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KR102186540B1 - 유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재 및 이의 제조방법 - Google Patents

유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR102186540B1
KR102186540B1 KR1020180164116A KR20180164116A KR102186540B1 KR 102186540 B1 KR102186540 B1 KR 102186540B1 KR 1020180164116 A KR1020180164116 A KR 1020180164116A KR 20180164116 A KR20180164116 A KR 20180164116A KR 102186540 B1 KR102186540 B1 KR 102186540B1
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KR
South Korea
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melt
uio
blown
deodorant
manufacturing
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박명규
정현숙
박성우
최익성
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명은 유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 방사섬유를 멜트블로운 시키는 단계; 상기 멜트블로운된 방사섬유를 냉각 고화시키는 단계; 상기 냉각 고화된 방사섬유를 통해 섬유상 웹적층물을 형성하는 단계; 반응성 나노촉매입자 소취제를 포함하는 소취제 수용액에 상기 섬유상 웹적층물을 패딩하는 단계; 및 상기 소취제 수용액에 패딩된 섬유상 웹적층물을 건조하는 단계;를 포함하는, 유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재의 제조방법에 관한 것이다.

Description

유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재 및 이의 제조방법 {MELTBLOWN NONWOVEN FABRIC MATERIAL FOR REMOVING HARMFUL CHEMICALS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 멜트블로운사(melt blown fiber)를 포함하는 웹(web) 또는 부직포는 흡음, 차음, 단열, 미립자의 여과 및/또는 수/유 분리(water/oil separation) 등의 용도로 사용되고 있다. 특히, 서로 다른 중합체들로부터 동시에 합성수지들을 사용하는 것이 종종 유리한 것으로 알려져 있는데, 구체적으로, 2가지의 상이한 중합체로부터 동시에 플라스틱 필라멘트(plastic filament)를 생성할 수 있는 멜트블로잉 다이(die) 기술이 알려져 있다.
멜트블로운사 웹은 서로 다른 직경의 섬유들로 제조될 수 있다. 동일 위치에 배치된 부직포(nonwoven) 멜트블로운 지지 및 여과 섬유들의 집합체(mass)로 형성된 여과 매체를 사용하는 데, 지지 섬유는 평균적으로 여과 섬유에 비해 상대적으로 더 큰 직경을 갖는다. 또한, 서브-마이크로미터(sub-micron) 및 서브-마이크로미터 초과 직경의 중합체 섬유들의 혼합물의 제어된 분산물을 함유하는 섬유들의 복합 여과 매체 웹이 알려져 있다.
그러나 상기 언급된 2종류 이상의 고분자 수지 또는 직경을 가지는 부직포의 제조기술은 첫 번째 제조원가의 상승요인이 되며, 부직포 제조과정에서의 다양한 요소를 세밀히 제어해야 하는 관리요소에 의해 품질의 편차 및 결합의 발생 빈도가 상당히 높다. 따라서 1종의 열가소성 수지만으로 집약된 공정제어 기술을 통해 수득 되는 웹을 후처리과정에서 소취제 부착 효율성을 높이고 고함량화 할 수 있는 부직포의 특성이 발현되는 멜트블로운 부직포의 개발은 여전히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 화학 작용제에 대한 흡착, 분해 효과가 있는 소취제의 멜트블로운 부직포 섬유 소재 패딩 후처리시 소취제의 높은 함유량을 유지하면서 경량성을 가지는 고벌키성, 미세 다공성, 비표면적을 극대화한 유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재를 제공하는 것이다.
또한, 통상적인 멜트블로운 제조방법 대비 제조공정 중에서의 제어 가능한 기술적 요소에 대한 변화에 따른 섬유 소재의 물성 경향을 파악하여 소취제 부착 효율을 극대화시킬 수 있는 유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재의 제조방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재의 제조방법은, 방사섬유를 멜트블로운 시키는 단계; 상기 멜트블로운된 방사섬유를 냉각 고화시키는 단계; 상기 냉각 고화된 방사섬유를 통해 섬유상 웹적층물을 형성하는 단계; 반응성 나노촉매입자 소취제를 포함하는 소취제 수용액에 상기 섬유상 웹적층물을 패딩하는 단계; 및 상기 소취제 수용액에 패딩된 섬유상 웹적층물을 건조하는 단계;를 포함한다.
일 측면에 따르면, 상기 방사섬유는, 섬유 형성능을 가지는 열가소성 폴리프로필렌인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 섬유 형성능을 가지는 열가소성 폴리프로필렌의 점도는, 용융지수(Melting Index) 400 g/10min 내지 1800 g/10min인 것일 수 있다,
일 측면에 따르면, 상기 방사섬유를 멜트블로운 시키는 단계는, 235 ℃ 내지 275 ℃의 스핀빔 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 멜트블로운된 방사섬유를 냉각 고화시키는 단계는, 240 ℃ 내지 280 ℃의 열풍 온도 조건 및 1.00 cmm 내지 2.00 cmm의 풍량 조건에서 수행되는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 방사섬유를 멜트블로운 시키는 단계는, 방사구금을 통해 수행되는 것이고, 상기 냉각 고화된 방사섬유를 통해 섬유상 웹적층물을 형성하는 단계는, 컬렉터 롤러를 통해 수행되는 것이며, 상기 방사구금과 상기 멜트블로운된 방사섬유를 받는 상기 컬렉터 롤러와의 거리는, 400 nm 내지 800 nm인 것이고, 상기 컬렉터 롤러의 회전수는, 3 mpm 내자 7 mpm인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자 소취제는, Zr-MOF(UiO-66-BDC-NH2), Zr(OH)4, UiO-66, UiO-66-NH2, UiO-66-NHMe, UiO-66-NMe2, UiO-66-NO2, UiO-67, UiO-67-NH2, UiO-67-NHMe, UiO-67-NMe2, UiO-67-NO2, MOF-808 및 NU-1000로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 소취제 수용액의 농도는, 2.5 % 내지 20 %인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 반응성 나노촉매입자 소취제를 포함하는 소취제 수용액에 상기 섬유상 웹적층물을 패딩하는 단계는, 1 bar 내지 3 bar의 망글(Mangle) 압력으로 수행되는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 소취제 수용액에 패딩된 섬유상 웹적층물을 건조하는 단계는, 120 ℃ 내지 160 ℃의 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자 소취제를 포함하는 소취제 수용액은, 항균제를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 스핌빔 온도, 열풍 온도, 풍량 조건 등이 최적화된 공정을 통해 고벌키성, 미세 다공성, 비표면적을 극대화하여 소취제의 부착효율 및 함량율이 높은 멜트블로운 부직포 섬유 소재를 구현할 수 있으며, 상기 멜트블로운 부직포 섬유 소재에 반응성 나노촉매입자 소취제를 적용하여 유해 화학물질 흡착, 분해 성능이 우수한 유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 화학물질제거용 멜트블로운 섬유 소재의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 Zr-MOF의 구조를 도시한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 유해 화학물질제거용 멜트블로운 섬유 소재 및 이의 제조방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 화학물질제거용 멜트블로운 섬유 소재의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유해 화학물질제거용 멜트블로운 섬유 소재의 제조방법은, 방사섬유를 멜트블로운 시키는 단계(S100); 상기 멜트블로운된 방사섬유를 냉각 고화시키는 단계(S200); 상기 냉각 고화된 방사섬유를 통해 섬유상 웹적층물을 형성하는 단계(S300); 반응성 나노촉매입자 소취제를 포함하는 소취제 수용액에 상기 섬유상 웹적층물을 패딩하는 단계(S400); 및 상기 소취제 수용액에 패딩된 섬유상 웹적층물을 건조하는 단계(S500);를 포함한다.
본 발명에 따르면, 스핌빔 온도, 열풍 온도, 풍량 조건 등이 최적화된 공정을 통해 고벌키성, 미세 다공성, 비표면적을 극대화하여 소취제의 부착효율 및 함량율이 높은 멜트블로운 섬유 소재를 구현할 수 있으며, 상기 멜트블로운 섬유 소재에 반응성 나노촉매입자 소취제를 적용하여 유해 화학물질 흡착, 분해 성능이 우수한 유해 화학물질제거용 멜트블로운 섬유 소재를 구현할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 방사섬유는, 섬유 형성능을 가지는 열가소성 폴리프로필렌인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 섬유 형성능을 가지는 열가소성 폴리프로필렌의 점도는, 용융지수(Melting Index) 400 g/10min 내지 1800 g/10min인 것일 수 있다,
일 측면에 따르면, 상기 방사섬유를 멜트블로운 시키는 단계는, 235 ℃ 내지 275 ℃의 스핀빔 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멜트블로운 단계(S100)는 용융지수(Melting Index) 400 g/10min 내지 1800 g/10min 점도를 가지는 열가소성 고분자 수지인 폴리프로필렌을 주요 성분으로 하여 멜트블로운 복합방사의 방사노즐을 통해 방사섬유로 멜트블로운 시키는 단계로 이 때의 스핀빔 온도는 235 ℃ 내지 275 ℃인 것이 바람직하다. 스핀빔의 온도가 235 ℃보다 낮을 경우 방사 안정성의 저하 및 융착성 고분자 결정에 의해 이후에 수행되는 섬유상 웹적층물 형성 단계에서 결점이 발생될 수 있고, 275 ℃보다 높은 경우 고분자의 점도 증가에 의한 섬유의 과도한 연신으로 섬유 직경의 편차 또는 미세한 고분자 단섬유가 웹적층물 이외의 대기중으로 날리어 품질 저하의 원인이 된다.
일 측면에 따르면, 상기 멜트블로운된 방사섬유를 냉각 고화시키는 단계는, 240 ℃ 내지 280 ℃의 열풍 온도 조건 및 1.00 cmm 내지 2.00 cmm의 풍량 조건에서 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 고화 단계(S200)는 부직포 형성에 매우 중요한 요인으로 열풍온도와 풍량이 중요한 요소로 작용되는 데, 열풍온도는 240 ℃ 내지 280 ℃, 풍량은 1.00 cmm 내지 2.00 cmm인 것이 바람직하다. 열풍온도가 240 ℃보다 낮을 경우 급격한 고화로 인하여 부직물의 물성을 저하시킬 수 있고, 280 ℃보다 높을 경우 재융착에 따른 촉감, 공기 투과성의 저하를 초래할 수 있으며, 풍량이 1.00 cmm보다 낮을 경우 부직포 형성에 문제를 일으킬 수 있고, 2.00 cmm보다 높은 경우 높은 압력에 의해 섬유의 연신비를 증가시켜 필라멘트의 직경 편차를 발생시킨다.
일 측면에 따르면, 상기 방사섬유를 멜트블로운 시키는 단계는, 방사구금을 통해 수행되는 것이고, 상기 냉각 고화된 방사섬유를 통해 섬유상 웹적층물을 형성하는 단계는, 컬렉터 롤러를 통해 수행되는 것이며, 상기 방사구금과 상기 멜트블로운된 방사섬유를 받는 상기 컬렉터 롤러와의 거리는, 400 nm 내지 800 nm인 것이고, 상기 컬렉터 롤러의 회전수는, 3 mpm 내자 7 mpm인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 섬유상 웹적층물 형성 단계(S300)는 부직포 최종 품질인 무게와 두께를 결정하는 중요한 요소인데, 방사를 하는 구금과 멜트블로운된 방사섬유를 섬유를 받는 컬렉터 롤러와의 거리와 컬렉터 롤러의 회전수로 조정할 수 있다. 소취제를 함유하는 멜트블로운 부직포를 제조하기 위하여 구금과 컬렉터 롤러와의 거리는 400 mm 내지 800 mm, 컬렉터 롤러의 회전수는 3 mpm 내지 7 mpm인 것이 바람직하다. 구금과 컬렉터 롤러와의 거리가 400 mm 이하일 경우 과도한 도출 압력으로 인하여 섬유 밀도가 조밀하게 되어 벌키성과 공기투과성의 저하가 예상되고, 800 mm 이상일 경우 부직포 형성능이 저하될 가능이 있다. 또한 컬렉터 롤러의 회전수가 3 mpm 이하일 경우 과도한 부착으로 인하여 부직포의 무게가 증가되어 용도상 제약을 받을 수 있고, 7 mpm 이상일 경우 부직포의 중량이 너무 낮아 부직포 형성능이 저하된다.
일 측면에 따르면, 상기 유해 화학물질은 비스-(2-클로로에틸)술피드(bis-(2-chloroethyl)sulfide), 피나콜릴 메틸 포스포노플로오리데이트(pinacolyl methyl phosphonofluoridate), 에틸 N,N-디메틸포스포로아미도시아니데이트(ethyl N,N-dimethylphosphoroamidocyanidate), 이소프로필 메틸포스포노플로오리데이트(isopropyl methylphosphonofluoridate), 트리클로로나이트로메탄(trichloronitromethane), O-에틸 S-(2-디이소프로필아미노)에틸 메틸포스포노티오에이트(O-ethyl S-(2-diisopropylamino)ethyl methylphosphonothioate) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화학작용제를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 유해 화학물질은 신경작용제 및 수포작용제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자 소취제는, Zr-MOF(UiO-66-BDC-NH2), Zr(OH)4, UiO-66, UiO-66-NH2, UiO-66-NHMe, UiO-66-NMe2, UiO-66-NO2, UiO-67, UiO-67-NH2, UiO-67-NHMe, UiO-67-NMe2, UiO-67-NO2, MOF-808 및 NU-1000로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 소취제 수용액의 농도는, 2.5 % 내지 20 %인 것일 수 있다.
바람직한 일 예로, 상기 반응성 나노촉매입자 소취제는 Zr-MOF(UiO-66-BDC-NH2)인 것일 수 있다 Zr-MOF는 UiO-66-BDC-NH2로서 Zr4+와 2-Aminoterephthalic acid를 베이스로 제조된 다공성 구조체이다. 특히 Zr계 MOF는 제조방법이 간편하고 제조원가가 다른 다공성 구조체에 비해 저렴한 편이며 고다공성, 고열 안정성 그리고 가수분해 안정성을 가진다.
도 2는 Zr-MOF의 구조를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, Zr-MOF는 단위 구조체의 말단에 amino와 carboxylic acid 기능기를 가지게 되는데 이들이 3대 냄새 원인물질인 암모니아, 이소길초산, 노네날과 산/염기 중화반응을 하여 물질의 특성을 변형시킨다. 또한 MOF는 ~11 Å의 기공을 가지는 다공성 구조체이므로 냄새 원인물질 흡착 작용도 가능하여 화학적/물리적 소취 기능의 복합 작용을 통해 소취성을 발현한다. 또한, 본 발명에 따른 멜트블로운 부직포 섬유 소재에 소취제를 첨가할 경우 Zr-MOF 농도 2.5 % 내지 20 %인 것이 바람직한데, 농도가 2.5 % 이하일 경우 소취성이 불량하고, 20 % 이상 일 경우 99 % 이상의 양호한 품질을 확인할 수 있으나 원가 측면에서 상승할 수 있다.
일 측면에 따르면, 반응성 나노촉매입자 소취제를 포함하는 소취제 수용액에 상기 섬유상 웹적층물을 패딩하는 단계는, 1 bar 내지 3 bar의 망글(Mangle) 압력으로 수행되는 것일 수 있다.
패딩 작업시 망글의 압력을 조절함으로써 상기 섬유상 웹적층물에 대한 반응성 나노촉매입자 소취제의 픽업률(Pick-up%)(또는 부착량)을 조절할 수 있다.
망글의 압력이 1 bar 미만일 경우, 섬유상 웹적층물에 픽업(Pick-up)된 소취제의 양이 불균일하여 처리된 원단의 부분별 중량 편차가 발생할 수 있는 문제점이 발생할 수 있고, 망글의 압력이 3 bar를 초과할 경우, 처리 조제의 섬유상 웹적층물에 픽업(Pick-up)이 감소하고, 두꺼운 원단을 사용할 경우 원단이 손상될 우려가 있다.
본 발명의 섬유 소재의 바람직한 일 예로 적용되는 부직포소재의 경우 일반 직물에 비해 원단자체의 두께가 직물보다 두께가 두껍고 기공이 넓어 고함량의 촉매입자를 담지하기에 유리하지만, 이를 위한 바람직한 망글 압력(2 bar 내지 2.5 bar의 망글 압력)을 선정할 필요가 있다.
일 측면에 따르면, 상기 소취제 수용액에 패딩된 섬유상 웹적층물을 건조하는 단계는, 120 ℃ 내지 160 ℃의 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있다.
패딩 공정에서 침지된 원단의 용제를 제거하기 위해서는 적정 온도에서 건조를 해야 하는데, 본 발명에서 사용된 멜트블로운 부직포 섬유 소재의 경우에는 PET나 면과 같은 일반적인 소재에 비해 융점이 낮으므로 온도 조건 선정시 유의해야 한다. 건조온도가 지나치게 높으면 주성분이 PP인 섬유의 변형을 초래하며, 건조 온도가 낮으면 침지 후 다량의 가공액을 머금고 있는 부직포가 미건조 상태로 남아있게 된다.
일 측면에 따르면, 상기 소취제 수용액에 패딩된 섬유상 웹적층물을 건조하는 단계는, 단절적 또는 연속적인 여러 단계로 수행되는 것이고, 145 ℃ 내지 160 ℃의 온도 조건에서 수행되는 제1 건조 단계; 130 ℃ 내지 145 ℃의 온도 조건에서 수행되는 제2 건조 단계; 및 120 ℃ 내지 130 ℃의 온도 조건에서 수행되는 제3 건조 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 분산액에 패딩된 섬유 소재를 건조하는 단계는, 복수의 건조 챔버를 통해 수행되는 것일 수 있다.
바람직한 본 발명의 일 실시예에 따른 패딩-건조 설비는 건조 챔버가 7칸으로 구성되어 있으며, 각각의 챔버의 온도 조건을 따로 설정할 수가 있다. PP의 Tm이 약 160 ℃ 정도임을 고려하여, 1번 내지 3번 챔버는 150℃, 4번 챔버 140℃, 5번 내지 7번 챔버 온도는 125℃로 선정하여 공정을 진행하였다. 건조시 고온 조건에 의한 섬유의 손상을 우려하였으나, 가공액에 침지된 직후 다량의 소취제가 부직포에 pick-up이 되면서 부직포에 직접적인 건조 열풍의 영향을 상쇄할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 섬유상 웹적층물을 항균 가공처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자 소취제를 포함하는 소취제 수용액은, 항균제를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 섬유 소재를 항균 가공처리하는 단계는, 상기 반응성 나노촉매입자 소취제를 포함하는 소취제 수용액에 상기 섬유상 웹적층물을 패딩하는 단계 이전에 흡진법을 통해 수행되는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 섬유 소재를 항균 가공처리하는 단계는, 반응성 나노촉매입자 소취제를 포함하는 소취제 수용액에 상기 섬유상 웹적층물을 패딩하는 단계와 동시에 수행되는 것일 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 실시예 5
PP 부직포 제조에 필요한 멜트블로운 설비는 402 Hole, L/D(3.0/0.30mm) 구금을 선정하였으며, 도 1의 흐름도에 따라 유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재를 제조하였다.
아래 표 1에 기재된 시편 별 부직포의 방사 공정조건은, 변동 인자를 변경할 때는 나머지 공정조건은 고정 인자를 고정하여 진행하였고, 아래 표 2에는 방사된 부직포의 물성을 나타내었다.
Melt-blown unit 고정
인자		 변동 인자
1 2 3 4 5
실시예1 스핀빔 온도 ℃ 255 235 245 255 265 275
실시예2 열풍 온도 ℃ 250 240 250 260 270 280
실시예3 열풍량 cmm 1.50 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00
실시예4 컬렉터 롤러간 거리 mm 400 400 500 600 700 800
실시예5 커랙터 롤러 회전수 mpm 3 3 4 5 6 7
Melt-blown 무게
(g/m
2
)		 두께
(0.01mm)		 공기 투과도
(cm
3
/cm
2
/sec)		 기공도
(um)
실시예1 스핀빔 온도 18.6~19.7 19.0~20.0 7.8~16.8 -
실시예2 열풍 온도 18.7~19.1 18.0~19.4 11.7~16.0 -
실시예3 열풍량 18.6~19.4 18.2~19.0 8.2~23.8 13.5~23.3
실시예4 컬렉터 롤러간 거리 18.7~20.8 18.8~20.5 12.9~17.4 -
실시예5 커렉터 롤러 회전수 8.56~18.5 8.0~18.4 14.4~37.2 16.8~23.7
실시예 6
제조된 PP 부직포 시편을 준비된 소취제 수용액(1.25, 2.5, 5, 10, 20% ows)에 약 1분간 침지하고 패딩 망글 roller press 1 ton 의 조건으로 여분의 소취제 수용액을 부직포로부터 제거하였다. 여기서 부직포의 소취제 함량을 최대화 하고자 침지 및 패딩을 3회 실시하였으며, 패딩 후 폴리프로필렌 부직포의 소취제 함유량과 add-on율 측정을 측정하였으며, 각각의 처리 소재에 따른 소취율을 아래 표 3에 나타내었다
Zr-MOF 농도(OWS) 1.25 2.5 5 4 5
Add-on율(%) 1.14 3.25 5.54 15.67 40.95
Zr-MOF(g/m2) 0.21 0.62 1.03 2.96 7.60
소취율(%) 21.43 21.43 12.5 55.36 94.64
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 방사섬유를 멜트블로운 시키는 단계;
    상기 멜트블로운된 방사섬유를 냉각 고화시키는 단계;
    상기 냉각 고화된 방사섬유를 통해 섬유상 웹적층물을 형성하는 단계;
    반응성 나노촉매입자 소취제를 포함하는 소취제 수용액에 상기 섬유상 웹적층물을 패딩하는 단계; 및
    상기 소취제 수용액에 패딩된 섬유상 웹적층물을 건조하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 반응성 나노촉매입자 소취제는, Zr-MOF(UiO-66-BDC-NH2), Zr(OH)4, UiO-66, UiO-66-NH2, UiO-66-NHMe, UiO-66-NMe2, UiO-66-NO2, UiO-67, UiO-67-NH2, UiO-67-NHMe, UiO-67-NMe2, UiO-67-NO2, MOF-808 및 NU-1000로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고,
    상기 반응성 나노촉매입자 소취제를 포함하는 소취제 수용액에 상기 섬유상 웹적층물을 패딩하는 단계는, 1 bar 내지 3 bar의 망글(Mangle) 압력으로 수행되고,
    화학작용제에 대한 흡착 및 분해 기능을 갖는, 유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방사섬유는,
    섬유 형성능을 가지는 열가소성 폴리프로필렌인 것인,
    유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 섬유 형성능을 가지는 열가소성 폴리프로필렌의 점도는,
    용융지수(Melting Index) 400 g/10min 내지 1800 g/10min인 것인,
    유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방사섬유를 멜트블로운 시키는 단계는,
    235 ℃ 내지 275 ℃의 스핀빔 온도 조건에서 수행되는 것인,
    유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 멜트블로운된 방사섬유를 냉각 고화시키는 단계는,
    240 ℃ 내지 280 ℃의 열풍 온도 조건 및 1.00 cmm 내지 2.00 cmm의 풍량 조건에서 수행되는 것인,
    유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방사섬유를 멜트블로운 시키는 단계는, 방사구금을 통해 수행되는 것이고,
    상기 냉각 고화된 방사섬유를 통해 섬유상 웹적층물을 형성하는 단계는, 컬렉터 롤러를 통해 수행되는 것이며,
    상기 방사구금과 상기 멜트블로운된 방사섬유를 받는 상기 컬렉터 롤러와의 거리는, 400 mm 내지 800 mm인 것이고,
    상기 컬렉터 롤러의 회전수는, 3 mpm 내지 7 mpm(meters per minute)인 것인,
    유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소취제 수용액의 농도는,
    2.5 % 내지 20 %인 것인,
    유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 소취제 수용액에 패딩된 섬유상 웹적층물을 건조하는 단계는,
    120 ℃ 내지 160 ℃의 온도 조건에서 수행되는 것인,
    유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 반응성 나노촉매입자 소취제를 포함하는 소취제 수용액은,
    항균제를 더 포함하는 것인,
    유해 화학물질제거용 멜트블로운 부직포 섬유 소재의 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220112496A (ko) 2021-02-04 2022-08-11 에프엠인더스트리(주) 급속 냉동기술을 활용한 프리스트레스 고인장 멜트블로운 필터 제조장치 및 이의 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101542734B1 (ko) * 2015-03-18 2015-08-13 (주)웰크론 양전위가 높은 미세 다공 여과 매체용 부직포의 제조방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102232611B1 (ko) * 2015-02-27 2021-03-26 리빙가드 아게 항균성을 갖는 텍스타일

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101542734B1 (ko) * 2015-03-18 2015-08-13 (주)웰크론 양전위가 높은 미세 다공 여과 매체용 부직포의 제조방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Amid et al., Hybrid adsorbent nonwoven structures: a review of current technologies. J.Mater.Sci.(2016)51:4173-4200(2016.01.21.)*
Zhang et al., Preparation of nanofibrous metal-organic framework filters for efficietn air pollution control. J.Am.Chem.Soc.2016,138,5785-5788(2016.04.19.)*

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220112496A (ko) 2021-02-04 2022-08-11 에프엠인더스트리(주) 급속 냉동기술을 활용한 프리스트레스 고인장 멜트블로운 필터 제조장치 및 이의 제조방법

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