KR102250338B1

KR102250338B1 - 반복 내구성이 우수한 신축성 부직포

Info

Publication number: KR102250338B1
Application number: KR1020177006969A
Authority: KR
Inventors: 사토시 고이즈미; 스미토 기요오카; 야스로우 아라이다
Original assignee: 주식회사 쿠라레
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2021-05-10
Also published as: EP3187634B1; TW201623721A; ES2836182T3; US11598034B2; AU2015309923A1; CA2959147C; JPWO2016031818A1; CN106795671B; CN106795671A; JP6560683B2; KR20170047276A; EP3187634A1; AU2015309923B2; EP3187634A4; WO2016031818A1; TWI640666B; CA2959147A1; US20170247823A1

Abstract

권축 섬유를 포함하는 신축성 부직포이고, 면 방향에 있어서의 적어도 일 방향에 대한 인장 시험에 의한 응력-변형률 곡선에 있어서, 변형률 ε 이 20 ％, 30 ％, 55 ％ 및 65 ％ 일 때의 응력 σ (N/50 ㎜) 을 각각 σ₂₀, σ₃₀, σ₅₅ 및 σ₆₅ 로 할 때, 하기 식 : (σ₆₅ － σ₅₅)/(σ₃₀ － σ₂₀) ≥ 2.5 을 만족하는 부직포, 및 그것을 사용한 붕대가 제공된다. 당해 부직포 및 붕대는, 반복 사용하였을 때의 신축 성능의 열화가 작아, 반복 내구성이 우수할 수 있다.

Description

반복 내구성이 우수한 신축성 부직포{STRETCHABLE NON-WOVEN FABRIC HAVING EXCELLENT REPETITION DURABILITY}

본 발명은, 붕대 등으로서 바람직하게 사용할 수 있는 신축성 부직포에 관한 것이다.

붕대는, 환부 등의 적용 부위에 감아 적용 부위를 직접 보호하거나, 다른 보호 부재 (거즈 등) 를 적용 부위에 고정시키거나 하기 위해 사용될 뿐만 아니라, 그 신축성을 이용한 권회시의 압박력에 의해 창상부의 지혈을 실시하거나, 혈류를 촉진시켜 부종을 개선하거나 하는 것에도 사용되고 있다. 또 신축성 붕대는, 환부를 압박함으로써 치료를 실시하는 압박 요법에 대한 적용도 기대되고 있으며, 그 대표예는 하지 정맥류의 치료·개선이다.

신축성 붕대에는 부직포를 사용할 수 있다. 코일상으로 권축된 권축 섬유로 부직포를 구성하고, 인접하거나 또는 교차하는 권축 섬유끼리를 그것들의 권축 코일부에서 교락시킨 내부 구조를 갖게 함으로써 부직포에 신축성을 부여할 수 있고, 권회시에 압박력을 부여할 수 있다. 권축 섬유로 구성된 부직포는, 예를 들어 일본 공표특허공보 2006-507417호 (특허문헌 1), 국제공개 제2008/015972호 (특허문헌 2), 및 국제공개 제2012/070556호 (특허문헌 3) 에 개시되어 있다.

일본 공표특허공보 2006-507417호 국제공개 제2008/015972호 국제공개 제2012/070556호

신축성 붕대, 특히 비교적 장기간 사용되는 것이 상정되는 권회시의 압박력을 이용하는 신축성 붕대 (압박 붕대) 에는, 일회용으로 사용하는 것이 아니라, 반복 사용할 수 있을 (예를 들어, 어느 기간 사용한 후에 세탁해도, 충분한 압박력을 부여할 수 있어 문제없이 재사용할 수 있을) 것이 요구되고 있다. 이 때문에, 압박 붕대를 구성하는 부직포는, 그 신축 성능이 반복 사용에 의해 열화되지 않는 것이 바람직하지만, 종래의 신축성 부직포는 이 점에서 개선의 여지가 있었다.

그래서 본 발명은, 반복 사용하였을 때의 신축 성능의 열화가 작은 반복 내구성이 우수한 신축성 부직포, 및 이것을 사용한 붕대 (압박 붕대 등) 의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은, 이하에 나타내는 신축성 부직포 및 붕대를 제공한다.

[1] 권축 섬유를 포함하는 신축성 부직포로서,

면 방향에 있어서의 적어도 일 방향에 대한 인장 시험에 의한 응력-변형률 곡선에 있어서,

변형률 ε 이 20 ％, 30 ％, 55 ％ 및 65 ％ 일 때의 응력 σ (N/50 ㎜) 을 각각 σ₂₀, σ₃₀, σ₅₅ 및 σ₆₅ 로 할 때, 하기 식 :

(σ₆₅ － σ₅₅)/(σ₃₀ － σ₂₀) ≥ 2.5

을 만족하는, 부직포.

[2] 변형률 ε 이 80 ％ 일 때의 응력 σ₈₀ 이 20 N/50 ㎜ 이상인 [1] 에 기재된, 부직포.

[3] 겉보기 중량이 90 g/㎡ 이상인 [1] 또는 [2] 에 기재된, 부직포.

[4] 면 방향에 있어서의 적어도 일 방향에 대한 인장 시험에 의한 파단 강도가 40 N/50 ㎜ 이상인 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된, 부직포.

[5] 상기 권축 섬유는, 열수축률이 상이한 복수의 수지가 상 구조를 형성한 복합 섬유로 구성되어 있고, 면 방향에 대하여 대략 평행하게 배향되어 있음과 함께, 평균 곡률 반경 20 ∼ 200 ㎛ 로 두께 방향에 있어서 대략 균일하게 권축되어 있는 [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된, 부직포.

[6] 붕대인 [1] ∼ [5] 중 어느 하나에 기재된, 부직포.

본 발명에 의하면, 반복 사용하였을 때의 신축 성능의 열화가 작은 반복 내구성이 우수한 신축성 부직포를 제공할 수 있다. 본 발명에 관련된 신축성 부직포는, 붕대, 특히 창상부 등의 지혈을 실시하거나, 혈류를 촉진시키거나 하는 용도에 사용되는 신축성 붕대나, 압박 요법용 붕대와 같은, 권회에 의해 압박력을 부여하는 그 밖의 붕대 (압박 붕대) 에 바람직하게 사용할 수 있다.

도 1 은 섬유 만곡률의 측정 방법을 나타내는 모식도이다.
도 2 는 실시예 1 에서 얻어진 신축성 부직포의 응력-변형률 곡선을 나타내는 도면이다.
도 3 은 실시예 2 에서 얻어진 신축성 부직포의 응력-변형률 곡선을 나타내는 도면이다.
도 4 는 비교예 1 에서 얻어진 신축성 부직포의 응력-변형률 곡선을 나타내는 도면이다.
도 5 는 비교예 2 에서 얻어진 신축성 부직포의 응력-변형률 곡선을 나타내는 도면이다.
도 6 은 비교예 3 에서 얻어진 신축성 부직포의 응력-변형률 곡선을 나타내는 도면이다.

＜신축성 부직포＞

(1) 신축성 부직포의 특성

본 발명에 관련된 신축성 부직포는, 이후에 상세히 서술하는 바와 같이, 코일상으로 권축된 권축 섬유를 포함하여 구성된다. 신축성 부직포는, 이것을 구성하는 각 권축 섬유가 실질적으로 융착되지 않고, 주로 권축 섬유가 서로 그것들의 권축 코일부에서 얽혀 구속되거나 또는 걸린 구조를 갖고 있다. 또 본 발명에 관련된 신축성 부직포에 있어서, 바람직하게는, 이것을 구성하는 대략 (대부분) 의 권축 섬유 (권축 섬유의 축심 방향) 는, 부직포면 (시트면) 에 대하여 대략 평행하게 배향되어 있다. 본원 명세서에 있어서「면 방향에 대하여 대략 평행하게 배향되어 있다」란, 예를 들어 니들 펀치에 의한 교락과 같이, 국부적으로 다수의 권축 섬유 (권축 섬유의 축심 방향) 가 두께 방향을 따라 배향되어 있는 부분이 반복하여 존재하지 않는 상태를 의미한다.

본 발명에 관련된 신축성 부직포는, 바람직하게는, 그 면 방향 (길이 방향) 으로 배향되고, 또한 코일상으로 권축된 권축 섬유를 포함하고, 인접하거나 또는 교차하는 권축 섬유끼리는, 그것들의 권축 코일부에서 서로 교락되어 있다. 또, 부직포의 두께 방향 (또는 경사 방향) 에서도, 경도로 권축 섬유끼리가 교락되어 있다. 특히, 섬유 웨브에 있어서, 코일상으로 수축되는 과정에서 섬유끼리가 교락되고, 교락된 권축 코일부에 의해 권축 섬유가 구속되어 있다.

그 때문에, 본 발명에 관련된 신축성 부직포는, 폭 방향이나 두께 방향보다, 교락되는 권축 코일부에 의해 면 방향 (길이 방향) 으로 크게 신장된다. 또 신축성 부직포는, 바람직하게는 권축 섬유가 면 방향 및 길이 방향으로 배향되어 있고, 따라서 길이 방향으로 장력을 부여하면, 교락된 권축 코일부가 신장되고, 또한 원래의 코일상으로 되돌아가려고 하기 때문에, 면 방향 및 길이 방향에 있어서 높은 신축성을 나타낼 수 있다. 또한, 부직포의 두께 방향에 있어서의 권축 섬유끼리의 경도의 교락에 의해, 두께 방향에 있어서의 쿠션성 및 유연성을 발현할 수 있고, 이로써 신축성 부직포는 양호한 촉감 및 질감을 가질 수 있다.

권축 코일부는, 어느 정도의 압력으로의 접촉에 의해 다른 권축 코일부와 용이하게 교락된다. 따라서, 본 발명에 관련된 신축성 부직포는 자착성이 우수한 것이 될 수 있다. 본원 명세서에 있어서「자착성」이란, 점착제나 고정구 등을 사용하지 않고, 부직포끼리의 접촉에 의해 접합 또는 교락시켜 구속하거나 또는 걸 수 있는 특성을 말한다.

권축 섬유는, 바람직하게는 면 방향 및 길이 방향으로 배향되어 있고, 따라서 길이 방향으로 장력을 부여하면, 교락된 권축 코일부가 탄성 변형에 의해 신장되고, 추가로 장력을 부여하면, 소성 변형에 의해 신장된다. 이와 같이, 본 발명에 관련된 신축성 부직포는, 신축성, 자착성을 양호한 밸런스로 구비하는 것이 가능하다.

이에 반하여, 부직포를 구성하는 섬유끼리가 실질적으로 융착되지 않고, 두께 방향 (시트면에 대하여 수직 방향) 으로 배향되어 있는 섬유가 많이 존재하면, 이 섬유도 코일상의 권축을 형성하게 되기 때문에, 섬유끼리가 매우 복잡하게 얽히게 된다. 그 결과, 다른 섬유를 필요 이상으로 구속하거나 또는 고정시키고, 또한 섬유를 구성하는 권축 코일부의 신축을 저해하기 때문에, 부직포의 신축성을 저하시킨다. 따라서, 가능한 한 권축 섬유를 부직포의 면 방향에 대하여 평행하게 배향시키는 것이 바람직하다.

이와 같이, 바람직하게는 코일상의 권축 섬유가 부직포의 면 방향에 대하여 대략 평행하게 배향됨으로써, 본 발명에 관련된 신축성 부직포는, 그 면 방향으로 신축성을 가질 수 있다. 이에 대하여, 두께 방향으로 신장시킨 경우, 섬유는 비교적 용이하게 풀리기 때문에, 면 방향에서 보여지는 신축성 (수축성) 을 발현하지 않는다. 또한, 이와 같은 섬유의 배향은, 섬유가 조밀하고, 배향을 육안으로 관찰하기 곤란한 경우에도, 이와 같은 신축성의 관찰에 의해 용이하게 섬유의 배향성을 확인할 수 있다.

본 발명에 관련된 신축성 부직포는, 면 방향에 있어서의 적어도 일 방향에 대한 응력-변형률 곡선 (S-S 커브) 에 있어서, 변형률 ε (신도) 이 20 ％, 30 ％, 55 ％ 및 65 ％ 일 때의 응력 σ (N/50 ㎜) 을 각각 σ₂₀, σ₃₀, σ₅₅ 및 σ₆₅ 로 할 때, 하기 식 [1] :

(σ₆₅ － σ₅₅)/(σ₃₀ － σ₂₀) ≥ 2.5 [1]

을 만족하는 것이다.

상기 식 [1] 은, 대략 변형률 ε 이 50 ％ 인 지점 또는 그 근방을 경계로, 일정한 변형률 변화량에 대한 응력 σ 의 변화량 (즉 응력 변화율) 이 현저하게 크게 변화하고, 그것들의 응력 변화율의 비가 저응력 영역측의 응력 변화율을 기준으로 하여 고응력 영역측의 응력 변화율이 2.5 배 이상이 되는, 단계적인 기울기를 갖는 응력-변형률 곡선을 나타내는 것을 의미하고 있다. 본 발명자들의 검토에 의해, 이와 같은 단계적인 기울기를 갖는 응력-변형률 곡선을 나타내는 부직포에 의하면, 반복 사용하였을 때의 신축 성능의 열화가 작고 (반복 내구성이 높고), 구체적으로는, 후술하는 20 N/50 ㎜ 신장 반복 시험에 있어서의 변형률 변화량을 작게 할 수 있는 것이 밝혀졌다. 20 N/50 ㎜ 신장 반복 시험에 있어서의 변형률 변화량을 작게 하는 관점에서, 상기 식 [1] 의 좌변은, 바람직하게는 2.7 이상이고, 보다 바람직하게는 2.9 이상이고, 더욱 바람직하게는 3.0 이상이고, 특히 바람직하게는 3.5 이상이고, 가장 바람직하게는 4.0 이상이다.

응력 변화율이 크게 변화하는 바로 앞 (저응력 영역) 의 응력-변형률 특성은, 주로 부직포의 탄성 변형에 기초한 것이고, 응력 변화율이 크게 변화한 후 (고응력 영역) 의 응력-변형률 특성은, 주로 부직포의 소성 변형에 기초한 것이다. 본 발명자들의 검토에 의해, 고응력 영역측의 응력 변화율과 저응력 영역측의 응력 변화율의 비를 나타내는 상기 식 [1] 의 좌변은, 크면 클수록, 20 N/50 ㎜ 신장 반복 시험에 있어서의 변형률 변화량을 작게 하는 데에 있어서 유리한 것이 밝혀졌다. 이러한 의미에서, 상기 식 [1] 의 좌변의 상한값은 특별히 한정되지 않는다. 단, 상기 식 [1] 의 좌변은, 통상적으로 50 이하이고, 보다 전형적으로는 25 이하이다.

상기「면 방향에 있어서의 적어도 일 방향」은, 예를 들어 제조 공정의 흐름 방향 (MD) 일 수 있고, 또, 예를 들어 붕대와 같이 길이 방향을 갖는 형태로 하였을 때의 길이 방향일 수 있다. 응력-변형률 곡선은, JIS L 1913「일반 부직포 시험 방법」에 준거하는 인장 시험에 의해 측정된다.

우수한 반복 내구성을 나타낼 수 있도록, 신축성 부직포는, 상기 응력-변형률 곡선에 있어서의 고응력 영역 (소성 변형 영역) 에 있어서, 어느 일정한 응력으로 신장시켰을 때의 변형률 (신도) 이 작은 것이 바람직하고, 구체적으로는, 상기 응력-변형률 곡선에 있어서 변형률 ε (신도) 이 80 ％ 일 때의 응력 σ₈₀ 이 20 N/50 ㎜ 이상인 것이 바람직하고, 30 N/50 ㎜ 이상인 것이 보다 바람직하고, 40 N/50 ㎜ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 식 [1] 을 충족시키는 것을 전제로 하여 응력 σ₈₀ 이 상기 범위임으로써, 우수한 반복 내구성을 나타내는 부직포를 실현하기 쉽게 할 수 있다.

본 발명에 관련된 신축성 부직포는, 면 방향에 있어서의 적어도 일 방향에 대한 파단 강도가 40 N/50 ㎜ 이상인 것이 바람직하고, 60 N/50 ㎜ 이상 (예를 들어 80 N/50 ㎜ 이상) 인 것이 보다 바람직하다. 파단 강도가 상기 범위인 것은, 부직포의 강도나 신축성, 반복 내구성을 높이는 데에 있어서 유리하다. 한편, 파단 강도가 과도하게 크면, 예를 들어 붕대로 하여 감았을 때의 압박력이 지나치게 커지는 점에서, 파단 강도는 200 N/50 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 180 N/50 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기「면 방향에 있어서의 적어도 일 방향」은, 상기 식 [1] 을 충족시키는 방향과 동일한 방향이며, 예를 들어 MD 방향일 수 있고, 또, 예를 들어 붕대와 같이 길이 방향을 갖는 형태로 하였을 때의 길이 방향일 수 있다. 파단 강도는, JIS L 1913「일반 부직포 시험 방법」에 준거하는 인장 시험에 의해 측정된다.

한편, 상기 면 방향에 있어서의 적어도 일 방향 이외의 방향, 예를 들어, 제조 공정의 흐름 방향 (MD) 과 직교하는 방향 (CD 방향) 이나, 붕대와 같이 길이 방향을 갖는 형태로 하였을 때의 폭 방향 (short direction) 에 있어서의 파단 강도는 비교적 작아도 되고, 예를 들어 0.05 ∼ 50 N/50 ㎜, 바람직하게는 0.1 ∼ 45 N/50 ㎜, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 30 N/50 ㎜ 정도여도 된다.

면 방향에 있어서의 적어도 일 방향에 대한 파단 신도는, 90 ％ 이상인 것이 바람직하고, 100 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 120 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 파단 신도가 상기 범위인 것은, 부직포의 신축성을 높이는 데에 있어서 유리하다. 또, 부직포를 붕대로서 사용하는 경우에 있어서, 이것을 관절 등의 움직임이 큰 지점에 적용하였을 때의 추종성을 높일 수 있다. 상기 면 방향에 있어서의 적어도 일 방향에 대한 파단 신도는, 통상적으로 500 ％ 이하이고, 바람직하게는 350 ％ 이하이다. 상기「면 방향에 있어서의 적어도 일 방향」은, 상기 식 [1] 을 충족시키는 방향과 동일한 방향이며, 예를 들어 MD 방향일 수 있고, 또, 예를 들어 붕대와 같이 길이 방향을 갖는 형태로 하였을 때의 길이 방향일 수 있다. 파단 신도도 또한, JIS L 1913「일반 부직포 시험 방법」에 준거하는 인장 시험에 의해 측정된다.

상기 면 방향에 있어서의 적어도 일 방향 이외의 방향, 예를 들어, 제조 공정의 흐름 방향 (MD) 과 직교하는 방향 (CD 방향) 이나, 붕대와 같이 길이 방향을 갖는 형태로 하였을 때의 폭 방향 (short direction) 에 있어서의 파단 신도는, 예를 들어 50 ∼ 500 ％, 바람직하게는 100 ∼ 350 ％ 정도일 수 있다.

또, 면 방향에 있어서의 적어도 일 방향에 대한 50 ％ 신장 후에 있어서의 회복률 (50 ％ 신장 후 회복률) 은, 70 ％ 이상 (100 ％ 이하) 인 것이 바람직하고, 80 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 85 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 신장 회복률이 이 범위에 있으면, 신장에 대한 추종성이 향상되고, 예를 들어, 붕대로서 사용한 경우, 사용 지점의 형상에 충분히 추종함과 함께, 중첩된 부직포끼리의 마찰에 의해 적당한 고정 및 체결이 가능해진다. 특히 감아서 수 장의 부직포를 중첩시키면, 마찰에 의한 고정력이 전체적으로 회복 응력에 대응하여, 겉보기 중량을 높이는 것과 유사한 거동을 나타낸다. 즉, 신장 회복률이 작은 경우에는, 사용 지점이 복잡한 형상을 하고 있거나, 사용 중에 움직이거나 한 경우, 부직포가 그 움직임에 추종할 수 없고, 또, 몸의 움직임에 의해 변형된 지점이 원래대로 되돌아가지 않아, 감긴 지점의 고정이 약해진다. 상기「면 방향에 있어서의 적어도 일 방향」은, 상기 식 [1] 을 충족시키는 방향과 동일한 방향이며, 예를 들어 MD 방향일 수 있고, 또, 예를 들어 붕대와 같이 길이 방향을 갖는 형태로 하였을 때의 길이 방향일 수 있다.

50 ％ 신장 후 회복률은, JIS L 1913「일반 부직포 시험 방법」에 준거하는 인장 시험에 있어서, 신장률이 50 ％ 에 도달한 후 바로 하중을 제거하였을 때의 시험 후의 잔류 변형률 (％) 을 X 로 할 때, 하기 식 :

50 ％ 신장 후 회복률 (％) ＝ 100 － X

으로 정의된다.

상기 면 방향에 있어서의 적어도 일 방향 이외의 방향, 예를 들어, 제조 공정의 흐름 방향 (MD) 과 직교하는 방향 (CD 방향) 이나, 붕대와 같이 길이 방향을 갖는 형태로 하였을 때의 폭 방향 (short direction) 에 있어서의 50 ％ 신장 후 회복률은, 예를 들어 70 ％ 이상 (100 ％ 이하), 바람직하게는 80 ％ 이상 정도일 수 있다.

본 발명에 관련된 신축성 부직포는, 바람직하게는 겉보기 중량이 90 g/㎡ 이상이고, 보다 바람직하게는 95 g/㎡ 이상이다. 또 두께는, 예를 들어 0.2 ∼ 5 ㎜ 이고, 바람직하게는 0.3 ∼ 3 ㎜ 이고, 보다 바람직하게는 0.4 ∼ 2 ㎜ 정도이다. 겉보기 중량 및 두께가 이 범위에 있으면, 부직포의 신축성과 유연성 (또는 쿠션성) 의 밸런스가 양호해진다. 신축성 부직포의 밀도 (부피 밀도) 는, 상기 겉보기 중량 및 두께의 수치에 따른 것이 되며, 예를 들어 0.01 ∼ 0.5 g/㎤ 정도, 보다 전형적으로는 0.03 ∼ 0.3 g/㎤ 정도여도 된다.

신축성 부직포의 통기도는, 프라지르형법에 의한 통기도로 0.1 ㎤/㎠·초 이상이며, 예를 들어 1 ∼ 500 ㎤/㎠·초, 바람직하게는 5 ∼ 300 ㎤/㎠·초, 보다 바람직하게는 10 ∼ 200 ㎤/㎠·초 정도이다. 통기도가 이 범위에 있으면, 붕대 등의 인체에 사용하는 용도에 보다 적합하다.

(2) 신축성 부직포의 재질 및 구조

상기 서술한 바와 같이, 본 발명에 관련된 신축성 부직포는, 코일상으로 권축된 권축 섬유를 포함한다. 권축 섬유는, 바람직하게는, 주로 부직포의 면 방향으로 배향되어 있고, 또 바람직하게는 두께 방향에 있어서 대략 균일하게 권축되어 있다. 신축성 부직포의 외부 형상은 용도에 따라 선택할 수 있지만, 통상적으로 테이프상 또는 띠상 (장척상) 과 같은 사각형 시트상이다. 권축 섬유는, 열수축률 (또는 열팽창률) 이 상이한 복수의 수지가 상 구조를 형성한 복합 섬유로 구성할 수 있다.

권축 섬유를 구성하는 복합 섬유는, 복수의 수지의 열수축률 (또는 열팽창률) 의 차이에서 기인하여, 가열에 의해 권축을 발생시키는 비대칭 또는 층상 (이른바 바이메탈) 구조를 갖는 섬유 (잠재 권축 섬유) 이다. 복수의 수지는 통상적으로 연화점 또는 융점이 상이하다. 복수의 수지는, 예를 들어, 폴리올레핀계 수지 (저밀도, 중밀도 또는 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 폴리 C_2-4 올레핀계 수지 등) ; 아크릴계 수지 (아크릴로니트릴-염화비닐 공중합체와 같은 아크릴로니트릴 단위를 갖는 아크릴로니트릴계 수지 등) ; 폴리비닐아세탈계 수지 (폴리비닐아세탈 수지 등) ; 폴리염화비닐계 수지 (폴리염화비닐, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체, 염화비닐-아크릴로니트릴 공중합체 등) ; 폴리염화비닐리덴계 수지 (염화비닐리덴-염화비닐 공중합체, 염화비닐리덴-아세트산비닐 공중합체 등) ; 스티렌계 수지 (내열 폴리스티렌 등) ; 폴리에스테르계 수지 (폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지와 같은 폴리 C_2-4 알킬렌아릴레이트계 수지 등) ; 폴리아미드계 수지 (폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 610, 폴리아미드 612 와 같은 지방족 폴리아미드계 수지, 반방향족 폴리아미드계 수지, 폴리페닐렌이소프탈아미드, 폴리헥사메틸렌테레프탈아미드, 폴리 p-페닐렌테레프탈아미드와 같은 방향족 폴리아미드계 수지 등) ; 폴리카보네이트계 수지 (비스페놀 A 형 폴리카보네이트 등) ; 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸 수지 ; 폴리페닐렌술파이드 수지 ; 폴리우레탄계 수지 ; 셀룰로오스계 수지 (셀룰로오스에스테르 등) 등의 열가소성 수지에서 선택할 수 있다. 또한, 이들 각 열가소성 수지에는, 공중합 가능한 다른 단위가 함유되어 있어도 된다.

그 중에서도, 상기 복수의 수지는, 고온 수증기로 가열 처리해도 용융 또는 연화되어 섬유가 융착되지 않는 점에서, 연화점 또는 융점이 100 ℃ 이상인 비습열 접착성 수지 (또는 내열성 소수성 수지 혹은 비수성 수지), 예를 들어, 폴리프로필렌계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지가 바람직하고, 특히 내열성이나 섬유 형성성 등의 밸런스가 우수한 점에서, 방향족 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지가 바람직하다. 신축성 부직포를 구성하는 복합 섬유 (잠재 권축 섬유) 를 고온 수증기로 처리해도 그 섬유가 융착되지 않도록, 적어도 복합 섬유의 표면에 노출되는 수지는 비습열 접착성 섬유인 것이 바람직하다.

복합 섬유를 구성하는 복수의 수지는, 열수축률이 상이하면 되며, 동 계통의 수지의 조합이어도 되고, 이종의 수지의 조합이어도 된다.

밀착성의 관점에서는, 복합 섬유를 구성하는 복수의 수지는, 동 계통의 수지의 조합인 것이 바람직하다. 동 계통의 수지의 조합인 경우에는 통상적으로, 단독 중합체 (필수 성분) 를 형성하는 성분 (A) 와, 변성 중합체 (공중합체) 를 형성하는 성분 (B) 의 조합이 사용된다. 즉, 필수 성분인 단독 중합체에 대하여, 예를 들어, 결정화도나 융점 또는 연화점 등을 저하시키는 공중합성 단량체를 공중합시켜 변성시킴으로써, 단독 중합체보다 결정화도를 저하시키거나 또는 비정성으로 하고, 단독 중합체보다 융점 또는 연화점 등을 저하시켜도 된다. 이와 같이, 결정성, 융점 또는 연화점을 변화시킴으로써, 열수축률에 차이를 형성할 수 있다. 융점 또는 연화점의 차는, 예를 들어, 5 ∼ 150 ℃, 바람직하게는 40 ∼ 130 ℃, 보다 바람직하게는 60 ∼ 120 ℃ 정도일 수 있다. 변성에 사용되는 공중합성 단량체의 비율은, 전체 단량체에 대하여, 예를 들어, 1 ∼ 50 몰％, 바람직하게는 2 ∼ 40 몰％, 더욱 바람직하게는 3 ∼ 30 몰％ (특히 5 ∼ 20 몰％) 정도이다. 단독 중합체를 형성하는 성분과 변성 중합체를 형성하는 성분의 질량비는, 섬유의 구조에 따라 선택할 수 있는데, 예를 들어, 단독 중합체 성분 (A)/변성 중합체 성분 (B) ＝ 90/10 ∼ 10/90, 바람직하게는 70/30 ∼ 30/70, 보다 바람직하게는 60/40 ∼ 40/60 정도이다.

잠재 권축성의 복합 섬유를 제조하기 쉬운 점에서, 복합 섬유는 방향족 폴리에스테르계 수지의 조합, 특히 폴리알킬렌아릴레이트계 수지 (a) 와 변성 폴리알킬렌아릴레이트계 수지 (b) 의 조합인 것이 바람직하다. 폴리알킬렌아릴레이트계 수지 (a) 는, 방향족 디카르복실산 (테레프탈산, 나프탈렌-2,6-디카르복실산과 같은 대칭형 방향족 디카르복실산 등) 과 알칸디올 성분 (에틸렌글리콜이나 부틸렌글리콜과 같은 C_2-6 알칸디올 등) 의 단독 중합체일 수 있다. 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 나 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT) 와 같은 폴리 C_2-4 알킬렌테레프탈레이트계 수지 등이 사용되고, 통상적으로 고유 점도 0.6 ∼ 0.7 정도의 일반적인 PET 섬유에 사용되는 PET 가 사용된다.

한편, 변성 폴리알킬렌아릴레이트계 수지 (b) 에 있어서, 필수 성분인 폴리알킬렌아릴레이트계 수지 (a) 의 융점 또는 연화점, 결정화도를 저하시키는 공중합 성분으로는, 예를 들어, 비대칭형 방향족 디카르복실산, 지환족 디카르복실산, 지방족 디카르복실산과 같은 디카르복실산 성분이나, 폴리알킬렌아릴레이트계 수지 (a) 의 알칸디올보다 사슬 길이가 긴 알칸디올 성분 및/또는 에테르 결합 함유 디올 성분을 들 수 있다. 공중합 성분은, 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 성분 중, 디카르복실산 성분으로서, 비대칭형 방향족 디카르복실산 (이소프탈산, 프탈산, 5-나트륨술포이소프탈산 등), 지방족 디카르복실산 (아디프산과 같은 C_6-12 지방족 디카르복실산) 등이 범용되고, 디올 성분으로서, 알칸디올 (1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜과 같은 C_3-6 알칸디올 등), 폴리옥시알킬렌글리콜 (디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜과 같은 폴리옥시 C_2-4 알킬렌글리콜 등) 등이 범용된다. 이들 중, 이소프탈산과 같은 비대칭형 방향족 디카르복실산, 디에틸렌글리콜과 같은 폴리옥시 C_2-4 알킬렌글리콜 등이 바람직하다. 또한, 변성 폴리알킬렌아릴레이트계 수지 (b) 는, C_2-4 알킬렌아릴레이트 (에틸렌테레프탈레이트, 부틸렌테레프탈레이트 등) 를 하드 세그먼트로 하고, (폴리)옥시알킬렌글리콜 등을 소프트 세그먼트로 하는 엘라스토머여도 된다.

변성 폴리알킬렌아릴레이트계 수지 (b) 에 있어서, 융점 또는 연화점을 저하시키기 위한 디카르복실산 성분 (예를 들어, 이소프탈산 등) 의 비율은, 변성 폴리알킬렌아릴레이트계 수지 (b) 를 구성하는 디카르복실산 성분의 전체량에 대하여, 예를 들어, 1 ∼ 50 몰％, 바람직하게는 5 ∼ 50 몰％, 보다 바람직하게는 15 ∼ 40 몰％ 정도이다. 또, 융점 또는 연화점을 저하시키기 위한 디올 성분 (예를 들어, 디에틸렌글리콜 등) 의 비율은, 변성 폴리알킬렌아릴레이트계 수지 (b) 를 구성하는 디올 성분의 전체량에 대하여, 예를 들어, 30 몰％ 이하, 바람직하게는 10 몰％ 이하 (예를 들어, 0.1 ∼ 10 몰％ 정도) 이다. 공중합 성분의 비율이 지나치게 낮으면, 충분한 권축이 발현되지 않고, 권축 발현 후의 부직포의 형태 안정성 및 신축성이 저하된다. 한편, 공중합 성분의 비율이 지나치게 높으면, 권축 발현 성능은 높아지지만, 안정적으로 방사하는 것이 곤란해진다.

변성 폴리알킬렌아릴레이트계 수지 (b) 는, 필요에 따라, 트리멜리트산, 피로멜리트산과 같은 다가 카르복실산 성분, 글리세린, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 펜타에리트리톨과 같은 폴리올 성분 등을 단량체 성분으로서 함유하고 있어도 된다.

복합 섬유의 횡단면 형상 (섬유의 길이 방향에 수직인 단면 형상) 은, 일반적인 중실 (中實) 단면 형상인 환형 단면이나 이형 단면 [편평상, 타원상, 다각형상, 3 ∼ 14 엽상 (葉狀), T 자상, H 자상, V 자상, 도그 본 (I 자상) 등] 에 한정되지 않으며, 중공 단면상 등이어도 되지만, 통상적으로 환형 단면이다.

복합 섬유의 횡단면 구조로는, 복수의 수지에 의해 형성된 상 구조, 예를 들어, 심초 (core/sheath) 형, 해도 (海島) 형, 블렌드형, 병렬형 (사이드 바이 사이드형 또는 다층 첩합 (貼合) 형), 방사형 (방사상 첩합형), 중공 방사형, 블록형, 랜덤 복합형 등의 구조를 들 수 있다. 그 중에서도, 가열에 의해 자발 권축을 발현시키기 쉬운 점에서, 상 부분이 이웃하는 구조 (이른바 바이메탈 구조) 나, 상 구조가 비대칭인 구조, 예를 들어, 편심 심초형, 병렬형 구조가 바람직하다.

또한, 복합 섬유가 편심 심초형과 같은 심초형 구조인 경우, 표면에 위치하는 시스부의 비습열성 접착성 수지와 열수축차를 갖고 권축 가능한 한, 코어부는 습열 접착성 수지 (예를 들어, 에틸렌-비닐알코올 공중합체나 폴리비닐알코올과 같은 비닐알코올계 중합체 등) 나, 낮은 융점 또는 연화점을 갖는 열가소성 수지 (예를 들어, 폴리스티렌이나 저밀도 폴리에틸렌 등) 로 구성되어 있어도 된다.

복합 섬유의 평균 섬도는, 예를 들어, 0.1 ∼ 50 dtex 정도의 범위에서 선택할 수 있으며, 바람직하게는 0.5 ∼ 10 dtex, 보다 바람직하게는 1 ∼ 5 dtex (특히 1.5 ∼ 3 dtex) 정도이다. 섬도가 지나치게 작으면, 섬유 그 자체를 제조하기 어려워지는 것에 추가하여, 섬유 강도를 확보하기 어렵다. 또, 권축을 발현시키는 공정에 있어서, 깨끗한 코일상 권축을 발현시키기 어려워진다. 한편, 섬도가 지나치게 크면, 섬유가 강직해져, 충분한 권축을 발현시키기 어려워진다.

복합 섬유의 평균 섬유 길이는, 예를 들어, 10 ∼ 100 ㎜ 정도의 범위에서 선택할 수 있으며, 바람직하게는 20 ∼ 80 ㎜, 보다 바람직하게는 25 ∼ 75 ㎜ (특히 40 ∼ 60 ㎜) 정도이다. 섬유 길이가 지나치게 짧으면, 섬유 웨브의 형성이 어려워지는 것에 추가하여, 권축을 발현시켰을 때에 권축 섬유끼리의 교락이 불충분해져, 부직포의 강도 및 신축성의 확보가 곤란해진다. 또, 섬유 길이가 지나치게 길면, 균일한 겉보기 중량의 섬유 웨브를 형성하는 것이 어려워질 뿐만 아니라, 웨브 형성 시점에서 섬유끼리의 교락이 많이 발현되어, 권축을 발현시킬 때에 서로 방해하여 신축성의 발현이 곤란해진다. 또, 평균 섬유 길이가 상기 범위에 있으면, 신축성 부직포 표면에서 권축된 섬유의 일부가 부직포 표면에 적당히 노출되기 때문에, 신축성 부직포의 자착성을 향상시킬 수 있다.

상기 복합 섬유는 잠재 권축 섬유이며, 열처리를 실시함으로써, 권축이 발현 (또는 현재화) 되고, 대략 코일상 (나선상 또는 헬리컬 스프링상) 의 입체 권축을 갖는 섬유가 된다.

가열 전의 권축수 (기계 권축수) 는, 예를 들어, 0 ∼ 30 개/25 ㎜, 바람직하게는 1 ∼ 25 개/25 ㎜, 보다 바람직하게는 5 ∼ 20 개/25 ㎜ 정도이다. 가열 후의 권축수는, 예를 들어 30 개/25 ㎜ 이상 (예를 들어, 30 ∼ 200 개/25 ㎜) 이고, 바람직하게는 35 ∼ 150 개/25 ㎜, 보다 바람직하게는 40 ∼ 120 개/25 ㎜ 정도이며, 45 ∼ 120 개/25 ㎜ (특히 50 ∼ 100 개/25 ㎜) 정도여도 된다.

본 발명에 관련된 신축성 부직포에 있어서, 권축 섬유는 두께 방향에 있어서 대략 균일하게 권축되어 있는 것, 즉 복합 섬유의 권축은 두께 방향에 있어서 대략 균일하게 발현되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 두께 방향의 단면에 있어서, 두께 방향으로 3 등분한 각각의 영역 중, 중앙부 (내층) 에 있어서, 1 둘레 이상의 코일 크림프를 형성하고 있는 섬유의 수가, 바람직하게는 5 ∼ 50 개/5 ㎜ (면 방향 길이)·0.2 ㎜ (두께) 이고, 보다 바람직하게는 10 ∼ 50 개/5 ㎜ (면 방향)·0.2 ㎜ (두께), 더욱 바람직하게는 20 ∼ 50 개/5 ㎜ (면 방향)·0.2 ㎜ (두께) 이다. 대부분의 권축 섬유의 축이 면 방향에 대하여 대략 평행하게 배향되고, 두께 방향에 있어서 권축수가 대략 균일함으로써, 고무나 엘라스토머를 함유하지 않아도 높은 신축성을 가짐과 함께, 점착제를 함유하지 않아도 실용적인 강도를 가질 수 있다. 또한, 본원 명세서에 있어서,「두께 방향으로 3 등분한 영역」이란, 신축성 부직포의 두께 방향에 대하여 직교하는 방향으로 슬라이스하여 3 등분한 각 영역을 의미한다.

권축이 두께 방향에 있어서 균일한 것은, 섬유 만곡률이 균일한 것에 의해서도 평가할 수 있다. 섬유 만곡률이란, 권축 섬유의 양단의 거리 (L1) 에 대한 섬유 길이 (L2) 의 비 (L2/L1) 로서, 섬유 만곡률 (특히 두께 방향의 중앙 영역에 있어서의 섬유 만곡률) 은, 예를 들어 1.3 이상 (예를 들어 1.35 ∼ 20), 바람직하게는 2 ∼ 10 (예를 들어 2.1 ∼ 9.5), 보다 바람직하게는 4 ∼ 8 (특히 4.5 ∼ 7.5) 정도이다. 또한, 후술하는 바와 같이 섬유 만곡률은, 신축성 부직포 단면의 전자 현미경 사진에 기초하여 측정되기 때문에, 섬유 길이 (L2) 는, 3 차원적으로 권축된 섬유를 잡아늘여 직선상으로 한 섬유 길이 (실제 길이) 가 아니라, 사진에 찍힌 2 차원적으로 권축된 섬유를 잡아늘여 직선상으로 한 섬유 길이 (사진 상의 섬유 길이) 를 의미한다. 따라서, 섬유 길이 (L2) 는, 실제의 섬유 길이보다 짧게 계측된다.

두께 방향에 있어서 대략 균일하게 권축이 발현되어 있는 경우, 섬유 만곡률이 두께 방향에서 균일하다. 섬유 만곡률의 균일성은, 두께 방향의 단면에 있어서, 두께 방향으로 3 등분한 각각의 층에 있어서의 섬유 만곡률의 비교에 의해 평가할 수 있다. 즉, 두께 방향의 단면에 있어서, 두께 방향으로 3 등분한 각각의 영역에 있어서의 섬유 만곡률은 모두 상기 범위에 있고, 각 영역에 있어서의 섬유 만곡률의 최대값에 대한 최소값의 비율 (섬유 만곡률이 최대인 영역에 대한 최소인 영역의 비율) 은, 예를 들어 75 ％ 이상 (예를 들어 75 ∼ 100 ％), 바람직하게는 80 ∼ 99 ％, 보다 바람직하게는 82 ∼ 98 ％ (특히 85 ∼ 97 ％) 정도이다.

섬유 만곡률 및 그 균일성의 구체적인 측정 방법으로는, 신축성 부직포의 단면을 전자 현미경 사진으로 촬영하고, 두께 방향으로 3 등분한 각 영역에서 선택 한 영역에 대해 섬유 만곡률을 측정하는 방법이 사용된다. 측정하는 영역은, 3 등분한 표층 (표면역 (域)), 내층 (중앙역), 이층 (이면역) 의 각 층에 대해, 길이 방향 2 ㎜ 이상의 영역이다. 각 측정 영역의 두께 방향에 대해서는, 각 층의 중심 부근에 있어서, 각각의 측정 영역이 동일한 두께 폭을 갖도록 설정된다. 또 각 측정 영역은, 두께 방향에 있어서 평행하고, 또한 각 측정 영역 내에 있어서 섬유 만곡률을 측정 가능한 섬유편이 100 개 이상 (바람직하게는 300 개 이상, 보다 바람직하게는 500 ∼ 1000 개 정도) 포함되도록 설정된다. 이들 각 측정 영역을 설정한 후, 영역 내의 모든 섬유의 섬유 만곡률을 측정하고, 측정 영역마다 평균값을 산출한 후, 최대의 평균값을 나타내는 영역과 최소의 평균값을 나타내는 영역의 비교에 의해 섬유 만곡률의 균일성을 산출한다.

신축성 부직포를 구성하는 권축 섬유는, 상기 서술한 바와 같이, 권축 발현 후에 있어서 대략 코일상의 권축을 갖는다. 이 권축 섬유의 코일로 형성되는 원의 평균 곡률 반경은, 예를 들어 10 ∼ 250 ㎛ 정도의 범위에서 선택할 수 있으며, 바람직하게는 20 ∼ 200 ㎛ (예를 들어 50 ∼ 200 ㎛), 보다 바람직하게는 50 ∼ 160 ㎛ (예를 들어 60 ∼ 150 ㎛), 더욱 바람직하게는 70 ∼ 130 ㎛ 정도이다. 평균 곡률 반경은, 권축 섬유의 코일에 의해 형성되는 원의 평균적 크기를 나타내는 지표이며, 이 값이 큰 경우에는, 형성된 코일이 루즈한 형상을 갖고, 바꿔 말하면 권축수가 적은 형상을 갖고 있는 것을 의미한다. 또, 권축수가 적으면, 권축 섬유끼리의 교락도 적어져, 코일 형상의 변형에 대하여 형상 회복하기 어려워지게 되기 때문에, 충분한 신축 성능을 발현하기 위해서는 불리해진다. 평균 곡률 반경이 지나치게 작으면, 권축 섬유끼리의 교락이 충분히 실시되지 않아, 웨브 강도를 확보하는 것이 곤란해질 뿐만 아니라, 코일의 형상이 변형될 때의 응력이 지나치게 커서 파단 강도가 과도하게 커지고, 적당한 신축성을 얻기 어려워지거나, 또는 예를 들어 붕대로서 감았을 때의 압박력이 지나치게 커진다.

권축 섬유에 있어서, 코일의 평균 피치 (평균 권축 피치) 는, 예를 들어 0.03 ∼ 0.5 ㎜, 바람직하게는 0.03 ∼ 0.3 ㎜, 보다 바람직하게는 0.05 ∼ 0.2 ㎜ 정도이다. 평균 피치가 과도하게 크면, 섬유 1 개당 발현할 수 있는 코일 권축수가 적어져, 충분한 신축성을 발휘할 수 없게 된다. 평균 피치가 과도하게 작으면, 권축 섬유끼리의 교락이 충분히 실시되지 않아, 부직포의 강도를 확보하기 곤란해진다.

신축성 부직포 (섬유 웨브) 에는, 상기 복합 섬유에 추가하여, 다른 섬유 (비복합 섬유) 가 포함되어 있어도 된다. 비복합 섬유로는, 예를 들어, 상기 서술한 비습열 접착성 수지 또는 습열 접착성 수지로 구성된 섬유 외에, 셀룰로오스계 섬유 [예를 들어, 천연 섬유 (무명, 양모, 비단, 리넨 등), 반합성 섬유 (트리아세테이트 섬유와 같은 아세테이트 섬유 등), 재생 섬유 (레이온, 폴리노직, 큐프라, 리오셀 (예를 들어, 등록 상표명 :「텐셀」등) 등)] 등을 들 수 있다. 비복합 섬유의 평균 섬도 및 평균 섬유 길이는, 복합 섬유와 동일하다. 비복합 섬유는 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 그 중에서도, 레이온과 같은 재생 섬유, 아세테이트와 같은 반합성 섬유, 폴리프로필렌 섬유나 폴리에틸렌 섬유와 같은 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유 등이 바람직하다. 특히 혼방성 등의 관점에서는, 복합 섬유와 동종의 섬유인 것이 바람직하고, 예를 들어 복합 섬유가 폴리에스테르계 섬유인 경우, 비복합 섬유도 폴리에스테르계 섬유일 수 있다.

복합 섬유와 비복합 섬유의 비율 (질량비) 은, 복합 섬유/비복합 섬유 ＝ 50/50 ∼ 100/0 정도의 범위에서 선택할 수 있으며, 예를 들어, 60/40 ∼ 100/0 (예를 들어, 60/40 ∼ 99.5/0.5), 바람직하게는 70/30 ∼ 100/0 (예를 들어, 70/30 ∼ 99.5/0.5), 보다 바람직하게는 80/20 ∼ 100/0 (예를 들어, 80/20 ∼ 99.5/0.5), 더욱 바람직하게는 90/10 ∼ 100/0 (예를 들어, 90/10 ∼ 99.5/0.5), 특히 바람직하게는 95/5 ∼ 100/0 정도이다. 비복합 섬유를 혼면함으로써, 신축성 부직포의 강도와 신축성 또는 유연성의 밸런스를 조정할 수 있다. 단, 복합 섬유의 비율이 지나치게 적으면, 권축 발현 후에 복합 섬유가 신축될 때, 특히 신장 후에 수축될 때에 비복합 섬유가 그 수축의 저항이 되기 때문에, 신축성 부직포의 형상 회복이 곤란해진다.

신축성 부직포 (섬유 웨브) 는, 관용의 첨가제, 예를 들어, 안정제 (구리 화합물과 같은 열 안정제, 자외선 흡수제, 광 안정제, 산화 방지제 등), 항균제, 냄새 제거제, 향료, 착색제 (염 안료 등), 충전제, 대전 방지제, 난연제, 가소제, 윤활제, 결정화 속도 지연제 등을 함유하고 있어도 된다. 첨가제는 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 첨가제는 섬유 표면에 담지되어 있어도 되고, 섬유 중에 함유되어 있어도 된다.

＜신축성 부직포의 제조 방법＞

본 발명에 관련된 신축성 부직포는, 상기 복합 섬유 (잠재 권축 섬유) 를 포함하는 섬유를 웨브화하는 공정 (웨브화 공정) 과, 복합 섬유 웨브 중의 섬유를 낙합시키는 공정 (낙합 공정) 과, 복합 섬유 웨브를 가열하여 복합 섬유를 권축시키는 공정 (가열 공정) 을 포함하는 방법에 의해 바람직하게 제조할 수 있다.

웨브화 공정에 있어서의 섬유 웨브의 형성 방법으로는, 관용의 방법, 예를 들어, 스펀 본드법, 멜트 블로우법과 같은 직접법, 멜트 블로우 섬유나 스테이플 섬유 등을 사용한 카드법, 에어레이법과 같은 건식법 등을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 멜트 블로우 섬유나 스테이플 섬유를 사용한 카드법, 특히 스테이플 섬유를 사용한 카드법이 범용된다. 스테이플 섬유를 사용하여 얻어진 웨브로는, 예를 들어 랜덤 웨브, 세미랜덤 웨브, 패럴렐 웨브, 크로스 랩 웨브 등을 들 수 있다.

다음으로, 얻어진 섬유 웨브 중의 적어도 일부의 섬유를 낙합시킨다 (낙합 공정). 이 낙합 공정을 실시함으로써, 다음의 가열 공정에 있어서 권축 섬유가 적당히 교락된 부직포를 얻을 수 있다. 낙합 방법은, 기계적으로 교락시키는 방법이어도 되지만, 물의 분무 또는 분사 (블로잉) 에 의해 교락시키는 방법이 바람직하다. 수류에 의해 섬유를 낙합시키는 것은, 가열 공정의 권축에 의한 교락의 밀도를 높임과 함께, 섬유 웨브를 습윤 상태로 하여, 보다 균일하게 수증기를 섬유 웨브 내부에 전파할 수 있고, 반복 내구성이 우수한 부직포를 얻는 데에 있어서 유리하다. 분무 또는 분사시키는 물은, 섬유 웨브의 일방의 면으로부터 블로잉해도 되고, 양면으로부터 블로잉해도 되지만, 강한 교락을 효율적으로 실시하는 점에서는, 양면으로부터 블로잉하는 것이 바람직하다.

낙합 공정에 있어서의 물의 분출 압력은, 섬유 교락이 적당한 범위가 되도록, 예를 들어 2 ㎫ 이상 (예를 들어, 2 ∼ 15 ㎫), 바람직하게는 3 ∼ 12 ㎫, 보다 바람직하게는 4 ∼ 10 ㎫ (특히 5 ∼ 8 ㎫) 정도이다. 분무 또는 분사되는 물의 온도는, 예를 들어 5 ∼ 50 ℃, 바람직하게는 10 ∼ 40 ℃, 예를 들어, 15 ∼ 35 ℃ (상온) 정도이다.

물을 분무 또는 분사하는 방법으로는, 간편성 등의 관점에서, 규칙적인 분무역 또는 분무 패턴을 갖는 노즐 등을 사용하여 물을 분사하는 방법이 바람직하다. 구체적으로는, 벨트 컨베이어에 의해 이송되는 섬유 웨브에 대하여, 컨베이어 벨트 상에 재치 (載置) 된 상태로 물을 분사할 수 있다. 컨베이어 벨트는 통수성이어도 되고, 섬유 웨브의 이측으로부터도 통수성의 컨베이어 벨트를 통과시켜, 물을 섬유 웨브에 분사해도 된다. 또한, 물의 분사에 의한 섬유의 비산을 억제하기 위해, 미리 소량의 물로 섬유 웨브를 적셔 두어도 된다.

물을 분무 또는 분사하기 위한 노즐은, 소정의 오리피스가 폭 방향으로 연속적으로 나열된 플레이트나 다이스를 사용하여, 이것을 공급되는 섬유 웨브의 폭 방향으로 오리피스가 나열되도록 배치하면 된다. 오리피스열 (列) 은 1 열 이상이면 되며, 복수 열이 병행한 배열이어도 된다. 또, 1 열의 오리피스열을 갖는 노즐 다이를 복수 대 병렬로 설치해도 된다.

플레이트에 오리피스를 뚫은 타입의 노즐을 사용하는 경우, 플레이트의 두께는 0.5 ∼ 1.0 ㎜ 정도일 수 있다. 오리피스의 직경은, 통상적으로 0.01 ∼ 2 ㎜, 바람직하게는 0.05 ∼ 1.5 ㎜, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 1.0 ㎜ 정도이다. 오리피스의 피치는, 통상적으로 0.1 ∼ 2 ㎜, 바람직하게는 0.2 ∼ 1.5 ㎜, 보다 바람직하게는 0.3 ∼ 1 ㎜ 정도이다.

사용하는 벨트 컨베이어는, 기본적으로는 섬유 웨브의 형태를 흐트러뜨리지 않고 운반할 수 있는 것이면 특별히 한정은 없지만, 엔드리스 컨베이어가 바람직하게 사용된다. 벨트 컨베이어는 1 대만을 단독으로 사용해도 되고, 필요에 따라 다른 1 대의 벨트 컨베이어를 조합하여, 양 벨트 간에 섬유 웨브를 두도록 하여 운반해도 된다. 특히, 섬유 웨브를 최종적인 형태로 고정시키는 다음의 가열 공정에 있어서는, 1 세트의 벨트를 사용하여 섬유 웨브를 사이에 끼우고, 섬유 웨브의 밀도를 조정해도 된다. 이와 같이 운반함으로써, 섬유 웨브를 처리할 때, 낙합을 위한 물, 가열 공정에서의 고온 수증기, 컨베이어의 진동 등의 외력에 의해, 운반해 온 웨브의 형태가 변형되는 것을 억제할 수 있다. 1 세트의 벨트를 사용하는 경우, 벨트 간의 거리는, 원하는 섬유 웨브의 겉보기 중량 및 밀도에 따라 적절히 선택하면 되는데, 예를 들어 1 ∼ 10 ㎜, 바람직하게는 1 ∼ 8 ㎜, 보다 바람직하게는 1 ∼ 5 ㎜ 정도이다.

컨베이어에 사용하는 엔드리스 벨트는, 섬유 웨브의 운반이나 낙합을 위한 물, 가열 공정에서의 고온 수증기 처리의 방해가 되지 않으면 특별히 한정되지 않지만, 네트라면, 대체로 90 메시보다 성긴 네트 (예를 들어 10 ∼ 80 메시 정도의 네트) 가 바람직하다. 그 이상의 메시가 촘촘한 네트는, 통기성이 낮아, 낙합을 위한 물이나, 다음 공정에 있어서의 수증기가 통과하기 어려워진다. 벨트의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 가열 공정에 사용하는 벨트의 재질은, 수증기 처리에 대한 내열성 등의 관점에서, 금속, 내열 처리한 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌술파이드계 수지, 폴리아릴레이트계 수지 (전체 방향족계 폴리에스테르계 수지), 방향족 폴리아미드계 수지와 같은 내열성 수지 등이 바람직하다. 또한, 컨베이어에 사용하는 벨트는, 수류 등에 의한 낙합 공정과 고온 수증기에 의한 가열 공정에서 동일해도 되지만, 각각 공정에 따라 조정이 필요하기 때문에, 통상적으로는 분리된 별도의 컨베이어가 사용된다.

상기 낙합 공정에 앞서, 섬유 웨브 중의 섬유를 면 내에 있어서 편재화시키는 공정 (편재화 공정) 을 마련하는 것이 바람직하다. 이 공정을 실시함으로써, 섬유 웨브에 섬유 밀도가 성기게 되는 영역이 형성되게 되기 때문에, 낙합 공정이 수류 낙합인 경우에 있어서, 수류를 섬유 웨브 내부로까지 효율적으로 분사할 수 있어, 섬유 웨브의 표면뿐만 아니라 내부에 있어서도 적당한 교락을 실현시키기 쉬워진다. 이 편재화 공정을 실시함으로써, 상기 식 [1] 을 만족하는 부직포가 얻어지기 쉬워진다.

편재화 공정는, 섬유 웨브에 대한 저압력수 (水) 의 분무 또는 분사에 의해 실시할 수 있다. 섬유 웨브에 대한 저압력수의 분무 또는 분사는, 연속적이어도 되지만, 간헐적 또는 주기적으로 분무하는 것이 바람직하다. 물을 간헐적 또는 주기적으로 섬유 웨브에 분무함으로써, 복수의 저밀도부와 복수의 고밀도부를 주기적으로 교대로 형성할 수 있다.

이 편재화 공정에 있어서의 물의 분출 압력은 가능한 한 낮은 압력이 바람직하며, 예를 들어 0.1 ∼ 1.5 ㎫, 바람직하게는 0.3 ∼ 1.2 ㎫, 더욱 바람직하게는 0.6 ∼ 1.0 ㎫ 정도이다. 분무 또는 분사되는 물의 온도는, 예를 들어 5 ∼ 50 ℃, 바람직하게는 10 ∼ 40 ℃, 예를 들어, 15 ∼ 35℃ (상온) 정도이다.

물을 간헐적 또는 주기적으로 분무 또는 분사하는 방법으로는, 섬유 웨브에 밀도의 구배를 주기적으로 교대로 형성할 수 있는 방법이면 특별히 한정되지 않지만, 간편성 등의 면에서, 복수의 구멍으로 형성된 규칙적인 분무역 또는 분무 패턴을 갖는 판상물 (다공판 등) 을 통하여 물을 분사하는 방법이 바람직하다.

구체적으로는, 웨브화 공정에서 얻어진 섬유 웨브는, 벨트 컨베이어에 의해 다음 공정으로 이송되고, 이어서 컨베이어 벨트 상에 재치된 상태로, 다공판으로 구성된 드럼 (다공판 드럼) 과 벨트 사이를 통과시켜도 된다. 컨베이어 벨트는 통수성이어도 되고, 다공판 드럼과 벨트 사이를 섬유 웨브가 통과할 때에 드럼의 내측으로부터 섬유 웨브를 통과시켜 컨베이어 벨트를 통과하도록, 스프레이상으로 물을 상기 압력으로 분출시킬 수 있다. 이로써, 컨베이어 벨트 상에 있는 섬유 웨브를 구성하는 섬유를 다공판의 구멍에 대응하지 않는 비분무역으로 이동시킬 수 있어, 구멍에 대응하는 부위의 섬유량을 감소시킬 수 있다.

다공판의 구멍의 배열 또는 배치 구조는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 망목상 또는 격자상 (지그재그상) 으로 교대로 구멍을 배열한 구조여도 된다. 각 구멍의 공경 (孔徑) 은, 통상적으로 동일한 크기로 형성되며, 예를 들어 1 ∼ 10 ㎜, 바람직하게는 1.5 ∼ 5 ㎜ 정도이다. 인접하는 구멍의 피치도 통상적으로 동일한 길이이며, 예를 들어 1 ∼ 5 ㎜, 바람직하게는 1.5 ∼ 3 ㎜ 정도이다.

공경이 지나치게 작으면, 흐르는 수량이 저하되기 때문에, 섬유 웨브의 섬유를 이동시킬 수 없는 경우가 있다. 한편, 공경이 지나치게 크면, 드럼의 형태를 확보하기 위해, 피치를 넓게 할 필요가 발생하여, 결과적으로 섬유 웨브에 물이 접하지 않는 부분이 생겨, 품질 불균일이 발생하거나, 균일한 처리가 곤란해지거나 한다. 또, 구멍의 피치가 지나치게 작으면, 필연적으로 공경을 작게 할 필요가 발생하여, 수량을 확보할 수 없게 된다. 반대로, 피치가 지나치게 넓으면 역시 섬유 웨브에 물이 접하지 않는 부분이 생겨, 품질 불균일이 발생하기 쉽다.

섬유가 적당히 낙합된 섬유 웨브는, 벨트 컨베이어에 의해 다음 공정으로 이송되고, 고온 수증기로 가열하여 권축된다. 고온 수증기로 처리하는 방법에서는, 벨트 컨베이어에 의해 이송되어 온 섬유 웨브는, 고온 또는 과열 수증기 (고압 스팀) 류에 노출되고, 복합 섬유 (잠재 권축 섬유) 에 코일 권축을 발현시켜, 신축성 부직포가 얻어진다. 즉, 권축 발현에 의해 복합 섬유가 코일상으로 형태를 바꾸면서 이동하여, 섬유끼리의 3 차원적 교락이 발현된다. 섬유 웨브는 통기성을 갖고 있기 때문에, 설령 일 방향으로부터의 처리라고 하더라도, 고온 수증기가 내부에까지 침투하여, 두께 방향에 있어서 대략 균일한 권축이 발현되어, 균일하게 섬유끼리가 교락된다.

구체적으로는, 낙합 공정 후의 섬유 웨브는, 벨트 컨베이어로 고온 수증기 처리에 제공되는데, 섬유 웨브는 고온 수증기 처리와 동시에 수축된다. 따라서, 공급하는 섬유 웨브는, 고온 수증기에 노출되기 직전에는, 목적으로 하는 부직포의 면적 수축률에 따라 오버피드되어 있는 것이 바람직하다. 오버피드의 비율은, 목적으로 하는 부직포의 길이에 대하여, 110 ∼ 300 ％, 바람직하게는 120 ∼ 250 ％ 정도이다.

섬유 웨브에 수증기를 공급하기 위해서는, 관용의 수증기 분사 장치가 사용된다. 이 수증기 분사 장치로는, 원하는 압력과 양으로, 섬유 웨브 전체 폭에 걸쳐 대체로 균일하게 수증기를 블로잉할 수 있는 장치가 바람직하다. 2 대의 벨트 컨베이어를 조합한 경우, 일방의 컨베이어 내에 수증기 분사 장치가 장착되고, 통수성의 컨베이어 벨트, 또는 컨베이어 상에 재치된 컨베이어 네트를 통하여 섬유 웨브에 수증기를 공급한다. 타방의 컨베이어에는, 석션 박스를 장착해도 된다. 석션 박스에 의해, 섬유 웨브를 통과한 과잉의 수증기를 흡인 배출해도 되지만, 수증기를 섬유 웨브에 대하여 충분히 접촉시킴과 함께, 이 열에 의해 발현되는 섬유 권축을 보다 효율적으로 발현시키기 위해서는, 섬유 웨브를 가능한 한 프리한 상태로 유지하는 것이 필요하기 때문에, 석션 박스에 의해 흡인 배출하지 않고 수증기를 공급하는 것이 바람직하다. 또, 섬유 웨브의 표측과 이측을 한 번에 수증기 처리하기 위해, 또한 상기 수증기 분사 장치가 장착되어 있는 컨베이어와는 반대측의 컨베이어에 있어서, 상기 수증기 분사 장치가 장착되어 있는 부위보다 하류부의 컨베이어 내에 별도의 수증기 분사 장치를 설치해도 된다. 하류부의 수증기 분사 장치가 없는 경우에 있어서, 부직포의 표측과 이측을 수증기 처리하고자 하는 경우에는, 한 번 처리한 섬유 웨브의 표리를 반전시켜 다시 처리 장치 내를 통과시킴으로써 대용해도 된다.

수증기 분사 장치로부터 분사되는 고온 수증기는 기류이기 때문에, 수류 낙합 처리나 니들 펀치 처리와는 상이하게, 피처리체인 섬유 웨브 중의 섬유를 크게 이동시키지 않고 섬유 웨브 내부로 진입한다. 이 섬유 웨브 중으로의 수증기류의 진입 작용에 의해, 수증기류가 섬유 웨브 내에 존재하는 각 섬유의 표면을 효율적으로 덮어, 균일한 열 권축을 가능하게 하는 것으로 생각된다. 또, 건열 처리에 비해서도, 섬유 웨브 내부에 대하여 충분히 열을 전도할 수 있기 때문에, 면 방향 및 두께 방향에 있어서의 권축 정도가 대체로 균일해진다.

고온 수증기를 분사하기 위한 노즐도, 상기 수류 낙합의 노즐과 동일하게, 소정의 오리피스가 폭 방향으로 연속적으로 나열된 플레이트나 다이스를 사용하고, 이것을 공급되는 섬유 웨브의 폭 방향으로 오리피스가 나열되도록 배치하면 된다. 오리피스 열은 1 열 이상이면 되고, 복수 열이 병행한 배열이어도 된다. 또, 1 열의 오리피스 열을 갖는 노즐 다이를 복수 대 병렬로 설치해도 된다.

플레이트에 오리피스를 뚫은 타입의 노즐을 사용하는 경우, 플레이트의 두께는 0.5 ∼ 1.0 ㎜ 정도여도 된다. 오리피스의 직경이나 피치에 관해서는, 목적으로 하는 권축 발현과, 이 발현에 수반되는 섬유 교락을 효율적으로 실현할 수 있는 조건이면 특별히 제한은 없지만, 오리피스의 직경은, 통상적으로 0.05 ∼ 2 ㎜, 바람직하게는 0.1 ∼ 1 ㎜, 보다 바람직하게는 0.2 ∼ 0.5 ㎜ 정도이다. 오리피스의 피치는, 통상적으로 0.5 ∼ 5 ㎜, 바람직하게는 1 ∼ 4 ㎜, 보다 바람직하게는 1 ∼ 3 ㎜ 정도이다. 오리피스의 직경이 지나치게 작으면, 막힘을 일으키기 쉬워진다는 운전상의 문제점이 발생하기 쉽다. 반대로 지나치게 크면, 충분한 수증기 분사력을 얻기 곤란해진다. 한편, 피치가 지나치게 작으면, 공경도 작아지기 때문에, 고온 수증기의 양이 저하된다. 한편, 피치가 지나치게 크면, 고온 수증기가 섬유 웨브에 충분히 닿지 않는 케이스가 발생하기 때문에, 강도의 확보가 곤란해진다.

사용하는 고온 수증기에 대해서도, 목적으로 하는 섬유의 권축 발현과 이것에 수반되는 적당한 섬유 교락을 실현할 수 있으면 특별히 한정은 없으며, 사용하는 섬유의 재질이나 형태에 따라 설정하면 되는데, 압력은, 예를 들어 0.1 ∼ 2 ㎫, 바람직하게는 0.2 ∼ 1.5 ㎫, 보다 바람직하게는 0.3 ∼ 1 ㎫ 정도이다. 수증기의 압력이 지나치게 높은 경우에는, 섬유 웨브를 형성하는 섬유가 필요 이상으로 움직여 옷감 바탕의 흐트러짐을 발생시키거나, 섬유가 필요 이상으로 교락되거나 하는 경우가 있다. 또, 극단적인 경우에는 섬유끼리가 융착되어, 신축성의 확보가 곤란해진다. 또, 압력이 지나치게 약한 경우에는, 섬유의 권축 발현에 필요한 열량을 섬유 웨브에 부여할 수 없게 되거나, 수증기가 섬유 웨브를 관통할 수 없어, 두께 방향에 있어서의 섬유의 권축 발현이 불균일해지거나 하기 쉽다. 또, 노즐로부터의 수증기의 균일 분출의 제어도 곤란하다.

고온 수증기의 온도는, 예를 들어 70 ∼ 150 ℃, 바람직하게는 80 ∼ 120 ℃, 보다 바람직하게는 90 ∼ 110 ℃ 정도이다. 고온 수증기의 처리 속도는, 예를 들어 200 m/분 이하, 바람직하게는 0.1 ∼ 100 m/분, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 50 m/분 정도이다.

이와 같이 하여 섬유 웨브 내의 복합 섬유의 권축을 발현시킨 후, 부직포에 수분이 잔류하는 경우가 있으므로, 필요에 따라 부직포를 건조시켜도 된다. 건조에 관해서는, 건조용 가열체에 접촉한 부직포 표면의 섬유가 건조의 열에 의해 융착되어 신축성을 저하시키지 않는 것이 필요하고, 신축성을 유지할 수 있는 한, 관용의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 부직포의 건조에 사용되는 실린더 건조기나 텐터와 같은 대형의 건조 설비를 사용해도 되지만, 잔류하고 있는 수분은 미량이고, 비교적 경도의 건조 수단에 의해 건조 가능한 레벨인 경우가 많기 때문에, 원적외선 조사, 마이크로파 조사, 전자선 조사와 같은 비접촉법이나 열풍을 블로잉하거나, 열풍 중을 통과시키는 방법 등이 바람직하다.

얻어진 부직포는, 그 제조 공정에 있어서 물에 적셔지고, 고온 수증기 분위기하에 노출된다. 즉, 본 발명의 부직포는, 부직포 자체가 말하자면 세탁과 동일한 처리를 받게 되기 때문에, 방사 유제 등의 섬유로의 부착물이 세정된다. 따라서, 본 발명의 신축성 부직포는 위생적이고, 또한 높은 발수성을 나타낸다.

실시예

이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예에 있어서의 각 물성값은, 하기 방법에 의해 측정하였다.

[1] 기계 권축수

JIS L 1015「화학 섬유 스테이플 시험 방법」(8.12.1) 에 준하여 측정하였다.

[2] 평균 코일 권축수

부직포로부터 권축 섬유 (복합 섬유) 를, 코일 권축을 잡아늘이지 않도록 주의하면서 발출하고, 기계 권축수의 측정과 동일하게, JIS L 1015「화학 섬유 스테이플 시험 방법」(8.12.1) 에 준하여 측정하였다. 또한, 본 측정은 코일상의 권축이 발현된 섬유에 대해서만 실시하였다.

[3] 평균 권축 피치

평균 코일 권축수의 측정시에 연속하여 이웃하는 코일 간의 거리를 측정하고, n 수 ＝ 100 의 평균값으로서 나타냈다.

[4] 평균 곡률 반경

주사형 전자 현미경 (SEM) 을 사용하여, 부직포의 임의의 단면을 100 배로 확대한 사진을 촬영하였다. 촬영한 부직포 단면 사진에 찍힌 섬유 중에서, 1 둘레 이상의 나선 (코일) 을 형성하고 있는 섬유에 대해, 그 나선을 따라 원을 그렸을 때의 원의 반경 (코일 축 방향으로부터 권축 섬유를 관찰하였을 때의 원의 반경) 을 구하고, 이것을 곡률 반경으로 하였다. 또한, 섬유가 타원상으로 나선을 그리고 있는 경우에는, 타원의 장경과 단경의 합의 1/2 을 곡률 반경으로 하였다. 단, 권축 섬유가 충분한 코일 권축을 발현하지 않은 경우나, 섬유의 나선 형상이 비스듬히 관찰됨으로써 타원으로서 찍힌 경우를 배제하기 위해, 타원의 장경과 단경의 비가 0.8 ∼ 1.2 의 범위에 들어가는 타원만을 측정 대상으로 하였다. 평균 곡률 반경은, n 수 ＝ 100 의 평균값으로서 구하였다.

[5] 권축 섬유 (복합 섬유) 의 섬유 만곡률 및 그 균일성

부직포의 임의의 단면에 있어서의 전자 현미경 사진 (배율 × 100 배) 을 촬영하고, 촬영된 섬유가 찍힌 부분에 있어서, 두께 방향에 있어서, 표층, 내층, 이층의 3 개의 영역으로 3 등분하고, 각 층의 중심 부근에 있어서, 길이 방향 2 ㎜ 이상이고, 또한 측정 가능한 권축 섬유가 500 개 이상 포함되도록 측정 영역을 설정하였다. 이들 영역에 대해, 그 권축 섬유의 일방의 단부와 다른 일방의 단부의 단부 간 거리 (최단 거리) 를 측정하고, 추가로 그 권축 섬유의 섬유 길이 (사진 상의 섬유 길이) 를 측정하였다. 즉, 권축 섬유의 단부가 부직포 표면에 노출되어 있는 경우에는, 그 단부를 그대로 단부 간 거리를 측정하기 위한 단부로 하고, 단부가 부직포 내부에 매몰되어 있는 경우에는, 부직포 내부에 매몰되는 경계 부분 (사진 상의 단부) 을 단부 간 거리를 측정하기 위한 단부로 하였다. 이 때, 촬영된 권축 섬유 중, 100 ㎛ 이상에 걸쳐 연속되어 있는 것을 확인할 수 없는 섬유 이미지에 관해서는 측정의 대상 외로 하였다. 그리고, 단부 간 거리 (L1) 에 대한 그 복합 섬유의 섬유 길이 (L2) 의 비 (L2/L1) 로부터 섬유 만곡률을 산출하였다. 두께 방향으로 3 등분한 표층, 내층, 이층마다 섬유 만곡률의 평균값을 산출하고, 추가로, 각 층의 최대값과 최소값의 비율로부터 섬유 만곡률의 두께 방향에 있어서의 균일성을 산출하였다.

도 1 에 촬영된 권축 섬유의 섬유 만곡률의 측정 방법에 대한 모식도를 나타낸다. 도 1(a) 는 일방의 단부가 표면에 노출되고, 타방의 단부가 부직포 내부에 매몰된 권축 섬유를 나타내고 있고, 이 경우, 단부 간 거리 (L1) 는, 권축 섬유의 단부에서 부직포 내부에 매몰되는 경계 부분까지의 거리가 된다. 한편, 섬유 길이 (L2) 는, 권축 섬유의 관찰할 수 있는 부분 (권축 섬유의 단부에서 부직포 내부에 매몰될 때까지의 부분) 의 섬유를 사진 상에서 2 차원적으로 잡아늘인 길이가 된다.

도 1(b) 는 양단부가 부직포 내부에 매몰된 복합 섬유를 나타내고 있고, 이 경우, 단부 간 거리 (L1) 는, 부직포 표면에 노출된 부분에 있어서의 양단부 (사진 상의 양단부) 의 거리가 된다. 한편, 섬유 길이 (L2) 는, 부직포 표면에 노출되어 있는 부분의 권축 섬유를 사진 상에서 2 차원적으로 잡아늘인 길이가 된다.

[6] 겉보기 중량

JIS L 1913「일반 부직포 시험 방법」에 준하여 측정하였다.

[7] 두께 및 밀도

JIS L 1913「일반 부직포 시험 방법」에 준하여 두께를 측정하고, 이 값과 [6] 의 방법으로 측정한 겉보기 중량으로부터 밀도를 산출하였다.

[8] 파단 강도 및 파단 신도

JIS L 1913「일반 부직포 시험 방법」에 준하여 측정하였다. 파단 강도 및 파단 신도는 부직포의 흐름 (MD) 방향 및 폭 (CD) 방향에 대해 측정하였다.

[9] 50 ％ 신장 후 회복률

JIS L 1913「일반 부직포 시험 방법」에 준거하는 인장 시험을 실시하고, 하기 식 :

50 ％ 신장 후 회복률 (％) ＝ 100 － X

에 기초하여 50 ％ 신장 후 회복률을 구하였다. 식 중, X 는, 인장 시험에 있어서, 신장률이 50 ％ 에 도달한 후 바로 하중을 제거하였을 때의 시험 후의 잔류 변형률 (％) 이다. 50 ％ 신장 후 회복률은, MD 방향 및 CD 방향에 대해 측정하였다.

[10] 응력-변형률 곡선 (S-S 커브)

JIS L 1913「일반 부직포 시험 방법」에 준거하여, MD 방향에 대한 응력-변형률 곡선을 측정하고, 변형률 ε (신도) 20, 30, 55, 65, 80 ％ 에 있어서의 응력 σ₂₀, σ₃₀, σ₅₅, σ₆₅ 및 σ₈₀ 을 구하였다. 도 2 ∼ 도 6 에 각 실시예 및 비교예로 얻어진 응력-변형률 곡선을 나타낸다. 또, 이들 응력값에 기초하여, 응력 변화율의 비 (σ₆₅ － σ₅₅)/(σ₃₀ － σ₂₀) 를 산출하였다.

[11] 20 N/50 ㎜ 신장 반복 시험에 의한 변형률 변화

JIS L 1913「일반 부직포 시험 방법」에 준거하는 인장 시험에 있어서, 응력이 20 N/50 ㎜ 가 되도록 MD 방향으로 신장하고, 대기 시간없이 변형률을 원래의 위치로 되돌리는 조작을 연속하여 합계 5 회 반복하는 시험을 실시하고, 각 회 조작 후의 변형률 ε (％) 을 측정하였다. 또, 하기 식 :

변형률 변화량 ＝ 5 회째의 변형률 ε － 1 회째의 변형률 ε

에 따라, 변형률 변화량을 산출하였다.

＜실시예 1＞

잠재 권축성 섬유로서, 고유 점도 0.65 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 [성분 (A)] 와, 이소프탈산 20 몰％ 및 디에틸렌글리콜 5 몰％ 를 공중합시킨 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 [성분(B)] 로 구성된 사이드 바이 사이드형 복합 스테이플 섬유 [(주) 쿠라레 제조,「PN-780」, 1.7 dtex × 51 ㎜ 길이, 기계 권축수 12 개/25 ㎜, 130 ℃ × 1 분 열처리 후에 있어서의 권축수 62 개/25 ㎜] 를 준비하였다. 이 사이드 바이 사이드형 복합 스테이플 섬유를 100 질량％ 사용하여, 카드법에 의해 겉보기 중량 45.5 g/㎡ 의 카드 웨브로 하였다.

이 카드 웨브를 컨베이어 네트 상에서 이동시켜, 직경 2 ㎜φ, 2 ㎜ 피치로 지그재그상으로 구멍 (원형상) 이 뚫린 다공판 드럼과의 사이를 통과시키고, 이 다공판 드럼의 내부에서 웨브 및 컨베이어 네트를 향하여, 0.8 ㎫ 로 스프레이상으로 수류를 분사하여, 섬유의 저밀도 영역과 고밀도 영역을 주기적으로 형성하는 편재화 공정을 실시하였다.

이어서, 이 카드 웨브를 76 메시, 폭 500 ㎜ 의 수지제 엔드리스 벨트를 장비한 벨트 컨베이어에 이송하면서, 직경 0.1 ㎜ 의 오리피스가 웨브의 폭 방향으로 0.6 ㎜ 간격으로 1 열로 형성된 노즐을 표리 2 단씩 사용하여, 노즐로부터 물을 분사하여 섬유를 교락시켰다 (낙합 공정). 수압은, 전단의 노즐 열에서는, 표측과 이측의 양면 모두 2 ㎫ 로 분무하고, 후단의 노즐 열에서는, 표측과 이측의 양면 모두 4 ㎫ 로 분무하였다.

다음으로, 이 섬유 웨브를 다음의 수증기에 의한 가열 공정에서의 수축을 저해하지 않도록, 웨브를 150 ％ 정도로 오버 피드시키면서 가열 공정에 이송하였다. 또한, 이 벨트 컨베이어의 벨트의 상부에는 동일한 벨트가 장비되어 있고, 각각이 동일한 속도로 동 방향으로 회전하고, 이들 양 벨트의 간격을 임의로 조정 가능한 벨트 컨베이어를 사용하였다.

이어서, 벨트 컨베이어에 구비된 수증기 분사 장치에 섬유 웨브를 도입하고, 이 수증기 분사 장치로부터 0.4 ㎫ 의 수증기를 섬유 웨브에 대하여 수직으로 분출하며 수증기 처리를 실시하여, 잠재 권축 섬유의 코일상 권축을 발현시킴과 함께, 섬유를 교락시켜 부직포를 얻었다. 이 수증기 분사 장치는, 일방의 컨베이어 내에, 컨베이어 벨트를 통하여 수증기를 섬유 웨브를 향하여 블로잉하도록 노즐이 설치되고, 다른 일방의 컨베이어에 석션 장치가 설치되어 있었다. 그러나, 이 석션은 가동시키지 않았다. 또한, 수증기 분사 노즐의 공경은 0.3 ㎜ 이고, 이 노즐이 컨베이어 폭 방향을 따라 2 ㎜ 피치로 1 열로 나열된 장치를 사용하였다. 가공 속도는 10 m/분이고, 노즐과 석션측의 컨베이어 벨트의 거리는 10 ㎜ 로 하였다.

얻어진 부직포는, 자착성을 가짐과 함께, MD 방향 및 CD 방향의 어느 방향으로도 잘 신축되고, 또 파단되지 않을 정도로 가볍게 손으로 늘인 후, 응력을 해제하면 바로 원래의 형태로 되돌아왔다. 얻어진 부직포의 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

얻어진 부직포의 표면 및 두께 방향 단면을 전자 현미경 (100 배) 으로 관찰한 결과, 각 섬유는 부직포의 면 방향에 대하여 대략 평행하게 배향되어 있고, 두께 방향에 있어서 대략 균일하게 권축되어 있었다.

＜실시예 2＞

실시예 1 에서 사용한 것과 동일한 사이드 바이 사이드형 복합 스테이플 섬유를 100 질량％ 사용하고, 카드법에 의해 겉보기 중량 78.4 g/㎡ 의 카드 웨브로 하였다. 이 카드 웨브를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 신축성 부직포를 제조하였다.

＜비교예 1＞

실시예 1 에서 사용한 것과 동일한 사이드 바이 사이드형 복합 스테이플 섬유를 100 질량％ 사용하고, 카드법에 의해 겉보기 중량 25.7 g/㎡ 의 카드 웨브로 하였다. 이 카드 웨브를 사용한 것, 및 편재화 공정을 실시한 후, 낙합 공정을 실시하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 신축성 부직포를 제조하였다.

얻어진 부직포는, 신축성 및 자착성을 갖는 것이었지만, 파단 강도가 떨어지는 것이었다. 또, 20 N/50 ㎜ 신장 반복 시험에서는, 부직포 샘플에 파단이 발생하였기 때문에, 변형률 ε 및 변형률 변화량을 측정할 수 없었다. 얻어진 부직포의 표면 및 두께 방향 단면을 전자 현미경 (100 배) 으로 관찰한 결과, 각 섬유는 부직포의 면 방향에 대하여 대략 평행하게 배향되어 있고, 두께 방향에 있어서 대략 균일하게 권축되어 있었다.

＜비교예 2＞

실시예 1 에서 사용한 것과 동일한 사이드 바이 사이드형 복합 스테이플 섬유를 100 질량％ 사용하고, 카드법에 의해 겉보기 중량 37.8 g/㎡ 의 카드 웨브로 하였다. 이 카드 웨브를 사용한 것, 및 편재화 공정을 실시한 후, 낙합 공정을 실시하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 신축성 부직포를 제조하였다.

얻어진 부직포는, 신축성 및 자착성을 갖는 것이었지만, 파단 강도 및 반복 내구성이 낮아, 반복 사용에 의해 신축성이 저하되기 쉬운 것이었다. 얻어진 부직포의 표면 및 두께 방향 단면을 전자 현미경 (100 배) 으로 관찰한 결과, 각 섬유는 부직포의 면 방향에 대하여 대략 평행하게 배향되어 있고, 두께 방향에 있어서 대략 균일하게 권축되어 있었다.

＜비교예 3＞

습열 접착성 섬유로서, 코어 성분이 폴리에틸렌테레프탈레이트, 시스 성분이 에틸렌-비닐알코올 공중합체 (에틸렌 함유량 : 44 몰％, 비누화도 : 98.4 몰％) 인 심초형 복합 스테이플 섬유 [(주) 쿠라레 제조,「S220」, 3.3 dtex × 51 ㎜ 길이, 심초 질량비 ＝ 50/50, 기계 권축수 : 21 개/25 ㎜] 를 준비하였다. 이 심초형 복합 스테이플 섬유를 30 질량％ 와, 실시예 1 에서 사용한 것과 동일한 사이드 바이 사이드형 복합 스테이플 섬유를 70 질량％ 사용하고, 카드법에 의해 겉보기 중량 65.8 g/㎡ 의 카드 웨브로 하였다. 이 카드 웨브를 사용한 것, 및 편재화 공정을 실시한 후, 낙합 공정을 실시하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 신축성 부직포를 제조하였다.

Claims

권축 섬유를 포함하는 신축성 부직포로서,
면 방향에 있어서의 적어도 일 방향에 대한 인장 시험에 의한 응력-변형률 곡선에 있어서,
변형률 ε 이 20 ％, 30 ％, 55 ％ 및 65 ％ 일 때의 응력 σ (N/50 ㎜) 을 각각 σ₂₀, σ₃₀, σ₅₅ 및 σ₆₅ 로 할 때, 하기 식 :
(σ₆₅ － σ₅₅)/(σ₃₀ － σ₂₀) ≥ 2.5
을 만족하고,
면 방향에 있어서의 적어도 일 방향에 대한 인장 시험에 의한 파단 강도가 40 N/50 ㎜ 이상인, 부직포.
제 1 항에 있어서,
변형률 ε 이 80 ％ 일 때의 응력 σ₈₀ 이 20 N/50 ㎜ 이상인, 부직포.
제 1 항에 있어서,
겉보기 중량이 90 g/㎡ 이상인, 부직포.
제 1 항에 있어서,
상기 권축 섬유는, 열수축률이 상이한 복수의 수지가 상 구조를 형성한 복합 섬유로 구성되어 있고, 평균 곡률 반경 20 ∼ 200 ㎛ 로 두께 방향의 단면에 있어서, 두께 방향으로 3 등분한 각각의 영역 중, 중앙부 (내층) 에 있어서, 1 둘레 이상의 코일 크림프를 형성하고 있는 섬유의 수가, 5 ∼ 50 개/5 ㎜ (면 방향 길이)·0.2 ㎜ (두께) 인, 부직포.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
붕대인, 부직포.
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