KR19990022515A - 충진된 열가고성 컷-내성 섬유 - Google Patents

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KR19990022515A
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로버트 비. 샌더
구닐라 이. 길버그-라포르세
윌리엄 에프. 클리어
존 플린트
리슬리 라니브
스코트 더블유. 톰슨
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마이클 에이. 캐푸토
훽스트 세라니즈 코포레이션
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Abstract

등방성 중합체, 및 약 3이상의 모스 경도 및 약 0.25 내지 약 10미크론의 평균 입자 크기를 가지는 경질의 충진제로부터, 증가된 컷-내성을 지니는 섬유가 제조된다. 충진제는 적어도 약 0.1중량%의 양으로 포함된다. 바람직한 등방성 중합체는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)이다. 바람직한 충진제는 하소된 알루미나이다.

Description

충진된 열가소성 컷-내성 섬유
날카로운 모서리를 가지는 커팅에 대한 증진된 내성이 오래 동안 추구되어 왔다. 컷-내성 글러브는 육-포장 산업 및 자동차 용으로 유용하게 이용된다. 미국 특허 제4,004,295호, 제4,384,449호 및 제4,470,251호, 및 EP 제458,343호에 지적된 바와 같이, 증진된 컷-내성을 제공하는 글러브는 유연성 금속 와이어를 포함하거나 고-인장 강도의 섬유로 구성되는 야안으로부터 제조되어 왔다.
유연성 금속 와이어를 포함하는 야안으로부터 제조되는 글러브의 결점은 손을 피로하게 하여, 그 결과 생산성의 감소 및 부상 가능성의 증가를 초래한다는 것이다. 더욱이, 장기간에 걸친 마모 및 플렉싱으로, 와이어는 약해지고 파손되어, 손에 창상 및 찰과상을 야기시킬 수 있다. 더욱이, 세탁된 글러브를 승온에서 건조시키면, 와이어는 열 싱크로 작용할 것이며, 이는 야안 또는 섬유의 인장 강도를 감소시킴으로써, 글러브 보호 및 글러브 수명을 감소시킬 수 있다.
고-모듈러스 및 고-인장 강도를 가지는 고-배향 섬유는 종래의 반결정성 중합체보다 더 나은 컷팅-내성을 가진다. 이러한 고-배향 중합체의 예로는, 폴리아라미드, 열가소성 액성 중합체, 및 연장된 체인 폴리에틸렌을 포함한다. 이들은 또한 건조기 내 온도에서 특성의 손실(폴리에틸렌), 저조한 탈색 내성(폴리아라미드), 불편함, 및 고-비용을 포함하는, 이들의 유용성을 제한하는 단점을 지닌다.
컷-내성, 보호 의복에 있어, 증진된 유연성 및 편안함 및 단순한 세척이 바람직하다. 따라서, 통상적인 세척시 그 특성을 보유하는 유연성, 컷-내성 섬유가 요구된다. 그러한 섬유는 보호 의복, 특히 고도의 유연성, 컷-내성 글러브의 제조에 유리하게 사용된다.
미립자 물질과 혼합된 열가소성 중합체가, 열가소성 액성 중합체를 제외하고는 섬유의 컷-내성을 상당히 증진시키는 방법에 의하지 않고 섬유에 제조되어 왔다. 예를 들면, 소량의 미립자 티타늄 디옥사이드가 폴리에스테르 섬유 내 탈윤제로서 사용되어 왔다. 또한, 폴리에스테르 섬유 내, 광택을 증진시키기 위하여 사용되는 소량의 콜로이드 실리콘 디옥사이드가 사용된다. 자기 섬유를 생산하기 위하여, 자기 물질이 섬유 내 함입되어 왔다. 그 예는 하기를 포함한다 : 일본 특허 출원 제55/098909(1980)호에 공표된 바와 같이, 열가소성 섬유 내 코발트/희토원소 금속간 화합물 : 공고된 일본 특허 출원 제3-130413(1991)에 기술된 바와 같이, 코어-외피 섬유 내 코발트/희토원소 금속간 화합물 또는 스트론튬 페라이트 : 폴란드 특허 제251,242 및 또한 K. Turek et al., J. Magn. Mater.(1990), 83(1-3), pp.279-280에 기술된 바와 같이, 열가소성 중합체 내 자기 물질.
발명의 개요
용융 가공가능한 등방성 중합체로부터 제조된 섬유 및 야안은, 바람직하게는 섬유를 통하여 균일하게 분포되는 경질의 충진제를 포함함으로써 날카로운 모서리를 가지는 컷팅에 더욱 내성이 될 수있다. 경질의 충진제는 약 3 이상의 모스경도를 가지며, 적어도 약 0.1중량%의 양으로 존재한다. 평균 입자 크기는 약 0.25미크론 내지 약 10미크론의 범위이다. 이러한 섬유는 경질의 충진제 없이 동일 충합체로부터 제조된 섬유와 비교하여 증진된 컷팅-내성을 지닌다. 이러한 증진은 Ashland Cut Protection Performance test에 의하여 측정시 적어도 약 20%이다.
날카로운 모서리를 가지는 컷팅에 더욱 내성인 합성 섬유 또는 야안의 신규한 제조 방법이 또한 개시된다. 이러한 방법은 용융 가공가능한 등방성 중합체와 약 3 이상의 모스 경도를 가지는 경질의 충진제의 균일 블렌드 제조 다음, 용융 상내에서 중합체를 Ashland Cut Protection Performance에 의하여 측정시 적어도 약 20%, 바람직하게는 약 35% 증진된 컷 성능을 지니는 섬유 또는 야안으로 방적시키는 단계로 이루어진다.
위빙 및 니팅을 포함하는 섬유 및 야안을 직물로 제조하는데 현재 사용되는 임의의 방법을 이용하여, 상기 섬유 및 야안을 증진된 컷팅-내성을 지니는 직물로 제조할 수 있다. 섬유 및 야안은 또한 증진된 컷-내성을 지니는 부직포로 제조될 수 있다. 컷-내성 직물의 제조방법 및 결과적인 직물 모두 신규하다.
본원은 1994. 5. 16자로 출원되어 현재 계류 중인 미국 출원 제 08/243,344호 및 그 두 개의 분할 출원에 관한 것이다.
본 발명은 증진된 컷팅 내성을 가지는, 경질의 충진제를 함유하는 열가소성 중합체로부터 제조된 섬유에 관한 것이다.
상기한 바와 같이, 경질의 충진제가 섬유 내 포함될 때, 보호 의복의 제조에 유용한 유연성 컷-내성 섬유가 생산될 수 있다. 이러한 섬유는 등방성 중합체로 부터 제조된다. 등방성이라는 용어는 비-액성 중합체를 의미한다. 바람직하게는, 중합체는 용융 가공가능하다 : 즉, 이는 상당한 분해 없이 용융 상으로 중합체를 섬유로 방적시킬 수 있는 온도 범위 내에서 용융된다. 바람직한 섬유 제조방법은 용융 방적에 의한 것이다.
바람직한 등방성 중합체는 반-결정성이다. 매우 유용한 반-결정성 중합체는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트), 폴리(알킬렌 나프탈레이트), 폴리(아크릴렌 설파이드), 지방족 및 지방족-방향족 폴리아미드, 시클로헥산디메탄올 및 테레프탈산으로부터 유도된 단량체 단위로 구성되는 폴리에스테르, 및 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함하는 폴리올레핀을 포함한다. 특정 반-결정성 중합체의 예는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 폴리(페닐렌 설파이드), 1, 4-시클로헥산디메탄올이 시스 및 트랜스 이성질체의 혼합물인 폴리(1, 4-시클로헥산디메탄올 테레프탈레이트), 나일론-6, 나일론-66, 폴리에틸렌, 및 폴리프로필렌을 포함한다. 상기 중합체는 섬유 제조에 유용한 것으로 공지되어 있다. 바람직한 반-결정성 중합체는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)이다.
용융 가공될 수 없는 중합체 또한, 예를 들면, 전형적으로 용매로서 아세톤을 이용하여 건식 방적되는 셀룰로오스 아세테이트, 또는 농 황산 용액으로부터 건식-분사, 습식-방적되는 테레프탈산과 p-페닐렌디아민의 중합체와 같은 폴리아라미드 등의 경질의 입자로 충진될 수 있다. 충진된 섬유를 얻기 위하여, 경질 입자가 중합체 방적 과정에 함입될 것이다. 이소프탈산, 테레프탈산 및 비스페놀 A(폴리아크릴레이트)의 공중합체와 같은 비-결정성 중합체 또한 충진할 수 있으며, 본 발명에서 용융 방적 과정에 의하여 이용될 수 있다.
본 발명의 중요한 측면은, 컷-내성을 부여하는 경질의 물질로 충진된 적절한 중합체로부터 유연성 컷-내성 섬유가 제조될 수 있다는 발견이다. 물질은 금속원소 또는 금속 합금일 수 있거나, 비-금속일 수 있다. 일반적으로, 약 3이상의 모스 경도를 가지는 임의의 충진제가 사용될 수 있다. 특히 적합한 충진제는 약 4이상, 바람직하게는 약 5이상의 모스 경도를 가진다. 아연, 강철, 텅스텐 및 니켈은 금속 및 금속 합금의 예이며, 약 6.5 내지 7.5의 모스 경도를 가지는 텅스텐이 바람직하다. 비-금속 물질 또한 유용하다. 이들은 산화알루미늄 및 실리콘 디옥사이드와 같은 금속 산화물, 실리콘 카바이드 및 텅스텐 카바이드와 같은 금속 탄화물, 금속 질화물, 금속 황화물, 금속 실리케이트, 금속 실리사이드, 황산금속, 인산 금속, 및 금속 붕소화물을 포함한다. 기타 세라믹 물질 또한 사용될 수 있다. 산화알루미늄, 특히 하소된 산화알루미늄이 가장 바람직하다. 티타늄 디옥사이드는 일반적으로 덜 바람직하다.
입자 크기 및 입자 크기 분포는 섬유의 기계적 특성을 유지하면서 우수한 컷-내성을 얻는데 있어 중요한 패러미터이다. 일반적으로, 경질의 충진제는 입자형태이며, 분말 형태가 일반적으로 적합하다. 편평한 입자(즉, 판상체) 및 연장된 입자(침상체) 또한 잘 작용된다. 평균 입자 크기는 일반적으로 약 0.25 내지 약 10미크론의 범위이다. 바람직하게는, 입자 크기는 약 1 내지 6미크론의 범위이다. 가장 바람직한 평균 입자 크기는 약 3미크론이다. 편평하거나(판상체) 연장된 입자의 경우, 입자 크기는 입자의 종 축을 따르는 길이를 의미한다(즉, 연장된 입자의 길이 또는 판상체 면의 평균 직경). 입자는 바람직하게는 로드 일반 분포를 나타내어야 한다. 방직 섬유(즉, 약 1.5 내지 15dpf의 데니어를 가지는 섬유)의 제조를 위하여, 약 6미크론 이상의 입자가 제외되도록 입자가 여과되거나 체에 걸러져야 한다.
적은 백분율의 경질 충진제가 사용된다. 인장 특성의 상당한 손실을 야기시키지 않고 강화된 컷-내성을 산출하도록 양이 선택된다. 바람직하게는, 섬유 또는 섬유로부터 제조되는 직물의 컷-내성은 Ashland Cut Protection Performance Test를 이용하여 적어도 약 20%의 증진을 보일 것이다. 바람직하게는 충진제 없이 동일 중합체로부터 제조되는 섬유와 비교시 컷-내성은 적어도 약 35%, 가장 바람직하게는 약 50% 향상될 것이다. 섬유의 인장 특성(인성 및 모듈러스)는 바람직하게는 약 50% 이상, 더욱 바람직하게는 약 25% 이상 감소되지 않을 것이다. 가장 바람직하게는, 인장 특성에 있어서의 상당한 변화가 없을 것이다(즉, 약 10% 미만의 특성 감소).
중량을 기준으로 하여, 충진제는 적어도 약 0.1%의 양으로 존재하여야 한다. 충진제의 상한선은 주로 인장 특성에 대한 영향에 의하여 결정되나, 약 20중량% 이상의 수준은 일반적으로 덜 바람직하다. 부피를 기준으로 하여, 입자 농도는 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 5부피%, 더욱 바람직하게는 약 0.5% 내지 약 3부피%, 가장 바람직하게는 약 2.1부피%이다. 바람직한 양태(PET 내 하소된 알루미나)에 의하면, 이들 범위는 중량을 기준으로 약 0.3% 내지 약 14%(바람직), 약 1.4% 내지 약 8.5%(더욱 바람직), 및 약 6%(가장 바람직)이다.
본 발명에 의하면, 충진된 섬유가 충진된 수지로부터 제조된다. 충진된 수지는 충진제를 수지에 가하는 임의의 표준 방법에 의하여 제조된다. 예를 들면, 용융 가공가능한 등방성 중합체의 경우, 이중 나사 압출기 내에서의 혼합과 같이, 수지 내 충진제의 균일한 분포를 제공하기에 충분한 조건 하에 압출기 내에서 경질의 충진제를 용융 중합체와 혼합함으로써, 충진된 수지가 편리하게 제조된다. 충진제는 또한 중합체 제조 동안 존재하거나, 중합체가 섬유 방적기의 압출기 내로 공급될 때 가하여질 수 있으며, 후자의 경우 블렌딩 및 방적 단계는 거의 동시에 행하여진다.
충진제는 용융 중합체 내 균일하게 분포되므로, 섬유 방적 동안의 배향력으로 인하여 연장되거나 편평한 입자가 어느 정도 배향됨을 제외하고는, 충진제 입자 또한 일반적으로 섬유를 통하여 균일하게 분포된다. 일부 입자의 섬유 표면으로의 이동이 또한 일어날 수 있다. 따라서, 섬유 내 입자의 분포는 균일한 것으로 기술되며, 균일함은 균일 중합체 블렌드의 처리(즉, 용융 방적) 중에 일어나는 불균일을 포함하는 것으로 이해된다. 그러한 섬유는 본 발명의 범위 내이다. 임의의 크기의 섬유가 본 발명에 의하여 제조될 수 있다. 직물 및 야안의 제조에 있어, 섬유는 일반적으로 약 1 내지 약 50dpf, 바람직하게는 약 1.5 내지 약 15dpf, 가장 바람직하게는 약 4dpf의 데니어를 가진다. 컷-내성 단-필라멘트 또한 경질의 충진제를 포함함으로써 제조될 수 있다. 단-필라멘트는 일반적으로 약 0.05 내지 약 2㎜의 직경을 가진다. 섬유는 전형적인 섬유 방적 과정에 의하여 제조될 수 있다. 상기한 바와 같이, 바람직한 방법은 용융 방적이나, 습식-방적 및 건식-방적 또한 사용될 수 있다.
이상에서는 섬유에 관하여 기술하였다. 섬유라는 용어는 전형적인 단일 섬유뿐 아니라, 다수의 섬유로부터 제조된 야안 또한 포함하는 것이다. 일반적으로, 야안이 의복, 직물 등의 제조에 이용된다.
본 발명에 따라 니팅 또는 위빙과 같은 전형적인 방법 및 전형적인 장치에 의하여, 충진된 섬유를 이용하여, 컷-내성 직물이 제조될 수 있다. 부직포 또한 제조될 수 있다. 그러한 직물은, 충진제 없이 동일한 중합체로부터 제조된 섬유를 이용하여 제조된 동일한 직물과 비교하여 증진된 컷-내성을 지닐 것이다. 직물의 컷-내성은 Ashland Cut Protection Performance Test에 의하여 측정시 적어도 약 20% 향상될 것이다. 바람직하게는 컷-내성은 적어도 약 35%, 가장 바람직하게는 약 50% 향상될 것이다.
컷-내성 의복이 상기 컷-내성 직물로부터 제조될 수 있다. 예를 들면, 음식물 가공 산업에서의 이용을 위하여 고안된 컷-내성 안전 글러브가 직물로부터 제조될 수 있다. 그러한 글러브는 염소 탈색 및 건조기의 열에 내성이며, 매우 유연하고, 세척이 용이하다. 보호 의료용 글러브 또한 본 발명의 컷-내성 섬유를 이용하여 제조될 수 있다. 기타 직물 및 단-필라멘트의 용도는 트럭용 사이드 커튼 및 방수포, 수하물, 상업용 실내 장식품, 팽창성 물질, 연료 전지, 접을 수 있는 패키징, 비행기 적하 커튼, 소방용 호스 외피, 금속 패킹용 컷-내성 에이프런, 챕스 등이다.
실시예 1
텅스텐 충진제가 함입된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 섬유를 하기한다. 텅스텐은 약 6.5 내지 7.5의 모스 경도를 가진다. o-클로로페놀 내 측정시 약 0.95의 고유 점도를 가지는 타이어 야안 등급 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET)를 훽스트 세라니즈 코포레이션(서머빌, 뉴저지)으로부터 펠릿의 형태로 구입한다. 이중 나사 압출기 내에서 중합체를 중량을 기준으로 10% 텅스텐 분말과 블렌딩함으로써, 매스터 뱃치를 제조한다. 텅스텐은 약 1미크론의 평균 입자 크기를 가진다. 중합체 펠릿 및 텅스텐을 모두 블렌딩 이전에 건조시킨다. 이중 나사 압출기 내에서 매스터 뱃치를 부가적인 PET와 블렌딩하여, 중량을 기준으로 1% 내지 4% 텅스텐을 가지는 블렌드를 산출한다. 용융 블렌드를 필터 팩 다음 방사구금을 통과하도록 함으로써, 샘플을 용융 방적한다. 야안을 90℃에서 가열된 공급롤로부터 연속적으로 드로잉한 다음, 가열된 제동자 상에서 드로잉하고, 마지막에는 225℃에서 2% 이완한다. 야안의 특성을 시험한다. 데이터를 표 1에 요약한다. 충진제가 여과되지 않았음을 확인하기 위하여, 10% 텅스텐-적재 섬유 중 하나를 또한 분석한다. 섬유의 분석은 섬유 내 8.9 중량%의 텅스텐을 나타낸다.
인장 특성. ASTM 시험법 D-3822를 이용하여 점착성, 연장 및 모듈러스를 측정한다.
컷-내성. 컷-내성 시험을 위하여 섬유를 먼저 직물로 뜬다. 직물 내 야안의 지역 밀도를 온스/평방 야드(표 1 및 표 2에 OSY)로 측정한다. 그리고 나서, Ashland Cut Performance Protection(CPP) 시험을 이용하여, 직물의 컷-내성을 측정한다. TRI/Environmental, Inc., 9063 Bee Cave Road, Austin, Texas 78733-6201에서 시험을 수행한다. 시험에서, 직물 샘플을 만드릴의 블록표면 상에 위치시킨다. 직물이 완전히 커팅될 때까지 다양한 중량으로 부하된 면도날을 직물을 가로질러 이동시키는 일련의 시험을 수행한다. 면도날이 완전히 직물을 컷팅할 때까지 직물을 가로질러 이동한 거리를 측정한다. 면도날이 직물을 컷팅하는 지점은 만드릴과 면도날 사이의 전기적 접촉이 이루어지는 지점이다. 컷을 형성하는데 요구되는 거리를 면도날 상에 적재에 대한 함수로서 그래프 상에 도시한다. 데이터를 측정하고, 약 0.3인치 내지 약 1.8인치의 컷 거리에 대하여 도시한다. 결과적인 곡선은 대략 직선이다. 이상적인 직선을 그리거나 곡선 상의 지점을 통하여 계산하고, 직물 상에서 1인치의 이동 후 직물을 통과하여 컷팅하는데 요구되는 중량을 곡선으로부터 얻거나 회귀 분석에 의하여 계산한다. 1인치의 날이 직물 상에서 이동한 후 컷팅을 형성하는데 요구되는 중량의 삽입치를 표 1 및 표 2에 CPP(Cut Protection Performance)로 나타낸다. 결국, 직물샘플의 상이한 면적 밀도에 대한 데이터의 비교를 위하여, CPP 값을 직물의 면적밀도(OSY)로 나누어, 면적 밀도 내 변화를 보충한다. 이러한 값을 표 1 및 표 2에 CPP/OSY로서 나타낸다.
실시예 2
본 실험에서는, PET 섬유 샘플을 광택 연마제로서 상표명 MICROPOLISHRⅡ하에 상업적으로 시판되는 알루미나 분말로 충진시킨다. 약 0.05 및 약 1.0 미크론의 평균 입자 크기를 가지는 두 개의 상이한 알루미나 분말을 사용한다. 모두 Buehler, Ltd.(Waukegan Road, Lake Bluff, Illinois 60044)로부터 탈응집 분말로서 수득된다. 0.05미크론의 알루미나는 입체 결정성 구조 및 0.8의 모스 경도를 가지는 감마 알루미나이다. 1.0미크론의 물질은 6각형 결정성 구도 및 9의 모스경도를 가지는 알파 알루미나이다. 실시예 4에서와 동일한 방법을 이용하여 두 알루미나 분말을 PET와 블렌딩하여, 약 0.21%, 0.86%, 1.9% 및 2.1중량% 수준의 알루미나를 함유하는 충진된 PET 샘플을 산출한다. 실시예 1과 동일한 방법으로 섬유 특성 및 컷-내성을 측정한다. 데이터를 표 2에 제시한다.
표 1 및 표 2의 데이터는 본 실험에 사용된 충진제의 모든 수준에서 적어도 약 10 내지 20%의 컷-내성에 있어서의 증진이 있음을 보여준다. 모든 데이터는 섬유 내 충진제를 부피를 기준으로 약 0.07% 내지 약 0.7%으로 함입시킨 것이다. 섬유 특성을 입자의 양 및 크기에 따라 상당히 감소되지 않는 것으로 보인다.
실시예 3
PET 내에 충진제로서 몇몇 상이한 입자 크기(0.6 내지 1.6미크론)의 텅스텐 입자를 0.4 내지 1.2부피%의 농도로 이용하여 일련의 실험을 수행한다. 텅스텐-충진 PET을 야안으로 방적시키고, 이를 연속적으로 시험용 직물로 뜬다. 하기의 변형된 과정을 이용하여 Ashland Cut Protection Performance Test에 의하여 컷-내성을 다시 측정한다. 시험을 상이한 직물 밀도로 수행한 사실을, 보충하기 위하여, CPP 값을 직물의 면적 밀도로 나눈다. 데이터를 표 3에 제시한다.
컷-보호 성능(CPP)
공지된 CPP 값으로 표준에 대하여 검정함으로써 결과를 교정하는 것을 제외하고, 실험 1의 후반부에 기술한 바와 같이, Ashland CPP Test를 수행한다. 검정 표준은, FAIRPRENE(85 Mill Plain Road, Fairfield, CT 06430)으로부터 구입한, 400gms의 CPP 값을 가지는 0.062인치의 네오프렌, 스타일 NS-5550이다. 이 표준을 위하여 일련의 시험의 시작 및 끝에서 CPP 값을 측정하고, 측정된 표준의 CPP 값을 400gms로 할 평균 정규화 인자를 계산한다. 그리고 나서, 정규화 인자를 이용하여 일련의 시험에서 측정된 데이터를 교정한다. 또한, CPP 값을 계산함에 있어, 거의 직선인, 직물을 컷팅하는데 요구되는 거리의 로그 대 면도날 상의 적재의 곡선이 사용된다.
실시예 4
섬유에 대한 충진제로서 하소된 산화알루미늄을 사용하여, 일련의 실험을 수행한다. 실시예 2에서 보다 더 광범위한 입자 크기(0.5 내지 3미크론) 및 더 광범위한 농도(0.8 내지 3.2부피%)를 이용하는 것을 제외하고는, 실시예 1 내지 3에 사용된 바와 동일한 방법에 의하여 실험을 수행한다.
실험에 사용되는 하소된 산화알루미늄은 Agsco Corporation(621 Route 46, Hasbrouck, N.J. 07604)로부터 구입하며, 알루미나 #1으로 언급되는 판상체의 형태이다.
실시예 3의 후반부에 기술한 방법을 이용하여, CPP 값을 측정한다. 그리고 나서, 상기한 바와 같이 CPP/OSY 값을 계산한다. 이들 데이터를 표 4에 제시한다.
CPP/OSY 값은 기재된 모든 변수(즉, 입자 크기, 입자 농도, 면적 밀도, 및 섬유 dpf)에 의하여 영향을 받음을 표의 데이터로부터 알 수 있다. 고 면적 밀도(OSY)에서, CPP/OSY 값은 상당히 감소한다. 따라서, 유사한 면적 밀도를 가지는 직물 내에서의 시험에 대한 비교가 바람직하게 행하여진다.
그럼에도 불구하고, 2.4부피%(6.8중량%)의 수준에서, 2미크론의 입자 크기로 방직 섬유(2.8dpf)로부터 제조된 약 10온스/평방 야드 미만의 면적 밀도를 가지는 직물에 대한 CPP/OSY 값이 약 100이상임을 표 4의 데이터로부터 알 수 있다(샘플 번호. 22-24 및 30). 이는 상당한 섬유 크기 및 면적 밀도를 가지는 비-충진 PET 섬유에 대하여 측정된 약 53의 평균 CPP/OSY 값의 50% 증가보다 더 많은 것이다(표 1 내 3 대조군). 표 3의 모든 텅스텐 충진 PET 샘플(70) 및 표 4의 모든 산화알루미늄 충진 PET 샘플(75)에 대한 평균 CPP/OSY 값 또한 대조군의 평균치보다 상당히 높다.
상기 본 발명의 양태는 예시적인 것이며, 이를 통한 변형이 당업자에게 가능함이 인지되어야 한다. 따라서, 본 발명은 본원에 개시된 양태에 제한되지 않는 것으로 간주되어야 한다.
[표 1]
텅스텐으로 충진된 PET의 컷-내성
[표 2]
알루미나로 충진된 PET의 컷-내성
[표 3]
텅스텐으로 충진된 PET의 컷-내성
[표 4]
알루미나로 충진된 PET의 컷-내성

Claims (28)

  1. 등방성 용융 가공가능한 중합체, 및 약 3 이상의 모스 경도 및 약 0.25미크론 내지 약 10미크론의 평균 입자 크기를 가지고, 적어도 약 0.1중량%의 양으로 존재하며, Ashland Cut Protection Performance 시험에 의하여 측정시 충진제 없이 상기 중합체로 구성되는 섬유와 비슷하여 컷-내성을 적어도 약 20% 증가하도록 작동되는, 섬유 내 균일하게 분포되어 있는 경질 충진제를 포함하는 컷-내성 섬유.
  2. 제1항에 있어서, 충진제 없이 중합체로 구성되는 섬유와 비교하여 섬유의 컷-내성이 적어도 약 35% 증가하는 컷-내성 섬유.
  3. 제1항에 있어서, 충진제 없이 중합체로 구성되는 섬유와 비교하여 섬유의 컷-내성이 적어도 약 50% 증가하는 컷-내성 섬유.
  4. 제1항에 있어서, 경질의 충진제가 약 5이상의 모스 경도를 가지는 컷-내성 섬유.
  5. 제1항에 있어서, 경질 충진제의 평균 입자 크기가 약 1 내지 약 6미크론인 컷-내성 섬유.
  6. 제1항에 있어서, 경질 충진제의 평균 입자 크기가 약 3미크론인 컷-내성 섬유.
  7. 제5항에 있어서, 경질 충진제가 티타늄 디옥사이드임을 제외하고, 산화알루미늄 및 실리콘 디옥사이드를 포함하는 금속 산화물, 금속 탄화물, 금속 질화물, 금속 황화물, 금속 실리케이트, 금속 실리사이드, 황산 금속, 인산 금속, 금속 붕소화물, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 비-금속인 컷-내성 섬유.
  8. 제7항에 있어서, 경질 충진제가 섬유 내에 부피를 기준으로 약 0.1% 내지 약 5%의 양으로 포함되는 컷-내성 섬유.
  9. 제7항에 있어서, 경질 충진제가 부피를 기준으로 약 0.5% 내지 약 3%의 양으로 포함되는 컷-내성 섬유.
  10. 제7항에 있어서, 경질 충진제가 약 2.1부피%의 양으로 포함되는 컷-내성 섬유.
  11. 제9항에 있어서, 경질 충진제가 하소된 산화알루미늄인 컷-내성 섬유.
  12. 제5항에 있어서, 경질 충진제가 금속 또는 금속 합금인 컷-내성 섬유.
  13. 제12항에 있어서, 경질 충진제가 0.1% 내지 약 0.5부피%의 양으로 포함되는 컷-내성 섬유.
  14. 제12항에 있어서, 경질 충진제가 약 0.5% 내지 약 3부피%의 양으로 포함되는 컷-내성 섬유.
  15. 제12항에 있어서, 경질 충진제가 약2.1부피%의 양으로 포함되는 컷-내성 섬유.
  16. 제14항에 있어서, 경질 충진제가 철, 강철, 니켈, 텅스텐 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 컷-내성 섬유.
  17. 제1항에 있어서, 등방성 용웅-가공가능한 중합체가 폴리(알킬렌 테레프탈레이트), 폴리(알킬렌 나프탈레이트), 폴리(아틸렌 설파이드), 지방족 폴리아미드, 지방족-방향족 폴리아미드, 시클로헥산디메탄올과 테레프탈산의 폴리에스테르, 및 폴리올레핀으로 구성되는 군으로부터 선택되는 컷-내성 섬유.
  18. 제1항에 있어서, 등방성 용융-가공가능한 중합체가 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리(1, 4-시클로헥산디메탄올 테레프탈레이트), 나일론-6, 나일론-66, 폴리에틸렌, 및 폴리프로필렌으로 구성되는 군으로부터 선택되는 컷-내성 섬유.
  19. 제1항에 있어서, 등방성 용융-가공가능한 중합체가 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)인 컷-내성 섬유.
  20. 제9항에 있어서, 등방성 용융-가공가능한 중합체가 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)인 컷-내성 섬유.
  21. 제11항에 있어서, 등방성 용융-가공가능한 중합체가 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)인 컷-내성 섬유.
  22. 제10항에 있어서, 경질 충진제가 하소된 산화알루미늄이며, 등방성 용융-가공가능한 중합체가 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)인 컷-내성 섬유.
  23. 제16항에 있어서, 등방성 용융-가공가능한 중합체가 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)인 컷-내성 섬유.
  24. (a) 적어도 약 0.1중량%의
    (1) 약 3이상의 모스 경도 및 약 0.25미크론 내지 약 10미크론의 입자크기를 가지는 경질 충진제와,
    (2) 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리(1, 4-시클로헥산디메탄올테레프탈레이트), 나일론-6, 나일론-66, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 구성되는 군으로부터 선택되는 등방성 용융-가공가능한 중합체의 균일 블렌드를 제조하고,
    (b) 균일 블렌드를 Ashland Cut Performance Protection test에 의하여 측정시 경질 충진제 없이 등방성 중합체로부터 제조된 섬유 또는 야안과 비교하여 적어도 약 20% 증가된 컷-내성을 지니는 섬유 또는 야안으로 방적시키는 단계로 이루어지는, 증가된 컷-내성을 지니는 섬유 또는 야안의 제조방법.
  25. (a) 제24항의 방법에 따라 섬유 또는 야안을 제조하고,
    (b) 섬유 또는 야안을 Ashland Cut Performance Protection test에 의하여 측정시 경질 충진제 없이 등방성 중합체로부터 제조된 직물과 비교하여 적어도 약 20% 증가된 컷-내성을 지니는 직물로 제조하는 단계로 이루어지는, 증가된 컷-내성을 지니는 직물의 제조방법.
  26. 용융-가공가능하지 않은 중합체, 및 약 3이상의 모드 경도 및 약 0.25미크론 내지 약 10미크론의 평균 입자 크기를 가지고, 적어도 약 0.1중량%의 양으로 존재하며, Ashland Cut Protection Performance test에 의하여 측정시 충진제 없이 중합체로 구성되는 섬유와 비교하여 컷-내성을 적어도 약 20% 증가시키도록 작동되는, 섬유 내 균일하게 분포되어 있는 경질 충진제를 포함하는 컷-내성 섬유.
  27. 제26항에 있어서, 용융-가공가능하지 않은 중합체가 폴리아라미드인 컷-내성 섬유.
  28. 제27항에 있어서, 폴리아라미드가 p-페닐렌디아민과 테레프탈산의 중합체인 컷-내성 섬유.
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