KR102373508B1 - 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 및 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포 - Google Patents

항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 및 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포 Download PDF

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이동호
박영희
서경덕
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박영희
서경덕
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Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 단섬유와, 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유와, 아크릴-구리 복합 단섬유를 개섬(Opening)하여 미리 정해진 혼용율로 혼합(Mixing)하는 개섬 및 혼합단계(S1)와; 개섬 및 혼합된 상기 단섬유들을 카딩(carding)하는 카딩단계(S2)와; 카딩된 상기 단섬유들을 이용하여 하면 웹(5)을 형성하는 하면 웹 형성단계(S3)와; 상기 하면 웹(5)의 상면에 활성탄소 입자(4)를 도포하는 활성탄소 입자(4)를 도포하는 활성탄소 입자 도포단계(S4)와; 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)의 크기에 맞는 상면 웹(3)을 형성하는 상면 웹 형성단계(S5)와; 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)과 상기 상면 웹(3)을 캘린더링(calendering)하여 활성탄 부직포를 형성하는 활성탄 부직포 형성단계(S6)와; 상기 활성탄 부직포의 크기에 맞는 멜트블로운 부직포(1)를 준비하는 멜트블로운 부직포 준비단계(S7)와; 에어필터용 부직포를 형성하도록 접착제를 이용하여 상기 활성탄 부직포와 상기 멜트블로운 부직포(1)를 정렬하여 열접착하는 열접착 단계(S8)와; 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 수용액에 침지시키는 침지단계(S9)와; 침지된 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 수용액으로부터 꺼내어 건조하는 건조단계(S10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포에 관한 것이다.

Description

항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 및 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포{MANUFACTURING METHOD OF NONWOVEN FABRIC FOR A FUNCTIONAL AIRFILTER COMPRISING ANTIBACTERIAL COPPER FIBERS, AND THE NONWOVEN FABRIC FOR A FUNCTIONAL AIRFILTER COMPRISING ANTIBACTERIAL COPPER FIBERS MADE BY THE SAME}
본 발명은 폴리프로필렌 단섬유와, 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유와, 아크릴-구리 복합 단섬유를 개섬(Opening)하여 미리 정해진 혼용율로 혼합(Mixing)하는 개섬 및 혼합단계(S1)와; 개섬 및 혼합된 상기 단섬유들을 카딩(carding)하는 카딩단계(S2)와; 카딩된 상기 단섬유들을 이용하여 하면 웹(5)을 형성하는 하면 웹 형성단계(S3)와; 상기 하면 웹(5)의 상면에 활성탄소 입자(4)를 도포하는 활성탄소 입자(4)를 도포하는 활성탄소 입자 도포단계(S4)와; 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)의 크기에 맞는 상면 웹(3)을 형성하는 상면 웹 형성단계(S5)와; 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)과 상기 상면 웹(3)을 캘린더링(calendering)하여 활성탄 부직포를 형성하는 활성탄 부직포 형성단계(S6)와; 상기 활성탄 부직포의 크기에 맞는 멜트블로운 부직포(1)를 준비하는 멜트블로운 부직포 준비단계(S7)와; 에어필터용 부직포를 형성하도록 접착제를 이용하여 상기 활성탄 부직포와 상기 멜트블로운 부직포(1)를 정렬하여 열접착하는 열접착 단계(S8)와; 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 수용액에 침지시키는 침지단계(S9)와; 침지된 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 수용액으로부터 꺼내어 건조하는 건조단계(S10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포에 관한 것이다.
이하, 첨부되는 도면과 함께 배경기술에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
일반적으로 대기 중에 존재하는 자동차 배기가스나 각종 산업계에서 발생하는 각종 가스를 제거하는 부직포를 구비한 에어필터는 가스를 제거해 주는 흡착층과 이 흡착층을 고정시켜 주고 형태를 유지시켜 주는 부직포층으로 구성되어 있다.
흡착층은 일반적으로 탈취 성능이 우수한 활성탄 소재로 구성되어 있으며, 유해가스의 탈취 성능을 향상시키기위하여 활성탄의 표면에 화학적인 점착 처리를 하는 경우도 있다. 이 흡착층은 열가소성 수지가 활성탄소 입자들을 서로 접착하여 시트상의 형태를 가지고 있다. 이때, 흡착층이 단독으로 있을 경우에는 약한 물리적인 힘에 의하여 활성탄이 흡착층에서 탈락이 쉽게 일어난다. 상기 부직포층은 형태안정성이 불안정한 흡착층의 형태를 잡아주는 역할과 대기중의 먼지 입자를 여과해주는 기능을 가지고 있으며, 단섬유 부직포, 장섬유 부직포, 직물 형태의 소재를 사용할 수 있다
또한, 부직포층 사이에 있는 흡착층에서 활성탄소 입자간의 결합력이 약하거나 부직포층과 흡착층 간의 결합력이 약할 경우 흡착층의 활성탄소 입자들이 부직포 필터 여지에서 탈락되는 현상이 발생할 수 있다.
이러한 활성탄의 탈락 발생을 방지하기 위하여, 열가소성 수지의 함량을 올리게 되면 열가소성 수지가 활성탄의 기공을 막아 탈취 성능을 저하시키거나, 필터의 압력손실이 높아지는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 열가소성 수지를 최소화 하면서 활성탄의 입자 탈락을 방지할 수 있는 방법에 대한 방법이 제시되고 있다.
이에, 대한민국 특허공개 제 10-2007-0035344호는 부직포층의 하면에 벌키한 부직포를 사용하여 벌키한 부직포 내부에 활성탄을 침투시켜 활성탄에 부직포의 입체적 보유력을 가지도록 하는 부직포 필터의 제조 방법을 제시하였다.
그러나, 상기와 같이 부직포 필터의 여지를 제조 했을 경우, 활성탄의 일부가 탈락하는 현상이 발생하거나, 부직포 필터의 여지가 부피감이 있어 필터의 주어진 공간에서 여지가 들어갈 수 있는 공간에 한계가 있게 되고, 이에 따라 필터의 여지 면적이 줄어드는 단점을 가지고 있다.
상기의 단점을 해소하기 위하여 등록특허 제10-0986797호(2010.10.04.)에서는 "공기 중의 유해가스를 여과하는 부직포 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면층; 활성탄; 및 이면층을 포함하고, 상기 활성탄은 표면층 및 이면층의 부직포 사이에 위치하여 열가소성 수지에 의하여 접착되어 일체화된 부직포 필터로서, 상기 표면층은 녹는점(Tm)이 190 ℃ 이하인 적어도 하나 이상의 저융점 부직포를 포함하고, 상기 이면층은 녹는점(Tm)이 210 ℃ 이상이고 두께가 1.0 mm이하인 적어도 하나 이상의 부직포를 포함하는 부직포 필터"를 제안하여 흡착층과 부직포층간의 접착력이 향상되어 압력손실이 낮고 탈취효율이 우수한 콤비필터를 제공하는 것을 제시하고 있다.
하지만, 위 종래의 등록특허 제10-0986797호의 부직포 필터도 활성탄은 표면층 및 이면층의 부직포 사이에 위치하여 열가소성 수지에 의하여 접착되어 일체화된 부직포 필터이기 때문에 열가소성 수지가 활성탄의 기공을 막아 탈취 성능을 저하시키거나, 필터의 압력손실이 높아지는 현상이 발생하는 문제점은 여전히 일부 가지고 있다.
또한, 상기 종래의 등록특허 제10-0986797호의 특허에서 사용되는 에어필터는 모두 동일한 융점을 가지는 저융점 섬유(LMF, Low Melting Fiber)로 제조되는 부직포를 사용하고 있는데, 이러한 저융점 섬유 또는 저융점 섬유들의 융점은 180℃이므로 상기 부직포가 위 180℃보다 더 낮은 융점을 가지는 섬유를 더 포함하게 될 때에는 에어필터 제조시에 수행하게 되는 캘린더링 작업시 인가되는 온도에 의해 두 섬유 중 상대적으로 더 낮은 융점을 가지는 섬유로 제조되는 부직포는 두 섬유 중 상대적으로 더 높은 융점을 가지는 섬유로 제조되는 부직포보다 상대적으로 더 낮은 융점으로 인해 단섬유 간의 결합력이 약하고, 이러한 이유로 활성탄 입자 또는 가루가 이면 또는 하면 웹에서 탈락하는 현상이 발생하는 단점이 있다.
또한, 상기 종래의 특허들을 포함한 종래의 기술들의 에어필터에 사용되는 부직포는 에어필터의 장기간 사용으로 인한 부직포의 필터링 기능성 저하 및 곰팡이의 번식으로 인한 악취 발생 등의 단점을 가지고 있다.
또한, 상기 종래의 특허들을 포함한 종래의 기술들의 에어필터에 사용되는 부직포는 기공이 20 내지 30 ㎛이어서 미세 분진의 제거가 불가능한 단점이 있다.
등록특허 제10-0986797호(2010.10.04.)
본 발명에 의한 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 및 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포는 다음 사항을 해결하고자 한다.
본 발명의 목적은, 하면 웹과 상면 웹의 사이에 위치하여 열가소성 수지 없이 라미네이팅 및 캘린더링되어 형성된 활성탄 부직포를 사용하기 때문에 열가소성 수지가 활성탄의 기공을 막아 탈취 성능을 저하시키거나, 필터의 압력손실이 높아지는 현상이 발생하는 것을 방지하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 및 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 동일한 융점을 가지는 저융점 단섬유들로 하면 웹을 제조함으로써 저융점 단섬유들 간의 결합력을 향상시켜, 활성탄소 입자가 하면 웹에서 탈락하는 현상을 방지하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 및 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 종래의 특허들을 포함한 종래의 기술들의 에어필터에 사용되는 부직포는 에어필터의 장기간 사용으로 인한 부직포의 곰팡이의 번식으로 인한 악취 발생을 방지하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 및 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은, 미세 분진의 제거가 가능한 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 및 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법은 상기 과제를 해결하기 위해서,
폴리프로필렌 단섬유와, 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유와, 아크릴-구리 복합 단섬유를 개섬(Opening)하여 미리 정해진 혼용율로 혼합(Mixing)하는 개섬 및 혼합단계(S1)와; 개섬 및 혼합된 상기 단섬유들을 카딩(carding)하는 카딩단계(S2)와; 카딩된 상기 단섬유들을 이용하여 하면 웹(5)을 형성하는 하면 웹 형성단계(S3)와; 상기 하면 웹(5)의 상면에 활성탄소 입자(4)를 도포하는 활성탄소 입자(4)를 도포하는 활성탄소 입자 도포단계(S4)와; 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)의 크기에 맞는 상면 웹(3)을 형성하는 상면 웹 형성단계(S5)와; 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)과 상기 상면 웹(3)을 캘린더링(calendering)하여 활성탄 부직포를 형성하는 활성탄 부직포 형성단계(S6)와; 상기 활성탄 부직포의 크기에 맞는 멜트블로운 부직포(1)를 준비하는 멜트블로운 부직포 준비단계(S7)와; 에어필터용 부직포를 형성하도록 접착제를 이용하여 상기 활성탄 부직포와 상기 멜트블로운 부직포(1)를 정렬하여 열접착하는 열접착 단계(S8)와; 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 수용액에 침지시키는 침지단계(S9)와; 침지된 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 수용액으로부터 꺼내어 건조하는 건조단계(S10)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 개섬 및 혼합단계(S1)에서는, 평균 섬유장 51mm인 섬도 10d 폴리프로필렌 단섬유 55∼65 중량%, 섬도 10d 쉬쓰-코어(sheath-core)형의 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유 25∼35 중량%, 섬도 3d 아크릴-구리 복합 단섬유 5∼15 중량%를 개섬하여 혼합하는 것을 특징으로 한다.
상기 하면 웹 형성단계(S3)는, 폭 1,230mm, 중량 120g/m2 의 하면 웹(5)을 형성하도록 상기 단섬유들을 크로스랩핑(cross-lapping)하는 크로스랩핑 단계(S3-1)와; 상기 하면 웹(5)을 2.4m/min의 속도에서 800 스트로크(stroke)로 니들펀칭하는 니들펀칭 단계(S3-2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 활성탄소 입자 도포단계(S4)에서는 형성된 상기 하면 웹(5)에 입자크기 20x40 mesh 또는 400~800μm인 활성탄소 입자(4)를 100g/m2의 양으로 도포하는 것을 특징으로 한다.
상기 상면 웹 형성단계(S5)에서 형성된 상기 상면 웹(3)은 40g/m2 의 중량을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 활성탄 부직포 형성단계(S6)는, 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)에 대해 상기 상면 웹(3)을 3.1m/min의 속도로 온도가 가해진 에어를 받게 하여 접착하는 에어 쓰루 본딩(air through bonding)을 수행하는 에어 쓰루 본딩단계(S6-1)와; 상기 하면 웹(5)에 대해 에어 쓰루 본딩된 상기 상면 웹(3)을 3.2m/min 속도로 라미네이팅(laminating)하는 라미네이팅 단계(S6-2)와; 상기 하면 웹(5)에 대해 라미네이팅된 상기 상면 웹(3)을 145℃에서 캘린더링하여 두께 0.9~1.0mm인 활성탄 부직포를 형성하는 캘린더링 단계(S6-3)와; 상기 활성탄 부직포를 1,100mm로 커팅하는 커팅단계(S6-4)와; 커팅된 상기 활성탄 부직포를 폭 1,230mm로 와인더에 감는 와인딩 단계(S6-5)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 멜트블로운 부직포 준비단계(S7)에서 준비된 멜트블로운 부직포(1)는 중량 20~40g/m2 의 H11~13 멜트블로운 부직포(1)인 것을 특징으로 한다.
상기 열접착 단계(S8)는, 180℃의 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)를 노즐온도 195℃에서 분사하되 벨트 속도 5m/min에서 1g/m2의 양으로 상기 활성탄 부직포에 분사하는 접착제 분사단계(S8-1)와; 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)를 사이에 두고 상기 활성탄 부직포와 멜트블로운 부직포(1)를 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)에 접하게 되도록 합포하는 합포단계(S8-2)와; 상기 에어필터용 부직포를 형성하도록 합포된 상기 활성탄 부직포와 멜트블로운 부직포(1)를 롤러 사이에 통과시켜 눌러 접착하는 접착단계(S8-3)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 침지단계(S9)에서는 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 100% 수용액에 10분간 침지시키는 것을 특징으로 한다.
상기 건조단계(S10)에서는 침지된 상기 에어필터용 부직포를 온도 22~27℃, 습도 50~60%에서 24시간 건조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포는, 상기 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포로서, 상기 폴리프로필렌 단섬유와, 상기 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유와, 상기 아크릴-구리 복합 단섬유를 이용하여 형성된 상기 하면 웹(5)과, 상기 하면 웹(5)의 상면에 도포된 활성탄소 입자(4)와, 상기 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)의 크기에 맞도록 형성된 상기 상면 웹(3)을 포함하는 상기 활성탄 부직포와; 상기 활성탄 부직포에 분사된 상기 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)와; 상기 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)를 이용하여 상기 활성탄 부직포에 열접착된 상기 멜트블로운 부직포(1)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 및 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포는 다음의 효과를 가진다.
첫째, 하면 웹과 상면 웹의 사이에 위치하여 열가소성 수지 없이 라미네이팅 및 캘린더링되어 형성된 활성탄 부직포를 사용하기 때문에 열가소성 수지가 활성탄의 기공을 막아 탈취 성능을 저하시키거나, 필터의 압력손실이 높아지는 현상이 발생하는 것을 방지하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 및 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포를 제공하는 효과가 있다.
둘째, 동일한 융점을 가지는 저융점 단섬유들로 하면 웹을 제조함으로써 저융점 단섬유들 간의 결합력을 향상시켜, 활성탄소 입자가 하면 웹에서 탈락하는 현상을 방지하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 및 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포를 제공하는 효과가 있다.
셋째, 상기 종래의 특허들을 포함한 종래의 기술들의 에어필터에 사용되는 부직포는 에어필터의 장기간 사용으로 인한 부직포의 곰팡이의 번식으로 인한 악취 발생을 방지하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 및 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포를 제공하는 효과가 있다.
넷째, 미세 분진의 제거가 가능한 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 및 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법을 도시한 흐름도.
도 2는 도 1의 단계 중 하면 웹 형성단계의 흐름도.
도 3은 도 1의 단계 중 활성탄 부직포 형성단계의 흐름도.
도 4는 도 1의 단계 중 열접착단계의 흐름도.
도 5는 도 1의 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 단면도.
도 6은 도 1의 단계 중 개섬 및 혼합단계와, 카딩단계, 하면 웹 형성단계에서 이루어지는 니들펀칭 단계, 활성탄 부직포 형성단계에서 이루어지는 캘린더링 단계와 커팅단계 및 와인딩 단계를 관련되는 기계와 함께 개략적으로 도시하는 도면.
도 7은 도 1의 단계의 열접착 단계 중에서 활성탄 부직포와 멜트블로운 부직포(1)를 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제에 접하게 되도록 합포하는 합포단계를 개략적으로 도시하는 도면.
도 8에서 위쪽의 사진에 보시는 니들이 니들펀칭에 사용되는 니들이며 도 8에서 오른쪽 사진은 단섬유가 바늘의 돌기에 의해 교락되어 웹을 형성하는 것을 도시하는 모식도이다.
이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 대해 살펴보고, 바람직한 실시예를 참고하여 본 발명을 상세히 기술하면 다음과 같다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고, 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명은 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법, 및 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포에 관하여 개시된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법을 도시한 흐름도이고, 도 2는 도 1의 단계 중 하면 웹 형성단계의 흐름도이며, 도 3은 도 1의 단계 중 활성탄 부직포 형성단계의 흐름도이고, 도 4는 도 1의 단계 중 열접착단계의 흐름도이고, 도 5는 도 1의 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 단면도이며, 도 6은 도 1의 단계 중 개섬 및 혼합단계와, 카딩단계, 하면 웹 형성단계에서 이루어지는 니들펀칭 단계, 활성탄 부직포 형성단계에서 이루어지는 캘린더링 단계와 커팅단계 및 와인딩 단계를 관련되는 기계와 함께 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 7은 도 1의 단계의 열접착 단계 중에서 활성탄 부직포와 멜트블로운 부직포(1)를 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제에 접하게 되도록 합포하는 합포단계를 개략적으로 도시하는 도면이며, 도 8에서 위쪽의 사진에 보시는 니들이 니들펀칭에 사용되는 니들이며 도 8에서 오른쪽 사진은 단섬유가 바늘의 돌기에 의해 교락되어 웹을 형성하는 것을 도시하는 모식도이다.
도 1 내지 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법은, 개섬 및 혼합단계(S1)와, 카딩단계(S2)와, 하면 웹 형성단계(S3)와, 활성탄소 입자 도포단계(S4)와, 상면 웹 형성단계(S5)와, 활성탄 부직포 형성단계(S6)와, 멜트블로운 부직포 준비단계(S7)와, 열접착 단계(S8)와, 침지단계(S9)와, 건조단계(S10)를 포함한다.
상기 개섬 및 혼합단계(S1)에서는 폴리프로필렌 단섬유와, 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유와, 아크릴-구리 복합 단섬유를 개섬(Opening)하여 미리 정해진 혼용율로 혼합(Mixing)한다.
상기 폴리프로필렌 단섬유는 수분을 거의 흡수하지 않으므로 세균 발생 요인 자체가 없어 자체적으로 항균기능을 갖고 있음과 동시에 리사이클링시 폴리머의 성능 저하가 없으며 소각시 유해 독성 가스를 발행시키지 않는다는 점 등 다양한 친환경적 요소를 갖추고 있다.
또한, 상기 폴리에틸렌 단섬유 역시 낮은 수분흡수성을 가지고 있음과 동시에 아주 높은 인성과 우수한 내화학성을 가지며, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 단섬유도 낮은 수분 흡수율을 가지고 있음과 동시에 고강도, 고강성 및 고경도를 가지고 있다. 즉, 폴리프로필렌 단섬유와 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유는 낮은 수분흡수성을 가지고 있어서 수분을 거의 흡수하지 않으므로 세균 발생 요인을 차단 내지는 저감하여 항균기능을 가지는 것이다.
또한, 에어필터에서 사용되는 아크릴 단섬유는 일반적으로 단일 중합체 아크릴을 말하는 것으로 표면이 매끄럽고 물을 흡수하기 쉽지 않으며 산과 알칼리 및 햇빛에 저항할 수 있으며 황변하기 쉽지 않다. 이처럼 아크릴 단섬유 역시 낮은 수분흡수성을 가지고 있어서 수분을 거의 흡수하지 않으므로 세균 발생 요인을 차단 내지는 저감하여 항균기능을 가지고 있다. 또한, 구리 단섬유는 구리 성분을 포함하고 있는 것이기 때문에 구리가 갖는 항균(균을 예방), 살균(균을 죽임), 방취, 소취, 항바이러스 및 항곰팡이성 등의 특성을 가지고 있다. 따라서, 아크릴-구리 복합 단섬유 역시 항균, 방취, 소취, 항바이러스 및 항곰팡이성 등의 특성을 가지게 된다.
일 실시 예에 있어서, 상기 개섬 및 혼합단계(S1)에서는, 평균 섬유장 51mm인 섬도 10d 폴리프로필렌 단섬유 55∼65 중량%, 섬도 10d 쉬쓰-코어(sheath-core)형의 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유 25∼35 중량%, 섬도 3d 아크릴-구리 복합 단섬유 5∼15 중량%를 개섬하여 혼합한다.
상기 폴리프로필렌 단섬유가 55 중량% 미만인 경우에는 다른 단섬유로 인한 하면 웹(5)을 포함하는 에어필터용 부직포의 리사이클링시 폴리머의 성능 저하가 발생되며 상기 에어필터용 부직포의 소각시 유해 독성 가스를 발생시킬 수 있고, 상기 폴리프로필렌 단섬유가 65 중량%를 초과하는 경우에는 염색성이 나쁘고, 내후성, 또는 내열성에 문제가 발생된다.
상기 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유가 25 중량% 미만인 경우에는 내화학성과 내부식성이 나빠지고, 상기 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유가 35 중량% 초과인 경우에는 상기 하면 웹(5)을 포함하는 에어필터용 부직포가 낮은 기계적 강도와 내열성을 보이게 된다.
상기 아크릴-구리 복합 단섬유가 5 중량% 미만인 경우에는 산과 알칼리 및 햇빛에 저항할 수 없으며 황변하기 쉽고, 상기 아크릴-구리 복합 단섬유가 15 중량% 초과인 경우에는 상기 하면 웹(5)을 포함하는 에어필터용 부직포의 강도가 나빠지기 쉽다.
상기 카딩단계(S2)에서는 개섬 및 혼합된 상기 단섬유들을 카딩(carding)한다. 상기 카딩은 개섬 및 혼합된 상기 단섬유들을 카드기에 공급하여, 얇은 거미줄 상태의 포(WEB)형태로 분리시키는 것이다.
상기 하면 웹 형성단계(S3)에서는 카딩된 상기 단섬유들을 이용하여 하면 웹(5)을 형성한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 하면 웹 형성단계(S3)는, 폭 1,230mm, 중량 120g/m2 의 하면 웹(5)을 형성하도록 상기 단섬유들을 크로스랩핑(cross-lapping)하는 크로스랩핑 단계(S3-1)와; 상기 하면 웹(5)을 2.4m/min의 속도에서 800 스트로크(stroke)로 니들펀칭하는 니들펀칭 단계(S3-2)를 포함한다.
이와 관련하여, 도 8에서 위쪽의 사진에 보시는 니들이 니들펀칭에 사용되는 니들이며 도 8에서 오른쪽 사진은 단섬유가 바늘의 돌기에 의해 교락되어 웹을 형성하는 것을 도시하는 모식도이다.
여기서, 부직포는 크게 웹형성 방법에 따라 건식부직포와 습식부직포로 나뉘며, 일반적으로 습식부직포는 제트수류를 웹에 분사하여 섬유를 결합시키는 스펀레이스가 있으며 마스크팩과 같은 중량이 낮은 부직포를 만들때 주로 사용하는데, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 니들펀칭 단계(S3-2)에서 2.4m/min의 속도에서 800 스트로크(stroke)로 수행되는 니들펀칭은 건식부직포 제조방법의 하나로 부직포 웹을 상하운동하는 바늘을 이용하여 기계적으로 결합시키는 방법으로 에어필터처럼 중량이 높은 부직포를 제조할 때 사용하는 방법이다. 돌기가 있는 니들이 단섬유를 통과하면서 단섬유가 교락되어 부직포 웹의 형태를 만드는 것이다.
상기 활성탄소 입자 도포단계(S4)에서는 상기 하면 웹(5)의 상면에 활성탄소 입자(4)를 도포하는 활성탄소 입자(4)를 도포한다. 이러한 활성탄소 입자(4)는 에어 필터용 부직포를 거쳐 여과되는 유해가스에 대한 우수한 탈취 성능을 가진다.
일 실시 예에 있어서, 상기 활성탄소 입자 도포단계(S4)에서는 형성된 상기 하면 웹(5)에 입자크기 20x40 mesh 또는 400~800μm인 활성탄소 입자(4)를 100g/m2의 양으로 도포한다. 이와 관련하여, 일반적인 에어필터는 저융점 섬유를 주로 사용하며 이러한 저융점 섬유의 융점은 180℃이며 폴리프로필렌은 160℃이다. 보통 에어필터에 활성탄을 첨가할 경우 300g/m2 이상을 첨가하는데 저융점 섬유(폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유) 단일 필터에 비해 폴리프로필렌이 들어간 필터는 낮은 융점으로 인해 단섬유 간의 결합력이 약하였다. 이러한 이유로 활성탄 가루가 부직포 웹에서 탈락하는 현상이 발생하여 활성탄 양을 줄여 100g/m2 도포하는 것이다.
상기 상면 웹 형성단계(S5)에서는 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)의 크기에 맞는 상면 웹(3)을 형성한다. 상기 상면 웹 형성단계(S5)에서 형성된 상기 상면 웹(3)은 40g/m2 의 중량을 가진다.
상기 활성탄 부직포 형성단계(S6)에서는 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)과 상기 상면 웹(3)을 캘린더링(calendering)하여 활성탄 부직포를 형성한다. 여기서, 캘린더링이란 열이 가해진 두 개의 롤러(6) 사이를 상기 하면 웹(5)과 상기 상면 웹(3)이 통과하여 원하는 두께로 눌러지면서 형태안정성을 갖게 하는 것이다.
일 실시 예에 있어서, 상기 활성탄 부직포 형성단계(S6)는, 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)에 대해 상기 상면 웹(3)을 3.1m/min의 속도로 온도가 가해진 에어를 받게 하여 접착하는 에어 쓰루 본딩(air through bonding)을 수행하는 에어 쓰루 본딩단계(S6-1)와; 상기 하면 웹(5)에 대해 에어 쓰루 본딩된 상기 상면 웹(3)을 3.2m/min 속도로 라미네이팅(laminating)하는 라미네이팅 단계(S6-2)와; 상기 하면 웹(5)에 대해 라미네이팅된 상기 상면 웹(3)을 145℃에서 캘린더링하여 두께 0.9~1.0mm인 활성탄 부직포를 형성하는 캘린더링 단계(S6-3)와; 상기 활성탄 부직포를 1,100mm로 커팅하는 커팅단계(S6-4)와; 커팅된 상기 활성탄 부직포를 폭 1,230mm로 와인더에 감는 와인딩 단계(S6-5)를 포함한다.
상기 에어 쓰루 본딩단계(S6-1)와 관련하여, 에어 쓰루 본딩단계(S6-1)에서 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)에 대해 상기 상면 웹(3)을 3.1m/min의 속도로 온도가 가해진 에어를 받게 하여 접착한다. 3.1m/min의 속도는 벨트의 이동속도대로 이동되는 속도이다. 상기 라미네이팅 단계(S6-2)에서는 상기 하면 웹(5)에 대해 에어 쓰루 본딩된 상기 상면 웹(3)을 3.2m/min 속도로 라미네이팅(laminating)한다. 3.2m/min 속도는 벨트의 이동속도대로 이동되는 속도이다. 상기 캘린더링 단계(S6-3)와 관련하여, 일반적인 에어필터 제조 온도인 160~170℃로 했을 경우 단섬유가 롤러에 들러붙는 현상이 발생한다. 하지만, 본 발명에서는 융점이 다른 단섬유들로 구성된 하면 웹(5)과 상면 웹(3)을 배합하여 활성탄 부직포를 형성하므로 온도를 낮추어 145℃에서 캘린더링하여 단섬유가 롤러에 들러붙는 현상을 방지하였다. 상기 커팅단계(S6-4)에서는 활성탄 부직포가 1,100mm로 커팅된다. 상기 와인딩 단계(S6-5)에서는 커팅된 상기 활성탄 부직포가 폭 1,230mm로 와인더에 감긴다.
상기 멜트블로운 부직포 준비단계(S7)에서는 상기 활성탄 부직포의 크기에 맞는 멜트블로운 부직포(1)를 준비하고, 상기 열접착 단계(S8)에서는 에어필터용 부직포를 형성하도록 접착제를 이용하여 상기 활성탄 부직포와 상기 멜트블로운 부직포(1)를 정렬하여 열접착한다. 이러한 멜트블로운 부직포 소재는 1~5㎛ 굵기의 매우 가느다란 미세섬유들이 웹(web) 형태로 결합되어 제조된 것이어서, 황사 등과 같은 미세먼지지들을 효과적으로 포집할 수 있는 장점이 있으므로, 미세먼지로부터 유아의 건강을 지키는데 매우 효과적이다.
일 실시 예에 있어서, 상기 멜트블로운 부직포 준비단계(S7)에서 준비된 멜트블로운 부직포(1)는 중량 20~40g/m2 의 H11~13 멜트블로운 부직포(1)인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시 예에 있어서, 상기 열접착 단계(S8)는, 180℃의 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)를 노즐온도 195℃에서 분사하되 벨트 속도 5m/min에서 1g/m2의 양으로 상기 활성탄 부직포에 분사하는 접착제 분사단계(S8-1)와; 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)를 사이에 두고 상기 활성탄 부직포와 멜트블로운 부직포(1)를 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)에 접하게 되도록 합포하는 합포단계(S8-2)와; 상기 에어필터용 부직포를 형성하도록 합포된 상기 활성탄 부직포와 멜트블로운 부직포(1)를 롤러 사이에 통과시켜 눌러 접착하는 접착단계(S8-3)를 포함한다.
상기 접착제 분사단계(S8-1)에 의해 상기 활성탄 부직포에 180℃의 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)가 분사되고, 상기 정렬단계(S8-2)에 의해 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)를 사이에 두고 상기 활성탄 부직포와 멜트블로운 부직포(1)가 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)에 접하게 되도록 합포되며, 이후 상기 접착단계(S8-3)에 의해 상기 활성탄 부직포와 멜트블로운 부직포(1)가 접착되어 상기 에어필터용 부직포를 형성하게 된다. 따라서, 상기 에어필터용 부직포가 활성탄 부직포와 멜트블로운 부직포(1)를 포함하기 때문에, 활성탄소 입자(4)가 포함된 상기 활성탄 부직포에 의해 에어 필터용 부직포를 거쳐 여과되는 유해가스에 대한 우수한 탈취 성능을 가짐과 동시에, 멜트블로운 부직포(1) 소재는 1~5㎛ 굵기의 매우 가느다란 미세섬유들이 웹(web) 형태로 결합되어 제조된 것이어서 황사 등과 같은 미세먼지지들을 효과적으로 포집할 수 있는 장점이 있으므로 미세먼지로부터 유아의 건강을 지키는데 매우 효과적이다.
상기 침지단계(S9)에서는 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 수용액에 침지시키고, 상기 건조단계(S10)에서는 침지된 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 수용액으로부터 꺼내어 건조한다. 상기 피톤치드 수용액은 피톤치드를 포함하고 있는 것인데, 상기 피톤치드란 '산림향' 이라고 부르는, 나무가 갖는 특유의 향을 발산하는 휘발성 화학물질로서, 우리 몸을 쾌적하게 해 줄 뿐만 아니라 항균, 방충, 소취 등 다양한 기능을 가지고 있으므로, 피톤치드 수용액 역시 우리 몸을 쾌적하게 해 줄 뿐만 아니라 항균, 방충, 소취 등 다양한 기능을 가지고 있다. 따라서, 이러한 피톤치드 수용액에 상기 에어필터용 부직포를 침지시키고 나서 건조시키면 침지 및 건조된 상기 에어필터용 부직포는 몸을 쾌적하게 해 줄 뿐만 아니라 항균, 방충, 소취 등 다양한 기능을 가지게 되는 것이다.
일 실시예에 있어서, 상기 침지단계(S9)에서는 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 100% 수용액에 10분간 침지시킨다. 이처럼 상기 피톤치드 수용액이 피톤치드 100% 수용액인 경우 피톤치드 100% 수용액에 상기 에어필터용 부직포는 몸을 더욱 쾌적하게 해 줄 뿐만 아니라 항균, 방충, 소취 등 다양한 기능의 효능도 더 향상되게 되는 것이다. 또한, 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 100% 수용액에 10분간 침지키므로 10분 동안 충분히 피톤치드 100% 수용액이 상기 에어필터용 부직포에 침투하여 확산되게 됨으로써 상쾌한 향의 발산 및 항균, 방충, 소취 등의 효능을 가지는 에어필터용 부직포를 얻을 수 있게 된다.
또한, 일 실시예에 있어서, 상기 건조단계(S10)에서는 침지된 상기 에어필터용 부직포를 온도 22~27℃, 습도 50~60%에서 24시간 건조한다. 이와 같은 조건으로 침지된 상기 에어필터용 부직포를 건조하게 되면 상기 에어필터용 부직포가 완전히 건조되게 된다.
이하에서는 본 발명의 실시예 1을 구성하고 실험을 통해 항균성을 가지고 흡한속건사로 제직된 양말의 제조방법에 의해 제조된 양말을 분석하고 그에 따른 효과에 대해서 면밀하게 파악하고자 한다.
폴리프로필렌 단섬유와, 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유와, 아크릴-구리 복합 단섬유를 개섬(Opening)하여 미리 정해진 혼용율로 혼합(Mixing)하는 개섬 및 혼합단계(S1)와; 개섬 및 혼합된 상기 단섬유들을 카딩(carding)하는 카딩단계(S2)와; 카딩된 상기 단섬유들을 이용하여 하면 웹(5)을 형성하는 하면 웹 형성단계(S3)와; 상기 하면 웹(5)의 상면에 활성탄소 입자(4)를 도포하는 활성탄소 입자(4)를 도포하는 활성탄소 입자 도포단계(S4)와; 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)의 크기에 맞는 상면 웹(3)을 형성하는 상면 웹 형성단계(S5)와; 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)과 상기 상면 웹(3)을 캘린더링(calendering)하여 활성탄 부직포를 형성하는 활성탄 부직포 형성단계(S6)와; 상기 활성탄 부직포의 크기에 맞는 멜트블로운 부직포(1)를 준비하는 멜트블로운 부직포 준비단계(S7)와; 에어필터용 부직포를 형성하도록 접착제를 이용하여 상기 활성탄 부직포와 상기 멜트블로운 부직포(1)를 정렬하여 열접착하는 열접착 단계(S8)와; 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 수용액에 침지시키는 침지단계(S9)와; 침지된 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 수용액으로부터 꺼내어 건조하는 건조단계(S10)를 포함하고, 상기 개섬 및 혼합단계(S1)에서는, 평균 섬유장 51mm인 섬도 10d 폴리프로필렌 단섬유 60 중량%, 섬도 10d 쉬쓰-코어(sheath-core)형의 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유 30 중량%, 섬도 3d 아크릴-구리 복합 단섬유 10 중량%를 개섬하여 혼합하며, 상기 하면 웹 형성단계(S3)는, 폭 1,230mm, 중량 120g/m2 의 하면 웹(5)을 형성하도록 상기 단섬유들을 크로스랩핑(cross-lapping)하는 크로스랩핑 단계(S3-1)와; 상기 하면 웹(5)을 2.4m/min의 속도에서 800 스트로크(stroke)로 니들펀칭하는 니들펀칭 단계(S3-2)를 포함하고, 상기 활성탄소 입자 도포단계(S4)에서는 형성된 상기 하면 웹(5)에 입자크기 20x40 mesh인 활성탄소 입자(4)를 100g/m2의 양으로 도포하며, 상기 상면 웹 형성단계(S5)에서 형성된 상기 상면 웹(3)은 40g/m2 의 중량을 가지고, 상기 활성탄 부직포 형성단계(S6)는, 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)에 대해 상기 상면 웹(3)을 3.1m/min의 속도로 온도가 가해진 에어를 받게 하여 접착하는 에어 쓰루 본딩(air through bonding)을 수행하는 에어 쓰루 본딩단계(S6-1)와; 상기 하면 웹(5)에 대해 에어 쓰루 본딩된 상기 상면 웹(3)을 3.2m/min 속도로 라미네이팅(laminating)하는 라미네이팅 단계(S6-2)와; 상기 하면 웹(5)에 대해 라미네이팅된 상기 상면 웹(3)을 145℃에서 캘린더링하여 두께 1.0mm인 활성탄 부직포를 형성하는 캘린더링 단계(S6-3)와; 상기 활성탄 부직포를 1,100mm로 커팅하는 커팅단계(S6-4)와; 커팅된 상기 활성탄 부직포를 폭 1,230mm로 와인더에 감는 와인딩 단계(S6-5)를 포함하며, 상기 멜트블로운 부직포 준비단계(S7)에서 준비된 멜트블로운 부직포(1)는 중량 30g/m2 의 H12 멜트블로운 부직포(1)이고, 상기 열접착 단계(S8)는, 180℃의 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)를 노즐온도 195℃에서 분사하되 벨트 속도 5m/min에서 1g/m2의 양으로 상기 활성탄 부직포에 분사하는 접착제 분사단계(S8-1)와; 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)를 사이에 두고 상기 활성탄 부직포와 멜트블로운 부직포(1)를 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)에 접하게 되도록 합포하는 합포단계(S8-2)와; 상기 에어필터용 부직포를 형성하도록 합포된 상기 활성탄 부직포와 멜트블로운 부직포(1)를 롤러 사이에 통과시켜 눌러 접착하는 접착단계(S8-3)를 포함하며, 상기 침지단계(S9)에서는 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 100% 수용액에 10분간 침지시키고, 상기 건조단계(S10)에서는 침지된 상기 에어필터용 부직포를 온도 24℃, 습도 55%에서 24시간 건조하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포를 실험예 1로 하고,
상기 개섬 및 혼합단계(S1)에서는, 평균 섬유장 51mm인 섬도 10d 폴리프로필렌 단섬유 57 중량%, 섬도 10d 쉬쓰-코어(sheath-core)형의 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유 30 중량%, 섬도 3d 아크릴-구리 복합 단섬유 13 중량%를 개섬하여 혼합하는 것을 제외하고 실험예 1과 동일한 구성을 가지는 것을 실험예 2로 하였다.
이에 대해 환원된 메탈실리콘 러프를 크러셔로 부순 후 다시 롤링분쇄기에서 분쇄하여 파우더로 만드는 파쇄 및 분말화단계; 상기 파우더를 수집한 후 나노분쇄기에 넣고 분쇄하여 메탈실리콘 나노분말을 만드는 나노분말화 단계; 상기 메탈실리콘 나노분말과 규산나트륨 및 물을 4:1:5의 중량비로 혼합하여 괴는 겔화단계; 메탈실리콘 나노분말 겔을 순면, 부직포, 화학섬유 중 어느 하나의 표면에 침적시켜 고정, 건조하는 단계;를 포함하고, 상기 겔화 단계에서, 메틸실리콘 나노분말 겔 100중량부에 대해 폴리옥시알킬렌 트리올 25중량부와, 레조시놀 5 중량부와, 이소퀴놀린 알칼로이드 20중량부와, 에레몰 25중량부를 더 첨가한 후 30rpm으로 저속교반하는 단계를 더 수행하는 메탈실리콘이 흡착 도포된 항균 탈취 유해성분 중화용 에어필터 제조방법으로 제조된 메탈실리콘이 흡착 도포된 항균 탈취 유해성분 중화용 에어필터를 비교예 1로 하고,
상기 겔화 단계에서, 메틸실리콘 나노분말 겔 100중량부에 대해 폴리옥시알킬렌 트리올 25중량부와, 레조시놀 5 중량부와, 이소퀴놀린 알칼로이드 20중량부와, 에레몰 25중량부를 더 첨가한 후 40rpm으로 저속교반하는 단계를 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 제조된 메탈실리콘이 흡착 도포된 항균 탈취 유해성분 중화용 에어필터 제조방법으로 제조된 메탈실리콘이 흡착 도포된 항균 탈취 유해성분 중화용 에어필터를 비교예 2로 하였다.
상기 실험예 1, 2와 비교예 1, 2에 대해 항균력(%), 소취율(%), 및 살균력(%)을 측정하여 하기의 표 1에 나타내었다.
구분 항균력(%) 소취율(%) 살균력(%) 비고
실험예 1 99.98 98 99.93
실험예 2 99.99 99 99.95
비교예 1 95.21 96 없음
비교예 2 96.59 95 없음
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실험예 1, 2가 비교예 1, 2에 비하여 항균력(%), 소취율(%), 및 살균력(%)이 훨씬 우수한 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 멜트블로운 부직포
2 : 열가소성 고분자 핫멜트 접착제
3 : 상면 웹
4 : 활성탄소 입자
5 : 하면 웹
S1 : 개섬 및 혼합단계
S2 : 카딩단계
S3 : 하면 웹 형성단계
S3-1 : 크로스랩핑 단계
S3-2 : 니들펀칭 단계
S4 : 활성탄소 입자 도포단계
S5 : 상면 웹 형성단계
S6 : 활성탄 부직포 형성단계
S6-1 : 에어 쓰루 본딩단계
S6-2 : 라미네이팅 단계
S6-3 : 캘린더링 단계
S6-4 : 커팅단계
S6-5 : 와인딩 단계
S7 : 부직포 준비단계
S8 : 열접착 단계
S8-1 : 접착제 분사단계
S8-2 : 정렬단계
S8-3 : 접착단계
S9 : 침지단계
S10 : 건조단계

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 폴리프로필렌 단섬유와, 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유와, 아크릴-구리 복합 단섬유를 개섬(Opening)하여 미리 정해진 혼용율로 혼합(Mixing)하는 개섬 및 혼합단계(S1)와;
    개섬 및 혼합된 상기 단섬유들을 카딩(carding)하는 카딩단계(S2)와;
    카딩된 상기 단섬유들을 이용하여 하면 웹(5)을 형성하는 하면 웹 형성단계(S3)와;
    상기 하면 웹(5)의 상면에 활성탄소 입자(4)를 도포하는 활성탄소 입자(4)를 도포하는 활성탄소 입자 도포단계(S4)와;
    활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)의 크기에 맞는 상면 웹(3)을 형성하는 상면 웹 형성단계(S5)와;
    활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)과 상기 상면 웹(3)을 캘린더링(calendering)하여 활성탄 부직포를 형성하는 활성탄 부직포 형성단계(S6)와;
    상기 활성탄 부직포의 크기에 맞는 멜트블로운 부직포(1)를 준비하는 멜트블로운 부직포 준비단계(S7)와;
    에어필터용 부직포를 형성하도록 접착제를 이용하여 상기 활성탄 부직포와 상기 멜트블로운 부직포(1)를 정렬하여 열접착하는 열접착 단계(S8)와;
    상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 수용액에 침지시키는 침지단계(S9)와;
    침지된 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 수용액으로부터 꺼내어 건조하는 건조단계(S10)를 포함하고,
    상기 개섬 및 혼합단계(S1)에서는, 평균 섬유장 51mm인 섬도 10d 폴리프로필렌 단섬유 55∼65 중량%, 섬도 10d 쉬쓰-코어(sheath-core)형의 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유 25∼35 중량%, 섬도 3d 아크릴-구리 복합 단섬유 5∼15 중량%를 개섬하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하면 웹 형성단계(S3)는,
    폭 1,230mm, 중량 120g/m2 의 하면 웹(5)을 형성하도록 상기 단섬유들을 크로스랩핑(cross-lapping)하는 크로스랩핑 단계(S3-1)와;
    상기 하면 웹(5)을 2.4m/min의 속도에서 800 스트로크(stroke)로 니들펀칭하는 니들펀칭 단계(S3-2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 활성탄소 입자 도포단계(S4)에서는 형성된 상기 하면 웹(5)에 입자크기 20x40 mesh 또는 400~800μm인 활성탄소 입자(4)를 100g/m2의 양으로 도포하는 것을 특징으로 하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 상면 웹 형성단계(S5)에서 형성된 상기 상면 웹(3)은 40g/m2 의 중량을 가지는 것을 특징으로 하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 활성탄 부직포 형성단계(S6)는,
    활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)에 대해 상기 상면 웹(3)을 3.1m/min의 속도로 온도가 가해진 에어를 받게 하여 접착하는 에어 쓰루 본딩(air through bonding)을 수행하는 에어 쓰루 본딩단계(S6-1)와;
    상기 하면 웹(5)에 대해 에어 쓰루 본딩된 상기 상면 웹(3)을 3.2m/min 속도로 라미네이팅(laminating)하는 라미네이팅 단계(S6-2)와;
    상기 하면 웹(5)에 대해 라미네이팅된 상기 상면 웹(3)을 145℃에서 캘린더링하여 두께 0.9~1.0mm인 활성탄 부직포를 형성하는 캘린더링 단계(S6-3)와;
    상기 활성탄 부직포를 1,100mm로 커팅하는 커팅단계(S6-4)와;
    커팅된 상기 활성탄 부직포를 폭 1,230mm로 와인더에 감는 와인딩 단계(S6-5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 멜트블로운 부직포 준비단계(S7)에서 준비된 멜트블로운 부직포(1)는 중량 20~40g/m2 의 H11~13 멜트블로운 부직포(1)인 것을 특징으로 하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 열접착 단계(S8)는,
    180℃의 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)를 노즐온도 195℃에서 분사하되 벨트 속도 5m/min에서 1g/m2의 양으로 상기 활성탄 부직포에 분사하는 접착제 분사단계(S8-1)와;
    폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)를 사이에 두고 상기 활성탄 부직포와 멜트블로운 부직포(1)를 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)에 접하게 되도록 합포하는 합포단계(S8-2)와;
    상기 에어필터용 부직포를 형성하도록 합포된 상기 활성탄 부직포와 멜트블로운 부직포(1)를 롤러 사이에 통과시켜 눌러 접착하는 접착단계(S8-3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 침지단계(S9)에서는 상기 에어필터용 부직포를 피톤치드 100% 수용액에 10분간 침지시키는 것을 특징으로 하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 건조단계(S10)에서는 침지된 상기 에어필터용 부직포를 온도 22~27℃, 습도 50~60%에서 24시간 건조하는 것을 특징으로 하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법.
  11. 제8항에 따른 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포의 제조방법에 의해 제조된 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포로서,
    상기 폴리프로필렌 단섬유와, 상기 폴리에틸렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 단섬유와, 상기 아크릴-구리 복합 단섬유를 이용하여 형성된 상기 하면 웹(5)과, 상기 하면 웹(5)의 상면에 도포된 활성탄소 입자(4)와, 상기 활성탄소 입자(4)가 도포된 상기 하면 웹(5)의 크기에 맞도록 형성된 상기 상면 웹(3)을 포함하는 상기 활성탄 부직포와;
    상기 활성탄 부직포에 분사된 상기 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)와;
    상기 폴리올레핀 계열의 열가소성 고분자 핫멜트 접착제(2)를 이용하여 상기 활성탄 부직포에 열접착된 상기 멜트블로운 부직포(1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균구리섬유를 포함하는 기능성 에어필터용 부직포.
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