KR101977472B1 - 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재 및 이의 제조방법 - Google Patents

장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일 측면에서 장섬유 부직포층을 포함하는 다층 부직포 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 제1 장섬유 부직포, 상기 제1 장섬유 부직포의 이면에 표면이 결합된 보온 충전재층을 포함하여,상기 제1 장섬유 부직포의 표면에는 발수 처리가 수행된 것을 특징으로 한다.

Description

장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재 및 이의 제조방법{Multilayer nonwoven fabric insulation material comprising long-fiber nonwoven fabric and method of making same}
본 발명은 다층 부직포 보온재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 발수성의 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
천연섬유(天然纖維)는 천연의 생물·광물에서 얻어지는 섬유를 말하며, 자연섬유(自然纖維)라고도 한다. 식물섬유(植物纖維)로는 면, 마류 등이 있으며, 동물섬유(動物纖維)는 대개가 동물의 특정한 단백질로 만든 천연섬유인 동물섬유로 이를테면 비단, 양모를 포함하는 라마, 알파카, 캐시미아, 카멜, 모헤어 등 털, 깃털을 들 수 있으며, 식물섬유로 면, 케이폭, 저마, 황마 등을 들 수 있다.
합성섬유는 석유 · 석탄 등을 원료로 하여 섬유를 형성하는 긴 분자를 화학적으로 합성한 섬유. 즉, 섬유소나 단백질과 같은 천연 물질로 만든 섬유와는 달리, 완전히 화학 물질로 만든 인조 섬유이다. 대표적인 종류로 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리우레탄, 폴리프로필렌 등의 인조섬유가 있으며, 인조섬유와 천연섬유를 혼섬한 혼합 합성섬유를 포함할 수 있다.
섬유는 무한히 긴 섬유와 20-100mm 정도의 짧은 섬유가 있다. 긴 섬유를 장섬유 또는 필라멘트(Filament) 섬유라 하고 짧은 섬유를 단섬유 또는 스테이플(Staple) 섬유라고 한다. 천연 섬유로서 장섬유는 실크가 그 대표로 1000-1500m 정도며 인조 섬유는 무한히 길게 만들 수 있는 것이 차이다.
장섬유 부직포는 스판본드 부직포의 형태로 제작될 수 있으며, Fiber을 생산하는 칩을 직접 녹여 분사한 후 압착하여 웨브(Web)를 형성하는 스판본드 공정을 통해 제작될 수 있다. 사용하는 원료 칩으로는 주로 PET(Polyester)와 PP(Polypropylene)를 사용하며 Nylon를 사용하는 경우도 있다. 스판본드 부직포는 분사하는 과정 중 Fiber가 끊기지않고 생산시점부터 생산완료시점까지 연결되어있는 장섬유 부직포로 타 부직포에 비해 인장강도가 높은 반면 인장 신율은 낮다. 한편 장섬유 부직포는 멜트블로운 부직포(melt-blown non-woven fabric)의 형태로 제작될 수 있으며, 일반적으로 원재료의 투입 → 압출 · 방사 → 웹 형성 → 웹 냉각 → 웹 결합과정을 거치는 멜트블로운 공정을 통해 제작된다. 이때 사용된 웹은 극세 섬유이기 때문에 부드럽고, 보온성 및 고도의 여과성능 등 일반부직포에서 얻을 수 없는 장점을 가진다. 웹 강도가 매우 약한 것이 결점으로, 단독으로는 사용상 제약이 많아서, 스펀본드법에 의한 웹이나 펄프 또는 단섬유등과 복합하여 사용된다. 가장 많이 사용되는 원료섬유는 폴리프로필렌이다.
한편, 일반적인 보온자재인 섬유 충전재 즉, 패딩·워딩 부직포(Padding 혹 wadding)등은 특성상 자체적으로는 특성상 또는 현실적으로 발수성을 가지도록 구현할 수 없으며, 이는 웹 형태(web-forming) 직물형식의 포(布)에 별도의 표면처리를 통한 발수가공의 처리시 단위중량(g/㎡)이 최소35~285g/㎡의 고 중량이 되어 채산성이 떨어지기 때문이다.
이에 따라, 통상 패딩·워딩 부직포 등의 섬유 충전재를 보온재로 의류 또는 이불 등에 적용하는 경우 해당 의류 또는 이불의 겉감에 방수원단을 도입하여, 의류 또는 이불 등에 방수 기능 내지 발수성을 가지도록 하는 방법이 통상 사용되고 있다. 그러나, 겉감에 발수성이 약한 방수원단이 사용되거나 세탁 등에 따라 발수성이 약해지는 경우, 내부의 보온재에 습기가 유입되는 현상이 발생하며 유입된 습기에 의해 보온재가 뭉침현상과 이로인한 탄력성 저하의 문제나 변질현상이 발생하여, 결과적으로 보온력 및 착용감이 저하되거나, 냄새 발생 또는 세균 발생현상이 발생하여 위생상 문제가 발생하고 이는 의류의 사용수명을 단축시키는 문제가 발생한다.
따라서, 의류 또는 침구등의 분야에서의 위와 같은 문제를 해결할 의류 또는 침구의 보온재 및 타용도 즉, 농작물의 냉해예방 보온재, 차량용 보온재, 건축용 보온재 등의 용도에서 다양하게 활용될 수 있는 새로운 형태 및 기능의 보온재의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1052591호(볼화이버를 이용한 견면의 제조방법 및 그 견면, 공고일자 2011년07월29일)
이에 따라, 본 발명은 종래 패딩 또는 워딩이 사용되는 보온재의 한계를 극복하고 상술한 문제를 해결하여, 의류 또는 침구 등의 보온재 및 다양한 타용도에서의 보온재의 용도에서 다양하게 활용될 수 있는 새로운 형태 및 기능의 보온재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 의류 또는 침구 등의 보온재 및 다양한 타용도에서의 보온재의 용도에서 다양하게 활용될 수 있는 새로운 형태의 발수성 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 일 측면에서 장섬유 부직포층을 포함하는 다층 부직포에 관한 것으로, 제1 장섬유 부직포, 상기 제1 장섬유 부직포의 이면에 표면이 결합된 보온 충전재층을 포함하여,상기 제1 장섬유 부직포의 표면에는 발수 처리가 수행된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1 장섬유 부직포는 멜트블로운 부직포(melt-blown non-woven fabric)이다.
여기서, 상기 제1 장섬유 부직포의 섬유 표면에는 그래핀(graphene)이 흡착된 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 보온 충전재층의 이면에는 제2 장섬유 부직포가 결합된 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 장섬유 부직포와 보온 충전재층은 니들 펀칭법에 의하여 결속된 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 상기 제1 장섬유 부직포는 앰보싱 가공처리된 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 장섬유 부직포의 표면은 친즈가공처리된 것일 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재의 제조방법에 관한 것으로, 장섬유 부직포 가공 공정; 보온 충전재층 가공 공정; 및 상기 장섬유 부직포의 이면에 상기 보온 충전재층을 결합하는 결합공정을 포함하여, 상기 장섬유 부직포 가공 공정은, 가공될 장섬유 부직포를 준비하는 장섬유 부직포 및 발수 처리 용액을 장섬유 준비 과정, 상기 준비된 장섬유 부직포에 발수 처리 용액에 침지시키는 습식 처리 과정, 상기 발수 처리 용액이 침지된 장섬유 부직포를 건조하는 건조 과정(S130)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 장섬유 부직포 가공 공정(S100)은 상기 다층 부직포 보온재의 표면을 형성하는 제1 장섬유 부직포 및 상기 상기 다층 부직포 보온재의 이면을 형성하는 제2 장섬유 부직포를 가공하고, 상기 결합공정(S300)은 상기 제1 장섬유 부직포의 이면에 상기 보온 충전재층을 결합하고 상기 보온 충전재층의 이면에 상기 제2 장섬유 부직포의 이면을 결합한다.
바람직하게는, 상기 준비 과정(S110)은 상기 발수 처리 용액으로 그래핀(graphene) 용액을 준비하는 공정을 포함하고, 상기 습식 처리 과정(S120)은 상기 장섬유 부직포를 상기 그래핀(graphene) 용액에 침지 시키는 공정, 상기 장섬유 부직포가 침지된 상태의 그래핀 용액에 초음파 처리를 수행하는 공정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장섬유 부직포 가공 공정(S100)은, 상기 건조 과정(S130)에서 건조된 장섬유 부직포의 표면에 대하여, 엠보싱을 형성하는 앰보싱 가공 처리 공정, 표면을 가열 및 가압하는 압축 공정, 친츠 가공 중 선택된 하나 이상을 처리하는 표면 후가공 공정(S140)을 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 종래 패딩 또는 워딩이 사용되는 보온재의 한계를 극복하고 상술한 문제를 해결하여, 의류 또는 침구 등의 보온재 및 다양한 타용도에서의 보온재의 용도에서 다양하게 활용될 수 있는 새로운 형태 및 기능의 보온재를 제공할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 의류 또는 침구 등의 보온재 및 다양한 타용도에서의 보온재의 용도에서 다양하게 활용될 수 있는 새로운 형태의 발수성 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재 및 이의 제조방법을 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재의 모식도.
도 2는 본 발명의 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재의 제조방법의 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 장섬유 부직포 가공 공정을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 실시예에 기초하여 설명한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성 또는 공정은 특정 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 내지 배치 또는 시계열적 처리는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되지 않으며, 명세서에 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어를 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석된다.
이하 도면을 참조하여, 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재 및 이의 제조방법을 실시예를 통하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 도 1은 본 발명의 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재의 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 장섬유 부직포층을 포함하는 다층 부직포(1)는, 도 1(a)의 실시형태에 있어서, 제1 장섬유 부직포(11), 상기 제1 장섬유 부직포(11)의 이면에 표면이 결합된 보온 충전재층(20)을 포함하여, 상기 제1 장섬유 부직포(11)의 표면에는 발수 처리가 수행된 것을 특징으로 한다.
한편, 도 1(b)의 실시형태에 있서서는, 상기 보온 충전재층의 이면에는 제2 장섬유 부직포(12)가 결합되어 본 발명의 장섬유 부직포층을 포함하는 다층 부직포(1)를 구성한 것으로, 제2 장섬유 부직포(12)의 표면은 상기 발수 처리가 수행될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 제2 장섬유 부직포(12)의 표면은 의류의 안감에 접하는 경우 항균처리, 통기처리, 전자파 차단/정전기 방지 코팅처리 등의 소요기능을 위한 처리가 수행될 수 있다.
이를 통해, 방수 가공된 겉감의 내측에 접하는 제1 장섬유 부직포(11)에 발수 처리를 수행함으로써, 기존 방수처리에 의하여 방수 기능을 부여한 겉감의 원단 특성에 의존하여, 의류 등의 세탁에 따라 겉감의 방수 기능이 약화되거나 소멸하여, 내부의 보온재에 습기가 유입되는 현상이 발생하며 유입된 습기에 의해 보온재가 뭉침현상과 이로인한 탄력성 저하의 문제나 변질현상이 발생하고, 결과적으로 보온력 및 착용감이 저하(즉, 축축한 느낌을 주는 현상이 발생)되거나, 냄새 발생 또는 세균 발생현상이 나타나 위생상 문제가 발생하여, 의류의 사용수명을 단축시키는 문제를 해결한다.
나아가, 장섬유 부직포 층의 결합으로 내부 보온 충전재의 침출현상을 방지할 수 있으며, 장섬유 부직포 층에 항균처리, 통기처리, 전자파 차단/정전기 방지 코팅처리가 가능하여 다양한 기능에 적합한 보온재를 구성할 수 있다.
상기 제1 장섬유 부직포(11) 및 제2 장섬유 부직포(12)로는 의류용 또는 이불용 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재를 구성하는 경우, 인장강도 적용시 전체 무게에 따른 중량감 및 착용감 등을 고려하여, 중량 10~30g/㎡의 장섬유 부직포가 사용된다.
상기 제1 장섬유 부직포로 다양한 종류 및 형태의 장섬유 부직포가 적용될 수 있다. 엠보싱 등의 사전 표면처리가 되어 있는 형태의 장섬유 부직포를 사용할 수 있으며, 스판본드(Spun Bond), 또는 멜트블로운(Melt Blown)방식으로 제작되는 장섬유 부직포가 사용될 수 있다.
본 실시예의 경우 합성고분자를 방사하여 고압열풍에의해 극세 섬유로 되어 균일한 용융섬유 웹으로 결합되어 제조되어, 기본적인 발수구조 또는 이의 형성에 적합한 구조를 갖는 멜트블로운 부직포(melt-blown non-woven fabric)가 사용된다.
상기 제1 장섬유 부직포 또는 제2 장섬유 부직포 표면상의 발수 처리는 장섬유 부직포 표면상의 발수성 내지 소수성을 부여하거나 증강시키는 처리로, 상기 준비된 장섬유 부직포에 발수 처리 용액에 침지시키고 장섬유 부직포의 표면상에 발수 처리 물질을 흡착시키는 방법인 습식 처리 과정을 통해 수행할 수 있으며, 이는 부직포의 섬유 표면에 방수 처리 물질을 흡착시켜 거칠기(Roughness)부여하는 것으로, 이를 통해 부직포의 섬유 표면에서의 표면 장력이 증가하고 공극의 일부가 메워져 부직포의 섬유 표면의 발수성을 생성하거나 발수성을 향상시킬 수 있다. 상기 흡착 물질
본 실시예의 경우 상기 흡착되는 방수 처리 물질로 그래핀이 사용되며, 상기 습식 처리 과정에서는 장섬유 부직포의 섬유 표면에 그래핀(graphene)을 흡착시키는 공정을 수행할 수 있다.
이는, 부직포의 섬유 표면에 그래핀(graphene)을 흡착시켜 거칠기(Roughness)부여하는 것으로, 이를 통해 부직포의 섬유 표면에서의 표면 장력이 증가하고 공극의 일부가 메워져 부직포의 섬유 표면의 통기성을 저하시키지 않으면서도 발수성을 생성하거나 발수성을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에 있어 그래핀(graphene)을 흡착을 위해 그래핀(graphene) 용액이 사용될 수 있다. 그래핀(graphene) 용액은 일반적으로 강산과 산화제를 이용하여 산화흑연(Graphite Oxide)의 박리를 유도한 후, 환원(Reduction) 공정 거쳐 그래핀을 얻는 방법인 화학적 박리법에 의하여 그래핀을 박리하여 용매내에 분시킨 형태의 그래핀 용액이며, 상기 그래핀의 박리에는 화학적 박리법 이외에도 물리적 박리법, 화학기상증착법, 에피택셜 성장법 등 다양한 공지의 박리법이 사용될 수 있다.
준비된 장섬유 부직포를 준비된 그래핀(graphene) 용액에 담그거나, 스프레이방식으로 도포하여 장섬유 부직포에 그래핀 용액을 침지시킨 뒤, 물에 담구어 세척하는 습식 처리 과정을 수행한다.
상기 습식 처리 과정은, 기포를 이용하여, 흡착되지 않은 그래핀 및 기타 불순물을 제거하면서 흡착된 그래핀의 흡착력을 강화시킨다. 이를 위해 그래핀(graphene) 용액에 침지된 장섬유 부직포가 담긴 물을 끓여 기포를 발생하도록 할 수 있으며, 이와는 별도 또는 이와 병행하여 초음파를 부가하여 기포를 발생할 수 있다.
본 실시예에 있어서는, 초음파 처리를 수행하며, 섬유의 손상을 방지하기 위하여 초음파 처리는 초음파 40㎑ 이상으로, 저·중온 온도(10~70℃이하)에서 수행된다. 이를 통한 진동(Vibreation) 이용하여 초음파 진동에 의하여 발생하는 기포의 작용에 의하여 그래핀 용액내 그래핀을 분산 시키는 기능을 수행하는 동시에 장섬유 표면에 용액내 그래핀의 첨착율 및 첨착의 균일도를 증가시키는 기능을 수행한다. 이와 같은 장섬유 표면상의 그래핀의 첨착을 통해 장섬유 표면상의 거침 정도(Roughness)를 증가시키고 섬유간의 공극의 메움 및 불균일화를 유도하여 장섬유 표면의 발수성을 향상시키게 된다.
습식 처리 과정에 이어, 상기 발수 처리 용액이 침지된 장섬유 부직포를 건조하는 건조 과정을 수행하여, 상기 제1 장섬유 부직포(11) 및 상기 제2 장섬유 부직포(12)가 준비된다.
건조된 장섬유 부직포의 표면은 밀도 증가 및 거침 정도(Roughness)를 증가시키기 위하여 표면 후가공 처리를 추가로 수행할 수 있으며, 일반적인 앰보싱 처리기를 이용하여, 표면 후가공 처리로서, 각각 凹凸이 형성된 두 개의 카렌더(Calrender)롤 롤러에 통해 장섬유 부직포를 눌러 가공하는 앰보싱 가공처리를 건조된 제1 부직포(11) 및/또는 제2 부직포(12)에 대하여 수행하거나, 일반적인 친즈가공기를 이용하여, 표면 후가공 처리로서, 접착물질을 도포한 뒤 가열된 카렌더(Calrender)롤을 통해 압축하는 친즈가공처리를 특히 건조된 제1 부직포(11)에 대하여 수행할 수 있다.
특히 상기 친즈가공처리는 장섬유 부직포의 표면은 밀도 증가 및 거침 정도(Roughness)를 증가시키 작용효과와 함께 완전히 흡착되지 않은 그래핀 및 기타 불순물을 접착물질에 의하여 제거하는 작용효과를 갖는다.
보온 충전재층(20)은 일반적인 보온 소재인 패딩 내지 워딩이 그대로 사용될 수 있으며, 본 발명자에 의하여 개발된 물결현상(Wavelet)중심대를 포함하는 완충 레이어 부직포(대한민국 특허출원 10-2016-0127370호) 등 조온 충전재 형태로 개발된 부직포 형태등 다양한 소재가 사용될 수 있다.
상기 제1 장섬유 부직포(11) 및 상기 제2 장섬유 부직포(12)와 보온 충전재층(20)은 사용된 보온 충전재 및 장섬유 부직포의 물성에 따라 다양한 공지의 방법 예컨대, 열접착 방식, 레진바인더 등을 통한 접착제 접착방식, 니들 펀칭법 등이 선택되어 합포방식으로 결합될 수 있다.
본 실시예의 경우 열접착 방식 또는 레진바인더 등을 통한 접착제 접착방식에 의한 통기성 저하를 방지하기 위하여, 장섬유 부직포와 보온 충전재층은 니들 펀칭법에 의하여 결속된다.
도 2는 본 발명의 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재의 제조방법의 흐름도, 도 3은 본 발명의 일 실시예의 장섬유 부직포 가공 공정을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 상술한, 본 발명의 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재의 제조방법의 실시예를 상술한 바와 중복되지 않는 범위에서 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재의 제조방법은, 장섬유 부직포 가공 공정(S100); 보온 충전재층 가공 공정(S200); 및 상기 장섬유 부직포의 이면에 상기 보온 충전재층을 결합하는 결합공정(S300)을 포함하여 수행된다.
도 3을 참조하면, 상기 장섬유 부직포 가공 공정(S100)은, 가공될 장섬유 부직포를 준비하는 장섬유 부직포 및 발수 처리 용액을 준비하는 준비 과정(S110), 상기 준비된 장섬유 부직포에 발수 처리 용액에 침지시키고 장섬유 부직포의 표면상에 발수 처리 물질을 흡착시키는 습식 처리 과정(S120), 상기 발수 처리 용액이 침지된 장섬유 부직포를 건조하는 건조 과정(S130)을 포함하여 수행된다.
본 실시예의 경우, 가공될 장섬유 부직포는 인장강도 적용시 전체 무게에 따른 중량감 및 착용감 등을 고려하여, 중량 10~30g/㎡의 합성고분자를 방사하여 고압열풍에의해 극세 섬유로 되어 균일한 용융섬유 웹으로 결합되어 제조되어, 기본적인 발수구조 또는 이의 형성에 적합한 구조를 갖는 멜트블로운 부직포(melt-blown non-woven fabric)가 준비 과정(S110)에서 준비되어 적당한 크기로 가공되어 사용될 수 있다.
발수 처리 용액은 방수 처리 물질로 그래핀을 포함한 제품화된 그래핀(graphene) 용액이 준비되어 사용되며, 준비 과정(S110)에서 그래핀(graphene) 용액은 적절한 농도를 위하여 사전 준비된 용매와 희석되어 준비될 수 있다.
본 실시예의 경우 습식 처리 과정(S120)은, 장섬유 부직포를 상기 그래핀(graphene) 용액에 침지 시키는 공정, 상기 장섬유 부직포가 침지된 상태의 그래핀 용액에 초음파 처리를 수행하는 공정을 포함하여, 장섬유 부직포의 섬유 표면에 그래핀(graphene)을 흡착시키는 공정으로 수행되며, 준비된 장섬유 부직포를 준비된 그래핀(graphene) 용액에 담그거나, 스프레이방식으로 도포하여 장섬유 부직포에 그래핀 용액을 침지시킨 뒤, 물에 담구어 세척하는 방식으로 수행된다.
이때, 기포를 이용하여, 흡착되지 않은 그래핀 및 기타 불순물을 제거하면서 흡착된 그래핀의 흡착력을 강화시기 위해 그래핀(graphene) 용액에 침지된 장섬유 부직포가 담긴 물을 끓여 기포를 발생하도록 할 수 있으며, 이와는 별도 또는 이와 병행하여 초음파를 부가하여 기포를 발생할 수 있다.
본 실시예에 있어서는, 초음파 처리를 수행하며, 섬유의 손상을 방지하기 위하여 초음파 처리는 초음파 40㎑ 이상으로, 저·중온 온도(10~70℃이하)에서 수행된다. 이를 통한 진동(Vibreation) 이용하여 초음파 진동에 의하여 발생하는 기포의 작용에 의하여 그래핀 용액내 그래핀을 분산 시키는 기능을 수행하는 동시에 장섬유 표면에 용액내 그래핀의 첨착율 및 첨착의 균일도를 증가시키는 기능을 수행한다. 이와 같은 장섬유 표면상의 그래핀의 첨착을 통해 장섬유 표면상의 거침 정도(Roughness)를 증가시키고 섬유간의 공극의 메움 및 불균일화를 유도하여 장섬유 표면의 발수성을 향상시키게 된다.
본 실시예의 건조 과정(S130)은 상기 발수 처리 용액으로 그래핀 용액이 침지된 장섬유 부직포를 건조하는 건조 과정을 수행하여, 상기 장섬유 부직포가 준비된다.
상기 장섬유 부직포 가공 공정(S100)은 상기 다층 부직포 보온재의 표면을 형성하는 제1 장섬유 부직포 및 상기 상기 다층 부직포 보온재의 이면을 형성하는 제2 장섬유 부직포를 가공하고, 상기 결합공정(S300)은 상기 제1 장섬유 부직포의 이면에 상기 보온 충전재층을 결합하고 상기 보온 충전재층의 이면에 상기 제2 장섬유 부직포의 이면을 결합하는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포를 포함하여 수행될 수 있으며, 제2 장섬유 부직포(12)의 표면은 상기 발수 처리가 수행될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 제2 장섬유 부직포(12)의 표면은 의류의 안감에 접하는 경우 항균처리, 통기처리, 전자파 차단/정전기 방지 코팅처리 등의 소요기능을 위한 처리가 수행될 수 있다.
나아가, 상기 장섬유 부직포 가공 공정(S100)은, 상기 건조 과정(S130)에서 건조된 장섬유 부직포의 표면에 대하여, 엠보싱을 형성하는 앰보싱 가공 처리 공정, 표면을 가열 및 가압하는 압축 공정, 친츠 가공 중 선택된 하나 이상을 처리하는 표면 후가공 과정(S140)을 포함하여 수행될 수 있다.
표면 후가공 과정(S140)은 건조된 장섬유 부직포의 표면은 밀도 증가 및 거침 정도(Roughness)를 증가시키며, 엠보싱을 형성하는 앰보싱 가공 처리 공정은 일반적인 앰보싱 처리기를 이용하여, 각각 凹凸이 형성된 두 개의 카렌더(Calrender)롤 롤러에 통해 장섬유 부직포를 눌러 가공하는 앰보싱 가공처리를 건조된 제1 부직포(11) 및/또는 제2 부직포(12)에 대하여 수행될 수 있으며, 표면을 가열 및 가압하는 압축 공정은 가열된 카렌더(Calrender)롤을 통해 압축하는 처리를 건조된 제1 부직포(11) 및/또는 제2 부직포(12)에 대하여 수행될 수 있다.
친츠 가공은 일반적인 친즈가공기를 이용하여, 접착물질을 도포한 뒤 가열된 카렌더(Calrender)롤을 통해 압축하는 친즈가공처리를 특히 건조된 제1 부직포(11)에 대하여 수행할 수 있다. 이 경우 친즈가공처리에 의하여 장섬유 부직포의 표면은 밀도 증가 및 거침 정도(Roughness)를 증가시키 작용효과와 함께 완전히 흡착되지 않은 그래핀 및 기타 불순물을 접착물질에 의하여 제거하는 작용효과를 갖는다.
보온 충전재층 가공 공정(S200)은, 보온 충전재층(20)으로 사용되는 재료의 일반적인 제조장치 및 공정이 그대로 사용되어 수행될 수 있다.
일반적인 보온 소재인 패딩 내지 워딩이 사용되는 경우 해당 패딩 내지 워딩의 제조장치 및 공정이 그대로 사용될 수 있다.
상기 장섬유 부직포의 이면에 상기 보온 충전재층을 결합하는 결합공정(S300)은 실시형태에 따라 도 1(a)의 실시형태에 있어서, 제1 장섬유 부직포(11)의 이면에 보온 충전재층(20)을 결합하여 공정을 종료하며, 도 2(b)의 실시형태에 있서서는, 상기 제1 장섬유 부직포(11)가 결합된 보온 충전재층(20)의 이면에 제2 장섬유 부직포(12)를 추가로 결합하는 공정을 수행하거나 상기 제1 장섬유 부직포(11)와 제2 장섬유 부직포(12)의 사이에 보온 충전재층(20)을 삽입하고 동시에 결합하는 공정을 수행하고, 공정을 종료한다.
상기 결합공정(S300)의 결합방법으로는 사용된 보온 충전재 및 장섬유 부직포의 물성에 따라 다양한 공지의 방법 예컨대, 열접착 방식, 레진바인더 등을 통한 접착제 접착방식, 니들 펀칭법 등이 선택되어 합포방식으로 결합하는 방식으로 수행될 수 있으며, 본 실시예의 경우 열접착 방식 또는 레진바인더 등을 통한 접착제 접착방식에 의한 통기성 저하를 방지하기 위하여, 결합공정(S300)은 장섬유 부직포와 보온 충전재층을 공지의 니들 펀칭 장치와 방법을 이용하여 결속시키는 공정으로 수행될 수 있다.
나아가, 도 2를 참조하면, 본 발명의 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재의 제조방법은 보온 충전재층(20)에 결합된 상기 제1 장섬유 부직포(11)의 표면 또는 상기 제1 장섬유 부직포(11)와 제2 장섬유 부직포(12)의 표면에 추가 방수 코팅 처리, 마감처리 등의 공정 수행하는 후가공 공정(S400)을 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10 : 장섬유 부직포
11 : 제1 장섬유 부직포
12 : 제2 장섬유 부직포
20 : 보온 충전재층

Claims (11)

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  8. 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재의 제조방법에 있어서,
    장섬유 부직포 가공 공정(S100);
    보온 충전재층 가공 공정(S200); 및
    상기 장섬유 부직포의 이면에 상기 보온 충전재층을 결합하는 결합공정(S300)을 포함하여,
    상기 장섬유 부직포 가공 공정(S100)은,
    가공될 장섬유 부직포를 준비하는 장섬유 부직포 및 발수 처리 용액을 준비하는 준비 과정(S110), 상기 준비된 장섬유 부직포에 발수 처리 용액에 침지시키고 장섬유 부직포의 표면상에 발수 처리 물질을 흡착시키는 습식 처리 과정(S120), 상기 발수 처리 용액이 침지된 장섬유 부직포를 건조하는 건조 과정(S130)을 포함하고,
    상기 준비 과정(S110)은 상기 발수 처리 용액으로 그래핀(graphene) 용액을 준비하는 공정을 포함하고,
    상기 습식 처리 과정(S120)은 상기 장섬유 부직포를 상기 그래핀(graphene) 용액에 침지 시키는 공정, 상기 장섬유 부직포가 침지된 상태의 그래핀 용액에 초음파 처리를 수행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재의 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 장섬유 부직포 가공 공정(S100)은 상기 다층 부직포 보온재의 표면을 형성하는 제1 장섬유 부직포 및 상기 상기 다층 부직포 보온재의 이면을 형성하는 제2 장섬유 부직포를 가공하고, 상기 결합공정(S300)은 상기 제1 장섬유 부직포의 이면에 상기 보온 충전재층을 결합하고 상기 보온 충전재층의 이면에 상기 제2 장섬유 부직포의 이면을 결합하는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 장섬유 부직포 가공 공정(S100)은, 상기 건조 과정(S130)에서 건조된 장섬유 부직포의 표면에 대하여, 엠보싱을 형성하는 앰보싱 가공 처리 공정, 표면을 가열 및 가압하는 압축 공정, 친츠 가공 중 선택된 하나 이상을 처리하는 표면 후가공 과정(S140)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포를 포함하는 다층 부직포 보온재의 제조방법.
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