KR20170020435A - 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유를 포함하는 직물 - Google Patents

팽창 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유를 포함하는 직물 Download PDF

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Abstract

팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 섬유 및 적어도 하나의 다른 섬유를 포함하는 직조 직물 및 편직물이 제공된다. ePTFE 섬유는 단일의, 꼬이지 않은 섬유로서, 멀티필라멘트 섬유의 일부로서 직조되거나 편직될 수 있거나, 또는 또 다른 섬유와 함께 꼬이거나 브레이드될(braided) 수 있다. ePTFE 섬유는, 단독이든 또는 직조 섬유(들)와 조합되든 간에, 경사 및/또는 위사 방향으로 이용될 수 있다. 직조 직물 및 편직물은 동시에 통기성이 있고, 경량이며, 내구성이 있고, 입을 수 있으며, 빠르게 건조된다. ePTFE 섬유는 실질적으로 직사각형 형상을 갖는다. 일부 구현예에서, 직조 직물 또는 편직물은 난연성이며, 또한 직조 직물 및 편직물은 수수하고, 부드러우며, 입을 수 있다. 하나 이상의 원하는 기능성, 예컨대 소유성, 항균성, 오염 저항성, 또는 UV 안정성을 부여하기 위해 ePTFE 섬유 및/또는 직물의 표면에 처리가 제공될 수 있다.

Description

팽창 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유를 포함하는 직물{FABRICS CONTAINING EXPANDED POLYTETRAFLUOROETHYLENE FIBERS}
본 개시내용은 일반적으로 직물, 및 더욱 구체적으로 경량이고, 통기성이며, 입을 수 있고, 내구성이 있으며, 30분 이내에 건조되는, 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 섬유 및 적어도 하나의 다른 섬유로부터 형성된 직물에 관한 것이다.
충분히 내구성이 있는 보호 및 편안한 의복은 본 기술분야에서 잘 알려져 있으며, 이는 일반적으로 상이한 용도를 위해 상이한 직물 소재로부터 제작된다. 이들 소재는 직조 또는 편직되고, 착색된 후 절단되고 꿰매어 의류가 되는 인공, 천연, 또는 이의 혼방된 섬유를 이용하여 제작되어 왔다. 천연 섬유의 예는 면(셀룰로오스) 또는 양모(단백질)를 포함할 수 있고, 인공 섬유의 예는 아라미드(aramid), 폴리에스테르, 또는 폴리아미드(유기)를 포함할 수 있다. 또한, 이들 섬유는 사용된 소재에 따라, 스테이플(staple), 필라멘트, 플라이드(plied), 텍스처드(textured) 등의 형태를 취할 수 있다.
이러한 한 가지 적용 예는 군사 전투복이다. 전통적으로, 이들은 무거운 직조된 100% 스테이플 면 직물로부터 제작되었고, 화염에 노출되었을 때 녹아내리지 않는(no melt/no drip) 성능과 함께 충분한 내구성 및 편안함을 제공하기 위해 이용되어 왔다(녹기 쉬운 소재가 피부에 부착하는 것을 방지함). 충분한 내구성과 함께 경량이 필요한 경우, 녹아내리지 않고 편안한 요건을 여전히 만족하면서 내구성을 향상시키기 위해 폴리에스테르/면 또는 폴리아미드/면의 친밀한 스테이플 혼방이 만들어졌다. 많은 소비자 적용에서와 같이 녹아내리지 않는 특성이 중요하지 않은 경우, 의복은 또한 더 가볍고, 내구성이 있으며, 편안한 적용을 위해 면 외에도 인공 고강도 필라멘트 나일론 또는 폴리에스테르 섬유로부터 제작될 수 있다. 난연성이 요구되는 경우, 노멕스(Nomex)® 스테이플 섬유 또는 이의 혼방이 허용가능한 내구성 및 편안함을 제공하면서 화상을 방지하기 위해 전형적으로 사용된다.
특성을 더 향상시키기 위해, 많은 추가적인 혼방 및 처리가 만들어졌다. 직물의 표면 에너지를 낮춰 일정 기간 동안 물이 스며들지 않게 하기 위해 내구성 발수 처리가 적용될 수 있다. 섬유는 일정 기간 동안 섬유 다발 구조로 들어가는 것을 방지하기 위해 실리콘으로 흡수될 수 있다. 직물과의 피부 접촉(또는 또 다른 표면)시 마찰을 줄이기 위해서 뿐만 아니라 밀기/당기기 현상으로 위킹(wicking) 특징을 변경하기 위해 저 마찰, 소수성 섬유가 혼방에 부가되어 왔다. 그러나, 아직 달성되지 않은 직물의 한 가지 중요한 분야는 기계적으로 내구성이 있고(높은 인열 강도, 파단 강도, 및 커버리지), 내구성 있는 매우 낮은 수분 중량 증가(water weight gain)와 함께 매우 편안하고(피부 친화적 위킹(wicking) 편안함, 우수한 피부 감각, 높은 통기성), 다양한 중량 범위에서 빠르게 건조될 수 있는 직물을 만드는 것이다. 의류가 빨리 건조될 필요성은, 많은 수분 중량이 증가하지 않고 건조 시간이 오래 걸리지 않는, 내구성이 높고, 편안한, 보호 의복을 사용자가 필요로 하는 덥고 습한 환경에서 특히 중요하다. 전형적으로, 수분 중량 증가는 사용된 소재의 양에 좌우된다(직물 중량이 높을수록, 더 많은 수분을 보유할 수 있음). 이것은 대부분의 섬유가 물을 채우기 위한 섬유 다발 내에 제한된 밀도와 다공성을 가지며, 종종 흡습성 섬유에 수분을 위한 추가 공간이 있기 때문이다. 그러므로, 직물은 사용시 충분히 내구성이 있도록 무거운 경향이 있으며, 이는 긴 건조 시간 및 상당한 수분 중량 증가로 인해 불편함을 유발한다. 발수 처리, 친밀하게 혼방된 스테이플 섬유, 고강도 섬유, 및 충전된 섬유는 아직까지 이 분야에서 전통적인 천연 또는 합성 직물(면, 폴리아미드, 폴리에스테르, 양모, 아라미드)보다 널리 채택되기에 충분한 내구성이 있거나 편안한 것으로 확인되지 않았다.
그러므로, 본 기술분야에서 내구성이 있고, 빠르게 건조되며(낮은 수분 픽업(pick-up)을 가지며), 편안한, 보호 직물을 만들 필요가 있다.
본 발명의 일 구현예는 (1) 실질적으로 직사각형 단면 형상을 갖는 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 섬유를 포함하는 복수의 경사(warp) 및 위사(weft) 섬유 및 (2) 적어도 하나의 비-ePTFE 섬유를 포함하는 직조 직물(woven fabric)에 관한 것이다. ePTFE 섬유는 약 0.1 g/cm3　내지 약 2.2 g/cm3의 직조전 밀도(pre-weaving density) 및 약 1을 초과하는 종횡비(aspect ratio)를 갖는다. 하나의 예시적인 구현예에서, 적어도 하나의 직조 섬유는　난연성 섬유이다. ePTFE 섬유는 적어도 부분적으로 오일 및/또는 폴리머로 충전될 수 있다. 상기 직물은 30분 미만의 건조 시간, 90 mm/10분을 초과하는 수직 위킹, 및 약 1000 g/m2 미만의 단위 면적 당 중량을 갖는다. 또한, 상기 직조 직물은 유연하며 약 1000 g 미만의 평균 강연도(stiffness)를 갖는다. 폴리머 막이 상기 직물의 적어도 한쪽 면에 부착되어 적층 구조를 형성할 수 있다. 직조 직물은 동시에 높은 수증기 투과성(즉, 높은 통기성)을 가지며, 내구성이 높고, 경량이며, 빠르게 건조된다.
본 발명의 두 번째 구현예는 (1) 경사 섬유 및 위사 섬유로서, 각각의 경사 섬유 또는 각각의 위사 섬유는 실질적으로 직사각형 단면 형상을 갖는 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 섬유로 이루어지는 경사 섬유 및 위사 섬유 및 (2) 복수의 비-ePTFE 섬유를 포함하는 직조 직물에 관한 것이다. ePTFE 섬유로 구성되지 않은 경사 또는 위사 섬유는 비-ePTFE 섬유를 포함한다. 경사 섬유는 ePTFE 섬유로 이루어질 수 있고 위사 섬유는 비-ePTFE 섬유를 포함할 수 있으며, 그 역도 성립한다. 일 구현예에서, 비-ePTFE 섬유는 적어도 하나의 난연성 섬유를 포함한다. 상기 직조 직물은 약 10 N 내지 약 200 N의 인열 강도(tear strength), 약 100 N 내지 약 1500 N의 파단 강도(break strength), 및/또는 약 500 cfm 미만의 공기 투과도(air permeability)를 가질 수 있다. 또한, 상기 직조 직물은 30분 미만의 건조 시간, 90 mm/10분을 초과하는 수직 위킹, 및 약 1000 g/m2 미만의 단위 면적 당 중량을 갖는다.
본 발명의 세 번째 구현예는 복수의 경사 섬유 및 위사 섬유를 포함하는 직조 직물에 관한 것으로서, 각각의 경사 섬유 또는 각각의 위사 섬유는 실질적으로 직사각형 단면 형상을 갖는 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 섬유의 교대 피크(alternating pick)를 포함하는 직조 직물에 관한 것이다. ePTFE 섬유가 아닌 경사 및 위사 섬유는 비-ePTFE 섬유를 포함한다. ePTFE 섬유는 약 1을 초과하는 종횡비를 가질 수 있다. ePTFE 섬유는 약 0.1 g/cm3　내지 약 1.0 g/cm3 또는 약 1.0 g/cm3　내지 약 2.2 g/cm3의 직조전 밀도를 가질 수 있다. ePTFE 섬유는 약 20 dtex 내지 약 1200 dtex의 길이 당 중량 및 약 1.5 cN/dtex를 초과하는 강도(tenacity)를 갖는다. 상기 직조 직물은 30분 미만의 건조 시간, 90 mm/10분을 초과하는 수직 위킹, 및 약 1000 g/m2 미만의 단위 면적 당 중량을 갖는다.
본 발명의 네 번째 구현예는 (1) 실질적으로 직사각형 형상 및 약 1.2 g/cm3를 초과하는 밀도를 갖는 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 섬유 및 (2) 편직 섬유(knit fiber)를 포함하는 편직물(knit fabric)에 관한 것이다. ePTFE 섬유는 약 0.1 g/cm3　내지 약 1 .0 g/cm3 또는 약 1.0 g/cm3　내지 약 2.2 g/cm3의 편직전 밀도(pre-knitting density)를 가질 수 있다. 편직물은 10 mm/10분을 초과하는 수직 위킹 및 약 1000 g/m2 미만의 단위 면적 당 중량을 갖는다. ePTFE 섬유는 적어도 부분적으로 오일 및/또는 폴리머로 충전될 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 편직 섬유 중 적어도 하나는 난연성 섬유이다.
첨부된 도면은 본 개시내용의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 포함되어 본 명세서의 일부를 구성하고, 구현예를 예시하며, 명세서와 함께 상기 개시내용의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 하나의 예시적인 구현예에 따라 1000x 배율로 촬영된 ePTFE 섬유의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진(SEM)이다.
도 2는 본 발명의 하나의 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 2개의 위사 피크(pick)마다 삽입된 도 1에 도시된 섬유를 갖는 1x2 직조된 능직물(twill fabric)의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 하나의 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 도 2에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 하나의 예시적인 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 3개의 위사 피크마다 삽입된 도 1에 도시된 섬유를 갖는 1x2 직조된 능직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 5는 본 발명의 하나의 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 도 4에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 6은 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 폴리아미드 섬유의 1x2 직조된 능직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 7은 본 발명의 하나의 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 도 6에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 8은 본 발명의 하나의 예시적인 구현예에 따라 1000x 배율로 촬영된 ePTFE 섬유의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 9는 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 2개의 위사 피크마다 삽입된 도 8에 도시된 섬유를 갖는 1x2 직조된 능직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 10은 본 발명의 하나의 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 도 9에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 11은 본 발명의 적어도 하나의 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 모든 위사 피크에 꼬이고 삽입된, 도 8에 도시된 섬유를 갖는 1x2 직조된 능직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 12는 본 발명의 하나의 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 도 11에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 13은 본 발명의 하나의 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된, 모든 위사 피크에 꼬이고 삽입된, 도 8에 도시된 섬유를 갖는 1x2 직조된 능직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 14는 본 발명의 하나의 예시적인 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 도 13에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 15는 본 발명의 하나의 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된, 모든 위사 피크에 꼬이고 삽입된, 도 8에 도시된 섬유를 갖는 1x2 직조된 능직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 16은 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 도 15에서 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.　
도 17은 본 발명의 하나의 예시적인 구현예에 따라 1000x 배율로 촬영된 ePTFE 섬유의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 18은 본 발명의 하나의 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 2개의 위사 피크마다 삽입된 도 17에 도시된 섬유를 갖는 1x2 직조된 능직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 19는 본 발명의 하나의 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 도 18에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 20은 본 발명의 하나의 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 2개의 위사 피크마다 삽입된 도 8에 도시된 섬유를 갖는 1x2 직조된 능직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 21은 본 발명의 하나의 예시적인 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 도 20에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 22는 본 발명의 하나의 예시적인 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 2개의 위사 피크마다 삽입된 폴리(비닐리덴 플루오라이드)(PVDF) 섬유를 갖는 1x2 직조된 능직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 23은 본 발명의 하나의 예시적인 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 도 22에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 24는 본 발명의 하나의 예시적인 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 2개의 위사 피크마다 삽입된 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 섬유를 갖는 1x2 직조된 능직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 25는 본 발명의 하나의 예시적인 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 도 24에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 26은 본 발명의 하나의 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 2개의 위사 피크마다 삽입된 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 섬유를 갖는 1x2 직조된 능직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 27은 본 발명의 하나의 예시적인 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 도 26에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.　
도 28은 본 발명의 하나의 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 폴리아미드/면 섬유의 1x2 직조된 능직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 29는 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 도 22에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 30은 본 발명의 하나의 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 모든 위사 피크에 꼬이고 삽입된 도 8에 도시된 섬유를 갖는 1x2 직조된 능직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 31은 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 도 30에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 32는 1000x 배율로 촬영된 실시에 4의 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 섬유의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 33은 80x 배율로 촬영된 실시예 4의 편직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 34는 본 발명의 하나의 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 모든 위사 피크에 삽입된 도 32에 도시된 섬유를 갖는 평직조 직물(plain woven fabric)의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 35는 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라 150x 배율로 촬영된 도 34에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 36은 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 막에 적층된 도 34에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 37은 본 발명의 하나의 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 2개의 위사 피크마다 삽입된 도 32에 도시된 섬유를 갖는 평직조 직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 38은 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라 150x 배율로 촬영된 도 37에 묘사된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.　
도 39는 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 막에 적층된 도 37에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 40은 본 발명의 하나의 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 폴리아미드의 평직조 직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 41은 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라 150x 배율로 촬영된 도 40에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 42는 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 막에 적층된 도 37에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 43은 본 발명의 하나의 구현예에 따라 80x 배율로 촬영된 2개의 위사 피크마다 삽입된 도 32에 도시된 섬유를 갖는 1x2 직조된 능직물의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 44는 본 발명의 예시적인 구현예에 따라 120x 배율로 촬영된 도 43에 도시된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "무정형 로킹된(amorphously locked)"은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 소재가 PTFE의 결정 용융 온도(crystalline melt temperature)를 초과하여 가열되었음을 나타내는 것을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "섬유", "모노필라멘트 섬유" 및 "모노필라멘트 ePTFE 섬유"는 직물로 직조될 수 있는 자연적으로 연속적이거나 실질적으로 연속적인 ePTFE 섬유를 기술하는 것을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "저밀도 섬유" 또는 저밀도 ePTFE 섬유"는 약 1.0 g/cm3 미만의 직조전 밀도를 갖는 섬유를 기술하는 것을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "정합성(conformable)" 및 "정합성 섬유"는 경사 및 위사　섬유의 크로스오버(crossover) 사이에 제공된 그리고 경사 및 위사 섬유의 인치 당 피크(picks per inch) 및/또는 인치당 엔드(ends per inch)의 수에 결정된 바와 같은 직조 간격에 일치하도록 스스로 컬링 및/또는 폴딩할 수 있는 섬유를 기술하는 것을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이 "높은 수분 유입 압력(high water entry pressure)"은 약 1 kPa를 초과하는 수분 유입 압력을 갖는 직조 직물을 기술하는 것을 의미한다.
"미세다공성"은 육안으로 볼 수 없는 공극을 갖는 것으로서 본원에서 정의된다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "통기성이 있는" 및 "통기성"은 적어도 약 3000 그램/m2/24시간의 수증기 투과율(MVTR)을 갖는 ePTFE 직조 직물을 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "실질적으로 직사각형 형상"은 정합성 섬유가 둥글거나 뾰족한 모서리(또는 측면) 및 1을 초과하는 종횡비를 갖거나 갖지 않으면서, 직사각형 또는 거의 직사각형 단면을 갖는다는 것을 나타내는 것을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "실질적으로 둥근"은 ePTFE 섬유가 둥글거나 거의 둥근 형상 및 약 1의 ePTFE 섬유의 종횡비를 갖는 것을 나타내는 것을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "옷감(textile)"은 임의의 직포, 부직포, 펠트(felt), 플리스(fleece), 또는 편물을 나타내는 것을 의미하고, 이는 천연 및/또는 합성 섬유 소재 및/또는 다른 섬유 또는 플로킹(flocking) 소재로 구성될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "직조 섬유" 및 "편직 섬유"는 ePTFE 섬유로 직조되거나 편직되어 각각 직조 직물 또는 편직물을 형성하는 섬유 또는 섬유들을 나타내는 것을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "탄력성 있는"은 인장될 수 있고 상기 인장의 해제시 그의 근사치의 본래의 치수로 되돌아오는 소재를 나타내는 것을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "건조"는 표준 조건에서의 건조 중량을 나타내는 것을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "상에(on)"는 한 구성요소가 다른 구성요소 “상에” 있을 때, 그것이 다른 구성요소 상에 직접 있을 수 있거나 개재하는 구성요소가 또한 존재할 수 있음을 나타내는 것을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "인접한" 및 "에 인접한"은 하나의 구성 요소가 다른 구성요소에 "인접"할 때, 상기 구성요소가 다른 구성요소에 직접 인접할 수 있거나 개재하는 구성요소가 존재할 수 있음을 나타내는 것을 의미한다.
발명의 상세한 설명
당업자는 본 개시내용의 다양한 양태가 의도된 기능을 수행하도록 구성된 많은 방법 및 장치에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 본원에 언급된 첨부 도면은 반드시 확대 또는 축소하여 그려진 것은 아니지만, 본 개시내용의 다양한 양태를 예시하기 위해 과장될 수 있으며, 이에 관해, 도면은 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다는 점에 또한 유의해야 한다.
본 발명은 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 섬유 및 적어도 하나의 다른 섬유를 포함하는 직조 직물 또는 편직물에 관한 것이다. 적어도 하나의 구현예에서, 적어도 하나의 다른 섬유는 비-ePTFE 섬유이다. ePTFE 섬유는 단일 섬유로서, 멀티필라멘트 섬유의 일부로서 직조되거나 편직될 수 있거나, 또는 또 다른 섬유와 함께 꼬이거나 브레이드될(braided) 수 있다. 상기 직물은 동시에 높은 수증기 투과성을 가지고(즉, 통기성이 높고), 내구성이 높으며, 경량이고, 빠르게 건조된다. 직조 직물 또는 편직물은, 예를 들어, 염색 또는 인쇄에 의해 착색될 수 있다. 또한, 직물은 수수하고, 부드러우며, 입을 수 있으므로, 의류, 텐트, 커버, 비비 백(bivy bag), 신발, 및 장갑에 사용하기에 특히 적합하다. 용어 "직물"은 직조 직물 및 편직물 모두를 포함하는 것을 의미한다는 점에 유의해야 한다.
본원에 사용된 ePTFE 섬유는 약 0.1 g/cm3　내지 약 2.2 g/cm3, 약 0.2 g/cm3　내지 약 2.1 g/cm3, 약 0.3 g/cm3　내지 약 2.0 g/cm3, 또는 약 0.4 g/cm3 내지 약 1.9 g/cm3의 직조전 또는 편직전 밀도를 가질 수 있다. 직조와 같이 직물을 만드는데 사용되는 공정은 섬유의 밀도를 증가시킬 수 있음에 유의해야 한다. 적어도 하나의 구현예에서, 직조후 밀도는 약 1.2 g/cm3 초과 및 약 2.3 g/cm3 미만이다.
하나의 예시적인 구현예에서, ePTFE 섬유는 약 1.0 g/cm3 미만의 직조전 또는 편직전 밀도 및 노드(node)가 피브릴(fibril)에 의해 상호연결된 노드 및 피브릴 구조를 가지며, 그 사이의 공간은 섬유를 통과하는 통로를 정의한다. 또한, 정합성 노드 및 피브릴 섬유는 미세다공성이다. 섬유 내의 노드 및 피브릴 구조는 섬유, 및 상기 섬유로부터 직조된 직물의 통기성을 높게 하며 착색제 및 소유성(oleophobic) 조성물의 침투를 가능하게 한다. ePTFE 섬유(직조전후 및 편직전후 모두)의 저밀도는 이들로 만들어진 직물의 통기성을 향상시킨다. 일 구현예에서, ePTFE 섬유는 약 0.9 g/cm3 미만, 약 0.8 g/cm3 미만, 약 0.7　g/cm3 미만, 약 0.6 g/cm3 미만, 약 0.5 g/cm3 미만, 약 0.4 g/cm3 미만, 약 0.3 g/cm3 미만, 약 0.2 g/cm3 미만 또는 약 0.1 g/cm3 미만의 직조전 또는 편직전 밀도를 갖는다. 그러한 정합성, 통기성, 미세다공성 섬유의 한 가지 비제한적인 예는 미국 특허 공개 제2015/0079865호(Minor, et al)에서 교시된 약 1.0 g/cm3 미만의 직조전 밀도를 갖는 ePTFE 섬유이다. 적합한 저밀도 ePTFE 섬유의 다른 비제한적인 예는 미국 특허 제7,060,354호(Baille, et al), 미국 특허 공개 제2014/0120286호(Wendlandt et al), 및 미국 특허 제8,187,733호(Kelmartin, et al)의 교시에 따라 제조된 섬유를 포함한다.
또한, 저밀도 ePTFE 섬유(예컨대, 약 1.0 g/cm3 미만의 밀도)에서 노드 및 피브릴에 의해 제공되는 매트릭스는 원하는 충전제(filler) 및/또는 첨가제(additive)의 포함을 허용한다. 예를 들어, ePTFE 섬유는 오일 및/또는 또 다른 폴리머로 충전되거나 부분적으로 충전될 수 있다. 그러한 첨가제는 본질적으로 노드와 피브릴에 의해 제공된 공간을 충전하고, 액체 물의 통과를 방지하나; 일부 경우 수증기가 충전된 섬유를 통과할 수 있다. 일부 첨가제 및/또는 충전제는, 비제한적으로 항-미생물, 항-진균, 방충, 또는 섬유에 대한 오염 방지와 같은, 원하는 특성을 부여하는 기능성을 포함할 수 있다. 또한, 상기 첨가제 및/또는 충전제는 ePTFE 섬유를 친수성으로 만들기 위해 사용될 수 있다. 상기 충전된 저밀도 ePTFE 섬유는 본질적으로 비흡수성이라는 점에서 고밀도 ePTFE 섬유(예컨대, 약 1.0 g/cm3를 초과하는 밀도)와 유사하게 기능한다.
또 다른 구현예에서, ePTFE 섬유는 약 1.0 g/cm3를 초과하는 직조전 또는 편직전 밀도를 가지며 본질적으로 노드 및 피브릴 구조를 갖지 않는다(예컨대, 고밀도 ePTFE 섬유). 예시적인 구현예에서, ePTFE 섬유는 약 1.1 g/cm3를 초과하는 밀도, 약 1.2 g/cm3를 초과하는 밀도, 약 1.4 g/cm3를 초과하는 밀도, 약 1.5 g/cm3를 초과하는 밀도, 약 1.7 g/cm3를 초과하는 밀도 또는 약 1.9 g/cm3를 초과하는 밀도를 갖는다. 일부 구현예에서, ePTFE 섬유는 약 1.0 g/cm3　내지 약 2.2 g/cm3의 밀도를 갖는다. 조밀한 ePTFE 섬유에서, 피브릴은 대부분 붕괴되어, 섬유를 비-통기성으로 만든다. 또한, 조밀한 ePTFE 섬유는 높은 인장 강도 및 작은 프로파일(단면적)을 갖는다. 조밀한 ePTFE 섬유가 이용되는 직물에서, 직물의 통기성은 경사 및 위사 섬유 사이의 공간에 기인한다.
ePTFE 섬유와 관련하여, 본원에서 논의의 편의상 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌에 대하여 언급한다는 점을 이해하여야 한다. 그러나, 임의의 적합한 정합성 플루오로폴리머가 본 출원 내에서 기재된 ePTFE와 상호교환적으로 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 플루오로폴리머의 비제한적인 예는, 비제한적으로 팽창 PTFE, 팽창 변형된 PTFE, PTFE의 팽창 코폴리머, 불소화된 에틸렌 프로필렌(FEP), 및 퍼플루오로알콕시 코폴리머 수지(PFA)를 포함한다. PTFE의 팽창가능한 혼방, 팽창가능한 변형된 PTFE, 및 PTFE의 팽창 코폴리머는, 비제한적으로, 미국 특허 제5,708,044호(Branca); 미국 특허 제6,541,589호(Baillie); 미국 특허 제 7,531,611호(Sabol et al.); 미국 특허 제 8,637,144호(Ford); 및 미국 특허출원 제12/410,050호(Xu et al.)와 같이 특허 등록되었다.
하나 이상의 구현예에서, 직조 직물 또는 편직물은 하기 소재 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 미국 특허공개 제2014/0212612호(Sbriglia)에서 교시된 초고분자량 폴리에틸렌; 미국 가출원 제62/030,419호(Sbriglia)에서 교시된 폴리파라자일릴렌; 미국 가출원 제62/030,408호(Sbriglia, et al.)에서 교시된 폴리락트산; 및/또는 미국 가출원 제62/030,442호(Sbriglia)에서 교시된 VDF-코-(TFE 또는 TrFE) 폴리머.
또한, ePTFE 섬유는 실질적으로 직사각형 형상을 갖는다. 본 출원의 적어도 도 2 및 4는 실질적으로 직사각형 형상을 갖는 예시적인 ePTFE 섬유를 묘사한다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "실질적으로 직사각형 형상"은 섬유가 직사각형 또는 거의 직사각형 단면을 갖는다는 것을 나타내는 것을 의미한다. 즉, ePTFE 섬유는 그의 높이(두께)보다 큰 폭을 갖는다. 섬유가 둥글거나 뽀죡한 모서리(또는 측면)를 가질 수 있음에 유의해야 한다. 직조 전에 꼬여져야 하는 종래의 섬유와 달리, ePTFE 섬유는 ePTFE 섬유를 먼저 꼬을 필요 없이 편평한 상태에 있는 동안 직조되거나 편직될 수 있다. ePTFE 섬유는 유리하게는 직조 직물의 상부 표면을 형성하도록 배향된 섬유의 폭을 이용하여 직조될 수 있다. 따라서, ePTFE 섬유로부터 제작된 직조 직물은 편평하거나 실질적으로 편평한 직조 및 상응하는 매끄러운 표면을 가질 수 있다. 직물의 매끄러운 평면 표면은 직조 직물의 부드러움을 향상시킨다. 예시적인 구현예에서, ePTFE 섬유의 종횡비(즉, 폭 대 높이 비율)는 1을 초과한다. 일부 구현예에서, 종횡비는 약 2 초과, 약 5 초과, 약 10 초과, 약 15 초과, 약 20 초과, 또는 약 25 초과이다. ePTFE 섬유에 의해 달성되는 바와 같은 높은 종횡비는 면적 직물 당 낮은 중량, 더 쉽고 더 효율적인 재성형을 가능하게 하고, 직조 직물 또는 편직물에서 더 높은 커버리지를 달성할 수 있다.
적어도 하나의 구현예에서, ePTFE 섬유는 실질적으로 둥근 형상을 가질 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "실질적으로 둥근"은 섬유가 둥근(예컨대, 원형) 또는 거의 둥근 형상 및 약 1의 종횡비를 갖는다는 것을 나타내는 것을 의미한다.
또한, ePTFE 섬유(직조전 또는 후 또는 편직전 또는 후)는 약 15 cN/dtex를 초과하는 강도를 갖는다. 본 발명의 적어도 하나의 구현예에서, ePTFE 섬유는 약 1.5 cN/dtex 내지 약 7 cN/dtex, 약 2 cN/dtex 내지 약 6 cN/dtex, 또는 약 2.5 cN/dtex 내지 약 5 cN/dtex의 강도를 갖는다. 또한, ePTFE 섬유는 적어도 약 2 N의 섬유 파단 강도(직조전 또는 후 또는 편직전 또는 후)를 갖는다. 하나 이상의 구현예에서, ePTFE 섬유는 약 2 N 내지 약 20 N, 약 3 N 내지 약 19 N, 약 4 N 내지 약 18 N, 또는 약 5 N 내지 약 17 N의 섬유 파단 강도를 갖는다.
또한, 섬유(직조전 또는 후 또는 편직전 또는 후)는 약 20 dtex 내지 약 200 dtex, 약 30 dtex 내지 약 1000 dtex, 약 40 dtex 내지 약 500 dtex, 약 50 dtex 내지 약 450 dtex, 약 100 dtex 내지 약 400 dtex, 또는 약 150 dtex 내지 약 300 dtex의 길이 당 중량을 가질 수 있다. 더 낮은 dtex는 더 낮은 중량/면적 직물을 제공하며, 이는 직물로부터 형성된 의류의 편안함을 향상시키는 것으로 이해되어야 한다. 또한, ePTFE 섬유의 낮은 섬도(denier)는 직조 직물이 높은 피크 저항성(pick resistance)을 갖게 한다. 피크 저항성은 직물 내의 개별 섬유의 잡기(grasping) 및 이동(moving)에 저항하는 직물의 능력으로 지칭된다. 일반적으로, 섬유가 더 미세하고(예컨대, 더 낮은 섬도(denier) 또는 dtex) 직조가 더 단단할수록, 더 우수한 피크 저항성이 달성된다.
ePTFE 섬유는 또한 약 500 마이크론 미만의 높이(두께)(직조전 또는 후 또는 편직전 또는 후)를 갖는다. 일부 구현예에서, 두께는 약 10 마이크론 내지 약 500 마이크론, 15 마이크론 내지 약 250 마이크론, 약 20 마이크론 내지 약 150 마이크론, 약 25 마이크론 내지 100 마이크론, 약 30 마이크론 내지 80 마이크론, 또는 약 35 마이크론 내지 50 마이크론의 범위이다. ePTFE 섬유는 500 마이크론 미만, 400 마이크론 미만, 300 마이크론 미만, 200 마이크론 미만, 100 마이크론 미만, 또는 50 마이크론 미만의 직조전 또는 후 또는 편직전 또는 후 높이(두께)를 가질 수 있다. ePTFE 섬유는 또한 약 4.0 mm 미만의 폭(직조전 또는 후 또는 편직전 또는 후)을 갖는다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 섬유는 약 0.05 mm 내지 약 4.0 mm, 약 0.1 mm 내지 약 3.0 mm, 약 0.3 mm 내지 약 2.0 mm, 또는 약 0.5 mm 내지 약 1.5 mm의 직조전 또는 후 또는 편직전 또는 후 폭을 갖는다. ePTFE 섬유의 수득된 종횡비(즉, 폭 대 높이 비율)는 약 1 초과이다. 일부 구현예에서, 종횡비는 약 2 초과, 약 5 초과, 약 10 초과, 약 15 초과, 약 20 초과, 또는 약 25 초과이다. ePTFE 섬유에 의해 달성되는 것과 같은 높은 종횡비는 면적 직물 당 낮은 중량, 더 쉽고 더 효율적인 재성형을 가능하게 하고, 인치 당 낮은 피크 및 엔드로 직조 직물에서 더 높은 커버리지를 달성할 수 있다.
ePTFE 섬유는 종래의 섬유에 비해 작은 단면을 가질 수 있다. 따라서, ePTFE 섬유가 또 다른 섬유와 함께 직조되는 경우, 수득된 직조 직물은 ePTFE 섬유가 직조 직물의 표면 아래에 위치한 형상(topography)을 가질 수 있고, 일부 경우에, 육안으로 보이지 않을 수 있다. 그러한 직조 구조는 땀을 흘리거나 젖을 때 직물의 피부 감각을 향상시킨다.
또 다른 구현예에서, ePTFE 섬유는 ePTFE 섬유가 직조 직물의 표면 근처 또는 표면 상에 위치하도록 또 다른 섬유와 함께 직조된다. 그러한 ePTFE 직조 직물은 종래의 비 ePTFE 직물보다 개선된 비딩(beading) 성능을 갖는다는 것이 밝혀졌다. 이 ePTFE 직조 직물의 비딩 성능은 약 50% 내지 약 70%, 약 70% 내지 약 80%, 또는 약 80% 내지 약 90%의 범위일 수 있다. 발수 처리의 부가시, ePTFE 직조 직물의 비딩 성능은 약 100%이다. 종래의 비-ePTFE 직물과 달리, 직조된 ePTFE 직물의 비딩 성능은 시간이 지남에 따라 0%로 저하되지 않는다. 비딩 성능은 시간이 지남에 따라 직물의 초기 비딩 성능 아래로 저하되지 않는다는 것이 결정되었다. 발수 처리가 없으면, 그러한 ePTFE 직조 직물의 비딩 성능은 시간이 지남에 따라 그의 초기 비딩 성능을 유지하는 것으로 이해하여야 한다.
ePTFE 섬유는, 적어도 하나의 다른 섬유와 함께 느슨하게 직조되는 경우, 경사 및 위사 섬유의 교차점들 사이에 눈에 보이는 갭을 포함할 수 있다. 그와 같이, 직물은 통기성이 높지만 방수는 아니다. 직물에서 그러한 큰 갭은, 예를 들어 다른 층에 의해 방수가 제공되는 적용에서, 또는 일반적인 면적 커버리지가 필요하고 방수가 중요하지 않은 경우에 허용될 수 있다.
다른 구현예에서, ePTFE 섬유는 ePTFE 섬유의 폭이 인치 당 피크 및/또는 인치 당 엔드의 수를 기준으로 직조 직물에서 할당된 공간을 초과하는 경우와 같이, 다른 섬유(들)과 함께 더 견고하고 직조된다. 그러한 직물에서, 경사 및 위사 섬유의 교차점 사이에 갭이 없거나 실질적으로 없다. ePTFE 섬유의 폭은 인치 당 피크 및/또는 인치 당 엔드의 수를 기준으로 섬유에 제공되는 공간의 1배 초과, 약 1.5배 초과, 약 2배 초과, 약 3배 초과, 약 4배 초과, 약 4.5배 초과, 약 5배 초과, 약 5.5배 초과, 또는 약 6배 초과(또는 그 이상)일 수 있다. 즉, ePTFE 섬유는 ePTFE 섬유의 폭보다 더 견고하게 직조될 수 있다. 그러한 구현예에서, ePTFE 섬유는 실질적으로 직사각형 형상으로 직조 공정을 시작한다. 그러나, 인치 당 피크 및/또는 인치 당 엔드에 의해 제공되는 공간에 비해 섬유의 크기가 더 크기 때문에, ePTFE 섬유는 경사 및 위사 섬유의 인치 당 피크 및/또는 인치 당 엔드의 수에 의해 결정되는 직조 간격과 일치하도록 스스로 컬링 및/또는 폴딩될 수 있다. 일반적으로, 폴딩 또는 컬링은 섬유의 폴딩 또는 컬링이 일어남에 따라 각각의 개별 섬유의 폭이 더 작아지도록 섬유의 폭에서 일어난다. 따라서, 섬유는 섬유의 길이를 따라 폴딩된 형상이다.
ePTFE 섬유의 정합성은 더 큰 크기의 ePTFE 섬유가 더 작은 직조 간격으로 이용될 수 있게 한다. 섬유의 폭에 비해 인치 당 피크 및/또는 인치 당 엔드의 수를 증가시키는 것은 경사 및 위사 섬유가 교차하는 곳 사이의 갭을 줄이거나 심지어 제거한다. 그러한 견고한 직조 직물은 동시에 통기성이 높고 방수이다(예컨대, 높은 수분 유입 압력을 가짐). ePTFE 섬유가 노드 및 피브릴 구조를 갖는 구현예에서(예컨대, 저밀도 ePTFE 섬유에서와 같이), 직물은 무슨 갭이 존재할 수 있든지 간에 이를 통해서뿐만 아니라 ePTFE 섬유 자체를 통해 숨을 쉰다. 따라서, 갭이 존재하지 않는 경우에도, 저밀도 ePTFE 섬유를 포함하는 직조 직물은 통기성을 유지한다.
본원에 기재된 ePTFE 섬유는, 하나 이상의 다른 직조 섬유와 함께, 반복적인 직조 패턴으로 서로 인터위빙된(interwoven) 경사 및 위사 섬유를 갖는 직조 직물을 형성하는데 사용될 수 있다. 임의의 직조 패턴, 예컨대 비제한적으로, 평 직조(plain weave), 새틴 직조(satin weave), 능직 직조(twill weave), 및 바스켓 직조(basket weave)가 ePTFE 섬유 및 다른 섬유(들)을 직조 직물로 형성하는데 사용될 수 있다. 직조 섬유는 매끄러울 수 있거나 텍스처드(textured) 표면을 가질 수 있다. 직조 섬유(들)로서 사용하기에 적합한 섬유는, 비제한적으로, 레이온, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 면, 양모, 실크, 아라미드, 폴리아미드, 아크릴, 올레핀, 스판덱스, 및 이의 조합 및 혼방을 포함한다. 직조 섬유(들)는 직조 직물의 원하는 성능 특성에 따라 선택될 수 있다. 직조 섬유로서 하나 이상의 탄력성 또는 신장성 섬유를 포함하는 것은 직조 직물을 신장한 다음 그의 원래의 형상으로 회복시키거나 실질적으로 회복시킬 것임을 이해하여야 한다. 직조 직물에서 사용하기 위한 탄력성 섬유의 비제한적인 예는 엘라스테인(elastane) 또는 나일론(예컨대, 텍스처드 나일론)을 포함한다.
ePTFE 섬유는 단일 섬유로서 직조될 수 있고, 상기 논의된 바와 같이, 편평하게 직조될 수 있거나, 또는 직조되기 전에 꼬일 수 있다. 또한, ePTFE 섬유는 다수의 ePTFE 섬유로서 직조될 수 있고, 여기서 둘 이상의 ePTFE 섬유가 서로 인접하거나 옆에 배치되어 단일 직조 섬유로서 취급된다. 대안적으로, 다수의 ePTFE 섬유가 함께 꼬여지거나 브레이드(braided)되어 단일 직조 섬유로서 취급될 수 있다. 이들 ePTFE 섬유는 하나 이상의 직조 섬유와 함께 직조되어 직조 직물을 형성할 수 있다.
대안적으로, 하나 이상의 직조 섬유는 ePTFE 섬유와 조합되어 직물로 직조될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 직조 섬유가 ePTFE 섬유를 감싸(또는 그 역도 성립) 직물로 직조될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 코어/피복(core/sheath) 형상으로 직조 섬유를 캡슐화하기 위해 ePTFE 섬유가 직조 섬유를 감쌀 수 있다(또는 그 역도 성립). ePTFE 섬유는 또한 직조 전에 하나 이상의 직조 섬유와 함께 꼬이거나 브레이드될 수 있다.
ePTFE 섬유는, 단독이든 또는 직조 섬유(들)와 조합되든 간에, 경사 및/또는 위사 방향으로 이용될 수 있다. ePTFE 섬유 및/또는 직조 섬유가 경사 및 위사 방향으로 사용되는 직조 패턴의 많은 변형이 있음을 이해하여야 한다. ePTFE 섬유는 경사 또는 위사 방향만으로만 또는 경사 및 위사 방향으로 사용될 수 있고 직조 섬유(들)에 의해 교대로 나올 수 있거나 또는 직조 섬유(들)가, 예컨대 2개마다, 3개마다, 4개마다 등과 같이 미리 정해진 간격으로 삽입될 수 있다. ePTFE 섬유는 미리 정해진 간격으로 경사 및 위사 모두에 교대로 존재할 수 있다. 한 가지 비제한적인 예로서, 경사 섬유는 폴리아미드 섬유로 형성될 수 있고 위사 섬유는 교대 피크(alternating pick)로 폴리아미드 섬유 및 ePTFE 섬유로 형성될 수 있다. 또 다른 비제한적인 예에서, 전체 위사 방향은 ePTFE 섬유로 구성될 수 있고 경사 섬유는 폴리아미드 섬유로 구성될 수 있다.
또 다른 구현예에서, 편직 섬유와 조합된, ePTFE 섬유는 편직물로 편직될 수 있다. 편직 섬유(들)로서 사용하기에 적합한 섬유는, 비제한적으로, 레이온, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 면, 양모, 실크, 아라미드, 폴리아미드, 아크릴, 올레핀, 스판덱스, 및 이의 조합 및 혼방을 포함한다. 상기 논의된 바와 같이, 비-ePTFE 섬유(들)는 편직물의 원하는 성능 특성에 따라 선택될 수 있다. 편직 섬유로서 하나 이상의 탄력성 또는 신장성 섬유를 포함하는 것은 편직물을 신장시킨 다음 그의 원래의 형상으로 회복시키거나 실질적으로 회복시킬 것으로 이해되어야 한다. 편직물에서 사용하기 위한 탄력성 또는 신장성 섬유의 비제한적인 예는 엘라스테인 또는 나일론(예컨대, 텍스처드 나일론)을 포함한다.
ePTFE 섬유는, 편직 섬유와 함께, 임의의 편물 패턴, 예컨대 비제한적으로, 경사 편물, 위사 편물, 원형 편물, 평 편물, 플리스(fleece) 편물, 퍼지(fuzzy) 편물, 와플(waffle) 편물, 저지(jersey) 편물, 및 친밀한 혼방 편물을 이용한 편물일 수 있다. ePTFE 섬유는 비-ePTFE 섬유에 인접하거나 옆에 배치되어 단일 편직 섬유로서 취급될 수 있다. 대안적으로, 편직 섬유는 ePTFE 섬유를 감싸(또는 그 역도 성립) 편직물로 편직된다. 또 다른 구현예에서, ePTFE 섬유 및 비-ePTFE 섬유는 함께 꼬여지거나 브레이드되어 단일 편직 섬유로서 취급될 수 있다. 추가 구현예에서, 코어/피복(core/sheath) 형상으로 비-ePTFE 섬유를 캡슐화하기 위해 ePTFE 섬유가 비-ePTFE 섬유를 감쌀 수 있다(또는 그 역도 성립).
일부 구현예에서, 직조 직물 또는 편직물에 난연성(flame resistance)을 부여하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 구현예에서, 방염 섬유(fire retarding fiber)가 직조 또는 편직 섬유 중 적어도 하나로서 이용될 수 있다. 비-제한적인 예는 아라미드, 난연성 면, 폴리벤즈이미다졸(PBI®), 폴리벤즈옥사졸(PBO), 난연성 레이온, 모다크릴 혼방, 카본, 섬유유리, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 및 이의 조합 및 혼방을 포함한다. ePTFE 직물은 본원에 기재된 수직 화염 시험(Vertical Flame Test)에 따라 시험될 때 수직 화염 또는 녹아 내리는 특징을 나타내지 않는다.
ePTFE 섬유는 물이 섬유 구조 내로 유입하는 것을 제한하여, 따라서 물을 흡수하여 결국 직물을 더 무겁게 만들고, 직물을 통한 물의 온도의 열 전도성을 허용하는, 종래의 직조 직물과 관련된 문제를 제거한다. 그러한 열 전도성은 착용자가 추운 환경에 있고 추위가 착용자의 몸에 전달되는 경우에 해로울 수 있다. 또한, 직물에 의해 흡수되는 물이 적으면 직물이 건조하는데 필요한 시간이 줄어든다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "건조"는 표준 조건(즉, 65±2% 상대 습도(RH) 및 21±1℃(70±2℉))에서의 건조 중량을 나타내는 것을 의미한다. 많은 환경에서, 의류를 가능한 신속하게 건조시키는 것이 바람직하다. ePTFE 직물은 30분 미만, 25분 미만, 또는 20분 미만의 건조 시간을 나타낸다.
또한, 직물에 부여된 소수성 처리 없이, 직조 직물은 10분 이내에 90 mm 초과, 10분 이내에 100 mm 초과, 또는 10분 이내에 110 mm 초과의 수직 위킹(vertical wicking)을 나타낸다. 편직물은 10분 이내에 10 mm 초과의 수직 위킹을 나타낸다. 많은 양의 위킹을 갖는 직물은 개인이 땀을 흘리는 덥고 습한 조건에서 특히 바람직하다. 위킹은 땀이 직조 직물 또는 편직물에 들어가 피부에서 떨어지게 함으로써, 의류 착용자의 편안함을 향상시킨다. 직물이 물을 피부로부터 멀리 이동시키는 높은 수직 위킹 및 직물 자체로부터 물을 제거하는 빠른 건조 시간 모두를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 특징들은 경쟁적인 요소임에도 불구하고, ePTFE 직조 직물 및 편직물은 높은 위킹(예컨대, 약 90분 이상) 및 빠른 건조 시간(예컨대, 30분 미만) 모두를 달성한다.
ePTFE 직조 직물 및 편직물은 본원에 기재된 수증기 투과율(MVTR) 시험 방법에 따라 시험되었을 때 약 3000 g/m2/24시간 초과, 약 5000 g/m2/24시간 초과, 약 8000 g/m2/24시간 초과, 약 10000 g/m2/24시간 초과, 약 12000 g/m2/24시간 초과, 약 15000 g/m2/24시간 초과, 약 20000 g/m2/24시간 초과, 또는 약 25000 g/m2/24시간 초과의 수증기 투과율(MVTR)을 갖는다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "통기성 있는" 또는 "통기성"은 적어도 약 3000 grams/m2/24시간의 수증기 투과율(MVTR)을 갖는 직조 직물 또는 적층을 지칭한다. 수증기 투과성, 또는 통기성은, 예를 들어, 상기 직물로부터 제조된 의류 착용자에게 냉감(cooling)을 제공한다.
직조 직물 및 편직물은 또한 약 1000 cfm 미만, 약 500 cfm 미만, 약 300 cfm 미만, 100 cfm 미만, 약 70 cfm 미만, 약 50 cfm 미만, 약 25 cfm 미만,　약 20 cfm 미만, 약 15 cfm 미만, 약 10 cfm 미만, 약 5 cfm 미만, 및 심지어 약 3 cfm 미만의 공기 투과도를 갖는다. 낮은 공기 투과도는 직물의 개선된 방풍성(windproofness)과 상관관계가 있음을 이해해야 한다. 공기 투과도는 특히 공기 투과도가 요구되는 편물에서, 향상될 수 있는 특징일 수 있음에 유의해야 한다.
또한, 직조 직물 및 편직물은 경량이며, 이는 최종 사용자가 직조 직물로부터 형성된 물품을 쉽게 가지고 다니고/거나 운반하는 것을 가능하게 한다. 직조 직물은 약 1000 g/m2 미만, 약 500 g/m2 미만, 약 400 g/m2 미만, 약 300 g/m2 미만, 약 200 g/m2 미만, 약 150 g/m2 미만, 또는 약 100 g/m2 미만의 단위 면적 당 중량을 가질 수 있다. 경량은 착용자가 움직임에 대한 제한을 덜 받기 때문에 특히 착용자의 움직임 동안, 의류의 착용자의 전체적인 편안함에 기여한다.
또한, 모노필라멘트 ePTFE를 이용할 때, 직조 직물 및 편직물이 부드러운 감촉을 가지며 입을 수 있어서 의류에 사용하기에 적합하다는 것을 발견한 것은 놀라웠다. 직물은 약 1000 g 미만, 약 500 g 미만, 약 400 g 미만, 약 300 g 미만, 약 250 g 미만, 약 200 g 미만, 약 150 g 미만, 약 100 g 미만, 및 심지어 약 50 g 미만의 평균 강연도(stiffness)를 갖는다. 놀랍게도, 부드러운 태(hand) 이외에도, 직조 직물이 직조 직물을 구부리거나 접는 것과 관련된 소음 감소를 입증하였다는 점이 발견되었다. 이후에 논의되는 다공성 폴리머 막의 첨가로도, 특히 종래의 ePTFE 적층에 비해 소음이 감소되었음이 추가로 발견되었다.
직조 직물 및 편직물은 또한 인열 저항성이다. 예를 들어, 직조 직물은 본원에 기술된 엘멘도르프(Elmendorf) 인열 시험에 의해 측정된 바와 같이 약 10 N 내지 약 200 N(또는 그 이상), 약 15 N 내지 약 150 N, 또는 약 20 N 내지 약 100 N의 인열 강도를 갖는다. ePTFE 직물이 종래의 비 ePTFE 직물에 비해 개선된 인열 강도를 가진다는 것이 발견되었다. 본원에 기재된 ePTFE 혼방된 직조 직물은 또한 본원에 제시된 직물 파단 강도 시험에 의해 측정된 바와 같이 약 100 N 내지 약 1500 N(또는 그 이상), 약 300 N 내지 약 1000 N, 또는 약 500 N 내지 약 750 N의 파단 강도를 갖는다. 그러한 높은 인열 강도 및 파단 강도는 직조 직물을 사용시에 더 내구성이 있게 만든다.
직물에게 하나 이상의 원하는 기능성, 예컨대 비제한적으로, 소유성(oleophobicity)을 부여하기 위한 처리가 제공될 수 있다. 코팅 또는 처리, 예컨대 플루오로아크릴레이트 코팅이 직조 직물 또는 편직물의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 적용될 수 있고, 이는 직조 직물 또는 편직물을 침투하거나 부분적으로만 침투할 수 있다. 방수이면서 통기성이 있는 임의의 기능성 보호층, 기능성 코팅, 또는 기능성 막, 예컨대, 비제한적으로, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 셀로판, 비-플루오로폴리머 막이 직조 직물 또는 편직물에 부착되거나 층으로 쌓일 수 있다.
직물은 적합한 착색 조성물에 의해 착색될 수 있다. 하나의 구현예에서, ePTFE 섬유는 미세구조를 가지며, 여기서 ePTFE 섬유의 공극은 내수성을 제공하기 위해 충분히 견고하며, 착색제의 코팅에 의해 수증기 투과성 및 침투와 같은 특성을 제공하기 위해 충분히 개방된다. 하나의 구현예에서, ePTFE 섬유는, 인쇄될 때, 내구성 있는 심미감을 제공하는 표면을 갖는다. 미적 내구성은 일부 구현예에서 ePTFE 섬유의 공극 내 및/또는 직조 직물 내에 들어가기 위해 충분히 작은 입자 크기를 갖는 안료를 포함하는 착색제 코팅 조성물을 이용하여 달성될 수 있다. 하나 이상의 안료의 농도를 변경하거나, 또는 이들 기술들의 조합에 의해, 다수의 색상이 다수의 안료를 사용하여 적용될 수 있다. 또한, 코팅 조성물은 임의의 형태로, 예컨대 고체, 패턴, 또는 인쇄로 적용될 수 있다. 코팅 조성물은 종래의 인쇄 방법에 의해 직조 직물 또는 편직물에 적용될 수 있다. 착색을 위한 적용 방법은 비제한적으로, 전이(transfer) 코팅, 스크린(screen) 인쇄, 그라비어(gravure) 인쇄, 잉크젯(ink-jet) 인쇄, 및 나이프(knife) 코팅을 포함한다. 일부 구현예에서, ePTFE 섬유는 착색되지 않은 상태를 유지하는 반면, 직조 직물 내의 직조 섬유(들)는 착색 조성물에 의해 착색된다. 다른 코팅 또는 처리가, 예를 들어, 직물을 UV 안정성, 항미생물성, 항진균성, 내오염성 등으로 만들기 위해 적용될 수 있다.
적어도 하나의 구현예에서, 다공성 또는 미세다공성 폴리머 막이 직조 직물 또는 편직물에 적층되거나 결합된다. 다공성 막의 비제한적인 예는 팽창 PTFE, 팽창 변형된 PTFE, PTFE의 팽창 코폴리머, 불소화된 에틸렌 프로필렌(FEP), 및 퍼플루오로알콕시 코폴리머 수지(PFA)를 포함한다. 폴리머성 소재, 예컨대 폴리올레핀(예컨대, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌), 폴리우레탄, 및 폴리에스테르는, 상기 폴리머성 소재가 다공성 또는 미세다공성 막 구조를 형성하기 위해 가공될 수 있으면 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주된다. 본 발명의 직조 직물이 다공성 또는 미세다공성 막에 적층되거나 결합되는 경우, 수득된 적층은 높은 통기성을 유지하고 직조 직물의 통기성을 실질적으로 유지하는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 직조 직물에 적층된 다공성 또는 미세다공성 막은 적층되는 경우에도 직조 직물 또는 편직물의 통기성에 영향을 미치지 않거나 최소한으로만 영향을 미친다.
미세다공성 막은 비대칭 막일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "비대칭"은 막 구조가 상기 막 내에 ePTFE의 다수의 층을 포함하는 것을 가리키는 것을 의미하며, 여기서 상기 막 내의 적어도 하나의 층은 막 내의 제2 층의 미세구조와 상이한 미세구조를 갖는다. 제1 미세구조 및 제2 미세구조 간의 차이는, 예를 들어, 공극 크기의 차이, 노드 및/또는 피브릴 지형 또는 크기의 차이, 및/또는 밀도의 차이에 의해 야기될 수 있다.
추가 구현예에서, 옷감(textile)이 미세다공성 막에 부착되거나 또는 ePTFE 직물에 직접 부착될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "옷감"은 임의의 직조, 부직포, 펠트(felt), 플리스(fleece), 또는 편물을 가리키는 것을 의미하며 이는 천연 및/또는 합성 섬유 소재 및/또는 다른 섬유 또는 플로킹(flocking) 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 옷감은 비제한적으로 면, 레이온, 나일론, 폴리에스테르, 및 이의 혼방과 같은 소재로 구성될 수 있다. 옷감을 형성하는 소재의 중량은 본원에 의해 요구되는 것을 제외하고 특별히 제한되지 않는다. 예시적인 구현예에서, 옷감(textile)은 공기 투과성이며 통기성이다.
직조 직물 또는 편직물에 막 및/또는 옷감을(그리고 막에 옷감을) 결합시키기 위한 임의의 적합한 공정, 예컨대 그라비어 적층(gravure lamination), 융합 결합(fusion bonding), 스프레이 접착제 결합(spray adhesive bonding) 등이 사용될 수 있다. 접착제는 적층을 통해 통기성이 유지되면, 비연속적으로 또는 연속적으로 적용될 수 있다. 예를 들어, 접착제는, 비연속적 형태로, 예컨대 개별 도트(discrete dots) 또는 그리드 패턴(grid pattern)에 의해, 또는 적층의 층을 함께 부착하는 접착 웹(adhesive web)의 형태로 적용될 수 있다.
ePTFE 직조 직물 및 편직물은 비제한적으로 의류, 텐트, 커버, 비비 백(bivy bag), 신발, 장갑 등을 포함하는, 다양한 용도에 사용하기에 적합하다. 직물은 동시에 통기성이 높고, 내구성이 높으며, 경량이고, 빠르게 건조된다. ePTFE 섬유는 단일 섬유로서, 멀티필라멘트 섬유의 일부로서 직조될 수 있거나, 또는 다른 섬유와 함께 꼬이거나 브레이드되어 직조 직물 또는 편직물을 형성할 수 있다. ePTFE 직물은 단독으로 사용될 수 있거나, 플루오로폴리머 막 및/또는 옷감과 함께 사용될 수 있다. ePTFE 직물의 표면은, 예를 들어, 인쇄에 의해 착색될 수 있다.
본 개시내용은 일반적으로 본원에서 ePTFE 섬유에 관한 것이지만, 비-ePTFE 섬유, 예컨대, 비제한적으로, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리(비닐리덴 플루오라이드)(PVDF), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 고분자량 폴리에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리올레핀, 및 폴리에스테르 섬유가 단독으로 또는 또 다른 섬유와 함께 이용되어 직조 직물 또는 편직물을 형성할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, PEEK, PVDF, 및 PPS 섬유는 모노필라멘트 섬유이며 실질적으로 직사각형 또는 실질적으로 둥근(원형) 형상을 가질 수 있다. 실질적으로 둥근 PVDF 섬유는, 예를 들어 직물로 직조되거나 편직되는 경우, 유리하게는 섬유 내로 물을 거의 또는 전혀 흡수하지 않으며, 그 이후에 직물 내로 물을 거의 또는 전혀 흡수하지 않는다. 비-ePTFE 섬유는 다른 비-ePTFE 섬유 또는 모노필라멘트 PTFE 섬유와 함께 직조되거나 편직되어 직조 직물 또는 편직물을 형성할 수 있다.
추가 구현예에서, 실질적으로 둥근(예컨대, 약 1의 종횡비) 또는 실질적으로 직사각형 형상(예컨대, 약 1을 초과하는 종횡비)을 갖는 모노필라멘트 PTFE 섬유는 단독으로 또는 또 다른 섬유(예컨대, 적어도 하나의 비-ePTFE 섬유)와 함께 직조되거나 편직되어 직물을 형성할 수 있다. 그러한 직물은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되며 본원에 기술된 다른 직조 직물 및 편직물과 동일한 방식으로 사용될 수 있다.
당업자는 의도된 기능을 수행하도록 구성된 많은 방법 및 장치에 의해 본 개시내용의 다양한 양태가 실현될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 본원에 언급된 첨부 도면은 반드시 확대 또는 축소하여 그려진 것은 아니지만, 본 개시내용의 다양한 양태를 예시하기 위해 과장될 수 있으며, 이에 관해, 도면은 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다는 점에 또한 유의해야 한다.
시험 방법
특정 방법들 및 장비들이 하기에 기재되어 있음에도 불구하고, 당업자에 의해 적합한 것으로 결정된 다른 방법 또는 장비가 대안적으로 이용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
길이 당 섬유 중량
타래 릴(skein reel)을 이용하여 45미터 길이의 섬유를 얻었다. 그리고 나서, 상기 45미터 길이를 0.0001 그램의 정밀도로 저울에서 칭량하였다. 그리고 나서, 이 중량에 200을 곱하여 섬도(denier)(g/9000m) 면에서 길이 당 중량을 얻었다. 3회 측정하고 평균을 구했다.
섬유 폭
가장 가까운 0.1mm까지의 눈금을 갖는 10x 아이 루프(eye loop)를 이용하여 종래의 방식으로 섬유 폭을 측정하였다. 3회 측정하고 평균을 구해 폭을 가장 가까운 0.05mm로 결정하였다.
섬유 두께
가장 가까운 0.0001 인치까지 정밀한 스냅 게이지를 이용하여 섬유 두께를 측정하였다. 스냅 게이지로 섬유를 압축하지 않도록 주의를 기울였다. 3회 측정하고 평균을 구한 다음, 가장 가까운 0.0001mm로 변환하였다.
섬유 밀도
하기 공식을 사용하여, 이전에 측정된 길이 당 섬유 중량, 섬유 폭 및 섬유 두께를 이용하여 섬유 밀도를 계산하였다:
Figure pct00001
섬유 파단 강도
섬유 파단 강도는 섬유를 파단(파열)하는데 필요한 최대 하중의 측정이다. 파단 강도는 Canton, MA의 Instron® 기계와 같은 인장 시험기(tensile tester)에 의해 측정하였다. Instron® 기계에는 인장 하중의 측정 동안 섬유 및 스트랜드 제품(strand goods)을 고정시키는데 적합한 섬유(나팔형) 턱(jaw)이 장착되었다. 인장 시험기의 크로스 헤드 속도는 분 당 25.4 cm였다. 게이지 길이는 25.4 cm였다. 각 섬유 유형을 5회 측정하였고, 평균을 뉴턴 단위로 보고하였다.
섬유 강도(fiber tenacity)
섬유 강도는 섬유의 길이 당 중량으로 정규화된 섬유의 파단 강도이다. 섬유 강도를 하기 식을 이용하여 계산하였다:　
Figure pct00002
질량/면적
면적당 질량을 측정하기 위하여, 적어도 100 cm2의 면적을 갖는 직물 샘플을 준비하였다. Karl Schroder 100 cm2　원형 커터가 사용될 수 있다. 각 샘플을 Mettler Toledo Scale Model AB204를 이용하여 칭량하였다. 표본을 칭량하기 전에 저울을 재보정하였고, 결과를 평방미터 당 그램(g/m3)으로 보고하였다. 표본 당 3개의 샘플을 취하고, 평균을 보고하였다.
SEM 샘플 준비 방법
단면 SEM 샘플은 액체 질소로 스프레이 한 다음 상기 분무된 샘플을 Leica Microsystems, Wetziar, Germany로부터 이용가능한 Leica ultracut UCT 내의 다이아몬드 나이프로 절단하여 준비하였다.
직물 인열 강도
이 시험은 직조 직물 내의 절단 부위로부터 시작하는 단일 립 텅 유형 인열(single-rip tongue-type tear)을 전달하는데 필요한 평균 힘을 결정하도록 설계되어 있다. 쓰윙-앨버트 헤비 듀티 엘멘도르프 인열 시험기(Thwing-Albert Heavy Duty Elmendorf Tearing Tester)(MAI227)를 사용하였다. 상기 기기를 보정하고 정확한 진자 중량을 선택하였다. 진자를 시작 위치로 들어올렸다. 표본을 턱에 넣고 조였다. 중지되지 않도록 조심스레 표본을 하단 모서리로 중심에 두었다. 전단 작용을 보장하기 위해 표본의 상부 영역가 진자를 향하도록 하였다. 완전한 인열이 달성될 때까지 시험을 수행하였다. 디지털 판독을 뉴턴으로 기록하였다. 이것을 한 세트(3 경사 및 3 위사)가 완료될 때까지 반복하였다. 보고된 결과는 경사 및 위사 방향 각각에 대한 측정의 평균이다.
직물 파단 강도
이 시험은 ASTM D 751의 일반적 교시에 따라 수행하였다. 4" x 6" 크기의 5개의 경사 및 5개의 위사(fill) 표본을 시험 방향과 평행한 긴 치수로 절단하였다. 표본을 시험 전에 적어도 1시간 동안 70±2℉, 65±2% RH에 적응시켰다. 다음으로, 1.5" x 6"의 템플릿을 수득하고, 샘플의 6" 모서리에 맞추었다. 얇은 가이드라인을 섬유를 따라 표본의 전체 길이 아래로 그렸다(1.5" 면에). 이 선은 가능한 정확해야 하며 세로 섬유에 평행해야 한다. 이들 선의 의도는 표본의 중심 부위를 시험하는 것을 보장하고 표본을 경사 및 위사 섬유에 대해 턱에 제대로 맞추는 것을 보장하는 것이다. 이것은 실제 표본 성능을 얻기 위해 중요하다. Instron Model 5565를 보정하고 1000 lb. 로드 셀을 설치하였다. 1" x 1" 고무 턱을 상부 및 하부 그립의 동일한 면에 두고, 1" x 3" 고무 턱을 상부 및 하부 그립의 다른 면에 두었다(1" x 1" 턱은 1" x 3" 턱에 고정되어야 함). 게이지 길이를 3"로 설정하였다. 표본을 열린 턱 사이에 넣어, 참고선을 상부 및 하부 1" x 1" 턱 모두의 외부 모서리와 맞추었다. 상부 턱을 공압식 풋 페달을 이용하여 닫았다. 표본이 자유롭게 매달리게 하고, 풋 패달을 다시 클릭하여 하부 턱을 닫았다. 로드 셀이 균형을 이루었다. 그리고 나서, 제어판에서 시작을 눌러 시험을 시작하였다. 만약 턱에서 표본이 미끄러지는 것이 관찰되면, 상기 데이터를 무시하고, 재절단하고 재시험하였다. 만약 턱 내의 표본이 파단되는 것이 관찰되면, 데이터를 무시하고, 재절단하고 재시험하였다. 만약 턱의 모서리에서 파단이 관찰되면, 힘이 가해질 때 턱이 표본의 폭 수축을 방지하고 있기 때문에 표본 파단의 대부분이 턱의 모서리 근처인지 확인하였다. 만약 그렇다면, "턱 파단"이 상기 소재의 특성이며 재시험이 필요하지 않다. 이들 단계를 경사 및 위사 표본 각각에 대해 5회 반복하였고 평균 최대 파단력을 각 방향에 대해 보고하였다.
직물 강연도(Stiffness)
1000g 빔 및 1/4" 슬롯 폭을 갖는 쓰윙 앨버트 핸들-O-미터(Thwing Albert Handle-O-Meter)를 사용하여 태(hand)(강성)을 측정하였다. 직물로부터 4"x4" 샘플을 절단하였다. 표본을 위를 향하도록 표본 플랫폼 위에 두었다. 시험 방향이 슬롯에 수직하도록 표본을 정렬하여 경사 방향을 시험하였다. 클릭 소리가 들릴 때까지 시작/시험 버튼을 누른 다음, 떼었다. 두 번째 클릭이 들린 후 디지털 디스플레이에 나타나는 숫자를 기록하였다. 판독값은 0으로 되돌아가지 않으며, 이는 각각의 개별적인 시험의 피크 판독을 나타낸다. 표본을 뒤집어 다시 시험하고, 숫자를 기록하였다. 그리고 나서, 표본을 90도 회전시켜 위사 방향을 시험하고, 숫자를 기록하였다. 마지막으로, 표본을 뒤집고, 다시 시험하고, 숫자를 기록하였다. 4개의 기록된 숫자를 모두 더하여(1 경사 전면, 1 경사 후면, 1 위사 전면, 1 위사 후면) 표본의 전체 강연도를 그램으로 계산하였다. 결과를 하나의 샘플에 대해 보고하였다.
공기 투과도 - 프레지어 넘버 방법( Frazier Number Method)
기류 측정을 위해 약 6 제곱인치(직경 2.75 인치)의 원형 면적을 제공한 개스킷 플랜지 고정구(gasketed flanged fixture)에서 시험 샘플을 조여 공기 투과도를 측정하였다. 샘플 고정구의 상류 측을 건조 압축 공기의 공급원과 유량계에 연결하였다. 샘플 고정구의 하류 측은 대기에 개방하였다.
0.5 인치의 물의 압력을 샘플의 상류 측에 가하고, 인라인 유량계(in-line flowmeter; ball-float rotameter)를 통과하는 공기의 유속을 기록함으로써 시험을 달성하였다.
시험하기 전에 샘플을 적어도 4시간 동안 70℉(21.1℃) 및 65% 상대 습도에 적응시켰다.
결과를 0.5 인치 수압에서 샘플의 입방 피트/분/평방 피트의 기류인 프레지어 넘버로 보고하였다. N=3.
수증기 투과율 시험 - ( MVTR )
샘플 수증기 투과율(VWP)을 장치 수증기 투과율(WVPapp)에 기초하여 그리고 하기 변환을 이용하여 MVTR 수증기 투과율(MVTR)로 변환한 것을 제외하고, 각각의 샘플 직물에 대한 MVTR을 ISO 15496의 일반 교시에 따라 결정하였다.
MVTR =(델타 P 값 * 24) /((1/WVP) +(1 + WVPapp 값))
비교할만한 결과를 보장하기 위해, 시험하기 전에 표본을 2시간 동안 73.4 ± 0.4℉ 및 50 ± 2% rH에 적응시키고, 수조 물은 일정한 73.4℉ ± 0.4℉였다.
각 샘플에 대한 MVTR을 1회 측정하였고, 결과를 g/m2/24시간으로 보고한다.
수직 위킹 :
하나의 500 ml 엘렌마이어 플라스크를 수위가 샘플 상에 보이도록 하는데 적합한 임의의 색으로 착색된 200 ml의 물로 채웠다. 샘플 직물로부터 2개의 6" x 1" 스트립(6" 길이가 경사 방향으로 절단됨)을 절단하였다. 상기 스트립의 상부 모서리(상부로부터 약 1/8" - 1/4")를 긴 직선 핀으로 뚫었다(핀은 1" 모서리와 평행해야 됨). 상기 스트립을 핀으로부터 200ml의 착색된 물이 채워진 플라스크에 부유시켰다(핀은 플라스크 개구부의 모서리에 놓여있었음). 10분 후, 상기 스트립을 플라스크에서 제거하고, 수위를 스트립 상에서 측정하였고(mm) 기록하였다. 이 절차를 이용하여 물에 부유된 시험 샘플을 물이 위킹하는 속도를 결정하였다. N=2
중량 증가 및 건조 시간
직물 샘플 및 블로팅 종이를 시험 전에 최소 4시간 동안 65±2% RH 및 21±1℃(70±2℉)에 적응시켰다. 각 샘플로부터 3개의 표본을 채취하였고, 각각의 표본은 2" x 2" 조각 컷으로 구성되었다. 상기 적응된 표본을 0.1g까지 정확한 실험실 저울을 이용하여 칭량하였다. 100 ml의 증류수를 250 ml 비커에 넣었다.
하나의 표본을 비이커에 30분간 담궈, 완전히 젖도록 표본이 물 아래로 완전히 잠겼는지 확인하였다. 표본을 꺼내어 사용하지 않은 2장의 블로터 종이 사이에 끼우고 탈수기(wringer)를 통과시켰다. 상기 조각은 젖은 블로터에 끼워져 있었다. 이 과정을 동일한 샘플의 나머지 2개의 표본에 대해 반복하였다. 블롯된 표본을 한번에 하나씩 칭량하고, 중량을 습윤 중량으로서 기록하였다. 직물에 대한 중량 증가는 습윤 중량으로부터 뺀 건조 중량으로 간주된다. 기록된 중량 증가는 3개의 표본의 평균이다.
각 샘플을 별도로 매달아 65±2% RH 및 21±1℃(70±2℉)의 조건의 위치에서 건조시켰다. 하나의 샘플을, 완전히 건조될 때까지, 4분마다 가장 가까운 0.1 g까지 칭량하였다. 이것을 모든 표본이 그의 원래의 건조 중량으로 되돌아갈 때까지 반복하였다. 이때 3개의 모든 표본의 건조 시간을 평균 내어 전체 건조 시간을 계산하였다.
탈수기(가정용 세탁기 유형)에는 듀로미터(Durometer) 시험기를 이용하여 측정했을 때 70-80의 경도를 갖는, 직경이 5.1-6.4cm이고 길이가 28.0-30.5cm인 부드러운 고무 스퀴즈 롤이 장착되었다. 탈수기는 직물 조각의 상부에 가해지는 압력이 사하중(dead weight) 또는 레버 시스템(lever system)에 의해 유지되도록 하여 총 압력(사하중 또는 레버 시스템 및 롤러의 중량의 전체로부터 비롯됨)이 27.2 ± 0.5kg이 되도록 제작되어야 한다. 직물 조각이 2.5cm/s의 속도로 롤을 통과하도록 일정한 속도로 전력이 구동되어야 한다. 스퀴즈 롤의 직경은 한 쌍의 캘리퍼스 또는 적합한 마이크로미터를 이용하여 측정되어야 한다. 측정은 각 롤의 길이를 따라 5개의 상이한 위치에서 이뤄져야 하며, 이 측정의 평균을 롤의 직경으로 취하였다. 사하중 또는 레버 시스템에 의해 적용된 하중을 스프링 저울 또는 천칭을 이용하여 그리고 동일한 길이의 2개의 테이프에 의해 저울로부터 탈수기의 상부 롤을 매달아 측정하였다. 테이프는 이들의 끝 근처의 롤 사이에 놓여져야 하며, 테이프 및 탈수기와 로딩 시스템의 상부 구조 멤버 사이에 접촉이 없도록 이들을 충분히 떨어뜨리는 수단과 함께 제공되어야 한다. 스프링 저울 및 천칭은 적합한 단단한 지지대에 매달려 있어야 하며 저울의 높이를 조절하기 위한 턴버클(turnbuckle) 또는 다른 장치와 함께 제공되어야 한다. 스프링 저울의 영위 보정(zero correction)에 관한 일반적인 주의사항을 준수해야 한다. 그리고 나서, 상기 턴버클 또는 다른 장치를 조정하여 상부 롤 및 그의 칭량 시스템의 중량을 스프링 저울 또는 천칭 위에 두어야 하며, 테이프의 하부와 하부 롤의 상부 사이의 시야를 확보하기 위해 탈수기의 상부 롤이 하부 롤로부터 충분히 올라갔을 때 상기 시스템은 평형 상태인 것으로 간주되어야 한다. 이 시점에, 로딩 시스템 상의 사하중은 스프링 저울 또는 천칭이 27.7±0.5kg의 하중을 나타낼 때까지 조정되어야 한다. 스프링 저울 또는 천칭의 보정은 24.95, 27.22, 및 29.48 kg ± 0.23kg 총 중량의 공지된 인증된 사하중을 사용하여 인증되어야 한다. 스프링 저울은 3번의 검증 로드 각각에서 ±0.2268kg 이내로 정밀해야 한다. 롤의 선형 속도(linear speed)는 상기 롤을 통해 얇은 스틸 테이프를 공급함으로써 측정되어야 한다. 스틸 테이프는 적어도 150 cm 길이어야 하며 150 cm 당 3mm 이내로 정밀해야 한다. 정확히 150 cm의 이 테이프가 롤의 닙(nip)을 통과하는데 필요한 시간은 0.5초 이하의 간격으로 보정된 스톱워치를 이용하여 가장 가까운 초까지 초 단위로 측정되어야 한다. 롤의 속도는 150cm의 테이프가 롤의 닙을 통과하는데 필요한 시간이 60±2초가 될 때까지 조절되어야 한다. N=3
수직 화염(Vertical Flame)
이 시험은 AST D6413의 일반적 교시에 따라 수행하였다. 시험 장치는 SDL ATLAS M233M 버너를 포함하는 캐비닛이었다. 샘플마다 5 경사 및 5 위사 표본을 절단하였고, 12" 길이는 시험 방향에 평행하였다. 표본을 시험하기 전에 적어도 1시간 동안 70±2℉, 65±2% RH에 적응시켰다. 점화 타이머를 12초로 설정하고, 화염 점화 타이머를 120초로 설정하였다. 표본을 금속 표본 홀더를 이용하여 올려 놓고, 각 측면 상의 두 위치를 클립으로 고정하여(총 4개의 클램프) 표본을 홀더에서 매끄럽고 편평하게 하였다. 화염/팬 손잡이(knob)를 껐다. 점화용 불을 부탄 라이터로 켰다. 홀더를 캐비닛 뒤쪽의 홀더 받침대의 홈에 위치시켜 표본의 더 낮은 모서리의 중간이 버너보다 3/4" 위에 중심에 있게 하였다. 표본을 가능한 한 빨리 시험하였다(켜진 점화용 불 위에 놓는 20초 이내에). 화염/팬 손잡이를 "화염"으로 돌려 12초 화염을 시작하였다. 잔진(after flame) 및 12초 화염이 소멸된 후 녹거나 흘러내리기의 존재를 기록하였다.
잔진(After-flame) : 스톱워치를 사용하여, 솔레노이드 밸브가 꺼진 후(점화 화염을 소멸시키는) 물질이 계속 연소한 시간(초)(가장 가까운 0.1초까지)을 기록하였다. 잔광(after-glow)이 측정되고 있는지 여부에 관계없이, 표본이 타는 것을 멈출 때까지 팬을 켜지 않는다.
녹기(Melt)/흘러내리기(Drip) : 녹기 또는 흘러내리기의 신호를 찾는다. 화염/팬 손잡이를 "팬"으로 돌려 배기 팬을 켰다. 도어 해제 버튼을 눌러 캐비닛을 30초간 또는 모든 연기 또는 매연이 제거될 때까지 환기시켰다. 환기가 끝난 후 팬을 켜두고 후드를 열어 두었다. 표본 홀더를 캐비닛에서 꺼내어 후드 안에 보관하였다. 표면을 홀더에서 꺼내어 녹기 및 흘러내리기의 추가 신호를 조사하였다. 녹기/흘러내리기 결과를 합격/불합격으로 기록하였다.
이 과정을 각 샘플에 대해 반복하였고, 각 방향에 대한 평균 데이터를 보고하였다. N=5 경사, 5 위사
발수성(water repellency)
이 시험을 AATCC 22에 따라 수행하였다. 8" x 8" 표본을, 표본 표면이 균일하게 매끄럽고 주름이 없도록 정면이 위를 향하게 6" 후프(hoop)에 견고하게 놓았다. 상기 후프를 분무 시험기의 시험대에 놓았고, 표본을 분무 노즐 아래에 위치시키고, 경사를 수직 방향을 따라 진행시켰다.
250 ml의 증류수(80±2℉)를 눈금 실린더로 측정하였다. 깔대기를 만지거나 움직이지 않도록 주의하면서, 물을 분무 시험기의 깔대기에 부었다. 물이 표본 위에 분무되도록 하였다. 후프를 제거하고, 시험된(젖은) 면을 아래로 하여 모서리를 단단한 모서리에 두드렸다. 후드를 180° 회전시키고, 시험된(젖은) 면을 아래로 하여 후프의 반대쪽 모서리를 단단한 모서리에 견고하게 두드렸다. 샘플 상의 젖은 또는 스팟된 패턴을 즉시 AATCC 표준 분무 시험 등급 차트와 비교하였다. 표준 분무 시험 등급 사진 및 기재된 설명 모두를 이용하여 가장 가까운 표준에 해당하는 등급을 지정하였다. N = 3. 평균 분무 등급을 보고하였다.
실시예
실시예 1a
미세 분말 PTFE 수지(Teflon 669 X, E.I. du Pont de Nemours, Inc., Wilmington, DE로부터 상업적으로 이용가능함)를 수득하였다. 상기 수지를 분말 중량으로 0.184 g/g의 비율로 Isopar®　K와 혼합하였다. 윤활된 분말을 실린더에서 압축시키고, 실온에서 18시간 동안 체류시켰다. 그리고 나서, 펠렛을 169 대 1의 감소율로 램 압출하여 약 0.64 mm 두께의 테이프를 생산하였다. 이어서, 압출된 테이프를 0.25 mm의 두께로 압축하였다. 그리고 나서, 상기 압축된 테이프를 롤의 2개의 경사면(bank) 사이에서 종 방향으로 연신하였다. 롤의 두 번째 경사면과 롤의 첫 번째 경사면 사이의 속도 비율, 따라서 연신 비율은 30 %/초의 연신율로 1.4:1이었다. 그리고 나서, 연신된 테이트를 200℃에서 구속 및 건조시켰다. 그리고 나서, 건조 테이프를 300℃의 온도의 가열된 챔버 내의 가열된 롤의 경사면 사이에서 0.2 %/초의 연신율로 1.02:1의 비율로 팽창시킨 다음, 46%/초의 연신율로 1.75:1의 부가적인 팽창 비율로 팽창시킨 다음, 0.5 %/초의 연신율로 1.02:1의 부가적인 팽창 비율로 팽창시켰다. 이 과정으로 0.24 mm의 두께를 갖는 테이프를 생산하였다.
그리고 나서, 이 테이프를 길게 잘라 폭이 3.30 mm이고 두께가 0.24 mm이며 6162 dtex의 길이 당 중량을 갖는 단면을 만들었다. 그리고 나서, 상기 길게 자른 테이프를 70 %/초의 연신율로 1.00:1의 연신 비율에서 390℃로 설정된 가열된 플레이트에서 팽창시켰다. 이후, 74 %/초의 연신율로 2.50:1의 연신 비율에서 390℃로 설정된 가열된 플레이트에서 더 팽창시켰다. 이후, 26 %/초의 연신율로 1.30:1의 연신 비율에서 390℃로 설정된 가열된 플레이트에서 추가로 팽창시켰다. 이후 1.4초의 지속시간 동안 1.00:1의 연신 비율에서 390℃로 설정된 가열된 플레이트에서 진행시켜, 무정형 로킹된 팽창 PTFE 섬유를 야기하였다.
상기 무정형 로킹된 ePTFE 섬유는 316 dtex였고 직사각형 단면을 가지고 있었으며 하기 특성을 가지고 있었다: 폭 = 1.8 mm, 높이 = 0.0381 mm, 밀도 = 0.46 g/cm3, 6.36 N의 파단 강도, 2.02　cN/dtex의 강도. 1000x 배율로 촬영된 섬유 표면의 주사 전자 현미경 사진이 도 1에 나타나 있다.
섬유를 4/70/34(플라이/섬도/필라멘트) 폴리아미드 AJT 섬유(Premier Fibers, Inc., Ansonville, SC) 및 ePTFE 섬유의 직물 혼방을 포함하도록 직조하였다. 수득된 4/70/34 폴리아미드 섬유는 358 dtex였고 하기 특성을 가지고 있었다; 파단 강도 = 15.03 N, 강도 = 4.21 cN/dtex. ePTFE 섬유는 직조 전에 꼬이지 않았다. 직조 패턴은 2x1 능직 직조였고 54 x 50 스레드/인치(21.2 x 19.7 스레드/cm, 경사 x 위사)의 스레스 수를 가지고 있었다. 경사 섬유는 폴리아미드 섬유로 구성되었고 위사 섬유는 교대 피크(alternating pick)로 폴리아미드 섬유 및 ePTFE 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 18 중량% ePTFE 및 82 중량% 폴리아미드로 구성되었다. 직조 직물을 허용가능한 가시적인 외관을 위해 염색 및 인쇄하였고, 색상을 폴리아미드 섬유에 적용하였다(즉, ePTFE는 착색되지 않았음). 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 58 cfm, 건조 시간 = 20분, 수직 위킹 = 10분 내에 105 mm, 태(hand) = 160 g, 파단 강도 = 1.36 kN(w) x 0.90 kN(f), 인열 강도 = 125 N(w) x 85 N(f). 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 주사 전자 현미경 사진이 도 2에 나타나 있다. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 3에 나타나 있다. 직물은 183 g/m2의 중량을 가지고 있었다.
실시예 1b
ePTFE가 직조의 위사 방향으로 3개의 피크마다 삽입된 것을 제외하고 실시예 1a에 기재된 것과 동일한 방식으로 직조 직물을 제작하였다. ePTFE 섬유는 직조되기 전에 꼬이지 않았다. 직조 직물은 12 중량% ePTFE 및 88 중량% 폴리아미드로 구성되었다. 직조 직물을 허용가능한 가시적인 외관을 위해 염색 및 인쇄하였고, 색상을 폴리아미드 섬유에 적용하였다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 48 cfm, 건조 시간 = 25분, 수직 위킹 = 10분 내에 105 mm, 태(hand) = 179 g, 파단 강도 = 1.37 kN(w) x 1.05 kN(f), 인열 강도 = 120 N(w) x 85 N(f). 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 주사 전자 현미경 사진이 도 4에 나타나 있다. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 5에 나타나 있다. 직물은 190 g/m2의 중량을 가지고 있었다.
비교예 1c
ePTFE가 포함되지 않은 것을 제외하고 실시예 1a 및 1b에 기재된 것과 동일한 방식으로 직조 직물을 제작하였다. 직조 직물은 0 중량% ePTFE 및 100 중량% 폴리아미드로 구성되었다. 직조 직물을 허용가능한 가시적인 외관을 위해 염색 및 인쇄하였고, 색상을 폴리아미드 섬유에 적용하였다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 41 cfm, 건조 시간 = 30분, 수직 위킹 = 10분 내에 112 mm, 태(hand) = 201 g, 파단 강도 = 1.39 kN(w) x 125 kN(f), 인열 강도 = 62 H(w) x 58(f). 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 주사 전자 현미경 사진이 도 6에 나타나 있다. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 7에 나타나 있다. 직물은 193 g/m2의 중량을 가지고 있었다.
실시예 2a
W.L Gore & Associates사에 의한 ePTFE 섬유(part number V111617, W.L Gore & Associates, Inc., Elkton, MD)를 수득하였다. ePTFE 섬유는 226 dtex였고, 직사각형 단면을 가지고 있었으며, 하기 특성을 가지고 있었다: 폭 = 0.5 mm, 높이 = 0.0254 mm, 밀도 = 1.78 g/cm3, 파단 강도 = 8.18 N, 강도 = 3.64 cN/dtex. 1000x 배율로 촬영된 섬유의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이 도 8에 나타나 있다.
42/2cc(면 수/플라이) 50/50 폴리아미드/면 스테이플 섬유(part number Y52NYL48CP42.00/2-1RS-03, Parkdale Mills, Gastonia, NC), 17/ cc(면 수/플라이) 50/50 폴리아미드/면 스테이플 섬유(part number Y52NYL48CP17.00-1RS-02, Parkdale Mills, Gastonia, NC) 및 ePTFE 섬유의 직물 혼방을 포함하도록 섬유를 직조하였다. 상기 수득된 42/2cc 50/50 폴리아미드-면 섬유는 286 dtex였고, 하기 특성을 가지고 있었다: 파단 강도 = 5.74 N, 강도 = 2.0 cN/dtex. 수득된 17/1cc 50/50 폴리아미드/면 섬유는 349 dtex였고 하기 특성을 가지고 있었다: 파단 강도 = 6.98 N, 강도 = 2.0 cN/dtex
ePTFE 섬유는 직조 전에 꼬이지 않았다. 직조 패턴은 2x1 능직 직조였고, 70 x 64 스레드/인치(27.6 x 25.2 스레드/cm, 경사 x 위사)의 스레드 수를 가지고 있었다. 경사 섬유는 42/2cc 폴리아미드-면 섬유로 구성되었고, 위사 섬유는 교대 피크(alternating pick)로 17/1cc 폴리아미드-면 섬유 및 ePTFE 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 16 중량% ePTFE, 42 중량% 폴리아미드, 및 42 중량% 면으로 구성되었다. 허용가능한 가시적인 외관을 위해 색상이 폴리아미드-면 섬유에 남아있도록, 직물을 염색 및 인쇄하였다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 49 cfm, 건조 시간 = 27분, 수직 위킹 = 10분 내에 118 mm, 태(hand) = 134 g, 파단 강도 = 658 N(w) x 667 N(f), 인열 강도 = 97 N(w) x 51 N(f), 및 수직 화염에서 녹기 및 흘러내리기 없음. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 주사 전자 현미경 사진이 도 9에 나타나 있다. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 10에 나타나 있다. 직물은 173 g/m2의 중량을 가지고 있었다.
실시예 2b
ePTFE가 2.75/1cc 50/50 폴리아미드/면 스테이플 섬유(3-2175R-02, Inman Mills, Inman, SC)와 함께 꼬이고, 직조의 위사 방향으로 피크마다 삽입되는 것을 제외하고, 실시예 2a에 기술된 것과 동일한 방식으로 직조 직물을 제작하였다. 수득된 21.75/1cc 폴리아미드-면 단일 플라이 스테이플 섬유는 278 dtex였고, 하기 특성을 가지고 있었다: 파단 강도 = 4.09 N, 강도 = 1.49 cN/dtex. 상기 2개의 섬유를 6s(미터당 236 회전)의 수준으로 꼬았다. 직조 패턴은 2x1 능직 직조였고 70 x 40 스레드/인치(27.6 x 15.7 스레드/cm, 경사 x 위사)의 스레드 수를 가지고 있었다. 비교를 위해 직물의 유사한 중량을 유지하기 위해 더 낮은 피크 스레드 수를 도입하였다. 경사 섬유는 42/2cc 섬유로 구성되었고, 위사 섬유는 피크마다 ePTFE 섬유와 함께 꼬여진 21.75/1cc 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 20 중량% ePTFE, 40 중량% 폴리아미드, 및 40 중량% 면으로 구성되었다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 58 cfm, 건조 시간 = 25분, 수직 위킹 = 10분 내에 120 mm, 태(hand) = 125 g, 파단 강도 = 641 N(w) x 752 N(f), 인열 강도 = 88 N(w) x 120 N(f), 및 수직 화염에서 녹기 및 흘러내리기 없음. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 주사 전자 현미경 사진이 도 11에 나타나 있다. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 12에 나타나 있다. 직물은 184 g/m2의 중량을 가지고 있었다.
실시예 2c
ePTFE가 2/70/34(플라이/섬도/필라멘트) 폴리아미드 AJT 섬유(Premier Fibers, Inc., Ansonville, SC)와 함께 꼬이고, 직조의 위사 방향으로 피크마다 삽입되는 것을 제외하고, 실시예 2b에 기재된 것과 유사한 방식으로 직조 직물을 제작하였다. 수득된 폴리아미드 섬유는 179 dtex였고 하기 특성을 가지고 있었다: 파단 강도 = 7.78 N,　강도 = 4.37 cN/dtex. 상기 2개의 섬유를 12s(미터당 472회전)의 수준으로 꼬았다. 직조 패턴은 2x1 능직 직조였고 70 x 46 스레드/인치(27.6 x 18.1 스레드/cm, 경사 x 위사)의 스레드 수를 가지고 있었다. 비교를 위해 직물의 유사한 중량을 유지하기 위해 더 높은 피크 스레드 수를 도입하였다. 경사 섬유는 42/2cc 50/50 폴리아미드/면 섬유로 구성되었고, 위사 섬유는 피크마다 ePTFE 섬유와 함께 꼬여진 2/70/34 폴리아미드 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 22 중량% ePTFE, 57 중량% 폴리아미드, 및 21 중량% 면으로 구성되었다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 70 cfm, 건조 시간 = 22분, 수직 위킹 = 10분 내에 113 mm, 태(hand) = 132 g, 파단 강도 = 645 N(w) x 921 N(f), 인열 강도 = 70 N(w) x 119 N(f), 및 수직 화염에서 녹기 및 흘러내리기 없음. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 주사 전자 현미경 사진이 도 13에 나타나 있다. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 14에 나타나 있다. 직물은 186 g/m2의 중량을 가지고 있었다.
실시예 2d
ePTFE가 20.5/1cc 면 섬유(Inman Mills, Inman, SC)와 함께 꼬이고 직조의 위사 방향으로 피크마다 삽입되는 것을 제외하고, 실시예 2b 및 2c에 기재된 것과 유사한 방식으로 직조 직물을 제작하였다. 수득된 면 섬유는 347 dtex였고 하기 특성을 가지고 있었다: 파단 강도 = 6.94 N, 강도 = 2.0 cN/dtex. 상기 2개의 섬유를 6s(미터당 236회전)의 수준으로 꼬았다. 직조 패턴은 2x1 능직 직조였고 70 x 40 스레드/인치(27.6 x 15.7 스레드/cm, 경사 x 위사)의 스레드 수를 가지고 있었다. 상기 피크 스레드 수는 비교를 위한 직물의 유사한 중량을 유지하기 위해 선택하였다. 경사 섬유는 42/2cc 50/50 폴리아미드/면 섬유로 구성되었고, 위사 섬유는 피크마다 ePTFE 섬유와 함께 꼬여진 20.5/1cc 면 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 20 중량% ePTFE, 21 중량% 폴리아미드, 및 59 중량% 면으로 구성되었다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 52 cfm, 건조 시간 = 27분, 수직 위킹 = 10분 내에 127 mm, 태(hand) = 137 g, 파단 강도 = 654 N(w) x 747 N(f), 인열 강도 = 97 N(w) x 77 N(f), 및 수직 화염에서 녹기 및 흘러내리기 없음. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 주사 전자 현미경 사진이 도 15에 나타나 있다. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 16에 나타나 있다. 직물은 186 g/m2의 중량을 가지고 있었다.　
실시예 2e
W.L. Gore & Associates로부터 이용가능한 상업적으로 이용가능한 ePTFE 섬유(part number V112961, W.L. Gore & Associates, Inc., Elkton, MD)를 수득하였다. ePTFE 섬유는 457 dtex였고 직사각형 단면을 가지고 있었고 하기 특성을 가지고 있었다: 폭 = 0.6 mm, 높이 = 0.0419 mm, 밀도 = 1.82 g/cm3, 파단 강도 = 18.33 N, 강도 = 4.03 cN/dtex. 1000x 배율로 촬영된 섬유의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이 도 17에 나타나 있다.
ePTFE가 226 dtex 대신에 457 dtex인 것을 제외하고, 실시예 2a에 기술된 것과 유사한 방식으로 직조 직물을 제작하였다. ePTFE 섬유는 직조 전에 꼬이지 않았다. 직조 패턴은 2x1 능직 직조였고 70 x 48 스레드/인치(27.5 x 18.9 스레드/cm, 경사 x 위사)의 스레드 수를 가지고 있었다. 경사 섬유는 42/2cc 폴리아미드-면 섬유로 구성되었고, 위사 섬유는 교대 피크(alternating pick)로 17/1cc 폴리아미드-면 섬유 및 ePTFE 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 24 중량% ePTFE, 38 중량% 폴리아미드, 및 38 중량%로 구성되었다. 허용가능한 가시적인 외관을 위해 색상이 폴리아미드-면 섬유에 남아있도록, 직물을 염색 및 인쇄하였다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 71 cfm, 건조 시간 = 24분, 수직 위킹 = 10분 내에 118 mm, 태(hand) = 148 g, 파단 강도 = 658 N(w) x 681 N(f), 인열 강도 = 81 N(w) x 66(f), 및 수직 화염에서 녹기 및 흘러내리기 없음. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 주사 전자 현미경 사진이 도 18에 나타나 있다. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 19에 나타나 있다. 직물은 182 g/m2의 중량을 가지고 있었다.
실시예 2f
위사 방향이 피크를 적게 갖는 것을 제외하고 실시예 2a에 기술된 것과 유사한 방식으로 직조 직물을 제작하였다. ePTFE 섬유는 직조 전에 꼬이지 않았다. 직조 패턴은 2x1 능직 직조였고 70 x 52 스레드/인치(27.6 x 20.4 스레드/cm, 경사 x 위사)의 스레드 수를 가지고 있었다. 경사 섬유는 42/2cc 폴리아미드-면 섬유로 구성되었고, 위사 섬유는 교대 피크(alternating pick)로 17/1cc 폴리아미드-면 섬유 및 ePTFE 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 14 중량% ePTFE, 43 중량% 폴리아미드, 및 43 중량% 면으로 구성되었다. 허용가능한 가시적인 외관을 위해 색상이 폴리아미드-면 섬유에 남아있도록, 직물을 염색 및 인쇄하였다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 59 cfm, 건조 시간 = 22분, 수직 위킹 = 10분 내에 115 mm, 태(hand) = 115 g, 파단 강도 = 667 N(w) x 547 N(f), 인열 강도 = 95 N(w) x 60 N(f), 및 수직 화염에서 녹기 및 흘러내리기 없음. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 주사 전자 현미경 사진이 도 20에 나타나 있다. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 21에 나타나 있다. 직물은 165 g/m2의 중량을 가지고 있었다.
실시예 2g
Hahl Inc.(Hahl, Inc., Lexington, SC)로부터 폴리(비닐리덴 플루오라이드)(PVDF) 모노필라멘트 섬유를 수득하였다. PVDF 섬유는 267 dtex였고 실질적으로 둥근 단면을 가지고 있었으며, 하기 특성을 가지고 있었다: 밀도 = 1.78 g/cm3.
섬유가 267 dtex PVDF인 것을 제외하고, 실시예 2a에 기술된 것과 유사한 방식으로 직조 직물을 제작하였다. PVDF 섬유는 직조 전에 꼬이지 않았다. 직조 패턴은 2x1 능직 직조였고, 70 x 54 스레드/인치(27.6 x 18.9 스레드/cm, 경사 위사)의 스레드 수를 가지고 있었다. 경사 섬유는 42/2cc 폴리아미드-면 섬유로 구성되었고, 위사 섬유는 교대 피크(alternating pick)로 17/1cc 폴리아미드-면 섬유 및 PVDF 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 14 중량% PVDF, 43 중량% 폴리아미드, 및 43 중량% 면으로 구성되었다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 130 cfm, 건조 시간 = 25분, 수직 위킹 = 10분 내에 110 mm, 태(hand) = 463 g, 및 수직 화염에서 녹기 및 흘러내리기 없음. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 주사 전자 현미경 사진이 도 22에 나타나 있다. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 23에 나타나 있다.
실시예 2h
Hahl Inc.(Hahl, Inc., Lexington, SC)로부터 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 섬유를 수득하였다. PEEK 섬유는 433 dtex를 측정하였고 실질적으로 둥근 단면을 가지고 있었으며, 하기 특성을 가지고 있었다: 밀도 = 1.32 g/cm3
섬유가 433 dtex PEEK인 것을 제외하고 실시에 2a에 기재된 것과 유사한 방식으로 직조 직물을 제작하였다. PEEK 섬유는 직조 전에 꼬이지 않았다. 직조 패턴은 2x1 능직 직조였고 70 x 44 스레드/인치(27.6 x 18.9 스레드/cm, 경사 x 위사)의 스레드 수를 가지고 있었다. 경사 섬유는 42/2cc 폴리아미드-면 섬유로 구성되었고, 위사 섬유는 교대 피크(alternating pick)로 17/1cc 폴리아미드-면 섬유 및 PEEK 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 22 중량% PEEK, 39 중량% 폴리아미드, 및 39 중량% 면으로 구성되었다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 160 cfm, 건조 시간 = 25분, 수직 위킹 = 10분 내에 120 mm, 태(hand) = 시험하기에 너무 뻣뻣함(측정불가능함), 및 수직 화염에서 녹기 및 흘러내리기 없음. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 표면의 주사 전자 현미경 사진이 도 24에 나타나 있다. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 25에 나타나 있다.
실시예 2i
Shakespeare Company LLC.(Shakespeare Company LLC., Columbia, SC)로부터 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 섬유를 수득하였다. PPS 섬유는 422 dtex였고 실질적으로 둥근 단면을 가지고 있었으며, 하기 특성을 가지고 있었다: 밀도 = 1.35 g/cm3.
섬유가 422 dtex PPS인 것을 제외하고, 실시예 2a에 기재된 것과 유사한 방식으로 직조 직물을 제작하였다. PPS 섬유는 직조 전에 꼬이지 않았다. 직조 패턴은 2x1 능직 직조였고 70 x 48 스레드/인치(27.6 x 18.9 스레드/cm, 경사 x 위사)의 스레드 수를 가지고 있었다. 경사 섬유는 42/2cc 폴리아미드-면 섬유로 구성되었고, 위사 섬유는 교대 피크(alternating pick)로 17/1cc 폴리아미드-면 섬유 및 PPS 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 22 중량% PPS, 39 중량% 폴리아미드, 및 39 중량% 면으로 구성되었다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 120 cfm, 건조 시간 = 25분, 수직 위킹 = 10분 내에 95 mm, 태(hand) = 시험하기에 너무 뻣뻣함(측정불가능함), 및 수직 화염에서 녹기 및 흘러내리기 없음. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 표면의 주사 전자 현미경 사진이 도 26에 나타나 있다. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 27에 나타나 있다.
비교예 2j
ePTFE가 포함되지 않은 것을 제외하고 실시예 2a에 기재된 것과 유사한 방식으로 직조 직물을 제작하였다. 직조 패턴은 2x1 능직 직조였고 70 x 50 스레드/인치(27.6 x 19.7 스레드/cm, 경사 x 위사)의 스레드 수를 가지고 있었다. 경사 섬유는 42/2cc 폴리아미드-면 섬유로 구성되었고, 위사 섬유는 17/1cc 폴리아미드-면 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 50 중량% 폴리아미드 및 50 중량% 면으로 구성되었다. 허용가능한 가시적인 외관을 위해 색상이 폴리아미드-면 섬유에 남아있도록, 직물을 염색 및 인쇄하였다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 54 cfm, 건조 시간 = 28분, 수직 위킹 = 10분 내에 119 mm, 태(hand) = 114 g, 파단 강도 = 667 N(w) x 516 N(f), 인열 강도 = 47 N(w) x 50 N(f), 및 수직 화염에서 녹기 및 흘러내리기 없음. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 주사 전자 현미경 사진이 도 28에 나타나 있다. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 29에 나타나 있다. 직물은 176 g/m2의 중량을 가지고 있었다.
실시예 3a
W.L. Gore & Associates에 의한 ePTFE 섬유(part number V111617, W.L. Gore & Associates, Inc., Elkton, MD)를 수득하였다. ePTFE 섬유는 226 dtex하였고 직사각형 단면을 가지고 있었으며, 하기 특성을 가지고 있었다: 폭 = 0.5 mm, 높이 = 0.0254 mm, 밀도 = 1.78 g/cm3, 파단 강도 = 8.18 N, 강도 = 3.64 cN/dtex. 1000x 배율로 촬영된 섬유의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이 도 8에 나타나 있다.
36/2cc(면 수/플라이) 노멕스(Nomex) ® 아라미드 스테이플 섬유(2566000, Springfield LLC, Gaffney, SC), 38/1cc(면 수/플라이) 노멕스 ® 아라미드 스테이플 섬유(2000000, Springfield LLC, Gaffney, SC), 및 ePTFE 섬유의 직물 혼방을 포함하도록 섬유를 직조하였다. 수득된 36/2cc 노멕스 ® 아라미드 스테이플 섬유는 294 dtex였고 하기 특성을 가지고 있었다: 파단 강도 = 6.40 N, 강도 = 2.2 cN/dtex. 수득된 38/1cc 노멕스 ® 아라미드 스테이플 섬유는 349 dtex였고 하기 특성을 가지고 있었다: 파단 강도 = 2.45 N, 강도 = 1.6 cN/dtex. ePTFE 섬유 및 38/1cc 노멕스 ® 아라미드 섬유를 직조 전에 6s(미터당 236 회전)로 꼬았다. 직조 패턴은 평 직조였고 60 x 40 스레드/인치(23.6 x 15.7 스레드/cm, 경사 x 위사)의 스레드 수를 가지고 있었다. 경사 섬유는 36/2cc 노멕스 ® 아라미드 섬유로 구성되었고, 위사 섬유는 피크마다 꼬인 38/1 cc 노멕스 ® 아라미드 섬유 및 ePTFE 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 22 중량% ePTFE 및 78 중량% 노멕스 ® 아라미드로 구성되었다. 허용가능한 가시적인 외관을 위해 색상이 노멕스 아라미드 섬유에 남아있도록, 직물을 염색 및 인쇄하였다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 238 cfm, 건조 시간 = 15분, 수직 위킹 = 10분 내에 92 mm, 인열 강도 = 67 N(w) x 76 N(f), 및 수직 화염에서 잔진이 없음. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 표면의 주사 전자 현미경 사진이 도 30에 나타나 있다. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 31에 나타나 있다. 직물은 155 g/m2의 중량을 가지고 있었다.
비교예 3b
ePTFE가 포함되지 않은 것을 제외하고 실시예 3a에 기재된 것과 유사한 방식으로 직조 직물을 제작하였다. 직조 패턴은 평 직조였고 80 x 40 스레드/인치(23.6 x 15.7 스레드/cm, 경사 x 위사)의 스레드 수를 가지고 있었다. 경사 섬유는 36/2cc 노멕스 ® 아라미드 섬유로 구성되었고, 위사 섬유 역시 36/2cc 노멕스 ® 아라미드 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 0 중량% ePTFE 및 100 중량% 노멕스 ® 아라미드로 구성되었다. 허용가능한 가시적인 외관을 위해 색상이 노멕스 ® 아라미드 섬유에 남아있도록, 직물을 염색 및 인쇄하였다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 201 cfm, 건조 시간 = 20분, 수직 위킹 = 10분 내에 95 mm, 인열 강도 = 35 N(w) x 28 N(f), 및 수직 화염에서 잔진이 없음. 직물은 154 g/m2의 중량을 가지고 있었다.
실시예 4a
편직 양말을 하기 방식으로 만들었다. 1.94 g/cm3의 밀도를 갖는 ePTFE 섬유(part number V111776, W.L. Gore & Associates, Inc., Elkton, MD)를 수득하였다. ePTFE 섬유는 111 dtex였고 직사각형 단면을 가지고 있었으며, 하기 특성을 가지고 있었다: 폭 = 0.5 mm, 높이 = 0.0114 mm, 밀도 = 1.94 g/cm3, 파단 강도 = 3.96 N, 강도 = 3.58 cN/dtex, 및 피브릴 길이 = 불확정(피브릴을 위한 종료점을 정의하기 위한 가시적인 노드가 없음). 1000X 배율로 촬영된 섬유의 상부 표면의 주사 전자 현미경 사진이 도 32에 나타나 있다. 80x 배율로 촬영된 편직 직물의 표면의 주사 전자 현미경 사진이 도 33에 나타나 있다. 각각의 ePTFE 섬유를 힐 및 신충성 발목 밴드를 갖는 4.5 인치 직경 200 바늘(완전한 회전 당 바느질) 환편기(circular knitting machine)를 이용하여 70 섬도(34 필라멘트 수) 나일론 6,6 실로 편직하였다. 최종 PTFE 함량은 68.8 중량%(나일론 함량은 31.2%였음)였다. 30 섬도 나일론 6,6 실의 2 플라이를 이용하여 발가락 부분을 시밍(seaming)한 후 최종 양말은 크기 10(미국 남성 크기)이었고 상업적으로 이용가능한 직물 유연제(Melatex Incorporated, 3818 Northmore Street, Charlotte, NC 28205로부터 이용가능한 Melasoft LS 1C2800)로 1회 주기 동안 세탁기에서 세탁하여 친수성으로 만들었다.
이 고밀도 ePTFE 양말의 1 X 6 인치 견본을 상기에 기재된 수직 위킹 시험에 두었다. 고밀도 ePTFE 양말은 10분 후 17 mm의 위킹을 나타내었다.
고밀도 ePTFE 양말을 상기 열거된 중량 증가 및 건조 시간 시험에 두었다. 직물의 초기 중량은 178 gsm이었다. 직물에 대한 중량 증가 및 건조 시간 시험 방법에서 측정된 바와 같은 전체 중량 증가는 23 gsm, 또는 13%였다.
비교예 4b
ePTFE 섬유가 동일한 개수의 70 섬도 나일론 6,6 실로 대체된 것을 제외하고 실시예 4a에 기재된 것과 동일한 방식으로 비교용 양말을 제조하였다. 모든 나일론 양말의 1 X 6 인치 견본을 상기 기재된 수직 위킹 시험에 두었다. 모든 나일론 섬유 양말은 10분 후 10 mm의 위킹을 나타내었다.
모든 나일론 양말을 또한 상기 열거된 중량 증가 및 건조 시간 시험에 두었다. 직물의 초기 중량은 143 gsm이었다. 직물에 대한 중량 증가 및 건조 시간 시험 방법에서 측정된 바와 같은 전체 중량 증가는 39 gsm, 또는 27%였다.
실시예 5a
실시예 4로부터의 ePTFE 섬유를 70/34(섬도/필라멘트) 광택이 약간 있는(semi-dull) 편평한 폴리아미드 섬유(Premier Fibers, Inc., Ansonville, SC) 및 ePTFE 섬유의 직물 혼방을 포함하도록 직조하였다. 수득된 폴리아미드 섬유는 78 dtex였다. 직조 패턴은 평 직조였고 96 x 92 스레드/인치(37.7 x 36.2 스레드/cm, 경사 x 위사)의 스레드 수를 가지고 있었다. 경사 섬유는 폴리아미드 섬유로 구성되었고, 위사 섬유는 피크마다 ePTFE 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 58 중량% ePTFE 및 42 중량% 폴리아미드로 구성되었다. 허용가능한 가시적인 외관을 위해 색상이 폴리아미드 섬유에 남아 있도록 직물을 염색하였다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 105 cfm, 중량 = 77 gsm, 수분 중량 증가 = 10gsm, MVTR = 32981 g/m2/24시간. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 표면의 주사 전자 현미경 사진이 도 34에 나타나 있다. 150x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 35에 나타나 있다.
하기 특성을 갖는 무정형 로킹된 ePTFE 막을 수득하였다: 두께=0.04 mm, 밀도=0.47 g/cc, 가장 강한 방향으로 매트릭스 인장 강도=105.8 MPa, 가장 강한 방향에 직각인 방향으로 매트릭스 인장 강도=49.9 MPa, 거얼리(Gurley)=16.2 s, MVTR=64168 g/m2/24시간. 폴리우레탄(PU)을 ePTFE 막을 연속적으로 코팅하고 상기 막의 공극을 적어도 부분적으로 통과하게 한 다음 경화하여 적용하였다.
직조 직물을 하기 방식으로 ePTFE 막 복합물에 적층하였다. 용융된 폴리우레탄 접착제의 도트(dot) 패턴을 상기 막의 PU 면에 적용함으로써 직물 및 ePTFE 막 복합물을 서로 결합시켰다. 폴리우레탄 접착우레탄 접착제 도트가 용융되는 동안, 직물을 상기 막의 접착면의 상부에 위치시켰다. 이 작제물(물품)을 냉각시켰다.
수득된 물품은 하기 특성을 가지고 있었다: 태(hand)=199 g, MVTR=8795 g/m2/24시간, 및 발수성 = 70%.
직조 직물을 소수성 및 소유성으로 만들기 위해 상기 직조 직물에 플루오로아크릴레이트 코팅을 적용하였다.
수득된 물품은 하기 특성을 가지고 있었다: 발수성 = 100%. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 36에 나타나 있다.
실시예 5b
ePTFE 섬유가 위사 방향으로 2개의 피크마다 직조되는 것을 제외하고 실시예 5a와 유사하게 직조 직물을 제작하였다. 직조 직물은 29 중량% ePTFE 및 71 중량% 폴리아미드로 구성되었다. 허용가능한 가시적인 외관을 위해 색상이 폴리아미드 섬유에 남아있도록 직물을 염색하였다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 34 cfm, 중량 = 73 gsm, 수분 중량 증가 = 17gsm, MVTR = 28482 g/m2/24시간. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 주사 전자 현미경 사진이 도 37에 나타나 있다. 150x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 38에 나타나 있다.
하기 특성을 갖는 무정형 로킹된 ePTFE 막을 수득하였다: 두께=0.04 mm, 밀도=0.47 g/cc, 가장 강한 방향으로 매트릭스 인장 강도=105.8 MPa, 가장 강한 방향에 직각 방향으로 매트릭스 인장 강도=49.9 MPa, 거얼리(Gurley)=16.2 s, MVTR=64168 g/m2/24시간. 폴리우레탄(PU)을 ePTFE 막을 연속적으로 코팅하고 상기 막의 공극을 적어도 부분적으로 통과하게 한 다음, 경화하여 적용하였다.
직조 직물을 하기 방식으로 ePTFE 막 복합물에 적층하였다. 용융된 폴리우레탄 접착제의 도트 패턴을 상기 막의 폴리우레탄 면에 적용함으로써 직물 및 ePTFE 막 복합물을 서로 결합시켰다. 폴리우레탄 접착 도트가 용융되는 동안, 직물을 상기 막의 접착면의 상부에 위치시켰다. 이 작제물(물품)을 냉각시켰다.
수득한 물품은 하기 특성을 가지고 있었다: 태(hand)=207 g, MVTR = 9075 g/m2/24시간, 및 발수성 = 50%.
직조 직물을 소수성 및 소유성으로 만들기 위해 상기 직조 직물에 플루오로아크릴레이트 코팅을 적용하였다.
수득한 물품은 하기 특성을 가지고 있었다: 발수성 = 100%. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 39에 나타나 있다.
비교예 5c
ePTFE 섬유가 사용되지 않은 것을 제외하고 실시예 5a와 유사하게 직조 직물을 제작하였다. 직조 직물은 0 중량% ePTFE 및 100 중량% 폴리아미드로 구성되었다. 허용가능한 가시적인 외관을 위해 색상이 폴리아미드 섬유에 남아있도록 직물을 염색하였다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 30 cfm, 중량 = 65 gsm, 수분 중량 증가 = 25 gsm, MVTR = 28526 g/m2/24시간. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 표면의 주사 전자 현미경 사진이 도 40에 나타나 있다. 150x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 41에 나타나 있다.
하기 특성을 갖는 무정형 로킹된 ePTFE 막을 수득하였다: 두께=0.04 mm, 밀도=0.47 g/cc, 가장 강한 방향으로 매트릭스 인장 강도=105.8 Pa, 가장 강한 방향에 직각 방향으로 매트릭스 인장 강도=49.9 MPa, 거얼리(Gurley)=16.2 s, MVTR=64168 g/m2/24시간. 폴리우레탄(PU)을 ePTFE 막을 연속적으로 코팅하고 상기 막의 공극을 적어도 부분적으로 통과하게 한 다음, 경화하여 적용하였다.
직조 직물을 하기 방식으로 ePTFE 막 복합물에 적층하였다. 용융된 폴리우레탄 접착제의 도트 패턴을 상기 막의 PU 면에 적용함으로써 직물 및 ePTFE 막 복합물을 서로 결합시켰다. 폴리우레탄 접착 도트가 용융되는 동안, 직물을 상기 막의 접착면의 상부에 위치시켰다. 이 작제물(물품)을 냉각시켰다.
수득한 물품은 하기 특성을 가지고 있었다: 태(hand)=205 g, MVTR = 9508 g/m2/24시간, 및 발수성 = 0%.
직조 직물을 소수성 및 소유성으로 만들기 위해 상기 직조 직물에 플루오로아크릴레이트 코팅을 적용하였다.
수득한 물품은 하기 특성을 가지고 있었다: 발수성 = 100%. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 42에 나타나 있다.
실시예 6
실시예 5로부터의 ePTFE 섬유를 70/34(섬도/필라멘트) 텍스처드(textured) 6,6 나일론 및 ePTFE 섬유의 직물 혼방을 포함하도록 직조하였다. 수득된 나일론 섬유는 78 dtex였다. 직조 패턴은 1x2 능직이었고 100 x 100 스레드/인치(37.7 x 36.2 스레드/cm, 경사 x 위사)의 스레드 수를 가지고 있었다. 경사 섬유는 폴리아미드 섬유로 구성되었고, 위사 섬유는 2개의 피크마다 ePTFE 섬유로 구성되었다. 직조 직물은 32 중량% ePTFE 및 68 중량% 폴리아미드로 구성되었다. 직조 직물은 하기 특성을 가지고 있었다: 공기 투과도 = 75 cfm, 중량 = 132 gsm, 수분 중량 증가 = 34 gsm, 텍스처드 나일론으로 인해 약간의 연신 및 회복능을 가짐. 80x 배율로 촬영된 직조 직물의 표면의 주사 전자 현미경 사진이 도 43에 나타나 있다. 120x 배율로 촬영된 직물의 단면의 주사 전자 현미경 사진이 도 44에 나타나 있다.
본원의 발명은 일반적으로 그리고 특정 구현예에 대해 상기에 기재되었다. 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않으면서 구현예에서 다양한 변형 및 변화가 이뤄질 수 있음이 본 기술분야의 숙련가에게 자명할 것이다. 따라서, 구현예는 첨부된 청구항 및 이의 등가물의 범위 내에 속하는 한 본 발명의 변형 및 변화를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (67)

  1. 복수의 경사(warp) 섬유 및 위사(weft) 섬유로서, 각각의 상기 경사 섬유 및 각각의 상기 위사 섬유가 실질적으로 직사각형 단면 형상을 갖는 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 섬유를 포함하는 복수의 경사 및 위사 섬유; 및
    적어도 하나의 비-ePTFE 섬유
    를 포함하는 직조 직물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 직물이 30분 미만의 건조 시간, 90 mm/10분을 초과하는 수직 위킹(vertical wicking), 및 약 1000 g/m2 미만의 단위 면적 당 중량을 갖는 직조 직물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 0.1 g/cm3　내지 약 1.0 g/cm3의 직조전 밀도(pre-weaving density)를 갖는 직조 직물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1.0 g/cm3　내지 약 2.2 g/cm3의 직조전 밀도를 갖는 직조 직물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 직물의 적어도 하나의 면에 부착된 폴리머 막을 추가로 포함하는 직조 직물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 그 안에 오일 및 폴리머 중 적어도 하나를 갖는 직조 직물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 직조 직물이 약 1000 g 미만의 평균 강연도(stiffness)를 갖는 직조 직물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 직조 직물이 약 10 N 내지 약 200 N의 인열 강도(tear strength)를 갖는 직조 직물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 직조 직물이 약 100 N 내지 약 1500 N의 파단 강도(break strength)를 갖는 직조 직물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 직조 직물이 약 500 cfm 미만의 공기 투과도를 갖는 직조 직물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1을 초과하는 종횡비를 갖는 직조 직물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1의 종횡비를 갖는 직조 직물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 직조 섬유가 난연성 섬유인 직조 직물.
  14. 제1항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 20 dtex 내지 약 1200 dtex의 길이 당 중량을 갖는 직조 직물.
  15. 제1항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1.5 cN/dtex를 초과하는 강도(tenacity)를 갖는 직조 직물.
  16. 제1항에 있어서, 상기 경사 섬유 및 상기 위사 섬유가 상기 직조 직물을 소유성(oleophobic)으로 만들기 위해 플루오로아크릴레이트 코팅을 갖는 직조 직물.
  17. 경사 섬유 및 위사 섬유로서, 각각의 상기 경사 섬유 또는 각각의 상기 위사 섬유가 실질적으로 직사각형 단면 형상을 갖는 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 섬유로 이루어지는 경사 섬유 및 위사 섬유; 및
    복수의 비-ePTFE 섬유
    를 포함하는 직조 직물.
  18. 제17항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유로 이루어지지 않는 상기 경사 또는 위사 섬유가 상기 비-ePTFE 섬유를 포함하는 직조 직물.
  19. 제17항에 있어서, 상기 비-ePTFE 섬유 중 적어도 하나가 난연성 섬유인 직조 직물.
  20. 제17항에 있어서, 상기 비-ePTFE 섬유가 레이온, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 면, 양모, 실크, 아라미드, 폴리아미드, 아크릴, 올레핀, 스판덱스, 아라미드, 난연성　면, 폴리벤즈이미다졸(PBI®), 폴리벤족사졸(PBO), 난연성 레이온, 모다크릴 혼방, 카본, 섬유유리, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 직조 직물.
  21. 제17항에 있어서, 상기 직조 직물이 약 1000 g 미만의 평균 강연도를 갖는 직조 직물.
  22. 제17항에 있어서, 상기 직조 직물이 약 10 N 내지 약 200 N의 인열 강도를 갖는 직조 직물.
  23. 제17항에 있어서, 상기 직조 직물이 약 100 N 내지 약 1500 N의 파단 강도를 갖는 직조 직물.
  24. 제17항에 있어서, 상기 직조 직물이 약 500 cfm 미만의 공기 투과도를 갖는 직조 직물.
  25. 제17항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1.0 g/cm3 미만의 직조전 밀도를 갖는 ePTFE 섬유를 포함하는 직조 직물.
  26. 제17항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1.5 cN/dtex를 초과하는 강도를 갖는 직조 직물.
  27. 제17항에 있어서, 상기 직물이 30분 미만의 건조 시간, 90 mm/10분을 초과하는 수직 위킹, 및 약 1000 g/m2 미만의 단위 면적 당 중량을 갖는 직조 직물.
  28. 제17항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1을 초과하는 종횡비를 갖는 직조 직물.
  29. 제17항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1의 종횡비를 갖는 직조 직물.
  30. 복수의 경사 섬유 및 위사 섬유로서, 각각의 상기 경사 섬유 또는 각각의 상기 위사 섬유가 실질적으로 직사각형 단면 형상을 갖는 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 섬유의 교대 피크(alternating pick)를 포함하는, 복수의 경사 섬유 및 위사 섬유
    를 포함하는 직조 직물.
  31. 제30항에 있어서, 상기 직물이 30분 미만의 건조 시간, 90 mm/10분을 초과하는 수직 위킹, 및 약 1000 g/m2 미만의 단위 면적당 중량을 갖는 직조 직물.
  32. 제30항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 0.1 g/cm3　내지 약 1.0 g/cm3의 직조전 밀도를 갖는 직조 직물.
  33. 제30항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1.0 g/cm3　내지 약 2.2 g/cm3의 직조전 밀도를 갖는 직조 직물.
  34. 제30항에 있어서, 상기 직조 직물이 약 1000 g 미만의 평균 강도를 갖는 직조 직물.
  35. 제30항에 있어서, 상기 직조 직물이 약 10 N 내지 약 200 N의 인열 강도를 갖는 직조 직물.
  36. 제30항에 있어서, 상기 직조 직물이 약 100 N 내지 약 1500 N의 파단 강도를 갖는 직조 직물.
  37. 제30항에 있어서, 상기 직조 직물이 약 500 cfm 미만의 공기 투과도를 갖는 직조 직물.
  38. 제30항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1을 초과하는 종횡비를 갖는 직조 직물.
  39. 제30항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1의 종횡비를 갖는 직조 직물.
  40. 제30항에 있어서, 적어도 하나의 직조 섬유가 난연성 섬유인 직조 직물.
  41. 제30항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 20 dtex 내지 약 1200 dtex의 길이 당 중량을 갖는 직조 직물.
  42. 제30항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1.5 cN/dtex를 초과하는 강도를 갖는 직조 직물.
  43. 실질적으로 직사각형 형상 및 약 1.2 g/cm3을 초과하는 밀도를 갖는 복수의 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 섬유; 및
    편물 형상(knit configuration)의 복수의 편직 섬유
    를 포함하는 편직물.
  44. 제43항에 있어서, 상기 적어도 하나의 편직 섬유가 레이온, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 면, 양모, 실크, 아라미드, 폴리아미드, 아크릴, 올레핀, 스판덱스, 아라미드, 난연성 면, 폴리벤즈이미다졸(PBI®), 폴리벤족사졸(PBO), 난연성 레이온, 모다크릴 혼방, 카본, 섬유유리, 폴리아클리로니트릴(PAN) 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 편직물.
  45. 제43항에 있어서, 상기 편직물이 약 1000 g 미만의 평균 강연도를 갖는 편직물.
  46. 제43항에 있어서, 상기 편직물이 약 10 N 내지 약 200 N의 인열 강도를 갖는 편직물.
  47. 제43항에 있어서, 상기 편직물이 약 100 N 내지 약 1500 N의 파단 강도를 갖는 편직물.
  48. 제43항에 있어서, 상기 편직물이 약 500 cfm 미만의 공기 투과도를 갖는 편직물.
  49. 제43항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1을 초과하는 종횡비를 갖는 편직물.
  50. 제43항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1의 종횡비를 갖는 편직물.
  51. 제43항에 있어서, 상기 편직 섬유 중 상기 적어도 하나가 난연성 섬유인 편직물.
  52. 제43항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 20 dtex 내지 약 1200 dtex의 길이 당 중량을 갖는 편직물.
  53. 제43항에 있어서, 상기 ePTFE 섬유가 약 1.5 cN/dtex를 초과하는 강도를 갖는 편직물.
  54. 제43항에 있어서, 상기 직물이 30분 미만의 건조 시간, 10 mm/10분을 초과하는 수직 위킹, 및 약 1000 g/m2 미만의 단위 면적 당 중량을 갖는 편직물.
  55. 복수의 경사 섬유 및 위사 섬유로서, 상기 경사 섬유 및 상기 위사 섬유 중 적어도 하나가 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 섬유, 폴리(비닐리덴 플루오라이드)(PVDF) 섬유, 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 섬유, 고분자량 폴리에틸렌 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리올레핀 섬유 및 폴리에스테르 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 모노필라멘트, 비-ePTFE 섬유를 포함하는 복수의 경사 섬유 및 위사 섬유; 및
    적어도 하나의 비-ePTFE 직조 섬유
    를 포함하는 직조 직물.
  56. 제55항에 있어서, 상기 적어도 하나의 직조 섬유가 난연성 섬유인 직조 직물.
  57. 제55항에 있어서, 상기 비-ePTFE 직조 섬유가 레이온, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 면, 양모, 실크, 아라미드, 폴리아미드, 아크릴, 올레핀, 스판덱스, 아라미드, 난연성 면, 폴리벤즈이미다졸(PBI®), 폴리벤족사졸(PBO), 난연성　레이온, 모다크릴 혼방, 카본, 섬유유리, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 직조 직물.
  58. 제55항에 있어서, 상기 모노필라멘트, 비-ePTFE 섬유가 실질적으로 둥근 단면을 갖는 직조 직물.
  59. 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 섬유, 폴리(비닐리덴 플루오라이드)(PVDF) 섬유, 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 섬유, 고분자량 폴리에틸렌 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리올레핀 섬유 및 폴리에스테르 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 복수의 모노필라멘트, 비-ePTFE 섬유; 및
    편물 형상의 복수의 편직 섬유
    를 포함하는 편직물.
  60. 제59항에 있어서, 상기 편직 섬유 중 적어도 하나가 난연성 섬유인 편직물.
  61. 제59항에 있어서, 상기 편직 섬유가 레이온, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 면, 양모, 실크, 아라미드, 폴리아미드, 아크릴, 올레핀, 스판덱스, 아라미드, 난연성 면, 폴리벤즈이미다졸(PBI®), 폴리벤족사졸(PBO), 난연성 레이온, 모다크릴 혼방, 카본, 섬유유리, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 편직물.
  62. 복수의 경사 섬유 및 위사 섬유로서, 상기 경사 섬유 및 상기 위사 섬유 중 적어도 하나가 모노필라멘트 PTFE 섬유를 포함하는, 복수의 경사 섬유 및 위사 섬유; 및
    적어도 하나의 비-ePTFE 직조 섬유
    를 포함하는 직조 직물.
  63. 제62항에 있어서, 상기 비-ePTFE 직조 섬유 중 적어도 하나가 난연성 섬유인 직조 직물.
  64. 제62항에 있어서, 상기 비-ePTFE 직조 섬유가 레이온, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 면, 양모, 실크, 아라미드, 폴리아미드, 아크릴, 올레핀, 스판덱스, 아라미드, 난연성 면, 폴리벤즈이미다졸(PBI®), 폴리벤족사졸(PBO), 난연성　레이온, 모다크릴 혼방, 카본, 섬유유리, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 직조 직물.
  65. 복수의 모노필라멘트 PTFE 섬유; 및
    편물 형상의 복수의 편직 섬유
    를 포함하는 편직물.
  66. 제65항에 있어서, 상기 편직 섬유 중 적어도 하나가 난연성 섬유인 편직물.
  67. 제65항에 있어서, 상기 편직 섬유가 레이온, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 면, 양모, 실크, 아라미드, 폴리아미드, 아크릴, 올레핀, 스판덱스, 아라미드, 난연성 면, 폴리벤즈이미다졸(PBI®), 폴리벤족사졸(PBO), 난연성　레이온, 모다크릴 혼방, 카본, 섬유유리, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 편직물.
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