KR20110089361A

KR20110089361A - 섬유속

Info

Publication number: KR20110089361A
Application number: KR1020117014514A
Authority: KR
Inventors: 유키하루 시모쓰; 다카유키 니시타니
Original assignee: 이에스 화이바비젼즈 가부시키가이샤; 이에스 화이바비젼즈 리미티드 파트너쉽; 이에스 화이바비젼즈 홍콩 리미티드; 이에스 화이바비젼즈 아페에스
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2011-08-05
Also published as: EP2370620A2; BRPI0923816B1; US9394633B2; KR101260715B1; US20110256399A1; BRPI0923816A2; BRPI0923816A8; JP5396855B2; WO2010074344A2; CN102264961A; CN102264961B; WO2010074344A3; TW201033420A; JP2010156073A; EP2370620B1; TWI410542B

Abstract

본 발명은 웹(web), 및 웹을 사용하여 얻어지는 제품의 물성이나 성능과 생산성, 조업성, 비용의 밸런스가 우수한 섬유속(fiber bundle)을 제공한다.
장섬유(長纖維)가 한쪽 방향으로 배열되어 이루어지는 섬유속으로서, 상기 장섬유가 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부(山部)와 골부(谷部)가 형성되어 있는 권축(捲縮)을 가지고, 또한 상기 권축에 대하여, 동일한 장섬유에 존재하는 권축 중 인접하는 권축의 산부와 골부의 정점(頂点)을 연결한 직선의 섬유속의 길이 방향에 대한 기울기의 절대값인 곳의 특성값 A가 0.3 이상인 것을 특징으로 하는 섬유속.

Description

섬유속{FIBER BUNDLE}

본 발명은, 양호한 집속성(集束性)과 개섬성(開纖性; spereading property)을 가지는 섬유속(fiber bundle)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 고속도의 개섬성이 우수하며, 개섬 후의 웹(web)이 균일하고 감촉이 우수한 부직포로 가공할 수 있는 섬유속에 관한 것이다. 본 발명의 섬유속은, 그 단독으로, 또는 다른 부재, 예를 들면, 부직포나, 필름, 밸브 등과 적층, 혼합되어, 각종 포장재, 상처용 패드재, 붕대, 접착성 스킨 패치(adhesive skin patch), 쿠션재, 단열재 등에 사용된다.

생리용 냅킨 등의 흡수성 물품의 표면층이나, 청소용 대걸레나 와이퍼의 와이핑부 등에, 예를 들면, PE/PP, PE/PET, PP/PET 등의 열가소성 복합 섬유가 사용되고 있다. 그리고, 이 열가소성 복합 섬유로서 연속된 섬유속을 개섬한 웹을 사용하는 경우가 있다.

연속된 섬유속은, 권축(捲縮)이 부여된 연속 섬유끼리, 서로 밀착되도록 집속되어 있어, 섬유 밀도가 높은 상태로 존재한다. 이것을 상기 표면층이나, 상기 와이핑부 등으로 가공할 때는, 그 제조 공정에 있어서, 섬유속을 구성하는 연속 섬유를 폭 방향으로 서로 분리시켜, 외관 폭을 펼치는 공정, 즉 개섬 공정을 거친다. 이 개섬 공정을 거침으로써, 연속 섬유끼리가 집속된, 섬유 밀도가 높은 상태인 섬유속으로부터, 연속 섬유끼리가 느슨해진, 섬유 밀도가 낮은 상태인 웹을 얻을 수 있다. 그렇게 해서 얻어진 폭 방향으로 대략 균일한 두께와 감촉을 가지는 웹으로부터, 상기 표면층이나, 상기 와이핑부 등이 제조된다.

섬유속을 개섬하여 균일한 웹을 얻기 위하여, 각종 방책(方策)이 채용되고 있다. 예를 들면, 하기 특허 문헌 1에는, 현재(顯在) 권축 및/또는 잠재(潛在) 권축을 가지는, 단사(單絲) 섬도(纖度) 0.5∼100 데니어(denier), 전체 섬도 1만∼30만 데니어, 현재 권축수가 10∼50 산(山)/25mm인 섬유속은, 연신(延伸) 개섬 시의 개섬 폭이 적절한 범위에 있으므로, 고속으로 균일하게 개섬할 수 있어, 감촉이 우수한 웹을 높은 생산성으로 얻어지는 것이 기재되어 있다. 그러나, 보다 안정적으로 높은 개섬성을 나타내는 섬유속이 요구되고 있다.

일본 특허출원 공개번호 평 9-273037호 공보

이와 같이, 균일하며 감촉이 우수한 웹을 높은 생산성으로 얻기 위해서는, 높은 개섬성을 나타내는 섬유속이 불가결한 것으로 알려져 있고, 섬유속의 구성 수지의 선정, 방사(紡絲), 연신, 권축 부여 조건의 설정 등을 시행 착오적으로 설정함으로써, 상기 섬유속을 얻을 수 있다. 그러나, 원하는 높은 개섬성을 가지는 섬유속을 얻기 위해서는, 시행 착오적인 설정이 필요하므로, 안정적으로 높은 개섬성을 나타내는 섬유속을 양호한 생산성으로 얻는 면에서는, 아직도 만족할 수 있는 것은 아니다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 웹, 및 웹을 사용하여 얻어지는 제품의 물성이나 성능과 생산성, 조업성(操業性), 비용의 밸런스가 우수한 섬유속을 공급하고자 하는 것이다. 구체적으로는, 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부(山部)와 골부(谷部)가 형성되어 있는 권축을 가지고, 또한 그 권축이 충분히 굴곡된 장섬유(長纖維)를 포함하는 섬유속을 사용함으로써, 곤포(梱包), 물류, 끌어올리는 인상(引上, pulling up) 공정에서는 섬유 밀도가 높은 상태로 집속된 섬유속이, 개섬 공정에 있어서의 적절한 연신과 완화에 의해, 그 권축의 방향 즉 섬유속의 폭 방향으로 안정적으로 개섬하여, 균일하며 감촉이 우수한 웹을 얻는 것이다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 연구를 거듭한 결과, 섬유속을 구성하는 장섬유의 권축이, 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부와 골부를 형성하고, 또한 충분히 굴곡됨으로써, 개섬하기 전의 섬유속의 상태에서는 섬유 밀도가 높은 상태로 집속되어 있으므로, 충전성, 핸들링성이 우수하고, 이어지는 개섬 공정에서 적절한 연신과 완화를 행하면, 그 권축의 방향에 기인하여 인접하는 섬유끼리가 서로 밀어서 퍼져서 개섬성이 우수하고, 또한 얻어진 개섬 웹은 균일하며, 감촉이 우수한 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명은 이하의 구성을 가진다.

(1) 장섬유가 한쪽 방향으로 배열되어 이루어지는 섬유속으로서, 상기 장섬유가 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부와 골부가 형성되어 있는 권축을 가지고, 또한 상기 권축에 대하여, 동일한 장섬유에 존재하는 권축 중 인접하는 권축의 산부와 골부의 정점(頂点)을 연결한 직선의 섬유속의 길이 방향에 대한 기울기의 절대값인 특성값 A가 0.3 이상인 것을 특징으로 하는 섬유속.

(2) 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부와 골부가 형성되어 있는 특성값 A가 0.3 이상인 권축을 섬유속의 길이 방향으로 단속적(斷續的)으로 가지는 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 섬유속.

(3) 섬유속의 폭 방향을 향하여 형성되어 있는 권축의 특성값 A가 1.0 이상인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 섬유속.

(4) 섬유속을 구성하는 섬유의 단사 섬도가 0.5∼30 데시텍스(dtex)인 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 섬유속.

(5) 섬유속의 전체 섬도가 0.5만∼200만 데시텍스(dtex)인 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 섬유속.

(6) 섬유속을 구성하는 섬유가, 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르계 섬유 및 폴리아미드계 섬유로부터 선택된 적어도 1종의 열가소성 섬유인 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 섬유속.

(7) 섬유속을 구성하는 섬유가, 융점차(融點差) 15℃ 이상을 가지는 적어도 2 성분의 열가소성 수지를 포함하는 복합 섬유인 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 섬유속.

본 발명의 섬유속은, 그것을 구성하는 장섬유가, 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부와 골부를 형성하고 있는 권축을 가지고, 상기 권축이 충분히 굴곡되어 있으므로, 개섬하기 전에는 섬유 밀도가 높은 상태로 집속되어 있으므로, 충전성, 핸들링성이 우수하다.

또한, 본 발명의 전술한 특징을 가지는 섬유속은, 개섬 공정에서 적절한 연신과 완화를 행하면, 그 권축의 방향에 기인하여 인접하는 섬유끼리가 서로 밀어서 퍼져서, 안정적이며 개섬성이 우수하다. 또한, 본 발명의 섬유속으로부터 얻어진 개섬 웹은, 균일하여, 감촉이 우수하므로, 흡수체 물품의 표면층이나 와이핑 부재, 필터 등에 바람직하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 섬유속의 특성값 A를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 섬유속을 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 발명의 실시형태에 따라 상세하게 설명한다.

본 발명의 섬유속은 장섬유가 한쪽 방향으로 배열되어 이루어지는 섬유속이다. 섬유속을 구성하는 장섬유는, 특별히 한정되지 않으며, 천연 섬유이거나, 반합성 섬유이거나, 혹은 합성 섬유라도 아무 문제가 없지만, 개섬 후의 웹에 히트 실링(heat-sealing) 등의 열접착성을 부여할 수 있는 점에서, 합성 섬유 중 열가소성 수지를 포함하는 열가소성 섬유인 것이 바람직하다. 상기 열가소성 섬유는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌을 주체로 하는 다른 α올레핀과의 2원∼4원 공중합체, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀류, 나일론-6, 나일론-66 등으로 대표되는 폴리아미드류, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 산 성분으로서 이소프탈산 등을 공중합한 저융점 폴리에스테르, 폴리에스테르 일래스터머(elastomer) 등으로 대표되는 폴리에스테르류, 불소계 수지 등을 용융 방사한 것이다. 또한, 환경 부하를 억제하는 점에서, 폴리락트산, 폴리부틸렌석시네이트, 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 등의 생분해성 수지를 용융 방사한 열가소성 섬유도 바람직하게 사용된다. 또한, 섬유속을 개섬하여 얻어지는 웹의 감촉이 향상되는 점에서, 스틸렌-에틸렌부틸렌-스틸렌 블록 공중합체로 대표되는 스틸렌계 일래스터머나 올레핀계 일래스터머, 에스테르계 일래스터머, 우레탄계 일래스터머 등의 일래스터머 수지도 바람직하게 사용된다.

다시 말하면, 섬유속을 개섬하여 얻어진 웹을 열 접착한 시트의 감촉이 향상되는 점에서, 융점차가 있는 열가소성 수지 성분을 복합화한 열가소성 복합 섬유가 적합하다. 이와 같은 융점차가 있는 열가소성 수지 성분의 조합의 예로서, 예를 들면, 고밀도 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌/폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌/폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리락트산/폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트/폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론-6/폴리에틸렌테레프탈레이트, 고밀도 폴리에틸렌/나일론-66, 폴리프로필렌/나일론-66, 고밀도 폴리에틸렌/폴리메틸펜텐 등의 조합이 있다. 그 융점차는 20℃ 이상인 것이 바람직하고, 50℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 열접착은 저융점 성분이 연화(軟化) 또는 용융하고, 고융점 성분이 용융하지 않는 온도로 행하지만, 융점차가 20℃ 이상이면, 고융점 성분의 융점보다 충분히 낮은 온도로 열처리가 가능해지기 때문에, 고융점 성분의 현저한 열수축을 동반하지 않고, 열접착 가능하므로 바람직하다. 또한, 융점차가 50℃ 이상이면, 저융점 성분의 융점보다 충분히 높은 온도로 열접착 온도를 설정할 수 있으므로, 예를 들면, 히트 실링 시간의 단축과 결부되어, 생산성이 향상되므로 더욱 바람직하다.

상기 열가소성 복합 섬유의 고융점 성분의 질량비는, 10∼90 질량%, 바람직하게는 30∼70 질량%이다. 고융점 성분이 10 질량% 이상이면, 히트 실링 등의 열접착 시에 상기 열가소성 복합 섬유가 과도하게 수축하지 않고 접착 가능하므로 바람직하다. 또한, 고융점 성분이 90 질량% 이하이면, 만족할 수 있는 열접착 강력을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 고융점 성분이 10∼90 질량%의 범위이면, 열접착 시의 형태 유지성과 접착 강력의 밸런스가 우수하며, 고융점 성분이 30∼70 질량%의 범위이면, 상기 밸런스가 더욱 우수하다. 복합 성분의 수는 특별히 제한되는 것이 아니며, 2 성분의 복합 섬유라도, 혹은 3 성분 이상의 복합 섬유라도 아무런 문제가 없다. 또한, 전술한 열가소성 수지는 단독으로, 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 또한, 본 발명의 특징인 우수한 개섬성을 가지는 섬유속을 얻는 관점에서는, 크림퍼(crimper) 공정에서 교착(膠着)이 쉽게 생기지 않고, 개섬 공정에서 충분한 개섬성을 나타내는 수지 구성이 바람직하며, 이와 같은 조합으로서는, 고밀도 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌/폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌/폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 예시할 수 있다.

본 발명의 섬유속을 구성하는 장섬유에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서, 산화 방지제, 광안정제, 자외선 흡수제, 중화제, 조핵제(造核劑), 에폭시 안정제, 윤활제, 항균제, 소취제(消臭劑), 난연제(難燃劑), 대전 방지제, 안료, 가소제, 및 다른 열가소성 수지 등이 첨가제로서 포함되어도 된다.

본 발명의 섬유속은, 1종류의 장섬유에 의해 구성되어 있어도 되고, 또는 2 종류 이상의 장섬유에 의해 구성되어 있어도 된다. 2 종류 이상의 장섬유로 구성되어 있는 경우, 그 혼합 형태는 특별히 한정되지 않고, 랜덤하게 혼합되어 있어도 되며, 섬유속의 폭 방향으로 병렬로 혼합되어 있어도 되고, 섬유속의 두께 방향으로 적층하도록 혼합되어 있어도 된다. 상이한 종류의 장섬유로서는, 섬유 소재, 단면 형상, 단사 섬도, 단사 신도(伸度), 권축수, 권축 형상, 권축 방향, 첨가제가 상이한 것 등을 예시할 수 있다.

섬유 소재가 상이한 2 종류 이상의 장섬유의 조합으로서, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 및 폴리아미드로 이루어지는 군으로부터 선택된, 적어도 2종으로 이루어지는 섬유의 조합을 예시할 수 있다. 구체적으로는 폴리에틸렌/레이온, 나일론/폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌/폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌석시네이트/폴리락트산 등을 예시할 수 있다.

단면 형상이 상이한 2 종류 이상의 장섬유의 조합으로서, 중실(中實)/중공(中空), 원형/삼각형, 별모양/편평(扁平) 등을 예시할 수 있다.

단사 섬도가 상이한 2 종류 이상의 장섬유의 조합으로서, 세섬도(細纖度)/태섬도(太纖度) 등을 예시할 수 있다. 단실 신장도가 상이한 2 종류 이상의 장섬유의 조합으로서, 저신도 섬유/고신도 섬유, 탄성 섬유/소성 섬유 등을 예시할 수 있다.

권축수가 상이한 2 종류 이상의 장섬유의 조합으로서, 권축수가 많은 장섬유/권축수가 적은 장섬유 등의 조합을 예시할 수 있다.

권축 형상이 상이한 2 종류 이상의 장섬유의 조합으로서, Ω형 권축/지그재그 권축 또는, 스파이럴 크림프(spiral crimp)/지그재그 권축 등의 조합을 예시할 수 있다. 권축 방향이 상이한 2 종류 이상의 장섬유의 조합으로서, 섬유속의 폭 방향으로 권축이 형성되어 있는 장섬유/섬유속의 두께 방향으로 권축이 형성되어 있는 장섬유 등의 조합을 예시할 수 있다.

첨가제가 상이한 2 종류 이상의 장섬유의 조합으로서, 산화 방지제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 중화제, 조핵제, 에폭시 안정제, 윤활제, 항균제, 소취제, 난연제, 대전 방지제, 안료, 가소제, 및 첨가제로서의 다른 열가소성 수지가 상이한 장섬유 등을 예시할 수 있다.

본 발명의 섬유속은, 권축을 가지는 장섬유로 구성되며, 상기 장섬유가 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부/골부가 형성되어 있는 권축을 가지고, 또한 상기 권축에 대하여, 동일한 장섬유에 존재하는 권축 중 인접하는 권축의 산부와 골부의 정점을 연결한 직선 섬유속의 길이 방향에 대한 기울기의 절대값인 특성값 A가 0.3 이상인 것을 특징으로 한다. 이 특성값 A는, 보다 구체적으로는, 섬유속 중에 있는 장섬유의 권축이 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부/골부가 형성되어 있는 임의의 50점을 선택하고, 각 권축에 대하여, 도 1에 나타낸 바와 같이, 동일한 장섬유에 존재하는, 인접하는 산부와 골부의 정점을 연결한 직선 l의 섬유속의 길이 방향에 대한 기울기의 절대값을 구하고, 상기 50점의 절대값의 평균값으로서 정의된다.

보다 상세하게는, 상기 섬유속 중의 각 점의 권축에서의 상기 절대값은, 도 1에 나타내는 Y의 X에 대한 비(Y/X)의 절대값이며, 본 발명의 섬유속은, 상기 50점의 상기 절대값의 평균값(즉, 특성값 A)이 0.3 이상이며, 더욱 바람직하게는 1.0 이상, 가장 바람직하게는 1.6 이상이다.

상기 특성값 A가 0.3 이상이므로, 개섬 공정에서 적절한 연신과 완화를 행하면, 인접하는 섬유끼리가 서로 밀어서 퍼져서, 폭 방향으로 충분히 개섬되고, 또한 얻어진 개섬 웹은 균일하여, 감촉이 우수하다. 1.0 이상이면 보다 효과적이므로 바람직하고, 1.6 이상이면 더욱 바람직하다. 또한, 특성값 A가 0.3 이상이면, 권축은 섬유속의 길이 방향으로 연속적으로 존재해도 되고, 단속적으로 존재해도 된다.

본 발명에 있어서, 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부/골부가 형성되어 있는 권축을 가지는 섬유란, 도 2에 나타내는 섬유속 표면 S에 대한 직선(l)(도 1 참조)의 기울기(α)가 45° 이하인 섬유를 말한다. α가 45° 이하이면, 본 발명의 특징인 권축의 방향에 기인하는, 인접하는 섬유끼리가 서로 밀어서 퍼지는 효과를 효율적으로 얻기 쉬우므로 개섬성이 우수하며, 얻어진 개섬 웹은 균일하여, 감촉이 우수하므로 바람직하고, α가 30° 이하이면, 효과를 더욱 얻을 수 있으므로 바람직하다.

그리고, 섬유속에 있어서의 길이 방향, 폭 방향, 두께 방향 및 표면 S는 관습적으로 특정된다. 즉, 만일 xyz의 좌표축 중에 섬유속을 두었을 경우, x축을 섬유속의 길이 방향으로 하고, y축을 섬유속의 폭 방향으로 할 때, z축은 섬유속의 두께 방향으로 된다. 이 중, y축과 z축 방향은 권축 부여 가공기의 폭과 높이로 규정되어 있고, 일반적으로 y>z의 길이로 된다. 이 때, 표면 S는 x-y 평면에 있는 섬유속의 표면으로 특정된다.

본 발명의 섬유속은, 권축의 산부/골부가 폭 방향으로 향하고 있는 장섬유 만으로 이루어져 있어도 되고, 혹은 권축의 산부/골부가 폭 방향으로 향하고 있는 장섬유와 권축의 산부/골부가 두께 방향으로 향하고 있는 장섬유가 혼재하고 있어도 된다.

다시 말하면, 섬유속의 길이 방향의 임의의 단면에 있어서, 두께 방향을 향하여 산부/골부를 형성하고 있는 권축과 폭 방향을 향하여 산부/골부를 형성하고 있는 권축이 혼재하고 있어도 된다.

섬유속의 폭 방향을 향하여 산부/골부를 형성하고 있는 권축은, 섬유속 전체의 권축의 수에 대하여 35% 이상 혼재하고 있는 것이 바람직하고, 55% 이상 혼재하고 있는 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부/골부를 형성하고 있는 권축의, 섬유속에 있어서의 비율은, 길이 방향의 임의의 점의 섬유속 단면에 있어서, 권축의 방향이 되는 α값[도 2에 나타내는 섬유속 표면 S에 대한 직선(l)의 기울기(°)]를 조사함으로써, 판단할 수 있다.

섬유속의 폭 방향을 향하여 산부/골부가 형성되어 있는 임의의 장섬유에 있어서의 권축수는, 8∼30 산/2.54cm, 바람직하게는 10∼20 산/2.54cm, 더욱 바람직하게는 12∼18 산/2.54cm이다. 권축수가 8 산/2.54cm보다 많은 경우에는, 섬유속의 집속성이 양호하여, 곤포 용기로의 충전성이 확보되고, 섬유속을 곤포 용기로부터 인상할 때도 원활하게 되어, 섬유 사이의 갈라짐, 풀림에 의한 문제가 저감되어, 개섬 공정이 안정화되는 점에서 바람직하다. 또한, 권축수가 30 산/2.54cm보다 적은 경우에는, 장섬유끼리의 얽힘이나 고밀도화가 억제되고, 마찬가지로 개섬 공정이 안정화되는 점에서 바람직하다. 다시 말하면, 30 산/2.54cm 이하의 권축이면, 권축을 부여하고자 할 경우, 크림퍼 공정에 있어서 섬유속에 과도한 압력을 인가할 필요가 없고, 권축의 균일성이 확보되고, 섬유끼리의 교착이 생길 우려가 감소하는 점도 바람직하다.

권축 부여 방법에 대하여는, 특히 규정되고 없지만, 예를 들면, (1) 실질적으로 무권축의 상태의 섬유에, 권축 처리에 의해, 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부/골부를 형성하는 권축을 발현시키는 방법, (2) 사전에, 실질적으로 섬유의 두께 방향을 향해 산부/골부를 형성하는 권축을 부여시킨 후, 섬유속의 두께 방향을 향하는 권축을, 섬유속의 폭 방향을 향하도록 하는 방법 등이 있다.

상기 (1)에 있어서의 권축의 부여 방법으로서는, 예를 들면, 스태퍼 박스형(staffer box type)의 권축기와 같은 장치인 경우, 권축 부여 장치의 유로(流路)에 섬유속을 안정적으로 진입시키기 위하여, 섬유속을 권축 부여 장치의 앞부분에 부대(附帶)되어 있는 근접하는 롤 사이를 통과시킨 후, 섬유속의 폭 방향으로부터 일정한 압력을 인가하면서 권축 장치로부터 섬유속을 배출시키는 것으로 발현(發現)할 수 있다. "일정한 압력"은 특별히 규정되지는 않지만, 바람직하게는 0.01∼1.00 MPa의 범위이다. 더욱 바람직하게는, 섬유속에 있어서의 섬유끼리의 교착을 억제하여, 안정적으로 고속으로 섬유속을 권축 부여 장치의 유로에 도입하기 위해서는 근접 롤 사이를 통과할 때 부여되는 압력은 0.08∼0.20 MPa이다.

한편, 상기 (2)에 있어서의 권축의 부여 방법으로서는, 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 일반적인 스태퍼 박스형의 권축기와 같은 장치로부터 배출되고, 두께 방향으로 산부/골부를 형성하는 권축을 가지는 섬유로 이루어지는 섬유속을, 섬유속의 폭 방향 또는 기울기 방향으로부터 응력을 인가하는 공정을 설치함으로써, 섬유속의 두께 방향으로 산부/골부를 형성하는 권축을, 섬유속의 폭 방향으로 산부/골부를 가지는 권축으로 변화시킬 수 있다. 응력을 인가하는 공정으로서는, 한정되는 것은 아니지만, 닙롤(nip roll)의 것이나 스태퍼 박스에 있어서의 박스 압력 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 섬유속을 구성하는 장섬유는, 강도가 1.0 cN/dtex 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.3 cN/dtex 이상이다. 강도가 1.0 cN/dtex 이상이므로, 섬유의 권축 탄성이 향상되고, 개섬 공정에 있어서 적절한 연신과 완화를 행하면, 본 발명의 특징인, 인접하는 섬유끼리가 서로 밀어서 퍼지는 효과를 효율적으로 얻기 쉽기 때문에 개섬성이 우수하며, 얻어진 개섬 웹은 균일하여, 감촉이 우수하므로 바람직하고, 1.3 cN/dtex 이상이면 효과를 더욱 효율적으로 얻을 수 있으므로 바람직하다.

본 발명의 섬유속을 구성하는 장섬유의 단사 섬도는 바람직하게는 0.5∼100 dtex, 더욱 바람직하게는 1.0∼70 dtex, 가장 바람직하게는 2.0∼30 dtex의 범위이다. 단사 섬도가 0.5 dtex보다 크면, 섬유 한 올이 가지는 섬유 강도가 높아지고, 개섬 시에 단사 파손이나 보풀이 이는 것이 억제되어, 높은 생산성으로 개섬을 행할 수 있는 점에서 바람직하다. 또한, 단사 섬도가 100 dtex보다 작으면 섬유속의 집속성이 확보되고, 섬유속 인상 시의 얽힘이나, 개섬성의 저하를 방지할 수 있는 점에서 바람직하다. 단사 섬도가 0.5∼100 dtex의 범위에 있으면, 만족할 수 있는 레벨의 섬유 강도, 섬유속의 집속성, 개섬성을 얻을 수 있고, 1.0∼70 dtex의 범위에 있으면 높은 레벨의 섬유 강도 섬유속의 집속성 개섬성을 얻을 수 있고, 2.0∼30 dtex의 범위에 있으면 더욱 높은 레벨의 섬유 강도, 섬유속의 집속성, 개섬성을 얻을 수 있다.

본 발명의 섬유속은, 전체 섬도가, 바람직하게는 0.5만∼200만 dtex, 더욱 바람직하게는 2만∼100만, 가장 바람직하게는 4만∼50만 dtex이다. 전체 섬도가 0.5만 dtex보다 큰 경우에는, 섬유속을 구성하는 장섬유의 개수가 충분히 많아지므로, 집속성이 향상되거나, 개섬했을 때의 균일성이 확보되는 점에서 바람직하다. 또한, 전체 섬도가 200만 dtex보다 작은 경우에는, 섬유속의 꼬임(twist)이나 얽힘, 휘감김을 억제하는 점에서 바람직하다. 전체 섬도가 0.5만∼200만 dtex의 범위에 있으면, 전술한 문제가 생기지 않고 안정된 가공을 행할 수 있고, 2만∼100만 dtex, 더욱 바람직하게는 4만∼50만 dtex의 범위에 있으면, 가공 속도를 더욱 고속으로 할 수 있으므로 바람직하다.

본 발명의 섬유속을 구성하는 장섬유의 섬유 단면 형상에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 원형, 이형(異形), 혹은 중공이라도 아무런 문제가 없다. 예를 들면, 방사 꼭지쇠의 형상을 적절하게 선택함으로써, 다양한 단면 형상으로 만들 수 있다.

또한, 섬유속을 구성하는 장섬유가 복합 섬유인 경우, 쉬스코어형(sheath core type), 편심형(偏心型), 병렬형, 해도형(海島型), 혹은 다성분 분할형이라도 된다.

본 발명의 섬유속을 개섬하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니다. 섬유속을 개섬하는 방법으로서, 예를 들면, 속도차가 있는 핀치 롤(pinch roll) 사이에 있어서 섬유속에 장력을 인가한 후에 탄성적으로 수축시켜, 권축에 신축(伸縮)를 부여하여 개섬하는 방법, 한 쌍의 핀치콕(pinch cock) 사이에 섬유속을 유지시켜, 기계적으로 섬유속에 신축을 부여하여 개섬하는 방법 등이 있다.

이들 중에서는, 섬유속을 구성하는 장섬유에 적절한 연신을 부여하면서 양호한 생산성으로 개섬 가능한 점에서, 속도차가 있는 3개의 핀치 롤을 사용하여 개섬하는 방법이 특히 바람직하다. 이 때의 1개째의 핀치 롤 속도에 대한 2개째의 핀치 롤의 속도는 특별히 한정되지 않으며, 1.2∼3.0 배의 범위에 있으면 본 발명의 섬유속을 양호한 생산성으로 개섬할 수 있고, 또한, 2개째의 핀치 롤 속도에 대한 3개째의 핀치 롤의 속도도, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.8∼0.9 배의 범위에 있으면 본 발명의 섬유속을 개섬하여 얻어진 웹이 균일하여, 감촉이 우수한 점에서 바람직하다.

본 발명의 섬유속을 개섬하여 얻어진, 균일하며 감촉이 우수한 웹을 가공함으로써, 옷감의 질이 우수하며, 감촉이 양호한 부직포를 얻을 수 있다. 웹을 부직포로 가공하는 수단으로서, 스펀레이스(spunlace)법, 레진 본드(resin-bonded)법이 예시된다. 또한, 열가소성 섬유를 포함하는 웹이면, 포인트본드법, 에어스루법 등도 예시된다. 특히, 본 발명의 섬유속을 개섬하여 얻어진, 균일하며 감촉이 우수한 웹의 특성을 살리는 점에서, 에어스루법이 바람직하게 사용된다.

[실시예]

이하, 실시예에 따라서, 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고, 실시예 중에 나타낸 물성값의 측정 방법 또는 정의를 이하에 나타낸다.

그리고, 하기 (1)∼(8)은 얻어진 섬유속에 관한 평가·측정법이며, (9), (10)은 얻어진 섬유속을 개섬 공정에 의해 개섬하여 얻어진 웹형에 대한 평가 방법이다.

(1) 단사 섬도

JIS-L-1015에 준하여 측정하였다.

(2) 단사 강도

JIS-L-1015에 준하여 측정하였다.

(3) 전체 섬도

섬유속을 구성하는 장섬유의 구성 개수와 단사 섬도로부터 산출하였다.

(4) 권축수

권축을 부여한 장섬유에 대하여 JIS-L-1015에 준하여 측정하였다.

(5) 권축 방향

섬유속의 임의의 단면을 현미경 등으로 촬영하여, 권축의 방향이 되는 α값(°)(도 2 참조)을 평가했다. 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부/골부를 형성하고 있는 권축이, 즉 α값이 45° 이하인 권축이, 상기 단면 중에 보이는 권축의 수의 55% 이상인 경우를 「가로」, 35% 이상 55% 미만인 경우를 「세로/가로」, 35% 미만인 경우를 「세로」로 했다.

(6) 특성값 A

현미경 등으로 섬유속 중의 임의의 50점을 촬영하고, 동일한 장섬유에 존재하는 권축 중 인접하는 권축의 산부와 골부의 정점을 연결한 직선의 섬유속의 길이 방향에 대한 기울기의 절대값의 평균값.

(7) 섬유속의 집속성

섬유속 1m에 대하여 섬유속의 쪼개짐의 상태와 개소를 관찰했다. 판정 기준은, 섬유속의 쪼개짐이 생겨 완전히 분리되어 있는 개소가 0∼2인 경우에는 양호, 3이상인 경우에는 불량으로 하였다.

(8) 인상성

50cm×50cm×50cm의 곤포 용기에 섬유속을 흔들어서 넣고, 10kg, 5분간의 조건으로 하중(荷重)한 후에 제중(除重)했다. 이 섬유속을 15m/min의 속도로 위쪽으로 수직으로 인상하고, 이 때의 섬유속끼리의 얽힘과 휘감김의 발생 상태를 관찰했다. 5분동안에 발생한 문제점의 횟수가 0∼2회인 경우에는 양호, 3회 이상인 경우에는 불량으로 판정하였다.

(9) 섬유속의 개섬성

본 발명의 섬유속의 개섬성을 나타내는 지표로서, 하기와 같이 규정하는 개섬 계수를 사용하였다.

개섬 계수(K) = B/A

A: 개섬 처리 전의 섬유속의 폭(단위 mm)

B: 섬유속을 핀치롤형의 개섬기를 사용하여, 라인 종속도(終速度) 25m/min, 배율 1.4배로 연신 개섬한 후, 그 연신 장력을 해제함으로써 섬유속을 개섬하여 얻은 웹의 폭(단위 mm).

(10) 웹의 균일성

섬유속을 핀치롤형의 개섬기를 사용하여, 라인 종속도 25m/min, 배율 1.4배로 연신 개섬한 후, 그 연신 장력을 해제함으로써 섬유속을 개섬하여 얻은 웹의 두께 균일성 및 미개섬 섬유속의 유무에 대하여, 양호로부터 불량에 이르기까지, A, B, C, D의 4 단계로 평가했다.

[실시예 1]

고밀도 폴리에틸렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트를 질량비 50:50으로 복합하여, 쉬스코어 노즐을 사용하여 용융 방사하여, 10.8 dtex의 미연신사를 얻었다. 이 미연신사 3.1만 개를 묶고, 이것을 90℃로 가온된 히트롤 연신기에 의해 3.6배로 연신하고, 이어서, 폭 방향으로 산부/골부를 가지는 권축이 35% 이상 함유하는 것이 가능하게 되는, 폭 방향으로부터 응력을 인가하는 것이 가능한 20mm 폭의 크림퍼로 15.3 산/2.54cm의 권축을 부여한 후에 110℃로 건조 열처리를 행하여, 단사 섬도 3.5 dtex, 전체 섬도 10.7만 dtex의 섬유속을 얻었다.

이 섬유속의 권축은, 주로 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부/골부를 형성하고 있고, 특성값 A는 1.99이며, 집속성, 인상성 모두 양호하였다. 이것을 25 m/min으로 1.4배로 개섬한 바에 의하면, 장섬유가 폭 방향으로 균일하게 퍼지고, 미개섬 섬유속도 없어, 감촉이 우수한 웹을 형성하였다. 개섬 계수는 10.5였다.

[실시예 2]

고밀도 폴리에틸렌과 폴리프로필렌을 질량비 50: 50으로 복합하여, 쉬스코어 노즐을 사용하여 용융 방사하여, 10.8 dtex의 미연신사를 얻었다. 이 미연신사 2.4만 개를 묶고, 이것을 90℃로 가온된 히트롤 연신기에 의해 4.0배로 연신하고, 이어서, 실시예 1과 마찬가지의 크림퍼로 15.3 산/2.54cm의 권축을 부여한 후에 110℃로 건조 열처리를 행하여, 단사 섬도 2.8 dtex, 전체 섬도 7.0만 dtex의 섬유속을 얻었다.

이 섬유속의 권축은, 섬유속의 폭 방향 및 두께 방향을 향해 산부/골부를 형성하고 있고, 특성값 A는 1.61이며, 집속성, 인상성 모두 양호하였다. 이것을 25 m/min로 1.4배로 개섬한 바에 의하면, 장섬유가 폭 방향으로 균일하게 퍼지고, 미개섬 섬유속도 없어, 감촉이 우수한 웹을 형성하였다. 개섬 계수는 8.4였다.

[실시예 3]

고밀도 폴리에틸렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트를 질량비 50: 50으로 복합하여, 쉬스코어 노즐을 사용하여 용융 방사하여, 10.8 dtex의 미연신사를 얻었다. 이 미연신사 2.5만 개를 묶고, 이것을 90℃로 가온된 히트롤 연신기에 의해 3.6배로 연신하고, 이어서, 실시예 1과 마찬가지의 크림퍼로 15.3산/2.54cm의 권축을 부여한 후에 110℃로 건조 열처리를 행하여, 단사 섬도 3.6 dtex, 전체 섬도 8.9만 dtex의 섬유속을 얻었다.

이 섬유속의 권축은, 주로 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부/골부를 형성하고 있고, 특성값 A는 2.17이며, 집속성, 인상성 모두 양호하였다. 이것을 25m/min로 1.4배로 개섬한 바에 의하면, 장섬유가 폭 방향으로 균일하게 퍼지고, 미개섬 섬유속도 없어, 감촉이 우수한 웹을 형성하였다. 개섬 계수는 8.7이었다.

[실시예 4]

고밀도 폴리에틸렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트를 질량비 40: 60으로 복합하고, 쉬스코어 노즐을 사용하여 용융 방사하여, 8.6 dtex의 미연신사를 얻었다. 이 미연신사 2.5만 개를 묶고, 이것을 90℃로 가온된 히트롤 연신기에 의해 2.9배로 연신하고, 이어서, 실시예 1과 마찬가지의 크림퍼로 14.8산/2.54cm의 권축을 부여한 후에 110℃로 건조 열처리를 행하여, 단사 섬도 3.3 dtex, 전체 섬도 8.3만 dtex의 섬유속을 얻었다.

이 섬유속의 권축은, 주로 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부/골부를 형성하고 있고, 특성값 A는 1.25이며, 집속성, 인상성 모두 양호하였다. 이것을 25m/min로 1.4배로 개섬한 바에 의하면, 장섬유가 폭 방향으로 균일하게 퍼지고, 실시예 1∼3에는 미치지 않지만, 감촉이 우수한 웹을 형성하였다. 개섬 계수는 6.1이었다.

[실시예 5]

고밀도 폴리에틸렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트를 질량비 50: 50으로 복합하고, 쉬스코어 노즐을 사용하여 용융 방사하여, 35.2 dtex의 미연신사를 얻었다. 이 미연신사 2.2만 개를 묶고, 이것을 95℃로 가온된 히트롤 연신기에 의해 4.0배로 연신하고, 이어서, 폭 방향으로 산부/골부 가지는 권축이 35%이상 함유하는 것이 가능하게 되는, 폭 방향으로부터 응력을 가하는 것이 가능한 35 mm폭의 크림퍼로 15.5산/2.54cm의 권축을 부여한 후에 110℃로 건조 열처리를 행하여, 단사 섬도 10.0 dtex, 전체 섬도 22.4만 dtex의 섬유속을 얻었다.

이 섬유속의 권축은, 주로 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부/골부를 형성하고 있고, 특성값 A는 1.64이며, 집속성, 인상성 모두 양호하였다. 이것을 25m/min로 1.4배로 개섬한 바에 의하면, 장섬유가 폭 방향으로 균일하게 퍼지고, 실시예 1∼3에는 미치지 않지만, 실시예 4 정도의 감촉이 우수한 웹을 형성하였다. 개섬 계수는 8.0이었다.

[실시예 6]

고밀도 폴리에틸렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트를 질량비 50: 50으로 복합하고, 쉬스코어 노즐을 사용하여 용융 방사하여, 7.4 dtex의 미연신사를 얻었다. 이 미연신사 3.2만 개를 묶고, 이것을 90℃로 가온된 히트롤 연신기에 의해 2.9배로 연신하고, 이어서, 폭 방향으로 산부/골부 가지는 권축이 35% 이상 함유하는 것이 가능하게 되는, 폭 방향으로부터 응력을 가하는 것이 가능한 20mm 폭의 크림퍼로 14.5산/2.54cm의 권축을 부여한 후에 110℃로 건조 열처리를 행하여, 단사 섬도 2.9 dtex, 전체 섬도 9.4만 dtex의 섬유속을 얻었다. 이 섬유속의 권축은, 주로 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부/골부를 형성하고 있고, 특성값 A는 0.58이며, 집속성은 실시예 1∼5에 비해 뒤떨어지지만, 인상성은 양호하였다. 이것을 25m/min로 1.4배로 개섬한 바에 의하면, 약간의 미개섬 섬유속은 있지만, 사용할 만한 정도이며 폭 방향으로 균일하게 퍼지고, 실시예 1∼5에는 미치지 않지만, 감촉이 우수한 웹을 형성하였다. 개섬 계수는 3.6이었다.

[비교예 1]

실시예 1과 마찬가지로 하여 미연신사를 얻었다. 이것을, 섬유속의 두께 방향에 더하여 폭 방향을 향해서도 압력을 인가하는 플레이트를 가지고 있지 않은 20mm 폭의 크림퍼를 사용하여 권축을 부여한 점 이외는 실시예 1과 마찬가지로 연신하여, 단사 섬도 3.5 dtex, 권축수 14.3산/2.54cm, 전체 섬도 10.7만 dtex의 섬유속을 얻었다.

이 섬유속의 권축은, 주로 섬유속의 두께 방향을 향해 산부/골부를 형성하고 있고, 특성값 A는 0.17이며, 집속성이 현저하게 낮으며, 인상 불량이 다발(多發)했다. 이것을 25m/min로 1.4배로 개섬한 바에 의하면, 폭 방향으로 거의 퍼지지 않고, 미개섬 섬유속이 많아서, 사용할 수 있을 정도의 감촉을 가진 웹은 얻을 수 없었다. 이 때의 개섬 계수는 1.8이었다.

[비교예 2]

실시예 3과 마찬가지로 하여 미연신사를 얻었다. 이것을 실시예 3과 마찬가지로 연신하여, 단사 섬도 3.6 dtex, 권축수 15.0산/2.54cm, 전체 섬도 8.9만 dtex의 섬유속을 얻었다. 그러나, 고속 크림퍼로 권축을 부여할 때, 섬유속의 폭 방향으로 충분한 압력을 인가하지 않아서, 이 섬유속의 권축은, 주로 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부/골부를 형성하고 있지만, 특성값 A는 0.25로 낮아서, 본 발명이 원하는 효과를 얻을 수 없었다. 특성값 A는 0.25이며, 집속성이 낮고, 인상 불량이 발생하였다. 이것을 25 m/min로 1.4배로 개섬한 바에 의하면, 폭 방향으로 약간 퍼지지만, 미개섬 섬유속이 많아, 사용할 수 있을 정도의 웹은 얻을 수 없었다. 이 때의 개섬 계수는 2.4였다.

상기 실시예 1∼6 및 비교예 1 및 2에서 얻어진 결과를, 이하의 표 1∼2에 나타낸다.

[표 1]

[표 2]

Claims

장섬유(長纖維)가 한쪽 방향으로 배열되어 이루어지는 섬유속(fiber bundle)으로서, 상기 장섬유가 섬유속의 폭 방향을 향하여 산부(山部)와 골부(谷部)가 형성되어 있는 권축(捲縮)을 가지고, 또한 상기 권축에 대하여, 동일한 장섬유에 존재하는 권축 중 인접하는 권축의 산부와 골부의 정점(頂点)을 연결한 직선의 섬유속의 길이 방향에 대한 기울기의 절대값인 특성값 A가 0.3 이상인, 섬유속.
제1항에 있어서,
상기 섬유속의 폭 방향을 향하여 상기 산부와 상기 골부가 형성되어 있는 특성값 A가 0.3이상인 권축을 상기 섬유속의 길이 방향으로 단속적(斷續的)으로 가지는 섬유속.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 섬유속의 폭 방향을 향하여 형성되어 있는 상기 권축의 특성값 A가 1.0 이상인, 섬유속.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 섬유속을 구성하는 섬유의 단사(單絲) 섬도(纖度)가 0.5∼100 데시텍스(dtex)인, 섬유속.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 섬유속의 전체 섬도가 0.5만∼200만 데시텍스(dtex)인, 섬유속.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 섬유속을 구성하는 섬유는, 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르계 섬유 및 폴리아미드계 섬유로부터 선택된 적어도 1종의 열가소성 섬유인, 섬유속.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 섬유속을 구성하는 섬유는, 융점차(融點差) 15℃ 이상을 가지는 적어도 2 성분의 열가소성 수지를 포함하는 복합 섬유인, 섬유속.