KR20090031729A - 터프티드 부직포 및 본디드 부직포 - Google Patents

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에제 얀 비스허르
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콜본드 비.브이.
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Abstract

스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포, 본디드 부직포 및 이들의 제조방법이 기술되어 있다. 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포는 다수의 2성분 필라멘트 1과 다수의 2성분 필라멘트 2의 혼합물을 포함하는 본디드 부직포를 터프팅하는 면재(여기서,
iα) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 코어를 나타내고, 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조(core/sheath geometry)를 나타내거나,
iβ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 사이드(side) 1을 나타내고, 성분(12)가 사이드(side) 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조(side by side geometry)를 나타내거나,
iγ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 섬을 나타내고, 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조(an islands in the sea geometry)를 나타내고,
ii) 성분(11)은 융점 Tm(11)을 나타내고, 성분(22)는 융점 Tm(22)를 나타내며, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하거나, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하지 않고,
iii) 성분(12)는 융점 Tm(12)를 나타내며, 성분(21)은 융점 Tm(21)을 나타내고, Tm(12)는 Tm(21)보다 높으며,
iv) 성분(11) 및 성분(22)의 융점과 성분(12) 및 성분(21)의 융점은 두 개의 융점 Tm(11) 및 Tm(22) > Tm(12) > Tm(21)의 관계식을 따르며,
또한, 면재는 성분 (12)과 (21)의 고화된 용융물에 의해 2성분 필라멘트 1 및 2에 본딩된다)를 포함한다.
스티치 홀딩, 터프티드 부직포, 본디드 부직포, 면재, 고화된 용융물.

Description

터프티드 부직포 및 본디드 부직포 {Tufted nonwoven and bonded nonwoven}
본 발명은 터프티드 부직포(tufted nonwoven), 본디드 부직포(bonded nonwoven), 이의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것이다.
국제 공보 제WO 00/12800호는 결합제 중합체에 의해 결합된 열가소성 중합체 필라멘트들 또는 섬유들을 포함하는 부직 제1 카페트 기포(基布: backing)를 기술하고 있으며, 여기서 기포는 구별가능한 열가소성 직물 층, 구별가능한 열가소성 연속 층, 또는 결합제 중합체에 의해 결합된 필라멘트들 또는 섬유들을 또한 포함하는 구별가능한 부직 층을 적어도 포함한다. 그러나, 상기 제1 카페트 기포가 터프트되면, 증가된 스티치 락[stitch lock: 스티치 홀딩(stitch holding)]이 기포의 감소된 층분리 강도(delamination strength)와 함께 관찰된다.
미국 공개특허공보 제2002/0144490호는 상이한 특성을 갖는 섬유들의 균질한 혼합물을 포함하는 섬유 웹을 제조하기 위한 섬유 방사 공정을 기술하고 있다. 공통의 코어(core) 중합체 및 상이한 쉬쓰(sheath) 중합체들을 갖는 2성분 섬유를 동일한 다이 플레이트에서 교호 방사구금 구멍들로부터 압출할 수 있다. 개선된 혼합 섬유 기술로부터 형성된 제품은 다양한 환경의 고효율 필터, 유착 필터(coalescence filter), 표지 및 필기구용 저장소, 의료용 및 기타 용도를 위해 액체를 보유 및 운반하도록 고안된 심지(wick) 및 다른 부재, 열 및 습기 교환기 및 다른 다양한 섬유상 매트릭스로서 유용하다.
따라서, 본 발명의 하나의 목적은 터프팅 후, 층분리 강도의 감소없이, 증가된 스티치 홀딩을 나타내는 터프티드 부직포가 수득되는 부직포의 제조방법을 제공한다.
상기 목적은 다음 단계들을 포함하는 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포의 제조방법에 의해 성취된다:
a) 성분(11) 및 성분(12)를 포함하는 다수의 2성분 필라멘트 1을 성분(21) 및 성분(22)를 포함하는 다수의 2성분 필라멘트 2와 혼합하고, 자체 공지된 방법으로 2성분 필라멘트 1이 중첩 영역에서 2성분 필라멘트 2와 접촉하는 기본 섬유층을 제조하는 단계(당해 단계에서,
iα) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 코어를 나타내고, 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조(core/sheath geometry)를 나타내거나,
iβ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 사이드(side) 1을 나타내고, 성분(12)가 사이드(side) 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조(side by side geometry)를 나타내거나,
iγ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 섬을 나타내고, 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조(an islands in the sea geometry)를 나타내고,
ii) 성분(11)은 융점 Tm(11)을 나타내고, 성분(22)는 융점 Tm(22)를 나타내며, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하거나, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하지 않고,
iii) 성분(12)는 융점 Tm(12)를 나타내며, 성분(21)은 융점 Tm(21)을 나타내고, Tm(12)는 Tm(21)보다 높으며,
iv) 성분(11) 및 성분(22)의 융점과 성분(12) 및 성분(21)의 융점은 두 개의 융점 Tm(11) 및 Tm(22) > Tm(12) > Tm(21)의 관계식을 따른다) 및
b) 제조된 상기 기본 섬유층을 성분(21)이 중첩 영역에서 용융될 때까지 Tm(12) > Tnp > Tm(21)의 관계식에 따르는 부직포 제조 온도 Tnp에서 가열한 다음, Tm(21) 미만으로 냉각시켜 본디드 부직포를 생성시키는 단계,
c) 생성된 본디드 부직포를 면재(face material)로 터프팅하여, 면재와 2성분 필라멘트 1 및 2 사이에 접촉부를 나타내는 터프티드 부직포를 생성시키는 단계, 및 임의로
d) 생성된 상기 터프티드 부직포를 성분(12) 및 성분(21)이 용융되어 용융된 성분(21) 및 용융된 성분(12)가 면재와 접촉되어 터프티드 부직포를 생성할 때 까지 Tm(12) < Ttn < Tm(11) 및 Tm(22)의 관계식에 따르는 온도 Ttn에서 임의로 압력하에 가열한 다음, Tm(21) 미만으로 부직포를 냉각시켜 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포를 수득하는 단계.
단계 a)iα)에 따르면, 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 코어를 나타내고, 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타낸다. 본 발명의 범위에서, 이는 2성분 필라멘트 1 및 2성분 필라멘트 2가 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내거나, 2성분 필라멘트 1이 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내고, 2성분 필라멘트 2는 다른 2성분 기하구조, 예를 들면, 사이드 바이 사이드 기하구조 또는 바다 내 섬 기하구조를 나타냄을 의미한다. 결과적으로, 2성분 필라멘트 1 및 2성분 필라멘트 2가 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내는 경우에, 성분(11)은 2성분 필라멘트 1의 코어를 나타내며, 성분(12)는 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰를 나타내고, 성분(22)는 2성분 필라멘트 2의 코어를 나타내며, 성분(21)은 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰를 나타낸다. 그러나, 2성분 필라멘트 1이 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내고, 2성분 필라멘트 2가 다른 2성분 기하구조, 예를 들면, 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내는 경우에, 성분(11)은 2성분 필라멘트 1의 코어를 나타내며, 성분(12)는 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰를 나타내고, 성분(22)는 2성분 필라멘트 2의 사이드 1을 의미하며, 성분(21)은 2성분 필라멘트 2의 사이드 2를 의미한다.
단계 a)iβ)에 따르면, 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 사이드 1을 나타내고, 성분(12)가 사이드 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타낸다. 본 발명의 범위에서, 이는 2성분 필라멘트 1 및 2성분 필라멘트 2가 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내거나, 2성분 필라멘트 1이 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내고, 2성분 필라멘트 2는 다른 2성분 기하구조, 예를 들면, 코어/쉬쓰 기하구조 또는 바다 내 섬 기하구조를 나타냄을 의미한다. 결과적으로, 2성분 필라멘트 1 및 2성분 필라멘트 2가 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내는 경우에, 성분(11)은 2성분 필라멘트 1의 사이드 1을 나타내고, 성분(12)는 2성분 필라멘트 1의 사이드 2를 나타내며, 성분(22)는 2성분 필라멘트 2의 사이드 1을 나타내고, 성분(21)은 2성분 필라멘트 2의 사이드 2를 나타낸다. 그러나, 2성분 필라멘트 1이 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타내고, 2성분 필라멘트 2가 다른 2성분 기하구조, 예를 들면, 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내는 경우에, 성분(11)은 2성분 필라멘트 1의 사이드 1을 나타내며, 성분(12)는 2성분 필라멘트 1의 사이드 2를 나타내고, 성분(22)는 2성분 필라멘트 2의 코어를 의미하며, 성분(21)은 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰를 의미한다.
단계 a)iγ)에 따르면, 적어도 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 섬을 나타내고, 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조를 나타낸다. 본 발명의 범위에서, 이는 2성분 필라멘트 1 및 2성분 필라멘트 2가 바다 내 섬 기하구조를 나타내거나, 2성분 필라멘트 1이 바다 내 섬 기하구조를 나타내고, 2성분 필라멘트 2는 다른 2성분 기하구조, 예를 들면, 코어/쉬쓰 기하구조 또는 사이드 바이 사이드 기하구조를 나타냄을 의미한다. 결과적으로, 2성분 필라멘트 1 및 2성분 필라멘트 2가 바다 내 섬 기하구조를 나타내는 경우에, 성분(11)은 2성분 필라멘트 1의 섬을 나타내고, 성분(12)는 2성분 필라멘트 1의 바다를 나타내며, 성분(22)는 2성분 필라멘트 2의 섬을 나타내고, 성분(21)은 2성분 필라멘트 2의 바다를 나타낸다. 그러나, 2성분 필라멘트 1이 바다 내 섬 기하구조를 나타내고, 2성분 필라멘트 2가 다른 2성분 기하구조, 예를 들면, 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내는 경우에, 성분(11)은 2성분 필라멘트 1의 섬을 나타내며, 성분(12)는 2성분 필라멘트 1의 바다를 나타내고, 성분(22)는 2성분 필라멘트 2의 코어를 의미하며, 성분(21)은 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰를 의미한다.
성분(11):성분(12)의 비 및 성분(22):성분(21)의 비는 5:95 내지 95:5 체적%, 바람직하게는 60:40 내지 95:5 체적%의 범위일 수 있다. 2성분 필라멘트 1 대 2성분 필라멘트 2의 비는 5:95 내지 95:5 체적%, 바람직하게는 60:40 체적%의 범위일 수 있다.
간결함을 위하여, 본 발명의 방법에 의해 수득되는 터프티드 부직포의 유용한 특성은 단계 a)iα)에 따르는 양태로 하기에서 설명될 것이며, 이때 2성분 필라멘트 1 및 2는 모두 코어/쉬쓰 기하구조를 나타낸다. 이 경우에, 온도의 관계식은
- 단계 iii)에서 Tm(쉬쓰 1) > Tm(쉬쓰 2)로 나타나며,
- 단계 iv)에서는 두 개의 융점 Tm(코어 1) 및 Tm(코어 2) > Tm(쉬쓰 1) > Tm(쉬쓰 2)로 나타난다.
본 발명의 방법에 의해 수득되는 터프티드 부직포는 우수한 스티치 홀딩을 나타내는데, 이는 단계 d)에서, 면재와, 2성분 필라멘트 1 및 2의 쉬쓰 1의 용융물 및 쉬쓰 2의 용융물이 접촉시, 당해 용융물이 면재를 따라 및/또는 그 주위에 유동되기 시작하여 면재와 2성분 필라멘트 1 및 2 사이의 접촉 면적을 증가시키기 때문이다. 단계 d)에서 Tm(쉬쓰 2) 미만, 바람직하게는 쉬쓰 2의 유리전이 온도 Tg(쉬쓰 2) 미만으로 냉각시킴으로써, 상기 확대된 접촉 면적은 고형화되어, 면재와 2성분 필라멘트 1 및 2의 쉬쓰 사이에 강한 접착력이 수득된다. 본 발명에 따르는 방법의 범위내에서, 2성분 필라멘트 1 및 2의 쉬쓰가 용융될 때 까지 Ttn에서 가열함은 면재와 쉬쓰 1 및 쉬쓰 2의 용융물이 접촉시, Tm(쉬쓰 2) 미만, 바람직하게는 쉬쓰 2의 유리전이 온도 Tg(쉬쓰 2) 미만으로 냉각시킨 후에, 면재와 2성분 필라멘트 1 및 2의 쉬쓰 사이에 생성된 접착력이 이후에 기술되는 터프티드 부직포의 의도하는 용도를 위해 충분히 강하도록 하는 양의 2성분 필라멘트 1 및 2의 쉬쓰가 용융됨을 의미한다. Ttn이 터프티드 부직포에 적용되는 시간이 쉬쓰 1 및 쉬쓰 2의 용융물이 면재 주위로 완전히 유동될 수 있도록 하기에 충분한 경우에, Tm(쉬쓰 2) 미만, 바람직하게는 쉬쓰 2의 유리전이 온도 Tg(쉬쓰 2) 미만으로 냉각시킨 후에, 고화된 쉬쓰 1 및 쉬쓰 2 중합체의 루프가 면재를 단단히 둘러싸므로써, 스티치 홀딩이 증가된다.
더욱이, 터프티드 부직포가 층분리에 관한 문제점없이 본 발명에 따르는 방법으로부터 생성되는데, 이는 당해 방법에 의해 수득되는 부직포가 라미네이트가 아니기 때문이다.
마지막으로, 본 발명의 방법은 다음의 이유로 인하여 구조적 일체성을 유지하면서 터프티드 부직포를 수득한다. 단계 b)에서, 2성분 필라멘트 1과 2의 혼합물을 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰 2가 중첩 영역에서 용융될 때 까지 Tm(쉬쓰 1) > Tnp > Tm(쉬쓰 2)에서 가열한다. 이들 필라멘트의 중첩 영역에서, 스킨 본딩(skin bonding)이 일어남으로써, 부직포의 구조적 일체성이 제공된다.
본 발명의 방법 및 당해 방법으로부터 생성되는 터프티드 부직포의 상기 유용한 특성에 대한 설명을 알고 있는 당업자는, 예를 들면, 바다 내 섬 기하구조 또는 사이드 바이 사이드 기하구조나, 다른 2성분 기하구조를 갖는 2성분 양태에 대해 이러한 설명을 적용할 수 있다. 이러한 모든 양태는 본 발명의 방법의 범위에 속한다.
본 발명의 범위내에서, 스펀 본드 또는 멜트 블로운되거나, 자체 공지된 다른 기술에 의해 제조되는 모노필라멘트 또는 멀티필라멘트를 포함하는 광범위한 의미의 용어 "필라멘트"가 사용되지만, 당업자에게는 보다 짧은 섬유(예: 스테이플 섬유)가 또한 대신 사용될 수 있음이 명확하고, 이는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다. 용어 "필라멘트"의 사용은 단지 편의를 위한 것이며, 섬유의 길이 면에서의 제한으로 여겨서는 안된다. 2성분 필라멘트 1 및 2를 형성하기 위하여 사용될 수 있는 재료는 상당히 다양한 재료로부터 선택될 수 있지만, 선택되는 그룹의 융점은 본 발명의 방법에서 교시하는 제한에 따라야 한다. 예를 들면, 열가소성 중합체, 탄성 중합체 또는 열가소성 탄성 중합체의 그룹에 속하는, 유기 중합체를 포함한 합성 또는 천연 기원의 필라멘트가 사용될 수 있다. 이러한 필라멘트는 생분해될 수 있다. 더욱이, 무기 재료(예: 세라믹, 유리 또는 금속)를 포함한 필라멘트가 사용될 수 있다. 본 발명의 방법에서, 중합체 및 특히, 열가소성 중합체는 2성분 필라멘트 1 및 2를 위해 사용되는 바람직한 재료이다.
본 발명의 범위내에서, 용어 "면재(face material)"는 터프팅에 적합하지만, 당해 물질이 Tm(쉬쓰 1)에서 실제로 용융되거나 분해되지 않는 재료를 의미한다. 이는 면재의 융점 또는, 융점을 나타내지 않는 면재의 경우에 분해 온도가 Tm(쉬쓰 1)보다 높음을 의미한다. 면재는 리본, 사, 코드, 인조 잔디의 형태로 또는 터프팅에 적합한 다른 형태로 사용될 수 있다.
또한, 간결함을 위하여, 본 발명에 따르는 공정의 바람직한 양태는 단계 a)iα)에 따르는 양태로 하기에서 설명될 것이며, 이때 2성분 필라멘트 1 및 2는 모두 코어/쉬쓰 기하구조를 나타낸다. 이 경우에, 앞서 설명한 바와 같이, 온도의 관계식은
- 단계 iii)에서 Tm(쉬쓰 1) > Tm(쉬쓰 2)로 나타나며,
- 단계 iv)에서는 두 개의 융점 Tm(코어 1) 및 Tm(코어 2) > Tm(쉬쓰 1) > Tm(쉬쓰 2)로 나타난다.
따라서, 2성분 필라멘트 1 및 2의 코어를 형성하는 중합체의 선택은 단계 1a)iv)에서 정의한 바와 같이 쉬쓰 1 및 2의 융점과 관련된 코어의 융점 및, 물론 터프티드 부직포의 제조에 사용될 수 있는 중합체성 2성분 필라멘트의 코어에 필요한 특성에 의해 제한된다. 당업자는 이러한 필요한 특성, 예를 들면, 강도, 신도, 모듈러스, 터프트성(tuftability), 성형 거동, 치수 안정성 등을 알고 있다.
따라서, 상응하게 선택되는 중합체는 본 발명의 방법의 2성분 필라멘트를 위한 코어로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 동일한 형태의 중합체가 2성분 필라멘트 1 및 2의 코어를 위해 사용될 수 있으며, 이때 2성분 필라멘트 1 및 2에서 코어의 융점은, 예를 들면, 동일한 형태이지만 분자량은 상이한 두 중합체에 의해 실현되는 이후의 양태와 동일하거나 동일하지 않다. 또는 2개의 상이한 형태의 중합체가 동일하거나 상이한 융점을 갖는 2성분 필라멘트 1 및 2의 코어를 위해 사용될 수 있다. 상기 양태 각각에 있어서, 예를 들면, 2성분 필라멘트 1의 코어의 100 중량%는 하나의 특정 코어 중합체로 이루어질 수 있다. 그러나, 중합체 물질은 상응하는 2성분 필라멘트 코어를 100 중량% 미만인 양으로 포함하는 2성분 필라멘트 1 및/또는 2의 코어를 위해 또한 선택될 수 있으며, 상기 양과 100 중량%와의 차는, 예를 들면, 방사 보조제, 충전제, 난연 재료, UV 억제제, 결정화제, 가소제, 지연제/촉진제, 열 안정제, 항미생물 첨가제 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
그러나, 100 중량% 미만인 코어 중합체 양은 본 발명의 방법에 필요한 코어 특성이 실현되는 것을 보장하기에 충분히 높아야 한다.
본 발명에 따르는 공정의 바람직한 양태에 있어서, 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 코어를 나타내고, 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내며, 2성분 필라멘트 2는 성분(22)가 코어를 나타내고, 성분(21)은 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내며, 2성분 필라멘트 1 및 2성분 필라멘트 2의 코어는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리락트산(PLA) 및 폴리옥시메틸렌(POM)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함한다.
본 발명의 방법에 있어서, 2성분 필라멘트 1에 대한 쉬쓰 중합체의 선택은 단계 a)iv)에서 정의한 바와 같은 코어들의 융점 및 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰의 융점과 관련된 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰의 융점에 의해 제한되고, 또한, 물론, 실질적인 열화(degradation)가 없는, 즉 터프티드 부직포의 제조에 적합하도록 하기 위해 중합체성 2성분 필라멘트에 대해 요구되는 2성분 필라멘트 1 및 2의 쉬쓰의 특성의 실질적인 감소가 없는 2성분 필라멘트 1 및 2의 쉬쓰의 용융성에 의해 제한된다. 당업자는 위에서 언급한 요구되는 특성들, 예를 들면, 강도, 신도, 모듈러스, 염착능(dye ability), 코팅 거동, 친수성/친유성 밸런스, 라미네이션 거동, 융합 거동 및 본딩 강도를 알고 있다. 그리고, 위에서 언급한 요구되는 특성들은 단계 b)에서 수득되는 본디드 스킨 및 단계 d)에서 냉각 후에 수득되는 본디드 스킨에서 충분히 유지되어야만 한다.
따라서, 상응하게 선택되는 열가소성 중합체는 본 발명의 방법의 2성분 필라멘트 1 및 2를 위한 쉬쓰로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 동일한 형태의 중합체가 2성분 필라멘트 1 및 2의 쉬쓰를 위해 사용될 수 있으며, 이때 쉬쓰들의 융점은, 예를 들면, 상이한 분자량으로 인하여 상이하다. 또는 상이한 형태의 중합체가 2성분 필라멘트 1 및 2의 쉬쓰들을 위해 사용될 수 있으며, 이때 쉬쓰들의 융점은 상이하다. 상기 양태 각각에 있어서, 2성분 필라멘트 1 및/또는 2의 쉬쓰는 100 중량%의 특정 열가소성 중합체로 이루어질 수 있다. 그러나, 2성분 필라멘트 1 및/또는 2의 쉬쓰를 위해 선택되는 중합체 물질은 100 중량% 미만의 열가소성 중합체를 포함하며, 상기 양과 100 중량%와의 차는, 예를 들면, 방사 보조제, 충전제, 착색제, 결정화제, 지연제/촉진제, 안정제 및 가소제나, 이들의 혼합물을 포함한다. 그러나, 100 중량% 미만인 쉬쓰 중합체 양은 본 발명의 방법에 필요한 쉬쓰 특성이 실현되는 것을 보장하기에 충분히 높아야 한다.
바람직하게는, 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰는 폴리아미드(PA)(예: PA 6), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리락트산(PLA) 및 지방족 폴리에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함한다.
바람직하게는, 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리락트산(PLA) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함한다.
본 발명에 따르는 방법의 단계 a)에서 혼합 조작을 위한 다수의 2성분 필라멘트 1 및 2의 선택으로 2성분 필라멘트 1과 2의 혼합물이 생성되며, 이때 iii)에 따라, Tm(쉬쓰 1)은 Tm(쉬쓰 2)보다 높다. 바람직하게는, Tm(쉬쓰 1)은 Tm(쉬쓰 2)보다 5 ℃ 이상 더 높고, 가장 바람직하게는 50 ℃ 이상 더 높다.
또한, 본 발명에 따르는 방법의 단계 a)에서 혼합 조작을 위한 다수의 2성분 필라멘트 1 및 2의 선택으로 2성분 필라멘트들의 혼합물이 생성되며, 이때 iv)에 따라, Tm(코어 1) 및 Tm(코어 2) 둘 다는 Tm(쉬쓰 1)보다 높다. 바람직하게는, Tm(코어 1) 및 Tm(코어 2) 둘 다는 Tm(쉬쓰 1)보다 20 ℃ 이상 더 높다.
본 발명의 방법의 바람직한 양태에 있어서, 2성분 필라멘트 1은 Tm(코어) = 250 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 코어 및 Tm(쉬쓰 1) = 220 ℃인 폴리아미드 6로 이루어진 쉬쓰를 포함한다.
본 발명의 방법의 특히 바람직한 양태에 있어서, 2성분 필라멘트 1은 Tm(코어) = 250 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 코어 및 Tm(쉬쓰 1) = 220 ℃인 폴리아미드 6로 이루어진 쉬쓰를 포함하며, 2성분 필라멘트 2는 Tm(코어) = 250 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 코어 및 Tm(쉬쓰 2) = 160 ℃인 폴리프로필렌으로 이루어진 쉬쓰를 포함한다.
단계 c)에 따라, 본디드 부직포를 터프팅하기 위해 면재를 적용한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법의 단계 c)에 사용되는 면재는 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리락트산(PLA), 울 및 면으로 이루어진 그룹으로부터 선택되지만, 상기 중합체들의 융점 및 상기 울과 면의 분해 온도는 Tm(쉬쓰 1)보다 높다.
본 발명에 따르는 방법의 단계 a)에서의 다수의 2성분 필라멘트 1과 다수의 2성분 필라멘트 2의 혼합은, 선택된 혼합 방법이 2성분 필라멘트 1과 2의 충분히 균질한 혼합물을 제공한다면, 당업자에게 공지된 방법들 중의 어느 것에 의해서라도 수행할 수 있다. 본 발명의 범위내에서, 용어 "균질한 혼합물"은 본 발명에 따르는 방법의 단계 a)로부터 생성되는 기본 섬유층의 모든 체적 요소(volume element)에서 대략 동일한 비율의 2성분 필라멘트 1 및 2가 실현됨을 의미한다.
바람직하게는, 단계 a)의 혼합은 어셈블링(assembling)에 의해, 크릴(creel)에서의 혼합에 의해, 또는 3-컴포넌트 스핀 팩(3-component spin pack)으로부터의 방사에 의해 수행한다.
웹이라고도 불리우는 기본 섬유층의 제조는 이러한 제조 목적을 위해 공지된 기술로, 예를 들면, 기계식, 공기식 또는 습식 가공에 의하거나, 정전기 시스템에 의해 또는, 웹 공정에 중합체를 사용함에 의해, 필라멘트 교락의 보조에 의해, 또는 스플릿트 필름법에 의해 수행할 수 있다. 당해 기술에 대한 예가, 예를 들면, 문헌(참조: "Manual of nonwovens" (1971), Textile Trade Press, Manchester, England in association with W.R.C. Publishing Co., Atlanta, U.S.A.)의 10.1장에 제시되어 있다.
또한, 본 발명의 목적은 다수의 2성분 필라멘트 1과 다수의 2성분 필라멘트 2의 혼합물을 포함하는 본디드 부직포를 터프팅하는 면재(여기서,
iα) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 코어를 나타내고, 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조(core/sheath geometry)를 나타내거나,
iβ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 사이드(side) 1을 나타내고, 성분(12)가 사이드(side) 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조(side by side geometry)를 나타내거나,
iγ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 섬을 나타내고, 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조(an islands in the sea geometry)를 나타내고,
ii) 성분(11)은 융점 Tm(11)을 나타내고, 성분(22)는 융점 Tm(22)를 나타내며, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하거나, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하지 않고,
iii) 성분(12)는 융점 Tm(12)를 나타내며, 성분(21)은 융점 Tm(21)을 나타내고, Tm(12)는 Tm(21)보다 높으며,
iv) 성분(11) 및 성분(22)의 융점과 성분(12) 및 성분(21)의 융점은 두 개의 융점 Tm(11) 및 Tm(22) > Tm(12) > Tm(21)의 관계식을 따르며,
또한, 면재는 성분 (12)과 (21)의 고화된 용융물에 의해 2성분 필라멘트 1 및 2에 본딩된다)를 포함하는, 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포에 의해 성취된다.
본 발명에 따르는 터프티드 부직포는 우수한 스티치 홀딩을 나타내는데, 이는 면재가 2성분 필라멘트 1 및 2의 성분 (12)과 (21)의 고화된 용융물에 의해 2성분 필라멘트 1 및 2에 본딩되기 때문이다. 더욱이, 본 발명에 따르는 터프티드 부직포는 이 부직포가 라미네이트가 아니기 때문에 층분리에 대한 문제점을 갖지 않는다. 마지막으로, 본 발명에 따르는 터프티드 부직포는 이미 설명한 이유들로 인하여, 높은 수준으로 유지되는 구조적 일체성 나타낸다.
- 면재,
- 2성분 필라멘트 및 이들의 기하구조,
- 상이한 2성분 기하구조들에서 성분 (11), (12), (21) 및 (22)의 의미 및
- 상기 성분들을 위한 재료의 선택을 위한 일반적인 기준
에 대한 가능한 양태와 관련해서는, 본 발명에 따르는 방법에 대하여 기술하는 동안 설명되었던 것과 동일한 사항이 유효하다.
간결함을 위하여, 본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 바람직한 양태는 단계 iα)에 따르는 양태로 하기에서 설명될 것이며, 이때 2성분 필라멘트 1 및 2 둘 다는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타낸다. 이 경우에, 앞서 설명한 바와 같이, 온도의 관계식은
- 단계 iii)에서 Tm(쉬쓰 1) > Tm(쉬쓰 2)로 나타나며,
- 단계 iv)에서는 두 개의 융점 Tm(코어 1) 및 Tm(코어 2) > Tm(쉬쓰 1) > Tm(쉬쓰 2)로 나타난다.
바람직한 양태에 있어서, 본 발명의 터프티드 부직포는 다수의 2성분 필라멘트 1과 2의 균질한 혼합물을 포함한다. 이는 본 발명의 터프티드 부직포의 모든 체적 요소(volume element)에서 대략 동일한 비율의 2성분 필라멘트 1 및 2가 실현됨을 의미한다. 결과적으로, 터프티드 부직포의 모든 체적 요소에서, 면재는 2성분 필라멘트 1과 2의 쉬쓰의 고화된 용융물에 의해 2성분 필라멘트 1과 2에 본딩될 수 있다.
본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 바람직한 양태에 있어서, 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 코어를 나타내고, 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내며, 2성분 필라멘트 2는 성분(22)가 코어를 나타내고, 성분(21)이 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내고, 2성분 필라멘트 1 및 2성분 필라멘트 2의 코어는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리락트산(PLA) 및 폴리옥시메틸렌(POM)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함한다.
본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 다른 바람직한 양태에 있어서, 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰는 폴리아미드(PA)(예: PA 6), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리락트산(PLA) 및 지방족 폴리에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함한다.
본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 또 다른 바람직한 양태에 있어서, 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리락트산(PLA) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함한다.
본 발명에 따르는 터프티드 부직포를 위한 2성분 필라멘트 1 및 2의 선택으로 2성분 필라멘트들의 혼합물이 생성되며, 이때 iii)에 따라, Tm(쉬쓰 1)은 Tm(쉬쓰 2)보다 높다. 바람직하게는, Tm(쉬쓰 1)은 Tm(쉬쓰 2)보다 5 ℃ 이상 더 높고, 가장 바람직하게는 50 ℃ 이상 더 높다.
또한, 본 발명에 따르는 터프티드 부직포를 위한 2성분 필라멘트 1 및 2의 선택으로 2성분 필라멘트들의 혼합물이 생성되며, 이때 iv)에 따라, 두 개의 융점 Tm(코어 1) 및 Tm(코어 2)는 Tm(쉬쓰 1)보다 높다. 바람직하게는, Tm(코어 1)은 Tm(쉬쓰 1)보다 20 ℃ 이상 더 높다.
본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 바람직한 양태에 있어서, 2성분 필라멘트 1은 Tm(코어) = 250 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 코어 및 Tm(쉬쓰 1) = 220 ℃인 폴리아미드 6로 이루어진 쉬쓰를 포함한다.
본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 특히 바람직한 양태에 있어서, 2성분 필라멘트 1은 Tm(코어) = 250 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 코어 및 Tm(쉬쓰 1) = 220 ℃인 폴리아미드 6로 이루어진 쉬쓰를 포함하며, 2성분 필라멘트 2는 Tm(코어) = 250 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 코어 및 Tm(쉬쓰 2) = 160 ℃인 폴리프로필렌으로 이루어진 쉬쓰를 포함한다.
본 발명에 따라, 터프티드 부직포는 본디드 부직포를 터프팅하는 면재를 포함한다. 바람직하게는, 상기 면재는 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리락트산(PLA), 울 및 면으로 이루어진 그룹으로부터 선택되지만, 상기 중합체들의 융점 및 상기 울과 면의 분해 온도는 Tm(쉬쓰 1)보다 높다.
또한, 본 발명의 목적은 다음 단계들을 포함하는 본디드 부직포의 제조방법에 의해 성취된다:
a) 성분(11) 및 성분(12)를 포함하는 다수의 2성분 필라멘트 1을 성분(21) 및 성분(22)를 포함하는 다수의 2성분 필라멘트 2와 혼합하고, 자체 공지된 방법으로 2성분 필라멘트 1이 중첩 영역에서 2성분 필라멘트 2와 접촉하는 기본 섬유층을 제조하는 단계(당해 단계에서,
iα) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 코어를 나타내고, 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조(core/sheath geometry)를 나타내거나,
iβ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 사이드(side) 1을 나타내고, 성분(12)가 사이드(side) 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조(side by side geometry)를 나타내거나,
iγ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 섬을 나타내고, 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조(an islands in the sea geometry)를 나타내고,
ii) 성분(11)은 융점 Tm(11)을 나타내고, 성분(22)는 융점 Tm(22)를 나타내며, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하거나, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하지 않고,
iii) 성분(12)는 융점 Tm(12)를 나타내며, 성분(21)은 융점 Tm(21)을 나타내고, Tm(12)는 Tm(21)보다 높으며,
iv) 성분(11) 및 성분(22)의 융점과 성분(12) 및 성분(21)의 융점은 두 개의 융점 Tm(11) 및 Tm(22) > Tm(12) > Tm(21)의 관계식을 따른다) 및
b) 제조된 상기 기본 섬유층을 성분(21)이 중첩 영역에서 용융될 때까지 Tm(12) > Tnp > Tm(21)의 관계식에 따르는 부직포 제조 온도 Tnp에서 가열한 다음, Tm(21) 미만으로 냉각시켜 본디드 부직포를 생성시키는 단계.
위에서 언급한 이유들로 인하여, 본 발명에 따르는 본디드 부직포의 제조방법은 구조적 일체성이 높은 본디드 부직포를 생성한다. 본 발명의 범위내에서, 성분(21)이 중첩 영역에서 용융될 때 까지 Tnp에서 가열함은 위에서 설명한 것과 동일한 의미를 갖는다.
본 발명에 따르는 본디드 부직포는 구조적 일체성이 유지되는 터프티드 부직포의 제조에 적합한 중간체이다.
본 발명에 따르는 본디드 부직포의 제조방법에 대한 바람직한 양태와 관련해서는, 터프티드 부직포의 제조방법의 단계 a) 및 단계 b)에 대해 바람직하게 청구하고 설명한 것을 참조한다.
더욱이, 본 발명의 목적은 다수의 2성분 필라멘트 1과 다수의 2성분 필라멘트 2의 혼합물(여기서,
iα) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 코어를 나타내고, 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조(core/sheath geometry)를 나타내거나,
iβ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 사이드(side) 1을 나타내고, 성분(12)가 사이드(side) 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조(side by side geometry)를 나타내거나,
iγ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 섬을 나타내고, 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조(an islands in the sea geometry)를 나타내고,
ii) 성분(11)은 융점 Tm(11)을 나타내고, 성분(22)는 융점 Tm(22)를 나타내며, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하거나, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하지 않고,
iii) 성분(12)는 융점 Tm(12)를 나타내며, 성분(21)은 융점 Tm(21)을 나타내고, Tm(12)는 Tm(21)보다 높으며,
iv) 성분(11) 및 성분(22)의 융점과 성분(12) 및 성분(21)의 융점은 두 개의 융점 Tm(11) 및 Tm(22) > Tm(12) > Tm(21)의 관계식을 따르며,
또한, 2성분 필라멘트 2들은, 성분(21)에 의해 2성분 필라멘트 2들이 본딩되는 중첩 영역을 나타낸다)을 포함하는 본디드 부직포에 의해 성취된다.
본 발명에 따르는 본디드 부직포의 구성 성분 각각은 앞서 기술한 조건내에서 서로 독립적으로 선택될 수 있다. 이는 적절한 성분들을 선택함으로써 특히 바람직한 특성들을 본 발명에 따르는 본디드 부직포에 도입시킬 수 있도록 한다. 결과적으로, 본디드 부직포는, 예를 들면, 수분 흡수, 난연성 등과 관련한 미세 조정된 특성 프로필(fine tuned property profile)을 나타낸다.
본 발명의 본디드 부직포는 우선되는 면을 필수적으로 나타내지는 않는다(대칭적 구조). 결과적으로, 추가 공정 단계 동안, 본 발명의 본디드 부직포에 대해서, 어느 면이 상부 면이고, 어느 면이 하부 면인지를 주의할 필요는 없다. 본디드 부직포가 그대로 최종 생성물로서 사용되는 경우에, 당해 본디드 부직포는 양면에서 사용될 수 있다.
위에서 언급한 이유들로 인하여, 본 발명에 따르는 본디드 부직포는 높은 구조적 일체성을 나타내며, 스티치 홀딩이 개선되고 구조적 일체성이 유지되는 본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 제조에 적합한 중간체이다.
본 발명에 따르는 바람직한 양태와 관련해서는, 본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 제조방법에 대한 설명중 단계 a)iα) 내지 단계 a)iv)에 대해 바람직하게 청구하고 설명한 것을 참조한다.
본 발명의 터프티드 부직포 및 본 발명에 따르는 방법으로부터 생성되는 터프티드 부직포는 높은 수준의 구조적 일체성 및 스티치 홀딩을 나타낸다. 따라서, 기포는 필요치 않다. 그럼에도 불구하고, 경우에 따라, 본 발명의 터프티드 부직포 및/또는 본 발명의 방법으로부터 생성되는 터프티드 부직포에는 하나 이상의 기포, 예를 들면, 두 개의 기포가 제공될 수 있다.
높은 수준의 구조적 일체성 및 스티치 홀딩으로 인하여, 본 발명의 터프티드 부직포 및 본 발명에 따르는 방법으로부터 생성되는 터프티드 부직포는 - 기포(들)의 존재 또는 부재하에 - 가정용 텍스타일용, 쿠션 비닐용 또는 장식용, 또는 자동차, 기차 또는 항공기의 텍스타일용이나, 인조 잔디 또는 경기장 표면과 같은 외장용 터프티드 카페트의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 터프티드 부직포 및 본 발명의 방법으로부터 생성되는 터프티드 부직포는, 예를 들면, 자동차 카페트를 위한, 카페트 성형에 유용하게 사용될 수 있다.
매우 미세한 기공 크기, 높은 표면적 및 - 위에서 설명한 바와 같은 - 높은 수준의 구조적 일체성을 갖는 본디드 부직포를 제조할 수 있도록 3-콤포넌트 스핀 팩으로부터 방사함으로써 본 발명에 따르는 본디드 부직포의 제조방법의 단계 a) 동안 2성분 필라멘트 1과 2의 혼합을 위한, 예를 들면, 멜트-블로운 기술을 사용하여 매우 미세한 필라멘트 섬도를 수득할 수 있다. 이러한 본디드 부직포는 구조적 용도, 공업용 용도 및 접착적 용도에서 본딩에 상당히 적합하다. 예를 들면, 본 발명의 방법으로부터 생성되는 본디드 부직포 및 본 발명에 따르는 본디드 부직포는 공업용 용도를 위한 필터, 예를 들면, 먼지, 탄소-미립 물질, 화분 또는 기체에 대한 필터를 제조하거나, 의료용 용도를 위한 필터, 예를 들면, 세균 또는 바이러스에 대한 필터나, 열 및 습기 교환기로서 사용될 수 있는 필터를 제조하는데 유용하게 사용될 수 있다. 후자의 용도에 있어서, 본 발명의 본디드 부직포 및 본 발명의 방법으로부터 생성된 본디드 부직포는 숨을 내쉬는 동안 환자의 호흡으로부터 열과 습기를 포착하고, 숨을 들이쉬는 동안 환자에게 되돌리기 위해 포획한 습기를 냉각시켜서 방출시킨다. 이러한 열 및 습기 교환 필터를 위한 바람직한 2성분 필라멘트 1 및 2는 적어도, 예를 들면, 폴리아미드 쉬쓰를 갖는 코어/쉬쓰 필라멘트에 의해 실현되는 표면에서 낮은 열전도도와 높은 친수성을 결합시킨다.
또한, 본 발명의 본디드 부직포 및 본 발명의 방법으로부터 생성되는 본디드 부직포는 소수성 유체로부터 친수성 유체를 분리하기 위한, 예를 들면, 항공기 연료로부터 물을 분리하기 위한, 유착 필터로서 유용하게 사용될 수 있다. 이러한 용도를 위해, 친수성 표면을 포함하는 친수성 2성분 필라멘트 1 및 2는 친수성 유체를 보유할 수 있어서 친수성 유체가 필라멘트를 따라 퍼지지 않도록 해야 한다.
또한, 본 발명의 본디드 부직포 및 본 발명의 방법으로부터 생성되는 본디드 부직포는 의료용 심지 또는 액체를 보유하고 운반하는 다른 제품을 위한 표지 및 필기구에서 잉크 운반용 저장소로서 사용되는 심지 제품(wicking product)을 제조하는데 유용하게 사용될 수 있다. 이러한 용도를 위하여, 필라멘트가 목적하는 양의 액체를 위킹(wicking)할 수 있도록 높은 표면 에너지를 나타내는 2성분 필라멘트 1 및 2가 필요하다. 따라서, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 2성분 필라멘트가, 예를 들면, 폴리올레핀을 포함하는 2성분 필라멘트보다 위킹 목적에 더 적합하다.
본 발명은 하기의 실시예에서 보다 상세히 설명된다.
단계 a):
다수의 2성분 필라멘트 1의 경우, 코어가 융점 Tm(11) = 250 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이고, 쉬쓰는 융점 Tm(12) = 220 ℃인 폴리아미드 6(PA6)인 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내는 2성분 필라멘트로 이루어진 사를 사용한다. 이 사의 쉬쓰/코어의 체적비는 26 체적%/74 체적%이다.
다수의 2성분 필라멘트 2의 경우, 코어가 융점 Tm(22) = 250 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이고, 쉬쓰는 융점 Tm(21) = 165 ℃인 폴리프로필렌(PP)인 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내는 2성분 필라멘트로 이루어진 사를 사용한다. 이 사의 쉬쓰/코어의 체적비는 26 체적%/74 체적%이다.
2성분 필라멘트 1 및 2는 1:1의 중량비로 혼합하며, 익히 공지된 방식으로 컨베이어 벨트 위에 놓는다. 단위 면적당 중량이 100 g/㎡인 기본 섬유층을 생성 한다. 참조용으로, 기본 섬유층은 또한 단위 면적당 중량이 100 g/㎡인 2성분 필라멘트 2의 사만으로부터 제조한다.
단계 b):
본 발명에 따르는 기본 섬유층을 쓰루-에어 본딩 드럼(through-air bonding drum)에서 약 12초 동안 부직포 제조 온도 Tnp = 170 ℃에서 가열하여, 본 발명에 따르는 본디드 부직포를 생성한다. 동일한 가열 과정을 참조 기본 섬유층에 대해 수행하여 비교용 본디드 부직포를 생성시킨다. 비교용 본디드 부직포가 펌 핸드(firm hand)를 나타내는 반면에, 본 발명에 따르는 본디드 부직포는 부드럽고 모발같은 외관을 나타낸다.
단계 c):
터프팅하기 전에, 본 발명에 따르는 본디드 부직포 및 비교용 본디드 부직포를 공지된 방식으로 시판중인 적절한 터프트 피니쉬로 처리하여, 상기 터프트 피니쉬 약 1 내지 2중량%를 부직포에 제공한다. 이어서, 본 발명에 따르는 본디드 부직포 및 비교용 본디드 부직포 둘 다를 터프팅 기기(1/10" 시차; 10 ㎝당 스티치 수 = 50)에서 텍스쳐-텍스(Texture-Tex)로부터 공급되는 폴리아미드 66 파일사(백색: 턴(turn) = 220S; 타입 3252 O; 열경화: Tm = 250 ℃)로 루프 파일 터프팅시킨다. 열(row)에서 파일 높이는 4 ㎜이다. 비교용 본디드 부직포의 니들 관통력 측 정으로 측정할 수 있는 값을 수득한다. 그러나, 본 발명에 따르는 본디드 부직포의 니들 관통력은 실제로 0이므로, 측정할 수 없다.
단계 d):
비교용 터프티드 부직포 및 본 발명에 따르는 터프티드 부직포 둘 다는
- 로울러가 파일 루프를 향하는 주위 온도의 평면 롤러(smooth roller) 및
- 로울러가 터프티드 부직포의 배면을 향하는 온도 Ttn = 235 ℃에서 가열된
5% 본딩 표면 커패시티를 갖는 벤젠형 프린트 패턴을 갖는 엠보싱된 로울러(embossed roller)
를 갖는 캘린더에서 처리한다.
두 로울러 직경은 120 ㎜이다. 샘플을 닙 형태의 캘린더에서 처리한다. 캘린더 압력은 3 bar이고, 로울러 속도는 3.5 m/min이며, 로울러들 사이에서의 터프티드 부직포의 체류 시간은 << 1초이다. 표 1은 캘린더에서의 비교용 터프티드 부직포 및 본 발명에 따르는 터프티드 부직포 둘 다의 열 및 압력 처리 전후에 측정된 스티치 홀딩 값을 나타낸다. 스티치 홀딩은 하기에 기술되는 바와 같이 문헌(참조: Colbond Testmethod 1.1.22(March 26, 2002) "Stitch holding of carpet samples")에 따라 측정한다: 터프티드 부직포로부터 다이 커팅 기구를 사용하여 약 16 x 16 ㎠의 대표적인 샘플을 수득한다. 이 샘플로부터 파일사의 제1 중심열을 제거한다. 이어서, 다음의 홀수 또는 짝수인 20개 파일사 열을 제거한다. 기계 방향에서 나머지 파일사의 10개의 말단을 손으로 주의해서 터프티드 부직포의 배면 밖으로 잡아당긴다. 시험편을 텐터링 프레임에 고정시킨다. 파일사의 한 말단을 클램프에 고정시킨다. 클램프를 0 내지 100N 로드셀이 제공된 인스트론 인장강도 기기의 상부 클램프에 설치하며, 당김 속도는 200 ㎜/min이다. 이어서, 파일사를 단일 터프트를 위해 또는 다중 터프트를 위해 60 ㎜ 또는 최소 3개의 터프트인 거리에 걸쳐 터프티드 부직포의 배면 밖으로 수직으로 인취하여, 힘을 측정한다. 터프트(들) 수에 대한 파일사당 평균 최대 힘이 단일 파일사의 스티치 홀딩값이다. 동일한 방식으로, 다른 9개의 파일사의 스티치 홀딩값을 측정한다. 최대 힘의 전체 평균이 터프티드 부직포의 스티치 홀딩으로서 정의된다.
파일사를 터프티드 부직포의 배면으로부터 잡아당기는 콜본드 스티치 홀딩 시험법에 의해서는, 파일사를 터프티드 부직포의 전면으로부터 인취하는 ASTM D 1335(1998)보다 더 낮은 스티치 홀딩값을 수득한다. 후자의 경우, 파일사는 제1 기포를 통해 인취되고, 훨씬 더 높은 스티치 홀딩값을 생성한다.
표 1은 비교용 터프티드 부직포 및 본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 압력 및 열 처리(3 bar 및 235 ℃) 전 및 후에 상기 기술한 콜본드(Colbond) 시험법에 따른 스티치 홀딩 측정치를 나타낸다.
비교용 터프티드 부직포의 스티치 홀딩 (N) 본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 스티치 홀딩 (N)
가열 전: 0.81 가열 전: 0.82
가열 후: 0.91 가열 후: 1.02
표 1은 압력하에 가열하기 전에, 본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 스티치 홀딩이 비교용 터프티드 부직포의 스티치 홀딩과 거의 동일함을 보여준다. 압력하에 가열후, 본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 스티치 홀딩은 비교용 터프티드 부직포의 스티치 홀딩보다 12% 더 높다.
표 2는 상기 압력(3 bar) 및 열 처리(Ttn = 235 ℃) 후에, 비교용 터프티드 부직포 및 본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 기계 방향 MD 및 기계 방향에 수직인 방향 CMD에서 DIN EN 29073-3(August 1992)에 따라 측정한 파단신도 값을 나타낸다.
비교용 터프티드 부직포 MD/CMD 본 발명의 터프티드 부직포 MD/CMD
파단 신도(%): 94/82 파단 신도(%): 106/88
표 2는 MD 및 CMD 둘 다에서 본 발명에 따르는 터프티드 부직포의 파단 신도가 비교용 터프티드 부직포의 파단 신도보다 더 높음을 나타낸다.

Claims (25)

  1. a) 성분(11) 및 성분(12)를 포함하는 다수의 2성분 필라멘트 1을 성분(21) 및 성분(22)를 포함하는 다수의 2성분 필라멘트 2와 혼합하고, 자체 공지된 방법으로 2성분 필라멘트 1이 중첩 영역에서 2성분 필라멘트 2와 접촉하는 기본 섬유층을 제조하는 단계(당해 단계에서,
    iα) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 코어를 나타내고, 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조(core/sheath geometry)를 나타내거나,
    iβ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 사이드(side) 1을 나타내고, 성분(12)가 사이드(side) 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조(side by side geometry)를 나타내거나,
    iγ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 섬을 나타내고, 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조(an islands in the sea geometry)를 나타내고,
    ii) 성분(11)은 융점 Tm(11)을 나타내고, 성분(22)는 융점 Tm(22)를 나타내며, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하거나, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하지 않고,
    iii) 성분(12)는 융점 Tm(12)를 나타내며, 성분(21)은 융점 Tm(21)을 나타내고, Tm(12)는 Tm(21)보다 높으며,
    iv) 성분(11) 및 성분(22)의 융점과 성분(12) 및 성분(21)의 융점은 두 개의 융점 Tm(11) 및 Tm(22) > Tm(12) > Tm(21)의 관계식을 따른다) 및
    b) 제조된 상기 기본 섬유층을 성분(21)이 중첩 영역에서 용융될 때까지 Tm(12) > Tnp > Tm(21)의 관계식에 따르는 부직포 제조 온도 Tnp에서 가열한 다음, Tm(21) 미만으로 냉각시켜 본디드 부직포를 생성시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    c) 본디드 부직포를 면재(face material)로 터프팅하여, 면재와 2성분 필라멘트 1 및 2 사이에 접촉부를 나타내는 터프티드 부직포를 생성시키는 단계, 및 임의로
    d) 생성된 터프티드 부직포를, 성분(12) 및 성분(21)이 용융되어, 용융된 성분(21) 및 용융된 성분(12)가 면재와 접촉하는 터프티드 부직포가 생성될 때까지, Tm(12) < Ttn < Tm(11) 및 Tm(22)의 관계식에 따르는 온도 Ttn에서 가열한 다음, Tm(21) 미만으로 부직포를 냉각시켜 스티치 홀딩(stitch holding)이 개선된 터프티드 부직포를 수득하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 코어를 나타내고, 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내며, 2성분 필라멘트 2는 성분(22)가 코어를 나타내고, 성분(21)이 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내고, 2성분 필라멘트 1 및 2성분 필라멘트 2의 코어는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리락트산(PLA) 및 폴리옥시메틸렌(POM)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함하는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰가 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리락트산(PLA) 및 지방족 폴리에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰가 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리락트산(PLA) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 단계 a)iii)에서, Tm(12)는 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰의 융점 Tm(쉬쓰 1)을 나타내고, Tm(21)은 2성분 필라멘트 2 의 쉬쓰의 융점 Tm(쉬쓰 2)를 나타내며, Tm(쉬쓰 1)은 Tm(쉬쓰 2)보다 5 ℃ 이상 더 높은, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 단계 a)iv)에서, Tm(11)는 2성분 필라멘트 1의 코어의 융점 Tm(코어 1)을 나타내고, Tm(22)는 2성분 필라멘트 2의 코어의 융점 Tm(코어 2)를 나타내며, Tm(코어 1) 및 Tm(코어 2) 둘 다는 Tm(쉬쓰 1)보다 20 ℃ 이상 더 높은, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 2성분 필라멘트 1이 Tm(코어 1) = 250 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 코어 및 Tm(쉬쓰 1) = 220 ℃인 폴리아미드 6로 이루어진 쉬쓰를 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 2성분 필라멘트 1이 Tm(코어 1) = 250 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 코어 및 Tm(쉬쓰 1) = 220 ℃인 폴리아미드 6로 이루어진 쉬쓰를 포함하며, 2성분 필라멘트 2는 Tm(코어 2) = 250 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 코어 및 Tm(쉬쓰 2) = 160 ℃인 폴리프로필렌으로 이루어진 쉬쓰를 포함하는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 단계 c)에서, 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리락트산(PLA), 울 및 면으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 면재가 사용되는, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 단계 a)에서 혼합이 어셈블링(assembling)에 의해, 크릴(creel)에서의 혼합에 의해, 또는 3-컴포넌트 스핀 팩(3-component spin pack)으로부터의 방사에 의해 수행되는, 방법.
  12. 다수의 2성분 필라멘트 1과 다수의 2성분 필라멘트 2의 혼합물을 포함하는 본디드 부직포를 터프팅하는 면재(여기서,
    iα) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 코어를 나타내고, 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조(core/sheath geometry)를 나타내거나,
    iβ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 사이드(side) 1을 나타내고, 성분(12)가 사이드(side) 2를 나타내는 사이드 바이 사이드 기하구조(side by side geometry)를 나타내거나,
    iγ) 적어도 2성분 필라멘트 1은, 성분(11)이 섬을 나타내고, 성분(12)가 바다를 나타내는 바다 내 섬 기하구조(an islands in the sea geometry)를 나타내고,
    ii) 성분(11)은 융점 Tm(11)을 나타내고, 성분(22)는 융점 Tm(22)를 나타내 며, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하거나, Tm(11)은 Tm(22)와 동일하지 않고,
    iii) 성분(12)는 융점 Tm(12)를 나타내며, 성분(21)은 융점 Tm(21)을 나타내고, Tm(12)는 Tm(21)보다 높으며,
    iv) 성분(11) 및 성분(22)의 융점과 성분(12) 및 성분(21)의 융점은 두 개의 융점 Tm(11) 및 Tm(22) > Tm(12) > Tm(21)의 관계식을 따르며,
    또한, 면재는 성분 (12)과 (21)의 고화된 용융물에 의해 2성분 필라멘트 1 및 2에 본딩된다)를 포함하는, 스티치 홀딩이 개선된 터프티드 부직포.
  13. 제12항에 있어서, 2성분 필라멘트 1은 성분(11)이 코어를 나타내고, 성분(12)가 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내며, 2성분 필라멘트 2는 성분(22)가 코어를 나타내고, 성분(21)이 쉬쓰를 나타내는 코어/쉬쓰 기하구조를 나타내고, 2성분 필라멘트 1 및 2성분 필라멘트 2의 코어는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리락트산(PLA) 및 폴리옥시메틸렌(POM)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함하는, 터프티드 부직포.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰가 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리부틸렌테레프탈레이 트(PBT), 폴리락트산(PLA) 및 지방족 폴리에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함하는, 터프티드 부직포.
  15. 제12항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서, 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰가 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 공중합체, 폴리락트산(PLA) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 열가소성 중합체를 포함하는, 터프티드 부직포.
  16. 제12항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, iii)에서, Tm(12)는 2성분 필라멘트 1의 쉬쓰의 융점 Tm(쉬쓰 1)을 나타내고, Tm(21)은 2성분 필라멘트 2의 쉬쓰의 융점 Tm(쉬쓰 2)를 나타내며, Tm(쉬쓰 1)은 Tm(쉬쓰 2)보다 5 ℃ 이상 더 높은, 터프티드 부직포.
  17. 제12항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, iv)에서, Tm(11)는 2성분 필라멘트 1의 코어의 융점 Tm(코어 1)을 나타내고, Tm(22)는 2성분 필라멘트 2의 코어의 융점 Tm(코어 2)를 나타내며, Tm(코어 1) 및 Tm(코어 2) 둘 다는 Tm(쉬쓰 1)보다 20 ℃ 이상 더 높은, 터프티드 부직포.
  18. 제12항 내지 제17항 중의 어느 한 항에 있어서, 2성분 필라멘트 1이 Tm(코어 1) = 250 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 코어 및 Tm(쉬쓰 1) = 220 ℃인 폴리아미드 6로 이루어진 쉬쓰를 포함하는, 터프티드 부직포.
  19. 제18항에 있어서, 2성분 필라멘트 1이 Tm(코어 1) = 250 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 코어 및 Tm(쉬쓰 1) = 220 ℃인 폴리아미드 6로 이루어진 쉬쓰를 포함하며, 2성분 필라멘트 2는 Tm(코어 2) = 250 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 코어 및 Tm(쉬쓰 2) = 160 ℃인 폴리프로필렌으로 이루어진 쉬쓰를 포함하는, 터프티드 부직포.
  20. 제12항 내지 제17항 중의 어느 한 항에 있어서, 면재가 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리락트산(PLA), 울 및 면으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 터프티드 부직포.
  21. 가정용 텍스타일용, 쿠션 비닐용 또는 장식용, 또는 자동차, 기차 또는 항공기의 텍스타일용, 인조 잔디 또는 경기장 표면과 같은 야외용 터프티드 카페트의 제조를 위한, 제12항 내지 제20항 중의 어느 한 항에 따르는 터프티드 부직포 또는 제2항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 따르는 방법으로부터 제조되는 터프티드 부 직포의 용도.
  22. 카페트 성형을 위한, 제12항 내지 제20항 중의 어느 한 항에 따르는 터프티드 부직포 또는 제2항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 따르는 방법으로부터 제조되는 터프티드 부직포의 용도.
  23. 공업용 또는 의료용 필터를 제조하기 위한, 제12항에서 정의한 바와 같은 본디드 부직포 또는 제1항에 따르는 방법으로부터 제조되는 본디드 부직포의 용도.
  24. 소수성 유체로부터 친수성 유체를 분리하는 유착 필터(coalescence filter)로서의, 제12항에서 정의한 바와 같은 본디드 부직포 또는 제1항에 따르는 방법으로부터 제조되는 본디드 부직포의 용도.
  25. 의료용 심지 또는 액체를 보유하고 운반하는 다른 제품을 위한 표지 및 필기구에서 잉크 운반용 저장소로서 사용되는 심지 제품(wicking product)을 제조하기 위한, 제12항에서 정의한 바와 같은 본디드 부직포 또는 제1항에 따르는 방법으로부터 제조되는 본디드 부직포의 용도.
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