KR101543066B1 - 저융점 접면을 지닌 수직배열 탄성부직포 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

수평방향으로 구성섬유가 배열된 수평배열 구조의 폴리에스테르계 탄성부직포를 일정 폭으로 접어, 수평배열 탄성 부직포를 기준으로 볼 때 상기 일정 폭으로접힌 서로 이웃한 겹치는 부분은 수직방향으로 배열되고, 상기 겹치는 부분의 구성섬유가 수직배열 탄성부직포를 형성하되, 상기 폴리에스테르계 탄성부직포는 고유점도 0.50~0.69 dl/g의 50~85중량% 폴리에스테르계 섬유 및 융점 120~180℃, 고유점도 1.0~1.7 dl/g의 저융점 폴리에스테르계 엘라스토머와 고유점도 0.50~0.80 dl/g의 폴리에스테르계 고분자로 이루어진 15~50중량% 저융점 탄성복합섬유로 구성되고, 상기 수평배열 구조의 폴리에스테르계 탄성부직포를 일정 폭으로 접어 수직배열 구조가 생성되고, 이로 인해 상기 탄성부직포의 폴리에스테르계 섬유 상,하면에 저융점 탄성복합섬유의 접합면이 형성된 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

저융점 접면을 지닌 수직배열 탄성부직포 및 이의 제조방법{THE ELASTIC NONWOVEN FABRIC HAVING A LOW MELTING CONTACT FACE FORMED BY STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 수직배열 구조로 형성된 저융점 접면을 갖는 탄성부직포에 관한 것으로 특히, 저융점 접면을 이용하여 향상된 접착력을 통해 탄성부직포의 형태안정성과 박리강도 및 반복압축회복률이 향상된 저융점 접면을 갖는 탄성부직포에 관한 것이다.

섬유 구조체의 일종으로 부직포가 널리 사용되고 있다. 부직포는 기계조작에 의하거나 열접착 혹은 화학 약품을 사용하여 섬유를 접착시키거나 엉키게 하여 만든 직물을 가리킨다. 직물로 하는 과정에서 실의 단계를 거치지 않는 것으로 펠트, 수지접착의 부직포, 니들 펀치, 스펀본드, 스펀 레이스, 엠보스 필름, 습식(濕式) 부직포 등이 있다. 좁은 뜻으로는 랜덤에 겹친 웨브로 하고, 섬유끼리의 접점을 수지로 접착해서 심지 등에 사용하는 것을 가리킨다.

이러한 부직포는 사용 목적에 따라 원료, 제법, 가공방법 등을 선택할 수 있으며 폭넓게 많은 분야에서 사용되고 있는데, 최근에는 우레탄을 대체하는 소재로서 폴리에스테르계 단섬유들을 사용하는 부직포가 침구류, 쿠션, 방음재, 단열재 및 필터 등 광범위한 용도로 사용되고 있으며, 점차 그 용도가 확장되고 있다. 따라서 용도의 확장에 따라 특히 내구성을 포함하여 형태안정성, 탄성회복률 및 압축반발특성 등과 같은 높은 물성을 갖는 부직포의 개발이 더욱 요구되고 있는 것이 현실이다.

대한민국 등록특허 제1183146호에는 고융점 폴리에스테르 섬유, 저융점 개질 폴리에스테르 섬유, 및 열수축성이 서로 다른 2 이상의 폴리에스테르로 이루어진 신축성 복합섬유를 포함하는 혼합 섬유로부터 형성된 탄성 및 형태 복원력을 향상시킨 부직포가 개시되어있다. 그러나 상기와 같이 제조된 쿠션용 소재는 원단층의 일면에 단순히 부직포층을 합포한 것으로, 장기 압축 시에 형태 복원력이 떨어지는 문제점이 있었다.

상기와 같이 웹을 적층하여 제조되는 종래의 부직포는 섬유들이 수평방향으로 평행하게 배향되어 있어 수직방향에 대한 반발성이 낮고, 상하로부터 압력에 약한 문제가 있다.

따라서 상기 문제점을 해결하기 위해, 부직포 단면방향에서 섬유들이 평행하게(수평방향) 배향되어 있는 것과 달리 두께방향(수직방향)으로 섬유가 배향된 수직배열 탄성부직포를 제조하는 방법을 사용하고 있다. 수직배열 탄성부직포는 지면에 평행하게 구성섬유가 배열된 수평배열 탄성부직포를 제조한 후, 일정 폭으로 부직포를 접고 열처리 공정을 통해 형태를 고정하는 방식이다. 그러나 기존의 수직배열 구조의 부직포의 경우, 구성섬유의 수직 배열로 인해 수직방향에서 가해지는 압력에 대해서 우수한 탄성 회복력과 초기 탄성을 지니고 있지만, 측면에서의 변형이나 장기 압축 시의 회복력이 부족하다는 문제점이 있었다. 또한 부직포가 지닌 탄성에 의해서 일정 폭으로 접힌 부분의 형태가 안정되지 않고 수직배열 구조의 유지가 어려워 접힘 부분에서의 높은 접착력이 요구되고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 수직배열 탄성부직포 형성시에 이웃하는 부직포와의 접착력을 증대하여 수직배열 탄성부직포 자체의 구조 유지력이 우수하며 형태안정성이 향상된 수직배열 탄성부직포를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 수직방향 및 수평방향에 대한 박리강도 및 반복압축회복률을 향상시킨 수직배열 탄성부직포를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 수평방향으로 구성섬유가 배열된 수평배열 구조의 폴리에스테르계 탄성부직포를 일정 폭으로 접어, 수평배열 탄성 부직포를 기준으로 볼 때 상기 일정 폭으로 접힌 서로 이웃한 겹치는 부분은 수직방향으로 배열되고, 상기 겹치는 부분의 구성섬유가 수직배열 탄성부직포를 형성하되, 상기 폴리에스테르계 탄성부직포는 고유점도 0.50~0.69 dl/g의 50~85중량% 폴리에스테르계 섬유 및 융점 120~180℃, 고유점도 1.0~1.7 dl/g의 저융점 폴리에스테르계 엘라스토머와 고유점도 0.50~0.80 dl/g의 폴리에스테르계 고분자로 이루어진 15~50중량% 저융점 탄성복합섬유로 구성되고, 상기 수평배열 구조의 폴리에스테르계 탄성부직포를 일정 폭으로 접어 수직배열 구조가 생성되고, 이로 인해 상기 탄성부직포의 폴리에스테르계 섬유 상, 하면에 저융점 탄성복합섬유의 접합면이 형성된 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포를 제공한다.

또한, 상기 수직배열 구조에서 상기 탄성부직포 면이 서로 이웃하여 겹치는 부분의 길이(h)가 5 내지 200 mm인 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포를 제공한다.

또한, 상기 저융점 탄성복합섬유는 사이드-바이-사이드형, 시스-코어형, 편심 시스-코어형 중 어느 하나의 형태를 갖는 섬유로 구성되는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포를 제공한다.

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또한, 상기 폴리에스테르계 섬유 또는, 저융점 탄성복합섬유 또는, 폴리에스테르계 섬유 및 저융점 탄성복합섬유에 난연제 또는 항균제가 포함된 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포를 제공한다.

또한, 상기 저융점 탄성부직포는 폴리에스테르계 섬유 또는 탄성복합섬유 30~70중량%와 저융점 폴리에스테르계 섬유 30~70중량%로 형성되는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포를 제공한다.

또한, 상기 탄성복합섬유는 사이드-바이-사이드형, 시스-코어형, 편심 시스-코어형 중 어느 하나의 형태를 갖는 섬유로 구성되는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포를 제공한다.

또한, 상기 폴리에스테르계 섬유, 탄성복합섬유, 저융점 폴리에스테르계 섬유 중 어느 하나 또는 2 이상의 섬유에 난연제 또는 항균제가 포함된 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포를 제공한다.

또한, 상기 수직배열 탄성부직포의 일면 또는 양면에 수평배열 탄성부직포를 더 부착한 형태로 수평배열-수직배열 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포를 제공한다.

또한, 본 발명은 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 제조방법에 있어서, 폴리에스테르계 섬유와, 저융점 폴리에스테르계 엘라스토머를 포함하는 저융점 탄성복합섬유로 폴리에스테르계 탄성부직포를 제조하는 수평방향으로 구성섬유가 배열된 수평배열 구조의 폴리에스테르계 탄성부직포 제조단계; 폴리에스테르계 섬유 또는 탄성복합섬유와, 저융점 폴리에스테르계 섬유로 저융점 탄성부직포를 제조하는 수평방향으로 구성섬유가 배열된 수평배열 구조의 저융점 탄성부직포 제조단계; 상기 저융점 탄성부직포를 상기 폴리에스테르계 탄성부직포의 상면 및 하면에 적층시켜 수평배열 탄성부직포를 제조하는 수평배열 탄성부직포 제조단계; 상기 수평배열 탄성부직포를 일정 폭으로 접어 수직배열 탄성부직포를 제조하는 수직배열 탄성부직포 제조단계; 상기 수직배열 탄성부직포에 열처리 공정을 가하여 서로 이웃하여 겹치는 상기 저융점 탄성부직포가 저융점 접면을 형성하도록 하는 열처리 단계; 를 포함하되 상기 저융점은 융점 120~180℃ 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 폴리에스테르계 탄성부직포는 고유점도 0.50~0.69 dl/g의 50~85중량% 폴리에스테르계 섬유 및 고유점도 1.0~1.7 dl/g의 저융점 폴리에스테르계 엘라스토머와 고유점도 0.50~0.80 dl/g의 폴리에스테르계 고분자로 이루어진 15~50 중량%의저융점 탄성복합섬유로 제조되는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 저융점 탄성부직포 제조단계는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 탄성복합섬유 30~70중량%와 저융점 폴리에스테르계 섬유 30~70중량%를 혼합하여 상기 저융점 탄성부직포를 제조하는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 열처리 단계는, 상기 수직배열 탄성부직포를 170 내지 210℃에서 3 내지 20분 동안 열처리하는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 수직배열 탄성부직포 제조단계 후에, 상기 수직배열 탄성부직포의 일면 또는 양면에 수평배열 탄성부직포를 더 부착하여 수평배열-수직배열 탄성부직포를 제조하는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포 제조방법을 제공한다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본 발명에서 '수평배열 탄성부직포'는 구성섬유가 수평방향으로 배열되는 부직포를 뜻하며, '수직배열 탄성부직포'는 구성섬유의 일부가 수직방향으로 배열되는 부직포를 뜻한다.

도 1은 본 발명에 따른 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 일실시예를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 다른 일실시예인 수평배열-수직배열 탄성부직포를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포를 형성하기 위한 수평배열 탄성부직포의 상세 구조를 나타낸 단면도이다. 도 4는 본 발명의 수직배열 탄성부직포를 형성하기 위해 수평배열 탄성부직포가 접히면서 저융점 접면을 형성하는 모습을 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 제조방법을 나타낸 공정도이다.

본 발명은 수직배열 구조로 형성된 저융점 접면을 지닌 탄성부직포에 관한 것으로, 도 1에 나타난 바와 같이 수평방향으로 구성섬유가 배열된 수평배열 구조의 폴리에스테르계 탄성부직포를 일정 폭으로 접어 상기 탄성부직포 면이 서로 이웃하여 겹치는 부분에서는, 수평배열 탄성부직포 200가 위치할 면을 기준으로 볼 때 수직방향으로 구성섬유를 배열하여 수직배열 구조로 형성된 수직배열 탄성부직포 100에서 상기 수직배열 구조에 의한 접힘으로 인해 상기 탄성부직포 면이 서로 이웃하여 겹치는 부분에 저융점 탄성부직포가 포함되어 저융점 접면 110이 형성되는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포에 관한 것이다.

본 발명의 수평방향으로 구성섬유가 배열된 수평배열 구조의 폴리에스테르계 탄성부직포는 폴리에스테르계 섬유 50~85중량%와 저융점 탄성복합섬유 15~50 중량%로 구성될 수 있다.

상기 폴리에스테르계 섬유는 고유점도 0.50~0.69 dl/g, 섬도 2~20 데니어의 폴리에스테르계 섬유를 사용할 수 있으며, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 선택적으로 사용할 수 있다.

상기 저융점 탄성복합섬유는 저융점 폴리에스테르계 엘라스토머와 폴리에스테르계 고분자로 형성되는 복합섬유로 인한 탄성력을 형성시키기 위해 융점 120~180℃ 고유점도 1.0~1.7 dl/g의 저융점 폴리에스테르계 엘라스토머와 고유점도 0.50~0.80 dl/g인 폴리에스테르계 고분자로 형성되는 것이 바람직할 것이다.

상기 융점 120~180℃의 저융점 폴리에스테르계 엘라스토머는 중합 단량체의 말단에 -COOH 또는 -COOR(상기에서, R은 C1 내지 C10의 알킬기 또는 아릴알킬기이다)를 가지는 테레프탈릭산(TPA), 이소프탈릭산(IPA), 디메틸테레프탈레이트(DMT), 디메틸이소프탈레이트(DMI)로 이루어진 군에서 어느 하나 또는 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 산성분과 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜(PTMG), 1,4-부탄디올(1,4-BD), 에틸렌글리콜(EG) 중 선택되는 하나 또는 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 디올성분을 중합시켜서 이루어지며, 가열가압에 의한 열융착성을 가짐과 동시에 높은 탄성회복율을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 고유점도 0.50~0.80 dl/g의 폴리에스테르계 고분자는 일반적으로 제조 및 판매되는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있다.

상기 저융점 탄성복합섬유는 사이드-바이-사이드형, 시스-코어형, 편심 시스-코어형 중 어느 하나의 형태를 갖는 섬유로 구성될 수 있다.

상기 저융점 탄성복합섬유가 시스-코어형일 때, 코어부는 폴리에스테르계 고분자이고 시스부는 저융점 폴리에스테르계 엘라스토머인 것이 바람직할 것이다.

상기 폴리에스테르계 탄성부직포에 난연성, 항균성 등의 기능성을 부여하기 위해 상기 폴리에스테르계 섬유 또는, 저융점 탄성복합섬유 또는, 상기 폴리에스테르계 섬유 및 저융점 탄성복합섬유에 난연제 또는 항균제가 포함된 섬유를 사용할 수 있을 것이다.

상기 저융점 탄성복합섬유를 시스-코어형으로 제조할 경우 난연제, 항균제 등의 기능성 물질은 코어부에 포함시키는 것이 바람직할 것이다.

본 발명에서 사용할 수 있는 상기 난연제는 인계 난연제를 사용하도록 하고, 상기 인계 난연제로는 인산에스테르계 방향족, 인산에스테르올리고머 등이 있으며, 본 발명에 사용되는 인계난연제는 현재 판매되는 어느 것이나 사용가능하나 방향족 인산에스테르계 난연제를 사용하는 것이 바람직할 것이다.

상기 항균제로는 나노은계 항균제, 인산칼슘계 항균제, 인산지르코늄계 항균제, 실리카겔계 항균제, 제올라이트계 항균제 등이 있다. 상기 항균제는 바람직하게는 상기 탄성부직포 총중량을 기준으로 0.5 내지 0.7중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 상기 항균제가 0.5중량% 미만으로 첨가되는 경우, 항균성의 부여가 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 20중량부를 초과하는 경우, 항균제 함량을 조절하는 것이 힘들게 되는 문제점이 있을 수 있다.

상기 수평배열 구조의 폴리에스테르계 탄성부직포를 사용하여 도 1에 나타난 바와 같이 수직배열 탄성부직포를 형성하면, 상기 수평배열 구조의 폴리에스테르계 탄성부직포가 접히면서 만들어지는 겹치는 부분에 저융점 탄성부직포가 포함되어 있어 저융점 접면 110을 형성한다.

상기 저융점 접면 110은 수평배열 구조의 폴리에스테르계 탄성부직포에 존재하는 탄성력이 상기 수직배열 탄성부직포의 접히는 부분에서 이웃하는 부직포가 서로 겹치지 않고 벌어지도록 하는 것을 상기 저융점 접면의 접착력으로 이웃하는 부직포를 부착시키고 벌어지지 않도록 하여 상기 수직배열 탄성부직포의 형태를 안정하게 유지할 수 있다.

본 발명의 수직배열 탄성부직포는 저융점 접면으로 인해 융점 120~210℃의 저온에서도 섬유간 접착을 하여 형태안정성을 유지하는 역할을 하는데, 기존의 250~280℃ 정도의 일반 폴리에스테르보다 저온에서 열처리를 해도 그와 유사한 물성을 갖게 되고, 저온 열처리가 가능하여 추후 융착을 위한 열처리 비용이 감소되는 효과가 있다.

상기 수직배열 탄성부직포의 접힘 부분에서 저융점 탄성부직포가 겹쳐서 형성된 저융점 접면의 길이(h)는 5 내지 200mm인 것이 바람직할 것이다. 상기 저융점 접면의 길이(h)가 5mm 이하일 경우, 탄성부직포가 지닌 탄성에 의해 수직배열 구조가 펴지려는 성질을 보이며, 따라서 형태가 불안정할 수 있다. 또한 상기 저융점 접면의 길이(h)가 200mm 이상일 경우, 수직배열 탄성부직포의 두께가 두꺼워 수직방향으로 배열된 섬유의 형태가 쉽게 무너질 수 있고, 수직배열 구조를 형성하는 제조공정이 어려워지며, 따라서 불량률이 높아질 수 있다.

상기 저융점 접면을 형성하는 저융점 탄성부직포는 폴리에스테르계 섬유 또는 탄성복합섬유 30~70중량%와 저융점 폴리에스테르계 섬유 30~70중량%로 형성될 수 있다.

상기 저융점 탄성부직포가 탄성복합섬유와 저융점 폴리에스테르계 섬유로 형성될 경우, 폴리에스테르계 섬유와 저융점 폴리에스테르계 섬유로 형성된 저융점 탄성부직포에 비해 촉감이 부드럽고 탄성이 있어서 수직배열 구조를 이루기 위한 과정에서의 작업성이 우수하다.

상기 탄성복합섬유는 복합섬유로 제조된 모든 탄성섬유를 사용할 수 있으나, 고유점도 1.0 내지 1.7 dl/g의 폴리에스테르계 엘라스토머와 고유점도 0.50~0.80 dl/g의 폴리에스테르계 고분자로 형성되는 것이 바람직할 것이다.

상기 저융점 탄성부직포의 탄성복합섬유는 사이드-바이-사이드형, 시스-코어형, 편심 시스-코어형 중 어느 하나의 형태를 갖는 섬유로 구성될 수 있다.

상기 저융점 폴리에스테르계 섬유는 융점 100~180℃, 섬도 2~6 데니어, 섬유장 22~64㎜인 저융점 폴리에스테르계 섬유를 사용하는 것이 바람직하며, 현재 제조, 판매되는 저융점 폴리에스테르계 섬유 외 상기의 조건을 만족하는 모든 저융점 폴리에스테르계 섬유를 사용할 수 있다.

상기 저융점 탄성부직포에 난연성, 항균성 등의 기능성을 부여하기 위해 상기 폴리에스테르계 섬유 또는, 탄성복합섬유 또는, 상기 저융점 폴리에스테르계 섬유 중 어느 하나 또는 2 이상의 섬유에 난연제 또는 항균제가 포함된 섬유를 사용할 수 있는데, 상기 탄성복합섬유를 시스-코어형으로 제조할 경우 난연제, 항균제 등의 기능성 물질은 코어부에 포함시키는 것이 바람직할 것이다.

상기 저융점 탄성부직포의 탄성복합섬유 또는, 저융점 폴리에스테르계 섬유 또는, 탄성복합섬유 및 저융점 폴리에스테르계 섬유에는 상기에서 설명한 바와 같은 난연제와 항균제를 포함할 수 있다.

본 발명의 수직배열 탄성부직포는 구성섬유의 수직 배열로 인해 수직방향에서 가해지는 압력을 견뎌낼 수 있지만, 측면에서의 변형이나 장기 압축 시의 회복력이 비교적 약할 수 있다. 따라서 도 2에 나타난 바와 같이 상기 수직배열 탄성부직포의 일면 또는 양면에 수평배열 탄성부직포를 더 부착하여, 상기 수직배열 탄성부직포와 상기 수평배열 탄성부직포가 서로 겹치는 부분에 저융점 탄성부직포가 포함되어 저융점 접면 110을 가지는 수평배열-수직배열 구조를 형성할 수 있다.

단순히 저융점 탄성복합섬유와 폴리에스테르계 섬유로 구성된 단일 부직포로부터 형성된 수직배열 탄성부직포는 접착력이 떨어지며, 또한 탄성부직포가 지닌 성질로 인해 접혀진 구조로 이루어진 부분이 펴지려하여 형태가 안정되지 않았다. 본 발명에서의 저융점 탄성부직포가 폴리에스테르계 탄성부직포의 상, 하면에 적층된 복합 부직포를 이용하여 수직배열 탄성부직포를 형성할 경우, 상기 저융점 접면에 의해 접착력이 향상되어 반복적인 압축에도 형태가 안정적이다. 또한 수평배열-수직배열 탄성부직포를 형성할 경우 상기 수직배열 탄성부직포와 겹치게 되는 부분에서의 저융점 접면이 많아지므로, 상기 수직배열 탄성부직포보다 높은 접착력을 가질 수 있어, 전체적으로 형태가 더욱 안정적이며 박리강도 및 반복압축회복률이 증가하게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포는 도 3에서 나타낸 바와 같이 저융점 탄성부직포가 폴리에스테르계 탄성부직포의 상면 및 하면에 부착된 수평배열 탄성부직포로 제작할 수 있다. 상기 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포를 제조하기 위해 수직배열 구조의 접히는 부분에 저융점 섬유를 넣어 제조하는 것은 제조공정상 어려움이 있어, 제조시간이 길고 생산성이 떨어질 수 있다. 따라서 본 발명에서는 저융점 탄성부직포가 부착된 수평배열 탄성부직포를 일정 폭으로 접어 수직배열 탄성부직포를 형성하고, 접힘 부위에 겹쳐지게 되는 부분이 저융점 탄성부직포로 이루어져 쉽게 저융점 접면을 형성하는 수직배열 탄성부직포를 제조할 수 있다.

상기 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 제조단계는 폴리에스테르계 탄성부직포 제조단계, 저융점 탄성부직포 제조단계, 수평배열 탄성부직포 제조단계, 수직배열 탄성부직포 제조단계, 열처리 단계로 제조할 수 있다.

상기 폴리에스테르계 탄성부직포 제조단계는 폴리에스테르계 섬유와, 저융점 폴리에스테르계 엘라스토머를 포함하는 저융점 탄성복합섬유로 폴리에스테르계 탄성부직포를 제조하는 단계이다.

상기 폴리에스테르계 탄성부직포는 일반적인 부직포의 제조방법으로 제조할 수 있는 것으로, 즉, 카딩법(carding method) 또는 습윤 레이드법(wet laid method) 또는 공기 레이드법에 의해 부직포를 제조하고, 상기 제조된 부직포는 니들펀칭 또는 스펀레이싱 또는 하이드로엔탱글링(hydro-entangling) 방법에 의해 결합한 후, 상기 결합된 부직포는 180~210℃의 열 텐더 또는 엠보싱 롤을 통과시키는 공정을 통하여 열접착된 폴리에스테르계 탄성부직포를 제조할 수 있다.

상기 저융점 탄성부직포 제조단계는 폴리에스테르계 섬유 또는 탄성복합섬유와, 저융점 폴리에스테르계 섬유로 저융점 탄성부직포를 제조하는 단계이며, 상기 저융점 탄성부직포는 폴리에스테르계 섬유 또는 탄성복합섬유 30~70중량%와 저융점 폴리에스테르계 섬유 30~70중량%로 제조할 수 있다.

상기 저융점 탄성부직포는 상기 폴리에스테르계 탄성부직포의 제조방법과 동일한 방법으로 제조할 수 있다.

상기 수평배열 탄성부직포 제조단계는 도 3과 같이 상기 저융점 탄성부직포를 상기 폴리에스테르계 탄성부직포의 상면 및 하면에 적층시켜 수평배열 탄성부직포를 제조하는 단계로, 상기 폴리에스테르계 탄성부직포 제조단계에서 제조된 폴리에스테르계 탄성부직포 500의 상면 및 하면에 상기 저융점 탄성부직포 제조단계에서 제조된 저융점 탄성부직포 400을 부착하여 제조한다.

상기 수직배열 탄성부직포 제조단계는 상기 수평배열 탄성부직포를 일정 폭으로 접어 수직배열 탄성부직포를 제조하는 단계이다.

상기 수직배열 탄성부직포 제조단계에서는 수평배열 탄성부직포를 도 4와 같이 일정 폭으로 접고, 접힘으로써 겹쳐지는 부분에 저융점 탄성부직포가 포함되어 있어, 저융점 접면 110을 형성할 수 있다. 상기 저융점 접면의 길이(h)가 5mm 이하일 경우, 탄성부직포가 지닌 탄성에 의해 수직배열 구조가 펴지려는 성질을 보이며, 따라서 형태가 불안정할 수 있고, 상기 저융점 접면의 길이(h)가 200mm 이상일 경우, 수직배열 탄성부직포의 두께가 두꺼워 수직방향으로 배열된 섬유의 형태가 쉽게 무너질 수 있으므로 저융점 접면의 길이(h)는 5 내지 200mm로 제조하는 것이 바람직할 것이다.

상기 열처리 단계는 상기 부직포에 열처리 공정을 가하여 서로 이웃하여 겹치는 상기 저융점 탄성부직포가 저융점 접면을 형성하도록 하는 단계이다.

상기 열처리 단계에서는, 상기 수평배열 탄성부직포 제조단계와 상기 수직배열 탄성부직포 제조단계를 거친 부직포에 170 내지 210℃에서 3 내지 20분 동안 열처리하는 것이 바람직할 것이다.

상기 열처리 단계를 거친 상기 수직배열 및 수평배열-수직배열 탄성부직포의 저융점 접면에는 높은 접착력이 생겨 수직배열 및 수평배열-수직배열 구조의 형태 유지가 안정적이게 된다.

상기 수직배열 탄성부직포 제조단계 후에, 도 2에 나타난 바와 같이 상기 수직배열 탄성부직포의 일면 또는 양면에 수평배열 탄성부직포를 더 부착하여, 상기 수직배열 탄성부직포와 상기 수평배열 탄성부직포가 서로 겹치는 부분에 저융점 탄성부직포가 포함되어 저융점 접면 110을 가지는 수평배열-수직배열 구조를 제조할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 탄성부직포는, 부직포 형성시에 이웃하는 부직포와의 접착력을 증대하여 부직포의 형태를 안정하게 하고, 박리강도를 향상시키며 반복압축회복률을 향상시키는 효과가 있다.

또한 상, 하부층에 위치한 부직포의 탄성을 향상시켜 전체 쿠션재의 작업성 및 형태안정성을 높이는 효과가 있다.

또한 수평배열 탄성부직포와 수직배열 탄성부직포를 적층한 구조에서도 상기 수평배열 탄성부직포와 상기 수직배열 탄성부직포의 접착성을 향상하여 전체 쿠션재의 형태안정성을 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 일실시예를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 다른 일실시예를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포를 형성하기 위한 수평배열 탄성부직포의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 수직배열 탄성부직포를 형성하기 위해 수평배열 탄성부직포가 접히는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 제조방법을 나타낸 공정도이다.

이하, 본 발명의 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포를 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

섬도 7.0데니어, 강도 3.3g/d, 신도 30%, 중공률 18%, 섬유장 51㎜인 비탄성 권축 중공 콘쥬게이트 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 70중량%와, 섬도 5.5데니어, 강도 3.5g/d, 신도 70%, 수축율 5%, 섬유장 64㎜인 고유점도 1.5이며 융점 150℃인 저융점 폴리에스테르계 엘라스토머(Elastomer)와 고유점도 0.65인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 편심 사이드 바이 사이드 형의 저융점 탄성복합섬유(Elastic Fiber) 30중량%를 혼합하고 롤러 카드 공정을 통과시켜 두께 20mm, 밀도 25kg/㎥의 폴리에스테르계 탄성부직포를 제조하였다.

상기 폴리에스테르계 탄성부직포의 상, 하부에 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 50중량%와 저융점 폴리에스테르계 섬유 50중량%를 혼합하여 두께 5㎜, 10kg/㎥로 제조한 저융점 탄성부직포를 적층하여 두께 30mm의 수평배열 탄성부직포를 제조하였다.

상기 수평배열 탄성부직포의 구성섬유들의 대부분이 부직포의 두께방향으로 배열될 수 있도록 50mm 폭으로 균일하게 접어 수직배열 탄성부직포를 제조하고, 190℃, 15분 동안의 열처리 공정을 통과시켜 두께 50㎜의 수직배열 탄성부직포를 제조하였다.

실시예 2

고유점도 1.0 내지 1.7 dl/g의 폴리에스테르계 엘라스토머와 고유점도 0.50~0.80 dl/g의 폴리에스테르계 고분자로 이루어진 탄성복합섬유(Elastic Fiber) 50중량%와, 저융점 폴리에스테르계 섬유 50중량%를 혼합하여 제조한 저융점 탄성부직포를 실시예 1의 상기 폴리에스테르계 탄성부직포의 상, 하부에 적층하여 수평배열 탄성부직포를 제조하였고, 그 외에는 실시예 1의 방법과 동일하게 본 발명의 수직배열 탄성부직포를 제조하였다.

실시예 3

실시예 2와 동일하게 제조된 수평배열 탄성부직포를 30㎜ 폭으로 균일하게 접어 수직배열 탄성부직포를 제조하고, 상기 수직배열 탄성부직포 하단에 섬도 15.0데니어, 강도 4.0g/d, 신도 77%, 섬유장 64㎜인 비탄성 권축 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 70중량%와, 고유점도 1.0 내지 1.7 dl/g의 폴리에스테르계 엘라스토머와 고유점도 0.50~0.80 dl/g의 폴리에스테르계 고분자로 이루어진 탄성복합섬유 30중량%를 혼합하여 제조한 밀도 20kg/㎥, 두께 20㎜의 수평배열 탄성부직포를 더 적층시키고 실시예 2의 방법과 동일하게 본 발명의 수평배열-수직배열 탄성부직포를 제조하였다.

비교예 1

섬도 7.0데니어, 강도 3.3g/d, 신도 30%, 중공률 18%, 섬유장 51㎜인 비탄성 권축 중공 콘쥬게이트 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 70중량%와, 섬도 5.5데니어, 강도 3.5g/d, 신도 70%, 수축율 5%, 섬유장 64㎜인 고유점도 1.5이며 융점 150℃인 저융점 폴리에스테르계 엘라스토머(Elastomer)와 고유점도 0.65인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 편심 사이드 바이 사이드 형의 저융점 탄성복합섬유(Elastic Fiber) 30중량%를 혼합하고 롤러 카드 공정을 통과시켜 두께 30mm, 밀도 45kg/㎥의 수평배열 탄성부직포를 제조하였다.

상기 수평배열 탄성부직포의 구성섬유들의 대부분이 부직포의 두께방향으로 배열될 수 있도록 50㎜ 폭으로 균일하게 접어 수직배열 탄성부직포를 제조하고, 190℃, 15분 동안의 열처리 공정을 통과시켜 두께 50㎜의 수직배열 탄성부직포를 제조하였다.

비교예 2

비교예 1와 동일하게 제조된 수평배열 탄성부직포를 30㎜ 폭으로 균일하게 접어 수직배열 탄성부직포를 제조하고, 상기 수직배열 탄성부직포 하단에 섬도 15.0데니어, 강도 4.0g/d, 신도 77%, 섬유장 64㎜인 비탄성 권축 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 70중량%와 고유점도 1.0 내지 1.7 dl/g의 폴리에스테르계 엘라스토머와 고유점도 0.50~0.80 dl/g의 폴리에스테르계 고분자로 이루어진 탄성복합섬유 30중량%를 혼합하여 제조한 밀도 20kg/㎥, 두께 20㎜의 수평배열 탄성부직포를 적층시키고 비교예 1과 동일하게 수평배열-수직배열 탄성부직포를 제조하였다.

상기에서 제조된 실시예 1 내지 3과 비교예 1, 2의 수직배열 탄성부직포의 반발탄성율, 영구압축변형율, 되풀이압축영구줄음률, 형태안정성을 측정하여 표 1에 나타내었다.

* 측정방법

1) 반발탄성율(Ball Rebound)

: 일정한 높이에서 Foam pad에 쇠구슬을 떨어뜨려 반발되어 튀어오르는 높이를 측정 (ASTM D 3574, 단위: %)

2) 영구압축변형율(Compression Set)

: 폼 패드를 일정한 비율로 압축하여 일정한 온도 및 습도에서 일정시간 보관한 후 변형된 높이를 측정 (ASTM D 3574, 단위: %)

3) 되풀이압축영구줄음률(Dynamic Fatigue)

: 시험편을 평행한 평면판 사이에 끼우고 상온에서 60회/min의 속도로 시험편 두께의 50%까지 연속 80,000회 반복 압축시킨 후 변형된 높이를 측정 (KS M 6672, 단위: %)

4) 쿠션재의 형태안정성

: 샘플 위에 성인 남성 5명이 30분 동안 누워있는 동안 몸의 하중에 의한 쿠션재의 형태 변형 정도를 상대적으로 평가 (○: 양호, △: 보통, ×: 불량)

5) 쿠션재의 세탁 후 형태안정성

: 샘플을 일반 세탁시험기에 넣고 1Cycle 세탁 후 형태 변형 정도를 상대적으로 평가 (○: 양호, △: 보통, ×: 불량)

	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2
초기 반발탄성(%)	61.8	62.2	63.6	61.5	62.3
영구압축변형율(%)	33.0	31.8	30.5	35.6	31.9
되풀이압축영구줄음률(%)	10	9	7	12	8
형태안정성	△	○	○	×	△
세탁 후 형태안정성	△	△	○	×	×

표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 수직배열 구조로 형성된 저융점 접면을 갖는 부직포인 실시예 1, 2, 3이 비교예 1, 2와 비교하여 형태안정성이 우수했으며, 또한, 실시예 1, 2, 3의 세탁 후 형태안정성이 비교예 1, 2에 우수한 것을 알 수 있다.

또한, 실시예 3이 실시예 1, 2에 비해 실험 평가가 우수한 것으로 수평배열-수직배열 탄성부직포가 수직배열 탄성부직포보다 우수함을 알 수 있다.

100: 수직배열 탄성부직포 110: 저융점 접면
200: 수평배열 탄성부직포 300: 수평-수직배열 탄성부직포
400: 저융점 탄성복합섬유 500: 폴리에스테르계 탄성부직포
510: 폴리에스테르계 섬유

Claims (14)

1. 수평방향으로 구성섬유가 배열된 수평배열 구조의 폴리에스테르계 탄성부직포를 일정 폭으로 접어, 수평배열 탄성 부직포를 기준으로 볼 때 상기 일정 폭으로 접힌 서로 이웃한 겹치는 부분은 수직방향으로 배열되고, 상기 겹치는 부분의 구성섬유가 수직배열 탄성부직포를 형성하되,
   상기 폴리에스테르계 탄성부직포는 고유점도 0.50~0.69 dl/g의 50~85중량% 폴리에스테르계 섬유 및 융점 120~180℃, 고유점도 1.0~1.7 dl/g의 저융점 폴리에스테르계 엘라스토머와 고유점도 0.50~0.80 dl/g의 폴리에스테르계 고분자로 이루어진 15~50중량% 저융점 탄성복합섬유로 구성되고,
   상기 수평배열 구조의 폴리에스테르계 탄성부직포를 일정 폭으로 접어 수직배열 구조가 생성되고, 이로 인해 상기 탄성부직포의 폴리에스테르계 섬유 상, 하면에 저융점 탄성복합섬유의 접합면이 형성된 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수직배열 구조에서 상기 부직포 면이 서로 이웃하여 겹치는 부분의 길이(h)가 5 내지 200 mm인 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 저융점 탄성복합섬유는 사이드-바이-사이드형, 시스-코어형, 편심 시스-코어형 중 어느 하나의 형태를 갖는 섬유로 구성되는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포.
5. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르계 섬유 및 상기 저융점 탄성복합섬유 중에서 선택된 1 종 또는 2종의 섬유는
   난연제 또는 항균제가 포함된 섬유인 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포.
6. 제1항에 있어서,
   상기 저융점 탄성부직포는 폴리에스테르계 섬유 또는 탄성복합섬유 30~70중량%와 저융점 폴리에스테르계 섬유 30~70중량%로 형성되는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포.
7. 제6항에 있어서,
   상기 탄성복합섬유는 사이드-바이-사이드형, 시스-코어형, 편심 시스-코어형 중 어느 하나의 형태를 갖는 섬유로 구성되는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포.
8. 제6항에 있어서,
   상기 폴리에스테르계 섬유, 탄성복합섬유, 저융점 폴리에스테르계 섬유 중 어느 하나 또는 2 이상의 섬유에 난연제 또는 항균제가 포함된 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포.
9. 제1항에 있어서,
   상기 수직배열 탄성부직포의 일면 또는 양면에 수평배열 탄성부직포를 더 부착한 형태로 수평배열-수직배열 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포.
10. 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 제조방법에 있어서,
    폴리에스테르계 섬유와, 저융점 폴리에스테르계 엘라스토머를 포함하는 저융점 탄성복합섬유로 폴리에스테르계 탄성부직포를 제조하는 수평방향으로 구성섬유가 배열된 수평배열 구조의 폴리에스테르계 탄성부직포 제조단계;
    폴리에스테르계 섬유 또는 탄성복합섬유와, 저융점 폴리에스테르계 섬유로 저융점 탄성부직포를 제조하는 수평방향으로 구성섬유가 배열된 수평배열 구조의 저융점 탄성부직포 제조단계;
    상기 저융점 탄성부직포를 상기 폴리에스테르계 탄성부직포의 상면 및 하면에 적층시켜 수평배열 탄성부직포를 제조하는 수평배열 탄성부직포 제조단계;
    상기 수평배열 탄성부직포를 일정 폭으로 접어 수직배열 탄성부직포를 제조하는 수직배열 탄성부직포 제조단계;
    상기 수직배열 탄성부직포에 열처리 공정을 가하여 서로 이웃하여 겹치는 상기 저융점 탄성부직포가 저융점 접면을 형성하도록 하는 열처리 단계;
    를 포함하되 상기 저융점은 융점 120~180℃인 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 제조방법.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 폴리에스테르계 탄성부직포는 고유점도 0.50~0.69 dl/g의 50~85중량% 폴리에스테르계 섬유 및 고유점도 1.0~1.7 dl/g의 저융점 폴리에스테르계 엘라스토머와 고유점도 0.50~0.80 dl/g의 폴리에스테르계 고분자로 이루어진 15~50 중량%의저융점 탄성복합섬유로 제조되는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열탄성부직포의 제조방법..
12. 제10항에 있어서,
    상기 저융점 탄성부직포는 폴리에스테르계 섬유 또는 탄성복합섬유 30~70중량%와 저융점 폴리에스테르계 섬유 30~70중량%로 제조되는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 제조방법.
13. 제10항에 있어서,
    상기 열처리 단계는 상기 수직배열 탄성부직포를 170 내지 210℃에서 3 내지 20분 동안 열처리하는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포의 제조방법.
14. 제10항에 있어서,
    상기 수직배열 탄성부직포 제조단계 후에, 상기 수직배열 탄성부직포의 일면 또는 양면에 수평배열 탄성부직포를 더 부착하여 수평배열-수직배열 탄성부직포를 제조하는 것을 특징으로 하는 저융점 접면을 갖는 수직배열 탄성부직포 제조방법.

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