KR101259409B1 - 분할형 복합섬유, 이를 이용한 섬유 구조물 및 와이핑 천 - Google Patents

분할형 복합섬유, 이를 이용한 섬유 구조물 및 와이핑 천 Download PDF

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Abstract

치밀성, 숭고성이 풍부한 섬유 구조물을 수득하기 위한 분할형 복합섬유를 제공한다. 폴리아미드 수지 조성물과 당해 폴리아미드 수지 조성물과는 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체를 섬유 길이방향으로 접합시켜 이루어진 분할형 복합섬유로서, 폴리아미드 수지 조성물이 방향족 폴리아미드와 지방족 폴리아미드로 이루어짐을 특징으로 하는 분할형 복합섬유이다. 그 중에서도, 방향족 폴리아미드가 나일론 MXD6 중합체이고 지방족 폴리아미드가 나일론 6 중합체인 것이 바람직하다.
분할형 복합섬유, 폴리아미드 수지 조성물, 섬유 형성성 중합체, 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀 수지, 와이핑 천, 폴리(메타크실렌 아디프아미드), 나일론 6 중합체

Description

분할형 복합섬유, 이를 이용한 섬유 구조물 및 와이핑 천{Dividual Conjugate Fiber and, Produced Therefrom, Fiber Structure and Wiping Cloth}
본 발명은 폴리아미드와 폴리에스테르같은 폴리아미드와 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체로 이루어진 분할형 복합섬유, 이를 이용한 섬유 구조물 및 와이핑 천(Wiping cloth)에 관한 것이다.
분할형 복합섬유는 2종 이상의 중합체를 복합방사하여 수득한 복합섬유이며, 직물로 한 후, 복합섬유를 할섬하거나 하여 수득한 섬유 구조물로 하여 각종 용도로 사용되고 있다.
그 중에서도, 폴리에스테르와 폴리아미드로 이루어진 분할형 복합섬유는 숭고성(bulkiness)이나 유연성이 우수한 섬유 구조물을 수득하기 쉽기 때문에, 스웨드 직물 등의 의류용, 와이핑 천 등의 자재용 등, 여러 가지 용도로 적합하게 사용되고 있다. 그리고, 와이핑 천으로서는, 귀금속이나 휴대전화의 청소 및 하드 디스크 등의 자기 기록 매체 등의 정밀 전자부품의 연마나 청소 등의 와이핑용으로 알맞게 사용되고 있다.
이러한 폴리에스테르와 폴리아미드로 이루어진 분할형 복합섬유는, 통상, 물리적, 화학적 처리에 의해 양 성분으로 분할할 수 있다. 그리고, 통상의 폴리아미 드를 이용하여 고밀도 직물을 수득하는 경우는, 특허문헌 1 내지 3에 기재되어 있는 바와 같이, 분할형 복합섬유를 직물화 한 후, 벤질 알콜 등의 팽윤제나 수축제를 사용하여 폴리아미드를 팽윤·수축시켜 분할형 복합섬유를 분할하고 고밀도 직물로 하여, 숭고성이 우수하고 치밀한 섬유 구조물을 수득하고 있다.
와이핑 천으로서의 용도에 있어서는, 하드 디스크 등에서는 근년 이의 대용량화가 진행되고 있기 때문에, 100GB 이상의 제품이 일반적으로 되고 있다. 또한, 동시에 하드 디스크의 소형화도 현저하게 진행되어, 대용량화와 소형화를 동시에 만족시키기 위해서는, 디스크 표면을 정밀하게 연마하는 것이 필요하다.
이러한 요구에 대하여, 폴리아미드와 폴리에스테르로 이루어진 분할형 복합섬유는 물리적, 화학적 처리에 의해 양 성분으로 분할할 수 있고, 수득되는 마이크로섬유는 가격이 저렴하고 정밀한 연마에 적합한 성능을 갖고 있다. 예를 들면, 특허문헌 4에서는, 폴리에스테르와 폴리아미드의 복합섬유를 분할처리 후에 고밀도화 하여, 특정 번수(count), 커버 팩터(cover factor)로 하드 디스크의 연마에 적합한 와이핑 천이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 5 내지 8에서는, 폴리에스테르와 특정 폴리에스테르로 이루어진 복합섬유가 기재되어 있는데, 이들은 염색성 개선을 목적으로 하는 것이며, 분할형 복합섬유에 대해서는 일체 기재되어 있지 않다.
특허문헌 1: 일본 특허공보 제(소)53-35633호
특허문헌 2: 일본 특허공보 제(소)61-37383호
특허문헌 3: 일본 공개특허공보 제(평)04-272223호
특허문헌 4: 일본 공개특허공보 제2000-303300호
특허문헌 5: 일본 공개특허공보 제(평)03-161520호
특허문헌 6: 일본 공개특허공보 제(평)03-287820호
특허문헌 7: 일본 공개특허공보 제(평)03-146715호
특허문헌 8: 일본 공개특허공보 제(평)04-281015호
발명의 개시
발명이 해결하려고 하는 과제
그렇지만, 이들에서 사용하는 통상의 폴리아미드와 폴리아미드와 친화성이 없는 폴리에스테르 같은 섬유 형성성 중합체에서는, 벤질 알콜 같은 팽윤·수축시키는 특수한 처리제를 사용하지 않으면, 폴리아미드의 팽윤·수축에 한계가 있고, 할섬성(splitting properties)이 충분하고 숭고성이 우수한 치밀한 섬유 구조물을 수득하는 것은 어렵다.
또한, 위와 같은 팽윤제·수축제 등의 처리제를 이용한 할섬의 경우, 할섬처리 후는 천 중에 처리제가 잔존하여, 염색시 염반(染斑)이 발생하기 쉽다.
또한, 하드 디스크 등의 자기 기록 매체 등의 정밀 전자부품용 와이핑에 사용하는 경우, 근년, 연마 등의 정밀화 요구가 높아져 감에 따라 불순물이 혼입되지 않은 것이 요구되고 있다. 그리고 연마포나 와이핑 청소구의 섬유 소재 자체로부터 발생하는 자기 발진 미립자, 용매 등에 의해 추출되는 저분자량 물질도 될 수 있는 한 저감된 것이 요구되어 오게 되는데, 벤질 알콜 등의 팽윤제를 사용하여 팽윤·수축 등으로 할섬하면, 주로 폴리에스테르 속에 함유된 올리고머 등을 유래로 하는 자기 발진 미립자 표면에 석출되며, 이러한 불순물의 제거가 어려워진다. 한편, 팽윤제 등을 이용하지 않고 할섬하려고 하는 경우, 충분한 할섬성이 수득되지 않고 정밀 전자부품의 연마나 청소용으로 사용하는 와이핑 성능이 불충분한 것으로 되는 것이 현재 상황이다.
또한, 벤질 알콜 등의 팽윤제는 고가인 데다가, 폐액 처리가 필요하기 때문에, 수득되는 섬유 구조물은 비용이 높아진다.
따라서, 본 발명은 위와 같은 문제를 해결하여, 폴리아미드와 당해 폴리아미드와는 친화성이 없는 중합체로 이루어진 분할형 복합섬유를, 섬유 구조물로 하여 할섬처리할 때, 저농도의 벤질 알콜을 사용하거나, 또는 벤질 알콜과 같은 팽윤제를 사용하지 않고도, 치밀하고 숭고성이 풍부한 섬유 구조물을 수득하기 위한 분할형 복합섬유를 수득하는 것을 목적으로 한다.
또한, 위의 처리제를 사용하지 않고도, 유연하고 숭고성이 풍부하며 양호한 색상을 갖는 섬유 구조물을 수득하는 것을 다른 목적으로 한다.
추가로, 정밀 전자 기기의 연마나 청소 등에 사용하는 와이핑 천에 있어서, 자기 발진 미립자나 용매 등으로 추출되는 저분자량 물질의 발생이 적은 것을 수득하는 것을 다른 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
위의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 폴리아미드 수지 조성물과 당해 폴리아미드 수지 조성물과는 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체를 섬유 길이방향으로 접합시켜 이루어진 분할형 복합섬유로서, 폴리아미드 수지 조성물이 방향족 폴리아미드와 지방족 폴리아미드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분할형 복합섬유를 그 요지로 한다.
그 중에서도, 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체가 폴리에스테르 수지인 것이 바람직하다. 다른 바람직한 양태로서, 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체가 폴리올레핀 수지인 것을 들 수 있다.
방향족 폴리아미드는 지방족 디카복실산과 방향족 디아민을 주요한 구조 단위로 하는 폴리아미드가 바람직하고, 특히 방향족 폴리아미드는 폴리(메타크실렌 아디프아미드)이고 지방족 폴리아미드가 나일론 6 중합체인 것이 바람직하다. 그리고, 폴리(메타크실렌 아디프아미드)와 나일론 6 중합체의 중량 비율은 35:65 내지 70:30이 적절하다. 또한, 하드 디스크 등의 자기 기록 매체 등, 정밀 전자부품의 와이핑에 사용하는 데에는, 무기 입자를 함유하지 않는 것인 것이 보다 바람직하다.
본 발명은 위의 분할형 복합섬유로 이루어진 섬유 구조물이며, 당해 섬유 구조물은 직물 또는 편물일 수도 있다. 또한, 본 발명은 당해 섬유 구조물로 이루어진 와이핑 천이기도 하다.
본 발명은 위의 분할형 복합섬유를 사용하여 섬유 구조물을 제조하는 공정(1) 및 공정(1)로 수득한 섬유 구조물에 열수처리를 실시하여 분할형 복합섬유를 할섬하는 공정(2-1)로 이루어짐을 특징으로 하는 것에 의한 섬유 구조물의 제조방법이기도 하다.
본 발명은 위의 분할형 복합섬유를 사용하여 섬유 구조물을 제조하는 공정(1) 및 공정(1)로 수득한 섬유 구조물을 알칼리 용해처리를 실시하여 분할형 복합섬유를 할섬하는 공정(2-2)로 이루어짐을 특징으로 하는 섬유 구조물의 제조방법이기도 하다. 이들 섬유 구조물의 제조방법에 있어서, 수득되는 섬유 구조물을 열처리하는 공정(3)을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 위의 제조방법으로 수득한 섬유 구조물을 순수(純水)로 세정을 수행하는 공정(4) 및 수지 필름으로 형성된 용기 속에 밀봉 팩(hermetical sealing)하는 공정(5)을 갖는 와이핑 천의 제조방법이기도 하다.
발명의 효과
본 발명의 분할형 복합섬유에 의하면, 팽윤제를 사용하지 않고 분할 할섬하여 수축 성능이 높고 고밀도로 치밀한 섬유 구조물을 수득할 수 있다. 그리고, 본 발명의 분할형 복합섬유를 사용하여 제조한 천은 염색한 때에도 선명한 색상을 수득할 수 있다. 또한, 정밀 전자부품의 연마나 청소의 와이핑 천으로서 사용할 때에는, 우수한 와이핑 성능을 가진 채, 자기 발진량을 저감시킬 수 있다.
게다가, 본 발명의 분할형 복합섬유라면, 폴리에스테르와 폴리아미드와의 분할형 복합섬유에 있어서도 저농도의 벤질 알콜을 사용하거나, 또는 벤질 알콜 등의팽윤제 등을 사용하지 않고도 분할 할섬할 수 있고, 숭고하고 유연한 섬유 구조물을 저렴하게 제공할 수 있다.
즉, 본 발명의 분할형 복합섬유는 폴리아미드 성분으로서 방향족 폴리아미드와 지방족 폴리아미드와의 폴리아미드 수지 조성물을 사용하고 있기 때문에, 폴리아미드 성분의 수축 성능이 크다. 종래의 벤질 알콜 처리는 폴리아미드를 팽윤·수축시킴으로써 복수 성분으로 분할시키지만, 본 발명의 분할형 복합섬유는 수축 성능이 큰 폴리아미드 성분을 사용하기 때문에, 수축 성능이 뛰어나고 쉽게 할섬된다. 따라서, 저농도의 벤질 알콜, 또는 벤질 알콜 이외의 팽윤작용이 없는 처리제나 열수처리로도 양호한 할섬을 나타낸다. 그리고, 수득되는 섬유 구조물은 치밀성, 숭고성이 풍부하고 태깔이 양호한 것으로 된다. 추가로, 분할 후의 섬유가 초극세섬유이면, 섬유 구조물은 보다 유연하고 치밀한 것으로 된다. 그 중에서도, 방향족 폴리아미드가 폴리(메타크실렌 아디프아미드)(이하, 이를 나일론 MXD6 중합체라고 하는 경우가 있다)이면, 그 효과가 특히 현저하게 발현된다.
또한, 본 발명의 분할형 복합섬유를 이용한 섬유 구조물은 양호한 색상을 갖는다. 통상의 2성분 이상으로 이루어진 분할형 복합섬유를 이용한 섬유 구조물을 염색한 경우, 각 성분의 색상을 완전히 일치시키는 것은 곤란하며, 칙칙한 색상으로 되어버린다. 한편, 본 발명의 섬유를 이용한 섬유 구조물은 폴리아미드 성분이 크게 수축하여 표층에 노출되지 않는다. 따라서, 섬유 구조물의 표층으로부터는 폴리아미드 성분이 보이지 않고, 표층은 다른 성분만에 의해 덮혀 있으므로, 선명한 색상의 섬유 구조물을 수득할 수 있다.
본 발명의 분할형 복합섬유는 폴리아미드 수지 조성물과 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체로서 폴리에스테르 수지를 사용하는 경우이더라도, 통상 일반적인 가공공정에서 실시되고 있는 알칼리 수용액에 의한 감량가공을 실시함으로써 폴리에스테르 성분의 일부가 용해됨으로써 할섬시킬 수 있다. 가열된 알칼리 수용액이 폴리아미드 성분을 가열함으로써 우수한 수축 성능을 발휘하기 때문에, 할섬성은 우수한 것으로 된다. 그리고, 주로 폴리에스테르에 포함되어 있는 올리고머 등을 유래로 하는 자기 발진 미립자나 저분자량 물질이 알칼리 수용액에 의해 용해제거되기 때문에, 제품으로 했을 때의 자기 발진 입자 수를 저감시킬 수 있다.
추가로, 본 발명의 분할형 복합섬유는 폴리아미드 성분으로서 방향족 폴리아미드와 지방족 폴리아미드와의 폴리아미드 수지 조성물을 이용하고 있기 때문에, 폴리아미드 성분의 수축 성능이 크다. 종래의 벤질 알콜 처리는 폴리아미드를 팽윤·수축시킴으로써 복수 성분으로 분할시키지만, 본 발명의 분할형 복합섬유는 수축 성능이 큰 폴리아미드 성분을 이용하기 때문에, 통상 일반적인 가공공정에서 실시되고 있는 알칼리 수용액에 의한 감량가공의 가열조건 및 필요에 따라 수행되는 그 후의 열처리조건으로 충분한 수축 성능을 수득할 수 있다. 그리고, 수득되는 섬유 구조물은 치밀성, 숭고성이 풍부하여 하드 디스크의 연마에 적합한 와이핑 성능을 갖는다. 또한, 하드 디스크 등의 정밀 기계를 연마할 때에도 연마 대상 부품을 손상시키지 않고 올리고머 등을 유래로 하는 자기 발진 미립자나 저분자량 물질이 알칼리 수용액에 의해 용해제거되기 때문에, 연마 대상 부품을 자기 발진에 의해 오염시키는 비율을 저감시킬 수 있다.
또한, 방향족 폴리아미드가 나일론 MXD6 중합체이면, 본 발명의 효과가 특히 현저하게 나타난다.
도 1은 본 발명의 분할형 복합섬유의 섬유 횡단면도의 일례(사이드 바이 사이드형)이다.
도 2는 본 발명의 분할형 복합섬유의 섬유 횡단면도의 일례(사이드 바이 사이드 반복형)이다.
도 3은 본 발명의 분할형 복합섬유의 섬유 횡단면도의 일례(방사형)이다.
도 4는 본 발명의 분할형 복합섬유의 섬유 횡단면도의 일례(방사형)이다.
도 5는 본 발명의 분할형 복합섬유의 섬유 횡단면도의 일례(중공 환상형)이다.
부호의 설명
1: 폴리아미드 수지 조성물 성분
2: 폴리에스테르 수지 성분
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 분할형 복합섬유는 폴리아미드 수지 조성물과 당해 폴리아미드 수지 조성물과 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체로 구성된다.
폴리아미드 수지 조성물은 방향족 폴리아미드와 지방족 폴리아미드로 이루어진다. 이러한 조합으로 이루어진 폴리아미드 수지 조성물은 수축 성능이 크기 때문에, 저농도의 벤질 알콜, 또는 팽윤작용이 없는 알콜 이외의 처리제(예를 들면, 알칼리 용해처리, 열수처리)로도 양호한 할섬성을 나타낸다. 한편, 폴리아미드 성분이 방향족 폴리아미드만인 경우 또는 지방족 폴리아미드만인 경우, 수축 성능이 작기 때문에, 태깔이 열악한 섬유 구조물로 된다. 또한, 이것은 와이핑 성능도 뒤떨 어진다. 게다가, 폴리아미드 수지 조성물의 수축 성능이 뛰어나기 때문에, 높은 수축을 수득할 수 있는 한편, 폴리아미드 수지 조성물만큼 수축 성능이 높지 않은 폴리에스테르 수지나 폴리올레핀 수지와 조합하여 사용하면, 높은 수축률에 의한 치밀성이 수득되며, 한편으로 숭고성도 수득할 수 있다.
지방족 폴리아미드로서는 공지의 섬유 형성성 폴리아미드를 들 수 있으며, 구체적으로는 나일론 6, 나일론 66, 나일론 4 등을 들 수 있다. 당해 지방족 폴리아미드의 분자량은 섬유 형성이 가능하다면 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 나일론 6은 대량으로 제조되어 비용면에서 유리하며, 본 발명에서 바람직하게 사용할 수 있다.
폴리아미드 수지 조성물에 사용되는 폴리아미드는 용융방사의 안정 조업성의 관점에서 적당한 상대점도를 갖고만 있으면, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 상대점도가 1.8 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상대점도가 2.2 이상, 특히 바람직하게는 상대점도가 2.5 이상이다. 또한, 상대점도의 상한은 용융방사의 안정 조업성의 관점에서 3.5까지로 충분하다. 또한, 상대점도는 95.8% 진한 황산을 용매로 하여 측정한 25℃에서의 값이다.
방향족 폴리아미드는 지방족 디카복실산과 방향족 디아민을 주요한 구조 단위로 하는 폴리아미드인 것이 본 발명의 효과를 수득하는 데에 바람직하다. 이것은 수축 성능이 보다 크게 되기 때문에, 할섬처리 후에 수득하는 섬유 구조물은 치밀성, 숭고성이 풍부하고 태깔이 양호한 것으로 된다. 또한, 와이핑 천으로서 이용한 경우, 양호한 와이핑 성능을 수득할 수 있다.
방향족 폴리아미드는 본 발명의 효과를 수득하는데 적합하며, 나일론 MXD6 중합체, 즉 폴리(메타크실렌 아디프아미드)가 최적이다. 폴리(메타크실렌 아디프아미드)는 다음 화학식(1)의 화합물이다.
H - [NHCH2[C6H4]CH2NHCOC4H8CO]n - OH (1)
이것은 메타크실렌 디아민과 아디프산으로부터 수득되는 결정성의 열가소성 중합체이다. 폴리(메타크실렌 아디프아미드)는 지방족 폴리아미드와 혼합한 폴리아미드 수지 조성물로 한 경우의 수축 특성이 양호하기 때문에, 특히 바람직한 것이다.
또한, 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은, 방향족 폴리아미드가 폴리(메타크실렌 아디프아미드)(나일론 MXD6 중합체)이고 지방족 폴리아미드가 나일론 6인 것이 특히 바람직하다. 이것은 수축 성능이 특히 크기 때문에, 할섬처리 후에 수득되는 섬유 구조물은 치밀성, 숭고성이 풍부하고 태깔이 양호한 것으로 된다. 또한, 와이핑 천으로서 사용하는 경우, 양호한 와이핑 성능을 수득할 수 있다. 또한, 이러한 경우에는, 나일론 MXD6 중합체와 나일론 6의 중량 혼합 비율이 각각 35:65 내지 70:30인 것이 보다 바람직하고, 45:55 내지 55:45인 것이 특히 바람직하다. 또한, 나일론 MXD6 중합체는 메타크실렌 디아민과 아디프산과의 중합반응으로부터 수득되는 결정성의 열가소성 중합체이다.
또한, 나일론 MXD6 중합체와 조합되는 적절한 지방족 폴리아미드로서, 나일론 6을 예시하였지만, 나일론 66 등의 다른 폴리아미드로도 우수한 수축성을 수득 할 수 있으며, 이러한 경우도 중량 혼합 비율은 위의 범위가 바람직하다.
방향족 폴리아미드와 지방족 폴리아미드는 지방족 폴리아미드가 보다 점도가 높은 것인 것이 바람직하다. 원인은 불명하지만, 이렇게 하는 것으로 보다 양호한 수축 성능을 수득할 수 있다. 보다 구체적으로는, 95.8%의 진한 황산을 용매로 하여 측정한 25℃에서의 상대점도 차이가 0.2 이상 0.4 이하로, 지방족 폴리아미드가 고점도인 것이 바람직하다.
또한, 폴리아미드 수지 조성물과 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체는 폴리에스테르 수지 또는 폴리올레핀 수지를 들 수 있다.
폴리아미드 수지 조성물과 조합되는 중합체가 폴리에스테르 수지인 경우, 알칼리 용해가공을 실시한 때에 폴리에스테르의 일부가 용해됨으로써 할섬된다. 추가로, 이러한 알칼리 용해 가공공정에 의한 가열 또는 개별로 수행되는 열처리에 의해 가열됨으로써, 폴리아미드 수지 조성물이 수축되어, 밀도가 높고 숭고성도 높은 섬유 구조물로 할 수 있다. 이로써, 충분한 수축 성능, 할섬 성능을 수득할 수 있다. 이것을 와이핑 천으로서 사용하는 경우, 우수한 와이핑 성능을 수득하는 것이 가능해진다. 그리고, 주로 폴리에스테르에 포함되어 있는 올리고머 등을 유래로 하는 자기 발진 미립자나 저분자량 물질이 알칼리 수용액에 의해 용해제거되기 때문에, 이를 이용한 제품 중의 자기 발진 입자 수를 저감시킬 수 있다.
추가로, 벤질 알콜에 의한 처리를 수행하지 않고 할섬할 수 있다고 하는 이점도 갖는다. 즉, 본 발명의 복합섬유는 폴리아미드 성분의 수축 성능이 우수한 것이라는 점으로부터 효율 좋게 할섬할 수 있고, 이를 위해 통상의 할섬섬유에서 수 행되는 벤질 알콜 처리를 수행하지 않고 양호한 할섬성이 수득된다고 하는 이점도 갖는 것이다.
폴리에스테르 수지로서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌옥시 벤조에이트, 폴리1,4-디메틸사이클로헥산 테레프탈레이트 및 이들을 주성분으로 하는 코폴리에스테르 등을 들 수 있다. 기타의 중합체도 적절하게 이용할 수 있다. 범용성 및 섬유 물성의 점에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 바람직하다.
폴리올레핀 수지로서는 폴리프로필렌 등을 적절하게 사용할 수 있다. 폴리아미드 수지 조성물과 상용성이 없는 수지가 폴리올레핀인 경우는 폴리올레핀과 폴리아미드와의 접착성이 작기 때문에, 용이하게 할섬할 수 있다.
한편, 본 발명의 분할형 복합섬유에 사용하는 중합체(즉, 폴리아미드 수지 조성물, 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀 수지)는, 방사 조업성을 양호하게 하는 점에서는 무기 입자를 함유하는 것이 바람직하다. 이를 위한 무기 입자는 다수 존재하며, 산화티탄, 산화아연, 탄산마그네슘, 산화규소, 탄산칼슘, 알루미나 등을 들 수 있다. 방사 조업성에 지장이 없다면, 첨가하는 무기 입자는 특별히 한정되지 않지만, 분산성이나 비용 대비 효과의 관점에서 산화티탄을 바람직하게 사용할 수 있다. 무기 입자를 사 중량에 대하여 0.1중량% 내지 3.0중량% 첨가하는 것이 바람직하고, 0.3중량% 내지 1.0중량%가 특히 바람직하다.
무기 입자를 사용하는 경우, 분말 또는 입자의 평균 입자 직경은 0.01㎛ 내지 10㎛가 바람직하고, 0.05㎛ 내지 2㎛가 특히 바람직하다. 이 범위이면, 입자의 응집이 발생하기 어렵기 때문에, 사 불균일이 발생하기 어렵게 되어 안정한 강도를 수득할 수 있다.
다만, 하드 디스크 등, 자기 기록 매체 등의 정밀 전자부품의 연마나 청소에 사용하는 와이핑 천에 사용하는 경우, 분할형 복합섬유에 무기 입자를 함유하지않는 것이 바람직하다.
종래의 와이핑 천에 사용되고 있는 분할형 복합섬유는 범용 폴리에스테르 섬유나 폴리아미드 섬유에 사용하는 염소제(艶消劑)로서 이산화티탄 등의 백색 안료 등의 무기 입자가 적잖이 함유되어 있는 수지를 원료로 사용하는 것이 통상적이며, 하드 디스크를 정밀하게 연마, 청소할 때에는, 이산화티탄이 하드 디스크 표면을 손상시키는 경우가 있다. 본 발명에 있어서는, 이러한 문제를 발생시키지 않기 위해, 무기 입자를 사용하지 않는 것이 바람직하다.
여기서, 무기 입자를 함유하지 않는다고 하는 의미는, 방사시 적극적으로 이산화티탄 등의 무기 입자를 첨가하지 않는다고 하는 취지이다. 즉, 제조·가공공정에서 오염 등으로 미량 함유하는 경우까지 제외하는 취지는 아니다. 이러한 경우이더라도 일반적인 회분 측정법에 의한 분석치가 중합체 중 50ppm 미만인 것이 바람직하고, 하드 디스크 연마, 청소시에 표면을 손상시키는 일은 없다.
또한, 필요에 따라, 염소제, 안료, 대전방지제, 항균제, 원적외선 방사 입자 등, 공지의 첨가제를 배합할 수도 있다.
그리고, 본 발명의 분할형 복합섬유의 섬도(纖度)는 특별히 한정되지 않고, 방사 가능한 범위에서 적절하게 결정할 수 있다. 제품의 와이핑 성능에 영향을 끼 치는 섬유의 수축 성능의 점에서 경사 및 위사의 총 섬도가 30 내지 300dtex인 것이 바람직하다. 40 내지 200dtex가 보다 바람직하고, 50 내지 150dtex가 특히 바람직하다. 다만, 섬도가 지나치게 작은 경우는 사로서의 수축 성능이 작은 것으로 되기 때문에, 충분히 수축할 수 있는 섬도로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 분할형 복합섬유의 단사 섬도는 어떠한 것이어도 상관없지만, 분할 할섬 후의 성분의 적어도 일부, 바람직하게는 전부가 0.5dtex 이하의 섬도인 초극세섬유이면, 수득되는 섬유 구조물은 보다 유연하고 치밀성이 우수하다. 또한, 연마 성능이나 청소 성능의 관점에서도 적절한 것으로 된다. 보다 바람직하게는, 0.3dtex 이하, 특히 바람직하게는 0.2dtex 이하이다.
분할형 복합섬유는 파단 강도가 3.50cN/dtex 이상인 것이 바람직하다. 4.00cN/dtex 이상이 보다 바람직하고, 4.50cN/dtex 이상이 특히 바람직하다. 섬유 강도가 큰 것으로 인해, 직물로 할 때는 사 절단을 발생시키지 않고 치밀성이 우수한 직물을 제직할 수 있다.
분할형 복합섬유는 파단 신도가 25 내지 55%인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 25 내지 45%, 특히 바람직하게는 30 내지 40%이다. 이러한 파단 신도라면, 제직 등의 조업성이 양호해진다.
이어서, 본 발명의 분할형 복합섬유의 단면 형상은, 폴리아미드 수지 조성물과 폴리에스테르 수지가, 단일 섬유의 횡단면에 있어서, 한쪽 성분이 다른 쪽 성분을 완전히 포함하지 않은 형상으로, 단일 섬유의 길이방향을 따라 접합되어 있는 형상인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도 1과 같은 사이드 바이 사이드형 분할형 복합섬유, 도 2와 같은 사이드 바이 사이드 반복형 분할형 복합섬유, 도 3, 도 4와 같은 방사상 형상(방사상 부분)과 방사상을 보완하는 형상(보완부)으로 접합된 방사형 분할형 복합섬유, 도 5와 같은 중공 환상형 분할형 복합섬유 등을 예로서 들 수 있다.
또한, 와이핑 천으로서는 방사상 분할형 복합섬유나 중공 환상형 복합섬유가 적절하게 사용된다. 특히, 나일론 MXD6 중합체 및 지방족 폴리아미드와 폴리에스테르와의 분할형 복합섬유에 있어서, 방사형 분할형 복합섬유에서는 도 4의 방사상 부분에 의해 8개 이상 등, 다수의 보완부로 분할되는 경우이더라도 벤질 알콜 등의 팽윤제를 사용하지 않고도 알칼리 용해처리 및 열처리에 의해 분할 할섬하여 수축할 수 있으므로, 폴리에스테르의 불순물을 제거할 수 있으며, 자기 발진, 잔류 이온이나 불휘발 잔사(NVR)가 적고, 청소 성능이 우수한 것으로 된다.
한편, 본 발명의 분할형 복합섬유의 할섬 처리방법으로서는 알칼리 용해에 의한 방법이 있다. 가열한 알칼리 수용액 속에 본 발명의 분할형 복합섬유를 침지시켜 폴리에스테르의 일부를 용해시키는 동시에, 폴리아미드 성분을 수축시킴으로써 할섬시키는 방법이다. 이때, 주로 폴리에스테르 수지에 함유되어 있는 올리고머 등을 유래로 하는 자기 발진 미립자나 저분자량 물질이 알칼리 수용액에 의해 용해제거되기 때문에, 자기 발진·잔류 이온·NVR 등이 적어서 당해 제품 중의 자기 발진 입자 수를 저감할 수 있다.
알칼리 용해에 의한 처리조건은 일반적으로 폴리에스테르 섬유 구조물의 감량가공에서 실시되고 있는 방법이며, 예를 들면, 0.5% 내지 5.0%의 수산화나트륨 수용액을 사용하는 방법을 들 수 있다. 1.0% 내지 3.0%가 보다 바람직하고, 1.0% 내지 2.0%가 특히 바람직하다. 처리온도는 85℃ 내지 100℃가 바람직하고, 90℃ 내지 98℃가 보다 바람직하다.
본 발명의 섬유 구조물은 사조(thread line), 사속(yarn bundle), 직물, 편물, 부직포를 일컫는다. 본 발명의 섬유 구조물은 분할형 복합섬유를 전부 또는 적어도 이의 일부, 바람직하게는 20% 이상 사용한 것을 들 수 있다. 본 발명의 섬유 구조물은 위에서 설명한 분할형 복합섬유를 이용하여 섬유 구조물의 형태로 한 후, 분할 할섬한 것인 것이 바람직하다.
본 발명의 섬유 구조물이 직물인 경우, 직조직으로서는 평직(plain weave), 주자직(satin weave), 사문직(twill weave) 등을 들 수 있다. 보다 치밀한 직물로 할 수 있는 점에서 주자직으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 와이핑 천으로서 사용하는 경우에는, 평직, 주자직, 사문직이 바람직하다.
본 발명의 섬유 구조물은 구성하는 섬유 전부가 위에서 언급한 분할형 복합섬유로 이루어진 것일 수도 있고, 30% 이하의 비율로 위에서 언급한 분할형 복합섬유 이외의 섬유를 사용한 것일 수도 있다.
직물인 본 발명의 섬유 구조물을 청정실(클린 룸)에서 사용하는 와이핑 천으로서 사용하는 경우, 적절한 직물의 가공 커버 팩터(cover factor)를 예시한다. 평직의 경우, 경사 1,000 이상, 위사 800 이상이 바람직하고, 주자직의 경우, 경사 1,500 이상, 위사 1,000 이상이 바람직하다.
본 발명의 분할형 복합섬유를 사용하면, 위에서 언급한 높은 커버 팩터를 갖 는 섬유 구조물을 수득할 수 있다고 하는 이점도 갖는다. 즉, 위에서 설명한 바와 같이, 폴리아미드 수지로서 방향족 폴리아미드와 지방족 폴리아미드로 이루어진 폴리아미드 수지 조성물을 사용하는 것으로 높은 수축성을 수득할 수 있다. 이 때문에, 섬유 구조물을 할섬한 후, 열처리를 수행함으로써, 섬유 구조물을 수축시키는 것으로 위의 커버 팩터를 수득할 수 있다. 이렇게 하여 수축시킨 섬유 구조물은 직물, 편물인 경우는, 표면은 폴리에스테르이고 내부는 폴리아미드인 상태로 된다.
본 발명의 섬유 구조물이 편물인 경우, 경편(經編), 위편(緯編) 어느 것이어도 상관없다. 구체적으로는, 위편 조직이 양호하고, 와이핑 천으로서 사용하는 경우는, 예를 들면, 인터록 조직(interlock texture)이 바람직하다. 편물인 본 발명의 섬유 구조물을 클린 룸에서 사용하는 와이핑 천으로서 사용하는 경우, 예를 들면, 웨일(wale) 수가 70 내지 100가닥/inch, 코스(course) 수가 70 내지 100가닥/inch로 하는 것이 바람직하다. 또한, 트리코트(tricot)의 경우는, 28G 정도를 사용하는 것이 적절하다. 또한, 프론트 사(front yarn), 백 사(back yarn), 미들 사(middle yarn) 모두에 분할형 섬유를 사용할 수도 있고, 일부만을 분할형 섬유로 하는 것일 수도 있지만, 적어도 프론트 사와 백 사에 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 분할형 복합섬유는 다른 단독성분으로 이루어진 합성섬유와 혼섬하거나 합연(合撚)해도 좋고, 또한 교직(交織), 교편(交編)해도 좋다. 마찬가지로, 면, 양모, 견 등의 천연섬유와 교연(交撚), 교직, 교편해도 좋다.
분할형 복합섬유를 직물, 편물 등의 섬유로 제조하고 할섬한 후, 와이핑 천을 수득할 수 있다. 수득된 와이핑 천은 하드 디스크 등의 제조공정에 사용되는 등, 클린 룸 내에서의 정밀 기기의 사용에 있어서도 우수한 와이핑 성능을 갖는다.
이어서, 본 발명의 분할형 복합섬유의 제조방법의 예를 구체적으로 설명한다.
우선, 방향족 폴리아미드와 지방족 폴리아미드를 준비한다. 이들을 혼합하여 폴리아미드 수지 조성물을 제조한다. 혼합방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 이들 칩을 용기 속에서 뒤섞거나, 혼련하거나 할 수 있다.
그리고, 수득된 폴리아미드 수지 조성물과 폴리에스테르 수지 등, 폴리아미드 수지 조성물과 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체를 방사하고 드로우-트위스팅(draw-twisting) 등으로 연신한다. 또한, 방사방법, 드로우-트위스팅 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 통상적인 방식에서의 방사 후에 드로우-트위스팅하는 방법이나 방사 직접 연신법 등을 적절히 결정할 수 있다. 또한, 연신방법도 특별히 한정되는 것은 아니며, 일단 연신이나 다단 연신 등, 적절하게 결정할 수 있다.
그리고, 방사 조건은 중합체의 상대점도나 조업성의 관점에서 적절하게 결정할 수 있다. 예를 들면, 폴리아미드 성분으로서, 상대점도가 2.0 내지 3.0인 나일론 6 중합체와 상대점도가 2.7 전후인 나일론 MXD6 중합체를 혼합하여 중합체 수지 조성물을 제조한다. 이어서, 폴리에스테르로서 극한점도 0.6 내지 0.7의 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 사용하여 통상적인 방법으로 용융방사하여 미연신사를 수득한다. 이 경우, 압출온도는 280℃ 내지 295℃가 바람직하고, 283℃ 내지 292℃가 특히 바람직하다. 또한, 방사 권취속도는 500m/min 내지 2,000m/min가 바람직하고, 800m/min 내지 1,700m/min가 특히 바람직하다.
폴리아미드 수지 조성물과 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체로서 폴리에스테르를 사용하는 경우는, 용융방사의 안정 조업성의 관점에서 극한점도가 0.4 이상인 것이 바람직하다. 0.5 이상이 보다 바람직하고, 0.6 이상이 특히 바람직하다. 또한, 극한점도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 용융방사의 안정 조업성의 관점에서 1.0까지로 충분하다. 또한, 폴리올레핀을 사용하는 경우, 멜트 매스 플로우 레이트[Melt Mass Flow-Rate(JIS-K7210:99 시험법)]가 5g/10min 내지 50g/10min인 것이 바람직하다. 10g/10min 내지 30g/10min이 보다 바람직하다.
폴리아미드 수지 조성물에 사용되는 폴리아미드, 폴리아미드 수지 조성물과 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체의 수분율(ppm)은 특별히 한정되지 않으며, 적절하게 결정할 수 있다. 방사 조업성의 관점에서 폴리아미드는 방사시의 수분율이 500ppm 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 300ppm 이하가 보다 바람직하고, 200ppm 이하가 특히 바람직하다. 또한, 폴리에스테르라면 방사시의 수분율이 200ppm 이하인 것이 바람직하고, 100ppm 이하가 보다 바람직하고, 50ppm 이하가 특히 바람직하다.
또한, 통상적인 방법으로 권취한 후의 드로우-트위스팅 조건은 특별히 한정되는 것은 없다. 일단 연신, 다단 연신이나 롤러 히터/롤러 히터의 연신, 롤러 히터/플레이트 히터의 연신 등, 적절하게 결정할 수 있다.
예를 들면, 통상적인 방법에서의 용융방사로 수득한 미연신사를 드로우-트위스팅하는 경우, 롤러 히터와 플레이트 히터를 사용하면, 롤러 히터는 60℃ 내지 90 ℃가 바람직하고, 70℃ 내지 85℃가 특히 바람직하다. 그리고 플레이트 히터는 130℃ 내지 170℃가 바람직하고, 145℃ 내지 160℃가 특히 바람직하다.
연신 배율은 방사속도에 맞추어 설정하는 것이 바람직하다. 방사속도와 연신 배율을 균형 있게 결정함으로써, 수득되는 섬유의 강도, 신도를 조정할 수 있고, 제직성이 우수한 섬유를 수득할 수 있다. 예를 들면, 방사속도를 1,500m/min으로 할 때, 연신 배율은 2.0배 내지 2.4배로 하는 것이 바람직하고, 2.1배 내지 2.3배로 하는 것이 특히 바람직하다.
연신속도는 조업성의 관점에서 500m/min 내지 1,000m/min가 바람직하고, 600m/min 내지 900m/min가 특히 바람직하다. 또한, 스핀들 회전수(rpm)는 연신속도에 대응하는 값으로 하는 것이 바람직하다. 연신속도에 걸맞는 스핀들 회전수를 적절하게 결정함으로써 적당한 꼬임수로 되며, 양호한 조업성, 양호한 수축 성능을 수득할 수 있다.
이렇게 하여 수득한 분할형 복합섬유를 직물, 편물, 부직포 등의 직물로 하여 할섬하거나 하여 본 발명의 섬유 구조물을 수득할 수 있다. 분할형 복합섬유는 사의 상태에서 할섬하고 직물로 하여 섬유 구조물을 수득할 수도 있다.
할섬 처리방법으로서는 공지의 방법이 여러 가지 있으며, 벤질 알콜 또는 페닐에틸 알콜 등의 유화 수용액에 의해 폴리아미드를 팽윤·수축시킴으로써 폴리아미드와 당해 폴리아미드와는 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체를 분할시키는 방법, 또는 가연(twisting) 등, 물리적 힘으로 양 성분을 박리시키는 방법 등이 공지되어 있다.
물리적인 할섬방법으로서는, 훑기, 비틀기, 충격 등, 여러 가지가 있으며, 예를 들면, 가연 가공(false twisting)에 의해 섬유에 꼬임이나 열을 가하여 양 성분을 박리하는 방법이 있다. 본 발명의 섬유에 사용되는 폴리아미드 수지 조성물은 열에 의한 팽윤, 수축도 크므로, 가연 가공에 의해서도 할섬처리를 효율 좋게 수행할 수 있다.
기타 방법으로서, 알칼리 용해에 의한 방법이 있다. 이 방법은, 폴리에스테르 수지를 이용할 때에 사용한다. 또한, 와이핑 천처럼 섬유 구조물 표면이 청정한 것이 필요한 용도에 있어서는, 이러한 알칼리 용해에 의한 방법이 특히 바람직하다. 가열한 알칼리 수용액 속에 본 발명의 섬유를 침지시켜 폴리에스테르의 일부를 용해시키고, 동시에 폴리아미드 성분을 수축시킴으로써 할섬시키는 방법이다. 또한, 알칼리 용해에 의한 처리조건은 위에서 설명한 조건이 바람직하다. 또한, 폴리올레핀을 사용할 때는, 폴리아미드와의 접착성이 작기 때문에, 열수만으로 할섬시킬 수 있다.
추가로, 본 발명의 분할형 복합섬유를 이용한 섬유 구조물에는, 필요에 따라, 친수가공, 제전가공, 발수가공, 발유가공, 방오가공 등, 공지의 후가공을 실시할 수 있다.
그리고, 본 발명의 분할형 복합섬유를 사용한 섬유 구조물은 코트, 블루종(blouson) 등의 일반 의류, 투습 방수 의류 등, 패션성이나 기능성이 풍부한 의류 용도, 안경 닦이를 위시한 각종 와이핑 천, 여과포, 텐트, 자동차용 에어백 등의 산업자재 용도 등, 많은 것에 적용되고 있다.
이어서, 이러한 분할형 복합섬유를 이용한 와이핑 천의 제조예를 이하에 나타낸다. 우선, 분할형 복합섬유를 이용하여 섬유 구조물을 제조한다(공정(1)). 공정(1)은 구체적으로는 한정되지 않고, 통상의 방법으로 섬유 구조물을 제조하는 것일 수 있다.
공정(1)로 수득한 섬유 구조물에 대하여 할섬처리를 수행한다(공정(2)). 또한, 폴리아미드 수지 조성물과 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체로서 폴리에스테르 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 할섬처리방법으로서는 열수처리를 실시하는 방법(공정 2-1), 알칼리에 용해시키는 방법(공정 2-2)을 적절하게 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리아미드 수지 조성물과 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체로서 폴리에스테르 수지를 사용한 경우에는, 폴리에스테르 수지에 함유되어 있는 올리고머 등을 유래로 하는 자기 발진 입자나 저분자량 물질 등의 불순물이 용해제거되기 쉽다는 관점에서 알칼리에 용해시키는 방법(공정 2-2)에 의한 것이 바람직하다. 폴리아미드 수지 조성물과 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체로서 폴리에스테르 수지를 사용한 경우에는, 열수처리를 실시하는 방법으로도 적절하게 할섬시킬 수 있다.
알칼리에 용해시키는 방법의 경우, 위에서 설명한 바와 같이, 가열된 알칼리 수용액 속에 본 발명의 분할형 복합섬유를 침지시켜 에스테르의 일부를 용해시키고, 동시에 폴리아미드 성분을 수축시키기 위해, 폴리에스테르 수지에 함유되어 있는 올리고머 등을 유래로 하는 자기 발진 미립자나 저분자량 물질이 알칼리 수용액에 의해 용해제거되어 당해 제품 중의 자기 발진 입자 수를 저감시킬 수 있다.
알칼리 용해에 의한 처리 조건은, 위에서 설명한 바와 같이, 일반적으로 폴 리에스테르 수지 구조물의 감량가공에서 실시되고 있는 방법이 좋고, 예를 들면, 0.5% 내지 5.0%의 수산화나트륨 수용액을 사용한다. 1.0% 내지 3.0%가 보다 바람직하고, 1.0% 내지 2.0%가 특히 바람직하다. 처리온도는 85℃ 내지 100℃가 바람직하고, 90℃ 내지 98℃가 보다 바람직하다.
추가로, 위의 공정(2)로 수득한 섬유 구조물에 대하여 열처리를 실시하는 것이 바람직하다(공정(3)). 이러한 열처리로 섬유를 수축시킬 수 있고, 직물을 고밀도화 할 수 있다. 열처리조건은, 예를 들면, 습열 조건하에 120℃ 내지 150℃에서 0.5시간 내지 1시간 정도로 수행할 수 있고, 건열조건하이라면, 150℃ 내지 190℃에서 30초 내지 1분 정도로 수행할 수 있다. 공정(3)의 열처리는 염색처리와 동시에 수행하는 것일 수도 있다. 즉, 염색을 위한 열처리로 섬유를 수축시키는 것일 수도 있다.
본 발명의 와이핑 천의 제조방법에 있어서는, 제직, 편직 등의 공정을 거쳐서 수득한 생지(生地)에 대하여 위에서 설명한 각 공정에 의한 처리를 수행함으로써, 직물에 있어서는 20 내지 40% 폭 방향으로, 편물에 있어서는 40 내지 60% 폭 방향으로 수축시킴으로써 최종 섬유 구조물을 수득하는 것인 것이 바람직하다. 이러한 수축률을 수득함으로써 우수한 와이핑 특성을 갖는다는 점에서 바람직하다. 당해 수축률은, 생지 상태에서의 폭을 WO, 길이를 L0, 수축 후의 폭을 W, 길이를 L로 하여,
100 × {[(W0 - W)/(W0)]}(%)의 식으로 계산할 수 있다.
그리고, 클린 룸 내에서 사용하는 하드 디스크 등의 정밀한 전자 기기의 연마나 청소 등에 사용하는 경우는, 수득한 직물을 클린 룸 내에서 순수(純水)로 세정하고 건조를 수행하고, 필요한 경우에는, 소망하는 크기로 컷트한다. 그 후, 필요에 따라, 클린 룸 내에서 순수(pure water)로 세정하여 건조시켜 와이핑 천을 수득할 수 있다. 수득된 와이핑 천을 수지 필름으로 형성된 용기 속에 밀봉 팩하면 좋다. 밀봉 팩한 것을 하드 디스크 등의 제조공정 등에서 사용할 때, 개봉하여 와이핑 천을 사용할 수 있다. 와이핑 천은 띠상(string), 테이프상(tape), 정방형(square) 등, 소정의 크기, 형상으로 컷트한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 분할형 복합섬유를 이용한 직물, 편물 등의 섬유 구조물은 연마나 청소에 적합한 기모감(起毛感)을 갖고 있다. 또한, 자기 발진 미립자나 저분자량 물질의 수도 적고, 정밀 제품을 오염시키지 않는다. 그리고, 연마용 천의 경우는, 섬유 구조물을 적당한 테이프상으로 절단하여 텍스쳐 테이프(texture tape)를 수득할 수 있고, 수득된 텍스쳐 테이프는 연마 대상 부품을 손상시키는 것을 저감할 수 있다.
실시예
이하에서 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
A. 상대점도, 극한점도의 측정
점도의 측정은 시바야먀카가쿠기카이세이사쿠쇼(Shibayama Scientific Co., Ltd.) 제품인 자동 점도 측정장치(SS-600-L1형)를 이용하여 측정한다. 상대점도는 용매에 95.8% 진한 황산을 사용하여 중합체를 1g/㎗의 농도로 용해시키고 항온조 25℃에서 측정한다. 극한점도는 용매에 페놀/테트라클로로에탄(체적 비율 6/4)을 사용하여 항온조 20℃에서 측정한다.
B. 파단강도, 파단 신도의 측정
JIS-L-1013에 준하여, 시마쓰세이사쿠쇼(Shimadzu Corporation) 제품인 AGS-1KNG 오토그래프 인장시험기를 사용하여, 시료 사 길이 20㎝, 정속 인장속도 20㎝/min의 조건에서 측정한다. 하중-신장 곡선에서의 하중의 최고값을 섬도로 나눈 값을 파단강도(cN/dtex)로 하고, 이때의 신장률을 파단 신도(%)로 한다.
C. 비등수 수축률의 산출
비등수 수축률의 산출방법은 다음과 같다. 우선, 섬유를 접어서 겹치고, 접어서 겹친 위치에 0.2g의 하중을 건다. 실온에서 10분 동안 방치하여 섬유 길이를 측정한 다음, 비등수에 20분 동안 침지시킨다. 비등수로부터 취출한 것을 실온에서 10분 동안 방치한 후, 수축 후의 섬유 길이를 측정한다. 비등수 수축률△w는 다음 식으로 구한다.
△w = [(L0-L1)/L0] × 100(%)
L0는 0.2g의 하중을 걸은 상태에서의 수축 전의 섬유 길이이다.
L1은 0.2g의 하중을 걸은 상태에서의 수축 후의 섬유 길이이다.
실시예 1
상대점도 2.7의 나일론 MXD6과 상대점도 3.0의 나일론 6을 중량 비율 50:50으로 혼합한 폴리아미드 수지 조성물을 A 성분으로 한다. 한편, 극한점도 0.61의 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 B 성분으로 한다.
A 성분:B 성분이 용적비 1:2의 비율이고 방사온도 295℃, 방사속도 1500m/min에서 A 성분이 방사상 부분(radial part)을 구성하도록 용융 복합방사하여, 단면이 거의 도 4와 동일한 미연신사를 수득하였다. 이때, A 성분은, 용융 후, 스태틱 믹서(static mixer)를 거쳐서 계량 펌프에 공급하였다. 그리고 수득한 미연신사를 롤러 히터 85℃, 플레이트 히터 150℃, 연신 속도 2.50배로 연신하여 110dtex/50f의 분할형 복합섬유를 수득하였다.
그리고 당해 연신사를 이용하여 28게이지, 직경 10㎝의 통편기(cylindrical knitting machine)로 통편물을 수득하였다. 수득한 통편물을 2% 수산화나트륨 수용액에 95℃에서 30분 동안 침지시키고 수세함으로써 분할, 수축처리를 실시하였다. 수득된 편물은 숭고성이 있고 양호한 태깔을 나타내었다.
또한, 폴리아미드 성분의 가라앉음 정도를 조사하기 위해 폴리아미드 성분만을 산성 염료로 농색으로 염색한 통편물의 L값(명도)을 측정하고, 표면으로부터 보이는 폴리아미드 섬유의 양을 조사했다. 즉, 폴리아미드 성분의 수축률이 크면, 폴리아미드 섬유의 가라앉음이 크고 표면에는 염색되지 않은 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 많아지며, L값은 커졌다. 수득한 편물의 수축률과 L값을 표 1에 나타낸다. 표로부터 명백한 바와 같이, 크게 수축되어 숭고성이 있고 염색된 나일론 성분은 표층으로부터는 거의 보이지 않으며, L값도 커졌다.
<폴리아미드 성분의 상이에 의한 조업성, 물성, 할섬성 평가>
실시예 2, 3, 비교예 1, 2
폴리아미드 성분의 나일론 MXD6와 나일론 6의 중량 비율을 변화시키는 이외에는 실시예 1에 기재한 방법으로 섬유를 제조하여 각종 평가를 수행하였다.
비교예 1 실시예 2 실시예 1 실시예 3 비교예 2
폴리아미드 성분 나일론
MXD6/
나일론 6
(중량%)		 0/100 30/70 50/50 80/20 100/0
사 품질


 강도
(cN/dtex)		 4.86 4.65 4.45 4.10 4.01
파단
신도(%)		 33.4 33.3 35.3 33.2 30.8
분할형
복합섬유의 비등수
수축률(%)		 9.4 12.1 14.7 11.2 9.1
폴리아미드
성분만의 비등수
수축률(%)		 15.2 39.3 52.7 29.0 15.3
통편물
 면적
수축률(%)		 31 43 47 42 29
L값 67.3 77.9 78.9 77.5 65.2
비교예 1은 폴리아미드 성분이 지방족 폴리아미드(나일론 6)만으로 이루어진 것이며, 비교예 2는 폴리아미드 성분이 방향족 폴리아미드(나일론 MXD6 중합체)만으로 이루어진 것이다. 이처럼 폴리아미드 성분이 단독 성분으로 이루어진 경우는, 이의 수축률이 작고 할섬처리 후에 수득되는 섬유 구조물도 숭고성이 불량하였다. 한편, 본 발명에 준하는 실시예 1 내지 3을 이용한 편물은, 표로부터 명백한 바와 같이, 크게 수축하여 숭고성이 있고 염색된 나일론 성분은 표층으로부터는 거의 보이지 않으며, L값도 커졌다.
<폴리아미드 성분의 상이에 의한 처리 후의 태깔 평가>
실시예 1 내지 3, 비교예 1, 2의 필라멘트를 통편가공하고 실시예 1과 동일한 방법으로 알칼리 용해처리를 실시하였다. 처리 후, 샘플의 태깔 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 태깔은 관능 평가로, 유연하고 숭고감이 있는 것을 태깔 양호로 하여, ○(양호), ×(불량)의 평가로 하였다.
비교예 1 실시예 2 실시예 1 실시예 3 비교예 2 실시예 4
A 성분 나일론
MXD6/
나일론 6
(중량%)		 0/100 30/70 50/50 80/20 100/0 50/50
B 성분 PET PET PET PET PET PP
알칼리
용해처리
 표면
수축률(%)		 31 43 47 42 29 44
태깔 × ○ ○ ○ × ○
벤질 알콜
5% 처리		 표면
수축률(%)		 32 39 44 40 27 42
태깔 × ○ ○ ○ × ○
열수 처리
 표면
수축률(%)		 25 28 30 26 24 40
태깔 × × × × × ○
PET: 폴리에틸렌 테레프탈레이트
PP: 폴리프로필렌
알칼리 용해처리 후의 샘플의 태깔 평가를 행한 결과, 비교예 1, 2에서는 알칼리 용해처리로는 충분히 수축되지 않고 태깔이 불량하였다. 한편, 본 발명에 준하는 실시예 1 내지 3은 알칼리 용해가공으로 충분히 수축, 할섬되며 숭고성이 있는 양호한 태깔을 나타내었다.
이어서, 벤질 알콜 5% 처리를 행하였다. 처리 조건은, 벤질 알콜 5중량%와 산모르(SUNMORL) BK-Conc[활성제, 닛카카가쿠가부시키가이샤(Nicca Chemical Co., Ltd.) 제품] 0.5중량%로 이루어진 유화 수용액에 25℃에서 3분 동안 침지시키고, 이어서 픽업률 80%로 짜내고, 5분 동안 방치한 다음, 102℃의 포화 수증기에서 5분 동안 습열처리를 행하고, 이어서 수세하는 공정으로 수행하였다. 그 결과, 비교예 1, 2에서는 충분히 할섬, 수축되지 않고 태깔이 불량하였다. 한편, 본 발명에 준하는 실시예 1 내지 3은 5%라고 하는 저농도 벤질 알콜로도 충분한 수축 성능을 나타내며 태깔이 양호하였다.
<B 성분의 상이에 의한 처리 후의 태깔 평가>
실시예 4
B 성분을 폴리프로필렌으로 하고 처리방법을 98℃의 열수에 10분 동안 침지하는 것으로 하는 이외에는 실시예 1에 기재한 방법으로 섬유를 제조하고, 각종 평가를 수행하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
폴리올레핀은 폴리아미드와의 접착성이 작기 때문에, 열수에 의해 용이하게 할섬, 수축되었다. 그리고 태깔도 부드럽고 숭고성이 있는 양호한 것으로 되었다.
와이핑 성능의 실시예
또한, 와이핑 성능에 대한 실시예를 추가로 구체적으로 열거한다. 또한, 본 발명은 아래에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
A. 폴리에스테르의 극한점도
극한점도[η]는 페놀/테트라클로로에탄 = 6/4(중량비)의 혼합 용매 중, 20℃에서 자동 점도계를 사용하여 통상적인 방법으로 측정하였다.
B. 폴리아미드의 상대점도
상대점도[ηrel]는 황산 용매 중, 20℃에서 오스왈드 점도계를 이용하여 통상적인 방법으로 측정하였다.
C. 와이핑 천의 성능
분할형 복합섬유를 사용하여 통편물을 편성하고, 각각 할섬처리를 수행한 후, 처리 전후의 통편포의 면적 수축률(%)을 측정하였다. 일반적으로, 면적 수축률(%)이 30% 이상이 아니면, 와이핑 성능으로서는 불충분한 것으로 된다.
D. 자기 발진 미립자 수
자기 발진 미립자 수 측정은 파티클 카운터[KM-27, 라이온가부시키가이샤(Rion Co., Ltd.) 제품]를 사용하여, IES-RP-CC003.2[헴케 드럼법(Helmke drum method)]에 준하여 측정을 수행하였다. 또한, 측정에 사용한 시료는 자기 발진 이외의 요인을 경감하기 위해, 초순수로 세정한 것을 측정 대상으로 하였다.
실시예 5
이산화티탄 등의 백색 안료를 포함하지 않는 상대점도 2.7의 나일론 MXD6[미쓰비시가스카가쿠가부시키가이샤(Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.) 제품, 폴리아미드 MXD6 수지]과 상대점도 2.6의 나일론 6을 중량 비율 50:50으로 혼합한 폴리아미드 수지 조성물을 A 성분으로 한다. 한편, 극한점도 0.61의 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 B 성분으로 한다.
A 성분:B 성분이 용적비 1:2의 비율이고 방사온도 295℃, 방사속도 1050m/min에서 A 성분이 방사상 부분을 구성하도록 용융 복합방사하여, 단면이 거의 도 4와 동일한 미연신사를 수득하였다. 그리고, 수득한 미연신사를 롤러 히터 85℃, 플레이트 히터 150℃, 연신 배율 3.0배로 연신하여 56dtex/25f의 분할형 복합섬유를 수득하였다.
그리고, 수득한 분할형 복합섬유를 이용하여 28게이지, 직경 10㎝의 통편기로 통편물을 수득하였다. 수득한 통편물을 2% 수산화나트륨 수용액에 95℃에서 30분 동안 침지시키고 수세함으로써 분할, 수축처리를 실시하였다.
또한, 수득한 통편포의 와이핑 성능을 평가하기 위해, 분할, 수축처리 전후의 통편포의 면적을 측정하여 면적 수축률(%)을 계산하였다. 42.6%로 대단히 높은 수축률이 수득되었다.
또한, 수득한 통편포의, 크기가 0.3㎛ 이상인 자기 발진 미립자의 개수를 측정하였다. 합계하여 14개로, 매우 적은 개수였다.
또한, 수득한 통편포에서 실제로 하드 디스트 표면을 마찰하고 표면의 흠집 정도를 확인하였다. 표면에는 손상을 거의 주지 않았다.
비교예 3
A 성분을 상대점도 2.6의 나일론 6만으로 한 이외에는 실시예 1에 기재한 방법으로 분할형 복합섬유를 제조하고, 각종 평가를 수행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
비교예 4
비교예 3에 기재한 방법으로 분할형 복합섬유를 제조하고, 통편포의 할섬, 수축방법을, 벤질 알콜 15중량%와 산모르 BK-Conc[활성제, 닛카카가쿠가부시키가이샤 제품] 0.5중량%로 이루어진 유화 수용액에 40℃에서 10분 동안 침지시켜서 수행하는 방법으로 하여 각종 평가를 수행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
실시예 5 비교예 3 비교예 4
A 성분 나일론 6 +
나일론 MXD6		 나일론 6 나일론 6
B 성분 PET PET PET
할섬방법 알칼리 감량 알칼리 감량 벤질 알콜 처리
면적 수축률(%) 42.6 35.3 60.5
자기 발진미립자 수



 0.3㎛＜ 7 18 78
0.5㎛＜ 4 8 62
1㎛＜ 2 2 39
3㎛＜ 1 0 7
5㎛＜ 0 0 1
10㎛＜ 0 0 0
이어서, 유리판을 준비하고, 이의 표면에 와셀린을 일정량 도포한 다음, 수득된 통편포로 유리 표면을 일정 횟수 닦아내어 와셀린의 제거 정도를 관찰하였다. 실시예 1의 것과 비교예 2의 것은 동일하게 와셀린을 깨끗하게 제거할 수 있었지만, 비교예 1의 것은 실시예 1과 비교하여 와이핑 특성이 뒤떨어지는 것으로 되었다.
실시예 6
상대점도 2.7의 나일론 MXD6[미쓰비시가스카가쿠가부시키가이샤 제품, 폴리아미드 MXD6 수지]과 상대점도 2.6의 나일론 6을 중량 비율 50:50으로 혼합한 폴리아미드 수지 조성물을 A 성분으로 한다. 한편, 극한점도 0.61의 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 B 성분으로 한다. A 성분과 B 성분 둘 다 이산화티탄 등의 무기 입자는 함유하지 않는 것을 사용하였다.
A 성분:B 성분이 용적비 1:2의 비율이고 방사온도 295℃, 방사속도 1050m/min에서 A 성분이 방사상 부분을 구성하도록 용융 복합방사하여, 단면이 거의 도 4와 동일한 미연신사를 수득하였다. 그리고, 수득한 미연신사를 롤러 히터 85℃, 플레이트 히터 150℃, 연신 배율 3.0배로 연신하여 56dtex/25f의 분할형 복합섬유 멀티필라멘트를 수득하였다.
84dtex/36f의 폴리에스테르 멀티필라멘트(S 꼬임: 200T/m)를 경사로서 준비하고, 위에서 수득한 56dtex/25f의 분할형 복합섬유 멀티필라멘트를 2가닥 가지런히 하고 S 방향으로 110T/m 꼬임을 실시한 것을 위사로서 준비한다. 경사 밀도 140가닥/2.54㎝, 위사 밀도 91가닥/2.54㎝의 밀도로 직조직 5매 주자(朱子)로 제직하여 생지를 수득하였다.
수득한 생지를 정련한 다음, 2% 수산화나트륨 수용액에 95℃에서 30분 동안 침지시켜 분할형 복합섬유를 할섬하였다. 이어서, 130℃에서 30분 동안 액류 염색(jet dyeing)하여 분할형 복합섬유를 수축시켰다. 또한, 수득한 직물의 경사 밀도는 192가닥/2.54㎝, 위사 밀도는 95가닥/2.54㎝였다. 여기서, 생지와 수득한 직물과의 폭 방향 수축률은 27%였고, 면적 수축률은 35%였다.
수득한 직물을 클린 룸 내에서 초순수로 세정하고 건조시켰다. 소망하는 크기로 절단한 다음, 추순수로 2회 세정하고 건조시켜 클린 룸용의 와이핑 천을 수득하였다.
비교예 5
A 성분을 상대점도 2.6의 나일론 6만으로 한 이외에는 실시예 6과 동일하게 생지를 수득하였다. 수득한 생지를, 벤질 알콜 35중량%와 KM-300[활성제, 다케모토유시가부시키가이샤(Takemoto Oil & Fat Co., Ltd.) 제품] 5중량%로 이루어진 유화 수용액을 패딩한 다음, 95℃에서 처리하여 분할형 복합섬유를 분할, 수축시켰다. 또한, 수득한 직물의 경사 밀도는 192가닥/2.54㎝, 위사 밀도는 95가닥/2.54㎝였다. 여기서, 생지와 수득한 직물과의 면적 수축률은 35%였다. 수득한 직물을 사용하여, 실시예 6과 동일하게 와이핑 천을 수득하였다.
또한, 면적 수축률은 생지 상태에서의 폭을 WO, 길이를 L0, 수축 후의 폭을 W, 길이를 L로 하여, 다음 식으로 계산하였다.
100 × {[(W0 × L0) - (W × L)]/(W0 × L0)}
(청소 성능)
이어서, 유리판을 준비하고, 이의 표면에 와셀린을 일정량 도포한 다음, 수득된 통편포로 유리 표면을 일정 횟수 닦아내어 와셀린의 제거 정도를 관찰하였다. 실시예 6의 것과 비교예 5의 것은 동일하게 와셀린을 깨끗하게 제거할 수 있었다.
(자기 발진성; 공기 중의 발진)
또한, 파티클 카운터(KM-27, 라이온가부시키가이샤 제품)를 사용하여, IES-RP-CC003.2[헴케 드럼법]에 준하여 자기 발진 수를 측정한 바, 실시예 6의 것이 비교예 5의 것보다도 적었다.
(자기 발진성; 액체 중의 발진)
또한, 파티클 카운터(KL-11A, 라이온가부시키가이샤 제품)를 사용하여 자기 발진 수를 측정한 바, 실시예 6의 것이 비교예 5의 것보다도 적었다.
(용출 이온)
초순수로 용출시킨 성분 중의 이온 양을 이온 크로마토그라피로 측정하였다.
(NVR(IPR))
수득한 와이핑 천으로부터 5g을 잘라내어 시료로 하였다. 이 시료를 속슬렛 추출기를 이용하여 이소프로필 알콜 150㎖로 2시간 동안 추출(수욕, 95℃)하였다. 추출액을 감압 증발기로 농축시킨 후, 증발건고시키고, 잔사를 정량하였다. 실시예 6의 것은 1.06㎎/g이었고, 비교예 5의 것은 3.89㎎/g이었다. 따라서, 실시예 6의 것이 비교예 5의 것보다 청정도가 높아서 클린 룸 내에서의 와이핑 천으로서 적합하게 사용할 수 있다.
실시예 6 및 비교예 5의 청소 성능, 자기 발진, 용출 이온, NVR(IPR)의 평가를 아래 표 4에 나타낸다.
실시예 6 비교예 5
A 성분 나일론 6 +
나이론 MXD6
(이산화티탄을 함유하지 않음)		 나일론 6
(이산화티탄을 함유하지 않음)
B 성분 PET(이산화티탄을 함유하지 않음) 실시예 6과 동일함
할섬 알칼리 감량
(95℃, 30분)		 벤질 알콜 개섬
(연속 할섬기, 95℃, 2분)
수축 습열 130℃, 30분 할섬과 동시
가공 밀도(경사) 192가닥/2.54㎝ 192가닥/2.54㎝
가공 밀도(위사) 95가닥/2.54㎝ 95가닥/2.54㎝
면적 수축률(%) 35 35
청소 성능 양호 양호
공기 중의 발진
(0.3㎛≤)		 18.9 31.6
액체 중의 발진
(2.0㎛≤)		 12.0 12.3
용출 이온
(㎍/g)

 Na+ 0.4 0.4
Ca2 + 3.1 7.2
Cl- 0.1 0.1
NOX* 0 0.2
NVR(IPR)
(㎎/g)		 1.06 3.89
즉, 실시예 6과 비교예 5의 것을 비교하면, 실시예 6의 것은 종래의 나일론 6을 폴리아미드로서 사용하여 벤질 알콜 개섬한 비교예 5의 것과 동등한 청소 성능을 구비하면서, 자기 발진 수는 적고, 잔류 이온, 불휘발 잔사도 적었다. 클린 룸용 와이핑 천으로서 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명의 분할형 복합섬유를 이용한 섬유 구조물은 코트, 블루종 등의 일반 의류, 투습 방수 의류 등, 패션성이나 기능성이 풍부한 의류 용도, 안경 닦이를 위시한 각종 와이핑 천, 여과포, 텐트, 자동차용 에어백 등의 산업자재 용도 등, 많은 것에 적용되고 있다. 추가로, 저농도 알콜 또는 알콜 이외의 할섬방법을 실시해도 양호한 태깔을 수득할 수 있기 때문에, 저비용, 저환경부하의 제품의 제조에 적합하다.

Claims (18)

  1. 분할형 복합섬유로 이루어진 직물, 편물 및 부직포로부터 선택되는 섬유 구조물로서, 당해 섬유 구조물에 있어서 분할형 복합섬유가 분할 할섬되어 있으며,
    상기 분할형 복합섬유가, 폴리아미드 수지 조성물과 당해 폴리아미드 수지 조성물과는 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체를 섬유 길이방향으로 접합시켜 이루어진 분할형 복합섬유로서, 폴리아미드 수지 조성물이 지방족 디카복실산과 방향족 디아민을 구조 단위로 포함하는 방향족 폴리아미드와 지방족 폴리아미드로 이루어진 것을 특징으로 하는, 섬유 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 폴리아미드 수지 조성물과는 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체가 폴리에스테르 수지인 섬유 구조물.
  3. 제1항에 있어서, 폴리아미드 수지 조성물과는 친화성이 없는 섬유 형성성 중합체가 폴리올레핀 수지인 섬유 구조물.
  4. 제1항에 있어서, 방향족 폴리아미드가 하기 화학식 (1)로 표시되는 메타크실렌 아디프아미드의 폴리머이고, 지방족 폴리아미드가 나일론 6 중합체인 섬유 구조물:
    H - [NHCH2[C6H4]CH2NHCOC4H8CO]n - OH (1).
  5. 제4항에 있어서, 메타크실렌 아디프아미드의 폴리머와 나일론 6 중합체의 중량 비율이 35:65 내지 70:30인 섬유 구조물.
  6. 제1항에 있어서, 무기 입자의 함유량이 50ppm 미만인 섬유 구조물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 섬유 구조물로 이루어지는 와이핑 천.
  8. 섬유 구조물에 열수처리를 실시하여 분할형 복합섬유를 할섬하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 섬유 구조물의 제조방법.
  9. 섬유 구조물에 알칼리 용해처리를 실시하여 분할형 복합섬유를 할섬하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 섬유 구조물의 제조방법.
  10. 제8항에서 수득한 섬유 구조물을 열처리하는 공정을 추가로 갖는, 섬유 구조물의 제조방법.
  11. 제8항에 기재된 제조방법으로 수득한 섬유 구조물을, 순수(純水)로 세정을 수행하는 공정 및 수지 필름으로 형성된 용기 속에 밀봉 팩(hermetical sealing)하는 공정을 갖는, 와이핑 천의 제조방법.
  12. 제10항에 기재된 제조방법으로 수득한 섬유 구조물을, 순수(純水)로 세정을 수행하는 공정 및 수지 필름으로 형성된 용기 속에 밀봉 팩하는 공정을 갖는, 와이핑 천의 제조방법.
  13. 제9항에서 수득한 섬유 구조물을 열처리하는 공정을 추가로 갖는, 섬유 구조물의 제조방법.
  14. 제9항에 기재된 제조방법으로 수득한 섬유 구조물을, 순수(純水)로 세정을 수행하는 공정 및 수지 필름으로 형성된 용기 속에 밀봉 팩하는 공정을 갖는, 와이핑 천의 제조방법.
  15. 제13항에 기재된 제조방법으로 수득한 섬유 구조물을, 순수(純水)로 세정을 수행하는 공정 및 수지 필름으로 형성된 용기 속에 밀봉 팩하는 공정을 갖는, 와이핑 천의 제조방법.
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  17. 삭제
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