KR20190010638A - 섬유 웹을 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

섬유 웹을 제조하는 방법이 본원에 기재되고, 이러한 방법에 따르면 섬유 웹이 포움 형성을 이용함으로써 포우밍된 섬유 분산물로 형성된다. 본 발명에 따르면, 포우밍된 섬유 분산물은 재생 텍스타일 섬유 및 가능하게는 천연 섬유 또는 합성 섬유 또는 이들의 혼합물을 포함하고, 이러한 경우에 섬유 층 중의 적어도 30중량%, 특히 적어도 50중량%의 섬유가 재생 텍스타일 섬유로부터 유래된다. 본 발명은, 예를 들어, 백 및 패키지 적용에서 플라스틱을 대체하는 것이 가능한 제품을 생성시킨다. 본 제품은 또한, 예를 들어, 다양한 텍스타일 및 가구 적용에 적합하다.

Description

섬유 웹을 제조하는 방법
본 발명은 제1항의 전문(preamble)에 따른 섬유 웹(fibrous web)을 제조하는 방법에 관한 것이다.
이와 같은 방법에 따르면, 섬유 웹은 포움 형성 기술(foam forming technology)을 이용함으로써 포우밍된(foamed) 섬유 분산물로부터 형성된다.
본 발명은 또한 섬유 웹 및 이의 용도에 관한 것이다.
플라스틱 축적 형태의 환경 문제는, 다른 것들 중에서, 바다 및 조류에서 발생하는 것으로 널리 알려져 있다. 그 결과, 다수의 업체들은 현재 플라스틱 사용을 제한하고 있으며, 다수의 소비자 제품 업체(브랜드 소유자)는 플라스틱에 대한 대체물을 찾고 있다.
플라스틱 백의 사용을 제한하는 금지가 한 가지 주요 조치이다. 플라스틱 백에 대한 여러 대안이 있지만, 모두 이와 관련된 상당한 문제가 있다.
예를 들어, 종이 백의 원료는 저렴하지만, 이러한 원료는 플라스틱보다 훨씬 더 무겁고, 습윤 강도 및 인열 저항에 관한 이의 성능은 더 낮다. 바이오-기반 플라스틱은, 또한, 이것이 환경에서 분해되지 않기 때문에 축적 문제를 해결하지 못한다. 또한, 생분해가능한 플라스틱의 성능 및 비용 수준은 경쟁적이지 않다. 추가로, 다수의 생분해가능한 플라스틱은 환경에서 분해되지 않기 때문에, 이들은 산업적 생분해 공정을 필요로 한다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 종래 기술과 관련된 문제를 없애고, 예를 들어, 백의 생산 및 그 밖의 유사한 패키징 및 물질 적용에 적합한 신규한 물질을 제공하는 것이다.
흡수성 물질의 생산을 위한 텍스타일 섬유의 용도는 공보 WO 96/06222호에 기재되어 있다. 이 공보는 재생 물질을 함유하는 섬유를 포함하는 섬유 웹이 작은 흡수성 물질을 이루기 위해 고수압직조(hydroentangle)되는 해결안을 제시한다.
본 발명은 포우밍에 의해 생산되는 섬유 웹이 원료로서 50 내지 100 %의 텍스타일 섬유 폐기물(섬유), 가능하게는 다른 보강 또는 추가 섬유, 뿐만 아니라 결합제(라텍스 등)를 이용함으로써 달성될 수 있다는 개념을 기초로 한다. 다수의 적용에 대하여 유리한 특성을 갖는 섬유 웹이 생산된다.
수득된 섬유 웹은, 예를 들어, 백, 패키징, 가구, 텍스타일, 기술용 텍스타일, 의류 및 신발, 건설용 적용 및 베드 리넨(bed linen)에서 사용될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 해결안은 주로 청구항 제1항의 특징부에서 명시된 것으로 특징화된다.
본 발명에 따른 섬유 웹은 청구항 제23항의 특징부에 명시된 것으로 특징화되고, 본 발명에 따른 섬유 웹은 청구항 제24항에 명시된 것으로 특징화된다.
본 발명으로 상당한 이점이 달성된다. 제품의 유리한 특성의 예로는 우수한 인장 강도, 인장 파괴, 인열 저항 및 신축성(stretchability)이 있다. 또한, 침전성, 균일성(우수한 형성) 및 내부 결합 강도가 충분하다. 재생 텍스타일 섬유를 합성 섬유와 조합함으로써, 제품에 대하여 우수한 솔기성(seamability)이 또한 달성된다. 포움 형성 기술은 습식-웨빙 공정(wet-webbing process)으로 텍스타일 섬유를 균일하게 분산시키는 중요한 단계를 제공한다.
용이하게 이용 가능하고 저렴한 원료가 플라스틱-유사 물질을 생산하기 위해 본 발명에서 사용될 수 있다. 종래의 기술적 해결안으로, 예를 들어, 기술용 부직포 물질에서 충전제로서 텍스타일 폐기물 플로우(textile waste flow)를 사용하는 것이 시도되었고, 일반적으로 첨가되는 양은 물질의 총 중량의 30 % 미만이고, 저-부가 가치를 갖는 제품에서만 비율이 더 높았다. 후자 제품의 예로는 흡수 물질이 포함된다.
신규한 텍스타일을 위한 원료로서의 재생 텍스타일 물질의 사용이 제안되었다. 대부분의 경우에, 이는 폴리에스테르 섬유와 같은 동종 물질 스트림에만 적용된다. 그러한 폐기물 스트림은 전형적으로 제품이 소비자에게 가기 전에 발생되는 산업적 이차 플로우이다. 그러나, 본 발명의 신규한 기술은 이종 재생 텍스테일 스트림의 이용을 가능하게 하고, 결과적으로, 기존의 기술을 이용하는 때에 섬유의 분리가 어려운 경우에 본 발명을 이용하는 것이 가능하거나, 원료 스트림(예를 들어, 코튼)의 한 부분만이 이용 가능할 수 있다.
본 발명에서, 최종 제품은 고수압직조와 같은 어떠한 기계적 가공 단계 없이, 포움 형성을 이용함으로써, 즉, 와이어 상에 적용되는 섬유 층을 바로 건조시킴으로써 형성된다.
본 발명에서, 우수한 강도뿐만 아니라 다른 흥미로운 특성들이, 특히, 예를 들어, 포움을 이용함으로써 섬유 웹 상에 적용되는 결합제를 이용하는 경우에 달성된다. 결합제를 웹 상에 적용함으로써, 결합제는 웹으로 분산될 수 있고, 이에 의해서 이는 텍스타일 섬유를 함께 결합한다.
본 발명은, 예를 들어, 백 및 패키징 적용에서 플라스틱을 대체할 수 있는 제품을 제공한다. 제품은 또한 다양한 텍스타일 및 가구 적용에 적합하다. 특별한 특징으로서, 이러한 기술은 책임감 있게 행동하는 업체가 자체 생산에서 발생되는 폐기물을 재활용하여, 자체 사업에서 사용되는 제품을 제조하는 것을 가능하게 한다. 이의 예로는 백의 제조에서 의류 업체의 재생 텍스타일의 활용(이에 따라 플라스틱 및 코튼 백 대체), 및 더러운 세탁물용 백의 제조에서 호텔 체인 베드 리넨의 활용이 있다.
본 발명의 또 다른 이점은 폐쇄형 루프/원형 공정 해결안이 웹-모양 제품을 생산하기 위해 달성되는데, 이러한 경우에 폐기물 스트림이 자원-효율적 공정에 의해 부가 가치 제품으로 재활용된다는 점이다.
구체예
하기에서, 바람직한 구체예의 도움으로 보다 상세하게 신규한 기술이 조사될 것이다.
한 가지 구체예에서, 생산될 섬유 웹의 주원료는, 본 발명의 문맥에서 또한 "재순환 텍스타일 섬유(recirculated textile fibre)" 또는, 상응하게, "재생 텍스타일 섬유"로도 지칭되는, 텍스타일 섬유 폐기물이다. 그러한 이종 섬유 폐기물은 전형적으로 가변량의 천연 섬유 및 합성 섬유를 포함한다. 본 발명에 따르면, 이종 재생 텍스타일 원료는 포움 형성을 이용함으로써 포우밍되거나 포우밍가능한 중간 제제와 혼합되고, 그 후에 이에 따라 발생된 포움으로부터 건조된 섬유 웹이 형성된다.
본 발명의 맥락에서, 재생 텍스타일 섬유는, 예를 들어, "소비자전 재생 섬유(pre-consumer recycled fibre)"로서 산업으로부터 얻어진다. 이러한 섬유는 산업 공정에서 발생되는 폐섬유이다. 이러한 경우에, 재생 섬유는, 예를 들어, 제품이 사용되기 전에 수거된 소비자 제품 및 공업용 패브릭의 생산으로부터의 폐기물이다.
재생 텍스타일 섬유는 또한, 예를 들어, 의류 수거를 통해 얻어지는 "소비자후 재생 섬유(post-consumer recycled fibre)"일 수 있다.
그러므로, "재생 섬유"는 텍스타일과 의복 둘 모두의 생산 공정에서 발생되는 이차 플로우 또는 폐기물 스트림(즉, 섬유 혼합물), 및 또한 소비자로부터 수거된 텍스타일 폐기물을 의미한다.
둘 모두의 경우에, 텍스타일 섬유는 천연 물질과 합성 물질 둘 모두로부터 유래된 섬유를 포함하고, 이러한 경우에 재생 텍스타일 섬유는 섬유가 상이한 물질로부터 유래된 "이종" 섬유 물질이다.
전형적으로, 본 발명의 텍스타일 섬유는 셀룰로스 섬유, 재생 셀룰로스 섬유, 단백질-기반 천연 섬유 또는 합성 텍스타일 섬유 또는 이들의 혼합물을 포함하고, 이러한 경우에 합성 섬유는 특히 폴리올레핀, 폴리에스테르 또는 폴리아미드 섬유 또는 이들의 혼합물이다. 일반적으로, 사용되는 텍스타일 섬유 폐기물은 코튼, 울, 폴리에스테르 및 그 밖의 섬유를 포함한다.
재생 텍스타일 섬유의 평균 길이는 0.1 mm 내지 5 cm, 특히, 0.1 내지 3 cm이다.
텍스타일 폐기물의 의류로의 재활용은 오늘날 일부 특수한 생성물을 이용해야만 수행된다. 대부분 흔히, 소비자로부터 수거된 텍스타일 폐기물이 아닌 산업적 이차 플로우가 이용된다. 상기 언급된 바와 같이, 재생 텍스타일 스트림의 대부분은 결국 흡수 매트 및 유사한 물체에 이르게 된다. 특수한 문제는 원료 스트림의 이질성이다. 그리고, 특히 관심을 받고 있는 것은, 섬유 길이가 20 mm 미만인 텍스타일 이차 플로우가 가장 적은 분획인 것이다. 이러한 분획은 텍스타일의 생산에서 효과적으로 사용될 수 없다. 따라서, 과거에는 텍스타일 폐기물 스트림의 가장 불량한 품질 분획, 즉, 단섬유 분획이 부가 가치 제품으로 가공되지 않았고, 그 대신에 이는 소각에 의해 파괴되거나 쓰레기 하치장에 맡겨졌는데, 이는, 예를 들어, EU에서는 금지된다. 따라서, 텍스타일 이차 플로우의 값은 대략 50-200 유로/톤으로 낮다.
또한, 종래에는 부직포 공정에서, "에어-레이드 기술(air-laid technique)"을 이용하는 것만이 가능했는데, 그 이유는 텍스타일 폐기물이 물 공정으로 분산되기 어려웠기 때문이다. 에어-레이드 기술의 제한으로 인해, 제품 적용이 또한 제한되었다. 더욱이, 텍스타일 섬유 폐기물을 특히 대규모 생산 공정에서 웹-유사 제품을 위한 주원료로서 사용하는 것이 가능하지 않았다.
본 발명에 따른 물질에서, 사용되는 원료는 크기가 20 mm 미만인 상기 언급된 섬유 분획을 포함하여 텍스타일의 재활용에서 발생되는 섬유 플로우이다. 텍스타일을 재활용하는 공정에서, 필수 스테이지는 패브릭을 섬유로 분해하는 것인데, 이는 전형적으로 기계적인 찢김에 의해 또는 화학적 기술을 이용하여 패브릭을 바로 분자 수준으로 분해함으로써 수행된다.
물질을 새 텍스타일로 가공하는 것이 가능하지 않기 때문에, 과량의 물질의 플로우는 본 기술의 관점에서 큰 관심의 대상이 된다.
본 발명에 따른 물질은 물질의 적용 요건에 따라 50 내지 100 %의 텍스타일 섬유 및 가능하게는 다른 섬유, 예컨대, 목재 섬유(일차 또는 재생 섬유), 천연 섬유 또는 합성 섬유를 사용함으로써 생산된다.
한 가지 구체예에서, 50 내지 100중량%의 텍스타일 섬유 및 0 내지 50중량%의 합성 섬유를 포함하는 웹은 포움 형성을 이용함으로써 제조된다.
생산하고자 하는 제품의 평량은 20 내지 500 g/m2, 특히 50 내지 200 g/m2, 가장 적합하게는 75 내지 150 g/m2이다.
한 가지 구체예에서, 섬유 물질의 원료 베이스는 100 % 이하가 재활용되고, 이러한 경우에 이 중 30 내지 100 %는 재생 텍스타일 폐기물로 구성되고, 이러한 경우에, 나머지는 가능하게는 다른 재생 섬유, 예컨대, PET 섬유 또는 재생 목재 섬유로 구성된다. 필요한 경우, 일차 섬유 및 물질 특성을 조절하는 다른 첨가제가 또한 제품에서 사용된다.
포움 형성 공정에서, 섬유는, 섬유를 포움으로 바로 분산시킴으로써, 또는 먼저 섬유를, 예를 들어, 습윤제/분산제와 함께 별개의 분산 공정으로 처리함으로써 사용된다. 분산제 및 습윤제의 예는 음이온성 계면활성제, 개질된 실록산, 예컨대, 상품명 Tegopren 및 Rewopol하에 판매되는 것들을 포함한다.
섬유의 포움 형성은 동시에 본원에 참조로 포함되는 FI 특허 출원 제20146033호에 기재되어 있다.
상기 내용을 기초로 하여, 포움 웨빙은, 건조된 웹을 생산하기 위해서, 예를 들어, 섬유가 포움으로 바로 분산되는 방식으로, 또는 섬유를 먼저 가능하게는 습윤제를 위한 결합제와 함께 별도의 분산 공정으로 처리함으로써, 이에 따라 수득된 분산물을 다른 섬유 및 포움 생성제와 배합함으로써, 및 생성된 혼합물을 포우밍시킨 후에 수득된 섬유-풍부 포움을 제지 또는 판지기(paper or cardboard machine)에서 포움 형성시킴으로써 수행된다.
한 가지 구체예에서, 포움은 먼저, 가능하게는 천연 섬유 또는 합성 섬유 또는 이들의 혼합물을 포함하는 수성 매질에 포움 형성제를 첨가함으로써 형성되고; 그 후에, 재생 텍스타일 섬유 또는 이의 일부가 첨가된 다음, 포움의 혼합이 계속된다. 마지막으로, 당해 기술 분야에 알려진 방식으로, 재생 텍스타일 섬유를 포함하는 수득된 포움이 포움 형성된다.
한 가지 적용에서, 포움 형성될 섬유 혼합물은, 텍스타일 섬유 이외에, 50 중량% 이하의 다른 섬유를 포함한다. 이들의 예로는 천연 섬유, 예컨대, 목재 섬유 및 다른 천연 섬유, 합성 섬유 및 이들의 혼합물이 있다.
목재 섬유는, 예를 들어, 셀룰로스 또는 리그노셀룰로스 섬유이다. 특히, 섬유는, 예를 들어, 화학적 또는 반-화학적 펄핑(semi-chemical pulping) 또는 탈섬유화(defibring)를 이용함으로써 셀룰로스 또는 리그노셀룰로스 원료로부터 유래된다.
일반적으로, 본 발명에서 사용되는 목재 섬유는 식물-기반 섬유이고, 화학 펄프, 예컨대, 설페이트 또는 설파이트 펄프, 유기용매 펄프(organosolv pulp), 재생 섬유, 및 기계 펄프로 구성되거나 이로부터 유래될 수 있으며, 펄프는, 예를 들어, 정제(refining)에 의해 또는 그라인딩(grinding)에 의해 생성된다. 이러한 물질(mass)의 예로는 리파이너 기계 펄프(refiner mechanical pulp: RMP), 및 가압된 리파이너 기계 펄프(pressurised refiner mechanical pulp: PRMP), 전처리 리파이너 화학 알칼리성 퍼옥사이드 기계 펄프(pre-treatment refiner chemical alkaline peroxide mechanical pulp: P-RC APMP), 열기계 펄프(thermomechanical pulp: TMP), 열기계 화학 펄프(thermomechanical chemical pulp: TMCP), 고온 TMP(HT-TMP), RTS-TMP, 알칼리성 퍼옥사이드 펄프(alkaline peroxide pulp: APP), 알칼리성 퍼옥사이드 기계 펄프(alkaline peroxide mechanical pulp: APMP), 알칼리성 퍼옥사이드 열기계 펄프(alkaline peroxide thermomechanical pulp: APTMP), 써모펄프(Thermopulp), 쇄목 펄프(groundwood pulp: GW), 또는 석재 쇄목(stone groundwood: SGW), 가압된 쇄목 펄프(pressurised groundwood pulp: PGW), 뿐만 아니라 초압 쇄목 펄프(super pressure groundwood pulp: PGW-S), 써모쇄목 펄프(thermogroundwood pulp: TGW), 또는 써모석재 쇄목 펄프(thermo stone groundwood pulp: TSGW), 화학기계 펄프(chemimechanical pulp: CMP), 화학리파이너 기계 펄프(chemirefiner mechanical pulp: CRMP), 화학열기계 펄프(chemithermomechanical pulp: CTMP), 고온 화학열기계 펄프(high-temperature chemithermomechanical pulp: HT-CTMP), 설파이트-개질된 열기계 펄프(sulphite-modified thermomechanical pulp: SMTMP), 및 리젝트 CTMP(reject CTMP), 쇄목 CTMP, 반화학 펄프(semichemical pulp: SC), 중성 설파이트, 반-화학 펄프(semi-chemical pulp: NSSC), 고수율 설파이트 펄프(high-yield sulphite pulp: HYS), 생화학 펄프(biomechanical pulp: BRMP) 및 OPCO 공정, 블라스팅-쿠킹 공정(blasting-cooking process), Bi-Vis 공정, 희석수 설폰화 공정(dilution water sulphonation process: DWS), 설폰화된 장섬유 공정(sulphnonated long fibres process: SLF), 화학적으로 처리된 장섬유 공정(chemically treated long fibres process: CTLF), 장섬유 CMP 공정(long fibre CMP process: LFCMP)으로 생성된 펄프, 설페이트 목재 펄프, mdf 섬유, 나노셀룰로스, 1000 nm 미만의 평균 입도를 갖는 셀룰로스 섬유, 및 이들의 변형물 및 혼합물이 있다.
펄프는 표백되거나 표백되지 않을 수 있다. 펄프는 활엽수 또는 침엽수로부터 유래될 수 있다. 목재 종의 예로는 자작나무, 너도밤나무, 사시나무, 예를 들어, 유럽 사시나무, 포플러, 오리나무, 유칼립투스, 단풍나무, 아카시아, 혼합형 열대 활엽수, 소나무, 미국 가문비나무, 헴록(hemlock), 낙엽송, 유럽 가문비나무, 예컨대, 검정 가문비나무(Black Spruce) 또는 노르웨이 가문비나무, 재생 섬유뿐만 아니라, 섬유를 포함하고 식품 산업 또는 목재 및 페이퍼 산업에서 비롯된 폐기물 스트림 및 이차 플로우, 뿐만 아니라 이들의 혼합물이 있다.
상기 언급된 목재 섬유는 일차 또는 재생 섬유일 수 있다.
또한, 종자 헤어 섬유(seed hair fibre), 잎 섬유, 인피 섬유와 같은 목재-기반 물질로부터 유래되거나, 목재도 아니고 목재를 함유한 것도 아닌 원료를 사용하는 것이 가능하다. 식물 섬유는, 예를 들어, 시리얼 작물 짚(cereal crop straw), 밀짚(wheat straw), 리이드 카나리 그래스(reed canary grass), 갈대, 아마, 대마, 양마, 황마, 라미, 사이잘, 아바카, 종자, 코이어(coir), 대나무, 버개스(bagasse), 코튼 케이폭(cotton kapok), 유액(milkweed), 파인애플, 코튼, 쌀, 케인(cane), 에스파르토 그래스(esparto grass), 팔라리스 아룬디나세아 ( Phalaris arundinacea ) 및 이들의 조합물로부터 유래될 수 있다.
상기 언급된 천연 섬유는 일차 또는 재생 섬유일 수 있다.
특히, 합성 섬유는 열가소성 폴리머 섬유, 예컨대, 폴리락타이드, 글리콜산 폴리머, 폴리올레핀, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리비닐 알콜 또는 이성분(바이코(bico)) 섬유이다. 다른 섬유의 예로는 재생 셀룰로스 섬유, 예컨대, 비스코오스, 라이어셀, 레이온, 및 텐셀 섬유, 및 예를 들어, 카본 및 유리 섬유가 있다. 가장 적합하게는, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리락타이드 또는 바이코 섬유 또는 이들의 혼합물이 사용된다.
상기 언급된 합성 섬유는 일차 또는 재생 섬유일 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 본 발명에서, 또한 목재 섬유, 다른 천연 섬유 및 합성 섬유의 혼합물을 사용하는 것이 가능하다.
전형적으로, 천연 섬유 및 합성 섬유의 길이는 3-100 mm, 예를 들어, 5 내지 40 mm, 및 바람직하게는 5 내지 20 mm이다. 섬유 두께(즉, 선형 밀도)는 전형적으로 0.9 내지 7 dtex, 바람직하게는 1.2 내지 3.5 dtex이다.
한 가지 구체예에서, 더욱이, 결합제는 섬유 웹 상에 적용되고, 섬유 층의 고형물 비율은 대략 20-50 %이며, 이러한 경우에, 결합제는 적어도 부분적으로 천연 섬유들 간에 침투하는 것이 허용된다.
한 가지 적용에서, 건조된 섬유 웹의 연신률은 기계 방향으로 3 % 초과, 특히 5 내지 30 %, 및 바람직하게는 7 내지 20 %이고, 기계 방향에 대해 교차 방향으로 3 % 이상, 특히 4.5 내지 25 %이다.
한 가지 적용에서, 연신률은 기계 방향과 기계 방향에 대해 교차 방향 둘 모두로 4.5 % 초과이다.
본 해결안의 바람직한 구체예에서, 섬유 웹은 결합제를 사용함으로써, 특히 오로지 결합제만을 사용함으로써 응집을 유지하고, 예를 들어, 고수압직조가 이용되지 않는다.
한 가지 구체예에서, 최종 제품은 와이어 상에 적용되는 섬유 층을 건조시킴으로써 바로 형성된다.
건조된 섬유 웹의 인장 강도가 1 kN/m 초과가 되도록 충분한 양의 결합제가 섬유 상에 적용된다. 생성된 연신률은 가장 적합하게는 3 % 초과이다. 특히, 인장 강도는 2 kN/m 초과이고, 연신률은 10 내지 15 %이다. 게다가, 결합제를 사용함으로써, 섬유 층의 강도 특성을 상당히 개선시키는 것이 가능하다.
결합제는 전형적으로 천연 결합제 및 바이오폴리머(biopolymer), 예컨대, 전분 또는 전분의 변형체 또는 유도체, 키토산, 알기네이트, 또는 합성 결합제, 예를 들어, 라텍스, 예컨대, 비닐 아세테이트 및 아크릴레이트 라텍스, 또는 폴리우레탄 또는 SB 라텍스, 폴리비닐 알콜 또는 폴리비닐 아세테이트, 이러한 결합제들의 혼합물 또는 코폴리머, 특히, 예를 들어, 비닐 아세테이트 또는 아크릴레이트 라텍스 또는 이들의 혼합물이다. 폴리비닐 알콜 및 폴리비닐 아세테이트가 또한 사용될 수 있다.
한 가지 구체예에서, 예를 들어, 건조된 섬유 웹의 인장 강도가 기계 방향에 대해 교차 방향으로 1 kN/m 초과이고 연신률이 3 % 초과가 되도록 건조된 섬유 웹의 중량의 5 내지 40 %, 또는 10 내지 30 %로 충분한 양의 결합제가 섬유 층 상에 적용된다.
한 가지 구체예에서, 결합제는 포움 코팅(foam coating)을 이용하여 적용된다. 가장 적합하게는, 건조된 섬유 웹 중량 중 그 비율이 5 내지 40 %, 바람직하게는 대략 10 내지 30 %가 되도록 충분한 양의 결합제가 첨가된다.
섬유 웹으로의 결합제의 침투는 적용 동안 또는 적용 직후에, 섬유 웹의 반대쪽으로부터 코터(coater)가 배치되는 지점에서 결합제에 흡입(suction)을 유도함으로써 촉진될 수 있다.
한 가지 구체예에 따르면, 섬유 웹, 예컨대, 합성 섬유 또는 가소제의 특성을 개질시킬 수 있는 제제가 결합제에 첨가된다.
가장 적합하게는, 섬유 웹의 기계적 및 열적 특성, 예컨대, 가열 밀봉성(heat sealability) 또는 신축성을 개선시킬 수 있는 첨가제가 섬유 웹에 제공된다.
결합제는 와이어와, 제지기의 건조 섹션 사이에 위치된 지점에서 웹에 제공된다. 게다가, 다수의 방식으로 텍스타일의 재활용을 촉진시키는 노력들이 이루어진 것으로 알려져 있다.
섬유는 웨빙되어 물질을 형성시키고, 필요한 경우, 섬유 결합을 개선시키기 위해 결합제로 처리된다. 전형적으로, 최종 제품의 평량은 20 내지 500 g/m2, 특히 50 내지 200 g/m2, 가장 적합하게는 75 내지 150 g/m2이다.
한 가지 구체예에서, 재생 텍스타일 섬유만을 포함하는 웹의 인장 강도는 기계 방향과 기계 방향에 대해 교차 방향 둘 모두로 1 kN/m 초과이고, 웹의 평량은 대략 50 내지 75 g/m2이다.
한 가지 구체예에서, 인장 강도는 기계 방향과 기계 방향에 대해 교차 방향 둘 모두로 2.5 kN/m 초과이고, 웹의 평량은 대략 100 내지 130 g/m2이고, 재생 텍스타일 섬유의 양은 웹 섬유의 적어도 70 중량%이다.
본 발명에 따른 물질은 우수한 연신률을 갖는다. 전형적으로 연신률은 3 % 초과, 가장 적합하게는 5 % 초과, 특히 10 % 초과이다. 물질은 우수한 인열 저항, 솔기성 및 접착력(glueability), 뿐만 아니라 물질을 사용하기에 충분한 인장 강도를 갖는다.
상술된 연신률 값은 특히 기계 방향에 대해 교차 방향의 연신률로 적용된다. 전형적으로, 기계 방향의 연신률은 기계 방향에 대해 교차 방향보다 더 우수한 50 % 초과이다.
물질의 조성으로 물질은 더 가열-밀봉성이 된다.
상기 내용을 기초로 하여, 한 가지 구체예에서, 섬유 웹을 생산하는 방법이 이루어지는데, 이러한 방법에 따르면, 섬유 웹은 포움 형성을 이용함으로써 포우밍된 섬유 분산물로 형성되고, 이러한 경우에 포우밍된 섬유 분산물은 재생 텍스타일 섬유 및 가능하게는 천연 섬유 또는 합성 섬유 또는 이들의 혼합물을 포함하고, 이러한 경우에, 섬유 또는 섬유 층의 적어도 30 중량%, 특히 적어도 50 중량%, 예를 들어, 60 내지 90 중량%는 재생 텍스타일 섬유로부터 유래된다.
실시예 1. 재생 텍스타일 샘플로부터의 웹 생산
본 발명에 따른 제품의 생산은 FI 특허 출원 제20146033호에 기재된 바와 같은 포움 형성을 기초로 한다.
하기와 같이, 다른 것들 중에서, 울 및 비스코스 섬유를 포함하는, 펄프 및 재생 텍스타일 샘플 혼합물의 포움 형성에 의해 시트를 형성시켰다:
- 발포제를 3분의 기간 동안 펄프 현탁물과 혼합하고,
- 혼합 시간 후, 이에 따라 수득된 펄프 포움에 울 또는 비스코스를 첨가한 다음, 추가 0.5 분의 기간 동안 계속 혼합하고,
- 섬유 포움을 와이어 상에 붓고, 물을 감압하에 제거함.
여기서, 건조된 섬유 웹의 인장 강도가 1 kN/m이고, 연신률이 3 % 초과, 특히 5 % 초과가 되도록 충분한 양의 결합제를 형성된 시트 상에 적용하였다.
한 가지 구체예에서, 연신률은 기계 방향과 기계 방향에 대해 교차 방향 둘 모두로 3 % 초과, 특히 5 % 초과였다.
한 가지 구체예에서, 인장 강도는 기계 방향과 기계 방향에 대해 교차 방향 둘 모두로 1 kN/m 초과였다.
한 가지 적용에서, 섬유 웹의 기계적 및 열적 특성, 예컨대, 가열 밀봉성 또는 신축성을 개선시키기 위해 섬유 웹에 첨가제를 제공하였다. 섬유 웹을 실온에서 건조시켰다. 대안적으로, 시트 수축을 방지하기 위해, 이는 금속판과 패브릭 사이에서 건조될 수 있다.
건조된 시트를 결합제 분산물로 처리하고, 그 후에 10분의 기간 동안 오븐에서 건조시켰다. 시트를 금속 벨트 파일럿 캘린더(metal belt pilot calender)를 이용함으로써 캘린더링시켰다.
시트의 최종 평량은 60-70 g/m2였다.
원료, 인장 강도 및 파단 연신률은 표 1에 나타나 있다(재생 텍스타일).
표 1. 원료, 인장 강도 및 탄성(재생 텍스타일 )
Figure pct00001
실시예 2. 포움으로부터 형성된 재생 텍스타일 섬유 시트의 물리적 특성
코튼-함유 재생 텍스타일 섬유 및 PLA 섬유를 실험실-규모 포움 웨버(webber)를 이용함으로써 포움 형성시키고, 수득된 웹을 결합제 분산물로 저압 조건하에 코팅하였다. PLA 섬유의 선형 밀도는 1.5 dtex이고, 섬유의 길이는 6, 및 상응하게 12 mm였다. 형성된 시트의 평량은 111 내지 120 g/m2였다. 최종 시트 중의 결합제의 양은 20 내지 25 %였다.
포움 형성된 실험실 시트의 인장 강도는 표 2에 나타나 있다. 31 %의 상대 습도(RH) 및 22℃의 온도에서 측정을 수행하였다.
표 2. 포움 형성된 실험실 시트의 인장 강도
Figure pct00002
* MD = 기계 방향, CD = 기계 방향에 대해 교차 방향
인열 저항 값은 표 3에 나타나 있다. 50 %의 상대 습도(RH) 및 23℃의 온도에서 표준 ISO 1974:2012에 따라 측정을 수행하였다.
표 3. 포움 형성을 이용함으로써 생산된 실험실 시트로부터 측정된 인열 저항 값
Figure pct00003
* MD = 기계 방향, CD = 기계 방향에 대해 교차 방향
인용 목록
특허 문헌
WO 96/06222
FI 20146033

Claims (24)

  1. 섬유 웹(fibrous web)이 포움 형성(foam forming)을 이용함으로써 포우밍(foamed)된 섬유 분산물로 형성되는 방법에 따른, 섬유 웹을 생산하는 방법으로서,
    포우밍된 섬유 분산물이 재생 텍스타일 섬유 및 임의로 천연 섬유 또는 합성 섬유 또는 이들의 혼합물을 포함하고, 섬유 층 중의 섬유의 적어도 50중량%가 재생 텍스타일 섬유(recycled textile fibre)로부터 유래됨을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 포우밍될 수성 분산물이 이종 재생 텍스타일 섬유 및 가능하게는 동종 천연 섬유, 동종 합성 섬유 또는 이들의 혼합물로 형성됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 50 내지 100 중량%의 텍스타일 섬유, 가능하게는 새(fresh) 천연 섬유와 함께, 및 0 내지 50중량%의 합성 섬유를 포함하는 웹이 생성됨을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유, 가능하게는 다른 섬유를 포함하는 섬유를 포움으로 바로 분산시킴으로써, 또는 섬유를 먼저 가능하게는 습윤제를 위한 결합제와 함께, 별도의 분산 공정으로 처리함으로써, 이후 이에 따라 수득된 분산물을 다른 섬유 및 포움 생성제와 배합함으로써, 및 이후 이에 따라 수득된 혼합물을 포우밍시킴으로써 포움 형성이 수행되고, 그 후에 포움으로 섬유 웹이 형성됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 재생 텍스타일 섬유를 수성 매질로 분산시키는데 사용되는 습윤제가 음이온성 계면활성제 또는 개질된 실록산임을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 재생 텍스타일 섬유 및 가능하게는 다른 섬유, 예컨대, 목재 섬유(일차 또는 재생 섬유), 천연 섬유 또는 합성 섬유 또는 이들의 혼합물이 포움 형성됨을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 재생 텍스타일 섬유가 텍스타일 또는 의복의 생산 공정에서 발생된 이차 플로우(secondary flow) 또는 폐기물 스트림, 또는 소비자로부터 수거된 텍스타일 폐기물, 또는 이들의 혼합물로부터 입수된 섬유 혼합물을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 생산하고자 하는 제품의 평량이 20 내지 500 g/m2, 특히 50 내지 200 g/m2, 가장 적합하게는 75 내지 150 g/m2임을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 층의 고형물 함량이 대략 20 내지 50 %인 때에 섬유 웹 상에 결합제가 적용되고, 이러한 경우에 결합제가 적어도 부분적으로 섬유 매트릭스로 침투되는 것이 허용됨을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 건조된 섬유 웹의 인장 강도가 특히 기계 방향에 대해 교차 방향으로 1 kN/m 초과가 되도록 충분한 양의 결합제가 섬유 층 상에 적용되고, 이러한 경우에 바람직하게는 연신률이 3 % 초과, 특히 5 내지 30 %, 바람직하게는 7 내지 20 %가 될 것임을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제가 포움 코팅(foam coating)을 이용함으로써 적용됨을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 건조된 섬유 웹 중량 중 그 비율이 5 내지 40%, 바람직하게는 대략 10 내지 30%가 되도록 충분한 양의 결합제가 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 웹으로의 결합제의 침투가, 적용 동안 또는 그 직후에, 섬유 웹의 반대쪽으로부터 코터(coater)가 배치되는 지점에서 결합제로 흡입(suction)을 유도함으로써 촉진됨을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 웹, 예컨대, 합성 섬유 또는 가소제의 특성을 개질시킬 수 있는 제제가 결합제에 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 웹의 기계적 및 열적 특성, 예컨대, 가열 밀봉성(heat sealability) 또는 신축성(stretchability)을 개선시킬 수 있는 첨가제가 섬유 웹에 제공됨을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 텍스타일 섬유가 셀룰로스 섬유, 재생 셀룰로스 섬유, 단백질-기반 천연 섬유 또는 합성 섬유 또는 이들의 혼합물을 포함하고, 이러한 경우에 합성 섬유가 특히 폴리올레핀, 폴리에스테르 또는 폴리아미드 섬유 또는 이들의 혼합물임을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 천연 섬유가 셀룰로스 또는 리그노셀룰로스 섬유이고, 특히, 섬유가, 예를 들어, 화학적 또는 반-화학적 펄핑(semi-chemical pulping) 또는 탈섬유화(defibring)를 이용함으로써 셀룰로스 또는 리그노셀룰로스 원료로부터 유래됨을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 천연 섬유가 식물 섬유, 예컨대, 종자 헤어 섬유(seed hair fibre), 잎 섬유, 또는 인피 섬유 이고, 특히 식물 섬유가, 예를 들어, 시리얼 작물 짚(cereal crop straw), 밀짚(wheat straw), 리이드 카나리 그래스(reed canary grass), 갈대, 아마, 대마, 양마, 황마, 라미, 사이잘, 아바카, 종자, 코이어(coir), 대나무, 버개스(bagasse), 코튼 케이폭(cotton kapok), 유액(milkweed), 파인애플, 코튼, 쌀, 케인(cane), 에스파르토 그래스(esparto grass), 팔라리스 아룬디나세아 ( Phalaris arundinacea ), 및 이들의 조합물로부터 유래됨을 특징으로 하는 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 합성 섬유가 열가소성 폴리머 섬유, 예컨대, 폴리락타이드, 글리콜산 폴리머, 폴리올레핀, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리비닐 알콜 또는 이성분(bicomponent)(바이코(bico)) 섬유 또는 이들의 혼합물임을 특징으로 하는 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제가 천연 결합제 또는 바이오폴리머(biopolymer), 예컨대, 전분 및 전분의 변형체 또는 유도체, 키토산, 알기네이트, 합성 결합제, 예를 들어, 라텍스, 예컨대, 비닐 아세테이트 및 아크릴레이트 라텍스 및 폴리우레탄 및 SB 라텍스, 폴리비닐 알콜 또는 폴리비닐 아세테이트, 이러한 결합제들의 혼합물 또는 코폴리머이고, 특히, 결합제가 비닐 아세테이트 또는 아크릴레이트 라텍스, 또는 이들의 혼합물임을 특징으로 하는 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제가 와이어와 제지기의 건조 섹션 사이에 위치되는 지점에서 웹에 제공됨을 특징으로 하는 방법.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 최종 제품이, 와이어 상에 적용되는 섬유 층을 건조시킴으로써 바로 형성됨을 특징으로 하는 방법.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따라 생산되는, 섬유 웹.
  24. 백, 패키지, 가구, 텍스타일, 기술용 텍스타일, 의류 및 신발, 건설용 적용 및 베드 리넨(bed linen)에서의 제23항에 따른 섬유 웹의 용도.
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