KR101480975B1 - 재활용이 가능한 친환경 부직포 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재활용이 가능한 친환경 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡음층, 전술한 흡음층의 상부면에 형성되는 접착층 및 전술한 접착층의 상부면에 형성되며 외표면에 파일이 형성된 표피층으로 이루어지며, 제1부직포를 카딩하여 이루어진 웹을 적층하고 니들펀칭한 후에, 니들펀칭된 제1부직포의 하부면에 파일을 형성하는 표피층형성단계, 제2부직포로 접착층을 형성하는 접착층형성단계, 전술한 표피층형성단계를 통해 제조된 표피층의 상부면에 전술한 접착층형성단계를 통해 제조된 접착층을 적층하고 니들펀칭하는 합지단계, 전술한 합지단계를 통해 형성된 적층체의 상부면을 용융시키는 용융단계 및 전술한 용융단계를 거친 적층체의 상부면에 흡음층을 적층하는 흡음층형성단계로 이루어진다.
전술한 과정을 통해 제조된 재활용이 가능한 친환경 부직포는 폴리에스터 계열의 성분들로 이루어져 재활용이 가능하며, 라텍스계열의 접착제를 사용하지 않기 때문에 휘발성유기화합물이 발생하지 않고, 매립을 통해 폐기처분하는 과정에서 우수한 생분해성을 나타낸다.

Description

재활용이 가능한 친환경 부직포 및 그 제조방법{ECO-FRIENDLY RECYCLABLE NONWOVEN FABRICS AND MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 재활용이 가능한 친환경 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 내장용 카펫 및 건축용 자재로 사용되며, 폴리에스터 계열의 성분들로 이루어져 재활용이 가능하며, 라텍스계열의 접착제를 사용하지 않기 때문에 휘발성유기화합물이 발생하지 않고, 매립을 통해 폐기처분하는 과정에서 우수한 생분해성을 나타내는 재활용이 가능한 친환경 부직포 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 재활용이 가능한 친환경 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 내장용 카펫 및 건축용 자재로 사용되며, 폴리에스터 계열의 성분들로 이루어져 재활용이 가능하며, 라텍스계열의 접착제를 사용하지 않기 때문에 휘발성유기화합물이 발생하지 않고, 매립을 통해 폐기처분하는 과정에서 우수한 생분해성을 나타내는 재활용이 가능한 친환경 부직포 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 공지된 카펫 재로는 일본특허(특개 소 52-53980호, 특개 소 61-132667호)가 있는데 전술한 공지의 특허는 부직포 기포의 표면에 의장을 목적으로 코드조나 벨로어(velour)조 등의 파일을 형성한 파일층을 가지고 그 하층에 파일층을 고정시켜 내마모성 향상 및 강성을 부여하기 위하여 라텍스가 함침된 함침층을 갖는 타입의 카펫에 관한 것이다.

또한, 일본특허(특개 소 59-140175호, 특개 소 57-205251호, 특개 소 59-204982호)는 자동차용 카펫 재로 라텍스 코팅층의 하층에 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드 필름 시트 또는 탄산칼슘(calcium carbonate)의 무기질을 함침한 에틸렌비닐아세테이트(EVA, Ethylene vinyl acetate) 공중합체 등의 열가소성(Thermoplasticity) 시트로 이루어지는 백킹(backing)층을 라미네이트한 적층제 타입의 것을 제시하고 있다.

더욱이, 라텍스를 이용하지 않는 것으로써 파일층, 기포층에 같은 양의 심초구조를 가지는 열융착 섬유를 배합한 타입은 일본특허(특개 평7-9925호)에 기재되어 있다.

그러나, 전술한 종래에 카펫 재들은 플로어 카펫 이면에 표피층의 파일을 고정하여 모우 탈락을 방지하거나, 성형가공 공정이 가능하도록 라텍스 계열의 접착제, 열가소성 수지 시트, 열가소성 수지를 직접 사출 등으로 이면층을 코팅하여 사용하고 있는데, 플로어 카펫의 표피층이 이들 이면층을 코팅하여 플로어 카펫이 되기 위해서는 건조나 용융 등의 많은 열량을 필요로 하는 공정을 거치지 않으면 안되기 때문에 가공비용이 높으며, 라텍스 등의 케미컬 바인더의 사용으로 인한 차량 실내의 휘발성유기화합물의 발생 및 재활용 분제 등이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 전술한 종래의 기술들로 제조된 플로어 카펫은 중량이 무겁기 때문에 차량의 연비를 저하시키는 문제점이 있었다.

또한, 전술한 종래에 기술은 라텍스나 폴리에틸렌이 코팅된 부직포 카펫을 성형하는 공정에서 트리밍 스크랩을 대량 발생시키기 때문에 재활용이 어려워 폐기처분 되고 있으며, 폐기처분 시에 다량의 이산화탄소 및 유해가스를 발생시켜 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 폴리에스터 계열의 성분들로 이루어져 우수한 재활용성을 나타내는 재활용이 가능한 친환경 부직포 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 라텍스계열의 접착제를 사용하지 않기 때문에 휘발성유기화합물이 발생하지 않고, 매립을 통해 폐기처분하는 과정에서 우수한 생분해성을 나타내는 재활용이 가능한 친환경 부직포 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 중량이 가벼워 차량용 내장재로 적용했을 때, 우수한 연비개선 효과를 나타내는 친환경 부직포 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 형태안정성, 내모성, 강성 및 흡차음성이 우수한 재활용이 가능한 친환경 부직포 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 흡음층, 상기 흡음층의 상부면에 형성되는 접착층 및 상기 접착층의 상부면에 형성되며 외표면에 파일이 형성된 표피층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 재활용이 가능한 친환경 부직포를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 흡음층은 폴리에스터, 저융점폴리에스터, 폴리유산 및 생분해성 개질 폴리에스터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 흡음층은 폴리에스터 50 내지 90 중량% 및 저융점 폴리에스터 10 내지 50 중량%로 이루어지거나, 폴리에스터 50 내지 90 중량% 및 중공 폴리에스터 10 내지 50 중량%로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 접착층은 폴리에스터, 저융점폴리에스터, 폴리유산 및 생분해성 개질 폴리에스터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 접착층은 폴리에스터 30 내지 80 중량% 및 저융점 폴리에스터 20 내지 70 중량%로 이루어지거나, 저융점 폴리에스터가 20 내지 70 중량% 함유된 스펀본드 폴리에스터 부직포로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 저융점 폴리에스터는 시스코어형이며, 섬도가 2 내지 8 데니어인 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 접착층은 100 내지 250g/m²의 면밀도를 나타내는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 표피층은 폴리에스터, 폴리유산 및 생분해성 개질 폴리에스터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 표피층은 200 내지 500g/m²의 면밀도를 나타내는 것으로 한다.

또한, 본 발명의 목적은 제1부직포를 카딩하여 이루어진 웹을 적층하고 니들펀칭한 후에, 니들펀칭된 제1부직포의 하부면에 파일을 형성하는 표피층형성단계, 제2부직포로 접착층을 형성하는 접착층형성단계, 상기 표피층형성단계를 통해 제조된 표피층의 상부면에 상기 접착층형성단계를 통해 제조된 접착층을 적층하고 니들펀칭하는 합지단계, 상기 합지단계를 통해 형성된 적층체의 상부면을 용융시키는 용융단계 및 상기 용융단계를 거친 적층체의 상부면에 흡음층을 적층하는 흡음층형성단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 재활용이 가능한 친환경 부직포의 제조방법을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 접착층형성단계는 제2부직포를 카딩하여 이루어진 웹을 적층하고 니들펀칭하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 용융단계는 상기 합지단계를 통해 형성된 적층체의 상부면을 적외선 히터로 예열한 후에, 180 내지 220℃의 캘린더로 용융시켜 이루어지는 것으로 한다.

본 발명에 따른 재활용이 가능한 친환경 부직포 및 그 제조방법은 폴리에스터 계열의 성분들로 이루어져 우수한 재활용성을 나타내는 재활용이 가능한 친환경 부직포를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 라텍스계열의 접착제를 사용하지 않기 때문에 휘발성유기화합물이 발생하지 않고, 매립을 통해 폐기처분하는 과정에서 우수한 생분해성을 나타낸다.

또한, 중량이 가벼워 차량용 내장재로 적용했을 때, 우수한 연비개선 효과를 나타낸다.

또한, 형태안정성, 내모성, 강성 및 흡차음성이 우수한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 재활용이 가능한 친환경 부직포를 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 재활용이 가능한 친환경 부직포의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 재활용이 가능한 친환경 부직포의 제조과정을 나타낸 공정도이다.

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 재활용이 가능한 친환경 부직포는 흡음층(30), 전술한 흡음층(30)의 상부면에 형성되는 접착층(20) 및 전술한 접착층(20)의 상부면에 형성되며 외표면에 파일(11)이 형성된 표피층(10)으로 이루어진다.

전술한 흡음층(30)은 재활용이 가능한 친환경 부직포의 흡음성을 향상시켜주는 역할을 하며, 흡음특성을 향상시키기 위해 원형단면섬유, 원형단면중공섬유, 이형단면섬유(편평단면이 Y형 또는 W형) 및 분할형 섬유 등의 형태로 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

전술한 흡음층(30)은 폴리에스터, 저융점 폴리에스터, 폴리유산 및 생분해성 개질 폴리에스터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지며, 폴리에스터 50 내지 90 중량% 및 저융점 폴리에스터 10 내지 90 중량%로 이루어지거나, 폴리에스터 50 내지 90 중량% 및 중공 폴리에스터 10 내지 50 중량%로 이루어질 수도 있다.

이때, 전술한 폴리에스터는 1.5 내지 5 데니어를 갖는 것이 사용되며, 전술한 저융점폴리에스터는 시스코어형이며, 섬도가 2 내지 8 데니어인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

전술한 접착층(20)은 전술한 흡음층(30)의 상부면에 100 내지 250g/m²의 면밀도로 형성되며, 전술한 흡음층(30)과 전술한 표피층(10)을 접착시켜주는 역할을 하는데, 전술한 접착층(20)은 폴리에스터, 저융점폴리에스터, 폴리유산 및 생분해성 개질 폴리에스터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지며, 폴리에스터 30 내지 80 중량% 및 저융점 폴리에스터 20 내지 70 중량%로 이루어지거나, 저융점 폴리에스터가 20 내지 70 중량% 함유된 스펀본드 폴리에스터 부직포로 이루어질 수도 있다.

이때, 전술한 폴리에스터는 1.5 내지 5 데니어를 갖는 것이 사용되며, 전술한 저융점폴리에스터는 시스코어형이며, 섬도가 2 내지 8 데니어인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

전술한 표피층(10)은 전술한 접착층(20)의 상부면 200 내지 500g/m²의 면밀도로 형성되며 외표면에 파일(11)이 형성되는데, 파일(11)이 형성된 표피층(10)은 자동차 내장용 카펫으로 적용했을 때, 카펫이 미끄러지는 것을 억제하며, 카펫의 흡수성, 흡음성 및 차음성을 더욱 향상시키는 역할을 한다.

전술한 표피층(10)은 폴리에스터, 폴리유산 및 생분해성 개질 폴리에스터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어진다.

이때, 전술한 흡음층(30), 접착층(20) 및 표피층(10)에 사용될 수 있는 생분해성 개질 폴리에스터는 Aromatic Diacid, Aliphatic Diacid 및 Aliphatic Diol로 이루어지며, 생분해성을 나타내는 폴리에스터로 자연상태에서 자체 생분해성이 60개월에 40%이상(ASTM D6400으로 측정)을 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 재활용이 가능한 친환경 부직포의 제조방법은 제1부직포를 카딩하여 이루어진 웹을 적층하고 니들펀칭한 후에, 니들펀칭된 제1부직포의 하부면에 파일(11)을 형성하는 표피층형성단계(S101), 제2부직포로 접착층을 형성하는 접착층형성단계(S101-1), 전술한 표피층형성단계(S101)를 통해 제조된 표피층(10)의 상부면에 상기 접착층형성단계(S101-1)를 통해 제조된 접착층(20)을 적층하고 니들펀칭하는 합지단계(S103), 전술한 합지단계(S103)를 통해 형성된 적층체의 상부면을 용융시키는 용융단계(S105) 및 전술한 용융단계(S105)를 거친 적층체의 상부면에 흡음층(30)을 적층하는 흡음층형성단계(S107)로 이루어진다.

전술한 표피층형성단계(S101)는 제1부직포를 카딩하여 이루어진 웹을 적층하고 니들펀칭한 후에, 니들펀칭된 제1부직포의 하부면에 파일(11)을 형성하는 단계로, 5 내지 20 데니어의 제1부직포를 카딩하여 이루어진 웹을 3 내지 7겹 적층하고, 니들펀칭하여 200 내지 500g/m²의 면밀도를 갖는 웹으로 형성한 후에, 웹을 Stitching base에 놓고 파일(11)이 형성되도록 브러쉬 면을 향하여 니들링하고, 벨루어(Velours) 처리하여 이루어진다.

전술한 니들펀칭 공정은 Line speed가 3 내지 6m/min이며, 타밀도는 80 내지 250/cm²이고, 전술한 니들링 공정은 Fork 또는 Crown type의 니들이 사용되며, Line speed는 1.5 내지 4.5m/min이고, 침심은 7 내지 12 밀리미터인 것이 사용된다.

이때, 전술한 제1부직포의 성분은 전술한 재활용이 가능한 친환경 부직포에서 설명한 표피층(10)의 재료와 동일함으로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

전술한 접착층형성단계(S101-1)는 제2부직포로 접착층(20)을 형성하는 단계로, 제2부직포를 카딩하여 이루어진 웹을 적층하고 니들펀칭하는 이루어지며, 2 내지 8 데니어의 제2부직포를 카딩하여 이루어진 웹을 3 내지 7겹 적층하고, 니들펀칭하여 100 내지 250g/m²의 면밀도를 갖는 접착층(20)을 제조하는 단계다.

전술한 니들펀칭 공정은 Line speed가 3 내지 6m/min이며, 타밀도는 80 내지 250/cm²이고, 전술한 제2부직포의 성분이 전술한 재활용이 가능한 친환경 부직포에서 설명한 접착층의 재료와 동일함으로 이에 대한 설명은 생략하기로 하며, 전술한 접착층(20)이 저융점 폴리에스터가 20 내지 70 중량% 함유된 스펀본드 폴리에스터 부직포로 이루어진 경우에는 전술한 카딩공정, 웹 적층 및 니들펀칭공정 등이 생략되며, 스펀본드 폴리에스터 부직포에 별다른 공정을 가하지 않고 전술한 표피층(10)에 적층하여 전술한 합지단계(S103)를 진행하게 된다.

전술한 합지단계(S103)는 전술한 표피층형성단계(S101)를 통해 형성된 표피층(10)의 상부면에 전술한 접착층형성단계(S101-1)를 통해 제조된 접착층(20)을 적층하고 니들펀칭하여 합지하는 단계로, 이러한 합지단계(S103)를 통해 접착층(20)에 함유된 저융점 폴리에스터 섬유 일부가 표피층을 이루는 부직포들과 3차원 결합으로 형성되며, 전술한 용융단계(S105)에서 저융점 폴리에스터 섬유가 용융되어 표피층(10)에 형성된 파일(11)을 잡아주는 역할을 하게 되어, 내마모성 및 강성(stiffness)이 향상된 재활용이 가능한 친환경 부직포가 제조된다.

즉, 저융점 폴리에스터 섬유가 기존에 라텍스가 하던 바인더의 역할을 대체하게 되는 것이다.

전술한 용융단계(S105)는 전술한 합지단계(S103)를 통해 형성된 적층체의 상부면을 용융시키는 단계로, 전술한 합지단계(S103)를 통해 형성된 적층체의 상부면을 적외선 히터로 예열한 후에, 180 내지 220℃의 캘린더로 용융시켜 이루어진다.

전술한 용융단계(S105)에서 전술한 합지단계(S103)를 통해 저융점 폴리에스터 섬유 일부가 표피층(10)을 이루는 부직포들과 3차원 결합으로 형성된 적층체의 상부면을 가열하게 되면, 저융점 폴리에스터 섬유가 용융되어 표피층(10)에 형성된 파일(11)을 잡아주는 역할을 하도록 하여 내마모성 및 강성(stiffness)이 향상된 재활용이 가능한 친환경 부직포가 제공된다.

이때, 전술한 용융단계(S105)를 더욱 상세하게 설명하면, 전술한 합지단계(S103)를 통해 형성된 적층체의 상부면을 적외선 히터(60)로 예열한 후에, 180 내지 220℃의 온도를 나타내는 캘린더 롤러(40)로 통과시켜, 적층체의 상부면에 함유된 저융점 폴리에스터 섬유가 용융되어 필름과 같은 피막을 형성하도록 하는데, 이러한 과정을 통해 형성된 피막은 기존의 폴리에틸렌 사출 필름의 역할과 동일한 차음효과를 발휘하게 된다.

전술한 흡음층형성단계(S107)는 전술한 용융단계(S105)를 거친 적층체의 상부면에 흡음층을 적층하는 단계로, 전술한 용융단계(S105)를 통해 용융된 적층체의 상부면에 전술한 흡음층(30)을 적층하고, 흡음층(30)이 적층된 적층체를 냉각롤러 (50)사이로 통과시켜 일체화시킨다.

이때, 전술한 흡음층(30)의 성분은 전술한 재활용이 가능한 친환경 부직포에사용된 흡음층(30)의 재료와 동일함으로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

전술한 흡음층형성단계(S107)를 통해 제조된 재활용이 가능한 친환경 부직포는 두께가 2 내지 4 밀리미터이며, 중량이 300 내지 1400g/㎡ 이다.

따라서, 전술한 표피층형성단계(S101), 접착층형성단계(S101-1), 합지단계(S103), 용융단계(S105) 및 흡음층형성단계(S107)를 통해 제조되는 재활용이 가능한 친환경 부직포는 폴리에스터 계열의 성분들로 이루어져 우수한 재활용성을 나타내며, 라텍스계열의 접착제를 사용하지 않기 때문에 휘발성유기화합물이 발생하지 않고, 생분해성이 우수한 성분들로도 제조될 수 있기 때문에, 매립을 통해 폐기처분하는 과정에서 우수한 생분해성을 나타낸다.

또한, 중량이 가벼워 차량용 내장재로 적용했을 때, 우수한 연비개선 효과를 나타내며, 형태안정성, 내모성, 강성 및 흡차음성이 우수하다.

10 ; 표피층
20 ; 접착층
30 ; 흡음층
40 ; 캘린더 롤러
50 ; 냉각롤러
60 ; 적외선히터
S101 ; 표피층형성단계
S101-1 ; 접착층형성단계
S103 ; 합지단계
S105 ; 용융단계
S107 ; 흡음층형성단계

Claims (12)

1. 흡음층;
   상기 흡음층의 상부면에 형성되는 접착층; 및
   상기 접착층의 상부면에 형성되며 외표면에 파일이 형성된 표피층;으로 이루어지며,
   상기 흡음층은 생분해성 개질 폴리에스터로 이루어지고,
   상기 접착층은 100 내지 250g/m²의 면밀도를 나타내며, 생분해성 개질 폴리에스터로 이루어지고,
   상기 표피층은 상기 표피층은 200 내지 500g/m²의 면밀도를 나타내며, 생분해성 개질 폴리에스터로 이루어지고,
   상기 흡음층, 상기 접착층 및 상기 표피층에 사용되는 생분해서 개질 폴리에스터는 Aromatic Diacid, Aliphatic Diacid 및 Aliphatic Diol로 이루어지는 것을 특징으로 하는 재활용이 가능한 친환경 부직포.
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