KR20010084426A - 폴리에스테르 섬유 판재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 섬유판재에 관한 것으로, 고융점 폴리에스테르 섬유 50중량% 이상과 상기 고융점 폴리에스테르 보다 융점이 50℃ 이상 낮은 저융점 폴리에스테르 섬유 50중량% 이하가 혼합되어 저온융착된 섬유판재이며, 밀도가 0.15∼0.45g/㎤이고, 휨강도가 1.0∼4.0 N/㎟인 것을 특징으로 하며, 본 발명의 판재는 섬유의 형태를 그대로 유지함으로써 섬유사이에 미세공기층을 포함하게 되고 이에 의해 우수한 단열 및 흡음효과를 제공하며 기계적 물성 또한 우수하고 재활용이 가능하여 건축 및 산업용 자재로 매우 유용하다.

Description

폴리에스테르 섬유 판재 및 그 제조방법{Polyester fiber board and preparation thereof}

본 발명은 섬유 판재에 관한 것으로서, 특히 건축용 내·외장재, 침구류용,가구용 및 기타 산업용도에 사용하고 있는 하드보드, 석고보드, 암면 등을 대용할 수 있으며, 재활용이 가능하고 단열성 및 흡음성이 우수한 폴리에스테르 섬유 판재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

건축자재 및 산업용 자재 등에는 주로 암면, 석고보드, 유리섬유, 스티로폴 등 단열재와 압축목재와 접착제로 구성된 하드보드 등이 사용되고 있으나, 이러한 판재들은 인체에 유해한 물질을 배출하는 것으로 알려져 있으며 또한 재활용이 불가능하여 환경공해를 일으키는 등의 문제점이 있다.

종래 폐화섬물로 판재를 제조하는 방법이 알려져 있다. 예를 들어 한국공개 특허공보 공고 87-5764호에 의하면, 섬유상의 폴리프로필렌을 잘게 분쇄하고 이에 아크릴, 폴리에스터, 나이론 등의 화학섬유를 10mm 이상으로 절단하여 소면기에 넣어 만든 웹(web)을 가열실에서 일정시간 가열한 후 절단하여 압압판으로 압착성형한 화섬판재가 제시된다. 그러나 이 방법은 화섬물을 10mm 정도의 담섬유로 절단함으로써 단섬유들 간의 엉킴이 적어 잘 부서지는 단점이 있는 것이다.

또한 한국 특허 공보 공고 95-6863호에 의하면 폐화섬물을 50∼100 mm 정도의 장섬유로 절단하여 타면기에서 타면하여 솜상태로 하고 이를 일정두께의 매트형태로 한 다음 이들을 적당한 두께의 층으로 적층하여 섬유실 끼리 서로 일체가 되도록 고열화 고압으로 가열가압함으로써 화섬판재를 제조하는 방법이 알려져 있다. 그러나 상기한 방법으로 제조한 화섬판재는 고온 및 고압에서 성형되므로 섬유구성물질인 고분자 물질의 분해를 초래하게 되고 섬유의 고유특성이 상실되는 문제점이 있는 것이다. 또한 상기한 종래의 방법들은 폐화섬물을 이용하기 때문에 작업환경이 불량하고 환경공해물질을 발생시키는 문제점을 안고 있는 것이기도 하다.

따라서 본 발명은 섬유의 고유특성을 유지하면서 물성이 우수한 새로운 섬유판재를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 연구에서 본 발명자는 저융점 폴리에스테르 섬유와 고융점 폴리에스테르 섬유가 혼합된 웹을 저온압축하게 되면 섬유의 형태를 그대로 유지함으로써 섬유사이에 미세공기층을 포함하게 되고 이에 의해 우수한 단열 및 흡음효과를 제공하며 기계적 물성 또한 우수하고 재활용이 가능하여 건축 및 산업용 자재로 매우 유용하게 된다는 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하게 된 것이다.

도 1은 본 발명에 따르는 폴리에스테르 섬유 판재를 제조하는데 적용가능한 장치의 일 구현예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

*도면중 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 컨베이어 벨트

21, 22, 23 : 열풍공급수단

31, 32, 33 : 냉각압축롤러

40 : 가이드 롤러

50 : 성형냉각수단

그러므로 본 발명에 의하면 고융점 폴리에스테르 섬유 50중량% 이상과 상기 고융점 폴리에스테르 보다 융점이 50℃ 이상 낮은 저융점 폴리에스테르 섬유 50중량% 이하가 혼합되어 저온융착된 섬유판재이며, 밀도가 0.15∼0.45g/㎤이고, 휨강도가 1.0∼4.0 N/㎟인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유 판재가 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 상기한 특성의 폴리에스테르 판재를 제조하기에 바람직한 방법의 하나로서, 고융점 폴리에스테르 섬유 50중량% 이상과 상기 고융점 폴리에스테르 섬유 보다 융점이 50℃ 이상 낮은 저융점 폴리에스테르 섬유 50중량%이하로 혼합된 웹을 상기 고융점 폴리에스테르 섬유의 융점 이하의 온도를 갖는 열풍으로 예열하고 냉각압축롤러로 냉각압축하는 예열-냉각압축공정을 다단계로 수행한 후, 성형냉각하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유 판재의 제조방법이 제공된다.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 섬유판재는 고융점 폴리에스테르 섬유의 물성을 그대로 유지하면서 섬유간의 엉킴과 저융점 폴리에스테르가 결합제 역할을 하여 0.15∼0.45g/㎤의 밀도와 1.0∼4.0N/㎟의 휨강도를 유지하도록 성형된다.

이를 위하여 본 발명에서는 원료섬유로서 저융점 폴리에스테르 섬유와 고융점 폴리에스테르 섬유를 사용한다. 저융점 폴리에스테르 섬유와 고융점 폴리에스테르 섬유의 융점차이는 50℃ 이상, 바람직하게 80℃ 이상, 특히 100℃ 이상이 적당하다.

저융점 폴리에스테르의 예로는 지방족 디올과 탄소수 4 이상의 지방족 디카르복실산의 중합 생성물; 지방족 디올, 탄소수 4 이상의 지방족 디카르복실산 및 방향족 디카르복실산의 공중합 생성물 등이 있다. 고융점 폴리에스테르의 예로는 지방족 디올과 방향족 디카르복실산의 중합생성물(예: 폴리에틸렌테레프탈레이트) 등이 있다.

저융점 섬유와 고융점 섬유의 혼합비율은 고융점 성분을 50중량% 이상(바람직하게 50∼90중량%)으로 하고 저융점 성분을 50중량% 이하(바람직하게 10∼50중량%)로 한다. 고융점 섬유와 저융점 섬유는 그 섬도가 서로 같거나 또는다른 것을 사용할 수도 있고, 여러 가지 섬도의 것을 혼합하여 사용할 수도 있다. 바람직한 섬도 범위는 2∼30 데니어가 적당하다.

고융점 섬유의 섬유형태 및 물성을 유지시키기 위해서 본 발명에서는 저온융착방식이 적용된다. 특별히 제한하기 위한 것은 아니지만, 이러한 방식의 일예로서 고융점 폴리에스테르 섬유의 융점 이하의 온도를 갖는 열풍으로 예열하고 냉각압축롤러로 냉각압축하는 예열-냉각압축공정을 다단계로 수행한 후, 성형냉각하는 방식을 들 수 있다. 상기한 방식의 경우, 열풍온도는 120∼200℃에서 조절하고, 냉각압축 및 성형냉각시의 온도는 5℃ 이하에서 조절하는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리에스테르 섬유판재의 제조를 위한 장치의 일예가 도 1에 예시된다. 이 장치에서 본 발명의 섬유판재를 제조하는 방법에 대해서 설명하면, 우선 저융점 폴리에스테르 섬유와 고융점 폴리에스테르 섬유로 이루어진 웹상태의 섬유적층물이 공기흡입기능이 있는 컨베이어벨트(10) 상에서 이송되면서 제1열풍공급기(21)로부터의 열풍에 의해 예열되어, 제1냉각압축롤러(31)로 공급된다. 여기서 1차 냉각압축된 섬유적층물은 가이드롤러(40)에 의해 제2냉각압축롤러(32)로 안내이송되면서 제2열풍공급기(22)로부터의 열풍에 의해 가열된다. 동일한 방식으로 섬유적층물은 제2냉각압축롤러(32), 제3열풍공급기(23) 및 제3냉각압축롤러(33)을 통과한다음, 컨베이어식 성형냉각기(50)에서 소망하는 두께로 성형 냉각된다. 도시되는 장치에서는 3단의 예열-냉각압축이 수행되도록 설계되나, 원할 경우 2단이나 또는 4단 이상의 예열-냉각압축이 수행되도록 설계된 장치를 사용하여도 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이다.

[실시예]

4 데니어, 융점 110℃의 저융점 폴리에스테르 섬유 30중량%와 6∼15데니어, 융점 264℃의 고융점 폴리에스테르 섬유로 이루어진 웹을 도 1의 장치에서 2.4㎝ 두께의 판재로 가공하였다. 이때, 열풍온도는 120∼200℃에서 조절하였고, 냉각압축롤러와 성형냉각기의 온도는 5℃ 이하로 조절하였다.

제조된 폴리에스테르 섬유판재를 KS F 3200-'97 방법으로 시험한 결과, 밀도 0.3g/㎤, 휨강도 2.6N/㎟, 함수율 0.4%, 흡수율 49%로 나타났다. 또한 이 판재의 섬유상태를 관찰한 바 고융점 폴리에스테르 섬유가 원상태를 그대로 유지하는 것을 확인할 수 있었다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 폴리에스테르 섬유 판재는 섬유의 형태를 그대로 유지함으로 섬유사이에 미세공기층을 포함하여 단열 및 흡음효과가 우수하고 기계적 물성 또한 우수하고 재활용이 가능하여 건축 및 산업용 자재로 매우 유용하다.

Claims (4)

1. 고융점 폴리에스테르 섬유 50중량% 이상과 상기 고융점 폴리에스테르 보다 융점이 50℃ 이상 낮은 저융점 폴리에스테르 섬유 50중량% 이하가 혼합되어 저온융착된 섬유판재이며, 밀도가 0.15∼0.45g/㎤이고, 휨강도가 1.0∼4.0N/㎟인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유 판재.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 저융점 폴리에스테르의 함량이 10∼50중량%이고, 상기 고융점 폴리에스테르의 함량이 50∼90중량%인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유 판재.
3. 고융점 폴리에스테르 섬유 50중량% 이상과 상기 고융점 폴리에스테르 섬유 보다 융점이 50℃ 이상 낮은 저융점 폴리에스테르 섬유 50중량% 이하로 혼합된 웹을 상기 고융점 폴리에스테르 섬유의 융점 이하의 온도를 갖는 열풍으로 예열하고 냉각압축롤러로 냉각압축하는 예열-냉각압축공정을 다단계로 수행한 후, 성형냉각하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유 판재의 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서, 열풍온도가 120∼200℃이고, 냉각압축 및 성형냉각시의 온도가 5℃ 이하인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유 판재의 제조방법.