KR20100059802A - 개선된 열 방호 성질을 갖는 편직물 및 그로부터 제조된 기초복 - Google Patents

개선된 열 방호 성질을 갖는 편직물 및 그로부터 제조된 기초복 Download PDF

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인비스타 테크놀러지스 에스.에이.알.엘.
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Abstract

편직물 및 이로부터 제조된 T-셔츠 같은 군용 의류가 게재된다. 이 직물은 나일론 및 면 스테이플 섬유의 친밀 조합으로부터 제조된 혼방사로부터 제작된다. 이러한 직물은 약 55:45 내지 약 85:15의 범위의 면 대 나일론 중량비를 포함하고, 이들 직물은 또한 약 3 내지 약 8 oz/yd2의 범위의 중량을 가진다. 이러한 유형의 편직물은 매우 유용한 내마모성, 파열 강도 및 건조 시간 특성과 함께, 명시된 높은 수준의 스테이플 섬유 혼방 균일성이 달성된다는 것을 조건으로 하여 양호한 열 방호 성질의 바람직한 조합을 가진다.

Description

개선된 열 방호 성질을 갖는 편직물 및 그로부터 제조된 기초복{KNIT FABRICS AND BASE LAYER GARMENTS MADE THEREFROM WITH IMPROVED THERMAL PROTECTIVE PROPERTIES}
본 발명은 편직물 및 이러한 직물로부터 제조된 기초복에 관한 것이다. 편직물 구성으로부터 제조된 이러한 직물은 셀룰로오스 스테이플 섬유 및 나일론 스테이플 섬유의 선택된 친밀 혼방물로부터 제조된 실을 혼입한다. 이러한 편직물은 구조적 성질 및 열 방호 성질의 매우 바람직한 조합을 나타내고, 이로 인해 이러한 직물은 돌발적인 화재 또는 전기 아크의 위협에 대비한 이차적 방호 제공에 적당한 기초복 제조에 특히 유용하다.
방호복은 착용자가 관여하는 폭넓고 다양한 활동 및 착용자가 노출되는 환경에 기인하는 폭넓고 다양한 위협 때문에 특수 디자인 및 기능 요건을 갖는다. 방호복은 거친 활동 및 지형에서 내구성을 위해 양호한 내파단성, 내인열성 및 내마모성뿐만 아니라 뜨거운 기후 및 높은 에너지 강도를 요구하는 활동에서 열 응력 감소를 위한 수분 이동 및 통기성 및 편안함을 나타내어야 한다. 추가로, 방호복에 사용되는 직물은 착용자가 다양한 활동을 수행하도록 하기 위해 착용자에게 폭넓은 운동 범위를 제공하도록 디자인되어야 하고, 다양한 기후 조건에 대비하여 착용자에게 상당한 환경 방호를 제공하여야 한다. 게다가, 이 직물은 대부분의 방호복에서는 심미적 목적으로, 군사적, 전술적 및 법 집행 응용에서는 위장 목적으로 염색될 수 있어야 한다. 마지막으로, 열 위험의 위협이 존재하는 응용에서는, 착용자 피부에 가장 가까이 착용하는 기초복 같은 방호복은 착용자가 부닥칠지 모르는 화재, 화염 및 열 노출에 대비한 이차적 방호 및 단열을 제공하여야 한다. 본원에서 사용되는 기초복은 T-셔츠, 속바지, 박서, 보온성이 있는 내의 웃옷 및 바지, 발라클라바, 양말, 장갑 라이너, 셔츠의 몸통 부분. 의복 패널, 및 겉옷 또는 다른 의복 층을 위한 안감을 포함한다. 기초복은 방호용 겉옷 또는 다른 방호복 층의 주된 열 방호에 이차적 방호를 제공하는 것을 의도하고, 이러한 기초복의 결정적인 요건은 이러한 의복을 제조한 직물이 승온에 노출될 때 착용자 피부에 심한 부상을 일으키는 결과를 가져오는 신속한 열화, 수축, 용융, 적하 또는 부착이 일어나지 않아야 한다는 것이다. 본원에서 사용되는 "용융" 및 "적하"라는 용어는 각각 NFPA 1975 스탠더드, 제3.3.16부 및 제3.3.6부에 제공된 정의에 상응할 것이다. 따라서, "용융"은 유동 또는 적하를 일으키는 섬유 중합체의 연화에 의해 증명되는 열에 대한 물질의 반응을 의미하고; "적하"는 방울 또는 둥그스름한 작은 덩이로 흘러내리거나 또는 떨어지는 것을 의미한다.
역사적으로, 상업적 의류 용도를 위한 것 같은 방호복은 면, 레이온, 리오셀, 아세테이트, 아크릴, 나일론, 폴리에스테르, 울 및 실크를 포함하는 폭넓고 다양한 물질; 폭넓고 다양한 내연성 물질; 및 이러한 섬유 물질의 조합으로부터 형성되었다. 일반적으로, 기초복 및 안감은 전형적으로 편직물로부터 제조되었다. 한 가지 이상의 유형의 스테이플 섬유로 형성되고 편직물 형태로 제조된 기초복 및 안감은 성질 균형화를 수반한다. 한가지 유형의 섬유 또는 직물 조합은 다른 섬유 및 직물 유형의 조합과 상이한 바람직한 특징 및/또는 결함을 가질 수 있다. 제직된 직물에 관해서는, 나일론 및 면의 혼방물이 높은 강도 및 내마모성 때문에 군용 겉옷에 이용되는 것으로 알려져 있고, 따라서 더 오랜 마모 수명이 전투 및 훈련에서 지속가능성을 증가시킨다(참조: 예를 들어, 미국 특허 6,805,957 및 PCT 공개 WO/2006/088538).
기초복 응용과 관련해서는, 편직물에 셀룰로오스 스테이플 섬유의 이용이 몇몇 바람직한 열적 성질과 함께 양호한 유연성, 통기성 및 감촉 특성을 제공할 수 있다. 편직물에 나일론 스테이플 섬유 같은 합성 섬유의 이용은 이러한 직물의 강도, 내구성 및 수분 관리를 개선할 수 있다. 그러나, 합성 섬유, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에스테르 및 나일론의 사용은 그것이 용융된 형태로 있을 때 심한 피부 부상을 일으킬 수 있기 때문에 높은 열 위협에 노출될 때 잠재적 위험을 발생한다. 방호복, 예를 들어 기초복에 이용되는 직물에 대한 특수 요건에 비추어서, 이러한 기초복에 특히 유용한 특정 유형의 직물로 형성될 수 있는 적당한 유형의 섬유 및 섬유 혼방물을 확인하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명자들은 편직물이 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 친밀 혼방물로 이루어질 때 용융 또는 적하가 없음을 포함하는 효과적인 열 방호 특성을 나타내는 편직물을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다.
이러한 직물은 그 직물로 제조된 의복 착용자에게 심각한 열 사건에 대비한 방호를 제공하는 데 특히 유리하게 이용될 수 있다. 한 양상으로서, 본 발명은 NFPA 1975(제8.3부), ASTM D-6413-1999 또는 NFPA 2112(제8.2부) 중 하나 이상에 따라서 시험할 때 용융 또는 적하의 증거를 나타내지 않는, 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 친밀 혼방물로 제조된 실을 포함하는 열 방호 편직물을 포함한다. 한 실시태양에서, 본 발명은 NFPA 1975(제8.3부)에 따라서 시험할 때 용융, 적하 또는 달라붙음의 증거를 나타내지 않는 열 방호 편직물을 포함할 수 있다.
본 발명의 직물은 상기 실 내에서 셀룰로오스 대 나일론의 중량비가 약 55:45 내지 약 85:15임을 특징으로 하는 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 혼방사를 포함할 수 있다.
본 발명의 직물은 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 조합에서 높은 수준의 혼방 균일성을 가짐을 특징으로 할 수 있다. 한 특정 실시태양에서, 본 발명은 셀룰로오스 및 나일론 스테이플의 친밀 혼방사를 포함하는 열 방호 편직물을 포함할 수 있다. 이러한 실을 친밀 혼방하기 위한 적당한 방법은 다음을 포함한다: 카딩 전에 스테이플 섬유의 벌크 기계적 혼방; 카딩 전 및 카딩 동안에 스테이플 섬유의 벌크 기계적 혼방; 또는 카딩 후 및 실 방적 전에 스테이플 섬유의 연조 공정 혼방 2 회 이상 통과.
본 발명의 한 직물은 실 내에서 셀룰로오스 대 나일론의 비가 약 60:40 내지 약 70:30인 실을 함유할 수 있다. 본 발명의 직물의 특정 실시태양은 약 3 내지 약 8 oz/yd2의 중량 및 약 0.015 내지 0.030 인치의 두께를 갖는 직물을 포함한다. 본 발명의 직물은 약 5 내지 약 60의 면 번수를 갖는 단사의 직물을 포함할 수 있다.
높은 인장 강도를 갖는 나일론 스테이플의 사용은 유리하게도 내마모성 및 파열 강도에 의해 측정되는 뛰어난 내구성을 갖는 직물을 생성할 수 있다. 또, 본 발명의 직물은 개별적인 복합사로부터 또는 합연사로부터 편직된 것들을 포함할 수 있고, 여기서 상기 복합사 또는 합연사는 약 55:45 내지 약 85:15의 셀룰로오스 대 나일론 스테이플 섬유 비의 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 혼방물로부터 제조된 적어도 제 1 실, 및 나일론 필라멘트로 이루어진 적어도 제 2 실을 포함하고, 단, 이러한 나일론 필라멘트 실은 직물의 총 셀룰로오스 및 나일론 함량의 15 중량%를 초과하고; 제 1 친밀 혼방사에서 셀룰로오스 대 나일론 스테이플의 비는 직물의 나일론 필라멘트 및 스테이플을 합한 함량이 직물의 총 셀룰로오스 및 나일론 함량을 기준으로 45 중량%를 초과하지 않도록 조정된다.
본 발명의 직물은 아라미드 스테이플을 포함할 수 있고, 아라미드 스테이플이 친밀 혼방물의 나일론 또는 셀룰로오스 스테이플 섬유의 일부를 대체한다.
본 발명의 직물에 이용하기에 적당한 나일론 스테이플 섬유는 나일론 6 및/또는 나일론 6,6을 포함하고, 예를 들어 3.0 g/데니어 이상의 인장 강도를 갖는 것을 포함한다.
도 1은 NFPA 1975(제8.3부) 표준에 따라서 열 안정성 시험(260 ℃에서 6 시간 노출)을 거친 후의 본 발명의 60:40 중량비의 면 대 나일론 직물의 사진.
나일론 및 셀룰로오스 스테이플 섬유의 친밀 혼방물로부터 제조된 특정한 실을 편직하여 의복 제조업에서 이제까지 인식하지 못했던 놀라울 정도로 유용한 성질 조합을 갖는, 의복 제조에 특히 적당한 직물을 제공할 수 있다.
본원에서 사용되는 "NYCO"라는 용어는 나일론 섬유 및 면 섬유의 혼방물로 이루어진 실을 의미한다. 본원에서 사용되는 셀룰로오스 섬유는 연결된 베타 글루코스 단위로 이루어진 선형 장쇄 중합체 폴리사카라이드로부터 유래된다. 그것은 천연 발생 섬유, 예를 들어 면, 아마, 대마, 황마, 저마, 및 합성에 의해 제조된 섬유, 예를 들어 레이온(재생 셀룰로오스), FR(내화성) 레이온, 아세테이트(셀룰로오스 아세테이트), 트리아세테이트(셀룰로오스 트리아세테이트), 죽재 및 리오셀을 포함하고, 이들은 모두 셀룰로오스로부터 유래된 섬유의 당업계에 잘 알려진 일반명이다. 셀룰로오스 섬유의 예는 공개된 미국 특허 출원 2005/0025962(A1)에 등재되어 있고, 이 문헌은 본원에 상세히 나타내는 것처럼 참고로 인용한다. 본 발명의 특정한 실 및 직물 실시태양에서, 셀룰로오스 섬유의 중량%는 나일론 섬유의 중량%를 초과한다.
나일론 및 셀룰로오스 스테이플 섬유의 친밀 혼방물을 이용해서 실을 제조할 수 있고, 또 이것을 이용해서 본 발명의 편직물을 제조할 수 있다. 본 발명의 한 실시태양에서, 나일론 스테이플 및 면 스테이플 섬유의 선형 밀도의 범위는 각각 약 0.90 내지 약 6.0 데니어/필라멘트(dpf) 및 약 0.72 내지 약 2.34 dpf일 수 있고, 나일론 및 면 스테이플 섬유의 스테이플 길이의 범위는 각각 약 1.0 내지 약 5.0 인치 및 약 0.125 내지 약 2.5 인치일 수 있다. 본 발명의 한 실시태양에서, 나일론 스테이플은 어느 정도의 텍스처링 또는 크림프를 나타낼 수 있다.
나일론 스테이플 섬유를 셀룰로오스 스테이플 섬유와 혼방하여 본 발명의 한 실시태양에 따르는 편직물 제조에 적당한 실을 형성할 때, 나일론 섬유와 셀룰로오스 섬유의 하중 연신(탄성률) 특성이 실질적으로 일치하도록 하기 위해 고인장 나일론 스테이플 섬유가 이용될 수 있다. 그것은 나일론 섬유와 혼방된 셀룰로오스의 파단 연신에서, 나일론 섬유가 셀룰로오스 섬유의 하중 지탱 능력과 비교해서 같거나 또는 우월한 하중 지탱 능력을 가져야 한다는 것을 의미한다. 나일론 섬유가 셀룰로오스 섬유 파단 강도의 연신 특성에서 셀룰로오스 섬유보다 더 큰 탄성을 나타내면, 나일론이 하중의 실질적 부분을 지탱하기 전에 셀룰로오스 섬유가 파단될 것이다. 이 방법으로 셀룰로오스 섬유 및 나일론 섬유의 탄성률 특성을 일치시킴으로써, 개선된 강도 및 내구성을 갖는 실 및 그로부터 제조된 직물을 제공할 수 있다. 다른 스테이플 섬유, 예를 들어 면과 혼방하기에 적당한 고인장 나일론 섬유의 제조 방법 뿐만 아니라 이러한 혼방물로부터 실 및 직물의 제조는 헤벨러(Hebeler) 등의 미국 특허 3,044,250; 3,188,790; 3,321,448; 및 3,459,845, 및 톰슨 주니어(Thompson, Jr.)의 미국 특허 5,011,645에 게재되어 있다. 이들 미국 특허는 모두 본원에 참고로 인용한다.
본 발명에 따라서 이용될 수 있는 고인장 나일론 스테이플은 높은 결정도 및 높은 결정배향도를 가짐을 특징으로 하는 나일론 필라멘트로부터 유래될 수 있다. 이러한 고인장 필라멘트는 그것을 실질적으로 최대의 실시가능 연신비로 연신하고 그것을 연신 장력 하에서 열 처리함으로써 생성될 수 있다. 이러한 필라멘트 및 그로부터 유래된 스테이플은 상기 헤벨러 등 및 톰슨 주니어의 특허에 기술된 것과 유사한 방법 뿐만 아니라 토우가 아니라 필라멘트가 처리되는 유사한 제조 방법에 의해 상업적으로 제조된다. 적당한 나일론 중합체는 선형 폴리아미드, 예를 들어 폴리헥사메틸렌 아디파미드(나일론 6,6) 및 폴리카프로아미드(나일론 6)이다. 85% 이상의 나일론 6,6 또는 나일론 6 성분이 존재할 때 결정화가능 폴리아미드 공중합체도 또한 적당하다. 본 발명의 한 실시태양에서, 사용되는 나일론은 나일론 6,6 스테이플이다. 나일론 6,6의 인장 강도는 T = 5.0 이상, 예를 들어 6.5 내지 7.0 g/데니어(gpd)의 범위일 수 있다. 이러한 높은 인장 강도는 상기 헤벨러 등 및 톰슨 주니어에 기술된 바와 같이 높은 연신비를 이용함으로써 달성할 수 있고, 표준 나일론 6,6 실의 3 - 4 gpd 범위의 인장 강도와 비교된다.
나일론 및 셀룰로오스 스테이플 섬유는 혼방되어 실로 방적될 수 있고, 이 실로부터 본 발명의 직물이 편직될 수 있다. 실은 링 정방, 에어젯 또는 와류 정방, 오픈 엔드 정방, 및 소모 또는 방모 정방을 포함하는 흔히 알려진 짧은 스테이플 및 긴 스테이플 방적 방법을 이용하여 방적될 수 있다. 직물은 통상의 경편기 및 위편기를 이용해서 본원에 기술된 실로부터 편직될 수 있다. 예를 들어, 직물은 통상의 환편기로 경제적으로 제조될 수 있다. 이렇게 이용되는 혼방사는 셀룰로오스 섬유 대 나일론의 중량비가 약 55:45 내지 약 85:15의 범위인 편직된 직물을 제공하는 것이다. 한 특정 실시태양에서, 본원의 편직물에서 셀룰로오스 대 나일론의 중량비는 약 60:40 내지 약 70:30의 범위이다.
본원의 직물의 필요한 셀룰로오스 대 나일론 비는 위에서 명시한 셀룰로오스 : 나일론 비 특성을 갖는 단사를 이용함으로써 제공될 수 있다. 예를 들어, 약 5 내지 약 60의 면 번수를 갖는 단사가 이용될 수 있다. 별법으로, 복합사 또는 합연사가 이용될 수 있고, 여기서 예를 들어 상기 복합사 또는 합연사는 약 55:45 내지 약 70:30의 셀룰로오스 대 나일론 스테이플 섬유 비의 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 혼방물로부터 제조된 적어도 제 1 실, 및 약 60% 이상 및 100%의 높은 함량의 셀룰로오스 스테이플 섬유로부터 제조된 적어도 제 2 실을 포함한다. 본원의 직물에서 각 섬유 유형의 상대적인 양은 ASTM D-629에 의해 결정할 수 있다.
본 발명의 편직물의 인장 강도 및 내구성을 향상시킬 목적으로 본 발명의 편직물에 나일론 필라멘트가 혼입될 수 있다. 직물의 비용융/비적하 특성을 손상시키지 않으면서 이러한 이익을 얻기 위해서는, 직물의 필요한 셀룰로오스 대 나일론 비를 조심스럽게 조절해야 한다. 이러한 조절은 약 55:45 내지 약 85:15의 면 비율의 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 친밀 혼방물로부터 제조된 적어도 제 1 실, 및 나일론 필라멘트로 이루어진 적어도 제 2 실을 포함하고, 단, (a) 이러한 나일론 필라멘트가 직물의 총 셀룰로오스 및 나일론 함량의 15 중량%를 초과하지 않고, (b) 직물의 셀룰로오스 대 나일론 필라멘트와 스테이플의 합의 비가 직물의 총 셀룰로오스 및 나일론 함량을 기준으로 45 중량%를 초과하지 않는 실을 이용함으로써 달성할 수 있다. 본 발명의 한 실시태양에서, 나일론 필라멘트 실은 3.0 g/데니어 이상의 인장 강도를 갖는 나일론 6 및/또는 나일론 6,6을 포함할 수 있다.
또, 본 발명의 편직물은 스테이플 또는 필라멘트 형태의 다른 유형의 섬유로부터 제조된 다른 유형의 실을 포함할 수 있다. 이들 추가의 유형의 실은 수직열 방향 또는 수평열 방향으로 혼입될 수 있고, 그것이 직물에 요망되는 기능적 특징을 나빠지게 하지 않는 한에서 존재할 수 있다. 이러한 추가의 실 유형은 엘라스토머성, 내연성, 항미생물성 및/또는 정전기 방지 성능 특성을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 편직물 제조에 이용되는 셀룰로오스-나일론 혼방사에서, 다른 섬유, 예를 들어 천연 섬유, 예를 들어 모 또는 견이 셀룰로오스 섬유의 일부를 대체할 수 있다.
고유 내연성 섬유가 셀룰로오스 섬유 또는 나일론 스테이플 섬유의 일부를 대체할 수 있다. 고유 내연성 섬유는 아라미드 섬유, 메타-아라미드, 파라-아라미드, 플루오로중합체 및 그의 공중합체, 클로로중합체, 폴리벤즈이미다졸, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 부분 산화 폴리아크릴로니트릴, 노볼로이드, 폴리(p-페닐렌 술피드), 난연성 비스코스 레이온, 폴리비닐 클로라이드 단일중합체 및 그의 공중합체, 폴리에테르케톤, 폴리케톤, 폴리에테르이미드, 폴리락티드, 멜라민 섬유, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 본 발명의 실에 혼입될 수 있는 상업적 고유 내연성 스테이플 섬유의 한 예는 이.아이.듀폰 드 네모아 앤드 컴파니(E.I. du Pont de Nemours and Company)로부터 입수가능한 노멕스(등록상표)(NOMEX®) 상표의 메타-아라미드 섬유이다. 본 발명의 한 실시태양에서, 본 발명의 직물은 본원에 기술된 유형의 나일론/면 스테이플 혼방물로 둘러싼 연속 필라멘트 내연성 코어(예: 노멕스(등록상표))로 이루어진 코어 방적사를 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 다른 상업적으로 입수가능한 메타-아라미드 섬유는 각각 테이진, 엘티디.(Teijin, Ltd.) 및 유니티카 엘티디.(Unitika Ltd.)에 의해 제조된 코넥스(등록상표)(CONEX®) 및 애피에일(등록상표)(APYEIL®)을 포함한다. 사용될 수 있는 상업적으로 입수가능한 파라-아라미드의 예는 이.아이.듀폰 드 네모아 앤드 컴파니로부터의 케블라(등록상표)(KEVLAR®) 및 테이진 엘티디.로부터의 트와론(등록상표)(TWARON®)을 포함한다. 다른 내화성 섬유도 또한 이용될 수 있다.
본 발명의 편직물에 혼입될 수 있는 적당한 항미생물성 실은 미생물, 예를 들어 세균, 곰팡이 및 진균의 성장을 지연하는 방식으로 처리된 실인 것으로 간주한다. 다양한 항미생물성 유기 및 무기 화합물이 이용될 수 있다.
텍스타일에 이용하기 위한 유기 항미생물제는 트리클로산, 사급 암모늄 화합물, 디암모늄 고리 화합물, 키토산, 및 N-할라민 실록산을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 유기 화합물은 항미생물제에 의존해서 섬유 내부로부터 표면으로 침출 또는 이동하고, 항미생물 효율은 표면으로의 이동 속도에 의해 결정된다.
또, 무기 항미생물제도 텍스타일에 사용하기 위해 이용가능하다. 이러한 화합물은 중합체 내의 금속이 결합된 착물로부터 금속을 해리하는 것에 의존한다. 섬유 및 그로부터 제조된 실 및 직물에 금속, 예를 들어 은, 구리, 수은 및 아연을 혼입하는 것이 항미생물 기능을 부여하는 것으로 잘 알려져 있다. 은이 일반적으로 안전하고 효과적인 항미생물성 금속이고, 널리 이용된다. 많은 방법에 의해 은을 섬유에 혼입하는 것이 잘 알려져 있다. 예를 들어, 일본 특허 3-136649는 AgNO3의 Ag+ 이온이 폴리아크릴로니트릴과 가교된 항균 천을 게재한다. 일본 특허 54-151669는 구리 및 은의 화합물을 함유하는 고르게 코팅된 용액으로 처리된 섬유를 게재한다. 미국 특허 4,525,410은 살균 금속 이온을 갖는 특수 제올라이트 입자가 충전된 섬유를 게재한다. 미국 특허 5,180,402는 은 치환 제올라이트 및 실질적으로 수불용성인 구리 화합물을 함유하는 염색된 합성 섬유를 게재한다. 합성 섬유는 섬유를 위한 중합체를 제조하는 단계에서 중합 완결 전에 단층 또는 중합 혼합물에 은 치환 제올라이트를 혼입함으로써 제조된다. 상업적으로 입수가능한 은 제올라이트 착물은 밀리켄 케미칼(Milliken Chemical)에서 알파산(등록상표)(ALPASAN®)으로, 애지온 테크놀로지즈(Agion Technologies)에서 애지온(등록상표)(AGION®)으로 현재 판매되고 있다. 미국 특허 5,897,673은 미세 금속성 입자가 함유된 섬유를 게재한다. 미국 특허 6,979,491은 광범위한 세균, 진균 및 바이러스에 대해 효과성을 나타내는 나노크기 은 입자가 부착된 항미생물성 실을 게재한다. 상기 항미생물제의 예는 본 발명의 편직물 및/또는 실 또는 이러한 실을 이루는 특정한 부류의 구성 섬유에 혼입될 수 있는 첨가제를 예시하는 것을 의미한다. 이 예는 제한하는 것을 의도하지 않고, 동일한 항미생물 기능을 제공하지만 명시적으로 언급되지 않은 다른 첨가제도 사용에 적당할 것으로 예상된다.
본 발명의 편직물에 혼입될 수 있는 적당한 정전기방지 실은 전기 전도성 원소가 혼입됨으로써 정전기 방지 성질이 부여된 실인 것으로 간주한다. 사용될 수 있는 전도성 실은 코어 또는 쉬쓰가 전도성 원소를 나타내는 코어/쉬쓰 구성의 실, 전도성 섬유 및 비전도성 섬유(스테이플 또는 필라멘트 형태)로 이루어진 이성분 실 및 코팅된 섬유(스테이플 또는 필라멘트) 또는 실일 수 있다. 종종, 선택된 전도성 원소는 탄소이다. 미국 특허 4,085,182는 필라멘트가 전도성 코어를 갖는 쉬쓰/코어 필라멘트의 제조 방법을 기술한다. 때로는, 하나 이상의 전도성 필라멘트를 비전도성 필라멘트와 합사하여 전도성 필라멘트에 대한 지지체를 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 합연사는 지지된 실로 알려져 있다. 프랑스 특허 공개 2466517은 전도성 필라멘트와 비전도성 필라멘트의 동시 압출을 나타내는 것으로 보인다. 전도성 필라멘트를 비전도성 실에 삽입하는 것이 알려져 있다. 이미 방적되어 권취된 전도성 필라멘트를 하나 이상의 금방 방적된 비전도성 필라멘트와 조합해서 정전기방지 벌크화 연속 필라멘트 실을 제조할 수 있다. 미국 특허 4,612,150 및 미국 특허 4,997,712가 전형적이다. 미국 특허 5,308,563은 비전도성 나일론 필라멘트를 용융 방적하여 제 1 조의 필라멘트를 형성하는 단계, 필라멘트 중 하나 이상을 제 2 조의 필라멘트로 분리하는 단계, 제 2 조의 필라멘트를 뒤덮음(suffusion) 코팅 공정에 제공하여 전도성 코팅을 적용하는 단계, 및 제 1 조 및 제 2 조의 필라멘트를 재조합하여 지지된 실을 형성하는 단계를 포함하는 전도성 지지된 실의 제조 방법을 게재한다. 이들 예는 제한하는 것을 의도하지 않고, 명시적으로 언급되지 않은 다른 유형의 전도성 실도 또한 사용에 적당할 것으로 예상된다.
항미생물 및 정전기 방지 성질을 나타내는 섬유의 부류의 한 예는 노블 바이오머티리얼즈, 인크.(Noble Biomaterials, Inc.)로부터 입수가능한 X-스태틱(등록상표)(X-Static®)이다. 이 물질은 텍스타일 섬유, 예를 들어 나일론의 표면에 결합된 은 층을 갖는다. 코어가 탄소이고 쉬쓰가 나일론인 코어-쉬쓰 섬유도 또한 정전기 방지 성질을 부여하고, 마찬가지로 본 발명의 편직물에 혼입될 수 있다.
본 발명의 편직물에 혼입하기 위한 적당한 엘라스토머성 실은 인비스타(INVISTA)로부터 입수가능한 라이크라(등록상표) 상표의 엘라스테인 섬유를 포함한다. 본원에서 사용되는 엘라스토머성 실은 어떠한 크림프와도 무관하게 100%를 초과하는 파단 연신률을 가지고, 신장한 후 신장을 해제할 때 실질적으로 그의 원래 길이로 빠르고 강력하게 수축하는 스테이플 또는 연속 섬유로 이루어진 실을 의미한다.
본 발명은 기초 중량이 약 3 내지 8 oz/yd2의 범위인 직물을 포함한다. 셔츠 직물의 경우, 적당한 기초 중량은 약 3 내지 6 oz/yd2의 범위일 수 있고, 두께는 약 0.015 내지 0.030 인치의 범위일 수 있다. 직물 기초 중량은 ASTM D-3776의 절차를 이용해서 결정할 수 있다. 직물 두께는 ASTM D-1777의 절차를 이용해서 결정할 수 있다.
본 발명의 편직물은 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 친밀 혼방물로 이루어진 실로부터 제작된다. 본원에 기술된 직물에 요구되는 열적 성질의 조합의 달성은 적당한 혼방 수준에 의존한다. 한 실시태양에서, 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 충분한 친밀 혼방물임을 특징으로 하는 실은 카딩 및 실 방적 작업 전에 잘 알려진 방법에 의한 스테이플의 벌크 기계적 혼방에 의해, 또는 카딩 전에 및 카딩 동안에 그러나 실 방적 전에 스테이플 섬유의 벌크 기계적 혼방에 의해 얻을 수 있다.
다른 한 실시태양에서, 충분히 잘 혼방된 실은 셀룰로오스 스테이플 및 나일론 스테이플을 각각 독립적으로 카딩한 후에 연조 공정 혼방을 이용하여 스테이플을 혼방함으로써 얻을 수 있다. 이러한 실 제조 방법에서, 셀룰로오스 카딩된 슬리버 및 나일론 카딩된 슬리버 둘 다의 다수의 가닥을 연속하는 캘린더 또는 닙 롤의 조를 통해서 섬세화한다. 각각의 슬리버 내의 스테이플 섬유를 각 조의 닙 롤을 통해 가속할 때, 개별 섬유를 잡아서 개별 출발 가닥으로부터 분리하여, 새로운 공통 가닥으로 조합한다. 이렇게 개별 스테이플 섬유를 추출 및 재조합함으로써 구성 스테이플 섬유가 어느 정도까지는 무작위화된 연신된 단일 가닥이 얻어진다. 이러한 방법으로 달성된 혼방 수준은 스테이플의 벌크 기계적 혼방에 의해 얻은 것보다는 더 낮지만, 연조 공정을 통해 여러번 통과시킴으로써 요구되는 직물의 열적 성질의 조합을 달성하기에 충분한 혼방 균일성을 달성할 수 있다. 따라서, 일차 통과는 4 개의 셀룰로오스 및 4 개의 나일론 가닥을 단일 연신 가닥으로 조합할 수 있고, 한편, 이차 통과는 8 개의 혼방된 일차 통과 가닥을 추가의 연신되고 혼방된 단일 가닥으로 조합할 수 있다.
본원에서 사용되는 셀룰로오스 및 나일론 스테이플의 친밀 혼방물은 카딩 전에 또는 카딩 전 및 카딩을 포함해서 벌크 기계적 혼방된 이러한 스테이플을 의미하거나, 또는 독립된 카딩 후이지만 실 방적 전에 연조 공정 혼방 2 회 이상 통과를 거친 셀룰로오스 및 나일론 스테이플을 의미한다.
본 발명의 편직물에 국소 처리제 또는 처리제를 적용할 수 있다. 이들 국소 처리제 또는 처리제는 그것이 직물에 요망되는 기능적 특징을 나빠지게 하지 않는 한에서 혼입될 수 있고; 수분 관리 특성을 유지하거나 또는 향상시키는 것이 목적이라면 예를 들어, 화학 첨가제, 예를 들어 연화제, 흡상제, 또는 방오 화학물질은 사실상 친수성이어야 한다. 이러한 추가의 국소 처리제 또는 처리제는 상이한 기능적 성질을 위해 첨가될 수 있고, 항미생물, 정전기 방지, 살충, 구김 방지, 내연, 방오, 발오, 발유, 발수, 수분 흡수, 수분 흡상, 건조 효율 및/또는 소수 성능 특성을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 편직물은 열 방호 성질의 조합을 가지도록 제조될 수 있다. 이러한 성질은 아래에서 기술되는 다양한 ASTM 및 NFPA 표준 시험에 나타낸 많은 상이한 시험 절차를 이용해서 특성화되고 정량화될 수 있다.
나일론 6,6 및 폴리에스테르는 260 ℃의 동등한 용융 온도를 갖는다. 그러나, 나일론 6,6 섬유는 용융 반응을 개시하는 데 폴리에스테르 섬유보다 1.38 배 더 많은 열 에너지를 필요로 한다. 고온에 노출될 때, 중합체, 예를 들어 폴리에스테르의 분자 구조는 파괴된다. 분자 구조가 더 작기 때문에, 폴리에스테르 중합체가 빠르게 용융하고 유동하고 적하한다. 이것은 100% 폴리에스테르 직물 및 폴리에스테르 함유 섬유 혼방물에서 명백하다. 폴리에스테르가 면과 친밀 혼방될 때, 얻어지는 덩어리는 용융해서 표면에 직접 접촉하여 부착한다. 100% 나일론 직물도 또한 용융하고 적하하고 부착할 것이다.
다양한 열 시험 방법 동안에서, 본 발명의 직물 조성물은 나일론 및 면의 친밀 혼방물 및 생성된 덩어리의 복합 직물 구조가 "비용융" 외관을 갖는다는 점에서 시각적 관찰에 의해 증명되는 놀라운 열적 거동을 나타낸다. 어떠한 특정 이론에 의해서도 얽매이게 하려는 의도는 없지만, 나일론 섬유가 고온에 노출될 때 열 에너지를 흡수한다고 믿어진다. 나일론 중합체 분자 구조가 분자량이 증가해서 가교를 형성할 수 있다. 고온에 대한 가교 반응 때문에 나일론 섬유가 경화해서 겔을 형성할 수 있다. 친밀 혼방되거나 또는 친밀 접촉될 때, 나일론 섬유는 겔을 형성할 수 있고, 셀룰로오스 섬유 둘레에 탄소질 숯을 형성할 수 있다. 셀룰로오스 섬유는 나일론 탄소질 숯 내부에서 숯화 및 탄화할 수 있고, 빠른 열화, 수축, 용융 또는 착용자 피부에의 부착이 일어나지 않는 완전히 새로운 구조를 형성할 수 있다.
겔 형성, 숯화 및 탄화시에 열 에너지가 흡수된다. 본 발명의 실시태양은 ASTM 및 NFPA 시험에 의해 측정할 때 용융 거동 증거를 보이지 않고 양호한 단열을 나타내는 직물을 포함한다. 이러한 한 실시태양에서, 열 시험 동안에 직물은, 나일론 또는 폴리에스테르 같은 열가소성 용융가능 섬유 100%로 또는 대부분으로 제조된 직물에서는 명백한 것인 용융 적하를 보이지 않는다.
본 발명의 열 방호 편직물은 예를 들어 NFPA 2112(제8.2부)에 따라서 시험할 때 특정한 열 방호 성능 (TPP) 특성을 나타낼 수 있다. 한 실시태양에서, 본 발명의 직물은 1/4 인치 스페이서를 이용하여 NFPA 2112(제8.2부)에 언급된 열 방호 성능에 따라서 시험할 때 2.0 (cal/㎠)/(oz/yd2) 이상의 직물 효율 계수(FFF) 값을 나타낼 수 있고, 스페이서를 이용하지 않고 NFPA 2112(제8.2부)에 언급된 열 방호 성능에 따라서 시험할 때 1.0 (cal/㎠)/(oz/yd2) 이상의 직물 효율 계수(FFF) 값을 나타낼 수 있다.
본 발명의 열 방호 직물은 NFPA 1975(제8.3부)에 언급된 바와 같이 열 안정성에 대해 시험할 때 비용융 및 비적하 및 용이한 층 분리를 나타낼 수 있다. 화염 또는 열에 노출될 때 용융 또는 적하를 나타내지 않는 직물은 이러한 특성이 용융된 물질 때문에 일어날 수 있는 화상의 가능성 또는 심도를 감소시키기 때문에 T 셔츠 같은 의복에 사용하기에 특히 적당하다.
본 발명의 열 방호 편직물은 NFPA 1975(제8.2부)에 따라서 시험할 때 특정한 열 수축 특성을 나타낼 수 있다. 특히, 직물은 수직열 방향 및 수평열 방향 둘 모두에서 약 10% 미만의 열 수축률을 나타낼 수 있다. 한 실시태양에서, 열 수축률은 약 8% 미만이다. 다른 한 실시태양에서, 열 수축률은 약 6% 미만이다.
한 실시태양에서, 본 발명의 편직물은 T 셔츠 같은 방호복에 적당하게 사용하는 것과 관련 있는 어떤 일정한 추가의 기능적 성질을 가지도록 제조될 수 있다. 이러한 추가의 기능적 성질은 또한 이하에서 기술되는 다양한 추가의 ASTM 표준 시험 또는 다른 시험에 나타낸 바와 같은 수 개의 상이한 시험 절차를 이용해서 특성화되고 정량화될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시태양은 어떤 일정한 바람직한 내마모성, 파열 강도 및 수분 관리(예를 들어, 건조 시간, 수직 및 평면 흡상 및 흡수성) 특성을 나타낼 수 있다.
기초복 편직물의 구성은 특정한 수준의 성능 및 편안함을 달성하도록 조정될 수 있다. 한 실시태양에서는, 요망되는 내열 성질을 유지하기 위해 면/나일론 비가 편직물 구성에서 권장 범위 내에서 유지된다. 편안함 및 성능을 위해 조정될 수 있는 구성 매개변수의 일부는 요망되는 직물 중량, 실 번수, 스티치 길이, 스티치 유형, 1 인치 당 수직열 및 1 인치 당 수평열, 및 조밀 계수(tightness factor) 등을 포함한다. 편안함에 영향을 주는 요인은 단지 몇 가지 요인만 들자면, 수분 이동 성질, 즉 공기 투과도 및 수증기 투과율(MVTR), 수직 흡상, 평면 흡상, 흡수 시간, 신장 및 치수 안정성을 포함한다.
내마모성과 관련해서, 본 발명의 편직물은 마틴데일(Martindale) 마모 시험기를 이용하여 ASTM D-4966에 따라서 시험할 때 특정한 내마모성 성질을 나타낼 수 있다. 특히, 본원의 직물은 약 100,000 사이클 초과의 마틴데일 내마모성을 나타낼 수 있다. 본 발명의 일부 실시태양에서는, 마틴데일 내마모성이 약 300,000 사이클 초과인 것으로 입증될 수 있다.
파열 강도와 관련해서, 본 발명의 편직물은 ASTM D-3787에 따라서 시험할 때 특정한 파열 강도 값을 나타낼 수 있다. 본 발명의 직물은 약 60 파운드 이상, 예를 들어 약 70 내지 약 130 파운드의 파열 강도 값을 나타낼 수 있다.
건조 시간과 관련해서, 본 발명의 편직물은 이하에 나타낸 건조 효율 시험 절차에 따라서 시험할 때 특정한 건조 성능을 나타낼 수 있다. 특히, 본원의 편직물은 약 70% 이상, 예를 들어 약 80% 내지 90%의 (30분) 건조 효율 값을 나타낼 수 있다.
수분 흡수 시간과 관련해서, 본 발명의 편직물은 본원에 나타낸 수분 흡수 시험 절차에 따라서 시험할 때 특정한 흡수 성능을 나타낼 수 있다. 편직물이 수분을 흡수하는 데 걸리는 시간은 편직물이 피부로부터 땀을 얼마나 빨리 흡수하는가의 지표이다. 특히, 본원의 편직물은 15 초 미만, 더 바람직하게는 5 초 미만의 흡수 시간을 나타낼 수 있다.
수분이 흡상되는 평면 면적과 관련해서, 본 발명의 편직물은 본원에 나타낸 평면 흡상 시험 절차에 따라서 시험할 때 특정한 흡상 성능을 나타낼 수 있다. 평면 흡상 면적은 편직물이 증발을 위해 수분을 퍼지게 하는 면적의 지표이다. 특히, 본원의 편직물은 2.5 in2 초과, 더 바람직하게는 4 in2 초과의 평면 흡상 면적을 나타낼 수 있다.
수분이 흡상되는 수직 흡상 높이와 관련해서, 본 발명의 편직물은 본원에 나타낸 수직 흡상 시험 절차에 따라서 시험할 때 특정한 흡상 성능을 나타낼 수 있다. 특정 수직 흡상 높이에 이르는 시간은 편직물이 증발을 위해 직물 표면에 수분을 퍼지게 하는 속도의 지표이다. 특히, 본원의 편직물은 30 분 이내, 더 바람직하게는 약 10 분 이내에 6 인치의 최대 수직 흡상 높이를 나타낼 수 있다.
본 발명의 직물을 이용해서, 평편 편직, 플로트 스티치를 이용한 편직, 턱 스티치를 이용한 편직, 골무늬 편직, 테리 편직(전체 또는 부분 쿠션), 양면 편직, 안뜨기 편직, 자카드 편직, 횡편, 트리코트 편직, 밀라니즈 편직 또는 라셀 편직 같은 구성으로부터 경편 또는 위편 의복을 제조할 수 있다. 나일론(및 바람직하게는 고인장 나일론) 스테이플 섬유 및 동반 셀룰로오스 스테이플 섬유를 포함하는 혼방사로부터 편직된 이러한 직물은 나일론 스테이플 혼입에 기인하는 나쁜 영향 없이 셀룰로오스 섬유에 기인하는 특성을 제공할 수 있다. 이러한 직물이 본원에 나타낸 바와 같이 나일론에 비해 상대적으로 많은 양의 셀룰로오스를 포함할 때, 이러한 직물은 수분 관리, 내마모성 및 열 방호 성질의 놀라운 바람직한 조합을 가질 수 있고, 이 때문에 이러한 직물은 T-셔츠 같은 의복에 사용하기에 특히 적당하다.
시험 방법
본 발명의 편직물의 다양한 조성, 구조 및 기능 특성 및 특징을 정의하는 데 이용되는 시험 방법을 다음과 같이 요약한다: ASTM 또는 NFPA 시험 방법이 본원에서 수명칭에 의해 확인될 때, 미국 시험 재료 학회(American Society for Testing and Materials) 또는 미국 국립 방재 협회(National Fire Protection Association)에서 제공하는 이러한 각 시험의 공식 설명을 본원에 참고로 인용한다.
구조/조성 시험
A) 직물 중량 - ASTM D-3776
편직물의 중량 또는 기초 중량은 이 표준 시험 방법의 절차에 따라서 면적을 아는 샘플의 중량을 재고 중량 또는 기초 중량을 oz/yd2로 계산함으로써 결정한다.
B) 직물 두께 - ASTM D-1777
직물 두께는 이 표준 시험 방법의 절차에 따라서 표준 구속 압력 하에 있는 직물 샘플을 이용해서 한 직물 표면에서부터 반대쪽 직물 표면까지의 거리를 측정함으로써 결정한다.
C) 섬유 혼방률 - ASTM D-629
이 시험 방법은 면 및 나일론을 포함하는 많은 유형의 섬유의 혼합물의 섬유 혼방 조성을 결정하기 위한 절차를 포함한다.
기능 시험(기계적 및 열적 성질)
A) 내마모성 - ASTM D-4966
이 시험은 "마틴데일 마모 시험기"를 사용하는 것을 포함한다. 이 기구는 실 파단 또는 허용될 수 없는 색 또는 외관 변화가 일어날 때까지 비교적 낮은 압력에서 직물 표면과 잡종양에서 얻은 양모 마모제 직물 사이에 조절된 양의 다방향 마모를 제공하는 것을 의도한다.
B) 파열 강도 - ASTM D-3787
이 시험은 편직물을 파열하는 데 필요한 힘을 측정한다. 한 물질 시편을 시편이 파열될 때까지 팽창되는 격벽에 클램프로 죈다. 파열 강도는 직물이 파열하는 압력이다. 파열 강도는 편직물이 단단한 둥근 물체에 의해 얼마나 쉽게 관통될 수 있는가에 관한 측정값이다. 파열 강도가 높다는 것은 직물이 파열에 대해 내성이 높다는 것을 가리킨다.
C) 건조 효율
건조 시간을 결정하기 위해, 컨디셔닝된 샘플을 실험실 저울을 이용하여 0.001 g까지 정확하게 중량을 잰다. 직물 시편을 저울 팬으로부터 제거하고, 물 1 방울을 저울 팬 위에 놓고 중량을 잰다. 이어서, 직물 시편을 저울 팬 위에 물 위에 물과 접촉해서 놓는다. 2 분 후, 젖은 직물 시편의 중량을 재어 습윤 중량을 얻고, 30 분 동안의 총 시험 시간 동안 2 분 간격으로 반복해서 중량을 잰다. 저울에 외함(enclosure)이 구비되어 있으면, 외함의 문을 전체 시험 동안 열어둔다. 시험 종결시, 30 분의 건조 시간 후에 습윤 샘플을 떠난 물의 백분율로 전체 건조 효율을 계산한다.
D) 수분 흡수성 시험 - 변형된 AATCC 79-2000
흡수성은 직물이 물을 빨아들이는 성향에 관한 측정값이다. 직물 뒷면이 바깥쪽으로 향하게 수틀에 탑재된 직물에 직물 위의 일정 높이에서 눈금 피펫으로부터 소정의 양의 물을 낙하한다. AATCC 79는 0.2 ㎖(0.2 cc)의 일정 부피의 물 및 5 ㎝(대략 2 인치)의 낙하 높이를 이용함으로써 변형한다. 물방울은 직물 표면 상에 관찰할 수 있는 웅덩이 또는 번쩍임이 없을 때 흡수된 것으로 결정된다. 물방울이 흡수되는 데 필요한 시간을 흡수 시간(초)으로 기록한다. 흡수 시간은 직물의 땀 흡수 능력의 지표이다.
E) 평면 흡상 시험 - 변형된 AATCC 79-2000
직물이 물을 퍼지게 할 수 있는 면적은 증발 및 건조에 이용가능한 면적의 지표이다. 추가의 측정값은 기능 시험 (D)에서 상기한 변형된 흡수성 시험 AATCC 79-2000을 이용하여 얻고, 평면 흡상 면적으로 정의된다. 물이 직물에 의해 흡수되고 물이 적용된 때로부터의 시간이 1 분에 이른 후, 공칭 습윤 면적(주축 x 종축)을 측정하고 평면 흡상 면적(in2)으로 기록한다. 평면 흡상 면적은 직물이 수분을 퍼지게 할 수 있는 면적 및 증발에 이용가능한 면적의 지표이다.
F) 수직 흡상 시험
수직 흡상 시험은 시험 직물로 제조된 의복이 상이한 수준의 신체 활동 및 환경 조건 동안에 나타낼 것으로 예상할 수 있는 수분 관리 성능을 평가하기 위해 흡상 높이 및 명시된 높이에서의 흡상 시간을 결정하는 데 이용된다. 21 ℃ 및 65% 상대 습도에서 최소 16 시간 동안 ASTM D1776의 변형에 따라서 시험하기 전에 직물을 컨디셔닝한다. 길이 치수가 기계 방향에 상응하는 1 x 9 인치 직물 시편을 수직으로 매달고 클램프로 매단다. 직물 시편의 자유 말단을 1 시간 동안 증류수에 직물의 2.5 인치가 잠기도록 넣는다. 명시된 시간 간격으로, 직물 시편의 위로 이동한 물의 높이를 측정하고 기록한다. 총 흡상 높이를 1 시간 이내에 도달할 수 있는 최대 높이로서 측정한다. 시험에 이용되는 물은 샘플 사이마다 버리고, 각각의 새 샘플에 대해서 신선한 증류수가 있는 깨끗한 새 비이커를 이용한다.
G) 수직 화염 시험 - ASTM D-6413-1999
이 시험은 직물이 점화원에 노출된 후에 점화되어 계속 타는지를 결정하고, 직물이 가연성인지를 결정하는 데 이용된다. 시험 방법은 샘플 크기, 시도 회수, 화염 유형 등을 명시함으로써 시험이 어떻게 수행되어야 하는지에 관한 기준을 설정한다. 직물을 홀더에 넣고 높은 메탄 연료 화염 위에 수직으로 12 초 동안 매단다. 시험의 일부로서 행한 측정은 화염원이 제거된 후에 직물이 계속 타는 시간(화염 후, 초); 화염이 진화된 후에 직물이 계속 작열하는 시간 길이(작열 후, 초); 손상된 직물의 길이(숯화 길이, 인치); 및 용융 및 적하 거동 관찰에 대한 값을 포함한다.
H) 열 방호 성능(TPP) - NFPA 2112 (제8.2부)
이 시험은 직물이 돌발적인 화재 사건에서 착용자에게 제공하는 열 방호의 정도를 측정한다. TPP 등급은 사람이 직물을 착용하고 있을 때 사람 조직에 2도 화상 발병을 일으키는 데 필요한 에너지로 정의된다. TPP 시험에서는, 조합된 복사 및 대류 열원이 명시된 열 유속(전형적으로, 2 cal/㎠/초)으로 수평 위치로 탑재된 직물 시험 시편의 한 구역에 향한다. 시험은 구리 슬러그 열량계를 이용하여 열원으로부터 시편을 통해 전달된 열 에너지를 측정한다. TPP 시험은 직물과 구리 슬러그 열량계 사이에 1/4 인치 스페이서를 이용하거나 또는 스페이서를 이용하지 않고 실행할 수 있다. 시험 종말점은 스톨 앤드 치안타(Stoll & Chianta) ("Transactions New York Academy Science", 1971, 33 p 649)에 의해 개발된 단순화된 모델을 이용하여 예상된 2도 피부 화상을 달성하는 데 필요한 시간(TPP 시간)으로 특성화된다. 이 시험에서 부과된 열 유속에 시험 종말점 시간을 곱함으로써 계산되는 TPP 등급으로 나타낸 시편에 지정된 값은 2도 화상이 예상되기 전에 시편이 견딜 수 있는 총 열 에너지이다. TPP 등급이 높을수록 단열 성능이 더 좋다는 것을 나타낸다.
I) 열 수축률 - NFPA 1975(제8.2부)
열 수축률 시험은 의복 물질이 고온에 노출될 때 어떻게 반응하는지를 검사하고, 의복이 실질적으로 수축하는지 또는 착용자 피부에 부착할 수 있는지를 검사한다. 직물 시편을 오븐에 넣고, 천정에 금속 후크로 매단다. 그것을 500 ℉(260 ℃)의 시험 온도에 5 분 동안 노출시킨다. 노출 후 즉시, 시편을 오븐으로부터 제거하고, 용융, 적하, 분리 또는 점화의 증거에 대해서 검사한다. 각 시편의 폭 및 길이 치수 변화율을 계산하고, 그 결과를 각 방향에서 세 시편의 평균으로 보고한다. 10% 초과의 열 수축률은 열 전달 증가, 신체 움직임 제한 또는 직물의 파단 개방(breaking open) 때문에 화상 심도에 기여할 수 있다.
J) 열 안정성 - NFPA 1975(제8.3부)
직물 시편을 반으로 접어, 두 유리판 사이에서 유리판 위에 추를 놓고 누르고, 500 ℉(260 ℃)의 오븐에 6 시간 동안 놓는다. 6 시간 노출 후, 유리판 사이에 있는 접힌 직물을 오븐으로부터 제거하고 식도록 둔다. 이어서, 직물을 유리판으로부터 제거하고, 물질 열화, 용융 및 연화에 대해 관찰한다. 이 시험은 의복 물질이 돌발적인 화재 동안에 일어날 수 있는 고열에 어떻게 반응하는지 및 의복이 착용자 피부에 달라붙을 수 있는지를 평가한다. NFPA 1975(제8.3부)은 직물 샘플 층이 서로 간에 또는 유리에 달라붙지 않고, 직물이 용융 또는 점화의 증거를 보여주지 않을 것을 요구한다.
K) 편직물 및 제직 직물의 고온 자동 가정 세탁 - 변형된 AATCC 135-2000
이 방법은 직물 표면 특성에 의존하고, 세탁 조건 하에서 인위적으로 축적될 수 있는 잔류 세제를 제거하는 것을 의도하는 성능 성질 시험을 위해 변형된다. 이용된 AATCC 135-2000(표 I(1, V, Aiii)의 변형은 다음을 포함한다: (i) 잔류 세제 축적을 감소하기 위해 세제를 덜 사용함; (ii) 잔류 화학물질을 제거하기 위해 세탁 전, 주기적으로 및 최종 세탁 전에 직물 시편과 유사한 물질 유형의 발라스트(ballast)를 세제 없이 분리 세척함; (iii) 세제/사우어(sour)/연화제 없이 최종 세탁을 수행함. 각 편직물 샘플을 표준 세척기에 넣고, 140 ℉ 물 온도 및 AATCC 표준 세제 124를 이용하여 정상 기계 사이클에 따라서 세척하고, 105 ℉ 물을 이용하여 헹구고, 최종 탈수 후 표준 건조기에 넣는다. 사용된 건조기 설정은 영구 누름 설정으로 텀블 건조이다. 6 회의 세탁 및 건조 사이클을 수행하고, 여섯 번째 세탁은 세제 없이 행한다. 모든 수분 관리 시험(수분 흡수성, 평면 흡상, 수직 흡상 및 건조 효율)을 이 절차를 이용해서 수행한다.
실시예
다음 실시예는 본 발명을 예시하지만 제한하지는 않는다. 본 발명의 특히 유리한 특징은 본 발명의 특색있는 특성을 가지지 않는 비교예와 대비해서 알 수 있다.
직물을 아래에 나타낸 통상의 편직 구성을 이용해서 편직하고, 이어서 다양한 시험을 실시하고, 열 성능에 대해 평가하였다. 이러한 직물은 다음과 같이 제조하였다.
통상의 실 방적 방법을 이용하여 공칭 50/50, 40/60 및 30/70 나일론/면 스테이플 섬유의 3 가지 상이한 친밀 혼방률로 30s/1 (30 면 번수, 단사) 실을 제조하였다. (면 번수는 통상의 실 번호 매김 체계이고, 840 야드의 단위 길이를 기초로 하고, 실의 번수는 1 파운드 중량에 요구되는 840 야드 타래의 수와 같다. 이 체계 하에서는 숫자가 클수록 실이 더 미세하다. 타래는 붕괴된 코일 형태의 실의 연속 스트랜드이다. 그것은 릴에 권취되고, 그의 원주는 보통 45 - 60 인치이다.) 실은 면 및 합성 섬유의 벌크 기계적 혼방된 스테이플로부터 방적하였다. 이 혼방물에는 1.7 dpf, 타입 420 나일론 스테이플 섬유를 이용하였고, 이 섬유는 인비스타(등록상표)(INVISTA® S.a r.l. 미국 19808 델라웨어주 윌밍톤 센터빌 로드 2801 쓰리 리틀 폴스 센터)를 통해 상업적으로 얻었다.
상이한 세 혼방 직물을 환편기를 이용하여 단순 저지 구성으로 제조하였다. 상기한 나일론/면의 혼방률로부터 혼방 직물을 제조하였다. 편직물의 세부 사항은 아래와 같다:
- 루프 길이 : 0.105 인치
- 1 인치 당 수직열 (wpi) : 32
- 1 인치 당 수평열 (cpi) : 53
- 직물 중량(oz/yd2) : 3.65
직물을 표백하고 정련한 후, 2 단계 염색 절차를 이용해서 "모래" 색으로 유니온 염색하였다. 헌츠만 케미칼(Huntsman Chemical)을 통해서 얻은 섬유 반응성 프로션(등록상표)(Procion®) 염료를 이용하여 면 부분을 먼저 염색하였다. 나일론 부분은 라나셋(등록상표)(Lanaset®) 산성 염료를 이용하여 두 번째로 염색하였다. 물로 헹군 후, 이어서 염색된 제품을 친수성 직물 연화제로 처리하였다. 이 염색 절차는 또한 1 단계 염색 방법으로도 달성할 수 있다. 이어서, 염색된 편직물을 텐터 프레임에서 340 ℉의 온도에서 2 분 동안 마무리 가공하였다. 나일론/면 혼방 직물은 추가의 압착 단계를 거칠 수 있다. 세 혼방 직물 모두에 대해 마무리 가공된 직물 중량은 공칭 3.80 oz/yd2 내지 5.2 oz/yd2의 범위였다.
수 가지 상이한 열 성질 시험을 이용해서 평가된 다양한 직물의 섬유 함량 및 용융 및 적하 특성에 대한 설명을 표 1에 제시하고 요약하였다.
50% 면/50% 나일론(비교예 A), 60% 면/40% 나일론(실시예 1), 및 70% 면/30% 나일론(실시예 2)은 모두 세 가지 열 성질 시험, 즉 수직 가연성, 열 방호 성능 및 열 수축률 시험에서 용융 또는 적하의 증거를 나타내지 않았다. 평가된 면/나일론 혼방물 중에서, 60% 면/40% 나일론(실시예 1) 및 70% 면/30% 나일론(실시예 2)만 물질이 착용자 피부에 부착할 잠재성이 있는지를 결정하기 위해 특별히 계획된 가장 식별력이 있는 시험인 열 안정성 시험에서 허용되는 성능을 나타내었다. 이들 혼방물은 어느 것도 용융 또는 적하의 시각적 증거를 드러내지 않았고, 또한 도 1의 열 안정성 시험에서 노출 후에 예시된 것처럼 유리 또는 그 자체에 달라붙지 않았다. 대조적으로, 50% 나일론 함량을 갖는 혼방물(비교예 A)은 허용될 수 없다는 것을 알았다. 100% 나일론 샘플(비교예 E)은 용융의 분명한 시각적 증거를 보여주었다. 50% 혼방물(비교예 A)은 용융의 명백한 증거를 나타내는 것으로 보이지 않고 그것은 유리 또는 그 자체에 단단히 부착하지 않았지만, 직물 층이 쉽게 분리하지 않았고, 현미경 검사로 결정할 때 연화의 증거가 있었다.
비교를 위해, 100% 폴리에스테르 직물(비교예 D) 및 50% 면/50% 폴리에스테르 직물(비교예 B)도 평가하였다(둘 모두 표 1에 요약함). 100% 폴리에스테르 샘플은 용융하고, 둘 모두 유리 및 그 자체에 달라붙는다는 점에서 둘 모두 허용될 수 없는 거동을 나타내었다. 또한, 폴리에스테르를 함유하는 어느 예에서도 직물 층을 분리할 수 없었다. 따라서, 면/나일론 혼방물이 제공하는 용융 및 적하에 대비한 동일한 착용자 피부 방호 수준이 나일론을 동등한 양의 폴리에스테르로 대체해서는 달성할 수 없다는 것이 분명하다.
표 2는 혼방사를 이용하지 않고 표준 나일론 필라멘트 실 및 면 실을 사이드-바이-사이드 방식으로 편직했다는 점을 제외하고는 표 1에 특성화된 것과 유사한 구성의 편직물을 제조한 한 조의 비교예의 결과를 제시한다. 이용된 편직 구성의 세부 사항은 표 2에 포함시켰다. 비교예 E-I의 결과는 30% 및 40% 나일론(각각 표 1의 실시예 1 및 2)의 NYCO 친밀 혼방사로 달성되는 동등한 비용융/비적하 거동이 비혼방사의 경우에는 15% 미만의 나일론 함량(비교예 I)에서만 접근할 수 있다는 것을 증명한다. 표 1 및 표 2의 결과는 함께 구성 섬유의 친밀 혼방물로부터 제조된 실을 이용하는 것이 결정적으로 중요하다는 것을 명백히 알려준다.
표 3은 NFPA 2112(제8.2부)에 따라서 시험하는 직물 시편과 구리 열량계 사이에 1/4 인치 스페이서를 이용하여 열 방호 성능 시험으로 측정한 표 1에 기술된 동일한 면/나일론 직물(실시예 1 및 2, 및 비교예 A), 중량이 더 가벼운 면/나일론 직물(실시예 3), 및 상업적으로 입수가능한 100% 폴리에스테르, 면, 및 내연성 T-셔츠 직물(비교예 D 및 J-L)의 열 방호 성질을 제시한다. NYCO 혼방물의 단열은 100% 면 편물(비교예 J) 및 노멕스(등록상표)(NOMEX®) 편물(비교예 K)에 필적하는 TPP 등급을 가져 우수하였고, 100% 폴리에스테르 편물(비교예 D) 및 FR 모다크릴 혼방 편물(비교예 L)의 나쁜 TPP 등급보다는 분명히 우월하였다. 직물 효율 계수(FFF) 값은 물질의 열 방호 효율의 비교로서 TPP 등급을 직물 중량으로 나눈다. FFF 값은 2.0 (cal/㎠)/(oz/yd2) 초과의 FFF 값을 갖는 100% 면(비교예 E) 및 노멕스(등록상표) 편물(비교예 F)과 비슷하다. 또, FFF 값은 1.0 (cal/㎠)/(oz/yd2) 미만의 100% 폴리에스테르 편물(비교예 D) 및 FR 모다크릴 혼방 편물(비교예 L)보다는 분명히 우월하였다. 용융 및 적하가 없다는 것 이외에도, 본 발명의 편물은 우수한 단열을 나타내는 공지된 상업용 편물에 필적하는 효율의 성능을 가지고, 입수가능한 일부 상업용 FR 편물보다 우월하였다.
NFPA 2112(제8.2부)에 따르는 열 방호 성능은 1/4 인치 스페이서를 이용하는 경우와 이용하지 않는 경우인 두 가지 구성으로 실행할 수 있다. 상기한 구성에서는, 정상적인 의복 맞음새를 시뮬레이션할 뿐 아니라 직물이 실제 화염 노출에서 일어나는 높은 온도에 이르게 하기 위해 1/4 인치 스페이서를 직물 샘플과 열 센서 사이에 놓았다. 열 방호 성능 시험을 1/4 인치 스페이서 구성으로 실행할 때, 물질 시편은 공기로 둘러싸이고, 시험 노출의 전체 열 에너지를 흡수한다. 1/4 인치 스페이서를 이용한 구성은 상이한 물질의 단열 성능 및 열 부하 하에서의 직물의 보전성을 평가하기 위한 가장 도전적인 시험 조건을 나타낸다. 열 방호 성능 시험을 1/4 인치 스페이서 구성을 이용하지 않고 실행할 때는, 물질 시편이 열 싱크로 작용해서 물질 시편으로부터 열 에너지를 끌어당겨서 열 에너지 노출에 대한 물질의 반응을 지연할 수 있는 구리 열량계와 접촉한다. 1/4 인치 스페이서를 이용하지 않는 구성은 직물 보전성 및 피부와 직접 접촉할 수 있는 가장 안쪽 층의 거동을 평가하는 데 유용하다.
표 4는 NFPA 2112(제8.2부)에 따라서 시험하는 직물 시편과 구리 열량계 사이에 1/4 인치 스페이서를 이용하지 않는 열 방호 성능 시험으로 측정한 표 1에 기술된 동일한 면/나일론 직물(실시예 1), 중량이 더 가벼운 50% 면/50% 나일론 직물(실시예 3 및 비교예 O), 및 상업적으로 입수가능한 85% 폴리에스테르/15% 면, 100% 폴리에스테르, 면 및 내연성 T-셔츠 직물(비교예 C, D 및 J-N)의 열 방호 성질을 제시한다. NYCO 혼방물의 단열은 100% 면 편물(비교예 J) 및 노멕스(등록상표) 편물(비교예 K)의 범위의 TPP 등급을 가지고 100% 폴리에스테르 편물(비교예 D) 및 FR 모다크릴 혼방 편물(비교예 L-N)에 의해 얻어지는 TPP 등급보다는 더 높아서 허용될 수 있다. 직물 효율 계수(FFF) 값은 물질의 열 방호 효율의 비교로서 TPP 등급을 직물 중량으로 나눈다. 1/4 인치 스페이서를 이용하지 않는 구성으로 시험할 때 FFF 값은 직물 중량과 직접적인 관계가 있는 경향이 있고, 따라서 1.0 초과의 FFF 등급은 허용된다. NYCO 편물의 FFF 값은 1.0 (cal/㎠)/(oz/yd2) 초과이고, 따라서 허용된다. 100% 면(비교예 J) 및 노멕스(등록상표) 편물(비교예 K)도 또한 1.0 (cal/㎠)/(oz/yd2) 초과의 FFF 값을 갖는다. 대조적으로, 100% 폴리에스테르 편물(비교예 D) 및 FR 모다크릴 혼방 편물(비교예 L-N)의 FFF 값은 1.0 (cal/㎠)(oz/yd2) 미만이다. NYCO 편물, 100% 면(비교예 J) 및 노멕스(등록상표) 편물(비교예 K)는 모두 직물 보전성을 유지하였고, 열 노출 동안에 파단 개방되지 않았다. 대조적으로, 100% 폴리에스테르 편물(비교예 D)은 용융하여 파단 개방되었고, FR 모다크릴 혼방 편물(비교예 L-N)은 열 노출시 붕괴되어 파단 개방되었다. NYCO 편물, 100% 면(비교예 J), 및 노멕스(등록상표) 편물(비교예 K)의 더 높은 FFF 값은 열 부하 시에 직물 보전성을 유지한다는 것을 반영한다. 100% 폴리에스테르 편물(비교예 D) 및 FR 모다크릴 혼방 편물(비교예 L-N)의 더 낮은 FFF 값은 열 부하시 직물 보전성이 결여된다는 것을 반영한다. 용융 및 적하가 없다는 것 이외에도, 본 발명의 직물은 우수한 단열 성능을 나타내고 직물 보전성을 유지하는 공지된 상업용 편물에 필적하는 효율의 성능을 가지고, 100% 폴리에스테르 및 입수가능한 일부 상업용 FR 편물보다 성능이 더 높았다.
표 5는 NFPA 1975(제8.2부)에 따라서 시험하는 열 수축률 시험으로 측정한 표 1에 기술된 동일한 면/나일론 직물(실시예 1 및 2, 및 비교예 A), 중량이 더 가벼운 면/나일론 직물(실시예 3), 및 상업적으로 입수가능한 50% 폴리에스테르/50% 면, 100% 폴리에스테르, 면 및 내연성 T-셔츠 직물(비교예 B-D 및 J-N)의 열 수축률 성질을 제시한다. NYCO 혼방물의 열 수축률은 약 6% 미만 및 10%보다 훨씬 적은 최대 요건으로 우수하였다. 100% 면 편물(비교예 J) 및 노멕스(등록상표) 편물(비교예 K)도 또한 높은 열 노출에서 낮은 수축률을 나타내었다. 한편, FR 모다크릴 혼방 편물(비교예 L-N)은 극히 높은 수축률을 나타내었다. 용융 및 적하가 없다는 것 이외에도, 본 발명의 편물은 우수한 열 수축률 성능을 가지고, 우수한 열 성능을 나타내는 공지된 상업용 편물에 필적하였고, 입수가능한 일부 상업용 FR 편물보다 우월하였다.
허용되는 용융/적하 및 열 방호 거동의 달성은 직물 혼방물에 어떠한 최소 나일론 함량도 부과하지 않았다. 그러나, 군사적 규격 또는 소비자 선호를 만족시키기 위해 요구될 수 있는 직물 강도, 내마모성 및 수분 관리 같은 다른 성능 특성은 표 6 및 7에 나타낸 바와 같이 직물 혼방물에 나일론을 첨가함으로써 달성될 수 있었다.
표 6은 직물 혼방물에 높은 인장 강도의 나일론의 첨가가 파열 강도에 미치는 영향을 나타내었다. 파열 강도는 혼방물에서 높은 인장 강도의 나일론의 양이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다(실시예 2, 실시예 1, 비교예 A). 파열 강도 데이터는 직물 중량 차를 설명하기 위해 정규화하였다. 합성 섬유/면 또는 고유 FR 섬유 혼방물과 높은 인장 강도의 나일론 혼방물의 정규화된 파열 강도 결과의 비교는 강도가 15.8% 내지 100% 증가하였음을 나타내었다. 상업적으로 입수가능한 면 혼방물 및 FR 편물과 비교할 때, 본 발명의 편물은 높은 강도 대 중량 비를 달성하였고, 이것은 60 파운드의 허용되는 수준보다 훨씬 높은 파열 강도를 가지면서 중량이 더 가벼운 직물을 가능하게 하였다.
내마모성 데이터는 직물의 마모 성능을 예측하는 데 이용될 수 있다. 높은 인장 강도의 나일론의 양이 직물 혼방물에 첨가될 때 내마모성이 증가하였다(실시예 2, 실시예 1, 비교예 A). 편직물에 흔히 사용되는 다른 합성 혼방물(예: 폴리에스테르 또는 고유 FR 섬유, 예를 들어 모다크릴)의 내마모성은 높은 인장 강도의 나일론을 함유하는 유사한 중량의 직물에 비해 상당히 더 낮았다(실시예 3과 비교예 B 비교, 실시예 1과 비교예 L, M, N, P 비교). 중량이 더 무거운 100% 면, 50% 폴리에스테르/50% 면 및 모다크릴 혼방 직물에 비해 높은 인장 강도의 나일론을 이용하여 더 높은 정규화된 파열 강도 및 내마모성을 갖는 더 낮은 중량의 직물을 제작할 수 있다(실시예 3과 비교예 B, P, L, M 비교). 본 발명의 편물은 심지어 가벼운 직물 중량으로도 100,000 사이클을 훨씬 넘는 내마모성을 달성하였다.
수분 관리 성능은 생성된 직물의 편안함과 관련 있고, 수직 흡상, 평면 흡상, 흡수성 및 건조 효율을 측정함으로써 특성화된다. 표 7에 실린 결과를 갖는 모든 직물을 AATCC 135 표 1(1, V, A, iii)에 따라서 5회 세탁하였고, 세제 없이 행하는 1 회의 추가 세탁 사이클을 행하였다. 추가 사이클은 흡상 및 흡수성 결과에 영향을 줄 수 있는 직물 상의 어떠한 잔류 세제도 제거하기 위해서 실행하였다.
표 7에 예시된 바와 같이, 모든 면/나일론 직물의 경우에는 측정 물방울 1 방울이 직물에 흡수되는 데 걸리는 흡수 시간이 매우 빨랐다(1 초). 나일론 함량이 전혀 없는 모든 비교예는 훨씬 더 느린 흡수 시간을 가졌다. 평면 흡상에서도 동일한 경향을 보였다. 평면 흡상은 측정 물방울을 흡수해서 직물 표면에 물이 퍼지는 직물의 면적이다. 다시, 표 7에 나타낸 나일론 함량이 전혀 없는 모든 비교예는 더 낮은 흡상 면적을 가졌다. 본 발명의 편물은 15 초보다 훨씬 짧은 흡수 시간을 나타냈고, 2.5 in2보다 훨씬 높은 평면 흡상 면적을 나타냈다.
표 7은 물이 표 1에 기술된 동일한 면/나일론 편직물(실시예 1 및 2, 및 비교예 A), 중량이 더 가벼운 면/나일론 직물(실시예 3), 및 상업적으로 입수가능한 50% 폴리에스테르/50% 면, 면 및 내연성 T-셔츠 직물(비교예 B, P, L 및 M)의 위로 수직으로 퍼지는 수직 흡상 속도를 나타낸다. 흡상 속도가 빠를수록, 물이 더 빠르게 직물에 퍼지고, 직물 표면으로부터 증발할 수 있다. 면/나일론 직물(실시예 1-3 및 비교예 A)의 수직 흡상 높이는 모두 10 분에 6 인치의 전체 샘플 높이에 이르렀다. 나일론 함량이 전혀 없는 모든 비교예(비교예 B, P, L 및 M)은 실질적으로 더 낮은 흡상 속도를 나타냈고, 60분 후에도 전체 흡상 높이에 이르지 않았다. 본 발명의 편물은 전체 6 인치 직물 샘플 높이에 이르는 데 30분보다 훨씬 짧은 수직 흡상 시간을 나타내었다.
건조 효율 또는 직물이 땀 또는 수분 흡수 후 얼마나 빨리 건조하는가는 직물 편안함에 대한 매우 중요한 시험이다. 표 7에서 알 수 있는 바와 같이, 유사한 직물 중량/구성(실시예 2, 실시예 1, 비교예 A)의 경우에는 나일론 함량이 증가함에 따라 건조 효율이 증가한다. 중량이 더 낮은 나일론 함유 직물(실시예 3)은 더 개방된 편직 구성을 갖는 직물 중량과 더 높은 나일론 함량의 영향을 보여주었다. 나일론이 없는 모든 비교예는 더 낮은 건조 효율/건조 속도를 가졌다. 본 발명의 편물은 30분 후에 70%보다 훨씬 높은 건조 효율을 나타내었다.
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Claims (42)

  1. NFPA 1975(제8.2부 및 제8.3부), ASTM D-6413-1999 또는 NFPA 2112(제8.2부) 중 하나 이상에 따라서 시험할 때 용융 또는 적하의 증거를 나타내지 않는, 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 친밀 혼방물로 제조된 실을 포함하는 열 방호 편직물.
  2. 제1항에 있어서, 이러한 직물이 NFPA 1975(제8.3부)에 따라서 시험할 때 용융, 적하 또는 달라붙음의 증거를 나타내지 않는 열 방호 편직물.
  3. 제1항에 있어서, 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 혼방사가 상기 실 내의 셀룰로오스 대 나일론의 중량비가 약 55:45 내지 약 85:15의 범위임을 특징으로 하는 열 방호 편직물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 친밀 혼방물이 a) 카딩 전에 스테이플 섬유의 벌크 기계적 혼방; b) 카딩 전 및 카딩 동안에 스테이플 섬유의 벌크 기계적 혼방; 및 c) 카딩 후 및 실 방적 전에 스테이플 섬유의 연조 공정 혼방 2 회 이상 통과로 이루어지는 군으로부터 선택되는 혼방 방법에 의해 혼방 균일성이 달성될 수 있음을 특징으로 하는 열 방호 편직물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 실 내의 셀룰로오스 대 나일론의 비가 약 60:40 내지 약 70:30의 범위인 열 방호 편직물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 직물이 약 3 내지 약 8 oz/yd2의 중량을 갖는 열 방호 편직물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 직물의 두께가 약 0.015 내지 약 0.030 인치의 범위인 열 방호 편직물.
  8. 제1항에 있어서, 편직물 생성에 사용되는 실이 약 5 내지 약 60의 면 번수를 가지는 단사인 열 방호 편직물.
  9. 제1항에 있어서, a) 상기 편직물이 개별적인 복합사로부터 또는 합연사로부터 편직되고; b) 상기 복합사 또는 합연사가 약 55:45 내지 약 85:15의 셀룰로오스 대 나일론 스테이플 섬유 비의 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 친밀 혼방물로부터 제조된 적어도 제 1 실, 및 나일론 필라멘트로 이루어진 적어도 제 2 실을 포함하고, 단, 이러한 나일론 필라멘트가 직물의 총 셀룰로오스 및 나일론 함량의 15 중량%를 초과하고, c) 제 1 친밀 혼방사에서 셀룰로오스 대 나일론 스테이플의 비가 직물의 나일론 필라멘트 및 스테이플을 합한 함량이 직물의 총 셀룰로오스 및 나일론 함량을 기준으로 45 중량%를 초과하지 않도록 조정되는 열 방호 편직물.
  10. 제1항에 있어서, a) 상기 직물이 개별적인 복합사로부터 또는 합연사로부터 편직되고; b) 상기 복합사 또는 합연사가 약 40:60 내지 약 85:15의 셀룰로오스 대 나일론 스테이플 섬유 비의 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 친밀 혼방물로부터 제조된 적어도 제 1 실, 및 약 60:40 이상의 셀룰로오스 대 나일론 스테이플 섬유 비의 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 친밀 혼방물로부터 제조된 적어도 제 2 실, 및 적어도 제 3 나일론 필라멘트 실을 포함하고, 단, 이러한 나일론 필라멘트가 직물의 총 셀룰로오스 및 나일론 함량의 15 중량%를 초과하고; c) 편직물에서 셀룰로오스 대 나일론 스테이플의 비가 직물의 나일론 필라멘트 및 스테이플을 합한 함량이 직물의 셀룰로오스 및 나일론 함량을 기준으로 45 중량%를 초과하지 않도록 조정되는 열 방호 편직물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 친밀 혼방물에서 셀룰로오스 스테이플 섬유의 일부가 모 또는 견으로 대체되고/되거나 상기 친밀 혼방물에서 셀룰로오스 및/또는 나일론 스테이플 섬유의 일부가 내화성 스테이플 섬유로 대체된 열 방호 편직물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 친밀 혼방물에서 셀룰로오스 스테이플 섬유의 일부가 아라미드 내화성 스테이플 섬유로 대체되고/되거나 상기 친밀 혼방물에서 셀룰로오스 및/또는 나일론 스테이플 섬유의 일부가 아라미드 내화성 스테이플 섬유로 대체된 열 방호 편직물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 나일론 스테이플 섬유가 나일론 6 및/또는 나일론 6,6을 포함하고, 3.0 g/데니어 이상의 인장 강도를 갖는 열 방호 편직물.
  14. 제1항에 있어서, 상기 직물이 평편 편직, 턱 및/또는 플로트 스티치를 이용한 편직, 골무늬 편직, 자카드 편직, 양면 편직, 트리코트 편직 및 라셀 편직으로부터 선택되는 편직 구성을 포함하는 열 방호 편직물.
  15. 제1항에 있어서, 상기 직물이 엘라스토머성, 내연성, 항미생물성 및/또는 정전기 방지 특성을 갖는 섬유 또는 필라멘트로 제조된 실을 포함하는 열 방호 편직물.
  16. 제1항에 있어서, 상기 직물에 항미생물, 정전기 방지, 살충, 구김 방지, 내연, 방오, 발오, 발유, 발수, 수분 흡수, 수분 흡상, 건조 효율 및/또는 소수 특성을 직물에 부여하는 국소 처리제 또는 처리제들을 적용한 열 방호 편직물.
  17. 제1항에 있어서, 스페이서를 이용하지 않고 써멀(Thermal) NFPA 2112(제8.2부)에 따라서 시험할 때 1.0 (cal/㎠)/(oz/yd2) 이상의 직물 효율 계수(FFF) 값을 나타내는 열 방호 직물.
  18. 제1항에 있어서, 1/4 인치 스페이서를 이용하여 NFPA 2112(제8.2부)에 따라서 시험할 때 2.0 (cal/㎠)/(oz/yd2) 이상의 직물 효율 계수(FFF) 값을 나타내는 열 방호 직물.
  19. 제15항에 있어서, 이러한 직물이 NFPA 1975(제8.3부)에 따라서 시험할 때 용융, 적하 또는 달라붙음의 증거를 나타내지 않는 열 방호 편직물.
  20. 제1항에 있어서, 이러한 직물의 열 수축률이 NFPA 1975(제8.2부)에 따라서 시험할 때 수직열 방향 및 수평열 방향 둘 모두에서 약 8% 미만인 열 방호 편직물.
  21. 제1항에 있어서, ASTM D-3787에 따라서 시험할 때 약 60 파운드 이상의 볼 파열 강도를 나타내는 열 방호 편직물.
  22. 제1항에 있어서, ASTM D-4966에 따라서 시험할 때 약 100,000 사이클 이상의 마틴데일 내마모성을 나타내는 열 방호 편직물.
  23. 제1항에 있어서, 약 70% 이상의 건조 효율을 나타내는 열 방호 편직물.
  24. 제1항에 있어서, 15 초 미만의 흡수 시간을 나타내는 열 방호 편직물.
  25. 제1항에 있어서, 2.5 in2 초과의 평면 흡상 면적을 나타내는 열 방호 편직물.
  26. 제1항에 있어서, 30 분 미만 내에 6 인치의 수직 흡상 높이를 나타내는 열 방호 편직물.
  27. 제1항에 따르는 열 방호 편직물을 포함하는 의류.
  28. 제1항에 따르는 열 방호 편직물을 포함하는 기초복 형태의 의류.
  29. 제1항에 따르는 열 방호 편직물을 포함하는 T-셔츠 형태의 기초복.
  30. NFPA 1975(제8.2부 및 제8.3부), ASTM D-6413-1999 또는 NFPA 2112(제8.2부) 중 하나 이상에 따라서 시험할 때 용융 또는 적하의 증거를 나타내지 않는, 모 및 나일론 스테이플 섬유의 친밀 혼방물로 제조된 실을 포함하는 열 방호 편직물.
  31. 제30항에 있어서, 이러한 직물이 NFPA 1975(제8.3부)에 따라서 시험할 때 용융, 적하 또는 달라붙음의 증거를 나타내지 않는 열 방호 편직물.
  32. 제30항에 있어서, 모 및 나일론 스테이플 혼방사가 실 내의 모 대 나일론의 중량비가 약 55:45 내지 약 85:15의 범위임을 특징으로 하는 열 방호 편직물.
  33. 제30항에 있어서, 상기 친밀 혼방물이 a) 카딩 전에 스테이플 섬유의 벌크 기계적 혼방; b) 카딩 전 및 카딩 동안에 스테이플 섬유의 벌크 기계적 혼방; 또는 c) 카딩 후 및 실 방적 전에 스테이플 섬유의 연조 공정 혼방 2 회 이상 통과로 이루어지는 군으로부터 선택되는 혼방 방법에 의해 혼방 균일성이 달성될 수 있음을 특징으로 하는 열 방호 편직물.
  34. 편직물의 적어도 일부가 나일론의 용융점보다 높은 온도에서 비유동 구조를 형성하는, 실 내의 셀룰로오스 대 나일론의 중량비가 약 55:45 내지 약 85:15의 범위임을 특징으로 하는 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 실을 포함하는 열 방호 편직물.
  35. 제34항에 있어서, 편직물의 셀룰로오스 대 나일론의 중량비가 약 60:40 내지 약 70:30의 범위인 열 방호 편직물.
  36. 제34항에 있어서, 상기 셀룰로오스가 면인 열 방호 편직물.
  37. a) NFPA 1975(제8.2부 및 제8.3부), ASTM D-6413-1999 또는 NFPA 2112(제8.2부) 중 하나 이상에 따라서 시험할 때 비용융 또는 비적하를 특징으로 하는, 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 친밀 혼방물을 포함하는 실을 함유하는 편직물로 된 제 1 층; 및
    b) 실 내의 셀룰로오스 대 나일론의 중량비가 약 55:45 내지 약 85:15의 범위임을 특징으로 하는, 셀룰로오스 스테이플 섬유 및 나일론 스테이플 섬유를 함유하는 혼방사를 포함하는 제직 직물로 된 제 2 층
    을 포함하는 열 방호 시스템.
  38. a) NFPA 1975(제8.2부 및 제8.3부), ASTM D-6413-1999 또는 NFPA 2112(제8.2부) 중 하나 이상에 따라서 시험할 때 비용융 또는 비적하를 특징으로 하는, 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 친밀 혼방물을 포함하는 실을 함유하는 편직물로 된 제 1 층; 및
    b) (i) 실 내의 셀룰로오스 대 나일론의 중량비가 약 55:45 내지 약 85:15의 범위임을 특징으로 하는, 셀룰로오스 스테이플 섬유 및 나일론 스테이플 섬유를 함유하는 혼방사, 및 (ii) 아라미드 스테이플 섬유를 함유하는 내화성 실로 이루어지는 군으로부터 선택되는 실을 함유하는 제직 직물을 포함하는 제 2 층
    을 포함하는 열 방호 시스템.
  39. a) 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 친밀 혼방물로부터 제조된 실을 제공하는 단계; 및
    b) 상기 실을 편직하여 NFPA 1975(제8.2부 및 제8.3부), ASTM D-6413-1999 또는 NFPA 2112(제8.2부) 중 하나 이상에 따라서 시험할 때 용융 또는 적하의 증거를 나타내지 않는 직물을 생성하는 단계
    를 포함하는 열 방호 편직물 제조 방법.
  40. 제39항에 있어서, 상기 열 방호 편직물을 재단하여 의복의 성분 부품을 생성하는 것을 더 포함하는 방법.
  41. a) NFPA 1975(제8.2부 및 제8.3부), ASTM D-6413-1999 또는 NFPA 2112(제8.2부) 중 하나 이상에 따라서 시험할 때 용융 또는 적하의 증거를 나타내지 않는, 셀룰로오스 및 나일론 스테이플 섬유의 친밀 혼방물로부터 제조된 실을 포함하는 열 방호 편직물을 제공하는 단계; 및
    b) 상기 열 방호 편직물을 조립하여 의복을 제공하는 단계
    를 포함하는 열 방호복 제조 방법.
  42. 제41항에 있어서, 상기 조립 단계가 재봉을 포함하는 방법.
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