KR100344111B1 - 형상기억 부직펠트의 제조방법 - Google Patents

형상기억 부직펠트의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 형상기억 부직펠트의 제조방법에 관한 것으로, 부직펠트를 세탁하는 경우 엉키거나 몰림현상이 없을 뿐만 아니라 부직포 자체에 탄력성을 부여하여 원상 회복이 용이하도록 한 형상기억 부직펠트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있으며, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 섬유를 혼합하는 믹싱공정과; 상기 믹싱공정을 통해 혼합된 섬유를 카딩하는 카딩공정과; 상기 카딩공정 후 혼합섬유를 펼치는 펼침공정과; 상기 펼침공정을 통해 펼쳐진 섬유를 펀칭하는 펀칭공정과; 상기 펀칭된 섬유를 열처리하는 열처리공정으로 이루어지는 부직펠트의 제조방법에 있어서, 상기 섬유를 혼합하는 믹싱공정에서 열접착성섬유 15중량부 내지 25중량부, 탄성섬유 45중량부 내지 55중량부, 고정형섬유 15중량부 내지 25중량부 및 올레핀계섬유 5중량부 내지 15중량부의 비율로 혼합하고, 상기 펀칭공정 후 행하는 열처리 공정으로 170℃ 내지 180℃의 적외선처리를 하는 것을 특징으로 하는 형상기억 부직펠트의 제조방법을 제공함으로써 달성할 수 있다.

Description

형상기억 부직펠트의 제조방법{The processing method of foam memorial non-woven felt}
본 발명은 형상기억 부직펠트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세탁하고 난 후 엉키거나 몰림현상이 없어 원상 회복이 용이할 뿐만 아니라 통기성이 우수한 부직펠트의 제조방법에 관한 것이다.
종래로 부터 여성의 브레지어 컵이나 양복의 어깨에 삽입하는 봉 등에 신축성 및 탄력성을 부여하기 위하여 스폰지를 내부에 삽입하여 사용하여 왔다.
그러나 여성의 브레지어 컵속에 삽입된 스폰지는 성형시 통기구멍이 막혀 인체에서 배출되는 땀이 외부로 빠져나가지 못하여 땀이 차는 등 통기성에 대한 심각한 문제점이 발생하여 오히려 거부감을 초래하였다.
그에 따라 브레지어 컵내부의 땀 배출이 용이하도록 하기 위하여 스폰지 대신 부직펠트를 브레지어 컵의 내부에 삽입하여 사용하여 왔다.
상기한 종래 부직펠트의 일반적인 제조방법은 폴리에스테르사나 폴리프로필렌사 등의 단섬유를 혼합하는 믹싱공정과; 상기 믹싱공정을 통해 혼합된 섬유를 카딩하는 카딩공정과; 상기 카딩공정 후 혼합섬유를 펼치는 펼침공정과; 상기 펼침공정을 통해 펼쳐진 섬유를 펀칭하는 펀칭공정과; 상기 펀칭된 섬유를 열처리하는 열처리공정 또는 접착제를 분무하는 분무공정으로 이루어져 있다.
상기에서 폴리에스테르사나 폴리프로필렌사 등의 단섬유를 혼합하여 믹싱한 다음, 혼합된 섬유는 카딩공정을 통해 고른 길이의 섬유를 제외한 나머지 불순물질을 제거하게 된다.
이와 같이 카딩공정을 통해 불순물질이 제거된 혼합섬유는 펼침공정을 통해 고르게 펼쳐진 다음, 펼쳐진 섬유에 펀칭을 가하여 단섬유들의 연결성을 부여하는 펀칭공정을 거치게 된다.
상기 펀칭된 섬유는 최종적으로 열처리공정 또는 접착제를 분무하는 접착제분무공정을 거쳐 부직펠트가 완성되게 되는데, 이때 열처리공정 또는 접착제의 분무에 의해 연결성을 갖는 섬유들이 단단히 고착되는 것이다.
이때 열처리공정 또는 접착제분무공정 전에 섬유에 폴리우레아를 분무하여 섬유표면 자체에 탄성력을 부여할 수도 있다.
그러나 상기한 부직펠트의 제조방법을 통해 제조된 부직펠트는 종래 스폰지를 사용시보다 땀배출은 용이하나, 열처리공정시 부직펠트 표면의 섬유만이 상호 연결되어 있고 내부의 섬유들은 서로 연결성을 가지고 있지 않아 세탁하고 난 후 부직펠트가 일측으로 몰리거나 엉킴현상이 발생할 뿐만 아니라 탄력성이 없어 원상회복이 용이하지 않다는 문제점이 발생하였다.
그에 따라 탄성력이 우수하여 원상회복이 용이한 부직펠트가 절실하게 요구되고 있는 실정이다.
이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 부직펠트를 세탁하는 경우 엉키거나 몰림현상이 없을 뿐만 아니라 부직포 자체에 탄력성을 부여하여 원상 회복이 용이하도록 한 형상기억 부직펠트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 섬유를 혼합하는 믹싱공정과; 상기 믹싱공정을 통해 혼합된 섬유를 카딩하는 카딩공정과; 상기 카딩공정 후 혼합섬유를 펼치는 펼침공정과; 상기 펼침공정을 통해 펼쳐진 섬유를 펀칭하는 펀칭공정과; 상기 펀칭된 섬유를 열처리하는 열처리공정으로 이루어지는 부직펠트의 제조방법에 있어서,
상기 섬유를 혼합하는 믹싱공정에서 열접착성섬유 15중량부 내지 25중량부, 탄성섬유 45중량부 내지 55중량부, 고정형섬유 15중량부 내지 25중량부 및 올레핀계섬유 5중량부 내지 15중량부의 비율로 혼합하고, 상기 펀칭공정 후 행하는 열처리 공정으로 170℃ 내지 180℃의 적외선처리를 하는 것에 의한 형상기억 부직펠트의 제조방법을 제공함으로써 달성할 수 있다.
상기에서 믹싱공정은 열접착성섬유 15중량부 내지 25중량부, 탄성섬유 45중량부 내지 55중량부, 고정형섬유 15중량부 내지 25중량부 및 형체유지를 위한 올레핀계섬유 5중량부 내지 15중량부의 비율로 혼합하게 된다.
이때 열접착성섬유는 열처리공정과 적외선처리공정에서 용융되어 탄성섬유나 고정형섬유 등의 섬유사이를 연결시켜주는 접착제의 역할을 하는 것으로 15중량부 미만으로 첨가하는 경우 섬유사이가 단단히 연결되지 않아 연결성이 쉽게 풀어져 세탁시 일측으로 몰려 원상회복이 용이하지 않다는 문제점이 있으며, 25중량부를 초과하여 첨가하는 경우 경질화 현상으로 인해 탄력성이 없어져 원상회복성이 저하되는 문제점이 발생하므로 열접착성섬유의 첨가량은 15중량부 내지 25중량부의 비율로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 열접착성섬유로는 융점이 100℃ 내지 120℃인 폴리에스테르 저융점 섬유를 사용하게 되는데, 본 발명에서는 2데니어 폴리에스테르섬유와 4데니어 폴리에스테르섬유를 3 : 1의 비율로 혼합하여 사용하였다.
또한 탄성섬유는 제조된 부직펠트에 탄성력을 부여하여 세탁후에도 탄성력으로 인해 원상회복이 용이하도록 하기 위해 첨가하는 것으로 45중량부 미만으로 첨가하는 경우 제조된 부직펠트의 탄성력이 미미하여 원상회복이 용이하지 못하다는 문제점이 발생하며, 55중량부를 초과하여 첨가하는 경우 탄성력이 증가된다는 장점은 있으나 섬유사이의 인장강도가 저하된다는 문제점이 발생하므로 상기 탄성섬유의 첨가량은 45중량부 내지 55중량부의 비율로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 탄성섬유로는 통상적으로 시판되는 폴리에스테르 콘쥬게이트섬유를 사용하는데, 본 발명에서는 3데니어 폴리에스테르 콘쥬게이트섬유와 10데니어 폴리에스테르 콘쥬게이트섬유를 3 : 2의 비율로 혼합하여 사용하였다.
또한 고정형섬유는 섬유와 섬유를 고정시키는 역할을 하는 것으로 5중량부 미만으로 첨가하는 경우 섬유와 섬유사가 고정되지 못하여 탄력성 및 강도가 저하되는 문제점이 발생하며, 25중량부를 초과하여 첨가하는 경우 강도가 증가한다는 장점은 있으나 부직펠트 자체의 탄력성이 저하되는 문제점이 발생하므로 상기 고정형섬유의 첨가량은 15중량부 내지 25중량부의 비율로 첨가하는 것이 바람직하다.
이때 상기 고정형섬유로는 폴리에스테르 레귤러섬유를 사용하게 되는데, 본 발명에서는 15데니어 폴리에스테르 레귤러섬유를 사용하였다.
또한 제조된 부직펠트의 형체를 일정하게 유지 할 수 있도록 하기 위해 올레핀계섬유를 첨가하는데, 첨가 가능한 올레핀계섬유로는 폴리프로필렌섬유나 폴리에틸렌섬유 등을 첨가할 수 있다.
이때 올레핀계섬유의 첨가량이 5중량부 미만으로 첨가되는 경우 형체 유지를 위한 효과가 미미하여 부직펠트가 쉽게 변형되어 원상회복성이 저하되는 문제점이 있으며, 15중량부를 초과하여 첨가하는 경우 상기 올레핀계 섬유는 열에 약하므로 성형시 열수축되어 원상회복이 되지 않을 뿐만 아니라, 열수축으로 인한 형상변형 때문에 외관상 좋지 않다는 문제점이 발생하므로 상기 올레핀계섬유의 첨가량은 5중량부 내지 15중량부의 비율로 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기 올레핀계섬유로 15데니어 폴리프로필렌섬유를 사용하였다.
상기한 바와 같이 열접착성섬유, 탄성섬유, 고정형섬유 및 올레핀계섬유를 혼합하여 믹싱한 다음, 혼합된 섬유는 통상의 부직펠트 제조방법인 고른 길이의 섬유를 제외한 나머지 불순물질을 제거하는 카딩공정과 상기 카딩공정후 혼합섬유를 고르게 펼치는 펼침공정 및 상기 편침공정으로 펼쳐진 섬유에 펀칭을 가하여 단섬유들의 연결성을 부여하는 펀칭공정을 거치게 된다.
상기 펀칭공정 후 행하는 열처리공정으로 본 발명에서는 170℃ 내지 180℃의 적외선을 쪼여주는 적외선처리공정을 실시하게 된다.
상기와 같이 적외선처리공정을 거치게 되면 부직펠트에 함유되어 있는 저융점 섬유가 용융되어 접착성을 가지게 되어 부직펠트의 섬유 사이를 연결시켜 줌으로써 부착성을 갖게 되고 그에 따라 제조된 부직펠트의 표면과 내부가 함께 부착되어 복원력이 증가되는 것이다.
이때 적외선의 온도는 170℃ 미만일 경우 부직펠트 내부 깊숙한 곳의 열접착성 섬유가 용융되지 않아 내부의 연결성이 저하되어 부직포의 강도가 및 원상회복성이 저하되는 문제점이 발생하며, 180℃를 초과할 경우 접착제 역할을 하는 열접착성 섬유인 폴리에스테르섬유의 분해로 인해 접착성이 저하되고, 그에 따라 부직포의 강도가 떨어지고 원상회복이 용이하지 않다는 문제점이 있으므로 적외선처리시의 온도는 170℃ 내지 180℃의 온도로 처리하는 것이 바람직하다.
종래에는 펀칭공정을 통해 펀칭된 섬유에 160℃의 열풍을 가해주는 열처리를 해줌으로써 저융점섬유인 열접착성섬유가 용해되어 섬유사이를 연결하여 접착성을 부여하였으나, 상기와 같이 열처리를 해주면 부직펠트 표면에 표출되어 있는 저융점 섬유만이 용융되어 부직펠트 표면에서의 섬유사이만을 연결시켜 줌으로써 제조된 부직펠트의 내부와 표면이 쉽게 분리된다는 문제점이 발생하였다.
그에 따라 본 발명에서는 적외선으로 처리함으로써 부직펠트 표면에 표출된 저융점 섬유뿐만 아니라 내부에 함유되어 있는 저융점 섬유도 함께 용융시켜 섬유사이를 연결시켜 줌으로써 제조된 부직펠트의 표면과 내부가 함께 부착되어 복원력이 증가되도록 하였다.
특히 본 발명의 적외선 처리전에 펀칭공정을 통해 펀칭된 섬유에 160℃의 열풍을 가해주는 열처리를 해줄 수도 있는데, 이와 같이 적외선처리 전에 열풍처리를 하게 되면 부직펠트 표면의 저융점 섬유를 용융시켜 섬유사이의 부착성이 부여된다는 점 이외에도 섬유내에 함유되어 있는 수분이 건조됨으로써 적외선 처리시 부직펠트 내부의 저융점 섬유의 용융이 보다 용이하게 되어 부직펠트의 복원력을 증대시킬 수 있게 되는 것이다.
이하 본 발명을 하기한 실시예를 통하여 상세하게 설명하기로 하나, 본 발명은 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
3데니어 및 10데니어 폴리에스테르 콘쥬게이트섬유를 3 : 2로 혼합한 탄성섬유 50중량부, 고정형섬유로 15데니어 폴리에스테르 레귤러 섬유 20중량부 및 올레핀계섬유로 15데니어 폴리프로필렌섬유 10중량부를 혼합하고, 여기에 2데니어 및 4데니어 폴리에스테르섬유를 3 : 1의 비율로 혼합한 열접착성섬유를 하기한 표 1의 비율로 첨가한 다음, 카딩공정, 펼침공정 및 펀칭공정을 행하고 180℃온도로 적외선처리를 하여 부직펠트를 제조한 다음, 상기 제조된 부직펠트를 이용하여 ISO 5082에 의한 인장강도, ISO 4768에 의한 파열강도 및 KS K 2617에 의한 원상회복력을 측정하여 표 1에 나타내었다.
<실시예 2>
열접착성섬유 20중량부, 고정형섬유 20중량부 및 올레핀계섬유 10중량부를 혼합하고, 여기에 탄성섬유를 하기한 표 1의 비율로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 부직펠트를 제조한 다음, 실시예 1과 동일한 방법으로 인장강도, 파열강도, 원상회복력 및 관능검사하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 3>
열접착성섬유 20중량부, 탄성섬유 50중량부 및 올레핀계섬유 10중량부를 혼합하고, 여기에 고정형섬유를 하기한 표 1의 비율로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 부직펠트를 제조한 다음, 실시예 1과 동일한 방법으로 인장강도, 파열강도, 원상회복력 및 관능검사하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 4>
열접착성섬유 20중량부, 탄성섬유 50중량부 및 고정형섬유 20중량부를 혼합하고, 여기에 올레핀계섬유를 하기한 표 1의 비율로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 부직펠트를 제조한 다음, 실시예 1과 동일한 방법으로 인장강도, 파열강도, 원상회복력 및 관능검사하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 5>
열접착성섬유 20중량부, 탄성섬유 50중량부, 고정형섬유 20중량부 및 올레핀계섬유 10중량부의 비율로 혼합한 섬유를 카딩공정, 펼침공정 및 펀칭공정을 행하고 하기한 표 1에 나타낸 온도로 적외선처리를 하여 부직펠트를 제조한 다음, 실시예 1과 동일한 방법으로 인장강도, 파열강도, 원상회복력 및 관능검사하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 6>
열접착성섬유 20중량부, 탄성섬유 50중량부, 고정형섬유 20중량부 및 올레핀계섬유 10중량부의 비율로 혼합한 섬유를 카딩공정, 펼침공정 및 펀칭공정을 행하고 160℃의 열풍처리한 다음, 180℃의 온도로 적외선처리를 하여 부직펠트를 제조한 다음, 실시예 1과 동일한 방법으로 인장강도, 파열강도, 원상회복력 및 관능검사하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
<비교예 1>
적외선처리를 실시하지 않은 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 부직펠트를 제조한 다음, 실시예 1과 동일한 방법으로 인장강도, 파열강도, 원상회복력 및 관능검사하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
구분 열접착성섬유의첨가량(중량부) 탄성섬유의첨가량(중량부) 고정형섬유의첨가량(중량부) 올레핀계섬유의첨가량(중량부) 적외선처리시온도(℃) 인장강도(Newton) 파열강도(KPa) 원상회복율(%)
실시예 1 10 50 20 10 180 210.7 525 53.2
15 50 20 10 180 232.5 557 76.3
20 50 20 10 180 235.0 563 86.8
25 50 20 10 180 240.2 553 74.3
30 50 20 10 180 245.6 542 68.7
실시예 2 20 40 20 10 180 252.5 533 79.9
20 45 20 10 180 247.3 557 82.3
20 55 20 10 180 233.7 568 88.5
20 60 20 10 180 228.1 582 90.1
실시예 3 20 50 10 10 180 233.1 512 75.2
20 50 15 10 180 234.3 532 84.3
20 50 25 10 180 247.1 574 82.3
20 50 30 10 180 232.6 580 79.5
실시예 4 20 50 20 2 180 224.7 551 74.5
20 50 20 5 180 230.1 559 85.3
20 50 20 15 180 232.6 569 79.8
20 50 20 20 180 228.3 578 68.7
실시예 5 20 50 20 10 160 221.6 531 76.5
20 50 20 10 170 234.2 558 84.7
20 50 20 10 180 235.0 563 86.8
20 50 20 10 190 216.4 571 78.4
실시예 6 20 50 20 10 180 247.1 582 92.3
비교예 1 20 50 20 10 - 212.5 514 70.2
상기 표 1에서 보는 바와 같이 열접착성 섬유의 첨가량을 변화시켜가면서 실시한 실시예 1의 경우 그 첨가량이 증가할 수록 인장강도는 일반적으로 증가하나 그 첨가량이 15중량부 미만인 10중량부를 첨가한 경우 파열강도와 원상회복율이 저조한 것을 확인할 수 있으며, 25중량부를 초과한 30중량부를 첨가한 경우에도 원상회복성이 저하된 것을 확인할 수 있으나, 열접착성섬유의 첨가량이 본 발명의 첨가범위 내인 15중량부 내지 25중량부인 경우 파열강도 및 원상회복율이 우수한 것을 상기 표 1을 통해 확인할 수 있다.
또한 탄성 섬유의 첨가량을 변화시켜가면서 실시한 실시예 2의 경우 그 첨가량이 증가할 수록 파열강도와 원상회복율이 증가하는 것을 확인할 수 있으나 인장강도는 저하되는데 특히 상기 표 1을 토대로 하여 볼 때 상기 탄성섬유의 첨가량이 45중량부 내지 55중량부의 비율일 때 인장강도나 파열강도 및 원상회복율이 모두 우수한 것을 확인 할 수 있다.
특히, 고정형 섬유의 첨가량을 변화시켜가면서 실시한 실시예 3의 경우 그 첨가량이 증가할 수록 일반적으로 파열강도는 증가하는 것을 알 수 있으나 그 첨가량이 25중량부를 초과한 30중량부를 첨가한 경우 인장강도와 원상회복율이 낮은 것을 확인할 수 있으며, 또한 첨가량이 15중량부 미만인 10중량부를 첨가한 경우에도 인장강도와 원상회복율이 저하된 것을 확인할 수 있으나, 고정형 섬유의 첨가량이 본 발명의 첨가범위 내인 15중량부 내지 25중량부인 경우 파열강도 및 원상회복율이 우수한 것을 상기 표 1을 통해 확인할 수 있다.
또, 올레핀계 섬유의 첨가량을 변화시키면서 실시한 실시예 4의 경우에도 그 첨가량이 본 발명의 범위내인 5중량부 내지 15중량부일 때 인장강도나 파열강도 및 원상회복율이 우수한 것을 확인 할 수 있으며, 특히 적외선 처리시의 온도를 변화시켜가면서 실시한 실시예 5의 경우 그 온도가 증가할 수록 파열강도는 증가하나 온도가 180℃를 초과한 190℃일 경우 원상회복율 및 인장강도가 저하되는 것을 확인할 수 있다.
특히 적외선처리를 실시하기 전에 열풍건조공정을 실시한 실시예 6의 경우 다른 실시예보다도 인장강도나 파열강도 및 원상회복율이 월등히 뛰어나다는 것을 확인할 수 있으며, 특히 적외선처리를 하지 않고 열풍건조만 실시한 비교예 1의 경우 본 발명에 비해 인장강도나 파열강도 및 원상회복율이 현저하게 낮은 것을 상기 표 1을 통해 확인할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 여성용 브레이지어 컵이나 양복의 어깨선을 살리기 위해 사용되는 부직펠트가 세탁시 엉키거나 몰림현상이 없을 뿐만 아니라 부직포 자체에 탄성력을 부여하여 원상 회복이 용이하도록 한 형상기억 부직펠트의 제조방법을 제공하는 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

  1. 섬유를 혼합하는 믹싱공정과; 상기 믹싱공정을 통해 혼합된 섬유를 카딩하는 카딩공정과; 상기 카딩공정 후 혼합섬유를 펼치는 펼침공정과; 상기 펼침공정을 통해 펼쳐진 섬유를 펀칭하는 펀칭공정과; 상기 펀칭된 섬유를 열처리하는 열처리공정으로 이루어지는 부직펠트의 제조방법에 있어서,
    상기 섬유를 혼합하는 믹싱공정에서 열접착성섬유 15중량부 내지 25중량부, 탄성섬유 45중량부 내지 55중량부, 고정형섬유 15중량부 내지 25중량부 및 올레핀계섬유 5중량부 내지 15중량부의 비율로 혼합하고, 상기 펀칭공정 후 행하는 열처리 공정으로 170℃ 내지 180℃의 적외선처리를 하는 것을 특징으로 하는 형상기억 부직펠트의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 열접착성섬유로 융점이 100℃ 내지 120℃인 2데니어 폴리에스테르섬유와 4데니어 폴리에스테르섬유를 3 : 1의 비율로 혼합하여 사용하고, 탄성섬유로 3데니어 폴리에스테르 콘쥬게이트섬유와 10데니어 폴리에스테르 콘쥬게이트섬유를 3 : 2의 비율로 혼합하여 사용하고, 고정형섬유로 15데니어 폴리에스테르 레귤러섬유를 사용하고, 올레핀계섬유로 15데니어 폴리프로필렌섬유를 사용하는 것을 특징으로 하는 형상기억 부직펠트의 제조방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 펀칭공정 후 행하는 열처리 공정으로 160℃의열풍처리를 한 후 적외선처리하는 것을 특징으로 하는 형상기억 부직펠트의 제조방법.
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