KR101156908B1 - 이성분의 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토목재료용 또는 건축자재용 부직포의 생산에 있어서 폴리프로필렌 부직포 생산과정에서 일부 적용된 스펀본드 방식과 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌의 복합화된 부직포를 생산하는 과정에 적용되는 니들펀칭 방식의 두 단계를 거쳐 상기 부직포를 생산하므로 우수한 기계적 특성을 가짐과 더불어 내산성이나 내알칼리성과 같은 화학적 특성을 개선하여 토목재료용 또는 건축자재용 부직포로 유용하게 사용될 수 있는 이성분의 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상기 본 발명의 이성분의 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포는 각기 다른 이성분 소재로 구성된 2층 이상의 부직포를 적층하여 칼렌더 롤에서 열융착 과정과 니들펀칭으로 교락되는 과정을 거쳐 형성되는 것임을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 이성분 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포는 내화학성, 내약품성, 내산성, 내알칼리성이 우수할 뿐 아니라 기계적 물성이 우수하여 습한 환경이나 해안가 토목 재료로 사용하기에 유리한 특성을 갖는다.

부직포, 스펀본드, 니들펀칭, 폴리프로필렌.

Description

이성분의 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포 및 그 제조방법{Needle-punching non-woven fabric using a different component and manufacturing method thereof}

본 발명은 이성분의 소재이용한 복합 니들 펀칭 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 토목재료용 또는 건축자재용 부직포의 생산에 있어서 폴리프로필렌 부직포 생산과정에서 일부 적용된 스펀본드 방식과 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리프로필렌의 복합화된 부직포를 생산하는 과정에 적용되는 니들펀칭 방식의 두 단계를 거쳐 상기 부직포를 생산하므로 우수한 기계적 특성을 가짐과 더불어 내산성이나 내알칼리성과 같은 화학적 특성을 개선하여 토목재료용 또는 건축자재용 부직포로 유용하게 사용될 수 있는 이성분의 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래로부터 토목재료용 또는 건축자재용 부직포는 기계적 물성과 더불어 일정한 화학적 특성이 요구되고 있는데, 보다 구체적으로는 토목용으로 적합한 기계적 물성특성을 지니고 있으면서, 내산성 및 내알칼리성을 가져 토목 또는 건축재료 용으로 적절하게 사용될 수 있는 부직포 제품이 요구되고 있으며, 더욱이 토목 기술의 발전과 더불어 이들 부직포 제품의 품질과 기능이 계속 발전되도록 요구되어 지고 있는 실정이다.

따라서, 이러한 실정에 부응하기 위하여 몇몇 방법들이 제시되어 왔는데,예를 들어 대한민국 특허출원 제2000-0012644호는 기존의 폴리에스테르 단섬유를 이용하여 토목공사용으로 적합하도록 니들펀칭 부직포를 구성하는 섬유들의 데니아 조정을 통해 최적화된 조건을 정립하는 방법을 개시하고 있으며, 일본국 특허출원 제2002-144185호는 5 내지 50gsm의 중량을 지닌 니들펀칭 웹 제작 기술로써, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 소재로 진행하는 것을 개시하고 있다.

우선 상기 제품들의 생산 공정을 살펴보면 일반적으로 폴리에스테르계 원료를 압출기에 의해 용융 압출하여 구금을 통과시킴으로서 실의 형상을 만든다. 이때 사용되는 구금은 보통의 경우 원형의 형상을 유지하며 다수개의 홀이 형성되는데, 용융 방사된 폴리머는 적정 급냉(quenching) 조건과 고압의 공기를 이용하여 연신을 시켜 수천 개의 필라멘트로 만들어지게 된다. 이후, 상기의 필라멘트를 컨베이어 벨트(conveyor belt)에 포집하여 웹을 형성하고 형성된 웹을 니들(needle)이 꼽혀 있는 니들펀칭 머신으로 펀칭을 하게 될 경우 필라멘트 간 교락이 되어 일정한 강력을 유지하게 되며, 이후 완제품의 형태로 와인더(winder)에 권취하게 된다. 이렇게 제조된 부직포는 일반적으로 토목재료용으로 요구되는 제품의 물성을 만족할 경우 범용적으로 사용되어져 왔다.

그러나, 종래에 상기 토목재료로 사용되던 폴리에스테르계 소재의 구성된 니 들펀칭 부직포는 일반적으로 원료소재의 특성상 단점들도 지니고 있는데, 즉 이들 종래의 폴리에스테르계 니들펀칭 부직포의 경우 알칼리에 취약할 뿐 아니라 내약품성이 약하여 토목 및 건축 용도로 전개 시 시간이 지남에 따라 강도저하율이 높은 단점이 있다.

따라서, 본 발명자 등은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 예의 연구한 결과 1차 단계로 스펀본드 방식을 적용하고 2차 단계로 니들펀칭 방식을 적용하며 또한 이에 의해 생산되는 복합 니들펀칭 부직포는 두 가지 이상의 소재로 구성하므로 특정한 중량 비율에 따라 기계적 강도와 시간 경과에 따른 물성유지율에 있어 우수한 효과를 가지도록 하므로 상기 종래의 문제점을 해결할 수 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같이 종래의 토목 또는 건축용 부직포의 기계적 특성 및 내약품성과 같은 화학적 물성의 양 조건을 만족하지 못하는 단점을 해결하여 우수한 기계적 특성을 가짐과 더불어 내산성이나 내알칼리성과 같은 화학적 특성 또한 우수하여 토목재료용 또는 건축자재용 부직포로 유용하게 사용될 수 있는 이성분의 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 우수한 기계적 및 화학적 물성을 갖는 이성분의 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포의 용이한 제조방법을 제공하기 위한 것이 다.

본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.

상기한 본 발명의 목적은 토목 및 건축자재로 이용되는 부직포의 내산성 또는 내알칼리성과 같은 화학적 특성을 향상시키기 위하여 종래의 100% 폴리에스테르계 소재가 아닌 폴리에스테르계 소재에 폴리프로필렌 소재를 복합화하여 두 단계의 공정을 거쳐 생산하므로 일반 빗물에 의한 산성 환경이나 바닷물 등의 알칼리성 환경에서도 우수한 내구성을 지닌 복합 소재의 니들펀칭 부직포를 제공하므로 달성되었다. 특히, 본 발명은 종래의 폴레에스테르계 소재의 부직포에 장섬유 폴리프로필렌 소재를 니들펀칭 방식으로 복합화하여 소재들의 장점을 일체화한 복합소재의 니들펀칭 부직포 및 그 제조방법을 제공하므로 상기 본 발명의 목적이 달성될 수 있었다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이성분의 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포는;

각기 다른 이성분 소재로 구성된 2층 이상의 부직포를 적층하여 칼렌더 롤에서 열융착 과정과 니들펀칭으로 교락되는 과정을 거쳐 형성되는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 각기 다른 이성분 소재는 하기 구조식(I)의 폴리프로필렌 및 하기 구조식(II)의 폴리에틸렌테레프탈레이트임을 특징으로 한다;

---- (I)

---- (II)

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 이성분 소재의 하나인 폴리프로필렌은 50 내지 1000g/㎡의 중량을 지니도록 열융착에 의해 부직포를 형성함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 이성분 소재의 하나인 폴리프로필렌에 의한 부직포는 10 내지 30 미크론의 폴리프로필렌 장섬유 또는 0.1 내지 10 미크론의 단섬유의 하나 또는 이들의 복합체임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 이성분 소재의 하나인 폴리에틸렌테레프탈레이트는 50 내지 1000g/㎡의 중량을 지니도록 열융착에 의해 부직포를 형성함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 이성분 소재의 하나인 폴리에틸렌테 레프탈레이트는 10 내지 40 미크론의 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유 또는 0.1 내지 40 미크론의 폴리에틸렌테레프탈레이트 단섬유의 하나 또는 이들의 복합체임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 이성분 소재인 폴리프로필렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트의 중량비는 6 내지 14 대 26 내지 34임을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이성분 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포의 제조방법은;

폴리프로필렌 및 폴리에틸렌테레프탈레이트를 각각 컨베이어벨트 위에 랜덤하게 적층시켜 칼렌더를 통과하면서 열융착하여 스펀본드 부직포를 형성하는 제 1단계와;

상기 제1단계에서 제작된 폴리프로필렌 스펀본드 부직포와 폴리에틸렌테레프탈레이트 스펀본드 부직포를 니들펀칭 공정을 거치면서 결합되어 있지 않은 섬유들의 교락을 통하여 최종 니들펀칭 부직포를 제작하는 제 2단계의 공정으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명의 구성에 따라 제작된 폴리프로필렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 니들펀칭 부직포는 2가지 이상의 원료 소재를 이용하여 2층 혹은 다층의 각기 다른 형태의 파이버(Fiber)를 이루고 있다. 예를 들면, 폴리올레핀계와 폴리에스테르계 소재의 조합으로 장섬유로만 구성된 다층 구조를 제조할 수 있으 며, 장섬유 뿐만 아니라 단섬유와의 조합된 층으로 구성시켜 제조할 수도 있다. 또한, 복합 니들펀칭 부직포를 구성하고 있는 각 소재의 층들은 니들(needle)을 통한 섬유 간 교락이 이루어진 형태로 구성되고, 폴리프로필렌 소재의 부드러운 면과 폴리에틸렌테레프탈레이트 소재의 기계적 강성을 지닌 면으로 크게 구분할 수 있다.

또한, 상기와 같이 본 발명의 부직포는 멜트블로운 층의 구성이 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다. 이는 발수효과, 단열효과, 흡음효과, 강도 등과 같은 복합 부직포의 여러 가지 물성과 관련하여 적용되는 용도에 따라 선택적으로 제조할 수 있음을 의미한다. 폴리프로필렌 소재로 구성되어 있는 부드러운 면은 폴리프로필렌 소재의 특성상 내알칼리성, 내산성, 내화학성이 우수하여 건축자재나 토목자재 용도로 장기간 사용시에 타소재들에 비해 물성저하현상이 비교적 낮다는 장점을 지니고 있고, 또한 폴리에틸렌테레프탈레이트 소재로 구성된 층이 부직포 전체의 기계적 강도를 유지해 줌으로써 초기의 기계적 강도가 약하다는 폴리프로필렌 층의 단점을 보완해 주는 역할을 하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 이성분 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포 및 그 제조방법은 이성분 소재로 폴리프로필렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트를 적정한 비율로 구성하여 복합 니들펀칭 부직포를 제공하므로 내화학성, 내약품성, 내산성, 내알칼리성이 우수할 뿐 아니라 기계적 물성이 우수하여 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하여 토목, 건축 및 산업용 재료로 사용되는 부직포, 특히 습한 환경이나 해안가 토목 재료로 사용하기에 유리한 특성을 갖는 부직포를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 부직포는 상기 특성 외에도 양면성을 지닌 촉감, 우수한 벌키성, 다양한 색상 등의 장점을 지니고 있어 차량내장재, 흡음 및 단열재 등 여러 용도에 적용될 수 있다.

또한, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 이성분 소재를 이용한 복합 니들펀칭 부직포는 그 제조방식이 용이하고 제조원가가 저렴할 뿐만 아니라 재활용성과 친환경성이 탁월하여 적용범위가 한정적이지 않다는 우수한 장점이 있다.

이하, 본 발명을 첨부 도면을 참고로 바람직한 실시형태에 의하여 보다 상세하게 기술한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 일 단계에서 사용되는 스펀본드 공정의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 다른 단계에서 사용되는 니들펀칭 공정의 개략도이다.

본 발명에 의한 각기 다른 이성분, 바람직하기로는 폴리프로필렌와 폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 니들펀칭 부직포는 일부 열용융 결합 방식인 도 1의 스펀본드 공법을 적용한 동시에 섬유 간 기계적 교락으로 결합시키는 도 2의 니들펀칭 공법도 함께 적용한 복합방식으로 제조된다. 이때, 모두 장섬유로 구성되거나, 장섬유와 단섬유의 혼합구성으로 이루어질 수도 있으며, 이는 제품을 적용하고자 하는 용도나 적용 분야에 따라 조절이 가능하다.

상기와 같이 스펀본드 공법과 니들펀칭 공법을 사용하는 본 발명은 구체적으로는 하기 제1단계 및 제2단계 공정에 의해 본 발명의 부직포를 제조할 수 있다.

제1단계: 폴리프로필렌 장섬유를 컨베이어벨트 위에 랜덤하게 적층시킨다. 적층된 폴리프로필렌 섬유들은 칼렌더를 통과하면서 스펀본드와 같이 형태 안정성을 유지하며 권취 작업을 거쳐 롤 형태로 만들어지게 되고, 1단계에서 만들어진 롤은 다음의 2단계 니들펀칭 라인에 적용하게 된다. 또한, 이와 유사한 방식으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유 또한 방사, 적층, 칼렌더링 과정을 거쳐 롤 형태로 권취 후 상기의 폴리프로필렌 롤 제품과 함께 다음의 2단계 니들펀칭 과정을 거치게 된다.

제2단계: 상기 제1단계에서 제작된 두 가지 롤 제품(구체적으로는, 폴리프로필렌 롤 제품, 폴리에틸렌테레프탈레이트 롤 제품)을 수많은 니들로 제작된 니들펀칭 공정을 거치면서 결합되어 있지 않은 섬유들의 교락을 통하여 최종 니들펀칭 부직포를 제작하게 된다.

상기 각 단계별 공정에 따른 본 발명의 폴리프로필렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 니들펀칭 부직포의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

(1) 1단계 공정:

폴리프로필렌 장섬유를 일정 간격으로 제작된 노즐 홀을 통하여 방사하면서, 급냉 및 연신작용을 거쳐 컨베이어벨트 위에 랜덤하게 적층시킨다. 적층된 섬유들 은 웹층을 이루고 있지만 서로 간의 결합력이 약하여 형태 유지력이 약하다. 이 적층체를 칼렌더 롤에 통과시키면서 일정한 압력 및 온도 조정을 통하여 장섬유 스펀본드 층을 최소로 열융착시켜, 웹의 형태를 유지하도록 제조하는 공정이다.

이때, 칼렌더 롤의 온도 및 압력 조건이 최종 니들펀칭 부직포의 물성과 품질에 많은 영향을 주게 된다. 예를 들어, 1단계에서의 칼렌더링 온도와 압력이 과도하게 높을 경우는 대부분의 섬유가 열융착되어 교락작용이 이루어져야 할 섬유들이 존재하지 않게 됨으로써, 니들펀칭의 효과를 발현시킬 수 없게 될 뿐만 아니라, 타소재로 구성된 다른 층과의 결합 또한 이루어질 수 없게 되어 바람직하지 않게 된다. 이와 반대로, 1단계에서의 칼렌더링 온도와 압력이 매우 낮은 조건 하에서 진행되었을 경우는 니들펀칭 공정에서 이루어질 섬유 간 교락작용 및 층간 결합력은 기대할 수 있으나, 1단계를 거쳐 나온 롤 상태의 제품을 관리하기가 쉽지 않고, 형태 유지가 약하여 각 부위별 섬유 밀도가 불균일하게 된다. 이와 같은 롤 제품 상태에서 니들펀칭 공정을 거치게 되면, 전체적으로 기계적 물성이 저하될 뿐만 아니라 각 부위별 물성의 편차도 커지게 되어 최종 폴리프로필렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 니들펀칭 복합부직포 제품으로서의 품질을 떨어뜨리게 되어 바람직하지 않게 된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 상기 폴리프로필렌 장섬유를 이용한 롤 제품 생산시 적절한 칼렌더의 온도와 압력 조건으로 진행되어야 한다.

더불어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 소재의 부직포 층을 생산하는 방법은 상기 폴리프로필렌 소재의 부직포층 생산 방식과 유사한 원리로써, 열과 압력을 가하는 칼렌더링 방식으로 진행된다.

또한, 폴리프로필렌 부직포 층은 100% 장섬유로만 이루어질 수도 있고, 혹은 일부 단섬유(멜트블로운)를 포함하여 구성될 수도 있다. 장섬유와 단섬유의 중량 구성비는 0 내지 90%의 범위까지 조정이 가능하며, 제품의 용도나 적용 분야에 따라 자유자재로 중량 비율의 변경이 가능하다. 장섬유는 평균직경이 10 내지 30 미크론으로 형성되어 있고, 단섬유는 평균직경이 0.1 내지 10 미크론인 멜트블로운 초극세사 형태를 이루고 있다. 폴리프로필렌 부직포와 유사한 방식으로 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 부직포 층은 위의 부직포 구조와 같이 장섬유와 단섬유가 혼합된 형태로 구성될 수도 있고, 장섬유 혹은 단섬유 단일 형태로 구성될 수도 있다. 일반적으로 10 내지 40 미크론의 평균직경을 나타내고 있으며, 대개 20 내지 30 미크론의 평균직경을 보인다.

(2) 2단계 공정

상기 1단계 공정에서 제작된 폴리프로필렌 소재의 부직포 롤 제품과 폴리에틸렌테레프탈레이트 롤 제품을 적층하여 니들펀칭 공정의 컨베이어벨트 위로 언와인딩(unwinding)하며 웹을 진행시킨다. 상하 운동이 일어나는 수많은 니들로 인하여 각 층을 구성하고 있는 섬유들 중에서 열융착이 이루어지지 않은 섬유들끼리의 기계적 교락작용이 이루어지게 된다. 이와 동시에, 각기 다른 소재로 구성된 부직포 층들 간의 교락작용도 함께 이루어져 복합 부직포 전체의 기계적 결속력을 지니게 되어, 최종적으로 폴리프로필렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 니들펀칭 부직포 형태로 갖추어진다.

상기 1단계 공정에서 만들어진 프리 본딩 스펀본드 부직포를 니들펀칭 공정 으로 2차 적용할 때 니들의 밀도는 대개 30 내지 200punch/㎠를 사용하며, 바람직하기로는 50 내지 100punch/㎠를 이용한다. 섬유 간 교락을 위한 니들이동깊이(depth)는 대개 5 내지 30mm이고, 바람직하기로는 10 내지 15mm로 진행한다. 그리고 니들 이동속도(stroke)는 대개 300 내지 1000stroke/min를 이용하고, 바람직하기로는 400 내지 700stroke/min이다.

니들펀칭 부직포의 경우, 대개 50 내지 1000 g/㎡의 중량을 이루고, 우수하게는 100 내지 500g/㎡, 더욱 우수하게는 150 내지 400g/㎡ 중량으로 제작할 수 있으며, 중량이 50g/㎡ 미만으로 낮을 경우나 1000g/㎡를 초과하게 되면 상업적 생산에 쉽지 않아 바람직하지 않다.

이때, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트의 중량비를 조정함으로써, 초기 기계적 강도와 장기간 이용 후의 물성저하에 대한 최적화를 모두 달성할 수 있게 되는데, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트의 중량비는 6 내지 14 대 26 내지 34로 됨이 가장 바람직하다. 만일, 상기 폴리프로필렌 소재로 이루어진 부직포 층의 구성 비율이 높을 경우에는 물성유지율은 우수할 수 있으나 초기의 기계적 강도물성이 낮아질 우려가 있고, 이와 반대로 폴리에틸렌테레프탈레이트 소재로 이루어진 부직포 층의 구성 비율이 높을 경우에는 초기의 기계적 강도는 우수할 수 있으나 장기간 이용함에 따른 물성저하의 폭이 상대적으로 증가된다는 단점이 있어 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명에 따르면 상기 두 소재 간의 중량비가 상기 범위 안에서 적절하게 구성되어야 한 다.

상기와 같이 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 폴리프로필렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트 소재로 구성된 니들펀칭 복합부직포는 기존의 100% 폴리에스테르계 소재에 비해 내화학성, 내약품성, 내산성, 내알칼리성이 우수하여 시간의 흐름에 따른 물성유지율이 뛰어나다. 따라서 수분율이 높은 대기상태 내에서나 혹은 바닷가 등지에 사용시 유리한 면이 있다. 또한, 낮은 비중을 지닌 폴리프로필렌의 특성으로 인하여 최종 니들펀칭 부직포는 100% 폴리에스테르계 소재로 구성된 니들펀칭 부직포에 비해 가볍고, 부드러울 뿐 아니라 벌키 특성도 우수하데 된다.

이하, 실시예와 비교예에 의하여 본 발명을 보다 자세하게 설명한다. 하기 실시예 및 비교예에서는 400g/㎡ 제품에 대하여 비교 진행하였다. 다음의 실시예는 본 발명을 상세하게 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

실시예 1

1. 약 20 ㎛의 폴리프로필렌 장섬유를 방사하여 칼렌더링 열접착이 일부 이루어진 부직포를 형성하고, 중간 층에 약 5 ㎛의 폴리프로필렌의 멜트블로운 단섬유를 포함하여 제조하였다.

2. 상기 폴리프로필렌 장섬유와 멜트블로운 단섬유를 적층하여 3층 구조를 이루는 밀도 100g/㎡의 부직포 적층체를 형성하였다. 이때, 포함된 멜트블로운 층의 밀도는 4g/㎡으로 하였다.

3. 또한, 상기와 더불어 약 25㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유를 방사하여 상기 폴리프로필렌 장섬유의 칼렌더링과 유사한 방식으로 일부 열압착 공정을 거친다. 폴리에틸렌테레프탈레이트의 경우 단섬유를 포함하지 않고 장섬유로만 구성되도록 제조하였다.

4. 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유를 이루는 밀도는 300g/㎡으로 적층체를 형성하였다.

5. 상기 각각의 두 공정을 거쳐 제작된 폴리프로필렌 장섬유 웹과 폴리에틸렌테레프탈레이트 웹을 니들펀칭 공정으로 이동시킨다. 이동된 두 제품을 컨베이어벨트 위에 적층시키고 언와인딩(unwinding)하며 웹을 진행시킨다. 수많은 니들의 상하운동으로 열융착이 이루어지지 않은 섬유들과 소재가 다른 층들의 기계적 교략작용이 일어나 부직포의 전체의 결속력을 지니도록 제조하였다. 이때, 최종적으로 완성된 부직포 전체의 밀도는 400g/㎡이다.

비교예 1

폴리프로핀렌 웹층 전체의 밀도를 50g/㎡, 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유 웹층의 밀도를 350g/㎡으로 제조하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하였다.

비교예 2

폴리프로핀렌 웹층 전체의 밀도를 150g/㎡, 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유 웹층의 밀도를 250g/㎡으로 제조하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하였다.

비교예 3

폴리프로핀렌 웹층 전체의 밀도를 200g/㎡, 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유 웹층의 밀도를 200g/㎡으로 제조하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하였다.

실험예

상기 실시예 및 비교예에 의하여 각각 제조한 폴리프로필렌-폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 니들펀칭 부직포를 대상으로 다음과 같이 물성 테스트를 실시하였다.

1. 초기 기계적 강도 물성 : 상기 실시예 및 비교예에 의하여 제조된 복합 니들펀칭 부직포로부터 시료를 채취하고, 알맞은 크기로 절단하여 시료의 강도를 측정하였다. 시료의 크기는 50mm×150mm이며, 인스트롱기를 이용하여 시료마다 16회씩 평균값을 비교하였다. 구체적인 측정방법은 Edana20.2-89 을 참고하였다.

2. 물성유지율(내산성, 내알칼리성, 내염수성) : 물성 비교 기준은 상기의 기계적 강도와 동일하며, 측정 진행 방법 또한 동일하다. 다만, 초기 기계적 강도 와 특정한 환경(산성, 알칼리성)에서 장시간 노출된 이후 기계적 강도의 물성을 비교하여 저하된 정도를 확인하였다. ISO 4628-2와 KS M ISO 2812-1 시험법을 참고하였으며, 구체적인 진행 방법은 다음과 같다.

측정 H₂SO₄(황산)이 5% 희석된 용액에 168 시간 동안 침지시킨 후, 상기 1과 같은 방법으로 강도를 측정하고, 다른 하나는 NaOH(수산화나트륨) 5% 용액에 168 시간 동안 침지 후 강도를 측정한다. 그리고, NaCl(염화나트륨) 3% 희석 용액에 96시간 동안 침지 후 강도를 측정하였다.

물성유지율(%) = (초기강도 - 침지후 강도) × 100 / (초기강도)

상기와 같이 실시한 복합 니들펀칭 부직포의 물성 테스트 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

복합 니들펀칭 부직포 성능 테스트 결과 비교

구 분		실시예1	비교예1	비교예2	비교예3
초기 강도(kg/5cm)		176	181	158	152
물성 유지율 %(kg/5cm)	내산성	94.3(166)	88.9(160)	95.6(151)	96.0(146)
	내알칼리성	95.5(168)	89.4(162)	96.1(152)	96.5(147)
	내염수성	97.7(172)	94.6(171)	98.0(155)	98.7(150)

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예1의 부직포는 산성, 내알칼리성, 내염수성 환경 하에서 일정 기간이 지난 후 비교해 보았을 때, 비교예들의 부직포에 비하여 강도가 높게 유지되고 있음을 확인할 수 있다.

한편, 비교예 1은 실시예 1보다 초기 강도는 5kg/5cm 높았음에도 불구하고, 산성, 알칼리성과 같은 환경에서의 내구성이 약하여 일정시간이 지난 후의 최종 강도는 오히려 낮아졌음을 알 수 있으며, 또한 비교예 2 및 비교예 3의 경우에는 물성유지율은 실시예 1에 비해 좋았으나, 초기 강도가 현저히 낮을 뿐만 아니라, 극성을 띈 환경에서 일정 시간이 흐른 후의 강도 역시 실시예 1의 물성에는 훨씬 미치지 못하는 수준임을 알 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 일 단계에서 사용되는 스펀본드 공정의 개략도이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 다른 단계에서 사용되는 니들펀칭 공정의 개략도이다.

Claims (8)

1. 하기 구조식(I)의 폴리프로필렌 및 하기 구조식(II)의 폴리에틸렌테레프탈레이트로 각각 구성된 부직포 층을 2층 이상으로 적층하여 칼렌더 롤에서 열융착 과정과 니들펀칭으로 교락되는 과정을 거쳐 형성되며, 여기서 상기 폴리프로필렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트의 중량비는 6 내지 14 대 26 내지 34임을 특징으로 하는 이성분의 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포;

   

   ---- (I)

   

   ---- (II)
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌은 50 내지 1000g/㎡의 중량을 지니도록 열융착에 의해 부직포를 형성함을 특징으로 하는 이성분의 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포.
4. 제 1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌에 의한 부직포는 10 내지 30 미크론의 폴리프로필렌 장섬유 또는 0.1 내지 10 미크론의 단섬유의 하나 또는 이들의 복합체임을 특징으로 하는 이성분의 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포.
5. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트는 50 내지 1000g/㎡의 중량을 지니도록 열융착에 의해 부직포를 형성함을 특징으로 하는 이성분의 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포.
6. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트에 의한 부직포는 10 내지 40 미크론의 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유 또는 0.1 내지 40 미크론의 폴리에틸렌테레프탈레이트 단섬유의 하나 또는 이들의 복합체임을 특징으로 하는 이성분의 소재를 이용한 복합 니들 펀칭 부직포.
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8. 삭제

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