KR20230072287A

KR20230072287A - 부직포, 그 제조방법, 그 제조장치 및 물품

Info

Publication number: KR20230072287A
Application number: KR1020210158862A
Authority: KR
Inventors: 박영신; 조희정; 강동헌; 장정순; 이민호; 최우석; 김용기
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2021-11-17
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2023-05-24
Also published as: WO2023090701A1

Abstract

본 출원은 통기성(permialbility), 벌키성(bulky) 및 하이 로프트(high-loft) 특성이 우수하고, 박리강도가 우수하며, 품위지수가 개선된 스펀본드 부직포, 그 제조방법, 그 제조장치 및 상기 부직포를 포함하는 물품에 관한 것이다.

Description

부직포, 그 제조방법, 그 제조장치 및 물품{Non-woven fabric, manufacturing method thereof, apparatus for manufacturing thereof and articles}

본 출원은 부직포, 그 제조방법, 그 제조장치에 및 물품에 관한 것이다. 구체적으로, 본 출원은 필터재의 지지체 등으로 사용될 수 있는 부직포, 그 제조방법, 그 제조장치 및 물품에 관한 것이다.

에어컨 및 공기청정기에 사용되는 필터재는 지지층/필터층/커버층(Support Layer/Filtering Layer/Cover Layer)과 같은 3층으로 구성되어 있는 것이 일반적이다. 구체적으로, 필터재의 핵심구성으로 필터의 여과 성능과 압손을 결정하는 필터층은 고효율 필터성능을 제공하기 위해 고밀도의 정전기력이 부여된 PP(폴리프로필렌) 멜트블로운(meltblown)으로 구성되고, 커버층에는 필터층 PP 멜트블로운의 수명연장을 위해 저중량의 PP(폴리프로필렌) 스펀본드 부직포(spunbond non-woven)가 사용되고 있다.

한편, 상기와 같은 필터재 구성에 있어서, 최외각에 위치하여 큰 입자를 거르는 지지층은 플리팅(Pleating) 가공에 의한 필터재의 절곡품질을 결정한다. 종래 기술에서 지지층은 단섬유 웹을 바인더로 결합한 부직포를 사용하거나 저융점 수지를 활용하여 열접착한 부직포를 사용하는 방식으로 제조되었다. 그러나, 단섬유 부직포 제품의 경우 후도편차가 크고 표면 품위가 열위하며, 저융점 수지의 높은 함량에 따른 높은 스티키성(Sticky)으로 인해 필터 제품의 여과 면적을 늘리기 위한 절곡 공정, 즉 미니-플리팅(Mini-pleating)이 불가능하다.

본 출원의 일 목적은 종래 기술에 따른 단섬유 부직포의 통기도와 표면 품위 등을 개선하는 것이다.

본 출원의 다른 목적은 통기성(permialbility), 벌키성(bulky) 및 하이 로프트(high-loft) 특성이 우수한 스펀본드 부직포를 제공하는 것이다.

본 출원의 또 다른 목적은 필터 지지체용 스펀본드 부직포를 제공하는 것이다.

본 출원의 또 다른 목적은 상기와 같은 스펀본드의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 출원의 또 다른 목적은 스펀본드 부직포를 포함하는 물품을 제공하는 것이다.

본 출원의 또 다른 목적은 스펀본드 부직포를 지지층으로 포함하는 필터를 제공하는 것이다.

본 출원의 상기 목적 및 기타 목적은 아래 상세히 설명되는 본 출원 발명에 의해 모두 해결될 수 있다.

본 출원에 관한 구체예에 따르면, 통기성, 벌키성 및/또는 하이로프트 특성이 우수할 뿐아니라, 우수한 박리강도 및 개선된 품위지수를 갖는 부직포; 그 제조방법; 그 제조장치; 및 상기 부직포를 포함하는 물품(예: 필터 또는 마스크 등)이 제공된다.

후술하는 본 발명에 따르면, 캘린더링을 위한 웹 결합 공정 동안 부직포 웹의 캐린더링 롤(예: 후술하는 제2 롤)에 대한 체류시간(접촉시간)을 증가시켜 결합력을 보상할 수 있다. 예를 들어, 고후도 제품의 경우 유효 두께가 증가함에 따라 내부까지 열에너지가 전달될 수 있을 만큼의 충분한 시간이 요구되는데, 체류시간(접촉시간)이 증가하면 필라멘트를 이루는 열가소성 고분자에 전달되는 열네어지의 양이 상대적으로 증가하여 결합력이 보상될 수 있다.

또한, 부직포 웹의 캘린더링 롤에 대한 체류시간(접촉시간) 증가는 섬유 수지(예: 바인더 수지)의 균일한 용융을 야기하고, 본 출원 방법에 따라 부직포 웹에 상대적으로 장시간 가해지는 장력에 의해 부직포 웹의 (캘린더링 롤에 대한) 탈리위치가 균일하게 되므로, 고후도 제품의 후도 편차(두께 편차)를 감소시킬 수 있다.

예를 들어, 도 1a에서와 같이, 종래 기술에서는 캘린더링 공정의 상부 롤과 하부 롤 간 간격이 가장 가까운 지점(가압점) 부근의 하부 롤 표면에서만, 웹이 아주 잠깐 동안(통상적인 이송 속도를 고려할 때, 약 0.1 초 정도) 하부 롤과 접촉하였다. 원기둥 형태의 상부 롤 및 하부 롤을 통해 웹을 가압하면서 캘린더링 공정이 수행되는 것을 고려하면, 종래 캘린더링 공정에서 하부 롤과 웹의 접촉은 실질적으로 선(line) 형태의 접촉이다. 반면에, 본 출원의 방법과 장치는 도 1b 및 후술하는 것과 같이, 하부 롤과 웹의 접촉이 면(area) 형태의 접촉일 수 있도록 하고, 그에 따라 부직포 웹의 캐린더링 롤(예: 제2 롤)에 대한 체류시간(접촉시간)을 증가시킨다. 실험적으로 확인된 결과, 증가된 체류시간은, 종래 기술 대비 약 5 배 이상이다.

이하, 본 출원에 따른 제조방법, 제조장치, 그로부터 제조된 부직포 및 상기 부직포를 포함하는 필터를 보다 상세히 설명한다.

그에 앞서, 본 명세서에서 특별히 달리 설명하지 않는 이상, 사용된 용어는 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 구체화하는 것이고, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

A. 부직포 제조방법

본 출원에 관한 일례에서, 본 출원은 스펀본드 부직포를 제조하는 방법에 관한 것이다.

후술하는 본 출원의 부직포 제조방법은, 부직포 웹의 캐린더링 롤(예: 제2 롤)에 대한 체류시간(접촉시간)을 증가시키도록 수행되는 것을 전제로, 아래 단계를 포함한다:

ⅰ) 섬도가 5.0 데니어 이상이고, 초성분을 10 내지 25 중량% 범위 포함하는 심초형 필라멘트로 형성된 웹을 제조하는 웹 제조 단계;

ⅱ) 제1 롤 및 제2 롤로 이루어진 캘린더 롤 사이에 상기 웹을 통과시키는 캘린더링 결합 단계; 및

ⅲ) 캘린더링 공정 후 패스 롤(pass roll)을 경유하여 이송된 웹에 열풍을 가하는 열풍 결합 단계.

상기 각 단계는 공지된 이송 수단을 통해 연속적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 단계는 벨트 또는 네트와 같은 공지된 이송 수단을 통해 결합(또는 연결)되는 일련의 공정일 수 있다.

특별히 제한되지 않으나, 본 출원의 부직포 웹이 이동하는 속도는 예를 들어, 20 내지 80 m/min 범위일 수 있다. 예를 들어, 이송 속도는 25 m/min 이상, 30 m/min 이상, 35 m/min 이상, 40 m/min 이상, 45 m/min 이상 또는 50 m/min 이상일 수 있고, 그 상한은 예를 들어, 75 m/min 이하, 70 m/min 이하, 65 m/min 이하, 60 m/min 이하, 55 m/min 이하, 50 m/min 이하, 45 m/min 이하 또는 40 m/min 이하일 수 있다.

상기와 같이 캘린더링에 의한 웹 결합과 열풍에 의한 결합 공정을 동시에 포함하는 본 출원의 방법은, 캘린더링에 의한 결합만을 수행하거나 또는 열풍에 의한 결합 만을 수행하는 것 보다 우수한 결합력을 제공할 수 있다.

한편, 예를 들어, 심초형 필라멘트를 이용하는 복합방사 부직포의 경우 필라멘트의 표면을 바인더 수지가 감싸고 있으므로, 복합방사 부직포는 스티키성(Sticky)이 발현되는 조건에서 제조되는 것이라고 할 수 있다. 그러나, 수평 방향에서 부직포가 이송되는 경우에 부직포의 폭 방향에서 불균일하게 스티키성(Sticky)이 발현되면, 후도 편차를 야기하고, 그로 인해 박리강도의 편차가 커질 수 있다. 이를 방지하고자, 본 출원에서는 상술한 것과 같은 체류시간(접촉시간) 증가를 통한 열에너지 보상과 탈리 위치(예: 제2 롤로부터 이송되는 부직포 웹이 탈리하는 위치) 균일화를 통해, 불균일한 스티키성으로 인한 후도 편차와 박리강도의 편차를 감소시킬 수 있다.

본 출원에서, 부직포 웹을 형성하는 필라멘트의 섬도는 5.0 데니어 이상이다.

종래 기술에서는 이성분 복합방사 필라멘트의 제조 공정 4.0 데니어 이하의 세섬도 필라멘트를 제조하는 것이 일반적이었기 때문에, 부직포의 통기성을 향상시키는 데 한계가 있었다. 이와 달리, 본 출원에서는 방사구금에서 발생하는 용융물의 열부하량과 냉각구간에서의 냉각 기류의 열교환에 따른 필라멘트간 교락과 통기성을 고려하여, 5.0 데니어 이상의 이성분 복합방사 필라멘트를 사용한다. 구체적으로, 4.0 데니어 이하의 세섬도 필라멘트에 대하여 200±50 배의 연신이 이루어지는 경우에, 필라멘트에 존재하는 미세공 간 최소 거리는 약 9.0 mm 수준이었다. 그러나, 5.0 데니어를 상회하는 섬도(예를 들어 7 데니어 이상 또는 8 데니어 이상)의 필라멘트를 사용하는 경우에는 연신비가 300 배 이상으로 증가되고, 미세공의 단면적이 약 4.0 이상 확대될 수 있으며, 미세공 간 최소 거리를 종래 대비 1.5 배 이상 증가될 수 있다. 그 결과, 필라멘트의 냉각효율이 높아져 우수한 통기성이 부직포에 부여될 수 있고, 표면 품위 역시 개선될 수 있다.

예를 들어, 상기 이성분 복합 방사 필라멘트의 섬도는 6.0 데니어 이상이고, 구체적으로는 6.5 데니어 이상, 7.0 데니어 이상, 7.5 데니어 이상, 8.0 데니어 이상, 8.5 데니어 이상, 9.0 데니어 이상, 9.5 데니어 이상, 10.0 데니어 이상, 10.5 데니어 이상, 11.0 데니어 이상, 11.5 데니어 이상 또는 12.0 데니어 이상일 수 있다.

그리고, 상기 섬도의 상한은 예를 들어, 20 데니어 이하, 구체적으로는 15.0 데니어 이하, 14.5 데니어 이하, 14.0 데니어 이하, 13.5 데니어 이하, 13.0 데니어 이하, 12.5 데니어 이하, 12.0 데니어 이하, 11.5 데니어 이하, 11.0 데니어 이하, 10.5 데니어 이하, 10.0 데니어 이하, 9.5 데니어 이하, 9.0 데니어 이하, 8.5 데니어 이하 또는 8.0 데니어 이하일 수 있다.

상기 섬도를 갖는 필라멘트는, 고통기성 부직포를 제공하는데 유리하게 기능한다.

상기 웹을 형성하는 필라멘트는 이성분 복합방사 필라멘트, 구체적으로는 심초형(core- sheath) 필라멘트이다.

상기 심초형 필라멘트는 서로 융점이 상이한 수지(예: 열가소성 수지)를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 필라멘트 중에서 심성분(core element)는 상대적으로 높은 융점을 갖는 수지를 포함하고, 초성분(sheath element)은 심성분 대비 상대적으로 낮은 융점을 갖는 수지를 포함할 수 있다.

심초형 필라멘트 형성을 위한 수지의 융점은 본 출원의 기술 과제 달성에 반하지 않는 수준에서 제어될 수 있다.

예를 들어, 상기 심성분 수지의 융점은 250 ℃ 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 심성분 수지의 융점은 예를 들어, 255 ℃ 이상, 260 ℃ 이상, 265 ℃ 이상 또는 270 ℃ 이상일 수 있고, 그 상한은 예를 들어, 290 ℃ 이하 또는 280 ℃ 이하 일 수 있다.

또한, 상기 초성분 수지의 융점은 예를 들어, 240 ℃ 이하 또는 235 ℃ 이하일 수 있다. 상기 초성분 수지의 융점 하한은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 180 ℃ 이상, 190 ℃ 이상 또는 200 ℃ 이상일 수 있다.

상기 심성분 및 초성분을 형성하는데 사용되는 수지의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 수지는 폴리에스테르, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 또는 폴리페닐렌 설파이드 등을 포함할 수 있다. 또한, 폴리에스테르로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트 등이 사용될 수 있다. 본 출원의 구체예에서, 심성분과 초성분을 형성하는 각각의 수지는 상기 점도 관계를 만족하는 폴리에스테르일 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 심초형 필라멘트는 초성분을 10 내지 25 중량% 범위 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 심초형 필라멘트 중 초성분의 함량 하한은, 예를 들어, 11 중량% 이상, 12 중량% 이상, 13 중량% 이상, 14 중량% 이상, 15 중량% 이상, 16 중량% 이상, 17 중량% 이상, 18 중량% 이상, 19 중량% 이상 또는 20 중량% 이상일 수 있다. 그리고 그 함량의 상한은 예를 들어, 24 중량% 이하, 23 중량% 이하, 22 중량% 이하, 21 중량% 이하, 20 중량% 이하, 19 중량% 이하, 18 중량% 이하, 17 중량% 이하, 16 중량% 이하, 15 중량% 이하, 14 중량% 이하, 13 중량% 이하 또는 12 중량% 이하일 수 있다. 심초형 필라멘트 중 초성분의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우, 통기도가 좋지 못하고, 품위도 열화한다. 그리고, 심초형 필라멘트 중 초성분의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 필라멘트 간 융착이 충분하지 못하기 때문에, 부직포의 박리강도(결합력)가 열화한다.

종래 기술에서는 저융점 수지의 사용 함량이 높은 단섬유 부직포 제품이 사용되었는데, 높은 저융점 수지의 함량으로 인해 과점착성이 발현되어 균일한 절곡 특성을 갖는 제품을 만드는 것이 어려웠다. 그러나, 본 출원에서는 저융점 성분(초성분)이 25 중량% 이하, 구체적으로는 20 중량% 이하인 것과 같이 낮은 함량으로 사용되기 때문에, 미니-플리팅과 같은 절곡 가공성이 우수한 스펀본드 부직포를 제공할 수 있다. 절곡 가공성이 개선된 부직포를 통해 필터 성능을 향상 시킬 수 있다.

심초형 필라멘트 중 심성분의 함량은, 상술한 초성분의 함량과의 상대적인 관계에서 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 필라멘트 중 심성분의 함량은 75 내지 90 중량% 범위일 수 있다.

하나의 예시에서, 캘린더링 결합 단계는 35 N/mm 이상의 압력이 웹에 가해지도록 수행되는 단계일 수 있다. 예를 들어, 상기 압력은 40 N/mm 이상, 45 N/mm 이상, 50 N/mm 이상, 55 N/mm 이상 또는 60 N/mm 이상일 수 있다, 그리고, 그 상한은 예를 들어, 70 N/mm 이하, 구체적으로는, 65 N/mm 이하, 60 N/mm 이하, 55 N/mm 이하, 50 N/mm 이하, 45 N/mm 이하 또는 30 N/mm 이하일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 부직포 웹의 내부에 위치한 바인더 수지까지 열이 전달되도록 물리적인 거리가 좁혀질 수 있다.

하나의 예시에서, 캘린더링 결합 단계는 100 ℃ 이상의 온도가 웹에 가해지도록 수행되는 단계일 수 있다. 예를 들어, 상기 온도는 110 ℃ 이상, 120 ℃ 이상, 130 ℃ 이상, 140 ℃ 이상, 150 ℃ 이상 또는 160 ℃ 이상일 수 있다, 그리고, 그 상한은 예를 들어, 180 ℃ 이하, 구체적으로는 170 ℃ 이하, 160 ℃ 이하, 150 ℃ 이하, 140 ℃ 이하 또는 130 ℃ 이하일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 부직포 웹의 수지가 적절히 용융될 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 열풍 결합 단계는 온도가 150 ℃ 이상인 공기가 웹을 통과하도록 수행되는 단계일 수 있다. 예를 들어, 상기 공기의 온도는 160 ℃ 이상, 170 ℃ 이상, 180 ℃ 이상, 190 ℃ 이상, 200 ℃ 이상, 210 ℃ 이상 또는 220 ℃ 이상일 수 있다. 그리고, 그 상한은 예를 들어, 230 ℃ 이하, 구체적으로는 220 ℃ 이하, 210 ℃ 이하, 200 ℃ 이하, 190 ℃ 이하, 180 ℃ 이하, 170 ℃ 이하 또는 160 ℃ 이하일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 열풍 대류에 의해 부직포 웹의 바인더 수지가 적절히 용융될 수 있다.

특별히 제한되지 않으나, 상기 열풍 결합은 예를 들어, 다공성 드럼을 통해 수행될 수 있다.

하나의 예시에서, 본 출원의 방법에 따라 제조된 부직포는 50 내지 150 g/m² 범위 내의 중량(기본중량)을 가질 수 있다. 즉, 상기 제조방법은 부직포의 중량이 50 내지 150 g/m² 범위를 만족하도록, 공정 조건을 제어하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 부직포의 중량 하한은 예를 들어, 55 g/m²이상, 60 g/m²이상, 65 g/m²이상, 70 g/m²이상, 75 g/m²이상, 80 g/m²이상, 85 g/m²이상 또는 90 g/m²이상일 수 있다. 그리고, 상기 부직포 중량의 상한은 예를 들어, 140 g/m²이하, 130 g/m²이하, 120 g/m²이하, 110 g/m²이하, 100 g/m²이하 또는 90 g/m²이하일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 부직포는 필터 지지체, 마스크, 프리필터 등의 용도에서 사용될 수 있다.

본 출원의 구체예예 따르면, 필터 지지체용으로 상기 부직포가 사용되는 경우, 상기 부직포의 중량은 60 내지 80 g/m² 범위일 수 있다.

하나의 예시에서, 본 출원의 방법에 따라 제조된 부직포는 0.10 내지 0.35 mm 범위의 두께를 가질 수 있다. 즉, 상기 제조방법은 부직포의 두께가 0.10 내지 0.35 mm 범위를 만족하도록, 공정 조건을 제어하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 부직포의 두께는 0.10 mm 이상 또는 0.15 mm 이상일 수 있고, 구체적으로는 0.16 mm 이상, 0.17 mm 이상, 0.18 mm 이상, 0.19 mm 이상, 0.20 mm 이상, 0.21 mm 이상, 0.22 mm 이상, 0.23 mm 이상, 0.24 mm 이상 또는 0.25 mm 이상일 수 있다. 그리고, 상기 두께의 상한은 예를 들어 0.35 mm 이하 또는 0.30 mm 이하일 수 있고, 구체적으로는 0.29 mm 이하, 0.28 mm 이하, 0.27 mm 이하, 0.26 mm 이하, 0.25 mm 이하, 0.24 mm 이하, 0.23 mm 이하, 0.22 mm 이하 또는 0.21 mm 이하일 수 있다. 상기 두께 범위를 만족하는 부직포는 본 출원이 구현하고자 하는 통기도와 박리강도를 확보하는데 유리하다.

본 출원의 구체예에서, 상기 부직포가 필터 지지체용을 사용되는 경우, 통기도 열화를 고려할 때 부직포의 두께는 0.20 mm 이상인 것이 바람직하고, 박리강도 열화를 고려할 때 부직포의 두께는 0.30 mm 이하인 것이 바람직하다.

하나의 예시에서, 본 출원의 방법에 따라 제조된 부직포는 ASTM D 3300-04 시험법에 따른 박리강도가 750 gf/50 mm 이상을 만족할 수 있다. 구체적으로, 상기 부직포는 800 gf/50 mm 이상, 850 gf/50 mm 이상, 900 gf/50 mm 이상, 950 gf/50 mm 이상 또는 1000 gf/50 mm 이상의 박리강도를 가질 수 있다. 그리고, 상기 박리강도의 상한은 예를 들어, 1200 gf/50 mm 이하, 1150 gf/50 mm 이하, 1100 gf/50 mm 이하, 1050 gf/50 mm 이하, 1000 gf/50 mm 이하, 950 gf/50 mm 이하, 900 gf/50 mm 이하 또는 950 gf/50 mm 이하일 수 있다. 상기 범위의 박리강도를 만족하는 부직포는, 예를 들어, 부직포가 필터재료로 사용되는 경우에 인접하는 층 구성에 대한 우수한 결합력을 제공한다.

이때, 상기 박리강도는 크기가 가로 300 mm x 세로 50 mm인 부직포 시편의 상면과 하면에 OPP(Oriented Poly Propylene) Tape를 접합시킨 후, 180 ° 방향으로 OPP Tape를 박리할 경우의 박리강도을 의미한다. 본 출원의 구체예에서, OPP(Oriented Poly Propylene) Tape로는 ASTM D3654에 의거하여 SUS304 표준시편에 유지력으로 평가되는 박리강도가 600 g/25mm 이상인 것을 사용할 수 있다. 이러한 OPP Tape 로는 예를 들어, 3M社 50mm Opp Tape를 사용할 수 있다.

하나의 예시에서, 본 출원의 방법에 따라 제조된 부직포는 ASTM D 737-04 시험법에 따른 통기도가 300 ccs 이상을 만족할 수 있다. 구체적으로, 상기 부직포는 310 ccs 이상, 320 ccs 이상, 330 ccs 이상, 340 ccs 이상, 350 ccs 이상, 360 ccs 이상, 370 ccs 이상, 380 ccs 이상, 390 ccs 이상 또는 400 ccs 이상의 통기도를 가질 수 있다. 그리고, 상기 통기도의 상한은 예를 들어, 500 ccs 이하 또는 450 ccs 이하일 수 있다. 이처럼, 본 출원의 방법에 따라 제조된 고벌키성의 부직포는 높은 통기성을 갖는다.

이때, 상기 통기도는 표면 넓이가 100 cm²인 부직포 시편에 대하여 125 Pa 압력을 가하면서 측정한 것이다.

하나의 예시에서, 본 출원의 방법에 따라 제조된 부직포는 아래 식에 따라 계산되는 품위지수가 250 이하를 만족할 수 있다.

[식] 품위지수(Q) = SD / OD

상기 식에서, OD는 품위 평가 장치(formation tester)를 이용하여 측정되는 상기 스펀본드 부직포의 광학 밀도(optical density)이고, SD는 상기 광학 밀도의 표준 편차(standard deviation of OD)이다.

구체적으로, 상기 부직포는 240 이하, 230 이하, 220 이하, 210 이하, 200 이하, 190 이하, 180 이하 또는 170 이하의 품위지수를 가질 수 있다. 그리고, 상기 부직포의 품위지수의 하한은 예를 들어, 130 이상, 140 이상, 150 이상, 160 이상 또는 170 이상일 수 있다. 상기와 같은 품위지수를 만족한다는 것은 부직포의 균일하게 형성되었다는 것을 의미한다. 본 출원에서는, 필라멘트의 섬도, 초성분 함량, 체류시간 지연 롤의 사용 여부 및 부직포의 두께와 같이, 품위 지수에 영향을 미칠 수 있는 요인들이 적절히 제어된다.

본 출원의 구체예에 따라 부직포 웹의 캐린더링 롤(예: 제2 롤)에 대한 체류시간(또는 접촉시간)을 증가시키도록 수행되는 방식은 아래와 같다.

(a1) 제조방법에 관한 제 1 태양

이와 관련하여, 본 출원의 일 태양에서, 상기 방법은,

ⅱ) 제1 롤 및 제2 롤로 이루어진 캘린더롤 사이에 상기 웹을 통과시키는 캘린더링 결합 단계; 및

ⅲ) 캘린더링 공정 후 패스 롤(pass roll)을 경유하여 이송된 웹에 열풍을 가하는 열풍 결합 단계를 포함하고,

상기 캘린더링 결합 단계와 상기 열풍 결합 단계 사이에서 웹의 이송(또는 이동)이 진행되는 동안, 상기 웹의 어느 영역이 상기 제2 롤의 표면(또는 표면의 어느 영역)과 접촉한 상태로 상기 제2 롤의 표면 상에서 0.5 초 이상의 시간 동안 체류하면서 이송될 수 있도록 수행되는,

스펀본드 부직포의 제조방법일 수 있다. 이때, 웹의 이송이 진행되는 동안이라는 것은 웹의 이송이 멈추지 않는 것, 예를 들어, 웹을 이송시키기 위한 캘린더 롤의 회전이 유지되는 상태를 의미할 수 있다.

구체적으로, 상기 웹이 상기 제2 롤의 표면 상에서 체류하는 시간은, 상기 제1 롤과 상기 제2 롤의 이격거리가 가장 가까운 지점(가압점, 도 1b에서 T_gap이 표시된 캘린더 롤의 대응 지점) 부근에서, 소정 두께(T_in)를 갖는 웹의 어느 영역이 상기 제2 롤의 어느 표면과 접촉하면서부터(또는 접촉한 이후부터) 측정되는 상기 제2 롤과 웹 어느 영역(면적)의 접촉시간일 수 있다.

본 출원의 구체예에서, 상기 체류시간은 상기 제2 롤과 웹의 면 접촉시간, 구체적으로는 상기 제2 롤의 표면에 대한 웹 어느 영역(면적) 간에 면 접촉이 이루어지는 시간일 수 있다. 예를 들어, 가압점에 대응하는 웹의 영역 또는 웹의 일 부분이 캘린더 롤의 회전에 의해 가압점 부근을 벗어나 캘린더 롤의 표면 상에서 이동하는 중에, 웹의 영역 또는 웹의 일 부분이 캘런더 롤의 대응 면적 또는 대응 영역과 접촉 상태를 유지하면서 이동하는 시간이 적어도 0.5 초 이상일 수 있다.

도 1은, 본 출원에 따른 접촉시간(또는 체류시간)을 설명하기 위한 개략도이다. 예를 들어, 도 1a 및 1b에서, 소정 두께 T_in 를 갖는 부직포 웹이 캘린더 롤 간 거리가 가장 가까운 가압점 부근에서 두께 T_gap이 되도록 가압되고, 이어서 웹이 캘린더 하부 롤의 회전 방향을 따라 가압점을 통과하여 이동하는 경우에 상기 웹은 T_out 두께를 갖게 될 수 있다. 앞서 설명한 부직포 웹의 제2 롤에 대한 체류시간(또는 접촉시간)은, 이동 경로에 따라 부직포 웹의 두께가 T_in, T_gap 및 T_out 으로 변하게 되면서 T_out 두께의 웹이 제2 롤에 대한 면 접촉을 유지하는 시간일 수 있다. 상술한 것과 같이, T_out 두께의 웹이 면 접촉을 유지하는 시간은 0.5초 이상일 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 체류시간(또는 접촉시간)은 0.6 초 이상, 0.7 초 이상, 0.8 초 이상, 0.9 초 이상 또는 1.0 초 이상일 수 있다. 그리고, 그 상한은 1.5 초 이하, 1.4 초 이하, 1.3 초 이하, 1.2 초 이하, 1.1 초 이하 또는 1.0 초 이하일 수 있다. 또한, 본 출원의 구체예에서, 상기 체류시간 또는 접촉시간은 0.5 초 내지 1.0 초 범위일 수 있다. 즉, 본 출원의 방법은 상기 체류시간 또는 접촉시간이 상기 시간 범위를 만족할 수 있도록, 수행될 수 있다.

상기와 같은 체류시간(또는 접촉시간)은 캘린더 롤의 크기 변화(예를 들어, 캘린더 롤의 크기가 증가할수록 체류시간이 증가할 수 있음) 또는 후술하는 체류시간 지연 롤 위치 조절 등을 종합적으로 고려하여 제어될 수 있다.

상기와 같은 공정 조건을 고려할 때, 체류시간이 상기 범위를 초과하는 공정 조건은 캘린더 롤의 회전에 의한 관성력으로 웹이 하단 롤에 말릴수 있는 상황이되므로, 부직포 제조 공정에 부적합하다.

상기 캘린더링 공정은 관련 기술분야에서 일반적으로 수행되는 것과 같이, 상대적으로 높이(이때, 높이란, 수평면으로부터 각 롤 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다)를 달리하고, 서로 반대 방향으로 회전하는 두 개의 롤 사이에 부직포 웹을 통과시키면서 가압하는 공정을 의미한다.

본 출원에서, 캘린더 롤을 구성하는 것으로 기재된 용어 제1 롤과 제2 롤은 상대적으로 높이를 달리하고, 서로 반대 방향으로 회전하도록 구성되어 통상적인 캘린더링 공정을 수행할 수 있는 2개의 롤을 각각 호칭하기 위한 용어이다.

특별히 제한되지 않으나, 상기 제1 롤은 상부 롤(top roll)일 수 있고, 상기 제2 롤은 하부 롤(bottom roll)일 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 방법은, 상기 웹 또는 웹이 어느 영역이 상기 제2 롤의 표면과 접촉한 상태로 상기 제2 롤의 표면 상에서 0.5 초 이상의 시간 동안 체류하면서 이송될 수 있도록, 체류시간 지연 롤을 웹 이송에 이용하는 방법일 수 있다. 구체적으로, 상기 체류시간 지연 롤은 웹의 이송 방향(예: 제2 롤의 회전 방향에 따라 웹이 이동하게 되는 방향)에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤과 높이를 달리하도록 배치 또는 구성된 것일 수 있다. 이때, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 (동일) 수평면으로부터 각 롤 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다.

하나의 예시에서, 상기 상기 체류시간 지연 롤은 웹 이송에 대한 장력을 유지할 수 있도록 구성 또는 배치된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 체류시간 지연 롤은, 수평면에서 그어진 상기 제2 롤 원형 단면에 대한 가상의 법선 중 하나가 상기 체류시간 지연 롤 원형 단면에 대하여 1 개 또는 2 개의 교점을 갖도록 위치하여 웹 이송에 대한 장력을 유지하는 구성일 수 있다.

상기와 같이 구성된 체류시간 지연 롤을 사용하지 않는 종래 기술에서는 부직포 웹의 표면이 너울형태를 보였으나, 상기와 같은 체류시간 지연 롤은 부직포 웹의 균제도를 개선할 수 있다.

나아가, 캘린더 롤은 부직포에 대한 가압과 함께 부직포에 열을 전달할 수 있는데, 상기 체류시간 지연 롤을 경유하는 동안 캘린더 롤에 의해 가해진 열이 식으면서 부직포 웹의 볼륨이 증가(bulky)할 수 있다. 그에 따라, 부직포의 통기성(permeability) 개선과 하이 로프트(high-loft) 특성이 확보될 수 있다.

상술한 체류시간(또는 접촉시간) 증가와 관련하여, 롤 간 위치가 적절히 조절될 수 있다.

(a1-1) 제조방법에 관한 제 1-1 태양

하나의 예시에서, 체류시간 지연 롤은 웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤 보다 낮은 높이에 위치하도록 배치 또는 구성될 수 있다. 이때, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤 단면인 원의 중심 간 거리를 의미하고, 상기 제2 롤은 함께 캘린더 롤을 구성하는 상기 제1 롤 보다 낮은 높이에 위치하는 하부 롤(bottom roll)일 수 있다.

상기와 같이, 상기 체류시간 지연 롤이 상기 제2 롤 보다 낮은 높이에 위치하는 경우, 상기 체류시간 지연 롤은 수평면을 기준으로 상기 패스 롤 보다 낮은 높이에 위치하도록 구성 또는 배치될 수 있다. 그리고, 패스 롤의 높이는 제2 롤의 그것 보다 높거나 낮을 수 있다. 이때, 상기 패스 롤, 체류시간 지연 롤 및 제2 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다.

상기 롤 들의 지름은 본 출원이 달성하고자 하는 기술적 의의에 반하지 않는 수준에서 적절히 조절될 수 있다.

예를 들어, 상기 체류시간 지연 롤의 원형 단면 지름은 상기 제2 롤의 원형 단면 지름 보다 작을 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 패스 롤의 원형 단면 지름은 체류시간 지연 롤의 원형 단면 지름 보다 크고, 제2 롤의 그것 보다는 작을 수 있다.

(a1-2) 제조방법에 관한 제 1-2 태양

또 하나의 예시에서, 체류시간 지연 롤은 웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤 보다 높은 높이에 위치하도록 배치 또는 구성될 수 있다. 이때, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미하고, 상기 제2 롤은 함께 캘린더 롤을 구성하는 상기 제1 롤 보다 높은 높이에 위치하는 상부 롤(top roll)일 수 있다.

상기와 같이, 상기 체류시간 지연 롤이 상기 제2 롤 보다 높은 높이에 위치하는 경우, 상기 체류시간 지연 롤은 수평면을 기준으로 상기 패스 롤 보다 높은 높이에 위치하도록 구성 또는 배치될 수 있다. 그리고, 패스롤의 높이는 제2 롤의 그것 보다 낮거나 높을 수 있다. 이때, 상기 패스 롤, 체류시간 지연 롤, 및 제2 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다.

(a2) 제조방법에 관한 제 2 태양

본 출원의 다른 태양에서, 상기 방법은,

ⅲ) 캘린더링 공정 후 패스 롤(pass roll)을 경유하여 이송된 웹에 열풍을 가하는 열풍 결합 단계

를 포함하고,

상기 캘린더링 결합 단계와 상기 열풍 결합 단계 사이에서 웹의 이송이 진행되는 동안, 상기 웹의 어느 영역이 상기 제2 롤의 표면과 접촉한 상태로 상기 제2 롤의 표면 상에서 적어도 길이(L)(L=rθ, r은 상기 제2 롤 원형 단면의 반지름이고, θ(radian)는 π/6 내지 2π/3 이다) 만큼(또는 길이 L에 대응하는 면적 만큼) 접촉(예: 면 접촉)된 상태로 이송될 수 있도록 수행되는,

구체적으로, 상기 길이(L)는, 상기 제1 롤과 상기 제2 롤의 이격거리가 가장 가까운 지점(가압점, 도 1b에서 T_gap이 표시된 캘린더 롤의 대응 지점) 부근에서, 소정 두께(T_in)를 갖는 웹의 어느 영역이 상기 제2 롤의 어느 표면(영역)과 접촉한 지점부터 측정되는 길이로서, 상기 제2 롤과 접족한 상기 웹(또는 웹의 영역)이 상기 제2 롤 상에서 접촉을 유지하면서 이송되는 거리일 수 있다.

즉, 가압점에 접촉한 웹의 영역(또는 웹의 일 부분)이, 가압점 부근을 벗어나 캘린더 롤의 표면과 접촉하면서 이동하는 중에, 상기 웹의 영역(또는 웹의 일 부분)이 제2 롤에 대한 접촉 상태를 유지하면서 이동하는 길이를 제2 롤의 단면인 원에 관한 호의 길이로서 표시한 것이, 상기 길이 L(=rθ) 이다.

길이(L)로서 설명하였으나, 상기 제1 롤과 상기 제2 롤의 이격거리가 가장 가까운 지점(가압점, 도 1b에서 T_gap이 표시된 하부 롤러의 대응 지점)에서 가압된 웹의 선형 접촉을 표시하는 가상의 선이 제2 롤의 회전 방향을 따라 그 접촉을 이루면서(유지하면서) 이송된다는 것은, 길이 L을 이동하는 동안 웹(또는 웹의 어느 영역)과 제2 롤이 면 접촉을 유지한다는 것을 의미한다.

예를 들어, 도 1에서, 캘린더 롤과 웹의 면적(또는 어느 영역)이 면 접촉을 유지하는 상술한 소정 시간(예: 캘린더 롤의 가압점 부근에 투입되는 두께 T_in 의 부직포 웹이 캘린더 상부 및 하부 롤에 의해 T_gap 두께로 가압된 후 T_out 두께를 갖게 되는데, T_out 두께로 제2 롤과 면 접촉을 유지하는 시간) 동안 상기 웹의 어느 영역이 캘린더 롤과 면 접촉을 유지하면서 이동하는 거리는 L(=rθ, r은 상기 제2 롤 원형 단면의 반지름이고, θ(radian)는 π/6 내지 2π/3 이다) 일 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 접촉 길이(L=rθ, r은 상기 제2 롤 원형 단면의 반지름)와 관련하여, θ(radian)는 π/4 이상, π/3 이상 또는 π/2 이상일 수 있다. 그리고, 그 상한은 2π/3 이하, π/2 이하 또는 π/3 이하일 수 있다. 즉, 본 출원의 방법은 상기 각도를 만족하는 캘린더 롤의 회전 동안, 상기 길이에 대응하는 면 접촉이 캘린더 롤과 부직포 웹 사이에 유지될 수 있도록 수행될 수 있다.

본 출원에서 캘린더 롤을 구성하는 제1 롤과 제2 롤 역시 통상적인 캘린더링 공정을 수행할 수 있도록 구성된 것으로서, 캘린더링 공정 수행을 위해 상대적으로 높이를 달리하고, 서로 반대 방향으로 회전하는 2개의 롤을 호칭하기 위한 용어이다.

하나의 예시에서, 상기 방법은, 상기 웹의 어느 영역이 상기 제2 롤의 표면과 접촉한 상태로 상기 제2 롤의 표면 상에서 적어도 길이(L)(L=rθ, r은 상기 제2 롤 원형 단면의 반지름이고, θ(radian)는 π/6 내지 2π/3 이다) 만큼 이송될 수 있도록, 체류시간 지연 롤을 웹 이송에 이용하는 방법일 수 있다. 구체적으로, 상기 체류시간 지연 롤은 웹의 이송 방향(예: 제2 롤의 회전 방향에 따라 웹이 이동하게 되는 방향)에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤과 높이를 달리하도록 배치 또는 구성된 것일 수 있다. 이때, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다.

체류시간 지연 롤을 사용하지 않는 종래 기술에서는 부직포 웹의 표면이 너울형태를 보였으나, 상기와 같은 체류시간 지연 롤은 부직포 웹의 균제도를 개선할 수 있다.

상술한 체류시간 또는 접촉시간 증가와 관련하여, 롤 간 위치가 적절히 조절될 수 있다.

(a2-1) 제조방법에 관한 제 2-1 태양

(a2-2) 제조방법에 관한 제 2-2 태양

또 하나의 예시에서, 체류시간 지연 롤은 웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤 보다 높은 높이에 위치할 수 있다. 이때, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미하고, 상기 제2 롤은 함께 캘린더 롤을 구성하는 상기 제1 롤 보다 높게 위치하는 상부 롤(top roll)일 수 있다.

상기와 같이, 체류시간 지연 롤이 상기 제2 롤 보다 높은 높이에 위치하는 경우, 상기 체류시간 지연 롤은 수평면을 기준으로 상기 패스 롤 보다 높은 높이에 위치하도록 구성 또는 배치될 수 있다. 그리고, 패스롤의 높이는 제2 롤의 그것 보다 낮거나 높을 수 있다. 이때, 상기 패스 롤, 체류시간 지연 롤, 및 제2 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다.

(a3) 제조방법에 관한 제 3 태양

상기 제조방법, 구체적으로, 상술한 제조방법에 관한 제 1 태양 및 제 2 태양에 따른 방법은 후술하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

후술하는 각 단계 역시, 공지된 이송 수단을 통해 적정 시점에 상술한 단계와 함께 연속적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 단계는 벨트 또는 네트와 같은 공지된 이송 수단을 통해 결합되는 일련의 공정일 수 있다.

예를 들어, 상기 방법은 ⅰ) 단계 이전에, 아래와 같은 공정 또는 단계를 더 포함할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 방법은 필라멘트를 형성하는 심성분과 초성분 수지(예: 폴리에스테르)를 용융하고, 이를 방사하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 출원이 달성하고자 하는 기술과제에 반하지 않는 이상, 방사와 관련하여 사용 가능한 용융 압출기, 구금, 및 방사 방식 등은 특별히 제한되지는 않는다.

하나의 예시에서, 상기 방법은 구금에서 방출된 복합 섬유를 고화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고화는 약 15 내지 35 ℃ 범위의 공기를 이용하여 이루어질 수 있다. 이러한 고화는 소위 퀀칭 챔버(quenching chamber)로 알려진 압축 공기 발생 장치를 통해 이루어질 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 방법은 고화된 복합 섬유를 연신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기와 같은 연신은 예를 들어, 구금으로부터 약 1000 내지 2000 mm 이격된 위치에 설치된 소위 이젝터(ejector)에, 고화된 복합 섬유를 통과시키는 것을 통해 이루어질 수 있다. 이젝터(ejector)는 예를 들어, 약 1.0kgf/cm² 이상의 공기를 분사하여 필라멘트를 연신하도록 구성될 수 있다.

상기와 같은 과정을 거친 필라멘트는 컨베이어 벨트(또는 컨베이어 네트) 상에서 포집되어 웹을 형성할 수 있다.

형성된 웹은 상술한 캘린더링 결합 단계, 열풍 결합 단계를 거칠 수 있다.

그리고, 열풍 결합 단계를 거친 부직포 (웹)은 장력 조절 장치 등에 의해 이송되면서 권취될 수 있다.

B. 부직포 제조장치

본 출원에 관한 다른 일례에서, 본 출원은 스펀본드 부직포를 제조하는 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 상술한 스펀본드 부직포 제조방법을 수행할 수 있도록 구성된 것일 수 있다.

구체적으로, 상기 장치는,

제1 롤 및 제2 롤로 이루어지고, 부직포 웹을 가압하는 캘린더롤;

캘린더링된 부직포 웹의 이송 경로를 제공하는 패스 롤(pass roll); 및

패스롤을 경유하여 이송된 웹에 열풍을 가하는 열풍 결합 수단을 포함하고,

웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 과 높이를 달리하는 체류시간 지연 롤을 더 포함하며,

상기 체류시간 지연 롤은,

수평면에서 그어진 상기 제2 롤 원형 단면에 대한 가상의 법선 중 하나가 상기 체류시간 지연 롤 원형 단면에 대하여 1 개 또는 2 개의 교점을 갖도록 위치하여 웹 이송에 대한 장력을 유지하도록 배치되는,

스펀본드 부직포 제조장치일 수 있다.

상기 장치에 포함되는 각 구성은 상술한 방법 또는 각 단계를 연속적으로 수행할 수 있도록 공지된 이송 수단을 통해 연결된 것일 수 있다. 예를 들어, 각 구성 장치는 벨트 또는 네트와 같은 공지된 이송 수단을 통해 결합되어, 상술한 일련의 방법을 수행하도록 구성된 것일 수 있다.

상기 캘린더링 롤은 소위 캘린더링 공정을 행할 수 있도록 구성된 것이다. 구체적으로, 상대적으로 높이(이때, 높이란, 수평면으로부터 각 롤 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다)를 달리하고, 서로 반대 방향으로 회전하는 두 개의 롤 사이에 부직포 웹을 통과시키면서 가압하는 공정을 수행하도록 구성된 것이다.

하나의 예시에서, 상기 캘린더링 롤은, 상술한 온도 및/또는 압력을 웹에 제공할 수 있도록 구성된 것일 수 있다.

상기 열풍 결합 수단은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 수단으로는 열풍을 발산할 수 있는 다공성 드럼이 사용될 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 열평 결합 수단은, 상술한 열풍 결합 온도를 웹에 제공할 수 있도록 구성된 것일 수 있다.

상기 구성의 장치는 상술한 방법을 수행할 수 있고, 그에 따라 부직포 웹의 캐린더링 롤에 대한 체류시간(또는 접촉시간)을 증가시킬 수 있다. 체류시간 또는 접촉시간의 증가는 상술한 것과 같이, 적어도 아래의 하나 이상을 의미할 수 있다:

- 상기 캘린더링 결합 단계와 상기 열풍 결합 단계 사이에서 웹의 이송이 진행되는 동안, 상기 웹의 어느 영역이 상기 제2 롤의 표면과 접촉한 상태로 상기 제2 롤의 표면 상에서 0.5 초 이상의 시간 동안 체류하면서 이송되는 것;

- 상기 캘린더링 결합 단계와 상기 열풍 결합 단계 사이에서 웹의 이송이 진행되는 동안, 상기 웹의 어느 영역이 상기 제2 롤의 표면과 접촉한 상태로 상기 제2 롤의 표면 상에서 적어도 길이(L)(L=rθ, r은 상기 제2 롤 원형 단면의 반지름이고, θ(radian)는 π/6 내지 2π/3 이다) 만큼 면 접촉된 상태로 이송되는 것.

본 출원의 구체예예서, 상기 장치는 아래와 같이 구성될 수 있다.

(b1) 제조장치에 관한 제 1 태양

하나의 예시에서, 상기 체류시간 지연 롤은 웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤 보다 낮은 높이에 위치하도록 배치 또는 구성된 것일 수 있다. 이때, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤 단면인 원의 중심 간 거리를 의미하고, 상기 제2 롤은 함께 캘린더 롤을 구성하는 상기 제1 롤 보다 낮은 높이에 위치하는 하부 롤(bottom roll)일 수 있다.

상기와 같이, 상기 체류시간 지연 롤이 상기 제2 롤 보다 낮은 높이에 위치하는 경우, 상기 체류시간 지연 롤은 수평면을 기준으로 상기 패스 롤 보다 낮은 높이에 위치하도록 배치 또는 구성될 수 있다. 그리고, 패스 롤의 높이는 제2 롤의 그것 보다 높거나 낮을 수 있다. 이때, 상기 패스 롤, 체류시간 지연 롤 및 제2 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다.

(b2) 제조장치에 관한 제 2 태양

하나의 예시에서, 상기 체류시간 지연 롤은 웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤 보다 높은 높이에 위치하도록 배치 또는 구성된 것일 수 있다. 이때, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미하고, 상기 제2 롤은 함께 캘린더 롤을 구성하는 상기 제1 롤 보다 높은 높이에 위치하는 상부 롤(top roll)일 수 있다.

상기와 같이, 상기 체류시간 지연 롤이 상기 제2 롤 보다 높은 높이에 위치하는 경우, 상기 체류시간 지연 롤은 수평면을 기준으로 상기 패스 롤 보다 높은 높이에 위치하도록 배치 또는 구성될 수 있다. 그리고, 패스롤의 높이는 제2 롤의 그것 보다 낮거나 높을 수 있다. 이때, 상기 패스 롤, 체류시간 지연 롤, 및 제2 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다.

(b3) 제조장치에 관한 제 3 태양

상기 제조장치, 구체적으로, 상술한 제조장치에 관한 제 1 태양 및 제 2 태양에 따른 장치는 후술하는 장치 구성을 추가로 포함할 수 있다.

후술하는 각 구성은 상술한 방법 또는 각 단계를 연속적으로 수행할 수 있도록, 공지된 이송 수단을 통해 앞서 설명한 구성과 함께 연결된 것일 수 있다. 예를 들어, 각 장치는 벨트 또는 네트와 같은 공지된 이송 수단을 통해 결합되어, 상술한 일련의 방법을 수행하도록 구성된 것일 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 장치는 심초형 필라멘트를 제조할 수 있는 복합방사 구금을 더 포함할 수 있다. 상기 복합 방사 구금은, 용융된 필라멘트를 형성하는 심성분과 초성분 수지(예: 폴리에스테르)를 방사하여, 심초형 필라멘트를 제공하도록 구성된 것으로, 토출공 개수 조절이 가능한 것일 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 장치는, 압축 공기 발생 장치를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 압축 공기 발생 장치로는 소위 퀀칭 챔버(quenching chamber)가 사용될 수 있다. 상기 퀀칭 챔버는, 구금에서 방출된 복합 섬유를 고화할 수 있다. 이와 관련하여, 퀀칭 챔버로부터 공급되는 퀀칭 에어의 온도는 예를 들어, 약 15 내지 35 ℃ 범위일 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 장치는 공기 연신 장치를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 공기 연신 장치로는 소위 이젝터(ejector)가 사용될 수 있다. 상기 이젝터(ejector)는 구금으로부터 약 1000 내지 2000 mm 이격된 위치에 설치될 수 있고, 고화된 복합 섬유가 이젝터를 통과하는 중에, 약 1.0kgf/cm² 이상의 공기를 분사하여 필라멘트를 연신하도록 구성될 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 장치는 부직포 웹을 이송 및 권취하는데 사용하는 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 장치는 어큐뮬레이팅 롤(accumulating rolls) 및 권취기(winding shaft)를 더 포함할 수 있고, 이들에 의해 이송된 부직포가 권취될 수 있다.

C. 부직포

본 출원의 또 다른 일례에서, 본 출원은 부직포에 관한 것이다. 상기 부직포는 상술한 제조방법 및/또는 제조장치에 의해 제조될 수 있다.

본 출원의 구체예예서, 상기 부직포는 섬도가 5.0 데니어 이상이고, 초성분을 10 내지 25 중량% 범위 포함하는 심초형 필라멘트로 형성된 웹을 포함하고, 아래 <1> 내지 <3> 중에서 1 이상 또는 2 이상을 만족하거나 아래 <1> 내지 <3> 을 모두 만족하는 스펀본드 부직포일 수 있다.

<1>: ASTM D 3300-04 시험법에 따른 박리강도가 750 gf/50 mm 이상(단, 상기 박리강도는 크기가 가로 300 mm x 세로 50 mm인 부직포 시편의 상면과 하면에 OPP(Oriented Poly Propylene) Tape를 접합시킨 후, 180 ° 방향으로 OPP Tape를 박리할 경우의 박리강도이다)

<2>: ASTM D 737-04 시험법에 따른 통기도가 300 ccs 이상(단, 상기 통기도는 표면 넓이가 100 cm2인 부직포 시편에 대하여 125 Pa 압력을 가하면서 측정한 것이다.)

<3>: 품위지수가 250 이하(단, 상기 품위지수 = 품위 지수(Q) = SD / OD 이고, 상기 OD는 품위 평가 장치(formation tester)를 이용하여 측정되는 부직포의 광학 밀도(optical density)이고, SD는 상기 광학 밀도의 표준 편차(standard deviation of OD)이다.)

그 외에, 상기 부직포의 특성 및 부직포를 형성하는 섬유(필라멘트) 등에 관한 설명은 상술한 것과 같다.

상기와 같은 부직포의 용도는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 <1> 내지 <3>과 같은 특성이 요구되는 어떠한 용도로도 사용될 수 있다.

상기와 같은 부직포의 용도는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 부직포는 마스크나 프리필터(1차 필터) 등을 포함하는 필터 용도에서 사용될 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 부직포는 필터 형성 재료로 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 부직포는 지지층, 필터층 및 커버층을 포함하는 필터에 있어서, 지지층 재료로 사용될 수 있다. 특별히 제한되지 않으나, 상기 필터는 에어컨이나 공기청정기에 사용되는 공기 필터일 수 있다.

D. 물품

본 출원의 또 다른 일례에서, 본 출원은 상기 부직포를 포함하는 물품에 관한 것이다. 물품의 종류는 특별히 제한되지 않는다.

하나의 예시에서, 상기 물품은 마스크 또는 필터일 수 있다. 구체적으로, 상기 물픔은 필터일 수 있다. 상기 필터는 예를 들어, 에어컨이나 공기청정기에 사용되는 필터로서, 상술한 스펀본드 부직포를 포함할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 필터는 지지층, 필터층 및 커버층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 필터는 지지층, 필터층 및 커버층을 순차로 포함할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 스펀본드 부직포는 상기 지지층, 필터층 및 커버층 중 하나 이상에 포함될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 지지층은 상술한 특성의 부직포를 포함할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 필터층 및/또는 커버층은 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터층은 폴리프로필렌 멜트블로운을 포함할 수 있고, 커버층은 폴리프로필렌 부직포를 포함할 수 있다.

본 출원에 따르면, 통기성(permialbility), 벌키성(bulky) 및 하이 로프트(high-loft) 특성이 우수하고, 박리강도가 우수하며, 품위지수가 개선된 스펀본드 부직포, 그 제조방법 및 제조장치가 제공된다. 또한, 본 출원은 상기 스펀본드 부직포를 포함하는 물품(예: 필터 등) 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

도 1은 종래 기술에 따른 방법에서 캘린더링 공정의 제2 롤과 부직포 웹이 접촉하는 방식(도 1a)과, 본 출원에 따른 캘린더링 공정의 제2 롤과 부직포 웹이 접촉하는 방식(도 1b)을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는, 본 출원의 일례에 따른 제1 롤(5a), 제2 롤(5b), 체류시간 지연 롤(6) 및 패스 롤(7) 사이의 위치 관계를 개략적으로 도시한다. 원 내부의 화살표는 각 롤의 회전 방향을 의미하고, 점섬은 수평면에서 그어진 상기 제2 롤 원형 단면에 대한 법선을 도시한 것이고, 실선은 제2 롤(5b)과 체류시간, 지연 롤(6) 및 패스 롤(7) 사이에 부직포가 이송될 수 있는 수단(예: 벨트)를 도시한다. 수평면에서 그어진 상기 제2 롤 원형 단면에 대한 가상의 법선 중 하나가 상기 체류시간 지연 롤 원형 단면에 대하여 1 개의 교점(도 2a) 또는 2 개(도 2a)의 교점을 가질 수 있도록 체류시간 지연 롤(6)이 배치될 수 있다.
도 3은, 본 출원의 일례에 따라 스펀본드 부직포를 제조하는데 사용될 수 있는 장치를 예시적으로 도시한 것이다. 도시된 장치는 본 출원의 실시예 및 비교예의 부직포 제조에 사용될 수 있다.

이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다.

실시예 및 비교예

실시예 1

도 3에서와 같이, 심초형 복합방사 구금, 퀀칭 챔버, 연신 장치, 컨베이어 네트, 캘린더롤, 체류시간 지연 롤, 패스롤, 열풍 결합 드럼 등을 구비한 스펀본드 부직포 제조 장치를 준비하였다. 이때, 복합 방사 구금의 경우, 토출공 개수 조절이 가능한 것을 사용하였다.

심성분(Core Element)인 융점 250 ℃ 이상의 폴리에스테르, 그리고 초성분(Sheath Element)인 융점 235 ℃ 이하의 폴리에스테르를 용융시키고, 심초형 복합 방사를 수행하였다. 연신 후 얻어진 이성분 필라멘트(Conjugated Filament)는 섬도가 약 7.8 De’ 이고, 약 15.0 wt%의 초성분을 포함한다.

방사 구금을 통해 방출된 필라멘트들을 25℃의 분위기 하에서 Quenching Air를 통해 고화한 후(즉, 퀀칭 컨디셔너(Quenching Conditioner, Q/C) 온도 25℃), 상기 구금으로부터 거리 1,500 mm의 위치에 설치한 Ejector에 통과시키고, 공기 연신 장치를 이용하여 1.0 kgf/cm² 이상의 에어로 연신시켜 원형 단면을 갖는 심초형 복합 필라멘트를 얻었다.

이어서, 통상의 개섬법에 따라 상기 이성분 복합 필라멘트(sheath-core filament)를 연속 이동하는 금속제 네트 컨베이어 상에 적층하여, 부직포의 단위면적당 중량(기본중량)이 70 ± 5 gsm(g/m²)인 웹을 형성하였다.

상기 웹을 약 140 내지 150 ℃ 로 가열된 상/하 캘린더 롤(압력 약 45 내지 50 N/mm)에 통과시켜 웹을 열접착하였다. 이때, 도 3에서와 같이 구비된 체류시간 지연 롤을 통해(6), 캘린더링 공정 중 제2 롤(하부 롤)에 대한 부직포 웹의 체류시간을 0.9 초 이상으로 지연시켜(L=rθ와 관련하여, θ는 약 π/2가 되도록 공정 조건을 조절하였다) 필라멘트 간 결합력을 보상하고, 부직포의 후도를 제어하였다.

이어서, 다공성 드럼을 이용한 열풍 결합(온도 약 200 내지 205 ℃)을 실시하고, 스펀본드 부직포를 제조하였다.

실시예 2

섬도가 약 8.0 De’ 이성분 필라멘트를 사용하고, 상기 이성분 필라멘트 중 초성분의 함량이 약 20 wt%인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 스펀본드 부직포를 제조하였다.

실시예 3

이성분 필라멘트의 섬도가 약 10.3 De’인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 스펀본드 부직포를 제조하였다.

실시예 4

이성분 필라멘트의 섬도가 약 12.0 De’인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 스펀본드 부직포를 제조하였다.

비교예 1

이성분 필라멘트의 섬도가 약 4.2 De’인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 스펀본드 부직포를 제조하였다.

비교예 2

섬도가 약 8.0 De’ 인 이성분 필라멘트를 사용하고, 상기 이성분 필라멘트의 이성분 필라멘트 중 초성분의 함량이 약 9.0 wt%인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 스펀본드 부직포를 제조하였다.

비교예 3

섬도가 약 8.1 De’ 인 이성분 필라멘트를 사용하고, 체류시간 지연 롤을 구비하지 않은 장치를 이용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 스펀본드 부직포를 제조하였다. 상부 및 하부 캘린더 롤의 가압점 부근에서, 부직포 웹과 캘린더 롤이 접촉하는 시간은 0.1 초 정도에 그친다.

비교예 4

섬도가 약 7.9 De’ 인 이성분 필라멘트를 사용하고, 이성분 필라멘트 중 초성분의 함량이 약 26 wt%인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 스펀본드 부직포를 제조하였다.

비교예 5

이성분 필라멘트의 섬도가 약 16.3 De’인 것을 제외하고, 비교예 3과 동일하게 스펀본드 부직포를 제조하였다.

부직포의 특성 평가

상기와 같이 제조된 실시예와 비교예의 부직포의 특성을 아래와 같이 평가하고, 그 결과를 표 1에 기재하였다.

박리강도(gf/50mm)

박리강도는 박리시험기(AR-1000, Cheminstruments)와 ASTM D 3300-04 시험법을 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 시편크기를 300 mm x 50 mm로 재단하고, ASTM D3654에 의거하여 SUS304 표준시편에 대한 유지력으로 평가되는 접합강도가 600 g/25mm 이상인 OPP(Oriented Poly Propylene) Tape(3M社 50mm Opp Tape)를 상/하면에 접합시킨 후, 시편의 180° 방향으로 테이프를 박리하면서 박리강도를 측정하였다. 이때, Cross-head 속도는 300 mm/min이고, 표 1에 기재된 박리강도는 10회 측정 후의 산술평균 값이다. 박리강도의 경우 통상 800 ± 10 gf/50mm 수준 또는 그 이상이면 우수하다고 평가될 수 있다.

통기도

통기도 측정에는, 통기도 측정기(FX 3300, TEXTEST AG)와 ASTM D 737-04 시험법을 이용하였다. 이때, 시편 파지 넓이는 100 cm² 이고, 사용압력은 125 pa로 하였다. 상기 통기도는 10회 측정 후의 산술 평균 값이다. 통기도의 경우, 통기도 300 ± 10 ccs 수준 또는 그 이상이면 우수하다고 평가될 수 있다.

품위지수(SD/OD)

품위지수는 품위평가장치(Formation Tester, FMT-Ⅲ)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 단위면적당 광원의 투과율과 투과율 분포를 통해 광학밀도(OD)와 광학편차(SD)를 측정하였고, 아래 식에 따라 계산하였다. 품위지수는 통상 250 ± 10 FMI 수준 또는 그 이하이면 우수하다고 평가될 수 있다.

[식] 품위 지수(Q) = SD / OD

상기 품위 평가 장치(FMT-Ⅲ)는 2차원 CCD 카메라를 이용한 화상 해석형 품위 분석기이다. 부직포 샘플을 하부에서 조명되는 스테이지에 배치된다. CCD 카메라는 320x230 픽셀의 이미지를 캡쳐하고, 각 픽셀에 의해 광 강도가 측정된다. CCD 카메라에 연결된 PC는 상기 광 강도를 투과율(%) 및 광학 밀도(OD)로 변환한다.

구 분	필라멘트 섬도 (de’)	초성분 함량 (wt%)	부직포 두께 (mm)	탈리 롤 사용 유/무	박리강도 (gf/50mm)	통기도 (ccs, 125pa)	품위지수 (FMI)
실시예1	7.8	15	0.24	○	883	303	188
실시예2	8.0	20	0.23	○	950	306	193
실시예3	10.3	15	0.23	○	871	360	235
실시예4	12.0	15	0.23	○	860	414	243
비교예1	4.2	15	0.23	○	833	196	121
비교예2	8.0	9	0.24	○	480	315	241
비교예3	8.1	15	0.21	Ⅹ	924	214	227
비교예4	7.9	26	0.23	○	1,003	286	306
비교예5	16.3	15	0.20	Ⅹ	650	374	411

1 : 방사 구금(spinning pack),
2 : 퀀칭 챔버(quenching chamber)
3 : 연신 장치(drawing apparatus)
4 : 컨베이어 네트(conveyor net)
5 : 캘린더링 롤(callendering roll)
5a : 제1 롤
5b : 제2 롤
6 : 체류시간 지연 롤(roll for residence time delay)
7 : 패스 롤(pass roll)
8: 열풍 결합 드럼(air-through drum)
9: 어큐뮬레이팅 롤(accumulating rolls)
10: 권취기(winding shaft)

Claims

ⅰ) 섬도가 5.0 데니어 이상이고, 초성분을 10 내지 25 중량% 범위 포함하는 심초형 필라멘트로 형성된 웹을 제조하는 웹 제조 단계;
ⅱ) 제1 롤 및 제2 롤로 이루어진 캘린더 롤 사이에 상기 웹을 통과시키는 캘린더링 결합 단계; 및
ⅲ) 캘린더링 공정 후 패스 롤(pass roll)을 경유하여 이송된 웹에 열풍을 가하는 열풍 결합 단계
를 포함하고,
상기 캘린더링 결합 단계와 상기 열풍 결합 단계 사이에서 웹의 이송이 진행되는 동안, 상기 웹의 어느 영역이 상기 제2 롤의 표면과 접촉한 상태로 상기 제2 롤의 표면 상에서 0.5 초 이상의 시간 동안 체류하면서 이송될 수 있도록 수행되는,
스펀본드 부직포의 제조방법(단, 상기 웹이 상기 제2 롤의 표면 상에서 체류하는 시간은, 소정 두께를 갖는 부직포 웹의 어느 영역이 상기 제1 롤과 상기 제2 롤의 이격거리가 가장 가까운 지점 부근에서 상기 제2 롤의 어느 표면과 접촉하면서부터 측정되는 상기 제2 롤과 웹 어느 영역의 면 접촉시간이다).
제 1 항에 있어서,
상기 웹의 어느 영역이 상기 제2 롤의 표면과 접촉한 상태로 상기 제2 롤의 표면 상에서 0.5 초 이상의 시간 동안 체류하면서 이송될 수 있도록,
웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤과 높이를 달리하는 체류시간 지연 롤을 웹 이송에 이용하는,
스펀본드 부직포의 제조방법(단, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다.)
제 2 항에 있어서,
상기 체류시간 지연 롤은,
수평면에서 그어진 상기 제2 롤 원형 단면에 대한 가상의 법선 중 하나가 상기 체류시간 지연 롤 원형 단면에 대하여 1 개 또는 2 개의 교점을 갖도록 위치하여 웹 이송에 대한 장력을 유지하는,
스펀본드 부직포의 제조방법.
제 2 항에 있어서,
상기 웹이 상기 제2 롤의 표면과 접촉한 상태로 상기 제2 롤의 표면 상에서 0.5 초 이상의 시간 동안 체류하면서 이송될 수 있도록,
웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤 보다 낮은 높이에 위치하는 체류시간 지연 롤을 이용하는,
스펀본드 부직포의 제조방법(단, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤 단면인 원의 중심 간 거리를 의미하고, 상기 제2 롤은 함께 캘린더 롤을 구성하는 상기 제1 롤 보다 낮은 높이에 위치하는 하부 롤(bottom roll)이다.)
제 4 항에 있어서,
수평면을 기준으로 상기 패스 롤 보다 낮은 높이에 위치하는 체류시간 지연 롤을 이용하는,
스펀본드 부직포의 제조방법(단, 상기 패스 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다)
제 2 항에 있어서,
상기 웹이 상기 제2 롤의 표면과 접촉한 상태로 상기 제2 롤의 표면 상에서 0.5 초 이상의 시간 동안 체류하면서 이송될 수 있도록,
웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤 보다 높은 높이에 위치하는 체류시간 지연 롤을 이용하는,
스펀본드 부직포의 제조방법(단, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미하고, 상기 제2 롤은 함께 캘린더 롤을 구성하는 상기 제1 롤 보다 높은 높이에 위치하는 상부 롤(top roll)이다.)
제 6 항에 있어서,
수평면을 기준으로 상기 패스 롤 보다 높은 높이에 위치하는 체류시간 지연 롤을 이용하는,
스펀본드 부직포의 제조방법(단, 상기 패스 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다)
제 2 항에 있어서,
상기 제2 롤의 원형 단면 지름 보다 작은 원형 단면 지름을 갖는 체류시간 지연 롤을 사용하는,
스펀본드 부직포의 제조방법.
ⅰ) 섬도가 5.0 데니어 이상이고, 초성분을 10 내지 25 중량% 범위 포함하는 심초형 필라멘트로 형성된 웹을 제조하는 웹 제조 단계;
ⅱ) 제1 롤 및 제2 롤로 이루어진 캘린더롤 사이에 상기 웹을 통과시키는 캘린더링 결합 단계; 및
ⅲ) 캘린더링 공정 후 패스 롤(pass roll)을 경유하여 이송된 웹에 열풍을 가하는 열풍 결합 단계
를 포함하고,
상기 캘린더링 결합 단계와 상기 열풍 결합 단계 사이에서 웹의 이송이 진행되는 동안, 상기 웹의 어느 영역이 상기 제2 롤의 표면과 접촉한 상태로 상기 제2 롤의 표면 상에서 적어도 길이(L)(L=rθ, r은 상기 제2 롤 원형 단면의 반지름이고, θ(radian)는 π/6 내지 2π/3 이다) 만큼 이송될 수 있도록 수행되는,
스펀본드 부직포의 제조방법(단, 상기 길이(L)는 상기 제1 롤과 상기 제2 롤의 이격거리가 가장 가까운 지점 부근에서 소정 두께를 갖는 웹의 어느 영역이 상기 제2 롤의 어느 표면과 접촉한 지점부터 측정되는 것으로, 상기 제2 롤과 접족한 상기 웹의 어느 영역이 상기 제2 롤 상에서 접촉을 유지하면서 이송되는 거리이다).
제 9 항에 있어서,
상기 웹의 어느 영역이 상기 제2 롤의 표면과 접촉한 상태로 상기 제2 롤의 표면 상에서 적어도 길이(L)(L=rθ, r은 상기 제2 롤 원형 단면의 반지름이고, θ(radian)는 π/6 내지 2π/3 이다) 만큼 이송될 수 있도록,
웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤과 높이를 달리하는 체류시간 지연 롤을 웹 이송에 이용하는,
스펀본드 부직포의 제조방법(단, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다.)
제 10 항에 있어서,
상기 체류시간 지연 롤은,
수평면에서 그어진 상기 제2 롤 원형 단면에 대한 가상의 법선 중 하나가 상기 체류시간 지연 롤 원형 단면에 대하여 1 개 또는 2 개의 교점을 갖도록 위치하여 웹 이송에 대한 장력을 유지하는,
스펀본드 부직포의 제조방법.
제 10 항에 있어서,
상기 웹이 상기 제2 롤의 표면과 접촉한 상태로 상기 제2 롤의 표면 상에서 적어도 길이(L)(L=rθ, r은 상기 제2 롤 원형 단면의 반지름이고, θ(radian)는 π/6 내지 2π/3 이다) 만큼 이송될 수 있도록,
웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤 보다 낮은 높이에 위치하는 체류시간 지연 롤을 이용하는,
스펀본드 부직포의 제조방법(단, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤 단면인 원의 중심 간 거리를 의미하고, 상기 제2 롤은 함께 캘린더 롤을 구성하는 상기 제1 롤 보다 낮은 높이에 위치하는 하부 롤(bottom roll)이다.)
제 12 항에 있어서,
수평면을 기준으로 상기 패스 롤 보다 낮은 높이에 위치하는 체류시간 지연 롤을 이용하는,
스펀본드 부직포의 제조방법(단, 상기 패스 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다)
제 10 항에 있어서,
상기 웹이 상기 제2 롤의 표면과 접촉한 상태로 상기 제2 롤의 표면 상에서 적어도 길이(L)(L=rθ, r은 상기 제2 롤 원형 단면의 반지름이고, θ(radian)는 π/6 내지 2π/3 이다) 만큼 이송될 수 있도록,
웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤 보다 높은 높이에 위치하는 체류시간 지연 롤을 이용하는,
스펀본드 부직포의 제조방법(단, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미하고, 상기 제2 롤은 함께 캘린더 롤을 구성하는 상기 제1 롤 보다 높게 위치하는 상부 롤(top roll)이다.)
제 14 항에 있어서,
수평면을 기준으로 상기 패스 롤 보다 높은 높이에 위치하는 체류시간 지연 롤을 이용하는,
스펀본드 부직포의 제조방법(단, 상기 패스 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다)
제 10 항에 있어서,
상기 제2 롤 원형 단면의 지름 보다 작은 원형 단면 지름을 갖는 체류시간 지연 롤을 사용하는,
스펀본드 부직포의 제조방법.
제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 심초형 필라멘트의 섬도가 5.0 내지 15.0 데니어 범위인,
스펀본드 부직포의 제조방법.
제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 캘린더링 결합 단계는 100 내지 180 ℃ 범위의 온도 및 35 내지 70 N/mm 범위의 압력이 웹에 가해지도록 수행되는,
스펀본드 부직포의 제조방법.
제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 열풍 결합 단계는 150 내지 230 ℃ 범위 온도의 공기가 웹을 통과하도록 수행되는,
스펀본드 부직포의 제조방법.
제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 심초형 필라멘트는 심성분 및 초성분으로, 폴리에스테르, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 또는 폴리페닐렌 설파이드를 포함하는,
스펀본드 부직포의 제조방법.
제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
두께가 0.10 내지 0.35 mm 범위인 부직포를 제조하는,
스펀본드 부직포의 제조방법.
제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
아래 <1> 내지 <3> 을 만족하는 부직포를 제조하는,
스펀본드 부직포의 제조방법.
<1>: ASTM D 3300-04 시험법에 따른 박리강도가 750 gf/50 mm 이상(단, 상기 박리강도는 크기가 가로 300 mm x 세로 50 mm인 부직포 시편의 상면과 하면에 OPP(Oriented Poly Propylene) Tape를 접합시킨 후, 180 ° 방향으로 OPP Tape를 박리할 경우의 박리강도이다.)
<2>: ASTM D 737-04 시험법에 따른 통기도가 300 ccs 이상(단, 상기 통기도는 표면 넓이가 100 cm²인 부직포 시편에 대하여 125 Pa 압력을 가하면서 측정한 것이다.)
<3>: 품위지수가 250 이하(단, 상기 품위지수 = 품위 지수(Q) = SD / OD 이고, 상기 OD는 품위 평가 장치(formation tester)를 이용하여 측정되는 부직포의 광학 밀도(optical density)이고, SD는 상기 광학 밀도의 표준 편차(standard deviation of OD)이다.)
제1 롤 및 제2 롤로 이루어지고, 부직포 웹을 가압하는 캘린더롤;
캘린더링된 부직포 웹의 이송 경로를 제공하는 패스 롤(pass roll); 및
패스롤을 경유하여 이송된 웹에 열풍을 가하는 열풍 결합 수단을 포함하고,
웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 과 높이를 달리하는 체류시간 지연 롤을 더 포함하며,
상기 체류시간 지연 롤은,
수평면에서 그어진 상기 제2 롤 원형 단면에 대한 가상의 법선 중 하나가 상기 체류시간 지연 롤 원형 단면에 대하여 1 개 또는 2 개의 교점을 갖도록 위치하여 웹 이송에 대한 장력을 유지하도록 배치되는,
스펀본드 부직포의 제조장치.
제 23 항에 있어서,
상기 체류시간 지연 롤은 웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤 보다 낮은 높이에 위치하는,
스펀본드 부직포의 제조장치(단, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤 단면인 원의 중심 간 거리를 의미하고, 상기 제2 롤은 함께 캘린더 롤을 구성하는 상기 제1 롤 보다 낮은 높이에 위치하는 하부 롤(bottom roll)이다.)
제 24 항에 있어서,
상기 체류시간 지연 롤은 수평면을 기준으로 상기 패스 롤 보다 낮은 높이에 위치하는
스펀본드 부직포의 제조장치(단, 상기 패스 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다)
제 23 항에 있어서,
상기 체류시간 지연 롤은 웹의 이송 방향에서 상기 제2 롤과 상기 패스 롤 사이에 위치하고, 수평면을 기준으로 상기 제2 롤 보다 높은 높이에 위치하는,
스펀본드 부직포의 제조장치(단, 상기 제2 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미하고, 상기 제2 롤은 함께 캘린더 롤을 구성하는 상기 제1 롤 보다 높은 높이에 위치하는 상부 롤(top roll)이다.)
제 26 항에 있어서,
상기 체류시간 지연 롤은 수평면을 기준으로 상기 패스 롤 보다 높은 높이에 위치하는,
스펀본드 부직포의 제조장치(단, 상기 패스 롤 및 체류시간 지연 롤의 높이는 수평면으로부터 각 롤의 단면인 원의 중심 간 거리를 의미한다)
제 23 항에 있어서,
상기 제2 롤 원형 단면의 지름은 체류시간 지연 롤의 원형 단면 지름 보다 큰,
스펀본드 부직포의 제조장치.
섬도가 5.0 데니어 이상이고, 초성분을 10 내지 25 중량% 범위 포함하는 심초형 필라멘트로 형성된 웹을 포함하고,
아래 <1> 내지 <3> 을 만족하는 스펀본드 부직포:
<1>: ASTM D 3300-04 시험법에 따른 박리강도가 750 gf/50 mm 이상(단, 상기 박리강도는 크기가 가로 300 mm x 세로 50 mm인 부직포 시편의 상면과 하면에 OPP(Oriented Poly Propylene) Tape를 접합시킨 후, 180 ° 방향으로 OPP Tape를 박리할 경우의 박리강도이다)
<2>: ASTM D 737-04 시험법에 따른 통기도가 300 ccs 이상(단, 상기 통기도는 표면 넓이가 100 cm²인 부직포 시편에 대하여 125 Pa 압력을 가하면서 측정한 것이다.)
<3>: 품위지수가 250 이하(단, 상기 품위지수 = 품위 지수(Q) = SD / OD 이고, 상기 OD는 품위 평가 장치(formation tester)를 이용하여 측정되는 부직포의 광학 밀도(optical density)이고, SD는 상기 광학 밀도의 표준 편차(standard deviation of OD)이다.)
제 29 항에 있어서,
상기 심초형 필라멘트의 섬도가 5.0 내지 15.0 데니어 범위인, 스펀본드 부직포.
제 29 항에 있어서,
상기 심초형 필라멘트는 심성분 및 초성분으로, 폴리에스테르, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 또는 폴리페닐렌 설파이드를 포함하는, 스펀본드 부직포
제 29 항에 있어서,
두께가 0.1 내지 0.35 mm 범위인, 스펀본드 부직포.
제 29 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 따른 스펀본드 부직포를 포함하는 물품.
제 33 항에 있어서,
상기 물품은 필터이고,
상기 필터는 지지층, 필터층 및 커버층을 포함하며,
상기 지지층은 상기 스펀본드 부직포를 포함하는 물품.
제 34 항에 있어서,
상기 필터층 및 커버층은 폴리프로필렌을 포함하는 물품.