KR20090009313A - 부직포, 터프티드 부직포, 및 이들을 함유하는 제품 - Google Patents

부직포, 터프티드 부직포, 및 이들을 함유하는 제품 Download PDF

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Abstract

융점 Tm(th)를 갖는 열가소성 섬유, 융점 Tm(1)을 갖는 접합 섬유 1 및 융점 Tm(2)를 갖는 접합 섬유 2를 포함하는 부직포로서, Tm(th), Tm(1) 및 Tm(2)에 대해 조건 Tm(th) > Tm(1) > Tm(2)가 적용되며, 접합 섬유들을 고화된 용융물로서 함유하는 부직포가 개시되어 있다. 또한, 터프트 사를 함유하는 상기 언급된 종류의 터프티드 부직포가 개시되어 있다. 최종적으로, 부직포 및/또는 터프티드 부직포를 함유하는 제품이 개시되어 있다.
융점, 열가소성 섬유, 접합 섬유, 부직포, 고화된 용융물, 터프트 사, 터프티드 부직포

Description

부직포, 터프티드 부직포, 및 이들을 함유하는 제품 {Nonwoven, tufted nonwoven and products containing the fabrics}
본 발명은 부직포, 터프티드 부직포, 및 이들을 함유하는 제품에 관한 것이다.
국제 공보 제WO 00/12800호에는, 접합제 중합체에 의해 접합된 열가소성 중합체 필라멘트 또는 섬유를 포함하는 부직 일차 카펫 기포(基布: backing)가 기술되어 있으며, 카펫 기포는 하나 이상의 구별가능한 열가소성 직포층, 구별가능한 열가소성 연속층, 또는 접합제 중합체에 의해 접합된 필라멘트 또는 섬유를 포함하는 구별가능한 부직포층을 포함한다. 상기 일차 카펫 기포가 터프팅되는 경우에는, 감소된 층분리 강도와 관련된다 하더라도, 증가된 스티치 홀딩이 관찰된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 터프팅 후에, 층분리 강도의 감소 없이, 스티치 홀딩이 더 큰 터프티드 부직포를 제공하는 데에 있다.
상기 목적은, 한편으로는, 융점 Tm(th)를 갖는 열가소성 섬유, 융점 Tm(1)을 갖는 접합 섬유 1 및 융점 Tm(2)를 갖는 접합 섬유 2를 포함하는 부직포에 의해 달성되며, Tm(th), Tm(1) 및 Tm(2)에 대해, 조건 Tm(th) > Tm(1) > Tm(2)이 적용되고, 부직포는 상기 접합 섬유들을 고화된 용융물로서 함유한다.
본 발명의 부직포는, 접합 섬유들의 고화된 용융뮬이 열가소성 섬유들을 접합시켜 부직포의 구조를 안정화시키기 때문에, 고도의 구조적 일체성을 유지한다. 더욱이, 본 발명의 부직포는 적층물이 아니기 때문에 층분리 문제를 갖지 않는다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "부직포"는 당업자에게 공지된 정의를 갖는다. 예로는, 문헌[Joachim Luenenschloβ and Wilhelm Albrecht's "Vliesstoffe"["Nonwovens"], Georg Thieme Verlag Stuttgart New York (1982), Chapter 2.1.1.1-2]에 기술된 필라멘트로 제조된 방적섬유 부직포 및 스펀본드 직물이 있다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "열가소성 섬유"는 가장 넓은 의미로 이해되며, 그 자체로 열가소성 모노필라멘트 및 멀티필라멘트 또는 스테이플 섬유를 포함하며, 단, 이들의 융점 Tm(th)는 조건 Tm(th) > Tm(1) > Tm(2)를 충족시켜야 한다. 열가소성 섬유가, 이들의 부직포를 생성시키기 위해 필요한 상기 내역(specification)을, 강도, 파단 신도, 탄성율, 성형성, 치수 안정성 등의 관점에서 총족시킬 필요가 있음은 명백하다. 더욱이, 본 발명에 따라 사용되는 열가소성 섬유는 열가소성 섬유에 대한 상기 언급된 내역을 여전히 충족시키는 양으로 방사제, 충전제, 난연제, UV 억제제, 결정화제, 가소제, 촉진제/지연제, 열안정제, 항균 첨가제 또는 이들의 배합물을 함유할 수 있다.
바람직한 양태에서, 본 발명의 부직포는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 이미드, 폴리락트산 및 폴리옥시메틸렌으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함하는 열가소성 섬유를 포함한다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "접합 섬유"는 본 발명의 부직포의 열가소성 섬유에 접합되어 부직포의 구조를 안정시키는 고화된 용융물을 생성시키는 위치에 있으며 본 발명의 부직포로 되도록 가공되는 섬유로서 규정된다. 따라서, 본 발명의 맥락에서는, 상기 언급된 조건을 충족시키는 어떠한 유형의 섬유도 접합 섬유로서 사용될 수 있어서, 더 높은 융점을 갖는 접합 섬유 1은 열가소성 섬유의 융점 보다 낮은 융점을 갖게 된다. 이러한 섬유는 매우 다양한 부류의 성분으로부터 선택될 수 있으며, 단, 이들은 상기 언급된 조건을 충족시켜야 한다. 접합 섬유는 일반적으로 열가소성 수지, 엘라스토머 또는 열가소성 엘라스토머와 같은 유기 중합체를 포함한다. 접합 섬유는 생분해될 수 있다.
바람직한 양태에서, 본 발명의 부직포는 폴라아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 이들의 공중합체, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 지방족 폴리에스테르, 코폴리아미드 및 코폴리에스테르로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 열가소성 중합체를 포함하는 접합 섬유 1을 포함한다.
또다른 바람직한 양태에서, 본 발명의 부직포는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 이들의 공중합체, 폴리락트산, 폴리비닐 클로라이드, 코폴리아미드 및 코폴리에스테르로 그룹으로부터 선택된 열가소성 중합체를 포함하는 접합 섬유 2를 포함한다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "고화된 용융물"은 본 발명의 부직포가, 열가소성 섬유, 접합 섬유 1 및 접합 섬유 2를 포함하는 랜덤 레이드 층(random laid layer)을 조건 Tm(th) > Tv > Tm(2)를 충족시키는 부직포를 제조하기 위한 온도 Tv로 가열한 후, 상기 언급된 랜덤 레이드 층을 접합 섬유 2를 생성시키는 중합체도 고화시키는 온도로 냉각시킴으로써 얻어지는, 고화된 형태의 접합 섬유 1과 접합 섬유 2를 함유함을 의미한다.
본 발명의 부직포의 또다른 바람직한 양태에서, 접합 섬유 1의 융점 Tm(1)은 접합 섬유 2의 융점 Tm(2) 보다 5℃ 이상, 더욱 바람직하게는 10℃ 이상, 특히 바람직하게는 20℃ 이상 이상 더 높다.
본 발명의 부직포에 대해, 열가소성 섬유의 융점 Tm(th)가 접합 섬유 1의 융점 Tm(1) 보다 20℃ 이상 더 높은 것이 더욱더 바람직하다.
본 발명의 부직포의 바람직한 양태에서, 열가소성 섬유는 융점 Tm(th)가 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하며, 접합 섬유 1은 융점 Tm(1)이 220℃인 폴리아미드 6을 포함한다.
본 발명의 부직포의 특히 바람직한 양태에서, 열가소성 섬유는 융점 Tm(th)가 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하고, 접합 섬유 1은 융점 Tm(1)이 220℃인 폴리아미드 6을 포함하며, 접합 섬유 2는 융점 Tm(2)가 160℃인 폴리프로필렌을 포함한다.
본 발명의 부직포에서, 열가소성 섬유의 중량 w(th), 접합 섬유 1의 중량 w(1) 및 접합 섬유 2의 중량 w(2)의 비는 넓은 범위로 설정될 수 있으며, 의도되는 용도 조건 하에서 부직포의 구조적 일체성에 대한 요구가 커질수록 접합 섬유 1과 접합 섬유 2의 비율이 더 높게 선택된다. 바람직하게는, w(th):w(1):w(2)의 비는 90:5:5 내지 40:30:30 중량%, 특히 바람직하게는 80:10:10 내지 60:20:20 중량%이다.
본 발명의 부직포를 생성시키기 위해, 열가소성 섬유, 접합 섬유 1 및 접합 섬유 2는 랜덤 레이드 층을 생성시키는, 당업자에게 공지된 방법들 중 하나를 사용하여 혼합되며, 선택된 혼합법은 랜덤 레이드 층에서의 열가소성 섬유와 접합 섬유 1과 접합 섬유 2의 충분한 균질 혼합을 보장할 수 있다. 용어 "균질 혼합물"은 랜덤 레이드 층의 각각의 체적 요소(volume element)에서 중량비 w(th):w(1):w(2)가 거의 동일함을 의미한다. 혼합법은 스풀 크릴(spool creel)에서의 어셈블링 또는 혼합, 또는 3-성분 스핀 팩으로부터의 방사로 이루어지는 것이 바람직하다.
랜덤 레이드 층을 제조하기 위해, 이를 위해 공지된 임의의 방법, 예를 들면 문헌[Chapter 10. 1 of the "Manual of Nonwovens" (1971), Textile Trade Press, Manchester, England, in association with W.R.C. Publishing Co., Atlanta, United States]에 기술된 방법이 사용될 수 있다.
랜덤 레이드 층을 조건 Tm(th) > Tv > Tm(1)을 따르는 부직포를 제조하기 위한 온도 Tv로 가열한 후, 랜덤 레이드 층을 접합 섬유 2를 형성하는 중합체도 고화되는 온도로 냉각시켜, 본 발명의 부직포를 생성시킨다. Tv가 랜덤 레이드 층에 대해 작용하는 시간은, 냉각 후에 고화된 용융물이 열가소성 섬유들을 접합시키기에 충분한 양의 접합 섬유 1과 접합 섬유 2가 용융될 수 있는 방식으로 선택된다.
본 발명의 기본 목적은 또한, 융점 Tm(th)를 갖는 열가소성 섬유, 융점 Tm(1)을 갖는 접합 섬유 1 및 융점 Tm(2)를 갖는 접합 섬유 2를 포함하는 터프티드 부직포에 의해 달성되며, Tm(th), Tm(1) 및 Tm(2)에 대해 조건 Tm(th) > Tm(1) > Tm(2)가 적용되며, 부직포는 접합 섬유들을 고화된 용융물로서 함유하며, 터프티드 부직포는, 필요한 경우, 접합 섬유 2의 고화된 용융물에 의해 열가소성 섬유에 접합되는 터프트 섬유를 함유한다.
용어 "부직포", "열가소성 섬유" "접합 섬유 1과 접합 섬유 2", "고화된 용융물", 및 이들의 바람직한 양태에 대해, 본 발명의 부직포에 대한 설명에서 제공된 정의가 유사하게 적용된다.
용어 "터프트 섬유"는 본 발명의 맥락에서, 터프트 섬유로서 사용될 수 있는 모든 섬유를 일반적으로 포함하며, 단, 이들 섬유의 용융 또는 분해 온도는 하기 문단에서 규정하는 온도 Tt 보다 높아야 한다.
본 발명의 터프티드 부직포를 생성시키기 위해, 본 발명의 부직포는 당업자에게 공지된 방법을 사용하여 터프팅된다. 이후, 터프티드 부직포는 접합 섬유 2를 생성시키는 재료가 용융되도록 하는 조건 Tm(1) > Tt > Tm(2)를 충족시키는 온도 Tt 까지 가열될 수 있다. 접합 섬유 2를 생성시키는 중합체가 고화되는 온도까지 냉각된 후, 접합 섬유 2의 고화된 용융물이 생성되며, 이는 터프트 섬유를 열가소성 섬유에 접합시킨다.
본 발명의 터프팅된 부직포의 바람직한 양태에서, 터프트 섬유는 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리락트산, 양모 및 면직물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 재료를 포함한다.
본 발명의 터프티드 부직포는 탁월한 스티치 홀딩을 나타낸다. 이는 터프트 섬유가 접합 섬유 2의 고화된 용융물에 의해 열가소성 섬유에 접합되는 경우에 특히 그러하다.
본 발명의 부직포의 높은 치수 안정성 및 구조적 일체성은, 본 발명의 부직포를 함유하며 상기한 성질들이 중요하게 여겨지는 많은 제품들에서 유리하게 나타난다.
이는 본 발명의 부직포를 함유하는 공업용 및 의료용 필터를 포함한다. 이러한 필터는 또한 본 발명의 일부를 구성하며, 공업용으로, 예를 들면, 먼지 필터, 매연 필터, 화분 필터 또는 가스 필터로서, 또는 의료용으로, 예를 들면, 박테리아 필터 또는 바이러스 필터로서, 또는 열 및 수분을 교환시키기 위한 필터로서 설계될 수 있다. 상기한 최종적으로 언급된 양태에서, 본 발명의 필터는 환자가 방출하는 공기로부터 열 및 수분을 흡수한다. 본 발명의 필터의 상기 양태에 대해, 적합한 열가소성 섬유 및 접합 섬유는 폴리아미드 섬유와 같이 낮은 열전도도 및 높은 친수성을 갖는 섬유이다.
더욱이, 본 발명의 부직포를 함유하는, 소수성 유체로부터 친수성 유체를 분리시키기 위한 유착 필터(coalescence filter)가 또한 본 발명의 일부를 구성한다. 이러한 유형의 필터는, 예를 들면, 항공용 휘발유로부터 물을 제거할 수 있다. 이는 부직포의 열가소성 섬유 및 접합 섬유가 더 친수성이 될수록 더욱 성공적인데, 그 이유는 친수성이 증가함에 따라 섬유의 물-접합 능력이 증가하기 때문이다.
또한, 본 발명의 부직포를 포함하며, 의료용, 또는 유체를 보유하고 운반하는 다른 제품용으로서, 표지 및 필기 기구에서 잉크를 운반하는 동안 잉크에 대한 저장소로서 사용되는 심지가 본 발명의 일부를 구성한다. 높은 표면 에너지를 갖는 열가소성 섬유 및 접합 섬유가 심지로서 작용하기에 특히 매우 적합하며, 그 이유는 이러한 높은 표면 에너지에 의해 상기 섬유들이 목적하는 용량의 유체를 흡수할 수 있게 되기 때문이다. 이 양태에 대해, 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 제조된 열가소성 섬유 및 접합 섬유가, 예를 들면 폴리올레핀으로 이루어지는 열가소성 섬유 및 접합 섬유보다 더 적합하다.
본 발명의 터프티드 부직포의 높은 치수안정성, 구조적 일체성 및 스티치 홀딩은, 본 발명의 터프티드 부직포를 함유하며 상기한 성질들의 조합이 중요하게 여겨지는 많은 제품에서 유리하게 나타난다.
이는 가정용 텍스타일, 베게, 쿠션, 자동차, 열차 및 항공기내 텍스타일, 또는 인조 잔디 및 경기장 표면과 같은 외장용의 터프티드 카펫을 포함한다. 상기 유형의 카펫은 또한 본 발명의 일부를 구성한다.
마지막으로, 본 발명의 터프티드 부직포를 함유하는 성형된 카펫이 본 발명의 일부를 구성한다.

Claims (15)

  1. 융점 Tm(th)를 갖는 열가소성 섬유, 융점 Tm(1)을 갖는 접합 섬유 1 및 융점 Tm(2)를 갖는 접합 섬유 2를 포함하는 부직포로서, Tm(th), Tm(1) 및 Tm(2)에 대해 조건 Tm(th) > Tm(1) > Tm(2)가 적용되며, 접합 섬유들을 고화된 용융물로서 함유하는, 부직포.
  2. 제1항에 있어서, 열가소성 섬유가 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 이미드, 폴리락트산 및 폴리옥시메틸렌으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함하는, 부직포.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접합 섬유 1이 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 이들의 공중합체, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 지방족 폴리에스테르, 코폴리아미드 및 코폴리에스테르로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함하는, 부직포.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 접합 섬유 2가 폴리프로필렌, 폴 리에틸렌 또는 이들의 공중합체, 폴리락트산, 폴리비닐 클로라이드, 코폴리아미드 및 코폴리에스테르로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함하는, 부직포.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 접합 섬유 1의 융점 Tm(1)이 접합 섬유 2의 융점 Tm(2) 보다 5℃ 이상 더 높은 부직포.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나 이상의 항에 있어서, 열가소성 섬유의 융점 Tm(th)가 접합 섬유 1의 융점 Tm(1) 보다 20℃ 이상 더 높은 부직포.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 섬유가 융점 Tm(th)가 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하며, 접합 섬유 1이 융점 Tm(1)이 220℃인 폴리아미드 6을 포함하는, 부직포.
  8. 제7항에 있어서, 열가소성 섬유가 융점 Tm(th)가 250℃인 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하고, 접합 섬유 1이 융점 Tm(1)이 220℃인 폴리아미드 6을 포함하며, 접합 섬유 2가 융점 Tm(2)가 160℃인 폴리프로필렌을 포함하는, 부직포.
  9. 융점 Tm(th)를 갖는 열가소성 섬유, 융점 Tm(1)을 갖는 접합 섬유 1 및 융점 Tm(2)를 갖는 접합 섬유 2를 포함하는 터프티드 부직포로서, Tm(th), Tm(1) 및 Tm(2)에 대해 조건 Tm(th) > Tm(1) > Tm(2)가 적용되며, 터프티드 부직포는, 필요한 경우, 접합 섬유 2의 고화된 용융물에 의해 열가소성 섬유에 접합되는 터프트 섬유를 함유하는, 터프티드 부직포.
  10. 제9항에 있어서, 터프트 섬유가 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리락트산, 양모 및 면직물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 재료를 포함하는, 터프티드 부직포.
  11. 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 따르는 부직포를 함유하는, 공업용 또는 의료용 필터.
  12. 제1항 내지 8항 중 어느 한 항에 따르는 부직포를 함유하는, 소수성 유체로부터 친수성 유체를 분리시키기 위한 유착 필터(coalescence filter).
  13. 의료용, 또는 유체를 보유하고 운반하는 다른 제품용으로서, 표지 및 필기 기구에서 잉크 운반용 저장소로서 사용되는 심지로서, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따르는 부직포를 포함하는 심지.
  14. 가정용 텍스타일, 베게, 쿠션, 자동차, 열차 및 항공기내 텍스타일, 또는 인조 잔디 및 경기장 표면과 같은 외장용의 터프티드 카펫으로서, 제9항 또는 제10항에 따르는 터프티드 부직포를 포함하는 터프티드 카펫.
  15. 제9항 또는 제10항에 따르는 터프티드 부직포를 포함하는 성형된 카펫.
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