KR19980702458A

KR19980702458A - 열접착 복합 섬유 및 이것으로 이루어진 고탄성 섬유구상체

Info

Publication number: KR19980702458A
Application number: KR1019970705858A
Authority: KR
Inventors: 미끼오 다시로; 시게루 히라노; 마사유끼 하야시; 가즈노리 오리이; 마꼬또 요시다
Original assignee: 야스이 쇼오사꾸; 데이진 가부시끼가이샤
Priority date: 1995-12-25
Filing date: 1995-12-25
Publication date: 1998-07-15
Also published as: KR100283792B1; DE69528850D1; KR20000071890A; JP3588635B2; DE69528850T2; KR100284350B1

Abstract

우수한 압축 회복 내구성 및 고도의 통기성을 갖는 섬유 구조체를 수득할 수 있는 고탄성 열접착성 복합섬유는, 상기 열가소성 엘라스토머 성분과, 상기 엘라스토머보다도 융점이 높은 결정성 비탄성 폴리에스테르 성분을 상기 접착성 복합섬유의 구성성분으로 하고, 원형의 상기 접착성 복합섬유의 섬유횡단면에서 엘라스토머 성분을 초승달 형상으로 배치하고, 또한 그때의 기하학적 디멘션 (열접착성 복합섬유를 구성하는 성분 2 종 각각이 섬유단면에서 점유하는 형상) 을 특정하여 제공할 수 있다.

Description

열접착 복합섬유 및 이것으로 이루어진 고탄성 섬유구상체

결정성 열가소성 엘라스토머와 결정성 열가소성 폴리에스테르로 이루어진 복합섬유로서, 일본 공개특허공보 소 60-1404 호에는 블록 폴리에스테르폴리에테르와, 폴리부틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 하는 비탄성 폴리에스테르를 사이드 바이 사이드형 (side-by-side) 또는 편심 (偏芯) 심초형 (core-sheath) 으로 복합방사한 겉옷용, 속옷용에 매우 적합하게 사용할 수 있는 고권축성 (高捲縮性) 복합섬유가 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 평 3-185116 호에는 폴리에스테르에테르계 엘라스토머와 폴리에틸렌테레프탈레이트 주체의 비탄성 폴리에스테르를 사이드 바이 사이드형 또는 심초형으로 복합방사한, 고권축성으로 카드(card) 개섬이 용이한, 신축성을 갖는 부직포를 제조하는 데 매우 적합하게 사용할 수 있는 열접착성 복합섬유가 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 평 3-220316 호에는 초성분에 폴리에스테르계 엘라스토머를 배치하고, 심성분에 비탄성 폴리에스테르를 배치한, 카드 통과성 및 방적성이 개선된 방적사 및 열접착성 부직포를 제조하는 데 유용한 실질적으로 동심 (同心) 심초형의 열접착성 복합섬유가 제안되어 있다.

또한 열가소성 엘라스토머가 섬유 표면에 배치한 열접착성 복합 섬유 및 그를 사용하여 수득되는 섬유 구조체에 대해서도, 공표 특허 WO 91/19032 호 공보, 일본 공개특허공보 평 4-240219 호, 동-316629 호, 일본 공개특허공보 평 5-98516 호, 동-163654 호, 동-177065 호, 동-261184 호, 동-302255 호, 동-321033 호, 동-337258 호, 일본 공개특허공보 평 6-272111 호, 동-306708 호 등에 개시되어 있다.

이상 언급한 선행기술에 개시된 여러 가지 열접착성 복합섬유의 단면은 제 2 도의 (a) ∼ (c) 에 나타내는 바와 같이, 문자대로 사이드 바이 사이드형, 편심 심초형의 것이며 그 경우, 열가소성 엘라스토머와 비탄성 폴리에스테르의 면적비율이 20/80 ∼ 80/20 의 범위로 복합되어 있다.

그런데, 엘라스토머를 1 성분으로 사용하는 복합섬유에 있어서는, 엘라스토머라는 성질상, 방사공정 이후에 복합섬유끼리의 상술한 교착현상이 불가피적으로 발생하여 많은 문제를 유발한다.

이 의미에서는, 상기 선행기술 모두 섬유끼리의 교착현상을 극복하면서, 접착성, 탄성 및 권축발현성을 개선한 복합섬유를 얻는 것에 대하여 어떠한 기재도 없으며, 또한 그것을 인식하고 있는 시사도 없다. 오직, 일본 공개특허공보 평 5-302255 호에서, 상기 인식의 유무에 관계없이, 조성이 다른 폴리에스테르계 엘라스토머들을 심초형으로 복합방사하여 장섬유를 얻을 때, 교착성은 크지만 탄성 특성이 우수한, 폴리에테르 성분이 많은 엘라스토머를 심성분으로 배치하고, 교착성은 적지만 탄성 특성이 열등한, 폴리에테르 성분이 적은 엘라스토머를 초성분으로 배치하여 복합방사하는 것이 제안되어 있다. 그러나 이와 같은 것으로는 실용 수준의 교착 방지는 얻을 수 없다. 또한, 상기 복합섬유의 용도는 퍼프재, 심지, 서포터, 신축테이프 등에 유용한 부직포용 소재이다.

반대로, 제 2 도 (a) ∼ (c) 에 나타낸 종래의 열접착 복합섬유의 종합성능, 즉, 교착 방지 성능, 엘라스토머 / 폴리에스테르폴리머 간의 계면접착강도 및 본래의 열접착성 및 권축탄성에 대하여 고찰하면 표 1 과 같이 된다.

	복합섬유(a)	복합섬유(b)	복합섬유(c)
제면성	1)방사시의 수관성	양호	불량	불량
	2)연신시의 절사	작음	많음	많음
	3)밀어넣기 크림퍼 배출성	양호	불량	불량
복합섬유특성	4)방사시의 교착 방지성능	대	소	대
	5)엘라스토머/폴리에스테르간의 접착강도(폴리머 계면)	소(대)*	대	대
	6)섬유간 열접착력(교착없는 경우)**·교착있는 경우	(소)**소	(대)**소	(대)**소
	7)권축탄성도	소	대	대
	8)입체권축 발현성능	대	없음	대
개면·카드성	9)개면공정 개섬성	불량	불량	불량
	10)카드실린더 휘감김	불량	불량	불량
	11)카드웹불균일	불량	불량	불량
	12)카드넵	불량	불량	불량
섬유구조체 특성	13)열처리후 반발성	소(접착력 작기때문)	소(접착력 크지만 교착이 커서 바인더특성 발휘할 수 없음)	소(접착력 크지만 교착력 커서 바인더특성 발휘할 수 없음)
	14)열처리후 경도불균일	대(웹불균일이 커서 경도불균일 큼)	대(웹불균일이 커서 경도불균일 큼)	대(웹불균일이 커서 경도불균일 큼)
	15)열처리후 내구성	소	소	소

표 1 의 평가는 복합섬유 (b) 를 기준으로 하여 상대평가한 것이다. 단 상기 표 중 '*)' 은 폴리에스테르계 엘라스토머의 경우를 나타내며, '**)' 은 임시로 교착이 없다고 추정한 경우를 나타낸다.

상기 표에서, 복합섬유 (c) 는 복합섬유의 5 개의 요구특성 (표 중 4) ∼ 8) 에 대응) 중 4 요건이 우수하며, 한눈에 보아 이상적인 섬유처럼 보인다. 그러나, 이 섬유의 교착 방지 성능이 「소」 즉, 나쁘다는 것은 이하에 설명하는 바와 같이, 공업적 제조공정이나 수득된 제품의 품질에 치명적인 불이익을 초래한다.

즉, 복합섬유는 우선, 미연신 원사로서 와인더나 원래의 토우 캔 (tow can) 의 안에 포집하는데, 충분히 냉각되지 않고, 단섬유끼리를 집속한 시점에 엘라스토머에 의한 교착이 발생하지만, 와인더상에 감아서 보관하고 있는 상태에도 섬유끼리의 교착이 진행되어, 딱딱한 끈 형상이 되버리거나, 서브 토우끼리 강고하게 고착되어, 와인더로부터 풀 수 없다는 문제가 있다.

또, 원래의 토우 캔 안에 포집하는 경우에도, 끈 형상으로 딱딱하게 교착되어 버리기 때문에 수관량이 현저하게 저하되어, 대폭으로 생산성이 저하된다는 문제가 있다. 이와 같이 끈 형상으로 교착된 서브토우는 연신공정에서, 매우 연신성이 나쁘고, 단사나 연신 롤러에 휘감기는 일이 많이 생겨, 안정된 생산을 할 수 없다. 만일 열접착성 섬유를 제조할 수 있어도, 그 섬유끼리 집단이 되어 교착되어 있기 때문에, 부직포 등의 섬유 구조체로서 다른 매트릭스섬유와 혼합하여 사용하는 경우에, 열처리시의 섬유끼리를 교착시키는데 유효한 고착점의 형성 개수가 적으므로, 접착성이 현저하게 낮고, 탄력성이 낮으며, 외력에 의해 섬유구조체가 용이하게 파괴되어, 내구성이 없어진다는 문제점이 있다.

한편, 복합섬유 (a) 에 있어서, 교착 방지 성능은 복합섬유 (b) 또는 (c) 에 비해서, 2 배로 증가되지만 본래의 목적인 열접착 기능, 권축탄성이 현저하게 떨어진다는 문제를 가지고 있다.

본 발명은 열접착성 복합섬유에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 특히 방사 이후의 공정에서 섬유끼리의 교착현상이 가급적 저감되고, 또한 우수한 탄력성과, 압축 회복 내구성 및 고도의 통기성을 갖는 섬유 구조체를 부여할 수 있는 고탄성 열접착성 복합섬유에 관한 것이다.

여기서 『교착현상』이란, 섬유끼리 융착, 접착, 고착 등에 의해 물리적 및 화학적으로 접합되는 현상을 말한다. 이 『교착현상』에 의해 섬유끼리 융착, 압착됨으로써, 상기 섬유의 제조시, 가공시에 악영향이 발생한다.

제 1 도는 본 발명의 열접착성 복합섬유의 섬유횡단면을 나타낸 모식도이며,

제 2 도 (a), (b) 및 (c) 는 각각 종래의 열접착성 복합섬유의 섬유 횡단면을 나타낸 모식도이다.

도 3 은 본 발명의 열접착성 복합섬유를 제조하기 위한 복합 방사캡의 종단면을 나타낸 모식도이다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

상기 본 발명의 목적 달성을 위해 요구되는 ① ∼ ⑤ 의 요건에 대하여, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

제 1 도에는 본 발명의 과제를 해결한 열접착성 복합섬유의 단면의 일례 (여기서는 원형) 가 개시되어 있다.

제 1 도에 있어서, (E) 는 결정성 열가소성 엘라스토머, (P) 는 결정성 비탄성 폴리에스테르를 나타낸다. 여기서 특징적인 것은 그 단면이 곡률반경 (r₁) 의 원에 있어서, (E) 성분은 (r₁), (r₂) 라는 곡률반경이 다른 2 개의 원호로 형성되는 초승달 형상으로 배치되고, 그 외주선 (L₁) 은 곡률반경 (r₁) 의 원호로서, 그대로 섬유단면의 일부를 구성하고, 한편, (P) 성분은 섬유단면에 있어서, 초승달 형상을 형성하는 2 개의 곡선 중, 곡률반경이 작은 쪽의 곡선 (r₂) 을 따라서, 상기 엘라스토머와 접합하고 있다. 그리고, (P) 성분도 또한 외주선 (L₃) 으로 표시되는 것과 같이 섬유 표면의 일부를 형성하는데, 그 때의 (L₃) 의 섬유단면 주율 (R) 『R = (L₃) /『(L₁)+(L₃)} × 100 (%)] 이 25 ∼ 49 %, 바람직하게는 28 ∼ 40 % 의 범위에 있을 필요가 있다. 이 (R) 이 25 % 보다 낮아지면, 복합섬유를 제조할 때 섬유끼리 융착 또는 압착되기 쉽고, 교착이 생겨 제조 트러블이 생기기 쉽다. 또한 (E) 성분이 부드럽기 때문에, 섬유의 개섬이나 혼면 등에 사용되는 회전 가닛 와이어에 결손이 생기거나 긁혀서 통과성이 나빠 장시간의 제조가 곤란해지거나 균일한 혼면 벌크 면을 얻기 어렵워진다. 또, 접착부분 (L₁) 이 많아지므로 주위의 섬유와의 열고착점이 많아져, 미세한 네트워크구조가 되어 탄력성이 생기기 어려워진다. 한편, 이 (R) 이 49 % 를 넘으면, 섬유표면의 열융착 성분이 감싸고 있는 면적이 접착기능이라는 면에서 적어져서, 원하는 접착이 일어나기 어렵게 된다.

이와 같은 단면에 있어서, 곡률반경 (r₁) 과 (r₂) 의 비 『(r₁)/(r₂)』인 곡률반경비 (Cr) 는 1 보다 클 필요가 있다.

상기 (Cr) 값이 1 이하이면 (E) 성분과 (P) 성분의 접합선인 양자의 계면이 박리되기 쉽고, 일단 박리되면 섬유간 접착력이 대폭 저하되거나, 입체권축 발현 성능이 저하되어, 권축의 발현이 작아져 바람직하지 않다. 또, 복합섬유의 권축탄성률이 저하되어, 개면 공정의 개섬 불량, 카드 실린더 휘감김 다발, 카드웹불균일 발생, 넵 발생 등의 트러블을 발생시켜 바람직하지 않다.

한편, 상기 (Cr) 값이 2 를 넘으면 (E) 성분의 섬유단면에 대한 점유면적이 너무 커져서 바람직하지 않다.

다음에, 상기 복합 형태에 있어서, (E) 성분과 (P) 성분의 접합선에 관한 완곡도 (C), 즉 제 1 도 에서, 원주 (L₂) 에 대한, 점 (P₁) 과 점 (P₂) 을 연결하는 선분 (L) 의 비 『C = (L₂)/(L)』이 1.1 ∼ 2.5, 바람직하게는 1.2 ∼ 2.0 의 범위에 있을 필요가 있다.

이 (C) 값이 1.1 보다 낮아지면, 예를 들면 종래의 제 2 도 (a) 와 같은 복합형태에서는 폴리머끼리 박리되기 쉬워져, 권축의 발현이 작아지거나, 또 열처리에서의 권축 발현이 적어져, 비탄성 권축 단섬유를 말려들게한 가소성 열고착점이 형성되기 어려원진다. 한편, 이 (C) 값이 2.5 를 넘으면, 권축이 너무 커지거나, 열처리에서의 권축도 극단에 일어나기쉬워 섬유구조체의 부피 등이 작아지거나, 촉감이 울퉁불퉁감이 생겨 바람직하지 않다. 여기서, 울퉁불퉁감이란, 섬유구조체의 표면을 만졌을 때, 그 구조체 중에, 작고 딱딱한 이물질이 존재하고 있는 것처럼 불쾌한 촉감을 말한다.

마지막에, (E) 성분과 (P) 성분과의 벽두께비 (D) 를 특정하는 것도 매우 중요하다. 이 (D) 는 제 1 도의 (E) 성분의 최대 벽두께길이를 (L_E), (P) 성분의 최대 벽두께길이를 (L_p) 로 할 때, 『D= (L_P)/(L_E)』로 표시되고, 이 값이 1.2 ∼ 3.0, 바람직하게는 1.5 ∼ 2.9 의 범위에 있을 필요가 있다. 이 (D) 가 1.2 보다 낮아지면, 권축의 발현이 작아지거나, 열처리에서의 권축 발현이 적어져 마찬가지로 섬유구조체화되기 어렵고, 비탄성 권축단섬유를 말려들게하면서 융착이 일어나기 어려워 바람직하지 않다. 또, 이 (D) 가 3.0 을 넘으면, 권축이 너무 커지거나, 열처리에서의 권축도 극단에 일어나기 쉬워 부피 등이 작아지거나, 촉감이 울퉁불퉁하여 바람직하지 않다.

본 발명에서 (P) 성분의 융점은 (E) 성분의 융점보다도 10 ∼ 190 ℃ 높은 것이 바람직하다. 이에 의해 상기 복합섬유의 열접착시에 (E) 성분만을 (E) 성분의 융점 이상 (P) 성분의 융점 미만의 온도에서 열처리를 하여 열용융함으로써, (P) 성분은 원래의 섬유형태를 유지하여, 섬유끼리의 고착점을 유지하고, 접착강력을 높은 수준로 유지하고, 탄력성, 내구성을 향상시킬 수 있다.

여기서, (P) 성분이란 폴리에스테르이면 특히 한정되지 않지만, 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리헥사메틸렌테레프탈레이트, 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트, 폴리-1,4-디메틸시클로헥산테레프탈레이트, 폴리피바로락톤 또는 이들의 공중합체 에스테르로 이루어진 폴리머인데, 반복 비틀림 (distortion) 이 이러한 용도이기 때문에 비틀림이 잔존하기 어려운 폴리부틸렌테레프탈레이트가 바람직하다. 특히, 복합섬유의 융착성분에 사용되는 엘라스토머의 하드 세그먼트가 폴리부틸렌계인 경우에는 특히 박리 등의 문제가 없어 양호하다. 이 (P) 성분의 융점은 110 ∼ 290 ℃ 의 범위에 있는 것이 바람직하다.

이에 대하여, (E) 성분의 융점은 100 ∼ 220 ℃에 있는 것이 적당하다. 110 ℃ 미만에서는 본 발명의 상기 ① ∼ ⑤ 의 요건을 만족하도록 방사해도 방사시의 섬유끼리의 교착을 완전하게 다 막을 수 없는 경우가 있다. 또 상기 복합섬유를 예를 들면 여름철 음조장치가 없는 창고내에 곤포벨을 다단에 적재한 경우에, 섬유간의 교착을 발생시킬 우려가 있다. 220 ℃ 를 넘으면, 열처리기의 안정처리 온도의 상한능력이 최대이며, 부분적으로 접착강력의 불균일이 생겨, 경도불균일의 원인이 되어 바람직하지 않다. 상기 성분 (E) 의 융점은 130 ∼ 180 ℃ 가 교착 방지, 열처리제 안정성 등의 점에서 더욱 바람직한 범위이다.

이 (E) 성분으로서는 방사 적정이나 물성 등의 면에서 폴리우레탄계 엘라스토머 또는 결정성 폴리에스테르계 엘라스토머가 바람직하다.

폴리우레탄계 엘라스토머로서는, 분자량이 500 ∼ 6000 정도의 저융점 폴리올, 예를 들면 디히드록시폴리에테르, 디히드록시폴리에스테르, 디히드록시폴리카보네이트, 디히드록시폴리에스테르아미드 등과, 분자량 500 이하의 유기디이소시아네이트, 예를 들면, P,P-디페닐메탄디이소시아네이트, 트리신디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 수소화디페닐메탄디이소시아네이트, 크실리렌디이소시아네이트, 2,6-디이소시아네이트메틸카프로에이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 등과, 분자량 500 이하의 사슬 신장제, 예를 들면, 글리콜, 아미노알콜 혹은 트리올과의 반응으로 수득되는 폴리머를 들 수 있다. 이들 폴리머 중, 특히 바람직한 것은 폴리올로서 폴리테트라메틸렌글리콜, 또는 폴리-ε-카프롤락톤이다. 유기디이소시아네이트로서는 p,p'-디페닐메탄디이소시아네이트가 매우 적합하다. 또 사슬신장제로서는, p,p'-비스히드록시에톡시벤젠 및 1,4-부탄디올이 매우 적합하다.

한편, 결정성 폴리에스테르계 엘라스토머로서는, 열가소성 폴리에스테르를 하드 세그먼트로 하고, 폴리 (알킬렌옥시드) 글리콜을 소프트 세그먼트로 하여 공중합하여 이루어진, 폴리에테르에스테르 블록공중합체, 더욱 구체적으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌-2,6-디카르복실산, 나프탈렌-2,7-디카르복실산, 디페닐-4,4'-디카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, 3-술포이소프탈산나트륨 등의 방향족 디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산 등의 지환식 디카르복실산, 숙신산, 옥살산, 아디핀산, 세바신산, 도데칸디산, 다이머산 등의 지방족 디카르복실산, 또는 이들의 에스테르형성 유도체 등에서 선택된 디카르복실산 중 적어도 1 종과, 1,4-부탄디올, 디에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 벤타메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 데카메틸렌글리콜 등의 지방족 디올, 혹은 1,1-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 트리시클로데칸디메탄올 등의 지환식 디올, 또는 이들 에스테르형성 유도체 등에서 선택된 디올성분 중 적어도 1 종, 및 평균분자량이 300 ∼ 5000 정도의, 폴리에틸렌글리콜, 폴리 (1,2-프로필렌옥시드) 글리콜, 폴리 (1,3-프로필렌옥시드) 글리콜, 폴리 (테트라메틸렌옥시드) 글리콜, 에틸렌옥시드와 프로필렌옥시드와의 공중합체, 에틸렌옥시드와 테트라히드로프란과의 공중합체 등의 폴리 (알킬렌옥시드) 글리콜 중 적어도 1 종으로 구성되는 3원공중합체인 것이 바람직하다.

그러나, 폴리에스테르계 복합성분과의 접착성이나 내열특성, 강도 등 물성의 면에서, 폴리부틸렌계 테레프탈레이트를 하드 세그먼트로 하고, 폴리옥시테트라메틸렌글리콜을 소프트 세그먼트로 하는 폴리에테르에스테르 블록공중합체가 특히 바람직하다. 이 경우, 하드 세그먼트를 구성하는 폴리에스테르 부분은 상기 공중합체의 전체 산 (酸) 성분을 기준으로 하여 공중합 비율 (전체 산 성분을 기준으로 하여 몰% 로 표시함) 이 테레프탈산을 40 ∼ 100 몰%, 이소프탈산을 0 ∼ 50 몰% 를 함유하는 것이 사용된다. 테레프탈산, 이소프탈산 이외의 산 성분으로서는 프탈산, 아디프산, 세바신산, 아젤라인산, 도데칸이산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 5-나트륨술포이소프탈산, 1,4-시클로헥산디카르복실산 등이 소정 융점을 얻기 위해서와, 탄력성, 내구성 등의 품질을 향상시키기 때문에도 바람직하게 사용된다. 특히 테레프탈산을 50 ∼ 90 몰% 와 이소프탈산을 10 ∼ 35 몰% 를 함유하는 것이 더욱 바람직하게 사용된다.

또, 상기 폴리에스테르 부분의 글리콜 성분은 주된 성분이, 1,4-부탄디올인 것이 바람직하다. 또한, 여기서 말하는 「주된」이란, 전 글리콜 성분의 80 몰% 이상이 1,4-부탄디올으로서, 20 몰% 이하의 범위내에서는 다른 종류의 글리콜 성분이 공중합되어 있어도 좋은 것을 말한다. 바람직하게 사용되는 공중합 글리콜 성분으로서는, 에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 디에틸렌글리콜, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다.

또한 상기 폴리에테르에스테르 블록공중합체는, 평균분자량이 300 ∼ 5000 의 폴리 (알킬렌옥시드) 글리콜 성분을 5 ∼ 80 중량% 함유하는 것이다. 평균분자량 800 ∼ 4000 으로, 글리콜 성분을 30 ∼ 70 중량% 함유하는 것이 특히 바람직하다. 평균분자량이 300 미만인 경우에는, 수득되는 블록공중합체의 블록성이 저하되어 탄성 회복 성능이 불충분해지고, 한편 5000 을 초과하는 경우에는, 폴리 (알킬렌옥시드) 글리콜 성분의 공중합성이 저하되어 탄성 회복 성능이 불충분해지기 때문에 바람직하지 않다.

상기 글리콜 성분의 공중합량이 5 중량% 미만인 경우에는, 상기 복합섬유를 가열접착처리하여 쿳션재 등의 성형을 해도 본 발명이 목적으로 하는 탄성 특성이 양호한 것은 얻을 수 없으며, 한편, 상기 글리콜 성분이 80 중량% 를 초과하는 경우에는 수득되는 블록공중합체의 역학적 특성 및 내열성, 내광성의 내구성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

바람직하게 사용되는 폴리 (알킬렌옥시드) 글리콜로서는, 폴리에틸렌글리콜, 폴리 (프로필렌옥시드) 글리콜, 폴리 (테트라메틸렌옥시드) 글리콜의 단독중합체가 바람직하다. 또는, 상기 단독중합체를 구성하는 반복 담체의 2 종 이상이 랜덤 또는 블록형상으로 공중합된 랜덤 공중합체 또는 블록공중합체를 사용해도 좋으며, 또 상기 단독중합체 또는 공중합체의 2 종 이상이 혼합된 혼합중합체를 사용해도 좋다. 이와 같은 폴리에테르에스테르 블록공중합체는 주지의 공중합 폴리에스테르의 제조방법을 이용하여 얻을 수 있다.

본 발명의 복합섬유를 제조할 때, (E) 성분과 (P) 성분은 각각 통상 수분율 0.1 % 이하가 될 때까지 건조시킨 후 방사한다.

결정성 열가소성 엘라스토머와 비탄성 폴리에스테르를 복합하여, 섬유를 제조하는 방법은 주지의 방사 장치와 방법으로 수행할 수 있다.

도면으로 설명한다면, 예를 들면 제 3 도에 나타내는 바와 같은 복합캡을 사용하여 본 발명의 복합섬유를 수득할 수 있다. 또한, 제 3 도의 복합캡에 대해서, 상판 (1) 에 설치된 핀 (3) 으로부터 (P) 성분을 용융상태로 흘려보내고, 상판 (1) 과 하판 사이에 (E) 성분을 용융상태로 흘려보내 하판 (2) 에 형성된 노즐 (4) 로부터 복합시켜 토출한다. 방사할 때, 폴리머 토출후 냉각고체화된 복합섬유 사조는 방사유제를 부여하여 꺼내든가, 혹은 계속해서 2 ∼ 5 배로 연신하여 꺼낼 수 있다.

여기서, 이 제 3 도에 나타내는 방사캡을 사용함으로써, 제 1 도에 나타내는 섬유단면을 갖는 상기 복합섬유가 형성되는 이유는 (P) 성분과 (E) 성분과의 융점의 차이로 설명할 수 있다.

즉, 양자의 융점의 차이는 용융점도에 직접 관계되므로, 동일한 온도하에서는 (P) 성분이 점도가 높고 (즉, 딱딱하고), (E) 성분이 용융점도가 낮다 (즉, 부드럽다).

즉, 핀 (3) 으로부터 흘러나온 용융상태의 (P) 성분은 용융상태의 (E) 성분의 토출압에 의해 거의 영향을 받지 않고, 그대로 연직방향으로 흘러가, 주위의 (E) 성분을 밀어내면서 하판 (2) 과 접촉한다. 또한, 하판 (2) 을 따라서 최종적으로 노즐 (4) 로부터 토출되어, 제 1 도에 나타내는 바와 같은 섬유단면이 형성된다.

방사된 직후의 집속전 또는 집속중의 사조에 대하여 단섬유끼리의 사이에, 방사유제로서의 비정성 폴리에스테르·폴리에테르계 블록공중합체를 개재시키는 것은 교착 방지책으로서 현저하게 효과가 있다.

동시에 복합섬유의 연신성을 향상시키고, 카드를 통과시켜 섬유구조체를 형성할 때 원래 섬유가 부드럽고, 카드성이 현저하게 열등하지만, 비정성 폴리에테르에스테르계 블록공중합체를 섬유중량을 기준으로하여 0.02 ∼ 5 중량%의 범위에서 부여함으로써, 섬유의 평활성을 높이고, 또, 열접착시의 용융폴리머의 습성도 향상시키기 때문에 접착강력이 증가하고, 섬유구조체의 탄력성, 내구성이 대폭 향상된다.

이 비정성 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 섬유중량을 기준으로한 부여량이 0.02 중량% 미만이면 교착 방지, 카드성 향상, 접착력 향상의 효과를 얻기 위해서는 불충분하다. 한편, 상기 부착량이 5 중량% 를 초과하면 그 이상 많이 이 비정성 폴리에스테르폴리에테르 블록공중합체의 부착량을 증가시켜도, 교착방지, 카드성 향상, 열접착력 향상 등의 효과는 얻을 수 없고, 오히려, 섬유표면의 점착성이 증가하여, 카드기에서의 점착 휘감김이 발생하여, 균일한 섬유구조체를 얻을 수 없고, 경도불균일 등이 발생하여 바람직하지 않다.

이 비정성 폴리에테르에스테르계 블록공중합체는, 테레프탈레이트 및/또는 이소프탈산 및/또는 메타소듐술포이소프탈산 또는 이들의 저급알킬에스테르, 저급알킬렌글리콜 및 폴리알킬렌글리콜 및/또는 폴리알킬렌글리콜모노에테르로 이루어진 폴리에테르에스테르 블록공중합체이다.

예를 들면, 테레프탈산 - 알킬렌글리콜 - 폴리알킬렌글리콜 - 테레프탈산 - 이소프탈산 - 알킬렌글리콜 - 폴리알킬렌글리콜, 테레프탈산 - 알킬렌글리콜 - 폴리알킬렌글리콜모노에테르 - 테레프탈산 - 이소프탈산 - 폴리알킬렌글리콜 - 폴리알킬렌글리콜모노에테르, 테레프탈산 - 메타소듐술포이소프탈산 - 알킬렌글리콜 - 폴리알킬렌글리콜 - 테레프탈산 - 이소프탈산 - 메타소듐술초이소프탈산 - 알킬렌글리콜 - 폴리알킬렌글리콜 등을 들 수 있으며, 테레프탈레이트 단위와 이소프탈레이트 단위 또는/및 메타소듐술포이소프탈레이트 단위의 비는 100:0 ∼ 50:50 (몰비) 이 방사 집속시의 밀착을 방지하기 위해 바람직하다. 또한 상기 블록공중합체를 부여한 복합섬유의 교착 방지 성능을 높이기 위해서는, 테레프탈레이트 단위와 이소프탈레이트 단위 또는/및 메타소듐술포이소프탈레이트 단위의 비는 90:10 ∼ 50:50 (몰비) 이 특히 바람직하다.

또, 상기 블록공중합체에 있어서 통상은 테레프탈레이트 단위 및 이소프탈레이트 단위 또는/및 메타소듐술포이소프탈레이트 단위와 폴리알킬렌글리콜 단위의 비는 2:1 ∼ 1:51 (몰비) 이며, 방사 집속시의 단섬유끼리의 밀착 발생 방지, 섬유의 접착강력의 향상 등을 고려하면 3:1 ∼ 8:1 (몰비) 이 특히 바람직하다.

여기서, 상기 비정성 블록공중합체의 제조에 사용되는 알킬렌글리콜은 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 데카메틸렌글리콜 등의 탄소수가 2 ∼ 10 의 알킬렌글리콜 등이며, 폴리알킬렌글리콜은 통상 평균분자량이 600 ∼ 12,000, 바람직하게는 평균분자량, 1,000 ∼ 5,000 의 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜·폴리프로필렌글리콜 공중합체, 폴리에틸렌글리콜·폴리테트라메틸렌글리콜 공중합체, 폴리프로필렌글리콜 등의 외에, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 모노메틸에테르, 모노에틸에테르, 모노페닐에테르 등이 바람직하다. 그러나, 단섬유끼리의 교착 방지성 향상의 관점에서 특히 바람직한 것은 폴리에틸렌글리콜의 모노에테르류이다.

또, 상기 비정성 블록공중합체의 평균분자량은 사용되는 폴리알킬렌글리콜의 분자량에도 관계가 있는데, 통상 2,000 ∼ 20,000, 바람직하게는 3,000 ∼ 13,000 이다. 평균분자량이 2,000 미만이면 연신성 향상, 밀착방지, 열접착력 향상의 관점에서 불충분하며, 또 20,000 을 초과하면 연신성, 열접찹력이 저하되어 바람직하지 않다. 상기 블록공중합체의 중축합시에 분자량을 조절하기 위해 사용하는 폴리알킬렌글리콜은 모노메틸에테르, 모노에틸에테르, 모노페닐에테르와 같은 한쪽의 말단기가 봉쇄된 것이 바람직하다.

또 상기 비정성 블록공중합체는 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르포스페이트의 알칼리금속염, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르술페이트의 알칼리금속 및/또는 이들의 암모늄염, 알카놀아민염 등의 계면활성제를 이용하여 분산시킨다. 비정성 블록공중합체 분산액의 응집개시온도는 30 ∼ 100 ℃ 인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 90 ℃ 이다. 또한 상기 비정성 블록공중합체의 사용량은 복합섬유중량을 기준으로하여 0.02 ∼ 5.0 중량% 인 것이 바람직하며, 특히 바람직하게는 0.1 ∼ 3.0 중량% 이다.

본 발명의 열접착성 복합섬유는 섬도가 0.5 ∼ 200 데니어의 범위가 바람직하다. 0.5 데니어 미만이면 섬유구조체로서 열접착 처리한 경우 접착강력이 부족하여, 충분한 탄력성, 내구성을 얻을 수 없고, 200 데니어를 초과하면, 섬유 등의 사조 냉각이 불충분해져, 본 발명과 같이, 단면형상을 특정해도 단섬유끼리의 교착을 방지하는 것이 곤란해진다.

그 결과, 섬유의 접착 성능이 저하되고, 탄력성과 내구성이 작아진다. 특히 2 ∼ 100 데니어의 범위가 바람직하다. 본 발명의 복합섬유에는 연신후에 밀어넣기 크림퍼로 기계권축의 권축을 부여하는 경우가 있는데, 그 권축수는 5 ∼ 25 개/인치, 권축도는 5 ∼ 30 % 의 범위가 바람직하다. 권축수가 5 개/인치 미만, 권축도가 5 % 미만이면 카드시에 카드웹이 잘리거나, 수득된 섬유구조체의 부피가 현저하게 저하되므로 바람직하지 않다. 권축수가 25 개/인치를, 권축도가 30 % 를 초과하면 카드기의 통과성이 나빠져, 웹불균일, 넵이 다발하여, 바람직하지 않다. 특히 권축수가 8 ∼ 20 개/인치, 권축도가 6 ∼ 18 % 의 범위가 특히 바람직하다. 또, 이 때의 단섬유의 커트길이는 10 ∼ 100 ㎜ 의 범위내에 있는 것이 바람직하고, 특히 15 ∼ 95 ㎜ 의 범위내에 있는 것이 바람직하다.

이상 설명한 열접착성 복합섬유는 장섬유, 단섬유의 형상을 불문하고 그 자체를 단독으로 사용해도 부직포·시트 등에 열성형할 수 있지만, 가장 바람직한 것은 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유를 매트릭스로 하는 섬유집합체중에 이 복합섬유를 권축단섬유의 형태로 분산·혼입시켜, 원하는 형상으로 열성형하는 경우가 있다. 이 태양은 앞에 기재한 WO 91/19032 공보에 전형적으로 개시되어 있다.

매트릭스가 되는 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유란, 권축형태가 나선형이나 오메가형 혹은 일부에 이들 형상을 갖는 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유이면 어떤 것이라도 좋다. 또 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유란, 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리헥사메틸렌테레프탈레이트, 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트, 폴리-1,4-디메틸시클로헥산테레프탈레이트, 폴리피발로락톤 또는 이들 공중합체 에스테르로 이루어진 권축단섬유 내지 그들 권축단섬유의 혼면체, 또는 상기 폴리머 중 2 종 이상의 폴리머의 중합도나 공중합성분을 변화시킨 사이드 바이 사이드형의 섬유단면이 좌우 비대칭으로 구성된, 나선형의 권축을 발현한 복합단섬 등이다. 물론, 권축을 발현시키기 위해서는, 방사할 때 섬유의 한 면을 강하게 냉각하는 이방냉각에 의해 연신, 이완열처리시에 나선형이나 오메가형 권축을 발현시킨 것도 바람직하다. 이들 담섬유의 단면형상은 원형, 편평 (扁平), 이형 또는 중공 중 어느 것이라도 좋다.

이 권축단섬유가 섬유구조체의 골격이 되기 위해서, 상기 폴리에스테르계권축단섬유 단독으로도 부피가 큰 것, 반발성이 발휘되는 것이 필요하다. 단독 벌크성 (JIS L-1097) 은 0.5 g/㎠ 의 하중하에서 35 ㎤/g 이상 120 ㎤/g 이하, 10 g/㎠ 의 하중하에서 15 ㎤/g 이상 60 ㎤/g 이하인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 각각 40 ㎤/g 이상 100 ㎤/g 이하, 20 ㎤/g 이상 50 ㎤/g 이하인 것이 필요하다. 이들 벌크성이 낮으면, 수득된 섬유성형 쿳션재의 탄력성이나 압축반발성이 낮다는 문제가 현저해진다.

상기 권축단섬유는 그 섬도가 1 ∼ 100 데니어의 범위가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 50 데니어이다. 섬도가 1 데니어보다 작으면 벌크성이 발휘되지 않고, 공기 등이 측지내에 들어갔을 때 압축되어 균일하게 잘 스며들지 않아, 수득된 쿳션재의 쿳션성이나 반발력이 악화된다. 또 100 데니어보다도 커지면 섬유가 휘기어렵고 구조체화가 어려워, 수득된 섬유구조체의 구성 개수가 너무 적어져, 촉감이 딱딱해진다. 또 그 커트길이는 10 ∼ 100 ㎜ 의 범위내에 있는 것이 바람직하고, 특히 15 ∼ 95 ㎜ 의 범위내에 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 열접착성 복합섬유는 고탄성 섬유구상체를 얻기에 유용하다. 이 경우, 본 발명의 열접착성 복합섬유와, 매트릭스가 되는 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유와의 혼합율을 중량비 (%) 로, 5∼49 : 95∼5 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이 열접착성 복합섬유의 혼합율이 너무 높으면, 상기 섬유구상체의 안에 형성되는 열고착점의 수가 너무 많아서, 섬유구상체가 너무 딱딱해져서 쿳션재의 재료로 하기에는 문제가 있다. 반대로, 상기 복합섬유의 혼합율이 너무 낮으면 상기 섬유구상체의 안에 형성되는 열고착점의 수가 너무 적어, 상기 섬유구상체의 형태 안정성이 떨어진다.

또, 상기 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유의 표면에는 평활재가 처리되어 미끄러지기 쉬운 가공제가 처리되어 있는 것이 바람직하다. 표면이 미끄러지기 쉬어짐으로써 공기 난류 (亂流) 등에 의한 섬유구상체화가 수행되기 쉽다. 또 수득된 섬유구상체의 촉감이 부드러워, 깃털이나 페더 터치 (feather touch) 의 촉감을 얻기 쉬워진다. 이들 처리제는 약제를 부여한 후, 건조 혹은 경화처리함으로써 미끄러지기 쉬워지는 것이면 어떤 것이라도 좋은데, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리에틸렌옥시드의 세그먼트화 폴리머로 피복함으로써 표면 마찰을 적게할 수 있다. 또한, 실리콘계 수지의 평활제로서 디메틸폴리실록산, 에폭시변성 폴리실록산, 아미노산 변성 폴리실록산, 메틸하이드로디엔폴리실록산, 메톡시폴리실록산 등의 실리콘 수지를 주성분으로 하는 처리제를 임의의 단계에서 부여하는 것도 평활성을 대폭으로 향상시키는 면에서 고려하면 바람직하다. 상기 평활제의 부착량은 통상 0.1 ∼ 0.3 중량% 가 적당하다. 물론 실리콘수지중에 대전방지제를 첨가하거나 실리콘수지 처리후 대전방지 처리를 실시하는 것은, 섬유를 구상체화할 때의 공기와의 마찰과, 융착처리할 때의 고온공기 난류처리 등으로 정전기를 방지하기 위해 필요한 경우가 많으므로 원하면 적당히 첨가하면 된다.

이와 같은 평활화 처리는 일반적으로는, 열접착성 복합섬유와 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유와의 열접착을 저해하게 되는데, 본 발명에서 특정된 열접착성 복합섬유는, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리에틸렌옥시드로 이루어진 폴리머 피복단섬유는 물론, 실리콘섬유를 부여한 권축단섬유와도 비교적 잘 융착되고, 또한 형태적으로 알맞게 비탄성 폴리에스테르계 단섬유를 나선형으로 안고 있어, 외관상의 접착강도를 높일 수 있다. 물론 일반적인 열접착성의 복합섬유로는 이 작용이 적다.

본 발명에서는 비탄성 폴리에스테르계 단섬유의 혼합율은 95 ∼ 51 % 의 혼합율이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 90 ∼ 55 % 이다. 이 혼합율이 너무 높으면, 열접착 복합섬유의 양이 적어지므로, 열고착점이 적어지기 때문에 반발성이 적고, 수득되는 섬유구상체는 형태 안정성이 열등하다.

또, 이 혼합율이 너무 낮으면, 열고착점이 너무 많아서, 섬유구상체가 너무 딱딱해져, 쿳션재의 재료로 하기에는 문제가 있다. 또, 뒤에서 설명하는 바와 같이, 열처리에 의해서 비탄성 폴리에스테르계 권축합성단섬유가 권축발현하면서 열고착점을 형성하기 때문에 섬유구상체가 고밀도화되어 바람직하지 않다.

본 발명에 있어서, 본 발명의 열접착성 복합섬유와 비탄성 폴리에스테르계 권축다섬유를 혼섬하여, 후술하는 방법 등으로 섬유구상체화를 실시하는 경우에는, 그 섬유구상체 표면에는, 비탄성 단섬유나 비탄성 단섬유의 보풀이 많이 존재하는 것이 바람직하다. 이 단섬유의 보풀이 섬유구상체 표면의 평활성에 기여하여, 상기 섬유구상체의 공기 취입 성능이나. 상기 섬유구상체가 공기가 취입된 후의 쿳션의 촉감을 매우 양호하게 한다.

또 특히 변형이 클 때 (여기서, 특히 변형이 크다는 것은, 예를 들면, 원래의 중면의 두께를 기준으로 하여, 50 % 의 두께가 되는 변형인 것을 말한다.) 는, 처음에, 인접하는 섬유끼리 미끄러짐에 기인하는 평활한 촉감과, 엘라스토머에 의해 형성된 열고착점의 탄력성 및 마찰력이 커지는 촉감이 더해져서, 양호한 촉감의 중면을 제조할 수 있다.

게다가, 상기와 같은 큰 변형이 반복되어도, 엘라스토머에 의해 형성된 열고착점이 변형회복됨으로써, 탄력성이 유지됨과 동시에, 내구성도 양호한 것이 된다.

탄력성 섬유구상체의 제조방법에 대하여, 우선, 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유와, 본 발명의 열접착성 복합단섬유를 소정의 혼면비율이 되도록 배합하여, 균일하게 충분히 혼면되도록, 가닛 와이어가 표면에 펴진 복수의 롤러가 배설된 카드 등으로, 개섬와 혼면을 충분히 행하여, 벌크 혼면뭉치를 수득한다.

이어서, 송풍기 (blower) 안에서 상기 혼면뭉치에 공기가 들어가게 하여, 소정 시간 난류교반 처리를 행하여, 각각의 단섬유를 분섬·개섬하면서, 이들을 공기의 와류안에서 체류시켜 구상체화한다.

여기서, 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유와 열접착성 복합섬유가 균일하게 혼섬·낙합 (slip) 된 벌크 혼섬뭉치가 공기나 역학적인 힘을 받으면서, 특히 그 복합단섬유의 특성으로인해 권축이 진행되기 쉬워, 구상체가 빨리 형성된다.

또, 이 복합섬유의 저융점 열가소성 엘라스토머의 융점 이상, 상기 폴리에스테르계 권축단섬유를 구성하는 폴리머의 융점 미만의 온도에서 열처리를 하고, 섬유구상체중에 열고착점을 형성함으로써, 탄력성, 내구성이 우수한 촉감이 좋은 섬유구상체를 얻을 수 있다.

또, 상기 권축률은 열처리를 해도 진행되므로, 상기 구상체화 작용은 더욱 효과가 있다.

이와 같은 작용을 일으켜 섬유가 구상체화를 진행시키기 쉬운 방법이면, 어떠한 방법을 이용하여 본 발명의 고탄성 구상체를 제조해도 좋다. 또, 상술한 바와 같이, 비탄성 폴리에스테르계 단섬유 표면이 평활성을 가져 미끄러지기 쉬울수록 구상체화되기 쉽다. 물론, 이 구상체화 처리의 초기부터 열풍에 의해, 섬유구상체화와 권축발현과 저융점 폴리머를 융해시켜 융착을 일으키는 삼자를 동시에 진행시키는 방법과, 우선, 상기 구상화의 초기에는 상온으로 처리하고, 구상화의 핵이 발생되기 시작한 시점에서 열풍을 불게하여, 권축발현과 융착을 일으키게 하거나, 완전히 구상화된 후에, 부드러운 열풍으로 권축발현과 융착처리를 행하는 방법 등 희망에 따라서 채용할 수 있다.

특히, 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유의 권축 발현성이, 상기 복합섬유의 권축 발현성보다도 낮고, 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유가 섬유구상체의 표면에 나와 있고, 또, 이 비탄성 폴리에스테르계 단섬유가 평활 표면을 가지고 있는 태양은, 섬유구상체가 완전히 평활성을 보이고, 공기가 취입되기 쉽고, 취입된 쿳션의 촉감도 부드러워 양호해지므로 바람직하다.

발명의 개시

본 발명의 목적은 결정성 열가소성 엘라스토머를 1 성분으로서 배치한 열접착성 복합섬유의 제조시에 불가치적으로 발생하여, 섬유의 취급성, 공정특성 나아가서 본래의 열접착 성능까지도 저해하는 교착현상의 해소와, 폴리머간의 계면 접착 강도, 본래의 접착 성능 및 권축탄성의 공존이라는 지금까지 미해결된 채로 방치되어 있던 과제를 해결하고자 하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은, 공기 취입 특성이 우수하고, 벌크성이 우수하고 또한, 촉감도 부드러우며, 탄력성도 높고, 압축 회복 내구성이 우수한 쿠션재나 고탄성 섬유구상체 (fiber ball) 를 부여하는 열접착성 복합섬유를 제공하는 것이다.

본 발명자들의 연구에 의하면, 상기 목적은 열접착성 복합섬유의 단면에 있어서, 엘라스토머 성분을 초승달 형상으로 배치하고, 그위에 그때의 기하학적 디멘젼을 디멘션 (dimension) 을 하기와 같이 특정할 때, 원하는 복합섬유를 얻을 수 있다는 것이 판명되었다.

즉, 본 발명에 있어서는, 결정성 열가소성 엘라스토머 (E) 와, 상기 엘라스토머 (E) 보다도 융점이 높은 결정성 비탄성 폴리에스테르 (P) 가 원형의 섬유단면에서 E:P = 20:80 ∼ 80:20 의 면적비율로 배치되어 이루어지는 복합섬유에 있어서,

요건

상기 섬유는 그 단면 및 표면이 이하의 요건 ① ∼ ⑤ 에 의해 특정된다.

① 상기 엘라스토머 (E) 는 섬유 단면에 있어서, 곡률반경이 다른 2 개의 원호에 의해 형성되는 초승달 형상으로 배치되고, 또한 곡률반경이 큰 곡선 (r₁) 이 외주선의 일부를 형성하고 있을 것 ;

② 상기 폴리에스테르 (P) 는 섬유 단면에 있어서, 초승달 형상을 형성하는 2 개의 곡선 중, 곡률반경이 작은 쪽의 곡선 (r₂) 을 따라서, 상기 엘라스토머와 접합하고, 한편, 곡률반경이 큰 쪽의 곡선 (r₁) 은 그 주율 (R) 이 25 ∼ 49 % 의 범위에서 외주선이 되도록 원호형으로 섬유표면의 일부를 형성하고 있을 것 ;

(단, 주율 (R) 은 이하의 정의에 따른다. 제 1 도의 (r₁) 을 반경으로 하는 원에서, 그 전 원주 (L₁+L₃) 에 차지하는 (L₃) 의 비율에 의해서 표시되며, 상기 주율 (R) 은 『R = {(L₃) / (L₁+L₃)} × 100 (%)』에 의해 산출된다.)

③ 상기 곡률반경 (r₁) 과 곡률반경 (r₂) 의 비 (r₁/r₂) 인 곡률반경비 (Cr) 가 1 을 넘고 2 이하의 범위에 있을 것 ;

④ 상기 곡률반경 (r₂) 의 곡선의 완곡비 (C) 가 1.1 ∼ 2.5 의 범위에 있을 것 ; 및

(단, 완곡비 (C) 는 이하의 정의에 따른다. 제 1 도에 있어서, (r₂) 를 반경으로 하는 원호 (L₂) 의 길이와, (r₁) 을 반경으로 하는 원의 원주와 상기 원호 (L₂) 와의 접점간 (P₁-P₂사이) 의 길이 (L) 의 비에 의해 표시되고, 상기 완곡비 (C) 는 『C = (L₂)/(L)』에 의해 산출된다.)

⑤ 상기 엘라스토머 (E) 와 폴리에스테르 (P) 와의 벽두께비가 1.2 ∼ 3 의 범위에 있을 것 ;

(단, 벽두께비 (D) 는 이하의 정의에 따른다. 제 1 도에서 (r₁) 을 반경으로 하는 원의 중심과 (r₂) 를 반경으로 하는 원호를 일부로 하는 원의 중심을 통과하는 직선방향의 폴리에스테르 (P) 성분의 길이 (L_P) 와 엘라스토머 (E) 성분의 길이 (L_E) 와의 비에 의해서 표시되고, 상기 벽두께비 (D) 는 『D = (L_P)/(L_E)』에 의해 산출된다.)

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

또한, 실시예 중의 각 값은 하기의 방법으로 측정하였다.

고유점도

오르토클로로페놀 용매중에 샘플을 각종 농도〔c〕(g/100㎖) 로 용해시키고, 용해되어 있는 용액에 대하여, 35 ℃ 에서 측정한 〔ηsp (비점도)/c〕를 농도 0 으로 외삽한 값〔η〕을 고유점도로 하였다.

융점

DuPon사 제조의 시차주사 (示差走査) 열량계 1090 형을 사용하고, 승온속도 20 ℃/분으로 측정하여, 융해피크온도를 구하였다. 또한, 이 융해피크를 명확하게 측정할 수 없는 경우에는, 미량융점 측정장치 (야나기모또제작소 제조) 를 사용하여, 약 3 g 의 샘플을 2 장의 커버 글래스의 사이에 끼우고, 핀셋으로 가볍게 누르면서, 승온속도 20 ℃/분으로 승온하여, 폴리머의 열변화를 관측하였다. 이 때, 폴리머가 연화되어 유동을 시작한 온도 (연화점) 를 여기서는 융점으로 하였다.

방사시의 원사 수관성

방사시에 원사를 일단 캔에 수납하고, 다음의 크릴 (creel) 공정까지 운반하여, 원사를 다수 집속시켜 연신기에 공급하는데, 비교예 2 의 원사수관량을 100 % 로 하고, 이를 기준으로 하여, 다른 복합섬유의 원사수관량을 비교하였다.

연신시, 단사

원사를 연신중에 일단 연신기를 정지하여, 제 2 온수욕내의 연신 토우의 단 (單) 단사 개수를 조사하여, 비교예 2 의 단단사 개수를 100 로 하고, 이를 기준으로 하여, 다른 복합섬유의 단사 개수를 비교한 것.

밀어넣기형 크림퍼 배출성

연신후의 토우를 밀어넣기형 크림퍼에 공급하고, 권축 부여후, 크림퍼 박스로부터의 토우의 배출상태를 육안으로 판정하였다. 토우가 크림퍼 박스로부터, 문제없이 자연스럽게 배출되는 경우를 극히 양호함으로 하고, 토우의 막힘없이 크림퍼 박스로부터 배출되어 운전에 지장은 없지만 배출이 조금 불규칙해지는 경우를 양호로 하였다. 토우가 막혀 크림퍼 박스로부터 배출되지 않는 경우를 불량으로 판정하였다.

원사의 교착 방지 성능

방사 직후의 원사의 교착 상태를 육안으로 판정하였다. 섬유끼리 전혀 교착되지 않는 경우, 교착 방지 성능이 극히 대 (大) 라고 하고, 이 교착이 적지만 조금 존재하는 경우 교착 방지 성능을 대라고 하고, 교착하여 딱딱한 철사모양이 되어 있는 경우, 교착 방지 성능은 불량이라고 판정하였다.

엘라스토머 / 폴리에스테르간의 계면 접착 강도

제조품의 열접착성 복합섬유 50 개를 무작위로 추출하여, 전자현미경으로 그 섬유 횡단면의 엘라스토머 / 폴리에스테르간의 계면 박리 상태를 육안으로 평가하였다. 계면 박리를 발생시키지 않는 섬유가 5 개 이내인 경우를 계면 접착 강도를 대 (大) 라 하고, 계면 박리를 발생시키고 있는 섬유가 30 개 이상인 경우를 계면 접착 강도를 소 (小) 라 하였다.

섬유간 열접착력

열접착성 복합섬유와, 통상의 방법으로 수득된 섬도가 14 데니어, 섬유 길이가 64 ㎜, 권축수가 9 개/인치인 중공 폴리에틸렌테레프탈레이트 단섬유를 중량비로 30:70 의 비율로 혼섬하여, 카드 슬라이버 (sliver) 를 작성하고, 온도 200 ℃ 에서 10 분간, 열풍순환식 건조기로 열처리한 후, 슬라이버를 20 ㎜ 의 길이로 절단하고, 커트 양단을 인장시험기에 고정하여, m/분의 속도로 절단했을 때의 응력을 측정하였다. 비교예 2 의 복합섬유를 사용한 경우의 측정치를 100 % 로 하고, 이를 기준으로 하여, 다른 복합섬유의 경우와 비교한 값을 나타내었다.

권축탄성율

복합섬유의 권축탄성율을 JIS L1074 로 측정하여 비교예 2 의 값을 100 % 로 하여 기준으로 하고, 다른 복합섬유의 경우와 비교한 값을 나타내었다.

입체 권축 발현 성능

복합섬유를 개섬하여, 카드에 장치하여 웹화하고, 가로세로 각각 10 ㎝ 로 커트하여, 열풍건조기로 온도 140 ℃ 에서 10 분간, 자유로운 상태로 열처리하여, JIS L1074 에 준거하여 권축수를 측정하였다.

개섬공정 개섬성

복합섬유를, 100 g 오프너 개섬공정을 통과시킨 경우의 미개섬부를 분리해서 중량측정하여, 비교예 2 를 100 % 로 하고, 이를 기준으로 하여, 다른 복합섬유의 미개섬부의 중량을 비교하였다.

카드 실린더 휘감김

복합섬유를 카드기에 장치했을 때, 정상 (定常) 상태로 운전중에 섬유의 공급을 정지하고, 공급 정지했을 때부터 섬유가 모두 카드기로부터 배출되었을 때의 섬유중량을 측정한다. 비교예 2 의 복합섬유의 측정량을 100 % 로 하고, 이를 기준으로 하여, 다른 복합섬유와 비교한 값을 나타내었다.

카드 웹불균일, 넵

복합섬유를 카드기를 통과시켜, 카드기 출구의 웹의 상태를 육안으로 판정한 것. 웹불균일이나 넵이 없는 경우를 극히 양호로 하고, 적은 경우를 양호로 하고, 많은 경우를 불량으로 하였다.

열처리후의 반발성과 내구성

상술한 섬유간 열접착력의 측정시의 혼섬웹을 적층하여, 평판상으로, 온도 200 ℃ 에서, 10 분간 열순환식 건조기로 열처리하여, 평판상으로 조정된 밀도 0.035 g/㎤, 두께 5 ㎝ 의 섬유구조체를 작성하여, 단면적 20 ㎠ 의 평탄한 하면을 갖는 원기둥 로드 (rod) 로 1 ㎝ 압축하고, 그 응력 (초기응력) 을 측정하여, 이를 반발성으로 하고, 비교예 2 의 복합섬유를 사용한 경우의 측정치를 100 % 로 하고, 이를 기준으로 하여, 다른 복합섬유와 비교한 값을 나타내었다.

이 측정후에 800 g/㎠ 의 하중으로 10 초간 압축한 후 하중을 제거하고, 5 초간 방치하는 조작을 360 회 반복하여, 24 시간후 다시 압축응력을 측정하였다.

이 초기 응력에 대한 반복압축후의 응력의 변화의 비율을 섬유구조체의 내구성으로 하고, 비교예 2 의 복합섬유를 사용한 경우의 값을 100 로 하고, 이를 기준으로 하여, 다른 복합섬유와 비교한 값을 나타내었다.

열처리후의 경도불균일

상술한 열처리후 반발성과 내구성의 측정시에 작성한 섬유구조체의 표면을 손을 만져, 경도불균일을 관능 평가하였다. 표면의 경도에 불균일이 없는 경우를 양호로 하고, 불균일이 많은 경우를 불량으로 하였다.

실시예 1 및 비교예 1 ∼3

테레프탈산과 이소프탈산을 85/15 (몰%) 로 혼합한 산성분과 부틸렌글리콜을 중합하여, 수득된 폴리부틸렌계 테레프탈레이트 45 % (중량%) 를 다시 폴리부틸렌글리콜 (분자량 200) 55 % (중량%) 와 가열반응시켜, 블록공중합 폴리에테르폴리에스테르엘라스토머를 수득하였다. 이 열가소성 엘라스토머의 고유점도는 1.3, 융점 172 ℃ 였다.

이 열가소성 엘라스토머와, 폴리부틸렌테레프탈레이트를, 제 1 도의 초승달 형상부에 엘라스토머를 배치하는 것과 같이, 면적비 50/50 이 되도록 제 3 도에 나타내는 바와 같은 복합방사캡 (구멍수 260 홀) 을 사용하여, 방사유제로서 리우릴포스페이트칼륨염을, 섬유에 대하여 0.05 중량% 부여하여 방사하여, 실시예 1 의 복합섬유로 하였다. 이 비교예로서, 제 2 도의 (a) ∼ (c) 에 나타내는 바와 같은 섬유단면이 되도록, (a) 에서는 사이드 바이 사이드형으로 복합하고, (b) 에서는 엘라스토머가 초성분이 되도록 배치하고, (c) 에 있어서는 엘라스토머가 편심심초형의 초성분이 되도록 배치하여, 공지의 캡으로 복합방사하고, 이들 복합섬유를 각각 비교예 1, 2, 3 으로 하였다. 이들 미연신섬유를 2 단계 온수욕에서, 각각 온도를 60 ℃, 90 ℃, 연신배율을 2.5 배, 1.2 배로 하여 연신하고, 이어서 라우릴포스페이트칼륨염을 부여하여, 밀어넣기형 크림퍼로 기계권축을 부여한 후, 온도 60 ℃ 에서 건조하여, 64 ㎜ 로 절단하였다.

수득된 섬유의 물성은 굵기가 9 데니어, 유제의 부착율은 0.2 중량% 였다. 실시예 1 의 복합섬유의 섬유단면 주율은 35 % 이며, 곡률반경비 (Cr) 은 1.2, 완곡비 (C) 는 0.73, 안두께비 (D) 는 2.1 이었다. 표 1 의 표에 이들 복합섬유의 제면성 복합섬유 특성, 개섬·카드성, 섬유구조체 특성에 대하여 정리하여 나타내었다.

제면성에 관하여, 비교예 2, 3 에서는 교착이 많기 때문에, 원사수관성, 연신단사가 많고, 크림퍼 박스로부터의 배출성이 나쁘지만 실시예 1 에서는 비교예 1 및 그들의 특성은 양호하였다.

복합섬유의 특성에 관하여, 비교예 2, 3 에서는 원사의 교착 방지의 효과가 적고, 교착 섬유가 많이 발생하므로 매우 굵은 섬유를 형성하고 있으며, 매트릭스섬유와 혼면하여, 카드 슬라이버를 열처리했을 때, 상기 복합섬유의 구성 개수가 실제상 극히 적고, 섬유구조체로서의 접착강력은 낮아진다. 한편, 비교예 1 과, 실시예 1 에서는 원사의 교착이 적고, 상기 복합섬유가 비교적 균일하게 섬유구조체 내부에 분산하기 때문에 접착강력이 높아진다. 비교예 1 과 실시예 1 을 비교하면 실시예 1 이 보다 높은 접착력을 보이고, 양호하였다.

복합섬유의 권축 특성에 관하여, 비교예 1 에서는 폴리에스테르 (P) 성분이 반달형상으로 편평에 가까운 단면형상이기 때문이라고 추정되는데 권축탄성율이 낮은 값을 나타내고 있다. 이것이 개면공정에서의 개섬성이 카드성에 대해서 후술하는 것과 같이 나쁜 영향을 미치고 있다. 비교예 2, 3 및 실시예 1 에 대해서는 거의 동일한 수준의 권축탄성율을 보이고 있다.

또, 비교예 2 에서는 복합섬유의 입체권축 발현 성능이 전혀 없다. 비교예 1, 2, 실시예 1 은 단면이방성이 있기 때문에 권축 발현 성능이 있지만 비교예 3 에서는 교착에 의한 영향 때문에, 입체 권축 발현 성능이 낮다. 그러나, 비교예 1 및 실시예 1 에서는 교착이 적은 것과 단면적 특성을 가지므로 높은 수준의 입체권축 발현 성능을 갖는다. 개면성, 카드성에 관하여, 비교예 2, 3 에서는 교착섬유가 많기 때문에, 개면되기 어렵고, 카드기의 실린더로의 휘감김이 많이 발생하고, 웹의 불균일과 넵이 많이 발생하여 바람직하지 않다. 비교예 1 에서는 복합섬유의 권축탄성율이 낮기 때문에 섬유가 다발형태가 되어 개섬되기 어렵고, 카드실린더 휘감김이 많아, 카드웹의 불균일과 넵이 많아 바람직하지 않다.

실시예 1 에서는 교착섬유가 적어, 개면시의 개섬성이 양호하고, 카드기의 실리더 휘감김이 적고, 웹의 불균일, 넵도 적어 양호하였다.

섬유구조체 특성에 관하여, 비교예 1, 2, 3 에서는 상술한 바와 같이, 카드웹의 상태가 좋지 않고, 접착력이 낮고, 반발성이 낮은 것이며, 경도불균일도 큰 것이며, 실용상 문제가 되는 것이었다.

실시예 1 에서는, 개면성, 카드성 모두 양호하며, 열처리시의 접착력이 높고, 또 동시에 입체권축이 보다 많이 발현되므로, 반발성, 내구성 모두 양호하며, 강도불균일이 적은, 양호한 섬유구조체가 수득되었다.

실시예 2

실시예 1 의 방사유제와 연신유제를 라우릴포스페이트칼륨염으로부터 폴리에스테르폴리에테르계 블록공중합체의 분산액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 처리하여 복합섬유를 수득하여, 각종 특성 평가를 하였다.

또한, 이 때, 블록공중합체로서, 테레프탈산 / 이소프탈산 / 에틸렌글리콜 / 폴리에틸렌글리콜 블록공중합체 (테레프탈레이트 단위:이소프탈레이트 단위 = 70:30, 테레프탈레이트 단위+이소프탈레이트 단위:폴리에틸렌글리콜 단위 = 5:1, 폴리에틸렌글리콜 분자량 = 2,000, 블록공중합체의 평균분자량 = 10,000) 와 계면활성제 POE (10 몰) 노닐페닐에테르술페칼륨염을 80 : 20 의 비율로 배합한 유효성분 10 % 의 수성분산액을 사용하였다.

이 결과를 표 2 에 나타애었다.

실시예 1 에서는, 방사 집속시에 교착 경향이 있었지만 교착이 완전히 없어져, 보다 양호한 여러 특성을 얻을 수 있었다.

이와 같이, 비정성 폴리에테르에스테르계 블록공중합체를 복합섬유에 부여함으로써, 교착 방지 효과가 더욱 개선된 이유로서는, 이하와 같이 추정된다. 즉, 상기 블록공중합체는 미세한 입자로서 분산되어 있어, 방사시의 사조 집속전 또는 집속중에 섬유간에 개재되어 롤러의 역할을 하여, 섬유간의 마찰을 줄이기 때문이라고 추정된다. 또 상기 블록공중합체를 미립자로 하여, 수중에 분산되어 있기 때문에 복합섬유가 연신 가능한 높은 온도로 가열되었을 때도, 교착 현상이 확인되지 않고, 연신성의 향상에도 기여하고 있다고 추정된다. 결과를 표 2 에 모아서 나타낸다.

실시예 3 ∼ 8

실시예 1 에 있어서, 폴리머의 토출비, 방사캡 사양을 변경하여 표 3 의 표에 기재한 것과 같은 섬유단면형상이 다른 열접착성 섬유를 제조하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 하여 그들의 특성을 평가하였다.

그 결과, 실시예 3 ∼ 8 의 모든 경우에 있어서, 제면성에 관하여 설명한다면, 원사의 교착은 적고, 부직포 고정에서의 개섬성, 카드통과성은 양호하며, 열성형함으로써 수득된 섬유구조체의 섬유간의 접착력, 반발성, 내구성 모두 양호하며, 경도불균일이 적은 양호한 섬유구조체가 수득되었다.

비교예 4 ∼ 6

실시예 1 에 있어서, 폴리머의 토출비, 방사캡 사양을 변경하여 표 4 의 표에 기재한 것과 같은 섬유단면형상이 다른 열접착성 섬유를 제조하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 하여 그들의 특성을 평가하였다.

그 결과, 비교예 4 ∼ 6 의 경우에는, 제면성에 관하여 설명한다면, 원사의 교착이 많고, 부직포 고정에서의 개섬성, 카드통과성은 나빴다.

또, 섬유구조체를 제조할 때, 열성형 처리를 했을 때의, 섬유끼리의 접착력이 높아 지고, 제조한 섬유구조체의 반발성, 내구성 모두 불충분한 것이며, 경도불균일이 있는, 실용상 문제가 있는 섬유구조체가 되어버렸다.

실시예 9

실시예 1 에서 사용한 열접착성 복합섬유와 비탄성 폴리에스테르계 권축섬유를 사용하여, 상기 복합섬유를 섬유구상체의 중량을 기준으로 하여 30 % 와, 상기 권축단섬유 70 % 를 혼면한 후, 롤러 카드에 2 회 통과시켜, 혼면 벌크 면을 수득하였다.

이 벌크 면을 덕트 (duct) 로 연결된 송풍기와 저면 (貯綿) 박스를 갖는 장치에 투입하여, 송풍기내에서 공기흐름에 의한 30 초간의 교반을 하여 구상화한 면을 수득하였다. 그 후, 상기 구상화 면을 저면 박스내로 이송하여, 195 ℃ 의 온도의 약한 공기흐름으로, 상기 구상화 면을 교반하면서, 탄성 열가소성 엘라스토머를 용융시켜서, 구상화된 면의 내부에 열고착점을 형성시키고, 그 후, 실온의 공기를 이 저면 박스내로 이송하여 냉각처리하여, 고탄성 섬유구상체를 수득하였다.

이 섬유구상체를 현미경을 이용하여 관찰한 결과, 상기 구상체 표면에는 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유가 70 % 이상의 확률로 관찰되었다. 또, 공기 취입기를 이용하여, 쿳션 측지내에 공기를 취입한 결과, 공기 취입 트러블이 없이 양호하여, 수득된 쿳션의 촉감도 부드럽고 탄력성이 좋아, 8 만회의 압축경도 유지율 55 % 로서, 실리콘을 표면에 부여한 면의 35 % 와, 표면에 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴레에틸렌옥시드의 세그먼트와 폴리머 에멀젼을 부여하여 고체화시킨 면을 넣은 쿳션재의 32 % 보다 훨씬 높았다.

또, 압축경도는 2.2 ㎏ 으로서, 상기 실리콘면, 에멀젼 펴면 고체와면의 0.6 ㎏ 이나 0.9 ㎏ 보다 높아, 2.2 ㎏ 이며 부드러운 촉감이면서 반발성이 높고 양호하였다.

비교예 7

실시예 9 에 있어서, 탄성 열가소성 엘라스토머를 대신하여, 테레프탈레이트와 이소프탈산을 전 산 성분을 기준으로 하여, 몰비로 60:40 의 비율로 혼합한 디카르복실산 성분과, 에틸렌글리콜과 디에틸렌글리콜을 전 디올 성분을 기준으로 하여, 몰비로 85:15 의 비율로 혼합한 글리콜 성분으로 공중합한 저융점의 폴리에스테르계 폴리머 (융점 110 ℃, 고유점도 0.78) 를 사용하는 것 이외에는, 실시예 9 와 동일한 조작을 하여 섬유구상체를 수득하였다.

여기서 수득된 섬유구상체는 8 만회의 압축테스트후에 조사한 결과, 고착점의 박리파괴가 심하게 일어나 있었다. 또한, 8 만회 압축경도 유지율은 15 % 로 매우 나쁘며, 탄력성이 없고, 촉감도 매우 나빴다.

	실시예1	비교예1	비교예2	비교예3	실시예2
제면성	1)방사시의 원사수관성2)연신시 단사3)밀어넣기형 크림퍼 배출성	%%-	20055양호	21053양호	100100불량	10598불량	2503극히 양호
복합섬유특성	4)원사의 교착방지성능5)엘라스토머/폴리에스테르간의 계면접착강도6)섬유간 열접착력7)권축탄성도8)입체권축발현 성능	-%%개/인치	대대2109832	대대1606237	소대1001000	소대1059612	극히 대대2709843
개면·카드성	9)개면공정 개섬성10)카드실린더 휘감김11)카드 웹불균일12)카드 웹 넵	%%-_	5150양호양호	8684불량불량	100100불량불량	9799불량불량	00극히 양호극히 양호
섬유구조체특성	13)열처리후 반발성14)열처리후 경도불균일15)열처리후 내구성		82소120	49소106	100대100	93대105	110극히 소130

섬유단면의 각 패러미터	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	실시예7	실시예8
면적비 (P:E)(%)	50:50	50:50	25:75	75:25	60:40	30:70	40:60	35:65
원주율 (%)	35	35	47	27	30	45	38	42
Cr(r1/r2)비	1.3	1.25	1.1	1.9	1.5	1.2	1.25	1.23
C(l2/l)비	1.73	1.73	2.3	1.2	1.5	2.1	2.2	2.15
벽두께비	2.1	2.1	2.9	1.2	1.8	2.7	2.5	2.6

섬유단면의 각 패러미터	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	비교예 5	비교예 6
면적비 (P:E)(%)	50:50	50:50	50:50	30:70	40:60	35:65
원주율 (%)	50사이드 바이 사이드형	0심초형	5편심심초형	45	38	42
Cr(r1/r2)비	-	1.4	1.4	1.2	1.25	1.23
C(l2/l)비	1	-	-	2.1	2.2	2.15
벽두께비	1	4.8	2.4	2.7	2.5	2.6

본 발명의 열접착성 복합섬유는 결정성의 (E) 성분을 1 성분으로 하고 있는데, 상기 복합섬유의 제조시에 불가피하게 발생되어, 섬유의 취급성, 공정특성 나아가서는 본래의 접착성까지로 저해하는 교착현상을 해소하는 것과, 폴리머간의 계면접착 강도, 본래의 접착성능 및 권축탄성과의 존재를 달성시킨 것이며, 각종 쿳션재 예를 들면 가구, 침대, 패드, 침구, 좌석의 쿳션, 킬팅 웨어의 중면, 위생재료·의료 등의 부직포, 의료용 포백, 카페트, 차량 내장재 등의 원면으로서 매우 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 열접착성 복합섬유를 바인더로서 사용한 섬유구상체는, 공기 취입 특성이 우수하므로, 우수한 쿳션재나 패드이 벌크성이 우수하고, 탄력성이 높고, 촉감도 부드러우며, 압축내구성이 우수한 쿳션재나, 배게 등의 중면 패딩체로서 매우 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims

결정성 열가소성 엘라스토머 (E) 와, 상기 엘라스토머 (E) 보다도 융점이 높은 결정성 비탄성 폴리에스테르 (P) 가 원형의 섬유단면에서 E:P = 20:80 ∼ 80:20 의 면적비율로 배치되어 이루어지는 복합섬유에 있어서,

상기 섬유는 그 단면 및 표면이 이하의 요건 ① ∼ ⑤ 에 의해 특정되어 있는 것을 특징으로 하는 열접착성 복합섬유.

요건

① 상기 엘라스토머 (E) 는 섬유 단면에 있어서, 곡률반경이 다른 2 개의 원호에 의해 형성되는 초승달 형상으로 배치되고, 또한 곡률반경이 큰 곡선 (r₁) 이 외주선의 일부를 형성하고 있을 것 ;

② 상기 엘라스토머 (P) 는 섬유 단면에 있어서, 초승달 형상을 형성하는 2 개의 곡선 중, 곡률반경이 작은 쪽의 곡선 (r₂) 을 따라서, 상기 엘라스토머와 접합하고, 한편, 곡률반경이 큰 쪽의 곡선 (r₁) 은 그 주율 (R) 이 25 ∼ 49 % 의 범위에서 외주선이 되도록 원호형으로 섬유표면의 일부를 형성하고 있을 것 ;

(단, 주율 (R) 은 이하의 정의에 따른다. 제 1 도의 (r₁) 을 반경으로 하는 원에서, 그 전 원주 (L₁+L₃) 에 차지하는 (L₃) 의 비율에 의해서 표시되며, 상기 주율 (R) 은 『R = {(L₃) / (L₁+L₃)} × 100 (%)] 에 의해 산출된다.)

③ 상기 곡률반경 (r₁) 과 곡률반경 (r₂) 의 비 (r₁/r₂) 인 곡률반경비 (Cr) 가 1 을 넘고 2 이하일 것 ;

④ 상기 곡률반경 (r₂) 의 곡선의 완곡비 (C) 가 1.1 ∼ 2.5 의 범위에 있을 것 ; 및

(단, 완곡비 (C) 는 이하의 정의에 따른다. 제 1 도에 있어서, (r₂) 를 반경으로 하는 원호 (L₂) 의 길이와, (r₁) 을 반경으로 하는 원의 원주와 상기 원호 (L₂) 와의 접점간 (P₁-P₂사이) 의 길이 (L) 의 비에 의해 표시되고, 상기 완곡비 (C) 는 『C = (L₂)/(L)』에 의해 산출된다.)

및,

⑤ 상기 엘라스토머 (E) 와 폴리에스테르 (P) 와의 벽두께비가 1.2 ∼ 3 의 범위에 있을 것 ;

(단, 벽두께비 (D) 는 이하의 정의에 따른다. 제 1 도에서 (r₁) 을 반경으로 하는 원의 중심과 (r₂) 를 반경으로 하는 원호를 일부로 하는 원의 중심을 통과하는 직선방향의 폴리에스테르 (P) 성분의 길이 (L_P) 와 엘라스토머 (E) 성분의 길이 (L_E) 의 비에 의해서 표시되고, 상기 벽두께비 (D) 는 『D = (L_P)/(L_E)』에 의해 산출된다.)
제 1 항에 있어서, 상기 엘라스토머 (E) 의 융점이 100 ∼ 220 ℃ 의 범위에 있는 열접착성 복합섬유.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 (P) 의 융점이 상기 엘라스토머의 융점보다 10 ℃ 이상 높은 열접착성 복합섬유.
상기 엘라스토머 (E) 가 폴리에스테르계 엘라스토머로서, 주된 산 성분이 40 ∼ 100 몰% 의 테레프탈산과 0 ∼ 50 몰% 의 이소프탈산, 주된 글리콜 성분이 1,4-부탄디올, 주된 소프트 세그먼트 성분이 평균분자량 400 ∼ 5000 의 폴리 (알킬렌옥시드) 글리콜이며 그 공중합량이 5 ∼ 80 중량% 의 범위에 있는, 고유점도가 0.6 ∼ 1.7 의 폴리에스테르계 엘라스토머인 열접착성 복합섬유.
제 3 항에 있어서, 상기 성분 (P) 이 폴리부틸렌테레프탈레이트인 열접착성 복합섬유.
제 1 항에 있어서, 상기 열접착성 복합섬유의 표면에 비정성 폴리에테르에스테르계 블록공중합체를 주체로 하는 유제가, 섬유중량을 기준으로 하여, 0.02 ∼ 5.0 중량% 의 범위에서 부착되어 이루어지는 열접착성 복합섬유.
결정성 열가소성 엘라스토머 (E) 와, 상기 엘라스토머 (E) 보다도 융점이 높은 결정성 비탄성 폴리에스테르 (P) 가 원형의 섬유단면에서 E:P = 20:80 ∼ 80:20 의 면적비율로 배치되어 이루어지는 복합섬유로서, 상기 섬유는 그 단면 및 표면이 이하의 요건 ① ∼ ⑤ 에 의해 특정되어 있는 열접착성 복합섬유를 전 섬유중량을 기준으로 하여 5 ∼ 49 중량% 와, 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유가 혼면된 단섬유군으로 구성된 섬유구상체로서, 그 열접착성 복합섬유끼리 또는 상기 열접착성 복합섬유와 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유와의 섬유 교락점 (confounding point) 중 적어도 일부에 가요성의 열고착점이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고탄성 섬유구상체.

요건

① 상기 엘라스토머 (E) 는 섬유 단면에 있어서, 곡률반경이 다른 2 개의 원호에 의해 형성되는 초승달 형상으로 배치되고, 또한 곡률반경이 큰 곡선 (r₁) 이 외주선의 일부를 형성하고 있을 것 ;

② 상기 폴리에스테르 (P) 는 섬유 단면에 있어서, 초승달 형상을 형성하는 2 개의 곡선 중, 곡률반경이 작은 쪽의 곡선 (r₂) 을 따라서, 상기 엘라스토머와 접합하고, 한편, 곡률반경이 큰 쪽의 곡선 (r₁) 은 그 주율 (R) 이 25 ∼ 49 % 의 범위에서 외주선이 되도록 원호형으로 섬유표면의 일부를 형성하고 있을 것 ;

(단, 주율 (R) 은 이하의 정의에 따른다. 제 1 도의 (r₁) 을 반경으로 하는 원에서, 그 전 원주 (L₁+L₃) 에 차지하는 (L₃) 의 비율에 의해서 표시되며, 상기 주율 (R) 은 『R = {(L₃) / (L₁+L₃)} × 100 (%)] 에 의해 산출된다.)

③ 상기 곡률반경 (r₁) 과 곡률반경 (r₂) 의 비 (r₁/r₂) 인 곡률반경비 (Cr) 가 1 을 넘고 2 이하의 범위일 것 ;

④ 상기 곡률반경 (r₂) 의 곡선의 완곡비 (C) 가 1.1 ∼ 2.5 의 범위에 있을 것 ; 및

(단, 완곡비 (C) 는 이하의 정의에 따른다. 제 1 도에 있어서, (r₂) 를 반경으로 하는 원호 (L₂) 의 길이와, (r₁) 을 반경으로 하는 원의 원주와 상기 원호 (L₂) 와의 접점간 (P₁-P₂사이) 의 길이 (L) 의 비에 의해 표시되고, 상기 완곡비 (C) 는 『C = (L₂)/(L)』에 의해 산출된다.)

및,

⑤ 상기 엘라스토머 (E) 와 폴리에스테르 (P) 와의 벽두께비가 1.2 ∼ 3 의 범위에 있을 것 ;

(단, 벽두께비 (D) 는 이하의 정의에 따른다. 제 1 도에서 (r₁) 을 반경으로 하는 원의 중심과 (r₂) 를 반경으로 하는 원호를 일부로 하는 원의 중심을 통과하는 직선방향의 폴리에스테르 (P) 성분의 길이 (L_P) 와 엘라스토머 (E) 성분의 길이 (L_E) 의 비에 의해서 표시되고, 상기 벽두께비 (D) 는 『D = (L_P)/(L_E)』에 의해 산출된다.)
제 7 항에 있어서, 상기 엘라스토머 (E) 의 융점이 100 ∼ 220 ℃ 의 범위에 있는 고탄성 섬유구상체.
제 7 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 (P) 의 융점이 상기 엘라스토머의 융점보다 10 ℃ 이상 높은 고탄성 섬유구상체.
제 8 항에 있어서, 상기 엘라스토머 (E) 가 폴리에스테르계 엘라스토머로서, 주된 산 성분이 40 ∼ 100 몰% 의 테레프탈산과 0 ∼ 50 몰% 의 이소프탈산, 주된 글리콜 성분이 1,4-부탄디올, 주된 소프트 세그먼트 성분이 평균분자량 400 ∼ 5000 의 폴리 (알킬렌옥시드) 글리콜이며 그 공중합량이 5 ∼ 80 중량% 의 범위에 있는, 고유점도가 0.6 ∼ 1.7 의 폴리에스테르계 엘라스토머인 고탄성 섬유구상체.
제 7 항에 있어서, 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유의, JIS L-1097 의 방법에 준거하여 측정한 단독으로의 벌크성이, 0.5 g/㎠ 의 하중하에서 35 ㎤/g ∼ 120 ㎤/g 인 고탄성 구상체.
제 7 항에 있어서, 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유의, JIS L-1097 의 방법에 준거하여 측정한 단독으로의 벌크성이, 10 g/㎠ 의 하중하에서 15 ㎤/g ∼ 60 ㎤/g 인 고탄성 구상체.
제 7 항에 있어서, 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유의 단사 (單絲) 섬도가 1 ∼ 100 데니어인 고탄성 구상체.
제 7 항에 있어서, 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유의 표면에 평활제가 부착되어 있는 고탄성 섬유구상체.
제 9 항에 있어서, 상기 성분 (P) 가 폴리부틸렌테레프탈레이트인 고탄성 섬유구상체.
제 7 항에 있어서, 섬유구상체를 구성하는 단섬유군의 일부가 상기 구상체의 표면에 보풀로서 돌출되어 있는 고탄성 섬유구상체.
제 16 항에 있어서, 섬유구상체의 표면에 돌출되어 있는 보풀의 비율이 열접착성 복합섬유보다도 비탄성 폴리에스테르계 권축단섬유가 큰 고탄성 섬유구상체.