KR20030086401A - 마이크로파 조사 급속 열융착 복합기능 부직포 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부드러움과 수분 흡수성이 좋고, 피부 친화성을 갖는 레이온/폴리에스테르 혼섬 스펀레이스 부직포와 방향성, 항균방취성, 쾌적성 및 청량감의 친수화처리 폴리프로필렌 고흡수성의 기능성 멜트블로운 부직포를 저융점 열가소성 섬유의 마이크로파를 응용한 열융착에 의한 급속 점접착 웹접합 방식에 의해 적층 접합시킴으로서 소프트와 벌키성의 복합기능을 갖도록 형성한 부직포에 관한 것이다.
이러한 발명은 상부의 기능성 폴리프로필렌 멜트블로운 부직포와 하부의 레이온/폴리에스테르 혼섬 스펀레이스 부직포 웹을 적층 시키면서 웹내부에 마이크로파를 발생시켜 웹내부까지 열에너지가 전달된 상태에서 열에너지가 축적되어 있는 저융점의 열가소성 섬유에 급속 열융착을 가해 섬유의 점접착 웹접합 방식으로 적층 접합한 복합부직포의 기능성을 최대한 구비시킴으로써 이루어진다.

Description

마이크로파 조사 급속 열융착 복합기능 부직포{Composite functional non-woven by rapid thermal bonding with microwave irradiation}
본 발명은 부드러움과 수분흡수성이 좋고, 피부친화성을 갖는 레이온/폴리에스테르 혼섬 수평배열 웹형성의 스펀레이스 부직포와 방향성, 항균방취성, 쾌적성 및 청량감의 친수화처리 랜덤배열 웹형성 폴리프로필렌 고흡수성의 기능성 멜트블로운 부직포를 저융점 열가소성 섬유의 마이크로파를 응용한 열융착에 의한 급속 점접착 웹접합 방식에 의해 적층 접합시킴으로서 소프트와 벌키성 및 웹의 형태안정성의 복합기능을 갖도록 형성한 부직포에 관한 것이다.
부직포는 제조공법에 따라 균일한 웹을 제조한 다음 원하는 수준의 물성을 가지는 부직포를 얻으려면 적절한 접착공정을 거쳐야한다.
일반적으로 부직포에 있어서 강력이 전무한 웹을 일정한 폭과 강도를 가지는 부직포로 접착시키는 것은 의외로 쉽지않다.
따라서 부직포의 접착기술은 첨가제로서 접착제를 사용하여 화학적으로 결합하는 접착방식과 열가소성섬유의 특성을 고려하여 열융착에 의한 접착방식으로 대별되어지고 또한 이와같은 방식을 이용하여 부직포의 성질에 따라 복합화에 의한 접착기술이 응용되어지고 있다.
열융착공정은 다른 접착공정과 비교할 때 첨가제로 접착제와 유연제등 다른 부원료가 필요없기 때문에 생산비용이 저가라는 잇점을 가지고 있다. 그러므로 열융착에 의한 부직포의 결합은 결합공정의 대표적인 방법의 하나로 주로 사용되어지고 있다. 이러한 방법은 부직포를 구성하는 열가소성 섬유의 일부를 이용하여 연화용융시켜 섬유를 접합하는 방법으로서 가장 간편한 방법이고 고속생산이 용이하고 일부 저융점 섬유를 혼용할 경우 낮은 온도에서 열접착이 가능하고 불필요한 섬유의 결정형성을 최소화할 수 있어 더욱 물성을 개선시킬수 있다.
열융착 공정에서 가장 중요한 열융착 섬유의 가열 접착은 열과 압력을 이용하는 방법과 고온열풍방법이 있으며 이 밖에도 복사열, 진동에너지를 이용한 방법등이 있다. 즉, 열과 압력을 이용하는 가열가압법은 카렌더롤러가 사용되고 있으며 뜨거운 열풍은 고온열풍접착법에 이용되고 있다. 또한 복사열을 이용하는 방법으로는 적외선 조사법이 있으며 진동에너지는 초음파 접착법이 현재 실용화 되어 사용되어지고 있다.
한편 본발명은 서로 다른 부직포의 복합접착방식으로 수평배열된 레이온/폴리에스테르 혼섬 스펀레이스 부직포와 랜덤배열된 고흡수성 폴리프로필렌 멜트블로운 부직포를 접합하여 다층구조를 갖게 함으로써 부직포의 복합기능과 물성 개선의 목적으로 저융점 섬유분자의 회전운동에너지를 이용하여 급속열융착을 병행한 새로운 접착공법으로 구성된다.
이러한 기술은 상부의 기능성 폴리프로필렌 멜트블로운 부직포와 하부의 레이온/폴리에스테르 혼섬 스펀레이스 부직포 웹을 적층하여 웹 내부에 마이크로파를 조사시켜 섬유구성 분자의 분자배향에 의한 회전운동을 일으켜 분자간의 마찰열이 발생하는데 섬유의 내·외부를 동시에 급속가열함으로 열융착 온도의 상승시간과 접착시간, 공정시간이 매우 짧아 생산속도가 높은 것이 기술이고 또한 복합부직포의 기능성을 최대한 구비시킨 것이 본 발명의 핵심기술이다.
본 발명은 레이온/폴리에스테르 혼섬 스펀레이스 부직포와 폴리프로필렌 멜트블로운 부직포의 복합 부직포의 생산에 알맞은 제조방식이며, 스펀레이스/멜트블로운 기능성 복합부직포의 새로운 접합제조 방식으로 다층의 복합부직포의 생산기술의 발전에 획기적인 기술을 갖도록 한 것이다.
스펀레이스 부직포는 유체결합 부직포로 화학적 및 열적수단을 사용하지 않고 단순히 유체를 매개체로 분사하여 섬유상호간 마찰운동에 의해 결합되어 형성된 3차원 섬유집합체이다. 일반적으로 스펀레이스 부직포는 섬유상호간의 결합정도에 따라 순수고압유체에 의해 결합된 순수 스펀레이스 부직포와 열적 또는 화학적 처리에 의해 결합된 반스펀레이스 부직포로 인식되고 있다. 부직포 원료로는 레이온이 가장 일반적이나 본 발명에서는 레이온/폴리에스테르 혼섬 스펀레이스 부직포로 부드러움과 수분흡수성, 피부친화성을 갖고 웹 내부에 저융점 열가소성 섬유를 포함시켜 복합화를 위해 기능성을 갖도록 형성한 부직포이다. 또한 부직포 웹 배열로는 수평배열로 40-50g/㎡의 저중량 웹을 사용함으로써 복합화하여 형태안정성 및 제품차별화를 갖도록 하고 있다.
한편, 멜트블로운 부직포는 직경이 5㎛이하인 미세섬유들이 상호결합하여 거미줄과 같은 구조형태를 가지는 3차원적 섬유집합체이다. 일반적으로 합성섬유의 방사메카니즘을 응융한 부직포 제조공법으로 정의는 열가소성 수지로 섬유를 형성할 수 있는 고분자를 수백개의 작은 오리피스로 형성된 방사구금을 통해 방사되는 공정이며, 방사노즐로 압출된 고분자는 용융상태에서 방사구금의 양옆에서 고속으로 분사되는 고압열풍에 의해서 연신되고 초극세화된 섬유가 수집체에 적층되어 자기결합형 부직포를 형성한 것이다.
본 발명에서 사용된 열가소성 섬유로는 폴리프로필렌을 주원료로 하여 소수성의 성질을 방사단계에서 친수화 및 기능화처리로 고흡수성, 방향성, 항균방취성, 쾌적성 및 청량감의 기능성 부직포 특성을 갖도록 하였다.
이와같이 각각의 기능성을 갖도록 고안된 부직포를 복합화 하는데 새로운 급속 열융착방법으로 마이크로파를 부직포에 조사시킴으로써 살균 및 건조효과와 마이크로파에 의해 섬유에 축적된 열에너지를 이용하여 섬유의 열융착온도의 상승시간과 접착시간 그리고 공정시간이 매우짧아 생산속도를 높인 것이 중요기술이고 다층구조로 열융착시킴으로써 부직포의 각각의 기능성을 갖도록 복합화 한 것이 본 발명이 이루고자 하는 기술이다.
도 1은 본발명의 점접착 복합기능 부직포의 상세도
도 2는 도 1의 C-C'선을 따라 잘라진 부분 측단면도 상세도
도 3은 본 발명의 마이크로파 조사 급속 열융착 복합기능 부직포 제조공정 상세도
도 4는 본 발명의 부직포 웹 내부의 마이크로파 조사 상세도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 멜트블로운 부직포 2 : 스펀레이스 부직포
6 : 기능화 부여장치 7 : 분사장치
8 : 복합부직포 웹 9 : 웹 피드 롤러
11 : 마이크로파 장치 오븐 12 : 마이크로파 발생장치
13 : 가열 엠보 롤러 15 : 예비가열 롤러
16 : 복합기능 부직포 권취롤러 17 : 마이크로파 조사
도 1은 본 발명의 마이크로파 조사 급속 열융착한 복합기능 부직포의 점접착 상세도로써 본 발명은 방향성, 항균방취성, 고흡수성, 쾌적성, 피부친화성 및 청량감의 기능성이 각각 부여된 랜덤배열 웹 형성 폴리프로필렌 멜트블로운 부직포(1)와 수평배열 웹 형성 레이온/폴리에스테르 혼섬 스펀레이스 부직포(2)를 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 마이크로파 조사 급속 열융착 복합기능 부직포 제조로 구성된다.
도 3의 구성단위 제조공정 시스템은 랜덤배열된 폴리프로필렌 멜트블로운 부직포(1)와 수평배열된 레이온/폴리에스테르 혼성 스펀레이스 부직포(2)를 송출룰러(5)를 통해 웹 적층한 후 기능화 부여장치(6)의 분사장치(7)를 통해 적층된 부직포 웹에 복합기능성을 부여한다.
이와같이 기능성이 부여된 복합 부직포웹(8)은 마이크로파 장치(11)의 오븐속으로 피드롤러(9)를 통해 공급되면서 마이크로파 발생장치(12)의 작동에 의해 마이크로파(17)가 부직포 웹 내부 섬유에 조사됨으로써 발생된 열에너지를 이용하여 급속 열융착에 작용되어진다.
복합부직포 웹(8)내의 유전가열된 저융점 열가소성 섬유의 급속 열융착은 가열 엠보롤러(13)를 통해 이루어지는데 이때 섬유에 축적된 열에너지가 작용됨으로써 복합부직포 웹내의 저융점 섬유의 점 접착 웹 접합방식으로 도 1의 C-C'선을 따라 잘랐을 때 도 2의 측단면도에 보인바와 같이 점접합으로 복합구성된다.
한편 도 4는 본 발명의 복합부직포 웹 내부의 섬유에 마이크로파 조사발생장치의 상세도로써 마이크로파 발생장치(12)에서 발생된 마이크로파(17)가 복합부직포 웹(8)내부 섬유에 조사됨으로써 섬유구성 분자의 분자배향에 의한 회전운동을 일으켜 분자간의 마찰열이 발생하는데 이러한 열에너지를 이용하여 부직포의 위생살균과 함께 급속 열융착에 적용된다.
본 발명은 기능성 부직포의 복합화를 위한 열융착 방식의 새로운 제조공법으로 다음과 같은 발명효과의 특징이 있다.
-마이크로파가 섬유의 내·외부를 동시에 급속가열하므로 열융착 온도의 상승시간과 접착시간, 공정시간이 매우 짧아 생산속도가 높다.
-큐어링 공정이 불필요함으로 공정상의 에너지 손실이 적다.
-제조공정 장치의 설치는 최소한의 공간만 필요하고 마이크로파 발생장치비가 비교적 저가이며 환경친화적 산업이다.
-소량의 전기에너지만을 사용함으로 운영이 간편하고 경제성이 우수하다.
-열가소성 합성 부직포의 경우 실용적으로 활용이 가능하다.
-두꺼운 부직포 웹까지도 균일하고 완전하게 접착할 수 있다.
-마이크로파가 섬유의 내·외부에 조사됨으로써 열에 의한 살균, 건조효과로 위생적이다.

Claims (2)

  1. 부드러움과 수분흡수성이 좋고, 피부친화성을 갖는 레이온/폴리에스테르 혼섬 수평배열 웹형성의 스펀레이스 부직포와 방향성, 항균방취성, 쾌적성 및 청량감의 친수화 처리 랜덤배열 웹형성의 폴리프로필렌 고흡수성 멜트블로운 부직포를 저융점 열가소성 섬유로 적층 접합시킴으로써 소프트와 벌키성 및 웹의 형태안정성을 갖도록 복합 고기능화한 다층구조 부직포 제조
  2. 상층부의 기능성 폴리프로필렌 멜트블로운 부직포와 하층부의 레이온/폴리에스테르 혼섬 스펀레이스 부직포 웹을 적층한후 기능성 부여와 웹 내부에 마이크로파를 조사시켜 웹 내부까지 열에너지가 전달된 상태에서 열에너지가 축적되어 있는 저융점의 열가소성 섬유에 급속 열융착을 가해 섬유의 점 접착 웹접합방식으로 적층 접합한 고기능성의 복합부직포 제조
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