KR102191006B1 - 형태안정성이 향상된 부직포 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기계적 물성 및 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합PTT 섬유, 나일론 및 폴리에스테르를 포함한 혼합섬유를 카딩 및 니들펀칭한 후 폴리비닐알코올 및 유연제가 함유된 함침액에 함침한 후 수축시킴으로써 부직포에 표면 평활성 및 소프트성을 부여하여 신축성, 인장강도, 인열강도, 파열강도 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명의 부직포는 우수한 형태안정성이 가져 이를 이용한 다양한 산업용 자재, 생활용품, 의류, 가방, 신발 등에 널리 적용할 수 있다.

Description

형태안정성이 향상된 부직포 및 그 제조방법{NONWOVEN FABRIC HAVING IMPROVED APPEARANCE STABLILITYAND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}
본 발명은 복합PTT 섬유, 나일론 및 폴리에스테르를 포함한 혼합섬유를 폴리비닐알코올 및 유연제가 함유된 함침액에 함침하여 수축시킴으로써 부직포에 표면 평활성 및 소프트성을 부여하여 신축성, 인장강도 등의 기계적 물성을 개선하는 동시에 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법에 관한 것이다.
종이나 직물을 대체하는 피복재료로서 통상의 부직포는 천을 짜지 않고 원사를 적층시켜 만들어지는 포(布)를 지칭하는 것으로, 천연 또는 화학, 재생 등의 각종 섬유 소재를 상호간에 일정한 방향성 없이 엉키게 하여 시트(sheet) 형태의 웹(Web)을 형성한다. 그 다음 형성된 시트 형태의 웹을 화학적, 물리적인 방법으로 결합하여 안정화시키고, 종이나 천과 같이 제조하여 산업 자제나 생활 주변에서 그 사용 목적에 따라 광범위하게 활용되고 있다.
특히, 천연피혁이 주된 소재로 사용되는 각종 가방, 의류, 공, 신발 등의 소재가 점차 환경 친화적이면서 공해가 적고, 대량 생산에 용이한 인조피혁으로 대체되면서 부직포가 인조피혁의 소재로서 활용되고 있다. 이에 따라 부직포의 품질 및 기능성을 향상시키고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다.
그러나 기존의 부직포 제품은 신축성 및 인장강도가 약하고 형태안정성이 많이 떨어지는 문제가 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해 종래 한국등록특허 제10-1388228호는 부직포에 폴리비닐알코올 섬유와 면 섬유를 혼합하여 엘라스틱 부직포를 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 부직포 내에 폴리비닐알코올 섬유가 용해될 때 그 용해된 부분이 원사가 없는 빈 공간이 되어 인장강도, 인열강도 등의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있다. 이 외에도 스판덱스 스크림을 합포한 부직포의 경우 가격 및 불량률이 매우 높으며 부직포의 중량이 높아질수록 스판덱스 스크림의 효과가 줄어 형태안정성이 저하되는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1388228호
상기와 같은 문제 해결을 위하여, 본 발명은 복합PTT 섬유, 나일론 및 폴리에스테르를 포함한 혼합섬유를 폴리비닐알코올 및 유연제가 함유된 함침액에 함침하여 수축시킴으로써 기계적 물성 및 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
본 발명은 기계적 물성 및 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 부직포는 복합PTT 섬유, 나일론 및 폴리에스테르를 적정비율로 혼합한 혼합섬유로 부직포를 제조함으로써 신축성, 인장강도, 인열강도 및 파열강도의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명은 상기 혼합섬유를 카딩 및 니들펀칭한 후 폴리비닐알코올 및 유연제를 함유한 함침액에 함침하여 수축시킴으로써 표면 평활성 및 소프트성을 부여하여 신축성, 기계적 물성 및 작업성을 동시에 개선하고 형태안정성을 향상시킬 수 있다. 아울러, 기존의 부직포 대비 기계적 물성 및 형태안정성이 향상된 본 발명의 부직포를 이용하여 다양한 산업용 자재, 생활용품, 의류, 가방, 신발 등에 널리 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 기계적 물성 및 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법은 혼섬단계(S1), 카딩단계(S2), 니들펀칭단계(S3), 수축단계(S4), 건조단계(S5), 및 카렌더링단계(S7)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명에 따른 기계적 물성 및 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법은 복합PTT 섬유, 나일론 및 폴리에스테르를 혼섬하여 혼합섬유를 제조하는 혼섬단계(S1); 상기 혼섬된 혼합섬유를 평면시트상 웹으로 형성시키는 카딩단계(S2); 상기 형성된 평면시트상 웹을 니들펀칭하는 니들펀칭단계(S3); 상기 니들펀칭된 평면시트상 웹을 수축시키는 수축단계(S4); 상기 수축된 평면시트상 웹을 건조시키는 건조단계(S5); 및 상기 건조된 평면시트상 웹을 카렌딩하여 부직포를 제조하는 카렌더링단계(S7);를 포함하고, 상기 수축단계는 60~85 ℃의 온도에서 상기 니들펀칭된 평면시트상 웹을 폴리비닐알코올 3~8 중량%, 유연제 1~5 중량% 및 정제수 87~96 중량%를 포함하는 함침액에 함침한 후 수축시키는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 부직포의 제조 방법은 상기 건조단계(S5) 이후 및 카렌더링단계(S7) 전에 건조된 평면시트상 웹을 압축하는 압축단계(S6)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 부직포의 제조방법에 대해 각 단계별로 상세히 설명하면 다음과 같다.
(S1) 혼섬단계
상기 혼섬단계는 복합PTT 섬유, 나일론 및 폴리에스테르를 혼섬하여 혼합섬유를 제조하는 단계이다. 상기 혼합섬유는 복합PTT 섬유, 나일론 및 폴리에스테르를 필수성분으로 하되, 이들 성분이 적정비율로 혼합되어야만 부직포에 신율, 인장강도, 인열강도, 파열강도 등의 기계적 물성을 향상시키며, 탄성 및 유연성을 부여할 수 있다.
구체적으로 상기 혼합섬유는 복합PTT 섬유 30~55 중량%, 나일론 20~45 중량% 및 폴리에스테르 25~50 중량%를 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 혼합섬유는 복합PTT 섬유 40~45 중량%, 나일론 25~35 중량% 및 폴리에스테르25~35 중량%를 포함할 수 있다. 가장 바람직하게는 상기 혼합섬유는 복합PTT 섬유 40 중량%, 나일론 30 중량% 및 폴리에스테르 30 중량%를 포함할 수 있다.
상기 복합PTT 섬유는 부직포에 인강강도, 인열강도 및 파열강도 등의 기계적 물성특성을 부여하기 위해 혼합할 수 있다. 상기 복합PTT 섬유는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 (polytrimethylenterephthalate: PTT) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate: PET)가 2:8 내지 8:2 중량비, 바람직하게는 4:6 내지 7:3 중량비, 보다 바람직하게는 5:5 내지 7:3 중량비, 가장 바람직하게는 6:4 중량비로 혼합된 복합방사 섬유일 수 있다. 상기 PTT 및 PET의 혼합비율을 벗어나면 부직포에 인장강도, 인열강도 및 파열강도의 기계적 물성을 향상시키는 효과가 저하될 수 있다.
상기 나일론은 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 46, 나일론 11 및 나일론 12로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 바람직하게는 상기 나일론은 나일론 6, 나일론 66 및 이들의 혼합물일 수 있고, 가장 바람직하게는 나일론 6을 사용할 수 있다.
상기 폴리에스테르는 탄성회복율이 우수하여 가공 후 부직포에 탄성 및 유연성을 부여할 수 있고, 형태안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 폴리에스테르는 100 ℃의 열수에서 수축율이 60~80%, 바람직하게는 63~75%, 보다 바람직하게는 65~72%, 가장 바람직하게는 68%일 수 있다. 상기 폴리에스테르는 수축율이 60% 미만이면 균제도 및 소프트성, 복원율이 외형상 저하되고, 인장강도 및 인열강도 기계적 물성이 저하될 수 있고, 반대로 80% 초과이면 더 이상의 향상된 기계적 물성 효과를 기대할 수 없다.
(S2) 카딩단계
상기 카딩단계는 상기 혼섬된 혼합섬유를 평면시트상 웹으로 형성시키는 단계이다. 상기 카딩단계는 혼섬단계에서 공급되는 원면을 타면기에서 풀어 헤치고 불순물을 제거하여 웹을 형성한다. 상기 카딩단계는 타면 및 카드기를 통해 원면을 빗질하고 방향성을 갖지 않도록 균등히 혼합하여 일정 중량과 폭의 평면시트상 웹으로 형성시킨 후 카딩된 웹을 적정한 레이어로 접어주는 크로스래퍼 공정을 지나 니들펀칭 공정으로 이송한다. 상기 카딩단계는 카딩기에 구비된 워커롤러와 카딩롤러를 사용하여 원면의 빗질을 수행하되, 균일한 웹을 형성하기 위해 워커롤러가 40~70 m/min으로 동작되고, 카딩롤러의 표면속도가 1000~1400 m/min으로 동작되도록 설정하여 수행될 수 있다.
(S3) 니들펀칭단계
상기 니들펀칭단계는 상기 형성된 평면시트상 웹을 니들로 펀칭하는 단계이다. 구체적으로, 상기 니들펀칭단계는 상기 카딩단계에서 형성된 평면시트상의 웹을 무수한 바늘로 수직으로 찌르고 상하 한쌍의 이송 압연롤러 사이를 통과시키고 가압하여 인장강도를 향상시킬 수 있다. 즉, 상부에 수 많은 바늘이 구비되고, 상부 바늘에 대응되는 구멍이 하부에 형성된 니들펀칭기를 통과하면서 웹은 압착되고 펀칭되어 강한 인성과 강도를 부여할 수 있다. 또한 상기 바늘은 바브(Barb)가 아래방향으로 향하도록 형성된 것을 사용하여 바늘이 올라갈 때에는 단순히 웹을 통과하지만 다시 내려갈때에는 바늘의 측면에 형성된 바브(Barb)가 섬유사를 뜯어 내려 섬유사의 배열을 불규칙하게 하면서 섬유밀도를 증가시킬 수 있다. 이때, 상기 니들펀칭단계는 니들보드에 니들이 320~400개 구비되고, 드래프트가 앞호대는 20~32%, 뒷호대는 0~10%가 되도록 설정된 니들펀칭기를 사용하여 수행될 수 있다. 상기 니들보드에 구비된 니들의 개수범위와 드래프트 비율범위를 모두 만족할 경우 평면시트상 웹의 섬유밀도를 증가시켜 인장강도 및 인열강도 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.
(S4) 수축단계
상기 수축단계는 상기 니들펀칭된 평면시트상 웹을 수축시키는 단계이다. 구체적으로, 상기 수축단계는 상기 니들펀칭된 평면시트상 웹을 함침액에 함침하여 수축시킴으로써 1회 수축만으로도 완전수축이 가능하며, 컬링 현상이 발생하지 않는 이점이 있다. 또한 상기 함침액에 함침하여 수축함으로써 평면시트상 웹에 평면 평활성 및 소프트성을 부여하여 작업성을 향상시키고, 상기 평면시트상 웹이 수축으로 치밀하고 견고해져 형태안정성이 향상되고 중량편차를 감소시켜 제품의 품질을 개선할 수 있다.
상기 수축단계는 60~85 ℃의 온도에서 상기 니들펀칭된 평면시트상 웹을 폴리비닐알코올 3~8 중량%, 유연제 1~5 중량% 및 정제수 87~96 중량%를 포함하는 함침액에 함침한 후 수축시킬 수 있다. 바람직하게는 상기 함침액은 폴리비닐알코올 4~5 중량%, 유연제 2~4 중량% 및 정제수 91~94 중량%를 포함할 수 있다. 가장 바람직하게는 폴리비닐알코올 5 중량%, 유연제 3 중량% 및 정제수 92 중량%를 포함할 수 있다.
상기 평면시트상 웹을 상기 함침액에 함침하여 수축시키게 되면 함침액에 함유된 폴리비닐알코올이 상기 평면시트상 웹에 평면 평활성 및 소프트성을 부여하여 작업효율을 개선하고, 최종 제조되는 부직포의 형태안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 폴리비닐알코올은 함침액의 총 중량에 대하여 3~8 중량%, 바람직하게는 4~5 중량%, 가장 바람직하게는 5 중량%를 포함할 수 있다. 상기 폴리비닐알코올의 함량이 3 중량% 미만이면 평면시트상 웹에 평면 평활성 및 소프트성을 부여하는 효과가 미미할 수 있고, 반대로 8 중량%를 초과하면 제조공정의 비용이 증가할 수 있고, 함침액 상에 막이 생성되어 작업성이 저하될 수 있다.
또한 상기 유연제는 평면시트상 웹을 부드럽게 하여 신율 및 인열강도를 향상시킬 수 있다. 상기 유연제는 함침액의 총 중량에 대하여 1~5 중량%, 바람직하게는 2~4 중량%, 가장 바람직하게는 3 중량%를 포함할 수 있다. 상기 유연제의 함량이 1 중량% 미만이면 평면시트상 웹에 소프트성을 부여하는 효과가 미미할 수 있고, 반대로 5 중량% 초과이면 평면시트상 웹 표면이 너무 부드러워 와인딩과 같은 작업성이 좋지 않고 신율 및 인열강도가 저하될 수 있다. 이때, 상기유연제는 실리콘유연제 및 일반유연제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 실리콘 유연제일 수 있다. 상기 실리콘 유연제를 사용할 경우 최종 제조되는 부직포의 인열강도 및 신율을 일반 유연제에 비하여 보다 더 향상시키는 효과가 있다.
(S5) 건조단계
상기 건조단계는 상기 수축된 평면시트상 웹을 탈수시키고 건조시키는 단계이다. 구체적으로, 상기 건조단계는 상기 수축된 평면시트상 웹을 한쌍의 탈수롤러를 통과시켜 탈수시킨 후 건조시킬 수 있다. 이때, 상기 건조는 초기 건조온도를 70℃에서 시작하여 최종온도가 140 ℃가 되도록 하여 상기 수축된 평면시트상 웹에 남아있는 수분을 모두 건조시킬 수 있다.
(S7) 카렌더링단계
상기 카렌더링단계는 건조된 평면시트상 웹또는 상기 (S5) 단계의 건조단계 이후 (S6) 압축단계에 의하여 압축된 평면시트상 웹을 카렌딩하여 부직포를 제조하는 단계이다. 구체적으로, 상기 카렌더링 단계는 상기 건조된 평면시트상 웹또는 건조 후 압축된 평면시트상 웹을 일정한 간격을 유지한 한쌍의 열카렌더 사이를 통과시켜 부직포를 제조할 수 있다. 이때, 1차 예비카렌더의 가열온도는 110~120℃이고 속도가 3~10 m/min이다, 2차 메인카렌더의 가열온도가 80~170 ℃이고, 속도가 3~10 m/min이며, 상하 한쌍의 열카렌더 사이를 통과시켜 카렌더링하는 것일 수 있다.
상기 (S5) 건조 단계 이후 및 (S7) 카렌더링 단계 이전에 건조된 평면시트상 웹을 압축하는 단계인 하기의 압축단계(S6)를 추가로 포함할 수 있다.
(S6) 압축단계
상기 압축단계는 상기 (S5) 단계의 건조된 평면시트상 웹을 압축기를 이용하여 압축하는 단계이다. 구체적으로, 상기 압축단계는 건조된 평면시트상 웹에 압축펠트로 압축하여 소프트성, 형태안정성 및 표면평활성을 향상시키고 꺽임성을 개선한다. 이때, 상기 압축온도는 120 내지 150℃이며, 바람직하게는 120 내지 140℃, 보다 바람직하게는 125 내지 135℃이며, 가장 바람직하게는 130℃이다. 상기 압축 온도가 120℃미만일 경우 꺽임성의 개선이 전혀 이루어지지 않는 문제가 있으며, 압축 온도가 150℃를 초과하는 경우 소프트성, 형태안정성 및 평면 평활성이 오히려 감소하는 문제가 있다.
이와 같이, 상기 단계들로 제조된 부직포는 중량이 219 ~ 230 g/m2이고, 밀도가 0.26 ~ 0.28g/cm3이고, MD방향/CD방향의 인장강도가 19.0~22.6/15.0~17.0 kg/in이고, MD방향/CD방향의 인열강도가 7.2~10.9/6.5~8.3 kg이며, MD방향/CD방향의 신율이 74 ~ 82/130.0 ~ 145.0 %이고, 파열강도가 11~14 kg/cm2인 특성을 갖는 부직포이다. 따라서, 종래 제조된 부직포에 의하여 평면 평활성 및 소프트성을 부여하여 신축성, 인장강도 등의 기계적 물성을 개선하는 동시에 형태안정성이 향상된 부직포이다.
본 발명에 따른 부직포는 복합PTT 섬유, 나일론 및 폴리에스테르를 적정비율로 혼합한 혼합섬유로 부직포를 제조함으로써 신축성, 인장강도, 인열강도 및 파열강도의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 부직포는 상기 혼합섬유를 카딩 및 니들펀칭한 후 폴리비닐알코올 및 유연제를 함유한 함침액에 함침하여 수축시킴으로써 표면 평활성 및 소프트성을 부여하여 신축성, 기계적 물성 및 작업성을 동시에 개선하고 형태안정성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 부직포는 기존의 부직포가 가진 약한 신축성과 인장강도를 개선하여 우수한 기계적 물성 및 형태안정성을 가짐으로써 이를 이용한 다양한 산업용 자재, 생활용품, 의류, 가방, 신발 등에 널리 적용할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1~6및 비교예 1~4
[재료성분]
복합PTT 섬유는 PTT 섬유 및 PET 섬유가 6:4 중량비로 혼합되어 섬유방사된 것을 사용하였다. 상기 나일론은 나일론 6를 사용하였고, 상기 폴리에스테르는 100℃의 열수에서 수축율이 각각 20%, 40%, 68%인 것을 사용하였다.
[제조방법]
복합PTT 섬유, 나일론 및 폴리에스테르를 하기 표 1과 같은 비율로 혼섬하여 혼합섬유를 제조하였다. 그 다음 상기 혼섬된 혼합섬유를 카딩기를 이용하여 평면시트상 웹을 형성하였다. 상기 카딩기는 워커롤러가 50 m/min, 카딩롤러의 표면속도가 1200 m/min이 되도록 하여 동작하였다. 상기 평면시트상 웹은 니들이 350~380개 구비되고, 드래프트가 앞호대 20~32%, 뒷호대 0~10%가 되도록 설정된 니들펀칭기를 이용하여 니들펀칭하였다. 그 다음 상기 니들펀칭된 평면시트상 웹을 67 ℃의 온도에서 함침액에 1분간 함침하여 상기 평면시트상 웹을 수축시킨 후 탈수롤러를 통과시켜 탈수시켰다. 이때, 상기 함침액은 폴리비닐알코올 5 중량%, 유연제 3 중량% 및 정제수 92 중량%를 혼합한 것을 사용하였다. 상기 유연제로는 실리콘이 함유된 실리콘 유연제를 사용하였다. 그 다음 탈수된 평면시트상 웹을 건조기를 이용하여 70~140 ℃의 온도에서 건조시킨 후 장착된 압축기를 이용하여 130℃ 조건에서 압축시켰다. 그 다음 상기 압축된 평면시트상 웹을 가열온도가 110 ~120 ℃이며, 속도가 4~8 m/min인 1차 예비카렌더, 가열온도가 130 내지 150℃ 이며, 속도가 4~8 m/min인 상하 한쌍의 2차 메인 열카렌더 사이를 통과시켜 0.8 mm의 두께를 가지는 부직포를 제조하였다.
구분 복합PPT 섬유 나일론 폴리비닐알코올 섬유 폴리에스테르 총합
(중량%)
저수축
(20%)		 중수축
(40%)		 고수축
(68%)
실
시
예		 1 30 35 - - - 35 100
2 40 30 - - - 30 100
3 45 30 - - - 25 100
4 50 25 - - - 25 100
5 40 35 - - - 25 100
비
교
예		 1 28 37 - - - 35 100
2 57 20 - - - 23 100
3 47 18 - - - 35 100
4 32 47 - - - 21 100
5 42 35 - - - 23 100
6 32 21 - - - 47 100
7 40 30 30 - - - 100
8 40 30 - 30 - - 100
9 40 30 - - 30 - 100
실시예 6~11 및 비교예 10~14
상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, 수축공정에서 사용된 함침액의 구성성분을 하기 표 2와 같이 혼합하여 부직포를 제조하였다.
구분 실시예 비교예
6 7 8 9 10 11 10 11 12 13 14
수축
공정
(함침
액)		 폴리비닐알코올 3 4 5 6 7 8 - 2 9 5 5
유연제 3 3 3 3 3 3 - 3 3 0.5 6
정제수 94 93 92 91 90 89 100 95 88 94.5 89
총합(중량%) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
삭제
실험예: 물성평가
상기 실시예 1~11 및 비교예 1~14에서 제조된 부직포에 대해 물성특성을 확인하기 위해하기 표 3과 같은 실험방법으로 측정하였다. 그 결과는 하기 표4에 나타내었다.
평가항목 시험방법
중량(g/m2) KSK 0514(0.001g Balance)
두께(mm) KSK 0506(Dial Gauge)
인장강도(kg/in) KSK 0521(2.5cm Cut Strip법)
인열강도(Kg) KSK 0536(Tongue법)
인장신도(%) KSK 0521(2.5cm Cut Strip법)
파열강도 KSK 0351(Mullen Type법)
형태안정성 비교예 1의 부직포와 대비하여 부직포의 수축 현상을 육안으로 관찰하였음
구분 중량
(g/m2)		 밀도
(g/
cm3)		 인장강도
(MD/CD)
(kg/in)		 신율
(MD/CD)
(%)		 인열강도
(MD/CD)
(kg)		 파열강도
(kg/cm2)		 형태안정성
실시예 1 221 0.26 19.5 / 15.0 70.0/130.0 7.0 / 6.5 12 ○
2 224 0.28 21.2 / 16.0 75.0/135.0 10.0 / 7.5 12.5 ◎
3 228 0.27 21.0 / 17.0 77.0/138.0 10.2 / 7.6 12.4 ◎
4 226 0.27 21.0 / 15.0 76.0/140.0 10.5 / 7.8 12.7 ◎
5 219 0.28 19.0 / 15.1 74.0/130.0 7.2 / 6.6 11 ○
6 223 0.29 21.0 / 16.0 76.0/138.0 9.5 / 7.9 13.5 ○
7 222 0.28 22.0 / 17.0 80.0/140.0 10.9 / 8.3 13.7 ◎
8 224 0.28 22.5 / 16.0 81.0/143.0 10.6 / 7.3 14 ◎
9 227 0.27 22.6 / 15.0 82.0/145.0 10.5 / 7.2 14 ◎
10 230 0.28 21.2 / 16.0 75.0/134.0 9.1 / 7.5 13.7 ○
11 229 0.27 20.5 / 15.0 76.0/137.0 9.7 / 8.0 13 ○
비교예 1 216 0.27 16.5 / 14.5 50.0/105.0 6.1 / 5.9 8 ×
2 241 0.26 16.7 / 15.0 60.0/120.0 6.5 / 6.0 10 △
3 220 0.28 16.6 / 14.7 61.0/125.0 6.2 / 5.5 9.5 △
4 216 0.27 16.8 / 13.9 56.0/114.0 6.5 / 6.1 9 ×
5 223 0.27 17.7 / 14.2 61.0/125.0 6.7 / 6.2 10 △
6 224 0.28 15.2 / 14.5 56.0/108.0 6.1 / 5.9 8.5 ×
7 262 0.30 17.9 / 15.0 65.0/140.0 6.9 / 6.8 10 △
8 219 0.24 16.2 / 15.2 54.0/100.0 6.0 / 5.7 8 ×
9 226 0.25 17.2 / 15.1 58.0/115.0 6.8 / 6.1 11.5 △
10 215 0.22 16.1 / 15.2 56.0/117.0 6.3 / 6.2 7 ×
11 223 0.25 16.3 / 15.9 60.0/120.0 7.9 / 7.1 10 △
12 224 0.26 16.9 / 16.1 62.0/115.0 7.5 / 6.8 10.5 △
13 218 0.27 16.6 / 16.1 56.0/100.0 6.5 / 6.1 9 ×
14 220 0.26 17.7 / 15.1 65.0/120.0 7.2 / 6.5 8 △
* MD/CD (MD: mechanical direction, CD: cross direction)
* 형태안정성 평가기준: ◎: 매우 우수, ○: 우수, △: 보통, ×: 불량
상기 표 4의 결과에 의하면, 상기 실시예 1~11의 경우 복합PPT, 나일론 및 폴리에스테르를 적정비율로 혼합함으로써 인장강도, 신율, 인열강도 및 파열강도의 기계적 물성과 형태안정성이 전반적으로 우수한 것을 확인하였다. 특히, 상기 실시예 6~11의 경우 평면시트상 웹을 폴리비닐알코올 및 유연제가 적정비율로 함유된 함침액에 함침한 후 수축시킴으로써 신율 및 인열강도가 향상되었으며, 평면 평활성 및 소프트성이 개선되고 형태안정성이 향상된 것을 확인하였다.
이에 반해, 상기 비교예 1~14의 경우 전체적으로 상기 실시예 1~11과 비교하여 상대적으로 신율, 인장강도, 인열강도, 파단신율 등의 기계적 물성이 낮은 수치를 보였다. 또한 형태안정성 측면에서도 불량이거나 보통 이하의 수준을 나타내었다.
특히, 상기 비교예 7의 경우 폴리에스테르 대신 폴리비닐알코올 섬유를 혼합함으로 인해 부직포의 중량 증가로 부직포의 적용범위가 제한되는 한계가 있으며, 형태안정성이 불량한 것을 확인하였다. 또한 상기 비교예 10~14의 경우 수축공정 시 폴리비닐알코올 및 유연제를 포함하지 않거나 적정비율을 벗어날 경우 평면평활성 및 소프트성이 좋지 않아 작업성이 저하되었다. 아울러 인장강도, 인열강도 및 파열강도의 기계적 물성도 전체적으로 낮은 수치를 보임을 알 수 있었다.

Claims (12)

  1. 복합PTT 섬유, 나일론 및 폴리에스테르를 혼섬하여 혼합섬유를 제조하는 혼섬단계;
    상기 혼섬된 혼합섬유를 평면시트상 웹으로 형성시키는 카딩단계;
    상기 형성된 평면시트상 웹을 니들펀칭하는 니들펀칭단계;
    상기 니들펀칭된 평면시트상 웹을 수축시키는 수축단계;
    상기 수축된 평면시트상 웹을 건조시키는 건조단계; 및
    상기 건조된 평면시트상 웹을 압축기를 이용하여 120 내지 150℃인 조건에서 압축하는 압축단계;
    상기 압축된 평면시트상 웹을 카렌딩하여 부직포를 제조하는 카렌더링단계;
    를 포함하고,
    상기 폴리에스테르는 100℃의 열수에서 수축율이 60 ~ 80%이며,
    상기 수축단계는 60~85 ℃의 온도에서 상기 니들펀칭된 평면시트상 웹을 폴리비닐알코올 3~8 중량%, 유연제 1~5 중량% 및 정제수 87~96 중량%를 포함하는 함침액에 함침한 후 수축시키는 것을 특징으로 하며,
    상기 제조된 부직포는 MD방향/CD방향의 인장강도가 19.0~22.6/15.0~17.0 kg/in이고, MD방향/CD방향의 인열강도가 7.0~10.9/6.5~8.3 kg이며, 파열강도가 11~14 kg/cm2인 것을 특징으로 하는 기계적 물성 및 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 혼섬단계에서 혼합섬유는 복합PTT 섬유 30~55 중량%, 나일론 20~45 중량% 및 폴리에스테르 25~50 중량%를 포함하는 것인 기계적 물성 및 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카딩단계는 카딩기에 구비된 워커롤러와 카딩롤러를 사용하여 원면의 빗질을 수행하되, 워커롤러가 40~70 m/min으로 동작되고, 카딩롤러의 표면속도가 1000~1400 m/min으로 동작되는 것인 기계적 물성 및 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 니들펀칭단계는 니들보드에 니들이 320~400개 구비되고, 드래프트가 앞호대 20~32%, 뒷호대0~10%가 되도록 설정된 니들펀칭기를 사용하여 수행되는 것인 기계적 물성 및 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수축단계의 유연제는 실리콘 유연제 및 일반유연제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 기계적 물성 및 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 카렌더링단계는 1차 예비카렌더의 가열온도가 110~120℃이고 속도가 3~10 m/min이며, 2차 메인카렌더의 가열온도가 80~170 ℃이고, 속도가 3~10 m/min이고, 상하 한쌍의 열카렌더 사이를 통과시켜 카렌더링하는 것인 기계적 물성 및 형태안정성이 향상된 부직포의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제1항, 제3항, 제4항 내지 제6항, 또는 제9항 중 어느 한 항의 방법에 의하여 제조된 부직포는 기계적 물성 및 형태안정성이 향상된 부직포로서, 상기 부직포는 중량이 219 ~ 230 g/m2이고, 밀도가 0.26 ~ 0.28g/cm3이고, MD방향/CD방향의 인장강도가 19.0~22.6/15.0~17.0 kg/in이고, MD방향/CD방향의 인열강도가 7.0~10.9/6.5~8.3 kg이며, MD방향/CD방향의 신율이 70 ~ 82/130.0 ~ 145.0 %이고, 파열강도가 11~14 kg/cm2인 것을 특징으로 하는 부직포.
  12. 삭제
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