KR100694555B1

KR100694555B1 - 잠재 권축성 복합 섬유와 그 제조 방법, 및 섬유 집합물그리고 부직포

Info

Publication number: KR100694555B1
Application number: KR1020067003957A
Authority: KR
Inventors: 요시지 우스이; 시게키 가와카미
Original assignee: 다이와보세키 가부시키가이샤
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2007-03-14
Also published as: WO2005021850A1; KR20060087528A; TW200510584A; TWI287055B; CN100436667C; US7670677B2; JP3995697B2; JPWO2005021850A1; CN1842620A; US20070014987A1

Abstract

메탈로센 촉매를 사용하여 중합된 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체를 함유하는 제 1 성분과, 제 1 성분의 융점 T₁ 보다 높은 융점 T₂ 를 갖는 열가소성 중합체로 이루어지는 제 2 성분을 사용하여, 제 1 성분이 섬유의 주면의 길이에 대하여 20 % 이상의 길이로 노출되고, 또한 JIS-L-1015 (건열 수축률) 에 준하여, 온도 100 ℃, 시간 15 분간, 초하중 0.018 mN/dtex (2 mg/d) 로 측정되는 단섬유 건열 수축률이 50 % 이상이 되고, 동일 조건으로 초하중을 0.450 mN/dtex (50 mg/dtex) 로 하여 측정되는 단섬유 건열 수축률이 15 % 이상이 되는 잠재 권축성 복합 섬유를 구성한다. 이 잠재 권축성 복합 섬유는 낮은 온도에서 권축을 발현하고, 또한 열접착성을 갖는다.

Description

잠재 권축성 복합 섬유와 그 제조 방법, 및 섬유 집합물 그리고 부직포 {POTENTIAL CRIMPING COMPOSITE FIBER AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF, AND FIBER AGGREGATE, AND NONWOVEN FABRIC}

본 발명은, 열가공시에 있어서의 수축성 및 권축 발현성이 우수하고, 또한 양호한 열접착성을 갖는 잠재 권축성 복합 섬유에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 당해 잠재 권축성 복합 섬유를 사용한 수축성 또는 신축성이 우수한 섬유 집합물에 관한 것이다.

종래부터, 신축성을 갖는 부직포를 제조하는데 사용되는 잠재 권축성 복합 섬유가 여러 가지 제안되어 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 평2-191720 호 (특허문헌 1) 에서는, Q 값이 5 미만, 용융 유동 속도가 15∼200 g/10 분인 폴리프로필렌을 제 1 성분으로 하고, 융점이 133∼145 ℃ 인 에틸렌-프로필렌을 제 2 성분으로 하며, 병렬형, 또는 제 1 성분을 심으로, 제 2 성분을 초로 한 편심심초형으로 배치한 복합 섬유가 제안되어 있다. 일본 공개특허공보 평2-53916 호 (특허문헌 2) 에서는, 밀도 0.958 g/cm³ 이상의 고밀도 폴리에틸렌을 제 1 성분으로 하고, 폴리부틸렌테레프탈레이트를 제 2 성분으로 하며, 병렬형, 또는 제 1 성분을 초로, 제 2 성분을 심으로 한 편심심초형으로 배치한 복합 섬유가 제안되어 있다. 일본 공개특허공보 2001-40531 호 (특허문헌 3) 에서는, 특정한 융점을 갖는 프로필렌 공중합체를 제 1 성분으로 하고, 폴리에틸렌을 제 2 성분으로 하여, 제 2 성분을 초측에 배치한 편심초심형 복합 섬유가 제안되어 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평2-191720 호

특허문헌 2: 일본 공개특허공보 평2-53916 호

특허문헌 3: 일본 공개특허공보 2001-40531 호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 종래의 잠재 권축성 복합 섬유는, 실용상 여전히 개선의 여지를 갖는 것이다. 예를 들어, 특허문헌 2 에서 제안된 복합 섬유는 두 성분의 중심이 일치하지 않는 단면 형태의 불균형을 이용하여 권축을 발현시키고자 하는 것으로, 충분한 권축 발현성을 갖고 있지 않다. 그 때문에, 이것을 함유하는 섬유 웹은, 충분히 수축되지 않는다. 특허문헌 1 및 특허문헌 3 에서 제안된 복합 섬유는, 높은 권축 발현성을 갖지만, 낮은 온도에서의 권축 발현성이 낮아서, 충분히 권축을 발현시키고자 하는 경우에는, 높은 온도로 섬유 웹을 가공할 필요가 있었다. 또는, 종래의 잠재 권축성 복합 섬유는, 저온도에서 높은 권축 발현성을 나타내지만, 섬유가 완전히 권축된 상태 (즉, 그 이상 권축이 진행하지 않는 상태) 에 이르지 않을 수 있다. 그러한 복합 섬유는, 부직포를 제작할 때의 카드 통과성 등의 공정성이 나쁘다는 문제를 갖는다.

이와 같이, 지금까지 제안되어 온 잠재 권축성 복합 섬유는, 저온 가공성의 면에서 더욱 개량을 요하는 것이었다. 본 발명은, 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 높은 잠재 권축성을 갖고, 또한 저온도에서 단시간의 가공에 의해 권축을 완전히 발현하고, 나아가 부직포를 제작할 때의 카드 통과성 등의 공정성이 우수한 잠재 권축성 복합 섬유를 제공하는 것을 과제로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자들은, 섬유의 수축 발현에 기여하는 성분, 즉 가열되었을 때 오로지 수축하는 성분을 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체로 하여, 이것이 섬유 표면의 일부 또는 전부를 차지하는 복합 섬유를 구성함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있다고 생각하였다. 그 결과, 하기의 조건을 만족하는 복합 섬유가, 저온도에서의 권축 발현성이 양호하고, 또한 열접착성 섬유로서도 사용 가능한 것을 발견하였다.

즉, 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체를 함유하는 제 1 성분과, 제 1 성분의 방사 후의 융점 Tf₁ 보다 높은 방사 후의 융점 Tf₂ 를 갖는 열가소성 중합체로 이루어지는 제 2 성분으로 이루어지는 복합 섬유로서, 제 1 성분이 섬유의 주면(周面)의 길이에 대하여 20 % 이상의 길이로 노출되어 있고, JIS-L-1015 (건열 수축률) 에 준하여,

(1) 온도 100 ℃, 시간 15 분간, 초하중 0.018 mN/dtex (2 mg/d) 로 측정되는 단섬유 건열 수축률이 50 % 이상이고,

(2) 온도 100 ℃, 시간 15 분간, 초하중 0.450 mN/dtex (50 mg/d) 로 측정되는 단섬유 건열 수축률이 15 % 이상인 잠재 권축성 복합 섬유이다.

상기 두 조건으로 측정되는 건열 수축률이, 각각 상기 특정한 값 이상인 복합 섬유는, 저온도 (구체적으로는 100∼120 ℃ 정도) 에서 양호하게 권축되고, 또한 완전히 권축된다. 또한, 제 1 성분인 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체가 섬유 표면의 일부를 차지하고 있기 때문에 양호한 열접착성을 나타낸다. 이 잠재 권축성 복합 섬유는, 100 ℃ 정도에서 고도로 수축하는 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체를 수축 성분으로 사용하고, 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체보다 수축성이 낮은 성분을 제 2 성분으로 사용하고 있다. 이러한 구성은, 종래에 없는 것이다.

본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 방사 전의 융점 T₁ 이 100∼125 ℃ 의 범위 내에 있고, 밀도가 0.90∼0.93 g/cm³ 의 범위 내에 있고, Q 값이 1.5∼8 의 범위 내에 있고, 또한 방사 전의 용융 지수가 1∼15 g/10 분의 범위 내에 있는 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체를 함유하는 제 1 성분과, T₁ 보다 높은 방사 전의 융점 T₂ 를 갖는 열가소성 중합체로 이루어지는 제 2 성분을, 제 1 성분이 섬유의 주면의 길이에 대하여 20 % 이상의 길이로 노출되도록 복합 방사하는 방법에 의해 바람직하게 제조된다. 특정한 융점, 밀도, Q 값 및 MI 를 갖는 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체를 사용함으로써, 저온에서의 권축 발현성이 우수한 잠재 권축성 복합 섬유를 얻는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체를 함유하는 제 1 성분과, 제 1 성분의 방사 후의 융점 Tf₁ 보다 높은 방사 후의 융점 Tf₂ 를 갖는 열가소성 중합체로 이루어지는 제 2 성분으로 이루어지고, 제 1 성분이 섬유의 주면의 길이에 대하여 20 % 이상의 길이로 노출되어 있는 복합 섬유로서, 당해 복합 섬유로 단위면적당 중량 30 g/m² 의 웹을 형성하고, 이것을 100 ℃ 에서 12 초간 열처리 (구체적으로는 열풍 분사 처리) 하였을 때의 웹 면적 수축률이 80 % 이상이 되는 잠재 권축성 복합 섬유로서도 특정된다.

본 발명의 섬유 집합물은, 상기 잠재 권축성 복합 섬유, 또는 상기 제조 방법에 의해 얻어진 잠재 권축성 복합 섬유를 20 질량% 이상 함유하고, 잠재 권축성 복합 섬유에 있어서 잠재 권축을 발현하고 있는 것을 특징으로 한다. 이 섬유 집합물은, 잠재 권축을 저온도에서 발현시켜 얻어지는 것이므로, 신축성 또는 수축성이 우수함과 함께, 고온도에 노출되어 있지 않기 때문에 양호한 촉감을 갖는다. 또한, 이 섬유 집합물은, 잠재 권축성 복합 섬유의 표면에 노출되어 있는 제 1 성분이 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체이기 때문에, 양호한 열접착성을 갖는다. 따라서, 이 섬유 집합물은, 당해 섬유 집합물을 복수층으로 겹치거나, 또는 다른 시트형 물질과 포개어, 잠재 권축성 복합 섬유의 열접착에 의해 일체화된 적층체를 구성하는데 적합하다. 본 발명의 섬유 집합물은, 바람직하게는 부직포이다.

발명의 효과

본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 열수축성을 갖는 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체를 제 1 성분으로 하고, 이것이 섬유 표면의 적어도 일부를 차지하도록 구성한 것으로서, 100 ℃ 에서 높은 건열 수축률을 나타낸다. 즉, 이 잠재 권축성 복합 섬유는, 저온에서 권축을 발현하기 쉬운 성질을 갖는다. 따라서, 이 잠재 권축성 복합 섬유는, 낮은 열가공 온도 하에서 고도의 권축을 발현하고, 또한 완전히 권축을 발현한 상태에 도달한다. 또한, 섬유 표면의 일부를 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체가 차지하기 때문에, 이 섬유는 열접착성 섬유로서도 양호하게 기능한다.

본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유를 사용한 섬유 집합물은, 열처리를 실시하여, 잠재 권축성 복합 섬유에 있어서 고도의 권축이 발현되어 있는 것이다. 이러한 섬유 집합물은, 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유를 함유하는 섬유 웹을 비교적 낮은 온도 (100∼120 ℃ 정도) 에서 가공함으로써 얻어진다. 그 때문에, 이 섬유 집합물은, 권축의 발현에 의해 얻어지는 특성 (예를 들어, 신축성) 을 갖는 것에 더하여, 열가공 후에도 유연한 촉감을 유지한다는 특징을 갖는다. 또한, 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유가 열접착성을 갖기 때문에, 이 섬유 집합물을 복수 적층하거나, 또는 이 섬유 집합물을 다른 시트형 물질 (예를 들어, 종이) 등에 적층하여, 열처리 (예를 들어, 열 봉합 가공) 를 실시함으로써, 층간이 섬유의 열접착에 의해 일체화된 적층체를 용이하게 얻을 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 제 1 성분이 열수축성을 갖는 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체를 함유한다. 여기에서, 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체란, 에틸렌 및 탄소수가 3∼12 인α-올레핀으로 이루어지는 것이다. 탄소수가 3∼12 인 α-올레핀으로서는, 구체적으로는 프로필렌, 부텐-1, 펜텐-1,4-메틸펜텐-1, 헥센-1, 헵텐-1, 옥텐-1, 노넨-1, 데센-1, 도데센-1 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 이들 중, 프로필렌, 부텐-1,4-메틸펜텐-1, 헥센-1,4-메틸헥센-1 및 옥텐-1 이 특히 바람직하고, 부텐-1 및 헥센-1 이 더욱 바람직하다. 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유를 구성하는 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체 중의 α-올레핀 함유량은, 1∼10 몰% 인 것이 바람직하고, 2∼5 몰% 인 것이 보다 바람직하다. α-올레핀 함유량이 적으면, 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유로 부직포를 구성하였을 때, 부직포의 유연성이 손상될 수 있다. α-올레핀의 함유량이 많아지면, 결정성이 나빠지고, 섬유화 시에 섬유끼리 융착될 가능성이 있다. 합성 섬유 제조의 분야에서, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE 로 약기된다) 으로 불려지는 것도 역시 본 발명에서 말하는 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체에 함유되어, 본 발명에 있어서 바람직하게 사용된다.

제 1 성분에 있어서 사용되는 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체는, 보다 구체적으로는, 밀도가 0.90∼0.93 g/cm³ 의 범위 내에 있고, 융점 (방사 전) T₁ 이 100∼125 ℃ 의 범위 내에 있고, Q 값이 1.5∼8 의 범위 내에 있는 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체이다. 융점 T₁ 및 Q 값이 이들 범위 내에 있는 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체는, 높은 열수축성을 갖고, 본 발명의 복합 섬유에 양호한 권축 발현성을 부여한다. Q 값은, 바람직하게는 1.5∼3.5 의 범위 내에 있고, 보다 바람직하게는 2∼3.2 의 범위 내에 있고, 보다 바람직하게는 2∼3 의 범위 내에 있다. 특히 바람직하게는, 밀도가 0.91∼0.925 g/cm³의 범위 내에 있고, T₁ 이 103∼122 ℃ 의 범위 내에 있고, Q 값이 2∼3 의 범위 내에 있는 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체가 제 1 성분으로 사용된다. 또, 방사 전의 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체의 융점을, DSC 에 의해 얻은 융해 열량 곡선으로부터 구하는 경우에는, 곡선에 2 이상의 피크가 출현할 수 있다. 그 경우에는, 최대 피크를 나타내는 온도를, 융해 피크 온도, 즉 융점으로 한다. 본 발명을 구성하는 다른 수지에 대해서도 동일하다.

제 1 성분이 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체 이외의 성분을 함유하는 경우에는, 제 1 성분은 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체를 적어도 50 질량% 함유하는 것이 바람직하다. 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체의 비율이 50 질량% 미만이면, 제 1 성분의 열수축성이 불충분해질 수 있다. 바람직하게는, 제 1 성분은 실질적으로 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체만으로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기에서, 「실질적으로」라는 용어는, 안정제 등의 첨가제가 함유되는 경우에는, 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체의 비율이 완전하게는 100 질량% 로 되지 않는 것을 고려하여 사용하고 있다.

에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체의 용융 지수 (MI) 는, 방사성을 고려하면, 일반적으로 1∼20 g/10 분의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 잠재 권축성 복합 섬유의 권축 발현성은, 제 1 성분의 MI 가 낮을수록 커지는 경향이 있다. 또한, 잠재 권축성 복합 섬유의 권축 발현성은, 제 1 성분의 MI 와 제 2 성분의 MI (또는 MFR) 의 차가 클수록 커지는 경향이 있다. 그러나, 양자의 차가 지나치게 큰 경우에는, 섬유화하는 것이 곤란해진다. 그래서, 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체의 MI 는, 제 2 성분의 용융 지수 또는 용융 유동 속도와의 차가 5∼30 이 되도록 선택하는 것이 바람직하다. 여기에서, 용융 지수 (MI) 는 JIS-K-7210 (조건: 190 ℃, 하중 21.18 N (2.16 kg)) 에 준하여 측정된다. 용융 유동 속도는 230 ℃ 로 측정되는 용융 지수에 상당한다.

보다 구체적으로는, 제 2 성분이 15∼30 정도의 MFR 을 갖는 경우, 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체의 MI 는, 1∼15 g/10 분인 것이 바람직하고, 3∼15 g/10 분인 것이 보다 바람직하고, 3∼10 g/10 분인 것이 더욱 바람직하다.

상기 기술한 밀도, 융점, Q 값, 및 MI 를 갖는 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체로서는, 메탈로센 촉매에 의해 중합된 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체 (구체적으로는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지) 를 들 수 있다. 보다 구체적으로는, Ube Industries Ltd. 제조의 UMERIT EX3335, UMERIT EX3322, UMERIT ZM064, 및 UMERIT EX3224, Japan Polyethylene Corporation 제조의 Karnel KF480, 및 Japan Polyethylene Corporation 제조의 Harmorex NH725A 등을 제 1 성분으로서 사용할 수 있다. 또는, 제 1 성분은 밀도, 융점, Q 값 및 MI 가 상기 기술한 범위 내에 있는 한, 메탈로센 촉매에 의해 중합된 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체와, 지글러ㆍ나타 촉매에 의해 중합된 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체를 혼합한 것이어도 된다.

제 1 성분의 방사 후의 융점 Tf₁ 은 105 ℃∼125 ℃ 의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 110 ℃∼120 ℃ 의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유에 있어서, 제 2 성분은, 제 1 성분의 방사 후의 융점 Tf₁ 보다 높은 방사 후의 융점 Tf₂ 를 갖는 열가소성 수지로 이루어진다. Tf₂ 는 Tf₁ 보다 10 ℃ 이상 높은 것이 바람직하고, 15 ℃ 이상 높은 것이 보다 바람직하다. Tf₁ 과 Tf₂ 의 차가 작으면, 양호한 권축 발현을 얻을 수 없는 경우가 있다.

제 2 성분으로서 사용가능한 수지로서, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 및 그 공중합체 등의 폴리에스테르 수지, 나일론 6, 나일론 66, 및 그 공중합체 등의 폴리아미드 수지, 및 폴리프로필렌, 및 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀 수지 등을 들 수 있다. 제 2 성분은, 이들로부터 선택되는 2 이상의 수지가 혼합된 것이어도 된다. 이 중, 폴리프로필렌은 방사성, 섬유의 권축 발현성, 및 수지 자신이 갖는 수축성 등의 면에서, 제 2 성분으로서 특히 바람직하게 사용된다. 또, 제 2 성분은, 수축한다고 해도 그 정도는 제 1 성분보다 작다. 따라서, 제 2 성분은 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유에 강성을 부여하고, 섬유의 카드 통과성 등을 확보하는 역할을 한다.

제 2 성분으로서 사용되는 폴리프로필렌은, 바람직하게는 4 이하, 보다 바람직하게는 3.5 이하, 더욱 바람직하게는 3.2 이하의 Q 값을 갖는다. Q 값이 작을수록 얻어지는 잠재 권축성 복합 섬유의 권축 발현성이 양호해지는 경향이 있다.

또한, 제 2 성분으로서 사용되는 폴리프로필렌은, 바람직하게는, 10∼30 g/10 분의 MFR 을 갖는다. 전술한 바와 같이, MFR 은 JIS-K-7210 (조건: 230 ℃, 하중 21.18 N (2.16 kg)) 에 준하여 측정된다. MFR 이 10 g/10 분 미만이면, 연신성이 나쁠 수 있고, MFR 이 30 g/10 분을 넘으면 방사성이 나빠질 수 있다.

상기한 Q 값 및 MFR 을 갖는 폴리프로필렌으로서는, 예를 들어, Japan Polypropylene Corporation 제조의 SA03D 및 SA2D 가 있다.

또는, 제 2 성분은 폴리에스테르 수지이어도 된다. 제 2 성분을 폴리에스테르 수지로 하는 경우에는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT) 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 (PTT) 로부터 선택되는 2 종 또는 3 종의 폴리에스테르 수지를 혼합하여 사용하면, 섬유의 수축성이 향상되어 바람직하다. PET 와, PBT 및/또는 PTT 를 혼합하는 경우, PET 와 PET 이외의 폴리에스테르 수지 (즉, PBT 및/또는 PTT) 의 혼합비 (질량비) 는, PET:PET 이외의 폴리에스테르 수지 = 30:70∼80:20 인 것이 바람직하고, 40:60∼70:30 인 것이 보다 바람직하다. PET 와 PET 이외의 폴리에스테르 수지를 혼합하는 경우에, PET 이외의 폴리에스테르 수지의 혼합 비율이 작으면, 섬유의 수축성이 저하되는 경향이 있고, PET 이외의 폴리에스테르 수지의 혼합 비율이 크면, 섬유 자체의 강성이 작아지고, 카드 통과성이 저하되는 경향이 있다.

본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 제 1 성분이 섬유의 주면의 길이에 대하여 20 % 이상의 길이로 노출되어 있는 단면 구조를 갖는 것이 바람직하다. 그러한 단면 구조로서, 제 1 성분이 초 성분, 제 2 성분이 심 성분으로서, 제 2 성분 (심 성분) 의 중심 위치가 섬유의 중심 위치로부터 어긋나 있는 편심초심형 단면, 및 병렬형 단면을 들 수 있다. 그러한 단면 구조에 의하면, 수축성이 우수하고, 또한 권축 발현성이 우수한 복합 섬유를 얻을 수 있다.

잠재 권축성 복합 섬유가, 편심초심형 복합 섬유인 경우, 제 2 성분의 편심률은, 20∼60 % 의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 30∼50 % 의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다. 여기에서 말하는 편심률이란, 다음 식으로 정의된다.

제 2 성분의 편심률이 20 % 미만이면, 저온 가공시에서의 충분한 수축성이 얻어지지 않고, 권축 발현성이 얻어지지 않는다. 편심률이 60 % 를 초과하면, 제 1 성분과 제 2 성분의 수지 비율에 있어서 밸런스가 극단적으로 나빠지고, 원면 단계에서 입체 권축이 고도로 발현되어, 고속 카드로 웹을 제작하는 것이 곤란해진다 (즉, 고속 카드성이 나빠진다).

이와 같이, 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 특히 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체의 MI 와 편심률을 조정함으로써 양호한 형태의 것으로서 얻을 수 있다. 즉, 그들의 요소를 적절히 선택하여 제조함으로써, 카드 통과성 등의 공정성이 우수함과 함께, 웹 상태로 하여 열처리시켰을 때, 권축을 발현하여 높은 면적 수축률로 수축하는 섬유를 얻을 수 있다.

잠재 권축성 복합 섬유가, 병렬형 복합 섬유인 경우, 제 1 성분의 섬유 주면 길이에 대한 노출률은 20 % 이상인 것이 바람직하고, 30 % 이상인 것이 보다 바람직하며, 50 % 이상인 것이 더욱 바람직하다. 노출률이 20 % 미만이면, 수축성이 불충분해질 우려가 있고, 또한, 이 섬유를 열접착성 섬유로서 사용하는 경우에, 양호한 열접착성을 확보하지 못할 수 있다. 카드 통과성을 고려하면, 노출률은 50 % 이상인 것이 바람직하고, 노출률은 100 % 인 것이 특히 적합한다. 또, 노출률이 100 % 인 경우에는, 실질적으로 상기 편심형 단면의 복합 섬유가 된다.

상기 제 1 성분과 상기 제 2 성분의 복합 비율은, 용적비로 3:7∼7:3 의 범위인 것이 바람직하다. 보다 바람직한 용적비의 범위는 4:6∼6:4 이다. 제 1 성분의 비율이 3 미만이면, 수축이 불충분해지는 경우가 있고, 제 1 성분의 비율이 7 을 초과하면, 고속 카드성이 나빠지고 생산성이 저하되는 경우가 있다.

본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 상기 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체를 함유하는 제 1 성분과, 상기 고융점 성분인 열가소성 중합체로 이루어지는 제 2 성분으로 이루어지는 복합 섬유로서, JIS-L-1015 (건열 수축률) 에 준하여, 온도 100 ℃, 시간 15 분간, 초하중 0.018 mN/dtex (2 mg/d) 로 측정되는 단섬유 건열 수축률이 50 % 이상, 바람직하게는 75 % 이상, 보다 바람직하게는 80 % 이상, 가장 바람직하게는 85 % 이상이고, 동일 조건으로 초하중을 0.450 mN/dtex (50 mg/d) 로 하여 측정되는 단섬유 건열 수축률이 15 % 이상, 바람직하게는 20 % 이상인, 잠재 권축성 복합 섬유이다.

초하중은 가열 전후에 섬유 길이를 측정할 때 가해지는 하중이다. 초하중이 0.018 mN/dtex (2 mg/d) 이면, 하중이 작기 때문에 발현된 입체 권축이 유지된 상태로 가열 후의 섬유 길이를 측정할 수 있다. 따라서, 이 단섬유 건열 수축률은 입체 권축 발현에 기인하는 수축의 정도 (즉, 겉보기의 수축 정도) 를 나타내는 지표라고 할 수 있다. 한편, 초하중 0.450 mN/dtex (50 mg/d) 이면, 섬유가 하중에 의해 강하게 잡아 당겨지고, 섬유에 발현된 입체 권축이 비교적「늘려진」상태로, 가열 후의 섬유 길이가 측정된다. 즉, 이 단섬유 건열 수축률은, 가열에 의한 섬유 그 자체의 수축의 정도를 나타낸다. 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 이들 2 개의 초하중으로 측정되는 단섬유 건열 수축률이 상기의 범위를 만족함으로써, 우수한 입체 권축 발현성을 갖고, 열가공시의 온도가 저온이더라도 권축을 양호하게 발현한다고 생각된다. 즉, 100 ℃ 에서의 단섬유 건열 수축률이 높기 때문에, 부직포 제조의 에너지 절약화를 도모하는 것이 가능해지고, 또한, 고속 생산이 가능해진다. 또, 여기에서,「저온」이란, 약 100∼약 120 ℃ 의 범위 내에 있는 온도를 말한다. 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 그러한 낮은 온도에서도, 웹 (단위면적당 중량 30 g/m²) 의 면적 수축률이 80 % 이상이 되는 잠재 권축을 발현한다.

본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유의 실용성의 유무는, 예를 들어, JIS-L-1015 (건열 수축률) 에 준하여, 온도 120 ℃, 시간 15 분간, 초하중 0.450 mN/dtex 로 단섬유 건열 수축률을 측정함으로써 알 수 있다. 이 조건으로 측정되는 단섬유 건열 수축률이 예를 들어 50 % 정도, 바람직하게는 60 % 정도이면, 온도 100 ℃ 에서 시간 15 분간, 초하중 0.018 mN/dtex (2 mg/d) 로 측정되는 단섬유 건열 수축률이 50 % 정도이더라도, 110 ℃∼120 ℃ 정도의 온도에서 권축을 충분히 발현한다.

본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, JIS-L-1015 에 준하여 측정되는 권축률이 8∼17 % 인 것이 바람직하고, 11∼15 % 인 것이 보다 바람직하다. 권축률이 17 % 를 초과하면, 원면 단계에서 입체 권축이 고도로 발현되어버리기 때문에, 고속 카드 통과시에 있어서 개섬 불량, 실린더 감김, 또는 얼룩 (클라우디 (cloudy)) 이 발생하는 경향이 있다. 권축률이 8 % 미만이면, 카드 통과성이 나빠지고, 부직포 등의 제조에 적합하지 않다. 권축률은, 섬유의 고속 카드성을 결정하는 중요한 인자이고, 연신 배율, 기계 권축수, 기계 권축률, 및 어닐링 처리 온도 등에 따라서 조정하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명에 따르면, 높은 권축 발현성을 갖는 복합 섬유를, 원면 단계의 권축률이 8∼17 % 정도가 되도록 구성할 수 있다. 이것은, 종래의 잠재 권축성 복합 섬유에서는 달성하기 곤란했던 특징이다.

본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 예를 들어, 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 우선, 융점 T₁ 이 100∼125 ℃ 의 범위 내에 있는 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체와, T₁ 보다 바람직하게는 40 ℃ 이상 높은 융점 T₂ 를 갖는 열가소성 수지를 준비한다. 이어서, 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체를 제 1 성분으로 하고, 상기 고융점의 열가소성 수지를 제 2 성분으로 하여, 통상의 용융 방사기를 사용하여 복합 방사하고, 섬도가 3 dtex 이상, 50 dtex 이하의 범위 내에 있는 방사 필라멘 트를 제작한다. 방사 필라멘트의 인취 섬도가 3 dtex 미만이면, 실끊김 등이 생겨 섬유 생산성이 저하된다. 방사 필라멘트의 인취 섬도가 50 dtex 를 넘으면 충분한 연신을 할 수 없고, 네킹 (necking) 에 의해 균질인 섬도의 섬유가 얻어지지 않는다.

이어서, 방사 필라멘트를 공지된 연신 처리기를 사용하여 연신 처리하여, 연신 필라멘트를 얻는다. 연신 처리는, 연신 온도를 60 ℃∼(T1-10) ℃ 의 범위 내에 있는 온도로 설정하여 실시하는 것이 바람직하다. 제 2 성분이 폴리프로필렌인 경우에는, 특히 연신 온도를 80∼100 ℃ 의 범위 내에 있는 온도로 설정하는 것이 바람직하다. 연신 배율은, 2 배 이상으로 하는 것이 바람직하고, 3∼5 배로 하는 것이 보다 바람직하다. 연신 방법은, 온수 또는 열수 중에서 실시하는 습식 연신법, 또는 건식 연신법 중 어느 것이어도 된다.

연신 처리 조건은, 얻어지는 섬유의 단섬유 신도를 결정하는 인자 중 하나이고, 단섬유 신도는, 권축 발현성 및 발현된 권축의 안정성을 결정하는 인자 중 하나가 될 수 있다. 예를 들어, 동일 또는 유사한 폴리머를 사용하여 연신 처리 조건 이외의 다른 섬유 제조 조건을 동일하게 하여 제조한 섬유를 비교하면, 연신 처리 조건의 차이, 즉 단섬유 신도의 차이가, 권축 발현성 및 발현된 권축의 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 연신 온도가 60 ℃ 미만이면, 섬유를 구성하는 폴리머 (즉, 제 1 성분 및 제 2 성분) 가 안정화되지 않고, 원면 단계에서 권축이 발현되기 쉬워지거나, 또는 섬유 집합물에 있어서 발현된 권축이 불안정해질 수 있다. 연신 온도가 95 ℃ 를 넘으면, 권축이 발현되기 어려워진다. 연신 배 율이 2 배 미만이면, 단섬유 신도가 작아지고, 양호한 권축 발현성을 얻지 못할 수 있다. 한편, 연신 배율이 5 배를 넘으면, 원면 단계에서 권축이 발현되기 쉽고, 고속 카드성이 나빠질 수 있다.

얻어진 연신 필라멘트에는, 소정량의 섬유 처리제를 부착시키고, 크림퍼 (crimper) (권축 부여 장치) 로 기계 권축시킨다. 상기 기계 권축에서의 권축수는, 12∼19 산/25 mm 의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 권축수가 12 산/25 mm 미만이면, 카드에서의 실린더 감김 및 풍면이 발생하기 쉽기 때문에, 고속 카드 통과성이 나쁘다. 또한, 섬유끼리의 교락 정도를 나타내는 웹 강력도 낮고, 카드 공정에서의 문제가 발생하기 쉬운 경향이 있다. 권축수가 19 산/25 mm 를 초과하면, 카드 공정에서 개섬 불량에 의한 네프 (nep), 클라우디 등 얼룩이 발생하기 쉬워진다. 권축수는, 13∼17 산/25 mm 의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하고, 14∼17 산/25 mm 의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다.

권축 부여 후의 필라멘트에 40 ℃∼100 ℃ 의 범위 내에 있는 온도에서 수초∼약 30 분간 어닐링 처리를 실시한다. 섬유 처리제를 부착시킨 후에 어닐링 처리를 실시하는 경우, 어닐링 처리 온도를 50 ℃∼80 ℃ 의 범위 내에 있는 온도로 하고, 처리 시간을 5 분 이상으로 하여, 어닐링 처리를 실시함과 동시에 섬유 처리제를 건조시키는 것이 보다 바람직하다. 어닐링 처리를 상기 온도 범위로 설정하여 실시함으로써, 복합 섬유의 결정화를 억제하고, 원면 단계에서의 입체 권축의 발현을 낮게 억제하고, 권축률 및 단섬유 건열 수축률을 원하는 범위로 조정하는 것이 가능하다.

상기 어닐링 처리 종료 후, 필라멘트는 용도 등에 따라, 섬유 길이가 30 mm∼100 mm 가 되도록 절단된다. 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 필요에 따라 장섬유의 형태로 사용해도 된다.

본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 이것으로 웹을 형성하였을 때의 웹의 열수축 거동이 종래의 섬유와는 달리, 해당 열수축 거동에 의해 특정될 수 있는 것이다. 구체적으로는, 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체를 함유하는 제 1 성분과, 제 1 성분의 융점 T₁ 보다 높은 융점 T₂ 를 갖는 열가소성 중합체로 이루어지는 제 2 성분으로 이루어지고, 제 1 성분이 섬유의 주면의 길이에 대하여 20 % 이상의 길이로 노출되어 있는 복합 섬유로서, 당해 복합 섬유로 단위면적당 중량 30 g/m² 의 웹을 형성하고, 이것을 100 ℃ 에서 12 초간 열처리하였을 때의 웹 면적 수축률이 80 % 이상이 되는 잠재 권축성 복합 섬유로서도 특정된다. 즉, 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 비교적 낮은 온도 및 짧은 시간으로 잠재 권축을 양호하게 발현하는 것이다. 또한, 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 상기한 바와 같이 웹을 열처리한 후, 추가로 열처리를 계속하더라도, 웹이 더 수축하기 어렵다는 특징도 갖는다. 여기에서의 열처리는, 이른바 열풍 분사법 (에어 쓰루 (air-through) 법) 을 가리킨다.

본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유를 상기한 바와 같이 웹의 열수축 거동에 의해서 특정하는 경우, 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 보다 바람직하게는, 웹의 세로 방향 (즉 기계 방향) 에 대한 가로 방향의 수축률의 비가, 0.6 이상이 되는 것으로서 특정된다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 제 1 성분이 용융 또는 연화되기 전의, 속박이 없는 상태로, 권축을 발현할 수 있기 때문에, 웹의 세로 및 가로 방향의 수축률의 차가 종래의 섬유로 구성한 웹과 비교하여 작아진다.

이상에서 설명한 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 섬유 집합물 중에 20 질량% 이상 함유되고, 잠재 권축을 발현시킴으로써, 신축성 또는 수축성이 우수하고, 촉감이 부드러운 섬유 집합물을 형성한다. 섬유 집합물로서는, 직편물, 부직포 등을 들 수 있다.

계속해서, 본 발명의 섬유 집합물의 구체적인 일례로서 부직포를, 그 제조 방법과 함께 설명한다. 상기 부직포는, 상기 잠재 권축성 복합 섬유를 20 질량% 이상 함유하도록 카드 웹을 제작하여, 상기 카드 웹을 열처리하고, 잠재 권축을 발현시킴으로써 얻을 수 있다. 상기 부직포에는, 잠재 권축성 복합 섬유 이외에 다른 섬유를 혼면하거나 적층해도 된다. 당해 다른 섬유는, 예를 들어, 코튼, 실크, 울, 삼베, 펄프 등의 천연 섬유, 레이온, 큐프라 등의 재생 섬유, 및 아크릴계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리올레핀계, 폴리우레탄계 등의 합성 섬유로부터 1 종 또는 복수종의 섬유를 용도 등에 따라 선택하면 된다.

상기 부직포를 제조함에 있어서 사용되는 카드 웹으로서는, 병렬 웹, 세미랜덤 웹, 랜덤 웹, 크로스 웹, 크리스크로스 웹 등을 들 수 있고, 다른 종류의 섬유 웹을 두 가지 이상 적층해도 된다. 또, 섬유 사이를 서로 얽히게 하기 위해서, 섬유 웹에는 필요에 따라 열처리 전 및/또는 열처리 후에 니들펀치 처리나 수류 교 락 처리 등의 2 차 가공을 실시해도 된다. 특히, 니들펀치 처리나 수류 교락 처리와 같이, 구성하는 섬유끼리를 3차원적으로 교락하는 방법에 의하면, 후술하는 열처리에 의해서 잠재 권축성 복합 섬유의 입체 권축이 발현하였을 때, 섬유끼리 적절히 구속되기 때문에, 고도한 신장 회복성을 갖고 있어 바람직하다.

상기 섬유 웹에는, 공지의 열처리 수단에 의해 열처리를 실시한다. 열처리 수단으로서는, 열풍 분사법 및 열압착법으로부터 선택된 적어도 1 종의 열처리 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 열처리 방법에서의 열처리 온도 등의 열처리 조건은, 채용하는 열처리 방법에 따라 적절히 설정된다. 예를 들어, 열풍 분사법 (에어 쓰루법) 을 채용하는 경우, 열처리 온도는 잠재 권축성 복합 섬유의 입체 권축이 발현되는 온도로 설정하면 되지만, 바람직하게는, 90∼130 ℃ 의 범위, 보다 바람직하게는 100∼120 ℃ 의 범위 내에 있는 온도로 설정된다.

얻어진 부직포는, 수축성 또는 신축성이 우수하고, 부피가 크고, 유연한 촉감을 갖기 때문에, 기저귀 등의 위생 재료, 퍼프제나 붕대 등의 의료(용도)재료, 물티슈, 와이프, 완충재, 포장 재료, 스폰지 형상 부직포 재료 등의 용도에 바람직하다.

본 발명의 섬유 집합물, 특히 부직포는, 본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유의 제 1 성분을 열접착시켜, 열접착 부직포로 해도 된다. 또한, 본 발명의 섬유 집합물은, 이 섬유 집합물끼리 포개거나, 또는 다른 시트형 물질 (예를 들어 종이) 과 포개어, 예를 들어 열 봉합 또는 엠보싱과 같은 열가공 처리를 실시하여 일체화하고, 적층체를 구성하는데 적합하다. 이 때, 본 발명의 섬유 집합물에 있어서 는 잠재 권축성 섬유가 거의 완전히 권축을 발현하였기 때문에, 열가공시에 섬유 집합물이 더 수축하여, 주름이나 찢어짐을 발생시키는 일이 없다.

이하, 본 발명의 내용에 관해서 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 또한, 사용한 제 1 성분 및 제 2 성분의 융점 T₁ 및 T₂, 방사 후의 제 1 성분의 융점 Tf₁, 단섬유 강신도, 권축수, 권축률, 단섬유 건열 수축률, 부직포의 면적 수축률, 균일성 및 공정성은 이하와 같이 측정하였다.

(T₁ 및 T₂ 의 측정)

시차 주사 열량계 (Seiko Instruments Inc. 제조) 를 사용하고, 샘플량을 5.0 mg 으로 하여, 200 ℃ 에서 5 분간 유지한 후, 40 ℃ 까지 10 ℃/분의 강온 속도로 냉각한 후, 10 ℃/분의 승온 속도로 융해시켜, 제 1 및 제 2 성분 각각에 대하여 융해 열량 곡선을 얻고, 얻어진 융해 열량 곡선으로부터, 융점 T₁ 및 T₂ 를 각각 구하였다.

(Tf₁ 및 Tf₂ 의 측정)

시차 주사 열량계 (Seiko Instruments Inc. 제조) 를 사용하고, 샘플량을 6.0 mg 으로 하여, 10 ℃/분의 승온 속도로 상온에서 200 ℃ 까지 승온하여, 섬유를 융해시켜, 얻어진 융해 열량 곡선으로부터 Tf₁ 및 Tf₂ 를 구하였다.

(강도, 신도)

JIS-L-1015 에 준하여, 인장력 시험기를 사용하여, 시료의 파지 간격을 20 mm 로 하였을 때의 섬유 절단시의 하중치 및 신장을 측정하여, 각각 단섬유 강도, 단섬유 신도로 하였다.

(권축수, 권축률)

JIS-L-1015 에 준하여 측정하였다.

(단섬유 건열 수축률)

JIS-L-1015 에 준하여, 파지 간격을 100 mm 로 하고, 처리 온도 100 ℃, 처리 시간 15 분간, 초하중 0.018 mN/dtex (2 mg/d) 및 0.450 mN/dtex (50 mg/d) 에서의 건열 수축률을 각각 측정하였다. 또한, 처리 온도를 120 ℃ 로 하고, 초하중을 0.450 mN/dtex 로 하여 동일하게 건열 수축률을 측정하였다.

(웹 면적 수축률)

웹 면적 수축률을 이하의 방법으로 측정하였다.

(1) 세미랜덤 카드기로 단위면적당 중량 약 30 g/m² 의 카드 웹을 제작하고, 세로 20 cm × 가로 20 cm 각의 크기로 절단하였다. 수축 처리 전의 웹의 치수 (cm) 를 측정하였다.

(2) 에어 쓰루 열처리기를 사용하여, 열처리 온도 100 ℃, 풍속 1.5 m/초 (위로 분사) 의 조건 하에서, 카드 웹을 프리 상태로 열처리하여 수축시켰다. 열처리 시간은 12 초로 설정하였다.

(3) 수축 후의 웹의 치수 (cm) 를 측정하였다.

(4) 면적 수축률을 하기 식으로부터 산출하였다.

또한, 수축 전후의 세로 치수의 변화량을 수축전 세로 치수로 나누어 얻은 값에 100 을 곱하여 세로 방향의 치수 변화율을 구하였다. 동일하게 하여, 가로 방향의 치수 변화율을 구하였다. 얻어진 이들 값으로부터, 세로 방향의 수축률에 대한 가로 방향의 수축률의 비를 산출하였다.

(공정성)

롤러형 카드기를 사용하여, 라인 속도 80 m/분으로, 단위면적당 중량 약 15 g/m² 의 카드 웹을 배출하였을 때의 카드 웹의 균일성, 풍면의 발생 (플라이 (fly)), 정전기, 및 감김 유무를 확인하여, 하기의 기준으로 판단하였다.

○: 카드 웹의 균일성, 풍면의 발생, 정전기, 및 감김 모두 양호.

△: 카드 웹의 균일성, 풍면의 발생, 정전기, 및 감김 중 하나가 불량.

×: 카드 웹의 균일성, 풍면의 발생, 정전기, 및 감김 중 둘 이상이 불량.

(시료 1)

초 성분 (제 1 성분) 으로서, 메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 2 종류의 LLDPE1 및 2 를 5:5 (질량비) 의 비율로 혼합한 것을 사용하였다. 여기에서, LLDPE1 은, 융점이 118 ℃, 밀도가 0.918 g/cm³, MI 가 4 g/10 분, Q 값이 2.6 으로서, α-올레핀으로서 헥센-1 을 3.1 몰% 함유하는 LLDPE (Ube Industries Ltd. 제조, 상품명 UMERIT EX3335) 이고, LLDPE2 는 융점이 118 ℃, 밀도가 0.918 g/cm³, MI 가 10 g/10 분, Q 값이 2.6 으로서, α-올레핀으로서 헥센-1 을 3.1 몰% 함유하는 LLDPE (Ube Industries Ltd. 제조, 상품명 UMERIT EX3322) 였다. 양자를 혼합함으로써, 제 1 성분의 MI 는 전체적으로 7 g/10 분으로 되었다. 심 성분 (제 2 성분) 으로서 융점이 164 ℃, MFR 이 30 g/10 분, Q 값이 3.0 인 폴리프로필렌 (Japan Polypropylene Corporation 제조, 상품명 SA03D) 을 사용하였다. 이들 2 개의 성분을 편심초심형 복합 노즐을 사용하고, 제 1 성분/제 2 성분의 복합비 (용적비) 를 5/5 로 하여, 초 성분의 방사 온도를 250 ℃, 심 성분의 방사 온도를 270 ℃ 로 하여 용융 압출하여, 편심률 42 %, 섬도 6.7 dtex 의 방사 필라멘트를 얻었다.

상기 방사 필라멘트를 90 ℃ 의 열수중에서 3.8 배로 연신하여, 섬도 2.2 dtex 의 연신 필라멘트로 하였다. 이어서, 섬유 처리제를 부여한 후, 연신 필라멘트에 스터핑 박스형 크림퍼로 기계 권축을 부여하였다. 그리고, 65 ℃ 로 설정한 에어 쓰루 열처리기로 약 15 분간, 이완한 상태로 어닐링 처리와 건조 처리를 동시에 실시하여, 필라멘트를 51 mm 의 섬유 길이로 절단하여, 잠재 권축성 복합 섬유를 단섬유의 형태로 얻었다.

(시료 2)

초 성분으로서, 시료 1 의 제조에서 사용한 LLDPE1 만을 사용하여, 시료 1 을 제조할 때 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 1 에 나타내는 조건으로 잠 재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 3)

초 성분으로서, 시료 1 의 제조에서 사용한 LLDPE2 만을 사용하여, 시료 1 을 제조할 때 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 1 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 4)

초 성분으로서, 시료 1 의 제조에서 사용한 LLDPE1 만을 사용하고, 심 성분으로서 융점이 164 ℃, MFR 이 15 g/10 분, Q 값이 3.0 인 폴리프로필렌2 (Japan Polypropylene Corporation 제조의 SA2D) 를 사용하여, 시료 1 을 제조할 때에 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 1 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 5)

초 성분으로서, α-올레핀으로서 헥센-1 을 2.8 몰% 함유하는 LLDPE 로서, 융점이 109 ℃, 밀도가 0.918 g/cm³, MI 가 4 g/10 분, Q 값이 2.2 인, 메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 LLDPE3 (Japan Polyethylene Corporation 제조, 상품명 Karnel KF-480) 을 사용하고, 심 성분으로서, 시료 5 의 제조에서 사용한 폴리프로필렌2 를 사용하여, 시료 1 을 제조할 때 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 1 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 6)

초 성분으로서, α-올레핀으로서 헥센-1 을 3.5 몰% 함유하는 LLDPE 로서, 융점이 120 ℃, 밀도가 0.918 g/cm³, MI 가 7 g/10 분, Q 값이 2.9 인, 메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 LLDPE4 (Ube Industries Ltd. 제조, 상품명 UMERIT ZM064) 를 사용하여, 시료 1 을 제조할 때 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 2 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 7)

초 성분으로서, α-올레핀으로서 헥센-1 을 4.8 몰% 함유하는 LLDPE 로서, 융점이 120 ℃, 밀도가 0.929 g/cm³, MI 가 9 g/10 분, Q 값이 7.0 인, 메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 LLDPE 와 지글러ㆍ나타 촉매를 사용하여 중합한 LLDPE 와의 혼합 LLDPE 로서 판매되고 있는 LLDPE5 (Japan Polyethylene Corporation 제조, 상품명 Harmorex NH725A) 를 사용하여, 시료 1 을 제조할 때에 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 2 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 8)

초 성분으로서, 융점이 124 ℃, 밀도가 0.920g/cm³, MI 가 20 g/10 분, Q 값이 4.0 인, 메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 LLDPE6 (Sumitomo Chemical Co., Ltd. 제조, 상품명 Sumikathene GA801) 을 사용하여, 시료 1 을 제조할 때 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 2 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 9)

초 성분으로서, α-올레핀으로서 헥센-1 을 3.1 몰% 를 함유하는 LLDPE 로서, 융점이 118 ℃, 밀도가 0.918 g/cm³, MI 가 20 g/10 분, Q 값이 2.6 인, 메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 LLDPE7 (Ube Industries Ltd. 제조, 상품명 UMERIT EX3224) 을 사용하여, 시료 1 을 제조할 때에 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 2 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 10)

초 성분으로서, 시료 1 의 제조에서 사용한 것과 동일한 LLDPE1 및 2 의 혼합물을 사용하고, 심 성분으로서 융점이 250 ℃, 극한 점도값 (IV 값) 이 0.64 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Toray Industries, Inc. 제조, T200E) 를 사용하여, 시료 1 을 제조할 때 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 2 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 11)

초 성분으로서, 시료 7 의 제조에서 사용한 LLDPE4 를 사용하였다. 심 성분으로서, 융점이 250 ℃, 극한 점도값 (IV 값) 이 0.64 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Toray Industries, Inc. 제조, T200E) 와 융점이 224 ℃, 극한 점도값 (IV 값) 이 0.875 인 폴리부틸렌테레프탈레이트 (Polyplastics Co., Ltd. 제조, 상품명 DURANEX 500FP) 를 질량비로 5:5 의 비율로 혼합한 것을 사용하였다. 이들 2 개의 성분을 사용하여, 시료 1 을 제조할 때 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 2 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 12)

초 성분으로서, 시료 7 의 제조에서 사용한 LLDPE4 를 사용하였다. 심 성분으로서, 융점이 250 ℃, 극한 점도값 (IV 값) 이 0.64 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Toray Industries, Inc. 제조, T200E) 와 융점이 224 ℃, 극한 점도값 (IV 값) 이 0.69 인 폴리부틸렌테레프탈레이트 (Polyplastics Co., Ltd. 제조, 상품명 DURANEX 300FP) 를 질량비 5:5 의 비율로 혼합한 것을 사용하였다. 이들의 2 개의 성분을 사용하여, 시료 1 을 제조할 때에 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 2 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 13)

초 성분으로서, 융점이 129 ℃, 밀도가 0.956 g/cm³, MI 가 12 g/10 분, Q 값이 5.6 인 고밀도 폴리에틸렌으로서, 지글러ㆍ나타 촉매를 사용하여 중합한 것 (Japan Polyethylene Corporation 제조, 상품명 HE481) 을 사용하고, 심 성분으로서, 융점이 164 ℃, MFR 이 26 g/10 분인 폴리프로필렌 (Japan Polypropylene Corporation 제조, SA1H) 을 사용하여, 시료 1 을 제조할 때 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 3 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 14)

에어 쓰루 열처리기의 설정 온도 (즉, 어닐링 처리와 건조 처리의 온도) 를 60 ℃ 로 한 것 이외에는, 시료 13 의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로, 표 3 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 15)

초 성분으로서, 시료 13 의 제조에서 사용한 고밀도 폴리에틸렌을 사용하고, 심 성분으로서, 시료 10 의 제조에서 사용한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하여, 시료 1 을 제조할 때 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 3 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 16)

에어 쓰루 열처리기의 설정 온도 (즉, 어닐링 처리와 건조 처리의 온도) 를 60 ℃ 로 한 것 이외에는, 시료 15 의 제조 방법과 동일한 제조 방법으로, 표 3 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 17 )

초 성분으로서, 시료 8 의 제조에서 사용한 LLDPE6 을 사용하고, 시료 1 을 제조할 때 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 3 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

(시료 18 )

초 성분으로서, 시료 9 의 제조에서 사용한 LLDPE7 을 사용하고, 시료 1 을 제조할 때 채용한 순서와 동일한 순서에 따라서, 표 3 에 나타내는 조건으로 잠재 권축성 복합 섬유를 얻었다.

시료 1∼18 로서 얻은 단섬유의 물성을 표 1∼3 에 나타낸다.

시료 1∼12 의 잠재 권축성 복합 섬유는, 모두 단섬유 건열 수축률이 높고, 저온 (100 ℃) 에서도 높은 웹 면적 수축률을 얻을 수 있었다. 특히, 시료 1∼6 의 섬유는, 초하중 0.018 mN/dtex 로 측정되는 단섬유 건열 수축률이 모두 80 % 를 넘고, 또한, 웹 수축률비가 0.6 이상이고, 양호한 나선 형상의 권축을 발현하는 것이었다. 이들의 섬유는, MI 가 15 이하로서, Q 값이 3 미만인, 메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌을 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체로서 사용하여 초 성분을 구성하고, PP 를 사용하여 심 성분을 구성하였기 때문에, 이와 같이 양호한 결과가 얻어졌다고 생각된다.

시료 7 의 섬유는, 초하중 0.018 mN/dtex 로 측정되는 단섬유 건열 수축률이 80 % 를 넘었지만, 웹 수축률비가 0.6 미만이고, 권축의 발현성이 시료 1 등과 비교하여 약간 떨어진다. 그러나, 시료 7 의 섬유는 120 ℃ 에서 초하중 0.450 mN/dtex 로 측정되는 단섬유 건열 수축률이 크고, 120 ℃ 에서 권축을 양호하게 발현하는 것이 확인되었다. 따라서, 시료 7 의 섬유는, 110 ℃∼120 ℃ 에서 처리하여 사용하는데 충분한 실용성을 갖고 있었다. 동일한 것을, 시료 8 및 시료 9 에 관해서도 말할 수 있다.

심 성분을 폴리에스테르 수지로 하는 시료 10, 11 및 12 도 역시 초하중 0.018 mN/dtex 로 측정되는 단섬유 건열 수축률은 시료 1 만큼 높지 않았지만, 50 % 는 넘었다. 또한, 시료 11 및 12 는, 120 ℃ 에서 초하중 0.450 mN/dtex 로 측정되는 단섬유 건열 수축률이 크고, 110∼120 ℃ 정도에서 처리하는 잠재 권축성 섬유로서 충분한 실용성을 갖고 있었다. PET 와 PBT 의 혼합물을 사용한 시료 11 및 12 는, 웹 면적 수축률 및 웹 수축률비가 PET 만을 사용한 시료 10 과 비교하여 크고, 양호한 권축을 발현하고 있었다.

시료 13 및 15 의 복합 섬유는, 권축수 및 권축률이 크고, 섬유화하는 단계에서 입체 권축이 일부 발현되고 있었기 때문에, 카드 통과성이 나빴다. 또한, 시료 13 및 15 의 복합 섬유는, 단섬유 건열 수축률이 마이너스가 되고, 면적 수축률도 낮았다. 입체 권축의 발현을 억제하기 위해서, 어닐링 (건조) 처리의 온도를 60 ℃ 로 낮게 하여 제조한 시료 14 및 16 의 복합 섬유는, 섬유화하는 단계에서의 입체 권축의 발현은 억제되어 양호한 카드 통과성을 나타내었지만, 웹 면적 수축률이 모두 작았다. 시료 17 및 18 의 섬유는 각각, 시료 8 및 9 의 섬유와 동일 초 성분 및 심 성분을 사용하여 제조하였지만, 편심률이 작기 때문에, 양호한 권축을 발현할 수 없었던 것으로 생각된다. 이것은, 시료 17 및 18 의 제작에 사용한 LLDPE6 및 7 은, 다른 시료를 제작하는 데 사용한 LLDPE1-5 와 비교하여 MI 가 높기 때문에 수축성이 떨어지고, 따라서 편심률의 약간의 변화가 권축의 발현에 영향을 주었다고 추찰된다.

본 발명의 잠재 권축성 복합 섬유는, 열수축성과 열접착성을 갖는 특정한 LLDPE 를 사용함으로써, 저온도에서 권축을 발현하고, 또한 열접착성을 갖기 때문에, 촉감이 양호한 고부피의 섬유 집합물 (특히, 부직포) 로서, 다른 시트형 물질에 열접착시킬 수 있는 섬유 집합물을 제조하는데 유용하다.

Claims

방사 전의 용융 지수가 1∼15 g/10 분의 범위 내에 있고, 중량 평균 분자량 (Mw) 과 수 평균 분자량 (Mn) 의 비 (Q 값) 가 1.5∼8 의 범위 내에 있는, 밀도가 0.90∼0.93 g/cm³ 의 범위 내에 있는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌을 열수축성 성분으로서 함유하는 제 1 성분과, 제 1 성분의 방사 후의 융점 Tf₁ 보다 높은 방사 후의 융점 Tf₂ 를 갖는 열가소성 중합체로 이루어지는 제 2 성분으로 이루어지는 복합 섬유로서, 제 1 성분이 섬유의 주면(周面)의 길이에 대하여 20 % 이상의 길이로 노출되어 있고,

JIS-L-1015 (건열 수축률) 에 준하여,

(1) 온도 100 ℃, 시간 15 분간, 초하중 0.018 mN/dtex (2 mg/d) 로 측정되는 단섬유 건열 수축률이 50 % 이상이고,

(2) 온도 100 ℃, 시간 15 분간, 초하중 0.450 mN/dtex (50 mg/d) 로 측정되는 단섬유 건열 수축률이 15 % 이상인 잠재 권축성 복합 섬유.
제 1 항에 있어서, 복합 섬유의 단면이, 제 1 성분이 초 성분이고, 제 2 성분이 심 성분으로서, 제 2 성분의 중심 위치가 섬유의 중심 위치로부터 어긋나 있는 편심초심형 단면, 또는 병렬형 단면인 잠재 권축성 복합 섬유.
제 1 항에 있어서, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌이 메탈로센 촉매에 의해 중합된 수지인 잠재 권축성 복합 섬유.
제 1 항에 있어서, 제 1 성분의 방사 후의 융점 Tf₁ 이 105 ℃∼125 ℃ 의 범위 내에 있는 잠재 권축성 복합 섬유.
제 1 항에 있어서, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌의 중량 평균 분자량 (Mw) 과 수 평균 분자량 (Mn) 의 비 (Q 값) 가 1.5∼3.5 의 범위 내에 있는 잠재 권축성 복합 섬유.
융점 T₁ 이 100∼125 ℃ 의 범위 내에 있고, 밀도가 0.90∼0.93 g/cm³ 의 범위 내에 있고, Q 값이 1.5∼8 의 범위 내에 있고, 또한 방사 전의 용융 지수가 1∼15 g/10 분의 범위 내에 있는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌을 열수축성 성분으로서 함유하는 제 1 성분과, 융점 T₁ 보다 높은 융점 T₂ 를 갖는 열가소성 중합체로 이루어지는 제 2 성분을, 제 1 성분이 섬유의 주면의 길이에 대하여 20 % 이상의 길이로 노출되도록 복합 방사하는 것을 포함하는, 잠재 권축성 복합 섬유의 제조 방법.
제 6 항에 있어서, 제 1 성분과 제 2 성분을 편심초심형 또는 병렬형 단면이 되도록 복합 방사하여 방사 필라멘트를 얻는 것, 60∼(T1-10) ℃ 의 범위 내에 있는 온도에서 2 배 이상으로 연신하는 것, 권축수 12∼19 산/25 mm 의 범위로 기계 권축을 부여하는 것, 및 40∼100 ℃ 의 범위 내에 있는 온도로 어닐링 처리를 실시 하는 것을 추가로 포함하는, 잠재 권축성 복합 섬유의 제조 방법.
제 1 항에 따른 잠재 권축성 복합 섬유를 20 질량% 이상 함유하고, 잠재 권축성 복합 섬유에 있어서 잠재 권축이 발현되어 있는 섬유 집합물.
제 1 항에 따른 잠재 권축성 복합 섬유를 20 질량% 이상 함유하고, 잠재 권축성 복합 섬유에 있어서 잠재 권축이 발현되어 있는 부직포.