KR20140010069A

KR20140010069A - 카티온 가염 폴리에스테르 섬유 및 복합 섬유

Info

Publication number: KR20140010069A
Application number: KR1020137024004A
Authority: KR
Inventors: 히토시 나카츠카; 가즈히코 다나카; 가즈히데 오카; 다이스케 오가; 신야 가와카도
Original assignee: 가부시키가이샤 구라레
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2014-01-23
Also published as: EP2679709A1; CN103502518A; US20130323505A1; KR101858294B1; EP2679709A4; US9752258B2; CN103502518B; JP5813747B2; WO2012114990A1; EP2679709B1; TW201241252A; TWI531694B; JPWO2012114990A1

Abstract

공중합체 폴리에스테르 (B) 로 이루어지는 섬유로서, 공중합체 폴리에스테르 (B) 가 디카르복실산 성분과 글리콜 성분으로 이루어지고, 그 디카르복실산 성분 중, 75 몰％ 이상이 테레프탈산 성분이고, 1.0 몰％ ∼ 3.5 몰％ 가 하기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a) 이고, 2.0 몰％ ∼ 10.0 몰％ 가 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 이고, 2.0 몰％ ∼ 8.0 몰％ 가 지방족 디카르복실산 성분 (c) 인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유이다. 이에 따라, 상압 환경하에서 카티온 염료 및 분산 염료에 대해 농색성을 나타내고, 세탁 견뢰성 및 내광 견뢰성이 우수하고, 양호한 방사성을 확보할 수 있는 폴리에스테르 섬유를 얻을 수 있다.

Description

카티온 가염 폴리에스테르 섬유 및 복합 섬유 {CATIONIC-DYEABLE POLYESTER FIBER AND CONJUGATED FIBER}

본 발명은 폴리에스테르 섬유 및 복합 섬유에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 상압 환경하에서 염색할 때에, 농색성과 견뢰성이 매우 우수한 특성을 갖는 폴리에스테르 섬유 및 복합 섬유에 관한 것이다.

폴리에스테르 섬유는 역학적 특성이나 발색성 및 취급성 등의 특성 때문에 의료 용도를 중심으로 다양한 분야에서 사용되고 있다. 그러나, 일반적으로 폴리에스테르 섬유는 그 치밀한 섬유 구조 때문에 염색성이 떨어지고, 카티온 염료 및 분산 염료를 사용하는 경우에는 130 ℃ 의 고온 고압하, 혹은 유기 용제의 캐리어제를 사용하지 않으면, 양호한 발색성, 견뢰성을 얻는 것은 곤란하다.

한편, 폴리에스테르 섬유를 울, 면, 아크릴, 폴리우레탄 등, 폴리에스테르 이외의 소재와 교편 (交編), 교직하고, 복잡한 공정을 통하지 않고 양호한 염색 특성을 갖는 폴리에스테르 혼제품을 제조하는 기술이 요구되고 있지만, 이 경우, 폴리에스테르 섬유에 충분한 염색 특성을 부여하기 위해서 130 ℃ 전후의 고온 고압하에서의 염색 가공이 필요해진다. 그러나, 그 환경하에 있어서는 폴리에스테르 섬유와 교편, 교직한 소재가 열화되어 버리기 때문에, 예를 들어 상압 환경하, 보다 구체적으로는 100 ℃ 이하에 있어서도 양호한 염색 특성을 갖는 폴리에스테르 섬유의 발현이 필요하다고 여겨져 왔다.

이 때문에, 폴리에스테르 수지의 개질에 의해 염색성을 개량시키는 방법이 지금까지 수많이 검토되고 있다. 그 중에서도 디카르복실산 성분으로서 술폰산 금속 염기를 갖는 디카르복실산을 공중합시킴으로써, 상압에서 카티온 염료 및 분산 염료에 이염성의 폴리에스테르 섬유를 제조하는 것이 수많이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 ∼ 4 참조). 술폰산 금속 염기를 갖는 디카르복실산으로서 일반적으로 자주 사용되고 있는 것이 5-나트륨술포이소프탈산 성분 또는 5-칼륨술포이소프탈산 성분 등이다. 예를 들어, 특허문헌 2 및 4 에는, 5-나트륨술포이소프탈산 성분 및 아디프산 성분을 공중합시킨 폴리에스테르 섬유가 기재되어 있다. 이와 같은 공중합 폴리에스테르를 섬유화함으로써, 종래의 폴리에스테르 섬유에 비해 섬유 내부 구조에 비정 부분을 보유시킬 수 있는 것으로 여겨지고 있다. 그리고 그 결과, 분산 염료 및 카티온 염료에 상압 염색이 가능하고, 또한 견뢰도가 우수한 폴리에스테르 섬유를 얻을 수 있는 것으로 여겨지고 있다. 그러나, 그들 술폰산 금속 염기를 갖는 디카르복실산을 공중합하여 생긴 섬유에서는 상압하에서의 염색성으로는 불충분하였다.

또, 특허문헌 5 에는, 에틸렌테레프탈레이트 단위를 주된 반복 단위로 하는 폴리에스테르 A 를 심 (core) 성분으로 하고, 에틸렌테레프탈레이트 단위를 주된 반복 단위로 하고, 또한 시클로헥산디카르복실산을 5 ∼ 30 몰％ 공중합한 폴리에스테르 B 를 초 (sheath) 성분으로 하는 복합 섬유로서, 폴리에스테르 B 의 유리 전이 온도가 폴리에스테르 A 의 유리 전이 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 복합 섬유가 기재되어 있다. 이렇게 하여 얻어지는 폴리에스테르계 복합 섬유는 염색성, 심색성이 우수한 것으로 여겨지고 있다. 그러나, 상압 환경하에서의 염색성이 불충분한 경우가 있어 개선이 요망되고 있었다.

또, 종래, 합성 섬유, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리아미드의 필라멘트로 이루어지는 직물, 편물, 부직포 등의 섬유 구조물은 그 구성 필라멘트의 단섬유 섬도나 단면 형상이 단조롭기 때문에, 면, 마 등의 천연 섬유와 비교하여 질감이나 광택이 단조롭고 차가워, 섬유 구조물로서도 품위는 낮은 것이었다. 또, 폴리에스테르계 섬유는 소수성이기 때문에, 섬유 자체의 흡수성, 흡습성이 떨어진다는 결점이 있다. 이들 결점을 개량하기 위해서, 종래 각종 검토가 이루어지고 있다. 그 중에서 예를 들어, 폴리에스테르 등의 소수성 폴리머와 수산기를 갖는 폴리머를 복합 방사함으로써, 소수성 섬유에 친수성 등의 성능을 부여시키는 시도가 이루어지고 있다. 구체적으로는, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체와 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리아미드 등의 소수성 열가소성 수지의 복합 섬유가 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 6 및 7 참조).

또, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체와 폴리에스테르의 복합 섬유는 양쪽 성분 폴리머간의 계면에서의 접착성이 작기 때문에 박리되기 쉽다는 결점이 있다. 이 결점을 개량하기 위해서, 종래 각종 검토가 이루어지고 있다. 그 중에 예를 들어, 도 1 또는 3 의 섬유 단면 사진에 보이는 바와 같이, 복합 성분간의 계면에 있어서 돌기부가 형성된, 내계면 박리성이 우수한 복합 섬유가 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 8 참조).

그러나, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체와 폴리에스테르의 복합 섬유는, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체의 융점이나 연화점이 낮은 점에서, 특히 고온 열수나 스팀 등에 대한 열안정성이 떨어지는 결점을 갖고 있다. 이 때문에, 당해 복합 섬유에서는, 고온 고압 염색이나 스팀 다리미의 사용에 의해, 직물, 편물, 부직포 등의 섬유 제품의 표면에 노출된 에틸렌-비닐알코올계 공중합체가 부분적으로 연화나 미교착을 일으켜 섬유 제품으로서 질감이 단단해진다. 이것을 방지하기 위해서, 염색 가공 등의 고온 열수에 접촉시키기 전에, 디알데히드 화합물 등을 사용하여 그 공중합체의 수산기를 아세탈화하는 방법도 개시되어 있다. 그러나, 그 아세탈화 처리는 현행의 염색 공정 외에, 추가로 아세탈화 공정을 필요로 하기 때문에 가공 비용이 상승한다는 문제가 발생한다. 아세탈화 처리할 때에 강산을 고농도로 사용하므로 처리 장치의 내부식성의 문제도 발생한다. 염료가 아세탈화 처리된 섬유 내부에 잘 확산되지 않으므로 농색화의 곤란성의 문제도 발생한다. 아세탈화 처리시의 미반응의 디알데히드 화합물에 의한 염색물의 퇴색 등의 문제도 발생한다. 그 때문에 섬유 성능의 균일성 확보에 문제가 있었다. 또, 아세탈화 처리하기 위한 디알데히드 화합물의 종류나 아세탈화도에 의해, 공업적으로 실시하려면, 어느 종류의 화합물, 어느 정도의 아세탈화도를 채용할지 판별이 곤란하고, 실용화에는 안정성이 결여된 기술이었다. 즉, 가교 정도에 따라 염색물에 색차가 생겨, 안정된 질감이 얻어지지 않아 상품 가치가 매우 낮은 것 밖에 얻어지지 않는 것이었다.

일본 공개특허공보 평6-184820호 일본 공개특허공보 2000-355831호 일본 공개특허공보 2003-301328호 일본 공개특허공보 평11-93020호 일본 공개특허공보 평7-189036호 일본 공개특허공보 평3-174015호 일본 공개특허공보 평10-158926호 일본 공개특허공보 2003-64531호

본 발명은 이와 같은 종래 기술에 있어서의 문제점을 해결하는 것으로, 상압 환경하에서 카티온 염료 및 분산 염료에 대해 농색성을 나타내고, 세탁 견뢰성 및 내광 견뢰성이 우수하고, 또한 상압 염색성을 필요로 하는 폴리에스테르 섬유 이외의 소재와의 혼섬에 대해서도 양호한 염색성·실 품위를 확보할 수 있고, 나아가서는 양호한 방사성을 확보할 수 있는 폴리에스테르 섬유 및 복합 섬유를 제공하는 것이다.

상기 과제는 공중합체 폴리에스테르 (B) 로 이루어지는 섬유로서, 공중합체 폴리에스테르 (B) 가 디카르복실산 성분과 글리콜 성분으로 이루어지고, 그 디카르복실산 성분 중, 75 몰％ 이상이 테레프탈산 성분이고, 1.0 몰％ ∼ 3.5 몰％ 가 하기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a) 이고, 2.0 몰％ ∼ 10.0 몰％ 가 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 이고, 2.0 몰％ ∼ 8.0 몰％ 가 지방족 디카르복실산 성분 (c) 인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유를 제공함으로써 해결된다.

[화학식 1]

[상기 식 (I) 중, R 은 수소, 탄소수 1 ∼ 10 개의 알킬기 또는 2-하이드록시에틸기를 나타내고, X 는 금속 이온, 4 급 포스포늄 이온 또는 4 급 암모늄 이온을 나타낸다]

또, 공중합체 폴리에스테르 (B) 와 에틸렌 함유량이 25 ∼ 60 몰％ 인 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 로 이루어지는 복합 섬유로서, 공중합체 폴리에스테르 (B) 가 디카르복실산 성분과 글리콜 성분으로 이루어지고, 그 디카르복실산 성분 중, 75 몰％ 이상이 테레프탈산 성분이고, 1.0 몰％ ∼ 3.5 몰％ 가 상기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a) 이고, 2.0 몰％ ∼ 10.0 몰％ 가 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 이고, 2.0 몰％ ∼ 8.0 몰％ 가 지방족 디카르복실산 성분 (c) 이며, 또한 그 복합 섬유의 표면 중 적어도 일부에 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 가 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 섬유를 제공함으로써도 해결된다.

이 때, 상기 복합 섬유의 단면 형상에 있어서, 공중합체 폴리에스테르 (B) 가 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 와의 계면에 있어서 4 개 이상의 돌기부를 갖고 있고, 돌출부의 장축이 모두 섬유 단면 외주에 대해 90°± 15°의 각도를 이루고 있으며, 또한 공중합체 폴리에스테르 (B) 의 외주 길이 (L2) 와 그 복합 섬유의 외주 길이 (L1) 의 비가 하기 (1) 식을 만족하는 것이 바람직하다.

1.6 ≤ X/C (1)

여기서, X；공중합체 폴리에스테르 (B) 의 외주 길이와 복합 섬유의 외주 길이의 비 (L2/L1)

C；복합 섬유 전체를 1 로 했을 때의 공중합체 폴리에스테르 (B) 의 질량 복합비

또, 상기 복합 섬유의 단면 형상에 있어서, 공중합체 폴리에스테르 (B) 가 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 와의 계면에 있어서 10 개 이상의 돌기부를 갖고 있고, 또한 인접하는 돌기부의 간격이 1.5 ㎛ 이하인 것도 바람직하다. 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 와 공중합체 폴리에스테르 (B) 의 질량 복합 비율이 10：90 ∼ 90：10 인 것도 바람직하다.

본 발명에 의하면, 카티온 염료 및 분산 염료를 사용할 때의 상압하에서의 염착성이 양호한 폴리에스테르 섬유 및 복합 섬유를 얻을 수 있다. 또, 본 발명에 의해 얻어지는 폴리에스테르 섬유 및 복합 섬유는 세탁 견뢰도 및 내광 견뢰도가 매우 우수한 것이다.

도 1 은 본 발명의 복합 섬유의 복합 단면 형태의 일례를 나타내는 단면 사진이다.
도 2 는 본 발명의 복합 섬유의 복합 단면 형태 (동심원상) 의 다른 예를 나타내는 단면 사진이다.
도 3 은 본 발명의 복합 섬유의 복합 단면 형태의 다른 예를 나타내는 단면 사진이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명은 폴리에스테르 수지로 이루어지는 섬유에 관한 것이다. 그리고, 당해 폴리에스테르 수지는 디카르복실산 성분과 글리콜 성분으로 이루어지는 공중합체 폴리에스테르 (B) 이다. 본 발명에 있어서의 폴리에스테르 수지는 에틸렌테레프탈레이트 단위를 주된 반복 단위로 하는 폴리에스테르이며, 디카르복실산 성분 중, 그 반복 단위의 75 몰％ 이상이 테레프탈산 성분이고, 테레프탈산 성분 외에 적어도 3 종 이상의 공중합 성분으로 이루어진다.

본 발명에 있어서의 폴리에스테르 수지는 디카르복실산 성분 중 테레프탈산 성분 외에 하기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a), 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 및 지방족 디카르복실산 성분 (c) 의 3 종이 공중합되어 있는 것이 중요하다. 원인은 명확하지 않지만, 이들 3 종의 디카르복실산 성분의 존재에 의해 상압하에서의 우수한 염착률, 세탁 견뢰도, 내광 견뢰도를 확보하고, 또한 연신을 수반하지 않는 고속 방사 수법으로 제사 (製絲) 를 실시한 경우라도, 안정적인 고속 예사성을 얻을 수 있다.

[화학식 2]

먼저 본 발명에 있어서의 폴리에스테르 수지는, 카티온 염료 가염성을 얻기 위해서, 디카르복실산 성분 중, 공중합 성분으로서 상기 화학식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a) 를 1.0 몰％ ∼ 3.5 몰％ 함유한다.

상기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a) 로는, 5-나트륨술포이소프탈산, 5-칼륨술포이소프탈산, 5-리튬술포이소프탈산 등의 술폰산알칼리 금속 염기를 갖는 디카르복실산 성분；5-테트라부틸포스포늄술포이소프탈산, 5-에틸트리부틸포스포늄술포이소프탈산 등의 5-테트라알킬포스포늄술포이소프탈산 성분 등을 들 수 있다. 상기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a) 는 1 종류만을 폴리에스테르 중에 공중합시켜도 되고, 또 2 종 이상을 공중합시켜도 된다. 상기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a) 를 공중합시킴으로써, 종래의 폴리에스테르 섬유에 비해 섬유 내부 구조에 비정 부분을 보유시킬 수 있다. 그 결과, 분산 염료 및 카티온 염료에 대해 상압 염색이 가능하고, 또한 견뢰도가 우수한 폴리에스테르 섬유를 얻을 수 있다.

디카르복실산 성분 중 상기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a) 의 공중합량이 1.0 몰％ 미만인 경우, 카티온 염료로 염색했을 때에 선명하고 양호한 색조가 되는 카티온 염료 가염성 폴리에스테르를 얻을 수 없다. 한편, 상기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a) 의 공중합량이 3.5 몰％ 를 초과하면, 폴리에스테르의 증점이 현저해져 방사가 곤란해진다. 게다가 카티온 염료의 염착 좌석의 증가에 의해 섬유에 대한 카티온 염료의 염착량이 과잉이 되어, 색조의 선명성이 오히려 소실된다. 염색물의 선명성 및 방사성 등의 점에서, 상기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a) 의 공중합량은 1.2 ∼ 3.0 몰％ 인 것이 바람직하고, 1.5 ∼ 2.5 몰％ 인 것이 보다 바람직하다.

또, 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 를 폴리에틸렌테레프탈레이트에 공중합한 경우, 결정 구조의 흐트러짐이 작은 특징을 갖고 있기 때문에, 높은 염착률을 확보하면서, 내광 견뢰성도 우수한 섬유를 얻을 수 있다. 여기서, 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 는 시클로헥산디카르복실산 또는 그 에스테르 형성성 유도체를 공중합시킴으로써 폴리에스테르에 도입할 수 있다.

시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 를 공중합함으로써, 폴리에스테르 섬유의 결정 구조에 흐트러짐이 생겨, 비정부의 배향은 저하된다. 그 때문에, 카티온 염료 및 분산 염료의 섬유 내부로의 침투가 용이해져, 카티온 염료 및 분산 염료의 상압 가염성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 는 다른 지방족 디카르복실산 성분에 비해 결정 구조의 흐트러짐이 작으므로, 내광 견뢰성도 우수한 것이 된다.

본 발명의 폴리에스테르 수지에 있어서, 디카르복실산 성분 중 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 의 공중합량이 2.0 ∼ 10.0 몰％ 이고, 바람직하게는 5.0 ∼ 10.0 몰％ 이다. 디카르복실산 성분 중, 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 의 공중합량이 2.0 몰％ 미만인 경우, 섬유 내부에 있어서의 비정 부위의 배향도가 높아지기 때문에, 상압 환경하에서의 염색성이 부족하여, 목적의 염착률이 얻어지지 않는다. 또, 디카르복실산 성분 중, 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 의 공중합량이 10.0 몰％ 를 초과한 경우, 염착률, 세탁 견뢰도, 내광 견뢰도 등, 염색성에 관해서는 양호한 품질을 확보할 수 있다. 그러나, 연신을 수반하지 않는 고속 방사 수법으로 제사를 실시한 경우, 수지의 유리 전이 온도가 낮은 것과 섬유 내부에 있어서의 비정 부위의 배향도가 낮은 것에 의해, 고속 권취 중에 자발 신장의 발생에 의해 안정적인 고속 예사성을 얻을 수 없고, 안정적인 섬유 물성이 얻어지지 않는다.

본 발명에 사용되는 시클로헥산디카르복실산에는, 1,2-시클로헥산디카르복실산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산의 3 종류의 위치 이성체가 있다. 본 발명의 효과가 얻어지는 점에서는 어느 위치 이성체가 공중합되어 있어도 상관없고, 또 복수의 위치 이성체가 공중합되어 있어도 상관없다. 또, 각각의 위치 이성체에는 시스/트랜스의 이성체가 있지만, 어느 입체 이성체가 공중합되어 있어도 상관없고, 시스/트랜스 쌍방의 이성체가 공중합되어 있어도 상관없다. 시클로헥산디카르복실산 유도체에 대해서도 동일하다.

지방족 디카르복실산 성분 (c) 에 대해서도 시클로헤킨디카르복실산 성분 (b) 와 마찬가지로, 폴리에스테르 섬유의 결정 구조에 흐트러짐이 생겨, 비정부의 배향이 저하되기 때문에, 카티온 염료 및 분산 염료의 섬유 내부로의 침투가 용이해져, 상압 가염성을 향상시키는 것이 가능해진다. 여기서, 지방족 디카르복실산 성분 (c) 는 지방족 디카르복실산 또는 그 에스테르 형성성 유도체를 공중합시킴으로써 폴리에스테르에 도입할 수 있다.

구체적으로는, 지방족 디카르복실산 성분 (c) 를 폴리에틸렌테레프탈레이트에 2.0 ∼ 8.0 몰％ 공중합하면, 저온 세트성에도 효과가 있다. 그 때문에 본 발명에 의해 얻어지는 섬유를 직편물로 하고 나서 형태 안정화를 위해서 열 세트하는 경우, 열 세트 온도를 낮게 하는 것이 가능해진다. 니트 용도에 있어서 저온 세트성은 바람직한 물성이며, 본 발명의 폴리에스테르 섬유를 울, 면, 아크릴, 폴리우레탄 등의 폴리에스테르 이외의 소재와 혼합하는 경우, 열 세트에 필요한 온도를 폴리에스테르 이외의 소재의 물성이 저하되지 않을 정도로 억제하는 것이 가능해진다. 또, 폴리에스테르 섬유의 단독 사용에 있어서도, 일반적인 현행 니트용 설비에 대응이 가능해져 용도 확대를 기대할 수 있다.

본 발명에 있어서의 폴리에스테르 수지는 디카르복실산 성분 중 지방족 디카르복실산 성분 (c) 의 공중합량이 2.0 ∼ 8.0 몰％ 이고, 바람직하게는 2.5 ∼ 7.0 몰％ 이며, 보다 바람직하게는 3.0 ∼ 6.0 몰％ 이다. 디카르복실산 성분 중, 지방족 디카르복실산 성분 (c) 의 공중합량이 2.0 몰％ 미만에서는, 상압 환경하에서의 분산 염료에 대한 염색성이 부족하여, 목적의 염착률이 얻어지지 않는다. 또, 디카르복실산 성분 중, 지방족 디카르복실산 성분 (c) 특히 아디프산 성분의 공중합량이 8.0 몰％ 를 초과한 경우, 염착률은 높아지기는 하지만, 연신을 수반하지 않는 고속 방사 수법으로 제사를 실시한 경우에는 섬유 내부에 있어서의 비정 부위의 배향도가 낮아진다. 그 때문에 고속 권취 중에서의 현저한 자발 신장에 의해 안정적인 고속 방사성을 얻을 수 없어 안정적인 섬유 물성이 얻어지지 않는다.

지방족 디카르복실산 성분 (c) 로서 바람직하게 사용되는 것으로는, 아디프산 성분, 세바크산 성분, 데칸디카르복실산 성분 등의 지방족 디카르복실산 성분을 예시할 수 있다. 이들은 단독 또는 2 종류 이상을 병용할 수도 있다.

본 발명에 있어서의 폴리에스테르 섬유의 상압 가염성이나 품위를 떨어뜨리지 않는 범위이면, 테레프탈산 성분, 시클로헥산디카르복실산 성분, 및 지방족 디카르복실산 성분 이외의 다른 디카르복실산 성분을 공중합해도 된다. 구체적으로는, 이소프탈산 성분이나 나프탈렌디카르복실산 성분 등의 방향족 디카르복실산 성분을 단독으로 혹은 복수 종, 합계 10.0 몰％ 이하의 범위로 공중합해도 된다.

그러나, 이들 성분을 공중합함으로써 에스테르 교환 반응, 중축합 반응이 번잡하게 될 뿐만 아니라, 공중합량이 적정 범위를 초과하면 세탁 견뢰성을 저하시키는 경우가 있다. 구체적으로는, 이소프탈산 성분을 디카르복실산 성분에 대해 10 몰％ 를 초과하여 공중합하면, 본 발명의 구성 요건을 만족시켰다고 해도, 세탁 견뢰 특성을 저하시킬 우려가 있어, 5 몰％ 이하에서의 사용이 바람직하고, 0 몰％ 인 것 (공중합하지 않은 것) 이 보다 바람직하다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르 섬유에는, 각각, 산화티탄, 황산바륨, 황화아연 등의 광택 제거제, 인산, 아인산 등의 열 안정제, 혹은 광 안정제, 산화 방지제, 산화규소 등의 표면 처리제 등이 첨가제로서 포함되어 있어도 된다. 산화규소를 사용함으로써, 얻어지는 섬유는 감량 가공 후에 섬유 표면에 미세한 요철을 부여할 수 있고, 후에 직편물로 했을 경우에 농색화가 실현된다. 또한, 열 안정제를 사용함으로써 가열 용융시나 그 후의 열처리에 있어서의 열분해를 억제할 수 있다. 또, 광 안정제를 사용함으로써 섬유의 사용시의 내광성을 높일 수 있고, 표면 처리제를 사용함으로써 염색성을 높이는 것도 가능하다.

이들 첨가제는, 폴리에스테르 수지를 중합에 의해 얻을 때에, 중합계 내에 미리 첨가해 두어도 된다. 단, 일반적으로 산화 방지제 등은 중합 말기에 첨가하는 편이 바람직하고, 특히 중합계에 악영향을 주는 경우나, 중합 조건하에서 첨가제가 실활하는 경우에는 그렇게 하는 것이 바람직하다. 한편, 광택 제거제, 열 안정제 등은 중합시에 첨가하는 편이 균일하게 수지 중합물 내에 분산되기 쉽기 때문에 바람직하다.

본 발명에 있어서의 폴리에스테르 수지는 고유 점도가 0.55 ∼ 0.7 인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.58 ∼ 0.68 이고, 더욱 바람직하게는 0.60 ∼ 0.65 이다. 고유 점도가 0.7 을 초과하는 경우, 섬유화시의 고속 방사성이 현저히 나빠진다. 또, 방사가 가능해져, 목표의 염착률이 얻어진 경우라도, 통상 염색 편직물에 있어서 염색 얼룩이나 줄이 발생하거나 직편물의 질감이 떨어지거나 하는 등, 얻어진 직편 섬유의 표면 품위가 저하되어 의료용으로서 바람직하지 않다. 또, 고유 점도가 0.55 미만인 경우, 방사 중에 단사되기 쉬워 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 얻어진 섬유의 강도도 낮아진다. 또한, 방사가 가능해져, 목표의 염착률이 얻어진 경우라도, 통상 염색 편직물에 염색 얼룩이나 줄이 발생하거나 직편물의 질감이 떨어지거나 하는 등, 얻어진 직편 섬유의 표면 품위가 저하되어 의료용으로서 바람직하지 않다.

본 발명의 폴리에스테르 섬유의 제조 방법에 있어서의 방사 공정에서는, 폴리에스테르 수지는 통상적인 용융 방사 장치를 이용하여 구금으로부터 방출한다. 또, 구금의 형상이나 크기에 따라, 얻어지는 섬유의 단면 형상이나 직경을 임의로 설정하는 것이 가능하다.

다음으로, 본 발명에 있어서의 폴리에스테르 수지는 예를 들어 단축 압출기나 2 축 압출기를 이용하여 용융 혼련한다. 용융 혼련할 때의 온도는 상기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a), 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 및 지방족 디카르복실산 성분 (c) 의 공중합량에 따라 상이하지만, 얼룩없이 안정적으로 용융 혼련하고 또한 안정적인 제사성이나 품위를 얻기 위해서는, 폴리머의 융점으로부터 30 ∼ 60 ℃ 높은 온도 범위에서 용융하는 것이 바람직하고, 20 ∼ 50 ℃ 높은 온도 범위에서 용융하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 혼련 설비를 통과하고 나서 방사 헤드에 이를 때까지 동안의 용융 온도에 대해서도, 상기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a), 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 및 지방족 디카르복실산 성분 (c) 의 공중합량에 따라 상이하기 때문에 일률적으로 특정할 수 없지만, 용융 얼룩없이 안정적인 상태로 방출시키고, 또한 안정적인 제사성이나 품위를 얻기 위해서는, 폴리머의 융점으로부터 30 ∼ 60 ℃ 높은 온도 범위에서 용융하는 것이 바람직하고, 20 ∼ 50 ℃ 높은 온도 범위에서 용융하는 것이 보다 바람직하다.

그리고, 상기에 의해 용융 방출한 폴리에스테르 섬유를, 일단 그 유리 전이 온도 이하의 온도, 바람직하게는 유리 전이 온도보다 10 ℃ 이상 낮은 온도로 냉각시킨다. 이 경우의 냉각 방법이나 냉각 장치로는, 방출한 폴리에스테르 섬유를 그 유리 전이 온도 이하로 냉각시킬 수 있는 방법이나 장치이면 어느 것이라도 좋고 특별히 제한되지 않는다. 방사 구금의 아래에 냉각풍 분사통 등의 냉각풍 분사 장치를 설치해 두고, 방출되어 온 폴리에스테르 섬유에 냉각풍을 분사하여 유리 전이 온도 이하로 냉각시키는 것이 바람직하다. 그 때의 냉각풍의 온도나 습도, 냉각풍의 분사 속도, 방출 사조 (絲條) 에 대한 냉각풍의 분사 각도 등의 냉각 조건도 특별히 제한되지 않고, 구금으로부터 방출되어 온 폴리에스테르 섬유를 섬유의 요동 등을 발생시키지 않도록 하면서 신속하게 또한 균일하게 유리 전이 온도 이하로까지 냉각시킬 수 있는 조건이면 어느 것이라도 좋다. 그 중에서도, 고품질의 폴리에스테르 섬유를 원활히 얻을 수 있는 관점에서, 냉각풍의 온도를 20 ℃ ∼ 30 ℃, 냉각풍의 습도를 20 ％ ∼ 60 ％, 냉각풍의 분사 속도를 0.4 ∼ 1.0 m/초로 하여, 방출 섬유에 대한 냉각풍의 분사 방향을 방출 방향에 대해 수직으로 하여 방출된 폴리에스테르 섬유의 냉각을 실시하는 것이 바람직하다. 또, 냉각풍 분사통을 이용하여 상기의 조건하에서 냉각을 실시하는 경우에는, 방사 구금의 바로 아래에 약간 간격을 띄우고 또는 간격을 띄우지 않고, 길이가 약 80 ∼ 120 ㎝ 정도의 냉각풍 분사통을 배치하는 것이 바람직하다.

다음으로, 보다 효율적인 생산성으로 또한 안정된 품위의 연신사를 얻는 방법으로서, 방출 후에 일단 유리 전이 온도 이하로 사조를 냉각시킨 후, 계속해서 그대로 직접 가열 대역, 구체적으로는 튜브형 가열통 등의 장치 내를 주행시켜 연신 열처리하고 급유 후에 3500 ∼ 5500 m/분의 속도로 권취함으로써 연신사를 얻을 수 있다. 가열 공정에 있어서의 가열 온도는 연신하기 쉬운 온도, 즉 유리 전이 온도 이상이고 융점 이하인 온도가 필요하고, 구체적으로는 유리 전이 온도보다 30 ℃ 이상 높은 것이 바람직하고, 50 ℃ 이상 높은 것이 보다 바람직하다. 또 융점보다 20 ℃ 이상 낮은 것이 바람직하고, 30 ℃ 이상 낮은 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 냉각 공정에 있어서 유리 전이 온도 이하로 차가워진 사조가 가열 장치로 가열됨으로써 분자 운동이 촉진 활발화되어 연신사를 얻을 수 있다.

유제는 가열 장치에 의한 연신 처리 공정 통과 후에 부여하는 것이 바람직하다. 이로 인해 연신 단사가 적어진다. 유제로는 통상적으로 폴리에스테르의 방사에 사용되는 것이면 제한은 없다. 급유 방법으로는 기어 펌프 방식에 의한 오일링 노즐 급유, 또는 오일링 롤러 급유 중 어느 것이어도 된다. 단, 방사 속도가 고속화됨에 따라 전자 방식의 쪽이 사조에 얼룩없이, 안정된 유제 부착이 가능하다. 유제의 부착량에 대해서는 특별히 제한은 없고, 단사나 원사 보풀의 억제 효과와 직편물의 공정에 적합한 범위이면 적절히 조절해도 된다. 그 중에서도, 유제의 부착량을 0.3 ∼ 2.0 ％ 로 하는 것이 고품질의 폴리에스테르 섬유를 원활히 얻을 수 있으므로 바람직하고, 0.3 ∼ 1.0 ％ 로 하는 것이 보다 바람직하다.

그리고, 상기 서술한 일련의 공정에 의해 얻어진 연신한 폴리에스테르 섬유를 3500 ∼ 5500 m/분으로 인취하는 것이 바람직하고, 4000 ∼ 5000 m/분으로 인취하는 것이 보다 바람직하다. 폴리에스테르 섬유의 인취 속도가 3500 m/분 미만인 경우에는 생산성이 저하되고, 또 가열 대역에 있어서 섬유의 연신이 충분히 실시되지 않게 되어, 얻어지는 폴리에스테르 섬유의 기계적 물성이 저하될 우려가 있다. 인취 속도가 5500 m/분을 초과한 경우에는 안정적인 고속 방사성이 잘 얻어지지 않고, 또 가열 대역에 있어서 섬유의 연신이 충분히 실시되지 않게 되어, 얻어지는 폴리에스테르 섬유의 기계적 물성이 저하될 우려가 있다.

본 발명에서 얻어지는 폴리에스테르 섬유의 카티온 염료 및 분산 염료의 염착률은, 90 ℃ 에서의 염착률이 80 ％ 이상인 것이 바람직하고, 또한 95 ℃ 에서의 염착률이 85 ％ 이상인 것이 바람직하다. 이들 염착률을 하회하면, 중 ∼ 저분자량 염료 (SE ∼ E 타입) 의 이염성 염료에 있어서도 충분한 염착률이 얻어지지 않기 때문에 일반 의료 용도로는 바람직하지 않다. 또한 울, 면, 아크릴, 폴리우레탄 등, 폴리에스테르 이외의 소재와 교편, 교직해도, 상압 환경하에서 충분한 염색성을 얻는 것이 곤란해질 우려가 있다.

본 발명에서 얻어진 폴리에스테르 섬유는 변퇴색, 첨부 오염, 액 오염의 세탁 견뢰도가 4 급 이상인 것이 바람직하다. 변퇴색, 첨부 오염, 액 오염의 세탁 견뢰도 중 어느 것이 3 급 이하인 경우, 취급성의 점에서 일반 의료 용도로는 바람직하지 않다.

또, 본 발명에서 얻어진 폴리에스테르 섬유는 내광 견뢰도가 4 급 이상인 것이 바람직하다. 내광 견뢰도가 3 급 이하인 경우, 취급성의 점에서 일반 의료 용도로는 바람직하지 않다.

본 발명의 폴리에스테르 섬유의 제조 방법은 상기 제조 방법에 의한 연신사에 한정되는 것이 아니고, 최종 제품에 요구되는 품질이나 양호한 공정 통과성을 확보하기 위해서 최적인 방사 수법을 선택할 수 있다. 보다 구체적으로는, 스핀드로 방식이나, 방사 원사를 채취한 후에 별도 공정에서 연신을 실시하는 2-Step 방식을 채용할 수도 있다. 또 연신을 실시하지 않고 비연신사인 상태로 인취 속도가 2000 m/분 이상인 속도로 권취하는 방식에 있어서도, 임의의 실 가공 공정을 통과시킨 후에 제품화함으로써, 양호한 상압 가염성 품위를 갖는 폴리에스테르 제품을 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 상압 환경하에서의 염색에 있어서 농색성과 견뢰성이 매우 우수한 염색이 가능하고, 직접 방사 연신 수법 또는 기타 일반적인 용융 방사 수법에 있어서도 안정된 품질 및 공정성이 얻어지는 폴리에스테르 섬유를 제공할 수 있다. 또, 상압 염색성을 필요로 하는 폴리에스테르 섬유 이외의 소재와의 혼섬에 대해서도 양호한 염색성·실 품위를 확보할 수 있다. 구체적으로는, 본 발명의 상압 가염 폴리에스테르 섬유는 종래의 폴리에스테르 섬유와 조금도 손색이 없는 품질을 갖고 있기 때문에, 일반 의료 전반, 예를 들어 신사 부인용 포멀 혹은 캐쥬얼 패션 의료 용도, 스포츠 용도, 유니폼 용도 등, 다방면에 걸쳐 유효하게 이용할 수 있다. 또한, 자재 용도 전반, 예를 들어 자동차나 항공기 등의 내장 소재 용도, 구두나 가방 등의 생활 자재 용도, 커튼이나 카페트 등의 산업 자제 용도 등에도 유효하게 이용할 수 있다.

또, 본 발명의 다른 양태는 에틸렌 함유량이 25 ∼ 60 몰％ 인 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 와, 상기 서술한 공중합체 폴리에스테르 (B) 로 이루어지는 복합 섬유이다. 즉, 본 발명은 공중합체 폴리에스테르 (B) 와, 에틸렌 함유량이 25 ∼ 60 몰％ 인 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 로 이루어지는 복합 섬유로서, 공중합체 폴리에스테르 (B) 가 디카르복실산 성분과 글리콜 성분으로 이루어지고, 그 디카르복실산 성분 중, 75 몰％ 이상이 테레프탈산 성분이고, 1.0 몰％ ∼ 3.5 몰％ 가 상기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a) 이고, 2.0 몰％ ∼ 10.0 몰％ 가 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 이고, 2.0 몰％ ∼ 8.0 몰％ 가 지방족 디카르복실산 성분 (c) 이며, 또한 그 복합 섬유의 표면 중 적어도 일부에 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 가 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 섬유이다.

먼저, 상기 복합 섬유에 있어서의 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 에 대하여 설명한다. 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 는 에틸렌-아세트산비닐 공중합체를 비누화함으로써 얻어지지만, 비누화도는 95 ％ 이상의 고비누화도인 것이 바람직하다. 에틸렌 공중합체 비율이 25 ∼ 60 몰％ 인 것, 즉, 비닐알코올 성분 (미비누화 아세트산비닐 성분을 포함한다) 이 약 40 ∼ 75 몰％ 인 것이 바람직하다. 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 중의 비닐알코올의 비율이 낮아지면, 수산기의 감소를 위해서 친수성 등의 특성이 저하되어, 목적으로 하는 양호한 친수성을 갖는 천연 섬유와 비슷한 질감이 얻어지지 않을 우려가 있다. 반대로 비닐알코올 성분의 비율이 지나치게 많아지면, 용융 성형성이 저하됨과 함께 공중합체 폴리에스테르 (B) 와 복합 방사할 때에, 예사성이 불량해져, 방사시 또는 연신시의 단사 (單絲) 끊어짐, 단사 (斷絲) 가 많아질 우려가 있다. 따라서, 고비누화도로 에틸렌 공중합체 비율이 25 ∼ 60 ％ 인 것이 본 발명의 목적의 섬유를 얻기 위해서는 적합하다.

에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 와 복합되는 공중합체 폴리에스테르 (B) 로서 고융점 폴리머를 사용하는 경우, 장시간 안정적으로 연속해서 방사하려면, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 의 용융 성형시의 내열성을 향상시키는 것이 바람직하다. 그를 위한 수단으로서 에틸렌의 공중합 비율을 적절한 범위로 설정하는 것과, 또한 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 중의 금속 이온 함유량을 소정량 이하로 하는 것도 효과가 있다.

에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 의 열분해 기구로는 크게 나누어 폴리머 주사슬 사이에서의 가교 반응이 일어나, 겔화물이 발생하는 경우와, 주사슬 절단, 측사슬 탈리 등의 분해가 진행되는 기구가 혼재화하여 발생하는 것으로 생각되고 있다. 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 중의 금속 이온을 제거함으로써, 용융 방사시의 열안정성이 비약적으로 향상된다. 특히 Na^＋, K^＋ 이온 등의 제 I 족의 알칼리 금속 이온과 Ca² ^＋, Mg² ^＋ 이온 등의 제 II 족의 알칼리 토금속 이온을 각각 100 ppm 이하로 함으로써 현저한 효과가 있다. 특히, 장시간 연속해서 고온 조건으로 용융 방사를 할 때, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 중에 겔화물이 발생하면, 방사 필터 상에 겔화물이 서서히 막혀 퇴적한다. 그 결과 방사 팩 압력이 급상승하여 노즐 수명이 짧아짐과 함께 방사시의 단사 끊어짐, 단사가 빈발한다. 겔화물의 퇴적이 한층 더 진행되면, 폴리머 배관이 막혀 트러블 발생의 원인이 되어 바람직하지 않다. 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 중의 제 I 족 알칼리 금속 이온, 제 II 족 알칼리 토금속 이온을 제거함으로써 고온에서의 용융 방사, 특히, 250 ℃ 이상에서의 용융 방사시에 장시간 연속 운전해도 겔화물 발생에 의한 트러블이 잘 일어나지 않는다. 이들 금속 이온의 함유량은 각각 50 ppm 이하인 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 ppm 이하이다.

에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 의 제조 방법으로서, 일례를 설명하면, 메탄올 등의 중합 용매 중에서 에틸렌과 아세트산비닐을 라디칼 중합 촉매하에서 라디칼 중합시킨다. 이어서 미반응 모노머를 내보내어, 가성 소다에 의해 비누화 반응을 일으키게 하고, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체로 한 후, 수중에서 펠릿화한 후, 수세하여 건조시킨다. 따라서 공정 상 어떻게 해도 알칼리 금속이나 알칼리 토금속이 폴리머 중에 함유되기 쉬워, 통상적으로는 수백 ppm 이상의 알칼리 금속, 알칼리 토금속이 혼입되어 있다.

알칼리 금속 이온 및 알칼리 토금속 이온 함유량을 가능한 한 저하시키는 방법으로는, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 제조 공정 중, 비누화 처리 후 펠릿화한 후, 습윤 상태의 펠릿을 아세트산을 포함하는 순수 용액으로 대량으로 펠릿을 세정한 후, 추가로 대과잉의 순수만으로 대량으로 펠릿을 세정한다. 또 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 는 에틸렌과 아세트산비닐의 공중합체를 가성 소다에 의해 비누화하여 제조되지만, 전술한 바와 같이 이 때의 비누화도를 95 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 비누화도가 낮아지면, 폴리머의 결정성이 저하되고, 강도 등의 섬유 물성이 저하될 뿐만 아니라, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 가 연화되기 쉬워져 가공 공정에서 트러블이 발생함과 함께 얻어진 섬유 구조물의 질감도 나빠져 바람직하지 않다.

한편, 본 발명의 복합 섬유에 있어서의 공중합체 폴리에스테르 (B) 는 상기 서술한 바와 같이, 에틸렌테레프탈레이트 단위를 주된 반복 단위로 하는 폴리에스테르이고, 디카르복실산 성분 중, 그 반복 단위의 75 몰％ 이상이 테레프탈산 성분이고, 테레프탈산 성분 외에 적어도 3 종 이상의 공중합 성분으로 이루어진다.

본 발명의 복합 섬유에 있어서의 공중합체 폴리에스테르 (B) 는 고유 점도가 0.6 ∼ 0.7 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.62 ∼ 0.68, 더욱 바람직하게는 0.63 ∼ 0.66 이다. 고유 점도가 0.7 을 초과한 경우, 섬유화시의 고속 방사성이 현저히 나빠진다. 또, 방사가 가능하고, 목표의 염착률이 얻어진 경우에 있어서도, 통상 염색 편직물에서 염색 얼룩이나 줄이 발생하거나 직편물의 질감이 떨어지거나 하는 등, 얻어진 직편 섬유의 표면 품위가 저하되어 의료용으로서 바람직하지 않다. 또, 고유 점도가 0.6 미만인 경우, 방사 중에 단사하기 쉬워 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 얻어진 섬유의 강도도 낮아진다. 또한, 방사가 가능하고, 목표의 염착률이 얻어진 경우라도, 통상 염색 편직물에서 염색 얼룩이나 줄이 발생하거나 직편물의 질감이 떨어지거나 하는 등, 얻어진 직편 섬유의 표면 품위가 저하되어 의료용으로서 바람직하지 않다.

본 발명의 복합 섬유의 단면 형상은, 예를 들어, 도 1 ∼ 3 의 섬유 단면 사진에 보이는 바와 같은 형태를 하고 있으며, 공중합체 폴리에스테르 (B) 는 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 와의 계면에 있어서, 돌기부가 0 개 (동심원상) 혹은 1 개 이상으로 형성되어 있다. 바람직하게는 돌기부를 4 개 이상, 더욱 바람직하게는 10 개 이상 배열한 상태로 함으로써 복합 성분간의 계면 박리에 대한 저항이 충분히 얻어진다. 또한, 돌기부의 수를 많이 함으로써 인접하는 돌기부 간격을 1.5 ㎛ 이하로 함으로써, 염색했을 경우의 보다 양호한 심색성이 얻어진다. 또, 돌기부가 도 1 에 보이는 바와 같이 배열함으로써, 모든 방향으로부터 작용하는 외력에 대한 내계면 박리성이 얻어지는 것이다.

본 발명에 있어서는, 도 1 또는 도 3 의 복합 형태에 있어서, 인접하는 주름상의 돌기부 간격 (I) 이 1.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 그 돌기부의 장축은 모두 섬유 단면 외주에 대해 90° ± 15°의 각도를 이루도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 인접하는 돌기부 간격 (I) 이 1.5 ㎛ 를 초과하는 경우, 염색 처리했을 경우의 심색성이나 균염성이 불충분해지는 경우가 있다. 또, 돌기부의 장축을 연장하고 섬유 단면 외주와 교차하는 각도 (R) 가 75° 미만으로 배열하고 있는 경우 또는 105° 를 초과하여 배열하고 있는 경우에는, 섬유에 작용하는 외력에 의해 계면 박리가 생기기 쉽고, 거기에 수반하는 염색물의 백화로 이어지므로 바람직하지 않다. 이상의 점에서, 본 발명에 있어서는, 인접하는 돌기부 간격 (I) 은 1.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1.2 ㎛ 이하가 보다 바람직하다. 또한, 여기서 인접하는 돌출부 간격 (I) 이란, 인접하는 각각의 돌기부 선단간의 평균 간격을 나타내는 것이지만, 본 발명의 효과가 저해되지 않는 범위이면, 다수 존재하는 돌출부 간격, 심 성분 간격 중 1.5 ㎛ 를 초과하는 간격의 부분이 섬유 단면의 일부에 존재하고 있어도 조금도 지장이 없다. 상기 각도에 대해서도, 본 발명의 효과가 발휘되는 범위이면, 일부에 75° 미만 또는 105° 를 초과하는 각도의 것이 존재하고 있어도 지장이 없다.

본 발명은 공중합체 폴리에스테르 (B) 의 외주 길이 (L2) 와 복합 섬유의 외주 길이 (L1) 의 비가 하기 (1) 식을 만족하는 것이 바람직하다.

1.6 ≤ X/C (1)

X；공중합체 폴리에스테르 (B) 의 외주 길이와 복합 섬유의 외주 길이의 비 (L2/L1)

C；복합 섬유 전체를 1 로 했을 때의 중합체 폴리에스테르 (B) 의 질량 복합 비율

공중합체 폴리에스테르 (B) 의 외주 길이 (L2) 와 복합 섬유의 외주 길이 (L1) 의 비 X 는 공중합체 폴리에스테르 (B) 의 복합 비율에 따라 변화하지만, X/C 가 1.6 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0 이상, 더욱 바람직하게는 2.5 이상, 특히 바람직하게는 5 이상이다. 예를 들어, 공중합체 폴리에스테르 (B) 와 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 의 질량 복합 비율이 50：50 인 경우, 공중합체 폴리에스테르 (B) 의 외주 길이 (L2) 와 복합 섬유의 외주 길이 (L1) 의 비는, 바람직하게는 0.8 이상이며, 보다 바람직하게는 1.0 이상, 더욱 바람직하게는 1.25 이상이다. X/C 가 1.6 이상일 때, 놀랍게도 공중합체 폴리에스테르 (B) 와 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 의 계면 박리를 방지하는 효과가 증대한다. 본 발명에 있어서의 계면 박리 방지 효과의 작용 기서는 현시점에서는 추론의 범위를 벗어나지 않지만, 아마 복합 성분의 접착 면적의 증대와 공중합체 폴리에스테르 (B) 에 의해 형성되는 돌기부의 앵커 효과의 상승 효과에 따른 것으로 추찰된다.

에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 와 공중합체 폴리에스테르 (B) 의 복합 비율은 복합 형태나 섬유 단면 형상에 따라 적절히 설정 가능하지만 90：10 ∼ 10：90 (질량 비율) 인 것이 바람직하고, 70：30 ∼ 30：70 이 보다 바람직하다. 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 의 복합 비율이 10 질량％ 미만인 경우에는 수산기의 감소때문에 섬유의 하나의 특징인 친수성 등의 특성이 소실된다. 한편, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 의 복합 비율이 90 질량％ 를 초과하는 복합 섬유는, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체의 특징이 발휘되어 친수성, 광택감은 충분히 만족되지만, 섬유 물성이나 염색물의 발색성이 떨어져 바람직하지 않다.

또 복합 섬유의 단면 형상은 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 가 섬유 표면 전체를 덮을 필요는 없지만, 선명한 발색성을 가지려면, 섬유 표면의 80 ％ 이상이 굴절률이 낮은 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 인 것이 바람직하고, 90 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 특히 도 2 에 나타내는 바와 같은 동심원상의 단면 형상이나, 도 1 혹은 도 3 에 나타내는 바와 같은 단면 형상을 갖는 심초형 복합 섬유가 선명한 발색성, 섬유 강도 등의 점에서 바람직하다.

복합 섬유에 상기 공중합체 폴리에스테르 (B) 를 사용함으로써 선명한 발색성이 얻어지지만, 스포츠 의료 용도에 이러한 섬유를 사용하는 경우, 발색성뿐만 아니라 광택도 겸비하는 것이 요구되고 있다. 통상적으로 광택을 갖는 섬유는 발색성이 저하되고, 반대로 발색성을 우선시키면 광택을 부여하는 것이 어렵다. 본 발명에서는 섬유 단면에 있어서 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 와 공중합체 폴리에스테르 (B) 의 계면 구조를 전술한 바와 같이 돌기부 배열체로 함으로써 심색성이 우수하고, 광택도 갖는 섬유를 얻을 수 있다. 또 광택을 부여하기 위해서는, 광이 반사하는 평탄한 면이 많을수록 좋고, 또 마일드한 이형도를 갖는 평탄한 면을 유지한 단면 형상이 유효하다. 이와 같은 단면으로서 삼각 혹은 편평 이형 단면이 최적이다.

상기한 복합 섬유에 있어서는, 섬유의 굵기는 특별히 한정되지 않고, 임의의 굵기로 할 수 있지만, 발색성, 광택감, 질감이 우수한 섬유를 얻기 위해서는 복합 섬유의 단섬유 섬도를 0.3 ∼ 11 dtex 정도로 해 두는 것이 바람직하다. 또, 장섬유뿐만 아니라 단섬유라도 본 발명의 효과가 기대된다.

본 발명의 복합 섬유의 제조 방법은 본 발명의 규정을 만족하는 복합 섬유가 얻어지는 방법이면 특별히 제한되는 것은 아니다. 복합 방사 장치를 이용하여 노즐 도입구로 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 와 공중합체 폴리에스테르 (B) 의 복합류를 도입할 때에, 공중합체 폴리에스테르 (B) 로 이루어지는 돌기부의 수에 상당하는 수의 세공이 원주 상에 형성된 분류판으로부터 공중합체 폴리에스테르 (B) 를 흘리고, 이어서, 각각의 세공으로부터 흐르는 공중합체 폴리에스테르 (B) 의 흐름 전체를 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 로 덮으면서, 복합류를 노즐 도입구의 중심을 향해 도입하여 노즐로부터 용융 토출시킴으로써 제조할 수 있다. 또, 최종 제품에 요구되는 품질이나 양호한 공정 통과성을 확보하기 위해서, 최적인 방사·연신 방법을 선택할 수 있다. 보다 구체적으로는, 스핀드로 방식이나, 방사 원사를 채취한 후에 별도 공정에서 연신을 실시하는 2-Step 방식을 채용할 수도 있다. 또 연신을 실시하지 않고 비연신사인 상태로 인취 속도가 2000 m/분 이상인 속도로 권취하는 방식에 있어서도, 임의의 실 가공 공정을 통과시킨 후에 제품화함으로써, 양호한 상압 가염성 품위를 갖는 그 복합 섬유 제품을 얻을 수 있다.

본 발명의 복합 섬유의 제조 방법에 있어서의 방사 공정에서도, 통상적인 용융 방사 장치를 이용하여 구금으로부터 방출해도 된다. 또, 구금의 형상이나 크기에 따라, 얻어지는 섬유의 단면 형상이나 직경을 임의로 설정하는 것이 가능하다.

본 발명에서 얻어지는 복합 섬유는 각종 섬유 집합체 (섬유 구조물) 로서 사용할 수 있다. 여기서 섬유 집합체란, 본 발명의 섬유 단독으로 이루어지는 직편물, 부직포는 물론, 본 발명의 섬유를 일부에 사용하여 이루어지는 직편물이나 부직포, 예를 들어, 천연 섬유, 화학 섬유, 합성 섬유 등 다른 섬유와의 교편 직포, 혹은 혼방사, 혼섬사로서 사용한 직편물, 혼면 부직포 등이어도 된다. 직편물이나 부직포에 차지하는 본 발명 섬유의 비율은 10 질량％ 이상이 바람직하고, 30 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 섬유의 주된 용도는 장섬유라면 단독으로 또는 일부에 사용하여 직편물 등을 작성하고, 양호한 질감을 발현시킨 의료용 소재로 할 수 있다. 한편, 단섬유라면 의료용 스테이풀, 건식 부직포 및 습식 부직포 등이 있고, 의료용뿐만 아니라 각종 리빙 자재, 산업 자재 등의 비의료 용도에도 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명에서 얻어지는 복합 섬유에 있어서도, 90 ℃ 에서의 염착률이 80 ％ 이상인 것이 바람직하고, 또한 95 ℃ 에서의 염착률이 85 ％ 이상인 것이 바람직하다. 또, 본 발명에서 얻어진 복합 섬유는 변퇴색, 첨부 오염, 액 오염의 세탁 견뢰도가 4 급 이상인 것도 바람직하다. 또, 본 발명에서 얻어진 복합 섬유는 내광 견뢰도가 4 급 이상인 것도 바람직하다.

본 발명에 의하면, 상압 환경하에서 염색할 수 있음으로써 천연 섬유와 비슷한 양호한 질감과 양호한 광택감, 흡습성을 갖고, 또한 농색성과 견뢰성이 매우 우수한 염색이 가능한 복합 섬유를 제공할 수 있다. 또, 직접 방사 연신 수법 또는 기타 일반적인 용융 방사 수법에 있어서도 안정된 품질 및 공정성이 얻어지는 복합 섬유를 제공할 수 있다. 구체적으로는, 섬유 표면에 노출하는 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 가 부분적으로 연화나 미교착을 일으키지 않는 상압하 염색 온도인 90 ℃ 이하에서, 카티온 염료 및 분산 염료에 대해 농색성을 나타내고, 또한 세탁 견뢰도 및 내광 견뢰도가 우수한 복합 섬유를 제공하는 것이다. 이와 같은 복합 섬유는 종래의 에틸렌-비닐알코올 공중합 체계 복합 섬유와 조금도 손색이 없는 품질을 갖고 있기 때문에, 일반 의료 전반, 예를 들어 신사 부인용 포멀 혹은 캐쥬얼 패션 의료 용도, 스포츠 용도, 유니폼 용도, 구두나 가방 등의 생활 자재 용도 등, 다방면에 걸쳐 유효하게 이용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명의 폴리에스테르 섬유에 대하여 상세하게 설명하지만, 이들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 또한, 디카르복실산 성분 및 글리콜 성분의 공중합량, 섬유의 염착 방법, 염착률, 염착 농도 (K/S), 세탁 견뢰도, 내광 견뢰도, 섬도, 방사성의 평가는 이하의 방법에 따랐다.

＜디카르복실산 및 글리콜 성분의 공중합량＞

공중합량은 그 폴리에스테르 섬유를 중트리플로로아세트산 용매 중에 0.5 g/ℓ 의 농도로 용해하고, 50 ℃ 에서 500 ㎒ ¹H-NMR (니혼 전자 제조 핵자기 공명 장치 LA-500) 장치를 사용하여 측정하였다.

＜고유 점도＞

용매로서 페놀/테트라클로로에탄 (체적비 1/1) 혼합 용매를 사용하고 30 ℃ 에서 우베로데형 점도계 (하야시 제작소 제조 HRK-3형) 를 사용하여 측정하였다.

＜염색 방법＞

얻어진 섬유의 통상 편직물을 정련한 후, 이하의 조건으로 카티온 염료 또는 분산 염료로 염색하였다.

(카티온 염색)

염료：Cathilon Red CD-FGLH 3.0 ％omf

보조제：Na₂SO₄ 10.0 ％, CH₃COONa 0.5 ％, CH₃COOH (50 ％)

욕비 1：50

염색 온도×시간：90 ℃×40 분

(분산 염색)

염료：Dianix NavyBlue SPH conc 5.0 ％omf

보조제：Disper TL：1.0 ㏄/ℓ, ULTRA MT-N2：1.0 ㏄/ℓ

욕비：1/50

염색 온도×시간：95 ∼ 100 ℃×40 분

(환원 세정)

수산화나트륨：1.0 g/ℓ

하이드로술파이트나트륨：1.0 g/ℓ

아밀라딘 D：1.0 g/ℓ

욕비：1/50

환원 세정 온도×시간：80 ℃×20 분

＜염착률＞

상기 염색 방법에 있어서, 염색 전의 원액 및 염색 후의 잔액을 각각 아세톤수 (아세톤/물 = 1/1 혼합 용액) 로 임의의 동일 배율에 희석하고, 각각의 흡광도를 측정한 후에, 이하에 나타내는 식으로부터 염착률을 구하였다.

흡광도 측정기：분광 광도계 HITACHI

HITACHI Model 100-40

Spectrophotometer

염착률 = (A-B)/A×100 (％)

여기서, 상기 식 중의 A 및 B 는 각각 이하를 나타낸다.

A：원액 (아세톤수 희석 용액) 흡광도

B：염색 잔액 (아세톤수 희석 용액) 흡광도

＜염착 농도 (K/S)＞

염착 농도 (K/S) 는 상기 염색 후 샘플 편직물의 최대 흡수 파장에 있어서의 반사율 R 을 측정하고, 이하에 나타내는 Kubelka-Munk 의 식으로부터 구하였다.

분광 반사율 측정기：분광 광도계 HITACHI

C-2000S Color Analyzer

K/S = (1-R)²/2R

＜세탁 견뢰도＞

상기 염색 후 샘플 편직물을 사용하여 JIS L-0844 의 측정 방법에 준거하여 측정하였다.

＜내광 견뢰도＞

상기 염색 후 샘플 편직물을 사용하여 JIS L-0842 의 측정 방법에 준거하여 측정하였다.

＜섬도＞

JIS L-1013 의 측정 방법에 준거하여 측정하였다.

＜방사성＞

이하의 기준에 따라 방사성 평가를 실시하였다.

A：24 hr 의 연속 방사를 실시하고, 방사시의 단사가 조금도 발생하지 않고, 게다가 얻어진 폴리에스테르 섬유에는 보풀·루프가 전혀 발생되어 있지 않은 등, 방사성이 매우 양호하다.

B：24 hr 의 연속 방사를 실시하고, 방사시의 단사가 1 회 이하의 빈도로 발생하고, 얻어진 폴리에스테르 섬유에 보풀·루프가 전혀 발생되어 있지 않거나, 혹은 약간 발생하였지만, 방사성이 거의 양호하다.

C：24 hr 의 연속 방사를 실시하고, 방사시의 단사가 1 회를 초과하여 3 회 이하의 빈도로 발생하고, 방사성이 불량이다.

D：24 hr 의 연속 방사를 실시하고, 방사시의 단사가 3 회보다 많이 발생하고, 방사성이 매우 불량이다.

(실시예 1)

디카르복실산 성분 중 88.3 몰％ 가 테레프탈산 (TA) 이며, 5-나트륨술포이소프탈산을 1.7 몰％, 1,4-시클로헥산디카르복실산 (CHDA) 을 5.0 몰％, 아디프산을 5.0 몰％, 각각 포함한 전체 카르복실산 성분과, 에틸렌글리콜, 및 소정의 첨가제로 에스테르 교환 반응 및 중축합 반응을 실시하고, 표 1 에 나타나는 조성의 폴리에스테르 수지 중합물을 얻었다. 이 원료를 기초로, 구멍수 24 개 (구멍 직경 0.20 ㎜φ) 의 구금을 이용하여 방사 온도 260 ℃, 단공 토출량 = 1.57 g/분으로 방출하였다. 이어서, 온도 25 ℃, 습도 60 ％ 의 냉각풍을 0.5 m/초의 속도로 방출 사조에 분사하여 사조를 60 ℃ 이하로 하였다. 이어서, 방사 구금 하방 1.2 m 의 위치에 설치한 길이 1.0 m, 입구 가이드 직경 8 ㎜, 출구 가이드 직경 10 ㎜, 내경 30 ㎜φ 튜브 히터 (내온 185 ℃) 에 도입하여 튜브 히터 내에서 연신하였다. 이어서, 튜브 히터로부터 나온 사조에 오일링 노즐로 급유하고 2 개의 인취 롤러를 통해 4500 m/분의 속도로 권취하고, 84T/24f 의 폴리에스테르 필라멘트를 얻었다. 그 때의 제사화 조건과 방사성, 및 얻어진 섬유의 염색 견뢰성의 결과를 표 1 및 2 에 나타내었다. 얻어진 폴리에스테르 섬유의 염착률은 90 ℃ 에서 96 ％, 95 ℃ 이고 99 ％, 염착 농도 (K/S) 가 28 로 양호한 상압 가염성을 나타내었다. 또, 세탁 견뢰도, 내광 견뢰도에 대해서도 조금도 문제가 없는 품질이었다.

(실시예 2 ∼ 8)

폴리에스테르 수지의 상기 화학식 (I) 로 나타내는 화합물, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 지방족 디카르복실산 및 이소프탈산 (IPA) 의 공중합 성분 및 공중합량을 표 1 에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 공중합물을 얻었다. 또한, 이 중합물을 실시예 1 과 동일한 수법으로 방사하여 84T/24f 의 폴리에스테르 필라멘트를 얻었다. 얻어진 섬유의 물성을 표 1 및 2 에 나타내었다. 모두 양호한 방사성, 상압 가염성 (염착률, K/S, 견뢰성) 이며, 조금도 문제가 없는 품질이었다.

(비교예 1 ∼ 6)

폴리에스테르 수지의 상기 화학식 (I) 로 나타내는 화합물, 1,4-시클로헥산디카르복실산 및 지방족 디카르복실산의 공중합량을 표 1 로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 공중합물을 얻었다. 또한, 이 중합물을 실시예 1 과 동일한 수법으로 방사하여 84T/24f 의 폴리에스테르 필라멘트를 얻었다.

비교예 1 에서는, 아디프산 성분을 공중합하고 있지 않기 때문에 염착률, 염착 농도가 불충분하고, 상압 가염성을 나타내지 않는 결과가 되었다.

비교예 2 에서는, 1,4-시클로헥산디카르복실산 성분을 공중합하고 있지 않기 때문에 염착률, 염착 농도가 불충분하고, 상압 가염성을 나타내지 않는 결과가 되었다.

비교예 3 에서는, 5-나트륨술포이소프탈산 성분의 공중합량이 많기 때문에, 방사성이 떨어지는 결과가 되었다.

비교예 4 에서는, 5-나트륨술포이소프탈산 성분의 공중합량이 적기 때문에, 염착률, 염착 농도가 불충분하고, 상압 가염성을 나타내지 않는 결과가 되었다.

비교예 5 에서는, 1,4-시클로헥산디카르복실산 성분의 공중합량을 15.0 몰％ 로 하고, 테레프탈산 성분의 공중합량을 78.3 몰％ 로 하였다. 그 결과 얻어진 섬유는 염착률, 염착 농도는 충분하였지만, 방사성이 떨어지는 것이 되었다.

비교예 6 에서는, 아디프산 성분의 공중합량이 많기 때문에, 염착률, 염착 농도는 충분하였지만, 방사성이 대폭 떨어지는 것이 되었다.

이하, 실시예에 의해 본 발명의 복합 섬유를 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실험예에 전혀 한정되는 것이 아니다. 또한, 디카르복실산 성분 및 글리콜 성분의 공중합량, 유리 전이 온도, 융점, 염착 방법, 염착률, 염착 농도 (K/S), 섬도, 방사성의 평가는 이하의 방법에 따랐다. 또, 고유 점도, 복합 섬유의 파단 강도, 파단 신장도, 내박리성, 질감의 각 물성의 평가는 이하의 방법에 따랐다.

＜고유 점도 ㎗/g＞

폴리머의 고유 점도：에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 의 비누화물은 85 ％ 함유 페놀을 사용하고 30 ℃ 이하에서 우베로데형 점도계 (하야시 제작소 제조 HRK-3형) 를 사용하여 측정하였다. 공중합체 폴리에스테르 (B) 는 용매로서 페놀/테트라클로로에탄 (체적비 1/1) 혼합 용매를 사용하고 30 ℃ 에서 측정하였다.

＜유리 전이 온도＞

시마즈 제작소 제조 시차 주사 열량계 (DSC-60) 로 승온 속도 10 ℃／분으로 측정하였다.

＜융점＞

＜파단 강도＞

인스트론형 인장 시험기를 사용하여 얻어진 하중-신장도 곡선으로부터 구하였다.

＜파단 신장도＞

＜내박리성＞

복합 섬유의 각 폴리머의 접착성 (내박리성)：24 ∼ 36 필라멘트를 500 ∼ 1000 T/m 꼬아, 그대로의 상태로 사조를 절단하고, 절단면의 필라멘트의 박리 상태를 전자 현미경으로 500 배로 확대하여 관찰하였다. 절단 개소를 10 개소에 대해, 하기의 기준에 의해 평가하였다.

A：박리 정도가 1 할 미만인 경우

B：박리 정도가 1 할 ∼ 2 할 정도인 경우

C：박리 정도가 2 할 ∼ 5 할 정도인 경우

D：박리 정도가 5 할을 초과하는 경우

＜질감 평가＞

상기에서 기재한 조건으로 염색한 포백을 10 명의 패널리스트에 의해 이하의 평가 기준으로 관능 평가하였다.

A：촉촉한감·소프트감에 매우 우수하다.

B：촉촉한감·소프트감이 우수하다.

C：촉촉한감·소프트감이 약간 부족하다.

D：촉촉한감·소프트감이 없다.

(실시예 9)

(1) 중합 용매로서 메탄올을 사용하고, 60 ℃ 하에서 에틸렌과 아세트산비닐을 라디칼 중합시키고, 에틸렌의 공중합 비율이 44 몰％ 인 랜덤 공중합체를 제조하였다. 이어서 가성 소다에 의해 비누화 처리를 실시하고, 비누화도 99 ％ 이상의 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 비누화물로 하였다. 이어서, 습윤 상태의 폴리머를 아세트산이 소량 첨가되어 있는 대과잉의 순수로 세정을 반복한 후, 추가로 대과잉의 순수에 의한 세정을 반복하고, 폴리머 중의 K, Na 이온 및 Mg, Ca 이온의 함유량을 각각 약 10 ppm 이하로 하였다. 이어서, 탈수기에 의해 폴리머로부터 물을 분리한 후, 추가로 100 ℃ 이하에서 진공 건조를 충분히 실시하여 고유 점도가 1.05 인 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 를 얻었다.

(2) 한편, 디카르복실산 성분 중 88.3 몰％ 가 테레프탈산 성분이고, 5-나트륨술포이소프탈산 성분을 1.7 몰％, 1,4-시클로헥산디카르복실산 성분을 5.0 몰％, 아디프산 성분을 5.0 몰％ 각각 포함한 전체 카르복실산 성분과 에틸렌글리콜, 및 소정의 첨가제로 에스테르 교환 반응 및 중축합 반응을 실시하고, 고유 점도가 0.65 인 공중합체 폴리에스테르 (B) 를 얻었다.

(3) 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 와 공중합체 폴리에스테르 (B) 의 복합 비율 (질량 비율) 50：50 의 조건으로 구멍수 24 개 (구멍 직경 0.25 ㎜φ) 의 구금을 이용하여 방사 온도 240 ℃, 단공 토출량 1.39 g/분으로 방출하였다. 이어서, 온도 25 ℃, 습도 60 ％ 의 냉각풍을 0.4 m/초의 속도로 방출 사조에 분사하여 사조를 60 ℃ 이하로 하였다. 이어서, 방사 구금 하방 1.2 m 의 위치에 설치한 길이 1.0 m, 입구 가이드 직경 8 ㎜, 출구 가이드 직경 10 ㎜, 내경 30 ㎜φ 튜브 히터 (내온 185 ℃) 에 도입하여 튜브 히터 내에서 연신하였다. 이어서, 튜브 히터로부터 나온 사조에 오일링 노즐로 급유하고 2 개의 인취 롤러를 통해 4000 m/분의 속도로 권취하고, 84T/24f 의 복합 섬유 필라멘트를 얻었다. 이 복합 섬유의 심 성분 (공중합체 폴리에스테르 (B)) 의 돌기부의 개수는 30 개이고, 심 성분 (공중합체 폴리에스테르 (B)) 의 외주 길이 (L2) 와 복합 섬유의 외주 길이 (L1) 의 비는 2.8 이고, X/C 는 5.6 이었다. 심초 계면 박리의 결과를 표 3 에 나타내었다. 그 때의 제사화 조건과 방사성, 얻어진 섬유의 염색 견뢰성 및 질감의 결과를 표 3 및 4 에 나타내었다.

(4) 본 발명의 제조 방법으로 얻어진 그 복합 섬유의 염착률은 90 ℃ 에서 85 ％, 95 ℃ 에서 91 ％, 염착 농도 (K/S) 는 28 로 양호한 상압 가염성을 나타내었다. 또한 얻어진 그 복합 섬유는 촉촉하고 양호한 질감을 갖는 것이었다. 또, 세탁 견뢰도, 내광 견뢰도에 대해서도 조금도 문제가 없는 품질이었다.

(실시예 10 ∼ 18)

공중합체 폴리에스테르 (B) 제조시에 있어서의, 테레프탈산, 5-나트륨술포이소프탈산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 아디프산 및 세바크산의 공중합량, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 의 에틸렌 공중합량, 단면 형상 및 복합 비율을 표 3 에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 수법으로 방사하여 84T/24f 의 그 복합 섬유 필라멘트를 얻었다. 얻어진 섬유의 물성을 표 3 및 4 에 나타내었다. 모두 양호한 방사성, 상압 가염성 (염착률, K/S, 견뢰성) 이며, 조금도 문제가 없는 품질이었다. 또한 얻어진 그 복합 섬유는 촉촉하고 양호한 질감을 갖는 것이었다. 또, 세탁 견뢰도, 내광 견뢰도에 대해서도 조금도 문제가 없는 품질이었다.

(실시예 19 ∼ 21)

그 복합 섬유의 단면 형상, 돌기부 개수를 표 3 에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 수법으로 실시하였다. 모두 우수한 내박리성과 양호한 질감을 갖는 그 복합 섬유가 얻어지고, 세탁 견뢰도, 내광 견뢰도에 대해서도 조금도 문제가 없는 품질이었다.

(비교예 7 ∼ 14)

공중합체 폴리에스테르 (B) 제조시에 있어서의, 테레프탈산, 5-나트륨술포이소프탈산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 지방족 디카르복실산의 공중합량, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 의 에틸렌 공중합량, 단면 형상을 표 3 에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 수법으로 방사하여 84T/24f 의 그 복합 섬유 필라멘트를 얻었다. 얻어진 섬유의 물성을 표 3 및 4 에 나타내었다.

비교예 7 에서는, 5-나트륨술포이소프탈산 성분, 1,4-시클로헥산디카르복실산 성분 혹은 지방족 디카르복실산 성분이 공중합되어 있지 않기 때문에 염착률, 염착 농도가 불충분하고, 상압 가염성을 나타내지 않는 섬유 물성이 되었다.

비교예 8 에서는, 5-나트륨술포이소프탈산 성분의 공중합량이 많기 때문에, 방사성이 떨어지는 결과가 되었다.

비교예 9 에서는, 1,4-시클로헥산디카르복실산 성분의 공중합량을 15.0 몰％ 로 하고, 본 발명의 조성에서 벗어나는 범위로 하였다. 그 결과, 얻어진 섬유는 염착률, 염착 농도는 충분하였지만, 방사성이 떨어지는 것이 되었다.

비교예 10 에서는, 1,4-시클로헥산디카르복실산 성분 및 아디프산 성분의 공중합량을 각각 12.0 몰％ 및 12.0 몰％ 로 하고, 테레프탈산 성분의 공중합량을 74.3 몰％ 로 본 발명의 조성에서 벗어나는 범위로 하였다. 그 결과, 방사가 불가능하였다.

비교예 11 에서는, 아디프산 성분을 12.0 몰％ 로 하고, 본 발명의 조성에서 벗어나는 범위로 하였다. 그 결과, 얻어진 섬유는 염착률, 염착 농도는 충분하였지만, 방사성이 떨어지는 것이 되었다.

비교예 12 에서는, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 의 에틸렌 공중합량이 적기 때문에, 방사가 불가능하였다.

비교예 13 에서는, 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 에틸렌 공중합량이 많기 때문에, 제사 공정성은 양호하였지만, 친수성이 떨어지는 것이 되었다.

비교예 14 에서는, 1,4-시클로헥산디카르복실산 성분 혹은 지방족 디카르복실산 성분을 공중합하고 있지 않기 때문에 염착률, 염착 농도가 불충분하고, 상압 가염성을 나타내지 않는 섬유 물성이 되었다.

Claims

공중합체 폴리에스테르 (B) 로 이루어지는 섬유로서,
공중합체 폴리에스테르 (B) 가 디카르복실산 성분과 글리콜 성분으로 이루어지고, 그 디카르복실산 성분 중, 75 몰％ 이상이 테레프탈산 성분이고, 1.0 몰％ ∼ 3.5 몰％ 가 하기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a) 이고, 2.0 몰％ ∼ 10.0 몰％ 가 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 이고, 2.0 몰％ ∼ 8.0 몰％ 가 지방족 디카르복실산 성분 (c) 인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유.
[화학식 1]

[상기 식 (I) 중, R 은 수소, 탄소수 1 ∼ 10 개의 알킬기 또는 2-하이드록시에틸기를 나타내고, X 는 금속 이온, 4 급 포스포늄 이온염 또는 4 급 암모늄 이온염을 나타낸다]
공중합체 폴리에스테르 (B) 와 에틸렌 함유량이 25 ∼ 60 몰％ 인 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 로 이루어지는 복합 섬유로서,
공중합체 폴리에스테르 (B) 가 디카르복실산 성분과 글리콜 성분으로 이루어지고, 그 디카르복실산 성분 중, 75 몰％ 이상이 테레프탈산 성분이고, 1.0 몰％ ∼ 3.5 몰％ 가 상기 식 (I) 로 나타내는 화합물 유래의 성분 (a) 이고, 2.0 몰％ ∼ 10.0 몰％ 가 시클로헥산디카르복실산 성분 (b) 이고, 2.0 몰％ ∼ 8.0 몰％ 가 지방족 디카르복실산 성분 (c) 이며, 또한
그 복합 섬유의 표면 중 적어도 일부에 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 가 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 섬유.
제 2 항에 있어서,
상기 복합 섬유의 단면 형상에 있어서, 공중합체 폴리에스테르 (B) 가 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 와의 계면에 있어서 4 개 이상의 돌기부를 갖고 있고, 돌출부의 장축이 모두 섬유 단면 외주에 대해 90° ± 15°의 각도를 이루고 있고, 또한 공중합체 폴리에스테르 (B) 의 외주 길이 (L2) 와 그 복합 섬유의 외주 길이 (L1) 의 비가 하기 (1) 식을 만족하는 복합 섬유.
1.6 ≤ X/C (1)
여기서, X；공중합체 폴리에스테르 (B) 의 외주 길이와 복합 섬유의 외주 길이의 비 (L2/L1)
C；복합 섬유 전체를 1 로 했을 때의 공중합체 폴리에스테르 (B) 의 질량 복합비
제 3 항에 있어서,
상기 복합 섬유의 단면 형상에 있어서, 공중합체 폴리에스테르 (B) 가 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 와의 계면에 있어서 10 개 이상의 돌기부를 갖고 있고, 또한 인접하는 돌기부의 간격이 1.5 ㎛ 이하인 복합 섬유.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
에틸렌-비닐알코올계 공중합체 (A) 와 공중합체 폴리에스테르 (B) 의 질량 복합 비율이 10：90 ∼ 90：10 인 복합 섬유.