KR20230092003A - 흡음 다층 복합체에서의 폴리아미드 부직물 - Google Patents

흡음 다층 복합체에서의 폴리아미드 부직물 Download PDF

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KR20230092003A
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less
composite
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알버트 오르테가
와이-싱 융
조셉 엘 멘너
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어센드 퍼포먼스 머티리얼즈 오퍼레이션즈 엘엘씨
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Abstract

음향 경로를 따라 소음을 감소시키는 운송 수단용 흡음 다층 복합체는 비-발포 중합체 층과 소리 에너지 소산을 위한 표면 층으로 구성된다. 또한, 표면 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 부직 중합체로 제조될 수 있다. 복합체의 전체 중량 평균 섬유 직경은 2 마이크론 내지 25 마이크론이다.

Description

흡음 다층 복합체에서의 폴리아미드 부직물
본 개시내용은 음향 분야에 유용할 수 있는 폴리아미드 부직물에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은, 복합체의 전체 중량 평균 섬유 직경(weighted overall average fiber diameter)이 2 마이크론 내지 25 마이크론인, 비-발포(non-foam) 중합체 층 및 소리 에너지 소산(dissipating)을 위한 표면 층(face layer)을 포함하는 흡음 다층 복합체에 관한 것이다.
우선권 주장
본 출원은 2020년 10월 30일자로 출원된 미국 임시 특허 출원 제63/107,885호에 대한 우선권을 주장하며, 이를 본원에 참조로 인용한다.
운송 및 건축 산업을 포함한 수많은 응용 분야에서 흡음이 바람직하다. 운송시에, 운송 수단, 예컨대 자동차, 보트, 선박, 항공기 및 기타 운송 수단의 내부는 유리창, 타이어, 운송 수단 하부, 엔진, 모터 소음 및 기타 환경적 공급원으로부터 발생하는 소음으로부터 차단되는 것이 바람직하다. 이 소음은 500Hz 내지 7000Hz 범위의 주파수를 가지며 운송 수단 내부의 조용함을 훼손할 수 있다.
유사하게, 건축 산업에서 외부 소리뿐만 아니라 건물의 인접한 방 및 바닥의 소리로부터의 흡음도 바람직하다. 건축 산업 자재에는 천장재(천장 타일 포함), 바닥재, 문, 벽 및 지붕이 포함된다. 흡음이 이로운 추가 산업에는 HVAC 장치, 식기 세척기 및 세탁기를 포함한 가전 산업, 의류 산업, 엔터테인먼트 산업 및 비즈니스 산업이 포함된다. 예를 들어, 잡음 제거 헤드폰, 컴퓨터 및 게임 시스템은 흡음 특징부를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 복합체 재료는 바람직하게는 전체적인 흡음 특징부를 가질 수 있거나, 층들 또는 재료 조합물들 사이에 그러한 특징부를 가질 수도 있다.
원치않는 소리를 흡수하기 위한 재료를 선택할 때, 비용, 중량, 두께, 설치 용이성 또는 열 보호와 같은 다른 고려 사항도 중요하다. 흡음을 위한 한 가지 해결책은 부피가 큰(bulky) 재료를 사용하거나 여러 층 재료를 부가하는 것이었다. 그러나, 이러한 해결책은 최종 제품/구조의 크기와 중량을 가중시키기 때문에 문제가 된다.
음향 블랭킷, 절연재 및 부직 구조물을 비롯하여 다양한 재료가 이러한 음향 응용 분야에 사용되었다. 미국 특허 출원 공개 제2013/0115837호는 길이 축을 갖는 복수의 로프형 섬유 다발을 포함하는 나노섬유 부직물을 개시하고 있다. 상기 로프형 섬유 다발은 중앙 직경이 1 마이크로미터 미만인 복수의 나노섬유를 포함하며, 이때 나노섬유의 개수의 50% 이상이 로프형 섬유 다발의 길이 축의 45도 이내로 배향된다. 동일한 로프 섬유 다발 내의 나노 섬유들은 함께 얽혀 있다. 로프형 섬유 다발은 나노섬유 부직물 내에서 무작위로 배향되고, 나노섬유 부직물 내에서 다른 로프형 섬유 다발과 얽히게 된다. 나노섬유는 폴리에스테르, 나일론, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 및 이들의 공중합체와 같은 열가소성 중합체를 포함한다. 나노섬유는 용융-필름 피브릴화에 의해 제조될 수 있다.
미국 특허 제8,496,088호는 적어도 제1 음향-결합된 부직 복합체 및 제2 음향-결합된(acousitically coupled) 부직 복합체를 포함하는 음향 복합체를 개시하고 있으며, 이때 각각의 음향-결합된 부직 복합체는 부직(non-woven) 층 및 표면(facing) 층을 포함한다. 부직 층은 복수의 결합제 섬유 및 복수의 벌크화(bulking) 섬유를 포함하고, 결합제 구역 및 벌크화 구역을 갖는다. 제2 음향-결합된 부직 복합체의 표면 층은 제1 음향-결합된 부직 복합체의 부직 층의 제2 표면에 인접한다.
미국 특허 제7,918,313호는, 제어된 밀도 및 조성의 적어도 하나의 에어레이드(airlaid) 섬유층을 포함하고, 소음 감소, 화재 및 곰팡이 저항에 대한 기대치를 충족시키기 위해 필요에 따라 적절한 결합제 및 첨가제를 함유하는, 건물, 제품 및 자동 운송 수단의 내부 승객 구획 및 외부 컴포넌트와 같은 구조물에 사용하기에 적합한 개선된 방음 및 단열 복합 재료를 개시하고 있다. 별도로, 방음에 유용한 감소되고 제어된 공기 흐름을 제공하고 직물 또는 부직 스크림을 포함하는 에어레이드 구조물이 제공된다.
미국 특허 제7,757,811호는 흡음 특성을 갖는 다층 물품을 개시하고 있다. 이 특허에 개시된 바와 같이, 다층 물품은 지지체 층; 및 지지체 층 상의 서브 마이크론 섬유층을 포함하고, 상기 서브 마이크론 섬유층은 중앙 섬유 직경이 1 마이크론(㎛) 미만인 중합체 섬유를 포함하고, 상기 중합체 섬유는 75 중량% 이상의 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리부텐, 폴리락트산, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리설폰, 액정 중합체, 폴리에틸렌-코-비닐아세테이트, 폴리아크릴로니트릴, 환형 폴리올레핀, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 중합체를 포함한다.
예를 들어, WO 2015/153477 A1은 절연 또는 패딩용 충전(fill) 물질로서 사용하기에 적합한 섬유 구성에 관한 것으로, 이는, 미리 결정된 길이의 섬유를 포함하는 1차 섬유 구조물; 1차 섬유의 길이를 따라 이격된 복수의 상대적으로 짧은 루프를 포함하는 2차 섬유 구조물을 포함한다. 섬유 구조물을 형성하기 위해 열거된 기술 중에는 전기 방사, 용융-취입, 용융-방사 및 원심-방사가 포함된다. 이 제품은 구스-다운을 모방한 것이고 충전력(fill power)이 550 내지 900 범위인 것으로 보고되었다.
제안된 다양한 기술과 재료에도 불구하고, 기존의 음향 매체는 제조 비용, 가공성 및 중량과 부피를 비롯한 제품 특성 측면에서 요구되는 것이 많이 있다.
한 양태에서, 음향 경로(acoustic path)를 따라 소리를 감소시키는 운송 수단용 흡음 다층 복합체가 제공된다. 일 실시양태에서, 상기 흡음 다층 복합체는,
두께가 1mm 이상인 비-발포 중합체 층, 및
소리 에너지 소산을 위한 표면 층(face layer)으로서, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 부직 중합체로 제조되고, 운송 수단의 내부를 향하여 위치하는 적어도 하나의 표면을 갖는 표면 층
을 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 상기 복합체는, 소리가 비-발포 중합체 층을 통해 적어도 부분적으로 전달되고 표면 층에 의해 적어도 부분적으로 흡수되도록 음향 경로에 위치되게 구성될 수 있다. 일 실시양태에서, 복합체의 전체 중량 평균 섬유 직경(weighted overall average fiber diameter)은 2 마이크론 내지 25 마이크론이다. 일 실시양태에서, 상기 표면 층은 구리 또는 아연과 같은 적어도 하나의 저 반사율 금속을 포함한다. 또한, 니들 펀치 방법을 사용하여 상기 비-발포 중합체 층을 상기 표면 층에 스티칭하기 위한 얀(yarn)이 있을 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 복합체는 200 cfm/ft2 미만의 공기 투과율(air permeability)을 갖는다. 일부 실시양태에서, 상기 표면 층은 0.2g/cm3 미만의 밀도를 갖는다. 상기 비-발포 중합체 층은 부직(non-woven) 직물, 직조(woven) 직물, 편직(knitted) 직물, 필름, 종이층, 접착-배킹된(adhesive-backed) 층, 방사-결합된(spun-bond) 직물, 용융-취입된 직물 또는 스테이플 길이 섬유의 카딩된 웹(carded web)일 수 있다. 일 실시양태에서, 상기 표면 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 하나 이상의 부직 층을 갖는 복수의 부직 층을 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 상기 표면 층은 제1 층 및 제2 층을 포함하고, 이때 어느 한 층의 적어도 하나의 표면은 운송 수단의 내부를 향하여 위치된다. 일 실시양태에서, 제1 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 방사-결합된 또는 용융-취입된 부직 중합체를 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 제1 층의 부직물은 200 내지 900nm의 평균 섬유 직경을 가질 수 있다. 일 실시양태에서, 제1 층의 부직물은 평균 섬유 직경이 1 마이크론 초과, 예를 들어 1 내지 25 마이크론이다. 일 실시양태에서는, 제2 층이, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드 60% 이상을 포함하는 방사-결합된 또는 용융-취입된 부직 중합체를 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 제2 층의 부직물은 200 내지 900nm의 평균 섬유 직경을 가질 수 있다. 일 실시양태에서, 제2 층의 부직물은 평균 섬유 직경이 1 마이크론 초과, 예를 들어 1 내지 25 마이크론이다.
또 하나의 양태에서, 음향 경로를 따라 소리를 감소시키는 운송 수단용 흡음 다층 복합체가 제공되되, 상기 복합체는 두께가 1mm 이상인 비-발포 중합체 층, 및 소리 에너지 소산을 위한 표면 층을 포함하고, 상기 표면 층은 제1 및 제2 층을 포함하고, 제1 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하고, 1 마이크론 초과의 평균 섬유 직경을 갖는 부직 중합체로 제조되고, 제2 층의 적어도 하나의 표면은 운송 수단의 내부를 향하여 위치되고, 상기 복합체는 음향 경로에 위치되도록 구성되어 소리가 적어도 비-발포 중합체 층을 통해 부분적으로 투과되고 표면 층에 의해 적어도 부분적으로 흡수되며, 상기 복합체의 전체 중량 평균 섬유 직경은 2 마이크론 내지 25 마이크론이다. 일부 실시양태에서, 제2 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하고 평균 섬유 직경이 200 내지 900nm인 부직 중합체로 제조될 수 있다.
또 하나의 양태에서, 두께가 1 mm 이상인 비-발포 중합체 층, 및 소리 에너지 소산을 위한 표면 층을 포함하는, 음향 경로를 따라 소리를 감소시키는 운송 수단용 흡음 다층 복합체가 제공되되, 이때 표면 층은 제1 및 제2 층을 포함하고, 제1 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하고 평균 섬유 직경이 1 마이크론보다 큰 방사-결합된 부직 중합체로 제조되며, 제2 층의 적어도 하나의 표면은 운송 수단의 내부를 향하여 위치되고, 복합체는 음향 경로에 위치되어 소리가 비-발포 중합체 층을 통해 적어도 부분적으로 전달되고 표면 층에 의해 적어도 부분적으로 흡수되도록 구성되며, 복합체의 전체 중량 평균 섬유 직경은 2 마이크론 내지 25 마이크론이다. 일 실시양태에서, 제2 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하고 평균 섬유 직경이 200 내지 900nm인 부직 중합체로 제조될 수 있다.
또 하나의 양태에서, 두께가 1 mm 이상인 비-발포 중합체 층, 및 소리 에너지 소산을 위한 표면 층을 포함하는, 음향 경로를 따라 소리를 감소시키는 운송 수단용 흡음 다층 복합체가 제공되되, 이때 표면 층은 제1 및 제2 층을 포함하고, 제1 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하고 평균 섬유 직경이 1 마이크론보다 큰 용융-취입된 부직 중합체로 제조되고, 제2 층의 적어도 하나의 표면이 운송 수단의 내부를 향하여 위치되고, 복합체는 음향 경로에 위치되어 소리가 비-발포 중합체 층을 통해 적어도 부분적으로 전달되고 표면 층에 의해 적어도 부분적으로 흡수되도록 구성되며, 복합체의 전체 중량 평균 섬유 직경은 2 마이크론 내지 25 마이크론이다. 일 실시양태에서, 상기 제2 층은 6개 이상의 탄소 원자를 갖는지방족 디아민과 6개 이상의 탄소 원자를 갖는지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 방사-결합된 부직 중합체로 제조될 수 있다.
또 다른 양태에서, 두께가 1mm 이상인 비-발포 중합체 층 및 소리 에너지 소산을 위한 표면 층을 포함하는 운송 수단용 컴포넌트가 제공되고, 이때 상기 표면 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 부직 중합체로 제조되고, 운송 수단의 내부를 향하여 위치하는 적어도 하나의 표면을 가지며, 복합체의 전체 중량 평균 섬유 직경은 2 마이크론 내지 25 마이크론이고, 상기 컴포넌트는 헤드라이너(headliner), 트림(trim), 패널 또는 보드를 포함한다. 일 실시양태에서, 상기 복합체는, 소리가 비-발포 중합체 층을 통해 적어도 부분적으로 전달되고 표면 층에 의해 적어도 부분적으로 흡수되도록 음향 경로에 위치하게 구성될 수 있다.
본 개시내용은 도면을 참조하여 아래에서 상세히 설명되며, 도면에서 동일한 번호는 유사한 부분을 지정하며, 도면에서
도 1은 대조군과 비교한 실시예 1 내지 6에 대한 저주파에서의 흡음 계수의 그래프이고,
도 2는 대조군과 비교한 실시예 1 내지 6에 대한 고주파에서의 흡음 계수의 그래프이고,
도 3은 실시예 1 내지 6에 대한 공기 투과율 대 흡음 계수를 나타내는 그래프이고,
도 4 및 도 5는 본 개시내용과 관련하여 유용한 2상 추진제-가스 방사 시스템의 별개의 개략도이다.
개요
본 개시내용은, 부분적으로, 흡음 다층 복합체를 포함하는 음향 매체에 관한 것이다. 유리하게, 상기 흡음 다층 복합체는 음향 경로에 위치하여 소리를 적어도 부분적으로 흡수하여 보다 조용한 환경을 제공할 수 있다. 음향 경로는 원래의 공급원에서 수신부까지 소리가 이동하는 경로를 말하며, 수신부는 예시적으로 운송 수단 내부의 승객일 수 있다. 일 실시양태에서, 비-발포 중합체 층 및 소리 에너지 소산을 위한 표면 층을 포함하는 흡음 다층 복합체가 제공된다. 상기 표면 층은 바람직하게는 운송 수단의 내부를 향하여 위치된 적어도 하나의 표면을 갖는다. "~를 향하여 위치된"은, 표면이 운송 수단의 내부를 향하고 있거나 적어도 비-발포 중합체 층보다 내부에 더 가까움을 의미한다. 일부 실시양태에서, 표면의 적어도 일부는 운송 수단의 내부에 노출될 수 있다. 복합체는 음향 경로에 위치되어, 소리가 적어도 부분적으로 비-발포 중합체 층을 통해 전달되고 표면 층에 의해 흡수되도록 할 수 있다. 일 실시양태에서, 상기 표면 층은 여러 부직 층을 포함할 수 있다.
일 실시양태에서, 상기 흡음 다층 복합체는 운송 수단의 적어도 일부, 바람직하게는 운송 수단 내부에 대한 소음 감쇠에 특히 적합하다. 본 개시내용의 목적 상, 운송 수단은 한 명 이상의 승객을 위한 내부가 있는 모든 운송 모드를 포함한다. 여기에는 자동차, 트럭, 버스, 기차, 트롤리, 비행기, 헬리콥터, 우주선, 보트, 잠수함 등이 포함될 수 있다. 한 응용 분야에서, 상기 복합체는 연소 엔진 운송 수단 또는 전기 자동차에 사용될 수 있다. 일 실시양태에서, 상기 흡음 다층 복합체는 운송 수단 내부의 소음을 감쇠시키기 위해 운송 수단의 표면에 배치된다. 소음의 공급원은 승객이 있는 운송 수단 내부의 바깥으로부터 발생할 수 있다. 흡음 다층 복합체를 사용하여, 300Hz 내지 5000Hz, 예를 들어 500Hz 내지 5000Hz, 500 내지 3000Hz, 500Hz 내지 2500Hz 또는 500Hz 내지 2000Hz의 주파수에서의 소리를 감소시킬 수 있다. 더 높은 주파수, 특히 5000Hz 초과, 예를 들어 6500Hz 초과 또는 7000Hz 초과의 주파수의 소리 또한 본원에 기술된 복합체에 의해 감소될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 표면 층은, 바람직하게는 운송 수단의 내부를 향하여 위치되는 적어도 하나의 표면을 가져, 흡음 다층 복합체가 헤드라이너, 대시보드 패널, 도어 트림, 엔진 커버, 조타실 라이너, 바닥, 바디 공동 충전제(body cavity filler), 트렁크 트림 또는 좌석 시스템에 사용될 수 있게 하여, 외부 소음과 같이 승객이 경험하는 원치 않는 소음을 감쇠시키면서 더 조용한 실내를 제공한다.
결과적으로, 상기 흡음 다층 복합체는 원하는 소음 감소를 달성하기 위한 여러 다른 응용 분야에서 사용될 수 있다.
정의 및 시험 방법
본원에서 사용되는 용어는 아래에 설명된 정의와 일치하는 일반적인 의미로 제공된다.
본원에서 사용되는 방사(spinning)는 폴리아미드 조성물을 용융시키고 폴리아미드 조성물을 섬유로 형성하는 단계를 의미한다. 방사의 예는 원심 방사, 용융-취입, 방사 돌기(예를 들어, 전하가 없는 방사 돌기) 또는 다이, 및 "해상 섬(island-in-the-sea)" 형상을 통한 방사를 포함한다.
백분율 및 백만분의 일(ppm)은, 달리 나타내지 않는 한, 각각의 조성물의 중량을 기준으로 한 중량퍼센트 또는 ppm을 의미한다.
일부 일반적인 정의 및 시험 방법은 미국 특허 출원 공재 제2015/0107457호 및 제2015/0111019호에 추가로 기재되어 있으며, 이들을 본 개시내용에 참조로 인용한다. 예를 들어, "부직(nonwoven)"이라는 용어는, 섬유 배열에서 육안으로 전체 반복 구조를 식별할 수 없는 본질적으로 무작위로 배향된 다수의 섬유의 웹을 의미한다. 섬유들은 상기 웹에 강도 및 완전성을 부여하기 위해 서로 결합되고/되거나 얽힐 수 있다. 경우에 따라, 섬유들이 서로 결합되지 않으며 얽히거나 얽히지 않을 수 있다. 섬유는 스테이플 섬유 또는 연속 섬유일 수 있고, 상이한 섬유들의 조합 또는 각각 상이한 재료를 포함하는 유사한 섬유들의 조합으로서 단일 재료 또는 다수의 재료를 포함할 수 있다. 상기 부직물은 주로 나노섬유 및/또는 마이크로섬유로 구성된다. "우세하게"는 웹에 있는 섬유의 50% 이상이 나노섬유 및/또는 마이크로섬유임을 의미한다. "나노섬유"라는 용어는 평균 직경이 1000 nm(1 마이크론) 미만인 섬유를 의미한다. "마이크로섬유"라는 용어는 평균 직경이 1 마이크론 내지 25 마이크론인 섬유를 의미한다. 비-원형 단면 섬유의 경우, 본원에서 사용되는 용어 "직경"은 가장 큰 단면 치수를 의미한다.
달리 명시되지 않은 범위 내에서, 평균 섬유 직경을 결정하기 위한 시험 방법은 달리 명시되지 않는 한 문헌[Hassan et al., J 20 Membrane Sci., 427, 336-344, 2013]에 기재된 바와 같다.
평량(basis weight)은 ASTM D-3776에 의해 결정될 수 있으며 제곱미터당 그램(GSM 또는 g/m2)으로 보고된다.
"본질적으로 이루어진"은 언급된 성분을 지칭하며, 조성물 또는 물품의 기본적이고 신규한 특성을 실질적으로 변화시킬 수 있는 다른 성분은 제외한다. 달리 나타내거나 쉽게 명백하지 않은 한, 조성물 또는 물품이 90 중량% 이상의 언급되거나 열거된 성분을 포함할 때, 상기 조성물 또는 물품은 언급되거나 열거된 성분으로 본질적으로 구성된다. 즉, 상기 용어는 10% 초과의 언급되지 않은 성분은 제외한다.
일부 실시양태에서, 본원에 개시된 성분들 중 임의의 것 또는 일부는 선택적인(optional) 것으로 간주될 수 있다. 일부 경우에, 본원에 개시된 조성물은 예를 들어 청구항 문구를 통해 본 개시내용에서 전술한 첨가제 중 임의의 것 또는 일부를 명시적으로 배제할 수 있다. 예를 들어, 개시된 조성물, 재료 공정 등이 전술한 첨가제 중 하나 이상을 이용하거나 포함하지 않는다는 것, 예를 들어 개시된 재료는 난연제 또는 광택제를 포함하지 않는다는 것을 언급하기 위해 청구항 문구가 수정될 수 있으며. 또 다른 예로서, 개시된 재료가 방향족 폴리아미드 성분을 포함하지 않는다는 것을 언급하기 위해 청구항 문구가 수정될 수도 있다.
본 개시내용에서 사용되는 "초과" 및 "미만" 한계는 또한 그와 관련된 수치를 포함할 수도 있다. 달리 말하면, "초과" 및 "미만"은 "이상" 및 "이하"로 해석될 수 있다. 이 용어는 "또는 동일"을 포함하도록 청구범위에서 후속적으로 수정될 수 있음이 고려된다. 예를 들어, "4.0 초과"는 "4.0 이상"으로 해석될 수 있으며, 이후 청구범위에서 "4.0 이상"으로 수정될 수 있다.
공기 투과율은 미국 메릴랜드주 해거스타운 소재의 Precision Instrument Company로부터 입수가능한 공기 투과율 시험기를 사용하여 측정된다. 공기 투과율은, 23 ± 1℃에서 지정된 압력 수두 하에서 재료 시트를 통과하는 공기의 유속으로 정의된다. 이는 일반적으로, 0.50인치(12.7mm) 수압에서 제곱피트당 분당 입방피트로서, 제곱cm당 초당 cm3로, 또는 시트의 단위 면적당 주어진 부피에 대한 경과 시간 단위로 표시된다. 위에서 언급한 장비는 시험 영역의 평방 피트당 분당 0 내지 약 5000 입방피트의 투과율을 측정할 수 있다. 투과율을 비교하기 위해서는, 5GSM 평량으로 정규화한 값으로 표현하는 것이 편리하다. 이는 (전형적으로 0.5" H2O에서) 샘플의 공기 투과율 값과 평량을 측정한 다음 실제 공기 투과율 값에 5에 대한 GSM의 실제적인 평량 비율을 곱하여 수행된다. 예를 들어, 15gsm 평량의 샘플이 10cfm/ft2의 값을 갖는 경우, 정규화된 5gsm 공기 투과율 값은 30cfm/ft2 이다.
비-발포 중합체 층
일부 양태에서, 상기 흡음 다층 복합체는, 공기 투과성인 비-발포 중합체 층을 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 비-발포 중합체 층의 소음 감쇠 특성은 일반적으로, 단독으로는 우수한 소음 감소를 달성하기에 부적절하다. 이는 더 저렴한 재료가 비-발포 중합체 층으로 사용되도록 할 수 있다. 본원에 기술된 바와 같은 표면 층와 조합될 때, 상기 복합체는 우수한 소음 감소 특성을 나타낸다. 음향 경로에서 비-발포 중합체 층은 일반적으로 소리가 적어도 부분적으로 전달되도록 한다.
일 실시양태에서, 비-발포 중합체 층은 표면 층을 지지하는 강도를 제공하고 찢어짐 또는 손상을 방지한다. 적합한 지지체 층은 부직 직물, 직조 직물, 편직 직물, 필름, 종이층, 접착-배킹된 층, 호일, 메쉬, 탄성 직물(즉, 전술한 탄성 특성을 갖는 임의의 직조, 편직 또는 부직 직물), 천공된 웹, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하며, 이에 제한되지 않는다. 일 실시양태에서, 발포체 층은 바람직하게는 상대적 벌크 및 음향 특성으로 인해 흡음 다층 복합체의 층으로 사용되지 않는다.
하나의 예시적인 실시양태에서, 비-발포 중합체 층은 부직 직물을 포함한다. 적합한 부직 직물은 방사-결합된 직물, 용융-취입된 직물, 스테이플 길이 섬유(즉, 섬유 길이가 약 100mm 미만인 섬유)의 카딩된 웹, 니들-펀칭된 직물, 분할된 필름 웹, 수력-얽힘 웹, 에어레이드 스테이플 섬유 웹, 필름, 종이 층, 접착-배킹된 층, 또는 이들의 조합을 포함하며, 이에 제한되지 않는다. 일 실시양태에서, 비-발포 중합체 층의 재료는 운송 수단에 설치할 수 있도록 가요성 및/또는 압축성일 수 있다. 일 실시양태에서, 비-발포 중합체 층은 가요성 열가소성 섬유의 로프티(lofty) 부직 웹을 포함한다. 비-발포 중합체 층은 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리락트산, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리설폰, 액정 중합체, 폴리에틸렌-코-비닐아세테이트, 폴리아크릴로니트릴 또는 이들의 조합을 포함하는 열가소성 섬유로 제조될 수 있다. 특히 바람직한 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐 및 환형 올레핀을 포함한다. 또한, 특히 바람직한 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함한다. 일부 실시양태에서, 비-발포 중합체 층의 여러 층이 있을 수 있다.
비-발포 중합체 층은 흡음 다층 복합체의 특정 최종 용도에 따라 소정의 평량 및 두께를 가질 수 있다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 다층 물품의 전체 평량 및/또는 두께가 최소한의 수준으로 유지되는 것이 바람직하다. 다른 실시양태에서, 주어진 응용 분야에 전체 최소 평량 및/또는 두께가 필요할 수도 있다. 비-발포 중합체 층은 압축될 수 있다. 예시적인 실시양태에서, 비-발포 중합체 층은 약 1 gsm 내지 약 300 gsm의 평량을 가질 수 있다. 전형적으로, 비-발포 중합체 층은 약 300gsm 미만, 예를 들어 약 250gsm 미만, 약 200gsm 미만, 약 150gsm 미만, 약 75gsm 미만 또는 약 50gsm 미만의 평량을 갖는다. 일부 실시양태에서, 비-발포 중합체 층은 약 150gsm 내지 약 250gsm의 평량을 갖는다. 일부 실시양태에서, 비-발포 중합체 층은 약 5.0gsm 내지 약 75gsm의 평량을 갖는다. 다른 실시양태에서, 비-발포 중합체 층은 약 10gsm 내지 약 50gsm의 평량을 갖는다.
평량과 마찬가지로, 비-발포 중합체 층은 다층 물품의 특정 최종 용도에 따라 달라지는 두께를 가질 수 있다. 과도한 중량 및/또는 벌크를 피하기 위해, 비-발포 중합체 층은 150mm 미만, 예를 들어 125mm 미만, 100mm 미만, 75mm 미만, 50mm 미만, 40mm 미만, 30mm 미만, 25mm 미만 또는 15mm 미만의 두께를 갖는다. 또한, 충분한 강도를 제공하기 위해, 비-발포 중합체 층은 1mm 초과, 예를 들어 2mm 초과, 5mm 초과 또는 10mm 초과의 두께를 갖는다. 일부 실시양태에서, 지지체 층은 약 1.0mm 내지 약 35mm, 예를 들어 10mm 내지 35mm의 두께를 갖는다. 다른 실시양태에서, 지지체 층은 약 2.0mm 내지 약 25mm, 예를 들어 10mm 내지 25mm의 두께를 갖는다.
일 실시양태에서 비-발포 중합체 층은 공기 투과성이다. 바람직하게는 비-발포 중합체 층의 공기 투과율은 표면 층의 공기 투과율보다 클 수 있다. 따라서, 비-발포 중합체 층은 적어도 250 입방피트/분(cfm/ft2), 예를 들어 적어도 275 cfm/ft2, 적어도 300 cfm/ft2, 적어도 320cfm/ft2, 적어도 330cfm/ft2, 적어도 350cfm/ft2, 적어도 400cfm/ft2, 적어도 450cfm/ft2, 또는 적어도 500cfm/ft2인 공기 투과율 값을 가질 수 있다. 일반적으로, 비-발포 중합체 층의 공기 투과율 값에 대한 상한 범위는 700cfm/ft2 미만, 예를 들어 600cfm/ft2 미만, 550cfm/ft2 미만, 또는 500cfm/ft2 미만일 수 있다. 적합한 범위의 관점에서, 비-발포 중합체 층은 250 내지 700 cfm/ft2, 예를 들어 250 내지 650 cfm/ft2, 250 내지 625 cfm/ft2, 260 내지 260 cfm/ft2 내지 625cfm/ft2, 260 내지600 cfm/ft2, 또는 300 내지 600 cfm/ft2의 공기 투과율 값을 가질 수 있다.
표면 층
일 실시양태에서, 상기 흡음 다층 복합체는 소리 에너지 소산을 위한 표면 층을 포함한다. 표면 층의 조성 및/또는 구조(예컨대 섬유 직경)는 바람직한 소음 감쇠 효과를 갖도록 하는 것일 수 있다. 이것은, 소리가 적어도 부분적으로 비-발포 중합체 층을 통해 전달되고 표면 층에 의해 흡수되도록, 복합체가 음향 경로에 배치되도록 한다. 또한, 상기 표면 층의 적어도 하나의 표면은 운송 수단 내부를 향하여 위치하여 운송 수단 내부에 노출될 수 있다. 일 실시양태에서, 부직 섬유는, 상기 부직물에 의해 감쇠되기를 원하는 소리의 파장보다 작은 평균 기공 직경을 가질 수 있다. 상기 표면 층은 복수의 층을 포함할 수 있고, 각각의 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 부직 중합체를 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 상기 표면 층은 복수의 층, 특히 적어도 제1 층 및 제2 층을 포함한다. 효과적인 소음 감쇠를 제공하기 위해 표면 층의 제1 층 또는 제2 층은 용융-취입된 부직 중합체 또는 방사-결합된 부직 중합체를 포함할 수 있다.
일 실시양태에서, 상기 표면 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 부직 중합체를 포함한다. 보다 바람직하게는, 상기 표면 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 75% 이상, 또는 보다 바람직하게는 80% 이상 또는 85% 이상 포함하는 부직 중합체를 포함한다.
상업용으로 폴리아미드 특히 나일론을 사용하면 많은 이점이 있다. 폴리아미드는 일반적으로 내화학성 및 내열성이 있어 다른 중합체보다 우수한 성능을 제공한다. 폴리아미드는 또한 다른 중합체에 비해 강도, 연신율 및 내마모성이 우수한 것으로 알려져 있다. 폴리아미드는 또한 매우 범용성이어서 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있다. 특히, 부직 폴리아미드를 포함하는 표면 층은 유리한 난연성을 가질 수 있다. 운송 수단 응용 분야의 경우, 표면 층은 승용차에 허용되는 가연성 등급을 가질 수 있으며, 특히 FMVSS 302를 준수한다. 전형적으로 난연성을 달성하는 데 코팅이 사용된다. 그러나, 코팅은 음향 성능을 방해하거나 다른 방식으로 간섭할 수 있다. 일 실시양태에서, 상기 표면 층은 코팅되지 않고도 FMVSS 302 합격 등급을 가질 수 있다.
본 발명자들은, 특정(스펀 또는 용융) 방사 방법에서 특정 특성을 갖는 특정 전구체 폴리아미드를 이용함으로써, 상승적 특징을 갖는 부직 섬유가 형성됨을 발견하였다. 일부 양태에서, 나노섬유가 부직물에 혼입된다. 이론에 구애됨이 없이, RV가 330 이하인 폴리아미드 조성물을 사용하면 기존의 무용매 방법으로는 이전에 달성할 수 없었던 작은 직경을 갖는 나노섬유가 생성되는 것으로 추정된다.
폴리아미드 섬유로 형성된 이러한 부직물은, 놀랍게도 그리고 예기치 않게, 다른 폴리아미드 조성물로부터 및/또는 다른 제조 방법에 의해 형성된 폴리아미드 섬유와 비교하여 우수한 방음 특성을 갖는다. 폴리아미드 섬유는 흡음 다층 복합체의 표면 층을 위한 부직물에 통합될 수 있으며, 유리하게는 종래의 음향 매체와 비교하여 감소된 중량 및/또는 벌크를 갖는다.
추가적인 이점으로서, 폴리아미드 섬유의 생산 속도는, 폴리아미드 섬유를 형성하기 위한 전기 방사 및 용액 방사와 같은 방법에 비해, 예를 들어 미터당 기준으로 유리하게 개선된다. 이러한 개선량은 적어도 5%, 예를 들어 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 또는 적어도 30%일 수 있다.
또한, 본 발명자들은 개시된 방법, 기법 및/또는 전구체가, 다른 전구체로부터 및 다른 방법에 의해 제조된 부직 제품에 비해 감소된 산화적 열화(degradation) 및 열적 열화 지수를 갖는 섬유(예를 들어 나노섬유)를 생성함을 발견하였다. 이러한 개선은 유리하게도 제품의 내구성을 향상시킨다.
추가로, 상기 방법은 용매 없이 수행될 수 있으며, 예를 들어 포름산 및 본원에 기술된 기타 용매와 같은 용매를 사용하지 않으며, 이는 용액의 제조 동안 용매의 취급 및 용매의 폐기에 대한 환경적 우려를 감소시킨다. 이러한 용매는 용액 방사에 사용되며, 따라서 용액 방사 방법은 용매를 폐기하기 위해 추가 자본 투자가 필요하다. 별도의 용매 룸 및 스크러버 공간이 필요하여 추가 비용이 발생할 수 있다. 일부 용매와 관련된 건강상의 위험도 있다. 따라서, 상기 부직물은, 예를 들어 용액 방사된 제품에 반드시 존재하는 것과 같은 잔류 용매가 없을 수 있다. 예를 들어, 문헌[L. M. Guerrini, M. C. Branciforti, T Canova, and R. E. S. Bretas, Materials Research, Vol. 12, No. 2, pp 181-190 (2009)]에 개시된 바와 같이, 용액 방사 방법에서는 2.2 내지 5 중량%의 잔류 용매가 확인될 수 있다.
일부 양태에서, 상기 부직물에는 접착제가 포함되지 않는다. 이러한 접착제는 전기 방사된 섬유를 스크림(scrim)에 접착하기 위해 종종 포함된다. 본원에 기술된 부직물은 스크림 상에 취입될 수도 있지만, 일부 양태에서는 그러한 접착제가 필요하지 않다. 다른 양태에서, 특히 부직물 내의 재료에 따라, 접착제가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 폴리프로필렌은 나일론 6,6에 잘 부착되지 않을 수 있다. 이러한 경우 접착성 스크림을 사용하여 재료를 결합할 수 있다. 이러한 접착성 스크림은 저온 활성화, 빠른 경화 및 내수성을 비롯한 추가의 이점을 가질 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 내수성이 우수한 접착성 스크림을 사용하면 임의의 2차적인 방수 단계가 필요하지 않을 수 있다고 여겨진다.
일부 실시양태에서, 상기 부직물은, (a) (방사가능한) 폴리아미드 조성물을 제공하고 (이때, 폴리아미드 조성물은 본원에서 언급된 RV를 가짐); (b) 상기 폴리아미드 조성물을, 예를 들어 2상 추진체-가스 방사와 관련된 방법에 의해, 25 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖는 복수의 섬유로 방사하고, 상기 폴리아미드 조성물을 섬유-형성 채널을 통하여 가압된 가스로 액체 형태로 압출하고; (c) 섬유를 부직 제품으로 성형하는 것을 포함한다. 섬유 형성을 위한 일반적인 방법은 도 4 및 도 5에 도시되어 있다. 일부 양태에서는, 부직물 자체가 흡음 다층 복합체로 사용될 수 있다. 본원에 개시된 추가 양태에서, 흡음 다층 복합체에 추가 층 및/또는 재료가 포함될 수 있다.
특히 바람직한 폴리아미드는 나일론 66 뿐만 아니라 나일론 66과 나일론 6의 공중합체, 블렌드 및 얼로이(alloy)를 포함한다. 다른 실시양태는, 상기 언급된 반복단위를 가진, 나일론 66 또는 나일론 6을 함유하거나 이들로부터 제조된 나일론 유도체, 공중합체, 삼원공중합체, 블렌드 및 얼로이, 예를 들어 비제한적으로 N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N11 및 N12(여기서 "N"은 나일론을 의미한다)를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 표면 층은 고온 나일론으로 지칭되는 폴리아미드 부류뿐만 아니라 이들을 함유하는 블렌드, 유도체, 공중합체 또는 삼원공중합체를 포함할 수 있으며, 이는 미국 특허 제10,662,561호를 참조하고, 이의 전체 내용 및 개시 내용을 참조로 본원에 인용한다. 또한, 또 다른 바람직한 실시양태는, 장쇄 이산, 즉 10개 초과의 탄소 원자를 갖는 장쇄 이산으로 제조된 장쇄 지방족 폴리아미드뿐만 아니라 이들을 함유하는 블렌드, 유도체 또는 공중합체를 포함한다. 이들 장쇄 폴리아미드는 N610, N612, N610/66, 또는 N612/66을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
특히, 방사구(spinneret)를 통해 고속 기체 스트림으로 용융-취입(melt-blowing)함으로써 부직물을 방사-결합 또는 용융-방사하는 부직물 제조 방법이 한 실시양태로서 본원에 개시된다. 보다 구체적으로, 일부 실시양태에서, 상기 부직물은, 섬유-형성 채널을 통해 가압 가스에 의해 액체 형태로 폴리아미드 조성물을 압출하는 것을 포함하는, 2상 추진체-가스 방사에 의해 용융 방사된다. 그런 다음 부직물은 흡음 다층 복합체 내로 혼입된다.
본원에서 사용되는 폴리아미드 조성물 등의 용어는 폴리아미드의 공중합체, 삼원공중합체, 중합체 블렌드, 얼로이 및 유도체를 포함하는 폴리아미드를 함유하는 조성물을 지칭한다. 또한, 본 개시내용에서 "폴리아미드"는, 한 분자의 아미노기와 다른 분자의 카르복실산기가 연결된 중합체를 성분으로 갖는 중합체를 의미한다. 본 개시내용에서 실시양태화된 나일론 공중합체는, 반응 혼합물에서 다양한 디아민 화합물, 다양한 이산 화합물 및 다양한 환형 락탐 구조를 조합한 다음, 무작위로 배치된 단량체 물질을 가진 나일론을 폴리아미드 구조로 형성함으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, 나일론 66-6,10 소재는 헥사메틸렌 디아민과 C6 및 C10 이산 혼합물로 제조된 나일론이다. 나일론 6-66-6,10은, 엡실론-아미노카프로산, 헥사메틸렌 디아민 및 C6 및 C10 이산 물질의 블렌드의 공중합에 의해 제조된 나일론이다.
일 실시양태에서, 상기 표면 층은, 헥산디아민, 헵탄디아민, 옥탄디아민, 노난디아민, 데칸디아민, 운데칸디아민, 도데칸디아민, 트리데칸디아민, 테트라데칸디아민, 헥사데칸디아민, 옥타데센디아민, 옥타데센디아민, 에이코산디아민, 도코산디아민 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 산을 포함하는 폴리아미드를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 지방족 디아민은 헥산디아민이고, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민의 90% 이상이 헥산디아민이다. 일부 실시양태에서, 지방족 디아민은 개질되지 않은 것이다. 또한, 지환족 및 방향족 디아민은 표면 층에서 배제될 수 있다.
일 실시양태에서, 상기 표면 층은, 아디프산, 헵탄디오산, 옥탄디오산, 아젤라산, 세박산, 운데칸디오산, 도데칸디오산, 브라실산, 테트라데칸디오산, 헥사데칸디오산, 옥타데칸디오산, 옥타데센디오산, 에이코산디오산, 도코산디오산 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 포함하는 폴리아미드를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 지방족 이산은 아디프산이고, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산의 90% 이상이 아디프산이다. 일부 실시양태에서, 지방족 이산은 개질되지 않은 것이다. 또한, 지환족 및 방향족 이산은 표면 층에서 배제된다.
예시적인 폴리아미드 및 폴리아미드 조성물은 문헌[Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 18, pp. 328371 (Wiley 1982)]에 기술되어 있으며, 그 개시 내용을 참고로 본원에 인용한다. 특정 중합체 및 공중합체 및 이들의 제조는 미국 특허 4,760,129; 5,504,185; 5,543,495; 5,698,658; 6,011,134; 6,136,947; 6,169,162; 7,138,482; 7,381,788; 및 8,759,475에서 볼 수 있다.
6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산은 50 μeq/gram 내지 90 μeq/gram 범위의 아민 말단기(AEG) 수준을 가질 수 있다. 아민 말단기는 폴리아미드에 존재하는 아민 말단(-NH2)의 양으로 정의된다. AEG 계산 방법은 잘 알려져 있다. 일부 실시양태에서, AEG 수준은 50 μeq/gram 내지 90 μeq/gram, 예를 들어, 55 μeq/gram 내지 85 μeq/gram, 60 μeq/gram 내지 90 μeq/gram, 70 μeq/gram 내지 90 μeq/gram, 74 μeq/gram 내지 89 μeq/gram, 76 μeq/gram 내지 87 μeq/gram, 78 μeq/gram 내지 85 μeq/gram, 60 μeq/gram 내지 80 μeq/gram, 62 μeq /gram 내지 78 μeq/gram, 65 μeq/gram 내지 75 μeq/gram, 또는 67 μeq/gram 내지 73 μeq/gram 범위일 수 있다.
공중합체 및 삼원공중합체를 포함하는 본원에 기재된 나일론 섬유의 융점은 223℃ 내지 390℃, 예를 들어 223℃ 내지 380℃, 또는 225℃ 내지 350℃일 수 있다. 또한, 추가되는 중합체 재료에 따라, 상기 융점이 기존 나일론 66의 융점보다 높을 수 있다.
일부 실시양태에서, 상기 표면 층은, 바람직하게는 표면 층의 총 중량의 40% 미만인 양으로, 다른 중합체를 포함할 수 있다. 열가소성 중합체 및 생분해성 중합체 또한 본 개시내용의 나노섬유로의 용융-취입 또는 용융-방사에 적합하다. 표면 층을 위한 부직물에 사용될 수 있는 적합한 중합체는, 폴리올레핀, 폴리아세탈, 폴리아미드(이전에 언급된 바와 같음), 폴리에스테르, 셀룰로오스 에테르 및 에스테르, 폴리알킬렌 설파이드, 폴리아릴렌 옥사이드, 폴리설폰, 개질된 폴리설폰 중합체 및 이들의 혼합물과 같은 부가 중합체 및 축합 중합체 재료 모두를 포함한다. 이러한 일반 부류(generic class)에 속하는 바람직한 재료는, 가교 및 비가교 형태의, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌, 폴리(비닐클로라이드), 폴리메틸메타크릴레이트(및 기타 아크릴 수지), 폴리스티렌 및 이들의 공중합체(ABA 유형 블록 공중합체 포함), 폴리(비닐리덴 플루오라이드), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 다양한 가수분해도(87% 내지 99.5%)의 폴리비닐알코올을 포함한다. 부가 중합체는 유리질(실온보다 큰 Tg)인 경향이 있다. 이는, 폴리비닐클로라이드 및 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌 중합체 조성물 또는 얼로이인 경우이거나, 또는 저결정성 폴리비닐리덴 플루오라이드 및 폴리비닐알코올 물질의 경우이다. 본 개시내용에서 언급된 바와 같이, 중합체는 용융 방사 또는 용융 취입될 수 있으며, 섬유-형성 채널을 통해 가압 가스에 의해 액체 형태로 폴리아미드 조성물을 압출하는 것을 포함하는 2상 추진체-가스 방사에 의한 용융 방사 또는 용융 취입이 바람직하다.
미국 특허 제5,913,993호에 기술된 것과 같은 일부 실시양태에서, 소량의 폴리에틸렌 중합체가 폴리아미드와 혼합되어 원하는 특성을 갖는 표면 층 나노섬유 부직 직물을 형성할 수 있다. 나일론에 폴리에틸렌을 첨가하면 부드러움과 같은 특정 특성이 향상된다. 폴리에틸렌의 사용은 또한 생산 비용을 낮추고, 다른 직물이나 자체에 접착하는 것과 같은 추가의 하류 처리를 용이하게 한다. 개선된 직물은, 나노섬유 용융-취입된 직물을 생산하는 데 사용되는 나일론 공급 재료에 소량의 폴리에틸렌을 첨가함으로써 제조할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 직물은, 폴리에틸렌과 나일론 66의 블렌드를 형성하고, 이 블렌드를 복수의 연속 필라멘트 형태로 압출하고, 다이를 통해 상기 필라멘트를 보내 필라멘트를 용융 취입하고, 상기 필라멘트를 수집 표면에 침착시켜 웹이 형성되도록 함으로써 제조할 수 있다.
본 개시내용의 이 실시양태의 방법에 유용한 폴리에틸렌은 바람직하게는 약 5 그램/10분 내지 약 200 그램/10분, 예를 들어 약 17 그램/10분 내지 약 150 그램/10분의 용융 지수를 가질 수 있다. 폴리에틸렌은 바람직하게는 약 0.85g/cc 내지 약 1.1g/cc, 예를 들어 약 0.93g/cc 내지 약 0.95g/cc의 밀도를 가져야 한다. 가장 바람직하게는 폴리에틸렌의 용융지수는 약 150 그램/10분이고 밀도는 약 0.93 g/cc이다.
본 개시내용의 이 실시양태의 방법에 사용되는 폴리에틸렌은 약 0.05% 내지 약 20%의 농도로 첨가될 수 있다. 바람직일 실시양태에서, 폴리에틸렌의 농도는 약 0.1% 내지 약 1.2%일 것이다. 가장 바람직하게는 폴리에틸렌은 약 0.5%로 존재할 것이다. 기술된 방법에 따라 생산된 직물 내의 폴리에틸렌 농도는 제조 방법 중에 첨가된 폴리에틸렌의 백분율과 거의 같다. 따라서, 본 발명의 이 실시양태의 직물에서 폴리에틸렌의 백분율은 전형적으로 약 0.05% 내지 약 20% 범위일 것이고, 바람직하게는 약 0.5%일 것이다. 따라서, 상기 직물은 전형적으로 약 80 내지 약 99.95 중량%의 나일론을 포함할 것이다. 필라멘트 압출 단계는 약 250℃ 내지 약 325℃에서 수행될 수 있다. 바람직하게는 온도 범위는 약 280℃ 내지 약 315℃이지만, 나일론 6을 사용하는 경우 더 낮을 수 있다.
폴리에틸렌과 나일론의 블렌드 또는 공중합체는 임의의 적합한 방식으로 형성될 수 있다. 일반적으로 나일론 화합물은 나일론 66일 것이지만, 나일론 계열의 다른 폴리아미드를 사용할 수 있다. 또한, 나일론 혼합물을 사용할 수도 있다. 하나의 특정 예에서, 폴리에틸렌은 나일론 6과 나일론 66의 혼합물과 혼합된다. 폴리에틸렌과 나일론 중합체는 일반적으로 펠릿, 칩, 플레이크 등의 형태로 공급된다. 원하는 양의 폴리에틸렌 펠릿 또는 칩을 회전식 드럼 텀블러 등과 같은 적절한 혼합 장치에서 나일론 펠릿 또는 칩과 혼합할 수 있으며, 생성된 혼합물을 통상적인 압출기의 공급 호퍼 또는 용융-취입 라인에 도입할 수 있다. 상기 블렌드 또는 공중합체는 또한 적절한 혼합물을 연속 중합 방사 시스템에 도입하여 제조할 수도 있다.
또한, 일반적인 중합체 속(genus)의 상이한 종들이 블렌딩될 수 있다. 예를 들어, 고분자량 스티렌 재료는 저분자량 고충격 폴리스티렌과 혼합될 수 있다. 나일론-6 소재는, 나일론-6; 66; 6,10 공중합체와 같은 나일론 공중합체와 혼합될 수 있다. 또한, 87% 가수분해된 폴리비닐알코올과 같이 가수분해도가 낮은 폴리비닐알코올이, 가수분해도가 98% 내지 99.9% 또는 그 이상인 완전-가수분해된 또는 과-가수분해된 폴리비닐알코올과 블렌딩될 수 있다. 혼합물 내의 이러한 모든 물질은 적절한 가교 메커니즘을 사용하여 가교될 수 있다. 나일론은, 아미드 결합 내의 질소 원자와 반응하는 가교제를 사용하여 가교될 수 있다. 폴리비닐 알코올 물질은 히드록실 반응성 물질, 예들 들어 모노알데히드 예컨대 포름알데히드, 우레아, 멜라민-포름알데히드 수지 및 그 유사체, 붕산 및 기타 무기 화합물, 디알데히드, 이산, 우레탄, 에폭시 및 기타 공지된 가교제를 사용하여 가교될 수 있다. 가교 기술은, 가교 시약이 반응하여 중합체 사슬 사이에 공유 결합을 형성하여 분자량, 내화학성, 전반적인 강도 및 기계적 열화에 대한 내성을 실질적으로 개선하는 널리 공지되어 있는 현상이다.
하나의 바람직한 모드는, 컨디셔닝되거나 승온에서 처리되는 제1 중합체 및 (중합체 유형, 분자량 또는 물리적 특성이 제1 중합체와 상이한) 제2 중합체를 포함하는 폴리아미드이다. 중합체 블렌드는 반응하여 단일 화학종으로 형성될 수 있거나, 어닐링 방법에 의해 물리적으로 결합되어 블렌딩된 조성물로 될 수 있다. 어닐링은 결정화도, 응력 완화 또는 배향과 같은 물리적 변화를 의미한다. 바람직한 물질은, 시차 주사 열량계(DSC) 분석에서 고온, 고습 및 어려운 작동 조건과 접촉할 때 향상된 안정성을 제공하는 단일 중합체 물질을 나타내도록, 화학적으로 반응하여 단일 중합체 종으로 된다. 혼합 중합체 시스템에 사용하기에 바람직한 재료는 나일론 6; 나일론 66; 나일론 6,10; 나일론(6-66-6,10) 공중합체 및 기타 선형의 일반적으로 지방족인 나일론 조성물을 포함한다.
적합한 폴리아미드는 예를 들어 20 중량%의 나일론 6, 60 중량%의 나일론 66 및 20 중량%의 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 폴리아미드는 혼화성 중합체의 조합물 또는 비혼화성 중합체의 조합물을 포함할 수 있다.
일부 양태에서, 폴리아미드는 나일론 6을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 폴리아미드는 나일론 6을 0.1 중량% 이상, 예를 들어 1 중량% 이상, 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 15 중량% 이상 또는 20 중량% 이상의 양으로 포함할 수 있다. 상한의 관점에서 폴리아미드는 나일론 6을 40 중량% 이하, 39 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 또는 20 중량% 이하의 양으로 포함할 수 있다. 범위 면에서, 폴리아미드는 0.1 내지 40 중량%, 예를 들어 1 내지 35 중량%, 5 내지 30 중량%, 10 내지 30 중량%, 15 내지 25 중량%, 또는 20 내지 25 중량%의 양으로 나일론 6을 포함할 수 있다.
일부 양태에서, 폴리아미드는 나일론 66을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 폴리아미드는 나일론 66을 60 중량% 이상, 예를 들어, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상 또는 85 중량% 이상의 양으로 포함할 수 있다. 상한의 관점에서, 폴리아미드는 나일론 66을 99.9 중량% 이하, 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 또는 80 중량% 이하의 양으로로 포함할 수 있다. 범위 면에서, 폴리아미드는 60 내지 99.9 중량%, 예를 들어 60 내지 99 중량%, 65 내지 95 중량%, 70 내지 90 중량%, 70 내지 85 중량%, 또는 70 내지 80 중량%의 양으로 나일론 66을 포함할 수 있다.
일부 양태에서, 폴리아미드는 나일론 6I를 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 폴리아미드는 적어도 0.1 중량%, 예를 들어, 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 7.5 중량%, 또는 적어도 10 중량%의 양으로 나일론 6I를 포함할 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 폴리아미드는 나일론 6I를 40 중량% 이하, 예를 들어 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하 또는 20 중량% 이하의 양으로 포함할 수 있다. 범위 면에서, 폴리아미드는 0.1 내지 40 중량%, 예를 들어 0.5 내지 40 중량%, 1 내지 35 중량%, 5 내지 30 중량%, 7.5 내지 25 중량%, 또는 10 내지 20 중량%의 양으로 나일론 6I를 포함할 수 있다.
일부 양태에서, 폴리아미드는 나일론 6T를 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 폴리아미드는 적어도 0.1 중량%, 예를 들어, 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 또는 적어도 20 중량%의 양으로 나일론 6T를 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 폴리아미드는 나일론 6T를 40 중량% 이하, 예를 들어 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하 또는 20 중량% 이하의 양으로 포함할 수 있다. 범위 면에서, 폴리아미드는 0.1 내지 40 중량%, 예를 들어 0.5 내지 40 중량%, 1 내지 35 중량%, 5 내지 30 중량%, 7.5 내지 25 중량%, 또는 10 내지 20 중량%의 양으로 나일론 6T를 포함할 수 있다.
블록 공중합체 또한 본 개시내용의 방법에 유용하다. 이러한 공중합체에서는 용매 팽윤제의 선택이 중요하다. 선택된 용매는, 두 블록 모두가 용매에 용해되도록 하는 것이다. 한 가지 예는 메틸렌 클로라이드 용매 중의 ABA(스티렌-EP-스티렌) 또는 AB(스티렌-EP) 중합체이다. 하나의 성분이 용매에 용해되지 않으면 겔이 형성될 것이다. 이러한 블록 공중합체의 예는 Kraton® 유형의 스티렌-b-부타디엔 및 스티렌-b-수소화 부타디엔(에틸렌 프로필렌), Pebax® 유형의 e-카프로락탐-b-에틸렌 옥사이드, Sympatex® 폴리에스테르-b-에틸렌 옥사이드 및 에틸렌 옥사이드와 이소시아네이트의 폴리우레탄이다.
부가 중합체, 예컨대 폴리비닐리덴 플루오라이드, 신디오택틱 폴리스티렌, 비닐리덴 플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세테이트, 무정형 부가 중합체, 예컨대 폴리(아크릴로니트릴) 및 이의 아크릴산 및 메타크릴레이트와의 공중합체, 폴리스티렌, 폴리(비닐 클로라이드) 및 이의 다양한 공중합체, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 및 이의 다양한 공중합체는, 낮은 압력과 온도에서 가용성이기 때문에 비교적 쉽게 용액 방사되는 것으로 알려져 있다. 이들은 본 개시내용에 따라 나노섬유를 제조하는 한 방법으로서 용융 방사될 수 있다고 생각된다.
중합체 혼합물, 얼로이 형식 또는 가교결합된 화학적 결합 구조로 2개 이상의 중합체 재료를 포함하는 중합체 조성물을 형성하는 것은 실질적인 이점이 있다. 본 발명자들은, 이러한 중합체 조성물이, 중합체 사슬 유연성 또는 사슬 이동성 개선, 전체 분자량 증가 및 중합체 물질의 네트워크 형성을 통한 보강(reinforcement) 제공과 같이, 중합체 특성을 변경함으로써 물리적 특성을 개선한다고 믿는다.
이 개념의 일부 실시양태에서, 유익한 특성을 위해 2개의 관련된 중합체 재료가 블렌딩될 수 있다. 예를 들어, 고분자량 폴리염화비닐이 저분자량 폴리염화비닐과 혼합될 수 있다. 유사하게, 고분자량 나일론 재료가 저분자량 나일론 재료와 혼합될 수 있다.
폴리아미드(및 결과적인 생성물)의 상대 점도(RV)는 일반적으로 25℃에서 모세관 점도계에서 측정된 용액 또는 용매 점도의 비율이다 (ASTM D 789(2015)). 본 개시의 목적을 위해, 용매는 10 중량%의 물과 90 중량%의 포름산을 함유하는 포름산이다. 용액은 상기 용매에 용해된 8.4 중량% 중합체이다.
개시된 중합체 및 생성물에 대해 사용된 RV(ηr)는 포름산의 절대 점도에 대한 중합체 용액의 절대 점도의 비율이다:
Figure pct00001
여기서,
dp = 25℃에서의 포름산-중합체 용액의 밀도,
tp = 포름산-중합체 용액의 평균 유출(efflux) 시간,
ηf = 포름산의 절대 점도, kPa x s(E+6cP), 및
fr = 점도계 튜브 인자(viscometer tube factor), mm2/s (cSt)/s = ηr /t3.
50 RV 시편에 대한 일반적인 하기 계산:
Figure pct00002
(여기서,
fr = 점도계 튜브 계수, 일반적으로 0.485675 cSt/s,
dp = 중합체-포름산 용액의 밀도, 일반적으로 1.1900g/ml,
tp = 중합체-포름산 용액의 평균 유출 시간, 일반적으로 135.00초, 및
ηf = 포름산의 절대 점도, 일반적으로 1.56 cP)
으로, ηr = (0.485675 cSt/sx 1.1900 g/ml x 135.00 s)/ 1.56 cP = 50.0의 RV가 제공된다. 용어 t3은 ASTM D789(2015)에서 요구하는 포름산의 절대 점도 측정에 사용되는 S-3 보정(calibration) 오일의 유출 시간이다.
일부 실시양태에서, (전구체) 폴리아미드의 RV는 2 이상, 예를 들어 3 이상, 4 이상 또는 5 이상의 하한을 갖는다. 상한의 관점에서, 폴리아미드는 330 이하, 300 이하, 275 이하, 250 이하, 225 이하, 200 이하, 150 이하, 100 이하 또는 60 이하의 RV를 갖는다. 범위 면에서, 폴리아미드는 2 내지 330, 예를 들어 2 내지 300, 2 내지 275, 2 내지 250, 2 내지 225, 2 내지 200, 2 내지 100, 2 내지 60, 2 내지 50, 2 내지 40, 10 내지 40 또는 15 내지 40 및 그 사이의 모든 값의 RV를 가질 수 있다.
일부 실시양태에서, 상기 부직물의 RV는 적어도 2, 예를 들어, 적어도 3, 적어도 4, 또는 적어도 5의 하한을 갖는다. 상한의 관점에서, 나노섬유 부직 제품은 330 이하, 300 이하, 275 이하, 250 이하, 225 이하, 200 이하, 150 이하, 100 이하 또는 60 이하의 RV를 갖는다. 범위 면에서, 상기 부직물은 2 내지 330, 예를 들어 2 내지 300, 2 내지 275, 2 내지 250, 2 내지 225, 2 내지 200, 2 내지 100, 2 내지 60, 2 내지 50, 2 내지 40, 10 내지 40 또는 15 내지 40 및 그 사이의 모든 값의 RV를 가질 수 있다.
(전구체) 폴리아미드 조성물의 RV와 부직물의 RV 사이의 관계는 다양할 수 있다. 일부 양태에서, 상기 부직물의 RV는 폴리아미드 조성물의 RV보다 낮을 수 있다. 종래에 RV 감소는 나일론 66을 방사할 때 바람직한 실시가 아니었다. 그러나, 본 발명자들은, 마이크로섬유 및 나노섬유의 생산에서, 이것이 이점이 있음을 발견했다. 용융 방사 방법에서 더 낮은 RV 폴리아미드 나일론, 예를 들어 더 낮은 RV 나일론 66을 사용하면, 놀랍게도, 예상치못하게 작은 필라멘트 직경을 갖는 마이크로섬유 및 나노섬유 필라멘트가 생성되는 것으로 밝혀졌다.
RV를 낮추는 방법은 매우 다양할 수 있다. 일부 경우, 온도를 높여 RV를 낮출 수 있다. 그러나, 일부 실시양태에서, 온도 상승은 RV를 단지 약간만 낮출 수 있는데, 그 이유는 온도가 반응 동역학에는 영향을 미치지만 반응 평형 상수에는 영향을 미치지 않기 때문이다. 본 발명자들은, 유익하게도, 수분을 첨가하여 중합체를 해중합시킴으로써 폴리아미드, 예를 들어 나일론 66의 RV가 낮아질 수 있다는 것을 발견하였다. 폴리아미드가 가수분해를 시작하기 전에 최대 5%, 예를 들어 최대 4%, 최대 3%, 최대 2% 또는 최대 1%의 수분이 포함될 수 있다. 이 기법은 (RV를 감소시키기 위해) 폴리아미드에 폴리프로필렌과 같은 다른 중합체를 첨가하는 종래의 방법에 비해 놀라운 이점을 제공한다.
일부 양태에서, 예를 들어 온도를 낮추고/낮추거나 수분을 줄임으로써 RV를 높일 수 있다. 다시 말하지만, 온도는 수분 함량과 비교할 때 RV 조정에 상대적으로 미온적인 영향을 미친다. 수분 함량은 1ppm 이상, 예를 들어 5ppm 이상, 10ppm 이상, 100ppm 이상, 500ppm 이상, 1000ppm 이상, 또는 2500ppm 이상과 같이 낮은 정도로 감소될 수도 있다. 수분 함량의 감소는 또한, 본 개시내용에서 더 언급되는 TDI 및 ODI 값을 감소시키는 데도 유리하다. 촉매의 포함은 동역학에 영향을 미칠 수 있지만 실제적인 K 값에는 영향을 미치지 않는다.
일부 양태에서, 상기 부직물의 RV는 방사 전 폴리아미드의 RV보다 적어도 20% 더 적거나, 예를 들어 적어도 25% 더 적거나, 적어도 30% 더 적거나, 적어도 35% 더 적거나, 적어도 40% 더 적거나, 적어도 45% 더 적거나, 또는 적어도 90% 더 적다.
다른 양태에서, 상기 부직물의 RV는 방사 전 폴리아미드의 RV보다 적어도 5% 더 크거나, 예를 들어 적어도 10% 더 크거나, 적어도 15% 더 크거나, 적어도 20% 더 크거나, 적어도 25% 더 크거나, 적어도 30% 더 크거나, 또는 적어도 35% 더 크다.
또 다른 양태에서, 폴리아미드의 RV와 부직물의 RV는 실질적으로 동일하여, 예를 들어 서로 5% 이내일 수 있다.
본 개시내용의 추가 실시양태는, 평균 섬유 직경이 25 마이크론 미만이고 RV가 2 내지 330인 폴리아미드 나노섬유 및/또는 마이크로섬유를 포함하는 표면 층의 제조를 포함한다. 이 대안적 실시양태에서, 바람직한 RV 범위는 2 내지 330, 예를 들어, 2 내지 300, 2 내지 275, 2 내지 250, 2 내지 225, 2 내지 200, 2 내지 100, 2 내지 60, 2 내지 50, 2 내지 40, 10 내지 40, 또는 15 내지 40을 포함한다. 나노섬유 및/또는 마이크로섬유는 이어서 부직 웹으로 전환된다. RV가 약 20 내지 30을 넘어 증가함에 따라 작동 온도는 고려해야 할 더 큰 매개변수가 된다. 약 20 내지 30 범위 초과의 RV에서는, 중합체가 처리 목적을 위해 용융될 수 있도록 온도를 주의 깊게 제어해야 한다. 용융 기술의 방법 또는 예, 뿐만 아니라 섬유 생성 장치의 온도를 독립적으로 제어하기 위해 장치에 사용될 수 있는 가열 및 냉각 공급원이, 미국 특허 제8,777,599호(본원에 참조로 포함됨)에 설명되어 있다. 비제한적인 예는 저항 가열기, 복사 가열기, 냉각된 가스 또는 가열된 가스(공기 또는 질소), 또는 전도성, 대류성 또는 복사 열 전달 메커니즘을 포함한다.
표면 층에서, 상기 부직물은 방사-결합된 및 용융-취입된 공정에 의해 생성된 섬유를 포함한다. 일 실시양태에서, 본원에 개시된 섬유는 마이크로섬유, 예를 들어 평균 섬유 직경이 25 마이크론 미만인 섬유, 또는 나노섬유, 예를 들어 평균 섬유 직경이 1000nm(1 마이크론) 미만인 섬유이다.
RV가 2 초과 330 미만인 폴리아미드의 경우, 부직물의 섬유층에서 나노섬유의 평균 섬유 직경은 1 마이크론 미만, 예를 들어 950 나노미터 미만, 925 나노미터 미만, 900 나노미터, 800 나노미터 미만, 700 나노미터 미만, 600 나노미터 미만 또는 500 나노미터 미만일 수 있다. 상기 부직물의 섬유층에서 나노섬유의 평균 섬유직경은, 하한치 면에서, 100 나노미터 이상, 110 나노미터 이상, 115나노미터 이상, 120 나노미터 이상, 125나노미터 이상, 125나노미터 이상, 130 나노미터 이상, 또는 150 나노미터 이상일 수 있다. 범위 면에서, 부직물의 섬유층에서 나노섬유의 평균 섬유 직경은 100 내지 1000 나노미터, 예를 들어 110 내지 950 나노미터, 115 내지 925 나노미터, 120 내지 900 나노미터, 200 내지 900 나노미터, 125 내지 800 나노미터, 125 내지 700 나노미터, 130 내지 600 나노미터, 또는 150 내지 500 나노미터일 수 있다. 이러한 평균 섬유 직경은 본원에 개시된 방사 방법에 의해 형성된 나노섬유를 전기 방사 방법에 의해 형성된 나노섬유와 차별화한다. 전기 방사 방법은 전형적으로 100 나노미터 미만, 예를 들어 50 내지 100 나노미터 미만의 평균 섬유 직경을 갖는다. 이론에 얽매이지 않고, 그러한 작은 나노섬유 직경은 섬유의 강도를 감소시키고 나노섬유를 취급하는데 어려움을 증가시킬 수 있는 것으로 여겨진다.
개시된 방법 및 전구체의 사용은 섬유 직경의 특정의 유리한 분포를 유도한다. 예를 들어, 나노섬유의 경우, 나노섬유의 20% 미만, 예를 들어 17.5% 미만, 15% 미만, 12.5% 미만 또는 10% 미만이 700 나노미터 초과의 섬유 직경을 가질 수 있다. 하한의 관점에서, 나노섬유의 적어도 1%, 예를 들어 적어도 2%, 적어도 3%, 적어도 4% 또는 적어도 5%가 700 나노미터 초과의 섬유 직경을 갖는다. 범위 면에서, 나노섬유의 1 내지 20%, 예를 들어 2 내지 17.5%, 3 내지 15%, 4 내지 12.5%, 또는 5 내지 10%가 700 나노미터 초과의 섬유 직경을 갖는다. 이러한 분포는, 본 개시내용에 기재된 나노섬유 부직 제품을, 전기 방사에 의해 형성된 것(더 작은 평균 직경(50 내지 100 나노미터) 및 훨씬 더 좁은 분포를 가짐) 및 비-나노섬유 용융 방사에 의해 형성된 것(훨씬 더 큰 분포를 가짐)과 차별화시킨다. 예를 들어, 비-나노섬유 원심 방사된 부직물은 WO 2017/214085에 개시되어 있고, 2.08 내지 4.4 마이크론의 섬유 직경을 보고하지만, 이는 WO 2017/214085의 도 10A에 보고된 매우 넓은 분포를 갖는다.
RV가 2 초과 330 미만인 폴리아미드의 경우, 부직물의 섬유층에서 마이크로섬유의 평균 섬유 직경은 25 마이크론 미만, 예를 들어 24 마이크론 미만, 22 마이크론 미만, 20 마이크론 미만, 15 마이크론 미만, 10 마이크론 미만 또는 5 마이크론 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 부직물의 섬유층에서 마이크로섬유의 평균 섬유 직경은 1 마이크론 이상, 2 마이크론 이상, 3 마이크론 이상, 5 마이크론 이상, 7 마이크론 이상, 7 마이크론 이상 또는 10 마이크론 이상일 수 있다. 범위 면에서, 부직물의 섬유층에서 마이크로섬유의 평균 섬유 직경은 1 내지 25 마이크론, 예를 들어 2 내지 24 마이크론, 3 내지 22 마이크론, 5 내지 20 마이크론, 7 내지 15 마이크론, 2 내지 10 마이크론 또는 1 내지 5 마이크론일 수 있다.
마이크로섬유의 경우, 섬유 직경은 또한 마이크로섬유의 크기에 따라 바람직하게 좁은 분포를 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로섬유의 20% 미만, 예를 들어 17.5% 미만, 15% 미만, 12.5% 미만, 또는 10% 미만이 평균 섬유 직경보다 2 마이크론 초과로 더 큰 섬유 직경을 가질 수 있다. 하한의 관점에서, 마이크로섬유의 적어도 1%, 예를 들어 적어도 2%, 적어도 3%, 적어도 4%, 또는 적어도 5 %가 평균 섬유 직경보다 2 마이크론 초과로 더 큰 섬유 직경을 갖는다. 범위 면에서, 마이크로섬유의 1 내지 20%, 예를 들어 2 내지 17.5%, 3 내지 15%, 4 내지 12.5%, 또는 5 내지 10%가 평균 섬유 직경보다 2 마이크론 초과로 더 큰 섬유 직경을 갖는다. 추가 예에서, 상기 언급된 분포는 평균 섬유 직경의 1.5 마이크론 이내, 예를 들어 1.25 마이크론 이내, 1 마이크론 이내, 또는 500 나노미터 이내일 수 있다.
일 실시양태에서, 원하는 특성을 위해 상이한 RV 값을 갖는 2개의 관련 중합체(둘 다 RV가 330 미만이고, 1 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 가짐)가 블렌딩된 것의 이점이 구상된다. 예를 들어, 폴리아미드의 융점이 증가되거나 RV가 조정되거나 기타 특성이 조정될 수 있다.
일 실시양태에서, 상기 표면 층은 흡음 다층 복합체의 최종 용도에 따라 선택되는 평량(basis weight)을 가질 수 있는 부직물을 포함한다. 하한의 관점에서, 상기 부직물은 적어도 1 그램/제곱미터(gsm), 예를 들어 적어도 2 gsm, 적어도 3 gsm, 적어도 5 gsm, 적어도 10 gsm, 또는 적어도 25gsm의 평량을 가질 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 부직물은 200gsm 미만, 예를 들어 190gsm 미만, 180gsm 미만, 175gsm 미만, 150gsm 미만 또는 125gsm 미만의 평량을 가질 수 있다. 범위 면에서, 상기 부직물은 1 내지 200gsm, 예를 들어 2 내지 190gsm, 3 내지 180gsm, 5 내지 175gsm, 10 내지 150gsm, 또는 25 내지 125gsm의 평량을 가질 수 있다.
흡음 정도를 제어하기 위해, 상기 평량은 평균 섬유 직경과 조합하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 더 큰 평균 섬유 직경, 예를 들어 마이크로섬유의 경우, 더 작은 평균 섬유 직경을 갖는 부직물에 비해 소음 감쇠를 증가시키기 위해 기공 크기가 더 클 수 있고 평량이 증가될 수 있다. 추가로, 흡음 다층 복합체에 포함되는 다른 재료(있는 경우)에 따라, 각각 동일하거나 상이한 평균 섬유 직경 및/또는 평량을 갖는 상이한 부직 층이 소음 감쇠를 제어하는 데 사용될 수 있다.
일 실시양태에서, 상기 표면 층은 폴리아미드 나노섬유 및 폴리아미드 마이크로섬유를 갖는 부직물을 포함한다. 상기 나노섬유 및 상기 마이크로섬유는 별도의 층, 즉 제1 및 제2 층으로 배열될 수 있거나, 하나의 층으로 함께 배열될 수 있다. 일부 양태에서, 상기 표면 층은 전술한 바와 같은 나노섬유를 포함하는 폴리아미드 부직물을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 상기 표면 층은 전술한 바와 같은 마이크로섬유를 포함하는 폴리아미드 부직물을 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 상기 부직물은 폴리아미드 나노섬유와 폴리아미드 마이크로섬유의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 부직물은 중량을 기준으로 1:100 내지 100:1, 예를 들어 1:75 내지 75:1, 1:50 내지 50:1, 1:25 내지 25:1, 1:15 내지 15:1, 1:10 내지 10:1, 1:5 내지 5:1, 1:3 내지 3:1, 1:2 내지 2:1 또는 대략 1:1의 비율로 폴리아미드 나노섬유 대 폴리아미드 마이크로섬유를 포함할 수 있다. 폴리아미드 나노섬유에 대한 하한의 관점에서, 상기 부직물은 적어도 1 중량%, 예를 들어 적어도 3 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 25 중량%, 또는 적어도 50 중량%의 폴리아미드 나노섬유를 포함할 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 부직물은 99 중량% 미만, 예를 들어 95 중량% 미만, 90 중량% 미만, 75 중량% 미만, 또는 50 중량% 미만의 폴리아미드 나노섬유를 포함할 수 있다. 범위 면에서, 상기 부직물은 1 내지 99 중량%, 예를 들어 3 내지 95 중량%, 5 내지 90 중량%, 10 내지 75 중량%, 25 내지 50 중량%, 또는 50 내지 75 중량%의 폴리아미드 나노섬유를 포함할 수 있다. 폴리아미드 마이크로섬유에 대한 하한의 관점에서, 상기 부직물은 적어도 1 중량%, 예를 들어 적어도 3 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 25 중량%, 또는 적어도 50 중량%의 폴리아미드 마이크로섬유를 포함할 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 부직물은 99 중량% 미만, 예를 들어 95 중량% 미만, 90 중량% 미만, 75 중량% 미만 또는 50 중량% 미만의 폴리아미드 마이크로섬유를 포함할 수 있다. 범위 면에서, 상기 부직물은 1 내지 99 중량%, 예를 들어 3 내지 95 중량%, 5 내지 90 중량%, 10 내지 75 중량%, 25 내지 50 중량%, 또는 50 내지 75 중량%의 폴리아미드 마이크로섬유를 포함할 수 있다.
추가 성분
일부 실시양태에서, 생성된 섬유는 소량(존재하는 경우)의 용매를 함유한다. 따라서, 일부 양태에서, 생성된 섬유는 용매를 함유하지 않는다. 용융 방사 방법의 사용은 용매의 필요성을 유리하게 감소시키거나 제거하는 것으로 여겨진다. 이러한 감소/제거는 환경 친화성 및 비용 절감과 같은 유익한 효과로 이어진다. 본원에 기술된 용융 방사 방법과는 전혀 다른 용액 방사 방법을 통해 형성된 섬유는 이러한 용매를 필요로 한다. 일부 실시양태에서, 나노섬유는 1 중량% 미만, 5000ppm 미만, 2500ppm 미만, 2000ppm 미만, 1500ppm 미만, 1000ppm 미만, 500ppm 미만, 400ppm 미만, 300ppm 미만, 200ppm 미만, 100ppm 미만 또는 검출 가능한 양 미만의 용매를 포함한다. 용매는 폴리아미드의 성분에 따라 달라질 수 있지만 포름산, 황산, 톨루엔, 벤젠, 클로로벤젠, 크실렌/클로로헥사논, 데칼린, 파라핀 오일, 오르토 디클로로벤젠 및 기타 공지된 용매를 포함할 수 있다. 범위 면에서, 소량의 용매가 포함된 경우, 생성된 나노섬유는 1ppm 이상, 5ppm 이상, 10ppm 이상, 15ppm 이상 또는 20ppm 이상의 용매를 가질 수 있다. 일부 양태에서, 포름산과 같은 비휘발성 용매가 제품에 남아 있을 수 있으며, 추가적인 추출 단계를 필요로 할 수도 있다. 이러한 추가적인 추출 단계는 생산 비용을 가중시킬 수 있다.
일 실시양태에서, 상기 표면 층은 구리, 아연 및/또는 이들의 화합물, 산화물, 착염 또는 얼로이를 포함하는 적어도 하나의 저 반사율 금속을 갖는 부직물을 포함한다. 적합한 구리 화합물은 요오드화 구리, 브롬화 구리, 염화 구리, 불화 구리, 산화 구리, 구리 스테아레이트, 구리 암모늄 아디페이트, 구리 아세테이트, 또는 구리 피리티온, 또는 이들의 조합을 포함한다. 상기 아연 화합물은 산화 아연, 아연 스테아레이트, 아연 피리티온, 아연 암모늄 아디페이트, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 저 반사율 금속의 조합물이 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, 저 반사율 금속의 이온 형태가 존재할 수 있다. 저 반사율 금속은 부직 전체에 걸쳐 분산될 수 있다. 일 실시양태에서, 저 반사율 금속의 로딩량은 5ppm 내지 100,000ppm(10 중량%), 예를 들어, 5ppm 내지 20000ppm, 5ppm 내지 17,500ppm, 5ppm 내지 17,000ppm, 5ppm 내지 16,500ppm, 5ppm 내지 16,000ppm, 5ppm 내지 15,500ppm, 5ppm 내지 15,000ppm, 5ppm 내지 12,500ppm, 5ppm 내지 10,000ppm, 5ppm 내지 5000ppm, 5ppm 내지 4000ppm, 예를 들어, 5ppm 내지 3000ppm, 5ppm 내지 2000ppm, 5ppm 내지 1000ppm, 5ppm 내지 500ppm, 10ppm 내지 20,000ppm, 10ppm 내지 17,500 ppm, 10ppm 내지 17,000ppm, 10ppm 내지 16,500ppm, 10ppm 내지 16,000ppm, 10ppm 내지 15,500ppm, 10ppm 내지 15,000ppm, 10ppm 내지 12,500ppm, 10ppm 내지 10,000ppm, 10ppm 내지 5000ppm, 10ppm 내지 4000ppm, 10ppm 내지 3000ppm, 10ppm 내지 2000ppm, 10ppm 내지 1000ppm, 10ppm 내지 500ppm, 50ppm 내지 20,000ppm, 50ppm 내지 17,500ppm, 50ppm 내지 17,000ppm, 50ppm 내지 16,500ppm, 50ppm 내지 16,000ppm, 50ppm 내지 15,500ppm, 50ppm 내지 15,000ppm, 50ppm 내지 12,500ppm, 50ppm 내지 10,000ppm, 50ppm 내지 5000ppm, 50ppm 내지 4000ppm, 50ppm 내지 3000ppm, 50ppm 내지 500ppm, 100ppm 내지 20,000ppm, 100ppm 내지 17,500ppm, 100ppm 내지 17,000ppm, 100ppm 내지 16,500ppm, 100ppm 내지 16,000ppm, 100ppm 내지 15,500ppm, 100ppm 내지 15,000ppm, 100ppm 내지 12,500ppm, 100ppm 내지 10,000ppm, 100ppm 내지 5000ppm, 100ppm 내지 4000ppm, 100ppm 내지 500ppm, 200ppm 내지 20,000ppm, 200ppm 내지 17,500ppm, 200ppm 내지 17,000ppm, 200ppm 내지 16,500ppm, 200ppm 내지 16,000 ppm, 200ppm 내지 15,500ppm, 200ppm 내지 15,000ppm, 200ppm 내지 12,500ppm, 200ppm 내지 10,000ppm, 200ppm 내지 5000ppm, 200ppm 내지 4000ppm, 5000ppm 내지 20000ppm, 200ppm 내지 500ppm, 500ppm 내지 10000ppm, 1000ppm 내지 7000ppm, 또는 3000ppm 내지 5000ppm의 양일 수 있다.
일부 실시양태에서, 비-발포 중합체 층은 또한 적어도 하나의 저 반사율 금속을 포함할 수 있다. 바람직하게는 적어도 하나의 저 반사율 금속의 양은 표면 층보다 비-발포 중합체층에서 더 적다.
일부 실시양태에서, 저 반사율 금속은 또한 일부 적용에서 유용할 수 있는 항균 효능을 복합체에 제공할 수 있다.
일부 경우에, 부직물은, 첨가제를 선택적으로 포함하는 폴리아미드 재료로 제조될 수 있다. 적합한 첨가제의 예는 충전제(예를 들어, 실리카, 유리, 점토, 탈크), 오일(예를 들어, 피니슁 오일, 예컨대 실리콘 오일), 왁스, 용매(본원에 기재된 바와 같은 포름산 포함), 윤활제(예를 들어, 파라핀 오일, 아미드 왁스 및 스테아레이트), 안정제(예를 들어, 광안정제, UV 안정제 등), 가소제, 점착제, 유동성 조절제, 경화 속도 지연제, 접착 촉진제, 보조제, 충격 조절제, 팽창성 마이크로스피어, 열 전도성 입자, 전기 전도성 입자, 안료, 염료, 착색제, 유리 비드 또는 버블, 산화방지제, 형광 증백제, 항균제, 계면활성제, 난연제 및 불소 중합체를 포함한다. 일 실시양태에서, 첨가제는 부직물의 최대 49 중량%, 예를 들어 최대 40 중량%, 최대 30 중량%, 최대 20 중량%, 최대 10 중량%, 최대 5 중량%, 최대 3 중량% 또는 최대 1 중량%의 총량으로 존재할 수 있다. 하한의 관점에서, 첨가제는 적어도 0.01 중량%, 예를 들어 적어도 0.05 중량%, 적어도 0.1 중량%, 적어도 0.25 중량%, 또는 적어도 0.5 중량%의 양으로 부직물에 존재할 수 있다. 범위 면에서, 첨가제는 0.01 내지 49 중량%, 예를 들어 0.05 내지 40 중량%, 0.1 내지 30 중량%, 0.25 내지 20 중량%, 0.5 내지 10 중량%, 0.5 내지 5 중량%, 또는 0.5 내지 1 중량%의 양으로 부직물에 존재할 수 있다. 일부 양태에서, 단량체 및/또는 중합체가 첨가제로서 포함될 수 있다. 예를 들어, 나일론 6I 및/또는 나일론 6T가 첨가제로서 첨가될 수도 있다.
본원에 기술된 부직물과 함께 사용하기에 적합한 산화방지제는 일부 실시양태에서 안토시아닌, 아스코르브산, 글루타티온, 리포산, 요산, 레스베라트롤, 플라보노이드, 카로틴(예를 들어, 베타-카로틴), 카로티노이드, 토코페롤(예를 들어, 알파-토코페롤, 베타-토코페롤, 감마-토코페롤 및 델타-토코페롤), 토코트리에놀, 유비퀴놀, 갈산, 멜라토닌, 2차 방향족 아민, 벤조푸라논, 장애 페놀, 폴리페놀, 장애 아민, 유기인 화합물, 티오에스테르, 벤조에이트, 락톤, 히드록실아민 등, 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시양태에서, 산화방지제는 스테아릴 3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐) 프로피오네이트, 비스(2,4-디쿠밀페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트, 트리스(2,4 -디-tert-부틸페닐)포스파이트, 비스페놀 A 프로폭실레이트 디글리시딜 에테르, 9,10-디히드록시-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본원에 기술된 부직물과 함께 사용하기에 적합한 착색제, 안료 및 염료는 일부 실시양태에서 식물 염료, 식물성 염료, 이산화티타늄(이는 또한 광택제거제로서 작용할 수 있음), 카본 블랙, 챠콜, 이산화 규소, 타트라진, E102, 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 퀴나크리돈, 페릴렌 테트라카르복실산 디이미드, 디옥사진, 페리논 디스아조 안료, 안트라퀴논 안료, 금속 분말, 산화철, 울트라마린, 티탄산니켈, 벤즈이미다졸론 오렌지 g1, 솔벤트 오렌지 60, 오렌지 염료, 탄산칼슘, 카올린 점토, 수산화알루미늄, 황산바륨, 산화아연, 산화알루미늄, 액체 및/또는 과립 형태의 CARTASOL® 염료(양이온성 염료, Clariant Services에서 입수 가능)(예를 들어, CARTASOL Brilliant Yellow K-6G 액체, CARTASOL Yellow K-4GL 액체, CARTASOL Yellow K-GL 액체, CARTASOL Orange K-3GL 액체, CARTASOL Scarlet K-2GL 액체, CARTASOL Red K-3BN 액체, CARTASOL Blue K-5R 액체, CARTASOL Blue K-RL 액체, CARTASOL Turquoise K-RL 액체/과립, CARTASOL Brown K-BL 액체), FASTUSOL® 염료(보조색소, BASF에서 입수 가능)(예를 들어, Yellow 3GL, Fastusol C Blue 74L) 등, 이들의 임의의 유도체, 및 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시양태에서, 용매 염료가 사용될 수 있다.
나노섬유 및/또는 마이크로섬유의 형성 방법
일 실시양태에서, 방사에 의해 표면 층을 위한 부직물이 형성되어 방사된 제품을 형성할 수 있다. "해상 섬(Island-in-the-sea)"은, 하나의 방사 다이에서 2개 이상의 중합체 성분을 압출(컨쥬게이트 방사(conjugate spinning)라고도 함)하여 형성되는 섬유를 의미한다. 본원에서 사용되는 방사(spinning)는 구체적으로 용액 방사 및 전기 방사를 제외한다.
일부 양태에서, 폴리아미드 섬유는 용융-취입된다. 용융-취입은 유리하게도 전기 방사보다 저렴하다. 용융-취입은 부직 섬유 및 부직 웹의 형성을 위해 개발된 방법 유형이며, 용융된 열가소성 중합체 재료 또는 폴리아미드를 복수의 작은 구멍을 통해 압출하여 섬유를 형성한다. 생성된 용융 실(thread) 또는 필라멘트는, 용융된 폴리아미드의 필라멘트를 감쇠(attenuate)시키거나 끌어당겨 직경을 줄이는 수렴성 고속 가스 스트림으로 전달된다. 그 후, 용융-취입된 나노섬유를 고속 가스 스트림에 의해 이송하고, 수집 표면 또는 성형 와이어 상에 침착시켜 무작위로 분산된 용융-취입된 섬유의 부직 웹을 형성한다. 용융-취입에 의한 부직 섬유 및 부직 웹의 형성은 당업계에 잘 알려져 있다. 예로서 미국 특허 3,016,599; 3,704,198; 3,755,527; 3,849,241; 3,978,185; 4,100,324; 4,118,531; 및 4,663,220를 참조한다.
잘 알려진 바와 같이, 전기 방사는 특정 재료의 방사를 제한할 수 있는 많은 제조 매개변수를 가지고 있다. 이들 파라미터는, 방사 재료 및 방사 재료 용액의 전하; 용액 전달(종종 시린지에서 분출되는 물질의 스트림); 제트(jet)에서의 전하; 수집기에서의 섬유질 멤브레인의 전기적 방전; 방사 제트 상의 전기장으로부터의 외력; 방출된 제트의 밀도; 및 전극의 (높은) 전압 및 수집기의 구조를 포함한다. 대조적으로, 전술한 나노섬유 및 제품은 유리하게, 전기 방사 방법에서 요구되는 바와 같은, 주요 방출력으로서 인가된 전기장을 사용하지 않고 형성된다. 따라서, 상기 폴리아미드는 전하를 띠지 않으며 임의의 방사 방법 성분도 없다. 중요한 것은, 전기 방사 방법에 필요한 위험한 고 전압이, 본원에 개시된 흡음 다층 복합체 또는 이를 형성하는 방법에 필요하지 않다는 것이다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 비-전기 방사 방법, 예를 들어 방사-결합 또는 용융-취입 방법이고, 생성된 흡음 다층 복합체는 비-전기 방사 방법을 통해 생성되는 비-전기 방사된 제품이다.
표면 층을 위한 부직물을 제조하는 실시양태는, 일반적으로 미국 특허 제8,668,854호에 기술된 바와 같이, 방사 채널을 통해 추진체 가스를 사용한 2상 방사 또는 용융 취입에 의한다. 이 방법은, 얇고 바람직하게는 수렴하는 채널로의 중합체 또는 중합체 용액 및 가압된 추진제 가스(일반적으로 공기)의 2상 흐름을 포함한다. 상기 채널은 일반적으로 환형 구조인 것이 바람직하다. 상기 중합체는 얇고 바람직하게는 수렴하는 채널 내에서 가스 흐름에 의해 전단되어(sheared), 채널의 양쪽에 중합체 필름 층을 생성하는 것으로 여겨진다. 이러한 중합체 필름 층은 추가로 추진제 가스 흐름에 의해 섬유로 전단된다. 여기서도 역시, 움직이는 수집기 벨트가 사용될 수 있고, 부직물의 평량은 벨트의 속도를 조절함으로써 제어된다. 수집기의 거리가 또한 부직물의 섬도(fineness)를 제어하는 데 사용될 수 있다. 이 방법은 도 4를 참조하면 더 잘 이해된다.
유리하게는, 용융 방사 방법에서 상기 언급된 폴리아미드 전구체의 사용은 생산 속도의 상당한 이점, 예를 들어 적어도 5% 더 큰, 적어도 10% 더 큰, 적어도 20% 더 큰, 적어도 30% 더 큰, 적어도 40% 더 큰 생산 속도를 제공한다. 이러한 개선은 종래의 방법, 예를 들어 전기 방사 방법 또는 본원에 기술된 특징을 채용하지 않는 방법에 비해 시간당 면적의 개선으로 관찰될 수 있다. 경우에 따라 일정한 기간 동안의 생산량 증가가 개선된다. 예를 들어, 생산의 주어진 시간, 예를 들어, 1시간 동안에 걸쳐, 본원에 개시된 방법은 종래의 방법 또는 전기 방사 방법보다 적어도 5% 더 많은, 예를 들어, 적어도 10%, 적어도 20%, 적어도 30%, 또는 적어도 40% 더 많은 제품을 생산한다.
도 4는 폴리아미드 공급물 조립체(110), 공기 공급물(1210), 방사 실린더(130), 수집기 벨트(140) 및 테이크업 릴(150)을 포함하는 부직물을 방사하기 위한 시스템의 작동을 개략적으로 도시한다. 작동 동안, 폴리아미드 용융물 또는 용액이 방사 실린더(130)에 공급되며, 여기서, 고압 공기가 있는 실린더 내의 얇은 채널을 통해 흘러, 폴리아미드를 나노섬유로 전단시킨다. 자세한 내용은 앞서 언급한 미국 특허 제8,668,854호에 나와 있다. 처리 속도와 평량은 벨트 속도에 의해 제어된다. 선택적으로, 필요하다면, 챠콜, 구리 등과 같은 기능성 첨가제가 공기 공급물과 함께 첨가될 수 있다.
도 4의 시스템에서 사용되는 방사 돌기(spinneret)의 대안적 구성에서는, 미국 특허 제8,808,594호에서 볼 수 있는 바와 같이 미립자 물질이 별도의 주입구로 첨가될 수 있다.
사용될 수 있는 또 다른 방법은, 본원에 개시된 폴리아미드 나노섬유 및/또는 마이크로섬유 웹을 용융 취입하는 것이다(도 5). 용융-취입은 폴리아미드를 상대적으로 높은 속도의 (일반적으로 뜨거운) 가스 스트림으로 압출하는 것을 포함한다. 적합한 섬유를 생산하기 위해서는, 문헌[Hassan et al., J Membrane Sci., 427, 336-344, 2013], [Ellison et al., Polymer, 48 (11), 3306-3316, 2007], 및 [International Nonwoven Journal, Summer 2003, pg 21-28]에서 볼 수 있는 것처럼 오리피스와 모세관 형상 및 온도를 신중하게 선택하는 것이 필요하다.
미국 특허 제7,300,272호는 용융된 물질을 압출하여 나노섬유 어레이를 형성하기 위한 섬유 압출 팩을 개시하고 있으며, 이는, 각각의 분할 분배판(split distribution plate)이 섬유 압출 팩 내에서 층을 형성하도록 스택으로 배열된 다수의 분할 분배판을 포함하고, 분할 분배판 상의 특징부는 용융된 재료를 섬유 압출 팩 내의 오리피스로 전달하는 분배 네트워크를 형성한다. 각각의 분할 분배 플레이트는, 인접한 플레이트 세그먼트들 사이에 갭이 있게 배치된 플레이트 세그먼트 세트를 포함한다. 플레이트 세그먼트의 인접한 가장자리는 상기 갭을 따라 저장소를 형성하도록 형성되고, 밀봉 플러그가 상기 저장소에 배치되어 용융된 재료가 상기 갭에서 누출되는 것을 방지한다. 상기 밀봉 플러그는, 상기 갭으로 누출되어 상기 저장소에서 수집 및 고화되는 용융 물질에 의해 형성되거나, 또는 팩 조립체에 상기 저장소에 플러깅 재료를 배치함으로써 형성될 수 있다. 이 팩을 사용하여 이전에 언급된 특허에 설명된 용융 취입 시스템으로 나노섬유를 제조할 수 있다.
본 개시내용에 기재된 방사 방법은, 상대적으로 낮은 산화 열화 지수("ODI") 값을 갖는 폴리아미드 부직물을 형성할 수 있다. ODI가 낮을수록 제조 중 산화적 열화가 덜 심각함을 나타낸다. 일부 양태에서, ODI는 10 내지 150ppm 범위일 수 있다. ODI는 형광 검출기가 있는 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 측정할 수 있다. 상기 기기는 퀴닌 외부 표준물로 보정된다. 나일론 0.1g을 90% 포름산 10mL에 용해시킨다. 그런 다음, 용액을 형광 검출기를 가진 GPC로 분석한다. ODI의 검출기 파장은 여기(excitation)의 경우 340nm이고 방출(emission)의 경우 415nm이다. 상기 부직물의 ODI는, 상한치 면에서, 200ppm 이하, 예를 들어 180ppm 이하, 150ppm 이하, 125ppm 이하, 100ppm 이하, 75ppm 이하, 60ppm 이하, 또는 50ppm 이하일 수 있다. 하한치 면에서, 상기 부직물의 ODI는 1ppm 이상, 5ppm 이상, 10ppm 이상, 15ppm 이상, 20ppm 이상 또는 25ppm 이상일 수 있다. 범위의 관점에서, 부직물의 ODI는 1 내지 200ppm, 1 내지 180ppm, 1 내지 150ppm, 5 내지 125ppm, 10 내지 100ppm, 1 내지 75ppm, 5 내지 60ppm, 또는 5 내지 50ppm일 수 있다.
추가로, 본원에 기술된 바와 같은 방사 방법은 상대적으로 낮은 열 열화 지수("TDI")를 초래할 수 있다. 낮은 TDI는 제조 중 폴리아미드의 열 이력(thermal history)이 덜 심각함을 나타낸다. TDI는, TDI의 검출기 파장이 여기의 경우 300nm이고 방출의 경우 338nm라는 점을 제외하면, ODI와 동일하게 측정된다. 상기 부직물의 TDI는, 상한치 면에서, 4000ppm 이하, 예를 들어 3500ppm 이하, 3100ppm 이하, 2500ppm 이하, 2000ppm 이하, 1000ppm 이하, 750ppm 이하, 또는 700ppm 이하일 수 있다. 하한치 면에서, 상기 부직물의 TDI는 20ppm 이상, 100ppm 이상, 125ppm 이상, 150ppm 이상, 175ppm 이상, 200ppm 이상 또는 210ppm 이상일 수 있다. 범위 면에서, 부직물의 TDI는 20 내지 400ppm, 100 내지 4000ppm, 125 내지 3500ppm, 150 내지 3100ppm, 175 내지 2500ppm, 200 내지 2000ppm, 210 내지 1000ppm, 200 내지 750ppm 또는 200 내지 700ppm일 수 있다.
TDI 및 ODI 시험 방법은 미국 특허 제5,411,710호에도 개시되어 있다. 더 낮은 TDI 및/또는 ODI 값은, TDI 및/또는 ODI가 큰 제품보다 나노섬유 부직 제품이 더 내구성이 있음을 나타내기 때문에, 유익하다. 위에서 설명한 것처럼, TDI와 ODI는 열화의 척도이며, 열화 정도가 더 큰 제품은 성능이 좋지 않다. 예를 들어, 그러한 제품은 감소된 염료 흡수, 더 낮은 열 안정성, (섬유가 열, 압력, 산소 또는 이들의 조합에 노출되는) 음향 응용 분야에서의 더 낮은 수명, 및 산업용 섬유 응용 분야에서의 더 낮은 강인성을 가질 수 있다.
더 낮은 TDI 및/또는 ODI를 갖는 부직물을 형성하는 데 사용될 수 있는 한 가지 가능한 방법은, 본원에 기재된 바와 같은 첨가제, 특히 산화방지제를 포함하는 것일 것이다. 이러한 산화방지제는, 종래의 방법에서는 필요하지 않지만, 열화를 억제하기 위해 사용될 수 있다. 유용한 산화방지제의 예는 할로겐화구리 및 Clariant에서 입수할 수 있는 Nylostab® S-EED®를 포함한다.
일 실시양태에서, 표면 층을 위한 부직물은 공기 투과성(air permeable)이다. 바람직하게는 표면 층을 위한 부직물의 공기 투과율(permeability)은 비-발포 중합체 층의 공기 투과율보다 낮다. 따라서, 표면 층의 부직물은 300 cfm/ft2 미만, 예를 들어 275 cfm/ft2 미만, 250 cfm/ft2 미만, 225 cfm/ft2 미만, 200 cfm/ft2 미만, 175 cfm/ft2 미만, 150 cfm/ft2 미만 또는 125 cfm/ft2 미만 또는 100 cfm/ft2 미만, 75 cfm/ft2 미만, 또는 50 cfm/ft2 미만의 공기 투과율 값을 가질 수 있다. 일반적으로, 공기 투과율 값에 대한 표면 층의 부직물의 하한치 범위는 5 cfm/ft2 초과, 10 cfm/ft2 초과, 15 cfm/ft2 초과 또는 20 cfm/ft2 초과일 수 있다. 적절한 범위의 관점에서, 표면 층의 부직물은 5 내지 300 cfm/ft2, 10 내지 275 cfm/ft2, 15 내지 250 cfm/ft2, 15 내지 200 cfm/ft2, 또는 20 내지 125 cfm/ft2의 공기 투과율 값을 가질 수 있다.
상기 부직물은 30 마이크론 이하, 예를 들어 25 마이크론 이하, 20 마이크론 이하, 15 마이크론 이하, 10 마이크론 이하, 5 마이크론 이하, 또는 1 마이크론 이하의 평균 기공 크기 직경을 가질 수 있다. 하한의 관점에서, 상기 부직물은 적어도 10 nm, 예를 들어 적어도 100 nm, 적어도 500 nm, 적어도 1 마이크론 또는 적어도 5 마이크론의 평균 기공 크기 직경을 가질 수 있다. 범위 면에서, 상기 부직물은 10 nm 내지 30 마이크론, 예를 들어, 100 nm 내지 25 마이크론, 500 nm 내지 20 마이크론, 500 nm 내지 15 마이크론, 또는 1 마이크론 내지 10 마이크론의 평균 기공 크기 직경(이 범위에 드는 모든 값 포함)을 가질 수 있다.
음향적 용도
흡음 다층 복합체는 주로 운송 및 건축 분야의 소음 감쇠에 유용하다. 본원에 기술된 바와 같이, 일부 양태에서, 흡음 다층 복합체는 본 발명의 부직물 이외의 추가 재료를 포함할 필요가 없다. 다른 양태에서, 본 개시내용에서 추가로 설명되는 추가 층 및 재료가, 비-발포 중합체 층 및 부직물을 포함하는 표면 층과 조합되어, 흡음 다층 복합체를 형성할 수 있다. 일 실시양태에서, 표면 층의 특성은 특정 음향적 용도에 요구되는 원하는 공기 저항을 충족시키는 것을 목표로 할 수 있다. 일부 실시양태에서, 이 목표는 1000 레일(Rayl)이다.
일 실시양태에서, 흡음 다층 복합체의 전체 중량 평균(weighted overall average) 섬유 직경은 2 마이크론 내지 25 마이크론, 예를 들어 2 마이크론 내지 20 마이크론, 4 마이크론 내지 20 마이크론, 5 마이크론 내지 20 마이크론, 5 마이크론 내지 15 마이크론, 6 마이크론 내지 15 마이크론, 8 마이크론 내지 12 마이크론, 또는 10 마이크론 내지 12 마이크론이다. 일 실시양태에서, 상기 표면 층은 비-발포 중합체층보다 작은 평균 섬유 직경을 갖는다.
일 실시양태에서 흡음 다층 복합체는 공기 투과성이다. 따라서 흡음 다층 복합체는 300 cfm/ft2 미만, 예를 들어 275 cfm/ft2 미만, 250 cfm/ft2 미만, 225 cfm/ft2 미만, 200 cfm/ft2 미만, 175 cfm/ft2 미만, 150 cfm/ft2 미만 또는 125 cfm/ft2 미만 또는 100 cfm/ft2 미만, 75 cfm/ft2 미만, 또는 50 cfm/ft2 미만의 공기 투과율 값을 가질 수 있다. 일반적으로 공기 투과율 값에 대한 흡음 다층 복합체의 하한 범위는 5 cfm/ft2 이상, 10 cfm/ft2 이상, 15 cfm/ft2 이상 또는 20 cfm/ft2 이상일 수 있다. 적합한 범위의 관점에서 흡음 다층 복합체는 5 내지 300 cfm/ft2, 10 내지 275 cfm/ft2, 15 내지 250 cfm/ft2, 15 내지 200 cfm/ft2 또는 20 내지 125 cfm/ft2의 공기 투과율 값을 가질 수 있다.
예시적인 실시양태에서, 상기 흡음 다층 복합체는 평량이 약 10 그램/제곱미터(gsm) 내지 약 300gsm일 수 있다. 전형적으로, 비-발포 중합체 층은 약 300gsm 미만, 예를 들어 약 275gsm 미만, 약 250gsm 미만, 약 200gsm 미만, 약 175gsm 미만, 약 150gsm 미만 또는 약 125gsm 미만의 평량을 갖는다. 일부 실시양태에서, 비-발포 중합체 층은 약 10 gsm 내지 약 275 gsm, 예를 들어, 50 gsm 내지 약 275 gsm, 50 gsm 내지 약 250 gsm, 50 gsm 내지 약 200 gsm, 또는 100gsm 내지 약 200gsm의 평량을 갖는다.
일 실시양태에서, 상기 흡음 다층 복합체는, 소리가 적어도 부분적으로 비-발포 중합체 층을 통해 전달되고 표면 층에 의해 흡수되도록, 음향 경로에 위치하도록 구성될 수 있다. 따라서, 일 실시양태에서, 비-발포 중합체 층은 표면 층의 일 표면이 운송 수단의 내부를 향하여 위치될 수 있도록 표면 층에 인접할 수 있다. 일 실시양태에서, 표면 층 및 비-발포 중합체 층은 니들 펀치 방법을 사용하여 얀을 사용하여 함께 스티치된다. 상기 얀은 폴리아미드를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 얀은 단일 겹(ply)일 수 있거나 다중 겹일 수 있다.
부직물을 포함하는 흡음 다층 복합체는 허용가능한 흡음/소음 감쇠를 제공한다. 이는 고유한 실험실 사운드 전달 시험(LSTT)에서의 샘플 성능으로 입증된다. 이 실험실 스크리닝 시험은 샘플 한쪽에 증폭된 "백색 소음" 공급원을 사용하고 샘플 다른 쪽에는 데시벨 미터의 마이크로폰을 사용한다. 입사 90dB 사운드 레벨에서 적어도 5dB, 예를 들어 적어도 10dB 또는 적어도 15dB의 소음 감소가 달성되었다. 다른 표준화된 음향 시험도 이러한 에어레이드 재료의 단위 중량당 우수한 성능을 보여준다. 예를 들어, 2개의 마이크로폰이 있는 ASTM E1050-98 또는 단일 이동식 마이크로폰이 있는 ASTM C384로 임피던스 튜브 흡음 시험이 수행되었다. 이러한 시험은 100 내지6300 Hz의 넓은 주파수 범위를 커버할 수 있다.
표준 음향 시험과 LSTT 스크리닝 시험의 주요 차이점은, 임피던스 튜브 흡음 시험의 경우 마이크로폰(들)이 사운드 공급원과 같은 샘플 측면에 있는 반면, LSTT의 경우 샘플이 마이크로폰과 사운드 공급원 사이에 위치한다는 점이다. 임피던스 튜브 흡음 시험은 주파수 관련 음향 특성에 대한 세부 정보도 기록하는 반면, LSTT는 백색 소음의 크기만 측정한다.
일부 실시양태에서, 상기 부직물은 1000Hz에서 ASTM E1050-98에 의해 측정될 때 약 0.5 이상의 흡음 계수(sound absorption coefficient)(α)를 갖는다. 상기 부직물은 1000Hz에서 ASTM E1050-98에 의해 측정될 때, 특히 본 개시내용에 기재된 다른 층과 조합될 때, 약 0.55 이상, 예를 들어 약 0.6 이상, 약 0.65 이상, 약 0.70 이상, 약 0.75 이상, 약 0.80 이상, 약 0.85 이상, 약 0.90 이상, 약 0.95 이상, 또는 약 0.97 이상의 흡음 계수(α)를 가질 수 있다.
일부 양태에서, 상기 흡음 다층 복합체는 적어도 벌크화(bulking) 섬유를 갖는 부직물을 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 상기 비-발포 중합체 층이 벌크화 섬유를 포함할 수 있다. 부직물의 벌크화 섬유는 부직물의 평면 치수로부터 수직으로 연장되는 부직 층의 z-방향으로 부피를 제공하는 섬유이다. 벌크화 섬유의 유형은 필라멘트당 높은 데니어(필라멘트당 5 데니어 이상)를 갖는 섬유, 고권축 섬유, 중공-충전(hollow-fill) 섬유 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 이 섬유는 재료에 질량과 부피를 제공한다. 벌크화 섬유의 일부 예로는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 면 및 기타 저가(low cost) 섬유가 있다. 벌크화 섬유는 약 12 데니어 초과의 데니어를 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 벌크화 섬유(50)는 약 15 데니어 초과의 데니어를 갖는다. 벌크화 섬유는 스테이플 섬유일 수 있다. 일부 실시양태에서, 벌크화 섬유는 원형 단면이 아니라 더 높은 표면적(예컨대, 비제한적으로, 조각 파이, 4DG, 날개형 섬유, 삼엽형 등 포함)을 갖는 섬유이다. 섬유 단면은 부직물의 흡음 특성에 영향을 미치는 것으로 입증되었다. 상기 부직물은 벌크화 섬유를 본 개시내용에 기재된 결합제 섬유와 함께 포함할 수도 있다.
하한의 관점에서, 상기 부직물은 적어도 1 중량%, 예를 들어 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 또는 적어도 5 중량%의 벌크화 섬유를 포함할 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 부직물은 50 중량% 이하, 예를 들어 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 또는 35 중량% 이하의 벌크화 섬유를 포함할 수 있다. 범위 면에서, 상기 부직물은 1 내지 50 중량%, 예를 들어 2 내지 45 중량%, 3 내지 40 중량%, 또는 5 내지 35 중량%의 벌크화 섬유를 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 상기 부직물은 적어도 1 중량%, 예를 들어 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 또는 적어도 5 중량%의 결합제 섬유를 포함할 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 부직물은 50 중량% 이하, 예를 들어 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 또는 35 중량% 이하의 결합제 섬유를 포함할 수 있다. 범위 면에서, 상기 부직물은 1 내지 50 중량%, 예를 들어 2 내지 45 중량%, 3 내지 40 중량%, 또는 5 내지 35 중량%의 결합제 섬유를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 상기 부직물은 벌크화 섬유 구역 및/또는 결합제 섬유 구역을 가질 수 있고, 이때 벌크화 섬유 및/또는 결합제 섬유는 부직물의 특정 부분에 집중된다. 다른 양태에서, 벌크화 섬유 및/또는 결합제 섬유는 부직물 전체에 걸쳐 분산될 수 있다.
일부 양태에서, 상기 표면 층이 부직물을 포함할 수 있으며, 상기 부직물은 다성분 섬유를 추가로 포함한다. 이러한 섬유는 미국 특허 제6,855,422호에 기술되어 있으며, 이의 전체 내용이 참조로 본원에 인용되어 포함된다. 이러한 물질은 상변화 물질 또는 온도 조절 물질 역할을 한다. 일반적으로 상변화 물질은 열 흐름을 줄이거나 제거하기 위해 열 에너지를 흡수하거나 방출하는 능력이 있다. 일반적으로, 상 변화 재료는, 온도 안정화 범위에서 또는 온도 안정화 범위 내에서 열 에너지를 흡수 또는 방출하여 열 흐름을 감소시키거나 제거하는 능력을 갖는 임의의 물질 또는 물질의 혼합물을 포함할 수 있다. 온도 안정화 범위는 특정 전이 온도 또는 전이 온도 범위를 포함할 수 있다. 부직 구조물의 다양한 실시양태와 함께 사용되는 상변화 물질은, 상변화 물질이 열을 흡수하거나 방출하는 시간 동안, 전형적으로 상변화 물질이 두 상태(예를 들어 액체 및 고체 상태, 액체 및 기체 상태, 고체 및 기체 상태 또는 두 개의 고체 상태) 사이에서 전이를 겪을 때, 열 에너지의 흐름을 억제할 수 있을 것이다. 이 작용은 일반적으로 일시적이며, 가열 또는 냉각 공정 중에 상 변화 물질의 잠열이 흡수되거나 방출될 때까지 발생할 것이다. 열 에너지는 상 변화 물질에 저장되거나 그로부터 제거될 수 있고, 상 변화 물질은 전형적으로 열 공급원 또는 냉 공급원에 의해 효과적으로 재충전될 수 있다. 적절한 상 변화 물질을 선택함으로써 상기 다성분 섬유는 수많은 제품 중 어느 하나에 사용하도록 설계될 수 있다.
이성분 섬유는 다양한 중합체를 코어 및 외피(sheath) 성분으로 포함할 수 있다. 폴리에틸렌 또는 변성 폴리에틸렌 외피를 갖는 이성분 섬유는 전형적으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리프로필렌 코어를 갖는다. 일부 실시양태에서, 이성분 섬유는 폴리에스테르로 만들어진 코어 및 폴리에틸렌으로 만들어진 외피를 갖는다. 대안적으로, 폴리프로필렌 또는 개질된 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 외피 또는 폴리프로필렌과 개질된 폴리에틸렌의 조합물 외피를 갖는 다성분 섬유, 또는 코폴리에스터 (이때, 코폴리에스터는 이소프탈산 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트임) 외피와 전형적으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리프로필렌 코어, 또는 폴리프로필렌 외피 - 폴리에틸렌 테레프탈레이트 코어 및 폴리에틸렌 외피 - 폴리에틸렌 코어 및 코-폴리에틸렌 테레프탈레이트 외피 섬유가 사용될 수 있다.
일부 양태에서, 상기 표면 층은 부직물을 포함할 수 있으며, 이때 부직물은 복수의 로프형 폴리아미드 섬유 다발을 포함한다. 일부 양태에서, 폴리아미드 섬유는 폴리아미드 나노섬유이다. 일부 양태에서, 나노섬유의 개수의 적어도 50%는 로프형 섬유 다발의 길이 축의 45도 내로 배향될 수 있다. 각 로프형 다발 내의 나노 섬유는 함께 얽힐 수 있다. 로프형 섬유 다발은 부직물 내에서 무작위로 배향될 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 로프형 섬유 다발은, 부직물에 벌크를 도입하지 않으면서 증가된 로프트(loft) 및 증가된 기공률(porosity)을 갖는 부직물을 형성하는 것으로 여겨진다. 부직물의 로프트는 비교적 높을 수 있고, 예를 들어 0.2g/cm3 미만, 예를 들어 0.1g/cm3 미만 또는 0.05g/cm3 미만의 비교적 낮은 밀도를 야기할 수 있다. 다른 양태에서, 부직물의 밀도는 0.2g/cm3 초과, 예를 들어 0.3g/cm3 초과, 0.5g/cm3 초과 또는 1g/cm3 초과일 수 있다. 부직물의 밀도는 표면 층 및 전체 흡음 다층 복합체의 원하는 흡음 특성에 기초하여 선택될 수 있다. 또한, 부직물의 밀도는 부직물의 최종 RV와 균형을 이룰 수 있다.
부직물의 인장 강도, 전단, 파열 또는 박리 특성을 증가시키기 위해 필요한 경우, 나노섬유는 스티치 안정화, 포인트 결합(point bonding), 초음파 결합 또는 기타 방법에 의해 안정화될 수 있다.
로프형 다발은, 예를 들어 상이한 크기의 나노섬유, 마이크로섬유, 상이한 크기의 마이크로섬유 또는 이들의 조합과 같은 하나 초과의 크기 범위의 섬유를 포함할 수 있다. 또한, 결합제 섬유가 부직물에 포함될 수 있다. 결합제 섬유는 다른 섬유와 접착 또는 결합을 형성하는 섬유이다. 일부 양태에서, 결합제 섬유는 열-활성화되고, 저온 용융 섬유 및 이성분 섬유(예를 들어, 더 낮은 외피 용융 온도를 갖는 병렬(side-by-side) 섬유 또는 코어-외피 섬유)를 포함할 수 있다. 특정 결합제 섬유의 예는, 더 낮은 용융 온도 외피를 갖는 폴리에스테르 코어-외피 섬유를 포함한다. 열-활성화된 결합제 섬유를 포함하는 것은, 부직 층이 예를 들어 자동차 후드 라이너, 엔진실 커버, 천장 타일, 사무실 패널 등에 사용하기 위한 부품 형상으로 후속적으로 성형될 수 있게 한다. 결합제 섬유는 스테이플 섬유일 수 있다.
추가적인 나노섬유 및/또는 마이크로섬유가 또한 부직물에 포함될 수 있다. 이들은 상이한 데니어, 스테이플 길이, 조성 또는 융점을 갖는 제2 유형의 나노섬유 섬유 및 내화성 또는 난연성 섬유를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 상기 섬유는 또한 원하는 미관 또는 기능에 이점을 제공하는 효과 섬유일 수 있다. 이러한 효과 섬유는 색상, 내화학성(예를 들어, 폴리페닐렌 설파이드 섬유 및 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유), 내습성(예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유 및 국소 처리된 중합체 섬유) 등을 부여하는 데 사용할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 부직물은 난연성 섬유를 함유한다. 본 개시내용에서 사용되는 난연성 섬유는, ISO 4589-1에 의해 결정될 때 산소 제한 지수(LOI) 값이 20.95 이상인 섬유를 의미한다. 난연성 섬유의 종류에는 화재 억제성 섬유 및 연소 저항성 섬유가 포함되나 이에 제한되지 않는다. 화재 억제성 섬유는, 열 공급원을 억제하는 경향이 있는 방식으로 소비함으로써 LOI를 충족하는 섬유이다. 화재를 억제하는 한 가지 방법에서, 화재 억제성 섬유는 소비 중에 할로겐화 가스와 같은 기체 생성물을 방출한다. 화재 억제성 섬유의 예는 모다크릴, PVC, 할로겐화된 국소 처리로 처리된 섬유 등을 포함한다. 연소 저항성 섬유는 열에 노출되었을 때 연소에 저항함으로써 LOI를 충족하는 섬유이다. 연소 저항성 섬유의 예는, 실리카 함침 레이온, 예컨대 VISIL® 상표로 판매되는 레이온, 부분-산화된 폴리아크릴로니트릴, 폴리아라미드, 파라-아라미드, 탄소, 메타-아라미드, 멜라민 등을 포함한다.
부직물 내의 임의의 또는 모든 섬유는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 첨가제는 충전제, 안정제, 가소제, 점착부여제, 유동 조절제, 경화 속도 지연제, 접착 촉진제(예를 들어, 실란 및 티타네이트), 보조제, 충격 조절제, 팽창성 마이크로스피어, 열 전도성 입자, 전기적 전도성 입자, 실리카, 유리, 점토, 탈크, 안료, 착색제, 유리 비드 또는 버블, 산화방지제, 형광 증백제, 항균제, 계면활성제, 난연제 및 불소 중합체를 포함하며, 이에 국한되지 않는다. 전술한 첨가제 중 하나 이상을 사용하여, 생성된 섬유 및 층의 중량 및/또는 비용을 감소시키거나, 점도를 조정하거나, 섬유의 열적 특성을 변경하거나, 첨가제의 물리적 특성 활성으로부터 유도된 다양한 물리적 특성(전기적, 광학적, 밀도-관련, 액체 장벽 또는 점착성-관련 특성 포함)을 부여할 수 있다. 일부 자동차 및 가전 제품 응용 분야에서 음향 절연재는 바람직하게는 어느 정도 발수성(water repellency)을 가진다. 도어 패널, 휠 웰 및 엔진실은 절연을 필요로 하는 전형적인 응용 분야이며, 이는 유의적인 양의 물을 보유하지 않을 것이다. 예를 들어 웨스트 버지니아주 프렌들리 소재의 GE Silicones에 의한 MAGNASOFT® 엑스트라 에멀젼과 같은 알려진 방수제 중 임의의 것이 사용가능하다. 또한, 대부분의 절연 응용 분야에서 요구되는 것은 곰팡이 성장에 대한 저항성이다. 이 특성을 달성하기 위해, 매트릭스 섬유 및/또는 결합제 또는 에어레이드 절연 재료는, 여러 가지 알려진 곰팡이 제거제 중 임의의 것, 예를 들어 2-요오도-프로피놀-부틸 카바메이트, 디요오도메틸-p-톨릴술폰, 아연 피리티온, N-옥틸 클로로이소티아잘론 및 옥타데실아미노디메틸트리메톡시실릴리프로필 암모늄 클로라이드와 클로로프로필트리메톡시실란이 사용된다. 사용할 수 있는 다른 살생물제는 이소티아졸론 화학에 기초한 KATHON® 및 수계 살균제 KORDEK®(둘다 Rohm and Haas 제품)이다.
일부 실시양태에서, 윤활을 제공하는 왁스 또는 임의의 다른 블루밍제(blooming agent)가 첨가제로서 나노섬유에 첨가될 수 있다. 왁스는 압출 중에 나노섬유 표면으로 피어나는 경향이 있다. 상기 왁스, 예컨대 파리신(Paricin® 285(Vertellus에서 시판), N,N'-에틸렌 비스-12-히드록시스테아라미드, 아민과 히드록시스테아르산의 반응으로부터 형성된 부서지기 쉬운 왁스형 고체) 또는 중합체 블렌드는 개별 섬유 사이의 응집력을 감소시키거나 달리 로프트 증가를 용이하게 한다. 왁스를 첨가하는 것은 추가로, 나노섬유가 더 큰 로프형 다발로 얽히는 것을 향상시켜 부직물의 전체 로프트를 증가시키는 것으로 관찰되었다. 감소된 접착력은 섬유가 공기 스트림을 통해 기계적으로 더 철저하게 얽히게 한다. 왁스는 섬유 형성 중에 나노섬유의 표면으로 피어나는 경향이 있어, 수집 중에 섬유-섬유 결합 및 웹 압축을 감소시킨다. 왁스 첨가제를 사용하는 경우 더 많은 비율의 섬유가 더 큰 로프형 다발의 일부가 된다.
일부 실시양태에서, 상기 부직물은 추가로, 적어도 한 면에 추가 층을 포함하여 부직 복합체를 형성한다. 추가 층은 복합체에 적합한 임의의 층일 수 있다. 일부 실시양태에서, 추가 층은 부직물의 제1 면에 인접하여 위치된다. 다른 실시양태에서, 제2 추가 층은 부직물의 제2 면에 인접하게 위치될 수 있다. 추가 실시양태에서, 더 많은 추가 층이 부직물의 한 면 또는 양면에 적층될 수 있다.
추가 층은 직조된 텍스타일(woven textile), 편직 텍스타일(knit textile), 부직 텍스타일(nonwoven textile), 필름 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 추가 층이 텍스타일인 실시양태에서, 텍스타일은 임의의 적합한 구조 및 조성을 가질 수 있다. 텍스타일은 원하는 인장, 마모 및 연성 특성을 제공하도록 선택된 얀 또는 재료로 만들어질 수 있다. 작은 물품의 경우, 인장 강도는, 물품이 튜브(이는 수천 피트 길이이고 권취되거나 해권될 수 있음)일 때만큼 중요하지 않을 수 있다. 일부 실시양태에서, 텍스타일은, 부직물을 얻기 위해 텍스타일을 통해 공기/기체/액체 또는 다른 재료를 통과시킬 수 있는 개방 구조이다. 추가 층을 형성하는 물질은 본원에 개시된 임의의 중합체 뿐만 아니라 임의의 다른 열가소성 또는 열경화성 천연 또는 합성 물질일 수 있다.
추가 층 내의 얀/섬유에 적합한 일부 재료는 폴리아미드, 아라미드(메타 및 파라 형태 포함), 레이온, PVA(폴리비닐 알코올), 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리비닐, 나일론(나일론 6, 나일론 6,6 및 나일론 4,6 포함), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 면, 강철, 탄소, 유리 섬유, 강철, 폴리아크릴, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리사이클로헥산 디메틸렌 테레프탈레이트(PCT), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 글리콜(PEG)로 개질된 PET, 폴리락트산(PLA), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 나일론(나일론 6 및 나일론 6,6 포함), 재생 셀룰로오스(예를 들어, 레이온 또는 텐셀(Tencel)), 탄성체 재료 예컨대 스판덱스, 고성능 섬유 예컨대 폴리아라미드, 및 폴리이미드, 천연 섬유 예컨대 면, 리넨, 모시 및 대마, 단백질성(proteinaceous) 물질, 예컨대 실크, 양모 및 기타 동물 털, 예컨대 앙고라, 알파카 및 비쿠나, 섬유-보강된 중합체, 열경화성(thermosetting) 중합체, 이들의 블렌드 및 이들의 혼합물을 포함한다.
일부 실시양태에서, 추가 층은 고 강인성(tenacity) 얀 또는 섬유를 일부 또는 전부 함유할 수 있다. 이들 고 모듈러스 섬유는 모듈러스가 약 4GPa 이상, 더 바람직하게는 15GPa 이상, 더 바람직하게는 70GPa 이상인 임의의 적합한 섬유일 수 있다. 적합한 섬유의 일부 예는 유리 섬유, 아라미드 섬유 및 고도로 배향된 폴리프로필렌 섬유(미국 특허 제7,300,691호에 기재된 바와 같음), 인피(bast) 섬유 및 탄소 섬유를 포함한다. 제1 층의 고 모듈러스 섬유에 적합한 섬유의 비-독점적 목록은 고도로 배향된 중합체로 제조된 섬유, 예컨대 겔-방사된 초고분자량 폴리에틸렌 섬유(예를 들어, 뉴저지주 모리스타운 소재의 Honeywell Advanced Fibers의 SPECTRA® 섬유 및 네델란드의 DSM High Performance Fibers Co.의 DYNEEMA® 섬유), 용융-방사된 폴리에틸렌 섬유(예를 들어, 노쓰캐롤라이나 샬롯 소재의 Celanese Fibers의 CERTRAN® 섬유), 용융-방사된 나일론 섬유(예를 들어, 칸스 위치타 소재의 Invista의 고 강인성 유형 나일론 6,6 섬유), 용융-방사된 폴리에스테르 섬유(예를 들어, 칸스 위치타 소재의 Invista의 고 강인성 유형 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유) 및 소결된 폴리에틸렌 섬유(예를 들어, 노쓰캐롤라이나 샬롯 소재의 ITS의 TENSYLON® 섬유)를 포함한다. 적합한 섬유는 또한, 강성-로드(rigid-rod) 중합체, 예컨대 유방성(lyotropic) 강성-로드 중합체, 헤테로환형 강성-로드 중합체 및 열방성(thermotropic) 액정 중합체로 제조된 것을 포함한다. 유방성 강성-로드 중합체로 제조된 적합한 섬유는 아라미드 섬유, 예를 들어 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드) 섬유(예를 들어, 델라웨어주 윌밍톤 소재의 DuPont의 KEVLAR® 섬유 및 일본의 Teijin의 TWARON® 섬유) 및 3,4'-디아미노디페닐에테르 및 p-페닐렌디아민의 1:1 코폴리테레프탈아미드로부터 제조된 섬유(예를 들어, 일본의 Teijin의 TECHNORA® 섬유)를 포함한다. p-페닐렌 헤테로환형계와 같은 헤테로환형 강성-로드 중합체로부터 제조된 적합한 섬유는, 폴리(p-페닐렌-2,6-벤조비스옥사졸) 섬유(PBO 섬유)(예를 들어, 일본의 Toyobo로부터의 ZYLON® 섬유), 폴리(p-페닐렌-2,6-벤조비스티아졸) 섬유(PBZT 섬유) 및 폴리[2,6-디이미다조[4,5-b:4',5'-e]피리디닐렌-1,4-(2,5-디히드록시)페닐렌] 섬유(PIPD 섬유)(예를 들어, 델라웨어주 윌밍톤 소재의 DuPont으로부터의 M5® 섬유)를 포함한다. 열방성 액정 중합체로 제조된 적합한 섬유는 폴리(6-히드록시-2-나프토산-co-4-히드록시벤조산) 섬유(예를 들어, 노쓰캐롤라이나 샬롯 소재의 Celanese의 VECTRAN® 섬유)를 포함한다. 적합한 섬유는 또한, 붕소 섬유, 탄화규소 섬유, 알루미나 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유(예컨대, 레이온의 고온 열분해로부터 제조된 것), 폴리아크릴로니트릴(예를 들어, 미시간주 미들랜드 소재의 Dow의 OFF® 섬유), 및 중배엽형(mesomorphic) 탄화수소 타르(예를 들어, 사우스캐롤라이나주 그린빌 소재의 Cytec의 THORNEL® 섬유)를 포함한다. 다른 실시양태에서, 추가 층은, 열가소성 중합체, 셀룰로오스, 유리, 세라믹 및 이들의 혼합물을 함유하는 얀 및/또는 섬유를 포함한다.
일부 실시양태에서, 추가 층은 직조된 텍스타일이다. 직조된 텍스타일은 또한 예를 들어 평직, 새틴직, 능직, 바스켓직, 포플린, 자카드 및 크레이프 직조 텍스타일일 수 있다. 바람직하게는 직조된 텍스타일은 평직 텍스타일이다. 평직 텍스타일은 마손 및 마모 특성이 우수한 것으로 나타났다. 능직은 복합 곡선(compound curves)에 좋은 특성을 갖는 것으로 나타났으며, 따라서 일부 텍스타일에 선호될 수 있다. 날실(warp) 방향의 단부 카운트는 일부 실시양태에서 35 내지 70이다. 날실의 데니어는 일부 실시양태에서 350 내지 1200 데니어이다. 일부 실시양태에서, 직조된 텍스타일 공기 투과성이다.
또 다른 실시양태에서, 추가 층은 편직 텍스타일, 예를 들어 환형 편직, 리버스 플레이티드 환형 편직, 이중 편직, 싱글 저지 편직, 2-엔드 플리스 편직, 3-엔드 플리스 편직, 테리 편직(terry knit) 또는 더블 루프 편직, 씨실-삽입된 날실 편직, 날실 편직, 및 마이크로 데니어 면을 포함하거나 포함하지 않는 날실 편직 텍스타일이다.
다른 실시양태에서, 추가 층은 3축 텍스타일(편직, 직조 또는 부직)과 같은 다축성이다. 다른 실시양태에서, 추가 층은 바이어스 텍스타일이다. 다른 실시양태에서, 추가 층은 스크림(scrim)이다.
다른 실시양태에서, 추가 층은 부직 텍스타일이다. "부직 텍스타일"이라는 용어는 어느 정도의 내부 일관성(coherency)을 갖는 조정된 구조를 제공하도록 얽히거나 열 융착되는 대량의 얀을 포함하는 구조를 지칭한다. 텍스타일로서 사용하기 위한 부직 텍스타일은 예를 들어 용융-방사 공정, 수력얽힘(hydroentangling) 공정, 용융-취입 공정, 방사-결합 공정, 동일한 기계적 얽힘 공정의 복합, 스티치-결합 공정 등과 같은 많은 공정으로부터 형성될 수 있다. 다른 실시양태에서, 텍스타일은 일방향 텍스타일이고, 중첩되는 얀을 가질 수 있거나 얀 사이에 갭을 가질 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 추가 층은 필름, 바람직하게는 열가소성 필름이다. 일부 실시양태에서, 열가소성 필름은 공기 불투과성이다. 다른 실시양태에서, 열가소성 필름은 필름 내의 천공, 슬릿 또는 다른 유형의 구멍을 포함하는 개구로 인해 약간의 공기 투과성을 갖는다. 열가소성 필름은 임의의 적합한 두께, 밀도 또는 강성(stiffness)을 가질 수 있다. 바람직하게는, 필름의 두께는 2 내지 50 마이크론 미만이고, 보다 바람직하게는 약 5 내지 25 마이크론, 보다 바람직하게는 약 5 내지 15 마이크론 두께이다. 일부 실시양태에서, 열가소성 필름은 접착 촉진 코팅과 같은 임의의 적합한 첨가제 또는 코팅을 함유할 수 있다. 흡음 다층 복합체의 경우, 음향 에너지의 반사를 최소화하면서 음향 에너지를 흡수하도록 필름 두께와 기계적 특성을 선택한다.
상기 추가 층은 부직물에 대해 임의의 공지된 수단에 의해 부착될 수 있거나, 단순히 상부 배치(laid-on)되고 임의의 수단에 의해 부착되지 않은 것일 수 있다. 일부 실시양태에서, 부직물 내의 섬유는, 용융되고 차후에 냉각될 때, 부직물과 추가 층을 결합함으로써 약간의 접착력을 제공한다. 다른 실시양태에서, 접착제 층이 상기 추가 층과 부직물 사이에 사용될 수 있다. 접착제 층은 수계 접착제, 용매계 접착제 및 열- 또는 UV-활성화된 접착제를 포함하는 (그러나 이에 제한되지 않는) 임의의 적합한 접착제일 수 있다. 접착제는 자립형(free standing) 필름, 코팅(연속 또는 불연속, 무작위 또는 패턴화된), 분말 또는 기타 알려진 수단으로서 적용될 수 있다. 다른 실시양태에서, 추가 층은, 나사, 못, 클립, 스테이플, 스티칭, 실, 후크 및 루프 재료 등과 같은 기계적 패스너와 같은 부착 장치에 의해 부직물에 부착될 수 있다. 통합된(consolidated) 나노섬유 부직 복합체의 경우, 상기 추가 층은 나노섬유 부직물의 통합 전 또는 후를 포함하여 제조 동안 적절한 시간 대에 적용될 수 있다.
상기 부직물은 보조층(auxiliary layer)을 더 포함할 수 있다. 보조층은 성형 가능한 열가소성 또는 열경화성 중합체 결합제 재료일 수 있다. 일부 양태에서, 보조층은 플라스틱 재료를 포함한다. 플라스틱 재료가 라텍스 고형분에서 유도된 것인 경우, 이는, 부직물에 적용하기 전의 습윤 라텍스에 혼입된 충전제를 포함할 수 있다. 적합한 충전제는, 예를 들어 설파이드, 옥사이드, 카바이드, 요오다이드, 보라이드, 카보네이트 또는 설페이트와 같은 음이온 부분을, 바나듐, 탄탈륨, 텔루륨, 토륨, 주석, 텅스텐, 아연, 지르코늄, 알루미늄, 안티몬, 비소, 바륨, 칼슘, 세륨, 크롬, 구리, 유로퓸, 갈륨, 인듐, 철, 납, 마그네슘, 망간, 몰리브덴, 네오디뮴, 니켈, 니오븀, 오스뮴, 팔라듐, 백금, 로듐, 은, 나트륨, 또는 스트론튬 중 하나 이상과 함께 갖는 물질을 포함한다. 바람직한 충전제는 탄산칼슘, 황산바륨, 황화납, 요오드화납, 붕화토륨, 탄산납, 탄산스트론튬 및 운모를 포함한다.
보조층은 약 50gsm 내지 약 400gsm의 평량을 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 플라스틱 재료는 약 75gsm 내지 약 400gsm; 또는 약 100gsm 내지 약 400gsm의 평량; 또는 약 125gsm 내지 약 400gsm의 평량; 또는 약 150gsm 내지 약 400gsm의 평량을 갖는다. 보조층의 평량은 플라스틱 재료의 특성과 사용된 충전제의 특성 및 양에 따라 달라질 수 있다.
흡음 다층 복합체는 또한 물리적 또는 미적 목적을 위해 임의의 추가 층을 포함할 수 있다. 적합한 추가 층은 비제한적으로 부직 텍스타일, 직조 텍스타일, 편직 텍스타일, 필름, 종이 층, 접착-배킹된 층, 호일, 메쉬, 탄성 텍스타일(즉, 탄성 특성을 갖는 직조, 편직 또는 부직 텍스타일), 천공 웹, 심미적 표면, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 다른 적합한 추가 층은 비제한적으로 색상-함유 층(예를 들어, 인쇄 층); 별개의 평균 섬유 직경 및/또는 물리적 조성을 갖는 하나 이상의 추가적인 서브마이크론 섬유층; 추가 절연 성능을 위한 하나 이상의 이차적인 미세(fine) 섬유층(예를 들어, 용융-취입된 웹 또는 유리 섬유 텍스타일); 입자층; 호일층; 필름; 장식용 텍스타일 층; 멤브레인(즉, 투석 멤브레인, 역삼투 멤브레인 등과 같은 제어된 투과성을 갖는 필름); 그물; 망사; 배선 및 튜빙 네트워크(즉, 전기를 전달하기 위한 배선 층, 또는 다양한 유체를 전달하기 위한 튜브/파이프 그룹, 예컨대 가열 블랭킷용 배선 네트워크, 및 냉각 블랭킷을 통한 냉각제 흐름을 위한 튜빙 네트워크); 또는 이들의 조합을 포함한다.
일부 실시양태에서, 상기 흡음 다층 복합체는 최종 사용 전에 추가로 통합(consolidation)될 수 있다. 통합은 열 및/또는 압력을 사용하여 부직 및/또는 부직 복합체 전체에 내부 결합 점을 생성하는 과정이다. 통합 후, 생성된 구조물은 일반적으로 더 얇아진다. 로프형 섬유 다발 내의 나노섬유의 적어도 일부는 (일반적으로 부분 용융 및 냉각을 통해) 그 로프형 섬유 다발 내의 다른 나노섬유에 부착된다. 로프형 섬유 다발의 적어도 일부는 다른 로프형 섬유 다발에 부착된다. 로프형 섬유 다발에 있지 않은 나노섬유의 적어도 일부는 다른 "느슨한(loose)" 나노섬유 또는 로프형 섬유 다발에 부착된다. 나노섬유 웹을 통합하는 것은 다공성과 기공 크기를 설정된 양으로 제어할 수 있게 한다. 이는, 씨실 삽입된 날실 스크림과 같은 강화 스크림에 결합된 흡음 다층 복합체에 유리할 수 있다.
나노섬유 부직 웹의 기공률과 평균 기공 크기는 서로 다른 압력에서 통합함으로써 조정할 수 있다. 동일한 평량에서, 통합된 나노섬유 부직물은 더 큰 섬유를 포함하는 통합된 샘플과 비교할 때 더 많은 수의 작은 기공을 갖는다. 또한 통합 압력 하에서, 나노 섬유는 심지어 실온에서도 함께 융합되기 시작할 수 있다. 로프형 나노섬유 다발을 포함하는 나노섬유 웹은 유사한 통합 압력 하에서 동일한 방식으로 함께 통합 또는 융합되지 않을 수 있다.
흡음 다층 복합체는 기판 또는 다른 표면에 부착할 수 있는 하나 이상의 부착 장치(attachment device)를 추가로 포함할 수 있다. 접착제 외에도 나사, 못, 클립, 스테이플, 스티칭, 실, 후크 및 루프 재료 등과 같은 기계적 패스너와 같은 다른 부착 장치를 사용할 수 있다.
상기 하나 이상의 부착 장치는 부직물 및 부직 복합체를 다양한 기판에 부착하는 데 사용될 수 있다. 예시적인 기판은 비제한적으로, 운송 수단 컴포넌트; 운송 수단 내부(즉, 승객실, 모터실, 트렁크 등); 건물의 벽(즉, 내벽면 또는 외벽면); 건물의 천정(즉, 내부 천정면 또는 외부 천정면); 건축물의 벽체 또는 천정을 형성하는 건축자재(예를 들어, 천정 타일, 목재 부재, 석고 보드 등); 룸 파티션; 금속 시트; 유리 기판; 문; 창문; 기계 컴포넌트; 기기 컴포넌트(즉, 기기 내부 표면 또는 기기 외부 표면); 필터 컴포넌트; 파이프 또는 호스의 표면; 컴퓨터 또는 전자 컴포넌트; 녹음 또는 재생 장치; 기기, 컴퓨터 등을 위한 하우징 또는 케이스를 포함한다. 상기 부직물 및/또는 부직 복합체의 부착은 음향 흡수능을 제공한다.
상기 흡음 다층 복합체는, 폴리아미드 조성물을 제공하고, 폴리아미드 조성물을 평균 섬유 직경이 25 마이크론 미만인 복수의 섬유로 방사하고, 섬유를 부직물로 형성하고, 임의적으로 부직물을 적어도 하나의 추가 층 또는 재료와 결합함으로써 제공될 수 있다. 흡음 다층 복합체는, 소음 감쇠가 필요한 구조적 공동을 제공하고 거기에 다층 흡음 복합체를 적용 또는 부착함으로써, 건물 또는 운송 수단에서 소음 감쇠를 제공하는 데 사용될 수 있다.
실시양태
실시양태 1은 음향 경로를 따라 소음을 감소시키는 운송 수단용 흡음 다층 복합체로서,
두께가 1mm 이상인 비-발포 중합체 층, 및
소리 에너지 소산을 위한 표면 층(face layer)으로서, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 부직 중합체로 제조되고, 운송 수단의 내부를 향하여 위치하는 적어도 하나의 표면을 갖는, 표면 층
을 포함하고,
상기 복합체는, 소리가 비-발포 중합체 층을 통해 적어도 부분적으로 전달되고 표면 층에 의해 적어도 부분적으로 흡수되도록, 음향 경로에 위치하도록 구성되며;
상기 복합체의 전체 중량 평균 섬유 직경은 2 마이크론 내지 25 마이크론인, 흡음 다층 복합체이다.
실시양태 2는, 운송 수단용 컴포넌트로서,
적어도 1mm의 두께를 갖는 비-발포 중합체 층, 및
소리 에너지 소산을 위한 표면 층으로서, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 부직 중합체로 제조되고, 운송 수단의 내부를 향하여 위치하는 적어도 하나의 표면을 갖는, 표면 층
을 포함하고,
상기 복합체의 전체 중량 평균 섬유 직경은 2 마이크론 내지 25 마이크론이고,
상기 컴포넌트는 헤드라이너, 트림, 패널 또는 보드를 포함하는, 운송 수단용 컴포넌트이다.
실시양태 3은, 실시양태 1 또는 2에 있어서 표면 층이 제1 층 및 제2 층을 포함하는 실시양태이다.
실시양태 4는, 실시양태 3에 있어서, 제1 층이, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드 60% 이상을 포함하는 용융-취입된 부직 중합체를 포함하는 실시양태이다.
실시양태 5는, 실시양태 3에 있어서, 제1 층이, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드 60% 이상을 포함하는 방사-결합된 부직 중합체를 포함하는 실시양태이다.
실시양태 6은, 실시양태 4 및 5 중 어느 하나의 실시양태에 있어서, 제1 층의 부직물이 200 내지 900nm의 평균 섬유 직경을 갖는 실시양태이다.
실시양태 7은, 실시양태 4 및 5 중 어느 하나의 실시양태에 있어서, 제1 층의 부직물이 1 마이크론 초과의 평균 섬유 직경을 갖는 실시양태이다.
실시양태 8은, 실시양태 3에 있어서, 제2 층이, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 용융-취입된 부직 중합체를 포함하는 실시양태이다.
실시양태 9는, 실시양태 3에 있어서, 제2 층이, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 방사-결합된 부직 중합체를 포함하는 실시양태이다.
실시양태 10은, 실시양태 8 및 9 중 어느 하나의 실시양태에 있어서, 제1 층의 부직물이 200 내지 900nm의 평균 섬유 직경을 갖는 실시양태이다.
실시양태 11은, 실시양태 8 및 9 중 어느 하나의 실시양태에 있어서, 제1 층의 부직물이 1 마이크론 초과의 평균 섬유 직경을 갖는 실시양태이다.
실시양태 12는, 음향 경로를 따라 소음을 감소시키는 운송 수단용 흡음 다층 복합체로서,
두께가 1mm 이상인 비-발포 중합체 층, 및
소리 에너지 소산을 위한 표면 층으로서, 제1 층 및 제2 층을 포함하고, 이때 제1 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 부직 중합체로 제조되고, 1 마이크론 초과의 평균 섬유 직경을 갖고, 제2 층의 적어도 하나의 표면이 운송 수단의 내부를 향하여 위치하는, 표면 층
을 포함하고,
상기 복합체는, 소리가 비-발포 중합체 층을 통해 적어도 부분적으로 전달되고 표면 층에 의해 적어도 부분적으로 흡수되도록, 상기 음향 경로에 위치하도록 구성되며;
상기 복합체의 전체 중량 평균 섬유 직경은 2 마이크론 내지 25 마이크론인, 흡음 다층 복합체이다.
실시양태 13은, 음향 경로를 따라 소음을 감소시키는 운송 수단용 흡음 다층 복합체로서,
두께가 1mm 이상인 비-발포 중합체 층; 및
소리 에너지 소산을 위한 표면 층으로서, 제1 층 및 제2 층을 포함하고, 이때 제1 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 부직 중합체로 제조되고, 200 내지 900 nm의 평균 섬유 직경을 갖고, 제2 층의 적어도 하나의 표면이 운송 수단의 내부를 향하여 위치하는, 표면 층
을 포함하고,
상기 복합체는, 소리가 비-발포 중합체 층을 통해 적어도 부분적으로 전달되고 표면 층에 의해 적어도 부분적으로 흡수되도록, 음향 경로에 위치하도록 구성되며;
상기 복합체의 전체 중량 평균 섬유 직경은 2 마이크론 내지 25 마이크론인, 흡음 다층 복합체이다.
실시양태 14는, 음향 경로를 따라 소음을 감소시키는 운송 수단용 흡음 다층 복합체로서,
두께가 1mm 이상인 비-발포 중합체 층; 및
소리 에너지 소산을 위한 표면 층으로서, 제1 층 및 제2 층을 포함하고, 이때 제1 층은, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 부직 중합체로 제조되고, 1 마이크론 초과의 평균 섬유 직경을 갖고, 제2 층은 1 마이크론 초과의 평균 섬유 직경을 갖고, 제2 층의 적어도 하나의 표면이 운송 수단의 내부를 향하여 위치하는, 표면 층
을 포함하고,
상기 복합체는, 소리가 비-발포 중합체 층을 통해 적어도 부분적으로 전달되고 표면 층에 의해 적어도 부분적으로 흡수되도록, 음향 경로에 위치하도록 구성되며;
상기 복합체의 전체 중량 평균 섬유 직경은 2 마이크론 내지 25 마이크론이고,
제1 층 또는 제2 층 중 적어도 하나는 방사-결합된 부직물인, 흡음 다층 복합체이다.
실시양태 15는, 임의의 이전 실시양태에 있어서, 표면 층이 적어도 하나의 저 반사율 금속, 바람직하게는 구리 또는 아연을 포함하는 실시양태이다.
실시양태 16은, 임의의 이전 실시양태에 있어서, 비-발포 중합체 층이 적어도 하나의 저 반사율 금속, 바람직하게는 구리 또는 아연을 포함하는 실시양태이다.
실시양태 17은, 임의의 이전 실시양태에 있어서, 비-발포 중합체 층을 표면 층에 스티칭하기 위한 얀을 추가로 포함하는 실시양태이다.
실시양태 18은, 임의의 이전 실시양태에 있어서, 복합체가 200 cfm/ft2 미만의 공기 투과율을 갖는 실시양태이다.
실시양태 19는, 임의의 이전 실시양태에 있어서, 비-발포 중합체 층의 공기 투과율이 표면 층보다 더 큰 실시양태이다.
실시양태 20은, 임의의 이전 실시양태에 있어서, 표면 층이 0.2g/㎤ 미만의 밀도를 갖는 실시양태이다.
실시양태 21은, 임의의 이전 실시양태에 있어서, 비-발포 중합체 층이 벌크화 섬유를 포함하는 실시양태이다.
실시양태 22는, 부직물을 포함하는 음향 매체로서, 상기 부직물은 평균 섬유 직경이 25 마이크론 미만인 용융-방사된 폴리아미드 섬유를 포함하는 음향 매체이다.
실시양태 23은, 실시양태 22에 있어서, 부직물이 복수의 로프형 폴리아미드 섬유 다발을 포함하는 음향 매체이다.
실시양태 24는, 실시양태 22 또는 23에 있어서, 부직물이 폴리아미드 섬유 외에 하나 이상의 층을 추가로 포함하는 음향 매체이다.
실시양태 25는, 실시양태 22 내지 24 중 어느 하나에 있어서, 벌크화 섬유를 더 포함하는 음향 매체이다.
실시양태 26은, 실시양태 22 내지 25 중 어느 하나에 있어서, 결합제 섬유를 더 포함하는 음향 매체이다.
실시양태 27은, 실시양태 22 내지 26 중 어느 하나에 있어서, 첨가제를 추가로 포함하며, 이때 첨가제는 충전제, 안정제, 가소제, 점착부여제, 유동 조절제, 경화 속도 지연제, 접착 촉진제, 보조제, 충격 조절제, 팽창성 마이크로스피어, 열전도성 입자, 전기전도성 입자, 실리카, 유리, 점토, 탈크, 안료, 착색제, 유리 비드 또는 버블, 산화방지제, 형광 증백제, 항균제, 계면활성제, 난연제 및 불소 중합체 중 적어도 하나인, 음향 매체이다.
실시양태 28은, 실시양태 22 내지 27 중 어느 하나에 있어서, LSTT 음향 투과 시험에서 적어도 5 데시벨의 음향 투과 감소를 갖는 것인 음향 매체이다.
실시양태 29는, 실시양태 22 내지 28 중 어느 하나에 있어서, 지지체 층을 더 포함하며, 이때 지지체 층은 부직 직물, 직물, 편직 직물, 발포체 층, 필름, 종이 층, 접착-배킹된 층, 방사-결합된 직물, 용융-취입된 직물 및 스테이플 길이 섬유의 카딩된 웹 중 적어도 하나인 음향 매체이다.
실시양태 30은, 실시양태 22 내지 29 중 어느 하나에 있어서, 부직물이 기판에 부착된 음향 매체이다.
실시양태 31은, 실시양태 22 내지 30 중 어느 하나에 있어서, 부직물의 융점이 225℃ 이상인 음향 매체이다.
실시양태 32는, 실시양태 22 내지 31 중 어느 하나에 있어서, 용융 방사된 폴리아미드 섬유가 평균 섬유 직경 1000 나노미터 이하의 나노섬유인 음향 매체이다.
실시양태 33은, 실시양태 22 내지 32 중 어느 하나에 있어서, 나노섬유의 20% 이하가 700 나노미터 초과의 직경을 갖는 음향 매체이다.
실시양태 34는, 실시양태 22 내지 33 중 어느 하나에 있어서, 폴리아미드 섬유가 나일론 66 또는 나일론 6/66을 포함하는 음향 매체이다.
실시양태 35는, 실시양태 22 내지 34 중 어느 하나에 있어서, 폴리아미드 섬유가 고온 나일론을 포함하는 음향 매체이다.
실시양태 36은, 실시양태 22 내지 35 중 어느 하나에 있어서, 폴리아미드 섬유가 N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, 및/또는 N12를 포함하고, 이때 "N"은 나일론을 의미하는, 음향 매체이다.
실시양태 37은, 실시양태 22 내지 36 중 어느 하나에 있어서, 부직물이 600 CFM/ft2 미만의 공기 투과율 값을 갖는 음향 매체이다.
실시양태 38은, 실시양태 22 내지 37 중 어느 하나에 있어서, 부직물이 200 gsm 이하의 평량을 갖는 음향 매체이다.
실시양태 39는, 실시양태 22 내지 38 중 어느 하나에 있어서, 약 50 내지 약 700gsm의 평량을 갖는 플라스틱 재료를 함유하는 보조층을 더 포함하는 음향 매체이다.
실시양태 40은, 실시양태 22 내지 39 중 어느 하나에 있어서, 1000Hz에서 ASTM E1050-98에 의해 결정될 때 적어도 0.5의 흡음 계수를 갖는 음향 매체이다.
실시양태 41은, 실시양태 22 내지 40 중 어느 하나에 있어서, 부직물이 적어도 20ppm의 TDI 및 적어도 1ppm의 ODI를 갖는 음향 매체이다.
실시양태 42는, 실시양태 22 내지 41 중 어느 하나에 있어서, 부직물이 용매를 함유하지 않는 음향 매체이다.
실시양태 43은, 실시양태 22 내지 42 중 어느 하나에 있어서, 부직물이 5000ppm 미만의 용매를 포함하는 음향 매체이다.
실시양태 44: 부직물을 포함하는 음향 매체로서, 상기 부직물은, 25마이크로미터 이하의 평균 직경을 갖는 섬유로 방사되고 상기 부직물로 형성되는 폴리아미드를 포함하며, 상기 부직물은 30마이크론 이하의 평균 기공 크기 직경을 갖고, 600cfm/제곱피트 이하의 공기 투과율을 갖는 것인 음향 매체.
실시양태 45: 음향 매체의 제조 방법으로서,
(a) 폴리아미드 조성물을 제공하는 단계,
(b) 상기 폴리아미드 조성물을 평균 섬유 직경이 25 마이크론 미만인 복수의 섬유로 방사하는 단계;
(c) 상기 섬유를 부직물로 형성하는 단계; 및
(d) 임의적으로, 상기 부직물을 적어도 하나의 추가 층 또는 재료와 결합하여 음향 매체를 형성하는 단계
를 포함하는, 음향 매체의 제조 방법.
실시양태 46: 실시양태 45에 있어서, 폴리아미드 조성물의 수분 함량리 10ppm 내지 5 중량%인, 음향 매체의 제조 방법.
실시양태 47: 실시양태 45 닢 46 중 어느 하나에 있어서, 폴리아미드 조성물이 다이를 통해 고속 기체 스트림 내로 용융-취입함으로써 용융 방사되는, 음향 매체의 제조 방법.
실시양태 48: 실시양태 45 내지 47 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리아미드 조성물이, 섬유-형성 채널을 통해 가압 가스로 액체 형태의 폴리아미드 조성물을 압출하는 것을 포함하는 2상 추진체-가스 방사에 의해 용융 방사되는, 음향 매체의 제조 방법.
실시양태 49: 실시양태 45 내지 48 중 어느 하나에 있어서, 상기 부직물이 이동하는 벨트 상에 섬유를 수집함으로써 형성되는, 음향 매체의 제조 방법.
실시양태 50: 실시양태 45 내지 49 중 어느 하나에 있어서, 나노섬유 부직물의 평량이 150 GSM 이하인, 음향 매체의 제조 방법.
실시양태 51: 실시양태 45 내지 50 중 어느 하나에 있어서, 부직물 내 폴리아미드의 상대 점도가, 방사하고 부직물을 형성하기 전의 폴리아미드 조성물과 비교할 때 감소되는, 음향 매체의 제조 방법.
실시양태 52: 실시양태 45 내지 51 중 어느 하나에 있어서, 부직물 내 폴리아미드의 상대 점도가, 방사하고 부직물을 형성하기 전의 폴리아미드 조성물과 비교할 때 동일하거나 증가되는, 음향 매체의 제조 방법.
실시양태 53: 나노섬유 부직물을 포함하는 음향 매체로서, 상기 나노섬유 부직물은, 나노섬유로 용융 방사되고 부직 제품으로 형성되는 나일론 66 폴리아미드를 포함하고, 상기 제품은 적어도 20ppm의 TDI 및 적어도 1ppm의 ODI를 갖는, 음향 매체.
실시양태 54: 부직물을 포함하는 음향 매체로서, 상기 부직물은, 섬유로 용융 방사되고 상기 부직물로 형성되는 나일론 66 폴리아미드를 포함하고, 섬유의 20% 이하가 25 마이크론 초과의 직경을 갖는, 음향 매체.
실시양태 55: 건물 또는 운송 수단에서 소음 감쇠를 제공하는 방법으로서, (a) 건물 또는 운송 수단의 구조적 공동 또는 표면을 제공하고, (b) 임의의 이전 실시양태에 따른 음향 매체를 거기에 적용하거나 부착하는 것을 포함하는 방법.
본 개시내용은 하기 비제한적 실시예에 의해 추가로 이해된다.
실시예
실시예 1 내지 6에서는 흡음 다층 복합체를 제조하였다. 복합체는 약 2.54cm(약 1인치)의 두께를 갖는 로프티 폴리에스테르(PE) 부직물을 포함하는 비-발포 중합체 층(표 1에서 스크림으로 지칭됨)을 포함한다. 다양한 나노섬유, 마이크로섬유 또는 방사-결합 폴리아미드 66 섬유(n-PA66)을 표면 층으로 사용하였다. 나노섬유 부직 폴리아미드 66 섬유는 약 500 나노미터의 평균 섬유 직경을 가졌다. 마이크로섬유 부직 폴리아미드 66 섬유(m-PA66)는 평균 섬유 직경이 약 1.2 마이크론이었다. 방사-결합된 부직 폴리아미드 66 섬유(s-PA66)는 평균 섬유 직경이 약 23.8 마이크론이었다. 다양한 층들은 비-발포 중합체 층과 표면 층을 통해 스티치된 실을 사용하여 니들 펀칭된다. 실시예 2, 3 및 5는 표면 층에 여러 층을 사용했으며, 그 배열은 표 1에 나와 있고, 음향 경로는 PE 스크림에서 다양한 표면 층으로 이동한다. 또한 평량, 중량 평균 섬유 직경, 공기 투과율을 표 1에 나타내었다. 또한 저 반사율 금속의 함유량도 표 1에 나타내었다.
Figure pct00003
흡수는 공기 투과율과 관련이 있는 것으로 나타났다. 공기 투과율의 함수로서 흡수 계수를 플롯팅한 도 3에 도시된 바와 같이, 이 관계는 실시예 1 내지 6에 대해 유지된다. 특히, 실시예 3이 가장 낮은 공기 투과율을 나타내었으며 가장 높은 흡수계수를 나타내었다. 이는, 공기 투과율 측정을 기반으로 흡수 계수를 결정하는 효과적인 모델을 제공한다.
표 1의 복합체는 염색되지 않았다. 표 1과 유사한 구성이 표면 층을 회색으로 염색하여 제조되었으며, 이는 표 2에 나와 있다. 이는, 염색된 복합체와 염색되지 않은 복합체 사이의 유사한 공기 투과율 값을 나타낸다.
Figure pct00004
ASTM E1050-98을 사용하여 수직 입사각, 즉 0°에서의 흡음 재료의 흡음 계수를 측정하였다. 섬유 배팅(batting) 층을 대조군으로 사용하였다. 실시예 1 내지 6의 각각의 복합체가, 폴리이미드를 포함하는 열 접착 웹으로 섬유 배팅 층에 부착되었다. 대조군은 271.1 gsm의 평량, 207 cfm/sq ft.의 공기 투과율, 13.24 mm의 두께 및 183.6 마이크론의 평균 흐름 기공 직경을 가졌다. 복합체의 흡음 계수는 도 1에서 0 내지 1600 Hz 범위에 걸쳐 시험되었다. 실시예 1 내지 6은 500Hz 초과에서 비교예 A(대조군)에 비해 개선된 흡음 계수를 입증하였다. 실시예 3은 1300Hz 이상에서 우수한 흡음 계수를 가졌다. 6500Hz까지의 더 높은 주파수에서, 표 1의 복합체 및 대조군을 시험하였고, 흡음 계수를 도 2에 나타내었다. 실시예 1 내지 6은 2000Hz 초과에서 대조군에 비해 개선된 흡음 계수를 입증하였다. 대조군은 소리 특성이 좋지 않았다. 또한, 실시예 1은 4750Hz 이상에서 우수한 성능을 보여준다. 도 1에서의 더 낮은 주파수를 시험하기 위한 공정은 도 2에서의 더 높은 주파수의 경우보다 더 큰 직경을 갖는 더 큰 튜브를 사용하여 수행되었다.
본 발명이 상세하게 기술되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서의 수정은 당업자에게 용이하게 명백할 것이다. 이러한 수정 또한 본 발명의 일부로 간주되어야 한다. 전술한 언급, 기술 분야의 관련 지식 및 배경기술과 관련하여 위에서 언급된 참고문헌을 고려할 때, 그 개시 내용은 모두 본 개시내용에 참조로 인용되어 포함되며, 더 이상의 설명은 불필요한 것으로 간주된다. 또한, 전술한 언급로부터, 본 발명의 양태 및 다양한 실시양태의 일부가 전체적으로 또는 부분적으로 조합되거나 상호교환될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 당업자라면 전술한 설명이 단지 예일 뿐이며 본 개시를 제한하려는 의도가 아님을 이해할 것이다. 마지막으로, 본원에서 언급된 모든 특허, 간행물 및 출원은 그 전체가 참조로 인용되어 포함된다.

Claims (15)

  1. 음향 경로(acoustic path)를 따라 소음을 감소시키는 운송 수단(vehicle)용 흡음 다층 복합체(sound absorbing multi-layer composite)로서,
    적어도 1mm의 두께를 갖는 비-발포(non-foam) 중합체 층; 및
    소리 에너지 소산을 위한 표면 층으로서, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드 60% 이상을 포함하는 부직(non-woven) 중합체로 제조되고, 운송 수단 내부를 향하여 배치된 적어도 하나의 표면(surface)을 갖는, 표면 층(face layer)
    을 포함하고; 이때
    상기 복합체는 상기 음향 경로에 위치하도록 구성되어, 소리가 상기 비-발포 중합체 층을 통해 적어도 부분적으로 전달되고 상기 표면 층에 의해 적어도 부분적으로 흡수되도록 하며;
    상기 복합체의 전체 중량 평균 섬유 직경(weighted overall average fiber diameter)은 2 마이크론 내지 25 마이크론인, 복합체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표면 층이 적어도 하나의 저 반사율(low reflectivity) 금속을 포함하는, 복합체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 비-발포 중합체 층을 상기 표면 층에 스티칭(stitching)하기 위한 얀(yarn)을 추가로 포함하는 복합체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합체가 200 cfm/ft2 미만의 공기 투과율(air permeability)을 갖는, 복합체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 층이 복수의 로프형 섬유 다발(roped fiber bundle)을 포함하는, 복합체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 층이 0.2 g/cm3 미만의 밀도를 갖는 것인, 복합체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-발포 중합체 층이 벌크화(bulking) 섬유를 포함하는, 복합체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-발포 중합체 층이 부직 직물, 직조 직물, 편직 직물, 필름, 종이 층, 접착-배킹된(adhesive-backed) 층, 방사-결합된(spun-bonded) 직물, 용융-취입된(melt blown) 직물 또는 스테이플(staple) 길이 섬유의 카딩된 웹(carded web)인, 복합체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 층이 제1 층 및 제2 층을 포함하는, 복합체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 층이, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 용융-취입된 또는 방사-결합된 부직 중합체를 포함하는, 복합체.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제2 층이, 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 디아민 및 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 이산을 함유하는 폴리아미드를 60% 이상 포함하는 용융-취입된 또는 방사-결합된 부직 중합체를 포함하는 복합체.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제1 층의 부직물의 평균 섬유 직경이 200 내지 900 nm이고/이거나 상기 제2 층의 부직물의 평균 섬유 직경이 200 내지 900 nm인, 복합체.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제1 층의 부직물이 1 마이크론 초과의 평균 섬유 직경을 갖고/갖거나 상기 제2 층의 부직물이 1 마이크론 초과의 평균 섬유 직경을 갖는, 복합체.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 흡음 다층 복합체를 포함하는 운송 수단용 컴포넌트(component).
  15. 제14항에 있어서, 상기 컴포넌트가 헤드라이너, 트림, 패널 또는 보드를 포함하는, 컴포넌트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3016599A (en) 1954-06-01 1962-01-16 Du Pont Microfiber and staple fiber batt
US3978185A (en) 1968-12-23 1976-08-31 Exxon Research And Engineering Company Melt blowing process
US3849241A (en) 1968-12-23 1974-11-19 Exxon Research Engineering Co Non-woven mats by melt blowing
US3704198A (en) 1969-10-09 1972-11-28 Exxon Research Engineering Co Nonwoven polypropylene mats of increased strip tensile strength
US3755527A (en) 1969-10-09 1973-08-28 Exxon Research Engineering Co Process for producing melt blown nonwoven synthetic polymer mat having high tear resistance
US4100324A (en) 1974-03-26 1978-07-11 Kimberly-Clark Corporation Nonwoven fabric and method of producing same
CA1073648A (en) 1976-08-02 1980-03-18 Edward R. Hauser Web of blended microfibers and crimped bulking fibers
US4663220A (en) 1985-07-30 1987-05-05 Kimberly-Clark Corporation Polyolefin-containing extrudable compositions and methods for their formation into elastomeric products including microfibers
FR2593510B1 (fr) 1985-07-31 1989-07-13 Werner & Pfleiderer Procede pour la preparation de polyhexamethyleneadipamide a viscosite elevee
AU665276B2 (en) 1992-11-02 1995-12-21 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Process for production of polyamides, polyamides produced by said process and polyamide film or sheet
US5411710A (en) 1993-06-30 1995-05-02 E. I. Dupont De Nemours And Company Apparatus for processing materials
US5543495A (en) 1994-03-08 1996-08-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for increasing the molecular weight of polyamides and other condensation polymers
DE19546417B4 (de) 1995-12-12 2005-12-22 Karl-Heinz Wiltzer Verfahren und Vorrichtung zur vereinheitlichten, kontinuierlichen Herstellung von Polyamiden
US5698658A (en) 1996-05-31 1997-12-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Linear very high molecular weight polyamides and process for producing them
US5913993A (en) 1997-01-10 1999-06-22 Cerex Advanced Fabrics, L.P. Nonwoven nylon and polyethylene fabric
US6011134A (en) 1998-01-30 2000-01-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for manufacturing poly(hexamethylene adipamide) from monomethyladipate and hexamethylenediamine
US6169162B1 (en) 1999-05-24 2001-01-02 Solutia Inc. Continuous polyamidation process
US6855422B2 (en) 2000-09-21 2005-02-15 Monte C. Magill Multi-component fibers having enhanced reversible thermal properties and methods of manufacturing thereof
AU2003268631A1 (en) 2002-08-30 2004-04-30 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Method for continuous production of polyamide
EP1418193B1 (en) 2002-11-07 2013-12-18 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Production method of polyamides
US7300272B1 (en) 2003-01-23 2007-11-27 Hills, Inc. Fiber extrusion pack including split distribution plates
CN101189380B (zh) 2005-04-01 2012-12-19 博凯技术公司 用于隔音的非织造材料和制造工艺
US7300691B2 (en) 2005-09-27 2007-11-27 Milliken & Company Moldable construction incorporating non-olefin bonding interface
KR101367509B1 (ko) 2005-10-19 2014-02-27 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 흡음 특성을 갖는 다층 용품과 이의 제조 및 사용 방법
US9922634B2 (en) * 2006-06-30 2018-03-20 3M Innovative Properties Company Sound insulation constructions and methods of using the same
FR2914308B1 (fr) 2007-03-27 2009-05-01 Rhodia Recherches & Tech Procede de fabrication de polyamide
US8778240B2 (en) 2011-02-07 2014-07-15 Fiberio Technology Corporation Split fiber producing devices and methods for the production of microfibers and nanofibers
US8496088B2 (en) 2011-11-09 2013-07-30 Milliken & Company Acoustic composite
US20130115837A1 (en) 2011-11-09 2013-05-09 Dale S. Kitchen Nanofiber nonwovens and nanofiber nonwoven composites containing roped fiber bundles
US9272486B2 (en) * 2012-03-30 2016-03-01 Swnr Development, Llc Stitched multi-layer fabric
US8668854B2 (en) 2012-06-07 2014-03-11 Verdex Technologies, Inc. Process and apparatus for producing nanofibers using a two phase flow nozzle
US8808594B1 (en) 2013-03-16 2014-08-19 Verdex Technologies, Inc. Coform fibrous materials and method for making same
US9610588B2 (en) 2013-10-21 2017-04-04 E I Du Pont De Nemours And Company Electret nanofibrous web as air filtration media
EP3060710A1 (en) 2013-10-21 2016-08-31 E. I. du Pont de Nemours and Company Electret nanofibrous web
WO2015153477A1 (en) 2014-04-01 2015-10-08 The North Face Apparel Corp. Synthetic fill materials having composite fiber structures
JP6801643B2 (ja) * 2015-03-12 2020-12-16 東レ株式会社 積層不織布
KR102299766B1 (ko) 2016-06-10 2021-09-07 어센드 퍼포먼스 머티리얼즈 오퍼레이션즈 엘엘씨 용액-방사된 폴리아미드 나노섬유 부직포
JP2018124512A (ja) * 2017-02-03 2018-08-09 Jnc株式会社 極細繊維を含む積層吸音材
US11376534B2 (en) * 2017-06-08 2022-07-05 Ascend Performance Materials Operations Llc Polyamide nanofiber nonwovens for filters
TWI737917B (zh) * 2017-06-08 2021-09-01 美商阿散德性能材料營運公司 聚醯胺奈米纖維非織物
EP4149993A1 (en) * 2020-05-14 2023-03-22 Ascend Performance Materials Operations LLC Polyamide formulations for improved noise vibration and harshness

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