KR101296470B1

KR101296470B1 - 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법

Info

Publication number: KR101296470B1
Application number: KR1020087007577A
Authority: KR
Inventors: 히로노리 고다; 미유키 누마타; 미에 가미야마; 노부유키 야마모토; 다미오 야마모토
Original assignee: 데이진 화이바 가부시키가이샤
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2013-08-13
Also published as: EP1930487B1; RU2387744C2; TW200730676A; KR20080050450A; EP1930487A1; AU2006295710A1; JP4818273B2; JPWO2007037512A1; RU2008116819A; US8128850B2; BRPI0616577A2; WO2007037512A1; US20090042031A1; WO2007037512A9; EP1930487A4; CN101278081A; TWI392776B; CN101278081B; CA2624148A1; MY150073A

Abstract

본 발명에 의한 도 성분의 직경이 1 ㎛ 이하인 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법은, 방사 속도 100 ∼ 1000 m/min 이고 방사된 미연신 해도형 복합 방사 섬유를, 그 해도형 복합 방사 섬유의 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 중 어느 유리 전이 온도보다 높은 온도 하에서 전체 연신 배율 5 ∼ 100 배로 연신하는 것 (수퍼드로잉) 을 특징으로 한다.

해도형 복합 방사 섬유

Description

해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING SEA-ISLAND-TYPE COMPOSITE SPUN FIBER}

본 발명은, 도(島) 성분의 직경이 1 ㎛ 이하이며, 해(海) 성분을 추출 제거함으로써 섬유 직경 1 ㎛ 이하의 초극세 섬유를 얻을 수 있는 해도형(sea-island-type) 복합 방사 섬유의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 섬유 직경이 1 ∼ 100 ㎚ 의 범위에서 정의되는 나노 화이버로 대표되는 바와 같이, 섬유 직경 1000 ㎚ (=1 ㎛) 이하의 초극세 섬유가 연구 대상으로서 주목되고 있다. 구체적으로는, 그 초극세 섬유가 갖는 흡습성이나 저분자 물질 흡착성 등의 특이성으로부터, 초고성능 필터, 전지나 캐패시터 등의 세퍼레이터, 혹은 하드 디스크나 실리콘 웨이퍼 등의 연마재 등, 고기능 재료의 원료로서 검토되고 있다.

폴리머 얼로이사 섬유의 해 성분을 추출하는 방식에 의해, 도 성분 도메인의60% 이상이 직경 1 ∼ 150 ㎚ 의 범위에 있는 초극세 섬유의 제조를 가능하게 한 것이 기재되어 있다 (예를 들어 일본 공개특허공보 2004-169261호 참조.). 그러나, 폴리머 얼로이법 (혹은 혼합 방사법) 은, 도 성분을 미(微)분산시키기 위해 서 용해도 파라미터 ((증발 에너지/몰 용적)^1/ ² 로 정의되고, SP값이라고도 함) 가 가깝고, 또한 비상용인 2 종 이상의 폴리머의 선택이 필요하고, 해 성분을 구성하는 폴리머와 도 성분을 구성하는 폴리머를 동종의 폴리머로 하는 등, 목적에 따른 종류나 고유 점도나 공중합 성분 등의 물성을 임의로 선택할 수는 없다. 또, 해도계 면적이 현저하게 증대함으로써, 구금 토출 후에 폴리머류가 팽창하는 바러스(Barus) 현상이 발생하고, 구금면 이물질이 발생하기 쉽거나, 예사성이 열등한 것 등, 제사(製絲) 안정성에도 문제가 있다. 나아가서는, 도 직경의 균일성에는 일본 공개특허공보 2004-169261호의 도면에 보여지는 바와 같이, 균일하다고 하기에는 아직 멀고, 또한 장섬유 형상이나 섬유 길이가 일정하게 된 단섬유로서 나노 레벨의 초극세 섬유를 얻는 것은 불가능하였다.

한편, 직경 수 ㎚ ∼ 수 ㎛ 의 섬유를 얻는 일렉트로 스피닝법이 예시되어 있다 (예를 들어 미국 특허 제1975504호 명세서 참조). 이 수법은, 2 ∼ 20 kV 의 고전압을 고분자 용액이 들어간 노즐의 선단과 기반 사이에 가하여, 표면 장력보다 전기적 반발력이 커진 순간에 하전된 고분자가 노즐의 선단으로부터 분사되어, 기반 상에 포집됨으로써, 극세 섬유를 얻는 수법이다. 그러나, 일렉트로 스피닝법은, 사용하는 폴리머가 110 ℃ 근방에 비점이 있는 양용매를 갖는 폴리머에 한정되는 것, 나노 화이버 중에 직경 1 ㎛ 이상의 굵은 섬유도 섞이는 등의 섬도 균일성에 문제가 있는 것, 용융 점도가 어느 정도 낮은 것이 요구되기 때문에 고강도의 섬유가 얻어지지 않는 것 등의 문제점이 있다. 나아가서는, 현재 공 개되어 있는 제조 방법에서는, 공업 생산 레벨의 생산량을 내기 위해서는, 노즐의 다공화 또한 기반의 면적을 상당히 크게 하는 것도 필요하여, 여전히 과제가 많다. 또 나아가서는, 장섬유나 임의의 길이의 단섬유를 제조하는 것은 불가능하다.

그 밖에 직경 1 ㎛ 이하의 초극세 섬유를 얻는 방법으로서, 용융된 열가소성 폴리머를 고속도의 기류로 날려 버려 섬유를 얻는 멜트 블로우법이나, 고온 고압 하에서 용매에 용해시킨 폴리머 용액이 상온 상압에서 가스화될 때에 노즐로부터 분사되어 망 형상 섬유로서 얻는 플래시 방사법 등이 있다. 그러나 일렉트로 스피닝법과 같이 섬유 직경의 균일성이나, 장섬유가 얻어지지 않는 것과 같은 과제가 있다 (예를 들어 부직포의 기초와 응용 107 ∼ 127p (1993년 닛폰 섬유 기계 학회편) 참조).

또, 2 종류 이상의 용융 폴리머를 구금 내에서 복합시켜 얻는 해도형 복합 방사 섬유의 해 성분을 추출 제거하여 도 성분의 극세 섬유가 얻어지는 것은 공지된 것이지만, 섬유 직경은 겨우 2 ㎛ (폴리에틸렌테레프탈레이트로 0.03 데시텍스) 가 하한의 레벨이며, 1 ㎛ 이하의 도 직경을 얻는 것은 매우 곤란하였다 (예를 들어 최신의 방사 기술 215p (1992년 섬유 학회편) 참조).

따라서, 섬유 직경이 1 ㎛ 이하이고, 섬유 직경 분포를 일정하게 한 초극세 장섬유 혹은 섬유 길이를 일정하게 한 초극세 단섬유를 얻는 제조 방법은, 종래 제안되지 않았다.

본 발명은, 상기 종래 기술을 배경으로 이루어진 것으로, 그 목적은, 폴리머의 종류를 가리지 않고, 섬유 직경이 균일하고, 장섬유 또는 동등한 섬유 길이의 단섬유의 초극세 섬유를 양호한 생산성으로 얻을 수 있는 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적은, 방사 속도 100 ∼ 1000 m/min 로 방사된 미연신 해도형 복합 방사 섬유를, 그 해도형 복합 방사 섬유의 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 유리 전이 온도보다 높은 온도 하에서 전체 연신 배율 5 ∼ 100 배로 연신하는 것을 특징으로 하는, 도 성분의 직경이 1 ㎛ 이하인 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법에 관련된 본 발명에 의해 달성할 수 있다.

본 발명의 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법에 있어서, 그 연신 후에, 그 해도형 복합 방사 섬유의 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 유리 전이 온도보다 높은 온도 하에서 섬유 길이 0.90 ∼ 1.10 배의 정장 (constant-length) 열처리를 행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법에 있어서, 그 연신 후에, 추가의 연신 (넥 연신) 을 행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법에 있어서, 그 넥 연신 후에, 그 해도형 복합 방사 섬유의 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 유리 전이 온도보다 높은 온도 하에서 섬유 길이 0.90 ∼ 1.10 배의 정장 열처리를 행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법에 있어서, 그 연신 후에, 그 해도형 복합 방사 섬유의 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 유리 전이 온도보다 높은 온도 하에서 섬유 길이 0.90 ∼ 1.10 배의 정장 열처리를 행하는 것도, 또 추가의 연신 (넥 연신) 을 행하는 것도 하지 않는 것이 바람직한 경우도 있다.

본 발명의 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법에 있어서, 그 연신을, 그 해도형 복합 방사 섬유의 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 유리 전이 온도보다 10 ℃ 이상 높은 온도 하에서 행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법에 있어서, 그 해 성분을 구성하는 폴리머와, 그 도 성분을 구성하는 폴리머가, 모두 폴리에스테르계 폴리머를 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법에 있어서, 그 해 성분을 구성하는 폴리머가, 5-술포이소프탈산 알칼리 금속염 및/또는 폴리에틸렌글리콜을 공중합한 폴리에틸렌테레프탈레이트계 공중합 폴리에스테르이고, 또한, 그 도 성분을 구성하는 폴리머가 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 이소프탈산 및/혹은 5-술포이소프탈산 알칼리 금속염을 공중합한 폴리에틸렌테레프탈레이트계 공중합 폴리에스테르인 것이 바람직하다.

본 발명의 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법에 있어서, 그 도 성분의 개수가 10 ∼ 2000 인 것이 바람직하다.

본 발명의 초극세 섬유는, 본 발명의 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법에서 얻어진 해도형 복합 방사 섬유로부터 그 해 성분을 용해 제거하여 얻어지는, 섬유 직경 1 ㎛ 이하의 초극세 섬유이다.

본 발명에 의해, 1 ㎛ 이하 직경의 장섬유나, 임의의 섬유 길이의 단섬유를, 높은 생산성으로 얻는 것을 가능하게 한다. 또한, 지금까지 섬유 간이 고정된 부직포 상태로 밖에 얻을 수 없었던 초극세 섬유를 직편물로 하거나, 부직포나 섬유 구조체에 적층하는 것도 용이하게 할 수 있게 된다.

도 1 은, 본 발명의 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법을 실시하기 위해서 사용되는 방사 구금의 일례를 나타내는 대략 부분 단면도이다.

도 2 는, 본 발명의 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법을 실시하기 위해서 사용되는 방사 구금의 그 밖의 예를 나타내는 대략 부분 단면도이다.

이하 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 도 성분의 직경이 1 ㎛ 이하인 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법은, 방사 속도 100 ∼ 1000 m/min 로 방사된 미연신 해도형 복합 방사 섬유를, 그 해도형 복합 방사 섬유의 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 유리 전이 온도보다 높은 온도 하에서 전체 연신 배율 5 ∼ 100 배로 연신하는 것 (이하, 「수퍼드로잉(superdrawing)」이라고도 한다) 을 특징으로 한다.

미연신 해도형 복합 방사 섬유는, 이하와 같은 조작으로 얻는 것이 바람직하다. 도 1 이나 도 2 에 기재된 방사 구금과 같은 공지된 해도형 복합 방사 섬유용의 방사 구금를 사용하여, 따로 따로 용융된 해 성분을 구성하는 폴리머와 도 성분을 구성하는 폴리머를 복합한 후, 노즐로부터 토출한다. 이와 같은 방사 구금으로는, 도 성분을 형성하기 위한 중공 핀군이나 미세 구멍군을 갖는 것 등 적절한 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 중공 핀이나 미세 구멍으로부터 압출된 도 성분류와, 그 사이를 매우도록 설계된 유로로부터 공급된 해 성분류를 합류시키고, 이 합류체류를 점차 가늘게 하면서 토출구로부터 압출함으로써 해도형 복합 방사 섬유를 형성할 수 있는 한, 어떠한 방사 구금이어도 된다. 바람직하게 사용되는 방사 구금의 일례를 도 1 및 도 2 에 나타내는데, 본 발명 방법에 사용할 수 있는 방사 구금는, 반드시 이들에 한정되는 것은 아니다.

도 1 에 나타나는 방사 구금 (1) 에 있어서, 분배 전 도 성분용 폴리머 저장부 (2) 내의 도 성분용 폴리머 (용융체) 는, 복수의 중공 핀에 의해 형성된 도 성분용 폴리머 도입로 (3) 중에 분배되고, 한편, 해 성분용 폴리머 도입 통로 (4) 를 통과하여, 해 성분용 폴리머 (용융체) 가, 분배 전 해 성분용 폴리머 저장부 (5) 에 도입된다. 도 성분용 폴리머 도입로 (3) 를 형성하고 있는 중공 핀은, 각각 해 성분용 폴리머 저장부 (5) 를 관통하여, 그 아래에 형성된 복수의 심초형 복합 유용 통로 (6) 의 각각의 입구의 중앙 부분에 있어서 하 방향으로 개구되어 있다. 도 성분용 폴리머 도입로 (3) 의 하단으로부터, 도 성분 폴리머류가, 심초형 복합 유용 통로 (6) 의 중심 부분에 도입되고, 해 성분용 폴리머 저장부 (5) 중의 해 성분용 폴리머류는, 심초형 복합 유용 통로 (6) 중에, 도 성분 폴리머류를 둘러싸도록 도입되고, 도 성분 폴리머류를 심(core)으로 하고, 해 성분 폴리머류를 초(sheath)로 하는 심초형 복합류가 형성되고, 복수의 심초형 복합류가 깔대기 형상의 합류 통로 (7) 중에 도입되고, 이 합류 통로 (7) 중에 있어서, 복수의 심초형 복합류는, 각각의 초부가 서로 접합되어, 해도형 복합류가 형성된다. 이 해도형 복합류는, 깔대기 형상 합류 통로 (7) 중을 유하하는 동안에, 점차 그 수평 방향의 단면적을 감소시켜, 합류 통로 (7) 의 하단의 토출구 (8) 로부터 토출된다.

도 2 에 나타나는 방사 구금 (11) 에 있어서는, 도 성분 폴리머 저장부 (2) 와, 해 성분 폴리머 저장부 (5) 가, 복수의 투공(透孔) 으로 이루어지는 도 성분 폴리머용 도입 통로 (13) 에 의해 연결되어 있고, 도 성분 폴리머 저장부 (2) 중의 도 성분 폴리머 (용융체) 는, 복수의 도 성분 폴리머용 도입 통로 (13) 중에 분배되고, 그것을 통과하여, 해 성분 폴리머 저장부 (5) 중에 도입되고, 도입된 도 성분 폴리머류는, 해 성분 폴리머 저장부 (5) 에 수용되어 있는 해 성분 폴리머 (용융체) 중을 관통하고, 심초형 복합 유용 통로 (6) 중에 유입되어, 그 중심 부분을 유하한다. 한편 해 성분 폴리머 저장부 (5) 중의 해 성분 폴리머는, 심초형 복합 유용 통로 (6) 중에, 그 중심부를 유하하는 도 성분 폴리머류의 주위를 둘러싸도록 유하한다. 이로써, 복수의 심초형 복합 유용 통로 (6) 중에 있어서, 복수의 심초형 복합류가 형성되고, 깔대기 형상 합류 통로 (7) 중에 유하되어, 도 1 의 방사 구금과 동일하게 하여 해도형 복합류를 형성하고, 또한, 그 수평 방향의 단면적을 감소시키면서 유하되어, 토출구 (8) 를 통과하여 토출된다.

계속해서, 토출된 해도형 복합류에 냉각풍을 분출시켜 고화시키면서, 소정의 인취 속도로 설정된 회전 롤러 혹은 이젝터에 의해 인취되어, 미연신 해도형 복합 방사 섬유를 얻는다. 미연신 해도형 복합 방사 섬유에 있어서의 해도 중량 비율은 특별히 한정되지 않지만, 해 성분 : 도 성분 = 10 : 90 ∼ 80 : 20 의 범위로 하는 것이 바람직하고, 특히 해 성분 : 도 성분 = 20 : 80 ∼ 70 : 30 의 범위가 바람직하다. 해 성분의 중량 비율이 80 중량% 를 초과하면, 해 성분 용해에 필요한 용제의 양이 많아져, 안전성이나 환경 부하, 그리고 비용면에서 문제가 있다. 또, 중량 비율이 10 중량% 미만인 경우에는 도 성분끼리가 교착될 가능성이 있다.

해도형 복합 방사 섬유에 있어서의 도 성분의 개수는 초극세 섬유의 생산성과 목표 섬유 직경, 해 성분을 구성하는 폴리머의 용해 추출성을 고려하여 결정하면 되는데, 바람직한 범위는 10 ∼ 2000 이다. 도 성분의 개수가 9 이하이면, 목표의 도 섬유 직경에 따라 상이한데, 직경 1 ㎛ 이하의 도 섬유를 얻기 위해서는 친사의 섬유 직경을 보다 가늘게 할 필요가 있기 때문에, 방사에 있어서의 토출량을 낮추거나, 혹은 방사 속도나 연신 배율을 높이는 방향이며, 제사성에 한계가 있다. 도 성분의 개수의 상한은, 방사 구금의 제조 비용 상승이나 가공 정밀도의 저하, 친사 중앙부의 해 성분을 구성하는 폴리머의 추출성이 곤란한 것 등의 이유에서 2000 이하로 하는 것이 바람직하다. 나아가서는 도 성분의 개수는 15 ∼ 1000 으로 하는 것이 바람직하다. 보다 가는 도 섬유를 높은 생산성으로 얻기 위해서는 도 성분의 개수는 많은 것이 좋고, 100 이상 1000 이하로 하면 더욱 바람직하다.

계속해서, 미연신 해도형 복합 방사 섬유를 고배율 연신하는 방법으로는, 레이저 연신, 존 연신 등이 알려져 있지만, 고속 또는 토우 상태에서 효율적으로 연신할 수 있는 기술은 확립되어 있지 않다. 높은 생산성을 유지하면서 고배율 연신 가능한 방법은, 온수 또는 실리콘 오일 등의 열매(熱媒) 욕 중에서, 폴리머의 유리 전이점 이상 융점 미만의 온도에서 수퍼드로잉시키는 방법이 가장 적합하다. 환경 및 비용을 고려하면 온수를 사용하는 것이 바람직하다.

상기에 나타내는 바와 같은 열매 중에서 수퍼드로잉을 실시하기 위해서는, 비정성 폴리머 혹은 미연신 해도형 복합 방사 섬유의 결정화도가 충분히 작은 결정성 폴리머이면 특별히 종류를 가리지 않는다. 단, 해 성분을 구성하는 폴리머와 도 성분을 구성하는 폴리머가 함께 수퍼드로잉 가능한 폴리머를 선택하는 것이 중요하다. 그 중에서도, 해 성분을 구성하는 폴리머와 도 성분을 구성하는 폴리머가 폴리에스테르계 폴리머를 함유하는 것이 바람직하다. 또한 폴리에틸렌테레프탈레이트계 폴리에스테르가, 실온보다 충분히 높고 물의 비점보다 낮은 유리 전이점을 갖기 때문에, 미연신 해도형 복합 방사 섬유가 비정 상태로 동결되기 쉽고, 또한 온수에서의 수퍼드로잉이 용이하기 때문에 특히 바람직하다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 폴리에스테르로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 외에, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 혹은 5-나트륨술포이소프탈산 등의 방향족 디카르복실산 성분, 아디프산, 세바스산, 아젤라인산 혹은 도데칸산 등의 지방족 디카르복실산 성분, 1,4-시클로헥산디카르복실산 등의 지환족 디카르복실산 성분, ε-카프로락톤 등의 히드록시카르복실산 혹은 그 축합물, 2-카르복시에틸-메틸포스핀산 혹은 2-카르복시에틸-페닐포스핀산 등의 카르복시포스핀산 혹은 그들의 고리형 무수물, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 디에틸렌글리콜, 1,4-시클로헥산디올 혹은 1,4-시클로헥산디메탄올 등의 디올류, 또는 폴리에틸 렌글리콜, 폴리트리메틸렌글리콜 혹은 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 폴리알킬렌글리콜 등이 수퍼드로잉성을 저해하지 않는 범위에서 공중합되어 있어도 된다.

그 중에서도, 해 성분을 구성하는 폴리머와 도 성분을 구성하는 폴리머는, 해도 단면 형성성이나 해 성분을 구성하는 폴리머 용출성을 고려하여 선택할 필요가 있다. 해 성분을 구성하는 폴리머가 도 성분을 구성하는 폴리머에 비해 용융 점도가 높고, 또한 특정의 용매 혹은 분해성 약액에 대해, 해 성분을 구성하는 폴리머가 도 성분을 구성하는 폴리머의 100 배 이상의 속도로 용해 또는 분해되는 것이 바람직하다. 용매 또는 분해성 약액의 구체적인 예는, 폴리에스테르에 대한 알칼리 수용액 (수산화칼륨 수용액, 수산화나트륨 수용액 등), 나일론 6 이나 나일론 66 등의 지방족 폴리아미드에 대한 포름산, 폴리스티렌에 대한 트리클로로에틸렌 등, 폴리에틸렌 (특히 고압법 저밀도 폴리에틸렌이나 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌) 에 대한 열 톨루엔이나 자일렌 등의 탄화수소계 용제, 또는 폴리비닐알코올이나 에틸렌 변성 비닐 알코올계 폴리머에 대한 열수 등을 들 수 있다.

해 성분을 구성하는 폴리머의 특히 바람직한 예로서는, 폴리에스테르계 폴리머 중에서도, 5-술포이소프탈산 알칼리 금속염을 폴리에스테르계 폴리머의 전체 반복 단위를 기준으로 하여 3 ∼ 12 몰% 및/또는 분자량 4000 ∼ 12000 의 폴리에틸렌글리콜을 폴리에스테르계 폴리머의 전체 중량을 기준으로 하여, 3 ∼ 10 중량% 공중합 시킨 폴리에틸렌테레프탈레이트계 공중합 폴리에스테르가, 알칼리 용액에 대한 용해가 빠른 점과 방사시의 높은 용융 점도를 갖는 점에서 바람직하다. 이 폴리에틸렌테레프탈레이트계 공중합 폴리에스테르의 고유 점도가 0.4 ∼ 0.6 dL/g 의 범위가 바람직하다. 여기서, 5-술포이소프탈산 알칼리 금속염은 친수성과 용융 점도 향상에 기여하고, 폴리에틸렌글리콜 (PEG) 은 친수성을 향상시킨다. 여기서 5-술포이소프탈산 알칼리 금속염으로는 5-나트륨술포이소프탈산이 바람직하다. 5-술포이소프탈산 알칼리 금속염의 공중합량이 3 몰% 미만이면 친수성 향상 효과가 적고, 12 몰% 를 초과하면 용융 점도가 지나치게 높아져 바람직하지 않다. 또, PEG 는 분자량이 클수록, 그 고차 구조에서 기인한다고 생각되는 친수성 증가 작용이 있는데, 반응성이 나빠져 블렌드계가 되기 때문에, 내열성이나 방사 안정성 면에서 문제가 발생할 가능성이 있다. 또, PEG 의 공중합량이 10 중량% 를 초과하면 용융 점도가 저하되는 작용이 있고, 3 중량% 미만에서는 알칼리 수용액에 대한 감량성이 부족해지기 때문에, 바람직하지 않다. 이상으로부터 상기의 범위가 적절하다고 생각된다.

한편 도 성분을 구성하는 폴리머의 특히 바람직한 예는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 이소프탈산 및/또는 5-술포이소프탈산 알칼리 금속염을 폴리에틸렌테레프탈레이트계 폴리에스테르의 전체 반복 단위를 기준으로 하여 20 몰% 이하 공중합한 폴리에틸렌테레프탈레이트계 폴리에스테르이다. 여기서, 5-술포이소프탈산 알칼리 금속염으로는 5-나트륨술포이소프탈산이 바람직하다. 수퍼드로잉성이 있고, 용융 점도에 관해서 상기 서술한 바와 같은 조건을 만족하며, 또한 연신 후에 충분한 강도가 필요하다고 생각되기 때문이다. 이소프탈산 및/또는 5-술포이소프탈산 알칼리 금속염이 20 몰% 를 초과하여 공중합되면 용융 점도가 상승하거나, 강도를 확보할 수 없기 때문에 바람직하지 않은 경우가 있다.

또한, 해 성분을 구성하는 폴리머 및 도 성분을 구성하는 폴리머에 대해, 제사성 및 추출 후의 초극세 단섬유의 물성에 영향을 미치지 않는 범위에서, 필요에 따라, 유기 충전제, 산화 방지제, 열 안정제, 광 안정제, 난연제, 활제, 대전 방지제, 방수제, 가교제, 발포제, 형광제, 표면 평활제, 표면 광택 개량제, 또는 불소 수지 등의 이형 개량제, 등의 각종 첨가제를 함유하고 있어도 상관없다.

수퍼드로잉의 배율을 높게 하기 위해서는, 분자량은 적당히 작은 것이 분자의 얽힘이 적은 점에서 바람직하고, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트계 폴리에스테르의 경우에는, 대용물성인 고유 점도가 0.3 ∼ 0.8 dL/g 정도가 특히 바람직한 범위이다. 또, 불순물이나 공중합 성분이 어느 정도 많은 것이 결정성이나 분자 배향을 낮추는 방향이며, 목표 배율에 의해 적절히 조정될 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 폴리에스테르의 경우, 축중합시에 에틸렌글리콜의 미반응물로서 생성되는 디에틸렌글리콜이나 알칼리 감량성을 양호하게 하기 위한 폴리알킬렌글리콜 등을 예시할 수 있다. 공중합물의 대표예는 기술한 바와 같다.

또, 미연신 해도형 복합 방사 섬유 중의 분자 배향을 가능한 한 작게 하는 것이 수퍼드로잉의 배율을 크게 하기 위해서 중요하고, 따라서 방사 드래프트를 작게 할 필요가 있다. 방사 드래프트를 작게 하기 위해서는, 구금으로부터 토출되는 용융 폴리머 양이 일정하면, 구금의 토출 구멍을 작게 하거나, 방사 속도를 작게 하는 것 중 어느 하나의 수단이 있다. 또한 해도형 복합 방사 섬유의 경우에는 토출 구멍을 작게 하는 것은 해도 형상 단면을 형성하는 것이 곤란해지기 때문에, 방사 속도로 컨트롤하는 것이 바람직하고, 100 ∼ 1000 m/min 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 방사 속도가 1000 m/min 를 초과하면 분자가 고도로 배향되고, 분자 사슬의 얽힘을 수퍼드로잉시에 확장시키는 것이 곤란해지므로, 연신 배율을 크게 할 수 없다. 한편, 방사 속도가 100 m/min 미만인 경우에는, 분자 배향이 등방적으로 되어 적당한 드래프트에 의한 섬유 축 방향의 분자 배향이 없기 때문에, 반대로 수퍼드로잉의 배율이 작아진다. 보다 바람직한 방사 속도의 범위는 300 ∼ 700 m/min 이다. 또 본 발명에 있어서는 이와 같은 미연신 해도형 복합 방사 섬유로서 멀티 필라멘트 얀 형상의 것이어도 토우 형상의 것이어도 사용할 수 있다. 또 미연신 해도형 복합 방사 섬유가 5 데시텍스 이하의 가는 미연신 섬유를 사용할 수도 있다.

상기와 같이 얻어진 미연신 해도형 복합 방사 섬유를, 그 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 유리 전이점 (이하,「Tg」라고 기재한다.) 보다 높은 온도에서 연신하면 수퍼드로잉 현상이 발생하여, 현저한 분자 배향을 수반하지 않는 고배율 연신이 가능해진다. 이 수법은 단섬유 섬도를 가늘게 할 때에 유효한 연신 방법이다. 통상적으로 행해지는 넥 연신은, 연신 가능한 최대 배율이 방사 조건에 의해 정해지는 어느 일정한 상한을 가지고, 그 이상의 배율로 안정적인 연신을 행하는 것은 거의 불가능하다. 그러나 수퍼드로잉을 행함으로써 고배율 연신을 행하는 것이 가능해진다. 따라서, 용이하게 가는 데닐 섬유를 제조할 수 있다.

수퍼드로잉에 의한 전체 연신 배율은 5 ∼ 100 배의 범위 내로 한다. 연신 배율이 5 배 미만이면, 종래의 넥 연신에 의한 방법에 비해, 연신 배율 상승에 의한 섬 세섬도화나 생산성 향상의 장점이 적다. 연신 배율이 100 배를 초과하면, 수퍼드로잉시키기 위한 적절한 텐션을 유지하는 것이 어려워진다. 바람직한 연신 배율은 10 ∼ 90 배이며, 특히 바람직한 연신 배율은, 20 ∼ 85 배이다. 본 발명의 수퍼드로잉에 의한 연신은 이와 같이 광범위한 연신 배율을 채용할 수 있으므로, 섬유 제품에 요구되는 데닐에 따라 광범위하게 연신 배율을 선택할 수 있다.

보다 안정적인 수퍼드로잉을 발생시키기 위해, 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 Tg 보다 10 ℃ 이상 높은 온도에 있어서 수퍼드로잉을 행하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 해 성분, 도 성분 모두 폴리에스테르인 복합 섬유인 경우, 80 ∼ 100 ℃ 의 온수욕 중 또는 100 ℃ 에서의 증기욕 중에서 수퍼드로잉을 행하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 전술한 바와 같은 미연신 해도형 복합 방사 섬유를 사용하기 때문에 이 온도에서 수퍼드로잉을 행하는 것이 바람직하다. 단 건조 상태에서는, 미연신 해도형 복합 방사 섬유에 수퍼드로잉에 필요한 정도로 균일한 열을 전달하는 것이 곤란하기 때문에, 이 온도에서 균일한 수퍼드로잉을 행하는 것은 곤란하다. 또 이 온도에서는, 0.1 cN g/데시텍스 이하 (통상적으로 0.02 ∼ 0.05 cN/데시텍스) 라는 낮은 장력으로 분자 배향 변화가 적은 수퍼드로잉을 행할 수 있다. 연신욕 중 섬유의 체류 시간은, 욕 온도나 섬유의 폴리머 구성에 따라서도 변화되는데, 일반적으로 0.1 초 이상, 바람직하게는 0.5 초 이상이면 충분하고, 따라서 연신 속도를 향상시키는 것도 가능하다. 또, 수퍼드로잉시에는, 섬유끼리의 교착이 일어나기 쉽기 때문에, 섬유 표면에 교착 방지 효과가 있는 활성제 등을 존재시키는 것이 좋다.

이어서, 수퍼드로잉된 폴리에스테르 섬유는, 미연신 섬유에 가까운 물성이기 때문에, 기계 물성 향상 또는 추가적인 섬도 다운의 목적에서, 수퍼드로잉에 이어서 넥 연신을 행하는 것도 바람직하다. 넥 연신은, 상기 서술한 수퍼드로잉을 행하는 경우와 상이하여, 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 Tg 보다 높은 온도 하에서 실시할 필요는 없다. 또한, 바인더 섬유 등의 저배향사가 요구되는 경우에는 넥 연신을 하지 않아도 된다. 넥 연신은 통상적인 넥 연신의 방법을 채용할 수 있다. 따라서, 섬유를 구성하는 폴리머의 Tg 이하의 온도 하에서 연신하는 냉 연신을 실시해도 된다. 넥 연신 배율은 수퍼드로잉이 실시된 섬유의 배향도에 따라 정해지지만, 통상적으로는 1.5 ∼ 4.0 배이다. 폴리에스테르 섬유인 경우에는, 연신욕으로서 온도 60 ∼ 80 ℃ 의 온수 중에서 2.5 ∼ 4.0 배 정도로 연신하는 것이 바람직하다. 이 넥 연신시에는 수퍼드로잉에 비해 연신 온도가 낮기 때문에, 수퍼드로잉과 넥 연신 동안에 냉각 롤러나 냉수 등에 의해 섬유를 냉각시키는 것이 바람직하고, 이로써 실 불균일(絲斑) 이 적어져 품질이 보다 균일해진다. 이와 같이 수퍼드로잉과 넥 연신을 조합함으로써, 종래의 넥 연신보다 고배율로 연신하는 것이 가능하기 때문에, 종래 생산이 곤란하던 매우 가는 섬도를 갖는 섬유를 얻을 수 있다. 토우 상태에서 연신할 수 있고, 또한, 연신 속도를 향상시킬 수 있으므로, 종래 섬유의 생산성을 유지하는 것, 또는 생산성을 향상시키고 생산 비용을 낮추는 것이 가능하다. 또, 수축 특성을 조절하기 위해 수퍼드로잉 후 또는 넥 연신 후, 제한 열 수축 처리를 실시해도 된다. 보다 구체적으로는 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 유리 전이 온도보다 높은 온도 하에서, 섬유 길이가 0.90 배 ∼ 1.10 배가 되도록 조건을 조정하여, 정장 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 정장이란 본래 섬유 길이가 처리 전에 대해 전혀 변화되지 않은 1.0 배인 경우를 나타내지만, 열처리시에 예를 들어 부득이하게 섬유의 신장, 수축이 발생하는 경우가 있다. 본 발명의 정장 열처리에 있어서는, 이와 같은 섬유의 신장, 수축에 의한 섬유의 길이의 변동 범위는 포함하는 것이라고 생각한다. 이들 범위를 종합하면 0.90 배 ∼ 1.10 배의 섬유 길이로 하는 것에 의한 정장 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 이 처리를 행함으로써, 그 후의 공정에서 발생하는 불필요한 섬유의 신장, 수축을 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한 본 발명의 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법에 있어서는, 얻어지는 섬유의 용도를 고려하여, 상기 서술한 넥 연신 및 정장 열처리 중 어느 것도 행하지 않는 방법을 선택하는 경우도 있다.

이상의 제조 방법에 의해 얻어지는 1 ㎛ 이하의 도 직경을 갖는 해도형 복합 방사 섬유는, 장섬유로서 사용 가능하고, 또 필라멘트를 묶어 10 ∼ 수백만 데시텍스 단위로 묶은 토우 상태, 혹은 이것을 기요틴 커터나 로터리 커터 등으로 컷함으로써, 섬유 길이 50 ㎛ ∼ 300 ㎜ 의 해도형 복합 방사 단섬유로서 얻을 수도 있다. 커터의 정밀도를 향상시킴으로써, 길이 편차가 적은 해도형 복합 방사 단섬유를 얻을 수도 있다. 다음으로 이 해 성분을 적절한 조건 하에서 용해 제거함으로써, 직경 1 ㎛ 이하의 초극세 섬유를, 종래 섬유 수준의 생산성을 유지하면 서 얻을 수 있다. 또한 본 발명에서 얻어지는 섬유는 충분한 강신도를 갖으므로, 의료용, 인테리어용, 인공 피혁용 등의 분야에 매우 유용하다.

이하, 실시예에 의해, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 또한, 실시예에 있어서의 각 항목은 다음의 방법으로 측정하였다.

(1) 고유 점도 (Ⅳ)

오르소클로로페놀을 용매로 하여, 35 ℃ 의 온도에서 우벨로데 점도관으로 측정하였다.

(2) 유리 전이점 (Tg), 융점 (Tm)

TA 인스트루먼트·재팬 (주) 사 제조의 서멀·애널리스트 2200 을 사용하여, 승온 속도 20 ℃/분으로 측정하였다.

(3) 섬도

JIS L 10137.3 간편법에 기재된 방법에 의해 측정하였다. 또한, 초극세 섬유 (도 성분의 섬유) 의 섬도는, 해 성분 추출 후의 도 섬유 다발 상태에서 동일하게 측정하여, 이것을 도 성분의 개수로 나눔으로써 산출하였다.

(4) 섬유 직경

주사형 전자 현미경 (SEM) 에 의해, 측정하는 섬유의 단면을 측정하였다. SEM 의 기계에 따라서는 측장 기능을 활용하여 측정하고, 또 없는 SEM 에 대해서는, 찍은 사진을 확대 카피하여, 축척을 고려한 다음 자로 측정하면 된다.

또한, 섬유 직경은 섬유 단면에 있어서의 긴 직경과 단 직경의 평균치로 정의하였다.

(5) 공중합 폴리에스테르의 공중합 성분의 정성, 정량 해석

섬유 샘플을 중수소화 트리플루오로아세트산/중수소화 클로로포름 = 1/1 혼합 용매에 용해 후, 닛폰 전자 주식회사 제조, JEOL A-600 초전도 FT- ㎚R 을 사용하여 핵자기 공명 스펙트럼 (¹H- ㎚R) 을 측정하였다. 그 스펙트럼 패턴으로부터 통상적인 방법에 따라, 정성·정량 평가를 행하였다.

또 폴리에틸렌글리콜 공중합량 등은 필요에 따라 이하의 수법도 사용하였다. 즉 섬유 샘플을 과잉량의 메탄올과 함께 봉관하고, 오토 클레이브 중, 260 ℃, 4 시간 메탄올 분해하였다. 분해물을 가스 크로마토그래피 (HEWLETT PACKARD 사 제조, HP6890 Series GC System) 를 사용하여 공중합 성분의 양을 정량하고, 측정한 폴리머의 중량을 기준으로 했을 때의 중량 백분율을 구하였다. 또 표준 샘플과의 유지 시간의 비교에 의해 정성 평가도 행하였다.

실시예 1

도 성분에 Ⅳ = 0.64 dl/g, Tg = 70 ℃, Tm = 256 ℃ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (폴리에틸렌테레프탈레이트의 전체 중량을 기준으로 하여 디에틸렌글리콜이 1 중량% 공중합되어 있다), 해 성분에 평균 분자량 4000 의 폴리에틸렌글리콜을 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트의 전체 중량을 기준으로 하여 3 중량%, 5-나트륨술포이소프탈산을 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트의 전체 반복 단위를 기준으로 하여 6 mol% 공중합한, Ⅳ = 0.47 dl/g, Tg = 54 ℃, Tm = 251 ℃ 의 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하여, 해 성분 : 도 성분 = 50 : 50 의 중량 비율로, 도 성분의 개수 19 의 구금 (도 1 과 동형) 을 사용하여, 토출량 0.75 g/min/구멍, 방사 속도 500 m/min 로 방사하여, 미연신 해도형 복합 방사 섬유를 얻었다. 이것을 해 성분, 도 성분의 유리 전이점보다 20 ℃ 이상 높은 라우릴포스페이트칼륨염의 농도가 3 중량% 의 95 ℃ 의 온수 바스 중에서 16 배로 수퍼드로잉한 후, 추가로 70 ℃ 의 온수 바스 중에서 2.5 배로 넥 연신하고, 추가로 95 ℃ 의 온수 중에서 1.0 배로 정장 열처리하였다. 전체 연신 배율로는 40 배, 얻어진 해도형 복합 방사 섬유의 섬도는 0.38 dtex (섬유 직경 5.9 ㎛) 이었다.

얻어진 복합 방사 섬유를 해 성분만을 용해 제거하기 위해, 4 중량% NaOH 수용액으로 95 ℃ 에서 30 중량% 감량한 결과, 섬도가 0.01 dtex (섬유 직경 960 ㎚) 의 필라멘트 수 19 의 초극세 섬유를 얻었다.

비교예 1

실시예 1 에 있어서, 방사 속도를 80 m/min 로 하여 미연신 해도형 복합 방사 섬유를 채취했지만, 동일 연신 조건에서는 실이 용단되어, 연신할 수 없었다.

비교예 2

실시예 1 에 있어서, 방사 속도를 1200 m/min 로 하여 미연신 해도형 복합 방사 섬유를 채취했지만, 95 ℃ 에서의 온수 중에서도 수퍼드로잉이 일어나지 않고, 넥 연신되어, 최대 전체 연신 배율은 4 배에 머물렀다. 따라서, 얻어진 해도형 복합 방사 섬유의 섬도는 1.6 dtex (섬유 직경 12 ㎛) 이며, NaOH 수용액에서 감량 후, 섬도는 0.04 dtex (섬유 직경 1900 ㎚) 이었다.

비교예 3

실시예 1 에 있어서, 방사 속도를 150 m/min 로 하여 미연신 해도형 복합 방사 섬유를 채취하고, 수퍼드로잉의 배율 110 배를 시도했지만, 실이 용단되어, 연신 불가능하였다.

실시예 2

도 성분에 Ⅳ = 0.64 dl/g, Tg = 70 ℃, Tm = 256 ℃ 에서의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (폴리에틸렌테레프탈레이트의 전체 중량을 기준으로 하여 디에틸렌글리콜이 1 중량% 공중합되어 있다), 해 성분에 평균 분자량 4000 의 폴리에틸렌글리콜을 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트의 전체 중량을 기준으로 하여 3 중량%, 5-나트륨술포이소프탈산을 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트의 전체 반복 단위를 기준으로 하여 9 mol% 공중합한, Ⅳ = 0.41 dl/g, Tg = 53 ℃, Tm = 215 ℃ 의 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하여, 해 성분 : 도 성분 = 30 : 70 의 중량 비율로, 도 성분의 개수 1000 의 구금 (도 1 과 동형) 을 사용하고, 토출량 0.75 g/min/구멍, 방사 속도 500 m/min 로 방사하여, 미연신 해도형 복합 방사 섬유를 얻었다. 이것을 해 성분, 도 성분의 유리 전이점보다 20 ℃ 이상 높은 라우릴포스페이트칼륨염의 농도가 3 중량% 인 95 ℃ 의 온수 바스 중에서 16 배로 수퍼드로잉한 후, 추가로 70 ℃ 에서의 온수 바스 중에서 2.5 배로 넥 연신하고, 추가로 95 ℃ 의 온수 중에서 1.0 배로 정장 열처리하였다. 전체 연신 배율로는 40 배, 얻어진 해도형 복합 방사 섬유의 섬도는 0.38 dtex (섬유 직경 5.9 ㎛) 이었다.

얻어진 복합 방사 섬유를 해 성분만을 용해 제거하기 위해, 4 중량% NaOH 수용액으로 95 ℃ 에서 30 중량% 감량한 결과, 섬도가 0.00027 dtex (섬유 직경 160 ㎚) 의 필라멘트 수 1000 의 초극세 섬유를 얻었다.

실시예 3

도 성분에 Ⅳ = 0.43 dl/g, Tg = 70 ℃, Tm = 256 ℃ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (폴리에틸렌테레프탈레이트의 전체 중량을 기준으로 하여 디에틸렌글리콜이 1 중량% 공중합되어 있다), 해 성분에 평균 분자량 4000 의 폴리에틸렌글리콜을 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트의 전체 중량을 기준으로 하여 3 중량%, 5-나트륨술포이소프탈산을 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트의 전체 반복 단위를 기준으로 하여 9 mol% 공중합한, Ⅳ = 0.41 dl/g, Tg = 53 ℃, Tm = 215 ℃ 에서의 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하여, 해 성분 : 도 성분 = 50 : 50 의 중량 비율로, 도 성분의 개수 1000 의 구금 (도 1 과 동형) 을 사용하고, 토출량 0.75 g/min/구멍, 방사 속도 500 m/min 로 방사하여, 미연신 해도형 복합 방사 섬유를 얻었다. 이것을 해 성분, 도 성분의 유리 전이점보다 10 ℃ 이상 높은 라우릴포스페이트칼륨염의 농도가 3 중량% 인 85 ℃ 의 온수 바스 중에서 20 배로 수퍼드로잉한 후, 추가로 70 의 온수 바스 중에서 2.5 배로 넥 연신하고, 추가로 95 ℃ 의 온수 중에서 1.0 배로 정장 열처리하였다. 전체 연신 배율로는 50 배, 얻어진 해도형 복합 방사 섬유의 섬도는 0.3 dtex (섬유 직경 5.3 ㎛) 이었다.

얻어진 해도형 복합 방사 섬유를 해 성분만을 용해 제거하기 위해, 4 중량% NaOH 수용액으로 95 ℃ 에서 30 중량% 감량한 결과, 섬도가 0.00015 dtex (섬유 직경 118 ㎚) 의 필라멘트 수 1000 의 초극세 섬유를 얻었다.

비교예 4

실시예 1 에 있어서, 수퍼드로잉을 시키는 온수 바스 온도를 69 ℃ 로 했으나 수퍼드로잉이 일어나지 않고, 넥 연신되어, 최대 전체 연신 배율은 4.85 배에 머물렀다. 따라서, 얻어진 해도 복합 방사 섬유의 섬도는 3.2 dtex (섬유 직경 17 ㎛) 이며, NaOH 수용액에서 감량 후, 섬도는 0.083 dtex (섬유 직경 2700 ㎚) 이었다.

실시예 4

도 성분에 Ⅳ = 0.43 dl/g, Tg = 70 ℃, Tm = 256 ℃ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (폴리에틸렌테레프탈레이트의 전체 중량을 기준으로 하여 디에틸렌글리콜이 0.6 중량% 공중합되어 있다), 해 성분에 평균 분자량 4000 의 폴리에틸렌글리콜을 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트의 전체 중량을 기준으로 하여 3 중량%, 5-나트륨 술포이소프탈산을 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트의 전체 반복 단위를 기준으로 하여 6 mol% 공중합한, Ⅳ = 0.47 dl/g, Tg = 54 ℃, Tm = 251 ℃ 의 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하여, 해 성분 : 도 성분 = 50 : 50 의 중량 비율로, 도 성분의 개수 19 의 구금 (도 1 과 동형) 을 사용하고, 토출량 0.60 g/min/구멍, 방사 속도 500 m/min 로 방사하여, 미연신 해도형 복합 방사 섬유를 얻었다. 이것을 해 성분, 도 성분의 유리 전이점보다 20 ℃ 이상 높은 라우릴포스페이트칼륨염의 농도가 3 중량% 인 91 ℃ 의 온수 바스 중에서 22 배로 수퍼드로잉한 후, 추가로 63 ℃ 에서의 온수 바스 중에서 2.0 배로 넥 연신하고, 추가로 90 ℃ 의 온수 중에서 1.0 배로 정장 열처리하였다. 전체 연신 배율로는 44 배, 얻어진 해도형 복합 방사 섬유의 섬도는 0.28 dtex (섬유 직경 5.0 ㎛) 이었다.

얻어진 해도형 복합 방사 섬유를 해 성분만을 용해 제거하기 위해, 4 중량% NaOH 수용액으로 95 ℃ 에서 30 중량% 감량한 결과, 섬도가 0.0073 dtex (섬유 직경 810 ㎚) 의 필라멘트 수 19 의 초극세 섬유를 얻었다.

실시예 5

실시예 4 에 있어서, 정장 열처리를 0.9 배로 행한 것 이외에는, 동일한 조건으로 하였다. 얻어진 해도형 복합 방사 섬유의 섬도는 0.31 dtex (섬유 직경 5.3 ㎛) 이며, 4 중량% NaOH 수용액으로 95 ℃ 에서 30 중량% 감량한 결과, 섬도가 0.0081 dtex (섬유 직경 850 ㎚) 의 필라멘트 수 19 의 초극세 섬유를 얻었다.

실시예 6

실시예 4 에 있어서, 정장 열처리를 1.1 배로 행한 것 이외에는, 동일한 조건으로 하였다. 얻어진 해도형 복합 방사 섬유의 섬도는 0.25 dtex (섬유 직경 4.8 ㎛) 이며, 4 중량% Na0H 수용액으로 95 ℃ 에서 30 중량% 감량한 결과, 섬도가 0.0066 dtex (섬유 직경 770 ㎚) 의 필라멘트 수 19 의 초극세 섬유를 얻었다.

실시예 7

실시예 4 에 있어서, 도 성분의 개수 37 의 구금을 사용한 것 이외에는, 동일한 조건으로 하였다. 얻어진 해도형 복합 방사 섬유의 섬도는 0.28 dtex (섬유 직경 5.0 ㎛) 이며, 4 중량% NaOH 수용액으로 95 ℃ 에서 30 중량% 감량한 결과, 섬도가 0.0038 dtex (섬유 직경 580 ㎚) 의 필라멘트 수 37 의 초극세 섬유를 얻었다.

실시예 8

실시예 5 에 있어서, 수퍼드로잉 후의 넥 연신 및 정장 열처리를 생략한 것 이외에는, 동일한 조건으로 하였다. 얻어진 해도형 복합 방사 섬유의 섬도는 0.78 dtex (섬유 직경 8.4 ㎛) 이며, 4 중량% Na0H 수용액으로 95 ℃ 에서 30 중량% 감량한 결과, 섬도가 0.011 dtex (섬유 직경 975 ㎚) 의 필라멘트 수 19 의 초극세 섬유를 얻었다.

실시예 9

실시예 7 에 있어서, 수퍼드로잉 후의 넥 연신만을 생략하고, 90 ℃ 에서의 온수 중에서의 1.0 배의 정장 열처리를 실시하는 등의 조작은 동일한 조건으로 하였다. 얻어진 해도형 복합 방사 섬유의 섬도는 0.78 dtex (섬유 직경 8.4 ㎛) 이며, 4 중량% NaOH 수용액으로 95 ℃ 에서 30 중량% 감량한 결과, 섬도가 0.011 dtex (섬유 직경 975 ㎚) 의 필라멘트 수 37 의 초극세 섬유를 얻었다.

실시예 10

실시예 2 에 있어서, 도 성분의 개수 10 의 구금를 사용한 것 이외에는, 동일한 조건으로 하였다. 얻어진 해도형 복합 방사 섬유의 섬도는 0.17 dtex (섬유 직경 3.9 ㎛) 이며, 4 중량% NaOH 수용액으로 95 ℃ 에서 30 중량% 감량한 결과, 섬도가 0.0090 dtex (섬유 직경 880 ㎚) 의 필라멘트 수 10 의 초극세 섬유를 얻었다.

실시예 11

실시예 2 에 있어서, 도 성분의 개수 2000 의 구금를 사용한 것 이외에는, 동일한 조건으로 하였다. 얻어진 해도형 복합 방사 섬유의 섬도는 0.38 dtex (섬유 직경 5.9 ㎛) 이며, 4 중량% NaOH 수용액으로 95 ℃ 에서 30 중량% 감량한 결과, 섬도가 0.00010 dtex (섬유 직경 93 ㎚) 의 필라멘트 수 2000 의 초극세 섬유를 얻었다.

실시예 12

실시예 2 에 있어서, 도 성분의 개수 100 의 구금를 사용하고, 도 성분 비율을 90 중량% 로 한 것 이외에는, 동일한 조건으로 하였다. 얻어진 해도형 복합 방사 섬유의 섬도는 0.38 dtex (섬유 직경 5.9 ㎛) 이며, 4 중량% NaOH 수용액으로 95 ℃ 에서 30 중량% 감량한 결과, 섬도가 0.0034 dtex (섬유 직경 557 ㎚) 의 필라멘트 수 100 의 초극세 섬유를 얻었다.

실시예 13

실시예 12 에 있어서, 도 성분 비율을 20 중량% 로 한 것 이외에는, 동일한 조건으로 하였다. 얻어진 해도형 복합 방사 섬유의 섬도는 0.38 dtex (섬유 직경 5.9 ㎛) 이며, 4 중량% NaOH 수용액으로 95 ℃ 에서 30 중량% 감량한 결과, 섬도가 0.00077 dtex (섬유 직경 262 ㎚) 의 필라멘트 수 100 의 초극세 섬유를 얻었다.

본 발명에 의해, 나노미터 레벨 직경의 장섬유나, 임의의 섬유 길이의 단섬유를 높은 생산성으로 얻는 것이 가능해진다. 또한 지금까지 섬유 간이 고정된 부직포 상태로 밖에 얻을 수 없었던 나노 화이버를 직편물로 하거나, 부직포나 섬유 구조체에 적층하는 것도 용이하게 할 수 있게 된다. 또, 폴리머 얼로이 방 식으로는 달성할 수 없는 알칼리 감량 속도가 상이한 폴리에스테르의 해도형 복합 방사 섬유로 함으로써, 알칼리 감량에 의한 초극세 섬유의 추출이 용이해지는 데다가, 보다 세섬도의 친사를 얻을 수 있기 때문에, 습식 부직포 등으로 했을 경우의 섬유 분산성이 고도로 균일한 것 등의 이점이 있다.

Claims

방사 속도 100 ∼ 1000 m/min 로 방사된 미연신 해도형 복합 방사 섬유를, 그 해도형 복합 방사 섬유의 해(海) 성분 및 도(島) 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 유리 전이 온도보다 높은 온도 하에서 전체 연신 배율 5 ∼ 100 배로 연신하는 것을 특징으로 하는, 도 성분의 직경이 1 ㎛ 이하인 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 연신 후에, 상기 해도형 복합 방사 섬유의 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 유리 전이 온도보다 높은 온도 하에서 섬유 길이 0.90 ∼ 1.10 배의 정장 (constant-length) 열처리를 행하는, 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 연신 후에 넥 연신을 행하는, 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 넥 연신 후에, 상기 해도형 복합 방사 섬유의 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 유리 전이 온도보다 높은 온도 하에서 섬유 길이 0.90 ∼ 1.10 배의 정장 열처리를 행하는, 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 연신 후에, 상기 해도형 복합 방사 섬유의 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 유리 전이 온도보다 높은 온도 하에서 섬유 길이 0.90 ∼ 1.10 배의 정장 열처리를 행하는 것도, 또 넥 연신을 행하는 것도 하지 않는, 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연신을, 상기 해도형 복합 방사 섬유의 해 성분 및 도 성분을 구성하는 쌍방의 폴리머 모두의 유리 전이 온도보다 10 ℃ 이상 높은 온도 하에서 행하는, 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 해 성분을 구성하는 폴리머와, 상기 도 성분을 구성하는 폴리머가, 모두 폴리에스테르계 폴리머를 함유하는, 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 해 성분을 구성하는 폴리머가, 5-술포이소프탈산 알칼리 금속염 및 폴리에틸렌글리콜 중 하나 이상을 공중합한 폴리에틸렌테레프탈레이트계 공중합 폴리에스테르이고, 또한, 상기 도 성분을 구성하는 폴리머가 폴리에틸렌테레프탈레이트이거나, 이소프탈산 및 5-술포이소프탈산 알칼리 금속염 중 하나 이상을 공중합한 폴리에틸렌테레프탈레이트계 공중합 폴리에스테르인, 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도 성분의 개수가 10 ∼ 2000 인, 해도형 복합 방사 섬유의 제조 방법.
삭제