KR101906325B1

KR101906325B1 - 코어-시스 복합섬유

Info

Publication number: KR101906325B1
Application number: KR1020157000730A
Authority: KR
Inventors: 켄고 모리; 토시히로 이구로
Original assignee: 케이비 세렌 가부시키가이샤
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2018-10-10
Also published as: EP2873756A1; CN104471122A; EP2873756A4; WO2014010709A1; JPWO2014010709A1; JP6068470B2; CN104471122B; KR20150032288A; EP2873756B1; US20150159303A1

Abstract

뛰어난 흡습성, 제전성 및 접촉 냉감성을 가지면서, 폴리우레탄이나 폴리에틸렌테레프탈레이트와 교편해도 후공정의 트러블이 적은 복합섬유를 얻는다. 코어부와 시스부로 이루어지고 코어부가 섬유표면에 노출되지 않은 형상의 코어-시스 복합섬유이고, 하기 화학식(1)의 하드 세그먼트가 6-나일론인 폴리에테르 블록 아미드 공중합물(하기의 식)을 코어부로 하고, 6-나일론 수지를 시스부로 한 섬유횡단면에 있어서의 코어부와 시스부의 면적비율이 3/1∼1/5인 코어-시스 복합섬유이다.

상기 식에서, PA는 폴리아미드 단위(하드 세그먼트)를 나타내고, PE는 폴리에테르 단위(소프트 세그먼트)를 나타내며, n은 반복단위를 나타낸다.

Description

코어-시스 복합섬유{SHEATH-CORE BICOMPONENT FIBRE}

본 발명은 뛰어난 흡습성, 제전성 및 접촉 냉감성을 가지는 의료용에 적합한 코어-시스 복합섬유에 관한 것이다.

폴리아미드 섬유나 폴리에스테르 섬유는 고강력이고, 염색성이나 가공성이 뛰어나기 때문에, 의료용도로 폭넓게 사용되고 있다. 특히 폴리아미드 섬유는 소프트한 텍스처(감촉, 때깔)를 가지고 있어, 합성섬유 중에서도 흡습성이 뛰어나서 내측에 많이 사용되고 있다. 그렇지만, 폴리아미드 섬유는 면 등의 천연섬유와 비교하면 흡습성은 충분하다고 할 수 없고, 또, 물크러짐이나 달라붙는 등의 문제점을 가지며, 게다가 대전되기 쉽고, 정전기에 의한 불쾌감을 제공하기 쉽다는 문제가 있었다.

그러한 배경으로부터 물크러짐이나 달라붙음을 방지하기 위한 뛰어난 흡방습성과 그것에 따른 뛰어난 제전성이나 접촉 냉감성을 가지는 합성섬유가 주로 내측 용도나 스포츠 의료용도에 있어서 요망되고 있다.

특허문헌 1은 흡습성 폴리머를 사용하고, 흡습성, 제전성 및 접촉 냉감성을 충분하게 발현시키기 위해서, 섬유표면에 흡습성 폴리머를 노출시킨 부분 개구형 코어-시스 복합섬유가 기재되어 있다.

국제공개 WO2008/123586호

그렇지만, 특허문헌 1의 부분 개구형 코어-시스 복합섬유는 섬유표면에 흡습성 폴리머를 노출시키고 있기 때문에, 제사 조업성이 나빠진다는 문제가 있다.

또, 특허문헌 1의 실시예에는 하드 세그먼트가 12-나일론의 폴리에테르 블록 아미드 공중합물을 코어부에 사용한 부분 개구형 코어-시스 복합섬유가 언급되고 있지만, 이 경우, 폴리우레탄이나 폴리에틸렌테레프탈레이트와 교편직한 후의, 후공정에 있어서 섬유코어부가 탈락하는, 포백이 황변하거나 경화되거나 하는 트러블이 발생하는 원인이 되고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고, 생산성이 뛰어나고, 뛰어난 흡습성, 제전성 및 접촉 냉감성을 가지면서, 폴리우레탄이나 폴리에틸렌테레프탈레이트와 교편해도 후공정의 트러블이 적은 복합섬유를 얻는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 코어부와 시스부로 이루어지고, 코어부가 섬유표면에 노출되지 않은 형상의 코어-시스 복합섬유이고, 하기 화학식(1)의 하드 세그먼트가 6-나일론인 폴리에테르 블록 아미드 공중합물을 코어부로 하고, 6-나일론 수지를 시스부로 한 섬유횡단면에 있어서의 코어부와 시스부의 면적비율이 3/1∼1/5인 코어-시스 복합섬유를 그 요지로 한다.

상기 식에서, PA는 폴리아미드 단위(하드 세그먼트), PE는 폴리에테르 단위(소프트 세그먼트), n은 반복단위를 나타낸다.

본 발명의 하드 세그먼트가 6-나일론인 폴리에테르 블록 아미드 공중합물을 코어부로 하고, 6-나일론 수지를 시스부로 한 코어-시스 복합섬유에 의하면, 뛰어난 생산성, 그리고, 섬유표면에 코어부를 노출시키지 않더라도 뛰어난 흡습성, 제전성 및 접촉 냉감성이 수득되고, 또, 폴리우레탄이나 폴리에틸렌테레프탈레이트와의 교편직에 있어서의 후공정에서의 트러블을 해소할 수 있다.

또, 본 발명의 복합섬유는 직접 피부에 접촉해서 착용감이 좋은 포백으로 제조할 수 있기 때문에, 예를 들면 내의, 셔츠, 신사복, 팬티 스타킹, 양말, 모자, 머플러, 작업복, 스포츠웨어와 같은 의료품이나 침구품, 기타 장갑, 구두 내부재, 헬멧 내부재, 차량내장재, 실내 내장재 등의 제품의 분야에 폭넓게 사용할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 코어부와 시스부로 이루어지는 코어-시스 복합섬유이다.

본 발명의 코어-시스 복합섬유는 섬유 횡단면에 있어서, 코어부가 섬유표면에 노출되지 않은 형상이다. 이 코어부는 단심일 수도 있고, 다심일 수도 있다.

본 발명의 코어-시스 복합섬유의 코어부는 하기 식(1)의 폴리에테르 블록 아미드 공중합물로 이루어진다.

여기에서, 본 발명의 폴리에테르 블록 아미드 공중합물의 하드 세그먼트의 폴리아미드 단위는 6-나일론이다.

또, 본 발명의 폴리에테르 블록 아미드 공중합물의 폴리에테르 단위로서는 예를 들면, 폴리옥시알킬렌 단위, 폴리에테르디올 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등을 호적하게 사용할 수 있다.

또, 폴리아미드 단위와 폴리에테르 단위의 질량비는 바람직하게는 99:1∼5:95, 더 바람직하게는 80:20∼10:90이고, 이 범위라면 유효하게 사용할 수 있다.

또 본 발명의 코어-시스 복합섬유의 시스부는 6-나일론 수지로 이루어진다.

이렇게, 코어부에 하드 세그먼트가 6-나일론인 폴리아미드 블록 공중합물을 사용하고, 시스부에, 6-나일론 수지를 사용한 것이라면, 뛰어난 흡습성, 제전성 및 접촉 냉감성을 발현할 수 있다.

상기 6-나일론 수지는 95.7% 황산용액에서의 상대점도가 2.1∼2.9가 바람직하고, 중에서도 2.1∼2.6인 것이 바람직하다. 이 범위라면 제사공정에서의 실끊김, 코어-시스 비율의 불균일이 발생하기 어렵고, 실 품질도 뛰어난 것이 된다.

본 발명의 코어-시스 복합섬유는 섬유강도나 염색성, 흡습성, 제전성 및 접촉 냉감성의 점에서, 섬유 횡단면에 있어서의 코어부와 시스부의 면적비율이 3/1∼1/5가 바람직하다. 더 바람직하게는 1/1∼1/3이다.

본 발명의 복합섬유는 상기한 바와 같이, 코어부에 하드 세그먼트가 6-나일론인 폴리에테르 블록 아미드 공중합물을, 시스부에 6-나일론 수지를 사용하고, 코어부를 섬유표면에 노출하지 않는 섬유 횡단면 형상을 가지게 한 것으로 하는 것에 의해, 제전성, 흡습성 및 접촉 냉감성을 양호하게 유지하면서, 생산성이 양호하게 되고, 폴리우레탄이나 폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 교편직한 후공정인 170℃∼200℃의 히트세트에 있어서, 코어부가 탈락하거나, 포백이 황변 하거나 경화되는는 트러블도 방지할 수 있다.

본 발명의 복합섬유의 굵기(총섬도)는 특별하게 한정되지 않지만, 주로 의료소재로서의 양호한 텍스터(감촉, 때깔)를 유지하기 위해서 1detx∼100detx의 범위인 것이 바람직하다. 또, 본 발명의 복합섬유의 단사 섬도도 마찬가지로 특별하게 한정되지 않지만, 0.5detx ∼50detx의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명의 복합섬유의 강도는 특별하게 한정되지 않지만, 제사 조업성이나 제편직 공정의 통과성을 양호하게 유지하거나, 포백으로 했을 때의 강력을 유지하는 점에서, 2.0cN/detx 이상이 바람직하고, 더 바람직하게는 2.5cN/detx 이상이다.

또, 본 발명의 복합섬유는 포백을 형성하는 섬유로서, 어떤 형태로 사용될 수도 있고, 멀티 필라멘트, 모노 필라멘트, 스테이플 등의 어느 것일 수도 있다. 또 필라멘트는 가연 가공사, 에어 혼섬사, 코어 스판사 등의 의장사, 커버링사일 수도 있고, 스테이플은 방적사일 수도 있다.

또, 본 발명의 복합섬유로 제조되는 포백의 형태는 특정되지 않고, 편조직은 위편, 경편을 막론하고, 각각의 변화조직이라도 상관없다. 직조직도 평직, 능직, 주자직 등, 또는 각각의 변화조직, 게다가 도비나 자가드 등이라도 상관없다. 또, 레이스나 부직포, 펠트로 이용하는 것도 가능하다.

이러한 포백의 형태에 있어서, 무게, 게이지 등은 특별히 규정하지 않는다. 또, 본 발명의 복합섬유를 100질량%으로 사용해도 좋고, 다른 섬유와 교편, 교직해서 사용해도 된다. 사용비율도 특별하게 한정되지 않지만, 본 발명의 복합섬유를 20질량%∼100질량%의 비율로 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 기능을 가지는 포백을 내의, 스웨터, 셔츠, 팬티 스타킹 등의 의료품, 트레이닝 웨어와 같은 스포츠 의료품, 시트, 중면 등의 침구품의 재료로 하는 것에 의해, 이들 제품에 기능을 가지게 할 수 있다.

다음에, 본 발명의 복합섬유의 제조방법의 예를 설명한다.

본 발명의 복합섬유는 통상의 복합 용해 방사장치에 의해 제조할 수 있다. 그 방법은 방사속도 400m/분∼1800m/분으로 미연신사를 권취하고, 나중에 연신을 실시하는 컨벤셔널 방식, 방사속도 2500m/분∼5000m/분으로 권취하는 고속방사방식, 방출된 미연신사를 연속적으로 연신하면서 권취하는 스핀 드로우 방식 등을 들 수 있고, 특별하게 한정되지 않는다.

실시예

이하에 실시예를 들어서 본 발명을 상세하게 설명한다. 또, 본 발명은 이하에 기술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

또, 섬유의 파단강도 및 파단신도는 JIS L 1013에 준하고, Shimadzu Corporation.의 AGS-1KNG 오토그래프 인장 시험기를 사용하고, 시료실장 20cm, 인장속도 20cm/min의 조건으로 시료가 신장 파단되었을 때의 강도 및 신도를 측정해서 산출했다.

또, 95.7%황산 용액에서의 상대점도는 95.7% 황산 50㎖에 대해서, 6-나일론 수지 0.5g을 용해시킨 용액을, 오스왈드 점도계에 의해 25℃ 항온하에서 유하시키고, 그 유하시간을 황산의 유하시간으로 나누어서 산출했다.

[실시예1]

코어부에 하드 세그먼트가 6-나일론, 소프트 세그먼트가 폴리에틸렌글리콜인 폴리에테르 블록 아미드 공중합물(ARKEMA사, PEBAX MH1657), 시스부에 95.7% 황산용액에서의 상대점도가 2.43인 6-나일론(DSM사, 1010J)을 사용하고, 용해방사에 의해 코어부/시스부의 면적비 1/1의 코어부가 노출되지 않은 형상의 코어-시스 복합섬유를 얻었다. 섬도는 78detx, 필라멘트수는 24로 했다. 파단강도는 2.29cN/detx, 파단신도는 50.5%이었다.

[실시예 2]

코어부에 하드 세그먼트가 6-나일론, 소프트 세그먼트가 폴리에틸렌글리콜인 폴리에테르 블록 아미드 공중합물(ARKEMA사, PEBAX MH1657), 시스부에 95.7% 황산용액에서의 상대점도가 2.43인 6-나일론(DSM사, 1010J)을 사용하고, 용해방사에 의해 코어부/시스부의 면적비 1/2의 코어부가 노출되지 않은 형상의 코어-시스 복합섬유를 얻었다. 섬도는 78detx, 필라멘트수는 24로 했다. 파단강도는 3.04cN/detx, 파단신도는 51.5%이었다.

[실시예 3]

코어부에 하드 세그먼트가 6-나일론, 소프트 세그먼트가 폴리에틸렌글리콜인 폴리에테르 블록 아미드 공중합물(ARKEMA사, PEBAX MH1657), 시스부에 95.7% 황산용액에서의 상대점도가 2.43인 6-나일론(DSM사, 1010J)을 사용하고, 용해방사에 의해 코어부/시스부의 면적비 1/3의 코어부가 노출되지 않은 형상의 코어-시스 복합섬유를 얻었다. 섬도는 78detx, 필라멘트수는 24로 했다. 파단강도는 3.44cN/detx, 파단신도는 53.5%이었다.

[비교예 1]

코어부에 하드 세그먼트가 12-나일론, 소프트 세그먼트가 폴리에틸렌글리콜인 폴리에테르 블록 아미드 공중합물(ARKEMA사, PEBAX MV1074), 시스부에 95.7% 황산용액에서의 상대점도가 2.43의 6-나일론(DSM사, 1010J)을 사용하고, 용해방사에 의해 코어부/시스부의 면적비1/2의 코어부가 노출한 형상의 부분개구형 코어-시스 복합섬유를 얻었다. 섬도는 78detx, 필라멘트수는 24로 했다.

[비교예 2]

코어부에 하드 세그먼트가 6-나일론, 소프트 세그먼트가 폴리에틸렌글리콜인 폴리에테르 블록 아미드 공중합물(ARKEMA사, PEBAX MH1657), 시스부에 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하고, 용해방사에 의해 코어부/시스부의 면적비 1/2의 코어부가 노출되지 않은 형상의 코어-시스 복합섬유를 얻었다. 섬도는 84detx, 필라멘트수는 24로 했다.

[비교예 3]

95.7% 황산용액에서의 상대점도가 2.43인 6-나일론(DSM사, 1010J)을 사용하고, 용해방사에 의해 단독사를 얻었다. 섬도는 78detx, 필라멘트수는 24로 했다.

실시예 및 비교예에서 얻은 섬유를 통편기(cylindrical knitting machine)에 의해 통편생지로 했다. 수득된 통편생지를 이하의 각 성능 평가용의 샘플로 했다. 이하에 평가방법을 기재한다.

1) 흡습성

진공건조기로 절대건조한 후의 통편생지의 중량(W0), 또 25℃, 60% RH의 환경에서의 평형중량(W1) 및, 30℃, 98% RH의 환경에서의 평형중량(W2)을 측정했다. (W2-W1) ×100/W0=흡습율 차이(ΔMR)(%)로 하고, 비교를 실시했다. ΔMR이 클 수록 흡습성이 좋다.

2) 제전성

JIS L 1094-1997의 마찰 대전 감쇠측정에 의해 이하의 조건으로 통편생지의 초기 마찰 대전압 측정을 실시했다.

마찰 대전압 측정장치: Electro-Static Tester

마찰천: 양모

마찰방향: 종방향

정련 처리: 있음

온도, 습도: 22℃, 33% RH

3) 접촉 냉감성(q-max)

통편 후, 정련, 건조, 염색한 포백(편물편)을 KATO TECH CO., LTD.의 THERMO LABO II형 측정기를 사용하고, 실온 28.7℃, 습도 60% RH의 룸에서, BT-Box를 38.7℃로 조절하고, 충분하게 습도가 조절된 샘플 상에 BT-Box(압력 10g/㎠)를 올리고, 10℃의 온도차이에서의 단위 면적당의 열 유속을 측정했다. 본 측정방법에서 q-max가 0.150(J/㎠ㆍsec) 이상인 것이 바람직하다.

4) 투과율

Shimadzu Corporation.의 자기 분광광도계(UV-3101PC)에 의해 통편생지를 2장 중첩시키고 투과율을 측정했다.

흡습성평가에 관한 결과를 이하의 표 1에 나타낸다. 실시예 1∼3, 비교예 1, 2에 있어서 흡습성이 인정되었다. 특히 실시예 1, 2에 있어서 ΔMR이 높은 값이 되고, 흡습성에 우수했다.

본 발명의 실시예 2와 비교예품에 대해서, 제전성 평가결과를 이하의 표 2에 나타낸다. 폴리에테르 블록 아미드 공중합물을 사용하지 않는 비교예 3은 제전성이 인정되지 않았다. 코어부의 하드 세그먼트가 12-나일론의 비교예 1, 시스부가 폴리에스테르의 비교예 2도, 제전성은 양호하지만, 본 발명의 실시예 2의 것이 특히 우수했다.

본 발명의 실시예 2와 비교예품에 대해서, 접촉 냉감성 평가에 관한 결과를 표 3에 나타낸다. 실시예 2 및 비교예 1에 있어서 접촉 냉감성이 인정되고, 본 발명의 실시예 2는 특히 뛰어난 접촉 냉감성을 나타냈다.

본 발명의 실시예 2와 비교예 3에 대해서, 열작용에 영향이 있는 파장 700∼2400nm의 근적외 영역에 있어서, 투과율을 측정하고, 평균값을 표 4에 나타낸다. 실시예 2는 비교예 3의 것과 비교해서, 투과율이 낮고, 양호한 차열성이 수득된다.

폴리우레탄이나 폴리에틸렌테레프탈레이트의 히트세트 온도인 190℃에서 1분간의 열처리를 실시한 후의 포백의 상태를 표 5에 나타낸다. 변화가 없는 것을 ○, 폴리머가 탈락하거나, 황변한 것은 ×로 했다.

실시예품 및 비교예품에 있어서, 섬유화하는 공정에서의 실끊김 발생율을 비교한 바, 실시예품, 비교예 3의 것은 실끊김 발생율이 낮고, 비교예 1과 비교예 2는 실끊김 발생율이 높고, 생산성이 떨어지고 있었다. 또, 실시예품 및 비교예품을 동일 골판지 내에 보관하고, 3개월 후에 색상을 확인한 바, 비교예 1에만 섬유의 황변이 인정되었다.

또, 실시예품은 모두 코어-시스 비율의 불균일이 없고, 실의 품질이 우수했지만, 비교예 2의 것은 코어-시스 비율의 불균일이 발생했다.

또, 실시예 1∼3에서 수득된 섬유를 산성염료로 염색한 바, 염색성도 양호했다. 또, 실시예 1∼3, 비교예 1∼3에서 수득된 복합섬유를, 폴리우레탄과 교편한 후, 열처리하고, 가공한 바, 비교예 1의 섬유를 사용한 편물은 폴리머가 탈락하고, 황변했지만, 실시예품은 폴리머의 탈락도 황변도 없었다.

이상과 같이, 실시예품은 흡습성, 제전성 및 접촉 냉감성을 가지면서, 폴리우레탄이나 폴리에틸렌테레프탈레이트와 교편해도 후공정의 트러블이 적은 복합섬유이다. 또, 실시예 2의 것은, 근적외선의 파장의 투과율이 낮고, 차열성이 양호하기 때문에 차열성이 요구되는 용도에도 적용 가능하다.

Claims

코어부와 시스부로 이루어지고, 코어부가 섬유표면에 노출되지 않은 형상의 코어-시스 복합섬유이며, 하기 화학식(1)의 하드 세그먼트가 6-나일론인 폴리에테르 블록 아미드 공중합물을 코어부로 하고, 6-나일론 수지를 시스부로 한 섬유 횡단면에 있어서의 코어부와 시스부의 면적비율이 3/1∼1/5인 코어-시스 복합섬유:

상기 식에서, PA는 폴리아미드 단위(하드 세그먼트)를 나타내고, PE는 폴리에테르 단위(소프트 세그먼트)를 나타내며, n은 반복단위를 나타낸다.
제1항에 있어서, 상기 시스부인 6-나일론 수지는 95.7% 황산 용액에서의 상대 점도가 2.1~2.9인 6-나일론 수지인, 코어-시스 복합섬유.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 코어부가, 상기 화학식 (1)의 하드 세그먼트가 6-나일론인 폴리에테르 블록 아미드 공중합물만으로 이루어진, 코어-시스 복합섬유.