KR20080080110A - 3개의 주엽 및 3개의 부엽이 있는 6엽형 단면 필라멘트,이러한 필라멘트가 있는 실로부터 터프팅된 카페트, 및이러한 필라멘트를 제조하기 위한 모세관 방사구 오리피스 - Google Patents

3개의 주엽 및 3개의 부엽이 있는 6엽형 단면 필라멘트,이러한 필라멘트가 있는 실로부터 터프팅된 카페트, 및이러한 필라멘트를 제조하기 위한 모세관 방사구 오리피스 Download PDF

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인비스타 테크놀러지스 에스.에이.알.엘
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Abstract

필라멘트는 합성 중합체를 포함하며 3개의 주엽과 3개의 부엽, 및 주 반경 (R1)과 부 반경 (R2)을 갖는 6엽형 단면을 특징으로 한다. 각각의 엽 단면은 외향으로 연장되고 각 끝에서 볼록한 말단에 접하는 본질적으로 곧은 변 부분을 갖는다. 부 반경 (R2)에 대한 주 반경 (R1)의 비율은 1보다 큰 외형 변형 비율 (R1/R2)로 정의된다.
합성 중합체, 6엽형 단면, 필라멘트, 카페트, 모세관 방사구 오리피스

Description

3개의 주엽 및 3개의 부엽이 있는 6엽형 단면 필라멘트, 이러한 필라멘트가 있는 실로부터 터프팅된 카페트, 및 이러한 필라멘트를 제조하기 위한 모세관 방사구 오리피스 {HEXALOBAL CROSS-SECTION FILAMENTS WITH THREE MAJOR LOBES AND THREE MINOR LOBES, CARPET TUFTED FROM YARN WITH SUCH FILAMENTS, AND CAPILLARY SPINNERET ORIFICE FOR PRODUCING SUCH FILAMENTS}
<관련 출원의 상호 참조>
본 특허 출원은 2005년 12월 6일자로 출원된 미국 특허 가출원 제60/742,706호를 우선권 주장한다.
본 발명은 3개의 주엽 (major lobe) 및 3개의 부엽 (minor lobe)이 있는 6엽형 (hexalobal) 단면 형태인 합성 중합체 필라멘트에 관한 것이다. 필라멘트는 특히 윤이 적고, 반짝거림이 없고, 광택이 은은하며, 색 수율이 높고, 방오 성능이 우수한 카페트를 제조하는데 특히 적합하다.
<발명의 개요>
본 발명은 중심 축에 대한 주 반경 (R1) 내에 중심 축에 대해 대칭적으로 위치한 3개의 주엽 및 각각 주엽 사이에, 상기 중심 축에 대한 부 반경 (R2) 내에 대 칭적으로 위치한 3개의 부엽을 포함하는 6엽형 단면을 가지며, 부 반경 (R2)에 대한 주 반경 (R1)의 비율이 1보다 큰 외형 변형 비율 (R1/R2)로 정의되는 합성 중합체 필라멘트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 단면을 갖는 합성 중합체 필라멘트로 구성된 카페트는 윤이 적고, 반짝거림이 없고, 광택이 은은하며, 색 수율이 높고, 방오 성능, 즉 오염 은폐 (soil hiding) 성능이 우수하다.
본 발명은 본 특허 출원의 일부의 형태로 첨부된 도면과 함께 하기 상세한 설명으로부터 좀더 완전히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 필라멘트의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 대안적인 실시양태에 상응하는 필라멘트의 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 필라멘트를 제조하기 위한 방사구 플레이트의 평면도이고,
도 4는 본 발명의 대안적인 실시양태를 제조하기 위한 방사구 플레이트의 평면도이고,
도 5는 비교 실시예 1에서 사용되는 필라멘트를 방사하기 위한 방사구 플레이트의 평면도이고,
도 6은 비교 실시예 1에서 사용되는 3엽형 필라멘트의 단면도이고,
도 7은 비교 실시예 4에서 필라멘트를 방사하기 위해서 사용되는 방사구 플레이트의 평면도이고,
도 8은 비교 실시예 4에서 사용되는 3엽형 필라멘트의 단면도이다.
하기 본 발명의 상세한 설명에서, 유사한 참고 부호는 도면 모두에서 유사한 부재를 나타내도록 사용하였다.
본 발명의 필라멘트는 일반적으로 3개의 주엽 및 3개의 부엽이 있는 일반적으로 균일한 충실 6엽형 단면을 갖는다. 각각의 주엽 부는 외향으로 연장되고 일반적으로 볼록한 말단에서 종결되는 본질적으로 곧은 변 부분을 갖는다. 일 실시양태에서, 곧은 변 부분의 변들은 평행하다. 또다른 실시양태, 곧은 변 부분들은 볼록한 말단의 방향에서 중심 축으로부터 멀어지면서 넓다가 좁게 내향으로 가늘어질 수 있다. 또다른 실시양태에서, 곧은 변 부분은 볼록한 말단에서 중심 축으로의 방향에서 중심 축으로 가까워지면서 넓다가 좁게 내향으로 가늘어질 수 있다.
단면의 주엽은 필라멘트 단면의 중심 축에 대해 대칭적이거나 또는 비대칭적으로 위치할 수 있다. 중심 축에서부터 볼록한 말단까지 측정한 각 주엽의 길이는 각 부엽의 해당 길이 치수보다 크다. 엽들은 엽들이 대칭인 실시양태에서 서로 본질적으로 거울 상인 두개의 변을 갖도록 배치된다.
이제 도 1을 참고하면, 일반적으로 참고 부호 (10)으로 표시되는 본 발명에 따른 필라멘트의 단면도가 제시되어 있다. 중심, 즉 세로 축 (12)가 필라멘트를 통해 연장되고, 이의 기하학적 중심으로서 역할을 한다. 중심 축 (12)에서부터, 필라멘트 (10)의 외부 윤곽선 상에 있는 (축에서부터의) 최외곽 지점(들)까지의 거리는 필라멘트의 주 반경 (R1)로 정의된다. 이 지점들은 각 주엽 상에서 각각 (16A), (16B), 및 (16C)로 표시된다. 부 반경 (R2)는 중심 축 (12)에서부터, 각 부엽 상에서 각각 (17A), (17B), 및 (17C)로 표시된 부엽의 최외곽 지점(들)까지의 거리로서 정의된다.
동족의 각각의 중심 (18A), (18B), (18C)에서부터 각각의 주엽의 볼록한 말단 (16A), (16B), (16C)까지의 거리는 주 말단 반경 (R3) (도면의 명확성을 위해서 도 1에는 이들 중 하나만 표시됨)으로 표시된다. 동족의 각각의 중심 (19A), (19B), (19C)에서부터 각각의 부엽의 볼록한 말단 (17A), (17B), (17C)까지의 거리는 부 말단 반경 (R4) (도면의 명확성을 위해서 도 1에는 이들 중 하나만 표시됨)로 표시된다.
볼록한 영역 (22)는 도시된 바와 같이 각각의 주엽과 각각의 부엽 사이에 배치되어 있다.
일 실시양태에 따라서, 필라멘트 (10)은 외형 변형 비율 (R1/R2)이 1보다 크다. 다시 말해서, 필라멘트의 중심 축에서부터 주엽 말단까지 측정한 각각의 주엽의 길이 (R1)은 각각의 부엽의 해당 길이 (R2)보다 크다. 본 발명의 또다른 실시양태에 따라서, 외형 변형 비율 (R1/R2)은 1.2 내지 약 3.5 범위 내이다. 또다른 실시양태에서, 외형 변형 비율 (R1/R2)은 약 1.5 내지 약 2.5 범위 내이다.
또한, 주 말단 반경 (R3)에 대한 주 반경 (R1)의 비율은 "주 말단 비율" (R1/R3)로 정의하고, 이는 약 2.0 내지 약 10.0 범위 내이다. 본 발명의 또다른 실시양태에서, 주 말단 비율 (R1/R3)은 약 2.5 내지 약 4.0 범위 내이다.
부 말단 반경 (R4)에 대한 주 반경 (R1)의 비율은 "부 말단 비율" (R1/R4)이라 정의하고, 이는 약 2.0 내지 약 40.0 범위 내이다. 또다른 실시양태에서, 부 말단 비율 (R1/R4)는 약 3.75 내지 약 14.0 범위 내이다.
본 발명에 따른 필라멘트, 즉 단섬유 또는 연속 필라멘트는 합성 열가소성 용융 방사성 중합체 또는 공중합체를 사용하여 제조된다. 적합한 중합체 및 공중합체로는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 및 폴리아크릴로니트릴이 포함된다. 하기에서, 용어 "중합체"는 중합체, 및 랜덤 및 블록 공중합체의 의미로 사용된다. 중합체 조성물을 용융시키고, 이어서 사용될 개별 중합체 조성물의 물리적 특성 및/또는 화학적 조성에 따른 다양한 조건 하에서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은, 적절한 크기의 오리피스를 갖는 방사구 모세관 개구부 (54) (하기에 기재됨)를 통해 압출 (즉, "방사")하여, 목적하는 데니어, 외형 변형 비율, 및 주 말단 또는 부 말단 비율을 갖는 필라멘트 (10)을 제조한다. 그 후, 저온의 공기를 필라멘트에 흐르게 하여 필라멘트를 켄칭한다. 이어서, 필라멘트를 하나 이상의 가열된 연신 코일에 통과시킨다. 그 후, 필라멘트를 권축시키고, 짧은 길이로 절단하여 단섬유를 제조하거나 또는 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해서 벌킹(bulked)하여 벌킹 연속 필라멘트 (BCF)를 제조할 수 있다.
필라멘트는 일반적으로 이의 길이를 따라서 단면이 일정하고, 텍스쳐(texture)될 수 있고, 또한 이는 공지된 방법에 따라서 "벌킹" 또는 "권축"으로서 공지되어 있다. 이것은 카페트, 텍스타일, 또는 부직물 용도를 비롯한 각종 다양한 분야를 위해서 사용될 수 있다.
본 발명에 따라서 제조된 복수의 벌킹 연속 필라멘트를 함께 모아 벌킹 연속 실을 형성할 수 있다. 필라멘트의 특히 바람직한 특성으로 인해서, 이것으로부터 형성된 실은 카페트에 (바람직할 경우, 다른 유형의 실(들)과 함께 또는 이들 없이) 터프팅하기에 특히 유용하며, 이로 인해 특별하게 바람직한 특성을 생성한다고 생각된다. 바람직할 경우, 실은 다른 형태의 필라멘트(들)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 필라멘트를 포함하는 본디드 (bonded) 백색 실 카페트를 제트 염색기 (jet-dye printer)에 통과시킬 수 있다. 디자인 소프트웨어를 사용하여, 제트가 카페트 상에 염료를 분무하여 무한한 종류 및 색상의 디자인 및 패턴을 형성한다. 이어서, 카페트를 증기처리한 후, 철저히 헹구고, 이어서 이를 스펀 건조한다. 루프 파일 (loop pile) 및 커트 파일 (cut pile) 카페트를 사용하여 인쇄된 카페트를 제조할 수 있다.
도 3에는 본 발명에 따른 필라멘트 (10)의 제조에 유용한 방사구 플레이트의 예가 도시되어 있다. 방사구 플레이트는 상부 표면 및 하부 표면이 있는 상대적으로 큰 부재이다. 당업자가 잘 인식하고 있는 바와 같이, 방사구 플레이트의 상부 표면 부분에는 보어 리세스 (bore recess) (도시하지 않음)가 제공되어 있고, 이를 통해 플레이트는 중합체의 공급원에 연결된다. 압출될 중합체의 레올로지에 따라서, 보어 리세스의 아래쪽 여유 공간을 감소시켜 공급부로부터 방사구 플레이트로의 중합체 흐름을 용이하게 할 수 있다.
복수의 모세관 개구부는 방사구 플레이트를 통해 오목한 상부 표면에서부터 바닥 표면까지 연장되어 있다. 각각의 모세관 개구부 (54)에서 하나의 필라멘트가 형성된다. 상기 모세관 개구부 (54) 중 단지 하나만 도 3에 도시되어 있다. 이에 따라, 소정의 방사구 플레이트에 제공되어 있는 모세관 개구부의 수는 모아지는 필라멘트의 수에 상응하여 예정된 수의 실(들)을 형성한다. 언급한 바와 같이, 추가의 필라멘트 (사용되는 경우)가 임의의 통상적인 방식으로 실에 도입될 수 있다.
도 3에서 가장 잘 보여지는 바와 같이, 본 발명에서 각각의 모세관 개구부 (54)는 3개의 주 다리 (62A), (62B), (62C) 및 3개의 부 다리 (63A), (63B), (63C)가 있는 6개의 다리를 갖는다. 각각의 주 다리 (62A), (62B), (62C)는 다리 말단에서부터 모세관 개구부의 중심 축 (68)까지 연장되어 있는 각각의 장축 (64A), (64B), (64C)을 갖는다. 주 축들 (64A), (64B), (64C)은 서로 120°의 각도로 이격되어 있다. 각각의 부 다리 (63A), (63B), (63C)는 다리 말단에서부터 필라멘트의 중심 축까지 연장되어 있는 각각의 장축 (65A), (65B), (65C)을 갖는다. 부 축들 (65A), (65B), (65C)은 서로 120°의 각도로 이격되어 있다. 각각의 주 축과 가장 가까운 부 축은 약 60°의 각도로 이격되어 있다. 주 다리 (62A), (62B), (62C)의 주 축 (64A), (64B), (64C), 및 부 다리 (63A), (63B), (63C)의 부 축 (65A), (65B), (65C)는 모세관 개구부의 중심 축 (68)에서 교차한다.
주 다리 (62A), (62B), 및 (62C)의 폭 치수는 각각 참고 부호 (B1), (B2), (B3)으로 표시되어 있다. 부 다리 (63A), (63B), (63C)의 폭 치수는 각각 참고 부호 (D1), (D2), (D3)으로 표시되어 있다. 일반적으로, 주 다리의 폭은 부 다리의 폭보다 크다.
주 다리 (62A), (62B), 및 (63C)의 길이 치수는 각각 부호 (A1), (A2), 및 (A3)로 표시되어 있다 (도면의 명확성을 위해서 도 3에는 이들 중 하나만 도시됨). 부 다리 (63A), (63B), 및 (63C)의 길이 치수는 각각 (C1), (C2), (C3)으로 표시되어 있다 (도면의 명확성을 위해서 도 3에는 이들 중 하나만 도시됨). 종종, 주 다리의 길이는 부 다리의 길이보다 크다.
각각의 다리의 변은 일반적으로 평행하고 외향으로 연장되어 볼록한 말단에서 종결된다. 대안적으로, 다리의 폭은 중심 축 (68)로부터 원형 말단으로의 방향에서 넓다가 좁게 가늘어진다. 또다른 실시양태에서, 곧은 변 부분은 원형 말단으로부터 단면의 중심 축 (68)로의 방향에서 넓다가 좁게 가늘어 진다.
도 4에는 본 발명에 따른 필라멘트 (10)의 제조에 유용한 방사구 플레이트의 또다른 예가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 모세관 개구부 (54)는 각각의 다리의 볼록한 말단이 도시되어 있는 바와 같이 다소 크다는 것을 제외하고는 도 3에서와 동일하다. 참고 부호 (D)는 각각의 주 다리에 위치한 큰 말단의 직경을 나타낸다. 참고 부호 (d)는 각각의 부 다리에 위치한 큰 말단의 직경을 나타낸다.
방사구 플레이트는 미국 특허 제5,168,143호에 기재된 레이저 기술을 사용하는 것과 같은 임의의 적절한 방식으로 제조될 수 있다.
본 발명은 하기 비제한적인 실시예로 보다 상세하게 기재될 것이다.
<시험 방법>
상대 점도
상대 점도(RV)는 포름산 50 ㎤ (50 cc) 중에 나일론 6,6 중합체 5.5 g을 용해시켜 측정하였다. RV는 포름산의 절대 점도에 대한 나일론 66/포름산 용액의 절대 점도의 비율이다. 절대 점도는 모두 25℃에서 측정하였다.
카페트 반짝거림
카페트가 어떤 실로 만들어졌는지에 대한 지식 없이, 상이한 커트-파일 (cut-pile) 카페트 샘플에 대한 반짝거림의 정도를 시각적으로 나란히 비교하였다. 카페트 구조 및 표면 텍스쳐에 정통한 5명의 평가자 패널에 의해서 카페트를 평가하였다. 반짝거림 값은 평가자에 의해서 "1" 내지 "5" 스케일로 측정되었고, 가장 반짝거리는 것을 5로 하였다. 각각의 샘플에 대해서 반짝거림 등급을 평균내었고, 샘플을 평균 등급을 기준으로 낮거나, 중간이거나 또는 높은 반짝거림으로 등급화하였다. 카페트 벌크를 동일한 방식으로 등급화하였다. 반짝거림 결과를 표 3에 기록하였다.
실험실 오염 시험
베터만 드럼 (Vetterman drum)을 사용하여 각각의 카페트 샘플에 대해서 오 염 시험을 수행하였다. 샘플의 기본 색상은 미놀타 코퍼레이션 (Minolta Corporation)에서 "크로마미터 (Chromameter)" 모델 CR-210로 판매되는 수동 색상 측정 장치를 사용하여 측정하였다.
카페트 샘플을 베터만 드럼에 넣었다. 200 g의 깨끗한 나일론 101 지텔 (Zytel) 나일론 비드 및 50 g의 더러운 비드 (캐나다 온타리오주 미시사우가 소재의 듀폰 캐나다 (DuPont Canada))를 샘플 상에 놓았다. 더러운 비드는 AATCC TM-122 합성 카페트 오염물 (미국 노쓰캐롤라이나주 윈저에 소재한 매뉴팩추러 텍스타일 이노베이터스사 (Manufacturer Textile Innovators Corp.)) 10 g과 새로운 나일론 101 지텔 비드 1000 g을 혼합하여 제조하였다. 세라믹 원통 형태의 비드 [작은 비드 : 110 내지 130 1/2" (직경) x 1/2" (길이), 큰 비드 : (25 내지 35) 3/4" (직경), 3/4" (길이) (1.91 cm (직경), 1.91 cm (길이))]를 베터만 드럼에 첨가하였다. 베터만 드럼을 500 사이클 동안 가동시키고, 샘플을 꺼냈다.
샘플의 색상을 다시 측정하였고, 오염으로 인한, 색상 변화 대 대조값 (델타 E)을 기록하였다. 샘플을 다시 드럼에 넣고, 오염된 비드 혼합물 50 g을 버리고, 새로운 더러운 비드 50 g을 드럼에 첨가하였다. 상기한 절차를 3회의 추가 500 사이클 실시 동안 반복하였다.
총 2000 사이클 후, 진공 후의, 색상 변화 대 대조값을 측정하고 기록하였다. 델타 E가 높은 샘플은 델타 E가 낮은 샘플보다 성능이 불량하였다.
보행 ( Foot Traffic )에 의한 오염 시험
본 발명의 필라멘트로 구성된 루프 카페트 상에서 보행에 대한 오염 성능 시험을 수행하였다. 시험은, 카페트를 실제 보행 시험에 의한 상당한 양의 오염에 노출시키는 것을 포함하였다. 전형적인 보행 수준은 1주일 당 약 100,000 내지 200,000 보행의 비율로 150,000 내지 1,000,000의 범위였다.
카페트 샘플의 치수는 다양할 수 있다. 복도의 폭을 덮기 위해서 카페트 샘플의 폭은 전형적으로 약 6 feet이다. 카페트의 길이는 사용가능한 샘플의 수에 따라서 전형적으로 약 12 내지 18 inch이다. 본 실시예에서, 상업적인 수준의 루프 카페트는 12 inch x 6 feet로 측정되었다. 각 측정 전에 카페트를 진공 처리하였다.
매 12 시간마다, 미놀타 크로마그래프 미터 (Minolta Chromagraph Meter) CR-210 측정 장치를 사용하여 상이한 카페트 샘플 상에서 반사율을 측정하였다. CR-210은 반사된 대상 색상을 측정하기 위한 소형 삼자극치 (tristimulus) 색상 분석기이다. 색상 판독은 카페트 샘플 상의 3개의 상이한 영역에서 수행하였다. 크로마그래프 미터는 각 판독에 대해서 색상 차이 ΔE를 계산한다.
ΔE 색상 편차는 총 색상 차이를 나타낸다. 수학식은 색 공간이 에우클리데스 (Euclides) (3차원)라고 가정하고, 하기 수학식으로 나타낸 바와 같이, 샘플 및 표준의 좌표 사이에서의 차이를 나타내는 3개의 성분의 제곱의 합의 제곱근으로서 ΔE를 계산하였다.
Figure 112008040374224-PCT00001
상기 식 중, L*은 밝기 변수이고, a* 및 b*는 색도 좌표이다. 오염 성능 비교 시험을 수행할 때, 샘플 모두를 동시에 시험하고, 동일한 바닥 위치를 유지시키려고 하는 것이 중요하다. 또한, 복도 입구에서 가장 가까운 카페트 샘플이 과도한 양의 오염물을 받는 것을 방지하기 위해서 워크 오프 메이트 (walk off mate)를 사용하였다. 이것은 시험에서 편향성을 방지하였다. 보행 후, ΔE가 낮은 시험 샘플은 ΔE가 높은 샘플보다 성능이 우수한 것으로 고려되었다.
실시예 1 내지 3
방사 공정
하기 실시예에서, 다양한 단면을 갖는 나일론 6,6 필라멘트를 제조하였다. 나일론 6,6 필라멘트를 도 3, 4 및 5에 도시된 유형의 상이한 방사구로부터 방사하였다.
모든 실시예에서 사용된 나일론 6,6 중합체는 광택이 없는 중합체 (이는 중합체 방사 원액 (dope)이 0.15 중량％의 TiO2를 함유함을 의미함)이고, 상대 점도(RV)가 68 ± 약 3 단위였다. 방사 팩 전의 중합체 온도를 약 285 ± 1 ℃에서 제어하였다. 방사 처리량은 시간 당 70 pound (70 lb, 31.8 kg)이었다.
중합체를 상이한 방사구를 통해 압출하고, 2 X 80 필라멘트 분절로 분할하였다. 방사구에 대한 모세관 치수를 하기에 기재하였다. 이어서, 용융된 섬유를 약 9℃에서 냉각 공기가 켄칭 (quench) 구역을 통해 분 당 300 ft3 (300 cfm, 8.49 m3/min)에서 필라멘트로 통과하는 침니 (chimney)에서 신속하게 켄칭하였다. 이어서, 필라멘트를 연신 및 권축 동안 분 당 800 yard (800 yd/min, 731.52 m/min)에서 윤활제로 코팅하였다. 코팅된 실을 한쌍의 가열된 연신 롤을 사용하여 분 당 2197 yard (2009 m/min 및 2.75 x 연신 비율)에서 연신하였다. 연신 롤 온도는 190℃였다. 이어서, 필라멘트를 미국 특허 제3,525,134호에 기재된 것과 유사한 이중 충돌 벌킹 제트 (dual-impingement bulking jet) (210℃ 고온 공기)로 이송하여 필라멘트 당 12.5 데니어 (dpi) (필라멘트 당 13.9 decitex)인 2개의 995 데니어 (1106 decitex) 실을 형성하였다.
방사, 연신, 및 권축된 벌킹 연속 필라멘트 (BCF) 실을 케이블 꼬임기 상에서 인치 당 5.0 turn (tpi)으로 케이블 꼬임처리하고, 수퍼바 (Superba) 열고정기 상에서 265℉ (129.4℃)의 고정 온도에서 열 고정하였다.
이어서, 시험 실을 1/10 inch 게이지 (0.254 cm) 터프팅기 상에서 파일 높이 0.625 inch (5/8", 1.59 cm)로 55 oz/yd2 (1865 g/m2) 커트 파일 카페트에 터프팅하였다. 터프팅된 카페트를 연속 염색기 상에서 울 베이지 색상의 카페트로 염색하였다. 카페트 미학은 전문가 패널에 의해서 평가되었다. 또한, 카페트에 대해 베터만 드럼에서 오염 시험을 실시하였다.
실시예 1 (비교)
상기한 방법을 사용하여 도 6에 도시된 것과 같은 물결모양의 3엽형 단면을 갖는 필라멘트 (미국 특허 제5,108,838호)를 제조하였다. 필라멘트를 도 5에 도시된 바와 같은 방사구 모세관을 통해 방사하였다.
실시예 2 (본 발명)
상기한 방법을 사용하여 도 1에 도시된 것과 같은 본 발명에 따른 6엽형 단면을 갖는 필라멘트를 제조하였다. 필라멘트를 도 4에 도시된 바와 같은 방사구 모세관을 통해 방사하였다. 모세관 치수는 하기 표 1 및 2에 기재되어 있다.
표 1은 도 3 및 4에 도시된 주 다리의 다양한 치수 A1, A2, A3, B1, B2, B3, 및 D의 크기를 나타낸다. 표 2는 도 3 및 4에 도시된 부 다리의 다양한 치수 C1, C2, C3, D1, D2, D3, 및 d의 크기를 나타낸다. 치수는 cm 단위이다.
주 다리의 치수
A1, A2, A3 B1, B2, B3 D
실시예 2 0.0607 0.0135 0.0269
실시예 3 0.0640 0.0183 0.0183
부 다리의 치수
C1, C2, C3 D1, D2, D3 d
실시예 2 0.0300 0.0081 0.0163
실시예 3 0.0320 0.0091 0.0091
실시예 3 (본 발명)
상기한 방법을 사용하여 도 2에 도시된 것과 같은 본 발명의 6엽형 단면을 갖는 필라멘트를 제조하였다. 필라멘트를 도 3에 도시된 것과 같은 방사구 모세관을 통해 방사하였다. 모세관 치수는 표 1 및 2에 기재되어 있다.
상기 필라멘트를 사용하여 제조된 카페트에 대해 상기한 바와 같은 베터만 드럼에서 오염 시험을 실시하였다. 오염 성능은 델타 E 측정에 의해서 평가하였다. 델타 E가 낮은 카페트 샘플은 델타 E가 높은 카페트보다 오염 성능이 보다 우수한 것으로 고려된다 (즉, 보다 우수한 방오 성능을 가짐). 1 이상의 단위로 델타 E가 감소되는 것은 상당히 향상된 것으로 고려된다.
또한, 전문가 패널에 의해서 카페트 샘플을 광택 및 반짝거림에 대해서 평가하였다. 반짝거림이 전혀 없는 카페트가 많이 반짝거리는 카페트보다 바람직하다. 모든 천연 섬유는 반감이 가는 반짝거림이 존재하지 않는다. 시험 결과를 하기 표 3에 요약하였다.
시험 결과
실시예 반짝거림이 없는 광택 오염 ΔE
1 우수함 20.7
2 양호 내지 우수함 17.7
3 우수함 19.1
실시예 4 내지 6
방사 공정
하기 실시예에서, 다양한 단면을 갖는 나일론 6,6 필라멘트를 제조하였다. 나일론 6,6 필라멘트를 도 3, 4, 5 및 7에 도시된 상이한 방사구로부터 방사하였다.
하기 실시예 모두에서 사용된 나일론 6,6 중합체는 광택이 없는 중합체 (이는 중합체가 0.2 중량％의 TiO2를 함유함을 의미함)이고, 상대 점도 (RV)가 68 ± 약 3 단위였다. 방사 팩 전의 중합체 온도를 약 286 ± 1 ℃에서 제어하였다. 방사 처리량은 시간 당 75 pound (70 lb, 34.1 kg)이었다.
중합체를 상이한 방사구를 통해 압출하고, 2 X 64 필라멘트 분절로 분할하였다. 이어서, 용융된 섬유를 약 9℃에서 냉각 공기가 켄칭 구역을 통해 분 당 300 ft3 (300 cfm, 8.49 m3/min)에서 필라멘트로 통과하는 침니에서 신속하게 켄칭하였다. 이어서, 필라멘트를 연신 및 권축 동안 분 당 715 yard (715 yd/min, 654 m/min)에서 윤활제로 코팅하였다. 코팅된 실을 한쌍의 가열된 연신 롤을 사용하여 분 당 1930 yard (111 m/min 및 2.75 x 연신 비율)에서 연신하였다. 연신 롤 온도는 190℃였다. 이어서, 필라멘트를 미국 특허 제3,525,134호 (쿤 (Coon))에 기재된 것과 유사한 이중 충돌 벌킹 제트 (210℃ 고온 공기)로 이송하여 필라멘트 당 19 데니어 (dpi) (필라멘트 당 21.1 decitex)인 2개의 1245 데니어 (1385 decitex) 실을 형성하였다.
케이블 꼬임기 상에서 인치 당 4.5 turn (tpi)으로 케이블 꼬임처리하고, 수퍼바 열고정기 상에서 265℉ (129.4℃)의 고정 온도에서 열 고정하여 방오 시험을 위한 카페트를 제조하였다.
이어서, 이들 시험 실을 1/10 inch 게이지 (0.254 cm) 터프팅기 상에서 파일 높이 0.25 inch (8/32", 0.635 cm)로 32 oz/yd2 (1085 g/m2) 커트 파일 카페트에 터프팅하였다. 터프팅된 카페트를 베크 (beck) 염색기 상에서 대략 L* = 71인 베이지 색상의 카페트로 염색하였다.
케이블 꼬임기 상에서 인치 당 4.8 turn (tpi)으로 케이블 꼬임처리하고, 수퍼바 열고정기 상에서 265℉ (129.4℃)의 고정 온도에서 열 고정하여 인쇄 시험을 위한 카페트 샘플을 제조하였다.
이어서, 이들 시험 실을 1/10 inch 게이지 (0.254 cm) 터프팅기 상에서 파일 높이 0.31 inch (5/16", 0.794 cm)로 36 oz/yd2 (1221 g/m2) 커트 파일 카페트에 터프팅하였다.
실시예 4 (비교)
상기한 용융 방사 공정을 사용하여 도 6에 도시된 것과 같은 3엽형 단면을 갖는 필라멘트를 제조하였다. 필라멘트를 도 5에 도시된 것과 같은 방사구 모세관을 통해 방사하였다.
실시예 5 (본 발명)
상기한 용융 방사 공정을 사용하여 도 2에 도시된 것과 같은 본 발명에 따른 6엽형 단면을 갖는 필라멘트를 제조하였다. 필라멘트를 도 3에 도시된 바와 같은 방사구 모세관을 통해 방사하였다. 모세관 치수는 표 1 및 2에 기재되어 있다.
실시예 6 (본 발명)
상기한 용융 방사 공정을 사용하여 도 2에 도시된 것과 같은 본 발명에 따른 6엽형 단면을 갖는 필라멘트를 제조하였다. 필라멘트를 도 4에 도시된 바와 같은 방사구 모세관을 통해 방사하였다. 모세관 치수는 표 1 및 2에 기재되어 있다.
실시예 7 (비교)
상기한 용융 방사 공정과 유사한 공정을 사용하여 도 8에 도시된 것과 같은 3엽형 단면을 갖는 필라멘트를 제조하였다. 필라멘트를 도 7에 도시된 것과 같은 방사구 모세관을 통해 방사하였다.
실시예 4 내지 6을 1/10 inch 게이지, 1/4 inch 파일 높이, 32 ounce 루프 파일 카페트로 전환시키고, 연 베이지 (L* = 약 71) 색상으로 개별적으로 염색하였다. 보행을 사용하여 이들 샘플에 대해 방오성 시험을 수행하였다. 오염 데이타를 표 4에 나열하였다.
보행에 대한 오염 시험
ΔE (185,000 보행에서)
실시예 4 20.3
실시예 5 11.5
실시예 6 14.2
실시예 5 내지 7을 1/10 게이지 단위, 5/16 inch 파일 높이, 36 ounces/yd2 커트 파일 카페트로 전환시켰다. 카페트 샘플을 증기로 처리하고 크로모제트 (Chromojet) 인쇄기 상에서 다중색상 패턴화 카페트로 인쇄하였다. 모든 카페트 샘플은 동일한 양의 염료를 수령하였다. 이어서, 인쇄된 카페트를 증기로 처리하여 염료를 고정시키고, 물로 철저히 헹구어 미사용된 염료를 제거하였다. 미놀타 색도계를 사용하여 카페트 (베이지색 부분만)의 색심도 (L* 값)를 측정하였다. L* 값이 낮은 카페트는 인쇄 품질을 갖는 카페트보다 더 어두운 색상을 가졌다. 시험 결과를 하기 표 5에 나열하였다.
커트 파일 인쇄 카페트 평가
패턴화 카페트 색심도 및 투명도 베이지 카페트 L*
실시예 7 양호 56.6
실시예 5 양호 내지 우수함 53.0
실시예 6 우수함 49.6

Claims (18)

  1. 중심 축에 대한 주 반경 (R1) 내에 중심 축에 대해 대칭적으로 위치한 3개의 주엽 (major lobe) 및 각각 주엽 사이에 상기 중심 축에 대한 부 반경 (R2) 내에 대칭적으로 위치한 3개의 부엽 (minor lobe)을 갖는 6엽형 (hexalobal) 단면을 특징으로 하고, 부 반경 (R2)에 대한 주 반경 (R1)의 비율이 1보다 큰 외형 변형 비율 (R1/R2)로 정의되는 합성 중합체 필라멘트.
  2. 제1항에 있어서, 비율 R1/R2가 약 1.2 내지 약 3.5 범위 내인 필라멘트.
  3. 제2항에 있어서, 비율 R1/R2가 약 1.5 내지 약 2.5 범위 내인 필라멘트.
  4. 제1항, 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 주엽이 말단 반경 (R3)이 있는 볼록한 말단에서 종결되고, 말단 반경 (R3)에 대한 주 반경 (R1)의 비율이 2.0 내지 10.0 범위의 주 말단 비율 (R1/R3)로 정의되는 필라멘트.
  5. 제4항에 있어서, 주 말단 비율 (R1/R3)이 2.5 내지 4.0 범위 내인 필라멘트.
  6. 제1항, 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 부엽이 부 말단 반경 (R4)를 갖고. 부 말단 반경 (R4)에 대한 주 반경 (R1)의 비율이 약 2.0 내지 약 40.0 범위 내인 필라멘트.
  7. 제6항에 있어서, 비율 R1/R4가 3.75 내지 약 14.0 범위 내인 필라멘트.
  8. 제4항에 있어서, 각각의 부엽이 말단 반경 (R4)을 갖고, 말단 반경 (R4)에 대한 주 반경 (R1)의 비율이 약 2.0 내지 약 40.0 범위 내인 필라멘트.
  9. 제5항에 있어서, 말단 비율 R1/R4가 3.75 내지 약 14.0 범위 내인 필라멘트.
  10. 제1항에 있어서, 합성 중합체가 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 및 폴리아크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 필라멘트.
  11. 각각의 벌킹 연속 실이 복수의 벌킹 연속 중합체 필라멘트를 포함하고,
    상기 벌킹 연속 필라멘트 각각이 중심 축에 대한 주 반경 (R1) 내에 중심 축에 대해 대칭적으로 위치한 3개의 주엽 및 각각 주엽 사이에 상기 중심 축에 대한 부 반경 (R2) 내에 대칭적으로 위치한 3개의 부엽을 갖는 6엽형 단면을 특징으로 하고, 부 반경 (R2)에 대한 주 반경 (R1)의 비율이 1보다 큰 외형 변형 비율 (R1/R2)로 정의되는 것인,
    배킹 (backing) 내에 터프팅된 복수의 벌킹 연속 실을 포함하는 카페트.
  12. 제11항에 있어서, 인쇄된 카페트인 카페트.
  13. 6엽형 중심 영역 내의 중심에서, 방사상 외향으로 연장되고 동일하게 이격되어 있는 3개의 동일한 주 다리 및 방사상 외향으로 연장되고 동일하게 이격되어 있는 3개의 동일한 부 다리를 포함하고, 두 다리는 서로에 대해 본질적으로 거울 상이고 각각의 주 다리의 길이는 각각의 부 다리의 길이보다 큰 모세관 방사구 오리피스.
  14. 제13항에 있어서, 각각의 주 다리의 폭이 각각의 부 다리의 폭보다 큰 모세관 방사구 오리피스.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 각각의 주 다리가 연장된 원형 말단을 갖는 모세관 방사구 오리피스.
  16. 제13항 또는 제14항에 있어서, 각각의 부 다리가 연장된 원형 말단을 갖는 모세관 방사구 오리피스.
  17. 제15항에 있어서, 주 다리의 폭에 대한 연장된 원형 말단의 직경의 비율이 약 1.0 내지 약 4.0 범위 내인 모세관 방사구 오리피스.
  18. 제16항에 있어서, 부 다리의 폭에 대한 연장된 원형 말단의 직경의 비율이 약 1.0 내지 약 4.0 범위 내인 모세관 방사구 오리피스.
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