KR102611708B1

KR102611708B1 - 벌키사

Info

Publication number: KR102611708B1
Application number: KR1020187001290A
Authority: KR
Inventors: 마사토 마스다; 타카시 시바타; 히로후미 야마나카
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2023-12-08
Also published as: US20180216261A1; US20200325601A1; KR20180033171A; EP3327188B1; TWI756178B; EP3327188A1; CN107849755A; WO2017014241A1; JP6103157B1; TW201712175A; EP3327188A4; JP2017122304A; JPWO2017014241A1; JP6776938B2

Abstract

발명이 해결하려는 과제는 합성 섬유로 이루어지는 벌키사에 있어서, 표층에 루프 형상을 가지면서도 필라멘트 사이에서의 서로 얽힘 등이 억제된 것이고, 고차 가공에 있어서의 취급성이 양호하면서도 소프트한 촉감에 추가하여, 경량·보온성 등이 우수한 벌키사를 제공하는 것이다.
본 발명은 3차원적인 권축 구조를 갖는 초사(1), 및 상기 초사(1)와의 교착으로 초사(1)를 고정하고 있는 심사(2)로 이루어지고, 상기 초사(1)가 실질적으로 파단되어 있지 않고 연속적으로 루프를 형성하고 있는 합성 섬유로 이루어지는 벌키사이다.

Description

벌키사

본 발명은 초사 및 심사로 이루어지고, 복수의 루프를 갖는 합성 섬유로 이루어지는 벌키사에 관한 것이다.

폴리에스테르나 폴리아미드 등의 열가소성 폴리머로 이루어지는 합성 섬유는 역학 특성이나 치수 안정성 등의 기본 특성이 높고, 그 밸런스가 우수하다는 특징이 있다. 이들을 활용한 섬유 소재는 방사에 의해 얻어지는 섬유를 고차 가공함으로써 다양한 구조 형태로 함으로써, 의복의 재료 용도뿐만 아니라 인테리어나 차량 내장, 산업 용도 등 폭넓게 이용되고 있다. 합성 섬유에 관한 신규 기술의 개발은 천연소재의 모방을 모티베이션으로서 기술 혁신이 이루어져 왔다고 해도 과언이 아니다. 그래서, 천연의 복잡한 구조 형태에서 유래한 기능을 합성 섬유에 의해 발현시키기 위해서 다양한 기술적 제안이 이루어지고 있다. 예를 들면, 실크의 단면을 모방함으로써 견명(scroop), 유연성 등 특별한 촉감을 발현시키고 있다. 모포 나비 등을 모방함으로써 특별한 발색을 시키고 있다. 또한, 연꽃의 잎을 모방함으로써 포백에 방수 성능을 갖게 하고 있다. 그리고, 천연 우모가 갖는 소프트한 촉감과 경량·보온성 등의 기능을 갖는 섬유 구조체를 얻으려는 대처가 존재한다.

천연 우모에는 일반적으로 물새의 흉부로부터 소량 채취되는 다운 볼(알맹이솜 형상)과 페더(깃털 형상)가 혼합되어 사용된다. 이들은 그 케라틴 섬유로 이루어지는 특이적인 구조 형태에서 유래하고, 소프트한 촉감이 풍부하고, 몸에 맞기 쉽고 우수한 경량·보온성을 발현한다. 이 때문에, 천연 우모를 채워 면으로서 이용한 제품은 일반 유저까지도 그 기능을 인지하고 있고, 침장구나 재킷 등의 의류품 등 폭넓게 적용되고 있다. 그렇지만, 자연보호의 관점에서 물새의 포획에는 제한이 있어, 천연 우모의 총 생산량에 제약이 있다. 또한, 작금의 이상 기상이나 전염병의 발생에 의해 그 공급량이 크게 변동한다는 문제가 있어, 가격의 앙등도 문제가 되었다. 또한, 천연 우모의 사용에는 채모, 선별, 소독, 탈지 등 많은 공정을 거치는데도 불구하고 특유한 냄새, 동물 알레르기가 자주 문제가 되고 있었다. 또한, 동물애호의 관점에서 유럽 등에서는 천연 우모의 사용을 배제하는 움직임도 나타나고 있다. 이 때문에, 안정 공급 등이 가능한 합성 섬유에 의한 중면(中綿) 소재로 주목을 받고 있다.

합성 섬유로 이루어지는 중면 소재는 옛부터 다수의 것이 제안되고 있지만, 벌키니스이나 압축 회복, 또한 소프트한 촉감으로 한 기본 특성이라는 점에서 천연 우모에 도달한 사례는 없다.

종래부터 섬유의 고부가 가치화 등을 목적으로서 사용되는 실 가공 기술은, 예를 들면 섬유에 실제 꼬은 후에 개연(開撚)하고, 또는 1종류 또는 2종류 이상의 섬유를 유체 가공 노즐 등에 의해 혼섬시킴으로써 벌키니스를 갖는 가공사가 제조 가능한지가 일반적으로 알려져 있다. 이러한 벌키니스를 갖는 가공사는 기본적으로는 장섬유이기 때문에 다양한 형태로 가공될 수 있고, 가공사의 벌키니스와 소프트한 촉감을 살려 중면 소재에 적용하는 것도 고려된다.

특허문헌 1에서는 이하의 가공사가 개시되어 있다. 우선, 2종류의 섬유를 사용하여 일방의 섬유에만 실 흔들림 등을 부여하면서 웨스트 게이지에 공급하고, 한데 모아 실제 꼬음으로써 실 흔들림 등을 부여한 섬유에 의해 루프를 형성시킨다. 이 후, 다시 2장의 디스크 등으로 찰과시킴으로써 개연하여 벌키니스의 가공사를 얻는다. 개연 공정 이후에 열처리를 추가하고, 또는 초사의 고정을 강고하게 하기 위해서 초사끼리를 바인더에 의해 융착시킨다. 분명히, 특허문헌 1이 개시하는 방법은 종래의 수법에 준하여, 실 흔들림 등의 정도를 조정함으로써 초사로 이루어지는 루프를 갖는 벌키사가 얻어질 가능성이 있다.

특허문헌 2에서는 교락 노즐 내에서 주행 사조에 대하여 수직 방향으로부터 압공을 분사하여 개섬(開纖), 얽히게 함으로써 과잉으로 공급되고 있는 초사가 실 길이 차이를 가져 고정되는 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 2에서는 특허문헌 1과 동일하게 루프 형상을 갖는 초사가 존재하는 벌키니스를 갖는 가공사를 얻을 수 있다.

이러한 루프를 가진 벌키사는 섬유 사이끼리 서로 얽힘이 일어나고, 이것은 일반적으로는 파스너 현상으로서 인지되는 것이고, 고차 가공에 있어서의 언와인딩 불량이나 섬유 제품의 촉감의 악화나 내구성에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 이 때문에, 유체 가공사를 기점으로서 개선을 시도하려는 대처도 있다.

특허문헌 3에서는 유체 분사 가공사에 있어서, 루프부를 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(3GT)로 구성함으로써 3GT 섬유가 갖는 탄성을 이용하여 파스너 현상이 생기기 어려운 벌키 가공사가 되는 취지의 개시가 있다.

일본 특허 공개 2011-246850호 공보 일본 특허 공개 2012-67430호 공보 일본 특허 공개 평 11-100740호 공보

상기 종래 기술의 특허문헌 1에서는 바인더를 미리 혼섬해 두고, 가공 후에 융착시켜 루프를 고정하므로 중면 소재로서 적용할 수 있을 가능성이 있다. 단, 초사가 부분적으로 돌출한 루프얀에 실제 꼬이고, 기계적 마사지기 고무 등에 의한 찰과로 개연하는 경우에는 루프는 부분적으로 파단되거나 열화되는 것이 된다. 이 가공사를 중면으로서 사용하는 경우에는, 최종적으로는 수개로부터 수십개를 묶는 등으로 하여 충전하게 된다. 그 결과, 초사가 많은 부분에서 파단되어 보풀이 생기고, 근처에 있는 가공사의 초사와 서로 얽힘으로 형성 가공에 있어서의 언와인딩 불량이나 공정 통과성을 악화시키는 경우가 있었다. 또한, 가공사 사이에서 초사끼리가 현저하게 서로 얽힘으로써, 가공사를 충전했을 때에 이물감을 발생시키고 촉감을 손상시킨다는 문제가 있었다. 또한, 서로 ?힌 개소가 융착 고정됨으로써 이물감이 더욱 현저해진다는 문제도 있었다.

특허문헌 2의 기술에 의하면, 노즐 내에서 주행 사조를 교란하고, 섬유를 개섬하여 교락 처리하는 경우에는 매우 짧은 주기로 실이 흔들려 주행 사조의 서로 얽힘을 발생시키게 된다. 이 때문에, 스스로 노즐 형상에 영향을 받은 작은 루프가 고빈도로 과잉하게 형성되게 된다. 또한, 초사가 랜덤으로 심사와 교락함으로써 루프의 크기는 섬유축 방향으로 변동하여 벌키니스는 불충분한 것이었다. 또한, 노즐 내에서 형성된 루프사는 노즐 내부에서 체류한 후에, 분사 에어에 의해 노즐 외로 배출되게 된다. 이 때문에, 가공사의 섬유축 방향으로 루프의 크기나 루프를 형성하는 초사의 길이가 변동하여 느슨함을 형성하게 된다. 이 경우, 특히 느슨함을 가진 초사는 타방의 초사와 얽히기 쉽고, 결국 고차 가공에 있어서의 공정 통과성이나 초사가 서로 얽히는 개소가 이물감으로 연결되는 등 과제가 남는 것이다.

특허문헌 3의 기술에서는 탄성적인 신장 변형을 하는 3GT를 이용함으로써 초사가 적당한 반발성을 가지면서도, 실 길이 차이를 갖는 경우에도 루프가 컴팩트하게 모아짐으로써 파스너 현상을 억제할 가능성이 있다. 그렇지만, 루프는 고작 0.6㎜ 정도로 작고, 벌키니스를 겨냥하여 루프 개수를 증가하면 초사의 밀도가 증가하기 때문에, 초사끼리 서로 얽힘을 일으키기 쉬워져 파스너 현상을 억제할 수 없게 되는 경우가 있다.

종래의 과제를 해결하고, 천연 우모에 필적하는 높은 벌키니스와 압축 회복성을 가지면서도 가공사간의 서로 얽힘이 억제된 중면용 소재가 소망되고, 본 발명은 고차 가공에 있어서의 취급성이 양호하고 소프트한 촉감에 추가하여, 경량, 보온성 등이 우수한 벌키사를 제공하는 것이다.

상기 과제는 이하의 수단에 의해 달성된다.

1. 3차원적인 권축 구조를 갖는 초사, 및

상기 초사와의 교착으로 초사를 고정하고 있는 심사로 이루어지고,

상기 초사가 실질적으로 파단되어 있지 않고 연속적으로 루프를 형성하고 있는 합성 섬유로 이루어지는 벌키사.

2. 그리고 상기 벌키사의 바람직한 양태로서 이하의 것이 있다.

심사와 초사의 단사 섬도비(초/심)가 0.5 내지 2.0의 범위이고,

심사와 초사의 교착점이 벌키사의 섬유축 방향으로 1개/㎜ 내지 30개/㎜ 존재하고,

초사의 권축 구조가 2㎜ 내지 30㎜의 곡률 반경을 가지는 상기 벌키사.

3. 벌키사를 구성하는 섬유의 단사 섬도가 3.0dtex 이상이고,

섬유간 정마찰계수가 0.3 이하인 상기 어느 하나에 기재된 벌키사.

4. 심사가 3차원적인 권축을 가지고 있는 상기 어느 하나에 기재된 벌키사.

5. 심사 및 초사의 양방 또는 일방이 중공률 20% 이상의 중공 단면 섬유인 상기 어느 하나에 기재된 벌키사.

6. 심사 및 초사가 동종의 단성분 섬유인 상기 어느 하나에 기재된 벌키사.

그리고, 상기 벌키사를 사용한 것으로서 이하의 제품이 있다.

7. 상기 어느 하나에 기재된 벌키사를 적어도 일부에 포함하는 섬유 제품.

(발명의 효과)

본 발명의 벌키사는 루프 형상을 가지면서도 벌키사간의 서로 얽힘 등이 억제된 것이고, 고차 가공에 있어서의 취급성이 양호하고 소프트한 촉감을 가져, 경량이고 보온성이 우수하다.

도 1은 본 발명의 벌키사의 일례의 개략 측면도이다.
도 2는 가공사 중심선 측정 방법을 설명하기 위한 모의도이다.
도 3은 3차원적인 권축 구조를 설명하기 위한 모의도이다.
도 4는 본 발명의 벌키사의 제조 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 개략 공정도이다.
도 5는 본 발명의 벌키사의 제조 방법에 사용하는 석션 노즐을 설명하기 위한 개략 측면도이다.
도 6은 본 발명의 벌키사의 제조 방법에 사용하는 중공 단면용 방사 구금의 토출 구멍을 설명하기 위한 개략 단면도이다.

이하, 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다. 또한, 본 발명의 벌키사는 멀티필라멘트를 가공하여 얻을 수 있는 것이므로, 벌키사 및 벌키사 제조에 도중의 재료를 「가공사」라고 표현하는 경우가 있다.

본 발명의 벌키사는 합성 섬유로 이루어져 벌키가 되는 구조를 가지고 있다. 이 구조는 루프를 형성하는 초사와, 상기 초사와 교착하므로 실질적으로 초사를 고정하는 심사로 구성된다. 그리고, 초사가 3차원적인 권축 구조를 가지고 있는 것이 특징이다. 또한, 본 발명에 있어서는 초사가 실질적으로 파단되어 있지 않다. 즉, 초사는 벌키사로 거의 연속하고 있다. 그리고, 초사는 연속적으로 복수의 루프를 형성하고 있다.

여기에서 말하는 합성 섬유란 고분자 폴리머로 이루어지는 섬유이다. 이 합성 섬유는 용융 방사나 용액 방사 등으로 제조한 섬유를 채용할 수 있다. 고분자 폴리머 중, 용융 형성이 가능한 열가소성 폴리머는 생산성이 높은 용융 방사법을 채용하여 본 발명에 사용하는 섬유를 제조할 수 있기 때문에, 본 발명에 사용하기에 적합하다.

여기에서 말하는 열가소성 폴리머란, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 그 공중합체, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리아크릴 레이트, 폴리아미드, 폴리락트산, 열가소성 폴리우레탄 등 용융 성형 가능한 폴리머를 들 수 있다. 이들 등의 열가소성 폴리머 중, 폴리에스테르나 폴리아미드로 대표되는 중축합계 폴리머는 결정성 폴리머이고, 융점이 높기 때문에 후공정, 성형 가공 및 실사용시에 비교적 높은 온도에서 가열된 경우에도 열화나 침전물이 없어 바람직하다. 이 내열성의 관점에서는 폴리머의 융점이 165℃ 이상이면 바람직하다.

본 발명에 사용하는 합성 섬유는 산화티탄, 실리카, 산화바륨 등의 무기질, 카본블랙, 염료나 안료 등의 착색제, 난연제, 형광증백제, 산화방지제 또는 자외선흡수제 등의 각종 첨가제를 포함하고 있어도 좋다.

본 발명의 벌키사는 도 1에 예시된 바와 같이, 루프를 형성하고 있는 초사(1)와, 초사와 교착하므로 실질적으로 초사를 고정하고 있는 심사(2)로 구성되어 있다.

도 2를 참조한다. 심사는 필라멘트로서, 가공사 중심선 3 내지 0.6㎜까지의 범위에 존재하는 것이 바람직하다. 이 가공사 중심선이란 한 쌍의 사도(絲道) 가이드(4)의 사이에 정해진 길이로 가공사를 걸은 경우의 사도 가이드(4)를 연결한 직선을 의미한다. 상기 가공사 중심선으로부터의 거리(5)가 0.6㎜ 이하로 존재하는 필라멘트가 본 발명에서 말하는 심사가 되고, 초사의 루프의 지지사가 되는 것이다. 또한, 초사는 필라멘트로서, 가공사 중심선으로부터의 거리가 1.0㎜ 이상으로 루프 길이로 돌출하고 있는 것이 바람직하다. 초사는 본 발명의 실의 벌키니스를 담당하는 것이다. 본 발명에서는 심사가 루프를 형성하는 초사를 고정하고 있다. 이 교착점은 본 발명의 특징인 초사로 이루어지는 루프를 유지하는 역할이 있고, 어느 정도의 주기로 존재하는 쪽이 바람직하다. 이 관점에서 벌키사에 있어서의 심사와 초사의 교착점이 벌키사 1㎜당 1개/㎜ 내지 30개/㎜로 존재하는 것이 바람직하다. 관련된 범위이면, 초사에 3차원 권축을 발현시킨 후에도, 적당한 간격을 가지고 루프가 존재하게 된다. 이 관점을 추진하면, 상기 교착점은 5개/㎜ 내지 15개/㎜로 존재하는 것이 보다 바람직하다.

이 심사나 초사의 확정이나, 교착점이나 단위길이당 루프의 개수를 벌키사의 실 길이 방향으로 연속적으로 평가하기 위해서는 광전형 보풀 검지 장치를 활용할 수 있다. 예를 들면, 광전형 보풀 측정기(TORAY FRAY COUNTER)를 이용하여, 사 속도 10m/분, 주행사 장력 0.1cN/dtex의 조건으로 가공사 중심선으로부터의 거리 0.6㎜ 및 1.0㎜를 평가한다.

본 발명의 루프를 갖는 초사는 벌키사의 실 길이 방향에서 본 벌키사의 단면에 있어서 돌출한 형태를 가지고 있고, 일반의 인터레이스 가공사이나 타슬란 가공사와 비교하여 큰 루프를 형성하고 있다.

여기에서 말하는 루프의 크기란 도 2에 나타낸 가공사 중심선(3)으로부터 각 루프의 정점까지의 거리(5)를 가리킨다. 루프의 크기는 한 쌍의 사도 가이드(4)에 정해진 길이로 실을 걸은 벌키사를 측면에서 관찰하고, 이 관찰한 화상으로부터 측정한다. 무작위로 선택한 1개의 벌키사에 대해서, 벌키사에 형성되어 있는 10개 이상의 루프를 관찰할 수 있도록 촬영하고, 화상 중의 루프 10개소에서 가공사 중심선으로부터 루프 정점까지의 거리(5)를 측정한다. 이 작업을 벌키사 1개에 대해서 화상 촬영을 합계 10개소 행하여, 벌키사 1개당 합계 100개의 루프의 크기를 밀리미터 단위로 소수점 둘째자리를 측정한다. 이 수치의 평균값을 산출하여, 소수점 둘째자리 이하를 반올림한 값을 벌키사에 있어서의 루프의 크기로 했다.

발명자의 검토에 의하면, 루프의 크기는 가공사 중심선으로부터 1.0㎜ 이상 100.0㎜ 이하의 범위로 돌출되어 있는 것이 바람직하고, 관련된 범위이면 초사의 권축 구조와 더불어, 본 발명의 목적으로 하는 벌키니스와 서로 얽힘 억제의 효과가 향상된다. 또한, 후술하는 벌키사에의 가공성을 고려하면, 3.0㎜ 이상 70.0㎜ 이하가 보다 바람직하다. 또한, 스포츠 의류의 재료 등 가혹한 환경 하에서 반복의 압축 회복 변형이 가해지는 것을 고려하면, 5.0㎜ 이상 60.0㎜ 이하로 하는 것이 특히 바람직하다.

여기에서 말하는 초사로 이루어지는 루프의 형상은 일반적인 교락에 의해 형성되는 아치형 루프보다 쿠르노달형 루프(눈물 방울 형상)인 것이 바람직하다. 아치형 루프인 경우에는 심사와 초사의 교착점이 고정되어 있지 않고 루프가 어느 정도 자유롭게 이동하는 특징이 있으므로, 이 실에 압축 변형을 가한 경우에는 교착점이 이동하게 된다. 이 때문에, 압축 변형 후에는 원래의 형상으로 돌아오기 어렵기 때문에, 벌키니스의 내구성이라는 관점에서는 불리해지는 경우가 있다. 한편, 쿠르노달형 루프인 경우에는 심사와의 교착점에 있어서, 루프가 거의 고정되어 있기 때문에, 압축 변형 후에도 초사의 루프가 원래의 형상으로 복귀하기 쉬워, 애초에 반발성을 가진 벌키니스를 발휘하기 위해서는 이 형상이 바람직하다. 그렇지만, 이 쿠르노달형 루프는 초사끼리의 서로 얽힘을 억제한다는 관점에서는 초사가 고정되어 있기 때문에, 불리한 형상으로 되어 있다. 본 발명에서는 3차원 권축한 초사가 초사의 서로 얽힘을 억제한다. 또한, 3차원 권축하고 있는 것, 루프 형상인 것에 의해 높은 벌키니스의 발현이 가능한 것을 발견한 것이다.

초사로 이루어지는 루프가 도중에 파단하거나, 또는 부분적으로 열화되어 있는 경우에는 상술한 효과가 저하되는 경향이 있는 것을 알았다. 이 때문에, 종래에는 없는 벌키니스와 서로 얽힘의 억제라고 하는 상반하는 특성을 양립시키기 위해서, 본 발명에서는 초사가 실질적으로 파단되어 있지 않다. 특히, 루프의 도중에 실질 파단되어 있지 않은 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 루프의 파단의 판정은 초사 및 심사로 이루어지는 가공사 1개로부터 무작위로 선출한 10개소에 있어서, 각각 심사와 초사의 교착점에서 다음 교착점까지(즉, 하나의 루프)가 가공사의 길이 방향으로 10개소 이상 확인할 수 있는 배율로 촬영, 관찰하여 판정한다. 즉, 상기 촬영 화상 10장에 있어서, 각각 10개의 루프에 대해서 벌키사 1밀리미터당 초사의 파단점을 카운트했다. 카운트된 루프의 파단점을 평균하고 소수점 둘째자리를 반올림함으로써 루프의 파단점(개/㎜)으로 했다. 여기서, 합계 100개의 루프의 평균으로 파단하고 있는 개소가 0.2개/㎜ 이하인 것이 본 발명에서 말하는 초사가 실질적으로 파단되어 있지 않은, 환언하면 벌키사의 길이에 있어서 초사가 거의 연속하고 있는 상태이다. 관련된 범위이면, 실끝이 자유롭게 된 초사가 실질적으로 존재하지 않는 것이고, 다른 초사와 서로 얽히는 것이 없는 루프를 형성할 수 있다.

종래의 실제 꼬임을 가한 후에 개연 공정을 추가하거나, 강력한 에어 분사에 의해 노즐 내에서 교란, 개섬하거나 하는 경우에는 고주파로 금속으로 이루어지는 노즐 내부에 주행 사조를 내던져 파단이나 열화되는 경우가 있다. 또한, 루프를 형성하려고 한 경우에는 러버 디스크 등의 사이에서 찰과되어 개연할 필요가 있기 때문에, 초사는 파단되고 또는 역학 특성이 크게 저하되거나 한다. 이 때문에, 파단한 초사가 다른 초사에 권취되거나 또는 서로 얽힘으로 파스너 효과를 조장하게 되고, 실의 구조 형태나 고차 가공에 제약을 가하는 결과가 되었다고 생각된다. 본 발명에 있어서는 이 점이 크게 개선된 것이고, 상술한 것 같이 3차원 권축을 갖는 초사로 짜서 만들어 낸 효과를 충분히 발휘할 수 있다.

벌키니스를 담당하는 초사는 3차원적인 권축 구조를 가지고 있고, 실질적으로 파단되어 있는 경우는 없고 연속적으로 루프를 형성하고 있다. 본 발명에 있어서의 3차원적인 권축 구조란 도 3에 예시되는 바와 같이 필라멘트의 단사가 스파이럴한 구조를 가지고 있는 것이다.

이 3차원적인 권축의 평가는 벌키사로부터 무작위로 선출한 10개소에 있어서 각각 10개 이상의 초사를 선정하고, 각각의 초사를 디지털 마이크로스코프 등으로 권축 형태를 확인할 수 있는 배율로 관찰함으로써 평가한다. 이 화상에 있어서, 관찰되는 초사가 나선형으로 선회한 형태를 가지고 있는 경우에는 3차원적인 권축 구조를 가지고 있다고 판정하고, 그렇지 않은 경우에는 권축 구조를 가지고 있지 않다고 판정한다.

스프링과 유사한 이러한 3차원적인 권축 구조를 갖는 섬유는 신장 변형 및 압축 변형에 대하여 회복력을 가지고 있다. 본 발명의 벌키사는 초사가 이 구조를 가지고 있음으로써 편안한 반발성을 가지게 된다. 본 발명의 벌키사를 합실하여 실 다발로서 포백의 사이에 충전하는 경우에는 본 발명의 벌키사로 짜서 만들어 낸 특유한 반발성이 충전물의 양호한 촉감을 발현시킴과 아울러, 반복의 압축 회복을 가한 경우에도 이것을 뒷받침하는 초사가 스프링과 같이 회복하기 때문에, 침전물 억제로 하는 관점에서도 바람직한 것이다. 종래의 사이드 바이 사이드 복합 섬유나 중공 섬유와 같은 일반적인 제법으로 얻어지는 잠재 권축사를 갖는 3차원적인 권축의 사이즈는 일반적으로 미크론 오더(10^-6m)이다. 본 발명에서는 그 효과를 높이기 위해서, 그것보다 큰 밀리 오더(10^-3m)인 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서는 이 3차원적인 권축의 사이즈에 의해, 벌키사 실 길이 방향으로 본 벌키사의 단면의 벌키니스나 반발성을 자유자재로 제어할 수 있고, 당연 이 반발성을 이용하여 본 발명의 목적 중 하나인 초사끼리의 서로 얽힘을 억제하는 것도 가능해진다. 특히, 권축의 사이즈를 밀리 오더로 함으로써 주로 초사의 벌키니스와 압축성을 양립하면서도, 초사간의 서로 얽힘이 억제되게 된다.

본 발명의 초사에서는 나선형으로 선회하고 있는 스파이럴 구조의 곡률반경이 1.0 내지 30.0㎜의 범위에 있는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 스파이럴 구조의 곡률반경이란 상술한 3차원적인 권축의 유무를 판정하는 것과 같은 방법으로, 디지털 마이크로스코프 등에 의해 2차원적으로 관찰되는 화상을 사용한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 스파이럴 구조를 갖는 섬유가 형성하는 만곡(6)의 반경을 곡률반경으로 한다. 벌키사로부터 무작위로 선출한 10개소에 있어서, 각각 10개 이상의 초사를 채취하고 각각의 초사를 디지털 마이크로스코프 등으로 권축 형태를 확인할 수 있는 배율로 관찰함으로써, 합계 100개의 초사를 밀리미터 단위로 소수점 둘째자리까지를 측정한다. 이들의 측정값의 단순 평균을 산출하여, 소수점 둘째자리 이하를 반올림한 값을 3차원적인 권축 구조의 곡률반경으로 했다.

이 곡률반경은 2.0 내지 20.0㎜인 것이 보다 바람직하다. 관련된 범위이면, 벌키사 실 길이 방향으로 본 단면에의 압축에 대하여, 적당한 반발감을 가지고 있으면서도, 초사끼리가 점에서 접촉하게 되어 적당한 반발성이 있는 벌키니스를 발휘하게 된다. 또한, 3.0 내지 15.0㎜인 것이 특히 바람직하다. 관련된 범위에 있어서는 장기적인 내구성에 대해서도 문제없고, 반복 압축 회복이 가해지는 의복의 재료용도, 특히 가혹한 환경 하에서 사용되는 스포츠 의복의 재료에 적용하면 본 발명의 효과가 유효하게 작용한다. 이것은 기계적인 압입으로 부여할 수 있는 단사의 2차원적인 굴곡이 아닌, 단사 자체가 3차원적인 입체 형상을 가지고, 스파이럴 또는 그것과 유사한 구조를 가지고 있기 때문이다. 이들의 권축 형태는 미크론 오더로 미세한 권축이기 때문에, 미세한 스파이럴 구조끼리 서로 물림으로써 파스너 효과를 조장하기 쉬워진다.

한편, 발명자들은 과제 중 하나인 벌키사끼리의 서로 얽힘 억제를 달성하기 위해서, 단섬유의 형태에 착목하여 검토를 추진했다. 그 결과, 초사가 밀리 오더의 3차원적인 권축을 갖는 단사로 구성된 경우에서는 종래의 인식과는 전혀 반대의 현상이 일어나는 것을 발견한 것이다. 이것은 초사가 밀리 오더의 3차원적인 권축을 가짐으로써 실 다발로 한 경우에도 벌키사끼리가 바람직한 배제 체적을 가지고 있어, 초사끼리의 물림이 크게 억제되었기 때문이라고 생각한다. 즉, 본 발명의 벌키사 초사는 그 루프의 크기에 의존하여 이동 가능한 공간을 가지고 있고, 본 발명의 정의에 따르면, 루프는 그 교착점을 중심으로 하여 반경 1.0㎜ 이상의 반구형의 비교적 큰 가동 공간을 가지고 있게 된다. 이 경우, 섬유 직경에 대하여 압도적으로 큰 사이즈의 3차원적인 권축을 갖는 초사끼리는 서로 점에서 접촉하여 서로 반발하기 때문에, 하나의 초사는 서로 얽힘없이 단독으로 존재할 수 있다. 또한, 3차원적인 권축을 갖는 초사에 있어서는 상술한 이동 공간에 추가하여, 더욱 초사 자체가 섬유축 방향으로 스프링처럼 신장할 수 있기 때문에, 초사끼리 교차한 경우, 진동을 가함으로써 간단히 언와인딩할 수 있는 것이다.

또한, 이 초사의 3차원적인 권축은 본 발명의 기본 특성인 벌키니스라는 관점에서도 유효하게 작용한다. 상술한 초사끼리의 점 접촉은 1개의 벌키사 내에서도 초사가 서로 반발하는 효과를 발생시키고, 초기의 벌키니스는 물론 초사로 이루어지는 루프가 방사상으로 개섬한 상태를 시간이 경과해도 유지할 수 있는 것이다. 본 발명의 초사 스프링과 같은 거동은 종래의 단지 스트레이트인 초사에 의한 것의 달성은 어렵다.

본 발명의 초사가 루프를 형성하고, 또한 3차원적인 권축 구조를 가진다는 형태적 특징은 마찰계수의 저하에도 효과를 준다. 이것은 상술한 바와 같이, 기타와의 접촉이 점에서 접촉하는 것의 효과이고, 본 발명의 특이 구조를 가진 벌키사의 나타내는 효과 중 하나이다. 본 발명자 등의 검토에서는 벌키니스를 가지고 있으면서도 벌키사간의 서로 얽힘이 억제되기 위해서는 섬유간 정마찰계수가 0.3 이하인 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 섬유간 정마찰계수란 레이더식 마찰계수 시험기에 의해 JIS L 1015(2010년) 「화학 섬유 스테이플 시험 방법」의 「마찰계수」에 기재된 방법에 준하여 측정하는 것이다. 한편, 상기 JIS는 스테이플을 목적으로 하고 있기 때문에, 측정에 있어서는 개섬 등의 전체 작업을 행하는 것을 규정하고 있지만, 본 발명에서의 측정에서는 개섬 등의 처리는 행하지 않고, 벌키사를 원통 슬라이버에 평행하게 나열함으로써 평가할 수 있다.

본 발명의 벌키사를 섬유 제품으로 한 경우에는 압축시에 섬유가 적당히 미끄러져 이동하면 촉감이 높아지기 때문에, 섬유간 정마찰계수는 낮은 쪽이 바람직하다. 섬유간 정마찰계수는 0.2 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1 이하인 것이 특히 바람직하다.

또한, 본 발명의 벌키사로 보다 우수한 촉감을 소구한다는 관점에서는 초사와 심사의 단사 섬도비(초/심)는 0.5 내지 2.0의 범위가 바람직하다. 관련된 범위이면, 초사와 심사의 섬도가 근처이고, 압축했을 때의 이물감 등을 느끼는 경우가 없어 사용할 수 있다. 또한, 효율적으로 부피 가공 가능한 범위로서는 단사 섬도비(초/심)가 0.7 내지 1.5를 들 수 있다. 또한, 본 발명의 벌키사에 있어서는 다양한 섬유를 조합시키는 것도 가능하지만, 상술한 효율적인 유체 가공 및 압축했을 때의 이물감을 전혀 느낄 수 없다는 점에서, 심사 및 초사가 단사 섬도 및 역학 특성이 같은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 본 발명에 있어서는 같은 제사 조건으로 제조한 섬유를 2개 이상 준비해 두고, 이것을 심사와 초사에 사용하는 것이 바람직하고, 특히 이들이 1종류(단독)의 수지로 이루어지는 섬유인 것이 바람직하다.

이러한 벌키사에 있어서의 마찰계수의 저하나 서로 얽힘을 억제하는 관점에서는 초사에 추가하여 심사에 있어서도, 밀리 오더의 3차원적인 권축 구조를 가지고 있는 것이 바람직하다. 이 심사의 스파이럴 구조의 곡률반경은 1.0 내지 30.0㎜의 범위에 있는 것이 바람직하다. 관련된 범위이면, 초사를 실질적으로 고정하는 심사의 교착점에 있어서, 심사의 3차원 권축에 유래하는 필라멘트 사이 공간이 존재하게 된다. 이 경우, 벌키사에 장력이 부여되지 않은 경우에는 루프의 지점이 길이 방향으로도 한정된 스페이스로 이동할 수 있기 때문에 초사의 이동 공간이 넓어지고, 본 발명의 서로 얽힘 억제나 소프트한 촉감이라는 효과가 보다 현저해지기 때문이다. 한편, 벌키사에 장력이 부여된 경우에는 심사가 신장하는 것에 의해 심사와 초사의 교착점에 있어서의 구속력이 높아지고, 루프가 풀리고 초사의 탈락을 방지하는 등 실용면에 있어서 유효한 효과를 발휘한다. 이 심사의 3차원적인 권축에 대해서도, 상술한 초사의 3차원 권축의 평가 방법에 준하여 무작위로 채취한 심사의 관찰로부터 확인할 수 있다. 심사의 스파이럴 구조의 곡률반경은 3.0 내지 15.0㎜인 것이 보다 바람직하다. 관련된 범위에 있어서는 장기적인 내구성이 양호하여, 벌키사에 반복 신장 변형이 가해지는 의복의 재료 용도나 스포츠 의복의 재료에 적용하면 본 발명의 효과가 유효하게 작용한다.

본 발명에 사용하는 심사 및/또는 초사가 중공 단면 섬유인 것이 바람직하다. 또한, 3차원적인 권축 구조를 갖는 섬유가 중공 단면 섬유인 것이 보다 바람직하다. 이것은 3차원적인 권축의 사이즈를 큰 것으로부터 작은 것까지 비교적 자유롭게 제조할 수 있다는 이점이 있기 때문이다.

또한, 루프의 돌출이라는 관점에서도 중공 단면 섬유가 바람직하다. 그 이유를 이하 설명한다. 본 발명의 벌키사에서는 초사로 이루어지는 루프는 심사와의 교착점을 기점으로 하여 초사의 강성에 의해 돌출을 가능하게 하고 있다. 또한, 침전물 방지를 고려하면, 초사 자신의 질량도 작은 것이 바람직하다. 이 때문에, 이 초사의 경량성이라는 관점에서는 중공률 20% 이상의 중공 단면 섬유인 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 중공률이란 섬유 중에 재료가 존재하지 않는 부분의 체적률이다.

예를 들면, 이하의 방법으로 측정할 수 있다. 초사 또는 심사를 단면을 관찰할 수 있게 절삭한 후, 그 섬유 단면을 전자현미경(SEM)으로 10개 이상의 섬유의 단면을 관찰할 수 있는 배율로 촬영한다. 촬영한 화상으로부터 무작위로 선정한 10개의 섬유를 추출하고, 화상 처리 소프트를 이용하여 섬유 및 중공 부분의 원 상당 직경을 측정하고, 그로부터 중공부의 면적 비율을 산출하여 구한다. 이상의 조작을 촬영한 10화상에 대해서 행하여, 10화상의 평균값을 본 발명의 중공 단면 섬유의 중공률로 한다.

원형 중공 섬유의 경우에는 간편한 중공률의 평가 방법으로서 이하의 것이 있다.

중공 단면 섬유의 측면을 현미경 등의 확대 수단으로 관찰하고, 그 화상으로부터 원 단면 환산의 섬유 직경을 측정한다. 이 섬유 직경과 섬유의 소재의 밀도로부터, 중공이 아닌 섬유로 했을 때의 섬도에 대한 실측한 섬도의 비율을 중공률로서 산출하는 것도 가능하다.

중공률은 본 발명의 목적인 경량·보온성이라는 관점에서는 본 발명의 벌키사가 보다 공기를 포함하고 있는 것이 바람직하고, 중공률이 30% 이상인 것이 보다 바람직하다. 관련된 범위이면, 벌키사를 다발로 가질 때에 의해 양호한 경량성을 실감할 수도 있다. 또한, 열전도율이 낮은 공기를 내부에 보다 많이 가지고 있는 것을 의미하기 때문에 더욱 보온성을 높일 수 있다. 이러한 관점에서, 이 중공률의 값은 보다 높을수록 바람직하다고 할 수 있지만, 제사 공정이나 후술하는 유체 가공 공정에 있어서 중공부가 무너지지 않고 안정적으로 제조할 수 있는 범위로서, 중공률은 50% 이하가 바람직하다.

본 발명의 벌키사는 우수한 벌키니스를 가진 것이고, 이것을 구성하는 실은 적당한 반발성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 본 발명이 해결하려고 하는 과제를 감안하면, 벌키사를 구성하는 합성 섬유의 단사 섬도는 3.0dtex 이상인 것이 바람직하다. 또한, 충전물로 한 경우에는 반복 압축 회복 등의 변형을 가해지는 것이 되기 때문에, 구성하는 필라멘트는 적당한 강성을 가지는 것이 좋고, 단사 섬도가 6.0dtex 이상인 것이 보다 바람직하다. 여기에서 말하는 섬도란 구한 섬유 직경, 필라멘트수 및 밀도로부터 산출한 값, 또는 섬유의 단위길이의 중량을 복수회 측정한 단순한 평균값을로부터 10000m당 질량을 산출한 값을 의미한다.

본 발명의 벌키사는 파단 강도가 0.5~10.0cN/dtex이고, 신도가 5%~700%인 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 강도란 JIS L1013(1999년)에서 나타내는 조건으로 실의 하중-신장 곡선을 구하고, 파단시의 하중값을 초기의 섬도로 나눈 값이다. 신도란 파단시의 신장을 초기 시험 길이로 나눈 값이다. 또한, 본 발명의 벌키사의 파단 강도는 고차 가공 공정의 공정 통과성이나 실사용에 견딜 수 있는 것으로 하기 위해서는 0.5cN/dtex 이상으로 하는 것이 바람직하고, 실시 가능한 상한값은 10.0cN/dtex이다. 또한, 신도에 대해서도, 후가공 공정의 공정 통과성도 고려하면 5% 이상인 것이 바람직하고, 실시 가능한 상한값은 700%이다. 파단 강도 및 신도는 목적으로 하는 용도에 따라서, 제조 공정에 있어서의 조건을 제어함으로써 조정이 가능하다. 본 발명의 벌키사를 이너나 아우터 등의 일반 의복의 재료 용도나 이부자리나 베개 등의 침장구에 사용하는 경우에는 파단 강도가 0.5~4.0cN/dtex로 하는 것이 바람직하다. 또한, 비교적 사용 상황이 가혹해지는 스포츠 의복의 재료 용도 등에서는 파단 강도가 1.0~6.0cN/dtex로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 벌키사는 섬유 권취 패키지나 토우, 컷트 파이버, 솜, 파이버 볼, 코드, 파일, 직편, 부직포 등 다양한 섬유 구조체로 하여 다양한 섬유 제품으로 하는 것이 가능하다. 여기에서 말하는 섬유 제품은 일반 의복의 재료로부터, 스포츠 의류, 의류 자재, 카펫, 소파, 커튼 등의 인테리어 제품, 카시트 등의 차량 내장품, 화장품, 화장품 마스크, 와이핑 클로스, 건강용품 등의 생활 용도나 필터, 유해 물질 제거 제품 등의 환경 산업 자재 용도에 사용할 수 있다. 특히, 본 발명의 벌키사는 그 벌키니스와 서로 얽힘이 억제되는 등의 효과로부터 중면으로서 활용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 중면은 측지에 충전함으로써 수개 내지 수십개의 실 다발로 하거나 부직포 등의 시트상 물건으로 하면 좋다. 특히, 시트화할 대에는 측지에의 충전이 간이하고, 충전량을 용도에 따라서 조정하기 쉽다. 이 때문에, 박지의 경량·보온 소재가 되고, 또한 측지에서 빠져나올 걱정도 없어 불필요하게 봉제를 시행할 필요가 없기 때문에, 섬유 제품의 형태에 제약이 없어 복잡한 디자인 등도 가능해진다.

이하, 본 발명의 벌키사의 제조 방법의 일례를 설명한다.

본 발명에서 사용되는 심사 및 초사는 열가소성 폴리머를 용융 방사 방법에 의해 섬유화한 합성 섬유를 이용하면 좋다.

본 발명에서 사용하는 합성 섬유에의 방사 온도는 사용되는 폴리머가 유동성을 나타내는 온도로 한다. 이 유동성을 나타내는 온도로서는 분자량에 의해서도 다르지만, 상기 폴리머의 융점이 기준이 되어 융점 이상, 융점+60℃ 이하로 설정하면 좋다. 융점+60℃ 이하이면, 방사 헤드 또는 방사 팩 내에서 폴리머가 열분해 등 하는 경우가 없어 분자량 저하가 억제되기 때문에 바람직하다. 또한, 토출량은 안정하여 토출할 수 있는 범위로서 토출 구멍당 0.1g/min/hole~20.0g/min/hole이 일반적이다. 이 때, 토출의 안정성을 확보할 수 있는 토출 구멍에 있어서의 압력 손실을 고려하는 것이 바람직하다. 압력 손실의 기준은 0.1MPa~40MPa의 범위로 하는 것이 바람직하고, 사용하는 폴리머의 용융 점도, 토출 구멍의 사양 및 토출량에 의해 조정할 수 있다.

이와 같이 토출된 용융 폴리머는 냉각 고화되고 유제를 부여하여 롤러에 의해 인취됨으로써 섬유가 된다. 여기에서, 이 인취 속도는 토출량 및 목적으로 하는 섬유직경으로부터 결정하면 좋지만, 안정하게 제조하기 위해서는 100~7000m/min의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이 합성 섬유는 고배향으로 하여 역학 특성을 향상시킨다는 관점에서, 일단 권취된 후에 연신을 행하는 것도 좋고, 일단 권취하지 않고 계속해서 연신을 행해도 좋다. 이 연신 조건으로서, 예를 들면 한 쌍 이상의 롤러로 이루어지는 연신기에 있어서, 일반적으로 용융 방사 가능 폴리머이면 유리 전이 온도 이상으로 설정된 제 1 롤러와 결정화 온도 정도로 한 제 2 롤러의 주속비(제 2 롤러/제 1 롤러)에 의해 연신을 실시한 후에 권취기에 의해 권취된다. 또한, 유리 전이를 나타내지 않는 폴리머의 경우에는 복합 섬유의 동적 점탄성 측정(tanδ)을 행하고, 온도/tanδ 곡선의 피크(복수인 경우에는 가장 높은 온도의 것)의 온도 이상을 예비 가열 온도로서 제 1 롤러 온도로서 채용하면 좋다. 여기에서, 연신 배율을 높이고 역학 물성을 향상시킨다는 관점에서, 이 연신 공정을 다단으로 설비하는 것도 바람직한 수단이다.

본 발명의 합성 섬유의 단면 형상에 대해서는 특별히 한정할 필요도 없고, 방사 구금에 있어서의 토출 구멍의 형상을 변경함으로써 일반적인 원 단면, 삼각형 단면, Y형, 8엽형, 편평형 등이나 다양형이나 중공형 등 부정형하게 할 수 있다. 또한, 단독의 폴리머로 이루어질 필요도 없고, 2종류 이상의 폴리머로 이루어지는 복합 섬유이어도 좋다. 단, 본 발명의 중요한 요건인 초사의 3차원적인 권축을 발현시킨다는 관점에서는 상기 중, 중공 단면이나 2종류의 폴리머가 접합된 사이드 바이 사이드형 복합 섬유를 사용하는 것이 적당하다. 이들 섬유에 있어서는 제사 및 실 가공을 한 후에 열처리를 실시함으로써, 단섬유의 단면에 있어서 이물질의 존재에 의해 3차원적인 권축을 발현시킬 수 있다. 이 때문에, 후술하는 유체 가공시에 있어서는, 소위 스트레이트인 섬유이지만, 초사에 의한 루프 형성 공정을 거친 후에 열처리를 실시함으로써 3차원적인 권축이 발현된다.

부피 가공시에 섬유가 스트레이트인, 노즐 등으로 실 막힘 등을 일으키지 않고 사조가 안정적으로 주행하기 쉽다. 또한, 본 발명의 루프를 형성시키는 것에 있어서도, 심사와 초사의 선회가 효율적으로 행해지는 것이 되고, 가공사의 섬유축 방향에 있어서 각 루프가 매우 가까운 형상이 된다. 이 루프를 갖는 가공사를 폴리머의 결정화 온도를 기준으로 열처리함으로써, 초사는 3차원적인 권축이 발현되어 벌키사가 된다. 이 초사의 3차원적인 권축은 가공사의 원주 방향 및 단면 방향 중 어느 것에도 양호한 벌키니스를 발현시키는 것이고, 요구하는 특성에 따라서 적당히 제어하는 것이 바람직하다.

이 열처리 후의 권축 발현의 정도를 제어하는 관점에서는 사용되는 섬유는 단성분의 폴리머로 이루어지는 중공 단면 섬유로 하는 것이 보다 바람직하다. 중공 단면 섬유인 경우에는 섬유의 중심으로 열전도율이 낮은 공기층을 가지고 있다. 이 때문에, 예를 들면 중공 단면을 형성할 수 있는 방사 구금으로부터 토출 후, 과잉한 냉각풍 등으로 강제적으로 편측을 냉각시키거나, 또는 연신시에 가열 롤러 등으로 과잉하게 편측을 열처리함으로써 섬유의 단면 방향으로 구조 차이가 생긴다. 단성분 폴리머로 이루어지는 중공 단면 섬유의 경우에는 단독 방사기로 제사가 가능한 것에 추가하여, 상술한 조작에 의해 3차원적인 권축을 대사이즈로부터 소사이즈까지 비교적 간단히 얻는 것이 가능하다. 이 때문에, 본 발명에 사용하기에 바람직하고 상술한 조작에 의한 권축 제어라고 하는 관점에서도, 상기 설명한 바와 같이 중공률 20% 이상, 또한 30% 이상인 것이 특히 바람직하다.

다음에, 방사하여 얻어진 섬유로부터 벌키사에 제조하는 방법의 예를 설명한다.

여기서 예시하는 벌키사의 제조 방법은 크게 2개의 공정으로 이루어진다. 제 1 공정이 유체에 의해 심사와 초사를 교착시켜 초사로 이루어지는 루프를 형성시키는 벌키 가공이다. 제 2 공정이 벌키 가공된 사조를 열처리함으로써 초사에 3차원적인 권축을 발현시키는 열처리 공정이다.

본 발명의 벌키사의 제조 방법의 일례를 도 4의 개략 공정도에 근거하여 설명한다. 이 제 1 공정에서는 원료가 되는 합성 섬유(8)는 닙 롤러 등을 갖는 공급 롤러(7)에 의해 규정량 인출되고, 압공의 분사가 가능한 석션 노즐(9)에 의해 심사 및 초사로서 흡인된다.

이 석션 노즐(9)에 있어서, 노즐로부터 분사하는 압축 공기의 유량은 공급 롤러로부터 노즐에 삽입되는 사조가 필요 최저량의 장력을 가져 공급 롤러-노즐 사이 및 노즐 내에서 실 흔들림 등을 일으키지 않고 안정적으로 주행하는 유량을 분사하면 좋다. 이 유량은 사용하는 석션 노즐의 구멍 직경에 의해 최적량이 변화하지만, 실 장력을 부여할 수 있고, 후술하는 루프의 형성이 원활하게 할 수 있는 범위로서는 노즐 내에서의 기류 속도가 100m/s 이상인 것이 기준이 된다. 이 기류 속도의 상한값의 목표는 700m/s 이하로 하는 것이고, 관련된 범위이면, 과잉으로 분사된 압공에 의해 주행 사조가 실 흔들림 등을 일으키는 경우없이 안정적으로 노즐 내를 주행하게 된다.

또한, 이 석션 노즐 내에서의 가공사의 교란, 개섬을 예방한다는 관점에서, 압축 공기의 분사 각도(도 5의 16)는 주행 사조에 대하여 60° 미만으로 분사하는 추진 제트류로 하는 것이 바람직하다. 이것은 높은 생산성으로, 초사에 의한 루프 형성을 균질하게 행할 수 있기 때문이다. 당연, 주행 사조에 대하여 90°로 유체를 분사하는 수직 제트류에 의한 가공도 본 발명의 벌키사를 제조하는 것은 불가능하지 않지만, 수직 방향으로 제트류의 분사에 의한 주행 사조의 개섬, 및 노즐 내의 좁은 공간에서 단사끼리의 서로 얽힘을 억제한다는 관점에서 추진 제트류에 의한 가공이 바람직하다. 이 추진 제트류에 의한 가공은 수직 제트류의 경우에는 형성하기 쉬운 아치형 소루프가 단주기로 형성되는 것도 억제할 수 있다.

본 발명의 벌키사에 필요로 하는 초사로 이루어지는 루프의 형성에는 석션 노즐 내에서 교란이나 개섬을 실시하지 않는 것이 바람직하다. 한자리 개수에서 두자리 개수의 실로 이루어지는 멀티필라멘트를 노즐 내에서는 개섬시키지 않고 주행시킨다는 관점에서는 압축 공기의 분사 각도가 주행 사조에 대하여 45° 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 후술하는 노즐 외에서 루프를 형성시키기 위해서는 노즐 직후의 분사 기류의 안정성 및 추진력이 높은 것이 바람직하고, 이 관점에서는 분사 각도가 주행 사조에 대하여 20° 이하인 것이 특히 바람직하다.

이 석션 노즐로 이끄는 사조는 1피드로 행한 경우와 2피드로 행한 경우가 있지만, 본 발명의 벌키사를 제조하기 위해서는 2피드에 의한 가공을 행하는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 2피드란 심사와 초사를 별개의 공급 롤러 등으로 공급 속도(양)로 차이를 두고 노즐에 공급하는 수법을 의미한다. 후술하는 기류에 의한 선회력을 이용함으로써 과잉으로 공급된 측의 실이 초사가 되어 루프를 형성하게 된다.

이 2피드를 활용하는 경우에는 노즐 내에서 주행 사조에 교란, 개섬 및 교락의 효과를 부여하는 인터레이스 가공 노즐이나 타슬란 가공 노즐을 사용함으로써 노즐 내에서 루프를 형성시키는 것도 불가능하지 않다. 단, 이들의 가공 노즐에서 얻어지는 가공사에서는 루프가 단주기로 형성되기 쉬운 것에 추가하여, 그 사이즈도 작아지기 쉽다.

이 때문에, 본 발명의 목적을 만족하는 벌키사를 제조하기 위해서는 다수 존재하는 파라미터를 치밀하게 제어할 필요가 생긴다. 또한, 다추화한 경우에, 추마다 벌키사의 벌키니스가 다른 것이 된 가능성이 있기 때문에, 품질의 안정성이라는 관점에서도 후술하는 노즐 외의 기류 제어를 활용한 수법을 채용하는 것이 바람직하다. 이 점에 대해서, 노즐 내에서의 교란, 개섬 처리는 적극적으로 부여하지 않는 것을 생각했다.

다음에, 압축 공기가 부여된 사조를 노즐 외로 선회시켜 초사에 의한 루프를 형성시키는 공정이다. 이것은 노즐로부터 떨어진 위치에서 공급된 2개의 실을 선회시킴으로써 루프가 형성 가능하게 된다는 콘셉트를 착상한 것이다. 기류 속도와 사 속도의 비교(기류 속도/사 속도)가 100 내지 3000에 있는 경우에, 노즐 외로 초사가 개섬하면서 선회한다는 특이적인 현상이 발견되었다.

여기에서의 기류 속도란 석션 노즐 출구로부터 주행 사조와 동시에 분사된 기류의 속도를 의미한다. 이 속도는 노즐의 토출 직경과 압축 공기의 유량에 의해 제어 가능하다. 또한, 사 속도는 유체 가공 노즐 후에 실을 인취하는 롤러의 주회 속도 등에 의해 제어하는 것이 가능하다. 이 주행 사조의 선회력은 기류와 실의 속도비에 의존하여 증감하기 때문에, 목적으로 하는 벌키사의 교착점을 강고하게 하는 경우에는 이 속도비를 3000에 가깝게 하면 좋고, 교착점을 완만하게 하고 싶은 경우에는 반대로 100에 가깝게 하면 좋다. 이 속도비는, 예를 들면 압축 공기의 유량을 간헐적으로 변화시키고, 또는 인수 롤러의 속도를 변동시킴으로써 교착점의 정도에 변화를 갖게 하는 것도 가능하다. 한편, 본 발명의 벌키사를 충전물 등 압축 회복의 변형이 반복하여 부여되는 용도에 사용하는 경우에는 기류 속도/사 속도를 200 내지 2000로 하는 것이 바람직하다. 특히, 고빈도로 변형이 가해지는 재킷 등의 의복의 재료용으로 채용하는 벌키사를 제조하는 경우에는 적당한 구속과 유연성을 부여한다는 관점에서, 기류 속도/사 속도가 400 내지 1500으로 하는 것이 특히 바람직하다.

이 선회력이 발현되는 것은 수반하고 있었던 기류가 주행 사조를 이탈한 바 있다. 그래서, 사도를 변경하는 선회점(10)을 배치한다. 구체적으로는, 바 가이드 등으로 사도를 변경하는 것이어도 좋다. 그리고, 사조를 규정 속도로 인취함으로써 심사의 주변을 초사가 선회하여 루프를 형성한다. 이 선회를 일으키기 위한 스페이스와 노즐로부터 분사된 기류의 확산을 이용한 초사의 진동에 의한 풀림을 얻는다는 관점에서, 주행 사조의 선회점은 노즐 토출구로부터 떨어진 위치에 있는 것이 바람직하다. 단, 본 발명의 벌키사를 제조하기 위해서 적합한 노즐-선회점 사이의 거리는 분출한 기류 속도에 의해 변화되는 것이고, 분출 기류가 1.0×10^-5 내지 1.0×10^-3초간 주행하는 사이에 선회점(10)이 존재하는 것이 바람직하다. 기류의 확산과의 밸런스에 적당한 주기로 심사와 초사의 교착점을 형성시키기 위해서는 노즐-선회점 사이의 거리는 분출 기류가 2.0×10^-5 내지 5.0×10^-4초간 주행하는 사이에 존재하는 것이 보다 바람직하다.

이 선회점의 위치를 조정함으로써, 본 발명의 벌키사의 교착점의 주기를 제어할 수도 있다. 교착점은 본 발명의 특징인 초사로 이루어지는 루프의 자립을 유지한다는 역할이 있어, 어느 정도의 주기로 존재하는 쪽이 바람직하다. 이 관점에서, 벌키사에 있어서의 심사와 초사의 교착점을 1개/㎜ 내지 30개/㎜로 존재하도록 선회점을 조정하는 것이 바람직하다. 관련된 범위이면, 초사의 3차원 권축을 발현시킨 후에도, 적당한 간격을 가지고 루프가 존재하는 것이 되기 때문에 바람직한 것이다. 이 관점을 추진하면, 상기 교착점은 5개/㎜ 내지 15개/㎜로 존재하도록 선회점을 조정하는 것이 보다 바람직하다.

초사로 이루어지는 루프가 형성된 가공사(11)(도 4)는 형태 고정이나 3차원적인 권축을 발현시키기 위해서, 일단 권취 후 또는 벌키 가공에 계속해서 열처리를 실시하는 것이 바람직하다. 도 4에 있어서는 루프 형성 공정에 계속해서 열처리를 행하는 가공 공정을 예시하고 있다.

이 열처리는, 예를 들면 히터(13)(도 4)에 의해 행하는 것이다. 온도는 사용하는 폴리머의 결정화 온도±30℃가 그 기준이 된다. 이 온도 범위에서의 처리이면, 폴리머의 융점에서 처리 온도가 벗어나고 있기 때문에, 초사간이나 심사간에서 융착하여 경화한 개소는 없고 이물감이 없어 양호한 촉감을 손상시키는 경우는 없다. 이 열처리 공정에서 사용하는 히터는 일반적인 접촉식 또는 비접촉식의 히터를 채용할 수 있지만, 열처리 전의 벌키니스나 초사의 열화 억제라는 관점에서는 비접촉식 히터의 사용이 바람직하다. 여기에서 말하는 비접촉식 히터란 슬릿형 히터나 튜브형 히터 등의 공기 가열식 히터, 고온 증기에 의해 가열하는 스팀 히터, 복사 가열을 이용한 할로겐 히터나 카본 히터, 마이크로파 히터 등이 해당한다.

여기서 가열 효율이라는 관점에서, 복사 가열을 이용한 히터가 바람직하다. 가열 시간에 대해서는, 예를 들면 결정화가 진행되는 가공사를 구성하는 섬유의 섬유 구조의 고정, 가공사의 형태 고정 및 초사의 권축 발현이 완료하는 등을 위한 시간 등을 고려하게 되고, 처리 온도 및 시간을 요구되는 특성에 따라서 조정하는 것이 좋다. 열처리 공정이 완료된 가공사는 롤러(14)(도 4)를 통해서 속도를 규제하고, 장력 제어 기능을 구비한 와인더(15)로 권취하면 좋다. 이 권취 형상에 대해서는 특별히 한정되는 것이 아니고, 소위 치즈 권취나 보빈 권취로 하는 것이 가능하다. 또한, 최종적인 제품에의 가공을 고려하여, 복수개를 미리 합실하고 토우로 하는 것이나 그대로 시트화하는 것도 가능하다.

본 발명의 벌키사는 열처리 공정 전후에서 실리콘계 유제를 균일하게 부착시키는 것이 바람직하다. 여기에서 부착시키는 실리콘은 열처리 등에 의해 적당하게 실리콘을 가교를 시킴으로써, 초사 및 심사에 실리콘의 피막을 형성시키면 좋다. 여기에서 말하는 실리콘계 유제란 디메틸 폴리실록산, 하이드로디엔 메틸폴리실록산, 아미노 폴리실록산, 에폭시 폴리실록산 등이 예시되고, 이들을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 벌키사의 표면에 균일하게 피막을 형성하기 위해서, 실리콘 부착의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 유제에 분산제, 점도조정제, 가교 촉진제, 산화방지제, 방연제 및 정전방지제를 함유시킬 수 있다. 이 실리콘계 유제는 무용제에서도, 용액이나 수성 에멀젼의 상태에서도 사용할 수도 있다. 유제의 균일 부착이라는 관점에서는 수성 에멀젼을 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘계 유제는 유제 가이드, 오일링 롤러 또는 스프레이에 의한 살포를 이용하고, 질량비로 벌키사에 대하여 0.1~5.0% 부착할 수 있도록 처리하는 것이 바람직하다. 그 후, 임의인 온도 및 시간으로 건조하여 가교 반응시키는 것이 바람직하다. 이 실리콘계 유제는 복수회에 나누어 부착시키는 것도 가능하고, 같은 종류의 실리콘 또는 종류가 다른 실리콘을 나누어 부착시켜 강고한 실리콘 피막을 적층시키는 것도 바람직하다. 상술한 처리에 의해, 벌키사에 실리콘의 피막을 형성시킴으로써 벌키사의 미끄럼성, 촉감이 증가하여, 본 발명의 효과를 더욱 돋보이게 할 수 있다.

실시예

이하 실시예를 들어, 본 발명의 벌키사 및 그 효과에 대해서 구체적으로 설명한다.

실시예 및 비교예에서는 하기의 평가를 행했다.

A. 섬도

섬유의 100m의 질량을 측정하여 100배함으로써 섬도를 산출했다. 이것을 10회 반복하고, 그 단순 평균값의 소수점 둘째자리를 반올림한 값을 그 섬유의 섬도(dtex)로 했다. 단사 섬도람 섬도를 그 섬유를 구성하는 필라멘트수로 나눔으로써 산출했다. 이 경우에도, 소수점 둘째자리를 반올림한 값을 단사 섬도로 했다.

B. 섬유의 역학 특성

섬유를 Orientec Corporation 제작의 인장 시험기 "텐실론"(등록상표) UCT-100형을 이용하여, 시료 길이 20cm, 인장 속도 100%/min의 조건으로 인장하여 응력-변형 곡선을 구한다. 파단시의 변형을 판독하고, 그 하중을 초기 섬도로 나눔으로써 파단 강도(cN/dtex)를 산출한다. 또한, 파단시의 변형을 판독하고, 시료 길이로 나눈 값을 100배함으로써 파단 신도(%)를 산출했다. 모든 값도, 이 조작을 수준마다 5회 반복하여 얻어진 결과의 단순 평균값를 구하고, 소수점 둘째자리를 반올림한 값이다.

C. 루프 평가(크기, 교착점, 파단점)

시료가 되는 실에 늘어짐이 나오지 않도록 0.01cN/dtex의 하중을 곱하고, 도 2에 예시되는 바와 같이 정해진 길이로 한 쌍의 사도 가이드(4)에 실을 건다. 실 거는 벌키사의 측면을 Keyence Corporation 제작의 마이크로스코프 VHX-2000로 루프를 10개소 이상을 관찰할 수 있는 배율로 촬영했다. 이 화상으로부터 무작위로 선정한 루프 10개소에 대해서, 화상 처리 소프트(WINROOF)를 이용하여 루프 선단의 가공사 중심선(3)으로부터의 루프 정점까지의 거리(5)(도 2)를 측정했다. 이 작업을 가공사 1개에 대해서 화상을 합계 10개소 촬영하고, 가공사 1개당 합계 100개소의 루프를 밀리미터 단위로 소수점 둘째자리까지를 측정한다. 이 수치의 평균값을 산출하여, 소수점 둘째자리 이하를 반올림한 값을 벌키사에 있어서의 루프의 크기로 했다.

상기와 같은 10화상에 있어서, 가공사 중심선(3)으로부터 1.0㎜ 이상으로 루프의 정점을 형성하는 초사가 가공사 중심선(3)으로부터 0.6㎜에 위치한 직선과 교차하는 점을 교착점으로 하여, 가공사 1밀리미터당으로 카운트했다. 합계 10화상의 교착점(개/㎜)을 측정하고, 평균값의 소수점 이하를 반올림했다.

상기와 같은 10화상에 있어서, 루프를 10개의 파단점을 가공사 1밀리미터당으로 카운트했다. 벌키사 1개당 합계 100개의 루프의 파단점(개/㎜)을 측정하고, 평균값의 소수점 둘째자리 이하를 반올림했다. 여기서, 파단점이 0.2개/㎜ 미만인 샘플은 초사가 실질적으로 파단되어 있지 않음(각 실시예, 비교예의 설명 및 표 1, 표 2 및 표 3에 있어서는 「없음」이라고 기재), 0.2개/㎜ 이상의 것은 파단함(각 실시예, 비교예의 설명 및 각 표에 있어서는 「있음」이라고 기재)으로 평가했다.

D. 권축 형태 평가(3차원 권축의 유무, 곡률반경)

가공사로 무작위로 선택된 10개소에 있어서, Keyence Corporation 제작의 마이크로스코프 VHX-2000로 단사의 권축 형태를 확인할 수 있는 배율로 관찰했다. 이 10화상에 있어서, 심사 10개, 초사 10개를 관찰하여 나선형으로 선회한 형태(스파이럴한 구조)를 가지고 있는 경우에는 3차원적인 권축 구조 있음(각 실시예, 비교예의 설명 및 표 1, 표 2 및 표 3에 있어서는 「있음」라고 기재)으로 판정하고, 그렇지 않은 경우에는 권축 구조 없음(각 실시예, 비교예의 설명 및 각 표에 있어서는 「없음」이라고 기재)으로 판정했다. 또한, 같은 화상으로부터, 화상 처리 소프트(WINROOF)를 이용하여, 권축한 단사의 만곡(6)(도 3)의 반경을 측정했다. 상술한 대로, 무작위로 택한 심사 100개, 초사 100개를 밀리미터 단위로 소수점 둘째자리까지를 측정하고, 이 단순 평균의 소수점 둘째자리를 반올림한 값을 3차원적인 권축 구조의 곡률반경으로 했다.

E. 섬유간 정마찰계수

레이더식 마찰계수 시험기에 의해 JIS L 1015(2010년)에 준한 방법으로 측정했다. 한편, 개섬 등 전처리는 행하지 않고, 시료를 원통으로 평행하게 열거함으로써 평가하는 것이다.

F. 언와인딩성(파스너 현상의 억제 효과)

가공사를 500m 이상 권취된 드럼을 크릴에 장치하고, 드럼의 단면 방향으로 30m/min 속도로 5분간 해제하고, 파스너 현상에 의한 실의 뛰어오름, 말림 등을 목시에 의해 확인하여, 하기의 4단계로 평가했다.

A: 실의 뛰어오름이 보이지 않고, 양호하게 언와인딩할 수 있다.

B: 약간 실의 뛰어오름이 보여지는 문제없이 언와인딩할 수 있다.

C: 실의 뛰어오름 및 약간 말림이 보이지만 언와인딩할 수 있다.

D: 실의 뛰어오름 및 말림이 일어나 언와인딩할 수 없다.

G. 촉감

가공사를 500m 이상 권취된 드럼을 크릴에 장치하고, 드럼의 단면 방향으로 검척기를 이용하여 실을 언와인딩하여 권취 형태로 함으로써 10m의 실 타래로 했다. 실 타래의 1개소를 고정하여 촉감 평가용 샘플을 작성했다. 이 샘플을 잡은 경우 경우의 촉감을 하기의 4단계로 평가했다.

A: 벌키니스 및 유연성이 우수하고, 이물감을 느끼지 않은 우수한 촉감.

B: 벌키니스 및 유연성을 갖는 양호한 촉감.

C: 벌키니스를 갖고, 또한 이물감을 느끼지 않을 정도의 양호한 촉감.

D: 벌키니스가 없이 이물감을 느끼는 불량한 촉감.

H. 폴리머의 고유 점도(IV)

25℃의 온도의 순도 98% 이상의 o-클로로페놀 10㎖ 중에, 평가하는 폴리머를 0.8g 녹이고, 25℃의 온도에서 오스트발트 점도계를 이용하여 고유 점도(IV)를 구했다.

실시예 1

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET:IV=0.65㎗/g)를 290℃에서 용융 후, 계량하고 방사 팩에 유입시켜, 도 6에 나타낸 3개의 슬릿(17)(폭 0.1㎜)이 동심 부채꼴로 배치된 중공 단면용 토출 구멍으로부터 토출했다. 토출된 사조에 20℃의 냉각풍을 100m/min 흘려 편측으로부터 블로잉되어 냉각 고착화했다. 사조에 비이온계의 방사 유제 부여하고, 방사 속도 1500m/min으로 미연신사를 권취했다. 계속해서, 권취된 미연신사를 90℃와 140℃로 가열한 롤러 사이에서 연신 속도 800m/min으로 3.0배 연신하고, 섬도 78dtex, 필라멘트수 12, 중공률 30%의 연신사를 얻었다.

얻어진 중공 단면사를 도 4에 나타낸 바와 같이, 2개의 공급 롤러에 각각 1개씩 중공 단면사를 공급하고, 일방의 공급 롤러를 속도 50m/min, 타방을 속도 1000m/min으로 하여 석션 노즐에 흡인했다. 석션 노즐에서는 주행 사조에 대하여 20°로 기류 속도를 400m/s가 되도록 압축 공기를 분사하고, 심사와 초사가 교착하지 않도록 수반 기류와 함께 노즐로부터 사조를 분출시켰다. 노즐로부터 분사한 사조를 기류와 함께 1.0×10^-4초간 주행시켜, 세라믹 가이드를 이용하여 사도를 변경하고, 초사로 이루어지는 루프가 형성된 가공사로 하여 인취 롤러로 50m/min으로 인취했다.

계속해서, 롤러를 통해서 가공사를 튜브 히터로 인도하고, 150℃의 가열 공기에서 10초간 열처리하여 벌키사의 형태를 셋팅함과 아울러, 초사에 3차원적인 권축을 발현시켰다. 상기 벌키사는 튜브 히터 후에 설치된 장력 제어 권취기에 의해, 52m/min으로 드럼에 권취했다.

실시예 1에서 채취한 벌키사는 가공사 중심선에서 초사로 이루어지는 루프가 평균 23.0㎜ 돌출한 구조이고, 상기 루프가 13개/㎜의 빈도로 형성된 것이었다. 이 돌출한 루프는 사이즈, 주기의 균일성이 우수한 것이었다.

초사는 루프를 형성하고, 심사에서의 교착에 의해 고정되어 있었다. 심사 및 초사는 곡률반경 5.0㎜의 밀리미터 오더의 3차원적인 권축 구조를 가지고 있었다. 초사에는 파단 개소가 보이지 않고, 연속적으로 루프를 형성하고 있었다. (파단 개소: 0.0개)

상기 벌키사에서는 연속적인 루프를 형성하는 초사가 3차원적인 권축 구조를 가지고 있고, 섬유간 정마찰계수 0.3이고, 벌키사의 언와인딩성은 문제없어, 말림 등을 일으키지 않게 스무드하게 권취된 드럼으로부터 언와인딩할 수 있었다(언와인딩성: B). 또한, 본 발명의 특이적인 구조에 유래한 벌키니스를 갖는 양호한 촉감을 가지고 있었다(촉감: B). 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 2

실시예 1에서 채취한 벌키사에, 폴리실록산이 농도 8질량%로 포함된 실리콘계 유제를 최종적인 폴리실록산 부착량이 벌키사에 대하여 1질량%가 되도록 스프레이로 균일하게 살포하고, 165℃의 온도에서 20분간 열처리하여 벌키사를 채취했다.

실시예 2에 있어서는 실리콘에 의한 피막을 형성함으로써, 실시예 1의 벌키사와 비교하여 촉감이 매끄럽고 벌키사의 벌키니스와 함께 편안한 매끄러움을 가지고 있었다. 이 벌키사의 섬유간 정마찰계수는 0.1이고, 실시예 1과 비교하여 더욱 저하된 것을 알았다. 실리콘 처리한 것에 의한 벌키사의 형태에 대한 영향을 조사한 바, 실시예 1의 형태 특성과 대체로 일치하고 있고, 기타 기능은 유지되고 있었다. 언와인딩성 및 촉감도 우수한 것이었다.

언와인딩성에 추가하여, 이 벌키사를 50cm의 길이로 10개 잘라내어 1다발로 하여 양단을 잡고 주무름이나 문지름을 추가했지만, 초사끼리 얽힘없이 벌키사 1개를 실 다발로부터 간단히 인출하도록 실 이탈이 양호한 것이었다. 결과를 표 1에 나타낸다.

비교예 1 및 2

본 발명의 벌키 가공의 효과를 검증하기 위해서, 압축 공기의 분사 각도를 90°으로 변경한 노즐을 사용하고, 세라믹 가이드에 의한 선회점을 설치하지 않는 것 이외에는 모두 실시예 1과 동일하게 실시했다. 단, 비교예 1에 있어서는 실시예 1과 동일한 압축 공기 유량에서는 심사와 초사의 서로 얽힘이 과잉하여 노즐 막힘에 의해 안정한 실 가공이 곤란했기 때문에, 기류 속도를 실시예 1의 절반인 200m/s로 저하시킨 결과 실의 주행이 가능해졌기 때문에, 얻어진 가공사를 채취하여 특성을 평가하기로 했다(비교예 1).

비교예 1의 가공사에는 열처리 전의 시점에서 초사에 의한 루프 사이즈가 실시예 1과 비교하여 작고 매우 단주기로 형성되어 있는 것이기 때문에, 열처리함으로써 초사를 권축 가공한 경우에는 초사가 루프를 형성하고 있지만, 벌키니스가 부족한 것이었다. 초사로 이루어지는 루프의 상세를 확인하면, 각 루프 크기에 불균일이 보이고 열처리 전에 뽑아낸 가공사에서는 인식할 수 없었던 파단점이 비교적 많이 보였다(파단 「있음」: 파단점 0.5).

비교예 1에서 얻어진 가공사를 이용하여, 한 쌍의 러버 디스크에 의해 찰과하여 개연 처리를 행했다(비교예 2). 벌키니스는 향상된 것처럼 보였지만, 루프의 파단이 비교예 1과 비교하여 더욱 많아 초사끼리의 서로 얽힘이 조장되어 압축할 때에는 이물감이 느껴지는 것이었다. 또한, 비교예 1과 비교해도 언와인딩시에는 실의 말림이 많아 언와인딩성도 저하한 것이었다. 결과를 표 2에 나타낸다.

비교예 3

비교예 1의 가공사를 이용하여, 실시예 2에서 행한 처리와 동일하게 실리콘 처리를 행하여 가공사를 얻었다.

비교예 1과 비교하여, 실리콘에 의한 미끄러짐 때문에 언와인딩성에 대해서는 개선 경향에 있지만, 얻어진 가공사의 형태는 크게 변화가 없고 단주기로 사이즈가 작은 루프가 형성된 것이기 때문에, 실시예 2와 비교하여 팽창감이 부족하고 촉감이 열악한 것이었다. 결과를 표 2에 나타낸다.

비교예 4

본 발명의 벌키 가공의 효과를 검증하기 위해서, 압축 공기의 분사 각도를 60°로 변경한 노즐을 사용하고, 노즐의 토출 구멍 직후에 실을 배출할 수 있도록 세라믹 가이드를 배치한 것 이외에는 모두 비교예 3에 따라 실시했다.

비교예 4에서는 열처리 전에 사이즈가 작은 루프와 사이즈가 비교적 큰 루프가 뒤섞인 형태이었다. 열처리를 행함으로써, 심사 및 초사가 수축하고 3차원적인 권축 구조를 발현하지만, 실시예 1과 비교하면, 전체적인 벌키니스는 크게 저하한 것이었다. 또한, 열처리 전의 루프의 불균일이 조장되어, 부분적으로 루프가 느슨해진 개소가 보이는 것이었다. 또한, 압축 공기의 분사 각도가 크기 때문에, 노즐 내에서 실이 교란·개섬하고, 노즐 내벽에 단사가 고주파로 찰과됨으로써 열화한 것이었다. 이 때문에, 열처리 후에는 비교예 3과 비교하면, 약간의 개선 경향은 있지만 루프의 파단점이 부분적으로 보이는 것이었다. 결과를 표 2에 나타낸다.

실시예 3 및 4

공급 속도를 실시예 3에서는 심사 50m/min, 초사 500m/min, 실시예 4에서는 심사 20m/min, 초사 1000m/min로 변경한 것 이외에는 모두 실시예 2과 동일하게 실시했다.

실시예 3에서는 실시예 2와 비교하여 루프의 사이즈가 12㎜로 약간 작아졌지만, 언와인딩성은 우수한 것이고 촉감은 양호한 것이었다.

실시예 4에서는 실시예 2와 비교하여 루프의 사이즈가 59㎜로 커졌지만, 루프의 늘어짐은 거의 없는 것이었다. 촉감에 대해서는 유연성을 갖는 우수한 벌키니스를 갖는 것이지만, 초사의 절단이나 늘어짐도 억제된 구조이기 때문에 언와인딩성도 양호한 것이었다. 결과를 표 3에 나타낸다.

실시예 5

사용하는 방사 구금을 6홀로 변경하여 중공률 20%가 되도록 제사하고, 단사 섬도 및 중공률을 변경한 연신사를 채취했다(섬도 78dtex, 필라멘트수 6(단사 섬도 13dtex), 중공률 20%). 상기 연신사를 초사로서 사용한 것 이외에는 모두 실시예 1과 동일하게 실시했다.

실시예 5에서는 초사를 굵게 함으로써, 루프의 강성이 향상되고 반발감이 우수한 벌키사가 되었다. 유연성으로서는 실시예 1과 비교하여 저하했지만, 충분한 벌키니스를 가지고 있고, 실사용에서는 합실하는 개수로 조정함으로써 제품으로서의 촉감은 조정이 가능하여 문제없는 레벨이었다. 결과를 표 3에 나타낸다.

실시예 6

폭 0.1㎜의 슬릿이 4개 동심원 형상으로 배치된 중공 단면용 토출 구멍이 24홀 천공된 방사 구금으로 변경하여 제사하고, 단사 섬도 및 중공률을 변경한 연신사를 채취했다(섬도 78dtex, 필라멘트수 24(단사 섬도 3.3dtex), 중공률 40%). 상기 연신사를 초사로서 사용한 것 이외에는 모두 실시예 1과 동일하게 실시했다.

실시예 6에서는 심사와의 교착에 의해 초사로 이루어지는 루프는 자립한 것이고, 실시예 1과 비교하여 초사가 가늘어졌기 때문에 유연성이 우수한 벌키사가 되었다. 초사 필라멘트수 증가 및 권축의 곡률반경이 축소(1.5㎜)한 것으로, 드럼으로부터의 언와인딩시에 약간의 실 뛰어오름이 보이는 것이었지만, 드럼에의 권취 장력을 조정함으로써 해소할 수 있는 것이고, 실사용에는 문제없는 레벨이었다. 결과를 표 3에 나타낸다.

실시예 7

일반적인 둥근 단면 섬유가 되도록 사용하는 둥근 구멍이 12홀 천공된 방사 구금으로 변경하고, 실시예 1과 동일하게 20℃의 냉각풍으로 편측에서 과잉하게 냉각하여 방사하고, 기타 조건은 동일하게 하여 연신사를 채취했다. 채취한 연신사의 열처리 후의 권축 형태는 실시예 1과 비교하여 완만한 형태가 되고, 권축의 곡률반경은 28㎜이었다. 상기 연신사를 초사로서 사용한 것 이외에는 모두 실시예 2에 따라 실시했다.

실시예 7에 있어서는 초사의 권축 형태가 완만해짐으로써, 초사의 루프가 태슬 형상의 형태가 되고, 적당한 반발성을 갖는 우수한 촉감을 나타내는 것이었다. 결과를 표 4에 나타낸다.

실시예 8

실시예 7에서 사용한 둥근 단면 섬유를 초사에 추가하여 심사에도 사용한 것 이외에는 모두 실시예 7에 따라서 실시했다.

실시예 8에서도, 초사의 완만한 권축 형태의 발현이 의해 초사로 이루어지는 루프가 태슬 형상의 구조를 형성하는 것이었다. 또한, 심사 권축 형태가 완만해짐으로써, 심사와 초사의 교착점에 있어서의 구속이 약해지고 벌키사를 섬유축 방향으로 하중한 경우에도, 초사가 횡 이동할 수 있는 것이었다. 언와인딩시에는 이 횡 이동에 의해 실시예 7과 비교하여 저빈도이지만 실이 걸리는 경우가 있었는데, 실용에 특히 문제가 없는 레벨이었다. 결과를 표 4에 나타낸다.

비교예 5

심사 및 초사의 3차원적인 권축 형태의 효과를 검증하기 위해서, 실시예 2의 조건으로 심사 및 초사를 변경하여 실 가공을 실시했다.

우선, 심사에 있어서는 실시예 7에서 사용한 일반적인 둥근 단면 섬유용 방사 구금으로 하여 초사에 있어서는 실시예 1에서 사용한 폭 0.1㎜의 슬릿이 3개 동심원 형상으로 배치된 중공 단면용 토출 구멍을 구비한 방사 구금으로 하여 냉각풍의 속도는 20m/min으로 변경했다. 그 이외의 조건은 실시예 1과 동일하게 하여 연신사를 채취했다. 심사용 및 초사용의 연신사는 섬도 78dtex, 필라멘트수 12이고, 모두 열처리 후에도 본 발명에서 말하는 3차원적인 권축 형태를 발현하지 않는 것이었다. 이들의 연신사를 이용한 것 이외에는 모두 실시예 1에 따라서 가공사를 채취했다.

비교예 5에서는 노즐 이외에 선회점을 형성함으로써 루프의 형성이 가능하지만, 열처리 후에도 초사의 권축은 발현되지 않고 스트레이트인 상태를 유지하고 있는 것이었다. 또한, 초사에 의한 권축이 없기 때문에, 비교예 1과 비교하면 루프 사이즈에 불균일이 보이는 것이고, 부분적으로 늘어진 루프로 되어 있는 것이었다.

비교예 5에서는 초사가 3차원적인 권축을 발현하지 않는데도 불구하고 루프를 형성하고 있는 것도 있어서, 실시예 1과 비교하면 초사끼리 서로 얽힘이 일어나기 쉽고, 언와인딩시에는 실 말림이 다수 보이는 것이었다. 또한, 드럼으로부터 해제한 가공사는 압축 변형을 받음으로써, 루프가 침전물, 또한 횡으로 슬라이드 이동된 채 고정된 것으로 벌키니스는 저하한 것이었다. 결과를 표 4에 나타낸다.

비교예 6

IV=0.51㎗/g의 저점도 PET와 IV=1.20㎗/g의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(3GT)를 준비하고, 280℃에서 용융 후 저점도 PET/3GT=50/50로 복합되도록 계량하고, 접합형 복합 구금이 조립된 방사 팩에 유입하고 복합 폴리머류를 토출했다. 그 후, 사조에 20℃의 냉각풍을 20m/min 블로잉하여 냉각 고착화하고, 유제를 부여한 후에 방사 속도 1500m/min으로 미연신사를 권취했다. 계속해서, 권취된 미연신사를 90℃와 130℃로 가열한 롤러 사이에서 연신 속도 800m/min으로 3.0배 연신하여 섬도 78dtex, 필라멘트수 12, 사이드 바이 사이드 복합 섬유의 연신사를 채취했다. 상기 연신사를 초사, 비교예 5에서 사용한 둥근 단면 섬유를 심사로서 사용한 것 이외에는 모두 비교예 1에 따라서 가공사를 채취했다.

비교예 6의 샘플에 있어서는 열처리 후에 초사가 3차원적인 권축 형태를 발현하는 것이었지만, 곡률반경이 수십 미크론미터의 매우 미세한 것이고, 또한 곳곳에서 초사의 파단이 보였다(파단 있음: 0.4개/㎜). 또한, 이 권축 형태를 발현함으로써, 초사의 루프는 열처리 전과 비교하여 크게 축소한 것이고, 가공사 중심선에서 0.6㎜을 초과하는 것은 적은 것이었다. 이 때문에, 가공사의 촉감은 고무와 유사한 유니크한 것이지만, 본 발명의 목적으로 하는 벌키니스와 유연성을 갖는 것은 아니었다. 또한, 미크론 오더의 미세 권축, 초사 파단 또한 루프의 돌출에 불균일이 있음으로써, 섬유간 정마찰계수는 비교적 높고(0.4), 드럼의 언와인딩성은 양호하다고는 말하기 어려운 것이었다. 결과를 표 4에 나타낸다.

1 초사 2 심사
3 가공사 중심선 4 실 가이드
5 가공사 중심선에서 루프 정점까지의 거리 6 3차원적인 권축
7 공급 롤러 8 합성 섬유
9 석션 노즐 10 선회점
11 가공사 12 인취 롤러
13 히터 14 딜리버리 롤러
15 와인더 16 압공의 분사 각도
17 슬릿 형상 토출 구멍

Claims

3차원적인 권축 구조를 갖는 초사, 및
상기 초사와의 교착으로 초사를 고정하고 있는 심사로 이루어지고,
상기 초사가 파단되어 있지 않고 연속적으로 루프를 형성하고 있는 합성 섬유로 이루어지고,
심사와 초사의 교착점이 벌키사의 섬유축 방향으로 9개/㎜ 내지 30개/㎜ 존재하며,
초사의 권축 구조가 2㎜ 내지 30㎜의 곡률 반경을 가지는 벌키사.
제 1 항에 있어서,
심사와 초사의 단사 섬도비(초/심)가 0.5 내지 2.0의 범위인 벌키사.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
벌키사를 구성하는 섬유의 단사 섬도가 3.0dtex 이상이고,
섬유간 정마찰계수가 0.3 이하인 벌키사.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
심사가 3차원적인 권축을 가지고 있는 벌키사.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
심사 및 초사의 양방 또는 일방이 중공률 20% 이상의 중공 단면 섬유인 벌키사.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
심사 및 초사가 동종의 단성분 섬유인 벌키사.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 벌키사를 적어도 일부에 포함하는 섬유 제품.