KR102035803B1

KR102035803B1 - 볼륨 부직포

Info

Publication number: KR102035803B1
Application number: KR1020187002138A
Authority: KR
Inventors: 울리케 헤리흐; 군터 슈아펜베르거; 토마스 자틀러; 페터 그뤼나이어스
Original assignee: 칼 프로이덴베르크 카게
Priority date: 2015-08-18
Filing date: 2016-08-11
Publication date: 2019-10-23
Also published as: JP2018530680A; CN107923091B; CA2993887A1; EP3164535B1; JP6571271B2; TWI610004B; EP3133196A1; CA2993887C; TW201713817A; KR20180019735A; DK3164535T3; EP3133196B1; US20180230630A1; PL3164535T3; WO2017029191A1; US10876234B2; DE202016008648U1; EP3164535A1; CN107923091A; ES2689082T3

Abstract

본 발명은 볼륨 부직포(volume nonwoven fabric)를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 다음 단계들:
a) 파이버 볼들(fiber balls) 및 바인딩 파이버들(binding fibers)을 함유하는 부직포 소재를 준비하는 단계,
b) 그 사이에 간극이 형성되어 있는 적어도 2개의 스파이크 롤러(spiked rollers)를 포함하는 에어-레잉 장치(air-laying device)를 준비하는 단계,
c) 에어-레잉 방법(air-laying method)으로 상기 장치 내에서 상기 부직포 소재를 가공하는 단계로서, 상기 부직포 소재는 상기 스파이크 롤러들 사이의 간극을 통과하고, 스파이크들에 의해 파이버들 또는 파이버 번들들(fiber bundles)이 상기 파이버 볼들로부터 추출되는 단계,
d) 레잉 장치(laying apparatus)상에 정렬하는 단계 및
e) 상기 볼륨 부직포를 얻는 조건으로 열적으로 경화하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 볼륨을 제공하는(volume-providing) 재료를 포함하는 볼륨 부직포, 상기 볼륨 부직포의 용도 및 텍스타일 재료들과도 관련이 있다.

Description

볼륨 부직포

본 발명은 볼륨 부직포(volume nonwoven fabric)를 제조하기 위한 방법, 상기 방법에 의해 얻을 수 있는 볼륨 부직포들 및 상기 볼륨 부직포들의 용도에 관한 것이다.

텍스타일 적용예들을 위한 충전 재료들은 다양하게 공지되어 있다. 예를 들어 파인 페더들(fine feathers), 다운(down) 및 울(wool)과 같은 수모는 오래전부터 이불들 및 의복들을 충전하기 위해 이용되어 왔다. 다운으로 이루어진 충전 재료들은 이용시 매우 편안한데, 그 이유는 상기 충전 재료들은 매우 우수한 단열성과 함께 낮은 중량을 갖기 때문이다. 그러나 이와 같은 재료들의 단점은, 상기 충전 재료들이 서로 단지 낮은 응집력을 갖는다는 것이다.

충전 재료로서 섬유질 웹들(fibrous webs) 또는 부직포들의 사용은 다운 및 수모의 사용에 대한 한 가지 대안예를 나타낸다. 부직포들은 제한된 길이의 파이버들(스테이플 파이버들), 필라멘트들(연속 파이버들) 또는 각각의 종류 또는 각각의 근원의 절단된 얀들(yarns)로 이루어진 구조물들이며, 상기 구조물들은 어떠한 방식으로든 섬유층(섬유질 웹)으로 결합하였고, 어떠한 방식으로든 서로 연결되었다. 종래의 섬유질 웹들 또는 부직포들의 단점은, 상기 종래의 섬유질 웹들 또는 부직포들이 다운과 같은 큰 부피의 충전 재료들보다 더 낮은 연성을 갖는다는 것이다. 또한, 통상적인 부직포들의 두께는 이용 시간이 더 길어짐에 따라 점차 얇아진다.

이와 같은 유형의 충전 재료들의 사용에 대한 한 가지 대안예는 파이버 볼들(fiber balls)이다. 파이버 볼들은 대체로 구형으로(spheric) 서로 엉클어진 파이버들을 함유하는데, 상기 파이버들은 통상적으로 대략 볼 형태를 갖는다. 예를 들어 유럽 특허 출원서 EP 0 203 469 A호에는 충전 재료 또는 쿠션 재료로서 사용될 수 있는 파이버 볼들이 기술된다. 이와 같은 파이버 볼들은, 대략 10 내지 60㎜의 길이 및 1 내지 15㎜의 지름을 갖는, 나선형으로 감기고 서로 엉클어진 폴리에스테르 파이버들로 구성된다. 상기 파이버 볼들은 탄성 및 단열성을 갖는다. 상기 파이버 볼들의 단점은, 상기 파이버 볼들이 다운, 페더들, 수모 등과 같이 서로 단지 낮은 응집력을 갖는다는 것이다. 따라서, 이와 같은 유형의 파이버 볼들은, 그 내부에 파이버 볼들이 느슨하게 놓여야만 하는 평면 텍스타일 재료들의 충전 재료로서 부적합한데, 그 이유는 상기 파이버 볼들이 자체 낮은 접착력으로 인해 미끄러질 수 있기 때문이다. 상기 평면 텍스타일 재료들 내에서 미끄러지는 상황을 방지하기 위해, 이와 같은 파이버 볼들은 꿰매어지는 경우가 많다.

파이버 볼들의 연결을 개선하기 위해, 유럽 특허 출원서 EP 0 257 658 B1호는, 후크들(hooks)을 포함할 수도 있는 돌출하는 파이버 단부들을 구비한 파이버 볼들을 이용하도록 제안한다. 그러나 이와 같은 유형의 재료들의 제조 공정은 비교적 복잡하고, 상기 파이버 단부들은 운반, 저장 및 가공시 꺾이거나, 또는 구부러질 수 있다.

국제 특허 출원서 WO 91/14035호는, 파이버 볼들 및 바인딩 파이버들(binding fibers)의 부직포 소재를 층으로 열적으로 경화하고, 후속하여 니들링(needling)하도록 제안한다. 이 경우, 부직포 소재들은 공기 흐름 내에서 단 하나의 스파이크 롤러(spiked roller)로 안내되고, 이와 같은 스파이크 롤러에 의해 벨트(belt) 상에 정렬된다. 상기 제품들에서의 단점은, 니들링 공정 없이는 안정성이 낮다는 것인데, 그 이유는 상기 바인딩 파이버들이 상기 큰 부피의 느슨한 파이버 볼들을 단지 약간만 안정화할 수 있기 때문이다. 충분한 안정성을 달성하기 위해서는 니들링 공정이 실시되며, 이는 상기 방법을 복잡하게 만들고 상기 제품의 밀도를 바람직하지 않은 방식으로 높인다.

유럽 특허 출원서 EP 0 268 099호는 변형된 표면들을 구비한 파이버 볼들을 제조하기 위한 방법을 공개한다. 이 경우, 상기 파이버 볼들의 표면들에는 바인딩 파이버들이 제공될 수 있다. 상기 파이버 볼들로부터 가열 공정에 의해 복합 재료들이 제조될 수 있다. 상기 파이버 볼들의 제조 공정은 비교적 복잡하다. 상기 파이버 볼들이 단지 상기 표면들에서 바인딩 파이버들과 연결되기 때문에, 상기 복합 재료들의 안정성은 제한되어 있다. 평면의 결합 위치들로 인해, 연성 및 탄성과 같은 추가 제품 특성들도 개선되어야 한다.

국제 특허 출원서 WO2012/006300호는 바인딩 파이버들을 포함하고 연결 영역들에서 열적으로 경화되어 있는 부직포들을 공개한다. 상기 부직포들은 입자 형태의 고체 첨가물들을 함유할 수 있다(20 내지 28쪽). 상기 첨가물들은 연마재 또는 기공성 폼들(porous foams)과 같은 비교적 경질의 고형물들이다. 실시 예들에 따르면, 스펀지들이 해머 밀(hammer mill) 내에서 분쇄됨으로써, 사전에 제조되는 고체 입자들이 첨가된다. 상기 문헌은 텍스타일 충전 재료들 또는 높은 연성을 갖는 그 밖의 볼륨 재료들의 제조와는 관련이 없다.

국제 특허 출원서 WO2005/044529 A1호는 공기 역학적인 방법(aerodynamic method)으로 다양한 재료들을 균일화하는 장치들을 기술한다. 이 경우, 소재들은 회전하는 스파이크 롤러들을 통과한다. 상기 방법은 예를 들어 셀룰로오스 파이버들, 합성 섬유들, 금속 부재들, 플라스틱 부품들 또는 펠릿들(pellets)을 가공하기 위해 이용될 수 있다. 이와 같은 유형의 비교적 혹독한 방법은 무엇보다 폐기물 산업에서 이용된다.

본 발명의 과제는, 다양한 바람직한 특성들을 서로 연결하는 볼륨 부직포 및 상기 볼륨 부직포를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 상기 부직포는 특히 부피가 커야 하고 낮은 밀도를 가져야 하며, 동시에 높은 안정성, 특히 우수한 인장 강도를 가져야 한다. 상기 부직포는 우수한 단열성과 함께 높은 유연성, 높은 압축 탄성, 낮은 중량 및 감쌀 몸체에 대한 우수한 적응성을 가져야 한다. 동시에, 예를 들어 웹 제품으로서 용이하게 취급되기 위해, 상기 부직포는 충분한 세탁 안정성 및 기계적 안정성을 가져야 한다. 특히 상기 부직포는 절단- 및 롤링(rolling) 가능해야 한다. 상기 부직포는 텍스타일 적용예들에 적합해야 한다.

이와 같은 과제는 특허 청구항들에 따른 방법, 볼륨 부직포들 및 용도들에 의해 해결된다. 추가의 바람직한 실시 형태들은 상세 설명에서 기술된다.

본 발명의 대상은 볼륨 부직포를 제조하기 위한 방법이며, 상기 방법은 다음 단계들:

a) 파이버 볼들 및 바인딩 파이버들을 함유하는 부직포 소재를 준비하는 단계,

b) 그 사이에 적어도 하나의 간극이 형성되어 있는 적어도 2개의 스파이크 롤러를 포함하는 에어-레잉 장치(air-laying device)를 준비하는 단계,

c) 에어-레잉 방법(air-laying method)으로 상기 장치 내에서 상기 부직포 소재를 가공하는 단계로서, 상기 부직포 소재는 상기 스파이크 롤러들 사이의 간극을 통과하고, 스파이크들에 의해 파이버들 또는 파이버 번들들(fiber bundles)이 상기 파이버 볼들로부터 추출되는 단계,

d) 레잉 장치(laying apparatus)상에 정렬하는 단계 및

e) 상기 볼륨 부직포를 얻는 조건으로 열적으로 경화하는 단계를 포함한다.

상기 단계들은 (a) 내지 (e)의 순서로 실시된다.

볼륨 부직포는 일반적으로, 비교적 낮은 밀도를 갖는 부직포 형태의 제품을 지시한다. 단계 (a)에서는 부직포 소재가 이용된다. "소재"라는 용어는, 함께 볼륨 부직포로 가공되어야 하는 성분들의 혼합물을 지시한다. 상기 소재는 느슨한 혼합물로서, 다시 말해 상기 성분들은 서로 연결되지 않았는데, 특히 열적으로 연결되거나, 니들링되거나, 접착되지 않았거나, 또는 목표 지향적인 화학적 또는 물리적 결합이 형성되는 유사한 공정을 경험하지 않았다.

단계 (a)에서 부직포 소재는 파이버 볼들을 함유한다. 파이버 볼들은 기술 분야에서 전체적으로 공지되어 있고 충전 재료들로써 이용된다. 간단히 서로 분리될 수 있는 비교적 작고 가벼운 섬유 덩어리들이 고려된다. 구조 및 형태는 이용된 재료들 및 볼륨 부직포의 목표한 특성들에 따라서 변경될 수 있다. 특히 파이버 볼들이라는 표현은 볼 형태뿐만 아니라 볼 형태에 가까운 형태들, 예를 들어 불규칙적인 그리고/또는 변형된, 예컨대 평탄화되거나, 또는 연장된 볼 형태들을 의미한다. 볼 형태 및 볼 형태에 가까운 형태들이 연성 및 단열성의 관점에서 특히 우수한 특성들을 나타낸다는 사실이 확인되었다. 파이버 볼들을 제조하기 위한 방법은 선행 기술에 공지되어 있고, 예를 들어 유럽 특허 출원서 EP 0 203 469 A호에서 기술된다.

파이버들은 파이버 볼들 내에서 비교적 균일하게 분포할 수 있으며, 이때 밀도는 외부 쪽으로 감소할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 파이버 볼들 내부에 파이버들의 균일한 분포 및/또는 섬유 구배가 존재하는 상황을 고려할 수 있다. 대안적으로 파이버들이 실질적으로 볼 형 커버 내에 배치되어 있는 한편, 파이버 볼들의 중심에는 비교적 적은 파이버들이 배치될 수 있다.

마찬가지로, 파이버 볼들 내에 구형으로 감긴, 그리고/또는 솜털 형태로 형성된 파이버들이 함유되어 있는 상황을 고려할 수 있다. 응집물의 우수한 결합을 보장하기 위해, 상기 파이버들이 감긴 상태로 존재하는 경우가 바람직하다. 이 경우, 상기 파이버들은 무질서하게 있거나, 또는 특정한 질서를 가질 수도 있다.

한 가지 실시 형태에 따르면, 파이버들은 개별 파이버 볼들의 내부에서 불규칙적으로, 그리고 상기 파이버 볼들의 외부 층 내에서 구형으로 배치되어 있다. 이와 같은 형성 예에서 상기 외부 층은 상기 파이버 볼들의 지름을 기준으로 비교적 작다. 그럼으로써 상기 파이버 볼들의 유연성은 추가로 더 증가할 수 있다.

예를 들어 적합한 표면 구조 및 섬유 길이에 의해 파이버 볼들을 형성하기에 적합한 경우에 한해, 상기 파이버 볼들 내에 존재하는 파이버들의 종류는 원칙적으로 중요하지 않다. 바람직하게 상기 파이버 볼들의 파이버들은 스테이플 파이버들, 스레드들(threads) 및/또는 얀들로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 이 경우, 스테이플 파이버들은 이론적으로 무제한의 길이를 갖는 필라멘트들과 달리, 제한된 길이, 바람직하게 20㎜ 내지 200㎜의 길이를 갖는 파이버들을 의미한다. 상기 스레드들 및/또는 얀들도 바람직하게 제한된 길이, 특히 20㎜ 내지 200㎜의 길이를 갖는다. 상기 파이버들은 단성분 필라멘트들 및/또는 복합 필라멘트들로서 존재할 수 있다. 상기 파이버들의 섬도도 마찬가지로 변경될 수 있다. 바람직하게 상기 파이버들의 평균 섬도는 0.1 내지 10dtex, 바람직하게 0.5 내지 7.5dtex의 범위 내에 있다.

이용된 파이버 볼들이 열적으로 사전 경화되어 있지 않다는 사실이 특히 바람직하다. 그럼으로써 큰 부피의 특히 유연한 볼륨 부직포를 얻을 수 있다.

놀랍게도, 파이버 볼들 및 바인딩 파이버들을 함유하는, 볼륨을 제공하는(volume-providing) 부직포 소재가 에어-레잉 방법으로 스파이크 롤러들에 의해 가공되는 경우, 바람직한 볼륨 부직포를 얻을 수 있다는 사실이 확인되었다. 이와 같은 방식으로, 에어-레잉 방법으로 스파이크 롤러들 사이에서 혼합물을 가공하는 경우, 재료가 완전히 파괴되지 않고도 부직포 소재의 효과적인 개방, 혼합 및 정렬 공정이 달성된다는 사실이 확인되었다. 이와 같은 사실은 놀라운데, 그 이유는 예를 들어 소재로써 이용된 파이버 볼들은 매우 연약하며, 그 결과 상기 파이버 볼들이 이와 같은 유형의 장치 내에서 파괴되고, 이는 최종 제품의 안정성 및 기능에 악영향을 미친다는 사실을 기반으로 하기 때문이다. 본래 구조들을 파괴하기 위해 이용되는, 스파이크 롤러들을 구비한 장치들에 의해 파이버 볼들을 가공할 수 있는지 조차도 예상하지 못했다.

바람직하게 상기 스파이크 롤러들은 상기 장치 내에 한 쌍씩(in pairs) 배치되어 있음으로써, 결과적으로 금속 스포크들(metal spokes)은 서로 맞물릴 수 있다. 상기 금속 스포크들이 서로 맞물리면서, 역동적인 필터(filter)가 생성되고, 그 결과 상기 부직포 소재들은 개별화되고 균일하게 분포할 수 있다. 더 나아가 파이버 볼들의 경우, 한 쌍씩 배치된 스파이크 롤러들에 의한 처리 공정은 볼 형태를 전체적으로 파괴하지 않고도 섬유 구조의 이완을 야기할 수 있다. 이 경우, 파이버들 또는 파이버 번들들은 여전히 상기 파이버 볼들과 연결되어 있으면서 표면으로부터 돌출되는 방식으로 상기 볼들로부터 추출될 수 있다. 이와 같은 상황은 바람직한데, 그 이유는 상기 추출된 파이버들이 개별 볼들을 서로 연결하고, 그럼으로써 상기 볼륨 부직포의 인장 강도가 증가하기 때문이다. 더 나아가 그 내부에 볼들이 매립되어 있는 개별 파이버들로 이루어진 매트릭스가 형성될 수 있으며, 그 결과 상기 볼륨 부직포의 유연성이 증가한다.

동시에 상기 방법의 장점은, 상기 바인딩 파이버들이 상기 부직포 볼들과 매우 밀접하게 연결된다는 것이다. 상기 스파이크들에 의해 상기 바인딩 파이버들의 일부도 상기 파이버 볼들 내부로 삽입된다고 추정된다. 그에 따라 2개의 재료가 서로 침투한다. 그럼으로써, 열적 경화 공정시 상기 파이버 볼들과 상기 바인딩 파이버들 사이의 접착 위치들의 비율이 두드러지게 증가한다. 또한, 이와 같은 이유로 부직포는 놀랍도록 높은 안정성을 갖는다. 그에 따라 본 발명에 따른 부직포는, 오로지 파이버 볼들만이 개방 또는 카딩(carding)되어 후속하여 바인딩 파이버들과 혼합되는, 통상적인 방법으로부터 제조된 제품들보다 현저히 더 안정적이다.

무엇보다 상기 방법이 에어-레잉 방법으로 실시되기 때문에, 상기 제품의 특별한 특성들을 얻을 수 있다. "에어-레잉 방법"(공기 역학적인 방법)이라는 용어는, 파이버 볼들 및 바인딩 파이버들을 함유하는 부직포 소재가 공기 흐름 내에서 스파이크 롤러들에 의해 가공 및 정렬되는 상황을 지시한다. 이와 같은 방식으로 상기 부직포 소재는 공기 흐름 내에서 스파이크 롤러들로 안내되고, 상기 스파이크 롤러들에 의해 가공된다. 상기 방법의 장점은, 상기 부직포 소재가 상기 스파이크 롤러들에 의해 가공될 때 큰 부피의 느슨한 형태로 유지되면서도 강하게 혼합된다는 것이며, 이때 스파이크들은 상기 부직포 볼들 내부로 침투한다. 그럼으로써 상기 방법은, 부직포 소재의 웹들이 카딩되는 통상적인 방법들과 두드러지게 구분된다. 이와 같은 유형의 카딩 방법에서 부직포 소재들은 실질적으로 정렬된다. 웹 제품의 부동성으로 인해, 부직포 소재가 느슨한 형태로 공기 흐름 내에서 스파이크 롤러들을 통과하는 본 발명에 따른 에어-레잉 방법의 경우처럼 성분들의 혼합, 개방 및 상호 침투 공정이 달성되지 않는다. 본 발명에 따르면, 이와 같은 방식으로 그 밀도가 심지어 이용된 파이버 볼들의 밀도보다 더 낮은 제품을 얻을 수 있다.

상기 방법이 레잉 벨트(laying belt) 상에서 소재의 매우 균일한 분포를 가능하게 하며, 그 내부에 볼륨을 제공하는 재료가 균일하게 분포하여 존재하는 매우 균일한 볼륨 부직포를 얻을 수 있다는 사실이 확인될 수 있었다. 상기 볼륨을 제공하는 재료의 균일한 분포는 특히 단열성 및 유연성의 관점에서, 그리고 볼륨 부직포의 회복률을 위해서 매우 바람직하다.

본 발명에 따라 매우 균일한 볼륨 부직포를 얻을 수 있다. 파이버 볼들 및 바인딩 파이버들은 내부에서 혼합될 수 있고 매우 균일하게 분포하여 존재한다. 이와 같은 사실은 놀라운데, 그 이유는 상기 연약한 파이버 볼들뿐만 아니라, 다운과 같은 다른 연약한 성분들도 스파이크 롤러들에 의한 처리 공정시 파괴된다는 사실을 기반으로 하기 때문이다.

그와 관계없이 개별 파이버 볼들의 구조는 상기 볼륨 부직포 내에서 불균일하다. 부직포 내의 파이버 볼들은 자체 본래 형태를 적어도 부분적으로 잃어버렸다. 상기 볼륨 부직포 내에서 상기 파이버 볼들의 구조는 해어졌거나, 부분적으로 해체되었거나, 또는 부분적으로 파괴되었다고 기술될 수 있다. 상기 스파이크 롤러들은 각각의 개별적인 파이버 볼들에 대해 무작위로, 그럼으로써 서로 다르게 작용한다. 따라서, 파이버들 또는 파이버 번들들이 상기 파이버 볼들로부터 추출되거나, 또는 상기 바인딩 파이버들이 상기 파이버 볼들 내부로 삽입되는 영역들의 개수, 크기 및 구조도 무작위로 분포되어 있다. 이와 같은 방식으로 출발 재료들로써 이용되는 원형 파이버 볼들은 부직포 내에서, 대략 불규칙적인 스파이크들을 구비한 별 형태로서 기술될 수 있는 구조들을 형성한다. 상기 해체된 파이버 볼들과 상기 바인딩 파이버들의 내부 혼합 공정이 바로 제품 내에서 상기 바인딩 파이버들의 결합 위치들의 넓은 분포를 야기하고, 이는 부직포에 놀랍도록 높은 기계적 안정성을 제공한다는 사실이 추정된다. 동시에 상기 파이버 볼들은 상기 제품에 낮은 밀도, 그리고 높은 유연성 및 연성을 제공한다. 상기 구조는, 파이버 볼들의 해체 공정 없이 단순히 혼합 공정에 의해서 생성되는, 파이버 볼들 및 파이버들로 이루어진 공지된 부직포들과 두드러지게 구분된다. 이와 같은 유형의 부직포들은 규정된 경화 영역들을 포함하고, 이는 더 강하게 경화된 영역들로 인해 낮은 유연성을 야기하고, 경화되지 않은 영역들로 인해 낮은 안정성을 야기한다.

실제 실험들은, 본 발명에 따른 방법이 다음 단계들 중 하나 또는 다수의 단계를 포함하는 경우에 특히 우수한 결과들을 얻는다는 사실을 보여주었다:

부직포 소재는 적어도 한 쌍의 스파이크 롤러를 포함하는 에어-레잉 장치 내에 가급적 균일하게 제공되고, 상기 장치 내에서 성분들이 개방되고, 서로 혼합된다. 후속하여 종래의 방식으로, 예를 들어 필터 벨트(filter belt), 스크린 드럼(screen drum) 및/또는 컨베이어 벨트 상에서 섬유층을 형성하기 위한 파이버 레잉 공정(fiber laying)이 이루어질 수 있다. 그후 형성된 섬유층은 종래의 방식으로 경화될 수 있다. 본 발명에 따르면, 예를 들어 벨트 오븐에 의한 열적 경화 공정이 특히 적합한 것으로 입증되었다. 이와 같은 방식으로, 바인딩 파이버들이 파이버 볼들과 밀접하게 연결되어 있게 된다. 또한, 예를 들어 워터 젯(water-jet) 경화 공정 또는 니들링 공정시 일어날 수 있는 볼륨 부직포의 바람직하지 않은 압축도 방지될 수 있다. 더블 벨트 컨벡션 오븐(double belt convection oven)의 사용이 특히 적합한 것으로 입증되었다. 이와 같은 유형의 컨벡션 오븐의 사용시 장점은, 바인딩 파이버들의 특히 효과적인 활성화와 함께, 표면의 평활화가 달성되고, 볼륨을 얻을 수 있다는 것이다.

본 발명의 바람직한 한 가지 실시 형태에 따르면, 스파이크 롤러들은 여러 열로(in rows) 배치되어 존재한다. 그에 따라, 상기 스파이크 롤러들은 바람직하게 적어도 하나의 열에 배치되어 존재한다. 상기 스파이크 롤러들이 적어도 하나의 열에 배치되어 있는 경우의 장점은, 이웃한 스파이크 롤러들의 금속 스포크들이 서로 맞물릴 수 있다는 것이다. 그에 따라, 각각의 롤러는 각각 이웃한 롤러들에 대해 동시에 한 쌍을 형성할 수 있으며, 이러한 롤러 쌍은 역동적인 필터로서 기능할 수 있다. 이 경우, 파이버들 및 파이버 볼들의 특히 우수한 개방 및 혼합 공정을 얻기 위해, 열들은 한 쌍씩 존재할 수도 있다(이중 열). 그에 따라, 상기 스파이크 롤러들은 바람직하게 적어도 하나의 이중 열에 배치되어 존재한다. 마찬가지로, 파이버 재료의 적어도 일부가 재순환 시스템에 의해 동일한 스파이크 롤러들을 통해 여러 번 안내되는 상황도 고려할 수 있다. 재순환을 위해서는 예를 들어 순환하는 연속 벨트 또는 재료를 위로 날려 보내는 파이프들과 같은 공기 역학적인 수단이 사용될 수 있다. 상기 벨트는 바람직한 방식으로 스파이크 롤러들의 2개의 열 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 연속 벨트는 스파이크 롤러들의 연속적으로 또는 중첩적으로 배치된 다수의 이중 열을 통해 안내될 수도 있다.

상기 장치는 스파이크 롤러들을 포함한다. 부직포 소재가 통과하는 간극을 형성하는 서로 마주 놓인 2개의 롤러의 회전시 스파이크들은 바람직하게 서로 어긋나도록 맞물린다. 상기 스파이크들(spikes)은 바람직하게 얇고 긴 형태를 갖는다. 재료들 및 파이버 볼들의 우수한 침투 공정을 달성하기 위해, 상기 스파이크들은 충분히 길다. 상기 스파이크들의 길이는 바람직하게 1 내지 30㎝, 특히 2 내지 20㎝ 또는 5 내지 15㎝이다. 이 경우, 상기 스파이크들의 길이는 상기 스파이크들의 최대 폭의 지름보다 적어도 5배 또는 적어도 10배 더 클 수 있다.

부직포 소재가 통과하는 상기 스파이크 롤러들 사이의 간극은 바람직하게, 상기 부직포 소재가 통과시 압축되지 않을 만큼 폭이 크다. 부직포 볼들의 개방 공정에 의해 상기 재료는 오히려 느슨해진다. 바람직하게 상기 스파이크들은 양측으로 각각, 상기 간극의 (최소) 폭의 50％ 이상, 바람직하게 적어도 60％, 적어도 70％ 또는 적어도 80％에 상응하는 길이를 갖는다. 바람직하게 상기 스파이크들은 양측으로 각각, 상기 간극의 (최소) 폭의 50％ 이상 내지 99％ 또는 60％ 내지 95％에 상응하는 길이를 갖는다.

바람직하게 상기 장치는 적어도 2쌍, 바람직하게 적어도 5쌍 또는 적어도 10쌍의 스파이크 롤러를 포함하고, 그리고/또는 상기 장치는 상기 스파이크 롤러들 사이에 바람직하게 적어도 2개, 적어도 5개 또는 적어도 10개의 간극을 포함한다. 이와 같은 유형의 장치들에 의해 부직포 소재의 특히 효과적인 가공 공정이 이루어질 수 있다.

상기 장치는 바람직하게, 상기 부직포 소재와 상기 스파이크 롤러들의 접촉 표면이 가급적 크도록 설계되어 있다. 바람직하게 다수의 스파이크 롤러가 존재하는데, 예를 들어 적어도 5개, 적어도 10개 또는 적어도 20개의 스파이크 롤러가 존재한다. 바람직하게 인접하는 롤러 쌍들 사이에 적어도 5개, 적어도 10개 또는 적어도 20개의 간극이 존재하며, 상기 간극들을 통해 상기 부직포 소재가 통과할 수 있다. 상기 롤러들은 예를 들어 원통형으로 설계될 수 있다. 이 경우, 통사적으로 상기 원통형 롤러들은 스파이크들과 단단하게 연결되어 있다. 롤러 코어에 둘레를 둘러싸는 스파이크 스트립들을 제공하는 상황도 고려할 수 있다. 바람직하게 다수의 평면이 존재함으로써, 결과적으로 상기 재료는 여러 번 가공된다.

파이버 소재를 개방하기 위해, 상기 장치는 각각 2개 내지 10개의 스파이크 롤러를 구비한 한 쌍으로 배치된 2개 내지 10개의 열을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 장치는 각각 5개의 스파이크 롤러를 구비한 두 개의 쌍으로 배치된 4개의 열을 포함할 수 있다. 이와 같은 유형의 에어-레잉 장치들은 예를 들어 Formfiber Denmark APS(社)의 상표명 "SPIKE" 에어-레잉 설비에 의해 얻을 수 있다. 상기 방법은 에어-레잉 방법, 즉 공기 역학적인 섬유층 형성 공정인데, 다시 말해 섬유층 형성 공정이 공기의 지원하에서 이루어진다. 이와 같은 방법의 기본 원리는 공기 흐름 내로 부직포 소재의 전달 공정에서 비롯되는데, 상기 공기 흐름은 종 방향 및/또는 횡 방향으로 기계들 내부에서 상기 부직포 소재의 기계적 분포를 야기하고, 마침내 아래에서 흡입 작용하는 컨베이어 벨트 상에서 상기 부직포 소재의 균일한 레잉 공정을 구현한다.

이 경우, 공기는 다양한 방법 단계에서 이용될 수 있다. 본 발명의 특히 바람직한 한 가지 실시 형태에 따르면, 부직포 소재의 전체 운반 공정은 섬유층이 형성되는 동안, 예를 들어 설치된 공기 시스템에 의해 공기 역학적으로 이루어진다. 그러나 단지 특별한 방법 단계들, 예를 들어 스파이크 롤러들에 의한 파이버들의 추출 공정만이 보조 공기에 의해 보강되는 상황도 고려할 수 있다.

실제 실험들은, 상기 에어-레잉 방법이 특히 다음 단계들 중 하나 또는 다수의 단계에 의해 실시된다는 사실을 보여주었다:

바람직하게 섬유층 형성 공정 직전에 부직포 소재 처리 공정 또는 부직포 소재 해체 공정이 이루어진다. 비-파이버 재료들, 예를 들어 다운 및/또는 폼 입자들과의 선택적인 혼합 공정은 바람직하게 섬유층 형성 시스템 내에서 파이버 재료의 분포 공정 동안에 직접 이루어진다.

운반 매질로서 공기의 지원하에 상기 재료(부직포 소재 또는 상기 부직포 소재의 성분들)는 공급- 및 분포 시스템을 통해 섬유층 형성 유닛 내부로 운반될 수 있고, 상기 섬유층 형성 유닛에서는 의도한 개방, 선회 공정과 함께, 균일한 혼합 및 분포 공정이 이루어진다. 재료 공급을 간단하게 제어할 수 있기 위해, 공급 공정은 각각의 재료 성분들에 대해 바람직하게 개별적으로 이루어진다.

후속하여 상기 부직포 소재는 바람직하게 적어도 2개의 스파이크 롤러에 의해 처리되는데, 상기 스파이크 롤러들에 의해 상기 파이버 재료의 처리 공정 또는 해체 공정이 실시된다. 상기 부직포 소재가 스파이크 롤러로서 금속 스포크들이 장착된 회전 샤프트들(shafts)(소위 스파이크들)의 열을 통과하는 경우에 특히 우수한 결과들이 달성된다. 바람직한 한 가지 실시 형태에서는 이웃한 스파이크 롤러들이 서로 반대 방향으로 작동한다. 그럼으로써 상기 부직포 소재 상에 특히 강한 힘이 작용할 수 있다. 상기 금속 스포크들이 서로 맞물리면서, 높은 처리량의 역동적인 필터가 생성된다. 그에 따라 상기 방법은, 부직포 소재가 단 하나의 스파이크 롤러에 의해서만 안내되어 정렬되는 국제 특허 출원서 WO91/14035호의 방법과 두드러지게 구분된다. 이 경우, 본 발명에 따른 방법의 경우처럼 구조 변경을 야기하는 힘이 재료 상에 작용하지 않는다.

바람직한 방식으로 섬유층 형성 공정은 아래에서 흡입 작용하는 필터 벨트 상에서 이루어진다. 상기 필터 벨트 상에는 분명한 파이버 배향이 없는 불규칙 섬유층 구조가 생성될 수 있으며, 이때 상기 불규칙 섬유층 구조의 밀도는 흡입 강도와 연관된다. 일렬로 다수의 섬유층 형성 유닛을 배치함으로써, 층 구조가 구현될 수 있다.

공기 역학적인 섬유층 형성 공정시 장점은, 파이버들 및 부직포 소재 내에 경우에 따라 존재하는 추가 구성 성분들이 매우 높은 특성 등방성(characteristic isotropy)을 구현하는 불규칙 배향으로 배치될 수 있다는 것이다. 이와 같은 실시 형태는 구조와 관련된 특징들 이외에, 생산 설비의 투자 규모 및 작동 비용으로부터 주어지는 경제적인 장점들을 제공한다.

본 발명의 한 가지 실시 형태에 따르면, 섬유층 형성 공정은 연속적으로 배치된 다수의 섬유층 형성 유닛 내에서 이루어진다. 이와 같은 방식으로, 레잉 벨트, 예를 들어 아래에서 흡입 작용하는 필터 벨트가 다수의 섬유층 형성 유닛을 통해 연속적으로 안내되고, 상기 섬유층 형성 유닛들 내에서 각각 섬유층의 층 레잉 공정이 이루어지는 상황을 고려할 수 있다. 그럼으로써, 다층의 섬유층이 생성될 수 있다.

추가 단계(들)에서는 상기 섬유층이 열적으로 경화된다. 이 경우, 바람직하게 부직포 상에 압력이 가해지지 않는다. 예를 들어 오븐 내에서 압력이 가해지지 않는 열적 경화 공정이 이루어질 수 있다. 이와 같은 경우의 장점은, 상기 부직포가 높은 강도를 가짐에도 불구하고 매우 부피가 크다는 것이다. 섬유층 경화 공정은 종래의 방식으로 보강될 수 있는데, 예를 들어 결합제의 분사 공정에 의해 화학적으로, 사전 첨가된 접착 분말의 용융 공정에 의해 열적으로, 그리고/또는 예를 들어 니들링 공정 및/또는 워터 젯 경화 공정에 의해 기계적으로 보강될 수 있다.

실제 실험들은, 섬유층 형성 공정이 바람직하게, 간행물 WO 2005/044529호에 기술된 섬유질 웹을 제조하기 위한 장치에 의해 매우 우수한 결과들을 갖도록 실시될 수 있다는 사실을 보여주었다. 그에 따라, 상기 간행물에서 2쪽 25째줄 내지 4쪽 9째줄, 4쪽 15째줄 내지 5쪽 9째줄, 그리고 6쪽 22째줄 내지 7쪽 19째줄에 기술된 상기 장치의 바람직한 형성예들을 명시적으로 인용한다.

바람직한 한 가지 실시 형태에서는 각각 부직포 소재의 전체 중량을 기준으로, 부직포 소재 내에서 파이버 볼들의 비율이 50 내지 95중량％, 60 내지 95％, 특히 70 내지 90％이고, 그리고/또는 바인딩 파이버들의 비율이 5 내지 40중량％, 바람직하게 7 내지 30중량％ 및 특히 바람직하게 10 내지 25중량％이다.

상기 파이버 볼들은 바람직하게 인공 폴리머들로부터 선택된 파이버들, 특히 폴리에스테르로 이루어진 파이버들, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트를 함유하거나, 또는 상기 파이버들로 구성되며; 그리고 천연 파이버들, 특히 울, 코튼(cotton) 또는 실크(silk)로 이루어진 파이버들을 함유하거나, 또는 상기 파이버들로 구성되며, 그리고/또는 상기 파이버들의 혼합물들 및/또는 추가 파이버들과의 혼합물들을 함유하거나, 또는 상기 파이버들로 구성된다.

원칙적으로 상기 파이버 볼들은 다양한 파이버들로 구성될 수 있다. 이와 같은 방식으로 상기 파이버 볼들은 천연 파이버들, 예를 들어 울 파이버들 및/또는 합성 파이버들, 예를 들어 폴리아크릴, 폴리아크릴니트릴, 사전 산화된 PAN, PPS, 탄소, 유리, 폴리비닐알코올, 비스코스-, 셀룰로스-, 코튼, 폴리아라미드들, 폴리아미드이미드, 폴리아미드들, 특히 폴리아미드 6 및 폴리아미드 6.6, PULP, 바람직하게 폴리올레핀들 및 매우 특히 바람직하게 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어진 파이버들 및/또는 언급된 파이버들로 이루어진 혼합물들을 포함할 수 있고, 그리고/또는 상기 파이버들로 구성될 수 있다. 바람직한 한 가지 실시 형태에 따르면, 울 파이버들로 이루어진 파이버 볼들이 이용된다. 이 경우, 특히 형태 안정적이고 우수하게 단열 작용하는 볼륨 부직포들을 얻을 수 있다. 추가의 바람직한 한 가지 실시 형태에 따르면, 볼륨 부직포 또는 부직포 복합물 내부의 통상적인 추가 성분들에 대해 특히 우수한 양립성(compatibility)을 달성하기 위해, 폴리에스테르로 이루어진 파이버 볼들이 이용된다. 바람직한 한 가지 실시 형태에서는 파이버 볼들이 추가적으로, 바람직하게 0.5㎜ 내지 100㎜의 길이를 갖는 바인딩 파이버들을 직접 함유한다.

단계 (a)의 부직포 소재는 파이버 볼들에 대해 추가적으로 바인딩 파이버들을 함유한다. 이와 같은 바인딩 파이버들은 느슨한 파이버들이고 상기 파이버 볼들의 성분이 아니다. 바람직한 한 가지 실시 형태에서는 이와 같은 바인딩 파이버들이 코어/재킷-파이버들로서 설계되어 있고, 이때 재킷은 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 코폴리아미드, 코폴리에스테르 또는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀들을 포함하고, 그리고/또는 코어는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀들, 폴리페닐렌설파이드, 방향족 폴리아미드들 및/또는 폴리에스테르를 포함한다. 재킷 폴리머의 용융점은 통상적으로 코어 폴리머의 용융점보다, 예를 들어 10℃ 이상 더 높다.

바인딩 파이버들로서 이와 같은 목적으로 사용된 통상적인 파이버들이 이용될 수 있다. 바인딩 파이버들은 통일된 파이버들 또는 다성분 파이버들일 수 있다. 본 발명에 따르면, 특히 적합한 바인딩 파이버들은 다음 그룹들의 파이버들이다:

ㆍ 결합 될 볼륨을 제공하는 재료의 용융점 아래의 용융점, 바람직하게 250℃ 미만, 특히 70 내지 230℃, 특히 바람직하게 125 내지 200℃의 용융점을 갖는 파이버들. 적합한 파이버들은 특히 열가소성 폴리에스테르 및/또는 코폴리에스테르, 특히 PBT, 폴리올레핀들, 특히 폴리프로필렌, 폴리아미드들, 폴리비닐알코올 또는 코폴리머들, 그리고 상기 파이버들의 코폴리머들 및 혼합물들이다.

ㆍ 미연신 폴리에스테르 파이버들과 같은 접착 작용하는 파이버들.

본 발명에 따라, 특히 적합한 바인딩 파이버들은 다성분 파이버들, 바람직하게 이성분 파이버들, 특히 코어/재킷-파이버들이다. 코어/재킷-파이버들은 서로 다른 연화- 및/또는 용융 온도의 적어도 2개의 파이버 재료를 함유한다. 바람직하게 코어/재킷-파이버들은 이와 같은 2개의 파이버 재료들로 구성된다. 이 경우, 더 낮은 연화- 및/또는 용융 온도를 갖는 성분은 파이버 표면(재킷)에 위치하고, 더 높은 연화- 및/또는 용융 온도를 갖는 성분은 코어 내에 위치한다.

코어/재킷-파이버들에서 결합 기능은 상기 파이버들의 표면에 배치되어 있는 재료들에 의해 수행될 수 있다. 재킷을 위해서는 다양한 재료들이 이용될 수 있다. 상기 재킷을 위해 바람직한 재료들은 본 발명에 따라, PBT, PA, 폴리에틸렌, 코폴리아미드들 또는 코폴리에스테르이다. 폴리에틸렌이 특히 바람직하다. 코어를 위해서도 마찬가지로 다양한 재료들이 이용될 수 있다. 상기 코어를 위해 바람직한 재료들은 본 발명에 따라, PET, PEN, PO, PPS 또는 방향족 PA 및 PES이다.

바인딩 파이버들의 존재시 장점은, 볼륨 부직포 내에서 볼륨을 제공하는 재료가 상기 바인딩 파이버들에 의해 결합하고, 그 결과 상기 볼륨을 제공하는 재료가 현저하게 이동하지 않고, 결핍된 충전 재료에 의해 냉교(cold bridge)가 형성되지 않으면서, 상기 볼륨 부직포에 의해 충전된 텍스타일 커버(textile cover)가 이용될 수 있다는 것이다.

바람직하게 상기 바인딩 파이버들은 0.5㎜ 내지 100㎜, 더 바람직하게 1㎜ 내지 75㎜의 길이 및/또는 0.5 내지 10dtex의 섬도를 갖는다. 본 발명의 특히 바람직한 한 가지 실시 형태에 따르면, 바인딩 파이버들은 0.9 내지 7dtex, 더 바람직하게 1.0 내지 6.7dtex 및 특히 1.3 내지 3.3dtex의 섬도를 갖는다.

볼륨 부직포 내에서 바인딩 파이버들의 비율은 상기 볼륨 부직포의 추가 구성 성분들의 종류 및 양에 따라서, 그리고 상기 볼륨 부직포의 목표한 안정성에 따라서 설정된다. 바인딩 파이버들의 비율이 지나치게 낮으면, 상기 볼륨 부직포의 안정성은 악화된다. 바인딩 파이버들의 비율이 지나치게 높으면, 상기 볼륨 부직포는 전체적으로 지나치게 단단해지는데, 이는 자체 유연성을 대가로 한다. 실제 실험들은, 바인딩 파이버들의 비율이 5 내지 40중량％, 바람직하게 7 내지 30중량％ 및 특히 바람직하게 10 내지 25중량％의 범위 내에 있을 경우, 안정성과 유연성 사이의 우수한 타협이 이루어진다는 사실을 보여주었다. 이 경우, 롤링 및/또는 폴딩(folding) 되기에 충분히 안정적인 볼륨 부직포를 얻을 수 있다. 이와 같은 사실은 상기 볼륨 부직포의 취급 및 추가 가공을 수월하게 한다. 또한, 이와 같은 유형의 볼륨 부직포는 세척 가능하다. 예를 들어 상기 볼륨 부직포는 해체되지 않고 40℃에서 3번의 세탁 공정을 견디기에 충분히 안정적이다.

상기 바인딩 파이버들은 열적 결합 공정에 의해 서로, 그리고/또는 상기 볼륨 부직포의 추가 성분들과 연결될 수 있다. 터널 컨벡션 오븐, 더블 벨트 컨벡션 오븐을 통해, 그리고/또는 온풍이 관류하는 드럼 상으로 통과하도록, 가열된, 평탄한 또는 인각된(engraved) 롤러들을 이용하는 열적 캘린더링 공정(thermal calendering)이 특히 적합한 것으로 입증되었다. 더블 벨트 컨벡션 오븐의 사용시 장점은, 바인딩 파이버들의 특히 효과적인 활성화와 함께, 표면의 평활화가 달성되고, 동시에 볼륨을 얻을 수 있다는 것이다.

추가적으로, 경우에 따라 사전 경화된 섬유질 웹의 각각의 측면에 적어도 한 번 유체 젯(fluid jet), 바람직하게 워터 젯이 작용함으로써 상기 볼륨 부직포가 경화될 수 있다.

바람직한 한 가지 실시 형태에서는 혼합물이 파이버 볼 또는 바인딩 파이버가 아닌 적어도 하나의 추가 성분을 함유한다. 이와 같은 유형의 추가 성분들의 전체 비율은 바람직하게 45중량％까지, 30중량％까지, 20중량％까지 또는 10중량％까지이다.

바람직하게 이와 같은 유형의 추가 성분들은 추가 파이버들, 볼륨을 제공하는 추가 재료들 및 그 밖의 기능성 첨가물들로부터 선택된다.

한 가지 실시 형태에 따르면, 추가 성분들로서 바인딩 파이버가 아닌 추가 파이버들이 함유되어 있다. 이와 같은 유형의 파이버들은 부직포에 유연성, 광학적 특성들, 내화성, 인장 강도, 전도성, 물 조절 능력 등과 같은 특별한 특성들을 제공할 수 있다. 이와 같은 파이버들은 파이버 볼들의 형태로 존재하지 않기 때문에, 상기 파이버들은 다양한 표면 상태를 가질 수 있는데, 특히 평탄한 파이버들일 수도 있다. 이와 같은 방식으로, 볼륨 부직포에 특별한 광택을 제공하기 위해, 예를 들어 실크 파이버들이 추가 파이버들로써 이용될 수 있다. 마찬가지로 폴리아크릴, 폴리아크릴니트릴, 사전 산화된 PAN, PPS, 탄소 섬유들, 유리 섬유들, 폴리아라미드들, 폴리마니드이미드, 멜라민 수지, 페놀 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아미드들, 특히 폴리아미드 6 및 폴리아미드 6.6, 폴리올레핀들, 비스코스-, 셀룰로스- 및 바람직하게 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트, 그리고/또는 상기 파이버들의 혼합물들을 이용하는 상황도 고려할 수 있다. 바람직하게 볼륨 부직포 내에서 상기 추가 파이버들의 비율은 2 내지 40중량％, 특히 5 내지 30중량％이다. 바람직하게 상기 추가 파이버들은 1 내지 200㎜, 바람직하게 5㎜ 내지 100의 길이 및/또는 0.5 내지 20dtex의 섬도를 갖는다.

한 가지 실시 형태에 따르면, 추가 성분들로서 파이버 볼들이 아닌 볼륨을 제공하는 추가 재료들, 특히 다운, 파인 페더들 또는 폼 입자들이 함유되어 있다. 상기 추가 재료들은 밀도에 영향을 미칠 수 있고 재료에 목표한 다른 특성들을 제공할 수 있다. 특히 의류 산업의 텍스타일 적용예들에서는 열적 특성들을 개선할 수 있는 다운 또는 파인 페더들의 이용이 특히 바람직하다. 볼륨을 제공하는 재료로서 본 발명에 따라 다운 및/또는 파인 페더들이 이용되면, 볼륨 부직포 내에서 그 비율은 예를 들어 10 내지 45중량％, 바람직하게 15 내지 45％ 또는 적어도 15중량％이다. 본 발명에 따라, 다운 및/또는 파인 페더들이라는 용어는 종래의 개념으로 이해된다. 특히 다운 및/또는 파인 페더들은 짧은 깃대 및 실질적으로 후크들이 없는 매우 유연하고 긴, 방사 방향으로 배치된 깃털 분기들을 구비한 깃털들을 의미한다.

한 가지 실시 형태에 따르면, 추가 성분들로서 파이버들 또는 볼륨을 제공하는 재료들이 아닌 추가 기능성 재료들이 함유되어 있다. 기술 분야에는 착색제들, 항균성 물질들 또는 방향성 물질들과 같은 다수의 이와 같은 유형의 첨가물들이 공지되어 있다. 바람직한 한 가지 실시 형태에서는 볼륨 부직포가 위상 변화 재료를 함유한다. 위상 변화 재료들(phase change materials, PCM)은 그 잠재된 용융 열, 용해 열 또는 흡수 열이 자체 표준 비열용량(specific heat capacity)으로 인해 상기 재료들이 (위상 변환 효과 없이) 저장할 수 있는 열보다 현저히 더 높은 재료들이다. 상기 위상 변화 재료는 재료 복합물 내에 입자 형태 및/또는 파이버 형태로 함유될 수 있고, 예를 들어 바인딩 파이버들을 통해 볼륨 부직포의 나머지 성분들과 연결될 수 있다. 상기 위상 변화 재료가 존재함으로써, 상기 볼륨 부직포의 단열 효과가 보강될 수 있다.

볼륨 부직포의 파이버들을 제조하기 위해 이용된 폴리머들은 안료들, 정전기 방지제들, 구리, 은, 금과 같은 항균제들, 혹은 친수성- 또는 소수성 첨가제들로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 150ppm 내지 10중량％의 양으로 함유할 수 있다. 이용된 폴리머들 내에 언급된 첨가제들을 사용함으로써, 특정 고객의 요구 사항들에 맞출 수 있다.

바람직한 한 가지 실시 형태에서는 볼륨 부직포의 밀도가 단계 (a)에서 이용된 부직포 볼들의 밀도보다 적어도 5％만큼, 바람직하게 적어도 10％만큼, 더 바람직하게 적어도 25％만큼 더 낮다. 이와 같은 사실은 바람직한데, 그 이유는 그와 관계없이 매우 높은 안정성을 갖는 특히 큰 부피의 부직포를 얻을 수 있기 때문이다.

바람직한 한 가지 실시 형태에서 상기 방법은, 단계 (e)에서 얻은 볼륨 부직포가 기계적으로 경화되지 않도록 실시된다. 이와 같은 사실은 바람직한데, 그 이유는 매우 낮은 밀도의 제품을 얻을 수 있기 때문이다.

특히 단계 (a) 내지 (e)의 방법에서는 니들링 공정, 워터 젯 경화 공정 및/또는 캘린더링 공정이 이루어지지 않는다. 놀랍게도 본 발명의 매우 큰 부피의 부직포는 이와 같은 유형의 추가적인 방법 단계들 없이도, 그리고 낮은 밀도에도 불구하고 높은 정도로 안정적이다. 바람직하게 부직포 소재들의 캘린더링 공정도 이루어지지 않는다.

상기 볼륨 부직포는 단계 (e)의 열적 경화 공정 이후에, 예를 들어 안티필링-처리 공정(antipilling), 친수화 또는 소수화 공정, 정전기 방지 처리 공정(antistatic finishing), 내화성 개선을 위한 처리 공정 및/또는 촉각적 특성 또는 윤택의 변화를 위한 처리 공정, 러프닝 공정(roughening), 샌퍼라이징 공정(sanforizing), 에머라이징 공정(emerizing)의 기계적 방식의 처리 공정 또는 텀블러(tumbler) 내에서의 처리 공정 및/또는 색상 또는 무늬와 같은 외형의 변화를 위한 처리 공정과 같은 결합 공정 또는 화학적 방식의 정제 공정을 경험할 수 있다.

본 발명에 따른 볼륨 부직포는 추가 층들을 함유할 수 있고, 그럼으로써 부직포 복합물이 형성된다. 이 경우, 상기 추가 층들이 예를 들어 스크림(scrim) 형태의 보강 층들로서 형성되어 있고, 그리고/또는 상기 추가 층들이 보강 필라멘트들, 부직포들, 직물들, 편물들 및/또는 면포들을 포함하는 상황을 고려할 수 있다. 상기 추가 층들을 형성하기 위한 바람직한 재료들은 플라스틱들, 예컨대 폴리에스테르, 및/또는 금속들이다. 이 경우, 상기 추가 층들은 바람직한 방식으로 상기 볼륨 부직포의 표면상에 배치될 수 있다. 본 발명의 바람직한 한 가지 실시 형태에 따르면, 추가 층들은 볼륨 부직포의 양측 표면(상부면 및 하부면)상에 배치되어 있다.

본 발명에 따른 볼륨 부직포는 다양한 텍스타일 제품들, 특히 가볍고 안정적일 뿐만 아니라, 온열 생리학적 편안함(thermophysiological comfortable)을 제공하는 제품들을 제조하기 위해 뛰어나게 적합하다. 따라서 본 발명의 대상은, 본 발명에 따른 방법으로 볼륨 부직포를 제조하는 공정 및 텍스타일 재료로 추가 가공하는 공정을 포함하는 텍스타일 재료를 제조하기 위한 방법이기도 하다.

상기 텍스타일 재료는 의복들, 형성 재료들, 쿠션 재료들, 충전 재료들, 침구, 필터 매트들(filter mats), 흡수 매트들(suction mats), 청소용 텍스타일들(cleaning textiles), 스페이서들(spacers), 폼 대체재(foam substitute), 드레싱들(dressings) 및 내화재들로부터 선택된다.

따라서 상기 볼륨 부직포는, 특히 의복용 형성-, 쿠션- 및/또는 충전 재료로써 이용될 수 있다. 그러나 상기 형성-, 쿠션- 및/또는 충전 재료들은 다른 적용예들을 위해서도 적합한데, 예를 들어 의자- 및 침대 가구들, 베게들, 베게 커버들, 이불들, 침대 시트들, 침낭들, 매트리스들, 매트리스 토퍼들(mattress toppers)을 위해 적합하다.

본 발명에 따라, 의복이라는 용어는 종래의 개념으로 사용되며, 바람직하게 패션-, 레저-, 스포츠-, 아웃도어- 및 기능성 의류, 특히 예를 들어 재킷들, 코트들, 베스트들(vests), 바지들, 오버올들(overalls), 장갑들, 모자들 및/또는 신발들과 같은 아우터 웨어(outer wear)를 포함한다. 상기 의복 내에 함유된 볼륨 부직포의 우수한 단열 특성들로 인해, 본 발명에 따라 특히 바람직한 의복들은 단열성 의복들, 예를 들어 사계절용 재킷들 및 코트들, 특히 겨울용 재킷들, -코트들, -베스트들, 스키- 및 스노보드 재킷들, -바지들 및 -오버올들, 발열 재킷들, -코트들 및 -베스트들, 스키- 및 스노보드 장갑들, 겨울용 모자들, 발열 모자들 및 실내화들이다.

계속해서 상기 의복 내에 함유된 볼륨 부직포의 우수한 완충성 및 통기성으로 인해, 본 발명에 따라 특히 바람직한 의복들은 특히 하중을 받는 위치들에서 완충 특성들을 갖는 의복들, 예를 들어 골키퍼 바지들, 사이클링 바지들 및 승마 바지들이다.

또한, 본 발명의 대상은 본 발명에 따른 방법에 의해 얻을 수 있는 볼륨 부직포이다. 본 발명에 따른 볼륨 부직포들은 특별한 구조 및 특별한 제조 방법에 의해 구현되는 특별한 특성들을 갖는다. 특히, 놀라운 안정성을 갖는 매우 가벼운 부직포들이 제조될 수 있다. 그 밖에 상기 부직포들은 매우 우수한 단열 특성들 및 높은 유연성, 높은 압축 탄성, 우수한 회복도, 우수한 세탁성, 낮은 중량, 높은 절연성 및 감쌀 몸체에 대한 우수한 적응성을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 대상은 파이버 볼들 및 바인딩 파이버들로 이루어진 볼륨 부직포인데, 이때 파이버들 또는 파이버 번들들이 상기 파이버 볼들로부터 추출되고, 이때 상기 볼륨 부직포는 열적으로 경화되어 있고 1 내지 20g/l의 범위 내의 밀도를 갖는다. 이 경우, 상기 파이버들 및 파이버 번들들은 상기 파이버 볼들로부터 불균일하게, 그리고/또는 무작위로 추출된다. 이와 같은 볼륨 부직포도 다음에서 기술되는 추가 특징들을 가질 수 있다.

상기 볼륨 부직포의 두께는 예를 들어 0.5 내지 500㎜, 특히 1 내지 200㎜ 또는 2 내지 100㎜일 수 있다. 상기 볼륨 부직포의 두께는 바람직하게 목표한 단열 효과 및 이용된 재료들에 따라서 선택된다. 통상적으로 (검사 규정 EN 29073-T2:1992에 따라 측정된) 2㎜ 내지 100㎜의 범위 내의 두께에 의해 우수한 결과들이 달성된다.

본 발명에 따른 볼륨 부직포의 단위 면적당 중량은 목표한 적용 목적에 따라서 설정된다. 다수의 적용예에서는 DIN EN 29073:1992에 따라 측정된, 15 내지 1500g/㎡, 바람직하게 20 내지 1200g/㎡ 및/또는 30 내지 1000g/㎡ 및/또는 40 내지 800g/㎡ 및/또는 50 내지 500g/㎡의 범위 내의 단위 면적당 중량이 바람직한 것으로 입증되었다.

바람직한 한 가지 실시 형태에서는 볼륨 부직포의 밀도가 낮다. 상기 밀도는 바람직하게 20g/l보다 낮고, 15g/l보다 낮으며, 10g/l보다 낮거나, 또는 7.5g/l보다 낮다. 상기 밀도는 예를 들어 1 내지 20g/l, 특히 2 내지 15g/l 또는 3 내지 10g/l의 범위 내에 있을 수 있다. 볼륨 부직포들의 다수의 적용예에서는 밀도가 10g/L보다 높지 않고, 특히 8g/l보다 높지 않은 것이 바람직하다. 상기 밀도는 바람직하게 단위 면적당 중량 및 두께로부터 산출된다. 그러나 본 발명에 따르면, 더 높은 밀도를 갖는 바람직한, 특히 안정적인 볼륨 부직포들도 제조될 수 있다.

볼륨을 제공하는 재료들을 함유하는 공지된 제품들과 다르게, 본 발명에 따른 볼륨 부직포는 높은 최대 인장력을 갖는다. 예를 들어, 상기 볼륨 부직포가 간단한 방식으로 웹 제품으로서 제조되고, 추가 가공되며, 그리고 이용될 수 있도록 인장 강도가 설정될 수 있다. 이 경우, 상기 볼륨 부직포는 절단 및 롤링될 수 있다. 추가로 상기 볼륨 부직포는 기능을 상실하지 않고 세척될 수 있다.

본 발명에 따른 볼륨 부직포는 놀랍도록 우수하게 설정 가능한 안정성을 갖는다. 다수의 적용예에서는, 상기 볼륨 부직포가 본 출원서의 범주 내에서 DIN EN 29 073-3:1992에 따라 측정된 높은 최대 인장력을 갖는 경우가 바람직한 것으로 입증되었다. 이 경우, 상기 최대 인장력은 일반적으로 종 방향 및 횡 방향으로 동일하다. 바람직하게 다음에서 제시되는 값들은 종 방향뿐만 아니라 횡 방향에도 적용된다.

한 가지 추가 실시 형태에서는 볼륨 부직포가 높은 안정성을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 볼륨 부직포는 바람직하게 적어도 2N/5㎝, 특히 적어도 4N/5㎝ 또는 적어도 5N/5㎝의 최대 인장력을 갖는다.

상기 볼륨 부직포는 바람직하게 50g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 하나의 방향으로 적어도 0.3N/5㎝, 특히 0.3N/5㎝ 내지 100N/5㎝의 최대 인장력을 갖는다.

본 발명의 바람직한 한 가지 실시 형태에 따르면, 볼륨 부직포는 15 내지 1500g/㎡, 바람직하게 20 내지 1200g/㎡ 및/또는 30 내지 1000g/㎡ 및/또는 40 내지 800g/㎡ 및/또는 50 내지 500g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 하나의 방향으로 적어도 0.3N/5㎝, 특히 0.3N/5㎝ 내지 100N/5㎝의 최대 인장력을 갖는다.

본 발명의 바람직한 한 가지 추가 실시 형태에 따르면, 볼륨 부직포는

(ⅰ) 15-50g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 하나의 방향으로 적어도 0.3N/5㎝, 특히 0.3N/5㎝ 내지 100N/5㎝의 최대 인장력을 갖고,

(ⅱ) 50 내지 100g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 하나의 방향으로 적어도 0.4N/5㎝, 특히 0.4N/5㎝ 내지 100N/5㎝의 최대 인장력을 가지며,

(ⅲ) 100-150g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 하나의 방향으로 적어도 0.8N/5㎝, 특히 0.8N/5㎝ 내지 100N/5㎝의 최대 인장력을 갖고,

(ⅳ) 150 내지 200g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 하나의 방향으로 적어도 1.2N/5㎝, 특히 1.2N/5㎝ 내지 100N/5㎝의 최대 인장력을 가지며,

(ⅴ) 200 내지 300g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 하나의 방향으로 적어도 1.6N/5㎝, 특히 1.6N/5㎝ 내지 100N/5㎝의 최대 인장력을 갖고,

(ⅵ) 300 내지 500g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 하나의 방향으로 적어도 2.5N/5㎝, 특히 2.5N/5㎝ 내지 100N/5㎝의 최대 인장력을 가지며,

(ⅶ) 500 내지 800g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 하나의 방향으로 적어도 4N/5㎝, 특히 4N/5㎝ 내지 100N/5㎝의 최대 인장력을 갖고, 그리고

(ⅷ) 800 내지 1500g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 하나의 방향으로 적어도 6.5N/5㎝, 특히 6.5N/5㎝ 내지 100N/5㎝의 최대 인장력을 갖는다.

본 발명의 대상은 각각의 개별적인 경우들 (ⅰ) 내지 (ⅷ)에 따른 볼륨 부직포들이기도 하다.

상기 볼륨 부직포는 바람직하게 적어도 0.10[N/(5㎝*㎜)], 바람직하게 적어도 0.15[N/(5㎝*㎜)] 또는 적어도 0.18[N/(5㎝*㎜)]의 최대 인장력[N/5㎝]/두께[㎜] 비율을 갖는다. 이 경우, 밀도는 바람직하게 10g/L보다 높지 않고, 특히 8g/L보다 높지 않다. 낮은 밀도의 볼륨 부직포가 (두께를 기준으로) 이와 같이 높은 HZK를 달성한다는 사실은 놀랍다.

상기 볼륨 부직포는 바람직하게 적어도 0.020[N*㎡/(5㎝*g)], 바람직하게 적어도 0.025[N*㎡/(5㎝*g)] 또는 적어도 0.030[N*㎡/(5㎝*g)]의 최대 인장력[N/5㎝]/단위 면적당 중량(g/㎡) 비율을 갖는다. 이 경우, 밀도는 바람직하게 10g/L보다 높지 않고, 특히 8g/L보다 높지 않다. 볼륨 부직포가 단위 면적당 중량을 기준으로 이와 같이 높은 HZK를 달성한다는 사실은 놀랍다.

상기 볼륨 부직포는 바람직하게 DIN EN 29 073-3에 따라 측정된 적어도 20％, 바람직하게 적어도 25％ 및 특히 30％ 이상의 최대 인장력 신장률을 갖는다. 이 경우, 밀도는 바람직하게 10g/L보다 높지 않고, 특히 8g/L보다 높지 않다.

본 발명에 따른 볼륨 부직포는 우수한 단열 특성들을 갖는다. 바람직하게 상기 볼륨 부직포는 0.10(K*㎡)/W 이상, 0.20(K*㎡)/W 이상 또는 0.30(K*㎡)/W 이상의 열 저항(R_CT-값)을 갖는다. 이 경우, 밀도는 바람직하게 10g/L보다 높지 않고, 특히 8g/L보다 높지 않다. 본 출원서의 범주 내에서 열 저항은 다음에서 기술되는 방법으로 DIN 11092:2014-12에 따라, 또는 DIN 52612:1979에 따라 측정된다. 2가지 방법의 결과들이 비교 가능하다는 사실이 확인되었다. DIN 11092:2014-12에 따른 방법은 T_a=20℃, φ_a=65％ 상대 습도에서 사람 피부의 온도 조절 모델에 의해 실시된다.

상기 볼륨 부직포는 바람직하게 적어도 0.010[K㎡/(W*㎜)], 바람직하게 적어도 0.015[K㎡/(W*㎜)]의 열 저항 R_CT[K㎡/W]/두께[㎜] 비율을 갖는다. 이 경우, 밀도는 바람직하게 10g/L보다 높지 않고, 특히 8g/L보다 높지 않다. 낮은 밀도의 볼륨 부직포가 (두께를 기준으로) 이와 같이 높은 R_CT-값을 달성한다는 사실은 놀랍다.

상기 볼륨 부직포는 바람직하게 적어도 0.0015[Km⁴/(W*g)], 바람직하게 적어도 0.0020[Km⁴/(W*g)] 또는 적어도 0.0024[Km⁴/(W*g)]의 열 저항R_CT[K㎡/W]/단위 면적당 중량[g/㎡] 비율을 갖는다. 이 경우, 밀도는 바람직하게 10g/L보다 높지 않고, 특히 8g/L보다 높지 않다. 볼륨 부직포가 단위 면적당 중량을 기준으로 이와 같이 높은 R_CT-값을 달성한다는 사실은 놀랍다.

단열성 의복은 본 발명에 따라, 15 내지 1500g/㎡, 바람직하게 20 내지 1200g/㎡ 및/또는 30 내지 1000g/㎡ 및/또는 40 내지 800g/㎡ 및/또는 50 내지 500g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 0.030(K*㎡)/W, 특히 0.030 내지 7000(K*㎡)/W의 열 저항을 갖는 볼륨 부직포를 함유하는 의복을 의미한다.

더 나아가 상기 볼륨 부직포는 15 내지 1500g/㎡, 바람직하게 20 내지 1200g/㎡ 및/또는 30 내지 1000g/㎡ 및/또는 40 내지 800g/㎡ 및/또는 50 내지 500g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 0.030(K*㎡)/W, 특히 0.030 내지 7000(K*㎡)/W의 열 저항을 갖는다.

a. 15-50g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 0.030(K*㎡)/W, 특히 0.030(K*㎡)/W 내지 0.235(K*㎡)/W의 열 저항을 갖는다.

b. 50 내지 100g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 0.100(K*㎡)/W, 특히 0.100 내지 0.470(K*㎡)/W의 열 저항을 갖는다.

c. 100-150g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 0.200(K*㎡)/W, 특히 0.200 내지 0.705(K*㎡)/W의 열 저항을 갖는다.

d. 150 내지 200g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 0.300(K*㎡)/W, 특히 0.300 내지 0.940(K*㎡)/W의 열 저항을 갖는다.

e. 200-300g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 0.400(K*㎡)/W, 특히 0.400 내지 1.410(K*㎡)/W의 열 저항을 갖는다.

f. 300 내지 500g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 0.600(K*㎡)/W, 특히 0.600 내지 2.350(K*㎡)/W의 열 저항을 갖는다.

g. 500-800g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 1.000(K*㎡)/W, 특히 1.000 내지 3.760(K*㎡)/W의 열 저항을 갖고, 그리고

h. 800 내지 1500g/㎡의 단위 면적당 중량에서 적어도 1.600(K*㎡)/W, 특히 1.600 내지 7.000(K*㎡)/W의 열 저항을 갖는다.

본 발명의 대상은 각각의 개별적인 경우들 (a.) 내지 (h.)에 따른 볼륨 부직포들이기도 하다.

본 출원서의 실시 예들에 따르면, 열 저항(R_CT)은 DIN 52612:1979에 따라 250㎜×250㎜ 치수의 표본용 이중 플레이트-측정 장치에 의해 측정되었다: 측정 구조물의 중앙에는 일정한 전력(P)에 의해 가열 가능한 필름이 위치한다. 상기 필름의 상부 및 하부는 동일한 재료의 각각 하나의 패턴에 의해 덮인다. 상기 패턴의 상부 및 하부에는 외부 서모스탯(thermostat)에 의해 일정한 온도(T_외부)로 유지되는 각각 하나의 구리 플레이트가 위치한다. 온도 센서에 의해 표본의 가열된 측면과 가열되지 않은 측면의 온도차가 측정된다. 전체 측정 구조물은 스티로폼에 의해 내부 및 외부 온도 손실에 대해 차단된다.

상기 열 저항은 상기 기술된 측정 구조물에 의해 다음 방식으로 측정된다.

1. 2개의 패턴이 250㎜×250㎜ 상에 천공된다.

2. 천공된 2개의 패턴 각각은 두께 센서(thickness sensor)에 의해 0.4g의 압착력으로 두께가 측정되고 평균값이 형성된다(d).

3. 전술된 측정 구조물이 구성되고, 서모스탯이 T_외부=25℃로 설정된다. 이 경우, 플레이트들 및 가열 가능한 필름에 대해 패턴들의 충분한 접촉이 보장되도록, 상기 패턴들이 10％만큼 압축되는 방식으로 2개의 금속 플레이트의 간격이 설정된다.

4. 전기적으로 가열 가능한 필름이 전력(P)(P=10V 또는 30V)에 의해 가열되고, T_외부는 서모스탯을 통해 일정하게 유지됨으로써 온도차(△T)가 발생한다.

5. 열적 균형이 달성된 이후에는 상기 온도차(△T)가 전달된다.

6. 재료의 열 전도성은 다음 공식에 따라 산출된다:

λ=P*d/(A*△T)[W/(m*K)]

7. 열 저항(R_CT)은 다음 공식에 따라 산출된다:

R_CT=d/λ=△T*A/P[(K*㎡)/W]

더 나아가 본 발명에 따른 볼륨 부직포는 바람직한 방식으로 높은 복원력을 갖는다. 이와 같은 방식으로 상기 볼륨 부직포는 바람직하게 50, 60, 70, 80 또는 90％ 이상의 회복률을 갖고, 이때 상기 회복률은 다음 방식으로 측정된다:

(1) 6개의 표본이 중첩되어 쌓인다(10×10㎝)

(2) 높이는 접이자(folding rule)에 의해 측정된다

(3) 상기 표본들은 철판에 의해 무거워진다(1300g)

(4) 1분의 하중이 가해진 이후에 높이가 접이자에 의해 측정된다

(5) 무게가 제거된다

(6) 10초 후에 상기 표본들의 높이가 접이자에 의해 측정된다

(7) 1분 후에 상기 표본들의 높이가 접이자에 의해 측정된다

(8) 7번과 2번의 값들의 비율이 형성됨으로써 회복률이 계산된다

다양한 시험편에서 5번, 20번 또는 100번의 측정 공정이 실시되고, 측정값들의 평균이 결정된다.

자체 높은 안정성으로 인해 상기 볼륨 부직포는 예를 들어 웹 제품으로서 문제없이 롤링 및 추가 가공될 수 있다.

바람직하게 상기 볼륨 부직포는 다음 특성들을 갖는다:

― 10g/l보다 높지 않고, 특히 8g/L보다 높지 않은 밀도 및

― 적어도 2N/5㎝의 최대 인장력 및

― 적어도 0.20K㎡/W의 열 저항(R_CT) 및

― 경우에 따라 적어도 0.010[K㎡/(W*㎜)]의 열 저항(R_CT)[K㎡/W]/두께[㎜] 비율.

특히 바람직하게 상기 볼륨 부직포는 다음 특성들을 갖는다:

― DIN EN 29 073-3에 따라 측정된 적어도 4N/5㎝의 최대 인장력,

― 10g/l보다 높지 않은 밀도 및

― 적어도 0.10[N/(5㎝*㎜)], 바람직하게 적어도 0.15[N/(5㎝*㎜)]의 최대 인장력[N/5㎝]/두께[㎜] 비율.

상기 실시 예들은, 본 발명에 따른 방법에 따라 낮은 밀도와 높은 강도가 이와 같이 바람직하게 결합한 볼륨 부직포들이 제조될 수 있다는 사실을 증명한다.

본 발명의 특별한 실시 형태들에서는 볼륨 부직포가 다음과 같이 제조될 수 있다:

40％의 mPCM 28℃-PC-온도-엔탈피가 작용하는, 7dtex/32㎜의 PES으로부터 실리콘 처리된 35중량％의 파이버 볼들(Dacron Polyester Fiberfill 타입 287), CoPES 바인딩 파이버로 이루어진 30중량％의 파이버 볼들 및 35중량％의 다운 및/또는 파인 페더들, 그리고 Minardi(社)의 페더들로 구성된 120g/㎡가 Formfiber Denmark APS(社)의 "SPIKE" 에어-레잉 설비 내에서 캐리어 벨트 상에 정렬되고(상기 에어-레잉 설비는 파이버 소재를 개방하기 위해 각각 5개의 스파이크 롤러를 구비한 2쌍으로 배치된 4개의 열을 포함함), 그리고 155℃에서 10㎜의 벨트 간격을 갖는 Bombi Meccania(社)의 더블 벨트 오븐 내에서 경화된다. 체류 시간은 36초이다. 롤링 가능한 웹 재료가 제조된다.

울로 이루어진 50중량％의 파이버 볼들, CoPES 바인딩 파이버로 이루어진 50중량％의 파이버 볼들로 구성된 150g/㎡가 Formfiber Denmark APS(社)의 "SPIKE" 에어-레잉 설비 내에서 캐리어 벨트 상에 정렬되고(상기 에어-레잉 설비는 파이버 소재를 개방하기 위해 각각 5개의 스파이크 롤러를 구비한 2쌍으로 배치된 4개의 열을 포함함), 그리고 155℃에서 12㎜의 벨트 간격을 갖는 Bombi Meccania(社)의 더블 벨트 오븐 내에서 경화된다. 체류 시간은 36초이다. 롤링 가능한 웹 재료를 얻는다.

실크로 이루어진 50중량％의 파이버 볼들, CoPES 바인딩 파이버로 이루어진 50중량％의 파이버 볼들로 구성된 150g/㎡가 Formfiber Denmark APS(社)의 "SPIKE" 에어-레잉 설비 내에서 캐리어 벨트 상에 정렬되고(상기 에어-레잉 설비는 파이버 소재를 개방하기 위해 각각 5개의 스파이크 롤러를 구비한 2쌍으로 배치된 4개의 열을 포함함), 그리고 155℃에서 12㎜의 벨트 간격을 갖는 Bombi Meccania(社)의 더블 벨트 오븐 내에서 경화된다. 체류 시간은 36초이다. 롤링 가능한 웹 재료를 얻는다.

실시 예들

다양한 볼륨 부직포들이 제조되었고, 특성들이 검출되었다. 두께, 밀도, 단위 면적당 중량, 최대 인장력, 최대 인장력 신장률, 회복률 및 열 저항(R_CT)이 전술된 것과 같은 방법에 따라 결정되었다.

실시 예 1

7dtex/32㎜의 PES으로부터 실리콘 처리된 35중량％의 파이버 볼들(Dacron Polyester Fiberfill 타입 287), CoPES 바인딩 파이버로 이루어진 30중량％의 파이버 볼들 및 Minardi Piume S.r.l.(社)의 90:10 비율의 35중량％의 다운-페더 혼합물로 구성된 125g/㎡가 Formfiber Denmark APS(社)의 "SPIKE" 에어-레잉 설비 내에서 캐리어 벨트 상에 정렬되고(상기 에어-레잉 설비는 파이버 소재를 개방하기 위해 각각 5개의 스파이크 롤러를 구비한 2쌍으로 배치된 4개의 열을 포함함), 그리고 178℃에서 14㎜의 벨트 간격을 갖는 Bombi Meccania(社)의 더블 벨트 오븐 내에서 경화된다. 체류 시간은 43초였다. 8㎜의 두께 및 15.2g/l의 밀도를 갖는 롤링 가능한 웹 재료를 얻었다.

실시 예 2

7dtex/32㎜의 PES으로부터 실리콘 처리된 80중량％의 파이버 볼들(Dacron Polyester Fiberfill 타입 287) 및 20중량％의 CoPES 바인딩 파이버로 구성된 56g/㎡가 Formfiber Denmark APS(社)의 "SPIKE" 에어-레잉 설비 내에서 캐리어 벨트 상에 정렬되고(상기 에어-레잉 설비는 파이버 소재를 개방하기 위해 각각 5개의 스파이크 롤러를 구비한 2쌍으로 배치된 4개의 열을 포함함), 그리고 170℃에서 1㎜의 벨트 간격을 갖는 Bombi Meccania(社)의 더블 벨트 오븐 내에서 경화된다. 6.1㎜의 두께를 갖는 롤링 가능한 웹 재료를 얻었다. 상기 재료는 9.18g/L의 밀도를 가졌다.

실시 예 3

7dtex/32㎜의 PES으로부터 실리콘 처리된 80중량％의 파이버 볼들(Dacron Polyester Fiberfill 타입 287) 및 20중량％의 CoPES 바인딩 파이버로 구성된 128g/㎡가 Formfiber Denmark APS(社)의 "SPIKE" 에어-레잉 설비 내에서 캐리어 벨트 상에 정렬되고(상기 에어-레잉 설비는 파이버 소재를 개방하기 위해 각각 5개의 스파이크 롤러를 구비한 2쌍으로 배치된 4개의 열을 포함함), 그리고 170℃에서 4㎜의 벨트 간격을 갖는 Bombi Meccania(社)의 더블 벨트 오븐 내에서 경화된다. 7.5㎜의 두께를 갖는 롤링 가능한 웹 재료를 얻었다. 상기 재료는 17.07g/L의 밀도를 가졌다.

실시 예 4

7dtex/32㎜의 PES으로부터 실리콘 처리된 80중량％의 파이버 볼들(Dacron Polyester Fiberfill 타입 287) 및 20중량％의 CoPES 바인딩 파이버로 구성된 128g/㎡가 Formfiber Denmark APS(社)의 "SPIKE" 에어-레잉 설비 내에서 캐리어 벨트 상에 정렬되고(상기 에어-레잉 설비는 파이버 소재를 개방하기 위해 각각 5개의 스파이크 롤러를 구비한 2쌍으로 배치된 4개의 열을 포함함), 그리고 170℃에서 30㎜의 벨트 간격을 갖는, 다시 말해 섬유질 웹에 응력을 가하지 않는 Bombi Meccania(社)의 더블 벨트 오븐 내에서 경화된다. 25㎜의 두께를 갖는 롤링 가능한 유연한 웹 재료를 얻었다. 상기 재료는 5.12g/L의 밀도를 가졌다.

실시 예 5

7dtex/32㎜의 PES으로부터 실리콘 처리된 80중량％의 파이버 볼들(Dacron Polyester Fiberfill 타입 287) 및 20중량％의 CoPES 바인딩 파이버로 구성된 723g/㎡가 Formfiber Denmark APS(社)의 "SPIKE" 에어-레잉 설비 내에서 캐리어 벨트 상에 정렬되고(상기 에어-레잉 설비는 파이버 소재를 개방하기 위해 각각 5개의 스파이크 롤러를 구비한 2쌍으로 배치된 4개의 열을 포함함), 그리고 170℃에서 50㎜의 벨트 간격을 갖는 Bombi Meccania(社)의 더블 벨트 오븐 내에서 경화된다. 50㎜의 두께를 갖는 롤링 가능한 안정적인 웹 재료를 얻었다. 상기 재료는 14.5g/L의 밀도를 가졌다.

실시 예 6

85중량％의 파이버 볼들(A. Molina&C.(社)의 MICROROLLO® 222 SM) 및 15중량％의 PET/PE 바인딩 파이버로 구성된 112g/㎡가 Formfiber Denmark APS(社)의 "SPIKE" 에어-레잉 설비 내에서 캐리어 벨트 상에 정렬되고(상기 에어-레잉 설비는 파이버 소재를 개방하기 위해 각각 5개의 스파이크 롤러를 구비한 2쌍으로 배치된 4개의 열을 포함함), 그리고 180℃에서 40㎜의 벨트 간격을 갖는 Bombi Meccania(社)의 더블 벨트 오븐 내에서 경화된다. 17㎜의 두께를 갖는 롤링 가능한 안정적인 웹 재료를 얻었다. 상기 재료는 6.5g/L의 밀도, 3.84N/5㎝의 최대 인장력 및 29％의 최대 인장력 신장률, 그리고 (P=10V에서) 0.323K㎡/W의 R_CT-값을 가졌다.

실시 예 7

85중량％의 파이버 볼들(A. Molina&C.(社)의 MICROROLLO® 222 SM) 및 15중량％의 PET/PE 바인딩 파이버로 구성된 151g/㎡가 Formfiber Denmark APS(社)의 "SPIKE" 에어-레잉 설비 내에서 캐리어 벨트 상에 정렬되고(상기 에어-레잉 설비는 파이버 소재를 개방하기 위해 각각 5개의 스파이크 롤러를 구비한 2쌍으로 배치된 4개의 열을 포함함), 그리고 180℃에서 40㎜의 벨트 간격을 갖는 Bombi Meccania(社)의 더블 벨트 오븐 내에서 경화된다. 19㎜의 두께를 갖는 롤링 가능한 안정적인 웹 재료를 얻었다. 상기 재료는 6.1g/L의 밀도를 가졌다. 다른 위치에서 취해진 167g/㎡의 샘플은 5.14N/5㎝의 최대 인장력 및 33％의 최대 인장력 신장률, 그리고 (P=10V에서) 0.398K㎡/W의 R_CT-값을 가졌다.

실시 예 8

85중량％의 파이버 볼들(A. Molina&C.(社)의 MICROROLLO® 222 SM), 15중량％의 PET/PE 바인딩 파이버로 구성된 218g/㎡가 Formfiber Denmark APS(社)의 "SPIKE" 에어-레잉 설비 내에서 캐리어 벨트 상에 정렬되고(상기 에어-레잉 설비는 파이버 소재를 개방하기 위해 각각 5개의 스파이크 롤러를 구비한 2쌍으로 배치된 4개의 열을 포함함), 그리고 180℃에서 50㎜의 벨트 간격을 갖는 Bombi Meccania(社)의 더블 벨트 오븐 내에서 경화된다. 31㎜의 두께를 갖는 롤링 가능한 안정적인 웹 재료를 얻었다. 상기 재료는 7.0g/L의 밀도를 가졌다. 다른 위치에서 취해진 259g/㎡의 샘플은 5.45N/5㎝의 최대 인장력 및 34％의 최대 인장력 신장률, 그리고 (P=10V에서) 0.534K㎡/W의 R_CT-값을 가졌다.

실시 예 9

예시들에 따라 제조된 부직포들의 추가 특성들이 검사되었다. 결과들은 표 1에 요약되어 있다. 비교를 위해, 표 2에는 부직포 볼들의 밀도가 제시되어 있다. 상기 비교는, 본 발명에 따라 간단하게, 바인딩 파이버들의 밀도가 훨씬 더 높음에도 불구하고, 이용된 부직포 볼들의 밀도보다 현저히 더 낮은 밀도의 제품들을 얻을 수 있다는 사실을 보여준다. 따라서 특히 가벼운 볼륨 부직포들이 제조될 수 있으면서, 그와 관계없이 상기 볼륨 부직포들은 놀랍도록 높은 단위 면적당 중량을 갖는다. 또한, 상기 볼륨 부직포들은 매우 우수한 회복값을 갖는데, 이는 텍스타일 적용예들에서 매우 중요하다.

볼륨 부직포들의 밀도(Bsp.=예시, FG=단위 면적당 중량, HZK=최대 인장력, HZKD=최대 인장력 신장률, WE=회복률, R_CT=P=10V에서 측정된 열 저항):

Bsp.	두께	FG	밀도	HZK	HZKD	WE	R _CT	HZK /두께	HZK / FG	R _CT /두께	R _CT / FG
	[mm]	[g/㎡]	[g/L]	[N/5㎝]	[％]	[％]	[ K㎡ /W]	*[N/(5㎝mm)]**	*[N㎡/(5㎝g)]*	[ K㎡ */(Wmm)]**	[ Km ⁴ */(Wg)]**
1	8	125	15.2			89.5
2	6.1	56	9.2
3	7.5	128	17.1
4	25	128	5.1
5	50	723	14.5
6	17	112	6.5	3.84	29	82	0.323	0.22	0.034	0.019	0.0029
7	19	151	6.1	5.14	33	84	0.398	0.27	0.034	0.021	0.0026
8	31	218	7.0	5.45	34	76	0.534	0.18	0.025	0.017	0.0024

이용된 부직포 볼들의 특성들:

소재들	볼륨	중량	밀도
	[ml]	[g]	[g/L]
Dacron Polyester Fiberfill Type 287	500	5.795	11.59
Microrollo 222 SM	500	6.518	13.04

Claims

볼륨 부직포(volume nonwoven fabric)를 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 다음 단계들:
a) 파이버 볼들(fiber balls) 및 바인딩 파이버들(binding fibers)을 함유하는 부직포 소재를 준비하는 단계,
b) 그 사이에 간극이 형성되어 있는 적어도 2개의 스파이크 롤러(spiked rollers)를 포함하는 에어-레잉 장치(air-laying device)를 준비하는 단계,
c) 에어-레잉 방법(air-laying method)으로 상기 장치 내에서 상기 부직포 소재를 가공하는 단계로서, 상기 부직포 소재는 상기 스파이크 롤러들 사이의 간극을 통과하고, 스파이크들에 의해 파이버들 또는 파이버 번들들(fiber bundles)이 상기 파이버 볼들로부터 추출되는 단계,
d) 레잉 장치(laying apparatus)상에 정렬하는 단계 및
e) 상기 볼륨 부직포를 얻는 조건으로 열적으로 경화하는 단계를 포함하는,
볼륨 부직포의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 장치는 적어도 2쌍의 스파이크 롤러를 포함하고, 그리고/또는 상기 장치는 상기 스파이크 롤러들 사이에 적어도 2개의 간극을 포함하는,
볼륨 부직포의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
각각 부직포 소재의 전체 중량을 기준으로, 볼륨 부직포 내에서 상기 파이버 볼들의 비율은 50 내지 95중량％이고, 그리고/또는 상기 바인딩 파이버들의 비율은 5 내지 40중량％인,
볼륨 부직포의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 파이버 볼들은, 인공 폴리머들로부터 선택된 파이버들을 함유하거나, 또는 상기 파이버들로 구성되며; 그리고 천연 파이버들을 함유하거나, 또는 상기 파이버들로 구성되며, 그리고/또는 상기 파이버들의 혼합물들 및/또는 추가 파이버들과의 혼합물들을 함유하거나, 또는 상기 파이버들로 구성되는,
볼륨 부직포의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 바인딩 파이버들은 코어/재킷-파이버들로서 설계되어 있고, 재킷은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 코폴리아미드 또는 코폴리에스테르를 포함하고, 그리고/또는 코어는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀들, 폴리페닐렌설파이드, 방향족 폴리아미드들 및/또는 폴리에스테르를 포함하는,
볼륨 부직포의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 부직포 소재는 추가 파이버들, 볼륨을 제공하는(volume-providing) 추가 재료들 및 그 밖의 기능성 첨가물들로부터 선택된 적어도 하나의 추가 성분을 함유하는,
볼륨 부직포의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 볼륨 부직포의 밀도는 단계 (a)에서 이용된 부직포 볼들의 밀도보다 적어도 5％만큼 더 낮은,
볼륨 부직포의 제조 방법.
텍스타일 재료를 제조하기 위한 방법으로서,
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 볼륨 부직포를 제조하는 공정 및 텍스타일 재료로 추가 가공하는 공정을 포함하고, 상기 텍스타일 재료는 의복들, 형성 재료들, 쿠션 재료들, 충전 재료들, 침구, 필터 매트들(filter mats), 흡수 매트들(suction mats), 청소용 텍스타일들(cleaning textiles), 스페이서들(spacers), 폼 대체재(foam substitute), 드레싱들(dressings) 및 내화재들로부터 선택된,
텍스타일 재료의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 얻을 수 있는 볼륨 부직포.
제 9 항에 있어서,
상기 볼륨 부직포는 1 내지 20g/l의 범위 내의 밀도를 갖는,
볼륨 부직포.
제 9 항에 있어서,
상기 볼륨 부직포는 다음 특성들:
― DIN EN 29 073-3에 따라 측정된 적어도 2N/5㎝의 최대 인장력,
― DIN EN 29 073-3에 따라 측정된 적어도 20％의 최대 인장력 신장률
― 적어도 0.20K㎡/W의 열 저항(R_CT) 및
― 다음의 방법으로 검출된 적어도 70％의 회복률:
(1) 6개의 표본이 중첩되어 쌓인다(10×10㎝);
(2) 높이는 접이자(folding rule)에 의해 측정된다;
(3) 상기 표본들은 철판에 의해 무거워진다(1300g);
(4) 1분의 하중이 가해진 이후에 높이가 접이자에 의해 측정된다;
(5) 무게가 제거된다;
(6) 10초 후에 상기 표본들의 높이가 접이자에 의해 측정된다;
(7) 1분 후에 상기 표본들의 높이가 접이자에 의해 측정된다;
(8) 7번과 2번의 값들의 비율이 형성됨으로써 회복률이 계산된다
중 적어도 하나의 특성을 갖는,
볼륨 부직포.
제 9 항에 있어서,
상기 볼륨 부직포는 다음 특성들:
― 적어도 0.10[N/(5㎝*㎜)]의 최대 인장력[N/5㎝]/두께[㎜] 비율;
― 적어도 0.020[N*㎡/(5㎝*g)]의 최대 인장력[N/5㎝]/단위 면적당 중량(g/㎡) 비율;
― 적어도 0.010[K㎡/(W*㎜)]의 열 저항 R_CT[K㎡/W]/두께[㎜] 비율;
중 적어도 하나의 특성을 갖는,
볼륨 부직포.
제 9 항에 있어서,
상기 볼륨 부직포는 다음 특성들:
― 10g/l보다 낮은 밀도 및
― 적어도 2N/5㎝의 최대 인장력 및
― 적어도 0.20K㎡/W의 열 저항(R_CT)
을 갖는,
볼륨 부직포.
제 9 항에 있어서,
상기 볼륨 부직포는 다음 특성들:
― DIN EN 29 073-3에 따라 측정된 적어도 4N/5㎝의 최대 인장력,
― 10g/l보다 높지 않은 밀도 및
― 적어도 0.10[N/(5㎝*㎜)]의 최대 인장력[N/5㎝]/두께[㎜] 비율
을 갖는,
볼륨 부직포.
파이버 볼들 및 바인딩 파이버들로 이루어진 볼륨 부직포로서,
파이버들 또는 파이버 번들들이 상기 파이버 볼들로부터 추출되고, 상기 볼륨 부직포는 열적으로 경화되어 있고 1 내지 20g/l의 범위 내의 밀도를 갖는,
볼륨 부직포.
텍스타일 재료로서,
제 15 항에 따른 볼륨 부직포를 함유하고, 상기 텍스타일 재료는 의복들, 형성 재료들, 쿠션 재료들, 충전 재료들, 침구, 필터 매트들, 흡수 매트들, 청소용 텍스타일들, 스페이서들, 폼 대체재, 드레싱들 및 내화재들로부터 선택된,
텍스타일 재료.
제 15 항에 있어서,
상기 볼륨 부직포는 텍스타일 재료를 제조하기 위하여 이용되고,
상기 텍스타일 재료는 의복들, 형성 재료들, 쿠션 재료들, 충전 재료들, 침구, 필터 매트들, 흡수 매트들, 청소용 텍스타일들, 스페이서들, 폼 대체재, 드레싱들 및 내화재들로부터 선택된,
볼륨 부직포.
제 4 항에 있어서,
상기 인공 폴리머들로부터 선택된 파이버들은 폴리에스테르로 이루어진 파이버들인,
볼륨 부직포의 제조 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 볼륨 부직포는 10g/l 보다 높지 않은 밀도 및 적어도 0.10[N/(5㎝*㎜)]의 최대 인장력[N/5㎝]/두께[㎜] 비율을 갖는,
볼륨 부직포.