KR20040053141A - 이종 복합사, 그의 직물 및 제조 방법 - Google Patents

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가레트 다니엘 피걸리
마크 비. 골드핑거
라케쉬 에이치. 메타
본 사무엘슨에이치.
안토니 제이. 소로카
그레고리 피. 윅스
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

의류를 제조하는데 유용한 이종복합사가 결합된 2성분사 및 동반사를 포함하며, 여기에서 2성분사는 열가소성 탄성중합체를 포함하는 축 중심 및 축에 부착되고 열가소성 비탄성중합체를 포함하는 다수의 날개를 포함한다.

Description

이종 복합사, 그의 직물 및 제조 방법{HETERO-COMPOSITE YARN, FABRICS THEREOF AND METHODS OF MAKING}
관련 출원(들) 상호 참고문헌(들)
본 출원은 2001년 9월 28일에 출원된 미국 임시 특허 출원 제 60/325,619 호로부터 우선권 주장을 한다
양호한 벌크성 및 신장성과 회복성을 나타내는 사는 다양한 방법에 의해 제조되는데, 예를 들면 비탄성사 또는 강사, 2성분사의 가연 가공, 강사의 탄성사로의 랩 커버링(wrap covering), 강사의 탄성사에 의한 에어 커버링(air covering) 또는 에어 엉킴과 스테이플사 커버의 탄성사에서의 코어(core) 방적을 포함한다. 예를 들면, 이시이(Ishii)의 미국 특허 제 4,861,660 호를 참고한다. 벌크성, 신장성 및 회복성의 성질들이 개선된 직물은 1종 이상의 유형의 이들 사를 직물에 혼입하고(혼합하거나) 직물 제조 공정으로 별개로 도입되는 탄성사, 예컨대 스판덱스사를 사용해서 제조한다.
양호한 신장성 및 회복성 성질들을 갖는 직물은 일반적으로 강사를 제조하는 별개 공정 또는 신장성, 탄성사를 혼입시키기 위한 적어도 하나의 별개의 사 공급물을 필요로 한다. 신장성사는 종종 특별한 인장 장치를 필요로할 것이다. 예를 들면, 탄성중합체는 가격이 고가이고 저속이며 탄성 인장 또는 견인의 주의 깊은 제어를 필요로 할 수 있는 커버링 단계를 요구한다. 예를 들면 랩핑 또는 에어 엉킴에 의해 피복되어도, 사는 여전히 본질적으로 탄성이다. 탄성중합체 성분의 인장 변동은 품질 결함을 야기할 수 있다. 탄성중합체가 미리 피복되지 않아도 다른 문제점들이 야기될 수 있는데, 예컨대 탄성중합체가 동반사에 비하여 차이나게 염색되는 것으로 인한 염색 불균일성 및(또는) 동반사에 비해 낮은 강성도를 갖는 피복 안된 탄성중합체의 조기 파손이다.
이시이는 실시예 15 및 16에서 각각 나일론사로 편직되고 제직될 수 있는 비대칭 2성분 필라멘트사를 기술한다. 이들 실시예는 직물 중에서 2성분 필라멘트사 및 2성분사를 개별적으로 편직하고 제직하는 것을 교시한다. 고신장성사인 2성분 필라멘트사의 극도로 높은 수축율의 관점에서, 이시이는 직물 제조 이전에 사를 취급하기 위해서 2성분 필라멘트사의 이완이 필수적이라는 것을 인정한다.
균일한 성질들을 달성하기 위해서 고신장성사는 사 인장의 조심스러운 조절을 요구하며, 이러한 성질들은 데니어 변화, 가공 정도 등에 의해 변동될 수 있다. 그러므로 이시이는 길이 방향의 균일한 공급 및 직물 구조의 탄성 성질을 보장하기 위해 사를 인장시키는 것을 선호한다. 그러나 사의 인장은 자본 투자와 관리를 또한 필요로 한다.
게다가, 방적 도중에 전혀 이완되지 않았던 사를 사용하는 것이 종종 바람직하다. 이들은 2성분 필라멘트에서 회복성 및 비회복성 모두의 최대 수축성을 유지해서 복합사에서의 최적 신장 및 벌킹 능력을 제공한다.
그러므로 바람직한 신장성 및 회복성 성질들을 나타내는 사 및 그로부터의 물품과, 특히 직물 제조 이전에 전혀 이완되지 않았던 사 및 그로부터의 물품의 제공이 계속 요구되고 있다. 또한 인장을 필요로 하지 않는 바람직한 신장성 및 회복성의 사를 제조하는 방법 또한 바람직하다.
발명의 요약
100% 2성분사가 유용할 수 있는데, 2성분의 경제성 및 신장 회복성 성질들이 종종 복합사 및 직물에서 최선일 것이다. 다수의 직물에서 10-50%의 함량이 유용한 신장 회복성 성질들과 기타 촉감 및 미적 장점을 제공하는데 있어서 적합하다. 본 발명의 사는 바람직한 신장성 및 회복성 성질들을 나타내는 사 및 그로부터의 물품 제공에 대한 계속된 요구를 충족시키면서 선행 기술의 이완된, 고신장성 2성분 필라멘트사와 관련된 문제점들을 극복한다. 본 발명은 2성분 필라멘트사가 동반사와 함께 단사 구조로 미리 결합된 이종사를 제공함으로써 이러한 것들을 달성한다. 상기 이종사는 직물을 제조하기 이전에 사를 취급하기 위한 이완을 필요로 하지 않는다. 오히려 본 발명의 이종사의 "탄성 능력"이 2성분 가공 단계에서 통합된다. 이들 이종사는 직물 제조 시에 강사로서 처리할 수 있다. 탄성 능력은 직물 가공 시에 활성화된다. 게다가, s/z 꼬임 조절이 필요하지 않다.
본 발명의 이종사는 특히 이시이 기술의 다수의 단점을 극복한다. 예를 들면, 본 발명의 이종사는 사용 이전에 사를 열 가교결합 또는 열이완시키지 않아도 된다. 이것은 2단계 열가교결합 방법을 선호하는 이시이의 발명에 비하여 유리하다. 본 발명의 이종사는 강사 상태로 2성분사를 공급함으로써, 이시이의 발명이 선호하는 인장에 대한 필요성을 없앤다. 상기한 바와 같이, 인장은 자본 투자 및 관리를 필요로 한다. 그러므로 2성분을 강사 상태로 공급하는 것이 이시이의 발명에 기술된 방법에 비해 보다 경제적이며 신뢰성이 높아서 일정한 사 성질을 제공한다.
많은 경우에 있어서, 고수축성은 제조 시에 조정되거나 유리하게 이용될 수 있으며, 본 발명은 이것을 이용한다. 본 출원인은 본 발명의 사로부터의 그레이지(greige) 직물 및 의류 구조물은 추가 수축성을 위해 조정될 수 있다는 것을 발견했다. 게다가 고수축성은 다수 직물 구조물에서 유리하게 이용될 수 있는데, 예를 들면 이종사 구조에서의 직물 벌크성을 상승시키거나 밑중량 편직물의 편물 다공도를 저하 또는 조절하기 위해 사용될 수 있다. 방적 도중에 면판에서 약간(5%-20%) 이완된 사는 가공 시에 비회복성 수축성은 상당히 저하시키고 편직을 위한 사 인성도는 증진시키면서, 강사의 패키지 전달 특성은 상당히 유지한다.
더구나 사의 동시-혼합 및 동시-텍스춰링(texturing)은 동시-혼합되고 동시-텍스춰링되는 2종의 사가 유사한 성질을 가질 때 보다 더 생산적이다. 본 발명에 있어서 연신 예비 이완 상태의 2성분사는 동반 강사와 유사한 성질을 가지며 표준 탄성 섬유와는 매우 다르다. 그러므로 본 발명의 2성분사는 기타 경질 동반 강사와 에어 텍스춰링 또는 에어 혼합될 수 있다.
본 발명에 따르면, 적절한 패키지 형성 및 패키지 경도에 의해 조기 수축율을 조절할 수 있다. 본 출원인은 비활성화 상태의 모노필라멘트 2성분을 큰 패키지로 감는 것이 가능하며, 수개월간 성질들의 상당한 소실이나 패키지 경도의 변화없이 이들을 저장할 수 있다는 것을 발견했다.
또한 고수축성 관련 2성분 필라멘트는 수축 시에, 보다 낮은 수축성의 동반사가 벌킹되어야 한다는 것을 요구한다. 본 발명은 직선 또는 텍스춰링 동반사가 2성분사와 결합될 수 있다는 것을 구상한다. 직선 동반사는 특정 직물(테리(terry) 표면 직물의 형성을 말한다)에서 유리하거나 다른 경우에는 부정적(직물 뜯김이 늘어날 수 있다)일 수 있는 루프를 형성하는 경항이 있다. 그러나, 입체적으로 권축되고 텍스춰링된 동반사는 2성분 필라멘트가 수축될 때 추가된 벌크성의 유지를 위해 자연스러운 굴곡을 가지며; 텍스춰링된 동반사와의 2성분사는 보다 유연하고 면과 유사한 표면을 가지는데 이것은 종종 다수의 의류 적용분야에서 유리하다.
상기한 장점들은 결합된 2성분사 및 동반사를 포함하는 이종 복합사를 제공하는 본 발명에 의해 달성되는데, 여기에서 2성분사는 열가소성 탄성중합체를 포함하는 1개의 축 중심과 축 중심에 부착되고 열가소성 비탄성중합체를 포함하는 다수의 날개를 포함하는 1개 이상의 2성분 필라멘트를 포함한다.
상기한 장점들은 또한 2성분사 및 동반사를 함께 방적하는 것을 포함하고, 여기에서 2성분사는 열가소성 탄성중합체를 포함하는 중심축 및 중심에 부착되고 열가소성 비탄성중합체를 포함하는 다수의 날개를 포함하는 1개 이상의 2성분 필라멘트를 포함하는 이종 복합사의 제조 방법을 제공하는 본 발명에 의해 달성된다.
본 발명은 1종의 고수축성, 잠재적 신장성의 용융 방적 2성분 섬유 및 1종 이상의 보다 낮은 수축성의 섬유로부터 제조된 고신장 회복성의 이종 복합, 바람직하게는 자체 벌킹(bulking)의 섬유 사(yarn)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 이종 복합사의 도면이다.
도 2는 본 발명의 섬유의 개략적인 단면도이다.
도 3은 중심 내부로 돌출된 날개 중합체를 갖는 본 발명의 섬유의 개략 단면도이다.
도 4는 날개 내부로 중심 중합체가 돌출된 본 발명의 섬유의 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 섬유를 제조하는데 유용한 개략적인 공정 장치이다.
도 6은 본 발명의 섬유를 제조하는데 사용될 수 있는 적층된 판 방적돌기 조립물의 측면 대표도이다.
도 6A는 도 6에 도시된 적층 판 방적돌기 조립물에 대한 90도 평면도이며 도 6의 선 6A-6A를 따른 오리피스 판 A를 나타낸다.
도 6B는 도 6에 도시된 적층 판 방적돌기 조립물에 대한 90도 평면도이며 도 6의 선 6B-6B를 따른 오리피스 판 B를 나타낸다.
도 6C는 도 8에 도시된 적층 판 방적돌기 조립물에 대한 90도 평면도이며 도 6의 선 6C-6C를 따른 오리피스 판 C를 나타낸다.
도 7A는 선행 기술 방적돌기판의 절단 단면도이다.
도 7B 및 7C는 본 발명의 2개의 방적돌기판의 절단 단면도이다.
도 8은 본 발명의 대안의 실시태양의 섬유를 제조하는데 사용될 수 있는 적층판 방적돌기 조립물의 측면도이다.
도 8A, 8B 및 8C는 각각 도 8의 적층판 방적돌기 조립물에 대한 90도 평면도로서 대안의 실시태양의 방적돌기판, 분배판 및 계량판을 나타내는데, 이들 각각이 본 발명의 대안의 실시태양을 제조하는 본 발명의 방적돌기 팩 조립물에 사용될 수 있다.
도 9A, 9B 및 9C는 각각 도 8의 적층판 방적돌기 조립물에 대한 90도 각도의 평면도로서 대안의 실시태양의 방적돌기판, 분배판 및 계량판을 나타내는데, 이들 각각이 본 발명의 대안의 실시태양을 제조하는 본 발명의 방적돌기 팩 조립물에 사용될 수 있다.
도 10은 2성분 필라멘트의 방적 방법 및 동반사의 방적 방법의 개략도이다.
도 11은 2성분 필라멘트를 동반사와 결합하는 대안의 방법의 개략도이다.
도 12는 2성분 필라멘트를 동반사와 결합하는 대안의 방법의 개략도이다.
본 발명에 따르면, 결합된 2성분사 및 동반사를 포함하는 이종 복합사가 제공된다. 도 1은 본 발명의 이종 복합사 측면 부분의 현미경 사진이다. 2성분 사는 도 1의 (10)으로 나타내었으며, 동반사는 도 2의 (20)으로 나타내었다. 도 2-4는 2성분 섬유의 단면 프로파일이다. 2성분사는 도 2-4의 (12)로 나타낸 축 중심 및 (14)로 나타낸 중심에 부착된 다수의 날개를 갖는 도 1-4의 (10)으로 전체적으로 나타낸 1개 이상의 필라멘트를 포함한다. 축 중심은 열가소성 탄성중합체를 포함하며, 날개는 1개 이상의 열가소성 비탄성중합체를 포함하고 중심에 부착되어 있다. 바람직하게는 열가소성 비탄성중합체는 영구적으로 연신 가능하다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "섬유"는 용어 "필라멘트"와 함께 상호 교환하여 사용된다. 용어 "사"는 단일 필라멘트의 사를 포함한다. 용어 "멀티필라멘트사"는 일반적으로 2개 이상의 필라멘트의 사에 관한 것이다. 용어 "열가소성"은 반복적으로 용융 가공(예를 들면 용융 방적)될 수 있는 중합체를 지칭한다. "탄성중합체"는 희석제가 존재하지 않은 1성분 섬유 형태에서 100%를 초과하는 파괴 신장율을 가지며 길이의 두배로 신장되고, 1분간 유지된 다음, 이완될 때, 이완되고 1분 이내에 원래 길이의 1.5배 미만으로 수축되는 중합체를 의미한다. 본 발명의 섬유에서의 탄성중합체는 23℃에서 방적된 1성분 섬유로 본 명세서에 기술된 것과 실질적으로 동일한 조건에서 존재할 때 제곱 인치당 약 14,000파운드(96,500kPascal) 미만, 보다 전형적으로 제곱 인치당 약 8500파운드(58,600kPascal) 미만의 탄성율을 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "비탄성중합체"는 탄성 중합체가 아닌 임의의 중합체를 의미한다. 상기 중합체들은 또한 "저탄성", "경질": 및 "고모듈러스"로 명명될 수 있다. "영구 연신 가능성"은 중합체가 항복점을 가지며, 중합체가 상기 항복점 이상으로 신장될 때 그의 원래 길이로 복원되지 않을 것이라는 것을 의미한다.
본 발명의 섬유는 섬유의 길이 방향을 따라서 서로 부착된 2종 이상의 중합체로 구성되고, 각각의 중합체가 다른 종류, 예를 들면 폴리아미드, 폴리에스테르 또는 폴리올레핀일 때 "2성분" 섬유로 지칭된다. 중합체의 탄성 특성이 충분하게 다르다면, 동일한 종류의 중합체가 사용될 수 있으며, 형성된 섬유는 "2성분" 섬유이다. 상기 2성분 섬유도 또한 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명에 따르면 1종 이상의 날개 중합체 및 중심 중합체가 다른 중합체 내부로 돌출한다. 도 3은 날개 중합체가 중심 중합체의 내부로 돌출한 것을 나타내며, 도 4는 중심 중합체가 날개 중합체로 돌출된 것을 나타낸다. 중심 및 날개 중합체의 침투는 섬유의 분할을 줄이는데 효과적인 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 한 실시태양에 있어서, 침투하는 중합체(예를 들면 날개 중합체)는 침투되는 중합체(예를 들면 중심 중합체) 내부로 치근처럼 돌출될 수 있어서, 다수의 돌기가 형성된다. 또 하나의 실시태양에 있어서, 침투하는 중합체(예를 들면 중심 중합체)는 침투되는 중합체(예를 들면 날개 중합체) 내부로 돌출될 수 있어서, 침투하는 중합체가 키홈의 형태이다. 키홈은 실질적으로 균일한 직경을 갖는다. 또 하나의 실시태양에 있어서, 1종 이상의 중합체가 단일 날개의 중심 내부로의 또는 중심의 날개 내부로의 1개 이상의 돌출 부분을 가지며, 이것은 멀리 위치한 확대된 말단부 및 축소된 목부분을 포함해서 이것은 말단부를 다른 1종 이상의 중합체와 연결함으로써 그 안에 1개 이상의 넥-다운(neck-down) 부분을 형성한다. 그러한 확대된 말단부 및 축소된 목부분에 의해 서로 부착된 날개 및 중심은 "기계적으로 잠긴" 것으로 지칭된다. 제조의 용이성 및 날개와 중심의 보다 효과적인 부착을 위해, 줄어든 목 부분을 갖는 마지막으로 언급된 실시태양이 종종 바람직하다. 기타 압출 방법이 당업계 숙련인에 의해 구상될 수 있다. 예를 들면 날개가 중심 내부로 침투되도록 1개 이상의 날개의 측면 부분을 중심이 에워쌀 수 있다.
본 발명의 섬유는 외부 반지름 및 내부 반지름(예를 들면, 도 3 및 4에서의 각각 "R1"및 "R2")을 갖는 축 중심을 포함한다. 외부 반지름은 중심의 가장 외측 부분의 경계를 정하는 원의 반지름이며, 내부 반지름은 날개의 가장 내측 부분을 내접하는 원의 반지름이다. 본 발명의 섬유에 있어서, R1/R2는 일반적으로 약 1.2를 초과한다. 바람직하게는 R1/R2는 약 1.3 내지 약 2.0의 범위이다. 분리에 대한 저항성은 보다 낮은 비율에서 감소될 수 있으며, 보다 높은 비율에서는 날개의 다량의 탄성 중합체(또는 중심의 비탄성중합체)가 섬유의 신장성 및 회복성을 저하시킬 수 있다. 중심이 날개 내부에 키홈을 형성할 때, R1/R2는 2에 근접한다. 대조적으로, 날개 또는 중심 중 하나가 다른 하나의 중합체로 돌출되지 않는 섬유에서는, R1은 R2에 근접해서, 날개 또는 중심 모두가 서로 침투하지 않는다. 다수의 날개 중에서, 특정 날개의 중합체가 중심 중합체로 침투하는 반면에, 다른 날개의 중합체에는 중심 중합체가 침투하는 경우에 있어서, R1및 R2는 각각의 날개에 대응하는 쌍으로서만 측정되는데, 각각의 비율 R1/R2및 R1'/R2'는 일반적으로 약 1.2 초과, 바람직하게는 약 1.3 내지 2.0의 범위이다. 또 하나의 실시태양에 있어서, 특정 날개에는 중심 중합체가 침투할 수 있는 반면에 인접 날개에는 침투하지 않을 때, R1및 R2는 침투된 날개의 관계에서 측정되며; 유사하게, 단지 특정 부분의 중심에 날개 중합체가 침투할 때 R1및 R2는 침투하는 날개와의 관계에서 측정된다.1개 이상의 날개가 중심으로 침투하거나 1개 이상의 날개에 중심이 침투되는 한, 날개 내부로의 중심, 중심 내부로의 날개 그리고 무침투의 임의의 조합이 날개에 대해 사용될 수 있다.
본 발명의 섬유는 그의 세로축 주변에서 꼬일 수 있는데, 상당한 2차원 또는 3차원 권축 특성은 존재하지 않는다. (상기한 바와 같은 고차원 권축에 있어서, 섬유의 세로축 자체는 지그-재그 또는 나선형 형태를 나타내며; 그러한 섬유는 본 발명에 속하지 않는다). 본 발명의 섬유는 실질적으로 나선형 꼬임 및 1차원 나선형 꼬임을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. "실질적으로 나선형 꼬임"은 탄성 중심 주변을 완전하게 통과하는 나선형 꼬임 및 중심 주변을 부분적으로만 통과하는 나선형 꼬임 둘 다를 포함하는데, 이것은 바람직한 섬유의 신장 성질을 달성하는데 있어서 완전한 360°나선형 꼬임이 필수적이지 않은 것으로 관찰되었기 때문이다. 실질적으로 나선형 꼬임은 거의 완벽한 원주형 또는 거의 완벽한 비원주형일 수 있다. "1차원" 나선형 꼬임은 섬유의 날개는 실질적으로 나선형일 수 있지만, 2차원 또는 3차원 권축을 갖는 섬유와는 대조적으로 섬유의 축은 저인장력에서도 실질적으로 직선인 것을 의미한다. 그러나 어느 정도 곱슬거리는 섬유는 본 발명의 범위에 속한다.
2차원 및 3차원 권축의 존재 또는 부재는 섬유를 (임의의 비선형물을 잡아당겨서) 실질적으로 직선화하는데 필요한 신장의 양으로부터 판단할 수 있으며, 나선형 꼬임을 갖는 섬유의 방사상 대칭의 척도이다. 본 발명의 섬유는 섬유를 실질적으로 직선화하는데 약 10% 미만의 신장, 보다 전형적으로는 약 7% 미만의 신장, 예를 들면 약 4% 내지 약 6%를 필요로할 수 있다.
본 발명의 섬유는 도 1-4에서 볼 수 있는 바와 같이 실질적으로 방사상으로 대칭인 단면을 갖는다. "실질적으로 방사상으로 대칭인 단면"은 섬유를 그의 세로축을 중심으로해서 360/n도 회전시키면 회전 이전과 실질적으로 동일한 단면으로 되는 치수로 날개가 위치하는 단면을 의미하는데, 여기에서 n은 섬유의 "n-배" 대칭을 나타내는 정수이다. 단면은 실질적으로 치수, 중합체 및 중심 주변의 각 간격 면에서 대칭이다. 이러한 실질적으로 방사상으로 대칭인 단면은 상당한 정도의 2차원 및 3차원의 권축없이도 고신장성 및 고균일성의 예측하지 못했던 조합을 부여한다. 그러한 균일성은 섬유의 고속 가공에서 유리한데, 예를 들면 가이드 및 편직 바늘을 통해서 유연하고, 뜯김이 없는 직물, 특히 양말과 같은 얇은 직물을 제조하는데 유리하다. 실질적으로 방사상으로 대칭인 단면을 갖는 섬유는 자체 권축 능력을 갖지않는데, 즉 이들은 상당한 2차원 또는 3차원 권축 특성을 갖지 않는다. 전반적으로 문헌[Textile Research Journal, 1967년 6월, p. 449]을 참고한다.
최대 단면 방사상 대칭을 위해, 예를 들면 도 1-4에서 볼 수 있는 바와 같이 중심은 실질적으로 원형 또는 정다면체 형태를 가질 수 있다. "실질적으로 원형"은 섬유 단면 중심에서 90°로 서로 교차하는 두 축의 길이의 비가 약 1.2:1 이하인 것을 의미한다. 미국 특허 제 4,861,660 호의 중심과는 대조적으로 실질적으로 원형 또는 정다면체 중심을 사용하는 것으로 탄성중합체가 롤, 가이드 등과 접촉되는 것을 방지하는데, 날개의 갯수와 관련해서 차후에 기술된다. 다수의 날개는 중심 주변에 임의의 바람직한 방식으로 배열될 수 있는데, 예를 들면 미국 특허 제 3,418,200 호의 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 비연속적으로, 즉 날개 중합체가 중심에 맨틀을 형성하지 않고, 또는 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 중심 표면에서 인접하는 날개(들)이 만날 수 있다. 날개들은 동일하거나 상이힌 크기일 수 있는데, 단 실질적인 방사상의 대칭은 유지되어야 한다. 게다가, 각각의 날개는 서로의 날개와 다른 중합체 일 수 있지만, 다시 한번 말해서 실질적으로 방사상의 형태 및 중합체 조성 대칭은 유지되어야 한다. 그러나 단순한 제조 및 방사상 대칭의 용이한 달성을 위해서는, 날개는 대략적으로 동일한 치수인 것이 바람직하며 동일한 중합체 또는 중합체의 혼합물로 만들어져야 한다. 제조의 용이성의 면에서 중심 주변을 날개가 비연속적으로 둘러싸는 것 또한 바람직하다.
섬유 단면이 크기, 중합체 및 중심 주변의 각 간격의 면에서 실질적으로 대칭일 때, 완벽한 대칭으로부터의 작은 변동은 일반적으로 임의의 방적 공정에서의 불균일한 냉각 또는 불완전한 중합체 용융물 흐름 또는 불완전한 방적 오리피스와 같은 요인으로 인해 발생되는 것으로 이해된다. 2차원 및 3차원 권축은 최소화되면서 원하는 신장성 및 회복성을 1차원 나선형 꼬임을 통해 제공하는 본 발명의 목적에서 상당히 벗어나지 않는다면 상기한 바와 같은 변동은 허용 가능한 것으로 이해된다. 즉 섬유가 미국 특허 제 4,861,660 호에서와 같이 의도적으로 비대칭으로 제조되어서는 안된다.
날개는 이들이 부착되는 중심으로부터 외부 방향으로 돌출하고 특히 유효한 가열 후에 중심 주변에 적어도 부분적으로 다수의 나선을 형성한다. 상기 나선의피치(pitch)는 섬유가 신장될 때 증가될 수 있다. 본 발명의 섬유는 다수의 날개, 바람직하게는 3-8개, 보다 바람직하게는 5 또는 6개의 날개를 갖는다. 사용되는 날개의 수는 섬유의 기타 특성과 이들이 제조되고 사용될 조건에 따를 수 있다. 예를 들면 모노필라멘트가, 특히 보다 높은 연신율 및 섬유 인장에서 제조될 때는 5 또는 6개의 날개가 사용될 수 있다. 이러한 경우에 중심 주변에서의 날개 간격은 탄성중합체가 롤, 가이드 등과 접촉되는 것을 방지해서 보다 적은 수의 날개가 사용되는 것에 비하여 덜 파괴되고, 롤에 덜 감기고, 덜 마모되기에 충분하도록 빈번할 수 있다. 보다 높은 연신율 및 섬유 인장의 효과는 섬유를 롤 및 가이드에 대하여 보다 강하게 압착해서, 날개를 벌리고 탄성중합체 중심을 롤 또는 가이드와 접촉하도록 하는 것이므로; 고연신율 및 섬유 인장에서는 2개 이상의 날개가 바람직하다. 모노필라멘트에 있어서, 제조 용이성과 줄어든 중심 접촉의 최적 조합을 위해서는 5개 또는 6개의 날개가 종종 바람직하다. 다섬유사가 바람직할 때, 2 또는 3개의 보다 적은 갯수의 날개가 사용될 수 있는데, 탄성중합체 중심 및 롤 또는 가이드 사이의 접촉 가능성이 기타 섬유의 존재에 의해 줄어들기 때문이다.
날개가 중심 주변을 비연속적으로 둘러싸는 것이 제조 용이성면에서 바람직하지만, 중심은 그의 외부 표면 상에 날개가 중심과 접촉하는 지점 사이에서 비탄성중합체의 외피를 포함할 수 있다. 외피의 두께는 섬유 중심의 가장 큰 반경의 약 0.5% 내지 약 15%의 범위일 수 있다. 외피는 중심 및 날개 중합체 사이에 보다 많은 접촉 지점을 제공해서 날개가 중심으로 부착되는 것을 도울 수 있는데, 특히 2성분 섬유 중 중합체가 서로 잘 부착되지 않을때 유용하다. 외피는 중심 및 롤,가이드 등 사이의 마모적 접촉을 줄일 수 있는데, 특히 섬유가 소수의 날개를 가질 때이다.
본 발명의 다날개 단면의 중심 및(또는) 날개는 속이 비지 않거나 중공 또는 공극을 포함할 수 있다. 전형적으로, 중심 및 날개는 모두 속이 비지 않는다. 게다가 날개는 임의의 형태를 가질 수 있는데, 예컨대 타원형, T-, C- 또는 S-형이다. 날개 형태의 유용한 예는 미국 특허 제 4,385,886 호에서 찾을 수 있다. T, C 또는 S형은 탄성중합체 중심이 가이드 및 롤과 상기한 바와 같이 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
총 날개 중합체 대 중심 중합체의 중량비는 성질의 바람직한 조합이 부여되도록 변화될 수 있는데, 예를 들면 중심으로부터의 바람직한 탄성 및 날개 중합체로부터의 저점착성과 같은 기타 성질들이다. 예를 들면 약 10/90 내지 약 70/30, 바람직하게는 약 30/70 내지 약 40/60의 날개 대 중심의 중량비가 사용될 수 있다. 섬유가 동반사와 함께 사용될 필요가 없는 용도(예를 들면 양말)에 있어서 고신장성과 결합된 고내구성을 위해서는, 약 36/65 내지 약 50/50의 날개/중심 중량비가 바람직하다. 날개와 중심의 최상의 부착을 위해서는 총 섬유 중량의 전형적으로 약 5중량% 내지 약 30중량%가 중심으로 침투하는 비탄성 중합체 또는 날개로 침투하는 탄성 중심 중합체일 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명 섬유의 중심은 임의의 열가소성 탄성중합체로부터 형성될 수 있다. 유용한 탄성중합체의 예는 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 폴리에스테르 탄성중합체, 열가소성 폴리올레핀, 열가소성 폴리에스테르아미드 탄성중합체 및 열가소성 폴리에테르에스테르아미드 탄성중합체를 포함한다.
유용한 열가소성 폴리우레탄 중심 탄성중합체는 중합체 글리콜, 디이소시아네이트 및 1종 이상의 디올 또는 디아민 사슬 연장제로부터 제조되는 것들을 포함한다. 디올 사슬 연장제가 바람직한데, 이것에 의해 제조된 폴리우레탄이 디아민 사슬 연장제가 사용될 때에 비하여 보다 낮은 융점을 갖기 때문이다. 탄성 폴리우레탄의 제조에 유용한 중합체 글리콜은 폴리에테르 글리콜, 폴리에스테르 글리콜, 폴리카르보네이트 글리콜 및 그의 공중합체를 포함한다. 상기 글리콜의 예는 폴리(에틸렌에테르)글리콜, 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜, 폴리(테트라메틸렌-코-2-메틸-테트라메틸렌에테르)글리콜, 폴리(에틸렌-코-1,4-부틸렌 아디페이트)글리콜, 폴리(에틸렌-코-1,2-프로필렌 아디페이트) 글리콜, 폴리(헥사메틸렌-코-2,2-디메틸-1,3-프로필렌 아디페이트), 폴리(3-메틸-1,5-펜틸렌 아디페이트) 글리콜, 폴리(3-메틸-1,5-펜틸렌 노나노에이트) 글리콜, 폴리(2,2-디메틸-1,3-프로필렌 도데카노에이트) 글리콜, 폴리(펜탄-1,5-데카노에이트) 글리콜 및 폴리(헥산-1,6-카르보네이트) 글리콜을 포함한다. 유용한 디이소시아네이트는 1-이소시아네이토-4-[(4-이소시아네이토페닐)메틸]벤젠, 1-이소시아네이토-2-[(4-이소시아네이토-페닐)메틸]벤젠, 이소포론 디이소시아네이트, 1,6-헥산디이소시아네이트, 2,2-비스(4-이소시아네이토페닐)프로판, 1,4-비스(p-이소시아네이토, 알파, 알파-디메틸벤질)벤젠, 1,1'-메틸렌비스(4-이소시아네이토시클로헥산) 및 2,4-톨일렌 디이소시아네이트를 포함한다. 유용한 디올 사슬 연장제는 에틸렌 글리콜, 1,3 프로판 디올, 1,4-부탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판 디올, 디에틸렌 글리콜, 및 그의 혼합물을포함한다. 바람직한 중합체 글리콜은 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜, 폴리(테트라메틸렌-코-2-메틸-테트라메틸렌에테르)글리콜, 폴리(에틸렌-코-1,4-부틸렌 아디페이트) 글리콜 및 폴리(2,2-디메틸-1,3-프로필렌 도데카노에이트) 글리콜이다. 1-이소시아네이토-4-[(4-이소시아네이토페닐)메틸]벤젠이 바람직한 디이소시아네이트이다. 바람직한 디올 사슬 연장제는 1,3 프로판 디올 및 1,4-부탄 디올이다. 1가 사슬 종결제, 예컨대 1-부탄올 등이 중합체의 분자량을 조절하기 위해 첨가될 수 있다.
유용한 열가소성 폴리에스테르 탄성중합체는 폴리에테르 글리콜과 저분자량 디올, 예를 들면 약 250 미만의 분자량의 디올 및 카르복실산 또는 그의 디에스테르, 예를 들면 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈산의 반응에 의해 제조된 폴리에테르에스테르를 포함한다. 유용한 폴리에테르 글리콜은 폴리(에틸렌에테르) 글리콜, 폴리(테트라메틸렌에테르) 글리콜, 폴리(테트라메틸렌-코-2-메틸테트라메틸렌에테르) 글리콜[테트라히드로푸란 및 3-메틸테트라히드로푸란의 공중합으로부터 유도됨] 및 폴리(에틸렌-코-테트라메틸렌에테르)글리콜을 포함한다. 유용한 저분자량 디올은 에틸렌 글리콜, 1,3 프로판 디올, 1,4-부탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로필렌 디올 및 그의 혼합물을 포함하며; 1,3 프로판 디올 및 1,4-부탄디올이 바람직하다. 유용한 디카르복실산은 임의로 소량의 이소프탈산 및 그의 디에스테르(예를 들면, <20몰%)와의 테레프탈산을 포함한다.
본 발명 섬유의 중심을 제조하는데 사용될 수 있는 유용한 열가소성 폴리에스테르아미드 탄성중합체는 미국 특허 제 3,468,975 호에 기술된 것들을 포함한다.예를 들면 상기 탄성중합체는 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,10-데칸디올, 1,4-디(메틸올)시클로헥산, 디에틸렌 글리콜 또는 트리에틸렌 글리콜과 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 2-메틸아디프산, 3-메틸아디프산, 3,4-디메틸아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세박산 또는 도데칸디오산 또는 그의 에스테르의 반응에 의해 제조된 폴리에스테르 분절로 제조될 수 있다. 상기 폴리에스테르아미드 중 폴리아미드 분절의 예는 헥사메틸렌 디아민 또는 도데카메틸렌 디아민과 테레프탈산, 옥살산, 아디프산 또는 세박산의 반응에 의해 그리고 카프로락탐의 개환 중합에 의해 제조된 것들을 포함한다.
열가소성 폴리에테르에스테르아미드 탄성중합체, 예컨대 미국 특허 제 4,230,838 호에 기술되어 있는 것들이 섬유 중심을 제조하는데 사용될 수 있다. 상기 탄성중합체는, 예를 들면 저분자량(예를 들면 약 300 내지 약 15,000) 폴리카프로락탐, 폴리오에난토락탐, 폴리도데카노락탐, 폴리운데카노락탐, 폴리(11-아미노운데칸산), 폴리(12-아미노도데칸산), 폴리(헥사메틸렌 아디페이트), 폴리(헥사메틸렌 아젤레이트), 폴리(헥사메틸렌 세바케이트), 폴리(헥사메틸렌 운데카노에이트), 폴리(헥사메틸렌 도데카노에이트), 폴리(노나메틸렌 아디페이트) 등 및 숙신산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 운데칸디오산, 테레프탈산, 도데칸디오산 등으로부터 디카르복실산 종결 폴리아미드 예비중합체를 제조함으로써 제조할 수 있다. 예비중합체를 히드록시 종결 폴리에테르, 예를 들면 폴리(테트라메틸렌 에테르) 글리콜, 폴리(테트라메틸렌-코-2-메틸테트라메틸렌 에테르)글리콜, 폴리(프로필렌 에테르) 글리콜, 폴리(에틸렌 에테르) 글리콜 등과 반응시킬 수 있다.
상기한 바와 같이, 날개는 임의의 비탄성중합체 또는 경질 중합체로부터 형성될 수 있다. 상기 중합체의 예는 비탄성 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리올레핀을 포함한다.
유용한 열가소성 비탄성 날개 폴리에스테르는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)("2G-T") 및 그의 공중합체, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)("3G-T), 폴리부틸렌 테레프탈레이트("4G-T") 및 폴리(에틸렌 2,6-나프탈레이트), 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(락타이드), 폴리(에틸렌 아젤레이트), 폴리[에틸렌-2,7-나프탈레이트], 폴리(글리콜산), 폴리(에틸렌 숙시네이트), 폴리(.알파.,.알파.-디메틸프로피오락톤), 폴리(파라-히드록시벤조에이트), 폴리(에틸렌 옥시벤조에이트), 폴리(에틸렌 이소프탈레이트), 폴리(테트라메틸렌 테레프탈레이트, 폴리(헥사메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(데카메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)(트랜스), 폴리(에틸렌 1,5-나프탈레이트), 폴리(에틸렌 2,6-나프탈레이트), 폴리(1,4-시클로헥실리덴 디메틸렌 테레프탈레이트)(시스) 및 폴리(1,4-시클로헥실리덴 디메틸렌 테레프탈레이트)(트랜스)를 포함한다.
바람직한 비탄성 폴리에스테르는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트 및 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) 및 그의 공중합체를 포함한다. 비교적 고융점 폴리에스테르, 예컨대 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)가 사용될 때, 공단량체가 폴리에스테르에 혼입되어서 낮은 온도에서도 방적될 수 있다.상기 공단량체는 선형, 환형 및 분지쇄의 탄소수 4-12의 지방산 디카르복실산(예를 들면 펜탄디오산); 및 테레프탈산 이외의 탄소수 8-12의 방향족 디카르복실산(예를 들면 이소프탈산); 선형, 환형 및 분지쇄의 탄소수 3-8의 지방족 디올(예를 들면, 1,3-프로판디올, 1,2-프로판디올, 1,4-부탄디올 및 2,2-디메틸-1,3-프로판디올); 및 탄소수 4-10의 지방족 및 아르지방족 에테르 글리콜(예를 들면 히드로퀴논 비스(2-히드록시에틸) 에테르)를 포함할 수 있다. 공단량체는 코폴리에스테르 중에 약 0.5 내지 15몰%의 범위의 양으로 존재할 수 있다. 이소프탈산, 펜탄디오산, 헥산디오산, 1,3-프로판 디올 및 1,4-부탄디올이 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)에 대하여 바람직한 공단량체인데, 이들은 상업적으로 용이하게 구입할 수 있고 저렴하기 때문이다.
날개 폴리에스테르(들)은 또한 소량의 기타 공단량체를 포함할 수 있는데, 단 그러한 공단량체들은 섬유 성질에 부정적인 영향을 미쳐서는 안된다. 상기 기타 공단량체는 5-소듐 술포이소프탈레이트를, 예를 들면 약 0.2 내지 5몰%의 양으로 포함한다. 극소량, 예를 들면 총 성분을 기준으로 하여 약 0.1중량% 내지 약 0.5중량%의 3가 공단량체, 예를 들면 트리멜리트산이 점도 조절을 위해 포함될 수 있다.
유용한 열가소성 비탄성 날개 중합체는 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드)(나일론 6,6); 폴리카프로락탐(나일론 6); 폴리엔안타마이드(나일론 7); 나일론 10; 폴리(12-도데카노락탐)(나일론 12); 폴리테트라메틸렌아디프아미드(나일론 4,6); 폴리헥사메틸렌 세바카미드(나일론 6,10); 폴리(헥사메틸렌 도데칸아미드)(나일론6,12); 도데카메틸렌디아민 및 n-도데칸디오산의 폴리아미드(나일론 12,12), 비스(4-아미노시클로헥실)메탄 및 도데칸디오산으로부터 유도된 PACM-12 폴리아미드, 30%의 헥사메틸렌 디암모늄 이소프탈레이트 및 70%의 헥사메틸렌 디암모늄 아디페이트의 코폴리아미드, 30%까지의 비스-(P-아미도시클로헥실)메틸렌과 테레프탈산 및 카프로락탐의 코폴리아미드, 폴리(4-아미노부티르산)(나일론 4), 폴리(8-아미노옥탄산)(나일론 8), 폴리(합타-메틸렌 피멜아미드)(나일론 7,7), 폴리(옥타메틸렌 수베르아미드)(나일론 8,8), 폴리(노나메틸렌 아젤아미드)(나일론 9,9), 폴리(데카메틸렌 아젤아미드)(나일론 10,9), 폴리(데카메틸렌 세바카미드)(나일론 10,10), 폴리[비스(4-아미노-시클로헥실)메탄-1,10-데칸디카르복사미드], 폴리(m-크실렌 아디프아미드), 폴리(p-크실렌 세바카미드), 폴리(2,2,2-트리메틸헥사메틸렌 피멜아미드), 폴리(피페라진 세바카미드), 폴리(11-아미노-운데칸산)(나일론 11), 폴리헥사메틸렌 이소프탈아미드, 폴리헥사메틸렌 테레프탈아미드 및 폴리(9-아미노노난산)(나일론 9)폴리카프로아미드를 포함한다. 코폴리아미드도 또한 사용될 수 있는데, 예를 들면 헥사메틸렌 부분이 총 디아민 유래 부분의 약 75-90몰%로 존재할 수 있는 폴리(헥사메틸렌-코-2-메틸펜타메틸렌 아디프아미드)이다.
유용한 폴리올레핀은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸펜탄 및 1종 이상의 에틸렌 또는 프로필렌의 기타 불포화 단량체와의 공중합체 및 삼원공중합체를 포함한다. 예를 들면 비탄성 폴리프로필렌 날개 및 탄성 폴리프로필렌 중심을 포함하는 섬유가 본 발명의 범위에 속하며; 상기 섬유는 2성분 섬유이다.
탄성중합체 및 비탄성중합체의 조합은 폴리에테르아미드, 예를 들면 폴리에테르에스테르아미드, 탄성중합체 중심과 폴리아미드 날개 및 폴리에테르에스테르 탄성중합체 중심과 폴리에스테르 날개를 포함한다. 예를 들면 날개 중합체는 나일론 6-6 및 그의 공중합체, 예를 들면 헥사메틸렌 부분이 임의로 약 1% 내지 약 15중량%의 나일론-12와 함께 혼합되어 약 80몰%로 존재하는 폴리(헥사메틸렌-코-2-메틸펜타메틸렌 아디프아미드)를 포함할 수 있으며, 중심 중합체는 탄성 분절 폴리에테르에스테르아미드를 포함할 수 있다. "분절 폴리에테르에스테르아미드"는 연질 분절(장쇄 폴리에테르)이 경질 분절(단쇄 폴리아미드)에 (에스테르기에 의해) 공유 결합되어 있는 중합체를 의미한다. 유사한 정의가 분절 폴리에테르에스테르, 분절 폴리우레탄 등에도 적용된다. 나일론 12는 날개의 중심으로의 부착성을 개선하는데, 특히 중심이 아토피나(Atofina)의 PEBAXTM3533N을 기재로 하는 경우이다. 또 하나의 바람직한 날개 중합체는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 그의 공중합체, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(테트라메틸렌 테레프탈레이트)의 군으로부터 선택된 비탄성 폴리에스테르를 포함할 수 있으며; 그와 함께 사용하기 적합한 탄성중합체 중심은 폴리(테트라메틸렌에테르) 글리콜 및 폴리(테트라메틸렌-코-2-메틸테트라메틸렌에테르)글리콜로부터 선택된 폴리에테르 글리콜과 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트 및 1,3-프로판 디올 및 1,4-부탄 디올의 군으로부터 선택된 저분자량 디올과의 반응 생성물을 포함하는 폴리에테르에스테르를 포함할 수 있다.
탄성 폴리에테르에스테르 중심은, 또한 특히 본 명세서에 기술된 바와 같이부착 촉진 첨가제가 사용될 때, 비탄성 폴리아미드 날개와 함께 사용될 수 있다. 예를 들면 상기 섬유의 날개는 (a) 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드) 및 그의 2-메틸펜타메틸렌 디아민과의 공중합체 및 (b) 폴리카프로락탐의 군으로부터 선택될 수 있고, 상기 섬유의 중심은 (a) 폴리에테르에스테르아미드 및 (b) 폴리(테트라메틸렌에테르) 글리콜 또는 폴리(테트라메틸렌-코-2-메틸테트라메틸렌에테르) 글리콜과 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트 및 1,3-프로판 디올 및 1,4-부탄 디올의 군으로부터 선택된 디올과의 반응 생성물의 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 중합체를 제조하는 방법은 당업계에 공지되어 있으며 당업계에 공지된 바와 같이 촉매, 조촉매 및 사슬 분지화제를 사용할 수 있다.
중심의 고탄성에 의해 인해 섬유가 신장되고 이완될 때 부착된 날개가 꼬이는 것으로 인한 압축 및 신장력이 흡수될 수 있다. 이들 힘은 두 중합체의 부착이 너무 약하면 이들을 분리시킬 수 있다. 본 발명은 임의적인 날개 및 중심 중합체의 기계적인 잠금 사용에 의해 부착을 개선해서 섬유 가공 및 사용 시의 분리를 최소화할 수 있다. 중심 및 날개와의 결합은 날개 및 중심 조성의 선택 및(또는) 중합체 중 하나 또는 둘 다로의 부착 촉진 첨가제의 사용에 의해 더 개선될 수 있다. 부착 촉진제는 각각의 날개 또는 몇몇 날개에 사용될 수 있다. 그러므로 개개의 날개들은 상이한 정도로 중심에 적층될 수 있는데, 예를 들면 날개 중 몇몇은 의도적으로 분리되도록 만들어질 수 있다. 상기 첨가제의 예는, 예를 들면 총 날개 중합체를 기준으로 하여 5중량%의 나일론 12, 즉 아토피나로부터 Rilsan(등록상표) "AMNO"으로 구입할 수 있으며 "12" 또는 "N12"로도 알려져 있는 폴리(12-도데카노락탐)이다. 또한 말레산 무수물 유도체(예를 들면, 이. 아이. 듀퐁 디 네무아 앤드 캄파니(E. I. du Pont de Nemours and Company의 등록상표 Bynel(등록상표) CXA 또는 아토피나로부터의 Lotader(등록상표) 에틸렌/아크릴산 에스테르/말레산 무수물 삼원공중합체)가 폴리에테르아미드 탄성중합체를 변형시키는데 사용되어 그의 폴리아미드로의 부착을 개선한다.
또 하나의 예로서, 열가소성 노볼락 수지, 예를 들면 약 400 내지 약 5000 범위의 수평균 분자량을 갖는 HRJ12700(쉐넥타디 인터내셔날(Schenectady Internatioal))을 탄성 (코)폴리에테르에스테르 중심에 첨가해서 그의 (코)폴리아미드 날개로의 부착성을 개선할 수 있었다. 노볼락 수지의 양은 1-20중량%의 범위, 보다 바람직하게는 2-10중량%의 범위이어야 한다. 본 명세서에서 유용한 노볼락 수지의 예는 페놀-포름알데히드, 레조르시놀-포름알데히드, p-부틸페놀-포름알데히드, p-에틸페놀-포름알데히드, p-헥실페놀-포름알데히드, p-프로필페놀-포름알데히드, p-펜틸페놀-포름알데히드, p-옥틸페놀-포름알데히드, p-헵틸페놀-포름알데히드, p-노닐페놀-포름알데히드, 비스페놀-A-포름알데히드, 히드록시나프탈렌포름알데히드 및 로진(특히 부분 말레이트화 로진)의 알킬- (예컨대 t-부틸-) 페놀 변형 에스테르(예컨대 펜트에리트리톨 에스테르)를 포함하는데 이것으로 제한되는 것은 아니다. 예를 들면 특허 등록된 1999년 8월 27일자 출원의 미국 특허 출원 제 09/384,605 호를 참고하는데, 이것은 코폴리에스테르 탄성중합체와 폴리아미드 사이의 개선된 부착성 제공을 교시한다.
말레산 무수물("MA")로 작용기화된 폴리에스테르가 또한 부착 촉진 첨가제로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)("PBT")를 MA로 자유 라디칼 그래프팅에 의해 2축 압출기 중에서 제이. 엠. 바타카리아(J.M. Bhattacharya)의 문헌[Polymer International(2000년 8월),49: 8, pp. 860-866]에 따라서 작용기화할 수 있으며, 상기 문헌은 참고 문헌으로 인용되는데, 수중량%의 생성 PBT-g-MA를 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)와 나일론 66 및 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)와 나일론 66의 2상 혼합물에 대한 혼화제로서 사용될 수 있다는 것도 보고했다. 예를 들면 상기 첨가제는 본 발명의 섬유의 (코)폴리아미드 날개를 (코)폴리에테르에스테르 중심에 보다 견고하기 부착시키는데 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 중합체 및 형성된 섬유, 사 및 물품은 중합 공정 도중에 또는 형성된 중합체 또는 물품에 첨가될 수 있으며 섬유 성질을 개선하는데 기여할 수 있는 통상적인 첨가제를 포함할 수 있다. 이들 첨가제의 예는 대전방지제, 항산화제, 항균제, 방염제, 염료, 광 안정제, 중합 촉매 및 보조제, 부착 촉진제, 무광제, 예컨대 티타늄 디옥사이드, 무광택제 및 유기 인산염을 포함한다.
섬유에, 예를 들면 방적 및(또는) 연신 공정 도중에 도포될 수 있는 기타 첨가제는, 예를 들면 대전방지제, 슬리크닝제(slickening agent), 부착 촉진제, 친수성제, 항산화제, 항균제, 방염제, 윤활제 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 게다가 상기 추가 첨가제는 공정의 여러 단계 도중에 당업계에 공지된 바와 같이 첨가될 수 있다.
상기 설명은 섬유가 실질적으로 방사상으로 대칭인 단면, 예컨대 좌우 상칭일 때 갖는 장점에 초점이 맞추어졌지만, 종종 바람직하게는 본 발명의 다음과 같은 실시태양에 있어서 필수적인 것은 아니다:
(a) 신장성 합성 중합체 섬유가 약 1 미만의 분리 등급 및 적어도 약 20%의 비등 수축을 갖는다.
(b) 신장성 합성 중합체 섬유가 적어도 약 20%의 비등후 수축을 가지며 섬유를 실질적으로 직선으로 만드는데 약 10% 미만의 신장을 필요로 한다.
(c) 신장성 합성 중합체 섬유가 탄성중합체를 포함하는 축 중심 및 중심에 부착된 비탄성중합체를 포함하는 다수의 날개를 포함하며, 여기에서 중심은 그의 외부 표면에 날개가 중심과 접하게 되는 지점 사이에서 비탄성중합체의 외피를 포함한다;
(d) 신장성 합성 중합체 섬유가 탄성중합체를 포함하는 축 중심 및 중심에 부착된 비탄성중합체를 포함하는 다수의 날개를 포함하고, 여기에서 중심은 실질적으로 원형 또는 정다면체 단면을 갖는다; 또는
(e) 신장성 합성 중합체 섬유는 탄성중합체를 포함하는 축 중심 및 중심에 부착되고 비탄성중합체를 포함하는 다수의 날개를 포함하고, 여기에서 날개의 1개 이상은 T, C 또는 S 형태를 갖는다.
자유 2성분 섬유(즉, 그 위에 적은 저항력을 갖는 2성분 섬유)는 적어도 약 20%, 바람직하게는 적어도 약 45%의 비등후 신장을 가져서 최종 의류에서의 편안함 및 착용성을 개선할 수 있다. 직물의 비등후 신장은 그의 구조 및 섬유의 직물 환경내에서의 구속 정도에 의해 의존할 것이다. 일반적으로 구속 및 엉킴이 적어질수록, 섬유가 직물에서 잘 보이고, 직물 형태에서 신장성 및 회복성이 보다 커질수 있다.
본 발명의 섬유는 연속 필라멘트(멀티필라멘트사 또는 모노필라멘트) 또는 스테이플(예를 들면 토우(tow) 또는 방적사를 포함)의 형태일 수 있다. 본 발명의 연신 섬유는 섬유당 약 1.5 내지 약 60의 데니어(약 1.7-67dtex)를 가질 수 있다. 본 발명의 폴리아미드 날개를 갖는 완전 연신 섬유는 약 1.5 내지 3.0g/dtex의 강성도를 가지며, 폴리에스테르 날개를 갖는 섬유는 날개/중심 비율에 따라서 약 1-2.5g/dtex의 강도를 갖는다.
다수의 섬유를 포함하는 사가 제조될 때, 섬유는 임의의 바람직한 섬유 카운트 및 임의의 바람직한 dpf일 수 있으며, 탄성중합체 대 비탄성중합체의 비율은 섬유 대 섬유로 상이할 수 있다. 멀티필라멘트사가 다수의 여러 섬유, 예를 들면 2 내지 100개의 섬유를 포함할 수 있다. 게다가, 본 발명의 섬유를 포함하는 사는 섬유 당 선형 밀도 범위를 가질 수 있으며 본 발명의 섬유가 아닌 섬유도 포함할 수 있다.
본 발명의 2성분 섬유를 제조하는 방법이 도 5를 참고로하여 설명되는데, 도 5는 본 발명의 섬유를 제조하는데 사용될 수 있는 장치의 개략도이다. 그러나 기타 장치가 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 본 발명의 방법은 탄성중합체를 포함하는 용융물을 방적돌기를 통해 통과시켜서 탄성중합체를 포함하는 축 중심과 중심에 부착되고 비탄성중합체를 포함하는 다수의 날개를 포함하는 신장성 합성 중합체 섬유 다수를 형성한다. 도 5에 있어서, 도시되지 않은 열가소성 경질 중합체 공급물을 (20)에서 방적 팩 조립물(30)로 도입하고 도시되지 않은 열가소성 탄성중합체 공급물을 (22)에서 방적 팩 조립물(30)로 도입한다. 예비응결 또는 후 응결 방적돌기 팩이 사용될 수 있다. 2종의 중합체를 원하는 단면이 형성되도록 설계된 오리피스를 갖는 적층 판 방적돌기 조립물(35)로부터 비연신 필라멘트(40)로서 압출할 수 있다. 본 발명의 방법은 필라멘트가 방적돌기의 모세관을 나온 후에 임의의 공지된 방법으로, 예를 들면 도 5에 도시된 바와 같이 (50)에서 냉각 공기에 의해 섬유를 냉각시켜서 필라멘트를 급냉시키는 것을 더 포함한다. 임의의 급냉 방법이 사용될 수 있는데, 예컨대 교차 유동 공기 또는 고속 유동 공기이다.
필라멘트를 임의로 가공제, 예컨대 실리콘 오일과 임의로 마그네슘 스테아레이트로 공지된 기술을 사용하여 도 5에 도시된 바와 같은 가공 도포기(60)에서 처리할 수 있다. 이들 필라멘트를 연신하고, 급냉한 후에, 이들은 적어도 약 20%의 비등후 신장을 나타낸다. 필라멘트를, 예를 들면 도 5에 개략적으로 도시된 공급 롤(80)(이것은 150 내지 1000미터/분의 속도로 작동될 수 있다) 및 연신 롤(90) 사이의 적어도 1개의 연신 단계에서 연신해서 연신 필라멘트(100)를 형성할 수 있다. 연신 단계는 완전 연신사를 제조하기 위해서는 방적과 결합되고, 부분 연신사가 바람직하다면 방적 및 연신 사이가 지연되는 분할 방법이 사용된다. 연신은 또한 사의 경사로서 필라멘트를 감는 도중에 수행될 수도 있는데; 이것은 당업계 숙련인에게 "연신 와아핑(warping)"으로 불린다. 임의의 원하는 연신율(필라멘트의 파손에 의해 공정을 방해하는 쇼트)가 필라멘트에 부여될 수 있는데, 예를 들면 완전 연신 사는 약 3.0 내지 4.5배의 연신율에 의해 제조될 수 있고 부분 연신사는 약 1.2-3.0의 연신율에 의해 제조된다. 여기에서, 연신율은 공급 롤(80)의 주변 속도로연신 롤(90)의 주변 속도를 나누는 것이다. 연신은 약 15-100℃, 전형적으로 약 15-40℃에서 수행될 수 있다.
연신 필라멘트(100)는 임의로, 예를 들면 도 5의 증기(110)에 의해 부분적으로 이완될 수 있다. 임의 정도의 열 이완이 방적 도중에 수행될 수 있다. 이완율이 클수록 필라멘트의 탄성이 더 커지고, 하류 조작에서 발생되는 수축율이 적어진다. 하기에 기술된 바와 같이 이완된 후의 연신 최종 필라멘트는 적어도 약 20%의 비등후 신장성을 가질 수 있다. 감기 전에 연신 필라멘트의 길이를 기준으로 하여 약 1-35%로 막 방사된 팔라멘트를 열 이완시키는 것이 바람직하며, 이것을 전형적인 강사로서 취급할 수 있다.
급냉되고, 연신되고 임의로 이완된 팔라멘트를 도 5의 와인더(130)에서 분당 200 내지 약 3500미터 그리고 4000미터까지의 속도로 감아서 수집할 수 있다. 또는 복수의 섬유가 방적되고 급냉된다면, 섬유를 모으고, 임의로 인터레이싱(interlacing)한 다음에 와인더(130)에서,l 예를 들면 분당 4000m까지의 속도로, 예를 들면 분당 약 200 내지 약 3500미터 범위의 속도로 감는다. 모노필라멘트 또는 멀티필라멘트사를 도 5의 와인더(130)에 동일한 방법으로 감을 수 있다. 복수의 필라멘트가 방적되고 급냉될 때, 당업계에서 수행되는 바와 같이 감기 전에 필라멘트를 모으고 임의로 인터레이싱할 수 있다.
연신된 후 아무 시기에, 2성분 필라멘트를 원하는 신장성 및 회복성이 전개되도록 완전히 이완시키면서 건조 또는 습윤 열처리할 수 있다. 그러한 이완은 필라멘트 제조 도중에 수행될 수 있는데, 예를 들면 상기 이완 단계 도중에 또는 필라멘트가 사 또는 직물로 혼입된 후에, 예를 들면 세탁, 염색 등의 도중에 수행될 수 있다. 섬유 또는 사 형태의 열처리는 고온 롤 또는 고온 체스트를 사용해서 또는 제트-스크린 벌킹 단계에서 수행될 수 있다. 상기 이완 열처리는 섬유가 사 또는 직물로 형성된 후에 수행되어서 그 시간까지 비탄성중합체 섬유처럼 가공될 수 있는 것이 바람직하지만; 원한다면 고 신장성 섬유로서 감기 이전에 열처리 및 완전 이완시킬 수 있다. 최종 직물에서의 보다 큰 균일성을 위해 섬유는 균일하게 열처리 및 이완시킬 수 있다. 열처리/이완 온도는, 가열 매질이 건조 공기일 때, 약 80℃ 내지 약 120℃의 범위이고, 가열 매질이 뜨거운 물일 때는 약 75℃ 내지 약 100℃이며, 가열 매질이 과대기압 증기(예를 들면 오토클레이브 중)일 때는 약 101℃ 내지 약 115℃이다. 보다 낮은 온도는 너무 미미한 열처리를 제공하거나 열처리를 제공할 수 없으며, 보다 높은 온도는 탄성중합체 중심 중합체를 용융시킬 수 있다. 열 처리/이완 단계는 일반적으로 수초 이내에 수행될 수 있다.
2성분사를 강사(비탄성사) 위로 감을 수 있는데, 방적 시에 2성분사가 그의 강사 로브(lobe) 부품에 대하여 일정한 연장성 및 신장성 성질들을 나타내기 때문이다. 즉, 탄성중합체 중심 주변의 개개의 로브 부분은 일반적으로 직선이고 방적 시에 필라멘트 방향에 대하여 평행하다. 사 또는 이들 사로부터 형성된 직물 또는 기타 물품은 열로 가공될 수 있다. 이 열처리는 로브 부분이 탄성중합체 중심 주변에 나선형이도록 한다. 2성분사의 상당한 수축이 일어나는데, 필라멘트 방적 길이의 1/3 내지 1/2이 줄어든다. 그 결과, 고도의 신장성 및 회복성이 전개된다. 2성분이 회복성 수축을 나타내지만(비등 후 신장), 강사가 완전히 투입되는 지점까지만 신장되기 때문에, 가공 후의 사의 신장 백분율은 2성분과 동반사의 수축성 차이의 함수일 것이다. 신장 및 회복은 직물을 잡아당기고 직물이 이완될 때 그의 원래의 형태로 복원되는 것을 관찰해서 주관적으로 평가한다.
상기한 바와 같이, 방적돌기 모세관은 상기한 바와 같은 본 발명의 섬유의 원하는 단면에 대응되거나, 다른 2성분 또는 2성분 섬유가 제조되도록 하는 디자인을 갖는다. 모세관 또는 방적돌기 구멍 중공은 임의의 적절한 방법, 예컨대 미국 특허 제 5,168,143 호에 기술되어 있는 바와 같은 레이저 절개, 당업계에 공지되어 있는 바와 같은 드릴링, 전지 방전 기계가공(EDM) 및 펀칭에 의해 절개할 수 있다. 본 발명 섬유의 단면 대칭을 잘 조절하기 위해 레이저 빔을 사용해서 모세관 오리피스를 절개할 수 있다. 모세관 오리피스는 임의의 적합한 치수를 가질 수 있으며 연속(예비 응결) 및 비연속(후 응결)적으로 절개할 수 있다. 패턴의 작은 구멍을 뚫어서 비연속 모세관을 얻는 것에 의해 방적돌기 표면 아래에서 중합체가 응결되고 본 발명의 다 날개 단면이 형성되도록 한다.
예를 들면, 본 발명의 필라멘트는 도 6, 6A, 6B 및 6C에 기술된 바와 같은 예비응결 방적돌기 팩으로 제조할 수 있다. 도 5에 도시된 방적돌기 조립물 적층 판의 측면도인 도 6에 있어서, 중합체 흐름은 화살표(F)의 방향이다. 방적돌기 조립물의 제 1 판은 중합체 용융물 풀을 포함하는 통상적인 디자인의 판(D)이다. 방적돌기 조립물 지지판(E)에 의해 지지되는 (단면도 6A에 도시된 바와 같은) 방적돌기판(A) 위에 놓인 (단면도 6B에 도시된 바와 같은) 임의적인 분배판(B) 위에 놓인 (단면도 6C에 도시된 바와 같은) 계량판(C) 위에 판(D)가 위치한다. 계량판(C)은계량판 아래의 분배판(B)과 정렬되고 접하고 있으며, 분배판은 관통하는 모세관은 가지지만 상당한 카운터보어(counterbore)는 존재하지 않는 방적돌기판(A) 위로 정렬되고 접하고 있으며, 방적돌기판(들)은 모세관보다 큰 구멍을 갖는 방적돌기 지지체(E)와 접하고 있다. 계량판(C)으로 공급되는 중합체가 분배판(B), 방적돌기판(A) 및 방적돌기 지지체판(E)를 통과해서 섬유를 성형하도록 정렬된다. 통상적인 판인 용융물 풀 판(D)이 사용되어 계량판으로 공급한다. 중합체 용융물 풀 판(D) 및 방적돌기 조립물 지지체 판(E)은 충분하게 두껍고 단단해서 이들은 서로에 대하여 견고하게 압착될 수 있으므로 중합체가 방적돌기 조립물의 적층된 판들로부터 누출되는 것을 막을 수 있다. 판(A, B 및 C)는 레이저광 방법으로 오리피스를 절개할 수 있도록 충분하게 얇다. 방적돌기 지지체 판(E)의 구멍은 예를 들면 약 45°-60°로 벌어져서 막 방적된 섬유가 구멍의 가장자리와 접촉되지 않도록 한다. 중합체의 예비응결이 바람직하다면, 섬유가 형성되기 이전 약 0.30cm 미만, 일반적으로 0.15cm 미만으로 중합체를 서로(예비응결) 접촉시켜서 계량판(C), 임의적인 분배판(D) 및 방적돌기판 구조(E)에 의해 의도되는 단면이 섬유에 보다 정확하게 나타나도록 한다. 미국 특허 제 5,168,143 호에 기술된 바와 같이 판에 구멍을 뚫어서 섬유 단면의 보다 정확한 형성에 도움을 줄 수 있는데, 여기에서 고체 상태 레이저로부터의 다중모드 빔은 우세한 단일 모드 빔(예를 들면 T00모드)으로 감소되고 직경 100미크론 미만 및 금속 시트 위 0.2 및 0.3mm 지점에 집중된다. 형성된 용융 금속은 금속 시트의 하부 표면으로부터 레이저 광선과 동축으로 흐르는 가압 유체에 의해 배출된다. 최상 분배판의 상부로부터 방적돌기면까지의 거리는 약 0.30cm 미만으로 줄어들 수 있다.
임의의 갯수의 대칭으로 위치된 날개 중합체 부분을 갖는 필라멘트를 제조하기 위해, 동일한 수의 대칭 배열 오리피스를 각각의 판에 사용한다. 예를 들면, 도 6A에 있어서, 방적돌기판(A)은 도 5의 적층된 판 구조물에 대한 90°방향의 평면도에서 볼 수 있다. 도 6A의 판(A)은 중앙의 원형 방적돌기 구멍(142)에 연결된 6개의 대칭으로 배열된 날개 방적돌기 오리피스(140)를 포함한다. 각각의 날개 오리피스(140)는 상이한 폭(144) 및 (146)을 가질 수 있다. 도 6B에서는 중앙 원형 중공(156)에 분배 오리피스를 연결하는 임의의 슬롯(154)으로의 개방 말단(152)에서 끝부분이 점점 가늘어지는 분배 오리피스(150)를 갖는 상보적인 분배판(B)이 도시된다. 도 6C는 날개 중합체에 대한 계량 모세관(160) 및 중심 중합체에 대한 중앙 계량 모세관(162)을 갖는 계량판(C)이다. 중합체 용융물 풀 판(D)은 당업계의 임의의 통상적인 디자인일 수 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 방적돌기 지지체 판(E)은 필라멘트가 중공 측면부에 닿지 않도록 하기 위해, 충분하게 크고 새롭게 방적된 필라멘트의 경로로부터 벌어진(예를 들면 약 45-60°) 관통 중공을 갖는다. 정측된 판 조립물의 판(A 내지 D)은 중심 중합체가 중합체 용융물 풀 판(D)으로부터 계량판(C)의 중앙 계량 중공(162)을 통해 그리고 6개의 작은 모세관(164)을 통해, 분배판(B)의 중앙 원형 모세관(156)을 통해, 방적돌기 조립물 판(A)의 중앙 원형 모세관(142)을 통해 그리고 방적돌기 지지체 판(E)의 크고 벌어진 구멍 밖으로 흐르도록 정렬되어 있다. 동시에, 날개 중합체는 중합체 용융물풀 판(D)로부터 계량판(C)의 날개 중합체 계량 모세관(160)을 통해, 분배판(B)의 분배 오리피스(150)를 통해(여기에서, 임의의 슬롯(154)이 존재한다면, 2종의 중합체가 서로 처음로 접하게 된다), 방적돌기판(A)의 날개 중합체 오리피스(140)를 통해 그리고 최종적으로 방적돌기 조립물 지지체 판(E)의 중공을 통해 흐르게된다.
본 발명의 방적돌기 팩은 다수의 합성 중합체를 용융 압출해서 섬유를 제조하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 방적돌기 팩에 있어서, 중합체는 직접 방적돌기 모세관으로 도입될 수 있는데, 방적돌기판이 상당한 카운터보어를 갖지 않기 때문이다. 상당한 카운터보어가 존재하는 않는다는 것은 임의의 존재하는 카운터보어(다수의 모세관의 입구를 연결하는 임의의 오목한 부분을 포함)의 길이가 방적돌기 모세관의 길이의 약 60% 미만, 바람직하게는 약 40% 미만이라는 것을 의미한다. 선행기술의 방적돌기판의 단면을 나타내는 도 7A 및 본 발명의 방적돌기판의 단면을 나타내는 도 7B 및 C를 참고한다. 다성분 중합체 흐름을 방적돌기판의 섬유 형성 오리피스의 뒷면 입구의 특정 지점으로 직접 계량해서, 일반적으로 방적돌기 오리피스 상당히 앞에서 복수의 중합체 흐름이 공급 채널에서 합해질 때의 중합체 이동의 문제점을 없앤다.
홈을 연결하는 판을 통한 적절한 구멍이 있는 단일 판의 한면 또는 양면에 오목한 홈을 사용하는 것에 의해 두개 판의 기능을 하나로 합하는 것이 유용할 수 있다. 예를 들면, 오목한 부분, 홈 및 함몰부가 방적돌기판의 상류 측에서 (예를 들면 전기방전 기계작업에 의해) 절개될 수 있고 분배 채널 또는 얕은 상당하지 않은 카운터보어의 기능을 할 수 있다.
본 발명의 방적돌기 팩을 사용해서 2종 이상의 중합체를 포함하는 다수의 섬유를 제조할 수 있다. 예를 들면, 다른 2성분 섬유 및 본 명세서어 개시되지 않고(않거나) 청구되지 않은 2성분 섬유가 미국 특허 제 4,861,660 호, 제 3,458,390 호 및 제 3,671,379 호에 개시된 단면을 포함하도록 제조될 수 있다. 형성된 섬유 단면의 예를 들면, 병렬형, 편심 외피-중심, 동심 외피-중심, 날개-및-중심, 날개-및-외피-및 중심 등일 수 있다. 게다가 본 발명의 방적돌기 팩은 분할가능 또는 분할불가능 섬유를 방적하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 방적돌기 팩은 다양한 다날개 섬유가 제조되도록 변형될 수 있는데, 예를 들면 다양한 원하는 날개 갯수로 모세관 다리의 갯수를 변경하고, 필라멘트 또는 사 카운트 당 다양한 데니어의 제조를 위해 슬롯 치수를 변경해서 필요한 기하학적 변수를 변경하고, 또는 여러 합성 중합체에 대해 사용하는데 바람직하도록 변경할 수 있다. 예를 들면 도 8의 실시태양에서는 3개의 날개를 갖는 섬유를 제조하는데 사용되는 비교적 얇은 방적돌기 팩이 도시된다. 도 8A에 있어서, 방적돌기판은 0.015인치(0.038cm) 두께였으며 본 명세서에 개시된 바와 같은 레이저광 방법에 의해 스테인리스 스틸의 완전한 두께를 관통해 기계 가공된 오리피스가 존재하며, 이것은 3개의 직선 날개(140)를 갖는데 각각은 폭이 2가지이고(각각 길이(144) 및 (146)를 갖는다) 대칭 중심 주변에 120도 간격으로 대칭적으로 배열되어 있으며; 모세관 오리피스 위에 카운터보어가 존재하지 않았다. 각각의 날개(140)의 그의 말단부로부터 중심이 대칭 중심과 일치하는 직경 0.012인치(0.030cm)의 중심 원형 방적돌기 중공(142)의 원주까지의 길이는 0.040인치(0.102cm)이었다. 도 8B를 참고해보면, 0.010인치(0.025cm) 두께의 분배판(B)은 방적돌기판(A) 위에 동축으로 정렬되어서 분배판(B)의 각각의 기타 날개 오리피스(150)가 방적돌기판(A)의 날개(140)와 정렬되었으며; 분배판(B)의 각각의 날개 오리피스(150) 말단으로부터 대칭 중심까지 길이는 0.1375인치(0.349cm)이었다. 계량판(C)(도 10C)은 0.010인치(0.025cm)의 두께였으며 0.025인치(0.064cm) 직경의 중공(160), 0.015인치(0.038cm) 직경의 중공(162) 및 0.010인치(0.025cm) 직경의 중앙 중공(164)을 가졌다. 사용 시에 용융 풀 판(D)(도 8 참고)에 의해 중공(160)으로 공급되는 날개 중합체 및 분배판(C)의 중공(162 및 164)으로 공급되는 중심 중합체를 판(B)에 의해 판(A)로 분배해서 섬유를 형성하도록 판(C)이 분배판(B)과 정렬되는데, 여기에서 날개가 중심으로 침투된다. 방적돌기판(A)에는 카운터보어가 존재하지 않았으며, 판(A, B 및 C)의 두께의 합은 단지 약 0.035인치(0.089cm)이었다.
또 하나의 방적돌기 팩 조립물 실시태양에 있어서, 방적돌기 지지체 판(E)(도 8 참고)이 사용되지 않았다. 도 9A에 있어서, 방적돌기판(A)은 0.3125인치(0.794cm) 두께였으며, 각각의 방적 오리피스는 0.100인치(0.254cm) 직경의 카운터보어 및 카운터보어의 바닥에서 0.015인치(0.038cm) 길이의 모세관을 가졌다. 도 9A에 도시된 바와 같이, 방적돌기판(A)의 각각의 방적돌기 오리피스는 6개의 직선 날개 오리피스(170)를 가졌으며, 각각은 상칭의 중심을 관통하는 장축 중심선을 가졌으며 그의 말단으로부터 중심 원형 중공(172)의 주변부까지의 길이는 0.035인치(0.089cm)이었다. 각각의 날개 말단부로부터 0.015인치(0.038cm)까지의길이(174)는 0.004인치(0.010cm) 폭이였으며; 길이(176)는 길이가 0.020인치(0.051cm)이고 폭이 0.0028인치(0.007cm)이었다. 각 날개의 말단은 말단 폭의 반으로 방사상 절개되었다. 분배판(B)(도 9B 참고)은 0.015인치(0.038cm) 두께이고 6날개 오리피스를 가졌으며, 각각은 방적돌기판(A)의 대응하는 카운터보어 위에 중심을 두고 판(B)의 각각의 날개 오리피스가 판(A)의 날개 오리피스와 정렬되도록 배향되었다. 판(B)의 각각의 날개 오리피스(150)는 0.060인치(0.152cm) 길이 및 0.020인치(0.051cm) 폭이었으며, 그의 말단은 0.010인치(0.025cm)의 반경으로 원형화되었다. 판(B)의 중심 중공(152)은 0.100인치(0.254cm) 직경이었다. 계량판(C)(도 9C 참고)도 또한 0.015인치(0.038cm) 두께였다. 판(C)에 있어서, 중공(160)은 0.008인치(0.020cm)의 직경을 가졌으며 판(B 및 A)의 섬유의 중심을 형성하는 중심 중공(162)의 중심으로부터 0.100cm(0.254cm)이었다. 비탄성 날개 중합체가 판(C)의 중공(160)으로 공급되었으며 판(B 및 A)의 날개 오리피스를 통과해서 섬유의 날개를 형성했다. 날개 및 중심 중합체가 분배판(B)의 상부에서 처음으로 접촉하게 되는데, 이것은 섬유가 압출되는 방적돌기판(A)의 표면으로부터 0.328인치(0.833cm) 위였으며 직경은 0.080인치(0.203cm)이었다. 판(C)의 6개의 중공(160)이 판(B)의 날개 오리피스(150)의 중심 선 위에 위치하도록 판(C)은 판(B)과 정렬되었다. 탄성 중심 중합체가 중심을 관통하는 판(C)의 중공(162)으로 공급되도록 판이 정렬되었다.
본 발명의 이종 복합사는 또한 도 1에서 (20)으로 나타낸 동반사를 포함한다. 이종 복합사는 인공 또는 천연 섬유를 포함한다. 이러한 동반사는 동일한 2성분사가 아닌 임의의 사이고 바람직하게는 2성분사보다 낮은 수축성을 갖는다. 동반사는 인공, 섬유 형성, 용융 방적성 중합체, 예를 들면 폴리아미드, 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 비스코스 중합체, 예컨대 레이온, 및 아세세이트 또는 그의 조합으로 제조될 수 있는데, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 동반사에 사용되는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀 및 2성분은 임의의 상기 공지된 중합체로부터 선택될 수 있는데, 2성분 필라멘트의 날개에 대하여 상기 언급된 것들을 포함한다. 동반사를 구성하는데 사용되는 중합체는 임의의 단면 형태를 가질 수 있다. 단면 형태는, 예를 들면 원형, 타원형, 대칭 또는 비대칭 로브의 수가 많은 세갈래 형태 및 도그본 형태를 포함할 수 있다. 게다가 동반사는 천연 섬유, 예컨대 면, 모 및(또는) 견이거나 이를 포함할 수 있다. 바람직한 동반사는 나일론, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 레이온, 면 및 모를 포함한다. 상업적으로 구입할 수 있는 동반사의 예는 공업적으로 Multisoft, Microdeniers 및 Diablo로 알려져 있는 듀퐁 나일론 TACTEL(등록상표) 제품을 포함한다. 또한 자체가 에어 꼬임 또는 에어 제트 텍스춰링 또는 소면(스테이플)에 적합한 사가 특히 유용하다. 2성분사에 대하여 상기한 첨가제 또는 처리제를 동반사와 함께 사용할 수 있다. 동반사의 선택 범위는 광범위하여; 일반적으로 직물에서의 미적인 영향에 의해 결정된다.
바람직하게는 동반사는 중심 중합체에 비하여 탄성이 적다. 또한 동반사는 일반적으로 2성분 필라멘트에 비하여 적은 수축성을 갖는다. 동반사는 단일의 완전 연신사 또는 강사, 또는 2성분사 또는 또 하나의 2성분사일 수 있다. 예를 들면, 보다 낮은 수축성 및 회복성 신장성의 백분율(비등후 신장)의 2성분을 보다 높은 수축성 및 회복성 신장성의 백분율의 2성분과 결합하는 것이 유리할 수 있는데, 예를 들면 특정 복합 신장 및 회복 성질의 사를 제공한다. 2종의 2성분 사가 결합되면 자체 벌킹 효과가 발생되지 않을 것인데, 2성분이 신장 시에 벌킹되지 않기 때문이다.
동반사가 단일 성분 연신사이면, 표준 ASTM 인트론 기술 D2256(또는 TRL-TM1356)을 사용하여 측정 시에, 약 80% 미만의 파괴 신장율, 바람직하게는 약 60% 미만의 파괴 신장율, 보다 바람직하게는 약 50% 미만의 파괴 신장율을 갖는 사가 특히 본 발명에 유용한 것으로 발견되었다.
결합된 2성분사 및 동반사는 최종 제품 중에 의도하는 용도에 따라서 비율을 달리하여 존재할 수 있는데, 예를 들면 2종의 사의 중량비는 약 90/10 내지 약 10/90, 보다 바람직하게는 80/20 내지 20/80의 범위일 수 있다. 최종 제품의 각각의 성분의 분율은, 예를 들면 그의 총 데이어 및 필라멘트당 데니어에 따라서 측정될 수 있다. 총 데니어 또는 필라멘트당 데니어가 커질수록, 최종 제품 중 성분의 양이 많아진다. 이러한 요인들을 기준으로 하여 성분을 변경해서 최종 제품의 여러 기능을 달성할 수 있다. 예를 들면, 보다 높은 신장성 및 회복력은 최종 제품의 2성분사의 분율을 보다 크게 해서 달성할 수 있다. 역으로, 보다 작은 신장성 및 회복력을 갖는 직물은 제 2 사의 분율을 보다 크게 해서 달성할 수 있는데, 여기에서 동반사는 1성분사이다.
상기한 바와 같이 본 발명의 2성분사는 모노필라멘트사이거나 다수의 필라멘트, 예를 들면 2 내지 60개의 필라멘트로부터 형성될 수 있다. 동반사은 예를 들면, 2-60개의 필라멘트로부터 형성될 수 있다. 이종 복합사가 다수의 2성분 섬유를 포함할 때, 2성분 섬유들은 상이할 수 있는데, 예를 들면 데시텍스(decitex)와 탄성중합체 대 비탄성중합체의 비율은 섬유간에 서로 상이할 수 있다.
2성분 섬유의 필라멘트당 데니어는 바람직하게는 50 미만, 보다 바람직하게는 20 미만, 가장 바람직하게는 10 미만이고 복합사의 필라멘트당 데니어는 바람직하게는 10 미만, 보다 바람직하게는 5 미만, 가장 바람직하게는 2.5 미만, 예를 들면 약 0.5 내지 약 50dpf이다. 사 묶음 중의 필라멘트의 dpf가 유연도, 감촉, 및 기타 의류 직물 성질에 대한 중요한 결정 요소인데; 날개달린 2성분사은 종종 감촉성 및 직물 감촉을 기준으로 하여 겉보기 dpf를 갖는데, 이것은 실제 dpf보다 작다. 예를 들면 20dpf 필라멘트 직물은 직물 형태의 5-10dpf 멀티필라멘트사 만큼 감촉이 부드러울 수 있다. 그럼에도 불구하고, 감촉성 및 균일성이 중요하다면 2성분 dpf가 동반사 dpf를 초과하는 것이 종종 유용하다.
이종복합사의 총 데니어는 전형적인 의류 적용을 위해서는 약 20 내지 약 300데니어의 범위일 수 있다. 공업적, 가구 또는 바닥 적용을 위해서는 100 내지 수천 데니어의 범위일 수 있다. 바람직한 동반사는 의류에 대해서는 10-300의 총 데니어이며 가구에 대해서는 300 내지 3000의 데니어이고; 보다 바람직하게는 20-200의 총 데니어이고; 필라멘트 카운트는 0.5-50의 필라멘트당 데니어와 일치하며; 보다 바람직하게는 의류에 대하여는 1.0 내지 10이다.
본 발명의 이종 복합사가 저데니어를 가질 때, 이것은 미세한 직물을 제조하는데 사용될 수 있는 반면에, 고데니어를 갖는 사는 보다 무거운 직물을 제조하는데 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사는 최종적인 용도의 제품에 적합한 임의의 사 데니어를 가질 수 있다. 미세한 직물에 대하여, 사는 약 60 미만, 바람직하게는 약 50 미만, 보다 바람직하게는 약 40 미만에서 10데니어까지의 동반사 및 2성분 데니어 조합의 총합 데니어를 가질 수 있다. 중중량 직물에 대해서는, 이종 복합사는 약 50 내지 약 200, 바람직하게는 약 70 내지 약 150, 보다 바람직하게는 약 70 내지 약 140 사이의 데니어를 가질 수 있다. 보다 무거운 직물, 예컨대 로드 포함 직물에 있어서, 이종 복합사는 약 200 내지 약 2400, 바람직하게는 약 200 내지 약 2000의 데니어를 가질 수 있다.
본 발명이 이종 복합사는 바람직하게는 자체 벌킹된다. 이것은 이들이 가공 시에 높은 수축성을 나타내는 2성분 필라멘트(2성분 부분) 및 보다 적은 수축성을 갖는 동반사로부터 형성된다는 것을 의미한다. 2성분 필라멘트는 일반적으로 20-100%, 바람직하게는 25% 초과, 바람직하게는 50% 초과의 회복성 신장성(비등후 신장성)을 나타낼 것이다. 또는 2성분 필라멘트는 일반적으로 10-30%, 바람직하게는 30% 미만, 보다 바람직하게는 25% 미만의 비회복성 수축성을 나타낼 것이다. 보다 낮은 수축성의 동반사 필라멘트는 일반적으로 1-15%의 비회복성 수축성을 나타낼 것이다. 2성분, 고 수축성 필라멘트가 활성화될 때(수축될 때), 동반사는 구부러지고 복합사의 벌킹을 증진한다. 그러므로 사가 직물 가공 공정(고온, 습윤 처리) 중에 길이 방향으로 상당히 수축되며 입체적으로 부피를 얻는다. 본 발명의 이종 복합사는 높은 신장 회복성을 나타내는데, 즉 비등 후에 그의 초기 이완 길이의20% 내지 100% 신장 후에, 이들은 그의 원래의 이완된 길이로 용이하게 회복된다.
이종 복합사는 특별한 인장 처리 없이 경사처럼 취급될 수 있다. 가공 후에, 진 탄성 회복 성질이 제공되는데; 즉, 사의 표면이 동반 강사와 동일한 방법으로 일체로 염색될 수 있다. 이종 복합사는 강사 형태이기 때문에 패키지 크기자 커질 수 있으며, 비점착성 강사 표면을 갖는다.
다양한 미적 성질 및 감촉을 본 발명의 이종 복합사로부터 달성할 수 있다. 이들 효과는 동반사의 성질(예를 들면, dpf, 필라멘트 x 단면 형태, 총 데니어, 수축성), 특정 2성분사 조성, 성분 비, 및 사용되는 결합 방법에 따를 것이다. 이종 복합사는 강사와 같은 가공성을 가지며 열 또는 고온/습윤 가공을 통해 신장 및 탄성중합체 구동 회복성이 형성된다. 사는 2성분 날개, 동반사가 유사한 중합체 부류이고, 우수한 염색 균일성이 달성될 수 있도록 선택된다. 또는 다른 중합체 부류를 사용해서 양호한 신장성 및 회복성과 함께 히더링(heathering) 효과를 달성할 수 있다.
이종 복합사는 원형, 경사 또는 평면 편직, 이음매 없는 편직, 양말 편직, 위사 또는 경사 또는 둘 다로서의 제직을 포함하는 공지된 방법을 사용해서 직물로 제조할 수 있다. 사는 연속 필라멘트의 형태일 수 있고 또는 스테이플사의 형태로 미리 결합될 수 있다.
본 발명에 따르면, 이종 복합사를 제조하는 방법도 제공된다. 이 방법은 2성분사를 동반사와 혼합하는 것을 포함한다. 2성분사는 열가소성 탄성 중합체를 포함하는 축 중심 및 중심에 부착되고 열가소성 비탄성중합체를 포함하는 다수의날개를 갖는 1개 이상의 필라멘트를 포함한다. 도 10은 2성분사를 방적하고, 동반사를 방적하고, 2성분사 및 동반사를 혼합하는 방법에 대한 개략도이다.
도 10에 따르면, 도시되지 않은 공급처로부터의 제 1 경질 열가소성 중합체를 (5)로 도입하고 도시되지 않은 공급처로부터의 제 2 탄성 열가소성 중합체를 (15)로 도입한다. 제 1 및 제 2 중합체를 방적 팩 분배 몸체(25)에서 결합하고 2성분 방적돌기(35)로부터 압출해서 모노필라멘트(45)와 같은 2성분 필라멘트를 형성한다. 2성분 필라멘트를 급냉, 즉 공기(55)의 교차 흐름으로 냉각 및 고형화시킨 다음 (65)에서 섬유 가공 조성물로 기름칠하고 (95)에서 모노필라멘트의 패키지로 감는다.
도 10의 우측은, 도시되지 않은 공급처로부터의 경질 열가소성 중합체를 (18)에서 도입하고 방적 팩(20)을 통과하도록 하고 다중 모세관 방적돌기판(30)을 통해 압출해서 다수의 동반사(40)를 형성하고 이것을 공기(50)의 교차 흐름에 의해 냉각 및 고형화시키고 (60)에서 멀티필라멘트사로 모으고 여기에서 사를 섬유 가공제로 기름칠 하고 꼬임 장치(70)를 통하게 해서 사 묶음에 필라멘트가 잘 부착되도록한 다음 공급 롤(80) 및 연신 롤(90) 사이의 연신 구역으로 보내고 사(100)를 롤(80)에 대한 롤(90)의 표면 속도의 비와 동일한 비율로 연신하고 사 꼬임 장치(110)로 와인더에 의해 잡아당겨서 사 패키지(120)를 형성한다. 임의로 사(100)는 연신하지 않을 수 있는데, 이 경우에 롤 속도(90)은 롤(80)의 속도와 동일하다.
본 발명의 방법은 추가적인 단계를 급냉 후에 포함할 수 있는데, 적어도 약20%의 비등후 연신을 나타내도록 섬유를 열 이완시키는 것이다. 열 이완은 건조 공기, 뜨거운 물 또는 과대기압 증기의 가열 매질에 의해, 가열 매질이 상기 건조 공기인 경우에는 약 80℃ 내지 약 120℃의 범위, 가열 매질이 상기 뜨거운 물인 경우에는 약 75℃ 내지 100℃의 범위, 가열 매질이 상기 과대기압 증기인 경우에는 약 101℃ 내지 약 115℃ 범위의 온도에서 수행된다.
2성분사 및 동반사를 임의의 형태로, 필라멘트 또는 사 형태로, 또는 필라멘트 형태 이전에, 방적돌기 중 또는 이전에 결합할 수 있다. 도 11에서는 사 패키지로부터의 2성분사와 사 패키지로부터의 2성분 필라멘트 사를 사 패키지로부터의 동반사와 함께 꼬임 장치를 사용해서 결합하는 것을 설명한다. 경로 C를 따른 도 11의 방법 및 도 10의 방법을 함께 결합해서 본 발명의 이종 복합사를 2단계(분할) 방법으로 제조하는 방법을 제공한다. 도 11에 있어서, 롤(106 및 108)의 방향 변경을 이용해서 사(45 및 100)를 에어 제트 엉킴 장치(110)를 통과하도록 함으로써 패키지(95)로부터의 2성분사(45) 및 패키지(120)로부터의 강사를 결합해서 패키지(130)에 감기는 이종 복합사(112)를 형성한다.
도 12는 동반사를 2단계(분할) 방법으로 방적하는 방법과 함께 경로 A 및 B를 따라서 2성분 필라멘트를 방적하는 방법에 대한 개략도이다. 도 10과 공통적인 도 12의 부분은 도 10에 대하여 설명한 바와 동일하다. 이러한 변형 방법에 있어서, 강사 형태의 2성분사를 별개로 방적하고 제품 패키지(75) 또는 (85)로부터 경로 A 또는 경로 B를 따른 동반사의 방적 공정으로 직접 되감는다. 동반사 방법에 있어서, 2성분은 동반사와 함께 동반사 방법의 혼합 제트(도시되지 않음)에 의해엉키게 된다. 이렇게 형성된 이종 복합사를 단일의 사 패키지(130) 위로 감는다.
상기한 바와 같이 본 발명은 2성분사를 동반사와 결합해서 단사를 형성한다. 각각의 2성분사 및 결합된 사는 별개로 오프-라인으로 제조한 다음에 결합해서 최종 합성사를 형성하거나, 하나 또는 둘 다를 연속 방식으로 온-라인으로 제조할 수 있다. 이들 성분을 결합해서 단사를 형성하는 것은 임의의 공지된 방법, 예컨대 플라잉(plying), 동시 방적, 에어 제트 텍스춰링, 에어 가연 텍스춰링 및 커버링(covering)에 의해 수행할 수 있다. 플라잉은 필라멘트를 혼합하지 않고 사를 함께 놓아서 단순히 결합하는 것을 의미한다. 플라잉은 연신 트위스터 중에서 사들을 함께 꼬는 것에 의해 수행될 수 있다. 전형적으로 사는 인치당 약 0-5회 회전(tpi)으로, 바람직하게는 1/4-1/2tpi로 꼬여질 수 있다. 동시-방적은 방적 공정 도중에 사들을 함께 놓아서 결합하는 것인데; 예를 들면 분당 4000m까지이다. 동시 방적은 인터레이싱 제트 중에서 사들을 혼합하는 것에 의해 수행될 수 있다. 공기 엉킴은 2성분의 필라멘트 및 제 2 사를 혼합하는 방법이며; 전형적으로 가공 속도는 분당 500 내지 1000미터이다. 에어 제트 텍스춰링은 2개의 사를 에어 제트 텍스춰링 장치로 공급하는데; 전형적으로 1개의 사(효과사)는 다른 것(중심사)에 대해 과잉 공급된다. 효과사는 권축되고 벌킹되며 중심사와 엉킨다. 분당 100 내지 400미터가 전형적인 속도이다. 에어 제트 텍스춰링은 2성분사 및 동반사를 에어 제트 텍스춰링기로 여러 속도로 과잉 공급해서 말단을 따른 노드에서 보다 벌키한 사가 제조되도록 수행될 수 있다. 코어 방적은 스테이플사가 방적되고 중심사 주변을 싸서 중심사를 피복하는 방법이다. 기계적 커버링은 연속사가 중심사 주변을 기계적으로 싸는 방법이다. 사가 커버링에 의해 결합될 때 2성분사 또는 동반사를 사용해서 다른 사를 쌀 수 있다. 그러나 신장 능력을 극대화하기 위해, 중심사로서 2성분사를 사용하는 것이 바람직하다. 결합은 또한 강사를 가연 텍스춰링한 후에 패키지로 감기 전에 2성분사와 함께 동시에 엉키게 하는 일련의 방법에 의해 수행될 수 있다.
제 WO77283 호에 개시된 바와 같은 동시 신장 파괴 기술도 사용될 수 있고, 또는 "팬시" 벌킹사 효과를 내는 긴 말단의 엉킴 또는 꼬기로 변형된 사를 결합하는 방법도 사용될 수 있다. 스테이플 혼합물은 "신장-파괴" 연속 필라멘트사에 대한 소모사 공업에서 사용되는 것과 유사한 특정 장치를 사용해서 제조할 수 있다. 연속 형태의 2성분 및 동반사를 충분하게 다른 속도로, 충분한 닙력으로 주행되는 일련의 닙 롤러로 공급하고, 사 묶음 내부의 개개의 필라멘트를 파괴점까지 잡아당겨서 스테이플 사를 제조하면서 전체 사 묶음의 연속성을 유지하는 연속 조작이다. 상기 사를 소모기 중에서 혼합해서 이종 복합 스테이플 복합사를 얻고 이것을 보다 미세한 사로 연신하고 꼴 수 있다.
상기한 본 발명의 방법에 있어서, 2성분사 및 동반사은 가공 도중에 완전 연신되거나 부분 연신된다. 2성분 및 동반사의 혼합은, 예를 들면 다음 방법에 의해 수행될 수 있다:
(a) 2개의 부분 연신사(POY) 혼합 후의 연신,
(b) 2개 연신사의 혼합 또는
(c) 이들의 부분적인 조합.
한 실시태양에 있어서, 방적된 형태의 강사의 2성분사를 동반사와 결합한다. 양 사를 별개로 방적하고 별개 단계로 엉킴 제트 중에서 혼합한다. 이렇게 형성된 이종 복합사를 단일 사 패키지 위에 감는다. 전형적인 혼합 속도는 분당 약 600 내지 약 800미터의 범위일 수 있다.
제 2 방법에 있어서, 강사 형태의 2성분사를 별개로 방적하고 제품 패키지로부터 동반사의 방적 공정으로 직접 되감는다. 2성분사를 동반사와 제 2 사 공정의 혼합 제트에 의해 엉키게 한다. 이렇게 형성된 이종 복합사를 단일 사 패키지에 감는다. 전형적인 감기 속도는 분당 약 1500 내지 약 4000미터일 수 있다.
제 3 방법에서, 통합된 단일 단계 방법이 사용된다. 2성분 및 동반사의 실을 함께 합하고 이종 복합사를 감기 전에 혼합한다. 혼합 속도는 분당 약 600 내지 약 800미터의 범위일 수 있다.
제 4 방법에서, 2단계 또는 임의로, 통합 단일 단계 방법이 사용된다. 여기에서 2성분사 및 동반사가 제조 도중에 부분적으로 연신되고(예를 들면, 두개의 사 모두 부분적으로 연신된 사(POY)이다), 두 사를 합하고 동반사 공정의 혼합 제트를 사용해서 엉키게 한다. 혼합 속도는, 예를 들면 분당 약 600 내지 약 1000미터의 공급 롤 제 2 방적 속도로 수행되고 연신 후에 분당 약 2000 내지 4000미터의 속도로 감을 수 있다.
제 5 방법에 있어서, 2성분사를 부분적으로 연신하고(예를 들면, POY), 제 2 사는 제조 도중에 완전 연신되며 둘 다의 사가 결합되고 동반사 방법의 혼합 제트에 의해 엉키게 된다.
제 6 방법에 있어서, 제 2 성분 사는 제조 시에 완전 연신되고 동반사는 제조 도중에 부분 연신된다(예를 들면, POY). 둘 다의 사를 결합하고 동반사 공정의 혼합 제트에 의해 엉키게 한다.
결합은 또한 1개의 사를 다른 사 주변에 싸는 커버링도 포함한다. 사가 커버링에 의해 결합될 때, 2성분사 또는 동반사를 사용해서 다른 사를 피복할 수 있다.
이종 복합사 방법은 종래 직물 제조에 사용되는 탄성중합체 사 피복 방법 및 가연 텍스춰링 방법을 생략한다. 본 발명의 방법은 통합 용융 방적사를 제공하며 벌크성 및 신장성과 회복성 성질들과 미적인 성질을 선택할 수 있도록 한다.
본 발명을 하기 비제한 실시예에 의해 설명한다.
시험 방법
실시예에서 제조되는 섬유의 신장 성질(비등 후 신장, 비등 후 수축 및 비등 후 신장 회복)을 다음과 같이 측정했다. 5000데니어(5550dtex) 타래를 54인치(137cm) 릴에 감았다. 고리 형태 실타래의 양쪽 면을 총 데니어에 포함시켰다. 2그램 중량(길이 CB) 및 1000그램 중량(0.2g/데니어)(길이 LB)의 초기 실타래 길이를 측정했다. 실타래를 30분간 95℃의 물("비등")에 놓고 2그램 중량(길이 CA초기) 및 1000그램 중량(길이 LA초기)의 초기(비등 후) 길이를 측정했다. 1000그램 중량의 측정 후에, 추가적인 길이를 2그램 중량으로 30초 후(길이 CA30초) 및 2시간 후(길이 CA2시간)에 측정했다. 비등 후 수축을 100X(LB-LA)/LB로 계산했다. 비등후 신장 백분율은 100X(LA-CA@30초)/CA@30초로서 계산했다. 비등 후 회복은 100X(LA-CA2시간)/(LA-CA초기)로 계산했다.
실시예 1
편직물 중 에어 엉킴 2성분 복합사
잠재적인 신장 및 회복 성질을 갖는 공기 이종 이종 복합사를 본 발명의 제 1 모노필라멘트 2성분사와 제 2 상업적으로 구입할 수 있는 동반사의 에어 엉킴에 의해 제조했다.
2성분사 방적
2성분사를 도 1의 경로 C에서와 같이 제조되는 필라멘트 당 19데니어(21dtex)로서 방적했다. 기타 섬유 및 방적 특성은 다음과 같았다:
데니어 19
#필라멘트 1
날개/중심 상호침투 유
공급 롤 속도(m/분) 420
1차 가공 무
1차 가공 % 0
2차 가공 유형 K-9349
2차 가공 % 4%
날개 중합체 Camacari N6
듀퐁 브라질리아 SA
날개 중합체 중 첨가제 5% 나일론 12 Rilson AMNA
아토피나
날개 부피 % 40
날개의 수 5
중심 중합체 아토피나의 Pebax 3533SN
-탄성 분절 폴리에테르에스
테르아미드
-탄성 모듈러스 2800psi
(19,300Pascals)
아토피나 주소:
중심 부피% 60
연신율 4x(연신 롤 속도 기준)
%면판 이완 20%(와인더 속도 기준)
이완 제트 기류 압력계 3psi
% 비등 후 신장 95
% BO 후 절대 수축 21
% BO 후 회복 90
원료 물질 공급
제 2 사는 이. 아이. 듀퐁 디 네무아 앤드 캄파니의 나일론 어패럴 디비존에 의해 상업적으로 제조된 방적되고 사 패키지로서 감긴 40데니어(44dtex) 및 34필라멘트의 무권축 나일론 66 멀티필라멘트사였다. (도 1의 120 참고)
이종 복합-복합사 제조
모노필라멘트 2성분사를 40-34 나일론 동반사와 함께 도 2에 도시된 Hema-jet(Heberlein Type 311, 프랭크 앤드 토마스(Frank and Thomas, 미국 싸우스캐롤라이나주 그린빌)로부터 구입할 수 있다)의 에어 엉킴 제트(110)를 사용해서 에어 혼합했다. 주의를 기울여서 2성분 모노필라멘트사를 엉킴 제트에 편평한 강사로서 낮은 인장력으로 공급해서 2성분 필라멘트 중심 주변의 날개가 에어 엉킴 공정 도중에 나선형으로 되지 않도록 했다. 100야드/분(91미터/분)의 엉킴 속도를 사용했으며 형성된 복합사를 도 2의 패키지(130)로 감았다. 엉킨 사는 59의 데니어를 가졌으며, 2성분사는 최종 사의 32중량%를 구성했다. 탄성 중합체 함량(2성분 중심)은 최종적인 엉킨 사 중량의 19%이었다. 엉킴 후에 복합사를 관 중심에 감았다. 복합사는 이러한 가공 도중에 매우 경질인 특성을 나타내었으며, 통상적인 신장 또는 회복 성질을 갖지 못했다.
직물 샘플
저지(jersey) 스티치 관 직물의 긴 원형 니트 단일 공급물을 Lawson 환형 관 편직 기계를 사용하여 제작했다. 관을 3종의 상이한 스티치 밀도로 편직해서 염색 및 가공 전후에 상기 사로부터의 최종 직물에 부여된 신장 및 회복 정도를 체크했다. 저지 편직 관을 표준 나일론 염료로 30분간 비등(100℃)시켜서 염색하고,트레이 오븐 중에 95℃에서 건조시켰다.
직물 샘플 시험
엉킨 사로부터의 원형 니트 직물의 신장 및 회복 성질을 평가하고 결과를 하기 정의에 따라서 표 1에 기재했다:
-레이아웃 길이*그레이지(Layout Length Greige, LLG) 및 레이아웃 폭*그레이지(Layout Width Greige, LWG)는 무응력 상태에서 탁자에 편평하게 놓여진 직물 관 부분의 측정된 길이 및 폭이다.
-이완 길이*가공(Relaxed Length Finished, RLF)은 유사하게 무응력 상태에서 탁자에 편평하게 놓여진 가공된 직물 관 부분의 측정된 길이 및 폭이다.
-신장 길이*그레이지(Stretched Length Greige, SLG)는 직물을 폭 방향으로 반으로 접은 다음, 그레이지 직물을 손으로 재밍 포인트(jamming point)까지 억지로 신장시키고 길이를 기록해서 측정한다.
-신장 길이*가공(Stretched Length Finished, SLF)은 직물을 폭 방향으로 반으로 접은 다음, 가공된 직물을 손으로 재밍 포인트까지 억지로 신장시키고 길이를 기록해서 유사하게 측정한다.
-이완 길이*제 2 사이클(RLF2)은 제 1 신장 사이클 후에 회복된 이완 길이이다.
% 길이*수축=100*(SLG-SLF)/SLG
% 직물 신장=100*(SLF-RLF)/RLF
% 탄성 회복=100*(SLF-RLF2)/(SLF-RLF)
% 고정=100*(RLF2-RLF)/(SLF-RLF)
*모든 길이 및 폭은 인치이다(1인치=2.54cm)
Lawson 편직기 바늘 인장 셋팅 7.5 15 20
레이아웃 길이*그레이지 12 12 12
레이아웃 폭*그레이지 3 3 3
신장 길이*그레이지 21 17 16.5
신장 길이*가공 18 14 13
% 신장*수축율 14 18 21
이완 길이*가공 8.25 7 7.5
% 직물 신장 118 100 73
이완 길이*제 2 사이클 9.5 8 8
% 탄성 회복 87 86 91
직물 % 고정 13 14 9
설명
상기 데이터는 전형적인 경질(저신장성) 멀티필라멘트 사와 함께 적당한 중량%(실시예에서 32%)의 2성분 필라멘트를 엉키게해서 고백분율 신장 및 우수한 탄성 회복성의 편직물을 제조할 수 있다는 것을 나타낸다. 고백분율 신장(스티치 밀도에 따라서 73-118%) 및 탄성 회복(85%-893%) 성질들은 2성분 필라멘트가 잘 수축되지만, 수축될 때 그의 회복성 신장(비등후 신장)을 잘 유지하기 때문에 형성되었다. 복합사의 2성분사 성분은 우수한 수축력을 나타내는데, 중정도의 2성분 함량에서도, 동반사는 양호한 신장성 및 회복 성질이 가공된 직물 중에서 유지되는 방식으로 권축 또는 벌킹된다. 가공 직물은 균일한 외관 및 부드러운 감촉을 나타내며 직물 벌킹은 그레이지 직물에 비하여 증가되었다. 양호한 신장성 및 진 탄성 회복성의 직물을 편평한 비신장성 공급사를 사용하여 제조할 수 있다는 것은 신장/회복 직물을 제조하는 특유한 방법을 나타내는 것이다.
실시예 2
편직 적용을 위한 에어 텍스춰링 2성분 복합사
본 발명에 따른 이종 복합사를 2성분사로 전체적으로(2.a.) 또는 부분적으로(2.b.) 구성된 공급사 및 2성분 섬유를 포함하지 않는 효과사를 에어 텍스춰링 방법으로 결합해서 제조했다.
원료 물질 공급
중합체 원료 물질은 실시예 1과 동일했다. 실시예 2.a.에서 공급사는 하기한 바와 같은 70데니어의 10 필라멘트 2성분사으로 구성되었다.
실시예 2.b.에 있어서, 공급사는 이. 아이. 듀퐁 디 네무아 앤드 캄파니(미국 델라웨어주 윌밍톤)에 의해 시판되는 30데니어 모노필라멘트 2성분 공급물과 70데니어 66 필라멘트 나일론 Tactel(등록상표) 상업적인 사의 조합물로 구성되었다. 30데니어 2성분 모노필라멘트의 성질은 다음과 같았다.
실시예 2.a. 및 2.b. 모두에 사용되는 효과사도 또한 70 데니어 66 필라멘트듀퐁 Tactel*이었다.
2성분사 방적
데니어 70 30
#필라멘트 10 1
날개/중심 상호침투 유 유
공급 롤 속도(m/분) 420 420
1차 가공 무 무
1차 가공 % 0 0
2차 가공 유형 K-9349 K-9349
2차 가공 % 4% 4%
날개 중합체 Camacari N6 Camacari N6
날개 부피 % 40 40
날개의 수 5 5
중심 중합체 Pebax 3533SN Pebax 3533SN
중심 부피% 60 60
연신율 4 4
%면판 이완 20 20
이완 제트 기류 압력계 3psi 3psi
% 비등 후 신장 95 96.6
% BO 후 절대 수축 21 20.5
% BO 후 회복 90 92.8
이종 복합사 제조
에어 텍스춰링을 수행하기 위해, 효과사를 보다 빨리 진행시켰는데, 즉 공급사에 대하여 텍스춰링 장치에 약간 과잉으로 공급했다. 에어 텍스춰링 제트는 도 2에 도시된 바와 같은 Hema-jet(프랭크 앤 토마스(미국 싸우스캐롤라이나주 그린빌)로부터 구입할 수 있는 Herbelein Type 311) 에어 제트였다. 에어 제트 텍스춰링 복합사는 338미터/분의 중심 사 공급 속도, 391미터/분의 효과사 공급 속도, 125psi의 공기압 및 312미터/분의 감기 속도를 사용하여 제조했다. 2종의 상이한 복합사를 표 2에 요약된 바와 같이 가공했다.
공급사 효과사
복합사 2a. 멀티필라멘트 2성분 공급사 및 멀티필라멘트 단일중합체 효과사로 구성됨 70den(77dtex)-10fil.Lot67080 7207-44A 70den(77dtex)-66fil.
복합사 2a. 2성분 모노필라멘트 및 공급사로서 함께 공급되는 단일중합체 멀티필라멘트로 구성됨; 효과사는 멀티필라멘트 단일중합체 나일론 사였다 30-1 & 70den.(77dtex)-66fil.(이종 복합사) 70den(77dtex)-66fil.
직물 샘플
단일 공급물 Lawson 원형 편직기를 사용해서 3 스티치 밀도의 저지 스티치 형태로 편직물 관을 제조했다. 원형 편직 관을 나일론 염료로 30분간 비등시켜서염색했다.
직물 샘플 시험
동시 텍스춰링사부터의 원형 편직물의 수축성, 신장성 및 회복 성질을 가공 전 및 후에 평가하고 결과를 하기 표 3에 기재했다.
사 2a.
Lawson 스티치 다이알# MD 길이 그레이지 MD 길이BO 후 XD 폭그레이지 XD 폭BO 후 MD 감촉% 신장그레이지 MD 감촉% 비등 후신장 XD 감촉% 신장그레이지 XD 감촉% 신장비등후
7.5 10 5.75 3.25 2.62 40% 80% 125% 125%
12 10 5.12 3.5 2.75 30% 90% 178% 115%
20 10 4.5 4.0 3.0 35% 120% 200% 150%
사 2b.
Lawson 스티치 다이알# MD 길이 그레이지 MD 길이BO 후 XD 폭그레이지 XD 폭BO 후 MD 감촉% 신장그레이지 MD 감촉신장% 비등후 XD 감촉% 신장그레이지 XD 감촉비등후
20 26.25 15.87 4.5 3.62 40% 90% 160% 125%
MD*="LAWSON 관 편직 "기계 방향"XD*="LAWSON 관 편직 "가로 방향(수직) 방향"
설명
상기 데이터는 복합사 중 적당한 중량 백분율의 2성분 필라멘트를 전형적인 경질(저 신장성) 다중 필라멘트사와 동시 에어 텍스춰링함으로써 고신장 및 우수한 탄성 회복 성질의 탄성 편직물을 제조할 수 있다는 것을 나타낸다. 사의 초기 텍스춰링이 강사 상태로 수행되었으므로 고 백분율 신장(표 참고) 및 탄성 회복 성질이 형성되었다. 복합사의 2성분사 성분은 충분한 수축력 나타내며, 적당한 2성분 함량에서도, 동반사가 양호한 신장 및 회복 성질이 가공 직물 중에서 유지될 수 있는 방식으로 벌킹된다. 가공 직물은 균일한 외관 및 부드러운 면과 같은 감촉을 나타내며 그레이지 직물에 비하여 직물 벌킹이 상승되는 것으로 관찰되었다. 양호한 신장성 및 진 탄성 회복성의 직물을 편평한 비신장성 공급사를 사용하여 제조할 수 있다는 것은 신장/회복 직물을 제조하는 특유한 방법을 나타내는 것이다.
실시예 3
제직 적용처에서의 에어 제트 텍스춰링 2성분 복합사
원료물질 공급
원료 물질 및 공급사는 실시예 2.a에서 사용된 것과 동일했다.
공급사 효과사
A. 70-10 2성분 70-66 나일론
2성분사 방적
2성분사를 하기 조건에서 방적했다.
데니어 70
#필라멘트 10
날개/중심 상호침투 무
공급 롤 속도(m/분) 420
1차 가공 무
1차 가공 % 0
2차 가공 유형 K-9349
2차 가공 % 4%
날개 중합체 Camacari N6
날개 부피 % 40
날개의 수 5
중심 중합체 Pebax 3533SN
중심 부피% 60
연신율 4
%면판 이완 20
이완 제트 기류 압력계 3psi
% 비등 후 신장 100
% BO 후 절대 수축 20
% BO 후 회복 90
이종 복합사 제조
도 2A에 도시된 바와 같은 에어 제트 텍스춰링 공정으로 공급 및 효과사로서 2종의 사를 결합해서 이종 복합 에어 텍스춰링사를 제조했다.
직물 샘플
평직 구조를 사용하여 북 고리에서 실시예의 복합사로부터 직물을 제직했다. 제직물은 200 데니어 34 필라멘트 Tractel*나일론(이. 아이. 듀퐁 디 네무아 앤드 캄파니로부터 구입할 수 있는 사)을 경사 섬유로서 인치 당 60 엔드로 기재로 했다. 동시 에어 제트 텍스춰링 복합사를 위사 또는 필 섬유로서 사용했다. 그레이지 직물 폭은 62.5인치이었다. 직물을 160F에서의 이완 정련기, 180F에서의 제 2 이완 정련기로 가공하고 표준 산 염료를 사용하여 비점에서 염색한 다음 열건조시키지 않고 공기 건조시켰다. 이완, 염색 및 공기 건조 후의 직물의 폭은 50인치이었다.
직물 샘플 시험
직물은 벌키하지 않고, 유연하며, 공기 건조만으로도 주름이 없고, 양호한 신장성 및 회복성을 나타내며 우수한 경질 섬유 감촉 및 아름다움을 나타내었다. 이완된 가공 직물은 다음과 같은 특성을 나타내었다:
기본 중량: 3.5oz/sp yd 또는 119gr/m2
두께: 10.4mils(0.0104인치)(0.026센티미터)
필 카운트: 70
경사 카운트: 85
5cm 폭X10cm 길이의 직물에 대해 % 신장 및 회복을 위사에서 평가했다. 실시예 1의 방법을 사용하여 직물을 위사 방향으로 28% 신장시키면 신장 후에 >85%의 회복을 나타내었다.
설명
상기 데이터는 본 발명의 2성분 복합사가 유용한 신장 및 회복 성질의 위사 제직물을 제조하는데 적합하다는 것을 나타낸다.
실시예 4
2성분 복합 스테이플사
2성분사 방적
2성분사를 하기 조건에서 방적했다.
데니어 30
#필라멘트 1
날개/중심 상호침투 무
공급 롤 속도(m/분) 420
1차 가공 무
1차 가공 % 0
2차 가공 유형 K-9349
2차 가공 % 4%
날개 중합체 Camacari N6
날개 부피 % 40
날개의 수 5
중심 중합체 Pebax 3533SN
중심 부피% 60
연신율 4
%면판 이완 20
이완 제트 기류 압력계 3psi
% BO 후 신장 96.6
% BO 후 절대 수축 20.5
% BO 후 회복 92.8
이종 복합사 제조
스테이플 가공에서의 잠재적인 스트레치 사의 능력을 증명하기 위해 하기 실험을 수행했다: 스테이플 섬유의 두개의 로트, (a) 상업적인 스테이플 가공에 사용되고 이. 아이. 듀퐁 디 네무아 앤드 캄파니로부터 구입할 수 있는 3dpf 1.5인치 절단 길이 나일론 권축 스테이플사로 구성된 동반 스테이플 섬유 및 (b) 4인치 길이로 절단된 상기한 30데니어 모노필라멘트 2성분 섬유를 먼저 개별적으로 수동 소모해서 스테이플을 부분적으로 정렬시켰다. 2종의 스테이플을 50/50 중량 비율로 수동 혼합하고 수동 소모를 더 수행해서 수동 방적성 소면 슬라이버(sliver)를 제조했다. 슬라이버 믹스를 수동으로 꼬아서 사를 형성했다. 또한 두 길이의 사를 수동으로 접어서 15,100데니어의 2층 사를 형성했다.
사 샘플링 시험
스테이플 사의 잠재적인 신장 능력을 시험하기 위해, 사의 비처리 및 비등 샘플을 신장 성질에 대해 비교했다:
데니어 % 신장 % 회복 형태
신장
-비처리 사 15100 12% 95%
-비등 샘플 22700 51% 99%
설명
상기 데이터는 2성분 스테이플 섬유를 전형적인 상업적인 스테이플 섬유와 혼합해서 고온 습윤 가공 후에 매우 개선된 신장 및 회복 성질을 나타내는 복합사 스테이플을 제조할 수 있다는 것을 나타낸다. 혼합은 편평하거나 비활성화 형태의 2성분과 수행했다. 2성분 스테이플 필라멘트는 2성분 필라멘트가 수축될 때 동반사 필라멘트가 벌킹되거나 구부러질 수 있는 우수한 수축력을 나타내어서 고온 습윤 가공 후에 최종 스테이플 사에서 우수한 탄성 회복력이 형성될 수 있었다.
실시예 5
2성분 복합 스테이플사, 제직물 및 편직물
2성분사 방적
실시예 1의 방법에 따라서 2성분사를 방적했다:
날개 중합체 N6 3.14IV Camacari
중심 중합체 Pebax*3533SN 아토피나 공급
날개/중심비 40/60
날개/필라멘트의 수 5
방적사 20의 총 데니어
필라멘트의 수 1
형태 잠금
연신율 3.5x
공급 롤 속도 500ypm 공급 롤
이완 시스템 없음
% 이완 0%
가공 유형 K-9349
FOY 4%
사의 인장 성질은 다음과 같았다:
강성도 2.4gpd
파괴 신장율 28.8
모듈러스 8.1gpd
타래 시험은 다음과 같은 성질을 나타내었다.
% 비등 후 신장 99%
% 비등 후 유지 91%
% 비등 후 수축 25%
이종 복합사 제조
절단
연속 방적사를 3.0인치 또는 1.5인치 스테이플로 표준 절단 기술을 사용하여 절단했다. 절단 공정 도중에 사에 열을 가하지 않았다.
2성분 스테이플의 예비수축
많은 경우에 있어서는 스테이플을 방적(강섬유) 상태로 가공한 다음 후 가공 도중, 예컨대 직물 비등, 오토클레이트 또는 직물 염색 및 가공 단계 도중에 수축을 활성화하는 것이 바람직하다. 기타 경우에 있어서는 소모, 혼합 또는 가공 단계 이전에 2성분 스테이플을 "예비 수축"시키는 것이 유리하다. 2성분 섬유를 예비 수축시키는 다양한 방법을 기재한다:
예비 수축 방법 #1: 3파운드의 2성분 3인치 절단 길이 및 1.5인치 절단 길이의 스테이플을 천 주머니에 개별적으로 넣고 이어서 주머니에 넣은 섬유를 오토클레이브에 넣고 20분간 240F 가압 증기를 가했다. 주머니에 넣은 섬유를 다시 회전식 건조기에 100C에서 3분간 넣었다. 가공 후에 섬유는 그의 원래 길이의 반정도로 수축되는 것으로, 즉 3.0인치에서 1.5인치로, 또는 1.5인치에서 0.75인치의 길이로 수축된 것으로 관찰되었다. 섬유는 약 95% 내지 105%의 회복성 신장(비등후 신장)을 갖는 것으로 관찰되었다. 오토클레이브 제조 스테이플 섬유의 개방 및 가공을 시험하기 위해 약간의 스테이플을: 공급 속도: 7rpm; 오프너: 3800rpm으로 세팅된 Spinlab RotorRing Model #580을 통해 더 주행시켰다; 3" 및 1 1/2" 모두 현미경으로 관찰되는 파손없이 용이하게 개방되었다.
예비 수축 방법 #2: 3파운드의 2성분 3인치 절단 길이 및 1.5인치 절단 길이의 스테이플을 천 주머니에 각각 넣고, 이어서 주머니에 넣은 섬유를 식기 세척기에 넣었다. 증기를 사용하여 온도를 200F로 하고, 주머니를 10분간 교반했다. 섬유의 젖은 주머니를 탈수기 중에서 탈수하고 회전식 건조기에 170F에서 5분간 두었다. 주머니를 열었을 때 섬유는 용이하게 개방되었으며 추가적인 스테이플 섬유 가공에 대해 적합한 것으로 발견되었다. 가공 후에 섬유는 그의 원래의 길이의 반 정도로, 즉 3.0인치에서 약 1.5인치로, 1.5인치에서 약 0.75 인치의 길이로 수축된 것으로 관찰되었다.
소모, 슬라이버링 및 면 방적
3파운드의 20데니어 2성분 섬유(예비활성화 상태로 방적)를 스테이플로 절단했다. 섬유를 햄비 텍스타일 인더스트리스(Hamby Textile Industries)에서 최종 혼합물의 25%가 2성분이고 75%가 면 스테이플이도록 면과 혼합한 다음, 상업적인 장치 중에서 통상적인 방법으로 통상적인 가연 수준으로 소모, 연신, 로브 및 링 방적했다. 친밀하게 혼합된 25/75 2성분/면 링 방적사를 8/1 면 카운트로 제조했다.
비등 및 타래 데이터
상기 사로부터 5000데니어 타래를 수축, 신장 및 회복 시험을 위해 제조했다. 비등 시에 사는 상당히 수축되었며, 그리고 거의 모든 수축이 회복성 신장(비등 후 신장)으로 유지되는 것으로 관찰되었다. 데니어 중량당 0.2g을 타래를 신장하는데 사용해서, 다음과 같은 수치가 비등 후에 관찰되었다.
% 수축: 7.19%
신장: 41.8%
신장 후 회복: 75.3%
설명
상기 데이터는 2성분 절단 스테이플 섬유를 전형적인 상업적 스테이플 섬유와 혼합해서 고온 습윤 가공 후에 현저하게 개선된 신장 및 회복 성질을 나타내는 복합 스테이플사를 형성할 수 있다는 것을 나타낸다. 또한 하기 실시예는 유용한 신장 및 탄성 회복 성질의 편직, 제직 및 부직포를 일정 부분 이상의 2성분 스테이플 섬유로 구성된 사로부터 제조할 수 있다는 것을 보여준다.
실시예 5A
제직물
수동 제직 샘플을 상기 사를 위사(인치 당 12 말단) 및 경사 방향(인치당 13말단) 모두에 사용해서 프레임에서 제작했다. 비등 전 상태에서 직물 위에 10cmX10cm 표시를 했다. 직물을 비등시키고 다음과 같은 결과로 % 수축 및 % 신장을 측정했다:
(cm)
표시 ABO 스트레치 d 30초 후 수축 ge 신장
경사 10 5 8.5 5.5 50.0% 70.0%
필 10 6 9.5 7 40.0% 58.3%
실시예 5B
편직물
고 연사(ATS004)의 Lawson 편직 관은 5의 다이알 세팅 및 36-64 실린더를 사용하는 비등 전의 혼합사로부터의 편직 단일 말단이었다. 편직 관을 실온의 물에 넣고 온도를 100℃로 상승시키고 강하게 10분간 비등시킨 다음; 샘플을 차가운 수도물로 세척하고 탈수기를 사용해서 탈수시켰다; 최종적으로 직물을 30분간 165F에서 트레이 건조시켰다. 직물을 그레이지에서 표시했으며 다음과 같은 절대 수축 및 회복성 신장 수치를 최종 직물에서 측정했다:
J-120/면 Lawson 관
표시(인치) ABO 스트레치 30초 후 수축 회복성
MD10 7.5 11.5 8 25% 53.3 94%
XD3 2.52 4.125 3.2 16% 63.7 79%
실시예 6
"이음매 없는" 원형 편직물
2개의 2성분사(5a 및 5b), 모노필라멘트사 및 5-필라멘트사를 이전 실시예에서와 같이 도 4의 장치로 방적했다. 각 사의 각 필라멘트는 나일론 6 중합체(CAMACARI)로부터 그리고 5중량%의 나일론 12(RILSAN)을 포함하는 5개의 대칭 날개 부분을 가졌다. 이 중심은 PEBAXTM3533SN 중심 중합체로 제조했다. 이 중심은 총 필라멘트 단면적의 55부피%이었다. 날개 부분은 중심 부분으로 상호 침투했다("잠금되었다"). 2성분 모노필라멘트는 방적시 25데니어였으며 모노필라멘트에 4중량%의 1차 섬유 가공 및 7% 패키지 가공을 사용해서 분당 500m의 공급 롤 속도로 방적했다. 제곱 인치 증기압당 3파운드를 사용하는 증기 처리의 도움을 받아서 감기 전에 모노필라멘트를 20% 이완시켰다. 총 연신율은 4X이었다.
5개의 필라멘트사는 34의 총 데니어를 가졌으며 롤 공급 속도가 분당 420미터이고 1차 가공이 사용되지 않았다는 것을 제외하고는 모든 면에서 유사하게 제조했다.
비등 후 % 신장, 비등 후 % 수축 및 비등 후 % 신장 회복을 하기 표에 기재했다:
사a 사b
방적시 데니어 34 25
#필라멘트 5 1
날개/중심 상호침투 유 유
공급 롤 속도(m/분) 500 420
1차 가공 NY-102 없음
1차 가공 % 4% 0
2차 가공 유형 K-9349 K-9349
2차 가공 % 7% 7%
날개 중합체 Camacari N6 Camacari N6
날개 중합체 첨가제 5% Rilsan 5% Rilsan
날개 부피 % 45 45
날개의 수 5 5
중심 중합체 Pebax 3533SN Pebax 3533SN
중심 부피% 55 55
연신율 4 4
% 면판 이완 20 20
이완 제트 기류 압력계 3psi 3psi
% 비등 후 신장 92 98
% 비등 후 절대 수축 21 19
% 비등 후 회복 90 98
25데니어 모노필라멘트사 5a 및 34데니어 5-필라멘트사 5b를 이음매 없는 원형 편직물 의류 관으로 산토니 Corp.(SANTONI Corp.)(모델 SM-8 TOP) 기계를 사용해서 제작했다. 4개의 모노필라멘트 및 4개의 5-필라멘트사 공급물을 표준 스티치 패턴으로 공급했는데, 여기에서 모노필라멘트사는 부유사로서 사용되어서 팬티 의류의 전형적인 패턴 효과를 낸다. 표준 Memminger IRO 인장기를 사용해서 사 공급 인장을 조절했다. 직물 구조물은 대략 95그램/제곱미터의 경중량의 얇은 직물이었다. SM-8 기계를 15.5인치 그레이지 레이아웃 폭 및 7.5인치의 레이아웃 길이의 관 샘플이 편직되도록 셋팅했다. 그레이지 이음매없는 관을 220℉에서 5분간 직경 8.5인치 원통형 다공성 금속 튜브 형태 위로 오토클레이브에 넣었다. 오토클레이브 증기 처리 도중에 의류 관을 원통 직경과 매치되도록 수축시켰다. 나중에 오토클레이브에 넣은 관 치수는 13.5레이아웃 길이 및 7.5레이아웃 길이였다. 최종 의류 관은 균일하고 뜯김이 없으며 여성의 팬티와 같은 이음매없는 의류 적용처에 적합한 것으로 관찰되었다. 다음과 같은 감촉 신장 성질이 측정되었다.
그레이지 오토클레이브에 넣었을 때
폭 % 신장 70% 85%
폭 신장 % 회복 90% 95%
길이 % 신장 79% 88%
길이 신장 % 회복 86% 95%
의류 힘 최소 보다 높다
상기한 바와 같은 본 발명에 대한 장점을 알게 된 당업계 숙련인은 그에 대해 다양한 변형을 가할 수 있다. 이러한 변형은 첨부된 청구범위에 기재된 바와 같은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해된다.

Claims (20)

  1. 결합된 2성분사 및 동반사를 포함하는 이종 복합사에 있어서, 2성분사는 열가소성 탄성중합체를 포함하는 축 중심 및 축 중심에 부착되고 열가소성 비탄성중합체를 포함하는 다수의 날개를 갖는 1개 이상의 필라멘트를 포함하는 이종 복합사.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 필라멘트가 실질적으로 방사상으로 대칭인 단면을 갖는 복합사.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 필라멘트는 3 내지 8개의 날개를 포함하고, 약 20% 이상의 비등후 신장을 가지며, 섬유를 실질적으로 펴는데 약 10% 미만의 신장을 필요로 하고, 실질적으로 원형인 중심 단면을 가지며, 여기에서 비탄성 날개 중합체 대 탄성중합체 중심 중합체의 중량비가 약 10/90 내지 약 70/30의 범위인 복합사.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 비탄성중합체가 폴리아미드, 비탄성 폴리올레핀 및 폴리에스테르로 구성된 군으로부터 선택되고, 상기 탄성중합체는 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 폴리에스테르 탄성중합체, 열가소성 폴리올레핀, 열가소성 폴리에스테르아미드 탄성중합체 및 열가소성 폴리에테르아미드 탄성중합체로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 복합사.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 비탄성중합체가 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 그의 공중합체, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(테트라메틸렌 테레프탈레이트)로 구성된 군으로부터 선택되고, 상기 탄성중합체는 폴리(테트라메틸렌에테르) 글리콜 또는 폴리(테트라메틸렌-코-2-메틸테트라메틸렌에테르) 글리콜과 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트 및 1,3-프로판 디올 및 1,4-부탄 디올로 구성된 군으로부터 선택되는 디올의 반응 생성물로 구성된 군으로부터 선택되는 복합사.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 2성분 사가 날개의 중심으로의 부착을 개선하기 위한 첨가제를 포함하는 복합사.
  7. 제 1 항의 사를 포함하는 의류 또는 그의 일부분.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 중심이 실질적으로 원형 또는 정다면체의 단면을 갖는 복합사.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 2성분사의 중심이 외부 반지름 R1, 내부 반지름 R2를 포함하고 R1/R2가 약 1.2를 초과하는 복합사.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 R1/R2가 약 1.3 내지 약 2.0의 범위이고, 상기 비탄성중합체 날개 중합체 대 탄성중합체 중심 중합체의 중량비가 약 10/90 내지 약 70/30의 범위이고 비등 후 신장이 약 20% 이상인 복합사.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 동반사가 1종 이상의 폴리아미드, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 비스코스 중합체, 아세테이트, 2성분 필라멘트, 면, 모, 견 및 그의 조합으로부터 형성되는 것인 복합사.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 동반사가 나일론-66, 폴리에스테르, 폴리올레핀 및 천연 섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 복합사.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 2성분사 및 상기 동반사가 인터레이싱(interlacing), 에어 혼합, 에어 혼합 후의 또 하나의 동반사의 가연 텍스춰링(texturing), 동시-에어 텍스춰링 또는 스테이플 블렌딩(staple blending)에 의해 결합되는 복합사.
  14. 1종 이상의 열가소성 비탄성중합체를 포함하는 용융물 및 열가소성 탄성중합체를 포함하는 용융물을 방적돌기를 통과시켜서 탄성중합체를 포함하는 축 중심 및중심에 부착되고 비탄성중합체를 포함하는 다수의 날개를 포함하는 다수의 신장성 합성 중합체 필라멘트를 형성하고, 필라멘트가 방적돌기의 모세관을 나간 후에 필라멘트를 냉각시켜서 필라멘트를 급냉하고, 필라멘트를 수집해서 2성분사를 형성하고, 2성분사를 동반사와 함께 혼합하는 것을 포함하는 이종 복합사의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 혼합이 상기 2성분사 및 상기 동반사를 함께 에어 텍스춰링하는 것을 포함하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 혼합이 상기 2성분사 및 상기 동반사를 함께 에어 엉킴(air entangling)을 하는 것을 포함하는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 2성분 및 상기 제 2 사 중 하나 또는 둘 다가 결합 전에 스테이플사의 형태인 방법.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 급냉 후에, 상기 섬유가 약 20% 이상의 비등 후 신장을 나타내도록 상기 섬유를 열 이완시키는 추가 단계를 포함하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 열 이완은 건조 공기, 뜨거운 물 또는 과대기압 증기의 가열 매질에 의해, 상기 가열 매질이 상기 건조 공기일 때는 약 80℃ 내지 약 120℃의 범위의 온도, 상기 가열 매질이 상기 뜨거운 물일 때는 약 75℃ 내지 약100℃의 범위의 온도 및 상기 가열 매질이 상기 과대기압 증기일 때는 약 101℃ 내지 115℃ 범위의 온도에서 수행되는 방법.
  20. 1종 이상의 2성분 필라멘트를 1종 이상의 다른 필라멘트와 혼합하고, 혼합된 필라멘트로부터 합성 중합체사를 형성하는 것을 포함하는 합성 중합체사의 제조 방법에 있어서, 상기 2성분 필라멘트가 열가소성 탄성중합체를 포함하는 축 중심 및 중심에 부착되고 열가소성 비탄성중합체를 포함하는 다수의 날개를 포함하는 합성 중합체사의 제조 방법.
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