[부직포의 제조방법]

부직포를 제조하기 위한 방법은 여러가지가 있다.
원료섬유의 종류에 따라 단섬유 부직포와 장섬유 부직포가 있고, 웨브의 형성방법에 따라 건식부직포와 습식부직포가 있으며, 웨브의 결합방법에 따라 NP(Needle Punch), CB(Chemical Bonding), TB(Thermal Bonding), ST(Stitch Bonding), SL(Spunlace), MB(Meltblown), SB(Spunbond), UB(Ultrasonic Bonding) 등의 다양한 부직포가 있다.
일반적인 부직포의 제조공정은 아래와 같다.

일반적인 부직포의 제조공정은 -> 웨브 형성 -> 웨브 결합공정을 거치게 된다.
일반적인 공정은 단섬유 부직포에만 사용되며, 장섬유 부직포는 방?에 의한 필라멘트를 사용하므로 이 공정은 필요치 않다. 부직포의 경우 압축된 베일(Bale) 상태로 입고되므로 부직포를 만들기 위해서는 압축된 섬유들의 과정을 거쳐야한다.
웨브의 형성공정은 부직포를 만들기 위해서 반드시 필요한 공정으로, 건식 부직포는 웨브의 형성을 대기 중에서 행하는데 반하여 습식부직포는, 섬유를 분산시켜 이것을 떠올림으로써Sheet를 얻는다. 따라서 건식부직포는 섬유의 배열이 방향성을 갖는 것이 대부분이나, 습식부직포는 섬유가 랜덤한 불규칙 배열을 이룬다. 그러나 건식부직포에도 랜덤 카드기의 개발로 용도에 따라 방향성이 없는 웨브를 얻을 수 있다.
웨브의 결합공정은 제품이 요구하는 특성에 따라 독특한 결합방법을 사용하게 되는데 일반적으로 사용하는 화학적 방법, 열과 ??을 이용하는 물리적 방법, NP, SP 기 등과 같은 방법 등을 많이 사용하고 있으나, 최근에는 고도의 수류를 이용하는 SL 법, 초음파를 이용하는 UB 법 등이 개발되어 관심을 끌고 있다.

다른 산업에서는 초음파 에너지를 많이 이용하여 왔으나 부직포산업에서의 상업적인 이용은 비교적 최근이며, 초음파 장비들의 개선으로 실질적인 응용영역이 확대되고 있다.
초음파 에너지는 2차 대전때 "sONAR" 라는 형태로 잠수함의 자취를 추적하는데 처음으로 사용되었으나, 오늘날에는 열가소성 물질을 이용한 어떤 산업에서도 잘 알려진 이용수단이 되어 초음파를 사용한 ??, 기계를 이용한 가공, ??접합, 화학적인 처리, ?? 플라스틱 접합 등의 분야에서 많이 사용되고 있다.
초음파 에너지가 섬유에 응용된 것은 1970년대로 거슬러 올라가는데 현재는 "Pinsonic" 공정이라는 이름으로 캐트리스 패드나 이불을 만들때 이용하는 것으로서 잘 알려져 있다.
"Pinsonic" 공정은 초음파 에너지를 이용하여 부직포 제품을 접합하는데 이용되ㅣ고 있는데 열가소성 물질을 접합할때의 여러가지 장점 때문에 부직포 분야에서는 가능성이 높은 기술이다.

초음파 접합

초음파 접합은 초음파 파동에 의한 ??에너지를 이용하여 섬유 집합체에서 섬유 상호간을 ??시킬 수 있는 열에너지로의 전환을 응용한 신기술이다.
초음파 에너지는 단순한 기계적인 파동에너지로 사람이 들을 수 없는 주파수에서 작동한다. 이 주파수는 보통 인간의 가취영역의 상한선 위인 18,000Hz 이상이다. 부직포 접합의 경우와 같이 열가소성 물질을 녹이고 변형시킬 때 사용되는 주파수는 보통 20,000Hz이다.
초음파 접합을 통하여 열가소성 섬유를 접합하는 공정은 대단히 간단하다. 웨브가 호른과 회전 드럼(Rotary Drum) 사이를 통과할때 초음파 파동을 하고 있는 호른과 회전 드럼의 요철부에 의해 ??된 섬유는 초음파 파동에 의해 ??열이 발생하고 웨브의 표면과 이면이 융착된다. 융착이 되고있는 동안 호른과 회전 드럼은 전혀 가열도지않고 섬유상호간에 발생하는 ??열만을 ?? 에너지원으로 하는것이다. 이때 적당한 에너지가 공급되게 하기 위하여 초음파에 접촉하는 시간을 조절하여야 한다.
초음파 호른(Horn) 은 접합할 때 접합장소에 에너지를 공급하므로 접합기술에서 가장 중요한 요소라고 할 수있다. 따라서 호른은 매일 사용해도 기능이 떨어지지 않는 ??성이 있어야 하며, 모든 시트에 걸쳐서 균일한 ??을 유지할 수 있어야 한다. 현재는 길이가 7~9인치로 하루종일 사용할 수있는 호른이 개발되어 있다.
그리고 전체적인 접합시스템이 있어서 초음파 전력의 ??은 다른 하나의 중요한 요소이다. 현재는 마이크로프로세스를 도입하여 3,000와트 이상의 전력으로 자동적으로 주파수 조절이 가능하고 일정한 ??으로 전류를 ??할 수있는 시스템이 개발되어 있다.

초음파 접합의 장점과 용도

부직포를 제조하는 데는 여러가지 방법이 있는데 초음파를 사용할 경우의 장점은 다음과 같다.

* 화학적인 바인더, 침이나 실을 사용하지 않는다는점이다.
* 에너지는 접합점에만 정확하게 사용된다.
* 초음파와 열적 접합의 가장 큰 차이점으로서 열에너지가 섬유에 전도되는 것이 아니라 섬유 자체 내에서 일어나 과열에서도 원료의 열화를 최소한으로 줄일 수 있는 점이다.
* 150m/분에 가까운 고속 생산이 가능하다.

초음파 접합의 가장 오래된 용도로는 Pinsonic 이라는 공정을 이용한 매트리스 솜, 이불솜 등이다. 현재 미국에서 사용되고 있는 솜이나 이불솜 등의 반정도가 초음파를 이용한 부직포 제품이다.
???? 이외에도 양측이 봉합된 위생용 냅킨이 회전하는 드럼을 사용한 초음파 접합으로 제조될 수 있다. 다른 분야는 세개의 ??으로 형성된 높은 밀도의 퀼트이다. 퀼트의 경우 벌키성이 높기 때문에 열적 접합으로 하면 봉제가 어려우나 초음파의 경우는 간단하다.
초음파 접합은 에너지의 이전이 독특하므로 높은 벌키성의 필터 직물, 토목섬유, 인간의 편안함을 위하여 고안된 직물 등에 널리 사용될 것이다. ???섬유, 천연섬유 대체섬유 등 새로운 열가소성 섬유들이 속속 개발되고 있으므로 초음파를 이용하면 이 섬유들은 열을 잘 이전시키지 않는 천연섬유들과 여러가지로 교합할 수 있을 것이다.