부직포

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1. 개요
2. 역사
- 2.1. 한국의 부직포 산업
3. 특징
- 3.1. 장점
- 3.2. 단점
4. 원료
5. 제조 방법
- 5.1. 플리스 형성법
- 5.2. 플리스 결합법
6. 응용 분야
7. 폐기 및 재활용
8. 주요 제조업체
- 8.1. 한국의 주요 제조업체
참조

1. 개요

부직포는 섬유를 짜지 않고 접착하여 만든 천으로, 1920년대 독일에서 펠트 대체재로 처음 개발되었다. 부직포는 강도, 신장, 대량 생산, 저렴한 가격, 다양한 소재 조합 및 두께 조절 등의 장점을 가지나, 직물에 비해 강도가 낮고 투명한 제품 제작이 어려운 단점이 있다. 다양한 원료와 제조 방법을 통해 의료, 필터, 토목 섬유 등 광범위한 분야에 활용되며, 일회용 제품 사용으로 인한 폐기물 문제가 발생할 수 있다.

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부직포 - 펠트
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글로벌세계대백과를 인용한 문서/{{{분류 - 공 (악기)
공은 금속으로 제작된 타악기로, 다양한 문화권에서 의식, 신호, 음악 연주 등에 사용되며, 형태와 용도에 따라 여러 종류로 나뉜다.
글로벌세계대백과를 인용한 문서/{{{분류 - 국무회의
국무회의는 대한민국 대통령을 의장으로, 예산, 법률안, 외교, 군사 등 국정 현안을 심의하는 중요한 기관이며, 대통령, 국무총리, 국무위원으로 구성되고, 정례회의는 매주 1회, 임시회의는 필요에 따라 소집된다.
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공은 금속으로 제작된 타악기로, 다양한 문화권에서 의식, 신호, 음악 연주 등에 사용되며, 형태와 용도에 따라 여러 종류로 나뉜다.
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국무회의는 대한민국 대통령을 의장으로, 예산, 법률안, 외교, 군사 등 국정 현안을 심의하는 중요한 기관이며, 대통령, 국무총리, 국무위원으로 구성되고, 정례회의는 매주 1회, 임시회의는 필요에 따라 소집된다.

부직포
개요
종류	시트 형태의 섬유 제품
재료	합성 섬유 천연 섬유
제조 공정	화학적 결합 열적 결합 기계적 결합
특징	직물이나 편물과 달리 섬유를 직조하지 않고 결합하여 만듦
역사
기원	1930년대
초기 용도	제2차 세계 대전 중 군수품
발전	1950년대 이후 다양한 산업 분야로 확대
제조 방법
건식 제직 (Dry-laid)	섬유를 공기 중에 분산시켜 시트 형태로 만드는 방법
습식 제직 (Wet-laid)	섬유를 물에 분산시켜 시트 형태로 만드는 방법
스펀본드 (Spunbond)	용융된 고분자를 방사하여 섬유를 만들고 이를 시트 형태로 만드는 방법
멜트블로운 (Meltblown)	용융된 고분자를 고속의 공기로 분사하여 극세 섬유를 만들고 이를 시트 형태로 만드는 방법
니들 펀칭 (Needle punching)	바늘을 사용하여 섬유를 얽히게 하여 시트 형태로 만드는 방법
스티치본드 (Stitchbond)	실로 섬유를 꿰매어 시트 형태로 만드는 방법
열접착 (Thermal bonding)	열을 가하여 섬유를 접착시켜 시트 형태로 만드는 방법
화학 접착 (Chemical bonding)	화학 물질을 사용하여 섬유를 접착시켜 시트 형태로 만드는 방법
특징 및 장단점
장점	다양한 재료 사용 가능 대량 생산 용이 비교적 저렴한 가격 다양한 기능 부여 가능 (흡수성, 통기성, 여과성 등)
단점	내구성이 약할 수 있음 특정 용도에 제한적일 수 있음
용도
위생 용품	기저귀 생리대 마스크 (보건용)
의료 용품	수술용 가운 수술용 마스크 붕대
산업 용품	필터 단열재 흡음재
농업 용품	부직포 멀칭 종자 보호재
토목 용품	지오텍스타일 도로 보강재
가정 용품	청소용 물티슈 침구류 의류
기타	자동차 내장재 가구 내장재 포장재
추가 정보
관련 기술	섬유 공학 고분자 공학
관련 산업	섬유 산업 화학 산업 위생 용품 산업 의료 용품 산업

2. 역사

산업용 부직포는 1920년대에 독일의 펠트 제조업자가 털 찌꺼기나 방모를 접착제로 굳혀 펠트를 대체한 것이 시초로 여겨진다. 일본에서는 1956년에 일본 크로스 공업(현 다이닉), 금성 제지, 구라시키 섬유 가공, 카나이 중요 공업, 후지 모자 공업(현 후지코), 일본 펠트 공업(현 안빅) 등 선발 메이커가 미국에서 건식 부직포 제조 장치를 구입했다. 이 중 금성 제지가 국내 최초로 건식 부직포 제조에 성공하면서 일본 부직포의 역사가 시작되었다. 그 후 2년 뒤인 1958년에 [https://www.hirose-paper-mfg.co.jp/ 히로세 제지](고치현), 미키 특수 제지 등이 비닐론, 나일론으로 습식 부직포 생산을 시작하면서 본격적인 부직포 시대가 시작되었다. 1964년에는 오지 키노크로스가 세계 최초로 목재 펄프를 주원료로 한 건식 부직포에 성공했다. 1998년 4월에 일본 부직포 협회를 발족하였고, 이것이 현재 부직포 산업의 기반이 되었다.

2. 1. 한국의 부직포 산업

3. 특징

부직포의 특징은 "짜지 않은 천" 그 자체의 특징이라고 할 수 있다.
장점무작위로 결합되어 있어 강도나 신장 등에 방향성이 없다. 대량 생산이 가능하며, 저렴하다. 여러 소재를 쉽게 조합할 수 있다. 두께나 공극을 쉽게 변경할 수 있다.
단점직물에 비해 강도가 떨어진다. 투명한 제품을 만들기가 어렵다.

3. 1. 장점

무작위로 결합되어 있어 강도나 신장 등에 방향성이 없다. 대량 생산이 가능하며, 저렴하다. 여러 소재를 쉽게 조합할 수 있다. 두께나 공극을 쉽게 변경할 수 있다.

3. 2. 단점

직물에 비해 강도가 떨어진다. 투명한 제품을 만들기가 어렵다.

4. 원료

부직포는 섬유로 가공할 수 있는 거의 모든 물질을 원료로 사용할 수 있다. 여러 원료를 조합하거나 섬유 길이와 굵기 등의 형태를 조정하여 목적·용도에 맞는 기능을 갖게 할 수도 있다.

아라미드 섬유 - 강도나 내구성을 요구하는 용도
유리 섬유 - 인장 강도를 요구하는 용도
셀룰로오스 섬유 - 촉감을 요구하는 용도
나일론 섬유 – 강도와 내열성을 요구하는 용도
비닐론 섬유 – 내수성, 내후성을 요구하는 용도
폴리에스터 섬유 – 촉감과 내구성을 요구하는 용도
폴리에틸렌 섬유 – 타이벡 등. 공업 자재 등 내구성을 요구하는 용도
폴리프로필렌 섬유 – 의류용이나 공업 자재 등에서 특히 내구성을 요구하는 용도
폴리올레핀 섬유 – 의료 용도. 가벼움을 요구하는 의류 용도
레이온 섬유 – 흡수성이 요구되는 용도

열가소성 수지를 부직포 형태로 형성한 것은 통기성을 유지하면서 천을 접착하는 핫멜트 접착제로 이용된다.

저밀도 폴리에틸렌 수지 – 일반적인 부직포용 핫멜트 접착제 용도
에틸렌 초산 비닐 수지 – 일반적인 부직포용 핫멜트 접착제 용도
합성 고무 - 신축성이나 탄성을 필요로 하는 부직포용 핫멜트 접착제 용도
공중합 폴리아미드 수지 – 접착 강도를 요구하는 의류용 부직포용 핫멜트 접착제 용도
공중합 폴리에스터 수지 - 합성 섬유(폴리에스터) 의류용 부직포용 핫멜트 접착제 용도

5. 제조 방법

부직포 제조는 크게 두 단계로 나뉜다.

# 플리스를 형성하는 단계

# 형성된 플리스를 결합하는 단계

각 단계에서는 부직포의 원료, 목적, 용도에 따라 다양한 제조 방법이 선택된다.

5. 1. 플리스 형성법

건식법은 비교적 짧은 섬유(15~100mm)를 사용하여 얇은 시트 형태로 만든다. 주로 기계적으로 빗질하면서 형성하는 카딩 방식과 공기 흐름을 이용하여 무작위로 형성하는 에어레이드 방식이 있다.^[10] 기류 공정은 일반적으로 0.5~4.0인치(13~102mm) 섬유를 사용하며, 카드 공정은 약 1.5인치(38mm) 길이의 섬유를 사용한다.^[7] 습식법은 아주 짧은 섬유(6mm 이하)를 물과 혼합하여 종이처럼 여과하여 형성한다. 습식 공법은 일반적으로 0.25~0.75인치(6.4~19.1mm) 길이의 섬유를 사용하지만, 섬유가 뻣뻣하거나 두꺼운 경우 더 긴 섬유를 사용하기도 한다.^[7]

스펀본드법은 열가소성 고분자를 용융시켜 연속적인 폴리프로필렌 등 장섬유 형태로 토출하면서 형성한다.^[16] 섬유는 방사된 후 디플렉터로 웹으로 직접 분산되거나 기류로 유도될 수 있다. 이 기술은 더 빠른 벨트 속도와 저렴한 비용으로 이어진다. REICOFIL 기계와 같은 여러 변형이 있다.^[7] PP 스펀본드는 PET 스펀본드보다 더 빠르고 낮은 온도에서 작동하는데, 이는 주로 융점의 차이 때문이다. 스펀본드는 멜트블로운 부직포와 결합되어 SMS(스펀-멜트-스펀)라는 층상 제품으로 만들어진다. PP로만 만들어진 SMS 직물은 발수성이 있으며 일회용 직물로 사용될 수 있을 정도로 미세하다. 스펀본드는 수지 또는 열적으로 접합된다. 스펀본드의 접합과 관련하여 Rieter는 스펀젯(Spunjet)이라는 차세대 부직포를 출시했다.^[8]

멜트블로운법은 스펀본드법의 일종으로, 고온의 공기를 쏘면서 형성하여 섬유를 더 가늘게 만들 수 있다. 멜트블로운 부직포는 용융된 고분자 섬유를 인치당 최대 40개의 구멍이 있는 방사 넷 또는 다이를 통해 압출하여 긴 얇은 섬유를 형성하고, 다이에서 떨어지는 섬유 위로 뜨거운 공기를 통과시켜 섬유를 늘리고 냉각시켜 생산된다. 극세 섬유(일반적으로 폴리프로필렌)는 다른 압출, 특히 스펀 본드와 달리 고유 강도가 낮지만 크기가 훨씬 작아 주요 특성을 제공한다. 멜트블로운은 종종 SM 또는 SMS 웹을 형성하기 위해 스펀 본드에 추가된다.^[16]

플래시 방사 직물은 용해된 수지를 챔버에 분사하여 용매를 증발시켜 만든다. 에어레이드 종이는 목재 펄프로 만들어진 부직포로 분류되는 섬유와 유사한 재료이다.^[10] 일반적인 제지 공정과 달리 에어레이드지는 섬유의 운반 매체로 물을 사용하지 않는다. 섬유는 공기에 의해 운반되어 종이 구조를 형성한다.

부직포는 필름에서 시작하여 섬유화하거나, 톱니 모양으로 만들거나, 패턴화된 구멍으로 진공 성형할 수도 있다. 유리 섬유 부직포는 기본적으로 두 가지 유형이 있다. 습식 매트 또는 "유리 티슈"는 6~20 마이크로미터 직경 범위의 습식 절단된, 무거운 데니어 섬유를 사용한다. 불꽃 감쇠 매트 또는 "배트"는 0.1~6 범위의 불연속적인 미세 데니어 섬유를 사용한다. 후자는 용융 불어 열가소성 부직포와 유사하지만 훨씬 더 높은 온도에서 작동한다. 습식 매트는 거의 항상 커튼 코터를 사용하여 습식 수지로 접착되는 반면, 배트는 일반적으로 습식 또는 건식 수지로 분무 접착된다. 특이한 공정으로 프레온과 유사한 유체에서 폴리에틸렌 섬유를 생성하여 종이와 같은 제품으로 형성한 다음 캘린더링하여 타이벡을 만든다.

5. 2. 플리스 결합법

수류결합 공정을 통해 만들어지는 스펀레이스 부직포는 고압의 물줄기를 사용하여 섬유를 얽히게 하여 강하고 내구성이 뛰어난 직물을 만든다. 이 공정은 컨베이어 벨트 위에 놓인 천연 또는 합성 섬유로 구성된 웹에서 시작하여, 고압으로 섬유에 물을 분사하는 일련의 제트기를 통과한다. 물줄기는 섬유가 엉키고 서로 얽히게 하여 섬유 사이에 강력한 결합을 형성하며, 이후 건조/마감하여 원하는 제품을 만든다.^[9]

스테이플 부직포와 스펀레이스 부직포는 본딩 공정 없이는 그 자체로 기계적 저항성을 갖지 못한다. 다음과 같은 여러 가지 방법을 사용할 수 있다.^[11]^[12]

열 접착: 열 접착기를 사용하거나, 대형 오븐을 사용한 경화, 가열된 롤러를 통한 캘린더링(스펀레이스 웹과 결합 시 스펀본드)을 사용한다. 캘린더는 전체적으로 접착되도록 매끄럽게 하거나 더 부드럽고 찢어짐 방지 접착을 위해 패턴화될 수 있다.
수류결합: 워터 제트(물줄기)에 의한 섬유의 기계적 얽힘 (스펀레이스)
초음파 패턴 접착: 높은 로프트 또는 섬유 단열재/퀼트/침구류에 사용
니들펀칭/니들펠팅: 바늘에 의한 섬유의 기계적 얽힘
화학적 접착 (습식 공정): 섬유를 화학적으로 결합하기 위해 바인더(라텍스 에멀젼 또는 용액 고분자 등)를 사용한다. 더 비싼 방법은 다른 비융해성 섬유를 함께 유지하기 위해 부드럽게 녹는 바인더 섬유 또는 분말을 사용한다.
한 종류의 면 스테이플 부직포는 수산화나트륨으로 처리하여 매트를 수축 접착시키며, 이 가성 물질은 섬유소 기반 섬유가 접착 기술로 서로 꼬이고 수축하게 한다.
한 가지 특이한 폴리아미드(Cerex)는 기체상 산으로 자체 접착된다.
멜트블로운: 섬유와 웹이 동시에 형성되는 동안 공기 감쇠 섬유가 서로 얽히면서 섬유가 접착된다.

서멀 본드법은 열로 용융시켜 섬유를 결합시키며 두께 설계를 쉽게 할 수 있다. 케미컬 본드법은 접착제에 함침하거나 접착제를 분사하여 섬유를 결합시키며, 단위 중량이 적은 섬유를 결합할 수 있다. 니들 펀치법은 가시가 있는 바늘을 찔러 넣어 기계적으로 섬유를 결합시킨다. 자동차 내장재(카 매트나 천장재)의 원료는 원착 재생 폴리에스터 단섬유(폴리에스터 단섬유에 안료를 제조 단계에서 넣는 것으로, 색을 입힌 것)이다.^[16] 스판 레이스법(수류 얽힘법)은 고압 수류를 사용하여 섬유를 얽히게 한다. 단섬유(레이온, 폴리에스터)를 원료로 고압 수류로 섬유를 얽히게 하므로 유연하고 드레이프성이 뛰어나다.^[16] 베이비 물티슈(아기 엉덩이 닦이)에 대표되는 와이퍼, 페이스 마스크등이 있다. 스티치 본드법은 가이드 벨트 위에서 형성된 섬유에, 일정 방향에서 니들 펀치를 가하여 결합하며, 짜임 모양의 표면과 기모 처리된 뒷면을 동시에 형성할 수 있다. 스팀 제트법은 가열 증기를 분사하여 섬유를 결합시키며, 수소 결합을 이용하는 경우도 있다.

6. 응용 분야

부직포는 의료, 필터, 토목 섬유, 기타 분야 등 다양한 용도로 사용된다.^[2]^[3]

의료 분야에서는 격리 가운, 수술 가운, 수술용 덮개 및 커버, 수술용 마스크, 수술용 스크럽 슈트, 모자, 의료 포장, 장갑, 신발 덮개, 목욕용 물티슈, 상처 드레싱, 약물 전달, 반창고 등으로 사용된다.^[2]^[3]

필터 분야에서는 가솔린, 오일 및 공기 필터 (HEPA 필터 포함), 물, 커피, 티백, 제약 산업, 광물 처리, 액체 카트리지 및 백 필터, 진공 백, 알레르겐 막 또는 부직포 층이 있는 라미네이트 등으로 사용된다.

|thumb|바늘 펀칭 부직포 필터와 질량 200g/m²인 폴리프로필렌 스테이플 섬유로 구성된 지오복합 배수재.^[4]]]

토목 섬유 분야에서는 토양 안정제, 도로 하부 포장재, 기초 안정제, 침식 방지, 운하 건설, 배수 시스템, 지오멤브레인 보호, 동결 방지, 연못 및 운하 방수 장벽, 타일 배수 시 모래 침투 방지, 매립지 라이너 등으로 사용된다. 부직포 토목 섬유 용기(모래 주머니)는 직조된 제품에 비해 취급이 더 견고하여 암룸뱅크 웨스트, 퀸즐랜드주 내로우 넥, 질트 섬의 클리펜데 하우스, 아이더 방조제와 같은 대규모 침식 방지 프로젝트에서 선호되었으며, 특히 아이더 방조제에서는 하루에 700개의 백을 설치하는 높은 설치율에도 불구하고 48,000개 중 10개의 백만 손상되었다.^[4]

기타 분야에서는 기저귀용품, 여성 위생 용품, 기타 흡수성 재료, 카펫 뒷면(1차 및 2차), 복합 재료(해양용 돛 라미네이트, 테이블 덮개 라미네이트, 단섬유 매트), 기계 자수용 지지대/안정재, 다공성이 필요한 포장재, 쇼핑백, 단열재(섬유 유리 솜), 가전 제품, 자동차 부품 및 벽 패널용 방음재, 베개, 쿠션, 매트리스 코어 및 실내 장식 패딩, 이불이나 요에 사용되는 솜, 소비재 및 의료용 안면 마스크, 우편 봉투, 방수포, 텐트 및 운송 (목재, 강철) 포장, 일회용 의류 (발 덮개, 작업복), 내후성 주택 랩, 클린룸 와이프, 라벨, 식물용 배양 재료, 재사용 쇼핑백, 단열재, 흡착제, 표면 보호, 벽지^[5], 물티슈, 의료용 습포 기재, 거즈, 의류용 심지(신사복, 부인복, 방한용 충전재, 브래지어 컵), 위생 재료용 (물수건, 화학 걸레, 생리 용품, 마스크, 종이 기저귀), 카펫용 기재, 건축 자재용 흡음 보드, 공업용 와이퍼, 리튬 이온 배터리 분리막, 자동차용 내장재, 에어 엘리먼트, 캐빈 필터, 방음 방진재, 테이프용 기재(양면 테이프), 농업·토목 자재용 녹화용 배수 시트, 파종 시트, 공기 청정기 필터, 방진 필터, 여과 필터, 포장 자재, 플로어링 와이퍼, 커피 필터, 물받이 봉투, 티백, 찌꺼기 제거, 키친 페이퍼, CD, DVD 등의 간이 케이스, 수예용 퀼트 솜 등으로 사용된다.

7. 폐기 및 재활용

부직포는 일회용 제품으로 많이 사용되어 폐기물 문제가 발생할 수 있다.^[13]^[14] 업계에서는 변기 물 내림 가능성에 대한 표준 정의와 NSF 인터내셔널과 같은 제3자 평가/검증을 장려하고 있다.^[14] 생산자들에게 변기 물 내림 가능성에 대한 자발적인 테스트를 장려하며, 변기 물 내림이 불가능한 제품에는 "변기 물 내림 금지" 표시를 하도록 권장한다.^[13]

폐수 처리 산업은 분산성을 포함하여 변기 물 내림 가능성에 대한 표준 정의와 제3자 평가 또는 검증을 장려하고 있다. 제품이 정화조 및 하수도 시스템 모두에 안전해야 한다고 믿는다.^[14] 오렌지 카운티 위생 구역은 "What 2 Flush" 캠페인을 통해 소변, 대변, 휴지만 변기에 내릴 것을 권장한다.^[15] 일부 부직포는 적절한 처리와 시설을 통해 재활용될 수 있다.

8. 주요 제조업체

부직포의 주요 제조업체로는 일본 바이린, 도레이, 아사히카세이, 유니치카, 도요보, 쿠라레, 테이진, 미쓰비시 케미컬, 토아보 코퍼레이션 등이 있다.

8. 1. 한국의 주요 제조업체

참조

_[1] 뉴스 Non-Woven In Filtration - A Review https://web.archive.[...] Textile Mates 2017-03-14
_[2] 간행물 Melt‐blown and electrospun drug‐loaded polymer fiber mats for dissolution enhancement: A comparative study http://real.mtak.hu/[...]
_[3] 웹사이트 Melt blowing http://www.qdevelopm[...] 2016-06-01
_[4] 간행물 Geosynthetics in geoenvironmental engineering
_[5] Youtube How to hang non-woven wallpaper https://www.youtube.[...]
_[6] 웹사이트 The use of Non wovens in the hygiene industry https://web.archive.[...] The Diaper Industry Source
_[7] 웹사이트 REICOFIL GmbH & Co. KG http://www.reicofil.[...] Reifenhäuser
_[8] 웹사이트 Rieter Nonwovens Systems http://www.rieter.co[...] Rieter 2015-05-10
_[9] 웹사이트 spunlace nonwoven process https://www.nwfabric[...] 2019-05-10
_[10] 서적 Paper and Board grades Fapet Oy
_[11] 간행물 A Porous Medium Model of the Hydro entanglement Process 2008
_[12] 특허 Process and apparatus for preparing a molded, textured, spunlaced, nonwoven web https://patents.goog[...] 2007-08-03
_[13] 웹사이트 Flushability http://www.inda.org/[...] INDA.org
_[14] 뉴스 Strangled by disposables http://www.pwmag.com[...] PWmag.com 2012-10-15
_[15] 웹사이트 What 2 Flush: Know what should go down the drain that is sewer safe https://web.archive.[...] Orange County Sanitation District
_[16] 웹사이트 ちょっと変わった繊維　不織布 https://www.jcfa.gr.[...] 日本化学繊維協会

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