KR101617797B1 - 저융점 고분자를 포함하는 이형 단면 섬유 및 이를 이용한 섬유집합체 - Google Patents

저융점 고분자를 포함하는 이형 단면 섬유 및 이를 이용한 섬유집합체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유 및 이를 이용한 섬유집합체에 있어서, 상기 섬유는 시스코어 형태이며, 상기 시스부는 부피제어요소를 형성하여 사이공간부를 확보하며, 저융점 고분자로 이루어져 사이공간부를 유지시킴으로써 더 우수한 흡음특성을 가지되, 상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며, 말단부는 라운드 형상으로 이루어진 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유를 제공한다.

Description

저융점 고분자를 포함하는 이형 단면 섬유 및 이를 이용한 섬유집합체{Shaped cross-section fiber containing low melting polymer and fibrous assemblies using thereof}
본 발명은 저융점 고분자를 포함하는 이형 단면 섬유 및 이를 이용한 섬유집합체에 관한 것으로 보다 상세하게는 부피제어요소를 형성하여 섬유 간 접점에 의한 사이공간부를 확보하고 저융점 고분자를 포함하는 섬유를 바인더 섬유로 사용하여 사이공간부를 유지시킴으로써 흡음성을 향상시킨 저융점 고분자를 포함하는 이형 단면 섬유 및 이를 이용한 섬유집합체에 관한 것이다.
기술의 발전과 산업의 성장으로 갈수록 건축공간의 고밀화가 이루어지고, 교통기관과 생산시설이 확대됨으로 소음 발생원은 갈수록 증가하고 있는 실정이다. 더욱이 아파트와 같은 집합건물에 있어서 소음문제는 중요한 환경문제로 인식되고 있다. 또한, 환경호르몬, 새집증후군, 아토피피부염 등이 환경이슈로 떠오르면서 친환경 홈인테리어 자재에 대한 관심과 중요성은 날이 갈수록 강해지고 있다. 건축내장재에 있어 방염성은 선택이 아닌 필수사항으로 인식되고 있다.
흡음재는 인간이 느끼는 소음에 의한 불편함을 해소하고 또, 소음으로 인한 신경쇠약을 방지하며 더 나아가 난청 등의 부작용을 제거하는 데에 없어서는 안되는 재료이다.
종래의 흡음재는 목재, 다공성 폼, 폴리에스테르 섬유 집합체 등으로 구성하여 왔다. 특히, 한국 공개특허 1998-0079800, 2002-0039070에서는 안정적 구조의 다공성 흡음재를 제공하기 위해 저융점의 폴리에스테르 섬유와 고융점의 폴리에스테르 섬유로 구성되는 흡음재를 게재하고 있고, 한국공개특허 2002-0047937에서는 폴리에스테르 섬유에 폴리우레탄 폼을 압축시켜 제조되는 흡음재를 게재하고 있다. 또, 종래의 폴리에스테르 섬유 흡음재를 좀 더 용도에 부합되도록 개질하기 위해 한국공개특허 2004-0035896에서는 고정제 역할을 하는 저융점 PET의 함량을 낮추어 제조한 부드러운 물성의 흡음재를 게재하고 있고, 한국공개특허 2005-0071333에서는 자동차에 있어 이중층 이상의 구조로 이루어지고 소음이 심한 곳에 고밀도층을 적용하여 흡음 성능 및 경량성을 증대시킨 흡음재를 게재하고 있다.
또 섬유집합체의 보온성, 벌키성 등을 향상시키기 위해 대한민국 공개특허 제2011-0069474호에서는 원료를 기준으로, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 우레탄, 레이온류 및 아세테이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 단섬유(Staple Fiber)로 이루어진 직경 4 내지 15 ㎛의 극세 섬유 60 내지 98 중량%, 직경 15 내지 40 ㎛의 중공섬유, 이형단면섬유, 시스/코어(Sheath/core)형 섬유, 콘쥬게이트(Conjugate) 소재 섬유 또는 이들의 혼합 섬유 1 내지 30 중량%, 및 저융점 섬유 1 내지 12 중량%를 포함하고, 저융점 섬유는 히팅에 의해 녹아서 극세 섬유 및 중공섬유, 이형단면섬유, 시스/코어형 섬유, 콘쥬게이트 소재섬유 또는 이들의 혼합 섬유를 결합시키며, 소면기법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 고보온성 부직포가 개시되었다.
상기 기술은 일부 중공섬유를 사용하여 경량성 및 보온성을 추구하고 저융점 섬유의 융착에 의해 형태안정성을 기하고자 하는 통상의 요소기술은 있으나 극세섬유의 함량이 지나치게 높아 섬유간 공간에 의한 벌키성 등을 확보할 수 없는 단점이 있다.
이에 데드에어를 확보하면서 섬유집합체에서 섬유간 공간도 유지할 수 있고 더불어 자발 크림프도 형성할 수 있어 단열성, 흡음성 및 탄력성이나 큐션성까지 확보할 수 있는 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유 및 이를 이용한 섬유집합체가 간절히 요청되었다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명의 목적은 부피를 제어하기 위한 요소를 형성하여 사이공간부을 확보하고, 부피제어부가 저융점 고분자로 이루어져 접점 간의 접착성을 향상시켜 확보된 사이공간부가 고정되는바 데드에어의 보유정도를 증대시키는 특성을 갖는 이형단면 섬유 및 섬유집합체를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 부피제어요소를 다양하게 제어하여 형성된 섬유 및 섬유집합체를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 자발 크림프 발현을 통해 다양한 기능을 발현할 수 있는 섬유 및 섬유집합체를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 벌키성, 보온성이 확보되면 탄력성이 우수한 섬유 및 섬유집합체를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이형단면 섬유에 있어서, 상기 섬유는 시스-코어구조로 이루어질 수 있으며, 상기 코어부는 형태유지부로 시스부는 부피제어부로 이루어지되, 상기 부피제어부는 저융점 고분자로 이루어지며, 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태인 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 부피제어부 말단부의 최상부를 피크로, 부피제어부 사이를 밸리로 정의할 때 하기 조건을 만족하는 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유를 제공한다.
(1) -3 ≤ Z ≤ 4
(2) 0.9 ≤
Figure 112014103634141-pat00001
≤ 1.8
여기서,
R : 피크의 곡률반경
r : 밸리의 곡률반경
또한 본 발명은 하기 조건을 만족하는 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유를 제공한다.
(3)
Figure 112014103634141-pat00002
≥ 0.80
(4)
Figure 112014103634141-pat00003
≥ 0.30
여기서,
T1 : 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 큰 값
T2 : 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 작은 값
t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 큰 값
t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 작은 값
CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
또한 본 발명은 상기 저융점 고분자가 상기 저융점 고분자는 폴리에스터계, 폴리올레핀계, 폴리아미드계, 폴리스티렌계, 폴리우레탄계로 이루어진 군에서 선택된 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 부피제어부가 4 내지 12개가 형성되며, 섬유 단면 면적에서 40 내지 60%로 형성된 저융점 고분자를 가지는 이형단면 섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 섬유를 포함하는 섬유 집합체를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 의한 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유 및 이를 이용한 섬유집합체는 부피를 제어하기 위한 요소를 형성하여 인접한 섬유 간에 이격될 수 있도록 하여 사이공간부를 형성하고 시스부가 저융점 고분자로 이루어져 이렇게 이격된 섬유간의 접점을 고정화함으로써 보다 넓은 사이공간부를 유지하여 더 우수한 흡음특성을 확보하는 등 다양한 기능 발현이 가능한 섬유를 제공할 수 있다.
또 본 발명은 부피제어부의 간섭효과로 섬유 집합체에서 벌키성이 확보되는 장점이 있으며, 이로 인해 데드에어를 보다 많이 확보할 수 있어 높은 단열성을 나타낼 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 자발크림프 구조에 의해 벌키성 및 탄력성과 함께 경량성 및 보온성이 우수한 장점이 있다.
도 1 내지 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유 단면 개념도
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 부피제어부에 대응되는 방사구금의 개념도
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유 집합체의 단면개념도
도 9는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 방사시 파이버의 단면도
도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유 집합체의 사이공간부를 나타낸 단면도
도 11은 비교예의 일실시예에 의한 원형 단면 섬유 집합체의 사이공간부를 나타낸 단면도
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
도 1 내지 6은 본 발명의 일실시예에 의한 섬유 단면 개념도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 부피제어부에 대응되는 방사구금의 개념도이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 섬유 집합체의 단면 개념도이며, 도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 방사시 파이버의 단면도이며, 도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유 집합체의 사이공간부를 나타낸 단면도이며, 도 11은 비교예의 일실시예에 의한 원형 단면 섬유 집합체의 사이공간부를 나타낸 단면도이다.
본 명세서에서 섬유집합체라 함은 장섬유, 단섬유를 모두 포함하는 것으로 비제한적인 예로서, 직물, 편물, 원단, 부직포, 웹, 슬라이버, 토우 등 1 이상의 섬유가 집합되어 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유의 개념도로서 상기 섬유(10)는 시스코어형의 섬유로 상기 코어부는 형태유지부를, 상기 시스부는 저융점 고분자를 포함하는 부피제어부(200)로 형성될 수 있다. 상기 저융점 고분자는 코어부보다 낮은 융점을 가진 것으로, 폴리에스터계, 폴리올레핀계, 폴리아미드계, 폴리스티렌계, 폴리우레탄계로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.
상기 형태유지부(100)는 섬유 단면 면적에서 40 내지 60%로 형성됨이 바람직하다. 상기 범위를 초과하는 경우 섬유형성성에 문제가 될 수 있고, 상기 범위 미만인 경우 형태유지성과 본 발명의 다양한 기능성을 발현하는데 한계를 가질 수 있다. 상기 형태유지부(100)는 중심점(M)에서부터 부피제어부(200) 사이의 섬유상을 의미한다.
상기 부피제어부(200)는 섬유 중심 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며 말단부는 라운드 형상으로 이루어질 수 있다. 이때 말단부의 최상부를 피크(300)로, 부피제어부 사이를 밸리(310)로 정의할 수 있다. 이때 피크의 곡률반경을 R, 밸리의 곡률반경을 r로 정의할 수 있으며, 각 부피 제어부마다 서로 다르거나 같은 R과 r 값이 결정될 수 있다.(도 2)
또 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 큰 값을 T1, 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 작은 값을 T2라 하고, 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 큰 값을 t1 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 작은 값을 t2로 정의할 수 있다. 한편 T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원을 CTmax라 하고, T2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원을 CTmin라 하고, t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원을 Ctmax라 하고, t2를 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원을 Ctmin라 할 때; CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값을 CTmax-R라 하고, CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값을 CTmin-R라 하고, Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M) 간의 차이값을 Ctmax-r라 하고, Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M) 간의 차이 값을 Ctmin-r이라 규정할 때, 본 발명에 의한 섬유는 하기 조건을 만족할 수 있다.(도 3 내지 6)
피크의 곡률반경(R)과 밸리의 곡률반경(r)의 편차를 Z로 규정할 때 상기 Z는 하기 조건(1), (2)로 이루어질 수 있다.
(1) -3 ≤ Z ≤ 4
(2) 0.9 ≤
Figure 112014103634141-pat00004
≤ 1.8
여기서,
R : 피크의 곡률반경
r : 밸리의 곡률반경
섬유 단면 형태분석을 통한 본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 범위 외에서 일 섬유의 부피제어부가 인접한 다른 섬유의 부피제어부 사이의 밸리에 삽입되어 마치 기어가 맞물려 있는 것과 같은 구조적 특성을 나타내었고, 삽입된 후 유동 등에 의해 이탈되지 못해 섬유 집합체의 균제도에 나쁜 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 상기 범위 내에서 섬유들간 부피제어부가 서로 간섭을 하여 벌키성이 유지되고 부피제어부가 인접한 섬유의 밸리에 삽입되더라도 유동 등에 의해 용이하게 이탈될 수 있어 섬유 집합체에서 균제도를 향상시키는 요소가 될 수 있다.
또한 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유는 CTmax-R, CTmin-R, Ctmax-r, Ctmin-r이 다음 조건을 만족할 수 있다.
(3)
Figure 112014103634141-pat00005
≥ 0.80
(4)
Figure 112014103634141-pat00006
≥ 0.30
여기서,
T1 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 큰 값
T2 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 작은 값
t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 큰 값
t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 작은 값
CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
상기 조건 (3), (4)는 본 발명의 일실시예에 의한 섬유의 형성성에 관한 것일 수 있다. 이상적으로 상기 값은 1이 되어야 하나, 고분자의 레올로지적 특성에 의해 1이 될 수 없다. 조건 (3)은 부피제어부 형성에 관한 것일 수 있는데 상기 범위 외에서는 부피제어부의 편차가 커지고 r 값의 편차도 커질 수 있어 공정상 카딩성이나 섬유 집합체에서 벌키성에 영향을 미칠 수 있다. 조건 (4)는 섬유형태성으로 해석될 수 있는데 형태유지부(100)의 형성성에 영향을 줄 수 있다. 상기 범위 외에서는 섬유의 형태유지가 불안정할 수 있다.
한편 상기와 같은 섬유단면을 형성하기 위해 상기 부피제어부(200)의 방사구금은 도 7에 도시된 바와 같이 방사상 형태로 이루어질 수 있다. 이 때 중심점(M)을 기준으로 각(θ) 11 내지 15°로 형성될 수 있다. 본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 범위내에서 이형단면의 부피제어요소로서 상기 부재(200)가 기능을 발현하기 위한 위 조건들을 만족할 수 있는 섬유 단면 형상이 구현되었다.
본 발명에서 사용되는 이형단면 섬유의 단면 형상은 섬유 표면에 부피제어부가 4 내지 12개로 형성될 수 있다.
상기 섬유집합체는 이형 방사구금을 통하여 시스-코어 복합방사한 복합섬유 형태로 코어부는 폴리에스테르계 또는 올레핀계의 고분자가 사용되며, 시스부는 상기 코어부보다 융점이 낮은 저융점 고분자를 포함하는 섬유로서 폴리올레핀계 또는 폴리에스테르계 섬유가 사용된다. 이들 저융점 고분자를 포함하는 섬유는 단독 혹은 2종 이상 조합해서 사용된다.
또한 본 발명은 상기 부피제어부가 이웃한 섬유 표면상에 접하는 지점을 접접(400), 상기 피크가 이웃한 섬유의 피크와 접하는 지점을 피크접점(410), 접점에 의하여 이웃한 섬유 간 공간이 확보되어 데드에어를 보유하는 공간을 사이공간부(500)라 정의할 수 있다.
상기 접점은 이웃한 섬유의 피크부터 밸리 사이의 표면에 형성될 수 있으며, 피크접점(410)을 이룰 때 가장 넓은 면적의 사이공간부(500)를 형성할 수 있고 이렇게 형성된 사이공간부는 열처리를 통해 그 형태가 고정되고 상기 사이공간부가 확정 및 유지될 수 있다.
시스부를 구성하는 저융점 섬유는 접착성 섬유로서, 섬유 간 융착 또는 접착시키는 역할을 하는바, 사용자가 더 빠른 처리량으로 이상적인 열접착을 이룰 수 있게 해주고, 부피제어부에 의해 확보된 사이공간부를 고정시켜 사이공간부가 유지되는 역할을 하게 된다.
즉, 이형 단면의 시스부인 말단에 저융점 고분자가 형성되어 열접착 공정 시 이종의 섬유와 접착하는 바인더 역할을 할 수 있다. 기존의 원형 단면 바인더 섬유와 비교하여 이형 단면을 가짐으로써 열접착 될 때, 시스부인 말단이 접착하여 섬유집합체 내에서 섬유간의 접착되지 않은 공간을 보다 더 확보하고, 이로 인해 내부 흡음, 방음 인자에 의한 우수한 흡음성을 가질 수 있다.
따라서 저융점 고분자는 접착성을 가지므로 상기 저융점 섬유 사이의 접점을 유지하는 작용을 하고, 사이공간부의 공간을 확정하는 효과를 가진다. 또한, 저융점 고분자를 사용하지 않은 경우보다 더 넓은 사이공간부를 확보하고 데드에어를 보유함으로써 흡음성을 향상시킨다.
본 발명의 일실시예에 의한 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유집합체의 사이공간부(510)는 비교예에 의한 저융점 고분자를 포함하는 원형단면 섬유집합체의 사이공간부(520)에 대비하여 더 많은 데드에어를 확보할 수 있고, 이러한 특성을 이용하여 더 향상된 흡음성을 확보하게 된다.
원형의 구조는 상대적으로 밀집도가 우수하므로 열접착공정에 의하여 이웃한 섬유간에 더 가까이 배치됨으로써 넓은 사이공간부(520)를 확보하기가 어렵다.
이에 반해 본 발명의 일실시예에 의한 시스-코어인 이형단면 섬유의 경우는 원형단면에 대비하여 상대적으로 밀집도가 떨어져 더 넓은 사이공간부(510)가 형성되고 저융점 고분자에 의해 사이공간부가 유지되는바, 보다 많은 데드에어를 확보할 수 있다.(도 10, 도 11)
또한 본 발명의 일실시예에 의한 섬유는 비제한적인 예로서 열가소성 수지인 폴리에스테르로 이루어질 수 있고, 냉각 및 고화 공정에서 결정화 속도차로 인한 자발크림프 발현을 통해 부직포 형태에서 벌키성 및 탄력성을 향상시키는데 기여할 수 있다.
본 발명에 의한 섬유는 열 접착 공정을 통해 부직포 형태로 성형하여 제조할 수 있다. 섬유 및 이를 이용한 섬유 집합체는 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유 40 내지 10 중량%와 이종의 섬유 60 내지 90 중량%를 포함하며, 상기 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유의 길이는 51 내지 64 mm이며 섬유의 굵기 6 내지 8데니어인 섬유 집합체이다.
열접착 공정에서 이형단면 섬유의 길이의 범위가 상기 범위일 때 섬유 간의 간극이 넓어져서 매트릭스 구조를 형성하기 용이하기, 섬유 집합체로의 생산이 용이해 질 수 있다.
이하 실시예로서 설명한다.
실시예 1
코어부의 융점은 280℃이고 시스부의 융점은 220℃인 시스코어섬유를 복합방사하여 부피제어부재가 6개인 섬유를 제조하였다. 방사속도를 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼(crimper)를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 바인더 섬유로써 25 중량%가 되도록 이용하되, 원형 단면 섬유와 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 330g되도록 하였다.
실시예 2
코어부의 융점은 280℃이고 시스부의 융점은 220℃인 시스코어섬유를 복합방사하여 부피제어부재가 6개인 섬유를 제조하였다. 방사속도를 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼(crimper)를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 바인더 섬유로써 25 중량%가 되도록 이용하되, 원형 중공 섬유와 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 330g되도록 하였다.
실시예 3
코어부의 융점은 280℃이고 시스부의 융점은 220℃인 시스코어섬유를 복합방사하여 부피제어부재가 6개인 섬유를 제조하였다. 방사속도를 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼(crimper)를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 바인더 섬유로써 25 중량%가 되도록 이용하되, 극한 점도 0.64의 폴리에스테르를 사용하여 부피제어부재가 6개인 이형 중공 섬유와 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 330g되도록 하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일하되, 저융점 고분자를 복합방사하여 원형 단면 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 바인더 섬유로써 25 중량%가 되도록 이용하되, 원형 단면 섬유와 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 330g되도록 하였다.
비교예 2
실시예 2와 동일하되, 저융점 고분자를 복합방사하여 원형 단면 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 바인더 섬유로써 25 중량%가 되도록 이용하되, 원형 중공 섬유와 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 330g되도록 하였다.
비교예 3
실시예 3와 동일하되, 저융점 고분자를 복합방사하여 원형 단면 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 바인더 섬유로써 25 중량%가 되도록 이용하되, 극한 점도 0.64의 폴리에스테르를 사용하여 부피제어부재가 6개인 이형중공 섬유와 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 330g되도록 하였다.
* 소리 특성
가. 잔향실법에 의한 흡음률 측정
ISO 354(KS F 2805: 잔향실내의 흡음율 측정방법)에 준하는 장비를 사용하여 측정하였다. 시험편의 크기는 1.0m x 1.2m 로하며, 잔향시간은 초기 읍압 대비 20dB 감쇄되었을 때로 하며, 음원은 1/3 Octave band 음원을 사용했다. 주파수 범위는 0.4~10kHz 범위에서 흡음율을 측정하였다.
구분 실시예 1
(Hz)		 비교예 1
(Hz)		 실시예 2
(Hz)		 비교예 2
(Hz)		 실시예 3
(Hz)		 비교예 3
(Hz)
0.4k 0.04 0.01 0.18 0.16 0.20 0.18
0.5k 0.05 0.02 0.22 0.20 0.25 0.23
0.63k 0.08 0.02 0.21 0.20 0.24 0.22
0.8k 0.10 0.02 0.22 0.21 0.25 0.24
1k 0.13 0.02 0.20 0.21 0.25 0.23
1.25k 0.15 0.02 0.21 0.20 0.23 0.22
1.6k 0.17 0.03 0.25 0.26 0.30 0.27
2k 0.18 0.03 0.30 0.30 0.36 0.34
2.5k 0.18 0.04 0.38 0.37 0.45 0.40
3.15k 0.19 0.04 0.39 0.38 0.47 0.40
4k 0.19 0.03 0.39 0.38 0.42 0.39
5k 0.20 0.04 0.43 0.42 0.43 0.46
6.3k 0.22 0.05 0.53 0.55 0.55 0.53
8k 0.23 0.05 0.56 0.56 0.60 0.57
상기 실시예는 열접착 공정 시 본 발명의 이형 단면 저융점 고분자를 가지는 섬유와 기존의 원형 단면 저융점 고분자를 가지는 섬유를 바인더 섬유로 사용하여 원형 단면 섬유, 원형 중공 섬유, 이형중공 섬유를 포함하는 섬유집합체의 흡음성능을 비교한 것이다.
그 결과, 상기 표 1에서와 같이 본 발명에 의한 섬유는 바인더 섬유로써 기존의 원형단면 저융점 고분자를 가지는 섬유보다 이형 단면 저융점 고분자를 가지는 섬유를 사용할 때, 흡음성능이 향상되는 것으로 나타났다.
본 발명에 의한 섬유는 부피제어부의 간섭효과 및 저융점고분자에 의한 섬유 간 이격현상으로 인해 흡음성이 우수한 것으로 시험되었고, 섬유 집합체 내에서 본 발명에 의한 섬유들은 도 8에 도시된 바와 같이 부피제어부가 인접한 섬유의 부피제어부와 간섭하면서 공간을 확보하여 벌키성이 향상되고, 저융점 고분자에 의해 확보된 공간이 유지될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 형태유지부 200 : 부피제어부
300 : 피크 310 : 밸리
400 : 접점 410 : 피크접점
500 : 사이공간부 510 : 이형단면 사이공간부
520 : 원형단면 사이공간부

Claims (6)

  1. 이형단면 섬유에 있어서,
    상기 섬유는 시스-코어구조로 이루어질 수 있으며,
    상기 코어부는 형태유지부로 시스부는 부피제어부로 이루어지되,
    상기 부피제어부는 저융점 고분자로 이루어지며, 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태인 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유로서,
    상기 부피제어부 말단부의 최상부를 피크로, 부피제어부 사이를 밸리로 정의할 때 하기 조건을 만족하는 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유이거나
    (1) -3 ≤ Z ≤ 4
    (2) 0.9 ≤
    Figure 112016007905439-pat00007
    ≤ 1.8
    여기서,
    Z : 피크의 곡률반경(R)과 밸리의 곡률반경(r)의 편차
    R : 피크의 곡률반경
    r : 밸리의 곡률반경
    또는 하기 조건을 만족하는 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유.
    (3)
    Figure 112016007905439-pat00008
    ≥ 0.80
    (4)
    Figure 112016007905439-pat00009
    ≥ 0.30
    여기서,
    T1 : 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 큰 값
    T2 : 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 작은 값
    t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 큰 값
    t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 작은 값
    CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
    CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
    Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
    Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
    CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
    CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
    Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
    Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 저융점 고분자는 폴리에스터계, 폴리올레핀계, 폴리아미드계, 폴리스티렌계, 폴리우레탄계로 이루어진 군에서 선택된 저융점 고분자를 포함하는 이형단면 섬유.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부피제어부는 4 내지 12개가 형성되며, 섬유 단면 면적에서 40 내지 60%로 형성된 저융점 고분자를 가지는 이형단면 섬유.
  6. 제1항, 제4항 내지 제5항 중 어느 한 항에 의한 섬유를 포함하는 섬유 집합체.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001181956A (ja) * 1999-12-24 2001-07-03 Unitika Ltd タフテッドカーペット用基布およびその製造方法
KR100850765B1 (ko) 2007-04-06 2008-08-06 (주)리앤에스 2성분 섬유 및 고융점 열가소성 섬유를 포함하는 흡음보드및 그의 제조방법
KR101275671B1 (ko) 2009-12-17 2013-06-19 재단법인 국방기술품질원 고보온성 부직포 및 이의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001181956A (ja) * 1999-12-24 2001-07-03 Unitika Ltd タフテッドカーペット用基布およびその製造方法
KR100850765B1 (ko) 2007-04-06 2008-08-06 (주)리앤에스 2성분 섬유 및 고융점 열가소성 섬유를 포함하는 흡음보드및 그의 제조방법
KR101275671B1 (ko) 2009-12-17 2013-06-19 재단법인 국방기술품질원 고보온성 부직포 및 이의 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101915811B1 (ko) 2017-05-02 2018-11-07 주식회사 휴비스 흡음성이 우수한 부직포
KR101915812B1 (ko) 2017-05-02 2018-11-07 주식회사 휴비스 보온성이 우수한 부직포

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