KR20140006110A - 복합 섬유 - Google Patents

Abstract

섬유축과 수직 방향의 섬유 단면에 도성분과 그것을 둘러싸도록 배치된 해성분으로 이루어지는 해도 복합 섬유에 있어서, 복합 단면이 매우 균질성이며, 후가공 통과성 등이 우수한 해도 복합 섬유를 제공한다. 해도 복합 섬유에 있어서 도성분 지름이 10~1000㎚의 범위이며, 도성분 지름 편차가 1.0~20.0%, 이형도가 1.00~1.10 및 이형도 편차가 1.0~10.0%인 것을 특징으로 하는 해도 복합 섬유이다.

Description

복합 섬유{COMPOSITE FIBER}

본 발명은 2종류 이상의 폴리머에 의해 구성되는 복합 섬유에 있어서, 섬유축과 수직 방향의 섬유 단면에 도성분과 그것을 둘러싸도록 배치된 해성분으로 이루어지는 해도 복합 섬유에 관한 것이며, 도성분의 단면 형상이 진원(眞圓)이며, 또한 그 형상의 균질성이 우수한 것이다.

폴리에스테르나 폴리아미드 등의 열가소성 폴리머를 사용한 섬유는 역학적 특성이나 치수 안정성이 우수하다. 이 때문에 의료(衣料) 용도뿐만 아니라 인테리어나 차량 내장, 산업 용도 등 폭넓게 이용되고 있어 산업상의 가치는 매우 높다. 그러나, 섬유의 용도가 다양화되는 현재에 있어서 그 요구 특성도 다양한 것이 되어 종종 기존 폴리머에서는 대응할 수 없는 경우가 있다. 이에 대하여 처음부터 폴리머를 분자 설계하는 것으로는 비용적 및 시간적으로 과제가 있어 복수의 폴리머의 특성을 겸비한 복합 섬유의 개발이 선택되는 경우가 있다. 이러한 복합 섬유에서는 주가 되는 성분을 다른쪽의 성분이 피복하는 등 해서 단독 섬유에서는 달성되지 않는 감촉, 부피성 등이라는 감성적 효과, 또한 강도, 탄성률, 내마모성 등이라는 역학 특성의 부여가 가능해진다. 복합 섬유에는 그 형상도 포함해서 다종 다양한 것이 존재하고, 그 섬유가 사용되는 용도에 맞춰 여러 가지 기술이 제안되어 왔다. 그들의 복합 섬유 중에서도 해성분 중에 다수의 도성분을 배합한, 소위 해도 복합 섬유에 관한 기술 개발이 왕성히 행해지고 있다.

해도 복합 섬유의 이용으로서 대표적인 것으로는 섬유의 극세화가 있다. 일반적으로는 이용해(易溶解) 성분의 해성분에 난용해 성분의 도성분을 배치해 두고, 섬유 또는 섬유 제품으로 한 후에 이용해 성분을 제거함으로써 도성분으로 이루어지는 극세 섬유를 채취할 수 있다. 작금, 이 기술을 이용해서 단독의 방사 기술로는 도달할 수 없는 나노 오더의 극한적인 가늘기를 갖는 극세 섬유를 채취하는 것도 가능하게 되어 왔다. 단섬유 지름이 몇백㎚의 극세 섬유가 되면 일반적인 섬유에서는 얻을 수 없는 유연한 터치나 가늘기가 발현된다. 예를 들면, 이 특성을 이용해서 인공피혁이나 신촉감 텍스타일로서 전개된다. 그 밖에도 섬유 간격의 치밀함을 이용하여 고밀도 직물로 해서 방풍성이나 발수성을 필요로 하는 스포츠 의료에도 사용되고 있다. 극세화된 섬유는 가는 홈으로 들어가고, 또한 비표면적의 증대나 미세한 섬유간 공극에 오염이 포착된다. 이 때문에 높은 흡착성 및 진애 포집성을 발현한다. 이 특성을 이용하여 산업 자재 용도에서는 정밀 기기 등의 와이핑 클로스나 정밀 연마포로서 이용되고 있다.

극세 섬유의 출발 원료가 되는 해도 복합 섬유에는 크게 2종류 있다. 하나는 폴리머끼리를 용융 혼련하는 폴리머 알로이형, 하나는 복합 구금을 활용하는 복합 방사형이다. 이들 복합 섬유 중에서 복합 방사형은 복합 단면을 정밀하게 제어할 수 있다는 점에서 우수한 방법이라고 할 수 있다.

복합 방사형의 해도 복합 섬유에 관한 기술개시에서는, 예를 들면 특허문헌 1이나 특허문헌 2와 같이 복합 구금에 특징이 있는 기술의 개시가 있다.

특허문헌 1에서는 난용해 성분의 구멍 아래에 단면 방향으로 확장된 이용해 성분의 폴리머 챔버를 설치한다. 이용해 성분에 난용해 성분을 삽입함으로써 일단 심초 복합류로 한다. 그리고, 그 심초 복합류끼리를 합류 후 압축해서 최종 구멍으로부터 토출한다. 이 기술에 있어서는 난용해 성분 및 이용해 성분 모두 분류 유로와 도입 구멍 사이에 설치된 유로폭에 의해 압력을 제어하여 삽입하는 압력을 균일화한다. 그것에 의해 도입 구멍으로부터 토출되는 폴리머량을 제어하고 있다. 이와 같이 각 도입 구멍을 균일 압력으로 하는 것은 폴리머류의 제어라는 면에서는 우수한 것이다. 그러나, 최종적으로 도성분을 나노 오더로 하기 위해서는 적어도 해성분측의 도입 구멍마다의 폴리머량을 10^-2g/min/hole로부터 10^-3g/min/hole로 매우 적게 할 필요가 있다. 이 때문에 폴리머 유량과 벽간격과 비례 관계에 있는 압력 손실은 거의 0이 되어 해성분과 도성분의 폴리머를 정밀하게 제어하는 것은 매우 곤란한 것이다. 사실, 실시예에서 얻어진 해도 복합 섬유로부터 발생하는 극세사는 0.07~0.08d 정도(약 2700㎚)이며, 나노 오더의 극세 섬유를 얻는 데에는 이르지 않았다.

특허문헌 2에서는 이용해 성분과 난용해 성분을 비교적 등간격으로 배치한 복합류를 압축과 합류를 복수회 조합시킴으로써 최종적으로는 미세한 난용해 성분을 복합 섬유 단면에 배치한 해도 복합 섬유를 얻는다는 기재가 있다. 이 기술에서는 해도 복합 섬유의 단면에 있어서 내층부에서는 도성분이 규칙적으로 배열된 것으로 될 가능성이 있다. 그러나, 복합류를 축소시킬 때에 외층부에는 구금 구멍벽에 의한 전단의 영향을 받기 때문에 축소 복합류 단면 방향으로 유속 분포가 생기게 된다. 이 때문에 복합류의 외층과 내층의 난용해 성분에서는 섬유 지름이나 형상에 큰 차가 생기게 된다. 특허문헌 2의 기술에 있어서 나노 오더의 도성분으로 하기 위해서는 최종적인 토출까지 이것을 복수회 반복할 필요가 있다. 이 때문에 복합 섬유 단면 방향으로 단면 형상의 분포가 큰 차가 되는 경우가 있어 도지름 및 단면 형상에 편차가 생기게 된다.

한편, 특허문헌 3에서는 구금 기술은 종래 공지의 파이프형 해도 복합 구금을 사용하고 있다. 그러나, 이용해 성분과 난용해 성분의 용융 점도비를 규정함으로써 단면 형상이 비교적 제어된 해도 복합 섬유를 얻는 것이 가능해진다. 또한, 이용해 성분을 후공정에서 용해시킴으로써 균질한 섬유 지름을 갖는 극세 섬유를 얻을 수 있다고 기재되어 있다. 그러나, 이 기술에 있어서는 파이프군에 의해 미세하게 분할된 난용해 성분을 일단 심초 복합 형성 구멍에서 심초 복합류로 하고, 합류 후 축소시킴으로써 해도 복합 섬유를 얻고 있다. 형성된 심초 복합류는 실질적으로 도수(島數)에 상당하는 수가 집속하여 테이퍼 설치된 토출용 플레이트에 의해 섬유 단면 방향으로 압축되고, 토출 구멍으로부터 토출된다. 이때, 통상 섬유 단면이 1/500~1/3000으로 크게 압축되기 때문에 심초 복합류끼리 서로 간섭해서 압축되게 된다. 이 때문에 형성 구멍 토출 후에 표면 장력에 의해 단면이 진원이 되려고 하는 한편, 다른 복합류와의 간섭의 결과 도성분의 단면 형상은 변형된 형상이 된다. 따라서, 도성분의 형상을 적극적으로 제어하는 것은 매우 곤란한 것이 되어 단면 형상의 균질성에는 한계가 있었다. 이것은 심초류를 일단 형성하고, 이것을 집속해서 압축한다는 종래의 파이프형 구금의 원리적인 부분에 관한 것이며, 파이프 형상이나 배치 등을 적정화했다고 해도 그 효과는 매우 작다. 이 때문에 특허문헌 3의 기술을 비롯한 종래 기술에서는 단면을 진원으로 하고, 또한 이 단면 형상을 균질화하는 것은 매우 곤란한 것이었다.

처음부터 단면에 2종류 이상의 폴리머가 혼재하는 해도 복합 섬유에서는 섬유의 신장 변형 거동이 불안정하며, 또한 도성분의 단면 형상에 불균일이 있으면 불안정성이 조장되는 경향이 있다. 이 때문에 일반적인 단독 섬유 정도의 안정성이 확보되지 않아 후가공 조건에 제약이 있었다. 또한, 극세 섬유를 발생시키기 위해서 탈해 처리를 행할 경우에는 도성분의 편차로부터 도성분 사이 및 도성분의 섬유축 방향으로 부분적으로 열화가 진행된 것이 혼재되는 경우가 있었다. 이 때문에 후가공 공정에 있어서 도성분의 탈락 등이 문제가 되는 경우가 있었다. 이것은 도성분이 나노 오더와 극한적인 가늘기를 달성한 해도 복합 섬유에 있어서 후가공의 공정 통과성 및 그 섬유나 섬유 제품의 특성에 부여하는 영향이 커 무시할 수 없는 과제이다. 이 때문에 나노 오더라는 극한적인 가늘기를 가진 도성분을 갖는 해도 복합 섬유에 있어서 도성분이 진원이며, 또한 그 단면 형상이 균질한 해도 복합 섬유의 개발이 요망되어 있었다.

일본 특허 공개 평 8-158144호 공보(특허청구범위) 일본 특허 공개 2007-39858호 공보(제 1, 2 페이지) 일본 특허 공개 2007-100243호 공보(제 1, 2 페이지)

본 발명은 해도 복합 섬유에 관해서 상기한 과제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것이며, 도성분이 나노 오더의 극한적인 가늘기를 가지면서 그 단면 형상이 진원이며, 또한 그 형상이 균질한 해도 복합 섬유를 제공하는 것에 있다.

상기 과제는 이하의 수단에 의해 달성된다. 즉,

(1) 해도 복합 섬유에 있어서 도성분 지름이 10~1000㎚의 범위이며, 도성분 지름 편차가 1.0~20.0%, 이형도가 1.00~1.10 및 이형도 편차가 1.0~10.0%인 것을 특징으로 하는 해도 복합 섬유.

(2) (1)에 있어서, 근접한 3개의 도성분에 둘러싸인 해성분에 있어서의 해성분 지름 편차가 1.0~20.0%인 것을 특징으로 하는 해도 복합 섬유.

(3) (1) 또는 (2)에 있어서, 근접한 2개의 도성분간의 도성분 거리 편차가 1.0~20.0%인 것을 특징으로 하는 해도 복합 섬유.

(4) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 해도 복합 섬유를 탈해 처리함으로써 얻어지는 극세 섬유.

(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 해도 복합 섬유, 또는 (4)에 기재된 극세 섬유가 적어도 일부를 구성하는 섬유 제품.

이다.

(발명의 효과)

본 발명의 해도 복합 섬유는 도성분이 나노 오더라는 극한적인 가늘기를 가지면서도 단면 형상이 진원이며, 또한 그 도성분의 지름 및 단면 형상이 균질한 것이다.

본 발명의 해도 복합 섬유의 특징은 우선, 나노 오더의 도성분의 지름 및 단면 형상이 매우 균질한 것에 있다. 이 때문에 장력을 가했을 경우에는 섬유 단면에 있어서 모든 도성분이 동일한 장력을 부담하게 되어 섬유 단면의 응력 분포를 억제할 수 있다. 예를 들면, 이 효과는 방사 공정 및 연신 공정의 제사 공정, 제직 공정 및 탈해 처리 공정 등 비교적 고장력이 가해지는 후가공에서 복합 섬유 및 극세 섬유의 실떨어짐 등이 일어나기 어려운 것을 의미한다. 이 때문에 높은 생산성으로 섬유 제품을 얻는 것이 가능해진다. 또한, 탈해 처리 시의 용제의 영향이 어느 도성분을 취해도 동일하다는 효과도 크다. 왜냐하면, 탈해 처리 조건의 설정이 간이한 것에 추가해서 용제에 의한 부분적인 도성분(극세 섬유)의 실떨어짐 및 탈락 등을 억제할 수 있기 때문이다. 특히, 섬유 지름이 나노 오더인 경우에는 미소한 도성분 지름 및 형상의 편차가 도성분에 대한 영향에 크게 반영된다. 이 때문에 본 발명의 해도 복합 섬유의 특징이 효과적으로 작용한다. 또한, 본 발명의 해도 복합 섬유에 관해서는 도성분의 형상이 진원이며, 해도 복합 섬유의 단면에 있어서 그 형상이 균질하게 조정되어 있다. 이 때문에 탈해 처리를 실시하여 극세 섬유를 발생시켰을 경우에는 극세 섬유 사이에서 나노 오더의 미세하며 또한 균일한 공극이 형성되어 극세 섬유 다발 전체에 분산되게 된다. 따라서, 상기 극세 섬유로 이루어지는 섬유 제품에 있어서는 공극에 의한 모세관 현상에 의한 우수한 흡수성이나 받아들인 수분을 신속하게 확산시키는 등의 기능을 갖는 것이 된다.

도 1은 해도 복합 섬유의 도성분의 일례의 개요도이다.
도 2는 해도 복합 섬유의 단면의 일례의 개요도이다.
도 3은 본 발명의 극세 섬유의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이며, 복합 구금의 일례로서, 도 3(a)는 복합 구금을 구성하는 주요 부분의 정단면도이며, 도 3(b)는 분배 플레이트의 일부의 횡단면도, 도 3(c)는 토출 플레이트의 횡단면도이다.
도 4는 분배 플레이트의 일례의 일부이다.
도 5는 분배 플레이트에 있어서의 분배 홈 및 분배 구멍 배치의 일례이다.
도 6은 최종 분배 플레이트에 있어서의 분배 구멍 배치의 실시형태예이다.
도 7은 해도 복합 섬유 단면의 일례이다.

이하, 본 발명에 대해서 바람직한 실시형태와 함께 상세하게 설명한다.

본 발명의 해도 복합 섬유란 2종류 이상의 폴리머가 섬유축에 대하여 수직 방향의 섬유 단면을 형성하는 것이다. 여기에서, 상기 복합 섬유는 어떤 폴리머로 이루어지는 도성분이 다른쪽 폴리머로 이루어지는 해성분 중에 점재하는 단면 구조를 갖고 있는 것이다.

본 발명의 해도 복합 섬유는 제 1 및 제 2 요건으로서 도성분 지름이 10~1000㎚이며, 상기 도성분 지름 편차가 1.0~20.0%인 것이 중요하다.

여기에서 말하는 도성분 지름 및 도성분 지름 편차는 이하와 같이 구하는 것이다.

즉, 해도 복합 섬유로 이루어지는 멀티 필라멘트를 에폭시 수지 등의 포매제로 포매하고, 이 횡단면을 투과형 전자현미경(TEM)으로 150개 이상의 도성분을 관찰할 수 있는 배율로 해서 화상을 촬영한다. 1개의 복합 섬유의 단면에 있어서 150개 이상의 도성분이 없을 경우에는 다수의 복합 섬유의 단면으로부터 합계로 150개의 도성분을 확인할 수 있도록 촬영하면 좋다. 이때, 금속 염색을 실시하면 도성분의 콘트라스트를 명확히 할 수 있다. 섬유 단면이 촬영된 각 화상으로부터 무작위로 추출한 150개의 도성분의 도성분 지름을 측정한다. 여기에서 말하는 도성분 지름이란 2차원적으로 촬영된 화상으로부터 섬유축에 대하여 수직 방향의 단면을 절단면으로 하고, 이 절단면에 외접하는 진원의 지름을 의미한다. 도 1에는 본 발명의 요건의 설명을 명확히 하기 위해서 변형된 도성분의 일례를 나타내지만, 도성분(도 1 중의 2)에 2점 이상의 가장 많은 점에서 외접하는 진원(도 1 중의 1)의 지름이 여기에서 말하는 도성분 지름에 해당된다. 또한, 도성분 지름의 값에 관해서는 ㎚ 단위로 소수점 제 1 자리까지 측정하고, 소수점 이하를 사사오입하는 것이다. 또한, 도성분 지름 편차란 도성분 지름의 측정 결과를 바탕으로 도성분 지름 편차(도성분 지름 CV%)=(도성분 지름의 표준편차/도성분 지름의 평균값)×100(%)로서 산출되는 값이며, 소수점 제 2 자리 이하는 사사오입하는 것이다. 이상의 조작을 마찬가지로 촬영한 10화상에 대해서 행하고, 10화상의 평가 결과의 단순한 수 평균값을 도성분 지름 및 도성분 지름 편차로 했다.

본 발명의 해도 복합 섬유에서는 도성분 지름을 10㎚ 미만으로 하는 것도 가능하지만, 10㎚ 이상으로 함으로써 제사 공정에 있어서 도성분이 부분적으로 파단하는 것 등을 억제할 수 있다. 또한, 후가공 공정에 있어서의 실떨어짐 등을 예방할 수 있다. 또한, 본 발명의 해도 복합 섬유로부터 극세 섬유를 발생시킬 경우에는 가공 조건의 설정이 간이해진다는 효과가 있다. 한편, 본 발명의 목적의 하나인 발생시킨 극세 섬유 다발의 부드러움, 흡수성 및 불식 성능 등이라는 효과를 달성하기 위해서는 도성분 지름은 1000㎚ 이하로 할 필요가 있다.

본 발명의 해도 복합 섬유의 도성분 지름은 10~1000㎚의 범위에서 가공 조건이나 목적으로 하는 용도에 따라서 적당히 설정되어야 하지만, 나노 오더의 섬유 지름이 갖는 부드러움, 흡수성 및 불식 성능 등의 효과를 현저화하기 위해서는 도성분 지름은 10~700㎚의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 후가공 공정에 있어서의 공정 통과성, 탈해 조건 설정의 간이성, 섬유 제품으로 했을 때의 취급성을 고려하면 100~700㎚인 것을 보다 바람직한 범위로서 들 수 있다.

도성분의 도성분 지름 편차는 1.0~20.0%로 할 필요가 있다. 이러한 범위이면 국소적으로 조대한 도성분이 존재하지 않는 것을 의미하고, 후가공 공정에 있어서의 섬유 단면 내에서의 응력 분포가 억제되어서 공정 통과성이 양호한 것이 된다. 특히, 비교적 장력이 높은 연신 공정이나 제직 공정, 또한 탈해 공정의 통과성으로의 효과는 크다. 또한, 탈해 처리 후의 극세 섬유도 마찬가지로 균질한 것이 된다. 이러한 관점으로부터 도성분 지름 편차는 작을수록 바람직하고, 1.0~15.0%로 하는 것이 바람직하다. 또한, 고성능인 스포츠 의료나 IT용의 정밀 연마와 같은 고정밀도가 더 필요로 되는 용도에 적용하는 것을 고려하면 도성분 지름 편차가 1.0~7.0%인 것을 보다 바람직한 범위로서 들 수 있다.

본 발명의 해도 복합 섬유는 도성분의 단면 형상이 진원이다. 즉, 도성분의 이형도가 1.00~1.10이며, 또한 이 편차가 1.0~10.0%로 매우 작은 것이 제 3 및 제 4 중요한 요건이다.

여기에서 말하는 이형도란 상술한 도성분 지름 및 도성분 지름 편차와 마찬가지의 방법에 의해 해도 복합 섬유의 단면을 2차원적으로 촬영한다. 촬영된 화상으로부터 도 1 중의 1점 쇄선(도 1 중의 3)과 같이 도성분의 절단면(윤곽)에 2점 이상의 가장 많은 점에서 내접하는 진원을 내접원으로 하고, 그 지름을 내접원 지름으로 해서 이형도=도성분 지름÷내접원 지름으로부터 소수점 제 3 자리까지를 구하고, 소수점 제 3 자리 이하를 사사오입한 것을 이형도로 했다. 이 이형도를 무작위로 추출한 150개의 도성분에 대해서 측정한다. 1개의 복합 섬유의 단면에 있어서 150개 이상의 도성분이 없을 경우에는 다수의 복합 섬유의 단면으로부터 합계로 150개의 도성분을 확인할 수 있도록 촬영하면 좋다. 본 발명에 있어서의 이형도 편차란 이형도의 평균값 및 표준편차로부터 이형도 편차(이형도CV%)=(이형도의 표준편차/이형도의 평균값)×100(%)로서 산출되는 값이며, 소수점 제 2 자리 이하는 사사오입하는 것이다. 이상의 조작을 마찬가지로 촬영한 10화상에 대해서 행하고, 10화상의 평가 결과의 단순한 수 평균값을 이형도 및 이형도 편차로 했다.

덧붙여서, 이형도는 도성분의 절단면이 실질적으로 진원일 경우에는 1.10 이하가 되는 것이다. 종래 공지의 해도 복합 구금으로 방사한 해도 복합 섬유에서는 부분적으로 상기 이형도가 1.10 이하를 만족하는 경우도 있지만 해도 복합 섬유의 단면 전체에 있어서 변형된 형상을 갖고 있고, 특히 최외층의 부분에서는 1.20 이상이 되는 경우가 많다. 이러한 해도 복합 섬유에서는 이형도 편차가 증가한다. 이 때문에 본 발명의 요건을 만족하지 않는 것이다. 또한, 이 경우에는 도성분 지름 편차가 마찬가지로 증가하여 본 발명의 요건을 만족하는 것이 더욱 곤란한 것은 말할 필요도 없다.

본 발명의 해도 복합 섬유의 목적은 나노 오더의 도성분이 실질적으로 진원이며, 또한 도성분의 하나하나가 거의 동일한 단면 형상을 갖고 있는 것에 있다. 이 때문에 도성분은 이형도가 1.00~1.10인 것이 중요하다.

도성분의 이형도가 1.00~1.10, 즉 실질적으로 진원이 되면 상기 해도 복합 섬유로부터 발생한 극세 섬유끼리가 원의 접선에서 접촉한다. 이 때문에 섬유 다발에 있어서는 단섬유 사이에 섬유 지름에 의존한 공극이 형성된다. 따라서, 섬유 제품으로 했을 경우에는 모세관 현상에 의해 우수한 흡수성을 발휘하거나, 진애 포착 성능이나 불식 성능 모두가 우수한 것이 될 수 있다. 또한, 본 발명의 해도 복합 섬유에 있어서는 도성분 지름이 나노 오더이기 때문에 발생시킨 극세 섬유 사이에 형성되는 공극은 매우 작고, 또한 섬유 제품에 다수 분산되어 있다. 이 때문에 흡수한 수분의 확산 속도는 매우 빠르고, 예를 들면 땀 흡수라는 바와 같은 쾌적성을 겸비한 고기능 이너로서 활용할 수 있다. 이 고성능 이너와 같이 직접 인피에 접하는 용도에 있어서는 상술한 나노 오더의 섬유 지름에 의한 부드러운 감촉이 흡수성에 추가해서 쾌적한 촉감을 발현한다는 효과를 나타내는 것은 말할 필요도 없다. 한편, 이 나노 오더의 공극을 이용하면 약제 등의 함침성 및 유지성도 높일 수 있다. 이 때문에 고기능 약제의 효과를 장시간 유지할 수 있어 미용 용도 등에도 적합하다.

본 발명의 해도 복합 섬유에 있어서는 도성분간에 이형도, 즉 형상의 편차도 작은 것이 중요하다. 왜냐하면, 처음부터 섬유 단면에 2종류 이상의 폴리머가 혼재하여 신장 변형 거동이 불안정한 해도 복합 섬유에 있어서, 본 발명에 있어서의 단면 형상의 균질화는 제사 공정 및 후가공 공정에서 가해지는 응력을 해도 복합 섬유의 단면이 균등하게 부담하는 것에 그 효과를 발휘한다. 즉, 제사 공정에서는 인취 속도를 높이거나, 연신 공정에 있어서 고응력(고배율 연신 등)이 가능해져 생산성 높고, 높은 역학 특성을 부여할 수 있다. 또한, 후가공 공정에서는 실떨어짐이나 포백의 찢어짐이라는 공정 트러블을 예방하는 것이 가능해진다. 또한, 형상 편차가 작을 경우에는 탈해 처리를 실시했을 경우에 도성분 사이나 도성분의 섬유축방향으로 부분적으로 열화된 부분을 만드는 일 없이 과잉으로 열화가 진행된 부분의 역학 특성의 저하나 실떨어짐이 발생하는 일 없이 후가공의 공정 통과성이 양호해진다. 또한, 후가공에서 극세 섬유의 탈락을 예방할 수 있다는 점에서 적합하다.

이상의 관점으로부터 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 도성분의 이형도 편차가 1.0~10.0%이며, 실질적으로 도성분의 형상이 균질한 것이 중요해진다.

나노 오더의 극세 섬유를 발생시켰을 경우, 섬유 제품의 표면에 매우 다수의 극세 섬유가 존재하고 있다. 이 때문에 극세 섬유의 단면 형상에 편차가 있으면 섬유 제품의 부분적인 터치의 변화나 불식 성능 등에 불균일이 생겨버린다. 또한, 상술한 바와 같이 탈해 시에 과잉한 처리를 받은 극세 섬유는 열화되어 있다. 이 때문에 마찰 등에 의해 간단히 실이 떨어져 불필요한 보풀 등을 유발하게 된다. 이상과 같은 극세 섬유로 이루어지는 섬유 제품의 표면 성능의 균질성이라는 관점에서는 이형도 편차가 1.0~7.0%의 범위인 것이 보다 바람직한 범위이다. 또한, 고성능인 스포츠 의료나 IT용의 정밀 연마와 같은 특히 균질성 및 내구성이 필요로 되는 용도에 적용할 경우에는 이형도 편차가 1.0~5.0%인 것을 특히 바람직한 범위로서 들 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 해도 복합 섬유는 그 단면 형태에 있어서 우수한 균질성을 갖는 것이며, 방사성이나 연신성이라는 제사성 및 후가공의 공정 통과성이라는 점에서 우수한 것이다. 또한, 탈해 처리 등의 후가공 공정에 있어서 불필요하게 극세 섬유를 열화시키는 일이 없기 때문에 극세 섬유 다발의 역학 특성에 있어서도 우수한 것이 된다. 또한, 탈해 처리를 고려할 경우에는 이상과 같은 도성분의 균질화에 추가해서 해성분의 균질성도 착목해야 할 요건이다. 이 때문에 본 발명에 있어서는 해도 복합 단면에 있어서 근접한 3개의 도성분에 둘러싸인 해성분에 있어서의 해성분 지름 편차가 1.0~20.0%인 것이 바람직하다.

여기에서 말하는 해성분 지름 편차란 상술한 도성분 지름 및 도성분 지름 편차와 마찬가지의 방법으로 해도 복합 섬유의 단면을 2차원적으로 촬영한다. 이 화상으로부터 도 2 중의 5에 나타내는 바와 같이 근접한 3개의 도성분(도 2 중의 2)에 내접하는 진원의 지름을 본 발명에서 말하는 해성분 지름으로 했다. 이 해성분 지름을 무작위로 추출한 150개소에 대해서 측정하고, 해성분 지름의 평균값 및 표준편차로부터 해성분 지름 편차(해성분 지름 CV%)를 구했다. 1개의 복합 섬유의 단면에 있어서 150개소 이상의 해성분 지름을 평가할 수 없을 경우에는 다수의 복합 섬유의 단면으로부터 합계로 150개소의 해성분 지름을 평가하면 좋다. 해성분 지름 편차란 (해성분 지름의 표준편차/해성분 지름의 평균값)×100(%)로 해서 산출되는 값이며, 소수점 제 2 자리 이하는 사사오입하는 것이다. 또한, 지금까지의 단면 형태의 평가와 마찬가지로 10화상에 대해서 마찬가지의 평가를 행하고, 이 10화상의 평가 결과의 단순한 수 평균을 본 발명의 해성분 지름 편차로 했다.

발생시키는 극세 섬유의 균질성을 향상한다는 관점에서는 이 해성분 지름 편차는 작은 편이 적합하며, 1.0~10.0%로 하는 것을 보다 바람직한 범위로서 들 수 있다.

탈해 처리를 고려하면 도성분에 둘러싸인 해성분은 탈해 처리 시에 도성분간에 잔사로서 체류하는 경우가 있다. 이 잔사에 의해 도성분끼리가 접착해버려 발생한 극세 섬유가 건조 후에 번들(다발) 상태가 되는 경우가 있다. 번들 상태가 되면 본래의 나노 오더의 섬유 지름을 갖는 극세 섬유로서의 효과가 저감되어버리는 경우가 있다. 이 때문에 잔사가 체류하는 것을 예방한다는 관점으로부터 본 발명의 해도 복합 섬유에서는 도성분 지름에 대한 해성분 지름비를 0.01~1.00으로 하는 것이 바람직하다.

해성분 지름이란 상술한 해성분 지름 편차를 구할 때에 측정하는 근접하는 3개의 도성분 내접하는 진원의 지름(도 2 중의 5)을 의미한다. 도성분 지름을 평가하는 경우와 마찬가지로 촬영한 화상에 대해서 무작위로 선출한 150개소를 ㎚ 단위로 소수점 제 1 자리까지 측정하고, 소수점 이하를 사사오입한 값의 평균값이다. 1개의 복합 섬유의 단면에 있어서 150개소 이상의 해성분 지름비를 평가할 수 없을 경우에는 다수의 복합 섬유의 단면으로부터 합계로 150개소의 해성분 지름비를 평가하면 좋다. 여기에서 말하는 해성분 지름비란 구한 해성분 지름을 도성분 지름으로 나눈 값의 소수점 제 3 자리를 사사오입한 값이며, 이 평가를 마찬가지로 촬영한 10화상에 대해서 행하고, 이들 결과의 단순한 평균값으로 했다.

본 발명의 해도 복합 섬유에 있어서는 이 해성분 지름비를 0.01 미만으로 하는 것도 가능하지만 도성분간의 간격이 매우 작은 것을 의미하고, 초다도로 했을 경우의 부분적인 접촉(도합류)을 억제한다는 관점에서는 이 비가 0.01 이상인 것이 적합하다. 또한, 1.00 이하이면 도성분간에 적합하게 존재하는 것을 의미하고, 탈해가 효율 좋게 행해져 해성분의 잔사가 도성분간에 체류하고 잔류하는 것이 억제된다. 이 때문에 발생한 극세 섬유는 개섬성이 양호하며, 우수한 감촉을 겸비하게 된다. 이상의 점으로부터 본 발명의 해도 복합 섬유는 해성분 지름비가 0.01~1.00인 것이 바람직하고, 도비율의 증가에 의한 생산성의 향상을 고려하면 0.01~0.50인 것을 보다 바람직한 범위로서 들 수 있다. 또한, 후술하는 구금 설계의 간이성 및 구금 제작의 가공 정밀도를 추가해서 고려하면 해도성분비는 0.10~0.50인 것이 특히 바람직한 범위이다.

이상과 같이 본 발명의 해도 복합 섬유에 있어서는 그 단면 형태에 있어서, 매우 균질한 구조이기 때문에 도성분의 배열도 매우 정렬된 것이 된다. 이러한 관점으로부터는 도성분간의 거리로서 정의할 수 있고, 근접한 2개의 도성분 거리 편차가 1.0~20.0%인 것이 바람직하다. 도성분 거리란 도 2 중의 4에 나타내는 바와 같이 근접하는 2개의 도성분의 중심간의 거리를 의미하고, 이 도성분의 중심이란 상술한 도성분의 외접원(도 1 중의 1)의 중심을 말한다. 이 도성분간 거리는 상술한 도성분 지름과 마찬가지의 같은 방법에 의해 해도 복합 섬유의 단면을 2차원적으로 촬영하고, 무작위로 추출한 150개소에 대해서 측정하여 구하는 것이다. 1개의 복합 섬유의 단면에 있어서 150개소 이상의 도성분 거리를 평가할 수 없을 경우에는 다수의 복합 섬유의 단면으로부터 합계로 150개소의 도성분 거리를 평가하면 좋다. 여기에서 말하는 도성분 거리 편차란 도성분 거리의 평균값 및 표준편차로부터 도성분 거리 편차(도성분 거리 CV%)=(도성분 거리의 표준편차/도성분의 평균값)×100(%)로서 산출되는 값이며, 소수점 2째 자릿수 이하는 사사오입하는 것이다. 이 값을 마찬가지로 촬영한 10화상에 대해서 평가하고, 10화상의 결과의 단순한 수 평균을 도성분 거리 편차로 했다.

도성분 거리 편차가 1.0~20.0%의 범위이면 해도 복합 섬유의 단면에 있어서 도성분이 규칙 바르게 배치되어 있게 된다. 이 때문에 역학적 성능의 부여에 의한 고성능 복합 섬유로서 활용할 수 있다. 또한, 본 발명의 해도 복합 섬유에 있어서는 도성분 및 해성분이 나노 오더이다. 이 때문에 상술한 범위로 함으로써 섬유 측면 및 단면으로부터의 입사광의 굴절률이나 반사율의 제어도 가능하다. 이 광학적인 제어를 고려하면 도성분 거리의 편차은 작은 편이 적합하며, 이러한 관점에 있어서는 도성분간 거리 편차가 1.0~10.0%인 것이 보다 바람직하다. 이 효과를 이용하면 복합 섬유에 색조 등이라는 광학적인 효과를 부여하는 것도 가능하며, 도성분 및 해성분의 배치 어레인지에 따라서는 투과광 및 반사광의 파장 선택 기능도 발현시키는 것도 가능하다.

이상과 같은 복합 섬유로서의 역학 특성이나 광학 특성의 향상이라는 관점에서는 도성분이 규칙적이며, 또한 치밀하게 배치되어 있는 것이 적합하며, 도 2에 예시하는 바와 같이 근접한 4개의 도성분에 있어서 서로 이웃하는 2개의 도성분의 중심을 연결한 직선끼리[도 2 중의 4-(a)(도성분의 중심을 연결한 직선 1) 및 4-(b)(도성분의 중심을 연결한 직선 2)]가 평행 관계에 있는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 평행 관계란 하기와 같이 정의하는 것이다. 즉, 도 2 중의 4-(a)와 4-(b)에 교차하는 제 3 직선[도 2 중의 4-(c)]을 그었을 때에 그 내각(도 2 중 θa 및 θb)의 합이 175°~185°에 있는 것을 의미한다. 도성분의 평행 관계의 평가에 있어서는 도성분 지름 및 도성분 지름 편차의 경우와 마찬가지로 촬영한 해도 복합 섬유의 단면에 있어서 무작위로 적출한 100개소에 대해서 상술한 바와 같이 θa 및 θb의 합을 소수점 제 1 자리까지 측정하고, 이 평균값의 소수점 이하를 사사오입해서 구한 값이 175°~185°의 범위 내이면 평행 관계에 있는 것으로 했다. 1개의 복합 섬유의 단면에 있어서 100개소 이상의 도성분 배치(내각)를 평가할 수 없을 경우에는 다수의 복합 섬유의 단면으로부터 합계로 100개소의 도성분 배치(내각)를 평가하면 좋다. 이상의 평가를 마찬가지로 촬영한 10화상에 대해서 구하여 평가하는 것이다.

이러한 도성분의 규칙적인 배열은 제사 및 후가공에서 복합 섬유에 가하는 장력을 복합 섬유의 단면에서 균등하게 부담한다는 효과가 생긴다. 이 때문에 제사성이나 후가공성이 크게 향상된다. 특히, 해도 복합 섬유의 경우에서는 일반적으로 높은 방사 속도로의 방사가 곤란해진다. 그러나, 본 발명의 해도 복합 섬유에서는 높은 방사 속도이어도 문제는 없고, 방사 가능하다. 또한, 이 때에도 응력이 부분적으로 집중되는 일이 없기 때문에 품위가 우수한 것이 된다. 또한, 이러한 도성분의 규칙적인 배열은 탈해 처리의 효율에도 유효하게 작용한다. 즉, 탈해 처리는 해도 복합 섬유의 주위로부터 내층을 향해서 진행해 간다. 이 때문에 상하 좌우의 도성분이 평행 관계에 있으면 탈리되는(탈해 완료) 시간에 차가 발생한다. 따라서, 도성분간의 해성분은 항상 용제에 노출되게 되고, 효율 좋게 용해와 배출이 행해진다. 이상의 효과로부터 탈해 공정이 양호하게 진행되어 탈해 처리 시간을 단축할 수 있다.

본 발명의 해도 복합 섬유는 파단 강도가 0.5~10.0cN/dtex이며, 신도가 5~700%인 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 강도란 JIS L1013(1999년)에 나타내어지는 조건으로 멀티 필라멘트의 하중-신장 곡선을 구하고, 파단 시의 하중값을 초기의 섬도로 나눈 값이며, 신도란 파단 시의 신장을 초기 시험 길이로 나눈 값이다. 또한, 초기의 섬도란 구한 섬유 지름, 필라멘트 수 및 밀도로부터 산출한 값,또는 섬유의 단위 길이의 중량을 복수회 측정한 단순한 평균값으로부터 10000m당 중량을 산출한 값을 의미한다. 본 발명의 해도 복합 섬유의 파단 강도는 후가공 공정의 공정 통과성이나 실사용에 견딜 수 있는 것으로 하기 위해서는 0.5cN/dtex 이상으로 하는 것이 바람직하다. 실시 가능한 상한값은 10.0cN/dtex이다. 또한, 신도에 대해서도 후가공 공정의 공정 통과성도 고려하면 5% 이상인 것이 바람직하고, 실시 가능한 상한값은 700%이다. 파단 강도 및 신도는 목적으로 하는 용도에 따라 제조 공정에 있어서의 조건을 제어함으로써 조정이 가능하다.

본 발명의 해도 복합 섬유로부터 발생시킨 극세 섬유를 이너나 아우터 등의 일반 의료 용도에 사용할 경우에는 파단 강도를 1.0~4.0cN/dtex, 신도를 20~40%로 하는 것이 바람직하다. 또한, 비교적 사용 상황이 가혹해지는 스포츠 의료 용도 등에서는 파단 강도를 3.0~5.0cN/dtex, 신도를 10~40%로 하는 것이 바람직하다. 상기 극세 섬유는 비의료 용도에서는 와이핑 클로스나 연마포로서의 사용이 고려된다. 이들의 용도에서는 섬유 제품이 가중 하에서 인장되면서 대상물에 마찰되게 된다. 이 때문에 파단 강도가 1.0cN/dtex 이상, 신도가 10% 이상인 것이 적합하다. 이러한 범위의 역학 특성으로 함으로써, 예를 들면 닦아냄 중 등에 극세 섬유가 끊어져서 탈락하는 일 등이 없어진다.

본 발명의 해도 복합 섬유는 섬유 권취 패키지나 토우, 컷트 섬유, 면, 섬유 볼, 코드, 파일, 직편, 부직포 등 다양한 중간체로 하고, 탈해 처리하는 등 해서 극세 섬유를 발생시켜 여러 가지 섬유 제품으로 하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 해도 복합 섬유는 미처리인채로 부분적으로 해성분을 제거시키거나 또는 탈도 처리를 하는 등 해서 섬유 제품으로 하는 것도 가능하다. 여기에서 말하는 섬유 제품은 재킷, 스커트, 언더팬츠, 속옷 등의 일반 의료로부터 스포츠 의료, 의료 자재, 카펫, 소파, 커튼 등의 인테리어 제품, 카시트 등의 차량 내장품, 화장품, 화장품 마스크, 와이핑 클로스, 건강용품 등의 생활 용도나 연마포, 필터, 유해 물질 제거 제품, 전지용 세퍼레이터 등의 환경·산업 자재 용도나 봉합실, 스캐폴드, 인공 혈관, 혈액 필터 등의 의료 용도에 사용할 수 있다.

이하에 본 발명의 해도 복합 섬유의 제조 방법의 일례를 상세하게 설명한다.

본 발명의 해도 복합 섬유는 2종류 이상의 폴리머로 이루어지는 해도 복합 섬유를 제사함으로써 제조 가능하다. 여기에서, 해도 복합 섬유를 제사하는 방법으로서는 용융 방사에 의한 해도 복합 방사가 생산성을 높인다는 관점으로부터 적합하다. 당연히 용액 방사하는 등 해서 본 발명의 해도 복합 섬유를 얻는 것도 가능하다. 단, 본 발명의 해도 복합 방사를 제사하는 방법으로서는 섬유 지름 및 단면 형상의 제어가 우수하다는 관점에서 해도 복합 구금을 사용하는 방법으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 해도 복합 섬유는 종래 공지의 파이프형의 해도 복합 구금을 사용해서 제조해도 좋다. 그러나, 파이프형 구금으로 도성분의 단면 형상을 제어하는 것은 그 설계나 구금 자체의 제작이 매우 곤란하다. 그것은 본 발명의 해도 복합 방사를 달성하기 위해서는 10^-1g/min/hole로부터 10^-5g/min/hole 오더로 종래 기술에서 사용되어 있는 조건보다 수자릿수 낮은 극소적인 폴리머 유량을 제어할 필요가 있다. 이 때문에 도 3에 예시하는 해도 복합 구금을 사용한 방법이 적합하게 사용된다.

도 3에 나타낸 복합 구금은 위로부터 계량 플레이트(6), 분배 플레이트(7) 및 토출 플레이트(8)의 크게 3종류의 부재가 적층된 상태로 방사팩 내에 장착되어 방사에 제공된다. 덧붙이면 도 3은 폴리머 A(도성분) 및 폴리머 B(해성분)이라는 2종류의 폴리머를 사용한 예이다. 여기에서, 본 발명의 해도 복합 섬유는 탈해 처리에 의한 극세 섬유의 발생을 목적으로 하는 경우에는 도성분을 난용해 성분, 해성분을 이용해 성분으로 하면 좋다. 또한, 필요하면 상기 난용해 성분과 이용해 성분 이외의 폴리머를 포함시킨 3종류 이상의 폴리머를 사용해서 제사해도 좋다. 용제에 대한 용해 속도가 다른 이용해 성분을 2종류 준비하고, 난용해 성분으로 이루어지는 도성분의 주변을 용해 속도가 느린 이용해 성분으로 덮고, 그 밖의 해부분을 용해 속도가 빠른 이용해 성분으로 형성시킨다. 그 결과, 용해 속도가 느린 이용해 성분이 도성분의 보호층이 되어 탈해 시의 용제의 영향을 억제할 수 있다. 또한, 특성이 다른 난용해 성분을 사용함으로써 단독 폴리머로 이루어지는 극세 섬유에서는 얻을 수 없는 특성을 도성분에 미리 부여할 수도 있다. 이상의 3종류 이상의 복합화 기술에서는 특히 종래의 파이프형의 복합 구금에서는 달성하는 것이 곤란하다. 이 때문에 도 3에 예시한 미세 유로를 이용한 복합 구금을 사용하는 것이 바람직하다.

도 3에 예시한 구금 부재에서는 계량 플레이트(6)가 각 토출 구멍(14) 및 해와 도의 양쪽 성분의 분배 구멍당 폴리머량을 계량해서 유입한다. 이어서, 분배 플레이트(7)에 의해 단(해도 복합)섬유의 단면에 있어서의 해도 복합 단면 및 도성분의 단면 형상 제어를 행한다. 최후에 토출 플레이트(8)에 의해 분배 플레이트(7)로 형성된 복합 폴리머류를 압축하여 토출한다. 복합 구금의 설명이 착종하는 것을 피하기 위해서 도시되어 있지 않지만 계량 플레이트보다 위에 적층하는 부재에 관해서는 방사기 및 방사팩에 맞춰 유로를 형성한 부재를 사용하면 좋다. 덧붙이면, 계량 플레이트를 기존의 유로 부재에 맞춰서 설계함으로써 기존의 방사팩 및 그 부재를 그대로 활용할 수 있다. 이 때문에, 특히 상기 복합 구금을 위해서 방사기를 전유화할 필요는 없다. 또한, 실제로는 유로-계량 플레이트 사이 또는 계량 플레이트(6)-분배 플레이트(7) 사이에 복수매의 유로 플레이트(도시 생략)를 적층하면 좋다. 이것은 구금 단면 방향 및 단섬유의 단면 방향으로 효율 좋게 폴리머가 이송되는 유로를 형성하여 분배 플레이트(7)로 도입되는 구성으로 하는 것이 목적이다. 토출 플레이트(8)로부터 토출된 복합 폴리머류는 냉각 고화 후 유제를 부여하여 규정의 둘레 속도가 된 롤러로 인취되어서 해도 복합 섬유가 된다.

본 발명에 사용하는 복합 구금의 일례에 대해서 도면(도 3~도 6)을 사용해서 더욱 상세하게 설명한다.

도 3(a)~도 3(c)는 본 발명에 사용하는 해도 복합 구금의 일례를 모식적으로 설명하기 위한 설명도이다. 도 3(a)는 해도 복합 구금을 구성하는 주요 부분의 정단면도이다. 도 3(b)는 분배 플레이트의 일부의 횡단면도이다. 도 3(c)는 토출 플레이트의 일부의 횡단면도이다. 도 4는 분배 플레이트의 평면도이다. 도 5, 도 6(a) 및 도 6(b)는 본 발명에 의한 분배 플레이트의 일부의 확대도이다. 도 3~도 6은 각각이 하나의 토출 구멍에 관계되는 홈 및 구멍으로서 기재한 것이다.

이하, 도 3에 예시한 복합 구금을 계량 플레이트, 분배 플레이트를 거쳐 복합 폴리머류를 이루고, 이 복합 폴리머류가 토출 플레이트의 토출 구멍으로부터 토출될 때까지를 복합 구금의 상류로부터 하류로 폴리머의 흐름을 따라 순차 설명한다.

방사팩 상류로부터 폴리머 A와 폴리머 B가 계량 플레이트의 폴리머 A용 계량 구멍[9-(a)(계량 구멍 1)] 및 폴리머 B용 계량 구멍[9-(b)(계량 구멍 2)]으로 유입하고, 하단에 천설된 구멍 조리개에 의해 계량된 후 분배 플레이트(7)로 유입된다. 여기에서, 폴리머 A 및 폴리머 B는 각 계량 구멍에 구비되는 조리개에 의한 압력 손실에 의해 계량된다. 이 조리개의 설계의 목표는 압력 손실이 0.1㎫ 이상이 되는 것이다. 한편, 이 압력 손실이 과잉이 되어서 부재가 변형되는 것을 억제하기 위해서 30.0㎫ 이하가 되는 설계로 하는 것이 바람직하다. 이 압력 손실은 계량 구멍마다의 폴리머의 유입량 및 점도에 의해 결정된다. 예를 들면, 온도 280℃, 변형 속도 1000s^-1에서의 점도로 100~200㎩·s의 폴리머를 사용하고, 방사 온도 280~290℃, 계량 구멍마다의 토출량이 0.1~5.0g/min으로 용융 방사할 경우에는 계량 구멍의 조리개는 구멍 지름 0.01~1.00㎜, L/D(토출 구멍 길이/토출 구멍 지름) 0.1~5.0이면 계량성 좋게 토출하는 것이 가능하다. 폴리머의 용융 점도가 상기 점도 범위보다 작아지는 경우나 각 구멍의 토출량이 저하되는 경우에는 구멍 지름을 상기 범위의 하한에 근접하도록 축소하거나 또는 구멍 길이를 상기 범위의 상한에 근접하도록 연장하면 좋다. 반대로, 고점도의 경우나 토출량이 증가할 경우에는 구멍 지름 및 구멍 길이를 각각 반대의 조작을 행하면 좋다. 또한, 이 계량 플레이트(6)를 복수매 적층해서 단계적으로 폴리머량을 계량하는 것이 바람직하다. 계량 플레이트는 2단계로부터 10단계로 나누어서 계량 구멍을 형성하는 것이 보다 바람직하다. 이 계량 플레이트 또는 계량 구멍을 복수회로 나누는 행위는 10^-1g/min/hole~10^-5g/min/hole 오더로 종래 기술에서 사용되어 있는 조건보다 수자릿수 낮은 극소적인 폴리머 유량을 제어하기 위해서는 적합한 것이다. 단, 방사팩당 압력 손실이 과잉이 되는 것의 예방이나, 체류 시간이나 비정상 체류의 가능성을 삭감한다는 관점으로부터 계량 플레이트는 2단계로부터 5단계로 하는 것이 특히 바람직하다.

각 계량 구멍[9(9-(a) 및 9-(b))]으로부터 토출된 폴리머는 분배 플레이트(7)의 분배 홈(10)으로 유입된다. 여기에서, 계량 플레이트(6)와 분배 플레이트(7) 사이에는 계량 구멍(9)과 같은 수의 홈을 배치해서 이 홈 길이를 하류를 따라 단면 방향으로 서서히 연장해 가는 유로를 형성한다. 왜냐하면, 분배 플레이트로 유입되기 이전에 폴리머 A 및 폴리머 B를 단면 방향으로 확장해 두면 해도 복합 단면의 안정성이 향상된다는 점에서 바람직한 것이다. 여기에서도 상술한 바와 같이 유로마다 계량 구멍을 형성해 두는 것도 보다 바람직한 것이다.

분배 플레이트에서는 계량 구멍(9)으로부터 유입한 폴리머를 합류하기 위한 분배 홈[10(10-(a)(분배 홈 1) 및 10-(b)(분배 홈 2))]과 이 분배 홈의 하면에는 폴리머를 하류로 흘리기 위한 분배 구멍[11(11-(a)(분배 구멍 1) 및 11-(b)(분배 구멍 2))]이 천설되어 있다. 분배 홈(10)에는 2구멍 이상의 복수의 분배 구멍이 천설되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 분배 플레이트(7)는 복수매 적층됨으로써 일부에서 각 폴리머가 개별로 합류-분배가 반복되는 것이 바람직하다. 이것은 복수의 분배 구멍-분배 홈-복수의 분배 구멍이라는 반복을 행하는 유로 설계로 해두면 부분적으로 분배 구멍이 폐색되어도 폴리머류는 다른 분배 구멍으로 유입할 수 있다. 이 때문에 만일 분배 구멍이 폐색되었을 경우에도 하류의 분배 홈에서 결락된 부분이 충전되기 때문이다. 또한, 동일한 분배 홈에 복수의 분배 구멍이 천설되고, 이것이 반복됨으로써 폐쇄된 분배 구멍의 폴리머가 다른 구멍으로 유입되어도 그 영향은 실질적으로 전무해진다. 또한, 이 분배 홈을 형성한 효과는 여러 가지 유로를 거친, 즉 열이력을 얻은 폴리머가 복수회 합류하여 점도 편차의 억제라는 점에서도 크다. 이러한 분배 구멍-분배 홈-분배 구멍의 반복을 행하는 설계를 할 경우, 상류의 분배 홈에 대하여 하류의 분배 홈을 원주 방향으로 1~179°의 각도로 배치시켜 다른 분배 홈으로부터 유입하는 폴리머를 합류시키는 구조로 하면 다른 열이력 등을 받은 폴리머가 복수회 합류된다는 점으로부터 적합하며, 해도 복합 단면의 제어에 효과적이다. 또한, 이 합류와 분배의 기구는 상술한 목적으로 보면 보다 상류부로부터 채용하는 것이 바람직하고, 계량 플레이트나 그 상류의 부재에도 실시하는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 분배 구멍은 폴리머의 분할을 효율적으로 진행시키기 위해서는 분배 홈에 대하여 2구멍 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 토출 구멍 직전의 분배 플레이트에 관해서는 분배 홈당 분배 구멍을 2구멍~4구멍 정도로 하면 구금 설계가 간이한 것에 추가해서 극소적인 폴리머 유량을 제어한다는 관점으로부터 적합한 것이다.

이러한 구조를 갖는 복합 구금은 상술한 바와 같이 폴리머의 흐름이 항상 안정화된 것이다. 이 때문에 본 발명에 필요로 되는 고정밀도한 초다도의 해도 복합 섬유의 제조가 가능하게 되는 것이다. 여기에서, 폴리머 A의 분배 구멍[11-(a)](도수)은 이론적으로는 2개로부터 스페이스가 허용하는 범위에서 무한하게 제작하는 것은 가능하다. 실질적으로 실시 가능한 범위로서 2~10000도가 바람직한 범위이다. 본 발명의 해도 복합 섬유를 무리 없이 만족하는 범위로서는 100~10000도가 더욱 바람직한 범위이다. 이 도충전 밀도는 0.1~20.0도/㎟의 범위이면 좋다. 이 도충전 밀도라는 관점에서는 1~20.0도/㎟가 바람직한 범위이다. 여기에서 말하는 도충전 밀도란 단위 면적당 도수를 의미하는 것이며, 이 값이 클수록 다도의 해도 복합 섬유의 제조가 가능한 것을 나타낸다. 여기에서 말하는 도충전 밀도는 1토출 구멍으로부터 토출되는 도수를 토출 도입 구멍의 면적으로 나눔으로써 구한 값이다. 이 도충전 밀도는 각 토출 구멍에 의해 변경하는 것도 가능하다.

복합 섬유의 단면 형태 및 도성분의 단면 형상은 토출 플레이트(8) 바로 위의 분배 플레이트(7)에 있어서의 폴리머 A 및 폴리머 B의 분배 구멍(11)의 배치에 의해 제어할 수 있다. 구체적으로는 폴리머 A의 분배 구멍[11-(a)]과 폴리머 B의 분배 구멍[11-(b)]을 단면 방향으로 교대로 배치하는, 소위 지그재그 격자형 배치로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이 폴리머 A 및 폴리머 B의 분배 홈[10-(a) 및 10-(b)]을 단면 방향으로 교대로 배치하고, 등간격으로 배치된 폴리머 A의 분배 구멍 사이에 폴리머 B의 분배 구멍을 천설하도록 설계하면 도 6(a)에 나타낸 방형격자상으로 폴리머 A 및 폴리머 B가 배치되게 된다. 또한, 폴리머 A의 분배 홈 사이에 폴리머 B의 분배 홈을 2홈 배치하도록 하고, 단면 방향(도면 중 세로 방향)으로 보아 폴리머가 BBABB가 되도록 분배 구멍을 천설하면 도 6(b)에 나타낸 육각격자상이 된다. 이상과 같이 분배 구멍의 다각격자상 배치에 대해서 예시했지만, 이 밖에도 도성분용 분배 구멍 1구멍에 대하여 원주 상에 배치하는 것도 좋다. 이 구멍 배치는 후술하는 폴리머의 조합과의 관계로 결정하는 것이 적합하다. 폴리머의 조합의 다양성을 고려하면 분배 구멍의 배치는 사각 이상의 다각격자상 배치로 하는 것이 바람직하다. 여기에서, 이 복합 구금에 있어서는 해도 복합 단면에 있어서 폴리머 A와 폴리머 B의 양자를 도트(점) 배치시키고, 해성분을 직접 배치하는 것이 본 발명의 해도 복합 섬유를 얻기 위해서는 적합한 것이다. 왜냐하면, 분배 플레이트에서 구성된 해도 복합 단면은 상사적으로 압축되어서 토출되게 된다. 이때, 도 6에 예시한 배치로 하면 토출 구멍마다의 폴리머량에 대하여 각 분배 구멍으로부터 토출되는 폴리머량이 해도 복합 단면에 대한 점유율이 된다. 폴리머 A의 확장 범위는 도 6 중에 나타낸 점선의 범위로 제한된다.

본 발명의 해도 복합 섬유의 단면 형태를 달성하기 위해서는 상술한 분배 구멍의 배치에 추가해서 폴리머 A 및 폴리머 B의 점도비(폴리머 A/폴리머 B)를 0.9~10.0으로 하는 것이 바람직하다. 기본적으로는 분배 구멍의 배치에 의해 도성분의 확장 범위는 제어되지만, 토출 플레이트의 축소 구멍(13)에 의해 합류하여 단면 방향으로 축소되기 때문에 그 때의 폴리머 A 및 폴리머 B의 용융 점도비, 즉 용융 시의 강성비가 단면의 형성에 영향을 준다. 이 때문에 폴리머 A/폴리머 B=1.1~10.0으로 하는 것이 보다 바람직한 범위이다. 여기에서 말하는 용융 점도란 칩형상의 폴리머를 진공 건조기에 의해 수분율 200ppm 이하로 하고, 변형 속도를 단계적으로 변경 가능한 용융 점도 측정 장치로 질소 분위기 하에서 측정하는 값이다. 용융 점도의 측정 온도는 방사 온도와 마찬가지로 하고, 변형 속도 1216s^-1의 용융 점도를 그 폴리머의 용융 점도로 했다. 또한, 용융 점도비란 각 폴리머의 용융 점도를 개별로 측정해서 폴리머 A/폴리머 B로서 점도비를 산출하고, 그 값을 소수점 제 2 자리 이하를 사사오입한 값을 의미한다.

분배 플레이트로부터 토출된 폴리머 A 및 폴리머 B에 의해 구성된 복합 폴리머류는 토출 도입 구멍(12)으로부터 토출 플레이트(8)로 유입된다. 여기에서, 토출 플레이트(8)에는 토출 도입 구멍(12)을 형성하는 것이 바람직하다. 토출 도입 구멍(12)이란 분배 플레이트(7)로부터 토출된 복합 폴리머류를 일정 거리간, 토출면에 대하여 수직으로 흘리기 위한 것이다. 이것은 폴리머 A 및 폴리머 B의 유속 차를 완화시킴과 아울러 복합 폴리머류의 단면 방향으로의 유속 분포를 저감시키는 것을 목적으로 하고 있다. 이 유속 분포의 억제라는 점에 있어서는 분배 구멍[11(11-(a) 및 11-(b))]에 있어서의 토출량, 구멍 지름 및 구멍 수에 의해 폴리머의 유속 자체를 제어하는 것이 바람직하다. 단, 이것을 구금의 설계에 추가하면 도수 등을 제한하는 경우가 있다. 이 때문에 폴리머 분자량을 고려할 필요는 있지만, 유속비의 완화가 거의 완료된다는 관점으로부터 복합 폴리머류가 축소 구멍(13)으로 도입될 때까지 10^-1~10초(=토출 도입 구멍 길이/폴리머 유속)를 목표로 해서 토출 도입 구멍을 설계하는 것이 바람직하다. 이러한 범위이면 유속의 분포는 충분히 완화되어 단면의 안정성 향상에 효과를 발휘한다.

이어서, 복합 폴리머류는 소망의 지름을 갖는 토출 구멍으로 도입하는 동안에 축소 구멍(13)에 의해 폴리머류를 따라 단면 방향으로 축소된다. 여기에서, 복합 폴리머류의 중간층의 유선은 거의 직선상이지만 외층에 근접함에 따라 크게 굴곡되게 된다. 본 발명의 해도 복합 섬유를 얻기 위해서는 폴리머 A 및 폴리머 B를 맞추면 무수한 폴리머류에 의해 구성된 복합 폴리머류의 단면 형태를 무너뜨리지 않은 채 축소시키는 것이 바람직하다. 이 때문에 이 축소 구멍의 구멍벽의 각도는 토출면에 대하여 30°~90°의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

이 축소 구멍에 있어서의 단면 형태의 유지라는 관점에서는 토출 플레이트 바로 위의 분배 플레이트에 도 4에 나타내는 분배 구멍을 바닥면에 천설한 환상 홈(15)을 형성하는 것이 바람직하다. 분배 플레이트로부터 토출된 복합 폴리머류는 기계적인 제어를 받는 일 없이 축소 구멍에 의해 단면 방향으로 크게 축소된다. 그때, 복합 폴리머류의 외층부에서는 크게 흐름이 굴곡되는 것에 추가해서 구멍벽과의 전단을 받게 된다. 이 구멍벽-폴리머류 외층의 상세를 보면 구멍벽과의 접촉면에 있어서는 전단 응력에 의해 유속이 늦고, 내층으로 감에 따라 유속이 증가한다는 유속 분포에 경사가 생기는 경우가 있다. 이 때문에 B 폴리머가 유입하기 위한 환상 홈(15) 및 분배 구멍(11)을 토출 플레이트(8) 바로 위의 분배 플레이트(7)에 형성하는 것이 바람직하다. 이것은 이 환상 홈(15) 및 분배 구멍을 형성함으로써 복합 폴리머류의 최외층에 후에 용해되어버리는 B 폴리머로 구성되는 층이 형성되기 때문이다. 즉, 상기한 구멍벽과의 전단 응력은 B 폴리머로 이루어지는 층에 부담시킬 수 있기 때문에 최외층 부분의 유속 분포는 원주 방향으로 균일해져 복합 폴리머류가 안정되는 것이다. 특히, 복합 섬유가 되었을 때의 A 폴리머(도성분)의 섬유 지름이나 섬유 형상의 균질성은 각별히 향상된다. 이 환상 홈(15)의 저면에 천설한 분배 구멍은 같은 분배 플레이트의 분배 홈 수 및 토출량을 고려하는 것이 바람직하다. 목표로서는 원주 방향으로 3°당 1구멍 형성하면 좋고, 바람직하게는 1°당 1구멍 형성하는 것이다. 이 환상 홈(15)으로 폴리머를 유입시키는 방법은 상류의 분배 플레이트에 있어서 그 중의 1성분의 폴리머의 분배 홈을 단면 방향으로 연장해 두고, 이 양단에 분배 구멍을 천설하는 등 하면 무리없이 환상 홈(15)으로 폴리머를 유입시킬 수 있다. 도 4에서는 환상 홈을 1환 배치한 분배 플레이트를 예시하고 있지만 이 환상 홈은 2환 이상이어도 좋고, 이 환상 홈 사이로 다른 폴리머를 유입시켜도 좋다.

이와 같이 외층에 B 폴리머로 이루어지는 층이 형성된 복합 폴리머류는 상술한 바와 같이 도입 구멍 길이, 축소 구멍벽의 각도를 고려함으로써 분배 플레이트에서 형성된 단면 형태를 유지해서 토출 구멍(14)으로부터 방사선으로 토출된다. 이 토출 구멍(14)은 복합 폴리머류의 유량, 즉 토출량을 다시 계량하는 점과 방사선상의 드래프트(=인취 속도/토출선 속도)를 제어하는 목적이 있다. 토출 구멍(14)의 구멍 지름 및 구멍 길이는 폴리머의 점도 및 토출량을 고려해서 결정하는 것이 적합하다. 본 발명의 해도 복합 섬유를 제조할 때에는 토출 구멍 지름은 0.1~2.0㎜, L/D(토출 구멍 길이/토출 구멍 지름)는 0.1~5.0의 범위에서 선택할 수 있다.

이상과 같은 복합 구금을 사용해서 본 발명의 해도 복합 섬유를 제조할 수 있다. 덧붙이면, 상기 복합 구금을 사용하면 용액 방사와 같은 용매를 사용하는 방사 방법이어도 이 해도 복합 섬유를 제조하는 것이 가능한 것은 말할 필요도 없다.

용융 방사를 선택할 경우 도성분 및 해성분으로서, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 그 공중합체, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부티렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아미드, 폴리락트산, 열가소성 폴리우레탄 등의 용융 성형 가능한 폴리머를 들 수 있다. 특히, 폴리에스테르나 폴리아미드로 대표되는 중축합계 폴리머는 융점이 높아 보다 바람직하다. 폴리머의 융점은 165℃ 이상이면 내열성이 양호해서 바람직하다. 또한, 산화티탄, 실리카, 산화바륨 등의 무기질, 카본 블랙, 염료나 안료 등의 착색제, 난연제, 형광 증백제, 산화 방지제 또는 자외선 흡수제 등의 각종 첨가제를 폴리머 중에 포함하고 있어도 좋다. 또한, 탈해 또는 탈도 처리를 상정했을 경우에는 폴리에스테르 및 그 공중합체, 폴리락트산, 폴리아미드, 폴리스티렌 및 그 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리비닐알코올 등의 용융 성형 가능하며, 다른 성분보다 이용해성을 나타내는 폴리머로부터 선택할 수 있다. 이용해 성분으로서는 수계 용제 또는 열수 등에 이용해성을 나타내는 공중합 폴리에스테르, 폴리락트산, 폴리비닐알코올 등이 바람직하고, 특히 폴리에틸렌글리콜, 나트륨술포이소프탈산이 단독 또는 조합해서 공중합한 폴리에스테르나 폴리락트산을 사용하는 것이 방사성 및 저농도의 수계 용제에 간단히 용해한다는 관점으로부터 바람직하다.

이상 예시한 난용해 성분 및 이용해 성분의 조합은 목적으로 하는 용도에 따라 난용해 성분을 선택하고, 난용해 성분의 융점을 기준으로 같은 방사 온도에서 방사 가능한 이용해 성분을 선택하면 좋다. 여기에서, 상술한 용융 점도비를 고려해서 각 성분의 분자량 등을 조정하면 해도 복합 섬유의 도성분의 섬유 지름 및 단면 형상이라는 균질성을 향상시킨다는 관점으로부터 바람직하다. 또한, 본 발명의 해도 복합 섬유로부터 극세 섬유를 발생시킬 경우에는 극세 섬유의 단면 형상의 안정성 및 역학물성 유지라는 관점으로부터 탈해에 사용하는 용제에 대한 난용해 성분과 이용해 성분의 용해 속도차가 클수록 바람직하고, 3000배까지의 범위를 목표로 상술한 폴리머로부터 조합을 선택하면 좋다. 본 발명의 해도 복합 섬유로부터 극세 섬유를 채취하는데에 적합한 폴리머의 조합의 예로서는 융점의 관계로부터 해성분을 5-나트륨술포이소프탈산이 1~10몰% 공중합된 폴리에틸렌테레프탈레이트, 도성분을 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 해성분을 폴리락트산, 도성분을 나일론 6, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부티렌테레프탈레이트를 적합한 예로서 들 수 있다.

본 발명에 사용하는 해도 복합 섬유를 방사할 때의 방사 온도는 2종류 이상의 폴리머 중 주로 고융점이나 고점도 폴리머가 유동성을 나타내는 온도로 한다. 이 유동성을 나타내는 온도로서는 분자량에 의해서도 다르지만 그 폴리머의 융점이 목표가 되어 융점 +60℃ 이하로 설정하면 좋다. 이것 이하이면 방사 헤드 또는 방사팩 내에서 폴리머가 열분해되는 일 없는 등 분자량 저하가 억제되기 때문에 바람직하다.

본 발명에 사용하는 해도 복합 섬유를 방사할 때의 토출량은 안정적으로 토출할 수 있는 범위로서는 토출 구멍당 0.1g/min/hole~20.0g/min/hole을 들 수 있다. 이때, 토출의 안정성을 확보할 수 있는 토출 구멍에 있어서의 압력 손실을 고려하는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 압력 손실은 0.1㎫~40㎫를 목표로 폴리머의 용융 점도, 토출 구멍 지름, 토출 구멍 길이의 관계로부터 토출량을 이러한 범위로부터 결정하는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용하는 해도 복합 섬유를 방사할 때의 난용해 성분과 이용해 성분의 비율은 토출량을 기준으로 해/도 비율로 5/95~95/5의 범위로 선택할 수 있다. 이 해/도 비율 중 도 비율을 높이면 극세 섬유의 생산성이라는 관점으로부터 바람직하다고 할 수 있다. 단, 해도 복합 단면의 장기 안정성이라는 관점으로부터 본 발명의 극세 섬유를 효율적이며, 또한 안정성을 유지하면서 제조하는 범위로서 이 해도 비율은 10/90~50/50이 보다 바람직하다. 또한, 탈해 처리를 신속하게 완료시킨다는 점 및 극세 섬유의 개섬성을 향상시킨다는 관점을 감안하면 10/90~30/70이 특히 바람직한 범위이다.

이와 같이 토출된 해도 복합 폴리머류는 냉각 고화되고, 유제가 부여되어서 둘레 속도가 규정된 롤러에 의해 인취됨으로써 해도 복합 섬유가 된다. 여기에서, 이 인취 속도는 토출량 및 목적으로 하는 섬유 지름으로부터 결정하면 좋지만, 본 발명에 사용하는 해도 복합 섬유를 안정적으로 제조하기 위해서는 100~7000m/min의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이 해도 복합 섬유는 고배향으로 하여 역학 특성을 향상시킨다는 관점으로부터 연신을 행하면 좋다. 이 연신은 방사 공정에서 일단 권취된 후에 행하는 것도 좋고, 일단, 권취하는 일 없이 계속해서 연신을 행하는 것도 좋다.

이 연신 조건으로서는, 예를 들면 한쌍 이상의 롤러로 이루어지는 연신기에 있어서 일반적으로 용융 방사 가능한 열가소성을 나타내는 폴리머로 이루어지는 섬유이면 유리 전이 온도 이상, 융점 이하 온도로 설정된 제 1 롤러와 결정화 온도 상당으로 한 제 2 롤러의 둘레 속도비에 의해 섬유축 방향으로 무리없이 인장되고, 또한 열세팅되어서 권취되어 도 7과 같은 해도 복합 섬유 단면을 갖는 복합 섬유를 얻을 수 있다. 또한, 유리 전이를 나타내지 않는 폴리머의 경우에는 복합 섬유의 동적 점탄성 측정(tanδ)을 행하여 얻어지는 tanδ의 고온측의 피크 온도 이상의 온도를 예비 가열 온도로서 선택하면 좋다. 여기에서, 연신 배율을 높여 역학물성을 향상시킨다는 관점으로부터 이 연신 공정을 다단으로 실시하는 것도 적합한 수단이다.

이렇게 해서 얻어진 본 발명의 해도 복합 섬유로부터 극세 섬유를 얻기 위해서는 이용해 성분이 용해 가능한 용제 등에 복합 섬유를 침지해서 이용해 성분을 제거함으로써 난용해 성분으로 이루어지는 극세 섬유를 얻을 수 있다. 이용출(易溶出) 성분이 5-나트륨술포이소프탈산 등이 공중합된 공중합 PET나 폴리락트산(PLA) 등인 경우에는 수산화나트륨 수용액 등의 알칼리 수용액을 사용할 수 있다. 본 발명의 복합 섬유를 알칼리 수용액으로 처리하는 방법으로서는, 예를 들면 복합 섬유 또는 그것으로 이루어지는 섬유 구조체로 한 후에 알칼리 수용액에 침지시키면 좋다. 이때 알칼리 수용액은 50℃ 이상으로 가열하면 가수분해의 진행을 빠르게 할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 유체 염색기 등을 이용해서 처리하면 한번에 대량으로 처리를 할 수 있기 때문에 생산성도 좋고, 공업적인 관점으로부터 바람직한 것이다.

이상과 같이 본 발명의 극세 섬유의 제조 방법을 일반적인 용융 방사법에 의거하여 설명했지만 멜트 블로우법 및 스판 본드법으로도 제조 가능한 것은 말할 필요도 없고, 또한 습식 및 건습식 등의 용액 방사법 등에 의해 제조하는 것도 가능하다.

실시예

이하 실시예를 들어 본 발명의 극세 섬유에 대해서 구체적으로 설명한다. 실시예 및 비교예에 대해서는 하기의 평가를 행했다.

A．폴리머의 용융 점도

칩형상의 폴리머를 진공 건조기에 의해 수분율 200ppm 이하로 하고, Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.제 캐필로그래프 1B에 의해 변형 속도를 단계적으로 변경해서 용융 점도를 측정했다. 또한, 측정 온도는 방사 온도와 마찬가지로 하고, 실시예 또는 비교예에는 1216s^-1의 용융 점도를 기재하고 있다. 덧붙이면, 가열로에 샘플을 투입 개시하고나서 측정 개시까지를 5분으로 하고, 질소 분위기 하에서 측정을 행했다.

B．섬도

해도 복합 섬유의 100m의 중량을 측정하고, 100배함으로써 섬도를 산출했다. 이것을 10회 반복하고, 그 단순 평균값의 소수점 제 2 자리를 사사오입한 값을 섬도로 했다.

C．섬유의 역학 특성

해도 복합 섬유를 ORIENTEC Co. LTD.제 인장력 시험기 텐실론 UCT-100형을 사용하고, 시료 길이 20㎝, 인장 속도 100%/min의 조건으로 응력-변형선을 측정한다. 파단 시의 하중을 판독하고, 그 하중을 초기 섬도로 나눔으로써 파단 강도를 산출한다. 또한, 파단 시의 변형을 판독하여 시료 길이로 나눈 값을 100배 함으로써 파단 신도를 산출했다. 어느 값도 이 조작을 수준마다 5회 반복하고, 얻어진 결과의 단순 평균값을 구하여 소수점 제 2 자리를 사사오입한 값이다.

D．도성분 지름 및 도성분 지름 편차(CV%)

해도 복합 섬유를 에폭시 수지로 포매하고, Reichert사제 FC·4E형 cryosectioning system으로 동결하고, 다이아몬드 나이프를 구비한 Reichert-Nissei ultracut N(울트라 마이크로톰)으로 절삭한 후, 그 절삭면을 T Hitachi, Ltd.제 H-7100FA형 투과형 전자현미경(TEM)으로 도성분을 150개 이상 관찰할 수 있는 배율로 촬영했다. 1개의 복합 섬유의 단면에서 150개 이상의 도성분이 없을 경우에는 다수의 복합 섬유의 단면으로부터 합계로 150개의 도성분을 확인할 수 있도록 촬영했다. 이 화상으로부터 무작위로 선정한 150개의 도성분을 추출하고, 화상 처리 소프트(WINROOF)를 사용해서 모든 도성분 지름을 측정하여 평균값 및 표준편차를 구했다. 이들의 결과로부터 하기 식을 의거하여 섬유 지름 CV%를 산출했다.

도성분 지름 편차(CV%)=(표준편차/평균값)×100

이상의 값은 모두 10개소의 각 사진에 대해서 측정을 행하여 10개소의 평균값으로 하고, ㎚ 단위에서 소수점 제 1 자리까지 측정하여 소수점 이하를 사사오입하는 것이다. 도성분 지름 및 도성분 지름 편차는 이 「평균값」으로 대표한다.

E．도성분의 이형도 및 이형도 편차(CV%)

상술한 도성분 지름 및 도성분 지름 편차와 마찬가지의 방법으로 도성분의 단면을 촬영하고, 그 화상으로부터 절단면에 2점 이상의 가장 많은 점에서 외접하는 진원의 지름을 도성분 지름으로 하고, 또한 2점 이상의 가장 많은 점에서 내접하는 진원의 지름을 내접원 지름으로 하여 이형도=도성분 지름÷내접원 지름으로부터 소수점 제 3 자리까지를 구하고, 소수점 제 3 자리 이하를 사사오입한 것을 이형도로 해서 구했다. 이 이형도를 무작위로 추출한 150개의 도성분에 대해서 측정하고, 그 평균값 및 표준편차로부터 하기 식에 의거하여 이형도 편차(CV%)를 산출했다. 1개의 복합 섬유의 단면에서 150개 이상의 도성분이 없을 경우에는 다수의 복합 섬유의 단면으로부터 합계로 150개의 도성분을 확인할 수 있도록 촬영했다.

이형도 편차(CV%)=(이형도의 표준편차/이형도의 평균값)×100(%)

이 이형도 편차에 대해서는 10개소의 각 사진에 대해서 측정을 행하여 10개소의 평균값으로 하고, 소수점 제 2 자리 이하는 사사오입하는 것이다. 이형도 및 이형도 편차는 이 「평균값」으로 대표한다.

F．해성분 지름 편차 및 해성분 지름비

상술한 도성분 지름 및 도성분 지름 편차와 마찬가지의 방법에 의해 해도 복합 섬유의 단면을 2차원적으로 촬영한다. 이 화상으로부터 도 2 중의 5에 나타내는 바와 같이 근접하는 3개의 도성분(도 2 중의 2)에 내접하는 진원의 지름을 본 발명에서 말하는 해성분 지름으로 했다. 이 해성분 지름을 무작위로 추출한 150개소에 대해서 화상 처리 소프트(WINROOF)를 사용해서 측정하여 평균값 및 표준편차를 구했다. 이들의 결과로부터 하기 식에 의거하여 해성분 지름(CV%)을 산출했다. 1개의 복합 섬유의 단면에서 150개소 이상의 해성분 지름을 평가할 수 없을 경우에는 다수의 복합 섬유의 단면으로부터 합계로 150개소의 해성분 지름을 평가할 수 있도록 했다.

해성분 지름 편차(CV%)=(표준편차/평균값)×100

10화상에 대해서 마찬가지의 평가를 행하고, 이 10화상의 평가 결과의 단순한 수 평균의 소수점 제 2 자리 이하는 사사오입해서 구한 값을 해성분 지름 편차로 했다.

또한, 해성분 지름을 도성분 지름으로 나눔으로써 산출한 값의 소수점 제 3 자리 이하를 사사오입해서 구한 값을 해성분 지름비로 했다. 해성분 지름 및 해성분 지름비는 이 「평균값」으로 대표한다.

G．도성분의 배치 평가

도성분의 중심을 도성분의 외접원(도 1 중의 1)의 중심으로 했을 경우에 도성분 거리란 도 2 중의 4에 나타내는 바와 같이 근접하는 2개의 도성분의 중심간의 거리로서 정의되는 값이다. 이 평가는 상술한 도성분 지름과 마찬가지의 방법으로 해도 복합 섬유의 단면을 2차원적으로 촬영하여 무작위로 추출한 150개소에 대해서 도성분 거리를 측정한다. 1개의 복합 섬유의 단면에서 150개소 이상의 도성분 거리를 평가할 수 없을 경우에는 다수의 복합 섬유의 단면으로부터 합계로 150개소의 도성분 거리를 평가할 수 있도록 했다.

이 도성분 거리 편차란 도성분 거리의 평균값 및 표준편차로부터 도성분 거리 편차 (도성분 거리 CV%)=(도성분 거리의 표준편차/도성분의 평균값)×100(%)로 하고, 소수점 이하는 사사오입 산출한다. 이 값을 마찬가지로 촬영한 10화상에 대해서 평가하고, 10화상의 결과의 단순한 수 평균을 도성분 거리 편차로 해서 평가했다.

또한, 촬영한 화상의 무작위로 추출한 근접한 4개의 도성분 100개소에 대해서 도 2 중의 4-(a), 4-(b) 및 4-(c)와 같이 직선을 긋고, θa 및 θb의 합(도 2)을 소수점 제 1 자리까지 측정하고, 소수점 이하를 사사오입하여 평균값을 구했다. 이상의 평가를 마찬가지로 촬영한 10화상에 대해서 평가했다.

H．탈해 처리 시의 극세 섬유(도성분)의 탈락 평가

각 방사 조건으로 채취한 해도 복합 섬유로 이루어지는 편지(編紙)를 해성분이 용해되는 용제로 채워진 탈해욕(욕비 100)에서 해성분을 99% 이상 용해 제거했다. 극세 섬유의 탈락의 유무를 확인하기 위해서 하기의 평가를 행했다.

탈해 처리한 용제를 100㎖ 채취하고, 이 용제를 보류 입자 지름 0.5㎛의 유리 섬유 여과지에 통과시킨다. 여과지의 처리 전후의 건조 중량차로부터 극세 섬유의 탈락의 유무를 판단했다. 중량차가 10㎎ 이상인 경우에는 탈락 많음으로 해서 「×」, 10㎎ 미만 7㎎ 이상인 경우에는 탈락 중 「△」, 7㎎ 미만 3㎎ 이상인 경우에는 탈락 소 「○」, 3㎎ 미만의 경우에는 탈락 없음 「◎」으로 했다.

I．극세 섬유의 개섬성

상술한 탈해 조건으로 해도 복합 섬유로 이루어지는 편지를 탈해하고, 그 편지의 단면을 KEYENCE CORPORATION제 VE-7800형 주사형 전자현미경(SEM)으로 배율 1000배로 촬영했다. 편지의 단면을 10개소 촬영하고, 그 화상으로부터 극세 섬유의 상태를 관찰했다.

극세 섬유끼리가 단독으로 존재하여 흩어진 상태에 있는 경우를 개섬성 최량 「◎」으로 하고, 화상당 번들(다발)이 3개 미만인 경우는 개섬성 양호 「○」, 6개 미만인 경우는 개섬성 가능 「△」, 번들이 6개 이상인 경우는 개섬성 불가 「×」로 했다.

실시예 1

도성분으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET1 용융 점도: 160㎩·s)와, 해성분으로서 5-나트륨술포이소프탈산 8.0몰% 공중합한 PET(공중합 PET1 용융 점도: 95㎩·s)를 290℃에서 각각 용융 후 계량하고, 도 2에 나타낸 본 발명에 사용하는 복합 구금이 장착된 방사팩으로 유입시켜 토출 구멍으로부터 복합 폴리머류를 토출했다. 또한, 토출 플레이트 바로 위의 분배 플레이트에는 1개의 토출 구멍당 도성분용으로서 1000의 분배 구멍이 천설되어 있고, 구멍의 배열 패턴으로서는 도 6(b)의 배열로 했다. 도 4의 15에 나타내어져 있는 해성분용의 환상 홈에는 원주 방향 1° 마다 분배 구멍이 천설된 것을 사용했다. 또한, 토출 도입 구멍 길이는 5㎜, 축소 구멍의 각도는 60°, 토출 구멍 지름 0.5㎜, 토출 구멍 길이/토출 구멍 지름은 1.5이다. 해/도성분의 복합비는 10/90으로 하고, 토출된 복합 폴리머류를 냉각 고화 후 유제 부여하여 방사 속도 1500m/min으로 권취하고, 150dtex-15 필라멘트(총 토출량22.5g/min)의 미연신 섬유를 채취했다. 권취한 미연신 섬유를 90℃와 130℃로 가열한 롤러 사이에서 연신 속도 800m/min으로 하여 4.0배 연신을 행했다. 얻어진 해도 복합 섬유는 37.5dtex-15 필라멘트이었다. 또한, 본원발명의 해도 복합 섬유는 후술한 바와 같이 단면의 구성이 매우 균질하기 때문에 10추의 연신기로 4.5시간 샘플링을 행했지만, 실떨어짐 추는 0추로 연신성에서도 우수한 것이었다.

상기 해도 복합 섬유의 역학 특성은 강도 4.4cN/dtex, 신도 35%이었다.

또한, 상기 해도 복합 섬유의 단면을 관찰한 결과, 도성분 지름은 450㎚, 도성분 지름 편차는 4.3%, 이형도는 1.02, 이형도 편차는 3.9%이며, 도성분은 나노 오더이면서도 진원이며, 또한 그 형상이 매우 균질성인 것이었다. 또한, 도성분의 배치를 조사한 결과, 내각의 합계가 180°이며, 평행으로 배치되고, 또한 도성분 거리 편차도 2.1%로 고정밀도로 배치된 것이었다. 실시예 1에서 채취한 해도 복합 섬유는 해성분에 관해서도 매우 균질하며, 해성분 지름비 0.12, 해성분 지름 편차 5.0%로 배치된 것이었다.

실시예 1에서 채취된 해도 복합 섬유를 75℃로 가열한 1중량%의 수산화나트륨 수용액으로 탈해했다. 실시예 1의 해도 복합 섬유는 상술한 바와 같이 해성분의 구성이 균일(해성분 편차가 작다)하며, 또한 도성분이 균등하게 배치되기(도성분 편차가 작기) 때문에 저농도의 알칼리 수용액으로도 탈해 처리가 효율적으로 진행되기 때문에 도성분을 불필요하게 손상시키는 일 없고, 탈해 시의 극세 섬유의 탈락은 없고(탈락 판정: ◎), 또한 해성분 지름비가 작고(0.12), 도성분이 평행하게 배치되기 때문에 해성분의 잔사 등이 극세 섬유 사이에 체류하는 일 없이 양호하게 배출되기 때문에 극세 섬유의 개섬성에 관해서는 매우 양호한 것이었다(개섬성 판정: ◎). 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 2~5

실시예 1에 기재되는 방법으로부터 해/도성분의 복합비를 30/70(실시예 2), 50/50(실시예 3), 70/30(실시예 4), 90/10(실시예 5)으로 단계적으로 변경한 것 이외에는 실시예 1에 따라 실시했다. 이들의 해도 복합 섬유의 평가 결과는 표 1에 나타내는 바와 같지만, 실시예 1과 마찬가지로 도성분 지름, 형상 및 해성분의 균질성이 우수한 것이었다. 또한, 실시예 2~실시예 5는 해성분 편차 및 도성분간 거리 편차가 작기 때문에 극세 섬유의 탈락에 관해서도 양호했다. 실시예 2는 실시예 1과 비교해서 해성분 지름비가 약간 크지만, 도성분이 평행으로 배치되어 있는 것도 원인이 되어 실시예 1 동등의 개섬성을 갖고 있었다. 실시예 3~실시예 5는 해성분 지름비가 증가함에 따라 개섬성이 약간 저하되지만 모두 문제없는 레벨이었다.

실시예 6,7

1개의 토출 구멍당 도성분용에 500(실시예 6), 300(실시예 7)의 분배 구멍이 천설된 분배 플레이트를 사용하여 해/도성분의 복합비를 20/80으로 해서 방사한 것 이외에는 모두 실시예 1에 따라 실시했다. 이들의 해도 복합 섬유의 평가 결과는 표 2에 나타내는 바와 같이 실시예 1과 비교해서 도성분 지름은 확대되어 있지만, 매우 균질하게 구성된 해도 단면을 형성하고 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 6 및 실시예 7의 해도 복합 섬유는 탈락도 없고, 실시예 1과 마찬가지로 해성분비가 작고, 도성분이 평행하게 배치되어 있기 때문에 개섬성도 양호한 것이었다. 결과를 표 2에 나타낸다.

실시예 8

1개의 토출 구멍당 도성분용에 2000의 분배 구멍이 천설된 분배 플레이트를 사용하여 해/도성분의 복합비를 50/50으로 해서 방사한 이외에는 모두 실시예 1에 따라 실시했다. 이 해도 복합 섬유에서는 그 단면에 2000도로 매우 치밀하게 도배치되어 있음에도 관계없이 도끼리가 합류하는 일 없이 균질한 단면을 형성하고 있었다. 결과를 표 2에 나타낸다.

실시예 9, 10

분배 플레이트의 구멍의 배열 패턴으로서는 도 6(a)의 배열로 하고, 1개의 토출 구멍당 도성분용으로서 3000의 분배 구멍을 천설한 분배 플레이트를 사용하여 해/도성분의 복합비를 50/50(실시예 9), 85/15(실시예 10)으로 한 이외에는 모두 실시예 1에 따라 실시했다.

실시예 9 및 실시예 10에서 채취한 해도 복합 섬유는 실시예 1과 비교하면 약간 도성분 지름 편차가 증가하는 것이지만, 종래 기술(비교예 1~3)과 비교해서 균질한 해도 단면을 구성하고 있는 것이었다. 결과를 표 2에 나타낸다.

실시예 11~13

해성분을 5-나트륨술포이소프탈산 5.0몰% 공중합한 PET(공중합 PET2 용융 점도: 140㎩·s)로 하고, 도성분용으로서 150의 분배 구멍이 천설된 분배 플레이트, 110의 토출 구멍이 천설된 토출 플레이트를 사용하여 해/도성분의 복합비를 10/90(실시예 11), 30/70(실시예 12), 90/10(실시예 13)로 해서 방사를 행했다. 그 밖의 조건은 모두 실시예 1에 따라 실시했다.

실시예 11~실시예 13에서 채취한 해도 복합 섬유는 50dtex-110 필라멘트이며, 복합 섬유의 단사 섬도가 작은 경우에도 단면의 구성이 균질성이며, 도성분이 평행하게 배치됨으로써 신장 변형을 행했을 경우에도 결함을 발생시키는 일 없이 양호한 제사성(방사, 연신)을 나타내는 것이었다. 또한, 후가공성에 관해서는 탈락 판정이 실시예 1과 동등하며, 개섬성에 관해서는 실시예 13은 개섬성이 약간 저하되지만 번들은 부분적이며, 문제없는 레벨이었다. 결과를 표 3에 나타낸다.

실시예 14~16

도성분은 나일론 6(N6 용융 점도: 130㎩·s)으로 하고, 해성분을 실시예 1에서 사용한 공중합 PET1(용융 점도: 150㎩·s)로 하고, 1개의 토출 구멍당 도성분용으로서 500개의 분배 구멍이 천설된 분배 플레이트, 100개의 토출 구멍이 천설된 토출 플레이트를 사용하여 해/도성분의 복합비를 10/90(실시예 14), 30/70(실시예 15), 90/10(실시예 16)으로 하고, 총 토출량 130g/min, 방사 온도 270℃에서 방사를 행했다. 또한, 연신 배율은 3.5로 하고, 그 밖의 조건은 모두 실시예 1에 따라 실시했다.

실시예 13~실시예 15에서 채취한 해도 복합 섬유는 217dtex-100 필라멘트이며, 복합 섬유의 단사섬도가 작은 경우에도 문제없이 방사 및 연신 가능했다. 또한, 도성분이 N6의 경우에도 단면의 구성, 균질성 및 후가공성에 관해서도 실시예 1과 동등한 성능을 갖고 있었다. 결과를 표 3에 나타낸다.

실시예 17~19

도성분을 실시예 14에서 사용한 N6(N6 용융 점도: 190㎩·s)으로 하고, 해성분을 폴리락트산(PLA 용융 점도: 100㎩·s)으로 하고, 1개의 토출 구멍당 도성분용으로서 500의 분배 구멍이 천설된 분배 플레이트, 200의 토출 구멍이 천설된 토출 플레이트를 사용하여 해/도성분의 복합비를 10/90(실시예 17), 30/70(실시예 18), 90/10(실시예 19)으로 하고, 총 토출량 200g/min, 방사 온도 260℃, 인취 속도 2000m/min으로 방사를 행했다. 또한, 연신 배율은 2.5배로 하고, 그 밖의 조건은 모두 실시예 1에 따라 실시했다.

실시예 17~실시예 19에서 채취한 해도 복합 섬유는 400dtex-200 필라멘트이며, 실질적으로 균등하며 또한 평행하게 배치된 N6(도성분)이 응력을 부담함으로써 해성분이 PLA이어도 양호한 제사성을 나타내는 것이었다. 또한, 해성분이 PLA인 경우에도 단면의 구성, 균질성 및 후가공성에 관해서도 실시예 1과 동등한 성능을 갖고 있었다. 결과를 표 4에 나타낸다.

비교예 1

일본 특허 공개 2001-192924호 공보에 기재되는 종래 공지의 파이프형 해도 복합 구금(1개의 토출 구멍당 도수: 1000)을 사용한 것 이외에는 모두 실시예 1에 따라 실시했다. 방사에 관해서는 문제가 없었지만, 연신 공정에서는 단면의 불균일성에 기인하는 실떨어짐이 4.5시간의 샘플링 중에 2추에서 보여졌다.

비교예 1에서 얻어진 해도 복합 섬유의 평가 결과는 표 5에 나타내는 바와 같지만 도비율이 지나치게 높았기 때문인지 큰 도합류가 발생하여 온전한 해도 단면을 형성하고 있지 않았다. 이 때문에 본 발명의 해도 복합 섬유와 비교해서 결과적으로 도성분 지름은 조대한 것이 되고, 또한 편차도 매우 큰 것이었다. 참고로 실시예 1과 마찬가지의 탈해 처리를 행했지만, 후가공성에 있어서는 토출이 치우쳤기 때문에 매우 미세한 도성분이 탈해 시에 탈락하고(탈락 판정: ×), 도합류에 의한 조대한 섬유가 많고, 또한 해성분비가 크기 때문에 극세 섬유 사이에 해성분의 잔사가 체류해버려 극세 섬유끼리가 접착함으로써 개섬성도 나빴다(개섬성 판정: ×). 결과를 표 5에 나타낸다.

비교예 2

비교예 1의 결과를 받아 비교예 1에 기재되는 구금에서 도합류가 일어나지 않는 조건을 조사한 결과, 해/도성분의 복합비가 50/50일 때에 도합류가 거의 억제되었기 때문에 복합비를 50/50으로 하고, 그 밖의 조건은 모두 실시예 1에 따라 실시했다.

실시예 1에 있어서는 축소된 도성분이 되었지만, 도성분의 토출 불안정성에 의거하는 단면의 흐트러짐 때문에 도성분 지름 편차는 큰 것이었다. 또한, 비교예 2에서 사용한 구금에서는 구성상 일단 심초류를 형성하고, 이것을 토출 플레이트에서 축소하여 토출하기 때문에 도성분끼리가 서로 간섭하여 도성분이 진원이 되는 일은 없었다(이형도: 1.19).

또한, 상술한 토출의 흐트러짐에 수반하는 해도 복합 단면의 흐트러짐으로부터 해도 단면은 거의 형성되어 있지만, 본 발명의 해도 복합 섬유와 비교해서 단면의 균질성에 있어서 크게 뒤떨지는 것이었다. 또한, 연신 공정에서는 단면의 불균일성에 기인하는 실떨어짐이 4.5시간의 샘플링 중에 2추에서 보여졌다. 이 해도 복합 섬유를 탈해 처리하면 극세 섬유의 탈락은 그다지 확인되지 않았지만(탈락 판정: ○), 해성분 비율이 높은 것도 원인이 되어 극세 섬유는 거의 개섬되지 않는 상태로 존재하고 있었다(개섬성 판정: ×). 결과를 표 5에 나타낸다.

비교예 3

일본 특허 공개 2007-39858호 공보에 기재되는 유로의 축소를 복수회 반복하는 해도 복합 구금을 사용하고, 해/도성분의 복합비를 50/50으로 한 이외에는 모두 실시예 1에 따라 실시했다. 덧붙이면, 비교예 3에서는 복합비가 10/90인 경우에는 도합류를 일으키기 때문에 비교예 2와 마찬가지로 도비율을 50%까지 저하시켜서 실시하고 있다. 또한, 실시예 1과 도수를 맞추기 위해서는(1개의 토출 구멍당 도수 :1000) 유로 축소가 4회 필요했다. 방사중 1회의 단사 흐름(떨어짐), 연신 공정에 있어서는 4추의 실떨어짐 추가 있었다.

비교예 3에서 얻어진 해도 복합 섬유의 평가 결과는 표 5에 나타내는 바와 같지만, 도성분의 도성분 지름은 축소되지만 해도 복합 섬유의 단면의 외층부에 위치하는 도성분은 진원으로부터 크게 변형된 것이며, 도성분 지름 편차 및 이형도 편차의 점에서 본 발명의 해도 복합 섬유와 비교해서 뒤떨어지는 것이었다. 또한, 개섬성에 대해서는 해성분 비율이 높은 것도 원인이 되어 번들이 많이 보이고(개섬성 판정: ×), 도성분의 편차에 기인하는 것으로 고려되는 극세 섬유의 탈락이 있었다(탈락 판정: ×). 결과를 표 5에 나타낸다.

비교예 4

비교예 1에서 사용한 종래 공지의 파이프형 해도 복합 구금(1개의 토출 구멍당도수 :1000)을 사용하고, 해성분을 실시예 14에서 사용한 N6(용융 점도: 55㎩·s), 도성분을 실시예 1에서 사용한 PET1(용융 점도: 155㎩·s)로 하고, 해/도성분의 복합비가 50/50, 방사 온도를 285℃, 연신 배율 2.3배로 한 것 이외에는 모두 실시예 1에 따라 실시했다.

비교예 4에서는 N6의 융점(225℃)에 대하여 방사 온도가 지나치게 높았기 때문에 복합류로 했을 때의 해성분의 유동이 불안정해지고, 도성분은 부분적으로는 나노 오더의 극세 섬유가 존재하지만, 단면 형상이 랜덤하게 변형된 것이 많고, 또한 부분적으로 융착된 조대한 것이 존재했다. 후가공성에 있어서도 극세 섬유의 탈락이 눈에 띄었다. 결과를 표 5에 나타낸다.

실시예 20~22

분배 플레이트의 구멍의 배열 패턴으로서는 도 6(a)의 배열로 하고, 1개의 토출 구멍당 도성분용에 1000개의 분배 구멍이 천설된 분배 플레이트, 150개의 토출 구멍이 천설된 토출 플레이트[토출 구멍 지름: 0.5㎜(실시예 20), 0.3㎜(실시예 21), 0.2(실시예 22)]를 사용했다. 총 토출량을 20g/min(실시예 20), 10g/min(실시예 21), 5g/min(실시예 22)으로 변경하고, 해/도성분의 복합비 50/50, 방사 속도 3000m/min, 연신 배율 2.5배로 한 것 이외에는 모두 실시예 1에 따라 실시했다. 실시예 20~실시예 22에서는 단면의 균일성에 추가해서 도성분이 규칙적으로 배치되어 있는 것에 기인하는 높은 제사성을 확인할 수 있고, 방사 속도를 3000m/min로 증가시켜도 실떨어짐 없이 안정되게 방사할 수 있었다. 또한, 여기에서 얻어진 해도 복합 섬유는 도성분이 100㎚를 자르는 극한적인 가늘기를 가지면서도 본원발명을 만족하는 균질한 단면을 형성하고 있었다. 결과를 표 6에 나타낸다.

실시예 23

도성분을 폴리부티렌테레프탈레이트(PBT 용융 점도: 120㎩·s)로 하고, 해성분을 실시예 14에서 사용한 폴리락트산(PLA 용융 점도: 110㎩·s)으로 하고, 해/도성분의 복합비를 20/80, 방사 온도 255℃, 방사 속도 1300m/min으로 방사했다. 또한, 연신 배율 3.2배로 하고, 그 밖의 조건은 모두 실시예 1에 따라 실시했다.

실시예 23에서는 문제없이 방사 및 연신 가능하며, 또한 도성분이 PBT인 경우에도 단면의 구성, 균질성 및 후가공성에 관해서도 실시예 1과 동등한 성능을 갖고 있었다. 결과를 표 7에 나타낸다.

실시예 24

도성분을 실시예 1에서 사용한 PET를 220℃에서 고상 중합해서 얻은 고분자량 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET2 용융 점도: 240㎩·s)로 하고, 해성분을 폴리페닐렌술파이드(PPS 용융 점도: 180㎩·s)로 하고, 해/도성분의 복합비를 20/80, 방사 온도 310℃로 해서 방사했다. 또한, 연신 배율 3.0배로 하고, 그 밖의 조건은 모두 실시예 1에 따라 실시했다.

실시예 24에서는 문제없이 방사 및 연신 가능하며, 또한 도성분이 PPS인 경우에도 단면의 구성, 균질성 및 후가공성에 관해서도 실시예 1과 동등한 성능을 갖고 있었다. 결과를 표 7에 나타낸다.

실시예 25

도성분을 실시예 24에서 사용한 PET2(용융 점도: 150㎩·s)로 하고, 해성분을 액정 폴리에스테르(LCP 용융 점도:20㎩·s)로 하고, 해/도성분의 복합비를 20/80, 방사 온도 340℃로 해서 방사했다.

실시예 25에서는 문제없이 방사 및 연신 가능하며, 또한 도성분이 LCP인 경우에도 단면의 구성, 균질성 및 후가공성에 관해서도 실시예 1과 동등한 성능을 갖고 있었다. 결과를 표 7에 나타낸다.

1 : 도성분의 외접원 2 : 도성분
3 : 도성분의 내접원 4 : 직선
4-(a) : 도성분의 중심을 연결한 직선 1
4-(b) : 도성분의 중심을 연결한 직선 2
4-(c) : 도성분의 중심을 연결한 직선에 교차하는 제 3 직선
5 : 도성분간의 내접원 6 : 계량 플레이트
7 : 분배 플레이트 8 : 토출 플레이트
9 : 계량 구멍 9-(a) : 계량 구멍 1
9-(b) : 계량 구멍 2 10 : 분배 홈
10-(a) : 분배 홈 1 10-(b) : 분배 홈 2
11 : 분배 구멍 11-(a) : 분배 구멍 1
11-(b) : 분배 구멍 2 12 : 토출 도입 구멍
13 : 축소 구멍 14 : 토출 구멍
15 : 환상 홈 16 : 해도 복합 섬유의 도성분의 예

Claims (5)

1. 도성분 지름이 10~1000㎚의 범위이며, 도성분 지름 편차가 1.0~20.0%, 이형도가 1.00~1.10 및 이형도 편차가 1.0~10.0%인 것을 특징으로 하는 해도 복합 섬유.
2. 제 1 항에 있어서,
   근접한 3개의 도성분에 둘러싸인 해성분에 있어서의 해성분 지름 편차가 1.0~20.0%인 것을 특징으로 하는 해도 복합 섬유.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   근접한 2개의 도성분간의 도성분 거리 편차가 1.0~20.0%인 것을 특징으로 하는 해도 복합 섬유.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 해도 복합 섬유를 탈해 처리함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 극세 섬유.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 해도 복합 섬유, 또는 제 4 항에 기재된 극세 섬유가 적어도 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 섬유 제품.

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