KR20160082512A - 고강력 섬유와 미네랄로 강화된 혼방 얀 - Google Patents

고강력 섬유와 미네랄로 강화된 혼방 얀 Download PDF

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Abstract

테크니컬 섬유들 및 상기 테크니컬 섬유들과 실질적으로 동일한 길이를 갖는 미네랄, 무기, 또는 세라믹 섬유들의 혼방물을 포함하는 내-절단성 및 내-마모성 얀, 그리고 얀 제조 방법이 개시된다.

Description

고강력 섬유와 미네랄로 강화된 혼방 얀{HIGH TENACITY FIBER AND MINERAL REINFORCED BLENDED YARNS}
본 발명에 따른 실시예들은 일반적으로 얀에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 테크니컬 섬유와 미네랄 섬유를 포함하는 얀 및 그 얀을 형성하기 위한 제조 방법에 관한 것이다.
내-마모성 및 내-절단성 얀은, 찰과상, 베임, 충격 및 그 밖의 신체적 손상으로부터 사용자들을 보호하기 위하여, 다수의 산업들, 예를 들어 건설, 제조, 가공, 및 식품 서비스뿐만 아니라 가정에서의 의복 및 의류를 제조하는데 사용된다. 이러한 의복은 글러브, 케이프, 쟈켓, 슈트, 오버올, 슬리브 등과 같은 편직 텍스타일, 부직 텍스타일, 또는 직조 텍스타일들을 포함한다. 종종, 필요한 보호 수준을 부여하기 위해, 이러한 의복을 제조하는데 사용되는 얀은 두껍고, 무겁고, 뻣뻣하며, 특히 그것이 피부와 직접 접촉하는 경우에는 불편하다. 또한, 산업 커튼, 드레이퍼리(draperies)용 등의 텍스타일들은 흔히 내-절단성 및 내-마모성을 요구한다. 특히, 글러브 및 슬리브는 더 두꺼운 게이지 니트들, 예를 들어 13, 10, 및 7 게이지 니트들을 필요로하는 두꺼운 얀으로 이루어질 수 있으며, 그 이유는 충분히 높은 내-마모성 및 내-절단성을 가진 글러브를 만드는데 사용되는 얀의 데니어(denier)가 일반적으로 높기 때문이다(예를 들어, 600 데니어 이상). 또한, 내-절단성을 위해 사용되는 통상의 얀은 강성 재료로 만들어지며, 흔히 다량의 충전제를 포함한다(예를 들어, 50% 이상). 높은 내-마모성 및 내-절단성을 제공하는 다른 재료들로는 얀과 다른 재료의 혼방물이 있다. 예를 들어, 다수의 내-절단성 얀은 스틸 또는 구리 와이어와 같은 강성 재료를 포함한다. 이러한 재료들은 사용자의 피부에 매우 자극적일 수 있으며, 통상적으로는 유연성이 없다. 또한, 이러한 재료들은 다수의 서비스 응용에 있어서 매우 고가이다.
강성의 두꺼운 섬유들을 사용하는 것 없이, 얇고, 유연하고 편안한 글러브(또는 글러브 라이너), 또는 그 밖의 물품을 형성하고, 또한 높은 내-절단성 레벨을 유지하는 것은 지금까지 가능하지 않았다. 구체적으로, 예를 들어, 혼방된 70-600 데니어 얀을 사용하여, 편안한, 내-절단성 및 내-마모성 물품을 제공하는 것은 지금까지 실현되지 못하였다.
따라서, 당해 기술분야에서 상당한 진보를 나타내는 우수한 내-마모성, 내-절단성 뿐만아니라 편안함과 유연성을 제공하는 저가의 얀 및 이러한 얀으로부터 물품들, 예를 들어 글러브, 글러브 라이너, 슬리브, 및 커텐과 같은 직조 및 편직 물품들을 제조하는 방법에 대한 필요성이 존재한다.
본 명세서의 도면들 중의 적어도 하나와 함께 실질적으로 도시 및/또는 설명되는, 글러브(glove), 글러브 라이너(glove liner), 슬리브(sleeve), 케이프(cape), 오버올(overall), 커튼(curtain) 등과 같은 내-마모성 및 내-절단성 물품들을 제조하는데 사용될 수 있는, 테크니컬 섬유들 및 미네랄 섬유들을 포함하는 얀이, 청구항들에 더 완전하게 기재된 바와 같이 개시된다. 본 발명의 다양한 이점들 및 특징들은 다음의 상세한 설명 및 도면들로부터 더 완전하게 이해될 것이다.
본 발명의 전술된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록 하기 위해, 위에서 간략하게 요약된 본 발명에 대하여 실시예들을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 하며, 이 실시예들 중의 일부는 첨부 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 본 발명의 예시적인 실시예들을 예시한 것이므로, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주되어는 안되며, 본 발명은 다른 동일한 효과의 실시예들을 허용할 수 있음에 유의한다. 하나의 실시예에 대한 구성요소들 및 특징들은 추가의 설명이 없어도, 다른 실시예들에서 존재할 수 있다. 또한, 가능한 경우, 동일한 참조 부호는 도면들에 공통인 유사한 구성요소들을 나타내는데 사용되었다.
도 1은 본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따른, 혼방 얀 제조 방법의 흐름도.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예들에 따른, 혼방 얀 및 복합 얀에 대한 도면.
도 3은 본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따른, 글러브 또는 글러브 라이너 제조 방법의 흐름도.
본 발명의 실시예들은 고 내-절단성 및 내-마모성을 가지면서, 저가인 얀을 제조하기 위해 고강력 섬유와 고경질 섬유를 혼방한 얀을 포함한다. 테크니컬 섬유라고도 불리는 고강력 섬유는, 예를 들어, 사슬-연장된 폴리올레핀 섬유(예컨대, 고성능 폴리에틸렌(high performance polyethylene; HPPE)) 및 아라미드, 예를 들어, 파라-아라미드(예컨대, KEVLAR®), 메타-아라미드(예컨대, NOMEX®), 코폴리아미드(예컨대, TECHNORA®), 또는 이들의 조합 등을 포함하며, 고경질 섬유, 즉 2 이상의 모스 경도를 갖는 섬유는 하나 이상의 미네랄 또는 세라믹 섬유들, 예를 들어, 유리 섬유, 실리카 섬유, 바잘트 섬유, 및 탄소 섬유 등이나 이들의 조합들을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 고 내-절단성 및 내-마모성 혼방 얀은, DSM 사에서 판매하는 고가의 섬유들(예컨대, DYNEEMA DIAMOND®) 없이도 제조될 수 있다. 또한, 고강력 섬유의 일관된 길이를 유지하기 위한 연신-절단(stretch-broken) 가공의 사용은 섬유의 피브릴화를 덜 야기하며, 절삭 가공보다 저렴하다.
전술한 얀은 세탁에 의한 영향을 없애거나 편안함을 부여하기 위한 추가의 재료들을 가질 수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 혼방 얀은, 매우 얇은, 습도 조절, 유연 구조를 유지하기 위해서, 나일론 섬유 및/또는 탄성 섬유를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 얀의 실시예들은 복합 얀을 포함한다. 예를 들어, 복합 얀은 하나 이상의 랩핑 얀으로 랩핑된 하나 이상의 코어 섬유를 포함할 수 있다.
본 발명의 글러브(glove)들은, Taber 및 Martindale 연마기들과 테스트 프로토콜들에 의해 측정되는 바와 같이, 내마모성이 크게 향상되었으며, 또한 내절단성도 크게 향상되었다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들에 따라 제조된, 글러브들 및/또는 글러브 라이너(glove liner)들은 EN 레벨 4 내-마모성 및/또는 EN 레벨 2 내지 5 내-절단성을 달성할 수 있다. 또한, 혼방 또는 복합 얀에 있어서의 고경질 섬유의 양은, 원하는 밸런스(balance)의 경도, 내-절단성, 내-마모성 대(versus) 인장 특성, 비용을 갖는 혼방 및/또는 복합 얀을 생성하도록 하는, 적절한 고강력 섬유의 양으로 밸런스 맞추어질 수 있다.
본 발명에 따른 실시예들에서, 혼방 또는 복합 얀은 고탄소 섬유들을 포함하며, 이 섬유들은 단열, 정전기 소산(static dissipation), 및/또는 항균 특성들을 위해 얀 내에 포함될 수도 있다. 여기에 개시된 본 발명의 실시예들에서, 용어 "혼방 얀"은, 혼방 얀을 형성하기 위해 방적(spinning) 가공(예를 들어, 습식 또는 건식 방적 가공)을 사용하여 결합되는, 전술한 바와 같은, 2개 이상의 섬유들, 예를 들어 스테이플 또는 테크니컬 섬유들, 예를 들어 HPPE, 및 고경질의 필라멘트(filament)들 또는 섬유들, 예를 들어 탄소, 바잘트, 실리카, 유리 섬유들을 포함하는 얀을 나타낸다. 몇몇 실시예들에서는, 복합 얀을 형성하기 위해 코어 섬유들이 하나 이상의 섬유들에 의해 랩핑된다. 2개의 랩핑 얀이 하나 이상의 코어 얀 주위에 랩핑되는 경우, 이 2개의 랩핑 얀은, 당업자에게 알려진 바와 같이, 서로 반대되는 방향으로 랩핑된다.
또한, 테크니컬 섬유들을 포함하는, 본 발명에 따른 혼방 얀은 고경질 섬유들을 더 포함하며, 여기서 고경질 섬유들은 혼방 얀을 형성하기 위해 방적되는 테크니컬 섬유들과 실질적으로 동일한 길이 및 직경을 갖는다. 본 발명에 따른 실시예들에서, 테크니컬 섬유들 및 고경질 섬유들은 대략 동일한 길이를 가지며, 몇몇 실시예들에서, 이들은 90-150mm의 길이이다. 예를 들어, 적어도 하나의 혼방 얀은 그 각각이 대략 120 밀리미터의 평균 길이를 갖는 HPPE 섬유들 및 미네랄 섬유들을 포함하며, 여기서 미네랄 섬유들의 직경의 범위는 3 내지 10 미크론이고, 테크니컬 섬유 직경의 범위는 1 내지 5 데니어이고, 이들은 실질적으로 유사하다. 또한, 적어도 하나의 예시적 실시예의 혼방 얀은 대략 100-120 밀리미터의 평균 길이를 갖는 HPPE 섬유들 및 유리 섬유들을 포함하며, 여기서 미네랄 섬유들, 예를 들어 유리 섬유들은 혼방 얀의 대략 2% 내지 40% 사이를 구성한다. 본 발명에 따른 적어도 하나의 예시적 혼방 얀은 90% HPPE와 10% 유리 섬유를 가진 200 데니어 얀을 포함하며, 2X-50 데니어　폴리아미드 랩핑 얀으로 랩핑됨으로써, 결국 330 dtex 복합 얀으로 된다. 또한, 본 발명에 따른 다른 혼방 얀은 90% HPPE와 10% 유리 섬유를 가진 160 데니어 필라멘트 및 2X-50 데니어　폴리아미드 랩핑 얀을 포함하며, 결국 289 dtex 복합 얀으로 된다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예는, 하나의 얀(예를 들면, HPPE 및 파라-아라미드 섬유들 모두를 포함하는 혼방 얀) 내에 2개 이상의 상이한 테크니컬 섬유들을 포함한다. 또한, 하나보다 많은 경질 섬유가 하나의 얀(예를 들면, 바잘트 및 유리 섬유들 모두를 포함하는 얀) 내에서 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예는 2개 이상의 상이한 테크니컬 섬유들 및 2개 이상의 경질 섬유들을 포함한다(즉, HPPE 및 파라-아라미드 섬유들, 그리고 바잘트 및 유리 섬유들을 포함하는 혼방 얀).
또한, 임의의 랩핑 얀은, 아래에서 더 설명되는 SPANDEX®, LYCRA® 등과 같은, 그 내부에 포함되는 탄성의 필라멘트 또는 섬유를 더 가질 수도 있다. 본 발명의 적어도 하나의 실시예들은, 앞서의 90% HPPE/10% 유리 얀들 중의 어느 것을 포함하며, 그 랩핑 얀들을 고강력 폴리아미드 또는 고강력 폴리에스테르 랩핑 얀으로 대체함으로써, 18 게이지 니들로 편직 가능하며 EN5 내-절단성을 달성할 수 있는 221 데니어 이하의 얀을 생성한다. 또한, 본 발명의 실시예들은, 경질 섬유들을 포함하는 얀으로 랩핑되는 스테인리스강 또는 HPPE 코어를 갖는 얀, 예를 들어 90% HPPE와 10% 유리 섬유들 및 2X-50 데니어　폴리아미드 랩핑 얀을 포함하는 289 또는 330 dtex 얀을 포함한다.
본 발명에 따른 적어도 하나의 예시적 실시예에서, HPPE 섬유들은 더 긴 필라멘트를 가지고, 예를 들어, 연신-절단(stretch-break) 가공에 의해 90-150 밀리미터 토막들로 HPPE 섬유들을 절단함으로써 제조된다. 이어서, 고경질 섬유들, 예를 들면, 파이버글래스, 실리카, 탄소, 또는 바잘트 섬유들이 HPPE 섬유들과 대략 동일한 길이로 절단될 수 있다. 이어서, 고경질 섬유들 및 HPPE는, 예를 들어, 당업자에게 알려진 바와 같은 겔-방적, 용융-방적, 또는 건식-방적 가공에 의해, 혼방 얀으로 방적된다.
도 1은 본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따른 혼방 얀을 제조하기 위한 방법(100)의 흐름도를 도시한 것이다. 몇몇 실시예들에서는, 방법(100)에 대한 각각의 모든 단계가 수행된다. 다른 실시예들에서는, 몇몇 단계들이 생략 또는 스킵되거나, 여기에 설명된 것과 다른 순서로 수행된다. 방법(100)은 공정 단계(102)에서 시작되며, 단계(104)로 진행된다. 단계(104)에서, 테크니컬 섬유들, 예를 들어, HPPE 섬유들은, HPPE 스레드를 가지고서, 그 스레드가 원하는 길이, 예를 들어, 90-150 밀리미터의 섬유들로 절단될 때까지 그것을 연신함으로써, 형성된다. 단계(106)에서는, 고경질 섬유들, 예를 들어 미네랄 섬유들이 제공된다. 미네랄 섬유들은 무기, 세라믹, 또는 필라멘트 섬유들, 예를 들어 전술한 바와 같은 바잘트, 실리카, 탄소, 또는 유리 섬유들을 포함한다. 테크니컬 섬유와 유사한 직경을 가진 고경질 섬유들이, 전술한 테크니컬 섬유들의 길이로 절단되어서, 원하는 퍼센티지로 테크니컬 섬유들과 혼방된다. 본 발명의 실시예들에 따른 혼방 얀은, 예를 들어, 대략 80-95% 테크니컬 섬유들 및 대략 5-20%의 고경질 섬유들을 포함한다. 본 발명에 따른 몇몇 실시예들에서, 고경질 섬유들은 혼방 얀의 최대 40%를 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 예시적 실시예들에서는, 미네랄 섬유들이 혼방 얀의 대략 5%, 7.5%, 또는 10%를 구성한다. 이러한 범위의 고경질 섬유들, 특히 유리 섬유들은, 일반적으로 가공 및 사용 동안에 섬유들의 파단을 방지하는데 유리하다. 그러나, 다른 범위들이 다양한 현장 응용들에 적합하다. 또한, 본 발명의 실시예들은 복합 얀(예를 들어, HPPE/섬유 코어 얀)이 HPPE/SPANDEX® 얀으로 랩핑되거나(그 반대의 경우도 가능함) 또는 당업자에게 알려져 있는 얀을 결합하기 위한 다른 가공들에 의한 하나의 얀과 같은 2-프라이 얀을 포함한다. 또한, 편직 가공 동안에 섬유 오염(fiber contamination)이 발생할 수 있는데, 이것은 코어 얀으로서 복합 얀을 사용하고, 그것을 다른 얀, 예를 들어, HPPE, KEVLAR®, SPANDEX®, 또는 그 밖의 얀으로 랩핑함으로써 방지될 수 있다. 코어 및 랩핑 얀을 가진 복합 얀은, 예를 들어, 일반 양도된, 미국 특허번호 제8,074,436호 및 제5,423,168호에 개시된 기술들을 사용하여 제조될 수 있으며, 이들 문헌 각각의 전체 내용은 참조로서 본 명세서에 포함된다. 또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 복합 얀의 코어에는 연속 스테인리스강 얀을 포함한다.
방법(100)은 단계(108)로 진행하며, 이 시점에서 HPPE 및 섬유들 또는 필라멘트들이 혼방 얀으로 방적 가공된다. 예를 들어, HPPE 및 파라-아라미드 섬유들 그리고, 예를 들어, 유리 섬유들이 기계적으로 혼합 또는 배합된다. 이어서, HPPE 및 파라-아라미드 섬유들 내부에 유리 섬유들이 임베드되며, 이 시점에서 HPPE, 파라-아라미드, 및 유리 섬유들이, 예를 들어, 100 데니어 미만, 221, 309, 400 및 대략 600 데니어의 얀으로 드로잉(drawing) 및 트위스팅(twisting)된다. 본 발명에 따른 실시예들은 당업자에게 알려진 바와 같은 용융-방적, 습식-방적, 또는 건식-방적 가공들을 포함한다. 선택적으로는, 방법(100)이 진행되기 이전에, 혼방 얀은 다른 얀(들)과의 복합물을 형성할 수 있으며, 예를 들어 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같은, 코어 얀 및 하나 또는 피복(covering) 얀들을 포함하는 복합 얀을 형성할 수도 있다.
다음으로, 방법(100)은 단계(110)로 진행되며, 혼방 또는 복합 얀으로부터 물품, 예를 들어 글러브, 글러브 라이너, 또는 슬리브 등을 편직할 것인지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 답변이 부정인 경우, 방법(100)은 단계(114)에서 종료된다. 답변이 긍정인 경우에는, 예를 들어, Shima Seiki, Mfg., Ltd. Co.에 의해 제조된 자동 편직기, 즉 Single Whole Garment 모델들, 또는 플랫-편직 모델들 또는 유사한 편직기들을 가지고, 13, 15, 또는 18 게이지 니들을 사용하여, 혼방 또는 복합 얀으로부터 물품이 편직된다. 선택적으로는, 아래에서 설명되는 바와 같이, 폴리머, 엘라스토머, 또는 라텍스 코팅이 라이너(또는 슬리브 또는 그 밖의 물품) 상에 배치될 수도 있다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예들에 따른, 혼방 얀 및 복합 얀을 도시한 것이다. 도 2a는 본 발명의 실시예들에 따른 혼방 얀(202)을 도시한 것이다. 복합 얀(202)은 테크니컬 섬유들(예를 들어 HPPE) 및 고경질 섬유들(예를 들어 강화 섬유들(예를 들어, 무기, 미네랄, 세라믹, 또는 필라멘트 섬유들을 포함))을 포함한다. 강화 섬유들은 전술한 바와 같은, 유리 섬유들, 탄소 섬유들, 및/또는 바잘트 섬유들을 포함한다. 본 발명에 따른 실시예들에서는, 전술한 바와 같이, HPPE 섬유들의 길이가 120 밀리미터이며, 유리 및/또는 바잘트 섬유들의 길이가 대략 120 밀리미터이다. 도시된 바와 같이, 가공 시에, 복합 얀은 Z-구성(Z-configuration)으로 트위스팅되지만, 당업자에게 알려진 바와 같이 S-구성(S-configuration)으로 될 수도 있다. 도 2a는 본 발명의 실시예들에 따른 혼방 얀(204)을 또한 도시한 것이며, 예를 들어, 도시된 바와 같은 Z-구성 또는 S-구성을 포함한다. 혼방 얀(204)은 혼방 얀(202)과 동일하거나 또는 다른 재료로 구성될 수 있으며, 예를 들어 SPANDEX® 또는 LYCRA® 얀, 혼방 얀(202)에서의 고경질 섬유와 상이한 고경질 섬유로 구성되거나 또는 테크니컬 섬유들이나 고경질 섬유들에 있어서의 다른 변경사항들을 포함할 수도 있다.
도 2b는 본 발명의 실시예들에 따른 2-프라이(two-ply) 얀(208)을 도시한 것이며, 이것은 S-구성으로 함께 트위스팅되어 복합 얀(208)을 형성하는 혼방 얀(202) 및 혼방 얀(204)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 각각의 혼방 얀들(202 및 204)은 다수의 상이한 테크니컬 섬유들 및 다수의 상이한 고경질 섬유들을 포함할 수 있다.
도 2c는 본 발명의 실시예들에 따른, 코어 얀(212) 및 2개의 랩핑 얀들(214 및 216)을 포함하는 3-프라이 복합 얀(210)을 도시한 것이다. 3-프라이 복합 얀(210)은 코어 얀(212), 제 1 랩핑 얀(214), 및 제 2 랩핑 얀(216)을 포함한다. 3-프라이 복합 얀(210)의 적어도 하나의 실시예에서, 코어 얀(212)은 예를 들어, 90% HPPE 및 10% 유리 섬유들로 구성되는 200 데니어 얀으로 형성된다. 제 1 랩핑 얀(214)은 예를 들어, 50 데니어　폴리아미드 얀으로 구성되어, 코어 얀(212) 둘레를 랩핑하며, 제 2 랩핑 얀(216)은 50 데니어　폴리아미드 랩핑 얀, 및/또는 엘라스토머 얀, 예를 들어 SPANDEX® 또는 LYCRA®으로 구성되며, 코어 얀(212) 및 제 1 랩핑 얀(214) 모두를 랩핑한다. 제 1 랩핑 얀(214) 및 제 2 랩핑 얀(216)은 서로 반대되는 방향으로 랩핑된다. 본 발명에 따른 적어도 하나의 다른 실시예에서는, 제 1 랩핑 얀(214) 및 제 2 랩핑 얀(216) 중의 어느 한쪽 또는 양쪽 모두가 고강력 폴리에스테르 랩핑 얀으로 구성된다.
도 2d는 본 발명의 실시예들에 따른, 제 1 코어 얀(222), 제 2 코어 얀(224) 및 2개의 랩핑 얀들(226 및 228)을 포함하는 4-프라이 복합 얀(220)을 도시한 것이다. 제 1 코어 얀(222) 및 제 2 코어 얀(224)은 서로 평행하거나, 대안적으로는, 함께 트위스팅 또는 브레이딩(braiding)될 수도 있고, 또한 서로 반대되는 방향으로 랩핑되는 제 1 랩핑 얀(226) 및 제 2 랩핑 얀(228)에 의해서 랩핑된다. 제 1 코어 얀, 제 2 코어 얀, 제 1 랩핑 얀(226), 및 제 2 랩핑 얀(228) 중의 어느 것은 전술한 혼방 얀들 중의 어느 것으로 구성되거나 또는 당업자에게 알려진 임의의 다른 얀으로 구성될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따른 글러브 또는 글러브 라이너를 제조하기 위한 방법(300)의 흐름도를 도시한 것이다. 몇몇 실시예들에서는, 방법(300)에 대한 각각의 모든 단계가 수행된다. 다른 실시예들에서는, 몇몇 단계들이 생략되거나 스킵된다. 방법(300)은 공정 단계(302)에서 시작되며, 단계(303)로 진행한다. 지지식 글러브(supported glove) 또는 다른 편직 물품이 제조되는 경우, 전술한 바와 같은 포머(former)로 라이너가 제공된다. 단계(303)에서, 라이너가 존재하는 경우, 이 라이너는 컴팩트화된 라이너이거나 또는 컴팩트화되지 않은 라이너일 수도 있다. 컴팩트화(compacting)(개별적으로 또는 선택적으로 수행될 수 있음)는 라이너를 수축시키게 되며, 이에 따라 편직된 구조물의 밀도를 증가시키게 된다. 예를 들어, 라이너의 컴팩트화는, 라이너에 습윤제를 적용하고, 제 1 온도에서 라이너를 가열하고, 또한 제 2 온도에서 라이너를 건조하는 것에 의해 달성될 수 있다. 라이너는 습윤제로 침지되고, 예를 들어, 대략 100-120분 동안 대략 60℃에서 오븐에서 가열된 후에, 50-70분 동안 대략 70℃에서 건조된다.
공정 단계(304)에서는, 라이너가 포머 상에 로드된다. 몇몇 실시예들에서는, 포머(세라믹으로 제조될 수 있음)가 가열된다. 공정 단계(306)에서는, 예를 들어, 응집제를 포함하는 탱크(예를 들어, 40-60℃로 가열될 수 있음) 내에 분사(spraying)하거나 또는 침지(dipping)하는 것에 의하여, 포머 상에는 응집제가 배치된다. 본 발명의 적어도 하나의 예시적 실시예에서, 응집제는 약산(예컨대, 아세트산)의 수용액이다. 라이너에 약산을 적용하는 것에 의하여, 아래에서 설명되는 바와 같은, 내마모성 글러브를 제조하는데 놀랍도록 최소량의 스트라이크스루(strikethrough)로 라이너에 매우 잘 접합되는 폴리머 조성물이 된다. 더욱 강한 응집제(예를 들면, 3 내지 15% 질산 칼슘 농도의 수용액)가 또한 가능하다.
공정 단계(308)에서는, 포머/라이너가 탱크에서 꺼내어져, 30-60℃에서 대략 1-5분 동안 건조된 후에, 폴리머, 엘라스토머, 또는 라텍스 조성물이 도포된다. 이 조성물은 라이너 상에 분사되거나, 스크린 인쇄되거나 또는, 폴리머, 엘라스토머, 또는 라텍스 조성물을 포함하는 탱크 내에 침지하여, 후술하는 바와 같이, 라이너 상에 폴리머, 엘라스토머, 또는 라텍스 코팅을 배치하는 것을 통해 배치될 수도 있다. 이 조성물은, 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 또한 참조로서 전체 내용이 본 명세서에 포함되는, 일반 양도된 미국 특허출원번호 제12/769,829호에 개시되어 있는 바와 같은, 풀-딥(full-dip), 3/4 딥, 너클-딥(knuckle-dip), 팜-딥(palm-dip) 등과 같은 몇몇 방식들 중의 하나로 포머 및 라이너에 도포될 수 있다.
공정 단계(310)에서는, 폴리머, 엘라스토머, 또는 라텍스 층이 표면에 배치되어 있는 라이너가, 수 초 내지 수 분 동안 약산을 가진 탱크 내에 침지된다. 아세트산, 트리클로로아세트산, 및 포름산이 적합한 약산들이다. 본 발명의 몇몇 실시예들에서, 이 약산은 참조로서 전체 내용이 본 명세서에 포함되는, 일반 양도된 미국 특허출원번호 제13/928,615호에 개시되어 있는 바와 같은, 대략 0.1-1.0%의 트리카르복시산(TCA)의 수용액이다. 엘라스토머 또는 폴리머 층은 예를 들어, 2 내지 10 초 동안 약산에 침지될 수도 있다.
공정 단계(312)에서는, 글러브가 구연산 칼슘, 질산 칼슘, 에틸 알코올, 메틸 알코올 또는 이들의 임의의 혼합물의 수용액과 같은 강한 응집제 내에 선택적으로 침지되거나 또는 당업자에게 알려진 바와 같은 그 밖의 응집제 염들 내에 선택적으로 침지된다. 몇몇 실시예들에서, 이 강한 응집제는, 2 내지 대략 8 초 동안 글러브가 침지되는 8-12% 농도의 구연산 칼슘이다. 공정 단계(314)에서는, 글러브 상에 제 2 폴리머 층을 부가할지 여부가 결정된다. 답변이 긍정인 경우, 방법(300)은 단계(308)로 복귀한다. 또한, 제 2 폴리머 층은 제 1 층이 포밍(foaming)되었는지 또는 언포밍되었는지 여부에 관계없이, 포밍되거나 언포밍될 수 있으며, 그 반대의 경우도 가능하다. 제 2 층이 부가되지 않을 경우, 방법(300)은 공정 단계(316)로 진행된다.
단계(316)에서는, 예를 들어, 대략 1-3 분 동안 35-50℃로 글러브에서 불순물들 및 단백질들이 침출된다. 공정 단계(318)에서는, 대략 30 분 동안 글러브가 공기로 건조되거나 또는 송풍으로 건조될 수 있다. 공정 단계(320)에서는, 예를 들어, 30 내지 40 분 동안 70-120℃로 건조 및 경화시키기 위해, 글러브가 오븐으로 전달된다. 몇몇 예시적 실시예들에서, 글러브들은 25 분 동안 70℃로 오븐의 제 1 존에서 건조 및 경화되고, 25 분 동안 110℃로 오븐의 제 2 존에서 건조 및 경화되며, 또한 대략 25 분 동안 115℃로 오븐의 제 3 존에서 건조 및 경화된다. 공정 단계(322)에서, 방법(300)이 종료된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 혼방 얀 및/또는 복합 얀은 편직된 글러브 또는 편직된 글러브 라이너를 형성하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예들은 탄성 섬유들, 필라멘트들, 또는 얀들(본 명세서에서 설명된 바와 같은 경질 섬유들로 혼방되거나 또는 복합 얀들의 일부로서의 얀들)을 포함한다. 몇몇 실시예들에서는, 혼방 얀이 편직된 글러브 또는 편직된 글러브 라이너 내부에 배치되며, 이에 따라 혼방 얀이 착용자의 피부에 최근접하게 된다. 또한, 글러브 또는 글러브 라이너는 혼방 얀 또는 복합 얀을 포함하며, 여기서 이 혼방 얀 또는 복합 얀은 당업자에게 알려져 있는 바와 같은 꼬아진 구조체(plaited construction) 내부에 존재하게 된다. 혼방 또는 복합 얀은 그러한 구조체들(즉, 편직 물품들) 내의 메인 얀(main yarn)이거나 또는 꼬아진 얀(plaited yarn)일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 편직 물품들은 예를 들어, 지지식 글러브들 또는 압축 슬리브들을 형성하기 위한 코팅(coating)을 포함한다. 예를 들어, 지지식 글러브는 패브릭 글러브 라이너 상에 일 층으로서 배치되는 폴리머, 엘라스토머, 또는 라텍스 조성물을 포함하며, 이것은 폴리머, 엘라스토머, 또는 라텍스 조성물에 의하여 바깥쪽 또는 안쪽(피부-접촉) 표면 상에 코팅될 수 있다. 엘라스토머 조성물은 천연 고무 라텍스 또는 합성 고무 라텍스, 및 다른 엘라스토머 폴리머 재료들, 예를 들어, 천연 또는 합성의 폴리이소프렌, 카르복시화 또는 비-카르복시화 아크릴로니트릴 부타디엔, 니트릴, 니트릴-부타디엔, 폴리클로로프렌, 폴리비닐, 부틸 라텍스, 스티렌-부타디엔(SBR), 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS), 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌(SEBS), 스티렌-아크릴로니트릴(SAN), 폴리에틸렌-프로필렌-디엔, 수-계 또는 용매-계 폴리우레탄, 음이온 안정화된 폴리머 조성물 등, 또는 이들의 혼합물이나 혼방물을 포함하며, 이에 한정되지 않는다. 또한, 폴리머, 엘라스토머, 또는 라텍스 조성물은 다른 첨가제, 필러, 가공 보조제, 가황제(vulcanizing agents), 고무 촉진제, 수성 및 비-수성 용액들, 응집제, 착색제, 및 당업자에게 알려진 이와 유사한 제재도 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예들에서는, 폴리머 조성물이 포밍되며, 이에 따라 5-50 체적 퍼센티지의 범위로 분산되는 에어 셀(air cells)이 형성된다. 이 조성물이 코팅으로서 포머 상에 배치되는 경우에는, 참조로서 전체 내용이 본 명세서에 포함되는, 일반 양도된 미국 특허번호 제8,192,834호, 제8,001,809호, 및 제7,814,571호에 기재된 바와 같이, 폐쇄형 셀(closed cell)들 또는 개방형 셀(open cell)들이 형성될 수 있다. 폴리머 층이 전체 두께로 침투하지 못하더라도, 포밍된 폴리머 라텍스 층들이 편직된 라이너의 두께의 1/2 이상 침투할 수가 있으며, 이에 따라 스트라이크-스루를 실질적으로 방지할 수 있다(즉, 피부는 폴리머 라텍스와 접촉함). 응집제의 작용으로 인해 포밍된 라텍스 에멀젼 겔들은, 섬유들 간의 쵸킹(chocking) 영역들을 형성하는 얀의 표면들에 상주하게 되며, 이에 따라 이 형성된 라텍스 에멀젼이 편직된 라이너로 더 진입하는 것을 방지함으로써, 스트라이크-스루를 방지하게 된다.
본 명세서에서 설명된 바와 같이, 글러브는 손에 착용하는 임의의 다섯 손가락의 물품, 예를 들어, 지지식 글러브 또는 비지지식 글러브로서 규정된다. 지지식 글러브는 그 표면 상에 폴리머 또는 엘라스토머 코팅이 배치되는 패브릭 라이너이다. 라이너는 예를 들어, 그 표면 상에 엘라스토머 조성물 또는 폴리머 조성물이 배치되지 않는(즉, 비지지식 글러브) 패브릭 글러브(직조, 부직, 또는 편직)로서 규정된다. 용어 글러브와 라이너는 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 마찬가지로, 지지식 물품은 그 표면 상에 엘라스토머 조성물이 배치되는 임의의 직조, 부직, 또는 편직 물품, 예를 들어 슬리브를 포함한다. 복합 얀은 하나 이상의 랩핑 얀에 의해서 랩핑되는 코어 섬유를 포함하는 얀이다.
또한, 본 명세서에 개시된 임의의 얀은 항균제를 포함할 수 있음에 유의해야 한다. 항균 얀(anti-microbial yarn)은 섬유들에 임베드되는 항균 성분을 포함하며, 예를 들어 AEGIS Environments로부터 AEGIS Microbe Shield® 기술로 처리되는 얀을 포함한다. 또한, 얀은 그들의 항균 특성들을 위해, 예를 들어, 디클로로실레놀(dichloroxylenol), 헥사클로라페인(hexachloraphane); 디페닐 유도체, 시할로겐화 하이드록시 디페닐 유도체 예를 들어 디페닐 에테르(예컨대, 2,4,4'-트리클로로-2'-하이드록시 디페닐 에테르(트리클로산)); 및 제재들, 예를 들어 디아세틸아미노-아조톨루엔 및 트리클로카반(triclocarban), TRIOSYN®, 2-프로판올, 4차 암모늄 화합물, n-할라민, 또는 화합물 및 그의 조합물로 처리될 수도 있다. 원소 실버, 실버-아연 및 은-구리 제올라이트들도 적합한 항균제이며, 또한 당업자에게 알려진 다른 항균제도 그러하다. 또한, 이러한 항균 물질들 중의 어느 것이 전술한 엘라스토머 조성물들 중의 어느 것 내에 포함될 수도 있다.
본 발명의 몇 가지 바람직한 실시예들에 대해 상술하였지만, 당업자는 많은 변형들이 본 명세서에 개시된 교시를 벗어나지 않고 실시예들에서 가능하다는 것을 이해할 것이다. 임의의 모든 변형은 본 발명의 실시예들 내에 포함되는 것으로 의도되며, 다른 실시예들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 고안될 수 있으며, 본 발명의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.
용어 "일" 및 "그"와 본 발명의 실시예들을 나타내는 다른 지칭들의 사용은, 달리 표시되거나 문맥상 명백하게 부인되지 않는 한, 단수 및 복수 모두로 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 값들의 범위는 단지 그 범위 내에 속하는 각 개별 값을 나타내는 단축적인 방법으로서 작용하려는 의도이며; 본 명세서에서 달리 표시되지 않는다면, 각 범위 값은 개별적으로 본 명세서에서 인용된 것처럼 본 명세서 내에 포함된다. 본 명세서에서 기술된 모든 방법들은, 달리 표시되거나 문맥상 명백하게 부인되지 않는 한, 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에서 제공되는 임의의 및 모든 예들, 또는 예시적인 언어(예컨대, "~와 같은")의 사용은, 본 발명을 더욱 잘 설명하기 위한 것으로 의도되며, 달리 청구되지 않는다면, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 본 명세서 내의 어떤 언어도 임의의 청구되지 않은 요소를, 본 발명의 실시에 필수적인 것을 나타내는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (15)

  1. 혼방 얀(blended yarn)으로서,
    테크니컬 섬유(technical fiber)들; 및
    무기, 미네랄, 세라믹, 또는 필라멘트 섬유들 중의 적어도 하나를 포함하며,
    상기 무기, 미네랄, 세라믹, 또는 필라멘트 섬유들은 상기 테크니컬 섬유들의 길이 및/또는 직경과 실질적으로 유사한 길이 및/또는 직경을 갖는, 혼방 얀.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 테크니컬 섬유들 및 상기 무기, 미네랄, 세라믹, 또는 필라멘트 섬유들은 대략 90-150 밀리미터의 평균 길이로 구성되는, 혼방 얀.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 테크니컬 섬유들은 HPPE 섬유들, 파라-아라미드(para-aramid) 섬유들, 메타-아라미드(meta-aramid) 섬유들, 및 코폴리아미드(copolyamide) 섬유들 중의 적어도 하나를 포함하는, 혼방 얀.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기, 미네랄, 세라믹, 또는 필라멘트 섬유들은 유리 섬유들, 실리카 섬유들, 탄소 섬유들, 또는 바잘트(basalt) 섬유들 중의 적어도 하나를 포함하는, 혼방 얀.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기, 미네랄, 세라믹, 또는 필라멘트 섬유들은 상기 혼방 얀의 2% 내지 40%를 구성하는, 혼방 얀.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼방 얀의 데니어(denier)는 70 내지 600 데니어인, 혼방 얀.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 혼방 얀은 13, 15, 또는 18 게이지 편직 니들(knitting needle) 중의 적어도 하나로 편직될 수 있는, 혼방 얀.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼방 얀으로 편직되는 편직 물품으로서, 글러브(glove), 글러브 라이너(glove liner), 슬리브(sleeve), 또는 커튼(curtain) 중의 적어도 하나인, 상기 편직 물품을 더 포함하는, 혼방 얀.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 편직 물품은 코팅(coating)을 더 포함하며,
    상기 코팅은 폴리머, 엘라스토머, 또는 라텍스 조성물을 포함하는, 혼방 얀.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 편직 물품은 글러브, 글러브 라이너, 또는 슬리브를 더 포함하며, 2 내지 5의 EN 내절단성 레벨을 갖는, 혼방 얀.
  11. 내절단성 혼방 얀의 제조 방법으로서,
    테크니컬 섬유를 무기, 미네랄, 세라믹, 또는 필라멘트 섬유들과 겔(gel), 습식(wet), 또는 건식(dry) 방적하는 단계를 포함하며,
    상기 테크니컬 섬유들 및 무기, 미네랄, 세라믹, 또는 필라멘트 섬유들은, 내-절단성 혼방 얀을 형성하기 위해, 상기 테크니컬 섬유의 길이 및 직경과 실질적으로 유사한 길이 및 직경을 갖는, 내절단성 혼방 얀의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 테크니컬 섬유들은 연신 절단(stretch broken)되는, 내절단성 혼방 얀의 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 테크니컬 섬유들 및 상기 무기, 미네랄, 세라믹, 또는 필라멘트 섬유들은 대략 90-150 밀리미터의 평균 길이로 구성되며, 상기 무기, 미네랄, 세라믹, 또는 필라멘트 섬유들은 상기 혼방 얀의 2-40%인, 내절단성 혼방 얀의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 무기, 미네랄, 세라믹, 또는 필라멘트 섬유들은, 상기 연신 절단되는 테크니컬 섬유들과 실질적으로 동일한 길이로 절단되는 바잘트 섬유들, 실리카 섬유들, 탄소 섬유들, 또는 유리 섬유들 중의 적어도 하나를 포함하는, 내절단성 혼방 얀의 제조 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 무기, 미네랄, 세라믹, 또는 필라멘트 섬유들의 직경의 범위는 3 내지 10 미크론이며, 상기 테크니컬 섬유 직경의 범위는 1 내지 5 데니어인, 내절단성 혼방 얀의 제조 방법.
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