KR101551622B1

KR101551622B1 - 무기 함유 유기 섬유의 제조 방법 및 이 섬유를 포함하는 부직포

Info

Publication number: KR101551622B1
Application number: KR1020090029286A
Authority: KR
Inventors: 리에 와타나베; 타카시 타라오; 마사아키 카와베
Original assignee: 니혼바이린 가부시기가이샤
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2009-04-06
Publication date: 2015-09-09
Also published as: EP2108718B1; JP5274345B2; KR20090107415A; JP2009270246A; EP2108718A2; US20090253328A1; CN101555632B; CN101555632A; US8062567B2; EP2108718A3

Abstract

유기 성분에 무기 성분을 혼합함에 의해서 기계적 강도를 향상시킨, 무기 함유 유기 섬유의 제조 방법 및 이 섬유를 포함하는 부직포를 제공한다. 본 발명의 무기 함유 유기 섬유의 제조 방법은, (1) 무기계 예사성(曳絲性) 졸 용액을 조제하는 공정, (2) 상기 무기계 예사성 졸 용액과, 상기 무기계 예사성 졸 용액을 용해할 수 있는 용매와, 상기 용매에 용해 가능한 유기 폴리머를 혼합해서, 방사액을 조제하는 공정, (3) 상기 방사액을 방사해서 무기계 겔과 유기 폴리머와의 무기 함유 유기 섬유를 형성하는 공정을 포함한다. 무기계 예사성 졸 용액의 중량 평균 분자량은 10000 이상인 것이 바람직하고, 무기계 예사성 졸 용액이, 유기 치환기를 가지는 금속 알콕시드를 포함하는 원료로부터 조제된 것임이 바람직하다.

유기 섬유, 부직포

Description

무기 함유 유기 섬유의 제조 방법 및 이 섬유를 포함하는 부직포{Process for manufacturing organic fibers containing inorganic component and nonwoven fabric containing the same}

본 발명은 무기(無機) 함유 유기(有機) 섬유의 제조 방법 및 이 섬유를 포함하는 부직포에 관한 것이다.

섬유의 섬유경(纖維徑:섬유 지름)이 작으면, 분리 성능, 액체 보유(保持) 성능, 불식(拂拭) 성능, 은폐 성능, 절연 성능 혹은 유연성 등, 각종 성능이 우수한 부직포가 될 수 있기 때문에, 섬유경이 작은 섬유로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 섬유경이 작은 섬유의 제조 방법으로서, 방사액(紡絲液)을 노즐로부터 토출(吐出)함과 함께, 토출한 방사액에 전계를 작용시켜서 방사액을 연신(延伸)하여, 섬유경이 작은 섬유를 방사하는, 소위 정전 방사법(靜電紡絲法)이 알려져 있다. 이와 같은 정전 방사법에 있어서, 방사액으로서 유기 폴리머를 포함하는 것을 사용하면 유기 폴리머로 된 섬유를 제조할 수 있다.

이와 같은 섬유경이 작은 유기 섬유는 섬유경이 작아서 기계적 강도가 낮고, 이 유기 섬유로 된 부직포는 취급성이 나빴다. 그래서, 본 발명자들은 유기 섬유에 무기 성분을 포함시킴에 의해 기계적 강도를 높임과 함께, 무기 성분을 포함하고 있는 것에 의한 기능 부가를 목표로 하였다.

이와 같은 기계적 강도를 높이는 것을 목표로 한 것은 아니나, 기능 부가를 목적으로 해서, 예를 들면, 「일렉트로 스피닝법에 의해 얻어지는, 이상(異相) 구조를 가지는 나노 섬유이며, 상기 이상(異相) 구조가, 섬유의 중심축을 따라 연재(延在)하는 제1 상(相)과, 상기 제1 상의 연재(延在) 방향에 대한 수직 단면에 있어서, 상기 제1 상 외측에 배치되어 제1 상을 피복하는 제2 상(相)을 포함하고, 상기 제1 상이, 무기 재료를 포함하는 제1 재료에 의해 구성된 영역임과 함께, 상기 제2 상이 상기 제1 재료와 다른 제2 재료에 의해 구성된 나노 섬유.」가 제안되어 있다(특허문헌 1). 이와 같은 나노 섬유는 구금(口金)에 2종류의 다른 유체를 공급하고, 구금(口金)과 타켓과의 사이에 직류 전압을 인가하고, 일렉트로 스피닝(spinning)함에 의해 얻을 수 있음이 개시되어 있다. 그래서, 본 발명자들은 섬유 강도를 높이는 것에 알맞다고 생각되어지는 무기 재료의 양을 나노 섬유 전체의 10% 이하로 해서, 이 제조 방법을 추시(追試)하였으나, 2층의 상이(相異) 구조로 된 나노 섬유를 얻을 수 없어서, 부직포의 기계적 강도를 높일 수 없었다.

또한, 기계적 강도를 높이는 것도, 기능 부가를 목적으로 한 것도 아니나, 「유기 고분자나 세라믹스 전구(前驅) 화합물 등의 섬유 형성성(形成性)의 용질을 용해시킨 용액을 전극 사이에 형성된 정전장(靜電場) 중에 토출하고, 용액을 전극으로 향해서 예사(曳絲: 실을 천천히 당김)하고, 형성된 섬유상(纖維狀) 물질을 포 집 기판 위에 누적함에 의해서 섬유 구조체를 얻는 방법」이 제안되어 있다(특허문헌 2). 이 특허문헌 2에서는, 실제로 실시예에 있어서, 「티탄테트라노말부톡시드에 초산을 첨가한 용액에 이온 교환수를 첨가해서 겔을 생성한 후, 폴리에틸렌글리콜을 혼합해서, 방사 용액을 조제하고, 이 방사 용액을 이용해서 방사하였다」는 것을 개시하고 있다. 이 실시예에 의하면, 유기 성분과 무기 성분을 포함하는 섬유를 제조할 수 있으나, 겔을 생성한 후에 유기 성분과 혼합하고 있는 것 때문에, 섬유 중에 있어서 무기 입자의 상태로 존재하므로, 유기 섬유의 기계적 강도를 높일 수 없어서, 결과로서 부직포의 기계적 강도를 높일 수 없었다.

(선행 기술 문헌)

(특허문헌 1) 특개 2007-197859호 공보(청구항 1, 2, 5, 7, 단락번호 0055)

(특허문헌 2) 특개 2007-092238호 공보(단락번호 0008~0010, 0018)

본 발명은 상술한 것과 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 유기 성분에 무기 성분을 혼합함에 의해서 기계적 강도를 향상시킨, 무기 함유 유기 섬유의 제조 방법 및 이 섬유를 포함하는 부직포를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 청구항 1에 관한 발명은, 「(1) 무기계 예사성(曳絲性) 졸 용액을 조제하는 공정, (2)상기 무기계 예사성 졸 용액과, 상기 무기계 예사성(曳絲性) 졸 용액을 용해할 수 있는 용매와, 상기 용매에 용해 가능한 유기 폴리머를 혼합해서, 방사액을 조제하는 공정, (3) 상기 방사액을 방사해서 무기계 겔과 유기 폴리머와의 무기 함유 유기 섬유를 형성하는 공정을 포함하는 무기 함유 유기 섬유의 제조 방법」이다.

본 발명의 청구항 2에 관한 발명은, 「무기계 예사성(曳絲性) 졸 용액의 중량 평균 분자량이 10000 이상인 것을 특징으로 하는, 청구항 1 기재의 무기 함유 유기 섬유의 제조 방법.」이다.

본 발명의 청구항 3에 관한 발명은, 「무기계 예사성(曳絲性) 졸 용액이, 유기 치환기를 가지는 금속 알콕시드를 포함하는 원료로부터 조제된 것임을 특징으로 하는, 청구항 1 또는 청구항 2 기재의 무기 함유 유기 섬유의 제조 방법.」이다.

본 발명의 청구항 4에 관한 발명은, 「무기계 예사성(曳絲性) 졸 용액의 고형분 양이 유기 폴리머 질량에 대해서 10% 이하인 것을 특징으로 하는, 청구항 1~청구항 3의 어느 것에 기재된 무기 함유 유기 섬유의 제조 방법.」이다.

본 발명의 청구항 5에 관한 발명은, 「전계의 작용에 의해서, 또는 가스의 전단(剪斷) 작용에 의해 방사함을 특징으로 하는, 청구항 1 ~ 청구항 4의 어느 것에 기재된 무기 함유 유기 섬유의 제조 방법.」이다.

본 발명의 청구항 6에 관한 발명은, 「청구항 1~ 청구항 5의 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 무기 함유 유기 섬유를 포함하는 부직포.」이다.

본 발명의 청구항 1에 관한 발명은, 유기 폴리머에 대해서 예사성(曳絲性) 의 무기계 졸 용액을 혼합함에 의해서, 무기 함유 유기 섬유 중, 당해 섬유의 길이 방향을 따라 연장되는 무기 성분이 다수 분산된 상태로 되도록 방사할 수 있어서, 유기 폴리머만으로 된 섬유 보다도 기계적 강도가 향상된 무기 함유 유기 섬유를 제조할 수 있다.

본 발명의 청구항 2에 관한 발명은, 무기계 예사성(曳絲性) 졸 용액의 분자량이 크기 때문에, 섬유 중, 섬유의 길이 방향을 따라 보다 길게 연장되는 무기 성분이 다수 분산된 상태로 되도록 방사할 수 있어서, 유기 폴리머 만으로 된 섬유 보다도 기계적 강도가 향상된 무기 함유 유기 섬유를 제조하기 용이하다.

본 발명의 청구항 3에 관한 발명은, 무기계 예사성 졸 용액이 유기 치환기를 가지는 금속 알콕시드를 포함하는 원료로부터 조제된 것이고, 유기 치환기를 가지는 무기 성분은 유기 폴리머와의 친화성이 양호하므로, 기계적 강도가 향상된 무기 함유 유기 섬유를 제조하기 용이하다.

본 발명의 청구항 4에 관한 발명은, 유기 폴리머에 대한 무기계 예사성(曳絲性) 졸 용액의 혼합 비율이 적으므로, 유기 폴리머의 특성을 손상하지 않고, 기계적 강도를 향상시킨 무기 함유 유기 섬유를 제조하기 용이하다. 또한, 유기 폴리머 단독으로 된 섬유의 섬유경과 거의 동일한 섬유경의 무기 함유 유기 섬유를 제조할 수 있다.

본 발명의 청구항 5에 관한 발명은, 전계의 작용에 의해, 또는 가스의 전단 (剪斷) 작용에 의해 방사한, 섬유경이 작은 무기 함유 유기 섬유이어도, 유기 폴리머만으로 된 섬유보다도 기계적 강도가 향상된 무기 함유 유기 섬유를 제조하기 용이하다.

본 발명의 청구항 6에 관한 발명은, 상기 제조 방법에 의해 제조된 무기 함유 유기 섬유를 포함하므로, 유기 폴리머만으로 된 섬유로 된 부직포 보다도 기계적 강도가 향상된 부직포이다.

본 발명에 있어서, 우선, (1) 무기계 예사성(曳絲性) 졸 용액(이하, 간단히 「졸 용액」으로 표기하는 것이 있다)을 조제하는 공정을 실시한다. 본 발명에 있어서, 무기 함유 유기 섬유 중, 당해 섬유의 길이 방향을 따라 연장되는 무기 성분이 다수 분산된 상태로 되고, 섬유의 기계적 강도가 향상되도록, 무기계 예사성 졸 용액을 조제한다. 무기계 졸 용액이 「예사성」이면, 방사 후의 섬유 중에 있어서, 섬유의 길이 방향을 따라서 연장되는 무기 성분이 다수 분산된 상태로 된다 고 하는 상관 관계를 발견하여, 본 발명을 완성시킨 것이다.

본 명세서에 있어서 「무기계」로는, 무기 성분이 50질량% 이상을 점유하는 것을 의미한다. 상기 졸 용액의 무기 성분 함유량은, 60질량% 이상이 바람직하고, 75질량% 이상이 보다 바람직하다. 또한, 이 무기 성분의 질량 비율(Mr)은, 무기계 졸 질량(Mz)에 대한, 그 졸만을 방사해서 얻어진 겔 섬유의 질량(Mg)의 비를 말한다. 즉, 다음의 식으로부터 산출되는 값을 말한다.

Mr=(Mg/Mz) X 100

본 명세서에 있어서, 「예사성」의 판정은, 이하에 나타낸 조건으로 정전 방사를 행하고, 이하의 판단 기준에 의해 판정한다.

(판정법)

어스(earth)한 금속판에 대해, 수평 방향으로 배치한 금속 노즐(내경: 0.4mm)로부터 예사성을 판단하는 용액(고형분 농도: 20~50wt%)을 토출(토출량: 0.5~1.0g/hr)함과 함께, 노즐에 전압을 인가(전계 강도: 1~3 kV/cm, 극성: 플러스 인가 또는 마이너스 인가)하고, 노즐의 선단에 용액의 고화를 발생시킴 없이, 1분간 이상, 연속해서 방사하여, 금속판 상에 섬유를 집적시킨다.

이 집적된 섬유의 주사 전자 현미경 사진을 촬영하여, 관찰하고, 액적(液滴) 없이, 섬유의 평균 섬유경(50점의 산술평균값)이 5㎛이하, 어스펙트(aspect)비가 100 이상인 섬유를 제조할 수 있는 조건이 존재하는 경우, 그 용액은 「예사성 있음」으로 판단한다. 이것에 대해서, 상기 조건(즉, 농도, 압출(押出)량, 전계 강도, 및/또는 극성)을 바꾸어서, 어떤 방법으로 조합시켜도 액적이 있는 경우, 오일 형태로 일정한 섬유 형태가 아닌 경우, 평균 섬유경이 5㎛를 넘는 경우, 또는 어스펙트비가 100 미만의 경우(예를 들면, 입자상)로서, 상기 섬유를 제조할 수 있는 조건이 존재하지 않는 경우, 그 용액은 「예사성 없음」으로 판단한다.

이와 같은 졸 용액은, 본 발명의 제조 방법으로 최종적으로 얻어진 무기 함유 유기 섬유의 무기 성분을 구성하는 원소를 포함하는 화합물을 포함하는 용액(원료 용액)을, 약 100℃ 이하의 온도에서 가수분해시켜, 축중합시키는 것에 의해서 얻을 수 있다. 상기 원료 용액의 용매는, 예를 들면, 유기 용매(예를 들면, 알코올) 또는 물이다.

이 화합물을 구성하는 원소는 특별히 한정하는 것은 아니나, 예를 들면, 리튬, 베릴륨, 붕소, 탄소, 나트륨, 마그네슘, 알루미늄, 규소, 인, 황, 칼륨, 칼슘, 스칸듐, 티탄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 갈륨, 게르마늄, 비소, 셀렌, 루비듐, 스트론튬, 이트륨, 지르코늄, 니오브, 몰리브덴, 카드뮴, 인듐, 주석, 안티몬, 텔루르, 세슘, 바륨, 란탄, 하프늄, 탄탈, 텅스텐, 수은, 탈륨, 납, 비스무스, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메튬, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 또는 루테튬 등을 들 수 있다.

예사성 졸 용액을 조제할 수 있는 금속 화합물로서는, 예를 들면, 상기 원소의 금속 유기 화합물, 혹은, 금속 무기 화합물을 들 수 있다. 상기 금속 유기 화합물로서는, 예를 들면, 금속 알콕시드, 금속 아세틸아세토네이트, 초산(酢酸)염, 옥살산염 등을 들 수 있다. 금속 알콕시드의 경우, 금속 원소로서, 예를 들면, 규소, 알루미늄, 티탄, 지르코늄, 주석, 아연 등을 들 수 있고, 이들의 메톡시드, 에톡시드, 프로폭시드, 부톡시드 등을 사용할 수 있다. 예를 들면, 금속 원소가 규소인 경우, 원료로 알콕시드를 사용하고, 산촉매를 사용해서 가수 분해 축중합 반응을 진행시킴에 의해, 예사성 졸 용액을 조제할 수 있다.

또한, 유기 치환기(예를 들면, 메틸기, 프로필기, 페닐기 등)을 가지는 금속 알콕시드를 무기계 예사성 졸 용액의 원료로서 포함하고, 특히, 금속 골격과 2 개 이상의 가수 분해기 및 1~2개의 유기 치환기로 된 금속 알콕시드를 무기계 예사성 졸 용액의 원료로서 포함하고 있으면, 유기 폴리머와의 친화성이 좋은 무기 성분으로 할 수 있고, 기계적 강도가 향상된 무기 함유 유기 섬유를 제조하기 용이하므로 바람직하다. 상기 금속 알콕시드로서는, 메틸트리에톡시실란(MTES), 프로필트리에톡시실란(PTES), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(GPTMS), 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES), 디메틸디에톡시실란(DMDES) 등을 예시할 수 있다.

예사성 졸 용액을 조제할 수 있는 금속 화합물이 금속 알콕시드로 된 경우, 전술한 것과 같은 유기 치환기를 가지는 금속 알콕시드만을 원료로 하는 것이 가능하고, 유기 치환기를 갖지 않는 금속 알콕시드만을 원료로 할 수 있고, 혹은 유기 치환기를 가지는 금속 알콕시드와 유기 치환기를 가지지 않는 금속 알콕시드를 혼합해서 원료로 할 수 있다. 또한, 혼합할 경우, 그 혼합 비율은 특별히 한정되는 것은 아니다.

다른 한편, 금속 무기 화합물로서는, 예를 들면, 염화물, 질산(硝酸)염 등을 들 수 있다. 예를 들면, 산화 주석의 경우, 염화 주석을 원료로 사용하고, 알콜 용매에 용해시켜서 가열에 의한 가수 분해 축중합 반응을 진행시킴에 의해, 예사성 졸 용액을 조제할 수 있다. 금속 원소가 티탄이나 지르코늄인 경우, 원료로 알콕시드를 사용하면, 물과의 반응성이 높아서, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 아세틸아세톤, 아세트초산에틸에스테르 등의 배위자를 사용하고, 알콜 용매, 산촉매를 적절히 선택함에 의한 가수 분해 축중합 반응을 진행시켜서, 예사성 졸 용액을 조제할 수 있다.

이런 예사성 졸 용액은, 2종류 이상의 예사성 졸 용액을 혼합해서 사용할 수 있고, 2종류 이상의 금속 화합물로부터 예사성 졸 용액을 조제할 수도 있다.

예사성 졸 용액의 중량 평균 분자량은, 예사성이 우수하도록 10000 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 분자량이면, 섬유의 길이 방향을 따라 연장되는 무기 성분이 다수 분산된 상태로 되어, 기계적 강도가 향상된 무기 함유 유기 섬유를 제조하기 용이하기 때문이다. 보다 바람직한 중량 평균 분자량은 15000 이상이며, 더욱 바람직하게는 20000 이상이다.

이 「중량 평균 분자량」은 겔 침투 크로마토그래피에 의해 얻을 수 있다. 가수 분해 축중합 반응 도중의 무기계 졸 용액은, 화학적으로 활성인 미반응의 OR기 또는 OH기를 가지고 있고, 이들 관능기는 구조 해석 측정에 부수(付隨)하는 조작 중에 다시 중합할 가능성이 있으므로, 트리메틸실릴화(이하, TMS화)에 의해 OR기, OH기를 트리메틸실릴기로 보호하고, 무기계 졸을 안정화시킨 후에 겔 침투 크로마토그래피에 의해 측정할 수 있다(참고: 요업협회지 92[5] 1984, 神谷ら). 즉, TMS화는, 트리메틸클로로실란(이하, TMCS) 등의 실릴화제의 가수 분해에 의해서 생성되는 Si(CH₃)₃OH와, 가수 분해 축중합 반응 도중의 무기계 졸 용액과의 반응에 의해서, OR기 혹은 OH기를 트리메틸실릴기로 보호한다. 이 안정화된 무기계 졸 용액은, 처음의 중합체의 형태를 80에서 90% 유지시킴이 알려져 있다 (참고: C.W.Lentz, Long. Chem., 3, 574-79(1968)). 이와 같은 TMS화는 TMCS에 한정되지 않고, 예를 들면, 트리메틸실릴이미다졸, N,O-비스(트리메틸실릴)트리플루오로아세 트아미드, N,O-비스(트리메틸실릴)아세트아미드, N-메틸-N-트리메틸실릴트리플루오로아세트아미드, N-트리메틸실릴디메틸아민, N,N-디에틸아미노트리메틸실란 등에 의해서도 실시할 수 있다.

보다 구체적으로는, 실리카졸의 중량 평균 분자량은, 예를 들면, TMCS: 60ml, 물: 50ml, 이소프로판올: 50ml을 25℃에서 2시간 교반한 혼합액 중에, 가수 분해 축중합 도중의 실리카졸을 가하고, 25℃에서 2시간 교반해 반응시켜서, 2층으로 분리된 혼합액을 얻는다. 다음으로, 이 혼합액의 상층부를 회수하고, 물:프로판올=1:1(체적비)의 혼합액으로 2회 세정한 후, 110℃로 설정한 열풍건조기로, 110℃에서 중량 변화가 없게 될 때까지 열처리하고, 미반응의 TMCS를 증발시켜서, 실리카졸을 안정화시킬 수 있다. 그래서, 이 안정화한 실리카졸을 겔 침투 크로마토그래피에 의해서 측정할 수 있다. 측정은 GPC 측정장치(HLC-8220 GPC, 東ソ-(주) 제품), 검출기로서 RI 검출기(東ソ-(주) 제품), 컬럼으로서 Shodex GPC KF-806L ×3 (昭和電工(주)제품)을 이용해서 실시할 수 있다.

다음에, (2) 상기 무기계 예사성 졸 용액과, 상기 무기계 예사성 졸 용액을 용해할 수 있는 용매와, 상기 용매에 용해 가능한 유기 폴리머를 혼합해서, 방사액을 조제하는 공정을 실시한다. 이들의 혼합 순서는, 방사 가능한 방사액이 얻어지는 한, 특별히 한정되는 것은 아니며, 임의 순서로, 혹은 2성분 또는 3성분을 동시에 혼합할 수 있다.

상기 용매로서는, 예를 들면, N,N-디메틸포름아미드(DMF), N,N-디메틸아세트 아미드(DMAc), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 알콜계 용매(예를 들면, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올)을 들 수 있다. 사용하는 유기 폴리머와 졸 용액(특히 폴리머)에 따라서 적절히 결정할 수 있고, 예사성 졸 용액과 유기 폴리머가 용액 중에서 상분리나 겔화를 일으킴 없이, 어느쪽이나 균일하게 용해가능한 용매를 선택한다.

상기 용매에 용해 가능한 유기 폴리머로서는, 방사 가능한 수지인 한, 특히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜, 부분 비누화 폴리비닐알콜, 완전 비누화 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리유산(乳酸), 폴리글리콜산, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산메틸, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에테르술폰 또는 폴리술폰을 들 수 있고, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리스티렌 또는 폴리비닐피롤리돈이 바람직하다.

유기 폴리머의 분자량은, 방사 가능한 범위인 한, 특히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 폴리아크릴로니트릴의 경우, 중량 평균 분자량(Mw)은 5만 ~200만인 것이 바람직하고, 40만~70만인 것은 더욱 바람직하다. 또한, 폴리비닐알콜의 경우, 중량 평균 분자량(Mw)은 4만~20만인 것이 바람직하다.

유기 폴리머 질량에 대한 예사성 졸 용액의 혼합량은, 예사성 졸 용액의 고형분 량으로 10% 이하인 것이 바람직하고, 5% 이하인 것은 보다 바람직하며, 1% 이하인 것은 더욱 더 바람직하다. 10%를 넘으면, 무기 함유 유기 섬유의 기계적 강도가 향상되기 어렵게 되는 경향이 있기 때문이다. 또한, 무기 성분에 의한 무기 함 유 유기 섬유의 기계적 강도를 향상시키기 위해서는, 0.01% 이상 함유하고 있는 것이 바람직하고, 0.1% 이상 함유하고 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 유기 폴리머 질량에 대한 예사성 졸 용액의 고형분 양의 비율(Mr)은, 예사성 졸 용액의 고형분 질양(Ms)의, 방사액 중의 유기 폴리머의 고형분 질량(Mp)에 대한 비를 말한다. 즉, 다음의 식으로부터 산출된 값을 말한다.

Mr=(Ms/Mp) X 100

방사액에 있어서 유기 폴리머 농도는, 예사성이 우수하도록, 1~30wt%인 것이 바람직하고, 5~20wt%인 것은 보다 바람직하다. 예를 들면, 중량 평균 분자량이 50만인 폴리아크릴로니트릴의 경우, 최적 농도는 10wt%이다.

본 발명의 방사액의 점도(粘度)는 0.1 Paㆍs 이상인 것이 바람직하다. 본 발명의 「점도」는, 점도 측정 장치를 이용하고, 온도 25℃에서 측정한, 세어레이트(shear rate) 100s^-1일 때의 값을 말한다. 또한, 방사액을 조제할 때에, 졸 용액은 예사성을 가질 필요는 없다. 예를 들면, 예사성 있음으로 판정된 졸 용액을 희석하고, 그 희석 상태에서는 예사성이 없는 졸 용액이어도 사용할 수 있다.

다음에서, (3) 상기 방사액을 방사해서 무기계 겔과 유기 폴리머의 무기 함유 유기 섬유를 형성하는 공정을 실시해서, 무기 함유 유기 섬유를 제조한다. 이 방사는, 예를 들면, 전계의 작용에 의해, 또는 가스의 전단(剪斷) 작용에 의해 실시할 수 있다. 이들 방법에 의하면, 섬유경이 작은 섬유를 방사할 수 있으므로, 본 발명에 있어서 위력을 발휘한다. 즉, 섬유경이 작아도 무기 성분에 의해서 기계적 강도가 향상된 무기 함유 유기 섬유를 방사할 수 있다.

이 전계 작용에 의해 방사하는 방법은 소위 정전 방사법이며, 종래로부터 공지의 방법에 기초해서 실시할 수 있다. 예를 들면, 특개 2003-73964호 공보, 특개 2004-238749호 공보, 특개 2005-194675호 공보 등에 개시되어 있는 정전 방사 장치에 의해서 실시할 수 있다. 이하, 특개 2005-194675호 공보에 개시한 제조 장치를 나타내는 도 1을 기초로, 간단히 설명한다.

도 1의 제조 장치는, 방사액을 노즐(2)로 공급할 수 있는 방사액 공급 장치(1), 방사액 공급 장치(1)로부터 공급된 방사액을 토출시킬 수 있는 노즐(2), 노즐(2)로부터 토출되고, 전계에 의해서 연신된 섬유를 포집하는 어스(earth)된 포집체(3), 노즐(2)과 어스된 포집체(3)의 사이에 전계를 형성하기 위해서, 노즐(2)에 전압을 인가할 수 있는 전압 인가 장치(4), 노즐(2)과 포집체(3)를 수납한 방사 용기(6), 방사 용기(6)로 소정 상대 습도의 기체를 공급할 수 있는 기체 공급 장치(7) 및 방사 용기(6) 내의 기체를 배기시킬 수 있는 배기 장치(8)를 구비하고 있다. 이와 같은 제조 장치의 경우, 방사액은 방사액 공급 장치(1)에 의해서 노즐(2)로 공급된다. 이 공급된 방사액은 노즐(2)로부터 토출됨과 함께, 어스된 포집체(3)와 전압 인가 장치(4)에 의해서 인가된 노즐(2)과의 사이의 전계에 의해 연신 작용을 받아, 섬유화하면서 포집체(3)로 향해서 비상(飛翔)한다(소위 정전 방사법). 그래서 이 비상한 섬유는 직접, 포집체(3) 위에 집적하여 섬유웹(web)을 형성한다.

또한, 연속적으로 섬유를 집적시키는 경우에는, 포집체를 이동시키고, 이 포집체의 이동 방향과 직교하는 방향으로, 타원형으로 회전 이동(포집체의 이동 방향 과 타원의 장축이 직교)하는 노즐군으로부터 방사액을 토출하고, 섬유화한 섬유를 포집체 상에 집적시키면 좋다.

또한 일방의 가스 작용에 의한 방사 방법에 관해서, 장치의 모식적 단면도인 도 2를 기초로, 간단히 설명한다.

도 2의 제조 장치는, 방사액을 용액 토출 노즐(21)로 공급시킬 수 있는 방사액 공급 장치(10), 방사액 공급 장치(10)로부터 공급된 방사액을 토출시킬 수 있는 용액 토출 노즐(21), 기체를 기체 토출 노즐(22)로 공급시킬 수 있는 방사용 기체 공급 장치(40), 방사용 기체 공급 장치(40)로부터 공급된 기체를 토출시킬 수 있으며, 상기 용액 토출 노즐(21) 보다도 상류측에 토출부를 가지는 기체 토출 노즐(22), 용액 토출 노즐(21)로부터 토출되고, 기체의 작용에 의해서 연신된 섬유를 포집하는 포집체(30), 용액 토출 노즐(21), 기체 토출 노즐(22) 및 포집체(30)를 수납한 방사 용기(60), 방사 용기(60)로 소정 상대 습도의 기체를 공급시킬 수 있는 용기용 기체 공급 장치(70) 및 방사 용기(60) 내의 기체를 배기시킬 수 있는 배기 장치(80)를 구비하고 있다. 이와 같은 제조 장치의 경우, 방사액은 방사액 공급 장치(10)에 의해서 용액 토출 노즐(21)로 공급됨과 동시에, 방사용 기체 공급 장치(40)에 의해서 기체가 기체 토출 노즐(22)로 공급된다. 이 때문에, 용액 토출 노즐(21)로부터 토출된 방사액은 기체 토출 노즐(22)로부터 토출된 기체의 전단(剪斷) 작용에 의해서 연신되고, 섬유화하면서 포집체(30)로 향해서 비상(飛翔)한다. 그래서, 이 비상(飛翔)한 섬유는 직접, 포집체(30) 위에 집적하여, 섬유웹을 형성한다.

이상과 같은 방법에 의해서, 무기 함유 유기 섬유를 제조할 수 있으나, 단지 방사한 것 뿐이어서, 방사액을 구성하는 용매가 잔류하는 경우가 있기 때문에, 방사 후에 열처리를 행하여, 잔류 용매를 제거하는 것이 바람직하다. 잔류 용매의 제거는, 예를 들면, 오븐, 적외선, 열풍, 유도 가열 등에 의해 실시할 수 있다.

이와 같은 방법에 의해 제조된 무기 함유 유기 섬유는, 섬유의 길이 방향을 따라 연장되는 무기 성분이 다수 분산한 상태에 있기 때문에, 유기 폴리머만으로 된 섬유 보다도 기계적 강도가 향상된 무기 함유 유기 섬유이다. 또한, 상기 상태에서 분산하고 있는 것에 의해서, 유연성도 우수하다. 더욱, 무기 성분이 기능성을 가지는 경우에는, 그 기능을 발휘할 수 있다.

본 발명의 부직포는 상술한 바와 같은 제조 방법에 의해서 제조된 무기 함유 유기 섬유를 포함하고 있다. 그 때문에, 종래의 유기 폴리머만으로 된 섬유를 포함하는 부직포보다도 기계적 강도가 우수한 것이다. 특히, 부직포가 무기 함유 유기 섬유만으로 된 경우(특히, 전계의 작용에 의해, 또는 가스의 전단(剪斷) 작용에 의해 방사한 경우)에, 기계적 강도의 향상이 현저하다.

이와 같은 부직포는, 예를 들면, 방사한 섬유를 직접 집적(集積)함에 의해서 제조할 수 있다. 방사한 섬유에 대해서, 또는 방사한 후에, 전술의 방법에 의해 제조한 섬유 이외의 섬유, 기능성 분체(粉體) 등을 공급한다면, 전술의 방법에 의해 제조한 섬유 이외의 재료를 포함하는 부직포를 제조할 수 있다.

(실시예)

이하, 실시예에 의해서 본 발명을 구체적으로 설명하나, 이들이 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

(실시예 1);

(1) 무기계 예사성 졸 용액의 조제

테트라에톡시실란(TEOS), 에탄올, 물 및 염산을 1: 5: 2: 0.0025의 몰비로 혼합해서, 예사성 실리카 졸 용액을 조제하였다. 보다 구체적으로는, 테트라에톡시실란 1몰에 대해서, 2.5몰량의 에탄올을 혼합하고, 교반시키면서, 그 속에, 물 2몰량, 염산 0.0025몰량 및 2.5몰량의 에탄올로 된 혼합액을 천천히 적하(滴下)하여, 출발 원료로 하였다. 이 출발 원료는 냉각수를 순환시키면서 설정 온도 100℃, 교반 조건 300rpm에서 15시간 반응시킨 후, 산화 규소의 고형분 농도가 44%로 될 때 까지 농축하여 졸 용액으로 하였다. 그래서, 농축후의 졸 용액을 온도 60℃에서 수시간 보유(保持)하고, 증점(增粘)시켜서, 예사성 실리카 졸 용액(중량 평균 분자량: 12000)을 얻었다. 이 예사성 실리카졸 용액의 점도는 0.32 Paㆍs이었다.

(2) 방사액의 조제

폴리아크릴로니트릴(Mn= 24만, Mw= 48만)을 디메틸포름아미드(DMF)에 용해시켜서, 10wt% 농도의 용해액으로 한 후, 폴리아크릴로니트릴 질량에 대한 산화 규소의 고형분 량이 1 mass%로 되도록, 상기 (1)에서 조제한 예사성 실리카 졸 용액을 첨가하여, 방사액으로 하였다. 이 방사액의 점도는 0.9 Paㆍs이었다.

(3) 무기 함유 유기 섬유 부직포의 제조

방사 장치로서는, 도 1에 나타낸 장치를 사용하였다. 상기 (2)에서 조제한 방사액을, 내경이 0.4 mm의 스텐렌스 제 노즐에, 펌프에 의해 1g/시간으로 공급하고, 노즐로부터 방사액을 방사 공간(온도 26℃, 상대 습도 23%)로 토출함과 함께, 노즐에 전압(13.5kV)을 인가하고, 포집체인 스텐레스 제 무공(無孔) 롤(roll)(노즐과의 거리: 10cm)을 어스해서, 방사액에 전계를 작용시킴에 의해서 세경화(細徑化)하여 실리카 함유 아크릴 섬유를 형성하고, 회전하는 무공 롤 상에 집적시켜서 섬유웹을 형성하였다. 그후, 온도 150℃로 설정한 열풍 건조기로 공급하고, 30분간 열처리를 실시해서 부직포를 형성하였다. 또한 실리카 함유 아크릴 섬유의 평균 섬유경은 320nm 이고, 단위 면적당 질량(目付)은 5g/m²였다.

(실시예 2)

실리카 원료로서, 테트라에톡시실란(TEOS): 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(GPTMS)을 9:1의 몰비로 혼합한 것을 사용하고, 상기 실리카 원료, 에탄올, 물 및 염산을, 1: 5: 2: 0.0025의 몰비로 혼합해서, 예사성 실리카 졸 용액(중량 평균 분자량: 15000, 점도: 1.6 Paㆍs)를 조제한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 해서, 실리카 함유 아크릴 섬유(평균 섬유경: 320nm)로 된 부직포(단위 면적당 질량(目付): 5g/m²)를 형성하였다. 또한 방사액의 점도는 0.9 Paㆍs였다.

(실시예 3)

농축 후의 졸 용액을 온도 60℃에서 5시간 보유(保持)하여, 고분자량화(高分子量化)(중량 평균 분자량: 14000)하고, 점도 0.56 Paㆍs의 예사성 실리카 졸 용액을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 해서, 실리카 함유 아크릴 섬유(평균 섬유경: 320nm)로 된 부직포(단위 면적당 질량(目付): 5g/m²)를 형성하였다. 또한, 방사액의 점도는 0.9 Paㆍs였다.

(실시예 4)

농축 후의 졸 용액을 온도 60℃에서 5시간 보유(保持)하여, 고분자량화(高分子量化)(중량 평균 분자량: 21000)하고, 점도 2.2 Paㆍs의 예사성 실리카 졸 용액을 사용한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 해서, 실리카 함유 아크릴 섬유(평균 섬유경: 320nm)로 된 부직포(단위 면적당 질량(目付): 5g/m²)를 형성하였다. 또한, 방사액의 점도는 0.9 Paㆍs였다.

(실시예 5)

테트라에톡시실란(TEOS), 부탄올, 에탄올, 물 및 염산을 1: 0.25: 2: 2: 0.01의 몰비로 혼합해서, 예사성 실리카 졸 용액을 조제하였다. 보다 구체적으로는, 테트라에톡시실란, 부탄올의 혼합 용액을 실온하에서, 30분간 교반하고, 테트 라에톡시실란의 에톡시기의 일부를 부톡시기로 치환하였다. 그후, 상기 혼합 용액에, 에탄올, 물 및 염산의 혼합 용액을 적하하여, 출발 원료로 하였다. 이 출발 원료는 냉각수를 순환시키면서, 설정 온도 100℃, 교반 조건 300rpm으로 7일간 반응시킨 후, 산화 규소의 고형분 농도가 44%로 될 때 까지 농축하여, 졸 용액으로 하였다. 그리고, 농축 후의 졸 용액을 온도 60℃에서 수시간 보유(保持)하고, 증점(增粘)시켜서, 예사성 실리카 졸 용액(중량 평균 분자량: 20000)을 얻었다. 이 예사성 실리카 졸 용액의 점도는 2.05 Paㆍs였다.

이 예사성 실리카 졸 용액을 이용한 점 이외는 실시예 1과 동일하게, 방사액(점도: 0.9 Paㆍs)을 조제하고, 방사해서, 실리카 함유 아크릴 섬유(평균 섬유경: 320nm)로 된 부직포(단위 면적당 질량(目付): 5g/m²)를 형성하였다.

(실시예 6)

(1) 무기계 예사성 졸 용액의 조제;

테트라에톡시실란(TEOS), 지르코늄디부톡시비스(에틸아세트아세테이트), 부탄올, 물 및 염산을 0.5: 0.5: 10: 2: 0.0025의 몰비로 혼합해서, 예사성 실리카ㆍ지르코늄 혼합 졸 용액을 조제하였다. 보다 구체적으로는, 테트라에톡시실란 0.5몰과 지르코늄디부톡시비스(에틸아세트아세테이트) 0.5몰의 혼합 용액에 대해서, 5몰량의 부탄올을 혼합하고, 교반시키면서, 그 가운데에, 물 2몰량, 염산 0.0025몰량 및 5몰량의 부탄올로 된 혼합액을 천천히 적하하여, 출발 원료로 하였다. 이 출발 원료는 냉각수를 순환시키면서, 설정 온도 100℃, 교반 조건 300rpm에서 15시간 반응시킨 후, 산화 규소와 산화 지르코늄의 고형분 농도의 합계가 50%로 될 때 까지 농축하여 졸 용액으로 하였다. 그래서, 농축 후의 졸 용액을 온도 60℃에서 수시간 보유(保持)하고, 증점(增粘)시켜서 예사성 실리카ㆍ지르코늄 졸 용액(점도: 2.5 Paㆍs)을 얻었다.

(2) 방사액의 조제;

폴리아크릴로니트릴(Mn= 24만, Mw= 48만)을 디메틸포름아미드(DMF)에 용해시켜서, 10wt% 농도의 용해액으로 한 후, 폴리아크릴로니트릴 질량에 대한 산화 규소와 산화 지르코늄의 고형분 농도의 합계가 0.5 mass%로 되도록, 상기 (1)에서 조제한 예사성 실리카ㆍ지르코늄 졸 용액을 첨가하여 방사액으로 하였다. 이 방사액의 점도는 0.9 Paㆍs였다.

(3) 무기 함유 유기 섬유 부직포의 제조;

방사 장치로서는, 도 1에 나타낸 장치를 사용하였다. 상기 (2)에서 조제한 방사액을, 내경이 0.4mm의 스텐레스 제 노즐에 펌프에 의해 1g/시간으로 공급하고, 노즐로부터 방사액을 방사 공간(온도 26℃, 상대 습도 23%)으로 토출함과 함께, 노즐에 전압(13.5kV)을 인가하고, 포집체인 스텐레스 제 무공(無孔)롤(roll)(노즐과의 거리: 10cm)을 어스(earth)해서, 방사액에 전계를 작용시킴에 의해 세경화(細徑化)하고, 실리카ㆍ지르코늄 함유 아크릴 섬유를 형성하고, 회전하는 무공 롤(roll) 위에 집적시켜서 섬유웹을 형성하였다. 그 후 온도 150℃로 설정한 열풍 건조기에 공급하고, 30분간 열처리를 실시해서, 부직포를 형성하였다. 또한, 실리카ㆍ지르코늄 함유 아크릴 섬유의 평균 섬유경은 320nm이며, 단위 면적당 질량(目付)은 5g/m²이었다.

(비교예 1)

폴리아크릴로니트릴(Mn= 24만, Mw= 48만)을 디메틸포름아미드(DMF)에 용해시켜, 10wt% 농도의 방사액(점도: 0.9 Paㆍs)을 조제하였다.

이 방사액을 이용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 방사해서, 아크릴 섬유(평균 섬유경: 320nm)로 된 부직포(단위 면적당 질량(目付): 5g/m²)를 형성하였다.

(비교예 2)

테트라에톡시실란(TEOS), 에탄올, 물 및 암모니아를 1: 5: 2: 0.0025의 몰비로 혼합해서, 비예사성(非曳絲性) 실리카 졸 용액을 조제하였다. 보다 구체적으로는, 테트라에톡시실란 1몰에 대해서, 2.5몰량의 에탄올을 혼합하고, 교반시키면서, 그 가운데에, 물 2몰량, 암모니아 0.0025몰량 및 2.5몰량의 에탄올로 된 혼합액을 천천히 적하하여 출발 원료로 하였다. 이 출발 원료는 냉각수를 순환시키면서, 설정 온도 100℃, 교반 조건 300rpm으로 15시간 반응시킨 후, 산화 규소의 고형분 농도가 44%로 될 때 까지 농축하여, 비예사성 실리카 졸 용액(중량 평균 분자량: 3800)을 얻었다. 이 비예사성 실리카 졸 용액의 점도는 0.013 Paㆍs이었다.

이 비예사성 실리카 졸 용액을 이용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게, 방사액(점도: 0.9 Paㆍs)을 조제하고, 방사해서, 실리카 함유 아크릴 섬유(평균 섬유경: 320nm)로 된 부직포(단위 면적당 질량(目付): 5g/m²)를 형성하였다.

(비교예 3, 4)

실시예 3과 동일하게 조제한 예사성 실리카 졸 용액과, 비교예 1과 동일하게 조제한 폴리아크릴로니트릴 방사액을 준비하였다.

다른 한편, 도 3에 나타낸 바와 같은 복합 노즐을 준비하였다. 즉, 외경 0.55㎜, 토출부의 단면적 0.23㎟의 원형 단면을 가지는 노즐(A)과 외경 0.4㎜, 토출부의 단면적 0.12㎟의 원형 단면을 가지는 노즐(B)을 준비하고, 노즐(A)의 중심축과 노즐(B)의 중심축이 일치하도록, 노즐(A)의 토출부에 노즐(B)을 삽입하여, 복합 노즐(C)를 제작하였다.

다음으로, 이 복합 노즐(C)을 실시예 1과 동일한 방사 장치의 노즐로서 사용하고, 노즐(A)에 대해서 폴리아크릴로니트릴 방사액을 공급함과 함께, 노즐(B)에 대해서 예사성 실리카 졸 용액을 공급하고, 실리카-아크릴 심초형(

:sheath-core type) 복합 섬유를 방사하여, 집적시켰다. 또한 방사액은, 폴리아크릴로니트릴과 산화 규소의 고형분 비율이 100:1로 되도록 공급하였다. 그 후, 온도 150℃로 설정한 열풍건조기에 공급하고, 30분간 열처리를 실시해서, 부직포(비교예 3)를 형 성하였다. 이 부직포의 섬유 단면 사진(SEM)을 여러개의 위치에 대해서 촬영하고, 관찰한 바, 폴리아크릴로니트릴과 산화 규소가 분리되어 있는 부분이나, 폴리아크릴로니트릴만, 또는 산화 규소만으로 구성된 부분이 확인되어, 섬유의 길이 방향으로 균일한 구조를 가지고 있지 않았다.

그 때문에, 폴리아크릴로니트릴과 산화 규소의 고형분 비율이 100:10으로 되도록 공급해서, 부직포(비교예 4)를 형성해 보왔으나, 섬유 구조에 변화가 없었다.

(인장 강도의 측정)

실시예 1~6 및 비교예 1~3의 부직포의 인장 강도를, 인스트론형 인장 시험기(텐시론, TM-111-100, 오리엔텍사 제품)를 이용해서 각각 측정하였다. 즉, 각 부직포로부터 세로 50㎜, 가로 15㎜로 절단한 장방형상 시료를 채취하고, 이 시료를 상기 인장 시험기의 20㎜ 떨어져 위치하는 척(chuck) 사이에 고정하고, 50㎜/분의 정속(定速)으로 잡아 당겨서, 시료가 파단에 이를 때 까지의 최대 장력(인장 강도)을 측정하였다. 그 후, 이 인장 강도를 부직포의 단위 면적당 질량(목부:目付)으로 나누어, 단위 목부(目付) 당의 인장 강도를 산출하였다. 이들 결과는 표 1에 나타난 바와 같다. 또한, 이 측정에 있어서, 부직포의 인장 강도를 측정하고 있으나, 실제 측정의 경우, 잡아 당겼을 때에 부직포 구성 섬유가 인장 방향으로 배향하고, 파단하는 것은 섬유 간 접착점은 아니고, 섬유 자체이므로, 실제에는 섬유의 인장 강도에 근접한 값이다.

	PAN%	졸 조성	졸 성질	졸 점도 Pa/s	첨가량%	인장강도N/(g/m²)
실시예 1	10	TEOS	예사성	0.32	1	0.404(104%)
실시예 2	10	TEOS-GPTMS	예사성	1.6	1	0.420(108%)
실시예 3	10	TEOS	예사성	0.56	1	0.409(106%)
실시예 4	10	TEOS-GPTMS	예사성	2.2	1	0.473(122%)
실시예 5	10	TEOS	예사성	2.05	1	0.528(136%)
실시예 6	10	TEOS-ZDBB	예사성	2.5	0.5	0.609(158%)
비교예 1	10	-	-	-	0	0.386(-)
비교예 2	10	TEOS	비예사성	0.013	1	0.330(85%)
비교예 3	10	TEOS	예사성	0.56	1	0.355(91%)

표 중에서, 「PAN」은 폴리아크릴로니트릴 고형분 비율, 「TEOS」는 테트라에톡시실란, 「GPTMS」는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 「ZDBB」는 지르코늄디부톡시비스(에틸아세트아세테이트), 「첨가량」은 졸의 첨가 비율, 인장 강도의 괄호 내의 숫자는 비교예 1의 인장 강도에 대한 백분율을, 각각 의미한다.

표 1의 실시예와 비교예의 비교로부터, 예사성 졸 용액을 유기 폴리머와 혼합해서, 방사함에 의해서, 유기 섬유의 기계적 강도가 향상하는 점, 실시예 1과 실시예 2의 비교 및 실시예 3과 실시예 4의 비교로부터, 유기 치환기를 가지는 금속 알콕시드를 첨가한 예사성 졸 용액을 사용함에 의해, 더욱 무기 함유 유기 섬유의 기계적 강도가 향상한 점, 실시예 1, 실시예 3 및 실시예 5의 비교, 및 실시예 2와 실시예 4의 비교로부터, 고분자량화한 예사성 졸 용액을 사용함에 의해, 더욱 무기 함유 유기 섬유의 기계적 강도가 향상한 점을 알 수 있었다.

본 발명에 의하면, 기계적 강도가 개량된 무기 함유 유기 섬유를 제조할 수 있다. 이와 같은 무기 함유 유기 섬유는, 예를 들면, 전자 재료, 액체 혹은 기체 필터, 촉매 담체, 가스센서, 의료용 기재 등의 용도에 적용할 수 있다.

도 1은 전계의 작용에 의한 방사 장치의 모식적(模式的) 단면도이다.

도 2는 가스의 전단(剪斷) 작용에 의한 방사 장치의 모식적 단면도이다.

도 3은 비교예 3에서 사용한 복합 노즐(C)의 단면도이다.

(부호의 설명)

1 방사액 공급 장치 2 노즐

3 포집체(捕集體) 4 전압 인가 장치

5 방사 공간 6 방사 용기

7 기체 공급 장치 8 배기 장치

10 방사액 공급 장치 21 용액 토출 노즐

22 기체 토출 노즐 30 포집체

40 방사용 기체 공급 장치 50 방사 공간

60 방사 용기 70 용기용 기체 공급 장치

80 배기 장치 A, B 노즐

C 복합 노즐

Claims

(1) 무기계 예사성 졸 용액을 조제하는 공정,

(2) 상기 무기계 예사성 졸 용액과, 용매와, 상기 용매에 용해 가능한 유기 폴리머를 혼합해서, 방사액을 조제하는 공정,

(3) 상기 방사액을 방사해서 무기계 겔과 유기 폴리머의 무기 함유 유기 섬유를 형성하는 공정을 포함하고,

상기 용매가, 상기 무기계 예사성 졸 용액과 상기 용매와 상기 유기 폴리머를 혼합할 때에, 상분리나 겔화를 일으키지 않는 용매인 것인, 무기 함유 유기 섬유의 제조 방법.
제1 항에 있어서, 무기계 예사성 졸 용액의 중량 평균 분자량이 10000 이상인 것을 특징으로 하는, 무기 함유 유기 섬유의 제조 방법.
제1 항에 있어서, 무기계 예사성 졸 용액이, 유기 치환기를 가지는 금속 알콕시드를 포함하는 원료로부터 조제된 것을 특징으로 하는, 무기 함유 유기 섬유의 제조 방법.
제1 항에 있어서, 무기계 예사성 졸 용액의 고형분 량이 유기 폴리머 질량에 대해서 10% 이하인 것을 특징으로 하는, 무기 함유 유기 섬유의 제조 방법.
제1 항에 있어서, 전계의 작용에 의하거나 또는 가스의 전단(剪斷) 작용에 의해 방사하는 것을 특징으로 하는, 무기 함유 유기 섬유의 제조 방법.
제1 항 내지 제5 항의 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 무기 함유 유기 섬유를 포함하는 부직포.