KR20240023393A - 신축성 실로 형성된 방염 직물 - Google Patents

신축성 실로 형성된 방염 직물 Download PDF

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KR20240023393A
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엘리자 더프티
로버트 셀프
마이클 에이. 라톤
케빈 힐튼
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써던 밀즈, 인코포레이티드
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Abstract

우수한 물리적 및 열적 특성을 나타내는 본체 실과 스트레치 실의 조합으로 형성된 방염 직물이다. 본체 실은 적어도 부분적으로 방염 재료로 형성된다. 스트레치 실은 적어도 부분적으로 방염 재료로 형성되는 섬유 외피에 의해 둘러싸인 탄성 코어를 갖는 코어방적 실이다. 섬유 외피는 코어가 열화되거나 녹게 만드는 열과 화염에 직접 노출되지 않도록 탄성 코어를 보호한다.

Description

신축성 실로 형성된 방염 직물
[관련 출원에 대한 상호 참조]
본 출원은 2021년 5월 21일자로 출원된 "Flame Resistant Fabrics Formed with Stretchable Yarns"라는 명칭의 미국 가출원 번호 제63/191,485호의 이익을 주장하며, 그 전체 내용은 여기에 참조로 포함된다.
[분야]
본 발명의 실시예는 탄성 재료로 형성된 신축성 실로 적어도 부분적으로 형성된 방염 직물에 관한 것이다.
보호용 의복은 착용자가 직면할 수 있는 위험한 환경 조건으로부터 착용자를 보호하도록 설계되었다. 이러한 의복에는 소방관 및 기타 구조 인력, 산업 및 전기 작업자, 그리고 군인이 착용하도록 설계된 것들이 포함된다. 이러한 직업은 개인을 전기 아크 플래시 및/또는 화염에 잠재적으로 노출시킬 수 있다. 우발적인 전기 아크 플래시 및/또는 화염에 노출될 수 있는 작업자는 적절하게 보호되지 않으면 심각한 화상을 입을 위험이 있다. 이러한 조건에서 작업하는 동안 부상을 방지하기 위해, 이들 개인은 전형적으로 전기 아크 플래시 및/또는 화염으로부터 그들을 보호하도록 설계된 방염 재료로 구성된 보호용 의복을 착용한다. 이러한 보호용 의류는 다양한 의복, 예를 들어 작업복, 바지, 및 셔츠를 포함할 수 있다.
해당 의복이 위험한 상황에서 착용자를 충분히 보호할 수 있게 이러한 의복(또는 이러한 의복의 구성 층 또는 부분)의 성능을 관리하는 표준이 공포되었다.
ASTM F1506(Standard Performance Specification for Flame Resistant and Arc Rated Textile Materials for Wearing Apparel for Use by Electrical Workers Exposed to Momentary Electric Arc and Related Thermal Hazards, 2022년판, 참조로 본 출원에 포함됨)은 전기 작업자가 착용하는 보호용 직물의 아크 등급 테스트를 요구한다. 아크 등급 값은 전기 아크 방전에 노출되었을 때 직물의 성능을 나타낸다. 아크 등급은 ㎈/㎠(평방 센티미터당 칼로리)로 표현되며 아크 열 성능 값(ATPV) 또는 손상 임계 에너지(Energy Breakopen threshold)(EBT)의 결정된 값에서 도출된다. ATPV는 스톨 곡선(Stoll Curve)을 기초로 표본을 통한 충분한 열 전달이 2도 화상의 발병을 유발할 것으로 예측되는 50% 확률을 초래하는 재료의 아크 입사 에너지로 정의된다. EBT는 50%의 파손 확률을 초래하는 재료에 대한 아크 입사 에너지이다. 파손은 적어도 1.6 ㎠(0.5 in2)의 재료의 임의의 개방 영역으로 정의된다. 재료의 아크 등급은 ATPV 또는 EBT로 보고되며, 어느 쪽이든 더 낮은 값이다. ATPV 및 EBT는 ASTM F1959(Standard Test Method for Determining the Arc Rating of Materials for Clothing, 2014년판, 참조로 본 출원에 포함됨)에 제시된 테스트 방법론에 따라 결정되며, 여기서는 센서가 일련의 전기 아크에 노출되는 동안 보호용 직물 표본의 열 에너지 특성을 측정한다.
NFPA 70E(Standard for Electrical Safety in the Workplace, 2021년판, 참조로 본 출원에 포함됨)는 개인 보호 장비(Personal Protective Equipment)(PPE) 카테고리를 포함하여 잠재적 노출 수준에 보호용 의류를 맞추는 방법을 제공한다. 보호용 직물은 테스트를 거쳐 그 아크 등급을 결정하며, 측정된 아크 등급에 따라 다음과 같이 직물에 대한 PPE 카테고리가 결정된다:
PPE 카테고리 및 ATPV
PPE 카테고리 1: ATPV/EBT: 4 ㎈/㎠
PPE 카테고리 2: ATPV/EBT: 8 ㎈/㎠
PPE 카테고리 3: ATPV/EBT: 25 ㎈/㎠
PPE 카테고리 4: ATPV/EBT: 40 ㎈/㎠
따라서, NFPA 70E는 특정 환경에서 작업자가 착용하기 위해 직물이 보유해야 하는 보호 수준을 규정한다.
미국 화재 예방 협회(National Fire Protection Association)(NFPA) 1971(Standard on Protective Ensembles for Structural Fire Fighting and Proximity Fire Fighting, 2018년판, 참조로 본 출원에 포함됨)은 소방관 의복에 필요한 성능을 관리한다. NFPA 2112(Standard on Flame-Resistant Clothing for Protection of Industrial Personnel Against Flash Fire, 2018년판, 참조로 본 출원에 포함됨)는 돌발적인 화재로부터 보호하는 산업 근로자 의복에 필요한 성능을 관리한다. NFPA 1975(Standard on Emergency Services Work Apparel, 2019년판, 참조로 본 출원에 포함됨)는 소방서의 소방관이 방화복 안에 착용하는 작업복에 필요한 성능을 관리한다. 이들 표준은 ASTM D6413(Standard Test Method for Flame Resistance of Textiles, 2015년판, 참조로 본 출원에 포함됨)에 제시된 테스트 방법론에 따라 측정했을 때, 의복 및/또는 그 개별 층 또는 부분이 4 인치 이하(NFPA 1971 및 NFPA 2112) 또는 6 인치 이하(ASTM F1506 및 NFPA 1975)의 탄화 길이를 갖고 2초(또는 그 이하)의 잔염인 조건을 포함하여 다양한 성능 테스트를 통과할 것을 요구한다.
탄화 길이 및 잔염에 대한 테스트를 위해, 직물 표본을 화염 위에 수직으로 12초 동안 매달았다. 직물은 2초 이내에 자체 소화되어야 한다(즉, 잔염이 2초 이하여야 한다). 직물이 자체 소화된 후, 직물에 지정된 양의 추를 부착하고 직물을 들어올려 추가 직물에 매달리게 한다. 직물은 전형적으로 직물의 탄화된 부분을 따라 찢기게 된다. 직물의 기계/날실 방향 및 교차-기계/씨실 방향 모두에서 테스트를 수행할 때, 찢김 길이(즉, 탄화 길이)는 4 인치 이하여야 한다. 직물 샘플은 전형적으로 세척 전(따라서 직물에 마감 공정에서 잔류 - 그리고 종종 가연성 - 화학 물질이 여전히 남아 있는 경우) 및 특정 횟수의 세탁(NFPA 2112의 경우 100회 세탁, ASTM F1506의 경우 25회 세탁, 및 NFPA 1971의 경우 5회 세탁) 후에 규정 준수에 대해 테스트된다.
NFPA 1971, 2112, 및 1975에는 ASTM F2894-21(Standard Test Method for Evaluation of Materials, Protective Clothing, and Equipment for Heat Resistance Using a Hot Air Circulating Oven, 2021년판, 참조로 본 출원에 포함됨)에 따라 테스트했을 경우 열에 노출될 때 직물이 수축하는 정도와 관련된 요건이 또한 포함된다. 직물에 대한 열 수축 테스트를 수행하기 위해, 기계/날실 방향과 교차-기계/씨실 방향 모두에서 서로 일정 거리를 두고 직물에 표시를 한다. 표시 세트 사이의 거리를 기록한다. 그 후, 직물을 화씨 500도 오븐에 5분 동안 매달아 놓는다. 그 후, 표시 세트 사이의 거리를 다시 측정한다. 그 후, 직물의 열 수축이 직물이 기계/날실 방향 및 교차-기계/씨실 방향 모두에서 수축하는 백분율로 계산되며 적용 가능한 표준에 제시된 백분율보다 더 작아야 한다. 예를 들어, NFPA 1971, 1975, 및 2112에서는 외부 쉘 직물이 기계/날실 방향 및 교차-기계/씨실 방향 모두에서 10% 이하의 열 수축을 나타낼 것을 요구한다.
탄성 재료로 제조된 신축성 실("스트레치 실")은 보호용 직물에 포함되어 이러한 직물에 신축성과 유연성을 부여한다. 이는 결과적으로 이러한 직물로 제조된 의복의 착용자의 자유로운 움직임 및 편안함을 개선한다. 탄성 재료는 전형적으로 편향력을 인가한 후 회복률이 높은 것이 특징이다(즉, 편향력이 제거된 후 재료가 그 원래 치수로 - 또는 매우 가까운 치수로 - 복귀할 수 있음). 직물의 탄성을 테스트하고 직물의 신장률(percent stretch)과 회복률(percent recovery)을 계산하는 이러한 방법론의 하나는 일반적으로 ("신장/회복 테스트(Stretch/Recovery Test)"라고 지칭되는) 다음 단계를 수반한다:
1. 직물의 샘플(예를 들어, 폭 2" × 길이 14")을 자르고 ASTM D1776-20(Standard Practice For Conditioning And Testing Textiles, 2020년판, 참조로 본 출원에 포함됨)에 따라 샘플 직물을 컨디셔닝한다.
2. 직물의 폭에 걸쳐 2개의 선을 그리고 그 사이의 거리를 측정하고 기록한다. 선은 바람직하게는 직물 샘플의 중심에서 약 10 인치 떨어져서 연장된다.
3. 샘플에 추 클램프를 부착한 다음 테스트 프레임 상단에 샘플을 매달아서 직물 샘플의 길이가 하향으로 늘어지게 한다.
4. 2.2 kg의 추를 추 클램프의 중심 구멍을 통해 걸어서 부착한다. 샘플이 추를 완전히 지탱할 때까지 추를 부드럽게 내리고 타이머를 시작한다.
5. 30초 후에, 2개의 선 사이의 거리를 측정하고 기록한다.
6. 추와 추 클램프를 제거하고 표본을 60초 동안 이완시킨다.
7. 60초 후에, 다시 2개의 선 사이의 거리를 측정하고 기록한다.
신장률과 회복률은 다음과 같이 계산될 수 있다:
신장률 = 회복률 =
초기 길이(I)
변형 하에서 30초 후 변위(A)
60초 이완 후 변위(R)
종래 기술의 직물은 스판덱스 또는 고무로 형성된 신축성 실을 방염 직물에 포함시켰다. 그러나, 이러한 직물은 상당한 열 수축을 나타낸다(전형적으로 적용 가능한 표준에서 허용하는 것보다 더 큼). 더욱이, 스트레치 실을 형성하는 데 전형적으로 사용되는 탄성 재료는 산업용 세탁과 연관된 온도와 같이 고온에 반복적으로 노출되는 경우에 열화되는 경향이 있다. 시간 경과에 따라 이러한 열화는 재료의 탄성(실의 신장 및 회복 능력)에 유해한 영향을 미칠 수 있다. 더욱이, 신축성 직물은 직물을 그 최종 폭으로 설정하고 직물 내 스트레치 실의 신장 특성을 활성화하기 위해 직물이 높은 수준의 열에 노출되는 마감 적용을 거쳐야 한다. 스판덱스 및 고무와 같은 탄성 재료로 제조된 스트레치 실을 활성화하는 데 필요한 고온(전형적으로 적어도 380℉ 정도)으로 인해 직물의 다른 보호용 섬유(예를 들어, 모드아크릴 섬유)가 열화될 수 있다.
따라서, 스트레치 실을 직물에 포함하지만 여전히 NPFA 1971, 1975, 및 2112 중 적어도 하나의 요건(이러한 직물로 제조된 의복에 대한 열 수축 요건을 충족하는 것을 포함하지만 이에 제한되지 않음)을 통과할 수 있고, 반복적인 산업용 세탁 후에도 그 신장 및 회복 특성을 유지할 수 있는 방염 직물이 필요하다.
본 특허에 사용된 "발명", "상기 발명", "이 발명" 및 "본 발명"이라는 용어는 본 특허의 모든 청구 대상과 아래의 특허 청구범위를 광범위하게 지칭하려는 의도이다. 이러한 용어를 포함하는 설명은 본 출원에 설명된 청구 대상을 제한하거나 아래의 특허 청구범위의 의미 또는 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 이 특허에 의해 보호되는 발명의 실시예는 이 발명의 내용 단락이 아닌 아래의 청구범위에 의해 정의된다. 이 발명의 내용 단락은 본 발명의 다양한 양태에 대한 높은 수준의 개요이며 아래의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 섹션에서 추가로 설명되는 개념 중 일부를 소개한다. 이 발명의 내용 단락은 청구된 청구 대상의 핵심 또는 필수 특징을 식별하려는 것이 아니고, 또한, 청구된 청구 대상의 범위를 결정하기 위해 별개로 사용되게 하려는 것도 아니다. 청구 대상은 본 특허의 전체 명세서, 모든 도면 및 각각의 청구항을 참조하여 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예는 우수한 물리적 및 열적 특성을 나타내는 본체 실과 스트레치 실의 조합으로 형성된 방염 직물에 관한 것이다. 본체 실은 적어도 부분적으로 방염 재료로 형성된다. 스트레치 실은 적어도 부분적으로 방염 재료로 형성된 섬유 외피로 둘러싸인 탄성 코어를 갖는 코어방적 실이다. 섬유 외피는 코어가 열화되거나 녹게 만드는 열과 화염에 직접 노출되지 않도록 탄성 코어를 보호한다.
본 발명의 실시예의 청구 대상은 법적 요건을 충족시키기 위해 구체적으로 여기에 설명되어 있지만, 이러한 설명은 반드시 청구범위의 범위를 제한하려는 의도는 아니다. 청구된 청구 대상은 다른 방식으로 구현될 수 있으며, 서로 다른 요소나 단계를 포함할 수 있고, 다른 기존 기술이나 미래 기술과 함께 사용될 수 있다. 이러한 설명은 개별 단계의 순서 또는 요소의 배열이 명시적으로 설명되는 경우를 제외하고는 다양한 단계 또는 요소 간의 또는 사이의 임의의 특정 순서 또는 배열을 암시하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
일부 실시예는 우수한 물리적 및 열적 특성을 나타내는 본체 실과 스트레치 실의 조합으로 형성된 방염 직물에 관한 것이다. 일부 실시예에서, 방염 직물은 날실 방향과 채움 방향을 갖는다. 방염 직물은 직물의 날실 방향과 채움 방향 모두에 제공되는 복수의 본체 실을 포함한다. 직물은 또한 직물의 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 하나의 방향(또는 양 방향 모두)으로 본체 실 중 적어도 일부 사이에서 연장되는 복수의 스트레치 실을 포함할 수 있다.
본체 실은 방적 실, 필라멘트 실 또는 신장 파단 실일 수 있다. 일부 실시예에서, 본체 실은 모두 방적 실 또는 모두 필라멘트 실이다. 그러나, 본체 실이 모두 동일한 유형의 실일 필요는 없다. 오히려, 단지 예로서, 일부 실시예에서 직물의 본체 실 중 일부는 방적 실일 수 있는 반면, 동일한 직물의 다른 본체 실은 필라멘트 실(방적 실과 동일한 및/또는 상이한 직물 방향으로 배향됨)일 수 있다.
더욱이, 본체 실은 전적으로 한 가지 유형의 섬유(예를 들어, 100 중량% 아라미드 섬유)로 형성될 수 있지만, 일부 실시예에서 본체 실은 섬유의 블렌드로 형성된다. 일부 실시예에서는 직물에서 본체 실을 형성하는 섬유 또는 그 블렌드가 동일하지 않을 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 본체 실이 각각 섬유의 블렌드로 형성된 방적 실을 포함하는 실시예에서, 직물의 일부 방적 실의 섬유 블렌드는 상이할 수 있다(날실 방향 및/또는 채움 방향 사이 및/또는 내에서). 이러한 차이는 블렌드에 사용된 섬유 유형 및/또는 블렌드에 사용된 동일한 섬유 유형의 양으로 인해 발생할 수 있다.
본체 실은 (적어도 부분적으로) 방염("FR") 재료(들)로 형성된다. 일부 실시예에서, 본체 실은 본질적으로 FR 스테이플 섬유 또는 방염 처리된 스테이플 섬유로 형성된다. 일부 실시예에서, 본체 실은 적어도 40 중량%("wt.%") 방염 섬유, 적어도 45 wt.% 방염 섬유, 적어도 50 wt.% 방염 섬유, 적어도 55 wt.% 방염 섬유, 적어도 60 wt.% 방염 섬유, 적어도 65 wt.% 방염 섬유, 및/또는 적어도 70 wt.% 방염 섬유를 포함한다. 일부 실시예에서, 비-FR 섬유가 섬유 블렌드에 첨가될 수 있다. 일부 실시예에서, 본체 실은 적어도 25 wt.% 비-FR 섬유, 적어도 30 wt.% 비-FR 섬유, 적어도 35 wt.% 비-FR 섬유, 적어도 40 wt.% 비-FR 섬유, 적어도 45 wt.% 비-FR 섬유, 적어도 50 wt.% 비-FR 섬유, 적어도 55 wt.% 비-FR 섬유, 및/또는 적어도 60 wt.% 비-FR 섬유를 포함한다.
본체 실을 형성하는 데 유용한 예시적인 FR 재료 및 비-FR 재료는 아라미드(파라-아라미드 및 메타-아라미드 포함); 폴리벤즈이미다졸("PBI"); 폴리벤족사졸("PBO"); 모드아크릴; 폴리{2,6-디이미다조[4,5-b:40;50-e]-피리디닐렌-1,4(2,5-디히드록시)페닐렌}("PIPD"); 초고분자량("UHMW") 폴리에틸렌; UHMW 폴리프로필렌; 폴리비닐 알콜; 폴리아크릴로니트릴; 액정 폴리머; 유리; 나일론; 탄소; 실크; 폴리아미드; 폴리에스테르; 및 천연 및 합성 셀룰로스 화합물(예를 들어, 면, 레이온, 아세테이트, 트리아세테이트, 및 리오셀 섬유뿐만 아니라 이들의 방염 대응물인 FR 면, FR 레이온, FR 아세테이트, FR 트리아세테이트 및 FR 리오셀), TANLON™ 섬유(Shanghai Tanlon Fiber Company로부터 입수 가능), 양모, 멜라민(예컨대, BASOFIL™, Basofil Fibers로부터 입수 가능), 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 사전 산화된 아크릴, 폴리아미드-이미드 섬유, 예컨대 KERMEL™, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드 섬유, 폴리클랄, 폴리이미드, 폴리이미드아미드, 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 및 이들의 임의의 조합 또는 블렌드를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
파라-아라미드 재료의 예에는 KEVLAR™(DuPont으로부터 입수 가능), TECHNORA™(네덜란드 아른하임 소재의 Teijin Twaron BV로부터 입수 가능), 및 TWARON(역시 Teijin Twaron BV로부터 입수 가능)이 포함된다. 메타-아라미드 재료의 예에는 NOMEX™(DuPont으로부터 입수 가능), CONEX™(Teijin으로부터 입수 가능), 및 Kermel(Kermel로부터 입수 가능)이 포함된다. 적절한 모드아크릴 재료의 예는 일본 오사카 소재의 Kaneka Corporation으로부터 입수 가능한 PROTEX™이다. PIPD 재료의 예는 M5(Dupont)를 포함한다. UHMW 폴리에틸렌 재료의 예에는 폴리머 재료인 VECTRAN(Kuraray로부터 입수 가능)이 포함된다. 적절한 레이온 재료의 예는 Lenzing Fibers Corporation으로부터 입수 가능한 Lenzing에 의한 Viscose™ 및 Modal™이다. FR 레이온 재료의 예는, 역시 Lenzing Fibers Corporation으로부터 입수 가능한 Lenzing FR™이다. 리오셀 재료의 예에는 TENCEL G 100™ 및 TENCEL A 100™이 포함되며, 양자 모두 Lenzing Fibers Corporation으로부터 입수할 수 있다.
일부 실시예에서, 본체 실의 방염 섬유는 아라미드 섬유(메타-아라미드, 파라-아라미드, 또는 양자 모두)와 모드아크릴 섬유의 블렌드를 포함한다. 모드아크릴 섬유는 아라미드 섬유보다 훨씬 저렴하므로, 직물 비용을 억제하는 데 도움이 된다. 일부 실시예에서 본체 실의 섬유 블렌드 중 모드아크릴 섬유의 백분율은 블렌드 중 아라미드 섬유의 백분율의 적어도 2배, 적어도 3배, 및/또는 적어도 4배이다. 일부 실시예에서, 본체 실은 적어도 30 wt.% 모드아크릴 섬유, 적어도 35 wt.% 모드아크릴 섬유, 적어도 40 wt.% 모드아크릴 섬유, 적어도 45 wt.% 모드아크릴 섬유, 및/또는 적어도 50 wt.% 모드아크릴 섬유를 포함한다. 일부 실시예에서, 본체 실은 대략: (i) 30-60 wt.% 모드아크릴 섬유(경계치 포함); (ii) 35-55 wt.% 모드아크릴 섬유(경계치 포함); (iii) 40-50 wt.% 모드아크릴 섬유(경계치 포함); 및/또는 (iv) 45-50 wt.% 모드아크릴 섬유(경계치 포함)를 포함한다. 일부 실시예에서, 본체 실은 적어도 5 wt.% 아라미드 섬유, 적어도 10 wt.% 아라미드 섬유, 적어도 15 wt.% 아라미드 섬유, 적어도 20 wt.% 아라미드 섬유, 적어도 25 wt.% 아라미드 섬유, 및/또는 적어도 30 wt.% 아라미드 섬유를 포함한다. 일부 실시예에서, 본체 실은 대략: (i) 5-30 wt.% 아라미드 섬유(경계치 포함); (ii) 10-25 wt.% 아라미드 섬유(경계치 포함); (iii) 10-20 wt.% 아라미드 섬유(경계치 포함); (iv) 15-25 wt.% 아라미드 섬유(경계치 포함); 및/또는 (v) 15-20 wt.% 아라미드 섬유(경계치 포함)를 포함한다.
일부 실시예에서, 셀룰로스 섬유는 비용을 절감하고 편안함을 부여하기 위해 본체 실의 섬유 블렌드에 첨가될 수 있다. 일부 실시예에서, 본체 실은 적어도 20 wt.% 셀룰로스 섬유, 적어도 25 wt.% 셀룰로스 섬유, 적어도 30 wt.% 셀룰로스 섬유, 적어도 35 wt.% 셀룰로스 섬유, 적어도 40 wt.% 셀룰로스 섬유, 적어도 45 wt.% 셀룰로스 섬유, 및/또는 적어도 50 wt.% 셀룰로스 섬유를 포함한다. 일부 실시예에서, 본체 실은 대략: (i) 20-50 wt.% 셀룰로스 섬유(경계치 포함); (ii) 25-45 wt.% 셀룰로스 섬유(경계치 포함); (iii) 30-40 wt.% 셀룰로스 섬유(경계치 포함); (iv) 35-45 wt.% 셀룰로스 섬유(경계치 포함); 및/또는 (v) 35-40 wt.% 셀룰로스 섬유(경계치 포함)를 포함한다.
일부 실시예에서, 셀룰로스 섬유는 리오셀 섬유 및/또는 비-FR 리오셀 섬유이다. 일부 실시예에서, 본체 실의 섬유 블렌드에는 다양한 셀룰로스 섬유의 블렌드가 사용된다. 셀룰로스 섬유는 방염으로 처리될 수 있지만, 이것이 필수는 아니다. 오히려, 섬유 블렌드에 본질적으로 방염 섬유를 포함시키면 충분한 방염 및 아크 보호가 부여되며 셀룰로스 섬유가 연소되는 것이 방지된다. 예를 들어, 모드아크릴 섬유는 셀룰로스 섬유의 가연성을 제어하고 상쇄하여 셀룰로스 섬유가 연소되는 것을 방지한다. 이러한 방식으로, 셀룰로스 섬유(또는 이러한 섬유로 제조된 실 또는 직물)는 FR 화합물 또는 첨가제로 처리될 필요가 없다.
일부 실시예에서, 본체 실은 모드아크릴, 셀룰로스(FR 및/또는 비-FR), 및 아라미드 섬유의 블렌드, 예컨대 대략 (i) 30-60 wt.% 모드아크릴 섬유, 20-60 wt.% 셀룰로스 섬유, 및 5-30 wt.% 아라미드 섬유; (ii) 40-55 wt.% 모드아크릴 섬유, 30-45 wt.% 셀룰로스 섬유, 및 10-20 wt.% 아라미드 섬유; (iii) 45-55 wt.% 모드아크릴 섬유, 35-45 wt.% 셀룰로스 섬유, 및 10-20 wt.% 아라미드 섬유; (iv) 40-50 wt.% 모드아크릴 섬유, 30-40 wt.% 셀룰로스 섬유, 및 10-15 wt.% 아라미드 섬유; 및/또는 (v) 45-50 wt.% 모드아크릴 섬유, 35-40 wt.% 셀룰로스 섬유, 및 15-20 wt.% 아라미드 섬유로 형성되지만 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 상기의 블렌드에서 셀룰로스 섬유는 비-FR 셀룰로스 섬유이다.
일부 실시예에서, 추가적인 섬유가 섬유 블렌드에 첨가될 수 있다. 이러한 섬유에는 (1) 정전기를 소멸시키거나 최소화하기 위한 정전기 방지 섬유, (2) 항균 섬유, 및/또는 (3) 제한되는 것은 아니지만 직물의 마모성을 개선하기 위한 나일론(즉, 폴리아미드) 및/또는 폴리에스테르 섬유와 같은 고강도 섬유가 포함되지만 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예에서는, 5-25 wt.% 나일론 섬유가 블렌드에 첨가될 수 있다.
아라미드 섬유는 파라-아라미드 섬유, 메타-아라미드 섬유, 또는 파라-아라미드 섬유와 메타-아라미드 섬유의 블렌드일 수 있다. 일부 실시예에서, 섬유 블렌드는 미국 공개 번호 제2018/0171516호(참조로 본 출원에 포함됨)에 개시된 것과 같은 첨가제 함유 섬유를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 섬유 블렌드 내의 아라미드 섬유는 생산자 착색될 수 있으며, 이에 의해 섬유는 섬유 형성 이후가 아니라 섬유 자체를 제조하는 프로세스 동안 착색된다. 일부 실시예에서, 아라미드 섬유는 어두운 안료(예를 들어, 흑색 또는 남색)로 착색된다.
일부 실시예에서, 본체 실은 단지 모드아크릴, 셀룰로스(FR 및/또는 비-FR), 및 아라미드 섬유의 블렌드로 형성되며 다른 유형의 섬유는 없다. 일부 실시예에서, 본체 실은 단지 모드아크릴, 셀룰로스(FR 및/또는 비-FR), 아라미드 섬유, 및 나일론 섬유의 블렌드로 형성되며 다른 유형의 섬유는 없다. 일부 실시예에서, 본체 실은 단지 모드아크릴, 셀룰로스(FR 및/또는 비-FR), 아라미드 섬유, 나일론 섬유, 및 정전기 방지 섬유의 블렌드로 형성되며 다른 유형의 섬유는 없다.
본체 실의 각각의 말단은 단일의 본체 실로 형성될 수 있거나, 또는 다수의 본체 실이 겹쳐지거나 그렇지 않으면 조합되어 말단을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 본체 실은 8 내지 25의 단일 당량 면 번수(singles equivalent cotton count) 범위를 갖는다.
본체 실 외에도, 직물 내부에 스트레치 실이 제공된다. 스트레치 실은 방적 실, 필라멘트 실, 신장 파단 실, 및 코어방적 실을 포함하는 임의의 유형의 실일 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 전체 직물이 방염이거나 및/또는 방염 직물에 대한 적용 가능한 또는 원하는 표준을 충족하는 한, 스트레치 실은 FR/비-FR 재료의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 스트레치 실의 각각의 말단이 단일의 실로 형성될 수 있거나, 또는 다수의 실이 조합되거나, 결합되거나, 또는 피복되어(즉, 겹침(plied), 겹쳐 꼬임(ply twist), 랩핑(wrapped), 코어시스(coresheath), 커버방적(coverspun) 등) 말단을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 스트레치 실은 8 내지 25의 단일 당량 면 번수 범위를 갖는다.
일부 실시예에서, 스트레치 실은 섬유 외피에 의해 보호되는 탄성 코어를 갖는 코어방적 실이다. 하나의 구체적이고 비제한적인 예에서, 탄성 코어는 100% 가교된 폴리올레핀 탄성 섬유 코어(예컨대, 상표명 XLA(https://www.xlancefibre.com)로 판매되는 것)이며, 이에 대해 복수의 개별 스테이플 섬유가 방적되어 코어를 둘러싸는 섬유 외피를 형성한다. 예로서, 스테이플 섬유는 드레프 방적(dref spin) 절차 또는 에어 제트 방적(air jet spinning) 프로세스를 사용하여 코어 주위로 방적될 수 있다.
섬유 외피는 코어가 열화되거나 녹게 만드는 열과 화염에 직접 노출되지 않도록 탄성 코어를 보호한다. 섬유 외피는 바람직하게는 생성된 직물이 원하는 수준의 방염/내열 보호를 제공하고 이러한 방염 보호의 손실 위험 없이 적어도 한 방향(스트레치 실이 제공되는 방향)으로 신축 가능하도록 방염 섬유를 포함한다. 섬유 외피에 유용한 재료에는 본체 실에 사용하기 위해 위에서 확인된 동일한 섬유가 포함되지만 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 코어를 둘러싸는 외피는 본체 실의 일부 또는 전부와 실질적으로 동일한 또는 유사한 섬유 블렌드를 갖지만, 이것이 필수 사항은 아니다.
XLA 섬유는 기존 스트레치 재료보다 훨씬 낮은 온도, 예컨대 200°F 내지 220°F에서 활성화될 수 있다. 따라서 이러한 탄성 섬유를 포함하는 직물을 마감하는 데 필요한 온도는 기존 신축성 직물을 마감하는 데 필요한 온도보다 훨씬 낮고, 따라서 직물의 다른 섬유가 손상되거나 열화될 가능성이 감소한다.
본체 실과 스트레치 실은 모두 업계에서 잘 알려진 다양한 방식으로 후속하여 방염 직물을 형성하는 데 사용될 수 있다. 임의의 바람직한 직조(예를 들어, 평직, 능직, 립스톱, 바스켓직) 또는 편직(예를 들어, 단일, 이중, 평직, 인터로크) 패턴이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 직물은 평직 직물로 형성된다.
본 출원에서 고려되는 방염 직물은 본체 실과 스트레치 실을 임의의 조합 또는 배향으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서 직물은 날실 방향과 채움 방향을 포함하는 직조 직물일 수 있다. 본체 실은 전형적으로 날실 방향과 채움 방향 모두에서 제공된다. 스트레치 실은 날실 방향으로만 포함될 수 있거나, 채움 방향으로만 포함될 수 있거나, 또는 직물 내에 격자 패턴을 형성하기 위해 날실 방향과 채움 방향 모두에서 포함될 수 있다. 비제한적인 일 실시예에서, 채움 방향으로는 본체 실과 채움 실이 모두 연장되고 날실 방향으로는 본체 실만이 연장되도록, 스트레치 실은 채움 방향으로만 제공된다.
스트레치 실은 임의의 원하는 비율로 본체 실에 대해 직물에 위치될 수 있다. 스트레치 실과 본체 실의 비율은 (1) 직물의 방향 내에서 및/또는 (2) 직물의 서로 다른 방향에서 동일하거나 상이할 수 있다. 비율은 실 말단을 계수하여 계산된다. 예를 들어, 겹친 실을 고려할 때, 겹친 실의 각각의 실이 비율을 결정하기 위해 개별적으로 고려되는 것이 아니라, 오히려 겹친 실이 함께 단일의 말단으로 고려된다. 예를 들어, 다음과 같이 실이 반복되는 패턴으로, 즉, 즉, 2개의 2겹 제1 실(즉, 각각의 제1 실이 2개의 개별 실을 겹쳐서 형성됨)에 이어서 1개의 단일 제2 실(즉, 제2 실이 겹치지 않음)이 반복되는 패턴으로 직조된 직물을 고려한다. 이러한 직물의 경우 제2 실과 제1 실의 비율은 각각의 실 말단에 기초하여 1:2이다.
직물의 날실 및/또는 채움 방향 중 어느 한 방향 또는 양 방향 모두에서 스트레치 실과 본체 실의 비율은 약 40:1 내지 약 1:40, 또는 약 30:1 내지 약 1:30, 또는 약 25:1 내지 약 1:25, 또는 약 20:1 내지 약 1:20, 또는 약 15:1 내지 약 1:15, 또는 약 10:1 내지 약 1:10, 또는 9:1, 또는 8:1, 또는 7:1, 또는 6:1, 또는 5:1, 또는 4:1, 또는 3:1, 또는 2:1, 또는 1:1, 또는 1:2, 또는 1:3, 또는 1:4, 또는 1:5, 또는 1:6, 또는 1:7, 또는 1:8, 또는 1:9, 또는 심지어 약 2:3 또는 3:2 내지 약 1:3, 또는 직조 또는 편직 패턴 내에서 이들 비율의 임의의 조합일 수 있다. 특정 실시예에서, 전형적으로 스트레치 실과 동일한 또는 더 많은 본체 실이 직물 방향으로 제공되어, 해당 방향에서 스트레치 실과 본체 실의 비율이 약 1:1 내지 약 1:10 범위 또는 해당 범위 내의 임의의 중간 비율로 될 것이다. 특정 실시예에서, 직물 방향(예를 들어, 채움 방향)에서 스트레치 실과 본체 실의 비율은 1:1 내지 1:5, 예컨대 1:2, 1:3, 1:4, 또는 1:5이다. 일부 실시예에서, 직물 방향 내에서 스트레치 실과 본체 실의 비율은 다양할 수 있다. 단지 예로서, 직물 방향에서 스트레치 실과 본체 실의 제1 비율은 1:2일 수 있고, 이어서 해당 직물 방향에서 스트레치 실과 본체 실의 제2 비율은 1:3일 수 있다. 이러한 방식으로, 해당 방향의 직물은 하나의 스트레치 실, 이어서 2개의 본체 실, 이어서 하나의 스트레치 실, 이어서 3개의 본체 실의 반복 순서를 갖게 된다. 직물 방향 내에서 임의의 수의 다양한 비율의 임의의 조합을 사용할 수 있다.
일부 실시예에서, 본 출원에 개시된 직물은 평방야드당 3-14 온스("osy")(경계치 포함)의 중량; 4-12 osy(경계치 포함); 5-9 osy(경계치 포함); 6-8.5 osy(경계치 포함); 7-10 osy(경계치 포함); 7-9 osy(경계치 포함); 8-12 osy(경계치 포함); 4-8 osy(경계치 포함); 4-7.5 osy(경계치 포함); 4-7 osy(경계치 포함); 5-7 osy(경계치 포함); 5.5-7 osy(경계치 포함); 또는 6-7 osy(경계치 포함)를 포함한다. 일부 실시예에서, 직물 중량은 6-9 osy(경계치 포함)이거나, 및/또는 9 osy, 8 osy, 7 osy 이하 및/또는 6 osy 이하이다.
본 출원에서 고려되는 방염 직물은, 생성된 직물 (i)이 NFPA 1971, 1975 및 2112 중 적어도 하나의 요건(허용 가능한 아크 등급 및 낮은 열 수축을 포함)을 준수하고, (ii) 반복 세탁을 거친 경우 우수한 치수 안정성을 나타내며, (iii) 세탁 후에도 우수한 신장 및 회복 특성을 보유하도록 본체 실과 스트레치 실이 균형 있게 구성된다.
단지 예로서, 본 출원에서 고려되는 신축성 직물의 실시예는 (1) ASTM F1506(6 인치 이하의 탄화 길이 및 2초 이하의 잔염) 및/또는 NFPA 1971 및 2112(4 인치 이하의 탄화 길이 및 2초 이하의 잔염)의 수직 가연성 요건을 준수하고; (2) ASTM F1959에 따라 테스트했을 때, 적어도 4 ㎈/㎠ 또는 적어도 8 ㎈/㎠의 아크 등급을 달성하고; (3) ASTM F2894-21에 따라 테스트했을 때 기계/날실 방향 및 교차-기계/씨실 방향 모두에서 10% 이하의 열 수축을 나타낸다. 더욱이, 본 출원에서 고려되는 신축성 직물의 실시예는 앞서 설명된 신장/회복 테스트에 따라 테스트했을 때 스트레치 실이 포함된 각각의 직물 방향에서 적어도 10%, 바람직하게는 적어도 15-20%의 신장률과, 적어도 75%, 더욱 바람직하게는 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 또는 적어도 99%의 회복률을 달성한다. 일부 실시예는 아래에 설명되는 방법론에 따라 세척했을 때, 25-150회의 산업용 세탁("IL"), 50-125회의 산업용 세탁, 및 75-100회의 산업용 세탁 후 이러한 신장률 및/또는 회복률 수치를 달성할 수 있다. 본 출원에서 고려되는 신축성 직물의 일부 실시예는 100회 산업용 세탁 후 적어도 10%(바람직하게는 적어도 15-20%)의 신장률과, 적어도 75%, 더욱 바람직하게는 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 또는 적어도 99%의 회복률을 달성한다.
신축성 직물의 구체적이고 비제한적인 실시예는 다음과 같다:
발명 직물 1: 날실과 채움 실로 형성된 7.9 osy 직조 직물이다. 모든 날실은 47 wt.% 모드아크릴/37 wt.% 비-FR 셀룰로스/16 wt.% 흑색 생산자 착색 아라미드의 섬유 블렌드를 갖는 13/1 cc 방적 실이었다. 2개의 서로 다른 채움 실이 사용되었다. 채움 실 #1은 각각 XLA 탄성 섬유 코어와 날실과 동일한 섬유 블렌드의 섬유 외피를 갖는 10/1 cc 신장 코어방적 실이었다. 채움 실 #2는 각각 날실과 동일한 섬유 블렌드의 20/2 cc 겹친 방적 실이었다. 채움 실 #1과 채움 실 #2는 1:2의 비율로 채움 방향으로 제공되었으며, 이는 채움 실 #1(스트레치 실)의 각각의 말단에 채움 실 #2(각각 겹친 방적 실)의 2개의 말단이 채움 방향에 걸쳐 반복 패턴으로 이어졌음을 의미한다.
발명 직물 2: 날실과 채움 실로 형성된 8.4 osy 직조 직물이다. 모든 날실은 47 wt.% 모드아크릴/37 wt.% 비-FR 셀룰로스/16 wt.% 흑색 생산자 착색 아라미드의 섬유 블렌드를 갖는 20/2 cc 방적 실이었다. 2개의 서로 다른 채움 실이 사용되었다. 채움 실 #1은 각각 XLA 탄성 섬유 코어와 날실과 동일한 섬유 블렌드의 섬유 외피를 갖는 10/1 cc 신장 코어방적 실이었다. 채움 실 #2는 각각 날실과 동일한 섬유 블렌드의 20/2 cc 겹친 방적 실이었다. 채움 실 #1과 채움 실 #2는 1:2의 비율로 채움 방향으로 제공되었으며, 이는 채움 실 #1(스트레치 실)의 각각의 말단에 채움 실 #2(각각 겹친 방적 실)의 2개의 말단이 채움 방향에 걸쳐 반복 패턴으로 이어졌음을 의미한다.
발명 직물 1 및 2는 후염 및 텐터 마감되었다. 발명 직물 2는 30분 동안 표준 140℉ 산업용 세척을 거쳤다. 세척 후, 직물은 스택 온도가 155℉를 초과하지 않는 산업용 건조기에서 30분 동안 건조되었다. 이러한 세척 및 건조 프로세스를 집합적으로 산업용 세탁 또는 "IL"이라고 지칭한다.
발명 직물 1과 발명 직물 2의 물리적 및 열적 특성을 테스트하였고, 그 결과는 표 1에 제시되어 있다:
Figure pct00003
일부 실시예에서, 100회의 산업용 세탁 후 스트레치 실이 포함된 직물 방향의 신장률(앞서 설명된 신장/회복 테스트에 따라 테스트했을 때)은 산업용 세탁 전(즉, BW)의 해당 직물 방향의 신장률보다 5% 이하 더 작다. 일부 실시예에서, 100회의 산업용 세탁 후 스트레치 실이 포함된 직물 방향의 회복률(앞서 설명된 신장/회복 테스트에 따라 테스트했을 때)은 산업용 세탁 전(즉, BW)의 해당 직물 방향의 회복률보다 5% 이하 더 작다. 따라서, 단지 예로서, 스트레치 실을 사용한 직물 방향의 회복률이 98% BW인 경우, 100 IL 후 해당 직물 방향의 회복률은 93% 이상이어야 한다.
본 출원에 개시된 직물의 실시예는 자체적으로 또는 다른 직물과 조합하여 다양한 보호용 의복의 구성에 사용될 수 있으며, 본 출원에 개시된 응용에서의 사용만으로 제한되지 않는다.
예
본 출원에 설명된 개념에 따라 다양한 예시적 유형의 추가 설명을 제공하는 "예"로서 명시적으로 열거된 적어도 일부를 포함하는 예시적인 실시예의 집합이 아래에 제공된다. 이러한 예는 상호 배타적이거나, 포괄적이거나, 또는 제한적이지 않으며; 본 발명은 이들 예시적인 예로 제한되지 않고, 발행된 청구범위 및 그 균등물의 범위 내에서 가능한 모든 수정 및 변형을 포함한다.
예 1. 날실 방향과 채움 방향을 갖는 방염 직물이며, 직물은 각각 본체 실 섬유 블렌드로 형성되며 직물의 날실 방향과 채움 방향 모두에서 제공되는 복수의 본체 실로서, 본체 실 섬유 블렌드는 모드아크릴 섬유, 셀룰로스 섬유, 및 아라미드 섬유를 포함하는, 복수의 본체 실; 및 직물의 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 한 방향으로 본체 실 중 적어도 일부 사이에 연장되는 복수의 스트레치 실로서, 각각의 스트레치 실은 외피에 의해 둘러싸인 탄성 코어를 포함하고, 외피는 모드아크릴 섬유, 셀룰로스 섬유, 및 아라미드 섬유를 포함하는 외피 섬유 블렌드를 포함하는, 복수의 스트레치 실을 포함하고, 직물은 ASTM D6413(2015)에 따라 테스트했을 때 6 인치 이하의 탄화 길이 및 2초 이하의 잔염을 갖고; 직물은 ASTM F1959(2014)에 따라 테스트했을 때 적어도 8 ㎈/㎠의 아크 등급을 갖고; 직물은 ASTM F 2894(2021)에 따라 테스트했을 때 날실 방향과 채움 방향 모두에서 10% 이하의 열 수축을 나타내고; 직물은 복수의 스트레치 실이 연장되는 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 하나에서 신장률 및 회복률을 포함하고, 100회의 산업용 세탁 후 신장률은 적어도 10%이고 회복률은 적어도 90%이며, 이에 의해 각각의 산업용 세탁에서 직물은 30분 동안 표준 140℉ 산업용 세척을 거치고, 직물은 스택 온도가 155℉를 초과하지 않는 산업용 건조기에서 30분 동안 건조된다.
예 2. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 본체 실 섬유 블렌드는 40-55 wt.% 모드아크릴 섬유, 30-45 wt.% 비-FR 셀룰로스 섬유, 및 10-20 wt.% 아라미드 섬유를 포함한다.
예 3. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 외피 섬유 블렌드는 40-55 wt.% 모드아크릴 섬유, 30-45 wt.% 비-FR 셀룰로스 섬유, 및 10-20 wt.% 아라미드 섬유를 포함한다.
예 4. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 본체 실 섬유 블렌드와 외피 섬유 블렌드는 실질적으로 동일하다.
예 5. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 본체 실 섬유 블렌드와 외피 섬유 블렌드는 각각 40-55 wt.% 모드아크릴 섬유, 30-45 wt.% 비-FR 셀룰로스 섬유, 및 10-20 wt.% 아라미드 섬유를 포함한다.
예 6. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 본체 실 섬유 블렌드는 모드아크릴 섬유, 셀룰로스 섬유, 및 아라미드 섬유만을 포함한다.
예 7. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 탄성 코어는 폴리올레핀을 포함한다.
예 8. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 복수의 스트레치 실은 날실 방향과 채움 방향 중 한 방향으로만 제공된다.
예 9. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 복수의 스트레치 실은 채움 방향으로만 제공된다.
예 10. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 복수의 스트레치 실은 직물의 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 한 방향으로 약 1:2 내지 약 1:10의 스트레치 실 대 본체 실의 비율로 제공된다.
예 11. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 복수의 스트레치 실은 직물의 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 한 방향으로 약 1:2 내지 약 1:5의 스트레치 실 대 본체 실의 비율로 제공된다.
예 12. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 복수의 스트레치 실은 직물의 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 한 방향으로 1:2의 스트레치 실 대 본체 실의 비율로 제공된다.
예 13. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 직물은 평방야드당 7-9 온스(경계치 포함)의 중량을 포함한다.
예 14. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 본체 실은 방적 실이다.
예 15. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 아라미드 섬유는 생산자 착색 섬유이고 어두운 안료를 포함한다.
예 16. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 본체 실 중 적어도 일부는 겹친다.
예 17. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 회복률은 적어도 95%이다.
예 18. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 100회의 산업용 세탁 후 신장률 및 회복률은 100회의 산업용 세탁 중 첫 번째 세탁 전의 신장률 및 회복률보다 5% 이하로 더 작다.
예 19. 날실 방향과 채움 방향을 갖는 방염 직물이며, 직물은 본체 실 섬유 블렌드로 각각 형성되며 직물의 날실 방향과 채움 방향 모두에서 제공되는 복수의 본체 실로서, 본체 실 섬유 블렌드는 모드아크릴 섬유, 셀룰로스 섬유, 및 아라미드 섬유를 포함하는, 복수의 본체 실; 직물의 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 한 방향으로 본체 실 중 적어도 일부 사이에 연장되는 복수의 스트레치 실로서, 각각의 스트레치 실은 외피에 의해 둘러싸인 탄성 코어를 포함하고, 외피는 모드아크릴 섬유, 셀룰로스 섬유, 및 아라미드 섬유를 포함하는 외피 섬유 블렌드를 포함하는, 복수의 스트레치 실을 포함하고, 본체 실 섬유 블렌드와 외피 섬유 블렌드는 각각 40-55 wt.% 모드아크릴 섬유, 30-45 wt.% 비-FR 셀룰로스 섬유, 및 10-20 wt.% 아라미드 섬유를 포함하고; 본체 실 섬유 블렌드와 외피 섬유 블렌드는 실질적으로 동일하며; 복수의 스트레치 실은 직물의 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 한 방향으로 약 1:2 내지 약 1:4의 스트레치 실 대 본체 실의 비율로 제공되고; 직물은 ASTM D6413(2015)에 따라 테스트했을 때 6 인치 이하의 탄화 길이 및 2초 이하의 잔염을 갖고; 직물은 ASTM F1959(2014)에 따라 테스트했을 때 적어도 8 ㎈/㎠의 아크 등급을 갖고; 직물은 ASTM F 2894(2021)에 따라 테스트했을 때 날실 방향과 채움 방향 모두에서 10% 이하의 열 수축을 나타내고; 직물은 평방야드당 7-10 온스(경계치 포함)의 중량을 포함하고; 직물은 복수의 스트레치 실이 연장되는 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 하나에서 신장률 및 회복률을 포함하고, 100회의 산업용 세탁 후 신장률은 적어도 10%이고 회복률은 적어도 95%이며, 이에 의해 각각의 산업용 세탁에서 직물은 30분 동안 표준 140℉ 산업용 세척을 거치고, 직물은 스택 온도가 155℉를 초과하지 않는 산업용 건조기에서 30분 동안 건조된다.
예 20. 임의의 이전 또는 후속 예 또는 예의 조합의 직물로서, 복수의 스트레치 실은 채움 방향으로만 제공된다.
앞서 설명된 컴포넌트의 다양한 배열뿐만 아니라 도시 또는 설명되지 않은 컴포넌트 및 단계도 가능하다. 마찬가지로, 일부 특징 및 하위 조합이 유용하며 다른 특징 및 하위 조합을 참조하지 않고 채용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 제한적인 목적이 아닌 예시를 위해 설명되었으며, 대안적인 실시예가 본 특허의 독자에게 명백해질 것이다. 따라서, 본 발명은 앞서 설명하거나 도면에 도시된 실시예에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 실시예 및 수정이 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 날실 방향과 채움 방향을 갖는 방염 직물이며, 직물은
    (a) 본체 실 섬유 블렌드로 각각 형성되며 직물의 날실 방향과 채움 방향 모두에서 제공되는 복수의 본체 실로서, 본체 실 섬유 블렌드는 모드아크릴 섬유, 셀룰로스 섬유, 및 아라미드 섬유를 포함하는, 복수의 본체 실; 및
    (b) 직물의 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 한 방향으로 본체 실 중 적어도 일부 사이에 연장되는 복수의 스트레치 실로서, 각각의 스트레치 실은 외피에 의해 둘러싸인 탄성 코어를 포함하고, 외피는 모드아크릴 섬유, 셀룰로스 섬유, 및 아라미드 섬유를 포함하는 외피 섬유 블렌드를 포함하는, 복수의 스트레치 실을 포함하고,
    i. 직물은 ASTM D6413(2015)에 따라 테스트했을 때 6 인치 이하의 탄화 길이 및 2초 이하의 잔염을 갖고;
    ii. 직물은 ASTM F1959(2014)에 따라 테스트했을 때 적어도 8 ㎈/㎠의 아크 등급을 갖고;
    iii. 직물은 ASTM F 2894(2021)에 따라 테스트했을 때 날실 방향과 채움 방향 모두에서 10% 이하의 열 수축을 나타내고;
    iv. 직물은 복수의 스트레치 실이 연장되는 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 하나에서 신장률 및 회복률을 포함하고, 100회의 산업용 세탁 후 신장률은 적어도 10%이고 회복률은 적어도 90%이며, 이에 의해 각각의 산업용 세탁에서 직물은 30분 동안 표준 140℉ 산업용 세척을 거치고, 직물은 스택 온도가 155℉를 초과하지 않는 산업용 건조기에서 30분 동안 건조되는, 방염 직물.
  2. 제1항에 있어서, 본체 실 섬유 블렌드는 40-55 wt.% 모드아크릴 섬유, 30-45 wt.% 비-FR 셀룰로스 섬유, 및 10-20 wt.% 아라미드 섬유를 포함하는, 방염 직물.
  3. 제1항에 있어서, 외피 섬유 블렌드는 40-55 wt.% 모드아크릴 섬유, 30-45 wt.% 비-FR 셀룰로스 섬유, 및 10-20 wt.% 아라미드 섬유를 포함하는, 방염 직물.
  4. 제1항에 있어서, 본체 실 섬유 블렌드와 외피 섬유 블렌드는 실질적으로 동일한, 방염 직물.
  5. 제4항에 있어서, 본체 실 섬유 블렌드와 외피 섬유 블렌드는 각각 40-55 wt.% 모드아크릴 섬유, 30-45 wt.% 비-FR 셀룰로스 섬유, 및 10-20 wt.% 아라미드 섬유를 포함하는, 방염 직물.
  6. 제1항에 있어서, 본체 실 섬유 블렌드는 모드아크릴 섬유, 셀룰로스 섬유, 및 아라미드 섬유만을 포함하는, 방염 직물.
  7. 제1항에 있어서, 탄성 코어는 폴리올레핀을 포함하는, 방염 직물.
  8. 제1항에 있어서, 복수의 스트레치 실은 날실 방향과 채움 방향 중 한 방향으로만 제공되는, 방염 직물.
  9. 제8항에 있어서, 복수의 스트레치 실은 채움 방향으로만 제공되는, 방염 직물.
  10. 제1항에 있어서, 복수의 스트레치 실은 직물의 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 한 방향으로 약 1:2 내지 약 1:10의 스트레치 실 대 본체 실의 비율로 제공되는, 방염 직물.
  11. 제10항에 있어서, 복수의 스트레치 실은 직물의 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 한 방향으로 약 1:2 내지 약 1:5의 스트레치 실 대 본체 실의 비율로 제공되는, 방염 직물.
  12. 제11항에 있어서, 복수의 스트레치 실은 직물의 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 한 방향으로 1:2의 스트레치 실 대 본체 실의 비율로 제공되는, 방염 직물.
  13. 제1항에 있어서, 직물은 평방야드당 7-9 온스(경계치 포함)의 중량을 포함하는, 방염 직물.
  14. 제1항에 있어서, 본체 실은 방적 실인, 방염 직물.
  15. 제1항에 있어서, 아라미드 섬유는 생산자 착색 섬유이고 어두운 안료를 포함하는, 방염 직물.
  16. 제1항에 있어서, 본체 실 중 적어도 일부는 겹치는, 방염 직물.
  17. 제1항에 있어서, 회복률은 적어도 95%인, 방염 직물.
  18. 제1항에 있어서, 100회의 산업용 세탁 후 신장률 및 회복률은 100회의 산업용 세탁 중 첫 번째 세탁 전의 신장률 및 회복률보다 5% 이하로 더 작은, 방염 직물.
  19. 날실 방향과 채움 방향을 갖는 방염 직물이며, 직물은
    (a) 본체 실 섬유 블렌드로 각각 형성되며 직물의 날실 방향과 채움 방향 모두에서 제공되는 복수의 본체 실로서, 본체 실 섬유 블렌드는 모드아크릴 섬유, 셀룰로스 섬유, 및 아라미드 섬유를 포함하는, 복수의 본체 실;
    (b) 직물의 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 한 방향으로 본체 실 중 적어도 일부 사이에 연장되는 복수의 스트레치 실로서, 각각의 스트레치 실은 외피에 의해 둘러싸인 탄성 코어를 포함하고, 외피는 모드아크릴 섬유, 셀룰로스 섬유, 및 아라미드 섬유를 포함하는 외피 섬유 블렌드를 포함하는, 복수의 스트레치 실을 포함하고,
    i. 본체 실 섬유 블렌드와 외피 섬유 블렌드는 각각 40-55 wt.% 모드아크릴 섬유, 30-45 wt.% 비-FR 셀룰로스 섬유, 및 10-20 wt.% 아라미드 섬유를 포함하고;
    ii. 본체 실 섬유 블렌드와 외피 섬유 블렌드는 실질적으로 동일하며;
    iii. 복수의 스트레치 실은 직물의 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 한 방향으로 약 1:2 내지 약 1:4의 스트레치 실 대 본체 실의 비율로 제공되고;
    iv. 직물은 ASTM D6413(2015)에 따라 테스트했을 때 6 인치 이하의 탄화 길이 및 2초 이하의 잔염을 갖고;
    v. 직물은 ASTM F1959(2014)에 따라 테스트했을 때 적어도 8 ㎈/㎠의 아크 등급을 갖고;
    vi. 직물은 ASTM F 2894(2021)에 따라 테스트했을 때 날실 방향과 채움 방향 모두에서 10% 이하의 열 수축을 나타내고;
    vii. 직물은 평방야드당 7-10 온스(경계치 포함)의 중량을 포함하고;
    viii. 직물은 복수의 스트레치 실이 연장되는 날실 방향 또는 채움 방향 중 적어도 하나에서 신장률 및 회복률을 포함하고, 100회의 산업용 세탁 후 신장률은 적어도 10%이고 회복률은 적어도 95%이며, 이에 의해 각각의 산업용 세탁에서 직물은 30분 동안 표준 140℉ 산업용 세척을 거치고, 직물은 스택 온도가 155℉를 초과하지 않는 산업용 건조기에서 30분 동안 건조되는, 방염 직물.
  20. 제19항에 있어서, 복수의 스트레치 실은 채움 방향으로만 제공되는, 방염 직물.
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