KR102077798B1 - 형태안정성이 향상된 부직포 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고온에서 형태를 안정적으로 유지할 수 있는 부직포 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 부직포는 고융점 폴리에스테르 섬유를 접착시키는 저융점 폴리에스테르의 함량을 최소화하고 카펫 제조공정의 열풍 경화 온도보다 높은 온도에서 미리 열고정하여 부직포가 열에 의해 수축되는 것을 방지함으로써 카펫 제조과정에서 코팅액의 열풍 경화에 따른 카펫의 뒤틀림과 말림 현상을 방지할 수 있으며, 또한 열고정 단계를 거치면서 수축율 0 %의 특성을 가지는 부직포가 제조되므로 형태안정성이 요구되는 타일형 카펫의 기포지에 특히 적합하고 부직포의 수축이 방지되므로 수축률을 보완하는 2차 기포지를 사용하지 않아도 되어서 제조공정을 간소화하고 제조원가를 낮출 수 있는 장점이 있다.

Description

형태안정성이 향상된 부직포 및 이의 제조방법{Dimensional Stable Non-woven Fabric, and Method for Manufacturing the Same}
본 발명은 고온에서 형태를 안정적으로 유지할 수 있는 부직포 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
카펫은 우수한 보행감과 흡음성을 가지고 있어서 타소재에 비하여 상대적으로 피로감을 덜 느끼고 조용한 생활환경을 가능하게 하며, 또한 미끄러지지 않아서 낙상의 위험을 방지할 수 있고 열전도율이 낮아서 온·냉방의 일정온도를 유지하는데 필요한 열량이 적게 들며, 공기 중의 먼지를 흡착하기 때문에 플라스틱이나 나무바닥재에 비하여 쾌적한 환경을 제공하는 양질의 바닥자재이다.
카펫은 형상에 따라 롤 카펫과 타일 카펫으로 구분할 수 있는데, 롤 카펫은 상대적으로 두께가 두껍고 파일사가 풍성하여 고급스러운 분위기의 연출이 가능하고 쿠션감이 좋으며, 다양한 패턴과 색상이 있어서 어느 장소에나 잘 어울려 고급스러운 인테리어 효과가 필요한 호텔, 연회장 등 폭넓은 장소에 사용되나, 관리와 보관이 힘들다는 단점이 있다.
타일 카펫은 섬유를 타일 모양의 작은 카펫으로 만든 뒤 여러 개를 이어 붙여 시공한다는 점에서 이음매가 없는 넓은 직사각형의 롤 타입 카펫과 구분되는데, 진공청소와 스팀청소 등을 할 수 있어서 유지·관리가 용이하고 오염됐을 경우 부분적으로 교체·수리가 가능하여 카펫 전체를 교체하는 데 따른 경제적 부담과 번거로움을 덜 수 있으며, 두께가 얇고 파일사가 풍성하지 않아서 의자 바퀴 등을 굴리기에 편하므로 사무공간을 중심으로 매년 꾸준히 성장하는 추세에 있다.
타일 카펫은 터프팅 공정(tufting, 부직포에 카펫사를 심는 공정)과 백코팅 공정[back coating, 터프팅된 부직포 후면에 폴리염화비닐(PVC), 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 또는 스티렌부타디인 고무(SBR) 등의 코팅액을 도포한 후 경화시키는 공정]을 거친 후, 정사각형(50×50 ㎝) 형태로 절단하여 최종제품이 만들어진다.
타일 카펫은 카펫사, 1차 기포지, 1차 및 2차 코팅액, 2차 기포지와 같은 구조로 구성되는데, 카펫사는 표면에 드러나는 부분으로서 흡음과 쿠션감을 주기 위해 사용되고 1차 기포지는 카펫사가 심겨져 무늬와 형태를 만드는 지지체 역할을 하며, 1차 코팅액은 카펫사가 1차 기포지에서 빠지지 않도록 하기 위한 접착제 역할을 하고 2차 코팅액은 카펫의 탄성과 무게감(바닥에 잘 안착되게 하기 위함)을 주는 역할을 하며, 2차 기포지는 두 종류 코팅액의 수축률 차이를 보완하여 카펫의 형태를 안정시키는 역할을 한다.
그런데 이러한 구조의 타일 카펫은 섬유(카펫사), 부직포(1차 기포지), PVC/EVA/SBR(코팅액), 유리섬유(2차 기포지) 등과 같은 다양한 소재를 사용하므로 각 소재의 열적 특성이 다양하고, 이는 카펫 제조공정 중 열풍으로 경화시키는 공정에서 각기 다른 수축률을 야기함에 따라 타일 카펫 최종제품의 모서리가 바닥에서 뜨거나(말림) 전체 형태가 비틀어지는 문제가 발생한다.
더욱이 타일 카펫은 여러 개를 이어 붙여 시공하므로 이음매 부분에 빈틈이 없어야 하며, 따라서 카펫에 요구되는 여러 물성 중 형태안정성이 더욱 중요하게 작용한다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명자는 한국등록특허공보 제1079804호를 통하여 고유점도 0.655이고 융점이 250~270 ℃인 폴리에스테르 80 중량%와 고유점도 0.620~0.745이고 융점이 180~226 ℃인 코폴리에스테르 20 중량%로 제조되는 장섬유 스펀본드 부직포를 제안하였으며, 또한 한국공개특허공보 제2014-0119351호를 통하여 융점이 250~270 ℃인 고융점 폴리에스테르와 융점이 180~210 ℃인 저융점 공중합체를 90~96:4~10 중량%의 비율로 복합방사하여 형성된 필라멘트로 웹을 형성한 후 열접착시켜 카펫 기포지용 스펀본드 부직포를 제조하는 방법을 제안한 바 있다.
상기의 발명들은 저융점 공중합체의 고유점도, 융점, 함량을 특정범위로 조절하여 스펀본드 부직포의 열수축률을 낮춤으로써, 카펫 제조공정의 열풍 경화공정에서 카펫의 뒤틀림과 변부 들림 현상을 억제하고자 하였다.
그러나 카펫 제조공정 중 코팅액을 경화시키는 공정에서 사용되는 열풍조건에서 고융점 폴리에스테르는 형태변형이 없는 반면, 저융점 코폴리에스테르는 낮은 융점으로 인해 용융 직전 형태가 되어 스펀본드 부직포의 수축 및 이완 등과 같은 변형이 일어날 가능성이 높고, 또한 상기의 발명에서는 저융점 코폴리에스테르가 다량으로 함유되거나 저융점 공중합체가 표면에 위치되도록 한 구조의 복합방사 방법으로 제조되기 때문에 표면에 드러나는 저융점 공중합체가 많아지게 되어 백코팅 공정에서 부직포의 형태변형이 발생한다.
따라서 카펫의 기포지로 사용되는 부직포는 강도, 신율 등의 물성뿐만 아니라 카펫 제조공정 중 고온의 열처리 공정에서도 형태가 안정적으로 유지될 수 있도록 하는 물성 또한 요구되고 있다.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 고온에서의 형태안정성이 향상되어 카펫의 제조공정과 같이 고온의 코팅 및 열풍 경화과정을 필요로 하는 공정에서 부직포의 형태를 안정적으로 구현할 수 있는 부직포 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 융점이 255 ℃ 이상인 고융점 폴리에스테르 섬유 90~95 중량%에 융점이 180 ℃ 이상인 저융점 폴리에스테르 5~10 중량%가 용융 경화된 부직포로서, MD방향/CD방향의 인장강도는 16~22/17~23 ㎏.f/5㎝이고 MD방향/CD방향의 인장신율은 30~34/31~37 %인, 형태안정성이 향상된 부직포를 제공한다.
또한, 본 발명은 융점이 255 ℃ 이상인 고융점 폴리에스테르 90~95 중량%와 융점이 180 ℃ 이상인 저융점 폴리에스테르 5~10 중량%를 혼섬방사하는 단계; 상기 혼섬방사된 섬유를 웹 적층하는 단계; 상기 웹을 열융착하는 단계; 및 상기 열융착된 웹을 200~220 ℃에서 열고정하는 단계:를 포함하는, 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 고융점 폴리에스테르 섬유의 단사섬도는 1~5 데니어이고 180 ℃ 이하의 온도에서 열에 의한 형태변화가 없는 것이 바람직하고, 상기 저융점 폴리에스테르의 융점은 180~210 ℃인 것이 바람직하다.
또한, 상기 고융점 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 또는 폴리나프탈렌테레프탈레이트인 것이 바람직하고, 상기 저융점 폴리에스테르는 상기 고융점 폴리에스테르에 아디프산, 이소프탈산 또는 이들 모두가 공중합된 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 혼섬방사된 혼섬사의 섬도는 4~10 데니어인 것이 바람직하고, 상기 열융착은 저융점 폴리에스테르 융점 이상의 10 ℃를 초과하지 않는 범위 내의 온도로 융착시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 부직포는 고융점 폴리에스테르 섬유를 접착시키는 저융점 폴리에스테르의 함량을 최소화하고 카펫 제조공정의 열풍 경화 온도보다 높은 온도에서 미리 열고정하여 부직포가 열에 의해 수축되는 것을 방지함으로써 카펫 제조과정에서 코팅액의 열풍 경화에 따른 카펫의 뒤틀림과 말림 현상을 방지할 수 있다.
또한, 혼섬방사한 저융점 폴리에스테르 섬유를 용융시켜 고융점 폴리에스테르 섬유를 접착·고정하므로, 복합방사에 의한 저융점 및 고융점 폴리에스테르 복합사를 열융착하는 종래의 방식에 비하여 부직포를 구성하는 필라멘트 유동성이 높아 터프팅 공정 후 바늘 구멍이 크게 생기는 복합방사 부직포에 비해 바늘 구멍이 작게 형성되어 카펫사를 고정하는 힘이 우수하여 작업효율이 높고, 저융점 폴리에스테르의 함유량을 낮출 수 있어서 저융점 폴리에스테르에 의한 열수축을 방지할 수 있다.
더불어, 열고정 단계를 거치면서 수축율 0 %의 특성을 가지는 부직포가 제조되므로 형태안정성이 요구되는 타일형 카펫의 기포지에 특히 적합하며, 부직포의 수축이 방지되므로 수축률을 보완하는 2차 기포지를 사용하지 않아도 되어서 제조공정을 간소화하고 제조원가를 낮출 수 있는 장점이 있다.
카펫의 제조공정 중에는 니들을 이용하여 부직포 상에 카펫사를 수직방향으로 관통하여 접결 및 이식하는 터프팅 공정을 거치게 되는데, 상기 터프팅 된 카펫의 형태고정과 내구성을 위해 고온에서 코팅액으로 코팅한 다음 열처리 및 건조하여 최종제품을 완성하는 과정에서 불가피하게 기포지의 열수축에 따른 변형이 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 융점이 255 ℃ 이상인 고융점 폴리에스테르 90~95 중량%와 융점이 180 ℃ 이상인 저융점 폴리에스테르 5~10 중량%로 이루어지는 2 종의 폴리에스테르 조성물을 혼섬방사(matrix & binder)하여 웹 적층하고 열융착한 다음, 이를 카펫 제조공정의 일반적인 경화 온도인 160~180 ℃보다 높은 온도에서 열고정(heat setting)시켜 부직포를 제조함으로써 카펫 제조와 같은 높은 온도로 가공하는 과정에서 부직포가 열수축되지 않도록 한다.
일반적으로 카펫의 코팅, 열처리, 건조온도는 약 180 ℃이므로 본 발명에 따른 형태안정성이 우수한 부직포를 제조하기 위해서는 부직포에 함유되는 저융점 폴리에스테르의 용융온도는 180 ℃ 이상으로 유지할 필요가 있다.
상기 저융점 폴리에스테르의 용융온도가 180 ℃ 미만이면 카펫 제조공정 중에 저융점 폴리에스테르가 재용해되어 기포지 시트의 파단이 발생하기 쉽고 열수축률도 높아져서 카펫 완제품의 폭과 길이가 부족해지며, 부직포와 코팅재료의 열수축률 차이에 의해 카펫의 형태가 비틀어지거나 변부가 말려 올라가는 변부 들림 현상이 발생한다.
또한, 저융점 폴리에스테르의 용융온도는 210 ℃ 이하인 것이 바람직한데, 용융온도가 210 ℃ 이상이면 부직포의 열수축률은 안정되어 카펫 제조공정 중에 시트의 변형이 나타나지 않으나 카펫의 고온코팅 및 열처리, 건조공정에서 부직포의 유연성이 낮아져 부직포 하단에 코팅되는 코팅액과의 미세한 신장률의 차이가 나타난다.
이러한 미세한 차이는 제조 직후의 제품에서는 문제가 되지 않으나 카펫의 사용기간이 늘어나면서 코팅재료와 부직포의 신장률 차이에 의한 잠재응력이 카펫의 변형을 유발할 수 있다.
일반적으로 폴리에스테르 부직포를 제조할 경우 우수한 물리적 성능을 얻기 위하여 열접착제 용도로 사용하는 저융점 수지의 함량을 10 중량%를 초과하여 사용하고 더욱더 15 중량% 이상으로 증량하여 사용하는 경우가 많은데, 이 경우 부직포 내 접착제 성분 함량이 과다하여 부직포의 열수축률이 높아지므로 카펫 제조공정에서 형태안정성이 저하되며, 고융점 폴리에스테르 섬유가 서로 간에 밀접하게 접착되어서 섬유들 간의 이동이 제약되는 결과를 초래하므로 카펫의 터프팅 공정에서 니들의 관통에 의해 폴리에스테르 섬유가 손상되므로 카펫의 인장강도가 저하되는 문제가 발생한다.
이를 개선하기 위하여 본 발명에서는 저융점 폴리에스테르를 부직포의 5~10 중량%로 함유시켜서 고융점 폴리에스테르 섬유 간의 접착점이 일정 수준 이하로 유지되도록 하여 섬유의 손상을 방지하고, 카펫 제조의 고온 코팅, 열처리, 건조공정에서 부직포에 적당한 유연성을 부여하여 최종제품인 카펫의 형태안정성을 향상시킨다.
저융점 폴리에스테르의 함량이 10 중량% 이하로 낮아지면 부직포 자체의 인장강도는 하락하나 터프팅 후의 인장강도 유지력은 우수해지는데, 이를 좀더 상세히 설명하면 부직포를 구성하는 고융점 폴리에스테르 섬유와 이를 연결하는 저융점 폴리에스테르의 접착점의 개수가 줄어들어 부직포의 인장강도는 하락하지만 터프팅시 니들이 부직포를 관통할 때 섬유 간의 결속력이 낮아서 니들에 의한 섬유의 손상을 피할 수 있다.
따라서 터프팅 후의 부직포 인장강도는 저융점 폴리에스테르 함량이 10 중량%를 초과하여 제조된 부직포보다 높아져 결과적으로 강도가 우수한 카펫을 제조할 수 있으며, 통상 저융점 폴리에스테르는 고융점 폴리에스테르보다 가격이 비싸므로 사용량이 줄어든 만큼 제조원가 면에서도 유리하다.
더불어, 저융점 폴리에스테르는 부직포의 열수축을 유발하는데, 본 발명에서와 같이 저융점 폴리에스테르 함량을 10 중량% 이하로 유지함으로써 부직포의 열수축을 방지하는 효과를 얻을 수 있다
그러나 저융점 폴리에스테르의 함량을 더욱 줄여 5 중량% 미만으로 조정하면 고융점 폴리에스테르 섬유 간에 접착이 되지 않은 부분이 많아져 부직포의 형태가 잘 이루어지지 않고 모우가 발생할 수 있으며, 부직포의 인장강도가 너무 하락하여 터프팅, 코팅, 열처리, 건조공정에서의 인장력을 감당하지 못하고 파단되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 고융점 폴리에스테르는 255 ℃ 이상의 융점을 갖는 폴리에스테르 수지이면 사용에 제한되지 않으며, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리나프탈렌테레프탈레이트(polynaphthalene terephthalate) 등을 적용할 수 있다.
또한, 저융점 폴리에스테르는 상기 고융점 폴리에스테르 소재와 동일한 종류의 폴리에스테르에 아디프산(adipic acid) 또는 이소프탈산(isophthalic acid) 등의 첨가제가 중합과정에서 혼합되어 융점이 180 ℃ 이상으로 조정된 공중합체인 것이 바람직한데, 이는 열융착 단계에서 저융점의 폴리에스테르가 용융되어 고융점 폴리에스테르 섬유들을 서로 접착시키는 과정에서 동일 소재인 고융점 폴리에스테르와 용이하게 결합할 수 있어서 접착력을 향상시키고 부직포의 강도를 향상시키며 수축률을 낮추는데에도 효과적이다.
상기 고융점 폴리에스테르와 저융점 폴리에스테르를 압출기에 공급하고 방사구금의 서로 다른 토출공을 통하여 혼섬방사한 후 이를 웹 적층하고 열융착 및 열고정하여 부직포를 제조한다.
이때, 상기 방사된 필라멘트를 고압의 공기 연신장치를 이용하여 방사속도 4500~5000 m/min이 되도록 충분히 연신시켜 고융점 폴리에스테르와 저융점 폴리에스테르를 각각 1~5 데니어의 모노 필라멘트로 형성한 후 이들을 혼섬하여 4~10 데니어의 섬도를 갖는 혼섬사를 제조할 수 있으며, 고융점 폴리에스테르 섬유와 저융점 폴리에스테르 섬유의 혼섬은 구금 내 혼섬이나 구금 간 혼섬 모두 가능하다.
고융점 폴리에스테르와 저융점 폴리에스테르를 복합방사할 경우, 저융점 폴리에스테르가 복합사의 표면에 많이 드러나게 되어 이를 열융착하면 저융점 폴리에스테르가 용융되면서 복합사를 수축시키게 되는데, 본 발명에서와 같이 혼섬방사하여 고융점 폴리에스테르 섬유와 저융점 폴리에스테르 섬유를 각각 제조한 후 저융점 폴리에스테르 섬유를 용융시켜 고융점 폴리에스테르 섬유를 접착시키므로 부직포의 열수축을 방지할 수 있다.
상기 열융착은 저융점 폴리에스테르 융점 이상 온도의 열풍으로 접착시킬 수 있으며, 저융점 폴리에스테르 융점 이상의 10 ℃를 초과하지 않는 범위 내의 온도로 접착시키는 것이 바람직하고, 저융점 폴리에스테르의 융점과 동일한 온도로 접착시키는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 열고정은 카펫 제조공정의 일반적인 경화 온도인 160~180 ℃보다 높은 200~220 ℃의 온도로 부직포를 열고정하며, 상기 열고정 온도가 200 ℃ 미만일 경우 카펫 제조공정에서 부직포의 열수축에 의한 형태 변화가 발생할 수 있고 220 ℃를 초과할 경우 부직포의 강도가 너무 높아짐에 따라 니들이 부직포를 관통하면서 카펫사를 심는 터프팅 공정에서 부직포가 니들의 관통에 대한 저항력이 커져서 터프팅 작업이 불리한 단점이 있다.
상기와 같이 제조되는 본 발명의 부직포는 열수축되지 않아서 모서리의 말림 현상이 없고 코팅액의 수축을 보완하기 위한 2차 기포지를 배제할 수 있으며, 인장강신도가 우수하고 유연성이 있어서 형태안정성이 요구되는 타일형 카펫의 기포지 용도에 특히 적합하다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예, 비교예 및 시험예에 의거하여 좀더 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 1~4> 및 <비교예 1~4>
제 1 필라멘트로서 융점 255 ℃의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 제 2 필라멘트로서 아디프산이 첨가되어 180 ℃의 융점을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 연속 압출기를 이용하여 각각 방사온도 288 ℃로 용융시킨 다음, 제 1 필라멘트와 제 2 필라멘트의 함량비를 하기 표 1의 조성비로 하여 혼섬방사하였다.
이어서 모세공에서 방출된 연속 필라멘트를 냉각풍으로 고화시킨 후 고압의 공기 연신장치를 이용하여 방사속도 5000 m/min이 되도록 연신시켜 섬도 9 데니어의 혼섬사를 제조하였다.
상기 제조된 혼섬사를 통상의 개섬법에 의해 컨베이어 네트(net) 상에 웹의 형태로 적층시킨 후 가열된 캘린더롤에 의한 캘린더 공정을 거쳐 평활성과 적정한 두께를 부여하였다.
상기 적층된 혼섬사를 제 2 필라멘트 융점과 동일한 온도인 180 ℃의 열풍으로 열접착하고, 이를 하기 표 1의 온도로 운전되는 텐터(tenter)에서 열고정한 후 소량의 유제를 도포하여 단위면적당 중량이 90 g/㎡인 스펀본드 부직포를 제조하였다.
부직포의 제조조건
제 1 필라멘트 융점
(℃)		 제 2 필라멘트 융점
(℃)		 제 1 필라멘트/
제 2 필라멘트 함량비
(중량%)		 열고정 온도
(℃)
실시예 1 255 180 95/5 200
실시예 2 255 180 93/7 200
실시예 3 255 180 90/10 200
실시예 4 255 180 93/7 220
비교예 1 255 180 96/4 200
비교예 2 255 180 88/12 200
비교예 3 255 180 93/7 195
비교예 4 255 180 93/7 225
<시험예> 물성 측정
상기에서 제조된 실시예 및 비교예의 부직포 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
인장강도와 인장신율은 KS K 0521 법을 이용하였으며, 구체적으로 가로×세로=5×20 ㎝ 크기의 부직포 시편을 INSTRON사의 측정장비를 이용하여 상/하 5×5 ㎝의 지그로 물린 후 인장속도 200 ㎜/min으로 측정하였다.
열수축율은 가로×세로=25×25 ㎝ 크기의 부직포 시편 위에 20×20 ㎝의 정사각형(MD/CD방향 표기)을 표시하고 180 ℃로 운전되는 열풍건조기에서 3 분간 예열한 후 시편 위에 표시한 20×20 ㎝ 정사각형의 길이변화를 측정하여 계산하였다.
또한, 부직포 후면에 코팅액(폴리염화비닐)을 2 ㎜ 두께로 도포하고 180 ℃로 운전되는 열풍건조기에서 3 분간 경화시킨 후 20×20 ㎝ 크기로 잘라 시편을 제작하였으며, 상기 시편 3 개를 편평한 바닥에 24 시간 방치한 후 4각의 모서리와 바닥과의 거리(시편 모서리가 바닥에서 뜬 높이)를 두께측정기(thickness gauge)로 측정하였으며, 측정값 중 최대값의 평균을 구하여 코팅 후 말림 높이를 계산하였다.
부직포의 물성 측정결과
인장강도
(MD/CD주1))
(kg.f/5㎝)		 인장신율
(MD/CD)
(%)		 열수축률
(MD/CD)
(%)		 코팅 후
말림 높이
(mm)		 최종평가주2 )
실시예 1 16.8 / 17.5 30.1 / 31.0 0.0 / 0.0 0.0 ○
실시예 2 18.4 / 19.2 32.8 / 36.7 0.0 / 0.0 0.0 ◎
실시예 3 21.3 / 22.9 33.5 / 32.6 0.0 / 0.0 0.0 ○
실시예 4 20.6 / 22.7 31.4 / 34.8 0.0 / 0.0 0.0 ○
비교예 1 13.4 / 14.9 19.2 / 21.2 0.1 / 0.0 0.0 △
비교예 2 22.4 / 24.1 33.8 / 34.9 0.2 / 0.1 0.2 ×
비교예 3 16.1 / 16.5 29.8 / 30.6 0.3 / 0.1 0.5 ×
비교예 4 25.4 / 27.6 36.8 / 39.2 0.0 / 0.0 0.0 △
주1) MD/CD (MD: mechanical direction, CD: cross direction)
주2) ◎:매우 우수, ○:우수, △:보통, ×:불량
상기 표 2의 결과를 보면, 실시예의 부직포는 인장강도, 인장신율, 열수축률 및 코팅 후 모서리 말림 현상 평가에서 전체적으로 균일한 특성을 나타내었다.
이를 좀더 상세히 살펴보면, 부직포의 인장강도는 열고정 온도가 225 ℃로 가장 높은 비교예 4가 가장 우수하고 저융점 폴리에스테르를 12 중량%로 가장 많이 함유한 비교예 2가 다음으로 우수한 반면에, 저융점 폴리에스테르를 4 중량%로 가장 적게 함유한 비교예 1이 가장 낮고 열고정 온도가 195 ℃로 가장 낮은 비교예 3이 다음으로 낮게 측정되었다.
즉, 인장강도는 열고정 온도가 높을수록, 또한 저융점 폴리에스테르가 많이 함유될수록 높아짐을 확인할 수 있는데, 부직포의 고융점 폴리에스테르 섬유를 결합시키는 저융점 폴리에스테르를 많이 함유시켜 높은 온도에서 열고정하면 부직포의 인장강도를 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.
인장신율 또한 인장강도와 유사한 경향을 나타내어 저융점 폴리에스테르 함량과 열고정 온도에 의존적임을 알 수 있다.
열수축률은 열고정 온도가 195 ℃로 가장 낮은 비교예 3이 0.3 / 0.1로 높게 나타났고 이에 따라 코팅 후 말림 높이가 0.5 ㎜로 가장 크게 나타났으며, 저융점 폴리에스테르를 12 중량%로 가장 많이 함유한 비교예 2의 열수축률과 코팅 후 말림 높이가 다음으로 크게 나타났다.
즉, 열고정 온도가 낮을수록, 또한 저융점 폴리에스테르가 많이 함유될수록 부직포의 열수축률이 커지고, 이에 따라 부직포 후면에 코팅액을 도포하고 경화시키면 시편 모서리가 바닥에서 뜨는 말림 현상이 커짐을 알 수 있다.
반면에, 본 발명에 따른 실시예와 비교예 4에서는 열수축률 및 말림 현상이 나타나지 않았는데, 이는 부직포의 저융점 폴리에스테르 함량을 5~10 중량% 이내로 한정함으로써 저융점 폴리에스테르에 의한 부직포의 변형을 억제하고, 200 ℃ 이상의 온도에서 미리 열고정함으로써 카펫 제조공정의 열풍 경화공정에서 카펫의 뒤틀림과 말림 현상을 억제할 수 있을 것으로 판단된다.
그런데 열수축률과 말림 현상을 방지하기 위하여 비교예 1과 같이 저융점 폴리에스테르 함량을 4 중량%로 너무 낮추면 고융점 폴리에스테르 섬유의 접착력이 낮아져 인장강도와 인장신율이 저하되고 모우가 발생하며, 비교예 4과 같이 열고정 온도를 너무 높이면 부직포가 너무 경화되어 유연성이 낮아지게 되어 카펫 기포지용 부직포로서는 적합하지 못한 단점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 부직포는 강도 물성이 우수하고 고온에서 열수축되지 않아서 변부가 들리는 말림 현상이 발생하지 않으며 주어지는 인장력 하에서 적당히 늘어나는 유연성을 가짐으로써 형태안정성이 향상된 고품질의 카펫을 제조할 수 있도록 한다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 융점이 255 ℃ 이상인 고융점 폴리에스테르 90~95 중량%와 180 ℃ 내지 210℃의 융점을 갖는 저융점 폴리에스테르 5~10 중량%를 혼섬방사하는 단계;
    상기 혼섬방사된 섬유를 웹 적층하는 단계;
    상기 웹을 열융착하는 단계; 및
    상기 열융착된 웹을 200~220 ℃에서 열고정하는 단계:를 포함하고,
    상기 열융착은 저융점 폴리에스테르 융점 이상의 10 ℃를 초과하지 않는 범위 내의 온도로 융착시키는 것을 특징으로 하는,
    형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 고융점 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 또는 폴리나프탈렌테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는, 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 저융점 폴리에스테르는 상기 고융점 폴리에스테르에 아디프산, 이소프탈산 또는 이들 모두가 공중합된 것을 특징으로 하는, 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 혼섬방사된 혼섬사의 섬도는 4~10 데니어인 것을 특징으로 하는, 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법.
  11. 삭제
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