KR101068429B1

KR101068429B1 - 에어레이드 부직포용 합성 단섬유

Info

Publication number: KR101068429B1
Application number: KR1020067012197A
Authority: KR
Inventors: 히로노리 고다; 노부유키 야마모토
Original assignee: 데이진 화이바 가부시키가이샤
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2011-09-28
Also published as: EP1722020A1; MY142785A; TW200533795A; WO2005080658A1; CN1906342A; JPWO2005080658A1; KR20070019667A; CN100529224C; EP1722020A4; TWI321171B; JP4233580B2; US20090053521A1; US7560159B2; BRPI0506428A

Abstract

공기 개섬성이 양호하고, 또한 품질이 우수한 에어레이드 부직포를 제조하는데 바람직한 합성 단섬유는, 0.1 ∼ 45㎜ 의 섬유 길이와 1 ∼ 30 개의 오목부를 갖는 횡단면 형상을 갖고, 이 횡단면 형상에 있어서 상기 오목부의 최대 깊이 D 의 최대 개구부폭 L 에 대한 비 D/L 이 0.1 ∼ 0.5 의 범위 내에 있다.

Description

에어레이드 부직포용 합성 단섬유 {SYNTHETIC STAPLE FIBER FOR AIRLAID NONWOVEN FABRIC}

본 발명은, 에어레이드 부직포용 합성 단섬유에 관한 것이다. 더욱 자세히 말하면, 공기 개섬성이 양호하고, 품위가 우수한 에어레이드 부직포를 제조하는데 바람직한 에어레이드 부직포용 합성 단섬유에 관한 것이다.

최근, 생활 용품, 위생 재료, 의료품 등 분야에서 부직포가 많이 사용되고 있다. 최근에는, 고속으로 생산할 수 있고, 부피성, 통기성, 통액성이 우수한 에어레이드 부직포의 연구ㆍ개발이 진행되고 있다. 이러한 에어레이드 부직포로서, 취급성이나 역학 특성 등이 우수한 폴리올레핀계 수지 및 폴리에스테르계 수지 등의 합성 수지로 이루어지는 단섬유를 사용한 것이 많이 제안되고 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 등).

에어레이드 부직포용 단섬유에 있어서는, 높은 공기 개섬성을 갖는 것이 중요하고, 이 특성의 양부(良否)가 얻어지는 에어레이드 부직포의 품위를 좌우한다. 예를 들어, 본 발명자들의 검토에 의하면, 특허 문헌 2 에 기재되어 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트/고밀도 폴리에틸렌 심초형 복합 섬유, 및 폴리프로필렌/고밀도 폴리에틸렌 심초형 복합 섬유와 같이, 섬유 표면에 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어 지는 초층이 노출되어 있는 에어레이드 부직포용 단섬유는, 높은 공기 개섬성을 갖고 있고, 이러한 복합 단섬유로 형성된 에어레이드 직물 중에는, 수십 개의 섬유가 평행하게 정렬되어 다발을 형성하고 있는 미개섬 섬유 다발 및, 섬유가 얽혀 형성된 보풀 등의 결점의 생성이 적어, 종래보다도 개선된 직물 품위를 갖는 부직포를 얻을 수 있다.

그러나, 상기 서술한 특허 문헌 1 등에 기재되어 있는 단섬유 및 특허 문헌 2 등에 기재되어 있는 복합 섬유, 즉 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어지는 초성분을 갖는 복합 섬유이더라도, 그것이 보유하고 있는 수분 단섬유 섬도 및 권축 상태 등의 영향을 받아 직물 중에 발생하는 결점의 방지는 아직 불충분하고, 얻어지는 부직포의 품질도 불만족스러운 것이었다.

특허 문헌 1: WO97/48846호

특허 문헌 2: 일본 공개특허공보 평11-81116호

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명의 목적은, 섬유를 형성하는 합성 중합체의 종류, 단섬유의 섬도, 권축 상태 및 함유 수분율에 특별한 제한이 없고, 각종 기능 부여제를 표면 부착시키더라도, 공기 개섬성이 양호하고, 또한 품질이 우수한 부직포를 제조하는데 바람직한 에어레이드 부직포용 합성 단섬유를 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 단섬유의 단면 형상에 착안하여 예의 검토를 거듭한 결과, 그 단면 형상에 따라서는, 섬유가 갖는 수분의 영향을 받기 어렵고, 공기 개섬성이 양호하며, 품질이 우수한 에어레이드 부직포를 얻을 수 있는 것을 알아내어, 본 발명에 도달하였다. 또한 본 발명자들이 검토를 진행시킨 결과, 수분뿐만 아니라, 섬도, 권축수, 섬유를 구성하는 수지의 종류에도, 개섬성을 저하시키는 요인이 있는 것을 알아내었지만, 상기 단면 형상을 적절하게 설계함으로써 그들 문제도 동시에 해소할 수 있는 것을 알아내었다.

본 발명의 에어레이드 부직포용 합성 단섬유는, 0.1 ∼ 45㎜ 의 섬유 길이를 갖는 합성 단섬유이고, 이 합성 단섬유가 1 ∼ 30 개의 오목부를 갖는 횡단면 형상을 가지며, 상기 횡단면 형상에 있어서의 D/L 비〔단, D 는, 상기 오목부의 개구부를 규정하는 1 쌍의 볼록부에 그 양쪽에 접하는 접선을 그었을 때, 이 접선과 상기 오목부의 바닥부 사이의 상기 접선에 직각을 이루는 방향으로 측정된 거리의 최대값을 나타내고, L 은 상기 접선과 상기 1 쌍의 볼록부와의 2 개의 접점의 간격 거리를 나타낸다〕가 0.1 ∼ 0.5 의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 에어레이드 부직포용 합성 단섬유에 있어서, 상기 단섬유의 수분 함유율이 0.6 질량% 이상이지만, 10 질량% 를 초과하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 에어레이드 부직포용 합성 단섬유에 있어서, 상기 단섬유가 5dtex 이하의 섬도를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 에어레이드 부직포용 합성 단섬유에 있어서, 상기 단섬유가 0 ∼ 5 산/25㎜ 또는 15 ∼ 40 산/25㎜ 의 권축수를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 에어레이드 부직포용 합성 단섬유에 있어서, 상기 단섬유의 적어도 1 부분이 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리프로필렌 수지, 고압법 저밀도 폴리에틸렌 수지, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 엘라스토머 수지에서 선택된 적어도 1 종에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 에어레이드 부직포용 합성 단섬유는, 단섬유 표면에, 상기 단섬유질량에 대하여 0.01 ∼ 10 질량% 의 부착량으로 부착되어 있는 적어도 1 종의 기능제를 추가로 함유하고 있어도 된다.

본 발명의 에어레이드 부직포용 합성 단섬유에 있어서, 상기 기능제가 소취성 기능제, 항균성 기능제, 난연성 기능제 및 해충 기피성 기능제에서 선택되는 것이 바람직하다.

발명의 효과

본 발명의 합성 단섬유를 사용하면, 종래의 단섬유에서는, 개섬이 곤란하다고 생각되는 높은 수분율을 갖는 상태이더라도, 결점이 적고 품질이 우수한 에어레이드 부직포를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 단섬유를 사용하면, 이 단섬유가, 가는 섬도, 고권축수, 또는 저권축수 (무권축을 포함한다) 이더라도, 또는 고마찰의 수지 또는 기능제에 의해 표면이 피복되어 있더라도, 개섬이 용이하고 또한 품질이 높은 부직포를 얻을 수 있다.

도 1 은 본 발명의 합성 단섬유의 단면 형상의 일례를 나타내는 설명도이고, 도 2-(a), (b) 및 (c) 는 각각 비복합 섬유 제조용 방사 구멍의 형상을 나타내는 설명도이고, 도 2-(A), (B) 및 (C) 는 각각 도 2-(a), (b) 및 (c) 에 나타낸 방사 구멍을 사용하여 제조된 비복합 섬유의 단면 형상을 나타내는 설명도이고, 도 3-(a), (b), (c) 및 (d) 는, 각각, 심초형 복합 섬유 제조용 방사 구멍의 형상을 나타내는 설명도이고, 도 3-(A), (B), (C) 및 (D) 는, 각각 도 3-(a), (b), (c) 및 (d) 로 나타낸, 방사 구멍을 사용하여 제조된 심-초형 복합 섬유의 단면 형상을 나타내는 설명도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 에어레이드 부직포용 합성 단섬유는 0.1 ∼ 45㎜ 의 섬유 길이를 갖고, 또한 그 섬유축에 직각을 이루는 횡단면 형상에 있어서, 1 ∼ 30 개의 오목부를 갖는 것으로서, 이 오목부의 최대 깊이 D 의 최대 개구폭 L 에 대한 비 D/L 은 0.1 ∼ 0.5 의 범위 내에 있다.

도 1 은, 본 발명의 단섬유의 일례의 횡단면 형상을 나타내는 설명도이다. 도 1 에 있어서, 단섬유 (1) 는, 3 개의 잎형 볼록부 (2a, 2b, 2c) 와, 이들 사이에 형성된 3 개의 오목부 (3a, 3b, 3c) 를 갖고 있다. 1 개의 오목부, 예를 들어, 오목부 (3a) 의 최대 개구폭 L 은, 오목부 (3a) 의 개구부의 양단부를 규정하는 2 개의 볼록부 (2a, 2b) 의 윤곽선에 대하여 그어진 접선 (4) 과, 2 개의 볼록부 (2a, 2b) 의 윤곽선과의 접점 (4a, 4b) 의 거리로써 표시된다. 또한, 오목부 (3a) 의 최대 깊이 D 는, 접선 (4) 에 직각을 이루는 방향에 있어서, 접선 (4) 으로부터 오목부 (3a) 의 윤곽선과의 사이의 최대 거리에 의해서 표시된다. 다른 오목부 (3b, 3c) 의 L 값 및 D 값은, 상기와 동일하게 하여 측정할 수 있다.

본 발명의 단거리의 횡단면 형상에 있어서, 모든 오목부의 D/L 비값은, 0.1 ∼ 0.5 의 범위 내에 있는 것이 필요하다.

본 발명의 단섬유에 있어서, 그 섬유 길이가 0.1㎜ 미만에서는, 얻어지는 부직포의 기계적 강도가 불충분해지고, 또는 단섬유의 응집에 의한 섬유괴를 발생시켜 개섬이 곤란해진다. 한편, 본 발명의 단섬유의 섬유 길이가 45㎜ 보다 크면, 개섬성이 불충분해진다. 본 발명의 단섬유의 바람직한 섬유 길이는 1 ∼ 45㎜ 의 범위 내에 있고, 보다 바람직하게는 3 ∼ 40㎜ 의 범위 내에 있다.

또한, 본 발명의 단섬유의 단면 형상에 있어서, D/L 비가 0.1 미만에서는, 얻어지는 부직포 내의 섬유 사이에 형성되는 공간이 작아지고, 인접하는 섬유가 서로 밀착에 가까운 상태가 되고, 수분을 트랩하는 기능이 저하되기 때문에, 공기 개섬성이 불충분해진다. 이 때문에, 품질이 높은 에어레이드 부직포를 얻을 수 없다. 한편, D/L 비가 0.5 를 초과하면, 인접하는 단섬유의 오목부와 볼록부가 끼워맞춰지는 경우가 있어, 공기 개섬성이 저하된다. 바람직한 D/L 비는, 0.15 ∼ 0.35 의 범위 내에 있고, 보다 바람직하게는 0.20 ∼ 0.30 의 범위 내에 있다.

본 발명의 단섬유의 횡단면 형상에 있어서, 오목부의 수는 섬유 1 개당 1 개 이상이면 상기 효과를 발휘할 수 있고, 그 수가 많으면 보다 개섬성은 양호해지는 경향이 있지만, 그것이 30 개를 초과하면 D/L 비를 상기 범위 내로 하는 것이 어려워진다. 바람직한 오목부의 개수는, 1 섬유당 2 ∼ 20 개의 범위 내에 있고, 보다 바람직하게는 3 ∼ 10 개의 범위 내에 있다.

종래의 단섬유에서는, 수분 함유율이 높아지면, 특히 수분율이 0.6 질량% 이상에서는 공기 개섬성이 나빠지고, 부직포의 품질이 나빠진다. 이에 대하여, 본 발명의 단섬유에서는, 수분율이 높은 상태에 있어서도 공기 개섬성이 양호하다. 이 원인은, 단섬유끼리의 응집을 재촉하는 수분이 섬유 둘레면의 오목부 중에 트랩됨으로써, 섬유 표면에 부착되는 수분량이 저감되기 때문으로 추측된다. 단, 수분율이 너무 지나치게 높아지면, 본 발명의 단섬유에 있어서도 공기 개섬성은 불충분해지는 경향이 있고, 단섬유의 수분율은 0.6 질량% 이상이어도 되지만, 10 질량% 이하의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 질량% 이하이다.

또한, 본 발명자들은, 본 발명의 단섬유에서는, 상기한 바와 같이 수분율이 높은 경우뿐만 아니라, 섬도가 작은 경우, 권축수가 높은 경우 및 낮은 경우, 또는0 인 경우, 및 섬유 표면에 고마찰성 수지가 존재하는 경우에 있어서도, 공기 개섬성을 양호하게 할 수 있고, 본 발명의 단섬유로부터는 고품질의 에어레이드 부직포가 얻어지는 것을 알아내었다.

즉, 종래의 단섬유에서는, 섬도가 5dtex 이하, 특히 2.5dtex 이하에서는 공기 개섬이 어렵고, 품위가 높은 에어레이드 부직포가 얻어지지 않는다. 이에 대하여, 본 발명의 단섬유에서는, 섬유 둘레면에 적절한 오목부가 존재하고, 인접하는 섬유 사이에 충분한 공간이 형성되기 때문에, 단섬유가 밀집되어 있더라도 섬유 사이의 공극에 공기류가 흘러들어가기 쉬워지고, 단섬유가 충분히 개섬되어 품위가 높은 에어레이드 부직포가 얻어진다. 단, 지나치게 섬도가 낮으면 본 발명의 단섬유이더라도, 공기 개섬성이 불충분해지는 경향이 있고, 섬도는 0.1 ∼ 5dtex의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 특히, 0.1 ∼ 2dtex 의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다.

또한, 종래의 단섬유를 개섬하는 경우, 그 권축수가, 0 ∼ 5 산/25㎜ 의 범위 내의 노용융물류퍼를 포함하는 저권축수 영역에 있는 경우, 미개섬 다발이 다발(多發)한다는 문제가 있고, 한편, 15 산/25㎜ 이상의 고권축 영역에서는 공기 개섬 중에, 섬유의 얽힘에 의한 보풀을 발생시키기 쉽다는 문제가 있다. 이에 대하여, 본 발명의 단섬유에서는, 상기 서술한 이유에 의해 공기 개섬성이 향상되어 있고, 미개섬 다발이나 보풀의 발생을 감소시킬 수 있으며, 품위가 우수한 에어레이드 부직포를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 단섬유에서는, 저권축수 영역을 선택하면, 부피가 없는 평활하고 평평한 부직포가 얻어지고, 한편, 고권축수 영역을 선택하면, 부피가 크고 공극률이 높은 부직포가 얻어진다. 어느 것이나, 종래보다 미개섬 다발이나 보풀 형태 결점이 매우 적고, 품위가 우수한 것이 된다. 단, 더구나, 상기 어느 쪽의 경우에 있어서도, 권축수가 너무 지나치게 커지면 보풀이 발생하기 쉬워지기 때문에, 고권축 영역에 있어서의 권축수는 15 ∼ 40 산/25㎜ 의 범위 내가 바람직하고, 보다 바람직하게는 15 ∼ 30 산/25㎜ 의 범위이다. 또, 상기 권축의 형상은, 지그재그형 등의 이차원 권축, 스파이럴형, 옴형 등의 입체 권축 등의 어느 쪽이어도 된다.

본 발명의 단섬유는, 단일한 수지로 이루어지는 것이어도 되고, 또는, 두 가지 이상의 수지의 각각으로 이루어지는 영역을 조합하여 형성된 복합 섬유 및, 폴리머블렌드 섬유여도 되지만, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 고압법 저밀도 폴리에틸렌 수지, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지, 또 는, 엘라스토머계 수지 중 적어도 1 개가, 단섬유 표면의 적어도 일부를 차지하고 있는 단섬유인 것이 바람직하고, 이러한 단섬유에 있어서 특히 높은 효과를 발휘한다. 요컨대, 이들 수지로 이루어지는 종래의 단섬유는, 섬유간 마찰이 높고, 충분한 개섬성이 얻어지지 않는다. 이에 대하여, 본 발명의 단섬유에서는, 그 특정한 단면 형상에 따라, 단섬유끼리의 접촉 면적이 작아지고, 공기 개섬 중의 섬유간 마찰을 작게 할 수 있으며, 공기 개섬성을 향상시키고, 품질이 높은 에어레이드 부직포를 얻을 수 있다.

상기 합성 수지가 섬유 표면에 존재하는 단섬유의 형태로서는, 상기 수지의 1 종으로 이루어지는 단일상 섬유, 상기 수지의 1 종이, 바람직하게는 섬유의 합계 질량의 50 질량% 이상의 함유량으로 다른 수지와 용융 혼련된 폴리머블렌드로 형성된 섬유, 상기 수지의 1 종이 초성분으로서 배치되어 있는 심초 복합 섬유, 또는 편심 심초형 복합 섬유, 상기 수지의 1 종이 해성분으로서 배치되어 있는 해도 복합 섬유, 상기 수지의 1 종이 섬유 표면에 배치되도록 복합화된 병렬형, 다층형, 세그먼트파이형 등의 복합 섬유 등을 들 수 있다.

본 발명의 단섬유에 사용되는 폴리에스테르계 수지로서는, (1) 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리헥사메틸렌테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 방향족 폴리에스테르류, (2) 폴리(α-히드록시산)과 같은 폴리글리콜산 또는 폴리락트산으로 이루어지는 중합체 또는 이들의 공중합체, (3) 폴리(ε-카프로락톤) 및 폴리(β-프로피오락톤)에서 선택된 폴리(ω-히드록시알카노에이트)류, (4) 폴리-3-히드록시프로피오네이트, 폴리-3-히드록시부틸레이트, 폴리-3-히드록시카프롤레이트, 폴리-3-히드록시헵타노에이트, 폴리-3-히드록시옥타노에이트, 및 이들과 폴리-3-히드록시바릴레이트 또는 폴리-4-히드록시부틸레이트와의 공중합체 등에서 선택된 폴리(β-히드록시알카노에이트)류, (5) 폴리에틸렌옥살레이트, 폴리에틸렌삭시네이트, 폴리에틸렌아디페이트, 폴리에틸렌아젤레이트, 폴리부틸렌옥살레이트, 폴리부틸렌삭시네이트, 폴리부틸렌아디페이트, 폴리부틸렌세바게이트, 폴리헥사메틸렌세바게이트, 폴리네오펜틸옥살레이트 또는 이들의 공중합체 등에서 선택된 지방족 폴리에스테르류, 및 상기 폴리에스테르류 (1), (2), (4), (5) 에 이소프탈산, 숙신산, 아디프산, 세바스산, 아젤라인산, 2,6-나프탈렌디카르복시산, 및 5-나트륨술포이소프탈산과 같은 금속 술포이소프탈산 등의 1 종 이상을 함유하는 산 성분 및/또는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,3-트리메틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6헥산디올, 시클로헥산디올, 시클로헥산디메탄올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리트리메틸렌글리콜 및, 폴리테트라메틸렌글리콜 등에서 선택된 1 종 이상으로 이루어지는 글리콜 성분을 공중합한 것 등을 예시할 수 있다.

또한, 본 발명의 단섬유에 사용되는 엘라스토머 수지로서, 폴리우레탄계 엘라스토머, 폴리올레핀계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머 등의 열가소성 엘라스토머를 사용할 수 있다.

본 발명의 단섬유에 사용되는 폴리프로필렌계 수지로서는, 호모폴리프로필렌 또는 프로필렌을 주성분으로 하고, 그것과 소량의 에틸렌, 부텐-1, 헥센-1, 옥텐-1, 또는 4-메틸펜텐-1 등의α-올레핀과의 결정성 공중합체를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 단섬유에 사용되는 폴리아미드계 수지로서는, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 12 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 단섬유에 사용되는 그 밖의 수지로서, 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도폴리에틸렌, 고압법 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄형 저밀도 폴리에틸렌, 불소 수지 등을 예시할 수 있다.

또한, 상기 서술한 섬유 형성용 합성 수지에는, 필요에 따라, 각종 첨가제, 예를 들어, 광택 제거제, 열 안정제, 거품 제거제, 정색제, 난연제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 형광 증백제, 착색 안료 등이 첨가되어 있어도 된다.

본 발명의 단섬유는, 예를 들어 하기의 방법에 의해서 제조할 수 있다.

즉, 상기의 섬유 형성성 합성 수지를, 원하는 단면 형상 섬유 제조용의 방사 구금으로부터 용융 토출하고, 500 ∼ 2000m/분으로 인취하여, 미연신 필라멘트 사조를 제조한다. 이 때, 단일의 폴리머 또는 폴리머블렌드가 사용되는 경우는, 이들의 수지를 용융하고 이 수지 용융물을 도 2(a) 및 (b) 로 나타내는 방사 구멍을 갖는 방사 구금으로부터 압출함으로써 도 2(A) 및 (B) 의 횡단면 형상을 갖는 섬유를 얻을 수 있다. 도 2-(A) 에 나타나 있는 횡단면 형상을 갖는 섬유는, 도 1 에 나타낸 섬유 횡단면 형상을 갖는 섬유와 마찬가지로, 3 개의 오목부를 갖는 것이고, 도 2-(B) 에 나타나 있는 섬유 횡단면 형상에 있어서는, 1 개의 오목부가 형성되어 있다. 이들 도 2-(A) 및 (B) 의 섬유는, 어느 것이나 단일종의 섬유 형성성 합성 수지 또는 2 종 이상의 섬유 형성성 합성 수지의 블렌드로 형성된 것이다. 또한, 심초형 복합 섬유의 경우는, 두 가지의 수지를 용융하고, 이 2 종의 수지 용융물을 노즐 구멍 앞의 원통형 노즐 내에서 심초 구조가 되도록 합류시킨 후, 도 3 의 (a) ∼ (c) 의 노즐 구멍을 갖는 방사 구금으로부터 압출함으로써, 각각, 도 3 의 (A) ∼ (C) 에 나타난 횡단면 형상을 갖는 복합 섬유를 얻을 수 있다. 또한, 이 용융 방사 공정에 있어서, 방사 구금 아래에서, 필라멘트형 용융 수지류에 냉각풍을 분사하고, 상기 필라멘트 상류를 냉각 고화할 때에, 냉각풍의 그 풍량 및 냉각 위치를 적절하게 조정함으로써, 얻어지는 섬유의 횡단면 형상에 있어서의 D/L 비값을, 0.1 ∼ 0.5 의 범위 내로 조정할 수 있다. 얻어진 미연신사를 상온 공기 중, 또는 60 ∼ 95℃ 의 온수 중에서 1 단 또는 다단 연신에 의해, 토탈 1.2 ∼ 5.0 배로 연신하고, 이것에 유제를 부여하고, 필요에 따라 압입 클림퍼 등을 사용하여 권축을 부여한 후, 원하는 섬유 길이로 커트함으로써 본 발명의 단섬유를 얻을 수 있다.

도 3-(A) 에 나타나 있는 횡단면 형상을 갖는 섬유는, 심부 (11) 를 형성하는 섬유 형성성 합성 수지와, 초부 (12) 를 형성하는 다른 섬유 형성성 합성 수지로부터 심-초형 복합 섬유로 구성되어 있는 것이고, 3 개의 오목부가 형성되어 있다. 도 3-(B) 에 나타나 있는 횡단면 형상을 갖는 섬유도 서로 이종(異種)의, 심부 (11) 형성용 합성 수지와 초부 (12) 형성용 합성 수지로부터 심초형 복합 섬유로 구성되어 있는 것이고, 1 개의 오목부가 형성되어 있다. 도 3-(C) 에 나타나 있는 횡단면 형상을 갖는 섬유는, 심부 (11) 를 형성하는 합성 수지와, 초부 (12) 를 형성하는 합성 수지로부터 심초형 복합 섬유로 구성된 것으로서, 8 개의 오목부를 갖고 있다.

상기 공정에 있어서, 사용되는 상기 유제의 조성에는 특별한 제한은 없지만, 바람직하게는, 개섬성을 양호하게 하기 위해서, 탄소 원자수 10 ∼ 20 의 알킬인산알칼리 금속염 30 ∼ 90 질량% 와, 폴리디메틸실록산 및/또는 폴리옥시에틸렌ㆍ폴리옥시프로필렌그래프트중합폴리실록산 10 ∼ 70 질량% 를 함유하는 유제를 사용하는 것이 바람직하다. 유제 부착률은 0.01 ∼ 5 질량% 인 것이 바람직하다. 유제 부착률이 0.01 질량% 미만이면, 얻어지는 단섬유로부터 에어레이드 직물을 형성할 때 정전기가 발생하기 쉬워지고, 또한 그것이 5 질량% 를 초과하면, 섬유가 서로 부착되어 집속하기 쉬워져 공기 개섬성이 악화된다. 본 발명의 특정한 이형 단면 형상을 갖는 단섬유를 사용하면, 섬유간 접촉 면적이 감소되기 때문에, 단섬유의 공기 개섬성이 유제에 의한 단섬유의 마찰 특성 변화에 의한 영향을 받기 어려워지므로, 유제에 친수성, 발수성, 항균성, 소취성, 방향성, 등의 기능을 부여하는 수단의 다양성을 확대하는 것이 가능해진다.

도 2-(c) 및 도 3-(d) 에 기재된 방사 구멍은, 도 2-(C) 및 도 3-(D) 에 기재된 횡단면 형상을 갖는 종래의 단섬유 (비교예) 의 제조에 사용된다. 도 2-(C) 에 나타나 있는 횡단면 형상은, 원형이고, 도 3-(D) 에 나타나 있는 심-초형 횡단면 형상에 있어서, 원형 단면 형상을 갖는 심부 (11) 가 원형 단면 형상을 갖는 초부 (12) 내에 배치되어 있다.

상기 본 발명의 단섬유로부터 에어레이드 부직포를 성형하기 위해서는, 종래 방법을 사용할 수 있다. 본 발명의 단섬유를 사용함으로써 품위가 높은 에어레이드 부직포를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 직물 1g 당 함유되는, 미개섬 섬 유 다발 및, 지름 5㎜ 이상의 보풀의 합계수 「결점수」 로 정의한 경우, 이 결점수가 10 개 이하인 것이 바람직하다. 상기 미개섬 섬유 다발이란, 서로 평행하게 집속한 채로, 개섬되어 있지 않은 섬유 다발 중, 1㎜ 이상의 최대 단면 직경을 갖는 것을 말한다. 본 발명의 단섬유에 의하면, 에어레이드 부직포의 제조에 있어서 발생되는 결점수가 매우 적고, 직물을 안정적으로 형성할 수 있다.

본 발명의 합성 단섬유는, 각종 기능제, 예를 들어, 소취성 기능제, 항균성 기능제, 난연성 기능제, 해충 기피성 기능제 중 적어도 1 종을 포함하고 있어도 된다. 본 발명의 단섬유에 있어서는, 기능제는, 섬유 형성용 수지 중에, 혼합되어 있어도 되고, 단섬유 표면에 부착 고정되어 있는 것이 바람직하다.

종래의 에어레이드 부직포용 단섬유에서는, 섬유 표면 상의 기능제 부착량이 높아지면, 특히 0.05질량% 이상에서는, 공기 개섬성이 나빠지고, 부직포의 품위가 나빠진다. 이에 대하여, 본 발명의 단섬유에서는, 기능제 부착률이 상기한 바와 같이 높은 상태에 있어서도 공기 개섬성이 양호하다. 이 원인은, 단섬유끼리의 응집을 재촉하는 기능제 또는 그 용액이나 에멀션이, 단섬유 둘레면에 형성된 오목부에 트랩됨으로써, 결과적으로 섬유 표면에 부착된 기능제의 분포 밀도가 저감되기 때문으로 추측된다. 기능성의 관점에서 말하면, 이 오목부에 기능제가 많이 함유됨으로써, 기능제가 그 효과를 내기 위해서 충분한 양을 부착할 수 있다는 것이고, 기능제가 액상으로 부여되어 있더라도, 표면 장력의 관계에서 에어레이드 부직포 성형 중에서 고속의 공기류 속에 있더라도 기능제가 탈락하기 어렵다는 내구성 향상 효과도 발현한다. 단, 기능제 부착률이 너무 지나치게 높아지면, 본 발명의 단섬유에 있어서도 공기 개섬성은 저하되는 경향이 있고, 부착률은 0.01 ∼ 10 질량% 의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 3 질량% 의 범위이다.

기능제를 부착 고정시키는 방법은, 기능제를 보다 균일하게 또한 오목부에 효율적으로 트랩시키기 위해서, 액상의 기능제, 또는 페이스트 상태 또는 고체 상태의 기능제를 수용액이나 유기 용제 (알코올류나 아세톤 등) 에 용해시킨 용액, 또는 에멀션으로서 부여하는 것이 바람직하다. 기능제를 페이스트 상태 또는 고체 상태로 부여하는 것은, 오목부 이외의 섬유 표면에도 상당량의 기능제가 부착되는 것이 되어, 개섬성을 저해하는 원인이 될 수 있다. 액상의 기능제는, 오일링 롤러성이나 스프레이법 등 종래의 오일링 방법에 의해 토우 상태에 있는 섬유에 부여하고, 기능제 부여된 토우를 단섬유로 커트하는 것이 바람직하다.

기능제의 종류는 특별히 한정되지는 않지만, 유제에 블렌드하여 부여하기 어려운 표면 가공 기능제로서는, 소취제, 항균제, 난연제, 해충 기피제 등을 들 수 있다.

소취제로서는, 무기계의 것보다도 물 또는 유기 용매에 녹아, 균일하게 분산되는 유기계의 것이 바람직하고, 일례로서는, 동백 등의 동백나무과 식물의 잎 부에서 추출ㆍ분리하여 얻어지는 액상 추출물을 들 수 있고, 구체적으로는, 시라이마츠 신약 (주) 의 녹차 건류 엑기스 S-100 등을 들 수 있다. 이들 소취제가 유효하게 기능하기 위해서는, 부여량이 0.01 질량% 이상, 바람직하게는 0.02 질량% 이상 있는 것이 필요하다.

항균제의 일례로서는, 잘 알려져 있는 4 급 암모늄계의 제를 들 수 있고, 구체적으로는, 닛카 화학 (주) 의 닛카논 RB (N-폴리옥시에틸렌-N,N,N-트리알킬암모늄염) 등을 들 수 있다. 또한, (주) 바이오마테리알의 ST-7, ST-8, ST-9, ST-835, ST-836, ST-845 등의 아미노 배당체 (아미노당의 단당, 복당 또는 다당의 배당체) 도 바람직한 일례이다. 이들 항균제가 유효하게 기능하기 위해서는, 부여량이 0.01 질량% 이상, 바람직하게는 0.02 질량% 이상 있는 것이 필요하다.

난연제의 일례로서는, 할로겐화시클로알칸 화합물 등을 들 수 있다. 여기서, 할로겐화시클로알칸 화합물이란, 환형 포화 탄화수소, 또는 적어도 1 개의 환형 포화 탄화수소를 갖는 포화 탄화수소 화합물의 수소 원자의 적어도 1 부분이 할로겐에 의해 치환된 화합물이다. 이러한 화합물의 구체예로서는, 예를 들어 1,2,3,4,5,6헥사브로모시클로헥산, 1,2,3,4, 또는 1,2,4,6테트라브로모시클로옥탄, 또는 1,2,5,6,9,10헥사브로모시클로도데칸, 1,2비스(3,4디브로모시클로시클로헥실)1,2디브로모에탄이나, 이들의 브롬이 염소로 치환된 것 등을 들 수 있다. 그러나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 양호한 난연성을 나타내기 위해서, 그 할로겐화시클로알칸 화합물은 0.5 질량% 이상 부여하는 것이 바람직하다.

해충 기피제의 일례로서는, 3-페녹시벤질-dl-시스/트랜스-3-(2,2-디클로로비닐)-2,2-디메틸시클로프로판-1-카르복시라토 (일반명: 펠메트린), 2-디메틸-3-(2-메틸프로페닐)시클로프로판카르복시산(3-페녹시페닐)메틸에스테르 (일반명: 페노트린), 등의 피레슬로이드계 화합물 등을 들 수 있다. 이들 해충 기피제가 유효하게 기능하기 위해서는, 부여량이 0.01 질량% 이상, 바람직하게는, 0.1 질량% 이 상 있는 것이 필요하다.

본 발명을 하기 실시예에 의해, 더욱 구체적으로 설명한다. 다만 본 발명의 범위는 실시예에 의해 한정을 받는 것이 아니다.

또, 하기 실시예 및 비교예에 있어서, 하기 항목의 측정을 행하였다.

(1) 극한 점도 (〔η〕)

시험용 폴리에스테르 수지의 극한 점도를 오르토클로로페놀을 용매로 하여, 온도 35℃ 에서 측정하였다.

(2) 멜트플로레이트 (MFR)

시험용 합성 수지의 멜트플로레이트 (MFR) 를, JIS K 7210 에 기재된 방법에 따라서 측정하였다.

(3) 융점 (Tm)

시험용 합성 수지의 융점 (Tm) 을, JIS K 7121 에 기재된 시사 주사 열량 측정법 (DSC) 에 따라서 작성된 DSC 곡선에 있어서의 흡열 피크 온도에 의해 나타내었다.

(4) 연화점 (Ts)

시험용 합성 수지에 의해 길이 126㎜, 폭 12㎜, 두께 3㎜ 의 시험편을 제작하고, 이 시험편을 JIS K 7206 에 준거하는 비커트 연화 시험에 제공하고, 바늘형 압자가 1㎜ 침입하였을 때의 전열 매체의 온도를 측정하여, 이 온도에 의해 시험용 합성 수지의 연화점 (Ts) 을 나타내었다.

(5) 섬도

시험용 단섬유의 섬도를 JIS L 1015, 7.5.1 A 법에 기재된 방법에 의해 측정하였다.

(6) 섬유 길이

시험용 단섬유의 섬유 길이를 JIS L 1015, 7.4.1 C 법에 기재된 방법에 의해 측정하였다.

(7) 권축수, 권축률

소정의 섬유 길이로 절단하기 전의, 권축 필라멘트 토우보다 단섬유를 채취하고, 그 권축수 및 권축률을 JIS L 1015 7.12 에 기재된 방법에 의해 측정하였다.

(8) 유제 부착률

소정 질량 (F) 의 섬유에, 30℃ 의 메탄올에 의한 욕비 1 : 20 의 추출 처리를 10 분간 실시하고, 추출액 중의 건조 잔사의 질량을 측정하고, 이 측정 질량값 (E) 을 상기 섬유 질량값 (F) 에서 제외하여 산출된 값 (퍼센트) 으로 유제 부착률을 나타내었다.

(9) 단섬유의 수분 함유율

시험용 단섬유의 수분 함유율을 JIS L 1015 7.2 에 기재된 방법에 의해 측정하였다.

(10) 오목부의 D/L 비

섬유 횡단면의 현미경 사진 (섹션 사진) 을 촬영하고, 섬유 횡단면의 윤곽을 트래싱 페이퍼 상에 베껴 쓰고, 하기 D, L 을 정규적으로 측정한 후, 아래식에 따 라서 D/L 비를 산출하였다.

D/L 비 = D/L

L: 오목부의 개구부의 최대폭 (개구부를 형성하는 1 쌍의 볼록부에 접하는 접선을 그었을 때, 접선과 2 개의 볼록부와의 접점의 간격 길이로써 나타낸다)

D: 오목부의 최대 깊이 (상기 접선으로부터 그것에 직각을 이루는 방향으로 측정된 오목부의 최대 깊이

(11) 에어레이드 직물의 결점수

Dan-Webforming 사의 포밍 드럼 유닛 (600㎜ 폭, 포밍 드럼의 구멍 형상 2.4 ㎜×20㎜ 의 직사각형, 개공률 40%) 을 사용하여 드럼 회전수 200rpm, 니들롤 회전수: 900rpm, 직물 반송 속도 30m/분의 조건으로, 단섬유만으로 이루어지는 단위 면적당 중량 30g/m²의 에어레이드 직물을 제작하였다. 직물의, 랜덤하게 설정된 10 개소로부터 각 1g 을 채취하고, 이것에 포함된 미개섬 섬유 다발 (최대 단면 직경이 1㎜ 이상) 과, 지름 5㎜ 이상의 보풀과의 개수를 계수하고, 에어레이드 직물 1g 당 상기 미개섬 섬유 다발 및 보풀의 평균 개수를 산출하고, 그 합계를 산출하여, 이 수치로 결점수를 나타내었다. 결점수가 10 개 이하인 것을 합격으로 하였다.

실시예 1

MFR 이 20g/10 분, Tm 이 131℃ 인 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 과, 120℃ 에서 16 시간 진공 건조되고, 고유 점도〔η〕가 0.61, Tm 이 256℃ 인 폴리에틸렌테 레프탈레이트 (PET) 를, 각각 다른 압출기에 의해서 용융하고, 각각, 온도 250℃ 및 280℃ 의 용융 수지로 하여, 전자를 초성분 A, 후자를 심성분 B 로서 사용하고, 복합 비율 A:B = 50:50 (질량비) 로서, 도 3-(a) 로 나타내는 형상의 토출 구멍을 450 구멍 갖는 심초형 복합 방사 구금을 사용하여, 초성분 (A) 용 용융 수지류와 심성분 (B) 용 용융 수지류를 심-초형으로 합류시키고, 그에 따라 형성된 심-초형 복합 용융 수지류를, 상기 방사 구금으로부터 용융 토출시켰다. 이 때, 구금 온도는 280℃, 토출량은 150g/분으로 설정되었다. 또한, 토출된 복합 필라멘트형 용융 수지류에, 구금 아래 30㎜ 의 위치에서 30℃ 의 냉각풍을 분사하여 공랭하고, 1150m/분으로 권취하여 미연신사를 얻었다. 이 미연신사를 75℃ 의 온수 중에서 3 배로 연신하고, 이 연신사에 라우릴포스페이트칼륨염/폴리옥시에틸렌 변성 실리콘 = 80/20 으로 이루어지는 유제를 0.22 질량% 부여하고, 이 유제 부착 연신사에, 압입형 클림퍼에 의해 권축수 17 산/25㎜ , 권축률 8% 의 평면 지그재그형 권축을 부여하고, 105℃ 에서 60 분간 건조하고, 이 건조 연신사를 로터리 커터에 의해 5㎜ 의 섬유 길이로 커트하였다. 이 때 얻어진 단섬유의 섬도는 1.1dtex 이고, 도 3-(A) 로 나타내는 횡단면 형상을 갖는 단섬유가 얻어졌다. 시험 결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예 2 및 3, 비교예 1

실시예 2 및 3, 및 비교예 1 의 각각에 있어서, 실시예 1 과 동일하게 하여 심-초형 복합 단섬유를 제조하였다. 단, 구금의 토출 구멍을, 도 3-(b) , -(c)및 -(d) 에 나타나 있는 형상의 것으로 변경하였다. 시험 결과를 표 1 에 나타 낸다.

비교예 2

비교예 2 에 있어서 실시예 1 과 동일하게 하여, 심-초형 복합 단섬유를 제조하였다. 단, 토출된 복합 필라멘트형 용융 수지류의 냉각 위치를 구금 아래 70㎜ 로 변경하였다. 시험 결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예 4

실시예 1 과 동일하게 하여, 심-초형 복합 단섬유를 제조하였다. 단, 압입 클림퍼를 사용하지 않고, 권축을 부여하지 않았다. 시험 결과를 표 1 에 나타낸다.

비교예 3

비교예 1 과 동일하게 하여, 심-초형 복합 단섬유를 제조하였다. 단, 압입 클림퍼를 사용하지 않고, 권축을 부여하지 않았다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예 5 및 6

실시예 5 및 6 의 각각에 있어서, 실시예 1 과 동일하게 하여, 심-초형 복합 단섬유를 제조하였다. 단, 압입 클림퍼에 대한 연신사의 공급량 및 압입 압력을 조정하여, 권축수를 5 산/25㎜ (실시예 5) 및 40 산/25㎜ (실시예 6) 으로 변경하였다. 시험 결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예 7 및 비교예 4

실시예 7 에 있어서는 실시예 1 과 동일하게 하고, 또한 비교예 4 에 있어서 는 비교예 1 과 동일하게 하여, 심-초형 복합 단섬유를 제작하였다. 단, 유제 부착 연신 필라멘트계를 105℃ 에서 건조시킨 후, 수분을 부여하고, 기요틴 커터를 사용하여, 0.1㎜ 로 커트하였다. 얻어진 단섬유의 수분율은 모두 10 질량% 였다. 시험 결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예 8

실시예 1 과 동일하게 하여 심초형 복합 단섬유를 제작하였다. 단, 구금의 토출 구멍을 도 3-(c) 에 기재된 방사형 슬릿의 슬릿 수를 30 개로 변경한 것을 사용하였다. 시험 결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예 9

실시예 1 과 동일하게 하여 심-초형 복합 단섬유를 제조하였다. 단, 단섬유의 섬유 길이를 45㎜ 로 변경하였다. 시험 결과를 표 1 에 나타낸다.

〔주〕 PET … 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지

HDPE … 고밀도 폴리에틸렌 수지

실시예 10

120℃ 에서 16 시간 진공 건조되고, 고유 점도〔η〕가 0.61 이며, Tm 이 256℃ 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 수지를 280℃ 에 있어서 용융하고, 이 용융 수지를, 도 2-(a) 로 나타내는 형상의 토출 구멍을 450 구멍 갖는 방사 구금을 통해서 토출시켰다. 이 때, 구금 온도는 280℃, 토출량은 150g/분으로 컨트롤되었다. 또한, 토출된 필라멘트형 용융 수지류에 구금 아래 35㎜ 의 위치에서 30℃의 냉각풍을 분사하여 공랭하고, 고화된 필라멘트 다발을 1000m/분으로 권취하여 미연신사를 제작하였다. 이 미연신사를, 70℃ 의 온수 중에서, 3.2 배로 연신하고, 이어서 90℃ 의 온수 중에서 1.15 배로 연신하고, 얻어진 연신사에 라우릴포스페이트칼륨염/폴리옥시에틸렌 변성 실리콘 = 80/20 으로 이루어지는 유제를 0.18 질량% 부여한 후, 이것에 압입형 클림퍼에 의해 권축수 16 산/25㎜, 권축률 12% 의 평면 지그재그형 권축을 부여하고, 130℃ 에서 60 분간 건조시켰다. 이 건조 연신사를, 로터리 커터에 의해 5㎜ 의 섬유 길이로 커트하였다. 이 때 얻어진 단섬유의 섬도는 1.0dtex 이고, 도 2-(A) 로 나타내는 섬유 횡단면 형상을 갖는 단섬유가 얻어졌다. 시험 결과를 표 2 에 나타낸다.

실시예 11 및 비교예 5

실시예 11 및 비교예 5 의 각각에 있어서, 실시예 10 과 동일하게 하여 단섬유를 제작하였다. 단, 구금의 토출 구멍을, 도 2-(b) (실시예 11), (c) (비교예 5) 에 대응하는 형상의 것으로 변경하였다. 시험 결과를 표 2 에 나타낸다.

비교예 6

실시예 10 과 동일하게 하여 단섬유를 제작하였다. 단, 토출된 필라멘트형 용융 수지류의 냉각 위치를 구금 아래 70㎜ 로 변경하였다. 시험 결과를 표 2 에 나타낸다.

비교예 7

실시예 10 과 동일하게 하여 단섬유를 제조하였다. 단, 토출된 필라멘트형 용융 수지류의 냉각 위치를 구금 아래 20㎜ 로 변경하였다. 시험 결과를 표 2 에 나타낸다.

실시예 12 및 비교예 8

실시예 12 는 실시예 10 과 동일하게 하고, 또한 비교예 8 은 비교예 5 와 동일하게 하여 단섬유를 제조하였다. 단, 토출량을 100g/분, 권취 속도 1200m/분, 70℃ 온수 중의 연신 배율을 2.85 배, 권축수 18 산/25㎜ 로 변경하였다. 시험 결과를 표 2 에 나타낸다.

실시예 13 및 비교예 9

실시예 13 은 실시예 10 과 동일하게 하고, 또한, 비교예 9 는 비교예 5 와 동일하게 하여 각각 단섬유를 제조하였다. 단, 토출량을 680g/분, 권취 속도 900m/분, 70℃ 온수 중의 연신 배율을 3.4배, 권축수 9 산/25㎜ 로 변경하였다. 시험 결과를 표 2 에 나타낸다. ．

실시예 14

35℃ 에서 48 시간 진공 건조되고, 고유 점도〔η〕가 0.54 이며, Ts 가 65℃ 인 저연화점 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트ㆍ이소프탈레이트 (coPET; 이소프탈산 40 몰%, 디에틸렌글리콜 4 몰% 공중합) 와, 120℃ 에서 16 시간 진공 건조되고, 고유 점도〔η〕가 0.61 이며, Tm 이 256℃ 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 를 각각 다른 압출기에 의해서 용융하고, 각각 온도 250℃ 및 280℃ 의 용융 수지로 하여, 전자를 초성분 A, 후자를 심성분 B 로서 사용하고, 복합 비율 A:B = 50:50 (질량비) 으로, 도 3-(a) 로 나타내는 형상의 토출 구멍을 450 구멍 갖는 심초형 복합 방사 구금을 통해서, 심-초형 복합 필라멘트형으로 토출시켰다. 이 때, 구금 온도는 280℃, 토출량은 300g/분이었다. 또한, 토출된 필라멘트형 용융 수지류에, 구금 아래 30㎜ 의 위치에서 30℃ 의 냉각풍을 분사하여 공랭하고, 1200m/분으로 권취하여 미연신사를 제조하였다. 이 미연신사를 70℃ 에서의 온수 중에서 2.85 배로 연신하고, 이어서 90℃ 의 온수 중에서 1.15 배로 연신한 후, 라우릴포스페이트칼륨염/폴리옥시에틸렌 변성 실리콘 = 80/20 으로 이루어지는 유제를 0.25 질량% 부여한 후, 압입형 클림퍼에 의해, 권축수 11 산/25㎜ , 권축률 9% 의 평면 지그재그형 권축을 부여하였다. 이 권축 필라멘트사를, 55℃ 에서 60 분간 건조시킨 후, 로터리 커터에 의해 5㎜ 의 섬유 길이로 커트하였다. 이 때 얻어진 단섬유의 섬도는 1.7dtex 이고, 도 3-(A) 로 나타내는 섬유 횡단면 형상을 갖는 단섬유가 얻어졌다. 시험 결과를 표 3 에 나타낸다.

비교예 10

실시예 14 와 동일하게 하여 단섬유를 제조하였다. 단, 구금의 토출 구멍을, 도 3-(d) 에 대응하는 형상의 것으로 변경하였다. 시험 결과를 표 3 에 나타낸다.

실시예 15

35℃ 에서 48 시간 진공 건조되고, 고유 점도〔η〕가 0.8 이며, Tm 이 152℃ 이고, 하드세그먼트가 이소프탈산 15 몰% 공중합 폴리부틸렌테레프탈레이트이고, 소프트세그먼트가 평균 분자량 1500 의 폴리테트라메틸렌글리콜인 폴리에스테르계 엘라스토머 (EL) 와, 120℃ 에서 16 시간 진공 건조되고, 고유 점도〔η〕가0.61 이며, Tm 이 256℃ 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 를 각각 다른 압출기에 의해서 용융하여, 각각 온도 240℃ 및 280℃ 의 용융 수지로 하고, 전자를 초성분 A, 후자를 심성분 B 로서 사용하고, 복합 비율 A:B = 50:50 (질량비) 으로, 도 3-(a) 로 나타내는 형상의 토출 구멍을 450 구멍 갖는 심-초형 복합 방사 구금을 통해서, 심-초형 복합 필라멘트형으로 토출시켰다. 이 때, 구금 온도는 280℃, 토출량은 310g/분이었다. 또한, 토출된 필라멘트형 용융 수지류를, 구금 아래 30㎜ 의 위치에서 30℃ 의 냉각풍을 분사하여 공랭하고, 1100m/분으로 권취하여 미연신사를 얻었다. 이 미연신사를 70℃ 의 온수 중에서 2.6 배로 연신하고, 이어서 90℃ 의 온수 중에서 1.15 배로 연신한 후, 라우릴포스페이트칼륨염/폴리옥시에틸렌 변성 실리콘 = 80/20 으로 이루어지는 유제를 0.25 질량% 부여한 후, 압입형 클림퍼에 의해 권축수 8 산/25㎜, 권축률 6% 의 평면 지그재그형 권축을 부여하였다. 이 권축 필라멘트사를, 70℃ 에서 60 분간 건조시킨 후, 로터리 커터에 의해 5㎜ 의 섬유 길이로 커트하였다. 이 때 얻어진 단섬유의 섬도는 2.5dtex 이고, 도 3-(A) 로 나타내는 섬유 횡단면의 단섬유가 얻어졌다. 시험 결과를 표 3 에 나타낸다.

비교예 11

실시예 15 와 동일하게 하여 단섬유를 제조하였다. 단, 구금의 토출 구멍을, 도 3-(d) 에 나타낸 형상의 것으로 변경하였다. 시험 결과를 표 3 에 나타낸다.

실시예 16

MFR 이 50g/10 분이고, Tm 이 158℃ 인 폴리프로필렌 (PP) 과, 120℃ 에서 16 시간 진공 건조되고, 고유 점도〔η〕가 0.61 이며, Tm 이 256℃ 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 를, 각각 다른 압출기에 의해서 용융하여, 각각 온도 260℃ 와 280℃ 의 용융 수지로 하고, 전자를 초성분 A, 후자를 심성분 B 로서 사용하고, 복합 비율 A:B = 50:50 (질량비) 으로, 도 3-(a) 로 나타내는 형상의 토출 구멍을 450 구멍 갖는 심-초형 복합 방사 구금을 통해서, 필라멘트형 심-초형 용융 수지류를 토출시켰다. 이 때, 구금 온도는 280℃, 토출량은 190g/분이었다. 또한, 토출된 필라멘트형 용융물류에 구금 아래 30㎜ 의 위치에서 30℃ 의 냉각풍을 분사하여 공랭하고, 1150m/분으로 권취하여 미연신사를 얻었다. 이 미연신사를 75℃ 의 온수 중에서 2.9 배로 연신한 후, 라우릴포스페이트칼륨염/폴리옥시에틸렌 변성 실리콘 = 80/20 으로 이루어지는 유제를 0.25 질량% 부여한 후, 압입형 클림퍼에 의해 권축수 13 산/25㎜, 권축률 11% 의 평면 지그재그형 권축을 부여하였다. 이 권축 필라멘트사를, 105℃ 에서 60 분간 건조시킨 후, 로터리 커터에 의해 5㎜ 의 섬유 길이로 커트하였다. 이 때 얻어진 단섬유의 섬도는 1.5dtex 이고, 도 3-(A) 로 나타내는 섬유 횡단면 형상을 갖는 단섬유가 얻어졌다. 시험 결과를 표 3 에 나타낸다.

비교예 12

실시예 16 과 동일하게 하여 단섬유를 제조하였다. 단, 구금의 토출 구멍을, 도 3-(d) 에 나타낸 형상의 것으로 변경하였다. 시험 결과를 표 3 에 나타낸다.

실시예 17

MFR 이 20g/10 분이고, Tm 이 113℃ 인 고압법 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 과, 120℃ 에서 16 시간 진공 건조되고, 고유 점도〔η〕가 0.61 이고, Tm 이 256℃ 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 를, 각각 다른 압출기에 의해서 용융하고, 각각 온도 250℃ 및 280℃ 의 용융 수지로 하여, 전자를 초성분 A, 후자를 심성분 B 로서 사용하고, 복합 비율 A:B = 50:50 (질량비) 으로, 도 3(a) 로 나타내는 형상의 토출 구멍을 450 구멍 갖는 심-초형 복합 방사 구금을 통해서, 심-초형 복합 필라멘트형으로 토출시켰다. 이 때, 구금 온도는 280℃, 토출량은 200g/분이었다. 또한, 토출된 필라멘트형 용융 수지류에, 구금 아래 30㎜ 의 위치에서 30℃ 의 냉각풍을 분사하여 공랭하고, 1100m/분으로 권취하여 미연신사를 얻었다. 이 미연신사를 75℃ 의 온수 중에서 2.8 배로 연신한 후, 라우릴포스페이트칼륨염/폴리옥시에틸렌 변성 실리콘 = 80/20 으로 이루어지는 유제를 0.25 질량% 부여한 후, 압입형 클림퍼에 의해 권축수 14 산/25㎜ , 권축률 11% 의 평면 지그재그형 권축을 부여하였다. 이 권축 필라멘트사를 95℃ 에서 60 분간 건조시킨 후, 로터리 커터에 의해 5㎜ 의 섬유 길이로 커트하였다. 이 때 얻어진 단섬유의 섬도는 1.7dtex 이고, 도 3-(A) 로 나타내는 섬유 횡단면 형상을 갖는 단섬유가 얻어졌다. 시험 결과를 표 3 에 나타낸다.

비교예 13

실시예 17 과 동일하게 하여 단섬유를 제조하였다. 단, 구금의 토출 구멍을, 도 3-(d) 로 나타내는 형상을 갖는 것으로 변경하였다. 시험 결과를 표 3 에 나타낸다.

실시예 18

MFR 이 30g/10 분이고, Tm 이 122℃ 인 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 과, 120℃ 에서 16 시간 진공 건조되고, 고유 점도〔η〕가 0.61 이며, Tm 이 256℃ 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 를, 각각 다른 압출기에 의해서 용융하고, 각각 온도 250℃ 및 280℃ 의 용융 수지로 하여, 전자를 초성분 A, 후자를 심성분 B 로서 사용하고, 복합 비율 A:B = 50:50 (질량비) 으로, 도 3-(a) 로 나타내는 형상의 토출 구멍을 450 구멍 갖는 심-초형 복합 방사 구금을 통해서, 심-초형 복합 필라멘트형 용융 수지류를 토출시켰다. 이 때, 구금 온도는 280℃, 토출량은 200g/분이었다. 또한, 토출된 필라멘트형 용융 수지류에, 구금 아래 30㎜ 의 위치에서 30℃ 의 냉각풍을 분사하여 공랭하고, 1100m/분으로 권취하여 미연신사를 얻었다. 이 미연신사를 75℃ 의 온수 중에서 2.8 배로 연신한 후, 라우릴포스페이트칼륨염/폴리옥시에틸렌 변성 실리콘 = 80/20 으로 이루어지는 유제를 0.25 질량% 부여한 후, 압입형 클림퍼에 의해 권축수 13 산/25㎜ , 권축률 11% 의 평면 지그재그형 권축을 부여하였다. 이 권축 필라멘트사를 95℃ 에서 60 분간 건조시킨 후, 로터리 커터에 의해 5㎜ 의 섬유 길이로 커트하였다. 이 때 얻어진 단섬유의 섬도는 1.7dtex 이고, 도 3-(A) 로 나타내는 섬유 횡단면 형상을 갖는 단섬유가 얻어졌다. 시험 결과를 표 3 에 나타낸다.

비교예 14

실시예 18 과 동일하게 하여 단섬유를 제조하였다. 단, 구금의 토출 구멍을, 도 3-(d) 에 나타나 있는 형상의 것으로 변경하였다. 시험 결과를 표 3 에 나타낸다.

실시예 19

MFR 이 20g/10 분, Tm 이 131℃ 인 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 과, 120 ℃ 에서 16 시간 진공 건조시킨 고유 점도〔η〕가 0.61, Tm 이 256℃ 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 를 각각 별도의 압출기에 의해서 용융하고, 각각 온도 250℃ 와 280℃ 의 용융 수지로 하여, 전자를 초성분 A, 후자를 심성분 B 로서 사용하고, 복합 비율 A:B = 50:50 (질량비) 로서, 도 3(a) 로 나타내는 형상의 토출 구멍을 450 구멍 갖는 심초형 복합 방사 구금을 사용하여, 복합화하여 용융 토출시켰다. 이 때, 구금 온도는 280℃, 토출량은 150g/분이었다. 또한, 토출 폴리머를 구금 아래 30㎜ 의 위치에서 30℃ 의 냉각풍으로 공랭하고 1150m/분으로 권취하여 미연신사를 얻었다. 이 미연신사를 75℃ 의 온수 중에서 3 배로 연신한 후, 라우릴포스페이트칼륨염/폴리옥시에틸렌 변성 실리콘 = 80/20 으로 이루어지는 유제를 0.19 질량% 부여한 후, 압입형 클림퍼에 의해 권축수 12 산/25㎜ , 권축률 7% 의 평면 지그재그형 권축을 부여하고, 105℃ 에서 60 분간 건조시킨 후, 오일링 롤러를 사용하여, 시라이마츠 신약 (주) 제조의 소취제 S-100 (상표, 녹차 건류 엑기스) 의 10 질량% 수용액을 수분율이 1 질량% (섬유에 대한 제의 이론 부착량이 0.1 질량%) 가 되도록 권축계에 부여하고, 로터리 커터에 의해 5㎜ 의 섬유 길이로 커트하였다. 이 때 얻어진 단섬유의 섬도는 1.1dtex 이고, 도 3-(A) 로 나타내는 섬유 횡단면의 단섬유가 얻어졌다. 결과를 표 4 에 나타낸다.

실시예 20 ∼ 21, 비교예 15

실시예 20 ∼ 21 및 비교예 15 에 있어서, 실시예 19 와 동일하게 하여 심초형 복합 단섬유를 제조하였다. 단, 구금의 토출 구멍을, 각각 도 3-(b), -(c) 및 -(d) 에 대응하는 형상의 것으로 변경하였다. 결과를 표 4 에 나타낸다.

실시예 22

실시예 19 와 동일하게 하여 심초형 복합 단섬유를 제조하였다. 단, 구금의 토출 구멍을 도 3-(c) 의 방사상의 슬릿 부분을 30 개 갖는 구금으로 변경하였다. 결과를 표 4 에 나타낸다.

실시예 23 및 비교예 16

실시예 23 및 비교예 16 에 있어서, 각각 실시예 19 및 비교예 15 와 각각 동일하게 하여, 심초형 복합 단섬유를 제조하였다. 단, 부여하는 기능제로서, 소취제 S-100 대신에, 닛카 화학 (주) 제조의 항균제 닛카논RB (상표, N-폴리옥시에틸렌-N,N,N-트리알킬암모늄염) 의 5 질량% 수용액을, 수분율이 5 질량% (섬유에 대한 제의 이론 부착량이 0.25 질량%) 이 되도록 권축계에 부여하였다. 결과를 표 4 에 나타낸다.

실시예 24 및 비교예 17

실시예 24 및 비교예 17에 있어서, 각각, 실시예 19 및 비교예 15 와 각각 동일하게 하여 심초형 복합 단섬유를 제조하였다. 단, 부여하는 기능제로서, 소취제 S-100 대신에, 다이이치 공업 제약 (주) 제조의 난연제 YM88 (상표, 헥사브롬시클로도데칸) 의 10 질량% 수계 에멀션을 수분율이 10질량% (섬유에 대한 제의 이론 부착량이 1.0 질량%) 가 되도록 권축계에 부여하였다. 결과를 표 4 에 나타낸다.

실시예 25 및 비교예 18

실시예 25 및 비교예 18 에 있어서, 각각 실시예 19 및 비교예 15 와 동일하게 하여, 심초형 복합 단섬유를 제조하였다. 단, 부여하는 기능제로서, 소취제 S-100 대신에, d-페노트린 10% 수성액을 수분율이 5 질량% (섬유에 대한 제의 이론 부착량이 0.5 질량%) 가 되도록 권축계에 부여하였다. 결과를 표 4 에 나타낸다.

실시예 26

120℃ 에서 16 시간 진공 건조되고, 고유 점도〔η〕가 0.61, 또한 Tm 이 256℃ 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 를 280℃ 에 있어서 용융하고, 이 용융 수지를, 도 2-(a) 로 나타내는 형상의 토출 구멍을 450 구멍 갖는 방사 구금을 사용하여 토출시켰다. 이 때, 구금 온도는 280℃, 토출량은 150g/분이었다. 또한, 토출 폴리머를 구금 아래 35㎜ 의 위치에서 30℃ 의 냉각풍으로 공랭하고 1000 m/분으로 권취하여 미연신사를 얻었다. 이 미연신사를 70℃의 온수 중에서 3.2 배로 연신하고, 이어서 90℃ 의 온수 중에서 1.15 배로 연신한 후, 라우릴포스페이트칼륨염/폴리옥시에틸렌 변성 실리콘 = 80/20 으로 이루어지는 유제를 0.18 질량% 부여한 후, 압입형 클림퍼에 의해 권축수 16 산/25㎜ , 권축률 12% 의 평면 지그재그형 권축을 부여하고, 130℃ 에서 60 분간 건조시킨 후, 오일링 롤러를 사용하여, 시라이마츠 신약 (주) 제조의 소취제 S-100 (녹차 건류 엑기스) 의 10 질량% 수용액을 수분율이 1 질량% (섬유에 대한 제의 이론 부착량이 0.1 질량%) 이 되도록 권축계에 부여하여, 로터리 커터에 의해 5㎜ 의 섬유 길이로 커트하였다. 이 때 얻어진 단섬유의 섬도는 1.0dtex 이고, 도 2-(A) 로 나타내는 섬유 횡단면의 단섬유가 얻어졌다. 결과를 표 4 에 나타낸다.

실시예 27 및 비교예 19

실시예 27 및 비교예 19 의 각각에 있어서, 실시예 26 과 동일하게 하여 단섬유를 제조하였다. 단, 구금의 토출 구멍을, 각각 도 2-(b), (c) 에 대응하는 형상의 것으로 변경하였다. 결과를 표 4 에 나타낸다.

본 발명의 합성 단섬유는, 상기 서술한 섬유 길이와 특정한 D/L 비값을 갖는 이형 단면 형상을 갖고 있다. 이 때문에, 수분 함유율이 높고, 종래 개섬성 불량으로 고품위의 에어레이드 직물을 얻는 것이 곤란하다고 생각되고 있던 상태에 있어서도, 또한, 단섬유가, 세섬도, 고권축, 저권축 (무권축을 포함한다), 고수분율을 갖고 있더라도, 또는 고마찰 수지로 이루어지는 단섬유이더라도, 결점이 적은 균일한 에어레이드 부직포를 제조할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 합성 단 섬유는, 에어레이드 부직포의 구성을 다양화하고, 또한 기능화하는 점에 있어서의 공헌이 매우 큰 것이다.

Claims

0.1 ∼ 45㎜ 의 섬유 길이를 갖는 합성 단섬유로서, 이 합성 단섬유가 1 ∼ 30 개의 오목부를 갖는 횡단면 형상을 갖고, 상기 횡단면 형상에 있어서의 D/L 비 〔단, D 는, 상기 오목부의 개구부를 규정하는 1 쌍의 볼록부에, 그 양쪽에 접하는 접선을 그었을 때, 이 접선과 상기 오목부의 바닥부 사이의, 상기 접선에 직각을 이루는 방향으로 측정된 거리의 최대값을 나타내고, L 은, 상기 접선과 상기 1 쌍의 볼록부와의 2 개의 접점의 간격 거리를 나타낸다〕가 0.1 ∼ 0.5 의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 에어레이드 부직포용 합성 단섬유.
제 1 항에 있어서, 상기 단섬유의 수분 함유율이 0.6 질량% 이상이지만, 10 질량% 를 초과하지 않는 에어레이드 부직포용 합성 단섬유.
제 1 항에 있어서, 상기 단섬유가 5dtex 이하의 섬도를 갖는 에어레이드 부직포용 합성 단섬유.
제 1 항에 있어서, 상기 단섬유가 0 ∼ 5 산/25㎜ 또는, 15 ∼ 40 산/25㎜ 의 권축수를 갖는 에어레이드 부직포용 합성 단섬유.
제 1 항에 있어서, 상기 단섬유의 표면의 적어도 1 부분이, 폴리에스테르 수 지, 폴리아미드 수지, 폴리프로필렌 수지, 고압법 저밀도 폴리에틸렌 수지, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 엘라스토머 수지에서 선택된 적어도 1 종에 의해 형성되어 있는 에어레이드 부직포용 합성 단섬유.
제 1 항에 있어서, 단섬유 표면에, 상기 단섬유 질량에 대하여, 0.01 ∼ 10 질량% 의 부착량으로 부착되어 있는 적어도 1 종의 기능제를 추가로 포함하는 에어레이드 부직포용 합성 단섬유.
제 6 항에 있어서, 상기 기능제가, 소취성 기능제, 항균성 기능제, 난연성 기능제 및 해충 기피성 기능제에서 선택되는 에어레이드 부직포용 합성 단섬유.