KR0144665B1 - 스티치 결합 탄성 직물의 제조방법 - Google Patents

스티치 결합 탄성 직물의 제조방법

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피터 자피로글루 디미트리
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제임스 제이. 플린
이. 아이. 듀 퐁 드 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

보다 경제적인 스티치 결합 탄성 직물의 개선된 제조방법을 제공한다. 개선점에는 잔류 신장률이 큰 탄성 트레드를 사용한 스티칭, 스티치 결합기로 섬유 웹의 과도 공급 및 저장력하에서의 생성물 제거가 포함된다.

Description

스티치 결합 탄성 직물의 제조방법
본 발명은 결합되지 않거나 약하게 결합된 섬유층을 탄성사로 다침 스티칭(multi-needle stitching)하여 스티치 결합탄성 직물(elatsic stitchbonded fabric)을 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 잔류 신도가 높은 탄성 스티치 사를 침(needle)에 도입시키는 방법을 통해 개선시킨 스티치 결합 탄성 직물의 제조방법에 관한 것이다. 본 방법은 기저귀, 커프, 허리 밴드, 붕대 등의 탄성화 부분에 사용하기에 특히 적합한, 보다 경제적이고 신축성 있는 직물을 제공한다.
섬유층을 탄성사로 다침 스티칭하여 신축성 있는 스티치 결합 부직포를 제조하는 방법은 공지되어 있다. 본 발명자의 몇몇 선행 발명에도 이러한 방법이 기술되어 있다. 예를 들어, 미합중국 특허 제4,704,321호에는, 플랙시필라멘트리(plexifilamentary)폴리에틸렌 시이트 [예 : 타이벡(TyvekR)]를 다침 스티칭하는 방법이 기술되어 있고, 미합중국 특허 제4,876,128호에는, 다른 섬유층을 다침 스티칭하는 방법이 기술되어 있으며, 미합중국 특허 제4,773,238호에는, 실질적으로 결합되지 않은 웹(web)을 다침 스티칭한 다음, 스티칭된 직물을 이의 최초 면적의 절반 이하로 수축시키는 방법이 기술되어 있다.
본 발명자의 선행 특허에 기술되어 있는 방법으로 스티치 결합 고탄성 직물을 제조하기 위해서는, 통상적으로 스티칭 단계후에 즉시 스티칭 직물을 대규모로 수축시킬 필요가 있다. 수축은 탄성 스티치 사의 수축력에 기인한다.
본 발명자의 선행 방법이 각종 용도에 적합한 스티치 결합직물을 제공하기는 하지만, 직물 제조 비용의 절감이 요망되고 있다. 본 발명자의 선행 방법으로는 제조한 탄성 직물의 단위 면적당 제조비용은 스티칭 후에 즉시 일어나는 직물의 수축 면적과 정비례한다. 따라서, 스티칭 후의 수축률이 높은 직물일수록 단위면적당 제조비용이 많이 든다.
과거에는, 통상적으로 탄성사를 사용한 스티치 결합이 (a)스티치 결합기에 공급된 섬유층, (b) 스티치 침에 공급된 탄성사 및 (c)기기에 남아 있는 스티칭 된 직물에 정확하게 조절된 장력으로 수행되지 않았다. 통상적으로, 스티치 결합기는 이들 성분 각각에 대해 높은 장력으로 작동한다. 또한, 스티치 결합기의 스티치 침의 작용에 의해 탄성사의 장력이 증가된다. 따라서, 신도가 높은 사는 스티치 침에 도달된 뒤 사에 남아 있는 잔류 신도가 거의 없는 섬유층속으로 삽입된다. 스티칭 된 사의 신도는 통상적으로 이의 파단점 신도에 매우 가깝다. 예를 들어, 본 발명자의 미합중국 특허 제 4,773,238호에 기술되어 있는 방법에 따라서, 신도가 100 내지 250%인 탄성사를 스티치 결합기에 공급한 뒤 스티칭 침의 작용으로 이를 한층 더 신장시킨다. 스티치 작물중의 탄성사가 신도가 높고 잔류 신도가 낮다는 사실은 스티치 결합 직물을 스티칭 기기에 놓을 경우, 생산되는 직물에 높은 권취 장력을 공급하더라도 스티치 결합 직물이 상당한 수축을 일으킨다는 점과 이의 최초 스티치 치수 이상으로 신장될 수 없는 생성 직물의 능력으로부터 명백해진다. 당해 특허의 실시예 2에는, 최대 신도가 섬유층 최초 길이의 20%라는 사실이 기술되어 있으며, 모든 다른 실시예에는 이의 최초 스티치 길이 이상으로 신장될 수 없는 직물이 기술되어 있다. 선행 방법으로 제조한 스티치 사의 높은 장력과 수축력은 스티치 직물의 수축력을 이의 최초 스티치 치수의 40% 이하, 경우에 따라서는 20% 이하로 만든다. 수축 후에야 비로소 직물은 상당히 신장될 수 있다.
본 발명의 목적은 탄성 신도를 수득하기 위해 스티칭 후에 즉시 직물을 대규모로 수축시켜야 할 필요가 없는 스티치 결합 탄성 직물의 개선된 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 스티치 결합 탄성 직물의 개선된 제조방법을 제공한다. 본 방법은 (a)중량이 15 내지 150g/㎡, 바람직하게는 20 내지 50g/㎡인 결합되지 않거나 약하게 결합된 섬유층을 다침 스티치 기기에 공급하고, (b)섬유 층을 탄성 사로 스티칭하여 층에 일정한 간격의 평행한 스티치 열(row)을 생성시킨 뒤(단, 이때 침 간격은 0.5 내지 10침/cm, 바람직하게는 2 내지 8침/cm이고, 이러한 간격에 삽입될 각각의 열에서의 스티치 수는 1 내지 7스티치/cm, 바람직하게는 2 내지 5스티치/cm이다), (c)기기로부터 스티칭 된 층을 회수하는 공지된 단계를 포함함을 특징으로 하는 유형의 방법이다. 본 발명의 개선점은 스티칭 침에 잔류 신도가 100% 이상, 바람직하게는 150% 이상, 가장바람직하게는 200% 인 탄성사를 공급하는 단계를 포함한다는데 있다. 생성되는 스티치 결합 직물은 직물 너비의 직선 in당 5ℓb(9N/cm)이하의 장력, 가장 바람직하게는 2ℓb(3.5N/cm)의 장력하에 기기로부터 회수하는 것이 바람직하다. 또한, 섬유층을 통상적으로 2.5 내지 50% 과량으로, 가장 바람직하게는 10 내지 35% 과량으로 공급하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 위의 단락에서 기술한 방법으로 제조한 스티치 결합 직물을 포함한다. 이러한 방법으로 제조한 직물은 한 방향 이상에서 이의 최초 스티치 치수의 2배 이상, 바람직하게는 3배까지 신장될 수 있으며, 이어서 신장된 상태로부터 탄성적으로 거의 완벽하게 이전의 상태로 되돌아갈 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법으로 제조한 직물은 한 방향 이상에서 탄성 신도가 100% 이상, 바람직하게는 200% 이상이다.
본 발명의 방법은 바람지한 양태와 관련하여 더욱 상세히 기술될 것이다.
다침 스티칭될 섬유층과 관련하여, 본 명세서에서 사용하는 용어 실질적으로 결합되지 않은은 통상적으로 층의 섬유 또는 필라멘트가, 예를 들어, 화학적 작용 또는 열적 작용에 의해 서로 결합되어 있지 않은 상태를 나타낸다.
그러나, 결합이 (a)섬유층을 다침 스티치 기기에 만족스럽게 공급하고/하거나 (b)스티칭 후 직물을 탄성 신장시키는 것을 막는데 충분하지 않는 한, 소량의 전체 결합, 점 결합 또는 선 결합을 실질적으로 결합되지 않은이란 용어에 모두 포함시킬 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어 섬유에는 스테플 섬유 및/또는 연속 필라멘트 및/또는 플렉시필라멘트(plexifilament)가 포함된다.
MD는 스티치 결합 직물의 기계 방향 또는 스티치의 열에 평행한 방향을 나타낸다. TD는 기계 방향을 가로지르는 직물 방향 또는 스티치의 MD열에 수직한 방향을 나타낸다.
본 발명의 방법에 따라 탄성사로 스티치 결합되는 출발 섬유층은 광범위한 천연 또는 합성 유기 섬유의 결합되지 않거나 약하게 결합된 부직포 층 중에서 선택할 수 있다. 각종 섬유층 출발물질로서는 카드 웹(carded web), 크로스 랩 웹(cross-lapped web), 공기 집적(air-laid)웹, 수 집적 (water-lai)웹, 연속 필라멘트 시이트, 스펀레이스드(spunlaced)직물 등이 있다. 통상적으로, 섬유층의 중량은 15 내지 150g/㎡, 바람직하게는 20 내지 50g/㎡이다. 통상적으로, 보다 경량의 섬유층은 약하게 결합된 재료와 함께 사용하고 보다 무거운 중량의 섬유층은 결합되지 않은 층과 함께 사용한다. 본 발명에 따르는 섬유층으로서 적합한 연속 필라멘트 시이트에는 타이벡(TyvekR)스펀 결합 폴리올레핀(제조회사 : E. I. du Pont de Nemours and Company), 타이파(TyparR) 스펀 결합 폴리프로필렌(제조회사 : Reemay, Inc.) 및 리마이 (ReemayR)스펀 결합 폴리에스테르(제조회사 : Reemay, Inc.)가 포함된다.
수압으로 교락시킨, 바람직하게는 약하게 교락시킨 스테이플 섬유로 제조한 적합한 스펀레이스드 직물은 손타라(SontaraR; 제조회사 : E. I. du Pont de Nemours and Company)이다.
통상적으로, 본 방법의 최종 스티치 결합 생성물에 있어서, 출발 섬유층 자체를 층을 파손시키거나 층에 구멍을 생성시키지 않고 이의 최초의 직선 치수의 1.5배, 바람직하게는 2배까지 목적하는 방향으로 연신시킬 수 있다. 통상적으로, 본 발명의 방법에서 사용하는 카드 웹은 TD 신장성 스티치 결합 직물을 제조하는 데 바람직하다. 서로 예리한 각도로 겹쳐져 있는 교차된 카드 웹은 고도의 MD 신장성 직물을 제조하는 데 적합하다. 무작위로 배열된 연속 필라멘트의 약하게 결합된 시이트는 MD신장성 직물 및 / 또는 TD신장성 직물을 제조하는 데 적합하다. 약하게 교락된 스펀레이스드 직물은 TD신장성 스티치 결합 직물을 제조하는데 바람직하다. 이들 재료 하나 이상을 동시에 사용하여 본 방법에서 사용하는 출발 섬유층을 생성시킬 수 있다.
본 발명의 방법의 개선점에 따르면, 출발 섬유층은 다침 스티치 기기에 공급될 때, 신장되지 않아야 한다. 또한, 출발 섬유층은 과도하게 공급하는 것이 바람직하다. 통상적으로, 과도 공급량은 2.5 내지 50% 정도면 만족스럽다. 그러나, 출발 섬유층의 가장 바람직한 과도 공급량(%)은 10 내지 35%이다.
부직 섬유 출발층을 공급할 수 있고 스티치 사를 분리할 수 있는 말리(Mali)또는 리바(Liba)기기와 같은 공지되어 있는 몇몇 유형의 다침 스티치 기기가 본 발명의 방법에서 사용하기에 적합하다. 1개 또는 2개의 니들 바를 갖는 기기가 바람직하다. 또한, (a)출발 섬유층을 신장시키지 않으면서 공급하는 장치, (b) 침에 공급된 탄성 스티치 사의 저장력을 유지시키는 장치 및 (c) 저장력하에서 스티칭 된 직물을 회수하는 장치를 갖는 다침 스티치 기기가 바람직하다.
본 발명의 방법은 하나 이상의 니들 바에 각각 공급되는 하나 이상의 스티치 사 시스템을 사용할 수 있다. 사 시스템중의 하나 이상은 탄성사로 트레드시켜야 한다. 사는 제조된 스티치 결합 직물에 일정한 간격의 열을 형성한다. 사용하는 사의 스티치의 열 사이의 간격은 침 간격 또는 니들 바의 게이지(gage)와 동일하며, 1/2cm내지 10cm에서 변경될 수 있다. 바람직한 침 간격은 2 내지 8/cm이다. 적합한 탄성사는 스판덱스 탄성사 [예 : 라이크라(LycraR, 제조회사 : E. I. du Pont de Nemours and Company), 고무, 하드 사로 피복하거나 래핑(wrapping)시킨 탄성사 (예 : 나일론으로 피복한 라이크라)등이다.
스티치 결합 기기의 스티치 침에 공급되는 탄성사는, 스티치 결합 직물에 놓이는 경우, 스티치 결합 직물에 목적하는 탄성 신도를 제공하도록 하기 위해 이의 에즈-스티치(as-stitch)된 길이의 2 또는 3배 이상까지 탄성 신장될 수 있어야 한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 탄성사는, 직물에서 스티치되는 경우, 잔류 탄성 신도가 100% 이상, 바람직하게는 150% 이상, 가장 바람직하게는 200% 이상이다. 이러한 높은 잔류 탄성 신도를 수득하기 위해서는, 탄성사는 파단점 신도가 300% 이상, 바람직하게는 400 내지 700%여야 하며, 스티치 결합시 저장력하에서 전개되어야 한다. 이러한 높은 잔류 탄성 신도는 각각의 니들 바에 대한 정밀한 공급사 조절장치와 출발 섬유층을 공급하고 스티치 결합된 생성물을 회수하기 위한 정밀한 속도 및 장력 조절장치가 장착되어 있는 스티치 결합 기기를 사용하는 본 발명의 방법에 의해 달성된다. 출발 섬유층을 소량(예를 들어, 2.5 내지 10%)으로 공급하는 것이 바람직하다. 최종 생성물의 MD신도가 높은 것이 바람직한 경우, 출발층을 더욱 과량(예를 들어, 24 내지 50%)으로 공급한다. 또한, 스티치 직물 생성물을 저장력하에 기기로부터 회수하여 탄성 스티치 사를 기기에 도입할 때, 스티치 사가 신장되는 것을 피하는 것이 바람직하다.
위의 단락에서 기술한 바람직한 저장력 조건은, 탄성사가 스티치 침에 도달할 때, 잔류 신도가 100% 정도로 되도록 하는 충분히 낮은 장력에서 탄성사를 공급함으로서 달성된다. 그러나, 장력은 탄성사가 패키지로부터 스티치 침으로 전진할 때 상당히 처지는 정도로 낮아서는 안된다. 스티치를 빠뜨리지 않고 섬유층속으로 확실하게 삽입시키기 위해서 처지는 현상을 피해야만 한다. 탄성사 자체(예를 들어, 하드사로 피복한 탄성사)와 함께 또는 제2의 사 시스템으로부터 하드사로서 공급된 비탄성(또는 하드)사로 연속 스티칭을 증진시킬 수 있으며 저장력 탄성 공급사의 사용을 돕는다. 제2의 하드사 시스템은 또한 풀림을 방지한다. 또한, 제2의 하드사는 탄성 공급사에 과도한 신도를 적용시키지 않고 스티치 결합 기기를 통해 섬유층을 뽑아내는 것을 돕는다. 제2의 사의 사용은 다음 실시예의 샘플 1,2,3 및 6을 통해 예시하였다.
다양한 종류의 통상적인 경편(Warp-Knitting)스티치를 섬유층과 탄성사 또는 제2의 하드사를 스티치 결합시키기 위해 본 발명의 방법에 따라 사용할 수 있다. 또한, 탄성사는 다양한 방법으로 레이드 인(laid-in)될 수 있다. 다음 실시예는 사의 몇가지 바람직한 반복 스티치 패턴을 예시한다. 각각의 니들 바에 의해 형성된 스티치 패턴을 나타내기 위해 통상적인 숫자 암호를 사용하였다.
위의 설명과 다음의 실시예에서, 신도, 잔류 신도, 면적 신도 및 파단점 신도와 같은 몇가지 파라미터를 언급하였다. 이들 파라미터와 기타의 언급된 파라미터는 다음의 방법으로 측정한다.
스티치 결합 기기의 침에 공급된 탄성 스티치 사에 잔류하는 잔류 신도(RS, %)는 다음과 같이 측정하였다. 스티치 결합 시험에 있어서, 일단 안정된 조건이 확립되면, 기기의 작동을 정지시킨다. 스티치 사의 25cm를 스티치 침의 가이드(guide)에 들어가는 지점의 사의 바로 위로부터 절단한다. 절단한 길이를 30초동안 이완시키고, 다시 30초 동안 이의 이완된 길이(Lr)정도까지 수축시킨 다음, 이 길이를 cm단위로 측정한다. 또한, 탄성사의 파단점 신도(Eb, %)를 (예를 들어, 탄성사용 ASTM D 2731-72 또는 제조회사가 기재한 바와 같은 통상적인 기술을 통해)측정한다. 이어서, 니들 바 가이드의 바로 위의 탄성 공급사의 초기 신도(Si, %)를 다음 식에 따라 계산한다.
Si = 100[(25/Lr)-1]
이어서, 잔류 신도(%)를 다음식에 따라 계산한다.
RS(%) = 100[(Eb/Si)-1]
본 발명의 방법으로 제조한 스티치 결합 직물의 신장 특성을 본 단락에 기술되어 있는 방법으로 측정한다. 이들 특성을 평가함에 있엇, 각각 길이가 25cm이고 너비가 5cm인 샘플 두 세트를 스티치 기기의 권취 생성물 롤(roll)로부터 제거한 스티칭 된 직물로부터 절단한다. 샘플 중 한 세트는 스티치 열에 평행한 방향(즉, MD)으로 절단하고, 다른 세트는 이의 횡방향(즉, TD,다시 말해서, 스티치 열에 수직한 방향)으로 절단한다. 각 샘플을 (a) 2kg짜리 분동을 샘플에 매단 뒤 샘플의 신장된 길이를 측정하고, (b) 분동을 샘플로부터 제거하고, 샘플을 10초동안 이완 및 수축시킨 다음, (c) 단계 (a) 및 (b)를 추가로 4회 반복하는 신장 시험에 사용한다. 신장된 길이를 5회 측정한 결과를 평균하고 수축된 길이를 5회 측정한 결과를 평균한다.
신도(%)및 수축률(%)을 다음 식에 따라 계산한다.
SM = 에즈-스티치된 MD 신장 비율 = Lx/Lo
Cm = 에즈-스티치된 MD 신장 비율 = Lc/Lo
St = 에즈-스티치된 TD 신장 비율 = Wx/Wo
Ct = 에즈-스티치된 TD 신장 비율 = Wc/Wo
As = 에즈-스티치된 면적 신장 비율 = SmSt
Ac = 에즈-스티치된 면적 신장 비율 = CmCt
LS = 최종적인 총 MD 신장비율 = Lx/Lc
WS = 최종적인 총 TD 신장비율 = Wx/Wc
AS = 최종적인 총 면적 신장비율 = As/Ac
상기식에서, Lo는 (이미 형성되어 있는 MD에서의) 최초 길이(25Nm)이고, Nm은 MD길이 1cm당 직물 속으로 삽입된 탄성사 스티치(또는 코스)의 수이며, Lx는 2kg하중이 가해진 MD샘플의 신장된 길이를 나타내고, Lc는 하중이 가해지지 않은 MD샘플의 수축된 길이를 나타내며, Wo는 (이미 형성되어 있는 TD에서의) 최초 너비(25Nt)이고, Nt는 바(bar)길이 1cm당 니들 바에 의해 직물 너비의 횡방향(즉, TD)으로 삽입된 탄성사 스티치 (또는 열))의 수를 나타내며, Wx는 2kg 하중이 가해진 TD샘플의 긴장된 길이를 나타내고, Wc는 하중이 가해지지 않은 TD샘플의 수축 길이를 나타낸다.
실시예에서 사용되고 위의 방법으로 결정된 신장 특성으로부터 계산된 다른 용어는 비용 인자(cost factor ; CF)이다. 스티치 결합 수행시의 비용은, 주로 직물의 최초로 스티치된 면적과 비교하는 바와 같이, 직물을 신장시킨 후에 스티치 직물이 수축되는 양에 따라 결정된다. 개략적으로, 비용은(위에서 정의한 바 있는)Ac에 반비례로 변한다. CF는 본원에서 Ac의 역수로서 정의한다.
[실시예]
다음 실시예는 리바(Liba)투 바 다침 스티치 기기(Two-bar multi-needle stitching machine)를 사용하는 본 발명의 방법을 예시한다. 니들 바에 공급한 탄성 스티치 사에서는 높은 잔류 신도가 유지되도록 하고, 과도한 양의 출발 섬유층을 공급하며, 권취시킨 스티치 결합 생성물에서는 낮은 장력이 유지되도록 하면서 기기를 작동시킨다. 대조하기 위해, 스티치 사에 높은 잔류 신도를 유지시키지 않고, 과도한 양의 섬유 출발물질을 공급하지 않으며, 생산되는 생성물에 높은 장력을 유지시키면서 대조 방법을 실시한다.
실시예 및 첨부된 요약 표에서, 본 발명의 방법으로 제조한 샘플은 아라비아 숫자로 나타내었으며, 대조방법은 알파벳의 머릿 글자로 나타내었다. 실시예 1, 2 및 3과 비교실시예 A 및 B는 탄성 MD신도가 매우 낮거나 없는 TD신장성 직물의 제조방법을 예시한다. 실시예 4, 5 및 6과 비교실시예 C 및 D는 TD신도가 제한된 MD신장성 직물의 제조방법을 예시한다. 실시예 7과 비교실시예 E는 MD 신도와 TD신도가 높은 직물의 제조방법을 예시한 것이다.
결과는 본 발명의 방법이 비교방법으로 제조할 수 있는 것보다 탄성 신도가 높은 스티치 결합 직물을 낮은 비용을 제공함을 보여준다. 비용은 스티치 결합 작용에 수반하는 수축 비율(Ac)에 반비례한다.
각각의 실시예에서, 세 가지 유형의 출발 섬유층 중의 하나를 리바 투 바 다침 스티치 기기에 공급한다. 세 가지 층은 다음과 같다 :
W-1 ; 허게트-홀링스워트 (Hergeth-Hollingsworth) 카드기에서 제조하고, 100psi 및 425℉(689KPa 및 218℃)에서 작동하는 쿠스터 본더(Kuster Bonder)로 약하게 결합시킨 1.5den(1.7dtex), 1.5in(3.8cm)길이의 폴리에스테르 스테이플 섬유[54 형 다크론(DacronR) 폴리에스테르, 제조회사 ; E. I. du Pont de Nemours and Company]의 약하게 결합된 0.7oz/yd2(23.8g/㎠)카드 웹.
W-2 ; 1.8den(2.0dtex) 연속 필라멘트의 약하게 결합된 0.9oz/yd2(30.5g/㎠)리메이 454형 스펀 결합 폴리에스테르 시이트[ 제조회사 ; E. I. du Pont de Nemours and Company, 1986, 현재는 Reemay, Inc. 로부터 구입 가능함].
W-3 ; 800형 타이벡(TyvekR)스펀 결합 올레핀 (제조회사 ; E. I. du Pont de Nemours and Company)의 약하게 결합된 1.4oz/yd2(47.5g/㎠) 시이트.
이들 세 가지 유형의 탄성 스티치 사 중의 하나를 스티치 기기의 니들 바 하나에 공급하고, 임의로, 두 가지 유형의 거의 비탄성인 스티치 사 중의 하나를 다른 니들 바에 공급한다. 침을 모두 완전하게 트레딩시켜 1in당 12 스티치(4.72/cm)를 형성시키거나, 각각 다른 침을 트레딩시켜 1in당 6스티치(2.36/cm)를 형성시킨다. 탄성사는 다음과 같다 :
E-1 ; 파단점 신도가 약 380% 인 나일론 피복 70 den(78dtex), T-126 라이크라(LycraR) 스판덱스사(미합중국 노스 캐롤라이나 매디슨에 소재하는 Macfield Texturing Inc. 가 제조한 LO523형)(이때, 라이크라는 이. 아이. 듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니가 제조한 스판덱스사이다).
E-2 ; 파단점 신도가 약 520%이고 나일론 피복을 수행하지 않았다는 점을 제외하고는 E-1과 동일함(즉, 피복하지 않은 70den(78dtex)T-126라이크라 스판덱스 사이다).
E-3 ; 파단점 신도가 약 380%인 34필라멘트, 40den(44dtex) 나일론 66의 단일 외피로 피복한 210den(235dtex)스판덱스 사.
비탄성사는 다음과 같다 :
Y-1 ; 150den(167dtex), 34필라멘트, 54형 다크론(DacronR) 폴리에스테르사(제조회사 : E. I. du Pont de Nemours and Company).
Y-2 ; Y-1의 직조형[15034형 사. 제조회사 ; 미합중국 노스캐롤라이나 그린보로에 소재하는 유니피(Unifi)]. 바에 의해 형성된, 표 I에 약어 Pat로 표시된, 반복 스티치 패턴을 확인하고 다음과 같이 통상적인 편성 다이어그램 명명법을 사용하여 기술한다.
P-1, 1-0, 0-1(필라 또는 오픈 체인)
P-2, 1-0, 0-2(트리코트)
P-3, 0-0, 3-3(레이드 인)
P-4, 1-0, 1-2, 2-3, 2-1(아틀라스)
각각의 샘플에 대한 스티치 기기 작동에 관한 세부사항은 표 I에 요약하였다. 표에는 사용된 섬유층(Web)및 과도공급량(%), 각각의 바에 사용된 스티치 사 및 형성된 반복 스티치 패턴(Pat)이 기재되어 있다. 또한, 표 I에는(본 명세서에는 언급한 바와 같이 계산된) 기기의 형성된 1in당 코스의 수에 상응하는 1in당 스티치의 수(CPI); 기기에 형성된 1in당 열의 수에 상응하는 스티치 바에서 사에 의해 채워진 1in당 스티치 침의 수(Gage) ; 및 스티치 사를 침에 공급할 때 탄성 스티치 사에 잔류하는 잔류 신도[RS(%)]가 기재되어 있다.
본 발명에 따라 제조한 실시예의 직물의 신장 특성과 비교방법으로 제조한 직물의 신장 특성을 비교한 결과를 표 II, III, IV에 요약하였다.
* 잔류 신도가 거의 없는 사를 나타낸다.
** 이들 시험에서는 제2 바 사를 사용하지 않는다.
[실시예 1]
본 실시예에서는, 본 발명의 바람직한 방법을 이용하여 TD 신도가 높은 스티치 결합 직물(샘플 1)을 제조한다. 비교하기 위해, 공지되어 있는 탄성사 스티치 결합방법과 유사한 본 발명 이외의 방법을 이용하여 TD신도가 높은 직물(샘플 A)을 제조한다.
위의 표 I에 기재되어 있는 바와 같이, 본 발명의 방법과 대조방법에서는 각각 MD배향된 카드 섬유 웹(W-1), 스티치 기기의 프론트 바에 필라형 스티치 열 패턴(P-1)을 형성시키는 비탄성 스티치 사(Y-1)및 스티치 기기의 백 바에 레이드 인 반복 패턴(p-3)을 형성시키는 탄성사(E-1)를 사용한다. 그러나 샘플 1과 비교샘플 A의 제조방법은 중요한 제가지 차이점이 있다. 본 발명에 다르는 샘플1의 제조시에는, (a)잔류 신도가 약 190%인 탄성사를 매우 낮은 장력하에서 스티치 결합 기기의 침에 공급하고, (b)섬유층을 약 5내지 10% 과도 공급률로 공급한 다음, (c)스티치 결합 직물을 스티치 결합기로부터 직선 in당 2ℓb(3.5N/cm)이하의 장력으로 제거한다. 이와는 대조적으로, 비교 샘플 a의 경우에는, (a)잔류 신도가 약 25% 정도인 탄성 스티치 사를 엄격하게 공급하고, (b)섬유층을 과도하지 않게 공급한 다음, (c)스티칭 된 직물을 직선 in당 약 15ℓb(26.3N/cm)의 장력으로 제거한다. 가공조건과 생성되는 직물의 신장 특성에 대한 상세한 내용은 각각 표 I(위에 제시되어 있음)과 표 II(실시예 3에 기록함) 에 요약하였다.
생성되는 각각의 직물에 있어서, 비탄성 스티치는 섬유 웹 대신에 레이드 인 탄성사를 적용할 수 있도록 돕는다. 탄성사는 기계방향(MD)보다는 횡방향(TD)에 가깝게 배향된다. 결과적으로, 스티칭된 직물 각각은 횡방향에서는 보다 우수한 신도와 수축률을 나타내는 반면, 기계방향에서는 신장과 수축을 거의 일으키지 않는다.
본 발명에 따라 스티칭 한 후에 즉시 샘플 I은 MD 치수의 실질적 변화(Sm = 1.00)없이 이의 최초의 스티치된 너비의 80%(St =1.80)이상까지 TD신장될 수 있다. TD신장력을 제거하면, 샘플 1은 이의 스티치 결합 너비의 60%(Ct = 0.6)까지 탄성적으로 수축할 수 있다. 수축후 , 스티치 결합된 샘플 1은 거의 동일한 정도의 면적 신도를 수반하면서, 수축된 너비의 약 300%까지 TD신장될 수 있다.
표 II에 기재되어 있는 바와 같이, 샘플 1과 대조적으로, 비교 샘플 A의 에즈-스티치된 신장 비율(St)은 훨씬 작으며(1.10 대 1.80), 또한 에즈-스티치된 수축 비율도 훨씬 작다(0.37 대 0.60). 두 직물의 총 면적 신장 비율(AS가 약 3이다)은 대략 동일하지만, 비교 샘플 A와 관련한 비용 인자는 샘플 1의 1.7에 대해 2.7이다. 따라서, 샘플 1의 스티치 결합에 소요되는 비용은 비교 샘플 A의 스티치 결합에 소요되는 비용의 60%정도에 불과하다.
[실시예 2]
본 발명의 방법에 따라 샘플 2를 제조하기 위해서는, 다소 상이한 스티치 사를 사용한다는 점을 제외하고는 샘플 1의 스티치 결합을 반복한다. 샘플 2의 경우, 잔류 신도가 약 280% 인 미가공 탄성 스판덱스 스티치 사와 텍스쳐드 가공 비탄성 스티치 사를 사용한다(참조 : 표 I). 샘플 2에 의해 달성되는 신장 비율은 표 II에 기록하였다. 샘플 2의 탄성사를 샘플 1보다 훨씬 더 큰 잔류 신도(RS=280% 대 190%)로 스티치시키긴 하였지만, 샘플 2는 샘플 1에 비해 실질적인 장점을 나타내지 않았는데, 아마도 이는 직물의 다소 불균일한 수축과 국부적인 사 미끄럼 (slipage)에 기인하는 것으로 추정된다. 본 발명의 방법으로 제조한 각각의 샘플은 비용 인자가 비교 샘플 A보다 훨씬 더 낮다.
[실시예 3]
본 실시예는 높은 TD신장성이 높은 다른 스티치 결합 직물(샘플 3)을 제조하기 위한 본 발명의 방법을 예시한다.
본 실시예에서는, 비교 직물(샘플 B)을 제조하는 데 있어서 본 발명의 범주 밖의 유사한 방법을 사용한다. 표 I에 기재되어 있는 바와 같이, 샘플 3과 B각각을 약하게 결합된 연속 폴리에스테르 필라멘트 웹과 텍스쳐드 가공 비탄성사를 사용하여 제조한다. 샘플 3의 스티치 결합 조건은 샘플 1의 경우에 사용한 것과 거의 동일하다. 비교 샘플 B는 탄성 스티치 사중의 잔류 신도가 샘플 3의 210%에 비해 불과 20%라는 사실을 제외하고는, 샘플 3에서와 동일한 방법으로 제조한다.
스티치 결합된 샘플 3은 높은 TD 신도 이외에도, 높은 강도와 우수한 내풀림성을 나타낸다. 샘플 3과 B는 최종 총면적 신장 비율이 높지만(즉, AS가 3보다 크다), 비교 샘플 B는 샘플 3에 비해 훨씬 더 많이 수축된다. 즉, 샘플 3은 이의 최초 에즈-스티치된 면적의 32%까지 수축하는 반면, 비교 샘플 B는 54%까지 수축한다. 따라서, 비교 샘플 B를 제조하기 위한 비용 인자(CF)가 샘플 3을 제조하기 위한 비용 인자보다 50% 이상 더 크다.
[실시예 4]
본 실시예에서는, MD신장성 샘플 4와 비교 샘플 C를 사용하는 스티치 기기의 니들 바 하나만으로 제조하였다. 비탄성사는 사용하지 않았다. 샘플 4의 경우에는 35%의 웹을 과도하게 공급하는 반면, 샘플 C의 경우에는 웹을 과도하게 공급하지 않고 제조한다. 스티치 조건은 표 I에 기재하였다.
탄성사(E-1)를 사용하여 약하게 결합된 스펀 결합 올레핀 시이트에 필라형 스티치의 열을 형성시킨다. 샘플 4의 경우에는 잔류 신도가 170%인 탄성 스티치 사를 6게이지 트레딩의 니들 바에 공급하고 스펀 결합 시이트를 35%로 과도공급한다. 비교 샘플 C의 경우에는, 잔류 신도가 30% 정도인 탄성사를 공급하고, 12게이지 트레딩을 사용하며, 시이트는 과도공급하지 않는다. 두 방법 모두 기계방향에서 고도로 신장하는최종 스티치 결합 직물을 제공한다. 즉, 샘플 4의 경우의 AS는 3.25이고, 샘플 C의 AS는 2.69이다). 그러나 샘플 4는 스티칭 후 즉시 상당한 MD신장률을 나타내는 반면, 비교 샘플 C는 이의 최초 신장 치수 이상으로는 거의 신장되지 않는다(샘플 4의 Sm은 1.95인 반면, 샘플 C의 Sm은 1.05이다). 신장 후, 샘플 4는 이의 최초 에즈-스티치 면적의 60%까지 수축하고, 샘플 C는 이의 스티치 면적의 39%까지 수축한다. 비용 인자(CF)는 샘플 4의 경우보다 비교 샘플 C의 방법의 경우가 53% 더 높다(즉, 비교 샘플 C에 대한 샘플 4의 CF는 1.7 : 2.6이다). 이들 결과는 다음 표 III에 기재하였다.
[실시예 5]
본 실시예에서는, 스펀 결합 올레핀 시이트(웹 W-3)를 약하게 결합된 스펀 결합 연속 폴리 에스테르 시이트(웹 W-2)로 대체하고 과도 공급량을 35% 대신 30%로 한다는 점을 제외하고는 실시예 4의 샘플 4를 제조하기 위한 본 발명의 방법을 반복하여 샘플 5를 제조한다. 샘플 5의 우수한 신장 특성과 비용 특성을 표 III에 요약하였다.
[실시예 6]
본 실시예에서는, 본 발명에 따라 제조한 샘플 6과 본 발명 이외의 방법으로 제조한 비교 샘플 D를 각각 (a) 높은 과도 공급량(%)으로 공급한, 약하게 결합된 연속 폴리에스테르 필라멘트 웹(W-2), (b) 프론트 바에서 필라형 스티치 (P-1)를 형성하는, 6게이지로 트레딩시킨, 고데니어의 스판덱스 탄성 피복사(E-3), (c)백 바에서 아틀라스 스티치(P-4)를 형성하는 6게이지로 트레딩시킨, 텍스쳐드 가공 비탄성사(Y-6)및 (d)기기로부터 스티칭 된 직물을 회수하기 위해 저장력을 사용하여 제조한다. 샘플 6은 잔류 신도가 180%인 탄성사로 스티칭 한 반면, 샘플 D는 잔류 신도가 불과 10%인 탄성사로 스티칭하였기 때문에, 샘플 6의 경우는 비교 샘플 D에 비해 더욱 우수한 신장 특성과 훨씬 저렴한 비용 인자가 수득된다. 상세한 결과는 표 III에 요약하였다.
[실시예 7]
본 실시예는 MD및 TD 모두에서 탄성 신도가 있는 스티치 결합 직물의제조방법을 예시한다. 본 발명의 방법을 토해 샘플 7을 제조하고, 본 발명 이외의 방법을 통해 비교샘플 E를 제조한다. 방법과 관련된 세부사항은 위의 표 I에 기재하였다. 스티치 기기의 프론트 니들 바만을 사용한다. 두 직물을 제조하는 방법에는, 스티치 기기에 약하게 결합된 연속 폴리에스테르 필라멘트 웹(W-2)을 공급하고, 탄성사(E-1)를 사용하여 반복 트리코트 스티치 패턴(P-2)을 웹으로 스티칭 시킨 다음, 저장력하에서 스티칭된 직물을 제거하는 단계가 포함된다. 샘플 7의 경우는, 니들 바는 6게이지이고, 탄성사의 잔류 신도는 19-%이며, 웹은 25% 과량으로 공급한다. 비교 샘플 E의 경우에, 니들 바는 12게이지이고, 탄성사의 잔류 신도는 불과 12%이며, 웹은 과량으로 공급하지 않는다. MD 및 TD에서의 두 샘플의 신도를 개별적으로 측정한다. 이들 측정 결과는 표 IV에 명시하였으며, 이를 통해 샘플 7의 경우, 비교 샘플 E에 비해 보다 우수한 신도와 비용 특성이 나타남을 알 수 있다. 비교 샘플 E의 스티치 사의 매우 낮은 잔류 신도는 명백하게 최초로 스티치 되는 직물을 매우 강하게 수축시키며(즉, 매우 낮은 에즈-스티치 수축 비율 Cm 및 Ct를 생기게 한다), 결과적으로 높은 비용 인자를 유발시킨다.
표 IV에 기록된 최종 신장 비율과 비용 인자는 2방향성 신장 직물의 경우에는 다소 부적합하다. 그러나, 이들 두 자료는 본 발명의 방법에 따라 제조된 샘플 7이 비교 샘플 E에 비해 비교적 큰 가치를 지니는 2방식 신장 직물임을 강하게 시사한다.
샘플 7과 비교 샘플 E의 신장성을 2방식 신도(즉, 면적 신도) 측면에서 한층 더 평가한다. 스티치 기기로부터 제거한 각 직물의 평평한 에즈-스티치 샘플을 직경이 8in(20.3cm)인 후프(hoop)에 올려 놓는다. 올려 놓은 샘플의 중앙에 위치하는 직경 2in (5.1cm)의 원을 그린다. 이어서, 이렇게 표시한 샘플을 손을 사용하여 직경 6in(15.2cm)이상의 구형으로 천천히 신장시킨다. 이렇게 신장시키는 경우, 샘플 7의 표시된 원은 이의 최초 에즈-스티치 면적의 3.6배에 해당하는 신장 면적을 제공하면서 직경이 3.8in(9.7cm)까지 신장된다. 이와는 대조적으로, 동일한 공정을 사용하는 경우, 비교 샘플 E의 직경은 2.3 in(5.8cm)정도까지만 신장되거나 면적은 최초의 에즈-스티치 면적의 1.3배 정도로 신장된다.
후프로부터 직물을 꺼내면, 직경이 2in인 원이 수축된다. 샘플 7의 경우, 직경은 약 1.5in(3.8cm)까지 수축하거나 면적은 이의 에즈 - 스티치 면적의 약 56%까지 수축한다. 이와는 대조적으로, 비교 샘플 E의 경우에는 직경은 약 1.1in(2.8cm)까지 수축하거나 면적은 이의 최초 에즈-스티치 면적의 약 30%까지 수축한다. 직물의 최종적인 총 탄성 신장성(즉, 수축 면적에 대한 신장 면적의 비)은, 샘플 7의 경우에는 6.4(640%)이고 비교 샘플 E의 경우에는 불과 4.4(440%)이다.

Claims (6)

  1. 중량이 15 내지 150g/㎡인 결합되지 않거나 약하게 결합된 섬유층을 스티치 결합기에 공급하는 단계, 층을 탄성사로 다침 스티칭시켜 일정한 간격의 평행한 스티치 열열(列)을 형성시키는 단계(이때, 침 간격은 0.5 내지 10침/cm이고, 각각의 열에서의 스티치는 1 내지 7스티치/cm의 간격으로 삽입시킨다) 및 스티치 결합기에서 직물을 제거하는 단계를 포함하는 스티치 결합 탄성 직물의 제조방법에 있어서, 잔류 신도가 100% 이상인 탄성사를 스티치 침에 공급함을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 섬유기질을 5 내지 75%의 과량으로 스티치 결합기에 공급하고, 생성된 스티치 직물을 직물너비의 직선 cm 당 9N이하의 장략하에 회수하며, 잔류 신도가 150% 이상인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 섬유층의 중량이 20 내지 50g/㎠이며, 섬유 기질을 10 내지 35%의 과량으로 공급하고, 침 간격이 2내지 8침/cm이며, 탄성사의 잔류 장력이 200%이상이고, 제품 회수시의 장력이 3.5N/cm미만인 방법.
  4. 거의 완전하게 회복 가능한 신도가 적어도 한 방향에서 100% 이상인, 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 따르는 방법으로 제조한 다침 스티치 직물.
  5. 제4항에 있어서, 회복 가능한 신도가 200% 이상인 다침 스티치 직물.
  6. 제4항에 있어서, 중량이 20 내지 35g/㎡이며 거의 결합되지 않은 섬유층을 2개의 니들 바(여기서, 2개의 니들 바 중의 하나는 잔류 신도가 150% 이상인 탄성사로 트레딩시킨 것으로서 레이드 인 반복 스티치 패턴을 형성하며, 다른 하나는 실질적으로 비탄성사로 트레딩시킨 것으로서 필라형 스티치의 반복 패턴을 형성한다)로 스티칭 하고 스티치 층을 저장력하에 스티치 결합기에서 제거함으로써 생성된 다침 스티치 직물.
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