KR20110001501A - 폴리에스테르계 부직포, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 카페트 기포지 - Google Patents

폴리에스테르계 부직포, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 카페트 기포지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터프팅 공정 후에도 양호한 물성을 가짐에 따라 카페트 기포지용으로 바람직하게 사용 가능한 폴리에스테르계 부직포, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 카페트 기포지에 관한 것이다.
상기 폴리에스테르계 부직포는 4 내지 10 데니어의 섬도를 갖는 심초형 (Sheath & Core) 폴리에스테르 필라멘트 섬유로 이루어지며, 각 폴리에스테르 필라멘트 섬유는 심성분으로 융점이 250 ℃ 이상인 제1 폴리에스테르 중합체의 70 내지 95 중량%와, 초성분으로 상기 제1 폴리에스테르 중합체에 비해 20 ℃ 이상 낮은 융점을 갖는 제2 폴리에스테르 중합체의 5 내지 30 중량%로 이루어진다.
폴리에스테르계 부직포, 심초형 복합방사, 터프팅, 물성, 카페트 기포지

Description

폴리에스테르계 부직포, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 카페트 기포지{POLYESTER NONWOVEN FABRICS, ITS PREPARATION METHOD AND CARPET PRIMARY BACKING SUBSTRATE}
본 발명은 터프팅 공정 후에도 양호한 물성을 가짐에 따라 카페트 기포지용으로 바람직하게 사용 가능한 폴리에스테르계 부직포, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 카페트 기포지에 관한 것이다.
일반적으로 카페트 기포지로서 폴리에스테르 필라멘트 섬유로 이루어진 폴리에스테르계 부직포가 널리 사용되고 있다. 그런데, 이러한 카페트 기포지를 이용해 카페트를 제조함에 있어서는, 니들에 의해 카페트사를 카페트 기포지에 이식하는 터프팅(Tufting) 공정이 필요하다.
이때, 니들(Needle)에 의해 카페트사를 이식하는 과정에서, 상기 폴리에스테르계 부직포를 이루는 필라멘트 섬유들이 니들에 의해 파손되어 부직포의 강도, 신율 또는 인열강력 등의 물성이 저하되는 단점이 있다.
이러한 단점을 해결하기 위해, 다양한 방안이 제시된 바 있지만, 아직까지 기술적으로나 상업적으로 미흡한 실정이다.
예를 들어, 한국 특허 공개 제1998-0061102호에는, 2 가지 폴리에스테르 중합체를 이용해 필라멘트 섬유 및 웹을 형성한 후, 니들 펀치를 실시하고, 캘린더롤을 통과시켜 카페트 기포지용 스펀본드 부직포를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그런데, 이러한 방법은 전체적인 제조 과정이 복잡할 뿐 아니라, 니들 펀치에 의해 필라멘트 섬유를 결속시키는 과정에서 필라멘트 섬유의 파손이 나타나기 때문에 카페트사를 심는 터프팅 공정 후의 파손이 더욱 심각해진다. 따라서, 이러한 방법으로 제조된 부직포는 터프팅 후의 물성이 크게 저하되는 단점을 여전히 나타내며, 카페트 기포지용으로 적용하기에 곤란한 점이 있다.
또한, 한국 특허 공개 제2001-0053138호에는, 폴리에스테르와 폴리유산(PLA)을 복합 방사법으로 방사해 이형 단면사를 제조하는 과정 등을 거쳐 카페트 기포지를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 방법은 방사성이 좋지 않기 때문에 방사 결점이 발생하기 쉽고, 폴리유산의 높은 가격으로 제조원가가 높아진다.
따라서, 보다 단순화된 공정 및 낮은 제조 원가로도 제조 가능하며, 터프팅 공정 후에도 양호한 물성을 가짐에 따라 카페트 기포지로 바람직하게 사용될 수 있는 부직포 및 이의 제조 방법이 계속적으로 요구되고 있다.
본 발명은 터프팅 공정 후에도 양호한 물성을 가짐에 따라 카페트 기포지로서 바람직하게 사용 가능한 폴리에스테르계 부직포를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 폴리에스테르계 부직포의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 또한, 상기 폴리에스테르계 부직포를 포함하는 카페트 기포지를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 4 내지 10 데니어의 섬도를 갖는 심초형(Sheath & Core) 폴리에스테르 필라멘트 섬유로 이루어지며, 각 폴리에스테르 필라멘트 섬유는 심성분으로 융점이 250 ℃ 이상인 제1 폴리에스테르 중합체의 70 내지 95 중량%와, 초성분으로 상기 제1 폴리에스테르 중합체에 비해 20 ℃ 이상 낮은 융점을 갖는 제2 폴리에스테르 중합체의 5 내지 30 중량%로 이루어지는 폴리에스테르계 부직포를 제공한다.
또한, 본 발명은 융점이 250 ℃ 이상인 제1 폴리에스테르 중합체의 70 내지 95 중량%와, 상기 제1 폴리에스테르 중합체에 비해 20 ℃ 이상 낮은 융점을 갖는 제2 폴리에스테르 중합체의 5 내지 30 중량%를 혼합하는 단계; 상기 중합체 혼합물을 심초형(Sheath & Core) 복합방사 및 연신하여 4 내지 10 데니어의 섬도를 갖는 심초형 폴리에스테르 필라멘트 섬유를 형성하는 단계; 상기 필라멘트 섬유를 개섬법에 의해 웹의 형태로 적층하는 단계; 및 상기 웹 형태로 적층된 필라멘트 섬유를 열접착하는 단계를 포함하는 폴리에스테르계 부직포의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 폴리에스테르계 부직포를 포함하는 카페트 기포지를 제공한다.
이하, 발명의 구현예에 따른 폴리에스테르계 부직포, 이의 제조 방법 및 카페트 기포지에 관하여 상술하기로 한다.
한편, 발명의 일 구현예에 따라, 4 내지 10 데니어의 섬도를 갖는 심초형(Sheath & Core) 폴리에스테르 필라멘트 섬유로 이루어지며, 각 폴리에스테르 필라멘트 섬유는 심성분으로 융점이 250 ℃ 이상인 제1 폴리에스테르 중합체의 70 내지 95 중량%와, 초성분으로 상기 제1 폴리에스테르 중합체에 비해 20 ℃ 이상 낮은 융점을 갖는 제2 폴리에스테르 중합체의 5 내지 30 중량%로 이루어지는 폴리에스테르계 부직포가 제공된다.
이러한 폴리에스테르계 부직포는 특정 범위의 섬도를 갖는 심초형 폴리에스테르 필라멘트 섬유로 이루어지며, 각각의 필라멘트 섬유가 높은 융점을 갖는 제1 폴리에스테르 중합체의 심성분 및 낮은 융점을 갖는 제2 폴리에스테르 중합체의 초성분이 특정 함량 범위로 이루어진 것이 된다.
특히, 본 발명의 폴리에스테르계 부직포에서 심초형 폴리에스테르 필라멘트 섬유는 심성분과 초성분으로 이루어지며, 상기 심성분 및 초성분이 각각 특정 융점 범위를 갖고 특정 함량 범위로 이루어진다.
이러한 폴리에스테르계 부직포에서는, 상기 필라멘트 섬유 표면에 저융점 제2 폴리에스테르 중합체가 입혀져 있는 심초형 복합방사 (Sheath & Core) 형태이기에, 필라멘트 섬유끼리 쉽게 열접착시켜 제조될 수 있다. 특히, 니들 펀치 등의 공정을 별도로 진행하지 않더라도, 필라멘트 섬유끼리 쉽게 접착시켜 부직포를 얻을 수 있게 되므로, 상기 부직포의 제조 공정이 단순화되고 상기 니들 펀치 공정 등에서의 필라멘트 섬유의 파손을 억제할 수도 있다.
기존의 혼섬방사에 의해 제조된 부직포의 경우 융점이 높은 제1 폴리에스테르계 필라멘트가 태섬도로 이루어지고, 접착제 역할을 하는 융점이 낮은 제2 폴리에스테르계 필리멘트가 중섬도(예를 들면, 3~5데니어)로 이루어져 데니어가 다른 이종의 두 필라멘트가 혼재되어 있었다. 따라서, 동일 부직포 면적 비교시 본 발명에서와 같은 복합 방사 형태보다 공극이 좁게 형성되어 있었다. 따라서, 터프팅 공정에서의 필라멘트 파손이 더 많이 이루어지고, 융점이 높은 제1 폴리에스테르계 필라멘트간의 접착이 없기 때문에 융점이 낮은 제2 폴리에스테르계 필라멘트가 니들에 의해 파손되면 터프팅 후의 물성 하락이 많이 나타나게 된다.
하지만, 본 발명에 따라 심초형 섬유로부터 제조되는 부직포는 부직포를 구성하고 있는 대부분의 필라멘트가 저융점의 제2 폴리에스테르 중합체로 둘러싸여 약하게 접착되어 있기 때문에 터프팅시 필라멘트간의 탈락이 쉬울 뿐만 아니라, 터프팅이 되지 않은 부분에서는 강도가 그만큼 유지되기 때문에 터프팅 후에도 우수한 물성이 유지되는 장점이 있다.
또한, 상기 폴리에스테르계 부직포에서는, 상기 필라멘트 섬유가 바람직한 범위의 섬도를 가지면서, 심초형 복합방사 형태로 각 필라멘트가 이루어졌기 때문에 카페트사를 이식시키기 위한 터프팅 공정 후에도 우수한 강도, 신율 또는 인열강력 등의 뛰어난 물성을 나타낼 수 있으므로, 카페트 기포지용으로 매우 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 폴리에스테르계 부직포에서, 이를 이루는 각각의 필라멘트 섬유는 2 가지 폴리에스테르 중합체로 이루어지는데, 이중 심성분의 고융점 제1 폴리에스테르 중합체는 250 ℃ 이상, 바람직하게는 250 내지 280 ℃의 융점을 가질 수 있고, 초성분의 제2 폴리에스테르 중합체는 이보다 20 ℃ 이상 낮은 융점, 바람직하게는 180 내지 230 ℃의 융점을 가질 수 있다.
상기 제2 폴리에스테르 중합체의 융점이 지나치게 낮아지면, 상기 부직포를 사용하여 얻어진 카페트 기포지를 후가공하는 과정에서, 열수축이 발생해 치수 안정성이 떨어질 수 있다. 반대로, 제2 폴리에스테르 중합체의 융점이 지나치게 높아지면, 필라멘트 섬유끼리 열접착시켜 부직포를 얻기 위한 열처리 온도가 높아져 우수한 인열강력 등의 물성, 특히, 터프팅 공정 후 우수한 물성을 갖는 부직포를 얻기 어렵게 된다.
상기 제1 폴리에스테르 중합체로는, 예를 들어, 약 0.655 정도의 고유 점도(I.V.)를 갖는 통상적인 폴리에스테르 중합체를 별다른 제한 없이 사용할 수 있다. 특히, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리나프탈렌테레프탈레이트를 상기 제1 폴리에스테르 중합체로 사용할 수 있고, 이외에도 다양한 폴리에스테르 중합체를 사용할 수 있다.
또한, 상기 제2 폴리에스테르 중합체로는, 상술한 폴리에스테르 중합체, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리나프탈렌테레프탈레이트 등의 중합체에 아디프산 또는 이소프탈산이 공중합되어 보다 낮은 융점을 갖게 된 공중합체나, 폴리부틸렌테레프탈레이트 또는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트와 같이 자체적으로 낮은 융점을 갖는 중합체를 사용할 수 있다.
한편, 상기 폴리에스테르계 부직포에서, 각각의 필라멘트 섬유는 상기 제1 폴리에스테르 중합체의 70 내지 95 중량% 및 제2 폴리에스테르 중합체의 5 내지 30 중량%로 이루어지는데, 만일, 제2 폴리에스테르 중합체의 함량이 5 중량% 미만으로 지나치게 낮아지면, 각 필라멘트간의 접착력이 약하기 때문에 우수한 물성의 카페트 기포지용 부직포를 제조하기 어렵고, 또한, 복합방사 형태로의 필라멘트를 만드는 과정에서의 방사성이 미흡하기 때문에 공정상에 제약이 많이 따른다. 또한, 상기 제2 폴리에스테르 중합체의 함량이 30 중량%를 초과해 지나치게 커지면, 필라멘트 섬유끼리의 접착이 강하게 되기 때문에, 터프팅 공정 중의 필라멘트 섬유의 파손이 많이 발생하고, 이로 인해 터프팅 공정 후의 부직포의 물성이 크게 저하될 수 있다.
특히, 상기 심초형 폴리에스테르 필라멘트 섬유에 있어서, 심성분의 함량이 너무 낮으면 적절한 필라멘트 강도가 나타나지 않아 전체적으로 부직포의 강도가 저하되며, 심성분의 함량이 너무 많을 경우에는 초성분이 균일하게 심성분 주위에 배치되지 않아 열접착이 충분히 이루어지지 않는 문제점이 있을 수 있다. 따라서, 심성분과 초성분은 적절한 함량비를 유지하는 것이 균일한 단면 형성 뿐만 아니라, 필라멘트 물성 및 전체적인 부직포의 물성 유지에도 중요하다.
또한, 상기 폴리에스테르계 부직포는, 섬도가 4 내지 10 데니어로 조절된 상술한 필라멘트 섬유로 이루어지며, 이러한 섬도를 벗어나는 필라멘트 섬유를 실질적으로 포함하지 않는다. 본 발명자들의 실험 결과, 상기 필라멘트 섬유의 섬도가 4 데니어 미만으로 되면, 필라멘트 섬유가 가늘어 단위 면적당 필라멘트 섬유의 수가 많아진다. 따라서, 필라멘트 섬유 간의 교락점이 많아지고, 이로 인해 터프팅 공정시 니들에 의한 필라멘트 섬유의 파손이 많이 발생해 터프팅 공정 후의 부직포 물성이 크게 저하될 수 있다. 반대로, 상기 필라멘트 섬유의 섬도가 10 데니어를 초과하면, 이를 이용해 상기 폴리에스테르계 부직포를 균일하고 상업적으로 제조하기 곤란하게 된다.
한편, 상술한 폴리에스테르계 부직포는 상기 부직포의 중량에 대해 0.2 내지 2.0 중량%의 함량으로, 상기 부직포 표면에 도포되어 있는 유제를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 유제로는 통상적으로 사용되는 실리콘계 화합물, 예컨대, 폴리디메틸실록산 등을 주성분으로 하는 유제를 사용할 수 있다.
이러한 유제는 터프팅 공정에서 사용되는 니들과 부직포의 필라멘트 섬유 간의 마찰 및 이에 따른 필라멘트 섬유의 파손을 억제하기 위한 성분으로, 상기 유제의 함량이 0.2 중량% 미만으로 지나치게 작아지면 상기 터프팅 공정에서의 니들과 필라멘트 섬유 간의 마찰이 발생해 필라멘트 섬유의 파손이 발생할 수 있고, 2.0 중량%를 초과하여 지나치게 커지면 지나친 유제의 사용으로 끈적거리거나 장기 보관시 유제의 이동이 발생할 수 있다.
상술한 폴리에스테르계 부직포는 통상적으로 카페트 기포지로 사용하는 120 g/m2의 단위면적당 중량을 가질 수 있고, 이를 통해 카페트 기포지로 사용되기에 적절한 강도 등의 물성을 나타낼 수 있다.
상술한 바와 같은 폴리에스테르계 부직포는 카페트사의 이식을 위한 터프팅 공정시의 필라멘트 섬유의 파손이 적절히 억제되어, 터프팅 공정 후에도 우수한 물성을 나타낼 수 있으므로, 카페트 기포지용으로 매우 적합하게 사용될 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르계 부직포는 이를 이루는 필라멘트 섬유를 쉽게 열접착해 제조될 수 있으므로, 제조 공정이 용이하고도 단순하게 되며, 그 제조 단가 또한 크게 낮출 수 있다.
한편, 발명의 다른 구현예에 따라, 폴리에스테르계 부직포의 제조 방법이 제공된다. 이러한 폴리에스테르계 부직포의 제조 방법은, 융점이 250 ℃ 이상인 제1 폴리에스테르 중합체의 70 내지 95 중량%와, 상기 제1 폴리에스테르 중합체에 비해 20 ℃ 이상 낮은 융점을 갖는 제2 폴리에스테르 중합체의 5 내지 30 중량%를 혼합하는 단계; 상기 중합체 혼합물을 심초형(Sheath & Core) 복합방사 및 연신하여 4 내지 10 데니어의 섬도를 갖는 심초형 폴리에스테르 필라멘트 섬유를 형성하는 단계; 상기 필라멘트 섬유를 개섬법에 의해 웹의 형태로 적층하는 단계; 및 상기 웹 형태로 적층된 필라멘트 섬유를 열접착하는 단계를 포함한다.
즉, 이러한 제조 방법을 통하여, 터프팅 후에도 우수한 물성을 같은 상술한 폴리에스테르계 부직포를 용이하게 제조할 수 있고, 특히, 니들 펀치 공정 등의 부 가적 공정 없이도 상기 필라멘트 섬유를 용이하게 열접착시켜 상기 부직포를 제조할 수 있다.
이러한 폴리에스테르계 부직포의 제조 방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제1 및 제2 폴리에스테르 중합체를 각각의 익스트루더로 용융시킨 후, 상기 중합체의 혼합물을 심초형 복합방사 (Sheath & Core) 형태로 방사 및 연신하여 4 내지 10 데니어를 갖는 폴리에스테르 필라멘트 섬유를 얻게 되는데, 이때, 상기 방사 공정은 4,500 내지 5,000 m/min의 방사 속도로 진행할 수 있고, 이렇게 방사된 결과물을 고압의 공기 연신장치를 이용해 충분히 연신시켜 상기 특정 섬도를 갖는 필라멘트 섬유를 얻을 수 있다.
그리고 나서, 통상적인 부직포의 제조 공정에 따라, 상기 필라멘트 섬유를 개섬법에 의해 웹의 형태로 적층한 후, 웹 형태로 적층된 필라멘트 섬유를 서로 열접착하여 폴리에스테르계 부직포를 제조한다.
이때, 상기 필라멘트 섬유를 열접착함에 있어서는, 일반적으로 부직포 제조 공정에서 적용되는 고온/고압의 캘린더롤이나 엠보스롤을 사용하기 보다는, 열풍을 이용해 상기 필라멘트 섬유끼리 열접착함이 바람직하다.
상기 고온/고압의 롤에 의해 필라멘트 섬유를 열접착하는 경우, 부직포의 강도 또는 신도와 같은 물성은 높게 나타나지만, 그만큼 부직포의 두께가 얇아지기 때문에 필라멘트 섬유들이 과도하게 밀집된 상태로 된다. 이는 부직포 내에서의 필라멘트 섬유의 운동성을 악화시키며, 이로 인해 터프팅 공정에서 니들에 의한 필라 멘트 섬유의 파손이 다수 발생할 수 있다. 특히, 상기 롤에 의해 엠보싱된 부분에서 필라멘트 섬유가 많이 융착되어 있기 때문에, 그 부분에 니들이 통과할 때 필라멘트 섬유의 파손이 더욱 심각해질 수 있다. 이 때문에, 최종 제조된 폴리에스테르계 부직포의 터프팅 공정 후의 물성이 크게 저하될 수 있어 카페트 기포지로 적용되기 어려울 수 있다.
이에 비해, 상기 열풍을 이용해 상기 필라멘트 섬유끼리 열접착하는 경우, 이러한 문제점을 발생시키지 않고도, 부직포를 구성하는 각각의 필라멘트 표면에 있는 저융점 제2 폴리에스테르 중합체를 용융시켜, 상기 필라멘트 섬유끼리 용이하게 열접착시킬 수 있다. 이로 인해, 최종 제조된 폴리에스테르계 부직포의 초기 물성 및 터프팅 공정 후의 물성을 모두 우수하게 할 수 있다.
상기 열풍을 이용한 열접착 공정에서는, 텐터(Tenter)와 같이 열풍을 분사하는 열고정 장치를 이용할 수 있고, 이러한 열풍의 온도는 상기 제2 폴리에스테르 중합체의 융점에 대응하게 할 수 있다. 다만, 열풍을 이용한 접착을 하기 전에 저온/저압의 캘린더롤에 의해 웹 형태로 적층된 필라멘트 섬유를 살짝 눌러주어 균일한 두께의 부직포가 되도록 조정하는 공정은 적용 가능하다.
한편, 상기 폴리에스테르계 부직포의 제조 방법은, 상기 열접착 공정의 진행 후에, 상기 열접착된 결과물 표면에, 상기 부직포의 중량에 대해 0.2 내지 2.0 중량%의 유제를 도포하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
이와 같이, 소정 함량의 유제를 부직포의 표면에 도포함에 따라, 터프팅 공정에서 사용되는 니들 및 부직포를 이루는 필라멘트 섬유 간의 마찰을 줄일 수 있 고, 이에 따라, 상기 터프팅 공정에서의 필라멘트 섬유의 파손을 더욱 줄여 터프팅 공정 후의 부직포의 물성을 보다 향상시킬 수 있다. 다만, 유제를 지나치게 많이 도포하는 경우, 끈적거리거나 부직포의 장기 보관시 유제의 이동이 발생할 수 있어 바람직하지 않다.
상술한 폴리에스테르계 부직포는 초기 물성 및 터프팅 공정 후의 물성에 있어 모두 우수하게 됨에 따라, 카페트 기포지로서 바람직하게 적용될 수 있다.
이에 발명의 또 다른 구현예에 따라, 상술한 폴리에스테르계 부직포를 포함하는 카페트 기포지가 제공된다. 이러한 카페트 기포지는 상기 폴리에스테르계 부직포를 사용해 통상적인 방법으로 제조될 수 있고, 상기 카페트 기포지에 니들을 이용한 터프팅 공정을 진행하여 카페트사를 이식함으로써 카페트를 제조할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 카페트 기포지는 4~10 de의 태섬도로 이루어질 수 있으며, 터프팅 공정 후의 물성이 우수하게 유지되는 특징을 갖는다.
본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 터프팅 공정 후에도 인장 강도, 신율 및 인열 강력 등이 우수하게 유지되는 폴리에스테르계 부직포 및 이의 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 이러한 폴리에스테르계 부직포는 별도의 니들 펀치 공정 등을 부가하지 않고도 필라멘트 섬유끼리 용이하게 열접착시켜 제조될 수 있어, 제조 공정이 단순화되고 용이해지며, 그 제조 단가 또한 크게 낮아진다.
따라서, 상기 폴리에스테르계 부직포는 카페트 기포지용으로 매우 바람직하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확하기 이해시키기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1
(필라멘트 섬유의 제조)
원료로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체(PET/융점: 255 ℃)의 85 중량% 및 아디프산과 공중합된 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체(Co-PET/융점: 210 ℃)의 15 중량%를 방사온도 288 ℃에서 연속 압출기를 이용하여 녹인 다음, 연신 후 제조되는 심초형 복합방사(Sheath & Core) 필라멘트 섬유가 10 데니어 수준이 되도록 토출량과 구금의 모세공 수를 조절하였다.　 이어서, 구금을 통해 방출된 연속 필라멘트 섬유를 25 ℃의 냉각풍으로 고화시킨 후, 고압의 공기 연신 장치를 이용하여 방사속도가 5,000 m/min이 되도록 충분히 연신시켜 필라멘트 섬유를 제조하였다.
(스펀본드 부직포의 제조)
이어서 통상의 개섬법에 의해 연속 이동하는 금속제 네트(net)상에 상기 필라멘트 섬유를 웹(web)의 형태로 적층시켰다.　상기 적층된 필라멘트 섬유를 열풍장치를 이용해, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체의 용융점에서 열접착하여 단위 면적당 중량이 120　g/㎡인 폴리에스테르계 부직포를 제조하였다.
(유제 처리 공정)
위에서 제조된 부직포에 유제를 1.0 중량% 처리하였다.
실시예 2
원료로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체(PET/융점: 255 ℃)의 95 중량% 및 아디프산과 공중합된 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체(Co-PET/융점: 210 ℃)의 5 중량%로 복합방사 필라멘트를 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르계 부직포를 제조하였다.
실시예 3
원료로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체(PET/융점: 255 ℃)의 70 중량% 및 아디프산과 공중합된 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체(Co-PET/융점: 210 ℃)의 30 중량%로 복합방사 필라멘트를 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르계 부직포를 제조하였다.
실시예 4
원료로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체(PET/융점: 255 ℃)의 85 중량% 및 이소프탈산과 공중합된 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체(Co-PET/융점: 208 ℃)의 15 중량%로 복합방사 필라멘트를 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르계 부직포를 제조하였다.
실시예 5
원료로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체(PET/융점: 255 ℃)의 85 중량% 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 중합체(PBT/융점: 224 ℃)의 15 중량%로 복합방사 필라멘트를 제조한 것을 제외하고는, 실시예 4와 동일한 방법으로 폴리에스테르계 부직포를 제조하였다.
실시예 6
원료로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체(PET/융점: 255 ℃)의 85 중량% 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 중합체(PTT/융점: 221 ℃)의 15 중량%로 복합방사 필라멘트를 제조한 것을 제외하고는, 실시예 4와 동일한 방법으로 폴리에스테르계 부직포를 제조하였다.
실시예 7
필라멘트 섬유의 섬도를 4 데니어가 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르계 부직포를 제조하였다.
실시예 8
유제의 함량을 0.2 중량%로 하여 부직포에 처리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르계 부직포를 제조하였다.
[ 비교예 ]
비교예 1
필라멘트 섬유의 섬도를 3 데니어가 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르계 부직포를 제조하였다.
비교예 2
원료로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체(PET/융점: 255 ℃)의 96 중량% 및 아디프산과 공중합된 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체(Co-PET/융점: 210 ℃)의 4 중량%로 복합방사 필라멘트를 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르계 부직포를 제조하였다.
비교예 3
원료로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체(PET/융점: 255 ℃)의 69 중량% 및 아디프산과 공중합된 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체(Co-PET/융점: 210 ℃)의 31 중량%로 복합방사 필라멘트를 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르계 부직포를 제조하였다.
비교예 4
심초형 복합방사의 필라멘트 섬유가 아닌 혼섬방사 필라멘트 섬유를 사용하는 것을 제외하고는, 즉, 고융점의 제1 폴리에스테르계 필라멘트를 섬도 10 데니어로 사용하고 저융점의 제2 폴리에스테르계 필라멘트를 4 데니어로 혼섬방사 섬유를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르계 부직포를 제조하였다.
구분 중량
(g/m2)		 제1중합체 제2중합체 섬도
(de)		 유제
함량
(중량%)
성분 융점
(℃)		 함량
(중량%)		 성분 융점
(℃)		 함량
(중량%)
실시예 1 120 PET 255 85 Co-PET(AA) 210 15 10 1.0
실시예 2 120 PET 255 95 Co-PET(AA) 210 5 10 1.0
실시예 3 120 PET 255 70 Co-PET(AA) 210 30 10 1.0
실시예 4 120 PET 255 85 Co-PET(IPA) 208 15 10 1.0
실시예 5 120 PET 255 85 PBT 224 15 10 1.0
실시예 6 120 PET 255 85 PTT 221 15 10 1.0
실시예 7 120 PET 255 85 Co-PET(AA) 210 15 4 1.0
실시예 8 120 PET 255 85 Co-PET(AA) 210 15 10 0.2
비교예 1 120 PET 255 85 Co-PET(AA) 210 15 3 1.0
비교예 2 120 PET 255 96 Co-PET(AA) 210 4 10 1.0
비교예 3 120 PET 255 69 Co-PET(AA) 210 31 10 1.0
비교예 4 120 PET 255 85 Co-PET (AA) 210 15 10/4 1.0
* 상기 표 1에서, * AA는 아디프산을 나타내고, IPA는 이소프탈산을 나타내고, PET는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 나타내고, PBT는 폴리부틸렌테레프탈레이트를 나타내고, PTT는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 나타낸다.
[ 실험예 ]
상기 실시예 1~8 및 비교예 1~4에서 제조된 폴리에스테르계 부직포에 대하여, 아래와 같은 방법으로 터프팅 공정 전후의 인장 강도, 신율 및 인열 강력을 평가하였으며 그 결과를 표 2에 나타내었다.
실험예 1: 인장 강도( kg .f/5 cm )/ 신율 (%)
KS K 0521 법을 이용하였다. 구체적으로, 가로× 세로 = 5cm × 20cm 크기의 부직포 시편을 INSTRON사의 측정장비를 이용하여 상/하 5cm× 5cm 지그로 물린 후　인장속도 200 mm/min으로 측정하였다.
실험예 2: 인열 강력 (kg.f)
KS K 0536 (Single Tongue)법을 이용하였다. 구체적으로 가로× 세로 = 7.6cm × 20cm 크기의 부직포 시편을 가운데 부분을 7cm 절개한 후 인스트롱(INSTRON)사의 측정장비를 이용하여 인장속도 300 mm/min으로 측정하였다.
실험예 3: 터프팅 공정
1/10 게이지로 세팅된 터프팅 머신에서 부직포에 대한 터프팅 공정을 실시하였다. 터프팅 공정 진행 후, 실험예 1 및 2에 기재된 방법으로 각 물성을 측정하였다.
구분 Tufting 공정 전 Tufting 공정 후 비고
인장강도
(kg.f/5cm)		 신율
(%)		 인열강력
(kg.f)		 인장강도
(kg.f/5cm)		 신율
(%)		 인열강력
(kg.f)
실시예1 28.7/29.2 33.5/36.4 9.8/9.7 18.3/18.1 30.2/35.5 7.9/8.0 ◎
실시예2 22.5/22.7 26.8/28.1 10.5/10.6 15.2/14.8 27.3/29.5 8.4/8.2 ◎
실시예3 31.2/33.2 38.1/39.2 9.8/9.4 14.5/17.0 29.8/29.5 7.2/7.4 ◎
실시예4 29.1/28.1 32.5/35.4 10.0/11.2 18.2/17.8 29.3/31.1 8.0/8.1 ◎
실시예5 32.0/30.1 31.5/35.1 8.1/8.7 15.8/14.6 27.3/29.8 7.1/7.0 ◎
실시예6 31.2/31.5 32.2/37.2 8.7/8.5 16.2/15.1 29.0/30.2 7.0/7.2 ◎
실시예7 29.5/28.8 34.2/36.5 8.5/8.6 14.2/13.7 28.8/31.2 7.0/6.9 ○
실시예8 28.7/29.2 33.5/36.4 9.8/9.7 14.6/15.7 27.9/30.3 6.8/7.0 ○
비교예1 30.1/28.3 35.8/38.4 8.1/7.8 12.1/12.5 22.6/24.0 6.0/5.2 △
비교예2 20.8/20.2 21.2/19.8 7.8/7.1 10.1/8.7 20.2/19.7 4.0/3.9 ×
비교예3 33.7/34.5 40.7/38.5 6.8/6.5 14.2/15.6 25.1/27.9 4.6/4.1 △
비교예4 24.7/24.2 28.7/29.5 9.5/8.9 14.2/13.5 26.5/27.8 5.4/5.2 △
* 상기 표 2에서, 비고는 카페트 기포지용으로 사용 가능 여부에 대한 평가를 나타낸 것이며, ◎ 는 매우 적합함, ○는 적합함, △는 적합하지 않음, × 매우 적합하지 않음을 표시한 것이다.
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 8의 부직포는 터프팅 공정 전에도 우수한 인장 강도, 신율 및 인열 강력의 물성을 나타내며, 터프팅 후에도 우수한 물성이 크게 저하되지 않고 유지되는 것으로 확인된다.
이에 비해, 필라멘트 섬유의 섬도가 지나치게 작거나 제2 폴리에스테르 중합체의 함량이 지나치게 크거나 작은 비교예 1 내지 3의 부직포는 터프팅 공정 전후의 물성이 모두 현저히 낮거나(비교예 2), 터프팅 공정 전에는 어느 정도의 물성이 발현되나 터프팅 공정 후에 물성이 많이 저하됨(비교예 3)이 확인된다. 또한, 혼섬방사를 사용한 비교예 4의 부직포는 터프팅 후의 물성은 유사하나, 인장강도 및 인열강력에서 본 발명에 따라 심초형 섬유로부터 제조된 부직포에 비해 현저히 떨어지는 것을 알 수 있다.
따라서, 이들 비교예 1 내지 4의 부직포는 특히 터프팅 공정 후의 인열 강력의 물성이 지나치게 낮아 카페트 기포지용으로 적절히 사용될 수 없을 것으로 확인된다.

Claims (11)

  1. 4 내지 10 데니어의 섬도를 갖는 심초형(Sheath & Core) 폴리에스테르 필라멘트 섬유로 이루어지며,
    각 폴리에스테르 필라멘트 섬유는 심성분으로 융점이 250 ℃ 이상인 제1 폴리에스테르 중합체의 70 내지 95 중량%와, 초성분으로 상기 제1 폴리에스테르 중합체에 비해 20 ℃ 이상 낮은 융점을 갖는 제2 폴리에스테르 중합체의 5 내지 30 중량%로 이루어지는 폴리에스테르계 부직포.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 폴리에스테르 중합체는 250 내지 280 ℃의 융점을 가지며, 제2 폴리에스테르 중합체는 180 내지 230 ℃의 융점을 갖는 폴리에스테르계 부직포.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 폴리에스테르 중합체는 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리나프탈렌테레프탈레이트를 포함하는 폴리에스테르계 부직포.
  4. 제1항에 있어서,
    제2 폴리에스테르 중합체는 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리나프탈렌테레프탈레이트의 폴리에스테르 중합체가 아디프산 또는 이소프탈산과 공중합된 공중 합체, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상의 중합체를 포함하는 폴리에스테르계 부직포.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부직포의 중량에 대해 0.2 내지 2.0 중량%의 함량으로, 상기 부직포 표면에 도포되어 있는 유제를 더 포함하는 폴리에스테르계 부직포.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유제는 실리콘계 화합물을 포함하는 폴리에스테르계 부직포.
  7. 제1항에 있어서,
    카페트 기포지용으로 사용되는 폴리에스테르계 부직포.
  8. 융점이 250 ℃ 이상인 제1 폴리에스테르 중합체의 70 내지 95 중량%와, 상기 제1 폴리에스테르 중합체에 비해 20 ℃ 이상 낮은 융점을 갖는 제2 폴리에스테르 중합체의 5 내지 30 중량%를 혼합하는 단계;
    상기 중합체 혼합물을 심초형(Sheath & Core) 복합방사 및 연신하여 4 내지 10 데니어의 섬도를 갖는 심초형 폴리에스테르 필라멘트 섬유를 형성하는 단계;
    상기 필라멘트 섬유를 개섬법에 의해 웹의 형태로 적층하는 단계; 및
    상기 웹 형태로 적층된 필라멘트 섬유를 열접착하는 단계를 포함하는 폴리에 스테르계 부직포의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 열접착은 열풍을 이용하여 진행하는 폴리에스테르계 부직포의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 열접착된 결과물 표면에, 상기 부직포의 중량에 대해 0.2 내지 2.0 중량%의 유제를 도포하는 단계를 더 포함하는 폴리에스테르계 부직포의 제조 방법.
  11. 제1 항의 폴리에스테르계 부직포를 포함하는 카페트 기포지.
KR1020090059065A 2009-06-30 2009-06-30 폴리에스테르계 부직포, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 카페트 기포지 KR101194359B1 (ko)

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