KR102454492B1 - 기능성 원지 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기능성 원지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 용수에 분산제와 극세사 섬유를 넣고 분산시키는 제1 분산단계; 상기 극세사 섬유가 분산된 용수에 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유를 넣고 분산시키는 제2 분산단계; 상기 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유가 분산된 용수에 기능성 발수제를 투입하여 분산물을 제조하는 투입단계; 분산물을 성형하여 기능성 원지를 제조하는 제조단계 및 상기 기능성 원지를 건조시키는 건조단계를 포함하는 기능성 원지 제조방법을 제공할 수 있다.
이에 따라 제조된 기능성 원지를 제조할 수 있다.

Description

기능성 원지 및 그 제조방법{Functionality Papers and Method for manufacturing the same}

본 발명은 기능성 원지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 습식(Wet-laid) 제조 방식에 극세사 섬유와 비정전 섬유 또는 저융착사 섬유를 이용하여 원지를 제조함으로써, 우수한 통기성 및 정전효율을 가지는 기능성 원지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

제4차 산업혁명은 인간의 생활환경이 더욱 편리하고 건강한 생활을 지향하는데 초점이 맞추어져 있지만, 산업화의 급속한 성장과 함께 폭발적인 에너지 수요의 증가로 인해 그에 수반되는 각종 환경오염이 날로 심해지고 있으며, 그 중 대기오염은 인간의 건강에 가장 밀접하게 영향을 끼치고 있다.

중국에서 유입되는 황사와 미세먼지를 비롯하여, 석유나 석탄의 사용으로 인해 발생되는 각종 미세먼지와 분진을 비롯하여 VOCs 및 각종유해가스 등의 발생률이 점점 증가하는 등 대기오염이 매우 심각한 수준에 이르렀으며, 이로 인해 공기청정기 및 각종 에어필터 제품에 대한 수요가 급증하고 있는 추세이다.

실외대기 오염뿐만 아니라 실내의 공기오염물질 또한 건강에 커다란 위협이 되고 있으며, 세계보건기구(WHO)에 따르면 실외 공기오염으로 사망하는 사람보다 실내 공기오염으로 사망하는 사람이 1년에 약 420만명이 높은 것으로 통계되며, 실내 오염물질이 폐에 도달할 확률이 실외보다 약 1000배 이상 높은 것으로 보고되었다.

또한 코로나19로 인한 마스크 대란으로 원단의 공급이 원활하지 않는 문제가 발생되고, 이를 통한 고성능화 및 응용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

기존에 필터 소재로 사용되는 정전섬유는 건식 방법을 이용하여 복잡한 제조방식에 의해 시간소모가 크고 많은 인력의 투입이 필요한 단점이 있었다. 이에 생산력 저하 및 원가 상승으로 가공성이 낮은 한계가 있었다.

한편, 극세사 섬유는 폴리에스터에서 뽑아낸 극세 섬유로써, 통기성이 우수하며 정전효율이 우수한 장점을 지니고 있다.

한국공개특허 제10-2017-0131737호 공기 정화용 필터 (2017.11.30)

상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 습식(Wet-laid) 제조 방식에 극세사 섬유와 비정전 섬유 또는 저융착사 섬유를 이용하여 원지를 제조함으로써, 우수한 통기성 및 정전효율을 가지는 기능성 원지 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 기능성 원지 제조방법은 용수에 분산제와 극세사 섬유를 넣고 분산시키는 제1 분산단계; 상기 극세사 섬유가 분산된 용수에 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유를 넣고 분산시키는 제2 분산단계; 상기 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유가 분산된 용수에 기능성 발수제를 투입하여 분산물을 제조하는 투입단계; 분산물을 성형하여 기능성 원지를 제조하는 제조단계 및 상기 기능성 원지를 건조시키는 건조단계를 포함하는 기능성 원지 제조방법을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 제1 분산단계는 상기 용수 100중량부에 분산제 0.4 내지 0.8중량부를 넣고 분산시킨 후, 상기 극세사 섬유 0.1 내지 0.2중량부를 넣고 분산시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 극세사 섬유는 물 100중량부를 100℃ 이상으로 끓인 후 극세사 섬유 3 내지 8중량부와 수산화나트륨 40 내지 50중량부를 넣고 10분 내지 1시간 동안 방치시켜 사용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 분산단계는 상기 극세사 섬유가 분산된 용수에 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유 0.3 내지 0.6중량부를 넣고 분산시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 투입단계는 상기 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유가 분산된 용수에 기능성 발수제 0.06 내지 0.09중량부를 투입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 건조단계는 상기 기능성 원지를 100 내지 130℃로 건조시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 기능성 원지 제조방법에 의해 제조된 기능성 원지를 제공할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 기능성 원지 및 그 제조방법은 습식(Wet-laid) 제조 방식에 극세사 섬유와 비정전 섬유 또는 저융착사 섬유를 이용하여 원지를 제조함으로써, 우수한 통기성 및 정전효율을 가질 수 있다.

또한 여과 성능뿐만 아니라 저차압 성능에 의한 에너지 저감과 인체 및 환경 무해성 소재로 대체효과를 가질 수 있다.

또한 우수한 내구성을 가질 수 있으며, 생산력이 향상되고 가격경쟁력이 높아져 시장경쟁력을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기능성 원지 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도.
도 2는 실시예 및 비교예 1 내지 3의 표면과 단면을 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 관찰한 사진과 실체 현미경을 통해 관찰한 사진.

본 발명은 다 양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용 한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수 의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 등을 조합한 것이 존재함을 지정하려 는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성요소 등을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자 에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 습식(Wet-laid) 제조 방식에 극세사 섬유와 비정전 섬유 또는 저융착사 섬유를 이용하여 원지를 제조함으로써, 우수한 통기성 및 정전효율을 가지는 기능성 원지 제조방법과 이를 통해 제조된 기능성 원지를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 기능성 원지 제조방법을 중점으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기능성 원지 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기능성 원지 제조방법은 제1 분산단계(S1), 제2 분산단계(S2), 투입단계(S3), 제조단계(S4) 및 건조단계(S5)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 제1 분산단계(S1)는 용수에 분산제와 극세사 섬유를 넣고 분산시키는 단계로, 먼저 용수에 분산제를 넣고 분산시킨 후, 극세사 섬유를 넣어 분산시킬 수 있다.

여기서 사용되는 극세사 섬유는 해도사 섬유라고도 지칭되며, 폴리에스터에서 뽑아낸 섬유로 통기성 및 전효율이 우수하여 필터 제조에 사용되기 적합한 장점을 가지고 있으며, 기능성 원지 제조에 사용됨으로써 종래의 원지(필터원단)보다 얇은 두께로 생산하더라도 같은 성능이 나타나도록 할 수 있다.

이러한 극세사 섬유는 제조되는 기능성 원지의 필터 성능 측면을 고려하면 분산 작업은 다소 어려워 질 수 있으나 0.02 내지 6 데니아인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 0.04데니아인 것을 사용하는 것이 보다 바람직할 수 있다.

한편, 극세사 섬유는 0.04데니아의 섬유가 약 60가닥으로 하나의 가닥으로 형성되어 2.0데니아의 섬유로 이루어져 있기 때문에 이를 분산시켜 0.04데니아의 섬유로 사용할 수 있도록 가공하여 사용될 수 있다.

극세사 섬유의 가공은 물 100중량부를 100℃ 이상으로 끓인 후 극세사 섬유 3 내지 8중량부와 수산화나트륨 40 내지 50중량부를 넣고 10분 내지 1시간 동안 방치시키는 것으로 이루어질 수 있다. 보다 바람직하게는 물 100중량부를 100℃ 이상으로 끓인 후 극세사 섬유 5중량부와 수산화나트륨 45중량부를 넣고 30분 동안 방치시킬 수 있다.

이때, 수산화나트륨이 40중량부 미만일 경우 극세사 섬유의 분리가 나타나지 않을 수 있으며, 50중량부 초과일 경우 오히려 섬유를 손상시켜 기능성 원지의 결합력, 내구성 등이 저하될 수 있다.

또한 상기 온도 및 시간 범위를 벗어날 경우 극세사 섬유의 분리가 바람직하게 이루어지지 않거나, 내구성, 강도 저하 등의 품질 저하가 발생할 수 있다.

S1 단계는 용수 100중량부에 분산제 0.4 내지 0.8중량부를 넣고 분산시킨 후, 극세사 섬유 0.1 내지 0.2중량부를 넣고 분산시킬 수 있으며, 용수 100중량부에 분산제 0.5중량부를 넣고 분산시킨 후, 극세사 섬유 0.125중량부를 넣고 분산시키는 것이 보다 바람직하다.

이때, 분산시간은 약 1시간 정도 소요되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, S1 단계는 나이프 비터 탱크에서 이루어질 수 있는데, 이는 섬유의 분산을 원활하게 하기 위한 것으로, 믹서기 같은 고RPM 장비를 사용했을 경우 섬유들간의 엉키는 현상이 발생할 수 있기 때문이다.

S1 단계에서 분산제는 분산성을 향상시켜 섬유의 혼합이 용이하게 이루어지도록 하는 것으로, 0.4중량부 미만일 경우 분산성 향상 효과가 미미하고, 0.8중량부 초과일 경우 결합성 저하 등으로 오히려 기능성 원지의 물성이 저하될 수 있다.

또한, 극세사 섬유가 0.1중량부 미만일 경우 작업성이 저하될 수 있으며 두께 대비 통기성 및 정전효율이 떨어질 수 있고, 0.2 중량부 초과일 경우 섬유가 완전히 용해되지 않은 상태, 즉 뭉쳐진 형태로 존재하고 결합력이 떨어져 기능성 원지의 품질이 저하될 수 있다.

제2 분산단계(S2)는 S1 단계 후 극세사 섬유가 분산된 용수에 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유를 넣고 분산시키는 단계로, 극세사 섬유가 분산된 용수에 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유 0.3 내지 0.6중량부를 넣고 분산시킬 수 있다. 보다 바람직하게는 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유 0.375중량부를 넣을 수 있다.

이때, 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유가 0.3중량부 미만일 경우 결합력이 저하될 수 있으며, 0.6중량부 초과일 경우 분포균일도가 저하될 수 있다.

이와 같이 극세사 섬유와 비정전 섬유는 25 내지 30 : 70 내지 75의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하고, 25 : 75의 중량비로 혼합되는 것이 가장 바람직하나 이에 한정되지는 않는다.

저융착사 섬유 또는 비정전 섬유는 바인더로써 첨가되는 것으로, 극세사 섬유의 통기성 및 정전력 등에 영향을 주지 않으면서도 결합력을 부여하여 성형을 통해 기능성 원지의 제조가 가능하도록 할 수 있다.

저융착사 섬유는 저융점 폴리에스터(LMPET)가 바람직하나, 이에 한정되지는 않으며, 1 내지 3 데니아인 것을 사용할 수 있고 2 데니아인 것을 사용하는 것이 보다 바람직할 수 있다.

비정전 섬유는 PE/PP 섬유일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

또한 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유는 6mm이하의 단섬유일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

상기 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유의 조건을 벗어날 경우 결합력 부여 효과가 저하될 수 있으며 뭉침이 발생할 수 있다.

또한, S2 단계는 분산 시 180 내지 220rpm이 회전속도로 분산시킬 수 있으며, 200rpm의 속도로 분산시키는 것이 보다 바람직하다. 이는 분산 효율 측면에서 바람직하기 때문이다.

또한 S2 단계는 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유를 넣기 전에 분산제 0.3 내지 0.7중량부를 첨가할 수 있으며, 0.5중량부를 첨가하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 극세사 섬유가 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유 첨가 전에 용수 속에서 엉키는 현상을 저하시키기 위한 것으로, 분산제를 첨가하여 점도를 유지시킬 수 있다.

투입단계(S3)는 S2 단계에서 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유가 분산된 용수에 기능성 발수제를 투입하여 혼합하는 것으로 분산물을 제조하는 단계로, 기능성 발수제 0.06 내지 0.09중량부를 투입할 수 있고, 0.075중량부를 투입하는 것이 보다 바람직하다.

기능성 발수제는 발수성 및 발유성을 향상시켜 기능성 원지의 성능 유지 및 보호가 가능하도록 하여 공기투과도 및 효율이 감소되지 않도록 할 수 있다.

이러한 기능성 발수제가 0.06중량부 미만일 경우 발수성, 발유성 향상 효과가 미미하고, 0.09중량부 초과일 경우 오히려 결합력 저하 등의 문제를 발생시킬 수 있다.

또한 S3 단계는 첨착제, 계면활성제, 기포억제제, 탈기제 및 응집제 중 하나 이상을 더 투입하여 혼합할 수 있다.

첨착제는 기능성 원지의 필터 기능을 보완하는 것으로, 아세트알데히드, 포름알데히드 등과 같은 알데히드류 제거 성능이 향상되도록 보완해 줄 수 있다.

이러한 첨착제는 흡입독성이 없으며 알데히드류 제거에 용이한 것으로, 제올라이트, 사이클로덱스트린, 카본섬유 및 아민계-약산계 화합물 중 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

이때 첨착제는 0.05 내지 0.3중량부일 수 있으며, 0.1중량부가 보다 바람직할 수 있다.

첨착제가 0.05중량부 미만일 경우 알데히드류 제거 보완 효과가 미흡하며, 0.3중량부를 초과할 경우 오히려 결합력 저하 등으로 물성에 영향을 줘 기능성 원지의 품질에 영향을 줄 수 있다.

계면활성제는 섬유와의 혼합성을 향상시키기 위한 것으로, 비이온계, 양이온계 및 음이온계 중 하나일 수 있으며, 상황에 따라 첨가함량을 조절하는 것이 바람직하다.

기포억제제는 기능성 원지의 생산성을 향상시키는 것으로, 0.01 내지 0.05중량부가 투입될 수 있고, 0.03중량부가 투입되는 것이 바람직하다.

이때, 기포억제제가 0.01중량부 미만일 경우 기포억제효과가 미흡할 수 있으며, 0.05중량부를 초과할 경우 오히려 물성이 저하될 수 있다.

탈기제는 섬유의 콜로이달에어를 효과적으로 제거하여 S4 단계에서 발생할 수 있는 기포를 제거해 줌으로써 그로 인한 문제를 해소 시켜 주는 것으로, 0.005 내지 0.015중량부가 첨가될 수 있고, 0.01중량부가 첨가되는 것이 바람직하다.

이때, 탈기제가 0.005중량부 미만일 경우 기포 제거 효과 및 탈수 촉진 효과가 미미하고, 0.015중량부를 초과할 경우 효과 및 경제적으로 비효율적일 수 있다.

이러한 탈기제는 효과적인 탈수 촉진 효과도 나타낼 수 있도록 실리콘계 탈기제를 사용함이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.

응집제는 결합력을 향상시켜주는 것으로, 0.001 내지 0.01중량부가 첨가될 수 있고, 0.005중량부가 첨가되는 것이 바람직하다.

이때, 응집제가 0.001중량부 미만일 경우 결합력 향상 효과가 미미하고, 0.01중량부를 초과할 경우 생산성이 저하될 수 있다.

이와 같이 S3 단계는 용수에 상기와 같이 기능성 발수제, 첨착제 등을 첨가하고 600rpm 이상의 회전속도로 10분 이상 동안 혼합하여 분산물을 제조할 수 있다.

제조단계(S4)는 S3 단계에서 제조된 분산물을 성형하여 기능성 원지를 제조하는 단계로, 분산물을 지필하여 원지 형태로 형성함으로써 기능성 원지를 형성할 수 있다. 그 후 건조단계(S5)를 통해 건조시켜 최종적인 기능성 원지를 제조하는데, S5 단계 전 본 발명의 실시예에 따른 기능성 원지 제조방법은 탈수단계(미도시)를 더 포함할 수도 있다.

탈수단계는 S4 단계에서 성형된 기능성 원지를 압착시켜 탈수하는 것으로, 박리성을 고려하여 탈수시킬 수 있다.

건조단계(S5)는 S4 단계에서 제조된 기능성 원지를 건조시켜 최종적인 기능성 원지를 획득하는 단계로, 기능성 원지를 100 내지 130℃로 건조시킬 수 있으며, 110 내지 120℃로 건조시키는 것이 보다 바람직하다.

이는 건조온도가 100℃ 미만일 경우 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유가 반응(녹는현상)하지 않아 원지의 결합력 저하로 인하여 기능성 원지가 필터로써의 역할을 수행하기 어려우며, 130℃ 초과일 경우 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유의 반응으로 인해 제조설비에 붙어서 떨어지지 않아 원지에 구멍, 찢김 등이 발생할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 기능성 원지 제조방법은 S4 단계 전에 혼합단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.

혼합단계는 기능성 원지의 제조성, 내구성, 결합력 등을 보다 향상시키기 위하여 황산칼륨 및 호박산이나트륨을 S3 단계에서 제조된 분산물에 혼합시키는 단계로, 분산물에 황산칼륨 0.03 내지 0.06중량부 및 호박산이나트륨 0.02 내지 0.04중량부를 혼합할 수 있다.

여기서 황산칼륨은 기능성 원지의 건조단계의 시간을 단축시키며 내궁성 향상 효과를 나타내는 것으로, 0.03중량부 초과일 경우 상기와 같은 효과가 미미하고 0.06중량부 초과일 경우 유연성에 영향을 줄 수 있다.

또한 호박산이나트륨은 기능성 원지의 결합력을 향상시키는 것으로, 0.02중량부 미만일 경우 상기와 같은 효과를 나타내기 어렵고, 0.04중량부 초과일 경우 건조 시 주름 등이 발생하여 기능성 원지의 품질이 저하될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 기능성 원지 제조방법은 S4 단계 후 코팅단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.

코팅단계는 산소 플라즈마 처리를 한 후, 금속염 수용액에 10 내지 30분동안 침지시킨 후 90 내지 110℃에서 100 내지 130℃분 동안 건조시킬 수 있다.

여기서, 금속염 수용액은 염화나트륨 또는 황산구리 수용액일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

이러한 추가 코팅단계를 통해 금속이온이 표면에 결합되어 친수성, 전기전도성 및 항미생물성 등의 기능이 향상될 수 있다.

상기와 같은 기능성 원지 제조방법에 의해 제조된 기능성 원지를 제공할 수 있다.

이에 기능성 원지는 극세사 섬유, 바인더(저융착사 섬유 또는 비정전 섬유), 분산제 및 기능성 발수제를 포함할 수 있으며, 황산칼륨 및 호박산이나트륨을 더 포함할 수 있다.

또한, 첨착제, 계면활성제, 기포억제제, 탈기제 및 응집제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있으며, 코팅단계를 통해 형성된 코팅층이 형성되어 있을 수 있다.

즉, 기능성 원지는 용수 100중량부에 극세사 섬유 0.1 내지 0.2중량부, 바인더 0.3 내지 0.6중량부, 분산제 0.4 내지 0.8중량부 및 기능성 발수제 0.06 내지 0.09중량부를 혼합하여 제조된 분산물을 통해 제조된 것이다. 또한 분산물은 황산칼륨 0.03 내지 0.06중량부 및 호박산이나트륨 0.02 내지 0.04중량부가 더 혼합될 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기능성 원지 및 그 제조방법은 습식(Wet-laid) 제조 방식에 극세사 섬유와 비정전 섬유 또는 저융착사 섬유를 이용하여 원지를 제조함으로써, 우수한 통기성 및 정전효율을 가질 수 있다.

또한 여과 성능뿐만 아니라 저차압 성능에 의한 에너지 저감과 인체 및 환경 무해성 소재로 대체효과를 가질 수 있다.

또한 우수한 내구성을 가질 수 있으며, 생산력이 향상되고 가격경쟁력이 높아져 시장경쟁력을 확보할 수 있다.

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[ 실험예 1] SEM 관찰

실시예 및 비교예 1 내지 3을 하기 표 1과 같은 조건으로 제조하고, 제조된 실시예 및 비교예 1 내지 3을 주사 전자 현미경을 통해 관찰하여 비교하였다. 도 2는 실시예 및 비교예 1 내지 3의 표면과 단면을 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 관찰한 사진과 실체 현미경을 통해 관찰한 사진 이다.

	비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예 1
극세사섬유 (0.04dpf,6mm)	40%	5%	10%	25%
저융착사섬유 (LMPET) (2dpf,6mm)	60%	95%	90%	75%
중량(g/m2)	50	50	50	50

도 2를 보면 알 수 있듯이, 비교예 1은 극세사가 완전히 용해되지 않은 원료상태로 뭉쳐진 형태로 존재하는 것을 확인할 수 있었다.

비교예 2 및 3은 극세사는 굴곡된 형태 저융착사는 직선 형태로 각각 잔존하여 균일하지 않은 것을 확인할 수 있었으며, 이에 직경차가 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

이에 비해 실시예는 섬유가 균일하게 분포되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

[ 실험예 2] 압력손실 및 효율

실시예 2와 비교예 4 내지 6을 하기 표 2와 같은 조건으로 제조하였고, 제조된 실시예 2와 비교예 4 내지 6의 성능을 하기와 같이 평가하였다.

성능은 TSI8130A를 통해 32LPM으로 각 원지를 평가하였다.

	비교예 4	비교예 5	비교예 6	실시예 2
섬유구성	극세사섬유:50% 비정전섬유:50%	극세사섬유:50% 저융착사섬유:50%	정전섬유:50% 비정전섬유:50%	극세사섬유:25% 저융착사섬유:75%
중량(g/m2)	30	30	30	30
극세사감량률(%)	91	91	극세사x	91

그 결과는 표 3과 같다.

	비교예 4		비교예 5		비교예 6		실시예 2
압력손실 (mmAq)	6.2		3.3		0.6		2.1
효율(%)	차징 전	차징 후	차징 전	차징 후	차징 전	차징 후	차징 전	차징 후
	66.49	98.94	48.30	91.10	22.06	73.20	59.09	94.35

상기 표 3을 보면 알 수 있듯이, 비교예 4의 효율은 높게 나타났으나, 압력손실이 매우 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.비교예 6은 압력손실이 가장 적었으나, 효율이 낮게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

압력손실과 효율을 종합적으로 고려했을 때, 실시예 2가 가장 바람직하다고 판단되었다.

이상에서 설명하는 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경하여 구현할 수 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

Claims (7)

1. 용수에 분산제와 극세사 섬유를 넣고 분산시키는 제1 분산단계;
   상기 극세사 섬유가 분산된 용수에 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유를 넣고 분산시키는 제2 분산단계;
   상기 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유가 분산된 용수에 기능성 발수제를 투입하여 분산물을 제조하는 투입단계;
   분산물을 성형하여 기능성 원지를 제조하는 제조단계 및
   상기 기능성 원지를 건조시키는 건조단계를 포함하고,
   상기 극세사 섬유와 상기 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유가 25 내지 30 : 70 내지 75의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 기능성 원지 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 분산단계는,
   상기 용수 100중량부에 분산제 0.4 내지 0.8중량부를 넣고 분산시킨 후, 상기 극세사 섬유 0.1 내지 0.2중량부를 넣고 분산시키는 것을 특징으로 하는 기능성 원지 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 극세사 섬유는,
   물 100중량부를 100℃ 이상으로 끓인 후 극세사 섬유 3 내지 8중량부와 수산화나트륨 40 내지 50중량부를 넣고 10분 내지 1시간 동안 방치시켜 사용되는 것을 특징으로 하는 기능성 원지 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 분산단계는,
   상기 극세사 섬유가 분산된 용수에 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유 0.3 내지 0.6중량부를 넣고 분산시키는 것을 특징으로 하는 기능성 원지 제조방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 투입단계는,
   상기 저융착사 섬유 또는 비정전 섬유가 분산된 용수에 기능성 발수제 0.06 내지 0.09중량부를 투입하는 것을 특징으로 하는 기능성 원지 제조방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 건조단계는,
   상기 기능성 원지를 100 내지 130℃로 건조시키는 것을 특징으로 하는 기능성 원지 제조방법.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 기능성 원지.
   

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