KR102478354B1

KR102478354B1 - 안솜

Info

Publication number: KR102478354B1
Application number: KR1020197030467A
Authority: KR
Inventors: 히로시 오노; 요시키 야마토
Original assignee: 도요보 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2022-12-15
Also published as: CN110475924B; WO2018181138A1; KR20190133018A; JPWO2018181138A1; CN110475924A; JP7061292B2

Abstract

경량이며 부피가 크고, 보온성이 높으며, 신체의 움직임을 따르기 쉬운 유연성을 갖는 침구나 의료(衣料)용에 적합한 안솜을 제공한다. 아크릴로니트릴 함유율이 상이한 2종류의 아크릴로니트릴계 중합체로 이루어지는 사이드 바이 사이드형 구조의 중심부와, 가교 구조, 및 Na염형 또는 K염형의 카르복실기를 갖는 표층부를 포함하는 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)와, 중공 폴리에스테르 섬유(B)를 얽히게 해서 혼합하여, 알갱이솜 형상으로 한 것을 이용한 것을 특징으로 한다.

Description

안솜

본 발명은 경량이며 부피가 크고, 유연성이 풍부하며, 신체에 추종하기 쉬운, 깃털의 대체로서 사용 가능한 안솜에 관한 것이다. 본 발명의 안솜은, 침장 침구의 안솜이나 다운자켓 등의 의료(衣料)의 안솜에 적합하게 이용할 수 있는 것이다.

침구용 안솜이나 의료용 안솜에서는, 경량이며 부피가 크고, 보온성이 높으며, 신체의 움직임에 추종하는 것과 같은 부드러운 감촉이 요구된다. 이러한 용도에는, 깃털, 풀솜 등의 동물성 섬유나 폴리에스테르 등의 합성 섬유가 이용되어 왔다. 이 중, 특히 깃털은, 경량이며 압축 복원성이 우수하고, 깃털끼리가 뒤얽히지 않기 때문에, 매우 우수한 벌키성을 장기간 유지할 수 있는 특징을 갖는다. 또한, 깃털은, 보온성이나 유연성도 우수하기 때문에, 침구나 의료 등의 안솜으로서 한결같이 다용되어 왔다.

그러나, 최근의 깃털의 생산량의 저하에 의해, 깃털의 가격이 앙등하여, 이들 안솜의 재료로서 적당한 가격으로 제공하는 것이 곤란해지고 있다. 이 때문에, 깃털의 상기 성능을 갖는 고기능의 대체 안솜을 개발하는 것이 강하게 요망되고 있다.

보온성의 향상에 대해서는, 동물성 섬유를 제외한 흡습 발열성 섬유에, 다른 합성 섬유를 혼합하여 알갱이솜 형상으로 한 안솜이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). 그러나, 특허문헌 1에서 사용되는 것과 같은 통상의 형태로 흡습 발열성 섬유를 이용한 경우, 흡습 발열성과 벌키성을 높은 레벨로 양립하여 유지하는 것은 매우 곤란하며, 결과적으로 보온성을 장기간 유지할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2003-286638호 공보

본 발명은 이러한 종래 기술의 현상을 감안하여 창안된 것으로, 그 목적은, 경량이며 부피가 크고, 보온성이 높으며, 신체의 움직임을 따르기 쉬운 유연성을 갖는 침구나 의료용에 적합한 안솜을 제공하는 것에 있다.

본 발명자는, 이러한 목적을 달성하기 위해서, 안솜에 사용하는 흡습 발열성 섬유와 그것에 병용되는 합성 섬유의 구성 형태에 대해 예의 검토한 결과, 흡습 발열성 섬유로서 특정한 중심부와 표층부를 포함하는 사이드 바이 사이드형 구조의 복합 섬유를 사용하고, 또한 중공 폴리에스테르 섬유를 사용하여, 이들을 알갱이솜 형상으로 가공함으로써, 경량성, 벌키성, 보온성, 유연성을 높은 레벨로 달성한 안솜을 제공할 수 있는 것을 발견하였다.

구체적으로는, 흡습 발열성 섬유로서, 벌키성에 기여하는 아크릴로니트릴 함유율이 상이한 2종류의 아크릴로니트릴계 중합체로 이루어지는 사이드 바이 사이드형 구조의 중심부와, 흡습 발열성에 기여하는 가교 구조 및 Na염형 또는 K염형의 카르복실기를 갖는 표층부를 포함하는 특정한 사이드 바이 사이드형 복합 섬유를 사용하고, 또한 경량이며 벌키성이 우수한 중공 폴리에스테르 섬유를 사용하여, 이들을 알갱이솜 형상의 형태로 가공함으로써, 깃털의 성능을 겸비하는 안솜을 제공할 수 있는 것을 발견하였다.

본 발명은 이러한 지견에 기초하여 완성된 것으로, 이하의 (1)∼(6)의 구성을 갖는 것이다.

(1) 아크릴로니트릴 함유율이 상이한 2종류의 아크릴로니트릴계 중합체로 이루어지는 사이드 바이 사이드형 구조의 중심부와, 가교 구조, 및 Na염형 또는 K염형의 카르복실기를 갖는 표층부를 포함하는 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)와, 중공 폴리에스테르 섬유(B)를 얽히게 해서 혼합하여, 알갱이솜 형상으로 한 것을 이용한 것을 특징으로 하는 안솜.

(2) 함유되는 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)와 중공 폴리에스테르 섬유(B)의 중량비가 10:90∼60:40인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 안솜.

(3) 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)의 전체 카르복실기량이 3.5∼10 mmol/g인 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 안솜.

(4) 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)의 Na염형 또는 K염형의 카르복실기량이 3.0∼10 mmol/g인 것을 특징으로 하는 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 안솜.

(5) 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)의 단섬유(單纖維) 섬도가 1∼15 dtex이고, 섬유 길이가 10∼50 ㎜인 것을 특징으로 하는 (1)∼(4) 중 어느 하나에 기재된 안솜.

(6) 중공 폴리에스테르 섬유(B)의 단섬유 섬도가 0.5∼10 dtex이고, 섬유 길이가 5∼70 ㎜인 것을 특징으로 하는 (1)∼(5) 중 어느 하나에 기재된 안솜.

본 발명의 안솜은, 흡습 발열성 섬유로서, Na염형 또는 K염형의 카르복실기를 갖는 가교 폴리아크릴레이트계 섬유를 사용하고 있기 때문에, 흡습 후에 즉시 높은 온도 상승을 나타내고, 특정한 복합 구조를 채용하고 있기 때문에, 흡습 시의 섬유의 푹 꺼짐의 영향이 적어, 높은 벌키성을 가져올 수 있으며, 결과적으로 높은 보온 지속성을 가질 수 있다. 또한, 경량이며 부피가 큰 중공 폴리에스테르 섬유를 병용해서, 이것을 전술한 흡습 발열성 섬유와 혼합하여 알갱이솜 형상으로 가공하고 있기 때문에, 높은 벌키성, 경량성, 유연성, 보온 지속성을 겸비할 수 있다.

도 1은 ISO18782:2015의 측정 방법 및 조건에 준거하여 측정한 Na염형 또는 Mg염형의 카르복실기를 갖는 가교 폴리아크릴레이트계 섬유의 경과 시간마다의 온도의 추이를 도시한 그래프이다.

이하, 본 발명의 안솜을 상세히 설명한다.

본 발명의 안솜은, 특정한 중심부와 표층부를 포함하는 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)와, 중공 폴리에스테르 섬유(B)를 얽히게 해서 혼합하여, 알갱이솜 형상으로 한 것을 이용한 것을 특징으로 한다. 이러한 특징에 의해, 신속히 흡습하여 발열성을 나타내는 흡습 발열성과, 지속적인 보온성을 가져오는 벌키성과, 경량, 유연성을 높은 레벨로 가져올 수 있다.

본 발명에서 사용하는 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)는, 1가 금속의 Na염형 또는 K염형의 카르복실기를 갖는 가교 폴리아크릴레이트계 섬유인 것이 필요하다. Mg염형 또는 Ca염형의 2가 금속염형은, 흡습 발열성을 갖지만, 흡습 발열 시의 초기의 상승 온도가 낮기 때문에, 조기에 따뜻함이나 보온성을 실감하는 것을 희망하는 경우에는 문제가 있다. 또한, Zn염형 등의 다른 2가 금속염형에서는, 애당초 흡습 발열성이 뒤떨어져 쾌적한 환경이 얻어지지 않기 때문에, 바람직하지 않다. Na염형 또는 K염형의 1가의 금속염형은, 흡습 발열 시의 초기의 상승 온도가 높기 때문에, 조기에 따뜻함을 실감할 수 있다. 단, Na염형 또는 K염형의 카르복실기를 갖는 가교 폴리아크릴레이트계 섬유는, 통상의 섬유 형태에서는, 벌키성이 부족하여, 보온성을 지속할 수 없기 때문에, 본 발명에서는 후술하는 바와 같은 특수한 복합 구조를 취한다.

본 발명에서 사용하는 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)는, 아크릴로니트릴 함유율이 상이한 2종류의 아크릴로니트릴계 중합체로 이루어지는 사이드 바이 사이드형 구조의 중심부와, 가교 구조 및 Na염형 또는 K염형의 카르복실기를 갖는 표층부를 포함하는 복합 섬유이다. 본 발명의 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)는, 중심부와 그 주위의 표층부를 포함하는 복합 구조를 갖고 있고, 중심부에서 단단한 구조를 형성함으로써 벌키성의 향상에 기여시키고, 표층부에서 가교 구조 및 Na염형 또는 K염형의 카르복실기를 존재시킴으로써 높은 흡습 발열성의 역할을 담당하도록 하고 있는 것이 특징이다. 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)는, 전체 카르복실기량이 3.5 mmol/g 이상인 것이 바람직하고, 최대 10 mmol/g 정도, 바람직하게는 최대 6.5 mmol/g까지 가능하다. 실제로는, 이 카르복실기량은, 실질적으로 전량이 표층부에 존재한다. 또한, 사이드 바이 사이드형 복합 섬유의 전체 카르복실기량 중 약 90% 이상, 바람직하게는 약 95% 이상, 보다 바람직하게는 실질적으로 전부가 Na염형 또는 K염형의 카르복실기인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)는, Na염형 또는 K염형의 카르복실기량이 3.0 mmol/g 이상인 것이 바람직하고, 최대 10 mmol/g 정도, 바람직하게는 최대 6.5 mmol/g이다.

사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)는, 원료 섬유로서 아크릴로니트릴계 섬유를 사용하고, 아크릴로니트릴계 섬유는, 아크릴로니트릴계 중합체로부터 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 아크릴로니트릴계 중합체는, 아크릴로니트릴이 50 중량% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80 중량% 이상이다. 아크릴로니트릴의 함유량이 적은 경우에는, 가교 구조가 적어져, 섬유 물성이 저하될 우려가 있다. 가교 구조는, 아크릴로니트릴계 중합체의 니트릴기와 히드라진계 화합물 등의 질소 함유 화합물을 반응시킴으로써 섬유 중에 도입될 수 있다.

사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)는, 아크릴로니트릴 함유율이 상이한 2종의 아크릴로니트릴계 중합체를 사이드 바이 사이드로 접합한 복합 구조를 갖는다. 이와 같이 아크릴로니트릴 함유율에 차이를 갖게 한 2종의 아크릴로니트릴 중합체를 사이드 바이 사이드로 배치함으로써 가수 분해 처리 시의 수축 정도에 차이가 발생하여 권축(捲縮)을 발현시킬 수 있고, 권축의 결과로서 벌키성의 향상에 기여할 수 있다. 한편, 벌키성을 충분히 향상시키기 위해서는, 2종의 아크릴로니트릴계 중합체 사이의 아크릴로니트릴 함유율의 차이는 1∼8 중량%, 나아가서는 1∼5 중량%인 것이 바람직하고, 2종의 아크릴로니트릴계 중합체의 복합 비율(중량비)은 20/80∼80/20, 나아가서는 30/70∼70/30인 것이 바람직하다.

상기와 같은 복합 구조의 섬유에 대해 표층부에 가교 구조가 도입된다. 가교 구조의 도입에는, 종래 공지의 가교제를 사용해도 좋으나, 가교 구조의 도입 효율의 점에서 질소 함유 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 질소 함유 화합물로서는, 2개 이상의 1급 아미노기를 갖는 아미노 화합물이나 히드라진계 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 2개 이상의 1급 아미노기를 갖는 아미노 화합물로서는, 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등의 디아민계 화합물, 디에틸렌트리아민, 3,3'-이미노비스(프로필아민), N-메틸-3,3'-이미노비스(프로필아민) 등의 트리아민계 화합물, 트리에틸렌테트라민, N,N'-비스(3-아미노프로필)-1,3-프로필렌디아민, N,N'-비스(3-아미노프로필)-1,4-부틸렌디아민 등의 테트라민계 화합물, 폴리비닐아민, 폴리알릴아민 등이며 2개 이상의 1급 아미노기를 갖는 폴리아민계 화합물 등이 예시된다. 또한, 히드라진계 화합물로서는, 수가(水加) 히드라진(hydrazine hydrate), 황산히드라진, 염산히드라진, 브롬화수소산히드라진, 히드라진카보네이트 등이 예시된다. 한편, 1분자 중의 질소 원자의 수의 상한은 특별히 한정되지 않으나, 12개 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 6개 이하이며, 특히 바람직하게는 4개 이하이다. 1분자 중의 질소 원자의 수가 상기 상한을 초과하면, 가교제 분자가 커져, 섬유 내에 가교 구조를 도입하기 어려워지는 경우가 있다. 가교 구조를 도입하는 조건으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 채용하는 가교제와 아크릴로니트릴계 섬유와의 반응성이나 가교 구조의 양 등을 감안하여, 적절히 선정할 수 있다. 예컨대, 가교제로서 히드라진계 화합물을 이용하는 경우에는, 히드라진 농도로서 0.1∼10 중량%가 되도록 상기한 히드라진계 화합물을 첨가한 수용액에, 전술한 아크릴로니트릴계 섬유를 침지하고, 80∼150℃, 2∼10시간으로 처리하는 방법 등을 들 수 있다.

가교 구조가 도입된 후에는, 알칼리성 금속 화합물에 의한 가수 분해 처리가 실시되고, 섬유의 표층부에 존재하고 있는 니트릴기가 가수 분해되어, 카르복실기가 형성된다. 구체적인 처리 조건으로서는, 전술한 카르복실기량 등을 감안하여, 처리 약제의 농도, 반응 온도, 반응 시간 등의 여러 가지 조건을 적절히 설정하면 되지만, 바람직하게는 0.5∼10 중량%, 더욱 바람직하게는 1∼5 중량%의 처리 약제 수용액 중, 온도 80∼150℃에서 2∼10시간 처리하는 수단이 공업적, 섬유 물성적으로도 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 전술한 가교 도입 처리 및 가수 분해 처리는, 전술한 바와 같이 순서대로 행하는 것보다, 각각의 처리 약제를 혼합한 수용액을 이용하여, 일괄해서 동시 처리하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는, 이 동시 처리에 있어서, 종래보다 저농도의 알칼리 금속 화합물의 완만한 조건으로 행하고, 그 후의 산 처리를 종래보다 고온에서의 엄격한 조건으로 행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 본 발명의 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)는, 표층부에 종래보다 많은 카르복실기가 존재하고, 중심부에 비교적 단단한 아크릴로니트릴계 중합체가 온존(溫存)된 구조를 취할 수 있다.

형성된 카르복실기에는, 그 카운터 이온이 수소 이온 이외의 양이온인 염형 카르복실기와, 그 카운터 이온이 수소 이온인 H형 카르복실기가 있다. 본 발명에서는, 높은 흡습률을 얻기 위해서 H형 카르복실기를 염형 카르복실기로 변환하여, 약 90% 이상, 바람직하게는 약 95% 이상, 보다 바람직하게는 실질적으로 모든 카르복실기를 염형 카르복실기로 하는 것이 바람직하다. 염형 카르복실기를 구성하는 양이온은, 나트륨 또는 칼륨의 알칼리 금속이다. 다가의 금속 이온인 마그네슘, 칼슘, 아연 등을 채용한 경우에는, 벌키성이 높으나, 흡습에 의한 초기의 상승 온도가 낮기 때문에, 바람직하지 않다. 예컨대, 본 발명의 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)는, 아크릴로니트릴 함유율이 상이한 2종류의 아크릴로니트릴계 중합체를 사이드·바이·사이드로 접합한 아크릴로니트릴계 섬유에 대해, 전술한 바와 같은 특유의 조건으로 가교 도입, 가수 분해를 실시하여, 카르복실기를 형성하고, 카운터 이온으로 나트륨 또는 칼륨을 선택하면 얻어진다.

H형 카르복실기를 염형 카르복실기로 변환하는 방법으로서는, 질산염, 황산염, 염산염 등의 금속염에 의한 이온 교환 처리, 질산, 황산, 염산, 포름산 등에 의한 산 처리, 혹은, 알칼리성 금속 화합물 등에 의한 pH 조정 처리 등을 실시하는 방법을 들 수 있다.

사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)는, 횡단면에 있어서의 표층부의 차지하는 면적이 바람직하게는 5% 이상 35% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이상 30% 이하, 더욱 바람직하게는 10% 이상 20% 이하이다. 표층부의 면적이 상기 범위 미만이면, 섬유 중에 카르복실기를 충분히 존재시킬 수 없어, 높은 흡습 발열성을 발휘할 수 없을 가능성이 있다. 또한, 상기 범위를 초과하면, 흡습으로 섬유가 푹 꺼지기 쉬워져, 벌키성에 문제를 발생시킬 가능성이 있다. 본 발명의 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)는, 카르복실기가 실질적으로 존재하지 않는 중심부를 많이 존재시킴으로써, 흡습에 의한 섬유의 푹 꺼짐에 의한 벌키성의 저하의 영향이 작아, 높은 벌키성을 달성할 수 있다. 또한, Na염형 또는 K염형의 카르복실기를 갖는 가교 폴리아크릴레이트계 섬유는, 도 1에 도시된 바와 같이 Mg염형 등의 2가의 금속염과 비교하여 높은 흡습 발열성(특히 초기의 상승 온도)의 특징을 갖고 있고, 본 발명에서는, 그 특징을 그대로 향수(享受)할 수 있다.

본 발명의 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)는, 전술한 특수한 복합 구조의 Na염형 또는 K염형의 카르복실기를 갖는 가교 폴리아크릴레이트계 섬유를 포함하기 때문에, 20℃×65% RH의 환경하에서 5분 이내에 6.0∼40%의 범위의 흡습률을 용이하게 달성할 수 있다. 특히, 본 발명의 흡습 발열성 섬유는, 인간의 피부가 접촉했을 때의 최초의 5분 이내에 높은 흡습 발열 효과(높은 상승 온도)를 실감할 수 있다.

또한, 본 발명의 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)는, 전술한 특수한 복합 구조의 Na염형 또는 K염형의 카르복실기를 갖는 가교 폴리아크릴레이트계 섬유를 포함하기 때문에, 10∼100 ㎤/g의 범위의 비용적을 달성할 수 있다. 이러한 높은 벌키성은, 특수한 복합 구조의 Na염형 또는 K염형의 카르복실기를 갖는 가교 폴리아크릴레이트계 섬유가 갖는 높은 벌키성에 의해 초래된다. 비용적이 상기 범위 미만이면, 충분한 공기를 받아들이고 있지 않기 때문에 보온성이 불충분해질 우려가 있다. 비용적이 상기 범위를 초과하면, 약간의 힘을 가한 것만으로 간단히 형 붕괴를 일으켜 버려, 보형성(保形性)이 부족할 우려가 있다.

본 발명에서 사용하는 중공 폴리에스테르 섬유(B)는, 내부에 공동 또는 공극을 갖는 폴리에스테르 섬유이고, 단면에 중공부가 존재하는 한, 종래 공지의 충전솜용에 적합한 폴리에스테르 섬유를 사용하여 제조될 수 있다. 폴리에스테르 섬유로서는, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트 등이 예시되고, 단독 중합체뿐만이 아니라 복수 종의 폴리머 블렌드를 포함하는 공중합체의 섬유를 사용할 수 있다. 중공의 형태의 폴리에스테르 섬유는, 종래 공지의 방법으로 적절히 얻을 수 있으나, 예컨대 폴리에스테르 레진 펠릿을 용융하고, 고온에서 C형 노즐로부터 토출하며, 권취 롤러로 권취함으로써 미연신사를 얻고, 계속해서 적절한 연신 배율로 60∼90℃의 온도에서 연신하거나, 이완 열처리를 실시함으로써 얻을 수 있다. 중공 폴리에스테르 섬유(B)의 중공률은, 특별히 한정되지 않으나, 경량성, 벌키성, 보온성 등을 고려하면 10%∼60%가 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)의 단섬유 섬도는 1∼15 dtex이고, 섬유 길이는 10∼50 ㎜인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서 사용하는 중공 폴리에스테르 섬유(B)의 단섬유 섬도는 0.5∼10 dtex이고, 섬유 길이는 5∼70 ㎜인 것이 바람직하다. 단섬유 섬도가 상기 범위 미만에서는, 높은 벌키성이나 압축 회복성이 얻어지지 않을 가능성이 있고, 상기 범위를 초과하면, 감촉이 딱딱해져, 침구용 등의 안솜으로서 적합하지 않을 가능성이 있다. 또한, 섬유 길이가 상기 범위를 일탈하면, 각 섬유를 혼합하여 알갱이솜 형상으로 가공하는 것이 어려워질 가능성이 있다.

본 발명의 안솜에서는, 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)와 중공 폴리에스테르 섬유(B) 이외에 안솜의 전체 중량의 30 중량% 이하의 비율로 다른 종래 공지의 합성 섬유(중공이 아닌 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리올레핀 섬유, 폴리페닐렌설파이드 섬유 등)를 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명의 안솜에 함유되는 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)와 중공 폴리에스테르 섬유(B)의 중량비는, 바람직하게는 10:90∼60:40, 보다 바람직하게는 15:85∼50:50이다. 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)가 상기 범위 미만에서는, 충분한 흡습 발열성을 발휘할 수 없을 가능성이 있고, 또한, 상기 범위를 초과하면, 비용이 증가하고, 유연성도 저하될 가능성이 있다.

본 발명의 안솜은, 전술한 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)와 중공 폴리에스테르 섬유(B)를 필수 성분으로 하여 얽히게 해서 혼합하고, 이것을 알갱이솜 형상으로 가공한 것을 사용하는 것을 특징으로 한다. 알갱이솜 형상으로 가공하는 방법으로서는, 종래 공지의 방법을 채용할 수 있는데, 예컨대 각 사용 섬유를 고속 기류하에서 교반하는 방법, 각 사용 섬유를 교반기에 넣어 혼합, 교반하는 방법, 각 사용 섬유를 복수 개 가지런히 해서 집속 처리를 행한 후 절단하고, 그 후, 섬유의 융점 미만의 온도에서 열처리하여 권축을 발현시켜 파이버 볼 형상으로 하는 방법 등을 채용할 수 있다. 본 발명의 안솜을 구성하는 알갱이솜은, 각각이 대략 구(球)형이며, 하나의 알갱이솜의 직경은, 예컨대 5∼50 ㎜ 정도일 수 있다.

본 발명의 안솜은, 단독으로 사용할 뿐만이 아니라, 종래 사용되고 있는 깃털, 솜, 마(麻), 양모, 나일론, 레이온, 폴리에스테르, 아크릴 등의 섬유와 함께 사용할 수 있다. 본 발명의 안솜은, 전술한 바와 같이 경량이며 벌키성을 갖고, 보온 지속성, 유연성을 갖기 때문에, 침장 침구(이불, 요, 베개 등)의 안솜 혹은 가을 겨울용 아우터 의료 등의 충전물로서의 안솜으로서 매우 적합하다.

실시예

이하의 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다. 한편, 실시예 중의 비율은 언급이 없는 한 중량 기준으로 나타낸다. 실시예 중의 특성의 평가 방법은 이하와 같다.

(1) 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)의 카르복실기량

(ⅰ) 전체 카르복실기량

섬유 시료 약 1 g을, 50 ㎖의 1 mol/ℓ 염산 수용액에 30분간 침지한다. 계속해서, 섬유 시료를, 욕비(浴比) 1:500으로 물에 침지한다. 15분 후, 욕(浴) pH가 4 이상인 것을 확인하면, 건조시킨다(욕 pH가 4 미만인 경우에는, 재차 수세(水洗)한다). 다음으로, 충분히 건조시킨 섬유 시료 약 0.2 g을 정밀하게 칭량하고(W1[g]), 100 ㎖의 물을 첨가하며, 또한, 15 ㎖의 0.1 mol/ℓ 수산화나트륨 수용액, 0.4 g의 염화나트륨 및 페놀프탈레인을 첨가하여 교반한다. 15분 후, 여과에 의해 시료 섬유와 여액(濾液)으로 분리하고, 계속해서 시료 섬유를, 페놀프탈레인의 정색(呈色)이 없어질 때까지 수세한다. 이때의 수세수와 여액을 합한 것을, 페놀프탈레인의 정색이 없어질 때까지 0.1 mol/ℓ 염산 수용액으로 적정(滴定)하고, 염산 수용액 소비량(V1[㎖])을 구한다. 얻어진 측정값으로부터, 다음식에 의해 전체 카르복실기량을 산출한다.

전체 카르복실기량[mmol/g]=(0.1×15-0.1×V1)/W1

(ⅱ) 염형 카르복실기량

상기한 전체 카르복실기량의 측정 방법에 있어서, 최초의 1 mol/ℓ 염산 수용액에의 침지 및 그것에 이어지는 수세를 실시하지 않는 것 이외에는 동일하게 하여, H형 카르복실기량을 산출한다. 이러한 H형 카르복실기량을 상기한 전체 카르복실기량으로부터 뺌으로써, 염형 카르복실기량을 산출한다.

(2) 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)의 20℃×65% RH 흡습률

섬유 시료 약 2.5 g을, 열풍 건조기로 105℃, 16시간 건조시켜 중량을 측정한다(W2[g]). 다음으로, 상기 섬유 시료를, 온도 20℃, 65% RH로 조절한 항온 항습기에 5분간 넣어 둔다. 이와 같이 하여 흡습한 섬유 시료의 중량을 측정한다(W3[g]). 이들의 측정 결과로부터, 다음식에 의해 20℃×65% RH 흡습률을 산출한다.

20℃×65% RH 흡습률[%]=(W3-W2)/W2×100

(3) 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)의 비용적

섬유 시료 50 g을 가볍게 개섬(開纖)하고 나서, 카드기로 개섬하여, 적층한다. 시험편을 10 ㎝×10 ㎝의 크기가 되도록 6개 잘라내고, 배트(vat)에 넣어 항온 항습기 내에 24 hr 이상 방치한다. 항온 항습기로부터 꺼내어, 질량이 10.0 g∼10.5 g이 되도록 겹쳐 쌓고, 만들어진 시험편을 정확히 칭량한다. 시험편에 10 ㎝×10 ㎝의 아크릴판을 올려놓고, 추 500 g을 30초간 얹으며, 다음으로 이 추를 제거하고, 30초간 방치한다. 이 조작을 3회 반복하고, 추 500 g을 제거하고 30초간 방치한 후, 네 모퉁이의 높이를 측정하여 평균값을 구하며, 다음식에 의해 비용적을 산출한다.

비용적(㎤/g)=10×10×시료의 네 모퉁이의 높이의 측정 평균값(㎜)/10/시험편의 질량(g)

(4) 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)의 상승 온도

ISO18782:2015에 준거하여 시료 섬유의 상승 온도를 측정하였다.

(5) 안솜의 비용적

상기 (3) 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)의 비용적과 동일한 방법으로 안솜의 비용적을 산출한다.

(6) 안솜의 상승 온도

ISO18782:2015에 준거하여 안솜 시료의 상승 온도를 측정하였다.

(7) 안솜의 피부 따름성

안솜 시료 150 g을 30 ㎝×30 ㎝로 봉제한 이불측 생지(生地)에 균일하게 채워 미니 이불을 작성한다. 다음으로, 직경 5 ㎝ 길이 30 ㎝의 목제의 막대를 준비하고, 대(臺) 위에 눕혀 둔다. 안솜 시료를 채운 미니 이불을 10 ㎝의 높이로부터 목제 막대 위에 떨어뜨린다. 목제 막대의 접지점으로부터 미니 이불 접지점까지의 거리를 측정한다. 접지점 사이의 거리가 짧으면 피부 따름성이 좋다.

(8) 안솜의 경량성

안솜 시료를 1000 ㎖ 메스실린더에 채운다. 다음으로 아크릴 수지제 천판(天板) 5 g을 싣고, 용적이 1000 ㎖로 되어 있는지 확인한다. 그때의 안솜 시료 중량을 측정한다.

사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A1)의 작성

아크릴로니트릴 90 중량%, 아크릴산메틸에스테르 10 중량%의 아크릴로니트릴계 중합체 Ap(30℃ 디메틸포름아미드 중에서의 극한 점도[η]=1.5), 아크릴로니트릴 88 중량%, 아세트산비닐 12 중량%의 아크릴로니트릴계 중합체 Bp([η]=1.5)를 각각 48 중량%의 로단소다 수용액으로 용해하여, 방사 원액을 조제하였다. 일본 특허 공고 소화 제39-24301호에 의한 복합 방사 장치에 Ap/Bp의 복합 비율(중량비)이 50/50이 되도록 각각의 방사 원액을 유도하고, 통상적인 방법에 따라 방사, 수세, 연신, 권축, 열처리를 하여, 단섬유 섬도 3.3 dtex의 중합체 Ap와 Bp를 복합시킨 사이드·바이·사이드형 원료 섬유를 얻었다.

상기 원료 섬유에, 수가 히드라진 0.5 중량% 및 수산화나트륨 1.6 중량%를 함유하는 수용액 중에서, 100℃×2시간, 가교 도입 처리 및 가수 분해 처리를 동시에 행하고, 8 중량% 질산 수용액으로, 120℃×3시간 처리하며, 수세하였다. 얻어진 섬유를 물에 침지하고, 수산화나트륨을 첨가하여 pH9로 조정하며, 수세, 건조시킴으로써, Na염형 카르복실기를 갖는 Na염형 가교 폴리아크릴레이트계 섬유(표층부 면적 18%, Na염형 카르복실기량 3.8 mmol/g)를 얻었다. 한편, 이러한 섬유의 적외선 흡수 측정에 있어서는, 니트릴기에서 유래하는 2250 ㎝^-1 부근에 흡수가 있고, 섬유 표층부에 있어서는 니트릴기의 가수 분해가 진행되고 있으나, 섬유 중심부에 있어서는 니트릴기가 잔존하고 있는 것이 확인되었다.

사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A2)의 작성

상기한 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A1)의 작성에 있어서 pH9로 조정하기 위해서 첨가되는 수산화나트륨 대신에 수산화칼륨을 사용한 것 이외에는 동일한 방법으로 K염형 가교 폴리아크릴레이트계 섬유(표층부 면적 18%, K염형 카르복실기량 3.9 mmol/g)를 얻었다.

사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A3)의 작성

실시예 1에 있어서 아크릴로니트릴계 중합체 Ap의 조성을 아크릴로니트릴 92 중량%, 아크릴산메틸에스테르 8 중량%로 변경한 것 이외에는 동일한 방법으로 Na염형 가교 폴리아크릴레이트계 섬유를 얻었다(Na염형 카르복실기량 3.8 mmol/g).

사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A4)의 작성

실시예 1에 있어서 가교 도입 처리 및 가수 분해 처리에 사용하는 수용액 중의 수산화나트륨의 함유율을 1.6 중량%로부터 1.8 중량%로 변경한 것 이외에는 동일한 방법으로 Na염형 가교 폴리아크릴레이트계 섬유를 얻었다(표층부 면적 23%, Na염형 카르복실기량 4.9 mmol/g).

사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A5)의 작성

아크릴로니트릴 90 중량%, 아크릴산메틸에스테르 10 중량%의 아크릴로니트릴계 중합체 Ap(30℃ 디메틸포름아미드 중에서의 극한 점도[η]=1.5), 아크릴로니트릴 88 중량%, 아세트산비닐 12 중량%의 아크릴로니트릴계 중합체 Bp([η]=1.5)를 각각 48 중량%의 로단소다 수용액으로 용해하여, 방사 원액을 조제하였다. 일본 특허 공고 소화 제39-24301호에 의한 복합 방사 장치에 Ap/Bp의 복합 비율이 50/50이 되도록 각각의 방사 원액을 유도하고, 통상적인 방법에 따라 방사, 수세, 연신, 권축, 열처리를 하여, 단섬유 섬도 3.3 dtex의 중합체 Ap와 Bp를 복합시킨 사이드·바이·사이드형 원료 섬유를 얻었다.

상기 원료 섬유에, 수가 히드라진 0.5 중량% 및 수산화나트륨 1.6 중량%를 함유하는 수용액 중에서, 100℃×2시간, 가교 도입 처리 및 가수 분해 처리를 동시에 행하고, 8 중량% 질산 수용액으로, 120℃×3시간 처리하며, 수세하였다. 얻어진 섬유를 물에 침지하고, 수산화나트륨을 첨가하여 pH9로 조정한 후, 섬유에 포함되는 카르복실기량의 2배에 상당하는 질산마그네슘을 용해시킨 수용액에 50℃×1시간 침지함으로써 이온 교환 처리를 실시하고, 수세, 건조시킴으로써 Mg염형 카르복실기를 갖는 Mg염형 가교 폴리아크릴레이트계 섬유(표층부 면적 18%, Mg염형 카르복실기량 3.8 mmol/g)를 얻었다.

사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A6)의 작성

상기 원료 섬유에, 수가 히드라진 0.5 중량% 및 수산화나트륨 1.6 중량%를 함유하는 수용액 중에서, 100℃×2시간, 가교 도입 처리 및 가수 분해 처리를 동시에 행하고, 8 중량% 질산 수용액으로, 120℃×3시간 처리하며, 수세하였다. 얻어진 섬유를 물에 침지하고, 수산화나트륨을 첨가하여 pH9로 조정한 후, 섬유에 포함되는 카르복실기량의 2배에 상당하는 질산칼슘을 용해시킨 수용액에 50℃×1시간 침지함으로써 이온 교환 처리를 실시하고, 수세, 건조시킴으로써 Ca염형 카르복실기를 갖는 Ca염형 가교 폴리아크릴레이트계 섬유(표층부 면적 18%, Ca염형 카르복실기량 3.9 mmol/g)를 얻었다.

사이드 바이 사이드 구조를 갖지 않는 흡습 발열성 섬유(A7)의 작성

아크릴로니트릴 90 중량%, 아크릴산메틸에스테르 10 중량%의 아크릴로니트릴계 중합체 Ap(30℃ 디메틸포름아미드 중에서의 극한 점도[η]=1.5)를 48 중량%의 로단소다 수용액으로 용해하여, 방사 원액을 조제하였다. 방사 장치에 방사 원액을 유도하고, 통상적인 방법에 따라 방사, 수세, 연신, 권축, 열처리를 하여, 단섬유 섬도 6.6 dtex의 사이드 바이 사이드 구조를 갖지 않는 원료 섬유를 얻었다.

상기 원료 섬유에, 수가 히드라진 0.5 중량% 및 수산화나트륨 1.6 중량%를 함유하는 수용액 중에서, 100℃×2시간, 가교 도입 처리 및 가수 분해 처리를 동시에 행하고, 8 중량% 질산 수용액으로, 120℃×3시간 처리하며, 수세하였다. 얻어진 섬유를 물에 침지하고, 수산화나트륨을 첨가하여 pH9로 조정하며, 수세, 건조시킴으로써, Na염형 카르복실기를 갖는 Na염형 가교 폴리아크릴레이트계 섬유를 얻었다.

중공 폴리에스테르 섬유(B1)의 작성

도요보(주) 제조의 슈레프(shrape)를 사용하였다. 이 제품의 굵기는 2.0 dtex이고, 섬유 길이는 20 ㎜이며, 중공률은 30%이다.

중공이 아닌 폴리에스테르 섬유(B2)의 작성

폴리에틸렌테레프탈레이트의 펠릿과 평균 입자 직경 0.4 ㎛의 탄산칼슘 입자 3 중량%를 용융 혼련한 후, 2.0 dtex가 되도록 방사, 연신하고, 섬유 길이를 20 ㎜로 커트한 중공이 아닌 폴리에스테르 섬유(중공률은 0%)를 작성하였다.

안솜의 작성

표 1의 기재의 재료 및 사용 비율에 따라 각 흡습 발열성 섬유와 폴리에스테르 섬유를 혼합하고, 가넷 와이어(garnet wire)가 표면에 설치된 복수의 롤러가 설치된 카드로, 개섬을 충분히 행하며, 공기의 난류가 일어나기 쉬운 원통형 공간 중에서 복수의 핀(fin)이 붙어 회전하는 회전체가 설치된 방 안에, 섬유를 불어 넣어 소정 시간 난류 교반 후에 꺼낼 수 있도록 한 장치에 의해, 실시예 1∼12 및 비교예 1∼5의 안솜을 얻었다. 얻어진 안솜은 모두, 대략 구형의 알갱이솜이고, 하나의 알갱이솜의 직경은, 약 30 ㎜였다.

표 1에 실시예 1∼12 및 비교예 1∼5의 안솜에 사용한 각 재료나 제조 조건의 상세 및 평가 결과를 나타낸다.

표 1의 결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 범위에 속하는 실시예 1∼12의 안솜은, 모든 평가 항목에 있어서 우수한 결과를 나타내고 있는 데 대해, 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)가 Mg염형이나 Ca염형의 비교예 1, 2나 알갱이솜 가공을 하고 있지 않은 비교예 3이나 중공 폴리에스테르 섬유를 사용하고 있지 않은 비교예 4나 사이드 바이 사이드 구조를 취하지 않는 흡습 발열성 섬유를 사용한 비교예 5는, 어느 하나의 평가 항목에 있어서 명확히 뒤떨어지는 결과를 나타내었다.

본 발명에 의하면, 경량이며 부피가 크고, 보온성이 높으며, 신체의 움직임을 따르기 쉬운 유연성을 갖는 침구나 의료용에 적합한 안솜을 제공할 수 있고, 특히 깃털 대체 용도에 있어서 기여하는 것이 크다.

Claims

아크릴로니트릴 함유율이 상이한 2종류의 아크릴로니트릴계 중합체로 이루어지는 사이드 바이 사이드형 구조의 중심부와, 가교 구조, 및 Na염형 또는 K염형의 카르복실기를 갖는 표층부를 포함하는 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)와, 중공 폴리에스테르 섬유(B)를 얽히게 해서 혼합하여, 알갱이솜 형상으로 한 것을 이용한 것, 및 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)의 횡단면에 있어서의 표층부가 차지하는 면적이 5% 이상 35% 이하인 것을 특징으로 하는 안솜.
제1항에 있어서, 함유되는 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)와 중공 폴리에스테르 섬유(B)의 중량비가 10:90∼60:40인 것을 특징으로 하는 안솜.
제1항 또는 제2항에 있어서, 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)의 전체 카르복실기량이 3.5∼10 mmol/g인 것을 특징으로 하는 안솜.
제1항 또는 제2항에 있어서, 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)의 Na염형 또는 K염형의 카르복실기량이 3.0∼10 mmol/g인 것을 특징으로 하는 안솜.
제1항 또는 제2항에 있어서, 사이드 바이 사이드형 복합 섬유(A)의 단섬유(單纖維) 섬도가 1∼15 dtex이고, 섬유 길이가 10∼50 ㎜인 것을 특징으로 하는 안솜.
제1항 또는 제2항에 있어서, 중공 폴리에스테르 섬유(B)의 단섬유 섬도가 0.5∼10 dtex이고, 섬유 길이가 5∼70 ㎜인 것을 특징으로 하는 안솜.