KR101287290B1 - Electrostatic spunbond nonwoven and Method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정이 단순하고 제조 공정이 용이하며, 공기투과도가 높고 압력 손실이 낮으며 우수한 포집 효율이 장시간 유지될 수 있기 때문에 에어 필터 등에 이용할 수 있는 정전 스펀본드 부직포 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 정전 스펀본드 부직포의 제조방법은, 폴리올레핀 및 고유전율의 무기물을 포함하는 장섬유 형태의 필라멘트를 제조하는 공정; 상기 제조된 필라멘트를 통해 스펀본드 부직포를 제조하는 공정; 및 상기 제조된 스펀본드 부직포에 전하를 부여하기 위해서 정전 처리하는 공정을 포함한다.The present invention relates to an electrostatic spunbond nonwoven fabric which can be used in an air filter or the like and a method for manufacturing the same, because the process is simple, the manufacturing process is easy, the air permeability is high, the pressure loss is low, and the excellent collection efficiency can be maintained for a long time. The method for producing an electrostatic spunbond nonwoven fabric of the present invention comprises the steps of preparing a filament in the form of a long fiber comprising a polyolefin and an inorganic material having a high dielectric constant; Manufacturing a spunbond nonwoven fabric using the manufactured filaments; And electrostatic treatment to impart a charge to the manufactured spunbond nonwoven fabric.

정전, 장섬유, 스펀본드 부직포 Blackout, long fiber, spunbond nonwoven fabric

Description

정전 스펀본드 부직포 및 그의 제조방법{Electrostatic spunbond nonwoven and Method for manufacturing the same}Electrostatic spunbond nonwoven fabric and its manufacturing method {Electrostatic spunbond nonwoven and Method for manufacturing the same}

본 발명은 정전 스펀본드 부직포 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 에어 필터 등에 이용 가능한 정전 스펀본드 부직포 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic spunbond nonwoven fabric and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an electrostatic spunbond nonwoven fabric for use in an air filter and the like and a manufacturing method thereof.

여과(filtration)는 멤브레인 및 부직포와 같은 다공성 여재에 기체 또는 액체 등의 유체를 통과시켜 유체 속에 포함된 입자를 제거하는 과정으로 이러한 여과 방법으로는 전기적, 화학적, 또는 기계적인 방법이 있다.Filtration is a process of removing particles contained in a fluid by passing a fluid such as a gas or a liquid through a porous medium such as a membrane and a nonwoven fabric. Such a filtration method is an electrical, chemical, or mechanical method.

이러한 여과는 확산(diffusion), 관성(inertia), 중력(gravity), 차단(interception), 정전기(electrostatics) 등의 특성을 이용하여 이루어질 수 있다. 이 중 정전기 방식은, 공기 중에 부유하는 입자가 양전하 또는 음전하로 대전된 경우 정전된 필터에 의해 용이하게 포집되고, 한편 입자가 대전되지 않은 경우 정전된 필터에 의해 입자에 유도 전하가 발생되고 이러한 유도 전하된 입자는 정전된 필터에 의해 용이하게 포집되어 이루어질 수 있다.Such filtration can be accomplished using properties such as diffusion, inertia, gravity, interception, electrostatics, and the like. Among them, the electrostatic method is easily collected by the electrostatic filter when the particles suspended in the air are charged with positive or negative charge, while the induced charge is generated in the particles by the electrostatic filter when the particles are not charged and such induction The charged particles can be easily collected by the electrostatic filter.

이러한 필터 등에 사용되는 정전 부직포는 올레핀 고분자를 이용하여 멜트블 로운(meltblown) 방식을 통해 제조될 수 있다. 그러나, 올레핀 고분자로 이루어진 멜트블로운 부직포는 포집 효율 및 포집 용량이 우수한 이점이 있으나, 마찰 및 인장 강도가 약하고 형태 안정성이 떨어지는 문제가 있다. Electrostatic nonwoven fabrics used in such filters, etc. can be produced by a meltblown method using an olefin polymer. However, the meltblown nonwoven fabric made of an olefin polymer has advantages of excellent collection efficiency and collection capacity, but has low friction and tensile strength and poor form stability.

이러한 문제점을 해결하고자 폴리에스테르를 이용한 스펀본드 부직포에 대한 기술이 제시되었는데, 상기 폴리에스테르를 포함하는 스펀본드 부직포는 강도가 강하고 열안정성 및 형태 안정성이 우수한 이점이 있으나, 반면 고온 다습한 환경에 장시간 노출될 경우 정전 성능이 급격히 저하되는 단점이 있다.In order to solve this problem, a technique for a spunbond nonwoven fabric using a polyester has been proposed. The spunbond nonwoven fabric including the polyester has advantages of high strength, excellent thermal stability and form stability, while long-term use in high temperature and high humidity environments. If exposed, there is a disadvantage that the electrostatic performance is sharply lowered.

한편, 통상적으로 부직포에 정전 부여하는 방법으로는 정전 수지를 코팅하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 코팅 방식은 생산 공정이 복잡하고 공정 중 폐액이 발생함에 따라 환경이 오염되고 제조비용이 높으며 압력 손실이 낮은 문제가 있다.On the other hand, there is usually a method of coating the electrostatic resin as a method of electrostatic imparting to the nonwoven fabric. However, this coating method has a problem in that the production process is complicated and waste liquid is generated during the process, which pollutes the environment, high manufacturing costs, and low pressure loss.

또한, 종래 정전 부직포는 단섬유 형태의 폴리올레핀을 이용하여 웹을 제조한 후 유제를 제거하고 정전을 부여하는 스펀레이스 방식에 의해 제조된다. 그러나, 이러한 스펀레이스 방식으로 제조된 부직포는 제조 공정이 복잡하고 제조 비용이 높을 뿐 아니라 기계적 강도가 떨어지고 정전 성능이 크게 향상되지 못하는 문제가 있다.In addition, the conventional electrostatic nonwoven fabric is produced by a spunlace method of removing the emulsion and imparting static electricity after producing the web using a polyolefin in the form of short fibers. However, the nonwoven fabric manufactured by such a spunlace method has a problem in that the manufacturing process is complicated, the manufacturing cost is high, mechanical strength is low, and electrostatic performance is not greatly improved.

이에 따라, 공정이 단순하고 압력 손실이 낮으며 정전 성능이 우수하여 집전 효율이 향상된 정전 부직포에 대한 기술의 개발이 적실히 요구되고 있다.Accordingly, the development of a technology for an electrostatic nonwoven fabric having a simple process, low pressure loss, and excellent electrostatic performance, which has improved current collecting efficiency, is required.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명은, 공정이 단순하고 제조가 용이하며, 공기투과도가 높아 압력 손실이 낮으며, 우수한 포집 효율이 장시간 지속할 수 있기 때문에 에어 필터 등에 이용할 수 있는 정전 스펀본드 부직포 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is derived to solve the above problems, the present invention, the process is simple, easy to manufacture, the air permeability is high, the pressure loss is low, because the excellent collection efficiency can be maintained for a long time air filter An object of the present invention is to provide an electrostatic spunbond nonwoven fabric and a method for manufacturing the same that can be used.

위와 같은 이점들을 달성하기 위하여 그리고 본 발명의 목적에 따라, 본 발명의 일 측면은, 폴리올레핀 및 고유전율의 무기물을 포함하는 장섬유 형태의 필라멘트를 제조하는 공정; 상기 제조된 필라멘트를 통해 스펀본드 부직포를 제조하는 공정; 및 상기 제조된 스펀본드 부직포에 전하를 부여하기 위해서 정전 처리하는 공정을 포함하는 정전 스펀본드 부직포의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above advantages and in accordance with the object of the present invention, an aspect of the present invention, a process for producing a filament in the form of filaments comprising a polyolefin and a high dielectric constant inorganic; Manufacturing a spunbond nonwoven fabric using the manufactured filaments; And it provides a method for producing an electrostatic spunbond nonwoven fabric comprising a step of electrostatic treatment to impart a charge to the produced spunbond nonwoven fabric.

본 발명의 다른 측면은, 폴리올레핀을 포함하는 장섬유 형태의 필라멘트; 및Another aspect of the present invention is a filament in the form of a long fiber comprising a polyolefin; And

고유전율을 갖는 무기물을 포함하는 정전 스펀본드 부직포를 제공한다.An electrostatic spunbond nonwoven fabric comprising an inorganic material having a high dielectric constant is provided.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.The present invention has the following effects.

첫째, 본 발명에 따른 정전 스펀본드 부직포는 공정이 단순하고 용이함에 따라 경제적으로 제조할 수 있는 이점이 있다.First, the electrostatic spunbond nonwoven fabric according to the present invention has the advantage of being economically manufactured as the process is simple and easy.

둘째, 본 발명에 따른 정전 스펀본드 부직포는 강도가 우수한 효과가 있다.Second, the electrostatic spunbond nonwoven fabric according to the present invention has excellent strength.

셋째, 본 발명에 따른 정전 스펀본드 부직포는 공기투과도가 높아 압력 손실 이 낮고 우수한 포집 효율이 장시간 유지될 수 있는 효과가 있다.Third, the electrostatic spunbond nonwoven fabric according to the present invention has an effect of high air permeability, low pressure loss, and excellent collection efficiency for a long time.

이에 따라 본 발명에 따른 정전 스펀본드 부직포는 에어필터 등에 이용할 수 있다.Accordingly, the electrostatic spunbond nonwoven fabric according to the present invention can be used for air filters and the like.

이하, 본 발명의 정전 스펀본드 부직포 및 그 제조방법에 대해 구체적으로 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the electrostatic spunbond nonwoven fabric of this invention and its manufacturing method are demonstrated concretely.

먼저, 폴리올레핀을 포함하는 장섬유 형태의 필라멘트를 제조한다.First, a filament in the form of a long fiber containing polyolefin is prepared.

상기 필라멘트는 폴리올레핀을 포함하는 중합체를 단독방사하여 제조할 수 있다. 이러한 폴리올레핀은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌일 수 있고, 이들의 공중합체일 수도 있다. 이와 같이 폴리올레핀을 포함함으로써 필라멘트들을 용이하게 접착할 수 있기 때문에 부직포 제조가 원활하게 수행될 수 있다.The filament may be prepared by sole spinning a polymer containing a polyolefin. Such polyolefins may be polyethylene or polypropylene, or copolymers thereof. In this way, since the filaments can be easily adhered by including the polyolefin, the nonwoven fabric can be smoothly performed.

한편, 상기 폴리올레핀은 140 내지 170℃의 융점을 가질 수 있다. 만일, 상기 폴리올레핀의 융점이 140℃ 미만일 경우 후가공 공정에서 열수축이 쉽게 발생함에 따라 형태 안정성이 떨어질 수 있다. 반면, 상기 폴리올레핀의 융점이 170℃를 초과할 경우 필라멘트들이 저온에서 용이하게 접착되지 않고, 고온에서 열처리가 행해지기 때문에 정전 성능이 급격하게 저하될 수 있다. On the other hand, the polyolefin may have a melting point of 140 to 170 ℃. If the melting point of the polyolefin is less than 140 ℃ as the heat shrink easily occurs in the post-processing process may be inferior in shape stability. On the other hand, when the melting point of the polyolefin exceeds 170 ℃ filaments are not easily bonded at low temperatures, because the heat treatment is performed at a high temperature, the electrostatic performance may be sharply lowered.

또한, 폴리올레핀은 10 내지 60의 멜트 인덱스(melt index)를 가질 수 있다. 만일, 상기 멜트 인덱스가 10 미만일 경우 용융점도가 너무 높아져 방사 구금의 압력이 급격히 상승하여 용융된 중합체가 리크(leak)될 수 있고, 반면 상기 멜트 인덱스가 60을 초과할 경우 용융점도가 너무 낮아져 필라멘트가 원활하게 형성되지 않을 수 있다.In addition, the polyolefin may have a melt index of 10 to 60. If the melt index is less than 10, the melt viscosity is too high to increase the pressure of the spinneret so that the molten polymer may leak, whereas if the melt index is greater than 60, the melt viscosity is too low to filament May not be formed smoothly.

상기 필라멘트는 시스-코어(sheath-core)형 복합섬유일 수 있다. 즉, 부직포를 구성하는 필라멘트는 강도 및 형태 안정성이 우수한 섬유를 지지체 역할을 하는 코어에 위치시키고 접착이 용이하고 전기적으로 정전기를 하전할 수 있는 폴리올레핀을 시스(sheath)에 위치시킨 복합섬유일 수 있다. The filament may be a sheath-core composite fiber. That is, the filaments constituting the nonwoven fabric may be a composite fiber in which a fiber having excellent strength and form stability is placed in a core serving as a support, and a polyolefin that is easily bonded and electrically charged with static electricity is placed in a sheath. .

상기 코어는 200℃ 이상의 융점을 가지는 섬유로 이루어지는 것이 바람직하다. 만일, 상기 코어의 융점이 200℃ 미만의 융점을 가질 경우 부직포 제조 공정 중 열처리 공정에서 수축에 의해 형태가 변형되어 공기투과도가 떨어질 수 있다. 한편, 상기 코어는 공정성 등을 고려할 경우 500℃ 이하의 융점을 가지는 섬유로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다.It is preferable that the said core consists of a fiber which has a melting point of 200 degreeC or more. If the melting point of the core has a melting point of less than 200 ° C., the air permeability may deteriorate since the shape is deformed by shrinkage in the heat treatment process of the nonwoven fabric manufacturing process. On the other hand, the core may be made of a fiber having a melting point of less than 500 ℃ considering the processability and the like.

상기 코어는 5 내지 12 g/d의 강도를 가지는 섬유로 이루어질 수 있다. 만일, 상기 코어의 강도가 5 g/d 미만일 경우 형태 안정성이 떨어질 수 있고, 반면 상기 코어의 강도가 12 g/d를 초과할 경우 굴곡성이 떨어져 성형성이 저하될 수 있다. 이때, 상기 강도는 인스트론 시험기(Instron Engineering Corp, Canton, Mass)를 이용하여 길이가 25㎝인 샘플이 파단될 때까지 신장시켜 측정한다. 이때, 인장속도는 300㎜/분으로 하였고, 초하중은 섬도 × 1/30g으로 한다. The core may be made of a fiber having a strength of 5 to 12 g / d. If the strength of the core is less than 5 g / d, shape stability may be degraded. On the other hand, if the strength of the core is more than 12 g / d, flexibility may be lowered and moldability may be degraded. At this time, the strength is measured by stretching until a sample having a length of 25 cm using an Instron Engineering Corp. (Instron Engineering Corp, Canton, Mass). At this time, the tensile speed was set to 300 mm / min, the super-load is to be fineness × 1 / 30g.

이와 같은 물성을 모두 만족시키는 섬유로는 나일론 또는 폴리에스테르 섬유 등이 있고, 이에 따라 상기 코어는 나일론 및 폴리에스테르 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Fibers satisfying all of these properties include nylon or polyester fibers, and accordingly, the core may include at least one of nylon and polyester fibers.

상기 코어는 총 필라멘트에 대해 80 중량% 이하로 함유될 수 있다. 만일, 상 기 코어의 함량이 80 중량%를 초과할 경우 필라멘트들 간의 접착력이 저하될 수 있다.The core may contain up to 80% by weight relative to the total filaments. If the content of the core exceeds 80% by weight, the adhesive force between the filaments may be lowered.

이와 같은 복합섬유로 이루어진 부직포는 접착이 용이함으로써 공정성이 우수하고 기계적 물성 및 열안정성이 우수함에 따라 형태 안정성이 크게 향상될 수 있다.The nonwoven fabric made of such a composite fiber can be easily adhered, and thus can be greatly improved in form stability as it has excellent processability and excellent mechanical properties and thermal stability.

상기 필라멘트는 원활한 정전 성능을 가지기 위해 고유전율의 무기물을 포함한다. 상기 무기물은 이산화규소, 삼산화알루미늄, 이산화티탄, 및 탄산칼슘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The filament includes a high dielectric constant inorganic material to have a smooth electrostatic performance. The inorganic material may include at least one of silicon dioxide, aluminum trioxide, titanium dioxide, and calcium carbonate.

상기 무기물의 함량은 필라멘트에 대해 0.01 내지 1.0 중량%일 수 있다. 만일 상기 무기물의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우 제조된 부직포는 정전이 원활하게 부여되지 않고 반감기가 급격하게 저하될 수 있다. 반면, 상기 무기물의 함량이 1.0 중량%를 초과할 경우 제조된 부직포는 정전 성능은 우수하나, 전도성이 크게 증가함에 따라 자유전하의 이동이 용이해져 이에 따라 반감기가 급격히 떨어질 수 있다.The content of the inorganic material may be 0.01 to 1.0% by weight relative to the filament. If the content of the inorganic material is less than 0.01% by weight, the manufactured nonwoven fabric may not be smoothly applied to the static electricity and the half-life may be drastically reduced. On the other hand, the nonwoven fabric produced when the content of the inorganic material exceeds 1.0% by weight is excellent in electrostatic performance, but as the conductivity is greatly increased, the free charge can be easily moved and thus the half-life may drop sharply.

상기 필라멘트는 정전 성능을 장시간 유지할 수 있도록 방사 전, 폴리비닐리덴플루오로(PVDF) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 같은 불소계 폴리머를 추가로 첨가한 후 방사하여 제조할 수 있다.The filament may be prepared by spinning after addition of a fluorine-based polymer such as polyvinylidene fluoro (PVDF) or polytetrafluoroethylene (PTFE) before spinning to maintain the electrostatic performance for a long time.

상기 필라멘트는 0.5 내지 10 데니어의 단사 섬도를 가질 수 있다. 만일, 상기 필라멘트의 단사 섬도가 0.5 데니어 미만일 경우 단위 면적당 필라멘트의 수가 많아짐에 따라 공극이 적어지고 이에 따라 공기 투과도인 통기성이 저하될 수 있 다. 반면, 상기 필라멘트의 단사 섬도가 10 데니어를 초과할 경우 부직포의 균일도가 떨어지고 통기성이 과도하게 높아짐에 따라 포집 효율이 떨어질 수 있다.The filament may have a single yarn fineness of 0.5 to 10 denier. If the single filament fineness of the filament is less than 0.5 denier, as the number of filaments per unit area increases, the air gap decreases and thus air permeability, which is air permeability, may decrease. On the other hand, when the single yarn fineness of the filament exceeds 10 denier, the uniformity of the nonwoven fabric is lowered and the breathability is excessively high, the collection efficiency may be reduced.

다음, 상기 제조된 필라멘트를 통해 스펀본드 부직포를 제조한다. 즉, 필라멘트를 고압의 공기 연신 방법을 이용하여 섬도를 조정하고 연신된 필라멘트를 적층하여 웹 형태로 만들고 이러한 웹을 접착하여 스펀본드 부직포를 제조한다.Next, a spunbond nonwoven fabric is manufactured through the filaments. That is, the filament is adjusted to fineness using a high-pressure air drawing method, the stretched filament is laminated to form a web, and the web is bonded to prepare a spunbond nonwoven fabric.

상기 방사 공정은 공정 안정성 및 생산성 등을 고려하여 3,500 내지 5,000 m/분 범위에서 수행될 수 있다. The spinning process may be performed in the range of 3,500 to 5,000 m / min in consideration of process stability and productivity.

상기 웹을 형성하는 공정은 통상적인 공정인 개섬법에 의해 수행될 수 있다.The process of forming the web can be carried out by a carding method which is a conventional process.

상기 웹을 접착하는 공정은 열 접착법, 니들 펀치법, 워터 펀치법, 스티치 본드법, 바인더에 의한 화학적 본드법 등을 이용하여 수행할 수 있다.The process of adhering the web may be performed using a thermal bonding method, a needle punch method, a water punch method, a stitch bond method, a chemical bonding method using a binder, or the like.

이러한 방식들 중 열접착 방식을 통해 통상 웹을 이루는 필라멘트들을 상호 접착시키는데, 이러한 열접착 방식은 고온 및 고압의 캘린더 롤이나 엠보싱 롤 등을 이용한 접촉식 방식에 의해 수행될 수 있으나, 열풍 등을 이용한 비접촉식 방식을 이용하여 수행하는 것이 더욱 바람직할 수 있다.Among these methods, the filaments constituting the web are usually bonded to each other through a heat bonding method. The heat bonding method may be performed by a contact method using a calender roll or an embossing roll of high temperature and high pressure, but using hot air. It may be more desirable to carry out using a contactless manner.

만일, 접촉식 방식을 통해 웹을 접착하는 경우, 제조된 부직포는 강도 및 신도는 우수할 수 있으나, 두께가 얇아지기 때문에 밀도가 과도하게 높아지고 이에 따라 공극이 작아짐에 따라 공기투과도가 낮아져서 포집 용량이 감소할 수 있다. 특히, 엠보싱 롤 방식의 경우 엠보싱 된 부분의 웹은 열융착에 의해 필라멘트들이 필름으로 변화됨에 따라 공극이 소멸하여 이로부터 제조된 부직포는 필터 성능이 현저하게 저하될 수 있다.If the web is bonded through a contact method, the manufactured nonwoven fabric may have excellent strength and elongation, but because the thickness becomes thin, the density becomes excessively high and accordingly, the air permeability decreases as the voids become smaller, thereby lowering the collection capacity. May decrease. In particular, in the case of the embossing roll method, as the web of the embossed portion is changed into the film by fusing the filaments, the voids disappear and the nonwoven fabric manufactured therefrom may significantly reduce the filter performance.

이러한 접촉식 열접착 방식과 달리, 열풍 등을 이용한 비접촉식 열접착 방식은 웹의 형태가 변형되지 않고 웹을 구성하는 필라멘트들이 상호 접착되기 때문에 상술한 접촉식 열접착 방식에서와 같은 문제점이 발생하지 않는다.Unlike the contact thermal bonding method, the non-contact thermal bonding method using hot air does not cause the same problem as in the aforementioned contact thermal bonding method because the filaments constituting the web are bonded to each other without deforming the shape of the web. .

상기 열풍을 이용한 열접착 공정은 텐터 장치 등을 이용하여 필라멘트의 융점에 따라 적절한 온도로 설정하여 수행될 수 있다.The heat bonding process using the hot air may be performed by setting the appropriate temperature according to the melting point of the filament using a tenter device or the like.

이와 같은 공정으로 제조된 스펀본드 부직포는 10 내지 300 g/㎡의 중량을 가질 수 있다. 만일, 상기 스펀본드 부직포의 중량이 10 g/㎡ 미만일 경우 필라멘트들의 분포도를 조절하기가 곤란하고 정전량이 낮아지기 때문에 포집 효율이 급격히 떨이지며 기계적 물성이 현저히 저하될 수 있다. 반면, 상기 스펀본드 부직포의 중량이 300 g/㎡를 초과할 경우 포집 효율은 증가할 수 있으나 공기투과도가 낮아질 수 있고 접착 조건이 가혹해질 수 있다.The spunbonded nonwoven fabric produced in this process may have a weight of 10 to 300 g / ㎡. If the weight of the spunbond nonwoven fabric is less than 10 g / m 2, it is difficult to control the distribution of the filaments and the electrostatic capacity is lowered, so the collection efficiency is sharply dropped and mechanical properties may be significantly reduced. On the other hand, if the weight of the spunbond nonwoven fabric exceeds 300 g / ㎡ the collection efficiency may be increased, but air permeability may be lowered and the adhesion conditions may be severe.

상기 스펀본드 부직포는 0.1 내지 1.0㎜의 두께를 가질 수 있다. 만일, 상기 스펀본드 부직포의 두께가 0.1 ㎜ 미만일 경우 공극이 작음으로써 포집 효율은 증가하나 압력 손실이 증가하여 포집 용량이 낮아질 수 있다. 반면, 상기 스펀본드 부직포의 두께가 1.0 ㎜를 초과할 경우 기체가 구조적인 저항을 받게 됨에 따라 압력 손실이 급격하게 증가할 수 있다.The spunbond nonwoven fabric may have a thickness of 0.1 to 1.0 mm. If the thickness of the spunbond nonwoven fabric is less than 0.1 mm, the voids are small, thereby increasing the collection efficiency but increasing the pressure loss, thereby lowering the collection capacity. On the other hand, when the thickness of the spunbond nonwoven fabric exceeds 1.0 mm, the pressure loss may increase rapidly as the gas is subjected to structural resistance.

다음, 제조된 스펀본드 부직포에 전하를 부여하여 정전 스펀본드 부직포를 제조한다. 즉, 스펀본드 부직포에 전하를 부여함으로써 미세 먼지에 대한 포집 효율 및 포집 용량이 크게 향상시킬 수 있다.Next, charge is applied to the manufactured spunbond nonwoven fabric to prepare an electrostatic spunbond nonwoven fabric. In other words, by imparting a charge to the spunbond nonwoven fabric, the collection efficiency and collection capacity for fine dust can be greatly improved.

이와 같이 스펀본드 부직포에 정전 처리될 경우 이를 구성하는 필라멘트는 내부에 강제적으로 분극된 전하를 가지게 되고, 이에 따라 분극된 전하를 갖는 필라멘트로 이루어진 부직포는 전하를 띠는 미세 입자를 용이하게 포집하게 된다. When the electrostatic treatment is performed on the spunbond nonwoven fabric as described above, the filaments constituting the filament have a forcibly polarized charge therein, and thus the nonwoven fabric composed of the filament having the polarized charge easily collects the charged fine particles. .

이러한 정전 처리 공정은 코로나 방전, 플라즈마 대전, 마찰대전, 고압의 물방울을 통한 수 대전 방식을 이용하여 수행될 수 있다. 이러한 방식들 중 코로나 방전 방식은 용융된 중합체의 필라멘트가 완전하게 경화된 이후에 방전처리하는 콜드(cold) 코로나 방전과 필라멘트가 완전하게 경화되지 않아서 필라멘트 섬유 내부의 자유전하가 상대적으로 자유로운 상태에서 실시하는 열(hot) 코로나 방전 방식이 있다.The electrostatic treatment process may be performed using a corona discharge, plasma charging, triboelectric charging, or water charging through high pressure droplets. Among these methods, the corona discharge method is performed when the cold corona discharge and the filament which are discharged after the filament of the molten polymer is completely cured and the filament are not completely cured are freely charged inside the filament fiber. There is a hot corona discharge method.

상기 코로나 방전 방식은 30 ~ 60 ㎸의 전압에서 수행될 수 있다. 만일, 상기 전압이 30 ㎸ 미만일 경우 전기 분극률이 너무 낮기 때문에 목적하는 포집 효율을 얻을 수 없고, 반면 상기 접압이 60 ㎸를 초과할 경우 부직포에 구멍(hole) 등의 결점이 발생되기 쉽고 작업자에게 치명상을 입힐 수 있다. The corona discharge method may be performed at a voltage of 30 ~ 60 kHz. If the voltage is less than 30 kV, the electrical polarization rate is too low to obtain the desired collection efficiency, whereas if the contact pressure exceeds 60 kW, defects such as holes are likely to occur in the nonwoven fabric, May cause fatal injuries.

상기 코로나 방전 방식은 0.1 ~ 6.0 ㎃의 전류에서 수행될 수 있다. 만일, 상기 전류가 0.1 ㎃ 미만일 경우 전하의 이동량이 적기 때문에 충분한 정전 성능을 부여할 수 없고, 반면 상기 전류가 6.0 ㎃를 초과할 경우 작업자에게 치명상을 입힐 수 있다.The corona discharge method may be performed at a current of 0.1 ~ 6.0 mA. If the current is less than 0.1 mA, sufficient electrostatic performance cannot be given because the amount of charge transfer is small. On the other hand, if the current exceeds 6.0 mA, the worker may be fatally wounded.

이와 같은 공정을 통해 제조된 정전 스펀본드 부직포는 에어필터 등에 이용할 수 있다.The electrostatic spunbond nonwoven fabric produced through such a process can be used for air filters and the like.

이하, 실시예 및 비교예들을 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐으로 이것에 의해 본 발명의 권 리범위가 제한되어서는 안 된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples and comparative examples. However, the following examples are only intended to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention should not be limited thereto.

실시예Example 1 : 단독 방사 1: single spinning

1) 필라멘트의 제조1) Preparation of Filament

멜트 인덱스가 34이고 융점이 165℃인 폴리프로필렌 중합체를 285℃의 온도로 설정된 연속 압출기를 이용하여 용융시키고 이를 방사구금을 통하여 방사하여 9 데니어의 단사 섬도를 갖는 폴리프로필렌 필라멘트를 제조하였다. 이때, 방사속도는 3,500 m/분이었고, 상기 폴리프로필렌 중합체는 고유전율 무기물인 이산화규소를 0.03 중량%를 포함하였다.A polypropylene filament having a melt index of 34 and a melting point of 165 ° C. was melted using a continuous extruder set at a temperature of 285 ° C. and spun through a spinneret to produce a polypropylene filament having a single yarn fineness of 9 deniers. At this time, the spinning speed was 3,500 m / min, the polypropylene polymer contained 0.03% by weight of silicon dioxide, a high dielectric constant inorganic.

2) 2) 스펀본드Spun bond 부직포의 제조 Manufacture of Nonwovens

개섬법을 이용하여 제조된 필라멘트를 연속 이동하는 네트 상에 적층시켜 웹을 형성하였다. 이어서, 열풍 장치인 텐터를 이용하여 상기 웹을 접착시켜 단위 면적 당 중량이 100 g/㎡ 인 스펀본드 부직포를 제조하였다.The filaments produced using the open-loop method were laminated on a continuously moving net to form a web. Subsequently, the web was bonded using a tenter, which is a hot air device, to prepare a spunbond nonwoven fabric having a weight per unit area of 100 g / m 2.

3) 정전 3) power failure 스펀본드Spun bond 부직포의 제조 Manufacture of Nonwovens

코로나 방전 장치를 이용하여 상기 스펀본드 부직포를 정전 처리하여 정전 스펀본드 부직포를 제조하였다. 이때, 코로나 방전 공정은, 50 ㎸의 전압 및 2.5 ㎃의 전류 조건에서 수행하였다.The spunbond nonwoven fabric was electrostatically treated using a corona discharge device to prepare an electrostatic spunbond nonwoven fabric. At this time, the corona discharge process was performed under a voltage of 50 mA and a current of 2.5 mA.

실시예Example 2 내지 4 :  2 to 4: 고유전율High permittivity 무기질 함량 변경 Mineral content change

전술한 실시예 1에서, 폴리프로필렌 중합체는 고유전율 무기질인 이산화규소를 각각 0.01, 0.1, 및 0.5 중량% 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방 법에 의해 정전 스펀본드 부직포를 제조하였다.In Example 1 described above, the electrostatic spunbond nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polypropylene polymer contained 0.01, 0.1, and 0.5 wt% of silicon dioxide, which is a high dielectric constant mineral, respectively.

실시예Example 5 내지 6 : 정전 처리 조건 변경 5 to 6: change in electrostatic treatment conditions

전술한 실시예 1에서, 정전 처리 조건 중 전압을 각각 60 및 70 ㎸로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 정전 스펀본드 부직포를 제조하였다.In Example 1 described above, an electrostatic spunbond nonwoven fabric was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the voltage was changed to 60 and 70 mA, respectively, among the electrostatic treatment conditions.

실시예Example 7 : 복합 방사 7: composite spinning

전술한 실시예 1에서, 멜트 인덱스가 34이고 융점이 165℃인 90 중량%의 폴리프로필렌 중합체를 시스로 사용하고, 고유점도가 0.65이고 융점이 254℃인 10 중량%의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 코어로 사용하여 복합방사하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 정전 스펀본드 부직포를 제조하였다.In Example 1 described above, 90% by weight polypropylene polymer having a melt index of 34 and a melting point of 165 ° C was used as the sheath, and 10% by weight of polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.65 and a melting point of 254 ° C was used as the core. An electrostatic spunbond nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composite spun yarn was used.

실시예Example 8 : 복합 방사 조건 변경 8: changing complex spinning conditions

전술한 실시예 7에서, 코어인 폴리에틸렌테레프탈레이트의 함량을 20 중량% 및 시스인 폴리프로필렌의 함량을 80 중량%로 변경한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법에 의해 정전 스펀본드 부직포를 제조하였다.In Example 7, the electrostatic spunbond nonwoven fabric was manufactured in the same manner as in Example 7, except that the core polyethylene terephthalate content was changed to 20% by weight and the cis-polypropylene content was changed to 80% by weight. It was.

비교예Comparative example 1 One

전술한 실시예 1에서 제조된 폴리프로필렌 필라멘트에 0.4 중량%의 유제를 부여하고, 상기 필라멘트를 절단하여 40㎜의 길이를 갖는 단섬유를 준비한 후, 카딩 공정을 통해 웹을 형성하고 이어서 유제가 제거되지 않은 제조된 웹을 니들 펀칭공정을 거쳐 니들펀칭 부직포를 제조한 후, 제조된 니들펀칭 부직포를 실시예 1과 동일한 방법에 의해 정전처리하여 정전 니들펀칭 부직포를 제조하였다.The polypropylene filament prepared in Example 1 described above was given 0.4 wt% of an emulsion, and the filaments were cut to prepare short fibers having a length of 40 mm, and then a web was formed through a carding process to remove the emulsion. After the non-prepared web was prepared by needle punching to manufacture a needle punched nonwoven fabric, the prepared needle punched nonwoven fabric was electrostatically treated in the same manner as in Example 1 to prepare an electrostatic needle punched nonwoven fabric.

비교예Comparative example 2 2

전술한 비교예 1에서 제조된 웹을 워터 제트로 고압 분사하여 유제를 제거하는 동시에 스펀레이스 부직포를 제조한 후, 제조된 스펀레이스 부직포를 실시예 1과 동일한 방법에 의해 정전처리하여 정전 스펀레이스 부직포를 제조하였다.After the high pressure jet of the web prepared in Comparative Example 1 with a water jet to remove the oil at the same time to produce a spunlace nonwoven fabric, the prepared spunlace nonwoven fabric by electrostatic treatment in the same manner as in Example 1 electrostatic spunlace nonwoven fabric Was prepared.

비교예Comparative example 3 3

전술한 실시예 1에서, 정전 처리 공정을 수행하지 않고 실시예 1과 동일한 방법에 의해 스펀본드 부직포를 제조하였다.In Example 1 described above, a spunbond nonwoven fabric was manufactured by the same method as Example 1 without performing the electrostatic treatment process.

위 실시예 및 비교예에 의해 얻어진 정전 스펀본드 부직포들, 정전 스펀레이스 부직포 및 스펀본드 부직포의 물성은 다음의 방법으로 측정하고 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.Physical properties of the electrostatic spunbond nonwovens, the electrostatic spunlace nonwovens and the spunbond nonwovens obtained by the above Examples and Comparative Examples were measured by the following method and the results are shown in Table 1 below.

공기투과도(Air permeability ( ccsccs ) 측정) Measure

공기투과도는 ASTM D 737 규정에 따른 프레이져(Frazier) 시험방법을 이용하여 측정하였다. 구체적으로는, 125 Pa의 드레인(drain) 압력에서 38 ㎠ 크기를 갖는 시편으로 유입되는 공기의 양(㎤/㎠/sec)을 얻음으로써 공기투과도를 측정하 였다.  Air permeability was measured using the Frazier test method according to ASTM D 737. Specifically, the air permeability was measured by obtaining the amount of air (cm 3 / cm 2 / sec) flowing into the specimen having a size of 38 cm 2 at a drain pressure of 125 Pa.

포집Capture 효율(%) 및 압력 손실( % Efficiency and pressure loss mmAqmmAq ) 측정) Measure

먼지 입자에 대한 포집 효율(%)은 자동화된 효율 시험기(TSI사, Model 8130, 미네소타주 세이트폴)에 의해 측정된다. 구체적으로는, 적용 풍량 32 LPM(면풍속 5.33㎝/sec)의 기류 속도에서 염화나트륨이 함유된 에어로졸을 부직포 샘플에 통과시켜 통과 전후의 염화나트륨 농도를 측정하여 부직포에 의해 집진된 염화나트륨의 양을 계산하고 이를 통과 전의 염화나트륨 양으로 나눈 후 백분율하여 포집 효율을 측정하였다. 이때, 상기 에어로졸은 염화나트륨을 증류수에 용해시켜 20 중량%의 염화나트륨 수용액을 만든 후, 염화나트륨이 0.3 ㎛ 정도의 크기를 갖도록 히터 장치에 의해 수분을 기화시켜 제조하였다. Collection efficiency (%) for dust particles is measured by an automated efficiency tester (TSI, Model 8130, St. Paul, Minn.). Specifically, an aerosol containing sodium chloride was passed through the nonwoven fabric sample at an air flow rate of 32 LPM (surface wind velocity 5.33 cm / sec) to determine the amount of sodium chloride collected by the nonwoven fabric by measuring the sodium chloride concentration before and after passage. The collection efficiency was measured by dividing this by the amount of sodium chloride before passing and then percentage. At this time, the aerosol was prepared by dissolving sodium chloride in distilled water to make a 20% by weight aqueous sodium chloride solution, and then evaporated water by a heater device so that the sodium chloride has a size of about 0.3 ㎛.

압력 손실(mmAq)은 포집 효율 측정방법과 유사하게 적용 풍량 32 LPM의 기류 속도에서 부직포 샘플의 통과 전후의 압력 손실 값으로부터 측정하였다. The pressure loss (mmAq) was measured from the pressure loss values before and after the passage of the nonwoven sample at an air flow rate of 32 LPM of applied air volume, similar to the collection efficiency measurement method.

반감기 처리 후의 포집 효율(%) 측정Measurement of collection efficiency (%) after half-life treatment

정전필터에 대한 필터 포집 효율의 반감기는 국내 자동차용 캐빈 에어필터 유닛(RS K 0011 : 2003)에 의해 환경 안정성(반감기 처리) 시험 규격에 의해 측정되었다. 구체적으로는, 80℃±5℃, 90%±5% 상대습도에서 8시간 처리 후, -40℃±5℃에서 8시간 노출 처리하는 것을 1 사이클로 하며, 상기 사이클을 3회 반복한 다음 상온에서 5시간 정도 방치시켜 반감기 처리를 하였다. 이러한 반감기 처리 후 상기 포집효율(%) 시험기(TSI, Model 8130)에 의해 포집 효율(%)을 측정하였다.The half-life of the filter collection efficiency for the electrostatic filter was measured according to the environmental stability (half-life treatment) test standard by a domestic cabin air filter unit (RS K 0011: 2003). Specifically, after 8 hours treatment at 80 ℃ ± 5 ℃, 90% ± 5% relative humidity, and 8 hours exposure treatment at -40 ℃ ± 5 ℃ to 1 cycle, the cycle is repeated three times and then at room temperature It was left to stand for about 5 hours for half-life treatment. After this half-life treatment, the collection efficiency (%) was measured by the collection efficiency (%) tester (TSI, Model 8130).

구분division 공기투과도
(ccs)
Air permeability
(ccs)
압력손실
(mmAq)
Pressure loss
(mmAq)
효율
(%)
efficiency
(%)
반감기 처리
후 효율(%)
Half-life treatment
After efficiency (%)
필터 성능Filter performance
실시예 1Example 1 132132 0.60.6 56.356.3 55.455.4 실시예 2Example 2 141141 0.50.5 41.241.2 40.940.9 실시예 3Example 3 134134 0.60.6 56.356.3 49.549.5 실시예 4Example 4 153153 0.50.5 56.856.8 48.148.1 실시예 5Example 5 126126 0.60.6 58.658.6 56.156.1 실시예 6Example 6 140140 0.50.5 57.257.2 56.056.0 실시예 7Example 7 135135 0.60.6 50.750.7 48.848.8 실시예 8Example 8 133133 0.60.6 48.048.0 45.645.6 비교예 1Comparative Example 1 242242 0.30.3 21.321.3 18.318.3 XX 비교예 2Comparative Example 2 225225 0.30.3 43.843.8 39.139.1 비교예 3Comparative Example 3 130130 0.60.6 11.211.2 11.111.1 XX

Claims (15)

폴리올레핀 및 고유전율의 무기물을 포함하는 장섬유 형태의 필라멘트를 제조하는 공정;Preparing a filament in the form of a long fiber comprising a polyolefin and an inorganic material having a high dielectric constant; 상기 제조된 필라멘트를 통해 스펀본드 부직포를 제조하는 공정; 및Manufacturing a spunbond nonwoven fabric using the manufactured filaments; And 상기 제조된 스펀본드 부직포에 전하를 부여하기 위해서 정전 처리하는 공정을 포함하되,Including the step of electrostatic treatment to impart a charge to the manufactured spunbond nonwoven fabric, 상기 고유전율의 무기물은 이산화규소이고,The inorganic material of the high dielectric constant is silicon dioxide, 상기 스펀본드 부직포를 제조하는 공정은,The process of manufacturing the spunbond nonwoven fabric, 상기 필라멘트를 적층하는 공정; 및Stacking the filaments; And 상기 스펀본드 부직포가 0.1 내지 1.0mm의 두께를 갖도록, 비접촉식 열접착 방식을 이용하여 상기 적층된 필라멘트를 접착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 스펀본드 부직포의 제조방법.A method of manufacturing an electrostatic spunbond nonwoven fabric, comprising the step of adhering the laminated filaments using a non-contact thermal bonding method so that the spunbond nonwoven fabric has a thickness of 0.1 to 1.0 mm. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필라멘트를 제조하는 공정은 시스-코어(sheath-core)형 복합방사 공정을 포함하되,The process for producing the filament includes a sheath-core complex spinning process, 상기 시스(sheath)는 상기 폴리올레핀을 포함하고,The sheath comprises the polyolefin, 상기 코어(core)는 200℃ 이상의 융점을 가지는 섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전 스펀본드 부직포의 제조방법.The core (core) is a method of manufacturing an electrostatic spunbond nonwoven fabric, characterized in that the fiber having a melting point of 200 ℃ or more. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 코어는 5 내지 12 g/d의 강도를 가지는 섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 정전 스펀본드 부직포의 제조방법.The core is a method of producing an electrostatic spunbond nonwoven fabric, characterized in that made of a fiber having a strength of 5 to 12 g / d. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필라멘트를 제조하는 공정은,The process of manufacturing the filament, 상기 폴리올레핀을 용융시키는 공정; 및Melting the polyolefin; And 상기 용융된 폴리올레핀에 불소계 폴리머를 추가하는 공정을 포함하는 정전 스펀본드 부직포의 제조방법.Method for producing an electrostatic spunbond nonwoven fabric comprising the step of adding a fluorine-based polymer to the molten polyolefin. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 정전 처리하는 공정은 코로나 방전, 플라즈마 대전, 마찰대전, 또는 고압의 물방울을 통한 수 대전 방식을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 정전 스펀본드 부직포의 제조방법.The electrostatic treatment process is a method of manufacturing an electrostatic spunbond nonwoven fabric, characterized in that performed using a corona discharge, plasma charging, triboelectric charging, or a water charging method through a high pressure droplet. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 정전 처리는 코로나 방전을 이용하여 수행되되,The electrostatic treatment is performed using corona discharge, 상기 코로나 방전은, 30 ~ 60㎸의 전압 및 0.1 ~ 6.0㎃의 전류 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 정전 스펀본드 부직포의 제조방법.The corona discharge, the method of producing an electrostatic spunbond nonwoven fabric, characterized in that carried out under a voltage of 30 ~ 60 kHz and a current of 0.1 ~ 6.0 kHz. 필라멘트를 포함하는 정전 스펀본드 부직포에 있어서,An electrostatic spunbond nonwoven fabric comprising filaments, 상기 필라멘트는 장섬유 형태를 갖고,The filament has a long fiber form, 상기 필라멘트는,The filament is, 폴리올레핀; 및Polyolefin; And 고유전율을 갖는 무기물을 포함하되,Including inorganic material having a high dielectric constant, 상기 무기물은 이산화규소이고,The inorganic material is silicon dioxide, 상기 정전 스펀본드 부직포가 0.1 내지 1.0mm의 두께를 갖도록 상기 필라멘트는 비접촉식 열접착 방식에 의해 서로 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 스펀본드 부직포.The electrostatic spunbond nonwoven fabric is characterized in that the filaments are bonded to each other by a non-contact thermal bonding method so that the electrostatic spunbond nonwoven fabric has a thickness of 0.1 to 1.0mm. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 필라멘트는 상기 폴리올레핀을 포함하는 시스(sheath); 및The filament comprises a sheath comprising the polyolefin; And 200℃ 이상의 융점을 가지는 섬유를 포함하는 코어(core)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 스펀본드 부직포.An electrostatic spunbond nonwoven fabric comprising a core comprising a fiber having a melting point of 200 ° C. or higher. 제11항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 코어는 나일론 및 폴리에스테르 섬유 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 스펀본드 부직포.And wherein said core comprises at least one of nylon and polyester fibers. 제11항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 코어의 함량은 총 필라멘트에 대해 80 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 정전 스펀본드 부직포.Electrostatic spunbond nonwoven fabric, characterized in that the content of the core is 80% by weight or less based on the total filament. 삭제delete 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 이산화규소의 함량은 0.01 내지 1.0 중량%인 것을 특징으로 하는 정전 스펀본드 부직포.The amount of silicon dioxide is electrostatic spunbond nonwoven fabric, characterized in that 0.01 to 1.0% by weight.
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