KR101259968B1

KR101259968B1 - 저온 가공성을 가지는 복합 섬유, 이것을 사용한 부직포 및 성형체

Info

Publication number: KR101259968B1
Application number: KR1020107015013A
Authority: KR
Inventors: 마사히토 가쓰야; 도시카쓰 후지와라; 히로카즈 데라다
Original assignee: 이에스 화이바비젼즈 가부시키가이샤; 이에스 화이바비젼즈 아페에스; 이에스 화이바비젼즈 리미티드 파트너쉽; 이에스 화이바비젼즈 홍콩 리미티드
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2013-05-02
Also published as: CN101939470B; JP2011506778A; BRPI0819934B1; JP5535911B2; EP2229474A4; CN101939470A; TW200934897A; TWI367967B; EP2229474B1; BRPI0819934A2; US20100261399A1; KR20100090720A; WO2009078479A1; EP2229474A1

Abstract

저온 가공성을 가지면서, 또한 수축이 억제되어 있고, 양호한 열접착성을 가지고, 나아가서는 부직포로 가공할 때의 카드 통과성의 공정성이 우수하고, 벌키성을 가지며 섬유의 질이 양호한 부직포를 얻을 수 있는 복합 섬유를 제공한다. 또한, 저온 가공성이 우수하며, 벌키성을 가지며, 감촉이 양호한 부직포 및 성형체를 제공한다. 융점이 70℃∼100℃인 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 적어도 75질량% 포함하는 제1 성분과, 결정성 폴리프로필렌을 포함하는 제2 성분이, 병렬형 단면을 구성하여 이루어지는 복합 섬유로서, 섬유 축에 직각인 섬유 단면에 있어서, 제1 성분이 섬유 외주의 55%∼90%를 차지하고, 제1 성분과 제2 성분과의 경계선이, 제1 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡되는 곡선을 그리고 있고, 제1 성분과 제2 성분과의 면적 비율(제1 성분/제2 성분)이, 70/30∼30/70의 범위인 것을 특징으로 하는 복합 섬유; 상기 복합 섬유를 부직포화 처리하여 얻어진 부직포; 및 상기 복합 섬유를 사용하여 얻어진 성형체.

Description

저온 가공성을 가지는 복합 섬유, 이것을 사용한 부직포 및 성형체{CONJUGATE FIBER HAVING LOW-TEMPERATURE PROCESSABILITY, NONWOVEN FABRIC AND FORMED ARTICLE USING THE CONJUGATE FIBER}

본 발명은, 열 가공 시에 저온 가공성을 가지고, 또한 수축을 억제하여 양호한 열접착성을 가지는 복합 섬유에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 상기 복합 섬유를 사용한, 벌키성(bulkiness)과 감촉이 우수한 부직포 및 성형체에 관한 것이다.

종래부터, 저온 가공성을 가지는 복합 섬유가 다양하게 제안되고 있고, 복합 섬유를 구성하는 성분으로서, 융점을 용이하게 조정할 수 있는 에틸렌·α-올레핀 공중합체가 사용되고 있다. 예를 들면, 90℃∼125℃의 낮은 융점을 가지는 폴리에틸렌계 수지와 120℃∼135℃의 높은 융점을 가지는 폴리에틸렌계 수지의 "혼합물"을, 복합 성분의 일성분으로서 사용한, 시스코어형(sheath core type) 및 병렬형(side by side type) 복합 섬유가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 또한, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 성분과 폴리에스테르 수지를 포함하는 성분 "각각"을, 복합 성분의 일성분으로서 사용한, 잠재권축성(潛在捲縮性) 복합 섬유가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).

그러나, 종래의 저온 가공성을 가지는 복합 섬유는, 실용적인 면에서 더 개선해야 할 여지가 남아 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에서 제안된 복합 섬유는, 90℃∼125℃의 낮은 융점을 가지는 폴리에틸렌계 수지를 사용하면서, 안정된 생산성을 위해 120℃∼135℃의 높은 융점을 가지는 폴리에틸렌계 수지를 실질적으로 30질량% 이상의 범위에서 "혼합"하고 복합 섬유의 일성분으로서 사용하고 있으므로, 저온 가공성이 훼손되어 그다지 만족할 만한 것은 아니었다. 또한, 특허 문헌 2는, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 성분으로 하는 복합 섬유가 열 처리시에 쉽게 수축되는 성질을 이용한 잠재권축성 복합 섬유에 관한 것이지만, 이와 같은 잠재권축성 복합 섬유는, 수축이 억제되고 섬유의 질이 양호한 부직포를 얻기에는 적합하지 않다.

또한, 이와 같은 잠재권축성을 가진 복합 섬유는, 구성하는 복수의 성분간의 수축성의 차이를 이용한 것으로서, 이와 같은 성분간에는 열처리 후에 박리가 발생하기 쉽고, 부직포로 가공할 때, 용융되는 접착성 성분과 용융되지 않는 다른 성분이 박리되면, 부직포 내에 있어서는, 접착성 성분으로 이루어진 섬유와, 용융되지 않는 다른 성분으로 이루어진 섬유를 혼면(混綿)한 상태와 유사하게 되어, 부직포 강도에 기여하지 않는 부분이 많이 존재하게 됨으로써, 부직포의 강도가 양호하지 않은 문제점이 생기는 경우가 있다.

이와 같이, 지금까지 저온 가공성을 가지는 섬유로서 제안된 것은, 저온 가공성이나 부직포의 섬유의 질이나 강도 면에서 더 개량될 필요가 있다.

[특허 문헌 1] 국제공개 제2000/36200호 팜플렛 [특허 문헌 2] 일본 특허출원 공개번호 2006-233381호 공보

본 발명의 목적은, 저온 가공성을 가지면서, 또한 수축이 억제되어 있고, 양호한 열접착성을 가지며, 나아가서는 부직포로 가공할 때, 특히 카드 가공을 행할 경우에, 카드 통과성이 우수하고, 벌키성을 가지며 섬유의 질이 양호한 부직포를 얻을 수 있는 복합 섬유를 제공하는 것에 있다. 본 발명의 목적은 또한, 저온 가공성이 우수하며, 벌키성을 가지고, 감촉이 양호한 부직포 및 성형체를 제공하는 것에 있다.

본 발명자는, 연구를 거듭한 결과, 복합 섬유의 저온 가공성에 기여하는 성분, 즉 열처리될 때 전적으로 연화되고 용융되는, 보다 저융점의 성분으로서, 특정의 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 특정량 이상 포함하는 것으로 하고, 이것을 제1 성분으로 하면서, 또한 결정성 폴리프로필렌을 포함하는 성분을 제2 성분으로 하는 특정의 병렬형의 단면을 구성하는 복합 섬유에 의해, 전술한 과제를 달성할 수 있는 것을 발견하였다.

따라서, 본 발명은, 융점이 70℃∼100℃인 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 적어도 75질량% 포함하는 제1 성분과, 결정성 폴리프로필렌을 포함하는 제2 성분이, 병렬형 단면을 구성하여 이루어지는 복합 섬유로서, 섬유 축에 직각인 섬유 단면에 있어서, 제1 성분이 섬유 외주의 55%∼90%를 차지하고, 제1 성분과 제2 성분과의 경계선이, 제1 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡되는 곡선을 그리고 있고, 제1 성분과 제2 성분과의 면적 비율(제1 성분/제2 성분)이, 70/30∼30/70의 범위인 것을 특징으로 하는 복합 섬유이다.

본 발명의 실시태양에 있어서, 사용하는 에틸렌·α-올레핀 공중합체로서, 분자량 분포(Mw/Mn)가 1.5∼2.5이며, 밀도가 0.87∼0.91 g/cm³, ASTM D-1238에 준하여, 온도 190℃, 하중 21.2N의 조건에서 측정한 멜트인덱스(MI)가 10g∼35g/10min인 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 예로 들 수 있다.

상기 복합 섬유는, 100℃에서 5분간 열처리했을 때 50% 이하의 열수축률을 나타낼 수 있다.

본 발명의 복합 섬유를 부직포화 처리하여, 부직포를 제조할 수 있고, 또한, 본 발명의 복합 섬유를 가공하거나, 또는 본 발명의 복합 섬유로부터 얻어진 부직포를 가공하여 성형체로 만들 수 있다.

따라서, 본 발명은, 상기 복합 섬유를 부직포화 처리하여 얻어진 부직포, 상기 복합 섬유를 사용하여 얻어진 성형체, 및 상기 부직포를 사용하여 얻어진 성형체에 관한 것이기도 하다.

상기 부직포화 처리의 예로서, 열풍 접착법, 열수 접착법 등을 들 수 있다.

본 발명의 복합 섬유는, 융점이 70℃∼100℃인 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 적어도 75질량% 포함하는 성분을 제1 성분으로 하고, 섬유 축에 직각인 섬유 단면에 있어서, 이 제1 성분이, 섬유 외주의 55%∼90%를 차지하고, 제2 성분과의 경계선이, 제1 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡되는 곡선을 그리고 있고, 제2 성분과의 면적 비율(제1 성분/제2 성분)이, 70/30∼30/70의 범위에 있도록 구성된 병렬형 단면을 가진다. 이 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 제1 성분이 주로 섬유 표면에 피복되어 있으므로, 100℃ 이하의 열처리 온도에서 양호한 열접착성을 나타낸다. 즉, 양호한 저온 가공성을 가진다. 또한, 결정성 폴리프로필렌을 포함하는 제2 성분이 섬유 표면의 일부에 노출되어 있으므로, 에틸렌·α-올레핀 공중합체 특유의 표면 마찰의 높이를 저감시킬 수 있고, 활제(滑劑) 등을 첨가하지 않거나 또는 적은 첨가량으로도, 섬유 제조 공정에서의 안정적인 생산이 가능하며, 특히, 카드 가공을 행하는 경우에, 이 카드 공정에서의 섬유 통과성이 양호하게 된다.

반달 형상을 조합한 일반적인 2성분 병렬형의 단면 형상에서는, 성분간의 박리가 우려된다. 본 발명의 복합 섬유의 병렬형 단면은 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 제1 성분이 주위면의 길이의 55%∼90%를 차지하고, 제2 성분과의 경계선이, 제1 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡되는 곡선을 그리고, 제2 성분과의 면적 비율(제1 성분/제2 성분)이, 70/30∼30/70의 범위에 있도록 구성됨으로써, 성분 사이의 박리가 쉽게 생기지 않으며, 특히 카드 가공을 행하는 경우에, 카드 공정에서의 섬유 통과성이나 부직포로 가공한 후의 부직포 강도를 저해하지 않으므로, 바람직한 작업성이 발휘된다. 또한, 반달 형상을 조합한 일반적인 2성분 병렬형의 단면 형상에서는, 열처리에 의한 수축이 쉽게 생기지만, 본 발명의 복합 섬유는, 특정의 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 제1 성분으로 하고, 특정의 섬유 단면 형상을 채용함으로써 효과적으로 수축이 억제되는 것으로 여겨진다.

본 발명의 복합 섬유를 사용하여 얻어진 부직포는, 벌키성을 가지며 부드럽고, 열처리 시의 수축이 적기 때문에 폭들이(부직포의 흐름 방향에 대한 폭의 감소)가 실질적으로 없으며, 생산성 및 섬유의 질이 양호하다. 또한, 본 발명의 복합 섬유는 융점이 70℃∼100℃인 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 성분을 유효 성분으로 하고 있기 때문에, 100℃ 이하에서의 열처리 가공이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명의 복합 섬유의 부직포화나 성형 가공시에, 증기나 열수 등의 매체도 사용할 수 있게 되므로, 용도, 환경 및 상황에 따라 폭 넓은 선택사항 중에서, 적절한 부직포화 조건이나 성형 가공 조건을 선택할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 복합 섬유의 병렬형 단면의 형상을 예시하는 개략도이다.

본 발명의 복합 섬유는, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 성분을 제1 성분으로 한다. 이 에틸렌·α-올레핀 공중합체는, 에틸렌 및α-올레핀으로 이루어진다. α-올레핀으로서는, 구체적으로는, 프로필렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 헵텐-1, 옥텐-1 등의 직쇄형 α-올레핀을 예로 들 수 있다. 이들 중, 부텐-1, 옥텐-1이 바람직하고, 또한 옥텐-1이 보다 바람직하다. 에틸렌·α-올레핀 공중합체 내의 α-올레핀 함유량은 30몰% 이하가 바람직하며, 20몰% 이하가 더욱 바람직하다. α-올레핀 함유량은 통상 1몰% 이상이다. 이 경우의 함유량은, (α-올레핀)/(α-올레핀+에틸렌)의 몰비의 백분율을 말한다. α-올레핀 함유량이 지나치게 많으면, 섬유 제조 공정에서 고화가 지연되고, 섬유간 융착 등을 생기게 하여 생산성이 나빠지는 경향이 있다. α-올레핀 함유량이 30몰% 이내이면, 섬유의 강성이 충분하여, 특히 카드 가공을 행하는 경우에는, 카드 공정에서의 섬유 통과성이 양호하다.

사용하는 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 융점은 70℃∼100℃이며, 80℃∼100℃가 바람직하다. 70℃ 이상의 융점에 의해, 섬유간 융착 등을 방지할 수 있으며, 예를 들면, 섬유 제조 공정에서 섬유 표면에 도포된 대전 방지제 등의 처리제를 건조시킬 때, 섬유간 융착 등의 문제가 쉽게 생기지 않아, 양호한 생산성이 발휘된다. 또한, 융점이 100℃ 이하이므로, 섬유를 부직포나 성형체로 가공할 때의 가공 온도를 100℃ 이하로 설정할 수 있고, 열처리 매체로서 증기나 열수 등을 사용할 수 있게 되고, 비교적 저온의 매체를 사용하는 가공 방법을 선택할 수 있다. 이에 더하여, 섬유를 구성하는, 본래 용융되지 않는 다른 성분에 대한 영향을 염려할 필요가 없으므로, 바람직하다.

여기서 말하는 융점은, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 시차주사열량계(DSC)로 측정할 때의 용융 피크 온도이다. 복수의 용융 피크가 확인될 경우에는, 가장 큰 용융 피크의 온도를 융점으로 하고, 크기가 유사한 복수의 용융 피크가 확인될 경우에는, 보다 낮은 용융 피크 온도를 융점으로 한다.

에틸렌·α-올레핀 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw)과 수평균 분자량(Mn)과의 비율인 분자량 분포(Mw/Mn)는 1.5∼2.5가 바람직하고, 1.7∼2.3이 더욱 바람직하다. 분자량 분포(Mw/Mn)가 1.5∼2.5의 범위 내에 있으면, 섬유 제조 공정에서의 방사성(紡絲性)이 양호해져서, 섬유 물성 면에서도 충분한 강도를 가진 복합 섬유를 얻을 수 있으므로, 바람직하다.

에틸렌·α-올레핀 공중합체의 밀도는 0.87∼0.91 g/cm³가 바람직하고, 0.88∼0.90 g/cm³가 특히 바람직하다. 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 밀도가 0.87 g/cm³ 이상이면, 상기 공중합체를 섬유로 가공할 때의 표면 점도가 적절하며, 섬유 제조 시에 교착(膠着)이 쉽게 생기지 않고, 섬유의 구성 성분으로서 주체적으로 사용하기에 적합하다. 한편 상기 밀도가 0.91 g/cm³ 이하에서는, 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 융점이 비교적 낮은 100℃ 이하이므로, 본 발명에서 사용하는 에틸렌·α-올레핀 공중합체로서 적합하게 사용할 수 있다.

에틸렌·α-올레핀 공중합체의 멜트인덱스(MI)는 섬유 제조 공정에서의 안정적인 생산을 고려하면, 10∼35 g/10min가 바람직하고, 또한 15∼30 g/10min의 범위가 더욱 바람직하다. 여기서 말하는 MI는, ASTM D-1238에 준하여 190℃, 하중 21.2N의 조건에서 측정한 값이다.

사용하는 에틸렌·α-올레핀 공중합체는, 1종 단독일 수도 있고 2종 이상의 혼합물일 수도 있다.

본 발명에서 사용하는 에틸렌·α-올레핀 공중합체에는, 본 발명의 목적이 훼손되지 않는 범위에서, 각종 첨가제를 배합할 수 있다. 예를 들면, 활제, 내열 안정제, 산화 방지제, 내후 안정제, 대전 방지제, 착색제 등이다. 활제로서 바람직하게 사용되는 것은, 올레인산 아미드나 에루스산 아미드 등의 지방산 아미드, 스테아린산 부틸 등의 지방산 에스테르, 폴리에틸렌 왁스나 폴리프로필렌 왁스 등의 폴리올레핀 왁스, 스테아린산 칼슘 등의 금속비누 등이 있다. 특히 바람직하게 사용되는 것은, 올레인산 아미드, 에루스산 아미드, 스테아린산 아미드, 베헤닌 산 아미드 등의 지방산 아미드이다.

본 발명의 복합 섬유의 제1 성분에는, 저온에서 열접착에 관여 가능하도록, 특히 부직포화나 성형 가공 시의 열매체로서 증기나 열수를 사용할 수 있도록, 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체가 유효량 포함되어 있을 필요가 있다. 이 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 함유량은, 제1 성분의 질량 기준으로 75% 이상이며, 바람직하게는 85% 이상이며, 수지 원료로서는 100%를 차지하는 것이 특히 바람직하다. 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체가 제1 성분에 있어서 75질량% 이상이면, 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 성능이 주체적으로 발현될 수 있는 점에서 더욱 바람직하다.

상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체가, 제1 성분의 질량 기준으로 75% 이상 포함되는 조건 하에서, 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체 이외에, 제1 성분에 포함될 수 있는 수지 원료로서는, 예를 들면 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체, 프로필렌 공중합체 등을 들 수 있다. 이들은, 수지 상태로 미리 균일하게 혼합하여 사용하는 방법이나, 섬유 제조 공정에 있어서 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 용융시켜 압출할 때, 압출기의 도중의 공급구(feed port)로부터 투입하는 방법으로 혼합될 수 있다.

본 발명의 복합 섬유는 결정성 폴리프로필렌을 포함하는 성분을 제2 성분으로 한다. 이 결정성 폴리프로필렌은, 프로필렌 단독 중합체, 또는 프로필렌과 소량의(통상 2질량% 이하의) α-올레핀과의 공중합체이며, 이와 같은 결정성 폴리프로필렌으로서는, 지글러나타 촉매(Ziegler-Natta catalyst)나 메탈로센 촉매(Metallocene catalyst)를 사용하여 얻어지는 범용 폴리프로필렌이 있다.

본 발명에서의 결정성 폴리프로필렌은, 융점이 150℃∼165℃, 바람직하게는 155℃∼165℃이며, 멜트플로우레이트(MFR = 230℃, 21.2N)가 0.1∼80 g/10min, 나아가서는 3∼40 g/10min의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명의 복합 섬유를 구성하는 제2 성분은, 결정성 폴리프로필렌을 포함하며, 효과를 현저하게 저하시키지 않는 한, 프로필렌·α-올레핀 공중합체와의 혼합이나, 멜트플로우레이트(MFR)나 분자량 분포(Mw/Mn) 등의 물성이 상이한 결정성 폴리프로필렌끼리의 혼합 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 필요에 따라 다른 열가소성 수지나, 이산화 티탄, 탄산 칼슘 및 수산화 마그네슘 등의 무기물이나, 각종 첨가제(난연제, 내열 안정제, 산화 방지제, 내후 안정제, 대전 방지제, 착색제 등)를 배합해도 된다. 본 발명의 복합 섬유를 구성하는 제2 성분에 있어서, 일반적으로 결정성 폴리프로필렌이 적어도 75질량%를 차지하는 것이 적절하다.

본 발명의 복합 섬유에 있어서, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 제1 성분과, 결정성 폴리프로필렌을 포함하는 제2 성분이 특정 구조의 병렬형 단면을 구성하고 있다.

섬유 축에 직각인 섬유 단면에 있어서, 섬유 외주의 55%∼90%를 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 제1 성분이 차지하고, 45%∼10%를 결정성 폴리프로필렌을 포함하는 제2 성분이 차지한다. 특정 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 제1 성분이 섬유 외주의 55% 이상을 차지함으로써, 100℃ 이하에서의 열처리 가공이 가능하게 되고, 결정성 폴리프로필렌을 포함하는 제2 성분이 섬유 외주의 10% 이상을 차지함으로써, 섬유 표면에 결정성 폴리프로필렌이 연속적으로 나타나고, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 섬유 표면에 사용한 경우의 섬유간의 마찰이나 금속에 대한 마찰, 점도를 저감시킬 수 있고, 방사성이나, 카드 가공을 행하는 경우에는 그 카드 가공성이 양호하게 된다. 특히, 섬유 축에 직각인 섬유 단면에 있어서, 섬유 외주의 60%∼80%를 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 제1 성분이 차지하고, 결정성 폴리프로필렌을 포함하는 제2 성분이 40%∼20%를 차지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 복합 섬유는, 또한, 섬유 축에 직각인 섬유 단면에 있어서, 제1 성분과 제2 성분과의 경계선이, 제1 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡되는 곡선을 그리고 있다. 이 구조를 가짐으로써, 단순한 반달형의 양 성분이 접합된 일반적인 병렬 단면 구조의 복합 섬유에 비하여, 제1 성분과 제2 성분과의 경계선의 길이가 증가하고, 즉 양 성분 사이의 접합 면적이 증가하고, 또한 제1 성분이 제2 성분을 둘러싸는 구조를 취함으로써, 상기 복합 섬유로부터의 제2 성분의 박리가 억제된다.

특히, 섬유 축에 직각인 섬유 단면에 있어서, 제1 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡되는 곡선을 그리는 제1 성분과 제2 성분과의 경계선이 섬유 외주와 교차하는 2개의 교점을 a와 b로 하고, 이 a와 b를 연결하는 선분 ab를 2등분하는 점c를 통과하면서, 상기 선분 ab와 직각 방향으로 연장되는 직선이, 제1 성분과 제2 성분과의 경계선과 교차하는 점을 d, 제2 성분 측의 섬유 외주와 교차하는 점을 e로 할 때, 선분 cd의 길이와 선분 ce의 길이의 관계가, cd ≥ 0.8ce의 관계를 충족하도록, 상기 경계선이 제1 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡되는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 바람직하게는 cd≥ce, 더욱 바람직하게는 cd≥1.5ce, 특히 바람직하게는 cd≥2ce의 관계를 충족하는 경우에, 복합 성분 사이의 박리성과, 열처리할 때와 성형 가공할 때 등의 열수축성이 양호하게 된다.

또한, 제1 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡되는 곡선을 그리는 제1 성분과 제2 성분과의 경계선을, 제2 성분의 외주가 그리는 원 또는 타원의 외주의 일부로 간주했을 때, 이 경계선의 길이(g)가, 제2 성분에 의해 그려지는 원 또는 타원의 전체 외주길이(h)의 50%를 초과하는 것이 바람직하고, 60% 이상일 경우 더욱 바람직하다. 특히, 제2 성분에 의해 그려지는 원 또는 타원의 직경 또는 장축의 양단이, 상기 복합 섬유의 섬유 축에 직각인 섬유 단면 내에 존재하고 있고, 그 길이를 f로 한 경우, 제1 성분과 제2 성분과의 경계선이 섬유 외주와 교차하는 2개의 교점 a, b를 연결하는 선분 ab의 길이가, f > ab의 관계를 만족할 경우에는, 제2 성분이, 상기 복합 섬유의 단면에 있어서, 제1 성분에 대하여 앵커 기능을 가지는 복합 구조를 형성할 수 있으므로, 제2 성분의 박리 방지 효과를 극히 유효하게 높일 수 있다.

본 발명의 복합 섬유를 구성하는 2개의 성분은, 섬유 축에 직각인 섬유 단면의 면적에 있어서 제1 성분/제2 성분 = 70/30∼30/70의 비율이, 단면 형상을 유지하는 면이나 섬유 제조 시의 안정성, 부직포로 가공했을 때의 강도와 신장도의 밸런스의 면에서도 바람직하고, 60/40∼40/60의 비율이 더욱 바람직하다.

본 발명의 복합 섬유는, 종래의 공지의 병렬형 복합 방적기(spinneret)를 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 일본 특허출원 공개번호 소48-11417이나 일본 특허출원 공개번호 소52-74011에 기재된 병렬형 복합 방적기 등을 사용하여 제조할 수 있다.

상기 병렬형 복합 방적기를 사용하여 본 발명의 복합 섬유의 단면 형상을 형성하기 위해서는, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 제1 성분과, 결정성 폴리프로필렌을 포함하는 제2 성분의 용융 시의 유동성(점도 등)의 밸런스를 맞출 필요가 있으며, 2개 성분의 멜트인덱스(MI) 및 멜트플로우레이트(MFR) 등을 고려하여, 섬유 제조 시의 조건에서 이를 조정한다. 예를 들면, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 제1 성분에 대하여, 190℃ 전후의 온도에서의 용융 시의 유동성(점도)을 측정하고, 용융 유동성(용융 점도)의 변동으로부터 섬유 제조가 가능한 유동성(점도)이 되는 온도 범위를 선택하여, 섬유 제조 조건인 압출 온도로 설정하지만, 마찬가지로 결정성 폴리프로필렌을 포함하는 제2 성분에 대하여 230℃ 전후의 온도에 대하여 유동성(점도)을 측정하여 압출 온도를 선택했을 때, 제1 성분의 용융 유동성(용융 점도)이 제2 성분의 용융 유동성(용융 점도)보다 상대적으로 커지도록 압출 온도를 선택한 경우, 각 성분을 동일한 압력에서 압출하면, 섬유 단면에 있어서, 섬유 주위면을 덮는 제1 성분의 비율이 상대적으로 높아지게 된다. 예를 들면, 사용되는 수지에 따라 용융 시의 유동성(점도)의 온도 의존성(상승 경향)이 상이하므로 한마디로 말할 수는 없지만, 제2 성분의 멜트플로우레이트(MFR)에 대한 제1 성분의 멜트인덱스(MI)의 비율이 1.5∼3배인 경우, 본 발명의 복합 섬유의 단면 형상을 형성하기가 용이하게 된다. 이 비율이 1.8∼2.5의 범위이면 특히 바람직하다. 이 비율이 높을수록, 제1 성분이 제2 성분을 둘러싸는 구조가 되기 쉽기 때문에, 제2 성분이 섬유 외주를 차지하는 비율이 적어진다. 또한, 동일한 압출 온도, 용융 점도라고 하더라도, 수지의 토출량 비율을 변경함으로써, 섬유 단면에서의 제1 성분 및 제2 성분의 섬유 외주에 대한 비율을 증감시킬 수 있다. 이는, 전술한 섬유 축에 직각인 섬유 단면에서의 면적 비율을 변경하는 것이며, 예를 들면 동일한 제조 조건에 있어서, 섬유 축에 직각인 섬유 단면에서 차지하는 제2 성분의 면적 비율이 상대적으로 높아지면, 섬유 외주에 대해 제2 성분이 차지하는 비율이 증가하기 쉬워진다.

본 발명의 복합 섬유를 제조하기 위해서는, 전술한 바와 같이 압출 온도나 수지의 토출량을 선택하는 점 외에 통상적인 용융 방사법을 채용할 수 있다.

본 발명의 복합 섬유의 표면에는, 섬유 제조시의 공정 안정성 등을 향상시킬 목적으로 처리제가 도포될 수도 있다. 처리제는 주로 대전 방지제이며, 그 외에는 섬유 표면의 젖음성(wettability)을 보다 향상시키는 친수제가 있으며, 성분으로서는, 알킬인산염이나 그것의 에틸렌옥사이드 부가물, 소르비탄 지방산 에스테르에틸렌옥사이드 부가물, 폴리글리세린 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 변성 실리콘 등을 예로 들 수 있다. 이들 성분의 단체(單體) 또는 임의의 혼합물이 처리제로서 사용된다.

본 발명의 복합 섬유는, 100℃에서 5분간 열처리했을 때의 열수축률이, 50% 이하이며, 바람직하게는 30% 이하이며, 특히 바람직하게는 20% 이하이다.

여기서 말하는 열수축률은, 본 발명의 복합 섬유를 스테이플파이버(staple fiber)로 만들어 카드기에 투입하고, 카드 출구에서 채취한 섬유웹(섬유가 얽힌 상태로 시트로 된 것)을 일정 형상으로 커팅한 후, 100℃에서 5분간 열처리를 행하고, 처리 전후의 사이즈의 차이(감소분)를 백분율(%)로 나타낸 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 열수축률은, 구체적으로는, 본 발명의 복합 섬유를 30mm∼65mm의 임의의 길이로 커팅하여 스테이플파이버로 만들고, 이것을 미니어처카드기에 투입하여, 단위면적당 중량 200g/m²의 섬유웹을 제작한다. 상기 섬유웹을, 250mm×250mm의 형지(型紙)를 사용하여, 섬유가 흐르는 방향(MD)과 이 흐르는 방향에 직각인 방향(CD)에 있어서, 형지를 따라서 커팅한 후 10분간 방치하고, 열처리를 행하기 직전에, 이 커팅한 섬유웹의 MD 길이를 측정한 후, 순환 열풍식 오븐으로 100℃에서 5분간 열처리를 행한다. 열처리 후에 MD 길이를 다시 측정하여, 이하의 식에 의해 구한 값이 열수축률이다.

열수축률(%) = {(L₀-L)/L₀}×100

L₀: 열처리 전의 MD의 길이

L: 열처리 후의 MD의 길이

이 수치가 작을수록 부직포화될 때의 섬유웹의 축소가 작고, 안정된 가공이 가능하며, 양질의 부직포를 얻을 수 있다.

그리고, 여기서 나타낸 열수축의 측정 조건은, 본 발명의 복합 섬유의 가공 조건, 열처리 조건, 부직포화 조건, 사용법 등을 특정·한정하는 것은 아니다.

종래 알려진 수지의 조합에 의한 병렬형 단면 구조를 가지는 복합 섬유는, 섬유 제조 시의 열처리 공정에 있어서는, 그 단면 구조 및 이들 수지 구성에 유래한 권축이 발현되기 쉬우며, 그 결과로서, 섬유로서의 벌키성 향상 효과를 얻을 수 있다. 특히 부직포화를 위하여, 원하는 길이로 커트한 섬유의 집합체인 섬유웹과 같이, 섬유의 자유도가 높아진 상태에서 열처리를 행하면, 섬유 자체의 수축도 발생하기 쉬워진다. 그러므로, 섬유웹의 상태에서 벌키성을 가지고 있지만, 부직포 가공 후에 크게 수축되고, 벌키성을 유지할 수 없는 경우가 많다. 또한, 섬유웹에 있어서는, 단위면적당 중량을 균일하게 하고자 다양한 연구가 이루어졌지만, 단위면적당 중량의 불균일이 전혀 없는 것은 아니며, 여기에 더하여, 섬유웹 내에 섬유의 자유도 분포가 존재하며, 그 정도가 약간 상이하므로, 부직포화될 경우의 열처리 시에, 자유도가 보다 높은 부분부터 수축이 발생하기 쉬워진다. 그러므로, 보다 수축되기 쉬운 부분은 주변의 섬유를 수속(收束)시켜 괴상(塊狀)이 되고, 수속에 의해 섬유가 적어진 부분은 단위면적당 중량이 저하됨으로써, 부직포 전체적으로 단위면적당 중량의 불균일이 매우 현저하게 되어, 균일한 부직포를 얻기가 곤란했다.

이에 비해, 본 발명의 복합 섬유는, 2개의 성분으로 이루어지는 병렬형 단면 구조를 가지고 있음에도 불구하고, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 제1 성분이, 섬유 축에 직각인 섬유 단면에 있어서 섬유 외주의 55%∼90%를 차지하고, 또한 결정성 폴리프로필렌을 포함하는 제2 성분을 둘러싸도록 배치된 단면 형상을 가지면서, 또한 융점이 70℃∼100℃인 에틸렌·α-올레핀 공중합체, 바람직하게는, 분자량 분포(Mw/Mn)가 1.5∼2.5, 밀도가 0.87∼0.91 g/cm³, 멜트인덱스(MI)가 10∼ 35 g/10min인 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 사용함으로써, 병렬형 단면 구조를 채용함으로써 부여되는 잠재권축에 의한 벌키성 향상 효과의 혜택을 유지하면서, 열처리 가공 시의 수축성을, 부직포화나 성형 가공을 안정적으로 행할 수 있는 범위인 50% 이하로 억제할 수 있게 된다.

특정 수지 구성과 특정 복합 구조가 조합된 본 발명의 복합 섬유가, 어떻게 이와 같이 우수한 수축 억제 기구를 발현할 수 있는지에 대해서는 확실치 않다. 전술한 특정 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 사용하고, 이것을 결정성 폴리프로필렌과 조합하고, 또한 특정 섬유 단면 형상을 가지는 섬유로 만듦으로써, 놀랍게도 수축이 억제되면서도, 그 한편으로는 일반적으로 상반되는 성능으로 여겨지던 벌키성이 우수하고, 감촉이 우수하면서, 100℃ 이하의 저온에서의 열처리 가공 특성이 우수한 부직포를 얻을 수 있을 것이라고는 예상하지 못하였다.

본 발명의 복합 섬유의 섬도(纖度)는 특별히 한정되지 않는다. 복합 섬유를 구성하는 성분의 물성이나 제조시의 공정 안정성을 고려하고, 또한, 상기 복합 섬유를 부직포 또는 성형체로 가공하기에 적절한 섬도를 선택하면 된다. 예를 들면, 피부에 직접 접하는 파우더 퍼프(powder puff)나 약제 도포 시트 등의 용도로는 1∼5 dtex의 범위에서 선택하는 것이 바람직하고, 또한, 프린터의 잉크 카트리지 등으로 대표되는 액체 유지재 용도로는, 1∼10 dtex의 범위가 적합하고, 또한, 가정용 방향제의 방향심과 같은 액체 휘발재 용도로는, 1∼20 dtex의 범위가 적합하다.

본 발명의 복합 섬유의 길이는 특별히 한정되지 않고, 장 섬유 또는 단 섬유일수 있다. 단 섬유로 커팅하는 경우, 그 커트 길이는, 상기 복합 섬유의 섬도 및 가공법이나 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 스테이플파이버로서 카드 공정을 거치는 경우에는, 20mm∼125mm로 하는 것이 바람직하고, 또한 양호한 카드 통과성이나 섬유웹의 섬유를 얻기 위해서는, 25∼75mm로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 복합 섬유를 에어 RAID법으로 부직포화하는 경우에는, 에어 RAID용 촙(chop)으로서 3mm∼25mm로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 복합 섬유는, 섬유속(纖維束)을 개섬(開纖)시키고, 부피가 큰 섬유웹이나 부직포를 얻기 위하여, 권축을 가지는 것이 바람직하다. 부여되는 권축수나 권축의 타입은, 상기 복합 섬유의 섬도 및 커트 길이, 또는, 가공법이나 용도에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 3.3∼6.6 dtex의 섬도와 커트 길이가 38mm∼45mm인 복합 섬유(스테이플파이버)를 카딩법(carding method)에 의해 섬유웹으로 만들 경우에는, 권축수 10∼25 피크/25mm를 부여하는 것이 바람직하고, 3.3∼6.6 dtex의 섬도와 커트 길이가 3mm∼6mm인 복합 섬유(에어 RAID용 촙)를 에어 RAID법으로 섬유웹으로 만드는 경우에는, 권축수 5∼15 피크/25mm의 범위로 부여하는 것이 바람직하다. 권축 타입으로서는, 지그재그 형상이나 스파이럴 구조를 예시할 수 있다.

본 발명의 복합 섬유를 부직포로 가공하기 위해서는, 섬유웹을 형성한 후, 열처리를 행하고, 부직포화하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 섬유웹 형성법으로서, 카드기를 통과시키는 카딩법, 또는 슬릿이 형성된 원기둥형의 드럼 중에 섬유를 투입하고, 이 드럼을 회전시켜 컨베이어 상에 섬유를 집적시키는 에어 RAID법 등을 예시할 수 있지만, 이들 방법으로 한정되지 않는다. 이들 형성법을 이용할 경우, 본 발명의 효과를 현저하게 저감시키지 않는다면, 다른 섬유를 혼면할 수 있다. 혼면할 수 있는 섬유로서, 예를 들면 보수성(保水性)을 향상시키기 위한 레이온, 면, 부직포에 벌키성을 더욱 부여하기 위한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 성분으로 하는 중공 섬유 등이 있다.

이들 섬유웹 형성법으로 원하는 단위면적당 중량의 섬유웹을 형성한 후, 섬유웹을 열처리하여 부직포화하는 경우에는, 열처리를 행하기 전에, 수류나 압축 공기, 니들에 의해 섬유웹 중의 섬유를 교락(交絡)시키는 스판레이스법(span lace method)이나 니들펀치법(needle punching method)을 사용하여, 강도를 향상시키거나 감촉을 변화시킬 수 있다.

열처리법으로서는, 열풍 접착법, 열수 접착법, 핫롤(hot-roll) 접착법 등의 방법을 예시할 수 있다. 그 중에서도, 본 발명의 복합 섬유를 섬유웹으로 형성한 후에 행하는 열처리법으로서 열풍 접착법이나 열수 접착법이 바람직하다.

열풍 접착법은, 가열한 공기를 섬유웹 중으로 통과시켜서 복합 섬유의 저융점 성분을 연화시키고, 용융시켜서 섬유 교락 부분을 접착시키는 방법으로서, 핫롤 접착법과 같이 일정 면적을 눌러서 납작하게 하여 벌키성을 훼손하는 접착법은 아니므로, 본 발명의 과제인 벌키성을 가지며, 섬유의 질, 및 감촉이 양호한 부직포를 제공하기 위하여 적절한 접착법이다.

이 열풍 접착법은, 벌키성을 가지며 감촉이 양호한 부직포를 얻기 위해 적합한 접착법이다. 종래, 특히 2개의 성분으로 구성된 일반적인 반달 형상 조합형의 병렬 단면을 가지는 단 섬유가 커팅된 복합 섬유웹을 열풍 접착법으로 열처리하면, 컨베이어 상에서의 섬유웹의 자유도가 높으므로, 다른 접착법에 비해 수축이 커지기 쉽고, 섬유의 질이나 감촉이 양호한 부직포를 얻기가 곤란하다. 한편 본 발명의 복합 섬유는, 부직포화를 위한 열처리에 의한 수축이 효과적으로 억제되어 있으므로, 특히 이 열풍 접착법에 있어서 바람직하게 사용할 수 있으며, 열풍 접착법에 의해 본래 초래되는 벌키성과 같은 우위성을 유지하면서, 감촉이 우수한 부직포를 제공할 수 있게 한다.

열수 접착법은, 열수나 증기가 섬유웹 중을 통과함으로써 복합 섬유의 저융점 성분을 연화시키고 용융시켜서, 섬유 교락 부분을 접착시키는 방법이다. 본 발명의 복합 섬유는, 70℃∼100℃의 융점을 가지는 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 제1 성분이 섬유 주위면의 과반을 차지하고 있으므로, 본래 100℃ 이하에서의 열처리인 열수 접착법을 적용할 수 있게 된다. 이 접착법에서 사용되는 매체는, 열수나 증기와 같이 비교적 염가이며, 특수한 설비를 필요로 하지 않고, 이와 같은 매체로 처리를 행함으로써, 부직포화와 동시에 본 발명의 복합 섬유의 표면에 도포되어 있는 처리제를 대부분 씻어낼 수 있다. 섬유 표면에 도포되어 있는 처리제는, 복합 섬유(스테이플파이버 및 에어 RAID용 촙 등) 제조 공정에 있어서는 필수적이지만, 용도에 따라서는, 부직포화나 성형 가공 후에 불필요하게 되거나, 또는 방해가 되는 경우가 있다. 예를 들면, 식품에 직접 접하는 식품 보호 시트나 포장재나 트레이, 화장품을 함침시키는 파우더 퍼프, 약제를 환부에 도포하기 위한 스틱 등이다. 섬유 표면의 처리제를 안전한 식품첨가물이나 그것에 준한 성분으로 구성하는 방법이나, 부직포나 성형체로 가공한 후에, 세정 공정을 설치하여 처리제를 제거하는 방법도 있지만, 인체에 안전한 성분으로 처리제를 구성해도, 화장품이나 약제에 대한 영향이 없어지는 것은 아니며, 제품으로서 안정된 성능을 유지하기 위해서는, 부직포나 성형체에 처리제가 가능한 잔존하고 있지 않은 것이 바람직하다. 또한, 부직포나 성형체로 가공한 후에, 세정 공정을 더 거치는 것은, 설비나 시간이 추가되어, 비용면에서 불리하다.

따라서, 전술한 바와 같은 용도에 대하여, 벌키성을 가지며, 처리제가 거의 부착되어 있지 않거나 처리제의 부착량이 전술한 바와 같은 문제를 일으키지 않을 정도로 유효하게 경감된 부직포나 성형체를 저비용이면서 효율적으로 제공 가능한 면에 있어서, 열수 접착법을 채용할 수 있는 본 발명의 복합 섬유는 그 공업적 의의가 지극히 크다. 본 발명의 복합 섬유를 사용하여, 열수 접착법에 따라 부직포화하거나, 성형 가공하거나, 또는 일단 열풍 접착법으로 열처리하여 부직포로 만든 것을 열수 접착법으로 성형 가공하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 복합 섬유를 부직포로 가공한 경우의 부직포의 단위면적당 중량은, 사용 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 식품포장재의 용도로는, 20∼50 g/m²의 범위에서 선택하는 것이 바람직하고, 파우더 퍼프나 약제 함침 시트 등의 용도로는 30∼150 g/m²의 범위에서 선택하는 것이 바람직하며, 또한 약제 도포용 스틱 등의 용도로는, 50∼250 g/m²의 범위가 적합하다.

또한, 본 발명의 복합 섬유를 부직포로 가공한 경우의 부직포의 벌키성은, 비용적(比容積)으로 산출하여, 20 cm³/g 이상의 것을 용이하게 얻을 수 있고, 30 cm³/g 이상의 것을 바람직하게 얻을 수 있다.

본 발명의 복합 섬유를 부직포로 가공한 경우, 목적에 따라, 상기 부직포에 다른 부직포나 섬유웹, 열가소성 필름, 시트 등을 적층해도 된다. 저융점의 통기성 필름, 기공성 필름(porous film)이나 기공성 부직포와의 접합이나, 엘라스토머, 다른 에틸렌·α-올레핀 공중합체로 이루어지는 신축성 부직포와의 적층 등을 예시할 수 있다.

본 발명에 있어서, 「성형체」는, 본 발명의 복합 섬유를 사용하여 부직포화 공정을 거치지 않고 가공하여 얻은 가공품, 및 부직포화 공정을 거쳐 가공하여 얻은 가공품을 말한다. 부직포화 공정을 거치지 않고 가공되는 경우, 카딩법 등으로 얻어진, 원하는 단위면적당 중량의 섬유웹을 슬라이버(sliver)로 만들고, 특정한 틀에 넣은 상태에서 열처리를 행함으로써, 「성형체」를 얻을 수 있다. 부직포화 공정을 거쳐 가공하는 경우, 본 발명의 복합 섬유를 카딩법 또는 에어 RAID법 등에 의해 원하는 단위면적당 중량의 섬유웹으로 만들고, 이것을 열풍 접착법 등으로 일단 부직포화하고, 얻어진 부직포를 원하는 단위면적당 중량이나 두께가 되도록 중첩하거나, 커팅하여 조합한 후에, 또한 열풍 접착법이나 열수 접착법을 이용하여 일체화시켜 「성형체」를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 복합 섬유를 사용하여 부직포화한 후, 원하는 단위면적당 중량이나 두께로 되도록 부직포를 중첩하거나, 커팅하여 조합한 것을 특정한 틀에 넣은 상태로 열처리를 행하여, 「성형체」를 얻을 수도 있다.

본 발명의 복합 섬유를 사용하여 얻어진 「성형체」는, 그 일부분을 커팅하거나, 열처리를 추가로 행하는 등 2차 가공도 용이하게 행할 수 있다.

본 발명의 복합 섬유는, 파우더 퍼프나 약제 도포 시트, 해열 시트, 식품 트레이, 쿠션재, 완충재, 가정용 방향제 등의 심재, 가습기 등의 보액재, 육묘 시트, 와이퍼 등의 용도에 바람직하게 사용할 수 있다.

[실시예]

다음으로, 실시예와 비교예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 명세서, 특히 실시예와 비교예, 및 이하의 표 1∼3에 있어서 사용되는 용어의 정의 및 측정 방법은 다음과 같다.

(1) 멜트인덱스

MI: ASTM D-1238에 준하여 190℃, 21.2N의 조건에서 측정을 행하였다.

그리고, 표에서 나타낸 수치는 수지를 측정한 것이다(단위: g/min).

(2) 밀도

JIS K7112에 준하여 측정을 행하였다.

그리고, 표에서 나타낸 수치는 수지를 측정한 것이다(단위: g/cm³).

(3) 분자량 분포(Mw/Mn)

중량 평균 분자량을 수평균 분자량과 비교한 비율이며, 겔침투크로마토그래피(gel permeation chromatography)에 의해 구해진다. Waters 제품인 「GPC-150C」를 사용하여 측정하였다(컬럼: 도소 제품 TSKgel GMH₆-HT 7.5cm I.D.×60cm 1개).

그리고, 표 중의 수치는 원료 수지에 대하여 측정한 값이다.

(4) 융점

수지가 용융되는 온도를 나타내고, 시차주사열량계(DSC)를 사용하여 측정한다(단위: ℃).

티·에이·인스트루먼트 제품인 DSC「Q-10」을 사용하여 측정하였다. 수지를 4.20mg∼4.80mg의 질량이 되도록 커팅하고, 이것을 샘플 팬에 충전하고, 커버를 했다. N₂퍼지 하에서 30℃∼200℃까지, 10℃／min의 온도상승 속도로 측정하여, 용융 차트를 얻었다. 차트를 해석하여 용융 피크 온도를 구하였다.

(5) 멜트플로우레이트(MFR)

JIS K7210에 준하여 230℃, 21.2N의 조건에서 측정을 행하였다.

그리고, 표에서 나타낸 수치는, 원료 수지에 대하여 측정한 값이다(단위: g/min).

(6) 섬도, 섬유 직경

섬유의 굵기를 나타내고, 단위 길이당 중량으로부터 산출된다(단위: dtex).

섬유의 길이가 60mm보다 충분히 긴 경우에는, 섬유의 다발을 60mm로 커팅하고, 커팅한 섬유 150개의 중량을 시마즈제작소 제품인 전자 천칭 「AEL-40SM」을 사용하여 계량했다. 이 수치를 1111배 하여 섬도로 하였다. 섬유의 길이가 충분하지 않은 경우에는, 주사형전자현미경을 사용하여 관찰하고, 얻어진 화상으로부터 섬유 100개를 임의로 선택하여, 이들 직경을 측정하였다. 직경의 평균값과 섬유의 비중으로부터 섬도를 산출하였다.

(7) 섬유 단면 외주 길이에 대한 제1 성분의 점유율 등, 단면 형상 관찰

섬유 축에 직각인 섬유 단면의 섬유 외주 길이에 대하여, 제1 성분의 점유율(%)이나, 섬유 축에 직각인 섬유 단면에 있어서, 제1 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡되는 곡선을 그리는 제1 성분과 제2 성분과의 경계선이 섬유 외주와 교차하는 2개의 교점을 a와 b로 하고, 이 a와 b를 연결하는 선분 ab를 2등분하는 점 c를 통과하면서, 상기 선분 ab와 직각 방향으로 연장되는 직선이, 제1 성분과 제2 성분과의 경계선과 교차하는 점을 d, 제2 성분 측의 섬유 외주와 교차하는 점을 e로 했을 때, 선분 ce의 길이에 대한 섬유 cd의 길이의 비(cd/ce), 또한, 제1 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡되는 곡선을 그리는 제1 성분과 제2 성분과의 경계선을, 제2 성분의 외주가 그리는 원 또는 타원의 외주의 일부로 간주했을 때, 제2 성분에 의해 그려지는 원 또는 타원의 전체 외주 길이 h에 대한 이 경계선의 길이 g의 비(g/h), 그리고 제2 성분에 의해 그려진 원 또는 타원의 직경 또는 장축의 양단이, 상기 복합 섬유의 섬유 축에 직각인 섬유 단면 내에 존재하고 있는 경우의 상기 직경 또는 장축의 길이 f와, 선분 ab의 길이의 길고 짧은 관계에 대해서는, 복합 섬유를 길이 방향에 대하여 직각으로 커팅하고, 광학 현미경 또는 주사형전자현미경에 의해 관찰하여 구하였다.

NIKON 제품인 광학 현미경 또는 일본 전자데이텀(주) 제품인 주사형전자현미경 「JSM-T220」을 사용하여 관찰하였다. 얻어진 화상으로부터 각 성분이 섬유 표면에 노출되어 있는 부분의 길이를 측정하고, 다음 식에 적용시켜 산출하였다. 그리고, 섬유 단면에 있어서 제1 성분과 제2 성분의 구별은, 섬유를 길이 방향에 대하여 직각으로 커팅한 상태에서 열처리를 행하여 확인할 수 있다. 예를 들면, 커팅 후의 섬유를 100℃의 오븐 드라이어 내에 방치하고, 제1 성분을 연화시키고, 용융시킨 후에 광학 현미경 또는 주사형 전자 현미경으로 관찰하여, 섬유 단면의 어느 부분이 제1 성분인지를 확인한다.

제1 성분의 주위면의 길이(%) = (L₁/L)×100

L₁: 제1 성분의 주위면의 길이

L: 섬유 단면의 주위면의 전체 길이

(8) 열수축률

섬유웹에 대하여, 열처리 전후의 단위 길이의 변화(감소율)를 나타내고, 변화량과 단위 길이의 비율로부터 산출한다(단위: ％).

미니어처카드기를 통과시켜 채취한 섬유웹 200g/m²를, 250mm×250mm의 형지를 사용하여, 섬유가 흐르는 방향(MD)과 이 흐르는 방향에 직각인 방향(CD)에 있어서, 각각 형지를 따라서 커팅했다. 10분 방치 후에, 커팅한 섬유웹을, 크라프트지(350mm×700mm) 위에 놓고 MD의 길이를 측정하였다. 그 후, 크라프트지를 한번 접어서 섬유웹 상을 가볍게 덮은 상태로 하고, 그대로 SANYO 제품인 컨벡션오븐(순환열풍식)에 넣어 100℃에서 5분간 열처리를 행하였다. 처리 종료 후 드라이어로부터 꺼내고, 실온에서 5분간 방냉하고, MD의 길이를 다시 측정했다. 다음 식에 적용시켜 열수축률을 산출하였다.

열수축률(%) = {(L₀-L)/L₀}×100

L₀: 열처리 전의 MD의 길이

L: 열처리 후의 MD의 길이

(9) 단위면적당 중량

부직포 및 섬유웹의 단위당 질량을 나타내고, 일정 면적으로 잘라내어진 부직포 또는 섬유웹의 질량으로부터 산출된다(단위: g/m²).

250mm×250mm로 자른 부직포를, A&D사 제품인 상명(上皿) 전자천칭「HF-200」으로 계량하고, 그 수치를 16배로 하여 단위면적당 중량을 산출하였다.

(10) 벌키성(비용적(比容積))

부직포의 단위체적당 중량을 나타내며, 단위면적당 중량 측정과 두께 측정으로부터 산출된다(단위: cm³/g).

부직포의 두께를, 도요세끼제작소 제품인 「디지시크니스테스터(Digi-Thickness Tester)」를 사용하여, 앤빌 하중(anvil load) 2g/cm², 속도 2mm/sec의 조건에서 측정하고, 그 수치(mm)와 단위면적당 중량(g/m²)으로부터 산출하였다.

(11) 감촉

부직포의, 외관상의 섬유의 질과, 감촉에 의한 부드러움, 탄력, 부풂 등을 종합적으로 판단하였다.

관찰자에 의한 관능 시험에 의해 판단하였다. 「양호」, 「보통」, 「불량」의 3단계의 기준으로 평가했다.

이하에서 실시예 1∼6 및 비교예 1∼6을 설명하고, 이들의 결과를 표 1∼3에 정리한다.

[실시예 1]

제1 성분은, 메탈로센 촉매를 사용하여 중합된 에틸렌·α-올레핀 공중합체이며, α-올레핀은 옥텐-1이며, 공중합체 내에 10몰% 함유되어 있다. 그 밀도는 0.880, 융점은 72℃, 멜트인덱스(MI)는 18g/10min, 분자량 분포(Mw/Mn)는 1.9이다. 제2 성분은, 멜트플로우레이트(MFR)가 8g/10min, 융점이 160℃인 결정성 폴리프로필렌이다.

이들 2개의 성분을 구성 성분으로 하여, 병렬형 복합 방적기를 사용하여, 제1 성분/제2 성분 = 50/50의 용적비로, 제1 성분측 200℃, 제2 성분측 260℃의 압출 온도(설정 온도)의 조건에서 용융 방사를 행하였다. 권취 시에, 소르비탄 지방산 에스테르 및 라우릴포스페이트 칼륨염의 에틸렌옥사이드 부가물을 주성분으로 하는 대전 방지제를 부착시켰다. 방사성은 양호하였다. 얻어진 섬도 6.5dtex의 방사 복합 필라멘트를 55℃의 히트 롤을 구비한 가열 장치를 사용하여 1.7배로 연신하고, 권축 부여 장치에서 권축을 부여한 후, 38mm로 커팅하여, 섬도 4.4dtex(섬유 직경 25.2μm)의 복합 섬유(스테이플파이버)를 얻었다.

제1 성분에 대하여, 밀도, 융점, 멜트인덱스(MI), 분자량 분포(Mw/Mn)를, 상기 (1)∼(4)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 제2 성분에 대하여, 융점, 멜트플로우레이트(MFR)를, 상기 (4), (5)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 이들의 결과를 표 1의 구성 성분의 항목에 나타낸다. 얻어진 복합 섬유(스테이플파이버)의 섬유 물성을 상기 (6), (7)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 이들의 결과를 섬유 단면의 개략도와 함께 표 1의 실(絲)의 질의 항목에 나타낸다. 섬유 축과 직각이 되는 방향의 섬유 단면에 있어서, 성분 사이의 박리는 관찰되지 않았다. 그리고, cd/ce = 7.5, f > ab이며, g/h = 0.80이었다.

얻어진 복합 섬유(스테이플파이버) 100g을, 500mm 폭의 미니어처카드기에 투입하여 섬유웹을 채취했다. 카드 공정에서의 섬유 통과성은 양호하였다. 이 섬유웹에 대하여 열수축률을 상기 (8)의 측정 방법에 준거하여 측정을 행하였다. 그 결과를 표 1의 실의 질의 항목에 나타낸다. 또한, 얻어진 복합 섬유(스테이플파이버) 50g을 500mm 폭의 미니어처카드기에 투입하여 섬유웹으로 만들었다. 이 섬유웹을 열풍 순환식 스루에어 가공기를 사용하여, 98℃의 설정 온도, 열풍 풍속 0.8m/sec, 가공 시간 12sec의 조건에서 가공하였다. 얻어진 스루에어 부직포의 물성을 상기 (9)∼(11)의 측정 방법에 준거하여 측정 및 평가를 행하였다. 이들의 결과를 표 1의 부직포 물성의 항목에 나타낸다.

얻어진 복합 섬유(스테이플파이버)를 사용한 섬유웹의 열수축률은 15%로 낮은 수치가 되므로, 열풍 접착법에서의 가공에 있어서도 벌키성을 가지며, 섬유의 질 및 감촉이 양호한 부직포를 얻을 수 있다.

[실시예 2]

제1 성분은, 메탈로센 촉매를 사용하여 중합된 에틸렌·α-올레핀 공중합체이며, α-올레핀은 옥텐-1이며, 공중합체 내에 9몰% 함유되어 있다. 그 밀도는 0.885, 융점은 78℃, 멜트인덱스(MI)는 30g/10min, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.0이다. 제2 성분은, 멜트플로우레이트(MFR)가 16 g/10min이며 융점이 160℃인 결정성 폴리프로필렌이다.

이들 2개의 성분을 구성 성분으로 하여, 병렬형 복합 방적기를 사용하여, 제1 성분/제2 성분 = 50/50의 용적비로, 제1 성분측 200℃, 제2 성분측 260℃의 압출 온도(설정 온도)의 조건에서 용융 방사를 행하였다. 권취 시에, 소르비탄 지방산 에스테르 및 라우릴포스페이트 칼륨염의 에틸렌옥사이드 부가물을 주성분으로 하는 대전 방지제를 부착시켰다. 방사성은 양호하였다. 얻어진 섬도 10.2dtex의 방사 복합 필라멘트를 60℃의 히트 롤을 구비한 가열 장치를 사용하여 1.7배로 연신하고, 권축 부여 장치에서 권축을 부여한 후, 38mm로 커팅하여, 섬도 7.0dtex(섬유 직경 31.7μm)의 복합 섬유(스테이플파이버)를 얻었다.

제1 성분에 대하여, 밀도, 융점, 멜트인덱스(MI), 분자량 분포(Mw/Mn)를, 상기 (1)∼(4)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 제2 성분에 대하여, 융점, 멜트플로우레이트(MFR)를, 상기 (4), (5)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 이들의 결과를 표 1의 구성 성분의 항목에 나타낸다. 얻어진 복합 섬유(스테이플파이버)의 섬유 물성을 상기 (6), (7)의 측정 방법에 준거하여 측정을 행하였다. 이들의 결과를 섬유 단면의 개략도와 함께 표 1의 실의 질의 항목에 나타낸다. 섬유 축과 직각이 되는 방향의 섬유 단면에 있어서, 성분 사이의 박리는 관찰되지 않았다. 그리고, cd/ce = 6.0, f > ab이며, g/h = 0.75였다.

얻어진 복합 섬유(스테이플파이버) 100g을, 500mm 폭의 미니어처카드기에 투입하여 섬유웹을 채취했다. 카드 공정에서의 섬유 통과성은 양호하였다. 이 섬유웹에 대하여 열수축률을 상기 (8)의 측정 방법에 준거하여 측정을 행하였다. 그 결과를 표 1의 실의 질의 항목에 나타낸다. 얻어진 복합 섬유(스테이플파이버) 50g을 500mm 폭의 미니어처카드기에 투입하여 섬유웹으로 만들고, 이들 섬유웹을 열풍 순환식 스루에어 가공기를 사용하여, 98℃의 설정 온도, 열풍 풍속 0.8m/sec, 가공 시간 12sec의 조건에서 가공하였다. 얻어진 스루에어 부직포의 물성을 상기 (9)∼(11)의 측정 방법에 준거하여 측정 및 평가를 행하였다. 이들의 결과를 표 1의 부직포 물성의 항목에 나타낸다.

얻어진 복합 섬유(스테이플파이버)를 사용한 섬유웹의 열수축률은 17%로 낮은 수치이므로, 열풍 접착법에서의 가공에 있어서도 벌키성을 가지고, 섬유의 질 및 감촉이 양호한 부직포를 얻을 수 있다.

[실시예 3]

제1 성분은, 메탈로센 촉매를 사용하여 중합된 에틸렌·α-올레핀 공중합체이며, α-올레핀은 옥텐-1이며, 공중합체 내에 5몰% 함유되어 있다. 그 밀도는 0.902, 융점은 98℃, 멜트인덱스(MI)는 30 g/10min, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.1이다. 제2 성분은, 멜트플로우레이트(MFR)가 16 g/10min이며 융점이 160℃인 결정성 폴리프로필렌이다.

이들 2개의 성분을 구성 성분으로 하여, 병렬형 복합 방적기를 사용하여, 제1 성분/제2 성분 = 45/55의 용적비로, 제1 성분측 200℃, 제2 성분측 260℃의 압출 온도(설정 온도)의 조건에서 용융 방사를 행하였다. 권취 시에, 소르비탄 지방산 에스테르 및 라우릴포스페이트 칼륨염의 에틸렌옥사이드 부가물을 주성분으로 하는 대전 방지제를 부착시켰다. 방사성은 양호하였다. 얻어진 섬도 10.0dtex의 방사 복합 필라멘트를 70℃의 히트 롤을 구비한 가열 장치를 사용하여 2.6배로 연신하고, 권축 부여 장치에서 권축을 부여한 후, 38mm로 커팅하여, 섬도 4.4dtex(섬유 직경 25.0μm)의 복합 섬유(스테이플파이버)를 얻었다.

제1 성분에 대하여, 밀도, 융점, 멜트인덱스(MI), 분자량 분포(Mw/Mn)를, 상기 (1)∼(4)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 제2 성분에 대하여, 융점, 멜트플로우레이트(MFR)를, 상기 (4), (5)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 이들의 결과를 표 1의 구성 성분의 항목에 나타낸다. 얻어진 복합 섬유(스테이플파이버)의 섬유 물성을 상기 (6), (7)의 측정 방법에 준거하여 측정을 행하였다. 이들의 결과를 섬유 단면의 개략도와 함께 표 1의 실의 질의 항목에 나타낸다. 섬유 축과 직각이 되는 방향의 섬유 단면에 있어서, 성분 사이의 박리는 관찰되지 않았다. 또한, cd/ce = 3.0, f > ab이며, g/h = 0.70이었다.

얻어진 복합 섬유(스테이플파이버) 100g을, 500mm 폭의 미니어처카드기에 투입하여 섬유웹을 채취했다. 카드 공정에서의 섬유 통과성은 양호하였다. 이 섬유웹에 대하여 열수축률을 상기 (8)의 측정 방법에 준거하여 측정을 행하였다. 그 결과를 표 1의 실의 질의 항목에 나타낸다. 얻어진 복합 섬유(스테이플파이버) 50g을 500mm 폭의 미니어처카드기에 투입하여 섬유웹으로 만들고, 이 섬유웹을 열풍 순환식 스루에어 가공기를 사용하여, 98℃의 설정 온도, 열풍 풍속 0.8m/sec, 가공 시간 12sec의 조건에서 가공하였다. 얻어진 스루에어 부직포의 물성을 상기 (9)∼(11)의 측정 방법에 준거하여 측정 및 평가를 행하였다. 이들의 결과를 표 1의 부직포 물성의 항목에 나타낸다.

얻어진 복합 섬유(스테이플파이버)를 사용한 섬유웹의 열수축률은 28%로 낮은 수치이므로, 열풍 접착법에서의 가공에 있어서도 벌키성을 가지고, 섬유의 질 및 감촉이 양호한 부직포를 얻을 수 있다.

[실시예 4]

실시예 3과 동일한 성분 구성이며, 동일한 조건의 방사와 연신을 행하고, 권축 부여 장치에서 권축을 부여한 후, 5mm로 커팅하여, 섬도 4.4dtex(섬유 직경 25.0μm)의 복합 섬유(에어 RAID용 촙)를 얻었다.

얻어진 복합 섬유(에어 RAID용 촙) 200g을 한쌍의 성형 헤드(forming head)를 1개 가지는 에어 RAID기에 투입하고, 에어 RAID법에 의해 섬유웹으로 만들었다. 에어 RAID기로부터의 섬유 배출성은 양호하였다. 이 섬유웹을 열풍 순환식 스루에어 가공기를 사용하여, 98℃의 설정 온도, 열풍 풍속 0.38m/sec, 가공 시간 14sec의 조건에서 열풍 접착 가공하였다. 얻어진 스루에어 부직포의 물성을 상기 (9)∼(11)의 측정 방법에 준거하여 측정 및 평가를 행하였다. 이들의 결과를 표 1의 부직포 물성의 항목에 나타낸다.

얻어진 복합 섬유를, 에어 RAID법으로 섬유웹으로 만들어서 열풍 접착법으로 가공한 바에 따르면, 벌키성을 가지고, 수축이 억제되며, 섬유의 질 및 감촉이 양호한 부직포를 얻을 수 있다.

[비교예 1]

제1 성분은, 에틸렌·α-올레핀 공중합체이며, α-올레핀은 옥텐-1이며, 공중합체 내에 2몰% 함유되어 있다. 그 밀도는 0.913, 융점은 107℃, 멜트인덱스(MI)는 30g/10min, 분자량 분포(Mw/Mn)는 3.0이다. 제2 성분은, 멜트플로우레이트(MFR)가 16g/10min이며 융점이 160℃인 결정성 폴리프로필렌이다.

이들 2개의 성분을 구성 성분으로 하여, 병렬형 복합 방적기를 사용하여, 제1 성분/제2 성분 = 50/50의 용적비로, 제1 성분측 200℃, 제2 성분측 260℃의 압출 온도(설정 온도)의 조건에서 용율 방사를 행하고, 제1 성분과 제2 성분의 경계선이, 제1 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡된 곡선을 그리는 섬유 단면 구조를 가지는 복합 섬유를 제조했다. 권취 시에, 소르비탄 지방산 에스테르 및 라우릴포스페이트 칼륨염의 에틸렌옥사이드 부가물을 주성분으로 하는 대전 방지제를 부착시켰다. 방사성은 양호하였다. 얻어진 섬도 11.5dtex의 방사 복합 필라멘트를 70℃의 히트 롤을 구비한 가열 장치를 사용하여 3.3배로 연신하고, 권축 부여 장치에서 권축을 부여한 후, 38mm로 커팅하여, 섬도 3.8dtex(섬유 직경 23.2μm)의 복합 섬유(스테이플파이버)를 얻었다.

제1 성분에 대하여, 밀도, 융점, 멜트인덱스(MI), 분자량 분포(Mw/Mn)를, 상기 (1)∼(4)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 제2 성분에 대하여, 융점, 멜트플로우레이트(MFR)를, 상기 (4), (5)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 이들의 결과를 표 2의 구성 성분의 항목에 나타낸다. 얻어진 복합 섬유(스테이플파이버)의 섬유 물성을 상기 (6), (7)의 측정 방법에 준거하여 측정을 행하였다. 이들의 결과를 섬유 단면의 개략도와 함께 표 2의 실의 질의 항목에 나타낸다. 또한, 섬유 축과 직각이 되는 방향의 섬유 단면에 있어서, cd/ce = 3.5, f > ab이며, g/h = 0.55였다.

얻어진 복합 섬유(스테이플파이버) 100g을, 500mm 폭의 미니어처카드기에 투입하여 섬유웹을 채취했다. 카드 공정에서의 섬유 통과성은 양호하였다. 이들 섬유웹에 대하여 열수축률을 상기 (8)의 측정 방법에 준거하여 측정을 행하였다. 그 결과를 표 2의 실의 질의 항목에 나타낸다. 얻어진 복합 섬유(스테이플파이버) 50g을 500mm 폭의 미니어처카드기에 투입하여 섬유웹으로 만들고, 이들 섬유웹을 열풍 순환식 스루에어 가공기를 사용하여, 98℃의 설정 온도, 열풍 풍속 0.8m/sec, 가공 시간 12sec의 조건에서 가공하였으나, 제1 성분인 에틸렌·옥텐-1 공중합체의 융점이 높으므로, 98℃의 가공 온도에서는 섬유 교락점이 용융되지 않고, 부직포화되지 않았다. 이와 같이, 본 비교예 1은, 주로 융점이 107℃인 점 등에 있어서 상기 실시예 3에 기재된 것과 크게 상이한 점 외에는, 이 실시예 3에 기재된 것과 유사한 방법으로 제조되었지만, 얻어진 것은, 열수 접착법을 채용할 수 있는 정도의 저온에서의 부직포화 처리나 성형 가공을 가능하게 하는 복합 섬유는 아니었다. 따라서, 예정하고 있었던, 저온 가공을 전제로 한 100℃에서의 섬유웹의 수축률의 평가도 이미 그 측정의 의미가 없는 것이었다.

[비교예 2]

제1 성분은, 에틸렌·α-올레핀 공중합체이며, α-올레핀은 프로필렌과 부텐이며, 각각의 함유량은 공중합체 내에서 3몰% 및 3몰%였다. 그 밀도는 0.897, 융점은 81℃, 멜트인덱스(MI)는 4 g/10min, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.0이다. 제2 성분은, 멜트플로우레이트(MFR)가 8 g/10min이며 융점이 160℃인 결정성 폴리프로필렌이다.

이들 2개의 성분을 구성 성분으로 하여, 병렬형 복합 방적기를 사용하여, 제1 성분/제2 성분 = 50/50의 용적비로, 제1 성분측 220℃, 제2 성분측 260℃의 압출 온도(설정 온도)의 조건에서 용율 방사를 행하였다. 권취 시에, 소르비탄 지방산 에스테르 및 라우릴포스페이트 칼륨염의 에틸렌옥사이드 부가물을 주성분으로 하는 대전 방지제를 부착시켰지만, 권취한 방사 복합 필라멘트를 확인한 바에 따르면, 교착(膠着)이 약간 발생하고 있었다. 교착이 관찰되었지만, 얻어진 섬도 9.8dtex의 방사 복합 필라멘트를 60℃의 히트 롤을 구비한 가열 장치를 사용하여 1.7배로 연신하고, 권축 부여 장치에서 권축을 부여한 후, 38mm로 커팅하여, 섬도 6.8dtex(섬유 직경 31.1μm)의 복합 섬유(스테이플파이버)를 얻었다.

제1 성분에 대하여, 밀도, 융점, 멜트인덱스(MI), 분자량 분포(Mw/Mn)를, 상기 (1)∼(4)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 제2 성분에 대하여, 융점, 멜트플로우레이트(MFR)를, 상기 (4), (5)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 이들의 결과를 표 2의 구성 성분의 항목에 나타낸다. 얻어진 복합 섬유(스테이플파이버)의 섬유 물성을 상기 (6), (7)의 측정 방법에 준거하여 측정을 행하였다. 이들의 결과를 섬유 단면의 개략도와 함께 표 2의 실의 질의 항목에 나타낸다. 제1 성분의 멜트인덱스(MI)가 낮기 때문에, 섬유 축과 직각이 되는 방향의 섬유 단면에 있어서, 제1 성분과 제2 성분의 경계선이, 제2 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡되는 곡선을 그리게 되었다. 그러므로, cd/ce는 측정할 수 없으며, f 및 g/h도 측정할 수 없었다. 또한, 성분 사이에서의 박리를 관찰할 수 있었다.

얻어진 복합 섬유(스테이플파이버) 100g을, 500mm 폭의 미니어처카드기에 투입하여 섬유웹을 채취했다. 카드 공정에서의 섬유 통과성은, 섬유 배출성에 불균일이 발생하였으므로, 양호하지 않았다. 이 섬유웹에 대하여 열수축률을 상기 (8)의 측정 방법에 준거하여 측정을 행하였다. 이들의 결과를 표 2의 실의 질의 항목에 나타낸다. 얻어진 복합 섬유(스테이플파이버) 50g을 500mm 폭의 미니어처카드기에 투입하여 섬유웹으로 만들고, 이들 섬유웹을 열풍 순환식 스루에어 가공기를 사용하여, 98℃의 설정 온도, 열풍 풍속 0.8m/sec, 가공 시간 12sec의 조건에서 가공하였으나, 수축이 크며, 부직포 강도가 낮아서, 섬유의 질 및 감촉이 양호한 부직포를 얻을 수 없었다. 얻어진 복합 섬유를 사용한 섬유웹의 열수축률은 55%로 높았다.

[비교예 3]

제1 성분은, 에틸렌·α-올레핀 공중합체이며, α-올레핀은 프로필렌이며, 공중합체 내에 15몰% 함유되어 있다. 그 밀도는 0.863, 융점은 50℃, 멜트인덱스(MI)는 21 g/10min, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.0이다. 제2 성분은, 멜트플로우레이트(MFR)가 16 g/10min이며 융점이 160℃인 결정성 폴리프로필렌이다.

이들 2개의 성분을 구성 성분으로 하여, 병렬형 복합 방적기를 사용하여, 제1 성분/제2 성분 = 50/50의 용적비로, 제1 성분측 220℃, 제2 성분측 260℃의 압출 온도(설정 온도)의 조건에서 용율 방사를 행하였다. 그러나, 권취시에, 방사 복합 필라멘트가 교착을 생기게 하여, 연신을 행할 수 있는 방사 복합 필라멘트를 채취할 수 없었다. 상기 비교예에 대하여, 표 2에 기재한 섬유 단면의 모식도는, 교착된 복합 방사 필라멘트로부터 가능한 수단을 동원하여 채취하여 관찰한 것이다. 제1 성분의 멜트인덱스(MI)가 제2 성분의 멜트플로우레이트(MFR)에 대하여 유의적으로 낮기 때문에, 섬유 축과 직각 방향의 섬유 단면에 있어서, 제1 성분과 제2 성분의 경계선이 직선형, 이른바 양 복합 성분이 모두 반달형 복합 단면으로 되어 있었다. 섬유 축과 직각이 되는 방향의 섬유 단면에 있어서, cd/ce = 0이며, 복합 성분 사이에는 박리를 관찰할 수 있었다.

제1 성분에 대하여, 밀도, 융점, 멜트인덱스(MI), 분자량 분포(Mw/Mn)를, 상기 (1)∼(4)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 제2 성분에 대하여, 융점, 멜트플로우레이트(MFR)를, 상기 (4), (5)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 이들의 결과를 표 2의 구성 성분의 항목에 나타낸다.

[비교예 4]

제1 성분으로서, 2개의 수지를 블렌딩한 것을 사용하였다. 하나는 에틸렌·α-올레핀 공중합체이며, α-올레핀은 프로펜이며, 공중합체 내에 12몰% 함유되어 있다. 그 밀도는 0.870, 융점은 75℃, 멜트인덱스(MI)는 1 g/10min, 분자량 분포(Mw/Mn)는 1.9이다. 다른 하나는, 프로필렌·α-올레핀 공중합체이며, α-올레핀은 에틸렌과 부텐-1이며, 이들의 함유량은, 공중합체 내에서 모두 1몰%였다. 그 융점은 128℃, 멜트플로우레이트(MFR)는 16 g/10min이다. 이 2개의 수지를 질량비 20/80의 비율로 블렌딩했다. 그리고, 표 2에는, 보다 저융점 수지인 에틸렌·프로 펜 공중합체의 물성을 기재하였다. 제2 성분은, 멜트플로우레이트(MFR)가 8 g/10min이며 융점이 160℃인 결정성 폴리프로필렌이다.

이들 2개의 성분을 구성 성분으로 하여, 병렬형 복합 방적기를 사용하여, 제1 성분/제2 성분 = 50/50의 용적비로, 제1 성분측 200℃, 제2 성분측 260℃의 압출 온도(설정 온도)의 조건에서 용율 방사를 행하고, 제1 성분과 제2 성분의 경계선이, 제1 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡된 곡선을 그리는 섬유 단면 구조를 가지는 복합 섬유를 제조했다. 권취 시에, 소르비탄 지방산 에스테르 및 라우릴포스페이트 칼륨염의 에틸렌옥사이드 부가물을 주성분으로 하는 대전 방지제를 부착시켰다. 방사성은 양호하였다. 얻어진 섬도 9.7dtex의 방사 복합 필라멘트를 60℃의 히트 롤을 구비한 가열 장치를 사용하여 2.6배로 연신하고, 권축 부여 장치에서 권축을 부여한 후, 38mm로 커팅하여, 섬도 4.4dtex(섬유 직경 25.1μm)의 복합 섬유(스테이플파이버)를 얻었다.

제1 성분에 대하여, 밀도, 융점, 멜트인덱스(MI), 분자량 분포(Mw/Mn)를, 상기 (1)∼(4)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 제2 성분에 대하여, 융점, 멜트플로우레이트(MFR)를, 상기 (4), (5)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 이들의 결과를 표 2의 구성 성분의 항목에 나타낸다. 얻어진 복합 섬유(스테이플파이버)의 섬유 물성을 상기 (6), (7)의 측정 방법에 준거하여 측정을 행하였다. 이들의 결과를 섬유 단면의 개략도와 함께 표 2의 실의 질의 항목에 나타낸다. 또한, 섬유 축과 직각이 되는 방향의 섬유 단면에 있어서, cd/ce = 0.2, g/h < 0.5였다.

얻어진 복합 섬유(스테이플파이버) 100g을, 500mm 폭의 미니어처카드기에 투입하여 섬유웹을 채취했다. 카드 공정에서의 섬유 통과성은 양호하였다. 얻어진 섬유웹에 대하여 열수축률을 상기 (8)의 측정 방법에 준거하여 측정을 행하였다. 이들의 결과를 표 2의 실의 질의 항목에 나타낸다. 얻어진 복합 섬유(스테이플파이버) 50g을 500mm 폭의 미니어처카드기에 투입하여 섬유웹으로 만들고, 이들 섬유웹을 열풍 순환식 스루에어 가공기를 사용하여, 98℃의 설정 온도, 열풍 풍속 0.8m/sec, 가공 시간 12sec의 조건에서 가공하였으나, 수축이 크며, 섬유의 질 및 감촉이 양호한 부직포를 얻을 수 없었다. 얻어진 복합 섬유를 사용한 섬유웹의 열수축률은 65%로 높았다.

[비교예 5]

제1 성분으로서, 2개의 수지를 블렌딩한 것을 사용하였다. 하나는 저밀도 폴리에틸렌이다. 그 밀도는 0.918, 융점은 105℃, 멜트인덱스(MI)는 24 g/10min, 분자량 분포는 7.0이다. 다른 하나는 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체이다. 아세트산 비닐량은 20질량%이며, 그 밀도는 0.939, 융점은 92℃, 멜트인덱스(MI)는 20 g/10min, 분자량 분포(Mw/Mn)는 5.0이다. 이 2개의 수지를 질량비 75/25의 비율로 블렌딩했다. 그리고, 표 3에는, 보다 저융점 수지인 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체의 물성을 기재하였다. 제2 성분은, 멜트플로우레이트(MFR)가 8 g/10min이며 융점이 160℃인 결정성 폴리프로필렌이다.

이들 2개의 성분을 구성 성분으로 하여, 병렬형 복합 방적기를 사용하여, 제1 성분/제2 성분 = 50/50의 용적비로, 제1 성분측 200℃, 제2 성분측 260℃의 압출 온도(설정 온도)의 조건에서 용율 방사를 행하고, 제1 성분과 제2 성분의 경계선이, 제1 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡된 곡선을 그리는 섬유 단면 구조를 가지는 복합 섬유를 제조했다. 권취 시에, 소르비탄 지방산 에스테르 및 라우릴포스페이트 칼륨염의 에틸렌옥사이드 부가물을 주성분으로 하는 대전 방지제를 부착시켰다. 방사 시에 실 파손이 많이 발생하였다. 얻어진 섬도 9.7dtex의 방사 복합 필라멘트를 60℃의 히트 롤을 구비한 가열 장치를 사용하여 2.6배로 연신하고, 권축 부여 장치에서 권축을 부여한 후, 38mm로 커팅하여, 섬도 3.3dtex(섬유 직경 21.5μm)의 복합 섬유(스테이플파이버)를 얻었다.

제1 성분에 대하여, 밀도, 융점, 멜트인덱스(MI), 분자량 분포(Mw/Mn)를, 상기 (1)∼(4)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 제2 성분에 대하여, 융점, 멜트플로우레이트(MFR)를, 상기 (4), (5)의 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 이들의 결과를 표 3의 구성 성분의 항목에 나타낸다. 얻어진 복합 섬유(스테이플파이버)의 섬유 물성을 상기 (6), (7)의 측정 방법에 준거하여 측정을 행하였다. 이들의 결과를 섬유 단면의 개략도와 함께 표 3의 실의 질의 항목에 나타낸다. 또한, 섬유 축과 직각이 되는 방향의 섬유 단면에 있어서, cd/ce = 9.5, f > ab이며, g/h = 0.86이었다.

얻어진 복합 섬유(스테이플파이버) 100g을, 500mm 폭의 미니어처카드기에 투입하여 섬유웹을 채취했다. 카드 공정에서의 섬유 통과성은, 섬유의 배출에 불균일이 발생하였으므로, 양호하지 않았다. 얻어진 섬유웹에 대하여 열수축률을 상기 (8)의 측정 방법에 준거하여 측정을 행하였다. 이들의 결과를 표 3의 실의 질의 항목에 나타낸다. 얻어진 복합 섬유(스테이플파이버) 50g을 500mm 폭의 미니어처카드기에 투입하여 섬유웹으로 만들고, 이들 섬유웹을 열풍 순환식 스루에어 가공기를 사용하여, 98℃의 설정 온도, 열풍 풍속 0.8m/sec, 가공 시간 12sec의 조건에서 가공하였으나, 수축이 크며, 섬유의 질 및 감촉이 양호한 부직포를 얻을 수 없었다.

얻어진 복합 섬유를 사용한 섬유웹의 열수축률은 60%로 높았다.

[비교예 6]

비교예 5와 동일한 성분 구성이며, 동일한 조건의 방사와 연신을 행하고, 권축 부여 장치에서 권축을 부여한 후, 5mm로 커팅하여, 섬도 3.3dtex(섬유 직경 21.5μm)의 복합 섬유(에어 RAID용 촙)를 얻었다.

얻어진 복합 섬유(에어 RAID용 촙) 200g를 한쌍의 성형 헤드를 1개 가지는 에어 RAID기에 투입하고, 에어 RAID법에 의해 섬유웹으로 만들었으나, 에어 RAID기로부터의 섬유 배출성은 양호하지 않았다. 얻어진 섬유웹을 열풍 순환식 스루에어 가공기를 사용하여, 98℃의 설정 온도, 열풍 풍속 0.38m/sec, 가공 시간 14sec의 조건에서 열풍 접착 가공하였으나, 상기 98℃에서의 열풍 접착은 가능하였지만, 수축이 발생하고, 섬유의 질 및 감촉이 양호한 부직포를 얻을 수 없었다. 결과를 표 3에 나타낸다.

[실시예 5]

실시예 3에서 얻은 복합 섬유(스테이플파이버)를, 카딩법에 의해 섬유웹으로 만들고, 이 섬유웹을 봉형의 슬라이버로 만들었다. 슬라이버로 만들어진 섬유웹을, 선직경 0.29mm의 20메쉬의 금속망으로 이루어진 통모양의 틀(10mm×10mm×60mm)에 충전하고, 그 상태에서 순환식 스루에어 가공기를 사용하여, 98℃의 설정 온도, 열풍 풍속 1.2m/sec, 가공 시간 12sec의 조건에서 열풍 접착 가공하여, 직육면체형의 섬유 성형체를 얻었다. 얻어진 섬유 성형체는 쿠션성이 우수하였다.

[실시예 6]

실시예 4에서 얻은 복합 섬유(에어 RAID용 촙)를 사용하여, 에어 RAID법에 의해 단위면적당 중량 50g/m²의 섬유웹으로 만들고, 이 섬유웹을 순환식 스루에어 가공기를 사용하여, 98℃의 설정 온도, 열풍 풍속 0.38m/sec, 가공 시간 14sec의 조건에서 열풍 접착 가공하였다. 얻어진 스루에어 부직포를 내경 8mm의 유리관 내에 충전하고, 그 상태에서 끓는 물 중에 넣어 2분간 자비(煮沸)했다. 자비 후 냉각시켜 원기둥형의 섬유 성형체를 얻었다. 얻어진 섬유 성형체는, 적절한 유연성을 가지며 섬유 밀도의 불균일이 적고, 액체의 보액 등에 적합한 것이었다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[산업상 이용 가능성]

본 발명의 복합 섬유는, 특정 성질을 가지는 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 제1 성분과 결정성 프로필렌을 포함하는 제2 성분으로 하여 병렬형 단면을 구성하고 있는 것으로서, 저온 가공성을 가지고, 열수축률이 낮으므로, 100℃ 이하의 열처리 온도에서, 벌키성을 가지며, 섬유의 질 및 감촉이 양호한 부직포 및 성형체를 제조하는데 유용하다.

Claims

융점이 70℃∼100℃인 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 75질량% 이상 포함하는 제1 성분과, 결정성 폴리프로필렌을 포함하는 제2 성분이, 병렬형 단면을 구성하여 이루어지는 복합 섬유로서,
섬유 축에 직각인 섬유 단면에 있어서, 상기 제1 성분이 섬유 외주의 55%∼90%를 차지하고,
상기 제1 성분과 상기 제2 성분과의 경계선이, 제1 성분 측을 향해 볼록형으로 만곡되는 곡선을 그리고 있고, 상기 제1 성분과 상기 제2 성분과의 면적 비율(제1 성분/제2 성분)이 70/30∼30/70의 범위이며,
제2 성분의 멜트플로우레이트(MFR: JIS K7210에 준하여 230℃, 21.2N의 조건에서 측정)에 대한 제1 성분의 멜트인덱스(MI: ASTM D-1238에 준하여, 190℃, 21.2N의 조건에서 측정)의 비율이 1.5∼3배인,
복합 섬유.
제1항에 있어서,
에틸렌·α-올레핀 공중합체의 분자량 분포(Mw/Mn)가 1.5∼ 2.5이며, 밀도가 0.87∼0.91 g/cm³, ASTM D-1238에 준하여, 온도 190℃, 하중 21.2N의 조건에서 측정된 멜트인덱스(MI)가 10∼35 g/10min인, 복합 섬유.
제1항 또는 제2항에 있어서,
100℃에서 5분간 열처리했을 때의 열수축률이 50% 이하인, 복합 섬유.
제1항 또는 제2항에 기재된 복합 섬유를 부직포화 처리하여 얻어진, 부직포.
제4항에 있어서,
상기 부직포화 처리는, 열풍 접착법, 또는 열수 접착법인, 부직포.
제1항 또는 제2항에 기재된 복합 섬유를 사용하여 얻어진, 성형체.
제4항에 기재된 부직포를 사용하여 얻어진, 성형체.