KR960007399B1 - 스테이플 섬유 혼방물 및 이로부터 제조된 내열 내구성 직물 - Google Patents

스테이플 섬유 혼방물 및 이로부터 제조된 내열 내구성 직물 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

스테이플 섬유 혼방물 및 이로부터 제조된 내열 내구성 직물
본 발명은 내구성이 우수하며 텍스타일 미관이 좋은 내열성 직물에서 경사로서 사용하기에 적합한 면섬유 혼방물에 관한 것이다. 직물은 면, 나일론 및 내열성 유기 섬유의 혼합물로 제조한다.
부드러운 표면에 마찰될때 내열성 열경화성 섬유와 면의 혼합물로 제조한 직물의 내마모성은 모든 면직물 보다 단지 약간 더 우수하다.
면바지는 일반적으로 용접공이 입지만, 이들은 스파크 구멍때문에 급속히 질이 나빠지며 부드러운 표면의 마모때문에 포켓 및 커프스가 덮게 된다. 내열성이 우수하고, 미관이 좋으며 부드러운 표면에 대한 내마모성이 우수한 면 혼방 직물이 여러 유형의 의복, 특히 열과 스파크에 노출되는 작업복 바지 및 쟈켓에 필요하다. 면과 나일론의 혼방물로 제조한 직물은 부드러운 표면에 대해 내마모성은 탁월하나, 내열성은 면과 대략 동일하거나 이보다 열등하다. 면, 폴리에스테르 및 내열성 섬유 예를 들어, 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)(PPD-T)의 혼방물로 제조한 직물의 부드러운 표면에 대한 내마모성은 면과 PPD-T의 혼방물로 제조한 직물과 대략 동일하나, 폴리에스테르/면 직물의 내마모성보다는 열등하다.
본 발명은 한계 산소 지수(Limiting Oxygen Index ; LOI)rk 25이상인 내열성 섬유 15 내지 50%, 바람직하게는 15 내지 35%, 지방족 폴리아미드 섬유 5 내지 20%, 바람직하게는 10 내지 15% 및 면 30% 이상, 바람직하게는 50% 이상을 포함하는, 내열성, 내구성 및 텍스타일 미관이 우수한 직물의 경사로서 사용하기에 적합한 스테이플 섬유 혼합물을 제공한다. 이러한 경사를 함유하는 신규 직물은 내열성 섬유 8 내지 50%, 나일론 섬유 3 내지 25% 및 면 30 내지 89%로 구성된다. 비율을 중량 기준이다.
여기에서 사용되는 스테이플 섬유는 의복착용에 적합한 선밀도, 즉 섬유당 10데시텍스(decitex)미만, 바람직하게는 섬유당 5데시텍스 미만인 텍스타일 섬유이다. 선밀도가 섬유당 약 1 내지 3데시텍스이고 길이가 약 1.9 내지 6.3cm(0.75 내지 2.5in)인 섬유가 더욱 바람직하다. 권축 섬유가 텍스타일 왼관 및 가공성에 대해 특히 우수하다.
직물의 제조방법은 먼저 내열성 스테이플 섬유 15 내지 50%, 지방족 폴리아미드(나일론) 스테이플 5 내지 20% 및 면 30% 이상을 포함하는 혼방물을 제조하는 단계를 포함한다. 혼방물로 사(yarn)를 방적하고 이러한 사를 경사로 사용하여 직물을 짠다. 위사는 직물내에서의 나일론 함량을 섬유 함량중 3 내지 25%로, 내열성 섬유의 적절한 함량을 유지하여 바람직한 결과를 수득하는 것이 중요하다. 내열성 섬유가 너무 적으면 불꽃 및 스파크에 노출시 빨리 찢어지는 반면, 과다하면 바람직한 면의 미관을 잃게 된다. 경사에서 나일론은 부드러운 표면의 마모에 대해 보호하기 위해 필요하나, 너무 많으면 직물을 약 300℃의 온도에 잠시 노출시킬 경우, 직물이 뻣뻣해지고 드레이프성을 잃게 될 것이다. 면은 나일론과 내열성 섬유의 혼방물에서 얻을 수 없는 부드러운 촉감과 흡습성을 부여하므로, 편안한 직물이 얻어진다. 면은 또한, 섬유가 서로 달라 붙지않기 때문에 열 및 불꽃에 노출시 유여한 차르(char)를 형성시킨다. 따라서, 면은 그대로 남아 있으며 우수한 보호성을 제공하는 경향이 있다.
경사중의 소량의 나일론은 나일론 융점 이상의 온도에 노출시, 유연성 및 드레이프를 손실시키지 않고 신규 직물의 부드러운 표면에 대한 내마모성을 상당히 향상시킬 것이라는 점은 놀랄만하다.
하기 실시예 1 내지 3에서 알 수 있는 바와같이, 대조용 직물 A, B 및 C 에 비하여, 소량의 나일론을 3×1에 농직물의 경사에 가할때 테버(Taber) 내마모성이 상당히 증가한다. 실시예 2에서 알 수 있는 바와 같아, 경사중 단지 10%의 나일론으로도 대조용 직물 C에 비해 내마모성을 2배이상으로 제공하기에 충분하다. 또한, 실시예로부터 PPD-T 15% 이상과 함께 경사중 나일론을 20%까지 함유하는 직물이 불꽃에 견딜 수 있으며, 하중하에서, 모든 면직물(대조용 직물 C)의 2배만큼 오래 견딜 수 있음을 알 수 있다. 또한, 실시예로부터 면, 나일론 및 PPD-T를 함유하는 직물을 300℃까지 가열시키는 경우에도, 우수한 드레이프를 유지함을 알 수 있다. 표 1에 나타낸 바와같이, 경사중에 나일론 30%와 100%면의 위사로 이루어진 대조용 직물에는 300℃에서 잠시 노출시에도 상당히 뻣뻣해진다. 이는 경사중의 나일론 함량을 낮게 유지시키는 것이 중요함을 나타낸다.
섬유는 링 방적법, 에어 제트 방적법, 및 마찰 방적법을 포함하나 이들에 한정되어 있지 않은 다수의 상이한 방적법에 의해 사로 방적될 수 있다.
나일론 6,6이 바람직한 지방족 폴리아미드이지만, 이와 유사한 내열성 및 피로특성을 갖는 나일론 6과 같은 다른 것들도 또한 만족스럽게 사용할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "내열성 섬유"는 탄소와 수소를 함유하며, 또한 산소 및 질소와 같은 다른 원소를 함유할 수 있고, 내열시간이 0.018sec/g/㎡(0.6sec/oz/yd2) 이상인 중합체의 스테이플 섬우를 의미한다.
본 발명에서 사용되는 내열성 섬유의 예로는 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드)(PPD-T) 스테이플 섬유 (LOI 28, 내열시간 0.04sec/g/㎡)가 있다. 이러한 섬유는 미합중국 특허 제3,767,756호에 기재되어 있고, 시판되고 있다. 사용할 수 있는 다른 섬유로 폴리벤즈이미다졸(LOI 41, 내열시간 0.04sec/g/㎡) 및 미합중국 특허 제4,075172호에 기재된 바와같은 테레프탈산과 3,4'-디아미노디페닐 에테르 및 p-페닐렌디아민을 포함하는 디아민의 혼합물과의 공중합체(LOI 25, 내열시간 0.02sec/g/㎡) 가 포함된다. 또한, 일본에서 상표명 카이놀(KYNOL)로 제조시판되는 것과 같은 노볼로이드도 만족할 만하다.
본 발명의 직물을 제조하는 동안, DP 가공 수지를 직물에 가할 수 있다. 또한 직물에 대해 여러가지 다른 통상적일 직물 처리를 행할 수 있다. 몇몇 경우에는, 불꽃에 대한 추가로 보호를 위해 면에 난연체를 가하는 것이 바람직할 것이다.
[테스트 측정]
모든 직물 테스트 측정은 테스트할 직물을 세탁 건조 사이클 을 1회 실시하여 진행한다. 세탁/건조 사이클은 통상적인 가저용 세탁기에서 57℃(135°F)에서 pH 11.5의 수산화나트륨 수용액중에서 14분간 진탕시켜 직물을 세탁한 다음, 37℃(100°F)에서 직물을 헹구고, 통상적인 회전식 건조기에서 최종(최대)온도 71°(160°F)에서 최대로 건조시키는 과정으로 이루어진다. 항상 약 30분의 건조시간이 필요하다.
[내마모성]
내마모성은 뉴욕 14120 노쓰 토나완다 브라이언트 스트릿 455(455 Bryant St., North Tonawanda, NY 14120)에 소재하는 텔레다인 테버사(Teledyne Taber)로 부터 시판되는 테버 마모 시험기의 1000g 하중의 CS-10 휠을 사용하는 ASTM 방법 D38884-80을 이용하여 측정한다. 테버 내마모성은 g/㎡의 직물의 기준 중량으로 나눈 전단 사이클로서 나타낸다.
[내열성]
내열성은 직물 절단을 측정하기 위해 미합중국 특허 제 4,198,494호에 기재된 장치를 사용하여 측정한다.
동일한 가열 조건을 이용하는 반면, 이러한 방법은 샘플 홀더(holder)를 테스트 샘플의 2.5×6.3cm 영역이 플럭스에 노출되도록 변형시킨 점에서 다르다. 샘플을 2.5×25cm 조각으로 자르고, 한쪽 끝은 고정시키고 다른쪽 끝은 폴리에 걸친 줄로 매달은 1.8kg 중량에 연결함으로써 1.8kg의 인장 하중하에 둔다. 경사 방향에만 하중을 가한 직물로, 직물의 겉을 밑으로 하여 불꽃과 대향시켜서 측정한다. 또한, 기록된 시간은 직물에 구멍이 생기는데 필요한 시간이 아니라 샘플이 절단되는데 필요한 시간이다. g/㎡의 기준 중량으로 나눈 샘플의 절단 전까지의 초로 나타낸 시간을 내열시간으로 기록한다. 이러한 유형의 가열장치는 뉴저지 07927 세다 크놀즈 윙 드라이브 13(13 Wing Drive, Cedar Knolls, NJ 07927)에 소재하는 커스텀 사이언 티픽 인스트루먼츠, 인코포레이티드(Custom Scientific Instrumeants, Inc.)의 모델 CS-206으로 시판된다.
내열성 섬유의 내열시간을 측정하기 위해, 스테이플이나 필라멘트만을 포함하는 직물을 사용할 수 있다.
동일한 사에서 실질적으로 동일한 수의 경사 및 위사로 된 평직물을 사용해야 한다. 직물 기준 중량은 1700 내지 340g/㎡(5 내지 10oz/yd2)이어야 한다.
가열된 드레이프 강연도(Heated drape stiffness)
폭 2.5cm, 길이 15cm의 직물 샘플을 0.13cm 두께의 2개의 알루미늄 판사이에 놓고 300의 오븐내에 10분간둔다. 이들을 꺼내어 판을 제거하기 전에 냉각시킨다. 이어서, pH 11.5용액 대신에 담수를 사용하는 것을 제외하고는 샘플 제조에 대해 상기한 방법을 이용하여 이들을 한번 세탁하고 건조시킨다. 가열된 드레이프 강연도는 겉을 위로 한 직물의 경사측으로 드레이프 강연도에 대해 ASTM 방법 D1388-75를 이용하여 측정한다(드레이프 강연도 또한 D1388-75에서 굽은 길이로 언급된다)
[한계 산소 지수]
이는 ASTM 방법 D2863-77을 사용하여 측정한다.
[실시예 1]
내구성이 우수한 본 발명의 직물을, PPD-T 스테이플 섬유, 나일론 스테이플 섬유 및 면의 혼방물의 링정방사로 제조한다.
절단 길이 3.8cm(1.5in)이고 선밀도가 1.65데시텍스(1.5dpf)인 청색으로 염색된 PPD-T 섬유 25중량%, 선밀도가 2.77데시텍스(2.5dpf)이고 절단 길이가 3.8cm(1.5in)인 폴리헥사메틸렌 아디프아미드(6,6-나일론) 섬유(이.아이.듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니, 인코포레이티드(E. I du Pont de Nemours & Co., Inc.)에서 시판하는 T-420 나일론 섬유) 20중량% 및 섬유 길이가 3cm(1 내지 3/16in)인 소면 55중량%의 피커 혼방 슬라이버를 제조하여 링 정방기를 사용하여 통상적인 면 시스템에 의해 "Z" 꼬임(9.2tpi) 의 cm당 3.5회전수(tpc)를 갖는 방적사로 처리한다. 이와같이 제조한 사는 972데시텍스(공청 6/1 면사변수 : 883데니르)의 방적단자(single spun yarn)이다. 이렇게 형성된 방적단사는 경사에 사용된 것과 동일란 6,6-나일론 섬유 30중량% 및 소면 70중량%로 제조되고 경사과 꼬임 및 선밀도가 동일한 싱글 링 방적사인 위사를 사용하여 3×1 라이트 능직물을 구성하는데 있어, 셔틀 직기상에서 경사로서 사용된다. 능직물은 cm당 25경사×cm당 19위사(in당 63경사×in당 48위사)의 구조를 가지며, 기준 중량이 498g/㎡(oz/yd2)이고, 테버 마모성은 9사이클/ g/㎡, 내열시간 0.026sec/g/㎡이며, 가열 드레이프 강연도는 5이다. 직물을 PPD-T 스테이플 14중량%, 나일론 스테이플 24중량% 및 면섬유 62중량%의 섬유 함량을 갖는다.
[실시예 2]
25중량%의 염색하지 않은 PPD-T 섬유를 사용하고 단지 10중량%의 나일론을 밸런스 면과 함께 경사에 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 방법을 따른다. 위사는 100% 면이다. 직물을 6.8사이클/g/㎡의 테버 마모성, 0.26초/g/㎡의 내열시간 및 4.5의 가열 드레이프 강연도를 갖는다. 직물의 섬유함량은 PPD-T 스테이플 14중량%, 나일론 스테이플 6중량% 및 면섬유 80중량%이다.
[실시예 3]
피커 혼방 슬라이버를 청색으로 염색된 PPD-T 섬유 15중량%, 6,6-나일론 섬유 20중량%, 및 소면 65중량%로 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1을 반복하며, 이와같이 제조한 사는 실시예 1의 사와 꼬임 및 선밀도가 동일한 방적단사이다.
실시예 1에서와 같이, 단사를 셔틀 직기상에서 경사로서 사용하여, 6,6-나일론 섬유 30중량% 및 소면 70중량%로 제조하고, 경사와 꼬임 및 선밀도가 동일한 싱글 링 방적사인 위사와 함께 3×1 능직물을 구성한다. 직물은 PPD-T 스테이플 섬유 9중량%, 나일론 스테이플 섬유 24중량% 및 면섬유 67중량%의 섬유 함량을 갖는다. 직물은 cm당 24.4경사±cm당 17.3위사(in당 62경사×in당 44위사)의 구조를 가지며, 기준 중량은 505g/㎡(oz/yd2)이고, 테버 마모성은 8.3사이클/g/㎡, 내열시간 0.022sec/g/㎡, 및 가열 드레이프 강연도는 4.5이다.
본 발명에 포함되지 않고 표 1에 기재되어 있는 기교예 A 내지 E는 면을 PPD-T나 나일론(두 가지 모두는 아님)과 혼합하는 것을 제외하고는 실시예 1과 유사하게 행한다. 비교예 F 및 G도 또한 실시예 1과 유사하게 행하며, 면, 폴리에스테르 및 PPD-T 와의 삼원 혼방물의 특성을 나타낸다. 내마모성은 비교할만한 나일론 삼원 혼합물의 1/2이다.
[표 1]
Figure kpo00001

Claims (10)

  1. 나일론 스테이플 섬유 5 내지 20%, 내열시간이 0.018sec/g/㎡ 이상이고 한계 산소 지수가 25이상인 내열성 섬유 15 내지 50% 및 면섬유 30% 이상을 포함함을 특징으로 하는 스테이플 섬유 혼방물.
  2. 제 1 항에 있어서, 내열성 섬유가 폴리(P-페닐렌 테레프탈아미드) 스테이플 섬유한 스테이플 섬유 혼방물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스테이플이 권축된 스테이플 섬유 혼방물.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 면이 난연성을 지닌 스테이플 섬유 혼방물.
  5. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에서 청구한 스테이플 섬유 혼방물의 사.
  6. 나일론 스테이플 섬유 3 내지 25%, 면 30 내지 89% 및 내열시간인 0.018sec/g/㎡ 이상이고 한계 산소 지수가 25이상인 내열성 섬유 8 내지 50%를 포함하며, 경사가 제 5 항에서 청구한 사임을 특징으로 하는 내열 및 내구성 직물.
  7. 제 6 항에 있어서, 스테이플 섬유의 선밀도가 섬유당 약 1 내지 3데시텍스(decitex)인 직물.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 위사 방향의 사가 면으로 이루어진 직물.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 위사가 면과 나일론의 혼방물인 직물.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스테이플 섬유가 권축되고 면이 난연성을 지닌 스테이플 섬유 혼방물.
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