KR20170125610A

KR20170125610A - 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포의 제조방법

Info

Publication number: KR20170125610A
Application number: KR1020160055649A
Authority: KR
Inventors: 송인희
Original assignee: 주식회사 선진인더스트리
Priority date: 2016-05-04
Filing date: 2016-05-04
Publication date: 2017-11-15
Also published as: KR101805386B1

Abstract

본 발명은, 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 폴리올레핀계 칩을 단독 또는 칼라 마스터 배치 칩과 함께 원료로 투입하는 단계; 상기 원료를 압출기와 방사노즐을 거쳐 용융방사하는 단계; 고온·고압 열풍에 의해서 극세 섬유화하는 단계; 및 수집체인 메쉬벨트에 적층하여, 표면이 거친 멜트블로운 부직포를 형성하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조 방법을 제공한다. 또한, 상기 부직포 원단의 웹 물성을 향상시키기 위하여 핫멜트, 엠보싱 캘린더 등을 이용한 합지가공을 하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단은, 연마재가 함유되지 않은 수세미 제품용 원단으로써, 위생적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 통기성이 우수하면서도 가공에 필요한 최소한의 강도 이상의 강도를 가져 필터와 같은 전혀 다른 분야에서 다른 용도로도 사용이 가능하다. 또한 부직포를 이루고 있는 실의 굵기가 10㎛이하의 미세섬유로 이루어져 있다는 점과, 거칠면서도 높은 인장강도, 높은 마찰계수를 갖는다는 특징이 있다.

Description

거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포의 제조방법 {Polyolefin non-woven fabric manufacturing method of having a rough surface}

본 발명은 거친 표면을 갖는 부직포 원단의 제조방법에 관한 것으로, 가정용 및 산업용 수세미와 같은 위생제품 뿐만 아니라 필터 등 다양한 분야에서 다양한 용도로 사용될 수 있다. 통상적으로 기존의 수세미 제품에는 무기성분의 마모재가 함유되어 있으나, 본 발명에서는 마모재가 첨가되지 않고도 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 소재의 멜트블로운 부직포 원단의 제조방법에 관한 것이다.

2011년부터 시행된 주 5일 근무제의 여파로 휴가철이 아니더라도 여가시간을 가족과 함께 보내는 문화가 정착되어 가고 있으며, 이와 더불어 가족단위의 여행 특히 야영, 캠핑, 낚시, 콘도, 팬션 등으로의 여행이 점차 증가되어 여행용 수세미와 같은 관련용품의 수요가 증가되고 있는 추세이다.

기존의 대부분 수세미에는 무기성분의 연마재가 함유되어 있는 실정이며, 위생적인 생활을 위해 음식물 찌꺼기가 끼여 있거나 묻어있는 수세미는 아무리 세척해도 음식물 찌꺼기가 잘 빠지지 않아 비위생적이다. 최근에는 아크릴 수세미가 세제도 적게 들고 잘 닦인다 하여 주부들 사이에서 인기가 있으나, 건조가 쉽지 않아 세균 번식의 우려가 있다. 다목적 수세미와 스펀지가 결합된 양면수세미는 스펀지의 물 흡수시 무게가 무거워져 팔목 관절 등에 힘이 많이 소요된다.

한편, 폴리올레핀계 중에서도 폴리프로필렌 소재는 유아용 젖병이나, 완구류, 생활용품, 식기와 같은 제품에서도 사용된다. 폴리프로필렌 소재의 멜트블로운 부직포 용도로는 주로 물티슈 원단이나, 유흡착재, 자동차용 흡음재, 수처리 및 공조용 필터 등으로 대개 부드러운 제품이 대다수를 이루고 있으며, 기존의 기술로 표면이 거친 제품을 만든다면, 강도가 낮아 쉽게 깨지는 성질의 원단이 되어 후가공 공정에서 가공하기 어렵다는 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-1137035호 (2012.04.19 공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다른 소재의 마모재를 첨가하지 않고 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 소재의 멜트블로운 부직포 원단의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 위해 본 발명은, 용융지수가 1,000g/10min이하인 폴리올레핀계 칩을 단독 또는 칼라 마스터 배치 칩과 함께 원료로 투입하는 단계; 상기 원료를 압출기와 방사노즐을 거쳐 용융방사하는 단계; 고온·고압 열풍에 의해서 극세 섬유화하는 단계; 및 수집체인 메쉬벨트에 적층하여, 표면이 거친 멜트블로운 부직포를 형성하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 의한 부직포 원단은 MD방향의 최대인장하중이 1.0N 이상이고, 평균마찰계수가 0.6 이상(ASTM D 1894), 마찰계수편차가 0.1이상의 거친 표면을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 용융방사하는 단계에서, 온도가 230℃~280℃인 티다이를 통해 한 홀의 노즐은 분당 0.25~1.2cc 의 속도로 원료를 방사하여 직경이 10㎛이하의 극세섬유로 구조화하고, 상기 부직포를 형성하는 단계에서, 분당 20~40㎥의 공기로 극세섬유화 하여 공기투과도 600~2,500CFM의 통기성 메쉬벨트 수집체에 평량이 20~100g/㎡가 되도록 웹을 수집하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 부직포 원단의 웹 물성을 향상시키기 위하여 핫멜트 및 엠보싱 캘린더로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종의 장치를 이용하여 합지가공을 하되, 상기 합지되는 부직포 원단 중에 상기의 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단을 포함하는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조 방법을 제공한다.

이 때 합지가공하는 방법은, 상기 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단과 폴리올레핀계 부직포 웹 원단을 적층한 후, 엠보싱 캘린더의 엠보롤러로 합지하거나, 상기 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단과 폴리올레핀계 부직포 웹 원단 또는 엠보싱 캘린더로 엠보싱 가공된 폴리올레핀 부직포 웹 원단을 핫멜트로 합지하거나, 상기 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단과 폴리올레핀계 이외의 소재를 핫멜트로 합지할 수 있다.

또한, 상기 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단 두 겹을 적층한 후 엠보싱 캘린더의 엠보롤러로 합지하거나, 상기 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단 두 겹을 핫멜트로 합지할 수 있다.

또한, 상기 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단두 겹을 준비하여, 이 중 하나는 엠보싱 캘린더로 엠보싱 가공한 다음, 상기 엠보싱 가공된 웹 원단 및 엠보싱 가공하지 않은 웹 원단을 적층하여 핫멜트로 합지하여 양면이 거친 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 부직포 원단을 얻을 수 있으며, 상기 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단 두겹을 모두 엠보싱 캘린더에 의해 엠보싱 가공한 다음, 상기 엠보싱 가공된 두 겹의 웹 원단을 적층한 후, 핫멜트로 합지하는 방법에 의해 양면이 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 합지가공 방법으로써, 3층 이상의 구조를 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단을 제조할 수도 있는데, 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단 두 겹 및 상기 두 겹의 웹 원단 사이에 한 겹 이상의 폴리올레핀계 부직포 웹 원단을 위치시킨 후, 핫멜트 및 엠보싱 캘린더로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종의 장치로 합지하거나, 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단 두 겹 및 상기 두 겹의 웹 원단 사이에 한 겹 이상의 폴리올레핀계 이외의 소재를 위치시킨 후, 핫멜트 및 엠보싱 캘린더로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종의 장치로 합지하는 방법을 예시할 수 있다.

폴리올레핀계 부직포를 멜트블로운 방식으로 표면을 거칠게 만들면, 쉽게 깨지는 특성을 나타내나, 본 발명에 따라 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단은, 이 같은 종래의 기술을 개선함으로써, 연마재가 함유되지 않은 수세미 제품용 원단으로 위생적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 통기성이 우수하면서도 가공에 필요한 최소한의 강도 이상의 강도를 가져 필터와 같은 전혀 다른 분야에서 다른 용도로도 사용이 가능하다. 또한 기존 특허와 차별되는 점은 제품의 섬도, 즉 부직포를 이루고 있는 실의 굵기가 10㎛이하의 미세섬유로 이루어져 있다는 점과, 거칠면서도 높은 인장강도, 높은 마찰계수를 갖는다는 특징이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포의 제조방법을 나타낸 순서도
도 2는 본 발명에 따른 폴리올레핀계 부직포가 멜트블로운 부직포 제조장치 노즐로부터 방사되어 통기성 메쉬벨트 수집체에 적층되어 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 멜트블로운 부직포가 제조되는 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 상기 도2의 거친 표면을 갖는 폴리올레핀 멜트블로운 부직포를 확대한 도면.
도 4는 거친 표면을 갖는 폴리올레핀 멜트블로운 부직포(13)의 메쉬벨트 적층시 수세미 멜트블로운 부직포 하부(31)와 메쉬벨트 적층시 수세미 멜트블로운 부직포 상부(32)를 도시한 도면.
도 5는 거친 표면을 갖는 폴리올레핀 멜트블로운 부직포(13)의 전자현미경 500배 확대사진.
도 6은 거친 표면을 갖는 폴리올레핀 멜트블로운 부직포(13)의 전자현미경 50배 확대사진.
도 7은 거친 표면을 갖는 폴리올레핀 멜트블로운 부직포(13)의 전자현미경 100배 확대사진.
도 8은 거친 표면을 갖는 폴리올레핀 멜트블로운 부직포(13)의 1겹 사진.
도 9은 거친 표면을 갖는 폴리올레핀 멜트블로운 부직포(13)의 여러겹 사진.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 거친 표면을 갖는 폴리올리핀계 부직포 원단의 제조방법을 구체적으로 설명한다.

본 발명의 부직포 원단은 멜트블로운 방식에 의해 제조되는데, 멜트블로운(meltblown) 부직포란 열가소성 섬유를 형성할 수 있는 고분자를 수 백 개의 작은 오리피스로 형성된 방사구금을 통해 방사하고, 방사노즐로부터 압출된 고분자는 용융상태에서 방사구금의 양옆에서 고속으로 분사되는 열풍(고속 기체스트림)에 의해 초세화된 극세섬유가 수집체에 적층된 자기결합형 부직포로서, 일반적으로 컬렉터 표면상에 적층되어 불규칙하게 분산된 섬유의 웹 또는 층(부직포 웹, 부직포층)을 형성한다.

도 1은 본 발명에 따른 거친 표면을 갖는 폴리올리핀계 부직포 원단의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명의 첫 번째 단계(S 110)에서는, 부직포 제조장치에 폴리올레핀계 칩을 단독으로 투입하거나, 요구되는 색상구현을 위하여 0.5 ~ 5 중량부의 칼라 마스터 배치 칩을 폴리올레핀계 칩과 함께 투입하여 혼합한다.

본 발명의 멜트블로운 부직포를 형성하는 극세 섬유의 원료가 되는 폴리올레핀은 C2 내지 C2O 단량체에서 제조된 폴리올레핀을 포함하는 것을 의미한다. 이것은 공중합체 및 삼원공중합체, 예컨대, 메탈로센 촉매와 함께 중합반응한 결과로서의 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함한다. 에틸렌, 프로필렌, 1-뷰텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 및 1-옥텐 등의 α-올레핀의 단독 또는 공중합체인 고압법 저밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌(소위 LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(프로필렌 단독중합체), 프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리1-뷰텐, 폴리4-메틸-1-펜텐, 에틸렌·프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌·1-뷰텐 랜덤 공중합체, 프로필렌·1-뷰텐 랜덤 공중합체 등이 있고, 이 중에서도 프로필렌계 중합체가 바람직하다.

폴리프로필렌 수지는 석유화학공장에서 얻어지는 열가소성 수지로서, 일반적으로 폴리프로필렌은 완구류, 소형가전, 식기, 물통, 투명용기, 포장용 필름, 의류, 카펫, 이불솜 등의 용도로 사용되어 인체 친화형 소재로 불린다. 이러한 프로필렌계 중합체로서는, 융점(Tm)이 155℃이상, 바람직하게는 157 ~ 165℃의 범위에 있는 프로필렌의 단독중합체 또는 프로필렌과 극소량의 에틸렌, 1-뷰텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 4-메틸-1-펜텐 등의 탄소수 2이상(단, 탄소수 3을 제외한다), 바람직하게는 2∼8(단, 탄소수 3을 제외한다)의 1종 또는 2종 이상의 α-올레핀의 공중합체이고, 가장 바람직하게는 프로필렌 단독중합체이다.

본 발명의 폴리올레핀계 칩은, 용용지수(MFR, ASTM D 1238에 의거하여 하중 2.16kg, 230℃에서 측정)가 1,000g/10min 이하이고, 보다 바람직하게는 30~600g/10min 의 범위이다. 용융지수가 1,000g/min을 초과할 경우, 부직포 원단의 거칠기가 충분하지 않아 상품성이 저하되는 문제가 있다.

다음 두 번째 단계(S 120)에서는, 부직포 제조장치에 투입된 원료가 멜트블로운 부직포 제조장치의 압출기와 방사 노즐을 거쳐 용융방사가 이루어지고, 세 번째 단계(S 130)에서 고온 고압의 열풍에 의한 연신으로 극세섬유화한다. 즉 용융된 재료가 매우 작은 직경을 갖고 한 줄로 배열된 방사 노즐을 통하여 방사되면, 고압 열풍을 통해 이를 연신시켜 10㎛ 이하의 극세섬유인 마이크로 파이버 상으로 토출이 이루어지도록 한다.

멜트블로운 부직포 제조방법은 폴리프로필렌과 같은 열가소성 수지를 이용하여 필라멘트 섬유를 제조할 때 고압의 공기로 필라멘트에 충격을 주어 섬유를 방사하고 랜덤하게 웹을 형성시키는 방법이다. 멜트블로운 부직포는 스펀본드 부직포에 비하여 극세 섬유로 할 수 있기 때문에, 유연성이 우수하고, 단일로 또는 다른 부직포 등과 적층하여 필터 용도를 비롯해 위생재, 의복, 포장재, 전지용 세퍼레이터 등에 이용되고 있다. 최종제품의 성질은 공정변수에 의해 쉽게 영향을 받는다.

네번째 단계(S 140)에서는 수집체인 메쉬벨트에 적층되어 표면이 거친 멜트블로운 부직포를 형성한다. 이때 메쉬벨트 수집체의 공기투과도는 600~2,500CFM이 바람직하다. 메쉬벨트 수집체의 공기투과도가 600CFM 미만이면, 표면의 거칠기가 충분하지 않고, 2,500CFM을 초과하면 웹이 형성되기 어려운 문제가 있다.

이와 같은 과정을 통해 만들어진 부직포는 다음 공정인 합지가공을 수행할 수도 있으며, 수행하지 않을 수도 있다. 합지 공정을 수행하지 않을 경우 와인딩 된 후 부직포 원단은 최종의 용도에 맞게 원하는 폭으로 슬리팅 되어 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단이 제조된다. 표면이 거칠면서 유기적으로 얽혀있지만, 전체적으로는 플렉시블한 원단을 만드는 방법이다.

본 발명에 의한 부직포 원단은 MD방향의 최대인장하중이 1.0N 이상이고, 평균마찰계수가 0.6 이상(ASTM D 1894)이며, 마찰계수편차가 0.1이상의 거친 표면을 갖는 것을 특징으로 한다. 만약 MD방향의 최대인장하중이 1.0N미만이면 후가공에 어려움이 있고, 상품성이 저하되고, 평균마찰계수가 0.6 미만, 마찰계수편차가 0.1미만일 경우 거칠기가 충분하지 않은 단점이 있다.

이러한 특성을 갖는 원단을 만들기 위해서는 원료와 평량, 다이온도, 공정에어(air)량, 생산량, 수집체와 다이와의 거리 등의 공정 변수가 매우 중요하다.

보다 구체적인 실시예로 폴리프로필렌의 경우 공정변수는 다음과 같다. 평량이 20gsm 미만으로 너무 낮은 경우 웹의 형성이 어려웠고, 웹이 형성되었다 하더라고 가공 공정상에서 가공하기가 매우 어려워 사용이 힘들었으며, 또한 평량이 100gsm을 초과할 경우, 플랙시블한 성질이 적어 뻣뻣한 상태가 되었다.

다이의 온도는 230~280℃로 설정하였다. 230℃ 미만의 너무 낮은 온도에서는 압출기와 다이의 압력이 높이 상승하여 방사가 제대로 이루어지지 않고, 노즐이 막히는 등의 현상이 발생하는 단점이 있었으며, 280℃를 초과하는 높은 온도에서는 원단에 알갱이와 같은 샷이 발생하는 문제가 있었다.

공정에어량은 웹을 10㎛이하의 극세 섬유로 만들기 위한 조건으로서, 너무 낮은 공정 에어량은 노즐 막힘의 원인이 되고, 공정에어량이 세면 셀수록 더욱 가는 섬유가 만들어지나 너무 높은 에어량은 수집체에 적층되지 않고 날아가 버리는 경향을 나타내었다.

생산량은 단위 시간당 하나의 홀에서 토출되는 부피를 나타내는 것으로, 최종적으로 무게로 사용되기 때문에 무게로 환산이 이루어진다. 생산량이 너무 작은 경우에는 노즐 막힘 현상이 발생하고, 생산량이 너무 높은 경우에는 모터에 무리를 줄 수 있어 장시간동안 생산이 불가능하다.

다이와 수집체와의 거리인 DCD는 웹의 배향도에 영향을 주어 조밀도, 인장 강도 등이 변하게 된다. DCD가 너무 가까울 경우 섬유가닥이 수집체에 적층되지 않고 이탈되어 웹의 형성이 어려웠으며, 거리가 너무 먼 경우에는 섬유의 굵기가 굵어져 극세 섬유를 형성할 수 없었다.

본 발명에서의 최적 생산 조건을 하기 [표 1] 에서 정리하였다.

공정 변수	조건
평량 [Basis weight(g/㎡)]	20～100
다이 온도 [Die tip temperature(℃)]	230～280
공정 에어량 [Air flow rate(㎥/min)]	20～40
생산량 [Amount of production(cc/min/hole)]	0.25～1.2
다이와 수집체와의 거리 [Die to collector distance; DCD(㎝)]	15～45

다섯번째 단계(S 150)인 합지가공은 선택적으로 수행될 수 있으며, 합지가공을 통하여 물성을 향상시키게 되므로, 되도록이면 합지가공을 하는 것이 바람직하다.

바람직한 일실시예에 따르면, 상기 합지가공은, 핫멜트 및 엠보싱 캘린더로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종의 장치를 이용하되, 상기 합지되는 부직포 원단 중에 상기의 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단을 포함한다.

구체적으로는, 상기 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단과 폴리올레핀계 부직포 웹 원단을 적층한 후, 엠보싱 캘린더의 엠보롤러로 합지하거나, 상기 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단과 폴리올레핀계 부직포 웹 원단 또는 엠보싱 캘린더로 엠보싱 가공된 폴리올레핀 부직포 웹 원단을 핫멜트로 합지하거나, 상기 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단과 폴리올레핀계 이외의 소재를 핫멜트로 합지할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

그러나, 하기 실시예는 본 발명의 일례를 나타내는 것으로서, 본 발명의 보호범위가 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

실시예1

용융지수(MFR)가 500g/10min(ASTM D 1238에 의거하여 하중 2.16kg, 230℃에서 측정), 융점 160℃인 폴리프로필렌 칩을 멜트블로운 부직포 제조장치에 투입하여 분당 0.8cc의 속도로 용융방사하고, 고온·고압에 의한 극세섬유화 단계를 거쳤다. 이때, 다이의 온도는 255℃, 공정 에어량은 1분당 25㎥ 되도록 하였다. 이후, 공기투과도 700CFM의 통기성 메쉬벨트 수집체 위에 평량이 35g/㎡이 되도록 적층하여 한 쪽 면이 거친 표면을 갖는 부직포 원단을 제조하였다. 이때 부직포 원단의 생산속도는 0.7cc가 되도록 조절하였고, 다이와 수집체와의 거리는 45cm였다.

실시예2

용융지수가 600g/10min의 폴리프로필렌 칩을 사용하였고, 메쉬벨트 수집체의 공기투과도가 2,000CFM, 다이와 수집체와의 거리가 30cm인 것을 제외하고는, 실시예1과 동일한 조건으로, 한 쪽 면이 거친 표면을 갖는 부직포 원단을 제조하였다.

비교예

용융지수가 1500g/10min의 폴리프로필렌 칩을 사용하였고, 다이의 온도는 225℃, 공정에어량은 1분당 45㎥가 되도록 하여 용융방사하였고, 공기투과도 3,000CFM의 통기성 메쉬벨트 수집체 위에 평량 35g/㎡이 되도록 적층하여 양 쪽 면 모두 부드러운 표면을 갖는 부직포 원단을 제조하였다. 이때 다이와 수집체와의 거리는 30cm였다.

<시험예>

(1) 평균 마찰 계수( MIU ), 마찰 계수의 편차( MMD )

정마찰계수는 정지상태에서 상대운동을 시작할 때 접촉면에 생기는 마찰력과 수직항력으로 작용하는 힘의 비를 의미하는 것으로, 국제공인시험기관인 한국고분자시험연구소에 의뢰하여 ASTM D1894에 의거하여 측정하였다. 실시예 및 비교예에 따라 제조된 부직포 원단으로부터 흐름 방향(MD) 63mm, 가로 방향(CD)63mm인 시험편을 5점 채취하였고, 피마찰재는 시험편과 동일 재료를 사용하였으며, 평판에 250mm × 130mm의 피마찰재를, 측정하고자 하는 면이 노출되도록 장착하고, 63mm × 63mm 정사각형 시험편을 측정하고자 하는 면이 노출되도록 밑면에 부착한 후, 나일론 줄과 시험편을 미끄럼판에 연결하고 하중센서를 부착하여, 29N의 로드셀, 1.96N의 수직하중, 150mm/min의 속도의 조건에서 정마찰계수를 측정했다. 5점의 시험편에 대한 정마찰계수를 각각 측정하여, 그의 평균값(MIU) 및 표준편차(MMD)를 계산하여 [표 2]에 나타내었다.

평균 마찰 계수는(MIU)는 부직포 원단 표면의 미끄러지기 쉬움을 나타내고, 값이 작을수록 미끄러지기 쉽다는 것을 나타낸다.

마찰 계수의 편차(MMD)는 부직포 원단 표면의 매끈함을 나타내고, 값이 작을수록 매끈하고, 값이 클수록 거칠다는 것을 나타낸다.

평균마찰계수 및 마찰계수편차 측정결과

구분	정마찰계수(단위없음)
구분	1	2	3	4	5	평균마찰계수 (MIU)	마찰계수편차 (MMD)
실시예1	0.88	0.60	0.71	0.71	0.61	0.70	0.11
실시예2	1.15	1.02	0.87	0.83	0.82	0.94	0.14
비교예	0.82	0.79	0.79	0.86	0.87	0.83	0.03

실시예 1,2의 마찰계수편차는 비교예보다 그 수치가 크게 나왔는바, 실시예 1,2에 의한 부직포 원단이 비교예에 의한 부직포 원단에 비하여 그 표면이 거칠다는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예의 평균마찰계수(0.83)는 실시예 2의 평균마찰계수(0.94)보다 작은 것으로 나타나, 비교예의 의한 부직포 원단이 실시예 2에 의한 부직포 원단보다 미끄러지기 쉬움을 알 수 있다.

다만, 비교예의 평균마찰계수(0.83)가 실시예 1의 평균마찰계수(0.7)보다 수치가 크게 나온 것은, 매끈한 표면에서 접촉하는 실제 면적이 증가하므로, 마찰계수가 높게 나타난 것으로 보이고, 표면이 매우 거친 실시예 2의 평균마찰계수가 매우 높게 나타난 것은 거친 표면에서는 요철과 같은 서로의 돌기를 넘어가야 하므로 여분의 힘이 소요되기 때문에 마찰계수가 특히 높게 나타난 것으로 보인다.

(2) 최대 인장 하중

실시예 및 비교예에 따라 제조된 부직포 원단으로부터 흐름 방향(MD), 가로 방향(CD)으로 각각 폭20mm, 길이 300mm의 크기로 시험편 5장을 채취하였다. 이 시험편에 대하여 정속 신장형 인장 시험기를 이용하여, 인장속도 12.5mm/min, 지간거리 125mm, 로드셀 20N의 조건으로 최대인장하중을 측정하여, 그 결과를 [표 3]에 나타내었다.

최대인장하중 측정 결과

구분		최대인장하중(N)
구분		1	2	3	4	5	평균
시료 1 (실시예1)	MD	1.13	1.72	1.55	1.66	1.71	1.55
시료 1 (실시예1)	CD	2.77	2.82	3.09	3.64	2.91	3.05
시료 2 (실시예2)	MD	2.25	1.93	2.25	2.31	2.49	2.25
시료 2 (실시예2)	CD	3.19	2.60	1.95	2.79	2.48	2.60
시료 3 (비교예)	MD	4.75	3.61	4.68	4.77	4.67	4.50
시료 3 (비교예)	CD	3.14	3.61	3.94	4.62	3.89	3.84

MD방향으로 최대인장하중이 1.0N이상이면, 후가공 공정에서 가공 작업이 가능해지는데, 실시예에 의한 부직포 원단은 MD방향 및 CD방향의 최대인장하중이 모두 1.0N을 상회하고 있어, 본 발명의 부직포 원단은 거친 표면을 갖으면서도 인장강도가 우수하여 후가공 공정에 제약이 없다는 점을 확인할 수 있다.

11: 멜트블로운 부직포 제조장치 노즐
12: 통기성 메쉬벨트 수집체
13: 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 멜트블로운 부직포
31 : 메쉬벨트 적층시 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 멜트블로운 부직포 하부
32 : 메쉬벨트 적층시 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 멜트블로운 부직포 상부

Claims

용융지수가 1,000g/10min이하인 폴리올레핀계 칩을 단독 또는 칼라 마스터 배치 칩과 함께 원료로 투입하는 단계;
상기 원료를 압출기와 방사노즐을 거쳐 용융방사하는 단계;
고온·고압 열풍에 의해서 극세 섬유화하는 단계; 및
수집체인 메쉬벨트에 적층하여, 표면이 거친 멜트블로운 부직포를 형성하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 폴리올레핀계 부직포 원단은, MD방향의 최대인장하중이 1.0N 이상이고, 평균마찰계수가 0.6 이상(ASTM D 1894), 마찰계수편차가 0.1이상인 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 원료를 압출기와 방사노즐을 거쳐 용융방사하는 단계에서, 온도가 230℃~280℃인 티다이를 통해 한 홀의 노즐은 분당 0.25~1.2cc 의 속도로 원료를 방사하여 직경이 10㎛이하의 극세섬유로 구조화하는 것을 특징으로 하는 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 부직포를 형성하는 단계는, 분당 20~40㎥의 공기로 극세섬유화 하여 공기투과도 600~2,500CFM의 통기성 메쉬벨트 수집체에 평량이 20~100g/㎡가 되도록 웹을 수집하는 것을 특징으로 하는 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조 방법
핫멜트 및 엠보싱 캘린더로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종의 장치를 이용하여 합지가공을 하되, 상기 합지되는 부직포 원단 중에 제1항의 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단을 포함하는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조 방법
제5항에 있어서,
상기 합지가공은, 제1항의 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단과 폴리올레핀계 부직포 웹 원단을 적층한 후, 엠보싱 캘린더의 엠보롤러로 합지하여, 한 면이 거친 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조 방법
제5항에 있어서,
상기 합지가공은, 제1항의 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단과 폴리올레핀계 부직포 웹 원단 또는 엠보싱 캘린더로 엠보싱가공된 폴리올레핀 부직포 웹 원단을 핫멜트로 합지하여 한 면이 거친 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조 방법
제5항에 있어서,
상기 합지가공은, 제1항의 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단과 폴리올레핀계 이외의 소재를 핫멜트로 합지하여 한 면은 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 원단, 다른 한 면은 폴리올레핀계 이외의 소재로 구조화된 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조 방법
제5항에 있어서,
상기 합지가공은, 제1항의 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단 두 겹을 엠보싱 캘린더의 엠보롤러로 합지하여 양면이 거친 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조방법
제5항에 있어서,
상기 합지가공은, 제1항의 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단 두 겹을 핫멜트로 합지하여 양면이 거친 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조방법
제5항에 있어서,
상기 합지가공은, 제1항의 방법으로 제조된 2개의 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단을 준비하는 단계;
상기 부직포 웹 원단 중 1개를 엠보싱 캘린더로 엠보싱 가공하는 단계; 및
상기 엠보싱 가공된 부직포 웹 원단 및 제1항의 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단을 핫멜트로 합지하는 단계를 포함하고, 양면이 거친 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조방법
제5항에 있어서,
상기 합지가공은,
제1항의 방법으로 제조된 2개의 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단을 준비하는 단계;
상기 2개의 부직포 웹 원단 각각을 엠보싱 캘린더로 엠보싱 가공하는 단계; 및
상기 엠보싱 가공된 2개의 부직포 웹 원단을 적층하여 핫멜트로 합지하는 단계를 포함하고, 양면이 거친 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조방법
제9항 내지 12항에 있어서,
상기 합지가공은, 제1항의 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단 두 겹 및 상기 두 겹의 웹 원단 사이에 한 겹 이상의 폴리올레핀계 부직포 웹 원단을 위치시킨 후, 핫멜트 및 엠보싱 캘린더로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종의 장치로 합지하여 3층 이상의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조 방법
제9항 내지 12항에 있어서,
상기 합지가공은, 제1항의 방법으로 제조된 거친 표면을 갖는 폴리올레핀계 부직포 웹 원단 두 겹 및 상기 두 겹의 웹 원단 사이에 한 겹 이상의 폴리올레핀계 이외의 소재를 위치시킨 후, 핫멜트 및 엠보싱 캘린더로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종의 장치로 합지하여 3층 이상의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 부직포 원단의 제조 방법