KR20160027179A - 부직 재료 - Google Patents

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케스 베르쉬트
로브 타일러
반 데 이페 제이프
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보나 비.브이.
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Abstract

텍스쳐드 얀들, 바람직하게는 니트-드니트 얀들을 포함하는, 섬유들로 이루어진 적어도 하나의 부직물 층을 포함하는 재료가 제공된다. 상기 재료에 포함된 상기 텍스쳐드 얀들은, 상기 재료의 기계적 특성들이, 상기 재료가 높은 국소 변형을 따를 수 있게 하도록 조정될 수 있게 한다.

Description

부직 재료 {NONWOVEN MATERIAL}
본 발명은 섬유들로 이루어진 적어도 하나의 부직물 층을 포함하는 재료 및 상기 재료의 제조 방법에 관한 것이다.
부직재(nonwoven material)는 예를 들면 배수재(drainage material), 건축재(building material) 및 포장재와 같은 다수의 산업 분야에서 사용된다. 산업 분야에서 사용되는 부직재는 일반적으로 높은 인장 강도 및 높은 모듈러스를 갖는다. 산업 분야에서 부직물은, 예를 들면 불규칙한 모양의 물체를 둘러싸는 포장재로서 사용되는 경우에 또는 복잡한 3차원 모양으로 성형되는 경우에 높은 국소 변형(local deformations)에 처할 수 있다. 높은 모듈러스 부직물은 이러한 높은 국소 변형을 따르는 능력이 부족할 수 있다.
GB 제1,192,351호에는, 장력하에 공급된 권축(crimped) 연속 필라멘트들로 이루어진 매트(mat)를 형성하고, 후속적으로 상기 장력을 해제시켜 상기 필라멘트들의 상호침투(interpenetration)를 무작위로 3차원으로 생성시키고, 분산액 또는 용액의 형태로 도포되는 적어도 하나의 수지형 또는 탄성중합체형 접합제(bonding agent)에 의해 상기 필라멘트들을 함께 접합시킴으로써, 가요성 시트 재료를 제조하는 방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은, 높은 국소 변형에 따르는 능력을 갖는 섬유들로 이루어진 적어도 하나의 부직물 층을 포함하는 재료를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1에 따르는 재료에 의해 달성된다.
섬유들로 이루어진 상기 부직물 층 중의 텍스쳐드 얀(textured yarn)의 존재는, 상기 재료의 기계적 특성들이, 상기 재료가 높은 국소 변형에 따를 수 있게 하도록 조정될 수 있게 한다.
본원에 사용된 용어 섬유는 스테이플 섬유(staple fiber)들 및 필라멘트들 둘 다를 지칭한다.
텍스쳐드 얀은, 얀의 섬유들 및/또는 필라멘트들의 길이를 따라 내구성 비틀림(distortions), 예를 들면 크림프(crimp), 코일(coil), 루프(loop), 크링클(crinkle) 또는 기타 비틀림 또는 이들의 임의의 조합을 도입하기 위해 가공된 얀인 것으로 이해되어야 한다.
당해 기술분야의 숙련가에게 잘 알려진 바와 같이, 섬유들로 이루어진 부직물 층은 필수적으로 2차원 모양을 가지며, 여기서, 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층의 두께는, 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층의 너비 및 길이 둘 다보다 적어도 10배, 더욱 바람직하게는 적어도 20배, 더욱 바람직하게는 적어도 30배 더 적다.
섬유들로 이루어진 상기 부직물 층의 두께는 0.05 내지 10mm, 바람직하게는 0.10 내지 5.0mm, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2.0mm, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 1.0mm의 범위이다.
상기 가공된 텍스쳐드 얀의 길이는, 상기 내구성 비틀림의 형성으로 인해, 텍스쳐드 얀으로 가공되기 전인 동일한 중량을 갖는 얀의 길이에 비해 작다. 얀의 길이는, 상기 얀에 하중을 가하지 않고, 상기 얀의 한쪽 끝을 클램프로 고정시키고 상기 클램프에 대한 상기 얀의 나머지 끝의 길이를 측정함으로써 결정되며, 여기서, 텍스쳐드 얀으로 가공되기 전 상기 얀의 길이는 바람직하게는 1.0m이다. 가공되기 전의 상기 얀의 길이에 대한 상기 텍스쳐드 얀의 길이의 비는 0.90 이하, 바람직하게는 0.75 이하, 더욱 바람직하게는 0.60 이하, 가장 바람직하게는 0.50 이하이다. 바람직하게는, 가공되기 전의 상기 얀의 길이에 대한 상기 텍스쳐드 얀의 길이의 비는 적어도 0.20, 더욱 바람직하게는 적어도 0.30, 가장 바람직하게는 적어도 0.40이다. 가공되기 전의 상기 얀의 길이에 대한 상기 텍스쳐드 얀의 길이의 비를 감소시킴으로써, 상기 텍스쳐드 얀 내의 비틀림의 갯수 및/또는 비틀림의 크기가 증가하며, 이는 파단시 상기 텍스쳐드 얀의 최대 연신율(elongation)을 증가시키고/시키거나 낮은 연신율, 예를 들면 2%, 5% 또는 15% 연신율에서의 상기 텍스쳐드 얀의 모듈러스를 감소시킨다. 가공되기 전의 상기 얀의 길이에 대한 상기 텍스쳐드 얀의 길이의 비가 0.40 이하인 경우, 비틀림의 갯수는, 상기 텍스쳐드 얀 내의 비틀림들 사이에 형성된 인탱글먼트(entanglement)들의 위험성이 증가하는 수준으로 증가할 수 있으며, 이는, 파단시 상기 텍스쳐드 얀의 최대 연신율을 감소시키고/시키거나 낮은 연신율에서의 상기 텍스쳐드 얀의 모듈러스를 증가시킬 수 있다.
바람직하게는, 비틀림의 갯수는 상기 가공된 텍스쳐드 얀의 미터 길이당 적어도 25, 더욱 바람직하게는 적어도 50, 더욱 더 바람직하게는 적어도 75, 가장 바람직하게는 적어도 100이다. 바람직하게는, 비틀림의 갯수는 상기 가공된 텍스쳐드 얀의 미터 길이당 250 이하, 더욱 바람직하게는 200 이하, 더욱 더 바람직하게는 150 이하, 가장 바람직하게는 적어도 125 이하이다.
하나의 양태에서, 섬유들로 이루어진 적어도 하나의 부직물 층을 포함하는 상기 재료는 텍스쳐드 얀들로 전적으로 이루어질 수 있다.
내구성 비틀림은, 임의의 적합한 공정에 의해, 예를 들면, 연속 공정에서 또는 3-단계 공정에서 얀을 가연(twisting)시키고, 상기 가연사(twisted yarn)를 열경화(heat-setting)시키고 상기 열경화된 가연사를 비가연(untwisting)시킴으로써, 또는 얀을 가열된 스터퍼 박스(stuffer box)를 통과시킴으로써, 얀으로 도입될 수 있다. 상기 얀은, 상기 얀을 가열하고 상기 가열된 얀을 나이프 엣지(knife edge)로 통과시킴으로써 또는 상기 가열된 얀을 한 쌍의 기어드 휠(geared wheel)들 사이로 통과시킴으로써 가공될 수도 있다. 상기 얀은, 상기 얀을 공기-텍스쳐화(air-texturizing)시킴으로써 텍스쳐드 얀으로 가공될 수도 있다.
바람직하게는, 상기 얀은, 상기 얀을 직물로 편성하고, 임의로 상기 편성물을 열경화하고, 상기 편성물을 니트-드니트(KDK: knit-deknit) 얀들로 언래블링(unravelling)함으로써, 텍스쳐드 얀으로 가공된다. 니트-드니트 얀은, 상기 언래블링된 얀들이 선형 얀(straight yarn)들로서 보빈 위에 권사될 수 있어(단, 권사 동안 충분한 장력이 적용된다), 상기 보빈 위에서의 인탱글먼트들의 위험성이 감소할수 있다는 이점을 갖는다. 상기 KDK 얀들을 해사함으로써 장력을 해제시키는 것은, 상기 텍스쳐드 얀들에서의 내구성 비틀림을 복구한다.
상기 편성물의 열경화는 바람직하게는, 승온에서, 바람직하게는 상기 얀의 섬유들 및/또는 필라멘트들에 포함된 중합체의 유리 전이 온도보다 높은 승온에서, 오븐에서 실행된다. 스팀이 상기 오븐으로 추가로 도입되어, 열경화되는 상기 편성물로의 열 전달이 증가할 수 있다.
상기 편성물은 임의의 공지된 염색 또는 인쇄 기술을 사용하여 임의의 목적하는 패턴으로 추가로 염색될 수 있다. 상기 편성물은 예를 들면 적어도 2종의 상이한 색들로 염색될 수 있다. 따라서 상기 언래블링된 니트-드니트 얀들은 상기 텍스쳐드 얀의 길이를 따라 일련의 상이한 색을 포함할 수 있다. 상기 얀의 길이를 따라 일련의 상이한 색을 갖는 니트-드니트 얀들을 포함하는, 섬유들로 이루어진 상기 적어도 하나의 부직물 층은, 이의 표면에 걸쳐 랜덤하게 분포된 상이한 색들을 가질 수 있으며, 이는, 예를 들면, 위장(camouflage) 분야를 위해 및/또는 예를 들면 커튼, 블라인드 및/또는 꽃 포장재와 같은 장식 목적을 위해 사용될 수 있다. 하나의 양태에서, 상기 편성물은 적어도 3종의 상이한 색들, 바람직하게는 적어도 4종, 더욱 바람직하게는 적어도 5종의 상이한 색들로 염색될 수 있어, 상기 니트-드니트 얀은 상기 얀의 길이를 따라 적어도 2종, 3종, 4종 또는 5종의 상이한 색들을 갖는 부분들을 갖는다.
상기 텍스쳐화된 얀들(texturized yarns)은 상기 텍스쳐드 얀들 내의 열접합을 가능하게 하기 위한 적어도 10중량%의 하나 이상의 열가소성 중합체로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 텍스쳐드 얀들은 적어도 25중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 50중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 75중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 90중량%의 하나 이상의 열가소성 중합체로 구성된다. 하나의 바람직한 양태에서, 상기 텍스쳐드 얀들은 100중량%의 하나 이상의 열가소성 중합체로 이루어진다.
상기 텍스쳐드 얀은 멀티필라멘트 얀(multifilament yarn)일 수 있다. 바람직하게는, 상기 멀티필라멘트 얀은 적어도 2종의 상이한 중합체들을 포함한다. 상기 적어도 2종의 상이한 중합체들은 상기 멀티필라멘트 얀에 포함된 별도의 필라멘트들 내에 존재할 수 있거나, 상기 멀티필라멘트 얀에 포함된 하나의 필라멘트 내에 함께 존재할 수 있다. 또한, 상기 적어도 2종의 상이한 중합체들은 상기 멀티필라멘트 얀에 포함된 별도의 필라멘트들 내에 부분적으로 존재할 수 있고, 상기 멀티필라멘트 얀에 포함된 하나의 필라멘트 내에 함께 부분적으로 존재할 수 있다. 바람직하게는, 상기 적어도 2종의 상이한 중합체들의 융점은 적어도 10℃ 차이가 난다. 더욱 바람직하게는 상기 융점은 적어도 50℃ 차이가 난다. 적어도 2종의 상이한 중합체들을 포함하는 상기 멀티필라멘트 얀은, 상기 얀을 더 낮은 융점을 갖는 중합체의 적어도 융점의 온도가 되게 하여 열접합시켜, 상기 텍스쳐드 얀 내에서의 포합(cohesion)이 증가할 수 있다. 상기 적어도 2종의 상이한 중합체들은, 바람직하게는, 예를 들면 병렬형(side-by-side) 및/또는 코어-쉬쓰(core-sheath) 2성분 필라멘트들과 같은 2성분 필라멘트들 내에 포함되어, 상기 멀티필라멘트 얀 내에서의 모든 필라멘트들 사이의 포합이 수득되도록 한다. 따라서, 상기 텍스쳐드 얀, 및/또는 섬유들로 이루어진 상기 적어도 하나의 부직물 층은 상기 텍스쳐드 얀으로부터 비롯되는 중합체에 의해 열접합된다.
상기 멀티필라멘트 얀은, 상기 멀티필라멘트 얀의 개별 필라멘트들이 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층에 비교적 넓은 면적에 걸쳐 분포하는 것을 방지하기 위해, 상기 텍스쳐드 얀의 길이를 따라 분포되는 인탱글먼트들을 추가로 포함할 수 있다. 인탱글먼트는, 상기 멀티필라멘트 얀의 한 부분인 것으로 이해되며, 여기서, 상기 필라멘트들은 서로 견고하게 연결되어, 당해 일련의 멀티필라멘트 얀 내의 개별 필라멘트들은, 권사, 해사 및/또는 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층으로 도입되는 경우에 함께 잔류한다. 인탱글먼트는, 임의의 적합한 방식으로, 예를 들면 매듭(knot)을 형성하고, 상기 필라멘트들을 인터와이닝(intertwining)하여 기계적 마찰 지점들을 형성하고/하거나 상기 필라멘트들을 서로 열접합으로써, 형성될 수 있다.
상기 멀티필라멘트 얀이 인탱글먼트들을 포함하는 경우, 2개의 연속 인탱글먼트들 사이의 거리는, 상기 멀티필라멘트 얀의 개별 필라멘트들이 분포될 수 있는 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층의 면적을 제한시킨다.
상기 멀티필라멘트 얀의 필라멘트들은, 예를 들면, 유체 제트(fluid jet), 바람직하게는 공기 제트(air jet)를 상기 얀의 종방향에 대해 특정 각도로, 바람직하게는 상기 얀의 종방향에 대해 수직으로, 목적하는 시간 기간 동안 상기 멀티필라멘트 얀 위로 향하게 함으로써 인터와이닝될 수 있다. 임의로 상기 인터와이닝된 필라멘트들은 열접합되어, 상기 인탱글먼트의 강도가 증가할 수 있다.
개별적인 인탱글먼트가 생성되는 경우 상기 얀이 정체되어 있으면, 상기 인탱글먼트의 길이는 상기 유체 제트의 너비에 의해 결정된다. 따라서, 상기 멀티필라멘트 얀의 길이를 따르는 2개의 연속 인탱글먼트들 사이의 거리는 목적하는 바와 같이 선택될 수 있다.
개별적인 인탱글먼트가 생성되는 경우 상기 얀이 움직이면, 상기 인탱글먼트의 길이는, 유체 제트가 상기 멀티필라멘트 얀 위로 향하는 동안의 기간에 의해 그리고 상기 멀티필라멘트 얀의 속도에 의해 결정된다. 상기 멀티필라멘트 얀의 길이를 따르는 2개의 연속 인탱글먼트들 사이의 거리는, 선행하는 인탱글먼트를 형성하기 위해 유체 제트가 상기 멀티필라멘트 얀으로 향하는 동안의 기간의 끝과, 이어지는 인탱글먼트를 형성하기 위해 유체 제트가 상기 멀티필라멘트 얀으로 향하는 동안의 기간의 처음 사이의 시간에 의해, 그리고 상기 멀티필라멘트 얀의 속도에 의해 결정된다.
상기 텍스쳐드 멀티필라멘트 얀 내의 인탱글먼트들의 갯수는 광범위하게 가변적일 수 있다. 바람직하게는, 상기 멀티필라멘트 얀 내의 인탱글먼트들의 갯수는 상기 텍스쳐드 얀의 미터 길이당 적어도 0.5, 바람직하게는 미터 길이당 적어도 1.0, 더욱 바람직하게는 미터 길이당 적어도 1.5, 가장 바람직하게는 미터 길이당 적어도 2.0이다.
상기 텍스쳐드 멀티필라멘트 얀 내의 인탱글먼트의 길이는 적어도 1cm, 바람직하게는 적어도 5cm, 더욱 바람직하게는 적어도 10cm, 더욱 더 바람직하게는 적어도 20cm, 가장 바람직하게는 적어도 50cm일 수 있다. 상기 멀티필라멘트 얀 내의 인탱글먼트의 길이는 심지어 상기 텍스쳐드 얀의 총 길이일 수 있다. 바람직하게는, 상기 멀티필라멘트 얀 내의 인탱글먼트의 길이는 10m 이하, 바람직하게는 10m 이하, 더욱 바람직하게는 5m 이하, 더욱 더 바람직하게는 2.5m 이하, 가장 바람직하게는 1m 이하일 수 있다. 상기 멀티필라멘트 얀 내의 인탱글먼트들의 길이의 증가는 개별 필라멘트들의 길이를 감소시키며, 상기 개별 필라멘트들은, 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층 내에 퍼져 있어, 이에 따라 상기 멀티필라멘트 얀의 상기 필라멘트들, 및 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층에 함유된 기타 섬유들 및/또는 필라멘트들 사이의 교차점(crossing point)들의 갯수를 한정시키고, 이는 예를 들면 열접합에 의해 접합 지점들 내에 형성되어 상기 재료의 기계적 특성들을 조절할 수 있다.
상기 텍스쳐드 멀티필라멘트 얀 내의 2개의 연속 인탱글먼트들 사이의 거리는 광범위하게 가변적일 수 있다. 바람직하게는, 상기 멀티필라멘트 얀 내의 2개의 연속 인탱글먼트들 사이의 거리는 적어도 5cm, 더욱 바람직하게는 적어도 10cm, 더욱 더 바람직하게는 적어도 15cm, 가장 바람직하게는 적어도 20cm이다. 상기 멀티필라멘트 얀 내의 2개의 연속 인탱글먼트들 사이의 개별 필라멘트들은, 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층 내에 퍼져 있어, 이에 따라 상기 멀티필라멘트 얀의 상기 필라멘트들, 및 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층에 함유된 기타 섬유들 및/또는 필라멘트들 사이의 교차점들의 증가를 초래할 수 있으며, 이는 예를 들면 열접합에 의해 접합 지점들 내에 형성되어 상기 재료의 포합을 개선시킬 수 있다. 바람직하게는, 상기 멀티필라멘트 얀 내의 2개의 연속 인탱글먼트들 사이의 거리는 250cm 이하, 더욱 바람직하게는 150cm 이하, 더욱 더 바람직하게는 100cm 이하, 가장 바람직하게는 75cm 이하이다. 상기 멀티필라멘트 얀 내의 2개의 연속 인탱글먼트들 사이의 거리가 증가하는 경우, 상기 부직물 층 섬유들 내에 상기 텍스쳐드 얀을 포함하는 상기 재료의 기계적 특성들은, 상기 텍스쳐드 얀을 갖지 않는 부직물 층 섬유들을 포함하는 재료로부터 덜 구별될 것이다.
상기 텍스쳐드 멀티필라멘트 얀 내의 상기 연속 인탱글먼트들의 길이는 일정할 수 있으며, 임의의 규칙적인 패턴으로 가변적일 수 있거나 또는 상기 재료의 기계적 특성들 및/또는 외관을 조정하기 위해 랜덤할 수 있다.
상기 텍스쳐드 멀티필라멘트 얀 내의 연속 인탱글먼트들 사이의 거리는 일정할 수 있으며, 임의의 규칙적인 패턴으로 가변적일 수 있거나 또는 상기 재료의 기계적 특성들 및/또는 외관을 조정하기 위해 랜덤할 수 있다.
상기 재료의 하나의 양태에서, 섬유들로 이루어진 상기 적어도 하나의 부직물 층은 상기 재료의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 10중량%, 바람직하게는 적어도 25중량%, 바람직하게는 적어도 50중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 75중량%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 90중량%의 텍스쳐드 얀을 포함한다. 섬유들로 이루어진 상기 적어도 하나의 부직물 층은 텍스쳐드 얀으로 전적으로 구성될 수도 있다.
상기 재료의 하나의 양태에서, 섬유들로 이루어진 상기 적어도 하나의 부직물 층은 적어도 15g/㎡, 바람직하게는 적어도 20g/㎡, 바람직하게는 적어도 25g/㎡, 더욱 바람직하게는 적어도 30g/㎡의 중량을 갖는다. 바람직하게는, 섬유들로 이루어진 상기 적어도 하나의 부직물 층은 500g/㎡ 이하, 바람직하게는 250g/㎡ 이하, 바람직하게는 150g/㎡ 이하, 더욱 바람직하게는 100g/㎡ 이하의 중량을 갖는다.
텍스쳐드 얀으로 가공되기 전의 상기 얀의 선밀도는 광범위하게 가변적일 수 있다. 바람직하게는, 상기 얀의 선밀도는 적어도 250dtex, 바람직하게는 적어도 500dtex, 더욱 바람직하게는 적어도 1000dtex, 가장 바람직하게는 적어도 1500dtex이다. 바람직하게는, 텍스쳐드 얀으로 가공되기 전의 상기 얀의 선밀도는 5000dtex 미만, 더욱 바람직하게는 2500dtex 미만, 가장 바람직하게는 2000dtex 미만이다.
멀티필라멘트 텍스쳐드 얀 내의 개별 필라멘트들의 갯수는 광범위하게 가변적일 수 있다. 바람직하게는, 멀티필라멘트 텍스쳐드 얀 내의 개별 필라멘트들의 갯수는 적어도 5, 바람직하게는 적어도 10, 바람직하게는 적어도 20, 더욱 바람직하게는 적어도 50, 더욱 바람직하게는 적어도 75, 더욱 바람직하게는 적어도 100, 더욱 바람직하게는 적어도 125이다.
상기 텍스쳐드 얀들은 폴리올레핀, 예를 들면, 폴리에틸렌, 예를 들면 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 및/또는 (초)고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및/또는 이들의 공중합체 또는 임의의 블렌드를 포함하는 광범위한 중합체들을 포함할 수 있다. 상기 텍스쳐화된 얀들은 폴리에스테르, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 및/또는 폴리에틸렌 나프탈레이트, 또는 폴리아미드, 예를 들면 폴리아미드-6, 폴리아미드-6,6, 폴리아미드-4,6, 및/또는 이들의 공중합체 또는 임의의 블렌드를 포함할 수도 있다.
위에 기재된 바와 같이, 상기 텍스쳐화된 얀들은 위에 기재된 각종 중합체들로부터 선택된 2종의 상이한 중합체들을 포함할 수 있다. 바람직한 배합물들은 폴리에스테르/코-폴리에스테르, 폴리에스테르/폴리아미드, 폴리아미드/코-폴리아미드, 폴리에스테르/폴리올레핀 및 폴리아미드/폴리올레핀이다.
상기 재료의 하나의 양태에서, 섬유들로 이루어진 상기 적어도 하나의 부직물 층은 위에 기재된 바와 같은 텍스쳐드 얀들 및 또한 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들을 포함하며, 바람직하게는 적어도 2종의 상이한 중합체들을 또한 포함한다. 바람직하게는, 상기 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들에 포함된 상기 중합체(들)은 열가소성 중합체이다. 상기 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들의 상기 적어도 2종의 중합체들은 별도의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들에 존재할 수 있거나 또는 하나의 스테이플 섬유 및/또는 필라멘트에 함께 존재할 수 있다. 상기 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들의 상기 적어도 2종의 상이한 중합체들은, 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층에 포함된 별도의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들 내에 부분적으로 존재할 수도 있고, 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층에 포함된 하나의 스테이플 섬유 및/또는 필라멘트 내에 함께 부분적으로 존재할 수 있다. 바람직하게는, 상기 적어도 2종의 상이한 중합체들의 융점은 적어도 10℃, 더욱 바람직하게는 적어도 50℃ 차이가 나서, 열접합을 가능하게 한다. 따라서, 섬유들로 이루어진 상기 적어도 하나의 부직물 층은 상기 텍스쳐드 얀으로부터 및/또는 상기 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들로부터 비롯되는 중합체에 의해 열접합된다.
상기 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들은 폴리올레핀, 예를 들면, 폴리에틸렌, 예를 들면 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 및/또는 (초)고분자량 폴리에틸렌, 및 폴리프로필렌 및/또는 이들의 공중합체 또는 임의의 블렌드를 포함하는 광범위한 각종 중합체들을 포함할 수 있다. 상기 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들은 폴리에스테르, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 및/또는 폴리에틸렌 나프탈레이트, 또는 폴리아미드, 예를 들면 폴리아미드-6, 폴리아미드-6,6, 폴리아미드-4,6, 및/또는 이들의 공중합체 또는 임의의 블렌드를 포함할 수도 있다.
위에 기재된 바와 같이, 상기 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들은 위에 기재된 각종 중합체들로부터 선택된 2종의 상이한 중합체들을 포함할 수 있다.
바람직한 조합은 폴리에스테르/코-폴리에스테르, 폴리에스테르/폴리아미드, 폴리아미드/코-폴리아미드, 폴리에스테르/폴리올레핀 및 폴리아미드/폴리올레핀이다.
바람직하게는, 상기 텍스쳐화된 얀들 및 상기 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들은 상기 텍스쳐드 얀들에 포함된 동일한 중합체들을 포함하여 상기 재료의 열접합을 최적화시킨다.
바람직하게는, 상기 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들은 내구성 비틀림을 포함하지 않는다.
따라서, 섬유들로 이루어진 상기 적어도 하나의 부직물 층은 적어도 2종의 스테이플 섬유 및/또는 필라멘트 타입들을 포함할 수 있다. 상기 적어도 2종의 스테이플 섬유 및/또는 필라멘트 타입들은, 소위 바이필(bifil) 타입 부직물들을 형성시키기 위해, 상이한 융점들을 갖는 상이한 중합체들을 포함한다. 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층은, 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층을, 상기 적어도 2종의 상이한 중합체들의 최저 융점을 갖는 상기 중합체의 적어도 융점의 온도가 되게 함으로써, 열접합될 수 있다. 더 높은 융점을 갖는 상기 중합체를 포함하는 상기 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들이 서로 교차할 수 있기 때문에, 상기 바이필 타입의 상기 부직물 층은 각각의 교차점에서 접합되지 않을 것이다. 고융점 및 저융점 또는 저융점 및 저융점이 조합된 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들의 교차점들만이 접합될 것이며, 더 높은 융점을 갖는 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들의 교차점들은 접합되지 않을 것이다.
상기 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들의 상기 적어도 2종의 중합체들은 하나의 스테이플 섬유 및/또는 필라멘트 중에 함께 존재하여, 2성분 섬유들 및/또는 2성분 필라멘트들로부터 제조된 소위 2성분 타입 부직물들을 형성할 수 있다. 섬유들로 이루어진 상기 2성분 타입의 부직물 층은, 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층을 더 낮은 융점을 갖는 상기 중합체의 적어도 융점의 온도가 되게 하여 열접합될 수 있다. 상기 2성분 스테이플 섬유들 및/또는 2성분 필라멘트들은, 상기 2성분 스테이플 섬유들 및/또는 2성분 필라멘트들의 각각의 교차점에서 접합될 것이다.
상기 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들의 선밀도는 광범위하게 가변적일 수 있다. 바람직하게는, 상기 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들의 선밀도는 스테이플 섬유 또는 필라멘트 개당 적어도 5dtex, 더욱 바람직하게는 적어도 10dtex, 가장 바람직하게는 적어도 15dtex이다. 바람직하게는, 상기 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들의 선밀도는 스테이플 섬유 또는 필라멘트 개당 50dtex 미만, 더욱 바람직하게는 25dtex 미만, 가장 바람직하게는 20dtex 미만이다.
따라서 상기 재료의 기계적 특성들은, 상기 재료에 포함된 텍스쳐드 얀들의 양, 및 섬유들로 이루어진 상기 적어도 하나의 부직물 층에 포함된 추가의 스테이플 섬유들 및/또는 필라멘트들의 타입을 선택함으로써, 높은 국소 변형에 따르도록 조정될 수 있다.
상기 재료는 하나 이상의 추가의 재료 층들을 포함할 수 있다. 상기 추가의 재료 층들 각각은 섬유질 재료의 필름 또는 층, 예를 들면 직물, 2차원 그리드(grid) 또는 스크림(scrim), 부직물, 또는 압출된 필라멘트들의 3차원 인탱글드 매트(entangled mat)일 수 있다.
상기 추가의 재료 층들 각각은, 임의의 공지된 방식에 의해, 예를 들면 열접합, 기계적 접합(예를 들면 기계적 니들링(mechanical needling), 하이드로 인탱글먼트(hydro entanglement) 또는 스티칭(stitching))에 의해, 또는 접착 접합(adhesive bonding) 또는 초음파 접합 또는 이들의 임의의 조합에 의해, 섬유들로 이루어진 상기 적어도 하나의 부직물 층에 및/또는 상기 재료의 추가의 재료 층에 물리적으로 부착될 수 있다
유리 전이 온도 및 용융 온도는, 온도가 0℃로부터 300℃로 20℃/분의 속도로 증가하는 DSC 측정으로 결정된다. 유리 전이 온도(Tg)는 흡열 사건이며, DSC 측정 곡선의 베이스라인의 이동에 의해 묘사된 열용량의 변화이다. 이는 상기 재료의 연화점 또는 반결정질 재료의 비결정질 영역들의 융점인 것으로 간주된다. 융점(Tm)은 재료가 용융하는 온도이다. 이는 흡열 사건의 피크 온도로서 측정된다.
도 1은 비교 실시예에 따르는 샘플의 사진이다.
도 2는 실시예 1에 따르는 샘플의 사진이다.
도 3은 실시예 2에 따르는 샘플의 사진이다.
실시예
비교 실시예
30g/㎡의 부직물을, 74용적%/26용적%의 비로 폴리에스테르 테레프탈레이트(PET) 코어 및 폴리아미드-6(PA6) 쉬쓰로 이루어진 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트들로 이루어진 멀티필라멘트 얀들로부터 제조하였다. 상기 개별적인 2성분 필라멘트들은 필라멘트당 15dtex의 선밀도를 갖는다. 상기 멀티필라멘트 얀들은 1800dtex의 선밀도를 가졌다. 상기 멀티필라멘트 얀들은 디퓨저를 사용하여 단일 필라멘트들로 통과시키고, 움직이는 컨베이어 벨트 위에 놓았다. 상기 부직물은 230℃의 온도에서 공기-통과 접합 드럼(through-air bonding drum)을 사용하여 열접합시켰다. 도 1은 상기 비교 실시예의 대표적인 샘플을 보여준다.
실시예 1
30g/㎡의 부직물을 니트-드니트 방법으로 가공된 텍스쳐드 얀들 50중량% 및 비교 실시예의 얀들 50중량%로부터 제조하였다. 상기 얀들은 텍스쳐드 얀들로 가공되기 전에 1800dtex의 선밀도를 가졌다. 가공되기 전의 상기 얀의 길이에 대한 상기 텍스쳐드 얀의 길이의 비는 0.55였다.
상기 멀티필라멘트 얀들은 74용적%/26용적%의 비로 폴리에스테르 테레프탈레이트(PET) 코어 및 폴리아미드-6(PA6) 쉬쓰로 이루어진 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트들로 이루어졌다. 상기 개별적인 2성분 필라멘트들은 필라멘트당 15dtex의 선밀도를 갖는다. 상기 부직물은 230℃의 온도에서 공기-통과 접합 드럼을 사용하여 열접합되었다. 도 2는 실시예 1의 부직물의 대표적인 샘플을 보여준다.
실시예 2
30g/㎡의 부직물을 니트-드니트 방법으로 가공된 텍스쳐드 얀들로부터 전적으로 제조하였다. 상기 얀들은 텍스쳐드 얀들로 가공되기 전에 1800dtex의 선밀도를 가졌다. 가공되기 전의 상기 얀의 길이에 대한 상기 텍스쳐드 얀의 길이의 비는 0.55였다.
상기 멀티필라멘트 얀들은 74용적%/26용적%의 비로 폴리에스테르 테레프탈레이트(PET) 코어 및 폴리아미드-6(PA6) 쉬쓰로 이루어진 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트들로 이루어졌다. 상기 개별적인 2성분 필라멘트들은 필라멘트당 15dtex의 선밀도를 갖는다. 상기 부직물은 230℃의 온도에서 공기-통과 접합 드럼을 사용하여 열접합되었다. 도 3은 실시예 2의 부직물의 대표적인 샘플을 보여준다.
상기 부직물들의 기계적 특성들은, 전체 샘플 너비에 걸쳐 클램핑된 너비 20cm의 샘플을 사용하고 200mm/min의 클램프 속도를 사용하여 EN 29073-3 (08-1992)에 따라 결정되었다. 표 1은 텍스쳐드 얀들을 포함하는 상기 부직물들의 기계적 특성들을 요약한다.
Figure pct00001
텍스쳐드 얀들을 포함하는 부직물들은 감소된 모듈러스, 즉, 2%, 5% 및 15% 연신율에서의 특정 연신율에서의 하중(LASE2, LASE5 및 LASE15)을 갖는다. 텍스쳐드 얀들로 전적으로 이루어진 상기 부직물은, 비교 실시예와 비교하여, 최대 하중에서 증가된 연신율을 나타낸다. 따라서, 상기 재료에 포함된 텍스쳐드 얀들의 양에 따라, 기계적 특성들은, 상기 재료가 높은 국소 변형을 따를 수 있는 것을 가능하게 하기 위해 조정될 수 있다.

Claims (11)

  1. 두께, 너비 및 길이를 갖는 섬유들로 이루어진 적어도 하나의 부직물 층을 포함하는 재료로서, 여기서, 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층의 두께는, 섬유들로 이루어진 상기 부직물 층의 너비 및 길이 둘 다보다 적어도 10배 더 적으며, 섬유들로 이루어진 상기 적어도 하나의 부직물 층이 적어도 하나의 텍스쳐드 얀(textured yarn)을 포함하고 섬유들로 이루어진 상기 적어도 하나의 부직물 층이 열접합됨을 특징으로 하는, 재료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재료가, 상기 재료의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 10중량%, 바람직하게는 적어도 25중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 50중량%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 75중량%, 가장 바람직하게는 적어도 90중량%의 텍스쳐드 얀을 포함하는, 재료.
  3. 제1항에 있어서, 텍스쳐드 얀으로 가공되기 전 동일한 중량의 얀의 길이에 대한 상기 텍스쳐드 얀의 길이의 비가 0.90 이하, 바람직하게는 0.75 이하, 더욱 바람직하게는 0.60 이하, 가장 바람직하게는 0.50 이하인, 재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스쳐드 얀이, 미터 길이당 적어도 25, 바람직하게는 적어도 50, 더욱 더 바람직하게는 적어도 75, 가장 바람직하게는 적어도 100의 비틀림(distortions)을 포함하는, 재료.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 텍스쳐드 얀이 니트-드니트 얀(knit-deknit yarn)인, 재료.
  6. 제5항에 있어서, 상기 니트-드니트 얀이 열경화된 니트-드니트 얀인, 재료.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스쳐드 얀이 멀티필라멘트 얀(multifilament yarn)인, 재료.
  8. 제7항에 있어서, 상기 멀티필라멘트 얀이 2성분 필라멘트들, 바람직하게는 코어-쉬쓰(core-sheath) 2성분 필라멘트들을 포함하는, 재료.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스쳐드 얀이 적어도 500dtex, 더욱 바람직하게는 적어도 1000dtex, 가장 바람직하게는 적어도 1500dtex의 선밀도를 갖는, 재료.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스쳐드 얀이, 상기 텍스쳐드 얀의 길이를 따라 일련의 상이한 색을 포함하는, 재료.
  11. 제10항에 있어서, 상기 일련의 상이한 색이 상기 재료의 표면에 걸쳐 랜덤하게 분포되는, 재료.
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