KR102012541B1 - 내구성 및 발수성이 향상된 팽창 가능한 절연 재료 - Google Patents

내구성 및 발수성이 향상된 팽창 가능한 절연 재료 Download PDF

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Abstract

천연 섬유 및 숏컷 합성 섬유 또는 섬유볼을 포함하는 팽창 가능한 절연 재료. 천연 섬유 및 숏컷 합성 섬유 또는 섬유볼은 각각 섬유에 발수성을 부여하기 위해 발수제로 처리되고, 이후에 공기 역학적으로 함께 블랜딩된다. 발수성의 섬유는 일부 또는 대부분의 팽창 가능한 절연 재료로 구성되어, 세정 및 세탁 동안 유리할 수 있는 발수성 및 구조의 내구성을 향상시킨다.

Description

내구성 및 발수성이 향상된 팽창 가능한 절연 재료{BLOWABLE INSULATION MATERIAL WITH ENHANCED DURABILITY AND WATER REPELLENCY}
본 출원은 2013년 1월 22일에 출원된 미국 가출원 번호 61/755,195 및 2013년 3월 15일에 출원된 미국 가출원 번호 61/791,914의 우선권을 주장하고, 이들의 내용은 여기에 전체가 참조로 인용된다.
본 발명은 다운과 같은(down-like) 절연 재료 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
의복, 침낭, 이불 등과 같은 절연 물품으로 이용되는 다운과 같은 품질을 갖는 절연 재료를 얻기 위해 많은 시도가 있어 왔다. 실현 가능한 재료를 개발하기 위한 사전의 노력으로, 너무 무겁고 밀도가 높아 다운과 같은 것으로 간주될 수 없는 것을 자주 수득해왔다.
이것의 예외로는, 예컨대 온기 대 중량 비율(warmth-to-weight ratio)이 높고, 촉감이 부드럽고, 우수한 압축 회복성과 같은 유리한 다운과 같은 품질을 제공하고, 절연 속솜(insulating batt)을 제조하기 위해 사용되는 경우에, 섬유 혼합물의 범위를 기재하고, 저밀도 어셈블리로 미세 섬유를 이용함으로써 얻을 수 있는 경량의 단열 시스템(thermal insulation system)을 특히 참조하고, 우수한 합성 다운을 개시하는 도노반의 미국 특허 제 4,588,635이다. 이러한 재료는 천연 다운의 단열 특성에 접근하고, 일부 경우에 초과할 수조차 있다. 그러나, 기계적 관점으로부터, 매우 미세한 섬유는, 이들을 제조, 조종 및 사용하기 어렵게 하는 강직성 및 강도의 결점으로부터 방해 받는다. 이러한 합성 절연체 재료의 회복 특성은 더 큰 섬유 직경에 의해 강화되지만, 큰 섬유 성분의 증가는 전체 단열 특성을 심각하게 감소시킬 것이다. 모세관 수(capillary water)의 존재와 관련된 표면 장력은, 중력 또는 다른 보통의 사용 로딩(use loading)에 기인하는 것보다 상당히 크고, 이는 구조 상에 더욱 유해한 효과를 가지기 때문에, 미세 섬유 어셈블리의 기계적 안정성과 관련된 문제는 웨트한 조건에서 악화된다. 그러나, 물새(waterfowl)의 다운과 달리, 개시된 섬유의 기재된 조합은 웨팅(wetting)에 우수한 내성을 제공한다.
다른 예외로는, 바람직한 속성을 절충하지 않고 절연체의 온전성을 개선하기 위해 바인더 섬유 성분을 이용하는 것이 개시되어 있는 도노반의 미국 특허 제4,992,327이다. 더욱 구체적으로, 여기에 개시되는 발명은 응집 섬유 구조체(cohesive fiber structure) 형태의 합성 섬유 단열 재료에 관한 것이고, 이 구조체는 (a) 3 내지 12 미크론의 직경을 갖는 합성 중합 극세사(micro fiber)를 70 내지 95 중량 퍼센트; 및 (b) 12 내지 50 미크론의 직경을 갖는 합성 중합 거대 섬유(macrofiber)를 5 내지 30 중량 퍼센트의 집합체(assemblage)를 포함하고, 섬유의 적어도 일부는 그 접촉점에서 결합되고, 결합은 얻어지는 구조체의 밀도가 3 내지 16 kg/m.sup.3이 되고, 결합된 집합체의 단열 특성은 비교할 만한 비결합된 집합체의 단열 특성보다 실질적으로 작거나 동일한 것을 특징으로 한다. 또한, 이 참조 문헌은 바람직한 섬유 블렌드의 다운과 같은 클러스터 형태를 기재한다. 속솜 형태 상에 클러스터 형태의 분명한 성능 이점은 특허에 개시되어 있다.
그러나, 이러한 선행기술의 클러스터는 일반적으로 종종 느리고, 지루하고, 배치 공정에서 수작업으로 제조된다. 또한, 선행 기술의 재료는 종래의 제조 기기에 사용될 수 있는, 쉽게 팽창 가능한(blowable) 재료가 아니다. 따라서, 종래의 기기를 이용하여 제조 및 날릴 수 있는 다운으로 부분 또는 전체적 대체로 이용될 수 있는 팽창 가능한 재료가 필요하다.
부분적으로, 이러한 필요의 결과, 미국 특허 제6,329,051에 기재된 바와 같은 개선된 팽창 가능한 절연 클러스터가 존재한다. '651 특허는 조각난 결합된 속솜(shredded bonded batt) 또는 결합된 웹으로부터 제조되는 팽창 가능한 클러스터가 기재되어 있다. 웹 또는 속솜은 도노반의 '327 특허에 기재된 동일한 섬유 블렌드와 같이 기재되어 있다. '327 특허에 기재된 재료로 형성된 속솜 또는 웹을 조각냄으로써, 클러스터는 로프트(loft) 및 절연 특성을 포함하는 다운과 같은 품질을 얻는 것이 발견되었다. 천연 재료와 혼합된 이러한 클러스터는 미국 특허 제6,329,052에 기재되어 있다. 앞선 특허의 명세서는 전체가 여기에 참조로 인용된다는 것을 숙지한다.
다른 예는 천연 섬유 및 혼합물로 제조되는 팽창 가능한 절연 재료와 관련되는 미국 특허 제7,790,639에 개시되어 있다.
앞서 언급한 팽창 가능한 절연 재료는 종래의 블로어(blower)로 쉽게 팽창 가능하게 할 수 있고, 다운 또는 다운과 같은 절연 재료로 부분 또는 전체적 대체에 이용될 수 있지만, 그러나 이들은 적절히 사용되지 않는 경우에 중량 및 세탁성(laundrability)과 관련하여 문제가 있다. 이들 재료는 클럼핑(clumping)에 기인하여 그 절연 특성을 영구적으로 잃을 수 있고, 세탁 동안 웨팅될 수 있다. '051 및 '052 특허의 팽창 가능한 절연 클러스터는 오직 합성 섬유만을 포함한다. 그에 반해서, 본 발명은 천연 섬유 및 숏컷(short cut) 합성 섬유로 제조되는 팽창 가능한 절연 재료를 제공하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 부분 또는 완전히 다운을 대체하는 용도를 위한, 팽창 가능한 절연 재료를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 천연 섬유과 숏컷 합성 섬유 및/또는 섬유볼의 혼합물을 포함하는 팽창 가능한 절연 재료이다. 절연 재료는 겨울 의복, 침낭, 이불, 베개 등에 사용될 수 있다. 천연 섬유는 섬유에 발수성을 부여하기 위해 발수제로 처리될 수 있다. 발수 섬유는 일부 또는 대부분의 팽창 가능한 절연 재료로 구성될 수 있고, 따라서 세정 또는 세탁 동안 유리할 수 있는 발수성 및 구조의 내구성을 향상시킨다. 발수성을 부여하기 위해 이용되는 화학물질은 그것에 한정되지 않지만 플루오로카본, 실리콘, 및 왁스 에멀젼을 포함하는 임의 형태의 발수제일 수 있다. 일 실시형태에 따라서, 지르코늄 아세테이트의 용액은 그 환경적 안전에 기인하여 바람직하다. 그러나, 발수성을 부여하기 위해 이용되는 화학적 처리는 예컨대 미국 특허 제4,537,594에 기재된 임의의 것일 수 있다. 천연 섬유는 그 자체로 임의의 울, 면, 아마, 동물의 털, 실크 및 다운일 수 있지만, 천연 다운이 가장 바람직한 재료이다. 또는, 다운/천연 섬유의 발수 특성은 웨트 배스 또는 드라이 스프레잉 공정으로만 한정되지 않는 다양한 기술을 이용하여 부여될 수 있다. 또한, 플라즈마 처리와 같은 공지 기술인 다양한 표면 에너지 변형 기술은 발수 특성을 제공하도록 다운 클러스터(down clusters)를 처리하기 위해 적용될 수 있다. 숏컷 합성 섬유는 0.5 내지 15 데니어(denier)일 수 있고, 커팅 길이가 5 mm 내지 25 mm일 수 있다. 숏컷 합성 섬유는 발수 특성을 제공하기 위해 윤택제 또는 윤활제로 코팅될 수 있다. 사용되는 합성 섬유는, 예컨대 미국 특허 제7,682,693 및 미국 특허 제7,074,242에 기재된 것을 포함할 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 천연 섬유는 다운 클러스터이고, 숏컷 합성 섬유는 다운 클러스터의 미늘(barb)에 포획된다. 또한, 미국 특허 제4,618,531 및 미국 특허 제5,218,740에 기재된 섬유볼은 필요에 따라 짧은 섬유 대신에 이용될 수 있다.
다운 클러스터가 여기에 언급되지만, "다운 클러스터"는 다운, 천연 다운, 다운 깃털, 다운 클러스터, 및 이들의 조합을 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태는 숏컷 합성 섬유와 천연 섬유를 혼합하는 단계를 포함하는 팽창 가능한 절연 재료의 제조방법이다. 절연 재료는 겨울 의복, 침낭, 이불, 등으로 사용될 수 있다. 천연 섬유는 섬유에 발수성을 부여하기 위해 발수제로 처리될 수 있다. 발수 섬유는 일부 또는 대부분의 팽창 가능한 절연 재료로 구성될 수 있고, 따라서 세정 또는 세탁 동안 유리할 수 있는 발수성 및 구조의 내구성을 향상시킨다. 발수성을 부여하기 위해 이용되는 화학물질은 그것에 한정되지 않지만 플루오로카본, 실리콘, 및 왁스 에멀젼을 포함하는 임의 형태의 발수제일 수 있다. 일 실시형태에 따라서, 지르코늄 아세테이트의 용액은 그 환경적 안전성에 기인하여 바람직하다. 그러나, 발수성을 부여하기 위해 이용되는 화학적 처리는 예컨대 미국 특허 제4,537,594에 기재된 임의의 것일 수 있다. 또는, 다운/천연 섬유의 발수 특성은 웨트 배스 또는 드라이 스프레잉 공정으로 한정되지 않는 다양한 기술을 이용하여 부여될 수 있다. 또한, 플라즈마 처리와 같은 공지 기술인 다양한 표면 에너지 변형 기술은 발수 특성을 제공하도록 다운 클러스터를 처리하기 위해 적용될 수 있다. 천연 섬유는 그 자체로 임의의 울, 면, 아마, 동물의 털, 실크 및 다운일 수 있지만, 천연 다운이 가장 바람직한 재료이다. 숏컷 합성 섬유는 0.5 내지 15 데니어일 수 있고, 커팅 길이가 5 mm 내지 25 mm일 수 있다. 숏컷 합성 섬유는 발수 특성을 제공하기 위해 윤택제 또는 윤활제로 코팅될 수 있다. 사용되는 합성 섬유 또는 섬유볼은, 예컨대 미국 특허 제7,682,693, 미국 특허 제7,074,242, 미국 특허 제4,618,531 및 미국 특허 제5,218,740에 기재된 것을 포함할 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 천연 섬유는 다운 클러스터이고, 숏컷 합성 섬유는 다운 클러스터의 미늘에 얽힌다.
다운 클러스터가 여기에 참조되지만, "다운 클러스터"는 다운, 천연 다운, 다운 깃털, 다운 클러스터, 및 이들의 조합을 포함한다.
본 발명의 특징이 되는 다양한 신규한 특징은, 특히 본 명세서의 일부를 형성하고, 이에 부속되는 청구항에 언급된다. 본 발명, 그 이용으로 얻어지는 조작 이점 및 특정 목적을 더 잘 이해하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시형태가 설명하는 첨부 설명으로 참조가 만들어진다.
따라서, 본 발명에 의해, 그 목적 및 이점은 실현될 것이고, 그 설명은 이하 상세한 설명과 함께 취해져야 한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 팽창 가능한 절연 재료는 천연 섬유 및 숏컷 합성 섬유 또는 섬유볼의 균질한 혼합물을 포함하고, 이러한 혼합물은 팽창 가능하고, 바람직한 다운과 같은 품질을 갖는다.
본 발명의 범위 내로 고려되는 천연 섬유 또는 재료는 그것에 한정되지 않지만, 울, 면, 아마, 동물의 털, 실크, 다운 및 다른 천연 섬유 또는 재료를 포함한다. 그러나, 바람직한 실시형태에서, 천연 섬유는 다운 클러스터이다. 다운 클러스터가 여기에 참조되지만, "다운 클러스터"는 다운, 천연 다운, 다운 깃털, 다운 클러스터, 및 이들의 조합을 포함한다. 천연 섬유 또는 재료는 발수 특성을 제공하기 위해 처리될 수 있다. 몇몇의 발수제 화학물질은 이 공정에서 이용될 수 있지만, 천연 섬유 또는 재료의 필 파워에 대한 부정적인 효과가 없고, 환경에 부정적인 영향이 없는 지속성 있는 발수 특성을 부여할 수 있는 지르코늄 아세테이트의 특정 폴리머 용액이 바람직한 화학물질이다.
일 실시형태에 따라서, 클러스터(다운을 포함함)는 발수제, 항박테리아제(bacterial-resistant), 저마찰 경화된 지르코늄 아세테이트 마감제(low friction cured zirconium acetate finish)로 제공되어, 다운 클러스터는 세정 후 개선된 건조성 및 향상된 처리 및 클럼핑에 대한 내성을 갖는다. 더욱 구체적으로, 다운 클러스터는 발수제, 항박테리아제, 저마찰 경화된 지르코늄 아세테이트 마감제를 그 위에 갖는다. 다양한 처리 공정은 발수 특성을 부여하기 위해 지르코늄 아세테이트의 용액으로 다운 클러스터를 처리하기 위해 이용될 수 있고, 하나의 이러한 처리는, 예컨대 전체가 여기에 참조로 인용되는 미국 특허 제4,537,594에 개시된다. 공정은 다운 깃털에 경화 가능한 지르코늄 아세테이트의 수용성 에멀젼을 적용하고, 상기 폴리머를 경화하는 것을 포함한다. 에멀젼은 예컨대 소모(exhaustion)에 의해 적용될 수 있다. 깃털은 상기 코폴리머의 적용 전에 완전히 클리닝되고, 수세 후 완전히 건조된 깃털의 중량에 기초하여 잔여 수분 함량이 5 내지 45 % 남도록 부분적인 수분 제거에 의해 완료될 수 있다. 코폴리머는 130 degrees 내지 170 degrees C에서 경화될 수 있다.
또는, 다운/천연 섬유의 발수 특성은 웨트 배스 또는 드라이 스프레잉 공정으로만 한정되지 않는 다양한 기술을 이용하여 부여될 수 있다. 플라즈마 처리와 같은 공지 기술인 다양한 표면 에너지 변형 기술은 발수 특성을 제공하도록 다운 클러스터를 처리하기 위해 적용될 수 있다. 이러한 처리 또는 공정은 미국 특허 제4,869,922, 미국 특허 제5,262,208, 미국 특허 제5,895,558, 미국 특허 제6,416,633, 미국 특허 제7,510,632, 미국 특허 제8,309,033 및 미국 특허 제 8,298,627에 설명되고, 이들의 전체 내용은 여기에 참조로 인용된다.
바람직한 숏컷 합성/인공 섬유는 섬유 데니어 또는 선형 밀도가 0.5 데니어 내지 15 데니어일 수 있다. 그러나, 15 데니어를 초과하는 섬유는 본 발명의 팽창 가능한 절연 재료와 조합하여 이용될 수 있다. 숏컷 섬유는 길이가 5 mm 내지 25 mm의 범위일 수 있고, 상기 기재된 바와 같이 균질한 블렌드를 얻기 위해 천연 섬유과 공기 역학적으로 블렌딩될 수 있다. 합성/인공 섬유로 제조되는 바람직한 섬유볼은, 예컨대 섬유 데니어 또는 선형 밀도가 0.5 데니어 내지 15 데니어일 수 있다. 다른 바람직한 실시형태는 발수 마감되고 또는 윤활 마감되는 섬유 및/또는 드라이 섬유 및/또는 바인더 섬유를 포함하는 섬유-블렌드를 이용한다. 예컨대, 본 발명의 숏컷 합성/인공 섬유는 발수 특성을 제공하기 위해 윤택제 또는 윤활제로 코팅될 수 있다. 본 발명에 이용되는 합성 섬유/인공 섬유는 그것에 한정되지 않지만, 고형, 속이 빈 형태(hollow-type), 및 크림프(crimp)가 있거나 없는 다른 단면적 형태를 포함한다. 또한, 바깥쪽 껍데기 상에 결합제를 갖는 섬유가 인스턴트 합성/인공 섬유로 이용될 수 있다.
본 발명에 이용되는 숏컷 합성/인공 섬유를 제조하기 위해 이용되는 재료는 미국 특허 제7,682,693에 기재되어 있고, 이 전체 내용은 여기에 참조로 인용된다. 일 실시형태에 따라서, 숏컷 합성/인공 섬유는 평균 치수 0.5 내지 15 데니어이고, 윤택제로 코팅 및 크림핑되는 폴리에스테르 섬유를 포함하고, 섬유는 5-25 mm의 길이로 커팅 및 개방된다. 폴리에스테르 섬유는, 예컨대 공지 기술과 같이 폴리에스테르 섬유를 압출함으로써 얻어질 수 있다. 본 발명의 중요한 양태는, 폴리에스테르 섬유가 소정의 평균 치수, 즉 소정의 단면적 크기를 갖는 것이 필요한 것이다. 압출된 폴리에스테르 섬유는 윤택할 필요가 있다. 이는 예컨대 미국 특허 제3,454,422에 기재된 바와 같이, 윤택제, 바람직하게는 실리콘 윤택제로 섬유를 코팅함으로써 얻어진다. 윤택제는 섬유가 더 쉽게 개방되도록 하여, 서로로부터 섬유를 분리하기 위해 제공한다. 본 발명의 섬유는, 미국 특허 제6,492,020 Bl에 언급된 바와 같이, 폴리에스테르, 또는 폴리에틸렌 또는 폴리알킬렌 폴리머와 같은 폴리알킬렌옥시드의 단편화된 코폴리머 및 다른 폴리머와 같은, 일부 적용에서 유리할 수 있는 다른 윤택제로 선택적으로 윤택해질 수 있고, 이러한 윤택제의 중량 퍼센트는 섬유의 중량 당 약 0.1 내지 약 1.2 %이다.
본 발명의 팽창 가능한 절연 재료의 바람직한 특성을 얻기 위해서, 크림프로 폴리에스테르를 제공할 필요가 있다. 적합한 크림프의 하나의 예는 기계적 크림프라고도 하는 이른바 지그재그 크림프이다. 그 자체로 알려진 크림프의 이러한 형태는 2개의 크림프 롤러 사이에 좁은 갭을 통해 압출된 섬유의 토우를 통과함으로써 얻어진다. 또한, 기계적 크림프 방법의 예는 유럽 929700 Al 및 미국 특허 제6,492,020 Bl이 참조된다. 다른 크림프 형태는 나선형의 크림프이다. 나선형의 크림프는 2차원 지그재그 크림프와 반대로, 3차원이다. 나선형 크림프는, 예컨대 미국 특허 제3,050,821, 미국 특허 제3,118,012, 유럽 특허 929700 Al 및 미국 특허 제6,492,020 Bl에 기재된 방법에 의해 얻어질 수 있다. 바람직하게, 크림프 빈도는 조절되어, 제공된 커팅 길이로 각각의 커팅된 섬유는 적어도 하나 또는 두 개의 크림프로 제공된다. 또한, 고형 및 속이 빈 형태의 섬유 및 다양한 단면적의 섬유가 이용될 수 있다고 인지될 것이다.
일 실시형태에 따라서, 숏컷 합성/인공 섬유는 천연 섬유 또는 재료와 블렌딩 및 완전히 개방될 수 있다. 이러한 개방 및 블렌딩 공정은, 예컨대 미국 특허 제7,074,242에 기재되고, 이 전체 내용은 여기에 참조로 인용된다. 방법은 천연 다운 깃털을 얻는 단계; 준비된 다운을 제조하기 위해 미리 결정된 세정 공정에 따라 다운을 세정하는 단계; 충전재를 제조하기 위해 미리 결정된 블렌딩 공정에 따라 숏컷 합성/인공 섬유와 제조된 다운을 블렌딩하는 단계를 포함할 수 있다. 블렌딩 단계는 숏컷 합성/인공 섬유 또는 섬유볼을 적어도 50 중량% 제조된 다운과 블렌딩함으로써 수행된다. 세정 단계는 이하 단계에 의해 수행된다: (a) 고온의 비눗물로 다운을 세정하는 단계; (b) 온수로 다운을 린싱하는 단계; (c) 냉수로 다운을 린싱하는 단계; (d) 발수성을 위해 다운 클러스터를 처리하는 단계; (e) 린싱된 다운을 건조하는 단계; 및 (f) 건조된 다운을 제진 및 냉각하는 단계. 건조의 이하 단계는 실질적으로 105 degrees C의 온도에서 실질적으로 20분 동안 세정된 다운의 40 파운드를 건조함으로써 수행된다. 제진 및 냉각의 이하 단계는 다운으로 오존을 주입하는 단계를 더 포함할 수 있고, 스크리닝되는 원심분리기를 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른, 본 발명의 팽창 가능한 절연 재료의 제조방법은 이하 단계를 포함한다:
(1) 발수 특성을 제공하기 위해 천연 섬유 또는 재료를 처리하는 단계. 이 공정 동안, 천연 섬유 또는 재료는 필요에 따라 개방, 클리닝, 세정 및 건조될 수 있다. 발수성을 위한 처리는 드라이 또는 웨트 조건 하에서 행해질 수 있지만, 웨트 공정이 바람직한 방법이다.
(2) 숏컷 합성/인공 섬유의 개방 및 천연 섬유 또는 재료와 블렌딩하는 단계. 블렌딩 단계는 드라이 또는 웨트 공정을 이용하여 수행될 수 있지만, 드라이 공정이 바람직한 방법이고, 다운 클러스터는, 완전히 개방된 숏컷 섬유를 옮기는 반대 방향으로부터 다른 공기 스트림을 가격하여, 다운 클러스터와 숏컷 섬유가 균질하게 블렌딩되기 전에, 제어된 공기 스트림을 이용하여 저장/혼합 챔버에 공급된다. 공기 역학적 블렌딩의 이러한 공정은 다운 클러스터를 적게 파손시켜, 가능한 최고의 필 파워를 얻기 위해 블렌딩하는 바람직한 방법이다. 더 나은 결과를 위해, 적어도 100 Kg의 배치의 양으로 진행하는 것이 바람직하다.
(3) 적용이 적합한 경우에, 숏컷 섬유 대신에 섬유볼이 선택될 수도 있다.
결과적으로, 본 발명의 팽창 가능한 절연 재료에서, 짧은 섬유 또는 섬유볼은 다운 클러스터의 매듭으로 미늘 및 작은 미늘로 공기 역학적으로 포획되고, 즉 합성 섬유로 형성되는 짧은 섬유는 불가분하게 그것에 균일하게 도입되어, 다운에 짧은 섬유의 특성을 부여할 수 있게 한다.
얻어지는 신규한, 본 발명의 팽창 가능한 절연 재료는, 예컨대 이하 특성을 갖는 도 1에 도시된다:
(1) 현재 시장에서 이용 가능한 것보다 더욱 많은 세정 및 세탁 사이클을 견딜 수 있는 우수한 내구성을 갖는다. 본 발명의 재료는 반복된 세정 및 세탁 동안 임의의 클럼핑 또는 매듭 지어짐 없이 우수한 발수 특성을 보여준다.
(2) 웨트한 조건에 노출되는 경우에 우수한 단열 특성을 갖는다.
(3) 천연 다운 섬유의 필 파워는 발수성을 위해 화학물질로 처리된 후에 유지된다.
(4) 100% 다운 절연체와 비교하는 경우에 현저한 비용적 이점을 제공한다. 그러나, 적어도 50 중량%의 천연 다운 섬유는 본 발명의 유리한 특성을 얻기 위해 적용되어야 하는 것이 발견되었다.
(5) 공기 역학적 블렌딩에 기인하여 최종 블렌딩된 제품에 대한 우수한 압축 특성.
수많은 다른 다양한 요소가 팽창 가능한 절연 재료에 바람직한 효과를 얻기 위해 변형될 수 있다. 당업자는, 이들 다른 요소가 본 발명의 범위를 초과하지 않고, 바람직한 목적에 최적화될 수 있다는 것을 인지할 것이다.
본 발명의 팽창 가능한 절연 재료의 물리적 특성을 평가하기 위해 이용되는 일부 예시적인 시험 방법은 이하와 같다:
EN 13543:2002 - 충전재의 흡수성을 측정하기 위해 이용되는, 깃털 및 다운으로 충전되는 제조물;
의복의 세정성 및 세탁성을 연구하기 위한 AATCC 방법;
필 파워를 측정하기 위한 IDFB 10B 방법;
IDFB 방법 - 팽창 가능한 절연체의 건조 시간 측정; 및
ISO 11092 - 정상 상태 하에서 열 및 수증기 내성의 측정.
이러한 시험을 이용하여 얻어진 시험 결과는 이하와 같다:
(1) 흡수성 시험: EN13543 -보통의 다운 클러스터보다 lOx 적은 물 중량.
(2) 건조 시간: IDFB 방법 -보통의 다운 클러스터보다 5x 빠른 건조 시간.
(3) 드라이 및 웨트 열: ISO -드라이 열의 90%가 웨트한 조건에서 유지됨.
(4) 필 파워 측정: IDFB 10B -화학 처리 전 다운과 처리된 다운의 동일한 필 파워.
(5) 필 파워 측정: IDFB 10B -언블렌딩된 다운의 필 파워의 80 % 내지 90 %가 숏컷 합성 섬유의 30 % 내지 40 % 첨가 후 얻어짐.
(6) 세정력 분석: AATCC 135 -수행 통과되고, 클럼핑 또는 매듭 지어짐이 관측되지 않음.
또한, 본 발명은 앞서 논의되지 않은 인공 섬유 블렌드 또는 천연 및 인공 섬유 블렌드의 혼합물을 이용하는 것을 고려한다. 이들 블렌드 범위는 높은 레벨의 절연 성능을 보증하기 위해 평균 섬유 직경을 제한한다. 일부 예에서, 인용된 특허에 의해 정의되는 것보다 큰 평균 섬유 직경이 소망될 수 있다. 예컨대, 상대적으로 직경이 큰 섬유는, 최종 제품이 베개 또는 덮개이고, 압축된 것의 강직성이 중요한 요건인 경우에 이용될 수 있다.
또한, 적용에 따라서, 바람직한 결과가 추구됨에 따라 다른 천연 및/또는 인공 섬유 또는 재료와 같은 다른 섬유와의 혼합물로 형성되는 팽창 가능한 절연 재료를 블렌딩하는 것이 바람직할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의해 이들의 이점이 실현되고, 바람직한 실시형태가 여기에 상세히 설명되고 개시되지만, 그 범위는 제한되어야 하고, 대신 첨부되는 청구항으로 결정되어야 한다.

Claims (23)

  1. 적어도 50 중량%의 천연 다운 클러스터; 및
    길이가 5 mm 내지 25 mm의 범위이고, 섬유의 데니어가 0.5 데니어 내지 15 데니어인 숏컷 합성 섬유로, 상기 숏컷 합성 섬유는 크림프되고, 윤택제 또는 윤활제로 코팅되는 것인, 숏컷 합성 섬유;
    를 포함하는 팽창 가능한 절연 재료로서,
    상기 숏컷 합성 섬유는 천연 다운 클러스터의 미늘(barb)에 공기 역학적으로 포획되고, 상기 숏컷 합성 섬유는 천연 다운 클러스터의 미늘에 불가분하게(inseparably) 균일하게 도입되어, 다운에 숏컷 합성 섬유의 특성을 부여할 수 있게 하고,상기 팽창 가능한 절연 재료는 종래의 기기를 이용하여 팽창 가능하고, 상기 팽창 가능한 절연 재료 내에 존재하는 합성 섬유는 2차원 크림프를 갖는 합성 섬유, 크림프가 없는 합성 섬유, 또는 이들의 조합으로 이루어진 것인, 팽창 가능한 절연 재료.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 천연 다운 클러스터는 발수성을 부여하기 위해 발수제로 처리되는 것인, 팽창 가능한 절연 재료.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 팽창 가능한 절연 재료는 숏컷 합성 섬유를 적어도 30 중량% 포함하고,
    상기 숏컷 합성 섬유는 2차원 크림프를 갖는 것인, 팽창 가능한 절연 재료.
  4. 제2항에 있어서,
    발수성을 부여하기 위해 이용되는 화학물질은 발수제, 항박테리아제, 지르코늄 아세테이트의 저마찰 경화 용액인 것인, 팽창 가능한 절연 재료.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 천연 다운 클러스터는 지르코늄 아세테이트로 처리되는 천연 다운 클러스터인 것인, 팽창 가능한 절연 재료.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 숏컷 합성 섬유는 실리콘 윤택제로 코팅되는 것인, 팽창 가능한 절연 재료.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 합성 섬유는 폴리아미드, 폴리에스테르, 아크릴, 아세테이트, 나일론, 폴리올레핀 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인, 팽창 가능한 절연 재료.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합성 섬유는 폴리에스테르 섬유인 것인, 팽창 가능한 절연 재료.
  9. 제1항의 팽창 가능한 절연 재료를 포함하는 물품으로,
    상기 물품은 겨울 의복, 침낭, 베개 및 이불로부터 선택되는 것인, 물품.
  10. 제1항의 팽창 가능한 절연 재료의 제조방법으로서,
    상기 방법은,
    적어도 50 중량%의 천연 다운 클러스터; 및
    길이가 5 mm 내지 25 mm의 범위이고, 섬유의 데니어가 0.5 데니어 내지 15 데니어인 숏컷 합성 섬유로, 상기 숏컷 합성 섬유는 크림프되고, 윤택제 또는 윤활제로 코팅되는 것인, 숏컷 합성 섬유;
    를 공기 역학적으로 혼합하는 단계를 포함하고,
    상기 숏컷 합성 섬유는 천연 다운 클러스터의 미늘에 공기역학적으로 포획되어, 종래의 기기를 이용하여 팽창 가능한 절연 재료를 형성하는 것인, 팽창 가능한 절연 재료의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 천연 다운 클러스터는 발수성을 부여하기 위해 발수제로 처리되는 것인, 팽창 가능한 절연 재료의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    발수성을 부여하기 위해 이용되는 화학물질은 발수제, 항박테리아제, 지르코늄 아세테이트의 저마찰 경화 용액인 것인, 팽창 가능한 절연 재료의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 천연 다운 클러스터는 지르코늄 아세테이트로 처리되는 천연 다운 클러스터인 것인, 팽창 가능한 절연 재료의 제조방법.
  14. 제10에 있어서,
    상기 숏컷 합성 섬유는 실리콘 윤택제로 코팅되는 것인, 팽창 가능한 절연 재료의 제조방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 합성 섬유는 폴리아미드, 폴리에스테르, 아크릴, 아세테이트, 나일론, 폴리올레핀 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인, 팽창 가능한 절연 재료의 제조방법.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합성 섬유는 폴리에스테르 섬유인 것인, 팽창 가능한 절연 재료의 제조방법.
  17. 제10항에 있어서,
    다운이 이용되는 의류, 침낭, 침구 또는 다른 절연 제품에 절연 재료를 도입하는 단계를 더 포함하는, 팽창 가능한 절연 재료의 제조방법.
  18. 제2항에 있어서,
    상기 발수성은 플라즈마 처리를 포함하는 에너지 변형 기술을 이용하여 부여되는 것인, 팽창 가능한 절연 재료.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 발수성은 플라즈마 처리를 포함하는 에너지 변형 기술을 이용하여 부여되는 것인, 팽창 가능한 절연 재료의 제조방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 팽창 가능한 절연 재료는 바인더 섬유를 포함하지 않는 것인, 팽창 가능한 절연 재료.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
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