KR20050109964A

KR20050109964A - 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트

Info

Publication number: KR20050109964A
Application number: KR1020057016492A
Authority: KR
Inventors: 아키히로 스즈끼
Original assignee: 가부시끼가이샤 야마나시 티엘오
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2005-11-22
Also published as: CN1802460B; KR101096124B1; WO2004085723B1; EP1602759B1; US20060182960A1; JPWO2004085723A1; WO2004085723A1; EP1602759A1; CN1802460A; JP4081554B2; US7794220B2; EP1602759A4

Abstract

본 발명은 중공 필라멘트, 광학용 필라멘트, 컨쥬게이트 필라멘트 등의 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 고정밀도ㆍ고레벨의 특수한 장치를 필요로 하지 않고서 간편한 수단으로 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 연속하여 안정적으로 제조 가능하게 하는 것에 있으며, 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 송출 수단에 의해 송출된 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 적외선 광속으로 가열되고, 그 가열된 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 자중에 의해 부여되는 장력 또는 1 MPa 이하의 장력에 의해 100배 이상으로 연신되는 것을 특징으로 한다.

Description

연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트{ORIENTED SHEATH CORE TYPE FILAMENT}

본 발명은 연신된 코어ㆍ클래드형(core-clad) 필라멘트의 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것으로서, 특히 간편한 이들 연신 수단에 의해 얻어지는 100배 이상의 고배율로 연신된 극세 중공 필라멘트, 극세 광학용 필라멘트, 극세 컨쥬게이트 필라멘트 등의 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 관한 것이다.

극세 필라멘트는 인공 피혁이나 와이핑 클로스(wiping cloth), 필터 등의 각종 용도로 사용되고 있다. 그러나, 고도로 분자 배향된 필라멘트로 섬유 직경이 5마이크로미터 이하와 같은 고도의 품질을 갖춘 극세 필라멘트의 제조에는, 해도 구조(sea-island structure) 방사(예컨대, 특허 공개 평7-258940호)나 분할 섬유(예컨대, 특허 공개 2002-220740호)에 의한 방사와 같은 특수하고 복잡한 방사법이 이용되므로, 코스트도 비싸고, 범용 섬유에 이용하여 간편하게 연신할 수 있을 정도에는 도달하여 있지 않았다.

고강도, 고탄성율 섬유를 얻기 위한 섬유의 연신 수단으로서, 본 발명자들에 의한 존(zone) 연신법이 있지만(특허공개 소60-24852호), 존 연신에 의해 가는 필라멘트를 안정적으로 생산하기 위해서는, 추가적인 요건을 필요로 한다.

또한, 섬유 분야에 있어서의 극세화의 요청은 보다 고기능, 고성능을 갖는 섬유에까지 이르고 있다. 그러나, 종래의 극세 섬유를 얻는 수단에서는, 장치가 더욱 복잡ㆍ치밀하게 됨으로써, 고비용으로 되고, 또한 안정적인 운전에 의해 제조하는 것이 곤란하며, 또한 고기능 섬유는 다품종 소량 생산되는 경우가 많기 때문에, 종래의 극세 섬유의 제조법은 고기능 섬유의 제조에는 적합하지 않아 보다 간편하게 고품질 고기능 섬유를 제조할 수 있는 수단이 요구되고 있었다. 그래서, 고기능 섬유의 대표적인 존재인 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 극세 필라멘트에 있어서도, 간편한 수단이 요구되고 있었다.

한편, 본 발명은 적외선 가열에 의한 필라멘트의 연신 기술에 관한 것이지만, 이들에 관한 기술은 종래부터 다양하게 행해지고 있었다(예컨대, 특허 공개 2003-166115, 국제 공개 제00/73556호 팜플렛, 스즈키 아키히로, 외 1명의 「Journal of Applied Polymer Science」, vol. 83, p.1711-1716, 2002년, 스즈키 아키히로, 외 1명의 고분자학회 예비 요약 원고집, 고분자학회 2001년5월7일, 50권4호, p.787, 스즈키 아키히로, 외 1명의 「Journal of Applied Polymer Science」, vol. 88, p. 3279-3283, 2003년, 스즈키 아키히로, 외 1명의 「Journal of Applied Polymer Science」, vol. 90, p. 1955-1958, 2003년). 본 발명은 이들 기술을 더욱 개량하여 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 유효하게 적응할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 본 발명의 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 제조하기 위한 배치법에 있어서의 프로세스의 개념도를 도시한다.

도 2는 본 발명의 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 제조하기 위한 연속법에 있어서의 프로세스의 개념도를 도시한다.

도 3A는 본 발명의 원코어ㆍ클래드형 필라멘트에 적외선 광속을 복수 지점으로부터 조사하기 위한 거울의 배치예를 평면도로 도시한다.

도 3B는 본 발명의 원코어ㆍ클래드형 필라멘트에 적외선 광속을 복수 지점으로부터 조사하기 위한 거울의 배치예를 측면도로 도시한다.

도 4는 본 발명의 원필라멘트에 적외선 광속을 복수 지점으로부터 조사하는 다른 예로서, 복수의 광원을 갖는 경우를 평면도로 도시한다.

도 5는 본 발명의 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 복수 가닥 재연신하는 경우의 프로세스의 개념도를 도시한다.

도 6은 본 발명에 사용되는 각종 송풍관을 개념도로 도시한다.

도 7은 본 발명의 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트로 이루어지는 부직포를 제조하기 위한 프로세스의 개념도를 도시한다.

도 8은 본 발명에 있어서의 중공 필라멘트를 연신함으로 인한 필라멘트의 외경과 내경의 변화를 나타내는 실험 결과의 도표를 도시한다.

도 9는 본 발명의 연신된 중공 필라멘트의 주사형전자현미경 사진(1000배)을 도시한다.

도 10A는 본 발명에 있어서의 연신된 중공 필라멘트의 편광현미경 사진으로서, 연신 개시부의 사진(100배)을 도시한다.

도 10B는 본 발명에 있어서의 연신된 중공 필라멘트의 편광현미경 사진으로서, 연신된 필라멘트의 사진(100배)을 도시한다.

본 발명은 상기 종래 기술을 더욱 발전시킨 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 고정밀도ㆍ고레벨의 특수한 장치를 필요로 하지 않고서 간편한 수단으로 용이하게 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 얻는 것에 있다. 또 다른 목적은, 중공 필라멘트, 광학용 필라멘트, 컨쥬게이트 필라멘트 등의 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 고품질로서 필라멘트 직경이 가늘게 안정적으로 제조할 수 있게 하는 것에 있다. 또 다른 목적은, 연신된 극세 중공 필라멘트나 연신된 극세 광학용 필라멘트 등의 연신된 부분과, 미연신된 원(原)필라멘트가 일체적으로 연결되어 있는 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 제공하는 것에 있다. 또 다른 목적은, 극세 중공 필라멘트나 극세 컨쥬게이트 필라멘트 등의 코어ㆍ클래드형 필라멘트로 이루어지는 장섬유 부직포를 제조 가능하게 하는 것에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서 이루어진 것으로서, 그 제조 방법으로서의 특징은 다음과 같다. 본 발명은, 원(原)코어ㆍ클래드형 필라멘트가 10 MPa 이하의 장력을 부여받고, 적외선 광속으로 가열됨으로써, 100배 이상의 연신 배율로 연신되는, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 장력이 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 자중에 의해 부여되는 장력인, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 적외선 광속이 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 중심에서 그 필라멘트의 축방향으로 상하 4 mm 이내로 조사되고, 또한 적어도 2방향 이상으로부터의 조사인, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 적외선 광속이 레이저인, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 송풍관에 의해 이송되어, 상기 적외선 광속으로 유도되는, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 적외선 광속으로 가열되기 전에 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 위치를 규제하는 안내구가 마련되어 있는, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 연신 과정에서, 적외선 조사가 정지되고, 연신된 필라멘트에 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 접속된 상태의 제품이 추출됨으로써 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 접속되어 있는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 얻는, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 그 뒤에 마련된 가열 존에 의해 열처리되는, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 더욱 연신되는, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 복수 가닥이 동시에 공급되어 더욱 연신되고, 일체적으로 권취되는, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 주행하는 컨베이어 위에 집적되는, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트로 이루어지는 부직포의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 상기 원필라멘트가 자중에 의해 부여되는 장력에 의해 연신되고. 그 후, 소정의 픽업 속도로 연신되어 가는, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 연신 개시 방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 상기한 목적을 달성하기 위해서 이루어진 것으로서,그 제조 장치로서의 특징은 다음과 같다. 본 발명은, 코어ㆍ클래드형 필라멘트로 이루어지는 원필라멘트의 송출 수단과, 송출된 원필라멘트에 대하여 복수 지점으로부터 적외선 광속이 조사됨으로써, 원필라멘트의 중심에서 상기 원필라멘트의 축방향으로 상하 4 mm 이내로 가열되도록 구성되어 있는 적외선 가열 장치와, 그 가열된 원필라멘트가 10 MPa 이하의 장력이 부여됨으로써 100배 이상으로 연신되도록 제어하는 수단을 갖는, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 적외선 광속이 레이저 발진 장치에 의해 방사되는 레이저인, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 적외선 광속의 복수 지점으로부터의 방사 수단이 일방향으로부터 조사되는 광속을 거울을 이용하여 반사된 것인, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 적외선 광속의 복수 지점으로부터의 방사 수단이 복수의 적외선 광속 방사 장치로부터의 광속인, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 레이저광의 파워 밀도가 10 W/cm² 이상의 탄산 가스 레이저인, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 상기 적외선 광속으로 가열되기 전에 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 위치를 규제하는 안내구가 마련되어 있는, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 안내구가 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 안내 위치를 미세 조정할 수 있는 위치 제어 장치를 갖는, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 상기 적외선 광속으로 가열되기 전에, 송풍관이 마련되어 있고, 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 상기 송풍관에 의해 이송되어 오도록 구성되어 있는, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해서 이루어진 것으로서, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트로서의 특징은 다음과 같다. 본 발명은, 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 클래드만으로 이루어지고, 내부가 기체인 중공 필라멘트이며, 연신된 중공 필라멘트의 외경이 10 μm 이하인, 연신된 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 분할 섬유용 중공 필라멘트이며, 연신된 그 중공 필라멘트의 종방향으로 다수의 크랙을 갖는, 연신된 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 그 연신된 필라멘트의 벽에 다수의 미세한 구멍을 갖는 미세 다공막 중공 필라멘트인, 연신된 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 코어 성분의 광선 투과율이 85% 이상인 폴리머로 이루어지고, 필라멘트 직경이 30 μm 이하의 광학용 필라멘트인, 연신된 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 코어 성분이 석영계 유리 또는 플루오르화물 유리이고, 필라멘트 직경이 10 μm 이하의 광학용필라멘트인, 연신된 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 컨쥬게이트 필라멘트이고, 그 컨쥬게이트 필라멘트의 클래드 성분이 접착성 폴리머로 이루어지는, 연신된 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 원(原)코어ㆍ클래드형 필라멘트와 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 접속되어 있는 광학용 필라멘트인 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트와 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 접속되어 있는 중공 필라멘트인 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 관한 것이다.

본 발명은 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 관한 것이다. 필라멘트는 실질적으로 연속된 길이를 갖는 섬유로서, 짧은 길이(수밀리미터 내지 수센티미터)로 이루어지는 단섬유와는 구별된다. 코어ㆍ클래드형이란, 필라멘트의 단면에 있어서의 표피 부분과 내측의 코어가 되는 부분에서 적극적으로 구조가 상이하게 이루어진 필라멘트를 말한다. 적극적이란, 균일한 시스템으로부터 방사된 필라멘트가 방사나 연신 단계에서 발생하는 스킨 구조 등은 포함하고 있지 않다는 것을 의미한다.

본 발명에 있어서의 중공 필라멘트는 클래드로만 형성되어 있고, 코어는 기체로 이루어지는 것이지만, 본 발명의 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 포함될 수 있다. 또한, 연근(蓮根)형이라고 불리는 내부에 복수의 중공부를 갖는 경우도, 본 발명의 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 포함한다.

본 발명의 중공 필라멘트는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리비닐알콜 등의 의료용 섬유로서 사용되는 폴리머로 이루어지고, 경량, 단열, 보온을 목적으로서 종래부터 사용되어 온 것이지만, 본 발명에 의해 간편히 극세 필라멘트로 됨으로써, 더욱 의료의 옷감이 조밀화되고, 광택이 증가하며, 인쇄성도 향상되고, 방수성도 발현할 수 있는 등, 성능이 향상되고, 고급화, 고품질화되게 된다. 또한, 중공 필라멘트의 다른 예로서, 분할 섬유를 제조하기 위한 슬릿을 다수 갖는 중공사도 포함된다. 본 발명에 의해 간편히 극세 필라멘트로 됨으로써, 연신후 분할되어 보다 미세하고 복잡한 단면을 갖는 섬유를 제조할 수 있기 때문이다. 또한 본 발명에는, 중공사막(미세 다공막 중공 섬유)이라고 불리는 벽에 작은(수십 옹스트롱 내지 수마이크로미터) 구멍을 다수 갖는 중공 필라멘트(미세 다공 중공 필라멘트)도 포함된다. 미세 다공 중공 필라멘트는 본 발명에 의해 연신됨으로써 간편하게 극세 필라멘트로 되고, 더욱 연신됨으로써 막의 두께가 얇아지며, 분리 효율이 높아지고, 또한, 연신에 의해 구멍의 형상이 가늘고 길게 되어, 보다 구멍이 미세하게 되고, 더욱 섬세한 분리가 가능하게 되며, 기체 분리막 등으로서 성능이 향상된다.

광학용 필라멘트는 광선 투과성이 높은 재질로 이루어지는 코어와, 그 코어보다도 굴절율이 작은 재질로 이루어지는 클래드로 이루어지고, 코어ㆍ클래드 구조의 필라멘트이다. 광학용 필라멘트에는 유기계와 무기계가 있지만, 본 발명은 이들 모두를 포함한다. 본 발명의 광학용 필라멘트는 광선 투과율이 85% 이상. 바람직하게는 88% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 92% 이상이다. 클래드 성분은 코어 성분보다 광선 투과율이 작은 것이 사용된다. 또, 이 광선 투과율은 200 μm를 포함하는 가시광 영역에서 측정된다.

본 발명의 광학용 필라멘트는 광을 필라멘트 내부에 투과시키기 위한 가늘고 긴 선으로서, 통상, 광 파이버나 광 도파로라고도 불리운다. 광학용 필라멘트는 통상, 광 투과성이 높은 재질로 이루어지는 코어와, 그 코어보다도 굴절율이 작은 재질로 이루어지는 클래드로 이루어지는 코어ㆍ클래드 구조의 필라멘트이다. 또한, 코어ㆍ클래드 구조에서는, 코어와 클래드가 명확히 분리되어 있고, 광이 코어와 클래드의 계면에서 반사되면서 진행하는 스텝 인덱스 타입과, 필라멘트의 중심부가 가장 굴절율이 높고, 주변부로 갈수록 점점 굴절율이 낮아지며, 그 때문에 밖으로 나오고자 광은 중앙부에 모이면서 진행하는 그레이디드 인덱스 타입과, 코어의 심부(芯部)의 직경을 10 μm이거나 혹은 그 이하로 함으로써, 심부를 중심으로 광이 진행하는 싱글 모드 타입 등이 있다. 본 발명은 직경이 큰 필라멘트로부터 직경이 가는 필라멘트를 용이하게 제조할 수 있기 때문에, 스텝 인덱스 타입의 필라멘트로부터 싱글 모드 타입의 필라멘트를 제조하는 데 특히 적합하다. 본 발명의 연신된 광학용 필라멘트는 연신되어 극세화됨으로써, 이미지 센서 등에 있어서, 1점 1점의 해상도가 좋게 되고, 또한, 섬유 다발이 더욱 플렉시블하게 되며, 더욱이, 섬유 다발이 얇은 플랫으로 되어, 장치를 컴팩트하게 할 수 있게 된다.

본 발명의 연신된 광학용 필라멘트의 코어 성분은 폴리메타크릴산메틸, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리트리메틸펜탄으로부터 선택된 폴리머 중 일종을 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 이들 폴리머는 광선 투과성이 좋고, 굴절율이 높기 때문이다. 주성분이란, 50%(중량퍼센트, 이하, 동일)를 초과하는 성분, 바람직하게는 70% 이상, 가장 바람직하게는 90% 이상이 이들 폴리머로 이루어지는 것을 말한다. 또한, 이들 폴리머를 다른 화학종으로 변성된 것도 사용할 수 있다. 또한, 광학용 필라멘트의 클래드 성분이 불소 함유 폴리머인 것을 특징으로 한다. 불소계 폴리머는 굴절율이 낮기 때문에, 광학용 필라멘트의 클래드 성분으로서 상당히 유효하다. 불소 함유 폴리머란, 폴리머 속에 불소 원자를 적어도 2% 이상, 바람직하게는 5% 이상 함유하는 것을 말한다.

또한 본 발명의 유기계의 광학 필라멘트에서는, 필라멘트 직경이 30 μm 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20 μm 이하, 10 μm 이하가 가장 바람직하다. 종래, 이와 같이 필라멘트 직경이 작은 유기계 광학 필라멘트는 제조하기 곤란하였지만, 본 발명에 의해 간편하게 제조할 수 있고, 더구나, 직경이 큰 원필라멘트와 접속되어 있는 필라멘트도 제조할 수 있다는 것에 특징이 있다.

본 발명의 무기계 광학 필라멘트로서, 코어 성분이 석영 유리 또는 플루오르화물 유리인 것을 특징으로 한다. 원거리 통신에서는 석영 유리가 바람직하고, 고성능 분야에는 플루오르화물 유리가 더 바람직하다.

본 발명에는, 컨쥬게이트 방사 다이스로부터 방사된 각종 컨쥬게이트 필라멘트도 포함된다. 컨쥬게이트 필라멘트란, 복합 필라멘트(또는, 복합 섬유)라고도 불리운다. 본 발명의 컨쥬게이트 필라멘트의 예로서, 코어가 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론, 폴리프로필렌등의 강도 멤버로 이루어지는 폴리머이고, 클래드가 변성폴리에스테르나 변성폴리아미드, 또는 변성폴리올레핀 등과 같이 코어층보다 융점이 낮은 폴리머로 이루어지는 접착제층이며, 접착성을 갖는 필라멘트가 있다. 또한, 컨쥬게이트 필라멘트의 다른 예로서, 코어가 상기 강도 멤버로 이루어지는 폴리머이고, 클래드가 폴리아미드나 폴리비닐알콜계 등의 흡습성을 갖는 층으로 이루어지는 흡습성 필라멘트도 있다. 또한, 컨쥬게이트 필라멘트는 코어의 위치를 단면의 중심으로부터 편재시켜, 연신후에 수축시킴으로써, 권축(捲縮)을 발생시키는 필라멘트로서도 사용된다. 이들 컨쥬게이트 필라멘트는 종래로부터 사용되어 온 것이지만, 본 발명에 의해 간편하게 극세 필라멘트로 됨으로써, 더욱 성능이 향상되고, 고급화, 고품질화되게 된다.

본 발명은, 원(原)코어ㆍ클래드형 필라멘트를 연신하는 수단을 제공하는 것이다. 본 발명에 있어서의 원코어ㆍ클래드형 필라멘트란, 이미 코어ㆍ클래드형 필라멘트로서 제조되어 보빈 등에 권취된 것이어도 좋고, 방사 과정에 있어서 용융 또는 용해 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 냉각이나 응고에 의해 코어ㆍ클래드형 필라멘트로 된 것을, 방사 과정에 뒤이어서 사용됨으로써 본 발명의 연신 수단의 원료로 되는 코어ㆍ클래드형 필라멘트로서 사용하여도 좋다.

본 발명의 원코어ㆍ클래드형 필라멘트는 적외선 가열 수단(레이저를 포함함)에 의해 조사되는 적외선 광속에 의해 연신 적온(適溫)으로 가열된다. 적외선은 원코어ㆍ클래드형 필라멘트를 가열하지만, 연신 적온으로 가열되는 범위가 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 중심에서 그 필라멘트의 축방향으로 상하 4 mm 이내인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3 mm 이하, 가장 바람직하게는 2 mm 이하로 가열된다. 본 발명은 좁은 영역에서 급격히 연신함으로써, 고도의 분자 배향을 수반한 연신을 가능하게 하고, 더구나 초고배율 연신이라 할지라도 연신 절단을 적게 할 수 있었다. 단, 이 경우의 적외선 광속의 조사는 복수 지점으로부터 조사되는 것이 바람직하다. 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 있어서, 필라멘트의 한 쪽에서만의 가열은, 원래 연신이 곤란한 필라멘트가 비대칭 가열에 의해 더욱 연신이 곤란하게 되기 때문이다. 원필라멘트가 중공 필라멘트인 경우에는, 그 단열성 때문에, 한쪽 가열에 의해서는 특히 연신이 곤란하게 된다. 이와 같은 복수 지점으로부터의 조사는 적외선 광속을 거울에 의해 반사시키는 것에 의해, 복수 회에 걸쳐 원필라멘트의 통로를 따라서 조사시킴으로써 달성할 수 있다. 거울은 고정형뿐만아니라, 폴리곤 미러와 같이 회전하는 타입도 사용할 수 있다.

또한, 복수 지점으로부터 조사하는 다른 수단으로서, 복수 광원으로부터의 광원을 원필라멘트에 복수 지점으로부터 조사하는 수단이 있다. 비교적 소규모의 레이저 광원이고 안정적이며 비용이 싼 레이저 발신 장치를 복수 이용하여 고파워의 광원으로 할 수 있으며, 본 발명의 코어ㆍ클래드형 필라멘트는 고와트 밀도가 필요하기 때문에, 이 복수 광원을 사용하는 방식은 효과적이다.

적외선은 파장 0.78 μm부터 1 mm까지로 되어 있지만, 고분자 화합물의 C-C 본드는 3.5 μm의 흡수를 중심으로 하고 있고, 0.78 μm?20 μm 정도의 근적외 범위가 특히 바람직하다. 이들 적외선을 거울이나 렌즈에 의해 선형 또는 점형으로 초점을 줄이고, 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 가열 영역을 필라멘트의 축방향 상하 4 mm 이하로 줄이는, 스폿 히터나 라인 히터라고 불리는 가열 히터를 사용할 수 있다. 특히, 라인 히터는 복수 가닥의 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 동시에 가열하는 경우에 적합하다.

본 발명의 적외선 가열에는 레이저에 의한 가열이 특히 바람직하다. 그 중에서도, 10.6 μm 파장의 탄산 가스 레이저와. 1.06 μm 파장의 YAG(이트륨, 알루미늄, 가넷계) 레이저가 특히 바람직하다. 또한, 아르곤 레이저도 사용할 수 있다. 레이저는 방사 범위를 작게 줄일 수 있으며, 또한, 특정 파장에 집중하고 있기 때문에, 에너지 낭비도 적다. 본 발명의 탄산 가스 레이저는 파워 밀도가 10 W/cm² 이상, 바람직하게는 15 W/cm² 이상, 더욱 바람직하게는 20 W/cm² 이상, 가장 바람직하게는, 30 W/cm² 이상이다. 좁은 연신 영역에 고파워 밀도의 에너지를 집중함으로써, 본 발명의 초고배율 연신이 가능해지기 때문이다. 한편 본 발명에서는, 원필라멘트는 복수 지점으로부터 조사되지만, 그 경우는, 각각의 방향으로부터의 파워 밀도가 가산되어 나타내어진다.

일반적으로, 연신은 코어ㆍ클래드형 필라멘트 등을 연신 적온으로 가열하고, 그것에 장력이 부여됨으로써 행해진다. 본 발명의 연신에 있어서의 장력은 자중에 의해 부여되는 장력에 의해 연신되는 것을 특징으로 한다. 이것은 일반적인 연신이 롤러 사이의 속도차에 의해 부여되는 장력이나, 권취에 의한 장력에 의해 연신되는 것과는 원리적으로 다르다. 본 발명에서는, 가열부에 가해지는 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 자중의 크기(가열부로부터 자유 낙하하는 거리에 의해 정해짐)를, 자유 낙하 거리를 변화시킴으로써 최적의 장력을 선택할 수 있다. 통상의 롤러 사이의 연신에서는, 100배 이상이라고 하는 큰 연신 배율은 컨트롤이 곤란하지만, 본 발명에서는, 거리라는 간편한 수단으로 용이하게 컨트롤할 수 있도록 한 것에 특징이 있다. 이러한 자중에 의한 장력은 하기에 나타내는 10 MPa 이하의 범위일 것이 요구된다.

또한, 본 발명에 있어서의 장력은 매우 작으며, 10 MPa 이하, 바람직하게는 3 MPa 이하, 더욱 바람직하게는 1 MPa 이하, 가장 바람직하게 0.3 MPa 이하로 함으로써 연신된다. 10 MPa를 초과하면, 연신 절단이 발생하기 쉬워지며, 고배율 연신하기 위해서는 이러한 장력 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 작은 연신 장력으로 연신 배율이 100배 이상, 조건에 따라서는, 1,000배 이상, 혹은 10,000배 이상으로 극단적으로 큰 배율을 실현할 수 있다. 그 이유는, 연신 온도가 융점 전후로서 극단적으로 높은 온도를 유지하면서, 매우 좁은 연신 영역에서 연신하기 때문에, 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 절단되지 않고 변형될 수 있다고 생각된다. 합성 섬유의 통상의 롤러 사이 연신에서는, 수십 MPa?수백 MPa의 장력으로 연신되고 있다는 것과, 대폭 다른 범위에서 연신되고 있다는 것에 특징이 있다.

본 발명에 있어서, 얻어진 연신 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 연신 배율이 100배 이상, 바람직하게는 200배 이상, 더욱 바람직하게는 500배 이상, 가장 바람직하게는 1,000배 이상의 초고배율로 연신되는 것을 특징으로 한다. 통상의 합성 섬유의 연신에서는, 3?7배이며, PET 섬유의 슈퍼 드로잉에서도 십수배 정도이다. 특히 중공 섬유나 광학용 필라멘트, 컨쥬게이트 필라멘트 등의 기능성 섬유에서는, 지나치게 고배율로 연신하면 그 기능을 손상시킬 우려가 있어, 본 발명과 같은 초고배율 연신은 행해지고 있지 않다. 이와 같이 초고배율 연신을 가능하게 한 것은, 매우 좁은 영역에서의 연신을 가능하게 함으로써, 그 사이의 연신 온도를 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 융점 전후까지 상승시킬 수 있고, 그 때문에 연신 장력이 작아지지만, 그 작은 연신 장력과 초고배율을 컨트롤하는 수단을 발견한 것에 본 발명의 특징이 있다. 이와 같이 초고배율 연신을 가능하게 함으로써, 필라멘트 직경이 30 μ m 이하, 더욱이 10 μm 이하, 더욱이 5 μm 이하라고 하는 초극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조를 가능하게 하였을 뿐만 아니라, 코어ㆍ클래드형 필라멘트 제조의 생산 속도를 수백배로 높임으로써, 생산성면에서도 의의가 있다.

본 발명에 있어서, 적외선 광속에 의해 연신되는 연신 개시부에 있어서, 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 직경 이상의 팽창부를 가지며 연신되는 경우가 있다. 이러한 특이한 현상은, 통상의 합성 섬유의 연신에서는 관찰되지 않고 있다. 이 현상도 연신 온도를 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 융점 전후까지 상승시켜, 좁은 영역에서의 연신을 가능하게 한 것에 기인한다고 생각된다. 이와 같이 팽창부를 가지며 연신됨으로써, 100배 이상, 혹은 1,000배 이상, 적합한 조건에서는 10,000배 이상의 연신을 가능하게 했다.

본 발명에 있어서의 원코어ㆍ클래드형 필라멘트를 적외선 광속으로 가열하는 경우, 적외선 광속에 대하여 원필라멘트가 이동함으로써, 연속적으로 연신된 필라멘트가 형성되어 간다. 상기 원필라멘트의 이동에 대하여, 본 발명은 2개의 수단을 제공한다. 그 하나는, 원필라멘트가 홀더에 유지되어 있고, 그 홀더의 이동 장치에 의해 원필라멘트가 적외선 광속에 대하여 상대적으로 이동하는 방식(배치법)이다. 다른 하나는 원필라멘트의 송출 수단에 의해, 원필라멘트가 연속적으로 송출되는 방식(연속법)이다.

배치법은 원필라멘트가 홀더에 유지되어 있고, 그 홀더의 이동 장치에 의해 원필라멘트가 적외선 광속에 대하여 상대적으로 이동한다. 홀더는 소정의 척이어도 좋지만, 이동 장치의 일부에 묶는 경우도 있다. 이동 장치는 랙 앤드 피니언 방식으로 이동하는 크로스 헤드가 대표적이지만, 단순히 회전하는 나선 나사 등이어도 좋다. 또한, 원필라멘트의 이동을 용이하게 하기 위해서, 활차 등으로 원필라멘트를 안내하여, 적외선 광속의 적절한 위치에 유도할 수 있다.

본 발명의 연속법에 있어서는, 필라멘트의 송출 수단으로부터 이송되어 온 원코어ㆍ클래드형 필라멘트에 대하여 연신이 행하여진다. 송출 수단은 닙 롤러나 구동된 롤러군 등의 일정한 송출 속도로 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 송출할 수 있는 것이라면 각종 타입의 것을 사용할 수 있다.

배치법과 연속법 모두에 있어서, 적외선 광속이 원필라멘트에 부딪히기 직전에 원필라멘트의 위치를 규제하는 안내구를 마련하는 것이 바람직하다. 연속법의 송풍관의 출구 형상에 의해 그와 같은 기능을 갖게 하는 것도 가능하지만, 송풍관은 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 보내는 기체의 통기나, 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 통과 용이성에 중점을 두고, 그 다음에 간편한 안내구로 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 위치를 규제하는 것이 바람직하다. 안내구는 가는 관이나 홈, 콤(comb), 가는 바(bar)의 조합 등을 사용할 수 있다. 또한, 전술한 활차도 본 발명의 안내구의 역할을 할 수 있다.

이 적외선 광속이 원필라멘트에 부딪히기 직전이란, 바람직하게는 1 00 mm 이내, 더욱 바람직하게는 50 mm 이내, 20 mm 이내가 가장 바람직하다. 원필라멘트의 적외선 광속에 의한 가열은 매우 좁은 범위에서 가열되는 것이 특징이며, 그 좁은 범위의 가열을 가능하게 하기 위해서, 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 위치를 규제할 필요가 있다. 종래의 통상의 연신에서는, 연신 장력이 크기 때문에, 안내구를 필요로 하지 않지만, 본 발명에서는, 연신 장력이 작고, 연신 배율이 크기 때문에, 연신점이 극히 조금이라도 움직이거나 변동하면 연신의 안정성에 크게 영향을 미치기 때문에, 연신점 직전에 안내구를 마련하는 것이 연신의 안정성에 크게 기여한다. 본 발명에 있어서의 안내구는 가는 관이나 홈, 콤, 가는 바의 조합 등을 사용할 수 있다.

상기 안내구에 있어서는, 안내구의 위치를 미세 조정할 수 있는 위치 제어 기구를 갖는 것이 바람직하다. 레이저 빔의 좁은 영역에 필라멘트의 주행 위치를 정확히 일치시키기 위해서는, 안내구를 XY 방향으로 위치 제어할 필요가 있다.

필라멘트의 송출 수단에 의해 송출된 원코어ㆍ클래드형 필라멘트는, 추가로 송풍관을 통해서, 송풍관 내에서 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 주행 방향으로 흐르는 기체에 의해 이송되는 것이 바람직하다. 송풍관을 통해 흐르는 기체는 통상 실온의 기체가 사용되지만, 원코어ㆍ클래드형 필라멘트를 예열하고자 하는 경우에는 가열 에어가 사용된다. 또한 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 산화되는 것을 방지하고자 하는 경우에는 질소 가스 등의 불활성 가스가 사용되고, 수분의 비산을 방지하고자 하는 경우에는 수증기나 수분을 함유하는 기체가 사용된다. 또, 송풍관은 반드시 통형일 필요가 없고, 홈형이어도 좋고, 이들 안에서 기체와 함께 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 흘러가면 충분하다. 관의 단면은 원이 바람직하지만, 직사각형이어도 그 외의 형상이어도 좋다. 관을 통해 흐르는 기체는 분지(分枝)된 관의 한쪽으로부터 공급하여도 좋고, 관이 2중으로 되어 있고, 외측의 관으로부터 내측의 관으로 구멍 등에 의해 공급하여도 좋다. 합성 섬유의 인터레이스 방사나 타스란(taslon) 가공에 사용되는 필라멘트의 공기 교락(交絡) 노즐도 본 발명의 송풍관으로서 사용된다. 또한, 본 발명에 있어서의 부직포 제조와 같이, 자유 낙하에 의해 연신하는 경우, 본 발명의 송풍관에 의한 에어의 힘에 의해 필라멘트에 연신 장력을 부여할 수도 있다.

본 발명에 있어서의 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 연신에 있어서는, 복수 가닥의 원코어ㆍ클래드형 필라멘트를 통합하여, 동일 적외선 광속 속에서 연신할 수 있는 것을 특징으로 한다. 통상, 적외선 광속 속에서 복수 가닥의 원필라멘트를 통합하여 연신하면, 연신 필라멘트 사이에 교착(膠着)이 생기지만, 코어ㆍ클래드형 필라멘트에서는, 클래드 성분의 구성에 의해 교착없이 연신할 수 있었다. 예컨대, 광학용 필라멘트의 클래드 성분이 불소계 폴리머 인 경우 등이다. 또한, 연신점 직전의 안내구에 의해 연신점에서의 복수의 필라멘트끼리가 접촉하지 않도록 하는 것도 가능하다. 복수 가닥이란, 2가닥 이상, 경우에 따라서는, 5가닥 이상도 연신할 수 있었다.

본 발명의 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트는, 그 후속 공정에서 보빈이나 치즈(cheese) 등에 권취되어, 보빈 권취나 치즈 권취 형태의 제품으로 된다. 이들 권취에 있어서는, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트는 트래버스되면서 권취되는 것이 바람직하다. 트래버스됨으로써 균일한 권취 형태를 확보할 수 있기 때문이다. 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트에서는, 실조각이나 보풀의 발생이 가장 문제로 되지만, 본 발명에서는, 고도로 분자 배향되어 있기 때문과, 연신 장력이 작기 때문에, 작은 권취 장력으로 권취하는 것이 가능하게 됨으로써, 실 조각이나 보풀을 적게 할 수 있다는 것도 본 발명의 특징이다. 또, 복수 가닥의 원필라멘트를 동시에 연신하고, 동시에 권취할 때는, 연사기로 실을 꼬면서 감아 가는 것도 가능하지만, 본 발명은 필라멘트의 주행 속도가 빠르기 때문에, 인터레이스 교락법에 의해 필라멘트끼리를 교락시켜 권취하는 것이 바람직하다.

본 발명의 연신 공정 후에, 가열 존을 갖는 가열 장치를 설치하여, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 열처리하는 것도 가능하다. 가열은 가열 기체 속을 통과시키거나, 적외선 가열 등의 복사 가열, 가열 롤러 위를 통과시키거나, 또는 이들의 병용 등에 의해 행할 수 있다. 열처리는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 열수축을 작게 하거나, 결정화도를 증대시켜, 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 시간 경과적 변화를 작게 함으로서 영율을 향상시키는 등, 여러가지 효과를 가져온다. 한편, 본 발명의 부직포의 경우는, 열처리를 컨베이어 위에서 행하여도 좋다.

본 발명의 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트를, 더욱 연신한 후에 권취하는 것도 가능하다. 후단계의 연신 수단은, 앞단계에서 행한 적외선에 의한 연신 수단을 이용하는 것도 가능하지만, 앞단계에서 충분히 고배율 연신되어, 이미 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 얻어져 있는 경우는, 통상의 고데(godet) 롤러 등의 롤러 사이 연신이나, 핀 연신, 존 연신법 등을 이용하는 것도 가능하다.

본 발명에 있어서의 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 주행하는 컨베이어 위에 집적함으로써, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트로 이루어지는 부직포를 제조할 수 있다. 특히 본 발명에서는, 중공 필라멘트나 컨쥬게이트 필라멘트의 극세 필라멘트로 이루어지는 부직포를 간편하게 제조할 수 있다는 것에 의의가 있다. 최근, 부직포는 단순히 직물의 대체로서만이 아니라, 독특한 부직포 특성이 주목받고 있으며, 각종 업계에서 수요가 활발하게 이루어지고 있다. 그 중에서, 극세 섬유의 부직포로서, 멜트블론 부직포가 있으며, 용융 필라멘트를 열풍으로 불어 날려버림으로써 3 μm 전후의 필라멘트로 하고, 컨베이어 위에 집적하여 부직포로 만든 것이 에어 필터를 중심으로 사용되고 있다. 그러나, 이 멜트블론 부직포를 구성하는 필라멘트는, 0.1 cN/dtex 전후로서 통상의 미연신 섬유보다도 강도가 약하며, 또한 숏 또는 구슬이라 불리는 수지의 작은 덩어리가 다수 존재한다. 본 발명의 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트로 이루어지는 부직포는 멜트블론 부직포와 같은 3 μm 전후의 필라멘트 직경을 가지고 있으면서, 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 고도로 분자 배향되어 있기 때문에, 통상의 연신된 합성 섬유에 가까운 강도를 가지고 있다. 더구나, 숏이나 구슬을 전혀 포함하지 않는 부직포로 할 수 있고, 또한 중공 필라멘트나 컨쥬게이트 필라멘트로 이루어짐으로써, 고기능성을 갖는 부직포로 된다.

본 발명의 부직포는 극세 필라멘트임으로 인한 치밀한 옷감이나 광택, 인쇄 적정성의 향상 등의 효과에 추가하여, 중공 필라멘트로 이루어짐으로써, 경량, 단열, 보온, 발수 등의 특성을 가질 수 있고, 컨쥬게이트 필라멘트로 이루어짐으써 접착성, 독특한 감촉, 고체적성 등의 성능을 가질 수 있다. 부직포는 통상, 어떠한 섬유간의 교락을 행할 필요가 있지만, 본 발명에서는 필라멘트 직경이 매우 작기 때문에, 단위 중량당 코어ㆍ클래드형 필라멘트수가 극단적으로 많아져, 특별히 교락 공정을 마련하지 않더라도, 멜트블론 부직포와 마찬가지로, 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 컨베이어 위에 집적할 때의, 컨베이어 아래로부터의 부압 흡인에 의해 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 얽히고, 간단한 프레싱 정도를 행하면 좋은 경우도 많다. 물론, 통상의 부직포에서 행해지고 있는 열 엠보스나 니들 펀치, 접착제 접합 등의 수단을 이용하는 것도 가능하며, 용도에 따라서 판단된다. 극세 섬유 부직포의 큰 용도인 필터 용도에서는, 부직포를 일렉트릿 가공함으로써 포집 효율을 현격하게 크게 할 수 있고, 본 발명의 부직포도 일렉트릿 가공하여 필터 분야에 적합하게 할 수 있다. 본 발명의 부직포의 제조에 있어서, 컨베이어 위에 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 집적시킬 때, 컨베이어 배면으로부터 부압을 걸지만, 이 부압에 의한 에어의 흡인으로 인한 에어의 흐름이나, 또한 적극적으로 에어의 서커(sucker) 등을 이용함으로 인한 에어의 흐름이 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 연신에 있어서의 연신의 장력으로서 작용하는 경우도 있으며, 그 경우도, 본 발명의 연신 장력에 포함된다.

본 발명의 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 있어서는, 미연신부와 접속된 형태로도 제공할 수 있다. 이 형태의 필라멘트는 연속법에 있어서도 제공할 수 있지만, 배치법에 있어서 특히 바람직하다. 또한, 필라멘트의 재질로서는, 광학용 필라멘트나 미세 다공막 중공 필라멘트가 특히 바람직하다. 광학용 필라멘트에 있어서, 미연신부와 접속되어 있는 연신된 필라멘트로 함으로써, 넓은 면적의 광을 모아 핀 포인트에 강한 광을 조사하는 것이 가능하여 광원의 광이 약한 경우도 사용할 수 있으며, 파이버스코프 등에서 유용하게 된다. 통상, 이러한 경우, 집광 장치와 광학용 필라멘트 사이에 접속 장치가 필요하게 되지만, 필라멘트가 가는 경우는 접속이 곤란하며, 또한 장치비도 비싸다는 결점이 있다. 또한, 연신된 미세 다공막 중공 필라멘트에 미연신부가 접속되어 있는 경우, 기체 등의 공급 부분이 커서 그 부분에서 간편하게 기체 등을 공급하고, 거기로부터 극세 중공의 미세 다공 중공 필라멘트에 아무런 접속 장치를 필요로 하지 않고서 연속적으로 공급할 수 있다는 이점이 있다. 한편, 이 형태의 필라멘트는, 연신중에 적외선 조사를 정지하고, 연신 필라멘트에 원필라멘트가 접속된 상태의 제품을 추출함으로써, 원필라멘트가 접속되어 있는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 얻을 수 있다. 여기서, 접속이란, 접착제나 다른 수단을 이용하지 않고, 연속적으로 일체화하고 있는 것을 말한다.

한편, 본 발명에 있어서의 연신 배율 λ은 원필라멘트의 직경 do와 연신 후의 필라멘트의 직경 d에 의해 하기의 식으로 나타내어진다. 이 경우, 필라멘트의 밀도는 일정으로 하여 계산한다. 필라멘트 직경의 측정은 주사형전자현미경(SEM)으로 100배, 350배, 또는 1000배 등의 배율에서의 촬영 사진에 기초하여 10점의 평균치로 실시한다.

λ=(do/d)²

본 발명은 중공 필라멘트, 광학용 필라멘트, 컨쥬게이트 필라멘트 등의 코어ㆍ클래드형 필라멘트에 관한 것으로서, 고정밀도ㆍ고레벨인 특수한 장치를 필요로 하지 않고, 간편한 수단으로 용이하게 극세 필라멘트를 얻을 수 있었다. 이들 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트는 100배 이상이라는 초고배율 연신에 의해 실현할 수 있는 것으로서, 이와 같은 고배율 연신을 실현하는 수단을 제공할 수 있었다는 것은 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 간편하게 얻을 수 있다고 하는 것뿐만 아니라, 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 고속으로 생산할 수 있다는 것을 의미하고 있어, 생산성 면에서의 의의가 크다.

본 발명에 따른 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 중공 필라멘트인 경우, 중공 필라멘트가 갖는 경량. 보온성, 단열성 등의 성능에 추가하여, 극세 필라멘트로 됨으로써 옷감이 치밀하게 되고, 광택이나 인쇄성도 증가하며, 더욱 고급화되고 고품질로 된다. 중공 필라멘트는 최근, 수영복에도 이용되어 있는데, 보온, 물에 뜨고, 잘 비치지 않는다는 등의 성질이 이용되어 있다. 그것이 극세 필라멘트로 됨으로써 치밀한 옷감으로 되고, 발수성도 증가하며, 광택, 인쇄성의 향상 등으로 상품 가치가 높아진다. 중공 필라멘트가 분할 섬유용 중공 필라멘트인 경우에는 보다 가는 필라멘트를 제조할 수 있고, 또한, 단면이 복잡한 형상의 극세 필라멘트로 된다. 중공 필라멘트가 미세 다공막 중공 필라멘트인 경우에는, 연신됨으로써 막이 얇아지고, 분리 효율이 향상된다. 또한, 연신에 의해 구멍의 형상이 가늘고 길게 되어 보다 구멍이 미세하게 됨으로써 분리 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 이 연신된 미세 다공막 중공 필라멘트에 미연신부가 접속되어 있음으로써, 기체 등의 공급 부분이 크기 때문에, 원료 기체 등의 공급이 용이하고, 극세 미세 다공막 중공 필라멘트에 특별한 접속 장치를 필요로 하지 않고 접속할 수 있기 때문에, 장치비도 싸지고, 장치를 컴팩트화할 수 있었다.

본 발명에 따른 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 광학용 필라멘트인 경우, 이미지 센서 등에 사용함으로써, 1점 1점의 해상도가 좋아져 센서나 진단 장치의 성능 향상으로 이어진다. 또한, 극세 필라멘트이기 때문에, 섬유 다발이 플렉시블하게 되고, 또한, 섬유 다발이 얇은 플랫으로 되어, 장치를 컴팩트화할 수 있었다. 더욱이, 이 연신된 광학용 필라멘트에 미연신부가 접속됨으로써 넓은 면적의 광을 모아 핀 포인트에 강한 광을 조사할 수 있어, 파이버스코프 등으로서 성능이 향상된다. 또한, 광원의 광이 약하더라도 집광하는 효율이 좋은 광학용 필라멘트로 되었다. 또한, 종래, 집광 장치와 광학용 필라멘트와의 접속은 필라멘트가 가늘기 때문에 접속이 곤란하였다. 그러나, 본 발명에서는, 연신된 필라멘트와 미연신부가 접속되어 있기 때문에, 접속 부분이 불필요하게 되고, 또한 접속 장치비도 불필요하게 됨으로써 비용이 싸지며, 장치도 컴팩트하게 된다.

본 발명에 따른 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 컨쥬게이트 필라멘트인 경우, 컨쥬게이트 필라멘트의 접착성 필라멘트, 흡습성 필라멘트, 권축 필라멘트로서의 성능이 필라멘트가 극세로 됨으로써 더욱 성능이 향상되고, 고급화, 고품질화되었다.

또한, 본 발명에 의해 극세 중공 필라멘트나 극세 컨쥬게이트 필라멘트로 이루어지는 장섬유 부직포를 제조할 수 있었다. 시판되고 있는 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트로 이루어지는 부직포로서, 멜트블론 부직포가 있지만, 필라멘트 강도가 없고, 또한, 숏이나 구슬이라고 불리는 작은 수지 덩어리가 혼재하는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명의 부직포는, 그와 같은 결점이 없고, 중공 필라멘트가 갖는 보온성, 경량성 등의 특성, 컨쥬게이트 필라멘트가 갖는 접착성이나 고체적성, 흡습성 등의 성능과, 극세 필라멘트가 갖는 옷감의 치밀도，광택, 인쇄 성능의 향상 등의 품질과 더불어, 부직포를 보다 고급화ㆍ고품질화할 수 있었다.

이하, 본 발명의 실시 형태의 예를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 배치법에 있어서의 장치의 예를 도시한다. 원코어ㆍ클래드형 필라멘트(1)가 랙앤드피니언 방식으로 이동하는 이동 장치(2)에 고정되어 있는 홀더(3)에 유지되어 있다. 나선 나사로 이루어지는 가이드 레일(4)이 모터의 회전에 의해 아래쪽으로 일정 속도로 이동함으로써, 원필라멘트(1)는 일정 속도로 아래쪽으로 이동한다. 이동하는 원필라멘트(1)의 일정 부위에 대하여, 연속 탄산 가스 레이저 발진기(5)로부터 레이저광(6)이 조사되도록 되어 있다. 도면에서는. 원필라멘트의 적외선 조사 위치를 일정하게 안정적으로 유지하기 위해서, 원필라멘트의 적외선 조사 위치의 상하에 활차(7a, 7b)가 마련되어, 원필라멘트를 안내하도록 배치되어 있다. 적외선 조사된 원필라멘트는 자중 또는 10 MPa 이하의 장력으로 연신되어, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트(8)로 된다. 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트(8)는 필요에 따라서 하중(9)이 부가되고, 또는 권취릴에 권취된다. 또, 홀더(3)를 인장 시험기의 척으로 하고, 인장 시험기의 로드셀에 직접 연결함으로써 연신 장력을 간편하게 측정할 수 있다. 도 1의 배치법은 원코어ㆍ클래드형 필라멘트와 연신된 필라멘트가 접속된 필라멘트를 얻는 경우에 특히 유용하다.

도 2에는 본 발명의 연속법의 프로세스의 예를 도시하였다. 원코어ㆍ클래드형 필라멘트(1)는 릴(11)에 감긴 상태로부터 풀려나와 콤(12)을 지나 공급 닙롤러(13a, 13b)에 의해 일정 속도로 송출된다. 송출된 원필라멘트(1)는 송풍관(14)에 의해 이송되고, 안내구(15)에서 위치가 규제되어 일정 속도로 하강한다. 송풍관(14)은 화살표 a로부터 도입된 공기가 원필라멘트(1)의 통로에 도입되고, 필라멘트가 공기의 흐름에 의해 이송되도록 되어 있다. 한편, 송풍관(14)은 사용을 생략할 수도 있다. 안내구(15)는 레이저의 조사 위치와 필라멘트의 주행 위치를 정확히 결정하는 것으로서, 도면에서는, 내경이 0.5 mm인 주사 바늘을 사용했지만, 가는 파이프나 콤 및 도 7에서 도시하는 스네일 와이어 등도 사용할 수 있다. 안내구(15)의 바로 아래에 레이저 발진 장치(5)로부터 주행하는 원필라멘트(1)에 대하여 일정폭의 가열 영역(M)에 레이저 광(6)이 조사된다. 레이저 광(6)에 의해 가열되고, 원필라멘트의 자중과 송풍관의 에어가 송출되는 풍속에 의해 부여되는 장력에 의해 필라멘트는 연신되어, 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트(16)로 되어 하강하며, 하강 과정에 구비되어 있는 열처리 존(17)을 통과하는 것이 바람직하다. 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트(16)는 활차(18)를 지나 픽업 닙롤(19a, 19b)을 거쳐 권취릴(20)에 권취된다. 이 경우에 있어서, 활차(18)를 향하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트(16)의 통로는 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 자유 낙하의 궤적(p)으로서 연신되는 경우와, 활차(18)를 향하는 직선적인 궤적(q)으로서 연신되는 경우와, 이들의 중간적인 궤적으로서 연신되는 경우가 있다. 궤적 p의 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트(16)의 자중에 의해 연신되는 경우는, 연신 장력에 송풍관(14)으로부터의 공기의 흐름이 장력으로 가산되는 경우도 있지만, 이들도 자중에 의한 연신 범위에 포함시킨다. 궤적 q 및 궤적 p와 궤적 q의 중간 위치에서는, 권취 텐션이 연신 장력에 이르지만, 그 경우는, 연신 장력이 10 MPa 이하인 것이 바람직하다. 연신 장력은 활차(18)에 장력 측정 기구를 설치할 수도 있지만, 다른 방법으로서, 상기 배치법의 로드셀 측정에 의해, 동일 송출 속도나 레이저 조사 조건, 연신 배율 등의 관계로부터 추정할 수 있다. 픽업 권취릴(20)로 권취하기 전에, 가열되어 있는 연신 롤(21a, 21b)과 연신롤(22a, 22b) 사이에서 연신롤(21)과 연신롤(22)의 속도 비에 의해 더욱 연신할 수도 있다. 이 경우의 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 열처리 존(17)은 연신롤(22) 뒤에 마련하는 것이 바람직하다. 또한, 복수의 원필라멘트가 동시에 연신된 경우는, 픽업릴 바로 앞에서 인터레이스법 등으로 필라멘트끼리를 공기 교락해 두는 것이 바람직하다.

도 3에 본 발명에서 채용되고 있는 적외선 광속을 복수 지점으로부터 원필라멘트에 조사하는 수단의 예를 도시한다. 도 3A는 평면도이며, 도 3B는 측면도이다. 이 도면과 같은 복수 지점으로부터의 원필라멘트에 대한 적외선 조사는 도 1, 2에 있어서도 행하여지지만, 번잡하게 되기 때문에, 도 1, 2에서는 생략하여 도시하고, 도 3에 대표적으로 도시한다. 적외선 조사기로부터 조사된 적외선 광속(31a)은 원필라멘트(1)의 통과 영역(P)(도면중 점선안)을 통과하여 거울(32)에 도달하여, 거울(32)에서 반사된 적외선 광속(31b)으로 되고, 거울(33)에서 반사되어 적외선 광속(31c)으로 된다. 적외선 광속(31c)은 영역(P)을 통과하여, 원필라멘트의 최초 조사 위치로부터 120도 뒤에서 원필라멘트를 조사한다. 영역(P)를 통과한 적외선 광속(31c)은 거울(34)에서 반사되어 적외선 광속(31d)으로 되고, 거울(35)에서 반사되어 적외선 광속(31e)으로 된다. 적외선 광속(31e)은 영역(P)을 통과하여, 전술한 원필라멘트의 최조 조사 위치의 적외선 광속(31c)과는 반대의 120도 뒤에서 원필라멘트(1)를 조사한다. 이와 같이, 3종류의 적외선 광속(31a, 31c, 31e)에 의해 120도씩 대칭 위치로부터 균등하게 원필라멘트(1)를 가열할 수 있다.

도 4에 본 발명에서 채용되고 있는 적외선 광속을 복수 지점으로부터 원필라멘트에 조사하는 수단의 다른 예로서, 복수의 광원을 사용하는 예를 평면도로 도시한다. 적외선 방사 장치로부터 방사된 적외선 광속(41a)은 원코어ㆍ클래드형 필라멘트(1)에 방사된다. 또 다른 적외선 방사 장치로부터 방사된 적외선 광속(41b)도 원코어ㆍ클래드형 필라멘트(1)에 방사된다. 또 다른 적외선 방사 장치로부터 방사된 적외선 광속(41c)도 원코어ㆍ클래드형 필라멘트(1)에 방사된다. 이와 같이, 복수의 광원으로부터의 방사는 비교적 소규모의 광원이고 안정적이며 비용이 싼 I레이저 발신 장치를 복수 이용하여 고파워의 광원으로 할 수 있다. 또, 도면에서는 광원이 3개인 경우를 도시하였지만, 2개이어도 좋고, 4개 이상도 사용할 수 있다. 특히, 복수 가닥 연신에서는, 이와 같은 복수 광원에 의한 연신이 특히 효과적이다.

도 5에 이미 본 발명에 의해 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 복수 가닥 동시에 공급하여 동시에 연신하는 예에 대하여 도시한다. 보빈(51a, 51b, 51c, 51d, 51e)에 감겨진 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트(52a, 52b, 52c, 52d, 52e)는 각각 송풍관(53)과 파이프(54)에 의해 이송되어, 에어 매니폴더(55)에 모여져 필라멘트의 집합체(56)로 된다. 또, 송풍관(53)과 파이프(54) 안의 코어ㆍ클래드형 필라멘트(52)는 도시하면 번잡하게 되기 때문에 도면에는 도시하지 않는다. 미연신 원필라멘트는 강도나 영율이 작고, 연신된 필라멘트(52)는 섬도(纖度)가 작기 때문에, 장력에 견딜 수 없으므로, 보빈(51)은 일정 속도로 회전하여, 공급 장력을 작게 하는 것이 바람직하다. 송출된 필라멘트의 집합체(56)는 피치 가변 기구(57)에 의해 주행 위치를 레이저 빔(58)의 중심이 되도록 조정된다. 안내구(59)는 연신점에서는 필라멘트 상호간이 접촉하지 않도록 필라멘트 사이를 떨어뜨려 안내하는 것이 바람직하다. 피치 가변 기구(57)에는 안내구(59)가 마련되어 있으며, 랙(60)과 기어(61)에 의해 필라멘트의 주행 위치가 미세 조정된다. 피치 가변 기구(57)는 도면에서는 일방향으로만 조정되는 예를 도시하였지만, 직각 방향으로 기어 셋트를 마련하여, XY축 방향으로 조정시킬 수 있다. 피치 가변 기구(57)로 위치가 조정된 필라멘트 집합체(56)는 레이저 빔(58)으로 가열되어 연신되고, 픽업 기구(62)에 의해 픽업 속도가 일정하게 조정되어, 모터(M)로 구동되고 있는 권취 보빈(63)에 권취되어 간다. 본 도면에 있어서, 레이저 빔(58)은 1가닥의 선으로 도시하였지만, 도 3이나 도 4에 도시하는 바와 같이 복수의 광속인 것이 바람직하다. 또한, 도면에서는, 보빈에 직접 권취되어 있는 예를 도시하였지만, 가연(加撚)하여 감거나 인터레이스 등에 의해 필라멘트 상호간을 얽히게 하여 감는 것이 바람직하다. 또한, 도 5에서는, 적외선에 의한 재연신의 예를 도시하였지만, 재연신은 통상의 롤러 연신이나 존 연신 등의 다른 연신 수단을 이용할 수도 있다. 또, 송풍관(53)이나 파이프(54)에 도입된 공기가 원필라멘트(1)의 통로에 유도되어, 필라멘트가 공기의 흐름에 의해 이송되고, 에어의 송출되는 풍속에 의해 부여되는 장력은 본 발명의 연신 장력에 가산된다. 한편, 도 5는 연신된 필라멘트의 재연신의 예로서 설명하였지만, 동일한 기구에 의해 미연신 원필라멘트의 복수 가닥 연신의 수단으로서도 사용된다.

도 6에 본 발명에서 사용되는 송풍관의 예를 도시한다. 도 6A는 필라멘트(1)가 통과하는 주관(主管)(71)에 화살표(a)를 따라 도입된 공기가 분지관(72)을 통해 주관(71)과 합류한다. 도 6B는 이중관(73)으로서, 내부가 공동으로 되어 있고, 화살표(b)를 따라 도입된 공기는 이중관 벽에 마련된 다수의 구멍(74)에 의해 필라멘트의 통로로 유도된다. 도 6C는 인터레이스 방사에 사용되는 공기 교락 노즐(75)로서 사용되고 있는 노즐의 예로서, 양 사이드(c1, c2)로부터 공기가 들어간다. 이와 같이, 필라멘트의 주행 방향으로 적극적으로 공기가 공급되도록 하고 있는 것은, 본 발명에서는 연신 장력이 작기 때문에, 안내구 등의 저항에 의해 필라멘트의 주행이 저해받지 않도록 하기 위함이며, 또한, 부직포 제조의 경우와 같이, 권취 텐션에 의해 적극적으로 장력을 부가할 수 없는 경우 등에 공기의 힘으로 연신 장력을 부가할 수도 있다. 또한, 도 6C의 노즐은 본 발명의 연신 후의 인터레이스 권취시에도 사용할 수 있다. 한편, 도 6의 송풍관은 관형인 것을 예로서 도시하였지만, 일부가 개방되어 홈형으로 되어 있는 것도 사용된다.

도 7에 본 발명에 따른 부직포의 제조예를 도시한다. 다수의 원코어ㆍ클래드형 필라멘트(1)가 보빈(81)에 감긴 상태로 가대(架臺)(82)에 부착되어 있다(도면의 번잡함을 피하기 위하여 3개만 도시함). 이들 원코어ㆍ클래드형 필라멘트(1a, 1b, 1c)는 안내구인 스네일 와이어(83a, 83b, 83c)를 통해 송출 닙롤(84a, 84b)의 회전에 의해 송출되도록 되어 있다. 송출된 원코어ㆍ클래드형 필라멘트(1)는, 자중에 의해 하강하는 과정에서, 적외선 방사 장치(85)로부터 방사되는 라인형의 적외선 광속에 의해 가열된다. 원코어ㆍ클래드형 필라멘트(1)의 주행 과정에서의 적외선 광속에 의한 가열부(N)의 범위를 사선으로 도시한다. 원코어ㆍ클래드형 필라멘트(1)에 흡수되지 않고서 통과한 광속은 점선으로 도시한 오목면 거울(86)에서 반사되어, 가열부(N)에 집광되도록 복귀된다. 적외선 방사 장치(65)측에도 오목면 거울을 설치하지만(단, 적외선 방사 장치로부터의 광속의 진행부는 창이 개방되어 있다), 도면에서는 생략하고 있다. 원코어ㆍ클래드형 필라멘트(1)는 가열부(N)에 있어서의 적외선의 방사열에 의해 가열되고, 그 부분보다 아래쪽에서의 코어ㆍ클래드형 필라멘트 자신의 자중에 의해 연신되어 연신 코어ㆍ클래드형 필라멘트(87a, 87b, 87c)로 되고, 주행하고 있는 컨베이어(88) 위에 집적되어 웹(89)을 형성한다. 컨베이어(88)의 이면으로부터는 부압 흡인에 의해 화살표(d) 방향으로 에어가 흡인되어, 웹(89)의 주행 안정성에 기여한다. 부압(d)이 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트(87)에 미치는 장력으로 가산되어, 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 미세화나 배향도의 향상에 기여하며, 이들 장력도 본 발명의 자중에 의한 장력의 일부로서 간주된다. 도면에서는 생략되어 있지만, 컨베이어(88)의 진행 방향으로, 원코어ㆍ클래드형 필라멘트(1)의 다수의 보빈(81)을 다단으로 설치하고, 닙롤러(84) 및 적외선 방사 장치 등을 다단으로 설치하여 웹(89)의 생산성을 향상시키도록 되어 있다. 한편, 이와 같이 진행 방향으로 다단으로 송출 닙롤(84) 등을 설치하는 경우, 적외선 방사 장치(85) 및 오목면 거울(86)을 여러 단으로 포개는 것도 가능하다. 또, 연신장력이 필라멘트의 자중 및 컨베이어 아래로부터의 부압으로는 불충분하여 연신 및 배향이 작은 경우는, 원필라멘트(1)가 적외선 광속부로 도입될 때에, 송풍관에 의해 유도함으로써 송풍관의 에어의 송출 풍속에 의해 부여되는 장력도 가산하여 사용된다.

(제1 실시예)

원코어ㆍ클래드형 필라멘트로서의 아이소택틱(it) 폴리프로필렌 중공 필라멘트(필라멘트 직경 280 μm, 내경 90 μm)를 사용하였다. 연신 장치는 도 2, 3의 장치에 의해 연신하였다. 이 원필라멘트의 송출 속도를 여러가지로 변화시키고, 권취 속도도 변화시켜 채취한 필라멘트의 필라멘트 직경(외경)과 내경에 대한 실험 결과를 도 8에 도시한다. 이때의 레이저 발진 장치는 (주)오니즈카가라스사제로서 최대 출력 10W의 탄산 가스 레이저 발진 장치를 사용하였다. 레이저의 파워 밀도는 송출 속도가 0.3 m/분일 때는 28.5 W/cm²(1.2W)이고, 송출 속도가 빨라짐에 따라서 파워 밀도도 커지며, 0.6 m/분에서는 52.5 W/cm²(2.2 W)로 하였다. 이 경우의 레이저의 광속 직경은 4.0 mm이었다. 연신 코어ㆍ클래드형 필라멘트는 도 2에 있어서의 궤적(p)을 따라가며, 레이저 가열부(M)로부터 가장 아래쪽까지의 거리는 120 cm이었다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 권취 속도 84.8 m/분에서도 100배 이상의 연신 배율이 간단하게 얻어지며, 연신된 필라멘트의 직경(외경)도 최종적으로는 7 μm에 달하고, 배율도 10,000배를 넘는다. 내경과 외경의 비를 비교하면, 송출 속도가 작으면, 필라멘트 직경이 작아지더라도 상대적으로 내경이 크고, 송출 속도가 크면, 내경이 작아지는 경향이 있다. 이와 같이 하여 연신된 중공 필라멘트의 주사형전자현미경(SEM) 사진을 도 9에 도시한다. 또한, 이 연신 과정의 샘플에 대하여 편광현미경 사진으로 외경과 내경을 알수 있도록 도 10에 도시하였다. 도 10A는 연신 개시부를 도시하고 있고, 연신 개시부에 있어서, 이 예에서는 약간이기는 하지만, 연신 개시부의 직경이 커져 있다. 도 10B는 연신된 중공 필라멘트로서 외경 9 μm(연신 배율 약 850배)에 있어서의 편광현미경 사진으로 도시하였다. 연신된 필라멘트의 X선 사진을 찍으면, 원중공 필라멘트보다 배향 패턴이 명확하게 되어 있고, 연신에 의해 배향이 흐트러지는 일 없이, 오히려 배향이 좋아져 있음을 알 수 있었다..

(제2 실시예)

원코어ㆍ클래드형 필라멘트로서, 폴리메타크릴산메틸계 광학용 필라멘트(필라멘트 직경 250 μm)를 제1 실시예와 동일한 수단에 의해, 송출 속도 0.3 m/분으로 연신하였다. 파워 밀도는 23.9 W/cm²로 행하였다. 이 경우, 권취 속도 139.8 m/분에서 필라멘트 직경 14 μm(연신 배율 319배), 권취 속도 226.2 m/분에서 필라멘트 직경 12 μm(연신 배율 433배), 권취 속도 400 m/분에서 필라멘트 직경 7 μm(연신 배율 1274배)의 연신된 필라멘트를 얻을 수 있었다. 이들 각각의 연신 배율에 해당하는 연신 장력을 도 1에 도시하는 방식에 의해, 로드셀로 측정하면, 필라멘트 직경 14 μm에서는, 0.12 MPa이고, 필라멘트 직경 12 μm인 경우는, 0.18 MPa이며, 7 μm에서는, 0.25 MPa이었다. 단, 10 MPa를 넘은 장력하에서는, 100배 이상의 고연신 배율의 연신은 이루어지지 않았다. 또한, 연신 장력이 0.001보다 작은 장력에서도 고연신 배율의 연신은 이루어지지 않았다.

중공 필라멘트, 광학용 필라멘트, 컨쥬게이트 필라멘트 등의 코어ㆍ클래드형 필라멘트를 간편한 연신 수단에 의해 극세의 코어ㆍ클래드형 필라멘트로 만듬으로써 보온성이 좋은 의류, 극세 광파이버, 컨쥬게이트 필라멘트로 이루어지는 부직포 등을 제조할 수 있다.

Claims

원(原)코어ㆍ클래드형 필라멘트가 10 Mpa 이하의 장력을 부여받고, 적외선 광속에 의해 가열됨으로써, 100배 이상의 연신 배율로 연신되는 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 장력은 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 자중에 의해 부여되는 장력인 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 적외선 광속은 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 중심에서 상기 필라멘트의 축방향으로 상하 4 mm 이내로 조사되고, 또한 적어도 2방향 이상으로부터의 조사인 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 적외선 광속은 레이저인 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트는 송풍관에 의해 이송되어, 상기 적외선 광속으로 유도되는 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 적외선 광속으로 가열되기 전에 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 위치를 규제하는 안내구가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 연신 과정에서, 적외선 조사가 정지되고, 연신된 필라멘트에 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 접속된 상태의 제품이 추출됨으로써 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 접속되어 있는 연신된 코어ㆍ클래드형필라멘트를 얻는 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트는 그 뒤에 마련된 가열 존에 의해 열처리되는 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트는 더욱 연신되는 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 복수 가닥이 동시에 공급되어 더욱 연신되고, 일체적으로 권취되는 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법.
제1항에 있어서의 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트는 주행하는 컨베이어 위에 집적되는 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트로 이루어지는 부직포의 제조 방법.
제1항에 있어서의 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 상기 원필라멘트가 자중에 의해 부여되는 장력에 의해 연신되고, 그 후, 소정의 픽업 속도로 연신되어 가는 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 연신 개시 방법.
코어ㆍ클래드형 필라멘트로 이루어지는 원필라멘트의 송출 수단과,

송출된 상기 원필라멘트에 대하여 복수 지점으로부터 적외선 광속이 조사됨으로써, 상기 원필라멘트의 중심에서 상기 필라멘트의 축방향으로 상하 4 mm 이내로 가열되도록 구성되어 있는 적외선 가열 장치와,

가열된 원필라멘트가 10 MPa 이하의 장력이 부여됨으로써 100배 이상으로 연신되도록 제어하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치.
제13항에 있어서, 상기 적외선 광속은 레이저 발진 장치에 의해 방사되는 레이저인 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치.
제13항에 있어서, 상기 적외선 광속의 복수 지점으로부터의 방사 수단은, 일방향으로부터 조사되는 광속을 거울을 이용하여 반사된 것인 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치.
제13항에 있어서, 상기 적외선 광속의 복수 지점으로부터의 방사 수단은 복수의 적외선 광속 방사 장치로부터의 광속인 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치.
제14항에 있어서, 상기 레이저광의 파워 밀도는 10 W/cm² 이상의 탄산 가스 레이저인 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치.
제13항에 있어서, 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 상기 적외선 광속으로 가열되기 전에 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 위치를 규제하는 안내구가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치.
제18항에 있어서, 상기 안내구는 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트의 안내 위치를 미세 조정할 수 있는 위치 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치.
제13항에 있어서, 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 상기 적외선 광속으로 가열되기 전에 송풍관이 마련되어 있고, 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트가 상기 송풍관에 의해 이송되어 오도록 구성되어 있는 것을 특징으로하는 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 제조 장치.
제1항에 있어서의 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트는 클래드만 으로 이루어지고, 내부는 기체인 중공 필라멘트이며, 연신된 중공 필라멘트의 외경은 10 μm 이하인 것을 특징으로 하는 연신된 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트.
제1항에 있어서의 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트는 분할 섬유용의 중공 필라멘트이며, 연신된 상기 중공 필라멘트의 종방향으로 다수의 크랙을 갖는 것을 특징으로 하는 연신된 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트.
제1항에 있어서의 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트는 상기 연신된 필라멘트의 벽에 다수의 미세한 구멍을 갖는 미세 다공막 중공 필라멘트 인 것을 특징으로 하는 연신된 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트.
제1항에 있어서의 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트는 코어 성분의 광선 투과율이 85% 이상인 폴리머로 이루어지고. 필라멘트 직경이 30 μm 이하의 광학용 필라멘트인 것을 특징으로 하는 연신된 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트.
제1항의 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트의 코어 성분은 석영계 유리 또는 플루오르화물 유리이고, 필라멘트 직경이 10 μm 이하의 광학용 필라멘트인 것을 특징으로 하는 연신된 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트.
제1항에 있어서의 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트는 컨쥬게이트 필라멘트이고, 상기 컨쥬게이트 필라멘트의 클래드 성분은 접착성 폴리머로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연신된 극세 코어ㆍ클래드형 필라멘트.
제7항에 있어서의 상기 원(原)코어ㆍ클래드형 필라멘트와 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 접속되어 있는 광학용 필라멘트인 것을 특징으로 하는 코어ㆍ클래드형 필라멘트.
제7항에 있어서의 상기 원코어ㆍ클래드형 필라멘트와 상기 연신된 코어ㆍ클래드형 필라멘트가 접속되어 있는 중공 필라멘트인 것을 특징으로 하는 코어ㆍ클래드형 필라멘트.