KR20110044898A

KR20110044898A - 소취 기능제 함유 극세 섬유 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20110044898A
Application number: KR1020117005764A
Authority: KR
Inventors: 마사미 오타; 가즈히로 모리시마
Original assignee: 데이진 화이바 가부시키가이샤
Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2011-05-02
Also published as: US20110142900A1; TW201022494A; AU2009284902A1; JP5400330B2; BRPI0917680A8; BRPI0917680A2; RU2500841C2; CN102131966A; TWI491771B; JP2010053470A; RU2011111489A; KR101599090B1; CA2734872C; EP2319964A1; CA2734872A1; EP2319964A4; WO2010024423A1; ES2543454T3; CN102131966B; EP2319964B1

Abstract

본 발명에 의하면, 극세 단사 섬유의 평균 직경 이상의 입자 직경을 갖는 소취 기능제가, 폴리머에 피복되지 않는 형태로 섬유 표면에 존재하는 부분을 갖는 극세 멀티 필라멘트가 얻어지므로, 소취 기능이 비약적으로 향상된다. 따라서, 그 멀티 필라멘트로 구성되는 포백은 내구성을 갖는 소취 성능을 갖고, 또한 강도나 질감도 우수한 폴리에스테르 포백으로서 스포츠용, 캐쥬얼용, 신사 부인 슈트 등의 의료 용도를 비롯하여, 메디컬 용도, 인테리어 용도 등의 용도에 대해 유용하다.

Description

소취 기능제 함유 극세 섬유 및 그 제조 방법{ULTRAFINE FIBERS CONTAINING DEODORIZING AGENT AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}

본 발명은 우수한 소취 (消臭) 기능을 발현할 수 있는 소취 기능제 함유 극세 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 소취 기능제가 섬유로부터 탈락하지 않고, 또한 종래에 없이 소취 기능을 효과적으로 발현시키는 것이 가능한 극세 멀티 필라멘트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 쾌적 생활을 지향하는 생활 환경의 다양화에 수반되어, 가정뿐만 아니라, 오피스나 병원 등에 있어서도 여러 가지 냄새에 대한 관심이 높아지고 있다. 또, 주택의 기밀성의 향상에 수반되어, 현재화 (顯在化) 되어 온 문제로서, 주거 내에 있어서의 악취나 유해한 성분, 예를 들어 포름알데히드와 같은 성분에 대한 대응이 재촉되고 있다.

이와 같은 상황에 있어서, 소취 성능을 갖는 섬유 구조물을 사용하여 악취를 없애는 시도가 여러 가지 제안되어 있고, 단순한 흡착 기능뿐만 아니라, 광 촉매 등 분해 기능도 갖고 있는 것이 영속적인 소취 성능을 계속 발휘할 수 있는 것으로서 제안되어 있다.

종래, 광 촉매 소취 성능의 섬유 구조물에 대한 부여 방법은, 예를 들어 섬유 구조물에 후가공을 실시하여 소취 성분을 부착시키는 방법 (일본 공개특허공보 2001-254281호 등) 이 제안되어 있는데, 이 방법에서는 소취 성능을 갖는 기능제 입자가 섬유 표면에 존재하기 때문에 기능제 입자의 탈락이 일어나기 쉽고, 부착을 위해 바인더를 사용하기 때문에, 섬유 포백 (布帛) 그 자체의 질감이 딱딱해지는 등의 문제를 가지고 있다.

이들 내구성이나 질감의 문제를 해결하기 위해, 광 촉매를 섬유 중에 넣은 것이 여러 가지 제안되어 있다 (일본 공개특허공보 2005-220471호 등). 그러나 이 방법에서는 광 촉매가 섬유에 매몰되기 때문에, 악취의 성분과 광 촉매의 반응이 섬유 구성 폴리머에 의해 제한되어, 광 촉매의 성능이 발휘되기 어렵다는 문제를 갖는다. 또, 광 촉매 자체에 의한 기재의 열화에 의해 섬유 강도가 시간 경과적으로 저하된다는 문제가 있었다. 그 대책으로서, 일본 공개특허공보 2004-169217호 등과 같이, 심초 (core-sheath) 형 복합 섬유의 초부에만 광 촉매를 담지시키고, 심부에서 강도를 확보하는 방법이 제안되어 있다.

그러나 이 방법에서는 강도의 문제는 해결되지만, 광 촉매가 초부에 매몰되어 기능이 발현되기 어려운 문제가 있었다. 이들 문제를 해결하기 위해, 광 촉매를 넣은 박리 분할형 복합 섬유를 분할함으로써, 섬유 표면에 대한 광 촉매의 노출 비율을 증가시켜, 성능의 발현을 용이하게 하는 방법이 제안되어 있다 (일본 공개특허공보 평10-204727호). 이 방법에 의해 노출 비율은 증가되고 또한 세섬도화할 수 있기 때문에, 어느 정도 광 촉매 효과 및 질감의 향상을 도모할 수 있지만, 분할율이 변동되기 때문에 안정적인 품질의 것을 얻을 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 종래 기술이 갖는 과제를 극복하고, 우수한 소취 성능을 갖고, 장기간의 사용이나 반복 세탁 등에 의해서도 초기의 성능 열화가 적은 소취 기능제 함유 극세 멀티 필라멘트와 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 극세 섬유 중에 함유하는 소취 기능제의 입자 직경과 섬유 직경을 특정 범위로 제어하면, 상기 극세 멀티 필라멘트가 얻어지는 것을 알아내었다.

즉, 본 발명에 의하면,

하기 요건을 만족하는 것을 특징으로 하는 소취 기능제 함유 극세 멀티 필라멘트가 제공된다.

a) 극세 단사 섬유의 평균 직경이 200∼2000 ㎚ 인 것.

b) 극세 단사 섬유 직경 이상의 2 차 입자 직경을 갖는 소취 기능제를 적어도 포함하고, 그 소취 기능제 중 섬유 폴리머에 피복되지 않고 섬유 표면에 노출되어 있는 부분이 존재하는 것의 개수가 5 개/25μ㎡ 이상인 것.

또, 본 발명에 의하면, 해 (海) 성분과 도 (島) 성분으로 이루어지는 해도형 복합 섬유로부터 해 성분을 제거하고 도 성분으로 이루어지는 극세 멀티 필라멘트를 얻는 극세 멀티 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 하기 요건을 만족하는 것을 특징으로 하는 소취 기능제 함유 극세 멀티 필라멘트의 제조 방법이 제공된다.

a) 도 성분으로 이루어지는 극세 단사 섬유의 평균 직경이 200∼2000 ㎚ 인 것.

b) 도 성분에 극세 단사 섬유 직경 이상의 2 차 입자 직경을 갖는 소취 기능제를 적어도 포함하는 것.

c) 해도형 복합 섬유가 용융 방사되고, 일단 권취하지 않고 직접 연신함으로써 얻어진 것.

도 1 및 도 2 는 본 발명에서 사용하는 해도형 복합 섬유의 방사 구금의 단면의 일 예를 모식적으로 나타내는 개념도이다. 도 1 및 도 2 에 있어서, 1 은 분배 전 도 성분 폴리머 저장 부분, 2 는 도 성분 분배용 파이프, 3 은 해 성분 도입공, 4 는 분배 전 해 성분 폴리머 저장 부분, 5 는 개별 해/도 구조 형성부, 6 은 해도 전체 합류 수축부를 나타낸다.

이하 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명의 소취 기능제 함유 극세 섬유를 구성하는 폴리머는, 섬유 형성능을 갖는 결정성 열가소성 폴리머이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 나일론 6, 나일론 66 등의 폴리아미드 등을 들 수 있고, 그 중에서도 범용적으로 이용되고, 비용면이나 성능의 밸런스가 잡힌 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 소취 기능제 함유 극세 멀티 필라멘트를 구성하는 극세 단사 섬유의 축 방향에 직교하는 단면에 있어서의 평균 직경은, 200∼2000 ㎚ 인 것이 필요하다. 평균 직경이 200 ㎚ 미만인 경우에는, 소취 기능제의 응집에 의해 섬유의 형성이 곤란해지고, 한편, 평균 직경이 2000 ㎚ 를 초과하는 경우에는 소프트한 질감이 얻어지지 않고, 또 소취 기능제 직경이 큰 것을 이용하지 않으면 광 촉매의 노출 정도가 줄어들고, 또 섬유 비표면적이 감소되기 때문에, 광 촉매의 반응 효율이 낮아진다. 바람직하게는, 300∼1000 ㎚ 이다.

일반적으로 소취 기능제로서 광 촉매를 사용했을 경우, 광 촉매는 광을 흡수하여 성능을 발휘하지만, 섬유에 넣으면 섬유를 구성하는 폴리머 자체가 광의 흡수, 및 분해 대상물과 광 촉매의 접촉을 방해하여 효율이 떨어진다.

또, 소취 기능제로서 흡착제를 사용한 경우도, 섬유에 넣으면 섬유를 구성하는 폴리머 자체가 흡착제의 흡수 성능을 방해하여 효율이 떨어진다.

그래서 본 발명의 소취 기능제 함유 극세 멀티 필라멘트에 있어서는, 극세 단사 섬유의 평균 직경보다 큰 2 차 입자 직경을 갖는 소취 기능제를 적어도 함유하고, 또한 그 극세 단사 섬유의 평균 직경보다 큰 2 차 입자 직경을 갖는 소취 기능제가 섬유 폴리머에 의해 피복되지 않는 부분이 존재하는 것이 특징이고, 그 결과 소취 효율이 비약적으로 향상된다.

통상, 섬유의 직경보다 큰 입자를 함유하는 섬유는 방사시에 예사성 (曳絲性) 이 그 입자에 의해 저해되기 때문에 제조가 곤란하고, 특히 극세화는 매우 어렵다.

그러나, 본 발명에 있어서는, 해도 복합 섬유의 도 성분에 소취 기능제를 함유시키고, 해 성분을 제거하고 도 성분으로 이루어지는 극세 섬유로 하는 방법을 채용함으로써 상기 섬유를 제조할 수 있는 것을 알아낸 것이다. 즉 해도 복합 섬유에 있어서는 도 성분이 취약한 섬유 (2 차 입자 직경이 단사 섬유 직경보다 큰 것을 포함하는 섬유, 따라서 강도가 낮은 섬유) 라고 해도 해 성분에 의해 방사 연신 상의 강도 유지가 가능해진다. 또 해 성분을 제거한 극세화 후라도 멀티 필라멘트인 것에 의해 강도를 유지할 수 있게 된다.

또한 해도 복합 섬유의 복합 방사시에 일단 권취하지 않고 계속하여 연신 처리하는 방사 직접 연신법이 바람직하다. 방사 직접 연신법에 의해 극세 단사 섬유 직경 이상의 2 차 입자 직경의 소취 기능제가 섬유 폴리머의 연신에 추종할 수 없고, 섬유 폴리머로 피복되지 않고 섬유 표면에 노출되는 부분이 많아진다. 여기서 소취 효과와 섬유 물성을 밸런스를 취하기 위해서는, 그 소취 기능제 중 섬유 폴리머에 피복되지 않고 섬유 표면에 노출되어 있는 부분이 5 개/25μ㎡ 이상 존재하는 것이 필요하다.

단, 섬유 표면에 노출되어 있는 부분이 너무 많으면, 섬유의 품질 (강도, 신도, 보풀) 이 현저하게 저하된다는 문제가 발생하므로, 섬유 표면에 노출되어 있는 부분의 개수는 25 개/25μ㎡ 이하인 것이 바람직하다.

이 때, 소취 기능제는 섬유 폴리머에 대해 이물질이고, 소취 기능제를 함유하는 부분의 섬유 폴리머 양이 적은 것에 의해, 연신에 추수할 수 없고 균열이 발생하여 소취 기능제가 섬유 폴리머와 유리되는 부분 (노출 부분) 이 생기게 된다. 이 노출 부분에 의해 광의 조사 효율과 대상이 되는 성분에 대한 광 촉매 분해 반응이 매우 효율적으로 실시되어, 성능이 비약적으로 증가하게 된다.

본 발명의 소취 기능제 함유 극세 섬유의 단면 형상은 특별히 한정되지 않고 이형 (異形) 단면이어도 된다. 이형 단면의 구체예로는, T 자형, U 자형, V 자형, H 자형, Y 자형, W 자형, 3∼14 엽형, 다각형 등을 들 수 있는데, 본 발명에 있어서는 이들 형상에 한정되는 것은 아니다. 또, 중실 섬유이어도 되고 중공 섬유이어도 된다.

본 발명에 있어서, 소취 기능제로서 광 촉매를 사용하는 경우, 광 촉매 물질로는, 자외선 등의 광선의 조사에 의해 활성 라디칼을 생성시키고, 많은 유해물, 악취물을 산화 분해하여, 광 산화촉매로서 기능하는 것을 말한다.

그 때문에, 광 촉매는 산화성 광 촉매의 범주에 속하는 것이 바람직하다. 이와 같은 광 촉매를 사용하면, 단순한 흡착 작용이 아니고, 촉매적인 분해를 이용하여 소취할 수 있기 때문에, 소취 또는 탈취 효과를 장기간에 걸쳐 지속할 수 있다. 또한 이 광 촉매는 유해물, 악취물을 분해할 뿐만 아니라, 살균 작용, 항균 작용 등도 가지고 있다.

광 촉매 물질로는, 무기, 유기에 관계없이, 여러 가지 광 반도체를 사용할 수 있는데, 무기 광 반도체인 경우가 많고, 예를 들어 황화 반도체 (CdS, ZnS, In₂S₃, PbS, Cu₂S, MoS₃, WS₂, Sb₃S₃, Bi₃S₃, ZnCdS₂ 등), 금속 카르코게나이트 (CdSe, In₂Se₃, WSe₃, HgSe, PbSe, CdSe 등), 산화물 반도체 (TiO₂, ZnO, WO₃, CdO, In₂O₃, Ag₂O, MnO₂, Cu₂O, Fe₂O₃, V₂O₅, SnO₂ 등) 등을 들 수 있고, 황화물과 산화물 이외의 반도체로서 GaAs, Si, Se, CdP₃, Zn₂P₃ 등도 포함된다. 이들 광 촉매는 단독 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

이들 광 촉매 물질 중, CdS, ZnS 등의 황화물 반도체, TiO₂, ZnO, SnO₂, WO₃등의 산화물 반도체가 바람직하고, 특히 산화물 반도체인 TiO₂ 가 바람직하다. 전술한 광 촉매를 구성하는 광 반도체의 결정 구조는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 TiO₂ 는 아나타아제형, 브루카이트형, 루틸형, 아모르퍼스형 등 중 어느 것이어도 된다. 특히 바람직한 TiO₂ 에는 아나타아제형 산화티탄이 포함된다.

광 촉매 물질은 졸이나 겔상으로 사용할 수 있음과 함께 분립 (입자) 상으로 사용해도 된다. 광 촉매를 졸이나 겔상으로 사용하는 경우, 건조 고화, 분쇄되고, 원하는 입경으로 할 필요가 있다. 분쇄에는 볼 밀, 제트 밀 등을 사용할 수 있는데, 이것에 한정되는 것은 아니다. 광 촉매를 분립상으로 사용하는 경우, 광 촉매의 평균 2 차 입자 직경은, 0.1∼2 ㎛ 인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.2∼1.5 ㎛ 이다. 광 촉매의 입자 직경이 2 ㎛ 를 초과하면, 예를 들어 용융 방사시에 필터 막힘이나 보풀 단사가 발생하기 쉬워지고, 연신시의 실 끊김도 증대하기 쉬워진다.

그 광 촉매 물질의 사용량은, 섬유의 구조에 따라 촉매 활성을 저해하지 않는 넓은 범위에서 선택할 수 있고, 예를 들어 섬유 전체에 대해 0.1∼25 질량%, 바람직하게는 0.3∼20 질량%, 더욱 바람직하게는 0.5∼10 중량% 의 범위이다.

본 발명에 있어서, 소취 기능제로서, 흡착제나 소취제, 항균제나 제균제를 사용할 수 있고, 어느 하나 혹은 복수를 포함하고 있어도 된다.

흡착제나 소취제, 항균제나 제균제의 구별은 명확하지 않고, 특별히 한정되지 않지만, 이하의 성분을 포함하는 것이다. 구체적으로는, 4 가 금속의 인산염, 2 가 금속의 수산화물, 혹은 산화은, 산화아연, 산화알루미늄, 산화규소, 산화지르코늄, 혹은 은 이온, 구리 이온, 아연 이온으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 주된 성분으로서 포함하고 있는 것 등을 예시할 수 있고, 구체적으로는 미즈사와 화학 제조 "미즈카나이트", 라이온 제조 "라이오나이트", 쿄와 화학 공업 제조 "하이드로탈사이트류 화합물", 토아 합성 제조 "케스몬" 시리즈, "노바론" 시리즈, 라사 공업 제조 "KD-211GF", 티탄 공업 제조 "TZ-100", "SZ-100S" 등에서 선택되는 1 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또, 그 소취 기능제의 평균 2 차 입자 직경은, 0.1∼2 ㎛ 인 것이 바람직하고 더욱 바람직하게는 0.2∼1.5 ㎛ 이다. 입자 직경이 2 ㎛ 를 초과하면, 예를 들어 용융 방사시에 필터 막힘이나 보풀 단사가 발생하기 쉬워지고, 연신시의 실 끊김도 증대되기 쉬워진다.

그 소취 기능제의 사용량은, 섬유의 품질 (강도, 신도, 보풀) 을 저해하지 않는 넓은 범위에서 선택할 수 있고, 예를 들어 섬유 전체에 대해 0.1∼25 질량%, 바람직하게는 0.3∼20 질량%, 더욱 바람직하게는 0.5∼10 중량% 의 범위이다.

상기 서술한 바와 같이, 소취 기능제를 도 성분 폴리머에 첨가하는 방법으로는, 1. 도 성분 폴리머의 중합시 또는 중합 직후에 소취 기능제를 첨가 함유시키는 방법, 2. 도 성분 폴리머를 베이스로 하는 소취 기능제를 함유하는 마스터 배치를 제조해 두고, 그것을 사용하는 방법, 3. 방사할 때까지의 임의의 단계 (예를 들어, 폴리머의 펠릿의 제조 단계, 용융 방사 단계 등) 에서 소취 기능제를 첨가시키는 방법 등을 들 수 있는데, 중합시의 촉매 활성에 의한 부반응의 방지 등의 관점에서 마스터 배치 첨가법이 바람직하게 사용된다.

또, 본 발명의 소취 기능제 함유 극세 섬유 멀티 필라멘트에 있어서는 촉매 성능을 향상시키기 위해서, 상기 소취 기능제를 복수 병용해도 된다.

본 발명에서 사용하는 해도형 복합 섬유는 예를 들어 도 1, 도 2 에 나타내는 바와 같은 공지된 해도형 복합 방사 구금을 사용하고, 전술한 도 성분, 해 성분을 용융 상태에서 섬유상으로 압출하고, 그것을 500∼3500 m/분의 속도로 용융 방사 후, 일단 권취하지 않고 연신, 열처리하는 것이 필요하다.

도수는 많은 것이 해 용해 후의 도 성분으로 이루어지는 섬유가 가늘어져, 100∼1,000 도/단사인 것이 바람직하다. 100 도 미만에서는, 도 비율이 작은 경우에 극세 섬유로서의 효과를 기대할 수 없다. 한편, 1,000 도를 초과하면, 방사 구금의 제조 비용이 높아질 뿐만 아니라, 가공 정밀도 자체도 저하되기 쉬워진다. 바람직하게는, 500∼1,000 도이다.

해 성분의 도 성분에 대한 용해 속도비는, 해 성분이 도 성분의 30∼5,000 배인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 100∼4,000 배이다. 용해 속도비가 30 배 미만인 경우에는, 섬유 단면 표층부의 분리된 도 성분의 일부가 용해되고, 섬유 단면 중앙부에 있는 해 성분까지 용해되지 않는다는 문제가 일어나기 쉬워진다. 이로써, 도 성분의 굵기 불균일이 발생하고, 품위에 문제가 저하되는 경향이 있다. 한편, 용해 속도비가 5,000 배를 초과하면, 섬유화가 어렵다.

이러한 해도형 복합 섬유를 구성하는 폴리머로서 해 성분 폴리머로는, 도 성분과의 용제 용해 속도차가 30 배 이상이면, 어떠한 섬유 형성성 폴리머이어도 되고, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르 등 어느 폴리머이어도 된다. 그 중에서도 폴리에스테르는 용제 용해성을 조절하는 데에 있어서 바람직하다. 예를 들어, 수산화칼륨, 수산화나트륨 등의 알칼리 수용액 용해성 폴리머의 경우에는, 폴리락트산, 폴리에틸렌글리콜계 공중합 폴리에스테르, 5-나트륨술폰산이소프탈산의 공중합 폴리에스테르가 최적이다. 특히 해도 복합 섬유로 한 후, 제편직하고, 공지된 알칼리 감량 장치를 이용하여 해 성분을 용해 제거하고, 극세화하는 것이 바람직하다. 또, 나일론 6 은 포름산에 용해하고, 폴리스티렌은 톨루엔 등 유기 용제에 용해할 수 있다.

한편, 도 성분 폴리머에 대해서도, 어떠한 섬유 형성성 폴리머이어도 되고, 폴리아미드계, 폴리스티렌계, 폴리에틸렌계, 폴리에스테르계 등 어느 폴리머이어도 된다. 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트이다.

본 발명의 소취 기능제 함유 극세 섬유는, 섬유의 길이 방향의 형태가 특별히 제한되는 것은 아니다. 즉, 섬유의 길이 방향으로 정도가 동일한 직경을 갖는 섬유이어도 되고, 가늘고 두꺼움을 갖는 식 앤드 신 섬유이어도 되고, 그 이외의 섬유이어도 된다. 또한 광 촉매 함유 극세 섬유는 단섬유 또는 장섬유 중 어느 것이어도 되고, 섬유 제품이 실인 경우, 방적사, 멀티 필라멘트사, 단섬유와 장섬유의 복합사이어도 된다. 또한 본 발명의 섬유에는, 용도나 섬유의 종류에 따라, 가연 가공, 인터레이스 가공 등의 공기 락합 처리, 권축 가공, 방축 처리, 방추 처리, 친수 가공, 방수 가공, 방염 가공 등의 임의의 가공·처리가 실시되어도 된다.

본 발명의 소취 기능제 함유 극세 섬유는 상기 서술한 소취 기능제 외에, 섬유의 종류에 따라 통상 이용되고 있는 각종 첨가제, 예를 들어 산화방지제, 난연제, 대전 방지제, 착색제, 활제, 방충·방진드기제, 방곰팡이제, 자외선 흡수제, 광택 제거제 등을 함유해도 된다.

또 본 발명의 소취 기능제 함유 극세 섬유는 여러 가지 섬유 제품으로서 이용할 수 있고, 실, 직포, 편포, 부직포 등의 포백, 파일 직물, 파일 편물 등의 파일 포백, 이들로부터 형성된 의류나 그 밖의 신체 착용품, 인테리어 제품류, 침구류, 식품용 포장재 등을 들 수 있다. 구체적으로는 속옷, 스웨터, 재킷, 파자마, 욕의, 백의, 슬랙스, 양말, 장갑, 스타킹, 에이프런, 마스크, 타올, 손수건, 서포터, 헤드 핸드, 모자, 구두의 인솔, 심지 등의 의류나 신체 착용품, 각종 카페트, 커튼, 포렴, 벽지, 창호지, 맹장지, 섬유제 블라인드, 인공 관엽 식물, 의자 등의 포장용 직물, 테이블 크로스, 전기 제품 커버, 다다미, 포단 속재 (속솜 등), 포단의 측지, 시트, 모포, 포단 커버, 베개, 베갯잇, 침대 커버, 침대의 속재, 매트, 위생 재료, 변좌 커버, 와이핑 크로스, 공기 청정기나 에어 컨디셔너 등의 필터 등을 들 수 있다.

본 발명의 소취 기능제 함유 극세 섬유 및 그 섬유를 사용한 섬유 제품의 성능으로서, 예를 들어, 태양광, 형광등, 자외선 램프 등의 조사하, 암모니아, 아민류 등의 염기성 악취 성분, 아세트산 등의 산성 악취 성분, 포르말린, 아세트알데히드 등의 중성 악취 성분 등의 많은 것에 악취 성분을 신속하게, 또한 장기에 걸쳐 분해하여, 무취화할 수 있다. 그 때문에, 다수의 악취 성분을 포함하는 담배 냄새 등이라도 효율적으로 제거할 수 있어, 실내나 차내의 소취에 유효하다. 또 가구나 신건재 등에서 발생하는 포르말린, 아세트알데히드 등의 알데히드류의 소취에 대해서도 유효하다.

또한 광 조사에 있어서는 광 촉매에 따른 파장의 광선을 이용할 수 있다. 이 광선의 파장은 광 촉매를 여기하는 파장이면 되는데, 통상, 자외선을 포함하는 광선인 경우가 많다. 광 촉매로서 산화티탄을 사용한 경우, 태양광이나 형광등의 광에서도 충분히 그 촉매 기능을 유효하게 작용시킬 수 있다. 또한, 광 조사는, 통상, 산소, 공기 등의 산소 함유 기체의 존재하에서 실시된다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하는데, 본 발명의 범위는, 그 요지를 넘지 않는 한 이들에 조금도 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예 중의 각 특성값은 하기 방법으로 측정하였다.

(1) 소취 성능

하기 방법에 의해 소취율로 평가하였다.

악취 성분의 초기 농도를 암모니아 100 ppm 로 한 총량 3 리터분을, 시료량 1 g 의 통망상 시료와 함께 테드라 백 내에 봉입하고, 소취 기능제로서 광 촉매를 사용한 경우만 자외선 램프를 1.2 mW/㎠·hr 의 강도로 조사하고, 24 hr 후의 용기 중의 악취 성분의 잔존 농도를 검지관을 이용하여 측정하여 구하였다. 공시험으로서 시료를 넣지 않고 동일한 측정을 실시하고, 이하의 식에 의해 소취율을 산출하였다.

소취율 (%) = 100 × (C₀ - C₁)/C₀

C₀ : 공시험의 24 시간 후 농도

C₁ : 시료를 넣은 테드라 백의 24 시간 후 농도

(2) 노출되어 있는 입자의 개수

정렬된 연신사의 측면을 주사형 전자 현미경에 의해 5000 배로 촬영하고, 섬유 표면이 찢어져 입자가 노출되어 있는 부분의 개수를 세어, 25μ㎡ 당의 개수로서 n = 10 으로 측정하고, 평균값으로서 산출하였다.

(3) 단사 직경보다 굵은 부분의 개수

노출되어 있는 입자의 개수와 동일하게, 사진으로부터 평균 단사 직경보다 분명하게 굵어져 있는 부분의 개수를 세어 25μ㎡ 당의 개수로서 n = 10 으로 측정하고, 평균값으로서 산출하였다.

(4) 소취 기능제의 평균 2 차 입자 직경

소취 기능제의 평균 2 차 입자 직경은 각종 측정법에 의해 측정할 수 있다. 일례를 들면, 동적 광 산란식 입도 분포 측정 장치에 의해 측정할 수 있고, 이 동적 광 산란식 입도 분포 측정 장치로는, 예를 들어, 닛키소 주식회사 제조 MI CROTRAC UPA (model : 9340-UPA150) 를 들 수 있다.

[실시예 1]

고유 점도 0.64 (35 ℃, 오르토클로로페놀 중) 의 폴리에틸렌테레프탈레이트에 대해, 이 폴리머를 베이스 폴리머로 하고, 닛키소 주식회사 제조 MI ICROTRACUPA (model : 9340-UPA150) 를 사용하여 측정한 평균 2 차 입자 직경이 1.2 ㎛ 인 소취 기능제 (이시하라 산업 주식회사 제조, 광 촉매 산화티탄 ST-01) 10 중량부를 사용하여 제조한 마스터 배치를, 상기 베이스 폴리머에 대해 10 중량% 칩 블렌드하고, 용융 온도 285 ℃ 에서 압출기로 용융하였다.

한편, 해 성분에 285 ℃ 에서의 용융 점도가 1600 poise 인 평균 분자량 4000 의 폴리에틸렌글리콜 (PEG) 4 wt%, 5-나트륨술포이소프탈산 (SIP) 을 8 mol% 공중합한 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트를 다른 압출기로 용융하였다.

각각의 용융 폴리머를, 광 촉매를 함유하는 폴리에스테르가 도 성분이 되도록 하고, 해 성분 : 도 성분을 30 : 70 의 중량 비율로, 도수 836 의 방사 구금을 사용하여 방사 온도 285 ℃ 에서 용융 토출시키고, 방사 속도 1000 m/분으로 인취한 후, 일단 권취하지 않고, 예열 온도 90 ℃, 열 세트 온도 140 ℃, 연신 배율 4.0 배로 연신하여, 3950 m/분의 속도로 권취하여 56 dtex/10 fil 의 연신사를 얻었다.

얻어진 연신사를 이용하여 통편 (筒編) 을 제조하고 2.5 % NaOH 수용액으로 55 ℃ 에서 30 % 감량하였다. 섬유 단면을 관찰한 결과, 균일한 극세 섬유군을 형성하고 있고, 극세 단사 섬유의 평균 직경은 690 ㎚ 였다. 또, 섬유 측면에 있어서는 섬유 직경보다 큰 소취 기능제에 의한 태세 부분이 확인되고, 또 한편에서는 섬유 직경보다 작은 소취 기능제가 섬유 표면의 갈라진 곳으로부터 직접 관측되는 상태로 존재하고 있었다. 이 통편을 사용하여 소취성을 평가한 결과, 100 % 의 소취율을 나타내었다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 2]

실시예 1 에 있어서, 토출량을 변경하여 극세 단사 섬유의 평균 직경을 385 ㎚ 로 한 것 이외에는 동일하게 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[비교예 1]

실시예 1 에 있어서, 광 촉매 마스터 배치를 첨가하지 않고 제조한 것 이외에는 동일하게 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[비교예 2]

실시예 1 에 있어서, 방사시에 상이한 구금을 사용하고, 극세 단사 섬유의 평균 직경을 2510 ㎚ 로 한 것 이외에는 동일하게 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[비교예 3]

실시예 1 에 있어서, 토출량을 크게 감소시키고, 극세 단사 섬유의 평균 직경을 153 ㎚ 로 했지만, 방사 및 연신시의 단사 끊김이 상당히 커, 소취성을 측정할 수 있는 시료 제조까지는 도달하지 않았다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 3]

실시예 1 에 있어서, 광 촉매를 라이온 제조 "라이오나이트 PC" (평균 2 차 입자 직경 : 3 ㎛) 로 변경하고, 세이신 기업 제조 제트 밀 (model : STJ-200) 로 분쇄하고, 평균 입자 직경을 1.9 ㎛ 로 한 것을 사용한 것 이외에는 동일하게 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[비교예 4]

실시예 3 에 있어서, 라이온 제조 "라이오나이트 PC" (평균 2 차 입자 직경 : 3 ㎛) 를 분쇄하지 않고 사용한 것 이외에는 동일하게 실시하였지만, 방사 및 연신시의 단사 끊김이 상당히 크고, 소취성을 측정할 수 있는 시료 제조까지는 도달하지 않았다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 4]

실시예 1 에 있어서, 광 촉매를 흡착제인 미즈사와 화학 제조 "미즈카나이트 HF" (평균 2 차 입자 직경 : 2.7 ㎛) 로 변경하고, 세이신 기업 제조 제트 밀 (model : STJ-200) 로 분쇄하고, 평균 입자 직경을 1.9 ㎛ 로 한 것을 사용한 것 이외에는 동일하게 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[비교예 5]

실시예 4 에 있어서, 미즈사와 화학 제조 "미즈카나이트 HF" (평균 2 차 입자 직경 : 2.7 ㎛) 를 분쇄하지 않고 사용한 것 이외에는 동일하게 실시하였지만, 방사 및 연신시의 단사 끊김이 상당히 크고, 소취성을 측정할 수 있는 시료 제조까지는 도달하지 않았다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 5]

실시예 1 에 있어서, 광 촉매를 소취제인 토아 합성 제조 "케스몬 NS-10" (평균 2 차 입자 직경 : 0.9 ㎛) 로 변경한 것을 사용한 것 이외에는 동일하게 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 6]

실시예 1 에 있어서, 광 촉매를 항균제인 토아 합성 제조 " 노바론 AG300" (평균 2 차 입자 직경 : 0.9 ㎛) 로 변경한 것을 사용한 것 이외에는 동일하게 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

본 발명의 범위 내인 실시예 2∼6 에 있어서는, 실시예 1 과 동일하게 우수한 소취성을 나타내는 것을 얻을 수 있었지만, 광 촉매가 없는 비교예 1 이나, 광 촉매의 노출 및 섬유 직경보다 굵은 부분이 매우 적은 비교예 2 에 있어서는 소취성이 크게 열등한 것이 되었다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

Claims

하기 요건을 만족하는 것을 특징으로 하는 소취 기능제 함유 극세 멀티 필라멘트.
a) 극세 단사 섬유의 평균 직경이 200∼2000 ㎚ 인 것.
b) 극세 단사 섬유 직경 이상의 2 차 입자 직경을 갖는 소취 기능제를 적어도 포함하고, 그 소취 기능제 중 섬유 폴리머에 피복되지 않고 섬유 표면에 노출되어 있는 부분이 존재하는 것의 개수가 5 개/25μ㎡ 이상, 25 개/25μ㎡ 이하인 것.
제 1 항에 있어서,
소취 기능제가 광 촉매인 소취 기능제 함유 극세 멀티 필라멘트.
제 1 항에 있어서,
소취 기능제가 흡착제, 소취제, 항균제 또는 제균제인 소취 기능제 함유 극세 멀티 필라멘트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
소취 기능제의 평균 2 차 입자 직경이 0.1∼2 ㎛ 인 소취 기능제 함유 극세 멀티 필라멘트.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
섬유를 구성하는 폴리머가 폴리에스테르계 폴리머인 소취 기능제 함유 극세 멀티 필라멘트.
제 2 항에 있어서,
광 촉매가 산화티탄을 주된 성분으로 하는 것인 소취 기능제 함유 극세 멀티 필라멘트.
제 3 항에 있어서,
흡착제, 소취제, 항균제 또는 제균제가 은 이온, 구리 이온, 아연 이온으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 이온, 또는 산화은, 산화지르코늄, 산화아연, 산화알루미늄, 산화규소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 산화물, 또는 4 가 금속의 인산염, 또는 2 가 금속의 수산화물 중 적어도 하나를 주된 성분으로 하는 것인 소취 기능제 함유 극세 멀티 필라멘트.
해 성분과 도 성분으로 이루어지는 해도 (海島) 형 복합 섬유로부터 해 성분을 제거하고 도 성분으로 이루어지는 극세 멀티 필라멘트를 얻는 극세 멀티 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 하기 요건을 만족하는 것을 특징으로 하는 소취 기능제 함유 극세 멀티 필라멘트의 제조 방법.
a) 도 성분으로 이루어지는 극세 단사 섬유의 평균 직경이 200∼2000 ㎚ 인 것.
b) 도 성분에 극세 단사 섬유 직경 이상의 2 차 입자 직경을 갖는 소취 기능제를 적어도 포함하는 것.
c) 해도형 복합 섬유가 용융 방사되고, 일단 권취하지 않고 직접 연신함으로써 얻어진 것.