KR102029253B1

KR102029253B1 - 매트리스용 난연 패드 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR102029253B1
Application number: KR1020180063034A
Authority: KR
Inventors: 박순용; 장효섭; 권오진; 이현자
Original assignee: 주식회사 디아이티그린
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2019-10-07

Abstract

본 발명은 난연섬유를 저융점 폴리에스테르 섬유로 열접착 및 고정시켜 난연 부직포를 제조한 다음 상기 난연 부직포를 적층 및 천공하여 침대 매트리스 용도에 최적화한 난연 패드의 제조방법 및 이 방법으로 제조되는 난연 패드에 관한 것이다.
본 발명의 난연 패드는 반복 사용하여도 인체 유해성분이 발생하지 않고 물성이 저하되지 않으며, 사용 중 외력에 의해 쉽게 찢어지지 않고 쿠션 및 통기성이 우수하므로 매트리스에 사용하기에 적합하다.

Description

매트리스용 난연 패드 및 이의 제조방법{Flame Retarding Pad for Mattress, and Method for Manufacturing the Same}

본 발명은 난연섬유를 저융점 폴리에스테르 섬유로 열접착 및 고정시켜 난연 부직포를 제조한 다음 상기 난연 부직포를 적층 및 천공하여 침대 매트리스 용도에 최적화한 난연 패드의 제조방법 및 이 방법으로 제조되는 난연 패드에 관한 것이다.

매트리스는 침대틀에 올려져 취침자의 편안한 숙면과 휴식을 취할 때 사용되는 침구로서, 일반적으로 부직포를 포함하는 커버부재, 완충작용을 하는 여러 종류의 내장재 및 매트리스에 탄성력을 부가하는 스프링이 장착된 스프링틀로 구성된다.

상기 커버부재는 인체에 직접 접촉되므로 주로 항균과 살균, 탈취 기능을 추구하고 있어서 사용시에는 아무런 불편함과 문제점이 없으나 사용 중 예기치 못한 화재가 발생하여 불꽃이 매트리스에 점화되었을 경우 단순한 섬유소재로 되어 있는 커버부재가 쉽게 소각됨은 물론 소각시 인체에 유해한 유독가스 등이 발생함에 따라 더 큰 화재와 인명피해를 입게 되는 문제가 종종 발생하고 있다.

커버부재는 통상 내부에서 외부로 부직포, 패딩, 원단의 순으로 적층되도록 한 상태에서 공지된 누빔 공법으로 일체화시켜 제작되고 있으며, 매트리스 화재 확산의 주 요인으로 커버부재에 사용되는 부직포가 지목되고 있다.

부직포는 두께에 대한 자유도가 크고 주름이 생기지 않을뿐더러 강도의 범위가 넓고 보온성, 흡수성, 절연성, 전도성 등을 가질 수 있으므로 포장재, 필터, 카페트, 자동차 내장재, 침대용 매트리스지 등과 같이 다양한 분야에 이용되고 있다.

이러한 부직포에 난연성능을 부가하여 화재시 인명피해를 줄일 수 있는 부직포가 개발되고 있으며, 예를 들어 한국공개특허공보 제2012-0108629호에는 침대 매트리스의 커버부재를 구성하는 부직포, 패딩, 원단 제조시 폴리에스터에 난연제를 혼합하여 소재를 생산함으로써 화재 확산을 방지하고자 하였다.

그런데 일반적인 난연제는 화재를 억제하는 효능이 우수하나 유독가스가 발생하여 인체에 위해를 가하므로 난연효과뿐만 아니라 유독가스 발생에 따른 위험성을 차단할 수 있는 난연제의 개발이 선행되어야 실내 화재에 효과적으로 대처할 수가 있다.

또한, 한국등록특허공보 제602701호에는 인(phosphorus) 함유 난연제로 처리된 폴리에스터 난연화이버와 천연 면 난연화이버를 카딩라인을 거쳐 분산시키고 여기에 저융점(low melting) 화이버를 첨가하여 난연 부직포를 제조하는 방법이 제안되었다.

상기의 난연 부직포는 제조과정에서 저융점 화이버를 가열용융시켜 난연화이버를 접착시키며, 고융점의 인계 난연제가 함유된 난연화이버는 유해물질을 배출하지 않고 장시간 화재에 노출되어도 쉽게 용융되지 않아서 난연기능과 함께 부직포의 드립(drip) 현상을 방지하여 2차 화상을 예방할 수 있는 효과가 있다.

그런데 인계 난연제는 가격이 비싸고 인체에 유해한 포스핀(phosphine)이나 포스겐(phosgene) 발생 논란이 제기되고 있으므로, 난연 부직포의 제조비용을 상승시키는 단점과 함께 위생 면에서 피부와 접하는 매트리스용 난연 부직포에 적용하기에는 문제가 있다.

주요 난연제로서 브롬계, 인계, 염소계, 무기계 등의 난연제가 개발되어 있고, 각 난연제의 특성에 맞추어 산업부분에 적용되고 있으나 상기와 같이 매트리스와 같은 인체피부와 직접 접촉하는 제품에 적용하기에는 유해성 문제가 끊임없이 제기되는 실정이다.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 매트리스 용도에 적합하도록 인체에 무해하고 난연성능이 우수하면서 외력에 의해서 쉽게 손상되지 않는 매트리스용 난연 패드 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 섬유 자체 물성이 내열성을 가지는 난연섬유의 단섬유 60~90 중량%와 저융점 폴리에스테르 섬유의 단섬유 10~40 중량%를 웹 적층하는 단계; 상기 적층된 웹을 가압 가열하여 저융점 폴리에스테르 단섬유를 용융시켜 난연 단섬유를 열접착하는 난연 부직포의 제조단계; 및 상기 난연 부직포를 상하 적층하고 미세 천공하여 다수의 미세 천공홀을 형성시키는 단계;를 포함하며, 상기 가열은 저융점 폴리에스테르 섬유의 용융온도보다 10~20 ℃(1차), 20~30 ℃(2차) 및 30~40 ℃(3차) 높은 온도로 가열된 캘린더 롤에 적층 웹을 순차적으로 통과시키는 과정으로 이루어지고, 상기 적층 웹의 3차 캘린더 롤 통과 전에 적층 웹 표면에 폴리에스테르 금속염을 분무하는 것을 특징으로 하는 매트리스용 난연 패드의 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 난연섬유는 파라-아라미드 섬유와 메타-아라미드 섬유가 혼섬되어 있는 것이 바람직하다.

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또한, 상기 가열은 저융점 폴리에스테르 섬유의 용융온도보다 높은 온도로 가열되고 표면에 엠보싱이 형성된 캘린더 롤에 적층 웹을 통과시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상하 적층한 난연 부직포의 상하면에 진공을 형성시킨 후 미세 천공하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기의 방법으로 제조되는 매트리스용 난연 패드를 제공한다.

본 발명의 난연 패드는 반복 사용하여도 인체 유해성분이 발생하지 않고 물성이 저하되지 않으며, 사용 중 외력에 의해 쉽게 찢어지지 않고 쿠션 및 통기성이 우수하므로 매트리스에 사용하기에 적합하다.

본 발명은 난연섬유(fireproof fiber)의 단섬유(staple fiber)와 저융점 폴리에스테르 섬유의 단섬유를 웹 적층하고 가열하여 저융점 폴리에스테르 섬유가 용융되면서 난연섬유를 열접착시킨 난연 부직포를 제조한 다음, 상기 난연 부직포를 적층 및 천공하여 난연 패드를 제조한다.

상기 난연섬유로서 섬유 자체의 물성이 고내열성을 가지는 섬유를 사용하는데, 일반섬유에 난연제를 부가하여 전처리 또는 후처리된 섬유는 사용 중 난연제가 섬유로부터 이탈하여 난연성이 저하되거나 인체에 유해한 영향을 미치거나 섬유의 물성을 저하시키는 등의 문제가 발생하므로, 매트리스와 같이 인체에 인접하여 사용하는 물품에서는 섬유 자체가 내열성을 가지는 섬유(heat resistant fiber)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 내열성 섬유로서 아라미드 섬유(aramid fiber), 멜라민 섬유(melamine fiber), 폴리벤조이미다졸 섬유(polybenzimidazole fiber), 폴리아크릴로니트릴 섬유(polyacrylonitrile fiber), 노볼로이드 섬유(novoloid fiber), 예비 산화 섬유(pre-oxidized fiber), 탄소섬유(carbon fiber), 모드아크릴 섬유(modacrylic fiber) 등이 있으며, 한계산소지수(LOI) 25 % 이상, 크림프 수 1~10 개/㎝, 굵기 1~33 ㎛, 길이 20~51 ㎜인 단섬유를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 내열성 섬유 중에서 아라미드 섬유를 사용하는 것이 바람직하며, 아라미드 섬유는 방향족 폴리아미드(aromatic polyamide) 섬유의 총칭으로서 섬유의 구성물질이 긴 사슬 모양의 합성 폴리아미드이고 85 % 이상의 아미드기가 두 개의 방향족 고리에 직접 연결된 인조섬유이다.

아라미드 섬유는 아미드기와 벤젠고리의 결합위치에 따라 파라계 아라미드(para-liked aramid) 섬유와 메타계 아라미드(meta-liked aramid) 섬유로 대별되며, 파라계 아라미드는 고강력, 고탄성률을 가지고 있고 메타계 아라미드는 열안정성이 뛰어나므로 상기 아라미드 섬유로서 파라-아라미드 섬유와 메타-아라미드 섬유를 혼섬하여 사용하는 것이 좀 더 바람직하다.

아라미드 섬유는 융점이 320 ℃ 이상으로서 내열성, 난연성, 내약품성, 방염성이 우수하여 소방복 등의 방호의류, 항공기 인테리어, 군이나 민간의 방호의류, 산업용 필터재, 종이재료 등으로 많이 사용되며 일반 소비자용으로는 커튼, 베게, 작업복 등으로 사용된다.

본 발명의 난연 부직포는 상기 난연섬유와 저융점 폴리에스테르 섬유가 60~90:10~40 중량%(난연섬유:저융점 폴리에스테르 섬유)로 구성되는 것이 바람직하고 저융점 폴리에스테르 섬유는 융점이 265 ℃ 이하인 섬유가 바람직하며, 저융점 폴리에스테르 섬유가 10 중량% 미만일 경우 섬유의 접착점(binding point) 수가 부족하여 사용이나 세탁 중에 부직포가 풀어질 가능성이 있고 40 중량%를 초과하면 상대적으로 난연섬유의 비율이 감소하여 난연기능이 저하된다.

상기 난연섬유와 저융점 폴리에스테르 섬유를 타면혼섬하여 컨베이어 네트(net) 위에 웹 형태로 적층하고 가열된 캘린더 롤(calender roll) 장치에 가압통과시켜 웹에 평활성을 부여하면서 섬유 사이의 열접착이 이루어지도록 한다.

상기 타면혼섬된 섬유를 카아드레이법을 이용하여 시트상으로 웹을 형성하고 이를 콘베이어 네트 위에 오버랩핑하여 서로 적층시켜 수평적 적층 웹을 형성하거나, 타면혼섬된 섬유를 랜덤카아드법을 이용하여 수직층으로 웹을 형성하거나, 상기 카아드레이법으로 시트상의 웹을 적층시킨 후 랜덤카아드법으로 수직층의 웹을 형성할 수도 있다.

또한, 상기 적층 웹을 열접착하기 전에 니들 펀칭(neddle punching)하여 니들의 상하운동에 의해 적층 웹을 상호결합시킬 수 있으며, 단일하부방식, 단일상부방식, 더블하부방식 또는 더블상부방식으로 니들 펀칭하여 예비 부직포를 제조한 후 열접착함으로써 열접착시 적층 웹이 흐뜨러지는 것을 예방할 수 있다.

상기 니들 펀칭시 니들 길이 70~120 ㎜인 바브(barb) 타입의 니들로 스크로크 200~650 회/㎡로 펀칭하여 단일층의 두께 3~7 ㎜, 평량 100~1000 g/㎡인 부직포를 형성할 수 있다.

또한, 상기 적층 웹 또는 니들 펀칭된 예비 부직포를 건조로에서 예비 가열한 후 열접착 할 수 있으며, 예비 가열은 직접 및 간접가열 방식으로 저융점 폴리에스테르 섬유의 용융온도보다 15~30 ℃ 낮은 온도로 수행하여 열접착이 균일하고 안정하게 이루어지도록 한다.

상기 열접착 온도는 저융점 폴리에스테르 섬유의 용융온도보다 높게 설정하여 저융점 폴리에스테르 섬유가 용융하여 난연섬유를 결합하도록 하는데, 상기 열접착은 적층 웹을 캘린더 롤에 적어도 3회 이상 반복 통과시키는 것이 바람직하고 캘린더 롤의 온도를 순차적으로 높여주어 저융점 폴리에스테르 섬유의 용융온도보다 10~20 ℃(1차 캘린더 롤), 20~30 ℃(2차 캘린더 롤) 및 30~40 ℃(3차 캘린더 롤) 높게 열접착시키는 것이 좀 더 바람직하다.

적층 웹은 캘린더 롤 통과시 저융점 폴리에스테르 섬유가 용융하여 열고정(heat setting)되면서 웹이 일정 두께로 성형되어 부직포가 제조되는데, 카딩(carding) 공정시 난연섬유와 저융점 폴리에스테르 단섬유를 최대한 균일하게 분산시켜도 부분적으로 불균일이 발생할 수밖에 없고, 이를 웹 적층하여 한 번만 캘린더 롤에 통과시켜 열고정하면 결국 난연섬유의 분포가 불균일해지므로 부직포의 내열성, 강력, 탄성률 등의 분포 또한 불균일해진다.

그러나 상기와 같이 온도를 점차 높이면서 단계적으로 열접착시키면, 먼저 낮은 온도의 1차 캘린더 롤을 가압통과하는 동안 저융점 폴리에스테르 섬유는 낮은 온도로 가열되면서 액화가 시작되나 상온의 적층 웹이 1차 캘린더 롤을 짧은 시간 동안 통과하므로 액화 온도까지 미처 상승하지 못하여 저융점 폴리에스테르 섬유는 유리전이온도에서 연화되고, 난연섬유는 캘린더 롤의 가압력에 의해 연화된 저융점 폴리에스테르 사이를 미끄러지면서 균등분포하게 되므로 난연섬유는 1차 캘린더 롤 통과 전보다 적층 웹 내에 좀 더 균일하게 분포된다.

상기 1차 열접착 웹을 다시 중간 온도의 2차 캘린더 롤을 가압통과시키면 연화된 저융점 폴리에스테르가 용융되고 난연섬유는 캘린더 롤의 가압력에 의해 용융된 저융점 폴리에스테르 내에 더욱 균일하게 분포되며, 이를 높은 온도의 3차 캘린더 롤을 가압통과시키면 용융된 저융점 폴리에스테르가 캘린더 롤의 가압력에 의해 밀리면서 적층 웹에 고르게 분포되어 난연섬유를 접착시키므로, 이러한 단계적 열접착을 통해 난연섬유는 적층 웹 내에 균일하게 분포될 수 있다.

저융점 폴리에스테르 섬유는 3차 캘린더 롤을 통과한 후 냉각·고화되어 난연섬유를 고정시키는데, 폴리에스테르 수지는 원래 결정성 중합체이나 수지의 높은 유리전이온도(glass transition temperature, Tg)로 인하여 고온의 용융상태에서 냉각되어 고화상태에 이르기까지 시간이 오래 소요되며, 이에 따라 3차 캘린더 롤을 통과한 부직포의 폴리에스테르 수지가 고화되기 전 용융상태에서 가공작업에 따른 외력이 가해지면 부직포가 변형되기 쉽고 균일도가 저하될 우려가 있으며, 폴리에스테르 수지가 고화될 때까지 가공작업을 지연시키면 그만큼 생산성이 저하된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 폴리에스테르 수지의 결정화 속도를 향상시키는 방안이 요구되는데, 결정화 속도가 향상되면 유리전이역이 축소되어 용융상태로부터 고화상태에 이르기까지의 시간이 단축되므로 3차 캘린더 롤 통과 후 폴리에스테르 수지가 신속히 고화되어 후가공작업을 지연없이 진행할 수 있다.

폴리에스테르 수지의 결정화 속도를 향상시키기 위하여 3차 캘린더 롤 통과 전 적층 웹 표면에 폴리에스테르 금속염을 분무하는 방안이 있으며, 상기 폴리에스테르 금속염은 폴리에스테르 수지의 결정핵형성제로 작용하여 결정형성이 시작될 수 있는 많은 자리를 제공하고 이에 따라 3차 캘린더 롤을 통과한 부직포의 저융점 폴리에스테르 섬유는 용융상태에서 냉각·고화되면서 결정핵형성제로 인하여 결정형성이 촉진되어 신속히 고화된다.

상기 폴리에스테르 금속염은 폴리에스테르 수지에 1가 또는 2가 금속이온이 결합된 염으로서, 저융점 폴리에스테르 섬유와 유사한 분자구조를 가지므로 용융된 저융점 폴리에스테르 수지와 자연스럽게 융합하여 부직포 물성에 주는 영향이 최소화되며, 상기 금속이온은 리튬, 나트륨, 마그네슘, 칼륨, 칼슘의 이온 중에서 선택될 수 있다.

매트리스는 우수한 쿠션과 통기성을 요구하는 물품이므로 매트리스에 사용되는 부직포의 쿠션과 통기성을 향상시키는 것이 바람직하며. 이를 위해 상기 캘린더 롤 표면에 엠보싱(embossing) 문양을 형성시키는 것이 바람직하다.

부직포 표면에 엠보싱이 형성되면 엠보싱의 요철에 의해 쿠션과 통기성이 향상되며, 이후 공정에서 부직포를 여러 장 겹쳐서 매트리스용 패드를 제조하므로 엠보싱이 형성된 부직포가 다층 적층된 패드는 겹침 매수가 증가할수록 쿠션과 통기성이 더욱 증가한다.

적층 웹을 3회 캘린더 롤에 통과시킬 경우 3차 캘린더 롤 표면에만 엠보싱을 형성하여 캘린더 롤 표면의 엠보싱 형상에 의한 가압으로 인하여 부직포 내의 난연섬유 분포가 불균일해지는 것을 억제하는 것이 바람직하다.

다음은 부직포를 매트리스 용도에 최적화하기 위하여 상기 열접착된 부직포를 상하 적층하여 여러 장 겹친 다음 상하 관통되도록 미세 천공하여 다층의 부직포로 구성되는 패드에 다수의 상하 관통 미세 천공홀을 형성시키며, 이와 같이 패드에 천공홀을 형성하면 적층된 상하 부직포가 천공 과정에서 서로 결속될 뿐만 아니라 패드를 좌우로 당겼을 때 천공홀이 변형되면서 당기는 힘을 상쇄하여 패드가 찢어지는 것을 억제하는 효과가 있다.

상기 부직포의 적층 후 상하면에 진공을 형성시켜 상하 부직포가 서로 밀착되도록 한 다음 미세 천공하는 것이 바람직하며, 밀착된 상태에서 천공하면 미세 천공홀이 좀 더 뚜렷하게 형성되면서 그 형태를 오래 유지할 수 있고 상하 부직포의 결속력이 좀 더 증가하는 효과가 있다.

상기의 방법으로 제조된 난연 패드는 침대 매트리스를 구성하는 여러 층에 사용할 수 있고, 특히 침대의 필로우탑(pillow top), 토퍼(topper), 측면, 손잡이에 사용할 수 있다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 시험예에 의거하여 좀 더 상세하게 설명한다.

단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

<실시예 1>

파라-아라미드 단섬유와 메타-아라미드 단섬유를 동일 중량비로 혼합한 난연 단섬유와 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 단섬유를 75:25 중량비로 혼합하여 균일하게 섞어준 다음 단위면적당 500 g/㎡ 중량으로 컨베이어 네트 상에 웹 형태로 적층하고 295 ℃로 가열된 캘린더 롤에 통과시켜 열접착된 난연 부직포를 제조하였다.

상기 난연 부직포를 5겹으로 상하 적층하고 상하면에 진공을 형성시켜 부직포를 밀착시킨 후 미세 침(needle)으로 상하 관통시켜 미세 천공홀이 형성된 다층 부직포 난연 패드를 제조하였으며, 상기 미세 천공홀은 패드의 폭방향 3 ㎜, 진행방향 15 ㎜ 간격으로 형성되도록 하였다.

<실시예 2>

상기 실시예 1에서, 적층 웹을 270 ℃, 280 ℃ 및 290 ℃로 가열된 캘린더 롤에 순차적으로 통과시켜 열접착시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 난연 패드를 제조하였다.

<실시예 3>

상기 실시예 2에서, 마지막 캘린더 롤(280 ℃) 통과 전 적층 웹의 표면에 폴리에틸렌테레프탈레이트 나트륨염(중합도 10~100의 폴리에틸렌테레프탈레이트에 나트륨 이온 결합) 용융액을 분무한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 난연 패드를 제조하였다.

<실시예 4>

상기 실시예 2에서, 첫 번째 및 두 번째 캘린더 롤은 상단 롤과 하단 롤의 표면이 평면형상이고 마지막 캘린더 롤은 상단 롤 표면에 엠보싱 문양이 형성되고 하단 롤 표면은 평면형상인 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 난연 패드를 제조하였다.

<시험예> 물성 측정

상기 실시예 1에서 상하 적층 전의 단겹 부직포를 대조군으로 하여 실시예 1~4의 난연 패드 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

인장강도와 인장신율은 KS K 0521 법을 이용하였으며, 구체적으로 가로×세로=5×20 ㎝ 크기의 실시예 및 대조군 부직포 시편을 INSTRON사의 측정장비를 이용하여 상/하 5×5 ㎝의 지그로 물린 후 인장속도 200 ㎜/min으로 측정하였다.

열수축률은 가로×세로=25×25 ㎝ 크기의 부직포 시편 위에 20×20 ㎝의 정사각형(MD/CD방향 표기)을 표시하고 180 ℃로 운전되는 열풍건조기에서 3 분간 가열한 후 시편 위에 표시한 20×20 ㎝ 정사각형의 길이변화를 측정하여 계산하였다.

난연성은 UL94 수직 난연성 시험방법으로 측정하였다

내열성은 부직포 시편을 오븐에서 250 ℃ 온도로 300 시간 가열한 후 상온에 1 시간 이상 정치한 다음 외관의 수축, 변형, 표면 벗겨짐, 잔털 일어남, 균열 발생 등의 여부를 육안관찰하여 판별하였다.

열싸이클 평가는 부직포 시편을 상온→고온(150 ℃×3 시간)→상온→저온(-30 ℃×3 시간)→상온→내습(50 ℃ x 95 %RH) 조건에 노출시킨 후 표면 손상, 변형, 변색 등을 육안관찰하여 판별하였다.

물성 측정결과

	인장강도 (MD/CD^주1)) (kg.f/5㎝)	인장신율 (MD/CD) (%)	열수축률 (MD/CD) (%)	난연성	내열성^주2 ⁾	열싸이클 평가^주2)
실시예 1	19.5/20.4	29.8/30.5	0.0 / 0.0	불연	◎	◎
실시예 2	21.3/22.7	31.1/32.4	0.0 / 0.0	불연	◎	◎
실시예 3	22.4/23.5	32.2/33.6	0.0 / 0.0	불연	◎	◎
실시예 4	18.7/20.3	28.6/29.4	0.0 / 0.0	불연	◎	◎
대조군	15.2/15.8	22.1/24.6	0.0 / 0.0	불연	◎	○
주1) MD/CD (MD: mechanical direction, CD: cross direction) 주2) ◎:변화 없음, ○:미세 변화, △:일부 변화, ×:많이 변화

상기 표 1을 보면, 실시예의 난연 패드는 인장강도와 인장신율 평가에서 대조군보다 우수한 특성을 나타내었는데, 실시예 중에서는 적층 웹을 3단계로 열접착시키고 폴리에틸렌테레프탈레이트 나트륨염으로 용융된 저융점 폴리에스테르의 결정화 속도를 향상시켜 신속히 고화시킨 실시예 3 난연 패드의 인장강도와 인장신율이 가장 우수하고 적층 웹을 3단계로 열접착시킨 실시예 2의 난연 패드가 다음으로 우수하였으며, 부직포 표면에 엠보싱 문양을 형성시킨 실시예 4의 난연 패드가 가장 낮았다.

이러한 결과로부터 캘린더 롤 통과 후 부직포의 용융 수지를 신속히 고화시키는 것이 인장물성에 매우 유리하고 적층 웹의 열접착 온도를 순차적으로 증가시키면서 열접착시키는 것이 바람직하며 부직포 표면에 엠보싱 문양을 형성시키면 쿠션과 통기성은 향상될 수 있으나 인장물성에는 불리함을 알 수 있다.

반면에, 대조군의 난연 패드는 실시예보다 인장물성이 불량하였는데, 이는 난연 패드를 다층형상으로 제조한 점 외에도 난연 패드에 천공홀이 형성되어 있지 않아서 난연 패드의 인장시 인장력이 난연 패드에 그대로 작용하여 난연 패드가 쉽게 찢어지는 것으로 판단된다.

열수축률, 난연성, 내열성은 각 군 모두 우수하고 열싸이클 평가에서는 대조군에서 미세한 변화가 감지되었으나 유의적인 수준에는 미치지 않은 것으로 판단된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 난연 패드는 인장강도와 인장신율이 우수하고 고온에서도 열수축되지 않으며, 난연성능이 우수하고 주변환경의 온도변화에도 본래의 내열특성을 유지하여 매트리스 용도에 적합함을 알 수 있다.

Claims

섬유 자체 물성이 내열성을 가지는 난연섬유의 단섬유 60~90 중량%와 저융점 폴리에스테르 섬유의 단섬유 10~40 중량%를 웹 적층하는 단계;
상기 적층된 웹을 가압 가열하여 저융점 폴리에스테르 단섬유를 용융시켜 난연 단섬유를 열접착하는 난연 부직포의 제조단계; 및
상기 난연 부직포를 상하 적층하고 미세 천공하여 다수의 미세 천공홀을 형성시키는 단계;를 포함하며,
상기 가열은 저융점 폴리에스테르 섬유의 용융온도보다 10~20 ℃(1차), 20~30 ℃(2차) 및 30~40 ℃(3차) 높은 온도로 가열된 캘린더 롤에 적층 웹을 순차적으로 통과시키는 과정으로 이루어지고,
상기 적층 웹의 3차 캘린더 롤 통과 전에 적층 웹 표면에 폴리에스테르 금속염을 분무하는 것을 특징으로 하는 매트리스용 난연 패드의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 난연섬유는 파라-아라미드 섬유와 메타-아라미드 섬유가 혼섬되어 있는 것을 특징으로 하는 매트리스용 난연 패드의 제조방법.
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청구항 1에 있어서,
상기 가열은 저융점 폴리에스테르 섬유의 용융온도보다 높은 온도로 가열되고 표면에 엠보싱이 형성된 캘린더 롤에 적층 웹을 통과시키는 것을 특징으로 하는 매트리스용 난연 패드의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 상하 적층한 난연 부직포의 상하면에 진공을 형성시킨 후 미세 천공하는 것을 특징으로 하는 매트리스용 난연 패드의 제조방법.
청구항 1, 청구항 2, 청구항 5 또는 청구항 6 중 어느 한 항의 방법으로 제조되는 매트리스용 난연 패드.