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KR101781667B1 - 원더 패브릭 - Google Patents

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KR101781667B1
KR101781667B1 KR1020130084682A KR20130084682A KR101781667B1 KR 101781667 B1 KR101781667 B1 KR 101781667B1 KR 1020130084682 A KR1020130084682 A KR 1020130084682A KR 20130084682 A KR20130084682 A KR 20130084682A KR 101781667 B1 KR101781667 B1 KR 101781667B1
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웰스푼 인디아 리미티드
사친 한만트 쿨카르니
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Abstract

일반적으로 신규한 텍스틸(textile) 재료, 더욱 특히, 스태플 섬유(staple fibre)로부터 형성된 슈도 얀(pseudo yarn)으로 수류적층되고(hydro-laminated), 특정 조건 하에서 하나 이상의 면 상에서 얀을 기계적으로 가교시킨, 특정 각으로 서로 교차하는 다수의 얀(yarn)의 씨-쓰루(see-through) 구조물을 포함하여, 가정용(home), 실내 장식용(upholstery) 및 의복용(apparel) 텍스틸 용도에 적합한 내구성 및 다기능성 재료를 형성하는 원더 패브릭이 기술되어 있다. 이의 제조 방법 및 장치 또한 기술되어 있다.

Description

원더 패브릭 {WONDER FABRIC}
본 발명은 일반적으로 신규한 텍스틸(textile) 재료, 더욱 특히, 스태플 섬유(staple fibre)로부터 형성된 슈도 얀(pseudo yarn)으로 수류적층되고(hydro-laminated), 특정 조건 하에서 하나 이상의 면 상에서 얀을 기계적으로 교차 결합시킨, 특정 각으로 서로 교차하는 다수의 얀(yarn)의 씨-쓰루(see-through) 구조물을 포함하여, 가정용(home), 실내 장식용(upholstery) 및 의복용(apparel) 텍스틸 용도에 적합한 내구성 및 다기능성 재료를 형성하는 원더 패브릭에 관한 것이다.
전통적으로, 가정용 및 의복용 텍스틸 패브릭은 제직(weaving) 또는 편직(knitting) 기법을 통해 생산된다. 제직은 씨실 방향인 수평의 다수의 얀과 날실 방향인 수직의 다수의 얀이 짜여지는 과정이다. 편직 과정은 하나의 얀 성분만을 필요로 한다. 이러한 얀 성분을 사용하여, 루프가 형성된 후, 이를 이미 형성된 것과 맞물리게 한다.
각각의 기법은 그 자체의 용도를 갖는다. 제직된 패브릭은 강하고, 드레이프(drape) 및 폴(fall)의 이점을 가지며, 정장 및 대부분의 가정용 텍스틸 제품에 대해 가장 보편적으로 사용된다. 높은 신장성(extensibility)/가요성, 유연성 & 허깅(hugging) 경향을 갖는 편직 패브릭은 캐쥬얼 웨어, 속옷용으로, 그리고 때로는 가정용 텍스틸에서의 시팅(sheeting) 용도로 사용된다. 편직 패브릭은 강도 및 내구성이 부족하다.
전통적인 텍스틸 제작 과정은 둘 모두 매우 고가이고 노동 집약적이다. 날이 갈수록 증대되는 경쟁으로 인해 비용 절감에 대한 요구가 높다. 한편으로는, 원자재 비용이 지속적으로 증가하고 있고, 인건비 또한 증가하고 있다. 이는 유럽 및 미국이 전통적인 텍스틸 제조 사업으로부터 거의 벗어나 있다는 사실로부터 알 수 있다. 대부분, 낮은 인건비가 이점인 제 3 세계에서 이러한 산업이 크게 집중되어 있다. 또한, 해가 갈수록 인건비가 꾸준히 증가하고 있으나, 변동하는 전통적인 텍스틸 제조 기반의 비용면에서 유리한 해결안은 존재하지 않는다.
모든 비용 중에서, 원자재 비용이 가장 크게 차지하며, 그것은 항상 55% 내지 65% 정도를 차지한다. 또 다른 중요한 비용은 전체 비용의 10% 내지 15% 정도로 기여하는 작업 비용이다.
인간 편의의 관점으로부터, 가정용 및 의복용 텍스틸에 있어서, 천연 섬유, 예를 들어, 면 소재 제품의 소비가 높아지고 있으며, 지속적으로 증가하고 있다.
면과 같은 섬유의 경우, 전체 비용에 대한 원자재 비용의 영향이 매우 크다.
얀 특성, 패브릭 구조 및 패브릭 특성 간에는 밀접한 관계가 있다. 얀은 제직 제조 및 제직 및 편직 동안에 상이한 타입의 응력 및 스트레인을 견디도록 소정의 최소한의 강도를 지녀야 한다.
유사한 선상에서, 섬유 특징과 얀 특성 간에는 밀접한 관계가 존재한다. 요구되는 얀 특성에 부합하기 위해서는 소정의 최소한의 섬유 특성을 유지할 필요가 있다. 모든 섬유 특성 중 가장 중요한 것은 섬유 길이 및 강도이다. 보다 길고 보다 강한 섬유일 수록 보다 강한 얀을 제공한다. 그러나, 비용은 섬유 길이에 직접적으로 의존한다. 이것이 비용을 제한하는 것이다 .
또한, 모든 패브릭 특성을 최상의 수준으로 얻는 것은 매우 어렵다. 항상, 패브릭 특성의 최적화를 위해 절충된 방법이 수행된다. 예를 들어, 무주름(wrinkle free) 100% 면 패브릭에 대한 수요가 높다. 이를 위해, 면 패브릭은 무주름 피니시(wrinkle free finish)로 처리된다. 이는 인장 강도, 인렬 강도를 감소시키고, 패브릭의 모양 및 촉감을 동일하지 않게 할 것이고, 패브릭 드레이프 또한 상이하다. 상기 주름 특성은 증가된 화학물질의 추가로 개선되고, 이러한 증가된 화학물질의 추가로 인해, 나머지 섬유 특성들은 악화된다. 이러한 경우, 나머지 특성들 또한 최상이 되기를 원할 경우, 고비용을 의미하는 길고 강한 섬유가 필요하다.
무주름, 무향, 향균 등과 같은 패브릭 기능에 대한 요구가 증가함에 따라, 많은 화학적 피니시가 패브릭내 섬유와 반응하거나 바인더를 사용하여 섬유에 고정된다. 이것들은 강도, 촉감 등과 같은 패브릭 특성을 방해하기 때문에, 고가의 길고 강한 섬유가 필요하다. 이는 추가로 비용을 추가시킨다.
패브릭의 제직 및 편직에서의 처리 속도를 증가시키기 위한 다양한 시도가 이루어졌다. 도르니어(Dornier) 및 슈다코마(Pseudakoma) 등은 1000 내지 1200 픽/분(pick/minute)의 속도로 작동할 수 있는 직기(weaving loom)를 공급하고 있다. 매이어 & 시에(Mayer & cie), 후쿠와라(Fukuwara)는 80 내지 100r.p.m.으로 작동할 수 있는 써큘라 편물기(circular knitting machine)를 공급하고 있다. 보다 높은 처리 속도를 제공하는 3.5미터의 광폭을 갖는 직기 또한 입수가능하다.
유사한 선상에서, 로터 정방(Rotor spinning), 에어 젯 정방(Air jet spinning) 및 에어 볼텍스 정방(Air vortex spinning)와 같은 상이한 고속 정방 기술이 발명되었다. 그러나, 얀 제조시 링 정방(Ring spinning)이 여전히 우세하다. 이는 의복용 및 가정용 텍스틸에 가장 적합한 특이적인 얀 구조를 기초로 하며, 또한 그 어떠한 정방 기술도 이러한 얀 구조를 제공할 수 없다. 그러나, 링 정방은 여러 얀 제조 기술 중에서 가장 느리다. 그 처리 속도를 개선시키기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 여전히 진행 중이다. 전통적인 텍스틸 체인(chain) 전반에서의 이러한 많은 노력으로 인해, 소정의 작업 비용 경감을 기대할 수 있다.
고속 텍스틸 기계 및 고밀도 패브릭에 대한 수요 증가로 인해, 원자재 품질 요건은 높아지고, 이에 따라 비용 또한 높아져서, 보다 저렴한 작업 비용에 대한 이점이 상쇄된다.
이러한 모든 것과는 대조적으로, 소비자들은 보다 저렴한 비용으로 우수한 제품을 찾고 있다.
링 정방 얀 구조가 최상이기는 하지만, 섬유 선택에 대한 제한은 여전하다. 20mm 섬유 길이로부터 Ne 60/1 얀을 방사할 수 없다. 유사하게, 16Rkm의 강도를 지닌 Ne 60/1 얀은 고속/광폭 에어젯 직기(high speed/wider Air Jet loom)에서 효율적으로 작동할 수 없다. 이러한 방식의 기술은 원자재 가격 조작의 가능성을 제한한다.
상기 오늘날의 시나리오를 보면, 전통적인 텍스틸 기술은 한계에 도달하였다. 가격 설계 및 시장 요건에 부합하기를 바라지만, 여전히 어렵다. 따라서, 이러한 과제를 다른 각도로 바라볼 필요가 있다. 기술-경제적인 해결안에 이르도록 섬유/얀/패브릭 특성 관계를 재규정할 필요가 있다.
이러한 관점에서, 부직(non wowen)에 대한 작업 시도가 이루어졌다. 부직은 또 다른 기술이며, 패브릭의 제조 방법이다. 이러한 기술을 사용하여, 스태플 섬유 및/또는 연속 필라멘트가 함께 본딩되어 패브릭을 형성한다. 미국 특허 US6736916, US7455800, US7452834, US7432219, US4805275, US7331091, US6103061 및 US6063717은 부직물을 생산하는 다양한 방법을 기술하고 있다.
부직물 제조는 웹 제조, 본딩, 건조/경화, 커팅 슬릿팅/와인딩을 포함한다.
본딩 방법은 하기와 같이 다양하다:
1. 말리모(malimo), 니들 펀치(needle punch) & 수류결합(hydro entanglement)
2. 화학적 본딩
3. 열적 본딩
4. 상기의 조합
그러나, 부직물은 제직 패브릭 또는 편직 패브릭과 같이 완벽하지 않아서, 지금까지는, 가정용 및 의복용 텍스틸에 직접 사용하는 것은 적합하지 않았다. 부직물은 제직 또는 편직 패브릭과 공존한다. 최상의 예는 의류 안쪽의 심(interlining)이다.
부직물은 가정용 및 의복용 텍스틸에 요구되는 모양, 드레이프 및 폴, 내마모성 및 박리(pilling) 저항성과 같은 중요한 특징이 결여되어 있다. 이러한 특징 모두가 동시에 달성되는 것은 가능하지 않다. 예를 들어, 박리 저항성을 개선시키기 위해 본딩량을 개선시키면 촉감 및 드레이프가 방해될 것이다. 패브릭이 뻣뻣하게 된다. 또 다른 예는, 섬유 자유 이동 특성을 보존하면, 우수한 드레이프 및 폴을 유도할 것이다. 그러나, 이는 강도 및 박리 저항성을 방해할 것이다. 부직물을 개선시키고, 의복용 및 가정용 텍스틸에 적합하게 하는 다양한 시도가 이루어졌다. 이러한 방향으로 여전히 많은 작업이 진행되고 있다.
유럽 특허 제0896645호는 화학 접착제를 사용하여 두개의 부직포를 적층하는 것에 대해 기술하고 있다. 상기 발명은 기계 세척에 대해 내구성이 있고, 기타 습식 및 사용하기 어렵거나 남용되는 용도에 대해 내구성이 있는 부직포를 제조하는 것에 관련된다. 상기 발명의 패브릭은 저렴한 비용, 안락함, 드레이프 능력, 부드러움, 흡수성 및 그 밖의 특성을 포함하면서 전통적인 편직 또는 제직 패브릭에 견줄만한 내구성을 갖는 스펀레이스(spun laced) 부직포의 특색을 보유한다. 그러나, 이것의 상업적 성공은 제한된다. 이러한 패브릭은 텍스틸 패브릭 모양 및 촉감/감촉이 부족하다. 또한, 원래 부직물인 이러한 패브릭은 박리 저항성이 부족하다. 이러한 패브릭은 탄성 변형으로부터 빠른 회복이 부족하다. 바톰 웨이트(bottom weight)에 사용되는 경우, 패브릭의 이러한 제한은 무릎 부분을 컵 형상이 되게 한다. 이러한 문제점은 화학 접착제를 통해 해결될 수 있으나, 이것은 패브릭을 매우 뻣뻣하고 착용이 불편하게 한다. 이러한 패브릭은 텍스틸 의복용 패브릭 위에 걸쳐지는 작업복으로서 이르게 할 수 있다. 적어도 현재, 전세계 어디에도 직접적인 의복용 및 가정용 텍스틸 용도로 의도되는 랙(rack) 상의 상기 제품은 볼 수 없다.
또 다른 미국 특허 제 3498874호는 텍스틸과 같은 모양을 지닌 부직물을 제조하기 위해 이루어진 시도를 기술하고 있다. 제직 패브릭과 매우 유사한 천공된 부직포는 밴드 사이 구멍의 열을 규정하는 섬유 다발에 의해 측면으로 서로 연결된 평행한 밴드를 따라 지그재그 패턴으로 연장되는 탱글레이싱(tanglelacing)에 의해 적소에 고정된 섬유에 의해 특징된다. 랜덤 웹(random web)과 같은 느슨한 섬유 층으로부터의 패브릭의 제조는 어느 한 방향에서 보다 무거운 와이어로 되고, 다른 스크린 방향에서 인치당 다수의 3배 내지 5배 많은 가는 와이어로 된 섬유층을 처리함으로써 설명된다. 이 섬유층에는 고압 기체가 공급되는 매니폴드(manifold)로부터 미세한, 본질적으로 원주상의 액체 스트림이 횡단되어 섬유가 짜여지게 한다. 이러한 생성물은 가정용 및 의복용 텍스틸과 같은 텍스틸 용도로 사용하기에 요구되는 강도 및 내구성이 부족하다. 이러한 모든 제품의 용도는 대부분 일회성 제품으로 제한된다.
또 다른 미국 특허 제 6315864호에서는, 개선된 천과 같은 베이스 웹(cloth-like base web)이 기술되어 있다. 특히, 상기 발명의 상기 베이스 웹은 천과 같은 모양 및 촉감을 지니며, 개선된 흡수성을 지닌다. 상기 베이스 웹은 먼저 펄프 및/또는 스태플 섬유를 함유하는 웹을 하이드로니들링(hydroneedling)시킴으로써 제조된다. 이후, 본딩 재료가 웹의 하나 이상의 면에 적용되고, 웹이 하나 이상의 면 상에서 크레핑(creping)된다. 하이드로니들링 작업과 크레핑 작업을 결합시킴으로써, 강하고, 신장가능하고, 매우 부드럽고, 흡수성인 베이스 웹이 제조된다. 이것이 또한 위생 용품에 적합한 일회성 제품이다.
수류결합 기술은 많은 연구자들이 텍스틸과 매우 유사한 제품을 개발하기 위해 시도한 기술 중 하나이다. 이 기술의 유효성을 이해한 후, 이 기술을 사용하여 전통적인 텍스틸 패브릭을 개선시키기 위해 많은 시도가 이루어졌다.
미국 특허 USRE40362, US5136761, US4967456, WO/2005/059215, WO/1992/007984에는 고압 워터 젯트 및 제직 또는 편직 패브릭의 처리면 및 이면을 사용하여 치수 안정성, 박리 저항성, 및 인장 강도과 같은 기계적 특성을 개선시키기 위한 시도가 기술되어 있다. 그러나, 이것은 마무리 공정의 한 종류이다. 이는 텍스틸 패브릭을 개선시키지만, 전통적인 텍스틸 마무리 공정과 비교할 때, 높은 비용이 든다. 따라서, 그것의 상업적 이점 및 용도를 찾을 수 없다.
붕대 제직 패브릭의 안정화를 위해 수류결합 기술을 사용하는 것이 기술되어 있는 미국 특허 제4695500호가 참조될 수 있다. 안정화된 패브릭은, 느슨하게 구성되어 있는 베이스 패브릭의 한면 또는 양면을 스태플 길이 섬유의 가벼운 웹으로 피복시키고, 베이스 패브릭을 포함하는 얀의 교차점에서 스태플 길이 섬유를 배향시키고 집중시키도록 구성된 다공성 형성 벨트 상에서 지지되면서 수압 결합(hydraulic entanglement)으로 복합 재료를 처리함으로써 형성된다.
이는 붕대 패브릭 사용의 용이성을 개선시킨다. 붕대 패브릭은 부드러운 느낌이 나며, 보다 흡수성이다. 그러나, 이는 일회성 제품이며, 또한 기본 제품의 비용을 부가한다. 용도는 1회 사용되고, 세척되지 않고, 다시 사용되지 않는 붕대 천으로 제한된다.
또 다른 미국 특허 제 4145468호에는 합성 피혁 기재를 제조하기 위해 수류결합 기술을 사용하는 것이 기술되어 있다. 인공 피혁을 위한 기저 시트로서 유용한 복합 패브릭은 서로 평행하게 배열된 다수의 개별 섬유로 구성된 다수의 섬유 번들로 구성되며 번들이 형성된 개개의 섬유의 수가 다양한 하나 이상의 부직포 성분 및 제직 또는 편직 패브릭 성분으로 구성되며, 개개의 섬유 및 섬유 번들은 무작위로 분포되고, 서로 결합되어 부직포 바디를 형성하고, 부직포 성분 및 제직 또는 편직 패브릭 성분은, 부직포 성분의 섬유 번들 및 개개의 섬유 부분이 제직 또는 편직 패브릭의 내부로 관통되고, 제직 또는 편직 패브릭 성분중 섬유 부분과 결합되는 방식으로, 중첩되고 함께 본딩되어 복합 패브릭 바디를 형성한다. 상기 복합물은 그 원래 형태로는 내구성 제품이 아니다. 합성 피혁이 되게 하는 적합한 화학물질로 코팅되면, 내구성을 갖게 된다. 이러한 제품은 의복용 또는 가정용 텍스틸 용도에 적합하지 않다.
특허 WO 2008/107907 A2호가 참조될 수 있다. 이 발명은 복합 패브릭 및 복합 패브릭을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 일 구체예에서, 복합물은 제직 또는 편직에 의해 제조된 베이스 패브릭을 포함한다. 다수의 갭이 베이스 패브릭의 얀의 섬유들 사이에서 위치한다. 다수의 기능적 섬유가 갭 내에서 결합된 후, 베이스 패브릭의 얀에 대한 선결된 보유와 함께 섬유를 팽윤시킨다. 이것이 텍스틸 용도에 적합한 패브릭을 개발하기 위해 이루어진 첫번째 시도이다. 그러나, 이러한 복합물은 세척 내구성이 제한된다. 또한, 개개의 섬유를 베이스 패브릭의 얀으로부터의 섬유와 결합시키는 것이 제한된다. 이는 특히 그 자체로 웹으로부터의 섬유 결합의 위험에 처하게 하고, 이로써 웹으로부터의 섬유와 베이스 패브릭의 얀으로부터의 섬유 간의 결합이 빠지게 하여 박리 및 불량한 내구성 및 수명이 초래되게 함으로써 문제를 일으킨다. 또한, 본 발명의 텍스틸 패브릭에 비해 큰 상업적 이점을 나타내지 않았다.
독일 회사인 프로이덴베르크(Freudenberg)와 미국 회사인 BBA 논위븐스(BBA Nonwovens)는 의복용 텍스틸 용도를 위해 스펀 젯트 기술 및 스플릿팅가능한 이성분 합성 필라멘트를 사용하는 에볼론(Evolon)으로 불리우는 100% 부직물을 개발하고 도입하려고 노력하였다. 다른 부직물과 비교했을 때, 에볼론은 전통적인 텍스틸 염색 및 마감 기계로 처리될 수 있는 내구성이 큰 제품이었다. 또한, 우수한 드레이프를 지녔다.
그러나, 상기 제품은 100% 합성이며, 항상 인지되는 것은 아닌 스웨드 피혁 촉감을 지녔다. 또한, 사람들에게 친숙한 전통적인 텍스틸 패브릭 모양이 결여되어 있다. 또한, 고가이고, 상업적 성공을 얻지 못하였다.
종래 기술 및 상기로부터 알 수 있드시, 가정용, 실내장식용 및 의복용 용도에 사용되는 내구성 있는 전통적인 텍스틸의 대안물을 제조하기 위한 충분히 성공적인 시도는 지금까지 이루어지지 않았다. 공정 용이성을 가지며 보다 낮은 비용으로 요구되는 제품 특징을 달성하는 관점으로부터 현재 수행되는 방식의 전통적인 텍스틸을 재고할 필요가 있다.
본 발명의 주요 목적은 슈도 얀 및 가교 섬유와 수류-적층되는, 씨-쓰루의 불안정한 구조의 섬유 요소를 포함하는 다기능성 원더 패브릭을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 가정용, 실내 장식용 및 의복용 텍스틸 용도에 적합한 패브릭을 제작하기 위한 비용 효과적인 방법 및 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 얀중에 다수의 갭에 슈도 얀을 생성시키고, 이를 제직 또는 편직 섬유로부터의 얀과 강하게 결합시켜, 전형적인 가정용, 실내 장식용 및 의복용 텍스틸 패브릭에 매우 유사한 모양을 생성시키는 신규한 방법을 개발하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 카운트(count)와 패브릭 구조 및 패브릭 특성 사이의 전형적인 관계를 재규정하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 개면된 구조를 갖는 불안정한 패브릭에 요구되는 기능 또는 특성을 부여하기 위한 신규한 방법 및 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 높은 내구성을 갖는 세탁가능한 패브릭을 제공하는 것이다.
상기 목적에 따라, 본 발명은 가정용 텍스틸에서 시팅(sheeting), 매트리스/배게 커버 및 유사한 용도에 적합한 신규한 다기능성 원더 패브릭을 제공한다. 이러한 패브릭은 또한, 의복용 텍스틸의 상의와 하의, 속옷 및 유사한 용도에 적합하다. 이러한 패브릭은 또한 실내 장식용에서 커튼, 가구 커버 및 유사한 생산품에 적합하다.
본 발명에 따르면, 원더 패브릭은 수류적층된 슈도 얀과 교차하는 다수의 얀의 씨-쓰루의 불안정한 구조를 갖는 개면 패브릭을 포함하여, 가정용, 의복용 및 실내 장식용 용도에 요구되는 허용가능한 모양 및 기능/특성을 갖는 안정한 생성물을 유도한다.
본 발명에 따르면, 씨-쓰루의 불안정한 구조의 패브릭은 한 면 이상이 슈도 얀과 수류 적층되어 치수 안정성, 강도 및 내구성과 같은 특성이 부여된다.
본 발명에 따르면, 슈도 얀의 형성에 기여하지 않는 섬유는 패브릭의 얀과 가교되어, 조작 용이성/무주름, 구김으로부터의 회복 및 치수 안정도와 같은 특성을 부여하는 것을 돕는다.
본 발명에 따르면, 결합의 양은 텍스틸 촉감, 터치 및 성향을 나타낸다.
본 발명에 따르면, 패브릭은 제직되거나 편직되며, 직기(loom)로부터 직접 또는 염색 전에 취해지거나, 염색된 또는 마무리된 형태로 취해질 수 있다. 이러한 수류 적층된 원더 패브릭은 다른 텍스틸 패브릭과 같은 방식으로 후속 단계에서 염색되고 마무리될 수 있다.
본 발명의 원더 패브릭은 현재의 전통적인 텍스틸에 요구되는 해결안을 제시한다. 본 발명을 통해, 현재보다 저렴한 비용으로 가정용 및 의복용 텍스틸 용도에 적합한 바로 그 제품을 제공하는 것이 가능하다.
종래 기술에서 언급된 복합물 또는 부직물과는 달리, 상기와 같은 원더 패브릭은 전통적인 텍스틸과 같이 세탁가능하고 내구성이 있으며 가공가능하다.
본 발명은 전통적인 텍스틸 공정을 단순화시키고, 비용 절감을 도와준다. 제직 또는 편직 패브릭은 씨-쓰루 효과를 지니고 있으며, 완전히 불안정할 정도로 가능한 가장 가벼운 구조로 제조된다. 요구되는 특성/특징/기능이 비용 효과적인 방식으로 슈도 얀 및 가교 섬유와의 수류적층 동안에 나중 단계에서 부여된다.
이는 전통적인 텍스틸 공정을 단순하고 비용 효과적이게 한다. 또한, 이는 최종 제품을 비용 효과적이게 한다. 원더 패브릭은 전통적인 텍스틸에 대해 사용되는 것과 동일한 설비 및 공정을 사용하여 염색되고 마무리될 수 있다.
어느 한 최종 단계에서, 본 발명은 의복용 및 가정용 텍스틸 용도에 요구되는 매우 안락함, 손질의 용이함 또는 무주름 특성, 구김(creasing)으로부터의 우수한 회복, 깨끗하고 샤프한 모양, 부드럽고 질긴 표면 및 우수한 세척 내구성과 같은 중요한 특징을 부여한다.
도 1은 씨-쓰루 요소 패브릭 및 원더 패브릭의 단면 개략도이다.
도 2는 씨-쓰루 요소 패브릭 및 원더 패브릭의 평면 개략도이다.
원더 패브릭의 정면 및 뒷면의 사진과 비교한 두 텍스틸 기재 사진: 녹색(도 12(a) 및 (b)), 오렌지색(도 13(a) 및 (b)) 및 백색 표백(도 14(a) 및 (b)), 본 발명에 의해 교시된 모양을 분명히 발견할 수 있다. 이들 도면으로부터, 어떻게 씨-쓰루 구조물을 갖는 패브릭이 가정용, 실내장식 및 의복용 텍스틸에 적합한 불투명 원더 패브릭으로 변환되지는 알 수 있다.
도 3은 장치 전체의 배치를 나타낸다.
도 4, 10, 11은 원더 패브릭 단면의 SEM 사진을 나타낸다.
도 5는 원더 패브릭의 평면의 SEM 사진을 나타낸다.
도 6은 가교 섬유 및 가교 연결부의 SEM 사진을 나타낸다.
도 7은 원더 패브릭 제작에 이용된 공정 루트를 나타낸다.
도 8 및 9는 원더 패브릭으로 제조된 코팅/라미네이팅된 암막(blackout curtain)의 정면 및 뒷면을 나타낸다.
도 15(a) 및 (b)는 텍스틸 기재를 나타낸다.
도 1 및 2로부터, 씨-쓰루 패브릭 요소의 두개의 연속 얀 사이의 공간에 형성된 슈도 얀을 확인할 수 있다. 또한, 이러한 슈도 얀으로부터의 섬유 및 또한 외부 섬유가 결합하고, 슈도 얀과 씨-쓰루 패브릭 요소의 얀 사이의 본딩을 생성시킴을 이해할 수 있다.
도 4, 10, 11에 도시된 SEM 사진에서, 두개의 연속 오리지날 얀 사이의 공간에 형성된 슈도 얀을 확인할 수 있다. 더욱 명확히 하기 위해, 이러한 슈도 얀을 동그라미로 나타내고 도시하였다. 도 5에 도시된 바와 같은 SEM 사진에서, 슈도 얀을 확인할 수 있다. 이러한 슈도 얀을 본딩시키는 외부 섬유가 또한 관찰되었다.
도 6에 도시된 바와 같은 SEM 사진에서, 오리지날 얀을 서로 본딩시키는 외부 섬유가 존재한다. 이는 패브릭에서 오리지날 얀 이동의 안내 및 제어를 돕는다. 이에 따라 패브릭 특성이 나타난다.
도 3은 이러한 원더 패브릭의 제작에 사용되는 장치 배치를 나타낸다. 이러한 라인은 다양한 개면, 혼합/블렌딩 머신을 갖는 하나 이상의 섬유 개면 라인을 가지며, 면인 경우, 세척 머신을 갖는다. 따라서, 개면되고/거나 세척된 섬유 재료는 카딩 머신(carding machine)으로 공급된다. 여기서 섬유는 개별화되고, 회전 부품의 속도 및 세팅에 의해 나타내어지는 바와 같은 특정 방식으로 배열된다. 예를 들어, 적합한 계획하에 도퍼(doffer) - 이송 롤(transfer roll) - 랜덤 롤(random roll)의 속도와 세팅의 조종 및 응축 흡입 속도의 조절하에, 머신 방향, 횡방향의 섬유 방향을 조종할 수 있거나, 불규칙한 방향을 생성시킬 수 있다. 이렇게 개별화된 섬유는 섬유 웹의 형태로 섬유 이송 벨트로 전달되고, 이어서 수류-적층 기기로 이송된다.
씨-쓰루 구조의 패브릭은 카딩 머신 뒤에 배치된 패브릭 롤로부터 전달된다. 패브릭은 적합한 개면을 위해 익스팬더(expander)를 통과한 후, 드래프팅 롤(drafting roll)을 통해 적합하게 신장된다. 이러한 개면된 패브릭은 가이드 롤에 의해 수류-적층 기기로 지지/이송된다.
수류-적층 기기에서, 인젝터(injector)를 통해 전달된 고압 워터 스트림의 하나 이상의 스트림이 씨-쓰루 패브릭에 가해진다. 하나 이상의 워터 스트림이 특정 각으로 패브릭에 가해진다. 요건에 따라, 하나 이상의 워터 스트림이 패브릭이 이동하는 방향 또는 반대 방향으로 패브릭에 가해진다.
수류-적층 파라미터의 선택은 요구되는 최종 패브릭 특성에 의해 유도된다.
이완되고 부피가 커진 얀을 갖는 이렇게 처리된 패브릭은 도 3에 도시된 바와 같은 섬유 웹과 만나게 된다. 전방의 이 둘은 수류-적층의 연속 단계에 직명하게 된다.
수류-적층은 적어도 적합한 쉘(shell)을 갖는 천공 드럼 또는 벨트를 사용하여 수행된다. 쉘은 사용된 유효한 천공 영역 및 워터 리바운스(water rebrounce)를 나타낸다.
수류-적층 동안, 하나 이상의 워터 스트림이 소정의 각도 및 방향으로 섬유 및 패브릭에 가해질 것이다. 패브릭 및 섬유는 또한, 하나 이상의 진동하는 워터 스트림과 부딪히게 된다. 또한, 패브릭 및 섬유는 하나 이상의 고압 워터 스트림에 직면하게 된다. 이러한 워터 스트림들이 배열되고, 파라미터는 최종 산물에 요구되는 특성에 기초하여 설계된다. 워터 스트림은 도 3에 도시된 바와 같은 인젝터에 의해 전달된다.
나머지 수류-적층 파라미터 예컨대, 젯 크기, 젯/인치, 젯 길이, 진공, 쉘 타입 등은 최종 산물인 원더 패브릭에 요구되는 특성에 따라 계획된다.
그 후, 이렇게 형성된 원더 패브릭은 탈수기로 이동한다. 이러한 기기는 진공을 이용함으로써 보유된 수분을 물리적으로 제거한다.
이렇게 해서, 탈수된 원더 패브릭은 보유된 수분을 화학적으로 제거하기 위한 건조기를 통과하게 된다. 이렇게 건조된 원더 패브릭은 최종적으로 와인더에서감겨진다. 필요에 따라, 와인딩 전에, 요구되는 폭의 조각으로 폭 방식 방향으로 잘려진다.
본 발명은 특정의 바람직하고 임의적인 구체예와 함께 상세히 설명되어 이의 다양한 양태가 더욱 잘 이해되고 인식될 것이다.
본 발명은 종래에 비해 많은 이점을 갖는 가정용 텍스틸, 실내 장식용 및 의복용 텍스틸 용도에 허용되는 모양을 갖는 독특하고, 다기능성의 내구성 텍스틸 재료를 제공한다.
나아가, 씨-쓰루 및 불안정한 구조를 갖는 텍스틸 패브릭은 도 15(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 텍스틸 기재로서 불릴 것이다. 도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 텍스틸 기재의 적어도 한 면에는 슈도 얀이 형성된다. 이러한 슈도 얀은 텍스틸 기재와 결합하게 된다.
텍스틸 기재는 제직 기법 또는 편직 기법을 통해 제작될 수 있다. 이러한 얀은 텍스틸 기재의 제작에 사용되며, 코마(combed) 및/또는 카디드(carded) 얀일 수 있다. 또한, 이러한 얀은 고리 스펀(spun) 또는 개면 말단 스펀 얀 또는 에어 젯 얀 또는 에어 볼텍스 얀 또는 마찰 스펀 얀일 수 있다. 또한, 이전에 언급된 것 이외의 다른 기법으로부터의 스펀 얀이 텍스틸 기재의 제작에 이용될 수 있다. 또한, 이러한 얀은 합성 폴리머 용융물로부터의 모노필라멘트 얀 또는 멀티필라멘트 얀일 수 있다.
텍스틸 기재의 제작에 사용되는 얀은 단일 얀 또는 파일링된(piled) 얀일 수 있다. 또한, 이러한 얀은 하드 코어 또는 소프트 코어를 가질 수 있다.
텍스틸 기재의 제작에 사용된 얀은 그레이 면 또는 표백 면 또는 염색된 면 또는 비염색 합성 섬유 또는 염색된 합성 섬유 또는 블렌드로부터 방적될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 텍스틸 기재로부터의 얀은 또한 섬유와 결합하게 된다. 이러한 섬유는 가교 섬유로서 불릴 것이다.
텍스틸 기재의 상면에 섬유 웹을 적층시키고, 이어서 이들 사이의 섬유를 결합시켜 슈도 얀을 형성시키고, 슈도 얀과 텍스틸 기재의 얀을 결합시키고, 이어서 가교 섬유와 텍스틸 기재로부터의 얀 및 슈도 얀의 섬유와 결합시키는 공정은 소위 수류 적층으로서 불릴 것이다.
수류 결합 기기는 일반적으로 쉘이 있거나 없는 드럼 또는 벨트에 의해 지지된 재료에 젯 스트립을 통해 인젝터에 의해 전달되는 하나 이상의 가압된 워터 스트림으로 이루어진다. 인젝터 포인트(injector point)로부터의 워터 제트가 드럼 중앙으로 향하는 것이 일반적이다.
이렇게 형성된 재료는 추가로, 전처리, 염색 및/또는 프린팅 및 후처리를 위해 화학물질로 처리된다. 이렇게 유도된 도 8, 9에 도시된 최종 산물 및 도 12(a) 및 (b), 13(a) 및 (b) 및 14(a) 및 (b)에 도시된 바와 같은 염색/표백된 패브릭은 원더 패브릭으로서 불릴 것이다.
텍스틸 기재는 제직 머신 또는 편직 머신으로부터 직접 취해진다. 또한, 텍스틸 기재를 처리 전에 염색하거나 가공하는 것이 가능하다.
구체예에서, 텍스틸 기재는 하나 이상의 고압 직류 젯 스트림으로 처리된다. 또한, 상기 텍스틸 기재에는 또한, 특정 각으로 가해지는 하나 이상의 젯 스트림이 가해진다. 요망에 따라, 패브릭 이동 방향은 젯 및 텍스틸 기재가 동일한 방향으로 이동하거나 서로 반대 방향으로 이동하는 방식으로 조절된다. 어느 경우라도, 텍스틸 기재로부터의 얀은 코마/스트립 처리되어 얀에서 섬유를 재배열시키고, 슈도 얀의 형성 동안 지지 물질로서 작동하기에 적합하게 한다. 이는 또한, 무작위 섬유 결합을 유도하여, 쉽게 풀리거나 분해되지 않을 수 있는 얀 구조를 유도한다. 이는 또한, 요소 얀으로부터의 섬유의 부분 결합을 유도한다. 요건에 따라, 결합 수준이 조절되어 패브릭 특성을 개선시킬 수 있다.
적당한 젯 스트림 파라미터 예컨대, 0.079mm 내지 0.14mm의 젯 크기를 선택함으로써, 텍스틸 기재에 가해지는 경우 적합한 에너지로, 적합한 촉감 및 감촉이 발생된다.
바람직한 구체예에서, 본 발명은 가정용 텍스틸, 실내 장식용 및 의복용 텍스틸 용도에 적합한 다용도 원더 패브릭을 제공하며, 이는 텍스틸 기재의 하나 이상의 면에서 섬유의 수류 결합을 유도하여 형성된 슈도 얀과 수류 적층된 씨-쓰루의 불안정한 구조물의 하나 이상의 텍스틸 기재를 포함한다. 원더 패브릭은 하나 이상의 면에서 가교 섬유와 수류-결합된 하나 이상의 텍스틸 기재를 가질 것이다.
상기 텍스틸 기재는 제직 기법 또는 편직 기법으로 제작된다. 또한, 텍스틸 기재는 천연 섬유 또는 합성 섬유 또는 이들의 블렌드로부터 제작될 수 있다. 상기 텍스틸 기재는 Ne 1 내지 160, 바람직하게는, Ne 5 내지 160의 얀 카운트로 구성된다. 또한, 제직되는 경우 상기 텍스틸 기재는 경사 방식 방향(warp way direction)으로 30 내지 300 쓰레드/인치, 바람직하게는, 42 내지 168 쓰레드/인치 및 위사 방식 방향(weft way direction)으로 12 내지 500 쓰레드/인치, 바람직하게는, 25 내지 300 쓰레드/인치이며, 플레인(plain) 또는 트윌(twill) 또는 새틴(satin) 또는 결합 위브(combination weave)를 가지며, 중량이 1m2당 45 내지 1200g, 바람직하게는, 1m2당 45 내지 300g이며, 경사 편직되거나 웨스트 편직되는 경우, 1m2당 60 내지 400g이다.
상기 슈도 얀의 형성에 사용된 섬유는 천연 또는 합성 섬유 또는 이의 블렌드로부터 선택된다.
또 다른 구체예에서, 본 발명은 베일 오프너(bale opener), 폐물 분리기(heavy trash separator), 멀티혼합기, 및 파인 오프너 및 카딩 머신으로 공급하기 위한 섬유 재료를 세척하고 개면시키기 위한 카드 공급기를 포함하는 개면 라인(opening line), 요구되는 방식으로 섬유를 개별화시키고 배열하기 위한 카딩 머신(carding machine), 패브릭 해체(unwinding), 확장 및 신장 기기, 및 수류 적층 기기의 부품으로서, 하나 이상의 직류 젯 스트림 및/또는 특정 각으로 텍스틸 기재에 가해지는 하나 이상의 젯 스트림을 갖는, 하나 이상의 천공 드럼 또는 하나 이상의 천공 벨트 또는 벨트가 구비된 하나 이상의 천공 드럼을 포함하는 패브릭 코마 기기를 포함하는 원더 패브릭 제작용 어셈블리를 제공한다. 천공 드럼이 커버링되는 경우, 천공된 슬리브 또는 천공된 벨트를 가질 수 있다. 수류적층 어셈블리는 추가로, 수류 적층에 요구되는 바에 따라 압력 구배의 1개 이상의 직류 젯 스트림 또는 다수의 젯 스트림 및 하나 이상의 고압 직류 젯 스트림 및 특정 각으로 드럼에 가해지는 하나 이상의 젯 스트림 및 하나 이상의 진동 인젝터를 포함하는 하나 이상의 천공 드럼 또는 다수의 드럼을 포함한다. 천공 드럼 또는 드럼들은 적합하게 개방된 벨트 또는 적합하게 전공된 금속 또는 플라스틱 슬리브로 커버링되며, 이어서, 원더 패브릭을 탈수하기 위한 탈수기, 젖은 원더 패브릭을 건조시키기 위한 건조기, 건조된 원더 패브릭을 감기 위한 와인더, 텍스틸 염색 및 마무릴 공정을 위한 원더 패브릭의 머서리제이션(mercerization), 팽창 및 제조용 무패드(padless) 무체인(chainless) 또는 체인 머서라이저(Merceriser), 원더 패브릭을 염색하기 위한 광폭 연속 표색/염색 레인지, 화학제로 패딩하고 고정하기 위한 경화 기기가 구비된 패더, 원더 패브릭의 전처리 및 염색에 대해 요구되는 바와 같은 소프트 플로우 머신 또는 젯 염색 머신, 원더 패브릭의 상단 마무리를 위한 광폭 머신 또는 소프트 플로우 머신(soft flow machine), 원더 패브릭의 기계적 표면 마무리를 위한 이머라이징 머신(emerising machine) 또는 라이징 머신(raising machine), 원더 패브릭의 치수 안정화를 위한 샌포리제이션 머신(sanforisation machine) 또는 데캐티징 머신(decatising machine), 나이프 코터(knife coater) 또는 패더(padder) 또는 키스 롤 장치(kiss roll arrangment) 또는 짐머 머신(zimmer machine) 이어서, 원더 패브릭의 한 면 이상을 화학물질 예컨대, 폴리우레탄, 열가소성 폴리올레펜, 열가소성 폴리우레탄, 폴리우레탄-알루미늄 등으로 코팅하기 위한 경화 기기, 및 원더 패브릭의 한 면 이상을 PU 또는 TPU, FR 머티리얼(Material) 등으로 제조된 막/필름으로 적층하기 위한 적층 기기, 및 이어서 가교기가 존재한다.
또 다른 구체예에서, 본 발명은
a. 웹의 섬유를 사전 결합시켜 웹에서 필요한 강도를 생성시키는 단계;
b. 단계(a)의 웹을 텍스틸 기재의 한 면 이상에 지지시키는 단계;
c. 단계(b)의 웹을 요구되는 압력의 하나 이상의 젯 스트림 또는 압력 구배의 다수의 젯 스트림으로 처리하여 섬유의 웹 분해 및 슬립핑(slipping)을 유도하는 단계; 및
d. 텍스틸 기재에 의해 지지되는 동일한 공간에서 단계(c)에서 형성된 섬유를 롤링시켜 슈도 얀을 형성시키는 단계를 포함하는 슈도 얀의 제조 방법을 제공한다.
또 다른 구체예에서, 본 발명은
a. 개면 머신에서 섬유를 개면하고 세척하는 단계;
b. 단계(a)의 섬유를 카딩 머신에서 개별화시켜 섬유의 웹을 전달하는 단계;
c. 익스팬더 롤에 의해 텍스틸 기재를 개면하는 단계;
d. 단계(c)의 텍스틸 기재를 패브릭 텐셔너로 신장시킨 후, 이를 고압 워터 젯으로 직류로 및/또는 특정 각으로 처리하는 단계;
e. 청구항 제 1항에 청구된 바와 같은 슈도 얀을 형성시키기 위해, 단계(d)의 전처리된 텍스틸 기재를 단계(b)의 사전-결합된 섬유 웹과 층형성시키는 단계;
f. 원더 패브릭이 형성되도록, 단계(d)의 전처리된 텍스틸 기재와 단계(e)의 슈도 얀을 하나 이상의 고압 워터 제트로 처리하고, 직류로 또는 특정 각으로 가하고 워터 제트를 진동시키는 단계;
g. 단계(f)의 원더 패브릭을 탈수기를 통과시켜 탈수시키는 단계;
h. 단계(g)의 탈수된 원더 패브릭을 건조기를 통과시켜 건조시키고, 온도는 건조된 섬유가 섬유의 고유 수분율과 동일한 잔여 수분이 남도록 섬유 유형에 따라 조절하는 단계;
i. 단계(h)의 건조된 원더 패브릭을 와인더를 사용하여 보빈/튜브(bobbins/tubes)에 와인딩시키는 단계;
j. 텍스틸 용도, 예컨대, 가정용, 실내 장식용 및 의복용 텍스틸에 사용될 수 있도록, 단계(i)의 원더 패브릭을 화학적 전처리 및/또는 건조 및/또는 염색 및/또는 프린팅 및 상단 마무리 단계; 및
k. 특수 텍스틸 및 실내 장식용 용도를 위한 단계(h)의 원더 패브릭을 코팅하거나 적층하는 단계를 포함하여, 원더 패브릭을 제작하는 공정을 제공한다.
텍스틸 기재는 천연 또는 합성 섬유 또는 이들의 블렌드로 제조될 수 있다. 이는 제직 또는 편직 또는 혼합식 재료일 수 있으나, 씨-쓰루의 불안정한 구조물일 수 있다.
스태플 섬유는 개면되거나, 개면되고 세척된 후 카딩된다. 워커/스트립퍼 롤(worker/stripper roll)이 구비된 전통적인 부직포 카드 또는 플랫 카드를 사용할 수 있다. 카딩 후, 이들 섬유는 웹 형태로 전달된다. 필요에 따라, 이러한 섬유 웹은 워터 젯을 이용하여 약하게 결합된다.
이렇게 사전 결합된 섬유 또는 결합되지 않은 섬유는 텍스틸 기재의 상단면에 전달된다. 경우에 따라, 섬유는 미리 결합되지 않으며; 이러한 섬유는 이때 약하게 결합되어 고압 워터 젯으로부터의 더 높은 수준의 에너지를 견딜 수 있게 된다.
본 발명은 본 발명의 특정 예를 참조로 하여 설명되었으나, 이러한 설명은 예시이며, 본 발명은 단지 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다.
실시예 1 : 단일 렬로 배열된 23 제트/인치의 0.1mm 제트로 50bar의 압력으로 웹을 처리하여, 인장 절단 하중(tensile breaking load)이 머신 방향의 웹 폭에 있어서 4.5뉴튼/미터(Newton/meter) 및 횡 방향의 웹 폭에 있어서 1.7뉴튼/미터가 되는 수준의 섬유 결합을 발생시켰다.
그 후, 이러함 섬유 웹을 텍스틸 기재의 표면상의 슈도 얀을 형성시키기에 적합한 파라미터를 갖도록 설계된 다수의 워터 제트로 처리하였다. 이러한 경우, 텍스틸 기재는 섬유 웹에 대한 지지체로서 작용한다. 텍스틸 기재는 웹으로부터 섬유의 롤링을 유도하고 조장하여, 이러한 섬유가 이들 사이에서 결합되어 슈도 얀을 형성시키게 한다.
실시예 2 : 패브릭 커버 팩터(fabric cover factor)가 14인 텍스틸 기재를 면 섬유 웹과 적층시키고, 전체 구조물을 0.1mm/23제트/인치, 0.1mm/40제트/인치 및 0.1mm/40제트/인치의 고압 워터 젯 스트림으로 처리하여, 최대 섬유 롤링, 및 텍스틸 기재의 바닥면상의 매우 소수개의 섬유를 나타낸 도 4에 도시된 바와 같은 슈도 얀을 형성시켰다.
상기 현상은 또한 섬유 특성 예컨대, 폴리머, 섬유 길이, 강성, 직경 및 표면 마찰에 의해 영향을 받는다. 웹 특성 예컨대, 섬유 방향, 섬유 개별화 또한 상기 현상에 영향을 끼친다.
그 후, 상기 구조물을 하나 이상의 고압 워터 젯 스트림으로 처리하였다. 슈도 얀으로부터의 섬유는 텍스틸 기재로부터의 얀의 섬유와 결합하게 된다. 워터 젯 파라미터는 세기와 생성물 강성 사이의 균형을 이루도록 선택된다.
실시예 3 : 0.1mm 제트 크기를 갖는 고압 워터 스트림으로 처리되는 경우, 단일 렬로 배열된 80g/m2의 텍스틸 기재 및 35g/m2의 슈도 얀 구조물은 5.0의 박리 저항도(pilling resistance) 및 시팅(sheeting) 용도에 허용되는 패브릭 강성을 유도하였다.
가정용 및 의복용 텍스틸에 대해 의도된 텍스틸 패브릭의 다양한 특성중 소비자에 중요한 첫번째의 주요 특성은 패브릭의 모양 및 이어서, 촉감이다. 이어서 강도 및 내구성이다. 시간이 지남에 따라, 그리고 안전성 및 위생성에 대한 의식이 증가함에 따라, 항균성, 탈취성, 내연성 등과 같은 특성이 더욱 더 중요해지고 있다.
다른 한편으로, 비용 또한 중요한 면이다. 적은 비용으로 요망되는 모양과 특성을 전달하는 이러한 생성물은 확실히 판매될 것이다. 이는 또한 금전적 가치가 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 배경 기술에 기술된 바와 같이, 원자재 비용이 모든 비용 요소중 가장 크다. 정방(spinning) 및 제직 또는 편직의 기술적 한계를 고려하면, 기술적으로 그리고, 상업적으로 중요한 원료 특성 예컨대, 섬유 길이, 강도 등이 특정 한계 미만으로 떨어질 수 없다. 따라서, 열등한 원료의 사용에 의한 이러한 방법의 가치 공학을 이용한 경우, 비용이 현저하게 예를 들어, 15% 내지 50%까지 저하될 수 없다. 또한, 작업 효율의 전반적인 저하의 위험성이 있다. 이는 분명히 열등한 생성물을 유도할 것이다.
본 발명은 상이하고 독특한 방법을 따른다. 텍스틸 기재는 매우 개면된 씨-쓰루 구조로 설계되고 구성되어, 텍스틸 기재의 중량을 15 내지 50% 저하시켰다. 이는 비용을 50% 이하의 수준으로 현저하게 저하시킨다. 그러나, 이들 자체 형태의 이러한 텍스틸 기재는 안정적이지 않으며, 또한 가정용, 실내 장식용 및 의복용 용도에 허용되는 모양 및 기타 특성을 갖지 못한다.
본 발명은 슈도 얀의 결합 및 형성에 대한 지지체로서 이러한 텍스틸 기재를 이용하였다. 고압 워터 제트로 일단 처리된 웹으로부터의 섬유는 갭으로 활주된다. 이러한 섬유는 먼저 특정 패킹 밀도가 달성될 때까지 이들 자체끼리 결합하게 된다. 이는 슈도 얀의 형성을 발생시킨다. 고압 워터 제트로 추가로 처리된 텍스틸 기재와 함께 형성된 슈도 얀은 이들의 섬유를 통해 텍스틸 기재의 얀으로부터의 섬유와 결합하게 된다.
롤링되지 않고 슈도 얀의 일부가 되지 않은 나머지 섬유는 텍스틸 기재의 얀으로부터의 섬유와 결합하게 된다. 이렇게 해서 이들의 텍스틸 기재의 얀과 상호 연결된다. 이는 또한, 패브릭 특성을 나타낸다. 본 발명에 규정된 공정을 이용함으로써 3.0 이상의 형태고정율(durable press rating)을 달성할 수 있으며, 이는 손질이 용이한 원더 패브릭을 의미한다.
상기 기술된 현상은 또한 불안정한 텍스틸 기재에 치수적 안정성을 도입시킨다.
실시예 4 : 각각 경사 및 위사 방식 방향에서 Ne 40/1 x Ne 40/1 및 100x68 쓰레드/인치를 갖는 텍스틸 기재 및 26mm 면 섬유의 웹을 본 발명에 따라 작업한 경우, 경사 방식 방향에서 4.0% 미만 및 위사 방식 방향에서 2% 미만의 잔류 수축을 유도하였다. 이는 텍스틸 기재에서 시험된 바와 같은 경사 방식 방향에서의 12% 및 위사 방식 방향에서의 6% 원래의 수축 가능성에 대비된다.
모양과 별개로, 이렇게 형성되고 텍스틸 기재로부터의 얀과 결합된 슈도 얀은 인장 강도, 인열 강도를 나타낸다. 인장 강도가 25% 이상 증가됨을 발견할 수 있었다. 인열 강도 또한 8% 이상 증가되었다.
실시예 5: 각각 경사 및 위사 방식 방향에서 Ne 40/1 x Ne 40/1 및 107x38 쓰레드/인치를 갖는 텍스틸 기재를 24mm 및 22g/tex 강도로 이루어진 면 섬유 웹과 함께 본 발명의 발견에 따라 진행시키는 경우, 인장 강도의 시험시 90lb(+50%) 및 34(+20%)lb의 파단 하중(breaking load)을 나타내었다. 이는 위사 방식 방향에서 4.5lb(+35%) 및 3.5lb(+15%) 인열 강도를 나타내었다.
슈도 얀의 형성 및 텍스틸 기재로부터의 얀과의 결합과 텍스틸 기재로부터의 얀과 가교 섬유 결합은 봉목활탈(seam slippage) 저항에서 15% 내지 35%의 증가를 유도하였다.
본 발명은 텍스틸 기재로부터 얀을 블루밍(bloom)시킬 뿐만 아니라, 많은 수의 포어 및 연속 모세관을 도입시켜, 유도된 원더 패브릭이 고도의 흡수성을 띠며, 모세관을 통해 수분을 신속히 수송할 수 있다.
실시예 6: Ne 20/1 X Ne 20/1 및 45 X 25 쓰레드/인치의 텍스틸 기재와 면 섬유 슈도 얀을 본 발명의 발견을 이용하여 처리하는 경우, 이러한 유도된 원더 패브릭은 1초 미만의 흡수 속도를 갖는다.
수직 위킹 테스트(vertical wicking test)는 30분내의 13cm 달성을 보여주었다. 이는 이렇게 수행된 원더 패브릭이 착용하기에 매우 안락함을 의미한다.
수류-적층동안, 원더 패브릭을 고압 젯 스트림으로 1회 이상 진동시키면서 처리하여 모양 특성을 유도하였다.
이렇게 형성된 원더 패브릭을 특정 각으로 수류-적층된 표면에 가해지는 하나 이상의 고압 젯 스트림으로 처리하여 내구성을 유도하였다.
본 발명은 베일(bale) 또는 유사한 형태의 섬유를 작은 섬유 타래로 개면하기 위한 개면 라인, 섬유를 개별화시키고 적합한 섬유 방향을 갖는 웹을 형성시키기 위한 카딩 머신, 웹을 수류-적층 기기로 이송시키기 위한 이송 장치, 섬유를 적합하게 풀기 위한 섬유 언와인더(fabric un winder), 섬유 폭을 확장시키고 조절하고, 구김이 발생되지 않게 하기 위한 인스팩터(expander) 및 사전-텐셔닝 롤(pre-tensioning roll), 슈도 얀을 형성시키고, 텍스틸 기재의 얀과 결합시키고, 텍스틸 기재의 얀과 섬유를 가교시키고, 코밍(combing)시키고 텍스틸 기재로부터의 얀을 안정화시키기 위한 수류-적층 기기, 고정된 수분을 물리적으로 제거하기 위한 탈수기, 고정된 물을 화학적으로 제거하기 위한 건조기 및 이렇게 형성된 원더 패브릭을 감기 위한 와인더를 포함하는 다용도 원더 패브릭을 제조하기 위한 라인 배치를 제공한다. 의복용, 가정용 텍스틸 및 실내 장식용 용도를 위해, 전통적인 텍스틸 가공 머신을 통해 처리된다. 특수 텍스틸 및 실내 장식용 용도를 위해서는 코팅 및/또는 적층 머신을 통해 처리된다.
본 발명은 원더 패브릭을 제작하기 위한 하기 공정을 제공한다. 공정은
a. 텍스틸 기재를 개면하고, 폭을 조절하고 사전 텐셔닝시켜 구김 또는 주름 형성을 방지하는 단계;
b. 텍스틸 기재의 얀을 고압 워터 젯 스트림으로 세척 및 코밍시켜, 표면을 세척하고, 목적하는 형태 및 치수를 유도하고, 필요에 따라 그리고, 목적하는 수준으로 섬유 및/또는 얀을 결합시켜 텍스틸 기재가 슈도 얀 형성에 적합한 지지체가 되게 하는 단계;
c. 섬유를 개면하고 카딩시키고, 목적하는 웹 특성을 갖는 웹을 형성시키는 단계;
d. 텍스틸 기재의 면중 하나의 상단에 이렇게 형성된 웹을 겹치고 하나 이상 또는 다수의 고압 젯 스트림으로 이 둘을 처리하여 슈도 얀을 형성시키고, 이를 텍스틸 기재로부터의 얀과 결합시키고, 텍스틸 기재로부터의 얀과 나머지 섬유를 가교시켜 목적하는 특성을 갖는 원더 패브릭을 유도하는 단계,
e. 이렇게 형성된 원더 패브릭을 탈수기를 사용하여 탈수시키고 건조기를 사용하여 건조시키는 단계,
f. 건조된 원더 패브릭을 와인더에 의해 롤로 감는 단계,
g. 이렇게 감겨진 패브릭을 화학 처리 예컨대, 가정용, 실내 장식용 및 의복용 텍스틸 용도를 위한 염색 및 표면 마무리 처리하는 단계,
h. 이렇게 감겨된 패브릭을 코팅/적층 머신으로 처리하여 실내 장식용 및 특수 텍스틸 생산품 예컨대, 암막, 배리어 패브릭, 슈 업퍼(shoe upper), 자동차용 소프트 커버 등을 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명은 더욱 상세하게 하기 실시예에 의해 설명된다. 그러나, 본 발명의 범위가 어떤 방식으로든 이러한 실시예에 의해 제한되는 것은 아님을 이해해야 한다. 본 발명이 하기 실시예를 포함하며, 본 발명의 기술적 범위내에서 변화 및 변형될 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다.
실시예 7:
하기 표는 어떻게 본 발명이 생성된 원더 패브릭에 높은 흡수 속도를 부여하는지 보여준다. 면 섬유 슈도 얀과 함께 다양한 카운트 및 구조를 갖는 텍스틸 기재를 본 발명에 의해 규정된 바와 같은 방법을 이용하여 처리하여, 이들이 높은 흡수 속도를 나타내게 하였다.
수분 흡수 시험
이용된 시험 방법: AATCC 79
시험 수행 기관: SGS(Mumbai)
시험 결과:
Figure 112013064818308-pat00001

실시예 8:
하기 표는 면 섬유로 이루어진 슈도 얀과 함께 여러 텍스틸 기재가 본 발명의 발견에 따라 처리되는 경우, 높은 수분 위킹율(water wicking rate)을 유도함을 보여준다. 높은 흡수속도와 조합된 이러한 높은 위킹율은 사용자에게 높은 수준의 안락함을 제공한다.
수직 위킹 시험
시험 방법: 자체 SGS
시험 수행 기관: SGS
시험 결과:
Figure 112013064818308-pat00002

실시예 9:
하기 표로부터 본 발명이 고도로 내구성을 띠는 원더 패브릭을 유도함을 알 수 있다.
폴리에스테르/면 섬유 블렌드로 이루어진 슈도 얀과 함께 하기 표에서 나타난 바와 같은 다양한 텍스틸 기재를 본 발명의 발견에 따라 처리하는 경우, 박리에 대한 매우 우수한 저항성을 나타내었다. 시험은 수류-적층된 측면에서 수행하여 높은 내구성이 확립되게 하였다.
박리 시험
이용된 시험 방법: ASTM 4970
시험 수행 기관: ITS(Mumbai)
시험 결과:
Figure 112013064818308-pat00003

실시예 10:
하기 표로부터, 본 발명의 발견에 따라 제조된 원더 패브릭이 매우 우수한 치수 안정도를 나타냄을 알 수 있다. 패브릭이 텍스틸 기재의 얀에서의 섬유 재배열 및 이어서, 이러한 얀에서 섬유 사이의 더 높은 수준의 결합을 이용하여 안정화됨이 흥미롭다. 섬유 안정화를 위한 쓰레드 밀도에서의 크림프 상호교환(crimp interchange) 및 재배열의 전형적인 공정은 본 발명에서 이용되지 않았다. 가교된 섬유는 또한 텍스틸 기재의 얀으로부터의 섬유와 결합되어, 원더 패브릭 구조의 안정화를 돕는다. 결합 수준은 이렇게 제작된 원더 패브릭의 허용가능한 강성 및 촉감을 달성한다.
치수 안정도 시험
이용된 시험 방법: AATCC 135-2003
시험 수행 기관: WIL(Anjar)
Figure 112013064818308-pat00004

실시예 11:
하기 표는 25 내지 40g/m2의 면 슈도 얀과 함께 여러 텍스틸 기재가 본 발명의 발견에 따라 제조되는 경우, 2.5 이상의 DP 율을 유도하며, 이는 시팅 패브릭(sheeting fabric)에 대한 프로토콜 요건을 충분히 초과한다.
텍스틸 기재의 얀과 가교 섬유 사이의 결합 정도 및 이의 방향은 주름 성향을 나타낸다.
형태고정율
이용된 시험 방법: AATCC 124-2001
시험 수행 기관: ITS
시험 결과:
Figure 112013064818308-pat00005

실시예 12:
슈도 얀과 기재로부터의 얀 사이의 결합의 양, 텍스틸 기재의 얀에서 섬유간의 결합 수준, 방향 및 텍스틸 기재로부터의 얀과 가교 섬유 사이의 결합의 양에 따라, 봉목활탈에 대한 저항성을 나타낸다.
하기 표는 본 발명에 의해 기술된 바와 같은 공정에 따라 처리하는 경우 면 섬유 웹과 여러 텍스틸 기재는 봉목활탈에 대한 높은 저항성을 나타냄을 보여준다.
이의 원래 형태의 텍스틸 기재가 매우 개면된 구조이며, 또한 불안정하다는 것을 염두해두는 것이 중요하다. 이러한 형태에서는, 텍스틸 기재는 가정용 및 의복용 텍스틸에 적용하기에 전혀 적합하지 않다.
봉목활탈
이용된 시험 방법: ASTM D 434 1995; ASTM D 5034 FIXED SEAM OPENING
시험 수행 기관: ITS
시험 결과:
Figure 112013064818308-pat00006

실시예 13 :
하기 표는 본 발명에 의해 기술된 공정을 통해 처리되는 경우, 더 많은 섬유가 경사 방식 방향으로 배향된 면 섬유 웹과 개면되고 불안정한 구조의 여러 텍스틸 기재가 경사 및 위사 방향 둘 모두에서 허용가능한 인장 강도를 유도함을 보여준다.
더 많은 섬유가 경사 방식 방향으로 배향되었기 때문에, 이 방향에서 더 높은 인장 강도를 유도하였다.
인장 강도 시험
시험 방법: ASTM D 5034
시험 수행 기관: ITS
시험 결과:
Figure 112013064818308-pat00007

실시예 14:
하기 표는 이렇게 제작된 원더 패브릭이 요망되는 인열 강도를 유도함을 보여준다.
인열 강도 시험
시험 방법: ASTM D 1424-2007A(Elmendor Tester)
시험 수행 기관: ITS
시험 결과:
Figure 112013064818308-pat00008

Claims (27)

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  13. 내구성이 있고 세척 가능하며 부드러운 표면을 갖는 다용도 패브릭이며,
    섬유들로 이루어진 웹과,
    섬유들을 포함하는 사전 처리된 텍스틸 기재를 포함하고,
    상기 사전 처리된 텍스틸 기재의 갭(gaps) 내에서 상기 웹의 섬유들은 그들 사이에서 결합되고,
    상기 사전 처리된 텍스틸 기재의 갭 내에서 결합된 상기 웹의 섬유들은 상기 사전 처리된 텍스틸 기재에 포함된 섬유들과 결합되고,
    상기 사전 처리된 텍스틸 기재의 갭 내에서 결합의 일부가 되지 못한 나머지 웹 섬유들은 상기 사전 처리된 텍스틸 기재와 결합되고,
    상기 결합은 사전 처리된 텍스틸 기재의 적어도 한쪽 측면에서 일어나는,
    다용도 패브릭.
  14. 제13항에 있어서, 상기 텍스틸 기재는 제직된 텍스틸 기재인,
    다용도 패브릭.
  15. 제13항에 있어서, 상기 텍스틸 기재는 편직 텍스틸 기재인,
    다용도 패브릭.
  16. 제13항에 있어서, 상기 텍스틸 기재는 천연 섬유, 합성 섬유 및 상기 천연 섬유와 상기 합성 섬유의 블렌드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    다용도 패브릭.
  17. 제13항에 있어서, 상기 사전 처리된 텍스틸 기재의 갭 내에서 서로 결합된 웹의 섬유들은 천연 섬유, 합성 섬유 및 상기 천연 섬유와 상기 합성 섬유의 블렌드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    다용도 패브릭.
  18. 제13항에 있어서, 상기 텍스틸 기재는 Ne 1 내지 Ne 160의 범위의 얀 카운트로 구성되고, 얀은 단일 얀 또는 파일링된(piled) 얀으로 구성된 그룹으로부터 선택되는,
    다용도 패브릭.
  19. 제13항에 있어서, 상기 텍스틸 기재는 경사 방식 방향(warp way direction)으로 30 내지 300 쓰레드/인치 및 위사 방식 방향(weft way direction)으로 12 내지 500 쓰레드/인치이며,
    상기 텍스틸 기재의 중량은 1m2당 45 내지 1200g이고,
    상기 텍스틸 기재는 플레인 위브(plain weave), 트윌 위브(twill weave), 새틴 위브(satin weave) 및 상기 플레인 위브, 트윌 위브 및 새틴 위브의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 위브를 갖는,
    다용도 패브릭.
  20. 제19항에 있어서, 상기 텍스틸 기재는 60 내지 400g/m2의 중량을 갖고, 경사 편직 구조 및 위사 편직 구조로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 편직 구조를 갖는, 다용도 패브릭
  21. 제13항에 있어서, 상기 다용도 패브릭은 경사 방향으로는 63.5 파운드, 위사 방향으로는 31.89 파운드의 최소 인장 강도를 갖는,
    다용도 패브릭.
  22. 제13항에 있어서, 상기 다용도 패브릭은 5회 세척 후 잔여 수축율이 경사 방향으로는 3%이고, 위사 방향으로는 0.5%인,
    다용도 패브릭.
  23. 제13항에 있어서, 상기 다용도 패브릭은 최소 봉목활탈이 경사 방향으로는 16이고, 위사 방향으로는 35인,
    다용도 패브릭.
  24. 제13항에 따른 다용도 패브릭 제작용 어셈블리이며,
    a. 섬유들을 개면하고 세척하는 개면 라인(opening line);
    b. 상기 섬유들을 카딩하여 사전 결합된 섬유 웹을 준비하는 카딩 머신(carding machine);
    c. 패브릭을 해체(unwinding)하고, 확장하며 신장하는 기기,
    d. 하나 이상의 젯 스트림(jet stream)을 갖는 하나 이상의 천공 드럼(perforated drum)을 포함하고 사전 처리된 텍스틸 기재를 준비하는 패브릭 코마 기기(fabric combing device);
    e. 하나 이상의 젯 스트림(jet stream)을 갖는 하나 이상의 천공 드럼(perforated drum)을 포함하고, 상기 사전 처리된 텍스틸 기재 위에 놓여진 상기 사전 결합된 섬유 웹에 젯 스트림을 가하여 다용도 패브릭을 형성하는 수류 적층 유닛;
    f. 상기 다용도 패브릭을 탈수하기 위한 탈수기;
    g. 젖은 패브릭을 건조시키기 위한 건조기;
    h. 건조된 패브릭을 감기 위한 와인더(winder);
    i. 상기 다용도 패브릭을 광택처리(mercerization) 및 팽창시키고, 텍스틸 염색 및 마무리 공정을 준비하기 위한 머서리저;
    j. 패브릭을 염색하기 위한 광폭 연속 블리칭(Bleaching) 및 다잉 레인지(dyeing range);
    k. 화학제의 패딩 후 고정을 위한 경화 기기가 구비된 패더(padder);
    l. 상기 다용도 패브릭의 사전 처리 및 염색을 위한 소프트 플로우 머신(soft flow machine) 또는 젯 염색 머신(jet dyeing machine);
    m. 패브릭의 상단 마무리(top finishing)를 위한 광폭 머신(open width machine) 또는 소프트 플로우 머신(soft flow machine);
    n. 패브릭의 기계적 표면 마무리를 위한 에머라이징 머신(emerising machine) 또는 라이징 머신(raising machine);
    o. 패브릭의 치수 안정화를 위한 샌포리제이션 머신(sanforisation machine);
    p. 나이프 코터(knife coater), 패더(padder) 또는 키스 롤 어레인지먼트(kiss roll arrangement) 또는 짐머 머신(zimmer machine);
    q. 패브릭의 한 면 이상을 폴리우레탄, 열가소성 폴리올레펜, 열가소성 폴리우레탄, 폴리우레탄-알루미늄의 화학 물질로 코팅하기 위한 경화 기기;
    r. PU(Polyurethane), TPU(Thermoplastic Polyurethane), TPO(Thermoplastic Polyolefin) 및 FR 머티리얼(Fire Resistance Material) 또는 가교기로 제조된 막으로 패브릭의 한 면 이상을 적층시키기 위한 적층 기기(lamination device)를 포함하는,
    다용도 패브릭 제작용 어셈블리.
  25. 제13항에 따른 다용도 패브릭 제조 방법이며,
    a. 웹에서의 강도를 증가시키기 위해 섬유들을 웹으로 사전 결합하는 단계와,
    b. 상기 웹을 사전 처리된 텍스틸 기재의 하나 이상의 면 위에 지지하는 단계와,
    c. 하나 이상의 진동 젯 스트림과 소정 각도 방향의 하나의 이상의 젯 스트림을 상기 웹에 가하여 섬유의 웹 분해 및 슬립핑(slipping)을 유도하는 단계와,
    d. 상기 텍스틸 기재의 갭 내에서 상기 c. 단계에서 형성된 섬유들을 롤링시키는 단계로서 상기 섬유들이 상기 텍스틸 기재에 의해 안내되는 단계를 포함하는,
    다용도 패브릭 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 섬유들을 웹으로 사전 결합하는 단계는,
    상기 섬유들을 섬유 개면 기기에서 개면하고 세척하는 단계와,
    상기 섬유들을 카딩 머신에서 카딩하여 섬유들의 웹을 준비하는 단계를 포함하고,
    상기 텍스틸 기재의 사전 처리는,
    상기 텍스틸 기재를 익스팬더 롤(expander roll)을 통해 개면시키는 단계와,
    상기 텍스틸 기재를 패브릭 텐셔너(fabric tensioner)를 통해 신장시키는 단계와,
    상기 텍스틸 기재에 각도 방향으로 입사하는 워터 제트를 상기 텍스틸 기재에 가하여 사전 처리된 텍스틸 기재를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 다용도 패브릭 제조 방법은,
    상기 사전 처리된 텍스틸 기재를 사전 처리된 텍스틸 기재의 갭 내에서 서로 결합된 웹 섬유들과 층형성시키는 단계와,
    고정된 워터 제트 또는 진동 워터 제트를 상기 사전 처리된 텍스틸 기재 및 상기 사전 처리된 텍스틸 기재의 갭 내에서 서로 결합된 웹 섬유들에 가하여 수류 적층 하는 단계로서 워터 제트는 사전 처리된 텍스틸 기재에 일직선 방향 또는 특정 각 방향 또는 상기 일직선 방향 및 특정 각 방향의 조합 방향으로 가해져 다용도 패브릭을 형성하는 단계와,
    상기 다용도 패브릭을 탈수기를 통과시켜 탈수시키는 단계와,
    탈수된 다용도 패브릭을 건조기를 통과시켜 건조시키는 단계와,
    상기 다용도 패브릭을 와인더 상의 보빈(bobbins)으로 감는 단계와,
    상기 다용도 패브릭을 화학적 사전 처리, 염색, 프린트 및 상단 마무리 또는 이들의 조합으로 처리하는 단계와,
    다용도 패브릭을 코팅하거나 적층하여 다용도 패브릭이 부드러운 표면을 갖도록 하는 단계를 포함하는,
    다용도 패브릭 제조 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 건조시키는 단계는 건조된 다용도 패브릭이 섬유의 고유 수분함량과 동일한 잔여 수분을 갖도록 하는 온도에서 행해지는,
    다용도 패브릭 제조 방법.
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