KR20210087932A - 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 포함하는 캐리어재 - Google Patents

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KR20210087932A
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fiber layer
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KR1020217011165A
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용허 요하너스 더
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로우 앤드 보나 비.브이.
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Abstract

적어도 제1 열가소성 섬유 층(A1) 및 제2 열가소성 섬유 층(A2)을 포함하는 캐리어재로서, 캐리어재의 적어도 하나의 경계에서 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부가 제거되어, 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 제공함을 특징으로 하는, 캐리어재. 캐리어재는 역청 루핑 막, 루핑 언더레이먼트 시트, 여과재용 캐리어, 터프팅 카페트용 1차 백킹 및 (쿠션) 비닐 바닥 마감재에서 사용될 수 있다.

Description

형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 포함하는 캐리어재
본 발명 캐리어재(carrier material) 및 이러한 캐리어재의 제조 방법에 관한 것이다.
열가소성 섬유 층을 포함하는 캐리어재는 선행 기술에 공지되어 있다. 이러한 재료는 다수의 적용분야, 예를 들면, 역청 루핑 막(bitumen roofing membrane), 루핑 언더레이먼트 시트(roofing underlayment sheet), 여과재(filter media)용 캐리어, 터프팅 카페트(tufted carpet)용 1차 백킹(primary backing) 및 (쿠션) 비닐 바닥 마감재(vinyl floor covering)에서 사용될 수 있다.
캐리어재는 통상 감겨 있는 제품으로 판매되며, 캐리어재의 유형별로 및/또는 적용분야별로 모든 롤의 길이는 바람직하게는 동일해야 한다. 예를 들면 역청 루핑, 터프팅 카페트 및/또는 비닐 바닥 마감재의 제조 공정에 의해 캐리어재는 추가의 처리 없이 사용된다.
따라서, 예를 들면 루핑 막으로 제조되는 제1 캐리어재는 종결부(termination)를 기계 방향에서 갖는다. 역청 루핑 막, 터프팅 카페트 및/또는 비닐 바닥 마감재의 제조와 같은 연속 제조 공정에 있어서, 제2 캐리어재의 시작부(beginning)는 제1 캐리어재의 종결부에 연결됨으로써 부착되어야 한다. 따라서, 캐리어재를 포함하는 최종 제품의 제조 방법은 가능한 한 방해를 받지 않는다.
캐리어재는 직사각형 모양(도 10)을 가지므로, 캐리어재는 4개의 경계(boundary)를 기계 방향으로 2개(4a 및 4b) 및 교차 기계 방향으로 2개(5a 및 5b) 갖는다. 또한, 캐리어재는 시작부(4a)를 가지며, 이는 기계 방향으로의 경계로서 이해되고 (롤 오프(roll off)) 캐리어재의 시작부로서 이해되어야 한다. 동시에, 캐리어재는 종결부(4b)를 가지며, 이는 시작부(4a)의 반대편 경계로서 그리고 (롤 오프) 캐리어재의 종결부로서 이해되어야 한다. 더욱이, 캐리어재는 교차 기계 방향으로 2개의 경계를 가지며, 하나의 경계는 캐리어재(5a)의 한쪽 위에 있고 하나의 경계는 캐리어재(5b)의 다른 한쪽 위에 있다.
제1 캐리어재와 제2 캐리어재를 연결하기 위해, 캐리어재의 서로 다른 부분들이 서로 맞대기 결합(butt joint) 방식으로 놓이거나 서로의 상단에 놓이고 (도 1, 도 2a 및 도 2b 참조) 서로 연결되어, 연속재를 생성한다. 캐리어재의 2개 부분 사이의 이러한 연결로 인해, 연결 영역의 제1 부분과 제2 부분을 포함하며 더 큰 재료 두께를 갖는 연결 영역 및/또는 나머지 캐리어재와는 상이한 밀도를 갖는 연결 영역이 생성된다. 또한, 접착 재료, 즉, 접착 테이프 또는 직물 솔기(textile seam)가 상기 2개 부분 사이에 가해질 수 있으며, 이는 또한 상이한 국부적 특성들을 유발한다. 연결 영역에 있어의 두께 및 기타 특성들의 이러한 변수는 다수의 적용분야, 예를 들면 역청 루핑 막, 터프팅 카페트 및/또는 비닐 바닥 마감재에서 바람직하지 않다.
연결 영역은 나머지 캐리어재에 비해 상이한 특성들을 가지므로, 연결 영역은 최종 제품에서 상이한 특성들을 유발하여, 이는 최종 제품, 예를 들면 역청 루핑 막, 터프팅 카페트 및/또는 비닐 바닥 마감재에서 절단되어야 한다. 이에 따라, 재활용되거나 전문적으로 폐기되어야 하는 추가의 폐기물이 발생하여 추가 비용이 또한 발생한다.
또한, 상이한 특성들을 갖는 연결 영역들로 인해 캐리어재가 사용되는 생산 공정이 방해될 수 있다.
WO 82/02412 A1에는 적어도 2개의 열가소성 부직 직물 스트립으로 이루어지며 스트립의 가장자리(edge)는 용융-수축된 후 함께 가압되는, 솔기가 있는(seamed) 부직 직물이 개시되어 있다. 용융-수축된 재료는 제거되지 않아, 솔기에서 가장자리 부분의 재료 밀도가 각각 증가한다. 또한, 용융 장치를 통과하여 용융 및 수축된 가장자리 부분은 즉시 서로 접촉하여 가압되어 솔기제작을 수행해야 한다.
US 2005/0013961 A1에는 복수의 겹(ply)의 엇갈린(alternating) 섬유 배향을 포함하는 복수의 가요성 직물 구획을 포함하는 가요성 직물 구조체가 개시되어 있다. 상기 겹의 각각의 직물 구획은 서로에 대해 상쇄된다. 각각의 겹의 섬유는 각각의 겹에서 하나의 배향만을 가지므로, 직물 구획 또는 겹에 힘이 가해지면 각각의 겹은 제한된 안정성을 갖게 된다.
본 발명의 목적은 선행 기술의 단점을 극복하거나 적어도 줄일 수 있는 캐리어재를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 적어도 제1 열가소성 섬유 층 및 제2 열가소성 섬유 층을 포함하며 제1 열가소성 섬유 층 및 제2 열가소성 섬유 층은 열가소성 부직 섬유 층인 캐리어재로서, 캐리어재의 적어도 하나의 경계에서 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부가 제거되어, 형상-맞춤형 연결체(form-fit connection)의 제1 부분을 제공함을 특징으로 하는, 캐리어재를 제공함으로써 해결된다.
본 발명의 범주내에서 용어 "열가소성 섬유 층"은 섬유들의 층으로 이해되어야 하며, 여기서 섬유는 열가소성 중합체(들)을 포함한다.
바람직한 양태에서, 섬유는 열가소성 섬유 층의 모든 섬유들의 중량에 비해 적어도 50중량%, 바람직하게는 적어도 60중량%, 보다 바람직하게는 적어도 70중량%, 보다 더 바람직하게는 적어도 80중량%, 보다 더 바람직하게는 적어도 90중량%, 보다 더 바람직하게는 적어도 95중량%, 가장 바람직하게는 적어도 97중량%의 열가소성 중합체(들)을 포함한다.
또한, 용어 "부직물(nonwoven)"은 유럽 일회용품 및 부직물 협회(European Disposables and Nonwovens Association)(EDANA)에 의해 정의된 바와 같은 것으로 이해된다: "부직물은, 임의의 수단에 의해 웹으로 형성되며 직조 또는 편직을 제외한 임의의 방식으로 서로 접합(bonding)되어 있는, 임의의 성질 또는 기원의 섬유 시트, 연속 필라멘트, 또는 ?h드 얀(chopped yarn)이다. 습식 밀링으로 얻은 펠트는 부직물이 아니다". 이에 따라, 부직물의 섬유, 연속 필라멘트 또는 ?h드 얀은 무작위로 놓이며 특정 배향을 따르지 않는 것으로 일반적으로 알려져 있다.
이론에 얽매이지 않고, EDANA의 정의에 따라 부직물을 사용함으로써 부직물은 임의의 방향으로 부직물에 가해지는 외력에 대한 안정성이 커질 수 있는 것으로 여겨진다.
캐리어재는 길이, 너비, 및 두께를 갖는다. 길이는 기계 방향으로 배향되며 캐리어재의 가장 큰 치수이다. 너비는 교차 기계 방향으로 배향되며 캐리어재에서 두 번째로 큰 치수이다. 마지막으로, 캐리어재는 길이 및 너비에 수직인 두께를 가지며, 두께는 캐리어재의 세 번째로 큰 치수이다.
길이, 너비 및 두께를 가짐으로써, 캐리어재는 또한 제1 주면(main surface)과 제2 주면을 갖는다. 주면은 길이 및 너비와 평면 내에 배향되어 있으며 주면은 서로 평행하고 캐리어재의 두께만큼 서로 떨어져 있다.
캐리어재는 제1 및 제2 열가소성 섬유 층을 포함한다. 그러나, 제1 양태에서, 캐리어재의 제1 및 제2 열가소성 섬유 층은 단일(출발) 열가소성 섬유 층으로부터 생성된다.
캐리어재의 적어도 하나의 경계에서 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부를 제거함으로써, 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분이 생성된다. 형상-맞춤형 연결체의 이러한 제1 부분은 제2 캐리어재 형상-맞춤형 연결체의 제2 부분에 퍼즐 조각처럼 연결될 수 있다. 이러한 형상-맞춤형 연결체로 인해, (연결 영역에서의 2중 제1 및/또는 제2 섬유 층의 회피로 인해) 두께 변화가 감소될 수 있고, 일종의 강제-맞춤(force-fit)이 생성된다 이러한 종류의 강제-맞춤으로 인해, 캘린더링(calendaring), 기계 니들링(mechanical needling), 수류 교락(hydroentanglement), 초음파 접합, 열 접합, 바람직하게는 열풍에 의한 열 접합과 같은 (예를 들면) 통합(consolidation) 기술을 통해 또는 이들의 임의의 조합에 의해 제1 캐리어재와 제2 캐리어재를 영구적으로 연결하는 것이 (통합 과정에서 상이한 층들의 미끄러짐(slipping) 없이) 보다 용이하며/용이하거나 더 강한 연결이 얻어진다.
이러한 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 생성하기 위한 2가지 방법이 가능하다: 첫 번째 방법은, 스카이빙(skiving)과 같은 밀링(milling) 또는 그라인더형 기술을 사용하는 방법과 같이, 캐리어재의 적어도 하나의 경계에서 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부를 연마(abrasive)에 의해 제거하는 것이다. 두 번째 방법은 평면 내에서 캐리어재를 절단하여, 캐리어재의 일부를 상부(upper part)와 하부(lower part)로 분리하는 분리 단계를 포함한다. 이후, 상부 또는 하부를 절단하여 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부를 제거함으로써, 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 생성한다. 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 생성하는 이러한 방법에 의해, 캐리어재는 이의 경계 중 적어도 하나에서 두께가 감소한다. 바람직하게는, 두께는 본래 두께의 약 절반으로 감소한다.
이에 따라, 캐리어재의 적어도 하나의 경계에서 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부를 제거함으로써, 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 나머지 부분의 밀도가 유지되도록, 즉, 증가하지 않도록, 제1 열가소성 섬유 층의 일부 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 일부가 캐리어재로부터 제거된다. 이는, 캐리어재가 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분의 영역에서도 역청이나 플라스티졸과 같은 임의의 적합한 재료에 의해 균일하게 함침되는 능력을 유지한다는 효과를 갖는다.
캐리어재의 추가의 이점은, 캐리어재의 적어도 하나의 경계에서 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부를 제거함으로써, 본 발명에 따른 캐리어재는, 형상-맞춤형 연결체의 제2 부분이 있는 제2 캐리어재에 부착될 수 있는 강도 또는 능력 및 역청이나 플라스티졸과 같은 임의의 적합한 재료에 의해 함침되는 능력과 같은 어떠한 물리적 특성도 잃지 않고도, 전달될 수 있거나 장기간 저장될 수 있다는 점이다.
제2 양태에서, 캐리어재는 독립적인 제1 및 제2 열가소성 섬유 층을 포함한다. 이는, 제1 열가소성 섬유 층 및 제2 열가소성 섬유 층이 함께 평면에 평행하게 놓여서 캐리어재를 형성함을 의미한다.
또한, 이 양태에서, 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부를 제거하기 위한 2가지 방법이 있다. 1번째 방법은, 이의 경계 중 적어도 하나에서 캐리어재의 일부를 상부와 하부로 분리하는 분리 단계 및 이어서 캐리어재의 상부 또는 하부를 절단하여 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부를 제거하여 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 얻는 것을 포함한다. 이에 따라, 본래 독립적인 제1 열가소성 섬유 층과 제2 열가소성 섬유 층 사이가 분리될 필요가 없다. 2번째 방법은, 스카이빙과 같은 밀링 또는 그라인더형 기술을 사용하여, 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 일부를 제거하여 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 얻는 연마재형 방법을 포함한다.
본 발명의 범주내에서 "연결하는(connecting)" 또는 "연결(connection)"이라는 용어는 적어도 하나의 접합 기술이 사용되는 2개의 캐리어재 사이의 연결을 설정하기 위한 연결 또는 절차로 이해되어야 한다. 이러한 접합 기술은 화학적 접합, 예를 들면 액체 접착제 또는 접착 테이프(또한 UV-활성화될 수 있는 접착 테이프)에 의한 글루잉(gluing), 열의 적용에 의한, 예컨대 열풍에 의한 용융-접합, 마이크로파 조사, 또는 캘린더링, 및 기계적 접합, 예컨대 니들링 또는 스티칭(stitching) 또는 수류교락일 수 있다.
바람직한 양태에서, 캐리어재의 적어도 2개의 경계에서 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 일부가 제거된다. 이는, 캐리어재가 형상-맞춤형 연결체의 2개의 제1 부분을 가질 수 있게 하여, 캐리어재는 제2 캐리어재 및 제3 캐리어재에 연결되어 연결 영역이 나머지 캐리어재와 비교하여 두께 및/또는 밀도의 변화 없이 또는 적어도 거의 변화 없이 형성되도록 할 수 있다. 이러한 개념은 캐리어재에 대해서도 그러하며, 캐리어재의 2개 이상의 경계에서 1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 일부가 제거된다.
바람직하게는, 캐리어재의 반대편 경계의 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 일부가 제거된다. 따라서, 캐리어재는 형상-맞춤형 연결체의 2개의 제1 부분을 포함한다.
캐리어재의 반대편 경계 상에 형상-맞춤형 연결체의 2개의 제1 부분을 포함하는 효과는, 캐리어재가 제1 경계에서 제2 캐리어재에 연결될 수 있고 제2 경계에서 제3 캐리어재에 연결될 수 있어, 연결 영역이 나머지 캐리어재와 비교하여 두께 및/또는 밀도의 변화 없이 또는 적어도 거의 변화 없이 형성된다는 점이다. 또한 제2 및 제3 캐리어재는 형상-맞춤형 연결체의 2개의 제1 부분을 포함할 수 있다. 또한, 이는, 제2 및 제3 캐리어재가 나머지 캐리어재와 비교하여 두께 및/또는 밀도의 변화 없이 또는 적어도 거의 변화 없이 추가의 캐리어재에 연결되게 할 수 있다. 따라서, 예를 들면 역청 루핑 막, 터프팅 카페트 및/또는 비닐 바닥 마감재의 연속 제조 공정은 끝없이 수행될 수 있다.
보다 더 바람직하게는, 캐리어재의 시작부 및 종결부의 경계의 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 일부가 제거된다. 따라서, 캐리어재는 형상-맞춤형 연결체의 2개의 제1 부분을, 하나는 캐리어재의 시작부에 하나는 캐리어재의 종결부에 포함한다.
형상-맞춤형 연결체의 2개의 제1 부분을, 하나는 캐리어재의 시작부에 하나는 캐리어재의 종결부에 포함하는 효과는, 캐리어재가 캐리어재의 시작부에서 제2 캐리어재에 연결될 수 있고 캐리어재의 종결부에서 제3 캐리어재에 연결될 수 있어, 연결 영역이 나머지 캐리어재와 비교하여 두께 및/또는 밀도의 변화 없이 또는 적어도 거의 변화 없이 형성된다는 점이다. 또한 제2 및 제3 캐리어재는 형상-맞춤형 연결체의 2개의 제1 부분을 이의 시작부 및 종결부에서 포함할 수 있다. 또한, 이는, 제2 및 제3 캐리어재가 나머지 캐리어재와 비교하여 두께 및/또는 밀도의 변화 없이 또는 적어도 거의 변화 없이 추가의 캐리어재에 연결되게 할 수 있다. 따라서, 예를 들면 역청 루핑 막, 터프팅 카페트 및/또는 비닐 바닥 마감재의 연속 제조 공정은 이러한 연결된 캐리어재에 의해 끝없이 수행될 수 있다(도 11 참조).
다른 바람직한 양태에서, 캐리어재의 교차 기계 방향으로의 경계의 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 일부가 제거된다. 따라서, 캐리어재는 형상-맞춤형 연결체의 2개의 제1 부분을, 하나는 캐리어재의 교차 기계 방향에서의 한쪽에 하나는 캐리어재의 교차 기계 방향에서의 다른 한쪽에 포함한다.
형상-맞춤형 연결체의 2개의 제1 부분을, 하나는 캐리어재의 교차 기계 방향에서의 한쪽에 하나는 캐리어재의 교차 기계 방향에서의 다른 한쪽에 포함하는 효과는, 캐리어재의 교차 기계 방향에서의 한쪽에서 제2 캐리어재에 연결될 수 있고 캐리어재의 교차 기계에서의 다른 한쪽에서 제3 캐리어재에 연결될 수 있어, 연결 영역이 나머지 캐리어재와 비교하여 두께 및/또는 밀도의 변화 없이 또는 적어도 거의 변화 없이 형성된다는 점이다. 또한 제2 및 제3 캐리어재는 형상-맞춤형 연결체의 2개의 제1 부분을 교차 기계 방향에서의 이의 한쪽 및 다른 한쪽에서 포함할 수 있다. 또한 이는, 제2 및 제3 캐리어재가 나머지 캐리어재와 비교하여 두께 및/또는 밀도의 변화 없이 또는 적어도 거의 변화 없이 추가의 캐리어재에 연결되게 할 수 있다. 따라서, 예를 들면 역청 루핑 막, 터프팅 카페트 및/또는 비닐 바닥 마감재의 연속 제조 공정은 이러한 연결된 캐리어재에 의해 끝없이 수행될 수 있거나(도 12 참조), 더 넓은 캐리어재가 형성될 수 있다.
바람직하게는, 연마 방법에 의해 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 두께의 일부를 제거하기 위해, 스카이빙 장치가 사용된다.
바람직한 양태에서, 제1 열가소성 섬유 층 및 제2 열가소성 섬유 층은 동일한 유형의 열가소성 섬유를 포함한다.
본 발명의 범주 내에서 섬유라는 용어는 스테이플 섬유 및 필라멘트 둘 다를 지칭하는 것으로 이해된다. 스테이플 섬유는 2 내지 200mm 범위의 비교적 짧은 특정 길이를 갖는 섬유이다. 필라멘트는 200mm 초과, 바람직하게는 500mm 초과, 보다 바람직하게는 1000mm 초과의 길이를 갖는 섬유이다. 예를 들면 방사구금의 방사 구멍을 통해 필라멘트를 연속 압출 및 방사하여 형성할 때 필라멘트는 사실상 끝이 없을 수도 있다.
섬유는 원형, 삼엽형(trilobal), 다엽형(multilobal) 또는 직사각형을 포함하는 임의의 단면 모양을 가질 수 있으며, 후자는 너비 및 높이를 나타내고 이때 너비는 높이보다 상당히 더 클 수 있으므로 이러한 양태에서 섬유는 테이프이다. 또한 상기 섬유는 1성분, 2성분 또는 심지어 다성분 섬유일 수 있다.
바람직한 양태에서, 연결 영역의 제1 부분의 두께는, 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 일부가 제거된 나머지 캐리어재 두께의 0% 내지 90%, 바람직하게는 20% 내지 80%, 보다 바람직하게는 35% 내지 70%, 가장 바람직하게는 50% 내지 60%이다.
연결 영역의 제1 부분에서 두께가 감소하면, 나머지 캐리어재와 비교하여 연결 영역의 두께 및/또는 밀도의 변화가 없거나 적어도 거의 변화가 없게 된다. 거의 완벽한 결과를 수행하기 위해, 연결 영역의 제1 부분의 적어도 하나의 경계에서 형상-맞춤형 연결체는 캐리어재 두께의 약 50%로 감소된 두께를 포함한다.
선행 기술의 단점 중 하나는 2개의 캐리어재가 상부에 함께 놓여/연결될 때 연결 영역에서 캐리어재 두께가 증가한다는 점이다(예를 들면 도 1, 도 2a 및 도 2b 참조).
바람직하게는, 제1 열가소성 섬유 층 및 제2 열가소성 섬유 층의 길이 및/또는 너비는 적어도 0.5cm, 바람직하게는 적어도 1.0cm, 보다 바람직하게는 적어도 2.0cm 차이가 난다.
제1 열가소성 섬유 층 및 제2 열가소성 섬유 층의 길이 및/또는 너비의 차이에 따라, 선행 기술의 관점에서, 예를 들면 2개의 캐리어재를 맞대기 결합 방식으로 놓거나 연결함으로써 연결 영역의 접촉 면적이 증가한다. 접촉 영역은, 제1 캐리어재와 제2 캐리어재가 연결 영역에서 접촉을 구성하는 영역이다. 연결 영역의 증가된 접촉 면적으로 인해, 제2 캐리어재와의 가능한 형상-맞춤형 연결체는, 증가된 연결 강도에 의한 연결을 구축할 수 있다.
바람직한 양태에서, 캐리어재의 적어도 하나의 경계는 적어도 2개의 구역을 포함하며, 이때, 이들 구역은 연결 영역의 제1 부분의 상이한 두께 및/또는 제1 열가소성 섬유 층과 제2 열가소성 섬유 층의 상이한 너비 및/또는 길이를 포함한다.
추가의 바람직한 양태에서, 경사 스레드(warp thread) 및/또는 위사 스레드(weft thread)를 포함하는 스크림(scrim)이 캐리어재에 포함된다.
바람직하게는, 스크림은 직조된 스크림(woven scrim) 또는 레이드 스크림(laid scrim)이다. 스크림은 인장 강도를 개선할 수 있고/있거나, 즉, 캐리어재에 가해지는 특정 하중에서 연신율을 줄임으로써 치수 안정성을 개선할 수 있고/있거나, 캐리어재의 인열 강도를 개선할 수 있다. 스크림 사용의 이점과 관련하여 출원인은 추가로 WO 2015/055619 A1을 참조한다.
이에 따라, 스크림은 제1 열가소성 섬유 층과 제2 열가소성 섬유 층 사이에 위치할 수 있거나 또는 예를 들면 캐리어재 두께의 50%에서 제1 또는 제2 열가소성 섬유 층 내에 위치할 수 있다.
스크림이 제1 열가소성 섬유 층과 제2 열가소성 섬유 층 사이에 위치하면 스크림은 제1 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 섬유를 이의 본래의 열가소성 섬유 층 내에 보유하는 능력을 가질 수 있어, 제1 열가소성 섬유 층의 섬유는 제2 열가소성 섬유 층의 섬유와 교락되지 않으며 그 반대의 경우도 그러하다.
나머지 캐리어재에 상응하는 두께를 갖는 연결 영역을 얻으려면, 연결 영역에서 캐리어재 두께의 약 50%를 차지하는 제1 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부를 제거하는 것이 유리하다. 따라서, 캐리어재에 포함된 스크림을 손상시키지 않기 위해, 스크림이 캐리어재 두께의 50%에 위치하지 않고, 바람직하게는 스크림이 캐리어재 두께의 20%, 보다 바람직하게는 30%, 보다 더 바람직하게는 40%, 가장 바람직하게는 45%에 위치하는 것이 유리하다.
스크림이 캐리어재 두께의 거의 50%(예를 들면 40% 또는 45%)에 위치하는 경우, 스크림은, 제2 캐리어재가 연결 영역에서 캐리어에 연결되어 있는 경우, 제2 캐리어재의 스크림에 매우 근접할 것이다. 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 갖는 캐리어재를, 형상-맞춤형 연결체의 상응하는 부분을 갖는 제2 캐리어재와 연결하기 위해 접착제를 사용하는 경우, 캐리어재 및 제2 캐리어재의 스크림이 연결 영역에서 서로 가깝다는 점으로 인해, 스크림들간의 접합을 확보하기 위한 접착제가 더 적은 양으로 요구된다. 접착제를 덜 사용함으로써, 예를 들면 역청 루핑 막, 터프팅 카페트 및/또는 비닐 바닥 마감재의 제조시 캐리어재의 함침이 개선되고, 제품(예를 들면 역청 루핑 막, 터프팅 카페트 및/또는 비닐 바닥 마감재)의 불량이 방지되거나 적어도 줄어들 것이다.
다른 바람직한 양태에서, 스크림의 경사 및/또는 위사 스레드는 적어도 5GPa, 바람직하게는 적어도 10GPa, 보다 바람직하게는 적어도 15GPa, 보다 더 바람직하게는 적어도 20GPa, 보다 더 바람직하게는 적어도 25GPa, 보다 더 바람직하게는 적어도 40GPa, 보다 더 바람직하게는 적어도 50GPa, 가장 바람직하게는 적어도 75GPa의 인장 모듈러스를 갖는 고 모듈러스 섬유를 포함한다.
일양태에서, 캐리어재의 종방향으로 연장되는 스크림의 경사 스레드는, 고 모듈러스 얀, 예를 들면, 폴리에스테르 얀, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 얀, 폴리아미드 얀, 예컨대 폴리아미드-6(PA6) 얀, 유리(glass) 얀, 아라미드 얀 또는 탄소 얀 및/또는 다른 고 모듈러스 얀 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
다른 양태에서, 스크림은 유리 경사 및/또는 위사 스레드로부터 제조된다.
바람직한 양태에서 하기 사양을 갖는 유리 스크림이 사용된다:
ㆍ 25cm당 33개의 경사 스레드(경사 스레드) 및 25cm당 21개의 위사 스레드
경사 스레드는 하기를 포함한다:
ㆍ 섬도(titer) 34tex
ㆍ 강도 110 내지 130N/5cm
ㆍ 파단 연신율(elongation at break) 2.8 내지 3.7%
위사 스레드는 하기를 포함한다:
ㆍ 섬도 34tex
ㆍ 강도 68 내지 80N/5cm
ㆍ 파단 연신율 2.5 내지 3.0%
제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층에 또는 이들 사이에 배열된 스크림은 캐리어재의 두께의 중심선에 배열될 수 있다. 나머지 캐리어재의 50%가 넘고 나머지 캐리어재의 최대 85%, 바람직하게는 최대 75%, 보다 더 바람직하게는 최대 60%인 두께를 포함하는 연결 영역의 제1 부분을 가짐으로써, 스크림이 손상될 위험성이 감소하여 캐리어재의 치수 안정성이 향상된다. 또한, 형상-맞춤형 연결체에 의해 함께 연결되어 있는, 캐리어재 내의 스크림과 제2 캐리어재내의 스크림 사이의 짧은 거리로 인하여, 연결 영역에서의 하중 전달을 개선할 수 있다.
선행 기술의 캐리어재는, 캐리어재의 두께의 중심선에 위치한 스크림을 포함할 수 있다. 제1 캐리어재와 제2 캐리어재 사이의 연결이 제1 캐리어재를 제2 캐리어재 상단에 놓음으로써 이루어질 때 (도 1, 도 2a 및 도 2b 참조), 제1 캐리어재에 포함된 스크림과 제2 캐리어재에 포함된 스크림 사이의 거리는 제1 캐리어재 또는 제2 캐리어재의 총 두께와 동일하다. 이러한 선행 기술의 캐리어재의 제1 캐리어재 및 제2 캐리어재는, 제1 캐리어재와 제2 캐리어재 사이의 연결 영역에 접착 테이프를 가하고 연결 영역에 열 및/또는 압력을 가하여 캐리어재와 스크림의 섬유들간의 틈새 내로 접착제가 유동하게 함으로써, 서로 연결될 수 있다. 그러나 이러한 선행 기술의 캐리어재에서 충분한 치수 안정성을 얻기 위해, 2개 스크림 사이에 충분히 강한 연결을 형성하기 위해 비교적 많은 양의 접착제가 도포되어야 하며, 상기 접착제는 열 및/또는 압력을 가한 후 연결 영역의 전체 두께에 걸쳐 분포된다. 결과적으로, 연결 영역은 예를 들면 역청 또는 PVC 플라스티졸에 의해 함침될 수 없으며, 연결 영역은 역청 막, 터프팅 카페트 및/또는 비닐 바닥 마감재에서 눈에 띄기 때문에, 이는 예를 들면 역청 막, 터프팅 카페트 및/또는 비닐 바닥 마감재의 제조 과정에서 재료의 불량을 초래한다.
바람직한 양태에서, 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층은 적어도 하나의 유형의 1성분 섬유 또는 2성분 섬유를 포함한다.
일양태에서, 캐리어재의 제1 열가소성 섬유 층 및 제2 열가소성 섬유 층은 적어도 2개의 1성분 섬유들을 포함한다. 일양태에서, 상이한 유형의 1성분 섬유들이 사용되며, 적어도 2개의 상이한 유형의 1성분 섬유들은 바람직하게는 상이한 융점을 갖는 상이한 화학 구조의 중합체들로 구성된다. 적어도 2개의 상이한 중합체의 융점은 적어도 10℃, 바람직하게는 적어도 20℃ 차이가 나고, 보다 바람직하게는 융점은 적어도 50℃ 차이가 나는 것이 바람직하다. 이러한 생성물은, 연결 영역에서 캐리어재의 섬유를 더 낮은 융점을 갖는 중합체의 융점 범위의 온도에 적용시킴으로써, 열 접합, 바람직하게는 열풍에 의해 열 접합할 수 있다. 열 접합에 의해, 캐리어재를 제2 캐리어재에 연결하기 위한 추가의 접착제는 요구되지 않으며, 따라서, 캐리어재의 연결 영역의 특성은 나머지 캐리어재의 특성과 동일하거나 적어도 유사하다.
일양태에서, 적어도 2개의 열가소성 섬유 층은, 상이한 융점을 갖는 상이한 화학 구조의 2개의 중합체들로 구성되는 2성분 섬유를 포함한다.
바람직하게는, 2성분 섬유는 화학 구조가 상이한 2개의 중합체들로 구성되는 섬유이다. 기본적인 차이는 3가지 유형의 2성분 섬유들 사이에서 나타난다: 병렬(side-by-side)형, 코어-시스(core-sheath)형 및 해도(islands-in-the-sea)형의 2성분 섬유. 일양태에서, 2성분 섬유를 구성하는 2개 중합체의 융점은 적어도 10℃, 바람직하게는 적어도 20℃, 보다 바람직하게는 적어도 50℃ 차이가 난다. 특히 병렬형, 해도형 및/또는 코어-쉬스형 2성분 섬유로 구성되는 경우의 2성분 섬유를 포함하는 캐리어재는, 연결 영역에서 캐리어재의 섬유를 더 낮은 융점을 갖는 중합체의 융점 범위의 온도에 적용시킴으로써, 열 접합, 바람직하게는 열풍에 의해 열 접합할 수 있다. 열 접합에 의해, 캐리어재를 제2 캐리어재에 연결하기 위한 추가의 접착제는 요구되지 않으며, 따라서, 캐리어재의 연결 영역의 특성은 나머지 캐리어재의 특성과 동일하거나 적어도 유사하다.
바람직한 양태에서, 캐리어재는 제1 및 제2 열가소성 섬유 층, 바람직하게는 필라멘트에서 코어-쉬스형 2성분 섬유로부터 주로 제조된다. 주로는, 열가소성 섬유 층에 포함되는 섬유의 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 75%, 보다 바람직하게는 적어도 90%, 보다 더 바람직하게는 적어도 95%, 가장 바람직하게는 100%가 코어-쉬스형 2성분 섬유인 것을 의미하는 것으로 이해된다.
바람직하게는 코어/쉬스 2성분 섬유에서의 코어/쉬스 비는 95/5체적% 내지 5/95체적%이다. 보다 바람직하게는 코어/쉬스 비는 50/50체적% 내지 95/5체적%이다.
일양태에서, 2성분 섬유의 쉬스는 폴리아미드, 폴리올레핀, 할로겐화 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리이미드, 폴리설파이드 및 이들의 공중합체 및 혼합물을 포함하는 중합체들의 군의 중합체를 포함한다.
다른 양태에서, 2성분 섬유의 코어는 폴리올레핀, 할로겐화 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리이미드, 폴리설파이드 및 이들의 공중합체 및 혼합물을 포함하는 중합체들의 군의 중합체를 포함한다.
다른 양태에서, 예를 들면 역청 막, 터프팅 카페트 또는 비닐 바닥재(flooring)를 위한 코어/쉬스 2성분 섬유의 쉬스는 대체로 폴리아미드, 바람직하게는 폴리아미드-6(PA6)으로 이루어지고, 코어는 대체로 폴리에스테르, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진다.
다른 양태에서, 예를 들면 터프팅 카페트 또는 여과재를 위한 코어/쉬스 2성분 섬유의 쉬스는 대체로 폴리올레핀, 바람직하게는 폴리프로필렌으로 이루어지고, 코어는 대체로 폴리에스테르, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진다.
다른 양태에서, 예를 들면 역청 막, 터프팅 카페트, 비닐 바닥재 또는 여과재를 위한 코어/쉬스 2성분 섬유의 쉬스는 대체로 폴리에스테르, 바람직하게는 코-폴리에스테르(co-PET)로 이루어지고, 코어는 대체로 폴리에스테르, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진다.
바람직한 양태에서, 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층은 섬유의 부직물 층 및/또는 압출 교락된 필라멘트(extruded entangled filament)의 3차원 매트이다.
캐리어재는 카딩(carding) 공정, 웨트-레이드(wet-laid) 공정 또는 에어-레이드(air-laid) 공정 또는 이들의 임의의 조합과 같은 잘 알려진 공정에 의해 제조된 예를 들면 스테이플 섬유 부직물과 같은 임의의 유형의 부직물을 포함할 수 있다. 또한, 캐리어재는, 필라멘트를 방사구금으로부터 압출한 다음 필라멘트 웹으로서 컨베이어 벨트 위에 놓은 다음 웹을 접합하여 섬유 부직물 층을 형성하는 잘 알려진 스펀본딩(spunbonding) 공정에 의해 생성된 필라멘트로 구성된 부직물; 또는 필라멘트를 방사하여 바람직하게는 멀티필라멘트 얀의 형태로 보빈 상에 권취한 다음, 멀티필라멘트 얀을 해사하고 필라멘트를 필라멘트 웹으로서 컨베이어 벨트 위에 놓고 웹을 접합하여 섬유 부직물 캐리어재를 형성하는 2단계 공정에 의해 생성된 필라멘트로 구성된 부직물을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 캐리어재에 및/또는 예컨대 역청 루핑 막, 루핑 언더레이먼트 시트, 여과재용 캐리어, 터프팅 카페트 또는 (쿠션) 비닐 바닥 마감재와 같은 최종 (함침) 제품에 더 높은 인장 강도 및/또는 더 높은 인열 강도를 제공하기 위해, 캐리어재의 적어도 제1 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 섬유는 필라멘트이다.
캐리어재의 적어도 제1 및/또는 제2 열가소성 섬유 층은 케리어 재료 중의 섬유의 총 중량의 적어도 50중량%, 바람직하게는 적어도 75중량%, 보다 바람직하게는 적어도 90중량%, 심지어 바람직하게는 적어도 95중량%를 위한 열가소성 섬유로 구성될 수 있다. 적어도 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층에서의 열가소성 섬유의 양이 증가하면 인장 강도 및/또는 인열 저항이 증가하고 캐리어재 및/또는 최종 (함침) 제품의 가요성이 낮아진다.
일양태에서, 캐리어재의 적어도 제1 및/또는 제2 열가소성 섬유 층은 캐리어재의 총 중량의 100중량%의 열가소성 섬유로 구성된다.
적어도 제1 및/또는 제2 열가소성 섬유 층 내의 열가소성 섬유로부터의 열가소성 중합체는 예를 들면 역청 루핑 막, 루핑 언더레이먼트 시트, 여과재용 캐리어, 터프팅 카페트 및 (쿠션) 비닐 바닥 마감재의 제조 공정에서 발생하는 것과 같은 승온을 견딜 수 있는 임의의 유형의 열가소성 중합체로 구성될 수 있다. 열가소성 섬유는 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP), 할로겐화 폴리올레핀, 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF), 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)(DMT 또는 PTA 기반), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 및/또는 폴리락트산(PLA), 폴리아미드, 예컨대 폴리아미드-6(PA6), 폴리아미드-6,6(PA6,6) 및/또는 폴리아미드-6,10(PA6,10), 폴리이미드(PI), 폴리설파이드(PS), 예컨대 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌이미드(PEI) 및/또는 폴리옥시메틸렌(POM) 및/또는 이들의 임의의 공중합체 또는 임의의 블렌드를 포함할 수 있다.
일양태에서, 필라멘트를 제공한 다음 필라멘트를 구부리고 바람직하게는 용융된 상태로 서로 접촉하게 하여 필라멘트를 3차원 구조로 수집함으로써, 압출 교락된 필라멘트의 3차원 매트가 제공될 수 있다.
필라멘트의 굽힘은 예를 들면 필라멘트를 수조 내에 수집하여 개시될 수 있다. US 5,639,543 A에는 교락 압출된 필라멘트로 이루어진 이러한 3차원 랜덤 매트의 예가 개시되어 있다. 필라멘트의 굽힘은 무작위적이며 특정 모양의 배열을 생성하지 않는다.
보다 바람직한 양태에서, 압출 교락된 필라멘트의 3차원 매트의 필라멘트는 이들의 교차점에서 열 접합되어 3차원 모양의 압출된 필라멘트로 이루어진 교락된 구조체를 형성한다. 가장 바람직하게는, 압출 교락된 필라멘트의 3차원 매트의 필라멘트는, 프로파일링된 표면 상에 수집되어 이들의 교차점에서 부분적으로 상호침투된 용융-접합을 형성할 때에도 여전히 용융 상태에 있다. 프로파일링된 표면 상에서 상호침투된 필라멘트의 고체화(solidification)에 의해, 압출 교락된 필라멘트의 3차원 매트가 형성되며, 이는 통합되어, 높은 공극(void) 체적을 갖는다.
바람직하게는, 필라멘트가 수집되는 표면은, 필라멘트로 이루어진 3차원 구조의 매트가 언덕(hill)과 계곡(valley), 반구(hemisphere), 양각 및/또는 음각 첨판(cuspate), 컵 및/또는 와플, 피라미드, U자 홈(groove), V자 홈, 원뿔 및/또는 반구로 덮인 원기둥을 포함하는 3차원 형태로 성형되도록 프로파일링된다.
압출 교락된 필라멘트의 3차원 매트의 공극 체적은 적어도 50체적%, 바람직하게는 적어도 75체적%, 보다 바람직하게는 적어도 85체적%, 보다 더 바람직하게는 적어도 90체적%, 가장 바람직하게는 적어도 95체적%일 수 있다.
바람직하게는, 압출 교락된 필라멘트의 3차원 구조의 매트는 ISO 9864:2014에 따라 측정된 두께가 5 내지 100mm, 바람직하게는 5 내지 50mm 범위이다.
압출 교락된 필라멘트의 3차원 구조의 매트 내의 압출 교락된 필라멘트의 직경은 광범위하게 변할 수 있다. 바람직하게는, 압출 교락된 필라멘트의 3차원 구조의 매트 내의 압출 교락된 필라멘트는 미쓰토요(Mitutoyo) 마이크로미터로 측정된 평균 직경이 100㎛ 내지 2000㎛ 범위, 보다 바람직하게는 200㎛ 내지 1500㎛ 범위, 보다 더 바람직하게는 300㎛ 내지 1100㎛ 범위, 가장 바람직하게는 500㎛ 내지 900㎛ 범위이며, 5N 하중이 인가된 원형 접촉면은 직경이 6.35mm이다.
적어도 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 압출 교락된 필라멘트의 3차원 매트의 압출 교락된 필라멘트는 임의의 적합한 열가소성 중합체 또는 열가소성 중합체들의 블렌드로 구성될 수 있다. 압출 교락된 필라멘트는 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP), 할로겐화 폴리올레핀, 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF), 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)(DMT 또는 PTA 기반), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 및/또는 폴리락트산(PLA), 폴리아미드, 예컨대 폴리아미드-6(PA6), 폴리아미드-6,6(PA6,6) 및/또는 폴리아미드-6,10(PA6,10), 폴리이미드(PI), 폴리설파이드(PS), 예컨대 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌이미드(PEI) 폴리옥시메틸렌(POM), 열가소성 엘라스토머(TPE), 예컨대 열가소성 폴리우레탄(TPU), 및/또는 이들의 임의의 공중합체 또는 임의의 블렌드를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 제조 방법에 따라 제조된 캐리어재는 전술된 양태들의 특성들을 또한 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 목적은
a. 적어도 제1 열가소성 섬유 층 및 제2 열가소성 섬유 층을 포함하는 캐리어재를 공급하는 단계
b. 캐리어재의 적어도 하나의 경계에서 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부를 제거하는 단계, 및
c. 임의로 캐리어재를 감아 놓는 단계.
를 포함하는 캐리어재의 제조 방법에 의해 해결되었다.
본 방법의 바람직한 양태에서, 단계 b의 제거는 스카이빙에 의해 또는 분할(splitting) 및 절단(cutting)에 의해 수행된다. 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부를 제거하는 것은 포르투나 게엠베하(Fortuna GmbH)의 스카이빙기(skiving machine)에 의해 수행될 수 있다.
본 방법의 다른 바람직한 양태에서, 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부를 제거하는 것은, 연결 영역의 제1 부분의 두께가 나머지 캐리어재의 두께의 0% 내지 90%, 바람직하게는 20% 내지 80%, 보다 바람직하게는 35% 내지 70%, 가장 바람직하게는 50% 내지 60%가 되도록 수행된다.
바람직하게는, 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 길이 및/또는 너비는 적어도 0.5cm, 바람직하게는 적어도 1.0cm, 보다 바람직하게는 적어도 2.0cm 차이가 난다.
본 방법의 바람직한 양태에서, 캐리어재는 바람직하게는 제1 열가소성 섬유 층 및 제2 열가소성 섬유 층 사이에 위치한 스크림을 포함한다.
본 방법의 추가의 바람직한 양태에서, 스크림은 경사 스레드 및/또는 위사 스레드를 포함하며, 스크림은 바람직하게는 직조된 스크림 또는 레이드 스크림이다.
본 방법의 다른 바람직한 양태에서, 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층은 섬유의 부직물 층 및/또는 압출 교락된 필라멘트의 3차원 매트이다.
캐리어재 및 이의 전술된 양태는 이의 유리한 특성을 갖는 다양한 적용분야에서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 캐리어재는 역청 루핑 막, 루핑 언더레이먼트 시트, 여과재용 캐리어, 터프팅 카페트용 1차 백킹 및 (쿠션) 비닐 바닥 마감재에서 사용된다.
본 발명은 도면들을 통해 추가로 설명된다.
도 1, 도 2a 및 도 2b는 선행 기술의 캐리어재의 2개 부분의 조합을 개략적으로 보여준다.
도 3은 캐리어재의 측면도를 개략적으로 보여준다.
도 4 내지 도 8은 캐리어재의 상이한 양태들의 측면도를 개략적으로 보여준다.
도 9는 제1 열가소성 섬유 층 및 제2 열가소성 섬유 층의 분할 단계를 개략적으로 보여준다.
도 10은 캐리어재의 상면도를 보여준다.
도 11 및 도 12는 제2 및 제3 캐리어재에 연결된 캐리어재의 개념도의 사시도를 보여준다.
도 13은 캐리어재의 측면도를 보여준다.
도 1은 연결된 캐리어재(1)의 제1 부분(A) 및 연결된 캐리어재(1)의 제2 부분(B)의 연결을 개략적으로 보여준다(선행 기술). 제1 부분(A)은 제1 열가소성 섬유 층(A1) 및 제2 열가소성 섬유 층(A2)을 갖는다. 제2 부분(B)은 또한 제1 열가소성 섬유 층(B1) 및 제2 열가소성 섬유 층(B2)을 갖는다. 연결 영역(3)에서 제1 부분(A)과 제2 부분(B)을 연결하기 위해 제1 부분(A)이 제2 부분(B)의 상단에 놓인다. 연결 영역(3)에 4개의 열가소성 섬유 층이 배열된다. 이에 따라, 연결된 캐리어재(1)의 두께 및 중량이 연결 영역(3)에서 증가한다.
도 2a 및 도 2b에 선행 기술의 다른 양태가 도시된다. 캐리어재(1)은 단일 열가소성 섬유 층을 갖는 제1 부분(A) 및 단일 열가소성 섬유 층을 갖는 제2 부분(B)을 포함한다. 부분(A)를 부분(B)의 상단에 놓은 다음, 부분(A)와 부분(B)를 함께 동시에 절단하고 통합하기 위한 예를 들면 핫 와이어 또는 초음파 접합/절단 단계를 사용하여 부분(A)와 부분(B)를 영구적으로 함께 통합한다. 이후, 부분(A)와 부분(B)를 접어서 개방하여(folded open), 이들을 연결 영역(3)에서 연결한다. 또한, 이러한 양태에서, 캐리어재(1)의 두께(및 중량)는 연결 영역(3)에서 증가한다. 또한, 연결 영역에서의 캐리어재의 강도는 나머지 캐리어재에서보다 더 낮다.
도 3은 제1 열가소성 섬유 층(A1) 및 제2 열가소성 섬유 층(A2)을 포함하는 캐리어재(1)의 측면도를 보여준다. 제1 부분(A)의 제1 열가소성 섬유 층(A1)은 제2 열가소성 섬유 층(A2)과는 길이가 상이하다. 이 때문에 캐리어재(1)는 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 형성한다.
도 4는 캐리어재(1) 내에 2개 이상의 열가소성 섬유를 갖는 본 발명의 양태를 보여준다. 캐리어재(1)는 제1 열가소성 섬유 층(A1), 제2 열가소성 섬유 층(A2) 및 제3 열가소성 섬유 층(A3)을 포함한다. 제1 열가소성 섬유 층(A1)의 길이는 제2 및 제3 열가소성 섬유 층(A2, A3)의 길이와 상이하다. 또한 캐리어재(1)는 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 형성하므로, 본 발명은 1개 부분에 2개 이상의 열가소성 섬유 층을 포함하는 캐리어재에 대해서도 작동한다. 층(A1, A2, A3) 중의 하나 이상은 섬유 이외의 다른 재료(예를 들면 호일)로 제조될 수 있음을 이해해야 한다.
도 5는 각도 β를 갖는 경사진 층 경계를 갖는 캐리어재의 측면도를 보여준다. 경사진 층 경계를 갖는 캐리어재(1) 또한 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 형성한다.
도 6은 4개의 열가소성 섬유 층(A1 내지 A4)을 갖는 캐리어재(1)의 측면도를 보여준다. 제1 열가소성 섬유 층(A1)은 제2 열가소성 섬유 층(A2)과 길이가 상이하다. 이후, 제2 열가소성 섬유 층(A2)은 제3 열가소성 섬유 층(A3)과 길이가 상이하고 또한 제3 열가소성 섬유 층(A3)은 제4 열가소성 섬유 층(A4)과 길이가 상이하다. 열가소성 섬유 층들간의 길이 차이는 엇갈려 있어, 지퍼형 형태가 얻어진다. 이에 따라, 짝수 번호 열가소성 섬유 층(A2 및 A4) 및/또는 홀수 번호 열가소성 섬유 층(A1 및 A3)은 길이가 반드시 동일할 필요는 없다. 따라서, 캐리어재(1)는 또한 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 형성한다.
도 7은 3개의 열가소성 섬유 층(A1 내지 A3)을 갖는 캐리어재(1)의 측면도를 보여준다. 제1 열가소성 섬유 층(A1)은 제2 열가소성 섬유 층(A2)과 길이가 상이하다. 이후, 제2 열가소성 섬유 층(A2)은 제3 열가소성 섬유 층(A3)과 길이가 상이하다. 열가소성 섬유 층들간의 길이 차이는 엇갈려 있어, 지퍼형 형태가 얻어진다. 이에 따라, 홀수 번호 층(A1 및 A3)은 길이가 반드시 동일할 필요는 없다. 따라서, 캐리어재(1)는 또한 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 형성한다.
도 8은 2개의 열가소성 섬유 층(A1, A2)을 갖는 캐리어재의 사시도를 개략적으로 보여준다. 구역 X1에서 제1 열가소성 섬유 층(A1)의 길이는 제2 열가소성 섬유 층의 길이와 상이하고, X1,2 구역에서 제1 열가소성 섬유 층(A1)의 길이는 제2 열가소성 섬유 층(A2)의 길이와 동일하다. 따라서, 구역 X1 및 X1,2에서의 제1 열가소성 섬유 층의 길이는 구역 X1,2에서의 제2 열가소성 섬유 층의 길이와 동일하고 구역 X1에서의 제2 열가소성 섬유 층의 길이와 상이하다. 캐리어재의 이러한 양태는 또한 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 형성한다. 구역 X1에서의 제2 열가소성 섬유 층은 구역 X1 및 X1,2에서의 제1 열가소성 섬유 층 및 구역 X1,2에서의 제2 열가소성 섬유 층보다 길 수 있지만(도시됨), 반대의 경우도 가능하다(예를 들면, 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분의 음각 형상, 도시되지 않음).
도 9는 분할 공정을 개략적으로 보여준다. 캐리어재(1)는 제1 열가소성 섬유 층(A1) 및 제2 열가소성 섬유 층(A2)을 포함한다. 분할 장치(5)는 제1 열가소성 섬유 층(A1) 및 제2 열가소성 섬유 층(A2)을 부분적으로 서로 분리하여, 제1 열가소성 섬유 층(A1)으로부터 비롯된 상부 및 제2 열가소성 섬유 층(A2)으로부터 비롯된 하부를 형성하며, 상부 또는 하부는 바람직하게는 절단에 의해 제거한다. 도시되지 않은 양태에서, 상부는 본래의 제1 열가소성 섬유 층(A1)의 일부만을 포함할 수 있거나, 상부 층은 제1 열가소성 섬유 층 및 제2 열가소성 섬유 층의 일부를 포함하므로, 하부는 본래의 제2 열가소성 섬유 층(A1)의 일부만을 포함할 수 있거나 하부는 제2 열가소성 섬유 층 및 제1 열가소성 섬유 층의 일부를 포함한다. 캐리어재(1)의 제1 열가소성 섬유 층(A1) 및 제2 열가소성 섬유 층(A2)은 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분을 형성한다(도 4 내지 도 7 참조). 분할 장치(5)는 분할기의 일부이다. 예를 들면 포르투나 게엠베하는 이러한 분할기를 시판하였다. 분할 및 절단 이외의 다른 방법이 포함되어, 기재되어 있는, 형상-맞춤형 연결체의 제1 부분(퍼즐 조각과 같음)을 실현한다.
도 10은 4개의 경계(4a 및 4b, 5a 및 5b)를 갖는 캐리어재(1)의 상면도를 보여준다. 캐리어재(1)의 제1 경계는 기계 방향(MD)으로의 캐리어재(1)의 시작부(4a)이다. 캐리어재(1)의 제2 경계는 기계 방향(MD)으로의 캐리어재(1)의 종결부(4b)이다. 또한, 캐리어재는 교차 기계 방향(CMD)에서의 캐리어재(1)의 한쪽 위에 제3 경계(5a)를 포함하고 교차 기계 방향(CMD)에서의 캐리어재(1)의 다른 한쪽 위에 제4 경계(5b)를 포함한다.
도 11은 이의 시작부(4a)에서 기계 방향(MD)으로 제2 캐리어재(1a)에 연결된 캐리어재(1)를 보여준다. 연결 영역(6a)에서 연결이 설정된다. 또한, 캐리어재(1)는 이의 종결부(4b)에서 기계 방향(MD)으로 제3 캐리어재(1b)에 연결되어, 연결 영역(6b)에서 연결이 설정된다.
도 12는 이의 한쪽(5a)에서 교차 기계 방향(MD)으로 제2 캐리어재(1a)에 연결된 캐리어재(1)를 보여준다. 연결 영역(7a)에서 연결이 설정된다. 또한, 캐리어재(1)는 이의 다른 한쪽(5b)에서 교차 기계 방향(CMD)으로 제3 캐리어재(1b)에 연결되어, 연결 영역(7b)에서 연결이 설정된다.
도 13은 제1 열가소성 섬유 층(A1) 및 제2 열가소성 섬유 층(A2)을 포함하는 복합 재료(1)의 측면도를 보여주며, 스크림(8)이 제1 열가소성 섬유 층(A1)과 제2 열가소성 섬유 층(A2) 사이에 배열되어 있다.

Claims (15)

  1. 적어도 제1 열가소성 섬유 층(A1) 및 제2 열가소성 섬유 층(A2)을 포함하며 상기 제1 열가소성 섬유 층 및 상기 제2 열가소성 섬유 층은 열가소성 부직 섬유 층인 캐리어재로서, 상기 캐리어재의 적어도 하나의 경계에서 상기 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 상기 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부가 제거되어, 형상-맞춤형 연결체(form-fit connection)의 제1 부분을 제공함을 특징으로 하는, 캐리어재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캐리어재의 적어도 2개의 경계에서 상기 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 일부가 제거됨을 특징으로 하는, 캐리어재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 캐리어재의 반대편 경계의 상기 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 일부가 제거됨을 특징으로 하는, 캐리어재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 영역의 제1 부분의 두께가 상기 나머지 캐리어재의 두께의 0% 내지 90%, 바람직하게는 20% 내지 80%, 보다 바람직하게는 35% 내지 70%, 가장 바람직하게는 50% 내지 60%이며, 여기서, 상기 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 일부가 제거됨을 특징으로 하는, 캐리어재.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 열가소성 섬유 층 및 상기 제2 열가소성 섬유 층의 길이 및/또는 너비는 적어도 0.5cm, 바람직하게는 적어도 1.0cm, 보다 바람직하게는 적어도 2.0cm 차이가 남을 특징으로 하는, 캐리어재.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 경사 스레드 및/또는 위사 스레드를 포함하는 스크림이 상기 캐리어재 내에 포함됨을 특징으로 하는, 캐리어재.
  7. 제6항에 있어서, 상기 스크림의 상기 경사 및/또는 위사 스레드는 적어도 5GPa, 바람직하게는 적어도 10GPa, 보다 바람직하게는 적어도 15GPa, 보다 더 바람직하게는 적어도 20GPa, 보다 더 바람직하게는 적어도 25GPa, 보다 더 바람직하게는 적어도 40GPa, 보다 더 바람직하게는 적어도 50GPa, 가장 바람직하게는 적어도 75GPa의 인장 모듈러스를 갖는 고 모듈러스 섬유를 포함함을 특징으로 하는, 캐리어재.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층은 적어도 하나의 유형의 1성분 섬유 또는 2성분 섬유를 포함함을 특징으로 하는, 캐리어재.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 상기 제2 열가소성 섬유 층은 섬유의 부직물 층 및/또는 압출 교락된 필라멘트의 3차원 매트임을 특징으로 하는, 캐리어재.
  10. 캐리어재의 제조 방법으로서,
    a. 적어도 제1 열가소성 섬유 층 및 제2 열가소성 섬유 층을 포함하는 캐리어재를 공급하는 단계,
    b. 상기 캐리어재의 적어도 하나의 경계에서 상기 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부를 제거하는 단계, 및
    c. 임의로 상기 캐리어재를 감아 놓는 단계
    를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 단계 b의 제거는 스카이빙(skiving)에 의해 또는 분할(splitting) 및 절단(cutting)에 의해 수행됨을 특징으로 하는, 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 상기 제2 열가소성 섬유 층의 적어도 일부를 제거하는 것은, 연결 영역의 제1 부분의 두께가 상기 나머지 캐리어재의 두께의 0% 내지 90%, 바람직하게는 20% 내지 80%, 보다 바람직하게는 35% 내지 70%, 가장 바람직하게는 50% 내지 60%가 되도록 수행됨을 특징으로 하는, 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 열가소성 섬유 층 및 상기 제2 열가소성 섬유 층의 길이 및/또는 너비는 적어도 0.5cm, 바람직하게는 적어도 1.0cm, 보다 바람직하게는 적어도 2.0cm 차이가 남을 특징으로 하는, 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어재는 바람직하게는 상기 제1 열가소성 섬유 층 및 상기 제2 열가소성 섬유 층 사에 위치한 스크림을 포함함을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 열가소성 섬유 층 및/또는 상기 제2 열가소성 섬유 층은 섬유의 부직물 층 및/또는 압출 교락된 필라멘트의 3차원 매트임을 특징으로 하는, 방법.
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