KR20040043394A - 복합부직포 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 복합부직포 및 그 제조방법은, 직물에 부직포를 니들펀칭(needle punching)하거나 다수의 직물을 복합적으로 니들펀칭하며 필요에 따라 망상구조체를 내포시키거나 덧붙여 니들펀칭한 다음 수지형 물질로 수지가공시켜 건조한, 복합적인 부직포 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 복합부직포 제조방법은 (1) 장단섬유의 웨브를 투입하여 니들펀칭하고 이 니들펀칭한 웨브의 일측면에 직물을 위치시켜 니들펀칭하여 결속하거나, 투입시킨 직물을 니들펀칭하고 이 니들펀칭한 직물의 일측면에 또 다른 직물을 위치시켜 니들펀칭하는 제1단계와, (2) 상기 니들펀칭한 웨브 및 직물 복합체에 열을 가해 결속을 증대시키는 제2단계와, (3) 상기 결속된 니들펀칭 복합체를 수지액에 수지가공 처리한 다음 건조하여 완성해내는 제3단계로 진행하게 되며, 저융점섬유의 경우에는 상기 제1단계 및 제2단계의 수행만으로도 가능하고 필요에 따라 제3단계를 포함하여 진행할 수 있다.

이러한 과정에 의한 본 발명의 복합부직포는, 직물과 장단섬유의 웨브를 니들펀칭하거나 직물을 필요한 수의 겹으로 니들펀칭하여 결속한 다음 수지처리하여 새로운 얽힘구조에 의한 직물의 인장력과 내구성을 강화시킨 형태이다.

따라서 본 발명은 인장력과 내구성이 우수하여 공장 등에서 제품을 생산할 때 직물자체의 날실 풀림을 방지하여 생산성 향상과 경제적 손실을 줄이면서도 제품의 가치와 상품성을 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

복합부직포 및 그 제조방법{A complex non-woven fabric and the fabrication method of that}

본 발명은 직물에 관한 것으로, 일반적인 직물에 부직포를 니들펀칭(needle punching)하거나 다수의 직물을 복합적으로 니들펀칭하며 필요에 따라 망상구조체를 내포시키거나 덧붙여 니들펀칭한 다음 수지형 물질로 수지가공(도포, 침투, 피복)시켜 건조함으로써 직물의 올풀림을 방지하여 형태의 안정성과 작업의 향상성을 추구함은 물론, 각종 고정부착물을 견고히 취부하는 등 다양한 분야에 사용되는, 복합부직포 및 그 제조방법을 제시한 것이다.

일반적으로 직물이란 종횡으로 짜여진 피복재료를 가리킨다. 이러한 직물은 나일론, 폴리에스터, 폴리프로필렌, 면 등의 소재로 제조(예, 타포린(tarpaulin)용 메쉬(mesh)) 하는 것이 일반적이다.

[도 1]은 일반적인 직물을 확대한 구조도이다. 도시한 바와 같이, 일반적으로 직물은 보통 인치당 5∼50개 정도의 목수를 가지며, 45목×42목, 42목×42목 같은 구조로 조합하여 위사(10x) 및 경사(10y)로 직물을 짜서 형성하게 된다.

때문에 이러한 일반적인 직물은 아무리 조밀한 구조로 되어있더라도 홀(10h)(직물조직 사이의 공간)크기에 상관없이 제직구조의 특성상, 이러한 구조로인해 짜여진 직물에 수지나 합성라텍스 등에 의해 수지가공 공정을 수행하더라도 경·위사가 빠지는 현상이 발생하게 된다. 즉 기 사용되고 있는 일반 직물 가공물을 사각이나 원형 기타 특정 모형으로 재단하게 되면 가장자리 부분에서 직물의 올이 계속적으로 하나씩 빠지게 되는 문제가 있다.

따라서 처음에 예상했던 치수가 모자라게 되는 가하면, 사용시간이 길어질수록 각각의 경·위사들이 계속적으로 풀어져서 원하는 재단형상을 지속적으로 유지 할 수 없게 된다. 아울러 공장에서 기존 직물 가공품을 이용하여 작업을 하는 경우 경·위사의 빠짐현상이 후속공정까지 이어져 제품불량을 초래하는 경우가 많게 된다.

이러한 직물에 반해, 부직포(Non-woven fabric, 不織布)는 나일론, 폴리에스터, 폴리프로필렌, 비스코스, 면 등의 장단섬유가 서로 얽혀 종횡의 방향성이 없는 형태를 가리킨다. 따라서 부직포는 직물과 달리 잘 풀리는 일도 없기 때문에, 토목용, 건축용 등 크기와 부피를 요구하는 부분에서부터, 의복용, 의료용, 두건, 침대시트 등 거의 모든 부분에서 많이 사용되고 있다.

그러나 이러한 잇점이 있는 반면에 조직성을 갖지 못해 장력등에 의한 내구성이 강하지 못하고 방향성이 없어 피복재료로서 적합하지 못한 부분이 많다.

이 때문에 직물과 부직물이 갖는 문제점들을 해소할 수 있는 새로운 차원의 소재가 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 일반적인 직물에 부직포를 니들펀칭하거나 다수의 직물을 복합적으로 니들펀칭하며 필요에 따라 망상구조체를 내포시키거나 덧붙여 니들펀칭한 다음 수지형 물질로 도포, 침투, 피복 처리 후 건조함으로써 직물의 올풀림을 방지하여 형태의 안정성과 작업성 향상을 추구함은 물론, 각종 고정부착물을 견고히 취부하는 등 다양한 분야에 사용되는 복합부직포 및 그 제조방법에 관한 기술을 제공함에 있다.

도 1는 일반적인 직물의 확대구조도.

도 2, 도 3, 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 복합부직포 제조방법을 설명하기 위한 장치구조도.

도 5는 본 발명의 복합부직포에 사용되는 재료들의 형태를 설명하기 위한 도면.

도 6, 도 7는 상기 도 2, 도 3 그리고 도 4의 제조과정에서 니들펀칭단계를 상세히 설명하기 위한 도면.

도 8는 본 발명의 제조과정에 따라 완성된 복합부직포의 일례에 대한 확대구조도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

211∼214 ; 니들펀칭기220 ; 히터장치

230 ; 수지가공장치240 ; 건조장치

250 ; 다림장치260 ; 냉각장치

20L ; 저융점섬유의 웨브(web)

20W ; 일반 부직물의 웨브(web)

20Z ; 직물

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 제1형의 복합부직포는, 직물과 부직물의 웨브를 니들펀칭하여 결속한 다음 수지처리하여 새로운 얽힘구조에 의한 직물의 인장력과 내구성을 강화시킨 형태이며,

제2형의 복합부직포는, 저융점섬유의 웨브와 직물을 니들펀칭하여 약 100∼250℃의 열을 가해 결속해 냄으로써 새로운 얽힘구조에 의한 직물의 인장력과 내구성을 강화시킨 형태이며,

그리고 제3형의 복합부직포는, 직물을 한겹 또는 필요한 수의 겹으로 니들펀칭하여 결속한 다음 수지처리하여 새로운 얽힘구조에 의한 직물의 경·위사의 올 풀림방지를 강화시킨 것의 형태이다.

그리고 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 복합부직포의 제1제조방법은,

(1) 장단섬유의 웨브를 투입하여 니들펀칭하고 이 니들펀칭한 웨브의 일측면에 직물을 위치시켜 니들펀칭하여 결속하는 제1단계와, (2) 상기 니들펀칭한 웨브 및 직물 복합체에 열을 가해 결속을 증대시키는 제2단계와, (3) 상기 결속된 니들펀칭 복합체를 수지액에 담가 수지처리한 다음 건조하여 완성해내는 제3단계를 포함하며,

복합부직포의 제2제조방법은,

(1) 저융점섬유의 웨브를 투입하여 니들펀칭하고 이 니들펀칭한 웨브의 일측면에 직물을 위치시켜 니들펀칭하여 결속하는 제1단계와, (2) 니들펀칭한 상기 저융점섬유의 웨브 및 직물 복합체에 열을 가해 결속을 증대시키는 제2단계를 포함하며,

그리고 복합부직포의 제3제조방법은,

(1) 투입시킨 직물류를 니들펀칭하거나, 이 니들펀칭한 직물의 일측면에 또 다른 직물을 위치시켜 니들펀칭하는 제1단계와, (2) 상기 복수의 겹으로 니들펀칭한 직물에 열을 가해 결속을 증대시키는 제2단계와, (3) 상기 결속된 니들펀칭 직물을 도포, 침투, 피복 등의 방법으로 수지처리한 다음 건조하여 완성해내는 제3단계를 포함하여 진행된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 복합부직포 및 그 제조방법을 자세히 설명한다.

[도 2] ∼ [도 4]는 본 발명의 실시예들에 따른 복합부직포 제조방법을 설명하기 위한 장치구조도면으로, [도 2]는 장단섬유의 웨브(web)와 직물을 니들펀칭으로 결속시켜 본 발명의 복합부직포를 제조하는 것에 대해, [도 3]은 저융점섬유의웨브와 직물을 니들펀칭으로 결속시켜 본 발명의 복합부직포를 제조하는 것에 대해, 그리고 [도 4]는 직물들을 겹으로 사용하여 복합부직포를 제조하는 과정을 각각 설명하기 위한 도면이다.

먼저, [도 2]에서는 도시한 바와 같이, 장·단섬유로 제조된 웨브(20W)를 제1니들펀칭기(211)로 투입시켜 웨브(20W)의 상부면(제1측면)을, 제2니들펀칭기(212)에서는 웨브(20W)의 하부면(제2측면)을 각각 펀칭해주고, 이 후 제3니들펀칭기(213)와 제4니들펀칭기(214)에서는 각각 웨브(20W)에 결속시키기 위한 직물(20Z)을 필요한 겹만큼 펀칭시켜 주게 된다.

이 후에 히터장치(220)에서 약 200∼400℃ 정도의 히터봉이나 기타 열을 가할 수 있는 장치를 지나도록 하여 웨브(20W) 양면의 보풀을 융착하여 표면을 처리함으로써 외관을 미려하게 하고 또한 결속을 강화함으로서 더욱 안정되고 강력하게 결속시켜 주게 된다.

히터장치(220)를 지난 미완성의 복합부직포 가공물은 다음 단계로 향하는 동안에 가열하였던 열이 식혀진다. 필요한 경우에는 냉각장치 등을 히터장치(220) 후단에 설치할 수도 있다. 또한 이렇게 히터장치(220)를 지난 복합부직포가공물은 다음 단계를 계속 진행하는 것이 아니라 일단 감아낸(Winding) 후에 필요에 따라 후속공정을 진행할 수도 있으며, 본 [도 2]에서 설명한 가공라인을 분리실시 할 수도 있게 된다.

이 후 상온 상태로 식혀낸 복합부직포 가공물은 도포, 침투, 피복을 위한 수지가공장치(230)에서 수지처리해 준다. 본 실시 예에서는 수지가공재료로 수지를사용하였지만 이외에도 합성라텍스 등 복합부직포 가공물의 결속을 강화하기 위하여 표면을 코팅하거나 침투 또는 그 외부표면을 감싸줄 수 있는 물질이면 다른 재료도 가능하다.

수지가공장치(230)에서 처리한 복합부직포 가공물은 이 후 건조장치(240)로 이송되어 건조시킨다. 이 건조장치(240)에서는 복합부직포 가공물이 변형되지 않도록 약 100∼250℃ 의 범위내에서 일정한 열풍에 의해 건조시키게 되며, 필요한 경우 석영등, 원적외선램프, 히터 봉 등을 이용하여 건조시킬 수도 있다. 결과적으로 이 건조장치(240)에서는 복합부직포 가공물의 변형을 방지하고 직물섬유의 성질이 변하지 않도록 서서히 건조시키게 된다.

건조장치(240)를 통과한 복합부직포 가공물은 후단의 다림장치(250)에 통과시켜 다려주게 된다. 이 과정은 건조까지 끝낸 본 실시예의 복합부직포가공물을 후처리하는 과정이라 할 수 있으며, 중간의 가공과정에서 흐트러진 상태를 단정하고 깨끗하게 정리하기 위한 것이다. 다린 후에는 냉각장치(260)에서 최종 냉각하여 수축 안정성을 확보함으로써 본 발명의 복합부직포를 완성하게 된다.

[도 3]은 LM-PET(Low Melting - PolyEthylene Terephthalate or Polyester fiber)이나 폴리프로필렌(PP; PolyPropylene)과 같은 저융점섬유(20L)의 웨브를 제1니들펀칭기(211)와 제2니들펀칭기(212)로 투입시키고, 이에 결속시키고자 하는 직물(20Z)을 제3니들펀칭기(213)로 투입시킨 다음 저융점섬유의 웨브와 직물(20Z)을 니들펀칭하여 결속시켜 주게 된다.

하지만 일반 부직물(20W)과는 달리 본 [도 3]에서와 같이 저융점섬유(20L)를직물(20Z)과 결합시켜 줄 때는, 약 200∼400℃ 정도의 히터장치(220)로 열을 가하는 것으로도 수지처리의 효과를 달성할 수 있기 때문에, [도 2]에서와 같은 수지가공장치(230) 이후의 공정이 꼭 필요하지는 않다. 물론 필요에 따라 복합부직포의 품질을 높이기 위해 수지처리 이후의 공정을 실시해 주어도 무방하다.

즉 저융점섬유(20L)에는 LM-PET이나 폴리프로필렌(PP; PolyPropylene)과 같은 저융점섬유가 약 5∼50% 정도 포함되어 있는데, 이러한 저융점섬유에 열을 가하게 되면, 수지처리의 효과를 낼 수 있기 때문에 굳이 수지처리를 실시하지 않아도 된다.

필요에 따라 수지처리를 하는 경우에는 [도 2]에서 설명한 바와 같이, 수지장치(230)에서 냉각장치(260)까지의 공정을 실시해 주면 된다.

[도 4]는 [도 2]와 거의 같은 구조이나, 여기서는 최초 각 니들펀칭기에 투입시키는 상태와 본 발명의 복합부직포를 제조하기 위한 재료에 차이가 있다.

도시한 바와 같이, 본 실시 예에서는 도 2에서와 달리 제1 및 제2 니들펀칭기(211, 212)는 사용하지 않고, 제3니들펀칭기(213)와 제4니들펀칭기(214)에 직물(20v)을 각각 투입한 후 니들펀칭하여 본 발명의 복합부직포를 제조하는 경우를 보인 것이다. 본 실시예에서는 직물을 겹으로 덧대이도록 니들펀칭하여 일반 직물로는 제조할 수 없는 경·위사 풀림을 방지 복합부직포를 제조할 수 있다는 것이 중요하다.

아울러 본 발명의 복합부직포 제조과정에서는 완성될 복합부직포의 품질을 높이기 위해 일반적인 장력으로는 거의 끊어지지 않는 인조섬유의 망상구조물을 상기 제조과정에 덧대어 니들펀칭하거나, 그 내부에 포함시킨 후 니들펀칭하여 제작하는 것도 가능하다. 이러한 망상구조물은 일반적인 직물과는 차이가 있는, 선풍기의 안전망처럼 눈이 크고 성긴 형태이며, 전술한 바와 같이 일반적인 장력으로는 끊어지지 않는 재료로 형성되기 때문에, 이러한 망상구조물이 포함된 복합부직포는 인장력과 내구성이 뛰어나다.

[도 5]는 본 발명의 복합부직포에 사용되는 재료들의 형태를 설명하기 위한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 실시 예의 복합부직포에는 상단의 [A]에 나타낸 것처럼 어느 정도 촘촘한 직물이 쓰인다. 따라서 이러한 직물이 부직물의 웨브와 니들펀칭되여 결속되면 직물단독으로 쓰이는 것과는 인장력과 내구성 등이 월등히 향상된다.

그리고 전술한 바와 같이, 본 발명의 복합부직포에는 하단의 [B]에 도시한 망상구조물을 복합부직포 형성시 같이 니들펀칭하여 제조하는 것도 가능하다. 이러한 망상구조물은 눈이 크고 엉성한 구조를 하고 있어 직물과 구별되며, 재료는 일반 직물과는 차이가 있는 합성섬유 등을 사용하기 때문에 장력을 세게 하지 않으면 끊어지지 않게 됨으로, 이러한 망상구조물이 포함된 본 복합부직포는 인장력, 내구력이 획기적으로 증대된다.

[도 6] 및 [도 7]은 [도 2] ∼ [도 4]의 제조과정에서 니들펀칭단계를 상세히 설명하기 위한 도면이다. 그리고, [도 8]은 본 발명의 제조과정에 따라 완성된 복합부직포의 일예에 대한 확대구조도이다.

복합부직포의 결속과정에서는, 올의 빠짐 또는 풀림을 방지하기 위하여 니들펀칭기의 타입과 니들의 선택, 심도의 조정 스트로크(Stroke: 니들이 한 번 상·하 왕복운동 하는 것.)의 조정이 중요하며, 이러한 내용은 제조과정을 실시하기 전에 선택해 주게 된다.

[도 6] 및 [도 7]을 참조하여 복합부직포의 결속과정을 자세히 살펴보면, 상기의 상황을 고려하여 엄밀하게 선정된 니들(210)이 섬유의 웨브(20W)나 저융점섬유의 웨브(20L)를 펀칭하면서, 니들(210)의 바브(Barb: 니들의 홈)가 섬유의 일부를 물고 직물(20Z)의 올이 벌어지는 사이로 침투하게 되고, 이렇게 벌어진 사이에 웨브(20L, 20W)의 섬유들이 심어지게 되며, 이러한 과정이 연속적으로 반복되므로써 결국 전체적으로 직물(20Z)과 웨브(20L, 20W)의 섬유들이 결속되게 된다.

즉, 니들(210)이 직물(20Z)의 올 사이를 통과하면서 니들(210)의 바브(Barb)를 상·하 반복운동 시킴으로서 직물 올의 가닥이 자체적으로 얽혀서 올과 올이 분리되는 것을 방지하여 강하게 엮이도록 작용하게 된다. 따라서 이렇게 되면 웨브(20L, 20W)의 섬유들은 인장력 등에 의해 벌어진 직물(20Z)의 올 속으로 통과하여 심어져 엮여 짐으로써 결속력은 배가되게 된다.

아울러 이러한 결속과정은 위와는 다른, 직물(20Z)이 겹으로 결속되는 형태에서도 동일하고 또한 망상구조체가 복합부직포의 내부에 포함되거나 겉에 덧대이는 형태에서도 마찬가지이다.

아울러 수요자의 요구에 따라 항균, 난연, 발수, 전자파 차단 등의 기능성 재료의 섬유 또는 첨가물을 이용함으로써 기능성의 범위를 확장시킬 수 있다.

따라서 [도 8]의 같이 기능과 품질이 우수한 복합부직포를 제조할 수 있으며, 본 발명은 직물과 부직포를 복수로 형성하고 망상구조체도 필요한 위치에 포함시키거나 덧대이는 것이 가능하는 등 본 발명의 기술개념을 바탕으로 보다 다양하게 실시하는 것이 가능하다.

위와 같이 본 발명의 복합부직포는 인장력과 내구성이 우수하다. 또한 사용자가 각종 제품을 가공할 때 직물자체의 경·위사 풀림을 방지하여 생산성 향상과 경제적 손실을 줄이면서도 제품의 가치와 상품성을 향상시킨다.

때문에 본 발명의 복합부직포는 생활관련 분야, 의료분야, 건설분야 등 거의 모든 분야에 고루 쓰이며, 장기적인 형태 안정성 유지를 위하거나 걸고리쇠 등을 견고하게 잡아주는 등 인장력에 의해 지지되는 것이 요구되는 부분에 유용하게 쓰이는 효과를 제공한다.

Claims (12)

1. 부직물의 웹브와 직물을 니들펀칭하여 결속한 다음 수지처리하여 새로운 얽힘구조에 의한 직물의 인장력과 내구성을 강화시킨 것을 특징으로 하는 복합부직포.
2. 제1항에 있어서,

   상기 부직물의 웹브와 직물의 니들펀칭한 구조를 다수의 겹으로 형성하는 것을 특징으로 하는 복합부직포.
3. 저융점섬유의 웨브와 직물을 니들펀칭하여 약 100∼250℃의 열을 가해 결속해 냄으로써 새로운 얽힘구조에 의한 직물의 인장력과 내구성을 강화시킨 것을 특징으로 하는 복합부직포.
4. 제1항에 있어서,

   상기 저융점섬유의 웨브와 직물의 니들펀칭한 구조를 다수의 겹으로 형성하는 것을 특징으로 하는 복합부직포.
5. 직물을 한겹 또는 필요한 수의 겹으로 니들펀칭하여 결속한 다음 수지처리하여 새로운 얽힘구조에 의한 직물의 인장력과 내구성을 강화시킨 것을 특징으로 하는 복합부직포.
6. 제1항, 제3항, 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 니들펀칭되어 결속되는 부분이나 겉표면에 망상구조물을 추가시킨 것을 특징으로 하는, 복합부직포.
7. 장단섬유의 웨브를 투입하여 니들펀칭하고 이 니들펀칭한 웨브의 일측면에 직물을 위치시켜 니들펀칭하여 결속하는 제1단계와,

   상기 니들펀칭한 웨브 및 직물 복합체에 열을 가해 결속을 증대시키는 제2단계와,

   상기 결속된 니들펀칭 복합체를 수지액에 도포, 침투, 피복 등의 방법에 의해 수지처리한 다음 건조하여 완성해내는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합부직포의 제조방법.
8. 저융점섬유의 웨브를 투입하여 니들펀칭하고 이 니들펀칭한 웨브의 일측면에 직물을 위치시켜 니들펀칭하여 결속하는 제1단계와,

   니들펀칭한 상기 저융점섬유의 웨브 및 직물 복합체에 열을 가해 결속을 증대시키는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합부직포의 제조방법.
9. 제8항에 있어서,

   열을 가해 결속한 상기 저융점섬유 웨브 및 직물복합체를 수지액에 도포, 침투, 피복 등의 방법에 의해 수지처리한 다음 건조하여 완성해내는 단계를 상기 제2단계 이후에 추가하는 것을 특징으로 하는 복합부직포의 제조방법.
10. 제7항 또는 제8항에 있어서,

    상기 제1단계를 필요한 수만큼 반복적으로 수행하는 단계를 상기 제1단계 이후에 추가하는 것을 특징으로 하는 복합부직포의 제조방법.
11. 투입시킨 직물을 니들펀칭하고 이 니들펀칭한 직물의 일측면에 또 다른 직물을 위치시켜 니들펀칭하는 제1단계와,

    상기 복수의 겹으로 니들펀칭한 직물에 열을 가해 결속을 증대시키는 제2단계와,

    상기 결속된 니들펀칭 직물을 수지액에 담그거나 도포, 피복처리한 다음 건조하여 완성해내는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합부직포의 제조방법.
12. 제7항, 제8항, 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 니들펀칭되어 결속되는 부분이나 겉표면에 망상구조물을 덧붙이는 단계를 상기 제1단계 이후에 추가하는 것을 특징으로 하는 복합부직포의 제조방법.