KR20210055884A

KR20210055884A - 스펀본드 부직포 및 이를 이용한 타일카페트

Info

Publication number: KR20210055884A
Application number: KR1020190142206A
Authority: KR
Inventors: 최우석; 이민호; 조희정; 박영신; 장정순
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2021-05-18
Also published as: EP4053319A4; CN114641596A; KR102431854B1; WO2021091170A1; JP7425866B2; JP2023501199A; US20220228307A1; EP4053319A1

Abstract

본 발명은 리사이클 폴리에스테르 원료가 적용된 중공사로 이루어진 고후도의 부직포를 포함하여, 흡음성능 및 인발강력이 우수한 타일카페트를 제조할 수 있는, 타일카페트 기포지용 스펀본드 부직포 및 이를 이용한 타일카페트에 관한 것이다.

Description

스펀본드 부직포 및 이를 이용한 타일카페트{SPUNBONDED NONWOVEN AND TILE CARPET USING THE SAME}

본 발명은 고기능성을 나타내는 타일 카페트의 기포지로 적용하기 위한 스펀본드 부직포에 관한 것이다.

부직포는 필라멘트를 면 형태로 배치하여 만들어진 제품으로 필라멘트의 길이에 따라 단섬유 부직포와 장섬유 부직포로 크게 나뉘어 진다. 단섬유 부직포는 5mm 이하의 짧은 섬유를 면 형태로 배치하고, 섬유간 교락 또는 수지 접착을 통해 만들어지는 제품으로 신율이 높은 특징을 가진다. 장섬유 부직포는 끊어짐 없는 섬유를 면 행태로 배치하고, 섬유간 교락 또는 수지 접착을 통해 만들어지는 제품으로 강도가 높은 특징을 가진다.

강도가 우수한 장점을 갖는 장섬유 부직포는 건설용, 토목용 용도로 주로 사용되었으며, 최근에는 자동차 소재의 경량화 트랜드에 따라 자동차 내/외장재 용도로 확대 적용되고 있다. 또한, 기존에 사용되던 직물 또는 단섬유 부직포 형태의 내장재와 동일한 강도이면서 중량이 낮은 장섬유 부직포가 적용되고 있으며, 주로 적용되고 있는 제품 군에는 타일 카페트, 자동차 바닥재 카페트, Under Cover, Head linear 제품 등이 있다.

이중 타일(Tile) 카페트는 가정 또는 사무실의 바닥재료 사용되며, 주 목적은 보온 및 장식이다. 또한 카페트는 다른 바닥재와 비교하여 흡음성이 우수하여 소리의 울림이 상대적으로 적기 때문에, 조용한 생활 환경을 만들어 주는 역할을 한다. 이러한 타일 카페트는 부직포에 터프팅(Tufting) 공정 (부직포에 실을 심는 공정)과 백 코팅(Back Coating) 공정 (Tufting된 부직포 후면에 PVC 조액을 묻힌 후, Chamber를 통해 열 경화시키는 공정)을 거친 후, 커팅(Cutting) 공정 (규격 : 50cm x 50cm)을 끝으로 타일 카페트가 제조된다.

현재 사용되는 타일 카페트 제품의 경우, 재생 가능한 폴리에스테르 플라스틱과 같은 폐기물을 재활용함으로써 자원 재활용 및 환경오염 방지에 기여하면서도 인장강도와 같은 부직포의 기본 물성이 우수한 리사이클 폴리에스테르 원료가 함유된 타일 카페트 제품이 개발 되어지고 있으며, 카페트 제품 이외에도 조경용, 필터용 부직포 등으로 용도가 확대되고 있는 사항이다.

그러나, 리사이클 폴리에스테르 원료 사용은 부직포 폐기물에 함유되어 있는 첨가제, 점착제의 화학적 조성 차이 및 다량의 이물질 함유에 의해 따라 특성 저하 (칩 응집, 방사성 불량 및 부직포 물성 저하) 등의 문제점이 있다.

상기 문제를 해결하고자, 본 명세서에서는 이물질 함유량이 적고 물성이 개선된 리사이클 폴리에스테르 원료를 적용하여, 부직포의 기본 물성 특성이 우수하면서도 흡음성능 및 인발강력이 뛰어난 타일 카페트의 기포지인 스펀본드 부직포 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 명세서에서는 상기 스펀본드 부직포를 이용하여 흡음성 및 인발강력 등의 물성이 우수한 타일카페트를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 구현 예에 따르면,

융점이 각각 255℃이상인 폴리에스테르 원료와 리사이클 폴리에스테르 원료로부터 제조된 제1 필라멘트와, 상기 제1 필라멘트보다 융점이 30℃ 이상 낮은 코폴리에스테르로부터 제조된 제2 필라멘트의 혼섬사의 섬유 웹을 포함하고,

상기 제1 필라멘트는 중공률이 10 내지 20%인 중공사 단면을 갖는 필라멘트이고, 상기 리사이클 폴리에스테르의 원료는 1.0 내지 10.0㎛의 크기를 갖는 평균 이물질 개수가 10개 이하이며,

KS K 0521 법에 의해 측정된 인장강도가 20kgf/5cm이상이고, 인장신율이 20% 이상이며, 타일카페트 기포지 부직포로 사용되는, 스펀본드 부직포를 제공한다.

그리고, 본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 스펀본드 부직포를 기포지로 포함하며, 흡음률(at 500hz)이 0.2 이상이고, 카페트 인발강력이 2.0kgf 이상인 타일카페트를 제공한다.

이하, 발명의 구현 예들에 따른 흡음성 및 인발강력이 우수한 고기능성의 타일 카페트 기포지로 사용되는 스펀본드 부직포 및 이의 제조방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

그에 앞서, 본 명세서에서 명시적인 언급이 없는 한, 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다.

본 명세서에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 '포함'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

그리고, 본 명세서에서 '제1' 및 '제2'와 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용되며, 상기 서수에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위 내에서 제1 구성요소는 제2 구성요소로도 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 발명자들은 타일 카페트의 흡음성능과 인발강력 등의 물성을 개선하고자 연구를 계속한 결과, 타일 카페트에 적용할 수 있는 장섬유 스펀본드 부직포를 제공시, 이물질 함유량이 적고 원료의 물성이 개선된 리사이클 폴리에스테르 원료를 적용함과 동시에, 완제품 타일 카페트의 기능성을 높이기 위하여 중공사 및 高 후도(두께)의 부직포를 적용하여, 타일 카페트의 흡음성능 및 인발강력을 극대화 시키는 점을 확인하였다. 또한, 본 발명에서는 리사이클 폴리에스테르 원료 적용과 이의 함량 증대에도 부직포의 인장강도와 같은 기본 특성이 우수하게 유지되는 타일 카페트 기포지용 부직포를 제조하는 방법을 개발하였다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

스펀본드 부직포 및 그 제조방법

발명의 일 구현예에 따라, 융점이 각각 255℃이상인 폴리에스테르와 리사이클 폴리에스테르로부터 제조된 제1 필라멘트와, 상기 제1 필라멘트보다 융점이 30℃ 이상 낮은 코폴리에스테르로부터 제조된 제2 필라멘트의 혼섬사의 섬유 웹을 포함하고, 상기 제1 필라멘트는 중공률이 10 내지 20%인 중공사 단면을 갖는 필라멘트이고, 상기 리사이클 폴리에스테르의 원료는 1.0 내지 10.0㎛의 크기를 갖는 평균 이물질 개수가 10개 이하이며, KS K 0521 법에 의해 측정된 인장강도가 20kgf/5cm이상이고, 인장신율이 20% 이상이며, 타일카페트 기포지 부직포로 사용되는, 스펀본드 부직포가 제공될 수 있다.

본 발명은 이물질 함량이 적고 물성이 우수한 리사이클 폴리에스테르 원료(recycled polyester)를 이용하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 리사이클 폴리에스테르 원료를 이용하여 얻은 필라멘트의 경우 중공사 단면 형태로 일정 범위의 중공률을 만족하는 필라멘트를 사용하여, 물성 저하 없이 높은 두께의 부직포를 제공할 수 있으며, 상온 물성 (인장강도, 인장신율) 등의 기계적 물성이 우수하고 완제품 타일 카페트의 기포지로 적용 時, 흡음성능 및 인발강력이 향상되는 효과를 얻을 수 있는 스펀본드 부직포 및 그 제조방법에 관한 것이다.

바람직하게, 상기 스펀본드 부직포는 상술한 물성을 갖는 리사이클 폴리에스테르를 일정함량 이상으로 포함하는 중공사 단면 형태의 제1 필라멘트와, 상기 제1 필라멘트보다 융점이 낮은 코폴리에스테르 원료로부터 얻어진 제2 필라멘트를 이용하여 제공된다. 특히, 상기 스펀본드 부직포는 평균 이물질 함량이 최소화된 리사이클 폴리에스테르 원료를 이용하기 때문에, 최종 스펀본드 부직포의 물성이 종래 대비 동등 이상의 수준을 나타내어, 원가 절감 및 가격 경쟁력이 우수한 효과를 제공할 수 있다. 또, 중공사 형태로 적용된 스펀본드가 고후도로 제공되므로, 흡음 성능 및 인발강력을 향상시킬 수 있다.

또, 본 발명에서 제공되는 일 구현예에 따라, 단위면적당 중량이 90 g/㎡일 때, 두께가 0.35mm 내지 0.40mm일 수 있다.

이러한, 본 발명의 스펀본드는 다음의 방법에 따라 제공될 수 있다.

바람직하게, 발명의 다른 일 구현예에 따르면, a) 융점이 각각 255℃이상인 폴리에스테르와 리사이클 폴리에스테르로부터 제조된 제1 필라멘트와, 상기 제1 필라멘트보다 융점이 30℃ 이상 낮은 코폴리에스테르로부터 제조된 제2 필라멘트를 혼섬방사하고 연신하여 혼섬사를 제조하는 단계; b) 상기 혼섬사를 적층하여 섬유 웹을 형성하는 단계; 및 c) 상기 섬유 웹에 대하여 캘린더 공정 및 열 접착하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 필라멘트는 중공률이 10 내지 20%인 중공사 단면을 갖는 필라멘트이고, 상기 리사이클 폴리에스테르의 원료는 1.0 내지 10.0㎛의 크기를 갖는 평균 이물질 개수가 10개 이하인 것인, 스펀본드 부직포의 제조방법이 제공될 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 스펀본드 부직포 및 그 제조방법에 대해 설명한다.

a) 본 발명에서는 융점이 다른 2종의 필라멘트를 이용하여 혼섬사를 제조하는 단계를 수행한다.

특히, 본 발명의 부직포는 용융점 (Melting Temperature)이 서로 상이한 2종의 원료를 포함한다,

바람직하게, a) 융점이 각각 255℃이상인 폴리에스테르와 리사이클 폴리에스테르로부터 제조된 제1 필라멘트와, 상기 제1 필라멘트보다 융점이 30℃ 이상 낮은 코폴리에스테르로부터 제조된 제2 필라멘트를 혼섬방사하고 연신하여 혼섬사를 제조하는 단계를 수행한다.

상기 제1 필라멘트는 리사이클 되기 전의 융점 255℃이상인 순수한 폴리에스테르 원료와 255℃이상인 리사이클 폴리에스테르 원료를 이용하여 제조된 중공사 단면 형태의 필라멘트를 사용한다.

상기 제1 필라멘트에 함유된 리사이클 폴리에스테르에서 1.0 내지 10.0㎛의 크기를 갖는 평균 이물질의 갯수는 10개 이하로 하는 것이 바람직하며, 그 갯수가 10개 이상인 경우 칩 응집 현상이 발생하고 방사성 불량으로 부직포 물성을 떨어뜨릴 수 있다.

이 때, 제1 필라멘트에 함유된 리사이클 폴리에스테르 원료의 고유점도 (IV)는 0.60 내지 0.80 dl/g인 것이 바람직하다. 상기 리사이클 폴리에스테르 원료의 고유점도가 0.60dl/g 미만에서는 필라멘트의 절사 등의 문제로 조업성이 열위하며, 저점도 필라멘트 제조로 인한 부직포의 기계적 물성 향상 효과가 미미한 단점이 있으며, 그 고유점도가 0.80dl/g 이상 초과하게 되면, 용융 압출시키는 과정에서 익스트루더 내압 및 방사 노즐 압력의 과다 상승에 따라 공정상 문제점이 발생할 수 있다.

따라서, 상기 제1 필라멘트에 함유된 리사이클 폴리에스테르는 융점이 255℃이상이고, 고유점도(IV)가 0.60 내지 0.80 dl/g이며, 1.0 내지 10.0㎛의 크기를 갖는 평균 이물질 개수가 3 내지 10개인 리사이클 폴리에스테르를 사용할 수 있다.

상기 제1 필라멘트에 함유된 리사이클 폴리에스테르는 융점이 255℃이상이고, 고유점도(IV)가 0.60 내지 0.80 dl/g이며, 1.0 내지 10.0㎛의 크기를 갖는 평균 이물질 개수가 3 내지 10개인 리사이클 폴리에틸렌 테레프탈레이트 칩을 사용하는 것이 더 바람직하다.

상기 리사이클 폴리에스테르는 잘 알려진 폴리에스테르의 제조공정의 폐기물로부터 재생된 칩 형태의 산업 자재 재활용(Post-Industrial Recycled; PIR) 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 소비자 자재 재활용(Post-Consumer Recycled: PCR) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 이들의 혼합물을 포함하는 폴리에스테르 공중합체일 수 있으며, 이러한 물질들은 상술한 바의 10개 이하의 평균 이물질을 포함하는 것이 사용될 수 있다. 또한, 상기 물질들은 이 분야에 잘 알려진 방법으로 재생된 폴리에스테르 공중합체를 구입하여 사용할 수 있다.

이에, 상기 제1 필라멘트에는 재생원료에 따라 아디프산(AA), 이이소프탈산(IPA), 네오펜틸글리콜(NPG), 부타딜렌(BD) 등의 공중합물을 함유할 수 있다.

또, 상기 제1 필라멘트에 사용될 수 있는 융점이 255℃이상인 순수한 폴리에스테르는 잘 알려진 폴리에스테르 제조 공정에 따라 제조되어, 아디프산(AA), 이이소프탈산(IPA), 네오펜틸글리콜(NPG), 부타딜렌(BD) 등의 공중합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 순수한 폴리에스테르는 융점이 255℃이상인 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 이들의 혼합물을 포함하는 폴리에스테르 공중합체일 수 있다.

또한, 상기 제1 필라멘트는 일정 중공률을 갖는 중공사 형태의 필라멘트로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제1 필라멘트는 하기 식 1로 계산되는 중공률이 10% 내지 20%일 수 있다.

[식 1]

중공률 (%) = (제1 필라멘트의 외접원의 넓이 / 제1 필라멘트의 내접원의 넓이) × 100

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 중공사 형태의 제1 필라멘트의 단면도이다.

도 1의 (a)에서, A는 필라멘트 직경을 의미하고, B는 필라멘트 외경과 내경 사이 간격을 의미하고, C는 외경과 외경사이의 간격이며, 상기 A는 제1 필라멘트의 섬도(데니어)를 결정하고, B와 C는 중공률에 영향을 미친다. 또 도 1의 (b)는 본 발명의 일 구현예에 따른 중공사 형태의 제1 필라멘트의 단면도를 나타내는 전자현미경 사진이다.

통상적으로 상기 식 1로 표시되는 중공률이 높아짐에 따라 흡음성능이 높아지는 이점이 있는 반면, 필라멘트 방사 시 중공 형태를 유지하기 어려우며 방사 시 필라멘트 단면 형상이 바뀌어 절사가 발생하기 쉬어 필라멘트 제조가 어렵다. 반대로 중공률이 낮아짐에 따라 방사성 및 조업성이 개선되나 완제품 타일카페트의 흡읍성능이 열위해지는 문제점이 있다. 이에, 스펀본드 제조시 사용하는 필라멘트의 중공률의 범위를 최적화시키는 것이 중요하며, 본 발명에서는 바람직하게 상술한 바대로 10~20%의 최적 범위의 중공률을 가지는 제 1필라멘트로 구성되도록 함으로써, 필라멘트 방사시 중공형태를 유지하고, 우수한 방사성 및 조업성 뿐 아니라, 완제품의 흡음 성능을 우수하게 유지할 수 있다.

또, 상기 제1 필라멘트의 폴리에스테르와 리사이클 폴리에스테르의 함량비가 0:50 내지 50:100 중량%일 수 있다. 혹은, 상기 제1 필라멘트의 폴리에스테르와 리사이클 폴리에스테르의 함량비는 30:70 또는 50:50 또는 0:100중량%일 수 있다.

즉, 상기 제1 필라멘트에서, 순수한 폴리에스테르의 함량은 제1 필라멘트의 중량을 기준으로 30중량% 이하 혹은 50 중량% 이하로 하고 나머지 함량은 리사이클 폴리에스테르로 사용할 수 있다. 또한, 상기 제1 필라멘트의 전체 함량을 리사이클 폴리에스테르로만 하여 사용할 수 있다.

이처럼, 본 발명에서는 리사이클 폴리에스테르의 함량을 70 내지 100 중량%로 과량 사용하여도, 10 내지 20%의 중공률을 갖는 중공사 형태로 사용하기 때문에, 종래의 리사이클 폴리에스테르 사용시의 칩 응집, 방사성 불량 및 부직포 물성 저하 등의 문제 없이, 순수한 폴리에스테르로만 이루어진 경우와 비교하여 동등 이상의 부직포 물성을 구현할 수 있고, 특히 흡음성 및 인발강력을 개선하는데 기여할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 자원 재활용 뿐 아니라, 공정성도 우수한 타일카페트 기포지용 스펀본드 부직포를 제공할 수 있다.

또한, 상기 제2 필라멘트는 상기 제1 필라멘트보다 융점이 30℃ 이상 낮은 코폴리에스테르를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제2 필라멘트는 아디프산(AA), 이소프탈산(IPA), 네오펜틸 글리콜(NPG), 또는 이들의 혼합물의 공중합체를 포함하는 상기 제1 필라멘트보다 융점이 30℃ 이상 혹은 160℃ 이상 내지 180℃ 이하의 융점을 갖는 코폴리에스테르를 사용할 수 있다. 다만, 상기 코폴리에스테르를 구성하는 단량체가 상기 종류로 한정되지 않으며, 상기 특정 융점 범위를 갖는 폴리에스테르 공중합체를 제공할 수 있는 것이면, 제한 없이 선택하여 사용할 수 있다.

상기 혼섬사는 상기 제1 필라멘트와 상기 제2 필라멘트를 30:70 내지 95:5 중량%의 함량비로 포함되도록 하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게, 상기 혼섬사에서 제1 필라멘트와 상기 제2 필라멘트를 50:50 내지 95:5 혹은 80:20 내지 95:5 중량%의 함량비로 포함되도록 한다. 상기 제1 필라멘트와 제2 필라멘트의 함량비는, 용융된 폴리머 토출량을 제어하거나, 구금의 설계 변경을 통해 제어가 가능하다.

일례를 들면, 각각 255℃ 이상의 용융점을 갖는 순수 폴리에스테르와 리사이클 폴리에스테르가 혼합된 제1 필라멘트의 함량은 부직포 전체의 80 내지 95 중량%이며, 220℃ 이하의 용융점을 갖는 코폴리에스테르가 원료인 제2 필라멘트로는 부직포의 전체의 20 내지 5 중량%인 2종의 필라멘트를 혼섬방사 (Matrix & Binder) 형태로 웹을 형성한다.

한편, b) 상기 혼섬사를 적층하여 섬유 웹을 형성하는 단계; 및 c) 상기 섬유 웹에 대하여 캘린더 공정 및 열 접착하는 단계;를 포함하는 공정을 수행하여 스펀본드 부직포를 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이 혼섬방사 형태로 방사된 필라멘트는 고압의 공기 연신장치를 이용하여 방사속도가 4,500 내지 5,500m/min이 되도록 충분히 연신시켜 리사이클 원료인 제1 필라멘트의 경우는 5 내지 10 데니어의 섬도가 되도록 하고, 제1 필라멘트보다 융점이 낮은 제2 필라멘트의 경우 2 내지 5 데니어의 섬도를 갖는 필라멘트로 구성되도록 한다.

또, 상기 스펀본드 부직포를 제조하는 단계는 스무스 롤(smooth roll)을 이용한 캘린더 공정과, 제2 필라멘트의 융점과 유사하거나 대응되는 온도 조건에서 열풍 공정을 진행하는 단계를 포함한다.

일례로, 상기 방법으로 제조된 필라멘트 섬유는 컨베이어 네트 위에 웹 형태로 자리 잡은 후, 가열된 스무스(smooth)롤의 캘린더 공정을 거쳐 부직포의 두께를 조정한 다음, 제2 필라멘트의 융점과 유사한 온도의 열풍을 이용하여 접착하여 부직포를 제조한다.

상기 캘린더 공정은 온도를 150~200℃로 하여 수행할 수 있으며, 이러한 공정으로 부직포의 두께가 조절될 수 있다. 일례로, 본 발명에서는 단위면적당 중량이 90 g/㎡일 때, 스펀본드의 두께가 0.35mm 내지 0.40mm이 되도록 캘린더 공정을 수행할 수 있다.

상기 열 접착하는 단계는 상기 제2 필라멘트를 구성하는 저융점 코폴리에스테르의 융점보다 0 내지 10℃ 높은 온도의 열풍 조건하에 수행할 수 있다. 따라서, 상기 열풍 공정은 상기 제2 필라멘트의 융점과 대응되는 온도, 일례로 160℃이상 내지 180℃ 이하의 범위에서 수행할 수 있다.

타일 카페트

본 발명에서는 상술한 방법에 따라, 타일 카페트 기포지로 사용하기 적합한 스펀본드 부직포를 제공할 수 있다. 또, 본 발명에서는 상기 스펀본드 부직포를 이용하여 타일카페트의 기포지로 이용함으로써, 흡음성 및 인발강력이 향상된 타일카페트를 제공할 수 있다.

따라서, 발명의 다른 일 구현예에 따라, 상기 물성을 갖는 스펀본드 부직포를 기포지로 포함하며, 흡음률 (at 500hz)이 0.2 이상이고, 카페트 인발강력이 2.0kgf 이상인 타일카페트가 제공될 수 있다.

본 발명에서는 상술한 방법에 따라 제공된 부직포를 이용하여, 잘 알려진 방법에 따라 터프팅 공정, 백코팅 공정 및 커팅 공정을 진행하여, 타일 카페트를 제공할 수 있다.

바람직한 일례에 따라, 상기 부직포는 표면에 약 3,000 De'/150 Fila.의 Loop type 폴리프로필렌 BCF (Bulky Continuous Filament) Yarn을 Gauge (터프트 기계에서 바늘의 밀도를 나타내는 단위로 바늘의 간격을 INCH로 표시하며, GAUGE 에 의하여 TUFTED CARPET 폭방향의 밀도가 결정) 약 1/10, 스티치(Stitch) (터프트 카페트의 길이방향의 밀도) 약 10.5로 터프팅 (부직포에 실을 심는 과정) 공정을 거친다. 이후, 터프팅된 부직포 후면에 단위 중량 약 40g/m²의 유리섬유로 구성된 부직포와 약 6.0kg/m² 의 PVC 조액을 함침한다. 그런 다음, 함침된 제품에 통상 약 180℃의 열 챔버에서 열 경화를 하고, 커팅 공정 (규격 : 50cm x 50cm)을 끝으로 공정을 진행하면, 인발강력 (Loop Type의 터프팅 후, loop를 당기는 강도)이 약 2.0kgf 수준을 갖는 고성능을 갖는 완제품 타일 카페트가 제조될 수 있다.

본 발명은 이물질 함량이 적고, 원료의 물성이 개선된 리사이클 폴리에스테르 원료를 적용하여 순수 폴리에스테르 원료만 적용된 부직포 대비하여 동등 이상 수준의 물성을 가지며, 원가 절감 등 가격경쟁력이 우수한 부직포를 제조할 수 있다. 또, 본 발명에서는 리사이클 폴리에스테르 원료를 사용하여도, 종래와 같이 칩응집이나, 방사성 불량 및 부직포 물성 저하 없이 고성능의 스펀본드 부직포를 제조할 수 있다. 부가하여, 본 발명은 리사이클 폴리에스테르 적용시 일정 중공률을 만족하는 중공사로 적용함으로써, 부직포로 흡음 성능이 우수한 부직포를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 高 후도의 부직포로 흡음 성능 및 인발강력이 우수한 타일 카페트 제품을 제조할 수 있다.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.

[실시예 1]

필라멘트의 중공률이 10%인 제1 필라멘트(IV가 0.65dl/g이고, 순수 폴리에스테르 대비 함량비가 30 중량%이고 255 ℃의 융점을 갖는 리사이클 폴리에스테르, 즉 리사이클 PET의 함량이 70 중량%)와, 제2 필라멘트(약 220℃의 융점을 갖는 코폴리에스테르)를 각각 방사온도 약 280℃에서 연속 압출기를 이용하여 녹인 다음, 제1 필라멘트와 제2 필라멘트의 함량비가 30:70 중량%가 되도록 혼섬 방사하고 연신하여, 제조되는 제1 필라멘트의 평균 섬도가 8.5 데니어가 되도록 토출량과 구금의 모세공 수를 조절하였다. 또, 상기 순수 폴리에스테르는 융점 255℃이고, 고유점도 0.65dl/g의 PET를 사용하였다.

이어서, 모세공에서 방출된 연속 필라멘트를 냉각풍으로 고화시킨 후, 고압의 공기 연신장치를 이용하여 방사속도가 5,000 m/min이 되도록 연신시켜 필라멘트 섬유를 제조하였다.

다음에, 상기 제조된 필라멘트 섬유를 통상의 개섬법에 의해 컨베이어 네트(net)상에 웹의 형태로 적층시킨다. 적층된 웹은 가열된 스무스(smooth)롤에 의한 캘린더 공정을 거쳐 평활성과 적정한 두께를 부여하였다.

상기 적층된 필라멘트는 약 220℃ 열풍온도로 열 접착하여 제조된 단위면적당 중량이 90g/㎡이고 후도(두께)가 0.35mm인 스펀본드 부직포를 제조하였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 필라멘트의 중공률이 15%인 제1 필라멘트로서, IV가 0.72dl/g이고, 순수 폴리에스테르 대비 함량비가 100 중량%인 255 ℃의 융점을 갖는 리사이클 PET 원료가 적용되었으며, 단위면적당 동일한 중량에 후도를 0.35mm로 조절하여 스펀본드 부직포를 제조하였다.

[실시예 3]

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 필라멘트의 중공률이 15%인 제1 필라멘트로서, IV가 0.72dl/g이고, 순수 폴리에스테르 대비 함량비가 100 중량%인 255 ℃의 융점을 갖는 리사이클 PET 원료가 적용되었으며, 단위면적당 동일한 중량에 후도를 0.38mm로 조절하여 스펀본드 부직포를 제조하였다.

[실시예 4]

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 필라멘트의 중공률이 17%인 제1 필라멘트로서, IV가 0.72dl/g이고, 순수 폴리에스테르 대비 함량비가 50:50 중량%인 255 ℃의 융점을 갖는 리사이클 PET 원료가 적용되었으며, 단위면적당 동일한 중량에 후도를 0.40mm로 조절하여 스펀본드 부직포를 제조하였다.

[실시예 5]

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 필라멘트의 중공률이 17%인 제1 필라멘트로서, IV가 0.72dl/g이고, 순수 폴리에스테르 대비 함량비가 100 중량%인 255 ℃의 융점을 갖는 리사이클 PET 원료가 적용되었으며, 단위면적당 동일한 중량에 후도를 0.40mm로 조절하여 스펀본드 부직포를 제조하였다.

[비교예 1]

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 필라멘트의 중공률이 0%인 제1 필라멘트로서, IV가 0.65dl/g이고, 순수 폴리에스테르 대비 함량비가 100 중량%인 255 ℃의 융점을 갖는 리사이클 PET 원료가 적용되었으며, 단위면적당 동일한 중량에 후도를 0.30mm로 조절하여 스펀본드 부직포를 제조하였다.

[비교예 2]

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 필라멘트의 중공률이 5%인 제1 필라멘트로서, IV가 0.65dl/g이고, 순수 폴리에스테르 대비 함량비가 100 중량%인 255 ℃의 융점을 갖는 리사이클 PET 원료가 적용되었으며, 단위면적당 동일한 중량에 후도를 0.33mm로 조절하여 스펀본드 부직포를 제조하였다.

[비교예 3]

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 필라멘트의 중공률이 5%인 제1 필라멘트로서, IV가 0.60dl/g이고, 순수 폴리에스테르 대비 함량비가 100 중량%인 255 ℃의 융점을 갖는 리사이클 PET 원료가 적용되었으며, 단위면적당 동일한 중량에 후도를 0.33mm로 조절하여 스펀본드 부직포를 제조하였다.

[비교예 4]

[참고예 1]

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 필라멘트의 중공률이 15%인 제1 필라멘트로서, IV가 1.00dl/g이고, 순수 폴리에스테르 대비 함량비가 100 중량%인 255 ℃의 융점을 갖는 리사이클 PET 원료가 적용되었으며, 단위면적당 동일한 중량에 후도를 0.38mm로 조절하여 스펀본드 부직포를 제조하였다.

[비교예 5]

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 필라멘트의 중공률이 30%인 제1 필라멘트로서, IV가 0.72dl/g이고, 순수 폴리에스테르 대비 함량비가 100%인 255 ℃의 융점을 갖는 리사이클 PET 원료가 적용되었으며, 단위면적당 동일한 중량에 후도를 0.45mm로 조절하여 스펀본드 부직포를 제조하였다.

구 분	리사이클 폴리에스테르 원료		제 1필라멘트		후도
구 분	IV (dl/g)	평균 이물질 (1.0~10.0㎛) 갯수 (개)	순수/리사이클 폴리에스테르 함량비 (wt.%)	중공률 (%)	(mm)
실시 예1	0.65	5.8	30/70	10	0.35
실시 예2	0.72	6.8	0/100	10	0.35
실시 예3	0.72	5.1	0/100	15	0.38
실시 예4	0.72	6.1	50/50	10	0.38
실시 예5	0.72	7.1	0/100	17	0.40
비교 예1	0.65	4.9	100/0	0	0.30
비교 예2	0.65	7.1	0/100	5	0.33
비교 예3	0.55	5.8	30/70	5	0.33
비교 예4	0.72	10.7	0/100	15	0.38
참고예 1	1.00	8.8	0/100	15	0.38
비교예 5	0.72	7.0	0/100	22	0.45

[실험예]

각 실시예, 비교예 및 참고예에 대하여, 아래 평가 항목별 측정 방법에 따라 물성을 측정하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

실험예 1 : 인장강도 (kg.f/5cm) 및 인장신율(%)

KS K 0521 법을 이용하였다. 구체적으로, 가로 × 세로 = 5cm × 20cm 크기의 시편을 INSTRON사의 측정장비를 이용하여 상/하 5cm× 5cm 지그로 물린 후 인장속도 200mm/min으로 측정한다.

실험예 2: 흡음률 (at 500Hz)

잔향실법 흡음성능 측정방법 (KS F 2805:2014)에 규정한 절차에 의하여 잔향실 내에 시료를 설치하지 않은 상태에서의 잔향 시간과 시료 설치후의 잔향 시간을 측정 後, 흡음률(흡음 계수)을 다음 계산식 2에 의해 산출하였다.

[식 2]

흡음률 (A) = 55.3V/cS(1/T1-1/T2)

식 1에서,

A : 흡음률

T1 : 시료를 넣은 상태에서의 잔향 시간 (s)

T2 : 시료를 넣지 않은 상태에서의 잔향 시간 (s)

V : 잔향실 용적 (m³) → 200.0 m³

S : 시료 면적 (m²)

C : 공기중의 음속 (m/s) → 331.42+0.61t (t : 공기의 온도 → 17±1 )

실험예 3 : 인발강력 측정시험

KS K ISO 4919 (카펫-터프트 인발력 측정)의 규격에 따라 측정한다. 구체적으로 터프팅된 샘플의 측정하고자 하는 하나의 루프(Loop)를 측정장치에 고정한다. 측정할 루프와 이웃하는 양쪽의 루프는 절단한다. 인스트론 (Instron) 측정장치를 이용하여 측정할 루프를 샘플과 수직하는 방향으로 당겼을 때에 나타나는 강도 (Peak)값을 인발강력으로 측정하며, 이를 5회 반복하여 평균값을 취한다.

구 분	강도 (kg.f/5cm) (MD/CD)	신율 (%) (MD/CD)	흡음률 At 500Hz	인발강력 (kgf)	방사성 평가	최종 평가
실시예 1	24.1/25.6	25.1/27.6	0.26	2.2	○	○
실시예 2	23.8/23.4	23.8/25.6	0.28	2.3	○	○
실시예 3	22.8/24.1	24.2/26.8	0.35	2.6	○	○
실시예 4	23.1/22.8	23.4/24.7	0.34	2.8	○	○
실시예 5	21.4/23.6	22.1/24.9	0.37	2.9	○	○
비교예 1	22.8/23.7	23.3/23.2	0.15	1.8	○	×
비교예 2	22.5/23.1	22.9/24.1	0.22	1.7	○	×
비교예 3	20.8/21.2	21.4/22.8	0.21	1.9	△	×
비교예 4	23.1/25.8	24.1/25.4	0.25	2.3	△	×
참고예 1	Sheet 제조 불가					×
비교예 5	Sheet 제조 불가					×

상기 표 2의 결과에서 보면, 본 발명의 실시예 1 내지 5는 비교예 및 참고예에 비해, 리사이클 폴리에스테르 원료를 적어도 50 중량% 이상 내지 100 중량%까지 적용하고 일정 중공률을 갖는 중공사를 사용함으로써, 순수한 폴리에스테르 원료만 이용하는 방법 대비 동등 이상의 인장강도 및 신율을 나타내었다. 또한, 본 발명의 경우 리사이클 폴리에스테르 원료를 사용해도, 방사성이 우수하고 두께 조절이 용이한 스펀본드 부직포를 제공하여, 흡음률(흡음계수)가 높고, 인발강력도 뛰어난 타일 카페트를 제공할 수 있다.

반면, 비교예 1은 순수한 폴리에스테르 원료로만 이루어져 평균 이물질 함량이 적었지만, 중공사를 사용하지 않아서 완제품의 타일카페트로 적용시 흡음성 및 인발강력이 실시예보다 불량하였다. 또, 비교예 2 내지 4는 본원의 평균이물질 범위 및/또는 중공률을 벗어나는 제1 필라멘트가 사용됨에 따라, 스펀본드 부직포의 물성이 저하되거나, 방사성이 불량하였고 최종 타일카페트의 흡음성 및 인발강력이 실시예보다 불량하였다. 또, 참고예 1은 리사이클 폴리에스테르 원료가 사용되지만, 고유점도가 너무 높은 재료를 사용하기 때문에, 시트 제조가 되지 않아 타일카페트를 제조할 수 없었다. 비교예 4는 제1 필라멘트의 중공률을 높여 흡음성을 개선하고자 하였으나, 이 역시 시트 제조가 되지 않아 타일카페트를 제조할 수 없었다.

Claims

융점이 각각 255℃이상인 폴리에스테르와 리사이클 폴리에스테르로부터 제조된 제1 필라멘트와, 상기 제1 필라멘트보다 융점이 30℃ 이상 낮은 코폴리에스테르로부터 제조된 제2 필라멘트의 혼섬사의 섬유 웹을 포함하고,
상기 제1 필라멘트는 중공률이 10 내지 20%인 중공사 단면을 갖는 필라멘트이고, 상기 리사이클 폴리에스테르의 원료는 1.0 내지 10.0㎛의 크기를 갖는 평균 이물질 개수가 10개 이하이며,
KS K 0521 법에 의해 측정된 인장강도가 20kgf/5cm이상이고, 인장신율이 20% 이상이며, 타일카페트 기포지 부직포로 사용되는, 스펀본드 부직포.
제1항에 있어서,
상기 제1 필라멘트에 함유된 리사이클 폴리에스테르는 융점이 255℃이상이고, 고유점도(IV)가 0.60 내지 0.80 dl/g이며, 1.0 내지 10.0㎛의 크기를 갖는 평균 이물질 개수가 3 내지 10개인 리사이클 폴리에스테르를 사용하는 스펀본드 부직포.
제2항에 있어서,
상기 제1 필라멘트에 함유된 리사이클 폴리에스테르는 융점이 255℃이상이고, 고유점도(IV)가 0.60 내지 0.80 dl/g이며, 1.0 내지 10.0㎛의 크기를 갖는 평균 이물질 개수가 3 내지 10개인 리사이클 폴리에틸렌 테레프탈레이트 칩을 사용하는 스펀본드 부직포.
제1항에 있어서,
상기 제1 필라멘트의 폴리에스테르와 리사이클 폴리에스테르의 함량비가 0:50 내지 50:100 중량%인 스펀본드 부직포.
제1항에 있어서,
상기 혼섬사는 상기 제1 필라멘트와 상기 제2 필라멘트를 30:70 내지 95:5 중량%의 함량비로 포함하는 스펀본드 부직포.
제1항에 있어서,
상기 제1 필라멘트의 평균섬도는 5 내지 10 데니어 미만인 필라멘트이고, 상기 제2 필라멘트의 평균섬도는 2 내지 5 데니어 이하의 필라멘트인 스펀본드 부직포.
제1항에 있어서, 상기 스펀본드 부직포는 단위면적당 중량이 90 g/㎡일 때, 두께가 0.35mm 내지 0.40mm인, 스펀본드 부직포.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 스펀본드 부직포를 기포지로 포함하며, 흡음률(at 500hz)이 0.2 이상이고, 카페트 인발강력이 2.0kgf 이상인 타일카페트.