KR102196770B1

KR102196770B1 - 셀룰로스 섬유

Info

Publication number: KR102196770B1
Application number: KR1020167019978A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 슈렘프; 커트 크리스티안 슈스터; 할무트 루에프; 하인리치 피르고; 칼 미카엘 하인부처
Original assignee: 렌징 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2014-01-03
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2020-12-31
Also published as: PT3090081T; BR112016014441B1; ES2668695T3; CN105849324B; KR20160104643A; PL3090081T3; CN105849324A; US20210087714A1; BR112016014441A2; JP6456396B2; TW201540883A; US20160326671A1; EP3090081A1; WO2015101543A1; EP3090081B1; TWI667378B; US10883196B2; JP2017501315A

Abstract

본 발명은, 선형 밀도가 0.8 dtex 내지 3.3 dtex이며, 하기 관계식을 특징으로 하는, 라이오셀 유형(lyocell-type) 섬유에 관한 것이다: 횔러 인자(Hoeller factor) F2 ≥ 1, 바람직하게는 ≥ 2; 횔러 인자 F1 ≥ -0.6; 횔러 인자 F2 ≤ 6; 및 횔러 인자 F2 마이너스(-) 4.5*횔러 인자 F1 ≥ 1, 바람직하게는 ≥ 3. 본 발명의 섬유는 패브릭에서 횔러 인자, 굴곡성 및 내마모성의 측면에서 특성들의 독특한 조합을 가진다. 따라서, 본 섬유는 비스코스(viscose)-유사 거동을 가지며, 비스코스 표준 공정에 따라 텍스타일 값 형성 사슬(textile value creation chain)에서 가공될 수 있다.

Description

셀룰로스 섬유{CELLULOSE FIBER}

본 발명은 라이오셀 유형(Lyocell type)의 셀룰로스 섬유에 관한 것이다.

셀룰로스 섬유를 제조하기 위한 공지의 비스코스(viscose) 공정과 관련된 환경 문제의 결과, 최근 수십년간 대안적이며 보다 친환경적 방법을 제공하려는 노력이 집중되어 왔다. 최근에 등장하게 된 특별히 흥미로운 하나의 가능한 공정은 유도체를 형성하지 않고 유기 용매 중에서 셀룰로스를 용해시키고, 상기 용액으로부터 성형체를 압출하는 것이다. 그러한 용액으로부터 방사된 섬유는 BISFA(The International Bureau for the Standardization of man made fibers: 인조 섬유의 표준화를 위한 국제 사무국)로부터 라이오셀(Lyocell)이라는 일반명을 부여받았으며, 여기서, 유기 용매는 유기 화합물과 물의 혼합물인 것으로 이해된다.

더욱이, 그러한 섬유는 "용매-방사 섬유(solvent-spun fiber)"로도 알려져 있다.

특히 3차 아민 옥사이드와 물의 혼합물은, 각각 라이오셀 섬유 및 기타 성형체의 제조용 유기 용매로서 완벽하게 적합하다는 것이 명백해졌다. 이로 인해, N-메틸모르폴린-N-옥사이드(NMMO)가 아민 옥사이드로서 사용된다. 다른 적합한 아민 옥사이드는 특허 문헌 EP-A 553 070에 개시되어 있다.

EP 0 356 419 A에서, 아민 옥사이드 중 펄프 용액의 제조 방법의 기술적인 실시형태가 기술되어 있다. 이로써, 파쇄된 펄프의 현탁액이 수성 3차 아민 옥사이드 내에서 박층 형태로 가열 표면에 걸쳐 수송되며, 물이 증발되고, 이로 인해, 방적성(spinnable) 셀룰로스 용액이 제조된다.

아민 옥사이드 내에서 셀룰로스 용액을 방사하는 방법은 US　4,246,221로부터 공지되어 있다. 상기 방법에 따르면, 방사구(spinneret)로부터 압출된 필라멘트는 에어 갭(air gap)을 통해 가이드되며, 그곳에서 연신되고, 후속해서, 셀룰로스는 수성 방사 배쓰(spinning bath)에서 침강된다. 이러한 방법은 "건식/습식 방사 공정"으로 알려져 있거나, 또는 "공기-갭 방사 공정"으로도 알려져 있다.

3차 아민 옥사이드에서 셀룰로스 용액으로부터 섬유를 제조하는 전체 방법은 하기에서 "아민 옥사이드 공정"으로 지칭되며, 따라서 이하에서 "NMMO"라는 약어는 셀룰로스를 용해시킬 수 있는 모든 3차 아민 옥사이드를 지칭한다. 아민 옥사이드 공정에 따라 제조된 섬유는, 조건화된 상태뿐만 아니라 습윤 상태에서의 높은 섬유 강도, 높은 습윤 계수(wet modulus), 및 높은 루프 강도(loop strength)를 특징으로 한다.

에어 갭 내에서의 온도, 습도, 필라멘트의 냉각 속도뿐만 아니라 드래프트 동력학(draft dynamics)과 같은 조건들이 생성되는 섬유의 특성에 매우 중요하다(이러한 측면에서, Volker Simon in "Transactions of the American Society of Mechanical Engineers (ASME) 118 (1996) No. Feb., p. 246-249"의 공개내용을 참조).

방사 공정의 기술적인 구현예는 다수의 문헌들에 기술되어 있다:

WO 93/19230은, 압출된 필라멘트가 노즐 바로 아래에서 공기를 사용해 블라스팅(blasting)됨으로써 냉각되는 방법을 기술하고 있다. WO 94/28218은 노즐 설계 및 취입 성형 방법(blowing method)을 기술하고 있다. WO 95/01470은 WO 93/19230에 기술된 냉각 기체 스트림의 층류를 청구하고 있다. WO　95/04173은 취입 성형의 추가적인 기술적 실시형태를 기술하고 있다. WO　96/17118에서, 취입 공기의 수분 함량이 정의되어 있다. WO　01/68958에서, 취입 공기 스트림은 0° 내지 45°의 각도에서, 압출된 필라멘트 방향으로 하향 이동된다. WO 03/014436은 취입 공기의 흡입구를 포함하는 취입 성형 장치를 기술하고 있다. WO 03/057951은 취입 공기로부터 에어 갭의 일부의 차폐(shielding)를 청구하고 있다. WO 03/057952에서, 필라멘트 냉각용 난류 기체 스트림이 기술되어 있다. WO 05/116309도 마찬가지로, 취입 공기로부터 에어 갭의 일부의 차폐를 기술하고 있다.

공기-갭 방사 공정에 따라 수득되는 섬유/필라멘트는 구조면에서 공지의 비스코스 섬유와 상이하다. 결정질 배향이 비스코스 섬유 및 라이오셀 섬유 둘 다에서 대략 동일하게 높은 수준에 존재하긴 하지만(섬유의 구조 면적에 위치하는 셀룰로스 사슬은 섬유 축에 대해 전반적으로 평행한 배열), 비정질 배향에서는 상당한 차이가 존재한다(라이오셀 섬유에서 무작위 부분들이 보다 높은 곳에서 평행하게 위치함).

라이오셀 섬유의 특징, 예컨대 높은 결정도, 길고 얇은 결정립 및 높은 비정질 배향은 결정립이 섬유 축에 대해 가로방향으로 적절하게 결합하는 것을 방지한다. 습식 상태에서, 섬유의 팽윤은 결합력을 섬유 축에 대해 가로방향으로 더 감소시키며, 따라서, 기계적 변형 하에 섬유 단편들을 분리시킨다. 이러한 거동은 습식 피브릴화(fibrillation)로 지칭되며, 최종 텍스타일 제품에서 회색화(greying) 및 다모화(hairiness) 형태의 품질 손실을 유발한다.

이러한 분야에서의 연구 상태에 대한 설문조사는 Josef Schurz, Joergen Lenz: "Investigations on the structure of regenerated cellulose fibers" in Macromolecular Symposia, Volume 83, Issue 1, pages 273-289, May 1994 및 Fink H-P, Weigel P, Purz H-J, Ganster J "Structure formation of regenerated cellulose materials from NMMO-solutions" Prog.Polym.Sci. 2001 (26) p. 1473-1524의 연구들에 의해 제공된다.

라이오셀 섬유의 습식-피브릴화 저항성을 개선하려는 과거의 노력들은 2가지 방향으로 목적을 두었다:

- 제조 조건들을 변환시킴, 또는

- 제조 공정 동안에 화학적 가교 단계를 도입함.

그러나, 각 경우에 기술되었던 피브릴화를 감소시키려는 조치들의 성공을 평가하는 것은 거의 불가능하다. 피브릴화 거동을 측정하는 표준화된 방법은 없으며, 특허 문헌에서 적용된 모든 방법들은 등록되어 있다.

제2 절차인 화학적 가교는 하기와 같은 다수의 단점들과 관련 있다:

- 섬유의 제조 동안에, 부가적인 화학물질/화학물질 비용/폐수 문제

- 가교 화학물질의 제조 동안의 환경 오염

- 텍스타일 가공 조건 하에, 가교의 부적절한 가수분해 안정성.

화학적 가교 절차의 예들은 각각 EP　0　53　977　A, EP　0 665　904　A 및 EP 0 943 027 A에 기술되어 있다.

제조 조건들을 다양하게 하면서 제1 조건에 관하여 다수의 문헌들이 공개되어 있다. 그러나, 기술된 방법들은 피브릴화 거동을 오로지 약간만 개선할 뿐이며 이는 가공성의 지속적인 개선을 반영하지 않았거나, 또는 기술된 방법들은 비용/기술적 경비의 결과 대규모로 실현하는 데는 실패하였다.

SU 1,224,362에서, 도프(dope)를 단일 펄프로부터, 각각 아밀 알코올 또는 이소프로판올 중 NMMO를 함유하는 배쓰 내로 방사한다. WO 92/14871은 피브릴화가 감소된 섬유를 청구하며, 방사 배쓰의 pH 및 후속적인 세척 배쓰의 pH가 8.5 미만인 것을 특징으로 한다. 펄프의 유형 또는 방사 조건에 대한 상세한 사항들은 주어져 있지 않다.

WO 94/19405는 펄프 혼합물이 사용되는 방법을 기술하고 있다. 그러나, 방사된 섬유의 피브릴화로의 경향에 대해서는 언급되어 있지 않다.

WO 95/02082는 피브릴화 경향이 낮은 섬유의 제조를 위한 공정 파라미터들의 조합을 수학적인 표현으로 기술하고 있다. 상기 공정 파라미터들은 방사 중공의 직경, 방사 물질(spinning mass)의 산출량, 필라멘트의 타이터(titre), 에어 갭의 폭 및 에어 갭 내 습도이다. 사용되는 펄프는 상세히 기술되어 있지 않으며, 방사 온도는 불과 115℃이다.

WO 95/16063에서, 압출된 필라멘트를 용해된 형태의 계면활성제를 포함하는 방사 배쓰 또는 후처리 배쓰에서 각각 접촉시킨다. 사용되는 펄프의 유형은 명시되어 있지 않으며, 방사 온도는 115℃이다.

WO 96/07779는 유기 용매, 바람직하게는 폴리에틸렌 글리콜을 방사 배쓰로서 사용한다. 사용되는 펄프 또는 수득되는 섬유의 텍스타일-기계적 특성에 대해서는 상세한 사항이 나타나 있지 않다. 110℃는 방사 온도로서 표시된다.

WO 96/07777에서, 압출된 필라멘트를 에어 갭 내에서, 기체 형태로 제공되는 지방족 알코올과 접촉시킨다. 사용되는 펄프의 유형은 명시되어 있지 않으며, 방사 온도는 115℃이다.

WO 96/20301은, 성형되는 용액이 2개 이상의 침강 매질을 통해 연속적으로 가이드되는 방법을 기술하고 있으며, 여기서, 셀룰로스의 응고는 이후의(latter) 침강 매질과 비교하여 제1 침강 매질에서 더 느리게 발생한다. 실시예에서, 고급 알코올이 바람직하게는 제1 침강 매질로서 사용된다. 사용되는 펄프는 표시되어 있지 않으며, 방사 온도는 115℃에 달한다.

WO 96/21758은, 성형되는 용액이 수분 함량이 더 높은 에어를 가진 상위 구역 내 에어 갭 및 수분 함량이 더 낮은 에어를 가진 하위 구역 내에서 블라스팅되는 방법을 기술하고 있다. 다양한 중합도를 가진 단일 펄프가 펄프로서 사용되며, 방사 온도는 115℃에 달한다.

EP 0 853 146은, 섬유로 성형되는 용액의 표면의 점착성이 방지될 뿐이며, 섬유는 이후의 침강 단계에서 장력(tension) 없이 응고되도록, 제1 침강 단계에서의 섬유의 체류 시간(dwell time)이 조정되는 2-단계 방법을 기술하고 있다. 예에서, 방사 온도는 109℃ 내지 112℃에 달한다.

WO 97/23669에서, 방사는 NMMO 함량이 60% 초과인 방사 배쓰 내로 수행된다. 단일 펄프가 사용된다.

WO 97/35054에서, 피브릴화가 낮은 섬유를 수득하기 위한 파라미터들의 조합, 즉, 도프의 농도, 에어 갭에서의 드래프트뿐만 아니라 노즐 중공의 직경의 조합이 기술되어 있다. 단일 펄프가 사용되며, 방사 온도는 80℃ 내지 120℃ 범위이다.

WO 97/38153에서, 피브릴화가 낮은 섬유를 수득하기 위한 파라미터들의 조합, 즉, 에어 갭의 길이, 방사 속도, 에어 갭에서의 체류 시간, 에어 갭에서의 취입 공기의 속도, 취입 공기의 수분 함량, 뿐만 아니라 에어 갭 내 체류 시간에 취입 공기의 수분 함량을 곱한 값의 조합이 기술되어 있다. 단일 펄프가 펄프로서 사용된다.

WO 97/36028에서, 섬유를 침강 배쓰에서 제거할 때, 40% 내지 80% NMMO 용액으로 처리하며, 선택적으로 첨가제를 첨가한다.

WO 97/36029에서, 섬유를 침강 배쓰에서 제거할 때, 아연 클로라이드 용액으로 처리한다.

WO 97/46745에서, 섬유를 침강 배쓰에서 제거할 때, NaOH 용액으로 처리한다.

WO 98/02602에서, 섬유를 이완 상태(relaxed state)로 침강 배쓰에서 제거할 때, NaOH 용액으로 처리한다.

WO 98/06745에서, 중합도가 서로 다른 펄프들의 용액을 혼합함으로써 수득되는 펄프 혼합물을 사용한다. 방사 온도에 관해서는 상세한 사항이 나타나 있지 않다.

WO 98/09009에서, 방사 물질에의 첨가제(폴리알킬렌, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리아크릴레이트)의 첨가가 기술되어 있다. 단일 펄프가 펄프로서 사용된다.

WO 98/22642에서, 중합도가 낮은 펄프 혼합물이 사용된다. 방사 온도는 110℃ 내지 120℃에 달한다.

WO 98/30740에서도, 펄프 혼합물이 사용되며, 방사 물질은 원심분리 방사 공정에 따라 방사된다. 방사 온도는 80℃ 내지 120℃에 달한다.

WO 98/58103에서, 안정한 방사를 초래하는, 펄프 혼합물 유래의 방사 물질 내 펄프의 분자량 분포에 대한 상세한 사항이 기재되어 있다. 그러나, 수득되는 섬유/필라멘트의 피브릴화 거동에 대해서는 언급되어 있지 않다.

DE 19753190에서는, 섬유를 침강 배쓰로부터 제거할 때, 농축 NMMO 용액으로 처리한다.

GB 2337990에서, 공용매(co-solvent)가 단일 펄프의 용해에 사용된다. 발생(nascent) 용액은 60℃ 내지 70℃에서 방사된다.

US 6471727에서, 헤미셀룰로스 및 리그닌 함량이 높은 단일 펄프로부터의 방사 물질을 각각 건식/습식 또는 멜트블로운(meltblown) 방사 공정에 따라 가공한다.

WO 01/81663에서, 방사 모세관이 배출구 단면에 근접한 곳에서 직접 가열되는 방사구가 기술되어 있다. 상기 조치는 라이오셀 섬유의 피브릴화 경향을 감소시키는 것으로 제안되지만, 이에 대한 시험 조건은 명시되어 있지 않다.

WO 01/90451은, 에어 갭 내 열속 밀도(heat flux density) 및 압출 채널의 직경에 대한 길이의 비를 비롯한 수학적 관계를 특징으로 하는 방사 방법을 기술하고 있다. 본 발명에 따라 방사되는 섬유는 피브릴화 경향을 더 낮게 나타내는 것으로 제안되지만, 이러한 관계에 대한 추가적인 상세 사항은 나타나 있지 않다.

US 6773648에서, 피브릴화-감소된 섬유의 제조를 위한 멜트블로운 공정이 공개되어 있다. 이의 불규칙한 타이터로 인해, 멜트블로운 섬유는 텍스타일용으로는 부적합하다.

DE 10203093에서, 단일 펄프 유래의 서로 다른 셀룰로스 농도의 2개의 도프를 2성분 노즐로부터 방사함으로써, 피브릴화가 낮은 섬유가 제조된다. 예는 주어져 있지 않다.

DE 10304655에서, NMMO 용액의 품질을 개선하기 위해, 폴리비닐 알코올이 NMMO 용액에 첨가된다. 청구된 피브릴화가 낮은 섬유의 방사 조건은 나타나 있지 않다.

라이오셀 섬유의 구체적인 구조는, 한편으로는, 섬유로부터 제조되는 평면형 어셈블리의 우수한 텍스타일-기계적 특성, 예컨대 건식 및 습식 상태 둘 다에서의 높은 강도뿐만 아니라 매우 양호한 치수 안정성(dimensional stability)을 초래하며, 다른 한편으로는, 섬유의 낮은 굴곡성(높은 취성)을 초래하며, 이는 그 자체가 평면형 어셈블리 내에서 비스코스 섬유와 비교하여 내마모성의 감소로 구현된다.

용어 굴곡성(준수성(compliance))은 훅의 법칙(Hooke's Law)에 따라 시험체의 신장도(elongation) 및 이러한 신장도를 유발하는 하중(load)으로부터의 지수(quotient)로서 정의되어 있다. 라이오셀 섬유의 굴곡성을 증가시키는 것이 다수의 공개문헌들의 목적이다:

굴곡성 라이오셀 섬유는 EP 0 686 712에 기술되어 있다. 이러한 특허는 우레아, 카프로락탐 또는 아미노프로판올과 같은 질소함유(nitrogenous) 성분을 폴리머 용액 또는 침강 배쓰에 각각 첨가함으로써 수득되는 감소된 NMR 규칙도(degree of order)를 가진 섬유를 청구하고 있다. 그러나, 매우 낮은 습식 강도를 가진 섬유가 수득되며; 따라서, 이러한 섬유는 후술되는 본 발명에 따른 섬유와 명백하게 상이하다.

WO 97/25462에서, 굴곡성 및 피브릴화-감소 섬유의 제조 방법이 기술되어 있으며, 여기서, 침강 배쓰 후, 성형된 섬유는, 선택적으로 소듐 하이드록사이드 첨가제를 또한 포함하는, 지방족 알코올-함유 세척 및 후처리 배쓰를 통해 가이드된다. 수득된 섬유의 특성은 단지 매우 불충분하게 기술되어 있다. 특히, 보다 상세히 후술되는 바와 같이 "횔러 차트"에서의 분류화를 가능하게 할 건식 및 습식 강도에 대한 데이터가 누락되어 있다.

그러나, 본 출원의 실시예에서, 섬유는 본 발명에 따른 섬유의 상응하는 데이터와 함께 상기 문헌에서 언급된 섬유 신장도와 비교하여 상당한 차이를 나타내며, 상기 문헌에서 지시된 바와 같이 낮은 신장도 값으로 인해, 섬유의 굴곡성은 전술한 굴곡성 정의에 따르면 매우 높지 않을 수 있다고 말할 수 있다. 문헌의 맥락에서 언급된 바와 같이 피브릴화 거동의 개선은 임의의 데이터에 의해 전혀 확인되지 않는다.

문헌 EP 1 433 881, EP 1 493 753, EP 1 493 850, EP 1 841 905, EP 2 097 563 및 EP 2 292 815는 각각, 폴리비닐 알코올을 NMMO/도프에 첨가함으로써 제조되는, 바람직하게는 어플리케이션 타이어 코드(application tyre cord)를 위한, 섬유 및 필라멘트를 기술하고 있다. 섬유/필라멘트는 신장도는 거의 없지만 높은 강도를 특징으로 한다. 이에, 이들의 굴곡성은 전술한 정의에 따르면 단지 미미할 수 있다.

첨가제를 방사 물질에 첨가함으로써, 섬유의 피브릴화 거동 및/또는 굴곡성에 발휘될 수 있는 영향을 가리키는 추가적인 공개문헌은 하기이다:

Chanzy H, Paillet m, Hagege R "Spinning of cellulose from N-methylmorpholine N-oxide in the presence of additives" Polymer 1990, 31, p 400-5

Weigel P, Gensrich J, Fink H-P "Strukturbildung Cellulosefasern aus Aminoxidloesungen" Lenzinger Berichte 1994; 74(9), p 31-6 and

Mortimer SA, Peguy AA "Methods for reducing the tendency of lyocell fibers to fibrillate" J.appl.Polym.Sci. 1996, 60, p 305-16.

WO 2014/029748(예비 공개되지 않음)은, 특히 이온성 액체 중 용액으로부터 용매-방사된 셀룰로스 섬유의 제조에 관해 개시하고 있다. 이러한 면에서 추가적인 당업계는 DE 10 2011 119 840 A1, AT 506 268 A1, US 6,153,136, CN 102477591A, WO 2006/000197, EP 1 657 258 A1, US 2010/0256352 A1, WO 2011/048608 A2, JP 2004/159231 A 및 CN 101285213 A로부터 알려져 있다.

비스코스 섬유의 발명(Cross and Bevan 1892, GB 8700)은 100년보다 더 이전에 발생하였다. 제조 시 약점(환경 문제) 및 특성의 약점(표준 유형의 불량한 세척 거동)에도 불구하고, 상기 섬유 유형은 매년 1백만 톤 넘게 제조된다.

제2차 세계대전 후 구식 공정의 추가적인 개발에 의해(폴리노식(polynosic) 및 모달(modal) 섬유), 보다 양호한 세척 거동 및 보다 높은 치수 안정성을 가진 섬유가 제조되었지만, 방법의 본질적인 특성(환경적 관련성뿐만 아니라, 다수의 공정 단계들로 인한 매우 복잡한 방법)을 변화시킬 수는 없었다.

이와는 대조적으로, 새로운 섬유 유형인 "라이오셀"의 개발 동안에, 이의 변화하는 구조로 인해, 섬유는 특수한 가공 조건을 요구하며, 따라서, 비스코스 또는 모달 섬유의 구축된 가공 방법은 텍스타일 사슬에 적용될 수 없음이 명백해졌다. 섬유에 적응되는 특수 기계 및 가공 조정은 특히 염색 및 습식 마무리(wet finishing)를 위해 필요하다. 오늘날, 라이오셀 섬유가 판매된 지 20년 넘게, 이는 여전히 단점인 것으로 여겨진다.

현재, 라이오셀 섬유의 우수한 특성(예, 높은 습식 강도, 높은 습윤 계수 및 따라서, 비스코스 섬유와 비교하여 실질적으로 개선되는 세척성 및 치수 안정성)을 유지하면서도, 하기와 같은 비스코스 섬유의 특정한 특성을 라이오셀 섬유에 부여하는 것이 바람직할 것이다:

- 습식 상태에서, 보다 낮은 피브릴화 경향성

- 보다 높은 굴곡성(보다 작은 취성).

따라서, 본 발명의 목적은, 비스코스와 더욱 유사한 특성을 가진 라이오셀 섬유를 제공하는 것이며, 이로써, 잘 알려지며 구축된 비스코스 가공 방법에 따른 섬유의 가공이 가능해진다.

특성 변화는, 방사 물질, 방사 배쓰에의 첨가제 또는 후처리 동안의 첨가제로서 공정과 관계없는 화학물질과는 무관하게, 섬유의 제조를 위한 적합한 공정 파라미터들을 선택함으로써만 달성되어야 한다. 시스템 내 모든 부가적인 화학물질은 방사 물질 또는 방사 배쓰에의 첨가제이며, 회수를 위해 더 많은 노력을 필요로 하고, 비용 인자를 구성한다.

본 발명의 목적은, 0.8 dtex 내지 3.3 dtex의 타이터를 가지며, 하기 관계식을 특징으로 하는, 라이오셀 유형의 셀룰로스 섬유에 의해 달성된다:

횔러 인자(Hoeller factor) F2 ≥ 1, 바람직하게는 ≥ 2

횔러 인자 F1 ≥ -0.6

횔러 인자 F2 ≤ 6 및

횔러 인자 F2 마이너스(-) 4.5*횔러 인자 F1 ≥ 1, 바람직하게는 ≥ 3.

도 1은 라이오셀 섬유의 개발 전, 재생된 셀룰로스 유래의 상업적으로 입수가능한 섬유의 횔러 차트를 보여준다.
도 2는 횔러 차트에서, 본 발명에 따른 섬유가 위치하는 영역을 보여준다.
도 3은 본 발명에 따른 섬유가 보편적인 라이오셀 섬유와 대조되는, 횔러 차트를 보여준다.

하기에서, 본 발명에 따른 새로운 라이오셀 섬유는 소위 "횔러 인자" F1 및 F2를 참조로 기술되며, 선행 기술의 공지된 셀룰로스계 인조 섬유와 구별된다.

비스코스 섬유와 같은 인조 셀룰로스 섬유 뿐만 아니라 라이오셀 섬유의 기본적인 화학 구조가 본질적으로 동일하긴 하지만(셀룰로스), 섬유는 결정도 또는 특히 비정질 영역의 배향과 같은 인자들이 서로 다르다. 이들 인자를 서로 정량적으로 구별하는 것은 어렵다.

또한, 예를 들어, 텍스타일-기계적 파라미터(예, 강도 값)뿐만 아니라 텍스타일 "그립"과 같이 덜 명백하게 정의될 수 있는 특성 면에서, 라이오셀 섬유가 비스코스 섬유와 상이하다는 것이 당업자에게 명백하다. 마찬가지로, 비스코스 공정에 따라 제조되는 서로 다른 유형의 셀룰로스 섬유, 예를 들어, (표준) 비스코스 섬유, 모달 섬유 또는 폴리노식 섬유 사이에 상당한 차이가 있다.

에세이, R. Hoeller "Neue Methode zur Charakterisierung von Fasern aus Regeneratcellulose" Melliand Textilberichte 1984 (65) p. 573-4에서, 그 당시에 알려진 재생된 셀룰로스로 제조되는 서로 다른 유형의 섬유, 즉, 비스코스 공정에 따라 제조되는 섬유 사이의 명백한 차이(differentation)는 정량적 특성을 토대로 제시될 수 있었다.

이러한 제안에 따르면, 보다 많은 섬유 특성들을 비교하는 복잡성은, 섬유를 유사한 특성을 가진 그룹으로 분할하는 몇몇 파라미터의 형성 및 인자 분석에 의해 상당히 간략화될 수 있었다. 인자 분석은, 상관된 특성들의 그룹을 보다 작은 수의 비상관 인자들로 감소시킬 수 있게 하는 다변량(multivariate) 통계학적 방법이다.

인자 분석을 위해 횔러에 의해 사용되는 텍스타일-기계적 특성은 조건화된 최대 인장력(FFk) 및 습식 최대 인장력(FFn), 조건화된 최대 인장력 신장도(FDk) 및 습식 최대 인장력 신장도(FDn), 습윤 계수(NM), 조건화된 루프 강도(SFk) 및 조건화된 노트 강도(knot strength)(KFk)이다.

이들 측정뿐만 아니라 이들의 확인은 모두 당업자에게 알려져 있으며, 특히, BISFA 규정 "Testing methods viscose, modal, lyocell and acetate staple fibers and tows" 에디션 2004 챕터 6 및 7을 참조하며, 이는 하기에 보다 상세히 기술될 것이다.

횔러에 이용가능한 섬유 집단에서, 샘플들 사이의 87% 내지 92%의 분산은 단지 2개 인자들에 의해 검출될 수 있었다(도 1 참조). 이들 2개 인자는 하기와 같이 계산된다:

횔러 인자 F1 = -1.109 + 0.03992xFFk - 0.06502xFDk + 0.04634xFFn - 0.04048xFDn + 0.08936xNM + 0.02748xSFk + 0.02559xKFk

횔러 인자 F2 = -7.070 + 0.02771xFFk +0.04335xFDk + 0.02541FFn + 0.03885FDn - 0.01542xNM + 0.2891xSFk + 0.1640xKFk.

도 1에서 알 수 있듯이, 서로 다른 섬유 유형들 사이의 명백한 차이는 명백하게 측정가능한 파라미터들을 토대로 그려진 이러한 분석에 의해 예시될 수 있었다.

도 1은 횔러에 의해 시험된 재생된 셀룰로스의 상업적으로 입수가능한 섬유 70개 샘플로 제조된 섬유 집단을 횔러 인자 F1 및 F2의 좌표계에서 보여준다. 인자 F1에 따르면, (표준) 비스코스 섬유 및 모달 섬유로의 구분을 확인하는 것이 가능하며, 이들은 또한, BISFA에 의해 서로 다른 섬유 유형으로서 열거되어 있다(그렇지만, 이들은 동일한 기본적인 방법, 즉 비스코스 공정에 따라 제조됨). 세로 좌표의 좌측으로, (표준) 비스코스 섬유 영역이 도시되어 있다(도 1에서 "V"로 지정되어 있음). 세로 좌표의 우측에는 본질적으로 모달 섬유 영역이 도시되어 있으며, 이는 2개의 하위그룹, 즉, HWM-유형("HWM" - 높은 습윤 계수) 섬유 및 폴리노식 유형("PN") 섬유로 추가로 구조화된다. 또한, (대시 기호로 표기된(dashed)) 경계가 그래프에 도시되어 있으며, 이 경계 너머에는 재생된 셀룰로스로 제조되고 시험된 섬유들 중 어느 것도 위치하지 않았다. 그러나, 이러한 공개 시, 라이오셀 섬유는 이미 시범 단계에 있지 않았으며, 상업적으로 입수가능하지 않았다.

현재 상업적으로 입수가능한 라이오셀 섬유는 횔러 F1 값이 2 내지 3이고, F2 값이 2 내지 8이다. 따라서, 도 1에 따른 "횔러 차트"에서, 이러한 섬유는 전술한 경계 너머에 위치할 것이며, 이로부터 비스코스 그룹 섬유와 라이오셀 섬유 사이에 상당한 차이가 이미 순수하게 시각적으로 명백하다.

이제, 본 발명에 따른 섬유는 횔러 차트에서 사각형으로 예시될 수 있는 영역에 위치한다.

사각형의 면(side)들은 각각 하기 값 또는 관계식에 상응한다:

하부 경계 F2 = 1

좌측 경계 F1 = -0.6

상부 경계 F2 = 6

하기 관계식을 통해 정의된 우측 경계:

상기 관계로부터 생성되는 횔러 차트에서 본 발명에 따른 라이오셀 섬유의 배치는 도 2에 도시되어 있다. 따라서, 대략적으로 말하자면, 본 발명에 따른 섬유는 횔러 차트에서 세로 좌표 주변으로 가로 좌표 위쪽의 공간을 차지하며, 이의 좌측을 차지하며, 현재 상업적으로 입수가능한 라이오셀 섬유와 명백하게 구별되고, 느슨하게 말하자면, 횔러 차트에서 세로 좌표의 우측에 (상당히) 위치한다.

이와는 달리, 본 발명에 따른 라이오셀 섬유는 횔러 차트에서 (표준) 비스코스의 영역에 근접하게 위치한다. 사실상, 본 발명에 따른 라이오셀 섬유는 이의 가공성과 관련하여, 현재 상업적으로 보편적인 라이오셀 섬유보다 훨씬 "더 비스코스와 유사한" 특성을 가지는 것으로 나타났다.

텍스타일 수행에서, 이들 "보다 비스코스-유사한" 특성은 하기의 특성 변화를 유도한다:

- 본 발명에 따른 섬유는 가닥에서 비스코스와 유사한 평면형 어셈블리로서 염색될 수 있다(종래의 라이오셀 섬유는 단지 개방-폭 염색(open-width dyeing)에만 적합함).

- 수지 마감재(resin finish)를 사용하여 고등급 마감 처리되지 않은 본 발명에 따른 섬유로 제조된 평면형 어셈블리(예, 편직물)는 세척 시, 장기간 동안 변하지 않는 패브릭 외양을 유지할 것이다.

- 본 발명에 따른 섬유로 제조된 평면형 어셈블리는 비스코스로 제조된 평면형 어셈블리와 유사한 내마모성을 나타내며, 그로 인해, 종래의 라이오셀 섬유와 비교하여 2배의 개선을 나타낸다.

그러나, 본 발명에 따른 섬유는 세척 공정 동안에 라이오셀 섬유의 특징인 높은 치수 안정성을 유지한다.

본 발명에 따른 섬유의 영역 및 (표준) 비스코스 섬유의 영역뿐만 아니라, 부분적으로는 모달 섬유의 영역이 횔러 차트에서 중복되긴 하지만, 섬유 유형은 제조 공정에서의 기본적인 차이들을 토대로 서로 명백하게 구별될 수 있으며, 이는, 본 발명에 따른 섬유가 비스코스 공정에 따라 제조되는 섬유, 예컨대 (표준) 비스코스 섬유 및 모달 섬유로부터 명배하게 분석적으로 구분될 수 있기 때문이다:

- 라이오셀 유형의 섬유와 결합되는 용매의 잔여량(특히, 아민 옥사이드 공정에 따라 제조되는 섬유의 경우 NMMO의 잔여물)이 검출가능하다.

- 비스코스 공정에 따라 제조되는 섬유와 달리, 섬유는 황을 함유하지 않는다.

후술되는 방법에 따르면, 본 발명에 따른 섬유의 습식 마모 거동은 섬유 파손점까지 300 내지 5000 회전수, 바람직하게는 500 내지 3000 회전수의 범위이다.

본 발명에 따른 섬유의 굴곡성(즉, 지수(quotient) FDk/FFk)은 바람직하게는 0.55 내지 1.00, 바람직하게는 0.65 내지 1.00의 범위이다.

본 발명에 따른 섬유의 링 방적사 Nm 50/1로 제조된 싱글 저어지 150 g/m²의 마틴데일에 따른 건식 마모 값은 정공 형성점까지 30　000 내지 60 000 tours인 것으로 나타나 있다.

본 발명에 따른 섬유는 바람직하게는, 아민 옥사이드 공정에 따라 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 섬유는 바람직하게는, 스테이플 섬유, 즉, 절단 섬유로서 제공된다.

본 발명의 라이오셀 섬유의, 비스코스와 유사한 라이오셀 섬유로의 특성 변화, 및 그로 인한 횔러 차트에서의 섬유 데이터의 재위치화는 본 발명에 따라, 원료 및 공정 조건을 조심스럽게 조정함으로써 달성된다:

1) 펄프

사용되는 원료의 정의된 분자량 분포는 본 발명에 따른 섬유의 제조에 필요하다. 이는 특히, 2 이상의 단일 펄프들을 혼합함으로써 달성된다. 이에, 본 발명에 따른 섬유는 바람직하게는, 이러한 섬유가 2 이상의 서로 다른 펄프들의 혼합물로부터 제조되는 것을 특징으로 한다.

분자량 분포는 하기 파라미터를 특징으로 한다:

a) 중합도가 50 미만인 셀룰로스 또는 셀룰로스의 수반되는 성분(폴리머성 펜토산 및 헥소산, 예컨대 자일란(xylan), 글루코만난, 저분자량 베타-1,4-글루칸)의 양은 (펄프 혼합물을 기준으로) 2% 미만, 바람직하게는 1.5% 미만이다(DMAC/LiCl에서 MALLS 검출에 의해 GPC/SEC를 이용한 분자량 분포의 확인, Bohrn, R., A. Potthast, et al. (2004). "A novel diazo reagent for fluorescence labeling of carboxyl groups in pulp." Lenzinger Berichte 83: 84-91).

b) 펄프 혼합물 중 70% 내지 95%의 양은 250 내지 500 ml/g, 바람직하게는 390 내지 420 ml/g 범위의 극한 점도 수(SCAN-CM 15:99에 따라 측정됨)를 가지며, 하기에서 "저분자량 구성성분"으로 지칭된다.

c) 펄프 혼합물 중 5% 내지 30%의 양은 1000 내지 2500 ml/g, 바람직하게는 1500 내지 2100 ml/g 범위의 극한 점도 수를 가지며, 하기에서 "고분자량 구성성분"으로 지칭된다.

d) 바람직하게는, 각각, 고분자량 구성성분의 극한 점도 수가 1000 내지 1800 ml/g인 경우, 저분자량 구성성분의 양은 70% 내지 75%이며, 고분자량 구성성분의 극한 점도 수가 2000 ml/g 초과인 경우, 저분자량 구성성분의 양은 70% 내지 95%이다.

e) 더욱이, 사용되는 펄프의 순도가 중요하다: 순도는 DIN 54355(1977)에 따라 평균 내알칼리성 값 R10 및 R18로 정의되며, 즉, 가성 소다에 대한 펄프의 저항성(내알칼리성)의 확인값으로 정의된다. 상기 값은 대략적으로, TAPPI T 203 CM-99에 따라 알파 셀룰로스의 함량에 상응한다.

저분자량 구성성분의 순도는 91% 초과, 바람직하게는 94% 초과이며, 고분자량 구성성분의 순도는 91% 초과, 바람직하게는 96% 초과이다.

특히 무명 린터 펄프와 같은 고순도의 펄프를 사용함으로써, 본 발명에 따른 특성을 나타내는 섬유를 제조하는 것이 더욱 용이해질 수 있는 것으로 나타났다.

더욱이, 재활용된 무명 텍스타일("재활용된 무명 섬유" - RCF)로부터 제조된 펄프는 본 발명에 따른 섬유의 제조에 적합한 것으로 나타났다. 이러한 펄프는 공개문헌 "Process for pretreating reclaimed cotton fibres to be used in the production of moulded bodies from regenerated cellulose"(연구 개시내용, www.researchdisclosure.com, 데이터베이스 번호 609040, 2014년 12월 11일에 디지털 공개됨)의 교시에 따라 제조될 수 있다.

2) 방사 조건

적절한 펄프 조성물을 선택하는 것 외에도, 본 발명에 따른 섬유의 제조를 위한 방사 조건이 특히 중요하다:

i) 방사 물질의 처리량은 0.01 내지 0.05 g/노즐 정공/min, 바람직하게는 0.015 내지 0.025 g/노즐 정공/min 범위여야 한다.

ii) 에어 갭 길이: 본 발명에 따른 섬유의 제조 절차는, 에어 갭 길이가 관련 파라미터(relevant parameter)를 구성하지 않는다는 점에서, 선행 기술(WO 95/02082, WO 97/38153)과 상이하다. 에어 갭 길이가 20 mm에서 시작하는 본 발명에 따른 섬유는 이미 수득된다.

iii) 에어 갭 내에서의 분위기(climate): 본 발명에 따른 섬유의 제조는 또한, 취입 공기의 습도 및 온도가 관련 파라미터를 구성하지 않는다는 점에서, 선행 기술(WO 95/02082, WO 97/38153)과 상이하다. 0 g/kg 에어 내지 30 g/kg 에어인 취입 공기의 습도 값이 이용가능하며, 취입 공기의 온도는 10℃ 내지 30℃ 범위일 수 있다(취입 공기의 주어진 습도 설정점에 있어서, 상대 습도 100%에 상응하는 최소 에어 온도는 미흡하지 않을 수 있는 것으로 당업자에게 알려져 있음).

에어 갭 내 취입 공기의 속도는 현재 상업적으로 입수가능한 라이오셀 섬유의 제조에서보다 낮으며, 3 m/sec 미만, 바람직하게는 약 1 내지 2 m/sec이어야 한다.

iv) 에어 갭 내 드래프트: 에어 갭 내 드래프트의 값은 7 미만이어야 한다(섬유로부터의 압출 속도에 대한 방사 배쓰로부터의 하울-오프 속도(haul-off speed)의 지수(quotient)). 섬유의 타이터가 정해지는 한, 작은 드래프트는 정공 직경이 작은 노즐을 사용하여 달성가능하다. 정공 직경이 100 ㎛ 이하인 노즐이 사용가능하며, 정공 직경이 40 ㎛ 내지 60 ㎛인 노즐이 바람직하다.

v) 방사 온도: 방사는 가능한 한 높은 온도에서 수행되어야 하며, 이는 용매의 열안정성에 의해서만 제한된다. 그러나, 온도는 130℃ 값 이상이어야 한다.

vi) 방사 배쓰 온도는 0℃ 내지 40℃ 범위일 수 있으며, 0℃ 내지 10℃의 값이 바람직하다.

vii) 방사 배쓰로부터 후처리로의 섬유의 수송 동안과 후처리 동안에, 필라멘트는 WO 97/33020에 따라, 세로축 방향으로 5.5 cN/tex 이하의 인장 하중에 노출되어야 한다.

상기 파라미터들이 충족되는 경우, 2개의 횔러 인자 F1 및 F2의 측면에서 본 발명에 따른 관계를 준수하며, 따라서 보다 "비스코스-유사" 특성을 가진 라이오셀 섬유는 재현가능한 방식으로 수득되는 것으로 나타났다.

본 발명은 또한, 본 발명에 따른 섬유를 복수 개로 포함하는 섬유속에 관한 것이다. "섬유속"은 복수의 섬유, 예를 들어 복수의 스테이플 섬유, 연속 필라멘트 가닥 또는 섬유 베일(bale)인 것으로 이해된다.

제조 방법:

텍스타일 -기계적 특성의 시험:

섬유의 타이터(선형 밀도)의 확인을 BISFA 규정 "Testing methods viscose, modal, lyocell and acetate staple fibers and tows" 에디션 2004 챕터 6에 따라 진동계, 유형 Lenzing Technik에 의해 수행하였다.

최대 인장력(파손 점착성(breaking tenacity)), 조건화 상태 및 습식 상태의 최대 인장력 신장도(파단 신율), 및 습윤 계수의 확인을 전술한 BISFA 규정, 챕터 7에 따라 인장 시험 장치 Lenzing Vibrodyn(일정한 변형 속도에서 단일 섬유 상에서의 인장 시험용 장치)에 의해 수행하였다.

루프 강도를 DIN 53843, Part 2를 토대로 하기 방식으로 확인하였다:

시험에 사용된 2개의 섬유들의 타이터를 진동계에서 확인한다. 루프 강도를 확인하기 위해, 제1 섬유를 루프로 형성하고, 2개의 말단들을 예비-하중 중량으로 클램핑한다(전술한 BISFA 규정, 챕터 7에 따른 예비-하중 중량의 크기). 제2 섬유를 제1 섬유의 루프 내로 연신하고, 말단들을, 교차부(interlacing)가 2개의 클램프들의 중간에 위치하도록, 인장 시험 장치의 상위 클램프(측정 헤드)에 놓는다. 예비-하중을 레벨링(levelling)한 후, 하위 클램프를 밀폐하고, 인장 시험을 시작한다(클램핑 길이 20 mm, 견인 속도(traction speed) 2 mm/min). 섬유의 파손이 루프 아크(loop arc)에서 발생하도록 해야 한다. 타이터-관련 루프 강도로서, 수득되었던 측정된 최대 인장력 값을 2개의 섬유 타이터들 중 더 작은 타이터로 나눈다.

노트 강도를 DIN 53842, Part 1을 토대로 하기 방식으로 확인하였다:

루프를 시험될 섬유로부터 형성하고, 섬유의 한쪽 말단을 루프를 통해 연신하며, 따라서, 느슨한 노트를 형성한다. 섬유를, 노트가 클램프들 사이의 중간에 위치하도록, 인장 시험 장치의 상의 클램프에 놓는다. 예비-하중을 레벨링한 후, 하위 클램프를 밀폐하고, 인장 시험을 시작한다(클램핑 길이 20 mm, 견인 속도 2 mm/min). 평가를 위해, 섬유가 노트에서 실제로 파손되었을 때의 결과만 사용한다.

습식 마모 방법에 따른 피브릴화 거동의 확인:

Helfried Stoever: "Zur Fasernassscheuerung von Viskosefasern" Faserforschung und Textiltechnik 19 (1968) Issue 10, p. 447-452에 의한 공개문헌에 기술된 방법을 이용하였다.

원리는, 비스코스 필라멘트 호스로 코팅된 회전 강철 샤프트를 사용하여, 습식 상태에서의 단일 섬유의 마모를 토대로 한다. 호스를 물로 계속 적신다. 섬유가 닳아지고, 예비-하중 중량이 접촉을 유도할 때까지의 회전수를 확인하고, 각각의 섬유 타이터와 관련시킨다.

장치: Lenzing Technik Instruments의 Abrasion Machine Delta 100

상기 인용된 공개문헌과는 별도로, 필라멘트 호스에서 그루브의 형성을 방지하기 위해, 강철 샤프트를 측정 동안 세로축 방향으로 계속 시프트한다.

필라멘트 호스의 공급원: Vom Baur GmbH & KG. Marktstraβe 34, D-42369 Wuppertal

시험 조건:

유수율: 8.2 ml/min

회전 속도: 500 U/min

마모각: 타이터 1.3 dtex의 경우 40°, 타이터 1.7 dtex의 경우 50°, 타이터 3.3 dtex의 경우 50°

예비-하중 중량: 타이터 1.3 dtex의 경우 50 mg, 타이터 1.7 dtex의 경우 70 mg, 타이터 3.3　dtex의 경우 150 mg.

마틴데일에 따른 평면형 어셈블리의 내마모성의 확인:

표준 "마틴데일 방법에 의한 평면형 텍스타일 어셈블리의 내마모성 확인 - 파트 2: 샘플 파괴 정의(ISO 12947-2:1998+Cor.1:2002; 독일 버전 EN ISO 12947-2:1998+AC:2006)에 따른 방법.

실시예 :

표 1에서 하기에 기술된 펄프 및 펄프 혼합물 각각을 표 2에 지시된 조성물의 방사 물질로 가공하였으며, 표 2의 조건 하에 WO　93/19230에 따른 방사 방법에 의해 약 1.2 dtex 내지 1.6 dtex의 타이터를 가진 섬유로 방사하였다.

표에서 지시되지 않은 상수 파라미터들은 하기와 같다:

- 방사 물질 산출량: 0.02 g/정공/min

- 에어 갭 : 20 mm

- 취입 공기의 습도 : 8 - 12 g H₂O/kg 에어

- 취입 공기의 온도 : 28℃ 내지 32℃

- 에어 갭에서의 취입 공기의 속도 : 2 m/sec.

수득된 섬유의 텍스타일-기계적 데이터는 표 3에 나타나 있다. 텍스타일 데이터로부터 계산된 횔러 인자, 섬유의 습식 마모 값 및 굴곡성은 표 4에서 확인할 수 있다. 그 결과는, 펄프의 영향 및 방사 온도의 특정한 중요성을 명백하게 보여준다.

펄프	코드	극한 점도 수	알파 함량	DP의 양 < 50	DP > 2000
		ml/g	%	%

솔루셀(Solucell) 250	So 250	270	91.8	1.3	2.8
보레가드 유도체(Borregard Derivative) HV	Bo HV	1030	n.b.	1.4	49.1
사이코르(Saiccor)	Sai	383	90.4	6.6	14.9
보레가드 유도체 VHV	Bo VHV	1500	92.7	n.b.	n.b.
솔루셀 400	So 400	415	94.9	1.9	11.8
무명 린터, 저 MW	Co LV	396	97.1	0.6	0
무명 린터, 고 MW	Co HV	2030	99.1	0	98.3
재활용된 무명 섬유, 저 MW	RCF LV	423	97.1	0.45	7.7
재활용된 무명 섬유, 고 MW	RCF HV	1840	97.8	0	68.7

펄프 "RCV LV" 및 "RCV HV"를 공개문헌 "Process for pretreating reclaimed cotton fibres to be used in the production of moulded bodies from regenerated cellulose"(연구 개시내용, www.researchdisclosure.com, 데이터베이스 번호 609040, 2014년 12월 11일에 디지털 공개됨)의 교시에 따라 제조하였다.

	각각 펄프 또는 펄프 혼합물	고분자량/저분자량의 비	방사 물질 내 셀룰로스	방사 물질 내 물	노즐	드래프트	방사 온도	방사 배쓰 온도
			%	%	μ		℃	℃

실시예 1	Co HV/Co LV	10 / 90	11	12	40	1.54	131	0
실시예 2	Co HV/Co LV	10 / 90	11	12	50	2.41	131	0
실시예 3	Co HV/Co LV	10 / 90	11	12	60	3.47	130	0
실시예 4	Co HV/Co LV	10 / 90	11	12	80	6.17	130	0
실시예 5	Co HV/Co LV	10 / 90	11	12	60	3.47	130	20
실시예 6	Co HV/Co LV	10 / 90	11	10.5	50	2.41	132	0
실시예 7	Co HV/Co LV	10 / 90	11	10.5	50	2.41	132	20
실시예 8	Co HV/Co LV	10 / 90	13	11.7	50	2.85	131	0
실시예 9	Co HV/Co LV	5 / 95	13.5	10	50	2.96	130	20
실시예 10	Co HV/Co LV	5 / 95	13.5	10	50	2.96	131	0
실시예 11	Bo HV/So 250	30 / 70	11	12	40	1.54	130	20
실시예 12	Bo HV/So 250	30 / 70	11	12	50	2.41	130	20
실시예 13	Bo HV/So 250	30 / 70	11	12	60	3.47	130	20
실시예 14	Bo HV/So 250	30 / 70	11	12	70	4.73	130	20
실시예 15	Bo VHV/So 400	24 / 76	11	12	50	2.41	132	20
실시예 16	RCF HV / RCF LV	10 / 90	11	12	50	2.41	130	0
실시예 17	Bo VHV / RCF LV	10 / 90	11	12	50	2.41	132	0
비교예 1	Co HV/Co LV	5 / 95	13.5	10	50	2.96	122	0
비교예 2	Co HV/Co LV	10 / 90	11	12	100	9.64	130	20
비교예 3	Sai		12.8	10.5	40	1.80	132	20
비교예 4 (상업적인 라이오셀 섬유)	Sai		13	10.5	100	11.4	124	20

	타이터	FFk	FDk	FFn	FDn	NM	SFk	KFk
	dtex	cN/tex	%	cN/tex	%	cN/tex, 5%	cN/tex	cN/tex

실시예 1	1.37	21.8	15.2	16.7	22.8	4.2	14.8	21.3
실시예 2	1.37	25.1	21.5	17.8	28.2	3.9	15.7	23.3
실시예 3	1.37	26.4	17.4	19.0	22.2	4.8	16.3	23.3
실시예 4	1.37	26.3	16.5	20.8	22.8	5.4	17.5	25.1
실시예 5	1.36	26.0	14.0	17.5	20.5	4.7	14.5	22.7
실시예 6	1.23	24.5	19.0	18.7	25.5	4.4	16.1	22.5
실시예 7	1.34	24.7	17.5	20.0	24.4	5.5	16.7	24.1
실시예 8	1.54	26.4	16.1	19.5	21.7	4.7	17.4	23.6
실시예 9	1.29	27.5	14.9	20.5	21.0	5.8	20.6	24.9
실시예 10	1.37	24.8	17.8	19.4	24.2	4.5	19.1	23.6
실시예 11	1.34	21.3	14.1	14.9	22.8	3.6	11.5	19.2
실시예 12	1.30	24.1	15.2	15.4	19.2	4.4	10.2	19.4
실시예 13	1.37	22.9	15.9	18.1	22.7	4.4	11.1	20.3
실시예 14	1.30	25.3	14.6	19.4	21.8	5.0	12.0	20.5
실시예 15	1.30	27.5	16.9	22.7	22.8	6.0	13.2	23.8
실시예 16	1.36	24.6	16.0	18.5	23.9	4.2	14.8	22.4
실시예 17	1.32	23.1	16.5	17.9	24.5	4.0	14.1	20.9
비교예 1	1,30	28.8	15.0	21.1	23.6	5.3	20.9	25.2
비교예 2	1.43	27.7	11.1	21.6	16.1	8.1	16.7	25.0
비교예3	1.31	30.1	13.5	22.3	16.4	6.9	11.3	21.1
비교예 4 상업적인 라이오셀 섬유	1.37	39.3	13.6	34.9	18.6	10.6	18.9	31.7

	횔러 인자	횔러 인자	습식 마모 값	굴곡성
	F 1	F 2	파손될 때까지의 회전수	FDk/FFk

실시예 1	-0.05	3.20	1951	0.70
실시예 2	-0.45	4.39	1947	0.86
실시예 3	0.27	4.22	664	0.66
실시예 4	0.51	4.88	370	0.63
실시예 5	0.40	3.33	244	0.54
실시예 6	-0.12	4.16	1427	0.78
실시예 7	-0.07	5.02	1455	0.71
실시예 8	0.42	4.53	511	0.61
실시예 9	0.84	5.61	303	0.54
실시예 10	0.17	5.15	635	0.72
실시예 11	-0.28	1.82	336	0.66
실시예 12	-0.04	1.45	585	0.63
실시예 13	-0.09	2.06	410	0.70
실시예 14	0.27	2.36	312	0.58
실시예 15	0.52	3.49	443	0.62
실시예 16	0.08	3.59	1153	0.65
실시예 17	-0.14	3.13	821	0.71
비교예 1	1.21	5.94	332	0.52
비교예 2	1.45	4.16	125	0.40
비교예 3	1.05	2,17	30	0.45
비교예 4 상업적인 라이오셀 섬유	2.72	6.17	40	0.34

도 3은 횔러 차트에서의 실시예/비교예의 위치뿐만 아니라 본 발명에 따라 청구되는 차트의 영역을 보여준다. 여기서, (본 발명에 따른) 실시예 1 내지 17에는 이들 각각의 번호가 지정되어 있으며, 한편 비교예 1 내지 4는 각각 접두사 "V"로 지정되어 있다.

비교예 1은, 모든 나머지 제조 파라미터들이 본 발명에 따른 섬유의 제조를 위한 파라미터에 상응하더라도, 122℃에서, 방사 온도가 필요한 값인 130℃ 이상보다 낮은 경우, 달성되지 않음을 나타내고 있다.

비교예 2는, 모든 나머지 제조 파라미터들이 본 발명에 따른 섬유의 제조를 위한 파라미터에 상응하더라도, 9.64에서, 드래프트가 8.00 미만인 필요한 값보다 큰 경우, 달성되지 않음을 나타내고 있다.

비교예 3은 펄프의 중요성을 나타낸다. 본 발명에 따른 목적은, 모든 나머지 제조 파라미터들이 본 발명에 따른 섬유의 제조를 위한 파라미터에 상응하더라도, 단일 펄프와 함께 펄프 조성물이 매우 높은 분자량 및 낮은 분자량의 필요한 비율을 나타내지 못하는 경우, 달성되지 않음을 나타내고 있다.

비교예 4는 상업적인 라이오셀 섬유(Lenzing AG의 Tencel^®)의 특성 및 위치를 횔러 차트에서 보여준다.

가공예 :

실시예 11에 따른 1.3 dtex/38 mm의 섬유 130 kg 베일(bale)을 링 방적사 Nm 50으로 가공하였다. 단위 면적 당 질량이 150 g/m²인 싱글 저어지를 상기 방적사로부터 제조하였다. 이러한 싱글 저어지 샘플을 1:30의 배쓰 비율로, 60℃, 실험실 제트에서 45분 동안 4% 노바크론마린 FG(Novacronmarine FG)를 사용하여 염색하였으며, 후속해서 60℃에서 15회의 가정용 세척하였다.

표 5는 각각 상업적인 비스코스 섬유 또는 라이오셀 섬유로 제조된 동일한 구조의 평면형 어셈블리와 비교하여, 이러한 싱글 저어지의 마모 및 세척 거동을 보여준다.

	실시예 11에 따른 섬유	비스코스 1.3 dtex	라이오셀 표준 1.3 dtex

정공 형성 시까지, 마모 마틴데일 tours	57 500	58 750	15 500

세척 시험
그레이 스케일^*
제1 세척 후 등급	4-5	4	3-4
제5 세척 후 등급	4-5	4	1
제10 세척 후 등급	3	4-5	2
제15 세척 후 등급	2-3	4-5	1

*등급은 1 내지 5이며, 최상 등급은 5이다.

Claims

0.8 dtex 내지 3.3 dtex의 타이터(titre)를 가지며, 하기 관계식을 특징으로 하는, 라이오셀(Lyocell) 유형의 셀룰로스 섬유:
횔러 인자(Hoeller factor) F2 ≥ 1,
횔러 인자 F1 ≥ -0.6,
횔러 인자 F2 ≤ 6, 및
횔러 인자 F2 마이너스(-) 4.5*횔러 인자 F1 ≥ 1.
제1항에 있어서,
횔러 인자(Hoeller factor) F2 ≥ 2이거나,
횔러 인자 F2 마이너스(-) 4.5*횔러 인자 F1 ≥ 3이거나,
횔러 인자(Hoeller factor) F2 ≥ 2 및 횔러 인자 F2 마이너스(-) 4.5*횔러 인자 F1 ≥ 3인, 라이오셀 유형의 셀룰로스 섬유.
제1항에 있어서,
습윤 내마모성(wet abrasion resistance)이 300 회전수(revolution) 내지 5000 회전수인 것을 특징으로 하는, 라이오셀 유형의 셀룰로스 섬유.
제1항에 있어서,
굴곡성(flexibility)이 0.55 내지 1.00인 것을 특징으로 하는, 라이오셀 유형의 셀룰로스 섬유.
제4항에 있어서,
상기 섬유의 링 방적사(ring yarn) Nm 50/1로부터 제조된 싱글 저어지(single jersey) 150 g/m²가 마틴데일(Martindale)에 따른 내마모성을 중공 형성점(point of hole formation)까지 30 000 tours 내지 60 000 tours로 나타내는 것을 특징으로 하는, 라이오셀 유형의 셀룰로스 섬유.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 섬유가 아민 옥사이드 공정에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는, 라이오셀 유형의 셀룰로스 섬유.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 섬유가 2 이상의 서로 다른 펄프들의 혼합물로부터 제조되는 것을 특징으로 하는, 라이오셀 유형의 셀룰로스 섬유.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 섬유를 복수 개로 포함하는 섬유속(fiber bundle).