KR101657426B1

KR101657426B1 - 부직포의 열처리 방법

Info

Publication number: KR101657426B1
Application number: KR1020150183750A
Authority: KR
Inventors: 김종명
Original assignee: 김종명
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2016-09-13

Abstract

본 발명에 의한 부직포의 열처리 방법은, 발열이 가능한 열롤러(100)의 표면에 부직포(200)가 감겨서 밀착된 상태로 통과하도록 하고, 상기 열롤러(100)에서 상기 부직포(200)에 접하는 어느 한 지점의 선속도(P)와 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)의 어느 한 지점(Q)의 선속도가 상이하도록 하여 상기 열롤러(100)와 상기 부직포(200)의 접촉면에 마찰이 발생하도록 한다.
따라서, 상기 부직포(200)의 표면에 엠보싱(E)의 성형이 용이하도록 하므로 차량용 매트의 난슬립용으로 충분히 사용 가능한 효과가 있다.

Description

부직포의 열처리 방법 {Method of nonwoven heat treatment}

본 발명은 부직포의 열처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 부직포의 표면을 열처리하므로 난슬립용 엠보싱을 용이하게 성형할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 부직포의 열처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 부직포(10)는, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 나일론 등의 합성수지 화이버 뭉치를 압연기를 통해서 얇은 시트 형상이 되도록 한다. 이러한 시트를 다수 매 합지한 상태에서 니들 펀칭기를 통해서 다수 회 펀칭한 후, 오븐기를 통과시키므로 수축되지 않고 펀칭된 두께를 유지하도록 하여 배출하게 된다.

이렇게 제조된 부직포(10)는 차량용 매트로 주로 사용되는데, 최근에는 차량용 매트를 구성하는 카펫의 하면에 부착하여 난슬립용으로 사용된다. 이때, 상기 부직포(10)는 프레스기를 통해서 가열압착되므로 표면에 다수 개의 엠보싱(13)을 성형하여 사용한다.

그런데, 상기 부직포(10)의 경우 엠보싱(13) 성형이 제대로 되지 않는 문제점이 있었다. 도 1에서처럼, 엠보싱(13)의 높이가 낮고 모양이 완전하지 않으므로 난슬립의 기능을 제대로 할 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 현상이 발생하는 이유는 다수 개의 합성수지 화이버가 니들 펀칭기를 통해서 타공되어 시트 형상으로 성형되기 때문이다. 즉, 다수 개의 니들이 타공하여 시트를 성형할 경우 표면에 다수의 기모가 돌출된 상태가 되어 표면의 밀도가 낮기 때문에 상기 엠보싱(13)의 성형이 어려운 문제점이 있었다.

이처럼, 표면에 기모가 다수 돌출된 경우 엠보싱(13) 성형 후에 상기 기모들이 탄성에 의해서 다시 본래의 모양으로 복원되므로 엠보싱(13) 모양이 금새 흐트러지는 현상이 발생하게 된다.

한국 특허공개 제10-2001-0091203호 (2001년 10월 23일)

본 발명에 의한 부직포의 열처리 방법은, 난슬립용 엠보싱의 성형이 용이하도록 하므로 차량용 매트에 미끌림 방지용으로 사용될 수 있도록 하여 편의성을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 부직포의 열처리 방법은,

발열이 가능한 열롤러의 표면에 부직포가 감겨서 밀착된 상태로 통과하도록 하고, 상기 열롤러에서 상기 부직포에 접하는 어느 한 지점의 선속도와 상기 지점에 대응되는 부직포의 어느 한 지점의 선속도가 상이하도록 하여 상기 열롤러와 부직포의 접촉면에 마찰이 발생하도록 한다.

본 발명의 다른 예로서, 발열이 가능한 열롤러가 양측에 배치되고, 양측의 상기 열롤러 중 어느 일측의 열롤러의 표면에 부직포를 감아서 밀착된 상태로 통과시킨 후, 반대 방향으로 돌이켜 상대측 열롤러에 감겨서 밀착된 상태로 통과하도록 하고, 상기 열롤러에서 상기 부직포에 접하는 어느 한 지점의 선속도와 상기 지점에 대응되는 부직포의 어느 한 지점의 선속도가 상이하도록 하여 상기 열롤러와 부직포의 접촉면에 마찰이 발생하도록 한다.

본 발명에 의한 부직포의 열처리 방법에 의해서 제조된 부직포는 표면의 기모가 압착되어 표면에 밀착되면서 표면의 밀도를 향상시킨다. 따라서, 엠보싱을 성형할 때에 충분히 난슬립이 가능한 사이즈의 엠보싱을 충분히 성형할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 부직포의 표면에 엠보싱을 성형한 것으로서 엠보싱의 모양이 불완전한 것을 도시한 측면도.
도 2는 본 발명에 의한 부직포의 열처리 방법이 가능하도록 하는 열롤러가 부직포 제조장치에 배치된 예를 도시한 공정도.
도 3은 본 발명에 의한 부직포의 열처리 방법으로서 부직포가 상부 열롤러를 통해서 하부 열롤러를 통과하는 과정을 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 부직포의 열처리 방법으로서 부직포가 하부 열롤러를 통해서 상부 열롤러를 통과하는 과정을 도시한 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 부직포의 열처리 방법에 의해서 제조된 부직포의 표면에 엠보싱이 완전한 모양으로 형성된 것을 도시한 측면도.

이하, 첨부되는 도면과 함께 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 내용을 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 부직포의 열처리 방법이 가능하도록 하는 열롤러가 부직포 제조장치에 배치된 예를 도시한 공정도, 도 3은 본 발명에 의한 부직포의 열처리 방법으로서 부직포가 열롤러를 통과하는 과정을 도시한 예시도, 도 4는 본 발명에 의한 부직포의 열처리 방법으로서 부직포가 열롤러를 통과하는 과정을 도시한 확대도, 도 5는 본 발명에 의한 부직포의 열처리 방법에 의해서 제조된 부직포의 표면에 엠보싱이 완전한 모양으로 형성된 것을 도시한 측면도로서 함께 설명한다.

일반적으로 부직포(200)는 다음과 같이 제조된다.

폴리에스테르, 폴리에틸렌, 나일론 등의 원사(51)를 원하는 배합 비율에 맞추어 믹서기(60)에 넣어 혼합하는 혼면단계가 이루어진다. 상기 혼면단계 이후에, 상기 믹서기(60)에서 공급되는 원면(53)을 타면기(70)에 넣어 풀어헤치고 불순물을 제거하여 랩(55, lap; 멍석 모양의 솜 형태)을 형성하는 타면단계가 이루어진다. 상기 타면단계 이후에, 상기 타면기(70)에서 공급되는 랩(55)을 소면기(80)에서 빗질하여 완전히 헤쳐서 잡물이나 짧은 섬유를 제거하고 섬유를 한 올씩 분리하여 가지런하게 한 다음, 기계 방향 및 크로스 방향으로 시트(57, sheet)를 형성하여 적층 상태를 이루는 소면(carding) 단계가 이루어진다. 상기 소면단계 이후에, 상기 소면기(80)에서 공급되는 적층 상태의 시트(57)를 다수 매 합지한 상태에서 니들 펀칭기(90)를 통해서 다수 회 펀칭하여 합지된 시트(59)를 제조한 후에 오븐기(70)를 통과시키므로 수축되지 않고 펀칭된 두께를 유지하는 부직포(200)를 배출하는 배출단계가 이루어진다.

본 발명은 상기 부직포(200)의 제조방법에서 부직포(200)의 표면을 열처리하여 표면의 밀도를 향상시키므로 엠보싱(E)의 형성이 용이하도록 한 것을 특징으로 한다.

이를 위하여 본 발명에서는 다음과 같이 제조방법이 이루어진다.

상기 오븐기(70)에서 부직포(200)가 배출되는 쪽에 발열이 가능한 열롤러(100)를 양측에 설치하고, 도 3 및 도 4에서처럼, 상기 각 열롤러(100)의 표면에 부직포(200)가 감겨서 밀착된 상태로 통과하도록 한다.

즉, 발열이 가능한 열롤러(100)가 양측에 배치되고, 양측의 상기 열롤러(100) 중 어느 일측의 열롤러(100)의 표면에 부직포(200)를 감아서 밀착된 상태로 통과시킨 후, 반대 방향으로 돌이켜 상대측 열롤러(100)에 감아서 밀착된 상태로 통과하도록 할 수도 있다.

일례로서, 도 3에서처럼, 상하부에 열롤러(100)를 배치한 상태에서 상부의 열롤러(100)를 통과한 후에 하부의 열롤러(100)를 통과할 수 있다. 이때, 상부의 열롤러(100)의 후방에는 가이드롤(G)이 배치되고 하부의 열롤러(100)의 전방에도 가이드롤(G)을 배치하여 상기 각각의 가이드롤(G)을 부직포(200)가 통과하므로 열롤러(100)에 밀착된 상태로 통과할 수 있도록 한다.

또는, 도 4에서처럼, 상하부에 열롤러(100)를 배치한 상태에서 하부의 열롤러(100)를 통과한 후에 상부의 열롤러(100)를 통과할 수 있다. 이때, 하부의 열롤러(100)의 후방에 가이드롤(G)이 배치되고 상부의 열롤러(100)의 전방에도 가이드롤(G)을 배치하여 부직포(200)가 열롤러(100)에 밀착된 상태로 통과할 수 있도록 한다. 이때, 상부의 열롤러(100)의 후방에는 가이드롤(G)이 배치되고 하부의 열롤러(100)의 전방에도 가이드롤(G)을 배치하여 상기 각각의 가이드롤(G)을 부직포(200)가 통과하므로 열롤러(100)에 밀착된 상태로 통과할 수 있도록 한다.

이때 양측 열롤러(100)가 동시에 가열될 경우, 부직포(200)의 양측면이 열롤러(100)에 밀착되므로 양측면이 열처리되어 다려진다. 그리고, 열롤러(100) 중 어느 하나만 가열된다면, 가열된 열롤러(100)에 접하는 부직포(200)의 일측면만 다려진다. 즉, 도 3에서 상부의 열롤러(100)만 가열되면 부직포(200)의 하면만 열처리되고, 하부의 열롤러(100)만 가열되면 부직포(200)의 상면만 열처리되며, 상하부의 열롤러(100)가 모두 가열되면 부직포(200)의 상하면이 모두 다려진다.

이때, 상기 열롤러(100)에서 상기 부직포(200)에 접하는 어느 한 지점의 선속도(P)와 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)의 어느 한 지점(Q)의 선속도가 상이하도록 하여, 상기 열롤러(100)와 상기 부직포(200)가 밀착된 상태에서 접촉면에 마찰이 발생한다. 그러면, 상기 열롤러(100)에 접하는 부직포(200)의 한 면이 다려지게 되어 표면에 형성된 기모가 납작하게 다려지게 되어 압착되므로 표면의 밀도가 향상된다.

이때, 상기 선속도를 상이하게 하기 위해서, 상기 열롤러(100)의 어느 한 지점(P)의 선속도를 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)의 어느 한 지점(Q)의 선속도보다 빠르게 하든지 늦게 할 수 있다.

그리고, 상기 열롤러(100) 사이의 간격은 부직포(200)를 가압하지 않고 부직포(200)가 용이하게 통과할 수 있을 정도로 조정한다. 또한, 열롤러(100)의 회전 방향은 도 3 및 도 4에서처럼, 부직포(200)가 좌측에서 우측으로 이송할 때 상부의 열롤러(100)는 시계 방향으로 회전하고 하부의 열롤러(100)는 반시계 방향으로 회전하게 된다.

(실시예 1)

상기 열롤러(100)는 상하방으로 배치된 상태에서 상부에 배치된 열롤러(100)에만 발열이 되도록 하였다. 또한, 회전 방향은 도 3에서처럼, 상부 열롤러(100)는 시계방향으로 회전하고 하부 열롤러(100)는 반시계 방향으로 회전하도록 하였다. 이때의 발열 온도는 190℃가 되도록 하였다.

또한, 상부의 열롤러(100)의 어느 한 지점(P)의 선속도(V1)는 1.5m/min가 되도록 하고, 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)에 어느 한 지점(Q)의 선속도(V2)는 1.3m/min가 되도록 하였다.

(실시예 2)

또한, 가열된 상부의 열롤러(100)의 어느 한 지점(P)의 선속도(V1)는 1.7m/min가 되도록 하고, 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)에 어느 한 지점(Q)의 선속도(V2)는 1.3m/min가 되도록 하였다.

(실시예 3)

또한, 가열된 상부 열롤러(100)의 어느 한 지점(P)의 선속도는 3.5m/min가 되도록 하고, 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)에 어느 한 지점(Q)의 선속도는 2.8m/min가 되도록 하였다.

또한, 양측 열롤러(100)의 간격은 부직포(200)의 두께가 3.2mm일 때, 2.5mm가 되도록 하므로 부직포(200)의 두께가 25∼30% 줄어들 수 있도록 압박한다.

(실시예 4)

또한, 가열된 상부 열롤러(100)의 어느 한 지점(P)의 선속도는 3.5m/min가 되도록 하고, 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)에 어느 한 지점(Q)의 선속도는 3.5m/min가 되도록 하였다.

(실시예 5)

상기 열롤러(100)는 상하방으로 배치된 상태에서 상부에 배치된 열롤러(100)에만 발열이 되도록 하였다. 또한, 회전 방향은 도 3에서처럼, 상부 열롤러(100)는 시계방향으로 회전하고 하부 열롤러(100)는 반시계 방향으로 회전하도록 하였다. 이때의 발열 온도는 185℃가 되도록 하였다.

(실시예 6)

상기 열롤러(100)는 상하방으로 배치된 상태에서 상부에 배치된 열롤러(100)에만 발열이 되도록 하였다. 또한, 회전 방향은 도 3에서처럼, 상부 열롤러(100)는 시계방향으로 회전하고 하부 열롤러(100)는 반시계 방향으로 회전하도록 하였다. 이때의 발열 온도는 195℃가 되도록 하였다.

(실시예 7)

또한, 상기 열롤러(100)의 어느 한 지점(P)의 선속도는 3.5m/min가 되도록 하고, 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)에 어느 한 지점(Q)의 선속도는 2.8m/min가 되도록 하였다.

(실시예 8)

(시험예)

상기 각 실시예에 의해서 열처리된 부직포(200)를 금형으로 가열 압착하여 상기 부직포(200)의 표면에 엠보싱(E)이 성형되도록 하였다. 상기 엠보싱(E)을 성형하는 금형의 홈은 원형으로서 깊이가 4mm이고 직경은 6.5mm인 것을 사용하였다.

이에 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8
엠보싱의 높이(mm)	1.2	1.5	3.54	0	3.0	3.55	3.23	2.0
엠보싱의 직경(mm)	3.3	3.3	5.5	0	5.2	5.54	5.42	3.0

상기 표를 통해서 알 수 있는 것처럼, 선속도(V1, V2)의 차이가 가장 큰 실시예 3으로부터 상기 금형의 홈에 부합하는 엠보싱(E)을 성형할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 선속도(V1, V2)의 차이가 없는 실시예 4에서는 엠보싱(E)이 형성되지 않는 것을 알 수 있다.

아울러, 실시예 3에서처럼, 상기 열롤러(100)의 어느 한 지점(P)의 선속도(V1)가 3.5m/min이고, 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)의 어느 한 지점(Q)의 선속도(V2)가 2.8m/min 일때, 엠보싱(E)의 폭과 높이가 금형에 가장 부합하는 것을 알 수 있었다. 또한, 상기 선속도 이상이 될 경우 엠보싱(E)의 모양은 변함이 없었다.

상기 선속도(V1, V2)가 엠보싱(E)을 형성하는 최저 선속도(V1, V2)이므로 에너지를 절감하기 위해서는 실시예 3의 선속도(V1, V2)로 부직포(200)를 제조하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 상기 열롤러(100)는 상하방으로 배치된 상태에서 상부에 배치된 열롤러(100)에만 발열이 되도록 하였다. 또한, 회전 방향은 도 3에서처럼, 상부 열롤러(100)는 시계방향으로 회전하고 하부 열롤러(100)는 반시계 방향으로 회전하도록 하였다. 이때의 발열 온도는 190℃가 되도록 하였다. 실시예 3과 실시예 5 및 실시예 6은 열롤러(100)의 온도가 상이한 것으로서, 실시예 3에서처럼 190℃ 및 실시예 6에서처럼 195℃일 때 엠보싱(E)의 성형률이 우수하였다. 하지만, 실시예 6의 경우, 부직포(200)가 눌러붙는 경우가 있었다. 또한, 실시예 5에서처럼 185℃일 때에는 엠보싱(E)의 성형율이 실시예 5보다 떨어지는 것을 알 수 있었다. 반복된 실험에 의하면 상기 열롤러(100)의 온도는 188℃∼191℃가 가장 바람직하였다.

이처럼, 상기 시험에 의하면, 실시예 4 및 실시예 9의 실시조건이 본원의 발명을 실현함에 있어서 가장 적합한 것을 알 수 있다.

이로 인해서, 엠보싱(E)의 성형이 용이하도록 하므로 차량용 매트에 미끌림 방지용으로 충분히 사용될 수 있는 효과를 가진다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형례와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

40: 압연기 70: 오븐기
90: 니들 펀칭기 100: 열롤러
200: 부직포 E: 엠보싱
P, Q: 지점 V1, V2: 선속도

Claims

발열이 가능한 열롤러(100)의 표면에 부직포(200)가 감겨서 밀착된 상태로 통과하도록 하고,
상기 열롤러(100)에서 상기 부직포(200)에 접하는 어느 한 지점(P)의 선속도(V1)와 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)의 어느 한 지점(Q)의 선속도(V2)가 상이하도록 하여 상기 열롤러(100)와 상기 부직포(200)의 접촉면에 마찰이 발생하도록 하고,
상기 열롤러(100)의 어느 한 지점(P)의 선속도(V1)를 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)의 어느 한 지점(Q)의 선속도(V2) 보다 빠르게 하고,
상기 열롤러(100)의 어느 한 지점(P)의 선속도(V1)가 3.5m/min이고, 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)의 어느 한 지점(Q)의 선속도가 2.8m/min 인 것을 특징으로 하는 부직포의 열처리 방법.
발열이 가능한 열롤러(100)가 양측에 배치되고, 양측의 상기 열롤러(100) 중 어느 일측의 열롤러(100)의 표면에 부직포(200)를 감아서 밀착된 상태로 통과시킨 후, 반대 방향으로 돌이켜 상대측 열롤러(100)에 감아서 밀착된 상태로 통과하도록 하고,
상기 열롤러(100)에서 상기 부직포(200)에 접하는 어느 한 지점(P)의 선속도(V1)와 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)의 어느 한 지점(Q)의 선속도(V2)가 상이하도록 하여 상기 열롤러(100)와 상기 부직포(200)의 접촉면에 마찰이 발생하도록 하고,
상기 열롤러(100)의 어느 한 지점(P)의 선속도(V1)를 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)의 어느 한 지점(Q)의 선속도(V2) 보다 빠르게 하고,
상기 열롤러(100)의 어느 한 지점(P)의 선속도(V1)가 3.5m/min이고, 상기 지점(P)에 대응되는 상기 부직포(200)의 어느 한 지점(Q)의 선속도가 2.8m/min 인 것을 특징으로 하는 부직포의 열처리 방법.
삭제
삭제
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열롤러(100)의 온도는 188℃∼191℃인 것을 특징으로 하는 부직포의 열처리 방법.