KR19990028975A

KR19990028975A - 중공섬유로의 겔 충전방법

Info

Publication number: KR19990028975A
Application number: KR1019980700277A
Authority: KR
Inventors: 하지메 이자와; 도기 스즈끼
Original assignee: 야스이 쇼사꾸; 데이진 가부시키가이샤
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 1999-04-15
Also published as: WO1997045583A1; TW346508B; EP0846802A1; EP0846802A4; US6021822A; CN1198196A

Abstract

내압설비 등의 특수한 설비를 필요로 하지 않고, 중공 섬유의 중공부에 겔을 용이하게, 게다가 효율 좋게 충전하고, 공업적인 대량생산을 가능하게 하는 방법으로서, 섬유 표면으로부터 중공부로의 연통공이 산재하는 중공 섬유를 겔 형성능을 갖는 액체 중에 침지한 후 실온 하에 방치하고, 상기 액체를 상기 연통공을 통하여 중공부에 충전한 후, 겔화하는 방법을 제공할 수 있다.

Description

중공 섬유로의 겔 충전방법

종래, 섬유 표면으로부터 중공부로의 연통공(連通空)이 산재하는 중공 섬유 중공부에 기능제 등의 물질을 충전하는 방법에 관해서는 몇 가지 제안이 있다.

예를 들면, 일본 공개특허공보 평5-339878 호, 일본 공개특허공보 평6-17372 호 및 일본 공개특허공보 평6-17373 호에는 섬유 표면에 중공부로의 연통공을 갖는 중공 합성 섬유의 중공부 내에, 천연 단백질 용액을 함침시켜서 가교 불용화 하여 흡습성능의 내구성을 향상시키는 것이 개시되어 있다.

그러나, 일반적으로 천연 단백질 용액은 고점도(高粘度)이기 때문에, 연통공을 통하여 중공부 내에 함침시키는 것은 곤란하다. 또, 점도를 낮추는 목적으로 농도를 낮추면, 중공부 내에 함유되는 천연 단백질의 양이 적어지고, 발현하는 흡습성능이 불충분해진다는 문제가 있다.

또, 일본 공개특허공보 평7-26466 호에는, 단일 폴리머로 구성되고, 적어도 20 % 의 중공율을 갖는 중공 섬유를 알칼리 감량함으로써 중공부에 연통한 마이크로 그루브( micro groove) 를 형성시키고 이 마이크로 그루브를 통하여 대섬유 기능성 부여제(對纖維機能性附與劑)를 중공부에 도입하는 것이 개시되어 있다.

그러나 상기 방법에서는, 중공부에 도입된 대섬유 기능 부여제는 겔화 등의 고형화가 행해지지 않아 세탁 등에 의해 탈락하기 쉽고, 발현하는 기능이 서서히 저하해 간다는 문제가 생기는 일이 있다.

한편, 일본 공개특허공보 평6-158552 호에는, 졸(sol) 상태의 혼합물이 들어간 탱크에 다공질 중공 섬유기재를 통과시킨 후, 그 기재를 끌어올려 감압 하로 유지함으로써 졸을 중공부분에 침투 함침시키고, 이어서 감압 하 건조에 의해 졸을 겔화시키는 방법이 개시되어 있다.

그러나 상기 방법에서는, 졸을 중공 섬유의 중공부분에 침투 함침시킬 때에 감압 하에서 유지하기 때문에 물 등 증산성(蒸散性) 물질을 함유하는 졸 등에는 적용 불가능하고, 또 감압을 위한 내압설비가 필요하므로, 생산량을 증가시키기 위해서는 그 설비 자체를 대규모인 것으로 하거나, 또는 그 설비를 많이 도입하거나 해야 하므로, 대량생산에는 바람직하지 않다는 결점을 갖고 있다.

[발명의 개시]

본 발명의 목적은, 중공 섬유의 중공부에 겔을 충전하고 섬유에 각종 기능을 부여할 때에, 내압 설비 등의 특수한 설비를 필요로 하지 않고 대량 생산이 가능한 겔 충전방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구한 결과, 섬유 표면으로부터 중공부로의 연통공이 산재하는 중공 섬유를 겔 형성능을 갖는 액체 중에 침지한 후 실온 하에 방치할 때에, 상기 액체를 상기 연통공을 통하여 중공부에 충전할 수 있다는 것을 알아내어 본 발명을 완성함에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 섬유 표면으로부터 중공부로의 연통공이 산재하는 중공 섬유를 겔 형성능을 갖는 액체 중에 침지한 후 실온 하에 방치하고, 상기 액체를 상기 연통공을 통하여 중공부에 충전한 후, 겔화시키는 것을 특징으로 하는 중공 섬유로의 겔 충전방법이다.

본 발명은, 중공(中空)섬유의 중공부에 겔(gel)을 용이하게, 좋은 효율로 충전하는 방법에 관한 것으로서, 더 자세하게는 내압(耐壓)설비 등의 특수 설비를 필요로 하지 않고 공업적으로 대량생산이 가능한 중공 섬유로의 겔 충전방법에 관한 것이다.

도 1 은 고리형의 중공 섬유 방사용 노즐의 한 예를 나타내는 단면도이고, 도 2 는 섬유 표면으로부터 중공부로의 연통공이 형성된 중공 섬유의 단면도를 나타낸 것이며, 도 3 은 본 발명의 방법에 의해 겔이 충전된 중공 섬유의 단면도를 나타낸 것이다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명에서 이용하는 중공 섬유로는, 레이온, 아세테이트 등의 화학섬유, 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 합성섬유를 들 수 있다. 또, 이들 섬유는 필요에 따라서 안정제, 산화방지제, 난연제, 대전방지제, 형광증백제, 촉매, 착색방지제, 내열제, 착색제, 무기입자 등을 함유할 수도 있다.

상기 중공 섬유는, 종래 공지의 방법에 의해 제조할 수 있는데, 예를 들면 일본 실용신안공보 평2-43879 호에 기재된 방법 등을 임의로 채용할 수 있다. 중공 섬유의 중공율은 섬유로서의 필요한 특성을 유지하고 또 충분한 양의 겔을 충전하고 나서 5 ∼ 40 % 인 것이 바람직하며, 20 ∼ 40 % 인 것이 더욱 바람직하다.

섬유 표면으로부터 중공부로의 연통공을 형성시키는 방법으로는, 예를 들면 폴리에스테르 섬유인 경우, 유기 술폰산 화합물을 공중합한 폴리에스테르를 혼합하여 용융 방사하고 중공 섬유로 한 후에 알칼리 감량 처리함으로써, 다수의 연통공 (미세공) 을 형성시키는 방법 (일본 공개특허공보 평1-20319 호 등) 이 이용된다.

또, 유기 술폰산 금속염을 첨가 배합한 폴리에스테르 중공 섬유를 알칼리 감량 처리함으로써, 섬유 표면으로부터 중공부로의 다수의 연통부 (미세공) 를 형성시키는 방법 (일본 특허공보 소61-60188 호, 일본 특허공보 소61-31231 호) 도 채용할 수 있다.

또, 중공율이 20 % 이상인 중공 섬유를 알칼리 감량 처리하면, 상기와 같은 유기 술폰산염을 사용하지 않아도 섬유의 길이 방향을 따른 저배향부 및/또는 변형 집중부의 제거 흔적으로서 다수의 연통공 (마이크로 그루브) 을 형성할 수 있다 (일본 공개특허공보 평7-26466 호).

즉, 중공 섬유는 제 1 도에 도시하는 바와 같은, 복수 개의 슬릿(slit)상 토출공 (吐出孔) S₁' ∼ S₄' 의 조립으로 이루어지는 방사용 노즐을 사용함으로써 수득할 수 있는데, 서로 이웃하는 토출공의 말단부 간에는 작은 틈 (C) (캐널이라 불린다) 가 있고, 각 토출공으로부터 토출된 폴리머는 이 부분에서 바러스 효과( Barus effect) 에 의해 접합된다. 그리고, 이러한 중공 섬유, 예를 들면 폴리에스테르 중공 섬유를 알칼리 감량하면, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 연통공 G₁∼ G₄가 형성된다. 이 부분은 도 1 에 도시하는 슬릿상 토출공 S₁' ∼ S₄' 으로부터 폴리머가 토출될 때의 토출반(吐出斑)등에 의해 박피(博皮)부의 두께가 그 주위에 비하여 얇게 된 부분이나, 토출후의 냉각반(冷却斑)등에 의해 폴리머의 유동이 충분히 일어나지 않고, 분자 배향이 다른 박피부에 비하여 낮게 된 부분, 혹은 방사 연신 공정이나 직편성(織編成) 공정에서 섬유축과 직교하는 방향으로 가하는 응력에 의해 변형이 내재된 부분이 알칼리 처리에 의해 우세하게 용해되어 형성된 것이다.

그리고, 심초형 복합섬유를 알칼리 감량처리하고 심(芯)부 폴리머를 분해 제거하여, 섬유의 길이 방향으로 섬유 표면으로부터 중공부에 달하는 연통공 (파열 홈) 을 갖는 중공 섬유를 수득하는 방법 (일본 공개특허공보 평6-173167 호) 도 이용할 수 있다.

연통공을 형성시키기 위한 알칼리 감량처리는 통상 실시되는 알칼리 감량처리를 행하면 되지만, 통상의 감량처리에 비해 급격히 행함으로써 슬릿의 발생빈도를 적정 조정할 수도 있다. 이 경우, 수산화나트륨이나 수산화칼륨 등의 알칼리 수용액 농도를 40 ∼ 250 g/l 로 하고, 80 ∼ 140 ℃ 에서 2 ∼ 60 분간 처리하는 것이 적당하다. 알칼리 감량에는 매달기 감량, 콜드 배치 (cold batch), 액류염색기에 의한 배치 감량 또는 스팀 혹은 가열증기를 사용한 연속감량 등, 종래 공지의 방법을 임의로 사용할 수 있다.

또, 연통공의 형성에는 상기 알칼리 감량에 이어서 고압 염색처리를 실시해도 된다. 특히, 고압 염색처리에 있어서, 액류 염색기를 사용하면 온도의 상승과 문지르기 효과가 상승적으로 작용하므로 바람직하다.

상기 연통공은 폭이 0.2 ∼ 10 ㎛, 길이가 5 ∼ 20 ㎛ 인 것이 바람직하다. 상기 연통공의 폭과 길이가 상기 범위를 벗어나는 경우는, 겔 형성능을 갖는 액체의 도입이 불충분해지거나 중공 섬유 내에 충전한 겔이 탈락하기 쉬워지는 경우가 있다.

또, 상기 연통공의 형성 빈도는, 중공부 내에 충전하는 겔 형성능을 갖는 액체의 점도나 형성되는 연통공의 폭 및 길이에 의해서도 다르지만, 섬유 표면을 주사형 전자 현미경으로 관찰했을 때, 적어도 단섬유 갯수의 10 % 로 연통공의 존재가 확인되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 겔 형성능을 갖는 액체란, 물리적 혹은 화학적 자극을 받거나 혹은 단순한 시간 경과에 따라 그 상태가 액체로부터 겔로 가역적 또는 불가역적으로 변화할 수 있는 것을 말한다.

구체적으로는, 중합 및 가교반응이 가능한 단량체 및 중합 개시제를 물 등 적당한 액체에 용해, 분산 또는 유화 시킨 액체, 혹은 콜라겐 등의 천연 단백질 수용액 등 졸-겔 전이를 하는 액체 등을 들 수 있다.

상기 액체의 점도는 100 센티 포이즈 이하가 바람직하고, 30 센티 포이즈 이하인 것이 더 바람직하다. 상기 점도가 100 센티 포이즈를 넘는 경우는, 액체의 중공부로의 이행에 지장을 주는 경우가 있다.

상기의 중합 및 가교반응이 가능한 단량체의 예로는, 유기용제 또는 물 등의 액체로의 용해 혹은 분산이 가능하고, 중합 개시제의 존재 하에서 중합 가능한 것, 예를 들면 부타디엔, 아크릴로니트릴, 스티렌, 염화비닐, 염화비닐리덴, 아세트산비닐, (메타)아크릴산, (메타)아크릴산 유도체, 디(메타)아크릴산, 디(메타)아크릴산 유도체 등의 비닐 단량체, 혹은 중합 개시제가 없어도 중합 가능한 에틸실리케이트 등의 금속 알콕시드를 들 수 있다. 이들 단량체를 단독으로 사용하거나, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.

상기 중합 개시제로는, 예를 들면 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과산화수소, 과산화벤조일 등의 과산화물, 황산 제 2 세륨암모늄, 질산 제 2 세륨암모늄 등의 세륨암모늄염, 혹은 α, α'-아조비스이소부티로니트릴 등을 들 수 있다.

또 상기의 천연 단백질로는, 예를 들면 콜라겐, 케라틴, 세리신 등을 들 수 있다.

또, 이 액체에는 대섬유 기능성 부여제가 함유되어 있어도 된다. 기능성 부여제로는, 알로에, 갈근, 마늘 등의 약효, 식물향을 갖는 물질 (식물엑기스, 식물 단백질), 콜라겐, 케라틴, 세리신 등의 세균배양, 상처치료용 등의 의학적, 생리학적 기능 부여물질 (동물단백질), 산화티탄, 실리카, 알루미나, 제오 라이트 등의 도전체용(導電體用), 자성체(磁性體用)용 등의 전기적 기능 부여물질 (세라믹스 미립자), 옥타카르보철프탈로시아닌, 프탈산디메틸, 유기실리콘계 제 4 암모늄, 유기질소화합물 등의 항균성, 소취성(消臭性)을 갖는 물질, 각종 착향료 (플레이버(flavor), 프래그런스(fragrance)), 폴리에틸렌글리콜 등의 흡수성, 흡습성, 보수성을 갖는 물질, 및 퍼-플루오로알킬기를 갖는 화합물 등의 발수성(撥水性), 발유성(撥油性) 물질을 들 수 있다.

상기 겔 형성능을 갖는 액체를 연통공을 통하여 중공 섬유의 중공부 내에 충전하는 데는, 중공 섬유를 상기 액체 중에 침지하고 이어서 필요하다면 압교 (壓絞) 한 후, 실온 하에서 방치하는 방법을 사용한다.

즉, 원통관 속을 액체가 흐르는 경우, 그 압력 손실은 레이놀즈 수가 충분히 작은 경우, Hagen-Poiseuille 의 식 (1) 으로 나타내는 것은 널리 알려져 있는 바이다.

ΔP = 8 ηlu/r²(1)

여기에서 ΔP 는 압력손실을, η 은 흐르는 액체의 점도를 , l 은 원통관 내로 이행한 액체의 길이를, u 는 흐르는 액체의 평균속도를, r 은 원통관의 내측 반경을 각각 나타낸다.

식 (1) 에서 u 는 미소 시간당에 이행하는 액체의 길이이므로, 시간을 t 로 나타내면 dl/dt 로 쓸 수 있다. 이것을 식 (1)에 대입하여 적분하면 식 (2)를 얻을 수 있다.

t = 4 ηl²/(ΔPr²) (2)

식 (2) 으로부터, 겔 형성능을 갖는 액체가 중공 섬유 내로 이행을 완료하는데 요하는 시간은 상기 액체의 점도 및 연통공 간격의 제곱에 비례하고, 중공 섬유 내측 반경의 제곱에 반비례한다는 것을 안다.

따라서, 섬유 표면으로부터 중공부로의 연통공이 산재하는 중공 섬유를 이용함으로써, 겔 형성능을 갖는 액체가 중공 섬유 내로의 이행 (移行)을 완료하기까지 요하는 시간이, 연통공을 갖지 않는 중공 섬유를 이용하는 경우에 비해 아주 단축된다는 것을 알 수 있다.

이것은, 연통공이 산재하는 정도가 적절하다면, 비교적 고점도 (점도의 상한 (上限) 은 100 센티 포이즈) 의 겔 형성능을 갖는 액체라도, 내측 반경이 작은 (내측 반경의 하한 4 ㎛) 중공 섬유 내로 현실적인 시간 내 (상한은 12 일) 에 액체의 이행이 완료 가능하다는 것을 나타내고 있다.

상기 방법에 의해 겔 형성능을 갖는 액체를 중공 섬유의 중공부에 충전한 후 상기 액체를 가열 등에 의해 겔화시킴으로써, 중공 섬유의 중공부 내로의 겔 충전을 완료한다.

따라서, 본 발명의 방법에 의하면, 내압설비 등의 특별한 설비를 필요로 하지 않으므로, 대량 생산이 가능해지고, 이것은 공업적으로 극히 유용하다.

도 3 은 본 발명의 방법에 의해 겔이 충전된 중공 섬유의 단면도를 나타낸 것으로, 중공 섬유의 중공부에 겔 1 이 충전되어 있다. 상기 겔 1 은 섬유 표면으로부터 중공부로의 연통공 G₁∼ G₄을 통하여 중공부에 충전된 겔 형성능을 갖는 액체가 겔화된 것이다.

중공 섬유를 상기 액체 중에 침지할 때는, 사, 방적사, 직물, 편물, 부직포 등 임의의 형태로 침지 처리할 수 있으나, 통상은 직물, 편물 등의 포백 (布帛)의 형태로 처리하는 것이 작업성의 면에서 고려하여 적당하다.

상기의 방법에서, 겔 형성능을 갖는 액체가 연통공을 통하여 중공부 내로 이행하는 것은, 주로 실온 하에서 방치하고 있는 기간이다. 또, 여기에서 말하는 실온이란, 통년의 통상 작업을 행하는 온도로 구체적으로는 0 ∼ 50 ℃ 의 범위이며, 이 범위 중, 겔 형성능을 갖는 액체가 중공부 내로의 이행이 완료하기 전에 겔화하는 온도는 제외된다. 또, 실온 하에서 방치하고 있는 기간은 넉넉잡아 12 일인 것이 바람직하다. 상기 기간이 12 일을 넘으면, 겔화에 의해 액체의 점도가 상승하고, 액체가 중공부로 이행함에 지장을 주는 경우가 있다.

따라서, 겔 형성능을 갖는 액체를 연통공을 통하여 중공 섬유의 중공부 내로 효율적으로 이행(移行)시키는데는, 연통공의 크기와 존재빈도, 액체의 점도와 겔화 조건 및 방치온도와 기간을 적절히 조정할 필요가 있다.

또, 상기 액체의 종류나 방치온도에 따라서는, 실온 하에서 방치하고 있는 기간에 겔화가 진행하여 중공부 내로의 액체 이행이 곤란해지는 경우가 있다.

이러한 현상을 방지하기 위해 예를 들면, 겔 형성능을 갖는 액체로 (메타)아크릴산, (메타)아크릴산 유도체, 디(메타)아크릴산, 디(메타)아크릴산 유도체, 아크릴아미드, 아세트산 비닐, 스티렌, 부타디엔 등의 라디칼 중합성 단량체를 사용하는 경우에는, 상기 액체에 과산화수소 등의 산소발생 화합물을 첨가하여 그 겔화 속도를 제어하는 것이 바람직하다.

즉, 산소분자는 활성 비닐라디칼을 받아들여서 그 과산화물이 되고 이것은 반응계에 준 (準) 안정적으로 존재하여 고온에서만 라디칼을 발생하게 되므로, 저온에서는 중합반응의 진행을 제어하여 액체를 안정화시키는 한편, 고온에서는 중합을 빠르게 진행시킬 수 있다.

상기 산소발생 화합물의 첨가량은, 병용하는 중합개시제로부터 화학 양론적으로 발생할 수 있는 라디칼량의 2 ∼ 15 몰배, 바람직하게는 3 ∼ 7 몰배의 산소발생량이 되도록 조정하는 것이 바람직하다.

또, 상기 액체 자체, 또는 그 용매 혹은 용질 등의 물질이 실온 하에서의 방치 중에 증산(蒸散)하는 경우가 있는데, 그 경우는 필요에 따라 폴리에틸렌제 주머니 등으로 밀봉해 두는 것이 바람직하다.

상기 방법에 의해, 겔 형성능을 갖는 액체를 중공 섬유의 중공부 내로 도입한 후 상기 액체를 겔화시키는데, 겔화에 앞서서 당해 액체를 용해 또는 분산시킬 수 있는 액체 중에서 상기 중공 섬유를 처리하여 (이하, 단순히 처리라고 하는 경우가 있다), 섬유 표면에 부착한 겔 형성능을 갖는 액체를 제거해 두는 것이 바람직하다.

이것은, 겔 형성능을 갖는 액체가 섬유 표면에 잔존하여 이것이 그대로 겔화한 경우에는, 섬유가 딱딱해지거나, 섬유 표면의 마찰저항이 증대하여 포백(布帛)으로 했을 때에 딱딱한 느낌밖에 나타나지 않게 되는 등의 문제를 낳기 때문이다.

상기 「처리」란, 중공 섬유를 욕 (浴) 중에 침지하고, 상기 욕 중에 채워진 물 등의 액체를 움직이는 경우와, 중공 섬유를 스스로는 움직이지 않는 물 등의 액체 중에서 움직이는 경우, 혹은 이들이 동시에 일어나는 경우 중 어느 하나를 가리킨다.

먼저 예시한 겔 형성능을 갖는 액체에 대해서는, 물, 아세톤, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 벤젠, 톨루엔 등을 사용할 수 있다. 특히, 가격이 싸고 취급이 용이하다는 면에서 물을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 겔 형성능을 갖는 액체를 중공 내부로 도입한 중공 섬유를 상기 액체로 처리할 때에, 당해 액체의 온도를 겔 형성능을 갖는 액체의 겔화 개시온도 이상 으로 가열해 두면, 섬유 표면에 부착한 겔 형성능을 갖는 액체를 용해 제거함과 동시에 중공 섬유 내로 도입된 겔 형성능을 갖는 액체의 겔화를 동시에 행할 수 있으므로 더욱 바람직하다.

한편, 상기 액체의 온도를 겔 형성능을 갖는 액체의 겔화 개시 온도 이하에서 처리를 행하여 섬유 표면에 부착한 겔 형성능을 갖는 액체를 용해 제거한 후, 가열에 의해 중공 섬유 내부의 겔 형성능을 갖는 액체를 겔화시키는 것도 가능하다.

또, 상기 액체에 겔화 방지제를 첨가해 두면, 섬유 표면에 잔존한 겔 형성능을 갖는 액체의 겔화가 더 억제되어, 겔 형성능을 갖는 액체의 제거가 한 층 더 용이해지므로 바람직하다.

겔화 방지제는, 겔화가 라디칼 중합으로 진행하는 경우에서는 안정 라디칼이 생성 가능한 것으로, 디페닐피크릴히드라질, 가르비녹실, 페르다질 등외에, 생장 라디칼과의 부가반응에 의해 안정한 라디칼을 생성하는 산소, 황, 벤조퀴논 유도체, 니트로 화합물, 혹은 생장 라디칼과의 연쇄이동 반응에 의해 안정한 라디칼을 생성하는 디페닐피크릴히드라진, 디페닐아민, 히드로퀴논, 제 3 부틸카테콜 등이 예시된다.

이들 겔화 방지제를 함유하는 액체에서, 겔 형성능을 갖는 액체를 도입한 중공 섬유를 처리하는 경우, 액체 중의 겔화 방지제의 양이 중공 섬유 내의 겔 형성능을 갖는 액체의 겔화에 크게 영향을 준다.

액체 중에 존재하는 겔화 방지제의 양이 너무 많은 경우에는, 연통공으로부터 중공부에 겔화를 저해할 수 있을 만큼의 양의 겔화 방지제가 진입하여 섬유 표면뿐만 아니라 섬유 내에서의 겔 형성능을 갖는 액체의 겔화도 억제되어, 그 결과, 중공 섬유 내에 겔을 형성할 수 없게 될 우려가 있다.

따라서, 용매 중에 존재하는 겔화 방지제의 양은, 겔화 방지제의 겔화 방지능에도 따르지만, 섬유 표면에 부착한 겔 형성능을 갖는 액체의 겔화를 저지할 수 있는 최소한의 양에서 멈추는 것이 바람직하다.

게다가, 상기 액체에 소핑(soaping)제를 첨가해두면, 섬유 표면에 부착한 겔 형성능을 갖는 액체의 제거가 촉진되므로 바람직하다. 소핑제로는, 수산화나트륨이나 탄산나트륨을 주된 제(劑)로 한 알칼리성 세정액, 섬유 가공에 일반적으로 사용되는 이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 등을 들 수 있다. 액체로의 소핑제의 첨가량은 0.1 ∼ 5.0 중량% 가 적당하다.

이하 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

(1) 피가공포(皮加工布)의 준비

고유점도가 0.61 인 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 용융하고, 중공 방사 구금을 사용하여 중공율 40 % 인 중공 섬유의 미연신사를 수득하였다. 이어서, 이 사를 연신하여 고리형 중공에서 50 데니어/20 필라멘트 (산화티탄량 0.3 중량%) 인 멀티필라멘트를 수득하였다. 전자현미경에 의한 단면 촬영을 행하고, 중공 섬유의 내측 반경을 측정하였더니 평균 8 ㎛ 이었다.

이 멀티필라멘트를 이용하여 통상의 방법에 따라 편포 (트리코트) 를 만들고 정련, 프레세트를 행하였다 (이것을 편포 A 라 한다.).

편포(編布)A 를 50 g/l 의 수산화나트륨을 함유하는 뜨거운 물 (105 ℃) 중에서 10 분 처리하고, 감량율을 20 % 로 하였다 (이것을 편포 B 라 한다).

편포 A 및 편포 B 를 구성하는 중공 섬유를 전자현미경으로 촬영하여 당해 중공 섬유의 내측 반경을 측정하였더니, 모두 평균 8 ㎛ 이었다. 또, 편포 B 에는 섬유 표면으로부터 중공부로의 연통공이 산재하고 있다는 것이 확인되었다.

(2) 잠재 겔화능을 갖는 액체의 준비

하기 처방으로 잠재 겔화능을 갖는 액체를 조제하였다. 또, 이 액체의 점도는 6 센티 포이즈로, 20 ℃ 이하에서는 적어도 10 일은 겔화하지 않고, 80 ℃ 이상에서는 2 분 이내에 겔화하는 것이었다.

아크릴산 [15 중량부]

(메토퀴논 200 ppm 함유품 ; 가부시끼가이샤 니혼 쇼꾸바이 제)

수산화나트륨 [7.5 중량부]

(시약 1 급 ; 와꼬 쥰야꾸 고오교 가부시끼가이샤 제)

브레머 PDE - 400 [1 중량부]

(PEG 400 디메타크릴레이트 ; 니혼 유시 가부시끼가이샤 제)

과황산칼륨 [0.5 중량부]

(시약 1 급 ; 와꼬 쥰야꾸 고오교 가부시끼가이샤 제)

물 [76 중량부]

(3) 가공 순서

(2) 에서 준비한 액체 중에 (1) 에서 준비한 편포 A 또는 편포 B 를 침지시키고 액체의 부착량이 편포에 대해 100 % 가 되도록 압교하여, 폴리에틸렌제의 주머니에 넣어 밀봉하고 20 ℃ 분위기 하에서 방치하였다.

소정 시간이 경과한 후, 편포를 주머니로부터 꺼내어 20 ℃ 의 물로 가볍게 세정해서 중공 섬유 내로 이행하지 않고 편포 표면에 부착하고 있는 여분의 액체를 제거한 후, 상압 스티머 (steamer)로 100 ℃ 에서 20 분간 가열하였다.

전자현미경 사진에 의한 관찰 결과에서, 상기 처리 후 가공포의 표면에 잔류 부착하고 있는 겔은 거의 없고, 하기에 나타내는 가공 전후 편포의 중량변화로부터 산출되는 겔의 부착률은 중공 섬유 내로의 겔 충전율로 볼 수 있다.

(4) 평가방법

(3) 에서의 20 ℃ 분위기 하에서의 방치시간을 0 분, 60 분, 6 시간, 24 시간, 3 일, 6 일 및 10 일로 하고, 각각의 시간에서의 가공 전후 편포의 중량변화로부터 겔의 부착률 (충전율, 단위%) 을 산출하였다.

실시예 1

편포 B 를 사용하여 상기 겔의 충전가공을 행하였다. 가공포의 느낌은 가공 전과 동일하게 부드러웠다. 또 겔의 부착률은 표 1 에 나타내는 바와 같았다.

비교예 1

편포 A 를 사용하여 상기 겔의 충전가공을 행하였다. 가공포의 느낌은 가공 전과 동일하게 부드러웠지만, 겔의 부착률은 표 1 에 나타내는 바와 같았고, 중공부 내에 겔은 거의 충전되지 않았다.

실시예 2

편포 B 를 사용하여 (3) 에서의 방치를 10 ℃ 분위기 하에서의 방치로 겔의 충전가공을 행하였다. 가공포의 느낌은 가공 전과 동일하게 부드러웠다. 또 겔의 부착률은 표 1 에 나타내는 바와 같았다.

실시예 3

편포 B 를 사용하여 (2) 의 잠재 겔화능을 갖는 액체 100 중량부에 과산화수소의 35 중량% 수용액을 3 중량부 첨가하고, (3) 에서의 방치를 50 ℃ 분위기하에서의 방치로 하여 겔의 충전가공을 행하였다. 가공포의 느낌은 가공 전과 동일하게 부드러웠다. 또 겔의 부착률은 표 1 에 나타내는 바와 같다.

비교예 2

편포 B 를 사용하여 (3) 에서의 방치를 55 ℃ 분위기 하에서의 방치로 하여 겔의 충전가공을 하였는데, 6 시간 후에 겔화가 발생하고, 중공부 내에 겔은 거의 충전되지 않았다.

	실시예 1	비교예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 2
편포	B	A	B	B	B
방치온도	20 ℃	20 ℃	10 ℃	50 ℃	55 ℃
0 분 방치60 분 방치6 시간 방치24 시간 방치3 일 방치6 일 방치10 일 방치	0126131818	0001123	001361018	0149161818	02*――――
* 방치 중에 액체의 겔화가 발생

본 발명에 의하면, 섬유 표면으로부터 중공부로의 연통공이 산재하는 중공 섬유의 중공부에 겔을 도입함에 있어서, 상기 중공 섬유를 겔 형성능을 갖는 액체중에 침지하고 이어서 필요하다면 압교한 후, 실온 하에서 방치하는 방법을 이용하므로, 내압장치 등의 특별한 장치를 사용하지 않고 행하는 것이 가능하다.

그 때문에, 생산량을 증가시키는 것이 경제적, 공간적인 면에서 현저히 유리하게 되고, 공업적으로 굉장히 유용하다.

Claims

섬유 표면으로부터 중공부로의 연통공이 산재하는 중공 섬유를 겔 형성능을 갖는 액체 중에 침지한 후 실온 하에 방치하고, 상기 액체를 상기 연통공을 통하여 중공부에 충전한 후, 겔화시키는 것을 특징으로 하는 중공 섬유로의 겔 충전방법.
제 1 항에 있어서, 겔 형성능을 갖는 액체가 중합 개시제 및 비닐단량체를 함유하는 것을 특징으로 하는 중공 섬유로의 겔 충전방법.
제 1 항에 있어서, 겔 형성능을 갖는 액체가 중합 개시제, 산소발생물질 및 비닐 단량체를 함유하는 것을 특징으로 하는 중공 섬유로의 겔 충전방법.
제 1 항에 있어서, 겔 형성능을 갖는 액체가 대섬유 기능 부여제를 함유하는 것을 특징으로 하는 중공 섬유로의 겔 충전방법.
제 1 항에 있어서, 겔 형성능을 갖는 액체의 용매가 물인 것을 특징으로 하는 중공 섬유로의 겔 충전방법.
제 1 항에 있어서, 겔화에 앞서서 겔 형성능을 갖는 액체를 용해 또는 분산시킬 수 있는 액체 중에서 중공 섬유를 처리하여, 섬유 표면에 부착해 있는 겔 형성능을 갖는 액체를 실질적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 중공 섬유로의 겔 충전방법.
제 6 항에 있어서, 겔 형성능을 갖는 액체를 용해 또는 분산시킬 수 있는 액체가 물인 것을 특징으로 하는 중공 섬유로의 겔 충전방법.
제 6 항에 있어서, 겔 형성능을 갖는 액체를 용해 또는 분산시킬 수 있는 액체의 온도가 겔화 개시 온도 이상인 것을 특징으로 하는 중공 섬유로의 겔 충전방법.
제 6 항에 있어서, 겔 형성능을 갖는 액체를 용해 또는 분산시킬 수 있는 액체가 겔화 방지제를 함유하는 것을 특징으로 하는 중공 섬유로의 겔 충전방법.
제 6 항에 있어서, 겔 형성능을 갖는 액체를 용해 또는 분산시킬 수 있는 액체가 소핑제를 함유하는 것을 특징으로 하는 중공 섬유로의 겔 충전방법.