KR101092771B1 - 처리 조성물을 함유하는 텍스쳐드 직물 - Google Patents

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제임스 데타모르
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Abstract

피크 및 밸리를 포함하는 적어도 하나의 표면을 갖는 텍스쳐드 직물을 제공한다. 약 90% 초과의 피크 및 약 10% 미만의 밸리가 라텍스 중합체를 함유하는 처리 조성물로 처리된다. 예를 들어, 한 실시태양에서, 텍스쳐드 직물은 스펀본드 부직웹과 펄프 섬유로부터 형성된 수력으로 엉킨 복합재 직물이다. 직물 상에 코팅될 때, 처리 조성물은 섬유 또는 섬유의 대역이 린트 (lint)로서 표면으로부터 부서지는 것을 방지하는 박막층을 섬유 표면 상에 형성할 수 있다. 추가로, 코팅은 피크에만 도포되므로, 밸리는 라텍스 중합체 없이 남아있을 수 있으며 비코팅된 직물의 흡수도를 실질적으로 유지할 수 있다.
텍스쳐드 직물, 피크, 밸리, 처리 조성물, 라텍스 중합체, 수력 엉킴

Description

처리 조성물을 함유하는 텍스쳐드 직물 {TEXTURED FABRIC CONTAINING A TREATMENT COMPOSITION}
와이퍼 (wipers) 및 기타 제품은 종종 로고를 형성하거나, 식품 얼룩을 숨기기 위해 몇몇 화학물질로 인쇄된다. 그러나, 불행히도, 이들 제품이 노출되는 가혹한 환경은 인쇄된 화학물질을 단지 단시간 후에 제거할 수 있다. 예를 들어, 식품 서비스 산업에서 와이퍼는 종종 독한 세정제, 예를 들어 표백제 (예, 하이포아염소산나트륨), 산계 비누 또는 상업적 혼합물, 예를 들어 물, 세제 및 유지 커터 (grease cutter) 2-부톡시에탄올 (알콜)을 함유하는 클로록스 컴퍼니 (The Clorox Company)의 Formula 409(등록상표) "다목적" 세정제와 함께 사용된다. 세정 용액은 또한 종종 인쇄된 기판으로부터 처리제를 쉽게 제거할 수 있는 위생 화학물질을 함유한다.
상기 문제에 따라, 일반적인 화학 세정 화학물질에 노출될 때 직물 상에 유지되는 처리 조성물이 개발되었다. 예를 들어, 미국 특허 제5,853,859호 (Levy 등, 킴벌리-클라크 월드와이드 인크. (Kimberly-Clark Worldwide, Inc.)에 양도됨)에서는 실온 경화성 라텍스 중합체, 안료 및 경화 촉진제를 포함하는 처리 조성물을 개시하고 있다. 처리 조성물은 플렉소 (flexographic) 인쇄, 그라비어 (gravure) 인쇄, 스크린 인쇄 또는 잉크 젯 인쇄와 같은 인쇄 기술을 이용하여 고펄프 부직 복합재 상에 "패턴 인쇄될 수 있다". 기판 상에 패턴 인쇄되고 건조될 때, 직물은 pH가 약 2 내지 약 13인 액체에 노출될 때 3이 넘는 색상견뢰도 (colorfastness)를 보유한다.
그러나, 기술적 발전에도 불구하고, 여전히 개선할 필요가 있다. 예를 들어, 상기 조성물을 사용하는 직물의 "패턴 인쇄"는 때때로 개별 부유 섬유 및 섬유 파편으로 정의되는 린트 (lint)를 생성시킬 수 있다. 구체적으로, 인쇄된 직물의 사용자 접촉 표면의 많은 부분은 처리제로 코팅되지 않은 상태로 남는다. 따라서, 섬유 및 섬유 파편은 사용하는 동안 쉽게 제거될 수 있다. 그러나, 불행히도, 전체 표면을 코팅하여 린트를 감소시키기 위한 선행기술의 노력은 직물의 흡수도에 불리한 영향을 미치기 때문에 문제가 있는 것으로 증명되었다.
따라서, 현재 적은 린트를 갖고 우수한 흡수도를 유지하며, 처리 조성물로 도포할 때 여전히 원하는 색상견뢰도를 보유하는 직물이 필요하다.
<발명의 개요>
본 발명의 한 실시태양에 따라, 부직웹을 포함하는 텍스쳐드 직물을 개시한다. 원하는 경우, 텍스쳐드 직물은 부직 라미네이트 또는 복합재, 예를 들어 섬유 성분 (예, 셀룰로직 섬유)과 수력으로 엉킨 (hydraulic entangled) 부직웹의 복합재일 수 있다. 섬유 성분은 텍스쳐드 직물의 약 50 중량% 초과, 및 일부 실시태양에서 텍스쳐드 직물의 약 60% 내지 약 90 중량%로 포함될 수 있다. 한 실시태양에서, 텍스쳐드 직물의 적어도 일부는 크레이핑(creping)된다 (예, 습식 및(또는) 건식 크레이핑된다).
텍스쳐드 직물의 구성에 무관하게, 직물의 적어도 하나의 표면은 피크 (peak) 및 밸리 (valley)를 포함하고, 여기서 약 90% 초과의 피크 및 약 10% 미만의 밸리는 처리 조성물로 처리된다. 일부 실시태양에서, 약 100%의 피크가 처리 조성물로 처리되고, 일부 실시태양에서 약 0%의 밸리가 처리 조성물로 처리된다. 처리 조성물은 라텍스 중합체 및 임의로 다른 성분, 예를 들어 경화 촉진제, 안료, 물 등을 포함한다. 라텍스 중합체는 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 비닐 클로라이드, 스티렌-부타디엔, 아크릴레이트 및 스티렌-아크릴레이트 공중합체로 이루어진 군 중에서 선택될 수 있다. 처리 조성물의 고형분 추가 (solids add-on) 수준은 약 0.1% 내지 약 20%, 및 일부 실시태양에서 약 0.5% 내지 약 5%일 수 있다.
본 발명의 다른 실시태양에 따라, 비교적 적은 수준의 린트를 생성시키는 제품의 형성 방법을 개시한다. 상기 방법은
부직웹을 제공하고;
부직웹을 섬유 성분과 수력 엉킴시켜 직물을 형성하고, 여기서 섬유 성분은 직물의 약 50 중량% 초과로 포함되며;
직물을 크레이핑 드럼 표면에 부착시키고 그로부터 직물을 크레이핑시키며, 여기서 크레이핑된 직물은 피크 및 밸리를 가지며;
약 90% 초과의 피크 및 약 10% 미만의 밸리가 처리 조성물을 함유하도록 직물을 가교결합성 라텍스 중합체를 포함하는 처리 조성물로 코팅하는 것을 포함한다.
일부 실시태양에서, 직물은 크레이핑하는 동안 패턴형성된 표면에 의해 지지된다. 추가로, 직물은 크레이핑 드럼 표면과 맞물리도록 약 50 내지 약 350 파운드/선 인치 (pli)(8.9 내지 62.3 kg/cm)의 압력에서 및 일부 실시태양에서 약 150 내지 약 250 pli(26.7 내지 44.5 kg/cm)의 압력에서 압착될 수 있다. 크레이핑 접착제가 또한 직물을 크레이핑 드럼 표면에 용이하게 부착시키기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 측면을 아래에서 보다 상세하게 설명할 것이다.
당업자에 대한 그의 최량의 방식을 포함하여 본 발명의 전체적이고 실시가능한 개시 내용은 첨부 도면을 참고로 하여 본원 명세서의 나머지에 보다 구체적으로 제시된다.
도 1은 본 발명의 한 실시태양에 따른 수력으로 엉킨 직물의 형성 공정의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시태양에 따른 직물의 크레이핑 공정의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시태양에 따른 텍스쳐드 직물의 코팅 공정의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시태양에 따른 피크 및 밸리를 갖는 텍스쳐드 직물의 투시도이다.
도 5는 실시예 1에 따라 형성된 처리된 텍스쳐드 직물의 단면의 현미경사진이다.
본원 명세서 및 도면에서 참조 부호의 반복 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징부 또는 부재를 제시하기 위한 것이다.
본 발명을 그의 하나 이상의 예가 아래에서 제시되는 그의 특정 실시태양과 관련하여 상세하게 설명할 것이다. 각 예는 본 발명을 설명하기 위해 제시하는 것으로서, 본 발명을 제한하고자 한 것이 아니다. 실제로, 당업계의 숙련인은 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 다양한 변형 및 변경이 가능함을 분명하게 알 것이다. 예를 들어, 한 실시태양의 일부로서 설명 또는 예시되는 특징부는 다른 실시태양과 함께 사용되어 추가의 실시태양을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부되는 특허청구항의 범위 및 그의 균등물 내에 포함되는 상기 변형 및 변화를 포함하는 것이다.
<정의>
본원에서 사용되는 용어 "부직웹"은 개별 섬유 또는 쓰레드 (thread)가 편성 직물에서와 같이 확인할 수 있는 방식이 아닌 상태로 인터레이잉 (interlaying)되어 있는 구조를 갖는 웹을 의미한다. 부직웹은 예를 들어 멜트블로운 웹, 스펀본드 웹, 카디드 웹 등을 포함한다.
본원 명세서에서 사용되는 용어 "스펀본드 웹"은 직경이 작은 실질적으로 연속적인 섬유로부터 형성된 부직웹을 의미한다. 섬유는 용융 열가소성 물질을 방사구의 다수개의 미세한, 일반적으로 원형인 모세관으로부터 필라멘트로서 압출시킨 다음, 압출된 섬유의 직경을 예를 들면 배출 연신 (eductive drawing) 및(또는) 다른 공지된 스펀본딩 메카니즘에 의해 급격하게 감소시킴으로써 형성된다. 스펀본드 웹의 제조는 예를 들어 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제4,340,563호 (아펠 (Appel) 등)과 미국 특허 제3,692,618호 (도쉬너 (Dorschner) 등), 미국 특허 제3,802,817호 (마쓰끼 (Matsuki) 등), 미국 특허 제3,338,992호와 제3,341,394호 (키니 (Kinney)), 미국 특허 제3,502,763호 (하트만 (Hartman)), 미국 특허 제3,502,538호 (레비 (Levy)), 미국 특허 제3,542,615호 (도보 (Dobo) 등) 및 미국 특허 제5,382,400호 (파이크 (Pike) 등)와 같은 특허에 설명 및 예시되어 있다. 스펀본드 섬유는 이들이 수집 표면에 침적될 때 점착성이 없다. 스펀본드 섬유의 직경은 때때로 약 40 미크론 미만일 수 있고, 종종 약 5 내지 약 20 미크론이다.
본원 명세서에 사용되는 용어 "멜트블로운 웹"은 용융 섬유로서 복수의 미세한, 통상 원형의 다이 모세관을 통해 집중 고속 기체(예를 들어, 공기) 스트림 내로 압출시킴으로써 용융 열가소성 물질의 섬유를 가늘게 하여 그의 직경을 마이크로섬유 직경일 수 있는 직경으로 감소시킨 섬유로 형성된 부직웹을 의미한다. 그 후, 멜트블로운 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되고, 수집 표면상에 침적되어 무질서한 멜트블로운 섬유의 웹이 형성된다. 그러한 공정은, 예를 들어 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제3,849,241호 (부틴 (Butin) 등)에 개시되어 있다. 일부 예에서, 멜트블로운 섬유는 연속 또는 불연속일 수 있고, 일반적으로 직경이 10 미크론보다 작고, 수집 표면상에 쌓일 때 일반적으로 점착성인 마이크로섬유일 수 있다.
본원 명세서에서 사용된 용어 '펄프'는 목질 및 비목질 식물과 같은 천연 자원으로부터의 섬유를 말한다. 목질 식물에는 예를 들어 낙엽수 및 침엽수가 포함된다. 비목질 식물에는 예를 들어 면, 아마, 에스파르토 그라스 (esparto grass), 밀크위드 (milkweed), 밀짚, 황마, 대마 및 바가스가 포함된다.
본원 명세서에서 사용된 용어 "저평균 섬유 길이 펄프"란, 상당량의 단섬유 및 비섬유 입자를 함유하는 펄프를 말한다. 많은 2차 목재 섬유 펄프는 저평균 섬유 길이 펄프로 간주될 수 있다. 그러나, 2차 목재 섬유 펄프의 품질은 재생 섬유의 품질 및 이전의 가공 유형 및 양에 따라 좌우된다. 저평균 섬유 길이 펄프는 예를 들어 카자니 (Kajaani) 섬유 분석기 모델 번호 FS-100 (핀란드 카자니 소재의 카자니 오이 일렉트로닉스 (Kajaani Oy Electronics))와 같은 광학적 섬유 분석기로 측정시에 약 1.2 mm 미만의 평균 섬유 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 저평균 섬유 길이 펄프는 약 0.7 내지 1.2 mm의 평균 섬유 길이를 가질 수 있다. 일례의 저평균 섬유 길이 펄프에는 원시 (virgin) 경목 펄프, 및 사무처리 폐지, 신문 용지 및 판지 폐품과 같은 자원으로부터의 2차 섬유 펄프가 포함된다.
본원 명세서에서 사용된 용어 "고평균 섬유 길이 펄프"는 비교적 소량의 단섬유 및 비섬유 입자를 함유하는 펄프를 말한다. 고평균 섬유 길이 펄프는 특정한 비2차 (즉, 원시) 섬유로부터 형성될 수 있다. 선별된 2차 섬유 펄프는 또한 고평균 섬유 길이를 가질 수도 있다. 고평균 섬유 길이 펄프는 예를 들어 카자니 섬유 분석기 모델 번호 FS-100 (핀란드 카자니 소재의 카자니 오이 일렉트로닉스)와 같은 광학적 섬유 분석기로 측정시에 약 1.5 mm가 넘는 평균 섬유 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 고평균 섬유 길이 펄프는 약 1.5 내지 약 6 mm의 평균 섬유 길이를 가질 수 있다. 목재 섬유 펄프인 고평균 섬유 길이 펄프의 일례에는 표백 및 비표백된 원시 연목 섬유 펄프가 포함된다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 "피크" 및 "밸리", 즉 융기 및 침강 구역을 갖는 텍스쳐드 직물에 관한 것이다. 예를 들어, 한 실시태양에서, 텍스쳐드 직물은 스펀본드 부직웹과 펄프 섬유로부터 형성된 수력으로 엉킨 복합재 직물이다. 텍스쳐드 직물의 피크는 처리 조성물로 코팅되어 다양한 유익한 특성을 갖는 직물을 제공한다. 예를 들어, 처리 조성물은 직물 상에 코팅될 때 섬유 또는 섬유의 대역이 린트로서 표면으로부터 부서지는 것을 방지하는 박막층을 섬유 표면 상에 형성하는 라텍스 중합체를 함유할 수 있다. 추가로, 코팅은 피크에만 도포되므로, 밸리는 라텍스 중합체가 없는 상태로 유지될 수 있고 비코팅된 직물의 흡수도를 실질적으로 유지할 수 있다.
A. 텍스쳐드 직물
텍스쳐드 직물은 적어도 하나의 부직웹을 포함한다. 부직웹 (천공되거나 천공되지 않은)의 예는 스펀본디드 웹, 멜트블로운 웹, 본디드 카디드 웹, 에어-레이드 웹, 코폼 (coform) 웹, 수력으로 엉킨 웹 등을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 부직웹은 다양한 상이한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 부직웹을 형성하기 위해 사용될 수 있는 적합한 중합체의 일부 예는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드 뿐만 아니라 다른 용융-방적성 (spinnable) 및(또는) 섬유 형성 중합체를 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 본 발명의 실시에서 사용될 수 있는 폴리아미드는 그의 공중합체 및 혼합물을 포함한 당업계의 숙련인에게 공지된 임의의 폴리아미드일 수 있다. 폴리아미드의 예 및 이들의 합성 방법은 문헌 ["Polyamide Resins", Don E. Floyd (Library of Congress Catalog number 66-20811, Reinhold Publishing, NY, 1966)]에서 찾을 수 있다. 특히 유용한 시판 폴리아미드는 나일론-6, 나일론 66, 나일론-11 및 나일론-12이다. 이들 폴리아미드는 특히 엠서 인더스트리즈 (Emser Industries, 사우쓰 캐롤라이나주 섬터 소재) (GRILON & GRILAMID 나일론) 및 아토켐 인크. 폴리머스 디비젼 (Atochem, Inc. Polymer Division, 뉴저지주 글렌 록 소재) (RILSAN 나일론)와 같은 많은 공급처로부터 입수가능하다. 많은 폴리올레핀이 섬유 생산에 이용가능하다. 예를 들어, 다우 케미칼 (Dow Chemical)의 ASPUN 6811A LLDPE (선형 저밀도 폴리에틸렌), 2553 LLDPE 및 25355 및 12350 고밀도 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌이 적합한 중합체이다. 섬유 형성 폴리프로필렌은 엑손 케미칼 컴퍼니 (Exxon Chemical Company)의 ESCORENE PD 3445 폴리프로필렌 및 히몬트 케미칼 컴퍼니 (Himont Chemical Co.)의 PF-304를 포함한다. 상기 나열된 것 외에 수많은 다른 적합한 섬유 형성 폴리올레핀이 또한 상업적으로 이용가능하다.
부직웹을 형성하기 위해 사용된 물질은 연속 섬유, 스테이플 섬유 등의 형태일 수 있다. 예를 들어, 연속 섬유는 공지의 부직 압출 공정, 예를 들어, 공지의 용매 스피닝 (spinning) 또는 멜트-스피닝 공정에 의해 생산할 수 있다. 한 실시태양에서, 부직웹은 스펀본드 공정에 의해 형성된 연속 멜트-스펀 섬유를 함유한다. 스펀본드 섬유는 임의의 용융-방적성 중합체, 그의 공중합체 또는 블렌드로부터 형성될 수 있다. 부직웹을 형성하기 위해 사용된 섬유의 데니어는 또한 다양할 수 있다. 예를 들어, 하나의 특정 실시태양에서, 부직웹을 형성하기 위해 사용된 폴리올레핀 섬유의 데니어는 약 6 미만, 일부 실시태양에서 약 3 미만, 일부 실시태양에서 약 1 내지 약 3이다.
요구되지는 않지만, 부직웹을 형성하기 위해 사용된 섬유의 일부 또는 전부는 또한 웹의 내구성, 강도, 감촉 및(또는) 다른 성질을 개선시키기 위해 결합될 수 있다. 예를 들어, 부직웹은 열, 초음파, 접착제에 의해 및(또는) 기계적으로 결합될 수 있다. 일례로서, 부직웹은 수많은 작은 분리된 결합점 (point)을 갖도록 점 결합될 수 있다. 예시적인 점 결합 공정은 하나 이상의 층을 가열된 롤 (roll), 예를 들어 조각된 (engraved) 패턴형성된 롤 및 제2 결합 롤 사이를 통과시키는 것을 포함하는 열 점 결합이다. 조각된 롤은 웹이 그의 전체 표면에 걸쳐 결합되지 않도록 몇몇 방식으로 패턴형성되고, 제2 롤은 평탄하거나 패턴형성될 수 있다. 그 결과, 기능적 및 심미적 이유로 조각된 롤에 대한 다양한 패턴이 개발되었다. 예시적인 결합 패턴은 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제3,855,046호 (한센 (Hansen) 등), 제5,620,779호 (레비 (Levy) 등), 제5,962,112호 (헤이네스 (Haynes) 등), 제6,093,665호 (사요비츠 (Sayovitz) 등), 미국 의장 등록 제428,267호 (로마노 (Romano) 등) 및 미국 의장 등록 제390,708호 (브라운 (Brown))에 기재된 것들을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다.
원하는 경우, 총 결합 면적 및 결합 밀도는 생성되는 직물의 텍스쳐를 최적화하도록 선택될 수 있다. 구체적으로, 제시된 총 결합 면적에 대해, 보다 작은 결합 밀도는 보통 보다 큰 결합점으로 해석되고, 이는 웹의 텍스쳐를 향상시키지만 강도를 감소시킬 수 있다. 마찬가지로, 보다 큰 결합 밀도는 보통 보다 작은 결합점으로 해석되고, 이는 웹의 강도를 향상시키지만 텍스쳐를 감소시킬 수 있다. 이들 인자의 균형을 맞추기 위해, 총 결합 면적은 예를 들어 약 30% 미만 (통상의 광학 현미경법으로 측정할 때)일 수 있는 한편, 결합 밀도는 약 100 결합/제곱인치(6.45 cm2)보다 클 수 있다. 일부 실시태양에서, 부직웹은 약 2% 내지 약 30%의 총 결합 면적 및(또는) 약 250 내지 약 500 핀 (pin) 결합/제곱인치(6.45 cm2)의 결합 밀도를 가질 수 있다. 일부 실시태양에서, 총 결합 면적 및(또는) 결합 밀도의 상기한 조합은 평탄한 앤빌 (anvil) 롤에 완전히 접촉할 때 약 30% 미만의 총 결합 표면적을 제공하는 약 100 핀 결합/제곱인치(6.45 cm2) 초과의 핀 결합 패턴과 부직웹을 결합시켜 달성될 수 있다. 일부 실시태양에서, 결합 패턴은 평탄한 앤빌 롤에 접촉할 때 약 250 내지 약 350 핀 결합/제곱인치(6.45 cm2)의 핀 결합 밀도 및(또는) 약 10% 내지 약 25%의 총 결합 표면적을 가질 수 있다.
추가로, 부직웹은 또한 연속 솔기 또는 패턴에 의해 결합될 수 있다. 추가의 예로서, 부직웹은 시트의 둘레를 따라 또는 단순히 엣지에 인접한 웹의 폭 또는 횡방향 (CD)을 가로질러 결합될 수 있다. 다른 결합 기술, 예를 들어 열 결합 및 라텍스 함침 (impregnation)의 조합이 또한 이용될 수 있다. 별법으로 및(또는) 부가적으로, 수지, 라텍스 또는 접착제는 예를 들어 분무 또는 인쇄에 의해 부직웹에 도포되고 건조되어 원하는 결합을 제공할 수 있다. 또 다른 적합한 결합 기술은 그 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제5,284,703호 (에버하르트 (Everhart) 등), 제6,103,061호 (앤더슨 (Anderson) 등) 및 제6,197,404호 (바로나 (Varona))에 기재되어 있다.
일부 실시태양에서, 부직웹은 또한 다른 물질 및(또는) 층들과 합해져서 텍스쳐드 직물을 형성할 수 있다. 예를 들어, 부직웹은 다른 부직웹층과 합해져서 다층 부직 라미네이트를 형성할 수 있다. 적합한 라미네이트 물질은 예를 들어 스펀본드/멜트블로운/스펀본드 (SMS) 라미네이트 및 스펀본드/멜트블로운 (SM) 라미네이트를 포함할 수 있다. SMS 라미네이트는 이동하는 형성 벨트 상에 스펀본드 웹층, 멜트블로운 웹층 및 다른 스펀본드층을 순차적으로 침적시키고, 그 후 라미네이트를 결합시켜 제조될 수 있다. 별법으로, 웹층은 개별적으로 제조되고, 롤에서 수집되어, 별개의 결합 단계에서 합해질 수 있다. 상기 라미네이트의 기초 중량은 일반적으로 약 0.1 내지 12 온스/제곱야드 (osy)(3.4 내지 408 gsm), 일부 실시태양에서 약 0.5 내지 약 3 osy(17 내지 102 gsm), 일부 실시태양에서 약 0.5 내지 약 1.5 osy(17 내지 51 gsm)이다. 예를 들어, SMS 라미네이트의 멜트블로운층의 기초 중량은 약 0.3 osy(10.2 gsm) 미만, 일부 실시태양에서 약 0.2 osy(6.2 gsm) 미만, 일부 실시태양에서 약 0.1 osy 내지 약 0.15 osy(3.4 내지 5.1 gsm)일 수 있다. 적합한 SMS 라미네이트의 다양한 예는 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제4,041,203호 (브록 (Brock) 등), 미국 특허 제5,213,881호 (티몬스 (Timmons) 등); 미국 특허 제5,464,688호 (티몬스 등); 미국 특허 제4,374,888호 (본스래거 (Bornslaeger)); 미국 특허 제5,169,706호 (콜리어 (Collier) 등), 및 미국 특허 제4,766,029호 (브록 등)에 개시되어 있다. 또한, 시판 SMS 라미네이트는 킴벌리-클라크 코포레이션 (Kimberly-Clark Corporation)으로부터 상표명 Spunguard (등록상표) 및 Evolution(등록상표)로 입수할 수 있다.
추가로, 탄성 라미네이트가 또한 이용될 수 있다. 탄성 라미네이트는 층들 중 적어도 하나가 탄성 중합체의 특성을 갖도록 함께 결합된 층들을 포함할 수 있다. 탄성 라미네이트에 사용된 탄성 물질은 필름으로 형성되는 물질, 예를 들어 미세다공성 필름; 섬유상 웹, 예를 들어 멜트블로운 섬유 또는 스펀본드 섬유로부터 제조된 웹; 포움 (foam) 등으로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 한 실시태양에서, 탄성 라미네이트는 "넥-본디드 (neck-bonded)" 라미네이트일 수 있다. "넥-본디드" 라미네이트는 하나의 층은 넥킹된 (necked) 비-탄성 층이고 다른 층은 탄성층인 적어도 2개의 층을 갖는 복합재 물질을 의미한다. 그에 의해 생성된 라미네이트는 횡방향에서 탄성인 물질이다. 넥-본디드 라미네이트의 일부 예는 모두 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제5,226,992호, 제4,981,747호, 제4,965,122호 및 제5,336,545호 (모두 모먼 (Morman))에 기재되어 있다.
탄성 라미네이트는 또한 "연신 결합된 (stretch-bonded)" 라미네이트일 수 있으며, 이는 한 층은 주름가능 (gatherable) 층이고 다른 층은 탄성층인 적어도 2개의 층을 갖는 복합재 물질을 의미한다. 층들은 탄성층이 연신된 상태일 때 함께 연결되어, 층들의 이완시에 주름가능 층이 주름지게 된다. 예를 들어, 하나의 탄성 부재는 탄성 부재가 그의 이완된 길이의 적어도 약 25% 신장하는 동안 다른 부재에 결합될 수 있다. 상기 다층 복합재 탄성 물질은 비탄성층이 완전히 신장될 때까지 연신될 수 있다. 하나의 적합한 종류의 연신 결합된 라미네이트는 스펀본디드 라미네이트, 예를 들어 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제4,720,415호 (반더빌렌 (VanderWielen) 등)에 개시된 것이다. 다른 적합한 종류의 연신 결합된 라미네이트는 연속 섬유 스펀본디드 라미네이트, 예를 들어 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제5,385,775호 (라이트 (Wright))에 개시된 것이다. 예를 들어, 라이트는 (1) 적어도 한 층의 엘라스토머성 멜트블로운 섬유 및 상기 엘라스토머성 멜트블로운 섬유의 적어도 일부에 내생적으로 (autogenously) 결합된 적어도 한 층의 엘라스토머성 필라멘트를 갖는 이방성 (anisotropic) 탄성 섬유상 웹, 및 (2) 주름가능 층이 이격된 위치들 사이에서 주름지도록, 이방성 탄성 섬유상 웹에 이격된 위치에서 연결된 적어도 하나의 주름가능 층을 포함하는 복합 탄성 물질을 개시하였다. 주름가능 층은 탄성 웹이 연신된 상태일 때 탄성 섬유상 웹에 연결되어, 탄성 웹이 이완할 때, 주름가능 층은 이격된 결합 위치들 사이에서 주름진다. 다른 복합재 탄성 물질은 모두 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제4,789,699호 (키퍼 (Kieffer) 등), 제4,781,966호 (테일러 (Taylor)), 제4,657,802호 (모먼) 및 제4,655,760호 (모먼 등)에 기재되고 개시되어 있다.
한 실시태양에서, 탄성 라미네이트는 넥킹된 연신 결합된 라미네이트일 수 있다. 본원에서 사용될 때 넥킹된 연신 결합된 라미네이트는 넥-본디드 라미네이트 및 연신 결합된 라미네이트의 조합물로부터 제조된 라미네이트로서 정의된다. 넥킹된 연신 결합된 라미네이트의 예는 모두 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제5,114,781호 및 제5,116,662호에 개시되어 있다. 특히 유리하게, 넥킹된 연신 결합된 라미네이트는 기계 및 기계 교차 방향 모두에서 연신성일 수 있다.
다수의 층을 포함하는 외에, 텍스쳐드 직물은 또한 부직웹과 다른 섬유 성분과의 복합재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 특정한 실시태양에서, 부직웹은 당업계에 공지된 임의의 다양한 엉킴 기술 (예, 수력, 공기, 기계적 등)을 이용하여 다른 섬유 성분과 엉키게 된다. 예를 들어, 일부 실시태양에서, 부직웹은 수력 엉킴을 이용하여 셀룰로직 섬유와 일체형으로 엉키게 된다. 섬유 성분은 생성되는 직물의 임의의 원하는 양으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시태양에서, 섬유 성분은 직물의 약 50 중량% 초과, 일부 실시태양에서 직물의 약 60 중량% 내지 약 90 중량%로 포함될 수 있다. 마찬가지로, 일부 실시태양에서, 부직웹은 직물의 약 50 중량% 미만, 일부 실시태양에서 직물의 약 10% 내지 약 40 중량%으로 포함될 수 있다.
사용될 때, 섬유 성분은 셀룰로직 섬유 (예, 펄프, 열기계적 펄프, 합성 셀룰로직 섬유, 개질 셀룰로직 섬유 등) 및 다른 종류의 섬유 (예, 합성 스테이플 섬유)를 함유할 수 있다. 적합한 셀룰로직 섬유원의 몇몇 예는 원시 목질 섬유, 예를 들어 열기계적, 표백된 및 비표백된 연목 및 경목 펄프를 포함한다. 사무처리 폐지, 신문용지, 갈색 포장지 원료 (stock), 판지 폐품 등으로부터 얻은 것과 같은 2차 또는 재생 섬유가 또한 사용될 수 있다. 추가로, 식물성 섬유, 예를 들어 마닐라삼, 아마, 밀크위드, 면, 개질 면, 면 린터 (linter)가 또한 사용될 수 있다. 또한, 합성 셀룰로직 섬유, 예를 들어, 레이온 및 비스코스 레이온이 사용될 수 있다. 개질 셀룰로직 섬유가 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 섬유 물질은 탄소 사슬을 따라 히드록실기를 적절한 라디칼 (예, 카르복실, 알킬, 아세테이트, 니트레이트 등) 로 치환하여 형성된 셀룰로즈의 유도체를 포함할 수 있다.
펄프 섬유는 고평균 섬유 길이 펄프, 저평균 섬유 길이 펄프, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 고평균 섬유 길이 펄프 섬유는 평균 섬유 길이가 약 1.5 mm 내지 약 6 mm일 수 있다. 상기 섬유의 일부 예는 노던 (northern) 연목, 서던 (southern) 연목, 미국삼나무, 연필향나무, 솔송나무, 소나무 (예, 서던 파인), 가문비나무속나무 (예, 가문비나무), 이들의 조합물 등을 포함할 수 있지만 이로 제한되지는 않는다. 예시적인 고평균 섬유 길이 목질 펄프는 킴벌리-클라크 코포레이션으로부터 상표명 "Longlac 19"으로 입수가능한 것을 포함한다.
저평균 섬유 길이 펄프는 예를 들어 특정 원시 경목 펄프 및 예를 들어, 신문용지, 재생 판지 및 사무처리 폐지와 같은 원료로부터의 2차 (즉, 재생) 섬유 펄프일 수 있다. 경목 섬유, 예를 들어 유칼립투스, 단풍나무, 자작나무, 사시나무포플러 (aspen) 등이 또한 사용될 수 있다. 저평균 섬유 길이 펄프 섬유는 평균 섬유 길이가 약 1.2 mm 이하, 예를 들어, 0.7 mm 내지 1.2 mm일 수 있다. 고평균 섬유 길이 및 저평균 섬유 길이 펄프의 혼합물은 상당 비율의 저평균 섬유 길이 펄프를 함유할 수 있다. 예를 들어, 혼합물은 약 50 중량% 이상의 저평균 섬유 길이 펄프와 약 50 중량% 미만의 고평균 섬유 길이 펄프를 함유할 수 있다. 하나의 예시적인 혼합물은 75 중량% 저평균 섬유 길이 펄프와 약 25 중량% 고평균 섬유 길이 펄프를 함유한다.
상기한 바와 같이, 비-셀룰로직 섬유가 또한 섬유 성분에 사용될 수 있다. 사용할 수 있는 적합한 비-셀룰로직 섬유의 몇몇 예는 폴리올레핀 섬유, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유, 폴리비닐 아세테이트 섬유 및 그의 혼합물을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 일부 실시태양에서, 비-셀룰로직 섬유는 예를 들어 평균 섬유 길이가 약 0.1 인치 내지 약 1 인치(2.5 내지 25.4 mm) 및 일부 실시태양에서 약 0.125 인치 내지 약 0.75 인치(3.2 내지 19.1 mm)인 스테이플 섬유일 수 있다. 비-셀룰로직 섬유가 사용될 때, 섬유 성분는 약 80 중량% 내지 약 90 중량%의 셀룰로직 섬유, 예를 들어 연목 펄프 섬유 및 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 비-셀룰로직 섬유, 예를 들어 폴리에스테르 또는 폴리올레핀 스테이플 섬유를 함유할 수 있다.
소량의 습식-강도 수지 및(또는) 수지 결합제를 강도 및 내마모성을 개선시키기 위해 셀룰로직 섬유 성분에 첨가할 수 있다. 가교결합제 및(또는) 수화제를 또한 펄프 혼합물에 첨가할 수 있다. 해리제 (debonding agent)를 펄프 혼합물에 첨가할 수 있다. 예를 들어, 직물의 약 0.1 중량% 내지 약 4 중량%의 양으로 특정 결합제를 첨가하면 또한 측정된 정적 및 동적 마찰 계수를 감소시키고 복합재 직물의 내마모성을 개선시키는 것으로 보인다.
도 1을 살펴보면, 섬유 성분 (예, 셀룰로직 섬유)을 부직웹과 수력 엉킴시키기 위한 본 발명의 하나의 실시태양을 도시한다. 도시된 바와 같이, 섬유상 슬러리는 통상의 제지 헤드박스 (headbox) (12)에 운반되어, 여기서 슬루스 (sluice) (14)를 통해 통상의 형성 직물 또는 형성 표면 (16) 상으로 침적된다. 원하는 경우, 형성 표면 (16)은 생성되는 직물의 텍스쳐를 증진시키도록 3차원 윤곽 (contour)을 가질 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 사용될 수 있는 몇몇 적합한 형성 직물은 알바니 인터내셔날 (Albany International)로부터 입수가능한 Albany 84M 및 94M; Asten 856, 866, 892, 934, 939, 959 또는 937; Asten Synweve Design 274 (모두 아스텐 포밍 패브릭스, 인크. (Asten Forming Fabrics, Inc., 미국 위스콘신주 애플톤 소재)로부터 입수가능함)을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 다른 적합한 형성 직물은 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제6,120,640호 (린드세이 (Lindsay) 등) 및 제4,529,480호 (트로칸 (Trokhan))에 기재되어 있을 수 있다.
섬유상 물질의 현탁액은 통상의 제지 공정에 사용된 임의의 농도 (consistency)를 가질 수 있다. 예를 들어, 현탁액은 물에 현탁된 약 0.01 내지 약 1.5 중량%의 섬유상 물질을 함유할 수 있다. 이어서, 섬유상 물질의 현탁액으로부터 물을 제거하여 섬유상 물질의 균일한 층, 즉 셀룰로직 섬유층 (18)을 형성한다.
부직웹 (20)은 회전 공급 롤 (22)로부터 풀리고, 스택 (stack) 롤러 (28 및 30)에 의해 형성된 S-롤 배열 (26)의 닙 (nip) (24)를 통해 통과한다. 이어서, 부직웹 (20)을 통상의 수력 엉킴 기계의 유공성 (foraminous) 엉킴 표면 (32) 상에 놓이고, 여기서 셀룰로직 섬유층 (18)이 부직웹 (20) 상에 놓인다. 유공성 엉킴 표면 (32)는 예를 들어 메쉬 크기가 약 8 x 8 내지 약 100 x 100인 단일 평면 메쉬일 수 있다. 유공성 엉킴 표면 (32)는 또한 메쉬 크기가 약 50 x 50 내지 약 200 x 200인 다겹 (multi-ply) 메쉬일 수 있다. 일부 실시태양에서, 생성되는 복합재 직물 (36)의 텍스쳐를 더욱 증진시키기 위해, 유공성 엉킴 표면 (32)는 특정 패턴을 가질 수 있다. 예를 들어, 하나의 바람직한 메시 물질은 알바니 인터내셔날으로부터 상표명 FormTech 14 Wire로 입수할 수 있다. 상기 와이어는 14-C Flat Warp 14 x 13 메쉬, 단층 직포로서 설명될 수 있다. 날실은 0.88 mm x 0.57 mm의 폴리에스테르이다. 슈트 (shute) 스트랜드는 0.89 mm 폴리에스테르이다. 평균 캘리퍼스 (caliper)는 0.057 인치(1.5 mm)이고 개방 면적은 27.8%이다.
셀룰로직 섬유층 (18) 및 부직웹 (20)은 하나 이상의 수력 엉킴 다기관 (manifold) (34) 아래로 통과하고 셀룰로직 섬유상 물질을 부직웹 (20)의 섬유와 엉키도록 만들기 위해 유체의 제트로 처리된다. 요구되지는 않지만, 셀룰로직 섬유층 (18)이 부직웹 (20)과 수력 엉킴 다기관 (34) 사이에 있는 것이 대개 바람직하다. 유체의 제트는 또한 셀룰로직 섬유를 부직웹 (20) 내로 및 부직웹을 통해 운반하여 복합재 직물 (36)을 형성한다. 별법으로, 수력 엉킴은 셀룰로직 섬유층 (18) 및 부직웹 (20)이 습식-레이잉 (wet-laying)이 일어나는 동일한 유공성 스크린 (예, 메쉬 직물) 상에 있는 동안 일어날 수 있다. 본 발명은 또한 건조된 셀룰로직 섬유상 시트를 부직웹 상에 겹쳐놓고, 건조된 시트를 특정 농도로 재수화시킨 다음, 재수화된 시트를 수력 엉킴시키는 것을 고려한다. 수력 엉킴은 셀룰로직 섬유층 (18)이 물로 고도로 포화되는 동안 일어날 수 있다. 예를 들어, 셀룰로직 섬유층 (18)은 수력 엉킴 직전에 약 90 중량% 이하의 물을 함유할 수 있다. 별법으로, 셀룰로직 섬유층 (18)은 에어-레이드 또는 건조-레이드 층일 수 있다.
수력 엉킴은 예를 들어 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제3,485,706호 (에반스 (Evans))에 기재된 것과 같은 통상의 수력 엉킴 장비를 사용하여 달성할 수 있다. 수력 엉킴은 예를 들어 물과 같은 임의의 적절한 작업 유체를 사용하여 수행할 수 있다. 작업 유체는 유체를 일련의 개별 홀 (hole) 또는 구멍 (orifice)으로 균등하게 분포시키는 다기관을 통해 유동한다. 이들 홀 또는 구멍은 직경 약 0.003 내지 약 0.015 인치(0.076 내지 0.38 mm)일 수 있고, 각 열에 임의의 수, 예를 들어, 인치(25.4 mm)당 30-100의 구멍을 갖는 하나 이상의 열로 배열될 수 있다. 예를 들어, 0.007-인치(0.178-mm) 직경 구멍, 30 홀/인치(25.4 mm) 및 1 열의 홀을 갖는 스트립 (strip)을 함유하는 다기관 (허니콤 시스템즈 인코포레이티드 (Honeycomb Systems Incorporated, 미국 메인주 비드포드 소재) 제품)을 사용할 수 있다. 그러나, 많은 다른 다기관 배치 및 조합이 사용될 수 있음을 또한 이해해야 한다. 예를 들어, 단일 다기관이 사용될 수 있거나 몇 개의 다기관이 연속적으로 배열될 수 있다. 더욱이, 요구되지는 않지만, 수력 엉킴 동안 대개 사용되는 유체 압력은 약 1000 내지 약 3000 psig(6.9×106 내지 2.1×107 Pa), 일부 실시태양에서 약 1200 내지 약 1800 psig(8.3×106 내지 1.2×107 Pa)이다. 예를 들어, 상기한 압력의 상한 범위에서 가공될 때, 복합재 직물 (36)은 약 1000 피트/분 (fpm)(304.8 m/min) 이하의 속도에서 가공될 수 있다.
유체는 유공성 엉킴 표면 (32)에 의해 지지되는 셀룰로직 섬유층 (18) 및 부직웹 (20)에 부딪칠 수 있다. 많은 물 제트 처리 공정에서 일반적인 바와 같이, 진공 슬롯 (slots) (38)이 하이드로-니들링 (hydro-needling) 다기관 바로 아래 또는 엉킴 다기관 하류의 유공성 엉킴 표면 (32) 아래에 위치하여 과잉의 물이 수력으로 엉킨 복합재 물질 (36)로부터 제거될 수 있다. 임의의 특정 이론에 매이지는 않지만, 부직웹 (20) 상에 놓인 셀룰로직 섬유층 (18)에 직접 부딪치는 작업 유체의 원통형 제트는 상기 섬유를 부직웹 (20) 내의 섬유의 매트릭스 또는 네트워크 내로 및 부분적으로 그를 통해 운반시키는 기능을 수행하는 것으로 생각된다. 유체 제트 및 셀룰로직 섬유층 (18)이 부직웹 (20)과 상호작용할 때, 셀룰로직 섬유층 (18)은 또한 부직웹 (20)의 섬유와 엉키고, 또한 서로 엉키게 된다. 섬유를 엉킴시키는 외에, 작업 유체의 원통형 제트는 또한 생성되는 직물의 텍스쳐를 증진시킬 수 있다.
이어서, 유체 제트 처리 후, 생성되는 복합재 직물 (36)은 압축 (compressive) (예, 양키 (Yankee) 건조기) 및(또는) 비압축 (예, 통기 건조, 적외선, 마이크로파 등) 건조 기술을 이용하여 임의로 건조될 수 있다. 유용한 통건 방법은 예를 들어 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제5,048,589호 (쿡 (Cook) 등); 제5,399,412호 (수달 (Sudall) 등); 제5,510,001호 (허만스 (Hermans) 등); 제5,591,309호 (루고브스키 (Rugowski) 등); 및 제6,017,417호 (웹트 (Wendt) 등)에서 찾을 수 있다.
하나의 특정한 실시태양에서, 복합재 직물 (36)은 습식 크레이핑된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 복합재 직물 (36)을 수력 니들링 (needling) 벨트로부터 건조기 드럼 (46) (예, 양키 건조기)로 전달하기 위해 상이한 속도의 픽업 (pickup) 롤 (40)을 사용할 수 있다. 구체적으로, 지지 표면 (50) (예, 직물 또는 벨트)은 복합재 직물 (36)을 건조기 드럼 (46)의 상부 위로 운반한다. 지지 표면 (50)은 생성되는 복합재 직물 (36)의 텍스쳐를 향상시키기 위해 몇몇 방식으로 패턴형성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시태양에서, 지지 표면 (50)은 약 10 내지 약 200 기계 방향 (MD) 너클 (knuckle)/인치(25.4 mm) (메쉬) 및 약 10 내지 약 200 횡방향 (CD) 스트랜드/인치(25.4 mm) (카운트 (count))를 함유하는 윤곽이 형성된 (contoured) 지지 직물일 수 있다. 상기 스트랜드의 직경은 예를 들어 약 0.050 인치(1.3 mm) 미만일 수 있다. 추가로, 일부 실시태양에서, MD 너클의 최고 지점과 CD 너클 최고 지점 사이의 거리는 약 0.001 인치 내지 약 0.03 인치(0.025 내지 0.76 mm)이다. 이들 2개의 수준 사이에서, 너클은 궁극적으로 복합재 직물 (36)에 부여되는 3차원 피크/밸리 외관을 토포그래피 (topography)에 제공하는 MD 및(또는) CD 스트랜드에 의해 형성될 수 있다. 상기 윤곽이 형성된 지지 직물의 몇몇 시판 예는 Asten 934, 920, 52B 및 Velostar V800 (아스텐 포밍 패브릭스, 인크. 제품)를 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 상기 윤곽이 형성된 직물의 다른 예는 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제6,017,417호 (웬트 등) 및 제5,492,598호 (허만스 등)에 설명되어 있을 수 있다.
지지 표면 (50) 상에 있는 동안, 평탄하든 패턴형성되든 복합재 직물 (36)은 그의 습기 함량 및(또는) 2개의 표면 중 보다 평탄한 것에 대한 선호도 때문에 부착하는 건조기 드럼 (46)과 맞물리도록 (engagement) 프레스 롤 (49)에 의해 가볍게 압착된다. 보다 높은 습기 함량은 때때로 보다 텍스쳐드 직물을 생성시킬 수 있다. 습기 함량은 약 1 중량% 내지 약 20 중량%일 수 있다. 몇몇 경우, 부착을 향상시키기 위해 하기하는 바와 같은 크레이핑 접착제가 복합재 직물 (36) 또는 크레이핑 드럼 표면 (44)에 도포될 수 있다. 프레스 롤 (49)는 강철, 알루미늄, 마그네슘, 황동 또는 경질 우레탄과 같은 다양한 물질로 제조될 수 있다. 일부 실시태양에서, 프레스 롤 (49)의 표면은 생성되는 직물의 텍스쳐를 향상시키도록 조절될 수 있다. 예를 들어, 프레스 롤 (49)는 당업계에 잘 공지된 바와 같이 패턴형성된 표면을 갖거나 패턴형성된 직물로 감싸질 수 있다. 패턴형성된 표면은 복합재 직물 (36)의 "롤 측면", 즉, 프레스 롤 (49)에 대면하는 복합재 직물 (36)의 측면 상에 피크를 부여하도록 사용될 수 있다. 프레스 롤 (49)는 복합재 직물 (36)을 건조기 드럼 (46)에 대해 다양한 압력에서 압착할 수 있다. 롤 압력은 생성되는 직물의 텍스쳐를 증진시키도록 최적화될 수 있다. 예를 들어, 지지 표면 (50) 및(또는) 프레스 롤 (49)이 패턴형성될 때, 생성되는 직물의 텍스쳐는 복합재 직물 (36)을 건조기 드럼 (46)에 대해 압착시키기 위해 보다 큰 롤 압력을 사용하여 향상될 수 있다. 물론, 롤 압력은 복합재 직물 (36)의 내구성 및 강도를 유지하기에 충분히 낮도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시태양에서, 롤 압력은 약 50 파운드/선 인치 (pli) 내지 약 350 pli(8.9 내지 62.3 kg/cm), 일부 실시태양에서 약 100 내지 약 300 pli(17.8 내지 53.4 kg/cm), 일부 실시태양에서 약 150 내지 약 250 pli(26.7 내지 44.5 kg/cm)일 수 있다.
복합재 직물 (36)이 크레이핑 드럼 표면 (44) 위로 운반될 때, 복합재 직물 (36)에 열이 부여되고 대부분의 습기는 대개 증발된다. 이어서 복합재 직물 (36)은 임의로 크레이핑 블레이드 (47)에 의해 크레이핑 드럼 표면 (44)로부터 제거된다. 즉, 블레이드 (47)은 크레이핑 드럼 표면 (44)에 부착하는 복합재 직물 (36)의 부분에 일련의 미세한 접힘선 (fold line) (크레이프 바 (bar))을 부여한다. 물론, 다른 크레이핑 기술을 또한 본 발명에서 이용할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시태양에서, 복합재 직물 (36)은 "마이크로크레이핑 (microcreping)" 공정을 이용하여 크레이핑될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 적합한 마이크로크레이핑 공정은 모두 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제3,260,778호 (월튼 (Walton)); 제4,919,877호 (파슨스 (Parsons) 등); 제5,102,606호 (에이크 (Ake) 등); 제5,498,232호 (숄즈 (Scholz)); 및 제5,972,039호 (허니컷 (Honeycutt) 등)에 기재되어 있다. 상업적으로 이용가능한 마이크로크레이핑 장비는 미크렉스 코포레이션 (Micrex Corporation, 미국 매사추세츠주 월폴 소재)로부터 입수할 수 있다.
습식 크레이핑에 추가하여 또는 그 대신, 직물은 건식 크레이핑 공정 (예, 단일 리크레이핑 (SRC), 이중 리크레이핑 (DRC) 등)으로 처리될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 적합한 건식 크레이핑 기술은 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제3,879,257호 (젠타일 (Gentile) 등); 제6,315,864호 (앤더슨 (Anderson) 등); 및 제6,500,289호 (머커 (Merker) 등)에 기재되어 있다. 예를 들어, 도 2를 살펴보면, 본 발명에 따라 직물을 건식 크레이핑하기 위한 한 방법을 예시한다. 도시된 바와 같이, 복합재 직물 (36)은 와이어 또는 직물과 같은 지지 표면 (85) 상에 배치된다. 상기 설명한 바와 같이, 지지 표면 (85)는 평탄하거나 패턴형성될 수 있다.
지지 표면 (85) 상에 있는 동안, 복합재 직물 (36)은 접착제 도포 스테이션 (54)을 통해 통과한다. 상기 접착제 도포 스테이션 (54)는 평탄한 고무 프레스 롤 (64) 및 패턴형성된 금속 로토그라비어 (rotogravure) 롤 (62)에 의해 형성된 닙을 포함한다. 로토그라비어 롤 (62)의 하부 횡단 부분을 크레이핑 접착제를 함유하는 배쓰 (bath) (65)에 배치한다. 광범위한 크레이핑 접착제가 본 발명에 사용될 수 있다. 예를 들어, 사용할 수 있는 몇몇 적합한 접착제는 수계 스티렌 부타디엔 접착제, 네오프렌, 폴리비닐 클로라이드, 비닐 공중합체, 폴리아미드, 에틸렌 비닐 삼원 공중합체 및 이들의 조합물을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 특히 적합한 하나의 접착제는 노베온 인크. (Noveon, Inc.)에서 상표 HYCAR로 시판되는 아크릴릭 중합체 에멀젼이다.
복합재 직물 (36)의 접착제 피복율 (coverage)은 다양한 수준의 크레이핑을 얻도록 선택될 수 있으며, 이는 또한 다양한 수준의 텍스쳐를 생성시킬 수 있다. 예를 들어, 보다 큰 접착제 피복율은 보다 많은 정도의 크레이핑을 생성시킬 수 있으며, 이는 다시 보다 큰 텍스쳐드 물질을 생성시킨다. 그럼에도 불구하고, 너무 높은 정도의 크레이핑은 때때로 직물의 강도를 원하는 수준 미만으로 감소시킬 수 있다. 따라서, 이들 문제를 균형맞추기 위해, 접착제 피복율은 약 5% 내지 약 95%의 직물 표면, 일부 실시태양에서 약 10% 내지 약 70%의 직물 표면, 일부 실시태양에서 약 25% 내지 약 50%의 직물 표면일 수 있다. 접착제는 또한 도포되는 위치에서 복합재 직물 (36)을 관통할 수 있다. 특히, 일부 위치에서 보다 많거나 보다 적은 접착제 관통이 있을 수 있지만 접착제는 약 10% 내지 약 50%의 직물 두께를 관통할 수 있다.
도 2를 살펴보면, 로토그라비어 롤 (62)는 크레이핑 접착제의 조각된 패턴을 복합재 직물 (36)의 한 표면에 적용시킨다. 복합재 직물 (36)은 임의로 접착제가 부분적으로 건조되거나 경화되는 건조 스테이션 (도시하지 않음)을 통해 통과할 수 있다. 건조 스테이션은 당업계에 공지된 임의의 형태의 가열 유닛, 예를 들어 적외선 열, 마이크로파 에너지, 열기 등에 의해 전압이 가해지는 오븐을 포함할 수 있다. 이어서, 복합재 직물 (36)은 프레스 롤 (67)에 의해 크레이핑 드럼 (60)과 부착 접촉하도록 압착된다. 상기 설명한 바와 같이, 프레스 롤 (67)의 패턴 및(또는) 압력은 생성되는 복합재 직물 (36)의 텍스쳐를 최적화하도록 변할 수 있다. 크레이핑 드럼 (60)에 대해 압착된 후, 복합재 직물 (36)은 크레이핑 드럼 (60)의 표면 (66) 상에서 일정 거리로 운반된 다음 크레이핑 블레이드 (68)의 작용에 의해 그로부터 제거된다.
복합재 직물 (36)의 다른 측면은 제1 크레이핑 스테이션이 우회되던 그렇지 않던 상관없이 제2 크레이핑 스테이션을 사용하여 크레이핑시킬 수 있다. 제2 접착제 도포 스테이션 (73)은 평탄한 고무 프레스 롤 (74), 로토그라비어 롤 (72), 및 제2 접착제를 함유하는 배쓰 (75)로 예시된다. 상기 접착제는 반드시 제1 접착제가 제1 측면에 도포되는 것과 동일한 패턴일 필요는 없지만 패턴 배열로 복합재 직물 (36)에 또한 도포된다. 2개의 패턴이 동일하더라도, 2개의 패턴을 서로 정합시킬 필요는 없다. 또한, 동일하거나 상이한 접착제가 제2 접착제 도포 스테이션 (73)에서 도포될 수 있다. 로토그라비어 롤 (72)는 크레이핑 접착제의 조각된 패턴을 복합재 직물 (36)의 한 표면에 도포한다. 이어서, 복합재 직물 (36)은 프레스 롤 (77)에 의해 크레이핑 드럼 (70)과 부착 접촉하도록 압착된다. 드럼 (70)에 대해 압착된 후, 복합재 직물 (36)은 드럼 (70)의 표면 (76) 상에서 일정 거리로 운반된 다음 크레이핑 블레이드 (78)의 작용에 의해 그로부터 제거된다. 크레이핑된 후, 직물은 임의로 냉각 스테이션 (80)을 통해 통과하고 처리 조성물로 코팅하기 전에 보관 롤 (82) 상에 감길 수 있다.
본 발명은 습식 및(또는) 건식 크레이핑을 사용하면 크레이핑 드럼 표면에 부착하는 직물의 부분에 일련의 접힘선을 부여하여 직물의 텍스쳐를 향상시킬 수 있음을 밝혀내었다. 상기한 바와 같이, 부여된 텍스쳐의 수준은 접착 수준 및 직물에 인가된 압력을 조절하여 향상될 수 있다. 텍스쳐드 효과는 크레이핑 블레이드의 기하학 및 크레이핑된 후 직물에 대한 드로 (draw)의 양을 선택적으로 조절하여 추가로 향상될 수 있다. 직물에 텍스쳐를 제공하는 것에 추가하여, 크레이핑은 또한 직물에 함유된 임의의 펄프 섬유를 부풀리고 흩어지게 하여, 연화도 (softness) 및 벌크를 증가시킬 수 있다. 크레이핑은 또한 기계 및(또는) 기계 교차 방향에서 웹의 연신가능성을 향상시킬 수 있다.
복합재 직물 (36)에 선택된 성질을 부여하기 위해 다른 마무리 (finishing) 단계 및(또는) 후처리 공정을 사용하는 것이 또한 바람직할 수 있다. 예를 들어, 연신의 향상 및(또는) 균일한 외관 및(또는) 특정 촉각 성질의 제공을 위해 복합재 직물 (36)은 캘린더 (calender) 롤에 의해 가볍게 압착되거나, 브러싱되거나 달리 처리될 수 있다. 하나의 특정한 실시태양에서, 복합재 직물 (36)은 그의 텍스쳐를 추가로 향상시키기 위해 마무리 단계에서 엠보싱처리될 수 있다. 패턴은 직물의 한 면 또는 양면 모두에 엠보싱처리될 수 있다. 예를 들어, 직물은 패턴형성되거나 평탄한 프레스 롤과 융기 패턴을 포함하는 엠보싱 롤 사이에서 눌릴 수 있다.
생성된 텍스쳐드 직물의 기초 중량은 약 20 내지 약 200 그람/제곱미터 (gsm), 일부 실시태양에서 약 30 내지 약 175 그람/제곱미터, 일부 실시태양에서 약 50 gsm 내지 약 150 gsm일 수 있다. 보다 낮은 기초 중량의 제품은 대개 경량용 와이퍼로서 사용하기에 적합한 한편, 보다 큰 기초 중량의 제품은 산업용 와이퍼로서 사용하기에 보다 더 적합하다.
B. 처리 조성물
일부 실시태양에서, 처리 조성물은 경화성 라텍스 중합체를 함유하는 수성 조성물이다. 상기 조성물의 다양한 예는 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제5,853,859호 (레비 (Levy) 등)에 기재되어 있다. 직물에 도포되고 건조될 때, 처리 조성물은 많은 일반적인 세정 화학물질에 노출된 후에도 색상견뢰도를 유지한다. 예를 들어, 코팅된 직물은 건조될 때 pH가 약 2 내지 약 13인 액체에 노출될 때 3이 넘는 색상견뢰도를 보유할 수 있다.
처리 조성물의 라텍스 중합체는 실온에서 또는 약간 승온에서 가교결합성이고, 주변 기후 조건에서 안정하며 경화될 때 비교적 가요성일 수 있다. 그러한 라텍스 중합체의 예는 에틸렌 비닐 아세테이트 중합체, 에틸렌 비닐 클로라이드 중합체, 스티렌-부타디엔 중합체, 아크릴레이트 중합체 및 스티렌-아크릴레이트 공중합체 등을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 상기 라텍스 중합체의 유리 전이 온도 (Tg)는 약 -15℃ 내지 약 +20℃ 범위일 수 있다. 하나의 적합한 시판 라텍스 중합체는 노베온 인크. (미국 오하이오주 클리블렌드 소재)로부터 상표명 HYCAR 26084로 입수가능하다. 다른 시판 라텍스 중합체는 HYCAR 2671, 26445, 26322, 26684 및 26469 (노베온 인크.); RHOPLEX B-15, HA-8 및 NW-1715 (롬 앤 하스 (Rohm & Haas); BUTOFAN 4261 및 STYRONAL 4574 (바스프 (BASF, 미국 테네시주 샤타누가 소재))를 포함한다.
다양한 경화 촉진제가 라텍스 중합체와 함께 사용될 수 있다. 요구되지는 않지만, 경화 촉진제는 조성물에서 라텍스 중합체의 가교결합을 촉진시킬 수 있다. 일부 실시태양에서, 경화 촉진제는 실온 또는 실온보다 약간 높은 온도에서 가교결합을 촉진할 수 있어서, 직물은 경화하는 동안 그의 용융 온도를 넘어 가열되지 않는다. 하나의 특정한 실시태양에서, 경화 촉진제는 중성 또는 산성인 pH에서 활성으로 될 수 있어서, 혼합 및 도포하는 동안 조성물이 8을 넘는 pH에서 유지되도록 한다. 조성물의 경화전 pH는 암모니아와 같은 소멸성 (fugitive) 알칼리를 사용하여 8 이상으로 유지된다. 소멸성 알칼리는 실온에서 건조시키거나, 별법으로 증발 속도를 증가시키기 위해 약간 가열하여 제거될 때까지 용액 중에 남는다. 어떠한 경우에도, 경화 온도는 직물의 용융 온도 미만의 온도일 수 있다. 알칼리의 손실은 조성물의 pH를 떨어뜨려 경화 촉진제의 작용을 촉발시킨다. 본 발명에서 사용될 수 있는 일부 경화 촉진제의 예는 XAMA-2, XAMA-7 및 CX-100 (미국 오하이오주 클리블렌드 소재의 노베온 인크.로부터 상업적으로 입수가능함)을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 다른 적합한 경화 촉진제는 CHEMTITE PZ-33 (니뽄 쇼쿠바이 컴퍼니 (Nippon Shokubai Co., 일본 오사까 소재)로부터 입수가능함)이다. 이들 물질은 적어도 2개의 아지리딘 관능기를 갖는 아지리딘 올리고머 또는 중합체이다.
라텍스 중합체 및 경화 촉진제와 혼화성인 안료가 또한 사용될 수 있다. 안료는 액체와 반대로 입자형 색상체를 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 시판 안료의 일부 예는 클라리언트 코포레이션 (Clariant Corp., 미국 노스 캐롤라이나주 샬롯데 소재)로부터 상표명 GRAPHTOL(등록상표)으로 입수가능한 안료를 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 특정 안료는 GRAPHTOL 1175-2 (적색), GRAPHTOL 6825-2 (청색), GRAPHTOL 5869-2 (녹색) 및 GRAPHTOL 4534-2 (황색)을 포함한다. 다른 적합한 안료는 CATARENE Blue HC 153 Paste, CATARENE Red HC 269 Paste 및 CATARENE Blue HC 740 Paste (또한 클라리언트 코포레이션으로부터 입수가능함)을 포함한다. 다양한 다른 색상을 제공하기 위해 이들 안료의 조합물이 사용될 수 있다.
안료에 추가로 또는 아마도 안료의 일부 대신에, 점토와 같은 충진제를 팽창제 (extender)로서 사용할 수 있다. 사용할 수 있는 점토는 예를 들어, 엥겔하드 코포레이션 (Englehard Corp., 미국 뉴저지주 이셀린 소재)로부터 입수가능한 ULTRAWHITE 90이다. 처리 조성물의 점도를 감소시키거나 증가시키기 위해 선택적인 점도 개질제가 또한 사용될 수 있다. 그러한 적합한 점도-증가 개질제는 ACRYSOL (RM-8)로서 공지되고 롬 앤 하스 컴퍼니 (Rohm & Haas Company, 미국 펜실배니아주 필라델피아 소재)로부터 입수가능하다. 다른 적합한 점도-증가 개질제는 ZINPOL 520 (노베온 인크.로부터 입수가능한 아크릴릭 중합체)이다. 처리 조성물의 점도를 감소시키기를 원하는 경우, 간단히 물을 첨가할 수 있다. 물을 첨가하는 능력은 본 조성물의 사용의 용이성과 융통성의 한 측면이다.
처리 조성물에 사용된 각 성분의 양은 변할 수 있다. 예를 들어, 라텍스 중합체는 처리 조성물의 약 10 중량% 내지 약 45 중량%, 일부 실시태양에서 약 20 중량% 내지 약 40 중량%, 일부 실시태양에서 약 30 중량% 내지 약 40 중량%을 구성할 수 있다. 추가로, 경화 촉진제는 처리 조성물의 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 일부 실시태양에서 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%, 일부 실시태양에서 약 0.75 중량% 내지 약 2 중량%을 구성할 수 있다. 안료는 처리 조성물은 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 일부 실시태양에서 약 2 중량% 내지 약 15 중량%, 일부 실시태양에서 약 5 중량% 내지 약 10 중량%을 구성할 수 있다. 상기 언급한 바와 같이, 목적하는 점도를 제공하기 위해 조성물의 최종 점도는 점도 개질제로 조정할 수 있다.
C. 처리 조성물의 도포
상기 언급한 바와 같이, 본 발명의 텍스쳐드 직물은 피크 및 밸리를 포함한다. 보다 구체적으로, 한 면만 피크 및 밸리를 포함하는 실시태양도 명백히 본 발명에 포함되지만 각각의 면이 피크 및 밸리를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 4를 살펴보면, 각각 피크 (90) 및 피크 (90)과 상이한 높이에 배치된 밸리 (92)를 갖는 2개의 표면 (97 및 99)을 포함하는 텍스쳐드 복합재 직물 (36)의 한 실시태양이 도시된다. 예시된 바와 같이, 피크 (90)은 복합재 직물 (36)에 대한 사용자 접촉 표면을 규정한다. 밸리 (92)는 사용하는 동안 다른 표면에 접촉하게 되지 않는다. 피크 (90)은 사용하는 동안 각종 다른 표면 (예, 손, 카운터 등)에 접촉하기 때문에, 그 위의 섬유는 복합재 직물 (36)으로부터 빠져나와, 린트를 형성할 수 있다.
따라서, 린트를 감소시키기 위해, 처리 조성물이 복합재 직물 (36)의 피크 (90)에 도포된다. 예를 들어, 일부 실시태양에서 약 90% 초과, 일부 실시태양에서 약 100%의 피크 (90)이 처리 조성물로 코팅된다. 그러나, 복합재 직물 (36)의 흡수도를 유지하기 위해, 밸리 (92)는 소수성일 수 있는 처리 조성물이 없는 상태로 남는 것이 또한 요망된다. 예를 들어, 일부 실시태양에서 약 10% 미만, 일부 실시태양에서 약 0%의 밸리 (92)가 처리 조성물로 코팅된다. 상기 코팅 분포를 달성하기 위해, 75 중량% 이상, 일부 실시태양에서 90 중량% 이상의 처리 조성물이 궁극적으로 텍스쳐드 복합재 직물 (36)의 피크 (90) 상에 배치된다.
상기한 방식으로 처리 조성물을 복합재 직물 (36)의 피크 (90)에 도포하기 위해 다양한 기술이 사용될 수 있다. 도 3을 살펴보면, 처리 조성물을 복합재 직물 (36)의 표면 (97 및(또는) 99)의 피크 (90)에 도포하기 위해 사용될 수 있는 플러드 (flood) 코팅 공정의 한 실시태양 (도 4 참조)을 도시한다. 복합재 직물 (36)의 표면 (97)을 플러드 코팅하기 위해, 예를 들어, 복합재 직물 (36)은 롤 (101)로부터 풀린다. 별법으로, 복합재 직물 (36)은 상기 논의한 바와 같이 건조 또는 크레이핑 조작으로부터 직접 공급될 수 있다. 제1 회전가능 계량 (metering) 롤 (102)를 처리 조성물을 함유하는 배쓰 (104)에 담근다. 축 회전시, 계량 롤 (102)는 배쓰 (104)로부터 처리 조성물을 획득하며, 여기서 계량 롤 (102)의 연속 셀 (cell) (도시하지 않음)이 충진된다. 이어서, 계량 롤 (102)은 처리 조성물을 트랜스퍼 (transfer) 롤 (106)에 전달한다. 복합재 직물 (36)은 처리 조성물이 그 위에 균일하게 배치되어 있는 트랜스퍼 롤 (106)과 앤빌 롤 (108) 사이의 간극을 통해 통과한다. 복합재 직물 (36)의 피크 (90)은 트랜스퍼 롤 (106)을 향해 돌출하여 접촉한다.
복합재 직물 (36)이 트랜스퍼 롤 (106)과 앤빌 롤 (108) 사이의 간극을 통해 통과할 때, 처리 조성물은 복합재 직물 (36)의 피크 (90)에만 도포된다. 트랜스퍼 롤 (106)은 앤빌 롤 (108)에 대해 놓이는 복합재 직물 (36)의 밸리 (92)에 접촉하지 않는다. 따라서, 처리 조성물은 밸리 (92)에 거의 또는 전혀 도포되지 않는다. 도포시, 처리 조성물은 통상의 건조기 (103)으로 건조될 수 있고, 몇몇 경우 이는 알칼리를 제거하여 조성물의 pH를 떨어뜨리고 경화 촉진제를 활성화시킨다. 처리 조성물은 또한 상기한 방식으로 제2 계량 롤 (122), 제2 배쓰 (124), 제2 트랜스퍼 롤 (126) 및 제2 앤빌 롤 (128)을 사용하여 복합재 직물 (36)의 표면 (99) 상의 피크 (90) 상에 플러드 코팅될 수 있다. 상기 추가의 처리 조성물은 또한 건조기 (105)를 사용하여 건조될 수 있다. 이어서 처리된 복합재 직물 (36)은 롤 (107)에 감길 수 있다. 다른 적합한 코팅 장비 및 방법은 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제5,085,514호 (말릭 (Mallik) 등); 제5,922,406호 (루드포드 (Ludford) 3세); 및 제6,299,729호 (헤쓰 (Heath) 등)에 또한 기재되어 있다.
단지 표면의 특정 백분율을 코팅하는 "패턴 인쇄"와 대조적으로, 상기 설명한 바와 같이 코팅 기술은 피크 (90)에 의해 규정되는 전체 사용자 접촉 표면을 균일하게 코팅할 수 있다. 더욱이, 복합재 직물 (36)의 흡수도를 유지하기 위해, 밸리 (92)는 실질적으로 코팅되지 않은 상태로 남는다. 이는 피크 (90)만이 코팅 공정 동안 트랜스퍼 롤 (106)에 접촉하기 때문에 달성되며, 따라서 처리 조성물은 상기 피크에만 도포된다. 본 방식으로 표면을 균일하게 코팅하기 위한 다른 기술이 또한 본 발명에서 이용할 수 있다. 예를 들어, 전체 사용자 접촉 표면에 코팅을 도포하기 위해 공지의 그라비어, 오프셋 (offset), 플렉소 및 사이즈 (size) 인쇄 설비를 또한 본 발명에서 사용할 수 있다.
처리 조성물의 고형분 추가 수준 및 깊이 백분율은 원하는 대로 상이할 수 있다. "고형분 추가 수준"은 비처리 직물의 중량을 처리된 직물의 중량 (건조 후)으로부터 빼고, 상기 계산된 중량을 비코팅된 직물의 중량으로 나눈 다음, 100%를 곱하여 결정된다. 깊이 백분율은 코팅의 깊이를 직물 (코팅된 및 비코팅된)의 총 캘리퍼스로 나누고, 100%를 곱하여 결정된다. 보다 작은 추가 수준 및 깊이 백분율은 최적 흡수도를 제공할 수 있는 한편, 보다 큰 추가 수준 및 깊이 백분율은 최적 린트 감소 및 내구성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시태양에서, 추가 수준은 약 0.1% 내지 약 20%, 일부 실시태양에서 약 0.1% 내지 약 10%, 일부 실시태양에서 약 0.5% 내지 약 5%이다. 추가로, 코팅의 깊이 백분율은 약 1% 내지 약 30%, 일부 실시태양에서 약 1% 내지 약 20%, 일부 실시태양에서 약 5% 내지 약 15%일 수 있다.
본 발명은 하기 실시예를 참고하여 보다 잘 이해될 수 있다. 다음 시험법을 실시예에서 사용하였다.
시험법
겔보 (Gelbo) 린트: 제시된 샘플에 대한 린트의 양은 겔보 린트 시험에 따라 결정하였다. 겔보 린트 시험은 연속 굽힘 (flexing) 및 비틀림 (twisting) 이동시에 직물로부터 이탈된 입자의 상대적인 수를 측정한다. 이는 INDA 시험법 160. 1-92에 따라 수행된다. 샘플을 굽힘 챔버에 넣는다. 샘플이 굽혀지는 동안, 레이저 입자 계수기 (counter)에서 계수하기 위해 1 세제곱피트(2.83×10-2 m3)/분으로 챔버로부터 공기를 뺀다. 입자 계수기는 입자를 크기에 의해 입자를 크기별로 분류하기 위해 채널 (channel)을 사용하여 25 미크론 미만 또는 초과로 계수한다. 결과는 10회 연속 30초에 걸쳐 계수된 총 입자, 10회 계수 기간 중 하나에서 달성된 최대 농도 또는 10회 계수 기간의 평균으로서 기록할 수 있다. 시험은 물질의 린트 발생 가능성 (potential)을 나타낸다.
테이버 ( Taber ) 내마모성: 테이버 내마모성은 제어된 회전 문지르기 (rubbing) 작용에 의해 생성된 직물의 파괴 측면에서 내마모성을 측정한다. 내마모성은 본원에서 달리 설명하는 것을 제외하고는 Method 5306, Federal Test Methods Standard No. 191A에 따라 측정한다. 시료를 마모하기 위해 단일 휠 (wheel)만을 사용한다. 12.7 x 12.7-cm 시료를 마모 헤드 상에 고무 휠 (No. H-18) 및 각각의 아암 상에 500 g 균형추를 갖는 테이버 표준 마모기 (모델 번호 E-140-15 시료 홀더 (holder)를 갖는 모델 번호 504)의 시료 플랫폼에 클램핑한다. 파괴 강도에서의 손실은 내마모성을 결정하기 위한 기준으로서 사용되지 않는다. 결과를 얻고 실패 (failure)에 대한 마모 사이클로 기록하며, 여기서 실패는 1.25-cm 홀이 직물 내에 생성된 지점에 발생하는 것으로 간주하였다.
흡수능 (Absorption Capacity): 흡수능은 일정 기간에 걸쳐 액체를 흡수하는 물질의 능력을 의미하며 그의 포화점에서 물질에 의해 포획된 액체의 총량에 관련된다. 흡수능은 산업용 및 공공 시설용 타월 및 와이핑 페이퍼에 대해 Federal Specification No. UU-T-595C에 따라 측정된다. 구체적으로, 흡수능은 액체의 흡수에 의한 샘플의 중량 증가를 측정하여 결정되며 다음 식에 따라 샘플의 중량으로 나눈 흡수된 액체의 중량 (%)로서 표현한다:
흡수능 = [(포화된 샘플 중량-샘플 중량)/샘플 중량] x 100.
색상견뢰도: 색상견뢰도는 크로킹 (crocking) 시험에 대한 색상견뢰도에 의해 결정될 때 샘플로부터 착색된 물질의 이동을 의미한다. 크로킹에 대한 색상견뢰도는 샘플의 5-인치 x 7-인치 (127 mm x 178 mm) 조각을 아틀라스 일렉트릭 디바이스 컴퍼니 (Atlas Electric Device Company, 미국 일리노이주 시카고 소재)로부터 입수가능한 크록미터 (Crockmeter) 모델 내로 넣어 측정한다. 크록미터는 면직물을 고정량의 힘으로 샘플을 가로질러 소정 횟수 (본원의 시험에서 횟수는 30회였다)로 앞뒤로 비비거나 문지른다. 이어서 샘플로부터 면직물로 전달된 색상을, 5는 면직물 상에 색상이 없는 것을 나타내고 1은 면직물 상에 다량의 색상이 존재함을 나타내는 스케일 (scale)에 비교한다. 보다 높은 수는 보다 색상견뢰성인 샘플을 나타낸다. 비교 스케일은 American Association of Textile Chemists and Colorists (AATCC) (미국 노스 캐롤라이나주 리써치 트라이앵글 파크 소재)로부터 입수가능하다.
그랩 (Grab) 인장 강도: 그랩 인장 시험은 단방향 스트레스에 노출될 때 직물의 파단 강도의 측정치이다. 본 시험은 당업계에 공지되어 있으며 Federal Test Methods Standard 191A의 Method 5100의 내역에 따른다. 결과는 파단에 대한 파운드로서 표현한다. 보다 높은 수는 보다 강한 직물을 나타낸다. 그랩 인장 시험에서는 각 죠 (jaw)가 샘플과 접촉하는 페이싱 (facing)을 갖는 2개의 죠를 각각 갖는 2개의 클램프 (clamp)를 사용한다. 클램프는 물질을 동일면에, 보통 수직으로 3 인치 (76 mm) 떨어뜨려 유지하고 특정 신장 속도로 이격시켜 이동시킨다. 그랩 인장 강도에 대한 값은 1 인치 (25 mm) x 1 인치의 죠 페이싱 크기 및 300 mm/분의 일정 신장 속도에서, 4 인치 (102 mm) x 6 인치 (152 mm)의 샘플 크기를 사용하여 얻는다. 직물 내의 인접 섬유에 의한 추가의 강도와 합해진 클램핑된 폭 내의 섬유의 유효 강도를 대표하는 결과를 제공하기 위해 샘플은 클램프 죠보다 더 넓다. 시료를 예를 들어 신테크 코포레이션 (Sintech Corporation, 미국 노스 캐롤라이나주 캐리 소재)로부터 입수가능한 Sintech 2 시험기, 인스트론 코포레이션 (Instron Corporation, 미국 매사추세츠주 캔톤 소재)으로부터 입수가능한 Instron Model TM 또는 트윙-알버트 인스트루먼트 컴퍼니 (Thwing-Albert Instrument Co., 미국 펜실배니아주 필라델피아 소재)로부터 입수가능한 Thwing-Albert Model INTELLECT II에 클램핑한다. 이는 실제 사용시의 직물 스트레스 조건에 근접하게 시뮬레이션한 것이다. 결과는 3개 시료의 평균으로 기록하고 횡방향 (CD) 또는 기계 방향 (MD)으로 시료를 사용하여 수행할 수 있다.
실시예 1
복합재 직물은 미국 특허 제5,204,703호 (에버하르트 등)에 따라 피크 및 밸리를 갖도록 형성하였다. 구체적으로, 노던 연목 크라프트 펄프 섬유를 알바니 인터내셔날로부터 입수가능한 Albany 84M 형성 와이어 상에 침적시키고, 약 1600 파운드/제곱인치(1.7×107 Pa) 이하의 엉킴 압력으로 폴리프로필렌 스펀본드 웹 (기초 중량 27 g/제곱미터)과 수력으로 엉키게 만들었다. 엉킴 와이어는 알바니 인터내셔날로부터 입수가능한 Form Tech 14이었다. 엉킴 후, 직물을 상품명 "Aerogrip"으로 알바니 인터내셔날로부터 입수가능한 건조 직물에 전달하고 200℉(93℃)의 최대 온도에 도달하도록 건조 캔 (250℉(121℃)의 온도에서)으로 건조시켰다.
이어서 직물을 양키 드럼에 부착된 알바니 인터내셔날로부터 상품명 "Monodril 1"로 입수가능한 양키 와이어에 전달하고, 크레이핑하였다. 사용된 접착제는 에어 프로덕츠, 인크. (Air Products, Inc.)로부터 상품명 "Airflex A-105" (점도 95 cps 및 28% 고형분)로 입수가능한 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체 라텍스 접착제였다. 롤은 직물을 양키 드럼에 대해 200 파운드/선 인치(35.7 kg/cm)의 압력에서 압착하였다. 크레이핑 블레이드 홀더각은 21°이고 연마각은 20°이었다. 생성되는 직물은 기초 중량이 약 125 g/제곱미터이고, 약 40 중량%의 스펀본드 웹 및 약 60 중량%의 펄프 섬유 섬분을 함유하였다.
이어서 다음 조성물을 직물에 도포하였다:
처리 조성물
성분 중량%
Hycar 26684 1 27.40
BubbleBreaker 748 2 0.13
28% 암모니아 0.53
Zinpol 520 3 31.23
GRAPHTOL Red 1116-2ps 1.10
GRAPHTOL Blue 6825-2ps 3.29
XAMA-7 4 0.82
물 35.51
1 노베온 인크.로부터 입수가능한 아크릴릭 라텍스 중합체.
2 씨케이 위트코, 인크. (CK Witco, Inc.)로부터 입수가능한 소포제.
3 노베온 인크.로부터 입수가능한 아크릴릭 점조화제.
4 노베온 인크.로부터 입수가능한 다관능성 아지리딘 경화 촉진제.
조성물은 제시된 양의 라텍스 중합체를 소멸성 알칼리, 본 경우 암모니아와의 수성 혼합물로서 약 9의 pH로 첨가하여 제조하였다. 이어서 제시된 양의 안료를 첨가하고 pH를 재검토하고 필요한 경우 조정하였다. 마지막으로, 경화 촉진제를 첨가하고 점도를 검토하고 점도 조절제로 75 센티포이즈의 최종 경화전 점도로 조정하였다. 조성물의 고형분 추가 수준은 1.0%이었다.
조성물을 도포하기 위해, 도 3에 도시된 플러드 코팅 기술을 이용하였다. 계량 롤 (예, 계량 롤 (102) 및 계량 롤 (122))은 300 셀 (선)/인치(2.54 cm) (그의 표면)을 갖는 조각된 아날록스 (analox) 롤이었다. 제1 계량 롤 (예, 계량 롤 (102))은 Shore A 경도가 55이고 셀 부피가 6.9 BCM (10억 세제곱 마이크로미터)인 한편, 제2 계량 롤 (예, 계량 롤 (122))은 Shore A 경도가 65이고 셀 부피가 6.9 BCM이었다. 코팅된 직물의 한 면의 현미경사진을 도 5에 도시한다. 도시된 바와 같이, 직물 (136)은 피크 (190) 및 밸리 (192)를 포함한다. 밸리 (192)의 보다 밝은 음영 (shade)은 처리 조성물의 부재를 증명하는 한편, 피크 (190)의 보다 어두운 음영은 조성물의 존재를 증명한다.
형성시, 직물의 흡수능 및 색상견뢰도를 상기한 바와 같이 시험하였다. 색상견뢰도를 측정하기 위해, 직물의 샘플을 용액에 담그고 용액 중에 5분 동안 유지시켰다. 이어서 각 샘플을 용액으로부터 꺼내어 아직 젖어있는 동안 크록미터에 넣고 시험 절차에 따라 시험하였다. 추가로, "패턴 인쇄"를 사용하여 처리 조성물로 코팅된 샘플을 또한 시험하였다. 본 샘플에 대해, 조성물은 플렉소 인쇄를 이용하여 직물의 양면에 인쇄하고 실온에서 건조시켰다. 인쇄는 약 48% 인쇄 피복율로 0.4%의 고형분 추가 수준을 각 측면에 도포하였다.
결과를 하기 표 2에 나타낸다.
125 GSM 직물에 대한 시험 결과
샘플 흡수능 (%) 색상견뢰도
플러드 피복

 물 4.4 N/A
Windex(등록상표) 2.5 2.0
조리용 오일 4.9 N/A
2면 패턴 인쇄

 물 4.1 N/A
Windex(등록상표) 2.3 2.0
조리용 오일 4.2 N/A
상기한 바와 같이, 흡수능 및 색상견뢰도는 플러드 코팅 기술을 사용할 때 실질적으로 감소하지 않았다.
실시예 2
복합재 직물은 생성된 직물의 총 기초 중량이 82 g/제곱미터인 것을 제외하고는 실질적으로 실시예 1에서 상기 설명한 바와 같이 피크 및 밸리를 갖도록 형성하였다. 이어서 다음 조성물을 직물에 도포하였다:
처리 조성물
성분 중량%
Hycar 26684 1 32.98
BubbleBreaker 748 2 0.16
28% 암모니아 0.63
Zinpol 520 3 21.58
CATARENE Red HC 269 페이스트 9.13
XAMA-7 4 1.89
물 33.62
1 노베온 인크.로부터 입수가능한 아크릴릭 라텍스 중합체.
2 씨케이 위트코, 인크.로부터 입수가능한 소포제.
3 노베온 인크.로부터 입수가능한 아크릴릭 점조화제.
4 노베온 인크.로부터 입수가능한 다관능성 아지리딘 경화 촉진제.
조성물은 제시된 양의 라텍스 중합체를 소멸성 알칼리, 본 경우 암모니아와의 수성 혼합물로서 약 9의 pH로 첨가하여 제조하였다. 이어서 제시된 양의 안료를 첨가하고 pH를 재검토하고 필요한 경우 조정하였다. 마지막으로, 경화 촉진제를 첨가하고 점도를 검토하고 점도 조절제로 75 센티포이즈의 최종 경화전 점도로 조정하였다. 조성물은 실시예 1의 플러드 코팅 기술을 이용하여 도포하였다. 고형분 추가 수준은 1.8%이었다.
이어서 직물의 각종 성질을 상기한 바와 같이 시험하였다. 추가로, "패턴 인쇄"를 사용하여 처리 조성물로 코팅된 샘플을 또한 시험하였다. 본 샘플에 대해, 조성물은 플렉소 인쇄를 이용하여 직물의 양면에 인쇄하고 실온에서 건조시켰다. 인쇄는 약 48% 인쇄 피복율로 0.7%의 고형분 추가 수준을 각 측면에 도포하였다. 처리 조성물을 함유하지 않는 다른 샘플을 또한 시험하였다.
결과를 하기 표 4에 나타낸다.
82 GSM 직물에 대한 시험 결과
샘플
 색상견뢰도
 MD 그랩
인장 강도
(lbs)		 CD 그랩
인장 강도
(lbs)		 테이버
내연마도
(사이클)		 겔보 린트 물
흡수능 (%)
< 25 미크론 > 25 미크론
플러드
코팅		 Encompass™ 3.0 17.3 13.4 61.4 208 26 3.9
소독제 2.0
Windex™ 2.0
Fantistik™ 2.0
식초 2.0
표백제 3.0
2면 패턴
인쇄		 Encompass™ 3.5 19.1 13.1 64.8 250 51 4.2
소독제 3.0
Windex™ 3.5
Fantistik™ 4.0
식초 3.5
표백제 4.0
비코팅 N/A 16.8 12.1 67.4 260 55 4.6
상기한 바와 같이, 플러드 코팅된 샘플은 그의 다른 성질을 실질적으로 유지하면서 비교적 낮은 린트 수준을 보였다 .
실시예 3
복합재 직물은 생성된 직물의 총 기초 중량이 54 g/제곱미터인 것을 제외하고는 실질적으로 실시예 1에서 상기 설명한 바와 같이 피크 및 밸리를 갖도록 형성하였다. 이어서 다음 조성물을 직물에 도포하였다:
처리 조성물
성분 중량%
Hycar 26684 1 27.40
BubbleBreaker 748 2 0.13
28% 암모니아 0.53
Zinpol 520 3 31.23
GRAPHTOL Red 1116-2ps 1.10
GRAPHTOL Blue 6825-2ps 3.29
XAMA-7 4 0.82
물 35.51
1 노베온 인크.로부터 입수가능한 아크릴릭 라텍스 중합체.
2 씨케이 위트코, 인크.로부터 입수가능한 소포제.
3 노베온 인크.로부터 입수가능한 아크릴릭 점조화제.
4 노베온 인크.로부터 입수가능한 다관능성 아지리딘 경화 촉진제.
조성물은 제시된 양의 라텍스 중합체를 소멸성 알칼리, 본 경우 암모니아와의 수성 혼합물로서 약 9의 pH로 첨가하여 제조하였다. 이어서 제시된 양의 안료를 첨가하고 pH를 재검토하고 필요한 경우 조정하였다. 마지막으로, 경화 촉진제를 첨가하고 점도를 검토하고 점도 조절제로 75 센티포이즈의 최종 경화전 점도로 조정하였다. 조성물은 실시예 1의 플러드 코팅 기술을 이용하여 도포하였다. 고형분 추가 수준은 약 1.8%이었다.
이어서 직물의 각종 성질을 상기한 바와 같이 시험하였다. 추가로, "패턴 인쇄"를 사용하여 처리 조성물로 코팅된 샘플을 또한 시험하였다. 본 샘플에 대해, 조성물은 플렉소 인쇄를 이용하여 직물의 양면에 인쇄하고 실온에서 건조시켰다. 인쇄는 약 48% 인쇄 피복율로 0.7%의 고형분 추가 수준을 각 측면에 도포하였다. 처리 조성물을 함유하지 않는 다른 샘플을 또한 시험하였다.
결과를 하기 표 6에 나타낸다.
54 GSM 직물에 대한 시험 결과
샘플
 겔보 린트 물 흡수능(%)
< 25 미크론 > 25 미크론
플러드 코팅 77.2 15.2 4.3
2면 패턴 인쇄 58.2 12.8 4.5
비코팅 159.2 28.8 5.1
상기한 바와 같이, 플러드 코팅된 샘플은 그의 물 흡수능을 실질적으로 유지하면서 비교적 낮은 린트 수준을 보였다 .
실시예 4
복합재 직물은 생성된 직물의 총 기초 중량이 54 g/제곱미터인 것을 제외하고는 실질적으로 실시예 1에서 상기 설명한 바와 같이 피크 및 밸리를 갖도록 형성하였다. 이어서 다음 조성물을 직물에 도포하였다:
처리 조성물
성분 중량%
Hycar 26684 1 32.98
BubbleBreaker 748 2 0.16
28% 암모니아 0.63
Zinpol 520 3 21.58
CATARENE Blue HC 153 페이스트 9.13
XAMA-7 4 1.89
물 33.62
1 노베온 인크.로부터 입수가능한 아크릴릭 라텍스 중합체.
2 씨케이 위트코, 인크.로부터 입수가능한 소포제.
3 노베온 인크.로부터 입수가능한 아크릴릭 점조화제.
4 노베온 인크.로부터 입수가능한 다관능성 아지리딘 경화 촉진제.
조성물은 제시된 양의 라텍스 중합체를 소멸성 알칼리, 본 경우 암모니아와의 수성 혼합물로서 약 9의 pH로 첨가하여 제조하였다. 이어서 제시된 양의 안료를 첨가하고 pH를 재검토하고 필요한 경우 조정하였다. 마지막으로, 경화 촉진제를 첨가하고 점도를 검토하고 점도 조절제로 75 센티포이즈의 최종 경화전 점도로 조정하였다. 조성물은 실시예 1의 플러드 코팅 기술을 이용하여 도포하였다. 고형분 추가 수준은 약 2.8%이었다.
이어서 직물의 각종 성질을 상기한 바와 같이 시험하였다. 추가로, "패턴 인쇄"를 사용하여 처리 조성물로 코팅된 샘플을 또한 시험하였다. 본 샘플에 대해, 조성물은 플렉소 인쇄를 이용하여 직물의 양면에 인쇄하고 실온에서 건조시켰다. 인쇄는 약 48% 인쇄 피복율로 1.41의 고형분 추가 수준을 각 측면에 도포하였다.
결과를 하기 표 8에 나타낸다.
54 GSM 직물에 대한 시험 결과
샘플 색상견뢰도 (Windex™) 흡수능 (%)
플러드 코팅 1.5 물 4.7
Windex™ 4.2
조리용 오일 6.6
2면 패턴 인쇄 1.0 물 5.1
Windex™ 4.5
조리용 오일 7.2
상기한 바와 같이, 플러드 코팅된 샘플은 낮은 색상견뢰도를 보이고 그의 흡수능을 실질적으로 유지할 수 있었다.
본 발명을 그의 구체적인 실시태양에 관하여 상세히 설명하지만, 당업계의 숙련인은 상기한 내용을 이해할 때 이들 실시태양에 대한 변경, 변동 및 동등물을 쉽게 고안하는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위와 그에 대한 임의의 동등물의 범위로서 평가되어야 한다.

Claims (47)

  1. 크레이핑된 부직웹을 포함하는 텍스쳐드 직물로서, 섬유 성분과 수력으로 엉킨 상기 크레이핑된 부직웹의 복합재이고, 피크 (peak) 및 밸리 (valley)를 함유하는 적어도 하나의 표면을 갖고, 상기 피크 중 90% 초과 및 상기 밸리 중 10% 미만이 라텍스 중합체를 함유하는 처리 조성물로 처리되는 것인 텍스쳐드 직물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피크 중 100%가 상기 처리 조성물로 처리되는 것인 텍스쳐드 직물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 밸리 중 0%가 상기 처리 조성물로 처리되는 것인 텍스쳐드 직물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 처리 조성물의 고형분 추가 수준이 0.1% 내지 20%인 텍스쳐드 직물.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 라텍스 중합체가 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 비닐 클로라이드, 스티렌-부타디엔, 아크릴레이트 및 스티렌-아크릴레이트 공중합체 로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 텍스쳐드 직물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 부직웹이 스펀본드 웹인 텍스쳐드 직물.
  8. 제1항에 있어서, 텍스쳐드 직물이 부직 라미네이트인 텍스쳐드 직물.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 섬유 성분이 셀룰로직 섬유를 함유하는 것인 텍스쳐드 직물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 섬유 성분이 텍스쳐드 직물의 50 중량% 초과로 포함되는 것인 텍스쳐드 직물.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서, 상기 처리 조성물이 안료를 추가로 포함하는 것인 텍스쳐드 직물.
  15. 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제8항, 제10항, 제11항 또는 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유 성분이 펄프 섬유를 포함하는 텍스쳐드 직물.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 부직웹을 포함하는 직물을 형성하고;
    상기 부직웹을 섬유 성분과 수력 엉킴 시키고;
    상기 직물을 크레이핑 드럼 표면에 부착시키고 그로부터 상기 직물을 크레이핑시키며, 여기서 상기 크레이핑된 직물은 피크 및 밸리를 갖고;
    상기 피크 중 90% 초과 및 상기 밸리 중 10% 미만이 가교결합성 라텍스 중합체를 함유하는 처리 조성물을 함유하도록 상기 직물을 상기 처리 조성물로 코팅하는 것을 포함하는, 비교적 낮은 수준의 린트를 발생시키는 제품의 형성 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 피크 중 100%가 상기 처리 조성물을 함유하는 것인 방법.
  25. 제23항에 있어서, 상기 밸리 중 0%가 상기 처리 조성물을 함유하는 방법.
  26. 제23항에 있어서, 상기 처리 조성물의 고형분 추가 수준이 0.5% 내지 5%인 방법.
  27. 제23항에 있어서, 상기 처리 조성물이 경화 촉진제 및 안료를 추가로 포함하는 수성 조성물인 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 경화 촉진제가 적어도 2개의 아지리딘 관능기를 갖는 아지리딘 올리고머인 방법.
  29. 제23항에 있어서, 상기 처리 조성물의 경화전 pH가 소멸성 (fugitive) 알칼리를 사용하여 8을 넘도록 조정된 것인 방법.
  30. 제23항에 있어서, 상기 라텍스 중합체가 실온에서 가교결합성인 방법.
  31. 제23항에 있어서, 상기 가교결합성 라텍스 중합체가 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 비닐 클로라이드, 스티렌-부타디엔, 아크릴레이트 및 스티렌-아크릴레이트 공중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 중합체를 포함하는 것인 방법.
  32. 제23항에 있어서, 상기 부직웹이 스펀본드 웹인 방법.
  33. 제23항에 있어서, 상기 섬유 성분이 상기 직물의 50 중량% 초과로 포함되는 것인 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 섬유 성분이 셀룰로직 섬유를 함유하는 것인 방법.
  35. 제33항에 있어서, 상기 섬유 성분이 상기 직물의 60 중량% 내지 90 중량%로 포함되는 것인 방법.
  36. 삭제
  37. 제23항에 있어서, 상기 직물이 크레이핑 동안 패턴형성된 표면에 의해 지지되는 것인 방법.
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
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