KR20160122237A - 볼륨 부직포 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 볼륨-제공 물질, 특히, 섬유 볼, 솜털 및/또는 미세 깃털을 포함하고, 하나 이상의 방향으로 50 g/m²의 단위 면적당 질량에서 DIN EN 29 073에 따라 측정되는 0.3 N/5 cm 이상, 특히 0.3 N/5 cm 내지 100 N/5 cm의 최대 인장 강도를 지니는 부직포에 관한 것이다.

Description

볼륨 부직포{VOLUME NONWOVEN FABRIC}
본 발명은 부피가 큰 물질, 특히, 섬유 볼(fiber ball), 솜털(down) 및/또는 미세 깃털을 포함하는 부직포에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 텍스타일 물질, 예컨대, 담요, 의복 및/또는 업홀스터리 가구(upholstered furniture)를 위한 충전제 물질로서의 이러한 부직포의 용도뿐만 아니라 부직포의 생산 방법에 관한 것이다.
텍스타일 적용을 위해 다양한 충전제가 공지되어 있다. 예를 들어, 미세 깃털, 솜털 및 수모(animal hair), 예컨대, 울(wool)은 담요 및 의복의 충전에 이미 오랫동안 사용되고 있다. 솜털로 제조된 충전제 물질은 사용시 매우 기분이 좋은데, 그 이유는 여기에는 매우 우수한 단열과 저중량이 조합되기 때문이다. 그러나, 이러한 물질에 대한 단점은 이들이 단지 약한 상호간 점착을 지닌다는 것이다.
이러한 충전제 물질의 사용에 대한 대안물로서 섬유 볼이 있다. 섬유 볼은 일반적으로 구체와 유사한 모양을 지니는 서로 거의 구형으로 엮어진 섬유들을 함유한다. 예를 들어, 충전제 또는 덮개(upholstering) 물질로서 사용될 수 있는 섬유 구체가 EP 0 203 469 A호에 개시되어 있다. 이러한 섬유 볼은, 약 10 내지 60 mm의 길이 및 1 내지 15 mm의 직경을 지니는, 구형으로 구부러지고 엮여진 폴리에스테르 섬유로 이루어진다. 섬유 구체는 탄성 및 단열성이다. 상기 기재된 섬유 구체에 대한 단점은 솜털, 깃털, 및 수모 등과 같이 이들이 단지 약한 상호간 점착을 지닌다는 것이다. 그러므로, 그러한 섬유 볼은 단지 섬유 구체가 성기게 놓기는 것으로 추정되는 텍스타일 물질을 위한 충전제 물질로서 부적합한데, 그 이유는 이들이 이들의 약한 접착 때문에 미끄러질 수 있기 때문이다. 텍스타일 물질에서 미끄러짐을 방지하기 위해 이들은 흔히 스티칭(stitching)된다.
솜털 및 수모의 사용에 대한 또 다른 대안은 충전제 물질로서 섬유 부직물 또는 부직포를 사용하는 것이다. 부직포는 제한된 길이의 섬유(스테이플 섬유(staple fiber), 필라멘트(엔드리스 섬유(endless fiber))로 제조된 물체 또는 어떠한 유형 및 어떠한 기원의 절단된 실이며, 이들은 임의의 방식으로 플리스(fleece)(섬유 시트)로 조합되고 임의의 방식으로 함께 접합된다.
전형적인 섬유 부직물 또는 부직포의 단점은 이들이 솜털과 같은 부피가 큰 충전제 물질보다 낮은 부품성(fluffiness)을 지닌다는 것이다. 게다가, 전형적인 부직포의 두께는 장기간의 사용에 걸쳐 점점 더 얇아진다.
본 발명이 해결하려는 과제는 우수한 연성, 큰 벌키성(bulkiness), 높은 압축 탄성, 저중량, 및 래핑되는 물체에 대한 우수한 적합성과 우수한 단열 능력이 조합된 부직포를 제공하는 것이다. 이와 동시에, 부직포는, 예를 들어, 롤 상품으로서 취급되기 위해서 충분한 안정성을 가져야 한다. 특히, 부직포는 절단되고 롤링될 수 있어야 한다. 게다가, 이러한 부직포의 제조 방법뿐만 아니라 텍스타일 물질, 예컨대, 담요, 의복 및/또는 업홀스터리 가구를 위한 충전제 물질로서 이러한 부직포의 용도가 제공되어야 한다.
이러한 과제는, 볼륨(volume)-제공 물질, 특히, 섬유 볼, 솜털 및/또는 미세 깃털을 포함하는 부직포로서, 부직포가 하나 이상의 방향으로 50 g/m²의 단위 면적당 질량에서 DIN EN 29 073-3에 따라 측정되는 경우, 적어도 0.3 N/5 cm, 특히 0.3 N/5 cm 내지 100 N/5 cm의 최대 인장 강도를 지니는 부직포에 의해 해결된다.
용어 볼륨-제공 물질은 본 발명에 따라 전형적인 의미로 이해된다. 특히, 볼륨-제공 물질은 0.01 g/L 내지 500 g/L, 바람직하게는 1 g/L 내지 300 g/L, 특히 1.5 g/L 내지 200 g/L의 평균 밀도를 지니는 물질을 의미한다. 본 발명에 따르면, 섬유 볼은 바람직하게는 볼륨-제공 물질로서 사용된다. 그러나, 그 밖의 볼륨-제공 물질이 또한 솜털, 미세 깃털, 에어로겔(aerogel) 및/또는 발포체 부분(foam part)과 같이 사용될 수 있다.
볼륨-제공 물질을 함유하는 공지된 제품과 대조적으로, 본 발명에 따른 부직포는 우수한 최대 인장 강도로 구별된다. 예를 들어, 인장 강도는 부직포가 용이하게 생산되고, 추가 가공되고, 롤 상품으로서 사용될 수 있도록 조절될 수 있다. 부직포는 절단되고, 롤링될 수 있다. 더욱이, 이는 기능의 손실 없이 세탁될 수 있다.
게다가, 본 발명에 따른 부직포는 우수한 연성, 큰 벌키성, 높은 압축 탄성, 우수한 반동력, 저중량, 높은 절연 능력 및 랩핑되는 물체에 대한 우수한 적합성으로 구별된다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 부직포는, 볼륨-제공 부직포 원료, 특히, 섬유 볼, 솜털, 미세 깃털 및/또는 발포체 부분을 포함하는 것이 카딩 방법(carding method)을 이용함으로써 생산되는 경우에 얻어질 수 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 예기치 않게도, 그러한 원료의 카딩은, 특히 한 쌍 이상의 스파이크 롤(spiked roll)을 지니는 카딩기를 사용하는 경우에, 공정에 방해되는 물질 없이 이러한 물질의 효율적인 개방, 배합, 및 배향을 가능하게 하는 것으로 밝혀졌다. 이는, 예를 들어, 원료로서 사용되는 섬유 볼, 솜털 및/또는 미세 깃털이 매우 약해서 이들이 카딩에 의해 방해될 것이고, 이것이 최종 제품의 안정성 및 기능을 손상시킬 것이기 때문에 놀랍다. 스파이크 롤의 쌍방향 배열의 이점은 금속 스파이크가 서로 맞물릴 수 있다(intermeshing)는 점이다. 금속 스파이크의 상호맞물림으로 동적 스크린이 생성되고, 이에 의해 부직포 원료가 단일화되고 균일하게 분배될 수 있다.
게다가, 섬유 볼의 경우에 쌍방향 배열된 스파이크 롤로의 가공은 전반적인 볼 모양을 방해하지 않으면서 섬유 구조의 헐거워짐(loosening)을 초래할 수 있다. 따라서, 섬유는 이들이 표면으로부터 스티칭되지만 여전히 이들에 연결되도록 볼로부터 떼어질 수 있다. 이는 그렇게 떼어진 섬유가 개별적인 볼들의 상호간 뒤얽힘(interlocking)을 개선시키고 이에 의해서 부직포의 인장 강도를 증가시키기 때문에 유리하다. 게다가, 개별 섬유들의 매트릭스가 형성될 수 있는데, 여기서 볼이 엠베딩(embedding)되며, 이에 의해서 부직포의 연성이 향상된다.
그러나, 카딩은 적층 벨트(laying belt) 상의 원료의 매우 균일한 분배를 가능하게 하고, 볼륨-제공 물질이 균일하게 분배되는 매우 균질한 부직포가 얻어질 수 있는 것으로 또한 밝혀졌다. 볼륨-제공 물질의 균일한 분배는 부직포의 단열 능력 및 연성과 관련하여 특히 큰 관심의 대상이 된다.
상기 이미 언급된 바와 같이, 본 발명에 따른 부직포는 놀랍게도 우수하게 조절가능한 안정성으로 구별된다. 다수 적용을 위하여, 부직포는 하나 이상의 방향으로 50 g/m²의 단위 면적당 질량에서 DIN EN 29 073-3에 따라 측정되는 경우, 적어도 0.3 N/5 cm, 특히 0.3 N/5 cm 내지 100 N/5 cm의 최대 인장 강도를 지니는 것이 유리한 것으로 입증되었다. 또한, 본 발명에 따른 부직포는 유리하게는 우수한 복구력을 지닌다. 따라서, 부직포는 바람직하게는 50, 60, 70, 80 이상 및/또는 90% 이상의 회복률을 지니고, 이러한 회복률은 하기 방식으로 측정된다:
1) 6개의 샘플들을 함께 적층하고(10 × 10 cm),
2) 인치 자로 높이를 측정하고,
3) 샘플을 철판(1300 g)에 의해 로딩(loading)하고,
4) 로딩한 지 1분 후, 인치 자로 높이를 측정하고,
5) 추를 제거하고,
6) 10초 후, 샘플의 높이를 인치 자로 측정하고,
7) 1분 후, 샘플의 높이를 인치 자로 측정하고,
8) 7 및 2 단계의 값의 비율을 형성시킴으로써 회복률을 계산한다.
이의 높은 안정성 덕분에, 부직포는, 예를 들어, 롤 상품으로서 용이하게 롤링되고, 추가 가공될 수 있다.
게다가, 부직포는 우수한 연성, 높은 벌키성, 압축 탄성, 저중량, 및 랩핑되는 물체에 대한 매우 우수한 적합성과 함께 탁월한 단열 능력으로 구별된다.
섬유 볼이 부직포의 볼륨-제공 원료로서 사용되는 경우, 이의 구조 및 모양은 사용되는 물질 및 부직포의 요망되는 특성에 좌우하여 달라질 수 있다. 특히, 용어 섬유 볼은 구형 모양과 구형 유사 모양, 예컨대, 불규칙적 및/또는 변형된, 예를 들어, 평평해진 구형 모양 모두를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 구형 및 구형 유사 모양은 부품성 및 단열과 관련하여 특히 우수한 특성을 나타내는 것으로 밝혀졌다.
더욱이, 섬유는 본질적으로 구형 쉘에서 집합체로 배열될 수 있지만, 비교적 적은 섬유가 섬유 구체의 중앙에 배열된다. 그러나, 예를 들어, 섬유 볼 및/또는 섬유 경사(fiber gradient) 내부에 섬유의 균일한 분포를 지니는 것이 또한 가능하다.
마찬가지로, 본 발명에 따른 부직포에 함유된 섬유 볼은 구형으로 꼬여지고/거나 솜털같은 섬유를 함유하는 것이 가능하다. 집합체의 우수한 응집을 보장하기 위하여, 섬유는 말려있는(curly) 것이 유리하다. 이러한 경우에 섬유는 무질서할 수 있거나 또한 특정 순서를 지닐 수 있다.
본 발명의 한 가지 구체예에 따르면, 섬유는 개별적인 섬유 볼의 내부에서 엉켜있고, 섬유 볼의 외층에 구형으로 배열된다. 이러한 구체예에서, 외층은 섬유 볼의 직경에 비해 상대적으로 작다. 이러한 방식으로, 섬유 볼의 연성은 훨씬 더 향상될 수 있다.
섬유 볼에 존재하는 섬유의 성질은 이들이 섬유 볼을 예를 들어 적합한 표면 구조 및 섬유 길이에 의해 형성시키기에 적합하다면 기본적으로 중요하지 않다. 섬유 볼의 섬유는 바람직하게는 스테이플 섬유, 스레드(thread) 및/또는 실로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이론적으로 비제한된 길이를 지니는 필라멘트로 구별되는 스테이플 섬유는 바람직하게는 20 mm 내지 200 mm의 제한된 길이를 지니는 섬유를 의미한다. 스레드 및/또는 실은 또한 바람직하게는 제한된 길이, 특히 20 mm 내지 200 mm의 길이를 지닌다. 섬유는 단성분 필라멘트 및/또는 복합 필라멘트로 존재할 수 있다. 섬유의 타이터(titer)는 마찬가지로 다양할 수 있다. 바람직하게는, 섬유의 평균 타이터는 0.1 내지 10 dtex, 바람직하게는 0.5 내지 7 dtex 범위이다.
본질적으로, 섬유 볼은 매우 다양한 섬유로 이루어질 수 있다. 따라서, 섬유 볼은 천연 섬유, 예컨대, 울 섬유 및/또는 합성 섬유, 예컨대, 폴리아크릴, 폴리아크릴로니트릴, 사전산화된 PAN, PPS, 탄소, 유리, 폴리비닐 알콜, 비스코스, 셀룰로즈, 코튼 폴리아라미드, 폴리아미드이미드, 폴리아미드, 특히 폴리아미드 6 및 폴리아미드 6.6, PULP, 바람직하게는 폴리올레핀, 가장 특히 바람직하게는 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 섬유, 및/또는 상기 언급된 것들의 배합물을 포함하고/거나 이로 이루어질 수 있다. 한 가지 바람직한 구체예에 따르면, 울 섬유의 섬유 볼이 사용된다. 특히, 모양-안정한 그리고 우수한 절연체 부직포는 이러한 방식으로 얻어질 수 있다. 또 다른 바람직한 구체예에 따르면, 폴리에스테르의 섬유 볼은 부직포 내에서 또는 부직포 복합체에서 다른 통상적인 성분들과 특히 우수한 상용성을 달성하기 위해 사용된다.
부직포에서 섬유 볼의 일부는 바람직하게는 각각의 경우에 부직포의 총 중량에 대해 적어도 20 wt.%, 더욱 더 바람직하게는 25 내지 100 wt.%, 특히 30 내지 90 wt.%이다.
솜털 및/또는 미세 깃털이 본 발명에 따른 볼륨-증가 물질로서 사용되는 경우, 부직포 중의 이의 분율은, 예를 들어, 0 내지 90 wt.%, 바람직하게는 20 내지 70% 또는 적어도 50 wt.%이다. 용어 솜털 및/또는 미세 깃털은 본 발명에 따른 전형적인 의미로 사용된다. 특히, 솜털 및/또는 미세 깃털은 짧은 퀼(quill) 및 본질적으로 훅(hook)이 없는 레이(ray) 형태로 배열된 매우 부드럽고 긴 바브(barb)를 지니는 깃털을 의미한다.
본 발명의 한 가지 바람직한 구체예에 따르면, 부직포는 부직포의 생산 동안 예를 들어 섬유 또는 분말 형태로 사용되는 감온성 물질을 함유한다. 결합제 섬유의 사용이 본 발명에 따라 바람직하다. 이들은 섬유 볼의 성분일 수 있거나, 섬유 시트에서 또는 생성된 부직포에서 다른 섬유 성분으로서 존재할 수 있다. 사용되는 결합제 섬유는 이러한 목적 상 사용되는 전형적인 것들일 수 있다. 결합제 섬유는 단일 섬유 또는 또한 다성분 섬유일 수 있다. 하기 그룹들의 섬유가 본 발명에 따라 특히 적합한 결합제 섬유이다:
· 결합되는 볼륨-제공 물질의 융점 아래에 있는 융점, 바람직하게는 250℃ 미만, 특히 70 내지 230℃, 가장 바람직하게는 125 내지 200℃를 지니는 섬유. 적합한 섬유는 특히 열가소성 폴리에스테르 및/또는 코폴리에스테르, 특히 PBT, 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리비닐 알콜, 또는 또한 코폴리머 및 이들의 코폴리머 및 혼합물이다.
· 비신장된 폴리에스테르 섬유와 같은 접착제 섬유.
본 발명에 따라 특히 적합한 결합제 섬유는 다성분 섬유, 바람직하게는 2성분 섬유, 특히 코어/쉘 섬유이다. 코어/쉘 섬유는 상이한 연화 및/또는 용융 온도를 지니는 둘 이상의 섬유 물질을 함유한다. 코어/쉘 섬유는 바람직하게는 이러한 두 개의 섬유 물질로 이루어진다. 더 낮은 연화 및/또는 용융 온도를 지니는 성분은 섬유 표면(쉘)에서 발견되고, 더 높은 연화 및/또는 용융 온도를 지니는 성분이 코어에서 발견된다.
코어/쉘 섬유의 경우, 결합제 기능이 섬유의 표면 상에 배열된 물질에 의해 제공될 수 있다. 매우 다양한 물질들이 쉘에 사용될 수 있다. 바람직한 쉘은 본 발명에 따라 PBT, PA, 코폴리아미드 또는 또한 코폴리에스테르이다. 코어의 경우, 마찬가지로 매우 다양한 물질들이 사용될 수 있다. 코어에 대한 바람직한 물질은 본 발명에 따라 PET, PEN, PO, PPS 또는 방향족 PA 및 PES이다.
존재하는 결합제 섬유를 지니는 이점은 부직포에서 볼륨-제공 물질이 결합제 섬유에 의해 함께 고정되어, 부직포로 충전된 텍스타일 시스(sheath)가, 볼륨-제공 물질이 현저히 변화되거나 냉교(cold bridge)가 충전제 물질을 손실하면서 형성되지 않게 하면서 사용될 수 있다는 것이다.
결합제 섬유는, 예를 들어, 섬유 볼에 함유될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 이들은 부직포에서 별개의 섬유 성분으로서 존재할 수 있다. 바람직하게는, 결합제 섬유는 0.5 mm 내지 100 mm, 더욱 더 바람직하게는 1 mm 내지 75 mm의 길이, 및/또는 0.5 내지 10 dtex의 타이터를 지닌다. 본 발명의 특히 바람직한 구체예에 따르면, 결합제 섬유는 0.9 내지 7 dtex, 더욱 더 바람직하게는 1.0 내지 6.7 dtex, 특히 1.3 내지 3.3 dtex의 타이터를 지닌다.
부직포 중의 결합제 섬유의 분율은 부직포의 성질 및 이 중의 다른 성분의 양 및 부직포의 요망되는 안정성에 좌우하여 조절될 수 있다. 결합제 섬유의 분율이 너무 낮은 경우, 부직포의 안정성이 나빠진다. 결합제 섬유의 분율이 너무 높은 경우, 부직포는 전체적으로 너무 단단해지는데, 이는 이의 연성을 손상시킨다. 실제 시험에서, 안정성과 연성 사이의 우수한 절충은 결합제 섬유의 분율이 5 내지 50 wt.%, 바람직하게는 7 내지 40 wt.%, 특히 바람직하게는 10 내지 35 wt.%의 범위에 있는 경우에 얻어지는 것으로 입증되었다. 이러한 방식으로, 롤링되고/거나 폴딩(folding)되기에 충분히 안정한 부직포가 얻어질 수 있다. 이는 부직포의 취급 및 추가 가공을 더 용이하게 한다. 더욱이, 그러한 부직포는 세탁가능하다. 예를 들어, 이는 40℃에서 3회의 가정용 세탁에 분해 없이 견디기에 충분히 안정하다.
결합제 섬유는 열 융합에 의해 서로 및/또는 부직포의 다른 성분과 접합될 수 있다. 특히 적합한 방법은 가열되거나 연마되거나 새겨진 롤로의 가온 캘린더링(warm calendering), 고온 공기 터널 오븐, 고온 공기 이중 벨트 오븐을 통한 드로잉(drawing), 및/또는 고온 공기의 흐름을 통한 드럼 상의 드로잉인 것으로 밝혀졌다. 이중 벨트 고온 공기 오븐의 사용의 이점은 결합제 섬유의 특히 효과적인 활성화를 발생시키는 동시에 표면을 매끄럽게 하면서 볼륨을 보존시킬 수 있다는 것이다.
대안적으로, 부직포는 또한 임의로 프리컨솔리데이션(preconsolidation)된 섬유 시트를 각각의 면 상에서 플루이드 젯(fluid jet), 바람직하게는 워터 젯(water jet)에 적어도 1회 이상 주어지게 함으로써 컨솔리데이션(consolidation)될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예에 따르면, 부직포는 섬유 볼의 형태로 존재하지 않는 추가 섬유를 함유하는데, 이는 요망되는 방식으로 부직포의 특성을 변형시킨다. 이러한 섬유는 섬유 볼의 형태로 존재하지 않기 때문에, 이들은 매우 다양한 표면 품질을 지닐 수 있고, 특히 또한 매끄러운 섬유일 수 있다. 상기에서 이미 언급된 바와 같이, 결합제 섬유는 추가 섬유로서 사용될 수 있다. 그러나, 비결합제 섬유의 사용이 또한 가능하다. 따라서, 예를 들어, 실크 섬유가 특정 광택을 지니는 부직포를 제공하기 위해 추가 섬유로서 사용될 수 있다. 마찬가지로, 폴리아크릴, 폴리아크릴로니트릴, 사전산화된 PAN, PPS, 탄소, 유리, 폴리아라미드, 폴리아미드이미드, 멜라민 수지, 페놀 수지, 폴리비닐 알콜, 폴리아미드, 특히 폴리아미드 6 및 폴리아미드 6.6, 폴리올레핀, 비스코스, 셀룰로즈, 바람직하게는 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및/또는 상기 물질들의 배합물을 사용하는 것이 가능하다.
유리하게는, 부직포에서 추가 섬유의 분율은 5 내지 80 wt.%, 특히 20 내지 70 wt.%이다. 바람직하게는, 추가 섬유는 1 내지 200 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 100의 길이, 및/또는 0.5 내지 20 dtex의 타이터를 지닌다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에 따르면, 부직포는 상변화 물질을 함유한다. 상변화 물질(phase change material: PCM)은 융합의 잔열, 용해 열, 또는 흡수 열이 이들이 이들의 비열용량(specific caloric capacity) 때문에 저장될 수 있는(상변화 없이) 열보다 더 큰 물질이다. 상변화 물질은 입자 형태 및/또는 섬유 형태로 물질 복합체에 함유되고, 예를 들어, 결합제 섬유에 의해 부직포의 다른 성분에 접합될 수 있다. 상변화 물질의 존재는 부직포의 절열 작용을 보조할 수 있다.
부직포의 섬유를 생산하는데 사용되는 폴리머는 150 ppm 내지 10 wt.%의 양의 페인트 안료, 정전기방지제, 항균제, 예컨대, 구리, 은, 금, 또는 친수성 또는 소수성 처리 첨가제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 함유할 수 있다. 사용되는 폴리머에서 언급된 첨가제의 사용은 고객-특정 요건(customer-specific requirement)을 달성하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 부직포는 또한 추가 층을 함유할 수 있다. 추가 층은, 예를 들어, 스크림(scrim) 형태의 보강 층으로서 형성되고/거나 보강 필라멘트, 부직포, 직포, 편직물(knitted fabric) 및/또는 레이드 웹(laid web)을 포함하는 것이 가능하다. 추가 층의 형성을 위한 바람직한 물질은 플라스틱, 예를 들어, 폴리에스테르, 및/또는 금속이다. 추가 층은 유리하게는 부직포의 표면 상에 배열될 수 있다.
부직포의 두께는 바람직하게는 요망되는 절연 효과 및 사용되는 물질에 좌우하여 선택된다. 일반적으로, 우수한 결과는 2 mm 내지 100 mm 범위의 EN 29073 - T2의 시험 절차를 따라 측정되는 두께로 달성된다.
본 발명에 따른 부직포의 단위 면적당 질량은 요망되는 적용 목적에 따라 조절된다. 15 내지 1500 g/m², 바람직하게는 20 내지 1200 g/m², 특히 30 내지 1000 g/m²범위의 DIN EN 29 073에 따라 측정된 단위 면적당 질량은 다수 적용에 바람직한 것으로 입증되었다.
게다가, 컨솔리데이션후 부직포는 파일링방지(antipiling) 처리, 소수성 또는 친수성 처리, 정전기방지 처리, 섬유 저항성을 개선시키고/거나 촉감 특성 또는 광택을 변화시키는 처리, 러프닝(roughening), 샌퍼라이제이션(sanforization), 샌드페이퍼링(sandpapering)과 같은 종류의 기계적 처리, 또는 텀블러에서의 처리 및/또는 컬러링(coloring) 또는 임프린팅(imprinting)과 같이 외관을 변화시키는 처리와 같은 화학적 성질의 결합 또는 개선에 주어질 수 있다.
본 발명에 따른 부직포는 매우 다양한 텍스타일 제품, 특히 열생리학적으로 편안하고 또한 경량인 것으로 의도되는 제품의 생산에 탁월하게 적합하다. 따라서, 본 발명의 또 다른 요지는 성형 물질, 특히 의복, 의자 및 소파, 침대보, 매트리스에서 덮개 및/또는 충전제 물질로서, 필터(filter) 및/또는 석션 매트(suction mat)로서, 스페이서(spacer), 발포체 대체물(foam replacement), 상처 드레싱(wound dressing), 소방 물질(fire protection)로서의 부직포의 용도이다.
더욱이, 본 발명은 카딩 공정으로의 상술된 바와 같은 부직포의 생산에 관한 것이다.
본 발명에 따른 부직포는 부직포 물질의 개방 및 분배가 스파이크 롤 및/또는 스파이크 벨트에 의해 이루어지는 경우에 특히 효율적은 방식으로 생산될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 방식으로, 부직포의 원료의 매우 균일한 적층이, 예를 들어, 적층 벨트 상에서 이루어질 수 있고, 볼륨-제공 섬유 물질이 매우 균질하게 그리고 균일하게 분배되는 매우 균질한 부직포가 얻어질 수 있다. 이는, 예를 들어, 섬세한 섬유 볼 또는 솜털이 스파이크 롤 및/또는 스파이크 벨트로의 처리에 의해 방해될 것으로 추정되기 때문에 놀라웠다.
실제 시험에서, 본 발명에 따른 방법이 다음 단계들 중 하나 이상을 포함하는 경우 본 발명에 따른 방법에 의해서 특히 우수한 결과가 얻어지는 것으로 입증되었다. 볼륨-제공 물질 및 임의로 다른 성분을 포함하는 원료는 가능한 하나 이상의 스파이크 롤 쌍을 포함하는 하나 이상의 카딩기로 균일하게 제조되는데, 여기서 섬유 원료는 개방되고 서로 배합된다. 그 후, 부직포를 형성시키는 섬유 적층은 전형적인 방식, 예컨대, 스크린 벨트(screen belt), 스크린 드럼(screen drum), 및/또는 수송 벨트로 이루어질 수 있다. 이렇게 형성된 부직포는 이후 전형적인 방식으로 컨솔리데이션될 수 있다. 열 컨솔리데이션, 예를 들어, 벨트 오븐으로의 열 컨솔리데이션은 본 발명에 따라 특히 적합한 것으로 입증되었는데, 그 이유는, 이러한 방식으로, 예를 들어, 워터 젯 컨솔리데이션으로 발생할 원치 않는 부직포의 압축이 방지될 수 있기 때문이다. 이중 벨트 고온 공기 오븐의 사용이 특히 적합한 것으로 입증되었다. 그러한 고온 공기 오븐의 사용에 대한 이점은, 결합제 섬유의 특히 효과적인 활성화가 달성됨과 동시에 표면이 연화되고 볼륨이 보존될 수 있다는 것이다.
본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 섬유 및 섬유 볼은 섬유와 섬유 볼의 우수한 개방 및 배합을 달성하기 위해서 둘 이상의 스파이크 롤로 부직포 성형 기기에서 처리된다. 본 발명의 한 가지 유리한 구체예에 따르면, 스파이크 롤은 여러 줄로 배열된다. 따라서, 스파이크 롤은 유리하게는 하나 이상의 줄로 배열된다. 하나 이상의 줄로 스파이크 롤을 배열하는 것에 대한 이점은 이웃하는 스파이크 롤의 금속 스파이크가 서로 맞물릴 수 있다. 따라서, 각각의 롤은 동적 스크린으로서 작용할 수 있는 이의 이웃하는 롤과 동시에 한 쌍을 형성시킬 수 있다. 줄은 또한 섬유와 섬유 볼의 특히 우수한 개방 및 배합을 달성하기 위해 쌍(이중 줄)으로 존재할 수 있다. 따라서, 스파이크 롤은 유리하게는 하나 이상의 이중 줄로 배열된다. 마찬가지로, 회송 시스템에 의해 동일한 스파이크 롤에 여러 회 섬유 물질의 적어도 일부를 넣는 것이 가능하다. 예를 들어, 무단 회전식 벨트(endless circulating belt)가 회송을 위해 사용될 수 있다. 이는 유리하게는 두 줄의 스파이크 롤 사이에 배열된다. 더욱이, 무단 벨트는 또한 세로로 줄지어(one behind another) 또는 겹쳐서(one above another) 배열된 여러 이중 줄의 스파이크 롤을 통해 수행될 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 구체예에 따르면, 이러한 방법은 공기역학적 부직포 형성 공정을 포함한다. 즉, 부직포는 바람직하게는 공기의 도움으로 형성된다. 공기적층(airlaid) 또는 공기적층 공정을 기반으로 한 방법이 특히 적합한 것으로 입증되었다. 이러한 공정의 기본 개념은, 기계의 세로 및/또는 가로 방향의 섬유의 기계적 분배 및 마지막으로 하부에 석션을 지니는 수송 벨트 상에서 균질한 섬유 적층을 가능하게 하는, 공기 유동으로의 섬유 물질의 전달이다.
공기는 여기서 매우 다양한 공정 단계로 사용될 수 있다. 본 발명의 특히 바람직한 구체예에 따르면, 섬유 물질의 전체 수송은 부직포의 형성 동안, 예를 들어, 설비된 공기 시스템에 의해 공기역학적으로 이루어진다. 그러나, 또한 특별한 공정 단계, 예컨대, 스파이크 롤로부터의 섬유의 이동이 추가 공기에 의해 지원되는 것이 또한 가능하다.
실제 시험에서, 하기 단계들 중 하나 이상이 공기적층 및/또는 공기적층 공정을 기초로 하는 방법을 수행하는 경우에 바람직하게 수행되는 것으로 입증되었다:
바람직하게는, 부직포의 원료의 제조 또는 파쇄의 공정은 부직포의 형성 공정 바로 전에 도입된다. 비섬유 물질, 예컨대, 솜털 및/또는 발포체 부분과의 배합은 바람직하게는 부직포 형성 시스템에서 섬유 물질의 분배 동안 즉각적으로 이루어진다.
수송 매체로서 공기의 도움으로, 물질은 부직포 형성 기기로 공급 및 분배 시스템을 통해 수송될 수 있고, 여기서 부직포 원료의 개별 성분들의 표적으로 하는 개방, 스월링(swirling), 및 동시적인 균질한 배합 및 분배가 이루어진다. 물질의 공급의 용이한 제어를 위하여, 각각의 물질 성분들의 공급은 유리하게는 개별적으로 이루어진다.
그 후, 부직포의 원료는 바람직하게는 둘 이상의 스파이크 롤로 처리되고, 이에 의해서 섬유 물질의 제조 또는 파쇄가 수행된다. 특히 우수한 결과는, 부직포의 원료가 스파이크 롤로서 금속 스파이크가 구비된 일련의 회전축을 통해 얻어지는 경우에 달성된다. 금속 스파이크의 상호맞물림은 동적 스크린을 생성시켜 큰 처리율의 볼륨을 가능하게 한다.
유리하게는, 부직포의 성형은 하부에 석션을 지니는 스크린 벨트 상에서 이루어진다. 뚜렷한 섬유 배향이 없는 얽혀져 있는 부직포 구조는 밀도가 하부 석션의 강도에 견디는 스크린 벨트 상에서 생성될 수 있다. 복수의 부직포 성형 기기를 한 줄로 배열함으로써 층의 형성이 이루어질 수 있다.
공기역학적 부직포 형성의 이점은 임의로 부직포 원료에 존재하는 섬유 및 다른 성분들이 얽혀져 있는 층에 배열되어 매우 높은 등방성 특성을 가능하게 할 수 있다는 점이다. 구조-관련 양태 외에, 이러한 구체예는 투자량 및 생산 설비에 대한 작업 비용으로부터 오는 경제적 이득을 제공한다.
본 발명의 한 가지 구체예에 따르면, 부직포의 형성은 복수의 연속 배열된 부직포 성형 기기에서 이루어진다. 따라서, 각각에서 부직포 층의 적층이 이루어지는 연속적인 복수의 부직포 성형 기기를 통해 적층 벨트, 예컨대, 하부 석션을 지니는 스크린 벨트를 취하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로 다층 부직포가 형성될 수 있다.
부직포의 컨솔리데이션은 전형적인 방식, 예컨대, 결합제로의 분무에 의해 화학적으로, 미리 첨가된 접착제 섬유 또는 접착제 분말의 용융에 의해 열적으로, 및/또는 기계적으로, 예컨대, 니들링(needling) 및/또는 워터 젯 처리에 의해 이루어질 수 있다.
실제 시험에서, 예를 들어, 공보 WO 2005/044529호에 기재된 바와 같은 섬유 부직포의 생산을 위한 장치에 의한 부직포 형성이 우수한 결과로 이루어질 수 있는 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 따른 부직포는 텍스타일 물질, 예컨대, 담요, 의복 및/또는 업홀스터리 가구, 침대보, 매트리스의 생산을 위한 성형 및/또는 충전제 물질로서, 및/또는 필터 및/또는 석션 매트, 스페이서, 발포체 대체물, 상처 드레싱 및/또는 소방 물질로서 탁월하게 적합하다.
본 발명은 여러 실시예의 도움으로 하기에서 더욱 상세하게 기술될 것이다.
실시예 1:
150 g/m²으로 50 wt.%의 7 dtex/32 mm 실리콘화된 PES의 섬유 볼 (Advansa 732), 30 wt.%의 CoPES 결합제 섬유의 섬유 볼 및 55 wt.%의 솜털 및/또는 미세 깃털 및 Minardi 업체로부터의 깃털을, 섬유 원료의 개방을 위한 스파이크 롤을 구비한 Form Fiber 업체의 공기-적층된 공장에서 지지 벨트 상에 놓고, 155℃에서 벨트 간격이 12 mm인 이중 벨트 오븐에서 컨솔리데이션시켰다. 드웰 시간(dwell time)은 36초였다. 롤링가능한 웹 물질이 얻어졌다.
실시예 2:
120 g/m²으로 35 wt.%의 40 %mPCM 28℃-PC-온도 엔탈피로 처리된 7 dtex/32 mm 실리콘화된 PES의 섬유 볼 (Advansa 732), 30 wt.%의 CoPES 결합제의 섬유 볼 및 35 wt.%의 솜털 및/또는 미세 깃털 및 Minardi 업체로부터의 깃털을, 섬유 원료의 개방을 위한 스파이크 롤을 구비한 Form Fiber 업체의 공기-적층된 공장에서 지지 벨트 상에 놓고, 155℃에서 벨트 간격이 10 mm인 이중 벨트 오븐에서 컨솔리데이션시켰다. 드웰 시간은 36초였다. 롤링가능한 웹 물질이 얻어졌다.
실시예 3:
150 g/m²으로 50 wt.%의 울 섬유 볼 및 50 wt.%의 CoPES 결합제 섬유의 섬유 볼을 섬유 원료의 개방을 위한 스파이크 롤을 구비한 Form Fiber 업체의 공기-적층된 공장에서 지지 벨트 상에 놓고, 155℃에서 벨트 간격이 12 mm인 이중 벨트 오븐에서 컨솔리데이션시켰다. 드웰 시간은 36초였다. 롤링가능한 웹 물질이 얻어졌다.
실시예 4:
150 g/m²으로 50 wt.%의 실크 섬유 볼 및 50 wt.%의 CoPES 결합제 섬유의 섬유 볼을 섬유 원료의 개방을 위한 스파이크 롤을 구비한 Form Fiber 업체의 공기-적층된 공장에서 지지 벨트 상에 놓고, 155℃에서 벨트 간격이 12 mm인 이중 벨트 오븐에서 컨솔리데이션시켰다. 드웰 시간은 36초였다. 롤링가능한 웹 물질이 얻어졌다.
실시예 5:
56 g/m²으로 80 wt.%의 CoPES 결합제 섬유의 섬유 볼 및 20 wt.%의 CoPES 결합제 섬유를 섬유 원료의 개방을 위한 스파이크 롤을 구비한 Form Fiber 업체의 공기-적층된 공장에서 지지 벨트 상에 놓고, 170℃에서 벨트 간격이 1 mm인 이중 벨트 오븐에서 컨솔리데이션시켰다. 6.1 mm의 두께를 지니는 롤링가능한 웹 물질이 얻어졌다.
실시예 6:
128 g/m²으로 80 wt.%의 CoPES 결합제 섬유의 섬유 볼 및 20 wt.%의 CoPES 결합제 섬유를 섬유 원료의 개방을 위한 스파이크 롤을 구비한 Form Fiber 업체의 공기-적층된 공장에서 지지 벨트 상에 놓고, 170℃에서 벨트 간격이 4 mm인 이중 벨트 오븐에서 컨솔리데이션시켰다. 7.5 mm의 두께를 지니는 롤링가능한 웹 물질이 얻어졌다.
실시예 7:
128 g/m²으로 80 wt.%의 CoPES 결합제 섬유의 섬유 볼 및 20 wt.%의 CoPES 결합제 섬유를 섬유 원료의 개방을 위한 스파이크 롤을 구비한 Form Fiber 업체의 공기-적층된 공장에서 지지 벨트 상에 놓고, 170℃에서 벨트 간격이 30 mm인 이중 벨트 오븐에서 섬유 시트의 로딩없이 컨솔리데이션시켰다. 25 mm의 두께를 지니는 부드러운 롤링가능한 웹 물질이 얻어졌다.
실시예 8:
723 g/m²으로 80 wt.%의 CoPES 결합제 섬유의 섬유 볼 및 20 wt.%의 CoPES 결합제 섬유를 섬유 원료의 개방을 위한 스파이크 롤을 구비한 Form Fiber 업체의 공기-적층된 공장에서 지지 벨트 상에 놓고, 170℃에서 벨트 간격이 50 mm인 이중 벨트 오븐에서 컨솔리데이션시켰다. 50 mm의 두께를 지니는 롤링가능한 안정한 웹 물질이 얻어졌다.

Claims (10)

  1. 볼륨-제공 물질(volume-giving material), 특히, 섬유 볼(fiber ball), 솜털(down) 및/또는 미세 깃털(fine feather)을 포함하는 부직포로서, 부직포가 하나 이상의 방향으로 50 g/m²의 단위 면적당 질량에서 DIN EN 29 073에 따라 측정되는 경우, 0.3 N/5 cm 이상, 특히 0.3 N/5 cm 내지 100 N/5 cm의 최대 인장 강도를 지님을 특징으로 하는, 부직포.
  2. 제 1항에 있어서, 섬유 볼의 분율이 각각의 경우에 부직포의 총 중량을 대해 20 wt. % 이상, 더욱 바람직하게는 25 내지 100 wt. %, 특히 30 내지 90 wt. %이고/거나 솜털 및/또는 미세 깃털의 분율이 20 내지 70 wt. %임을 특징으로 하는, 부직포.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 섬유 볼이 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및/또는 이들의 배합물의 섬유 및/또는 그 밖의 섬유와의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 섬유를 함유함을 특징으로 하는, 부직포.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 볼이 울(wool)로 이루어짐을 특징으로 하는, 부직포.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 볼이 0.5 mm 내지 100 mm의 길이를 지니는 결합제 섬유를 함유함을 특징으로 하는, 부직포.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제 섬유가 코어/쉘 섬유로 구성되고, 쉘이 PBT, PA, 코폴리아미드 또는 또한 코폴리에스테르를 포함하고/거나 코어가 PET, PEN, PO, PPS 또는 방향족 PA 및/또는 PES를 포함함을 특징으로 하는, 부직포.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 부직포 중의 결합제 섬유의 분율이 각각의 경우에 부직포의 총 중량에 대해 5 내지 50 wt.%, 바람직하게는 7 내지 40 wt.%, 특히 바람직하게는 10 내지 35 wt.%의 범위에 있음을 특징으로 하는, 부직포.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 부직포가 상변화 물질을 함유함을 특징으로 하는, 부직포.
  9. 텍스타일 물질, 예컨대, 담요, 의복 및/또는 업홀스터리 가구(upholstered furniture), 침대보, 매트리스의 생산을 위한, 필터(filter) 및/또는 석션 매트(suction mat), 스페이서(spacer), 발포체 대체물(foam replacement), 상처 드레싱(wound dressing) 및/또는 소방(fire protection) 물질로서 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 부직포의 용도.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 부직포의 생산을 위한 방법으로서, 볼륨-제공 물질, 특히, 섬유 볼, 솜털, 및/또는 미세 깃털을 포함하는 부직포 원료가 스파이크 롤(spiked roll) 및/또는 스파이크 벨트(spiked belt)에 의해 개방되고, 부직포 성형 기기에서 분배되고, 이후 적층 벨트 상에 놓이고 컨솔리데이션(consolidation)됨을 특징으로 하는 방법.
KR1020167025343A 2014-02-18 2015-02-17 볼륨 부직포 KR101871913B1 (ko)

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DE102014002060.6A DE102014002060B4 (de) 2014-02-18 2014-02-18 Volumenvliesstoffe, Verwendungen davon und Verfahren zu ihrer Herstellung
PCT/EP2015/053265 WO2015124548A1 (de) 2014-02-18 2015-02-17 Volumenvliesstoff

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