KR20100133033A - 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포 및 그의 제조방법 - Google Patents

부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 제조용 철판을 세척·가공하는데 주로 사용되는 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명으로 제조된 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포는 (ⅰ) 스테이플(Staple) 상태인 면섬유(A)와 스테이플(Staple) 상태인 합성섬유(B)들이 워터-제팅(water jetting) 공정에 의해 서로 물리적으로 교락되어 있는 부직포와 (ⅱ) 상기 부직포내에 함침된 합성수지로 구성된다.
본 발명에 따른 합성수지 함침 부직포의 제조방법은 카딩 웹에 합성수지 용액을 함침시키기 전에 상기 카딩 웹을 워터-제팅(water jetting) 처리하여 카딩 웹내 섬유들을 물리적으로 교락시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 섬유 손상 없이도 부직포의 기계적 물성을 향상시킬 수 있고, 합성수지 함침 공정을 디핑방식으로 실시할 수 있어서 제조공정도 간소화 되는 장점이 있다.
부직포, 합성수지, 함침, 워터-제팅, 부직포 롤, 롤재, 자동차, 철판.

Description

부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포 및 그의 제조방법{Non-woven fabric with impregnated synthetic resin used in manufacturing non-woven fabric roller and a process of preparing the same}
본 발명은 자동차 제조용 철판 생산에 주로 사용되는 부직포 롤 소재로 사용되는 합성수지 함침 부직포 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
원재(후판 등)를 압연이나 프레스 하기 전에 상기 원재에 묻은 오일, 이물질 등을 제거하고 또한 원재를 이송하기 위해 부직포 롤이 널리 사용된다.
상기 부직포 롤은 원재(후판)의 상·하측에 위치하면서 회전하여 원재의 표면을 세정하고, 원재를 이송시킨다.
일반적 부직포 롤은 도 3에 도시된 바와 같이 축부재(1)의 중간 외주면에서 중공 원통상의 다수의 부직포 디스크(3)가 외삽되고, 상기 부직포 디스크(3)의 좌우방향 미끄러짐을 방지하도록 상기 축부재(1)의 양측에는 상기 부직포 디스크(3)의 단면에 밀착되게 밀착 디스크(5,5')가 외삽되며, 상기 밀착 디스크(5,5')를 일정한 위치에 위치시키도록 상기 밀착디스크(5,5')의 일측에는 스냅링(7,7')이 상기 축부재(1)에 결합된 구조로 되어 있다.
도 3은 일반적인 부직포 롤의 사시개략도이다.
자동차용 철판 생산에 사용되는 종래의 부직포 롤은 축부재(1)의 외주면에 스테이플(staple) 상태인 면섬유 50중량%와 스테이프 상태인 합성섬유 50중량%로 구성된 카딩 웹에 합성수지가 함침된 합성수지 함침 부직포(웹) 디스크가 삽입된 구조를 갖는다.
다시말해 상기의 종래 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포는 (ⅰ) 상기 면섬유와 상기 합성섬유들이 서로 물리적으로 교락되지 않는 카딩 웹과 (ⅱ) 상기 카딩 웹내에 함침된 합성수지로 구성되어 인장강도 등의 기계적 물성이 나빠 부직포 롤 제조시 수명이 짧은 문제가 있었다.
또한, 상기의 카딩 웹은 이를 구성하는 섬유들이 서로 물리적으로 교락되지 않아 인장강도 등의 기계적 물성이 약해 종래 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포를 제조하기 위해서는 간단한 디핑(Dipping) 공정을 적용하지 못하고 도 2에 도시된 바와 같이 서로 접촉한 상태로 회전하는 스틸 로울러(21)와 외표면에 침포가 감긴 스틸 로울러(22) 사이로 상기 카딩 웹을 통과시키면서 상기 스틸 로울러(21, 22)들 사이에 폼(Foam) 형태인 합성수지 용액을 공급해 주는 공정을 실시해야 하므로 제조공정이 복잡한 문제점도 있었다.
상기 합성수지로는 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Butadiene Rubber:NBR), 스티렌 부타디엔 고무(Styrene Butadiene Rubber:SBR) 또는 폴리우레탄(Polyurethane) 등이 사용된다.
본 발명은 상기의 종래 문제점들을 해결함으로서, 섬유 손상 없이도 카딩 웹내 섬유 상호간이 물리적으로 교락되어 부직포의 기계적 물성이 향상되고, 부직포 롤의 사용 수명을 연장시킬 수 있고, 디핑방식으로 부직포 내에 합성수지를 함침시킬 수 있고, 제조공정도 간소화 시킬 수 있는 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포 및 그의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 단섬유들이 혼합, 적층된 카딩 웹(web)에 합성수지를 함침시키기 이전에 상기 카딩 웹(web)에 고압의 물을 분사(Water-Jetting)시켜 카딩 웹내 단섬유들을 손상없이도 서로 물리적으로 교락시켜 기계적 물성이 향상된 부직포를 제조한 다음, 디핑(Dipping) 방식으로 상기 부직포 내에 합성수지를 함침하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 부직포 내에 합성수지를 디핑방식으로 함침하기 때문에 제조공정이 간소화되고 생산성이 높다.
또한, 본 발명은 부직포내 단섬유(staple)들이 손상없이 서로 물리적으로 교락되어 합성수지 함침전인 부직포 및 합성수지가 함침된 부직포의 기계적 물성이 우수하고, 그로 인해 부직포 롤 제조시 사용 수명이 연장된다.
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이 아래 공정들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
(ⅰ) 스테이플(Staple) 상태인 면섬유(A)와 스테이플(Staple) 상태인 합성섬유(B)를 카딩기(10)에 동시에 투입 후 카딩처리하여 상기 면섬유(A)와 합성섬유(B)들이 서로 혼합, 적층 배열된 카딩 웹(Web)을 제조하는 공정;
(ⅱ) 상기 카딩 웹에서 고압의 물을 분사시켜 카딩 웹내 면섬유(A)와 합성섬유(B)들을 서로 물리적으로 교락시켜 부직포를 제조하는 워터-제팅 공정; 및
(ⅲ) 상기 부직포를 합성수지 용액이 담긴 용조(12) 내에 디핑시켜 상기 부직포 내에 합성수지를 함침시킨 후 건조하는 합성수지 함침 공정;
도 1은 본 발명에 따른 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포를 제조하는 공정 개략도이다.
본 발명은 먼저 스테이플(Staple) 상태인 면섬유(A)와 스테이플(Staple) 상태인 합성섬유(B)를 카딩기(10)에 동시에 투입 후 카딩처리하여 상기 면섬유(A)와 합성섬유(B)들이 서로 혼합, 적층 배열된 카딩 웹(Web)을 제조한다.
상기와 같이 제조된 카딩 웹은 상기의 면섬유와 합성섬유가 서로 물리적으로 교락되지 않고 서로 혼합, 적층 배열된 구조이기 때문에 인장강도 등과 같은 기계적 물성이 약하다. 그로 인해 디핑방식으로 상기 카딩 웹에 합성수지를 함침시키는 것은 불가능하다.
본 발명에 있어서, 스테이플(Staple) 상태인 면섬유 또는 합성섬유는 길이 짧은 단섬유 상태인 면섬유 또는 합성섬유를 의미한다.
상기 합성섬유(B)의 구체적인 예로는 폴리에스테르 섬유 또는 폴리아미드 섬유 등이며, 본 발명에서는 합성섬유의 구체적인 종류를 특별히 한정하는 것은 아니다.
카딩 웹 제조시 상기 면섬유(A)와 합성섬유(B)의 혼합중량비 50:50으로 하는 것이 바람직하다.
카딩 웹 제조시 면섬유(A)를 사용하는 이유는 최종제품인 합성수지 함침 부직포의 습윤강도를 향상시키기 위한 것이다.
다음으로는, 상기 카딩 웹에서 고압의 물을 분사시켜 카딩 웹내 면섬유(A)와 합성섬유(B)들을 서로 물리적으로 교락시켜 부직포를 제조한다.
카딩 웹에 노즐을 통해 고압의 물을 분사시켜 주는 공정을 워터-제팅(Water-Jetting) 공정이라고 한다.
상기 카딩 웹에 워터-제팅 공정 대신에 니들 펀칭(Needle punching) 공정을 실시하면 카딩 웹내 섬유들이 서로 물리적으로 교락은 하지만 상기 섬유들이, 특히 상기 면섬유가 심하게 손상되는 문제가 발생된다.
다음으로는, 상기 부직포를 합성수지 용액이 담긴 용조(12) 내에 디핑시켜 상기 부직포 내에 합성수지를 함침시킨 후 건조하는 합성수지 함침공정을 거쳐 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포를 제조한다.
상기 합성수지는 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 또 는 폴리우레탄(Polyurethane) 등이다.
상기 부직포 내 합성수지의 함침량은 합성수지 함침 부직포의 전체 중량 대비 10~50중량%인 것이 기계적 물성과 신도 등의 개선에 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명의 제조방법으로 제조된 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포는 (ⅰ) 스테이플(Staple) 상태인 면섬유(A)와 스테이플(Staple) 상태인 합성섬유(B)들이 워터-제팅(water jetting) 공정에 의해 서로 물리적으로 교락되어 있는 부직포와 (ⅱ) 상기 부직포내에 함침된 합성수지로 구성된다.
상기 부직포 내 합성수지의 함침량은 합성수지 함침 부직포의 전체 중량 대비 10~50중량%인 것이 기계적 물성 개선에 바람직하다.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.
실시예 1
평균길이가 30㎜인 스테이플 상태의 면섬유(A)와 평균길이가 38㎜인 스테이플 상태의 폴리아미드 6 섬유(B)를 50:50의 중량비율로 카딩기(10)에 동시에 투입하여 상기 섬유들이 서로 혼합, 적층 배열된 카딩 웹을 제조한다.
다음으로, 상기와 같이 제조된 카딩 웹에 도 1에 도시된 바와 같이 고압의 물을 분사시키는 워터-제팅 공정을 실시하여 카딩 웹내 섬유들을 서로 물리적으로 교락시켜 부직포(펠트)를 제조한다.
다음으로, 상기와 같이 제조된 부직포(펠트)를 니트릴 부타디엔 고무(NBR) 용액이 담긴 욕조(12) 내에 디핑(Dipping)시켜 상기 부직포(펠트) 내에 니트릴 부 타디엔 고무(NBR)을 니트릴 부타디엔 고무(NBR) 함침 부직포의 전체 중량 대비 40중량%까지 함침시킨 후 건조하여 단위중량이 290g/㎡인 합성수지 함침 부직포를 제조한다.
제조된 합성수지 함침 부직포의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.
실시예 2
합성섬유로서 폴리아미드 6 섬유 대신에 폴리에스테르 섬유를 사용한 것과, 합성수지로 니트릴 부타디엔 고무(NBR) 대신에 스티렌 부타디엔 고무(SBR)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 공정으로 단위중량이 290g/㎡인 합성수지 함침 부직포를 제조한다.
제조된 합성수지 함침 부직포의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.
비교실시예 1
평균길이가 30㎜인 스테이플 상태의 면섬유(A)와 평균길이가 38㎜인 스테이플 상태의 폴리아미드 6 섬유(B)를 50:50의 중량비율로 카딩기(10)에 동시에 투입하여 상기 섬유들이 서로 혼합, 적층 배열된 카딩 웹을 제조한다.
다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이 상기와 같이 제조된 카딩 웹을 서로 접촉한 상태로 회전하는 스틸 로울러(21)와 외표면에 침포가 감긴 스틸 로울러(22) 사이로 통과시키면서, 상기 스틸 로울러(21, 22) 사이 공간에 폼(Foam) 상태인 니트릴 부타디엔 고무(NBR) 용액을 공급하여 니트릴 부타디엔 고무(NBR)을 니트릴 부 타디엔 고무(NBR) 함침 부직포의 전체 중량 대비 40중량%까지 함침시킨 후 건조하여 단위중량이 290g/㎡인 합성수지 함침 부직포를 제조한다.
제조된 합성수지 함침 부직포의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.
합성수지 함침 부직포의 물성평가결과
구분 실시예 1 실시예 2 비교실시예 1
10% 모듈러스에서의 인장강도 (㎏/5㎝) 길이방향 20.6 20.4 14.7
횡방향 18.1 17.9 13.9
파단강도(㎏/5㎝) 길이방향 39.8 38.9 48.3
횡방향 68.9 68.2 47.2
신도(%) 길이방향 71.3 70.2 27.4
횡방향 49.6 48.6 25.2
도 1은 본 발명에 따른 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포를 제조하는 공정 개략도.
도 2는 종래 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포를 제조하는 공정 개략도.
도 3은 일반적인 부직포 롤의 사시 개략도.
* 도면 중 주요부분에 대한 부호 설명
A : 면(Cotton) 섬유 B : 합성 단섬유
C : 폼(Foam)형태인 합성수지 용액
10,20 : 카팅기(Carding Machine)
11 : 워터 제팅기(Water jetting machine)
12 : 합성수지 용액이 담긴 욕조 14,23 : 건조기
16,24 : 합성수지 함침 부직포의 권취롤
17,25 : 가이드 로울러
21 : 스틸 로울러(Steel roller)
22 : 외표면에 침포가 감긴 스틸 로울러
1 : 축부재 3 : 부직포 디스크
5 : 밀착 디스크 7 : 스냅링

Claims (6)

  1. (ⅰ) 스테이플(Staple) 상태인 면섬유(A)와 스테이플(Staple) 상태인 합성섬유(B)를 카딩기(10)에 동시에 투입 후 카딩처리하여 상기 면섬유(A)와 합성섬유(B)들이 서로 혼합, 적층 배열된 카딩 웹(Web)을 제조하는 공정;
    (ⅱ) 상기 카딩 웹에서 고압의 물을 분사시켜 카딩 웹내 면섬유(A)와 합성섬유(B)들을 서로 물리적으로 교락시켜 부직포를 제조하는 워터-제팅 공정; 및
    (ⅲ) 상기 부직포를 합성수지 용액이 담긴 용조(12) 내에 디핑시켜 상기 부직포 내에 합성수지를 함침시킨 후 건조하는 합성수지 함침 공정; 들을 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 합성수지는 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 및 폴리우레탄 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 합성섬유(B)는 폴리에스테르 섬유 및 폴리아미드 섬유 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 부직포내 합성수지의 함침량을 합성수지 함침 부직포 의 전체 중량 대비 10~50중량%로 조절하는 것을 특징으로 하는 부직포 롤 제조용 합성수지 함침 부직포의 제조방법.
  5. 제1항의 방법으로 제조되어, (ⅰ) 스테이플(Staple) 상태인 면섬유(A)와 스테이플(Staple) 상태인 합성섬유(B)들이 워터-제팅(water jetting) 공정에 의해 서로 물리적으로 교락되어 있는 부직포와 (ⅱ) 상기 부직포내에 함침된 합성수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 부직포 제조용 합성수지 함침 부직포.
  6. 제5항에 있어서, 상기 부직포 내 합성수지의 함침량이 합성수지 함침 부직포의 전체 중량 대비 10~50중량%인 것을 특징으로 하는 부직포 제조용 합성수지 함침 부직포.
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