KR20190130036A - 증가된 보수성과 낮은 평량을 가지는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 - Google Patents

증가된 보수성과 낮은 평량을 가지는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 Download PDF

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미르코 에인즈만
기셀라 골드홀름
말콤 존 해이허스트
카타리나 매이어
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Abstract

라이오셀 방사 용액 (104)으로부터 직접 제조된 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)이 기술된다. 직물 (102)은 실질적으로 무한 섬유 (108)의 네트워크를 포함한다. 직물 (102)은 850 질량% 이상의 보수능을 나타낸다. 또한, 직물 (102)은 제곱 미터당 25 g 미만의 단위 면적당 질량을 포함한다. 이러한 직물 (102)을 제조하기 위한 방법 및 장치, 이러한 직물을 포함하는 제품 또는 복합재, 및 이러한 직물 (102)에 대한 다양한 용도가 추가로 기술된다.

Description

증가된 보수성과 낮은 평량을 가지는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물
본 발명은 부직포 셀룰로오스 섬유 직물, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 제조 방법, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 제조 장치, 제품 또는 복합재, 및 이러한 직물에 대한 사용 방법에 관한 것이다.
라이오셀 기술은 셀룰로오스 목재 펄프 또는 다른 셀룰로오스-기반 공급원료를 극성 용매 (예를 들어, "아민 옥사이드" 또는 "AO"로 또한 표시될 수 있는, n-메틸 모폴린 n-옥사이드)에 직접 용해하여, 다양한 유용한 셀룰로오스-기반 물질로 변형될 수 있는 점성이 높은 전단 박하 용액(shear-thinning soulution)을 생성하는 것과 관련이 있다. 상업적으로 상기 기술은 텍스타일 산업에서 널리 사용되는 셀룰로오스 스테플 섬유 (오스트리아, 렌징의 Lenzing AG에서 상표로 TENCEL®로 시판)를 제조하는데 사용된다. 라이오셀 기술의 다른 셀룰로오스 제품도 사용되었다.
셀룰로오스 스테플 섬유는 부직포 웹으로의 전환을 위한 성분으로서 오랫동안 사용되어 왔다. 그러나 부직포 웹을 직접 제조하기 위한 라이오셀 기술의 적용은 최근 셀룰로오스 웹 제품으로는 불가능한 특성 및 성능에 접근할 수 있다. 중요한 기술적 차이로 인해 합성 폴리머 기술을 라이오셀에 직접 적용하는 것은 불가능하지만, 합성 섬유 산업에서 널리 사용되는 멜트블로우(meltblow) 및 스펀본드(spunbond) 기술의 셀룰로오스 버전으로 간주될 수 있다.
라이오셀 용액으로부터 직접 셀룰로오스 웹을 형성하는 기술을 개발하기 위해 많은 연구가 수행되었다(특히, WO 98/26122, WO 99/47733, WO 98/07911, US 6,197,230, WO 99/64649, WO 05/106085, EP 1 358 369, EP 2 013 390). 추가의 기술은 WO 07/124521 A1 및 WO 07/124522 A1에 개시되어 있다.
다른 셀룰로오스 물질처럼 부직포 셀룰로오스 섬유 직물은 제한된 액체 흡수 능력 및 중금속 원소 오염과 같은 전형적으로 원치 않는 오염에 의한 특정 오염을 갖는다. 그러나, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 몇몇 적용은 한편으로는 큰 액체 흡수 능력 및 다른 한편으로는 매우 제한된 양의 오염만을 가진 고순도를 요구한다.
직물의 오염을 최소 허용 한계 내로 유지하면서 부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 보수능(water holding capability)을 개선할 필요가 있을 수 있다.
이 요구는 독립 청구항에 따른 주제에 의해 충족될 수 있다. 본 발명의 유리한 실시 형태는 종속항에 의해 설명된다.
본 발명의 제1 측면에 따르면 특히 라이오셀 방사 용액으로부터 직접 제조된, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물이 제공된다. 제공된 직물은 실질적으로 무한 섬유의 네트워크를 포함하고 850 질량% 이상의 보수능을 나타낸다. 또한, 제공된 직물은 제곱 미터당 25 g 미만의 단위 면적당 질량을 포함한다. 이에 의해, 기술된 보수능의 질량 백분율은 흡수 가능한 물 질량과 섬유 질량 사이의 비율을 나타낸다.
제공된 직물은 라이오셀 방사 용액으로부터 직접 직물을 제조하기 위해 적절한 공정 파라미터 (값)를 사용함으로써 적어도 알려진 셀룰로오스 제품과 비교되어, 증가된 액체 보유 능력을 보이는, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 또는 섬유 웹이 제공될 수 있다는 아이디어에 기초한다. 이에 의해, 증가된 액체 보유 능력은 낮은 "단위 면적당 질량"을 가지는 비교적 얇은 직물로도 실현된다. 이는 많은 응용 분야에서 상응하는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 제품의 효율을 증가시키거나 새로운 응용을 위한 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 제품을 시작한다.
본 발명에 따르면, 이러한 탁월한 보수능은 낮은 단위 면적당 질량을 갖는 직물에 대해 달성된다. 용어 "단위 면적당 질량"은 종종 또한 "평량"으로 지칭되는 것으로 언급된다.
이러한 낮은 평량, 즉 제곱 미터당 25 g 미만의 평량, 및 적어도 850 질량%의 기술된 큰 보수능을 갖는 직물은 예를 들어 얇은 부직포 직물을 요구하는, 다양한 용도에 사용될 수 있다. 이런 맥락에서 큰 보수능을 갖는 직물은 또한 전형적으로 다른 액체에 대한 큰 보유 능력을 갖는다고 언급된다. 이는 특히 수성 액체, 즉 물이 용매로 작용하는 액체에 적용된다.
부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 모세관 현상(capillarity)은 보수능에 큰 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 이러한 맥락에서, 모세관 현상은 인접 섬유 사이에 형성된 보이드(void), 갭(gap), 및/또는 튜브와 같은 (마이크로) 공동의 수 및 크기와 관련이 있다는 것을 인식해야 한다. 이러한 (마이크로) 공동은 액체 입자, 특히 물 입자에 대해 다소 적절한 수용 공간을 제공한다.
기술된 보수능 값은 표준 DIN 53 923 (F36_3)에 따라 수행되는 측정과 관련되고 16 및 38 gsm (제곱 미터당 g) 사이 범위의 각각 단위 면적당 질량, 평량을 갖는 직물과 관련된다. 구체적으로, 보수능 값은 상기 식별된 표준 기후 조건의 존재하에 수행되는 측정과 관련된다.
본 출원의 맥락에서, 용어 "부직포 셀룰로오스 섬유 직물" (또한, 부직포 셀룰로오스 필라멘트 직물로 지칭될 수 있음)은 특히, 복수의 실질적으로 무한 섬유( endless fiber)로 구성된 직물 또는 웹(web)을 의미할 수 있다. 용어 "실질적으로 무한 섬유"는 특히 종래의 스테플 섬유보다 상당히 더 긴 길이를 가지는 필라멘트 섬유의 의미를 가진다. 대안적인 어구에서, 용어 "실질적으로 무한 섬유"는 특히, 종래의 스테플 섬유보다 부피당 상당히 더 작은 양의 섬유 말단을 가지는 필라멘트 섬유로 형성된 웹의 의미를 가질 수 있다. 특히, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 직물의 무한 섬유는 10,000 말단/cm3 미만, 특히 5,000 말단/cm3 미만의 부피당 섬유 말단의 양을 가질 수 있다. 예를 들어, 스테플 섬유가 면의 대체제로 사용되는 경우, 38 mm의 길이를 가질 수 있다(전형적인 천연 면 섬유의 길이에 상응). 이와 대조적으로, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 실질적으로 무한 섬유는 200 mm 이상, 특히 1000 mm 이상의 길이를 가질 수 있다. 그러나, 당업자는 무한 셀룰로오스 섬유조차도 섬유 형성 동안 및/또는 후에 공정에 의해 형성될 수 있는 중단이 있을 수 있다는 사실을 알 것이다. 결과적으로, 실질적으로 무한 셀룰로오스 섬유로 제조된 부직포 셀룰로오스 섬유 직물은 동일한 데니어의 스테플 섬유로 제조된 부직포 직물에 비하여 질량당 섬유수가 상당히 더 적다. 부직포 셀룰로오스 섬유 직물은 복수의 섬유를 방사하고, 바람직하게는 이동 섬유 지지 유닛을 향해 후방을 감쇄 또는 신장시킴으로써 제조될 수 있다. 이에 의해, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물을 구성하는 셀룰로오스 섬유의 3차원 네트워크 또는 웹이 형성된다. 직물은 주요 또는 유일한 성분으로서 셀룰로오스로 제조될 수 있다.
본 출원의 맥락에서, 용어 "라이오셀 방사 용액"은 특히, 셀룰로오스 (예를 들어, 목재 펄프 또는 다른 셀룰로오스-기반 공급원료)가 용해된 용매 (예를 들어, N-메틸-모폴린, NMMO, "아민 옥사이드" 또는 "AO"와 같은 극성 물질의 용매)를 나타낼 수 있다. 라이오셀 방사 용액은 융해물(melt) 보다는 용액이다. 셀룰로오스 필라멘트는 용매의 농도를 감소시킴으로써, 예를 들어 필라멘트를 물과 접촉시킴으로써 라이오셀 방사 용액으로부터 생성될 수 있다. 라이오셀 방사 용액으로부터 셀룰로오스의 섬유의 초기 생성 과정은 응고로 기술될 수 있다.
본 출원의 맥락에서, 용어 "가스 유동"은 라이오셀 방사 용액을 떠나거나 방사구를 떠난 동안 및/또는 후에 셀룰로오스 섬유 또는 이의 프리폼(preform) (즉, 라이오셀 방사 용액)의 이동 방향에 실질적으로 평행한 공기과 같은 가스 유동을 특히 나타낼 수 있다.
본 출원의 맥락에서, 용어 "응고 유체"는 특히, 셀룰로오스 섬유가 라이오셀 필라멘트로부터 형성될 정도로 라이오셀 방사용액을 희석하고 용매와 교환할 수 있는 능력을 갖는 비-용매 유체 (즉, 선택적으로 고체 입자를 포함하는, 가스 및/또는 액체)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 이러한 응고 유체는 워터 미스트일 수 있다.
본 출원의 맥락에서, 용어 "공정 파라미터"는 특히 섬유 및/또는 직물의 특성, 특히, 섬유 직경 및/또는 섬유 직경 분포에 영향을 미칠 수 있는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물을 제조하는데 사용되는 모든 물리적 파라미터 및/또는 화학적 파라미터 및/또는 물질의 장치 파라미터 및/또는 장치 구성인자를 나타낼 수 있다. 이러한 공정 파라미터는 제어 유닛에 의해 자동으로 및/또는 사용자에 의해 수동으로 조정되어 부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 섬유 특성을 조율 또는 조정할 수 있다. 섬유의 특성 (특히, 이들의 직경 또는 직경 분포)에 영향을 줄 수 있는 물리적 파라미터는 공정 (예를 들어 라이오셀 방사 용액, 응고 유체, 가스 유동 등)에 관련된 다양한 매체의 온도, 압력 및/또는 밀도일 수 있다. 화학적 파라미터는 관련된 매체 (예를 들어 라이오셀 방사 용액, 응고 유체 등)의 농도, 양, pH 값일 수 있다. 장치 파라미터는 오리피스 사이의 크기 및/또는 거리, 오리피스와 섬유 지지 유닛 사이의 거리, 섬유 지지 유닛의 이동 속도, 하나 이상의 선택적인 현장(in situ) 후공정 유닛 제공, 가스 유동 등일 수 있다.
용어 "섬유"는 특히 셀룰로오스, 예를 들어 단면에서 대략적으로 둥글거나 비정형으로 형성되고, 선택적으로 다른 섬유와 꼬인 셀룰로오스를 포함하는 연장된 재료 조각을 나타낼 수 있다. 섬유는 10 초과, 특히, 100 초과, 보다 특히 1000 초과의 종횡비를 가질 수 있다. 종횡비는 섬유의 길이와 섬유의 직경 사이의 비이다. 섬유는 (통합된 다중-섬유 구조가 형성되도록) 병합 또는 (섬유는 서로 분리되어 있지만, 서로 물리적으로 접촉하고 있는 섬유를 서로 이동할 때 발생하는 마찰력에 의해 약하게 기계적으로 결합되도록) 마찰에 의해 상호 연결되어 네트워크를 형성할 수 있다. 섬유는 직선, 구부러지거나, 뒤틀린, 또는 꺾일 수 있는 실질적으로 원통형 형태를 가질 수 있다. 섬유는 단일 균질 물질(즉, 셀룰로오스)로 구성될 수 있다. 그러나, 상기 섬유는 또한 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 섬유 사이에 물 또는 오일과 같은 액체 물질이 축적될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 섬유는 5 ppm 미만의 구리 함량 및/또는 2 ppm 미만의 니켈 함량을 갖는다.
본 명세서에서 언급된 ppm 값은 모두 (부피가 아닌) 질량과 관련이 있다. 이와 별도로, 섬유 또는 직물의 중금속 오염은 각각의 개별 중금속 원소에 대해 10 ppm 이하일 수 있다. 무한 섬유 기반 직물 (특히, N-메틸-모폴린, NMMO와 같은 용매를 포함하는 경우)을 형성하기 위한 기초로서 라이오셀 방사 용액을 사용하기 때문에, (사용자의 알레르기 반응을 일으킬 수 있는) 구리나 니켈과 같은 중금속에 의한 직물의 오염은 매우 작게 유지될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 섬유의 상이한 것들은 적어도 부분적으로 상이한 구별 가능한 층에 위치되고, 특히 직물은 하기 특징 중 하나 이상을 포함한다: (a) 상이한 층들의 섬유는 층들 사이의 하나 이상의 층간 병합 위치에서 일체로 연결된다; (b) 상이한 층들에 적어도 부분적으로 위치된 섬유의 상이한 것들은 섬유 직경에 대해, 특히 평균 섬유 직경에 대해 상이하다; (c) 상이한 층들의 섬유는 동일한 섬유 직경을 가지며, 특히 실질적으로 동일한 평균 섬유 직경을 가진다; (d) 상이한 층들의 섬유 네트워크는 상이한 기능을 제공하며, 여기서 상이한 기능은 특히 상이한 위킹, 상이한 이방성 거동, 상이한 광학 특성, 상이한 액체 보유 능력, 상이한 세정성, 상이한 거칠기, 상이한 평활도, 및 상이한 기계적 특성으로 이루어진 군 중 하나 이상을 포함한다.
이러한 맥락에서 "상이한 구별 가능한 층에 적어도 부분적으로 위치된 섬유의 상이한 것들"은 각각의 층이 적어도 예를 들어 전자 현미경에 의해 캡처된 이미지 내에서 가시적인 분리 또는 계면 영역을 나타내는 것을 의미할 수 있다. 상기 특징 (a)로 명시된 바와 같이, 상이한 층들은 하나 이상의 병합 위치에서 일체로 연결될 수 있다. 이에 의해, 예를 들어, 직물의 두 개 (또는 그 이상)의 상이한 층은 라이오셀 방사 용액이 응고 및 섬유 형성을 위해 압출되는 오리피스와 두 개 (또는 그 이상)의 제트를 연속적으로 정렬시킴으로써 형성될 수 있다. 이러한 배열이 이동 섬유 지지 유닛 (예를 들어, 섬유 수용 표면을 가지는 컨베이어 벨트)과 결합될 때, 제1 제트에 의해 제1 섬유 층이 섬유 지지 유닛 상에 형성되고, 제2 제트는 이동 섬유 지지 유닛이 제2 제트의 위치에 도달할 때 제1 층 상에 제2 섬유 층을 형성한다. 이 방법의 공정 파라미터는 제1 층과 제2 층 사이에 병합 지점이 형성되도록 조정될 수 있다. 위에서 이미 언급한 바와 같이, "병합"은 이전에 상이한 층과 관련되었던 이전에 2 개의 개별 섬유로 구성된 하나의 일체로 연결된 섬유 구조의 형성을 초래하는 각각의 병합 지점에서 상이한 섬유의 상호 연결을 나타낼 수 있다. 특히, 응고에 의해 아직 완전히 경화되거나 고화(solidified)되지 않은 형성 하에 제2 층의 섬유는 예를 들어 여전히 액체 라이오셀 용액 상에 있고 아직 완전히 경화된 고체 상태가 아닌 외부 껍질(skin) 또는 표면 영역을 여전히 가질 수 있다. 이러한 예비-섬유 구조가 서로 접촉하고, 그 후에 고체 섬유 상태로 완전히 경화될 때, 이는 상이한 층들 사이의 계면에서 2 개의 병합된 섬유를 형성할 수 있다.
상기 특징 (b)로 명시된 바와 같이, 상이한 층들에서 적어도 부분적으로 위치된 섬유의 상이한 것들은 섬유 직경에 대해, 특히 평균 섬유 직경에 대해 상이하다. 직물의 상이한 층들이 상이한 평균 직경을 갖는 섬유로 형성될 때, 상이한 층들의 기계적 특성은 개별적으로 그리고 다르게 조정될 수 있다. 예를 들어, 비교적 높은 두께 또는 직경을 갖는 섬유를 사용함으로써 층들 중 하나에 강성 특성이 제공될 수 있는 반면, 다른 층에 (예를 들어 상대적으로 낮은 직경을 갖는 섬유를 사용함으로써) 평활 또는 탄성 특성이 제공될 수 있다. 예를 들어, 먼지를 기계적으로 제거함으로써 청소하기 위한 더 거친 표면 및 닦기를 위한 더 매끄러운 표면을 가지는, 즉 청소될 표면으로부터 물 등을 흡수하도록 구성되는 와이프(wipe)가 제조될 수 있다.
그러나, 상기 특징 (c)로 명시된 바와 같이, 상이한 층들의 섬유는 동일한 직경을 가지며, 특히 실질적으로 동일한 평균 직경을 가지는 것이 또한 대안적으로 가능하다. 이러한 실시 형태에서, 인접 층은 유사하거나 동일한 물리적 특성을 가질 수 있다. 이들은 사이의 병합 지점에서 강하거나 약하게 상호 연결될 수 있다. 계면 영역 당 이러한 병합 지점의 수는 인접한 층들 사이의 결합 강도를 정의할 수 있다. 작은 결합 강도로, 층들은 사용자에 의해 쉽게 분리될 수 있다. 높은 결합 강도로, 층들은 서로 영구적으로 부착된 채로 있을 수 있다.
기재된 다층 구조 내에서 인접 층을 상호 부착하기 위해, 결합제와 같은 임의의 추가적인 접착 물질이 필요하지 않다고 언급되어 있다. 결과적으로, 액체는 방해없이 각각의 층 계면을 통해 퍼질 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 상이한 층들의 섬유 네트워크는 다른 병합 인자를 갖는다. 이는 안정성이 특히 직물의 비틀림에 대한 안정성인, 기술된 직물의 증가된 기계적 안정성에 기여할 수 있다. 대안적으로, 상이한 층들의 섬유 네트워크는 적어도 대략 동일한 병합 인자를 갖는다. 이는 특히 층의 주 평면에 수직인 방향을 따라 높은 균질성을 갖는 직물을 초래할 수 있다.
구체적으로, 층의 평면에 수직인 높이 또는 z-방향을 따라 병합 인자를 변화시킴으로써, 기술된 직물의 제조 공정 동안 무한 섬유가 섬유를 모으는 섬유 지지 유닛 상에 접촉할 때 소정의 프리-텐션(pre-tension)이 달성될 수 있다. 이에 의하여, 상이한 병합 인자의 높이 의존 분포는 높은 기계적 안정성을 구축하도록 할 수 있고 액체 입자가 직물 내에 매립될 때 접착력의 압력에 따라 기재된 직물 내에 형성된 모세관 공동 또는 보이드의 붕괴를 효과적으로 방지할 수 있다. 일반적으로, 높은 기계적 안정성은 높은 액체 보유 능력에 유리한 특성이다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 단위 면적당 질량은 제곱 미터당 5 내지 25 g, 특히 제곱 미터당 8 내지 20 g이다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 직물은 900 질량% 이상, 특히 950 질량% 이상 및 더욱 특히 1000 질량% 이상의 보수능을 나타낸다.
기술된 직물의 이러한 추가로 개선된 보수능의 값은 라이오셀 방사 용액의 응고를 위한 상기 기술된 공정 변수의 (값의) 적절한 선택으로 실현될 수 있다. 지금까지 최적화된 응고 조건 하에서 생산된 직물을 사용한 여러 테스트에서 최대 1100 질량% 이상의 보수능이 달성되었다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 직물은 800 질량% 이상, 특히 1500 질량% 이상, 및 더욱 특히 2000 질량% 이상의 오일 보유 능력을 나타낸다. 이에 의해, 오일 보유 성능의 질량 백분율은 흡수가능한 오일 질량과 섬유 질량 사이의 비율을 나타낸다.
직물의 오일 보유 능력 (또는 액체 보유 능력)을 결정하기 위해, EDANA 표준 NWSP 010.4.R0(15)에 기초한 오일 및 지방이 많은 액체 흡수의 평가에 관한 분석이 엔진 오일을 사용하여 수행될 수 있다. 분석을 위해, 펀칭에 의해 10 cm x 10 cm 크기의 직물 샘플이 형성될 수 있다. 샘플의 무게가 결정되고, 샘플은 끈에 의해 눈금자와 대각선으로 연결된다. 그런 다음 샘플이 오일로 채워진 용기에 떨어진다. 오일로 직물을 적시는 데 필요한 시간이 측정된다. 이어서, 직물이 120 초 동안 오일에 침지된다. 그런 다음 눈금자를 올림으로써 직물이 오일에서 들어내진다. 그 후, 직물로부터 오일이 30 초 동안 떨어지도록 한다. 직물의 무게가 결정되고, 그에 따라 오일 보유 능력이 계산된다.
기술된 비교적 큰 오일 보유 능력은 예를 들어 와이프로 사용될 수 있는, 기술된 직물이 다양한 다른 액체를 효과적인 방식으로 흡수하는데 사용될 수 있다는 이점을 제공할 수 있다. 구체적으로, 수성 액체뿐만 아니라 유성 액체도 흡수될 수 있다. 이런 맥락에서, 용어 "유성 액체"는 특히 오일이 용매로서 작용하는 임의의 액체를 나타낼 수 있다. 또한, 용어 "유성 액체"는 적어도 하나의 성분이 오일인 에멀젼을 지칭할 수 있다.
섬유 직경 및/또는 섬유 내 및/또는 섬유 간 직경 불균일성 및/또는 직물 밀도의 절대 값의 조정에 따라, 활성 섬유 표면 및 인접 섬유 사이의 갭 사이의 간격 및 부피도 조정될 수 있다. 이는 액체가 갭에 축적되는 능력에 영향을 미친다.
보다 상세하게, 기술된 액체 보유 능력은 부직포 섬유 직물 또는 섬유 웹이 다양한 인접 섬유 사이에 형성된 복수의 공동 또는 보이드를 포함하는 구조를 나타내는 것으로 간주될 수 있다는 사실에 기초할 수 있다. 직물의 침지되지 않은 원래 상태에서, 이들 보이드는 공기로 채워진다. 직물이 액체를 흡수하면, 보이드는 액체로 채워진다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 섬유 네트워크는 하기 특징 중 하나 이상을 포함한다: (a) 동일한 섬유의 상이한 섹션은 섬유 직경에 대해 이 섬유의 최대 섬유 직경과 이 섬유의 최소 섬유 직경 사이의 비가 1.5를 초과하도록 상이하다; (b) 상이한 섬유는 섬유 직경에 대해 섬유들 중 하나의 최대 섬유 직경과 섬유들 중 또 다른 하나의 최소 섬유 직경 사이의 비가 1.5를 초과하도록 상이하다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "최대 섬유 직경과 최소 섬유 직경 사이의 비가 1.5를 초과한다" 또는 동등한 용어 "최소 직경과 관련하여 섬유 직경에 대해 50% 초과하여 다른"은 100%가 곱해진, 최대 섬유 직경과 최소 섬유 직경 사이의 비 (여기서 100%는 얻어진 결과로부터 뺀 값)는 50%를 초과하는 값을 제공한다는 것을 특히 나타낼 수 있다. 즉, 최대 섬유 직경과 최소 섬유 직경의 비는 1.5보다 더 클 수 있다.
상기 특징 (a)에 의해 명시된 바와 같이 "동일한 섬유의 상이한 섹션은 섬유 직경에 대해 상이하다"는 직경에 대한 불균일성이 섬유 내 직경 변동일 수 있음을 의미할 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 각각의 섬유 자체는 섬유 직경 불균일성을 나타낼 수 있다. 특정 이론에 구속되기를 원하지 않으면서, 이러한 섬유가 직물에서 네트워크를 형성할 때, 각각의 섬유의 직경의 불균일성은 모세관 현상에 강한 영향을 미치고 보수능이 조정될 수 있도록 하는 직물 내의 공동의 수 및 다양성을 특히 증가시키는 것으로 현재 여겨진다.
상기 특징 (b)에 의해 정의된 바와 같이 "섬유 직경에 대해 상이한 섬유는 상이하다"는 두께 측면에서의 불균일성이 섬유 간 두께 변화일 수 있음을 의미할 수있다. 이러한 실시 형태에서, 각각의 섬유 자체가 두께 균질성 또는 불균일성을 나타낼 수 있지만, 상이한 섬유는 섬유 비교에 의해 섬유에서의 두께에 대하여 상이한 것이 필수적이다. 또한, 이러한 시나리오에서, 상이한 직경/두께의 섬유의 상호 작용 또는 상이한 직경/두께 분포는 각각 섬유 간 공동, 상기 기술된 바와 같이, 그 자체가 보수능에 강한 영향을 미치는 모세관 현상의 수 및 크기의 변화를 초래할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 섬유 네트워크는 하기 특징 중 하나 이상을 포함한다: (a) 섬유의 3% 이상, 특히 5% 이상이 90% 이하의 진원도를 갖는 비-원형 단면 형상을 가진다; (b) 섬유의 1% 이상, 특히 3% 이상은 80% 이하의, 특히 70% 이하의 진원도를 갖는 비-원형 단면 형상을 가진다.
이 명세서의 맥락에서, 용어 "진원도"는 특히 섬유 단면의 내접원과 외접원 사이의 비율, 즉 섬유의 단면 내부에 각각 들어맞기에 충분하여 섬유의 단면을 둘러싸거나(enclose) 포함하는(encompass) 원의 최대 및 최소 크기를 나타낼 수 있다. 진원도를 결정하기 위해, 섬유의 연장 방향에 수직인 단면 평면이 섬유와 교차될 수 있다. 따라서, 진원도는 각 섬유의 단면 형상이 진원도 100%를 가지는 원의 그것에 얼마나 근접한지의 척도로 나타내질 수 있다.
예를 들어, 각각의 섬유의 단면은 타원(oval) (특히 타원(elliptic)) 형상을 갖거나 다각형 형상을 가질 수 있다. 보다 일반적으로, 섬유의 단면의 외부 한계를 정의하는 궤적은 원으로부터의 편차를 나타내는 임의의 폐쇄 평면 선일 수 있다. 각각의 섬유의 단면은 전체적으로 둥글거나 하나 이상의 날카롭거나 둥근 모서리일 수 있다.
기술적으로 말하면, 이 실시 형태에 따른 직물의 섬유는 완전한 원형의 원통형의 형상과 상당한 편차를 나타낸다. 기계적 관점에서, 이는 기계적 하중이 있을 때 섬유의 바람직한 굽힘 방향이 섬유의 단면 설계에 의해 정의된다는 결과를 또한 갖는다. 예를 들어, 섬유가 상이한 길이를 갖는 2 개의 주축 (즉, 장축 및 단축)을 갖는 타원 단면 형상을 갖는 경우, 가해진 힘의 존재 하에서 굽힘은 주로 단축으로 벤딩 라인(bending line)으로서 발생할 것이다. 따라서, 이러한 섬유 직물의 굽힘 특성은 더 이상 통계적이고 예측할 수 없지만, 이에 비해 부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 정의된 순서를 증가시킨다. 따라서, 직물의 정의된 기계적 특성은 개별 섬유의 단면 구조에 단순히 영향을 미침으로써 간단한 방식으로 조정될 수 있다. 또한, 섬유의 상호 레이 다운(lay down) 거동 또는 네트워킹 거동은 완전한 원형도로부터 일부 또는 실질적으로 모든 섬유의 편차를 조정함으로써 조정될 수 있다. 또한, 이방성 기계적 특성을 갖는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물은 비-원형 원통형 섬유가 정렬되거나 부분적으로 정렬된 방식으로 정렬될 때 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 섬유의 적어도 일부는 병합 위치에서 일체로 병합되며, 특히, 섬유의 병합 인자는 0.1% 내지 100% 사이의 범위, 특히 0.2 내지 15% 사이의 범위, 및 더욱 특히 0.5 내지 10% 사이의 범위이다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "병합"은 특히 각각의 병합 위치에서 상이한 섬유의 완전한 상호 연결을 나타내며, 이는 이전에 분리된 섬유 프리폼으로 구성된 하나의 일체형으로 연결된 섬유 구조의 형성을 초래한다. 병합은 병합된 섬유들 중 하나, 일부 또는 전부의 응고 동안 확립되는 섬유-섬유 연결로 표시될 수 있다. 상호 연결된 섬유는 공통 구조를 형성하기 위해 상이한 추가 물질 (예컨대, 별도의 접착제) 없이 각각의 병합 위치에서 서로 강하게 접착될 수 있다. 병합된 섬유의 분리는 섬유 네트워크 또는 그 일부의 파괴를 요구할 수 있다.
부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 제조 방법의 공정 파라미터의 상응하는 제어에 의해 병합이 유발될 수 있다. 특히, 이들 필라멘트 사이의 제1 접촉이 아직 침전된 고체 섬유 상태에 있지 않은 후에 라이오셀 방사 용액의 필라멘트의 응고가 유발 (또는 적어도 완료)될 수 있다. 이에 의해, 여전히 용액 상에 있는 동안 및 그 다음 또는 그 후에 응고에 의해 이들을 고체-상태 상으로 전환시키면서 이들 필라멘트 사이의 상호 작용은 병합 특성을 적절히 조절할 수 있게 한다. 병합의 정도는 제조된 직물의 특성을 조정하는데 사용될 수 있는 강력한 파라미터이다.
이와 관련하여, 직물 내의 병합 지점의 밀도, 숫자 각각은 물을 수용하기에 적합한 공동의 수 및 (평균) 크기에 영향을 미친다는 것이 또한 명백해야한다.
섬유 사이의 병합은 라이오셀 방사 용액 형태의 상이한 섬유 프리폼(preform)을 응고 전에 서로 직접 접촉시킴으로써 유발될 수 있다. 이러한 응고 공정에 의해, 섬유의 단일 재료 공통 석출이 수행되고, 이에 의해 병합 위치를 형성한다.
기술된 병합 인자는 직물의 섬유 네트워크의 상이한 섬유 사이의 네트워킹을위한 매우 특성적인 파라미터이다. 0%의 병합 인자는 병합 지점이 없는 직물, 즉 마찰에 의해서만 서로 상호 작용하는 완전히 분리된 섬유에 상응한다. 100%의 병합 인자는 병합 지점, 즉 필름과 같은 연속 구조를 형성하는 완전 일체형 섬유로 구성된 직물에 상응한다. 병합 인자를 조정함으로써, 물리적 특성 (본 명세서에 기술 된 본 발명의 맥락에서 해당 직물의 보수능)이 또한 조정될 수 있다.
직물의 병합 인자 (면적 병합 인자라고도 함)를 결정하기 위해, 하기의 결정 공정이 수행될 수 있다: 직물의 정사각형 샘플이 광학적으로 분석될 수 있다. 정사각형 샘플 내부에 완전히 남아있어야 하는 직경을 가진 원은 정사각형 샘플의 대각선 중 하나 이상을 교차하는 섬유의 각 병합 위치 (특히, 병합지점 또는 병합 라인) 주위에 그려진다. 원의 크기는 원이 병합된 섬유들 사이의 병합 영역을 포함하도록 결정된다. 결정된 원의 직경 값의 산술 평균이 계산된다. 병합 인자는 평균 직경 값과 정사각형 샘플의 대각선 길이 사이의 비율로 계산되며, 백분율로 표시될 수 있다.
특정 구조 및 특히 병합 인자에 따라 병합 위치는 (a) 섬유가 점 접촉(point contact)과 병합되는 병합 지점; (b) 섬유가 이들의 길이의 적어도 일부에 걸쳐 서로 나란히 정렬되어 상위 섬유 구조를 형성하는 병합 라인을 포함할 수 있다. 병합 지점은 상호 연결된 섬유와 동일한 물질로 제조된 도트 형(dot-like) 구조일 수 있다. 병합 라인은 병합 라인을 따라 연결된 섬유의 직경보다 상당히 더 큰 장방형(oblong) 형상의 라인을 가지는 병합 위치로 간주될 수 있다. 병합 라인은 따라서 섬유가 평행하거나 나란히 연장되는 섹션을 따라 섬유를 연결하는 연장된 구조일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 적어도 일부 개별 섬유들은 서로 꼬여있거나 및/또는 하나 이상의 섬유 구조는 또 다른 섬유 구조와 꼬여있다. 이는 직물의 기계적 안정성을 상당히 개선시킬 수 있다.
본 명세서의 맥락에서 "섬유 구조"는 둘 이상의 섬유를 포함하는 임의의 섬유 배열일 수 있다. 이에 의해, 섬유는 적어도 부분적으로 서로 접촉하는 개별 섬유일 수 있다. 대안적으로 또는 조합하여, 섬유 구조는 또한 하나 이상의 병합 위치에서 일체로 연결된 둘 이상의 섬유를 포함할 수 있다.
본 발명의 추가의 측면에 따르면, 라이오셀 방사 용액으로부터 직접적으로, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물, 특히 상기 개시된 직물을 제조하는 방법이 제공된다. 제공된 방법은 (a) 가스 유동에 의해 지지되는 오리피스를 가진 제트를 통해 라이오셀 방사 용액을 응고 유체 분위기(atmosphere)로 압출하여 실질적으로 무한 섬유를 형성하는 것; (b) 섬유 지지 유닛 상에 섬유를 모아 직물을 형성하는 것; 및 (c) (c1) 직물이 850 질량% 이상의 보수능을 나타내고, (c2) 직물이 제곱 미터당 25 g 미만의 단위 면적당 질량을 포함하도록 제조 공정의 공정 파라미터를 조정하는 것을 포함한다.
기술된 방법은 적절한 선택 또는 공정 파라미터를 사용하여 많은 측면에서 개선된 전술한 바와 같은 부직포 셀룰로오스 섬유 직물이 효과적이고 신뢰할 수 있는 방식으로 제조될 수 있다는 아이디어에 기초한다.
본 명세서의 맥락에서 "오리피스를 가진 제트" (예를 들어 "오리피스의 배열"로 표시될 수 있음)는 일렬로 배열된 오리피스의 배열을 포함하는 임의의 구조일 수 있다.
상이한 섬유의 직경의 변화는 적어도 실질적으로 서로 평행하게 배열된 섬유의 응고에 의해 생성될 수 있다고 언급된다. 즉, 적어도 대략 평행하게 배열된 원래 적어도 2 개의 상이한 섬유가 상당히 증가된 직경을 갖는 섬유가 생성될 수 있도록 (공통 병합 라인을 따라) 서로 병합할 수 있다. 공정 파라미터 (의 값)를 제어함으로써, 이러한 섬유 병합의 확률이 선택될 수 있다. 결과적으로, 병합된 (더 두꺼운) 섬유와 원래 (더 얇은) 섬유 사이의 비는 예를 들어 점성 라이오셀 방사 용액이 압출되는 제트의 인접한 오리피스 사이의 거리를 조정함으로써 조정될 수 있다. 이와 관련하여, 거리가 더 작을수록 두 섬유 사이의 병합이 더 개연성 있다는 것이 명백해야 한다.
또한, 응고 공정을 촉진시키는 각각 응고 유체, 프로세스 공기(process air)의 난류 스트림을 사용할 때, 두 개의 섬유가 제트에서 섬유 지지 유닛으로 가는 도중에 서로 만날 확률이 증가될 수 있도록 상이한 아직 (완전히) 응고되지 않은 섬유 사이의 공간 거리를 방해할 수 있다.
또한 3 개 이상의 원래의 개별 섬유로부터의 병합도 실현될 수 있다고 언급된다. 결과적으로, 섬유 직경 변화가 증가되도록 더 두꺼운 섬유가 제조될 수 있다.
본 명세서에 기술된 직물의 주요 특성에 대한 "병합"의 관련성에 대하여, 즉 보수능 기준은 병합으로부터 이들 주요 특성의 의존성에 대한 예시적인 물리 이론을 설명하는 상기 섹션에 이루어진다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 라이오셀 방사 용액으로부터 직접적으로 부직포 셀룰로오스 섬유 직물을 제조하기 위한, 특히, 상기 개시된 바와 같은 직물을 제조하기 위한 장치가 제공된다. 제공된 장치는 (a) 가스 유동에 의해 지지되는 라이오셀 방사 용액을 압출하도록 구성된 오리피스를 가지는 제트; (b) 압출된 라이오셀 방사 용액에 응고 유체 분위기(atmosphere)를 제공하여 실질적으로 무한 섬유를 형성하도록 구성된 응고 유닛; (c) 섬유를 모아 직물을 형성하도록 구성된 섬유 지지 유닛; 및 (d) (d1)직물이 850 질량% 이상의 보수능을 나타내고 (d2) 직물은 제곱 미터당 25 g 미만의 단위 면적당 질량을 포함하도록 공정 파라미터를 조정하기 위해 구성된 제어 유닛;을 포함한다.
기술된 장치는 제어 유닛이 전술된 추가 부직포 셀룰로오스 섬유 직물을 제조하기 위한 전술된 방법을 신뢰할 수 있는 방식으로 수행할 수 있다는 아이디어에 기초한다.
본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물은 또한 하나 이상의 다른 물질과 조합 (예를 들어, 현장(in situ)에서 또는 후속 공정에서)되어 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 복합재를 형성할 수 있다. 이러한 복합재를 형성하기 위해 직물과 조합될 수 있는, 예시적인 물질은 하기 물질 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는 군으로부터 선택될 수도 있다: 플러프 펄프, 섬유 현탁액, 습식 부직포, 에어레이드 부직포, 스펀본드 웹, 멜트블로운 웹, 카디드 스펀레이스드 또는 니들펀치드 웹 또는 다양한 물질로 제조된 구조와 같은 다른 시트. 일 실시 형태에서, 상이한 물질들 사이의 연결은 (이에 제한되지 않지만) 하기 공정 중 하나 또는 그 조합에 의해 수행될 수 있다: 병합, 수력얽힘, 니들 펀칭, 수소 결합, 열접착, 결합제에 의한 접착, 라미네이팅 및/또는 캘린더링.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 와이프(wipe), 드라이어 시트, 필터, 위생 용품, 의학적 적용 용품, 지오텍스타일, 아그로텍스타일, 의류, 건축 기술 용품, 자동차 용품, 가구, 산업 용품, 레저, 미용, 스포츠 또는 여행 관련 용품 및 학교 또는 사무실 관련 용품으로 이루어진 군 중 하나 이상에 대해 상기 기술한 바와 같은 부직포 셀룰로오스 섬유 직물을 사용하는 방법이 제공된다.
본 발명의 추가 양태에 따르면 상기 기술된 바와 같은 부직포 셀룰로오스 섬유 직물을 포함하는 제품 또는 복합재가 제공된다.
웹의 특정 용도, 100% 셀룰로오스 섬유 웹, 또는 예를 들어, 둘 이상의 섬유를 포함하거나 이로 구성된 웹, 또는 항균 재료, 이온 교환 재료, 활성 탄소, 나노 입자, 로션, 의료 약제 또는 난연제와 같은 화학적으로 개질된 섬유 또는 혼입된 재료를 가지는 섬유, 또는 이성분(bicomponent) 섬유는 다음과 같을 수 있다:
본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물은 아기, 부엌, 물티슈, 화장품, 위생, 의료, 청소, 연마 (자동차, 가구), 먼지, 산업, 먼지털이 및 대걸레 와이프과 같은 와이프 제조에 사용될 수 있다.
또 다른 예시적인 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물이 필터를 제조하는데 사용되는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 이러한 필터는 에어 필터, HVAC, 에어컨 필터, 연도 가스 필터, 액체 필터, 커피 필터, 티백, 커피 백, 식품 필터, 정수 필터, 혈액 필터, 담배 필터; 캐빈 필터, 오일 필터, 카트리지 필터, 진공 필터, 진공 청소기 백, 먼지 필터, 유압 필터, 주방 필터, 팬 필터, 수분 교환 필터, 화분 필터, HEVAC/HEPA/ULPA 필터, 맥주 필터, 우유 필터, 액체 냉각수 필터 및 과일 주스 필터일 수 있다.
또 다른 실시 형태에서, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물은 흡수 위생 제품을 제조하는데 사용될 수 있다. 그 예는 포획층, 커버스톡, 분배층, 흡수 커버, 위생 패드, 탑시트, 백시트, 레그 커프스, 플러셔블 용품, 패드, 간호 패드, 처리 속옷, 트레이닝 팬츠, 페이스 마스크, 뷰티 페이셜 마스크, 코스메틱 리무벌 패드, 수건, 기저귀, 및 활성 성분 (예컨대, 텍스타일 소프트너)을 방출하는 세탁 건조기용 시트이다.
또 다른 실시 형태에서, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물은 의학적 적용 용품을 제조하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 의학적 적용 용품은 일회용 캡, 가운, 마스크 및 신발 커버, 상처 관리 용품, 멸균 포장 용품, 커버스톡 용품, 드레싱 재료, 편도 의류, 투석 용품, 비강 스트립, 덴탈 플레이트용 접착제, 처리 속옷, 드레이프, 랩 및 팩, 스폰지, 드레싱 및 와이프, 베드 린넨, 경피 약물 전달, 슈라우드, 언더 패드, 시술 팩, 히트 팩, 오스토미 백 라이너, 고정 테이프 및 인큐베이터 매트리스일 수 있다.
또 다른 실시 형태에서, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물은 지오텍스타일을 제조하는데 사용될 수 있다. 여기에는 작물 보호 덮개의 생산, 모세관 매트, 정수, 관개 제어, 아스팔트 오버레이, 토양 안정화, 배수, 침강 및 침식 제어, 연못 라이너, 함침 기반, 배수 채널 라이너, 토양 안정화, 구덩이 안감, 종자 블랭킷, 잡초 방제 직물, 온실 차양, 뿌리 주머니 및 생분해성 식물 화분이 포함될 수 있다. 식물 포일에 부직포 셀룰로오스 섬유 직물을 사용하는 것도 가능하다 (예를 들어, 식물에 대한 광 보호 및/또는 기계적 보호를 제공 및/또는 거름 또는 종자를 식물 또는 토양에 제공).
또 다른 실시 형태에서, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물은 의복 제조에 사용될 수 있다. 예를 들어, 심지 (interlinings), 의류 단열 및 보호, 핸드백 구성인자, 신발 구성인자, 벨트 라이너, 산업용 모자/식품복, 일회용 작업복, 의류 및 신발 주머니 및 단열재는 이러한 직물을 기반으로 제조될 수 있다.
또 다른 실시 형태에서, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물은 건축 기술에 사용되는 제품의 제조에 사용될 수 있다. 예를 들어, 지붕 및 기와 받침, 언더슬레이팅, 열 및 소리 절연재, 하우스 랩, 석고 보드용 페이싱, 파이프 랩, 콘크리트 몰딩 레이어, 기초 및 지면 안정화, 수직 배수장치, 슁글스(shingles), 루핑 펠트(roofing felts), 소음 제거, 보강재, 실링재, 및 댐핑재 (기계식)는 이러한 직물을 사용하여 제조될 수 있다.
또 다른 실시 형태에서, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물은 자동차 용품을 제조하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 캐빈 필터, 부트 라이너, 소화물 선반(parcel shelves), 히트 쉴드, 쉘프 트림, 성형 보닛 라이너, 부트 플로어 커버링, 오일 필터, 헤드라이너, 후방 소화물 선반, 장식 직물(decorative fabrics), 에어백, 소음기 패드, 단열재, 차량 커버, 언더패딩, 차량 매트, 테이프, 백킹 및 터프트 카펫, 시트 커버, 도어 트림, 니들레드 카펫(needled carpet) 및 오토 카펫 백킹이다.
본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라 제조된 직물의 또 다른 적용 분야는 예컨대 가구, 건축물, 팔 및 등의 절연재, 쿠션 티킹(cushion thicking), 먼지 커버, 안감, 스티치 보강재, 가장자리 트림 재료, 침대 구조물, 이불 뒷감, 스프링 랩, 매트리스 패드 구성재, 매트리스 커버, 창문 커튼, 벽 덮개, 카펫 뒷감, 램프갓, 매트리스 부품, 스프링 절연재, 실링재, 베개 티킹(pillow ticking) 및 매트리스 티킹 (mattress ticking)과 같은 세간이다.
또 다른 실시 형태에서, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물은 산업 용품을 제조하는데 사용될 수 있다. 전자 제품, 플로피 디스크 라이너, 케이블 절연재, 연마재, 절연 테이프, 컨베이어 벨트, 소음 흡수층, 공기 조절(air conditioning), 배터리 분리기, 산 시스템, 미끄럼 방지 매트 얼룩 제거제, 식품 포장재, 접착 테이프, 소세지 포장, 치즈 포장, 인조 가죽, 오일 회수 붐 및 양말, 및 제지용 펠트가 포함될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물은 또한 레저 및 여행과 관련된 용품의 제조에도 적합하다. 이러한 적용의 예로는 침낭, 텐트, 짐가방(luggage), 핸드백, 쇼핑백, 항공사 머리받침, CD-보호물, 베갯잇 및 샌드위치 포장재가 있다.
본 발명의 예시적인 실시 형태의 또 다른 적용 분야는 학교 및 사무실 용품에 관한 것이다. 예를 들어, 책 표지, 우편 봉투, 지도, 표지판 및 페넌트, 타월, 및 깃발이 언급된다.
본 발명의 실시 형태는 상이한 주제를 참조하여 설명되었다는 것을 주목해야 한다. 특히, 일부 실시 형태는 장치 유형 청구항을 참조하여 설명되었지만, 다른 실시 형태는 방법 유형 청구항 (또는 용도 청구항)을 참조하여 설명되었다. 그러나, 별다른 언급이 없으면, 당업자는 하나의 주제 유형에 속하는 특징들의 임의의 조합에 더하여, 상이한 주제에 관한 특징들 사이, 특히, 장치 유형 청구항의 특징과 방법 청구항의 특징 사이의 임의의 조합이 본 명세서에 개시된 것으로 간주되는 상기 설명 및 하기 설명으로부터 수집할 것이다.
상기 정의된 양상들 및 본 발명의 다른 양상은 후술될 실시 형태의 예를 참고하여 설명된다. 이하, 실시 형태를 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시형태에 따른 응고 유체에 의해 응고되는 라이오셀 방사 용액으로부터 직접 형성된 부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 제조 장치를 도시한다.
도 2 내지 도 4는 개별 섬유의 병합이 특정 공정 제어에 의해 달성된 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 실험적으로 캡쳐된 이미지를 도시한다.
도 5 및 도 6은 섬유의 팽윤이 달성된 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 실험적으로 캡쳐된 이미지를 도시하며, 여기서, 도 5는 건조 비-팽윤 상태의 섬유 직물을 나타내고, 도 6은 습윤 팽윤 상태의 섬유 직물을 나타낸다.
도 7은 두 개의 연속하는 노즐 바를 구현하는 특정 공정에 의해 두 개의 중첩된 섬유층의 형성이 달성된 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 실험적으로 캡쳐된 이미지를 도시한다.
도 8은 꼬임, 섬유 내 직경 변화, 섬유 간 직경 변화, 실질적으로 평행한 방식으로 응고된 섬유, 및 상이한 크기 및 형상화된 공동(shaped cavity)를 갖는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 이미지를 도시한다.
도 9는 복수의 피브릴을 포함하는 이의 내부 구조를 갖는 단일 섬유를 도시한다.
도 10은 원형에서 벗어난 단면을 갖는 섬유의 진원도가 섬유 단면 섬유의 내접원과 외접원 사이의 비로서 어떻게 계산될 수 있는지를 도시한다.
도 11은 상이한 유형의 병합 위치 및 섬유 사이의 여러 교차 위치가 도시된 부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 개략적인 이미지를 도시한다.
도 12는 두 개의 적층되고 병합된 섬유 네트워크 층을 포함하는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 개략적인 이미지를 도시한다.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라 무한 셀룰로오스 섬유 웹의 두 개의 적층된 층으로 구성된 부직포 셀룰로오스 섬유 직물을 제조하기 위한 장치의 일부분을 도시한다.
도 14는 3개의 네트워크층을 포함하는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물을 도시한다.
도면의 상세한 설명
도면의 그림은 개략적이다. 상이한 도에서 유사하거나 또는 동일한 요소 또는 특징에는 동일한 참조 부호가 제공된다는 점에 유의한다. 불필요한 반복을 피하기 위해, 이전에 설명된 실시 형태와 관련하여 이미 개시된 요소 또는 특징은 명세서의 뒷부분에서 다시 기술되지 않는다.
또한, "앞" 및 "뒤", "위" 및 "아래", "왼쪽" 및 "오른쪽" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 바와 같이, 또 다른 요소(들)에 대한 요소의 관계를 설명하기 위해 사용된다. 따라서, 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 방향과 상이하게 사용 중인 방향에 적용될 수 있다. 명백하게, 이러한 공간적으로 상대적인 모든 용어는 설명의 편의를 위해 단지 도면에 도시된 방향을 지칭하며, 본 발명의 실시 형태에 따른 장치가 사용시에 도면에 도시된 것과 다른 방향을 가정할 수 있으므로, 반드시 제한적인 것은 아니다.
도 1은 라이오셀 방사 용액 (104) 로부터 직접 형성된 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)을 제조하기 위한 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 장치 (100)를 도시한다. 후자는 유체 응고 (106)에 의해 적어도 부분적으로 응고되어 부분적으로 형성된 셀룰로오스 섬유 (108)로 변환된다. 장치 (100)에 의해, 본 발명의 일 예시적인 실시형태에 따른 라이오셀 용액 취입 공정이 수행될 수 있다. 본 출원의 맥락에서, 용어 "라이오셀 용액 취입 공정"은 특히 수득되는 불연속 길이의 본질적으로 무한 필라멘트 또는 섬유 (108) 또는 불연속 길이의 무한 필라멘트와 섬유의 혼합물을 야기할 수 있는 공정을 포함할 수 있다. 하기에서 더 설명되는 바와 같이, 셀룰로오스 용액 또는 라이오셀 방사 용액 (104)이 이를 통해 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)을 제조하기 위해 가스 스트림 또는 가스 유동 (146)과 함께 배출되는 오리피스 (126)를 각각 가지는 노즐이 제공된다.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 목재 펄프 (110), 다른 셀룰로오스-기반 공급 원료 등은 계량 유닛 (113)을 통해 저장 탱크 (114)에 공급될 수 있다. 물 용기 (112)로부터의 물은 또한 계량 유닛 (113)을 통해 저장 탱크 (114)로 공급된다. 따라서 계량 유닛 (113)은, 이하에서 더욱 상세히 설명되는 제어 유닛 (140)의 제어 하에서 저장 탱크 (114)에 공급될 물 및 목재 펄프 (110)의 상대적 양을 정의할 수 있다. 용매 용기 (116)에 수용된 용매 (예를 들어, N-메틸-모폴린, NMMO)는 농축 유닛 (118)에서 농축될 수 있고, 이어서 혼합 유닛 (119)에서 물 및 목재 펄프 (110)의 혼합물 또는 규정 가능한 상대량을 가진 다른 셀룰로오스-기반 공급 원료와 혼합될 수 있다. 또한, 혼합 유닛 (119)은 제어 유닛 (140)에 의해 제어될 수 있다. 이에 의해, 수목 펄프 (110) 매질은 조정 가능한 상대량으로 용해 유닛 (120)에서 농축 용매에 용해되고, 이에 의해 라이오셀 방사 용액 (104)을 얻는다. 수성 라이오셀 방사 용액 (104)은 목재 펄프 (110) 및 (예를 들어 85 질량% 내지 95 질량%) 용매를 포함하는 (예를 들어 5 질량% 내지 15 질량%) 셀룰로오스로 구성된 허니-비스코스 매질일 수 있다.
라이오셀 방사 용액 (104)은 섬유 형성 유닛 (124)으로 전달된다 (이것은 다수의 방사 빔 또는 제트 (122)로 구현되거나 이를 포함할 수 있음). 예를 들어, 제트 (122)의 오리피스 (126)의 수는 50 초과, 특히 100 초과일 수 있다. 일 실시 형태에서, 제트 (122)의 오리피스 (126)의 섬유 형성 유닛 (124) (다수의 제트 (122)의 방사구를 포함할 수 있음)의 모든 오리피스 (126)는 동일한 크기 및/또는 형상을 가질 수 있다. 대안으로, 하나의 제트 (122)의 상이한 오리피스 (126) 및/또는 상이한 제트 (122) (다층 직물을 형성하기 위해 연속적으로 배열될 수 있음)의 오리피스 (126)의 크기 및/또는 형상은 상이할 수 있다. 오리피스 (126)는 오리피스 (126)의 1차원 정렬로서 배열될 수 있다.
라이오셀 방사 용액 (104)이 제트 (122)의 오리피스 (126)를 통과할 때, 이는 라이오셀 방사 용액 (104)의 복수의 평행 가닥으로 분할된다. 즉, 방사 방향에 실질적으로 평행하게 배향되는 수직 방향의 가스 유동은 라이오셀 방사 용액 (104)를 강제하여, 제어 유닛 (140)의 제어 하에 공정 조건을 변화시킴으로써 조정될 수 있는 더욱더 길고 얇은 가닥으로 변형된다. 가스 유동은 오리피스 (126)로부터 섬유 지지 유닛 (132)으로의 경로의 적어도 일부를 따라 라이오셀 방사 용액 (104)을 가속화할 수 있다.
라이오셀 방사 용액 (104)이 제트 (122)를 통해 더 아래쪽으로 이동하는 동안 라이오셀 방사 용액 (104)의 길고 얇은 가닥은 비-용매 응고 유체 (106)와 상호 작용한다. 응고 유체 (106)는 유리하게는 증기 미스트, 예를 들어 수성 미스트로서 구현된다. 응고 유체 (106)의 공정 관련 특성은 하나 이상의 응고 유닛 (128)에 의해 제어되어, 응고 유체 (106)에 조정 가능한 특성을 제공한다. 응고 유닛 (128)은 차례로 제어 유닛 (140)에 의해 제어된다. 바람직하게는, 각각의 응고 유닛 (128)은 제조되는 직물 (102)의 각각의 층의 특성을 개별적으로 조정하기 위해 개별 노즐 또는 오리피스 (126) 사이에 제공된다. 바람직하게는, 각각의 제트 (122)는 각각의 측면으로부터 하나씩 두 개의 할당된 응고 유닛 (128)을 가질 수 있다. 따라서 개별 제트 (122)는 제조된 직물 (102)의 상이한 층의 상이한 제어 특성을 가지도록 조정될 수 있는 라이오셀 방사 용액 (104)의 개별 부분이 제공될 수 있다.
응고 유체 (106)(예를 들어 물)와 상호 작용할 때, 라이오셀 방사 용액 (104)의 용매 농도가 감소되며, 앞의 셀룰로오스, 예를 들어 목재 펄프 (110) (또는 다른 공급원료)는 길고 얇은 셀룰로오스 섬유 (108) (여전히 잔류 용매 및 물을 함유할 수 있음)로서 적어도 부분적으로 응고된다.
압출된 라이오셀 방사 용액 (104)으로부터 개별 셀룰로오스 섬유 (108)의 초기 형성 동안 또는 이후에, 셀룰로오스 섬유 (108)는 섬유 지지 유닛 (132) 상에 침착되며, 이는 여기서 평면 섬유 수용 표면을 갖는 컨베이어 벨트로서 구현된다. 셀룰로오스 섬유 (108)는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)을 형성한다 (도 1에만 개략적으로 도시됨). 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)은 연속적이고 실질적으로 무한 필라멘트 또는 섬유 (108)로 구성된다.
도 1에는 도시되지 않았지만, 응고 유닛 (128)에 의한 응고 및 세척 유닛 (180)에서의 세척에서 제거된 라이오셀 방사 용액 (104)의 용매는 적어도 부분적으로 재순환될 수 있다.
섬유 지지 유닛 (132)을 따라 이송되는 동안, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)은 세척액을 공급하는 세척 유닛 (180)에 의해 세척되어 잔류 용매를 제거한 다음 건조될 수 있다. 이는 선택적이지만 유리한 추가 처리 유닛 (134)에 의해 추가로 처리될 수 있다. 예를 들어, 이러한 추가 처리는 수력 얽힘, 니들 펀칭, 함침, 가압스팀으로 스팀 처리, 캘린더링 등을 포함할 수 있다.
섬유 지지 유닛 (132)은 또한 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)이 실질적으로 무한 시트로서 수집될 수 있는 와인더 (136)로 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)을 운반할 수 있다. 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)은 이어서 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)에 기초하여 와이프 또는 텍스타일과 같은 엔티티 제조 용품에 롤-제품으로서 운송될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기술된 공정은 제어 유닛 (140) (예컨대, 프로세서, 일부 프로세서 또는 복수의 프로세서)에 의해 제어될 수 있다. 제어 유닛 (140)은 도 1에 도시된 다양한 유닛 특히, 계량 유닛 (113), 혼합 유닛 (119), 섬유 형성 유닛 (124), 응고 유닛(들) (128), 추가 처리 유닛 (134), 용해 유닛 (120), 세척 유닛 (118) 등의 하나 이상의 동작을 제어하도록 구성된다. 따라서 제어 유닛 (140)은 (예를 들어 컴퓨터 실행가능 프로그램 코드를 실행함으로써 및/또는 사용자에 의해 정의된 제어 명령을 실행함으로써) 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)이 제조되는 것에 따라 공정 파라미터를 정확하고 유연하게 정의할 수 있다. 이러한 맥락에서, 설계 파라미터는 오리피스 (126)를 따른 공기 유동, 응고 유체 (106)의 특성, 섬유 지지 유닛 (132)의 구동 속도, 라이오셀 방사 용액 (104)의 조성, 온도 및/또는 압력 등이다. 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)의 특성을 조정하기 위해 조정될 수 있는 추가의 설계 파라미터는 오리피스 (126)의 수 및/또는 상호 거리, 및/또는 기하학적 배열, 라이오셀 방사 용액 (104)의 화학적 조성 및 농도의 정도 등이다. 이에 의해, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)의 특성은 후술하는 바와 같이 적절히 조정될 수 있다. 이러한 조정 가능한 특성 (아래의 상세한 설명 참조)은 다음 특성 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 섬유 (108)의 직경 및/또는 직경 분포, 섬유 (108) 사이의 병합 양 및/또는 영역, 섬유 (108)의 순도 수준, 다층 직물 (102)의 특성, 직물 (102)의 광학 특성, 직물 (102)의 유체 보유 및/또는 유체 방출 특성, 직물 (102)의 기계적 안정성, 직물 (102)의 표면 평활도, 섬유 (108)의 단면 형상 등.
도시되지는 않았지만, 각각의 방사 제트 (122)는 라이오셀 방사 용액 (104)이 제트 (122)에 공급되는 것을 통해 중합체 용액 유입구를 포함할 수 있다. 공기 유입구를 통해, 가스 유동 (146)은 라이오셀 방사 용액 (104)에 적용될 수 있다. 제트 (122)의 내부에서 상호 작용 챔버로부터 출발하고 제트 케이싱에 의해 한정된, 라이오셀 방사 용액 (104)은 각각의 오리피스 (126)를 통해 아래쪽으로 (가스 유동 (146)이 라이오셀 방사 용액 (104)을 아래쪽으로 잡아 당김으로써) 이동하거나 가속되고, 라이오셀 방사 용액 (104)이 응고 유체 (106)의 환경에서 가스 유동 (146)과 함께 하향으로 이동할 때, 연속적으로 점점 작아지는(tapering) 셀룰로오스 필라멘트 또는 셀룰로오스 섬유 (108)가 형성되도록 가스 유동 (146)의 영향 하에 측면 방향으로 좁아진다.
따라서, 도 1을 참조하여 설명된 제조방법에 수반되는 공정은 셀룰로오스 용액이 성형되어 액체 가닥 또는 잠재 필라멘트를 형성하도록 나타내어질 수 있는 라이오셀 방사 용액 (104)을 포함할 수 있으며, 이는 가스 유동 (146)에 의해 끌어당겨지고, 직경이 현저히 감소하고 길이가 증가한다. 섬유 지지 유닛 (132) 상의 웹 형성 이전 또는 도중에 응고 유체 (106)에 의한 잠재 필라민트 또는 섬유 (108) (또는 이의 프리폼(preform))의 부분 응고가 또한 수반될 수 있다. 필라멘트 또는 섬유 (108)는 직물 (102)과 같은 웹으로 형성되고, 세척되고, 건조되며, 필요에 따라 추가 처리될 수 있다(추가 처리 유닛 (134) 참조). 필라멘트 또는 섬유 (108)는 예를 들어 회전 드럼 또는 벨트 상에 수집되어 웹이 형성될 수 있다.
기재된 제조 공정 및 특히, 사용된 용매의 선택의 결과로서, 섬유 (108)는 5 ppm 미만의 구리 함량을 가지고, 2 ppm 미만의 니켈 함량을 갖는다. 이는 직물 (102)의 순도를 유리하게 개선시킨다.
본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 라이오셀 방사 취입 웹 (즉, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102))은 바람직하게는 다음 특성 중 하나 이상을 나타낸다:
(i) 웹의 건조 중량은 5 내지 300 g/m2, 바람직하게는 10-80 g/m2이다
(ii) 표준 WSP120.6, 개별 DIN29073에 따른 웹의 (특히, 본 특허 출원의 우선일에 발효된 최신 버전) 두께는 0.05 내지 10.0 mm, 바람직하게는 0.1 내지 2.5 mm이다
(iii) EN29073-3, 개별 ISO9073-3 (특히, 본 특허 출원의 우선일에 발효된 최신 버전)에 따른 MD에서의 웹의 비인성(specifc tenacity)는 0.1 내지 3.0 Nm2/g, 바람직하게는 0.4 내지 2.3 Nm2/g 범위이다
(iv) EN29073-3에 따른 웹의 평균 신장, 각각 ISO9073-3 (특히, 본 특허 출원의 우선일에 발효된 최신 버전)은 0.5 내지 100 %, 바람직하게는 4 내지 50 % 범위이다
(v) 웹의 MD/CD 강도(tenacity) 비는 1 내지 12이다
(vi) DIN 53814 (특히, 본 특허 출원의 우선일에 발효된 최신 버전)에 따른 웹의 수분 유지율은 1 내지 250%, 바람직하게는 30 내지 150%이다
(vii) DIN 53923 (특히, 본 특허 출원의 우선일에 발효된 최신 버전)에 따른 웹의 수분 보유 용량은 90 내지 2000%, 특히 400 내지 1100%의 범위이다
(viii) 기판 분해용 표준 EN 15587-2 및 ICP-MS 분석용 EN 17294-2 (특히, 본 특허 출원의 우선일에 발효된 최신 버전)에 따르면 5 ppm 미만의 구리 함량 및 2 ppm 미만의 니켈 함량의 금속 잔류 수준이다.
가장 바람직하게는, 라이오셀 용액-취입 웹은 상기 언급된 (i) 내지 (viii)의 모든 특성을 나타낸다.
기재된 바와 같이, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)을 제조하는 방법은 바람직하게는 하기를 포함한다:
(a) 하나 이상의 제트 (122)의 오리피스 (126)를 통해 NMMO에 용해된 셀룰로오스를 포함하는 용액 (참조 번호 (104) 참조)을 압출하여, 라이오셀 방사 용액 (104)의 필라멘트를 형성하는 것,
(b) 기체 스트림에 의해 라이오셀 방사 용액 (104)의 상기 필라멘트를 신장시키는 것 (참조번호 (146) 참조),
(c) 바람직하게는 물을 함유하는 증기 미스트 (참조번호 (106) 참조)와 상기 필라멘트를 접촉시킴으로써, 상기 섬유 (108)를 적어도 부분적으로 침전시키는 것. 결과적으로 필라멘트 또는 섬유 (108)는 웹 또는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)을 형성하기 전에 부분적으로 침전됨,
(d) 웹 또는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)을 형성하기 위해 상기 필라멘트 또는 섬유 (108)를 수집 및 침전시키는 것,
(e) 세척 라인에서 용매를 제거하는 것 (세척 유닛 (180) 참조),
(f) 수력 얽힘, 니들 펀칭 등을 통해 선택적으로 접착하는 것 (추가 처리 유닛 (134) 참조),
(g) 건조 및 롤 수집.
부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)의 구성 성분은 병합, 혼합, 수소 결합, 수력 얽힘 또는 니들 펀칭과 같은 물리적 결합, 및/또는 화학적 결합에 의해 결합될 수 있다.
추가로 처리되기 위해, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)은 예를 들어 (도시되지 않은) 합성 중합체의 층, 셀룰로오스 플러프 펄프, 셀룰로오스 또는 합성 중합체 섬유의 부직포 웹, 이성분 섬유, 에어레이드 또는 습식 펄프와 같은 셀룰로오스 펄프 웹, 고 인성(high tenacity) 섬유의 웹 또는 직물, 소수성 물질, 고성능 섬유 (예컨대 내열성 재료 또는 난연성 재료), 최종 제품에 변경된 기계적 성질을 부여하는 층 (예를 들어 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 층), 생분해성 물질 (예 필름, 폴리 락트산의 섬유 또는 웹) 및 또는 하이 벌크 물질 같은 동일한 및/또는 다른 물질의 하나 이상의 층과 조합될 수 있다.
예를 들어, 도 7을 참조하면 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)의 몇몇 구별 가능한 층을 조합하는 것도 가능하다.
부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)은 본질적으로 셀룰로오스 단독으로 구성될 수 있다. 대안으로, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)은 셀룰로오스와 하나 이상의 다른 섬유 재료의 혼합물을 포함할 수 있다. 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)은 더욱이 이성분 섬유 재료를 포함할 수 있다. 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)의 섬유 재료는 개질 물질을 적어도 부분적으로 포함할 수 있다. 개질 물질은 예를 들어, 중합체 수지, 무기 수지, 무기 안료, 항균성 제품, 나노입자, 로션, 난연성 제품, 초습수성 수지 같은 흡수성 개선 첨가제, 이온교환 수지, 활성 탄소, 그라파이트, 전기 전도성용 탄소와 같은 탄소 화합물, X-선 조영 물질, 발광 안료, 및 염료 물질로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
결론적으로, 라이오셀 방사 용액 (104)으로부터 직접 제조된 셀룰로오스 부직포 웹 또는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)은 스테플 섬유 경로를 통해 불가능한 부가적인 웹 성능의 가치에 엑세스할 수 있게 한다. 이는 균일한 경량 웹을 형성하고, 마이크로섬유 제품을 제조하고, 및 웹을 형성하는 연속 필라멘트 또는 섬유 (108)를 제조할 수 있는 가능성을 포함한다. 또한, 스테플 섬유의 웹에 비해 몇 가지 제조절차가 더 이상 필요하지 않다. 또한, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)은 생분해 가능하고 지속 가능하게 공급되는 원료 (즉, 목재 펄프 (110) 등)로부터 제조된다. 또한, 순도 및 흡수성 측면에서도 이점이 있다. 이외에도 조절 가능한 기계적 강도, 강성 및 부드러움을 가진다. 또한, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)은 면적당 낮은 중량 (예를 들어 10 내지 30 g/m2)으로 제조될 수 있다. 이 기술을 이용하여 직경이 5 ㎛ 이하, 특히, 3 ㎛ 이하인 매우 미세한 필라멘트까지 제조될 수 있다. 또한, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)은 예를 들어, 플랫 크리스피 필름 같은 방식, 종이 같은 방식, 또는 부드럽고 유연한 직물과 같은 방식으로 광범위한 웹 미학으로 형성될 수 있다. 기술된 공정의 공정 파라미터를 조정함으로써, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)의 단단함 (stiffness) 및 기계적 강직성 (rigidity) 또는 유연성 (flexibility) 및 부드러움을 정확하게 조절하는 것이 또한 가능하다. 이는 예를 들어 다수의 병합 위치 또는 층 수를 조정하거나, 후공정 (예를 들어 니들 펀칭, 수력 얽힘 및/또는 캘린더링)에 의해 조정될 수 있다. 10 g/m2 이하의 비교적 낮은 평량을 가지는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)을 제조하여 매우 작은 직경 (예를 들어 3 내지 5 μm 이하)의 필라멘트 또는 섬유 (108) 등을 얻는 것이 특히 가능하다.
도 2, 도 3 및 도 4는 개별 섬유 (108)의 병합이 상응하는 공정 제어에 의해 달성된 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)의 실험적으로 캡쳐된 이미지를 도시한다. 도 2 내지 도 4의 타원형 마커는 다수의 섬유 (108)가 서로 일체로 연결된 그러한 병합 영역을 도시한다. 이러한 병합 지점에서, 둘 이상의 섬유 (108)는 상호 연결되어 일체형 구조를 형성할 수 있다.
도 5 및 도 6은 섬유 (108)의 팽윤이 달성된 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)의 실험적으로 캡쳐된 이미지를 도시하며, 여기서, 도 5는 건조 비-팽윤 상태의 섬유 직물 (102)을 도시하고, 도 6은 습한 팽윤 상태의 섬유 직물 (102)을 도시한다. 기공의 직경은 도 5 및 도 6의 상태 양쪽 모두에서 측정될 수 있고, 서로 비교될 수 있다. 30회 측정의 평균값을 계산할 때, 수성 매질에서 섬유 (108)를 이들의 초기 직경의 47%까지 팽윤시킴으로써 기공 크기의 감소가 결정될 수 있었다.
도 7은 섬유 (108)의 두 개의 중첩된 층 (200, 202)의 형성이 상응하는 공정 설계, 즉 다중 방사구의 연속되는 배열에 의해 달성된 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)의 실험적으로 캡쳐된 이미지를 도시한다. 두 개의 개별적이지만 연결된 층 (200, 202)은 도 7에서 수평선으로 표시되어 있다. 예를 들어, n-층 직물 (102) (n≥2)은 기계 방향을 따라 n 방사구 또는 제트 (122)를 연속적으로 배열함으로써 제조될 수 있다.
본 발명의 특정한 예시적인 실시 형태가 하기에서 보다 상세하게 설명될 것이다:
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)의 실험적으로 캡쳐된 이미지를 도시한다. 도 8은 섬유 네트워크가 직경/역가 및 형상의 상이한 변형을 특징으로 하는 섬유 (108)를 포함함을 도시한다. 이것은 꼬임, 섬유 내 직경 변화, 섬유 간 직경 변화, 실질적으로 평행한 방식으로 응고된 섬유, 및 상이한 크기 및 형상화된 공동(shaped cavity)을 포함한다.
더 얇은 섬유와 더 두꺼운 섬유의 혼합물은 직물 (102)의 몇몇 환영받는 특성을 제공할 수 있는 것으로 언급된다. 예를 들어, 얇은 섬유는 인접한 섬유 사이에 높은 모세관 현상을 생성하여, 액체 보유 능력을 향상시킬 수 있다. 더 두꺼운 섬유는 3 차원 섬유 직물 구조의 높은 기계적 강성에 기여할 수 있다. 섬유 네트워크 내에서 발달되어 온, 소위 마이크로 포어(micro pore)가, 상이한 섬유들 사이의 접착력으로 인해 붕괴되지 않는 경우, 이러한 증가된 섬유 강성이 필요할 수 있다. 이러한 맥락에서, 이러한 마이크로 포어의 붕괴는 액체 보유 능력을 감소시킬 것이라는 것이 명백해야 한다. 물론, 임의의 공동, 챔버, 보이드, 갭 또는 기공(pore)은, 모세관력으로 인해, 직물 (102)의 액체 보유 능력에 다소 강한 기여를 제공한다.
꼬임은 나선형으로 서로 꼬인 적어도 2 개의 개별 섬유에 의해 주어질 수 있다. 또한, 비-원형 단면을 갖고 (그 자체로) 꼬인 단일 섬유 (108)가 이러한 꼬임을 나타내는 것으로 간주될 수 있다. 특정 물리 이론에 구속되지 않으면서, 임의의 유형의 꼬임은 액체 보유 능력이 증가되도록 직물 내의 전체 모세관력을 증가시키는 것으로 현재 여겨진다.
라이오셀 방사 절차에서, 각각 섬유 직경, 섬유 역가가 예를 들어 각각의 라이오셀 섬유가 압출되는 오리피스의 크기를 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 또한, (컨베이어 벨트-형) 섬유 지지 유닛 (132) (도 1의 참조 번호 (12) 참조)을 향해 아직 응고되지 않은 섬유를 가속시키는 가스 유동 (도 1의 참조 번호 (146) 참조)의 변형이 섬유 (108) 내 두께 및/또는 섬유 (108) 간 두께 편차를 형성하기 위해 사용될 수 있다.
섬유 길이를 따르는 변형은 예를 들어 컨베이어 형 섬유 지지 유닛 (도 1의 참조 번호 (132) 참조)을 향해 압출된 라이오셀 방사 용액을 가속시키는 가스 유동의 압력 및 /또는 속도 변동에 의해 생성될 수 있다.
도 9는 단일 셀룰로스 섬유 (108) 및 이의 내부 구조의 실험적으로 캡쳐된 이미지를 도시한다. 참조 번호 (108b)로 표시된 곡선은 소위 섬유 (108)의 껍질(shell)이다. 이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 섬유의 내부 구조는 복수의 피브릴 (108a)을 포함한다. 피브릴 (108a)의 존재로 인해, 섬유 (108)의 내부 구조는 액체 보유 능력에 상당한 기여를 제공할 수 있는 (서브마이크론(submicron)) 채널을 나타내는 것으로 간주될 수 있다.
실험적 연구는 놀랍게도 기재된 피브릴이 라이오셀 방사 절차에 의해 생성되어 온 섬유에서 특히 현저한 특징임을 밝혀냈다. 구체적으로, 섬유 (108) 내에서 (서브마이크론) 피브릴 구조의 높은 균질성이 달성될 수 있다. 섬유 응고가 발생하기 전에, 위치에서 섬유 응고 공정을 위해 조정된 가스 유동은 특히 액체를 수용하기에 적합한, 서브마이크론 범위의 채널을 갖는 피브릴 구조물의 형성을 촉진한다는 것이 또한 밝혀졌다. 이 그림에서 서브마이크론 튜브 시스템을 나타내는 것으로 이해될 수 있는, 피브릴은 각각의 섬유의 (내부 구조의) 액체 보유 능력에 강한 기여를 제공한다.
이 시점에서, 섬유의 내부 구조 내 액체 흡수는 섬유의 팽윤 과정과 함께 진행하는 것이 언급된다. 열가소성 물질과 비교하여 신중하게 생산된 라이오셀 섬유는 그 내부에서 비교적 균질한 피브릴의 모세관 시스템을 나타내며, 이 시스템은 섬유를 따라 연장된다. 이 모세관 시스템은 액체 흡수 시 팽창한다.
도 10은 원형 단면으로부터 벗어난 단면을 갖는 섬유 (108)의 진원도가 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 섬유 (108)의 단면의 내접원 (280)과 외접원 (282) 사이의 비로서 어떻게 계산될 수 있는지를 도시한다.
최소 외접원 (282)은 도 10에 도시된 섬유 (108)의 단면의 진원도 프로파일 전체를 둘러싸는 가장 작은 원으로 정의된다. 최대 내접원 (280)은 도 10에 도시된 섬유 (108)의 단면의 진원도 프로파일 내부에 내접될 수 있는 가장 큰 원으로 정의된다. 이 명세서의 맥락에서, 진원도는 내접원 (280)의 반경 r을 외접면 (282)의 반경 R로 나눈 비율 (혹은 그 반대로)로 정의될 수 있다. 진원도는 결과 백분율 값으로 표시될 수 있다. 본 실시예에서, R
Figure pct00001
2r이고 섬유 (108)의 진원도는 따라서 대략 50%이다. 비교를 위해, 원형의 원통형 섬유 (108)는 조건 R=r을 충족시키고 1의 진원도를 갖는다.
도면 평면 내에서 섬유 껍질의 곡률, 즉 섬유의 세로의 연장에 적어도 실질적으로 수직인 것은, 또한 전체 모세관력에 영향을 미치고 수성 및/또는 유성 액체의 액체 입자를 수용할 수 있는 (작은 공동)의 형성에 또한 기여한다. 결과적으로, 원형 단면으로부터의 편차는 또한 직물이 큰 액체 보유 능력을 나타내도록 할 수 있다.
특정 단면이 주어지면, 각각 원형 단면으로부터의 편차가 증가, 진원도가 감소함에 따라 섬유의 외부 표면은 증가한다. 따라서, 진원도는 모세관력 및, 결과적으로, 직물 (102)의 액체 보유 능력에도 영향을 미치는 중요한 파라미터라는 것이 명백해야 한다.
섬유의 단면 형상은 예를 들어 라이오셀 방사 용액의 각각의 부분이 압출되는 오리피스 (도 1에서 참조 번호 (126)으로 표시됨)의 대응하는 단면 형상에 의해 조정될 수 있다. 그러나, 각각의 오리피스의 다른 구조적 치수는 또한 생성되는 섬유 (108)의 단면 형상에 영향을 미칠 수 있다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 한편으로는 섬유 (108) 사이의 상이한 유형의 병합 위치 (204) 및 다른 한편으로는 섬유 (108) 사이의 비-병합된 교차 위치 (220)가 도시된 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)의 개략적인 이미지를 도시한다.
병합 위치 (204)는 적어도 2 개의 상이한 섬유가 서로 교차하는 병합 지점, 및 섬유 (108)가 이들의 길이의 일부분에 걸쳐 서로 나란히 정렬되는 병합 라인을 포함하여, 전체 병합 라인을 따라 직경의 증가를 갖는 상위 섬유 구조 (206)을 형성한다. 섬유 (108)는 병합 위치 (204)에서 일체로 연결되고 섬유 네트워크를 파괴함으로써만 여기에서 분리될 수 있지만, 섬유 (108)는 교차 위치 (220)에서 서로 마찰 접촉할 뿐이며 여기서 서로에 대해 상대적으로 자유롭게 이동될 수 있다. 각각의 2 개의 섬유 (108) 사이의 병합 및 교차가 도 11에 도시되어 있지만, 병합 및/또는 교차는 또한 각각의 적어도 3 개의 섬유 (108) 사이에서 발생할 수도 있다.
특정 이론에 구속되지 않으면서, 비-병합된 교차 위치에서 병합이 이루어지지 않거나 불량한 병합만 또는 병합된 교차 위치에서의 불량한 병합만은 하나의 섬유에서 다른 섬유로 이동하는 액체에 대한 장벽을 나타내는 것으로 현재 여겨진다. 적어도 2 개의 섬유 (예를 들어, 도 11의 참조 번호 (204) 참조) 사이에 강한 병합의 경우, 관련된 섬유 사이의 액체 전달이 훨씬 더 쉽다. 직물 내에서 섬유의 바람직하지 않은 공간 코스(spatial course)의 경우에도, 모든 섬유는 이들이 팽창하고 액체 흡수 및 보유 능력에 기여를 제공할 수 있도록 액체 입자를 수용할 수 있다.
도 12는 본 발명에 따라, 상호 연결된 섬유 (108)의 2 개의 적층되고 병합된 네트워크 층을 포함하는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)의 개략적인 단면도를 도시한다. 제1 섬유 (108)를 포함하는 제1 네트워크 층은 참조 번호 (200)로 표시된다. 제2 섬유 (108)를 포함하는 제2 네트워크 층은 참조 번호 (202)로 표시된다. 상이한 공정 파라미터 (값)로 인해, 제1 섬유 (108)는 적어도 하나의 물리적 및/또는 화학적 특성에서 제2 섬유 (108)로부터 상이할 수 있다.
여기에 기술된 예시적인 실시 형태에 따르면, 제1 섬유 (108)의 (평균) 직경은 제2 섬유 (108)의 (평균) 직경보다 더 크다. 이는 도 12의 하부 2 개의 세부 사항에 의해 나타내진다. 층 (200, 202) 사이의 계면의 중요한 특성은 도 12의 상단 세부 사항에 도시되어 있으며, 계면에서 직물 (102)의 안정성을 증가시키기 위해 계면에서 두 층 (200, 202)의 섬유 (108)를 일체로 결합시키는 층-내 병합 지점 (204)이 보인다. 또한, 상이한 층 (200, 202)에 위치된 섬유들 (108)의 상이한 것들은 적어도 하나의 각각의 내부-층 병합 위치 (204)에서 일체로 연결된다 (도 12의 하부 2 개의 세부 사항을 다시 참조).
상이한 섬유 네트워크 층 (200, 202)에 위치되고 상이한 평균 직경으로 형성된 섬유 (108)에는 상이한 기능이 제공될 수 있다. 이러한 상이한 기능은 상이한 평균 직경에 의해 지지될 수 있지만, 각각의 코팅 등에 의해 추가로 촉진될 수도 있다. 이러한 상이한 기능은 예를 들어 위킹, 이방성 거동, 상이한 오일 흡수 능력, 상이한 수분 흡수 및 보유 능력, 상이한 세정성 및/또는 상이한 거칠기의 측면에서 상이한 거동일 수 있다.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 무한 셀룰로오스 섬유 (108)의 두 개의 적층된 층 (200, 202)으로 구성된 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)을 제조하기 위한 장치 (100)의 일부를 도시한다. 도 13에 도시된 장치 (100)와 도 1에 도시된 장치 (100)의 차이점은 도 13에 따른 장치 (100)가 전술한 바와 같이, 두 개의 연속적으로 정렬된 제트 (122) 및 각각 할당된 응고 유닛 (128)을 포함한다는 것이다. 여기에 설명된 실시 형태에서, 2 개의 응고 유닛 (128)이 제트 (122) 각각에 할당된다. 도 12에서, 1 개의 응고 유닛 (128)은 제트 (122) 및 섬유 지지 유닛 (132) 사이에서 연장되는 라이오셀 방사 용액 (104)의 경로의 좌측에 위치되고 다른 응고 유닛 (128)은 이 경로의 각각의 우측에 위치된다. 컨베이어 벨트-형 섬유 지지 유닛 (132)의 가동 섬유 수용 표면의 관점에서, 도 13의 좌측의 상류 제트 (122)는 층 (200)을 생성한다. 층 (202)은 하류 제트 (122) (도 13의 우측 참조)에 의해 제조되고, 직물 (102)의 이중층 (200, 202)이 얻어지도록 미리 형성된 층 (202)의 상부 주 표면에 부착된다.
도 13에 따르면, 제어 유닛 (140) (제트 (122) 및 모든 응고 유닛 (128)의 제어)은 상이한 층 (200, 202)의 섬유 (108)가 최소 직경과 관련하여 섬유 직경에 대해 50% 초과만큼 상이하도록 공정 파라미터를 조정하도록 구성된다. 제어 유닛( 140)에 의해 층 (200, 202)의 섬유 (108)의 섬유 직경을 조정하는 것은 라이오셀 방사 용액 (104)과 상호 작용하는 응고 유체 (106)의 양을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 도 13의 실시 형태는 이동 가능한 섬유 지지 유닛 (132)을 따라 (선택적으로 상이한 특성을 갖는) 오리피스 (126)를 갖는 다수의 제트 (122)를 연속적으로 배열함으로써 섬유 직경을 조정하기 위한 공정 파라미터를 조정한다. 예를 들어, 이러한 상이한 특성은 상이한 오리피스 (126) 직경, 상이한 가스 유동 속도 (146), 상이한 가스 유동 (146)의 양, 및/또는 상이한 가스 유동 (146) 압력일 수 있다. 도 13에 도시되지 않았지만, 예를 들어 수력 얽힘(hydro-entanglement), 니들 펀칭, 함침, 가압 스팀으로 스팀 처리, 및/또는 캘린더링에 의해 섬유 지지 유닛 (132) 상에 수집 후에 섬유 (108)를 추가로 처리하는 것이 가능하다.
여전히 도 13에 도시된 실시 형태를 참조하면, 하나 이상의 추가 노즐 바 또는 제트 (122)가 제공될 수 있고, 섬유 지지 유닛 (132)의 이송 방향을 따라 연속적으로 배열될 수 있다. 다수의 제트 (122)는 바람직하게는 층 (200) 및/또는 층 (202)의 섬유 (108)의 응고 또는 경화 공정이 완전히 완료되기 전에, 섬유 (108)의 추가 층 (202)이 이전에 형성된 층 (200)의 상부에 증착되어, 병합을 유발할 수 있도록 배열될 수 있다. 공정 파라미터를 적절히 조정할 때, 이는 다층 직물 (102)의 특성 측면에서 유리한 효과를 가질 수 있다:
특정 이론에 구속되지 않으면서, 현재 제2 층 (202)은 제1 층 (200)의 강화물로서 간주될 수 있고, 이는 생성되는 부직포 직물 (102)의 균질성을 증가시킨다. 이러한 기계적 안정성의 증가는 섬유 직경 변화 (특히, 개별적인 섬유 (108)의 섬유 간 직경 변화 및/또는 섬유 내 종방향 직경 변화)에 의해 추가로 개선될 수 있다. 더 깊은 (특히, 엄수되는) 압력 (예를 들어, 공기 또는 물에 의해 제공)을 가할 때, 섬유 (108)의 단면 형상은 의도적으로 추가적으로 왜곡될 수 있으며, 이는 유리하게 추가적으로 증가된 기계적 안정성을 초래할 수 있다.
한편, 도 13에 따른 직물 (102)의 섬유 (108) 사이에 의도된 병합은 직물의 기계적 안정성을 추가로 증진시키도록 유발될 수 있다.
도 14는 3개의 네트워크 층을 포함하는 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)을 도시한다. 제1 (하부) 섬유 네트워크 층은 참조 번호 (200)로 표시된다. 제1 섬유 네트워크 층 (200)의 상단에 형성된, 제2 (중간) 섬유 네트워크 층은 참조 번호 (202)로 표시된다. 제2 섬유 네트워크 층 (202)의 상단에 형성된, 추가의 (상부) 섬유 네트워크 층은 참조 번호 (202')로 표시된다. 위에서 이미 언급된 바와 같이, 직물 (102)은 3개 이상의 적층된 섬유 네트워크 층을 포함할 수 있다.
도 14로부터 추가로 알 수 있는 바와 같이, 3개의 섬유 네트워크 층 (200), (202), (202')은 상이한 두께를 가진다. 제1 섬유 네트워크 층 (200)은 제1 두께 t1을 가진다. 제2 섬유 네트워크 층 (202)은 제2 두께 t2를 가진다. 추가의 섬유 네트워크 층 (202')은 제3 두께 t3을 가진다.
이 명세서에 기술된 직물은 낮은 평량과 관련하여 높은 보수능을 특징으로 한다. 구체적으로, 제곱 미터당 25 g 미만의 낮은 평량에도 불구하고, 적어도 850 질량%의 큰 보수능이 달성될 수 있다.
특히 특정 햅틱(haptic) 특성을 요구하는 응용에 있어서, 기술된 직물로 제조된 섬유 웹의 적절한 특정 기본 특성은 특정 응용에 맞추어질 수 있다. 이러한 특정 기본 특성은 예를 들어 직물의 커버 층의 연성 햅틱 특성과 결합된 특정 액체 흡수, 유지 및/또는 방출 관리일 수 있다. 특히, 섬유 두께 변화의 상기 기술된 설계 파라미터는 부드러움, 기계적 안정성, 액체 흡수 및 보유 능력, 위킹 (속도) 등의 원하는 조합을 생성할 수 있게 한다.
용어 "포함하는"은 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않으며, "일" 또는 "하나"이라는 용어의 사용은 복수를 배제하지 않음에 유의해야 한다. 다른 실시 형태와 관련하여 설명된 요소들이 결합될 수도 있다. 또한 청구 범위의 참조 부호는 청구 범위의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
참조 부호 목록:
100 부직포 셀룰로오스 섬유 직물을 제조하기 위한 장치
102 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 / 직물과 같은 웹
104 라이오셀 방사 용액
106 응고 유체
108 섬유
108a 피브릴(fibril)
108b 섬유 껍질(fiber shell)
110 목재 펄프
112 물 용기
113 계량 유닛
114 저장 탱크
116 용매 용기
118 세정 유닛
119 혼합 유닛
120 용해 유닛
122 제트
124 섬유 형성 유닛
126 오리피스
128 응고 유닛
132 (컨베이어 벨트-형) 섬유 지지 유닛
134 추가 공정 유닛
136 롤
140 제어 유닛
146 가스 유동
200 병합 층 / 제1 네트워크 층
202 병합 층 / 제2 네트워크 층
202' 병합 층 / 추가 네트워크 층
204 층-내 병합 위치 / 층-내 병합 지점 / 층-내 병합 라인
206 상위 섬유 구조
220 비-병합된 교차 위치
280 내접원
282 외접원
r, R 각각 내접원의 반경, 외접원의 반경
t1, t2, t3 층 두께
하기에서, 병합 인자의 변동을 생성하기 위한 예가 아래 표에 기술되고 시각화되어 있다. 일정한 방사 용액 (즉, 일정한 일관성을 가지는 방사 용액), 특히 라이오셀 방사 용액, 및 일정한 가스 유동 (예컨대 공기 처리량)을 사용하면서 응고 스프레이 흐름을 변화시킴으로써 셀룰로오스 섬유 직물의 상이한 병합 인자가 달성될 수 있다. 이에 의해, 응고 스프레이 유량과 병합 인자의 관계, 즉 병합 거동 경향 (응고 스프레이 유량이 높을수록 병합 인자가 낮아짐)이 관찰될 수 있다. 여기서, MD는 기계 방향을 나타내고, CD는 교차 방향을 나타낸다.
Figure pct00002
부드러움은 위에서 기술한 병합 추세를 따를 수 있다 (부직포 표준 WSP90.3 특히, 본 특허 출원의 우선일에 발효된 최신 버전에 기초하여 소위 "핸들-O-미터(Handle-O-Meter)"로 측정된 공지된 특정 핸드 측정 기술에 의해 설명됨). 인성 (Fmax로 기술됨), 예를 들어 EN29073-3, 각각 ISO9073-3에 따른, 특히 본 특허 출원의 우선일에 발효된 최신 버전은 전술한 병합 추세를 따를 수 있다. 따라서, 생성된 부직포 셀룰로오스 섬유 직물의 부드러움 및 인성은 (병합 인자에 의해 특정된 바와 같이) 병합 정도에 따라 조정될 수 있다.

Claims (15)

  1. 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)로서, 특히, 라이오셀 방사 용액 (104)으로부터 직접 제조되며, 상기 직물 (102)은
    실질적으로 무한 섬유 (108)의 네트워크를 포함하고,
    상기 직물 (102)은 850 질량% 이상의 보수능을 나타내고, 및
    상기 직물 (102)은 제곱 미터당 25 g 미만의 단위 면적당 질량을 포함하는 것인, 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102).
  2. 전술한 항에 제시된 바에 있어서,
    상기 섬유 (108)는 5 ppm 미만의 구리 함량 및/또는 2 ppm 미만의 니켈 함량을 갖는, 직물 (102).
  3. 전술한 항들 중 어느 한 항에 제시된 바에 있어서,
    상기 섬유 (108) 중의 상이한 것들은 적어도 부분적으로 상이한 구별 가능한 층들 (200, 202)에 위치되며, 특히 상기 직물은 하기 특징 중 하나 이상을 포함하는 것인, 직물 (102):
    상이한 층들 (200, 202)의 섬유 (108)는 상기 층들 (200, 202) 사이의 하나 이상의 층간 병합 위치 (204)에서 일체로 연결되고;
    상이한 층들 (200, 202)에서 적어도 부분적으로 위치된 섬유 (108)의 상이한 것들은 섬유 직경에 대해, 특히 평균 섬유 직경에 대해 상이하고;
    상이한 층들 (200, 202)의 섬유 (108)는 동일한 섬유 직경을 가지며; 특히 실질적으로 동일한 평균 섬유 직경을 가지고;
    상이한 층들 (200, 202)의 섬유 (108) 네트워크는 상이한 기능을 제공하며, 상기 상이한 기능은 특히, 상이한 위킹, 상이한 이방성 거동, 상이한 광학 특성, 상이한 액체 보유 능력, 상이한 세정성, 상이한 거칠기, 상이한 평활도, 및 상이한 기계적 특성으로 이루어진 군 중 하나 이상을 포함함.
  4. 전술한 항에 제시된 바에 있어서,
    상이한 층들의 섬유 네트워크는 다른 병합 인자를 가지거나 또는
    상이한 층의 섬유 네트워크는 적어도 동일한 병합 인자를 가지는, 직물 (102).
  5. 전술한 항들 중 어느 한 항에 제시된 바에 있어서,
    단위 면적당 질량은 제곱 미터당 5 내지 25 g, 특히 제곱 미터당 8 내지 20 g인, 직물 (102).
  6. 전술한 항들 중 어느 한 항에 제시된 바에 있어서,
    직물 (102)은 900 질량% 이상, 특히, 950 질량% 이상, 및 더욱 특히 1000 질량% 이상의 보수능을 나타내는 것인, 직물 (102).
  7. 전술한 항들 중 어느 한 항에 제시된 바에 있어서,
    직물 (102)은 800 질량% 이상, 특히, 1500 질량% 이상, 및 더욱 특히 2000 질량% 이상의 오일 보유 능력을 나타내는 것인, 직물 (102).
  8. 전술한 항들 중 어느 한 항에 제시된 바에 있어서,
    섬유 네트워크는 하기 특징 중 하나 이상을 포함하는 것인, 직물 (102):
    동일한 섬유 (108)의 상이한 섹션은 섬유 직경에 대하여 이 섬유 (108)의 최대 섬유 직경과 이 섬유 (108)의 최소 섬유 직경 사이의 비가 1.5를 초과하도록 상이하고;
    다른 섬유 (108)는 섬유 직경에 대하여 섬유들 중 하나 (108)의 최대 섬유 직경과 섬유들 중 또 다른 하나 (108)의 최소 섬유 직경 사이의 비가 1.5를 초과하도록 상이함.
  9. 전술한 항들 중 어느 한 항에 제시된 바에 있어서,
    상기 섬유 네트워크는 하기 특징 중 하나 이상을 포함하는 것인, 직물 (102):
    섬유 (108)의 3% 이상, 특히 5% 이상이 90% 이하의 진원도를 갖는 비-원형 단면 형상을 가지고;
    섬유 (108)의 1% 이상, 특히 3% 이상은 80% 이하의, 특히 70% 이하의 진원도를 갖는 비-원형 단면 형상을 가짐.
  10. 전술한 항들 중 어느 한 항에 제시된 바에 있어서,
    상기 섬유 (108)의 적어도 일부는 병합 위치 (204)에서 일체로 병합되며, 특히, 상기 섬유 (108)의 병합 인자는 0.1% 내지 100% 사이의 범위, 특히 0.2 내지 15% 사이의 범위, 더욱 특히 0.5 내지 10% 사이의 범위인, 직물 (102).
  11. 전술한 항들 중 어느 한 항에 제시된 바에 있어서,
    적어도 일부 개별 섬유들은 서로 꼬여있거나 및/또는
    하나 이상의 섬유 구조는 또 다른 섬유 구조와 꼬여있는 것인, 직물 (102).
  12. 라이오셀 방사 용액 (104)으로부터 직접적으로 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)을 제조하기 위한, 특히, 전술한 항들 중 어느 한 항에 제시된 직물 (102)을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
    가스 유동 (146)에 의해 지지되는 오리피스 (126)를 가지는 제트 (122)를 통해 라이오셀 방사 용액 (104)을 응고 유체 (106) 분위기(atmosphere)로 압출하여 실질적으로 무한 섬유 (108)를 형성하는 것;
    섬유 지지 유닛 (132)상에 섬유 (108)를 모아 직물 (102)를 형성하는 것; 및
    상기 직물 (102)이 850 질량%의 보수능을 나타내고, 및
    상기 직물 (102)이 제곱 미터당 25 g 미만의 단위 면적당 질량을 포함하도록 제조 공정의 공정 파라미터를 조정하는 것;을 포함하는 방법.
  13. 라이오셀 방사 용액 (104)으로부터 직접적으로 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)을 제조하기 위한, 특히, 전술한 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 제시된 직물을 제조하기 위한 장치 (100)로서, 상기 장치 (100)는,
    가스 유동 (146)에 의해 지지되는 라이오셀 방사 용액 (104)을 압출하도록 구성된 오리피스 (126)를 갖는 제트 (122);
    압출된 라이오셀 방사 용액 (104)에 응고 유체 (106) 분위기를 제공하여 실질적으로 무한 섬유 (108)을 형성하도록 구성된 응고 유닛 (128);
    섬유 (108)를 모아 직물 (102)을 형성하도록 구성된 섬유 지지 유닛 (132); 및
    상기 직물 (102)이 850 질량%의 보수능을 나타내고, 및
    상기 직물 (102)이 제곱 미터당 25 g 미만의 단위 면적당 질량을 포함하도록 공정 파라미터를 조정하도록 구성된 제어 유닛 (140)을 포함하는, 장치 (100).
  14. 와이프(wipe), 드라이어 시트, 필터, 위생 용품, 의학적 적용 용품, 지오텍스타일, 아그로텍스타일, 의류, 건축 기술 용품, 자동차 용품, 가구, 산업 용품, 레저, 미용, 스포츠 또는 여행 관련 용품 및 학교 또는 사무실 관련 용품으로 이루어진 군 중 하나 이상에 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)을 사용하는 방법.
  15. 전술한 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 제시된 바에 따른 부직포 셀룰로오스 섬유 직물 (102)을 포함하는 제품 또는 복합재.
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