KR101703348B1 - 이형단면 복합섬유 및 이를 이용한 섬유집합체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1성분으로 폴리에스테르계 수지 또는 폴리올레핀계 수지로 사용되고, 제2성분으로 폴리올레핀계 수지를 사용하여 형성되는 시스-코어 구조의 복합섬유로, 상기 코어는 형태유지부로 시스는 부피제어부로 이루어지되,상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태인 이형단면 복합섬유에 관한 것이다.

Description

이형단면 복합섬유 및 이를 이용한 섬유집합체{Shaped cross-section conjugate fiber and fibrous assemblies using thereof}
본 발명은 이형단면 복합섬유 및 이를 이용한 섬유집합체에 관한 것으로 보다 상세하게는 굴곡을 갖는 단면형태로 피부와의 접촉면적이 적고 섬유와 섬유 사이에 사이공간부를 확보하여 수분 투과성능이 높고 피부자극이 적은 이형단면 복합섬유 및 이를 이용한 섬유집합체에 관한 것이다.
일반적으로 보온성 등 기능성을 요구하는 섬유집합체에 사용되는 합섬섬유는 대부분 높은 함기율을 위해 중공단면 구조를 가지거나 권축율을 높게 하는 것으로 대표적인 다음과 같은 방법에 의해 제조되고 있다.
단독 폴리머를 사용한 중공단면 구조의 섬유를 이용하는 것이다. 중공구조로 인해 데드에어의 증가로 단열성이 증가하며 냉각 및 배향결정화 공정에서 단면내 배향성 차를 중공구조에서 극대화 할 수 있기 때문에 자발 크림프가 발현되고 이로 인해 볼륨감이 있는 제품을 제조할 수 있다. 이 방식은 냉각효과를 극대화하기 위해 생산성이 떨어지고, 크림프 발현에 한계가 있는 단점이 있다.
또 다른 방법은 2종의 폴리머 수축차를 이용한 중공단면 구조의 섬유를 이용하는 것이다. 단독 폴리머에 비해 일반적으로 중공율은 작지만 2종의 폴리머 수축차에 의해 크림프 발현성이 우수하여 볼륨감 및 탄력성이 지속되는 장점이 있다. 이 방식 또한 수축차에 의한 크림프 발현을 위해서 점도가 낮은 제품을 사용하기 때문에 중공율 향상에 제약이 있을 뿐만 아니라 복합방사에서만 가능하다는 단점이 있다.
이러한 기술들 중 대한민국 특허발명 제1387465호에서는 이형단면의 다분할 방사노즐은 중공사 내측에 적어도 3개 이상의 중공들이 형성되고, 섬유 외측이 내측의 중공이 분할된 수와 동일한 수로 분할되어 외측슬릿이 형성되어 이형단면이 형성될 수 있도록 설계되며, 상기 이형단면의 다분할방사노즐을 통해 얻어진 이형단면의 다분할 중공사는 높은 중공율에도 외력에 의해 중공단면이 쉽게 찌그러지거나 변형되지 않으므로, 경량화와 볼륨감은 유지되면서, 중공사 고유물성뿐만 아니라, 이형단면 형상과 이형단면에 표면요철을 부가하여 흡한속건성을 극대화함으로써, 이형단면의 다분할 중공사의 경량성, 보온성 및 흡한속건성을 이용할 수 있는 섬유가 개시되었다.
또 섬유집합체의 보온성, 벌키성 등을 향상시키기 위해 대한민국 공개특허 제2011-0069474호에서는 원료를 기준으로, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 우레탄, 레이온류 및 아세테이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 단섬유(Staple Fiber)로 이루어진 직경 4 내지 15 ㎛의 극세 섬유 60 내지 98 중량%, 직경 15 내지 40 ㎛의 중공섬유, 이형단면섬유, 시스/코어(Sheath/core)형 섬유, 콘쥬게이트(Conjugate) 소재 섬유 또는 이들의 혼합 섬유 1 내지 30 중량%, 및 저융점 섬유 1 내지 12 중량%를 포함하고, 저융점 섬유는 히팅에 의해 녹아서 극세 섬유 및 중공섬유, 이형단면섬유, 시스/코어형 섬유, 콘쥬게이트 소재섬유 또는 이들의 혼합 섬유를 결합시키며, 소면기법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 고보온성 부직포가 개시되었다.
상기 기술은 일부 중공섬유를 사용하여 경량성 및 보온성을 추구하고 저융점 섬유의 융착에 의해 형태안정성을 기하고자 하는 통상의 요소기술은 있으나 극세섬유의 함량이 지나치게 높아 섬유간 공간에 의한 벌키성 등을 확보할 수 없는 단점이 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명의 목적은 부피를 제어하기 위한 요소를 형성하여 사이공간부을 확보하고, 섬유와 섬유 사이에 사이공간부를 형성시켜 수분 투과성 및 함기율을 높일 수 있는 이형단면 복합섬유 및 섬유집합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 굴곡을 같는 단면형태로 피부접촉면을 최소하여 피부자극이 적은 이형단면 복합섬유 및 섬유집합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 벌키성 및 보온성이 우수한 이형단면 복합섬유 및 섬유집합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제1성분으로 폴리에스테르계 수지 또는 폴리올레핀계 수지로 사용되고, 제2성분으로 폴리올레핀계 수지를 사용하여 형성되는 시스-코어 구조의 복합섬유로, 상기 코어는 형태유지부로 시스는 부피제어부로 이루어지되, 상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태인 것을 특징으로 하는 이형단면 복합섬유를 제공한다.
또한, 상기 이형단면 복합섬유는 코어 내에 중공을 갖는 중공형 복합섬유인 것을 특징으로 하는 이형단면 복합섬유를 제공한다.
또한, 상기 부피제어부 말단부의 최상부를 피크로, 부피제어부 사이를 밸리로 정의할 때 하기 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 이형단면 복합섬유를 제공한다.
(1) -3 ≤ Z ≤ 4
(2) 0.9 ≤
Figure 112015034340318-pat00001
≤ 1.8
여기서,
R : 피크의 곡률반경
r : 밸리의 곡률반경
또한, 하기 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 이형단면 복합섬유를 제공한다.
(3)
Figure 112015034340318-pat00002
≥ 0.80
(4)
Figure 112015034340318-pat00003
≥ 0.30
여기서,
T1 : 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 큰 값
T2 : 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 작은 값
t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 큰 값
t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 작은 값
CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
또한, 상기 부피제어부는 4 내지 12개가 형성되며, 섬유 단면 면적에서 40 내지 60%로 형성되는 것을 특징으로 하는 이형단면 복합섬유를 제공한다.
또한, 상기 폴리에스테르계 수지는 방향족 디카르본산과 글리콜의 축중합물로，폴리에틸렌테레프탈레이트，폴리에틸렌 2,6-디나프탈레이트，폴리프로필렌테레프탈레이트，폴리부틸렌테레프탈레이트，폴리에틸렌이소프탈레이트 중 선택되는 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이형단면 복합섬유를 제공한다.
또한, 상기 올레핀계 수지는 고밀도 폴리에틸렌， 저밀도 폴리에틸렌， 폴리프로필렌， 에틸렌-프로필렌 공중합체 중 선택되는 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이형단면 복합섬유를 제공한다.
또한, 상기의 복합섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 집합체.
상기와 같이 본 발명에 따른 이형단면 복합섬유는 부피를 제어하기 위한 요소를 형성하여 인접한 섬유 간에 이격될 수 있도록 하여 사이공간부를 형성할 수 있어 모세관 현상을 통해 수분 투과성을 높일 수 있으며, 또한, 사이공간부는 함기율을 높이는데 효과적으로 단열성이 높아 보온성이 우수한 효과가 있다.
또한, 굴곡을 같는 단면형태로 피부접촉면을 최소되어 피부자극이 적은 효과가 있으며, 벌키성이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이형단면 복합섬유의 일실시예에 의한 섬유 단면 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이형단면 복합섬유의 다른 실시예에 의한 섬유 단면 개념도이다.
도 3 내지 6은 본 발명의 바람직한 복합섬유 단면 개념도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 부피제어부에 대응되는 방사구금의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유 집합체의 단면개념도이다.
도 9는 본 발명의 복합섬유로 형성된 섬유집합체가 피부 접촉상태를 나타낸 도면이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 이형단면 복합섬유의 일실시예에 의한 섬유 단면 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이형단면 복합섬유의 다른 실시예에 의한 섬유 단면 개념도이며, 도 3 내지 6은 본 발명의 바람직한 복합섬유 단면 개념도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 부피제어부에 대응되는 방사구금의 개념도이며, 도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유 집합체의 단면개념도이고, 도 9는 본 발명의 복합섬유로 형성된 섬유집합체가 피부 접촉상태를 나타낸 도면이다.
본 명세서에서 섬유집합체라 함은 장섬유, 단섬유를 모두 포함하는 것으로 비제한적인 예로서, 직물, 편물, 원단, 부직포, 웹, 슬라이버, 토우 등 1 이상의 섬유가 집합되어 있는 것을 의미한다.
도 1에서와 같이 본 발명에 따른 이형단면 복합섬유는 제1성분으로 폴리에스테르계 수지 또는 폴리올레핀계 수지로 사용되고, 제2성분으로 폴리올레핀계 수지를 사용하여 형성되는 시스-코어 구조의 복합섬유로, 상기 코어는 형태유지부(100)로 시스는 부피제어부(200)로 이루어지되, 상기 부피제어부(200)는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태로 형성된다.
상기 폴리에스테르계 수지는 방향족 디카르본산과 글리콜의 축중합물로, 방향족 디카르본산으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌디카르본산 등을 사용할 수 있고， 글리콜로는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올 등을 사용할 수 있다
상기 폴리에스테르계 수지는 방향족 디카르본산과 글리콜의 축중합물로 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 2,6-디나프탈레이트，폴리프로필렌테레프탈레이트，폴리부틸렌테레프탈레이트，폴리에틸렌이소프탈레이트 중 선택되는 하나 또는 2이상의 혼합물을 사용할 수 있을 것이다.
바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있으며, 폴리에스테르계 수지는 ASTM 02857에 준하여 측정한 고유점도(IV)가 0.50 내지 0.80 dL/ g인 것을 사용하는 것이 바람직할 것이다.
상기 올레핀계 수지는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌，에틸렌-프로필렌 공중합체 중 선택되는 하나 또는 2이상의 혼합물을 사용할 수 있을 것이다.
바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 사용할 수 있으며, 올레핀계 수지의 유동흐름지수(MI ，Melting lndex)는 특별히 제한되지 않지만，유동흐름지수가 1 내지 100 g/lO분, 더욱 바람직하게는 5 내지 40 g/10분인 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 복합섬유는 상기 제1성분과 제2성분이 시스-코어 구조로 복합섬유를 형성하는 것으로 제1성분이 시스 또는 코어를 형성할 수 있으며, 제2성분이 코어 또는 시스를 형성할 수 있는 것으로 사용되는 제1성분과 제2성분 중 융점이 높은 수지가 코어를 융점이 낮은 수지로 시스를 구성하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 복합섬유는 섬유 내의 함기율을 높이기 위해 코어 내에 중공을 갖는 중공형 복합섬유로 형성되는 것이 바람직할 것이다.
상기 형태유지부(100)는 섬유 단면 면적에서 40 내지 60%로 형성됨이 바람직하다. 상기 범위를 초과하는 경우 섬유형성성에 문제가 될 수 있고, 상기 범위 미만인 경우 형태유지성과 본 발명의 다양한 기능성을 발현하는데 한계를 가질 수 있다. 상기 형태유지부(100)는 중심점(M)에서부터 부피제어부(200) 사이의 섬유상을 의미한다.
상기 부피제어부(200)는 섬유 중심 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며 말단부는 라운드 형상으로 이루어질 수 있다. 도 1, 도 2에서와 같이 말단부의 최상부를 피크(300)로, 부피제어부 사이를 밸리(310)로 정의할 수 있다. 이때 피크의 곡률반경을 R, 밸리의 곡률반경을 r로 정의할 수 있으며, 각 부피 제어부마다 서로 다르거나 같은 R과 r 값이 결정될 수 있다.
또 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 큰 값을 T1, 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 작은 값을 T2라 하고, 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 큰 값을 t1 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 작은 값을 t2로 정의할 수 있다. 한편 T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원을 CTmax라 하고, T2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원을 CTmin라 하고, t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원을 Ctmax라 하고, t2를 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원을 Ctmin라 할 때; CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값을 CTmax-R라 하고, CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값을 CTmin-R라 하고, Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M) 간의 차이값을 Ctmax-r라 하고, Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M) 간의 차이 값을 Ctmin-r이라 규정할 때, 본 발명에 의한 섬유는 하기 조건을 만족할 수 있다.(도 2 내지 6)
피크의 곡률반경(R)과 밸리의 곡률반경(r)의 편차를 Z로 규정할 때 상기 Z는 하기 조건(1), (2)로 이루어질 수 있다.
(1) -3 ≤ Z ≤ 4
(2) 0.9 ≤
Figure 112015034340318-pat00004
≤ 1.8
여기서,
R : 피크의 곡률반경
r : 밸리의 곡률반경
섬유 단면 형태분석을 통한 본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 범위 외에서 일 섬유의 부피제어부가 인접한 다른 섬유의 부피제어부 사이의 밸리에 삽입되어 마치 기어가 맞물려 있는 것과 같은 구조적 특성을 나타내었고, 삽입된 후 유동 등에 의해 이탈되지 못해 섬유 집합체의 균제도에 나쁜 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 상기 범위 내에서 섬유들간 부피제어부가 서로 간섭을 하여 벌키성이 유지되고 부피제어부가 인접한 섬유의 밸리에 삽입되더라도 유동 등에 의해 용이하게 이탈될 수 있어 섬유 집합체에서 균제도를 향상시키는 요소가 될 수 있다.
또한 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유는 CTmax-R, CTmin-R, Ctmax-r, Ctmin-r이 다음 조건을 만족할 수 있다.
(3)
Figure 112015034340318-pat00005
≥ 0.80
(4)
Figure 112015034340318-pat00006
≥ 0.30
여기서,
T1 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 큰 값
T2 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 작은 값
t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 큰 값
t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 작은 값
CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
상기 조건 (3), (4)는 본 발명의 일실시예에 의한 섬유의 형성성에 관한 것일 수 있다. 이상적으로 상기 값은 1이 되어야 하나, 고분자의 레올로지적 특성에 의해 1이 될 수 없다. 조건 (3)은 부피제어부 형성에 관한 것일 수 있는데 상기 범위 외에서는 부피제어부의 편차가 커지고 r 값의 편차도 커질 수 있어 공정상 카딩성이나 섬유 집합체에서 벌키성에 영향을 미칠 수 있다. 조건 (4)는 섬유형태성으로 해석될 수 있는데 형태유지부(100)의 형성성에 영향을 줄 수 있다. 상기 범위 외에서는 섬유의 형태유지가 불안정할 수 있다.
한편 상기와 같은 섬유단면을 형성하기 위해 상기 부피제어부(200)의 방사구금은 도 7에 도시된 바와 같이 방사상 형태로 이루어질 수 있다. 이 때 중심점(M)을 기준으로 각(θ) 11 내지 15°로 형성될 수 있다. 본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 범위내에서 이형단면의 부피제어요소로서 상기 부재(200)가 기능을 발현하기 위한 위 조건들을 만족할 수 있는 섬유 단면 형상이 구현되었다.
본 발명에서 사용되는 이형단면 섬유의 단면 형상은 섬유 표면에 부피제어부가 4 내지 12개로 형성될 수 있다.
상기와 같이 형성된 본 발명의 이형단면 복합섬유는 도 8에서와 같이 상기 부피제어부가 이웃한 섬유 표면상에 접하는 지점을 접점 사이에 공간이 확보되어 모세관 형상을 일으키거나 데드에어를 보유하는 공간이 형성된다.
상기와 같이 섬유와 이웃한 섬유 사이에 형성된 공간은 열처리를 통해 그 형태가 고정되고 확정 및 유지될 수 있다.
또한, 도 9에서와 같이 본 발명의 이형단면 복합섬유로 섬유집합체를 형성시에는 피부접촉면이 상기 부피제어부(200)의 피크(300)에 한정되어 피부접촉면을 최소화할 수 있어 피부자극을 줄일 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 이형단면 복합섬유는 냉각 및 고화 공정에서 결정화 속도차로 인한 자발크림프 발현을 통해 섬유에 벌키성 및 탄력성을 향상시키는데 기여할 수 있어 섬유집합체의 벌키성 및 탄력성을 향상시킬 수 있을 것이다.
이하 본 발명에 따른 이형단면 복합섬유를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
제1성분 조성물로서 고유점도가 0.64 dL/g인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 60중량% 및 제2성분 조성물로서 유동흐름지수가 20g/10분인 고밀도 폴리에틸렌 40중량%를 각각 별도의 압출기에 투입하여 용융하였다. 제1성분을 코어로, 제2성분을 시스로 구성하여 부피제어부재가 6개인 섬유로 800 m/분의 방사속도로 방사하였다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 유리전이온도 이상의 온도에서 방사된 복함섬유를 3.5배 연신배향하고, 크림프를 부여하여 38 mm로 절단하여, 섬도가 5데니어인 시스-코어의 복합섬유를 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하게 제조하였으나, 제1성분이 폴리에틸렌테레프탈레이트 60중량%이고 제2성분이 고밀도폴리에틸렌 40중량%를 사용하였으며, 코어 내에 중공을 형성하여 중공율 10%의 시스-코어형태의 중공형 복합섬유로 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 2와 동일하게 제조하였으나, 제1성분이 폴리에틸렌테레프탈레이트 50중량%이고 제2성분이 고밀도폴리에틸렌 50중량%를 사용하여 시스-코어형태의 중공형 복합섬유로 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 2와 동일하게 제조하였으나, 섬도를 2데니어로 형성한 시스-코어형태의 중공형 복합섬유로 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 2와 동일하게 제조하였으나, 중공율을 15%로 제어하여 시스-코어형태의 중공형 복합섬유로 제조하였다.
실시예 6
상기 실시예 2와 동일하게 제조하였으나, 제1성분이 폴리프로필렌 50중량%이고 제2성분이 고밀도폴리에틸렌 50중량%를 사용하여 시스-코어형태의 중공형 복합섬유로 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 2와 동일하게 제조하였으나, 단면형상이 시스 및 코어의 단면이 원형인 시스-코어형태의 중공형 복합섬유로 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일하게 제조하였으나, 단면형상이 시스 및 코어의 단면이 원형인 시스-코어형태의 복합섬유로 제조하였다.
상기에서 제조된 실시예 1 내지 6 및 비교예 1, 2의 복섬섬유의 물성을 하기 방법에 의하여 측정하였다. Rewet는 복합섬유를 부직포 형태로 제조하여 측정하였다.
(1) 섬도(denier): ASTM D 1577에 준하여, Textechno社의 Favimat 장비로 측정하였다.
(2) 중공율(%): 광학형미경으로 측정된 섬유 단면 이미지를 통하여 중공이 차지하는 면적 비율을 하기 식으로 계산하였다.
- 중공면적/섬유면적(중공포함) * 100 (%)
(3) Rewet(wetback): EDANA 151.1-96 방법으로 100㎠의 부직포 시료를 절취하여 5ml의 물을 3번 떨어뜨려 젖게 한 후, 10cm * 10cm 의 흡수종이를 위에 놓고 2kg의 추를 얹어 놓은 뒤, 부직포를 투과하여 종이로 전이되는 물의 양을 종이의 무게로 측정하여 기록한다(종이가 젖은 후의 무게 - 종이가 젖기 전의 무게).
구분 제1성분 제2성분 1성분/2성
분 비율		 단면 물성
섬도 중공율 Rewet(g)
실시예1 PET HDPE 6/4 이형단면 5 0 0.09
실시예2 PET HDPE 6/4 이형단면 5 10 0.08
실시예3 PET HDPE 5/5 이형단면 5 10 0.09
실시예4 PET HDPE 6/4 이형단면 2 10 0.08
실시예5 PET HDPE 6/4 이형단면 5 15 0.08
실시예6 PP HDPE 5/5 이형단면 5 10 0.07
비교예1 PET HDPE 6/4 원형단면 5 10 0.23
비교예2 PET HDPE 6/4 원형단면 5 0 0.33
표 1에서와 같이 실시예 1 내지 6의 본 발명에 따른 이형단면 복합섬유는 Rewet가 비교예 1, 2에 비해 현저히 낮은 것으로 수분 투과성이 뛰어난 것을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 형태유지부 200 : 부피제어부
300 : 피크 310 : 밸리

Claims (8)

  1. 제1성분으로 폴리에스테르계 수지 또는 폴리올레핀계 수지로 사용되고, 제2성분으로 폴리올레핀계 수지를 사용하여 형성되는 시스-코어 구조의 복합섬유로,
    코어는 형태유지부로 시스는 부피제어부로 이루어지되,
    상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태이고, 하기 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 이형단면 복합섬유.
    (3)
    Figure 112016053342503-pat00019
    ≥ 0.80
    (4)
    Figure 112016053342503-pat00020
    ≥ 0.30
    여기서,
    T1 : 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 큰 값
    T2 : 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 가장 작은 값
    t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 큰 값
    t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(310)까지의 거리가 가장 작은 값
    CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
    CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
    Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
    Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(300)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(200)의 접선을 연결하여 형성된 원
    CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
    CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
    Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
    Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이형단면 복합섬유는 코어 내에 중공을 갖는 중공형 복합섬유인 것을 특징으로 하는 이형단면 복합섬유.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부피제어부 말단부의 최상부를 피크로, 부피제어부 사이를 밸리로 정의할 때 하기 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 이형단면 복합섬유.
    (1) -3 ≤ Z ≤ 4
    (2) 0.9 ≤
    Figure 112016053342503-pat00007
    ≤ 1.8
    여기서,
    Z : 피크의 곡률반경(R)과 밸리의 곡률반경(r)의 편차
    R : 피크의 곡률반경
    r : 밸리의 곡률반경
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부피제어부는 4 내지 12개가 형성되며, 섬유 단면 면적에서 40 내지 60%로 형성되는 것을 특징으로 하는 이형단면 복합섬유.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르계 수지는 방향족 디카르본산과 글리콜의 축중합물로，폴리에틸렌테레프탈레이트，폴리에틸렌 2,6-디나프탈레이트，폴리프로필렌테레프탈레이트，폴리부틸렌테레프탈레이트，폴리에틸렌이소프탈레이트 중 선택되는 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이형단면 복합섬유.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀계 수지는 고밀도 폴리에틸렌， 저밀도 폴리에틸렌， 폴리프로필렌， 에틸렌-프로필렌 공중합체 중 선택되는 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이형단면 복합섬유.
  8. 제1항, 제2항, 제3항, 제5항, 제6항, 제7항 중 어느 한 항의 복합섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 집합체.
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