KR20240021962A - 파이버필 클러스터 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 서로 무작위로 혼합된 복수의 섬유들로 구성된 개별 파이버필 클러스터를 제공한다. 상기 복수의 섬유들 내에는 데니어가 0.2 내지 12.0이고 길이가 8 내지 160mm인 25 내지 3600개의 섬유들이 있다. 상기 복수의 섬유들은 서로에 대해 무작위로 그리고 불균일하게 배향되어 있다. 개별 파이버필 클러스터 내에는, 제1 얽힘 정도를 갖는 하나 이상의 상대적으로 조밀하게 밀집된 섬유 영역; 및 하나 이상의 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역 중 적어도 하나에 근접하여, 제1 얽힘 정도보다 적은 제2 엉킴 정도를 갖는 하나 이상의 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 섬유 영역이 있다.
Description
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2021년 6월 17일에 출원된 미국 가출원 번호 제63/211,792호, 2021년 11월 22일에 출원된 미국 가출원 번호 제63/264,426호, 및 2022년 4월 5일에 출원된 미국 가출원 번호 제63/362,484호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 각각의 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.
개시 분야
본 발명은 일반적으로 파이버필 클러스터(fiberfill cluster), 상기 클러스터를 포함하는 물품, 및 상기 클러스터를 제조하는 방법에 관한 것이다. 파이버필 클러스터는 섬유 분야에서 특히 유용하다.
직물 제품에 사용하기 위해 다운(down)과 유사한 품질을 갖는 보온재(insulation material) 및/또는 충전재를 달성하려는 시도가 있어 왔다.
예를 들어, 미국 특허 번호 제5,851,665호는 접합되고 권축된(crimped) 열가소성 섬유의 클러스터를 포함하는 충전재에 관한 것으로, 여기서 섬유는 충전재의 다른 클러스터에서 다양한 위치에 접합되어 있다. 미국 특허 번호 제5,851,665호에서는 섬유의 벌크를 완전히 개발(developing)하고 이로 인해 얻어지는 특성을 달성하기 위한 목적으로, 클러스터 내의 섬유가 (작은 접합 지점 외에) 섬유의 벌크의 완전한 개발에 아무런 제한(예를 들어, 얽힘) 없이 완전히 펼쳐지는(opened) 것이 중요함을 강조한다. 충전재는 카디드 섬유(carded fiber) 웹의 스택이나 토우(tow)의 연속 장섬유로 만들어지며, 접합 후 절단되어 결과로 초래된 클러스터로 분리된다. 토우는 뚜렷한 꼬임 없이 연속적으로 제조된 섬유 장섬유의 큰 스트랜드(strand)를 말하며, 느슨하고 로프 같은 형태로 수집되며, 일반적으로 크림프(crimp)에 의해 함께 고정된다. 토우는 통상적으로 수천 개의 장섬유를 포함한다. 예를 들어, 미국 특허 번호 제5,851,665호에 사용된 토우는 약 122,000개의 장섬유와 48.9ktex(440,100 데니어)의 총 데니어를 가지며, 그 결과 섬유 밀도가 높은 클러스터가 생성될 것이다.
일반적으로 말해서, 다운과 유사한 품질을 갖는 보온재 및/또는 충전재를 개발하려는 이전의 노력으로는, 출원인의 평가에서 다운과 유사한 것으로 간주되기에는 너무 무겁고 밀도가 높고/높거나 종래 블로잉 장비(blowing equipment)에 의해 적절하게 활용될 수 없는 보온재 및/또는 충전재를 가장 흔히 만들어냈다. 예를 들어, 이러한 재료는 종래 블로잉 장비를 막히게 하거나 이러한 장비에 공급되거나 적재되는 것을 방지하는 경향이 있을 수 있다. 또는 재료가 블로잉가능한(blowable) 경우, 원하는 다운과 유사한 특성을 모방하기에는 부족한 경우가 많다.
예외는 미국 특허 번호 제10,633,244호이며, 이는 종방향 길이가 약 2 내지 4.5cm이고, 복수의 섬유들로 형성된 별개의 종방향으로 길쭉한 복수의 응집물(floccule)로 구성된 블로잉가능한 보온재 또는 충전재에 관한 것으로, 상기 응집물은 상대적으로 펼쳐진 확장된 내측 부분과 단지 한 쌍의 상대적으로 압축되어 꼬인 꼬리 부분을 포함하며, 꼬리 부분은 내측 부분의 반대쪽 세로 끝에서 연장된다. 미국 특허 번호 제10,633,244호의 보온재/충전재는 현재 일반적인 의류용 충전재 블로잉 기계에 활용이 가능하며, 다운 보온재의 촉감(hand feel), 세탁성(launderability), 필파워(fill power), 및 블로잉 효율과 같은 다운과 유사한 품질을 가지고 있다.
그럼에도 불구하고, 종래 블로잉 장비에서 블로잉가능하고 바람직한 다운 유사 특성을 갖는 추가적인 개선된 파이버필 재료에 대한 필요성이 남아 있다.
본 발명의 개시를 용이하게 하기 위해 종래 기술의 특정 측면이 논의되었지만, 출원인은 이러한 기술적 측면을 결코 부인하지 않으며, 청구된 발명은 본 명세서에 논의된 종래 기술 측면들 중 하나 이상을 포함할 수 있는 것으로 간주된다.
본 명세서에서, 문서, 법안(act) 또는 지식 항목이 언급되거나 논의되는 경우, 이러한 언급 또는 논의는 해당 문서, 법안 또는 지식 항목 또는 이들의 조합이 우선일에 공개적으로 이용가능하거나, 대중에게 알려져 있거나, 일반적인 일반 지식의 일부이거나, 달리 해당 법률 조항에 따라 선행 기술을 구성한다는 것을 인정하는 것이 아니거나; 또는 본 명세서와 관련된 임의의 문제를 해결하려는 시도와 관련된 것으로 알려져 있다는 것을 인정하는 것이 아니다.
요약하면, 본 발명은 바람직한 다운 유사 특성을 갖는 블로잉가능한 파이버필 재료에 대한 요구를 충족시킨다.
본 발명은 위에서 논의된 기술의 문제점 및 결함 중 하나 이상을 해결할 수 있다. 그러나, 본 발명은 다수의 기술 분야에서 다른 문제 및 결함을 해결하는데 유용할 수 있다고 생각된다. 따라서, 청구된 발명은 본 명세서에 논의된 임의의 특정 문제 또는 결함을 해결하는 데 반드시 제한적인 것으로 해석되어서는 안 된다.
출원인은 놀랍게도 본 발명의 파이버필 클러스터의 구현예가 천연 다운의 구조와 성능을 모두 모방한다는 사실을 발견했다.
제1 측면에서, 본 발명은 적어도 하나의 파이버필 클러스터를 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 데니어가 0.2 내지 12.0dpf(섬유/장섬유당 데니어)이고 길이가 8 내지 160mm인 복수의 25 내지 3600개 번들(bundle)(예를 들어, 개별 번들)을 얻는 단계를 포함하며, 복수의 섬유들이 종방향으로 함께 배열되어 있다. 상기 방법은 번들의 복수의 섬유들이 불규칙하게 3차원적으로 연장되고 혼합(intermingle)되어 파이버필 클러스터(예를 들어, 개별 파이버필 클러스터)를 형성하도록 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계를 더 포함한다.
일부 구현예에서, 개별 번들은 복수의 25 내지 3600개의 섬유들로 필수적으로 이루어진다. 일부 구현예에서, 개별 번들은 복수의 25 내지 3600개의 섬유들로 이루어진다.
일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 번들의 복수의 섬유들 중 단지 일부의 종방향 배열을 파괴하여 번들의 복수의 섬유들 중 번들 잔여 부분(bundle remnant portion)이 종방향으로 함께 배열된 채로 유지되고 불규칙하게 3차원적으로 연장되는 섬유들과 혼합되는 것을 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 불규칙하게 3차원적으로 연장되는 섬유들은 번들 잔여 부분으로부터 바깥쪽으로 연장되는 외부 영역을 형성한다. 일부 이러한 구현예에서, 번들 잔여 부분은 외부 영역보다 더 높은 밀도의 섬유들을 포함한다.
일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 복수의 섬유들 중 어느 것도 종방향으로 함께 배열된 채로 유지되지 않도록 번들의 복수의 섬유들 모두의 종방향 배열을 파괴하는 것을 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 번들의 복수의 섬유 모두의 종방향 배열을 파괴하는 것은 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 3차원 섬유 영역, 및 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 섬유 영역을 형성한다.
일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 파괴된 섬유들 중 일부가 파이버필 클러스터를 형성하고, 파괴된 섬유들 중 일부는 파이버필 클러스터를 형성하지 않도록 파괴된 섬유들 중 일부만을 혼합하는 것을 포함한다.
일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 파괴면이 번들과 접하도록 적어도 한 쌍의 파괴 구성원(disrupting member)의 맞닿은 면들 사이에 번들을 위치시키고, 번들의 섬유들의 종방향 길이를 따라 종방향으로 그리고 종방향에 수직으로 배향된 측면 방향을 따라 측방향으로 연장되는 경로를 따라 적어도 하나의 제1 파괴 구성원을 적어도 하나의 제2 파괴 구성원에 대해 이동시키는 것(translating)을 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 파괴면들 사이의 거리는 파괴하는 동안 실질적으로 일정하게 유지된다. 일부 이러한 구현예에서, 적어도 하나의 제1 파괴 구성원은 적어도 제1 시간 부분 동안 아치형 경로를 따라 이동한다. 일부 이러한 구현예에서, 적어도 하나의 제1 파괴 구성원은 적어도 제1 시간 부분 동안 타원형 경로를 따라 이동한다. 일부 이러한 구현예에서, 적어도 하나의 제1 파괴 구성원은 적어도 제1 시간 부분 동안 무작위 궤도 패턴을 따라 이동한다. 일부 이러한 구현예에서, 맞닿은 면들 중 적어도 하나는 실질적으로 평평하고 매끄러운 표면을 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 맞닿은 면들 중 적어도 하나는 입자들 또는 돌출부들의 실질적으로 평면형 어레이를 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 번들을 가스 및/또는 액체의 적어도 하나의 스트림에 노출시키는 것을 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 방법은, 파괴 이전에, 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부를 번들의 종방향 길이를 따라 적어도 하나의 지점에서 함께 접합시켜 적어도 하나의 접합 지점을 형성하는 단계를 더 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 접합 지점은 적어도 하나의 접합 지점에서 섬유들을 서로 접합시키기 위해 적어도 하나의 지점에서 복수의 섬유들 중 적어도 일부를 가열함으로써 형성된다. 일부 이러한 구현예에서, 적어도 하나의 지점에서 복수의 섬유들 중 적어도 일부를 가열하는 것은 적어도 하나의 지점에서 복수의 섬유들을 섬유들의 용융 온도보다 높은 온도에 있는 재료와 접촉시키는 것을 포함한다.
일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 파괴된 섬유들 중 일부를 서로 얽히게 하는 것을 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 파괴된 섬유들의 약 50% 미만이 적어도 하나의 다른 섬유와 얽혀 있다. 일부 이러한 구현예에서, 파괴된 섬유들의 약 25% 미만이 적어도 하나의 다른 섬유와 얽혀 있다.
일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 파괴된 섬유들 중 일부를 서로 꼬는 것을 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 파괴된 섬유들의 약 50% 미만이 적어도 하나의 다른 섬유와 함께 꼬여 있다. 일부 이러한 구현예에서, 파괴된 섬유들의 약 25% 미만이 적어도 하나의 다른 섬유와 함께 꼬여 있다.
일부 구현예에서, 상기 방법은 각각 데니어가 0.2 내지 12.0dpf이고, 길이가 8 내지 160mm인 복수의 25 내지 3600개의 섬유로 이루어진 복수의 번들을 얻는 단계 - 각 번들의 복수의 섬유들은 종방향으로 함께 배열됨 -, 및 각 번들의 복수의 섬유들이 불규칙하게 3차원적으로 연장되고 혼합되어 복수의 개별 파이버필 클러스터를 형성하도록 각 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계를 포함한다.
일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 실질적으로 선형으로 연장된다. 일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 실질적으로 서로 평행하게 연장된다. 일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들은 텍스처링되지 않은(텍스처링되지 않은) 선형 섬유이다.
일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 비선형으로 연장된다. 일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 불규칙하게 연장된다. 일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들은 텍스처링된 섬유들이다. 일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들은 약 50 내지 약 500개의 섬유들을 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 약 80 내지 약 300개의 섬유들을 포함한다.
일부 구현예에서, 번들은 파이버필 클러스터보다 더 많은 섬유를 포함한다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 번들의 일부가 아닌 적어도 하나의 2차 섬유를 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 파괴 동안 적어도 하나의 2차 섬유가 파이버필 클러스터의 복수의 섬유들과 혼합된다.
일부 구현예에서, 복수의 섬유들은 데니어가 약 0.7 내지 약 1.7dpf이다. 일부 구현예에서, 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 데니어를 갖는다. 일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들은 약 20 내지 약 50mm의 종방향 길이를 갖는다. 일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 종방향 길이를 갖는다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 길이를 갖는다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 합성 폴리머 섬유이다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리락트산(폴리락타이드로도 알려짐)(PLA), 폴리(부틸 아크릴레이트)(PBA), 아크릴계, 아크릴레이트, 아세테이트, 폴리올레핀, 나일론, 레이온, 리오셀, 아라미드, 스판덱스, 비스코스, 및 모달 섬유, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 섬유이다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 폴리에스테르 섬유들이다. 일부 이러한 구현예에서, 상기 폴리에스테르 섬유들은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리(헥사하이드로-p-자일릴렌 테레프탈레이트), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 섬유, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 섬유, 코폴리에스테르 섬유(예를 들어, PET 구조 단위를 포함하는 코폴리에스테르 섬유), 또는 이들의 조합으로부터 선택된다. 일부 이러한 구현예에서, 상기 폴리에스테르 섬유들은 PET 섬유들이다.
일부 구현예에서, 상기 섬유들은 재활용된 폴리머 재료를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 실리콘화 섬유(siliconized fiber)들을 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 실리콘화되지 않은 섬유들을 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 솔리드 섬유(solid fiber)들을 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 중공 섬유들을 포함한다.
일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 이때 길이와 폭은 두께보다 크다. 일부 이러한 구현예에서, 길이가 폭보다 크다.
일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 이때 길이는 약 0.5 내지 약 6.5cm(예를 들어, 약 0.90 내지 약 4cm)의 범위 내에 있다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 이때 폭은 약 0.5 내지 약 6.5cm(예를 들어, 약 0.70 내지 약 3cm)의 범위 내에 있다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 약 0.08 내지 약 0.70mg/cm3(예를 들어, 약 0.10 내지 약 0.50mg/cm3)의 밀도를 갖는다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 실질적으로 난형 형상을 정의한다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 실질적으로 구형 형상을 정의한다.
일부 구현예에서, 상기 번들은 장섬유 원사(filament yarn)의 세그먼트이다. 일부 이러한 구현예에서, 상기 번들을 얻는 것은 장섬유 원사로부터 세그먼트를 절단하는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 장섬유 원사는 텍스처링된 장섬유 원사이다. 일부 이러한 구현예에서, 상기 장섬유 원사는 평평한 장섬유 원사이다
일부 구현예에서, 상기 번들은 혼합된 장섬유 원사의 세그먼트이다. 일부 이러한 구현예에서, 상기 번들을 얻는 것은 혼합된 장섬유 원사로부터 세그먼트를 절단하는 것을 포함한다.
제2 측면에서, 본 발명은 본 발명의 제1 측면에 따라 제조될 수 있는 파이버필 클러스터(예를 들어, 개별 파이버필 클러스터)를 제공한다. 개별 파이버필 클러스터는 서로 혼합된 복수의 섬유들을 포함하며, 상기 복수의 섬유들은 데니어가 0.2 내지 12.0dpf이고, 길이가 8 내지 160mm인 25 내지 3600개의 섬유를 포함한다. 상기 복수의 섬유들은, 종방향으로 함께 배열되어 있는, 복수의 섬유들 중 일부 또는 전부를 포함하는 번들 잔여 부분; 및 서로에 대해 무작위로 그리고 균일하지 않게 배향된 복수의 섬유들 중 일부를 포함하는 번들 잔여 부분으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 섬유의 외부 영역을 형성한다. 번들 잔여 부분은 외부 영역보다 더 높은 밀도의 섬유들을 포함한다.
일부 구현예에서, 개별 파이버필 클러스터는 상기 복수의 섬유들로 필수적으로 이루어진다. 일부 구현예에서, 개별 파이버필 클러스터는 상기 복수의 섬유들로 이루어진다. 일부 구현예에서, 개별 파이버필 클러스터는 번들 잔여 부분 및 외부 영역으로 필수적으로 이루어진다. 일부 구현예에서, 개별 파이버필 클러스터는 번들 잔여 부분 및 외부 영역으로 이루어진다.
일부 구현예에서, 번들 잔여 부분은 외부 영역보다 더 적은 수의 섬유를 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 번들 잔여 부분은 외부 영역보다 적어도 25% 더 적은 섬유를 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 번들 잔여 부분은 외부 영역보다 적어도 50% 더 적은 섬유를 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 번들 잔여 부분은 외부 영역보다 적어도 75% 더 적은 섬유를 포함한다.
일부 구현예에서, 번들 잔여 부분은 이의 길이를 따라 비선형으로 연장된다. 일부 구현예에서, 번들 잔여 부분은 장섬유 원사의 세그먼트의 일부이다. 일부 이러한 구현예에서, 번들 잔여 부분은 텍스처링된 장섬유 원사의 세그먼트의 일부이다. 일부 다른 이러한 구현예에서, 번들 잔여 부분은 평평한 장섬유 원사의 세그먼트의 일부이다.
일부 구현예에서, 번들 잔여 부분의 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 실질적으로 서로 평행하게 연장된다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 텍스처링되지 않은 선형 섬유이다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 텍스처링된 선형 섬유이다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 비선형으로 연장된다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 불규칙하게 연장된다.
일부 구현예에서, 외부 영역의 복수의 섬유들 중 일부는 서로 얽혀 있거나 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 얽혀 있다. 일부 이러한 구현예에서, 외부 영역의 복수의 섬유들 중 약 50% 미만이 서로 얽혀 있거나 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 얽혀 있다. 일부 이러한 구현예에서, 외부 영역의 복수의 섬유들 중 약 25% 미만이 서로 얽혀 있거나 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 얽혀 있다.
일부 구현예에서, 외부 영역의 복수의 섬유들은 서로 꼬여 있거나 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 꼬여 있다. 일부 이러한 구현예에서, 외부 영역의 복수의 섬유들 중 약 50% 미만이 서로 꼬여 있거나 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 꼬여 있다. 일부 이러한 구현예에서, 외부 영역의 복수의 섬유들 중 약 25% 미만이 서로 꼬여 있거나 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 꼬여 있다.
일부 구현예에서, 개별 파이버필 클러스터는 복수의 섬유들 중 적어도 일부가 서로 접합되어 있는 적어도 하나의 접합 지점을 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 적어도 하나의 접합 지점은 상기 잔여 부분의 일부 섬유와 상기 외부 영역의 일부 섬유를 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 적어도 하나의 접합 지점은 상기 잔여 부분의 일부 섬유와 상기 외부 영역의 일부 섬유만을 포함한다.
일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 이때 길이와 폭은 두께보다 크다. 일부 이러한 구현예에서, 길이가 폭보다 크다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 이때 길이는 약 0.5 내지 약 6.5cm(예를 들어, 약 0.90 내지 약 4cm)의 범위 내에 있다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 이때 폭은 약 0.5 내지 약 6.5cm(예를 들어, 약 0.70 내지 약 3cm)의 범위 내에 있다.
일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 실질적으로 난형 형상을 정의한다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 실질적으로 구형 형상을 정의한다. 일부 구현예에서, 복수의 섬유들은 데니어가 약 0.7 내지 약 1.7dpf이다. 일부 구현예에서, 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 데니어를 갖는다. 일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들은 약 20 내지 약 50mm의 종방향 길이를 갖는다. 일부 구현예에서, 번들 잔여 부분의 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 종방향 길이를 갖는다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 길이를 갖는다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 약 0.08 내지 0.70mg/cm3(예를 들어, 약 0.10 내지 약 0.50mg/cm3)의 밀도를 갖는다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 약 50 내지 약 500개의 섬유들을 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 약 80 내지 약 300개의 섬유들을 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 합성 폴리머 섬유들이다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리락트산(폴리락타이드로도 알려짐)(PLA), 폴리(부틸 아크릴레이트)(PBA), 아크릴계, 아크릴레이트, 아세테이트, 폴리올레핀, 나일론, 레이온, 리오셀, 아라미드, 스판덱스, 비스코스, 및 모달 섬유, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 섬유들이다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 폴리에스테르 섬유들이다. 일부 이러한 구현예에서, 상기 폴리에스테르 섬유들은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리(헥사하이드로-p-자일릴렌 테레프탈레이트), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 섬유, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 섬유, 코폴리에스테르 섬유(예를 들어, PET 구조 단위를 포함하는 코폴리에스테르 섬유), 또는 이들의 조합으로부터 선택된다. 일부 이러한 구현예에서, 상기 폴리에스테르 섬유들은 PET 섬유들이다. 일부 구현예에서, 상기 섬유들은 재활용된 폴리머 재료를 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 실리콘화 섬유를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 실리콘화되지 않은 섬유를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 솔리드 섬유를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 중공 섬유를 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 혼합된 장섬유 원사의 세그먼트이며, 상기 세그먼트는 복수의 섬유들이 서로 얽혀 있는 적어도 하나의 혼합 닙(mingled nip) 부분을 갖는다. 파이버필 클러스터를 형성하기 위해 파괴 이후, 혼합된 닙 부분은 혼합된 닙 부분, 또는 대안적으로 번들 잔여 부분으로 지칭될 수 있다.
제3 측면에서, 본 발명은 본 발명의 제1 측면에 따라 제조될 수 있는 또 다른 파이버필 클러스터(예를 들어, 개별 파이버필 클러스터)를 제공한다. 개별 파이버필 클러스터는 서로 무작위로 혼합된 복수의 섬유들을 포함하되, 상기 복수의 섬유들은 데니어가 0.2 내지 12.0dpf이고 길이가 8 내지 160mm인 25 내지 3600개의 섬유들을 포함한다. 상기 복수의 섬유들은 서로에 대해 무작위로 그리고 불균일하게 배향되어 있다. 상기 복수의 섬유들은 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 섬유 영역; 및 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 섬유 영역;을 형성한다. 개별 파이버필 클러스터는 길이가 약 0.5 내지 6.5cm(예를 들어, 약 0.90 내지 4cm)이고, 폭이 약 0.5 내지 6.5cm(예를 들어, 약 0.70 내지 3cm)이며, 밀도가 약 0.08 내지 0.70mg/cm3(예를 들어, 약 0.10 내지 0.50mg/cm3)이다.
일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 상기 복수의 섬유들로 필수적으로 이루어진다. 일부 구현예에서, 개별 파이버필 클러스터는 상기 복수의 섬유들로 이루어진다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 번들 잔여 부분과 외부 영역으로 필수적으로 이루어진다. 일부 구현예에서, 개별 파이버필 클러스터는 번들 잔여 부분과 외부 영역으로 이루어진다.
일부 구현예에서, 내부 영역은 외부 영역보다 더 적은 수의 섬유를 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 내부 영역은 외부 영역보다 적어도 25% 더 적은 섬유를 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 내부 영역은 외부 영역보다 적어도 50% 더 적은 섬유를 포함한다.
일부 구현예에서, 외부 영역은 내부 영역보다 더 적은 수의 섬유를 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 외부 영역은 내부 영역보다 적어도 25% 더 적은 섬유를 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 외부 영역은 내부 영역보다 적어도 50% 더 적은 섬유를 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 이들의 길이를 따라 비선형으로 연장된다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 텍스처링되지 않은 섬유들이다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 텍스처링된 섬유들이다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들 중 일부가 서로 얽혀 있다. 일부 이러한 구현예에서, 상기 복수의 섬유들 중 약 50% 미만이 서로 얽혀 있다. 일부 이러한 구현예에서, 상기 복수의 섬유들 중 약 25% 미만이 서로 얽혀 있다.
본 발명의 파이버필 클러스터의 일부 구현예에서, 적어도 하나의 외부 영역에 있는 복수의 섬유들 중 70% 미만(예를 들어, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 또는 70% 미만)이 서로 얽혀 있다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들 중 일부가 서로 꼬여 있다. 일부 이러한 구현예에서, 상기 복수의 섬유들 중 약 50% 미만이 서로 꼬여 있다. 일부 이러한 구현예에서, 상기 복수의 섬유들 중 약 25% 미만이 서로 꼬여 있다.
일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 복수의 섬유들 중 적어도 일부가 함께 접합되어 있는 적어도 하나의 접합 지점을 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 적어도 하나의 접합 지점은 내부 영역의 일부 섬유와 외부 영역의 일부 섬유를 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 적어도 하나의 접합 지점은 내부 부분의 일부 섬유와 외부 영역의 일부 섬유만을 포함한다.
일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 이때 길이와 폭은 두께보다 크다. 일부 이러한 구현예에서, 길이가 폭보다 크다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 이때 길이는 약 0.5 내지 6.5cm(예를 들어, 약 0.90 내지 약 4cm)의 범위 내에 있다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 이때 폭은 약 0.5 내지 6.5cm(예를 들어, 약 0.70 내지 약 3cm)의 범위 내에 있다.
일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 실질적으로 난형 형상을 정의한다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 실질적으로 구형 형상을 정의한다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 데니어가 약 0.7 내지 약 1.7이다. 일부 구현예에서, 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 데니어를 갖는다.
일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들은 약 20 내지 약 50mm의 종방향 길이를 갖는다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 종방향 길이를 갖는다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 밀도가 약 0.10 내지 약 0.50mg/cm3이다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 약 50 내지 약 500개의 섬유들을 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 약 80 내지 약 300개의 섬유들을 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 합성 폴리머 섬유이다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리락트산(폴리락타이드로도 알려짐)(PLA), 폴리(부틸 아크릴레이트)(PBA), 아크릴계, 아크릴레이트, 아세테이트, 폴리올레핀, 나일론, 레이온, 리오셀, 아라미드, 스판덱스, 비스코스, 및 모달 섬유, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 섬유이다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 폴리에스테르 섬유이다. 일부 이러한 구현예에서, 상기 폴리에스테르 섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리(헥사하이드로-p-자일릴렌 테레프탈레이트), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 섬유, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 섬유, 코폴리에스테르 섬유(예를 들어, PET 구조 단위를 포함하는 코폴리에스테르 섬유), 또는 이들의 조합으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, PET 구조 단위를 포함하는 코폴리에스테르 섬유는 하나 이상의(예를 들어, 하나의) 다른 비-PET 폴리에스테르 구조 단위의 단위와 함께 아래에 도시된 PET 구조 단위를 포함하는 폴리머 사슬로 만들어진 섬유를 지칭한다.
일부 이러한 구현예에서, 상기 폴리에스테르 섬유는 PET 섬유이다. 일부 구현예에서, 상기 섬유는 재활용된 폴리머 재료를 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 실리콘화 섬유를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 실리콘화되지 않은 섬유를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 솔리드 섬유를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 중공 섬유를 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 혼합된 장섬유 원사의 세그먼트이며, 상기 세그먼트는 복수의 섬유들이 서로 얽혀 있는 적어도 하나의 혼합된 닙 부분을 갖는다. 이러한 구현예에서, 상기 혼합된 닙 부분은 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 섬유 영역을 나타낸다.
제4 측면에서, 본 발명은 본 발명의 제2 및/또는 제3 측면(이는 본 발명의 제1 측면에 의해 제조되었을 수 있음)에 따른 복수의 파이버필 클러스터들을 포함하는 보온재 또는 충전재를 제공한다.
일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재는 본 발명의 제2 및/또는 제3 측면에 따른 파이버필 클러스터로 필수적으로 이루어진다. 일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재는 본 발명의 제2 측면에 따른 파이버필 클러스터로 필수적으로 이루어진다. 일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재는 본 발명의 제3 측면에 따른 파이버필 클러스터로 필수적으로 이루어진다. 일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재는 본 발명의 제2 및/또는 제3 측면에 따른 파이버필 클러스터로 이루어진다. 일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재는 본 발명의 제2 측면에 따른 파이버필 클러스터로 이루어진다. 일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재는 본 발명의 제3 측면에 따른 파이버필 클러스터로 이루어진다.
일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재는 본 발명의 제2 측면에 따른 복수의 제1 개별 파이버필 클러스터들, 및 본 발명의 제3 측면에 따른 복수의 제2 개별 파이버필 클러스터들을 포함한다.
일부 구현예에서, 복수의 파이버필 클러스터들은 제1 길이의 섬유들로 형성된 제1 파이버필 클러스터들, 및 제1 길이와 다른 제2 길이의 섬유들로 형성된 제2 파이버필 클러스터들을 포함한다. 일부 구현예에서, 복수의 섬유 클러스터들은 제1 총 개수의 섬유들로 형성된 제1 클러스터들, 및 제1 총 개수의 섬유들과 다른 제2 총 개수의 섬유들로 형성된 제2 클러스터들을 포함한다. 일부 구현예에서, 복수의 파이버필 클러스터들은 제1 합성 재료로 이루어진 섬유들로 형성된 제1 파이버필 클러스터들, 및 제1 합성 재료와 다른 제2 합성 재료로 이루어진 섬유들로 형성된 제2 파이버필 클러스터들을 포함한다. 일부 구현예에서, 복수의 파이버필 클러스터들은 제1 데니어의 섬유들로 형성된 제1 파이버필 클러스터들, 및 제1 데니어와 다른 제2 데니어의 섬유들로 형성된 제2 파이버필 클러스터들을 포함한다.
일부 구현예에서, 복수의 파이버필 클러스터들은 제1 크기의 파이버필 클러스터, 및 제1 크기와 다른 제2 크기의 파이버필 클러스터를 포함한다. 일부 구현예에서, 복수의 파이버필 클러스터들은 제1 3차원 형상의 파이버필 클러스터들, 및 제1 3차원 형상과 다른 제2 3차원 형상의 파이버필 클러스터들을 포함한다. 일부 구현예에서, 복수의 파이버필 클러스터들은 제1 밀도 범위 내의 파이버필 클러스터들, 및 제1 밀도 범위와 상이하고 중첩되지 않는 제2 밀도 범위 내의 파이버필 클러스터들을 포함한다.
제5 측면에서, 본 발명은 본 발명의 제4 측면에 따른 복수의 보온재 또는 충전재를 포함하는 물품을 제공한다. 일부 구현예에서, 상기 물품은 신발, 겉옷, 의류, 침낭, 및 침구로부터 선택된다.
현재 개시된 파이버필 클러스터의 특정 구현예, 상기 클러스터를 포함하는 물품, 및 상기 클러스터를 제조하는 방법은 여러 특징을 가지며, 그 중 어느 하나만이 바람직한 속성을 단독으로 담당하지 않는다. 하기 청구범위에 의해 정의된 파이버필 클러스터, 물품 및 방법의 범위를 제한하지 않으면서, 이들의 더욱 두드러진 특징들이 이제 간략하게 논의될 것이다. 이러한 논의를 고려한 후, 특히 "발명의 상세한 설명"이라는 제목의 본 명세서의 섹션을 읽은 후, 본 명세서에 개시된 다양한 구현예의 특징이 현재 기술 상태에 비해 어떻게 많은 이점을 제공하는지 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 파이버필 클러스터의 구현예는 기존 블로잉 장비에서 블로잉가능하며 다운의 특성을 모방한다. 본 발명의 파이버필 클러스터 구현예를 물품에 포함시키면 합성 다운 제품에 대한 다른 사람들의 이전 시도와 비교하여 생성된 물품에 손이나 피부로 느껴지는 부드러움이 증가한다. 개시된 파이버필 클러스터의 구현예를 포함하는 물품은 합성 다운 제품에 대한 다른 사람들의 이전 시도와 비교하여 개선된 열 성능, 개선된 블로잉 효율뿐만 아니라 개선된 세탁성을 초래하는 개선된 필파워를 포함할 수 있다. 파이버필 클러스터의 구현예는 또한 다른 사람들의 합성 다운 재료에서 통상적으로 직면하는 막힘이나 기타 로딩 문제 없이 기존의 블로잉 장비에 의해 활용되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 특징 및 장점은 첨부된 청구범위 및 수반된 도면과 함께 본 발명의 다양한 측면에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 이하에서 반드시 일정한 비율로 그려질 필요는 없는 다음의 도면과 관련하여 설명될 것이며, 여기서 유사한 숫자는 유사한 요소를 나타내고,
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 개별 섬유 클러스터를 형성하기 위한 섬유 번들을 도시한 것이고;
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 텍스처링된 섬유 번들의 일부를 확대한 도면을 나타낸 것이며;
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 선형 섬유 번들의 일부를 확대한 도면을 나타낸 것이고;
도 4a는 본 발명의 일 구현예에 따라 개별 섬유 클러스터를 형성하기 위한 비접합 섬유 번들을 도시한 것이며;
도 4b는 본 발명의 일 구현예에 따라 개별 섬유 클러스터를 형성하기 위한 접합 섬유 번들을 도시한 것이고;
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 구현예에 따른 개별 섬유 클러스터 제조 방법의 파괴 구성원을 도시한 것이며;
도 6은 본 발명에 따른 섬유 번들 잔여 부분을 갖는 개별 섬유 클러스터의 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이고;
도 7은 본 발명에 따른 섬유 번들 잔여 부분을 갖는 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이며;
도 8은 본 발명에 따른 섬유 번들 잔여 부분을 갖는 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이고;
도 9는 본 발명에 따른 섬유 번들 잔여 부분을 갖는 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이며;
도 10은 본 발명에 따른 내부 혼합 섬유 영역을 갖는 개별 섬유 클러스터의 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이고;
도 11은 본 발명에 따른 내부 혼합 섬유 영역을 갖는 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이며;
도 12는 본 발명에 따른 내부 혼합 섬유 영역을 갖는 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이고;
도 13은 본 발명에 따른 내부 혼합 섬유 영역을 갖는 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이며;
도 14는 본 발명에 따른 개별 섬유 클러스터의 예시의 평면도를 보여주는 사진이고;
도 15는 도 12의 개별 섬유 클러스터의 예시의 측면도를 보여주는 사진이며;
도 16은 본 발명에 따른 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시의 평면도를 보여주는 사진이고;
도 17은 본 발명에 따른 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시의 평면도를 보여주는 사진이며;
도 18은 본 발명에 따른 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시의 평면도를 보여주는 사진이고;
도 19는 본 발명에 따른 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시의 평면도를 보여주는 사진이며;
도 20은 본 발명에 따른 복수의 예시적인 개별 섬유 클러스터의 평면도를 보여주는 사진이고;
도 21은 도 20의 복수의 예시적인 개별 섬유 클러스터의 정면도(front elevational view)를 보여주는 사진이며;
도 22는 본 발명에 따른 복수의 예시적인 개별 섬유 클러스터의 평면도를 보여주는 사진이고;
도 23은 본 발명에 따른 복수의 예시적인 개별 섬유 클러스터의 평면도를 보여주는 사진이고;
도 24는 본 발명에 따라 서로 맞닿은 복수의 예시적인 개별 섬유 클러스터의 평면도를 보여주는 사진이며;
도 25는 본 발명에 따른 복수의 예시적인 개별 섬유 클러스터의 평면도를 보여주는 사진이고;
도 26은 본 발명에 따라 서로 맞닿은 복수의 예시적인 개별 섬유 클러스터의 평면도를 보여주는 사진이다.
도 27은 혼합된 장섬유 원사의 일부를 확대한 사진이다.
도 28은 혼합된 장섬유 원사를 형성하기 전과 후의 장섬유의 배열을 보여주는 단순화된 개략도이다.
도 29는 혼합된 장섬유 원사의 절단 섹션, 또는 "번들"을 확대한 사진이다.
도 30은 본 발명의 파이버필 클러스터의 일 구현예를 확대한 사진이다.
도 31은 본 발명의 파이버필 클러스터의 일 구현예를 확대한 사진이다.
도 32는 본 발명의 파이버필 클러스터의 일 구현예를 확대한 사진이다.
도 33a는 혼합된 장섬유 원사(왼쪽)와 이로부터 형성된 본 발명의 일 구현예에 따른 복수의 파이버필 클러스터들을 확대한 사진이다. 도 33b 및 33c는 도 33a의 파이버필 클러스터를 확대한 사진이다.
도 34는 혼합된 장섬유 원사를 절단하여 번들을 형성하고, 이를 파괴하여 본 발명의 파이버필 클러스터의 일 구현예를 형성하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 35는 본 발명의 파이버필 클러스터의 일 구현예를 보여주는 단순화된 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 개별 섬유 클러스터를 형성하기 위한 섬유 번들을 도시한 것이고;
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 텍스처링된 섬유 번들의 일부를 확대한 도면을 나타낸 것이며;
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 선형 섬유 번들의 일부를 확대한 도면을 나타낸 것이고;
도 4a는 본 발명의 일 구현예에 따라 개별 섬유 클러스터를 형성하기 위한 비접합 섬유 번들을 도시한 것이며;
도 4b는 본 발명의 일 구현예에 따라 개별 섬유 클러스터를 형성하기 위한 접합 섬유 번들을 도시한 것이고;
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 구현예에 따른 개별 섬유 클러스터 제조 방법의 파괴 구성원을 도시한 것이며;
도 6은 본 발명에 따른 섬유 번들 잔여 부분을 갖는 개별 섬유 클러스터의 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이고;
도 7은 본 발명에 따른 섬유 번들 잔여 부분을 갖는 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이며;
도 8은 본 발명에 따른 섬유 번들 잔여 부분을 갖는 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이고;
도 9는 본 발명에 따른 섬유 번들 잔여 부분을 갖는 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이며;
도 10은 본 발명에 따른 내부 혼합 섬유 영역을 갖는 개별 섬유 클러스터의 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이고;
도 11은 본 발명에 따른 내부 혼합 섬유 영역을 갖는 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이며;
도 12는 본 발명에 따른 내부 혼합 섬유 영역을 갖는 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이고;
도 13은 본 발명에 따른 내부 혼합 섬유 영역을 갖는 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시적인 구현예의 평면도를 도시한 것이며;
도 14는 본 발명에 따른 개별 섬유 클러스터의 예시의 평면도를 보여주는 사진이고;
도 15는 도 12의 개별 섬유 클러스터의 예시의 측면도를 보여주는 사진이며;
도 16은 본 발명에 따른 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시의 평면도를 보여주는 사진이고;
도 17은 본 발명에 따른 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시의 평면도를 보여주는 사진이며;
도 18은 본 발명에 따른 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시의 평면도를 보여주는 사진이고;
도 19는 본 발명에 따른 개별 섬유 클러스터의 또 다른 예시의 평면도를 보여주는 사진이며;
도 20은 본 발명에 따른 복수의 예시적인 개별 섬유 클러스터의 평면도를 보여주는 사진이고;
도 21은 도 20의 복수의 예시적인 개별 섬유 클러스터의 정면도(front elevational view)를 보여주는 사진이며;
도 22는 본 발명에 따른 복수의 예시적인 개별 섬유 클러스터의 평면도를 보여주는 사진이고;
도 23은 본 발명에 따른 복수의 예시적인 개별 섬유 클러스터의 평면도를 보여주는 사진이고;
도 24는 본 발명에 따라 서로 맞닿은 복수의 예시적인 개별 섬유 클러스터의 평면도를 보여주는 사진이며;
도 25는 본 발명에 따른 복수의 예시적인 개별 섬유 클러스터의 평면도를 보여주는 사진이고;
도 26은 본 발명에 따라 서로 맞닿은 복수의 예시적인 개별 섬유 클러스터의 평면도를 보여주는 사진이다.
도 27은 혼합된 장섬유 원사의 일부를 확대한 사진이다.
도 28은 혼합된 장섬유 원사를 형성하기 전과 후의 장섬유의 배열을 보여주는 단순화된 개략도이다.
도 29는 혼합된 장섬유 원사의 절단 섹션, 또는 "번들"을 확대한 사진이다.
도 30은 본 발명의 파이버필 클러스터의 일 구현예를 확대한 사진이다.
도 31은 본 발명의 파이버필 클러스터의 일 구현예를 확대한 사진이다.
도 32는 본 발명의 파이버필 클러스터의 일 구현예를 확대한 사진이다.
도 33a는 혼합된 장섬유 원사(왼쪽)와 이로부터 형성된 본 발명의 일 구현예에 따른 복수의 파이버필 클러스터들을 확대한 사진이다. 도 33b 및 33c는 도 33a의 파이버필 클러스터를 확대한 사진이다.
도 34는 혼합된 장섬유 원사를 절단하여 번들을 형성하고, 이를 파괴하여 본 발명의 파이버필 클러스터의 일 구현예를 형성하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 35는 본 발명의 파이버필 클러스터의 일 구현예를 보여주는 단순화된 도면이다.
본 발명의 측면과 이의 특정 특징, 장점 및 상세한 내용은 첨부된 도면에 예시된 비제한적 구현예를 참조하여 아래에서 더욱 완전하게 설명된다. 잘 알려진 재료, 제조 도구, 처리 기술 등에 대한 설명은 본 발명의 상세한 내용을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 생략된다. 그러나, 상세한 설명과 구체적인 예시(들)는, 본 발명의 구현예를 나타내는 것이지만, 단지 예시로 제공된 것이며, 제한적인 것이 아님을 이해해야 한다. 기본적인 발명 개념의 정신 및/또는 범위 내에서 다양한 대체, 수정, 추가 및/또는 배열이 본 개시로부터 당업자에게 명백할 것이다.
일 측면에서, 본 개시는 놀랍게도 및/또는 예기치 않게 블로잉가능성(blowability), 크기, 중량 및/또는 밀도, 및 기타 특성 측면에서 다운과 매우 유사한 동시에 다운에 비해 향상된 세탁성을 제공하는 것으로 밝혀진 하나 이상의 파이버필 클러스터를 만들거나 제조하는 방법을 제공한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 방법은 데니어가 0.2 내지 12.0이고 길이가 8 내지 160mm인 복수의 25 내지 3600개 섬유들(12)의 개별 번들(10)을 얻는 것을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 섬유들(12)은 종방향으로 함께 배열되어 있다(즉, 이들의 길이를 따라). 상기 방법은 도 6 내지 26에 도시된 바와 같이, 번들(10)의 복수의 섬유들(12) 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하여 이들이 불규칙하게 3차원적으로 연장되고 혼합되어 개별 파이버필 클러스터(1)를 형성하는 단계를 더 포함한다.
일부 구현예에서, 번들을 얻는 것은 섬유(12)의 원사 또는 토우로부터 번들(10)을 절단하는 것을 포함한다. 예를 들어, 원사 또는 토우는 감겨질 수 있거나 또는 원사 또는 토우로부터 절단되거나 분리되는 다수의 연속적인 번들을 함유할 수 있다. 이러한 방식으로, 원사 또는 토우로부터 다수의 번들(10)이 형성될 수 있다.
일부 구현예에서, 번들(10)의 복수의 섬유들(12) 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 것은, 예를 들어, 도 6 내지 9, 14, 15 및 20 내지 26에 도시된 바와 같이, 번들(10)의 복수의 섬유들(12) 중 단지 일부의 종방향 배열을 파괴하여 번들(10)의 복수의 섬유들(12)의 번들 잔여 부분(16)이, 형성된 섬유 클러스터(1) 내에 종방향으로 함께 배열된 채로 유지되도록 한다. 이러한 구현예에서, 또한 도 6 내지 9, 14, 15 및 20 내지 26에 도시된 바와 같이, 상기 파괴는 또한, 번들(10)의 복수의 섬유들(12) 중 일부의 종방향 배열을 파괴하여 이들이 잔여 부분(16)의 섬유(12)와 혼합되고, 이로부터 바깥쪽으로 불규칙하게 3차원적으로 연장되도록 한다. 잔여 부분(16)으로부터 불규칙하게 3차원적으로 연장되는 섬유(12)는 번들 잔여 부분(16)으로부터 바깥쪽으로 연장되는 외부 영역(18)을 형성한다. 번들 잔여 부분(16)은 외부 영역보다 더 높은 밀도의 섬유들(12)을 포함할 수 있다(즉, 섬유(12) 또는 이의 일부가 더 밀집되어 있다).
일부 다른 구현예에서, 번들(10)의 복수의 섬유들(12) 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 것은 번들(10)의 복수의 섬유들(12) 모두의 종방향 배열을 파괴하여 본질적으로 복수의 섬유들(12) 중 어느 것도 형성된 섬유 클러스터(1) 내에 종방향으로 함께 배열된 채로 유지되지 않도록 한다. 일부 이러한 구현예에서, 본질적으로 번들(10)의 복수의 섬유들(12) 모두의 종방향 배열을 파괴함으로써 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 3차원 섬유 영역(14), 및 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역(14)으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 섬유 영역(18)이 형성된다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 번들(10)의 복수의 섬유들(12)은 기계적으로 결합되거나 서로 접합되지 않을 수 있다. 오히려, 번들(10)의 섬유(12)는 혼합될 수 있고, 원사 또는 토우 제조 또는 공정으로부터의 섬유(12)의 자연적인 힘 및/또는 배열은 번들(10)의 섬유(12)를 함께 배열된 상태로 유지하도록 작용할 수 있다.
일부 다른 구현예에서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 번들(10)의 섬유(12) 중 적어도 일부는 접합 지점 또는 영역(22)에서 함께 접합될 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은 파괴 전에, 번들(10)의 복수의 섬유들(12) 중 적어도 일부를 번들/섬유(10/12)의 종방향 길이를 따라 적어도 하나의 지점(22)에서 함께 접합시켜 적어도 하나의 접합 지점(22)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 이러한 구현예에서, 접합 지점은 복수의 섬유들(12) 중 적어도 일부를 적어도 하나의 지점에서 가열하여 섬유가 적어도 하나의 접합 지점에서 함께 접착되거나 접합되도록 함으로써 형성된다. 일부 이러한 구현예에서, 적어도 하나의 지점에서 복수의 섬유들(12) 중 적어도 일부를 가열하는 것은 복수의 섬유들(12)을, 섬유들(12)의 용융 온도보다 높은 온도에 있는 재료 또는 부재와 적어도 하나의 지점에서 접촉시키는 것을 포함한다. 접합 지점(22)은 임의의 허용가능한 수단(예를 들어, 고온 금속, 초음파 접합, 레이저 처리, 납땜용 인두(soldering iron), 가열 공기 제트(heated air jet) 등)에 의해 형성될 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 접합 지점(22)은 글루(glue), 접착제, 또는 섬유를 함께 결합시키거나 접합하는 역할을 하는 기타 재료에 의해 형성될 수 있다. 단일 접합 지점(22)이 도 4b의 예시적인 섬유 번들(10)에 도시되어 있지만, 섬유 번들(10)은 2개 이상의 접합 지점(22)을 포함할 수 있다는 점에 유의한다. 일부 구현예에서, 접합 지점(22)은 크기가 0.10 내지 0.50mm(예를 들어, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, 0.40, 0.45, 또는 0.50mm)이되, 상기 범위 안의 임의의 및 모든 범위와 하위범위를 포함한다.
도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 번들(10)의 복수의 섬유들(12) 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 것은, 파괴면(32)이 번들(10)과 접촉하도록 적어도 한 쌍의 파괴 구성원(30)의 맞닿은 면들(32) 사이에 번들(10)을 위치시키고, 번들(10)의 섬유(12)의 종방향 길이를 따라 종방향으로 그리고 종방향에 수직으로 배향된 측면 방향을 따라 측방향으로 연장되는 경로를 따라 적어도 하나의 제2 파괴 구성원(30)에 대해 적어도 하나의 제1 파괴 구성원(30)을 이동시키는 것을 포함한다. 일부 이러한 구현예에서, 파괴면들(32) 사이의 거리는 파괴하는 동안 실질적으로 일정하게 유지된다. 그러나, 파괴면들(32)은 파괴 과정 동안 함께 또는 떨어져 움직일 수 있다. 일부 이러한 구현예에서, 적어도 하나의 파괴 구성원(30)은 적어도 일부 시간 동안 아치형 경로를 따라 이동하고/하거나 적어도 일부 시간 동안 선형 또는 직선 경로를 따라 이동할 수 있다. 일부 이러한 구현예에서, 적어도 하나의 파괴 구성원(30)은 적어도 일부 시간 동안 타원형 경로를 따라 이동할 수 있다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 파괴 구성원(30)은 적어도 일부 시간 동안 무작위 궤도 패턴을 따라 이동한다.
적어도 하나의 파괴 구성원(30)의 맞닿은 면(32)은 실질적으로 평평하고 매끄러운 표면일 수 있다. 일부 구현예에서, 맞닿은 면(32)은 번들(10)을 향해 바깥쪽/안쪽으로 연장되고 섬유(12)를 집거나(pick) 잡거나(grab) 또는 접촉하여 번들(10)로부터 섬유(12)의 종방향 배열을 파괴하는 역할을 하는 입자들 또는 돌출부들의 실질적으로 평면형 어레이를 포함할 수 있다. 일부 다른 구현예(도시되지 않음)에서, 번들(10)의 복수의 섬유들(12) 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 것은 번들(10)을 가스 및/또는 액체의 적어도 하나의 스트림에 노출시키는 것을 포함한다. 번들(10)의 복수의 섬유들(12) 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 파괴 과정(및 따라서 이러한 섬유들(12)의 재배열)은 번들(10)을 문지르는 것, 번들(10)을 샌딩(sanding)하는 것, 번들(10)을 연마하는 것, 번들(10)을 버핑(buffing)하는 것, 또는 번들을 가스 및/또는 액체의 스트림에 노출시키는 것, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
파괴 공정은 번들(10)로부터 일부 하나 이상의 섬유(12)를 제거할 수 있고 섬유(12)를 파이버필 클러스터(1)에 얽히게 하지 않을 수 있다는 점에 유의한다. 즉, 번들(10)의 하나 이상의 섬유(12)가 파괴될 수 있고, 파이버필 클러스터(1)를 형성하는 다른 섬유와 얽히지 않을 수 있다. 유사하게, 파괴 공정 동안 다른 번들(10)로부터 분리된 하나 이상의 섬유(12)가 다른 번들(10)의 섬유(10)와 함께 포함되어(즉, 얽혀) 이에 의해 형성되는 파이버필 클러스터(1)에 혼입될 수 있다. 따라서, 파괴 공정은 복수의 섬유들(12)에 적어도 하나의 추가적인 섬유를 추가하는 것, 또는 복수의 섬유들(12)로부터 섬유를 제거하는 것/없애는 것을 포함할 수 있다.
파괴는 복수의 섬유들(12)을 서로 얽히게 하여 파이버필 클러스터를 형성하도록 하는 역할을 한다. 용어 "혼합하다(intermingle)" 등은 적어도 한 번 서로 교차하거나 지나쳐 연장되는 섬유를 지칭하기 위해 본원에서 사용된다(즉, 혼합된 섬유들은 적어도 한 번 적어도 하나의 다른 섬유와 교차한다). 일부 구현예에서, 파괴는 또한 파괴된 섬유들(12) 중 적어도 일부를 서로 얽히게 하는 역할을 한다. 용어 "얽히다(entangle)" 등은 적어도 한 번 서로 교차하고 연장되거나 서로 주위를 감싸는 섬유를 지칭하기 위해 본원에서 사용된다(즉, 얽힌 섬유들은 적어도 한 번 적어도 하나의 다른 섬유를 교차하고 연장하거나 감싼다). 일부 이러한 구현예에서, 파괴된 섬유의 약 50% 미만이 적어도 하나의 다른 섬유와 얽혀 있다. 일부 이러한 구현예에서, 파괴된 섬유의 약 25% 미만이 적어도 하나의 다른 섬유와 얽혀 있다. 일부 구현예에서, 파괴는 또한 파괴된 섬유들(12) 중 적어도 일부를 함께 꼬는 역할을 한다. 용어 "꼬다(twist)" 등은 한 번 이상 서로 교차하고 연장하거나 서로 주위를 감싸는 섬유를 지칭하기 위해 본원에서 사용된다(즉, 꼬인 섬유는 한 번 이상 적어도 하나의 다른 섬유를 교차하고 연장하거나 감싼다). 일부 이러한 구현예에서, 파괴된 섬유(12)의 약 50% 미만이 적어도 하나의 다른 섬유와 꼬여 있다. 일부 이러한 구현예에서, 파괴된 섬유(12)의 약 25% 미만이 적어도 하나의 다른 섬유와 꼬여 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 번들(10)의 복수의 섬유들(12)은 이들의 종방향 길이를 따라 실질적으로 선형으로 연장될 수 있다. 번들(10)의 복수의 섬유들(12)은 이들의 종방향 길이를 따라 실질적으로 서로 평행하게 연장될 수 있다. 일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들은 도 3에 도시된 바와 같이, 텍스처링되지 않은 선형 섬유이다.
일부 다른 구현예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 번들(10)의 복수의 섬유들(12)은 이들의 종방향 길이를 따라 비선형으로 연장될 수 있다. 일부 구현예에서, 번들의 복수의 섬유들은 도 2에 도시된 바와 같이 이들의 종방향 길이를 따라 불규칙하게 연장된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 번들의 복수의 섬유들(12)은 텍스처링된 섬유들일 수 있다. 텍스처링 기술은 당업계에 잘 알려져 있으며, 통상적으로 섬유/장섬유의 평행화(parallelization)를 파괴한다. 이러한 기술은, 예를 들어, 중량을 늘리지 않고도 벌크를 늘리는 역할을 할 수 있으며, 그 결과 섬유의 무게를 더 가볍게 보이게 만들고, 촉감(부드러움)이 향상되고, 불투명도가 높아지고/지거나 온도 절연 특성이 향상될 수 있다. 당업계에 허용되는 임의의 텍스처링 공정이 이용될 수 있지만, 번들(10) 및 본 발명의 개별 파이버필 클러스터(1)의 섬유(12)에 적용될 수 있는 텍스처링 공정의 예로는 권축, 루핑(looping), 코일링(coiling), 크링클링(crinkling), 꼬임에 이어서 풀림(untwisting), 및 니팅(knitting)에 이어서 디니팅(deknitting)이 포함된다. 일부 구현예에서, 번들(10) 및/또는 이에 의해 형성된 개별 파이버필 클러스터(1)의 복수의 섬유들(12)은, 상기 복수의 섬유들(12)의 총 중량을 기준으로, 0 내지 100중량%(예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100중량%)의 텍스처링된 섬유들을 포함하며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위가 포함된다.
일부 구현예(예를 들어, 혼합된 장섬유 원사와 같은 장섬유 원사를 사용하는 구현예)에서, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 파이버필 클러스터를 제조하는 방법을 제공한다:
데니어가 0.2 내지 12.0이고 길이가 8 내지 51mm인 복수의 25 내지 3600개 섬유들을 포함하는 번들을 장섬유 원사로부터 얻는 단계 - 상기 복수의 섬유들은 종방향으로 함께 배열되어 있으며, 상기 섬유는 상기 복수의 섬유들이 서로 얽혀 있는 혼합된 닙 부분을 가짐 -; 및
상기 혼합된 닙 부분에 인접한 복수의 섬유들을 파괴하기 위해 상기 번들을 처리함으로써 상기 혼합된 닙 부분으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 섬유의 적어도 하나의 외부 영역을 형성하는 단계,
이로써 상기 파이버필 클러스터를 형성하는 단계.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 섬유가 "종방향으로 함께 배열된"이라는 것은 섬유들이 직선이든 꼬이든 간에 서로 동일한 방향을 따라 이어지는 것을 의미한다. 이 용어에는 텍스처링된 섬유와 텍스처링되지 않은 섬유가 포함되며, 마찬가지로 장섬유 원사(내부에 닙 부분이 있는 혼합된 장섬유 원사 포함)의 섬유도 포함된다. 예를 들어, 도 27 및 도 33a에 도시된 혼합된 장섬유 원사와, 도 29에 도시된 번들은 모두 종방향으로 함께 배열된 섬유들을 갖는다.
복수의 섬유들을 파괴하기 위해 번들을 처리하는 것은 섬유가 더 이상 종방향으로 정렬되지 않고 닙으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되도록 닙 부분에 인접한 섬유들의 평행화/정렬을 파괴하는 임의의 방식을 포함한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 닙에 인접한 복수의 섬유들을 파괴하는 것은 번들을 가스 및/또는 액체의 적어도 하나의 스트림에 노출시키는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 파괴 공정은 번들을 문지르는 것, 번들을 샌딩하는 것, 번들을 연마하는 것, 번들을 버핑하는 것, 또는 번들을 가스 및/또는 액체를 사용하여 처리하는 것(예를 들어, 가스 - 예컨대 공기 - 및/또는 액체 스트림, 또는 가스 및/또는 액체를 사용한 기타 처리), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
당업자는 본 개시내용을 검토한 후, 번들(예를 들어, 장섬유 번들)의 복수의 섬유들을 파괴할 수 있는 장비를 쉽게 선택할 수 있을 것이며, 임의의 및 모든 이러한 장비가 본 발명의 방법에 사용될 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 사용될 수 있는 비제한적인 기계에는 섬유 또는 미세 오프닝 기계(fine opening machine)(예를 들어, Masias Maquinaria SL's (이하 "Masias") Opener AD-160-TP, OCTIR Fine Opener, Rolando Bale Opener, Masias Recycling Opening Machine, TGB Opener-Garnett, Truetzschler Bale Opener,), 파이버볼 성형기(fiberball forming machine)(예를 들어, Masias의 Bolcard 또는 CMM Ball Fibres Forming Machine), 등이 포함된다.
일부 구현예에서, 혼합된 닙 부분에 인접한 복수의 섬유들을 파괴하기 위해 번들을 처리하는 것은 번들을 다음과 같이 처리하는 것을 포함한다:
- 섬유 오프닝 기계에서의 처리;
- 가넷 기계(garnet machine)에서의 처리; 또는
- 공기 처리.
일부 구현예에서, 번들을 공기 처리하는 것은 번들을 공기 텀블링(air-tumbling)하는 것을 포함하며, 이는 예를 들어, 드럼, Lorch 또는 변형된 Lorch 기계, 또는 다른 장비에서의 공기 텀블링을 포함하는 다양한 방식으로 발생할 수 있다. 공기 텀블링의 비제한적인 예로는, 예를 들어, WO 2017/058986 및 미국 특허 번호 제6,613,431호, 제4,618,531호, 및 제4,794,038호에 기재된 것이 포함된다.
복수의 섬유들(12)은 권축되거나 권축되지 않을 수 있다. 나선형 및 표준 크림프를 포함하는 다양한 크림프가 해당 분야에 알려져 있으며, 섬유가 권축되는 경우, 임의의 원하는 크림프가 존재할 수 있다는 것이 고려된다. 번들(10) 및/또는 이에 의해 형성된 개별 파이버필 클러스터(1)의 복수의 섬유들(12)은, 상기 복수의 섬유들(12)의 총 중량을 기준으로, 0 내지 100중량%(예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100중량%)의 권축된 섬유를 포함하며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위가 포함된다.
일부 구현예에서, 복수의 종방향으로 정렬된 섬유(12)의 번들(10)은 총 데니어가 30 내지 500 데니어(예를 들어, 330, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 179, 180, 181, 182, 183, 184, 185, 186, 187, 188, 189, 190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 199, 200, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 209, 210, 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217, 218, 219, 220, 221, 222, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 237, 238, 239, 240, 241, 242, 243, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 253, 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260, 261, 262, 263, 264, 265, 266, 267, 268, 269, 270, 271, 272, 273, 274, 275, 276, 277, 278, 279, 280, 281, 282, 283, 284, 285, 286, 287, 288, 289, 290, 291, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 299, 300, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318, 319, 320, 321, 322, 323, 324, 325, 326, 327, 328, 329, 330, 331, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338, 339, 340, 341, 342, 343, 344, 345, 346, 347, 348, 349, 350, 351, 352, 353, 354, 355, 356, 357, 358, 359, 360, 361, 362, 363, 364, 365, 366, 367, 368, 369, 370, 371, 372, 373, 374, 375, 376, 377, 378, 379, 380, 381, 382, 383, 384, 385, 386, 387, 388, 389, 390, 391, 392, 393, 394, 395, 396, 397, 398, 399, 400, 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407, 408, 409, 410, 411, 412, 413, 414, 415, 416, 417, 418, 419, 420, 421, 422, 423, 424, 425, 426, 427, 428, 429, 430, 431, 432, 433, 434, 435, 436, 437, 438, 439, 440, 441, 442, 443, 444, 445, 446, 447, 448, 449, 450, 451, 452, 453, 454, 455, 456, 457, 458, 459, 460, 461, 462, 463, 464, 465, 466, 467, 468, 469, 470, 471, 472, 473, 474, 475, 476, 477, 478, 479, 480, 481, 482, 483, 484, 485, 486, 487, 488, 489, 490, 491, 492, 493, 494, 495, 496, 497, 498, 499, 또는 500 데니어)이며, 상기 범위에는 그 안의 모든 범위 및 하위범위가 포함된다. 데니어는 섬유 또는 원사의 9000m의 중량을 그램 단위로 정의하는 측정 단위이다. 이는 섬유나 원사의 중량(또는 크기)을 지정하는 일반적인 방법이다. 예를 들어, 1.0데니어인 폴리에스테르 섬유는 통상적으로 직경이 대략 10마이크로미터(μm)이다. 마이크로데니어 섬유는 데니어가 1.0 이하인 섬유이고, 매크로데니어 섬유는 데니어가 1.0보다 큰 섬유이다.
일부 구현예에서, 복수의 섬유들(12)은 데니어가 0.2 내지 12.0(예를 들어, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 7.0, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, 8.0, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 8.6, 8.7, 8.8, 8.9, 9.0, 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6, 9.7, 9.8, 9.9, 10.0, 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9, 11.0, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, 11.7, 11.8, 11.9, 또는 12.0 데니어)이며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위(예를 들어, 0.2 내지 10.0 데니어, 0.5 내지 8.0 데니어, 0.6 내지 5.0 데니어, 0.7 내지 3.0 데니어, 0.7 내지 1.7 데니어, 등)가 포함된다.
일부 구현예에서, 복수의 섬유들(12)은 평균 데니어가 0.2 내지 12.0(예를 들어, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 7.0, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, 8.0, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 8.6, 8.7, 8.8, 8.9, 9.0, 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6, 9.7, 9.8, 9.9, 10.0, 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9, 11.0, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, 11.7, 11.8, 11.9, 또는 12.0 데니어)이며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위(예를 들어, 0.5 내지 8.0 데니어, 0.6 내지 5.0 데니어, 0.7 내지 3.0 데니어, 0.7 내지 1.7 데니어, 등)가 포함된다.
일부 구현예에서, 번들(10) 및/또는 이에 의해 형성된 개별 파이버필 클러스터의 복수의 섬유들(12)은, 상기 복수의 섬유들(12)의 총 중량을 기준으로, 1.0 데니어 이하(예를 들어, 0.4 내지 1.0 데니어, 예컨대 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 또는 1.0 데니어)의 데니어를 갖는 마이크로데니어 폴리머 섬유(12) 0 내지 100중량%(예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100중량%); 및 1.0 초과(예를 들어, 1.1 내지 15.0 데니어, 예컨대 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10.0, 10.5, 11.0, 11.5, 12.0, 12.5, 13.0, 13.5, 14.0, 14.5, 또는 15.0 데니어)의 데니어를 갖는 매크로데니어 폴리머 섬유(12) 0 내지 100중량%(예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100중량%)를 포함한다.
일부 구현예에서, 번들(10)의 복수의 섬유들(12)은 데니어가 약 0.7 내지 약 1.7이다. 일부 구현예에서, 번들(10)의 복수의 섬유들(12)은 실질적으로 동일한 데니어를 갖는다. 일부 다른 구현예에서, 번들(10)의 복수의 섬유들(12)은 적어도 2개의 서로 다른 데니어를 갖는다.
일부 구현예에서, 번들(10) 및/또는 이로부터 만들어진 개별 파이버필 클러스터는 25 내지 3600개의 개별 섬유들(예를 들어, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 600, 610, 620, 630, 640, 650, 660, 670, 680, 690, 700, 710, 720, 730, 740, 750, 760, 770, 780, 790, 800, 810, 820, 830, 840, 850, 860, 870, 880, 890, 900, 910, 920, 930, 940, 950, 960, 970, 980, 990, 1000, 1010, 1020, 1030, 1040, 1050, 1060, 1070, 1080, 1090, 1100, 1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160, 1170, 1180, 1190, 1200, 1210, 1220, 1230, 1240, 1250, 1260, 1270, 1280, 1290, 1300, 1310, 1320, 1330, 1340, 1350, 1360, 1370, 1380, 1390, 1400, 1410, 1420, 1430, 1440, 1450, 1460, 1470, 1480, 1490, 1500, 1510, 1520, 1530, 1540, 1550, 1560, 1570, 1580, 1590, 1600, 1610, 1620, 1630, 1640, 1650, 1660, 1670, 1680, 1690, 1700, 1710, 1720, 1730, 1740, 1750, 1760, 1770, 1780, 1790, 1800, 1810, 1820, 1830, 1840, 1850, 1860, 1870, 1880, 1890, 1900, 1910, 1920, 1930, 1940, 1950, 1960, 1970, 1980, 1990, 2000, 2010, 2020, 2030, 2040, 2050, 2060, 2070, 2080, 2090, 2100, 2110, 2120, 2130, 2140, 2150, 2160, 2170, 2180, 2190, 2200, 2210, 2220, 2230, 2240, 2250, 2260, 2270, 2280, 2290, 2300, 2310, 2320, 2330, 2340, 2350, 2360, 2370, 2380, 2390, 2400, 2410, 2420, 2430, 2440, 2450, 2460, 2470, 2480, 2490, 2500, 2510, 2520, 2530, 2540, 2550, 2560, 2570, 2580, 2590, 2600, 2610, 2620, 2630, 2640, 2650, 2660, 2670, 2680, 2690, 2700, 2710, 2720, 2730, 2740, 2750, 2760, 2770, 2780, 2790, 2800, 2810, 2820, 2830, 2840, 2850, 2860, 2870, 2880, 2890, 2900, 2910, 2920, 2930, 2940, 2950, 2960, 2970, 2980, 2990, 3000, 3010, 3020, 3030, 3040, 3050, 3060, 3070, 3080, 3090, 3100, 3110, 3120, 3130, 3140, 3150, 3160, 3170, 3180, 3190, 3200, 3210, 3220, 3230, 3240, 3250, 3260, 3270, 3280, 3290, 3300, 3310, 3320, 3330, 3340, 3350, 3360, 3370, 3380, 3390, 3400, 3410, 3420, 3430, 3440, 3450, 3460, 3470, 3480, 3490, 3500, 3510, 3520, 3530, 3540, 3550, 3560, 3570, 3580, 3590, 또는 3600개의 섬유들)를 포함할 수 있으며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위(예를 들어, 50 내지 500개의 섬유, 80 내지 300개의 섬유, 등)가 포함된다.
일부 구현예에서, 개별 번들(10)은 약 25 내지 3600개의 섬유(12)를 포함한다. 일부 구현예에서, 개별 번들(10)은 약 50 내지 약 500개의 섬유들을 포함한다. 일부 구현예에서, 개별 번들(10)은 약 80 내지 약 300개의 섬유들을 포함한다. 위에서 언급된 바와 같이, 번들(10)로부터 형성된 파이버필 클러스터(1)는 파괴 공정의 특성이나 역학으로 인해, 파이버필 클러스터(1)를 형성하는 번들(10)보다 몇 개 더 많은 섬유(12)를 포함할 수 있거나, 파이버필 클러스터(1)를 형성하는 번들(10)보다 몇 개 더 적은 섬유(12)를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 번들(10) 및/또는 이에 의해 형성된 파이버필 클러스터(1)의 복수의 섬유들(12)은 길이가 8 내지 160mm(예를 들어, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 또는 160mm)이며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위(예를 들어, 8 내지 75mm, 15 내지 115mm, 20 내지 50mm, 등)가 포함된다. 일부 구현예에서, 번들(10) 및/또는 이에 의해 형성된 클러스터(1)의 복수의 섬유들(12)은 종방향 길이가 약 20 내지 약 50mm이다. 일부 구현예에서, 번들(10) 및/또는 이에 의해 형성된 클러스터(1)의 복수의 섬유들(12)은 실질적으로 동일한 종방향 길이를 갖는다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들을 폴리머 섬유들을 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 합성 폴리머 섬유들을 포함한다. 본 발명의 개별 파이버필 클러스터(1) 내에 포함된 폴리머 섬유를 위한 적절한 폴리머 재료를 선택하는 것은 당업자의 권한 내에 있으며, 본 발명의 구현예에서 이러한 임의의 재료가 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 그러나, 특정 구현예에서, 폴리머 섬유에 사용될 수 있는 비배타적 폴리머는 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리락트산(PLA), 폴리(부틸 아크릴레이트)(PBA), 폴리아미드(예를 들어, 나일론/폴리아미드 6.6, 폴리아미드 6, 폴리아미드 4, 폴리아미드 11, 및 폴리아미드 6.10, 등), 아크릴계, 아세테이트, 폴리올레핀, 레이온, 리오셀, 아라미드, 스판덱스, 비스코스, 모달 섬유, 바이오폴리머 섬유(예를 들어, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 폴리(하이드록시부티레이트-코발레레이트)(PHBV)), 단백질 기반 합성 재료 섬유(예를 들어, 식물성 인공 단백질 섬유 재료, Spiber, 등), 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 상기 섬유는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET), 폴리(헥사하이드로-p-자일릴렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)(PBT), 폴리-1,4-사이클로헥실렌 디메틸렌(PCDT), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 및 코폴리에스테르, 예컨대 에스테르 단위의 적어도 30몰%(예를 들어, 적어도 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 또는 85몰%)가 에틸렌 테레프탈레이트 또는 헥사하이드로-p-자일릴렌 테레프탈레이트 단위인 테레프탈레이트 코폴리에스테르로부터 선택된 폴리에스테르를 포함한다.
일부 구현예에서, 섬유(12)는 순수(virgin) 폴리머 재료를 포함한다. 일부 구현예에서, 섬유(12)는 소비자 사용 후 재활용(post-consumer recycled, PCR) 폴리머 재료와 같은 재활용 폴리머 재료를 포함한다.
복수의 섬유들(12)에서 섬유들 중 0 내지 100중량%(예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100중량%)가 실리콘화될 수 있으며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위(예를 들어, 0%, 50%, 100%, 등)가 포함된다.
실리콘화 기술은 당업계에 잘 알려져 있다. "실리콘화된"이라는 용어는 섬유가 규소 함유 조성물(예를 들어, 실리콘)로 코팅된다는 것을 의미한다. 실리콘화 기술은 당업계에 잘 알려져 있으며, 예를 들어, 미국 특허 번호 제3,454,422호에 기재되어 있다. 규소 함유 조성물은 당업계에 공지된 임의의 방법, 예를 들어, 분무, 혼합, 침지, 패딩, 등을 사용하여 적용될 수 있다. 유기실록산 또는 폴리실록산을 포함할 수 있는 규소 함유(예를 들어, 실리콘) 조성물은 섬유의 외부 부분에 접합된다. 일부 구현예에서, 실리콘 코팅은 메틸수소폴리실록산, 개질된 메틸수소폴리실록산, 폴리디메틸실록산, 또는 아미노 개질된 디메틸폴리실록산과 같은 폴리실록산이다. 당업계에 공지된 바와 같이, 규소 함유 조성물은 섬유에 직접 적용될 수 있거나, 적용 전에 용액 또는 에멀젼, 예를 들어, 폴리실록산의 수성 에멀젼으로서 용매를 사용하여 희석될 수 있다. 처리 후, 코팅은 건조 및/또는 경화될 수 있다. 당업계에 공지된 바와 같이, 촉매는 규소 함유 조성물(예를 들어, Si-H 결합을 함유하는 폴리실록산)의 경화를 가속화하기 위해 사용될 수 있고, 편의상 규소 함유 조성물 에멀젼에 첨가될 수 있으며, 생성된 조합물은 합성 섬유를 처리하는 데 사용될 수 있다. 적합한 촉매에는 아세테이트, 옥타노에이트, 나프테네이트 및 올레에이트와 같은 카복실산의 철, 코발트, 망간, 납, 아연, 및 주석 염들이 포함된다. 일부 구현예에서, 실리콘화 후에 섬유를 건조시켜 잔류 용매를 제거한 다음 선택적으로 65℃ 내지 200℃로 가열하여 경화시킬 수 있다.
일부 구현예에서, 번들(10) 및/또는 이에 의해 형성된 개별 파이버필 클러스터(1)의 복수의 섬유들(12)은, 상기 복수의 섬유들(12)의 총 중량을 기준으로, 하나 이상의 첨가제(예를 들어, 미국 공보 번호 제U.S. 2018-0313001호에 기재된 에어로겔, 미국 공보 번호 제U.S. 2020-0141029호에 기재된 마이크로캡슐, 등)를 함유하는 폴리머 섬유 0 내지 100중량%(예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100중량%)를 포함하며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위가 포함된다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은, 상기 복수의 섬유들의 총 중량을 기준으로, 바람직한 화학물질로 도핑된 섬유 0 내지 100중량%(예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100중량%)를 포함하며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위가 포함된다. 본 명세서에 사용된 용어 "도핑된"은 섬유에(예를 들어, 폴리머 섬유의 폴리머 매트릭스 내에) 혼입된 하나 이상의 바람직한 도펀트(화학물질로도 지칭될 수 있음)의 존재를 의미한다. 일부 구현예에서, 도펀트/화학물질은 섬유 매트릭스 내에 균질하게 분산된다.
바람직한 섬유 표면 화학물질은 당업계에 공지되어 있다. 본 발명의 구현예는 표면에 표면 화학물질(예를 들어, 위에서 논의된 바와 같은 실리콘화)이 적용된 섬유를 포함하지만, 상기 복수의 섬유들은 또한(및/또는 대안적으로) 내부에 바람직한 화학물질을 포함하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 내구성 발수제(durable water repellency, DWR) 및/또는 실리콘 화학물질로 도핑되었다. 이는, 예를 들어, 액체 폴리머가 방사구(spinneret)를 통과한 후 섬유가 형성되기 전 용융 방사 공정 동안 액체 폴리머에 바람직한 화학물질을 첨가하거나 및/또는 상기 복수의 섬유들을 형성하는 폴리머(들)를 관능화함으로써 달성될 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 DWR 화학물질로 도핑되고, 그 결과 특정 바람직한 성능 속성을 갖는다. 예를 들어, 일부 구현예에서, DWR로 도핑된 섬유는 표면이 건조하게 유지되고/되거나 섬유의 클러스터화에 이상적인 높은 마찰 계수를 가질 뿐만 아니라, 습식 열 성능(wet thermal performance) 및/또는 세탁성 향상을 위해 150중량% 미만의 낮은 수분 흡착성(water adsorption)을 갖는다.
바인더 섬유(binder fiber)는 당업계에 잘 알려져 있으며, 통상적으로 제품(예를 들어, 파이버필) 중 하나 이상의 다른 폴리머 섬유 구성성분들의 연화 온도보다 낮은 접합 온도를 갖는다. 일부 구현예에서, 번들(10) 및/또는 이에 의해 형성된 개별 파이버필 클러스터(1)의 복수의 섬유들(12)은 바인더 섬유를 함유하지 않거나(즉, 바인더 섬유가 없음), 또는 바인더 섬유를 5중량% 미만(예를 들어, 5, 4, 3, 2, 또는 1중량% 미만) 함유한다.
복수의 섬유들(12)에 사용되는 섬유들은 단면에 대해 임의의 원하는 형상(예를 들어, 원형 또는 기타 형상)을 가질 수 있다.
복수의 섬유들(12)은, 복수의 섬유들(12)의 총 중량을 기준으로, 0 내지 100중량%(예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100중량%)의 솔리드 섬유를 포함할 수 있으며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위가 포함된다. 복수의 섬유들(12)은, 상기 복수의 섬유들의 총 중량을 기준으로, 0 내지 100중량%(예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100중량%)의 중공 섬유를 포함할 수 있으며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위가 포함된다. 일부 구현예에서, 복수의 섬유들(12)은 분할형 섬유(splittable fiber)를 포함한다.
본 발명의 파이버필 클러스터의 구현예는 기존 장비를 사용하여 블로잉가능하거나 짧게 말하면 "블로잉가능"하다. "블로잉가능한"은 섬유 산업에서 일반적으로 사용되는 용어로, 당업자는 "기존 장비를 사용하여 블로잉가능한"이 무엇을 의미하는지 쉽게 이해할 수 있다. "블로잉가능한"이라는 용어는 기존의 블로잉(또는 "블로우 주입") 장비를 통해 쉽게 가공처리되고, 이로부터 물품(예를 들어, 의류, 침구, 침낭 등의 주머니, 채널 또는 칸막이, 등)에 보온재로 주입될 수 있는 재료의 능력을 의미한다. 예를 들어, 다운의 가볍고 개별적인 구조와 본 발명의 파이버필 클러스터의 구현예는 기존 장비를 사용하여 블로잉하는 데 매우 적합하게 만드는 반면, 많은 다른 파이버필 재료는 덩어리지거나, 서로 달라붙거나, 기존 장비를 막거나, 다른 가공상의 어려움을 초래하므로 블로잉가능하지 않다. 재료가 블로잉가능한지 여부를 결정하는 것은 섬유 산업의 숙련된 전문가의 권한 내에 있으며, 블로잉가능성에 대한 의문이 있는 경우 기존 장비에서 재료를 테스트하면 쉽게 답을 얻을 수 있다. 기존 블로잉 장치는, 예를 들어, 미국 특허 번호 제6,329,051호에 기재되어 있다. 미국 특허 번호 제6,329,051호의 개시내용에 따르면, 기존 블로잉 장비는 통상적으로 (예를 들어, 혼합 탱크와 같은 탱크로부터 재료를 공급받을 수 있는 계량 시스템(metering system)을 통해) 재료를 흡입하는 수단(예를 들어, 덕트)을 갖춘 블로잉 시스템을 포함한다. 블로잉가능한 재료는 막히거나 과도한 정전기 저항(static resistance)과 같은 다른 문제를 일으키지 않고 재료를 흡입하는 수단을 쉽게 통과할 수 있다. 이어서, 재료는 노즐을 통해 의도된 목적지로 블로잉된다. 재료가 물품에 사용하기 위해 기존 블로잉 장비에서 가공처리될 수 없는 경우, 이는 "기존 장비를 사용하여 블로잉가능한"(또는 "블로잉가능한") 것이 아니라는 것이 당업계에 잘 알려져 있다.
파이버필 클러스터(1)는, 적어도 일반적으로, 규칙적이거나 불규칙한 모양을 형성할 수 있다. 종방향 배열 파괴 공정의 구성(예컨대 파괴하는 시간, 파괴 메커니즘, 및 파괴 패턴)과 번들(10)의 구성(예컨대 섬유(12)의 수, 섬유(12)의 텍스처/비텍스처, 및 섬유(12)의 길이)이 클러스터(1)의 형성된 형상에 영향을 미칠 수 있음이 밝혀졌다. 예를 들어, 도 6 내지 26에 도시된 바와 같이, 파이버필 클러스터(1)는 난형 또는 타원형과 같은 길쭉한 형상을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터(1)는 실질적으로 구형 형상을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 파이버필 클러스터(1)는 길이(L1), 폭(W1) 및 두께(T1)를 정의할 수 있다. 파이버필 클러스터(1)가 돌출 또는 연장된 섬유(12)에 의해 형성되므로, 파이버필 클러스터(1)의 치수는 섬유(12)의 가장 먼 길이, 및 섬유(12)의 평균 길이, 또는 섬유(12)의 평균 길이의 근사치에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 파이버필 클러스터(1)의 치수는 특정 차원 또는 방향을 따라 가장 먼 길이에 도달하는 3, 5, 10 또는 15개의 섬유(12)를 무시하고 측정될 수 있다.
일부 구현예에서, 도 14 및 15에 도시된 바와 같이, 길이(L1)와 폭(W1)이 두께(T1)보다 클 수 있다. 일부 이러한 구현예에서, 도 14 및 15에 또한 도시된 바와 같이, 길이(L1)가 폭(W1)보다 클 수 있다. 일부 구현예에서, 개별 파이버필 클러스터(1)는 길이(L1)가 0.5cm 내지 6.5cm(예를 들어, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 또는 6.5cm)일 수 있으며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위(예를 들어, 0.90 내지 4cm)가 포함된다.
일부 구현예에서, 파이버필 클러스터(1)는 폭(W1)이 0.5cm 내지 6.5cm(예를 들어, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 또는 6.5cm)일 수 있으며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위(예를 들어, 0.70 내지 3cm)가 포함된다.
일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 두께(또는 높이)(T1)가 0.70 내지 4cm(예를 들어, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 또는 4.0cm)일 수 있으며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위가 포함된다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터(1)는 길이(L1)를 약 0.90 내지 약 4cm의 범위 내로 정의할 수 있다. 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터(1)는 폭(W1)을 약 0.70 내지 약 3cm의 범위 내로 정의할 수 있다.
일부 구현예에서, 본 발명의 개별 파이버필 클러스터(1)는 부피가 0.125 내지 12cm3(예를 들어, 0.125, 0.15, , 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 7.0, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, 8.0, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 8.6, 8.7, 8.8, 8.9, 9.0, 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6, 9.7, 9.8, 9.9, 10.0, 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9, 11.0, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, 11.7, 11.8, 11.9, 또는 12.0cm3)일 수 있으며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위(예를 들어, 0.80 내지 12cm3)가 포함된다.
일부 구현예에서, 본 발명의 개별 파이버필 클러스터는 중량이 0.2 내지 3mg(예를 들어, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 또는 3.0mg)일 수 있으며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위가 포함된다.
일부 구현예에서, 본 발명의 개별 파이버필 클러스터는 밀도가 0.08 내지 0.70mg/cm3(예를 들어, 0.08, 0.09, 0.10, 0.11, 0.12, 0.13, 0.14, 0.15, 0.16, 0.17, 0.18, 0.19, 0.20, 0.21, 0.22, 0.23, 0.24, 0.25, 0.26, 0.27, 0.28, 0.29, 0.30, 0.31, 0.32, 0.33, 0.34, 0.35, 0.36, 0.37, 0.38, 0.39, 0.40, 0.41, 0.42, 0.43, 0.44, 0.45, 0.46, 0.47, 0.48, 0.49, 0.50, 0.51, 0.52, 0.53, 0.54, 0.55, 0.56, 0.57, 0.58, 0.59, 0.60, 0.61, 0.62, 0.63, 0.64, 0.65, 0.66, 0.67, 0.68, 0.69, 또는 0.70mg/cm3)일 수 있으며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위(예를 들어, 0.10 내지 0.50mg/cm3)가 포함된다.
도 6 내지 9, 14, 15 및 20 내지 26에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 측면에서, 잔여 부분(16)과 외부 영역(18)을 포함하는 본 발명의 개별 파이버필 클러스터(1)가 제공된다. 위에서 설명된 바와 같이, 클러스터(1)의 잔여 부분(16)은 섬유(12)의 일부가 파괴되거나 (파괴 공정을 통해) 번들(10)로부터 제거된 후의 섬유(12)의 번들(10)의 일부이다. 이러한 식으로, 잔여 부분(16)은 번들(10) 자체의 잔여물이다. 그러나, 번들(10)의 형상, 크기 및/또는 구성은 잔여 부분(16)을 형성하기 위한 파괴 공정에 의해 수정될 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 파괴 공정은 번들(10)을 도 6 내지 9, 14, 15 및 20 내지 26에 도시된 다양한 비선형 형상과 같은 비선형 형상으로 구부리거나 형성될 수 있다. 그러나, 일부 구현예에서, 잔여 부분(16)은 실질적으로 선형으로(종방향 길이를 따라) 연장될 수 있다. 또 다른 예로서, 파괴 공정은 섬유(12)가 파괴전(pre-disrupted) 번들(10)과 비교하여 덜 조밀하게 밀집되거나 덜 밀접하게 위치/이격되도록 번들(10)을 펼치는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 예컨대 파괴 공정이 번들(10)을 약간만 펼치는 역할을 할 수 있는 도 6 및 9에 도시된 다른 클러스터(1)와 비교하여 파괴 공정은 번들(10)을 상당히 펼치는 역할을 할 수 있다.
도 6 내지 9, 14, 15 및 20 내지 26에 도시되고 위에서 설명한 바와 같이, 파괴 공정은 번들(10)의 복수의 섬유들(12) 중 일부를 파괴하여 잔여 부분(16)으로부터 3차원적으로 연장되어 외부 부분 또는 영역(18)을 형성하도록 한다. 외부 영역(18)을 형성하는 파괴된 섬유(12)는 서로 및/또는 잔여 부분(16)의 섬유(12)와 혼합되어(그리고 가능하게는 어느 정도 얽히고 꼬여) 개별 파이버필 클러스터(1)가 형성되고, 사용(및 예를 들어 세탁) 중에 단일 개별 단위로 함께 유지되도록 한다. 도 6 내지 9, 14, 15 및 20 내지 26에 도시된 바와 같이, 외부 영역(18)은 번들 잔여 부분(16)보다 섬유(12)가 실질적으로 덜 조밀하게 밀집되어 있다(즉, 번들 잔여 부분(16)은 외부 영역(18)보다 섬유(12)가 더 조밀하게 밀집되어 있다). 번들 잔여 부분(16)과 외부 영역(18)의 조합은 놀랍게도 및/또는 예기치 않게 블로잉가능성, 크기, 중량 및/또는 밀도, 및 기타 특성 측면에서 다운과 매우 유사한 동시에 다운에 비해 향상된 사용성과 세탁성을 제공하는 개별 파이버필 클러스터(1)를 형성한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 잔여 부분(16)은 파이버필 클러스터(1) 길이의 적어도 약 75%와 같이 실질적으로 길 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 잔여 부분(16)은 파이버필 클러스터(1) 길이의 약 75% 미만과 같이 실질적으로 짧을 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 잔여 부분(16)은 파이버필 클러스터(1) 길이의 약 25% 내지 약 75%일 수 있다.
도 10 내지 13 및 16 내지 29에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 측면에서, 본 발명의 개별 파이버필 클러스터(1)는 잔여 부분(16)을 포함하지 않고, 오히려 섬유(12)의 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역(14), 및 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 섬유(12)의 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 영역(18)을 포함한다. 도 10 내지 13 및 16 내지 29에 도시된 바와 같이, 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역(14)의 섬유(12)는 무작위로/불균일하게 연장되고, 무작위로/불균일하게 서로 혼합되므로, 잔여 부분(16)에서와 같이 종방향 길이를 따라 함께 배열되지 않는다(즉, 종방향으로 함께 배열되지 않음). 이에 따라, 파괴 공정은 번들(10)의 섬유(12)의 종방향 배열 모두를 제거하거나 파괴하고, 섬유(12)를 서로 혼합하여(그리고 가능하게는 어느 정도 얽히고 꼬아), 도 10 내지 13 및 16 내지 29에 도시된 바와 같이, 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역(14)과 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 영역(18)을 갖는 개별 파이버필 클러스터(1)가 형성되도록 한다. 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역(14)과 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 영역(18)의 섬유들(12)은 서로 혼합되어(그리고 가능하게는 어느 정도 얽히고 꼬여) 사용(및 예를 들어 세탁) 중에 단일 개별 단위로 함께 유지되는 개별 파이버필 클러스터(1)를 형성한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 개별 파이버필 클러스터(1)는 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역(14)과 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 영역(18) 사이의 점진적인 전환을 포함할 수 있다. 대안적으로, 도 11 내지 13에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 개별 파이버필 클러스터(1)는 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역(14)과 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 영역(18) 사이에 더 정의되거나 식별 가능한 변형 또는 경계를 포함할 수 있다.
도 11 및 12에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역(14)과 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 영역(18)은 대략 동일한 크기(예를 들어, 3차원 크기, 예를 들어, 길이, 폭 및/또는 두께)일 수 있다. 반대로, 도 13에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역(14)은 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 영역(18)보다 실질적으로 더 작은 크기(예를 들어, 3차원 크기, 예를 들어, 길이, 폭 및/또는 두께)일 수 있다.
일부 구현예에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역(14)은 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 영역(18)보다 약간 더 조밀하게 밀집될 수 있다(예를 들어, 약 50%보다 적게 더 조밀하게 밀집됨). 반대로, 도 12에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역(14)은 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 영역(18)보다 상당히 더 조밀하게 밀집될 수 있다(예를 들어, 약 50% 넘게 더 조밀하게 밀집됨).
일부 구현예에서, 본 발명은 데니어가 0.2 내지 12.0이고, 길이가 8 내지 76mm인 25 내지 3600개의 섬유들을 포함하는 복수의 섬유들을 포함하는 파이버필 클러스터를 제공하며, 상기 복수의 섬유들은 장섬유 원사(예를 들어, 혼합된 장섬유 원사)로부터 절단된 것이고, 이때 상기 복수의 섬유들은, 상기 복수의 섬유들이 서로 얽혀 있는 혼합된 닙 부분; 및 상기 복수의 섬유들이 서로에 대해 무작위로 그리고 불균일하게 배향되어 있는 혼합된 닙 부분으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 섬유의 적어도 하나의 외부 영역;을 형성하고, 상기 혼합된 닙 부분은 상기 적어도 하나의 외부 영역보다 더 높은 밀도의 섬유들을 갖는다. 이러한 구현예는, 예를 들어, 본 발명의 제2 또는 제3 측면에 상응할 수 있으며, 이때 상기 혼합된 닙 부분은 각각 섬유 번들 잔여물 또는 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 섬유 영역을 나타낸다.
장섬유는 하나의 긴 실 모양의 연속 직물 섬유/스트랜드이다. 길이가 유한한 스테이플 섬유(staple fiber)와 달리, 장섬유는 길이가 무한하며, 수 야드 또는 수 마일까지 이어질 수 있다(또는 예를 들어, 원사에 사용되는 경우, 원사의 전체 길이까지 이어질 수 있음). 일부 구현예에서, 상기 장섬유의 길이는 5인치에서 수 마일에 이르는 범위로, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위가 포함된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 상기 장섬유의 길이는 적어도 5인치(예를 들어, 적어도 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100인치 길이, 또는 그 안의 임의의 범위 또는 하위범위)일 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 장섬유의 길이는 적어도 1피트(예를 들어, 적어도 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 600, 610, 620, 630, 640, 650, 660, 670, 680, 690, 700, 710, 720, 730, 740, 750, 760, 770, 780, 790, 800, 810, 820, 830, 840, 850, 860, 870, 880, 890, 900, 910, 920, 930, 940, 950, 960, 970, 980, 990, 또는 1000 피트 길이, 또는 그 안의 임의의 범위 또는 하위범위)일 수 있다.
장섬유 원사는 꼬임이 있거나 없이 어셈블리된 복수의 연속 장섬유들로 구성된 원사이다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 섬유들은 혼합된 장섬유 원사로부터 절단된 것으로, 이는 예를 들어, 문헌(참조: Baykal et al., "The effects of intermingling process parameters and number of filaments on intermingled", The Journal of The Textile Institute, 2013)에 기재되어 있다.
혼합된 장섬유 원사는 통상적으로, 원사에서 매듭처럼 얽힌 노드인 간헐적으로 혼합된 닙 부분(본 명세서에서는 "닙" 또는 "닙 부분"으로도 지칭됨)을 형성함으로써 장섬유간 응집력을 부여하기 위해 에어젯(air jet)을 사용하는 공기 혼합 공정(air intermingling process)에 장섬유 원사(또는 이의 사전 원사(pre-yarn) 형태, 예를 들어, 종방향으로 정렬된 복수의 장섬유들)를 적용함으로써 형성된다. 혼섬사(intermingled yarn)의 또 다른 구현예에서, 닙은, 예를 들어, 펄스 레이저(에어젯과 반대)에 의해 형성되며, 이는 얽힌 닙과 반대로, (닙 내 섬유들의 적어도 부분적 용융으로부터) 섬유들이 서로 접합된 융합 닙(fused nip)을 형성한다. 이러한 혼섬사의 구현예도 본 발명에 사용될 수 있다. 일부 이러한 구현예에서, 접합된 및/또는 적어도 부분적으로 용융된 섬유들은 본 발명의 클러스터의 하나 이상의 닙 부분에만 존재한다.
도 27은 원사 내에서 동일하게 이격되어 있는 복수의 간헐적 닙들(42)을 갖는 텍스처링된 혼합 장섬유 원사(100)의 일부를 확대한 사진이다. 도시된 장섬유 원사(100)는 미터당 99개의 닙을 가지며, 이는 원사 길이 10.1mm당 약 1개의 닙과 동일하다. 닙들은 펼쳐진 부분(44)에 의해 서로 분리되어 있다.
본 발명의 일부 구현예에서, 장섬유 원사는 미터당 13 내지 125개의 닙(예를 들어, 미터당 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 또는 125개의 닙)의 닙 빈도로 균일하게 이격된 닙들을 가지며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위가 포함된다.
도 28은 공기 혼합을 거쳐 펼쳐진 부분(44)에 의해 분리되어 있는 균일하게 이격된 간헐적 닙들(42)을 갖는 혼합된 장섬유 원사(100)를 형성하는 복수의 장섬유들(12)로 구성되는 평평한 장섬유 원사(48)의 느슨한 번들을 보여주는 단순화된 개략도로, 이때 닙과 펼쳐진 부분은 복수의 장섬유들(12)로 구성된다.
혼합된 장섬유 원사(및 마찬가지로 본 발명의 파이버필 클러스터)의 닙은 원사에 장섬유간 응집력을 부여하는 얽힌 구조물을 갖는다. 일부 닙 구현예의 구조물은 문헌(참조: Miao et al., "Air interlaced yarn structure and properties", Textile Research Journal, 65, 433-440, 1995)에서 분석되고 논의되었다. 물론, 예를 들어, 펄스 레이저를 이용하여 혼합된 장섬유 원사를 제조하는 경우, 닙은 얽힌 구조를 갖지 않고, 오히려 복수의 장섬유들이 서로 접합된 구조를 갖는다.
일부 구현예에서, 닙의 크기는 0.1mm 내지 8mm(예를 들어, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 7.0, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, 또는 8.0mm)이며, 상기 범위에는 그 안의 임의의 및 모든 범위 및 하위범위(예를 들어, 0.4 내지 3mm, 0.5 내지 2.5mm, 등)가 포함된다.
도 29는 단일 닙(42)을 갖는 혼합된 장섬유 원사(140)의 절단 섹션("번들")의 구현예를 확대한 사진이다. 번들로 지칭될 수 있는 이러한 절단 섹션은 닙 부분에 인접한 복수의 섬유들(12)을 파괴하는 처리를 거쳐 본 발명의 파이버필 클러스터를 형성한다.
도 30은 단일 닙(42)을 갖는 본 발명의 파이버필 클러스터(160)의 구현예를 확대한 사진이다. 도 31은 단일 닙(42)을 갖는 본 발명의 파이버필 클러스터(180)의 또 다른 구현예를 확대한 사진이다. 명백한 바와 같이, 도 4의 클러스터 구현예는 번들의 중앙에 닙을 갖는 반면, 도 5의 클러스터 구현예는 번들의 외부 부분에 닙을 갖는다. 닙은 번들의 길이를 따라 어떤 위치에도 위치할 수 있다. 또한 도시된 바와 같이, 본 발명의 파이버필 클러스터는 개별 클러스터이며, 이는 개별적으로 분리된 별개의 클러스터임을 의미한다.
본 발명의 구현예에서, 장섬유 원사의 섹션은 섹션당 하나 또는 두 개의 닙을 갖도록 절단되므로, 결과적인 섬유질 클러스터도 마찬가지로 하나 또는 두 개의 닙을 갖는다. 바람직한 구현예에서, 섹션은 단일 닙을 갖도록 절단되어 결과적인 파이버필 클러스터는 단일 닙을 갖는다.
도 32는 2개의 닙(42)을 갖는 본 발명의 파이버필 클러스터(200)의 구현예를 확대한 사진이다.
도 33a는 혼합된 장섬유 원사(왼쪽)와 이로부터 형성된 본 발명의 구현예에 따른 복수의 파이버필 클러스터들을 확대한 사진이다. 도 33b 및 33c는 도 33a의 파이버필 클러스터를 확대한 사진이다. 도 33a에 도시된 원사는 복수의 섬유들, 구체적으로는 288개의 장섬유들(각 장섬유의 데니어는 1.04임)로 구성된 300 데니어 혼합된 장섬유 원사(닙 부분을 얽히게 하는 에어젯에 의해 형성됨)이다. 원사를 동일한 길이의 번들로 절단하고, 각 번들의 혼합된 닙 부분에 인접한 복수의 섬유들을 파괴하는 처리를 실시하여 도시된 클러스터를 형성하였다.
본 명세서에 논의된 바와 같이, 장섬유 원사가 도 29에 도시된 번들(140)과 같은 하나 이상의 번들로 절단된 후(여기서 이러한 번들은 번들(10)에 상응하는 구현예로 간주될 수 있음), 상기 번들(들)은 닙에 인접한 복수의 섬유들을 파괴하는 처리를 거쳐 닙으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 섬유의 적어도 하나의 외부 영역을 형성한다. 섬유의 적어도 하나의 외부 영역에서, 복수의 섬유들은 서로에 대해 무작위로 그리고 불균일하게 배향되어 있다. 닙 부분은 적어도 하나의 외부 영역보다 더 높은 밀도의 섬유를 갖는다. 도 30을 참조하면, 섬유(46)의 2개의 외부 영역이 닙(42)으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장된다. 도 34는 혼합된 장섬유 원사를 절단하여 번들을 형성하고, 이를 파괴하여 닙으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 섬유의 2개의 외부 영역(점선으로 표시됨)을 갖는 파이버필 클러스터(24)를 형성하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 35는 먼 단부에 닙이 있는 절단된 번들로부터의 본 발명의 클러스터 구현예를 보여주는 도면이다.
위에서 논의된 바와 같이, 본 발명의 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 혼합된 장섬유 원사로부터 형성된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 파이버필 클러스터는 텍스처링된 혼합된 장섬유 원사로부터 형성되므로, 상기 클러스터 내 복수의 섬유들은 텍스처링된다. 다른 구현예에서, 파이버필 클러스터는 텍스처링되지 않은 혼합된 장섬유 원사로부터 형성되므로, 상기 클러스터 내 복수의 섬유들은 텍스처링되지 않는다.
본 발명의 파이버필 클러스터의 일부 구현예에서, 닙에서의 섬유 얽힘의 결과로서, 혼합된 닙 부분의 복수의 섬유들은 종방향 길이를 따라 비선형으로 연장된다. 닙의 얽힘과 번들 절단 후 섬유의 파괴로 인해 닙이 적어도 하나의 외부 영역보다 더 높은 섬유 밀도를 갖는다.
일부 구현예에서, 본 발명은 본 명세서에 기재된 바와 같은 복수의 파이버필 클러스터들을 제공한다.
복수의 파이버필 클러스터들의 일부 구현예에서, 상기 파이버필 클러스터들의 적어도 90%(예를 들어, 적어도 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 99.5%)가 내부에 동일한 수의 섬유를 갖거나, 또는 평균 섬유 수의 ±10% 이내(예를 들어, 복수의 파이버필 클러스터들에서 평균 섬유 수의 ± 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 또는 1%)에서 동일한 수의 섬유를 갖는다. 복수의 파이버필 클러스터들의 일부 구현예에서, 상기 클러스터들의 100%가 내부에 동일한 수의 섬유를 갖거나, 평균 섬유 수의 ±10% 이내에서 동일한 수의 섬유를 갖는다.
복수의 파이버필 클러스터들의 일부 구현예에서, 상기 파이버필 클러스터들의 적어도 90%(예를 들어, 적어도 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 99.5%)가 내부에 동일한 길이의 섬유를 갖는다. 복수의 파이버필 클러스터들의 일부 구현예에서, 상기 클러스터들의 100%가 내부에 동일한 길이의 섬유를 갖는다.
복수의 파이버필 클러스터들의 일부 구현예에서, 상기 파이버필 클러스터들의 적어도 90%(예를 들어, 적어도 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 99.5%)가 내부에 단 하나의 번들 잔여 부분(또는 닙)을 갖는다.
본 개시의 또 다른 측면에서, 복수의 본 발명의 파이버필 클러스터들을 포함하는 보온재 또는 충전재가 제공된다. 상기 보온재 또는 충전재는 잔여 부분(16) 및 외부 영역(18)이 있는 복수의 개별 파이버필 클러스터들(1) 및/또는 내부 영역(14) 및 외부 영역(18)이 있는 복수의 개별 파이버필 클러스터들(1)로 형성될 수 있다(예를 들어, 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나, 이루어질 수 있다).
일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재는 잔여 부분(16) 및 외부 영역(18)이 있는 복수의 개별 파이버필 클러스터들(1)로 형성된다(예를 들어, 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나, 이루어진다). 일부 구현예에서, 상기 보온재 또는 충전재는 내부 영역(14) 및 외부 영역(18)이 있는 복수의 개별 파이버필 클러스터들(1)로 형성된다(예를 들어, 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나, 이루어진다).
일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재의 복수의 파이버필 클러스터들(1)은 제1 길이의 섬유들(12)로 형성된 제1 파이버필 클러스터들(1) 및 제1 길이와 다른 제2 길이의 섬유들(12)로 형성된 제2 파이버필 클러스터들(1)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재의 복수의 파이버필 클러스터들(1)은 제1 총 개수의 섬유들(12)로 형성된 제1 클러스터(1), 및 제1 총 개수의 섬유들과 다른 제2 총 개수의 섬유들(12)로 형성된 제2 클러스터를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재의 복수의 파이버필 클러스터들(1)은 제1 합성 재료의 섬유들(12)로 형성된 제1 파이버필 클러스터들(1), 및 제1 합성 재료와 다른 제2 합성 재료의 섬유들(12)로 형성된 제2 파이버필 클러스터들(1)을 포함할 수 있다. 유사하게, 일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재의 복수의 파이버필 클러스터들(1)은 제1 데니어의 섬유들(12)로 형성된 제1 파이버필 클러스터들(1), 및 제1 데니어와 다른 제2 데니어의 섬유들(12)로 형성된 제2 파이버필 클러스터들(1)을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재의 복수의 파이버필 클러스터들(1)은 제1 크기의 파이버필 클러스터(1) 및 제1 크기와 다른 제2 크기의 파이버필 클러스터(1)를 포함할 수 있다. 유사하게, 일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재의 복수의 파이버필 클러스터들(1)은 제1 3차원 형상의 파이버필 클러스터들(1), 및 제1 3차원 형상과 다른 제2 3차원 형상의 파이버필 클러스터들(1)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 보온재 또는 충전재의 복수의 파이버필 클러스터들(1)은 제1 밀도 범위 내에 있는 파이버필 클러스터(1), 및 제1 밀도 범위와 다르고 중첩되지 않는 제2 밀도 범위 내에 있는 파이버필 클러스터(1)를 포함할 수 있다.
본 개시의 또 다른 측면에서, 보온재 또는 충전재(즉, 복수의 개별 파이버필 클러스터들(1))를 포함하는 물품이 제공된다. 일부 구현예에서, 상기 물품은 신발, 겉옷, 의류, 침낭, 및 침구로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 상기 물품은 홈 퍼니싱 품목(예를 들어, 이불(comforter)이나 누비이불(quilt)과 같은 침구, 베개, 쿠션, 겉천을 씌운 의자(upholstered chair), 등)이다.
조항
본 발명의 비제한적인 구현예는 다음 조항들에서 설명된다.
조항 1. 적어도 하나의 개별 파이버필 클러스터를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은,
데니어가 0.2 내지 12.0이고, 길이가 8 내지 160mm인 복수의 25 내지 3600개 섬유들의 개별 번들을 얻는 단계로서, 상기 복수의 섬유들은 종방향으로 함께 배열되어 있는 것인, 단계; 및
상기 번들의 복수의 섬유들이 불규칙하게 3차원적으로 연장되고 혼합되어 개별 파이버필 클러스터를 형성하도록 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계;를 포함하는, 방법.
조항 2. 조항 1에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 상기 번들의 복수의 섬유들 중 단지 일부의 종방향 배열을 파괴하여 상기 번들의 복수의 섬유들 중 번들 잔여 부분이 종방향으로 함께 배열된 채로 유지되고 상기 불규칙하게 3차원적으로 연장되는 섬유들과 혼합되는 것을 포함하는 것인, 방법.
조항 3. 조항 2에 있어서, 상기 불규칙하게 3차원적으로 연장되는 섬유들은 상기 번들 잔여 부분으로부터 바깥쪽으로 연장되는 외부 영역을 형성하는 것인, 방법.
조항 4. 조항 3에 있어서, 상기 번들 잔여 부분은 상기 외부 영역보다 더 높은 밀도의 섬유들을 포함하는 것인, 방법.
조항 5. 조항 1에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 상기 복수의 섬유들 중 어느 것도 종방향으로 함께 배열된 채로 유지되지 않도록 상기 번들의 복수의 섬유들 모두의 종방향 배열을 파괴하는 것을 포함하는 것인, 방법.
조항 6. 조항 5에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 모두의 종방향 배열을 파괴하는 것은 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 3차원 섬유 영역, 및 상기 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 섬유 영역을 형성하는 것인, 방법.
조항 7. 조항 1 내지 조항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 파괴된 섬유들 중 일부가 파이버필 클러스터를 형성하고, 파괴된 섬유들 중 일부는 파이버필 클러스터를 형성하지 않도록 파괴된 섬유들 중 일부만을 혼합하는 것을 포함하는 것인, 방법.
조항 8. 조항 1 내지 조항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 파괴면이 상기 번들과 접하도록 적어도 한 쌍의 파괴 구성원의 맞닿은 면들 사이에 상기 번들을 위치시키고, 상기 번들의 섬유들의 종방향 길이를 따라 종방향으로 그리고 종방향에 수직으로 배향된 측면 방향을 따라 측방향으로 연장되는 경로를 따라 적어도 하나의 제1 파괴 구성원을 적어도 하나의 제2 파괴 구성원에 대해 이동시키는 것을 포함하는 것인, 방법.
조항 9. 조항 8에 있어서, 상기 파괴면들 사이의 거리는 파괴하는 동안 실질적으로 일정하게 유지되는 것인, 방법.
조항 10. 조항 8 또는 9에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 파괴 구성원은 적어도 제1 시간 부분 동안 아치형 경로를 따라 이동하고/하거나;
상기 적어도 하나의 제1 파괴 구성원은 적어도 제1 시간 부분 동안 타원형 경로를 따라 이동하고/하거나;
상기 적어도 하나의 제1 파괴 구성원은 적어도 제1 시간 부분 동안 무작위 궤도 패턴을 따라 이동하고/하거나;
상기 맞닿은 면들 중 적어도 하나는 실질적으로 평평하고 매끄러운 표면을 포함하고/하거나;
상기 맞닿은 면들 중 적어도 하나는 입자들 또는 돌출부들의 실질적으로 평면형 어레이를 포함하는 것인, 방법.
조항 11. 조항 8 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 상기 번들을 가스 및/또는 액체의 적어도 하나의 스트림에 노출시키는 것을 포함하는 것인, 방법.
조항 12. 조항 8 내지 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 번들은 장섬유 원사로부터 얻어지며, 데니어가 0.2 내지 12.0이고 길이가 8 내지 76mm인 복수의 25 내지 3600개 섬유들을 포함하는 번들이며, 상기 복수의 섬유들은 종방향으로 함께 배열되어 있고, 상기 섬유들은 상기 복수의 섬유들이 서로 얽혀 있는 혼합된 닙 부분을 가지며; 상기 종방향 배열을 파괴하는 것은 상기 혼합된 닙 부분에 인접한 상기 복수의 섬유들을 파괴하여 상기 혼합된 닙 부분으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 섬유의 적어도 하나의 외부 영역을 형성하고, 이때 상기 파괴 후에, 상기 복수의 섬유들은 서로에 대해 무작위로 그리고 불균일하게 배향되고, 상기 복수의 섬유들의 번들 잔여 부분에 해당하는 혼합된 닙 부분은 상기 적어도 하나의 외부 영역보다 더 높은 밀도의 섬유를 갖는 것인, 방법.
조항 13. 조항 12에 있어서, 상기 종방향 배열을 파괴하는 것은 상기 번들을 다음과 같이 처리하는 것을 포함하는 것인, 방법:
섬유 오프닝 기계에서의 처리;
가넷 기계에서의 처리; 또는
공기 처리.
조항 14. 조항 13에 있어서, 상기 번들을 공기 처리하는 것은 상기 번들을 공기 텀블링하는 것을 포함하는 것인, 방법.
조항 15. 조항 12 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이버필 클러스터를 형성하는 복수의 섬유들은 혼합된 장섬유 원사의 세그먼트에서 유래하고, 상기 클러스터의 혼합된 닙 부분은 상기 혼합된 장섬유 원사의 혼합된 닙 부분에 상응하며;
상기 혼합된 닙 부분의 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 비선형으로 연장되고;
상기 클러스터 내의 섬유들은 서로 접합되어 있지 않은 것인, 방법.
조항 16. 조항 1 내지 14 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 파괴 전에, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부를 상기 번들의 종방향 길이를 따라 적어도 하나의 지점에서 함께 접합시켜 적어도 하나의 접합 지점을 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
조항 17. 조항 16에 있어서, 상기 접합 지점은 상기 적어도 하나의 접합 지점에서 상기 섬유들을 서로 접합시키기 위해 상기 적어도 하나의 지점에서 상기 복수의 섬유들 중 적어도 일부를 가열함으로써 형성되는 것인, 방법.
조항 18. 조항 17에 있어서, 상기 적어도 하나의 지점에서 상기 복수의 섬유들 중 적어도 일부를 가열하는 것은 상기 적어도 하나의 지점에서 상기 복수의 섬유들을 상기 섬유들의 용융 온도보다 높은 온도에 있는 재료와 접촉시키는 것을 포함하는 것인, 방법.
조항 19. 조항 1 내지 18 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 상기 파괴된 섬유들 중 일부를 서로 얽히게 하는 것을 포함하는 것인, 방법.
조항 20. 조항 19에 있어서, 상기 파괴된 섬유들의 약 50% 미만(예를 들어, 약 25% 미만)이 적어도 하나의 다른 섬유와 얽혀 있는 것인, 방법.
조항 21. 조항 1 내지 20 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 상기 파괴된 섬유들 중 일부를 서로 꼬는 것을 포함하는 것인, 방법.
조항 22. 조항 21에 있어서, 상기 파괴된 섬유들의 약 50% 미만(예를 들어, 약 25% 미만)이 적어도 하나의 다른 섬유와 함께 꼬여 있는 것인, 방법.
조항 23. 조항 1 내지 22 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은,
각각 데니어가 0.2 내지 12.0이고, 길이가 8 내지 160mm인 복수의 25 내지 3600개의 섬유들로 이루어진 복수의 개별 번들을 얻는 단계 - 각 번들의 복수의 섬유들은 종방향으로 함께 배열되어 있음 -; 및
상기 각 번들의 복수의 섬유들이 불규칙하게 3차원적으로 연장되고 혼합되어 복수의 개별 파이버필 클러스터를 형성하도록 상기 각 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계;를 포함하는, 방법.
조항 24. 조항 1 내지 23 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파괴 전에, 상기 번들의 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 실질적으로 선형으로 연장되는 것인, 방법.
조항 25. 조항 1 내지 24 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 실질적으로 서로 평행하게 연장되는 것인, 방법.
조항 26. 조항 1 내지 25 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들은 텍스처링되지 않은 섬유들인 것인, 방법.
조항 27. 조항 26에 있어서, 상기 번들은 텍스처링되지 않은 혼합된 장섬유 원사인 것인, 방법.
조항 28. 조항 1 내지 23 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 비선형으로 연장되는 것인, 방법.
조항 29. 조항 1 내지 23 및 28 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 불규칙하게 연장되는 것인, 방법.
조항 30. 조항 1 내지 25, 28, 및 29 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들은 텍스처링된 섬유들인 것인, 방법.
조항 31. 조항 30에 있어서, 상기 번들은 텍스처링된 혼합된 장섬유 원사인 것인, 방법.
조항 32. 조항 1 내지 31 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들은 약 50 내지 약 500개의 섬유들을 포함하는 것인, 방법.
조항 33. 조항 1 내지 32 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 약 80 내지 약 300개의 섬유들을 포함하는 것인, 방법.
조항 34. 조항 1 내지 33 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들은 상기 파이버필 클러스터보다 더 많은 섬유를 포함하는 것인, 방법.
조항 35. 조항 1 내지 34 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 상기 번들의 일부가 아닌 적어도 하나의 2차 섬유를 포함하는 것인, 방법.
조항 36. 조항 35에 있어서, 상기 파괴 동안 상기 적어도 하나의 2차 섬유가 상기 파이버필 클러스터의 복수의 섬유들과 혼합되는 것인, 방법.
조항 37. 조항 1 내지 36 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 데니어가 약 0.7 내지 약 1.7인 것인, 방법.
조항 38. 조항 1 내지 37 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 데니어를 갖는 것인, 방법.
조항 39. 조항 1 내지 38 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들은 약 20 내지 약 50mm의 종방향 길이를 갖는 것인, 방법.
조항 40. 조항 1 내지 39 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들은 내구성 발수제(DWR) 및/또는 실리콘 화학물질로 도핑되는 것인, 방법.
조항 41. 조항 1 내지 40 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 길이를 갖는 것인, 방법.
조항 42. 조항 1 내지 41 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 합성 폴리머 섬유인 것인, 방법.
조항 43. 조항 1 내지 42 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리락트산, 폴리(부틸 아크릴레이트), 아크릴계, 아크릴레이트, 아세테이트, 폴리올레핀, 나일론, 레이온, 리오셀, 아라미드, 스판덱스, 비스코스, 및 모달 섬유, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 섬유들인 것인, 방법.
조항 44. 조항 1 내지 43 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 폴리에스테르 섬유들인 것인, 방법.
조항 45. 조항 44에 있어서, 상기 폴리에스테르 섬유들은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리(헥사하이드로-p-자일릴렌 테레프탈레이트), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 섬유, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 섬유, 코폴리에스테르 섬유(예를 들어, PET 구조 단위를 포함하는 코폴리에스테르 섬유), 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것인, 방법.
조항 46. 조항 44에 있어서, 상기 폴리에스테르 섬유들은 PET 섬유들인 것인, 방법.
조항 47. 조항 1 내지 46 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유들은 재활용된 폴리머 재료를 포함하는 것인, 방법.
조항 48. 조항 1 내지 47 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 실리콘화 섬유들을 포함하는 것인, 방법.
조항 49. 조항 1 내지 48 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 실리콘화되지 않은 섬유들을 포함하는 것인, 방법.
조항 50. 조항 1 내지 49 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 솔리드 섬유들을 포함하는 것인, 방법.
조항 51. 조항 1 내지 50 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 중공 섬유들을 포함하는 것인, 방법.
조항 52. 조항 1 내지 51 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 이때 길이와 폭은 두께보다 큰 것인, 방법.
조항 53. 조항 52에 있어서, 길이가 폭보다 큰 것인, 방법.
조항 54. 조항 1 내지 53 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 상기 길이는 약 0.90 내지 약 4cm의 범위 내에 있는 것인, 방법.
조항 55. 조항 1 내지 54 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 상기 폭은 약 0.70 내지 약 3cm의 범위 내에 있는 것인, 방법.
조항 56. 조항 1 내지 55 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 약 0.08 내지 0.70mg/cm3(예를 들어, 약 0.10 내지 약 0.50mg/cm3)의 밀도를 갖는 것인, 방법.
조항 57. 조항 1 내지 56 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 실질적으로 난형 형상을 정의하는 것인, 방법.
조항 58. 조항 1 내지 51 및 54 내지 57 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 실질적으로 구형 형상을 정의하는 것인, 방법.
조항 59. 조항 1 내지 58 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들은 장섬유 원사의 세그먼트인 것인, 방법.
조항 60. 조항 59에 있어서, 상기 번들을 얻는 것은 상기 장섬유 원사로부터 세그먼트를 절단하는 것을 포함하는 것인, 방법.
조항 61. 조항 59 또는 60에 있어서, 상기 장섬유 원사는 텍스처링된 장섬유 원사인 것인, 방법.
조항 62. 조항 59 또는 60에 있어서, 상기 장섬유 원사는 평평한 장섬유 원사인 것인, 방법.
조항 63. 개별 파이버필 클러스터로서, 상기 개별 파이버필 클러스터는,
서로 혼합된 복수의 섬유들을 포함하되, 상기 복수의 섬유들은 데니어가 0.2 내지 12.0이고, 길이가 8 내지 160mm인 25 내지 3600개의 섬유들을 포함하고,
상기 복수의 섬유들은,
종방향으로 함께 배열되어 있는, 상기 복수의 섬유들 중 일부를 포함하는 번들 잔여 부분; 및
서로에 대해 무작위로 그리고 균일하지 않게 배향된 상기 복수의 섬유들 중 일부를 포함하는 상기 번들 잔여 부분으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 섬유들의 외부 영역;을 형성하고,
상기 번들 잔여 부분은 상기 외부 영역보다 더 높은 밀도의 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 64. 조항 63에 있어서, 상기 번들 잔여 부분은 상기 외부 영역보다 더 적은 수의 섬유를 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 65. 조항 63 또는 64에 있어서, 상기 번들 잔여 부분은 상기 외부 영역보다 적어도 25%(예를 들어, 적어도 50%, 또는 적어도 75%) 더 적은 섬유를 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 66. 조항 63 내지 65 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 혼합된 장섬유 원사의 세그먼트에서 유래하고, 상기 개별 파이버필 클러스터의 번들 잔여 부분은 상기 혼합된 장섬유 원사로부터의 혼합된 닙 부분에 상응하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 67. 조항 66에 있어서, 상기 번들 잔여 부분의 복수의 섬유들은 서로 얽혀 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 68. 조항 63 내지 67 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들 잔여 부분은 이의 길이를 따라 비선형으로 연장되는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 69. 조항 63 내지 68 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들 잔여 부분은 장섬유 원사의 세그먼트의 일부인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 70. 조항 69에 있어서, 상기 번들 잔여 부분은 텍스처링된 장섬유 원사의 세그먼트의 일부인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 71. 조항 69에 있어서, 상기 번들 잔여 부분은 평평한 장섬유 원사의 세그먼트의 일부인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 72. 조항 63 내지 71 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들 잔여 부분의 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 실질적으로 서로 평행하게 연장되는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 73. 조항 63 내지 72 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 텍스처링되지 않은 선형 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 74. 조항 63 내지 72 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 텍스처링된 선형 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 75. 조항 63 내지 74 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 비선형으로 연장되는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 76. 조항 63 내지 75 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 불규칙하게 연장되는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 77. 조항 63 내지 76 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 영역의 복수의 섬유들 중 일부는 서로 얽혀 있거나 상기 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 얽혀 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 78. 조항 77에 있어서, 상기 외부 영역의 복수의 섬유들 중 약 50% 미만이 서로 얽혀 있거나 상기 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 얽혀 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 79. 조항 77에 있어서, 상기 외부 영역의 복수의 섬유들 중 약 25% 미만이 서로 얽혀 있거나 상기 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 얽혀 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 80. 조항 63 내지 79 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 영역의 복수의 섬유들 중 적어도 일부는 서로 꼬여 있거나 상기 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 꼬여 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 81. 조항 80에 있어서, 상기 외부 영역의 복수의 섬유들 중 약 50% 미만이 서로 꼬여 있거나 상기 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 꼬여 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 82. 조항 80에 있어서, 상기 외부 영역의 복수의 섬유들 중 약 25% 미만이 서로 꼬여 있거나 상기 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 꼬여 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 83. 조항 63 내지 82 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 파이버필 클러스터는 상기 복수의 섬유들 중 적어도 일부가 서로 접합되어 있는 적어도 하나의 접합 지점을 포함하는, 개별 파이버필 클러스터.
조항 84. 조항 83에 있어서, 상기 적어도 하나의 접합 지점은 상기 잔여 부분의 일부 섬유와 상기 외부 영역의 일부 섬유를 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 85. 조항 83 또는 84에 있어서, 상기 적어도 하나의 접합 지점은 상기 번들 잔여 부분의 일부 섬유와 상기 외부 영역의 일부 섬유만을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 86. 조항 63 내지 85 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 이때 길이와 폭은 두께보다 큰 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 87. 조항 86에 있어서, 길이가 폭보다 큰 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 88. 조항 63 내지 87 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 상기 길이는 약 0.90 내지 약 4cm의 범위 내에 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 89. 조항 63 내지 88 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 상기 폭은 약 0.70 내지 약 3cm의 범위 내에 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 90. 조항 63 내지 89 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 실질적으로 난형 형상을 정의하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 91. 조항 63 내지 85 및 88 내지 90 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 실질적으로 구형 형상을 정의하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 92. 조항 63 내지 91 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 데니어가 약 0.7 내지 약 1.7인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 93. 조항 63 내지 92 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 데니어를 갖는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 94. 조항 63 내지 93 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들은 약 20 내지 약 50mm의 종방향 길이를 갖는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 95. 조항 63 내지 94 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들 잔여 부분의 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 종방향 길이를 갖는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 96. 조항 63 내지 95 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 길이를 갖는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 97. 조항 63 내지 96 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 약 0.08 내지 0.70mg/cm3(예를 들어, 약 0.10 내지 약 0.50mg/cm3)의 밀도를 갖는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 98. 조항 63 내지 97 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 약 50 내지 약 500개의 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 99. 조항 63 내지 98 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 약 80 내지 약 300개의 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 100. 조항 63 내지 99 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 합성 폴리머 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 101. 조항 63 내지 100 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리락트산, 폴리(부틸 아크릴레이트), 아크릴계, 아크릴레이트, 아세테이트, 폴리올레핀, 나일론, 레이온, 리오셀, 아라미드, 스판덱스, 비스코스, 및 모달 섬유, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 102. 조항 63 내지 101 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 폴리에스테르 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 103. 조항 102에 있어서, 상기 폴리에스테르 섬유들은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리(헥사하이드로-p-자일릴렌 테레프탈레이트), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 섬유, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 섬유, 코폴리에스테르 섬유(예를 들어, PET 구조 단위를 포함하는 코폴리에스테르 섬유), 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 104. 조항 102에 있어서, 상기 폴리에스테르 섬유들은 PET 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 105. 조항 63 내지 104 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유들은 재활용된 폴리머 재료를 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 106. 조항 63 내지 105 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 실리콘화 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 107. 조항 63 내지 106 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 실리콘화되지 않은 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 108. 조항 63 내지 107 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 솔리드 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 109. 조항 63 내지 108 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 중공 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 110. 개별 파이버필 클러스터로서, 상기 개별 파이버필 클러스터는,
서로 무작위로 혼합된 복수의 섬유들을 포함하되, 상기 복수의 섬유들은 데니어가 0.2 내지 12.0이고 길이가 8 내지 160mm인 25 내지 3600개의 섬유들을 포함하며,
상기 복수의 섬유들은 서로에 대해 무작위로 그리고 불균일하게 배향되어 있고,
상기 복수의 섬유들은,
적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 섬유 영역; 및
상기 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 섬유 영역;을 형성하며,
상기 개별 파이버필 클러스터는 길이가 0.5cm 내지 6.5cm이고, 폭이 0.5cm 내지 6.5cm이며, 밀도가 0.08 내지 0.70mg/cm3인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 111. 조항 110에 있어서, 상기 내부 영역은 상기 외부 영역보다 더 적은 수의 섬유(예를 들어, 상기 외부 영역보다 적어도 25% 또는 적어도 50% 더 적은 섬유)를 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 112. 조항 110에 있어서, 상기 외부 영역은 상기 내부 영역보다 더 적은 수의 섬유(예를 들어, 상기 내부 영역보다 적어도 25% 또는 적어도 50% 더 적은 섬유)를 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 113. 조항 111 또는 112에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 이들의 길이를 따라 비선형으로 연장되는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 114. 조항 110 내지 113 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 텍스처링되지 않은 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 115. 조항 110 내지 113 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 텍스처링된 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 116. 조항 110 내지 115 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 혼합된 장섬유 원사의 세그먼트에서 유래하고, 상기 개별 파이버필 클러스터의 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 섬유 영역은 상기 혼합된 장섬유 원사로부터의 혼합된 닙 부분에 상응하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 117. 조항 116에 있어서, 상기 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 섬유 영역에 있는 복수의 섬유들은 서로 얽혀 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 118. 조항 116 또는 조항 117에 있어서, 상기 클러스터 내의 섬유들은 서로 접합되어 있지 않은 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 119. 조항 110 내지 118 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들은 내구성 발수제(DWR) 및/또는 실리콘 화학물질로 도핑되는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 120. 조항 110 내지 119 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들 중 일부가 서로 얽혀 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 121. 조항 120에 있어서, 상기 복수의 섬유들 중 약 50% 미만이 서로 얽혀 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 122. 조항 120에 있어서, 상기 복수의 섬유들 중 약 25% 미만이 서로 얽혀 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 123. 조항 110 내지 122 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들 중 일부가 서로 꼬여 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 124. 조항 123에 있어서, 상기 복수의 섬유들 중 약 50% 미만이 서로 꼬여 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 125. 조항 123에 있어서, 상기 복수의 섬유들 중 약 25% 미만이 서로 꼬여 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 126. 조항 110 내지 117 또는 119 내지 125 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 파이버필 클러스터는 상기 복수의 섬유들 중 적어도 일부가 서로 접합되어 있는 적어도 하나의 접합 지점을 포함하는, 개별 파이버필 클러스터.
조항 127. 조항 126에 있어서, 상기 적어도 하나의 접합 지점은 상기 내부 영역의 일부 섬유와 상기 외부 영역의 일부 섬유를 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 128. 조항 126 또는 조항 127에 있어서, 상기 적어도 하나의 접합 지점은 상기 내부 부분의 일부 섬유와 상기 외부 영역의 일부 섬유만을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 129. 조항 110 내지 128 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 이때 길이와 폭은 두께보다 큰 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 130. 조항 129에 있어서, 길이가 폭보다 큰 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 131. 조항 110 내지 130 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 상기 길이는 약 0.90 내지 약 4cm의 범위 내에 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 132. 조항 110 내지 131 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며, 상기 폭은 약 0.70 내지 약 3cm의 범위 내에 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 133. 조항 110 내지 132 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 실질적으로 난형 형상을 정의하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 134. 조항 110 내지 128, 131 및 132 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 실질적으로 구형 형상을 정의하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 135. 조항 110 내지 134 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 데니어가 약 0.7 내지 약 1.7인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 136. 조항 110 내지 135 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 데니어를 갖는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 137. 조항 110 내지 136 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들은 약 20 내지 약 50mm의 종방향 길이를 갖는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 138. 조항 110 내지 137 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 실질적으로 동일한 종방향 길이를 갖는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 139. 조항 110 내지 138 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 밀도가 약 0.10 내지 약 0.50mg/cm3인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 140. 조항 110 내지 139 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 약 50 내지 약 500개의 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 141. 조항 110 내지 140 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 약 80 내지 약 300개의 섬유를 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 142. 조항 110 내지 141 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 합성 폴리머 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 143. 조항 110 내지 142 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리락트산, 폴리(부틸 아크릴레이트), 아크릴계, 아크릴레이트, 아세테이트, 폴리올레핀, 나일론, 레이온, 리오셀, 아라미드, 스판덱스, 비스코스, 및 모달 섬유, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 144. 조항 110 내지 143 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 폴리에스테르 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 145. 조항 144에 있어서, 상기 폴리에스테르 섬유들은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리(헥사하이드로-p-자일릴렌 테레프탈레이트), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 섬유, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 섬유, 코폴리에스테르 섬유(예를 들어, PET 구조 단위를 포함하는 코폴리에스테르 섬유), 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 146. 조항 144에 있어서, 상기 폴리에스테르 섬유들은 PET 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 147. 조항 110 내지 146 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유들은 재활용된 폴리머 재료를 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 148. 조항 110 내지 147 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 실리콘화 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 149. 조항 110 내지 148 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 실리콘화되지 않은 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 150. 조항 110 내지 149 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 솔리드 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 151. 조항 110 내지 150 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 중공 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
조항 152. 조항 63 내지 조항 151 중 어느 한 항에 기재된 복수의 개별 파이버필 클러스터들을 포함하는 보온재 또는 충전재.
조항 153. 조항 152에 있어서, 상기 보온재 또는 충전재는 조항 63 내지 109 중 어느 한 항에 기재된 복수의 제1 개별 파이버필 클러스터들, 및 조항 110 내지 151 중 어느 한 항에 기재된 복수의 제2 개별 파이버필 클러스터들을 포함하는, 보온재 또는 충전재.
조항 154. 조항 152에 있어서, 상기 보온재 또는 충전재는 조항 63 내지 109 중 어느 한 항에 기재된 복수의 개별 파이버필 클러스터들로 이루어진 것인, 보온재 또는 충전재.
조항 155. 조항 152에 있어서, 상기 보온재 또는 충전재는 조항 110 내지 151 중 어느 한 항에 기재된 복수의 개별 파이버필 클러스터들로 이루어진 것인, 보온재 또는 충전재.
조항 156. 조항 152 내지 155 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 파이버필 클러스터들은 제1 길이의 섬유들로 형성된 제1 파이버필 클러스터들, 및 제1 길이와 다른 제2 길이의 섬유들로 형성된 제2 파이버필 클러스터들을 포함하는 것인, 보온재 또는 충전재.
조항 157. 조항 152 내지 156 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유 클러스터는 제1 총 개수의 섬유들로 형성된 제1 클러스터들, 및 제1 총 개수의 섬유들과 다른 제2 총 개수의 섬유들로 형성된 제2 클러스터들을 포함하는 것인, 보온재 또는 충전재.
조항 158. 조항 152 내지 157 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 파이버필 클러스터는 제1 합성 재료의 섬유들로 형성된 제1 파이버필 클러스터들, 및 제1 합성 재료와 다른 제2 합성 재료의 섬유들로 형성된 제2 파이버필 클러스터들을 포함하는 것인, 보온재 또는 충전재.
조항 159. 조항 152 내지 158 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 파이버필 클러스터들은 제1 데니어의 섬유들로 형성된 제1 파이버필 클러스터들, 및 제1 데니어와 다른 제2 데니어의 섬유들로 형성된 제2 파이버필 클러스터들을 포함하는 것인, 보온재 또는 충전재.
조항 160. 조항 152 내지 159 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 파이버필 클러스터들은 제1 크기의 파이버필 클러스터들, 및 제1 크기와 다른 제2 크기의 파이버필 클러스터들을 포함하는 것인, 보온재 또는 충전재.
조항 161. 조항 152 내지 160 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 파이버필 클러스터들은 제1 3차원 형상의 파이버필 클러스터들, 및 상기 제1 3차원 형상과 다른 제2 3차원 형상의 파이버필 클러스터들을 포함하는 것인, 보온재 또는 충전재.
조항 162. 조항 152 내지 161 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 파이버필 클러스터들은 제1 밀도 범위 내의 파이버필 클러스터들, 및 제1 밀도 범위와 상이하고 중첩되지 않는 제2 밀도 범위 내의 파이버필 클러스터들을 포함하는 것인, 보온재 또는 충전재.
조항 163. 조항 63 내지 151 중 어느 한 항에 기재된 복수의 개별 파이버필 클러스터들 또는 조항 152 내지 162 중 어느 한 항에 기재된 보온재 또는 충전재를 포함하는 물품.
조항 164. 조항 163에 있어서, 상기 물품은 신발, 겉옷, 의류, 침낭, 및 침구로부터 선택되는 것인, 물품.
본 발명은 이제 하기 실시예에 기재된 특정 구현예를 참조하여 예시될 것이지만, 이에 제한되지는 않는다.
실시예
본 발명은 이제 하기 실시예에 기재된 특정 구현예를 참조하여 예시될 것이지만, 이에 제한되지는 않는다.
실시예 1
본 발명의 개별 파이버필 클러스터 및 다운 클러스터들(1000 필파워(FP) 구스 다운 깃털 및 550 FP 오리 다운 깃털)의 개별 구현예들에 대해 비교 테스트를 수행했다. 본 발명의 개별 파이버필 클러스터들은 실질적으로 평행하게 배열된(즉, 종방향으로 배열/정렬된) 약 1.10의 장섬유당 데니어(denier per filament, dpf)를 갖는 136개의 장섬유들(따라서 번들은 약 150의 총 데니어를 가짐)로 이루어진 텍스처링된 폴리에스테르 원사 또는 토우를 인발하여 준비되었다. 상기 원사는 복수의 1", 2" 및 4" 길이의 종방향으로 정렬된 섬유 번들을 제공하도록 절단되었다. 또한, 추가적인 본 발명의 개별 파이버필 클러스터들은 실질적으로 평행하게 배열된(즉, 종방향으로 배열/정렬된) 약 2.08의 장섬유당 데니어(dpf)를 갖는 96개의 장섬유들(번들은 약 200의 총 데니어를 가짐)로 이루어진 텍스처링된 폴리에스테르 원사 또는 토우를 인발하여 준비되었다. 그 다음, 본 발명의 개별 파이버필 클러스터들을 2개의 분배 구성원들 사이에서 파괴하여 복수의 개별 파이버필 클러스터들을 형성했다. 길이, 폭, 높이, 및 부피에 대해 1" 1.1dpf 섬유 번들 클러스터들을 테스트했으며, 2" 1.1dpf 섬유 번들 클러스터들, 4" 1.1dpf 섬유 번들 클러스터들, 및 2" 2.08dpf 섬유 번들 클러스터들도 마찬가지로 테스트했다. 다운 클러스터들도 마찬가지로 테스트했다. 각 클러스터 유형에 대한 결과들의 평균을 구하고, 아래 표 I에 나타내었다.
[표 I]
실시예 2
실시예 1의 샘플(단일 클러스터 및 10개 클러스터 그룹 모두)에 대해 중량 및 부피 테스트를 수행했다. 결과를 아래 표 II에 나타내었다. "깃털 1개(g)"에 대한 중량(g) 측정값과 "밀도(g/cm3)"에 대한 밀도 측정값은 테스트된 깃털 10개의 평균을 기준으로 한 깃털 하나에 대한 평균 측정값이다.
[표 II]
표 II에 나타난 바와 같이, 4" 1.1dpf 합성 클러스터들은 1,000 FP 구스 다운 깃털과 비교하여 밀도가 약 27% 증가했고, 2" 1.1dpf 합성 클러스터들은 550 FP 구스 다운 깃털에 비해 밀도가 약 17% 증가했으며, 2" 2.08dpf 합성 클러스터들은 1,000 FP 구스 다운 깃털에 비해 밀도가 약 17% 감소한 것을 알 수 있다.
당업자라면 쉽게 알 수 있듯이, 실시예에서 테스트된 특성들은 개별 파이버필 클러스터를 구성하는 섬유들에 따라 크게 달라질 수 있으며, 전술한 실시예는 비제한적이다.
본 명세서에 사용된 용어는 단지 특정 구현예를 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하려는 의도는 아니다. 본 명세서에서 사용된 단수형 "a", "an" 및 "the"는 문맥상 달리 명백하게 표시되지 않는 한 복수형도 포함하는 것으로 의도된다. 또한, "포함하다(comprise)"(및 "포함하다(comprises)" 및 "포함하는(comprising)"과 같은 임의의 형태의 포함하다), "갖다(have)"(및 "갖다(has)" 및 "갖는(having)"과 같은 임의의 형태의 갖다), "포함하다(include)"(및 "포함하다(includes)" 및 "포함하는(including)"과 같은 임의의 형태의 포함하다), "함유하다(contain)"(및 "함유하다(contains)" 및 "함유하는(containing)"과 같은 임의의 형태의 함유하다)라는 용어, 및 기타 임의의 문법적 변형은 개방형 연결 동사임이 이해될 것이다. 결과적으로, 하나 이상의 단계 또는 요소를 "포함하는", "갖는", "포함하는" 또는 "함유하는" 방법 또는 물품은 이러한 하나 이상의 단계 또는 요소를 보유하지만, 이러한 하나 이상의 단계 또는 요소만을 보유하는 것으로 제한되지는 않는다. 마찬가지로, 하나 이상의 특징을 "포함하는", "갖는", "포함하는" 또는 "함유하는" 방법의 단계 또는 물품의 요소는 이러한 하나 이상의 특징을 보유하지만, 이러한 하나 이상의 특징만을 보유하는 것으로 제한되지는 않는다.
본 명세서에 사용된 용어 "포함하는(comprising)", "갖는(has)", "포함하는(including)", "함유하는(containing)" 및 이의 다른 문법적 변형은 "이루어진" 및 "필수적으로 이루어진"이라는 용어를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "필수적으로 이루어진(consisting essentially of)"이라는 문구 또는 이의 문법적 변형은 언급된 특징, 정수, 단계 또는 구성요소를 지정하는 것으로 간주되어야 하나, 하나 이상의 추가 특징, 정수, 단계, 구성요소 또는 이들의 그룹의 추가를 배제하지는 않으며, 이는 추가 특징, 정수, 단계, 구성요소 또는 이들의 그룹이 청구된 조성물 또는 방법의 기본적이고 신규한 특성을 실질적으로 변경하지 않는 경우에만 해당된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 근사치 언어는 관련된 기본 기능의 변경을 초래하지 않고 허용 가능하게 변할 수 있는 임의의 정량적 표현을 수식하기 위해 적용될 수 있다. 따라서, "약" 또는 "실질적으로"와 같은 용어 또는 용어들에 의해 수식되는 값은 명시된 정확한 값에 국한되지 않는다. 예를 들어, 이러한 용어는 ±5% 이하, 예컨대 ±2% 이하, 예컨대 ±1% 이하, 예컨대 ±0.5% 이하, 예컨대 ±0.2% 이하, 예컨대 ±0.1% 이하, 예컨대 ±0.05% 이하를 의미할 수 있다. 어떤 경우에는 근사치 언어가 값을 측정하는 도구의 정밀도에 해당할 수 있다.
본 명세서에 인용된 모든 간행물들은 각각의 개별 간행물이 마치 완전히 기술된 것처럼 본원에 참조로 포함되도록 구체적이고 개별적으로 표시된 것처럼 참조로 본원에 포함된다.
참조로 포함된 주제(subject matter)는, 달리 명시적으로 표시되지 않는 한, 임의의 청구 제한에 대한 대안으로 간주되지 않는다.
본 명세서 전반에 걸쳐 하나 이상의 범위가 언급되는 경우, 각 범위는 정보를 표시하기 위한 약식 형식인 것으로 의도되며, 이때 범위는 마치 범위 내의 각 개별 지점이 본 명세서에 완전히 기술된 것처럼 범위 내의 각 개별 지점을 포함하는 것으로 이해된다.
본 발명의 여러 측면들 및 구현예들이 본 명세서에 설명되고 도시되었지만, 동일한 목적을 달성하기 위해 당업자는 대안적인 측면들 및 구현예들을 적용할 수 있다. 따라서, 본 개시내용과 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위 내에 속하는 모든 이러한 추가적이고 대안적인 측면들과 구현예들을 포괄하는 것으로 의도된다.
Claims (61)
- 적어도 하나의 개별 파이버필 클러스터(fiberfill cluster)를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은,
데니어가 0.2 내지 12.0이고, 길이가 8 내지 160mm인 복수의 25 내지 3600개 섬유들의 개별 번들을 얻는 단계로서, 상기 복수의 섬유들은 종방향으로 함께 배열되어 있는 것인, 단계; 및
상기 번들의 복수의 섬유들이 불규칙하게 3차원적으로 연장되고 혼합되어 개별 파이버필 클러스터를 형성하도록 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계;를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 상기 번들의 복수의 섬유들 중 단지 일부의 종방향 배열을 파괴하여 상기 번들의 복수의 섬유들 중 번들 잔여 부분이 종방향으로 함께 배열된 채로 유지되고 상기 불규칙하게 3차원적으로 연장되는 섬유들과 혼합되는 것을 포함하는 것인, 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 불규칙하게 3차원적으로 연장되는 섬유들은 상기 번들 잔여 부분으로부터 바깥쪽으로 연장되는 외부 영역을 형성하는 것인, 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 번들 잔여 부분은 상기 외부 영역보다 더 높은 밀도의 섬유들을 포함하는 것인, 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 상기 복수의 섬유들 중 어느 것도 종방향으로 함께 배열된 채로 유지되지 않도록 상기 번들의 복수의 섬유들 모두의 종방향 배열을 파괴하는 것을 포함하는 것인, 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 모두의 종방향 배열을 파괴하는 것은 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 3차원 섬유 영역, 및 상기 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 섬유 영역을 형성하는 것인, 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 상기 파괴된 섬유들 중 일부가 파이버필 클러스터를 형성하고, 상기 파괴된 섬유들 중 일부는 파이버필 클러스터를 형성하지 않도록 상기 파괴된 섬유들 중 일부만을 혼합하는 것을 포함하는 것인, 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 파괴면이 상기 번들과 접하도록 적어도 한 쌍의 파괴 구성원(disrupting member)의 맞닿은 면들 사이에 상기 번들을 위치시키고, 상기 번들의 섬유들의 종방향 길이를 따라 종방향으로 그리고 종방향에 수직으로 배향된 측면 방향을 따라 측방향으로 연장되는 경로를 따라 적어도 하나의 제1 파괴 구성원을 적어도 하나의 제2 파괴 구성원에 대해 이동시키는 것(translating)을 포함하는 것인, 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 파괴면들 사이의 거리는 파괴하는 동안 실질적으로 일정하게 유지되는 것인, 방법.
- 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 파괴 구성원은 적어도 제1 시간 부분 동안 아치형 경로를 따라 이동하고/하거나;
상기 적어도 하나의 제1 파괴 구성원은 적어도 제1 시간 부분 동안 타원형 경로를 따라 이동하고/하거나;
상기 적어도 하나의 제1 파괴 구성원은 적어도 제1 시간 부분 동안 무작위 궤도 패턴을 따라 이동하고/하거나;
상기 맞닿은 면들 중 적어도 하나는 실질적으로 평평하고 매끄러운 표면을 포함하고/하거나;
상기 맞닿은 면들 중 적어도 하나는 입자들 또는 돌출부들의 실질적으로 평면형 어레이를 포함하는 것인, 방법. - 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 상기 번들을 가스 및/또는 액체의 적어도 하나의 스트림에 노출시키는 것을 포함하는 것인, 방법.
- 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 번들은 장섬유 원사(filament yarn)로부터 얻어지며, 데니어가 0.2 내지 12.0이고 길이가 8 내지 76mm인 복수의 25 내지 3600개 섬유들을 포함하는 번들이며, 상기 복수의 섬유들은 종방향으로 함께 배열되어 있고, 상기 섬유들은 상기 복수의 섬유들이 서로 얽혀 있는 혼합된 닙 부분을 가지며; 상기 종방향 배열을 파괴하는 것은 상기 혼합된 닙 부분에 인접한 상기 복수의 섬유들을 파괴하여 상기 혼합된 닙 부분으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 섬유의 적어도 하나의 외부 영역을 형성하고, 이때 상기 파괴 후에, 상기 복수의 섬유들은 서로에 대해 무작위로 그리고 불균일하게 배향되고, 상기 복수의 섬유들의 번들 잔여 부분에 해당하는 혼합된 닙 부분은 상기 적어도 하나의 외부 영역보다 더 높은 밀도의 섬유를 갖는 것인, 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 종방향 배열을 파괴하는 것은 상기 번들을 다음과 같이 처리하는 것을 포함하는 것인, 방법:
- 섬유 오프닝 기계(fiber opening machine)에서의 처리;
- 가넷 기계(garnet machine)에서의 처리; 또는
- 공기 처리. - 제13항에 있어서, 상기 번들을 공기 처리하는 것은 상기 번들을 공기 텀블링(air-tumbling)하는 것을 포함하는 것인, 방법.
- 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이버필 클러스터를 형성하는 복수의 섬유들은 혼합된 장섬유 원사의 세그먼트에서 유래하고, 상기 클러스터의 혼합된 닙 부분은 상기 혼합된 장섬유 원사의 혼합된 닙 부분에 상응하며;
상기 혼합된 닙 부분의 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 비선형으로 연장되고;
상기 클러스터 내의 섬유들은 서로 접합되어 있지 않은 것인, 방법. - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 파괴 전에, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부를 상기 번들의 종방향 길이를 따라 적어도 하나의 지점에서 함께 접합시켜 적어도 하나의 접합 지점을 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 접합 지점은 상기 적어도 하나의 접합 지점에서 상기 섬유들을 서로 접합시키기 위해 상기 적어도 하나의 지점에서 상기 복수의 섬유들 중 적어도 일부를 가열함으로써 형성되는 것인, 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 적어도 하나의 지점에서 상기 복수의 섬유들 중 적어도 일부를 가열하는 것은 상기 적어도 하나의 지점에서 상기 복수의 섬유들을 상기 섬유들의 용융 온도보다 높은 온도에 있는 재료와 접촉시키는 것을 포함하는 것인, 방법.
- 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들 중 적어도 일부의 종방향 배열을 파괴하는 단계는 상기 파괴된 섬유들 중 일부를 서로 얽히게 하는 것을 포함하는 것인, 방법.
- 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 제21항 내지 제57항 중 어느 한 항에 기재된 파이버필 클러스터를 제조하기 위한 것인, 방법.
- 개별 파이버필 클러스터로서, 상기 개별 파이버필 클러스터는,
서로 혼합된 복수의 섬유들을 포함하되, 상기 복수의 섬유들은 데니어가 0.2 내지 12.0이고, 길이가 8 내지 160mm인 25 내지 3600개의 섬유들을 포함하고,
상기 복수의 섬유들은,
종방향으로 함께 배열되어 있는, 상기 복수의 섬유들 중 일부를 포함하는 번들 잔여 부분; 및
서로에 대해 무작위로 그리고 균일하지 않게 배향된 상기 복수의 섬유들 중 일부를 포함하는 상기 번들 잔여 부분으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 섬유들의 외부 영역;을 형성하고,
상기 번들 잔여 부분은 상기 외부 영역보다 더 높은 밀도의 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터. - 제21항에 있어서, 상기 번들 잔여 부분은 상기 외부 영역보다 더 적은 수의 섬유, 예를 들어, 상기 외부 영역보다 적어도 25%, 적어도 50%, 또는 적어도 75% 더 적은 섬유를 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 혼합된 장섬유 원사의 세그먼트에서 유래하고, 상기 개별 파이버필 클러스터의 번들 잔여 부분은 상기 혼합된 장섬유 원사로부터의 혼합된 닙 부분에 상응하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제23항에 있어서, 상기 번들 잔여 부분의 복수의 섬유들은 서로 얽혀 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들 잔여 부분은 이의 길이를 따라 비선형으로 연장되는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들 잔여 부분은 장섬유 원사의 세그먼트의 일부인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제26항에 있어서, 상기 번들 잔여 부분은 텍스처링된 장섬유 원사의 세그먼트의 일부인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제26항에 있어서, 상기 번들 잔여 부분은 평평한 장섬유 원사의 세그먼트의 일부인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들 잔여 부분의 복수의 섬유들은 이들의 종방향 길이를 따라 실질적으로 서로 평행하게 연장되는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 텍스처링되지 않은 선형 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 텍스처링된 선형 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은,
이들의 종방향 길이를 따라 비선형으로 연장되고/되거나;
이들의 종방향 길이를 따라 불규칙하게 연장되는 것인, 개별 파이버필 클러스터. - 제21항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 영역의 복수의 섬유들 중 일부는 서로 얽혀 있거나 상기 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 얽혀 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제33항에 있어서, 상기 외부 영역의 복수의 섬유들 중 약 50% 미만, 예를 들어, 약 25% 미만이 서로 얽혀 있거나 상기 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 얽혀 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 영역의 복수의 섬유들 중 적어도 일부는 서로 꼬여 있거나 상기 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 꼬여 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제35항에 있어서, 상기 외부 영역의 복수의 섬유들 중 약 50% 미만, 예를 들어, 약 25% 미만이 서로 꼬여 있거나 상기 번들 잔여 부분의 적어도 하나의 섬유와 함께 꼬여 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 파이버필 클러스터는 상기 복수의 섬유들 중 적어도 일부가 서로 접합되어 있는 적어도 하나의 접합 지점을 포함하는, 개별 파이버필 클러스터.
- 제37항에 있어서, 상기 적어도 하나의 접합 지점은 상기 잔여 부분의 일부 섬유와 상기 외부 영역의 일부 섬유를 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제37항 또는 제38항에 있어서, 상기 적어도 하나의 접합 지점은 상기 번들 잔여 부분의 일부 섬유와 상기 외부 영역의 일부 섬유만을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며,
길이와 폭은 두께보다 크고/크거나;
길이는 폭보다 큰 것인, 개별 파이버필 클러스터. - 제21항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 길이, 폭 및 두께를 정의하며,
길이는 약 0.5 내지 약 6.5cm의 범위 내에 있고/있거나;
폭은 약 0.5 내지 약 6.5cm의 범위 내에 있는 것인, 개별 파이버필 클러스터. - 제21항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 실질적으로 난형 형상을 정의하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 실질적으로 구형 형상을 정의하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 데니어가 약 0.7 내지 약 1.7인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들은 약 20 내지 약 50mm의 종방향 길이를 갖는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버필 클러스터는 약 0.08 내지 0.70mg/cm3, 예를 들어, 약 0.10 내지 약 0.50mg/cm3의 밀도를 갖는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 약 50 내지 약 500개의 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리락트산, 폴리(부틸 아크릴레이트), 아크릴계, 아크릴레이트, 아세테이트, 폴리올레핀, 나일론, 레이온, 리오셀, 아라미드, 스판덱스, 비스코스, 및 모달 섬유, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 폴리에스테르 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제49항에 있어서, 상기 폴리에스테르 섬유들은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리(헥사하이드로-p-자일릴렌 테레프탈레이트), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 섬유, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 섬유, 코폴리에스테르 섬유, 예를 들어, PET 구조 단위를 포함하는 코폴리에스테르 섬유, 바이오폴리머 섬유, 단백질 기반 합성 재료 섬유, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제49항에 있어서, 상기 폴리에스테르 섬유들은 PET 섬유들인 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유들은 재활용된 폴리머 재료를 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 실리콘화 섬유(siliconized fiber)들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 솔리드 섬유(solid fiber)들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 섬유들은 중공 섬유들을 포함하는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 제21항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 번들의 복수의 섬유들은 내구성 발수제(durable water repellency, DWR) 또는 실리콘 화학물질로 도핑되는 것인, 개별 파이버필 클러스터.
- 개별 파이버필 클러스터로서, 상기 개별 파이버필 클러스터는,
서로 무작위로 혼합된 복수의 섬유들을 포함하되, 상기 복수의 섬유들은 데니어가 0.2 내지 12.0이고 길이가 8 내지 160mm인 25 내지 3600개의 섬유들을 포함하며,
상기 복수의 섬유들은 서로에 대해 무작위로 그리고 불균일하게 배향되어 있고,
상기 복수의 섬유들은,
적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 섬유 영역; 및
상기 적어도 하나의 내부에 있는 상대적으로 조밀하게 밀집된 영역으로부터 3차원적으로 바깥쪽으로 연장되는 외부에 있는 상대적으로 덜 조밀하게 밀집된 섬유 영역;을 형성하며,
상기 개별 파이버필 클러스터는 길이가 0.5cm 내지 6.5cm이고, 폭이 0.5cm 내지 6.5cm이며, 밀도가 0.08 내지 0.70mg/cm3인 것인, 개별 파이버필 클러스터. - 제21항 내지 제57항 중 어느 한 항에 기재된 복수의 개별 파이버필 클러스터들을 포함하는 보온재(insulation material) 또는 충전재.
- 제58항에 있어서, 상기 복수의 개별 파이버필 클러스터들은 제1 크기의 파이버필 클러스터들, 및 상기 제1 크기와 다른 제2 크기의 파이버필 클러스터들을 포함하는 것인, 보온재 또는 충전재.
- 제21항 내지 제57항 중 어느 한 항에 기재된 복수의 개별 파이버필 클러스터들 또는 제58항 또는 제59항에 기재된 보온재 또는 충전재를 포함하는 물품.
- 제60항에 있어서, 상기 물품은 신발, 겉옷, 의류, 침낭, 및 침구로부터 선택되는 것인, 물품.
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