KR20080034469A - 상이한 밀도의 섬유 영역을 포함하는 부직포 및 그의 제조방법 - Google Patents

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KR20080034469A
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fibers
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그레고리 제이 톰슨
데이비드 이 웬스트럽
샤 엔 후다
큉홍 제시카 안
스털링 알 멘쉬
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밀리켄 앤드 캄파니
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Abstract

섬유-함유 단일 복합체는 (a) 다수의 제 1 결합제 섬유(114) 및 다수의 인피 섬유(118)를 포함하는 제 1 영역(102); (b) 다수의 제 2 결합제 섬유(116) 및 다수의 인피 섬유를 포함하는, 제 1 영역위에 배치된 제 2 영역(106); 및 (c) 제 1 영역과 제 2 영역 사이에 배치된 전이 영역(104)을 포함한다. 전이 영역은 일정 농도의 제 1 결합제 섬유(114), 제 2 결합제 섬유(116) 및 인피 섬유(118)를 포함한다. 제 1 전이 영역중 제 1 결합제 섬유의 농도는 제 1 영역 부근에서 가장 크고 제 2 영역 부근에서 가장 작으며, 제 1 전이 영역중 제 2 결합제 섬유 및 인피 섬유의 농도는 제 2 영역 부근에서 가장 크고 제 1 영역 부근에서 가장 작다. 섬유-함유 단일 복합체를 제조하는 방법도 또한 개시되어 있다.

Description

상이한 밀도의 섬유 영역을 포함하는 부직포 및 그의 제조 방법{NON-WOVEN FABRIC COMPRISING REGIONS OF FIBERS OF DIFFERENT DENSITIES AND METHOD FOR MAKING THE SAME}
본 발명은 섬유-함유 복합체(예를 들면, 천연 섬유-함유 복합체), 그로 제조된 물질, 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
발명의 요약
섬유-함유 단일 복합체가 본원에 기술된다. 첫 번째 태양으로, 섬유-함유 단일 복합체는 제 1 영역, 제 1 영역 위에 배치된 제 2 영역, 및 제 1 영역과 제 2 영역 사이에 배치된 제 1 전이 영역을 포함한다. 제 1 영역은 다수의 제 1 열가소성 결합제 섬유 및 다수의 인피 섬유를 포함하고, 제 2 영역은 다수의 제 2 결합제 섬유 및 다수의 인피 섬유를 포함한다. 제 1 전이 영역은 일정 농도의 제 1 결합제 섬유, 제 2 결합제 섬유 및 인피 섬유를 포함한다. 제 1 전이 영역중 제 1 결합제 섬유의 농도는 제 1 영역 부근에서 가장 크고 제 2 영역 부근에서 가장 작으며, 제 1 전이 영역중 제 2 결합제 섬유의 농도는 제 2 영역 부근에서 가장 크고 제 1 영역 부근에서 가장 작다.
또 다른 태양에서, 상기 복합체는 상기 제 2 영역위에 배치된, 결합제 물질을 포함하는 제 3 영역을 포함한다. 특정 태양에서, 제 3 영역중 결합제 물질은 제 3 결합제 섬유를 포함하고, 복합체는 제 2 영역과 제 3 영역 사이에 배치된 제 2 전이 영역을 포함한다. 상기 태양에서, 제 2 전이 영역은 일정 농도의 제 2 결합제 섬유, 인피 섬유 및 제 3 결합제 섬유를 포함한다. 제 2 전이 영역중 제 2 결합제 섬유의 농도는 제 2 영역 부근에서 가장 크고 제 3 영역 부근에서 가장 작으며, 제 2 전이 영역중 제 3 결합제 섬유의 농도는 제 3 영역 부근에서 가장 크고 제 2 영역 부근에서 가장 작다.
본원에 기술된 섬유-함유 단일 복합체의 또 다른 태양에서, 상기 복합체는 상기 제 3 영역위에 배치된 제 4 영역, 제 3 영역과 제 4 영역사이에 배치된 제 3 전이 영역, 상기 제 4 영역위에 배치된 제 5 영역, 및 제 4 영역과 제 5 영역사이에 배치된 제 4 전이 영역을 포함한다. 제 4 영역은 다수의 제 2 결합제 섬유 및 다수의 인피 섬유를 포함하고, 제 5 영역은 제 1 결합제 물질 및 다수의 인피 섬유를 포함한다. 제 3 전이 영역은 일정 농도의 제 2 결합제 섬유, 인피 섬유 및 제 3 결합제 섬유를 포함한다. 제 3 전이 영역중 제 3 결합제 섬유의 농도는 제 3 영역 부근에서 가장 크고 제 4 영역 부근에서 가장 작으며, 제 3 전이 영역중 제 2 결합제 섬유의 농도는 제 4 영역 부근에서 가장 크고 제 3 영역 부근에서 가장 작다. 제 4 전이 영역은 일정 농도의 제 2 결합제 섬유, 인피 섬유 및 제 1 결합제 섬유를 포함한다. 제 4 전이 영역중 제 2 결합제 섬유의 농도는 제 4 영역 부근에서 가장 크고 제 5 영역 부근에서 가장 작으며, 제 4 전이 영역중 제 1 결합제 섬 유의 농도는 제 5 영역 부근에서 가장 크고 제 4 영역 부근에서 가장 작다.
섬유-함유 단일 복합체의 제조 방법도 또한 본원에 기술된다. 한 태양에서, 상기 방법은 제 1 선형 밀도를 갖는 다수의 제 1 결합제 섬유, 제 2 선형 밀도를 갖는 다수의 제 2 결합제 섬유, 및 다수의 인피 섬유를 제공하는 단계를 포함한다. 그 다음, 다수의 제 1 결합제 섬유, 제 2 결합제 섬유 및 인피 섬유를 블렌딩하여 섬유 블렌드를 생성하고, 이어서 섬유 블렌드를 이동 벨트위로 사출시켜 섬유-함유 단일 복합체를 생성시킨다. 상기 방법에서, 제 2 선형 밀도는, 섬유들이 상이한 상대 농도의 섬유들을 포함하는 영역 또는 층에서 이동 벨트위에 배치되도록, 제 1 선형 밀도보다 더 클 수 있다.
본원에 기술된 방법의 또 다른 태양에서, 제 1 단계는 제 3 선형 밀도를 갖는 다수의 제 3 결합제 섬유를 제공하는 것을 포함하고, 제 2 단계는 다수의 제 1, 제 2 및 제 3 결합제 섬유 및 인피 섬유를 블렌딩하여 섬유 블렌드를 생성하는 것을 포함한다. 이어서, 생성된 섬유 블렌드를 첫 번째 방법 태양에서 사용된 바와 동일하거나 유사한 방법으로 이동 벨트위로 사출시킨다. 상기 태양에서, 제 3 선형 밀도는 제 1 및 제 2 선형 밀도보다 더 클 수 있다.
본원에 기술된 방법의 또 다른 태양에서, 상기 방법은 또한 가열된 공기를 전술한 태양들에 의해 생성된 섬유-함유 단일 복합체에 통과시켜 제 1, 제 2 및 제 3 결합제 섬유를 적어도 부분적으로 용융시키는 단계를 포함한다.
본원에 기술된 방법의 또 다른 태양에서, 상기 방법은 또한 전술한 태양에서 생성된 섬유-함유 단일 복합체를 가열하여 제 1, 제 2 및 제 3 결합제 섬유를 더 용융시키고, 복합체를 압축하여 그중에 함유된 섬유를 압축된 상태로 유지시키는 단계를 포함한다.
본원에 기술된 방법의 또 다른 태양으로, 상기 방법은 섬유-함유 단일 복합체를 복합체의 z-방향에 평행한 면을 따라 절단하여 적어도 제 1 구획 및 제 2 구획을 형성시키는 단계를 포함한다. 이어서, 제 1 구획을 제 2 구획의 상단위에 위치시키고, 적층된 구획들을 동시에 압축 및 가열한다. 절단 단계에 의해 형성된 제 1 및 제 2 구획은 각각 이들이 절단되는 섬유-함유 단일 복합체의 제 1 영역, 제 1 전이 영역, 제 2 영역, 제 2 전이 영역 및 제 3 영역을 포함하며, 제 1 구획은 제 1 구획의 제 3 영역이 제 2 구획의 제 3 영역에 인접하도록 제 2 구획의 상단위에 배치된다. 또는, 제 1 구획은 제 1 구획의 제 1 영역이 제 2 구획의 제 1 영역과 인접하도록 제 2 구획의 상단위에 배치될 수 있다. 가열 단계에서, 상기 구획들에 함유된 제 1, 제 2 및 제 3 결합제 섬유를 더 용융시키고, 제 1 및 제 2 구획의 대향 영역들을 서로 융합시킨다. 이어서, 제 1 및 제 2 구획중의 섬유들을 압축 상태로 유지하기 위해 복합체를 압축시킨다.
도 1은 본 명세서에 기술된 섬유-함유 단일 복합체의 횡단면도이다.
도 2는 본 명세서에 기술된 섬유-함유 단일 복합체의 횡단면도이다.
도 3은 섬유-함유 단일 복합체를 제조하는 방법의 단계들을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 명세서에 기술된 방법을 수행하기에 적합한 장치의 정면도이다.
도 5는 본 명세서에 기술된 섬유-함유 단일 복합체의 횡단면도이다.
섬유-함유 단일 복합체가 본원에 기술된다. 본원에서 섬유-함유 복합체에 대해 사용된 바와 같이, 용어 "단일"은 복합체의 열거된 영역들이 인접 영역(들)로부터 이들을 분리하는 명백한 경계를 갖는 층을 형성하지 않는다는 것을 말한다. 오히려, 열거된 영역들은 상이한 섬유들이 상이한 농도로 함유된 복합체의 부분들을 지칭하는데 사용된다. 보다 특히, 열거된 영역들은 상이한 섬유들이 주를 이루거나 또는 섬유들의 농도 구배(예를 들면, 특정 섬유의 농도가 복합체 두께에 따라 어떻게 변하는지)가 복합체의 인접 부분들(즉, 위 및/또는 아래의 부분들)과 상이한 복합체 두께의 부분들을 지칭하기 위해 사용된다. 또한, 본원에서 복합체는 특정 영역에 특정 섬유를 함유하는 것으로 기술되지만, 당해 분야에 통상의 기술을 가진 자리면 복합체의 각 영역은 복합체에 존재하는 섬유들 중 어느 하나를 함유할 수 있음을 인지할 것이다. 그럼에도 불구하고, 특정 섬유 또는 섬유 혼합물이 복합체 두께의 특정 부분에서 주를 이룰 것이며, 본원에 기술된 열거된 영역들은 복합체의 이러한 부분들을 지칭하기 위한 것이다.
도면에서 유사한 참조 번호는 여러 도면 전체에 걸쳐 유사한 부분을 나타내는데, 이제 도면을 참고로 하여, 섬유-함유 단일 복합체(100)의 한 태양은, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 영역(102), 제 1 영역(102) 위에 배치된 제 2 영역(106), 제 1 영역(102)과 제 2 영역(106) 사이에 배치된 제 1 전이 영역(104), 및 제 2 영역(106) 위에 배치된 제 3 영역(110)을 포함한다. 제 1 영역(102)은 다수의 제 1 결합제 섬유(114)로 나타낸 결합제 물질, 및 다수의 인피 섬유(118)를 포함하고, 제 2 영역(106)은 다수의 제 2 결합제 물질(116) 및 다수의 인피 섬유(118)를 포함하며, 제 3 영역(110)은 다수의 제 3 결합제 섬유(120) 및 다수의 인피 섬유(118)를 포함한다. 제 1 전이 영역(104)은 일정 농도의 제 1 결합제 섬유(114), 제 2 결합제 섬유(116) 및 인피 섬유(118)를 포함한다. 제 1 전이 영역(104)중 제 1 결합제 섬유(114)의 농도는 제 1 영역(102) 부근에서 가장 크고 제 2 영역(106) 부근에서 가장 작으며, 제 1 전이 영역(104)중 제 2 결합제 섬유(116)의 농도는 제 2 영역(106) 부근에서 가장 크고 제 1 영역(102) 부근에서 가장 작다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "인피 섬유(bast fiber)"는 주로 식물의 인피부로부터 수득되는 강한 목질 섬유를 말한다. 적당한 인피 섬유로는 황마, 양마, 대마, 아마, 모시, 로젤 및 그의 혼합물이 포함되나, 이로 한정되지는 않는다. 다른 적당한 인피 섬유로는 잎 섬유(예를 들면, 사이잘, 바나나 잎, 풀(예, 대나무) 또는 파인애플 잎으로부터 유도된 섬유), 짚 섬유(예를 들면, 밀짚, 볏짚, 보리짚 또는 사탕수수 줄기로부터 유도된 섬유), 및 껍질 섬유(예를 들면, 옥수수 껍질, 버개스(bagasse)(사탕수수) 또는 코코넛 껍질로부터 유도된 섬유)가 포함되나, 이로 한정되지는 않는다. 특정 태양에서, 인피 섬유는 황마이다. 섬유-함유 복합체는 임의의 적정량의 인피 섬유(들)을 함유할 수 있다. 예를 들면, 인피 섬유는 섬유-함유 복합체의 총 중량의 약 30 내지 약 70 중량%, 약 30 내지 약 60 중량%, 또는 약 60 중량%를 구성할 수 있다. 개시된 섬유-함유 복합체 및 방법에 사용하기에 적당한 인피 섬유는 임의의 적당한 선형 밀도(즉, 데니어)를 가질 수 있다. 예를 들면, 인피 섬유는 약
Figure 112008011418984-PCT00001
dtex(8 데니어) 내지 약 20 dtex(18 데니어)의 선형 밀도를 가질 수 있다.
섬유-함유 복합체에 함유된 결합제는 임의의 적당한 결합제 물질일 수 있다. 예를 들면, 결합제 물질은 가열될 때 복합체내에 함유된 섬유들이 서로 결합되도록 적어도 부분적으로 용융될 수 있는 열가소성 물질일 수 있다. 적당한 열가소성 결합제 물질로는 폴리에스터(예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 글라이콜-개질된 PET(PETG)), 폴리아마이드(예를 들면, 나일론 6 또는 나일론 6,6), 폴리에틸렌(예를 들면, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)), 폴리프로필렌, 폴리락트산, 폴리(1,4-사이클로헥세인다이메틸렌 테레프탈레이트)(PCT) 및 그의 혼합물이 포함되나, 이로 한정되지는 않는다.
상기에서 언급했듯이, 섬유-함유 단일 복합체에 함유된 결합제 물질은 결합제 섬유의 형태로 제공될 수 있다. 섬유-함유 복합체에 함유된 결합제 섬유는 임의의 적당한 결합제 섬유일 수 있다. 예를 들면, 결합제 섬유는 가열될 때 적어도 부분적으로 용융되어, 결합제 섬유와 인피 섬유가 섬유-함유 복합체내에서 상호연결될 수 있는 수단을 제공할 수 있는 열가소성 물질을 포함할 수 있다. 적당한 열가소성 결합제 섬유로는 폴리에스터 섬유(예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 또는 글라이콜-개질된 PET(PETG) 섬유), 폴리아마이드 섬유(예를 들면, 나일론 6 또는 나일론 6,6), 폴리에틸렌 섬유(예를 들면, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 함유하는 섬유), 폴리프로필렌 섬유, 폴리락트산 섬유, 폴리(1,4-사이클로헥세인다이메틸렌 테레프탈레이트)(PCT)를 함유하는 섬유, 셀룰로스 섬유(예를 들면, 레이온 섬유), 1,3-프로페인다이올 테레프탈레이트를 함유하는 섬유 및 그의 혼합물이 포함된다. 적당한 결합제 섬유로는 또한 이성분 결합제 섬유(예를 들면, 열가소성 외피를 포함하는 이성분 결합제 섬유), 및 비교적 저용융 유량을 갖는 열가소성 결합제 섬유가 포함되나, 이로 한정되지는 않는다. 적당한 이성분 섬유로는 외피가 섬유의 코어보다 낮은 융점을 갖는 이성분, 외피-코어(sheath-core) 섬유가 포함된다. 예를 들면, 이성분, 외피-코어 섬유는 폴리에틸렌 외피(예를 들면, 고밀도 폴리에틸렌 외피) 및 폴리프로필렌 또는 폴리에스터 코어를 가질 수 있다. 다른 적당한 이성분 섬유로는 PET 공중합체 외피 및 PET 코어, PCT 외피 및 폴리프로필렌 코어, PCT 외피 및 PET 코어, PETG 외피 및 PET 코어, HDPE 외피 및 PET 코어, HDPE 외피 및 폴리프로필렌 코어, LLDPE 외피 및 PET 코어, 폴리프로필렌 외피 및 PET 코어, 또는 나일론 6 외피 및 나일론 6,6 코어를 갖는 섬유가 포함된다. 상기 섬유를 개시된 복합체에 사용하는 경우, 이성분 섬유의 코어는 그의 섬유상 구조를 유지하면서, 이성분 섬유의 외피가 용융되어 복합체 내의 인접 섬유들 사이에 연결부를 제공하도록, 복합체를 가열할 수 있다. 상기 언급했듯이, 결합제 섬유는 열가소성 물질이 비교적 저용융 유량을 갖는 열가소성 결합제 섬유일 수 있다. 예를 들면, 열가소성 섬유의 용융 유량은, 예를 들면, "압출 가소도계에 의한 열가소성물질의 용융 유량의 표준 시험 방법(Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer)"란 명칭의 ASTM 표준 D1238에 따라 측정할 때, 약 18 g/10 분 이하(예를 들면, 약 8 g/10 분 이하)일 수 있다. 상기 섬유를 개시된 복합체에 사용하는 경우, 열가소성 물질의 비교적 낮은 용융 유량에 의해 결합제 섬유의 그의 섬유상 구조를 유지하면서, 열가소성 결합제 섬유들이 적어도 부분적으로 용융되어 인접 섬유들 사이에 연결부를 제공하도록 복합체를 가열할 수 있다.
폴리올레핀과 같은 열가소성 물질로부터 제조된 적당한 결합제 물질은 또한 커플링제, 상용화제(compatabilizing agent) 및/또는 혼합제를 함유할 수 있다. 어떤 특정 이론에 결부되길 바라는 것은 아니지만, 상기 물질들은 인피 섬유와 결합제 물질 사이의 상호작용 및/또는 결합을 개선하여, 보다 우수한 기계적 성질을 갖는 복합체를 생성할 수 있는 것으로 생각된다. 적당한 커플링제, 상용화제 및 혼합제로는 티타늄 알콜레이트; 인산, 아인산, 포스폰산 및 규산의 에스터; 지방족, 방향족 및 지환족 산의 금속염 및 에스터; 에틸렌/아크릴산 또는 메타크릴산; 아크릴산 또는 메타크릴산의 에틸렌/에스터; 에틸렌/비닐 아세테이트 수지; 스타이렌/말레산 무수물 수지 또는 그의 에스터; 아크릴로나이트릴뷰타다이엔 스타이렌 수지; 메타크릴레이트/뷰타다이엔 스타이렌 수지(MBS), 스타이렌 아크릴로나이트릴 수지(SAN); 뷰타다이엔아크릴로나이트릴 공중합체; 및 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 개질된 중합체가 포함되나, 이로 한정되지는 않는다. 상기 중합체는 극성 단량체, 예를 들면, 말레산 무수물 또는 그의 에스터, 아크릴산 또는 메타크릴산 또는 그의 에스터, 비닐아세테이트, 아크릴로나이트릴 및 스타이렌을 포함한 반응기에 의해 개질된다. 특정한 가능한 바람직한 태양에서, 복합체에 함유된 결합제 섬유 또는 결합제 섬유의 적어도 일부분은 폴리올레핀(예를 들면, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌) 또는 그 위에 그래프트된 말레산 무수물(MAH)을 갖는 그의 공중합체이다.
커플링제, 상용화제 및/또는 혼합제는 결합제 섬유중에 임의의 적정량으로 존재할 수 있다. 예를 들면, 상기 물질들은 결합제 섬유중에 결합제 섬유의 총 중량을 기준으로 약 0.01 중량% 이상, 약 0.1 중량% 이상, 또는 약 0.2 중량% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 상기 물질들은 또한 결합제 섬유중에 결합제 섬유의 총 중량을 기준으로 약 20 중량% 이하, 약 10 중량% 이하, 또는 약 5 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 특정한 가능한 바람직한 태양에서, 결합제 섬유는 결합제 섬유의 총 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 20 중량% 또는 약 0.1 내지 약 10 중량%의 커플링제, 상용화제 및/또는 혼합제를 함유한다. 결합제 섬유에 포함된 커플링제, 상용화제 및/또는 혼합제의 양은 섬유가 제조되는 중합체의 몰 당 존재하는 커플링제, 상용화제 및/또는 혼합제의 몰수의 항목으로 나타낼 수 있다. 특정한 가능한 바람직한 태양에서, 결합제 섬유가 폴리프로필렌 및 말레산 무수물 커플링제를 포함하는 경우, 결합제 섬유는 폴리프로필렌 중합체 몰 당 약 5 내지 약 50 몰의 말레산 무수물을 함유할 수 있다.
본 발명의 섬유-함유 복합체는 전술한 결합제 섬유의 임의의 적당한 혼합물을 함유할 수 있다. 예를 들면, 복합체 또는 복합체의 특정 영역내에 함유된 결합제 섬유는 모두 실질적으로 동일한 조성 또는 구성을 가질 수 있거나, 또는 섬유는 상이한 조성을 갖는 섬유들의 혼합물일 수 있다. 특정한 가능한 바람직한 태양에서, 복합체 또는 복합체의 특정 영역내에 함유된 결합제 섬유는 (전술한 바와 같이) 그 위에 그래프트된 MAH를 갖는 폴리프로필렌 결합제 섬유일 수 있으며, 각 영역(들) 내의 섬유는 하기에 나타낸 선형 밀도를 갖는다. 특정한 다른 태양에서, 복합체 또는 복합체의 특정 영역내에 함유된 결합제 섬유는 그 위에 그래프트된 MAH를 갖는 폴리프로필렌 결합제 섬유와 제 2 유형의 열가소성 결합제 섬유, 예를 들면, 폴리에틸렌 섬유, 폴리에스터 섬유, 또는 이성분 결합제 섬유(전술한 바와 같다)의 혼합물일 수 있다. 복합체중 섬유의 적절한 블렌드를 확인하기 위한 신속한 시각적 도움을 제공하기 위해, 조성물을 생성하기 위해 사용된 상이한 유형의 섬유들(예를 들면, 상이한 밀도 및/또는 상이한 조성을 갖는 결합제 섬유)은 각각 상이한 색으로 제공될 수 있다. 그러므로, 복합체의 적절한 영역중 각각의 섬유의 존재는 제조시 또는 제조후에 복합체의 시각적 검사시 신속히 확인될 수 있다.
섬유-함유 복합체에 함유된 결합제 섬유는 임의의 적당한 선형 밀도 또는 선형 밀도의 조합을 가질 수 있다. 특정 태양에서, 복합체에 함유된 상이한 결합제 섬유 유형은 각각 상이한 선형 밀도를 가질 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 결합제 섬유(114)는 제 2 결합제 섬유(116)의 선형 밀도보다 낮은 선형 밀도를 가질 수 있다. 상기 태양에서, 제 1 결합제 섬유(114)는 약
Figure 112008011418984-PCT00002
dtex(6 데니어) 이하[예를 들면, 약
Figure 112008011418984-PCT00003
dtex(0.5 데니어) 내지 약
Figure 112008011418984-PCT00004
dtex(6 데니어)]의 선형 밀도를 가질 수 있고, 제 2 결합제 섬유(116)는 약
Figure 112008011418984-PCT00005
dtex(6 데니어) 내지 약
Figure 112008011418984-PCT00006
dtex(22 데니어)의 선형 밀도를 가질 수 있다. 특정 태양에서, 제 1 결합제 섬유는 약
Figure 112008011418984-PCT00007
dtex(1.5 데니어)의 선형 밀도를 가질 수 있고, 제 2 결합제 섬유는 약
Figure 112008011418984-PCT00008
dtex(10 데니어)의 선형 밀도를 가질 수 있다. 본원에 기술된 섬유-함유 복합체는 임의의 적정량의 결합제 섬유를 포함할 수 있다. 예를 들면, 결합제 섬유는 복합체의 총 중량의 약 30 내지 약 70 중량%, 약 30 내지 약 60 중량%, 또는 약 40 중량%를 구성할 수 있다.
제 3 영역에 함유된 결합제 물질은 임의의 적당한 결합제 물질일 수 있다. 예를 들면, 결합제 물질은 제 2 영역의 상부 표면에 적층된 열가소성 물질의 층을 포함할 수 있다. 상기 층은, 예를 들면, 열가소성 입자를 제 2 영역의 상부 표면위에 배치하고, 입자들을 적어도 부분적으로 용융시켜 이들을 제 2 영역에 함유된 섬유에 결합시킴으로써 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제 3 영역(110)내의 결합제 물질은 제 3 결합제 섬유(120)를 포함할 수 있고, 복합체(100)는 제 2 영역(106)과 제 3 영역(110) 사이에 배치된 제 2 전이 영역(108)을 포함할 수 있다. 상기 태양에서, 제 2 전이 영역(108)은 일정 농도의 제 2 결합제 섬유(116), 인피 섬유(118) 및 제 3 결합제 섬유(120)를 포함한다. 제 2 전이 영역(108)중 제 2 결합제 섬유(116)의 농도는 제 2 영역(106) 부근에서 가장 크고 제 3 영역(110) 부근에서 가장 작으며, 제 2 전이 영역(108)중 제 3 결합제 섬유의 농도는 제 3 영역(110) 부근에서 가장 크고 제 2 영역(106) 부근에서 가장 작다.
복합체(100)의 전술한 제 3 영역(110)에 사용하기에 적당한 결합제 섬유는 제 1 및 제 2 결합제 섬유로서 사용하기에 적당한 것으로 전술한 것들을 포함하여 임의의 적당한 결합제 섬유일 수 있다. 제 1 및 제 2 결합제 섬유에서와 같이, 제 3 결합제 섬유는 임의의 적합한 선형 밀도를 가질 수 있다. 특정 태양에서, 제 3 결합제 섬유(120)는 제 1 및 제 2 결합제 섬유(114), (116)의 선형 밀도보다 큰 선형 밀도를 갖는다. 예를 들면, 제 3 결합제 섬유(120)는 약
Figure 112008011418984-PCT00009
dtex(22 데니어) 이상[예를 들면, 약
Figure 112008011418984-PCT00010
dtex(22 데니어) 내지 약
Figure 112008011418984-PCT00011
dtex(65 데니어)]의 선형 밀도를 가질 수 있다. 특정 태양에서, 제 3 결합제 섬유는 약
Figure 112008011418984-PCT00012
dtex(32 데니어)의 선형 밀도를 가질 수 있다.
본원에 기술된 섬유-함유 단일 복합체는 임의의 적당한 중량 및 밀도를 가질 수 있다. 예를 들면, 복합체는 약 500 내지 약 2000 g/m2, 약 500 내지 약 1500 g/m2, 또는 약 600 내지 약 1200 g/m2의 중량을 가질 수 있다. 특정 태양에서, 섬유-함유 단일 복합체는 약 0.08 내지 약 2 g/cm2, 약 0.08 내지 약 1.5 g/cm2, 약 0.2 내지 약 1.5 g/cm2, 약 0.2 내지 약 0.7 g/cm2 또는 약 0.25 내지 약 0.6 g/cm2의 밀도를 가질 수 있다.
본원에 기술된 섬유-함유 단일 복합체의 또 다른 태양에서, 복합체는 복합체의 제 3 영역위에 배치된 제 4 및 제 5 영역 및 제 3 및 제 4 전이 영역을 포함한다. 상기 태양에서, 복합체의 추가의 층(즉, 제 4 및 제 5 영역 및 제 3 및 제 4 전이 영역)은 전술한 복합체의 제 1 및 제 2 영역 및 제 1 및 제 2 전이 영역의 거울상을 닮을 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 복합체(200)는 도 1에 도시된 태양과 유사한, 제 1 영역(202), 제 1 전이 영역(204), 제 2 영역(206), 제 2 전이 영역(208) 및 제 3 영역(210)을 포함한다. 특히, 제 1 영역(202)은 다수의 제 1 결합제 섬유(220) 및 다수의 인피 섬유(224)를 포함하고, 제 2 영역(206)은 다수의 제 2 결합제 섬유(222) 및 다수의 인피 섬유(224)를 포함하며, 제 3 영역(210)은 다수의 제 3 결합제 섬유(226) 및 다수의 인피 섬유(224)를 포함한다. 제 1 전이 영역(204)은 일정 농도의 제 1 결합제 섬유(220), 제 2 결합제 섬유(222) 및 인피 섬유(224)를 포함한다. 제 1 전이 영역(204)중 제 1 결합제 섬유(220)의 농도는 제 1 영역(202) 부근에서 가장 크고 제 2 영역(206) 부근에서 가장 작으며, 제 1 전이 영역(204)중 제 2 결합제 섬유(222)의 농도는 제 2 영역(206) 부근에서 가장 크고 제 1 영역(202) 부근에서 가장 작다.
상기 영역들 이외에, 복합체(200)는 상기 제 3 영역(210)위에 배치된 제 4 영역(214), 제 3 영역(210)과 제 4 영역(214)사이에 배치된 제 3 전이 영역(212), 상기 제 4 영역(214) 위에 배치된 제 5 영역(218), 및 제 4 영역(214)과 제 5 영역(218)사이에 배치된 제 4 전이 영역(216)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 4 영역(214)은 다수의 제 2 결합제 섬유(222) 및 다수의 인피 섬유(224)를 포함하고, 제 5 영역(218)은 다수의 제 1 결합제 섬유(220) 및 다수의 인피 섬유(224)를 포함한다. 제 3 전이 영역(212)은 일정 농도의 제 2 결합제 섬유(222), 인피 섬유(224) 및 제 3 결합제 섬유(226)를 포함한다. 제 3 전이 영역(212)중 제 3 결합제 섬유(226)의 농도는 제 3 영역(210) 부근에서 가장 크고 제 4 영역(214) 부근에서 가장 작으며, 제 3 전이 영역(212)중 제 2 결합제 섬유(222)의 농도는 제 4 영역(214) 부근에서 가장 크고 제 3 영역(210) 부근에서 가장 작다. 제 4 전이 영역(216)은 일정 농도의 제 2 결합제 섬유(222), 인피 섬유(224) 및 제 1 결합제 섬유(220)를 포함한다. 제 4 전이 영역(216)중 제 2 결합제 섬유(222)의 농도는 제 4 영역(214) 부근에서 가장 크고 제 5 영역(218) 부근에서 가장 작으며, 제 4 전이 영역(216)중 제 1 결합제 섬유(220)의 농도는 제 5 영역(218) 부근에서 가장 크고 제 4 영역(214) 부근에서 가장 작다.
섬유-함유 단일 복합체는 상기 열거한 것 이외에 다른 섬유들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 생성된 복합체의 난연성을 증가시키기 위해, 복합체는 추가로 난연성 섬유를 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "난연성 섬유"는 ISO 4589-1에 의해 측정할 때, 약 20.95이상의 한계 산소 지수(Limiting Oxygen Index, LOI)를 갖는 섬유를 말한다. 또는, 복합체에 함유된 섬유(예를 들면, 인피 섬유 및/또는 결합제 섬유)는 복합체의 난연성을 증가시키기 위해 난연제로 처리될 수 있다. 또한, 다른 특정 태양에서, 복합체는 인피 섬유 이외에 또는 인피 섬유 대신에, 동물 공급원에서 유래된 섬유, 예를 들면, 울, 실크 또는 깃털(예를 들면, 깃촉에서 분리된 닭 깃털)을 포함할 수 있다.
특정한 가능한 바람직한 태양에서, 섬유-함유 복합체는 복합체의 하나 이상의 표면위에 배치된 스크림(scrim)을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 섬유-함유 복합체(500)는 제 1 영역(102)에 인접한 복합체 표면위에 배치된 스크림(530)을 포함한다. 스크림(530)은 임의의 적당한 접착제(도시하지 않음)를 사용하여 복합체(500)의 제 1 영역(102)에 인접한 표면에 부착되거나, 또는 스크림(530)은 복합체(500)의 제 1 영역(102)중의 부분 용융된 결합제 섬유(114)에 의해 복합체(500)의 제 1 영역(102)에 인접한 표면에 부착될 수 있다. 제 1 영역(102)에 인접한 표면위에 배치된 스크림(530)을 갖는 복합체를 도 5에 도시하였지만, 특정한 다른 태양에서, 스크림은 복합체의 제 3 영역에 인접한 복합체 표면 위에 배치될 수 있다. 특정한 다른 태양에서, 제 1 스크림이 복합체의 제 1 영역에 인접한 복합체 표면위에 배치될 수 있고, 제 2 스크림이 복합체의 제 3 영역에 인접한 복합체 표면위에 배치될 수 있다.
섬유-함유 복합체에 사용된 스크림은 임의의 적합한 물질일 수 있다. 예를 들면, 스크림은 천연 섬유, 합성 섬유 또는 그의 혼합물을 포함하는 직물, 니트, 또는 부직포 직물일 수 있다. 특정한 가능한 바람직한 태양에서, 스크림(530)중의 섬유(532)는 복합체에 함유된 결합제 섬유보다 높은 용융 온도를 갖는 열가소성 섬유이다. 예를 들면, 스크림에 적합한 열가소성 섬유는 약 200 ℃ 이상의 용융 온도, 및 승온에서의 높은 열 안정성 및 낮은 열 변형성을 가질 수 있다. 특정한 가능한 바람직한 태양에서, 스크림은 폴리에스터 섬유와 같은 다수의 열가소성 섬유를 포함하는 부직포 직물이다. 보다 특히, 스크림은 다수의 스펀본드(spunbond) 열가소성(예, 폴리에스터) 섬유를 포함하는 부직포 직물일 수 있다. 복합체에 적합한 스크림은 임의의 적당한 중량을 가질 수 있다. 예를 들면, 스크림은 약 15 내지 약 35 g/m2 또는 약 17 내지 약 34 g/m2의 중량을 가질 수 있다.
전술한 섬유-함유 단일 복합체는 다양한 용도에 사용될 수 있다. 예를 들면, 복합체는 자동차 헤드라이너, 자동차 도어 패널, 사무실 가구에 사용되는 패널 등의 기재로서 사용될 수 있다. 한 태양에서, 복합체는 자동차 헤드라이너용 구조 지지체를 포함할 수 있다. 상기 태양에서, 복합체는 추가의 접착제를 사용하거나 사용하지 않고 한쪽 표면에 부착된 직물 층을 가질 수 있다. 예를 들면, 특정 태양에서, 복합체의 표면위에 배치된 결합제 물질은 직물이 복합체 표면에 부착되기에 충분한 점착성을 제공할 수 있다. 상기 자동차 헤드라이너는 또한 복합체와 직물 층 사이에 배치된 발포체 또는 다른 적당한 물질(예, 배팅)을 포함할 수 있다.
섬유-함유 단일 복합체의 제조 방법도 또한 본원에 기술된다. 한 태양에서, 상기 방법은 제 1 선형 밀도를 갖는 다수의 제 1 결합제 섬유, 제 2 선형 밀도를 갖는 다수의 제 2 결합제 섬유, 및 다수의 인피 섬유를 제공하는 단계를 포함한다. 그 다음, 다수의 제 1 결합제 섬유, 제 2 결합제 섬유 및 인피 섬유를 블렌딩하여 섬유 블렌드를 생성하고, 이어서 섬유 블렌드를 이동 벨트위로 사출시켜 섬유-함유 단일 복합체를 생성시킨다. 상기 방법에서, 제 2 선형 밀도는 실질적으로, 섬유들이 상이한 상대 농도의 섬유들을 포함하는 영역 또는 층에서 이동 벨트위에 배치되도록, 제 3 선형 밀도와 같고 제 1 선형 밀도보다 더 클 수 있다.
전술한 방법을 수행하기에 적합한 장치가 도 4에 도시되어 있다. 전술한 방법을 수행하기에 적합한 것으로 밝혀진 장치의 상업적으로 시판하는 부품은 페러 아게(Fehrer AG)(오스트리아 린츠)의 "케이-12 하이-로프트 랜덤 카드(K-12 HIGH-LOFT RANDOM CARD)"이다. 도 4에 도시된 장치(400)에서, 결합제 섬유 및 인피 섬유를 적절한 비율로 블렌딩하여 공급 슈트(shute)(410)에 도입한다. 공급 슈트(410)는 블렌딩된 섬유를, 균일한 두께 또는 배트의 섬유를 실린더(420)를 포함하는 공기 적층기(air lay machine)로 수송하는 횡단 벨트(440)로 운반한다. 실린더(420)는 회전하여 블렌딩된 섬유를 수거 벨트(430)쪽으로 옮긴다. 수거 벨트(430)는 전형적으로 그 표면에 다수의 천공을 포함하여(도시하지 않음) 벨트를 가로질러 진공이 생겨 섬유가 수거 벨트(430)위에 적절히 정착하는 것을 도울 수 있다. 실린더(420)의 회전은 보다 높은 선형 밀도를 갖는 섬유를 더 낮은 선형 밀도를 갖는 섬유보다 수거 벨트(430)를 따라 더 먼 거리를 옮길 수 있다. 그 결과, 수거 벨트(430)위에 수거된 섬유-함유 단일 복합체(100)는 수거 벨트(430)에 인접하여 더 낮은 밀도를 갖는 섬유의 농도가 더 클 것이며, 수거 벨트(430)로부터 떨어질수록 높은 선형 밀도를 갖는 섬유의 농도가 더 클 것이다. 일반적으로, 섬유간의 선형 밀도 차이가 클수록, 섬유 분포에서 구배가 더 크다.
본원에 기술된 방법의 또 다른 태양에서, 제 1 단계는 제 3 선형 밀도를 갖는 다수의 제 3 결합제 섬유를 제공하는 것을 포함하고, 제 2 단계는 다수의 제 1, 제 2 및 제 3 결합제 섬유 및 인피 섬유를 블렌딩하여 섬유 블렌드를 생성하는 것을 포함한다. 이어서, 생성된 섬유 블렌드를 첫 번째 방법 태양에서 사용된 바와 동일하거나 유사한 방법으로 이동 벨트위로 사출시킨다. 상기 태양에서, 제 3 선형 밀도는 제 1 및 제 2 선형 밀도보다 더 클 수 있다.
전술한 방법에 사용하기에 적합한 섬유는 임의의 적합한 결합제 섬유 및 인피 섬유일 수 있다. 예를 들면, 기술한 방법에 사용하기에 적합한 제 1, 제 2, 제 3 및 인피 섬유는 섬유-함유 단일 복합체의 다양한 태양과 관련하여 상기 논의한 바와 동일할 수 있다.
전술한 방법의 특정 태양에서, 결합제 섬유 중 하나 이상이 열가소성 결합제 섬유인 경우, 전술한 단계들에 의해 생성된 섬유-함유 단일 복합체를 가열하여 열가소성 결합제 섬유를 적어도 부분적으로 용융시키고 복합체에 함유된 섬유들의 적어도 일부분을 서로 결합시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 방법은 전술한 태양에 의해 생성된 섬유-함유 단일 복합체에 가열된 공기를 통과시켜 결합제 섬유의 전체 또는 일부를 부분적으로 용융시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 당해 분야에 통상의 기술을 가진 자에 의해 인지되듯이, 섬유-함유 단일 복합체는 적외선과 같은 다른 수단에 의해 가열될 수 있다. 상기 단계는, 예를 들면, 약 5 내지 약 50 mm 또는 약 10 내지 약 50 mm의 복합체의 초기 두께를 고정하는 작용을 한다.
본원에 기술된 방법의 또 다른 태양에서, 섬유-함유 단일 복합체를 압축하여, 예를 들면, 자동차 헤드라이너용 구조 지지체로 작용하기에 충분히 높은 밀도 및/또는 강성을 갖는 복합체를 생성할 수 있다. 상기 태양에서, 상기 방법은 전술한 태양에서 생성된 섬유-함유 단일 복합체를, 예를 들면, 복합체 표면위에 열을 집중시키는 고온 벨트 적층기를 사용하여 가열하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 가열은 제 1, 제 2 및 제 3 결합제 섬유를 더 용융시키며, 적층기에 의해 복합체위에 가해진 압축력은 섬유를 압축 상태로 유지시키는 작용을 한다.
섬유-함유 단일 복합체는, 복합체를 먼저 가열한 다음 비가열 몰드를 사용하여 적절한 형태와 두께로 압착하는 통상적인 "냉간 몰드(cold mold)" 열성형 장치를 사용하여 추가로 가공할 수 있다. 상기 방법의 상기 태양에서, 복합체는, 예를 들면, 적외선을 이용하여 약 30 내지 약 120 초의 가열 주기동안 약 170 내지 약 215 ℃의 온도로 가열될 수 있다. 이어서, 가열된 복합체를 전형적으로 약 10 내지 약 30 ℃의 온도에서 유지되는 몰드 내부에 넣고, 적절한 형태와 두께로 압축한다. 압축 단계는 전형적으로 약 1 분이며, 이 시간동안 열가소성 결합제 섬유는 복합체가 몰드에서 꺼낼 때 실질적으로 압축 구조를 유지하도록 하는 정도로 냉각될 것이다. 당해 분야에 통상의 기술을 가진 자에 의해 인지되듯이, 적어도 부분적으로 인피 섬유의 강성으로 인해, 복합체는 가열시에 및 몰드에 넣기 전에 확장(예를 들면, z-방향으로)될 수 있다.
본원에 기술된 방법의 또 다른 태양에서, 상기 방법은 섬유-함유 단일 복합체를 복합체의 z-방향(즉, 복합체의 두께)에 평행한 면을 따라 절단하여 적어도 제 1 구획 및 제 2 구획을 형성시키는 단계를 포함한다. 이어서, 제 1 구획을 제 2 구획의 상단위에 위치시키고, 적층된 구획들을 가열 및 압축한다. 절단 단계에 의해 형성된 제 1 및 제 2 구획은 각각 이들이 절단되는 섬유-함유 단일 복합체의 제 1 영역, 제 1 전이 영역, 제 2 영역, 제 2 전이 영역 및 제 3 영역을 포함하며, 제 1 구획은 제 1 구획의 제 3 영역이 제 2 구획의 제 3 영역에 인접하도록 제 2 구획의 상단위에 배치된다. 또는, 제 1 구획은, 제 1 구획의 제 1 영역이 제 2 구획의 제 1 영역과 인접하도록 제 2 구획의 상단위에 배치된다. 가열 및 압축 단계에서, 상기 구획들에 포함된 제 1, 제 2 및 제 3 결합제 섬유를 더 용융시키고, 제 1 및 제 2 구획의 대향 영역들을 서로 융합시킨다. 복합체를 가열하고 이어서 압축하는 단계는 또한 제 1 및 제 2 구획내의 섬유들을 압축 상태로 유지하는 작용을 한다.
하기의 실시예는 본 발명을 더 예시하나, 어떤 식으로도 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석해서는 안 되는 것은 물론이다.
실시예 1
본 실시예는 전술한 바와 같은 섬유-함유 단일 복합체의 제조 방법, 및 전술한 바와 같은 섬유-함유 단일 복합체의 성질을 설명한다. 페러 아게(오스트리아 린츠)의 K-12 하이-로프트 랜덤 카드를 사용하여 섬유 블렌드를 공기 적층시켜 3개의 유사한 섬유-함유 단일 복합체(샘플 1A 내지 1C)를 생성하였다. 특히, 복합체는 약 40 중량%(섬유 블렌드의 총 중량 기준)의 이성분 결합제 섬유 및 약
Figure 112008011418984-PCT00013
내지 20 dtex(8 내지 18 데니어)의 선형 밀도를 갖는 황마 섬유 약 60 중량%를 함유하는 섬유 블렌드로부터 제조하였다. 결합제 섬유는 고밀도 폴리에틸렌 외피(약 128 ℃의 융점) 및 폴리프로필렌 코어(약 149 ℃의 융점)를 가졌다. 결합제 섬유 내용물은 3개의 상이한 선형 밀도를 갖는 3개의 이성분 결합제 섬유로 이루어졌다. 섬유 블렌드의 총 중량의 약 10 중량%를 구성하는 제 1 결합제 섬유는 약
Figure 112008011418984-PCT00014
dtex(1.5 데니어)의 선형 밀도를 가졌다. 섬유 블렌드 총 중량의 약 20 중량%를 구성하는 제 2 결합제 섬유는 약
Figure 112008011418984-PCT00015
dtex(10 데니어)의 선형 밀도를 가졌다. 섬유 블렌드의 총 중량의 약 10 중량%를 구성하는 제 3 결합제 섬유는 약
Figure 112008011418984-PCT00016
dtex(32 데니어)의 선형 밀도를 가졌다.
상기에서 언급했듯이, K-12 하이-로프트 랜덤 카드를 사용하여 섬유를 이동 벨트위로 사출시켜 공기 적층시킴으로써 전술한 섬유 블렌드를 공기 적층시켰다. 섬유 블렌드에 함유된 섬유들 사이의 데니어 차이로 인해, 공기 적층 단계에 의해 생성된 복합체는 수거 벨트에 가장 가까운 제 1 영역에 보다 큰 농도의
Figure 112008011418984-PCT00017
dtex(1.5 데니어) 결합제 섬유를, 중간 영역에 더 큰 농도의
Figure 112008011418984-PCT00018
dtex(10 데니어) 결합제 섬유를, 상부 영역에 더 큰 농도의
Figure 112008011418984-PCT00019
dtex(32 데니어) 결합제 섬유를 함유하였다. 공기 적층 단계후, 생성된 복합체를 통기(through-air) 오븐에 통과시켜, 여기에서 약 175 ℃(347 ℉)의 온도로 가열된 공기를 복합체에 통과시켜 결합제 섬유를 부분적으로 용융시켰다.
이어서, 약 1100 g/m2의 중량을 갖도록 적층시킨 복합체를 압축 오븐에 통과시켜, 여기에서 벨트를 약 204 ℃(400 ℉)의 온도로 가열하여 샘플 1A를 생성하였다. 압축 오븐에 통과시킨 후에, 샘플 1A는 약 3.3 mm의 두께를 가졌다.
각각 약 537 g/m2 및 약 412 g/m2의 중량을 갖도록 적층시킨 2개의 복합체를 z-방향으로(즉, 복합체 두께에 평행한 면을 따라) 절단하고, 생성된 구획들을 최대 농도의
Figure 112008011418984-PCT00020
dtex(32 데니어) 결합제 섬유를 함유하는 영역들이 서로 인접하도록 서로의 상단위에 적층시켜 샘플 1B 및 1C를 생성하였다. 그 다음, 적층된 구획들을 벨트가 약 204 ℃(400 ℉)로 가열되는 압축 오븐에 통과시켰다. 압축 오븐 통과후, 샘플 1B는 약 3.3 mm의 두께를 가졌고, 샘플 1C는 약 2.3 mm의 두께를 가졌 다. 구획들의 적층으로 인해, 샘플 1B는 약 1075 g/m2의 중량을 가졌고, 샘플 1C는 약 825 g/m2의 중량을 가졌다.
이어서, 샘플 1A 내지 1C를 그의 물리적 성질, 예를 들면, 강성도(stiffness), 강도, 인성(toughness), 가연성, 및 상이한 주파수에서의 흡음률을 측정하기 위해 시험하였다. 성질들을 측정하기 위해 이용된 시험 방법을 포함하여, 이들 측정의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure 112008011418984-PCT00021
상기 표 1에 나타낸 결과에서 볼 수 있듯이, 샘플 1A 내지 1C는, 예를 들면, 자동차 헤드라이너, 자동차 도어 패널, 또는 사무용 가구에 사용되는 패널용 기재로서 사용하기에 적합한 복합체가 되게 하는 물리적 성질을 나타내었다. 특히, 복합체의 강성도, 강도 및 인성은 이들이 두드러지거나 현저한 처짐없이 전형적인 자동차 객실의 폭 및/또는 길이까지 확대될 수 있음을 보여준다. 특히, 복합체는 대부분의 자동차 제조회사의 기후적 처짐 요구조건(climatic sag requirement)을 통과할 수 있어야 한다. 또한, 흡음률 측정치는 복합체가 자동차 헤드라이너용 기재와 같은 특정 용도에 바람직한 흠음량을 제공할 수 있어야 함을 보여준다.
실시예 2
본 실시예는 전술한 바와 같은 섬유-함유 단일 복합체의 제조 방법, 및 전술한 바와 같은 섬유-함유 단일 복합체의 성질을 설명한다. 전술하고 샘플 1A를 생성하기 위해 사용된 바와 실질적으로 동일한 절차를 이용하여 2개의 유사한, 섬유-함유 단일 복합체(샘플 2A 및 2B)를 제조하였다.
약 40 중량%(섬유 블렌드의 총 중량 기준)의 이성분 결합제 섬유 및 약
Figure 112008011418984-PCT00022
내지 20 dtex(8 내지 18 데니어)의 선형 밀도를 갖는 황마 섬유 약 60 중량%를 함유하는 섬유 블렌드로부터 샘플 2A를 제조하였다. 결합제 섬유는 고밀도 폴리에틸렌 외피(약 128 ℃의 융점) 및 폴리프로필렌 코어(약 149 ℃의 융점)를 가졌다. 결합제 섬유 내용물은 3개의 상이한 선형 밀도를 갖는 3개의 이성분 결합제 섬유로 이루어졌다. 섬유 블렌드 총 중량의 약 15 중량%를 구성하는 제 1 결합제 섬유는 약
Figure 112008011418984-PCT00023
dtex(1.5 데니어)의 선형 밀도를 가졌다. 섬유 블렌드 총 중량의 약 10 중량%를 구성하는 제 2 결합제 섬유는 약
Figure 112008011418984-PCT00024
dtex(10 데니어)의 선형 밀도를 가졌다. 섬유 블렌드 총 중량의 약 15 중량%를 구성하는 제 3 결합제 섬유는 약
Figure 112008011418984-PCT00025
dtex(32 데니어)의 선형 밀도를 가졌다.
약 40 중량%(섬유 블렌드의 총 중량 기준)의 이성분 결합제 섬유 및 약
Figure 112008011418984-PCT00026
내지 20 dtex(8 내지 18 데니어)의 선형 밀도를 갖는 황마 섬유 약 60 중량%를 함유하는 섬유 블렌드로부터 샘플 2B를 제조하였다. 결합제 섬유는 약 10 중량% 말레산 무수물(MAH)이 그래프트된 폴리프로필렌을 함유하는 폴리프로필렌 결합제 섬유이었다. 결합제 섬유 내용물은 3개의 상이한 선형 밀도를 갖는 3개의 이성분 결합제 섬유로 이루어졌다. 섬유 블렌드 총 중량의 약 15 중량%를 구성하는 제 1 결합제 섬유는 약
Figure 112008011418984-PCT00027
dtex(1.5 데니어)의 선형 밀도를 가졌다. 섬유 블렌드 총 중량의 약 10 중량%를 구성하는 제 2 결합제 섬유는 약
Figure 112008011418984-PCT00028
dtex(10 데니어)의 선형 밀도를 가졌다. 섬유 블렌드 총 중량의 약 15 중량%를 구성하는 제 3 결합제 섬유는 약
Figure 112008011418984-PCT00029
dtex(32 데니어)의 선형 밀도를 가졌다.
제조 후에, 샘플 2A 및 2B를 그의 물리적 성질, 예를 들면, 강성도, 강도 및 인성을 측정하기 위해 시험하였다. 성질들을 측정하기 위해 이용된 시험 방법을 포함하여, 이들 측정의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112008011418984-PCT00030
상기 결과에서 볼 수 있듯이, 커플링제를 함유하는 결합제 섬유를 사용하여 생성된 복합체(즉, 샘플 2B)는 커플링제, 상용화제 및/또는 혼합제를 함유하지 않는 결합제 섬유를 사용하여 생성된 복합체(즉, 샘플 2A)에 비해 개선된 기계적 성질을 나타내었다. 샘플 2B는 또한 복합체가 대부분의 자동차 제조회사의 기후적 처짐 요구조건을 충족시키는지를 측정하기 위해 시험했을 때 샘플 2A에 비해 상당히 감소된 처짐을 나타내었다. 어떤 특정 이론에 결부되길 바라는 것은 아니지만, 개선된 기계적 성질은 인피 섬유와 결합제 섬유 사이의 개선된 상호작용 및/또는 결합에 기인하는 것으로 생각된다.
실시예 3
본 실시예는 전술한 바와 같은 섬유-함유 단일 복합체의 제조 방법, 및 전술한 바와 같은 섬유-함유 단일 복합체의 성질을 설명한다. 전술하고 샘플 1A를 생성하기 위해 사용된 바와 실질적으로 동일한 절차를 이용하여 2개의 유사한, 섬유-함유 단일 복합체(샘플 3A 및 3B)를 제조하였다.
약 45 중량%(섬유 블렌드의 총 중량 기준)의 결합제 섬유 및 약
Figure 112008011418984-PCT00031
내지 20 dtex(8 내지 18 데니어)의 선형 밀도를 갖는 황마 섬유 약 55 중량%를 함유하는 섬유 블렌드로부터 두 샘플 모두를 제조하였다. 결합제 섬유는 약 10 중량% 말레산 무수물(MAH)이 그래프트된 폴리프로필렌을 함유하는 폴리프로필렌 결합제 섬유이었다. 결합제 섬유 내용물은 4개의 상이한 선형 밀도를 갖는 4개의 이성분 결합제 섬유로 이루어졌다. 섬유 블렌드 총 중량의 약 15 중량%를 구성하는 제 1 결합제 섬유는 약 1.7 dtex의 선형 밀도를 가졌다. 섬유 블렌드 총 중량의 약 10 중량%를 구성하는 제 2 결합제 섬유는 약 11 dtex의 선형 밀도를 가졌다. 섬유 블렌드 총 중량의 약 10 중량%를 구성하는 제 3 결합제 섬유는 약 30 dtex의 선형 밀도를 가졌다. 섬유 블렌드 총 중량의 약 10 중량%를 구성하는 제 4 결합제 섬유는 약 70 dtex의 선형 밀도를 가졌다.
샘플 3B는 또한 약 17 g/m2의 중량을 갖는 스펀본드 부직포 폴리에스터(즉, 폴리에틸렌 테레프탈레이트) 스크림을 포함하였다. 최대 농도의 제 1 결합제 섬유(즉, 약 1.7 dtex의 선형 밀도를 갖는 결합제 섬유)를 함유하는 영역에 근접한 복합체 표면위에 스크림을 배치하였다. 스크림을 복합체 표면위에 놓은 다음 전술한 바와 같이 압축 오븐에 통과시켜 스크림을 복합체에 부착시켰다.
이어서, 샘플 3A 및 3B를 그의 물리적 성질, 예를 들면, 강성도, 강도, 인성, 및 흡음률을 측정하기 위해 시험하였다. 성질들을 측정하기 위해 이용된 시험 방법을 포함하여, 이들 측정의 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
Figure 112008011418984-PCT00032
상기 결과에서 볼 수 있듯이, 부직포 스크림을 사용하여 생성된 복합체(즉, 샘플 3B)는 스크림을 사용하지 않고 생성된 복합체(즉, 샘플 3A)에 비해 개선된 기계적 성질을 나타내었다. 샘플 3B는 또한 복합체가 대부분의 자동차 제조회사의 기후적 처짐 요구조건을 충족시키는지를 측정하기 위해 시험했을 때 샘플 3A에 비해 실질적으로 감소된 처짐을 나타내었다.
출판물, 특허출원 및 특허를 포함하여 본원에 인용된 모든 참조문헌은, 각각의 참조문헌이 개별적으로 및 구체적으로 참고로 인용되고 본원에 그대로 나타낸 것으로 언급되는 경우와 동일하게 본원에 참고로 인용된다.
본 발명을 설명하는 맥락에서(특히 하기의 청구의 범위의 맥락에서) 용어 "하나의(a)" 및 "하나의(an)" 및 "그(the)" 및 유사한 대상의 사용은 본원에 달리 언급되거나 문맥에서 명백히 언명되지 않는 한 단수형 및 복수형 둘 다를 포함하는 것으로 해석해야 한다. 용어 "구성하는", "갖는", "포함하는" 및 "함유하는"은 달리 언급되지 않는 한, 제한이 없는 용어(즉, "포함하지만, 제한되지는 않는"을 의미)로 해석해야 한다. 본원에서 값들의 범위의 열거는 본원에서 달리 언급하지 않는 한, 단지 범위내에 포함되는 각각의 별도의 값을 개별적으로 언급하는 속기 방법으로 나타내기 위한 것이며, 각각의 별도의 값은 본원에서 개별적으로 열거되었을 때와 같이 명세서에 포함된다. 본원에 기술된 모든 방법들은 본원에서 달리 언급하거나 문맥에서 분명히 언명하지 않는 한 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본원에 제공된 임의의 예 및 모든 예, 또는 예시적 어투(예를 들면, "와 같은")의 사용은 단지 본 발명을 더 잘 설명하기 위한 것이며, 달리 주장하지 않는 한 본 발명의 범위에 제한을 두는 것이 아니다. 명세서의 어떤 용어도 본 발명의 실시에 필수적인 어떤 청구되지 않은 요소들을 나타내는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 발명을 수행하기 위한 본 발명자들에게 알려진 가장 우수한 방식을 포함하여, 본 발명의 바람직한 태양들을 본원에 기술하였다. 상기 바람직한 태양들의 변형은 상기 설명들을 읽으면 당해 분야에 통상의 기술을 가진 자들에게 명백해 질 수 있다. 본 발명자들은 전문가들이 상기 변형들을 적절하게 이용하리라 기대하며, 본 발명이 본원에 구체적으로 기술된 바 이외에 달리 실시될 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은 적용법에 의해 승인된 바와 같이 본원에 첨부된 청구의 범위에 인용된 주제의 모든 변형 및 등가물을 포함한다. 또한, 본원에서 달리 언급하거나 문맥에서 달리 명백히 언명되지 않는 한 모든 가능한 변형에서 전술한 요소들의 임의의 조합은 본 발명에 포함된다.

Claims (18)

  1. (a) 다수의 제 1 열가소성 결합제 섬유 및 다수의 인피(bast) 섬유를 포함하는 제 1 영역;
    (b) 다수의 제 2 열가소성 결합제 섬유 및 다수의 인피 섬유를 포함하는, 제 1 영역 위에 배치된 제 2 영역; 및
    (c) 제 1 영역과 제 2 영역 사이에 배치되는 제 1 전이 영역을 포함하는,
    섬유-함유 단일 복합체로서,
    상기 제 1 전이 영역은 소정 농도의 제 1 결합제 섬유, 제 2 결합제 섬유 및 인피 섬유를 포함하되, 이때 제 1 전이 영역중 제 1 결합제 섬유의 농도는 제 1 영역 부근에서 가장 크며 제 2 영역 부근에서 가장 작고, 제 1 전이 영역중 제 2 결합제 섬유의 농도는 제 2 영역 부근에서 가장 크며 제 1 영역 부근에서 가장 작은,
    섬유-함유 단일 복합체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합체가
    (d) 다수의 제 3 열가소성 결합제 섬유 및 다수의 인피 섬유를 포함하는, 제 2 영역 위에 배치된 제 3 영역; 및
    (e) 제 2 영역과 제 3 영역 사이에 배치되는 제 2 전이 영역
    을 추가로 포함하되,
    상기 제 2 전이 영역은 소정 농도의 제 2 결합제 섬유, 인피 섬유 및 제 3 결합제 섬유를 포함하되, 이때 제 2 전이 영역중 제 2 결합제 섬유의 농도는 제 2 영역 부근에서 가장 크며 제 3 영역 부근에서 가장 작고, 제 2 전이 영역중 제 3 결합제 섬유의 농도는 제 3 영역 부근에서 가장 크며 제 2 영역 부근에서 가장 작은,
    섬유-함유 단일 복합체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 1 결합제 섬유가 제 1 선형 밀도를 가지고, 제 2 결합제 섬유가 제 2 선형 밀도를 가지며, 제 2 선형 밀도가 제 1 선형 밀도보다 큰, 섬유-함유 단일 복합체.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    제 1 결합제 섬유가 제 1 선형 밀도를 가지고, 제 2 결합제 섬유가 제 1 선형 밀도보다 큰 제 2 선형 밀도를 가지며, 제 3 결합제 섬유가 제 1 및 제 2 선형 밀도보다 큰 제 3 선형 밀도를 갖는, 섬유-함유 단일 복합체.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열가소성 결합제 섬유의 적어도 일부가 커플링제, 상용화제(compatabilizing agent), 혼합제 및 그의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 첨가제를 포함하는, 섬 유-함유 단일 복합체.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열가소성 결합제 섬유가 폴리올레핀을 포함하는, 섬유-함유 단일 복합체.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    첨가제가 결합제 섬유의 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 20 중량%의 양으로 열가소성 결합제 섬유에 존재하는, 섬유-함유 단일 복합체.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복합체가 제 1 영역에 인접한 복합체 표면위에 배치된 스크림을 추가로 포함하는, 섬유-함유 단일 복합체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    스크림이 다수의 스펀본드(spunbond) 열가소성 섬유를 포함하는 부직포 스크림인, 섬유-함유 단일 복합체.
  10. (a) 제 1 선형 밀도를 갖는 다수의 제 1 결합제 섬유, 제 1 선형 밀도보다 큰 제 2 선형 밀도를 갖는 다수의 제 2 결합제 섬유, 및 다수의 인피 섬유를 제공하고;
    (b) 다수의 제 1 결합제 섬유, 제 2 결합제 섬유 및 인피 섬유를 블렌딩하여 섬유 블렌드를 생성하고;
    (c) 섬유 블렌드를 이동 벨트위로 사출시켜 섬유-함유 단일 복합체를 제조하는 단계를 포함하는, 섬유-함유 단일 복합체의 제조 방법으로서,
    상기 섬유-함유 단일 복합체가
    (i) 다수의 제 1 열가소성 결합제 섬유 및 다수의 인피 섬유를 포함하는 제 1 영역; (ii) 다수의 제 2 열가소성 결합제 섬유 및 다수의 인피 섬유를 포함하는, 제 1 영역 위에 배치된 제 2 영역; 및 (iii) 제 1 영역과 제 2 영역 사이에 배치되는 제 1 전이 영역을 포함하되,
    상기 제 1 전이 영역은 소정 농도의 제 1 결합제 섬유, 제 2 결합제 섬유 및 인피 섬유를 포함하되, 이때 제 1 전이 영역중 제 1 결합제 섬유의 농도는 제 1 영역 부근에서 가장 크며 제 2 영역 부근에서 가장 작고, 제 1 전이 영역중 제 2 결합제 섬유의 농도는 제 2 영역 부근에서 가장 크며 제 1 영역 부근에서 가장 작은,
    섬유-함유 단일 복합체의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    단계 (a)가 제 1 및 제 2 선형 밀도보다 큰 제 3 선형 밀도를 갖는 다수의 제 3 결합제 섬유를 제공하는 것을 추가로 포함하고; 단계 (b)가 다수의 제 1, 제 2 및 제 3 결합제 섬유 및 인피 섬유를 블렌딩하여 섬유 블렌드를 생성하는 단계를 포함함으로써, 단계 (c)에서 생성된 섬유-함유 단일 복합체가
    다수의 제 3 열가소성 결합제 섬유 및 다수의 인피 섬유를 포함하는, 제 2 영역 위에 배치된 제 3 영역; 및 제 2 영역과 제 3 영역 사이에 배치되는 제 2 전이 영역을 추가로 포함하되,
    상기 제 2 전이 영역은 소정 농도의 제 2 결합제 섬유, 인피 섬유 및 제 3 결합제 섬유를 포함하되, 이때 제 2 전이 영역중 제 2 결합제 섬유의 농도는 제 2 영역 부근에서 가장 크며 제 3 영역 부근에서 가장 작고, 제 2 전이 영역중 제 3 결합제 섬유의 농도는 제 3 영역 부근에서 가장 크며 제 2 영역 부근에서 가장 작은, 제조 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    (d) 가열된 공기를 단계 (c)에서 생성된 섬유-함유 단일 복합체에 통과시켜 결합제 섬유를 적어도 부분적으로 용융시키는 단계를 추가로 포함하는 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    단계 (d)에서 생성된 섬유-함유 복합체를 가열하여 결합제 섬유를 더 용융시키고, 그에 함유된 섬유가 압축 상태로 유지되도록 복합체를 압축시키는 단계를 추가로 포함하는 제조 방법.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    결합제 섬유의 적어도 일부가 커플링제, 상용화제, 혼합제 및 그의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 첨가제를 포함하는 제조 방법.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열가소성 결합제 섬유가 폴리올레핀을 포함하는 제조 방법.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    첨가제가 결합제 섬유의 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 20 중량%의 양으로 열가소성 결합제 섬유에 존재하는 제조 방법.
  17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 영역에 인접한 복합체 표면위에 스크림을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    스크림이 다수의 스펀본드 열가소성 섬유를 포함하는 부직포 스크림인 제조 방법.
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