KR19980046399A

KR19980046399A - 기능성 부직포 벽지 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR19980046399A
Application number: KR1019960064732A
Authority: KR
Inventors: 김정진; 류성용
Original assignee: 이성수; 주식회사 제텍스
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1998-09-15
Also published as: KR100214170B1

Abstract

본 발명은 방염성, 방음성, 항균성, 탈취성, 방충성, 내마모성, 시공성 및 내오염성 등의 성능을 부여한 기능성 부직포 벽지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 부직포의 후면에 난연제 및 항균제 등이 혼합된 화학거품코팅제를 거품코팅방식으로 코팅하여 방염성 및 항균성 등의 성능이 우수하고 반영구적으로 그 기능성을 유지할 수 있는 기능성 부직포 벽지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 기능성 부직포 벽지의 제조방법은, 선염사와, 합성섬유 및 천연섬유의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유에 난연제를 혼합방사하여 제조되는 난연섬유와, 함성섬유 및 천연섬유의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유에 항균제를 혼합 방사하여 제조되는 항균섬유가 소정비율로 혼합된 원섬유(1)를 개섬장치(10)에 의해 개섬되는 단계; 상기 개섬단계로부터의 원섬유(11)를 제 1 혼합장치(20)에 의해 조밀하게 부풀리면서 뒤섞는 제 1 혼합단계; 상기 원섬유(21)를 다시 또 제 2 혼합장치(30)에 의해 세밀하게 부풀리면서 뒤섞는 제 2 혼합단계; 부풀려지고 섞여진 원섬유(31)를 카딩기(40)에 의해 부분적으로 뭉쳐진 섬유까지 완전히 개섬하여 얇은 시트형상의 섬유층(41)으로 만드는 카딩단계; 상기 얇은 시트형상의 섬유층(41)을 성형기(50)에 의해 여러겹으로 겹쳐서 요구하는 중량 및 폭의 섬유층(51)으로 만드는 성형단계; 성형된 섬유층(51)을 소정갯수의 니들펀칭기(60)에 연속적으로 공급하여 상기 니들펀칭기(60)의 니들보드(62)에 다수 식침된 니들(63)의 상하 왕복운동에 따른 섬유층 관통으로 상기 니들(63)의 돌기(64)에 의해 상기 섬유층(51) 섬유간의 물리적인 교락을 시켜 상기 섬유층(51)의 두께를 얇게 하고 밀도를 높게 하는 니들펀칭단계; 섬유간 교락이 이루어진 섬유펠트(61)를 소정폭으로 이격되어 서로 대향하여 있는 2개의 강철롤(72)과, 거품을 발생하는 거품발생부와, 상기 거품을 상기 강철롤(72)의 이격된 공간에 공급하는 거품공급부(74)로 구성된 거품코팅장치(70)에 의해 1종 이상의 수용성수지에 유기난연제, 무기난연제 및 반응형난연제의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 난연제, 항균제, 도막제, 대전방지제, 분산제, pH안정제, 호제, 기포제 및 물을 혼합하여 조성되는 화학 거품코팅제와 공기가 공급되면서 상기 섬유펠트(61)의 후면에 거품코팅하는 단계; 거품코팅된 섬유펠트(71)를 건조기(80)에 의해서 건조하는 건조단계; 및 건조되어 완성된 부직포(81)를 권취기(90)로 권취하는 권취단계로 구성된다.

또한 본 발명에 따른 기능성 부직포 벽지는, 선염사와, 합성섬유 및 천연섬유의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유에 난연제를 혼합방사하여 제조되는 10 중량% ~ 30 중량%의 난연섬유와, 합성섬유 및 천연섬유의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유에 항균제를 혼합방사하여 제조되는 3 중량% ~ 35 중량%의 항균섬유로 조성되는 부직포섬유층(100): 상기 부직포섬유층의 상측에 디자인을 인쇄하기 위해 적층된 디자인인쇄층(110); 및 상기 부직포섬유층의 하측이, 1종 이상의 수용성수지에 유기난연제, 무기난연제 및 반응형난연제의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 난연제, 항균제, 도막제, 대전방지제, 분산제, pH안정제, 호제, 기포제 및 물을 혼합하여 조성되는 화학거품코팅제를 사용하는 거품코팅에 의해 60% 이상이 침투되어 형성되는 코팅층(120)으로 구성된다.

Description

기능성 부직포 벽지 및 그 제조방법

본 발명은 방염성, 방음성, 항균성, 탈취성, 방충성, 내마모성, 시공성 및 내오염성 등의 성능을 부여한 기능성 부직포 벽지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 부직포의 후면에 기능성 부여를 위한 화학거품코팅제를 거품코팅방식으로 코팅하여 방염성 및 항균성 등의 성능이 우수하고 반영구적으로 그 기능성을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 흡음성, 대전방지성이 우수하고 질감이 부드러운 기능성 부직포 벽지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 벽지의 재질은 종이, PVC, 직물이 주로 사용되고, 천연소재인 마, 갈대, 코르크, 모래 등이 일부 특수벽지에 응용되고 있으며, 이들 천연소재의 경우 독특한 외관과 천연질감으로 호응을 얻고 있으나, 생산과 가공이 까다롭고 비교적 높은 가격 때문에 대중적인 확산이 어려운 실정이고, 사용자의 욕구가 점차 다양화되고 있어서 섬유의 일종인 부직포가 사용되고 있는데, 부직포는 섬유의 일종으로 직물과 달리 경사와 위사가 없으며 직조(織造)하지 않고 섬유를 물리적, 화학적인 방법으로 결합시켜 제조하는 시트(SHEET)상의 포(布)이다.

또한 벽지는 의장성(DESIGN 및 COLOR)이 가장 중요한 개발 포인트로 개발되었으나, 최근 다양한 소비자의 욕구에 따라서 다양한 기능을 갖춘 벽지, 예를 들면 방염성, 방음성, 항균성, 탈취성, 방충성, 내마모성, 시공성, 내오염성 등의 성능을 부여한 기능성 벽지들이 개발되고 있다.

그러나, 종래의 방염성 또는 난연성 부직포 벽지의 경우에는 난연제 또는 방염제를 부직포에 침지하거나, 코팅하는 방식으로 제조되기 때문에 그 방염의 성능이 크게 나타나지 않고 코팅면과 반대면의 방염성능의 차이가 발생하여 방염성의 효과를 크게 기대할 수 없었다.

또한 종래의 항균성 부직포 벽지의 경우에도 동일하게 항균제의 침지 및 코팅으로 항균성을 부여하지만 전술한 방염성 부직포 벽지의 경우와 마찬가지로 그 성능을 크게 기대할 수 없고 장기간 사용할 시에는 더욱 더 그 성능을 보장할 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위하여, 난염섬유 및 항균섬유가 혼합된 섬도가 낮은 단섬유로 이루어진 원섬유의 사용으로 흡음성이 우수함과 동시에 부드러운 질감이 부여되며, 부직포의 후면에 기능성 부여를 위한 화학거품코팅제를 거품코팅방식으로 코팅하여 코팅면과 그 반대면과의 방염성 및 항균성 등의 성능에 차이가 발생하지 않고 반영구적으로 그 성능을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 종이를 배접하지 않고서도 시공이 가능하며, 정전기 발생이 억제되어 대전 먼지의 부착을 방지할 수 있는 기능성 부직포 벽지 및 그 제조방법을 제공하는 데에 있다.

제 1 도는 본 발명에 따른 기능성 부직포 벽지 제조방법의 공정도.

제 2 도는 본 발명의 최초 니들펀칭기의 작동을 설명하기 위한 도면.

제 3 도는 본 발명의 니들이 섬유층을 관통하는 깊이를 설명하기 위한 도면.

제 4 도는 본 발명의 니들펀칭기의 작동을 설명하기 위한 도면.

제 5 도는 본 발명의 거품코팅장치를 나타내는 사시도.

제 6 도는 본 발명의 거품코팅장치의 작동을 설명하기 위한 단면도.

제 7 도는 본 발명에 따른 기능성 부직포 벽지의 수직단면도.

제 8 도는 본 발명에 따른 기능성 부직포 벽지의 시간에 대한 잔류대전압을 일반 섬유와 비교하여 나타낸 그래프.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 개섬장치29,30 : 혼합장치

40 : 카딩기50 : 성형기

60 : 니들펀칭기62 : 니들보드

63 : 니들70 : 거품코팅장치

72 : 강철롤73 : 거품액막이

74 : 거품공급부80 : 건조기

90 : 권취기100 : 부직포섬유층

110 : 디자인인쇄층120 : 코팅층

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 선염사와, 합성섬유 및 천염섬유의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유에 난연제를 혼합방사하여 제조되는 난연섬유와, 합성섬유 및 천연섬유의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유에 항균제를 혼합 방사하여 제조되는 항균섬유가 소정비율로 혼합된 원섬유를 개섬장치에 의해 개섬하는 단계; 상기 개섬단계로부터의 원섬유를 제 1 혼합장치에 의해 조밀하게 부풀리면서 뒤섞는 제 1 혼합단계; 상기 원섬유를 다시 또 제 2 혼합장치에 의해 세밀하게 부풀리면서 뒤섞는 제 2 혼합단계; 부풀려지고 섞여진 원섬유를 카딩기에 의해 부분적으로 뭉쳐진 섬유까지 완전히 개섬하여 얇은 시트형상의 섬유층으로 만드는 카딩단계; 상기 얇은 시트형상의 섬유층을 성형기에 의해 여러겹으로 겹쳐서 요구하는 중량 및 폭의 섬유층으로 만드는 성형단계; 성형된 섬유층을 소정갯수의 니들펀칭기에 연속적으로 공급하여 상기 니들펀칭기의 니들보드에 다수 식침된 니들의 상하 왕복운동에 따른 섬유층 관통으로 상기 니들의 돌기에 의해 상기 섬유층 섬유간의 물리적인 교락을 시켜 상기 섬유층의 두께를 얇게 하고 밀도를 높게 하는 니들펀칭단계; 섬유간 교락이 이루어진 섬유펠트를 소정폭으로 이격되어 서로 대향하여 있는 2개의 강철롤과, 거품을 발생하는 거품발생부와, 상기 거품을 상기 강철롤의 이격된 공간에 공급하는 거품공급부로 구성된 거품코팅장치에 의해, 1종 이상의 수용성수지에 유기난연제, 무기난연제 및 반응형난연제의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 난연제, 항균제, 도막제, 대전방지제, 분산제, pH안정제, 호제, 기포제 및 물을 혼합하여 조성되는 화학 거품코팅제와 공기가 공급되면서 상기 섬유펠트의 후면에 거품코팅하는 단계; 거품코팅된 섬유펠트를 건조기에 의해서 건조하는 건조단계; 및 건조되어 완성된 부직포를 권취기로 권취하는 권취단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 기능성 부직포 벽지 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 선염사와, 합성섬유 및 천연섬유의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유에 난연제를 혼합방사하여 제조되는 10 중량% ~ 30 중량%의 난연섬유와, 합성섬유 및 천연섬유의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유에 항균제를 혼합방사하여 제조되는 3 중량% ~ 35 중량%의 항균섬유로 조성되는 부직포섬유층; 상기 부직포섬유층의 상측에 디자인을 인쇄하기 위해 적층된 디자인 인쇄층; 및 상기 부직포섬유층의 하측이, 1종 이상의 수용성수지에 유기난연제, 무기난연제 및 반응형난연제의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 난연제, 항균제, 도막제, 대전방지제, 분산제, pH안정제, 호제, 기포제 및 물을 혼합하여 조성되는 화학거품코팅제를 사용하는 거품코팅에 의해 60% 이상이 침투되어 형성되는 코팅층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기능성 부직포 벽지를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 발명에 따른 기능성 부직포 벽지 제조방법의 공정도이다.

먼저 염색을 우선 실시한 선염사와, 폴리에스터, 포리프로필렌, 레이온, 나일론, 카본섬유, PVC 섬유 및 아세테이트 등의 합성섬유와 면, 마, 양모 및 견 등의 천연섬유 중 1종 또는 2종 이상의 섬유에 난연제를 혼합 방사하여 제조되는 난연섬유와, 전술한 합성섬유 및 천연섬유중 1종 또는 2종 이상의 섬유에 항균제를 혼합 방사하여 제조되는 항균섬유를 소정비율로 혼합한 원섬유(1)를 준비한 후에, 컨베이어장치(13)에 의해 개섬장치(10)로 공급하여 원섬유(1)를 골고루 뒤섞어서 개섬한다.

이렇게 난연섬유 및 항균섬유를 사용하면 제조되는 부직포의 전부분에 골고루 섞여져 존재하기 때문에 부직포의 방염성 및 항균성이 반영구적으로 유지될 수 있다.

상기 개섬장치(10)로 공급되는 원섬유(11)는 일정길이를 갖는 단섬유로서, 그 섬도는 바람직하게 2 - 30 데니어(DENIER)이고, 이렇게 낮은 섬도의 섬유를 사용하고 부직포(81)의 중량은 50g/㎡ ~ 300g/㎡ 로 하여 부직포 벽지를 제조하면 표면질감이 부드럽게 되고, 흡음성능이 향상된다.

그 이유는 흡음성능은 표면적과 밀도가 클수록 향상되는데, 동일 중량의 부직포는 사용하는 섬유의 섬도가 낮을수록 표면적이 커지고 밀도가 높아지기 때문이다.

또한 상기 난연섬유의 혼용율은 바람직하게 10 중량% ~ 30 중량%로, 상기 항균섬유의 혼용율은 3 중량% ~ 35 중량%로 하는 것이 우수한 방염성 및 항균성을 부직포에 제공해 줄 수 있다.

다음에 상기 개섬장치(10)에 개섬되는 원섬유(11) 개섬장치(10)의 내부 컨베이어장치(14,15)에 의해 제 1 혼합장치(20)에 운반되어 조밀하게 부풀려지면서 뒤섞여 물리적으로 혼합되고, 다시 또 에어덕트(16)를 통하여 제 2 혼합장치(30)에 운반되어 세밀하게 부풀려지면서 뒤섞여 혼합되는데, 이는 난염섬유 및 항균섬유가 상기한 비율로 각각 혼합되고 다양한 색상의 선염사가 일정비율로 혼합되므로, 각각의 섬유들을 일정 면적에 균등하게 분포시키기 위한 것으로서, 만약 섬유의 분포가 균일하지 않으면 부직포의 부분적인 색상 편차의 발생 및 요구하는 수준의 방염성능 및 항균성능을 얻을 수 없게 되기 때문이다.

상기 제 1 및 제 2 혼합장치(20,30)를 거쳐 부풀려지고 잘 섞여진 원섬유(31)는 에어덕트(33)를 통하여 카딩(CARDING)기 (40)에 공급되고, 카딩기(40)에서 부분적으로 뭉쳐있는 섬유까지 완전하게 풀려져 개섬되어 연속적인 얇은 시트(SHEET)상의 섬유층(41) 된다.

이 얇은 섬유층(14)은 컨베이어장치(32)에 의해 성형기(50)에 공급되고, 성형기(50)에 의해서 내부 컨베이어장치(52) 상에서 여러겹으로 겹쳐져서 요구하는 중량 및 폭이 섬유층(51)이 된다. 이 적정 중량의 섬유층은 여러 대의 니들펀칭기(60)에 연속적으로 공급된다.

제 2 도는 본 발명의 최초 니들펀칭기의 작동을 설명하기 위한 도면이고, 제 3 도는 본 발명의 니들이 섬유층을 관통하는 깊이를 설명하기 위한 도면이며, 제 4 도는 본 발명의 니들펀칭기의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도시한 바와 같이, 니들펀칭기(60)의 니들보드(62)에는 다수의 니들(63)이 식침되어 있고 니들보드(62)의 상측에는 실린더(C)내에 슬라이딩 가능하게 놓여지는 커넥팅 로드(R)가 부착되며, 이 커넥팅 로드(R)가 동력원으로서의 엔진(E)의 동력에 의해 상하 왕복운동을 할 수 있는 구조로 되어 있다.

제 2 도를 참조하면, 가팅기(40)로부터의 섬유층(41)이 성형기(50)을 거쳐 하부 및 상부 컨베이어장치(53,53a) 사이에 운반되어 점차로 그 두께가 얇아지면서 섬유층(M)은 최초 니들펀칭기(60a)에 공급되고 중간롤(65)를 거쳐 컨베이어장치(66)를 통해 최종 니들펀칭기(60b)까지 연속적으로 니들펀칭된다.

이와 같이 작은 돌기(64)가 있는 니들(63)이 일정하게 식침되어 있는 니들보드(62)의 상하운동으로 니들(63)이 섬유층(51)을 관통하여 섬유간의 물리적인 교락이 이루어지게 되고, 섬유층(51)은 니들펀칭기(60)를 통과하면서 두께가 얇아지고 밀도가 높아지게 된다. 이때 니들보드(62)의 상하운동속도(스트로크 : 분당 상하 운동 회수) 및 니들(63)의 섬유층(51) 관통깊이(d)에 따라서 다양한 형상의 부직포가 얻어지는데, 니들보드(62)의 분당 상하운동 회수가 많으면 섬유층(51)에 과다한 부하가 걸려서 폭이 수축하며 부분적으로 섬유가 파괴되고, 상하운동 회수가 적으면 섬유간의 교락이 약하게 된다.

또 한편 니들(63)의 섬유층(51) 관통 깊이(d)가 깊으면 부직포의 표면형상이 나빠지며 섬유층의 폭이 수축하고, 관통기피(d)가 짧으면 섬유간의 교락이 약하게 된다.

또한 니들펀칭기(60)는 섬유층(51)의 진행속도와 니들(62)의 상하운동속도에 따라서 펀칭밀도가 결정되는데, 이 펀칭밀도는 1㎠의 섬유층에 니들(63)이 관통되는 회수를 말한다.

따라서, 벽지로서 적정한 표면형상, 두께, 질감의 부직포를 만들기 위해서는, 펀칭밀도를 250 st/㎠ ~ 500 st/㎠ 로, 니들(63)의 섬유층 관통깊이를 3 ~ 12.5㎜로 하는 것이 바람직하다.

상기한 펀칭밀도와 섬유층 관통깊이(d)의 범위내에서 적절히 조절하여 니들펀칭기(60)를 통과하는 섬유층에 최소한의 부하가 걸리게 하여, 최초의 니들펀칭기(60a)에서 최종 니들펀칭기(60b)까지 통과 된 섬유층의 폭 수축율이 30% 이하가 되게 한다. 그 이유는 최종 니들펀칭기(60b)를 통과한 섬유층의 폭 수축율이 30% 이상이 되면, 섬유층의 표면이 거칠어지고, 섬유층의 가장자리의 가운데 부분의 중량 및 두께의 편차가 발생하여, 나염가공시 색상의 이색 및 폭의 수축원인이 되기 때문이다.

상기 니들펀칭기(60)의 대수는 3 ~ 5대가 바람직한데, 그 이유는 3대 이하일 경우에는 요구하는 펀칭밀도 및 생산성을 얻을 수 없고, 5대 이상일 경우에는 많은 비용이 소요되기 때문이다.

이렇게 니들펀칭되어 섬유간 교락이 이루어진 섬유펠트(61)는 거품코팅장치(70)에 연속적으로 공급된다.

제 5 도는 본 발명의 거품코팅장치를 나타내는 사시도이고, 제 6 도는 본 발명의 거품코팅장치의 작동을 설명하기 위한 단면도이다.

거품코팅장치(70)는 2개의 강철롤(72)과 거품공급부(74) 그리고 거품발생부로 이루어지며, 상기 2개의 강철롤(72)은 롤 간격(t)의 조절이 가능하다. 도시하지 않은 거품발생부는 화학거품코팅제와 공기가 공급되어서 거품을 발생시키는데, 화학거품코팅제의 부착량에 따라 공기 공급량을 조절한다. 이때 공기 공급량은 화학거품코팅제의 거품도를 결정하며, 공기 공급량이 많아지면, 거품도 낮아지며 화학거품코팅제의 부착량도 낮아진다. 공기 공급량이 적어지면, 거품도는 상승하며 화학거품코팅제의 부착량도 상승한다.

상기 거품발생부로부터의 거품이 형성된 화학거품코팅제(C)가 도면에 도시한 화살표 A방향으로 거품공급부(74)를 통하여 상기 강철롤(72)사이 공간에 공급되는데, 상기 거품공급부(74)의 하측에는 이송장치(74a)가 장착되어 있고, 이 이송장치(74a)는 이송측(74b)에 슬라이딩 가능하게 장착됨과 동시에 도시하지 않은 체인 등에 의해 전후로 이동하며, 상기 강철롤(72)의 길이방향 양단부에 거품액 막이(73)가 각각 설치되어 있고 그 위치에 리미트스위치 등을 설치하여 그 범위내에서 왕복이동하도록 되어 있다.

따라서 화학거품코팅제(C)가 강철롤(72)의 길이방향을 따라 그 사이 공간에 골고루 채워지면서 상기 강철롤(72)이 서로 대향하여 회전하므로써 상기 섬유펠트(61)에 코팅되는 것이다.

상기 화학거품코팅제는 1종 이상의 수용성수지에 유기난연제, 무기난연제 및 반응형난연제의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 난연제, 항균제, 도막제, 대전방지제, 분산제, pH안정제, 호제, 기포제 및 물을 혼합하여 조성된다.

상기 수용성수지에는 아크릴수지, 폴리에스터수지, 에틸렌 비닐 아세테이트수지, 우레탄수지, 니트릴 부타디엔 러버수지, 스타일렌 브타디엔 러버수지 등이 있다.

유기난연제에는 인계, 질소계, 할로겐계 등이 있고, 무기난연제에는 산화안티몬, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 등이 있으며, 반응형난연제에는 비닐화합물, 산기함유 화합물, 수산기함유 화합물 등이 있다.

방염 및 항균성능은 상기 화학거품코팅제가 부직포 후면에서 최소 60%이상 침투되어야 한다는 것임을 수차례의 시험결과로 알게 되었다.

한편 화학거품코팅제에 사용되는 방염제가 분말일 경우, 입자의 크기가 50μ이하이어야 한다. 그 이유는 입자의 크기가 50μ 이상일 경우, 화학거품코팅제에 분산시키기가 어려울 뿐만 아니라 난연제의 침투가 용이하게 이루어지지 않아 요구하는 성능을 얻을 수가 없다.

따라서 부직포에 화학거품코팅제를 코팅할 때, 요구하는 깊이까지 화학거품코팅제를 침투시키기 위해서는 적정량의 침투제의 혼용과 거품도(거품중량) 및 강철롤(72) 간격(t) 또한 매우 중요한 데, 이는 사용되는 섬유의 섬도 및 중량에 따라 달라지며, 강철롤(72)의 간격(t)은 제조되는 부직포 두께의 95 ~ 150%가 바람직하고, 화학거품코팅제의 거품도(거품중량)는 50 ~ 230g/ℓ가 바람직하다.

또한, 거품코팅시 해결하여야 하는 중요한 점은, 화학거품코팅제가 표면으로 베어나오는 것을 방지하여야 하는데, 그 이유는 화학거품코팅제가 표면으로 베어나오면, 부직포의 표면 질감이 딱딱해져서 벽지로 사용시 부드러운 질감을 얻을 수가 없고, 나염가공시 화학거품코팅제가 베어나온 부분이 주위와 색상 이색이 발생하기 때문이다.

따라서 화학거품코팅제가 표면으로 베어나오는 것을 방지하기 위하여, 침투제의 투입량에 대한, 적정량이 도막제를 화학거품코팅제에 혼합하여 화학거품코팅제의 침투깊이를 조절함과 동시에 전술한 화학거품코팅제의 거품도(거품중량) 및 강철롤 간격도 적절히 조절하여야 한다.

또한 화학거품코팅제에 혼합 사용되는 도막제는 부직포 벽지의 후면, 즉 코팅면에 미세기공이 있는 도막을 형성하여, 종이배접을 하지 않고서도, 일반 도배용 접착제로 시공이 가능한 부직포를 얻을 수 있게 하며, 건물의 내부와 외부의 온도차이에 의해서 발생하는 습기를 미세기공을 통하여 배출함으로써 벽지 시공후 벽지의 들뜸을 방지하고, 습기에 의한 곰팡이의 발생을 억제할 수 있게 한다.

또한 화학거품코팅제에 혼합 사용되는 대전방지제는 벽지의 시공후 정전기의 발생을 억제하고, 공기 중에 부유하는 수많은 대전 먼지들이 벽지의 대전력에 의해 부착되는 것을 방지하여, 벽지가 먼지에 의해서 오염도지 않도록 한다.

또한, 호제는 점도를 향상시키기 위한 것이고, 분산제는 화학성분의 입자가 바닥에 가라앉지 않도록 골고루 분산시켜 주기 위한 것이고, pH안정제는 pH가 적절치 않으면 반응시 열에 의한 경화작용이 발생할 수 있으므로 화학거품코팅제를 안정하게 유지시켜 주기 위한 것이다.

이렇게 거품코팅된 섬유펠트(71)는 건조기(80)에 의해서 건조된다.

건조기(80)는 바람직하게 열풍 건조방식을 사용하는데, 그 이유는 부직포의 형상에 영향을 미치지 않기 때문이다.

또한, 제조된 부직포(81)는 권취기(90)에 의해 권취되며, 필요에 따라 소망하는 적정한 패턴 및 색상으로 표면에 나염처리 될 수 있다.

전술한 바와 같이 제조되는 기능성 부직포 벽지는, 제 7 도에 도시한 바와 같이, 디자인 인쇄층(110), 부직포섬유층(100) 및 코팅층(120)으로 이루어지며, 상기 디자인 인쇄층(110)은 다양한 패턴으로 디자인하기 위한 것이고, 상기 부직포 섬유층(100)은 전술한 바와 같은 비율의 선염사, 난염섬유 및 항균섬유로 조성된 부분이며, 상기 코팅층(120)은 전술한 화학거품코팅제를 사용하는 거품코팅에 의해 60%이상이 침투되어 코팅된 부분이다.

이러한 기능성 부직포 벽지는 후술하는 시험방법에 의한 방염성능에 있어서 전염시간이 3초 이하, 잔진시간이 5초 이하, 최대 탄화길이가 20㎝ 이하, 탄화면적이 30㎠ 이하, 접염횟수가 3회 이상이고, 항균성능에 있어서 황색 포도상구균이 균감소율이 85%이상이고, 대전방지능력에 있어서 최대 대전압이 35mV 이하이고 대전 자류시간이 30초 이하로 된다.

제 8 도는 본 발명에 따른 기능성 부직포 벽지의 시간에 대한 잔류대전압을 일반 섬유와 비교하여 나타낸 그래프로서, A곡선은 본 발명에 따른 기능성 부직포 벽지에 대한 것이고, B곡선은 일반 섬유에 대한 것이다.

도시한 바에 의해 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 기능성 부직포 벽지에 형성되는 잔류 대전압이 일반 섬유에 비해 훨씬 낮게 나타난다.

[실시예]

부직포 제조를 위한 섬유를 표 1과 같은 비율로 배합한다.

[표 1]

T-1

상기 표 1과 같은 비율로 배합된 섬유를 제 1 및 제 2 혼합장치(20,30)를 이용하여 골고루 혼합하고, 카딩기(40)를 이용하여 얇은 시트 상의 섬유층(41)을 얻는다. 이 섬유층(41)은 성형기를 이용하여 여러겹으로 겹쳐서 4대의 니들펀칭기(60)에 연속 공급한다. 이때 섬유층(51)의 진행속도는 5m/min으로, 펀칭밀도를 310st/㎠로, 니들(63)의 섬유층 관통깊이를 7.5㎜로 하여 중량 160g/㎡, 두께 2.0㎜인 섬유펠트(61)를 얻는다. 이 섬유펠트(61)를 거품코팅장치(70)에 연속적으로 공급하고, 표 2와 같은 화학거품코팅제를 배합한다.

[표 2]

T-2

상기 표 2와 같은 비율로 배합된 화학거품코팅제를 거품코팅장치(70)이 강철롤(72)의 간격을 2,2㎜로, 거품코팅장치(70)의 거품도를 160g/ℓ으로 하여 코팅처리하고 건조하여 벽지용 부직포 샘플 1을 얻는다.

이렇게 하여 얻어진 벽지용 부직포 샘플 1을 가지고 후술하는 시험방법에 따라 여러 가지 시험을 실시하여 표 5에 나타내었다.

[비교예 1]

부직포 제조를 위한 섬유를 표 3과 같은 비율로 배합한다.

[표 3]

T-3

상기 표 3과 같이 배합된 섬유를 이용하여 전술한 실시예와 동일한 조건으로 부직포를 제조하여 벽지용 부직포 샘플 2를 얻는다. 이렇게 하여 얻어진 샘플 2를 가지고 후술하는 시험방법에 따라 여러 가지 시험을 실시하여 표 5에 나타내었다.

[비교예 2]

하나의 혼합장치(20)만을 사용하여 전술한 실시예와 동일한 조건으로 벽지용 부직포를 제조하여 샘플 3을 얻는다. 이렇게 하여 얻어진 샘플 3을 가지고 후술하는 시험방법에 따라 여러 가지 시험을 실시하여 표 5에 나타내었다.

[비교예 3]

화학거품코팅제의 코팅시 화학거품코팅제의 거품도를 50g/ℓ 및 250g/ℓ로 하여 전술한 실시예와 동일한 조건으로 벽지용 부직포를 제조하여 샘플 4 및 샘플 5을 얻는다. 이렇게 하여 얻어진 샘플 4 및 샘플 5를 가지고 후술하는 시험방법에 따라 여러 가지 시험을 실시하여 표 5에 나타내었다.

[비교예 4]

화학거품코팅제의 처방중 대전방지제를 제외하고 화학거품코팅제를 배합하여 전술한 실시예와 동일한 조건으로 벽지용 부직포를 제조하여 샘플 6을 얻는다. 이렇게 하여 얻어진 샘플 6을 가지고 후술하는 시험방법에 따라 여러 가지 시험을 실시하여 표 5에 나타내었다.

[비교예 5]

화학거품코팅제의 처방증 도막제(THICKNER)를 제외하고 화학거품코팅제을 배합하여 전술한 실시예와 동일한 조건으로 벽지용 부직포를 제조하여 샘플 7을 얻는다. 이렇게 하여 얻어진 샘플 7을 가지고 후술하는 시험방법에 따라 여러 가지 시험을 실시하여 표 5에 나타내었다.

이하에서 전술한 7개의 샘플을 가지고 외관, 중량, 두께, 방염성, 항균성 및 통기동 대한 시험방법을 기술한다.

1. 외관

① 표면형상

부직포의 후면 코팅시 화학거품코팅제가 표면으로 베어나오는 것을 관찰한다.

화학거품코팅제가 표면으로 베어나오지 않고, 전체적으로 표면현상이 거칠지 않은 것을 양호로 판정하고, 표면형상이 거칠거나 화학거품코팅제가 표면으로 배어나온 것을 불량으로 한다.

② 화학거품코팅제 침투

각 샘플의 단면을 잘라서 화학거품코팅제 침투깊이를 관찰하여 다음의 수식 1에 의해 화학거품코팅제 침투율을 구한다.

[수학식 1]

T-4

상기한 방식으로 5군데의 침투율을 측정하여 상한치와 하한치를 제외한 평균치로 한다.

③ 마모강도

부직포의 양변에서부터, 부직포 전체폭의 2/10이상 떨어진 곳에서 직경 15㎝의 시험편을 채취하여, 태버(taber)식 마모시험기를 이용하여, CS-10 마모륜, 하중 250g, 회전수 100회의 조건으로 마모강도를 측정하여, 표 4의 판정기준으로 비교 판정한다.

[표 4]

T-5

④ 혼합상태

부직포 표면의 칼라 섬유이 혼합 상태를 관찰하여, 칼라 섬유 분포가 고르게 된 것을 양호로 판정하고, 칼라 섬유가 부분적으로 뭉쳐 있거나 부직포가 부분적으로 색상 차이가 있는 경우 불량으로 판정한다.

2. 중량

부직포를 평평한 곳에 펼쳐 놓고, 부자연스러운 구김이나 장력이 없도록 하여, 양변으로부터 전체폭의 1/10 이상 떨어진 부분에서 가로, 세로 1m의 시험편을 채취하여 0.01g까지 측정할 수 있는 디지털 저울로 시험편의 3매(좌, 중, 우)를 측정하여 평균치로 한다.

3. 두께

다이얼 게이지를 이용하여, 부직포의 폭방향으로 10군데의 두께를 측정하여, 상한치와 하한치를 제외한 평균으로 한다.

4. 방염성

한국소방검정공사의 「방염제의 검정기술기준 : KOFEIS 0201」규정, 얇은 포의 방염성 시험방법으로 잔염시간, 잔진시간, 탄화면적, 탄화길이 및 접염회수를 측정한다,

5. 항균성

한국공업규격 KS-K-0570의 「직물의 항균도 시험방법」으로 균감소율을 측정한다.

6. 대전 방지성

한국공업규격 KS-K-0570의 「직물 및 편성물의 내전성 시험방법」으로 최대 대전압과 대전 잔류시간(반감기)을 측정한다.

7. 통기도

한국공업규격 KS-K-0570의 「직물의 공기투과도 시험방법 : 프라지어법」으로 통기도를 측정한다.

상기한 바와 같은 시험 방법에 의한 결과를 각 샘플에 대해 다음의 표 5에 나타낸다.

[표 5]

T-6

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 난연섬유 및 항균섬유가 혼합된 섬도가 낮은 단섬유로 이루어진 원섬유와 사용으로 흡음성이 우수함과 동시에 부드러운 질감이 부여되며, 부직포의 후면에 기능성 부여를 위한 화학거품코팅제를 거품코팅방식으로 코팅하여 코팅면과 그 반대면과의 방염성 및 항균성 등의 성능에 차이가 발생하지 않고 반영구적으로 그 성능을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 종이를 배접하지 않고서도 시공이 가능하며, 정전기 발생이 억제되어 대전 먼지의부착을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명은 그 정신 또는 그 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허 청구 범위에 의하여 나타나는 것으로서, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않으며, 특허 청구 범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위 내에 속한다 할 것이다.

Claims

선염사와, 합성섬유 및 천연섬유의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유에 난연제를 혼합방사하여 제조되는 난연섬유와, 함성섬유 및 천연섬유의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유에 항균제를 혼합 방사하여 제조되는 항균섬유가 소정비율로 혼합된 원섬유(1)를 개섬장치(10)에 의해 개섬되는 단계;

상기 개섬단계로부터의 원섬유(11)를 제 1 혼합장치(20)에 의해 조밀하게 부풀리면서 뒤섞는 제 1 혼합단계;

상기 원섬유(21)를 다시 또 제 2 혼합장치(30)에 의해 세밀하게 부풀리면서 뒤섞는 제 2 혼합단계;

부풀려지고 섞여진 원섬유(31)를 카딩기(40)에 의해 부분적으로 뭉쳐진 섬유까지 완전히 개섬하여 얇은 시트형상의 섬유층(41)으로 만드는 카딩단계;

상기 얇은 시트형상의 섬유층(41)을 성형기(50)에 의해 여러겹으로 겹쳐서 요구하는 중량 및 폭의 섬유층(51)으로 만드는 성형단계;

성형된 섬유층(51)을 소정갯수의 니들펀칭기(60)에 연속적으로 공급하여 상기 니들펀칭기(60)의 니들보드(62)에 다수 식침된 니들(63)의 상하 왕복운동에 따른 섬유층 관통으로 상기 니들(63)의 돌기(64)에 의해 상기 섬유층(51) 섬유간의 물리적인 교락을 시켜 상기 섬유층(51)의 두께를 얇게 하고 밀도를 높게 하는 니들펀칭단계;

섬유간 교락이 이루어진 섬유펠트(61)를 소정폭으로 이격되어 서로 대향하여 있는 2개의 강철롤(72)과, 거품을 발생하는 거품발생부와, 상기 거품을 상기 강철롤(72)의 이격된 공간에 공급하는 거품공급부(74)로 구성된 거품코팅장치(70)에 의해 1종 이상의 수용성수지에 유기난연제, 무기난연제 및 반응형난연제의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 난연제, 항균제, 도막제, 대전방지제, 분산제, pH안정제, 호제, 기포제 및 물을 혼합하여 조성되는 화학 거품코팅제와 공기가 공급되면서 상기 섬유펠트(61)의 후면에 거품코팅하는 단계;

거품코팅된 섬유펠트(71)를 건조기(80)에 의해서 건조하는 건조단계; 및 건조되어 완성된 부직포(81)를 권취기(90)로 권취하는 권취단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 기능성 부직포 벽지 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 개설장치(10)로 공급되는 원섬유(11)의 섬도가 2 ~ 30 데니어의 낮은 섬도이고, 상기 부직포(81)이 중량이 50g/㎡ ~ 300g/㎡ 이어서 흡음성 및 질감이 높아지는 것을 특징으로 하는 기능성 부직포 벽지 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 난염섬유의 혼용율이 10 중량% ~ 30 중량%인 것을 특징으로 하는 기능성 부직포 벽지 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 항균섬유의 혼용율이 3 중량% ~ 35 중량%인 것을 특징으로 하는 기능성 부직포 벽지 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 니들펀칭기960)의 니들(63)이 섬유층 관통깊이(d)가 각각 3㎜ ~12.5㎜ 이고, 펀칭밀도가 250 st/㎠ ~ 500 st/㎠ 인 것을 특징으로 하는 기능성 부직포 벽지 제조방법.
제 5 항에 있어서, 상기 다수의 니들펀칭기(60) 중 최종 니들펀칭기(60b)를 통과한 섬유펠트의 폭 수측율이 30% 이하인 것을 특징으로 하는 기능성 부직포 벽지 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 2개의 강철롤(72)의 이격된 간격(t)이 제조되는 부직포 두께의 95% ~ 150%인 것을 특징으로 하는 기능성 부직포 벽지 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 화학거품코팅제의 거품도는 50g/ℓ ~ 230g/ℓ인 것을 특징으로 하는 기능성 부직포 벽지 제조방법.
선염사와, 합성섬유 및 천연섬유의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유에 난연제를 혼합방사하여 제조되는 10 중량% ~ 30 중량%의 난연섬유와, 함성섬유 및 천연섬유의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유에 항균제를 혼합 방사하여 제조되는 3 중량% ~ 35 중량%의 항균섬유로 성되는 부직포섬유층(100);

상기 부직포섬유층의 상측에 디자인을 인쇄하기 위해 적층된 디자인인쇄층(110); 및

상기 부직포 섬유층의 하측이, 1종 이상의 수용성수지에 유기난연제, 무기난연제 및 반응형난연제의 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 난연제, 항균제, 도막제, 대전방지제, 분산제, pH안정제, 호제, 기포제 및 물을 혼합하여 조성되는 화학거품코팅제를 사용하는 거품코팅에 의해 60% 이상이 침투되어 형성되는 코팅층(120)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기능성 부직포 벽지.