KR20040081306A

KR20040081306A - 폴리비닐알코올계 섬유, 및 그것을 사용하여 이루어지는부직포

Info

Publication number: KR20040081306A
Application number: KR1020040015761A
Authority: KR
Inventors: 가마다히데끼; 하야까와도모히로
Original assignee: 가부시키가이샤 구라레
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2004-09-21
Also published as: EP1457591B1; EP1457591A1; US20040180597A1; CN1530474A; TWI290593B; KR100557267B1; ATE474949T1; DE602004028187D1; US7892992B2; TW200424372A; CN1327050C

Abstract

본 발명은 PVA 계 폴리머로 이루어지고, 내약품성, 친수성, 내후성, 내수성이 우수한, 용이한 피브릴화 섬유를 제공한다.

섬유의 단면이 편평형상이고, 그 평균 두께 D (㎛) 가 하기 식 (1) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올계 섬유.

0.4 ≤D ≤5 … (1)

단, D = S/L 이고, S 는 섬유의 단면적 (μ㎡) 을 나타내며, L 은 섬유 단면의 장변의 길이 (㎛) 를 나타낸다.

Description

폴리비닐알코올계 섬유, 및 그것을 사용하여 이루어지는 부직포{POLYVINYL ALCOHOL FIBERS, AND NONWOVEN FABRIC COMPRISING THEM}

본 발명은 용이하게 피브릴화 가능한 편평 단면 형상을 갖는 폴리비닐알코올 (이하, PVA 라 약기함) 계 섬유 및 상기 섬유로 이루어지는 부직포, 또한 상기 부직포에 높은 전단력을 가함으로써 피브릴화시킨 포백에 관한 것이다.

종래 PVA 계 피브릴화 섬유는 주로 PVA 와 비상용성 폴리머 또는 유지 또는 계면활성제를 혼합 방사하여 섬유 중에 해도(海島) 구조를 발현시키고, 그 계면을 박리시켜 분할 섬유로 함으로써 얻는 방법이 실시되고 있다. 예컨대, PVA 계폴리머와 비닐알코올계 폴리머와 비상용인 폴리머, 예컨대 폴리아크릴로니트릴 및/또는 그 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 셀룰로오스계 폴리머, 전분 등의 폴리머를 PVA 계 폴리머와 함께 용제에 용해시켜 원액의 단계에서 상분리 구조를 형성시키고, 이 원액을 습식 방사함으로써 해도 구조를 갖는 섬유를 제조하며, 이것을 고해(叩解)함으로써 피브릴화 섬유를 얻는 기술이 제안되어 있다 (예컨대, 특허문헌 1 내지 9 참조).

그러나, 상기 방법에 있어서 충분한 피브릴화를 달성하기 위해서는, 실질적으로 PVA 계 폴리머의 혼합률을 30 내지 70 질량% 첨가해야 한다. 즉, 얻어진 섬유는 PVA 계 폴리머의 함유량이 저하되어 있기 때문에, 본래 PVA 계 폴리머가 가지는 내약품성, 친수성, 내후성, 고강도 등의 특징을 손상시킨다. 또한, PVA 계 섬유의 내수성 부여를 위해서 일반적으로 포르말화 처리를 실시하지만, 이 처리공정에서의 강산이나 알칼리에 의해 가수분해 등의 열화가 생긴다는 문제가 생긴다. 또한, 셀룰로오스계 폴리머의 경우, 포르말화 처리에 의해 PVA 계 폴리머/셀룰로오스계 폴리머의 계면에 있어서 가교가 진행되고, 그 결과로서 피브릴화성이 큰폭으로 저하된다는 문제가 있었다.

마찬가지로, 유제 및/또는 계면활성제 등의 액상 물질을 PVA 계 폴리머와 함께 용제에 용해시켜 상분리 구조를 형성시키고, 이 원액을 습식 방사함으로써 액상 물질이 도(島)성분이 되는 섬유를 제조하며, 이것을 고해함으로써 피브릴화 섬유를 얻을 수 있다. 그러나, 이 방법에서는 피브릴화성을 발현하기 위해서는 액상 물질을 30 질량% 이상 첨가해야 하고, 그 때문에 습식 방사에 있어서는 고화욕 중에 액상 물질이 유출하여 욕의 오염으로 이어지기 때문에, 공업적으로 생산하는 것은 곤란하였다. 또한, 액상 물질의 대다수는 고화욕에 유출하기 때문에 최종제품의 잔존율은 낮고 그 때문에 피브릴화성도 충분하다고는 할 수 없다.

한편, 용융 방사에서는 이종 폴리머를 교대로 배열시켜 방사하여 분할성 섬유를 얻는 방법으로서, 예컨대 PVA 계 폴리머와 폴리에스테르계 폴리머를 복합 방사함으로써 분할 가능한 섬유를 얻는 기술이 제안되어 있다 (예컨대, 특허문헌 10 참조). 그러나, 용융 방사가 가능한 PVA 계 폴리머는 물에 대해서 녹기 쉽기 때문에 내수성은 낮고, 또한 내수성 향상을 위한 포르말화 처리도 불가능하다. 따라서, 용융 복합 방사에 의해 PVA 계 피브릴화 섬유를 얻을 수는 없다.

[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 소49-10617호

[특허문헌 2] 일본 공개특허공보 소51-17609호

[특허문헌 3] 일본 공개특허공보 평8-284021호

[특허문헌 4] 일본 공개특허공보 평8-296121호

[특허문헌 5] 일본 공개특허공보 평8-81818호

[특허문헌 6] 일본 공개특허공보 평10-102322호

[특허문헌 7] 일본 공개특허공보 평10-219515호

[특허문헌 8] 일본 공개특허공보 평10-219517호

[특허문헌 9] 일본 공개특허공보 평10-237718호

[특허문헌 10] 일본 공개특허공보 2001-11736호

상기 과제점을 감안하여 본 발명자들은 예의 검토를 거듭한 결과, PVA 계 섬유의 단면 형상을 극단적인 편평형상으로 함으로써, 종래기술과 같이 다른 폴리머를 첨가하지 않고 용이한 피브릴화가 달성되고, 또한 층형 화합물을 첨가함으로써 보다 더 편평한 단면 형상을 갖는 섬유가 얻어지는 것을 발견하였다. 그리고 본 발명의 PVA 계 편평섬유는 내약품성, 친수성, 내후성, 강도 등의 물성을 손상시키지 않고 피브릴화가 가능하다는 특징을 갖는 것을 발견하였다.

도 1 은 본 발명의 PVA 계 섬유의 단면 사진이다.

도 2 는 종래의 PVA 계 섬유의 단면 사진이다.

도 3 은 본 발명의 PVA 계 섬유를 분할 처리한 후의 피브릴화 상태를 나타내는 현미경 사진이다.

도 4 는 본 발명의 섬유의 제조에 사용되는 방사 노즐의 형상을 나타내는 개략도이다.

즉, 본 발명은 섬유의 단면이 편평형상이고, 그 평균 두께 D (㎛) 가 하기 식 (1) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 PVA 계 섬유이다.

0.4 ≤D ≤5 … (1)

그리고, 본 발명은 바람직하게는 평균 두께 D (㎛) 와 섬유 단면의 장변의 길이 L (㎛) 의 관계가 하기 식 (2) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 상기 PVA 계 섬유이다.

10 ≤L/D ≤50 … (2)

또한, 본 발명은 보다 바람직하게는 편평 단면 형상의 한쪽끝 또는 양쪽끝이 분기하고 있는 상기 PVA 계 섬유이고, 더욱 바람직하게는 평균 입자경이 0.01 내지 30 ㎛ 인 층형 화합물을 0.01 내지 30 질량% 함유하는 상기 PVA 계 섬유이다.

또한, 본 발명은 상기 섬유를 적어도 일부로서 함유하는 웹(web)에 30 ㎏/㎠이상의 고압 수류를 적용하거나, 혹은 250 ㎏/㎠ 이상의 자침(刺針) 밀도로 니들 펀칭하여 상기 섬유를 피브릴화하는 것을 특징으로 하는 건식 부직포의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 얻어지는 건식 부직포이다.

또한, 본 발명은 상기 섬유를 주체 섬유의 적어도 일부로서 함유하는 슬러리를 초조(抄造)하여 얻어진 원지에 30 ㎏/㎠ 이상의 고압 수류를 적용하여 상기 섬유를 피브릴화하는 것을 특징으로 하는 습식 물엉킴 부직포의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 얻어지는 습식 부직포이다.

본 발명의 PVA 계 섬유는 섬유에 전단력 등의 힘을 가함으로써 용이하게, 단섬유가 분할하여 내약품성, 친수성, 내후성, 강도 등의 물성을 손상시키지 않고 피브릴화가 가능하고, 상기 피브릴화 섬유를 사용하여 건식 부직포 혹은 습식 부직포를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 피브릴화 섬유로 구성되는 건식 부직포 혹은 습식 부직포는 종래의 피브릴화 섬유로 구성되는 건식 부직포 혹은 습식 부직포에 비교하여 우수한 흡수성능, 와이핑 성능을 갖는다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명에서는, PVA 계 섬유의 섬유 단면이 편평형상일 필요가 있다. PVA 계 섬유의 단면 형상이 종래의 누에고치형 단면이나 둥근 단면인 경우, 분할하기 위해서 전단을 가해도 분할하는 것은 곤란하지만, 가령 분할할 수 있었다 해도 겨우 2 분할 정도로서, 본 발명의 목적으로 하는 피브릴화 섬유를 얻을 수는 없다. 구체적으로는 주사형 전자 현미경으로 측정되는 섬유의 편평 단면의 평균 두께 D (㎛) 가 하기 식 (1) 의 범위를 만족할 필요가 있다.

0.4 ≤D ≤5 … (1)

상기 식 (1) 에 있어서, 섬유의 평균 두께 D 가 5 ㎛ 를 초과하면 분할되기 어려워, 분할할 때 가하는 전단력을 크게 해야 하기 때문에 생산상 어려움이 발생한다. D 의 값이 작으면 작을수록 분할되기 쉽지만, D 의 값이 0.4 ㎛ 보다 작아지면 섬유를 제조하는 공정이나 소면 (carding) 하는 공정에서 이미 분할이 일어나 공정 상태를 악화시킨다. 바람직하게는 0.8 ≤D ≤4.5 이고, 보다 바람직하게는 1.5 ≤D ≤4 이다.

또한, 섬유의 분할성을 향상시키기 위해서는, 편형 단면의 형상이 상기 식 (1) 의 조건에 더하여, 하기 식 (2) 의 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

10 ≤L/D ≤50 … (2)

L/D 의 값이 10 보다 작은 경우, 전단력을 가함으로써 분할은 가능하지만 전단력이 충분히 전해지지 않고, 그 때문에 전단력을 높이거나 전단 시간을 길게 할 필요가 있어 효율적으로 섬유를 피브릴화시키는 점에서는 바람직하지 않다. 한편, L/D 가 50 보다 커지면, 편평 단면은 접혀진 형상이 되기 때문에, 분할시의 전단력이 충분히 전해지지 않고, 섬유의 피브릴화가 불충분할 뿐만 아니라, 접혀진 섬유끼리의 엉킴에 의해, 소면할 때나 습식 초조(抄造)할 때에 분산성이 불량해져, 결과적으로 충분한 품질의 제품을 얻을 수는 없다. 보다 바람직하게는 10 ≤L/D ≤30 이다.

도 1 에 본 발명의 PVA 계 섬유의 섬유 단면 사진을, 또한 도 2 에 종래부터 제조되고 있는 PVA 계 섬유의 섬유 단면 사진을 나타낸다. 도 2 의 종래부터 제조되고 있는 PVA 계 섬유의 단면 형상은 누에고치형이라 칭해짐에 반해서, 본 발명의 PVA 계 섬유의 단면은 구체적으로는 상기 식 (1), (2) 의 조건을 만족하는, 단변의 두께가 매우 얇은 편평형상을 하고 있는 것을 알 수 있다. 나아가서는, 편평 단면 형상의 한쪽끝 또는 양쪽끝이 분기하고 있는 편이 본 발명의 목적으로 하는 부직포를 얻는 면에서 보다 바람직하다. 한편, 섬유 단면 사진은 주사형 전자 현미경으로 촬영함으로써 얻을 수 있다.

본 발명의 PVA 계 섬유의 제조방법으로서는 특별히 제한은 없고, 건식 방사, 습식 방사, 건습식 방사 등을 들 수 있지만, 생산성 및 품질의 면에서 습식 방사가 바람직하게 채용된다. 습식 방사의 방법에는 크게 나누어 두 개의 방법을 들 수 있다. 하나는 PVA 계 수지를 물에 용해시켜 방사 원액으로 한 후, 노즐 구멍에서 응고능을 갖는 염류의 수용액 중으로 토출시켜 섬유화하는 수계 습식 방사법, 또 하나는 PVA 계 수지를 유기 용매 중에 용해시켜 방사 원액으로 한 후, 노즐 구멍에서 고화능을 갖는 유기 용제 중으로 토출시켜 섬유화하는 유기 용제계 습식 방사법이다. 이들의 모든 방법을 사용할 수 있다.

상기 방사법 중, 수계 습식 방사법에 대해서 이하 설명한다. 구체적인 섬유의 제조방법으로서 PVA 계 수지를 물에 용해시켜 이루어지는 원액을 제조한다. 이 때 사용하는 PVA 계 수지의 중합도에 특별히 제한은 없지만, 일반적으로는 중합도 500 내지 4000, 보다 바람직하게는 중합도 1000 내지 2500 의 범위의 것이 사용된다. 중합도가 500 미만에서는 분자쇄의 엉킴이 작고, 연신공정에서 충분한 연신성이 얻어지지 않으며, 결과적으로 섬유 강도나 내수성 등의 물성이 저하한다. 또한, 중합도가 4000 을 초과하면 원액의 점도가 현저하게 상승하기 때문에, 원액 중의 PVA 계 수지의 농도를 저하시킬 필요가 있으므로, 생산성이 저하할 뿐만 아니라 탈수에 의해 체적 수축이 커져 본 발명의 단면 형상을 얻는 것이 곤란해진다.

본 발명에 있어서 사용되는 PVA 계 수지는 특별히 제한은 없고, 예컨대 카르복실산기, 설폰산기, 에틸렌기, 실란기, 실라놀기, 아민기, 암모늄기 등의 어느 하나 또는 두 개 이상 공중합해도 상관없다. 또한, PVA 의 비누화도에 대해서도 특별히 제한은 없고, 비누화도 85 내지 99.9 %, 바람직하게는 96 내지 99.9 % 인 것이 사용된다.

본 발명의 PVA 계 섬유는 상기한 PVA 계 수지와 함께 층형 화합물을 첨가함으로써, 보다 분할성이 양호한 섬유가 얻어진다. 층형 화합물로서는 예컨대, 스멕타이트, 몬모릴로나이트, 운모 등을 들 수 있다. 또한, 이들은 천연품 또는 합성품의 어느 것도 상관없다. 단, 섬유의 방사 원액에 첨가하기 위해서는, 그 평균 입자경은 0.01 내지 30 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 평균 입자경이 30 ㎛ 를 초과하면, 방사 노즐이나 여과 필터가 막힘을 일으켜 정상적인 방사가 불가능하다. 한편, 평균 입자경이 0.01 ㎛ 보다도 작은 경우, 층형 화합물끼리가 응집하여, 결과로서 이차 입자는 수십 ㎛ 이상이 되고, 방사 노즐이나 여과 필터에 막힘을 일으켜 정상적인 방사가 불가능해진다. 보다 바람직하게는 평균 입자경 0.1 내지 10 ㎛ 이다.

또한, 층형 화합물의 섬유에 대한 첨가량은 섬유에 대해서 0.01 내지 30 질량% 첨가하는 것이 바람직하다. 첨가량이 0.01 질량% 보다 적은 경우는 층형 화합물의 첨가에 의한 분할성의 향상 결과는 발견되지 않는다. 반대로, 첨가량이 30 질량% 를 초과하면 방사 노즐의 안정성이 불량해질 뿐만 아니라, 얻어진 섬유의 물성도 현저하게 저하한다. 보다 바람직하게는 0.1 내지 10 질량% 이다.

본 발명의 PVA 계 섬유를 제조할 때에, 방사에서 사용되는 노즐 단구멍의 형상은 도 4 에서 볼 수 있는 바와 같은 슬릿 형상으로 한다. 구체적으로는 장변 180 내지 1000 ㎛, 단변 30 내지 80 ㎛ 의 장방형, 혹은 그 장방형의 장단을 반원형으로 한 것, 혹은 장단을 원형 처리한 소위, 「아령」형상의 것이 사용된다. 얻어지는 섬유의 단면 형상은 반드시 노즐 형상과 일치하지는 않기 때문에, 노즐 단구멍의 장변/단변의 비는 5 내지 50 의 범위가 바람직하고, 이 범위로 함으로써 본 발명이 목적으로 하는 단면 형상의 PVA 계 섬유를 얻을 수 있다.

방사 원액을 상기한 형상의 노즐을 통과시키고, 포화 황산나트륨 수용액 중에 토출시켜 제 1 롤러로 권취하며, 계속해서 물을 함유한 채의 상태에서 3 내지 4 배의 습연신을 실시한다. 이것을 130 ℃ 의 열풍 건조기 중에서 정장 건조를 실시하고, 계속해서 230 ℃ 의 열풍로 중에서 다시 2 내지 3 배의 건열 연신을 실시함으로써 본 발명의 섬유를 얻을 수 있다. 한편, 본 발명의 섬유는 이대로 사용하는 것은 물론, 계속해서 포름알데히드에 의한 포르말화 처리를 실시하여 내수성을 부여해도 상관없다.

이렇게 하여 얻어진 섬유는 이하의 방법에 의해 건식 부직포를 제조할 수 있다.

예컨대, 우선 해당 섬유를 기계 권축하고, 섬유 길이를 2 내지 100 ㎜ 로 컷트하고, 소면하여 웹을 제조한다. 웹 제조시 사용하는 섬유는 해당 섬유 단독일 수도 있지만, 레이온, 폴리노직, 용제방사 셀룰로오스 섬유, 아세테이트, 폴리에스테르, 나일론, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 면 등의 1 종 혹은 2 종 이상을 혼면해도 상관없다. 이렇게 얻어진 웹에 30 ㎏/㎠ 이상의 고압수류를 적용하거나, 혹은 250 개/㎠ 이상의 밀도로 니들 펀칭함으로써, 도 3 의 현미경 사진에 나타낸 바와 같이 본 발명의 PVA 계 섬유가 분할하여 피브릴화된 건식 부직포를 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 건식 부직포를 다시 이차 가공해도 상관없다.

한편, 해당 섬유를 섬유 길이 2 내지 20 ㎜ 로 컷트하고, 바인더 섬유와 함께 습식 초조(抄造)함으로써 습식 부직포를 얻을 수 있다. 이 때, 상기 건식 부직포의 제조의 경우와 마찬가지로, 다른 종류의 섬유를 혼초해도 상관없다. 이렇게 본 발명의 섬유를 적어도 일부로서 함유하는 슬러리를 초조(抄造)하여 얻어진 원지에, 30 ㎏/㎠ 이상의 고압 수류를 적용함으로써 도 3 의 현미경 사진에 나타낸 바와 같이 본 발명의 PVA 계 섬유가 분할하여 피브릴화된 습식 부직포를 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 습식 부직포를 다시 이차 가공해도 상관없다.

나아가서는, 본 발명의 섬유를 나이아가라 비터, 리파이너, 펄퍼 등의 고해기로 고해시킨 것을 포함하는 슬러리를 초조(抄造)함으로써, 피브릴화한 PVA 계 섬유를 포함하는 습식 부직포나, 또는 시멘트 슬러리와 함께 초조(抄造)함으로써, 습식 초조(抄造) 슬레이트판을 제조하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명의 섬유를플라스틱이나 고무 등과 함께 혼련함으로써, 피브릴화한 PVA 계 섬유에 의해 보강된 플라스틱 또는 고무제품을 얻는 것도 가능하다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 한편, 본 발명의 실시예에 있어서, PVA 수지의 중합도, PVA 섬유 단면의 평균 두께 (D), 섬유의 단면적 (S), 섬유 단면의 장변의 길이 (L), PVA 섬유의 피브릴성 및 PVA 섬유를 사용하여 제조한 부직포의 친수성, 내약품성, 닦임성은 이하의 측정방법에 의해 측정된 것을 나타낸다.

[PVA 수지의 중합도]

PVA 계 폴리머를 1 내지 10 g/l 의 농도 (Cv) 가 되도록 열수로 용해하여 얻어진 용액의 상대 점도 (η_rel) 를 JIS K6726 시험법에 준거하여 30 ℃ 에서 측정하고, 하기 (I) 식에서 극한 점도 [η] 를 구하며, 다시 (II) 식에서 중합도 (PA) 를 산출한다.

[η] = 2.303 log(η_rel)/Cv … (I)

PA = ([η] ×104/8.29) ×1.613 … (II)

[PVA 섬유 단면의 평균 두께 D ㎛, 섬유의 단면적 S μ㎡, 섬유 단면의 장변의 길이 L ㎛]

주사형 전자 현미경 [(주) 히타치세이사쿠쇼 제조] 로 측정하여 구하였다.

[PVA 섬유의 피브릴성]

병렬 소면에 의해 단위면적당 중량 60 g/㎡ 의 부직포를 제조하고, 수압 90kgf/㎠ 로 수류 엉킴 처리한 후의 부직포 중에서의 피브릴의 유무를 주사형 전자 현미경 [(주) 히타치세이사쿠쇼] 으로 확인하며, 하나의 섬유로부터 두 개 이상이 분할되고 있는 경우를 양호로 평가하였다.

[부직포의 친수성]

JIS P8141 기재의 크렘(Klemm-type)법에 의한 흡수 시험 방법에 준거하여 측정하고 평가한다.

[부직포의 내약품성]

부직포 10 g 을 칭량하고 60 ℃ 로 가열한 0.5 mol/l 의 수산화나트륨 수용액 1 ℓ중에 8 시간 침지한다. 그 후, 물로 충분히 세정을 실시하고, 105 ℃ 의 열풍 건조기 중에서 4 시간 건조를 실시하며, 절건질량 a (g) 을 측정하고, 하기 식으로 용출량을 측정하여 내약품성의 지표로 하였다.

용출량 (%) = (1-a/10) ×100

[부직포의 닦임성]

부직포를 5 ㎝ ×5 ㎝ 로 컷트하고, 이 부직포 상에 200 g 의 추를 올려 투명한 아크릴판 상에 먹물을 0.15 ㎖ 적하한 것을 닦아낸다. 먹물을 적하하기 전의 아크릴판의 투과율 A, 먹물 닦아낸 후의 아크릴판의 투과율 B 를 색차계 (니혼덴쇼쿠 공업 주식회사 제조「Z-300A」) 로 측정하여 하기 식에서 먹물 잔류성을 구한다. 먹물 잔류성은 투과율 A 와 투과율 B 의 차가 작을수록 양호하다.

먹물 잔류성 (%) = A-B

A : 먹물을 적하하기 전의 아크릴판의 투과율 (%)

B : 먹물을 닦아낸 후의 아크릴판의 투과율 (%)

[실시예 1]

(1) 평균 중합도 1700, 비누화도 99.9 몰% 인 PVA 수지 15 질량%, 붕산 0.3 질량% 의 수용액으로 이루어지는 방사 원액을 구멍 수 4000, 세로 30 ㎛ ×가로 450 ㎛ 의 장방형의 슬릿형 방사 구금에서 pH 12 이상으로 조제한 포화 황산나트륨으로 이루어지는 응고욕 중에 토출시키고, 제 1 롤러로 권취한 후, 4 배의 습연신을 실시한 후, 130 ℃ 에서 건조를 실시하였다. 계속해서, 230 ℃ 에서 3 배의 건열 연식을 실시하고, 단일섬유 섬도 1.5 dtex 의 표 1 에 나타낸 바와 같은 편평형상 (D, L/D) 의 PVA 섬유를 얻었다. 얻어진 편평형 PVA 섬유를 포름알데히드 5 질량%, 황산 10 질량% 로 이루어지는 수용액 중에서 60 분간 아세탈화 처리를 실시하였다.

(2) 상기 (1) 에서 얻은 PVA 섬유를 기계적으로 권축을 부여하고, 51 ㎜ 로 컷트하며, 얻어진 원면을 소면하여 웹을 제조하였다. 이 웹을 수압 60 ㎏/㎠ 로 이루어지는 수류 엉킴 장치에 의해 단위면적당 중량 90 g/㎡ 의 건식 부직포를 제조하였다. 얻어진 부직포는 도 3 의 현미경 사진에 나타내는 바와 같이 수류 엉킴 처리 후는 PVA 섬유의 피브릴성이 양호하고, 또한 표 1 에 나타낸 바와 같이 부직포의 친수성, 내약품성, 닦임성에 있어서도 모두 양호하였다.

[실시예 2]

(1) 평균 중합도 1700, 비누화도 99.9 몰% 인 PVA 수지 15 질량% 수용액으로 이루어지는 방사 원액을 구멍 수 4000, 세로 30 ㎛ ×가로 600 ㎛ 의 장방형의 슬릿형 방사 구금에서 포화 황산나트륨으로 이루어지는 응고욕 중에 토출시키고, 제 1 롤러로 권취한 후, 4 배의 습연신을 실시한 후, 130 ℃ 에서 건조를 실시하였다. 계속해서, 230 ℃ 에서 2 배의 건열 연식을 실시하고, 단일섬유 섬도 2.0 dtex 의 표 1 에 나타낸 바와 같은 편평형상 (D, L/D) 의 PVA 섬유를 얻었다. 얻어진 편평형 PVA 섬유를 실시예 1 과 동일 조건으로 아세탈화 처리를 실시하였다.

(2) 상기 (1) 에서 얻은 PVA 섬유를 10 ㎜ 로 컷트하고, 해당 섬유를 90 질량부, (주) 쿠라레 제조 비닐론 바인더 섬유 「VPW101」을 10 질량부 혼합하여 습식 초조(抄造)를 실시하였다. 얻어진 시트를 수압 60 ㎏/㎠ 로 이루어지는 수류 엉킴 장치에 의해 단위면적당 중량 90 g/㎡ 의 습식 부직포를 제조하였다. 얻어진 부직포는 도 3 의 현미경 사진에 나타내는 바와 같이 수류 엉킴 처리 후는 PVA 섬유의 피브릴성이 양호하고, 또한 표 1 에 나타낸 바와 같이 부직포의 친수성, 내약품성, 닦임성에 있어서도 모두 양호하였다.

[실시예 3]

(1) 평균 중합도 1700, 비누화도 99.9 몰% 인 PVA 수지 15 질량% 및 층형 화합물 (코프 케미컬 사 제조 합성 운모 「SIME-88」) 0.8 질량% 의 수용액으로 이루어지는 방사 원액을 구멍 수 4000, 세로 30 ㎛ ×가로 150 ㎛ 의 장방형의 슬릿형 방사 구금에서 포화 황산나트륨으로 이루어지는 응고욕 중에 토출시키고, 제 1 롤러로 권취한 후, 4 배의 습연신을 실시한 후, 130 ℃ 에서 건조를 실시하였다. 계속해서, 230 ℃ 에서 2 배의 건열 연신을 실시하고, 단일섬유 섬도 2.0 dtex 의 표 1 에 나타낸 바와 같은 편평형상 (D, L/D) 의 PVA 섬유를 얻었다. 얻어진편평형 PVA 섬유를 실시예 1 과 동일 조건으로 아세탈화 처리를 실시하였다.

(2) 상기 (1) 에서 얻은 PVA 섬유를 사용하여 실시예 1 과 동일 방법으로 건식 부직포를 제조하였다. 얻어진 부직포는 도 3 의 현미경 사진에 나타낸 바와 같이 수류 엉킴 처리 후는 PVA 섬유의 피브릴성이 양호하고, 또한 표 1 에 나타낸 바와 같이 부직포의 친수성, 내약품성, 닦임성에 있어서도 모두 양호하였다.

[비교예 1]

(1) 평균 중합도 1700, 비누화도 99.9 몰% 인 PVA 수지 15 질량%의 수용액으로 이루어지는 방사 원액을 구멍 수 4000, 세로 30 ㎛ ×가로 120 ㎛ 의 장방형의 슬릿형 방사 구금에서 포화 황산나트륨으로 이루어지는 응고욕 중에 토출시키고, 제 1 롤러로 권취한 후, 4 배의 습연신을 실시한 후, 130 ℃ 에서 건조를 실시하였다. 계속해서, 230 ℃ 에서 2 배의 건열 연신을 실시하고, 단일섬유 섬도 2.0 dtex 의 표 1 에 나타낸 바와 같은 편평형상 (D, L/D) 의 PVA 섬유를 얻었다. 얻어진 편평형 PVA 섬유를 실시예 1 과 동일 조건으로 아세탈화 처리를 실시하였다.

(2) 상기 (1) 에서 얻은 PVA 섬유를 사용하여 실시예 1 과 동일 방법으로 건식 부직포를 제조하였다. 표 1 에 나타낸 바와 같이 이 PVA 섬유는 편평형상 (L/D) 이 본 발명의 조건을 만족하지 않기 때문에, 수류 엉킴 처리 후에도 피브릴성이 불충분하였다. 또한, 얻어진 부직포의 친수성, 내약품성은 양호하였지만, 닦임성은 불량이었다.

[비교예 2]

(1) 평균 중합도 1700, 비누화도 99.9 몰% 인 PVA 수지 15 질량%의 수용액으로 이루어지는 방사 원액을 구멍 직경 60 ㎛, 구멍 수 4000 의 방사 구금에서 포화 황산나트륨으로 이루어지는 응고욕 중에 토출시키고, 제 1 롤러로 권취한 후, 4 배의 습연신을 실시한 후, 130 ℃ 에서 건조를 실시하였다. 계속해서, 230 ℃ 에서 2 배의 건열 연신을 실시하고, 단일섬유 섬도 0.5 dtex 의 누에고치형상의 PVA 섬유를 얻었다. 얻어진 누에고치형상 PVA 섬유를 실시예 1 과 동일 조건으로 아세탈화 처리를 실시하였다.

(2) 상기 (1) 에서 얻은 PVA 섬유를 사용하여 실시예 1 과 동일 방법으로 건식 부직포를 제조하였다. 표 1 에 나타낸 바와 같이 이 PVA 섬유는 누에고치형상이기 때문에, 수류 엉킴 처리 후에도 피브릴성이 불충분하였다. 또한, 얻어진 부직포의 친수성, 내약품성은 양호하였지만, 비교예 1 과 동일하게 닦임성은 불량이었다.

[비교예 3]

(1) 아세트산비닐을 5 몰% 공중합한 중합도 1000 의 폴리아크릴로니트릴 수지 8 질량%, 중합도 1700, 비누화도 99.9 몰% 인 PVA 수지 12 질량% 로 이루어지는 DMS0 (디메틸설폭시드) 용액을 구멍 직경 80 ㎛, 구멍 수 10000 의 방사 구금에서 메탄올/DMSO 가 7/3 (질량비) 인 조성으로 5 ℃ 의 고화욕에 토출시키고, 제 1 롤러로 권취하며, 3 배의 습연신을 가하면서 20 ℃ 의 메탄올 중에서 DMSO 를 잔류분 0.1 질량% 까지 추출하고, 150 ℃ 에서 건조를 실시하였다. 계속해서, 230 ℃ 에서 5 배의 건열 연신을 실시하고, 단일섬유 섬도 2 dtex 의 단면 형상이 둥근 단면인 PVA 섬유를 얻었다.

(2) 상기 (1) 에서 얻은 PVA 섬유를 사용하여 실시예 1 과 동일 방법으로 건식 부직포를 제조하였다. 표 1 에 나타낸 바와 같이 이 PVA 섬유는 피브릴성은 양호하였지만, 얻어진 부직포의 친수성, 내약품성, 닦임성은 본 발명의 편평형상 PVA 섬유를 사용한 경우 (실시예 1 내지 3) 에 비교하여 성능이 떨어지는 것이었다.

	단면 형상	D (㎛)	L/D	피브릴성
				현미경관찰
실시예 1	편평	3	15	양호
실시예 2	편평	3	21	양호
실시예 3	편평	3	25	양호
비교예 1	편평	3	4	불량
비교예 2	누에고치	-	-	불량
비교예 3	환형	-	-	양호

	친수성	내약품성	닦임성
	흡수 속도(mm/5분)	판정	용출량(%)	판정	닦음 후잔류율 (%)	판정
실시예 1	124	양호	〈1	양호	4.0	양호
실시예 2	128	양호	〈1	양호	3.1	양호
실시예 3	123	양호	〈1	양호	5.0	양호
비교예 1	125	양호	〈1	양호	14.8	불량
비교예 2	111	양호	〈1	양호	15.1	불량
비교예 3	98	불량	19	불량	9.8	불량

본 발명의 PVA 계 섬유는 섬유에 전단 등의 힘을 가함으로써 보다 용이하게 단섬유가 분할하여 내약품성, 친수성, 내후성, 강도 등의 물성을 손상시키지 않고 피브릴화가 가능하고, 상기 피브릴화 섬유를 사용하여 건식 부직포 혹은 습식 부직포를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 피브릴화 섬유로 구성되는 건식 부직포 혹은 습식 부직포는 종래의 피브릴화 섬유로 구성되는 건식 부직포 혹은 습식 부직포에 비교하여 우수한 흡수성능, 와이핑 성능을 갖는다. 또한, 본 발명의 피브릴화한 PVA 계 섬유를 시멘트 슬러리와 함께 초조(抄造)함으로써, 습식 초조(抄造) 슬레이트판을 제조하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명의 섬유를 플라스틱이나 고무 등과 함께 혼련함으로써, 피브릴화한 PVA 계 섬유에 의해 보강된 플라스틱 또는 고무 제품을 얻는 것도 가능하다.

Claims

섬유의 단면이 편평형상이고, 그 평균 두께 D (㎛) 가 하기 식 (1) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올계 섬유.

0.4 ≤D ≤5 … (1)

(단, D = S/L 이고, S 는 섬유의 단면적 (μ㎡) 을 나타내며, L 은 섬유 단면의 장변의 길이 (㎛) 를 나타냄)
제 1 항에 있어서, 평균 두께 D (㎛) 와 섬유 단면의 장변의 길이 L (㎛) 의 관계가 하기 식 (2) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올계 섬유.

10 ≤L/D ≤50 … (2)
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 편평 단면 형상의 한쪽끝 또는 양쪽끝이 분기하고 있는 상기 폴리비닐알코올계 섬유.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 평균 입자경이 0.01 내지 30 ㎛ 인 층형 화합물을 0.01 내지 30 질량% 함유하는 폴리비닐알코올계 섬유.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 섬유를 적어도 일부로서 함유하는 웹(web)에 30 ㎏/㎠ 이상의 고압 수류를 적용하거나, 혹은 250 ㎏/㎠ 이상의자침(刺針) 밀도로 니들 펀칭하여 상기 섬유를 피브릴화하는 것을 특징으로 하는 건식 부직포의 제조방법.
제 5 항에 기재된 방법에 의해 얻어지는 건식 부직포.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 섬유를 주체 섬유의 적어도 일부로서 함유하는 슬러리를 초조(抄造)하여 얻어진 원지에 30 ㎏/㎠ 이상의 고압 수류를 적용하여 상기 섬유를 피브릴화하는 것을 특징으로 하는 습식 물엉킴 부직포의 제조방법.
제 7 항의 방법에 의해 얻어지는 습식 부직포.