KR102399323B1 - 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 갖는 부직포 및 그 제조 방법 - Google Patents

항바이러스, 항균 및 항취 기능을 갖는 부직포 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

항바이러스, 항균 및 항취 기능을 가지는 부직포로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 산화아연을 포함하는 중심부 부직포층; 상기 중심부 부직포층의 일면에 적층되며, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 아크릴(Acryl) 및 구리(copper)를 포함하는 제1외측 부직포층; 및 상기 중심부 부직포층의 타면에 적층되며, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 나일론(Nylon) 및 구리(copper)를 포함하는 제2외측 부직포층을 포함하는 부직포가 개시된다.
또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 아크릴(Acryl) 및 구리(copper)를 포함하는 제1부직포 원사, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 산화아연을 포함하는 제2부직포 원사 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 나일론(Nylon) 및 구리(copper)를 포함하는 제3부직포 원사를 준비하는 단계; 상기 각 부직포 원사에 대해 카딩 공정을 수행하여 블렌딩된 원사를 얇게 펼쳐진 형태의 웹으로 가공하는 단계; 가공된 상기 각 부직포 원사를 크로스래퍼로 공급하여 크로스래핑 공정을 수행하여 사용자가 원하는 규격에 따라 두께와 너비를 조절하는 단계; 및 상기 카딩 공정 및 크로스래핑 공정을 거친 상기 제1부직포원사를 포함하는 부직포와, 상기 카딩 공정 및 크로스래핑 공정을 거친 상기 제3부직포 원사를 포함하는 부직포를, 상기 카딩 공정 및 크로스래핑 공정을 거친 상기 제2부직포 원사를 포함하는 부직포의 일면과 타면에 각각 적층하여 드래프팅 공정을 통해 하나의 부직포로 성형하는 단계; 를 포함하는 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 가지는 부직포의 제조 방법이 개시된다.

Description

항바이러스, 항균 및 항취 기능을 갖는 부직포 및 그 제조 방법{NONWOVEN FABRIC HAVING ANTIVIRAL, ANTIBACTERIAL AND ANTIODOR FUNCTION AND MANUFACTUFING MATHOD OF THE SAME}
본 발명은 항균 부직포 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 3층 구조를 갖는 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 갖는 부직포 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
부직포는 열과 수지를 이용하여 섬유가 서로 얽히도록 기계적인 처리를 하여 만든 섬유이다.
부직포의 특성은 사용 섬유의 종류, 웹의 형성 방법, 웹의 결합 방법 및 접착제의 종류에 따라 달라질 수 있지만, 대표적인 특성으로는 가볍고 통기성과 보온성이 있으며, 절단 부분이 풀리지 않는 특징이 있다.
구체적으로는, 섬유와 수지의 결합으로 다밀성 구조를 만들어 미세한 입자까지 걸러낼 수 있어 공기와 물의 여과가 가능하며, 미세한 파이버(fiber)로 만들어진 다밀성 구조 내에 따뜻한 공기가 축적되어 가벼우면서도 따뜻한 방한 소재를 만들 수 있고, 느슨한 다밀성 구조로서 열형성에 용이하므로 미세한 곡면을 가진 입체적인 성형에 응용 가능하며, 흡수성, 절연성, 방전성 등의 기능을 가진다.
이러한 특성으로 인해 부직포는 의복의 심감 외에 수술복, 실험복, 방역복 등의 옷감으로 많이 이용되고 있으며, 포장지, 일회용 마스크의 원단으로도 많이 이용되고 있다.
특히, 마스크의 원단으로 사용되는 경우에는 바이러스 차단이 주된 목적이므로 높은 수준의 항바이러스 기능 및 항균/항취 기능이 요구된다. 이러한 이유로, 식약처 등은 마스크의 올바른 사용법으로 마스크 겉면을 만지지 않을 것을 권고하고, 마스크를 쓰고 벗을 때 마스크 몸체를 손으로 만지지 말고 마스크 귀걸이만을 터치할 것을 권고하고 있다. 또한, 마스크를 일회용으로만 사용하고 재사용하지 않을 것도 권고 사항이다.
실용신안 제20-2011-0004874호에 따르면, 착용 시 코와 입을 덮는 마스크 몸체; 상기 마스크 몸체의 착용상태를 유지할 수 있도록 상기 마스크 몸체에 구비된 걸이 밴드; 및 상기 마스크 몸체에 설치되어 상기 마스크 몸체 내측으로 흡입되는 외부 공기를 열을 이용하여 멸균처리하기 위한 적어도 1이상의 멸균처리부;를 포함하는 바이러스 멸균 마스크에 대해 개시한다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따르면 인체가 착용하는 마스크에 히터 등을 포함하는 멸균처리부를 장착하는 것이 현실적으로 쉽지 않으며 하중이 있는 멸균처리부를 장착한 마스크를 쓰고 다닌다면 상당한 불편함이 따를 수 밖에 없다는 문제점이 있다.
이에, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있으면서, 지속력이 뛰어난 높은 수준의 항바이러스 기능과 항균 및 항취 기능을 갖는 고기능성 및 고효율 부직포가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 갖는 부직포 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
이러한 본 발명에 따른 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 가지는 부직포는, 산화아연을 포함하는 중심부 부직포층; 상기 중심부 부직포층의 일면에 적층되며, PET, PP, Acryl(아크릴) 및 copper(구리)를 포함하는 제1외측 부직포층; 및 상기 중심부 부직포층의 타면에 적층되며, PET, PP, Nylon(나일론) 및 copper(구리)를 포함한다.
또한, 제1외측 부직포층은 전체 100중량부에 대해 상기 PET가 45 중량부, 상기 PP는 45 중량부, 상기 Acryl(아크릴) 9 중량부, 상기 copper(구리) 1 중량부 함유된 것이 바람직하다.
또한, 중심부 부직포층은 전체 100 중량부에 대해 상기 PET가 99 내지 99.5 중량부, 상기 산화아연이 0.5 내지 1 중량부 함유된 것이 바람직하다.
또한, 제2외측 부직포층은 전체 100중량부에 대해 상기 PET가 45 중량부, 상기 PP가 45 중량부, 상기 Nylon(나일론)이 9 중량부, 상기 copper(구리) 가 1 중량부 함유된 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 가지는 부직포를 제조하는 방법은, PET, PP, Acryl(아크릴) 및 copper(구리)를 포함하는 제1부직포 원사, 산화아연을 포함하는 제2부직포 원사 및 PET, PP, Nylon(나일론) 및 copper(구리)를 포함하는 제3부직포 원사를 준비하는 단계; 상기 각 부직포 원사에 대해 카딩 공정을 수행하여 블렌딩된 원사를 얇게 펼쳐진 형태의 웹으로 가공하는 단계; 가공된 상기 각 부직포 원사를 크로스래퍼로 공급하여 크로스래핑 공정을 수행하여 사용자가 원하는 규격에 따라 두께와 너비를 조절하는 단계; 및 상기 카딩 공정 및 크로스래핑 공정을 거친 상기 제1부직포원사를 포함하는 부직포와, 상기 카딩 공정 및 크로스래핑 공정을 거친 상기 제3부직포 원사를 포함하는 부직포를, 상기 카딩 공정 및 크로스래핑 공정을 거친 상기 제2부직포 원사를 포함하는 부직포의 일면과 타면에 각각 적층하여 드래프팅 공정을 통해 하나의 부직포로 성형하는 단계; 를 포함한다.
또한, 상기 방법은 성형된 상기 하나의 부직포를 캘린더링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은 상기 캘린더링된 부직포를 와인딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 갖는 고기능성/고효율의 부직포를 제공할 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 바이러스, 곰팡이, 세균 등에 대해 항바이러스 및 항균/항취 성능을 즉각적으로 발현하는 부직포를 제공할 수 있다. 또한, 코로나바이러스에 대한 불활화 효과를 제공하는 부직포를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 우수한 항바이러스, 항균 및 항취 기능이 지속적으로 유지되는 부직포를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 빠르게 곰팡이, 바이러스, 세균에 대응하여 바이러스 등으로 인한 알러지를 효과적으로 방지하는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따르면 산화아연을 포함하는 중심부 부직포층의 양측에, 아크릴동원사를 포함하는 제1외측 부직포층과 나일론동원사를 포함하는 제2외측 부직포층을 각각 적층하여 부직포를 성형함으로써 항바이러스 및 항균/항취 효과가 즉각적으로 발생하면서도, 항바이러스 및 항균/항취 효과가 지속적으로 유지되는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 갖는 부직포의 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 갖는 부직포의 제조 프로세스를 설명하기 위한 도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 갖는 부직포의 제조 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 '모듈 및 '부'는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 본 발명의 기술적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 갖는 부직포(1)는 3층의 부직포층(10, 20, 30) 구조로 구성된다. 제1외측 부직포층(10)은 중심부 부직포층(20)의 일면에 적층되고, 제2외측 부직포층(30)은 중심부 부직포층(20)의 타면에 적층된다. 여기서, 중심부 부직포층(20)은 전체 부직포 두께의 대략 90%의 두께로 형성되고, 중심부 부직포층(20)의 일면과 타면에 각각 부착되는 제1외측 부직포층(10)과 제2외측 부직포층(30)은 각각 전체 부직포 두께의 대략 5%의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
3층의 부직포층(10, 20, 30)의 개별 부직포층은 아래의 방법에 따라 각각 제조된다.
개별 부직포층의 제조 공정
항바이러스, 항균 및 항취 기능을 갖는 부직포(1)에서 중심부 부직포층(20)의 일면에 적층되는 제1외측 부직포층(10)은 PET, PP, Acryl(아크릴) 및 copper(구리)를 포함한다. 제1외측 부직포층(10)에 사용되는 제1부직포 원사는, 원료를 소정 중량비로 계량 호퍼를 이용하여 균일하게 혼면한 후, 호퍼에서 공급된 섬유를 n차 개면하는 멀티오프너를 거쳐, 출력된 원료를 소정 두께의 섬유시트로 형성하는 피딩(feeding)단계를 거침으로써 제1부직포 원사가 된다. 이렇게 제조된 제1부직포 원사는 이후 카딩공정, 크로스래핑 공정, 드래프팅, 캘린더링, 와인딩 공정을 거쳐 포장 및 출하된다. 제1부직포 원사를 제조하는데 사용되는 원료로는 폴리프로필렌(Polypropylene; PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; PET)및 아크릴(Acryl)이 사용된다. 다음으로, 방사 노즐로부터 방사된 원사의 표면에 구리를 이온결합 코팅함으로써 제1부직포 원사를 제조한다. 이에, 본 명세서 전체에 걸쳐 제1부직포 원사는 아크릴동원사라고도 지칭한다. 제조된 아크릴동원사의 성분은 전체 100중량부에 대해 PET가 45 중량부, PP 는 45 중량부, Acryl(아크릴) 9 중량부, copper(구리) 1 중량부 함유되어 있다.
원사 표면에 구리 이온을 코팅하는 방법은, 우선, 코팅 대상이 되는 원사인 아크릴원사를 황산구리 수용액(CuSO4-5H2O)에 투입하여, 소정 온도 범위 및 PH 범위에서 단계별로 승온하여 반응시킨 이후, 환원제를 이용하여 환원석출함으로써 원사 표면에 구리이온을 코팅할 수 있다. 섬유 표면에 금속이온이 균일하게 코팅 결합되게 하여 친수성과 전기전도성 및 항미생물성 등의 기능향상의 효과를 얻을 수 있다. 원사 표면에 구리 이온을 코팅하는 방법은 그 외의 공지의 방법으로도 가능하다. 구리이온은 살균, 항균 효과가 뛰어난 것으로 알려져 있으며, 항균/항취 지속성 또한 우수하다. 연구 결과에 따르면, 미량동작용으로 인해 바이러스와 접촉한 구리이온이 바이러스를 사멸시키는 것으로 알려져 있다. 미량동작용이란 미량의 금속이온이 미생물의 대사작용을 교란해 죽이는 현상이다. 구리를 비롯해 금, 은, 백금, 알루미늄, 수은, 니켈, 코발트, 아연 등에서도 미량동작용 현상이 발생한다. 이 중 구리는 바이러스를 파괴하는 효과가 탁월하다.
이렇게 제조된 아크릴동원사는 카딩머신을 이용한 카딩(carding) 공정 및 크로스 래핑 (cross lapping) 공정을 거쳐 사용자가 원하는 두께와 넓이로 웹을 조절함으로써 상부 부직포층(10)인 아크릴동사 부직포층이 완성된다. 본 발명에 따른 부직포는 아크릴동사 부직포층을 포함함으로써, 바이러스 즉시 사멸 효과가 특히 뛰어난 이점이 있다.
표 1은 본 발명에 따른 제1외측 부직포층(10)의 코로나바이러스 불활화 효과를 나타낸다. COVID-19을 일으키는 SARS-CoV-2의 모델 바이러스인 Human coronavirus OC43(HCov-OC43)을 상기 제1 부직포층에 흡착시킨 후 시간 경과에 따라 상기 부직포층에 존재하는 바이러스를 정량하였다. 시험 결과, 코로나바이러스의 5분 후, 20분 후, 및 4시간 후 각각 평균 감소율은 99.9%로 확인되었다.
Figure 112021066303487-pat00001
다음으로, 제1외측 부직포층(10)과 제2외측 부직포층(30)의 사이에 위치하는 중심부 부직포층(20)은 산화아연원사를 포함하여 구성된다. 중심부 부직포층(20)에 사용되는 원사를 제2부직포 원사라 칭하는데, 제2부직포 원사는 원료를 소정 중량비로 계량 호퍼를 이용하여 균일하게 혼면한 후, 호퍼에서 공급된 섬유를 n차 개면하는 멀티오프너를 거쳐, 출력된 원료를 소정 두께의 섬유시트로 형성하는 피딩(feeding)단계를 거침으로써 제2부직포 원사가 된다. 이렇게 제조된 제2부직포 원사는 이후 카딩공정, 크로스래핑 공정, 드래프팅, 캘린더링, 와인딩 공정을 거쳐 포장 및 출하된다. 제2부직포원사를 제조하는데 사용되는 원료로는 PET 및 산화아연이 사용된다. 이에, 본 명세서 전체에 걸쳐 제2부직포 원사는 산화아연원사라고도 지칭한다. 제조된 산화아연원사는 전체 100중량부에 대해 PET가 99 내지 99.5 중량부, 산화아연이 0.5 내지 1 중량부 함유된 것이 바람직하다.
산화아연(징크옥사이드)은 태양광을 반사시킴으로써 UVA와 UVB 를 동시에 차단시키며, 가시광선을 산란시켜 피부 세포 손상을 막아주고 피부 노화를 예방하는 기능이 있다. 특히, 피부에 사용시 즉각적인 차단 효과가 있으며 화학적 자외선차단제에 비해 훨씬 안정적이며 차단효과가 오래 지속된다는 장점이 있다. 또한, 항자극, 항염, 항박테리아, 항취 효능도 가지고 있으며, 소염, 궤양 또는 짓무른 상처를 치료하는 효능도 있다. 산화아연은 새롭게 생성된 세포들을 상처가 난 곳으로 빠르게 운송하는데 도움을 주어 외부의 이물질 유입으로부터 상처를 보호하는데 도움을 준다. 인체는 몸이 아플 때 회복을 위해 각종 미량 영양소들을 사용하게 되는데, 이러한 면역능력 강화 및 상처 치유 기능을 가진다.
이렇게 제조된 산화아연원사는 카딩머신을 이용한 카딩(carding) 공정 및 크로스 래핑 (cross lapping) 공정을 거쳐 사용자가 원하는 두께와 넓이로 웹을 조절함으로써 중심부 부직포층(20)인 산화아연 부직포층이 완성된다.
표 2는 본 발명에 따른 중심부 부직포층(20)의 항균작용을 나타낸다. Staphylococcus aureus ATCC 6538(균주 1), Klebsiella pneumoniae ATCC 4352(균주 2), Escherichia coli ATCC 25922(균주 3), Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853(균주 4)를 각각 산화아연이 포함된 부직포층에 접종하고, 접종직후 균수 및 18시간 후 균수를 비교하였다. 시험결과 상기 중심부 부직포층(20)에 접종된 균주 1 내지 균주 4의 수가 18시간 후 99.9% 감소하는 것을 확인할 수 있다.
Figure 112021066303487-pat00002
다음으로, 제2외측 부직포층(30)은 PET, PP, Nylon(나일론) 및 copper(구리)를 포함한다. 제2외측 부직포층(30)에 사용되는 제3부직포 원사는, 원료를 소정 중량비로 계량하여 용융 방사하는데, 스핀펌프와 압출기를 통과하여 방사 노즐로부터 방사시킨다. 제3부직포원사를 제조하는데 사용되는 원료로는 폴리프로필렌, PET 및 나일론(예를 들어, Nylon6) 이 사용된다. 제3부직포 원사는 원료를 소정 중량비로 계량 호퍼를 이용하여 균일하게 혼면한 후, 호퍼에서 공급된 섬유를 n차 개면하는 멀티오프너를 거쳐, 출력된 원료를 소정 두께의 섬유시트로 형성하는 피딩(feeding)단계를 거침으로써 제3부직포 원사가 된다. 이렇게 된 제3부직포 원사는 이후 카딩공정, 크로스래핑 공정, 드래프팅, 캘린더링, 와인딩 공정을 거쳐 포장 및 출하된다. 본 명세서 전체에 걸쳐 제3부직포 원사는 나일론동원사라고도 지칭한다. 원사 표면에 구리이온을 코팅결합하는 방법은, 아크릴동원사 제조 방법과 관련하여 상술한 바와 같다. 제조된 나일론동원사의 성분은 전체 100중량부에 대해 PET가 45 중량부, PP가 45 중량부, Nylon이 9 중량부, copper 가 1 중량부 함유된 것이 바람직하다.
표 3은 상기 제2외측 부직포층(30)의 항균작용을 나타낸다. Staphylococcus aureus ATCC 6538(균주 1), Klebsiella pneumoniae ATCC 4352(균주 2), Escherichia coli ATCC 25922(균주 3), Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853(균주 4)를 상기 제2외측 부직포층(30)에 접종하고 접종직후 균수 및 18시간 후 균수를 비교하였다. 시험결과 상기 제2외측 부직포층(30)에 접종된 균주 1 내지 균주 4의 수가 18시간 후 99.9% 감소하는 것을 확인할 수 있다.
Figure 112021066303487-pat00003
표 4는 본 발명에 따른 제2외측 부직포층(30)의 항곰팡이 효과를 나타낸다.
Aspergillus niger ATCC 6275, Penicillium pinophilum ATCC 36839, Paecilomyces variotii ATCC 18502, Trichoderma virens ATCC 9645, Chaetomium globosum ATCC 6205 를 상기 제2외측 부직포층(30)에 접종하고 증식정도를 확인하였다. 시험결과 상기 제2외측 부직포층(30)에 접종된 곰팡이에 대해 현미경 검사상 뚜렷한 증식이 나타나지 않았다.
Figure 112021066303487-pat00004
이렇게 제조된 나일론동원사는 카딩머신을 이용한 카딩(carding) 공정 및 크로스 래핑 (cross lapping) 공정을 거쳐 사용자가 원하는 두께와 넓이로 웹을 조절함으로써 하부 부직포층(30)인 나일론동사 부직포층이 제조된다.
웹 형성 공정
상술한 방법에 따라 제1외측 부직포층(10), 중심부 부직포층(20) 및 제2외측 부직포층(30)의 제작이 완료되면, 이들 제1외측 부직포층(10), 중심부 부직포층(20) 및 제2외측 부직포층(30)을 순서대로 적층 결합하여 하나의 부직포 웹을 형성한다. 웹결합방법에는 여러가지가 있을 수 있으나, 본 실시예에서는 열융착법에 의해 웹을 결합하는 방법에 대해 설명한다. 열융착법은 섬유의 멜팅온도(Tm) 근처의 온도에서 뜨거운 공기나 카렌더를 이용하여 웹의 결합을 유도하는 방법으로, 멜팅온도가 다른 파이버들끼리 배합 비율 및/또는 작업조건에 따라 다양한 스펙의 제품을 제조할 수 있다.
다음으로 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 갖는 부직포의 제조 방법에 대해 설명한다.
도시된 바와 같이, 제1 부직포 원사, 제2 부직포 원사 및 제3 부직포 원사는 각각 카딩머신(11)에서의 카딩 공정과 크로스래퍼(12)에서의 크로스래핑 공정을 거친 후, 웹 성형장치(13)에 제공된다. 여기서, 카딩머신(11a, 11b, 11c)에 각각 제공되는 제1 부직포 원사, 제2 부직포 원사 및 제3 부직포 원사는, 상술한 바와 같이 각 부직포 원료는 혼면, 개면, 피딩 공정을 거쳐 이송수단을 통해 카딩머신(11a, 11b, 11c)에 각각 제공된다. 카딩머신(11a, 11b, 11c)은 블렌딩된 원사를 얇게 펼쳐진 형태의 웹으로 가공하기 위한 구성으로, 카딩머신(11a, 11b, 11c)에 의해 가공된 웹은 컨베이어 등의 이송수단을 통해 크로스래퍼(12a, 12b, 12c)로 공급된다. 크로스래퍼(12a, 12b, 12c)는 웹의 규격을 조절해주기 위한 구성으로, 사용자가 원하는 규격에 따라 웹의 두께와 너비를 조절할 수 있다.
따라서, 제1 부직포 원사는 카딩머신(11a)과 크로스래퍼(12a)를 거쳐 제1외측 부직포층(10)으로 출력되어 이송장치를 통해 웹 성형장치(13)에 제공되며, 제2 부직포 원사는 카딩머신(11b)과 크로스래퍼(12b)를 거쳐 중심부 부직포층(20)으로 출력되어 이송장치를 통해 웹 성형장치(13)에 제공되며, 제3 부직포 원사는 카딩머신(11c)과 크로스래퍼(12c)를 거쳐 제2외측 부직포층(30)으로 출력되어 이송장치를 통해 웹 성형장치(13)에 제공된다.
웹 성형장치(13)에 제공되는 제1외측 부직포층(10)과 제2외측 부직포층(30)은 평량 약 20 내지 25 g/m2 (오차율 ±5%), 두께 약 0.15 내지 0.25mm(오차율 ±5%), 통기도 약 300 내지 350cm3/cm2/sec (오차율 ±5%)이고, 중심부 부직포층(20)은 평량 약 65 내지 75 g/m2 (오차율 ±5%), 두께 약 0.2 내지 0.3mm(오차율 ±5%), 통기도 약 300 내지 350cm3/cm2/sec (오차율 ±5%)인 것이 바람직하다.
부직포 웹 성형장치(13)는 이송수단으로부터 제2외측 부직포층(30), 중심부 부직포층(20) 및 제1외측 부직포층(10)을 공급받아 이들을 순차적으로 적층하여 하나의 부직포 웹(1)을 성형한다. 부직포 웹 성형장치(13)는 드래프트 모듈을 포함하며, 드래프트 모듈은 섬유를 연신시키기 위하여 복수 개의 쌍의 롤러들을 포함하여 구성된다. 드래프트 공정을 통해 원면량을 균일하고 일정하게 공급하여 해면시켜 섬유 속의 섬유 배향성을 향상시키고, 최종적으로 얻는 사의 인장강도와 탄성을 증대시킬 수 있다. 드래프트 모듈의 드래프트비는 사용자 설정에 따라 다양하게 조절될 수 있다.
부직포 웹 성형장치(13)에서 성형된 부직포 웹은 이송수단을 통해 카렌더 장치(14)로 이송되어 카렌더 공정을 거치게 된다. 카렌더 장치는, 공지된 바와 같이, 직물이 닙(nip)을 통과할 때 직물에 균일한 압력을 가하는 하나 이상의 롤을 갖는 기계로, 카렌더는, 직물의 두께를 변경시켜 직물의 용적 밀도를 달리하기 위해 사용되며, 카렌더 공정을 통해 웹이 일정한 형태를 유지할 수 있도록 형태를 안정시키며, 부직포 표면의 부드러움 및 강도등을 향상시킨다. 사용자는 카렌더의 압력, 온도 및/또는 속도를 달리 설정함으로써, 부직포 웹의 밀도, 구조 및 섬유/필라멘트의 결합을 다양하게 변경할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 카렌더롤의 온도는 140 내지 160℃인 것이 바람직하다. 또한, 카렌딩 공정을 거쳐 최종적으로 제작된 부직포(1)의 평량(grammage)은 대략 20 내지 100 g/m2 이고, 두께는 대략 0.2 내지 0.4mm이고, 통기도는 대략 300 내지 400 cm3/cm2/sec 인 것이 바람직하다.
이렇게 제작된 부직포(1)는 이송 수단을 통해 와인더(15)에 공급되어 롤 형태로 권취된다. 카렌더 장치(14)에서 제공되는 부직포를 와인더(15)에 공급하기 이전 단계에서, 크로스 커터(미도시)를 이용하여 부직포(1)의 가장자리를 재단하여 마감할 수 있다. 이로 인해, 크로스 커터에서 공급된 부직포가 와인더(14)에 거치된 회전 보빈에 일정 규격으로 권취될 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 갖는 부직포 제조 방법의 순서도가 도 3 에 도시되어 있다. 각 단계의 구체적인 내용은 상술한 바 있으므로 여기서는 전체적인 프로세스만을 설명하도록 한다.
항바이러스, 항균 및 항취 기능을 갖는 부직포를 제조하기 위하여, 부직포(1)를 구성하는 각 부직포원료를 이용하여 부직포 원사를 우선 준비한다(S100a, S100b, S100c). 각층을 이루는 부직포 원사가 준비되면 각각의 부직포 원사에 대해 카딩 공정(S110a, S110b, S110c)을 수행하여 블렌딩된 원사를 얇게 펼쳐진 형태의 웹으로 가공한 후, 컨베이어 등의 이송수단을 통해 크로스래퍼로 공급하여 크로스래핑 공정(S120a, S120b, S120c)을 거쳐 사용자가 원하는 규격에 따라 웹의 두께와 너비를 조절한다. 이렇게 마련된 것이 아크릴동원사를 포함하는 제1외측 부직포층(10), 산화아연을 포함하는 중심부 부직포층(20), 나일론동원사를 포함하는 제2외측 부직포층(30)이며, 이들은 웹 성형장치로 이송되어 웹 성형공정(S130)을 거친다. 웹 성형공정에서는 제2외측 부직포층(30), 중심부 부직포층(20) 및 제1외측 부직포층(10)을 순차적으로 적층하여 하나의 부직포(1)를 성형하며, 이후 캘린더링 공정(S140)을 통해 웹의 형태를 안정화시킨 후 와인딩 공정(S150)으로 마무리한다.
본 발명에 따른 부직포(1)를 이용하여, 마스크를 제조할 수 있으며, 또한 에어컨, 공기청정기를 포함한 항균/항바이러스 기능이 요구되는 장치에 삽입되는 필터류, 의료/방역 분야에 필요한 장갑, 신발, 의류, 모자 등을 포함한 방역복, 항균/항바이러스 효과가 필요한 포장재 등을 제조할 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면 바이러스 및 곰팡이에 대하여 즉각적인 항바이러스 및 항균/항취 효능을 가지면서 우수한 항바이러스, 항균 및 항취 기능이 지속적으로 유지되는 부직포를 제공할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범 위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 부직포
10: 제1외측 부직포층
20: 중심부 부직포층
30: 제2외측 부직포층
11: 카딩머신
12: 크로스래퍼
13: 웹성형장치
14: 카렌더
15: 와인더

Claims (11)

  1. 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 가지는 부직포를 제조하는 방법으로서,
    폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 아크릴(Acryl) 및 구리(copper)를 포함하는 제1부직포 원사, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 산화아연을 포함하는 제2부직포 원사 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 나일론(Nylon) 및 구리(copper)를 포함하는 제3부직포 원사를 준비하는 단계;
    상기 각 부직포 원사에 대해 카딩 공정을 수행하여 블렌딩된 원사를 얇게 펼쳐진 형태의 웹으로 가공하는 단계;
    가공된 상기 각 부직포 원사를 크로스래퍼로 공급하여 크로스래핑 공정을 수행하여 사용자가 원하는 규격에 따라 두께와 너비를 조절하는 단계; 및
    상기 카딩 공정 및 크로스래핑 공정을 거친 상기 제1부직포 원사를 포함하는 제1 부직포층과, 상기 카딩 공정 및 크로스래핑 공정을 거친 상기 제3부직포 원사를 포함하는 제3 부직포층을, 상기 카딩 공정 및 크로스래핑 공정을 거친 상기 제2부직포 원사를 포함하는 제2 부직포층의 일면과 타면에 각각 적층하여 드래프팅 공정을 통해 하나의 부직포로 성형하는 단계; 를 포함하는 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 가지는 부직포의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1부직포 원사는 전체 100 중량부에 대해 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 45 중량부, 상기 폴리프로필렌(PP) 45 중량부, 상기 아크릴(Acryl) 9 중량부, 상기 구리(copper) 1 중량부 함유된 것을 특징으로 하는 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 가지는 부직포의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2부직포 원사는 전체 100 중량부에 대해 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 99 내지 99.5 중량부, 상기 산화아연 0.5 내지 1 중량부 함유된 것을 특징으로 하는 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 가지는 부직포의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3부직포 원사는 전체 100 중량부에 대해 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 45 중량부, 상기 폴리프로필렌(PP) 45 중량부, 상기 나일론(Nylon) 9 중량부, 상기 구리(copper) 1 중량부 함유된 것을 특징으로 하는 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 가지는 부직포의 제조 방법.
  5. 제 1 항의 제조 방법에 따라 제조된 부직포를 이용하여 제조된 마스크.
  6. 제 1 항의 제조 방법에 따라 제조된 부직포를 이용하여 제조된 방역복.
  7. 제 1 항의 제조 방법에 따라 제조된 부직포를 이용하여 제조된 필터.
  8. 제 1 항의 제조 방법에 따라 제조된 부직포를 이용하여 제조된 포장재.
  9. 제 1 항에 있어서,
    성형된 상기 하나의 부직포를 캘린더링하는 단계를 더 포함하는 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 가지는 부직포의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 캘린더링된 부직포를 와인딩하는 단계를 포함하는 항바이러스, 항균 및 항취 기능을 가지는 부직포의 제조 방법.
  11. 삭제
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KR102508956B1 (ko) * 2022-11-15 2023-03-13 (주)라보니아이앤씨 페트병을 재활용한 친환경 원단 제조방법

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JP2003166156A (ja) * 2001-11-28 2003-06-13 Tadashi Inoue 無機系抗菌剤を含有した不織布および多孔フィルムとそれを用いた抗菌製品。
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