KR20010094097A - 고탄성 부직포의 제조 방법 및 그 제품 - Google Patents

Abstract

탄성 반발력이 우수한 부직포의 제조 방법이 기재되어 있다. 이 부직포는 폴리올레핀계 수지와 접합 재료를 공지의 방법으로 혼합 및 소면하여 판상의 섬유를 얻고, 이 섬유를 수직 방향으로 배열 및 배합한 다음, 그 직립된 섬유를 열융착 하는 것을 특징으로 한다. 형성된 부직포는 약 3∼200 mm의 후도와 0.05∼400 kg/㎡의 표면 중량을 갖는 다양한 규격의 제품으로서 얻을 수 있으며, 압축 탄성률은 85이다.

본 발명의 부직포는 신발 보강 재료, 자동차 천장용 재료, 침대 쿠션 재료 등 탄성 반발력이 요구되는 곳에 유용하다.

Description

고탄성 부직포의 제조 방법 및 그 제품{THE METHOD OF PRODUCING NON-WOVEN FABRIC HAVING HIGH ELASTICITY AND ACTICLE THEREFROM}

본 발명은 고탄성, 즉 탄성 반발력이 우수한 부직포의 제조 방법과 이 제조 방법에 의하여 얻을 수 있는 새로운 부직포에 관한 것이다.

종전에도 여러 가지 부직포가 제조되어 다양한 용도, 예를 들면 신발 보강용 재료, 자동차 천정용 재료, 침대용 쿠션 재료 등으로 사용되어 왔다는 것은 당업계에 주지된 사실이다. 그러한 부직포들의 예로서는 수세미, 토목용 스폰지, 우레탄 발포체 등이 있는데, 이들은 폴리우레탄 발포체를 제외하면 모두 이른바 니들 펀칭법 (needle punching)이나 약품 처리 접합법 (chemical bonding) 등의 공지 방법에 의하여 저탄성 변형률, 즉 고탄성률을 부여한 것들이 주종을 이루고 있다.

이러한 종전 기술에 의한 탄성 부직포들은 그 제품 최초의 탄성 반발력, 형태 안정성, 꺽임성, 경랑성, 열안정성 등에 있어서 어느 정도 목적하는 용도에 부합하는 경우가 있을 수도 있지만, 사용 기간이 경과함에 따라 특히 탄성 반발력이 현저하게 감소되고 조기에 색변 (色變)이 일어나는 등의 좋지 않은 결점이 있었다. 예컨대, 최근에 평상화, 스포츠화 등의 중피용으로 탄성 부직포, 예를 들면 폴리우레탄 발포체가 다량 사용되고 있는데, 이는 일반적으로 갑피와 함께 프레스하여 사용되고 있기 때문에 폴리우레탄으로 인한 색변 및 탄성 반발력의 감소 외에도 폴리우레탄 발포체의 생산시에 발생하는 환경 오염이 큰 문제로 대두되고 있다.

그 밖에, 전술한 니들 펀칭법에 의한 부직포의 경우, 두께, 즉 후도 (厚度)의 한계성 및 탄성 반발력의 열세로 각종 사용상의 문제점이 지적되고 있고, 약품 처리 접합법에 의한 제품에는 화약 약품을 사용하지 않으면 안 되므로 이 역시 환경 오염 문제를 야기시키지 않을 수 없는 한계가 있는 것이다.

따라서, 당업계에서는 탄성 반발력이 반영구 보존되면서 색변 등이 일어나지 않는 새로운 재료의 탄생이 요망되어 왔다.

본 발명은 탄성 반발력이 우수한 새로운 부직포의 제조 방법과 그러한 부직포를 제공하려는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 개략 공정도이고,

도 2는 본 발명에 따라 소면된 판상 섬유를 수직으로 직립 배열시키는 방식을 모식적으로 나타낸 사시도이다.

본 발명의 상기 목적은 폴리올레핀계 수지와 접합 재료를 혼합하고 이를 혼면 및 소면하여 판상 (板狀)의 섬유를 얻는 공정, 이 판상의 섬유를 직립시켜 수직 방향으로 섬유를 배열 및 배합하는 공정 및 상기 직립된 섬유를 열융착에 의한 자체 결합식 또는 열고착식 접합 공정의 결합으로 이루어진 본 발명의 방법에 의하여 간단하게 달성될 수 있다.

좀 더 상세한 제조 공정의 흐름도에 의하면, 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 본 발명에 있어서는 원료 준비 공정으로부터 출발하여 원료의 혼면/개섬 및 소면 공정을 수행한 후에, 그 소면된 섬유를 직립시키는 공정을 수행한 다음, 이어서 열융착에 의한 접합 공정을 수행함으로써 목적하는 부직포를 얻고, 이를 적당한 롤러에 권취하여 포장/출하하는 것이다.

상기 폴리올레핀계 수지의 대표적인 것으로서는 폴리에틸렌 (PE) 및 폴리프로필렌 (PP)을 들 수 있고, 상기 접합 재료의 대표적인 것으로서는 아마이드 수지 (예를 들면, 나일론) 및 폴리에스테르 수지를 들 수 있다. 상기 폴리에틸렌계 수지의 용융점은 제조 방법 또는 밀도에 따라 달라지는데, 일반적으로 상기 접합 재료의 융점에 비하여 그 용융점이 낮다. 예컨데, PE의 경우는 약 90∼120℃, PP의 경우는 약 150∼170℃이다. 상기 접합 재료, 예컨대 폴리에스테르계 수지의 융점도 역시 종류에 따라 달라지는데, 공업적으로 중요한 선상 (線狀) 폴리에스테르인 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 융점은 대략 250∼260℃로서, 다크론(dacron) 또는 테트론 (tetron)이라고 알려져 있는 합성 섬유가 여기에 속한다. 따라서, 이러한 연화점 및 융점의 차이에 의하여 상기 접합 재료는 상기 열융착 접합 공정을 거치는 동안 본 발명의 부직포의 골격 [backbone]을 형성하는 기능을 하므로, 상기 접합 재료의 융점보다 훨씬 저온에서 연화된 수지가 그 연화점에서는 융융되지 않는 상기 접합 재료에 부분적으로 접합되어 고탄성의 부직포가 생성될 수 있는 것이다.그러나, 열융착 접합 공정이 상기 접합 재료의 융점 근처에서 수행될 경우에는 그 접합 재료 자체도 용융되게 되므로 뻣뻣한 부직포가 형성되게 되어 좋지 않다.

전술한 혼면 및 소면 공정을 행함에 있어서, 폴리올레핀계 수지와 접합 재료는 각각 섬도가 1∼15 데니어 범위이고, 섬유장이 35 ∼61 mm 범위인 합성 섬유 (단섬유)를 사용한다. 본 발명을 실시함에 있어서, 데니어가 1 이하인 섬유는 섬유의 질량을 낮추기 때문에 용이하게 용융 접합되기 어렵고, 데니어가 15 데니어 이상으로 너무 높으면 제품이 고가로 된다. 섬유장에 있어서도 이와 유사한 이유로 35 ∼61 mm일 경우가 가장 경제적이라는 사실을 알게 되었다. 특히, 38 mm인 경우가 가장 좋다.

소면 공정에서는 평면 구조의 판상체 섬유를 얻은 다음, 도 2에 모식적으로 나타낸 바와 같, 이 판상체 섬유가 직립으로 곧추서도록 수직 방향으로 섬유를 배열 및 배합시켜서 후도가 3∼200 mm인 부직포 웹을 얻고, 이것을 70∼260℃에서 당기술 분야에서 잘 알려져 있는 예컨대 열풍에 의한 열융착 접합법에 의하여 자체 결합 및 열고착시키면 목적하는 부직포를 얻을 수 있다. 상기 열풍에 의한 열융착법은 예컨대 고온 공기를 통과시키는 드럼 또는 NET DRYER 내에서 수행된다. 상기 혼면 및 소면 공정과 상기 자체 결합식 또는 열고착식 접합 공정들은 모두 당업계에 공지되어 있는 기존의 방법을 채용하여 수행할 수 있으나, 혼면 및 소면하여 얻은 판상 섬유를 수직 방향으로 직립시키는 공정은 본 발명에 고유한 것이며, 본 발명의 특징을 이루고 있다. 상기 폴리올레핀계 수지와 접합 재료의 혼합비는 중량비로 20∼40 : 80∼60인 것이 좋다.

전술한 섬유의 직립 공정은, 도 2에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 소면 공정에서 형성되어 수평 방향으로 놓인 판상의 섬유를 그 수평면에서 일정 간격으로 수직 방향으로, 즉 파형 (波形)으로 끌어 올리는 방식으로 행하는 것이다.

최종 제품에 있어서, 후도"b"는 피치"a"의 크기에 좌우되지만, 약 3∼200 mm가 적당하다. 상기 후도가 3 mm 이하 또는 200 mm 이상일 경우에는 소기의 탄성 반발력을 얻는 데에 문제가 있다. 상기 후도는 제품의 표면 중량에 영향을 끼치는데, 전술한 범위의 후도를 나타내는 제품의 표면 중량은 약 0.05∼400 kg/㎡로서 본 발명의 목적에 부합된다. 이어서, 이와 같이 하여 얻은 제품은 적당한 규격으로 절단 후 1 매 그대로 또는 1 매 이상 적층하여 용도에 알맞도록 사용될 수 있다. 이하, 실시예에 따라 본 발명을 더 설명하겠다.

실시예

섬도가 2 데니어이고 섬유장이 38 mm인 폴리프로필렌 섬유와 섬도가 6 데니어이고 섬유장이 51 mm인 폴리에테르 섬유를 단섬유로 하여 이들을 30 : 70의 중량비로 혼면한 다음 소면하여 두께 30 mm, 너비 2.2 m, 길이 1000 m, 표면 중량 0.1 kg/㎡의 판상 섬유 결합체를 얻었다. 이것을 전술한 도 2에 도시된 방식에 따라 수직 방향으로 배열 및 배합하고, 150℃, 260℃, 300℃의 열풍을 각기 가하여 접합 처리하였다. 그 결과, 두께 12 mm, 너비 2.0 m, 길이 1000 m및 표면 중량 0.1 kg/㎡의 부직포를 얻었다. 본 발명 부직포의 물성치를 현존하는 폴리우레탄 발포체의 물성치와 함께 아래 표 1에 나타낸다.

물 성	본 발명 제품	A사 제품	B사 제품	C사 제품
압축 탄성률	대(85)	소(뻣뻣하다)	소(탄성 없음)	소(탄성 없음)
꺽임성	우수	불량	불량	양호
표면 평활성	우수	양호	불량	불량

주: 압축 탄성률은 KS K 0815에 의한 측정 방법으로 측정한 것이다.

소면된 섬유의 배열 및 접합 공정의 각 조건이 제품의 물성, 즉 압축 탄성에 끼치는 결과 [인스트론법 (ASTM D 2061)에 의함]는 다음 표 2에 나타나 있다.

구 분	시 험 조 건	물 성	비 고
	공 정	섬유 배열		접합 온도(℃)	압축 탄성률
실험예 1	열풍 접합	수직형	150℃	대	쿠션 및 탄성이 양호하다
실험예 2			260℃	대
비교실험예 1			300℃	소	섬유 용융으로 뻣뻣하다
비교실험예 2	니들 펀칭	반수직형	니들 펀칭	소	뻣뻣하다
비교실험예 3	약품 접합	평면형	약품 처리	소	뻣뻣하고, 탄성이 없다

상기 표로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 부직포는 종전의 유사한 제품에 비하여 쿠션과 탄성이 대단히 양호하다.

이상의 결과로부터, 본 발명에 의한 부직포는 종전의 유사한 용도의 제품에 비하여 특히 탄성 반발력이 우수한 제품을 제공하므로 신발용 보강 재료, 자동차 c천정 재료, 침대용 쿠션 재료 등과 같이 우수한 반발력을 요하는 용도에 적합한 소재를 얻는 것이 용이하게 되는 효과가 있는 것이다.

Claims (9)

1. 폴리올레핀계 수지와 접합 재료를 혼합 및 소면하여 판상의 섬유를 얻는 공정과, 이 섬유를 직립시켜 수직 방향으로 배열 및 배합하는 공정 및 상기 직립된 섬유를 열융착에 의한 자체 결합식 또는 열고착식 접합 공정의 결합으로 이루진 것을 특징으로 하는 탄성 반발력이 우수한 부직포의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀계 수지는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌인 것인 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 접합 재료는 아마이드 수지 또는 폴리에스테르인 것인 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀계 수지와 상기 접합 재료의 혼합비는 중량비로 20∼40 : 80∼60인 것인 제조 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀계 수지와 상기 접합 재료는 각각 섬도가 1∼15 데니어 범위이고, 섬유장이 35∼61 mm 범위인 것인 제조 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 접합 공정은 70∼260℃에서 수행되는 것인 제조 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 부직포의 후도는 3∼200 mm인 것인 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 부직포의 표면 중량은 0.05∼400 kg/㎡인 것인 제조 방법.
9. 제1항 기재의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 부직포.