KR20040025920A - 미립 물질을 합체시킨 직물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미립 고체를 합체시킨 직물 및 편물 및 미립 고체를 합체시킨 직물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 미립 고체를 포함하는 직물로 구성된다. 본 방법은 기체 담체에 미립 고체를 혼입시키는 단계; 기체 담체 및 혼입된 미립 고체의 스트림 경로에 직물의 제1면을 배치시키는 단계; 상기 직물의 제1면으로부터 제2면까지 직물에 걸친 압력 강하를 유지하여 기체 담체내 혼입된 미립 고체 중 적어도 일부를 포함하는 직물을 얻는 단계; 및 합체된 미립 고체를 고정시키는 단계를 포함한다.

Description

미립 물질을 합체시킨 직물 및 이의 제조 방법{WOVEN MATERIALS WITH INCORPORATED PARTICLES AND PROCESSES FOR THE PRODUCTION THEREOF}
미립 고체를 합체시킨 재료, 특히 직물 또는 편물(이하 "직물"이라 함)을 제조하는 것이 바람직할 수 있는 이유는 많이 있다. 미립 고체는 그 성질에 따라, 다수의 상업적 용도로 사용할 수 있는 직물에 바람직한 화학적 또는 물리적 특성을 부여할 수 있을 것이다. 예를들어, 냄새-흡착 특성을 가지는 미립 고체를 합체시킨 직물을 제공하는 것이 바람직할 수 있을 것이다. 이러한 직물은 땀, 체취, 주위 환경에서 야기되는 불쾌한 냄새 또는 직물 자체가 원인인 냄새 또는 직물 고유의 냄새를 흡착할 목적에서 의류 제조에 특히 유용할 수 있을 것이다. 냄새를 흡착하는 특성을 가지는 이러한 미립 고체 중 하나는 활성탄이다. 다른 가능한 용도에는 미립 고체를 포함시키는 것으로 결과물에 난연성, 수분 관리 개선, UV 흡수 개선, 항박테리아, 항균 또는 항미생물 특성을 부여하는 것이 포함되나 이에 한정되지 않는다. 이러한 의류는 예를들어 실용 피복, 활동복 또는 운동복 및/또는 예를들어 착용자가 체취를 감추고자 하는 경우에 사용하기 바람직할 수 있을 것이다. 기타 가능한 용도는 상기 내용을 임의로 조합한 것을 포함할 수 있을 것이다.
부직포에 비하여 직물은 본래의 유리한 착용성, 편함 및 스타일 특성이 있으므로 부직포와 대조적인 직물을 사용하는 것이 바람직하다. 부직포는 일반적으로 직물보다 신축성 및 통기성이 부족하여 종종 직물보다 불편하다. 따라서, 의복에 부직포를 사용하는 경우는 직물을 사용하는 경우 보다 한정되어 있다.
부직포에 미립 고체를 함침시키는 방법이 다수 공지되어 있음에도 불구하고, 미립 고체를 합체시킨 직물을 제조하거나 의류 제조에 적당한 이러한 직물을 제조하는 것에 성공적으로 응용된 예가 없다.
이들 방법은 직물에 적용할 수 없다는 것과 만족스러운 직물을 제조하지 못한다는 단점이 있다. 더 구체적으로, 부직포에 미립 고체를 함침시키는 방법은 다음의 이유에서 직물에 성공적으로 사용되지 못했다.
첫째, 액체 분산 또는 현탁 방법과 같은 다수의 부직포 방법으로는 미립 고체가 캡슐화되어 결과적으로 비활성화된다. 이러한 과정은 직물에 실시할 경우에도 동일한 단점이 될 것이다.
둘째, 부직포 표면에 점착성 또는 가소성을 부여하여 미립 고체를 용이하게 함침시키고자 하는 방법으로는 천의 특성 보다는 접착제 및 미립 고체의 특성을 지니는 천이 얻어진다. 이러한 방법은 직물에 실시해도 동일한 단점을 가질 것이다. 또, 직물을 점착화 또는 가소화 하는 것은 천의 짜임 특성을 망가뜨려 바람직하지 않게 될 것이다.
셋째, 기체 스트림에 분산시키거나 현탁시킨 미립 고체를 부직포의 공극에 함침시키는 단계를 포함하는 방법은 부직포에서의 공극 구조가 부족한 직물과 같은 재료에는 사용할 수 없는 것으로 사료되어졌다.
직물에 미립 고체를 함침시키는 것을 대체하는 방법은 직물포 두 시트 사이에 미립 고체의 라미네이트를 형성시키는 것이다. 한 방법에서는, 직물 시트 하나에 유리 유동 분말로서 미립 고체를 도포한 다음 두 직물 시트를 라미네이트한다. 그러나, 이 방법으로는 미립 고체가 직물 시트에 견고히 결합하지 않는다. 따라서, 예를들어 통상의 세탁으로 미립 고체가 라미네이트에서 떨어져 나갈 수 있다. 또, 이 방법은 겉직물 시트의 짜임내의 오픈 스페이스가 미립 고체의 평균 입도 보다 작을 경우에만 적용할 수 있다. 따라서, 이 방법은 일반적으로 분말보다는 과립상 재료의 사용을 요한다.
따라서, 미립 고체를 합체시킨 직물 및 상기 미립 고체를 비활성화함으로써 직물이 미립 고체의 특성을 지니게 되거나 성질상 부직포가 되는 일이 없도록 하면서 직물내에 미립 고체를 합체시킬 수 있는 방법이 필요하다.
발명의 개요
본 발명의 제1의 목적은 미립 고체 또는 고체들을 합체시킨 직물을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2의 목적은 미립 고체 또는 고체들을 합체시킨 직물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제3의 목적은 (1)시판 가능하고, (2)미립 고체 물질의 활성이 실질적으로 손실되지 않으며 및/또는 (3)직물에 사용하여 유리한 직물 특성을 보유하는 재료를 얻는 이러한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 직물과 편물 및 이를 제조 및 사용하는 것에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 미립 고체를 합체시킨 직물과 편물 및 이를 제조 및 사용하는 방법에 관한 것이다.
도1, 2 및 2a는 본 발명 방법을 어떻게 실시할 수 있는가를 도식적으로 예시한다. 도1은 미립 고체를 기재에 합체시키는 공정의 일부를 나타낸다. 도2는 합체되는 미립 고체를 직물에 고정시키기 위하여 결합제를 사용하는 공정의 일부를 나타낸다. 도2a는 합체되는 미립 고체를 직물에 고정시키기 위하여 적외선 에너지를 사용하는 공정의 일부를 나타낸다.
도3은 본 발명 방법을 수행하는데 적당한 한 장치의 상세도이다.
도4는 싸이클론을 포함하여 도3에 도시한 장치의 끝면도이다.
도5는 도4에 도시한 장치의 흡인 구역의 평면도인데 압력 강하를 여러 방향으로 제어하는 것을 보여주고 있다.
도5a는 압력 강하를 한 방향으로 제어하는 것을 보여주는 대체 흡인 구역 부분의 평면도이다.
도6은 도5의 6-6선을 따라 취한 횡단면도이다.
도6a는 도5a의 일부의 횡단면도이다.
본 발명의 목적은 합체시킬 미립 고체 또는 고체들을 직물에 부여하는 것과 이러한 직물을 제조 및 사용하는 방법을 제공하는 것이다.
본원에서 사용될때, 직물은 선택조합 방식으로 구성 방사를 서로 루핑하여기계적으로 유지된 임의의 재료를 말한다. 직물이란 (1) 경사 및 위사(또는 충전사)로 알려진 두 방사로 구성되는 전통적인 직물; 및 (2) 일반적으로 수직 방향 보다는 동일한 방향으로 달리는 방사들로 이루어지고 전통적인 직물과 같이 기계적으로 함께 유지되는 편물을 일컫는 것으로 의도된다. 직물의 예에는 의류용으로 사용되는 것들과 같은 천 재료 및 비의류용으로 사용되는 것들과 같은 시트 재료가 포함되나 이에 한정되지 않는다. 방사는 예를들어, 방사, 섬유, 실 또는 끈과 같은 재료의 임의의 연속적인 가닥을 말하는 것으로 의도된다.
대조적으로, 부직포는 섬유를 융합하여 만든다. 이로써 자유 용적 또는 공극을 포함하는 랜덤한 3차원 구조가 얻어진다. 이들 공극은 부피 범위가 넓다. 이러한 내부 공극 구조는 부직포의 기체, 액체 및 고체 투과성의 원인이 된다.
부직포의 함침에 사용되는 고체 미립물질은 직경이 부직포의 공극 크기 보다 작아야 한다(따라서 일반적으로 직경은 평균 공극 크기의 반임). 따라서, 부직포의 최소 두께는 공극 직경 보다 커야 한다(일반적으로 평균 공극 직경의 10배). 이러한 요구 사항에 따라 미립물질을 함침시키는데 필요한 부직포 두께의 하한을 정한다.
대조적으로, 직물 및 편물은 부직포의 공극-유사 구조를 가지지 않는다. 직물 및 편물은 방사 및/또는 섬유를 규칙적인 구조로 직조하거나 편물하여 만든다. 이러한 직조 및 편물의 규칙적인 문양은 직조 또는 편물된 방사 간에 자유 용적("갭"이라고 함)을 만들어 기체, 액체 및 고체가 직물을 통해 흐르도록 한다. 그러나, 이러한 갭은 부직포내 공극과는 다르다. 직물내 갭은 규칙적이어서 2차원적으로 분류될 수 있는 반면 부직포내 공극은 랜덤하고 3차원적이다. 직물내 갭의 크기는 사용되는 직조 또는 편물 방식 및 방사 또는 섬유의 직경에 따라 달라진다.
부직포와는 달리, 공극 크기를 기준으로 하는 최소 두께 요구 조건이 없는 재료를 가지는 것이 바람직하다. 선행 기술에 비한 본 발명의 한 이점은 공극 크기를 기준으로 하는 최소 두께 요구 조건이 없다는 것이다. 따라서, 본 발명 방법에 광범위한 재료 및 재료 중량을 사용할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 한 구체예는 미립 고체 또는 고체들을 합체시킨 직물을 제조하는 방법에 있어서, 기체 담체에 미립 고체 또는 고체들을 혼입시키는 단계; 상기 기체 담체의 스트림 경로에 직물의 제1면을 배치시키는 단계; 직물의 제1면에서 제2면까지 직물에 걸쳐 압력 강하를 유지하여 기체 담체내 혼입된 미립 고체 중 적어도 일부를 직물에 합체시키는 단계; 및 합체시킬 미립 고체를 직물 상에 및/또는 직물 내에 고정시키는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명 방법에 다양한 직물을 사용할 수 있을 것이다. 한 구체예에서, 사용되는 직물의 중량은 약 20 oz/yd2(678.0 g/m2) 이하이다. 또다른 구체예에서, 사용되는 직물의 중량은 약 1 oz/yd2(33.9 g/m2) 내지 약 20 oz/yd2(678.0 g/m2)이다. 다른 구체예에서, 직물의 중량은 약 2 oz/yd2내지 약 20 oz/yd2, 약 3 oz/yd2내지 약 20 oz/yd2, 약 1 oz/yd2내지 약 7 oz/yd2, 약 2 oz/yd2내지 약 7 oz/yd2, 약 3 oz/yd2내지 약 7 oz/yd2또는 약 100 g/m2내지 약 400 g/m2(즉, 2.95 oz/yd2내지약 11.80 oz/yd2)이다. 바람직하게는, 직물의 중량은 약 3 oz/yd2, 약 4 oz/yd2, 약 5 oz/yd2, 약 6 oz/yd2또는 약 7 oz/yd2이다.
본 발명 방법에 사용하는 적당한 공기-투과성 직물의 시트는 천연 또는 합성 직물을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 최소 두께를 요하는 부직포가 관계하는 방법과는 대조적으로 본 발명 방법은 광범위한 두께의 직물을 사용할 수 있다. 한 구체예에서, 직물은 약 50 mm 이하의 혹종의 의도하는 두께를 가진다. 직물의 두께는 사용되는 직조/편물 타입 및 방사/섬유의 타입에 따라 달라진다. 직물의 두께는 바람직하게는 약 3 mm 이하, 더 바람직하게는 약 2 mm 이하, 가장 바람직하게는 약 1 mm 이하이다.
놀랍게도, 직물 상에 미립 고체를 보구역시킴으로써, 고온의 공기 및 수분의 침투성을 유지하면서 중량이 3 oz/yd2이하인 직물로 미립 고체의 % w/w 하중(고체의 중량/직물의 중량)이 70%를 넘을 수 있도록 할 수 있음을 발견하였다. 부직포와 달리 직물로는 1 mm 이하의 두께에서도 이러한 성능을 얻을 수 있다.
목적하는 미립 고체 하중은 생성물의 의도하는 최종 용도를 기초로 한다. 다수의 최종 용도는 70% w/w 정도로 높은 하중을 요하지 않는다. 미립 고체 하중은 낮으면 일반적으로 약 10% w/w이다. 따라서, 본 발명의 특정 구체예에서는, 필요하다면 약 10∼50%, 약 10∼70% w/w, 약 20∼50%, 약 20∼70%, 약 30∼50% w/w, 또는 약 30∼70%의 하중이 얻어질 수 있다.
그러나, 본원에 기술한 장치 및 공정 변수를 조절함으로써 1% w/w로 낮은 하중을 얻을 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명의 다른 구체예에서 하중은 약 1∼5% w/w, 바람직하게는 약 2∼5% w/w일 것이다.
놀랍게도 본 발명 방법에 사용되는 직물의 갭이 사용되는 미립 고체의 평균 입도 보다 작은 한, 미립 고체의 실제 입도는 직물에 미립 고체를 합체시키는데 있어 미미한 영향만을 미칠 것이다. 따라서, 광범위한 입도 및 벌크 밀도내의 미립 고체가 본 발명에 사용하기 적당하다. 적당한 미립 고체의 평균 입도는 예를들어 약 0.1 ㎛ 내지 약 400 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 약 6 ㎛ 내지 약 400 ㎛ 또는 약 6 ㎛ 내지 약 10 ㎛이다. 바람직한 미립 고체 입도는 약 6 ㎛ 내지 약 10 ㎛이다.
본 발명 방법은 직물에 미립 고체(들)을 합체시키는 것이 바람직한 다수의 용도에 사용할 수 있다. 예로는 (1)의류 제조용 직물에 냄새-흡착 미립 고체를 합체시키는 것; (2)직물에 난연성 미립 고체를 합체시켜 난연성 재료를 제조하는 것; (3) 심지성(wicking), UV 흡수성, 항박테리아, 항균 또는 항미생물 특성을 증대시키기 위하여 미립 고체를 합체시키는 것; 및 (4)표백제 또는 기타 착색제를 합체시키는 것이 포함되나 이에 한정되지 않는다. 상기 중 어느 하나 또는 혹종의 조합(즉 어느 것이나 둘이상)이 용도에 포함된다.
본 발명 방법에 유용한 미립 고체의 예에는 활성탄, 흑연, 실리카 겔, 활성 알루미나(알루미늄 옥사이드), 알루미늄 트리하이드레이트, 포트 애쉬(pot ash), 베이킹 소다, 파라메톡시 2-에톡시에틸에스테르 신남산(시녹세이트), 아연 산화물 및 티타늄 이산화물이 포함되나 이에 한정되지 않는다. 사용되는 미립 고체는 실질적으로 불순물이 없는 것이 바람직하다. 미립 고체는 실질적으로 섬유성 물질이 없는 것이 더 바람직하다.
상기 언급한 바와 같이, 합체된 미립 고체는 직물의 심지 성능을 증대시킬 수 있을 것이다. 합체되는 미립 고체의 타입과 양 및 처리되는 직물에 따라, 어느 주어진 시간에 측정한 바람직한 구체예의 처리된 재료의 심지 높이는 처리하지 않은 기재의 약 1.1배 이상일 수 있을 것이다. 더 바람직한 구체예에서, 어느 주어진 시간에 측정한 처리된 재료의 심지 높이는 처리하지 않은 기재의 약 1.1 내지 약 5배일 수 있을 것이다. 이러한 식으로, 부직포 또는 처리하지 않은 직물 보다 우수한 심지 성능을 가지는 직물을 얻을 수 있다. 이러한 개선된 심지 성능은 예상하지 못한 결과이다.
따라서, 본 발명의 한 구체예에서는, 미립 고체를 합체시키지 않은 해당 직물의 심지 높이 보다 심지 높이가 약 100% 내지 약 400% 커진 직물을 제공한다. 바람직한 구체예에서는, 미립 고체를 합체시키지 않은 직물의 심지 높이 보다 심지 높이가 약 120% 커진 직물을 제공한다. 또다른 바람직한 구체예에서, 미립 고체를 합체시키지 않은 직물의 심지 높이 보다 심지 높이가 약 380% 커진 직물을 제공한다.
상기 언급한 바와 같이, 합체된 미립 고체는 또한 UV 흡수력을 증대시킬 수 있을 것이다. 합체되는 미립 고체의 타입과 양 및 처리되는 직물에 따라, 바람직한 구체예의 처리된 재료의 UV 흡수력은 처리하지 않은 기재의 약 1.1배일 수 있을 것이다. 더 바람직한 구체예에서, 처리된 재료의 UV 흡수력은 처리하지 않은 기재의약 1.1배 내지 약 5배일 수 있을 것이다. 이러한 식으로, 부직포 또는 처리하지 않은 직물 보다 UV 흡수 성능이 훨씬 우수한 직물을 얻을 수 있다. 이러한 개선된 UV 흡수 성능은 예상하지 못한 결과이다.
따라서, 본 발명의 한 구체예는 UV 흡수치가 미립 고체를 합체시키기 않은 직물의 UV 흡수치 보다 약 2배 내지 약 10배 더 큰 직물을 제공한다. 바람직한 구체예에서, 직물의 UV 흡수치는 미립 고체를 합체시키기 않은 직물의 UV 흡수치 보다 약 3배 내지 약 4배 더 크다.
함침시킨 직물의 공기 및 수분 투과성은 직물의 중량, 방사 또는 섬유의 직경, 미립 고체의 직경 및 하중, 미립 고체의 타입 및 합체되는 결합제(존재할 경우)의 양 및 타입에 따라 달라질 것이다. 이들 변수는 바라는 공기 및 수분 투과성을 얻을 수 있게 변화시킬 수 있다.
본 발명 방법은 제1면으로부터 제2면까지 직물에 걸친 압력 강하(제1면의 압력이 더 높음)를 포함한다. 직물에 걸친 압력 강하 분포로 미립 고체 합체의 불균일성을 측정한다. 미립 고체는 균일하게 합체시키는 것이 바람직하다. 직물의 너비 및 길이에 걸치는 압력 분포를 변화시킴으로써 합체의 불균일성을 조절할 수 있을 것이다. 직물에 걸친 압력 분포를 변화시키는 방법은 다수가 있다. 예를들어, 공기 흐름을 약화시키는데 슬랫을 사용할 수 있을 것이다. 이로써 혼입되는 미립 고체의 직물을 통한 흐름의 방향을 미세하게 조절할 수 있어 직물내에 미립물질이 양호하게 합체될 수 있다. 서로 수직인 두 세트의 슬랫이 존재할 수 있을 것이다. 본 발명 방법을 슬랫 없이 또는 다른 압력 분포 조절하에 수행하여도 미립 물질 합체의불균일성을 감소시킬 수 있다.
본 발명 방법에서 직물에 걸친(제1면에서부터 제2면까지) 압력 강하는 직물의 제1면에서 보다 직물의 제2면에서의 압력을 더 낮게 유지함으로써 얻을 수 있을 것이다. 이러한 압력 강하는 직물의 제2면에 흡인을 가하여 얻을 수 있을 것이다.
본 발명 방법은 배취식으로 또는 연속식으로 실시할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 본 발명 방법은 연속적으로 실시되며, (1)기체 담체 스트림 및 혼입된 미립 고체가 직물의 제1면에 직접 공급되는 공급 구역, 및 (2)직물의 제2면에 흡인을 가하는 흡인 구역 사이에 직물을 연속적으로 공급하는 것을 포함한다. 흡인 구역은 효과적인 길이 및 너비가 되도록 변화시킬 수 있고 공급 구역의 출구 근처 및 공급 구역의 출구와 일직선 상에 설치하는 것이 바람직하다. 이렇게 하여 너비가 변동되는 재료를 사용할 수 있다.
또다른 바람직한 구체예에서, 흡인 구역의 효과적인 길이 및 너비는 공급 구역의 효과적인 길이 및 너비 보다 더 크다. 이것은 흡수 구역에서 어지러운 공기 흐름이 형성되는 것을 최소화함으로써 미립 고체가 균일하게 합체되는 것을 용이하게 한다. 이것은 또한 재료가 외부 환경으로 불필요하게 손실되는 것을 방지한다.
또다른 바람직한 구체예에서는, 흡인 구역에서 압력 강하는 직물 표면에 대하여 수직으로 뿐만 아니라 직물의 경사 및 위사 방향 중 최소한 하나에서 발생된다.
본 발명은 질소 및 이산화탄소와 같은 담체 기체를 사용할 수 있다. 비용이 낮고 사용가능하다는 점에서, 바람직한 담체 기체는 불순물이 없는 공기이다. 담체 기체는 실질적으로 섬유성 물질이 없는 것이 바람직하다. 흡인 구역에서 나오는 담체 기체는 공급 구역으로 재순환되고 흡인 구역에서 나오는 임의의 혼입되는 미립 고체는 싸이클론을 통해 회수되어 공급 구역으로 공급되는 것이 바람직하다.
담체 기체가 산소를 함유할 경우, 이것은 또한 수분을 함유하는 것이 바람직하다. 이러한 환경에서, 수분의 양은 미립 고체의 인화를 야기할 수 있는 정전기적 전하가 쌓이는 것을 방지할 수 있기에 충분히 높은 정도이면서 미립 고체의 응고를 방지하기에 충분히 낮은 정도이어야 하는데, 일반적으로 (건 분말을 기준으로) 약 25 중량% 내지 약 35 중량%이다.
직물은 그 성질상 부직포보다 치수 불안정성이 더 크다. 이러한 불안정성은 부직포에는 없는 두 상태, 즉 이완 상태 및 연신 상태라는 두 용어로 기술할 수 있다. 직물의 갭 크기(즉, 투과성)는 상태에 따라 달라진다. 직물이 통상의 이완 상태로부터 연신될 경우, 각 갭의 크기는 기계적으로 증가한다. 이것은 재료의 너비(및/또는 길이) 뿐만 아니라 재료의 침투성을 증가시킨다. 이러한 갭 크기의 증가는 직물의 구조적 깊이가 이미 최소이므로 미립 물질의 합체에 역효과를 준다. 따라서, 이완 상태에서 실시하는 것이 바람직하다.
직물에 합체되는 미립 고체의 양은 (1)기체 담체 스트림내 미립 고체의 농도; (2)공급 구역으로 들어가는 기체의 유속; (3)흡인 구역에서 나가는 기체의 유속; (4)직물의 제1면 및 제2면 사이의 압력 강하; 및 (5)체재 시간(즉, 직물이 기체 담체 및 혼입 미립 고체의 흐름에 노출되는 시간으로서 흡인 구역내 장치의 구동 속도를 조절하여 조작할 수 있을 것임)과 같은 변수들에 따라 달라진다. 이들변수는 의도하는 미립 고체 하중을 얻을 수 있도록 반복식으로 조절할 수 있다.
예를들어, 미립 고체 합체를 감소시키기 위해서는, 미립 고체 공급량을 감소시키고, 공급 구역 및 흡인 구역으로 들어가는 및/또는 공급 구역 및 흡인 구역에서 나오는 기체 유속을 각각 감소시키고, 제1면 및 제2면 간의 압력 강하를 감소시키고, 합체 구역내 체재시간을 감소시킬 수 있을 것이며 또한 이들 단계의 몇개의 조합을 사용할 수 있을 것이다. 미립 고체 합체를 증가시키기 위해서는 반대 단계를 취할 수 있을 것이다.
부직포와는 대조적으로 직물은 일반적으로 직물 시트에 걸쳐 갭의 분포가 불균일하다. 시트 평면내 합체 분포의 불균일성은 간격을 두고 시트에서 잘라낸 주어진 부분의 조각(예를 들어 80 in2또는 0.0516 m2)내에 포함되어 있는 미립 고체의 중량 변화 정도로 측정한다. 본 발명 방법에서, ±10%의 불균일성을 예상할 수 있다. 합체 구역을 통과하는 공기 흐름을 조절함으로써, 본 발명 방법으로 처리되는 직물 시트에 걸쳐 바람직한 미립 고체 분포를 얻을 수 있다. 예를들어, 도5 또는 도6의 장치를 사용하여 슬랫(20)을 조절함으로써 미립 고체 합체의 불균일성을 제어할 수 있을 것이다. 기재 직물의 외부에서 중앙 보다 미립 고체가 덜 합체될 경우에는 기재의 외부 아래의 슬랫을 조절하여 개구부를 더 크게 하면 추가적인 기체 담체 및 미립 고체 흐름이 생길 것이다. 역으로, 기재의 중앙부 아래의 슬랫을 조절하여 개구부를 더 작게 함으로써 기재 중앙부에서 기체 담체 및 미립 고체 흐름을 감소시킬 수 있을 것이다.
본 발명 방법의 한 구체예에서는, 화학적 결합제를 사용하여 직물상 및/또는직물내에 미립 고체를 고정시킨다. 이러한 결합제는 수성 라텍스를 포함하여 천연 또는 합성 라텍스일 수 있을 것이다. 본 발명 방법에 사용하는 적당한 결합제는 예를 들어 천연 고무 라텍스, NEOPRENE, 스티렌 부타디엔, 아크릴/아크릴로니트릴 공중합체, 개질된 n-부틸 아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴 폴리비닐 아세테이트, 폴리아크릴레이트, 아크릴로니트릴 부타디엔, 아크릴 메틸 메타크릴레이트, 비닐 아세테이트 및 에틸렌의 자가 가교결합 공중합체, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 아세테이트, 비닐 클로라이드 공중합체, 멜라민-포름알데히드 수지, 전분 용액, 카르복시메틸 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 소듐 실리케이트 및 관능화된 실옥산을 포함하는 실옥산 또는 상기의 조합물(조합물의 각 성분은 각 다른 성분과 상용성일 것을 조건으로 함)을 포함한다. 직물은 미립 고체의 합체 전 및/또는 후에 결합제로 처리할 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 결합제는 바람직하게는 라텍스 결합제, 더 바람직하게는 개질된 아크릴로니트릴 공중합체이다. 결합제 용액은 바람직하게는 과량으로 사용하고 가한다. 직물에 결합제 용액을 가하고 직물 상에 잔류하는 결합제의 양을 제어하는 다수의 방법이 있다. 예를들어, 결합제는 분무, 패딩, 포말 배치 또는 흡인으로 가할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 직물은 결합제 액체로 처리되는 동안 두 와이어 메쉬 사이에 유지된다.
가용성 결합제를 과립 또는 분말 형태로 사용할 경우, 이것은 미립 고체와 더불어 기체 담체에 혼입시켜 직물 상에 용착시킬 수 있다. 이후 직물을 충분한 용매로 적셔 가용성 결합제를 용해시키거나 팽윤시켜 제자리에서 결합시킬 수 있다.예를들어, 분말로 만든 폴리비닐 알콜을 미립 고체와 더불어 기체 담체에 혼입시켜 직물 상에 용착시킬 수 있다. 이후 직물을 물로 적셔 폴리비닐 알콜 입자들을 용해시켜 제자리에서 결합제를 만들 수 있다.
직물을 결합제로 처리한 후에 필요하다면 건조시켜 여러가지 방법, 즉 고온의 공기, 방사열, 가열시킨 실린더등으로 고정 또는 경화시킬 수 있을 것이다.
열가소성 결합제를 과립 또는 분말 형태로 사용할 경우, 이것은 미립 고체와 더불어 기체 담체내 혼입시켜 직물 상에 용착시킬 수 있다. 이후 상기 열가소성 결합제를 그의 유리 전이 온도 이상으로 올리기에 충분한 온도로 직물을 가열하여 제자리에서 결합시킬 수 있다.
사용되는 결합제의 양은 직물에 악영향을 줌 없이 직물에 미립 고체를 결합시키기에 충분해야 한다. 너무 적은 결합제를 사용할 경우, 미립 고체는 직물에 적절히 결합되지 않을 것이다(즉, 미립 고체는 직물에서 떨어져 나갈 수 있을 것이다). 너무 많은 결합제를 사용할 경우, 직물의 섬유 특성이 손상될 수 있을 것이다. 한 구체예에서, 결합제 흡수는 약 16% w/w이다. 바람직한 구체예에서 결합제 흡수는 약 10% w/w 내지 약 13% w/w이다.
상기 언급한 바와 같이, 처리된 직물에 잔류하는 결합제의 양은 다음과 같이 제어할 수 있다. 너무 많은 결합제를 가할 경우, 결합제 용액을 희석시킬 수 있을 것이다. 너무 적은 결합제를 가할 경우, 결합제 용액에 추가의 결합제를 가하여 그 농도를 증가시킬 수 있을 것이다. 또, 구동 속도를 조절하여 결합제 섹션에서 소비하는 시간을 증가시키거나 감소시킴으로써 결합제 하중을 증가시키거나 감소시킬수 있을 것이다. 최소 및 최대 결합제 하중은 기재 및 미립 고체의 합체량에 의하여 제한된다.
본 발명의 어느 구체예에서는, 미립 고체 및 자유 유동 결합제 간의 접촉을 최소화함으로써 미립 고체의 캡슐화를 최소화한다. 이것은 의도하는 재료 성능을 얻기 위해 필요한 미립 고체의 양을 감소시키고, 미립 고체를 합체시켜 얻어진 직물이 미립 고체의 특성을 지니기 보다 직물 성질을 보유하게 한다. 이들 구체예에서, 미립 고체 및 자유 유동 결합제 간의 단시간 접촉은 비상용성 결합제, 즉 장시간 접촉시 용액 또는 헌탁액 밖으로 침전될 결합제를 사용할 수 있게 한다. 이것은 접촉 시간이 너무 길어 비상용성 결합제를 사용할 수 없는 액체 분산 또는 현탁 방법과 같은 방법에 비해 유리하다.
따라서, 본 발명은 예를들어 제조 비용을 현저하게 증가시킴 없이 상이한 환경에 적응하는 결합제를 광범위하게 사용할 수 있게 한다.
본 발명의 또다른 구체예에서는, 화학적 결합제를 사용하지 않는다. 이 구체예에서는, 활성탄과 같은 미립 고체를 먼저 직물에 합체시킨다. 합체후, 활성탄을 적당한 파장의 적외선 에너지로 조사하여 가열을 편재화시킨다. 이러한 편재된 가열은 열적으로 직물에 대한 활성탄의 결합을 유도한다. 이 방법은 화학적 결합제가 필요없다.
본 발명 방법은 선행 방법에 비해 다수의 이점을 가진다. 재료의 직물 성질을 손상시킴 없이 직물에 미립 고체(들)을 합체시킬 수 있어 결과적으로 보다 신축성인 재료를 사용할 수 있고; 부직포를 사용하는 방법 보다 직물 중량 및 두께를더 광범위하게 사용할 수 있게 하고; 연속 조작되고; 합체되는 미립 고체의 활성이 거의 또는 전혀 손실되지 않으며; 기체 및 액체 투과성이 높은 생성물을 얻을 수 있고; 착용성, 심지성, UV 흡수성, 항박테리아, 항균 또는 항미생물 특성이 개선된 생성물을 얻을 수 있게 하고; 및/또는 결합제를 합체시키기 전에 직물의 건중량을 기준으로 약 70% w/w 이하의 고농도의 미립 고체가 합체될 수 있게 한다.
도면의 상세한 기술
본 발명 방법을 실시하는 장치는 (1)고체 합체 섹션; (2)결합제 섹션; 및 (3) 건조 섹션의 3개의 주요 부품을 가질 수 있을 것이다. 고체 합체 섹션은 결합제 섹션에 선행하거나 후행할 수 있다. 또, 결합제 섹션을 사용하지 않고 장치를 가동시킬 수 있다. 도1∼4 및 하기 기술은 결합제 섹션이 존재하고 고체 합체 섹션이 결합제 섹션의 앞에 있는 구체예를 다룬다.
고체 합체 섹션:
직물(3)은 직물 공급원으로부터 고체 합체 구역(6)에 공급된다. 이 공급원은 편물기, 제직기, 직물 롤, 직물 다발 또는 직물을 공급하고 취급하는 임의의 다른 수단일 수 있을 것이다. 도1에서 이 공급원은 풀림기 상에 위치한 롤이다.
직물은 공기 투과성 콘베이어 벨트(8) 상에 지지된 고체 합체 섹션으로 공급된다. 이 공기 투과성 콘베이어 벨트는 도1에 나타낸 바와 같이 와이어 메쉬 또는 임의의 기타 공기 투과성 재료로 제조할 수 있을 것이다. 공기 투과성 콘베이어 벨트(8)는 모터로 구동된다. 도1에 나타낸 바와 같이, 공기 투과성 콘베이어 벨트(8)는 한 세트의 롤러(10, 12) 상에서 연속적인 루프로 이동한다. 진공, 브러쉬, 공기취입기 또는 기타 수단을 사용하여 사용시 공기 투과성 콘베이어를 청결히 유지할 수 있다.
직물(3)은, 아래(흡인 구역)로부터의 흡인, 피커 핑거, 위로부터의 압력 또는 기타 직물(3)에 걸친 압력 강하를 방지할 임의의 기타 수단을 사용함으로써, 이것이 고체 합체 구역을 통과할때 공기 투과성 콘베이어상에 위치될 수 있다. 도1에서 직물(3)은 흡인 구역에서 취입기 또는 팬으로 발생되는 하부로부터의 흡인력으로 공기 투과성 콘베이어에 위치된다.
고체 미립 물질은 유입구(2)로부터 흡수 구역(6)으로 도입된다. 고체 미립 물질은 기체 담체내에 분산된다. 이것은 해머 밀, 제트 밀 또는 고체 미립 물질을 부수어 분산시키는 임의의 다른 수단으로 할 수 있다. 취입기, 팬, 펌프, 가압 탱크 또는 기타 기체 담체 쪽으로 압력을 가하는 다른 수단도 기체 담체내에 고체 미립물질을 분산시키는 것을 돕기 위해 사용할 수 있다.
진공, 취입기, 팬 또는 임의의 기타 수단을 사용하여 공기 투과성 콘베이어 벨트(8) 아래에서 흡인한다. 도1에서는, 출구 파이프(22) 밖으로 공기를 끌어내어 흡인한다. 흡인 상자(14)는 직물에 걸쳐 압력 강하를 균일하게 분포시키기 위한 공기 흐름 제어기를 포함한다. 흡인 상자(14)는 또한 직물을 와이어-메쉬(8)와 접촉하도록 유지한다. 균일한 분포의 압력 강하는 방해판, 나비형 밸프, 미닫이형 차단기, 슬랫 또는 기체 흐름을 변화시키는 임의의 다른 수단을 사용하여 제어되는 다중 구역을 사용함으로써 얻을 수 있을 것이다. 도5 및 도6에서 추가로 상세히 도시되는 이 시스템은 기체 흐름을 제어하는 슬랫(20) 및 갭(18)(즉, 유입구(2)로부터출구 파이프(22)까지)을 사용하여 직물에 걸쳐 압력 강하를 균일하게 분포시킨다. 의도하는 기체 흐름을 얻기 위하여 갭의 크기 및 위치를 변화시킬 수 있도록 슬랫은 조절 가능하다. 사용되는 슬랫의 수는 고체 합체실의 크기 및 의도하는 기체 흐름 제어 수준에 따라 달라진다. 슬랫은 그로브(16)에 맞는 그로부(136)를 가지고 있고 틀(134)에 의해 유지된다. 기체는 도 5A 및 6A(아래 도시)에 나타낸 바와 같이 개구부(들)(138)을 통하여 흡인 상자(14)로부터 출구 파이프(22)를 통하여 흐른다.
합체 구역(6)은 벽(26,28)으로 정해진다. 가압 합체 구역(6)을 가지지 않는 것이 바람직할 수 있을 것이다. 도 1에서, 이것은 벽(28)에 갭(28a)이 있어 합체 구역(6)으로 공기가 통할 수 있게 함으로써 필요 없어진다. 갭(28a)은 또한 직물이 더 용이하게 합체 구역에서 나가도록 할 수 있다. 미립 고체가 갭(28a)을 통하여 합체 구역(6)을 떠나는 것을 방지하기 위하여 필터 장치(도시하지 않음)를 둘 수 있을 것이다.
고체 합체 섹션을 나가는 직물은 36과 같이 나타내었다.
더 구체적으로는, 도 3은 본 발명 방법을 수행하기에 적당한 한 장치의 상세도이다. 도 3에서, 장치는 앵글강재(94,96,98,100)를 가지는 틀내에 장착된다. 운반 롤러(122), 틀(120) 및 스크류(118) 또한 나타내었다.
도 4는 도 3에 도시된 장치의 끝면도이고 싸이클론(304)을 포함한다. 측벽(113 및 115)은 너비가 상이한 재료를 수용할 수 있도록 바(216)를 따라 밀고 당길 수 있을 것이다. 장치를 수용하는 틀은 추가의 앵글강재(92,102)를 가진다.미립 물질은 로터리 밸브(229) 방식으로 스크류 공급기(106)에 의하여 호퍼(104)로부터 파이프(324)로 공급된다. 이후 미립 물질은 파이프(110)를 통하여 유입구(2)로 운반된다. 공급 변동을 방지하고 더 많은 공기가 시스템내로 누출되어 압력 변화가 일어나는 것을 방지하기 위하여 호퍼(104) 및 출구 파이프(22) 사이에 어떤 형태의 로터리 밸브를 포함시키는 것이 편리한 것으로 밝혀졌다.
공기는 흡인 상자로부터 출구 파이프(22)를 통하여 팬(128)에 의하여 다기관(322)으로 유인된다. 여전히 약간의 혼입된 미립 물질을 함유하는 담체 기체는 싸이클론(304)을 통과한 다음 대기로 배출된다. 싸이클론을 통과하는 담체 기체의 비율은 바이패스 밸브(300)를 사용하여 통제되어 파이프(308) 또는 파이프(306)으로 공급될 수 있다. 대개 혼입된 미립 물질이 없는 담체 기체는 이러한 장치의 통상적인 실시에 따라 싸이클론(310)의 상부 섹션으로부터 흐른다. 기체 담체 스트림에서 제거된 미립 고체는 로터리 밸브(302)를 통하여 파이프(324)로 공급되는데 이 파이프는 로터리 밸브(229) 및 팬(108)으로 말단이 개방된 유입구이다.
도 5A 및 6A에서, 일련의 개구부(138)가 있어 공기를 흡인 상자(14)로부터 제거한다. 측방향으로 공기 흐름을 통제하기 위하여 개폐될 수 있는 다수의 채널(19)을 둔다. 이것은 각각 일련의 결합부(도시하지 않음)에 의하여 독립적으로 통제되는 일련의 나비형 밸브(320)에 의하여 출구 파이프(22)를 통과하는 공기 흐름의 양을 변화시킴으로써 수행한다.
결합제 섹션:
고체 합체 섹션을 나가는 직물은 결합제 섹션으로 들어간다. 피커 핑거, 콘베이어 벨트, 핀치롤러 또는 임의의 다른 수단들을 사용하여 고체 합체 섹션을 나가는 직물을 잡아 결합제 섹션으로 가져온다. 도 2에서, 하나는 직물의 상부에 하나는 하부에 위치하는 두개의 액체 투과성 콘베이어 벨트(38,58)는 직물을 결합제 섹션의 결합제 도포 부분으로 당긴다.
콘베이어 벨트(38,58)는 직물을 제어하여 결합제 도포기를 통과하도록 당긴다. 결합제를 도포하는 수단은 사용되는 결합제의 타입 및 그 상태에 따라 달라질 것이다. 결합제 도포기는 잉크 젯 헤드, 분무기, 압출기, 한 세트의 롤러, 닥터 블레이드 또는 나이프 블레이드 또는 기타 임의의 종래 결합제 도포 수단일 수 있다. 도2에서, 액체 결합제는 닥터 블레이드(50)가 달린 롤 도포기(46)로 도포하여 롤 도포기에 액체 결합제를 균일하게 분배한다. 결합제는 저장소(48)로부터 공급된다.
결합제를 가한 다음, 직물의 상부면 또는 하부면에서 흡인하여 과량의 결합제를 직물에서 제거할 수 있다. 도 2에서, 직물의 하부면에서 흡인(66)하여 직물 전역에서 결합제를 제거한다. 따라서 얻어지는 결합제는 재사용을 위해 용기(52)에 회수된다. 펌프(54)는 용기(52)로부터 파이프(56)를 통하여 저장소(48)로 결합제를 운반한다.
도2에 나타낸 바와 같이, 액체 투과성 콘베이어 벨트(38,58)는 일련의 롤러(40, 42, 44, 60, 62 및 64) 상에서 연속적인 루프로 이동한다. 콘베이어 벨트(38,58)를 구동시키기 위하여 모터를 사용한다.
건조 섹션:
건조 섹션을 사용하여 결합제를 고정, 경화 및 세팅한다. 건조 섹션은 또한처리된 직물을 건조한다. 건조 섹션은 고체 합체 섹션 및 결합제 섹션 양쪽에 후행한다. 피커 핑거, 콘베이어 벨트, 핀치 롤러 또는 임의의 다른 수단을 사용하여 결합제 섹션을 나가는 직물을 잡아 건조 섹션에 가져온다. 또한 이러한 목적으로 도2에 나타낸 바와 같이 중력을 사용할 수 있을 것이다.
건조 섹션은 고온의 공기를 밀어 넣는 대류 오븐, 전기 코일 오븐, 적외선 램프, 가열 캔 또는 열을 전달하는 임의의 다른 수단들을 독립적으로 또는 조합하여 포함한다. 건조 섹션은 하나 이상의 가열 구역으로 구성될 수 있을 것이다. 다중 구역을 사용할 경우 이들은 온도가 동일하거나 상이할 수 있을 것이고 동일하거나 상이한 열 전달 수단을 사용할 수 있다. 건조 섹션의 총 길이 및 본원에 사용되는 열 세팅 장치는 사용되는 오븐 재료 및 바라는 가동 속도에 따라 달라진다.
도 2는 건조 섹션을 스팀 건조 캔으로 이어지는 적외선 램프실로 나타낸다. 와이어 메쉬 콘베이어(72)는 직물(70)을 지지 롤러(76)를 통하여 적외선 램프실(78)로 공급하는데, 적외선 램프(80)는 직물을 가열하여 결합제를 고정한다. 직물을 적외선 램프실을 통하여 공급한 후, 스팀 건조 캔(82) 상에 통과시켜 처리된 직물(84)을 제공한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 와이어 메쉬 콘베이어(72)는 한 세트의 롤러(74) 상에서 연속적인 루프로 이동한다. 와이어 메쉬 콘베이어(72)를 구동시키기 위하여 모터를 사용한다.
도 2a는 추후 가열 단계 없이 적외선 처리로 경화 단계를 수행하는 본 발명 의 구체예를 나타낸다.
본 발명을 더 잘 이해할 수 있도록 하기에 실시예를 기술한다. 이들 실시예는 단지 예시의 목적이며 어떤 식으로든 본 발명의 영역을 제한하는 것으로 이해해서는 안 된다.
실시예 1
이 실시예는 상기 도 2∼4에 예시한 장치를 사용하여 실행하였다. 59%의 면, 39%의 폴리에스테르 및 2%의 리크라의 배합물인 기재 직물을 합체 구역(6) 및 흡인 상지(14) 사이에 위치한 합체 구역에 통과시킬때 와이어 메쉬 콘베이어 벨트(8) 상에서 지지하였다. 방법을 개시하기 위하여, 기재 직물을 이완 상태로 와이어 메쉬(8) 상에 두었다. 즉, 즉 직물을 연신시키는데 사용되는 공급 핑거 또는 핀을 사용하지 않았다. 기재 직물를 합체 구역의 유입구로 핸드 스레드(hand thread)하였다.
일단 합체 구역에서, 흡인 상자(14)로부터의 흡인으로 기재 직물을 유지시켰다. 이후 합체 구역을 나가는 직물을 와이어 메쉬 콘베이어 벨트(38,58) 사이로 스레드하고 결합제 구역을 통해 직물을 당겼다. 이후 기재 직물의 말단에 로프를 묶고 오븐(78) 및 스트림 캔(82)를 통하여 핸드 스레드하였다. 로프를 드라이브 롤에 부착시키고 오븐 및 스트림 캔을 통하여 섬유를 잡아당기는데 사용하였다.
Chemviron사(제조자 코드 BL)로부터 활성탄(활성화된 스트림)을 얻었다. 활성탄의 표면적은 900 m2/g이었다. 활성탄을 호퍼(104)에 실어 유입구(2)를 통하여 합체 구역(6)으로 통과시켰다. 합체 구역(5) 안의 공기/활성탄 혼합물은 흡인상자(14)로부터의 흡인에 의하여 기재 직물을 통과시켜 잡아당겼다. 출구 파이프(22) 및 다기관(322)을 통하여 흡인 상자(14)로부터 과량의 탄소를 수거하였다. 이 과량의 탄소는 싸이클론(304)을 통하여 회수하여 합체 구역(6)으로 재순환시켰다.
사용된 결합제는 BASF사(제조자 코드 35D)가 제조한 개선된 아크릴로니트릴 공중합체 라텍스였다. 결합제를 도포 롤러(46)로 가하였다. 스프레더(50)를 사용하여 도포 롤러(46) 상에 결합제를 균일하게 분포시켰다. 과량의 결합제는 트레이(52)로 흐르게 하였다. 흡인 상자(66)에서 흡인하여 과량의 결합제를 추가로 제거하여 트레이(52)로 가게 했다. 트레이(52)내 과량의 결합제 용액은 결합제 공급 탱크(48)로 재순환시켰다.
120℃로 세트한 가열기 터널에 처리된 직물을 통과시켜 결합제를 경화시켰다. 가열기 터널에 적외선광을 사용하여 의도하는 건조 온도를 얻었다. 처리한 섬유를 이후 스트림 캔(82) 상에 통과시켜 처리된 섬유의 건조를 완결하였다.
본원에 기술한 반복 공정으로 의도하는 양의 활성탄을 합체시키고 결합제를 흡수시켰다. 초기 구동 속도, 탄소 공급량, 공기 유속 및 결합제 농도를 선택하였다(예를들어, 본 실시예에서는 10% w/w의 결합제 농도를 선택하였음). 기재 직물을 단시간동안 본 공정에서 처리한 다음 활성탄 합체의 양과 불균일성 및 결합제의 흡수율을 측정하였다. 이후 본원에 기술한 바와 같이 공정을 조정하고 직물을 다시 단시간동안 본 공정으로 처리하여 활성탄 합체의 양과 불균일성 및 결합제 흡수량을 측정하였다. 10 g/m2로 낮은 탄소 합체량을 목표로 하였다. 탄소 합체의 양과 불균일성(10 g/m2) 및 결합제 흡수량(13%)을 얻었을때 이 반복 공정은 완성된 것으로 보았다. 이 시점에서 이 공정을 연속적으로 가동시켜 탄소 합체량이 10 g/m2이고 결합제 흡수율이 13%인 직물을 얻었다.
사용한 결합제의 농도 및 얻은 탄소 하중을 포함하는 측정한 공정 변수의 상세 사항은 표1에 나타내었다.
실시예 2
실시예 1에 기술한 절차를 반복 실시하였으나 목표하는 탄소 합체량은 70 g/m2이다. 사용되는 결합제의 농도, 활성화되는 탄소 하중 및 기타 측정되는 공정 변수의 상세 사항은 아래 표1에 나타낸다.
실시예 3
목포하는 탄소 합체량을 8 g/m2으로 낮게 하고 96% 면 및 4% 리크라의 배합물을 기재 직물로서 사용하여 실시예 1에 기술한 절차를 반복 실시하였다. 사용되는 결합제의 농도, 활성화되는 탄소 하중 및 기타 측정되는 공정 변수의 상세 사항은 아래 표1에 나타낸다.
실시예 4
목포하는 탄소 합체량을 45 g/m2으로 하고 실시예 3의 기재 직물을 사용하여 실시예 1에 기술한 절차를 반복 실시하였다. 목표 흡수율 45 g/m2은 저 목표 흡수율및 고 목표 흡수율의 중간이다. 사용되는 결합제의 농도, 활성화되는 탄소 하중 및 기타 측정되는 공정 변수의 상세 사항은 아래 표1에 나타낸다.
실시예 5
목포하는 탄소 합체량을 17 g/m2으로 낮게 하고 92% 면 및 8% 리크라의 배합물을 기재 직물로서 사용하여 실시예 1에 기술한 절차를 반복 실시하였다. 사용되는 결합제의 농도, 활성화되는 탄소 하중 및 기타 측정되는 공정 변수의 상세 사항은 아래 표1에 나타낸다.
실시예 6
100% 면으로 된 기재 직물 두 두루마리를 연속적으로 공정에 통과시키는 것을 제외하고 실시예1에 기술한 절차를 반복실시하였다. 낮은 탄소 합체량을 목표하였다. 목포하는 탄소 합체량은 14 g/m2이었다. 사용되는 첫번째 두루마리에 대하여 얻은 결합제의 농도, 활성화되는 탄소 하중 및 기타 측정되는 공정 변수의 상세 사항은 아래 표1에 나타낸다(도6a 참조). 목표 합체 탄소량을 얻은 후 두번째 두루마리의 기재 직물을 장치에 도입하였다.
실시예1에 기술한 절차를 계속하여 15 g/m2의 탄소 합체량을 얻었다. 두번째 두루마리에 대하여 얻은 결합제의 농도, 활성화되는 탄소 하중 및 기타 측정되는 공정 변수의 상세 사항은 아래 표1에 나타낸다(도6b 참조).
실시예 7
목포하는 탄소 합체량을 20 g/m2으로 하고 100% 폴리에스테르로 된 기재 직물을 사용하여 실시예 1에 기술한 절차를 반복 실시하였다. 사용되는 결합제의 농도, 활성화되는 탄소 하중 및 기타 측정되는 공정 변수의 상세 사항은 아래 표1에 나타낸다.
실시예 8
표1에서 결합제 흡수량은 다음과 같이 측정하였다: 처리하였으나 경화시키지 않은(즉, 결합제를 건조, 고정 또는 경화시키지 않은) 10cm x 10cm의 조각인 직물을 3700 rpm의 원심분리기에 4분동안 두었다. 이로써 샘플로부터 활성탄을 제거하였다. 결합제만을 포함하는 직물을 전자레인지에 2분간 두어 샘플을 건조하였다. 이렇게 얻은 샘플의 중량을 측정하였다. 처리하지 않은 및 처리한 직물의 중량차는 100cm2샘플에서 결합제의 중량이었다.
표1에서 탄소 하중은 다음과 같이 측정하였다: 합체되는 활성탄의 중량은 10cm x 10cm의 처리되고 경화된 직물 조각의 중량을 측정하고, 10cm x 10cm의 처리하지 않은 직물 조각의 중량 및 결합제의 중량을 감하여 측정하였다.
실시예 9
상기 실시예 1∼7에서 제조한 직물에 합체된 활성탄의 활성은 다음과 같이 측정하였다:
(a) 10cm x 10cm의 직물 조각(이의 합체된 탄소의 양은 실시예8에 기술한 기술로 미리 측정함)을 건조하여 임의의 흡수된 물질을 건조하기에 적절한 임의의 수단으로 일정 중량까지 건조하였다.
(b) 직물에 합체된 양과 동일한 양의 활성탄을 오븐에서 처리 직물 옆에 두었다.
(c) 이후 직물 및 활성탄을 건조실에서 실온으로 냉각시켰다.
(d) 건조/냉각시킨 직물 및 활성탄의 중량을 측정하였다.
(e) 건조/냉각시킨 직물 및 활성탄을 과량의 클로로포름 용매 증기가 들어 있는 방에 두었다.
(f) 방에서 꺼낸 직물 및 활성탄은 두시간동안 클로로포름 증기를 흡수하도록 한 다음 직물 및 활성탄 모두에 의하여 일정한 중량을 얻을때까지(일반적으로 약 4시간후) 30분마다 중량을 측정하였다. 테스트되는 탄소 하중이 높을수록 더 긴 시간을 요하였다.
(g) 이후 활성탄의 중량 수득에 대한 처리된 직물의 중량 수득 비를 계산하였다. 이 비율은 처리된 직물에 합체후 활성 상태로 남아있는 합체된 탄소의 백분율을 측정한 것으로서, 본원에서는 처리된 탄소 활성이라 한다. 표1은 실시예 1∼7에서 제조한 직물에 합체된 탄소에 대해 측정한 처리된 탄소 활성을 요약한다.
실시예 10
탄소 합체량이 14 g/m2인 실시예 6A에서 제조한 처리된 100% 면직물의 심지 특성을 처리하지 않은의 100% 면 저지(즉, 실시예6의 처리하지 않은 기재)의 심지 특성과 비교하였다. 상대 습도 65% +/- 2% 및 70℉ +/- 2℉의 조건 환경에서 심지 특성을 다음과 같이 측정하였다.
(a) 각 직물의 1" x 12" 두 검편을 테스트하였다. 한 검편은 세로코(길이) 방향으로 길게 자르고 다른 하나는 직물의 가로코(너비) 방향으로 잘랐다.
(b) 각각의 직물 조각을 탈염수가 들어있는 비이커 상에 수직으로 매달고 바닥 1인치를 수면 아래에 잠기게 하였다. 이후 진행되는 수면선을 관찰하고 직물로 흡수되는 물의 높이를 300초동안 30초마다 측정하였다.
이 심지 테스트의 300초 결과는 아래 표2에 요약하였다. 이들 결과는 처리한 직물이 처리하지 않은 직물보다 심지 높이가 1.9∼3.8배 크다는 것을 보여준다.
처리된 면(실시예 6A) 처리하지 않은 면 변화(%)
심지 높이: 길이(300초) 7.5 4 인치 188
심지 높이: 너비(300초) 7.2 1.9 인치 379
심지 높이: 평균(300초) 7.35 2.95 249
실시예 11
탄소 합체량이 20 g/m2인 실시예 7에서 제조한 처리된 100% 폴리에스테르 직물의 심지 특성을 CoolMax™100% 폴리에스테르 직물(즉, Dupont의 처리 폴리에스테르)의 심지 특성과 비교하였다. 실시예 10에 기술한 바와 동일한 방식으로 심지 특성을 측정하였다.
이들 심지 테스트의 결과는 아래 표 3에 요약하였다. 이들 결과는 처리된 직물의 심지 높이가 100% CoolMax™폴리에스테르보다 1.3배 더 큼을 보여준다.
처리한 폴리에스테르(실시예 7) Cool Max100% 폴리에스테르 변화(%)
심지 높이: 길이(300초) 9.2 인치 7.4 124
심지 높이: 너비(300초) 10.5 인치 7.8 135
심지 높이: 평균(300초) 9.85 인치 7.6 130
실시예 12
탄소 합체량이 14 g/m2인 실시예 6에서 제조한 처리된 100% 면직물의 UV 흡수 특성을 처리하지 않은 100% 면 저지(즉, 실시예 6의 기재)의 흡수 특성과 비교하였다. 미 섬유업자 및 염색자 협회(AATCC) 절차 183을 사용하여 UV 흡수성을 측정하여 자외선 차단 인자(UPF) 등급을 올렸다. 이들 테스트의 결과는 표 4에 요약하였고 처리한 재료의 UPF 등급이 처리하지 않은 재료 보다 4배 더 큼을 알 수 있다(미국 표준 UPF 등급 시스템에 관하여는 AS/NZS 4399:1996을 참조하시오).
실시예 13
탄소 합체량이 20 g/m2인 실시예 7에서 제조한 처리된 100% 폴리에스테르 직물의 UV 흡수 특성을 CoolMax™100% 폴리에스테르 직물의 UV 흡수 특성과 비교하였다. UV 흡수성은 실시예 12와 동일한 절차를 사용하여 측정하였다. 이들 테스트의 결과는 표 4에 요약하였고 처리된 재료의 UPF 등급이 처리하지 않은 재료 보다 3.3배 더 큼을 알 수 있다.
재료 UPF 등급
처리하지 않은 100% 면 5
처리한 100% 면(실시예 6A) 20
CoolMax™100% 폴리에스테르 15
처리한 100% 폴리에스테르(실시예 7) 50
당업자는 기술한 구체예들과 달리 실시할 수 있으며 이들 구체예는 제한의 의도가 아닌 예시의 목적으로 기술된 것이고 본 발명은 첨부되는 청구의 범위에 의해서만 한정된다는 것을 이해할 것이다.

Claims (38)

  1. 미립 고체를 합체시킨 직물.
  2. 제1항에 있어서, 합체된 미립 고체의 양이 약 10 g/m2내지 약 70 g/m2인 것인 직물.
  3. 제2항에 있어서, 합체된 미립 고체의 양이 약 15 g/m2내지 약 30 g/m2인 것인 직물.
  4. 제1항에 있어서, 합체된 미립 고체의 양이 약 10 g/m2인 것인 직물.
  5. 제1항에 있어서, 합체된 미립 고체의 양이 약 15 g/m2인 것인 직물.
  6. 제1항에 있어서, 합체된 미립 고체의 양이 약 20 g/m2인 것인 직물.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 직물의 중량이 약 20 oz/yd2이하인 것인 직물.
  8. 제7항에 있어서, 직물의 중량이 약 3 oz/yd2내지 약 7 oz/yd2인 것인 직물.
  9. 제8항에 있어서, 합체된 미립 고체가 활성탄, 흑연, 실리카 겔, 활성화된 알루미나, 알루미늄 트리하이드레이트, 포트 애쉬, 베이킹 소다, 파라메톡시 2-에톡시에틸에스테르 신남산, 아연 산화물 또는 티타늄 이산화물인 것인 직물.
  10. 제9항에 있어서, 합체된 미립 고체가 활성탄인 것인 직물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 직물의 심지 높이(wicking height)가 미립 고체를 합체시키지 않은 직물의 심지 높이보다 약 100% 내지 약 400% 더 큰 것인 직물.
  12. 제11항에 있어서, 상기 직물의 심지 높이가 미립 고체를 합체시키지 않은 직물의 심지 높이보다 약 120% 더 큰 것인 직물.
  13. 제11항에 있어서, 상기 직물의 심지 높이가 미립 고체를 합체시키지 않은 직물의 심지 높이보다 약 380% 더 큰 것인 직물.
  14. 제1항에 있어서, 상기 직물의 UV 흡수치가 미립 고체를 합체시키지 않은 직물의 UV 흡수치보다 약 2배 내지 약 10배 더 큰 것인 직물.
  15. 제14항에 있어서, 상기 직물의 UV 흡수치가 미립 고체를 합체시키지 않은 직물의 UV 흡수치보다 약 3배 내지 약 4배 더 큰 것인 직물.
  16. 제1항에 있어서, 합체된 미립 고체가 활성탄, 흑연, 실리카 겔, 활성화된 알루미나, 알루미늄 트리하이드레이트, 포트 애쉬, 베이킹 소다, 파라메톡시 2-에톡시에틸에스테르 신남산, 아연 산화물 또는 티타늄 이산화물인 것인 직물.
  17. 제16항에 있어서, 합체된 미립 고체가 활성탄인 것인 직물.
  18. 제17항에 있어서, 합체된 미립 고체의 양이 약 10 g/m2인 것인 직물.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 미립 고체를 합체시킨 직물을 포함하는 의류.
  20. 미립 고체를 합체시킨 직물을 제조하는 방법으로서,
    a. 기체 담체에 미립 고체를 혼입시키는 단계;
    b. 기체 담체 및 혼입된 미립 고체의 스트림 경로에 직물의 제1면을 배치시키는 단계;
    c. 상기 직물의 제1면으로부터 제2면까지 직물에 걸친 압력 강하를 유지하여 기체 담체내 혼입된 미립 고체 중 적어도 일부를 직물에 합체시키는 단계; 및
    d. 합체된 미립 고체를 고정시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 직물에 걸친 압력 강하의 방향을 제어하는 것인 방법.
  22. 제21항에 있어서, 직물 아래에 위치된 슬랫을 사용하여 직물에 걸친 압력 강하의 방향을 제어하는 것인 방법.
  23. 제20항에 있어서, 직물의 중량이 약 20 oz/yd2이하인 것인 방법.
  24. 제23항에 있어서, 직물의 중량이 약 3 oz/yd2내지 약 7 oz/yd2인 것인 방법.
  25. 제20항에 있어서, 미립 고체가 냄새-흡착 특성을 가지는 것인 방법.
  26. 제20항에 있어서, 미립 고체가 수분 관리 특성을 가지는 것인 방법.
  27. 제20항에 있어서, 미립 고체가 자외선 차단 특성을 가지는 것인 방법.
  28. 제20항에 있어서, 미립 고체가 활성탄, 흑연, 실리카 겔, 활성화된 알루미나, 알루미늄 트리하이드레이트, 포트 애쉬, 베이킹 소다, 파라메톡시 2-에톡시에틸에스테르 신남산, 아연 산화물 또는 티타늄 이산화물인 것인 방법.
  29. 제28항에 있어서, 미립 고체가 활성탄인 것인 방법.
  30. 제29항에 있어서, 미립 고체가 약 10 g/m2내지 약 70 g/m2의 양으로 합체되는 것인 방법.
  31. 제20항에 있어서, 직물의 제2면에 흡인을 가하여 압력 강하를 실시하는 것인 방법.
  32. 제31항에 있어서, 기체 담체 및 혼입된 미립 고체의 스트림이 직물의 제1면에 직접 공급되는 공급 구역 및 직물의 제2면에 흡인을 가하는 흡인 구역을 제공하는 것을 포함하는 방법.
  33. 제32항에 있어서, 임의의 잔류하는 혼입된 미립 고체 중 적어도 일부를 재순환시키는 것인 방법.
  34. 제33항에 있어서, 기체 담체 및 혼입된 미립 고체에 실질적으로 섬유성 물질이 없는 것인 방법.
  35. 제20항에 있어서, 미립 고체를 직물에 열적으로 고정시키는 것인 방법.
  36. 제35항에 있어서, 직물에 적외선 에너지를 가하여 열적 고정을 유도하는 것인 방법.
  37. 제20항에 있어서, 화학적 결합제의 도움으로 직물에 미립 고체를 고정시키는 것인 방법.
  38. 제20항 내지 제37항 중 어느 한 항의 방법으로 제조한, 미립 고체를 합체시킨 직물.
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