KR102642485B1 - 친환경 부직포, 복합 부직포 및 이를 포함하는 물품 - Google Patents
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Abstract
부직포, 복합 부직포 및 이를 포함하는 물품이 개시된다. 개시된 복합 부직포는 제1 스펀본드 부직포층, 대전처리된 멜트블로운 부직포층 및 제2 스펀본드 부직포층을 포함하고, 상기 제1 스펀본드 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층 중의 적어도 하나는 바이오폴리에틸렌을 포함한다.
Description
부직포, 복합 부직포 및 이를 포함하는 물품이 개시된다. 보다 상세하게는 기계적 물성 및 미세먼지 제거기능이 우수할뿐만 아니라 친환경적인 부직포, 복합 부직포 및 이를 포함하는 물품이 개시된다.
미세먼지 제거용 마스크의 경우 내외피 소재와 중앙부의 미세먼지를 걸러주는 필터소재가 다층으로 복합화되어 구성되어 있다.
필터층으로는 주로 대전처리된 멜트블로운(Meltblown) 부직포가 사용되고 있다. 멜트블로운 부직포는 낮은 기계적 강도와 높은 유연성으로 인해 형태 안정성이 낮아 외부 충격이나 마찰에 의해 쉽게 구조 변형이 발생한다. 따라서, 멜트블로운 부직포층을 보호하고 형태 안정성을 부여하기 위해 멜트블로운 부직포층의 양면 또는 일면에 형태 안정성과 인장강도 등의 기계적 물성이 높은 부직포를 적층하여 마스크를 구성하게 되며, 주로 스펀본드 부직포가 별도의 라미네이팅 공정을 거쳐 적층된다.
또한, 일반적으로 대전처리된 멜트블로운 소재의 일면이나 양면에 내외피용 소재로 적용되고 있는 스펀본드 부직포는 필라멘트가 굵고 기공이 크기 때문에 미세먼지 제거효율이 거의 없이 형태 안정성을 부여하는 기능만을 갖는다. 따라서, 다층의 마스크 부직포 구성 중 중앙부에 위치한 필터층에서만 미세먼지를 걸러주기 때문에 미세먼지가 필터층에 집중적으로 적층되어 필터링 효율이 사용시간에 따라 감소하는 문제점이 있으며, 특히 장시간 마스크를 착용해야 하는 산업현장에서는 이러한 문제가 사용자의 호흡기 안전에도 영향을 미칠 수 있다.
또한, 내외피층으로 사용되는 부직포는 주로 마스크의 외형을 따라 초음파 융착에 의해 합지되기 때문에, 융착 공정시 내층의 대전처리된 멜트블로운 부직포의 구조가 변경되어 필터링 성능이 저하될 수 있다.
아울러, 환경 이슈가 대두됨에 따라 위생자재 시장의 친환경 제품에 대한 니즈가 높아지고 있기 때문에 친환경적인 원료를 적용한 마스크 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 일 구현예는 기계적 물성 및 미세먼지 제거기능이 우수할뿐만 아니라 친환경적인 부직포를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 부직포를 포함하는 복합 부직포를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 복합 부직포를 포함하는 물품을 제공한다.
본 발명의 일 측면은,
폴리프로필렌 및 바이오폴리에틸렌을 포함하는 부직포를 제공한다.
상기 바이오폴리에틸렌의 함량은 상기 부직포의 총중량 100중량부를 기준으로 하여 10~70중량부일 수 있다.
상기 바이오폴리에틸렌의 함량은 상기 부직포의 총중량 100중량부를 기준으로 하여 20~50중량부일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
상기 부직포를 포함하는 복합 부직포를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은,
제1 스펀본드 부직포층, 대전처리된 멜트블로운 부직포층 및 제2 스펀본드 부직포층을 포함하고,
상기 제1 스펀본드 부직포층, 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층 중의 적어도 하나는 상기 부직포를 포함하는 복합 부직포를 제공한다.
상기 복합 부직포는 상기 제1 스펀본드 부직포층, 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층을 이 순서대로 포함할 수 있다.
상기 제1 스펀본드 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층 중의 적어도 하나는 심초형 복합섬유를 포함하고, 상기 심초형 복합섬유는 심부가 폴리프로필렌을 포함하고 초부는 바이오폴리에틸렌을 포함할 수 있다.
상기 제1 스펀본드 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층은 각각 폴리에틸렌 또는 바이오폴리에틸렌만을 단독으로 포함하지는 않을 수 있다.
상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층은 상기 바이오폴리에틸렌과 밀착되도록 구성된 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 바이오폴리에틸렌을 포함할 수 있다.
상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층은 폴리프로필렌을 더 포함할 수 있다.
상기 복합 부직포는 이산화탄소 배출량이 상기 복합 부직포 1ton 당 1~20kg일 수 있다.
상기 제1 스펀본드 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층은 각각 서로 독립적으로 이산화탄소 배출량이 상기 각 스펀본드 부직포층 1ton 당 1~6kg일 수 있다.
상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층은 이산화탄소 배출량이 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층 1ton 당 1~6kg일 수 있다.
상기 복합 부직포는 미세먼지 제거효율이 18.0~99.9%이고, 압력손실이 2.0~10.0mmH2O일 수 있다.
상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층의 함량은 상기 복합 부직포의 총중량 100중량부에 대하여 3~50중량부일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
상기 복합 부직포를 포함하는 물품을 제공한다.
상기 물품은 미세먼지 제거용 마스크, 공기청정기용 필터 또는 에어컨용 필터일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 복합 부직포는 공기 중의 미세입자를 거르기 위한 소재로 적용이 가능하다.
또한, 상기 복합 부직포는 기계적 물성 및 미세먼지 제거기능이 우수할뿐만 아니라 친환경적이라는 이점을 갖는다.
또한, 상기 복합 부직포는 각종 먼지, 미세먼지, 세균 등의 제거 목적으로 활용될 수 있으며, 보건용 마스크뿐만 아니라, 공기 정화가 필요한 각종 가정, 차량, 산업용 에어컨 및 공기청정기 등에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 부직포를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 부직포를 연속적으로 제조하기 위해 사용되는 복합 부직포의 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 부직포를 연속적으로 제조하기 위해 사용되는 복합 부직포의 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 부직포를 상세히 설명한다.
본 명세서에서, "복합 부직포(non-woven fabric composite)"는 2종 이상의 부직포가 개별적으로 제조된 후 별도의 라미네이팅(합지) 후공정을 거쳐 제조된 것이거나, 2종 이상의 부직포가 하나의 장치에서 각각 연속공정으로 제조되어 서로 일체화된 부직포를 의미한다. 후자와 같이 연속공정으로 제조된"복합 부직포"는 "모놀리식 부직포(monolithic non-woven fabric)"로 지칭될 수 있다. 또한, 후자와 같이 연속공정으로 제조된 복합 부직포는 전자와 같이 별개의 공정으로 제조된 복합 부직포에 비해 층간 결합이 강하고, 형태 안정성 및 여과성능이 우수하다는 특징을 갖는다.
또한 본 명세서에서, "대전처리된 멜트블로운 부직포층"은 별개의 공정 또는 연속공정으로 제조된 것일 수 있다. 구체적으로, "대전처리된 멜트블로운 부직포층" 은 2개의 장치에서 별개의 공정으로 "멜트블로운 부직포의 제조"와 "대전처리"를 별도로 실시하여 제조된 것이거나, 하나의 장치에서 연속공정으로 "멜트블로운 부직포의 제조"와 "대전처리"를 순차적으로 또는 동시에 실시함으로써 제조된 것일 수 있다.
또한 본 명세서에서, "폴리에틸렌"은 "바이오폴리에틸렌"이 아닌 전통적인 폴리에틸렌을 의미한다.
또한 본 명세서에서, "바이오폴리에틸렌"은 에탄올을 탈수시켜 에틸렌을 얻은 후 상기 에틸렌을 중합하여 제조된 것으로, 생분해성이 아닌 폴리에틸렌을 의미한다. 상기 바이오폴리에틸렌은 전통적인 폴리에틸렌과 다른 특성은 동일하지만, 전통적인 폴리에틸렌에 비해 이산화탄소 배출량이 매우 적은 특징을 갖는다.
또한 본 명세서에서, "가동성(operability)"은 방사된 섬유가 끊어지거나 뭉치는 현상을 의미한다. 구체적으로, 융용 폴리머는 방사구금에서 방사된 후 공기 냉각 및 연신공정을 거치게 되고, 방사구금과 공기 냉각/연신부 사이에는 용융 폴리머로부터 배출되는 가스(fume)를 흡입하여 제거하는 모노머 흡입부가 존재한다. 바이오폴리에틸렌은 전통적인 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌에 비해 다량의 가스를 발생시키며, 이에 따라 가스 제거 능력을 높이기 위해서는 모노머 흡입부의 흡입 강도를 증가시켜야 하고, 이 경우 공기 냉각/연신부로부터 차가운 공기가 모노머 흡입부로 이끌리게 되어 섬유가 과냉각되게 된다. 이에 따라 섬유가 끊어지거나 불균일하게 연신되어 뭉치게 되어 가동성이 떨어지게 된다. 이와는 달리, 공기 냉각/연신부에서 가스를 제거하지 않으면 방사구금의 표면이 오염되어 잦은 표면 세정이 실시되어야 하므로 라인 중단(Line stop) 상황이 발생하는 문제점이 있다.
또한 본 명세서에서, "미세먼지 제거효율" 및 "압력손실"은 하기 방법으로 평가하였다:
(1) 측정 장치: TSI사의 TSI-8130 모델을 사용하였다.
(2) 에어로졸 형성: 상기 측정 장치는 염화나트륨 수용액과 공기를 접촉시킨 후 물을 증발시켜 공기 중에 분산된 염화나트륨을 포함하는 평균입경이 0.3㎛이고 염화나트륨 입자 농도가 18.5mg/m3인 에어로졸을 형성하였다.
(3) 에어로졸 제거효율 평가: 에어로졸 투과유량은 95L/min이고, 부직포의 평가면적은 100cm2이었다. 상기 에어로졸 제거효율을 미세먼지 제거효율로 표시하였다.
(4) 압력손실 평가: 에어로졸 투과유량은 30L/min이고, 부직포의 평가면적은 100cm2이었다.
본 발명의 일 구현예에 따른 부직포는 폴리프로필렌 및 바이오폴리에틸렌을 포함한다.
상기 바이오폴리에틸렌의 함량은 상기 부직포의 총중량 100중량부를 기준으로 하여 10~70중량부일 수 있다. 상기 바이오폴리에틸렌의 함량이 상기 부직포의 총중량 100중량부를 기준으로 하여 10중량부 미만이면 이산화탄소 저감효과가 미미할뿐만 아니라 소프트성 지수가 떨어지고, 70중량부를 초과하게 되면 가동성이 떨어지게 된다.
예를 들어, 상기 바이오폴리에틸렌의 함량은 상기 부직포의 총중량 100중량부를 기준으로 하여 20~50중량부일 수 있다. 상기 바이오폴리에틸렌의 함량이 상기 범위이내이면 우수한 이산화탄소 저감효과, 소프트성 지수 및 가동성을 얻을 수 있다.
상기 부직포는 스펀본드 부직포일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 부직포를 포함하는 복합 부직포를 제공한다.
상기 복합 부직포는 제1 스펀본드 부직포층, 대전처리된 멜트블로운 부직포층 및 제2 스펀본드 부직포층을 포함한다.
상기 제1 스펀본드 부직포층, 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층 중의 적어도 하나는 상기 부직포를 포함할 수 있다.
상기 복합 부직포는 상기 제1 스펀본드 부직포층, 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층을 이 순서대로 포함할 수 있다.
상기 제1 스펀본드 부직포층, 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층 중의 적어도 하나는 바이오폴리에틸렌을 포함한다.
상기 제1 스펀본드 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층 중의 적어도 하나에 포함된 바이오폴리에틸렌이 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층에 포함된 폴리에틸렌 또는 바이오폴리에틸렌과 밀착되도록 상기 복합 부직포를 구성할 경우, 상기 바이오폴리에틸렌과 상기 폴리에틸렌은 높은 상용성(compatibility)을 갖기 때문에, 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층은 상기 제1 스펀본드 부직포층 및/또는 상기 제2 스펀본드 부직포층과 쉽게 결합되어 강한 층간 결합력을 유지할 수 있다.
층간 결합력 및 친환경 이미지의 강화 측면에서, 상기 제1 스펀본드 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층 중의 적어도 하나는 심초형 복합섬유를 포함하고, 상기 심초형 복합섬유는 심부가 폴리프로필렌을 포함하고 초부는 바이오폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 일례로서, 상기 제1 스펀본드 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층은 각각 심초형 복합섬유를 포함하고, 상기 각각의 심초형 복합섬유는 심부가 폴리프로필렌을 포함하고 초부는 바이오폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 스펀본드 부직포층은 심부가 폴리프로필렌을 포함하고 초부는 바이오폴리에틸렌을 포함하는 제1 심초형 복합섬유를 포함하고, 상기 제2 스펀본드 부직포층은 심부가 폴리프로필렌을 포함하고 초부는 폴리에틸렌을 포함하는 제2 심초형 복합섬유를 포함할 수 있다.
상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층은 상기 바이오폴리에틸렌과 밀착되도록 구성된 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 바이오폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 일례로서, 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층은 심부가 폴리프로필렌을 포함하고 초부는 폴리에틸렌 또는 바이오폴리에틸렌을 포함하는 심초형 복합섬유를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층은 폴리에틸렌 또는 바이오폴리에틸렌만을 단독으로 포함할 수 있다.
또한 이산화탄소 배출량의 추가적인 저감 측면에서, 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층은 폴리에틸렌이 아닌 바이오폴리에틸렌을 포함할 수 있다.
상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층은 폴리프로필렌을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 스펀본드 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층은 각각 폴리에틸렌 또는 바이오폴리에틸렌만을 단독으로 포함하지는 않을 수 있다. 상기 제1 스펀본드 부직포층 또는 상기 제2 스펀본드 부직포층이 폴리에틸렌 또는 바이오폴리에틸렌만을 단독으로 포함할 경우에는 강도 및/또는 가동성이 떨어질 수 있다.
상기 복합 부직포는 이산화탄소 배출량이 상기 복합 부직포 1ton 당 1~20kg, 1ton 당 1~18kg, 1ton 당 1~16kg, 1ton 당 1~14kg, 1ton 당 1~12kg, 1ton 당 1~10kg, 1ton 당 1~8kg, 1ton 당 1~6kg, 1ton 당 1~4kg 또는 1ton 당 1~2kg일 수 있다.
상기 제1 스펀본드 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층은 각각 서로 독립적으로 이산화탄소 배출량이 상기 각 스펀본드 부직포층 1ton 당 1~6kg, 1ton 당 1~4kg 또는 1ton 당 1~2kg 일 수 있다.
상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층은 이산화탄소 배출량이 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층 1ton 당 1~6kg, 1ton 당 1~4kg 또는 1ton 당 1~2kg일 수 있다.
상기 복합 부직포는 미세먼지 제거효율이 18.0~99.9%, 25.0~99.9%, 30.0~99.9%, 35.0~99.9%, 40.0~99.9%, 45.0~99.9%, 50.0~99.9%, 55.0~99.9%, 60.0~99.9%, 65.0~99.9%, 70.0~99.9%, 75.0~99.9%, 80.0~99.9%, 85.0~99.9%, 90.0~99.9% 또는 95.0~99.9%이고, 압력손실이 2.0~10.0mmH2O, 2.0~8.0mmH2O, 2.0~6.0mmH2O 또는 2.0~4.0mmH2O일 수 있다.
상기 복합 부직포는 대전처리된 멜트블로운 부직포층을 포함함으로써, 미세입자 포집 기능을 가짐을 특징으로 한다.
상기 복합 부직포는 상기 제1 스펀본드 부직포층, 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층을 이 순서대로 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 복합 부직포는 상기 제1 스펀본드 부직포층, 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층을 다른 순서대로 포함할 수도 있다.
상기 제1 스펀본드 부직포층, 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층은 각각 서로 독립적으로 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 안료, 광 안정제, 1차 산화방지제, 2차 산화방지제, 금속 불활성화제, 장애 아민, 장애 페놀, 지방산 금속염, 트리에스테르 포스파이트, 인산염, 불소-함유 화합물, 핵화제(nucleant) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또한, 일 구현예에서 산화방지제가 전하 증가제로서 기능할 수 있다. 가능한 전하 증가제는 열 안정성 유기 트리아진 화합물, 올리고머 또는 이들의 조합을 포함하며, 이들 화합물 또는 올리고머는 트리아진 고리 내의 질소 외에 적어도 하나의 질소 원자를 추가로 함유한다.
예를 들어, 대전 특성 향상 목적의 전하 증가제는 미국등록특허 제6,268,495호, 제5,976,208호, 제5,968,635호, 제5,919,847호 및 제5,908,598호에 개시되어 있다. 예를 들어, 상기 전하 증가제는 힌더드아민계 첨가제(hindered amine-based additive), 트리아진계 첨가제(triazine additive) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
다른 예로서, 상기 전하 증가제는 폴리[((6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)이미노-1,3,5-트리아진-2,4-디일)((2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노)헥사메틸렌((2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노)](BASF제조, CHIMASSORB 944), (2,4,6-트리클로로-1,3,5-트리아진과의 1,6-헥산디아민-N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)-중합체, N-부틸-1-부탄아민, N-부틸-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딘아민과의 반응 생성물)(BASF제조, CHIMASSORB 2020) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 전하 증가제는 N-치환된 아미노 방향족 화합물, 특히 트리-아미노 치환된 화합물, 예컨대 2,4,6-트리아닐리노-p-(카르보-2'-에틸헥실-1'-옥시)-1,3,5-트리아진 (BASF제조, UVINUL T-150)일 수 있다. 다른 전하 증가제로는 트리스테아릴 멜라민 ("TSM")으로도 알려진 2,4,6-트리스-(옥타데실아미노)-트리아진이 있다.
상기 전하 증가제의 함량은 상기 멜트블로운 부직포층의 충중량 100중량부에 대하여 0.25~5중량부일 수 있다. 상기 전하 증가제의 함량이 상기 범위이내이면, 본 발명이 목표로 하는 높은 수준의 대전 성능을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 방사성이 양호하고 부직포의 강도가 높게 유지되며 비용 측면에서도 유리하다.
상기 복합 부직포는 상기 첨가제 외에 열안정제, 내후제(weathering agent) 등의 일반적으로 알려진 공지의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층의 함량은 상기 복합 부직포의 총중량 100중량부에 대하여 3~50중량부일 수 있다. 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층의 함량이 상기 범위이내이면, 여과 성능, 형태 안정성 및 내구성이 우수한 복합 부직포를 얻을 수 있다.
상기 복합 부직포는 평량(단위 면적당 질량)이 10~500g/m2, 예를 들어, 20~100 g/m2의 범위일 수 있다.
이하, 본 발명의 여러 구현예에 따른 복합 부직포의 제조방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 제1 구현예에 따른 복합 부직포의 제조방법은 스펀본드 부직포층을 제조하는 단계(S1), 대전처리된 멜트블로운 부직포층을 제조하는 단계(S2) 및 상기 멜트블로운 부직포층의 양면에 상기 스펀본드 부직포층을 1장씩 합지하는 단계(S3)를 포함한다.
상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층 제조단계(S2)는 2개의 장치에서 별개의 공정으로 "멜트블로운 부직포의 제조"와 "대전처리"를 별도로 실시하는 것이거나, 하나의 장치에서 연속공정으로 "멜트블로운 부직포의 제조"와 "대전처리"를 순차적으로 또는 동시에 실시하는 것일 수 있다.
본 발명의 제2 구현예에 따른 복합 부직포의 제조방법은 스펀본드 부직포층을 연속적으로 형성하는 단계(S10) 및 상기 스펀본드 부직포층상에 멜트블로운 부직포층을 연속적으로 형성하는 단계(S20)를 포함한다.
상기 스펀본드 부직포층 연속 형성단계(S10)는 열가소성인 비전도성 중합체를 용융압출, 냉각 및 연신하여 섬유 원사를 형성한 후, 상기 섬유 원사를 스크린벨트 상에 적층하여 웹화(web forming)하는 것일 수 있다.
상기 멜트블로운 부직포층 연속 형성단계(S20)는 열가소성인 비전도성 중합체(대전 성능 향상제 추가 가능)를 용융 압출, 열풍 연신 및 냉각하여 섬유 원사를 형성한 후, 상기 섬유 원사를 상기 스펀본드 부직포층 연속 형성단계(S10)에서 웹화된 스펀본드 상에 적층하여 웹화하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 멜트블로운 부직포층 연속 형성단계(S20)는 비전도성 중합체로 자유 섬유를 연속적으로 형성하는 단계(S20-1), 상기 자유 섬유를 연속적으로 방사하는 단계(S20-2), 상기 자유 섬유에 극성용매(예를 들어, 물)를 연속적으로 분사하여 상기 자유 섬유를 연속적으로 대전시키는 단계(S20-3) 및 상기 자유 섬유를 연속적으로 집적하여 멜트블로운 부직포를 연속적으로 형성하는 단계(S20-4)를 포함할 수 있다.
상기 자유 섬유 연속 대전 단계(S20-3)는 상기 극성용매를 기체(예를 들어, 공기)와 함께 연속적으로 분사함으로써 수행될 수 있다.
이하, 상기 자유 섬유 연속 대전 단계(S20-3)가 종래기술에 비해 이질적이거나 현저한 효과를 가짐을 상세히 설명한다.
(1) 일반적으로 멜트블로운 공정 중에 대전처리할 수 있는 방법으로는 미국등록특허 제6,375,886호와 같이 극성용매와 용융 방사중인 필라멘트와의 마찰을 통해 대전처리하는 것과 미국등록특허 제6,969,484호와 같이 멜트블로운 부직포를 극성용매에 침지시키고 석션(suction) 장치로 부직포 사이로 물이 투과되면서 물과 부직포 사이의 마찰을 통해 대전처리하는 방법이 산업계에서 주로 적용되어 대전처리된 멜트블로운 부직포를 제조하였다. 이와 같이 극성용매를 이용한 대전처리 방법은 대전처리후 극성용매를 건조시키는 후공정이 별도로 필요하며, 따라서 연속공정으로 부직포를 적층하거나 복합화하는 것이 원천적으로 불가능하다. 미국등록특허 제6,375,886호 및 미국등록특허 제6,969,484호는 그 전체가 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.
(2) 미국등록특허 제5,227,172호는 멜트블로운 구금(Die)과 포집체(Collector) 사이에 높은 전위차를 인가하여, 용융 방사되는 수지가 필라멘트화되면서 주위 전기장에 의해서 유도대전처리되도록 하는 방법을 개시하고 있는데, 이 방법은 별도의 후가공처리 없이 대전처리된 멜트블로운 부직포를 수득할 수 있다. 그러나, 이렇게 전위차에 의해 유도대전처리된 부직포는 열이나 주위 환경에 따라 대전 처리 효율이 급격이 감소하는 현상이 나타나기 때문에 미세먼지 제거용 마스크와 같이 판매 과정에서 장기 보관이 필요하거나 공기청정기용 필터와 같이 장시간 사용 수명이 보장되어야 하는 용도로는 적용하기 어려운 단점이 있다. 미국등록특허 제5,227,172호는 그 전체가 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.
본 발명자들은 멜트블로운 부직포층에 극성용매를 공기와 함께 이류체의 형태로 분사하여 적은 분사량으로 충분한 운동에너지를 가진 극성용매 입자를 용융방사 중인 필라멘트에 마찰시켜 높은 효율의 마찰대전 효과를 가질 수 있도록 대전처리 장치를 개발하였으며, 적은 분사량으로 인하여 DCD(Die to collector distance) 구간내에서 가열된 공기에 의해 충분히 가열 증발되기 때문에 별도의 건조설비가 필요 없는 것이 그 특징이다. 이러한 특징으로 인하여 부직포 제조공정과 결합하여 연속 적층에 의해 부직포를 복합화할 수 있는 특징이 있다.
상기 멜트블로운 부직포를 대전처리하여 얻어진 부직포는 음전하와 양전하가 반영구적으로 존재하도록 지속적으로 분극된 상태가 되며 이러한 부직포를 일렉트렛(electret) 부직포라 한다.
상술한 바와 같이, 상기 복합 부직포의 제조방법은 상기 자유 섬유 연속 대전 단계(S20-3)에서 분사된 상기 극성용매를 제거하기 위한 별도의 건조단계를 포함하지 않을 수 있다.
또한 상술한 바와 같이, 상기 자유 섬유 연속 대전 단계(S20-3)에서 연속적으로 분사된 상기 극성용매는 복합 부직포 제조장치의 DCD(Die to collector distance) 구간내에서 가열된 공기에 의해 연속적으로 가열되어 증발될 수 있다.
상기 복합 부직포의 제조방법은 상기 멜트블로운 부직포층상에 또 다른 스펀본드 부직포층을 연속적으로 형성하는 단계(S30)를 더 포함할 수 있다.
상기 복합 부직포의 제조방법은 상기 멜트블로운 부직포층 연속 형성단계(S20) 또는 상기 또 다른 스펀본드 부직포층 연속 형성단계(S30) 이후에 상기 멜트블로운 부직포층의 일면 또는 양면에 상기 각 스펀본드 부직포층을 연속적으로 열압착하는 단계(S40)를 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 부직포(10)를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 복합 부직포(10)는 제1 스펀본드 부직포층(11), 멜트블로운 부직포층(12) 및 제2 스펀본드 부직포층(13)을 포함한다.
본 발명의 다른 측면은 상기 복합 부직포를 포함하는 물품을 제공한다.
상기 물품은 미세먼지 제거용 마스크, 공기청정기용 필터 또는 에어컨용 필터일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1-1: 부직포의 제조
용융흐름지수(MI)가 34g/10min인 폴리프로필렌(LG화학, H7700) 및 용융흐름지수(MI)가 20g/10min인 바이오폴리에틸렌(Braskem, SHA7260)을 사용하여 스펀본드 부직포(SB)를 제조하였다. 상기 스펀본드 부직포(SB)에서 상기 바이오폴리에틸렌의 함량은 40중량%이었다. 여기서, 스펀본드 부직포의 평량은 39gsm(g/m2)으로 조절하였다.
실시예 1-2: 부직포의 제조
스펀본드 부직포(SB)에서 바이오폴리에틸렌의 함량을 10중량%로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스펀본드 부직포(SB)를 제조하였다.
실시예 1-3: 부직포의 제조
스펀본드 부직포(SB)에서 바이오폴리에틸렌의 함량을 20중량%로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스펀본드 부직포(SB)를 제조하였다.
실시예 1-4: 부직포의 제조
스펀본드 부직포(SB)에서 바이오폴리에틸렌의 함량을 50중량%로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스펀본드 부직포(SB)를 제조하였다.
실시예 1-5: 부직포의 제조
스펀본드 부직포(SB)에서 바이오폴리에틸렌의 함량을 70중량%로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스펀본드 부직포(SB)를 제조하였다.
비교예 1-1: 부직포의 제조
스펀본드 부직포(SB)에서 바이오폴리에틸렌의 함량을 5중량%로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스펀본드 부직포(SB)를 제조하였다.
비교예 1-2: 부직포의 제조
스펀본드 부직포(SB)에서 바이오폴리에틸렌의 함량을 80중량%로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스펀본드 부직포(SB)를 제조하였다.
상기 실시예 1-1~1-5 및 비교예 1-1~1-2에서 스펀본드 부직포(SB)의 제조에 사용된 바이오폴리에틸렌의 함량을 정리하여 하기 표 1에 나타내었다.
| 실시예 | 비교예 | ||||||
| 1-1 | 1-2 | 1-3 | 1-4 | 1-5 | 1-1 | 1-2 | |
| 바이오폴리에틸렌의 함량(중량%) | 40 | 10 | 20 | 50 | 70 | 5 | 80 |
평가예 1: 부직포의 물성 평가
상기 실시예 1-1~1-5 및 비교예 1-1~1-2에서 제조된 각각의 부직포의 이산화탄소 배출량, 소프트성 지수, MD 압축강도, CD 압축강도, 가동성 및 비가역적 절곡성을 하기와 같은 방법으로 평가하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 이산화탄소 배출량: 바이오폴리에틸렌의 이산화탄소 배출량은 2010년 11월 18일자에 실시한 Braskem과 TOYOTA TSUSHO CORPORATION의 공동 연구 자료의 데이터를 사용하여 평가하였다(http://news.bio-based.eu/life-cycle-analysis-concludes-green-polyethylene-can-reduce-ghg-emission/ 참조). 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 이산화탄소 배출량은 2002년 9월 30일 산업자원부와 한국생산기술연구원 국가청정생산지원센터에서 모델링한 탄소배출량의 데이터를 사용하여 평가하였다.
(2) 소프트성 지수: WSP 90.3에 따라 핸들-오-미터를 측정하여, 그 결과를 소프트성 지수로 기록하였다. 소프트성 지수는 수치가 작을수록 부드러운 것을 의미한다.
(3) MD인장강도: KS K 0756의 일반 장섬유 부직포 시험법에 따라 측정하였다.
(4) Ring crush 압축 강도 측정법: JIS P8126법에 따라 시험속도 10mpm의 조건하에서 15㎝ x 3㎝ 크기의 샘플을 내경 4.5㎝의 고리모양으로 만들고 시트가 겹치는 부분을 스테이플러로 고정시킨 후 압축 강도 시험을 진행하여 고리 모양 시트를 누를 때 걸리는 하중값 측정하여 Ring crush 압축 강도로 기록하였다.
(5) 가동성: 방사된 섬유가 끊어지거나 뭉치는 현상이 발생하는지 여부를 관찰하여 가동성을 평가하였다.
(6) 비가역적 절곡성(irreversible pleating property): 절곡기(pleating machine)(삼성기계 제작, SKP 1700LBS)를 이용하여 부직포를 절곡 가공하였을 때, 외력이 인가되지 않는 상태에서 절곡된 형태가 변형되지 않고 최초 절곡된 형태를 그대로 유지하는 성질을 갖는지 여부를 평가하였다.
| 실시예 | 비교예 | ||||||
| 1-1 | 1-2 | 1-3 | 1-4 | 1-5 | 1-1 | 1-2 | |
| 이산화탄소 배출량(g/ton) | 3195 | 4118 | 3810 | 2888 | 2273 | 4371 | 1965 |
| 소프트성 지수(g) | 6.0 | 7.8 | 6.2 | 5.6 | 5.2 | 9.0 | 4.4 |
| MD 인장강도(kgf/5cm) | 6.6 | 7.6 | 7.2 | 6.2 | 5.0 | 8.2 | 4.5 |
| Ring crush 압축강도(cN) | 24 | 27 | 26 | 23 | 20 | 29 | 18 |
| 가동성 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 불량 |
| 비가역적 절곡성 | 유 | 유 | 유 | 유 | 유 | 유 | 무 |
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1-1~1-5에서 제조된 각각의 부직포는 이산화탄소 배출량이 4200 g/ton 미만으로 낮고, 소프트성 지수도 8.0g 미만으로 낮고, MD 인장강도는 5 kgf/5cm 이상으로 높고, Ring crush 압축강도도 20cN 이상으로 높고, 가동성도 양호하고, 비가역적 절곡성도 갖는 것으로 나타났다.
그러나, 비교예 1-1에서 제조된 부직포는 MD 인장강도는 5 kgf/5cm 이상으로 높고, Ring crush 압축강도도 20cN 이상으로 높고, 가동성도 양호하고, 비가역적 절곡성도 갖지만, 이산화탄소 배출량이 4300 g/ton 이상으로 높고, 소프트성 지수도 8.0g 초과로 높은 것으로 나타났다.
또한, 비교예 1-2에서 제조된 부직포는 이산화탄소 배출량이 4200 g/ton 미만으로 낮고, 소프트성 지수도 8.0g 미만으로 낮지만, MD 인장강도는 5 kgf/5cm 미만으로 낮고, Ring crush 압축강도도 20cN 미만으로 낮고, 가동성도 불량하고, 비가역적 절곡성도 갖지 않는 것으로 나타났다.
실시예 2-1: 복합 부직포의 제조
제1 스펀본드 부직포층(SB1) 형성용 중합체로는 용융흐름지수(MI)가 34g/10min인 폴리프로필렌(LG화학, H7700) 및 용융흐름지수(MI)가 20g/10min인 바이오폴리에틸렌(Braskem, SHA7260)를 사용하되 상기 폴리프로필렌은 심부 형성용으로 사용하고 상기 바이오폴리에틸렌은 초부 형성용으로 사용하였고, 멜트블로운 부직포층(MB) 형성용 중합체로는 용융흐름지수(MFR)가 1000g/10min인 폴리프로필렌(LG화학, H7910) 및 용융흐름지수(MI)가 20g/10min인 바이오폴리에틸렌(Braskem, SHA7260)를 사용하되 상기 폴리프로필렌은 심부 형성용으로 사용하고 상기 바이오폴리에틸렌은 초부 형성용으로 사용하였고, 제2 스펀본드 부직포층(SB2) 형성용 중합체로는 용융흐름지수(MI)가 34g/10min인 폴리프로필렌(LG화학, H7700) 및 용융흐름지수(MI)가 20g/10min인 바이오폴리에틸렌(Braskem, SHA7260)를 사용하되 상기 폴리프로필렌은 심부 형성용으로 사용하고 상기 바이오폴리에틸렌은 초부 형성용으로 사용하였다. 상기 제1 스펀본드 부직포층(SB1) 형성용 중합체, 상기 멜트블로운 부직포층(MB) 형성용 중합체 및 상기 제2 스펀본드 부직포층(SB2) 형성용 중합체 각각에서 상기 바이오폴리에틸렌의 함량은 40중량%이었다. 또한, 멜트블로운 부직포층(MB) 형성용 중합체에는 힌더드 아민 광안정제인 Chimassorb 944를 0.5wt%의 함량으로 첨가하였다. 이후, 도 2에 도시된 것과 같은 복합 부직포의 제조장치를 이용하여 스펀본드-멜트블로운-스펀본드(SMS) 형태의 복합 부직포를 연속적으로 제조하였다. 구체적으로, 멜트블로운 부직포층(MB)은 상기 복합 부직포의 제조장치에서 이류체 노즐을 통해 공기와 함께 물과 접촉함으로써 연속적으로 대전처리된후 스펀본드 부직포층(SB)의 상부에 적층되고, 상기 멜트블로운 부직포층(MB)의 상부에 또 다른 스펀본드 부직포층(SB)이 적층된다. 결과로서 SMS 부직포 적층체를 얻었다. 이후, 상기 SMS 부직포 적층체는 엠보 패턴이 형성되어 있는 롤과 요철이 없는 롤 사이에서 열압착 공정을 거쳐 하나의 복합 부직포 형태로 제조되었다. 여기서, SMS 복합 부직포의 전체 평량은 100gsm(g/m2)으로 조절하였으며, 이 중 제1 스펀본드 부직포층(SB2)의 평량과 제2 스펀본드 부직포층(SB2)의 평량은 각각 39gsm으로 조절하였으며, 멜트블로운 부직포층(MB)의 평량은 22gsm으로 조절하였다.
실시예 2-2: 복합 부직포의 제조
멜트블로운 부직포층(MB) 형성용 중합체로서 폴리프로필렌을 전혀 사용하지 않고 용융흐름지수(MI)가 20g/10min인 바이오폴리에틸렌(Braskem, SHA7260)만을 사용하여 단면 형상이 심초형이 아닌 모노형인 섬유를 방사하여 멜트블로운 부직포층(MB)을 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 SMS 복합 부직포를 제조하였다.
실시예 2-3: 복합 부직포의 제조
제2 스펀본드 부직포층(SB2) 형성용 중합체로서 용융흐름지수(MFR)가 34g/10min인 폴리프로필렌(LG화학, H7700) 및 용융흐름지수(MI)가 30g/10min인 폴리에틸렌(SK chemical, MM810)을 사용하되 상기 폴리프로필렌은 심부 형성용으로 사용하고 상기 폴리에틸렌은 초부 형성용으로 사용하여 제2 스펀본드 부직포층(SB2)을 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 SMS 복합 부직포를 제조하였다.
비교예 2-1: 복합 부직포의 제조
제2 스펀본드 부직포층(SB2) 형성용 중합체로서 폴리프로필렌 및 바이오폴리에틸렌을 전혀 사용하지 않고 용융흐름지수(MI)가 30g/10min인 폴리에틸렌(SK chemical, MM810)만을 사용하여 단면 형상이 심초형이 아닌 모노형인 섬유를 방사하여 제2 스펀본드 부직포층(SB2)을 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 SMS 복합 부직포를 제조하였다.
비교예 2-2: 복합 부직포의 제조
멜트블로운 부직포층(MB) 형성용 중합체로서 폴리프로필렌 및 바이오폴리에틸렌을 전혀 사용하지 않고 용융흐름지수(MI)가 30g/10min인 폴리에틸렌(SK chemical, MM810)만을 사용하여 단면 형상이 심초형이 아닌 모노형인 섬유를 방사하여 멜트블로운 부직포층(MB)을 형성하고, 제2 스펀본드 부직포층(SB2) 형성용 중합체로서 폴리프로필렌 및 바이오폴리에틸렌을 전혀 사용하지 않고 용융흐름지수(MI)가 30g/10min인 폴리에틸렌(SK chemical, MM810)만을 사용하여 단면 형상이 심초형이 아닌 모노형인 섬유를 방사하여 제2 스펀본드 부직포층(SB2)을 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 SMS 복합 부직포를 제조하였다.
비교예 2-3: 복합 부직포의 제조
멜트블로운 부직포층(MB) 형성용 중합체로서 폴리프로필렌을 전혀 사용하지 않고 용융흐름지수(MI)가 20g/10min인 바이오폴리에틸렌(Braskem, SHA7260)만을 사용하여 단면 형상이 심초형이 아닌 모노형인 섬유를 방사하여 멜트블로운 부직포층(MB)을 형성하고, 제2 스펀본드 부직포층(SB2) 형성용 중합체로서 폴리프로필렌 및 바이오폴리에틸렌을 전혀 사용하지 않고 용융흐름지수(MI)가 30g/10min인 폴리에틸렌(SK chemical, MM810)만을 사용하여 단면 형상이 심초형이 아닌 모노형인 섬유를 방사하여 제2 스펀본드 부직포층(SB2)을 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 SMS 복합 부직포를 제조하였다.
비교예 2-4: 복합 부직포의 제조
멜트블로운 부직포층(MB) 형성용 중합체로서 폴리프로필렌 및 바이오폴리에틸렌을 전혀 사용하지 않고 용융흐름지수(MI)가 30g/10min인 폴리에틸렌(SK chemical, MM810)만을 사용하여 단면 형상이 심초형이 아닌 모노형인 섬유를 방사하여 멜트블로운 부직포층(MB)을 형성하고, 제2 스펀본드 부직포층(SB2) 형성용 중합체로서 폴리프로필렌을 전혀 사용하지 않고 용융흐름지수(MI)가 20g/10min인 바이오폴리에틸렌(Braskem, SHA7260)만을 사용하여 단면 형상이 심초형이 아닌 모노형인 섬유를 방사하여 제2 스펀본드 부직포층(SB2)을 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 SMS 복합 부직포를 제조하였다.
비교예 2-5: 복합 부직포의 제조
멜트블로운 부직포층(MB) 형성용 중합체로서 폴리프로필렌을 전혀 사용하지 않고 용융흐름지수(MI)가 20g/10min인 바이오폴리에틸렌(Braskem, SHA7260)만을 사용하여 단면 형상이 심초형이 아닌 모노형인 섬유를 방사하여 멜트블로운 부직포층(MB)을 형성하고, 제2 스펀본드 부직포층(SB2) 형성용 중합체로서 폴리프로필렌을 전혀 사용하지 않고 용융흐름지수(MI)가 20g/10min인 바이오폴리에틸렌(Braskem, SHA7260)만을 사용하여 단면 형상이 심초형이 아닌 모노형인 섬유를 방사하여 제2 스펀본드 부직포층(SB2)을 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 SMS 복합 부직포를 제조하였다.
비교예 2-6: 복합 부직포의 제조
멜트블로운 부직포층(MB) 형성용 중합체로서 용융흐름지수(MFR)가 1000g/10min인 폴리프로필렌(LG화학, H7910) 및 용융흐름지수(MI)가 20g/10min인 바이오폴리에틸렌(Braskem, SHA7260)를 사용하되 상기 바이오폴리에틸렌은 심부 형성용으로 사용하고 상기 폴리프로필렌은 초부 형성용으로 사용하여 멜트블로운 부직포층(MB)을 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 SMS 복합 부직포를 제조하였다.
비교예 2-7: 복합 부직포의 제조
제2 스펀본드 부직포층(SB2) 형성용 중합체로서 용융흐름지수(MFR)가 34g/10min인 폴리프로필렌(LG화학, H7700) 및 용융흐름지수(MI)가 20g/10min인 바이오폴리에틸렌(Braskem, SHA7260)를 사용하되 상기 바이오폴리에틸렌은 심부 형성용으로 사용하고 상기 폴리프로필렌은 초부 형성용으로 사용하여 제2 스펀본드 부직포층(SB2)을 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 SMS 복합 부직포를 제조하였다.
비교예 2-8: 복합 부직포의 제조
제2 스펀본드 부직포층(SB2) 형성용 중합체로서 바이오폴리에틸렌을 전혀 사용하지 않고 용융흐름지수(MFR)가 34g/10min인 폴리프로필렌(LG화학, H7700)만을 사용하여 단면 형상이 심초형이 아닌 모노형인 섬유를 방사하여 제2 스펀본드 부직포층(SB2)을 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 SMS 복합 부직포를 제조하였다.
비교예 2-9: 복합 부직포의 제조
멜트블로운 부직포층(MB) 형성용 중합체로서 바이오폴리에틸렌을 전혀 사용하지 않고 용융흐름지수(MI)가 1000g/10min인 폴리프로필렌(LG화학, H7910)만을 사용하여 단면 형상이 심초형이 아닌 모노형인 섬유를 방사하여 멜트블로운 부직포층(MB)을 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 SMS 복합 부직포를 제조하였다.
평가예 2: 복합 부직포의 물성 평가
상기 실시예 2-1~2-3 및 비교예 2-1~2-9에서 제조된 각각의 복합 부직포의 이산화탄소 배출량, 소프트성 지수, MD 압축강도, CD 압축강도, 가동성 및 비가역적 절곡성을 상기 평가예 1에서와 동일한 방법으로 평가하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 추가로 층간박리 여부를 육안으로 관찰하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
| 실시예 | 비교예 | ||||||||||||||
| 2-1 | 2-2 | 2-3 | 2-1 | 2-2 | 2-3 | 2-4 | |||||||||
| 이산화탄소 배출량(g/ton) | 3195 | 2580 | 3680 | 3790 | 4392 | 3178 | 3178 | ||||||||
| 소프트성 지수(g) | SB1 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |||||||
| SB2 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | ||||||||
| MD 인장강도(kgf/5cm) | 16.5 | 16.3 | 16.5 | 16.0 | 15.8 | 15.6 | 15.7 | ||||||||
| Ring crush 압축강도 (cN) |
48.0 | 47.8 | 48.1 | 45.0 | 44.6 | 44.7 | 44.5 | ||||||||
| 가동성 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 불량 | ||||||||
| 비가역적 절곡성 | 유 | 유 | 유 | 무 | 무 | 무 | 무 | ||||||||
| 층간박리 여부 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | ||||||||
| 비교예 | |||||||||||||||
| 2-5 | 2-6 | 2-7 | 2-8 | 2-9 | |||||||||||
| 이산화탄소 배출량(g/ton) | 1965 | 2990 | 2990 | 3605 | 3605 | ||||||||||
| 소프트성 지수(g) | SB1 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |||||||||
| SB2 | 3.0 | 3.0 | 4.8 | 4.8 | 3.0 | ||||||||||
| MD 인장강도(kgf/5cm) | 15.5 | 16.6 | 16.4 | 17.5 | 17.0 | ||||||||||
| Ring crush 압축강도 (cN) |
44.6 | 47.9 | 47.7 | 49.3 | 48.3 | ||||||||||
| 가동성 | 불량 | 불량 | 불량 | 불량 | 양호 | ||||||||||
| 비가역적 절곡성 | 무 | 유 | 유 | 유 | 유 | ||||||||||
| 층간박리 여부 | 없음 | 발생 | 발생 | 발생 | 발생 | ||||||||||
상기 표 3을 참조하면, 실시예 2-1~2-3에서 제조된 각각의 복합 부직포는 이산화탄소 배출량이 적고, 소프트성 지수도 낮고, MD 인장강도 및 Ring crush 압축강도는 높으면서도, 가동성이 양호하고, 비가역적 절곡성도 가지며, 층간박리도 없는 것으로 나타났다.
그러나, 비교예 2-1~2-9에서 제조된 복합 부직포는 이산화탄소 배출량이 많거나, 소프트성 지수가 높거나, MD 인장강도 및 Ring crush 압축강도가 낮거나, 가동성이 불량하거나, 비가역적 절곡성을 갖지 않거나 및/또는 층간박리가 발생하는 것으로 나타났다.
본 발명은 도면 및 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 구현예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 복합 부직포 11: 제1 스펀본드 부직포층
12: 멜트블로운 부직포층 13: 제2 스펀본드 부직포층
12: 멜트블로운 부직포층 13: 제2 스펀본드 부직포층
Claims (17)
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- 제1 스펀본드 부직포층, 대전처리된 멜트블로운 부직포층 및 제2 스펀본드 부직포층을 이 순서대로 포함하는 복합 부직포로서,
상기 제1 스펀본드 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층은 각각 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 바이오폴리에틸렌만을 단독으로 포함하지는 않고,
상기 제1 스펀본드 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층 중 적어도 하나는 심초형 복합섬유를 포함하고, 상기 심초형 복합섬유는 심부가 폴리프로필렌을 포함하고 초부는 바이오폴리에틸렌을 포함하고,
상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층은 상기 바이오폴리에틸렌과 밀착되도록 구성된 폴리에틸렌 또는 바이오폴리에틸렌을 포함하되 상기 바이오폴리에틸렌과 밀착되도록 구성된 폴리프로필렌을 포함하지 않고,
상기 제1 스펀본드 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층 각각에서 바이오폴리에틸렌의 함량은 당해 스펀본드 부직포층의 총중량 100중량부를 기준으로 하여 20~50중량부이고,
상기 제1 스펀본드 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층은 각각 비가역적 절곡성을 가지고,
상기 복합 부직포는 형태 안정성 및 비가역적 절곡성을 갖는 복합 부직포. - 삭제
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- 제6항에 있어서,
상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층은 폴리프로필렌을 더 포함하는 복합 부직포. - 제6항에 있어서,
상기 복합 부직포는 이산화탄소 배출량이 상기 복합 부직포 1ton 당 1~20kg인 복합 부직포. - 제6항에 있어서,
상기 제1 스펀본드 부직포층 및 상기 제2 스펀본드 부직포층은 각각 서로 독립적으로 이산화탄소 배출량이 상기 각 스펀본드 부직포층 1ton 당 1~6kg인 복합 부직포. - 제6항에 있어서,
상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층은 이산화탄소 배출량이 상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층 1ton 당 1~6kg인 복합 부직포. - 제6항에 있어서,
상기 복합 부직포는 미세먼지 제거효율이 18.0~99.9%이고, 압력손실이 2.0~10.0mmH2O인 복합 부직포. - 제6항에 있어서,
상기 대전처리된 멜트블로운 부직포층의 함량은 상기 복합 부직포의 총중량 100중량부에 대하여 3~50중량부인 복합 부직포. - 제6항 및 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 복합 부직포를 포함하는 물품.
- 제16항에 있어서,
상기 물품은 미세먼지 제거용 마스크, 공기청정기용 필터 또는 에어컨용 필터인 물품.
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|---|---|---|---|
| PCT/KR2021/003987 WO2021206359A1 (ko) | 2020-04-09 | 2021-03-31 | 친환경 부직포, 복합 부직포 및 이를 포함하는 물품 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200043518 | 2020-04-09 | ||
| KR20200043518 | 2020-04-09 |
Publications (2)
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| KR20210125914A KR20210125914A (ko) | 2021-10-19 |
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Family
ID=78228384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210036753A KR102642485B1 (ko) | 2020-04-09 | 2021-03-22 | 친환경 부직포, 복합 부직포 및 이를 포함하는 물품 |
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|---|---|
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20170136169A (ko) * | 2016-06-01 | 2017-12-11 | 주식회사 엘지생활건강 | 마스크 |
-
2021
- 2021-03-22 KR KR1020210036753A patent/KR102642485B1/ko active IP Right Grant
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| KR20210125914A (ko) | 2021-10-19 |
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