KR101079649B1 - 마이크로 데니어 파이버 충전 단열 재료 - Google Patents

Abstract

파이버 볼로 이루어진 단열 또는 충전 재료가 개시된다. 상기 파이버 볼은 마이크로 데니어 폴리에스테르 파이버가 랜덤하게 얽힌 것으로 이루어진다.

Description

마이크로 데니어 파이버 충전 단열 재료{Micro denier fiber fill insulation}

본 발명은 통상적으로 파이버 볼(fiber balls)이라고 지칭되는 파이버 충전재료의 개선에 관한 것이다.

다운(down)의 수용가능한 대체물이 되는 단열재료 또는 충전재료를 생산하기 위한 많은 시도가 있어 왔다. 폴리에스테르 파이버 필(fiber fill)은 그들 중의 하나이며, 무엇보다도 베개, 침구, 의복 및 복식품(furnishings)용 충전재료로서 상업적으로 광범위하게 받아들여졌다. 이러한 충전재료는 무엇보다도 다양한 사이즈의 스테이플 파이버, 중공파이버와 중실파이버(solid fiber) 및 권축파이버(crimped fibers)와 같은 다양한 형태를 취할 수 있다. 몇 개만 언급한다면, 구상(sphere; 미국특허 제4,065,599호), 인터로킹을 가능하게 하는 돌출 파이버를 구비한 구상(미국특허 4,820,574호), 파이버의 권축 번들(미국특허 4,418,103호), 루프 파이버의 어셈블리(미국특허 4,555,421호), 파이버의 롤, 베일(bails), 번들 및 핀 쿠션 형태(미국특허 3,892,909호)와 같이 다양한 형상이 또한 제안되었다. 또한, "Blowable Insulation Clusters"라는 표제의 미국특허 6,329,051호에 개시된 것과 같이 파쇄된 배트(shredded batt)로부터 형성된 파이버의 클러스터, 및 "Blowable Insulation"이라는 표제의 미국특허 6,329,052호에 개시된 바와 같이 다운과 같은 천연파이버와 혼합물(admixture)로 된 클러스터가 단열/충전 재료로서 특히 적당한 것이 발견되었다. 배트 또는 클러스터 형태의 우수한 단열 충전 재료를 제공하는 것으로 나타난 다른 것은 "Synthetic Down"이라는 표제의 미국특허 4,992,326호에 개시된 매크로파이버 및 마이크로파이버의 혼합물이다. 또한, 미국특허 4,588,635호 및 5,043,207호에 개시된 단열/충전 재료의 조성물도 천연 단열재료의 적당한 대체물인 것이 발견되었다.

파이버 필(fiber fill) 또는 파이버 볼을 제조하는 여러가지 방법이 상기한 특허에서 제안되었다. 다른 방법은 파이버 토우의 포인트 본딩을 개시하는 미국특허 5,851,665호에서 개시된 것을 포함한다. 미국특허 5,218,740호에 개시된 바와 같이 다른 방법은 스테이플 파이버의 균일층을 침포(card clothing)로 덮힌 회전 실린더로 공급하여 상기 파이버를 둥근 클러스터로 둥글게 뭉치고, 이 클러스터를 특수한 도퍼 스크린에 의하여 이동시키는 방법이다. 다른 것은 상기 파이버를 볼(ball)로 블로우잉하거나 에어 텀블링(air tumbling)하는 방법이다(미국특허 4,618,531호, 4,783,364호; 및 4,164,534호를 참조하라).

파이버 볼과 넙(nup; 때때로 넵(nep)으로 지칭됨)은 구분되는 것으로 제안되었다(미국특허 5,34,707호를 참조하라). 상기 용어 "넙"은 통상적으로 실 또는 직물내의 조그만 림프 혹(limp knot) 또는 작은 반점 또는 엉클어진 파이버 매스를 지칭한다(Fairchild's Dictionary of Textiles 1970년판). 넙은 통상적으로 카드상에서 생성되며 또한 탄성(resiliency)에 기여하지 않는 강하게 얽힌 핵을 구비한 상당량의 파이버를 포함하는 것으로 주장된다. 넙은 또한 (파이버 볼과 구별되게) 충전 용도로 사용하는데 요구되는 크기(bulk), 탄성 및 내구성을 갖지 않는 것으로 주장된다.

웹 또는 배트 생산 도중 넙은 바람직하지 않으며 또한 카딩 도중 넙의 생성을 회피하기 위한 시도가 있었음(미국특허 4,524,492호를 참조하라)을 상기하는 것은 흥미있다. 미국특허 2,923,980호에 기재되어 있는 바와 같이, 넙의 생산은 우연한 사건이었다. 왜냐하면 작은 넙이 없는 바람직한 웹 또는 배트를 더 이상 생산할 수 없을 정도로 실린더 코팅이 악화된 카딩기상에서 넙이 발생하였기 때문이다. 넙의 유용성을 깨달아 바로 앞에서 언급한 특허에서 개시된 것과 같이 의도적으로 넙을 생성하는 기계(통상적으로 변형된 카딩기에 의하여)가 개발되었다.

본 발명의 주요 목적은 탄성 및 내구성이 있으면서도 우수한 물리적 일체성을 갖는 파이버 볼을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 터치가 부드러우면서도 우수한 단열성을 부여하는 파이버 볼을 생산하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 현존하는 기계류에 값비싸고 복잡한 변형을 필요로 하지 않는 파이버 볼을 생산하는 수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 천연 또는 합성 재료와의 혼합물(admixture)로 이루어진 파이버 볼을 제공하는 것이다.

이들과 다른 목적 및 이점이 본 발명에 의하여 제공된다. 이를 위하여, 파이버들이 실질적으로 둥글고 랜덤하게 얽혀서(random entanglement) 형성된 파이버 볼을 포함하는 단열 또는 충전 재료로서, 상기 파이버 볼을 구성하는 상기 모든 파이버는 사이즈가 1 데니어 미만의 마이크로 데니어 파이버이며, 상기 마이크로 데니어 파이버는 서로 본딩되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 단열 또는 충전 재료가 제공된다. 이와 관련하여 본 발명은 마이크로 데니어 폴리에스테르 파이버로 제조된 파이버 볼을 생산하기 위하여 특정한 변형을 가한 표준 카딩기를 사용하는 것을 상정한다. 그러한 변형은 기계 구성요소의 구조적인 변화를 필요로 하지는 않는다. 오히려, 이는 기본적으로 몇몇 구성요소 및 침포의 회전방향을 반대로 하는 것을 수반한다. 생산되는 동안 파이버들은 볼(ball)로 물리적으로 둥글게 뭉쳐지고 얽힌다. 이는 우수한 일체성, 탄성 및 내구성을 부여한다. 또한, 마이크로 데니어 파이버의 사용에 의하여 더욱 따뜻하고, 더욱 부드러운 단열 또는 충전이 얻어지는 것이 발견되었다. 또한, 이렇게 형성된 파이버 볼은 특정한 용도에 적합하게 하기 위하여 천연 또는 합성 파이버와 혼합될 수 있는 것이 상정된다.

따라서, 본 발명에 의하여 상기 목적 및 이점이 구현될 것인데, 본 발명의 설명은 다음의 도면과 관련하여 이해되어야 한다.

도 1은 통상적인 카딩기의 모식도를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 교시내용을 통합한 것으로서 파이버 볼을 생산하기 위하여 변형된 카딩기의 모식도를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 교시내용을 통합한 파이버 볼을 나타낸다.

도 4는 본 발명의 교시내용을 통합하여 형성된 파이버 볼의 모식도이다.

이제 더욱 상세하게 도면을 참조하면, 도 1에는 통상적인 카딩장치(10)가 도시되어 있다. 카딩기의 동작은 미국특허 5,218,740호에 일반적으로 기술되어 있는데, 그 개시내용은 인용에 의하여 본 명세서와 통합된다. 일반적으로, 카딩은 파이버들의 매스를 취하여, 이들을 블렌딩하고, 불순물을 제거하고, 이들을 배향시켜서 후속 프로세싱을 받는 웹을 형성하는 것을 포함한다. 카딩의 바람직하지 않은 측면은 넙(nup)인데, 이를 회피하기 위한 조치 및 개선이 있어왔다.

카딩장치(10)는 통상적으로 그 상부에 침포(14)가 배치된 주실린더(12; main cylinder)를 포함한다. 이는 통상적으로 시계방향으로 회전한다. 이의 상류에는 보통 리커인(lickerin)이라고 불리우는 소형 롤(16)이 배치되어 있는데, 이도 역시 실린더(12)의 회전방향과 반대방향으로 회전하는 침포(18)로 덮혀 있다. 인접 롤은 복수의 피드 롤(20)인데, 그 중 두 개는 반시계방향으로 회전하고, 그 중 하나는 시계방향으로 회전한다.

피드 롤(20)은 개섬된 파이버(22)를 롤러(16)상으로 공급하며, 이어서 이 파이버는 침포(18)에 의하여 픽업되어 주실린더(12)상으로 공급된다. 주실린더(12)의 일부분의 원주의 둘레에는 복수 쌍의 워커 롤(24) 및 스트리퍼 롤(26)이 있다. 워커/스트리퍼 롤의 회전은 통상적으로 카딩을 위해서 주실린더(12)의 회전방향과 반대방향이다. 워커 롤(24)상의 팁(또는 침포 배향)은 상기 피드측(즉 도 1의 좌측)을 가리키고 스트리퍼 롤(26)상의 팁 및 주실린더(12)상의 팁은 도퍼측(즉, 우측)을 가리킨다. 카딩 작용은 워커 롤(26)과 주실린더(12)의 사이에서 일어난다. 스트리퍼 롤(24)상의 침포는 워커 롤(26)로부터 파이버를 스트립하여 이들이 주실린더(12)에 의하여 그곳으로부터 제거될 수 있도록 운반한다. 팬시 롤(28)은 형성되는 웹을 쳐 올리기 위해서 제공되며, 상기 웹은 다시 도퍼 롤(30)에 의하여 들어 올려진다.

상기한 것은 통상적인 카딩 공정을 설명한다. 그러나, 웹을 형성하기 보다는 파이버 볼이 형성되도록 그러한 공정은 변형된다. 이와 같이 관련하여, 도 2를 참조하는데, 여기에서는 앞에서 설명된 것과 유사한 부품은 유사한 번호가 매겨져 있지만 프라임(')이 더 붙어 있다. 넙 또는 파이버 볼 제조장치(10')는 시계방향으로 회전하는 주실린더(12')를 포함한다. 침포(14')는 카딩에서 사용되는 것과 동일한 방향으로 되어 있다. 리커인 롤(16'; lickerin roll) 및 피드 롤(20')은 앞에서 설명한 바와 동일한 방식으로 작동한다. 그러나, 이들은 폴리에스테르로 제조된 마이크로 데니어(예를 들면 1 데니어 또는 미만 사이즈) 랜덤 스테이플 파이버(22')를 공급하도록 되어 있다. 상기 파이버는 최종 제품의 촉감을 향상시키기 위하여 실리콘화될 수도 있는 것에 주목하라. 스트리퍼 롤(24')은 앞에서 설명된 바와 동일하게 작동한다. 그러나, 워커 롤(26')은 앞에서 설명된 것과 반대로 회전하며 그 상부의 침포도 반대로 되어 있다. 팬시 롤(28')은 동일하게 작동하지만, 도퍼 롤(30')은 반대로 작동하고 그 상부의 침포도 반대로 되어 있다.

장치(10')의 목적은 마이크로 데니어 폴리에스테르 스테이플 파이버로부터 도 3에 나타낸 것과 같은 파이버 볼(40)을 형성하는 것이다. 이러한 파이버는 우수한 단열 효과를 제공하며 또한 면, 양모, 실크, 다운(down)과 같은 천연파이버 또는 합성파이버와 블렌딩될 수 있다. 장치(10')의 사용에 의하여 파이버 볼(40)은 수 많은 마이크로 데니어 파이버로부터 형성되는데, 이들은 워커 롤(26'), 스트리퍼 롤(24') 및 주실린더(12')의 상호작용에 의하여 본질적으로 둥글게 뭉쳐지고 얽혀서 볼(도 4 참조)이 되어 궁극적으로는 도퍼 롤(30')에 의하여 제거된다.

장치(10')은 단순히 본 발명의 파이버 볼이 형성될 수 있는 한가지 방법에 불과하다는 것에 주목하라. 상기 목적에 적합한 다른 장치들도 또한 이용될 수 있다.

바람직한 구현예가 개시되고 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범위는 그에 의하여 제한되지 않지 않아야 하며, 오히려, 본 발명의 목적은 첨부된 청구의 범위에 의하여 결정되어야 할 것이다.

본 발명에 따르면 탄성 및 내구성이 있으면서도 우수한 물리적 일체성을 갖는 파이버 볼을 얻을 수 있다. 또한 터치가 부드러우면서도 우수한 단열성을 부여하는 파이버 볼을 얻을 수 있다.

Claims (11)

1. 파이버들이 둥글고 랜덤하게 얽혀서(random entanglement) 형성된 파이버 볼을 포함하는 단열 또는 충전 재료로서, 상기 파이버 볼을 구성하는 상기 모든 파이버는 사이즈가 1 데니어 미만의 마이크로 데니어 파이버이며, 상기 마이크로 데니어 파이버는 서로 본딩되어 있지 않으며 또한 권축되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 단열 또는 충전 재료.
2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 데니어 파이버는 폴리에스테르로 이루어진 것을 특징으로 하는 단열 또는 충전 재료.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단열 또는 충전 재료는 천연 파이버 또는 합성 파이버와의 혼합물(admixture)로 된 상기 파이버 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 또는 충전 재료.
4. 제1항에 있어서, 상기 파이버는 실리콘화되어 있는 것을 특징으로 하는 단열 또는 충전 재료.
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