KR20170130167A - 잠재권축성을 가지는 이형단면 중공복합섬유 및 이를 이용한 섬유집합체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유에 있어서, 상기 중공섬유는 고유점도가 다른 2종의 고분자로 구성된 사이드 바이 사이드 중공구조로 이루어지되,상기 2종의 고분자는 고유점도(IV) 0.60~0.8의 고숙축 개질 폴리에스터와 고유점도(IV) 0.45~0.55의 일반폴리에스터로 구성될 수 있으며,상기 중공섬유는 중공부, 형태유지부, 부피제어부로 이루어지고, 상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며, 말단부는 라운드 형상으로 이루어진 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유를 제공한다.

Description

잠재권축성을 가지는 이형단면 중공복합섬유 및 이를 이용한 섬유집합체 {Modified Cross-Section Hollow Composite Fiber Shaped Crosssection Hollow Fiber With The Potential Crimping And The Fibrous Assemblies Using Thereof}
본 발명은 잠재권축성을 가지는 이형단면 중공섬유 및 이를 이용한 섬유집합체에 관한 것으로 보다 상세하게는 섬유 표면에 부피제어요소가 형성되어 열처리시 권축 발현성이 증가하는 이형단면 중공섬유 및 이를 이용한 섬유집합체에 관한 것이다.
합성섬유는 천연섬유에 비해 짧은 역사를 가지고 있음에서 거듭되는 기술개발로 일부 특성에 있어서는 천연섬유에 못지 않은 수준에 도달하였다. 그러나, 신축성은 합성섬유가 쉽게 발현할 수 없는 특성으로서 양모와 같은 천연섬유의 고유 특성으로 간주되고 있다.
일반적으로 잠재권축사란 열 수축 성분이 다른 2종의 폴리머를 1개의 방사 구금을 통해 토출하여 단면이 사이드 바이 사이드(side by side) 형태로 접합된 Bi-Component 구조의 원사를 의미하며, FY(Flat Yarn)상태에서는 이러한 권축(신축) 현상을 잠재적으로 갖고 있다가 끓은 물에 넣으면 가공 공정에서 Bi-Component 구조를 갖는 폴리머의 열 수축 차이에 의해 권축현상이 발현되는 섬유를 의미한다.
합성섬유에 천연 양모와 같은 신축성을 부여하는 종래 기술로서는 (ⅰ) 신장특성의 차이가 큰 2종의 합성섬유(원사)를 합사-가연-열고정하여 이수축 복합 가연사를 제조하는 방법과, (ⅱ) 직편물 제조시 길이방향으로 신축성이 우수한 폴리우레탄 섬유와 기타 합성섬유를 혼용하는 방법과, (ⅲ) 2종의 폴리머를 복합방사하여 복합섬유를 제조하는 방법들이 알려져 있다
상기 방법들 중에서 이수축 복합가연사를 제조하는 방법은 신장특성의 차이가 큰 2종의 원사를 합사-가연-열고정하여 잠재적인 수축율 차이를 부여하는 방법이다. 즉, 가연영역에서의 변형율과 해연후 잔류 변형율의 차이를 최대한 이용하는 것으로 심사와 초사 중 초사가 상대적으로 더 크게 변형되어 심사와 혼섬교락된다.
상기 이수축 복합 가연사는 후처리 공정에서 열처리시 심사와 초사 간의 신장특성의 차이로 양호한 신축성을 발현하게 된다. 그러나, 상기 방법은 권축의 발현상태가 불균일하고, 심사와 초사의 결합력이 공기교락 등에 의존하기 때문에 비교적 약해 후 공정 중에 가해지는 물리력에 의해 한 성분 원사가 이탈, 제거되거나 권축특성이 감소되는 단점이 있었다.
또한 대한민국 공개특허 제2010-0113785호 권축성이 우수한 사이드 바이 사이드형 폴리에스테르 복합사에서는 이수축 복합사로서 단면이 원형 또는 중공 원형사에 한정할 뿐 단면에 다른 특징은 언급되지 않았으며, 이에 이형단면을 갖는 중공복합사에 대한 연구개발의 필요성이 대두되었다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명의 목적은 중공부의 형태성이 안정적으로 확보되면서 섬유집합체에서 부피를 제어하기 위한 요소로 인한 섬유 간 공간 확보를 통하여 다양한 기능을 발현할 수 있는 섬유를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 부피제어요소를 다양하게 제어하여 형성된 섬유를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 열 수축시 권축발현을 통해 신축 및 회복율이 우수한 특성을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유에 있어서, 상기 중공섬유는 고유점도가 다른 2종의 고분자로 구성된 사이드 바이 사이드 중공구조로 이루어지되, 상기 2종의 고분자는 고유점도(IV) 0.60~0.85의 고숙축 개질 폴리에스터와 고유점도(IV) 0.40~0.55의 일반폴리에스터로 구성될 수 있으며, 상기 중공섬유는 중공부, 형태유지부, 부피제어부로 이루어지고, 상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며, 말단부는 라운드 형상으로 이루어진 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 고수축 개질 폴리에스터는 폴리에스터의 결정영역의 부피를 축소시킬 수 있는 것에 특징이 있는 이소프탈산(Isophthalic acid) 1~20mol% 및 폴리에스터의 비결정영역 부피확대 및 결정 영역을 축소시킬 수 있는 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol) 1~30mol% 중 적어도 어느 하나가 추가될 수 있는 것에 특징이 있는 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 부피제어부 말단부의 최상부를 피크로, 부피제어부 사이를 밸리로 정의할 때 하기 조건을 만족하는 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유를 제공한다..
(1) -3 ≤ Z ≤ 4
(2) 0.9 ≤
Figure pat00001
≤ 1.8
여기서,
R : 피크의 곡률반경
r : 밸리의 곡률반경
또한 본 발명은 하기 조건을 만족하는 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유를 제공한다..
(3)
Figure pat00002
≥ 0.80
(4)
Figure pat00003
≥ 0.30
여기서,
T1 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 큰 값
T2 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 작은 값
t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 큰 값
t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 작은 값
CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
또한 본 발명은 상기 부피제어부는 4 내지 12개가 형성되고, 중공부의 중공율이 15 내지 30%로 형성된 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유.를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 섬유를 포함하는 섬유집합체를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 의한 이형단면 중공 복합섬유의 중공부의 형성은 형태성이 안정적으로 확보되면서 섬유집합체에서 부피를 제어하기 위한 요소를 추가하여 섬유 간 공간 확보를 통해 다양한 기능을 발현할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 목적은 점도차이가 분명한 2종류 섬유를 사이드 바이 사이드 복합방사를 통해서 권축성 효과를 제공하여 이로 인한 부직포 등 섬유집합체의 수축율, 신축율 및 회복율에서 장점이 있다.
또한 본 발명의 목적은 고점도 고분자의 비결정영역의 부피 조절를 위한 개질을 통하여 유연성 및 권축성 효과를 조절할 수 있는 장점이 있다.
도 1 내지 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유 단면 개념도이다.
도 7는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 부피제어부에 대응되는 방사구금의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유 집합체의 단면 개념도이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 명세서에서 섬유집합체라 함은 장섬유, 단섬유를 모두 포함하는 것으로 비제한적인 예로서, 직물, 편물, 원단, 부직포, 웹, 슬라이버, 토우 등 1 이상의 섬유가 집합되어 있는 것을 의미한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유는 섬유상으로 형성될 수 있는 모든 소재로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 상기 중공섬유에 고유점도가 다른 2종의 고분자로 구성된 사이드 바이 사이드 중공구조를 사용할 수 있으며 상기 2종의 고분자는 고유점도(IV) 0.60~0.85의 고숙축 개질 폴리에스터와 고유점도(IV) 0.40~0.55의 일반폴리에스터로 구성될 수 있다.
상기 고유점도가 다른 2종의 고분자는 상대적으로 높은 고유점도를 가지는 고분자를 제1고분자(400), 상대적으로 낮은 고유점도를 가지는 고분자를 제2고분자(410)라고 정의할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 이형단면 중공 복합섬유는 섬유상으로 형성될 수 있는 고유점도 범위를 모두 포함한다.
바람직하게는 상기 제1고분자(400)는 0.60 내지 0.85의 고유점도를 가지며, 상기 제2고분자(410)는 0.40 내지 0.55의 고유점도를 가지는 고분자가 사용될 수 있다.
더욱 바람직하게는 0.64의 고유점도와 0.55의 고유점도를 가지는 PET 폴리머를 복합 방사하는 것이 바람직하다. 상기 제1, 제2고분자가 모두 0.50 이하의 고유점도를 가질 경우, 단면이 원형에 가까워져 이형단면을 구현에 바람직하지 못할 뿐만 아니라 중공형성 또한 어렵다.
한편 상기 이형단면 중공복합섬유에서 상대적으로 높은 고유점도를 가지는 고분자인 제1고분자(400)는 고유점도(IV) 0.60~0.85의 고숙축 개질 폴리에스터로서, 상기 고수축 개질 폴리에스터는 폴리에스터에 이소프탈산(Isophthalic acid) 및 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol) 중 적어도 어느 하나가 추가된다.
상기 이소프탈산(Isophthalic acid)은 폴리에스터의 결정영역의 부피를 축소하는 기능을 하며, 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol)을 첨가하여 비결정영역의 볼륨 확대 및 결정 영역의 축소로 수축률을 증가시킨다.
일반적으로 섬유의 형성조건에서 결정영역과 비결정영역으로 구분되는 2상 구조로 나눌 수 있다. 결정영역은 고분자쇄가 규칙적으로 질서정연하게 배열된 특징이 있으며 기능상으로 섬유의 강도, 탄성, 내열성에 관여를 한다.
반면에 비결정영역은 고분자쇄가 느슨하고 규칙성이 낮은 무질서한 상태로 배열된 특징이 있으며 쉽게 변형되고 섬유가 구부러지거나 연신되는 특성인 유연성과 관련된다.
따라서 일반 폴리에스터에 개질제로 상기 이소프탈산(Isophthalic acid) 및 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol)을 첨가하면 비결정영역의 부피가 커지고 결정영역의 부피가 작아져서 섬유의 강도는 줄어들고 유연성과 관련된 권축성의 성질은 개질전 섬유보다는 월등함을 알 수 있다.
본 발명은 고분자의 고수축 개질을 위해서 일반 폴리에스터에 이소프탈산(Isophthalic acid) 1~20mol% 및 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol) 1~30mol%를 첨가하였다.
상기 이형단면 중공 복합섬유의 방사는 냉각 효과를 극대화 시킬 수 있는 In-out 형태의 방사구금이 적합하다. 섬유의 굵기는 4 내지 15De로 다양하게 적용될 수 있으며, 섬유장은 22 내지 64mm일 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 이형단면 중공 복합섬유의 개념도로서 상기 섬유(10)은 중공부(100), 형태유지부(200), 부피제어부(300)로 형성될 수 있다. 상기 중공부(100)의 중공율은 섬유 전체 면적에서 약 10 내지 30%임이 바람직하다. 상기 범위를 초과하는 경우 섬유형성성에 문제가 될 수 있고, 상기 범위 미만인 경우 중공유지성과 본 발명의 다양한 기능성을 발현하는데 한계를 가질 수 있다. 상기 형태유지부(200)는 중공부(100)에서부터 부피제어부(300) 사이의 섬유상을 의미한다.
상기 부피제어부(300)는 섬유 중심 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며 말단부는 라운드 형상으로 이루어질 수 있다. 이 때 말단부의 최상부를 피크(310)로, 부피제어부 사이를 밸리(330)로 정의할 수 있다. 이 때 피크의 곡률반경을 R, 밸리의 곡률반경을 r로 정의할 수 있으며, 각 부피제어부마다 서로 다르거나 같은 R과 r 값이 결정될 수 있다.(도 2)
또 중공부(100)의 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 큰 값을 T1, 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 작은 값을 T2라 하고, 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 큰 값을 t1 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 작은 값을 t2으로 정의할 수 있다. 한편 T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원을 CTmax라 하고, T2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원을 CTmin라 하고, t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원을 Ctmax라 하고, t2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원을 Ctmin라 할 때; CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값을 CTmax-R라 하고, CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값을 CTmin-R라 하고, Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값을 Ctmax-r라 하고, Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값을 Ctmin-r라 규정할 때, 본 발명에 의한 섬유는 하기 조건을 만족할 수 있다.(도 3 내지 6)
피크의 곡률반경(R)과 밸리의 곡률반경(r)의 편차를 Z로 규정할 때 상기 Z는 하기 조건(1), (2)로 이루어질 수 있다.
(1) -3 ≤ Z ≤ 4
(2) 0.9 ≤
Figure pat00004
≤ 1.8
여기서,
R : 피크의 곡률반경
r : 밸리의 곡률반경
섬유단면 형태분석을 통한 본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 범위 외에서 일 섬유의 부피제어부가 인접한 다른 섬유의 부피제어부 사이의 밸리에 삽입되어 마치 기어가 맞물려 있는 것과 같은 구조적 특성을 나타내었고, 삽입된 후 유동 등에 의해 이탈되지 못해 섬유 집합체의 균제도에 나쁜 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 상기 범위 내에서 섬유들간 부피제어부가 서로 간섭을 하여 벌키성이 유지되고 부피제어부가 인접한 섬유의 밸리에 삽입되더라도 유동 등에 의해 용이하게 이탈될 수 있어 섬유 집합체에서 균제도를 향상시키는 요소가 될 수 있다.
또한 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유는 CTmax-R, CTmin-R, Ctmax-r, Ctmin-r이 다음 조건을 만족할 수 있다.
(3)
Figure pat00005
≥ 0.80
(4)
Figure pat00006
≥ 0.30
여기서,
T1 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 큰 값
T2 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 작은 값
t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 큰 값
t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 작은 값
CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
상기 조건 (3), (4)는 본 발명의 일실시예에 의한 섬유의 형성성에 관한 것일 수 있다. 이상적으로 상기 값은 1이 되어야 하나, 고분자의 레올로지적 특성에 의해 1이 될 수 없다. 조건 (3)은 부피제어부 형성에 관한 것일 수 있는데 상기 범위 외에서는 부피제어부의 편차가 커지고 r 값의 편차도 커질 수 있어 공정상 카딩성이나 섬유 집합체에서 벌키성에 영향을 미칠 수 있다. 조건 (4)는 섬유형태성으로 해석될 수 있는데 중공부(100)와 형태유지부(200)의 형성성에 영향을 줄 수 있다. 상기 범위 외에서는 중공형성성과 섬유의 형태유지가 불안정할 수 있다.
한편 상기와 같은 섬유단면을 형성하기 위해 상기 부피제어부(300)의 방사구금은 도 7에 도시된 바와 같이 방사상 형태로 이루어질 수 있다. 이 때 중심점(M)을 기준으로 각(θ) 10 내지 17도로 형성될 수 있다. 본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 범위내에서 중공성도 유지되면서 이형단면의 부피제어요소로서 상기 부재(300)가 기능을 발현하기 위한 위 조건들을 만족할 수 있는 섬유 단면 형상이 구현되었다.
본 발명에서 사용되는 이형단면 중공 복합섬유의 단면 형상은 섬유 표면에 부피제어부가 4 내지 12개로 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 섬유는 본 발명에 의한 섬유만으로 또는 섬유간의 결속 구조를 형성하기 위한 결속재가 포함된 섬유 집합체를 니들 펀칭 공정 또는 접착 공정 을 통해 부직포 형태로 성형하여 제조할 수 있다.
본 발명에 의한 이형단면 중공 복합섬유를 적용한 섬유 집합체는 섬유간의 결속을 위해 일반적으로 사용되는 결속재로 단섬유 형태로는 열접착 공정에서는 시스-코어형태의 저융점 PET 단섬유가 사용될 수 있다.
열접착 공정에서 제조되는 소재는 이형단면 중공 복합섬유 60 내지 90 중량%와 결속재 40 내지 10 중량%를 포함하는 조성으로 구성되며, 여기서 이형단면 중공 복합섬유의 길이는 38 내지 64 mm를 가지는 것이 사용될 수 있고, 섬유의 굵기(섬도)는 4 내지 8 De일 수 있다. 열접착 공정에서 이형단면 중공 복합섬유의 길이가 38 ㎜ 미만이 되면 섬유 간의 간극이 넓어져서 매트릭스 구조를 형성하기가 힘들고, 섬유 집합체로의 형성 및 생산이 힘들게 된다. 또한 과도한 공극률로 인하여 흡음 및 차음 성능이 저하되는 결과를 초래할 수 있다.
이형단면 중공 복합섬유와 결속재의 조성 중량비는 6:4 내지 9:1 바람직하다. 여기서 이형단면 중공 복합섬유의 함량이 60 중량% 미만인 경우에는 섬유의 표면적이 축소되어 제반 물성을 구현할 수 없으며, 특히 열접착 공정에 사용되는 저융점 PET의 함량이 상대적으로 함량이 높아지기 때문에 공극이 큰 벌키성을 유지하지 못하고 섬유 집합체가 단단해지게 된다. 반면 이형단면 중공 복합섬유의 함량이 90 중량%를 초과하게 되면 상대적으로 바인더 섬유, 즉 결속재의 함량이 10% 미만이 되어, 섬유 간의 충분한 결속력을 유지하지 못하게 되며, 이로 인해 집합체를 임의의 모양으로 성형하기가 어렵게 된다.
본 발명에 의한 섬유는 본 발명에 의한 섬유만으로 또는 섬유간의 결속 구조를 형성하기 위한 결속재가 포함된 섬유 집합체를 니들 펀칭 공정 또는 접착 공정을 통해 부직포 형태로 성형하여 제조할 수 있다.
이하 실시예 및 비교예로서 설명한다.
실시예 1
제1고분자(400)에는 고점도 IV 0.64 고수축 특성을 갖는 이소프탈산(Isophthalic acid) 10mol% 포함된 개질 폴리에스테르를, 제2고분자(410)에는 저점도 IV 0.50 일반 폴리에스테르를 복합 비 5:5로 사용하여 부피제어부가 6개인 중공율 20%인 이형단면 중공복합섬유를 제조하였다. 방사온도 295℃에서 방사속도를 1,100m/min로 방사후 연신비 3.4로 연신후 크림퍼(crimper)를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 4De이고, 섬유장 51mm인 섬유를 제조하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일하되, 제1고분자(400)에는 고점도 IV 0.64 고수축 특성을 갖는 이소프탈산(Isophthalic acid) 10mol% 포함된 개질 폴리에스테르를, 제2고분자(410)에는 저점도 IV 0.50 일반 폴리에스테르를 복합 비 5:5로 사용하여 원형 단면 섬유로 제조하였다.
비교예 2
실시예 1과 동일하되, 제1고분자(400)에는 고점도 IV 0.64 일반 폴리에스테르를, 제2고분자(410)에는 저점도 IV 0.50 일반 폴리에스테르를 복합 비 5:5로 사용하여 부피제어부가 6개인 중공율 20%인 이형단면 중공복합섬유를 제조하였다.
비교예 3
실시예 1과 동일하되, 제1고분자(400)에는 고점도 IV 0.64 일반 폴리에스테르를, 제2고분자(410)에는 저점도 IV 0.50 일반 폴리에스테르를 복합 비 5:5로 사용하여 원형 단면 섬유로 제조하였다.
하기 실시예 및 비교예에서 물성 측정은 다음과 같이 실시하였다.
1. 열 처리시 Fiber 권축수 (수/inch)
시료에 0.1g/de의 초하중을 걸고 500㎜를 자른 후 초하중을 제거하고 100℃의 끓는 물 속에 30분간 침지한다. 건조 후 단섬유를 추출하여 0.1g/de의 초하중을 주고 광학현미경으로 권축수(K/inch)를 측정
초기 Curl 개수 / 열처리 후 Curl 개수
2. 부직포 상태에서의 열 수축율 ( % )
Fiber 10g을 Carding 한 후. 웹을 형성하여 열풍건조기 내에 140℃ 30초 열처리시 수축된 정도
초기 Web의 너비 / 열처리 후 Web 너비
3. 부직포 상태에서의 신축율 ( % )
2와 동일한 방법으로 열처리된 web(8 x 2)에 100mg 추를 매단 후 신축된 정도
L1 : 초기 부직포 길이
L2 : 추를 매단 후 의 길이
신축율 = 100 x (L2 L1)/L1
4. 부직포 상태에서의 회복율 ( % )
2와 동일한 방법으로 열처리된 web에 100mg 추를 매단 후 회복된 정도
L1, L2 는 3과 동일
L3 : 추를 제거하고 난 후, 30초 후의 길이
※회복율 = ((L2 - L3)/(L2 -L1)) x 100

실시예 비교예
1 1 2 3
방사구금
형태		 6개 부피제어부
중공		 원형단면
섬유		 개 부피제어부
중공		 원형단면
섬유
고/저 PET 개질 PET 0.64/일반 PET 0.50 일반 PET 0.64/일반 PET 0.50
고/저 PET 5:5 5:5 5:5 5:5
섬유 권축수
(수/inch)		 16 13 10 8
부
직
포		 열 수축율(%) 70.3 60.1 40.5 35.5
신축율(%) 60 51 23 20
회복율(%) 95.6 83.4 50.5 48.1
상기 표 1와 같이 실시예에 의한 섬유는 부피제어부와 중공의 효과로 인해 권축수(수/inch)가 16으로 비교예 1인 원형단면섬유의 권축수 13에 비해 우수함을 알 수 있고 또한 실시예의 섬유로 구성된 섬유집합체 중 일예인 부직포는 열수축율 및 신축회복율이 비교예 1의 부직포 대비 우수한 것으로 평가되었다.
또한 비교예 2는 고점도 PET가 실시예와 동일한 점도임에도 불구 고수축 개질 고분자를 사용하지 않은 일반 PET 사용 결과 섬유의 권축수(수/inch)가 10으로 낮게 나오며 이로 인한 부직포의 열수축율 및 신축회복율 또한 실시예에 비해 떨어짐을 알 수 있다.
마지막으로 비교예 3은 원형단면과 동시에 고점도가 고수축 개질 고분자가 아닌 일반 PET고분자를 사용함으로 인해 섬유, 부직포의 특성이 가장 낮은 값으로 평가됨을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100: 중공부 200: 형태유지부
300: 부피제어부 310: 피크
330: 밸리 400: 제1고분자
410: 제2고분자 M: 중심점

Claims (6)

  1. 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유에 있어서,
    상기 중공섬유는 고유점도가 다른 2종의 고분자로 구성된 사이드 바이 사이드 중공구조로 이루어지되,
    상기 2종의 고분자는 고유점도(IV) 0.60~0.85의 고수축 개질 폴리에스터와 고유점도(IV) 0.40~0.55의 일반폴리에스터로 구성될 수 있으며,
    상기 중공섬유는 중공부, 형태유지부, 부피제어부로 이루어지고,
    상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며, 말단부는 라운드 형상으로 이루어진 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고수축 개질 폴리에스터는 일반 폴리에스터에 폴리에스터의 결정영역의 부피를 축소시킬 수 있는 것에 특징이 있는 이소프탈산(Isophthalic acid) 1~20mol% 및 폴리에스터의 비결정영역 부피확대 및 결정 영역을 축소시킬 수 있는 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol) 1~30mol% 중 적어도 어느 하나가 추가될 수 있는 것에 특징이 있는 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부피제어부 말단부의 최상부를 피크로, 부피제어부 사이를 밸리로 정의할 때 하기 조건을 만족하는 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유.
    (1) -3 ≤ Z ≤ 4
    (2) 0.9 ≤
    Figure pat00007
    ≤ 1.8
    여기서,
    R : 피크의 곡률반경
    r : 밸리의 곡률반경
  4. 제1항에 있어서,
    하기 조건을 만족하는 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유.
    (3)
    Figure pat00008
    ≥ 0.80
    (4)
    Figure pat00009
    ≥ 0.30

    여기서,
    T1 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 큰 값
    T2 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 작은 값
    t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 큰 값
    t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 작은 값
    CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
    CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
    Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
    Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
    CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
    CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
    Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
    Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부피제어부는 4 내지 12개가 형성되고, 중공부의 중공율이 15 내지 30%로 형성된 잠재권축성 이형단면 중공복합섬유.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 의한 중공복합섬유를 포함하는 섬유집합체.
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KR102183245B1 (ko) * 2019-06-21 2020-11-26 주식회사 휴비스 밀착성이 우수한 혼섬부직포

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