KR102261557B1 - 내마모성 직물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위사 및 둘 이하의 경사 A 및 B를 포함하는 직물에 관한 것으로서, 이때 상기 위사는 고성능 섬유를 포함하고, 상기 경사 A는 50 중량% 이상의 천연 섬유를 포함하며, 상기 경사 B는 고성능 섬유를 포함하고, 상기 직물은 상기 경사 A를 포함하는 외부 층 및 상기 경사 B를 포함하는 내부 층을 갖고, 상기 외부 층 및 내부 층은 상기 위사에 의해 적어도 부분적으로 상호연결된다. 본 발명은 또한 상기 직물을 포함하는 제품, 예를 들면 의복, 라이닝, 스포츠 의류, 장갑, 커튼, 덮개 직물 및 바닥 깔개에 관한 것이다.

Description

내마모성 직물{ABRASION RESISTANT FABRIC}
본 발명은, 고성능 섬유 및 천연 섬유를 포함하는 직물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 직물의 용도 및 상기 직물을 포함하는 제품, 예를 들면 의복, 스포츠 의류, 장갑, 커튼, 덮개 직물, 바닥 깔개 및 그러한 직물의 다른 응용품에 관한 것이다.
상기 직물은 US2007/0249250에 공지되어 있다. US2007/0249250은, 셀룰로즈 물질로 제조된 위사(weft yarn) 및 천연 섬유를 포함하는 코팅에 의해 75% 초과량의 피복된 고성능 섬유로부터 제조된 경사(warp yarn)를 포함하는 직물을 개시한다. 상기 직물은 상기 직물의 두께를 통해 상기 경사의 농도 구배를 가져, 주로 경사로 된 외부 부분 및 주로 위사로 된 내부 부분으로 구성된다. US2007/0249250에 따른 직물은 우수한 기계적 특성, 특히 내연성 및 내마모성을 갖지만 또한 착용시 편안하다. US2010/0075557A1은 제1 표면 및 제2 표면을 가진 직물을 개시하며, 상기 직물은, 위사로 인터레이싱되는 3개의 경사 시스템을 포함한다. 제1 경사 섬유는 미관적 섬유, 예를 들면 천연 섬유, 면, 울, 레이욘, 폴리아미드 섬유, 고 모듈러스 섬유일 수 있고, 제2 경사는 성능 섬유, 예를 들면 고분자량 폴리에틸렌, 아라미드, 탄소 섬유, 유리섬유일 수 있고, 제3 경사 섬유는 편안함을 제공하는 품질의 섬유, 예를 들면 면, 레이욘, 울, 폴리에스터, 나일론을 포함한다. 상기 위사 섬유는 연신가능한 섬유일 수 있고 라이크라(Lycra)(상표명) 섬유, 스판덱스(Spandex)(상표명) 섬유, 케블라(Kevlar)(상표명) 섬유, 고 모듈러스 폴리에틸렌, 울, 레이욘, 나일론, 모드아크릴계(modeacrylic) 섬유를 포함한다.
그러나, 종래 기술의 직물은, 경사가 고성능 섬유 코어 및 상기 코어 표면의 75% 이상을 덮는 면(예를 들면)의 나선형 랩핑을 포함하므로, 제조하기가 어렵고 비싸다. 그러한 경사의 제조는 노동집약적이고 값비싼 공정이다. 또한 그러한 피복사는 사용중에 덜 튼튼하고 나선형 랩핑의 이동 또는 일체성 손실을 보여 비균질 외관의 얀을 야기하고 취급상의 어려움을 나타내고, 이는 직물의 감소된 품질 또는 생산성 손실을 야기한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 상기 단점을 줄이고 특히, 직물의 착용시 편안함을 유지하면서 생산 손실 또는 감소된 품질이 덜한 직물을 제공하는 것일 수 있다. 본 발명의 추가의 목적은, 더 쉽게 이용가능한 얀으로부터 제조될 수 있어 덜 노동집약적이고 감소된 제조 비용을 갖는 직물을 제공하는 것일 수 있다. 본 발명의 추가의 목적은, 개선된 마모 특성 및 착용시 편안함을 갖거나 또는 개선된 마모 특성 및 착용시 편안함 간의 최적의 균형을 가지며, 감소된 비용 및 공정 복잡성으로 제조될 수 있는 직물을 제공하는 것일 수 있다.
본 발명은, 위사 및 둘 이하의 경사 A 및 B를 포함하는 직물을 제공하며, 이때 상기 위사는 고성능 섬유를 포함하고 상기 경사 A는 50 중량% 이상의 천연 섬유를 포함하며, 상기 경사 B는 고성능 섬유를 포함하고, 상기 직물은 상기 경사 A를 포함하는 외부 층 및 상기 경사 B를 포함하는 내부 층을 갖고, 상기 외부 층 및 내부 층은 상기 위사에 의해 적어도 부분적으로 상호연결된다.
본 발명의 직물은 더 튼튼하고/하거나 더 저렴한 얀을 통해 개선된 제조 효율을 보일 수 있다. 또한, 본 발명의 직물은 제조하는데 덜 노동집약적이면서 내마모성이 동등하거나 개선될 수 있고 착용시 편안함이 동등하거나 개선될 수 있다.
본 발명의 직물은 둘 이하의 경사 A 및 B를 포함하여, 개선된 내마모성을 얻는 직조 유연성에 대해 충분한 여지를 제공하면서 제조 복잡성 뿐아니라 면적 밀도 및 재료비를 낮게 유지한다.
본원에서 경사는, 동일한 조성을 가진 다수의 얀으로 이해되며, 경사 시스템으로도 지칭될 수 있다. 각각의 경사는, 직물의 기계 방향으로 실질적으로 길이방향으로 주행된다. 본 발명의 직물은, 직물에서의 상호간의 위치에 의해 차별되는 둘 이상의 경사를 갖는다. 직물 내의 그러한 위치는, 당분야에 공지된 통상의 기술에 의해 달성될 수 있다. 예를 들면, 다중 경사는, 빔당 하나의 경사를 가진 빔들을 통해, 뿐 아니라 차례로 조직되는 상이한 경사들을 가진 단일 빔을 통해, 직조 공정으로 제공될 수 있다. 상이한 경사에 대한 별도의 빔의 사용은 증가된 유연성 및 개선된 직조 제어의 이점을 가질 수 있다. 본원에서 직물내 경사의 위치는, 직물의 두께에 대한 상대적인 경사 A와 경사 B의 각각의 위치로 이해된다. 이와 관련하여, 직물은 3차원 물체인 것으로 이해될 수 있으며, 이때 하나의 차원(두께)은 다른 두 차원(길이 또는 워프 방향, 및 폭 또는 웨프트 방향)보다 더 적다. 일반적으로, 길이 방향은 단지 경사의 길이에 의해 제한되며, 직물의 폭은 주로 개개의 경사의 개수 및 사용된 직조기의 폭에 의해 제한된다. 두 경사의 위치는 직물의 두께를 가로지르는 그들의 위치에 의해 한정되며, 이로써 상기 두께는 외부 및 내부 표면에 의해 한정된다. 본원에서 "외부" 및 "내부"는, 상기 직물이 두개의 차별화가능한 표면을 포함하는 것으로 이해된다. 용어 "외부" 및 "내부"는 상기 두개의 상이한 표면들 간의 차별성이 아닌 제한적 특징으로서 해석되어서는 안된다. 상기 직물의 많은 적용에서, 상기 외부 표면은 외부 환경을 향해 배향되며, 상기 내부 표면은 예를 들어 마모로부터 보호할 바디쪽으로 배향된다. 그러한 배향이 바람직할 수 있긴 하지만, 특정 용도의 경우 상기 표면은 반대 방향으로 접할 것이며, 또는 상기 직물이 접혀서 이중층 직물을 형성하여 두 개의 동일한 표면이 어느 한 측에서 노출되고 다른 표면은 서로를 향하게 될 것이다.
따라서, 상기 외부 층 및 내부 층은 직물을 두께를 통해 한정되며, 이때 상기 외부 층은 외부 표면을 포함하고, 상기 내부 층은 내부 표면을 포함한다. 층들은, 각각의 직물 표면에 대해 실질적으로 평행하게 연장되고 직물의 총 두께의 50% 이하의 두께를 갖는 부피로 한정된다.
본원에서, 경사 A를 포함하는 층이 외부 층으로 간주되고 경사 B를 포함하는 층이 내부 층으로 간주될 수 있다.
상기 위사는 일반적으로, 직물의 기계 방향에 대해 가로질러 교차-방향으로 주행하는 얀을 지칭한다. 직물의 직조 순서를 정의하자면, 각각의 위사가 두개의 인접한 경사들 사이를 반복적으로 통과하여, 각각의 경사들 A 또는 B에 의해 형성된 평면들 사이에서 스위칭하여 상기 경사들 간 뿐아니라 상기 경사를 각각 포함하는 외부 및 내부 층 간의 인터레이싱 또는 상호연결을 야기한다. 상기 경사와 위사간에 형성된 각도는 바람직하게는 약 90°이다. 상기 직물은 하나의 위사 또는 상이한 조성을 가진 여러 개의 위사를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 상기 직물내 위사는 하나의 단일 위사 또는 복수의 위사일 수 있다. 상기 직물이 복수의 위사를 포함하는 경우, 상기 얀은 동일하거나 상이한 조성을 가질 수 있다.
상기 경사 및 위사에 의해 형성된 직조 구조는, 사용된 경사 및 위사의 개수 및 직경 뿐 아니라 직조 중의 경사 및 위사간에 사용된 직조 순서에 따라 다양한 유형을 가질 수 있다. 그러한 상이한 순서는 당분야의 숙련가들에게 널리 공지되어 있다. 직조 공정을 통해, 상기 위사는 2개 이하의 경사 A 및 B를 상호직조하여 상기 경사 A 및 B를 각각 포함하는 외부 및 내부 층을 부분적으로 상호연결한다. 그러한 상호직조된 구조는 또한 단층 직물로 불리울 수 있다(단층이, 상술한 바와 같은 서브 층으로 구성될 수도 있지만).
둘 이하의 경사, 및 위사를 포함하는 직조 구조는 덜 복잡한 직조를 야기할 수 있음을 고려할 때, 개개의 내부 및 외부 층은, 일단 경사를 통한 내부직조된 특성을 무시할 때, 평직, 능직 및 사틴(satin) 직과 같은 직물의 전형적인 직조 구조 뿐아니라 다른 더 복잡한 직조를 제시할 수 있다. 본 발명의 직물의 직조 구조의 이점은, 직물의 두 표면이, 단지 하나의 경사 및 하나의 위사로 이루어진 직조에서는 불가능할 수 있는, 다른 표면의 직조 구조로부터 독립적으로 선택되는 차별화가능하거나 동일한 직조 구조를 가질 수 있다는 것이다.
직조 구조는 전형적으로 플로트(float), 플로트의 길이 및 플로트 비로 특징지어진다. 상기 플로트는, 각각의 경사 A 또는 B에 의해 형성되는 사실상 평면을 위사가 가로지르는 두개의 연속적인 점에 의해 한정되는 경사의 부분이다. 상기 플로트의 길이는, 상기 두개의 한정 지점들 간에 플로트가 지나가는 경사의 개수를 나타낸다. 플로트의 전형적인 길이는 1, 2 또는 3일 수 있으며, 이는 위사가, 두개의 인접한 경사들 간을 지남으로써 경사들에 의해 형성된 사실상 평면을 교차하기 전에, 1, 2 또는 3개의 경사를 지나감을 나타낸다. 상기 플로트 비는, 상기 경사들에 의해 형성된 평면의 어느 한쪽에서의 상기 위사의 플로트의 길이들 간의 비율이다. 바람직하게는, 상기 외부 층의 직조 구조는 3/1, 2/1 또는 1/1의 플로트 비를 가지며, 가장 바람직하게는, 플로트 비는 3/1이며, 이는 외부 층의 진(jean) 양태를 제공한다. 상기 내부 층의 직조 구조는 상기 외부 층과 독립적으로 선택될 수 있으며, 개선된 내마모성 또는 착용시 편안함에 최적화될 수 있다. 경사 B 및 위사의 조성에 따라, 내부 층의 직조 구조는 3/1, 2/1 또는 1/1의 플로트 비를 가지며, 가장 바람직하게는, 플로트 비는 1/1이다.
본원에서 "적어도 부분적으로 상호연결된"은, 경사 A에 의해 형성된 사실상 평면을 통해 위사 예비형태가 교차하는 개수와 경사 B에 의해 형성된 사실상 평면을 통해 위사 예비형태가 교차하는 개수 간의 비가 최대 4:1, 바람직하게는 최대 3:1, 더 바람직하게는 최대 2:1, 및 가장 바람직하게는 최대 1:1임을 의미한다. 본원에서 "적어도 부분적으로 상호연결된"은 또한, "상호연결된"과 상호교환적으로 기재될 수 있다.
본원에서 "섬유"는, 길이, 폭 및 두께를 가진 기다란 바디로서, 이의 길이 치수가 그의 폭 및 두께의 횡단 치수보다 훨씬 더 큰 바디로서 이해된다. 상기 용어 "섬유"는 또한, 다양한 실시양태, 예를 들면 규칙적 또는 불규칙적 단면을 가진 필라멘트, 리본, 스트립, 밴드, 테이프 등을 포함한다. 상기 섬유는 당분야에 필라멘트로 공지된 연속적 길이, 또는 당분야에 스테이플 섬유로 공지된 비연속적 길이를 가질 수 있다. 천연 섬유는 전형적으로 스테이플 섬유이지만, 스테이플 합성 섬유는 보통, 상응하는 합성 섬유의 필라멘트를 절단 또는 연신-브레이킹함으로써 수득된다. 상기 섬유는 다양한 단면, 예를 들면, 원형, 콩-형태, 계란형(oval) 또는 장방형 형태의 규칙적 또는 불규칙적 단면을 가질 수 있다. 본 발명의 목적을 위한 얀은, 복수의 섬유를 함유하는 기다란 바디이다. 당분야의 숙련가들은, 연속 필라멘트사 또는 많은 연속적 필라멘트 섬유를 함유할 수 있는 필라멘트사와, 스테이플 얀 또는 스테이플 섬유로도 불리우는 단섬유를 함유하는 방적사를 구별할 수 있다.
최대 두개의 경사(A 및 B)는 추가로 그들의 얀 조성으로 구별될 수 있다. 따라서, 상기 경사 A는 50중량% 이상의 천연 섬유, 바람직하게는 75중량% 이상의 천연 섬유, 더욱 바람직하게는 90중량% 이상의 천연 섬유를 포함한다. 가장 바람직하게는, 상기 경사 A는 천연 섬유로 실질적으로 이루어진다. 본원에서, 천연 섬유는, 면, 울(wool), 실크, 주트(jute), 코코스(cocos), 린넨 등과 같이 자연에서 생성되는 섬유로 이해된다. 본 발명에 따른 직물에서 경사 A의 천연 섬유가 면 또는 울인 경우, 매력적인 질감과 감각적(haptic) 특성을 가진 직물이 수득된다.
본 발명의 문맥에서, "실질적으로 이루어진"이라는 표현은, "추가의 종을 미량 포함할 수 있는" 또는 다른 말로 "98중량% 초과량을 포함하는"(따라서, 2중량% 이하의 추가의 종의 존재를 허용하는)의 의미를 갖는다.
상기 경사 A는 추가로, 예를 들면 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리올레핀, 폴리비닐알콜 및 폴리아크릴로니트릴의 합성 섬유, 및/또는 고성능 섬유, 및/또는 면, 헴프(hemp), 울, 실크, 주트, 린넨 외의 천연 섬유를 함유할 수 있다.
본 발명의 문맥에서, 고성능 섬유는, 폴리올레핀, 폴리옥시메틸렌, 폴리(비닐리덴 플루오라이드); 폴리(메틸펜텐); 폴리(에틸렌-클로로트라이플루오로에틸렌); 폴리아미드 및 폴리아라미드, 예를 들면 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)(케블라(상표명)으로 공지됨); 폴리아크릴레이트; 폴리(테트라플루오로에틸렌((PTFE); 폴리{2,6-다이이미다조-[4,5b-4',5'e]피리딘일렌-1,4-(2,5-다이하이드록시)페닐렌}(M5로 공지됨); 폴리(p-페닐렌-2,6-벤조비스옥사졸)(PBO)(자일론(Zylon)(상품명)으로 공지됨); 폴리(헥사메틸렌아디파미드)(나일론 6,6으로 공지됨); 폴리부텐; 폴리에스터, 예를 들면 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 및 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 다이메틸렌 테레프탈레이트); 폴리비닐 알콜; 및 써모트로픽 액정 중합체(LCP)(US 4,384,016으로부터 공지됨)를 포함하는 군 중에서 선택된 중합체를 포함하거나 이로 이루어진 섬유를 포함하는 것으로 이해된다. 바람직하게는, 상기 고성능 섬유는 열가소성 중합체를 포함하거나 이로 이루어진다. 바람직하게는, 상기 고성능 섬유는 반결정성 중합체를 포함하거나 이로 이루어진다. 상기 언급된 중합체를 포함하는 섬유의 조합 또한 본 발명에 따른 직물에 사용될 수 있다.
대안적으로, 고성능 섬유는 본원에서, 1.2 N/tex 이상, 더욱 바람직하게는 2.5 N/tex 이상, 가장 바람직하게는 3.5 N/tex 이상, 또한 가장 바람직하게는 4 N/tex 이상의 인성(tenacity) 또는 인장 강도를 가진 섬유, 바람직하게는 중합체 섬유를 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 실용적인 이유로, 상기 고성능 섬유의 인성 또는 인장 강도는 최대 10 N/tex일 수 있다. 상기 인장 강도는, 본원에서 이후에 "실시예" 부분에서 기술된 방법에 의해 측정될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 직물은 폴리올레핀 섬유를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 상기 폴리올레핀 섬유는 프로필렌 및/또는 에틸렌 단독중합체 및/또는 프로필렌 및/또는 에틸렌-계 공중합체를 포함한다. 더더욱 바람직하게는, 상기 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 더욱 바람직하게는 중간, 고 또는 초고 분자량 폴리에틸렌, 및 가장 바람직하게는 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)이다. 본원에서 UHMWPE는, 4 dl/g 이상, 더욱 바람직하게는 8 dl/g 이상, 가장 바람직하게는 12 dl/g 이상의 고유 점도(IV)를 갖는 폴리에틸렌으로 이해된다. 바람직하게는, 상기 IV는 40 dl/g 이하, 더욱 바람직하게는 30 dl/g 이하, 더욱 바람직하게는 25 dl/g 이하이다. 상기 IV는, 데칼린 중에서 135℃에서 ASTM D1602(2004)에 따라 결정될 수 있으며, 이때 용해 시간은 16시간이고 산화방지제로서 BHT(부틸화된 하이드록시 톨루엔)를 2 g/l 용액으로 사용하며, 0의 농도까지의 다양한 농도에서 측정된 점도를 외삽함으로써 결정될 수 있다. 바람직하게는, 상기 UHMWPE 섬유는 겔 방적 섬유, 즉 겔-방적 공정으로 제조된 섬유이다. UHMWPE 섬유의 제조를 위한 겔 방적 공정의 예는 많은 공개문헌, 예를 들면, EP 0205960 A, EP 0213208 A1, US 4413110, GB 2042414 A, GB-A-2051667, EP 0200547 B1, EP 0472114 B1, WO 01/73173 A1, EP 1,699,954 및 문헌["Advanced Fibre Spinning Technology", Ed. T. Nakajima, Woodhead Publ. Ltd (1994), ISBN 185573 182 7]에 기술되어 있다.
바람직하게는, 본 발명의 고성능 섬유는 폴리에틸렌 섬유, 더욱 바람직하게는, 2 N/tex 이상, 바람직하게는 3 N/tex 이상의 인성을 가진 섬유, UHMWPE 섬유이다.
바람직하게는, 상기 경사 A는 0.5 내지 50 중량%의 고성능 섬유, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 중량%, 더더욱 바람직하게는 2 내지 10 중량%의 고성능 섬유를 포함한다. 경사 A에 존재하는 적은 양의 고성능 섬유는 추가로 본 발명의 직물의 내마모성을 개선한다.
추가의 바람직한 실시양태에서, 경사 A에 존재하는 고성능 섬유는, 폴리아라미드 섬유 및 폴리올레핀, 바람직하게는 폴리에틸렌 및 가장 바람직하게는 UHMWPE 섬유의 군 중에서 선택된 고성능 섬유이다. 상기 직조의 경사 A가 고성능 섬유, 더욱 특히 고성능 방향족 폴리아미드 또는 폴리올레핀 섬유, 더욱 특히 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 또는 초고분자량 폴리에틸렌 섬유를 포함하는 경우, 상기 직조는 추가로 개선된 내마모성을 갖는다는 것이 관찰되었다.
본 발명의 직물의 내부 층에 존재하는 경사 B는, 본원에 정의된 바와 같은 고성능 섬유의 정의에 따르는 고성능 섬유를 포함한다. 바람직하게는, 상기 경사 B는 1 중량% 이상의 고성능 섬유, 더욱 바람직하게는 5 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 15 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 30 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 50 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 75 중량% 이상, 및 가장 바람직하게는 90 중량% 이상의 고성능 섬유를 포함한다. 경사 B 내의 고성능 섬유의 증가하는 수준은 직물의 내마모성을 추가로 개선하면서 직물의 착용상의 편안함 및 외관에 단지 약하게(존재한다 하더라도) 영향을 미친다.
경사 B 내의 고성능 섬유를 더 많은 양으로 사용하는 것에 의해 상기 직물의 추가의 개선된 마모 특성이 수득되지만, 면, 헴프, 울, 실크, 주트, 린넨, 및 폴리아라미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리비닐알콜 및 폴리아크릴로니트릴의 합성 섬유를 포함하는 군 중에서 선택된 하나 이상의 섬유를 포함하는 경사 B에 의해 본 발명에 따른 직물의 착용상의 편안함이 추가로 개선되는 것이 관찰되었다.
놀랍게도, 직물의 착용상의 편안함 및 내마모성은, 경사 B가 방적사(spun yarn)인 경우 더 개선되거나 그들의 균형이 최적화됨이 관찰되었다. 경사 B의 방적 특성은 내마모성에 단지 제한적으로 영향을 미치며, 더 천연적인 질감이 착용자에게 더 천연 느낌을 제공하는 것으로 보인다. 추가의 이점은, 방적사의 조성이, 마모성과 편안함의 추가의 개선 또는 최적화를 허용하는 임의의 원하는 비율로 쉽게 조정될 수 있다는 것이다. 바람직한 실시양태에서, 상기 방적사는 고성능 섬유로, 더욱 바람직하게는 UHMWPE 스테이플 섬유로 실질적으로 이루어진다.
상기 방적사는, 당분야에 공지된 임의의 기법, 링 방적(ring spinning) 공정 또는 개방-말단 방적 공정에 의해 제조될 수 있다. 상기 링 방적 공정 적용의 이점은, 기계적 처리 및 공정 온도가, 예를 들면 UHMWPE 스테이플 섬유가 방적되는 경우 더 적합하고, 단지 소량의 UHMWPE를 가진 고온 저항성 스테이플 얀이 블렌드에 존재하는 경우 더 높은 생산성으로 개방-말단 방적 공정을 적용할 수 있다는 것이다.
본 발명의 직물에 포함하는 위사는, 본원에서 지칭하는 고성능 섬유의 정의에 따르는 고성능 섬유를 포함한다. 더욱 바람직한 실시양태에서, 상기 위사는 10 중량% 이상의 고성능 섬유, 더욱 바람직하게는 25 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 50 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 75 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 90 중량% 이상, 및 가장 바람직하게는 100 중량%의 고성능 섬유를 포함한다. 놀랍게도, 위사내의 고성능 섬유의 증가하는 수준은 직물의 내마모성에 유리하며 직물의 착용상의 편안함 및 외관에 실제적으로 영향을 미치지 않는다.
직조의 위사가 고성능 섬유, 더욱 특히 고성능 방향족 폴리아미드 또는 폴리올레핀 섬유, 더욱 특히 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 또는 초고분자량 폴리에틸렌 섬유를 포함하는 경우, 상기 직물은 추가로 개선된 내마모성을 갖거나 더 고속으로 생산될 수 있다는 것이 관찰되었다. 따라서, 바람직한 실시양태에서, 위사에 존재하는 고성능 섬유는, 방향족 폴리아미드 섬유 및 UHMWPE 섬유로 이루어진 군 중에서 선택된 고성능 섬유이다.
위사 내의 고성능 섬유를 더 많은 양으로 사용하는 것에 의해 상기 직물의 추가의 개선된 마모 특성이 수득되지만, 면, 헴프, 울, 실크, 주트, 린넨, 및 폴리아라미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리비닐알콜 및 폴리아크릴로니트릴의 합성 섬유를 포함하는 군 중에서 선택된 하나 이상의 섬유를 포함하는 위사에 의해 본 발명에 따른 직물의 착용상의 편안함이 추가로 개선되는 것이 관찰되었다
놀랍게도, 직물의 내마모성은, 위사가 연속 필라멘트사인 경우 더 증가되거나 최적화됨이 관찰되었다. 위사의 연속 필라멘트 특성은 내마모성을 더욱 향상시킨다. 바람직한 실시양태에서, 상기 위사는, UHMWPE 필라멘트, 방향족 폴리아미드 필라멘트 또는 이들의 조합의 연속 필라멘트사이다.
추가로, 상기 경사 B에 존재하는 고성능 섬유의 특정 유형은 직물의 내마모성을 더더욱 개선하는 것으로 관찰되었다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시양태는, 위사 및 경사 B의 고성능 섬유가 개별적으로 방향족 폴리아미드 섬유, 액정 중합체 섬유, 폴리벤즈이미다졸 섬유, 폴리벤즈옥사졸 섬유, 폴리아크릴레이트 섬유, 고배향 폴리에틸렌 섬유 및 고배향 폴리프로필렌 섬유를 포함하는 군 중에서 선택되는 직물이다.
상기 경사 B 및 위사 각각은 개별적으로 직물의 기계적 특성에 이점을 제공할 수 있으며, 놀랍게도, 내부 층에 존재하는 얀, 즉 위사 및 경사 B 내의 고성능 섬유의 총량이 직물의 내마모성을 증가시킴이 확인되었다. 따라서, 바람직한 실시양태에서, 위사 및 경사 B 내의 고성능 섬유의 양은 10 중량% 이상, 바람직하게는 30 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 50 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 70 중량% 이상, 및 가장 바람직하게는 80 중량% 이상이며, 이때 상기 중량%는, 상기 위사 및 경사 B의 누적 중량에 대한 상기 위사 및 경사 B에 포함된 고성능 섬유의 누적 중량의 비이다.
더욱 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 직물은, UHMWPE 섬유를 포함하는 경사 B 및 방향족 폴리아미드 섬유를 포함하는 위사를 포함한다. 놀랍게도, 개별 경사 및 위사 내의 고성능 섬유의 이러한 특정 조합은, 직물의 착용상의 편안함과 그의 내마모성 간의 개선된 또는 최적의 균형을 제공한다. 바람직하게는, 이 실시양태에서, 경사 A는 천연 섬유, 바람직하게는 면으로 실질적으로 이루어진다.
본 발명에 따른 직물은 바람직하게는, 면으로 실질적으로 이루어진 경사 A, UHMWPE 스테이플 섬유로 실질적으로 이루어진 방적사인 경사 B, 및 연속 UHMWPE 필라멘트로 실질적으로 이루어진 위사를 포함한다. 그러한 조성물은, 본 발명에 따른 직물의 착용상의 편안함과 그의 내마모성 간의 최적의 균형 또는 개선을 제공한다.
상기 직물에 존재하는 얀은 각각 개별적으로, 안료, 염료, 난연제, 산화방지제 및/또는 이들의 조합을 포함하는 군 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함한다. 당분야에서 보통 실시되는 바와 같이, 그러한 첨가제를 사용하여, 상기 언급된 재료 및 기법의 선택에도 불구하고 직물의 결함을 극복할 수 있다. 상기 첨가제들은, 예를 들면 제조 공정 중 다양한 단계에서의 섬유, 얀 또는 직물의 침지 또는 코팅에 의해 직물에 적용될 수 있을 뿐아니라, 합성 섬유(들)에 그의 합성 공정 중에 첨가될 수 있다. 그러한 첨가제들은 당분야에 널리 공지되어 있다. 숙련가들은 과도한 실험없이 첨가제들의 적합한 조합 및 첨가제 양을 용이하게 선택할 수 있다. 첨가제의 양은 그의 유형 및 기능에 좌우된다. 전형적으로 이들의 양은 직물의 총 조성을 기준으로 0 내지 20 중량% 범위일 것이다.
본 발명에 따른 직물의 추가의 이점은, 사용된 재료의 비균질 특성에 있다. 예를 들면, 직물에 포함된 천연 섬유 뿐아니라 일부 합성 섬유의 친수 특성은 염료 및 안료와 같은 첨가제를 흡착하는데 유리할 수 있고, 예를 들면 폴리올레핀 섬유의 소수성 특성은 특히 산화방지제 및 난연제에 대한 직물의 친화성에 유리할 수 있다.
본 발명에 따른 직물은, 의복, 라이닝, 스포츠 의류, 장갑, 커튼, 덮개 직물 및 바닥 깔개의 제조에 특히 적합하다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 직물은, 안락하고 경량인 의복에 우수한 내마모성이 필요한 작업복 및 레저용 의복의 제조에 사용된다. 따라서, 본 발명의 추가의 실시양태는, 본 발명의 직물의, 의복, 라이닝, 스포츠 의류, 장갑, 커튼, 덮개 직물 및 바닥 깔개의 제조에서의 용도이다. 본 발명의 추가의 실시양태는, 본 발명에 따른 직물을 포함하는 제품이며, 상기 제품은 의복, 라이닝, 스포츠 의류, 장갑, 커튼, 덮개 직물 및 바닥 깔개를 포함하는 군 중에서 선택된다.
본 발명은 또한, 위사 및 둘 이상의 경사 A 및 B를 포함하는 직물에 관한 것으로, 이때 상기 위사는 고성능 섬유를 포함하고 상기 경사 A는 50 중량% 이상의 천연 섬유를 포함하며, 상기 경사 B는 고성능 섬유를 포함하고, 상기 직물은 상기 경사 A를 포함하는 외부 층 및 상기 경사 B를 포함하는 내부 층을 갖고, 상기 외부 층 및 내부 층은 상기 위사에 의해 적어도 부분적으로 상호연결된다. 상기 직물의 성분, 바람직한 실시양태 및 특성등은 본원에서 상기에서 정의한 바와 같다.
본 발명은, 청구범위에 기재된 특징부의 모든 가능한 조합에 관한 것임을 주지하여야 한다. 명세서에 기술된 특징부들은 추가로 조합될 수 있다.
용어 "포함하는"은 다른 요소들의 존재를 배제하는 것이 아님을 또한 주지하여야 한다. 그러나, 또한, 특정 성분을 포함하는 제품에 대한 설명은 또한 이들 성분으로 이루어진 제품을 개시하는 것임을 이해하여야 한다. 유사하게, 또한, 특정 단계를 포함하는 공정에 대한 설명은 또한 이들 단계로 이루어진 공정을 개시하는 것임을 이해하여야 한다.
본 발명을 이하에서 다수의 실시예에 의해 이에 제한됨이 없이 기술한다.
실시예
시험 절차
10 x 10 cm2 정사각형의 직물을 칭량하고 기록된 g 단위의 중량에 100을 곱함으로써, 직물의 면적 밀도를 측정하였다.
직물을 EN13595-2에 따른 내마모성 시험으로 시험하였다.
ISO 2062-93(A)에 따른 쯔윅(Zwick) 인장 시험기에서 인성을 측정하였다.
500 mm의 섬유의 공칭 게이지 길이, 파이버 그립(Fibre Grip) D5618C 유형의 50%/분의 크로스헤드 속도 및 인스트론(Instron) 2714 클램프를 사용하여, ASTM D885M에 명시된 바와 같이, 다중필라멘트사에 대해 섬유의 인장 특성, 즉 강도 및 모듈러스를 결정하였다. 강도 계산의 경우, 측정된 인장력을 타이터(titre)(섬유 10 m를 칭량함으로써 결정됨)로 나누고, 중합체의 천연 밀도(예를 들어 UHMWPE의 경우 0.97 g/cm3임)를 가정하여 GPa 단위의 값을 계산하였다.
실험 상세내용
비교 실험 A(비교 A)
단일 경사 및 위사로부터 평직의 단일층 직물 A를 제조하였다. 상기 경사 I은, 면으로부터의 Nm80/2 커버 얀에 의해 미터당 3000 회전으로 나선형으로 둘러싸인, 35 cN/dtex의 인성을 가진 상업적으로 입수가능한 섬유 다이니마(Dyneema)(상품명) SK62(440 dtex)의 코어 얀으로 이루어졌다. 상기 직물은, 총 얀 조성을 기준으로 29중량%의 다이니마(상품명) SK62 및 71 중량%의 면으로 이루어졌다. 상기 위사는 방적 면사 II였다. 수득된 직물은 US2007/0249250에 기술된 직물에 상응하였다.
상기 평직을 마모성 시험(EN13595-2)으로 시험하였다. 상이한 방향(경사 방향, 위사 방향, 및 45°)에서의 직물 A의 마모시험 결과는 표 1에서 확인할 수 있다.
비교 실험 B(비교 B)
브렌드 HELD로부터 상업적으로 입수가능한 진(jeans)으로부터 대표적인 조각의 직물 B를 잘라내었다. 가시적 시험은, 단일 경사로서 면이 사용되었고 위사는 케블라(상품명) 섬유로 제조되었음을 나타내었다. 상기 직물은, 총 얀 조성을 기준으로 60 중량%의 면 및 40중량%의 케블라(상품명)로 이루어졌다. 상이한 방향(경사 방향, 위사 방향, 및 45°)에서의 직물 A의 마모시험 결과는 표 1에서 확인할 수 있다.
실시예 1 내지 5
재료: 단일 층 직물에 경사 A, 경사 B 및 위사로서 상이한 얀들을 사용하였다:
얀 I: 면으로부터의 Nm80/2 커버 얀에 의해 미터당 3000 회전으로 나선형으로 둘러싸인, 35 cN/dtex의 인성을 가진 상업적으로 입수가능한 섬유 다이니마(상품명) SK62(440 dtex)의 코어 얀
얀 II: 100% 방적 면사(OENe6/1 Nm10/1)
얀 III: 37중량% 다이니마(상품명) SK75 스테이플 및 63중량% 나일론 6 스테이플로부터의 방적사, Nm17/1의 카운트
얀 IV: 100% 다이니마(상품명) SK75 스테이플로부터의 방적사, Nm17/1의 카운트
얀 V: 얀 II와 얀 IV의 교대되는 위사 삽입
2개의 경사 얀 A 및 B와 위사 얀을 1/3 능직 배열로 제공하는 이중 직조 빔 기법을 사용하여 단일 층 직물을 제조하였다. 수득된 직물 내 경사 A 및 B 및 위사의 특정 유형은 표 1의 실시예 1 내지 5에 나타낸다.
표 1: EN13595-2에 따른 마모 시험 결과
Figure 112016054827782-pct00001
표 1은, 위사 및 두개의 경사 A 및 B를 포함하는 본 발명에 따른 직물이, 비교 실험(비교 A 내지 D)에 의해 수득된 직물에 비해 우수한 내마모성을 나타냄을 보여준다. 또한, 생산 손실은 적었고, 본 발명에 따른 직물의 품질은 높으면서, 고수준의 착용 편안함을 유지하였다. 이들 이점은, 용이하게 입수가능한 얀 제조용 재료를 사용하면서 수득되었다.

Claims (15)

  1. 위사(weft yarn) 및 두 경사(warp yarn) A 및 B를 포함하는 직물로서, 이때
    상기 위사는 1.2 N/tex 이상의 인성(tenacity) 또는 인장 강도를 가진 고성능 섬유를 포함하고,
    상기 경사 A는 50 중량% 이상의 천연 섬유를 포함하며,
    상기 경사 B는 1.2 N/tex 이상의 인성 또는 인장 강도를 가진 고성능 폴리올레핀 섬유를 포함하고,
    상기 직물은 상기 경사 A를 포함하는 외부 층 및 상기 경사 B를 포함하는 내부 층을 갖고, 상기 외부 층 및 내부 층은 상기 위사에 의해 적어도 부분적으로 상호연결되는, 직물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 천연 섬유가 면 또는 울(wool)인, 직물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사 B가 1 중량% 이상의 상기 고성능 폴리올레핀 섬유를 포함하는, 직물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위사가 10 중량% 이상의 상기 고성능 섬유를 포함하는, 직물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사 A가 추가로, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리올레핀, 폴리비닐알콜 및 폴리아크릴로니트릴로 구성된 군에서 선택되는 합성 섬유; 및/또는 1.2 N/tex 이상의 인성 또는 인장 강도를 가진 고성능 섬유; 및/또는 면, 헴프(hemp), 울(wool), 실크, 주트(jute), 린넨 이외의 다른 천연 섬유를 포함하는, 직물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위사의 상기 고성능 섬유가 방향족 폴리아미드 섬유, 액정 중합체 섬유, 폴리벤즈이미다졸 섬유, 폴리벤즈옥사졸 섬유, 폴리아크릴레이트 섬유, 고배향 폴리에틸렌 섬유 및 고배향 폴리프로필렌 섬유로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상이고; 상기 경사 B의 상기 고성능 폴리올레핀 섬유가 고배향 폴리에틸렌 섬유 및 고배향 폴리프로필렌 섬유로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상인, 직물
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위사 내의 상기 고성능 섬유 및 상기 경사 B 내의 상기 고성능 폴리올레핀 섬유의 양이 10 중량% 이상이며, 이때 상기 중량%는, 상기 위사 및 상기 경사 B의 누적 중량에 대한 상기 위사에 포함된 상기 고성능 섬유 및 상기 경사 B에 포함된 상기 고성능 폴리올레핀 섬유의 누적 중량의 비인, 직물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사 B가 방적사(spun yarn)인, 직물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 위사가 연속 필라멘트사인, 직물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사 B가 추가로, 면, 헴프, 울, 실크, 주트, 린넨, 및 폴리아미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리비닐알콜 및 폴리아크릴로니트릴의 합성 섬유를 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 섬유를 포함하는, 직물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 위사가 추가로, 면, 헴프, 울, 실크, 주트, 린넨, 및 폴리아미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리비닐알콜 및 폴리아크릴로니트릴의 합성 섬유를 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 섬유를 포함하는, 직물.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사 B가 UHMWPE 섬유를 포함하고, 상기 위사가 방향족 폴리아미드 섬유를 포함하는, 직물.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사 A가 98 중량% 초과의 면(cotton)을 포함하고, 상기 경사 B가 98 중량% 초과의 UHMWPE 스테이플 섬유를 포함하는 방적사이고, 상기 위사가 98 중량% 초과의 연속 UHMWPE 필라멘트를 포함하는, 직물.
  14. 삭제
  15. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 직물을 포함하는 제품으로서, 의복, 라이닝, 스포츠 의류, 장갑, 커튼, 덮개 직물 및 바닥 깔개를 포함하는 군 중에서 선택된 제품.
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