KR20160023919A - 섬유를 제조하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20160023919A
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fiber
spinnerette
axis
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KR1020167003749A
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저스틴 리 글래디쉬
마리-엘렌 스미스
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더 노스 훼이스 어패럴 코오포레이션
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Abstract

무엇보다도 특히, 본 발명의 주제는 대체로 예를 들어 실 형성에 이용하기 위한 대체로 평행한 스트랜드의 집괴체로 소정 크기의 섬유를 제조하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

섬유를 제조하기 위한 시스템 및 방법{METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING FIBER}
관련 출원
본 출원은 2013년 7월 5일에 출원된 미국 가출원 61/843,295, 2013년 7월 10일에 출원된 미국 가출원 61/844,532 및 2014년 3월 6일에 출원된 미국 가출원 61/949,079의 우선권을 주장하고, 이 가출원들의 내용은 모든 목적으로 마치 본원에 전부 나열하는 것처럼 본원에 참고로 포함된다.
기술 분야
본원에 개시된 본 발명의 주제는 일반적으로 의류 및 야외 장비의 물품에 이용하기 위한 초미세 섬유, 즉, 나노 크기 또는 마이크로미터 크기 범위의 직경을 갖는 섬유의 웹으로 이루어진 섬유 제품, 예컨대 부직 텍스타일 및 단열 물질에 관한 것이다. 일부 실시양태에서, 물품은 미리 결정된 정도의 방수성, 방풍성 및 통기성을 갖는다. 일부 측면에서, 본 발명의 주제는 초미세 섬유로서 고화되고, 수집될 때 웹으로 형성되는 물질의 제트 또는 스트림을 형성하는 신규 방법을 이용한 그러한 물품 및 물품의 구성요소의 제조에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 주제는 관련 장치 및 웹 형성 후 최종 제품으로의 가공에 관한 것이다.
의류를 방수성이게 하고 여전히 내부 미기후로부터의 수분 증기가 자켓을 통해 외부 환경으로 통과하는 것을 허용하기 위해 이용되는 몇 가지 상이한 방법 및 물질이 있다. 텍스타일 및 야외 제품 산업에서 이용되는 일정한 표준 하에서, 방수성은 미국 시험 표준 AATCC 127 및 ASTM D751(각각 일본 표준 JISL 1092 또는 Fed.Std.191-A55)을 이용해서 결정할 수 있다. 마찬가지로, 통기성은 미국 시험 표준 ASTM E96 또는 일본 표준 JISL 1099를 이용해서 결정할 수 있다.
방수성 배리어는 소수성 또는 친수성 성질을 갖는 다공성 및 비다공성 물질을 이용해서 제조될 수 있다. 이 막은 친수성 모놀리식 코팅 (비기공성 연속 필름)을 기재로 하는 막 또는 소수성 및 미세기공성 필름 (수분 증기가 통과하는 것을 허용하는 미세기공 구멍을 포함하는 연속 필름)을 기재로 하는 막으로 더 분리될 수 있다. 이 필름들은 직물 바로 위에 코팅된 후 고열로 경화될 수 있다. 복합 구조는 방수성 및 통기성 방호를 제공한다. 다른 경우에서는, 또한, 필름을 전사지 바로 위에 놓은 후, 선택된 직물 바로 위에 (예를 들어, 글루(glue)로 붙여서) 적층시켜서, 방수성 통기성 직물을 생성할 수 있다. 적층 방법은 필름에 더 좋은 내구성을 제공하고, 종종, 필름이 더 얇은 것을 허용하여, 통기성을 증가시킨다.
통기성은 배리어 필름의 물질 성질, 필름 유형, 및 두께와 직접적으로 관계 있다. 친수성 필름의 경우, 통기성은 픽(Fick)의 확산 법칙이 적용되는 확산 과정이다. 물이 표면으로부터 필름 내로 흡수되고 필름을 통해 확산하여 바깥쪽에서 증발한다. 기화된 물은 의도된 용도의 조건 하에서 이 필름에 침투할 수 없다. 미세기공성 필름의 경우, 통기성은 기화된 물이 필름의 미세기공성 구조 사이를 순항하여 환경에 접하는 바깥쪽에서 증발하는 역학적 과정이다. 막의 소수성 성질 때문에 액체 물은 이 필름에 침투할 수 없다. 방수성 통기성 물질을 위한 어떠한 성능 규격을 달성하기 위해서는 기공 크기, 두께 및 내구성의 균형이 필요하다. 가먼트를 대표적인 최종 제품이라고 여길 때, 온도 및 습도 구배 때문에, 기화된 물도 액체 물도 외부 환경으로부터 가먼트 안으로 침투할 수 없다. 가먼트의 내부 미기후와 외부 환경 사이에 이 구배가 생성된다. 가먼트 내부의 온도 및 습도가 더 높기 때문에, 수분이 강제로 내부 미기후 밖으로 나와 외부 환경으로 가게 되어 방수성 배리어를 통과한다.
잘 알려진 매우 성공적인 방수성 통기성 막인 고어-텍스(GORE-TEX) 신전된 폴리테트라플루오로에틸렌 (ePTFE)이 1969년에 생성되었다. 신전된 PTFE를 생성하기 위해서는, PTFE를 신장시켜서 많은 미소한 현미경적 구멍을 생성한다. 이 미소한 구멍은 수분 증기가 통과하는 것을 허용하기에 충분히 크다. 그러나, 구멍은 액체 상의 물의 직경보다 작다. 기공도가 물 분자보다 작기 때문에, 액체 상의 물은 막을 통과할 수 없다. PTFE는 불소화된 것이기 때문에 매우 높은 표면 에너지를 가지고, 이 때문에 표면이 매우 소수성이다. 기공 구조와 표면의 소수성의 조합은 의도된 용도의 조건 하에서 막이 완전히 방수성이고 여전히 통기성인 것을 허용한다.
도 1a-1d는 방수성 통기성 적층체에 이용되는 일부 방수성 통기성 미세기공성 막의 주사 전자 현미경 사진을 나타내고, 각 사진은 물질의 본성에 관한 관련 있는 서술적 정보를 포함한다. (Credit: Gibson et al, "Moisture Transport for Reaction Enhancement in Fabrics", Volume 2013, Article ID 216293, 8 pages, 29 January 2013, Hindawi Publishing Corporation, http://dx.doi.org/10.1155/2013/216293).
고어-텍스 ePTFE 필름 발명 후, 직물 바로 위에 코팅되거나 또는 직물 위에 적층되는 물질의 어레이를 이용하는 많은 경쟁적인 막이 생성되었다. 이것들은 친수성 폴리우레탄, 소수성 폴리우레탄, PTFE 및 폴리에스테르를 기재로 하는 막을 포함한다.
전기방사는 나노섬유의 축적으로부터 부직 웹 또는 매트를 생성하기 위해 의료 및 여과 산업에서 광범위하게 이용되어 온 기술이다. 많은 대학 및 산업 회사가 전기방사 장치, 그 공정 뿐만 아니라 제품에 관한 특허를 갖는다. 대부분의 전기방사는 부직 막 제조에 집중하였다. 대표적인 장비는 유체 섬유 형성 물질의 원천에 커플링된 시린지 또는 니들에 연결된 고전압원을 포함한다. 전기장을 생성하여 유체가 존재하는 니들 또는 시린지를 대전시킨다. 나가는 용액을 집속하고 조종하고 안내하기 위한 전극을 니들 또는 시린지 아래에 위치시킨다. 이것은 유체를 니들 또는 시린지로부터 나노섬유 내로 및 수집기 상으로 안내하는/끌어들이는 것을 돕는다. 부직 매트 제조에 이용되는 다른 기술은 건식 레잉(laying), 스핀 용융 및 습식 레잉을 포함한다.
섬유 생성에 기반하는 방법은 세 가지 주요 제조 원리를 요구한다: (1) 웹 형성; (2) 웹 결합; 및 (3) 직물 피니싱(finishing). 웹 결합은 화학적, 열적 또는 기계적 결합에 의해 일어날 수 있다. 화학적 결합은 예를 들어 액체 기재 결합제 또는 물 기재 결합제일 수 있다. 이 결합은 직물 상에 인쇄될 수 있거나 또는 함침될 수 있는 코팅으로서 응용될 수 있다. 열적 결합을 위한 선택은 열 및 압력, 열 및 접촉, 또는 분말 결합을 포함한다. 기계적 결합 방법은 니들 펀칭, 스티치 결합, 또는 수력학적 얽힘을 포함할 수 있다.
통상적으로, 부직 텍스타일은 많은 물질로부터 제조될 수 있지만, 이용되는 섬유가 대표적으로 짧은 섬유 길이를 가지고, 이는 그 섬유로부터 제조되는 웹의 내구성을 제한한다. 또한, 통상적인 부직 텍스타일 제조 기술에서 이용되는 섬유 직경은 나노 크기 수준에 도달하지 못한다.
나노 크기 섬유는 전기방사 기술로부터 제조될 수 있고, 앞에서 서술된 힘든 결합 방법을 항상 요구하지는 않을 수 있다. 그러나, 전기방사는 일부 물질의 방사를 제한할 수 있는 많은 제작 매개변수를 갖는다. 이 매개변수는 방사 물질 및 방사 물질 용액의 충전; 용액 전달 (종종, 시린지로부터 토출되는 물질의 스트림); 제트에서의 전하; 수집기에서 섬유 막의 방전; 방사 제트에 대한 전기장으로부터의 외력; 방출되는(expelled) 제트의 밀도; 및 전극의 전압 및 수집기의 기하학적 구조를 포함한다.
전기방사된 나노섬유는 높은 표면적 및 작은 섬유 직경을 갖는다. 전기방사된 나노섬유는 공기 투과성을 갖는 웹으로 형성될 수 있고, 필요하면, 웹은 통기성을 잃지 않으면서 두께가 증가할 수 있다. 또한, 전기방사된 나노섬유는 경량이다.
전기방사 기술은 야외 산업에서 성공을 거두었다. 최근의 전기방사된 제품 중에는 폴라텍(Polartec)의 네오쉘(NEOSHELL) 물질의 대량 생산이 있다. 전기방사된 막의 이익은 고어-텍스 및 미세기공성 막으로부터의 이익과 유사하다.
전기방사 공정 동안에, 나노섬유가 수집기 상에 수집된다. 나노섬유가 수집될 때, 교차하는 섬유들 사이에 미소한 기공이 발달한다. 이 미소한 공간은 속이 찬 친수성 막 또는 심지어 소수성 미세기공성 막보다 더 좋은 통기성을 허용한다. 나노섬유 막이 미소한 기공을 가지기 때문에, 이 기공들의 오염이 가능하다. PTFE 제작과 유사하게, 마이크로미터 두께의 얇은 중합체 코팅을 나노섬유 막 위에 놓아서 통기성에 영향을 주지 않고서 기공을 먼지 및 오일 오염으로부터 보호할 수 있다. 추가로, 나노섬유 매트가 다공성이기 때문에, 나노섬유 매트는 직물에서 (예를 들어, 소프트쉘(softshell) 가먼트에 이용되는 직물에서) 공기 투과성 조절에 이용될 수 있다.
소프트쉘 직물은 솔기가 테이핑(taping) 처리되지 않기 때문에 방수성이도록 의도되지 않는다. 막을 오염으로부터 보호하기 위해서 막이 두 직물 사이에 삽입되기 때문에 보호 코팅이 항상 필요하지는 않다. 따라서, 나노섬유 막을 통한 공기 투과성이 방해받지 않는다. 네오쉘 (폴라텍) 물질이 이 소프트쉘 응용의 한 예이다. 소프트쉘은 100% 방풍성일 수 있거나 또는 100% 차단 미만의 어떠한 값으로 계측될 수 있다. 다른 바람 차단 응용에서는, 가먼트가 두 소프트쉘 물질 사이에 방수성 막의 적층 또는 부분 바람 차단을 위한 점 글루 매트릭스 구조의 응용을 포함한다. 전기방사된 막이 방수성 통기성 막 및 바람-계측 소프트쉘의 대체물일 수 있지만, 전기방사된 막의 단점은 그의 내구성이다. 따라서, 이 때문에 2층 (2L) 구조에 전기방사된 막의 이용이 유용하지 않았다.
요약하면, 현재의 제조 방법들은 자원 집약적이다: 다수의 가공 단계, 물, 열 및 전기, 및 전기방사의 경우, 높은 전압 (위험할 수 있음)을 필요로 한다. 전기방사의 가공 매개변수 때문에, 또한, 막을 위한 물질도 상대적으로 좁은 범위로 제한된다. 따라서, 또한, 최종 용도 가능성도 제한된다. 추가로, 기존의 막은 내구성이 부족할 수 있어서, 최종 제품에서의 그의 용도를 제한한다.
종래 기술의 앞서 말한 불리한 점을 고려해서, 초미세 섬유, 예컨대 나노섬유를 기재로 하는 개선된 부직 텍스타일 제품이 상당히 필요하다.
본원에 개시된 본 발명의 주제는 종래 기술의 앞서 말한 불리한 점 및 다른 불리한 점을 극복한다. 일부 측면에서, 본 발명의 주제는 초미세 섬유로서 고화되고, 수집될 때 2 차원 또는 3 차원 웹으로 형성되는 물질의 제트 또는 스트림을 형성하는 신규 방법을 이용한 그러한 물품 및 물품의 구성요소의 제조에 관한 것이다. 웹은 필름, 막 또는 매트와 비슷한 것일 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 주제는 일반적으로 미리 결정된 정도의 방수성, 방풍성 및 통기성을 갖는 물품에 이용하기 위한 초미세 섬유, 즉, 나노 크기 또는 마이크로미터 크기 범위의 직경을 갖는 섬유의 웹으로 이루어진 부직 텍스타일에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 주제는 관련 장치 및 웹 형성 후 최종 제품으로의 가공에 관한 것이다.
다른 실시양태에서, 본 발명의 주제는 섬유들의 섬유 웹 또는 섬유들의 집괴체로 제조된 단열 물질에 관한 것이다. 단열 물질은 가먼트 및 의류, 침낭, 담요, 실내장식품 충전재 등을 포함하는 다양한 응용에 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 주제는 예를 들어 실 형성에 이용하기 위한 일반적으로 평행한 스트랜드의 집괴체로 어떠한 크기의 섬유를 수집하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 추가로, 섬유 매트는 상이한 폭으로 절단될 수 있고, 그 매트로부터 섬유의 꼬임 당김으로부터 실이 방사될 수 있다.
이 실시양태 및 다른 실시양태를 다음 상세한 설명 및 도면에서 더 상세히 서술한다.
앞서 말한 내용이 본 발명의 주제의 실시양태 및 특징의 포괄적 목록이도록 의도하지 않는다. 관련 분야 기술자는 도면과 관련해서 다음 상세한 설명으로부터 다른 실시양태 및 특징을 인식할 수 있다. 본 문서에 최초로 출원된 또는 나중에 보정된 첨부된 청구범위는 마치 직접 쓴 것처럼 본원에서 이 요약 부분에 포함된다.
다음 도면은 종래 기술을 나타내는 것이라고 언급되어 있지 않으면, 본 발명의 주제에 따르는 실시양태를 나타낸다.
도 1a - 1b는 수개의 공지된 미세기공성 막에 관해서 주사 전자 현미경 사진 및 관련 현미경 관찰 및 물질 세부사항을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 주제에 따라서 제조된 방수성-통기성 물질 층을 포함할 수 있는 복합 구조물을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 주제에 따르는 구조물을 제조하는 데 이용하기 위한 힘방사 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 4a-b는 힘방사 시스템과 관련해서 주형을 이용하는 것을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 미성숙 연성 솜털(down plumule), 예컨대 거위 또는 오리로부터의 미성숙 연성 솜털을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 통상적인 배팅(batting) (왼쪽) 및 본 발명에 따르는 배팅 (오른쪽)의 비교를 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 주제에 따라서 합성 솜털(down) 구조물을 제조하는 데 이용하기 위한 힘방사 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 주제에 따라서 합성 솜털 구조물을 제조하는 데 이용하기 위한 힘방사 시스템의 대안적 실시양태를 개략적으로 도시한 도면.
도 9a-b는 본 발명의 주제에 따라서 필라멘트를 제조하고 수집하는 데 이용하기 위한 힘방사 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 10a-c는 본 발명의 주제에 따라서 필라멘트를 제조하고 수집하는 데 이용하기 위한 힘방사 시스템의 대안적 실시양태를 개략적으로 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 주제에 따라서 필라멘트를 제조하고 수집하는 데 이용하기 위한 힘방사 시스템의 추가의 대안적 실시양태를 개략적으로 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 주제에 따라서 필라멘트를 제조하고 수집하는 데 이용하기 위한 힘방사 시스템의 추가의 대안적 실시양태를 개략적으로 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 주제에 따라서 필라멘트를 제조하고 수집하는 데 이용하기 위한 힘방사 시스템의 추가의 대안적 실시양태를 개략적으로 도시한 도면.
본 발명의 주제에 따르는 대표적인 실시양태를 도 2-13에 나타내고, 여기서 동일한 또는 일반적으로 유사한 특징은 공통 참조 부호를 공유할 수 있다.
본원에 개시된 본 발명의 주제는 미리 결정된 정도의 방수성, 방풍성 및 통기성을 갖는 물품의 제작에 이용하기 위한 초미세 섬유를 기재로 하는 부직 섬유 필름 또는 막의 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 주제는 부분적으로는 신규 방법을 이용해서 그러한 물품 및 물품의 구성요소를 제조하는 것에 관한 것이다. 본원에서 이용되는 바와 같이, 초미세 섬유는 마이크로미터 크기 내지 나노 크기의 평균 직경 (또는 비원형 섬유의 경우에는 다른 주 단면 치수)을 갖는 섬유를 의미한다. 본원에서 이용되는 바와 같이, "마이크로미터 크기"는 섬유가 한 자리수 마이크로미터 내지 약 1000 ㎚의 낮은 ㎚의 범위의 평균 직경을 갖는다. 텍스타일 산업에서, 나노 크기 섬유는 약 100 - 1000 ㎚ 이하의 범위의 평균 직경을 갖는다. 일부 실시양태에서, 초미세 섬유는 적어도 100 또는 그 초과의 높은 종횡비 (길이/직경)를 나타낸다. 초미세 섬유는 관련 분야 기술자에게 알려진 어떠한 수단에 의해서도 분석될 수 있다. 예를 들어, 주어진 섬유의 치수를 측정하는 데 주사 전자 현미경 관찰 (SEM)을 이용할 수 있다.
초미세 섬유는 2차원 또는 3차원 웹, 즉, 매트, 필름 또는 막으로 형성될 수 있다. 섬유는 유출 포트를 통한 선택된 출발 섬유 형성 유체 물질의 강제 토출을 이용해서 제조될 수 있다. 유출 포트 및 관련 채널 급송부는 유출 포트로부터 나갈 때 유체 물질의 미세 제트가 형성되게 하는 크기 및 모양을 갖도록 구성된다. 본원에서 이용되는 바와 같이, 유출 포트는 유출 포트에 급송하고 섬유 형성 물질의 방출되는 제트의 본성을 확정하는 역할을 하는 어떠한 관련 채널 또는 통로를 합한 출구 오리피스를 의미한다. 표면 장력, 유체 점도, 용매 휘발성, 회전 속도 등 같은 요인 때문에, 토출된 물질이 유출 포트의 내경보다 상당히 작은 직경을 갖는 초미세 섬유로서 고화될 수 있다. 여기서, 섬유로서 고화되는 제트로서 유출 포트로부터 유동성 물질의 그러한 방출을 "제트 압출"이라고 부를 수 있다.
방출된 물질의 제트는 수집기로 향하고, 최종 제품에의 이용을 위해 제트가 수집기에 모인다. 수집된 섬유 물질은 섬유가 수집기 상에 계속 방출되는 시간의 양 및 수집기의 표면적 제어 (예를 들어, 수집기로서 이동 벨트는 무제한 길이의 물질의 시트를 허용할 수 있음)에 의존해서 요망되는 표면적 및 두께로 세공될 수 있는 2차원 또는 3차원의 얽힌 섬유의 웹을 형성한다. 다른 성질, 예컨대 웹 밀도 및 기공도는 섬유의 본성, 가공 온도, 제트의 속도 및 경로 등 같은 요인에 의존할 것이다. 또한, 요망되는 두께, 표면적, 밀도 및/또는 기공도로 웹의 세공은 후가공 단계, 예컨대 수집된 웹의 압축, 치밀화 또는 팽창을 위한 열 가공 (섬유의 본성에 의존함), 화학적 가공 및 전자기 복사선 (예를 들어, 가교를 유발하는 UV 파장)을 이용한 가공을 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서는, 회전 기구가 섬유 형성 물질에 원심력을 부여하여 제트 압출 및 따라서, 섬유 형성을 야기한다. 원천 물질에 부여되는 힘은 전기방사에서처럼 인가 전기장을 필요로 하지 않는 다양한 시스템 및 기술로부터 얻을 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 4937020, 5114631, 6824372, 7655175, 7857608, 8231378, 8425810 및 미국 공개 20120135448은 회전 기구 상의 유출 포트를 통해 섬유 형성 물질의 강제 토출을 위한 다양한 기구 및 방법을 가르쳐 준다. 앞서 말한 특허 문헌 모음은 마이크로미터 크기 또는 나노크기 범위의 평균 직경을 갖는 섬유의 제조 시스템에 관한 개시를 포함한다. 앞선 말한 특허 문헌은 모든 목적으로 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. 회전 시스템의 대안적 접근법은 섬유로 형성되는 유체의 제트를 생성하는 유출 포트를 통한 섬유 형성 유체의 비회전 압력 급송에 기반한다. 예를 들어, 미국 특허 6824372는 챔버의 이동성 벽에 의해 발생되는 진동 압력 변화에 의해 챔버 안에 함유된 섬유 형성 유체에 토출력을 부여하는 챔버를 개시하고, 이 특허는 그 전문이 모든 목적으로 본원에 참고로 포함된다.
앞서 말한 특허 문헌들 중 어느 것도 개시된 장치 또는 방법으로부터 제조된 방수성 통기성 물질 및 제품의 제조를 가르쳐 주지 않는다는 점이 주목할만한다.
특히, 본 발명의 주제는 가먼트 및 의류, 예를 들어 자켓 및 바지; 발 착용품, 예를 들어 신발 및 양말; 머리 착용품, 예를 들어 소프트 캡 및 테가 있는 또는 챙이 있는 모자, 및 얼굴 가리개; 야외 장비, 예를 들어 침낭 및 침낭의 쉘, 담요, 텐트, 방수포 및 다른 덮개; 및 여행 가방 및 팩(pack), 예를 들어 부드러운 면을 갖는 백(bag), 배낭, 허리 팩, 슈트케이스, 더플 백, 자전거 메신저 백 및 자전거를 타는 사람을 위한 다른 백, 서류가방 등으로 이루어지는, 제트 압출에 의해 생성되는 초미세 섬유를 포함하는 일부 물품에 관한 것이다.
도 2는 최종 제품, 예컨대 위에서 언급한 제품에 이용하기 위한 복합 구조(1)를 형성하는 데 이용되는 층들의 가능한 어셈블리의 예를 나타낸다. 어셈블리는 제2 또는 중간 층(3) 위에 위치하는 상부 제1 층(2)을 포함한다. 중간 층은 하부 제3 층(4) 위에 위치한다. 층들 중 어느 것에서도, 층은 물질의 연속 층 또는 불연속 층일 수 있다. 불연속 층에서는, 층이 보이드, 개구, 채널 등을 갖는 상호연결된 물질로서 특징지워질 수 있거나, 또는 층이 점의 어레이 같은 연결되지 않은 물질로서 특징지워질 수 있다. 예를 들어, 도 2에서는 하부 층(3)이 정사각형 모양 보이드를 갖는 물질의 상호연결된 웹으로 보인다. 그 층은 그러한 물질의 독립된 시트 또는 침착 기술, 예컨대 스크린 인쇄에 의해 형성된 패턴을 나타낼 수 있다.
"3L" 구조물 또는 복합재라고 알려진 겉옷을 위한 일부 방수성-통기성 응용에서는, 제1 층(2)이 하드 쉘 물질로 이루어지는 외부 층이다. 예시 물질은 나일론, 폴리에스테르 및 모를 포함한다. 층(2) 또는 다른 층들은 직조 직물, 부직 직물, 또는 편직 직물일 수 있다. 층(3)은 예를 들어 PTFE 또는 폴리우레탄으로 제조된 미세기공성 막이다. 층(4)은 합성 또는 천연 섬유, 또는 블렌드로 형성된 텍스타일로 제조되는 라이너 층이다. 예시 물질은 나일론, 폴리에스테르 및 모를 포함한다. 층(4)은 직조 직물, 부직 직물 또는 편직 직물일 수 있다. 이 예에서, 미세기공성 막은 수증기(5)가 통과하는 것을 허용하지만 액체 상 물(6)을 차단하는 방수성 통기성 막이다.
위에 나타낸 바와 같이, 층(3)은 본원에 서술된 어떠한 힘방사 또는 다른 제트 압출 기술을 이용해서 생성될 수 있다. 층(3) 또는 (4)은 그러한 기술 동안에 층(3) 물질이 위에 수집되는 기질(substrate)일 수 있다. 제3 층이 인라인 공정으로 첨가될 수 있다.
3층 구조물에서 층(3)이 불연속 층 또는 얇게 침착된 필름 층, 예를 들어 스크린 인쇄된 층인 경우, 어셈블리는 "2.5L" 복합재라고 불릴 수 있다. 이 복합재가 중간 층(3) 및 외부 또는 내부 층의 적층된 구조물만을 기재로 하면, 그 구조물은 "2L" 복합재라고 불릴 수 있다. 앞서 말한 형태의 복합 구조물이 겉옷을 대표한다는 것을 이해해야 한다. 그러나, 다른 층들이 몇 개이든 얼마든지 복합 어셈블리에 포함될 수 있다.
복합 어셈블리에서 층들은 공지된 수단, 예컨대 열 (용융) 결합, 초음파 용접, 화학적 결합 (층 물질과 층 물질의 직접 결합, 또는 중간 접착제를 통해) 및 스티칭 및 다른 형태의 기계적 체결을 포함해서 다양한 공지된 또는 발견될 수단 중 어느 것을 이용해서도 함께 결합될 수 있다.
일부 실시양태에서는, 미세기공성 막이 최종 제품의 한 구성요소, 예를 들어 자켓 또는 장갑의 한 물질 층인 기질 바로 위에 형성된다.
일부 실시양태에서는, 섬유가 위에 수집되는 기질이 부피를 갖는 주형 (양형 또는 음형), 즉, 최종 제품 또는 그의 구성요소로서 이용하기 위한 또는 최종 제품 또는 그의 구성요소에 이용하기 위한 요망되는 3차원 모양을 부여하는 기질이다. 주형은 최종 제품의 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 섬유는 주형과 관련된 다른 구성요소 상에 수집될 수 있다. 또는, 그것은 다른 구성요소로부터 실질적으로 격리될 수 있다.
예를 들어, 주형은 신발(8)의 신발골(7) 또는 다른 형태일 수 있다 (도 4a-4b). 섬유가 위에 수집되는 주형은 아무것도 안 덮일 수 있거나, 또는 주형은 신발의 내부 라이너를 나타내는 물질의 층을 가질 수 있고, 이것은 오버레잉되는 섬유망과 결합되거나 또는 다른 방식으로 조립된다. 신발골은 신발골의 하부 표면과 관련된 신발창 유닛, 예를 들어 겉창, 중창 및/또는 깔창을 가질 수 있고, 이 하부 표면은 신발창 유닛이 일반적으로 섬유로부터 격리되고 섬유를 수집하지 않도록 트레이 또는 다른 지지체의 표면 상에 배향된다. 그러나, 일부 응용에서는, 신발창 유닛의 일부가 섬유를 수집하도록 의도될 수 있다. 예를 들어, 주변 가장자리가 섬유에 노출될 수 있고, 이는 섬유가 노출된 가장자리에 직접 결합하도록 수집되어 신발창 유닛과 신발의 갑피의 일체형 어셈블리를 형성하는 것을 허용한다. 주형은 수집 공정 동안에 정지해 있을 수 있거나 또는 회전할 수 있다.
다른 예에서는, 주형이 가먼트 또는 의류 품목, 예를 들어 자켓 쉘, 바지, 또는 그의 일부, 예를 들어 소매 또는 바지 다리; 모자; 야외 장비의 품목으로서 구성될 수 있다. 도 5는 힘방사 시스템에서 장갑의 주형 또는 형태를 나타낸다. 앞서 말한 내용으로부터, 본 발명의 주제가 몰딩된 구성 위에 3차원 구성 및 무솔기를 갖는 초미세 섬유로 이루어진 막 또는 필름의 형성을 허용한다는 것을 이해할 수 있다. 반드시 모든 실시양태는 아니지만 일부 실시양태에서는, 나노 크기의 섬유를 포함해서 초미세 섬유가 겉옷 산업 표준에 따라서 방수성, 방풍성 및/또는 통기성인 3D 막 또는 필름으로 형성된다.
위에서 나타낸 바와 같이, 유동성 섬유 형성 물질을 유출 포트로부터 제트 또는 스트림으로서 토출하는 데 회전력 이용이 본 발명의 주제에 이용하기에 특히 적합하다. 그러한 기술은 이하에서는 "힘방사"라고 불릴 수 있다.
종래 기술과 대조적으로, 힘방사는 소량의 전기를 이용하고, 훨씬 더 긴 (1 m 이상까지) 섬유를 생성한다. 더 긴 섬유는 더 강하고 더 내구성 있는 웹을 허용한다. 또한, 힘방사는 동일 직경의 나노섬유의 고도로 일관되고 제어된 침착을 허용하고, 힘방사는 물을 전혀 필요로 하지 않을 수 있고, 독성 화학물질 증기의 발생을 포함하지 않을 수 있다. 힘방사 공정은 상대적으로 매우 적은 폐물을 갖는다. 또한, 힘방사 공정은 넓은 범위의 섬유 형성 물질과 함께 이용하기 위해 개조할 수 있다.
웹 형성/힘방사 공정 개요
힘방사를 위한 공정 및 장비는 다양한 공지된 가르침, 예컨대 위에 열거된 특허 문헌 중 일부에 의해, 뿐만 아니라 힘방사 장비의 라인을 공급하는 상업적 장비 공급업체, 예컨대 파이브리오 테크놀로지 코포레이션(FibeRio Technology Corporation, 미국 텍사스주 맥알렌) (http://fiberiotech.com/products/ forcespinning-products/)에 의해 관련 분야 기술자에게 알려져 있다. 따라서, 힘방사에 관한 상세한 설명은 불필요하고, 본원에서는 간단한 설명만 제공될 것이다.
힘방사는 원심력을 이용해서 초미세 섬유를 압출하여 섬유를 늘이는 공정이다. 이것은 섬유망의 응집성 부직 매트를 생성한다. 섬유 교차가 접촉점을 발생한다. 이것은 섬유간 기공도를 생성하고, 상대적으로 긴 섬유의 경우에는 섬유내 기공도도 생성한다. 섬유 접촉 및 섬유 모르폴로지가 기공의 크기에 영향을 준다. 망 구조 때문에, 이 기공들은 다수의 평면에서 (수직으로, 수평으로 및 대각선으로) 존재한다.
전기방사에서는, 전기방사된 막의 표면적이 증가되는 섬유 직경에 따라 증가한다. 전기방사된 막에서는, 500 ㎚의 작은 기공 크기가 보고되었다. 수증기 분자는 약 0.4 ㎚이고, 물 분자 (액체)는 약 500000 ㎚이다. 이것은 증기가 전기방사된 막을 통과하는 것을 허용하지만, 액체 형태의 물이 통과하는 것을 허용하지 않는다. 동일한 섬유 직경 및 기공도가 힘방사 기술로 얻을 수 있다. 따라서, 이 유사성은 전기방사로부터 개조될 수 있는 섬유 모르폴로지 및 섬유 직경에 많은 다양성을 제공하지만, 전기방사 기술의 불리한 점을 피한다. 게다가, 힘방사는 상응하는 전기방사된 섬유의 길이의 3배 이상일 수 있는 섬유를 생성할 수 있다고 믿는다. 이 차이는 완성된 물품에서 더 오랜 내구성을 허용한다.
도 3-4와 관련해서, 초미세 섬유를 제조하고 그것을 응집성 웹, 예컨대 필름 또는 매트로 수집하는 힘방사 시스템(10)을 나타낸다. 이 시스템은 섬유로 형성될 수 있는 유체 또는 유동성 물질 ("섬유 형성 물질")의 원천에 유체 커플링된 방사구(12)를 포함한다. 물질의 원천은 방사구에 연속으로 급송하기 위한 저장기(14)일 수 있다. 방사구는 그 자체가 방사구와 함께 회전하는 물질 저장기를 포함할 수 있다.
유동성 물질은 용융된 물질 또는 물질의 용액일 수 있다. 방사구는 방사구를 원운동으로 회전시키는 모터 (나타내지 않음)에 기계적으로 커플링된다. 일부 실시양태에서는, 회전 요소가 약 500 내지 약 100000 RPM의 범위 내에서 회전한다. 일부 실시양태에서는, 물질이 토출되는 동안의 회전이 5000 RPM 이상이다. 다른 실시양태에서는, 물질이 토출되는 동안의 회전이 10000 RPM 이상이다. 다른 실시양태에서는, 물질이 토출되는 동안의 회전이 25000 RPM 이상이다. 다른 실시양태에서는, 물질이 토출되는 동안의 회전이 50000 RPM 이상이다. 회전 동안에, 선택된 물질, 예를 들어 중합체 용융물 또는 중합체 용액이 방사구의 하나 이상의 유출 포트(16)로부터 물질의 제트(15)로서 주변 분위기에 토출된다. 중합체 제트가 유출 포트로부터 떨어져서 내뿜어질 때 밖으로 향하는 반경방향 원심력이 중합체 제트를 신장하고, 제트가 회전 의존 관성 때문에 소용돌이형 궤적으로 이동한다. 압출된 중합체 제트의 신장이 노즐에서부터 수집기까지의 거리에 걸쳐서 제트 직경을 감소시키는 데 중요하다고 믿는다. 토출된 물질은 그것이 수집기에 도달할 때까지 초미세 섬유로 고화될 것으로 예상된다. 이 시스템은 요망되는 방식으로 섬유를 수집하기 위한 수집기(18)를 포함한다. 예를 들어, 섬유는 방사구로부터 방사구 아래에 배치된 표면 상으로 또는 방사구의 유출 포트로부터 맞은편에 있는 벽 상에 토출될 수 있다. 수집 표면은 정지해 있을 수 있거나 또는 이동할 수 있다. 섬유 물질의 시트 또는 매트(20)를 형성하기 위해, 표면은 평편한 표면일 수 있다. 평편한 표면은 정지해 있을 수 있거나 또는 이동할 수 있다.
이동할 수 있는 평편한 표면은 섬유 물질을 롤에 또는 다른 가공 시스템에 급송하는 연속 벨트 시스템의 일부일 수 있다. 또 다른 가공 시스템은 초미세 섬유의 시트화된 물질을 제조하기 위한 힘방사 시스템 또는 다른 시스템을 이용해서 제조된 시트 물질 상에 다른 물질을 적층시키거나 또는 침착시키기 위한 인-라인 적층 또는 물질 침착 시스템일 수 있다. 다른 실시양태에서는, 평편한 표면이 섬유가 위에 침착되는 또 다른 물질의 층을 지지할 수 있다. 예를 들어, 섬유가 위에 침착되는 물질의 층은 최종 제품, 예컨대 의류 품목을 위한 복합 어셈블리의 내부 또는 외부 층일 수 있다.
일부 실시양태에서, 수집 표면은 3D 물체, 예컨대 최종 제품의 주형 또는 3D 구성요소이다. 도 4a - 4b는 신발 또는 장갑인 최종 제품을 위한 3D 물체(7,8)의 예를 나타낸다. 도 5는 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이 모방될 수 있는 미성숙 연성 솜털 형태의 3D 물체를 나타낸다.
섬유를 요망되는 수집 표면 ("수집기")으로 유도하기 위해, 섬유 유도 시스템이 힘방사 시스템의 일부가 되게 할 수 있다. 예를 들어, 방향성 시스템은 섬유를 수집기로 유도하기 위해 요망되는 수집기 위로부터 공기 및/또는 아래로부터 진공을 제공하도록 구성될 수 있다 (도 3 - 7 참조).
초미세 섬유가 서로 레잉되기 때문에, 교차 지점에서 접촉점이 만들어지고, 막 구성소들이 함께 결합한다. 접촉점의 어떠한 웹 결합이 요망되는 경우, 그것은 열 (열 결합), 열 및 압력, 및/또는 화학 결합의 적용에 의해 달성될 수 있다. 힘방사 시스템은 그러한 결합을 달성하기 위한 가열 요소, 압력 가압기, 및 화학 결합 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 주제 하에서, 힘방사는 방사구 오리피스 크기, 오리피스 기하학적 구조 및 구성의 조합을 이용해서 다수의 섬유 층의 침착에 추가로 응용될 수 있다. 예를 들어, 섬유는 원, 비붕괴된(uncollapsed) 원 (즉, 기본적으로, 타원으로 압축된 중심이 빈 원형 섬유), 또는 평편한 리본으로 만들 수 있다.
추가로, 힘방사 시스템에는 상이한 방사구가 포함될 수 있고, 그 결과로 상이한 섬유 직경 또는 블렌드를 얻을 수 있다. 예를 들어, 한 시스템의 다수의 방사구는 방사 동안에 섬유 블렌드를 생성할 수 있다. 또한, 방사구는 코어-쉬드 구조를 생성할 수 있는 유출 포트를 갖도록 구성될 수 있다. 별법으로, 상이한 유동성 섬유 형성 물질의 저장기에 각각 커플링된 다수의 유출 포트를 갖는 단일의 방사구가 블렌드를 생성할 수 있다.
마찬가지로, 다양한 선택된 직경의 상이한 유출 포트를 회전 기구에 제공함으로써 섬유 성질이 제어될 수 있다. 본 발명의 주제는 약 1 내지 약 1000 ㎛의 유출 포트 직경의 범위를 고려한다. 또한, 상대적으로 높은 직경 섬유가 요망되는 경우에는 더 큰 직경도 고려된다. 유출 포트에 이르는 채널 또는 통로는 대표적으로 곧은 주행로를 가질 것이다. 그것은 1 - 3 ㎜ 정도로 길 수 있다.
주어진 시스템에서, 유출 포트의 직경 및/또는 모양 또는 치수는 균일할 수 있거나 또는 그것은 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 유출 포트는 포트 쪽으로 감소하는 테이퍼를 갖는 미리 결정된 길이의 노즐로서 형성된다. 유출 포트 및 관련 통로 또는 채널은 공지 마이크로밀링 기술 또는 개발될 기술을 이용해서 형성될 수 있다. 공지 기술은 기계적 밀링, 화학적 에칭 및 레이저 드릴링 및 어블레이션(ablation)을 포함한다.
초미세 섬유 외에도 추가로, 본 발명의 주제에 따르는 힘방사 시스템은 표준 텍스타일 크기 (예를 들어, 50 - 150 데니어)의 섬유를 생성하는 데 이용될 수 있다.
이 초미세 섬유 또는 다른 섬유는 기능성 입자, 예컨대, 비제한적으로 항미생물제, 금속, 난연제 및 세라믹을 포함할 수 있다. 이 물질은 섬유 형성 물질과 함께 방사구에 도입될 수 있다. 기능성 입자는 예를 들어 공유 결합, 수소 결합, 이온 결합 또는 판데르 발스 힘에 의해 섬유 형성 물질에 결합될 수 있다. 그러한 어떠한 결합을 용이하게 하기 위해서 촉매가 물질 혼합물에 포함될 수 있다.
어떠한 경우이든, 위에서 언급된 최종 제품에 관해, 섬유 매트 (상이한 섬유 크기, 물질, 또는 블렌드의 범위임)들을 함께 층화하여 완전한 가먼트 복합재, 또는 3D 물체의 경우에는 완전한 최종 제품, 예를 들어 신발 복합재 및 장갑을 생성할 수 있다. 수집된 섬유는 실로 방사하기 위해 카딩될 수 있다. 이 실은 나노 크기 섬유가 나타낼 수 있는 고유한 성질을 이용하는 예를 들어 의류, 발 착용품, 및 장비 최종 제품에 이용될 수 있다. 섬유 형성 물질은 힘방사 후 열 경화될 때 최후의 최종 제품에서 상이한 구조적 강직성을 제공하기 위해 용융 온도에 의해 선택될 수 있다. 이것은 다른 최종 제품, 예컨대 외투보다 상대적으로 더 긴 내구성을 요구하는 3D 구조, 예컨대 장갑 및 신발 갑피에 특히 중요할 수 있다.
본 발명의 주제는 2L, 2.5L 및 3L 방수성/통기성 제품에 이용하기 위한 나노섬유 막을 생성하기 위한 힘방사의 용도를 고려한다. 막이 방사된 후, 막은 기공을 오염으로부터 보호하기 위해 보호 필름으로 코팅될 수 있거나 또는 코팅될 수 없다. 막 최종 용도에 의존해서, 막을 먼지 및 오일의 오염으로부터 보호하기 위해 섬유는 임의로 소유성(oleophobic) 성분과 함께 압출될 수 있거나, 또는 막이 방사된 후 유사한 소유성 코팅이 피복될 수 있다. 소유성 코팅의 피복은 막의 기공을 덮거나 또는 통기성 또는 공기 투과성에 불리하게 영향을 주는 것이 아니라, 여전히 먼지 및 오일을 유인하지 않도록 나노섬유 표면을 개질하고, 따라서 오염을 방지할 것이다.
막은 최종 물질의 선택된 페이스(face) 직물 상에 직접 방사될 수 있거나, 또는 막이 접촉 종이 상에 방사된 다음에 최종 물질의 선택된 페이스 직물 상에 적층될 수 있다. 또한, 직물 또는 물질 바로 위에 침착되거나 또는 물질 상에 적층되는 막은 소프트쉘 구조물에 이용될 수 있다. 나노섬유의 직경은 막의 기공 크기에 영향을 준다. 섬유의 단면 모르폴로지 및 섬유 두께는 섬유의 표면적에 영향을 준다. 섬유의 표면적의 증가는 기공 크기를 감소시킬 수 있다. 섬유 직경의 감소는 표면적/부피 비를 증가시키는 방법이다. 따라서, 섬유 직경은 두께, 내구성 및 수분 전달을 제어하는 방법이다. 두께는 막의 중량에 영향을 준다. 종합적으로, 이 요인들은 나노섬유 막의 통기성 및 내구성에 영향을 미친다. 본 발명의 주제에 따르는 나노섬유 직경은 나노 크기 범위의 어느 것도 될 수 있다. 본원에 서술된 응용을 위한 적당한 범위는 약 100 ㎚ 내지 약 1000 ㎚인 것으로 믿는다. 기공 크기는 공기 투과성에 영향을 미친다. 따라서, 막의 공기 투과성이 앞서 말한 크기 범위의 나노섬유를 이용하는 대부분의 응용을 위해 조절될 수 있다. 소프트쉘 및 방수성 통기성 응용에 이용하는 섬유 형성 물질은 PFTE 분산물, 폴리우레탄, 나일론, 폴리에스테르, 생체 기반 물질, 예를 들어 셀룰로오스 물질, 견 단백질, 및 천연 및 합성 원천으로부터 유래되는 다른 중합체를 포함해서 발견될 다른 섬유 형성 물질을 포함한다.
본 발명의 주제의 일부 실시양태에서, 유동성 섬유 형성 물질은 둘 이상의 중합체 및/또는 둘 이상의 공중합체의 혼합물일 수 있다. 다른 실시양태에서, 섬유 형성 물질 중합체는 하나 이상의 중합체 및 하나 이상의 공중합체의 혼합물일 수 있다. 다른 실시양태에서, 섬유 형성 물질은 하나 이상의 합성 중합체 및 하나 이상의 천연 발생 중합체의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 주제에 따르는 일부 실시양태에서, 섬유 형성 물질은 중합체 용액, 즉, 적정한 용액에 용해된 중합체로서 저장기에 급송된다. 이 실시양태에서, 방법은 저장기에 중합체를 급송하기 전에 용매에 중합체를 용해하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 중합체는 중합체 용융물로서 저장기에 급송된다. 그러한 실시양태에서, 저장기는 중합체를 용용하기에 적당한 온도로 가열되고, 예를 들어 약 100℃ 내지 약 300℃의 온도로 가열된다.
본 발명의 주제에 따르는 일부 실시양태에서는, 다수의 마이크로미터, 마이크로미터 미만 또는 나노미터 치수 중합체 섬유가 형성된다. 다수의 마이크로미터, 마이크로미터 미만 또는 나노미터 치수 중합체 섬유는 동일한 직경 또는 상이한 직경을 가질 수 있다.
본 발명의 주제에 따르는 일부 실시양태에서, 본 발명의 방법은 마이크로미터, 마이크로미터 미만 또는 나노미터 치수의 제작을 야기한다. 예를 들어, 약 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 600, 610, 620, 630, 640, 650, 660, 670, 680, 690, 700, 710, 720, 730, 740, 750, 760, 770, 780, 790, 800, 810, 820, 830, 840, 850, 860, 870, 880, 890, 900, 910, 920, 930, 940, 950, 960, 970, 980, 990, 1000 ㎚, 또는 2, 5, 10, 20, 30, 40 또는 약 50 ㎛의 직경 (또는 비원형 모양의 경우, 유사한 단면 치수)을 갖는 중합체 섬유를 제작하는 것이 가능하다고 믿는다. 인용된 직경의 중간에 있는 크기 및 범위도 본 발명의 일부이다.
본 발명의 방법 및 장치를 이용해서 형성되는 중합체 섬유는 앞서 말한 섬유 직경에 대해 적어도 100, 500, 1000, 5000 또는 그 초과의 종횡비에 기초한 길이의 범위를 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 중합체 섬유의 길이는 기구가 회전되거나 또는 진동되는 시간의 길이 및/또는 시스템에 급송되는 중합체의 양에 적어도 부분적으로 의존한다. 예를 들어, 약 0.5 ㎛ 내지 10 m 또는 그 초과의 범위의 길이를 포함해서 0.5 ㎛ 이상의 길이를 갖는 중합체 섬유가 형성될 수 있다고 믿는다. 추가로, 중합체 섬유는 어떠한 적당한 기기를 이용해서도 요망되는 길이로 절단될 수 있다. 또한, 인용된 길이의 중간에 있는 크기 및 범위도 본 발명의 주제의 일부이다.
본원에서 이용되는 바와 같이, "섬유" 및 "필라멘트"라는 용어는 호환해서 이용될 수 있고, "필라멘트"라는 용어는 일반적으로 높은 종횡비의 "섬유", 예를 들어 요망되는 물체 둘레로 스풀링(spooling)될 수 있는 상대적으로 긴 또는 연속인 길이의 섬유의 범주를 나타낸다. 추가로, 합성 섬유는 일반적으로 긴 연속 필라멘트로서 제조된다. 대조적으로, "스테이플 섬유"는 보통 그것이 대표적으로 성장되는 방법 때문에 상대적으로 짧은 경향이 있는 천연 섬유를 나타낸다. 긴 합성 필라멘트는 짧은 스테이플 섬유로 초핑(chopping)될 수 있다. 요약하면, 필라멘트는 섬유이지만, 섬유는 상이한 길이 (스테이플 또는 긴 또는 연속)를 가질 수 있다.
일부 실시양태에서, 추가로, 본 발명의 주제의 방법에 따라서 형성되는 중합체 섬유는 기공의 크기, 또는 중합체 섬유의 단위 표면적 당 기공 수를 감소시키거나 또는 증가시키는 작용제와 접촉되거나 또는 그 작용제에 노출된다. 예를 들어, 중합체에서 가교를 증가 또는 감소시키거나 또는 비공유 결합을 변성하는 것으로 알려진 다양한 공지된 화학적 작용제가 이용될 수 있다. 비화학적 작용제는 열 및 전자기 복사선을 포함할 수 있다.
본 발명의 주제는 방수성 및 통기성 방호, 뿐만 아니라 바람 방호를 갖는 최종 제품을 제조하는 데 특히 적합하다. 방수성 및 수분 통기성을 위한 다른 나노섬유 웹은 전기방사에 의해 제조되었다. 유사한 치수가 제트 압출에 의해 가능하다고 믿지만, 전기방사에 의해 가능한 것보다 큰 섬유 길이를 갖는다. 이것들의 치수는 1000 ㎚ 이하이다. 웹은 어떤 범위의 직물 중량을 가질 것으로 예상되고, 약 10 내지 약 50 ㎛의 두께의 경우에는 중량이 약 5 내지 약 25 g/㎡이다 (예를 들어, 대한민국 특허 문헌 20090129063 A 참조). 방수성/통기성 응용을 위한 힘방사된 미세기공성 막에 관해서, PTFE가 적당한 섬유 형성 물질의 예이다. 적당한 PTFE 섬유 직경은 약 100 ㎚ 내지 약 1000 ㎚의 범위일 수 있다. 어떤 범위의 두께의 웹이 가능하다. 막 두께의 적당한 두께는 약 7 ㎛ 내지 약 50 ㎛일 수 있다. 웹에서 어떤 범위의 기공 크기가 가능하다. 방수성/통기성 응용을 위한 적당한 기공 크기는 약 250 ㎚ 이상을 포함한다.
광범위한 다양한 물질 (합성, 천연, 생체 기반 식물, 생체 기반 발효된 및 직물/기질 유형 (편직물, 직포, 및 부직포)이 최종 제품에 이용하기 위해 고려된다. 본원에서 논의되는 방법 및 장치를 이용해서 생성할 수 있는 초미세 섬유의 비제한적 예는 천연 및 합성 중합체, 중합체 블렌드, 및 다른 섬유 형성 물질을 포함한다. 중합체 및 다른 섬유 형성 물질은 생체물질 (예를 들어, 생체분해성 및 생체재흡수성 물질, 식물 기반 생체중합체, 생체 기반 발효된 중합체), 금속, 금속성 합금, 세라믹, 복합재 및 탄소 초미세 섬유를 포함할 수 있다. 본원에서 논의되는 방법 및 장치를 이용해서 제조되는 특정한 초미세 섬유의 비제한적 예는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리우레탄 (PU), 폴리락트산 (PLA), 나일론, 비스무스, 및 베타-락탐 초미세 섬유를 포함한다.
초미세 섬유 모음은 위에서 나타낸 바와 같은 다수의 물질의 블렌딩을 포함할 수 있다. 또한, 초미세 섬유는 구멍 (예를 들어, 루멘 또는 멀티-루멘) 또는 기공을 포함할 수 있다. 멀티-루멘 초미세 섬유는 예를 들어 동심 개구를 갖는 하나 이상의 유출 포트를 설계함으로써 달성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 그러한 개구는 분할된 개구 (즉, 둘 이상의 더 작은 개구가 만들어지도록 하나 이상의 분할기를 갖는 개구)를 포함할 수 있다. 그러한 특징은 특정한 물리적 성질을 달성하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 섬유는 예컨대 아래에서 서술되는 단열 응용에서 단열재로서 이용하기 위해 또는 탄성 (탄력성) 또는 비탄성 힘 감쇠기로서 이용하기 위해 제조될 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 개시물의 섬유 웹은 본 발명의 주제에 따라서 제조되는 부직 텍스타일에 신장성을 부여하기 위해 탄성 섬유, 예컨대 엘라스탄, 폴리우레탄, 및 폴리아크릴레이트 기재 중합체를 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 주제는 본원에 개시된 제트 압출 기술에 따라서 제조되는 섬유, 및 단열 섬유의 구조물에 관한 것이다. 일부 가능한 실시양태에서, 이 구조물은 미성숙 연성 솜털의 집괴체인 천연 솜털과 유사한 형태로 제조될 수 있다. 도 5는 단일의 미성숙 연성 솜털(22)의 개략도이다. 미성숙 연성 솜털은 노드(node)로부터 밖으로 향하여 사방으로 뻗는 다수의 아암(arm)을 갖는 중심 노드를 갖는다. 그러한 구조는 미성숙 연성 솜털의 직경과 유사한 길이를 갖는 선형 섬유에 비해 높은 정도의 공기 갇힘을 허용한다.
또한, 본 발명의 주제에 따르는 단열 구조물은 합성 배팅 단열재, 예컨대 프리마로프트(Primaloft), 써모어(Thermore) 또는 써모라이트(Thermolite) 같은 명칭으로 판매되는 것과 유사한 형태일 수 있다. 대표적으로, 그러한 제품은 폴리에스테르 섬유 또는 폴리에스테르 섬유 및 다른 천연 또는 합성 섬유, 예컨대 메리노 울(Merino wool) 섬유의 블렌드를 기재로 한다. 도 6은 그러한 구조물(20)이 공지된 제품(21)에 비해서 어떻게 보이는지를 개략적으로 나타낸 것이고, 즉, 그것은 선형 섬유의 얽힘 또는 집괴에 기반하는 매트와 유사한 형태로 제작될 수 있다. 대표적으로, 그러한 배트(bat)는 섬유의 멜트 블로윙에 의해 제조된다. 종래 기술과 대조적으로, 본원의 제트 압출 가르침에 따르는 초미세 섬유는 초미세 섬유 직경 및/또는 단열 물질의 주어진 단위 밀도 당 갇힌 공기의 부피를 증가시키는 나노튜브 또는 다른 구조의 이용에 기반하는 개선된 성능을 달성하는 데 이용될 수 있다. 초미세 섬유는 섬유의 블렌딩된 구조물에 강도 또는 내구성을 제공하는 큰 직경 섬유와 블렌딩될 수 있다.
단열 물질의 구조물에서 섬유는 실질적으로 동일한 데니어를 가질 수 있거나, 또는 그것은 데니어들의 블렌드일 수 있다. 어느 경우이든, 많은 응용을 위한 적당한 범위는 1 - 5 데니어이다. 의류 응용에서, 적당한 범위는 1 - 3 데니어일 수 있다.
예를 들어 거위의 미성숙 연성 솜털의 3D 구조를 모방하는 노드와 유사한 구조가 제조될 수 있다. 일반적으로, 높은 정도의 교차 섬유를 갖는 섬유 구조의 유닛은 각 교차 지점에서 노드를 시뮬레이션한다. 따라서, 본 발명의 주제는 주어진 단위 밀도 당 높은 정도의 교차를 갖는 구조, 및 로프트(loft)한 미성숙 연성 솜털과 집괴할 수 있는 많은 성기고 상대적으로 작은 웹 구조를 형성하는 것을 고려한다. 다시 말해서, 합성 솜털 단열 구조는 물질의 연장된 시트 또는 매트가 아니라, 대신, 솜털과 대등하거나 또는 솜털보다 더 좋은 채움(fill) 및 로프트(loft)를 제공하는 마이크로미터 크기 단위의 얽힌 또는 교차하는 웹이다. 도 7은 높은 정도의 교차 및 많은 성긴 구조를 생성하는 하나의 가능한 방법을 개략적으로 도시한다. 이 예에서, 제트 방출 시스템은 힘방사 시스템(10)이다. 이 시스템은 와류 또는 난류(도 7에서 수집기 표면을 통과하는 위쪽/아래쪽 화살표로 나타내는 기류)를 생성하는 가변성 또는 다방향성 기류와 관련된 수집기(118)를 포함한다. 와류 또는 난류 때문에 방사구로부터 나오는 섬유 또는 섬유 세그먼트가 상대적으로 한정된 공간 내에서 랜덤한 또는 다른 방식으로 교차하는 경로로 서로 만난다. 이것은 높은 정도의 섬유 교차 및 웹의 짧은 단편을 야기한다. 방사구는 독립된 얽힌 섬유의 공의 형성을 용이하게 하기 위해 관련된 유출 포트로부터 제트를 펄스로 분출할 수 있다. 그러한 효과를 일으키는 다른 수단은 섬유의 웹이 바람직하지 않게 크게 성장하기 전에 분해되어 작은 성긴 웹의 많은 패킷을 생성하도록 제트분사되는 섬유에 대한 인장력을 제어하는 것 또는 요망되는 인장 강도의 섬유 물질을 선택하는 것을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 단열 물질의 매트 또는 시트는 공지된 기술, 예컨대 기계적, 화학적 또는 전자기적 절단 메카니즘을 이용해서 미소한 단편으로 절단될 수 있다.
도 8은 솜털을 모방하는 단열 구조물을 생성하는 대안적 시스템을 나타낸다. 이 시스템에서는, 수집기가 회전 용기(218)와 비슷한 것이다. 제트분사된 섬유가 마찰에 의해 회전 용기와 상호작용하고, 이 때문에 섬유들이 감속하여 서로 얽힌다. 힘은 물질의 큰 연속 매트가 물질의 성긴 미소한 웹만 형성하지는 않도록 하는 것이다. 또한, 용기는 위에서 서술된 바와 같이 섬유의 교차를 야기하는 것과 유사한 가변성 기류 메카니즘과 커플링될 수 있다.
본 발명의 주제에 따르는 초미세 섬유 및 기술을 이용함으로써, 적어도 약 450 내지 약 1000의 채움도(fill power) 당량을 갖는 단열 물질의 구조물이 달성될 수 있을 것으로 예상된다. 또한, 일부 단열 구조물이 450 초과, 또는 550 초과, 또는 650 초과, 또는 750 초과, 또는 850 초과, 또는 1000 이상의 채움도 당량을 가질 수 있다는 것도 고려된다. 또한, 언급된 채움 당량의 중간에 있는 크기 및 범위도 본 발명의 주제의 일부이다.
추가로, 나노섬유를 이용해서 제조된 단열 구조물은 종래 기술의 단열 물질에 비해 추가의 공기 공간을 생성할 수 있다. 추가의 공기 공간 때문에 예를 들어 더 좋은 단열 성질 및 따라서, 더 따뜻하게 느껴지는 가먼트를 얻게 된다. 예를 들어, 동일한 중량 및 길이의 속이 찬 코어를 갖는 둥근 섬유에 비해 증가된 표면적을 갖는 나노튜브 및 다른 섬유 기하학적 구조가 더 큰 공기 갇힘 및 더 높은 단열 값을 허용할 것이다.
긴 또는 연속 주행으로 필라멘트 및 실 제조
섬유가 생성된 후, 섬유는 실로 제조된다. 합성 섬유의 경우, 2 가지 유형의 실이 있다: 필라멘트사 및 방사사. 필라멘트사는 함께 집괴되고 대표적으로 종축이 서로 평행하게 배향된 많은 기다란 섬유로 이루어진다. 필라멘트는 압출된 단일의 연속 섬유이다. 필라멘트는 개개의 섬유들이 일반적으로 평행한 배향으로 함께 집단화되거나 또는 집괴될 수 있다. 그 다음, 집단화된 섬유의 번들을 꼬아서 더 두껍고 더 강한 실을 생성한다. 직물은 다중필라멘트사 및 단일 모노필라멘트 둘 모두를 이용한다.
합성 방사사는 스테이플 섬유를 이용해서 제조된다. 스테이플 섬유는 약 0.75 내지 18 인치 길이의 짧은 섬유이다. 견을 제외한 천연 섬유는 스테이플 섬유이다. 합성 스테이플 섬유를 생성하기 위해서는, 섬유를 압출하고, 연신하고, 긴장시키거나 또는 크림핑하고, 그 다음에 스테이플 섬유 길이로 절단한다. 그 다음, 이 스테이플을 하류에서의 직조, 편직 또는 부직 직물로의 가공을 위해 베일링(bailing)한다. 그 다음, 스테이플 섬유를 함께 조합해서 방사하여 수천 개의 짧은 필라멘트로 구성된 실을 생성한다. 이 방사사는 면사 또는 모사가 제조되는 방법과 대체로 같은 방법으로 제조된다.
카딩은 섬유의 얽힘을 풀고 세정하여 섬유를 실을 방사하는 데 이용되는 연속 웹으로 배향하는 기계적 공정이다. 이 공정은 비조직화된 섬유의 덩어리를 분해하여 유사한 길이의 섬유를 정렬한다. 천연 섬유, 예컨대 모 및 면은 종종 상이한 섬유 길이의 얽힌 섬유의 덩어리로 있다. 이 덩어리를 카딩하여 평행한 정렬된 유사한 길이의 스테이플 섬유로 코밍(combing)한다. 그 다음, 이 스테이플 섬유를 직조 및 편직 직물에 이용되는 실로 방사한다.
면 번들의 경우, 기본적인 카딩 공정은 터프트(tuft)를 개개의 섬유로 쪼개고, 불순물을 제거하고, 길이를 기준으로 하여 섬유를 선택하고 (가장 짧은 섬유를 제거하고), 보풀을 제거하고, 섬유를 평행한 방식으로 배향하고, 섬유를 신장하고, 랩(lap)을 슬리버(sliver)로 변환하여, 그 결과로 정규 질량의 꼬임이 없는 섬유를 얻는 것을 포함한다. 슬리버는 실을 방사하는 데 이용되는 생성된 섬유의 긴 번들이다.
힘방사된 스테이플 섬유
위에서 개시된 바와 같이, 힘방사는 긴 나노섬유를 생성할 수 있다. 이 긴 섬유는 절단되어 스테이플 섬유로서 카딩될 수 있다. 더 큰 직경 크기의 긴 섬유를 연신하기 위해 오리피스 직경을 증가시키거나 또는 감소시켜서 방사구의 크기를 변화시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 힘방사 방법으로부터 대략 1 내지 300 데니어 가량의 범위의 데니어가 고려된다. 주어진 방사구는 모든 동일한 크기를 갖는 하나 이상의 오리피스를 가질 수 있다. 또는, 방사구는 다수의 섬유 데니어 또는 구성을 위해 상이한 직경 또는 구성의 다수의 오리피스를 가질 수 있다.
1D - 300D 범위의 섬유로 이루어지는 섬유 매트는 면 및 모 같은 천연 섬유의 번들과 유사하게 기능을 할 수 있다. 본원에서 개시되고 고려되는 신규 시스템을 이용해서 길고 연속인 힘방사된 섬유의 성기게 채워진 매트 또는 배팅이 천연 섬유에 이용되는 동일한 공정을 이용해서 스테이플 섬유로 가공될 수 있다고 믿는다. 모, 면, 황마 등은 코밍 및 카딩 기계에 상이한 메카니즘을 이용할 수 있다. 따라서, 힘방사된 매트를 요망되는 길이의 스테이플 섬유로 분리하는 데 이용할 수 있는 많은 선택이 있다.
유리하게, 힘방사로부터 스테이플 섬유를 생성하는 것은 적은 에너지를 이용한다. 긴 연속 필라멘트가 일반적으로 평행한 배향으로 집괴되고, 그것들이 쉽게 절단되고 카딩되어 균일한 스테이플 섬유를 제조할 수 있다. 통상적인 공정은 섬유 크기에 의해 제한된다. 추가로, 힘방사는 본원에 개시된 바와 같은 다양한 원료 물질로부터 섬유를 생성하는 능력을 제공한다. 대조적으로, 통상적인 공정은 다양한 천연 섬유, 합성 섬유 및 생체 기반 섬유를 효율적으로 제조하는 능력을 제한적으로 갖는다. 예를 들어, 폴리에스테르는 (낚시줄 같은) 긴 연속 필라멘트로 압출될 수 있다. 이 필라멘트는 그대로 이용될 수 있거나, 또는 스테이플 섬유로 절단될 수 있다. 힘방사의 경우, 섬유가 전기방사에 비해 상대적으로 길고, 그래서, 스테이플 섬유처럼 매트를 절단해서 카딩할 수 있다. 섬유 매트는 비배향된 스테이플 섬유의 면 번들을 대표한다. 그러나, 방사구의 오리피스 크기가 50 이상의 섬유 데니어까지 증가할 때, 섬유의 강도가 증가한다는 것이 고려된다. 이 때문에, 압출되는 섬유의 길이가 증가할 수 있다. 매개변수, 예컨대 회전 속도, 오리피스 크기 및 용액 용융을 과도한 실험 없이 요망되는 결과를 위해 개조할 수 있다는 것이 고려된다. 어떠한 경우이든, 즉, 큰 데니어 섬유로 나노섬유의 힘방사, 카딩 및 스테이플 섬유로 절단은 유사한 접근법을 따를 것이다.
연속 필라멘트 섬유의 힘방사
나노 크기부터 더 큰 직경까지, 본 발명의 주제는 힘방사된 섬유로부터 더 길고 더 연속인 필라멘트의 제조에 관한 것이다. 1 데니어 - 300 데니어 가량의 상대적으로 큰 섬유 직경 뿐만 아니라 다른 데니어 또는 직경도 본원에 개시된다. 필라멘트 인장 강도는 섬유 직경이 증가함에 따라 증가한다.
전통적인 압출 공정에 비해, 유리하게, 본원에 개시된 접근법은 힘방사가 섬유를 당연히 배향하기 때문에 섬유를 연신하고 배향하는 데 요구되는 가열된 드럼 및 장력 발생 기구의 양을 감소시킨다. 전통적인 섬유 연신 및 배향, 및 압출은 3층 높이까지의 공간을 필요로 할 수 있다. 힘방사는 작은 치수의 단일의 장치이고, 조용하고, 에너지를 거의 필요로 하지 않는다. 일부 섬유의 경우, 요건은 가열기 및 장력 발생 기구를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 이것은 구상되고, 수집기와 방사구 사이의 지점에 또는 후가공에 포함될 수 있다. 그러나, 후가공은 현재의 제조의 요건보다 작은 규모로 구상된다. 나노섬유 매트와 유사하게, 더 큰 힘방사된 매트가 매트로부터 직접 실로 꼬일 수 있다. 이 꼬임은 스테이플 섬유로부터의 실과 유사한 얽힘을 야기한다. 더 높은 정도의 섬유 배향이 요망되는 경우에는, 매트가 앞에서 서술한 바와 같이 카딩될 수 있다.
더 큰 직경의 힘방사된 섬유의 강도 때문에, 다른 수집 방법도 또한 구상된다.
도 9-12는 필라멘트 또는 섬유를 수집하여 그것을 연속 필라멘트 또는 섬유로서 스풀링하는 섬유 수집 시스템을 갖는 힘방사 또는 다른 제트 압출 시스템의 대안적 실시양태를 나타낸다. (시스템 요소는 개념적 도시를 하도록 의도되지 않고, 비율로 그리도록 의도되지 않는다.) 섬유 형성 물질의 제트(15)가 방사구의 오리피스를 나갈 때, 원심력이 필라멘트 또는 섬유를 연신하고, 그것이 섬유를 정렬하고, 섬유 내의 중합체 사슬을 배향함으로써 강도를 제공한다. 이것은 본원에서 개시된 다른 제트 압출 공정과 유사하다. 예를 들어, 제트는 폴리에스테르, 나일론, 천연 섬유(예를 들어, 셀룰로오스), 생체 기반 (자연에서 유래된, 합성된), 생체성분 섬유 및 독특한 단면 (코어-쉬드)의 섬유의 블렌드, 및 본원에서 개시되거나 또는 고려되는 어떠한 다른 물질의 군으로부터 선택되는 물질을 포함할 수 있다. 섬유 형성 물질은 예를 들어 섬유 성능 또는 전도도를 증가시키는 분산된 입자를 포함할 수 있다. 섬유 형성 물질 중 어느 것도 많은 수집 방법을 이용해서 연속 필라멘트로서 수집될 수 있다. 몇 가지 대표적인 방법을 아래에서 개요한다. 그러나, 이 예들이 포괄적 목록인 것을 의도하지 않는다. 관련 분야 기술자는 많은 기술 및 장치가 섬유를 수집하는 데 이용될 수 있다는 것을 본원의 가르침으로부터 인식할 것이다.
원심력 하에서 물질의 제트 또는 스트림을 토출하는 방사구의 힘방사 이용은 코튼-캔디(cotton-candy) 제조와의 유사성을 제공한다. 본원에서 이용되는 바와 같이, "스트림" 또는 "제트"는 어떠한 상태, 예를 들어 액체, 연화된 또는 고체 상태의 물질의 섬유 또는 필라멘트 흐름을 의미한다. 물질의 고체 스트림의 한 예는 스풀로 당기거나 또는 스풀로부터 당기는 이동하는 실일 것이다. 본원에서 이용되는 바와 같이, 섬유와 관련해서 "구조" 또는 "스트랜드"는 고체 상 섬유 또는 필라멘트 물질을 의미한다. 본원에서 고려되는 가공 단계에서, 구조 또는 스트랜드는 스트림으로 흐르는 상태처럼 동적 상태로 존재할 수 있거나, 또는 그것은 정적 상태로 존재할 수 있다.
코튼-캔디 제조기에서는, 코튼 캔디 섬유의 스트랜드는 수집기에 중심설정되는 방사구로부터 나가는 액체를 방사함으로써 형성된다. 방사구가 중심설정되는 수집기는 기본적으로 둥근 보울이다. 스트랜드는 수집기의 주변의 수직 벽 상에 수집된다. 그 다음, 기다란 물체, 예를 들어 종이 원뿔인 스풀러가 스풀러의 종축이 수집기의 벽에 평행하게 배향되어 수집기의 벽을 따라서 원형 경로로 이동한다. 스풀러가 벽의 둘레를 도는 동안, 스풀러는 벽 상에 침착된 섬유 스트랜드를 당겨 떼어낸다. 스풀러가 벽을 따라서 도는 동안, 스풀러는 또한 그의 종축 둘레로도 회전한다. 이 추가의 회전이 섬유를 스풀러 둘레로 와인딩하여 스풀러 둘레에 섬유 스트랜드의 균일한 침착을 생성한다. 코튼 캔디의 경우에는, 섬유가 약하고, 짧고, 끈적끈적하고, 장력 발생 없이 와인딩된다. 따라서, 이 공정은 섬유를 조밀하게 스풀링하는 것을 필요로 하는 곳, 또는 섬유가 끈적끈적하지 않아서 섬유가 침착된 벽으로부터 섬유를 스풀러에 쉽게 끌어들이는 곳에 이용하도록 의도되지 않는다. 게다가, 코튼 캔디 제조기 접근법은 수집된 섬유를 반드시 그럴 필요는 없지만 바람직하게는 촘촘한 와인딩 및 스풀링을 가능하게 하기 위해 어떤 장력을 받는 연속 필라멘트 형태로 와인딩하는 방법의 문제에 대한 해결책을 제공하지 못한다.
다음 예에서 나타내는 신규 접근법에서는, 텍스타일 응용에 이용하도록 의도된 연속 섬유의 힘방사와 함께 이용하기 위한 수집 및 스풀링 방법이 개시된다. 본 발명의 주제는 코튼-캔디 매트를 어떤 장력을 받을 수 있는 기다란 필라멘트 형태로 감소시키는 것과 관련 없는 단순한 코튼-캔디 제조기 접근법의 결함을 극복한다.
도 9a-13은 방사구로부터 스트림으로 흐르는 물질을 수용하기 위한 표면을 갖는 수집기를 포함하는 수집 시스템의 예를 나타낸다. 본 발명의 주제에 따르면, 수집기(318)는 방사구의 방사 오리피스와 관련되고 그것과 협력해서 회전할 수 있다. 별법으로, 정지형 비궤도 수집기는 정지해 있을 수 있고, 힘방사 시스템의 방사구(12)의 기하학적 중심 아래에 위치한다. 수집기 및 방사구의 상대 자전 속도는 (1) 섬유를 파단 또는 변형 상태에 이를 정도로 팽팽하게 하지 않으면서 요망되는 조밀함 상태를 달성하고, (2) 형성되는 또는 형성하는 필라멘트를 휘핑(whipping)하여 파단 또는 변형하지 않도록 하기 위해 형성되는 또는 형성하는 필라멘트가 스풀링될 때 형성되는 또는 형성하는 필라멘트의 스트림에서 처짐을 피하는 장력 범위 내에서 필라멘트가 수집기 상에 스풀링되도록 조정된다. 수집기 외에도 추가로, 수집 시스템은 장력 및 스트림 또는 필라멘트 배향을 관리하는 것을 돕기 위해 다른 구성요소, 예컨대 가열기 및 롤러를 방사구와 수집기 사이에 또는 나중에 섬유의 후가공에 포함할 수 있다.
물론, 수집 시스템은 다른 구성요소 (나타내지 않음), 예컨대 수집기 또는 다른 구성요소를 구동하기 위한 전기 모터, 센서, 또는 방사 구성요소의 회전 속도 또는 제트 유출 포트로부터의 흐름 속도를 결정하기 위한 또는 물질 또는 성분의 팽팽함(strain) 또는 부하를 측정하기 위한 레지스터(register)를 포함할 것이다. 또한, 시스템은 상대 방사 속도 및 형성되고 있는 또는 형성된 필라멘트에 대해 팽팽함 또는 부하를 관리하기 위해 수동 및/또는 컴퓨터 제어기, 예를 들어 마이크로프로세서 및 저장된 프로그램을 갖는 메모리를 포함할 수 있다.
도 9a-b는 방사구로부터 압출되는 섬유 물질의 스트림을 위한 하나의 가능한 수집 시스템의 옆면도 및 상면도이다. 이 경우에서, 수집기(318), 예를 들어 드럼 또는 실린더는 방사구의 원주 상에 또는 방사구의 원주를 따라서 배치될 수 있는 방사구의 유출 포트 또는 포트들로부터 밖으로 향하여 어떤 거리에서 방사구 둘레를 궤도 회전한다. 수집기는 회전 원심력에 의해 필라멘트 또는 섬유의 적절한 압출 및 연신을 허용하도록 방사구로부터 충분히 이격된다. 반경방향에서 뿐만 아니라 선형으로 유출 포트로부터 수집기의 거리는 유출 포트 크기 및 생성되는 섬유의 직경에 의해 결정된다. 이것은 섬유 형성 물질의 제트(15)가 형성하는 섬유 내에서 중합체 사슬을 적절히 배향시키는 데 어느 일정 거리의 관성 연신을 필요로 하기 때문이다. 고려하는 다른 매개변수는 압출되는 물질의 성질이다. 예를 들어, 용액 점도 및 섬유 내에서 중합체 사슬 정렬이 관성력을 이용하여 섬유의 연신가능한 거리에 영향을 주는 요인이다. 또한, 섬유의 휘핑 효과 뿐만 아니라 회전하는 수집기에 의해 야기되는 와류를 감소시키는 것도 고려할 요인이다. 앞서 말한 요인 중 어느 것도 과도한 실험 없이 관련 분야 기술자에 의해 고려될 수 있고 경험적으로 다루어질 수 있다. 따라서, 아래에서 논의되는 바와 같이, 방사구로부터 수집기의 적정한 간격, 뿐만 아니라 수집기 및 방사구에 관한 상대 회전 속도는 경험적으로 또는 그 밖에 다른 방식으로 결정될 수 있다.
도 9a-b의 시스템과 관련해서, 수집기(318)는 방사구(12)의 외부 원주로부터 이격되어 방사구의 궤도를 돈다. 수집기가 방사구의 궤도를 돌 때 동시에 수집기는 그 자체의 종축 둘레로 자전한다. 수집기의 회전축은 방사구의 회전축에 평행하다. 수집기의 축 방향 자전 때문에, 섬유가 수집기에 밀착해서 와인딩되고 수집기 둘레에 집괴되고, 필라멘트 또는 섬유는 일반적으로 서로 평행하게 배향된다. 이 예에서, 회전하는 방사구 및 수집기는 동일 평면에서 또는 방사구에 평행한 평면에서 서로에 대해 이동할 수 있다. 이 예에서, 수집기는 정지해 있는 방사구(축방향 자전은 제외함)의 궤도를 돈다. 별법으로, 방사구는 정지해 있을 수 있는 수집기의 궤도를 돌 수 있다. 어느 궤도 배열이든 둘 모두가 궤도를 통해 균일한 섬유 당겨감기(take-up) 거리를 허용한다.
수집기가 자전하는 속도 (rpm)는 특정한 필라멘트 또는 섬유 물질 및 직경에 따라서 계산될 수 있거나 또는 결정될 수 있다. 수집기 자체의 축 둘레로 수집기의 자전은 섬유 물질의 와인딩에서 장력을 발생한다. 섬유 강도가 수집기 둘레에 필라멘트 또는 섬유를 적절하게 와인딩하기 위해 와인딩에 요구되는 장력의 양을 결정할 것이다. 수집기의 rpm이 너무 빨라서 섬유 또는 필라멘트의 인장 강도를 초과하면, 섬유의 파단이 일어날 수 있다. rpm이 너무 느리면, 필라멘트 또는 섬유가 휘핑될 수 있다. 이것은 필라멘트 또는 섬유에서 약한 지점을 야기할 수 있거나 또는 그것은 필라멘트 또는 섬유가 파단하게 할 수 있다. 수집 조건은 물질마다 다를 수 있지만, 위에서 언급한 바와 같이, 경험에 의해 확립될 수 있다. 관련 분야 기술자는 섬유를 와인딩 수집기 상에 안내하는 데 요구되는 메카니즘이 많고, 비록 본원에서 명백히 개시되지 않더라도, 그러한 메카니즘 모두가 고려된다는 것을 이해할 것이다.
방사구의 유출 포트로부터 관성 연신에서 처짐과 동등한 필라멘트 또는 섬유 당겨감기 속도로 보정되는 rpm을 갖는 자전 수집기는 도 9a-b의 시스템에 의해서만 달성되는 것이 아니라 다른 시스템에 의해서도 달성될 수 있다. 본 발명의 주제에 따르면, 도 10a-c는 방사구의 원주로부터 밖으로 향하여 이격된 도 9a-b의 힘방사 및 수집기 시스템과 대조적으로, 수집기(418), (518), 또는 (618)가 방사구 바로 아래에 배치된 다른 가능한 시스템의 개략도이다. 도 10a-c의 시스템에서는, 수집기가 방사구 아래에 배치되고, 방사구에 대해 정지해 있을 수 있다 (수집기의 축방향 자전은 제외함). 정지해 있는 수집기의 경우, 적당한 위치는 방사구의 기하학적 중심, 즉, 방사구의 회전축 바로 아래일 것이다. 도 10a-c는 방사구(12)의 중심 아래에 배치되는 상이한 정지해 있는 자전 수집기(418), (518) 또는 (618)를 나타낸다. 수집기가 그 자체의 종축 둘레로 자전하고 있지만, 도 9a-b에서처럼 방사구의 궤도를 돌지 않는다. 종축은 방사구가 회전하는 평면에 평행하다. 그 축은 방사구가 둘레로 회전하는 축에 수직이다.
도 10a의 수집기는 백스톱(backstop) 또는 안내부(24)와 정렬되고 그 위에서 축방향 자전하는 수평 수집기로 필라멘트 또는 섬유를 편향시키거나 또는 급송하는 역할을 할 수 있는 백스톱 또는 안내부(24) 위에 위치한다. 따라서, 섬유가 방사구에 수평으로 쌓이는 평면으로 수집된다. 도 10B는 그 자체의 축 둘레로 회전하지만 방사구의 궤도를 돌지 않는, 방사구의 중심 아래에 배치된 수집기를 나타낸다. 필라멘트 또는 섬유가 방사구가 회전하는 평면에 평행하게 쌓이는 평면으로 스풀링된다. 도 10a-c의 변화형에서, 수집기는 때로는 길이 (수평 정렬) 또는 높이 (수직 정렬)를 가로질러서 고르지 않은 분포로 필라멘트 또는 섬유를 수집할 것이다. 그러한 경우, 수집기 시스템은 균일한 와인딩을 위해 자전 수집기를 따라서 필라멘트 또는 섬유를 이동시키는 이동하는 또는 정지해 있는 안내부 및 장치를 포함할 수 있다. 그 밖의 점에서는 도 10B의 수집기와 유사한 도 10C의 원뿔형, 삼각형 또는 피라미드형 수집기 묘사에 의해 나타낸 바와 같이, 정지해 있는 유형의 수집기 또는 평면 내에서 이동하는 또는 방사구 둘레로 회전하는 수집기는 어떠한 기하학적 모양도 포함할 수 있다: 제한 없이 실린더, 원뿔형 또는 그 밖의 것.
어떠한 수집 및 와인딩 공정의 경우에도, 초기 와인딩은 램프 업(ramp up) 과정을 필요로 할 수 있다. 이것을 위해, 방사구가 느리게 방사하여 필라멘트 또는 섬유가 수집기 상에 와인딩하기 시작하는 것을 허용할 수 있다.
충분한 와인딩 후, 방사구, 회전하는 수집기 (정지해 있지 않은 경우), 및 수집기의 자전은 요망되는 섬유 특성을 위해 필요한 rpm으로 램프 업된다. 적절한 조건이 확립된 후, 시스템은 이 예비-와인딩 단계를 필요로 하지 않는 조정 및 와인딩의 상승 효과를 제공할 수 있다.
예비 와인딩 단계를 필요로 할 수 있는 방법의 경우, 도 11, 12 및 13은 어떤 범위의 독특한 독립된 기술을 제공한다. 도 11A-11C는 필라멘트 또는 섬유 자체가 통과해서 연신될 수 있는 방사구 아래의 컷아웃(cutout) (나타내지 않음)을 구상한다. 그러나, 컷아웃은 필요하지 않을 수 있고, 정확한 양의 장력이 방사구의 중심 바로 아래에서 생성될 수 있다는 것이 구상된다. 이 실시양태에서는, 필라멘트 또는 섬유가 느린 rpm으로 회전하는 방사구(12)로부터 압출되어, 필라멘트 또는 섬유가 본원에서 "드라이버"(26)라고 불리는 회전 드럼, 실린더 또는 휠(wheel) 또는 디스크 둘레로 급송되는 것을 허용한다. 이 드라이버는 회전하는 방사구의 기하학적 중심 바로 아래에 위치할 수 있다. 방사구로부터, 필라멘트 또는 섬유(15)가 드라이버 둘레로 급송되고, 그 다음에, 드라이버로부터 어떤 거리를 두고 위치하는 수집기(18) 상으로 연신된다. 수집기에 부착될 때, 방사구의 rpm이 증가하는데, 수집기 상의 당겨감기 rpm도 증가한다. 필라멘트 또는 섬유 압출에 관해서 미리 결정된 방사구 rpm (예를 들어, 섬유 용액, 오리피스 직경, 및/또는 섬유에 요구되는 관성 연신에 특이적임)에서, 수집기 당겨감기의 rpm은 섬유에 장력을 발생하거나 또는 발생하지 않고서 필라멘트 또는 섬유 와인딩을 허용하는 데 필요한 계산된 rpm으로 램프 업된다. 이 공정은 필라멘트 또는 섬유의 질에 영향을 주지 않도록 방사구(16) 유출 포트로부터 필라멘트 또는 섬유의 연신에서 필요한 필라멘트 또는 섬유 처짐을 허용한다. 방사구의 독특한 방사 때문에, 중간 드라이버가 180°피벗(pivot)될 수 있고 수직 평면에서 방사구의 회전축에 수평으로 (수직으로) 360°회전한다. 이것은 방사구의 회전축의 중심으로부터 밖으로 향하여 연장되는 어떠한 반경방향 위치로부터 연신된 필라멘트 또는 섬유에 동등하게 장력이 발생하는 것을 허용한다. 드라이버가 마찰이 없어서, 또는 본질적으로 마찰이 없어서, 수집 또는 장력을 수집기로부터만 얻는 것을 허용한다고 여길 수 있다.
또 다른 가능한 실시양태는 도 12에서 보는 바와 같이 방사구 아래에 위치하는 원뿔형 안내부(124)를 이용한다. 이 시나리오를 이용하는 경우, 필라멘트 또는 섬유가 원뿔형 안내부를 통해 롤러 상으로 이르게 된다. 원뿔형 안내부 아래의 롤러로부터, 필라멘트 또는 섬유가 자전 수집기에 급송된다. 원뿔형 안내부는 섬유를 안내부 바로 아래의 롤러로 유체 안내함으로써 필라멘트 또는 섬유에 대한 응력을 감소시킨다. 필라멘트 또는 섬유는 원뿔형 안내부의 중앙을 통해서 또는 외부 둘레로 안내된 다음에 드라이버 상에 중심에 놓일 수 있다.
도 13에서 보이는 또 다른 가능한 실시양태는 필라멘트 또는 섬유를 드라이버(26)에 안내하는 데 다양한 기하학적 구조의 회전 아암을 이용한다. 이 개략도에서는, 회전 아암의 기하학적 구조 뿐만 아니라 방사구로부터의 거리가 도 9에 관해서 서술한 바와 같은 동일한 매개변수 고려사항을 이용한다.
방사구가 섬유를 동일한 방향으로 배향할 수 있지만, 방사구 또는 심지어 정지해 있는 압출 장치로부터 압출되는 물질의 스트림을 유도하기 위해 방향성 공기 또는 다른 기체 흐름이 이용될 수 있다. 기류를 유도하기 위한 메카니즘은 양압 및 음압 시스템, 예를 들어 팬, 진공, 및 가압 기체원 둘 모두를 포함한다. 요망되는 경로 및 배향으로 스트림의 방향을 전환하기 위해 물질의 스트림에 대해서 어떠한 요망되는 각을 이루어서 기류를 유도할 수 있다. 예를 들어, 물질의 스트림을 연속 벨트 상으로 유도할 수 있다. 이 실시양태 및 어떠한 다른 실시양태에서, 이동가능한 평편한 표면은 섬유 물질을 롤러 또는 스풀러 내로 또는 다른 가공 시스템 내로 급송하는 연속 벨트 시스템의 일부일 수 있다.
앞서 말한 실시양태가 힘방사 장치로부터 연속 섬유를 생성하고 포획하는 데 이용되는 방법의 포괄적 목록이도록 의도하지 않는다. 본원의 가르침으로부터, 관련 분야 기술자는 직조 또는 편직 물품에서의 어떠한 응용 또는 연속 섬유를 이용하는 어떠한 다른 응용을 위해 연속 섬유를 제조하고 수집하는 데 힘방사를 이용할 수 있다.
정의 (야외용품 및 텍스타일 산업에 관한 문헌에서 일반적으로 서술되는 바와 같음)
방수성/통기성 (복합 직물): 상이한 표준에 의해 정의되는 바와 같이 어떤 압력의 물 침투를 견뎌내지만 또한 상이한 표준에 의해 측정되는 바와 같이 통기성이어서 수분이 복합 물질을 통과하는 것을 허용하는 텍스타일 (편직 또는 직조) 복합재. 이 복합재는 1개의 텍스타일 층 및 방수성 통기성 막을 함유할 수 있거나 (2층 방수성-통기성 복합재로 정의됨), 또는 방수성-통기성 막이 2개의 텍스타일 층 사이에 삽입될 수 있다 (3층 방수성-통기성 복합재로 정의됨). 2.5층 방수성-통기성 복합재의 경우에는, 대표적으로 막이 막 표면 상에 외부 텍스타일 반대쪽에 형성된 프린트를 갖는다. 이 프린트는 색, 디자인일 수 있고/있거나, 어떠한 패턴의 기능성 입자를 포함할 수 있다. 텍스타일 층은 어떠한 섬유 유형 (천연, 합성, 생체 기반, 생분해성) 또는 어떠한 섬유 유형의 블렌드의 직조 또는 편직 구조일 수 있다. 방수성을 보장하기 위해서 모든 솔기는 솔기 테이프를 이용해서 봉합된다.
방수성/통기성 막: 선택된 표준에 따라서 (1) 방수성이고, (2) 수분 통기성인 가요성 물질. 막은 친수성, 소수성, 모놀리식 또는 미세기공성일 수 있다. 이성분 막은 2개의 층, 예를 들어 고어-텍스 ePTFE 막 및 또 다른 물질 층을 조합한다.
공기 투과성: 공기가 물질을 통해 침투하는 것을 허용하는 텍스타일, 막, 또는 복합재의 능력; CFM(cubic feet per minute)으로 측정됨.
수분 증기 통기성/증기 투과성: 수분 (액체 또는 수증기)이 물질을 통과하는 것을 허용하는 직물, 방수성/통기성 막, 또는 복합재의 능력을 말함.
하드쉘 (2L, 2.5L , 3L): 높은 정도의 방풍성을 달성하는 다수의 층 2, 2.5 또는 3L로 이루어진 방수성-통기성 복합재. 외부 층은 대표적으로 더 많은 물질, 예컨대 나일론 직물이다. 대표적인 직물 구조물은 찢어짐 방지 가공된 구조물(ripstop)이다.
소프트쉘: 높은 내수성을 갖지만 바람 차단에 초점을 맞춘 텍스타일 복합재. 바람 차단은 방수성 통기성 막 (두 텍스타일 층 사이에 삽입됨)을 이용해서 달성할 수 있거나 또는 접착제 또는 글루를 이용해서 2개의 텍스타일 또는 기질을 함께 붙임으로써 달성될 수 있다. 글루는 공기 투과성이 없고, 따라서 복합재 내의 공기 침투를 계측한다. 텍스타일 직물은 대표적으로 더 부드러운 직조 및 편직 직물이고, 따라서 소프트쉘이라는 용어가 사용된다. 각 텍스타일 복합재에 관해서 디자인 특징을 조작함으로써, 공기 투과성이 0 내지 100% 바람 차단의 범위일 수 있다.
나노섬유: 100 - 1000 ㎚의 직경을 갖는 섬유로 정의됨. 나노섬유는 높은 표면적 및 나노 크기 수준에서 고유한 성질을 제공한다.
부직포: 직조 공정이 아닌 다른 공정, 예컨대 화학, 열, 기계 또는 용매 공정에 의해 함께 결합된 섬유로부터 제조된 직물과 유사한 물질. 섬유들이 얽혀서 웹 구조를 생성한다. 얽힘은 섬유 사이에 기공을 생성하여 어느 정도의 공기 투과성을 제공한다.
관련 분야 기술자는 본 발명의 주제의 본성을 설명하기 위해 서술되고 도시된 세부 사항, 물질, 및 부분들 및 조치들의 배열에 많은 변경 및 변화가 가능하고, 그러한 변경 및 변화가 본원에 함유된 가르침 및 청구범위의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않는다는 것을 인식할 것이다.
본원에서 인용된 모든 특허 및 비특허 문헌은 모든 목적으로 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.

Claims (21)

  1. 관련된 회전축을 갖는 방사구를 통해 유체 섬유 형성 물질을 강제이송하는 단계와,
    물질을 초미세 섬유가 수집기 상에 형성될 때까지 방출하는 단계
    를 포함하고,
    상기 방사구가 물질의 제트를 방출하도록 구성된 적어도 하나의 유출 포트를 가지고, 유출 포트가 수집기 상에 초미세 섬유로서 고화되기에 충분하게 미세한 제트를 제공하도록 구성되고, 제트의 주된 방출력이 인가 전기장 이외의 것이며,
    상기 수집기가 방사구로부터 이격되고, 수집기가 제트분사된 물질을 수용하기 위한 자전가능한 표면을 가지고, 표면이 관련된 축을 가지고, 수집기가 그 축 둘레로 자전가능하고, 수집기가 그의 축이 방사구의 회전축에 대체로 평행을 이루게 또는 수직을 이루게 배향되고, 방사구로부터 토출되는 섬유 물질의 스트림이 수집기 상에 수용되어 섬유들이 대체로 평행하게 배향되게 수집기 상에 스풀링될 수 있도록 방사구에 대해서 수집기가 위치되는,
    섬유 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 수집기가 그의 축이 방사구의 축에 대체로 평행을 이루게 배치되고, 수집기가 방사구 둘레에서 궤도를 그리거나 또는 방사구가 수집기 둘레에서 궤도를 그리고 이 경우에 수집기가 그 자체의 축 둘레로 자전할 수 없는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 수집기가 방사구 아래에 배치되고, 대체로 방사구의 회전축 아래에 중심설정되는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 수집기가 섬유를 대체로 평행한 배향으로 수집하도록 방사구 둘레로 및/또는 그 자체의 축 둘레로 상대 궤도 회전을 갖는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 1 m 이상의 길이를 갖는 연속 필라멘트를 제조하기 위해 사용되는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 시스템이 1 내지 300 데니어의 범위의 필라멘트를 제조하도록 구성된 방법.
  7. 제6항에 있어서, 필라멘트가 실을 포함하고, 실에서 평균 섬유 직경이 500 ㎚ 미만인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 평균 섬유 직경이 500 ㎚ 미만인 방법.
  9. 제8항에 있어서, 평균 섬유 직경이 50 ㎚ 미만인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 장치가 제트 또는 섬유를 수집기 상으로 유도하기 위한 관련 섬유 유도 시스템을 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 섬유 유도 시스템이 유도 기류를 수집기에 제공하도록 구성된 방법.
  12. 제1항에 있어서, 복수의 상이한 섬유 유형이 방사구의 유출 포트(들)로부터 방출되어 섬유의 불균질한 모임을 형성하고, 섬유들이 물질 조성 및/또는 구조적 성질이 상이한 방법.
  13. 제1항에 있어서, 섬유 유형이 (1) 섬유 물질 및/또는 (2) 섬유 직경 또는 단면 기하학적 구조 면에서 다르고, 다른 섬유 유형이 동일한 또는 상이한 방사구의 복수의 유출 포트에 의해서 제트 압출에 의해 제조되고, 각 유출 포트가 미리 결정된 섬유 유형을 형성하도록 구성된 방법.
  14. 필라멘트를 제조하기 위한 시스템이며,
    유체 섬유 형성 물질을 보유하기 위한 저장기,
    저장기에 유체 커플링된 방사구, 및
    방사구로부터 이격된 수집기
    를 포함하고,
    상기 방사구가 관련된 회전축을 가지고, 방사구가 물질의 제트를 방출하도록 구성된 적어도 하나의 유출 포트를 가지고, 유출 포트가 수집기 상에 초미세 섬유로서 고화되기에 충분하게 미세한 제트를 제공하도록 구성되고, 시스템이 제트에 힘을 제공하여 초미세 섬유를 포함하는 섬유 프로파일을 형성하도록 구성되고, 힘은 인가 전기장 이외의 것이고,
    상기 수집기가 제트분사된 물질을 수용하기 위한 자전가능한 표면을 가지고, 표면이 관련된 축을 가지고, 수집기가 그 축 둘레로 자전가능하고, 수집기가 그의 축이 방사구의 회전축에 대체로 평행을 이루게 또는 수직을 이루게 배향되고, 수집기가 방사구에 대해서 방사구로부터 토출되는 섬유 물질의 스트림이 수집기 상에 수용되어 섬유가 대체로 평행하게 배향되게 수집기 상에 스풀링될 수 있도록 위치하는,
    시스템.
  15. 제14항에 있어서, 수집기가 그의 축이 방사구의 축에 대체로 평행을 이루게 배치되고, 시스템이 수집기가 방사구 둘레로 궤도를 그리거나 또는 방사구가 수집기 둘레로 궤도를 그리고 이 경우에 수집기는 그 자체의 축 둘레로 자전할 수 없도록 구성되는 시스템.
  16. 제14항에 있어서, 수집기가 방사구 아래에 배치되고, 대체로 방사구의 회전축 아래에 중심설정되는 시스템.
  17. 제14항에 있어서, 수집기가 섬유를 대체로 평행한 배향으로 수집하도록 방사구 둘레로 및/또는 그 자체의 축 둘레로 상대 궤도 회전을 갖는 시스템.
  18. 제14항에 있어서, 섬유 유도 기류를 수집기에 제공하도록 구성된 섬유 유도 시스템을 추가로 포함하는 시스템.
  19. 제14항에 있어서, 시스템이 동일한 또는 상이한 방사구에 복수의 유출 포트를 포함하고, 각 유출 포트가 미리 결정된 상이한 섬유 유형을 생성하도록 구성된 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 적어도 하나의 유출 포트가 또 다른 유출 포트와 상이한 단면을 갖도록 구성된 시스템.
  21. 제19항에 있어서, 적어도 하나의 유출 포트가 또 다른 유출 포트와 상이한 직경을 갖도록 구성된 시스템.
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10240257B2 (en) * 2014-09-15 2019-03-26 Clarcor Inc. Systems and methods for controlled laydown of materials in a fiber production system
EP3747301A1 (en) * 2014-11-10 2020-12-09 The North Face Apparel Corp. Footwear and other articles formed by jet extrusion processes
US20200123680A1 (en) * 2016-01-08 2020-04-23 Clarcor Inc. Use of Microfibers and/or Nanofibers in Apparel and Footwear
JP6659394B2 (ja) * 2016-02-10 2020-03-04 帝人フロンティア株式会社 遮熱性布帛および繊維製品
CN108601860A (zh) * 2016-02-12 2018-09-28 金珂生物医疗公司 壳聚糖超细纤维系统
CN109153248B (zh) * 2016-03-30 2021-03-26 帕克-汉尼芬公司 在纺织品基底上直接沉积纳米纤维
US11001222B2 (en) * 2016-04-05 2021-05-11 Felters Of South Carolina, Llc Vehicle safety devices, seam tapes for use in airbag and related methods
US20170298092A1 (en) * 2016-04-19 2017-10-19 Clarcor Inc. Fine fiber web with chemically functional species
KR102299766B1 (ko) * 2016-06-10 2021-09-07 어센드 퍼포먼스 머티리얼즈 오퍼레이션즈 엘엘씨 용액-방사된 폴리아미드 나노섬유 부직포
CN106149073B (zh) * 2016-09-26 2018-10-30 青岛大学 一种实验用离心纺丝装置
US10551536B2 (en) * 2017-01-26 2020-02-04 The North Face Apparel Corp. Infrared radiation transparent substrates and systems and methods for creation and use thereof
US20180215132A1 (en) * 2017-01-26 2018-08-02 The North Face Apparel Corp. Garment or substrate and systems and methods for creation thereof
CA3066087C (en) 2017-06-08 2023-04-04 Ascend Performance Materials Operations Llc Polyamide nanofiber nonwovens
US11376534B2 (en) 2017-06-08 2022-07-05 Ascend Performance Materials Operations Llc Polyamide nanofiber nonwovens for filters
CN109394420A (zh) * 2018-01-09 2019-03-01 佛山市南海必得福无纺布有限公司 一次成型弹性卫生用品的制备方法及其生产设备
US11585025B2 (en) * 2018-03-08 2023-02-21 Nxtnano, Llc Microporous nanofiber films
JP7111495B2 (ja) * 2018-04-10 2022-08-02 帝人フロンティア株式会社 遮熱性布帛および繊維製品
DE102018205457B4 (de) 2018-04-11 2024-03-14 Adidas Ag Schuh oder Bekleidung mit additiv hergestelltem Element
CN112236551B (zh) 2018-06-08 2023-06-20 奥升德功能材料运营有限公司 可调纳米纤维非织造布产品
WO2020041862A1 (en) * 2018-08-10 2020-03-05 Heat-Mx Worldwide Method for combining wicking and evaporation properties into non-woven fabric structures
CN117604663A (zh) * 2019-01-14 2024-02-27 哈佛学院院长等 聚焦旋转喷射纺丝装置及其使用方法
WO2020197886A1 (en) * 2019-03-25 2020-10-01 Parker-Hannifin Corporation Polymer / adhesive composite fibers for inter-fiber adhesion
WO2020229400A1 (en) * 2019-05-10 2020-11-19 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Method of producing metal strands and apparatus for producing metal strands
CN110468505B (zh) * 2019-08-05 2021-03-12 武汉纺织大学 超细弹性无纺布及其制备方法
CN114585509A (zh) * 2019-10-14 2022-06-03 W.L.戈尔有限公司 纺织复合材料和鞋
CA3163968A1 (en) * 2020-01-10 2021-07-15 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method of making uniform spunbond filament nonwoven webs
CN111364107B (zh) * 2020-03-24 2021-05-25 苏州经结纬面料科技有限公司 一种用于制备仿羽绒的装置及制备方法
US20230321390A1 (en) * 2020-09-21 2023-10-12 Kera Wear, Inc. Therapeutic wearable articles
CN114164560A (zh) * 2021-12-20 2022-03-11 江苏鼎良电气科技有限公司 一种用于电缆生产的无纺布及其制备方法
CN116623364B (zh) * 2023-04-27 2024-04-30 江苏省特种设备安全监督检验研究院 一种轻质柔性透气阻燃隔热防护材料的制备方法
US11958308B1 (en) 2023-05-31 2024-04-16 G13 Innovation In Production Ltd Thermal paper, and methods and systems for forming the same

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5827374Y2 (ja) * 1975-01-13 1983-06-14 ニツポンセイキ カブシキガイシヤ ジキヘツドノ シセイチヨウセイソウチ
NO146291C (no) * 1977-07-29 1982-09-01 Ici Ltd Fremgangsmaate og apparat for sentrifugalspinning av fibre
JPS57205564A (en) * 1981-06-08 1982-12-16 Kuraray Co Padding matirial and method
US4790736A (en) * 1984-07-20 1988-12-13 John E. Benoit Apparatus for centrifugal fiber spinning with pressure extrusion
FR2573102B1 (fr) * 1984-11-09 1986-12-26 Geloen Roland Procede et dispositif pour la preparation d'un materiau de garnissage notamment pour article de protection corporelle
DE3640962A1 (de) * 1986-11-29 1988-06-09 Barmag Barmer Maschf Spinnzentrifuge
US4992327A (en) * 1987-02-20 1991-02-12 Albany International Corp. Synthetic down
DE3801080A1 (de) 1988-01-16 1989-07-27 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von feinstpolymerfasern
DE4011883A1 (de) 1990-04-12 1991-10-17 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von feinstfaservliesen aus thermoplastischen polymeren
US5437909A (en) * 1994-05-20 1995-08-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Multilayer nonwoven thermal insulating batts
US5851665A (en) * 1996-06-28 1998-12-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fiberfill structure
US6506695B2 (en) * 1998-04-21 2003-01-14 Rheinische Kunststoffewerke Gmbh Breathable composite and method therefor
CN2343184Y (zh) * 1998-08-12 1999-10-13 康那香企业股份有限公司 多层复合不织布
JP3754570B2 (ja) * 1999-03-11 2006-03-15 ユニ・チャーム株式会社 清掃用シート
US6329051B1 (en) * 1999-04-27 2001-12-11 Albany International Corp. Blowable insulation clusters
US20020096246A1 (en) * 1999-10-06 2002-07-25 Michael S. Sennet Non-woven elastic microporous membranes
TW526303B (en) * 2000-01-06 2003-04-01 Kuraray Co Artificial leather shoe and artificial leather suited therefor
EP1337703B1 (en) 2000-11-20 2009-01-14 3M Innovative Properties Company Fiber-forming process
US20040116025A1 (en) * 2002-12-17 2004-06-17 Gogins Mark A. Air permeable garment and fabric with integral aerosol filtration
EP1699952A1 (en) 2003-12-18 2006-09-13 The Procter and Gamble Company Rotary spinning processes for forming hydroxyl polymer-containing fibers
US8303874B2 (en) * 2006-03-28 2012-11-06 E I Du Pont De Nemours And Company Solution spun fiber process
US20080104738A1 (en) * 2006-11-03 2008-05-08 Conley Jill A Liquid water resistant and water vapor permeable garments
US7857608B2 (en) 2006-12-08 2010-12-28 Spindynamics, Inc. Fiber and nanofiber spinning apparatus
ATE468220T1 (de) * 2007-01-17 2010-06-15 Basf Se Laminat enthaltend folie und vlies auf der basis von thermoplastischem polyurethan
EP1953286A1 (en) * 2007-02-01 2008-08-06 Nisshinbo Industries, Inc. Fabric and mask
JP2008188791A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Nisshinbo Ind Inc 抗菌・防塵生地
JP4518087B2 (ja) * 2007-03-07 2010-08-04 東洋紡績株式会社 透湿防水性生地
JP4518105B2 (ja) * 2007-05-22 2010-08-04 東洋紡績株式会社 透湿防水性生地
US20080274658A1 (en) * 2007-05-02 2008-11-06 Simmonds Glen E Needlepunched nanoweb structures
HUP0700795A2 (en) * 2007-12-10 2009-04-28 Miskolci Egyetem Coextrusion centrifugal apparatus to fibre formation
US20090280207A1 (en) * 2008-03-17 2009-11-12 Karen Lozano Superfine fiber creating spinneret and uses thereof
CN201248392Y (zh) * 2008-04-23 2009-06-03 中国人民解放军总后勤部军需装备研究所 一种鞋用缓冲材料结构
JP5007474B2 (ja) * 2008-06-09 2012-08-22 パナソニック株式会社 無接合筒体製造装置、無接合筒体製造方法
KR101106679B1 (ko) * 2008-06-12 2012-01-18 코오롱패션머티리얼 (주) 폴리우레탄 나노섬유 웹 및 이를 포함하는 투습방수원단
US20100003877A1 (en) * 2008-07-07 2010-01-07 The Hong Kong Polytechnic University Three-tier reflective nanofibrous structure
US8425810B2 (en) 2009-02-05 2013-04-23 Panasonic Corporation Nanofiber production device and nanofiber production method
JP2010248667A (ja) * 2009-04-17 2010-11-04 Teijin Techno Products Ltd 透湿防水シートおよび透湿防水複合シート
WO2010132636A1 (en) 2009-05-13 2010-11-18 President And Fellows Of Harvard College Methods and devices for the fabrication of 3d polymeric fibers
DE202009009176U1 (de) * 2009-07-02 2009-12-03 X-Technology Swiss Gmbh Wasserdichte und wasserdampfdurchlässige Membran
EP2461959A4 (en) * 2009-08-07 2013-09-18 Zeus Ind Products Inc MULTILAYER COMPOSITE
WO2011052175A1 (ja) * 2009-10-29 2011-05-05 日本化薬株式会社 熱硬化性ポリアミド樹脂組成物からなるファイバー、不織布およびその製造法
JP2011179143A (ja) * 2010-03-02 2011-09-15 Teijin Fibers Ltd ポリ乳酸極細繊維
KR101301446B1 (ko) * 2011-03-28 2013-08-28 삼성전기주식회사 이차 전지 섬유상 분리막 및 그 제조 방법
CN101956331B (zh) * 2010-08-12 2011-12-21 吴江市恒润织造厂 一种防水透湿涂层织物的制备方法
JP6190274B2 (ja) * 2011-02-07 2017-08-30 クラーコア インコーポレーテッドＣＬＡＲＣＯＲ Ｉｎｃ． マイクロ繊維及びナノ繊維を基材上に堆積させるための装置及び方法
CN103596751A (zh) * 2011-04-06 2014-02-19 约翰逊控制技术公司 具有静电纺丝聚合物非织造层的座椅垫体
CN202079849U (zh) * 2011-05-23 2011-12-21 冠宏股份有限公司 一种新型舒适弹性面料
WO2013043397A2 (en) * 2011-09-21 2013-03-28 Mmi-Ipco, Llc Composite fabrics
CN202577004U (zh) * 2012-04-20 2012-12-05 福建隆上超纤有限公司 一种防水透湿皮革

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