 최상부를 형성하는 웨이브진 형상의 웨이브층(30)를 형성한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹에 있어서, 웨이브층(30)은, 웨이브(wave)의 산(山)과 골짜기(峽)가 이루는 선들이 불균칙한 간격을 가지면서 전후 방향으로 길게 배열되는 것이 바람직하다. 도 2b에 도시된 바와 같이 본 발명의 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹에 있어서, 웨이브층(30)의 일측을 당기면 웨이브층(30)이 상기 세로섬유층(20)으로부터 분리되어 웨이브층(30) 만 일체로 섬유층으로 부터 분리되는 것이 바람직하다.

본 발명의 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹에 있어서, 멜트 블로운 극세섬유들을 서로 엮어주는 스테이플 파이버를 더 포함하는 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 멜트블로운 섬유웹을 감싸는 커포용 포(40, Covering Fabric)를 더 포함하며, 커포용 포(40, Covering Fabric)는 스펀본드 섬유로 이루어진 부직포인 것이 바람직하다.

본 발명의 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹에 있어서, 가로 섬유층(10)과 세로 섬유층(10)의 두께 비율은, 외부 압축 하중에 없으며 자유롭게 펼쳐진 상태 또는 커포용 포(40, Covering Fabric)가 입혀지고 외부 압축 하중에 없으며 자유롭게 펼쳐진 상태 또는 외부 힘에 의해 무하중 상태의 섬유 웹 전체 두께의 0.1 ~ 2배 만큼 상향으로 당겨진 상태에서, 1:1 ~ 1: 9 인 것이 바람직하다.

본 발명의 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹에 있어서, 커포용 포(40, Covering Fabric)가 입혀지지 않은 상태에서 상기 다중층 멜트 블로운 섬유웹의 전체 중량 중 상기 스테이플 파이버가 차지하는 중량%는 5 ~ 90 중량%인 것이 바람직하다. 스테이플 화이버인 메조섬유는 올레핀 계열의 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 또는 아마이드 계열의 나일론(Nylon) 등의 스테이플 섬유(Staple fiber, 단섬유)를 사용하는 것이 바람직하다. 스테이플 화이버인 메조섬유의 재질은, 올레핀 계열의 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 또는 아마이드 계열의 나일론(Nylon), 유리 섬유, 카본계 섬유 등을 포함하는 개념의 고분자 인조 섬유군에서 선택되거나, 목화, 삼베, 펄프 등을 포함하는 개념의 천연 고분자 군에서 선택된다. 스테이플 화이버인 메조섬유는 스테이플 섬유(Staple fiber, 단섬유), 중공사(hollow fiber), 이형 단면사(multi-lobal fiber), 정전처리된 스테이플 화이버를 포함하는 개념이다.

본 발명의 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 제조방법은 도 3, 도 4, 도 6에 도시된 바와 같이, 멜트 블로운 방법에 의해 제조된 섬유웹에 있어서, 멜트 상태로 블로운 된 극세 섬유가 서로 다른 표면 속도를 갖는 수집부에 접촉 시켜셔 수집하는 방법으로 제조되는 것을 특징이다.

도 3, 도 4, 도 6에 도시된 바와 같이, 멜트 블로운 방법에 의해 제조된 섬유웹 방법은, (S1) 열가소성수지 조성물을 압출기에 투입하는 단계와, (S2) 열가소성 수지 조성물을 압출하는 단계와, (S3) 압출된 열가소성 수지 조성물을 고온, 고압의 기체와 함께 필라멘트 형태로 방사하는 단계와, (S4) 방사된 필라멘트의 일부는 저속 수집부에 일정한 패턴을 가지고 일방향으로 적층되어 가로섬유층(10)을 형성하고, 다른 일부는 고속 수집부에 접촉하여 세로섬유층(20)을 형성하는 단계; (S5) 제조된 멜트 블로운 섬유웹을 권취하는 단계를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

본 명세서상에서 사용되는 용어 열가소성 수지는 폴리머수지에 용융점 보다 높은 열을 가해 융해시키고 냉각시켜 고화시키는 작업을 반복적으로 할 수 있는 수지를 의미한다. 폴리머의 결정화도 크기에 따라 결정성과 비결정으로 나눌 수 있는데 결정성 열가소성수지에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론 등이 포함되고 비결정 열가소성수지에는 폴리염화비닐, 폴리스타이렌 등이 포함된다.

본 명세서상에서 사용되는 용어 폴리올레핀은 탄소 및 수소 원자로만 이루어진 포화된 개방 사슬의 중합체 탄화수소 계열 중 임의의 것을 의미한다. 일반적인 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐 및 에틸렌, 프로필렌 및 메틸펜텐 단량체의 다양한 배합물을 포함한다.

본 명세서상에서 사용되는 용어 폴리프로필렌은 프로필렌의 단독 중합체 뿐만 아니라, 반복단위 40% 이상의 프로필렌 단위인 공중합체도 포함한다.

본 명세서상에서 사용되는 용어 폴리에스테르는 에스테르 단위의 형성에 의해 연결되고 반복 단위 85% 이상이 디카르복실산과 디히드록시 알코올과의 축합 생성물인 중합체를 포함하는 개념이다. 이는 방향족, 지방족, 포화 및 불포화 이산 및 이알콜을 포함한다. 본 명세서상에서 사용되는 용어 폴리에스테르는 공중합체 및 블렌드 및 이들의 변형물을 포함한다. 폴리에스테르의 일반적인 예는 에틸렌 글리콜과 테레프탈산과의 축합 생성물인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이다.

본 명세서상에서 사용되는 용어 멜트 블로운 극세 섬유 또는 멜트 블로운 필라멘트는 용융된 가공성 중합체를 다수의 미세한 모세관을 통해 고온 고속의 압축기체와 압출함으로써 형성된 섬유 또는 필라멘트를 의미한다. 여기서, 상기 모세관은 원형, 삼각형 및 사각형을 포함하는 다각형, 별표모양 등 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 일례로서, 고온 고속의 압축기체는 용융 열가소성 중합체 재료의 필라멘트를 가늘게 하여 직경을 약 0.3 내지 10㎛으로 감소시킬 수 있다. 멜트블로운 섬유는 불연속 섬유일수도 있고 연속적인 섬유일 수도 있다. 멜트 블로운 극세 섬유의 70~80, 또는 90%는 10㎛ 이하의 직경을 갖을 수 있다. 멜트 블로운 극세 섬유의 10, 20, 또는 30%는 3㎛ 이하의 직경을 갖을 수 있다.

본 명세서상에서 사용되는 용어 스펀본드 섬유는 모세관을 통해 압출되는 다수의 미세한 직경의 필라멘트를 고온의 관을 이용해 연신시키는 방법으로 제조된 섬유웹을 의미한다. 스펀본드 섬유는 필라멘트의 길이방향으로 연속적이고 상기 필라멘트의 평균 직경이 약 5㎛ 보다 크다.

<실시예 1 >

본 발명의 제조방법인 도 3의 멜트 블로운 섬유웹 제조 공정도의 방법에 따라 멜트블로운 섬유웹을 제조하였다. 구체적인 제조 조건은 다음과 같다.

압출기(2)에 용융지수가(230℃, g/10min)가 1400인 엘지케미칼社의 호모 폴리프로필렌 H7914 폴리머 수지 99.8wt%와 시바스페셜 케미칼(Ciba special chemical)社의 자외선안정제인 티누빈 622(Tinuvin 622) 및 내열안정제인 이가녹스 1010(Irganox 1010)을 각각 0.1wt%로 구성된 열가소성 수지 조성물(1)을 투입하였다.

Length/Dimension이 1/28인 싱글 압출기를 분당 80회 회전시켜 열가소성 수지조성물(1)을 혼련, 가열, 압출 하였다. 이 후 오리피스의 직경이 0.2mm이고 갯수가 inch당 32개인, 직경 2m인 방사다이(3) 내부의 오리피스(3A)를 통해 파이버를 수집기 방향으로 방사 하였다. 이 때 파이버를 방사다이(3) 내부의 좌우 대칭으로 설치된 고온, 고속 기체 분사구(4AA, 4BB)에서 분출되는 고온, 고속의 기체와 충돌시켜 멜트블로운 초극세사를 제조 하였다.

방사다이(3)와 수집장치(7)의 수직거리가 70cm가 되도록 하고 수집창치(7)의 속도를 2.5m/분으로 하여, 200g/㎡ 중량의 멜트블로운 섬유을 제조 하였다. 방사다이(3)에서 방사된 멜트브로운 초극세사(5)의 50wt%는 본 발명의 적층형태 변경장치(6)를 거치지 않고 수집기(7)에 바로 도달하여 수평방향으로 적층되게 하였고 방사다이(3)에서 방사된 멜트브로운 초극세사(5)의 50wt%는 본 발명의 적층형태 변경장치(6)를 통해 초극세사(5)의 방향을 수직으로 변경하여 수평방향의 멜트블로운 섬유웹 상부에 수직방향으로 적층하였다.

상기와 같이 제조된 200g/㎡의 멜트블로운 섬유웹의 양면을 15g/㎡인 스펀본드 부직포와 합지하여 총 중량 230g/㎡의 멜트블로운 초극세사 섬유웹을 제조하였다.

본 실시 예의 적층형태 변경장치의 작업 조건은 다음과 같다. 본 실시 예에 사용된 본 발명의 적층형태 변경장치는 길이가 2,200mm이고 직경이 100파이인 스틸재질의 롤(A)와 동일한 크기의 스틸재질의 롤(A’)을 직경이 2,100mm인 스테인레스 재질의 메쉬벨트(C)가 연결되어 있다. 스틸롤(A)와 스틸롤(A’) 사이의 거리(E)는 400mm이고 스틸롤(A)와 스틸롤(A’)는 도 3(a, b)와 같이 동일한 방향으로 동일 속도로 회전하게 하였고, 적층형태 변경장치(6)의 스테인레스 메쉬밸트(C) 내부에는 방사다이에서 분출되는 고온,고압의 기체를 흡입하기 위한 흡입장치(B)를 포함하고있다. 적층형태 변경장치(6)와 방사다이(3)의 수직거리(D)는 35cm, 적층형태 변경장치(6)와 수집장치(7)와의 수직 거리(D’)는 25cm로 설정 하였다. 또한 적층형태 변경장치(6)의 위치는 방사다이(3)에서 방사된 멜트브로운 극세사(5)가 50wt%를 수집할 수 있는 거리에 위치시켰다.

도 1은 실시예 1을 시행하여 제조된 멜트블로운 섬유웹의 단면도이다. 상기 실시 예로 제조된 멜트블로운 섬유웹의 두께, 중량, 압축탄성율, 흡음율을 측정하였다. 섬유웹의 두깨는 부직포 두께 측정 방법인 기술표준 ISO 9073-2의 5.3항에 준하여 측정하였으며, 중량은 시료에서 100mm x 100mm의 크기의 임의의 시편을 5개 채취, 중량을 측정하여 평균값을 대표값으로 표기 하였다.

섬유웹의 압축 복원력은 MS341-17의 4.8항에 준하여 두께 복원력을 측정 하였고 흡음성능은 기술표준 GM 14177의 간의 잔향실법에 준하여 실험하였다. 진드기 기피성 평가시험은 기술표준 FC-TM-21의 통과시험법에 준하여 실시하였다. 도 1의 수평방향으로 적층된 멜트블로운 섬유웹(10AH)의 두께(10HD)와 중량은 가각 5mm, 100g/㎡이다. 또한 수직방향으로 적층된 멜트브로운 섬유웹(10AV)의 두깨(10VD)와 중량은 각각 8mm와 100g/㎡이다.

< 실시예 2 : 스테이플 파이바 포함>

압출기(2)에 용융지수가(230℃, g/10min)가 1400인 엘지케미칼社의 호모 폴리프로필렌 H7914 폴리머 수지 99.8wt%와 시바스페셜 케미칼(Ciba special chemical)社의 자외선안정제인 티누빈 622(Tinuvin 622) 및 내열안정제인 이가녹 1010(Irganox 1010)을 각각 0.1wt%로 구성된 열가소성 수지 조성물(1)을 투입하였다.

방사다이(3)에서 수집기(7) 방향으로 10cm지점에 스테이플 파이버 투입장치를 설치하여 직경이 40㎛이고 평균길이가 39mm인 폴리프로피렌 재질의 스테이플 파이버를 섬유웹 전체 중량에 20wt%가 되도록 멜트블로운 초극세사(5)에 투입하였다. 방사다이(3)와 수집장치(7)의 수직거리가 70cm가 되도록 하고 수집창치(7)의 속도를 2m/분으로 하여, 200g/㎡ 중량의 멜트블로운 섬유웹을 제조 하였다. 방사다이(3)에서 방사된 멜트브로운 초극세사(5)의 50wt%는 본 발명의 적층형태 변경장치(6)를 거치지 않고 수집기(7)에 바로도달하여 수평방향으로 적층되게 하였고 방사다이(3)에서 방사된 멜트브로운 초극세사(5)의 50wt%는 본 발명의 적층형태 변경장치(6)를 통해 극세사(5)의 방향을 수직으로 변경하여 수평방향의 멜트블로운 섬유웹 상부에 수직방향으로 적층하였다.

방사다이(3)에서 수집기 상기와 같이 제조된 200g/㎡의 멜트블로운 섬유웹의 양면을 15g/㎡인 스펀본드 부직포와 합지하여 총 중량 230g/㎡의 멜트블로운 초극세사 섬유웹을 제조하였다.

<비교예 1>

상술한 제1 실시예와 비교하여 본 발명의 적층형태 변경장치(6)을 사용하지 않고 방사다이(3)에서 방사된 멜트블로운 초극세사(5)를 모두 수집기에서 수평방향으로 적층하여 멜트블로운 섬유웹을 제조 하였다.멜트블로운 섬유웹의 양면을 15g/㎡인 스펀본드 부직포(커버용 포)와 합지하여 총 중량 230g/㎡의 멜트블로운 초극세사 섬유웹을 제조 하였다.

<비교예 2>

상술한 제2 실시예와 비교하여 본 발명의 적층형태 변경장치(6)을 사용하지 않고 방사다이(3)에서 방사된 멜트블로운 초극세사(5)를 모두 수집기에서 수평방향으로 적층하여 멜트블로운 섬유웹을 제조 하였다.멜트블로운 섬유웹의 양면을 15g/㎡인 스펀본드 부직포(커버용 포)와 합지하여 총 중량 230g/㎡의 멜트블로운 초극세사 섬유웹을 제조하였다.

<비교 고찰>

도 6은 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 2 시험결과, 도 7은 실시예 1와 비교예 1 흡음 특성 시험결과, 도 8은 실시예 2와 비교예 2 흡음 특성 시험결과이다. 도 8의 표 1은 실시 예 1 내지 2와 비교 예 1 내지 2의 조건에 의해 제조된 멜트블로운 섬유웹의 두께 및 중량을 측정한 것이다. 그림 8의 표 2는 실시 예 1내지 2와 비교 예 1 내지 2의 내열조건과 내습조건에서의 압축 탄성율 측정결과와 진드기 통과시험 결과를 나타낸 것이다.

도 6의 표 1과 2의 실시 예 1 내지 2와 비교 예 1 내지 2의 결과를 비교해 보면 본 발명의 효과를 분명하게 확인 할 수 있다. 수평방향으로 적층된 멜트브로운 섬유웹 상부에 본 발명의 적층형태 변경장치를 이용하여 수직방향의 멜트블로운 섬유웹을 적층할 경우, 수평방향의 섬유웹 만으로 구성된 섬유웹에 비해 동일중량에서 두께가 30~41% 향상 되는 것을 확인 할 수 있다. 실시 예1과 비교 예1의 압축탄성율 결과를 비교해 보면, 수직방향과 수평방향의 조합으로 구성된멜트블로운 섬유웹이 수평방향으로만 구성된 멜트 블로운 섬유웹에 비해 내열조건일 경우 46%, 내습조건일 경우 10% 향상 되는 것을 확인 할 수 있다.

도 6에서, 또한, 실시 예 2와 비교 예 2의 압축탄성율 결과를 비교해 보면, 수직방향과 수평방향의 조합으로 멜트브로운 섬유웹이 수직방향으로만 구성된 멜트블로운 섬유웹에 비해 내열 조건일 경우 20%, 내습조건일 경우 10% 향상 되는 것을 확인 할 수 있다. 여기서, 실시 예 1내지 비교 예 2의 내열조건에서의 압축탄성율 차이가 실시 예 2내지 비교 예 2의 내열조건에서의 압축탄성율에 차이보다 현저히 큰 것을 확인 할 수 있는데, 이는 폴리프로필렌 스테이플 파이버가 혼합된 경우, 그렇지 않을 경우에 비해 상대적으로 내열 압축 탄성율 특성이 좋기 때문에 나타난 결과로 볼 수 있다.

도 6에서, 또한, 실시 예 1 내지 실시 예 2는 진드기 시험에서 진드기를 통과시키지 않았으나 비교 예 1내지 비교 예 2의 경우 진드기 시험에서 실패하는 결과를 나타냈다. 이는 본 발명의 수평방향의 적층과 수직방향의 적층 조합의 멜트블로운 섬유웹의 내부구조가 수평방향의 적층구조만을 가진 비교 예 1 내지 비교 예 2의 경우에 비해 보다 내부구조가 조밀하기 때문에 나타난 결과이다.

도 7의 표 3은 실시 예 1과 비교 예 1의 흠음성능을 측정한 결과이고 도 10의 표 4는 실시 예 2와 비교 예 2의 흠음성능을 측정한 결과이다. 상기 실험결과에서 실시 예 1은 비교 예 1과 비교하여 보다 우수한 흡음성능을 보였으며 실시 에 2는 비교 예 2와 비교하여 보다 향상된 흡음성능을 구현하고 있다. 이는 본 발명의 수평방향의 적층과 수직방향의 적층 조합의 멜트블로운 섬유웹의 내부구조가 수평방향의 적층구조만을 가진 비교 예 1 내지 비교 예 2의 경우에 비해 보다 내부구조가 더욱 조밀하고 보다 벌키(bulky)하기 때문에 나타난 결과이다. 즉, 상기 실시 예 및 비교 예의 결과를 종합해서 정리하면, 본 발명의 멜트블로운 섬유웹 및 그 제조방법을 이용하면기존 생산방식에 비해 보다 벌키(bulky)하며 압축탄성율이 우수하고 보다 내부구조가 조밀한 멜트블로운 섬유웹을 제조 할 수 있다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 제품의 흡차음 특성이 자동차 소음 제어의 중요 주파수 영역대에서 개선됨을 알 수 있다.

본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.

아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.

10 : 가로 섬유층
20 :세로 섬유층
30 : 커버용 포

Claims

멜트 블로운 방법에 의해 제조된 섬유웹에 있어서,
멜트 상태로 블로운 된 극세 섬유가 서로 다른 표면 속도를 갖는 수집부에 접촉 시켜셔 수집하는 방법으로 제조되되;
블로운 된 극세 섬유 중 저속 수집부에 도달한 부분은 층상으로 가로로 적층되어 가로섬유층(10)을 형성하고,
블로운 된 극세 섬유 중 상기 저속 수집부의 표면의 속도보다 더 큰 표면 속도를 갖는 고속 수집부에 도달한 부분은 꼬불꼬불한 형상의 세로섬유층(20)을 형성하며,
상기 세로섬유층(20)의 상단은 서로 얽혀서 섬유웹의 최상부를 형성하는 웨이브진 형상의 웨이브층(30);를 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹.
제1항에 있어서,
상기 웨이브층(30)은,
웨이브(wave)의 산(山)과 골짜기(峽)가 이루는 선들이 불균칙한 간격을 가지면서 전후 방향으로 길게 배열되는 것을 특징으로 하는 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹.
멜트 블로운 방법에 의해 제조된 섬유웹에 있어서,
멜트 상태로 블로운 된 극세 섬유가 서로 다른 표면 속도를 갖는 수집부에 접촉 시켜셔 수집하는 방법으로 제조되되;
섬유웹의 최상부를 형성하는 웨이브진 형상의 웨이브층(30)을 포함하고,
상기 웨이브층(30)은,
웨이브(wave)의 산(山)과 골짜기(峽)가 이루는 선들이 불균칙한 간격을 가지면서 전후 방향으로 길게 배열되는 것을 특징으로 하는 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹.
제1항에 있어서,
상기 웨이브층(30)의 일측을 당기면 웨이브층(30)이 상기 세로섬유층(20)으로부터 분리되어 웨이브층(30) 만 일체로 섬유층으로 부터 분리되는 것을 특징으로 하는 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 멜트 블로운 극세섬유들을 서로 엮어주는 스테이플 파이버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹.
삭제
제1항에 있어서,
상기 멜트블로운 섬유웹을 감싸는 커포용 포(40, Covering Fabric)를 더 포함하며, 상기 커포용 포(40, Covering Fabric)는 스펀본드 섬유로 이루어진 부직포인 것을 특징으로 하는 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹.
제1항에 있어서,
상기 가로 섬유층(10)과 세로 섬유층(10)의 두께 비율은,
외부 압축 하중에 없으며 자유롭게 펼쳐진 상태 또는 커포용 포(40, Covering Fabric)가 입혀지고 외부 압축 하중에 없으며 자유롭게 펼쳐진 상태 또는 외부 힘에 의해 무하중 상태의 섬유 웹 전체 두께의 0.1 ~ 2배 만큼 상향으로 당겨진 상태에서,
1:1 ~ 1: 9 인 것을 특징으로 하는 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹.
제5항에 있어서,
커포용 포(40, Covering Fabric)가 입혀지지 않은 상태에서 상기 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹의 전체 중량 중 상기 스테이플 파이버가 차지하는 중량%는 5 ~ 90 중량%인 것을 특징으로 하는 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹.
제9항에 있어서,
상기 스테이플 화이버인 메조섬유의 재질은, 올레핀 계열의 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 또는 아마이드 계열의 나일론(Nylon), 유리 섬유, 카본계 섬유 등을 포함하는 개념의 고분자 인조 섬유군에서 선택되거나, 목화, 삼베, 펄프 등을 포함하는 개념의 천연 고분자 군에서 선택되며;
상기 스테이플 화이버인 메조섬유는 스테이플 섬유(Staple fiber, 단섬유), 중공사(hollow fiber), 이형 단면사(multi-lobal fiber), 정전처리된 스테이플 화이버를 포함하는 개념인 것을 특징으로 하는 이중구조를 갖는 멜트 블로운 섬유웹.
삭제
멜트 블로운 방법에 의해 제조된 섬유웹에 있어서,
멜트 상태로 블로운 된 극세 섬유가 서로 다른 표면 속도를 갖는 수집부에 접촉 시켜셔 수집하는 방법으로 제조되되;
(S1) 열가소성수지 조성물을 압출기에 투입하는 단계;
(S2) 열가소성 수지 조성물을 압출하는 단계;
(S3) 압출된 열가소성 수지 조성물을 고온, 고압의 기체와 함께 필라멘트 형태로 방사하는 단계;
(S4) 방사된 필라멘트의 일부는 저속 수집부에 일정한 패턴을 가지고 일방향으로 적층되어 가로섬유층(10)을 형성하고, 다른 일부는 고속 수집부에 접촉하여 세로섬유층(20)을 형성하는 단계;
(S5) 제조된 멜트 블로운 섬유웹을 권취하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이브형 멜트 블로운 섬유웹 제조 방법.