KR101173530B1 - 터프티드 부직포 및 본디드 부직포 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포, 본디드 부직포 및 이들의 제조방법에 관한 것이다. 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포는 다수의 2성분 필라멘트 1과 다수의 2성분 필라멘트 2와의 혼합물을 포함하는 본디드 부직포를 터프팅하는 외장 재료를 포함하며,
(iα) 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 코어를 나타내고 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내거나,
(iβ) 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 사이드 1을 나타내고 성분(12)가 사이드 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내거나,
(iγ) 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 섬을 나타내고 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조를 나타내고,
(ii) 성분(11)은 융점 Tm(11)을 나타내고, 성분(22)는 융점 Tm(22)을 나타내고,
(iii) 성분(12)는 융점 Tm(12)를 나타내고, 성분(21)은 융점 Tm(21)을 나타내고, Tm(12)는 Tm(21)보다 높고,
(iv) 성분(11) 및 성분(22)의 융점과 성분(12)와 성분(21)의 융점은 Tm(11) 및 Tm(22) 둘 다 > Tm(12) > Tm(21)의 관계식을 따르며,
임의로, 외장 재료가 성분(21)의 고화된 용융물에 의해 2성분 필라멘트 2에 결합된다.
터프티드 부직포, 본디드 부직포, 스티치 홀딩 개선, 코어/쉬쓰 구조, 사이드 바이 사이드 구조.

Description

터프티드 부직포 및 본디드 부직포{Tufted nonwoven and bonded nonwoven}
본 발명은 터프티드 부직포, 본디드 부직포, 및 이들의 제조방법 및 용도에 관한 것이다.
국제 공개공보 제WO 00/12800호는 결합제 중합체에 의해 결합된 열가소성 중합체 필라멘트 또는 섬유를 포함하는 부직포 1차 카펫 지지물을 기술하며, 상기 지지물은 특징적인 열가소성 직물층, 특징적인 열가소성 연속층 또는 특징적인 부직포층을 기본적으로 포함하며, 부직포층은 결합제 중합체에 의해 결합된 필라멘트들 또는 섬유들을 포함한다. 상기 1차 카펫 지지물이 터프팅된 경우 스티치 록(스티치 홀딩) 증가가 지지물의 탈층 강도 감소와 함께 관찰된다.
미국 특허 제2002/0144490호는 상이한 특징의 섬유들의 균질 혼합물을 포함하는 섬유들의 웹을 제조하는 섬유 방사 공정을 기술한다. 공통의 코어 중합체와 상이한 쉬쓰 중합체를 갖는 2성분 섬유들은 동일한 다이 플레이트에서 교호 방사구금 오리피스로부터 압출될 수 있다. 개선된 혼합 섬유 기술로부터 형성된 생성물은 다양한 환경에서 고효율 필터, 유합성 필터, 설비를 표기 및 필기하기 위한 저장소, 의료용 및 기타 용도의 액체를 보유 및 전달하도록 설계된 흡상 및 기타 부재, 열 및 습기 교환기 및 기타 다양한 섬유상 매트릭스로서 유용하다.
그러므로, 본 발명의 한 목적은 터프팅 후 탈층 강도가 감소되지 않으면서 스티치 홀딩이 증가된, 터프티드 부직포를 제공하는 부직포의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적은 다음 단계(a) 내지 단계(d)를 포함하는 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포의 제조방법에 의해 달성된다:
(a) 성분(11) 및 성분(12)를 포함하는 다수의 2성분 필라멘트 1을 성분(21) 및 성분(22)를 포함하는 다수의 2성분 필라멘트 2와 혼합하고, 2성분 필라멘트 1이 중복 영역에서 2성분 필라멘트 2와 접촉하는 자체 공지된 방법으로 기본 섬유층을 제조하는 단계(상기 단계에서,
(iα) 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 코어를 나타내고 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내거나,
(iβ) 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 사이드 1을 나타내고 성분(12)가 사이드 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내거나,
(iγ) 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 섬을 나타내고 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조를 나타내고,
(ii) 성분(11)은 융점 Tm(11)을 나타내고, 성분(22)는 융점 Tm(22)을 나타내고, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하거나, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하지 않고,
(iii) 성분(12)는 융점 Tm(12)를 나타내고, 성분(21)은 융점 Tm(21)을 나타내고, Tm(12)는 Tm(21)보다 높고,
(iv) 성분(11) 및 성분(22)의 융점과 성분(12)와 성분(21)의 융점은 Tm(11) 및 Tm(22) 둘 다 > Tm(12) > Tm(21)의 관계식을 따른다),
(b) Tm(12) < Tnp < Tm(11) 및 Tm(22) 둘 다의 관계식에 따르는 부직포 제조 온도 Tnp에서 성분(12)와 성분(21)이 중복 영역에서 용융될 때까지 기본 섬유층을 가열한 다음, Tm(21) 미만으로 냉각시켜 본디드 부직포를 생성시키는 단계,
(c) 본디드 부직포를 외장 재료(face material)로 터프팅하여, 외장 재료와 2성분 필라멘트 1 및 2 사이에 접촉부를 갖는 터프티드 부직포를 생성시키는 단계, 및 임의로
(d) Tm(12) > Ttn > Tm(21)의 관계식에 따르는 온도 Ttn에서 성분(21)이 용융되어 융융된 성분(21)이 외장 재료와 접촉하는 터프티드 부직포를 생성할 때까지 터프티드 부직포를 가열한 다음, Tm(21) 미만으로 부직포를 냉각시켜 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포를 수득하는 단계.
단계(a)(iα)에 따라, 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 코어를 구성하고 성분(12)가 쉬쓰를 구성하는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타낸다. 본 발명의 범위에서, 이는 2성분 필라멘트 1과 2성분 필라멘트 2가 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내거나, 2성분 필라멘트 1이 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내고 2성분 필라멘트 2가 또 다른 2성분 기하구조, 예를 들면, 사이드 바이 사이드 기하구조 또는 바다 내 섬 기하구조를 나타냄을 의미한다. 결과적으로, 2성분 필라멘트 1과 2성분 필라멘트 2가 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내는 경우, 성분(11)은 2성분 필라멘트 1의 코어를 나타내고, 성분(12)는 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰를 나타내고, 성분(22)는 2성분 필라멘트 2의 코어를 나타내고, 성분(21)은 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰를 나타낸다. 그러나, 2성분 필라멘트 1이 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내고 2성분 필라멘트 2가 또 다른 2성분 기하구조, 예를 들면, 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내는 경우, 성분(11)은 2성분 필라멘트 1의 코어를 나타내고, 성분(12)는 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰를 나타내며, 성분(22)는 2성분 필라멘트 2의 사이드 1을 의미하고, 성분(21)은 2성분 필라멘트 2의 사이드 2를 의미한다.
단계(a)(iβ)에 따라, 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 사이드 1을 구성하고 성분(12)가 사이드 2를 구성하는 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타낸다. 본 발명의 범위에서, 이는 2성분 필라멘트 1과 2성분 필라멘트 2가 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내거나, 2성분 필라멘트 1이 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내고 2성분 필라멘트 2가 또 다른 2성분 기하구조, 예를 들면, 코어/쉬쓰 기하구조 또는 바다 내 섬 기하구조를 나타냄을 의미한다. 결과적으로, 2성분 필라멘트 1과 2성분 필라멘트 2가 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내는 경우, 성분(11)은 2성분 필라멘트 1의 사이드 1을 나타내고, 성분(12)는 2성분 필라멘트 1의 사이드 2를 나타내고, 성분(22)는 2성분 필라멘트 2의 사이드 1을 나타내고, 성분(21)은 2성분 필라멘트 2의 사이드 2를 나타낸다. 그러나, 2성분 필라멘트 1이 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내고 2성분 필라멘트 2가 또 다른 2성분 기하구조, 예를 들면, 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내는 경우, 성분(11)은 2성분 필라멘트 1의 사이드 1을 나타내고, 성분(12)는 2성분 필라멘트 1의 사이드 2를 나타내며, 성분(22)는 2성분 필라멘트 2의 코어를 의미하고, 성분(21)은 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰를 의미한다.
단계(a)(iγ)에 따라, 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 섬을 구성하고 성분(12)가 바다를 구성하는 바다 내 섬 기하구조를 나타낸다. 본 발명의 범위에서, 이는 2성분 필라멘트 1과 2성분 필라멘트 2가 바다 내 섬 기하구조를 나타내거나, 2성분 필라멘트 1이 바다 내 섬 기하구조를 나타내고 2성분 필라멘트 2가 또 다른 2성분 기하구조, 예를 들면, 코어/쉬쓰 기하구조 또는 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타냄을 의미한다. 결과적으로, 2성분 필라멘트 1과 2성분 필라멘트 2가 바다 내 섬 기하구조를 나타내는 경우, 성분(11)은 2성분 필라멘트 1의 섬을 나타내고, 성분(12)는 2성분 필라멘트 1의 바다를 나타내고, 성분(22)는 2성분 필라멘트 2의 섬을 나타내고, 성분(21)은 2성분 필라멘트 2의 바다를 나타낸다. 그러나, 2성분 필라멘트 1이 바다 내 섬 기하구조를 나타내고 2성분 필라멘트 2가 또 다른 2성분 기하구조, 예를 들면, 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내는 경우, 성분(11)은 2성분 필라멘트 1의 섬을 나타내고, 성분(12)는 2성분 필라멘트 1의 바다를 나타내며, 성분(22)는 2성분 필라멘트 2의 코어를 의미하고, 성분(21)은 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰를 의미한다.
성분(11):성분(12)의 비와 성분(22):성분(21)의 비율은 5:95 내지 95:5용적%, 바람직하게는 60:40 내지 95:5용적%의 범위일 수 있다. 2성분 필라멘트 1 대 2성분 필라멘트 2의 비는 5:95 내지 95:5중량%, 바람직하게는 60:40중량%의 범위일 수 있다.
편의상, 본 발명의 방법에 의해 수득한 터프티드 부직포의 유리한 특성은, 2성분 필라멘트 1과 2성분 필라멘트 2 둘 다 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내는 a)(iα)에 따르는 양태에서 다음과 같이 설명될 것이다. 이 경우, 온도의 상관관계는 다음과 같다:
- 단계(iii)에서, Tm(쉬쓰 1) > Tm(쉬쓰 2); 및
- 단계(iv)에서, Tm(코어 1) 및 Tm(코어 2) 둘 다 > Tm(쉬쓰 1) > Tm(쉬쓰 2).
본 발명의 방법에 의해 수득된 터프티드 부직포는, 단계(d)에서 외장 재료와 2성분 필라멘트의 쉬쓰 2의 용융물과의 접촉부에서 상기 용융물이 외장 재료를 따라 및/또는 외장 재료 둘레를 유동하기 시작함으로써, 외장 재료와 2성분 필라멘트 2 사이의 접촉부가 증가되기 때문에 스티치 홀딩이 우수하다. 단계(d)에서 Tm(쉬쓰 2) 미만으로 냉각시킴으로써, 상기 확대된 접촉부를 고화시키고 외장 재료와 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰 사이에 강력한 결합력을 제공한다. 본 발명에 따르는 방법의 범위에서, 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰가 용융할 때까지 Ttn에서 가열한다는 것은, 외장 재료와 쉬쓰 2의 용융물과의 접촉부에서, 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰 소정량이 용융하여, Tm(쉬쓰 2) 미만으로 냉각한 후 외장 재료와 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰 사이의 접착력이 이후 기술되는 터프티드 부직포의 목적하는 용도에 맞게 충분히 강함을 의미한다. Ttn이 터프티드 부직포에 적용되는 시간이 쉬쓰 2의 용융물이 외장 재료 둘레를 완전히 유동할 수 있도록 하기에 충분한 경우, Tm(쉬쓰 2) 미만으로 냉각된 후, 고화된 쉬쓰 2 중합체의 루프가 외장 재료를 단단히 밀봉함으로써, 스티치 홀딩을 증가시킨다.
추가로, 본 발명의 방법에 따르는 방법으로부터 수득한 터프티드 부직포는 라미네이트가 아니기 때문에 탈층과 관련된 어떠한 문제도 일으키지 않으면서 본 발명의 방법에 따르는 방법으로부터 터프티드 부직포를 제공한다.
최종적으로, 본 발명의 방법은 다음 이유들로 인해 구조적 일체성을 유지하면서 터프티드 부직포를 제공한다. 단계(b)에서, 2성분 필라멘트 1과 2성분 필라멘트 2의 혼합물은, 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰 1과 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰 2가 중복 영역에서 용융할 때까지 Tnp > Tm(쉬쓰 1)에서 가열한다. 필라멘트의 이러한 중복 영역에서, 스킨 결합이 일어나서 부직포의 구조적 일체성을 제공할 것이다. 단계(d)에서, 터프티드 부직포는 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰 2의 융점보다 높은 온도에서만 가열된다. 결과적으로, 중복 영역에서, 쉬쓰 1은 고체 상태로 남음으로써 터프티드 부직포의 일체성이 유지된다.
본 발명의 방법과 상기 방법으로부터 수득되는 터프티드 부직포의 유리한 특성에 대한 상기 설명을 이해하는 상기 분야의 숙련가들은 2성분 양태에 대한 본 설명을 채택할 수 있으며, 예를 들면, 바다 내 섬 기하구조, 사이드 바이 사이드 기하구조 또는 또 다른 2성분 기하구조를 사용할 것이다. 이러한 모든 양태는 본 발명의 방법의 범위에 속한다.
본 발명의 범위 내에서, 가장 광의로, 스펀본딩되거나 용융취입되거나 자체 공지된 또 다른 기술에 의해 제조될 수 있는 모노필라멘트 또는 멀티필라멘트를 포함하는 용어 "필라멘트"가 사용됨에도 불구하고, 상기 분야의 숙련가들에게는, 보다 짧은 섬유, 예를 들면, 스테이플 섬유가 대신 사용될 수 있다는 것이 명백할 것이며, 이는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다. 용어 "필라멘트"는 단지 편의상 사용하는 것이며, 섬유 길이의 견지에서 제한을 가할 의도는 전혀 없다. 2성분 필라멘트 1 및 2를 형성하는 데 사용될 수 있는 재료는, 본 발명의 방법에서 교시하는 제한에 따르는 소정의 융점 요건을 충족시키는 한 매우 다양한 물질 분류로부터 선택될 수 있다. 예를 들면, 유기 중합체를 포함하는 천연 또는 합성 공급원의 필라멘트가 사용될 수 있으며, 이는 예를 들면 열가소성 중합체, 엘라스토머 또는 열가소성 엘라스토머를 포함한다. 이러한 필라멘트는 생분해성일 수 있다. 추가로, 무기 물질, 예를 들면, 세라믹, 유리 또는 금속을 포함하는 필라멘트가 사용될 수 있다. 본 발명의 방법에서, 중합체 및 특히 열가소성 중합체는 2성분 필라멘트 1 및 2에 사용되는 바람직한 재료이다.
본 발명의 범위에서, 용어 "외장 재료"는, 상기 재료가 사실상 Tm(쉬쓰 1)에서 용융 또는 분해하지 않는 한, 터프팅에 적합한 임의의 재료를 의미한다. 이는, 외장 재료의 융점 또는, 외장 재료가 융점을 나타내지 않는 경우, 분해 온도가 Tm(쉬쓰 1)보다 높음을 의미한다. 상기 외장 재료는 리본, 사, 코드 또는 인공 터프(artificial turf)의 형태이거나 터프팅에 적합한 임의의 기타 형태로 사용될 수 있다.
역시, 편의상, 본 발명에 따르는 방법의 바람직한 양태는 2성분 필라멘트 1 및 2가 둘 다 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내는 a)(iα)에 따르는 양태에서 이후 설명될 것이다. 이 경우, 온도의 상관관계는 다음과 같다:
- 단계(iii)에서, Tm(쉬쓰 1) > Tm(쉬쓰 2); 및
- 단계(iv)에서, Tm(코어 1) 및 Tm(코어 2) 둘 다 > Tm(쉬쓰 1) > Tm(쉬쓰 2).
따라서, 2성분 필라멘트 1 및 2의 코어를 형성하는 중합체의 선정은 단계 a)(iv)에 정의된 쉬쓰 1 및 2의 융점과 연관된 코어 융점에 의해, 그리고 물론 터프티드 부직포의 제조에 유용한 중합체성 2성분 필라멘트의 코어에 필요한 특성에 의해 제한된다. 상기 분야의 숙련가들은 이러한 특성, 예를 들면, 강도, 신도, 모듈러스, 터프팅 적성, 성형 거동, 치수 안정성 등을 인지한다.
따라서, 상응하게 선택된 중합체는 본 발명의 방법의 2성분 필라멘트에 대한 코어로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 동일한 유형의 중합체가 2성분 필라멘트 1 및 2의 코어에 사용될 수 있으며, 이때 2성분 필라멘트 1 및 2에서 코어의 융점은 동일하거나 동일하지 않으며, 후자의 양태는, 예를 들면, 동일한 유형이지만 분자량이 상이한 2개의 중합체에 의해 실현된다. 또는, 두 가지 상이한 유형의 중합체가 동일하거나 상이한 융점을 갖는 2성분 필라멘트 1 및 2의 코어에 사용될 수 있다. 이러한 각각의 양태에서, 2성분 필라멘트 1의 코어 100중량%는 하나의 특정 코어 중합체로 이루어질 수 있다 그러나, 중합체 재료는, 상응하는 2성분 필라멘트의 코어의 100중량% 미만의 양으로 포함하고, 총량 100중량%에 이르게 하는 잔여량으로, 예를 들면, 방사 조제, 충전제, 난연재, UV 억제제, 결정화제, 가소제, 지연제/가속제, 열 안정화제, 항균 첨가제 또는 이들의 조합물을 포함하는 2성분 필라멘트 1 및/또는 2의 코어에 대해 선택되는 것이 가능하다.
그러나, 코어 중합체 함량의 100중량% 미만의 양은 본 발명의 방법에 요구되는 코어 특성이 실현되도록 하기에 충분한 정도로 높아야 한다.
본 발명에 따르는 방법의 바람직한 양태에서, 2성분 필라멘트 1은 성분 11이 코어를 구성하고 성분(12)가 쉬쓰를 구성하는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내며, 2성분 필라멘트 2는 성분(22)가 코어를 구성하고 성분(21)이 쉬쓰를 구성하는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내며, 2성분 필라멘트 1의 코어와 2성분 필라멘트 2의 코어가 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 이미드(PEI), 폴리락트산(PLA) 및 폴리옥시메틸렌(POM)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 열가소성 중합체를 포함한다.
본 발명의 방법에서, 2성분 필라멘트 1에 대한 쉬쓰 중합체의 선정은 단계 a)(iv)에 정의된 바와 같이 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰의 융점 및 코어들의 융점과 관련된 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰의 융점에 의해, 그리고 물론 실질적인 분해 없이, 즉 터프티드 부직포의 제조에 적합한 중합체성 2성분 필라멘트에 필요한 2성분 필라멘트 1 및 2의 쉬쓰의 특성을 실질적으로 저하시키지 않으면서 2성분 필라멘트 1 및 2의 쉬쓰의 용융성에 의해 제한된다. 상기 분야의 숙련가들은 이러한 필요 특성, 예를 들면, 강도, 신도, 모듈러스, 염색성, 피복 특성, 친수성/소수성 밸런스, 적층 특성, 융합 특성 및 결합 강도를 인지한다. 이러한 요구되는 특성들은 단계(b)에서수득되고 단계(d)에서의 냉각 단계 이후 수득되는 본디드 스킨(bonded skin)에 충분히 유지되어야 한다.
따라서, 상응하게 선택된 열가소성 중합체는 본 발명의 방법의 2성분 필라멘트 1 및 2에 대한 쉬쓰로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 동일한 유형의 중합체가 2성분 필라멘트 1 및 2의 쉬쓰에 사용될 수 있으며, 이때 쉬쓰의 융점은, 예를 들면, 상이한 분자량으로 인해 상이하다. 또한, 상이한 유형의 중합체들이 쉬쓰 융점이 상이한 2성분 필라멘트 1 및 2의 쉬쓰에 대해 사용될 수 있다. 이러한 각각의 양태에서, 2성분 필라멘트 1 및/또는 2의 쉬쓰는 특정한 열가소성 중합체 100중량%로 이루어질 수 있다. 그러나, 2성분 필라멘트 1 및/또는 2의 쉬쓰에 맞게 선택된 중합체 재료는 열가소성 중합체를 100중량% 미만으로 포함하며, 총량 100중량%에 이르게 하는 잔여량으로, 예를 들면, 방사 조제, 충전제, 착색제, 결정화제, 지연제/가속제, 안정화제, 가소제 또는 이들의 조합물을 포함한다. 그러나, 쉬쓰 중합체 함량의 100중량% 미만의 양은 본 발명의 방법에 요구되는 쉬쓰 특성이 실현되도록 하기에 충분한 정도로 높아야 한다.
바람직하게는, 2성분 필라멘트의 쉬쓰는 폴리아미드(PA)(예: PA 6), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리부틸렌 테레프탈레이 트(PBT), 폴리락트산(PLA) 및 지방족 폴리에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 열가소성 중합체를 포함한다.
바람직하게는, 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리락트산(PLA), 폴리비닐클로라이드(PVC)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 열가소성 중합체를 포함한다.
본 발명에 따르는 방법의 단계(a)에서 혼합 공정에 대한 다수의 2성분 필라멘트 1 및 2의 선정은, 단계(iii)에 따라 Tm(쉬쓰 1)이 Tm(쉬쓰 2)보다 높은 2성분 필라멘트 1 및 2의 조합물을 생성시킨다. 바람직하게는, Tm(쉬쓰 1)이 Tm(쉬쓰 2)보다 5℃ 이상, 가장 바람직하게는 50℃ 이상 높다.
추가로, 본 발명에 따르는 방법의 단계(a)에서 혼합 공정을 위한 다수의 2성분 필라멘트 1 및 2의 선정은, 단계(iv)에 따라 Tm(코어 1)과 Tm(코어 2) 둘 다가 Tm(쉬쓰 1)보다 높은 2성분 필라멘트의 조합물을 생성시킨다. 바람직하게는, Tm(코어 1)과 Tm(코어 2) 둘 다가 Tm(쉬쓰 1)보다 20℃ 이상 높다.
본 발명의 방법의 바람직한 양태에서, 2성분 필라멘트 1은 Tm(코어)가 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 코어와 Tm(쉬쓰 1)이 220℃인 폴리아미드 6으로 이루어진 쉬쓰를 포함한다.
본 발명의 방법의 특히 바람직한 양태에서, 2성분 필라멘트 1은 Tm(코어)가 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 코어와 Tm(쉬쓰 1)이 220℃인 폴리 아미드 6으로 이루어진 쉬쓰를 포함하며, 2성분 필라멘트 2는 Tm(코어)가 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 코어와 Tm(쉬쓰 2)이 160℃인 폴리프로필렌으로 이루어진 쉬쓰를 포함한다.
단계(c)에 따라, 외장 재료는 본디드 부직포를 터프팅하기 위해 적용된다. 바람직하게는, 본 발명의 방법의 단계(c)에 사용되는 외장 재료는 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리락트산(PLA), 울 및 면으로 이루어진 그룹으로부터 선택되나, 단 이들 중합체의 융점 또는 울 및 면의 분해 온도가 Tm(쉬쓰 1)보다 높아야 한다.
본 발명의 방법의 단계(a)에서 다수의 2성분 필라멘트 1과 다수의 2성분 필라멘트 2의 혼합은, 소정의 혼합 방법이 2성분 필라멘트 1 및 2의 충분히 균질한 혼합물을 제공하기만 한다면 상기 분야의 숙련가들에게 공지된 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다. 본 발명의 범위에서, 용어 "균질한 혼합물"은, 본 발명에 따르는 방법의 단계(a)로부터 생성되는 기본 섬유층의 모든 용적 부분에서, 2성분 필라멘트 1 및 2의 비가 거의 동일함을 의미한다.
바람직하게는, 단계(a)에서 혼합은 합체(assembling)시키거나 크릴에서 혼합시키거나 3성분 스핀 팩으로부터 방사(spinning)시킴으로써 수행된다.
기본 섬유층, 일명 웹의 제조는 상기 목적에 맞게 공지된 임의의 기술, 예를들면, 기계가공, 공기역학가공 또는 습윤 가공을 사용하거나 정전기 시스템을 사용하거나 중합체로부터 웹을 제조하는 공정을 사용하거나 필라멘트 교락의 도움을 받거나 분할 필름 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 이러한 기술의 예는 문헌에 기재되어 있다[참조: chapter 10.1 of the "Manual of nonwovens"(1971), Textile Trade Press, Manchester, England in association with W.R.C.Publishing Co., Atlanta, U.S.A.].
본 발명의 목적은 다수의 2성분 필라멘트 1과 다수의 2성분 필라멘트 2와의 혼합물을 포함하는 본디드 부직포를 터프팅하는 외장 재료를 포함하며,
(iα) 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 코어를 나타내고 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내거나,
(iβ) 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 사이드 1을 나타내고 성분(12)가 사이드 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내거나,
(iγ) 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 섬을 나타내고 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조를 나타내고,
(ii) 성분(11)은 융점 Tm(11)을 나타내고, 성분(22)는 융점 Tm(22)을 나타내고, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하거나, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하지 않고,
(iii) 성분(12)는 융점 Tm(12)를 나타내고, 성분(21)은 융점 Tm(21)을 나타내고, Tm(12)는 Tm(21)보다 높고,
(iv) 성분(11) 및 성분(22)의 융점과 성분(12)와 성분(21)의 융점은 Tm(11) 및 Tm(22) 둘 다 > Tm(12) > Tm(21)의 관계식을 따르며,
임의로, 외장 재료가 성분(21)의 고화된 용융물에 의해 2성분 필라멘트 2에 결합됨을 특징으로 하는, 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포에 의해 추가로 달성된다.
본 발명에 따르는 터프티드 부직포는, 특히 외장 재료가 2성분 필라멘트 2의 성분(21)의 고화된 용융물에 의해 2성분 필라멘트 2에 결합된 경우 스티치 홀딩이 우수하다. 추가로, 터프티드 부직포는 라미네이트가 아니기 때문에 탈층과 관련된 어떠한 문제도 갖지 않는다. 최종적으로, 터프티드 부직포는 이미 설명한 바와 같은 이유로 고도의 구조적 일체성을 유지한다.
외장 재료, 2성분 필라멘트 및 이들의 기하구조, 상이한 2성분 기하구조를 갖는 성분(11), 성분(12), 성분(21) 및 성분(22)의 의미, 및 이들 성분에 맞는 재료의 선정에 대한 일반적인 분류의 가능한 양태에 관하여, 본 발명에 따르는 방법을 기술하는 동안 설명되는 것은 동일한 의미이다.
편의상, 본 발명의 방법에 따르는 터프티드 부직포의 바람직한 양태는 2성분 필라멘트 1과 2성분 필라멘트 2가 둘 다 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내는 iα)에 따르는 양태에서 다음과 같이 설명될 것이다. 이 경우, 온도의 상관관계는 다음과 같다:
- 단계(iii)에서, Tm(쉬쓰 1) > Tm(쉬쓰 2); 및
- 단계(iv)에서, Tm(코어 1) 및 Tm(코어 2) 둘 다 > Tm(쉬쓰 1) > Tm(쉬쓰 2).
바람직한 양태에서, 본 발명의 터프티드 부직포는 다수의 2성분 필라멘트 1 및 2의 균질 혼합물을 포함한다. 이는, 터프티드 부직포의 모든 주어진 용적 부분에서, 2성분 필라멘트 1 및 2의 비가 거의 동일함을 의미한다. 결과적으로, 터프티드 부직포의 모든 용적 부분에서, 외장 재료는 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰의 고화된 용융물의 조력하에 2성분 필라멘트 2에 결합될 수 있다.
본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 바람직한 양태에서, 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 코어를 구성하고 성분(12)가 쉬쓰를 구성하는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내고, 2성분 필라멘트 2는 성분(22)가 코어를 구성하고 성분(21)이 쉬쓰를 구성하는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내며, 2성분 필라멘트 1의 코어와 2성분 필라멘트 2의 코어는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 이미드(PEI), 폴리락트산(PLA) 및 폴리옥시메틸렌(POM)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 열가소성 중합체를 포함한다.
본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 또 다른 바람직한 양태에서, 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰는 폴리아미드(PA)(예: PA 6), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리락트산(PLA) 및 지방족 폴리에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 열가소성 중합체를 포함한다.
본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 또 다른 바람직한 양태에서, 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리 락트산(PLA), 폴리비닐클로라이드(PVC)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 열가소성 중합체를 포함한다.
본 발명에 따르는 터프티드 부직포에 대한 2성분 필라멘트 1 및 2의 선정은, 단계(iii)에 따라 Tm(쉬쓰 1)이 Tm(쉬쓰 2)보다 높은 2성분 필라멘트들의 조합물을 생성시킨다. 바람직하게는, Tm(쉬쓰 1)이 Tm(쉬쓰 2)보다 5℃ 이상, 가장 바람직하게는 50℃ 이상 높다.
추가로, 본 발명에 따르는 터프티드 부직포에 대한 2성분 필라멘트 1 및 2의 선정은, 단계(iv)에 따라 Tm(코어 1)과 Tm(코어 2) 둘 다가 Tm(쉬쓰 1)보다 높은 2성분 필라멘트들의 조합물을 생성시킨다. 바람직하게는, Tm(코어)가 Tm(쉬쓰 1)보다 20℃ 이상 높다.
본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 바람직한 양태에서, 2성분 필라멘트 1은 Tm(코어)가 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 코어와 Tm(쉬쓰 1)이 220℃인 폴리아미드 6으로 이루어진 쉬쓰를 포함한다.
본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 특히 바람직한 양태에서, 2성분 필라멘트 1은 Tm(코어)가 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 코어와 Tm(쉬쓰 1)이 220℃인 폴리아미드 6으로 이루어진 쉬쓰를 포함하고, 2성분 필라멘트 2는 Tm(코어)가 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 코어와 Tm(쉬쓰 2)이 160℃인 폴리프로필렌으로 이루어진 쉬쓰를 포함한다.
본 발명에 따라, 터프티드 부직포는 본디드 부직포를 터프팅하기 위한 외장 재료를 포함한다. 바람직하게는, 상기 외장 재료는 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리락트산(PLA), 울 및 면으로 이루어진 그룹으로부터 선택되나, 단 이들 중합체의 융점 또는 울 및 면의 분해 온도가 Tm(쉬쓰 1)보다 높아야 한다.
본 발명의 목적은,
(a) 성분(11) 및 성분(12)를 포함하는 다수의 2성분 필라멘트 1을 성분(21) 및 성분(22)를 포함하는 다수의 2성분 필라멘트 2와 혼합하고, 2성분 필라멘트 1이 중복 영역에서 2성분 필라멘트 2와 접촉하는 자체 공지된 방법으로 기본 섬유층을 제조하는 단계(상기 단계에서,
(iα) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 코어를 나타내고 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내거나,
(iβ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 사이드 1을 나타내고 성분(12)가 사이드 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내거나,
(iγ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 섬을 나타내고 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조를 나타내고,
(ii) 성분(11)은 융점 Tm(11)을 나타내고, 성분(22)는 융점 Tm(22)을 나타내고, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하거나, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하지 않고,
(iii) 성분(12)는 융점 Tm(12)를 나타내고, 성분(21)은 융점 Tm(21)을 나타내고, Tm(12)는 Tm(21)보다 높고,
(iv) 성분(11) 및 성분(22)의 융점과 성분(12)와 성분(21)의 융점은 Tm(11) 및 Tm(22) 둘 다 > Tm(12) > Tm(21)의 관계식을 따른다),
(b) Tm(12) < Tnp < Tm(11) 및 Tm(22) 둘 다의 관계식에 따르는 부직포 제조 온도 Tnp에서 성분(12)와 성분(21)이 중복 영역에서 용융될 때까지 기본 섬유층을 가열한 다음, Tm(21) 미만으로 냉각시켜 본디드 부직포를 생성시키는 단계를 포함하는 본디드 부직포의 제조방법에 의해 달성된다.
상술한 바와 같은 이유로 인해, 본 발명에 따르는 본디드 부직포의 제조방법은 구조적 일체성이 높은 본디드 부직포를 생성시킨다. 본 발명의 범위에서, 성분(12)와 성분(21)이 중복 영역에서 용융할 때까지 Tnp에서 가열하는 것은 앞에서 설명한 바와 동일한 의미를 갖는다.
본 발명에 따르는 본디드 부직포는 구조적 일체성이 유지되는 터프티드 부직포를 제조하기 위한 적합한 중간체이다.
본 발명에 따르는 본디드 부직포의 제조방법의 바람직한 양태에 관하여, 터프티드 부직포를 제조하는 방법의 단계(a) 및 단계(b)에 대해 바람직하게 청구되고 기술된 것을 참조한다.
본 발명의 목적은, 다수의 2성분 필라멘트 1과 다수의 2성분 필라멘트 2의 혼합물을 포함하는 본디드 부직포에 의해 추가로 달성되며, 이때
(iα) 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 코어를 나타내고 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내거나,
(iβ) 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 사이드 1을 나타내고 성분(12)가 사이드 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내거나,
(iγ) 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 섬을 나타내고 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조를 나타내고,
(ii) 성분(11)은 융점 Tm(11)을 나타내고, 성분(22)는 융점 Tm(22)을 나타내고, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하거나, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하지 않고,
(iii) 성분(12)는 융점 Tm(12)를 나타내고, 성분(21)은 융점 Tm(21)을 나타내고, Tm(12)는 Tm(21)보다 높고,
(iv) 성분(11) 및 성분(22)의 융점과 성분(12)와 성분(21)의 융점은 Tm(11) 및 Tm(22) 둘 다 > Tm(12) > Tm(21)의 관계식을 따르며,
2성분 필라멘트 1과 2성분 필라멘트 2는, 2성분 필라멘트 1과 2성분 필라멘트 2가 성분(12) 및 성분(21)에 의해 결합되는 중복영역을 나타낸다.
본 발명에 따르는 본디드 부직포의 각각의 구성은 상술한 조건하에 서로 독립적으로 선택할 수 있다. 이는 적합한 성분들을 단순히 선택함으로써 본디드 부직포에 특정한 바람직한 특성을 도입시킬 수 있다. 결과적으로, 본디드 부직포는, 예를 들면, 수분 흡수 및 난연성 등과 관련하여 세밀하게 조정된 특성 프로필을 나타낸다.
본 발명의 본디드 부직포가 반드시, 바람직한 사이드(대칭 구조)를 나타내는 것은 아니다. 결과적으로, 본디드 부직포를 사용하는 추가의 가공 단계를 수행하면서 어느 표면이 최상부면이고 어느 표면이 최하부면인지 유의할 필요는 없다. 본디드 부직포가 이미 최종 생성물로서 사용되는 경우, 이는 양 면에 사용될 수 있다.
상술한 바와 같은 이유로 인해, 본 발명에 따르는 본디드 부직포는 구조적 일체성이 높고, 스티치 홀딩이 개선되고 구조적 일체성이 유지되는 본 발명에 따르는 터프티드 부직포를 제조하기 위한 적합한 중간체이다.
본 발명에 따르는 본디드 부직포의 바람직한 양태에 관하여, 본 발명에 따르는 터프티드 부직포를 제조하는 방법의 단계(a)(iα) 내지 단계(a)(iv)에 대해 바람직하게 청구되고 기술된 것을 참조한다.
본 발명의 터프티드 부직포와 본 발명에 따르는 방법으로부터 생성된 터프티드 부직포는 고도의 구조적 일체성과 스티치 홀딩을 나타낸다. 그러므로, 지지물이 필요하지 않을 수 있다. 그럼에도 불구하고, 필요하다면, 본 발명의 터프티드 부직포 및/또는 본 발명의 방법으로부터 생성되는 터프티드 부직포에 하나 이상의 지지물, 예를 들면, 2개의 지지물이 제공될 수 있다.
고도의 구조적 일체성 및 스티치 홀딩으로 인해, 본 발명의 터프티드 부직포 및 본 발명의 방법으로부터 생성된 터프티드 부직포는 지지물(들)을 갖지 않거나 가지면서 가정용 직물용, 쿠션 비닐용 또는 장식용이거나 자동차, 기차 또는 비행기에서의 직물용 또는 인조 잔디 또는 운동장과 같은 실외용 터프티드 카펫을 제조하는 데 유리하게 사용될 수 있다.
추가로, 본 발명의 터프티드 부직포 및 본 발명의 방법으로부터 생성된 터프티드 부직포는, 예를 들면, 차량 카펫용 카펫 성형에 유리하게 사용될 수 있다.
3성분 스핀 팩으로부터 방사시킴으로써 본 발명에 따르는 본디드 부직포를 제조하기 위한 방법의 단계(a)를 수행하는 동안, 예를 들면, 2성분 필라멘트 1 및 2를 혼합하기 위한 용융 취입 기술을 사용함으로써 매우 미세한 섬유 직경을 수득할 수 있으며, 이로써 공극 크기가 매우 미세하고 표면적이 넓으면서 상술한 바와 같이 고도의 구조적 일체성을 갖는 본디드 부직포를 제조할 수 있다. 이러한 본디드 부직포는 구조화용, 공업용 및 접착용으로 결합시키기에 매우 적합하다. 예를 들면, 본 발명의 방법으로부터 생성된 본디드 부직포와 본 발명에 따르는 본디드 부직포는 공업용 필터(예: 분진, 탄소 입자 물질, 꽃가루 또는 가스 방지용 필터), 의료용 필터(예: 박테리아 또는 바이러스 방지용 필터) 또는 열 및 습기 교환기로서 사용될 수 있는 필터를 제조하는 데 유리하게 사용될 수 있다. 후자의 용도에서, 본 발명의 본디드 부직포와 본 발명의 방법으로부터 생성된 본디드 부직포는 숨을 내쉬는 환자로부터 열 및 습기를 포획하고, 포획된 습기를 냉각시키고 방출하여 환자가 숨을 들이쉴 때 되돌려보낸다. 이러한 열 및 습기 교환 필터에 바람직한 2성분 필라멘트 1 및 2는 적어도, 예를 들면, 폴리아미드 쉬쓰를 갖는 코어/쉬쓰 필라멘트에 의해 실현된 표면상에 낮은 열 전도도와 높은 친수성을 조합시킨다.
추가로, 본 발명의 본디드 부직포와 본 발명의 방법으로부터 생성된 본디드 부직포는 소수성 유체로부터 친수성 유체를 분리하기 위한, 예를 들면, 항공 연료로부터 물을 분리하기 위한 합체 필터(coalescent filter)로서 유리하게 사용될 수 있다. 이러한 용도로, 친수성 표면을 포함하는 친수성 2성분 필라멘트 1 및 2는 친수성 유체를 보유할 필요가 있으며 상기 필라멘트를 따라 확산시키지 않는다.
추가로, 본 발명의 본디드 부직포와 본 발명의 방법으로부터 생성된 본디드 부직포는, 의료용 심을 위한 표기 및 필기 도구에서 잉크 이송 수단에서의 저장소로서 또는 액체를 보유하고 전달하는 기타 제품을 위한 심제품을 제조하는 데 유리하게 사용될 수 있다. 이러한 용도로, 필라멘트가 목적하는 함량의 액체를 흡상하도록 표면 에너지가 높은 2성분 필라멘트 1 및 2가 요구된다. 그러므로, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 2성분 필라멘트는 상기한 바와 같은 흡상용으로, 예를 들면, 폴리올레핀을 포함하는 2성분 필라멘트에 비해 바람직하다.
본 발명은 다음 실시예로 보다 상세하게 설명한다.
단계(a):
다수의 2성분 필라멘트 1에 대해, 코어가 융점 Tm(11)이 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이고 쉬쓰가 융점 Tm(12)이 220℃인 폴리아미드 6(PA6)인 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내는 2성분 필라멘트들로 이루어진 사를 사용한다. 상기 사의 쉬쓰/코어의 용적비는 26용적%/74용적%이다.
다수의 2성분 필라멘트 2에 대해, 코어가 융점 Tm(22)이 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이고 쉬쓰가 융점 Tm(21)이 165℃인 폴리프로필렌인 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내는 2성분 필라멘트들로 이루어진 사를 사용한다. 상기 사의 쉬쓰/코어의 용적비는 26용적%/74용적%이다.
2성분 필라멘트 1 및 2는 1:1의 중량비로 혼합하고, 널리 공지된 방식으로 컨베이어 벨트 위에 놓는다. 단위면적당 중량이 100g/m2인 기본 섬유층을 제조한다. 참조물로서, 역시 단위면적당 중량이 100g/m2이지만 2성분 필라멘트 1만을 갖는 사로부터 기본 섬유층을 제조한다.
단계(b):
본 발명에 따르는 기본 섬유층을 약 12초 동안 부직포 제조온도 Tnp 227℃에서 쓰루-에어 본딩 드럼에서 가열시켜, 본 발명에 따르는 본디드 부직포를 생성시킨다. 동일한 가열 과정을 참조 기본 섬유층에 대해 수행하여 비교용 본디드 부직포를 생성시킨다. 비교용 본디드 부직포의 촉감이 딱딱한 반면, 본 발명에 따르는 본디드 부직포는 부드럽고 복실복실한 외관이다.
단계(c):
터프팅 전에, 본 발명에 따르는 본디드 부직포와 비교용 본디드 부직포를 시판 중인 적합한 터프트 가공제로 공지된 방식으로 처리하여, 상기 부직포에 약 1 내지 2중량%의 가공제를 제공한다. 이어서, 본 발명에 따르는 본디드 부직포와 비교용 본디드 부직포는 터프팅 기계(1/10" 스태거드; 10cm당 스티치 개수 = 50) 상에서 폴리아미드 66 파일 사(백색; 꼬임(turns) = 220S, 유형 3252 O; 열경화; Tm = 250℃; 제조원: Texture-Tex)로 터프팅된 루프 파일(loop pile)이다. 열(row)에서 파일 높이는 4mm이다. 본 발명에 따르는 본디드 부직포를 터프팅하는 노이즈는 비교용 본디드 부직포를 터프팅하는 노이즈보다 훨씬 낮다. 이러한 결과로부터, 본 발명에 따르는 본디드 부직포에서 필라멘트의 이동성이 비교용 본디드 부직포보다 훨씬 더 높다.
단계(d):
비교용 터프티드 부직포와 본 발명에 따르는 터프티드 부직포를 둘 다 1.5분 동안 온도 Ttn 170℃에서 오븐 속에서 가열한다. 이러한 열처리 전후, 비교용 터프티드 부직포와 본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 스티치 홀딩을 후술되는 바와 같은 콜본드(Colbond) 시험 방법(2002. 3.26) "카펫 샘플의 스티치 홀딩"에 따라 측정한다: 약 16 ×16cm2인 대표적인 샘플을 터프티드 부직포로부터 다이 컷팅 기구를 사용하여 수득한다. 상기 샘플로부터, 파일 사의 제1 중심 열을 제거한다. 이어서, 그 다음 짝수 또는 홀수 20열의 파일 사를 제거한다. 기계 방향의 잔여 파일 사 중의 10개의 말단을 터프티드 부직포의 뒷쪽으로부터 손으로 조심스럽게 인발한다. 상기 시료를 텐터링 프레임(tentering frame)에 고정시킨다. 파일 사의 한 말단을 클램프에 고정시킨다. 상기 클램프를 0 내지 100N 로드셀을 갖추고 인발 속도가 200mm/분인 인스트론 인장 강도 기계의 상부 클램프 위에 탑재한다. 이어서, 상기 파일 사를 수직으로 하나의 터프트에 대해, 또는 60mm의 거리에 걸쳐서 다수의 터프트 또는 3개 이상의 터프트에 대해 터프티드 부직포의 뒷면으로부터 연신시키고, 그 힘을 측정한다. 터프트 개수에 대한 파일 사당 평균 최대 힘은 단일 파일 사의 스티치 홀딩 수치이다. 동일한 방식으로, 기타 9개의 파일 사의 스티치 홀딩 수치를 측정하였다. 최대 힘 전부의 평균은 터프티드 부직포의 스티치 홀딩으로서 정의된다.
파일 사가 터프티드 부직포의 뒷면으로부터 인발되는 콜본드 스티치 홀딩 시험 방법은, 파일 사가 터프티드 부직포의 앞면으로부터 연신되는 ASTM D 1335(1998)에 비해 스티치 홀딩 수치가 더 낮다. 후자의 경우, 파일 사는 1차 지지물을 통해 연신되어, 스티치 홀딩 수치가 훨씬 더 높다.
표 1은 Ttn = 170℃에서 1.5분 동안 열처리하기 전 및 후 둘 다에 대해 기술된 콜본드 시험 방법에 따르는 스티치 홀딩 측정 결과를 도시한다.
비교용 터프티드 부직포의
스티치 홀딩 (N)		 본 발명에 따르는 터프티드 부직포의
스티치 홀딩 (N)
가열 전: 0.49 가열 전: 0.87
가열 후: 0.44 가열 후: 0.65
표 1은, 가열 전에 본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 스티치 홀딩이 비교용 터프티드 부직포의 스티치 홀딩에 비해 78% 더 높음을 보여준다. 가열 후, 본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 스티치 홀딩은 비교용 터프티드 부직포의 스티치 홀딩에 비해 48% 더 높다.

Claims (26)

  1. (a) 성분(11) 및 성분(12)를 포함하는 다수의 2성분 필라멘트 1을 성분(21) 및 성분(22)를 포함하는 다수의 2성분 필라멘트 2와 혼합하고, 2성분 필라멘트 1이 중복 영역에서 2성분 필라멘트 2와 접촉하는 자체 공지된 방법으로 기본 섬유층을 제조하는 단계(상기 단계에서,
    (iα) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 코어를 나타내고 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내거나,
    (iβ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 사이드 1을 나타내고 성분(12)가 사이드 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내거나,
    (iγ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 섬을 나타내고 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조를 나타내고,
    (ii) 성분(11)은 융점 Tm(11)을 나타내고, 성분(22)는 융점 Tm(22)을 나타내고,
    (iii) 성분(12)는 융점 Tm(12)를 나타내고, 성분(21)은 융점 Tm(21)을 나타내고, Tm(12)는 Tm(21)보다 높고,
    (iv) 성분(11) 및 성분(22)의 융점과 성분(12)와 성분(21)의 융점은 Tm(11) 및 Tm(22) 둘 다 > Tm(12) > Tm(21)의 관계식을 따른다) 및
    (b) Tm(12) < Tnp < Tm(11) 및 Tm(22) 둘 다의 관계식에 따르는 부직포 제조 온도 Tnp에서 성분(12)와 성분(21)이 중복 영역에서 용융될 때까지 기본 섬유층을 가열한 다음, Tm(21) 미만으로 냉각시켜 본디드 부직포를 생성시키는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (c) 상기 본디드 부직포를 외장 재료(face material)로 터프팅하여, 외장 재료와 2성분 필라멘트 1 및 2 사이에 접촉부를 갖는 터프티드 부직포를 생성시키는 단계, 및 임의로
    (d) 상기 터프티드 부직포를 Tm(12) > Ttn > Tm(21)의 관계식에 따르는 온도 Ttn에서 성분(21)이 용융될 때까지 가열하여, 융융된 성분(21)이 외장 재료와 접촉하는 터프티드 부직포를 생성하고, 이어서 Tm(21) 미만으로 상기 터프티드 부직포를 냉각시켜 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포를 수득하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2성분 필라멘트 1이, 성분 11이 코어를 구성하고 성분(12)가 쉬쓰를 구성하는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내며, 상기 2성분 필라멘트 2가 성분(22)가, 코어를 구성하고 성분(21)이 쉬쓰를 구성하는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내며, 상기 2성분 필라멘트 1의 코어와 2성분 필라멘트 2의 코어가 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 이미드(PEI), 폴리락트산(PLA) 및 폴리옥시메틸렌(POM)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 열가소성 중합체를 포함하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰가 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리락트산(PLA) 및 지방족 폴리에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 열가소성 중합체를 포함하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰가 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리락트산(PLA), 폴리비닐클로라이드(PVC)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 열가소성 중합체를 포함하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계(a)(iii)에서, Tm(12)가 상기 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰의 융점 Tm(쉬쓰 1)을 나타내고, Tm(21)이 상기 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰의 융점 Tm(쉬쓰 2)을 나타내며, Tm(쉬쓰 1)이 Tm(쉬쓰 2)보다 5℃ 이상 높은 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계(a)(iv)에서, Tm(11)이 상기 2성분 필라멘트 1의 코어의 융점 Tm(코어 1)을 나타내고, Tm(22)가 상기 2성분 필라멘트 2의 코어의 융점 Tm(코어 2)을 나타내며, Tm(코어 1)과 Tm(코어 2) 둘 다가 Tm(쉬쓰 1)보다 20℃ 이상 높은 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2성분 필라멘트 1이 Tm(코어 1)이 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 코어와 Tm(쉬쓰 1)이 220℃인 폴리아미드 6으로 이루어진 쉬쓰를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 2성분 필라멘트 1이 Tm(코어 1)이 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 코어와 Tm(쉬쓰 1)이 220℃인 폴리아미드 6으로 이루어진 쉬쓰를 포함하고, 상기 2성분 필라멘트 2가 Tm(코어 2)가 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 코어와 Tm(쉬쓰 2)이 160℃인 폴리프로필렌으로 이루어진 쉬쓰를 포함하는 방법.
  10. 제2항에 있어서, 단계(c)에서, 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리락트산(PLA), 울 및 면으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 외장 재료가 사용되는 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계(a)에서의 혼합이, 합체(assembling)시킴으로써, 크릴에서 혼합시킴으로써 또는 3성분 스핀 팩으로부터 방사(spinning)시킴으로써 수행되는 방법.
  12. 다수의 2성분 필라멘트 1과 다수의 2성분 필라멘트 2와의 혼합물을 포함하는 본디드 부직포를 터프팅하는 외장 재료를 포함하며,
    (iα) 적어도 2성분 필라멘트 1이, 성분(11)이 코어를 나타내고 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내거나,
    (iβ) 적어도 2성분 필라멘트 1이, 성분(11)이 사이드 1을 나타내고 성분(12)가 사이드 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내거나,
    (iγ) 적어도 2성분 필라멘트 1이, 성분(11)이 섬을 나타내고 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조를 나타내고,
    (ii) 성분(11)은 융점 Tm(11)을 나타내고, 성분(22)는 융점 Tm(22)을 나타내고,
    (iii) 성분(12)는 융점 Tm(12)를 나타내고, 성분(21)은 융점 Tm(21)을 나타내고, Tm(12)는 Tm(21)보다 높고,
    (iv) 성분(11) 및 성분(22)의 융점과 성분(12)와 성분(21)의 융점은 Tm(11) 및 Tm(22) 둘 다 > Tm(12) > Tm(21)의 관계식을 따르며,
    임의로, 외장 재료가 성분(21)의 고화된 용융물에 의해 2성분 필라멘트 2에 결합됨을 특징으로 하는, 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포.
  13. 제12항에 있어서, 상기 2성분 필라멘트 1이, 성분 11이 코어를 구성하고 성분(12)가 쉬쓰를 구성하는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내며, 상기 2성분 필라멘트 2가, 성분(22)가 코어를 구성하고 성분(21)이 쉬쓰를 구성하는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내며, 상기 2성분 필라멘트 1의 코어와 2성분 필라멘트 2의 코어가 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 이미드(PEI), 폴리락트산(PLA) 및 폴리옥시메틸렌(POM)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 열가소성 중합체를 포함함을 특징으로 하는, 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰가 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리락트산(PLA) 및 지방족 폴리에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 열가소성 중합체를 포함함을 특징으로 하는, 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰가 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리락트산(PLA), 폴리비닐클로라이드(PVC)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 열가소성 중합체를 포함함을 특징으로 하는, 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포.
  16. 제12항 또는 제13항에 있어서, 단계(iii)에서, Tm(12)가 상기 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰의 융점 Tm(쉬쓰 1)을 나타내고, Tm(21)이 상기 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰의 융점 Tm(쉬쓰 2)을 나타내며, Tm(쉬쓰 1)이 Tm(쉬쓰 2)보다 5℃ 이상 높음을 특징으로 하는, 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포.
  17. 제12항 또는 제13항에 있어서, 단계(iv)에서, Tm(11)이 상기 2성분 필라멘트 1의 코어의 융점 Tm(코어 1)을 나타내고, Tm(22)가 상기 2성분 필라멘트 2의 코어의 융점 Tm(코어 2)을 나타내며, Tm(코어 1)과 Tm(코어 2) 둘 다가 Tm(쉬쓰 1)보다 20℃ 이상 높음을 특징으로 하는, 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포.
  18. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 2성분 필라멘트 1이 Tm(코어 1)이 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 코어와 Tm(쉬쓰 1)이 220℃인 폴리아미드 6으로 이루어진 쉬쓰를 포함함을 특징으로 하는, 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포.
  19. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 2성분 필라멘트 1이 Tm(코어 1)이 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 코어와 Tm(쉬쓰 1)이 220℃인 폴리아미드 6으로 이루어진 쉬쓰를 포함하고, 상기 2성분 필라멘트 2가 Tm(코어 2)가 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 코어와 Tm(쉬쓰 2)이 160℃인 폴리프로필렌으로 이루어진 쉬쓰를 포함함을 특징으로 하는, 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포.
  20. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 외장 재료가 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리락트산(PLA), 울 및 면으로 이루어진 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는, 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포.
  21. 가정용 직물용, 쿠션 비닐용 또는 장식용, 또는 자동차, 기차 또는 비행기에서의 직물용 또는 실외용의 터프티드 카펫을 제조하기 위해 사용되는, 제12항에 기재된 터프티드 부직포 또는 제2항에 기재된 방법으로부터 생성된 터프티드 부직포.
  22. 카펫 성형을 위해 사용되는, 12항에 기재된 터프티드 부직포 또는 제2항에 기재된 방법으로부터 생성된 터프티드 부직포.
  23. 공업용 또는 의료용 필터를 제조하기 위해 사용되는, 제12항에 기재된 본디드 부직포 또는 제1항에 기재된 방법으로부터 생성된 본디드 부직포.
  24. 소수성 유체로부터 친수성 유체를 분리하기 위한 유합성 필터로서 사용되는, 제12항에 기재된 본디드 부직포 또는 제1항에 기재된 방법으로부터 생성된 본디드 부직포.
  25. 의료용 심(wicks)을 위한 표기 및 필기 도구에서 잉크 이송 수단에서의 저장소로서 또는 액체를 보유하고 전달하는 기타 제품을 위한 심 제품을 제조하기 위해 사용되는, 제12항에 기재된 본디드 부직포 또는 제1항에 기재된 방법으로부터 생성된 본디드 부직포.
  26. 제21항에 있어서, 상기 실외용의 터프티드 카펫이 인조 잔디(synthetic turf) 또는 운동장을 위한 터프티드 카펫인, 제12항에 기재된 터프티드 부직포 또는 제2항에 기재된 방법으로부터 생성된 터프티드 부직포.
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