KR100320647B1 - 열가소성 폴리비닐 알콜 섬유 및 그것의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

하나 이상의 성분으로서, 수용성 폴리비닐 알콜을 함유하는 용융-방사 섬유, 및 그 섬유를 함유하는 섬유 구조체의 제조 방법이 제공된다. 열가소성 폴리비닐 알콜 섬유는 하나 이상의 성분으로서, 0.1 내지 25 mol % C1-4α-올레핀 단위 및/또는 비닐 에테르 단위를 함유하고, 비닐 알콜 단위 기준으로 3 개의 연속 비닐 알콜 단위 사슬의 중심에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록실기의 몰 분율이 3 조식 표현으로 70 내지 99.9 mol % 이며, 카르복실산 및 락톤 고리 함량이 0.02 내지 0.15 mol % 이고, 융점이 160 내지 230 ℃ 인 수용성 폴리비닐 알콜을 함유하고, 폴리비닐 알콜 100 중량부에 대해 소듐 이온 0.0003 내지 1 중량의 알칼리 금속 이온을 가진다.

Description

열가소성 폴리비닐 알콜 섬유 및 그것의 제조 방법{THERMOPLASTIC POLYVINYL ALCOHOL FIBERS AND METHOD FOR PRODUCING THEM}

본 발명은 하나 이상의 성분으로서, 물에서 양호한 용해도를 갖는 열가소성 폴리비닐 알콜을 함유하는 섬유, 및 이들의 용융 방사 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 실(yarn), 제직포, 편성물 및 섬유를 함유하는 기타 직물 등과 같은 섬유 구조체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 물에서 양호한 용해도 또는 양호한 수세성 (flushability; 섬유로의 해체성) 을 갖는 열가소성 폴리비닐 알콜을 함유하는 부직포에 관한 것이다.

폴리비닐 알콜 (PVA) 을 함유하는 수용성 섬유가 공지되어 있으며, 이것은 예를 들어, 1) 도프 용매 및 고체화 매질 모두가 수성계인 습식 방사 또는 건식-젯-습식 방사법; 2) 도프 용매가 수성계인 건식 방사법; 및 3) 도프 용매 및 고체화 매질 모두가 비수성 용매계인 습식 방사 또는 건식-젯-습식 방사 (즉, 겔-방사)법으로 제조된다.

이들 수용성 PVA 섬유는 건조 부직포 및 방적사를 건조하기 위한 스테이플, 즉 단섬유로서 사용되거나 제지 등의 분야에 사용되며, 또는 제직포 및 편성물용 다중-필라멘트로서 사용된다. 특히, 이들 중 80 내지 90 ℃ 의 열수에서 가용성인 숏-컷 섬유는 제지 산업에서 중요한 위치에 있으며, 거기에서 섬유 결합제로서 작용하고; 다중-필라멘트는 케미칼 레이스를 위한 기본 직물로서 사용된다. 최근 환경문제를 해결하기 위해, 생태 환경에 바람직한 생분해성 섬유가 특히 주목된다.

그러나, 상술한 종래의 방사 방법에서, 예컨대 500 m/분 초과의 속도의 고속 방사가 어려우며, 고도의 단면 변성을 갖는 복잡하게 변성된 단면 섬유가 제조되는 것은 어렵고, 방사 단계에서 사용된 여러가지 용매를 회수하기 위한 특정 장치가 필요하다. 그러므로, 용융 방사법과 비교시, 통상의 방사법은 여러가지 면에서 많이 제한되며 그러므로 특별한 주위가 당연히 필요하다.

섬유를 얻기 위해 방사 노즐을 통하여 방사된 물질에서 용매를 제거하는 종래의 방사 기술에서, 수득된 각 섬유의 표면은 크기를 2000 배 이상 확대시켰을 때, 섬유축 방향으로 세로줄과 같은 미세 볼록 부분 및 오목 부분을 갖는 것이 보인다. 이러한 섬유 표면상에 형성된 미세 볼록 부분 및 오목 부분은 피브릴화를 초래하므로, 방사 단계후의 후속 단계에서 가이드 등에 대하여 마찰시켰을 때, 외관의 손상 및 방사 섬유의 말단 파손까지도 초래하는 원인이 된다.

용융 방사를 통해 PVA 섬유를 제조하기 위한 몇 가지 예가 공지되어 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 제 152062/1975 호에는, 2성분 섬유 방사 방식에서 외피 성분이 되는 소량의 올레핀과 공중합되는 PVA와 중심부 성분이 되는 소수성 중합체 물질을 용융 방사하여 중심부/외피 2성분 섬유를 얻고, 생성된 섬유를 직물로제직하고 수성 용액에서 직물을 가공하여 직물을 구성하는 2성분 섬유의 PVA 공중합체 성분을 용해 제거하는 것을 특징으로하는 크레피 제직포를 제조하는 기술이 제안되었다. 일본 특허 공개 제 152063/1975 호 에서는 크레피 제직포를 제조하는 또다른 기술이 개시되어 있다. 여기에서, 외피 성분으로 작용하는 가소제 및 PVA 의 혼합물과 중심부 성분으로 작용하는 소수성 중합체로 구성된 중심부/외피 2성분 섬유는 직물로 제직되며, 직물은 수성 용액에서 가공되어 직물을 구성하는 섬유의 외피 성분을 용해 및 제거한다. 일본 특허 공개 제 105122/1988 호에서는 한 성분으로서 변성된 PVA 를 함유하는 2성분 섬유를 제안하였다. 여기에서, 변성된 PVA 는 섬유의 후 가공단계에서 용해 및 제거된다.

그러나, 상술한 선행 기술은 물에서의 PVA 의 용해도가 불량하며 방사된 섬유가 종종 파손된다는 문제가 여전히 있다. 지금까지 물에서의 양호한 용해도 및 양호한 방사 공정 안정성의 요건을 모두 만족하는 PVA 섬유는 제조하는 것이 불가능하였다. 한편, 수용성 섬유를 완전하게 제거하는 기술에서, 예를 들어, 중공 구조를 갖는 케미칼 레이스 또는 방적사를 제조하기 위해서, 2성분 섬유가 아니라 PVA 만의 단일 성분 섬유가 사용되었다. PVA 를 함유하는 2성분 섬유는 한 성분으로서 사용된 수용성 PVA 의 섬유 형성 능력이 불량할 때도, PVA와 결합된 다른 중합체가 섬유를 형성할 수 있을 때까지 이들을 방사하는 것이 가능하다. 그러나, PVA 만의 단일 성분 섬유에 있어서는, PVA 는 그자체가 양호한 섬유 형성능을 가져야 한다. 그러므로, 섬유 방사에서의 문제는 2성분 섬유 방사보다 단일 성분 섬유 방사시에 방사 조건을 설정하고 중합체 조성을 계획하는 것이 더 어렵다는 것이다.

부직포 구조체는 종종 일회용 섬유 제품용으로 사용되며, 부직포는 지금까지 제안되어온 PVA 섬유를 함유한다. 몇몇 적용에서는, 물에는 완전하게 용해되지는 않지만 사용후 버릴 수 있도록 그들의 부직포 텍스쳐를 손실할 수 있는 부직포가 사용된다. 그러나, 지금까지 제안되어온 대부분의 수용성 PVA 의 부직포에 대하여, PVA 섬유는 습식 또는 건식-젯-습식 방사법으로 제조되었다. 일본 특허 공개 제 345013/1993 호에서는, 특히 PVA 부직포를 위한 용융 방사법이 일부 제안되었다. 그러나, 여기에는 구체적인 방법이 기술되어 있지 않으며, 더욱이 방사 공정 안정성 및 물에서의 용해도 또는 수세성의 요건을 모두 만족시키기 위해 사용될 수 있는 PVA 의 종류에 대하여는 개시하거나 암시하고 있지 않다.

본 발명은 가공 안정성 및 물에서의 용해도에 대한 상술한 통상의 수용성 PVA 섬유가 갖는 문제점을 해결하기 위한 것이며, 본 발명의 한 목적은 하나 이상의 성분으로서 수용성 폴리비닐 알콜을 함유하는 섬유를 위한 안정한 용융 방사법을 제공하는 것이다. 통상의 습식 방사, 건식-젯-습식-방사, 건식 방사 및 용매 방사법과는 달라서, 본 발명에서 제공되는 방법은 제조된 섬유의 생산율 제한 및 단면 프로파일 제한이 없으며, 생성물 회수를 위해 특별한 장치가 필요없다.

본 발명의 또 다른 목적은 통상의 습식 방사, 건식-젯-습식 방사, 건식-방사 또는 용매 방사법이 아닌 안정한 용융 방사법으로 PVA 섬유가 제조되는 물에서의 양호한 용해도 또는 양호한 수세성 (섬유로의 해체성) 을 갖는 PVA 부직포를 제공하는 것이다.

구체적으로, 본 발명은 하나 이상의 성분으로서, 3 개의 연속적인 비닐 알콜 단위 사슬의 중심에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록시기의 몰 분율이 비닐 알콜 단위를 기준으로, 3 조식의 표현으로 70 내지 99.9 몰 % 이며, 카르복실산 및 락톤 고리 함량이 0.02 내지 0.15 몰 % 이며, 융점 (Tm) 이 160 ℃ 내지 230 ℃ 인 수용성 폴리비닐 알콜을 함유하며, 0.1 내지 25 몰 % 의 Cl-4α-올레핀 단위 및/또는 비닐 에테르 단위를 함유하고, 폴리비닐 알콜 100 중량부를 기준으로 나트륨 이온으로 0.0003 내지 1 중량부의 알칼리 금속 이온을 함유하는 열가소성 폴리비닐 알콜 섬유를 제공한다.

본 발명은 또한 융점 (Tm) 내지 Tm + 80 ℃ 의 방사구 온도에서, 1,000 내지 25,000 sec^-1의 전단 속도 (γ) 로, 또한 10 내지 500 의 드래프트에서 상술한 폴리비닐 알콜을 용융 방사하는 것을 포함하는 열가소성 폴리비닐 알콜 섬유의 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 하나 이상의 성분으로서, 폴리비닐 알콜을 물로 용해 및 제거하는 상술한 바와 같은 특징을 갖는 열가소성 폴리비닐 알콜 섬유를 함유하는 섬유 구조체의 가공을 포함하는 섬유 제품의 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 하나 이상의 성분으로서, 0.1 내지 25 몰 % 의 Cl-4α-올레핀 단위 및/또는 비닐 에테르 단위를 함유하고, 3 조식의 표현으로 3 개의 연속적인 비닐 알콜 단위 사슬의 중심에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록시기의 몰 분율이 비닐 알콜 단위를 기준으로 66 내지 99.9 몰 % 이며, 카르복실산 및 락톤 고리 함량이 0.02 내지 0.15 몰 % 이며, 융점 (Tm) 이 160 ℃ 내지 230 ℃ 를 갖는 변성 폴리비닐 알콜을 함유하는 섬유로 구성되고, 폴리비닐 알콜 100 중량부를 기준으로 나트륨 이온으로 0.0003 내지 1 중량부의 알칼리 금속 이온을 함유하는 섬유로 구성된 부직포를 제공한다.

본 발명에서 사용하기 위한 폴리비닐 알콜은 공중합, 말단 변성화 및/또는 후 반응을 통하여 도입된 작용기가 있는 변성 폴리비닐 알콜이며, 이것은 특정량의 카르복실산 및 락톤 고리 부분을 함유한다.

카르복실산과 락톤 고리 부분이 있는 PVA 의 제조 방법은 예를 들어 하기를 포함한다:

① 알콜 또는 디메틸술폭시드 용액에서 비닐 아세테이트 등과 같은 비닐 에스테르 단량체와 카르복실산 및 락톤 고리를 형성할 수 있는 단량체를 공중합하여 수득된 비닐 에스테르 중합체를 비누화하는 방법.

② 머캅토아세트산, 3-머캅토프로피온산 등과 같은 카르복실산기를 갖는 티올 화합물의 존재하에 비닐 에스테르 단량체를 중합한 후, 생성된 중합체를 비누화하는 방법.

③ 비닐 에스테르 단량체 및 생성된 비닐 에스테르 중합체의 알킬기상에서 연쇄 이동 반응에 따라 비닐 아세테이트와 같은 비닐 에스테르 단량체를 중합하여 고분지쇄의 비닐 에스테르 중합체를 형성한 후, 중합체를 비누화하는 방법.

④ 에폭시기를 갖는 단량체와 비닐 에스테르 단량체의 공중합체를 카르복실기를 갖는 티올 화합물과 반응시킨 후, 생성된 반응 생성물을 비누화하는 방법.

⑤ 카르복실기를 갖는 알데히드로 PVA 를 아세탈화하는 방법.

비닐 에스테르 단량체는 예를 들어, 비닐 포르메이트, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 발레레이트, 비닐 카프레이트, 비닐 라우레이트, 비닐 스테아레이트, 비닐 벤조에이트, 비닐 피발레이트, 비닐 베르사테이트 등을 포함한다. 이들 중, PVA 제조용으로 비닐 아세테이트가 바람직하다.

카르복실산 및 락톤 고리를 생성할 수 있는 단량체는 예를 들어, 푸마르산, 말레산, 이타콘산, 말레산 무수물, 이타콘산 무수물 등으로 부터 유도된 카르복실기; 아크릴산 및 그의 염; 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, i-프로필 아크릴레이트 등과 같은 아크릴레이트; 메타크릴산 및 그의 염; 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, i-프로필 메타크릴레이트 등과 같은 메타크릴레이트; N-메틸아크릴아미드, N-에틸아크릴아미드 등과 같은 아크릴아미드 및 그의 유도체; N-메틸메타크릴아미드, N-에틸메타크릴아미드 등과 같은 메타크릴아미드 및 그의 유도체를 갖는 단량체들이다.

본 발명에서 PVA 에 도입될 수 있는 공단량체의 예로는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐, 1-헥센 등과 같은 α-올레핀; 아크릴산 및 그의 염; 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, i-프로필 아크릴레이트 등과 같은 아크릴레이트; 메타크릴산 및 그의 염; 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, i-프로필 메타크릴레이트 등과 같은 메타크릴레이트; N-메틸아크릴아미드, N-에틸아크릴아미드 등과 같은 아크릴아미드 및 그의유도체; N-메틸메타크릴아미드, N-에틸메타크릴아미드 등과 같은 메타크릴아미드 및 그의 유도체; 메틸 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르, n-프로필 비닐 에테르, i-프로필 비닐 에테르, n-부틸 비닐 에테르 등과 같은 비닐 에테르; 에틸렌 글리콜 비닐 에테르, 1,3-프로판디올 비닐 에테르, 1,4-부탄디올 비닐 에테르 등과 같은 히드록실기 함유 비닐 에테르; 알릴 아세테이트; 프로필 알릴 에테르, 부틸 알릴 에테르, 헥실 알릴 에테르 등과 같은 알릴 에테르; 옥시알킬렌기 함유 단량체; 비닐트리메톡시실란 등과 같은 비닐 실릴; 이소프로페닐 아세테이트, 3-부텐-1-올, 4-펜텐-1-올, 5-헥센-1-올, 7-옥텐-1-올, 9-데센-1-올, 3-메틸-3-부텐-1-올 등과 같은 히드록실기 함유 α-올레핀; 푸마르산, 말레산, 이타콘산, 말레산 무수물, 프탈산 무수물, 트리멜리트산 무수물, 이타콘산 무수물 등으로부터 유도된 카르복실기 함유 단량체; 에틸렌술폰산, 알릴술폰산, 메탈릴술폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산 등으로부터 유도된 술폰기 함유 단량체; 비닐옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, 비닐옥시부틸트리메틸암모늄 클로라이드, 비닐옥시에틸디메틸아민, 비닐옥시메틸디에틸아민, N-아크릴아미도메틸트리메틸암모늄 클로라이드, N-아크릴아미도에틸트리메틸암모늄 클로라이드, N-아크릴아미도디메틸아민, 알릴트리메틸암모늄 클로라이드, 메탈릴트리메틸암모늄 클로라이드, 디메틸알릴아민, 알릴에틸아민 등으로부터 유도된 양이온성 기를 갖는 단량체를 들 수 있다. PVA의 단량체 함량은 25 몰% 이하이다.

상기 단량체 중, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐, 1-헥센 등과 같은 α-올레핀; 메틸 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르, n-프로필 비닐 에테르, i-프로필비닐 에테르, n-부틸 비닐 에테르 등과 같은 비닐 에테르; 에틸렌 글리콜 비닐 에테르, 1,3-프로판디올 비닐 에테르, 1,4-부탄디올 비닐 에테르 등과 같은 히드록실기 함유 비닐 에테르; 알릴 아세테이트; 프로필 알릴 에테르, 부틸 알릴 에테르, 헥실 알릴 에테르 등과 같은 알릴 에테르; 옥시알킬렌기 함유 단량체; 3-부텐-1-올, 4-펜텐-1-올, 5-헥센-1-올, 7-옥텐-1-올, 9-데센-1-올, 3-메틸-3-부텐-1-올 등과 같은 히드록실기 함유 α-올레핀이 입수하기 쉬워 바람직하다.

단량체의 공중합성, 변성되는 PVA의 용융-방사성 및 PVA 섬유의 수용성의 관점에서, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐 등과 같은 C1-4 α-올레핀; 메틸 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르, n-프로필 비닐 에테르, i-프로필 비닐 에테르, n-부틸 비닐 에테르 등과 같은 비닐 에테르가 더욱 바람직하다. PVA는 0.1 내지 25 몰%, 바람직하게는 4 내지 15 몰%, 더욱 바람직하게는 6 내지 13 몰%의, C1-4 α-올레핀 및/또는 비닐 에테르로부터 유도된 단위를 함유한다.

α-올레핀으로는 PVA 섬유의 물리적 특성을 향상시키는 에틸렌이 바람직하다. 따라서, 4 내지 15 몰%, 바람직하게는 6 내지 13 몰%의 에틸렌 단위가 도입되어 변성 PVA를 사용하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 PVA는 벌크 중합, 용액 중합, 현탁 중합, 에멀션 중합 등의 임의의 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 물론, 알콜 등과 같은 용매의 존재하에 또는 용매의 부재하에 단량체를 중합하는 용액 중합 방법 또는 벌크 중합 방법이 일반적으로 사용된다. 용액 중합을 위한 용매로서 사용되는 알콜의 예로는 메틸 알콜, 에틸 알콜, 프로필 알콜 등과 같은 저급 알콜이 포함된다. 공중합에 사용되는 개시제로는 예를 들면, 아조형 개시제 및 퍼옥시드형 개시제, 예를 들면, α,α'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 벤조일 퍼옥시드, n-프로필 퍼옥시카르보네이트 등을 포함한 임의의 공지된 것일 수 있다. 중합 온도는 0℃ 내지 150℃일 수 있다. 저온에서 수용성인 PVA에 대해, 바람직한 중합 온도는 40℃ 이상, 더욱 바람직하게는 50℃ 이상이다. 그러나, 중합 온도가 지나치게 높으면, 생성되는 PVA의 중합도가 너무 낮아질 것이다. 따라서, 중합 온도는 130℃ 이하, 더욱 바람직하게는 120℃ 이하인 것이 바람직하다.

비닐 알콜 단위를 기준으로, 3조식 표현 단위로 3개의 연속된 비닐 알콜 단위 사슬의 중앙에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록실기의 몰 분율은, 65℃에서 d6-DMSO중에서 500 MHz 양성자 NMR (JEOL GX-500 모델)로 측정된, PVA에 대한 피크 (I)을 나타내는 것을 의미하고, 이는 PVA중의 히드록실 양성자의 3조식 입체규칙성을 반영한다.

피크 (I)은 3조식 표현중의 이소택틱성(isotacticity) 사슬 (4.54 ppm), 헤테로택틱성 (heterotacticity) 사슬 (4.36 ppm) 및 신디오택틱성(syndiotacticity) 사슬 (4.13 ppm)에 대해 나타나는, PVA의 비닐 알콜 단위의 히드록실기의 총합을 나타내고; PVA의 비닐 알콜 단위의 모든 히드록실기에 대해 나타나는 피크 (II)는 4.05 ppm 과 4.70 ppm 사이에 해당하는 화학적 이동(shift) 영역 내애 있다. 따라서, 본 발명에서, 비닐 알콜 단위를 기준으로, 3조식 표현 단위로 3개의 연속된 비닐 알콜 단위 사슬의 중앙에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록실기의 몰 분율은다음과 같이 표현된다: 100 ×(I)/(II).

본 발명에서, 비닐 알콜 단위를 기준으로, 3조식 표현 단위로 3개의 연속된 비닐 알콜 단위 사슬의 중앙에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록실기의 몰 분율은 여기서 특정하게 정의된 방식으로 제어되며, 이로써, PVA의 수용성 및 수흡수성을 포함한 물과 관련된 특성, PVA 섬유의 강도, 신도 및 모듈러스를 포함한 기계적 특성, 및 PVA의 용융점 및 용융 점도를 포함한 용융-방사에 관련된 특성이 본 발명의 목적에 맞게 충분히 제어된다. 이는, 3조식 표현 단위로 3개의 연속된 비닐 알콜 단위 사슬의 중앙에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록실기가 결정성이 풍부하고, PVA의 특성을 잘 나타낼 수 있기 때문이다.

본 발명에서, 비닐 알콜 단위를 기준으로, 3조식 표현 단위로 3개의 연속된 비닐 알콜 단위 사슬의 중앙에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록실기의 몰 분율은, 부직포를 제외하고, 70 내지 99.9 몰%, 바람직하게는 72 내지 99 몰%, 더욱 바람직하게는 74 내지 97 몰%, 더욱 바람직하게는 75 내지 96 몰%, 더욱 바람직하게는 76 내지 95 몰%에 해당한다. 부직포에서는, PVA는 직물이 섬유로 분해될 수 있다면, 일부 적용에 대해서는 완전히 용해되지 않아도 된다. 따라서, 여기서 비닐 알콜 단위를 기준으로, 3조식 표현 단위로 3개의 연속된 비닐 알콜 단위 사슬의 중앙에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록실기의 몰 분율은 66 내지 99.9 몰%, 바람직하게는 70 내지 99 몰%, 더욱 바람직하게는 74 내지 97 몰%, 더욱 바람직하게는 75 내지 96 몰%, 더욱 바람직하게는 76 내지 95 몰%에 해당할 수 있다.

비닐 알콜 단위를 기준으로, 3조식 표현 단위로 3개의 연속된 비닐 알콜 단위 사슬의 중앙에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록실기의 몰 분율이 정의된 하한보다 낮다면, 중합체 PVA의 결정성이 낮아진다. 이에 따라, PVA 섬유의 강도가 낮아질 뿐만 아니라, 섬유가 용융-방사될 때 서로 달라붙을 것이며, 권취되는 섬유는 비권치될 수 없다. 더욱이, 본 발명이 목적으로 하는, 우수한 수용성을 갖는 열가소성 섬유 및 우수한 수세성을 갖는 부직포를 수득할 수 없다.

한편, 비닐 알콜 단위를 기준으로, 3조식 표현 단위로 3개의 연속된 비닐 알콜 단위 사슬의 중앙에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록실기의 몰 분율이 99.9 몰% 보다 높으면, 중합체 PVA에 대한 용융-방사 온도가, 중합체의 융점이 높기 때문에 높아야만 한다. 이에 따라, 용융-방사되는 중합체는 분해, 겔화 또는 착색될 것이고, 그의 열안정성은 좋지 않다.

본 발명에서 사용되는 PVA가 에틸렌-변성 PVA이면, PVA는 바람직하게는 하기 식을 만족하는 것이 더 우수한 결과를 나타낸다.

-1.5 ×Et + 100 ≥몰 분율 ≥- Et + 85

[식에서, 몰 분율은 비닐 알콜 단위를 기준으로, 3조식 표현 단위로 3개의 연속된 비닐 알콜 단위 사슬의 중앙에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록실기의 몰 분율을 나타내고; Et는 PVA의 에틸렌 함량 (단위: 몰%)을 나타낸다.]

본 발명에서 사용되는 PVA의 카르복실산 및 락톤 고리 함량은 0.02 내지 0.15 몰%, 바람직하게는 0.022 내지 0.145 몰%, 더욱 바람직하게는 0.024 내지 0.13 몰%, 더욱 바람직하게는 0.025 내지 0.13 몰%에 해당한다. 본 발명에서 카르복실산은 그의 알칼리금속염을 포함하며, 알칼리금속은 칼륨, 나트륨 등을 포함한다.

PVA의 카르복실산 및 락톤 고리 함량이 0.02 몰% 보다 적으면, PVA는 용융-방사될 때 대부분 겔화되며, 그의 용융-방사성은 불량하다. 또한, 이에 따라 PVA의 수용성이 낮아진다. 다른 한편으로, PVA의 카르복실산 및 락톤 고리 함량이 0.15 몰% 보다 높으면, PVA의 열안정성이 불량하다. 이에 따라, PVA는 열분해 및 겔화되고, 따라서 용융 방사될 수 없다.

PVA의 카르복실산 및 락톤 고리 함량은 PVA의 양성자 NMR에서 나타나는 피크로부터 수득될 수 있다. 간단하게 말하면, PVA를 99.95 몰% 이상의 비누화도를 갖도록 완전히 비누화한 후, 메탄올로 충분히 세척하고, 그 다음, 90℃에서 진공하에 2일간 건조시켜, 양성자 NMR을 통해 분석할 PVA의 샘플을 제조한다.

구체적으로, 상기 방법 ①에서, 제조된 PVA 샘플을 DMSO-D6에 용해시키고, 60℃에서 500 MHz 양성자 NMR (JEOL GX-500 사용) 분석한다. 중합체 PVA를 구성하는 아크릴산, 아크릴레이트, 아크릴아미드 및 아크릴아미드 유도체의 단량체의 함량은 중합체의 주쇄 메틴으로부터 유도된 피크 (2.0 ppm)로부터 통상적인 방법으로 계산되며; 중합체를 구성하는 메타크릴산, 메타크릴레이트, 메타크릴아미드 및 메타크릴아미드 유도체의 단량체의 함량은 중합체의 주쇄에 직접 결합된 메틸기로부터 유도된 피크 (0.6 내지 1.1 ppm)으로부터 계산된다. 푸마르산, 말레산, 이타콘산, 말레산 무수물, 이타콘산 무수물 등으로부터 유도된 카르복실기를 갖는 단량체의 함량을 측정하기 위해서는, 제조된 PVA 샘플을 DNSO-D6에 용해시키고, 여기에 트리플루오로아세트산을 몇 방울 첨가하여 수득된 PVA 용액을 60℃에서 500 MHz양성자 NMR (JEOL GX-500 사용) 분석한다. 단량체 함량은 4.6 내지 5.2 ppm 사이의 영역에 해당하는 락톤 고리에 대한 메틴 피크를 기준으로, 통상의 방법으로 계산된다.

방법 ② 및 ④에서 제조된 PVA에 있어서, 단량체 함량은 황 원자에 직접 결합된 메틸렌으로부터 유도된 피크 (2.8 ppm)를 기준으로 계산된다.

방법 ①에서, 제조된 PVA 샘플을 메탄올-D4/D₂O = 2/8에 용해시키고, 수득된 용액을 80℃에서 500 MHz 양성자 NMR (JEOL GX-500 사용) 분석한다. 말단 카르복실산 또는 그의 알칼리금속염 (하기 구조식 1 및 구조식 2 참고)에 대한 메틸렌-유도 피크는 2.2 ppm (적분치 A) 및 2.3 ppm (적분치 B)에 해당되며; 말단 락톤 고리 (하기 구조식 3 참고)에 대한 메틸렌-유도 피크는 2.6 ppm (적분치 C)에 해당하며; 비닐 알콜 단위에 대한 메틴-유도 피크는 3.5 내지 4.15 ppm (적분치 D)의 영역에 있다. PVA의 카르복실산 및 락톤 고리 함량은 하기 식에 따라 계산되며, 식에서 Δ는 변성율 (몰%)을 나타낸다.

카르복실산 및 락톤 함량 (몰%)

= 50 ×(A + B + C) ×{(100 - Δ)/(100 ×D)} ×100 (3)

구조식 1:

구조식 2:

구조식 3:

방법 ⑤에서, 제조된 PVA 샘플을 DMSO-D6에 용해시키고, 수득된 용액을 60℃에서 500 MHz 양성자 NMR (JEOL GX-500 사용) 분석한다. 아세탈 부분의 메틴기로부터 유도된, 4.8 내지 5.2 ppm 사이의 영역 내에 나타나는 피크를 기준으로 (하기 구조식 4 참조), 단량체 함량을 통상적인 방법으로 계산한다.

구조식 4:

[식에서, X는 단일 결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 나타낸다.]

본 발명에서 사용되는 PVA는 160 내지 230℃, 바람직하게는 170 내지 227℃, 더욱 바람직하게는 175 내지 224℃, 더욱 바람직하게는 180 내지 220℃의 융점(Tm)을 갖는다. 160℃ 미만의 융점을 갖는 PVA는 결정성이 불량하고, 그의 섬유의 강도가 불량하다. 또한, 그의 열안정성이 불량하기 때문에 섬유를 형성할 수 없을 수도 있다. 더욱이, PVA 섬유가 용융-블로잉될 때, 수득되는 직포는 다수의 수지 비드(bead, shot)를 함유하게 되고, 그의 특성을 유지할 수 없으며, 또는 직포를 형성하지 못할 수도 있다.

다른 한편, 230℃ 보다 높은 융점을 갖는 PVA는 고온에서 용융-방사하여야한다. 즉, 이를 위한 용융-방사 온도는 그의 분해점에 까가울 것이다. 그 결과, 용융-블로잉으로 섬유를 형성하거나 부직포를 형성하기 위한 안정한 방법은 불가능하게 된다.

PVA의 융점은 DSC (Mettler's TA3000 사용)을 통하여 측정할 수 있다. 간단하게 말하면, DSC 장치를 사용하여, PVA의 샘플을 질소하에 10℃/분의 가열 속도로 250℃로 가열한 다음, 실온으로 냉각하고, 다시 10℃/분의 가열 속도로 250℃로 가열한다. 가열 순환중에 나타나는 흡열 피크의 정점이 기록되고, 이는 PVA의 융점을 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 PVA의 알칼리금속 이온 함량은, PVA 100 중량부에 대한 나트륨 이온으로 계산하여, 0.0003 내지 1 중량부, 바람직하게는 0.0003 내지 0.8 중량부, 더욱 바람직하게는 0.0005 내지 0.6 중량부, 더욱 바람직하게는 0.0005 내지 0.5 중량부에 해당한다. PVA의 알칼리금속 이온 함량이 0.0003 중량부보다 적으면, PVA 섬유가 충분히 수용성이지 않다. 따라서, PVA 섬유는 다소 물에 불용성일 수 있다. 다른 한편으로, PVA의 알칼리금속 이온 함량이 1 중량부보다 많으면, PVA는 용융-방사중에 과다하게 분해 및 겔화되고, 섬유를 형성하지 못할 것이다.

알칼리금속 이온의 예로는 칼륨 및 나트륨 등의 이온이 포함된다.

본 발명에서, 정해진 양의 알칼리 금속 이온이 PVA에 혼입되는데, 그 방법은 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 중합을 통해 제조된 PVA에 알칼리 금속 이온-함유 화합물을 첨가하는 방법이 사용될 수 있고; 또는 용매에서 비닐 에스테르 중합체를 비누화시키는 방법이 사용될 수 있는데, 이 방법에서는 알칼리 금속 이온을 함유한 알칼리 물질을 비누화 촉매로 사용하여 알칼리 금속 이온을 PVA에 도입시키고, PVA 내 알칼리 금속 이온의 함량을 조절하기 위하여 상기에서 비누화된 PVA를 세정액(washing liquid)으로 세정한다. 후자의 방법이 바람직하다.

PVA 내 알칼리 금속 이온의 함량은 원자 흡광계(atomic absorptiometry)를 통해 정량할 수 있다.

비누화 촉매로서 사용되는 알칼리 물질은, 예를 들면 수산화 칼륨 및 수산화 나트륨이다. 비누화 되는 중합체 내의 비닐 아세테이트 단위에 대한, 비누화 촉매로서 사용되는 알칼리 물질의 몰비는 바람직하게 0.004 내지 0.5, 보다 바람직하게 0.005 내지 0.05이다. 비누화 촉매는 비누화의 최초 단계에서 단번에 모두 첨가될 수도 있고, 또는 비누화 중에 간헐적으로 첨가될 수도 있다.

비누화 용매는 예컨대, 메탄올, 메틸 아세테이트, 디에틸 술폭사이드, 디메틸포름아미드 등을 포함한다. 이 용매들 중, 메탄올이 바람직하고; 0.001 내지 1 중량%의 조절된 수분 함량을 갖는 메탄올이 더욱 바람직하며; 0.003 내지 0.9 중량%의 조절된 수분 함량을 갖는 메탄올이 더욱 바람직하고; 그리고 0.005 내지 0.8 중량%의 조절된 수분 함량을 갖는 메탄올이 더욱 바람직하다. 세정액은 예를 들어, 메탄올, 아세톤, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 헥산, 물 등을 포함한다. 이들 중, 메탄올, 메틸 아세테이트 및 물이 바람직한데, 이들은 단독 또는 조합하여 사용될 수 있다.

세정액의 양을 조절하여 PVA 내 알칼리 금속 이온의 함량이 정해진 범위로떨어질 수 있는데, 보통 PVA 100 중량부에 대하여 바람직하게 300 내지 10000 중량부, 더욱 바람직하게 500 내지 5000 중량부로 떨어진다. 세정 온도는 바람직하게 5 내지 80 ℃, 보다 바람직하게 20 내지 70 ℃가 된다. 세정 시간은 20 분 내지 10 시간, 보다 바람직하게 1 시간 내지 6 시간이다.

바람직하게, 상기에 언급된 방법에 의해 제조된 PVA의 점도 평균 중합도(이하, 간단하게 중합도로 언급한다)는 200 내지 500, 보다 바람직하게 230 내지 470, 보다 바람직하게는 250 내지 450이다. 200 미만의 중합도를 갖는 PVA는 용융 방사성이 나빠서, 빈번하게 섬유를 형성하지 못하게 된다. 한편, 500을 초과하는 중합도를 갖는 PVA는 용융 점도가 지나치게 높아, 빈번히 방사구를 통과할 수 없게 된다. 더우기, 이와 같이 높은 중합도를 갖는 PVA가 용융-블로잉된 제품 (melt-blown non-woven fabric)로 제조된다면, 부직포를 구성하는 섬유의 평균 직경이 크게 되어, 섬유는 부분적으로 코일형이 되거나 만곡되어 부직포에 응집을 형성하게 된다. 이러한 섬유 응집을 갖는 부직포는 거친 촉감을 가져, 용융-블로잉된 부직포의 고유한 특징을 잃게 된다.

낮은 중합도를 갖는 소위 저중합 PVA는 수용액에서 빠르게 용해되고, 또한 이러한 유형의 PVA를 포함하는 섬유는 그 내부의 PVA 성분을 용해시키는 수용액에서 처리될 때 덜 수축하게 된다.

PVA의 중합도(P)는 JIS-K6726에 따라 측정될 수 있다. 간략하게, PVA는 재비누화되고 이후 정제되어, 30 ℃ 물 중에서 그 극한 점도 [η] 가 측정되며, 하기식과 같이 이로부터 PVA의 중합도 P가 얻어진다:

P = ( [η] × 10³/ 8.29 )^(1/0.62).

중합도가 상기 범위내로 되는 PVA가 더 우수한 결과를 산출한다.

바람직하게, PVA의 비누화도는 90 내지 99.99 몰%, 바람직하게 93 내지 99.98 몰%, 보다 바람직하게 94 내지 99.97 몰%, 보다 바람직하게 96 내지 99.96 몰%가 된다. 90 몰% 미만의 비누화도를 갖는 PVA는 열 안정성이 나쁘고 빈번하게 열분해 또는 겔화되기 때문에, 만족스럽게 용융 방사될 수 없다. 또한, 구성하는 공단량체(comonomer)의 유형에 따라서, 이와 같이 낮은 비누화도를 갖는 PVA는 물에서 잘 용해되지 않으므로, 본 발명의 목적을 달성할 수 없게 된다.

한편, 99.99 몰%를 초과하는 비누화도를 갖는 PVA를 안정하게 제조하는 것은 불가능하고, 제조한다고 하여도 이러한 PVA는 빈번하게 안정한 섬유를 형성하지 못한다.

본 발명의 목적 및 효과를 해치지 않는 한, PVA를 제조하는 중합의 동안에 또는 PVA 중합체의 후처리 동안에 다양한 첨가제를 첨가할 수 있다. 임의적인 첨가제는 예를 들어, 착색제, UV 흡수제, 광 안정제, 산화방지제, 정전방지제, 방염제, 가소제, 윤활제, 결정화 방지제 등 뿐만 아니라 구리 화합물과 같은 안정제를 포함한다. 섬유로 형성되는 PVA의 용융 체류 안정성을 향상시키므로, PVA에 열 안정제를 첨가하는 것이 바람직하다. 바람직한 열 안정제는 입체 방해성 페놀 등의 유기 안정제; 요오드화 구리 등의 할로겐화 구리; 요오드화 칼륨과 같은 할로겐화 알칼리 금속을 포함한다.

또한 요구된다면, PVA의 중합 동안 또는 PVA 중합체의 후처리 동안에 0.01㎛ 내지 5 ㎛의 평균 입경을 갖는 미세 입자가 0.05 중량% 내지 10 중량%의 양으로 PVA에 첨가될 수 있다. 이러한 미세 입자의 유형이 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 실리카, 알루미나, 산화티탄, 탄산 칼슘, 황산 바륨 등의 불활성 미세 입자가 단독 또는 조합하여 첨가될 수 있다. PVA의 방사성과 연신성을 향상시키기 때문에, 0.02 ㎛ 내지 1 ㎛의 평균 입경을 갖는 무기 미세 입자가 특히 바람직하다.

본 발명의 열가소성 폴리비닐알코올 섬유는 단독 PVA 섬유 뿐 아니라, 하나의 성분으로서 PVA를 포함하고, 그리고 융점이 270 ℃ 이하인 기타 몇몇 열가소성 중합체를 포함하는 복합 섬유(conjugate fibers) 및 혼합 방사 섬유(mixed spun fibers)와 같은 다중-성분 방사 섬유(multi-component spun fibers)를 포함한다. 다중-성분 섬유의 단면에서 각 성분의 조합 패턴은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 C/S형(core/sheath) 섬유, 해도형(island/sea) 섬유, S/S형(side-by-side) 섬유, 다층형(multi-layered) 섬유, 방사상 분할형(radial division) 섬유, 및 그 조합을 포함한다. 예를 들어, 해 성분을 이루는 PVA 및 도 성분을 이루는 다른 열가소성 중합체로 구성된 2성분 섬유에서는, 해 성분인 PVA는 제거되어 초극세 섬유를 산출할 수 있다. 중심부 성분(core component)을 이루는 PVA 및 외피 성분(sheath component)을 이루는 다른 열가소성 중합체로 구성된 2성분 섬유에서는, 중심부 성분인 PVA가 제거되어 중공 섬유를 산출할 수 있다. 외피 성분을 이루는 PVA 및 중심부 성분을 이루는 다른 열가소성 중합체로 구성된 2성분 섬유의 직물은 물로 처리하여 외피 성분인 PVA를 제거할 수 있다. 이와 같이 처리한 이후에, 직물은 개선된 촉감을 가질 수 있다. 한편, 이러한 유형의 2성분 섬유 직물은 외피 성분을 그대로 남겨두는 다른 방법으로 처리하여, 잔류 섬유를 결합 섬유로 사용할 수 있다.

다중-성분 섬유에서는, PVA와 결합되는 중합체가 바람직하게 270 ℃ 이하의 융점을 갖는 열가소성 섬유이다. 예컨대. 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리헥사메틸렌 테레프탈레이트 등과 그 공중합체와 같은 방향족 폴리에스테르; 폴리락트산, 폴리에틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트, 폴리히드록시부티레이트-폴리히드록시발레레이트 공중합체, 폴리카프로락톤 등의 지방족 폴리에스테르 및 그 공중합체; 나일론 6, 나일론 66, 나일론 10, 나일론 12, 나일론 6-12 등의 지방족 폴리아미드 및 그 공중합체; 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀 및 그 공중합체; 25 몰% 내지 70 몰%의 에틸렌 단위를 갖는 변성 폴리비닐알코올; 및 폴리스티렌 엘라스토머, 폴리디엔 엘라스토머, 염소 함유 엘라스토머, 폴리올레핀 엘라스토머, 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리우레탄 엘라스토머, 폴리아미드 엘라스토머 등을 포함한다. 이들 중합체 중 하나 이상이 PVA와 결합하여 다중-성분 섬유를 산출할 수 있다.

이들 중에서, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 에틸렌 테레프탈레이트 공중합체, 폴리락트산, 나일론 6, 나일론 6-12, 폴리프로필렌 및 25 몰% 내지 70 몰%의 에틸렌 단위를 갖는 변성 폴리비닐알코올이 본 발명에서 사용되는 PVA와 쉽게 다중 방사될 수 있으므로 바람직하다.

본원에서 사용되는 폴리에스테르 공중합체의 공단량체(comonomer)로는, 예를 들어 이소프탈산, 나프탈렌-2,6-디카르복실산, 프탈산, α,β-(4-카르복시페녹시)에탄, 4,4'-디카르복시디페닐, 5-소듐 술포이소프탈레이트 등의 방향족 디카르복실산; 아디프산, 세바크산 등의 지방족 디카르복실산; 및 디에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 시클로헥산-1,4-디메탄올, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리트리메틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 글리콜 등의 디올 화합물을 포함한다. 공중합에서 공단량체의 비율은 바람직하게 80 몰% 이하이다.

폴리락트산 등의 지방족 폴리에스테르를 하나의 성분으로 포함하는 다중-성분 섬유가 처리되어 그외 성분이 제거되면 지방족 폴리에스테르 섬유가 제조되는데, 만약 그외 성분이 물 이외의 화학약품에 의한 추출로써 제거된다면 제조된 지방족 폴리에스테르 섬유는 열화되거나 분해된다. 그러므로, 일성분으로서 폴리에스테르를 포함하는 다중-성분 섬유를 제조함에 있어서, 그외 성분으로는 본 발명에 나타난 PVA를 사용하는 것이 효과적이다.

본 발명에서 2성분 섬유를 제조함에 있어서, 270 ℃ 이하의 융점을 갖는 열가소성 중합체로서 폴리락트산 등의 지방족 폴리에스테르를 사용하는 것이 바람직한데, 이는 폴리락트산이 그 자체로 생분해성이고, 물에 의한 추출로써 섬유로부터 제거되는 폴리비닐알코올 성분도 생분해성이기 때문이다. 그러므로, 대체로 이 유형의 2성분 섬유는 생분해성이다.

본 발명의 섬유를 제조하는 일성분 방사 또는 다중-성분 방사 모드에서는,임의의 공지된 용융 방사 장치가 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 섬유를 제조하는 일성분 방사 모드에서는, PVA 펠렛이 용융 방사기에서 용융상태로 혼련되고, 이후 산출된 중합체 용융물이 방사헤드로 도입되어 기어 펌프에서 측정되며, 방사 노즐을 통해 방사되고, 이 방사 섬유가 권취된다. 본 발명의 다중-성분 섬유를 제조하는 다중-성분 방사 모드에서는, PVA 및 다른 열가소성 중합체가 상이한 압출기에서 별개로 용융 혼련되고, 산출된 중합체 용융물이 함께 동일한 하나의 방사 노즐을 통해 방사된다.

섬유의 단면 프로파일은 단지 원형으로 한정되지 않고, C-형 또는 다엽형(poly-leafed), 예컨대 3-엽형, T-형, 4-엽형, 5-엽형, 6-엽형, 7-엽형 또는 8-엽형일 수 있고, 또는 십자형일 수 있다.

본 발명에서 PVA를 섬유로 형성함에 있어서, T_m내지 T_m+ 80의 방사구 온도, 1,000 내지 25,000 sec^-1의 전단속도, 10 내지 500의 드래프트(V)에서 PVA가 용융 방사되는 것이 중요하다. PVA가 그외의 중합체와 함께 용융 방사되어 다중-성분 섬유를 산출하는 경우, 결합된 중합체 성분의 방사 안정성의 관점에서, 용융되는 방사구의 온도 및 방사 노즐을 통과할 때의 전단 속도에서 측정된 PVA 및 PVA와 결합되는 그외 중합체의 용융 점도는 서로 가까운 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 PVA의 융점 T_m은 시차 주사 열량계(DSC, 예컨대 Mettler의 TA3000)에 나타난 PVA의 주 흡열 피크의 피크 온도이다. 전단 속도(γ)는 하기로 표현된다: γ = 4Q / πr³[식에서, r (㎝) 는 노즐 반경을 지칭하고,Q(㎝³/sec) 는 오리피스당 중합체 배출 속도를 지칭한다]. 드래프트(V)는 하기로 표현된다: V = A·πr²/ Q [식에서, A (m / min) 은 권취 속도를 지칭한다].

본 발명의 섬유를 제조함에 있어서, 방사구의 온도가 PVA의 융점 T_m보다 낮다면, PVA는 용융하지 않으므로 방사할 수 없게 된다. 한편, T_m+ 80 ℃ 보다 높다면, PVA 는 쉽게 분해하고 그 방사성은 나빠지게 된다. 전단 속도가 1,000 sec^-1보다 낮다면, 방사되는 PVA 섬유는 쉽게 파단된다; 그러나 25,000 sec^-1보다 높다면, 노즐에 대한 배압(back pressure)이 너무 높아 PVA의 연신성이 나빠지게 된다. 드래프트가 10 보다 낮다면, 제조된 PVA 섬유의 섬도가 불규칙하게되어 PVA의 안정한 방사가 어렵다; 그러나 500 보다 높다면, 방사되는 PVA 섬유는 쉽게 파단된다.

본 발명에서는, PVA의 방사성이 개선되므로 방사되는 PVA에 가소제를 첨가하는 것이 바람직하다.

가소제는 특별하기 한정되지 않고, PVA의 유리 전이 온도 및 용융 점도를 낮출 수 있는 화합물이 될 수 있다. 예를 들어, 물, 에틸렌 글리콜 및 그 올리고머, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 그 올리고머, 부틸렌 글리콜 및 그 올리고머, 폴리글리세린 유도체, 그리고 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 등의 알킬렌 옥사이드를 글리세린에 첨가하여 제조한 글리세린 유도체, 그리고 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 등의 알킬렌 옥사이드를 솔비톨에 첨가하여 제조한솔비톨 유도체, 펜타에리트리톨 등의 폴리알코올 및 그 유도체, PO/EO 랜덤 공중합체 등을 포함한다. 가소제는 1 내지 30 중량%, 바람직하게 2 내지 20 중량%의 비로 PVA에 첨가하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 소르비톨-알킬렌 옥사이드 부가물, 폴리글리세린-알킬 모노카르복실레이트 및 PO/EO 랜덤 공중합체에서 선택된 하나 이상의 가소제를 1 내지 30 중량%, 보다 바람직하게는 2 내지 20 중량%의 비율로 PVA에 가한다. 특히 바람직한 것은 소르비톨-에틸렌 옥사이드 (1 내지 30몰) 부가물이다.

방사 노즐을 통해 방사된 섬유는, 연신 없이 바로 고 권취 속도로 권취 (卷取; take up)할 수 있으나, 필요시에는 연신 시킬 수도 있다. 섬유는, PVA의 유리전이온도 (Tg) 이상의 온도에서, 연신비 (파열 시 신장 (HDmax) x 0.55 내지 0.9)로 연신할 수 있다.

연신비가 HDmax x 0.55 미만인 경우, 고강도의 섬유를 안정하게 수득하기 어렵고; HDmax x 0.9 초과이면, 섬유는 쉽게 파열된다. 연신 모드는, 방사 노즐을 통해 방사된 섬유를 한번 감고 이후 연신하거나, 방사후 바로 즉시 연신할 수 있다. 본 발명에서는, 섬유는 상기 두 방법 중 어느 것으로도 연신될 수 있다. 연신 시에는, 일반적으로 섬유가 가열되며, 열풍, 열판, 고온의 롤 (hot roll), 수조 등의 어느 것도 사용 가능하다.

원칙상으로, 비-연신 섬유의 결정화 부분이 작을 때, 연신 온도는 섬유 구성 중합체의 Tg 부근이다. 그러나, 본 발명에서 사용되는 폴리 비닐알콜은 쉽게 결정화되므로, 중합체의 비-연신 섬유는 상대적으로 높은 정도로 쉽게 결정화된다. 따라서, 중합체의 Tg부근에서, 비연신 섬유의 결정화된 부분은 거의 플라스틱 형성이 되지 않는다. 이러한 이유로, 본 발명의 비-연신 섬유가 접촉 열 연신, 예로써 고온의 롤러 등에 의해 연신되는 경우, 이를 위한 연신 온도는 상대적으로 고온이어야 한다 (예컨대, 70 내지 120 ℃ 정도). 반면, 가열 튜브 등과 같은 비접촉 히터를 사용하여 이들을 연신하는 경우, 연신 온도는 상기 보다 매우 높은 온도, 예로써 150 내지 200 ℃ 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.

연신 온도가 섬유 구성 중합체의 유리전이 온도 미만에서 연신되지 않고, (파열 시 신장 (HDmax) x 0.55 내지 0.9)의 정의된 범위를 연신비가 벗어나면, 연신 섬유는, 섬유 축 방향으로 종축으로 형성된 줄무늬 오목 부분을 섬유 표면에 갖게 된다. 이러한 조건에서, 그러한 줄무늬 오목 부분을 가지는 연신 섬유를 가공하는 경우, 이후 단계에서 제직 또는 제편되면, 섬유가 가이드 등에 대해 압축될 때 오목 부분은 피브릴화되어 스컴을 형성하거나, 이후 단계에서, 마찰력을 받게 된다. 섬유 스컴은 종종 제직 또는 제편된 섬유를 오염시켜 섬유의 결점을 초래하거나, 압축, 제직 또는 제편되는 섬유를 파열시킨다. 따라서, 상기에서 정의한 범위를 벗어나는 조건으로 섬유를 연신하는 것은 바람직하지 않다. 본 발명에서는, 폴리비닐 알콜 섬유를 상기에서 정의한 범위 내의 조건하에서 연신하므로, 따라서, 연신된 섬유는 섬유 축 방향으로 표면상에 종 방향인, 0.5 ㎛ 이상 길이의 줄무늬 오목 부분을 실질적으로 포함하지 않는다. 본 발명의 연신 섬유는, 따라서 가공, 제직, 제편 등의 후속 단계에서 파열되거나 피브릴화되지 않는 특징이 있다. 이에 반하여, 종래의 습식-방사법, 건식-제트-습식-방사법, 건식 방사법 또는 젤 방사법등으로 제조된 PVA 섬유는, 섬유 축의 방향으로 표면 전체에 많은 줄무늬 오목 부분을 소지한다. 실제로, 종래의 방사법에서는, 0.5 ㎛ 이상 길이의 줄무늬 오목 부분 없이 PVA 섬유를 제조하는 것이 매우 어렵다.

여기에서 언급된 줄무늬 오목 부분은 섬유 표면에 형성된 가늘고 긴 오목 부분을 나타내며, 이들은 0.5 ㎛ 이상 길이로서, 거의 섬유 축 방향으로 종축으로 형성된 것을 나타낸다. 줄무늬 오목 부분을 가지는 섬유 표면의 대략적인 구조는 스캐닝 전자 현미경을 이용하여, 2,000 내지 20,000배로 섬유 표면을 확대함으로써 관측할 수 있다. 상기에서 언급한 바와 같이, 줄무늬 오목 부분은 종래의 습식-방사법, 건식-제트-습식-방사법, 건식 방사법 또는 젤 방사법 등에서는 거의 필연적인 것이다. 용융-방사법에서조차도, 방향정도를 제고시키기 위해 고 연신비로 연신된 섬유는 종종 이러한 줄무늬 오목 부분을 표면에 소지한다.

본 발명 섬유의 단면 프로필은 특별히 정의되지는 않는다. 습식-방사법, 건식-제트-습식-방사법, 건식 방사법으로 제조한 섬유와는 달리, 본 발명의 섬유는 임의의 일반적인 용융 방사법으로 제조되며, 사용한 방사구의 형태에 따라, 원형, 공동 (hollow) 또는 변형된 단면을 포함하는 임의의 목적하는 단면을 소지할 수 있다. 섬유를 제조 가공 및 직물로 제직 또는 제편하는 공정의 상용성 면에 있어서, 본 발명의 섬유는 원형의 단면 프로필을 가지는 것이 바람직하다.

원칙상으로는, 오일을 방사 섬유에 가한다. 본 발명의 섬유가 수용성이며 고흡습성이므로, 물이 포함되지 않은 순수 오일만을 섬유에 가하는 것이 바람직하다.

오일은 일반적으로 물을 포함하지 않는 대전 방지 성분 및 균염제 (leveling agent)를 포함한다. 이는, 예컨대, 폴리옥시에틸렌 라우릴 포스페이트 다이에탄올아민 염, 폴리옥시에틸렌 세틸 포스페이트 다이에탄올아민 염, 알킬이미다졸리움 에토설페이트, 폴리옥시에틸렌 라우릴아미노에테르의 양이온화 유도체, 소르비탄 모노스테아레이트, 소르비탄 트리스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 트리스테아레이트, 스테아르산 글리세라이드, 폴리옥시에틸렌 스테아릴에테르, 폴리에틸렌 글리콜 스테아레이트, 폴리에틸렌 글리콜 알킬 에스테르, 폴리옥시에틸렌 캐스터 왁스, 프로필렌 옥사이드/에틸렌 옥사이드 (PO/EO) 랜덤 에테르, PO/EO 블록 에테르, PO/EO 변형 실리콘, 코코일다이에탄올아마이드, 중합체 아마이드, 부틸 셀로솔브, 미네랄 오일, 중성 오일 중에서 선택된 하나 이상을 포함한다.

섬유에 오일을 가하기 위해서, 접촉 롤러 또는 연신 펜을 이용한 임의의 일반 방법을 사용할 수 있다.

섬유 권취 속도는 섬유 형성 모드에 따라 가변이다. 예컨대, 섬유는 섬유 연신 후 방사된 섬유를 한 번 감는 것을 포함하는 공정으로 생산되거나; 또는 섬유를 방사하고 한 단계로 바로 연신하는 직접 연신 공정; 또는, 섬유를 고 속도로 방사하고, 연신 없이 바로 감는 비연신 공정이 있다. 이러한 공정 모두에서, 일반적으로, 500m/min 내지 7000 m/min 범위의 권취 속도로 섬유를 권취 한다. 이러한 섬유의 권취 속도는 종래의 습식 방사, 건식-제트-습식 방사 또는 건식 방사법에 의해 제조된 섬유보다 훨씬 빠르다. 즉, 본 발명의 섬유는 이와 같이 매우 고속도에서도 제조될 수 있다.

언급이 불필요하게, 500m/min 미만의 권취 속도로 섬유를 제조할 수 있으나, 섬유 생산성의 관점에서, 그러한 낮은 권취 속도는 무의미하다. 그러나, 반면, 7000m/min 초과의 고 권취 속도에서는 섬유는 단절 또는 파열된다.

본 발명의 수용성 PVA 섬유는, 이들의 제조 조건을 제어함으로써 물에서의 수축 프로필을 제어할 수 있다. 물에서 섬유가 수축되지 않거나 또는 약간만 수축되게 하고자 하는 경우, 바람직하게는 섬유를 열 처리한다. 열 처리는, 방사된 섬유가 연신되는 과정 중의 연신 처리와 함께 또는 분리하여 실시 가능하다.

섬유를 고온에서 열처리하는 경우, 물 중에 용해된 섬유의 최대 수축도를 낮출 수 있다. 그러나, 고온에서의 열처리를 거친 섬유는 물에서 종종 높은 용해 온도를 필요로 한다. 따라서, 섬유의 용도 및, 물에서의 용해 온도와 물에 용해되는 섬유의 최대 수축도 간의 조화를 고려하여 열처리 온도를 정하는 것이 좋다. 일반적으로, 열처리 온도는 바람직하게는 PVA의 유리전이 온도와 (Tm-10)℃ 사이이다.

열처리 온도가 Tg 미만이면, 섬유는 만족할 정도로 잘 결정화되지 않고, 직물로 형성되거나 열-세팅 처리를 가할 때 많이 수축하게된다. 그렇다면, 또한, 고온의 물에 용해된 섬유의 최대 수축은 70% 초과이고, 섬유는 많은 습기를 흡수하여 저장시에 서로 붙어 버리는 경우가 생긴다. 반면, 열처리온도가 (Tm-10)℃ 초과이면, 가열시에 섬유는 원치않게도 붙어버린다.

방사 섬유는, 수축되면서, 열처리를 거칠 수 있다. 수축되면서 열처리를 거친 섬유는 이들이 물에 용해 시에 수축하는 정도가 감소될 수 있다. 열처리시키는섬유에 적용되는 수축정도는, 바람직하게는 0.01 내지 5%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 4.5%, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 4% 범위이다. 섬유에 가한 수축 정도가 0.01% 미만이면, 물에 용해되는 섬유의 최대 수축도를 감소시키는데에는 실질적으로 효과가 없다. 그러나, 수축 정도가 5% 초과이면, 그러한 정도로 고 수축된 섬유가 헐거워지면서, 섬유를 안정적으로 수축시키는 것은 불가능하다.

본 발명의 사용을 위한 PVA는 쉽게 수용성인 것으로, 물에 의해 거의 영향받지 않는, 열판 또는 유사물과의 접촉으로 PVA 섬유를 열 연신 또는, 열풍 또는 유사한 것으로 열 연신하는 것이 바람직하다. PVA 섬유를 수조 안에서 연신해야만 하는 경우, 수조의 온도는 40℃ 이하로 조절하는 것이 중요하다.

섬유가 용해되는 물의 온도와, 물에 용해되는 섬유의 최대 수축도에 대해서는, 섬유의 용도에 의존되기는 하나, 저온의 물에 섬유를 용해시키고 물에 용해되는 섬유의 수축도가 작은 것이 경제적인 관점이나 섬유의 부피 안정성 면에서 바람직하다. 수 용해 온도는 하기와 같이 측정되는 온도를 나타내는 것을 의미한다: 섬유를 2mg/데니어 하중을 가하여 물 속에 걸어두고, 가열하여, 물 속에서 섬유가 파열되는 온도를 읽는다. 이것이 시험 섬유가 물에서 용해되는 온도이다. 반면, 이 시험에서 용해 직전의 섬유 수축 최고도를 읽는데, 이것이 물에 용해되는 섬유의 최대 정도이다.

본 발명의 PVA 섬유는 '수용성'이며, 이는, 섬유가 용해되는 소요 시간에 관계없이, 상기 시험 방법에서 섬유가 물에 녹는다는 의미이다.

본 발명에서, 사용될 PVA 타입과, PVA 섬유 제조 조건을 변화시킴으로써, 약10 - 100℃ 정도의 온도의 물에 용해되는 수용성 PVA 섬유를 제조하는 것이 가능하다. 그러나, 저온에서 용해 가능한 섬유는 습기를 쉽게 흡수하여, 섬유의 강도가 종종 약하다. 따라서, 손쉬운 핸들링, 실용성 및 수용성을 포함한 모든 특성의 양호한 조화를 소지한 섬유를 제조하기 위해, 섬유가 물에서 분해되는 온도는 40℃ 이상이 바람직하다.

섬유 용해를 위해 수용성 섬유를 가공하는 온도는, 섬유가 분해되는 온도 및, 섬유의 용도에 따라 적절하게 결정된다. 원칙상으로는, 가공 온도가 높을수록 가공 시간은 단축된다. 섬유를 고온 수에서 가공 시에, 물의 온도는 50℃ 이상이 바람직하며, 보다 바람직하게는 60℃이상, 더욱 더 바람직하게는 70℃ 이상, 최적으로 바람직하게는 80℃ 이상이다. PVA를 포함하는 용융 방사 섬유의 용해 처리는, 섬유의 분해와 병행할 수 있다.

PVA 섬유가 가공되는 수용액으로는, 일반적으로 연수가 사용되나, 수성 알칼리 용액, 수성 산성 용액 등과 같은 다른 것도 또한 사용 가능하다. 용액은 계면활성제 및 침투제를 함유할 수 있다.

물에 용해되는 PVA 섬유의 최대 수축도는 바람직하게는 70 % 이하, 보다 바람직하게는 60 % 이하, 더욱 바람직하게는 50 % 이하, 더욱 더 바람직하게는 40 % 이하이며, 가장 바람직하게는 30 % 이하이다. PVA 섬유의 최대 수축도가 지나치게 크면, 예컨대, 다른 저 수축 합성섬유와 함께 직물로 형성되어 이 직물을 물에서 처리하여 그 안의 PVA 섬유를 용해시키고자할 때, PVA 섬유가 과도하게 수축한다. 그 결과, 이렇게 가공된 섬유는 뒤틀리고, 변형 또는 주름지게되어, 모든 좋은 형상을 잃게 된다.

상기의 방식으로 제조된 PVA 섬유는, 단독으로 또는 기타 비수용성 섬유 또는 PVA 섬유보다 수용성이 낮은 거의 비수용성인 섬유와 조합되어, 실 (yarn), 제직물, 편직물 및 기타와 같은 다양한 섬유 구조로 형성될 수 있다. 이러한 섬유 구조에서, PVA 섬유는, 공액 섬유 또는 PVA 및 기타 열가소성 중합체로 구성된 혼합 방사섬유일 수 있다.

본 발명의 PVA 섬유는, 용도에 따라, 특별한 제한이 없이 다른 모드로서 사용될 수 있다. 예로서, PVA 섬유를 사용하는 한 모드로서, PVA 성분은 PVA 섬유를 포함하는 섬유 구조상에 적극적으로 남겨져 내부에서 바인더 성분으로서 작용하게 할 수 있고; 다른 형태로 사용하는 경우는, 하나 이상의 성분으로서 PVA를 포함하는 섬유는 비수용성 섬유와 결합되어 구조-변성 실(yarn), 혼합 필라멘트 실, 방사 실(spun yarn) 및 기타 실을 제포하고, 그후에 상기 실을 제직 또는 제편 직물으로형성하고, 그후에 상기 직물을 수중에서 처리하여 그안의 PVA 성분을 용해시키고 제거하여, 최종 제품에서 공극을 형성시킨다. 후자의 경우에, 생성된 최종 제품은 추가의 기능을 가질 수 있었고 그들의 느낌은 향상될 수 있었다. 예로서, 그들은 부풀음이 있고 촉감이 부드럽고 유연하였으며 열절연능력을 지니고 있다. 섬유 제품이 몇가지 추가의 기능을 갖도록 하는 후자의 경우에 관하여, 예로서, 한 성분으로서 폴리스틸렌을 포함하는 폴리에스터 섬유 또는 다성분 섬유를 액상 알카리 용액 또는 유기 용매로 처리하여 원하는 목적을 달성할 수 있다. 본 발명에서는, 그러나, 무해한 물로 처리한 섬유 구조는 추가의 기능을 가질 수있었고, 이것은 본 발명의 한가지 특징이다.

본 발명의 부직포는, 하나 이상의 성분으로서, 변성 폴리비닐알콜(변성 PVA)을 함유하는 섬유를 포함한다. 이것을 제포하기 위하여, 어떠한 방법도 이용할 수 있다. 예로서, 상기 기술한 방법으로 제조된 섬유는 카드 웹(web)으로 형성될 수 있거나; 또는 용융 방사로 제조되거나 제조된 후 즉시, 예로서 방사-결합 모드(spun-bonding mode) 또는 용융-블로잉 모드(melt-blowing mode)에서, 부직포로 직접 형성된다.

부직포는 변성 PVA 만의 섬유로 구성될 수 있고 또한 한가지 성분으로서 변성 PVA, 또다른 성분으로서 다른 불용성 또는 거의 불용성인 물의 용해도가 변성 PVA보다 낮고 270 ℃ 이하의 용융점을 갖는 열가소성 중합체를 포함하는 다성분 섬유로 구성될 수 있다. 다성분 섬유에서, 다른 열가소성 중합체의 형태는 다성분 섬유에 대하여 상기에서 언급한 것과 동일할 수 있다.

부직포를 구성하는 섬유의 단면 프로파일에 관하여, 섬유는 원형의 단면적을 지닌 것에 한정하지 않고, 여러가지 변형 단면 또는 공동 단면을 지닌 것을 포함한다.

변성 PVA를 함유하는 용융-블로운(melt-blown) 부직포를 제조하는 방법을 구체적으로 기술한다. 그러한 방법으로, 예로서, 인더스트리얼 앤드 엔지니어링 케미스트리(48권, 8호, 1342-1346 면, 1956 년)에 알려진 것들과 같은 알려진 용융-블로잉 장치를 사용할 수 있다. 간략하게는, PVA 펠릿을 용융하여 융융 압출기에서 혼련(kneading)하고, 수득한 용융 중합체를 기어 펌프로 계량하고, 용융-블로잉 장치의 방사 노즐로 도입하고, 상기 장치를 통하여 고온 공기 스트림에 의하여 취입되면서 섬유로 방사시키고, 그후에 블로운 섬유를 콜렉터상에 시트화하여 부직포를 형성하며, 최종적으로 시트화된 부직포를 권취한다.

원한다면, 약 40℃ 이하의 온도의 냉공기 스트림을 노즐 바로 아래에서 용융-블로운 섬유에 적용하며, 그리하여 부직포에서 섬유의 점착을 최소화할 수 있다. 이러한 방법으로, 생성된 부직포는 한층 더 부드럽다.

본 발명의 부직포를 상기와 같은 용융-블로잉 방법으로 제조하는 방법에서는, 블로잉 온도를 (Tm ＋ 10℃) 내지 (Tm ＋ 80℃) 가 되도록 조절하는 것이 중요하다. 만일 블로잉 온도가 (Tm ＋ 10℃) 보다 낮다면, 중합체의 용융 점도가 너무 높고 상기 중합체는 블로잉 공기가 높은 속도로 그곳에 적용되었을 때에도 얇은 섬유를 형성할 수 없었다. 그러하다면, 생성된 부직포는 아주 거칠은 직물을 갖게된다. 다른 한편으로는, 블로잉 온도가 (Tm ＋ 80℃) 보다 높다면, 중합체 PVA는 열분해하고 안정적으로 섬유로 방사될 수 없다.

원한다면, 본 발명의 용융-블로운 부직포를 구성하는 섬유는 부분적으로 또는 전적으로 열을 주어 압착하여 직물내에서 섬유간 점착을 증대시킨다. 상기 조건에서, 직물은 증대된 강도를 가질 수 있다. 본 발명의 용융-블로운 부직포 를 구성하는 섬유는 그들이 웹(web)로 형성됐을 때 서로 약하게 붙는다. 그러므로, 웹을 형성하는 섬유는 종종 댕기어지고 직물는 그리하여 끈어지게된다. 상기 문제를 해결하기 위하여, 섬유는 부분적으로 또는 전적으로 열을 주어 압착하여 , 예로서, 열 엠보싱(thermal embossing) 또는 열 카린더링(thermal calendering)을 통하여 서로 견고하게 하며, 웹 강도는 그리하여 증대된다. 증대된 강도로, 직물의 실제적인 응용성은 증가될 수 있다. 열 압력 처리에서, 사용되는 고온 롤의 온도, 압력, 처리 온도 및 사용되는 엠보싱 롤의 패턴을 처리 목적에 따라 적절하게 결정할 수 있다.

본 발명의 부직포를 구성하는 PVA 섬유는 물에 활성을 갖고, 그들의 외관 용융점은 물의 존재하에서 낮아진다. 그러므로, 직물를 물을 적용한 후에 열압력 처리하였을 때, 사용되는 고온 롤의 온도는 낮출수 있다.

상기 기술한 방법으로 제조한 열 가소성 PVA의 용융-블로운 부직포는 다른 정도의 공기 투과도를 가질 수 있다. 예로서, 그것은 1 내지 400 ㏄/㎠/sec 정도의 공기 투과도를 가질 수 있다. 그러나, 부직포를 구성하는 섬유의 평균 직경이 20 ㎛ 초과라면, 직물은 그러한 범위의 투과도를 가질 수 없다. 그러므로, 부직포를 구성하는 섬유의 평균 직경은 20 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 부직포는, 물에 대하여 높은 친화성을 갖는 것처럼, 물에서 용해하거나 팽창하거나 또는 물을 흡수한다. 예로서, 그것은 5 ℃에서 냉수에 조차도 잘 용해되고, 그러므로 5 ℃ 내지 30 ℃ 범위의 통상 온도에서 물로 처리될 수 있다.

상기와 같은 방법으로 제조된 용융-블로운 부직포는 물에서 용해할 수 있거나 분해할 수 있다. 그러나, 만일 부직포가 더 높은 온도에서 물에 용해하거나 분해할 수 있는 것을 바란다면, 추가의 열처리를 할 수 있다. 상기 열처리는 직물을 구성하는 수지질의 섬유의 결정화를 증진한다. 열처리는 용융-블로운 부직포를 제조하는 공정에서 수행할 수 있거나, 또는 생성된 섬유를 권취한 후에 수행할 수 있다. 열처리를 한 상기 부직포는 50 ℃ 미만의 온도에서 물에 용해하지 않고, 99 ％ 이상의 PVA 중량 보존력을 유지하였으나, 더 높은 온도, 예로서, 70 ℃ 이상의 더욱 높은 온도에서는 급격히 용해된다. 그리하여, 열처리 직물는 온도에 의존적 물분해성을 지니고 있다.

부직포를 40 ℃ 내지 Tm - 5 ℃ 사이의 온도로 열처리하는 것이 중요하다.

만일 열처리 온도가 40 ℃ 미만이라면, 직물을 구성하는 섬유는 그러한 낮은 온도에서 만족할 정도로 잘 결정화될 수 없고, 그러한 낮은 온도의 열처리는 직물이 의도한 온도에 의존적 물분해성를 갖게하도록 직물을 증진시키는 것에 비효과적이다. 다른 한편으로는, 열처리 온도가 Tm - 5 ℃ 초과라면, 직물을 구성하는 섬유는 높은 온도의 열처리로 함께 붙을 것이고, 섬유는 거칠고 단단한 느낌을 지니고, 부드러운 촉감을 상실하여 바람직하지 않다.

열처리는 부직포를 물수조에 있는 물에 직접적으로 노출시키는 방법을 제외하고는 어떠한 바람직한 방법으로 수행할 수 있다. 예로서, 부직포는 고온 공기에서, 또한 고온 플레이트, 고온 롤러 등을 사용하여 가열될 수 있다. 바람직하게는, 공업 규모로 연속 열처리가 가능한 고온 롤러를 가지고 가열된다. 그러한 고온 롤러로써 부직포를 가열하는 방법에서는, 부직포는 고온 롤러와 직접 접촉시킨다. 열처리에서, 부직포의 한면 또는 양면이 가열될 수 있다. 바란다면, 부직포는 압력하에서 가열될 수 있다.

부직포가 물에서 용해되거나 분해되는 온도는 직물을 형성하는 중합체의 제형을 변화시키 변화될 수 있으며, 또한 열처리 온도 및 시간 등을 포함하는 직물의 후열처리의 열경과(heat history) 뿐만아니라 블로잉 공기의 온도, 유량 등을 포함하는 섬유-블로잉 조건를 변화시킴으로써 변화될 수 있다. 다른 조건 하에서 제조 및 처리된 부직포는 온도 의존적 물분해도를 가질 수 있다. 예로서, 어떤 것들은 냉수에서 분해되는데 반하여, 어떤 다른 것들은 단지 끓은 물에서만 분해한다.

부직포가 용해하거나 분해하는 물의 온도는 직물의 용도에 따라, 적절하게 결정할 수 있다. 한가지 지침으로, 처리 온도가 더 높을 때 처리 시간이 더 짧을 수 있다. 직물이 고온의 물에서 용해되거나 분해될 때, 물의 온도는 바람직하게는 50 ℃ 이상이고, 더 바람직하게는 60 ℃ 이상, 바람직하게는 70 ℃ 이상, 가장 바람직하게는 80 ℃ 이상이다. PVA를 포함하는 용융-블로운 부직포를 용해시키거나 분해시키는 처리는 직물을 구성하는 섬유의 분해를 수반한다.

본 발명에 사용되는 PVA는 생분해성이며, 활성 스럿지로 처리되거나 또는 땅에 매몰되었을 때, 분해되어 물 및 이산화탄소가 된다. 그것의 수용액이 활성 스럿지로 연속적으로 처리되었을 때, PVA는 2 일 내지 한 달내에 거의 완전히 분해된다. 생분해 관점에서, 본 발명에서 섬유용 PVA는 90 내지 99.99 ㏖ ％ 사이, 바람직하게는 92 내지 99.98 ㏖ ％ 사이, 더욱 바람직하게는 93 내지 99.97 ㏖ ％ 사이의 비누화도를 갖는 것이 바람직하다. 섬유용 PVA는 1.2 내지 2.0 ㏖ ％ 사이, 바람직하게는 1.25 내지 1.95 ㏖ ％ 사이, 더욱 바람직하게는 1.3 내지 1.9 ㏖ ％ 사이의 1,2-글리콜 결합 함량을 갖는 것이 또한 바람직하다.

1.2 ㏖ ％ 보다 적은 1,2-글리콜 결합 함량을 갖는 PVA는 생분해성이 미약하고, 더불어, 그것의 용융 점도가 너무 높으므로 그것의 가방성(spinnability)는 종종 나쁘다. 반면, 2.0 몰 % 보다 큰 1,2-글리콜 결합 함량을 갖는 PVA 는 불량한 열 안정성을 가지며, 그의 가방성은 대부분 불량하다.

PVA의 1,2-글리콜 결합 함량은 NMR에서 나타나는 피이크로부터 수득할 수 있다. 간략하게는, PVA를 비누화하여 최소한 99.99 ㏖ ％의 비누화도를 갖도록하고, 그 후에 메탄올로 충분히 세척하고, 2 일간 감압하에서 90 ℃에서 건조시킨다. 이것을 몇 방울의 트리플루오로아세틱산을 첨가한 DMSO-D6에서 용해시킨다. 수득한 시료를 80 ℃에서 500 MHz 양성자 NMR (JEOL GX-500 사용)으로 처리한다. NMR 데이타로부터 PVA의 1,2-글리콜 결합 함량을 수득한다.

구체적으로, PVA에서 비닐 알콜 단위에 대한 메틴(methine) 유래의 피크는 3.2 내지 4.0 ppm (적분치 A)의 영역에 할당되고; 1,2-글리콜 결합에 대한 메틴(methine) 유래의 피크는 3.25 ppm (적분치 B)에 할당된다. PVA의 1,2-글리콜 결합 함량은 Δ가 변성도(㏖ ％)를 나타내는 다음의 식에서와 같이 계산된다.

1,2-글리콜 결합 함량 (㏖ ％) = 100B/{100A /(100 - Δ)}

하나 이상의 성분으로서 PVA를 포함하는 본 발명의 섬유, 또한 실, 제편 또는 제직포, 부직포 및 다른 것과 같은 본 발명의 섬유를 함유하는 섬유 구조는 많은 용도를 갖는데, 예로서, 제지용 바인더 섬유, 부직포용 바인더 섬유, 건조 공정 부직포용 스테이플(staples), 방사용 스테이플, 제편 및 제직 직물용 다중-필라멘트(구조-변성 실, 혼합 필라멘트 실), 케미칼 레이스용 기재 직물, 의복용 제직포,재봉실, 수용성 포장 물질; 다이퍼 라이너, 종이 다이퍼, 생리대, 대소변용 패드 등의 위생 물품; 수술 가운, 수술 테이프, 마스크, 시이트, 붕대, 가제, 청청 솜, 구급 점착 테이프용 기재 직물, 반창고용 기재 직물, 상처 카버 등의 의료용품; 포장 물질, 스프라이싱 테이프, 핫멜트 시이트(순간 고정 시이트를 포함), 인터라이닝, 재배용 시이트, 농업용 카버, 뿌리 보호용 시이트, 수용성 로우프, 낚시줄, 시멘트용 강화 물질, 고무용 강화 물질, 마스킹 테이프, 캡, 필터, 행주용 천, 닦는 천, 타월, 소형 습윤 타월, 화장용 퍼프, 화장용 패드, 애이프런, 글로우브, 테이블 천; 화장실 시이트 카버 등의 여러 카버; 벽천(wall cloths); 벽종이, 벽천용 등의 라이닝 페이스트로서 사용되는 공기-투과성, 재습윤성 점착제; 수용성 토이 등을 들 수 있다.

본 발명은 다음의 실시예에 의하여 구체적으로 기술하지만, 그것은 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 특별히 나타내지 않는다면, 실시예에서 인용되는 ％ 및 부(part)는 모두 중량 기준이다.

PVA의 분석:

달리 특별히 지적하지 않는다면, PVA는 JIS-K6726에 따라서 분석되었다.

그것의 변성도를 측정하기 위하여, 변성 폴리비닐 에스테르 또는 변성 PVA를 500 MHz 양성자 NMR(JEOL GX-500 사용)으로 처리한다.

PVA의 알칼리 금속 이온량은 원자흡광분석기로써 수득한다.

물에서의 용해도:

본 발명의 PVA 섬유가 물에 용해되는 온도, 물용해 온도는 다음과 같이 측정한다:

2 ㎎/데니어의 하중을 그들에 적용하여, 섬유를 눈금자를 따라 담겨졌다. 물에 잠긴 섬유의 깊이는 약 10 ㎝ 이었다. 그 조건에서 섬유를 물에 담겨진채로, 물을 20 ℃ 부터 섬유가 용해하여 분열을 시작하는 온도까지 1 ℃/ min의 가열 속도로 가열하였다. 물에 잠긴 섬유가 분열하기 시작하는 온도를 읽었다. 그렇게 가열시키며, 섬유가 용해에 의하여 분열될 때까지 눈금자로 섬유의 길이를 읽었다. 섬유의 길이의 변화에 기초하여, 섬유의 최대 수축도를 수득하였다. 이것과 별도로, 섬유를 약 한 시간 동안 물속에서 교반하고 물속의 어떤 불용물의 존재 혹은 비존재를 육안으로 점검하였다.

섬유의 강도 및 신장(elongation):

JIS L1013 에 따라 측정된다.

가방성:

PVA를 용융 압출기 내에서 용융-혼련하고, 중합체 용융 스트림을 방사 헤드로 도입하고, 기어 펌프로 계량한다. 단일-성분 방사용으로 각각의 직경이 0.25 mm인 24 개 오리피스 노즐을 사용하나, 다중-성분 방사용으로는 각각의 직경이 0.4 mm인 24 개 오리피스 노즐을 사용한다. 용융된 중합체는 노즐을 통해 방사되고, 방적속도는 800 m/분이다. 본 방사시험을 6시간 계속했다. 시험하는 동안 내내 방사 섬유의 상태를 체크하고, 시험 중합체의 가방성을 하기와 같이 평가했다:

○○: 전혀 끊어지지 않고, 방사섬유는 6 시간 내내 계속 권취가능.

○: 방사섬유는 6 시간 동안 1 회 끊어졌으나, 6 시간 동안 다중-필라멘트로서 권취가능.

○∼△: 방사섬유는 6 시간 동안 2 회 이상 끊어졌으나, 6 시간 동안 다중-필라멘트로서 권취가능.

△: 방사섬유는 많이 끊어지고, 단지 5 분간 다중-필라멘트로서 권취가능.

×: 방사섬유는 많이 끊어지고, 권취불가능.

부직포의 수중 분해성:

본 부직포의 수중 분해는 완전 용해부터 부분 해체까지이다.

시험용으로 부직포 약 0.1 g을 정방형 샘플로 자르고, 중량을 측정한다. 이것을 예정된 온도를 갖도록 조절된 증류수 1000 cc에 넣고, 간헐적으로 교반하면서 약 30 분간 그 속에 방치한다. 이어서, 샘플의 상태를 관찰한다. 샘플이 분해 또는 붕해에 의해 부직포로서의 구조를 상실하는 경우, '분해된'으로 정의한다.

샘플이 줄거나, 부풀거나, 휘어 한덩어리로 되어 부직포의 구조를 유지하는 지 어떤지 현미경으로 판단하기 불가능한 경우는 이어서 샘플을 물 밖으로 꺼집어 낸다. 이것을 건조시킨 후, 중량을 측정한다. 이와 같이 측정한 중량을 샘플의 원래 중량와 비교한다. 샘플의 중량유지가 70 % 이상이면, 샘플은 '분해된'으로 사료된다.

PVA 부직포의 중량 보유 :

PVA 부직포의 중량 유지를 하기와 같이 측정한다:

비-가공 직물의 원래 중량(이것을 25 ℃, 60 % 상대습도에서 24 시간 방치했던 것)를 측정했다. 직물을 50 ℃에서 30 분간 수중에 침습시키고, 이어서 꺼내어 건조 시킨 후, 25 ℃, 60 % 상대습도에서 24 시간 방치하고, 중량을 측정했다. 직물의 중량 유지를 비-가공된 직물의 원래 중량에 대한 처리된 직물 중량의 중량%에 의해 나타냈다.

부직포의 강도 및 신장:

JIS L1085에 기재된 '부직 행간 시험법(non-woven interlining test method)'에 따라 측정한다.

부직포의 통기성:

JIS L1096에 기재된 '일반 직물 시험법'의 방법 A에 따라, 프라지어 시험기를 사용하여 측정한다.

부직포를 구성하는 섬유의 평균 직경:

방사 전자 현미경을 사용하여, 직물의 표면을 나타내는, 측정할 부직포를 사진 촬영한다(×1000). 각각의 그림에서 두 대각선을 그리고, 교차하는 섬유의 두께를 측정한다. 사용하는 현미경의 확대비율로부터 데이타를 섬유 각각의 실제 직경으로 전환한다. 섬유 100개를 측정하고, 평균하여 직물을 구성하는 섬유의 평균 직경을 수득한다.

그림 상에서 각 섬유의 직경을 측정할 수 없는 불명확한 섬유 및 겹친 섬유를 제외한다.

실시예 1:

에틸렌-변성 PVA의 제조:

비닐 아세테이트 29.0 kg 및 메탄올 31.0 kg을 교반기, 질소주입구, 에틸렌주입구 및 개시제 주입구가 장착된 100 l 가압 용기에 넣고, 60 ℃에서 가열한 후, 질소로 거품을 일으켜 30 분간 질소 세정한다. 이어서, 거기에 에틸렌을 도입하여, 반응기 내의 압력을 5.9 kg/cm²에 이르게 한다. 한편, 개시제 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴)(AMV)를 메탄올에 용해하여 AMV 농도가 2.8 g/l인 용액을 제조한다. 이것을 질소로 거품을 내어 질소 세정한다. 내부 온도가 60 ℃가 되게 반응기를 조절하고, 거기에 개시제 용액 170 ml를 넣는다. 반응기 내의 단량체는 상기 조건에서 중합되기 시작한다. 중합 동안, 개시제 AMV 용액을 610 ml/시간의 유속으로 계속해서 반응기에 도입하면서, 에틸렌을 반응기 내로 도입하여, 반응기 내에서 압력을 5.9 kg/cm²및 중합온도를 60 ℃로 유지시킨다. 10 시간 후, 중합도는 70 %에 도달하고, 시스템을 냉각시켜 중합을 중지시킨다. 반응기를 열어 에틸렌을 방출시킨다. 질소가스로 거품을 일으켜 에틸렌을 완전히 방출시킨다. 이어서, 비-반응 비닐 아세테이트 단량체를 감압 하에서 반응기로부터 제거한다. 반응기 내에는 폴리비닐 아세테이트의 메탄올 용액이 남아있다. 폴리비닐 아세테이트의 메탄올 용액에 메탄올을 가하여 중합체 농도 50 %의 용액을 제조한다. 생성된 폴리비닐 아세테이트의 메탄올 용액 200 g(이것은 폴리비닐 아세테이트 100g을 포함한다)에 알칼리 용액 46.5 g(10 % NaOH의 메탄올 용액)을 첨가한다. 폴리비닐 아세테이트 중 비닐 아세테이트 단위에 대한 여기에 첨가한 NaOH의 몰비(MR)는 0.10이다. 이와 같이 상기에 NaOH를 첨가하여 중합체를 비누화한다. 알칼리 첨가하고 약 2 분 후, 시스템이 겔화한다. 이것을 분쇄기를 사용하여 분쇄하고 60 ℃에서 1시간 방치한다. 그 동안 중합체가 더 비누화된다. 이어서, 메틸 아세테이트 1000 g을 가하여 잔존 알칼리를 중화한다. 페놀프탈레인이 첨가된 지시계로 시스템을 시험하여 중화가 완전히 되었는 지 확인한다. 이어서, 이것을 여과하여 백색고체 PVA를 분리한다. 여기에 메탄올 1000 g을 가하고, 상온에서 3시간 방치한다. 이어서, 메탄올을 가하여 백색고체를 세정한다. 세정 조작을 3회 반복한다. 이어서, 이것을 원심분리하여 액체구성성분을 제거하고, 생성된 PVA를 건조기내, 70 ℃에서 2 일간 방치한다. 이와 같이 하여 건조 PVA를 수득한다.

이와 같이 상기와 같은 방법으로 수득한 에틸렌-변성 PVA는 98.4 몰%의 비누화도를 갖는다. 변성 PVA를 재로하여 산에 용해시키고, 원자 흡광분석시킨다. 이와 같이 측정된 변성 PVA의 나트륨 함량은 변성 PVA 100 중량부에 대해 0.03 중량부였다.

한편, 상기와 같이 중합 시스템으로부터 비-반응 비닐 아세테이트 단량체를 제거하여 수득한 폴리비닐 아세테이트의 메탄올 용액을 n-헥산에서 침전시키고, 아세톤에 용해시켜 정제한다. 정제공정을 3회 반복한다. 이와 같이 정제한 후, 80 ℃ 감압하에서 3 일간 건조시켜 정제 폴리비닐 아세테이트를 수득한다. 정제 폴리비닐 아세테이트를 DMSO-d6에 용해시키고, 80 ℃에서 500 MHz 양성자 NMR(JEOL GX-500 사용)시킨다. 중합체의 에틸렌 함량은 10 몰%로 나타났다. 폴리비닐 아세테이트의 메탄올 용액을 몰 비 0.5의 알칼리로 비누화시키고, 분쇄하고, 이어서 60 ℃에서 5 시간 방치하여 중합체의 비누화를 촉진시킨다. 이것을 메탄올로 3일간 속실렛(Soxhlet) 추출시키고, 이어서 80 ℃에서 감압하에 3 일간 건조시켜 정제 에틸렌-변성 PVA를 수득한다. 상기 PVA의 평균 중합도를 JIS K6726에 기재된 것과 같은 통상적인 방법에 따라 측정한 결과 330 이었다. 정제 PVA의 1,2-글리콜 결합 함량 및 그의 3-쇄(three-chain) 히드록실 함량을 상기에서 언급한 방법에 따라 500 MHz 양성자 NMR(JEOL GX-500 사용)로 측정한 결과, 각각 1.50 몰% 및 83 몰%이었다.

5 % 순수 변성 PVA 의수용액을 제조하여 도포시켜 10 미크론 두께의 필름을 형성시킨다. 필름을 80 ℃ 감압 하에서 1 일간 건조시킨다. 이것을 상기에서 언급한 방법에 따라 DSC(Mettler's TA3000 사용) 받게 하여 PVA의 융점을 측정한 결과 206 ℃이었다(표 1 참조).

실시예	중합도	비누화도(몰%)	Tm(℃)	변형용단량체	변형도(몰%)	3개 연속 비닐알콜 단위 사슬내 중앙 비닐 알콜 단위의 OH(몰%)	카르복실산 및 락톤 고리 함량(몰%)	나트륨 이온 함량(중량부)	1,2-글리콜 결합 함량(몰%)
실시예1	330	98.4	206	에틸렌	10	83	0.07	0.03	1.5
실시예2,28,61	280	95.7	186	에틸렌	10	82	0.08	0.3	1.5
실시예3,29,62	230	98.9	205	에틸렌	13	78	0.03	0.7	1.6
실시예4,30,63	480	91.3	180	에틸렌	4	91	0.11	0.0005	1.95
실시예5,31,64	440	98.4	204	프로필렌	3	93	0.1	0.001	1.7
실시예6,32,65	250	98.4	202	에틸렌글리콜비닐에테르	3	93	0.09	0.03	1.7
실시예7,33,66	330	98.3	180	에틸비닐에테르	6	88	0.04	0.03	1.6
실시예8,34,67	280	93.7	182	에틸비닐에테르	2	93	0.09	0.001	1.75
실시예9,35,68	440	98.4	168	에틸비닐에테르	8	84	0.02	0.001	1.5
실시예10,36,69	330	96.9	170	에틸렌+에틸비닐에테르	15+4	73	0.05	0.03	1.2
실시예11,37,70	230	99.8	224	5-헵텐-1-올	1.2	96	0.07	0.0006	1.8
실시예12,71	280	95.7	181	에틸렌	10	82	0.08	0.03	2.2
실시예13,72	480	91.3	185	에틸렌	4	91	0.11	0.03	1
비교예1	230	99.7	232	없음	-	99	0.14	0.03	1.45
비교예2	330	99.1	155	에틸비닐에테르	10	85	0.03	0.03	1.5
비교예3	330	98.4	206	에틸렌	10	83	0.07	0.0001	1.5
비교예4	330	98.4	206	에틸렌	10	83	0.07	1.4	1.5
비교예5	440	98.3	220	없음	-	99.95	0.21	0.3	1.7
비교예6	330	99.8	170	에틸렌+에틸비닐에테르	14+7	68	0.03	0.03	1.2
비교예7	250	98.9	198	에틸렌	21	65	0.01	0.03	1.4

상기에서 제조한 변성 PVA를 용융 압출기 내 240 ℃에서 용융 및 혼련하고, 용융 중합체 스트림을 방사 헤드로 도입하고, 기어 펌프를 사용하여 계량하고, 각각의 직경이 0.25 mm인 24 개 오리피스의 방사 노즐을 통해 방사하고, 800 m/분의속도로 방적한다. 방사조작을 6 시간 계속한다. 전단속도는 8,200 초^-1이고, 드래프트는 52이다. 비-연신된 방사 섬유를 이어서 고온 롤러 온도 75 ℃ 및 고온 플레이트 온도 170 ℃의 롤러-온-플레이트 연신 모드(roller-on-plate drawing mode)에서, 2.0의 연신비(HDmax×0.7에 상응)까지 연신한다. 연신된 실의 총 프로파일은 75d/24f이다. 각각의 연신된 실은 균일한 원형의 단면 프로파일을 갖는다. 방사 전자 현미경(×2000)을 사용하여 표면을 관찰한 결과, 길이 0.5 ㎛ 이상의 줄무늬 오목 부분이 관찰되지 않았다. 연신된 실의 강도, 신장 및 수중 용해도, 연신된 실의 수중 용해 온도, 및 물에 용해 전 연신된 실의 최대 수축도를 표 2에 모두 나타내었다.

실시예	방사온도(℃)	고온롤러온도(℃)	고온플레이트온도(℃)	연신비	가방성	수중용해성	수용해온도(℃)	최대수축도(%)	강도(g/d)	신장(%)
실시예1	240	75	170	HDmax×0.7	○○	○○	66	38	3.1	32.8
실시예2	210	75	150	×0.7	○○	○○	55	33	2.5	33.4
실시예3	240	75	170	×0.67	○	○	63	18	2.2	35.6
실시예4	210	75	150	×0.8	○	○	54	72	3.7	22.9
실시예5	230	75	170	×0.8	○○	○○	65	60	3.5	23.1
실시예6	230	75	170	×0.6	○○	○	60	19	2.9	24.1
실시예7	210	75	150	×0.7	○○	○○	54	44	2.3	22.3
실시예8	210	75	150	×0.6	○	○	52	37	2.1	24.4
실시예9	200	75	140	×0.8	○	○	33	65	3.6	28.8
실시예10	200	75	140	×0.65	○	○○	35	40	2	40.8
실시예11	250	100	180	×0.6	○	○	74	18	2.2	17.6
실시예12	210	75	150	×0.7	○∼△	○	57	35	2.1	30.3
실시예13	220	75	150	×0.7	○∼△	○	52	69	3.5	21.8
실시예14	240	고온롤러1온도 85	고온롤러2온도 160	×0.72	○○	○○	68	19	3.5	33.5
실시예15	210	85	130	×0.81	○	○	55	48	3.9	28.3
실시예16	230	85	150	×0.81	○○	○○	66	30	3.5	25.2
실시예17	210	85	130	×0.72	○○	○○	55	28	2.5	24.9
실시예18	200	85	120	×0.81	○	○	34	49	3.7	30.2
실시예19	200	85	120	×0.66	○	○○	35	22.1	2.4	42.1
비교예1	250	고온롤러온도-	고온플레이트 온도-	-	×	-	-	-	-	-
비교예2	180	-	-	-	×	△	-	-	-	-
비교예3	240	75	170	×0.7	△	△	-	51	2.8	15.3
비교예4	240	-	-	-	×	-	-	-	-	-
비교예5	250	100	180	×0.7	△	△	-	66	3.5	16.7
비교예6	200	-	-	-	×	-	-	-	-	-
비교예7	230	75	150	×0.7	○○	×	-	-	2.5	24.5
비교예8	240	40	170	×0.95	○	○	82	28	4.5	10.1

수중 용해성: ○○: 매우 양호. ○: 양호. △: 약간의 불용성 잔류물. ×: 불용해.

다음으로, 관모양-직조기를 사용하여 연신된 실을 직물로 직조한다. 직조하는 동안, 섬유는 전혀 소섬유로 분해되지 않았다.

상기에서 제조한 견인 PVA 필라멘트를 파열신 신장율 162 %(85d/48f)인 비-연신 필라멘트 폴리에틸렌 테레프탈레이트(한계 점도: 0.68) 및 파열신 신장율 32 %(50d/12f)인 견인 필라멘트 폴리에틸렌 테레프탈레이트(한계 점도: 0.67)와 5.5 %의 과공급비(overfeed ratio)로 혼합 직조를 통해 결합시켜 조합된 실을 형성시키고, 조합된 실을 1.072의 연신비, 1.782의 마찰 디스크/실 공정 속도비(D/Y), 255 m/분의 가연 속도, 및 180 ℃의 최초 히터 온도에서 가연(false-twisted)시켜 구조-변성 폴리에스테르 꼰실을 제조한다.

상기에서 제조한 구조-변성 폴리에스테르 꼰실을 이중 트위스터를 사용하여 800 트위스트/m로 트위스트시킨다. 이와 같이 트위스트된 구조-변성 폴리에스테르 꼰실은 경사로 작용하는 통상의 구조-변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트 꼰실[135d/60f; 외피 85d/48f; 중심부 50d/12f - 상기는 1800트위스트/m로 트위스트된다]와 함께 위사로 사용되어 1/2 twill 제직포로 직조된다. 여기에서 위사/경사의 중량비는 1/1이다. 비-가공직물을 190 ℃로 미리 조절한 소다회로 정련-이완시키고, 이어서 95 ℃ 열수에서 60 분간 처리하여 직물 내의 모든 견인 PVA 섬유를 용해시켜 제거한다.

이에 가공된 직물을 물로 세척하고, 통상적인 방법으로 건조 및 염색하고, 이어서 최종적으로 온도를 170 ℃로 조절한다. 최종 조절 단계에서, 직물을 덮지않고 직물이 장력하에서 반반해 질 정도의 장력을 가한다.

상기와 같은 방법으로 이와 같이 수득된 직물은 느낌이 부드럽고 가볍고, 양호한 유연성 및하리코시(harikosi; 가해진 압력에 대해 강인함)를 갖는다. 직물의 단면을 전자 현미경으로 관찰하여, 직물을 구성하는 꼰실에서 고다공 구조를 관찰했다.

실시예 1의 직물 제조시, 가소제인 솔비톨-에틸렌 산화물 첨가제(몰 단위로 1/2)를 변성 PVA 에 3 내지 20 중량%의 비율로 첨가했다. 이 경우, 직물은 가소제를 첨가하지 않은 것 보다 안정하게 수득되었다. 수중 용해도 프로파일에 있어서, 가소제를 첨가한 직물은 가소제를 첨가하지 않은 직물 보다 물에 잘 용해되고, 부가적으로 용기 벽에 붙어 있는 가소제를 첨가한 직물로부터 용해된 물질의 양은 가소제를 첨가하지 않은 직물로부터 용해된 물질의 양보다 적었다.

실시예 2 내지 13:

실시예 1에서 사용된 PVA 대신에 표 1에 나타낸 PVA를 사용하고 방사온도와 연신 및 열처리를 위한 조건을 표 2에 나타낸 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 연신된 PVA 섬유를 실시예 1과 동일한 방식으로 제조하였다. 사용된 PVA의 가방성; 연신된 섬유의 강도, 신장율 및 수중 용해도; 연신된 섬유가 물 중에서 파괴되는 수용해온도; 및 연신된 섬유의 물 중에서 파괴되기 전의 최대 수축도를 표 2에 나타낸다.

실시예 2에서 제조된 연신된 PVA 필라멘트를 Y형 단면을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필라멘트(3중량%의 실리카를 함유하고, 한계점도[ η]가 0.65이고, 끓는 물 중에서의 수축도가 3.5%이고, 건조가열 하에서의 수축도(DSr)이 5.0%이고, 전체 프로파일이 75 d/48 f임) 및 원형 단면을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필라멘트(3중량%의 실리카를 함유하고, 한계점도[ η]가 0.65이고, 끓는 물 중에서의 수축도가 14%이고, 건조가열 하에서의 수축도(DSr)이 18%이고, 전체 프로파일이 75 d/24 f임)와 조합하고, 흐르는 공기 중에서 인탱글링하여 조합된 필라멘트 실을 얻었다. 이 공정의 안정성이 양호하였고, 아무런 문제없이 목적하는 실으로 형성되었다.

이렇게 얻어진 실을 실이 위사 및 경사 양자의 기능을 하고, 위사/경사의 비가 1/1인 1/1 평제직포로 제직하였다. 제직 공정의 안정성도 역시 양호하였고, 실은 아무런 문제없이 목적하는 직물로 형성되었다. 평제직포를 정련-완화하고나서, 60분 동안 물 중에서 끓였다. 상기 공정을 통해서, 연신된 PVA 섬유를 선택적으로 물 중에 용해시켰다. 이렇게 가공된 직물은 벌키하고 촉감이 부드러웠고, 가해진 압력에 대해 가요성 및 강인성을 보였다.

실시예 14:

실시예 1에서 제조된 비연신된 섬유를 85℃의 제 1 롤러, 160℃의 제 2 롤러 및 30℃의 제 3 롤러에 의해 가열 하에서, 제 1 롤러와 제 2 롤러 사이에서의 연신비가 2.06(HDmax ×0.72에 해당됨)이 되고 제 2 롤러와 제 3 롤러 사이에서의 수축도가 3%가 되는 방식으로 연신하였다. 이렇게 연신된 섬유의 전체 프로파일은 75 d/24 f이었다. 연신된 섬유의 강도, 신장율 및 수중 용해도; 연신된 섬유가 물 중에서 파괴되는 수용해온도; 및 연신된 섬유의 물 중에서 파괴되기 전의 최대 수축도를 표 2에 나타낸다.

다음으로, 연신된 PVA 섬유를 250 트위스트/m의 카운트까지 꼬았다. 꼬인실을 경사로, 연신된 섬유의 꼬이지 않은 실을 위사로 사용하여, 평제직포를 제조하였다(경사에 대해서는 120 실/인치, 그리고 위사에 대해서는 95 실/인치). 이것은 여기에서 제조되는 화학적 레이스에 대한 기재 직물의 기능을 한다. 속옷용 망사 레이스를 위해 디자인된 패턴을 기재 직물 상에 수를 놓아 화학적 레이스의 샘플을 제조하였는데, 이를 위해 레이온 실의 자수용 실을 사용하였다. 이것을 98℃의 열수 중에서 가공하여 화학적 레이스를 망사로 마무리하였다. 열수처리를 통해, PVA 섬유의 기재 직물을 물 중에 완전히 용해시켰고, 마무리된 화학적 레이스는 정교하고 깨끗한 자수 망사 패턴을 가졌다.

실시예 15:

표 2에 나타낸 방사 온도에서 방사된 실시예 4의 비연신된 PVA 섬유를 표 2의 연신비까지 가열 하에서 연신한 것을 제외하고는, 연신된 PVA 섬유를 실시예 14와 동일한 방식으로 제조하였다. 연신된 섬유의 강도, 신장율 및 수중 용해도; 연신된 섬유가 물 중에서 파괴되는 수용해온도; 및 연신된 섬유의 물 중에서 파괴되기 전의 최대 수축도를 표 2에 나타낸다.

실시예 16:

표 2에 나타낸 방사 온도에서 방사된 실시예 5의 비연신된 PVA 섬유를 표 2의 연신비까지 가열 하에서 연신한 것을 제외하고는, 연신된 PVA 섬유를 실시예 14와 동일한 방식으로 제조하였다. 연신된 섬유의 강도, 신장율 및 수중 용해도; 연신된 섬유가 물 중에서 파괴되는 수용해온도; 및 연신된 섬유의 물 중에서 파괴되기 전의 최대 수축도를 표 2에 나타낸다.

실시예 17:

표 2에 나타낸 방사 온도에서 방사된 실시예 7의 비연신된 PVA 섬유를 표 2의 연신비까지 가열 하에서 연신한 것을 제외하고는, 연신된 PVA 섬유를 실시예 14와 동일한 방식으로 제조하였다. 연신된 섬유의 강도, 신장율 및 수중 용해도; 연신된 섬유가 물 중에서 파괴되는 수용해온도; 및 연신된 섬유의 물 중에서 파괴되기 전의 최대 수축도를 표 2에 나타낸다.

실시예 18:

표 2에 나타낸 방사 온도에서 방사된 실시예 9의 비연신된 PVA 섬유를 표 2의 연신비까지 가열 하에서 연신한 것을 제외하고는, 연신된 PVA 섬유를 실시예 14와 동일한 방식으로 제조하였다. 연신된 섬유의 강도, 신장율 및 수중 용해도; 연신된 섬유가 물 중에서 파괴되는 수용해온도; 및 연신된 섬유의 물 중에서 파괴되기 전의 최대 수축도를 표 2에 나타낸다.

실시예 19:

표 2에 나타낸 방사 온도에서 방사된 실시예 10의 비연신된 PVA 섬유를 표 2의 연신비까지 가열 하에서 연신한 것을 제외하고는, 연신된 PVA 섬유를 실시예 14와 동일한 방식으로 제조하였다. 연신된 섬유의 강도, 신장율 및 수중 용해도; 연신된 섬유가 물 중에서 파괴되는 수용해온도; 및 연신된 섬유의 물 중에서 파괴되기 전의 최대 수축도를 표 2에 나타낸다.

실시예 20:

실시예 1에서 제조된 PVA를 240℃의 용융압출기 내에서 용융 및 혼련하고,폴리머 용융 흐름을 방사 헤드 내에 도입하고, 기어 펌프로 계량하고, 각각 직경이 0.4mm인 48개의 오리피스를 갖는 방사 노즐을 통해 방사하고, 800 m/분의 속도로 권취하였다. 전단속도는 2,000 sec^-1이었고, 드래프트는 136이었다. 그리고나서, 비연신된 방적 섬유를 열풍노 내에서 2.5의 연신비(HDmax ×0.8에 해당됨)까지 연신하였고, 이를 위해 제 1 로의 온도는 150℃, 제 2 로의 온도는 170℃이었다. 연신된 섬유의 전체 프로파일은 150 d/48 f이었다. 각각의 연신된 섬유는 균일하고 완전한 원형 단면 프로파일을 가졌다. 그 표면을 주사전자현미경(×2000)으로 관찰하였고, 그 위에서 길이가 0.5㎛ 이상의 줄무늬 오목부는 발견되지 않았다. 사용된 PVA의 가방성; 연신된 섬유의 수중 용해도; 연신된 섬유가 물 중에서 파괴되는 수용해온도; 및 연신된 섬유의 물 중에서 파괴되기 전의 최대 수축도를 표 3에 나타낸다. 관형 편물기계를 사용하여, 연신된 섬유를 편성하여 직물로 만들었다. 편성되는 동안에 섬유는 전혀 피브릴화되지 않았다.

실시예	가방성	수중 용해도	수용해온도(℃)	최대 수축도(%)	관형 편물기계에 대한 적합성
실시예 20			68	36
실시예 21			70	19
실시예 22			59	24
실시예 23			30	30
수중 용해도: : 매우 양호함: 양호함: 일부가 용해되지 않음× : 용해되지 않음

실시예 21:

실시예 9에서 제조된 비연신된 섬유를 150℃의 제 1 로 내에서 가열 하에서2.5의 연신비(HDmax ×0.8에 해당됨)까지 연신하고나서, 장력을 가하지 않은 상태에서 180℃의 제 2 로 내에서 추가적으로 가열하였다. 연신된 섬유의 전체 프로파일은 150 d/48 f이었다. 각각의 연신된 섬유는 균일하고 완전한 원형 단면 프로파일을 가졌다. 그 표면을 주사전자현미경(×2000)으로 관찰하였고, 그 위에서 길이가 0.5㎛ 이상의 줄무늬 오목부는 발견되지 않았다. 사용된 PVA의 가방성; 연신된 섬유의 수중 용해도; 연신된 섬유가 물 중에서 파괴되는 수용해온도; 및 연신된 섬유의 물 중에서 파괴되기 전의 최대 수축도를 표 3에 나타낸다. 관형 편물기계를 사용하여, 연신된 섬유를 편성하여 직물로 만들었다. 편성되는 동안에 섬유는 전혀 피브릴화되지 않았다.

실시예 22:

실시예 1에서 제조된 PVA를 240℃의 용융압출기 내에서 용융 및 혼련하고, 폴리머 용융 흐름을 방사 헤드 내에 도입하고, 기어 펌프로 계량하고, 각각 직경이 0.25mm인 24개의 오리피스를 갖는 방사 노즐을 통해 방사하고, 180℃의 튜브 히터 내에서 가열 하에서 즉시 연신하고, 4000 m/분의 속도로 권취하였다. 전단속도는 8,200 sec^-1이었고, 드래프트는 260 이었다. 각각의 연신된 섬유의 표면을 주사전자현미경(×2000)으로 관찰하였고, 그 위에서 길이가 0.5㎛ 이상의 줄무늬 오목부는 발견되지 않았다. 사용된 PVA의 가방성; 연신된 섬유의 수중 용해도; 연신된 섬유가 물 중에서 파괴되는 수용해온도; 연신된 섬유의 물 중에서 파괴되기 전의 최대 수축도; 및 관형 편물기계에 대한 섬유의 적합성을 표 3에 나타낸다.

실시예 23:

실시예 1에서 제조된 PVA를 240℃의 용융압출기 내에서 용융 및 혼련하고, 폴리머 용융 흐름을 방사 헤드 내에 도입하고, 기어 펌프로 계량하고, 각각 직경이 0.25mm인 24개의 오리피스를 갖는 방사 노즐을 통해 방사하고, 5,500 m/분의 속도로 권취하였다. 전단속도는 20,800 sec^-1이었고, 드래프트는 140이었다. 연신된 섬유의 전체 프로파일은 75 d/24 f이었다. 각각의 연신된 섬유는 균일하고 완전한 원형 단면 프로파일을 가졌다. 그 표면을 주사전자현미경(×2000)으로 관찰하였고, 그 위에서 길이가 0.5㎛ 이상의 줄무늬 오목부는 발견되지 않았다.

관형 편물기계를 사용하여, 연신된 섬유를 편성하여 직물로 만들었다. 편성되는 동안에 섬유는 전혀 피브릴화되지 않았다. 사용된 PVA의 가방성; 연신된 섬유의 수중 용해도; 연신된 섬유가 물 중에서 파괴되는 수용해온도; 연신된 섬유의 물 중에서 파괴되기 전의 최대 수축도; 및 관형 편물기계에 대한 섬유의 적합성을 표 3에 나타낸다.

비교예 1 및 2:

실시예 1에서 사용된 PVA 대신에 표 1에 나타낸 PVA를 사용하고 표 2에 나타낸 방사온도에서 PVA를 방사하고 방사된 섬유를 표 2에 나타낸 연신비까지 연신한 것을 제외하고는, 연신된 PVA 섬유를 실시예 1과 동일한 방식으로 제조하였다. 사용된 PVA의 가방성; 연신된 섬유의 강도, 신장율 및 수중 용해도; 연신된 섬유가 물 중에서 파괴되는 수용해온도; 및 연신된 섬유의 물 중에서 파괴되기 전의 최대 수축도를 표 2에 나타낸다.

비교예 1에서는, 폴리머 PVA가 250℃의 방사온도에서 충분히 용융되지 않았고, 게다가, 폴리머 용융물은 점도가 방사온도에서 너무 높아서 방사 팩을 통해 방사되지 않았다. 그러므로, 방사온도를 270℃까지 상승시켰다. 그러나, 이 상승된 온도에서는 폴리머 PVA가 열분해될 수도 있었고, 그 가방성이 너무 불량하여 그 섬유를 권취할 수 없었다. 비교에 2에서는, 사용된 PVA의 결정도가 불량할 수 있다. 그 결과로서, PVA의 방사된 섬유를 가열되는 동안에 또는 물을 흡수할 때에 서로 부분적으로 달라붙었고, 달라붙은 섬유들은 떨어지지 않았다. 달라붙은 섬유들의 수중 용해도를 조사하였다. 달라붙은 섬유들이 어느 정도 물 중에서 팽윤 및 용해되지만, 물 중에서 완전히 용해되지 않는 덩어리를 형성한다는 것을 발견하였다.

비교예 3:

실시예 1과 동일한 방식으로 PVA를 제조하였다. 그러나, 이 과정에서, 폴리머를 실시예 1과 동일하게 메탄올로 4회 세척한 후에, 메탄올/물=90/10의 혼합 용액으로 3회 더 세척함으로써 폴리머의 나트륨 이온 함량을 0.0001 중량부까지 감소시켰다. 이렇게 제조된 폴리머 PVA를 실시에 1과 동일한 방식으로 방사하였다. 폴리머가 겔화 할 수도 있었기 때문에, 그 섬유를 권취하는 것은 극히 짧은 시간(약 5분) 동안에만 가능하였다. 비연신된 섬유를 실시예 1과 동일한 방식으로 연신하고, 1시간 동안 90℃의 물 중에서 가공하였다. 그러나, 일부가 물 중에 불용성이어서, 완전히 용해시킬 수 없었다(표 2 참조).

비교예 4:

실시예 1과 동일한 방식으로 PVA를 제조하였다. 그러나, 이 과정에서, 폴리머의 나트륨 함량이 1.4중량부가 될 수 있도록 폴리머를 메탄올로 세척하지않았다. 이렇게 제조된 폴리머 PVA를 방사하려고 하였지만, 폴리머가 열분해되어 그 섬유를 권취하는 것이 불가능하였기 때문에, 실패하였다(표 2 참조).

비교예 5 내지 7:

실시예 1에서 사용된 PVA 대신에 표 1에 나타낸 PVA를 사용하고 표 2에 나타낸 방사온도에서 PVA를 방사하고 방사된 섬유를 표 2에 나타낸 연신비까지 연신한 것을 제외하고는, 연신된 PVA 섬유를 실시예 1과 동일한 방식으로 제조하였다. 사용된 PVA의 가방성; 연신된 섬유의 강도, 신장율 및 수중 용해도; 연신된 섬유가 물 중에서 파괴되는 수용해온도; 및 연신된 섬유의 물 중에서 파괴되기 전의 최대 수축도를 표 2에 나타낸다.

비교예 5의 PVA는 방사되는 동안에 열분해 및 겔화되었고, 가방성이 불량하였다. 그 섬유를 권취하는 것은 극히 짧은 시간(약 5분) 동안에만 가능하였다. 비연신된 섬유를 실시예 1과 동일한 방식으로 연신하고, 1시간 동안 90℃의 물 중에서 가공하였다. 그러나, 일부가 물 중에 불용성이어서, 완전히 용해시킬 수 없었다(표 2 참조).

비교예 6에서는, 폴리머 PVA의 용융점도가 200℃의 방사온도에서 너무 높아서, 이 온도에서 폴리머 PVA가 방사 팩을 통해 잘 방사되지 않았다. 그러므로, 방사온도를 240℃까지 상승시켰다. 그러나, 이 상승된 온도에서는, 폴리머가 방사되는 도중에 열분해 및 겔화되었고, 그 가방성이 불량하였다. 그 섬유를 권취하는 것은 극히 짧은 시간(약 5분) 동안에만 가능하였다. 비연신된 섬유를 실시예 1과 동일한 방식으로 연신하고, 1시간 동안 90℃의 물 중에서 가공하였다. 그러나, 일부가 물 중에 불용성이어서, 완전히 용해시킬 수 없었다.

비교예 7에서는, PVA의 가방성이 매우 양호하였고, 연신된 섬유를 아무런 문제없이 제조하였다. 그러나, 1시간 동안 90℃의 물 중에서 가공된 연신된 섬유는 전혀 용해되지 않았다.

비교예 8:

실시예 1에서 제조된 비연신된 섬유를 롤러-온-플레이트(roller-on-plate) 연신 모드에서 HDmax ×0.95의 연신비까지 연신하였고, 이를 위해 고온 롤러의 온도는 40℃이었고, 고온 플레이트의 온도는 150℃이었다. 그러나, 이 과정에서, 연신되는 섬유의 다수가 파괴되었고, 극히 짧은 시간 동안에만 권취할 수 있었다. 현미경으로 관찰하였을 때, 섬유의 주위에서 다수의 피브릴을 발견하였다. 주사전자현미경(×2000)으로 관찰하였을 때, 각각의 섬유의 표면 상에서 길이가 0.5㎛ 이상인 줄무늬 오목부를 다수 발견하였다. 여기에서 제조된 섬유는 실제 사용할 수 있는 수준의 것이 아니었다.

실시예 24:

실시예 1에서 제조된 PVA와, 8몰%의 이소프탈산과 공중합된 변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(일차입경이 0.04㎛인 실리카를 1.0중량부 함유하고, 30℃에서 오르토클로로페놀 중에서의 점도가 0.75로 감소됨(농도: 1g/dl))를 개별적으로 용융하고, 방사 헤드 내에 공급하고, 이 방사 헤드를 통해 폴리머를 방사하여 변성 폴리에스테르의 6개층 및 PVA의 5개층으로 이루어진 다층 2성분 섬유를 얻었다. 이 헤드는 약 24개의 원형 오리피스를 갖는 방사 노즐을 구비한다. 이 방사 노즐은 계량부의 직경이 0.25mmΦ이고, 랜드 길이가 0.5mm이고, 각각의 오리피스가 종모양으로 확장되고 직경이 0.5mmΦ인 개구를 갖도록 구성되어 있다. 방사온도는 260℃이었다.

방사구 바로 아래에, 수평방향으로 냉풍을 보낼 수 있고 길이가 1.0m인 냉풍송풍장치가 배치되어 있다. 방사구를 통해 방사된 2성분 섬유를 냉풍송풍장치 내에 직접 도입하였고, 냉풍송풍장치 내에서 섬유를 0.5m/초의 유량의 냉풍(25℃ 및 65RH%로 조절됨)에 노출시킴으로써, 섬유를 50℃ 이하까지 냉각시켰다. 냉풍송풍장치의 유출구 주위에서의 섬유의 온도는 40℃이었다.

그리고나서, 이렇게 50℃ 이하까지 냉각된 2성분 섬유를 길이가 1.0m이고 내경이 30mm인 튜브 히터(방사구로부터 1.6m 아래쪽에 배치되어 있고, 내벽의 온도가 180℃임) 내에 도입하였고, 그 내부에서 연신하였다. 튜브 히터를 통과한 연신된 섬유에 유상 제제를 가이드-오일링(guide-oiling) 모드로 도포하였다. 그리고나서, 섬유를 2개의 권취 롤러 1쌍에 의해 4000m/분의 권취속도로 권취하였다. 이렇게 제조된 연신된 2성분 섬유는 전체 프로파일이 75 데니어/24 필라멘트이었다.

이 공정의 안정성은 양호하여 아무런 문제가 없었다. 이 2성분 섬유를 편성하여 관형 직물로 만들었다. 그리고나서, 관형 직물을 60분 동안 98℃의 열수 중에서 가공하였다. PVA 성분을 완전히 용해시켜 직물로부터 제거하였고, 변성 폴리에스테르의 스플릿 섬유만을 얻었다.

실시예 25:

실시예 24와 동일한 용융방사법으로 2성분 섬유를 제조하였다. 그러나, 이 과정에서, 실시예 24에서 사용된 변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트 대신에 폴리아미드(한계점도: 0.9, CONH/CH₂=1/3.9, 중합조성: 테레프탈산 19.5몰%, 1,9-노난디아민 10몰%, 2-메틸-1,8-옥탄디아민 10몰%, 벤조산 1몰% 및 NaH₂PO₂ㆍH₂O 0.06몰%)를 사용하였고, 이것을 260℃의 방사온도에서 용융-방사하였다. 이렇게 방사된 2성분 섬유를 50℃ 이하까지 냉각하였다.

비연신된 2성분 섬유를 1000m/분의 권취속도로 권취하였고, 권취하지 않고, 150℃에서 가열되도록 설정된 상태에서 3500m/분의 권취속도로 3.5의 연신비까지 직접 연신하였다. 이렇게 연신된 2성분 섬유의 전체 프로파일은 75 데니어/24 필라멘트이었다.

이 공정의 안정성은 양호하여 아무런 문제가 없었다. 이 2성분 섬유를 편성하여 관형 직물로 만들었다. 그리고나서, 관형 직물을 60분 동안 98℃의 열수 중에서 가공하였다. PVA 성분을 완전히 용해시켜 직물로부터 제거하였고, 폴리아미드의 스플릿 섬유만을 얻었다.

다음으로, 관형 직물을 하기 조건 하에서 흑색으로 염색하였다.

카얄론 폴리에스테르 블랙 G-SF 12%owf

토호살트 TD 0.5g/리터

울트라 Mt-N₂0.7g/리터

욕비 50:1

40분 동안 135℃의 욕 내에서 염색하였다.

이렇게 염색한 후에, 직물을 80℃에서 환원 방식으로 세척하였다.

욕 내에서의 착색제의 소모도는 80%이었고, 직물은 잘 착색되었다. 직물로부터 방출된 염료에 의해 오염된 액체를 측정하는 JIS L-0844의 방법 A-2에 따라서 착색된 직물의 염색견뢰도를 시험하였다. 착색된 직물은 양호한 염색견뢰도인 5등급의 수준이었다.

실시예 26:

실시예 1에서 제조된 PVA, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, 일차입경이 0.04㎛인 실리카를 1.0 중량부 함유하고, 30℃에서 오르토클로로페놀 중에서의 점도가 0.68로 감소됨(농도: 1g/dl))를 개별적으로 용융하고, PVA/PET=1/4의 혼합비로 코어/시이드 방사 노즐을 통해 방사하여 PVA가 시이드를 형성하고 PET가 코어를 형성한 코어/시이드 섬유를 얻었다. 방사온도는 285℃이었다. 섬유를 실시예 24와 동일한 방식으로 연신하였다. 연신된 2성분 섬유의 전체 프로파일은 75 데니어/24 필라멘트이었다.

이 공정의 안정성은 양호하여 아무런 문제가 없었다. 이 2성분 섬유를 제직하여 경사와 위사가 모두 2성분 직물로 이루어진하부타에(habutae) 직물(위사에 대해서는 87 실/인치이고 경사에 대해서는 120 실/인치인 원료 평제직포)로 만들었다. 이 직물을 60분 동안 98℃의 열수 중에서 가공하였다. PVA 성분을 완전히 용해시켜 직물로부터 제거하였다. 가공된 직물의 촉감은 중량 감소를 위해 알칼리로 가공한 종래의 폴리에스테르 직물과 마찬가지로 양호하였다.

실시예 27:

실시예 1에서 제조된 PVA, 및 D형 함량이 1%인 폴리락트산(융점: 170℃)을 상이한 압출기들 내에서 개별적으로 용융 및 혼련하고, 변성 PVA가 해측에 있고 폴리락트산이 도측에 있도록 하는 방식으로 240℃로 가열된 방사 팩 내로 보내고, 각각 직경이 0.4mmΦ인 24개의 오리피스를 갖는 2성분 방사 노즐을 통해 방사하였다. 폴리머 운반속도는 24g/분이었고; 전단속도는 2,400sec^-1이었고; 드래프트는 110이었고; 섬유 권취속도는 800m/분이었다. 이로써, 도의 수가 16인 1/1 해/도(sea/island) 2성분 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 3의 연신비(HDmax ×0.7에 해당됨)까지 150℃의 열풍노 내에서 연신하였다. 연신된 2성분 섬유의 단섬유 섬도는 4 데니어이었다. 방사 및 연신 조건, 섬유 가방성, 얻어진 섬유의 강도 및 신장율을 표 4에 나타낸다.

이 2성분 섬유를 편성하여 관형 직물로 만들었다. 그리고나서, 관형 직물을 1 시간 동안 95℃의 열수 중에서 가공하여 PVA 성분을 제거하였다. 그 결과로서, 폴리락트산 섬유의 편성 직물만을 얻었다. 직물의 촉감은 양호하였다. 이 직물을 풀어서, 직물을 구성하는 섬유를 분석하였다. 이 섬유는 섬도가 약 0.13 데니어인 초극세섬유이었고, 그 물성은 양호하였다. 직물로부터 방출된 PVA 성분을 함유하는 폐수로부터, PVA 성분을 추출해내고, 폐기물 하중 및 생분해도에 대해 분석하였다(표 5 참조).

폐수로부터 나온 PVA 추출물의 생분해도를 하기 방법에 따라서 평가하였다.

PVA 추출물의 생분해도:

사용된 활성화된 슬러지의 양이 9mg이 아닌 30mg인 것을 제외하고는 JIS-K-6950과 동일한 방식으로 측정하였다. 정확하게는, 활성화된 슬러지 30mg 및 PVA 추출물 수용액 30mg(추출물을 건조하고, 중량을 측정하고, 물 중에 용해시킴으로써 제조됨)을 유기 배양배지 내에 넣고, 그 내부에서 28℃에서 28시간 동안 배양하였다. 배양 도중에, PVA 추출물을 생분해하는데 소비된 산소의 양을 쿨로미터(coulometer)(Ohkura Electric제 모델 OM3001A)로 측정하였다. 측정 데이터를 기준으로 하여, PVA 추출물의 생분해도를 결정하였다.

	생분해도(%)
	7일	14일	21일	28일
실시예 27	98	99	99	99
비교예 9	1	2	2	2
비교예 10	1	2	2	2

실시예 28 내지 37:

실시예 27에서 사용된 PVA 대신에 표 1에 나타낸 PVA를 사용하고 섬유를 표 4에 나타낸 방사온도에서 방사하고 표 4에 나타낸 연신비까지 연신한 것을 제외하고는, 편성 직물을 실시예 27과 동일한 방식으로 제조하였다. 편성 직물의 촉감 및 물성을 표 4에 나타낸다.

비교예 9:

섬유를 제조하기 위해 실시예 27에서 사용된 PVA가 아닌 폴리에틸렌(Mitsui Chemical제 Milason FL60)을 사용한 것을 제외하고는, 편성 직물을 실시예 27과 동일한 방식으로 제조하였다. 편성 직물을 90℃의 톨루엔 중에서 추출처리하였지만, 이렇게 가공된 직물은 촉감이 거칠어서 양호하지 않았다. 게다가, 그 물성도 또한 양호하지 않았다(표 4 참조). 추출처리를 통해 방출된 폐수로부터, 폴리에틸렌을 회수하여 그 생분해도에 대해 분석하였다(표 5 참조).

비교예 10:

섬유의 제조시에 실시예 27에서 사용된 PVA대신에 5몰%의 술포이소프탈산과 4중량%의 폴리에틸렌 글리콜로 변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(페놀/테트라클로로에탄(중량비로 1/1)의 혼합용매에서 30 ℃ 에서 측정한 고유점도가 0.51 임)가 사용되었다는 점을 제외하고는, 편성물을 실시예 27과 동일한 방식으로 제조하였다.

방사온도는 270℃였다. 편성물을 98℃에서 NaOH(40 g/리터)에서 추출처리한다. 따라서 추출처리된 편성물에서, 변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트 뿐만아니라 폴리락트산이 추출액에 용해 분해된다. 그 결과, 목적하는 폴리락트산의 직물만이 여기에서 수득될수 없다(참조 표 4). 추출처리를 통해 배출된 폐수로부터, 변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 회수하고, 그의 생분해성을 측정한다(참조 표 5).

실시예 38:

실시예 27에서 사용된 폴리락트산 대신에 44몰%의 에틸렌 변성 PVA가 사용된 것을 제외하고는, 실시예 27과 동일한 방식으로 2성분 섬유를 제조한다.

여기에서, 전단속도는 2,500 sec^-1이며, 드래프트는 110이고, 방사온도는 250℃이다. 섬유를 편성하고, 편성물을 실시예 27과 동일한 방식으로 추출처리하였다. 섬유 방사성, 직물 추출성, 추출처리를 받은 직물의 감촉 그리고 섬유의 강도와 신도는 표 6에 나타냈다.

추출성 :

: 매우 양호

: 양호

촉감 :

: 매우 양호

: 양호

X : 불량

실시예 39:

실시예 27에서 사용된 폴리락트산 대신에 폴리프로필렌(Grandpolymer 사의 S106LA)이 사용된 것을 제외하고는, 실시예 27과 동일한 방식으로 2성분 섬유를 제조한다. 여기에서, 전단속도는 3,300 sec^-1이고, 드래프트는 90이며, 방사온도는 250℃이다. 섬유를 제편하고, 편성물을 실시예 27과 동일한 방식으로 모두 추출처리한다(참조 표 6).

실시예 40:

실시예 27에서 사용된 폴리락트산 대신에 고유점도가 0.72인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(30℃에서 페놀/테트라클로로에탄 (1/1 중량비)의 혼합 용매에서 측정)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 27과 동일한 방식으로 2성분 섬유를 제조한다. 여기에서, 전단속도는 2300 sec^-1, 드래프트는 120이고, 방사온도는 280℃이다. 섬유를 제편하고, 편성물을 실시예 27과 동일한 방식으로 모두 추출처리한다(참조 표 6).

실시예 41

실시예 27에서 사용된 폴리락트산 대신에 2.5몰%의 술포이소프탈산과 5몰%의이소프탈산으로 변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(30℃에서 페놀/테트라클로로에탄의 혼합 용매 (중량비로 1/1)에서 측정한 고유점도가 0.52)가 사용되었다는 점을 제외하고는, 실시예 27과 동일한 방식으로 2성분 섬유를 제조하였다. 여기에서, 전단속도는 2300 sec^-1, 드래프트는 120이고, 방사온도는 260℃이다. 섬유를 제편하고, 편성물을 실시예 27과 동일한 방식으로 모두 추출처리한다(참조 표 6).

실시예 42:

실시예 27에서 사용된 폴리락트산 대신에 나일론 6(우베 고산사의 우베 Nylon 6)가 사용되었다는 점을 제외하고는, 실시예 27과 동일한 방식으로 2성분 섬유를 제조하였다. 여기에서, 전단속도는 2500 sec^-1, 드래프트는 100이고, 방사온도는 250℃이다. 섬유를 제편하고, 편성물을 실시예 27과 동일한 방식으로 모두 추출처리한다(참조 표 6).

실시예 43 내지 47:

실시예 27, 38, 40, 41 및 42에서 제조된 비연신사를 통상적인 판상의 롤러 섬유연신기를 사용하여 3의 연신비로 연신한다. 따라서, 75 데니어/24 필라멘트의 전체 프로파일을 가지고 있는 상이한 유형의 다중 필라멘트가 제조된다. 다중 필라멘트를 위사와 경사가 모두 동일한 유형의 다중 필라멘트인 1/1 평직물로 제직한다. 원료직물을 80℃에서 수산화나트륨 (1 g/리터)과 Actinol R-100 (마쓰모또 유시)(0.5 g/리터)를 함유하고 있는 수용액에서 30분동안 처리한다. 이렇게 처리된 직물로부터, 변성 PVA를 제거해내면, 직물은 모두 부드럽고 좋은 감촉을 가지게된다. 실시예 43과 45의 직물을 분산 염료로 염색하고, 실시예 44와 47의 직물은 vat 염료로 염색하고, 실시예 46의 직물은 모두 청색인 양이온성 염료로 염색한다. 직물은 모두 염색이 잘되고 우수한 색상톤을 가지고 있다.

실시예 48 내지 52:

실시예 27에서 제조된 변성 PVA와 실시예 43 내지 47중 어느 하나에 사용된 열가소성 중합체를 별도로 용융하고, 상이한 압출기에서 혼련하여, 변성 PVA가 도면(island side)에 존재하고, 다른 열가소성 중합체가 해면(sea side)에 존재하는 방식으로 방사 팩으로 공급하고, 2성분 방사 노즐을 통해 방사하고, 800 m/분의 권취속도로 권취한다.

이렇게 하여 도의 수가 16인 1/1 해/도 2성분 섬유가 제조된다. 통상의 판상 롤러 섬유연신기를 사용하여 3의 연신비로 연신한다. 이렇게 연신된 다중 필라멘트는 75 데니어/24 필라멘트의 전체 프로파일을 가지고 있다. 방사팩 온도와 연신온도는 실시예 27 그리고 실시예 38, 40, 41 및 42와 동일하다. 다중 필라멘트를 관형 직물(tubular fabrics)로 제편한다. 이들을 90℃의 뜨거운 물중에서 처리하여 이들로부터 PVA성분을 제거한다. 이렇게 처리된 관형 직물은 촘촘하지만, 경험하지못했던 새로운 촉감을 가지고 있다. 처리된 직물을 구성하는 각 섬유의 단면도는 도 성분을 가지고 있지 않는, 연 뿌리와 같은 종단면도를 가지고 있다.

실시예 53 내지 57:

실시예 27에서 제조된 변성 PVA와 실시예 38 내지 42중 어느 하나에 사용된 열가소성 중합체를 1/1의 비율로 하나의 동일한 압출기로 보내고, 수득한 중합체용융물을 방사팩으로 공급하고 방사노즐을 통해 용융방사하고, 800 m/분의 권취속도로 권취한다. 혼합 방사 섬유를 관형 직물로 제편하고, 직물을 처리하여 실시예 48 내지 52와 동일한 방식으로 변성 PVA를 제거한다. 이렇게 처리된 직물을 구성하고 있는 섬유는 피브릴화되어 있으며, 직물 모두 비단과 같은 부드러운 촉감을 가지고 있다.

실시예 58:

실시예 27에서 제조된 연신사(이들은 4데니어의 단일섬유 미세도를 가지고 있다)를 크림퍼(crimper)로 크림핑하고, 길이 51 mm의 단섬유로 절단한다. 단섬유를 롤러 카드(roller card)로 카드하고, 니들펀치기로 얽히게하여 부직포로 만든다. 부직포를 95℃에서 뜨거운물에 1시간동안 담가 변성 PVA를 제거한다. 따라서, 폴리락트산의 시트와 유사한 부직포가 수득된다. 그의 물리적 특성은 표 7에 나타나 있다.

추출성 :

: 매우 양호

: 양호

촉감 :

: 매우 양호

: 양호

X : 불량

비교예 11:

비교예 9에서 제조된 2성분 섬유를 여기에서 사용한 것을 제외하고는 실시예 58과 유사한 방식으로 부직포를 제조한다. 부직포를 90℃의 톨루엔중에 추출처리한다(참조 표 7).

비교예 12:

비교예 10에서 제조된 2성분 섬유를 여기에서 사용한 것을 제외하고는 실시예 58과 동일한 방식으로 부직포를 제조하였다. 부직포를 98℃에서 NaOH(40 g/리터)중에서 추출처리한다. 이 처리에서, 변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트 뿐만아니라, 폴리락트산이 사용된 추출액에 용해분해되어, 목적하는 폴리락트산의 부직포가 수득될수 없다(참조 표 7).

실시예 59:

실시예 27에서 제조된 PVA와 1%의 D-형태를 가지고 있는 폴리락트산(용융점: 170℃)을 상이한 압출기에서 별도로 용융 혼련하고, 240℃로 가열된 방사팩에 공급하여, 변성 PVA와 폴리락트산을 방사하여 11층 2성분 섬유(1/2의 변성 PVA/폴리락트산비를 가지며, 6층의 폴리락트산과 5층의 변성 PVA로 구성됨)을 수득한다. 방사하는 동안, 섬유를 800 m/분의 속도로 권취한다. 비연신사를 150℃의 고온 공기로에서 3의 연신비로 연신하고, 길이 5mm의 단섬유로 절단한다. 단섬유를 물에 넣고 교반하여 분산시킨다. 수득한 분산물을 80 메쉬의 제지용 강철금속 가제를 통해 시트화시킨다. 수득한 시트를 80 kg/cm²의 유속으로 흐르는 물 스트림으로 처리함으로써, 시트를 구성하고 있는 2성분 섬유를 풀어 얽히게 만든다. 이제, 이것을 95℃의 고온수에 1시간동안 침적한다. 이렇게 처리된 시트에서, 변성 PVA는 제거된다. 시트는 높은 강도를 가지고 있으며, 부드럽고 좋은 촉감을 가지고 있다(참조 표 7).

실시예 60:

실시예 1에서 제조된 개질 PVA를 용융 압출기내 250℃에서 용융 혼련하고, 수득한 중합체 용융물 스트림을 기어 펌프로 계량하여 용융-연신 다이 헤드에 공급하고, 0.75 mm의 피치로 연속적으로 정렬된 0.3 mm Φ오리피스를 가지고 있는 용융-연신 노즐을 통해 방사한다. 노즐을 통해 바로 방사된 중합체 용융물 스트림에 250℃의 열풍 스트림을 가하고, 수득한 중합체 섬유를 시팅 컨베이어에 수집하여 50 g/m²의 중량을 가지고 있는 용융-블로운 부직포를 형성한다. 이 공정에서, 노즐을 통한 단위중합체 운반은 0.2 g/분/오리피스이고, 열풍유속은 0.15 Nm³/분/cm 폭이고, 노즐과 시팅 컨베이어 사이의 거리는 15 cm이다.

용융-연신 시스팀의 노즐 바로 아래, 15℃의 공기 스트림이 1 m³/분/cm 폭의 유속으로 용융-블로운 섬유 스트림에 가하는 이차 공기-블로우 장치가 배치되어 있다.

이렇게 제조된 용융-블로운 부직포는 섬유의 직경이 9.6 ㎛이고, 공기의 투과도는 140 cc/cm²/sec이다. 5 ℃에서 냉각수에 넣을을 때, 용해되며, 그의 원래형태가 소실된다. 50℃의 고온수에 넣었을 때, 또한 용해되며, 원래형태가 소실된다.

블로운 섬유의 상태, 부직포의 상태, 98℃의 고온수에서 부직포의 분해성, 그리고 부직포의 전체 평가결과가 표 8에 나타나 있다. 부직포의 물리적 성질은 표 9에 나타나 있다.

실시예 61 내지 72

실시예 1의 PVA대신에 표 1에 나타난 PVA가 사용되었으며, 섬유 블로잉 온도를 표 8과 같이 변화시킨 것을 제외하고는, 실시예 60과 동일한 방식으로 PVA용융-블로운 부직포를 제조하였다. 블로운 섬유의 상태, 부직포의 상태, 부직포의 분해성, 그리고 부직포의 전체 평가결과가 표 8에 나타나 있다.

실시예 73

실시예 60에서 제조된 PVA 융융물-블로운 부직포를 가압가열하에 20%의 둥근 엠보싱 면적비를 가지고 있는 금속 그라뷰아 롤과 평평한 금속 롤 사이에서 엠보싱하여, 엠보싱된 부직포를 제조한다. 이 공정에서, 그라뷰어 롤과 평평한 롤 모두 표면온도가 100℃이고, 선형 압력은 35 kg/cm이며, 선형 속도는 5 m/분이다.

부직포의 물리적 특성은 표 9에 나타나 있다. 엠보싱된 부직포의 강도가 증가된다. 이것은 엠보싱된 부직포를 구성하는 섬유가 함께 고정되어 더욱더 단단해지고, 섬유의 낙하 빈도가 감소되기때문이다.

실시예 74 내지 78:

실시예 60에서 제조된 PVA용융-블로운 부직포의 한 표면을 5 m/분의 표면속도로 회전하고 있는 평평한 금속롤과 접촉시킨 다음, 그의 다른 표면을 이전과 동일한 조건하에서 동일한 롤과 접촉시킨다. 상기 방법에서, 부직포가 열처리된다. 열처리를 위해, 부직포의 한쪽 그리고 다른 쪽 표면은 각각 약 8 초간 가동중인 롤과 접촉시킨다.

열처리를 위한 온도 변화에 의해 야기될수 있는 수중에의 직물의 분해성의 변화를 확실하게하기위해, 직물의 열처리온도를 일정 간격으로 변화시키고, 상이한 열처리를 겪는 직물을 샘플링하였다. 샘플의 구조, 물리적 특성과 수중 분해성이 분석되었으며, 수득한 데이터를 표 9와 10에 나타냈다. 수중 분해성에 대해서는, 열처리된 직물의 샘플을 50℃의 고온수에 침적하고, 중량보지율과 외부 외관을 또한 분석하였다. 수득한 데이터를 표 10에 나타냈다.

열처리된 직물 샘플 모두 물에 팽윤되었지만, 보다 고온에서 열처리된 것이 중량 보지율이 증가되었다. 구체적으로, 180℃ 또는 200℃의 고온에서 열처리된 샘플은 99% 이상의 중량 보지율을 가지고 있으며, 그의 외관이 변화가 거의 없었다. 한편, 실시예 74 내지 76의 열처리 직물 샘플은 50℃의 고온수에서 잘 팽윤되었으며, 그의 외부 외관은 직물을 구성하고 있는 섬유가 분해되어 엷은 막으로 나타나며, 그의 원래형태가 소실되었다.

실시예 74의 열처리 부직포의 샘플은 50℃의 고온에서 침적된 후 31%의 중량보지율을 가지고 있다. 그러나, 많이 팽윤되어, 그를 구성하는 섬유는 그의 원래형태를 완전히 소실하였다.

실시예 79:

이것은 지속적인 열처리의 효과를 나타내기위한 것이다. 10개의 열처리롤을 연속으로 조합하고, 실시예 78과 동일한 방식으로 부직포의 처리를 위해 사용하였다. 그러나, 여기에서는 직물의 한쪽 표면과 다른 쪽 표면을 이렇게 조합된 10개의 열처리롤로 각각 8초간 총 5번동안 처리하였다. 이렇게 처리된 직물의 외관, 물리적 특성, 수중 분해성을 표 9와 10에 나타냈다.

실시예 80:

이것은 수중에서 팽윤한 부직포의 강도를 증진시키기위한 것이다. 실시예 77에서 열처리한 PVA 용융물 블로운 부직포를 가압가열하에 20%의 둥근 엠보싱 면적비를 가지고 있는 금속 그라뷰아 롤과 평평한 금속 롤 사이에 엠보싱한다. 후자의 단계에서, 그라뷰어 롤과 평평한 롤 모두 표면온도가 120℃이고, 선형 압력은 35 kg/cm이며, 선형 속도는 5 m/분이다.

실시예 81:

실시예 78과 동일한 방식으로 PVA 용융물 블로운 부직포를 먼저 열처리한 다음, 실시예 80과 동일한 방식으로 엠보싱하였다.

이들 실시예 79 내지 81에서 처리된 부직포에 대해 외관, 물리적 특성, 수중분해, 50℃의 뜨거운 물에서 침적한후 중량 보지율 및 외부 외관을 분석하였다.

실시예 80 내지 81의 엠보싱된, 부직포의 강도와 신도는 엠보싱되지 않은 것보다 높았다.

비교예 13 및 14:

실시예 60에서 사용된 PVA 대신에 표 1에서 나타난 비교예 1과 2의 PVA를 사용하고, PVA 직물을 표 8에 나타난 블로잉 온도로 블로운한 것을 제외하고는 실시예 60과 동일한 방식으로 PVA 용융물 블로운 부직포를 제조하였다. 섬유 방사성,수득한 부직포의 상태, 수중 부직포의 분해성 및 부직포의 전체 평가결과를 표 8에 나타냈다.

비교예 13에서, 260℃의 블로잉 온도는 중합체 PVA의 융융점에 가까우며, 중합체 용융물의 용융 점도는 상기 온도에서 매우 높았다. 따라서, 여기에서 블로잉 온도는 270℃로 상승시켰다. 상기 온도에서, 중합체 용융물의 겉보기 용융물 점도는 감소되었지만, 중합체가 분해되고 겔화되었다. 이러한 조건에서, 섬유 방사성은 열악하였다.

비교예 14에서, 형성된 부직포는 수집기 네트에 부착되었으며, 권취할 수가 없었다. 이것은 중합체 PVA의 결정도가 저하되었기 때문이다.

비교예 15:

실시예 60과 동일한 방식으로 PVA 부직포를 제조하였다. 그러나, 방사되는 PVA는 메탄올로 네 번 세정한후 다시 메탄올/물=90/10의 혼합 용매로 세 번 세정하였으며, 그에 의해 중합체 PVA의 나트륨 이온 농도가 0.0001 중량부로 감소되었으며, 이 중합체를 섬유로 방사하였다. 다수의 수지상 그레인이 섬유으로부터 형성된 부직포의 전체 표면에 분산되어, 직물을 권취하기어렵다. 방사되는 중합체 용융물은 그의 용융 점도가 증가함에 따라 겔화되었다.

비교예 16:

실시예 60과 동일한 방식으로 용융-블로잉 PVA를 섬유로 제조하였다. 그러나, 방사되는 중합체 PVA는 메탄올로 세정하지 않아 그의 나트륨 함량은 1.4 중량부이였다. 방사하는동안, 중합체는 열분해되었으며, 그의 용융체는 섬유로 안정적으로 블로잉되지 않았다.

비교예 17:

표 1에 나타난 비교예 5의 PVA가 실시예 60에서 사용된 PVA 대신에 사용되었으며, 블로잉 온도가 표 8에 나타난 온도로 바뀐 것을 제외하고는 실시예 60과 동일한 방식으로 초미세 PVA섬유의 부직포가 제조되었다. 제조된 부직포의 섬유 방사성과 특성은 표 8에 나타냈다.

실시예 82:

실시예 1에서 제조된 PVA를 240℃에서 용융 압출기에서 용융 혼련하였으며, 수득한 중합체 용융물 스트림을 방사 헤드로 보내, 각각 0.25 mm의 직경을 가지고 있는 24개의 오리피스를 가진 방사구금을 통해 방사하였다. 방사된 섬유를 20℃의 차가운 공기로 냉각하고, 섬유가 실질적으로 3500 m/분의 속도로 권취되는 동안 흡입하에 가늘게되는 원형 흡입 블라스팅 장치에 공급하였다. 수득한 개공 필라멘트를 수집하고, 이동 수집 컨베이어 장치에 탈착하여 그위에 장섬유 웹(web)를 형성하였다. 형성된 웹을 20 kg/cm의 선형압력하에, 200℃로 가열된 엠보싱 롤과 평평한 롤을 통과시켜, 가열가압하에 엠보싱되는 동안 부직포로 시트화시켰다. 이러게 수득된 엠보싱 장섬유 부직포는 30 g/m²의 중량을 가지고 있으며, 장섬유는 4데니어의 단섬유 미세도를 가지고 있다.

65℃에서 뜨거운 물에 넣었을때, 부직포는 거기에서 용해되어 그의 원래형태를 소실하였다.

본 발명은 특정한 구현예를 참고로 상세하게 기술하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 범위에서 당 기술분야에 숙련된 사람에게 각종 수정과 변경이 가능함은 명백하다.

본 발명에 따라서, 하나 이상의 성분으로서, 물에서 양호한 용해도를 갖는 열가소성 폴리비닐 알콜을 함유하는 섬유, 이들의 용융 방사 방법, 또한 실(yarn), 제직포, 편성물 및 섬유를 함유하는 기타 직물 등과 같은 섬유 구조체, 및 물에서 양호한 용해도 또는 양호한 수세성 (flushability; 섬유로의 해체성) 을 갖는 열가소성 폴리비닐 알콜을 함유하는 부직포가 제공된다.

Claims (16)

1. 하나 이상의 성분으로서, 0.1 내지 25 mol % C1-4α-올레핀 단위 및/또는 비닐 에테르 단위를 함유하고, 비닐 알콜 단위 기준으로 3 개의 연속 비닐 알콜 단위 사슬의 중심에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록실기의 몰 분율이 3조식 표현으로 70 내지 99.9 mol % 이며, 카르복실산 및 락톤 고리 함량이 0.02 내지 0.15 mol % 이고, 융점(Tm)이 160 내지 230 ℃ 인 수용성 폴리비닐 알콜을 함유하고, 폴리비닐 알콜 100 중량부에 대해 소듐 이온 0.0003 내지 1 중량부의 알칼리 금속 이온을 함유하는 열가소성 폴리비닐 알콜 섬유.
2. 제 1 항에 있어서, 알칼리 금속 이온-함유의, 수용성 폴리비닐 알콜 및, 융점이 270 ℃ 이하인 일부 다른 열가소성 중합체를 함유하는 다중-성분 섬유인 열가소성 폴리비닐 알콜 섬유.
3. 제 1 항에 있어서, 폴리비닐 알콜이 4 내지 15 mol % 의 에틸렌 단위 함량을 갖는 변성 PVA 인 열가소성 폴리비닐 알콜 섬유.
4. 제 3 항에 있어서, 폴리비닐 알콜이 가소제를 함유하는 열가소성 폴리비닐 알콜 섬유.
5. 제 4 항에 있어서, 가소제가 폴리알콜 유도체인 열가소성 폴리비닐 알콜 섬유.
6. 제 5 항에 있어서, 폴리알콜 유도체가 소르비톨-알킬렌 옥사이드 부가물인 열가소성 폴리비닐 알콜 섬유.
7. 0.1 내지 25 mol % C1-4α-올레핀 단위 및/또는 비닐 에테르 단위를 함유하고, 비닐 알콜 단위 기준으로 3 개의 연속 비닐 알콜 단위 사슬의 중심에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록실기의 몰 분율이 3조식 표현으로 70 내지 99.9 mol % 이고, 카르복실산 및 락톤 고리 함량이 0.02 내지 0.15 mol % 이고, 융점(Tm) 이 160 내지 230 ℃ 이며, 폴리비닐 알콜 100 중량부에 대해 소듐 이온 0.0003 내지 1 중량부의 알칼리 금속 이온을 가지는 수용성 폴리비닐 알콜을 Tm 내지 Tm + 80 ℃ 의 방사구 온도에서, 1,000 내지 25,000 sec^-1의 전단 속도 (γ) 로, 또한 10 내지 500 의 드래프트로 용융-방사함을 포함하는, 열가소성 폴리비닐 알콜 섬유의 제조 방법.
8. 하나 이상의 성분으로서, 제 1 항 또는 제 2 항의 열가소성 폴리비닐 알콜 섬유를 함유하는 섬유 구조체.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 열가소성 폴리비닐 알콜 섬유 및, 물에 불용성이거나 상기 폴리비닐 알콜 섬유보다 수중 용해도가 더 낮은 다른 섬유를 함유하는 섬유 구조체.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 실(yarn), 제직포(woven fabrics) 또는 편성물 (knitted fabrics) 의 형태인 섬유 구조체.
11. 제 9 항의 섬유 구조체를 물로 가공하여 용해시키고, 섬유를 구성하는 폴리비닐 알콜을 제거함을 포함하는, 섬유 제품의 제조 방법.
12. 하나 이상의 성분으로서, 0.1 내지 25 mol % C1-4α-올레핀 단위 및/또는 비닐 에테르 단위를 함유하고, 비닐 알콜 단위 기준으로 3 개의 연속 비닐 알콜 단위 사슬의 중심에 위치한 비닐 알콜 단위의 히드록실기의 몰 분율이 3조식 표현으로 70 내지 99.9 mol % 이고, 카르복실산 및 락톤 고리 함량이 0.02 내지 0.15 mol % 이고, 융점(Tm) 이 160 내지 230 ℃ 인 변성 폴리비닐 알콜을 함유하고, 폴리비닐 알콜 100 중량부에 대해 소듐 이온 0.0003 내지 1 중량부의 알칼리 금속 이온을 함유하는 섬유로 이루어진 부직포.
13. 제 12 항에 있어서, 알칼리 금속 이온-함유의, 변성 폴리비닐 알콜 및, 융점이 270 ℃ 이하인 일부 다른 열가소성 중합체를 함유하는 다중-성분 섬유로 구성된 부직포.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 방사-결합된 부직포인 부직포.
15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 용융-블로잉된 부직포인 부직포.
16. 제 12 항에 있어서, 변성 폴리비닐 알콜이 4 내지 15 mol % 의 에틸렌 단위 함량을 갖는 부직포.