KR20190126063A

KR20190126063A - 흡습성 입상 솜 및 이 입상 솜을 함유하는 안솜

Info

Publication number: KR20190126063A
Application number: KR1020197023502A
Authority: KR
Inventors: 나오야 니시자키; 카츠야 후지모토
Original assignee: 닛폰 에쿠스란 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2019-11-08
Also published as: CN110446808B; JPWO2018173702A1; WO2018173702A1; CN110446808A; JP6399378B1; KR102378343B1; TW201835408A; TWI771378B

Abstract

흡방습성 섬유는 부피성이나 반발성이 낮아, 안솜에 전개하는데 과제가 되고 있다. 부피성을 향상시키는 기술은 몇 가지 알려져 있지만, 초기의 부피성은 확보에 머물러, 흡습, 반복 사용, 경시 등에 의해, 부피성이 저하되어 가는 경향이 크다. 본 발명은 이러한 종래기술의 현상을 감안하여 창안된 것이며, 그 목적은 흡습성과 지속적인 부피성을 양립하는 흡습성 입상 솜 및 이 입상 솜을 함유하는 안솜을 제공하는 것에 있다. 본 발명은 가교 구조 및 카르복실기를 갖는 중합체로 이루어지는 표층부와, 아크릴로니트릴계 중합체로 이루어지는 중심부로 이루어지는 흡습성 섬유를 함유하는 입상 솜으로, 일정 하중하에서의 체적에 대한, 하중 제거 후의 체적의 팽창 정도를 나타내는 체적 팽창률이 15% 이상이며, 또한, 20℃, 상대습도 65%의 환경하에서의 흡습률이 4% 이상인 것을 특징으로 하는 흡습성 입상 솜이다.

Description

흡습성 입상 솜 및 이 입상 솜을 함유하는 안솜

본 발명은 흡습성과 지속적인 부피성을 양립하는 흡습성 입상 솜 및 이 입상 솜을 함유하는 안솜에 관한 것이다.

종래부터 흡방습성 섬유를 의료용이나 침구용 안솜에 이용하는 것이 제안되었다(특허문헌 1). 흡방습성 섬유를 사용한 안솜은 흡방습성에 의한 습도 조절이나 흡습에 수반되는 발열을 이용한 보온 등의 기능이 기대되는 것이다. 그러나, 흡방습성 섬유는 부피성이나 반발성 등이 낮아, 안솜에 사용하는데 큰 과제가 되었다.

이 과제에 대하여, 특허문헌 2에서는, 흡방습성 섬유를 개질함으로써, 부피성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다. 또한 특허문헌 3에서는, 흡방습성 섬유의 권축(捲縮)을 높임으로써, 부피성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 4에서는, 흡방습성 섬유를 다른 합성 섬유와 함께 입상으로 만들고, 이것들을 다수 모음으로써, 부피성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다.

일본 특개 평10-313995호 공보 국제공개 제2013/002367호 팸플릿 국제공개 제2015/041275호 팸플릿 일본 특개 2003-286638호 공보

그러나, 특허문헌 2∼4의 기술에서는, 초기의 부피성은 확보할 수 있지만, 흡습, 반복 사용, 경시 등에 의해, 부피성이 저하되어 가는 경향이 크다. 본 발명은 이러한 종래기술의 현상을 감안하여 창안된 것으로, 그 목적은 흡습성과 지속적인 부피성을 양립하는 흡습성 입상 솜 및 이 입상 솜을 함유하는 안솜을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은 상술의 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 진행한 결과, 입상 솜의 표면으로부터 돌출하는 보풀을 적게 함으로써, 흡습, 압력, 변형 등으로 입상 솜끼리 밀어 붙여졌을 때에 입상 솜끼리의 얽힘이 강해지는 것을 억제할 수 있어, 부피를 회복하기 쉬워지는 것을 발견하고 본 발명에 도달했다.

즉 본 발명은 이하의 수단에 의해 달성된다.

(1) 가교 구조 및 카르복실기를 갖는 중합체로 이루어지는 표층부와, 아크릴로니트릴계 중합체로 이루어지는 중심부로 이루어지는 흡습성 섬유를 함유하는 입상 솜으로서, 하기의 측정 방법에 의한 체적 팽창률이 15% 이상이며, 또한, 20℃, 상대습도 65%의 환경하에 있어서의 흡습률이 4% 이상인 것을 특징으로 하는 흡습성 입상 솜.

<측정 방법>

20℃, 상대습도 65% RH의 항온항습기에 24시간 이상 넣어 습도 조절한 시료를 1000ml의 메스 실린더(내경 63mm)의 1000ml의 눈금 위치까지 투입한다. 이어서, 시료의 위에 상기 내경보다 약간 작은 원형 받침종이(0.8g)를 놓고, 그 위에 50g 분동을 천천히 놓는다. 분동의 가라앉음이 정지할 때까지 기다리고, 원형 받침종이의 위치를 메스 실린더의 눈금으로부터 읽는다(H1). 이어서, 분동을 제거하고, 1분간 경과 후의 원형 받침종이의 위치를 메스 실린더의 눈금으로부터 읽는다(H2). 이상으로부터, 다음 식에 의해 체적 팽창률을 산출한다.

체적 팽창률[%]＝(H2-H1)/H1×100

(2) 상기 흡습성 섬유의 함유량이 10∼70질량%인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 흡습성 입상 솜.

(3) 상기 흡습성 섬유의 영률이 7∼20cN/dtex이며, 또한, 하기 식으로 표시되는 수치 A가 0.050 이상 0.080 미만인 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 흡습성 입상 솜.

[식] A=카르복실기량[mmol/g]/섬유 단면에 있어서의 표층부 단면적의 비율[%]

(5) (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 흡습성 입상 솜을 함유하는 것을 특징으로 하는 안솜.

본 발명의 흡습성 입상 솜은 흡습성과 지속적인 부피성을 양립하는 것이다. 보다 구체적으로 말하면, 안솜으로서 일반적인 폴리에스테르보다도 흡방습 성능이 우수하기 때문에 습기 차기 어렵고, 또한 계속 사용해도 꺼지기 어렵고, 부피성을 지속할 수 있는 것이다. 이러한 성능을 갖는 본 발명의 흡습성 입상 솜은 안솜으로서 유용하며, 특히 인체에 접촉 또는 근접하는 용도, 예를 들면, 이불용 안솜, 쿠션이나 의자 등의 안솜, 또는 스키복, 방한복, 코트, 점퍼, 장갑, 한텐(일본식 겉옷) 등의 의료용품의 안솜 등에 적합하게 이용할 수 있다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하에 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 흡습성 입상 솜은 후술하는 방법에 의한 체적 팽창률이 15% 이상, 보다 바람직하게는 20% 이상, 더욱 바람직하게는 25% 이상의 것이다. 이러한 체적 팽창률이 15%에 미치지 않는 입상 솜은 지나치게 단단하여 울퉁불퉁한 촉감이거나, 또는 반복 사용하는 동안에, 부피성이 크게 저하되어, 안솜으로서 사용한 경우, 초기에 비해 보온성이 크게 저하되거나, 형상이 무너져 버리거나 하는 등의 문제를 일으킨다. 한편, 체적 팽창률의 상한으로서는 특별히 제한은 없지만, 본 발명에서는 100%를 초과하는 것과 같은 흡습성 입상 솜을 작성하는 것은 어렵다고 생각된다.

또한, 본 발명의 흡습성 입상 솜은 20℃×65% RH 흡습률이 4% 이상, 보다 바람직하게는 5% 이상, 더욱 바람직하게는 6% 이상의 것이다. 이러한 흡습률이 4%에 미치지 않는 경우에는 흡습 성능이 불충분하게 되어, 인체에 접촉 또는 근접하는 용도에 사용한 경우, 인체로부터 발산되는 수증기를 충분히 흡습할 수 없어, 습기 찬 느낌이 강해지고, 심해지면 수증기가 응결해서 끈적임이나 땀냉기를 일으키거나 하는 경우가 있다.

또한, 본 발명의 흡습성 입상 솜은 가교 구조 및 카르복실기를 갖는 중합체로 이루어지는 표층부와, 아크릴로니트릴계 중합체로 이루어지는 중심부로 이루어지는 흡습성 섬유를 함유하는 것이다. 이러한 흡습성 섬유에서는, 표층부에서 흡방습 성능이 발현되어, 중심부에서 일정 레벨의 섬유의 단단함(꺼지기 어려움)이 유지된다. 중심부가 표층부와 마찬가지로 가교 구조 및 카르복실기를 갖는 중합체로 이루어지는 것이었을 경우에는, 섬유가 대단히 꺼지기 쉬워져, 부피성을 유지하는 것이 곤란하게 된다.

흡습성 입상 솜에 함유되는 상기 흡습성 섬유의 비율로서는 바람직하게는 10∼70질량%, 보다 바람직하게는 15∼40질량%, 더욱 바람직하게는 20∼35질량%이다. 10질량%에 미치지 않는 경우에는 흡습성 입상 솜의 흡방습 성능이 불충분하게 되는 경우가 있다. 70질량%를 초과하는 경우에는 흡습성 입상 솜의 부피성이나 그 지속성이 부족한 경우가 있다. 또한, 상기 흡습성 섬유 이외에 사용하는 섬유로서는 폴리에스테르 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리아미드 섬유, 아크릴 섬유, 셀룰로오스계 섬유, 솜, 양모, 비단 등을 들 수 있다. 그중에서도 폴리에스테르 섬유는 부피성의 향상이나 지속성이 유효하여 바람직하게 사용된다.

또한, 본 발명에 채용하는 흡습성 섬유의 섬도(纖度)로서는 바람직하게는 1∼6dtex, 보다 바람직하게는 1.7∼5dtex, 더욱 바람직하게는 2∼4dtex이다. 1dtex에 미치지 않는 경우에는 흡습성 입상 솜의 부피성이나 그 지속성이 부족한 경우가 있다. 6dtex를 초과하는 경우에는 입상 솜의 형성이 곤란하게 되는 경우가 있다.

본 발명에 채용하는 흡습성 섬유의 섬유 길이로서는 입상 솜의 형성의 용이성이나 입상 솜의 표면으로부터 돌출하는 보풀을 적게 하는 관점에서, 바람직하게는 20∼80mm, 보다 바람직하게는 20∼40mm이다. 다른 섬유를 병용하는 경우, 당해 다른 섬유의 섬유 길이는 본 발명에 채용하는 흡습성 섬유와 동일한 정도로 하는 것이 바람직하다.

다음에 본 발명에 채용하는 흡습성 섬유의 영률로서는 바람직하게는 7∼20cN/dtex, 보다 바람직하게는 7.5∼18cN/dtex, 더욱 바람직하게는 8∼15cN/dtex이다. 영률이 7∼20cN/dtex의 범위 내인 경우에는, 입상 솜을 형성하기 쉽고, 또한 그 형상도 쌀알 모양이나 올챙이 모양 등의 일그러진 형상이 아니라, 거의 구에 가까운 형태로 얻어지기 쉬워진다. 또한, 입상 솜의 표면으로부터 돌출하는 보풀을 적게 할 수 있어, 압축된 경우 등에도 서로 얽히기 어려워, 양호한 부피의 회복을 보이기 쉬워진다.

또한, 본 발명에 채용하는 흡습성 섬유의 권축률로서는 바람직하게는 3∼12%, 보다 바람직하게는 4∼9%이며, 권축수로서는 바람직하게는 4∼12산/25mm, 보다 바람직하게는 5∼10산/25mm이다. 이러한 권축률과 권축수의 범위이면, 입상화 시에 섬유끼리의 얽힘이 적당한 레벨이 되어, 입상 솜 중에 흡습성 섬유가 효율적으로 받아들여져, 입상 솜의 표면으로부터 돌출하는 보풀을 적게 하면서, 또한 쌀알 모양이나 올챙이 모양 등의 일그러진 형상이 아니라, 거의 구에 가까운 형태로 얻어지기 쉬워진다.

또한 본 발명에 채용하는 흡습성 섬유는 하기 식으로 표시되는 수치 A가 바람직하게는 0.050 이상 0.080 미만이며, 보다 바람직하게는 0.055 이상 0.070 미만이다.

[식] A=카르복실기량[mmol/g]/섬유 단면에서의 표층부 단면적의 비율[%]

여기에서, 수치 A는 섬유 표층부 중의 카르복실기의 농도에 상관하는 수치이다. 이 수치가 클수록 극성을 갖는 작용기인 카르복실기가 섬유 표면상에 높은 농도로 존재하게 되기 때문에, 입상 솜을 형성할 때의 정전기가 억제되어, 올챙이 모양과 같은 일그러진 형상이 아니라, 거의 구에 가까운 형태로 얻어지기 쉬워진다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 수치 A가 0.050 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.055 이상이다. 그러나, 수치 A가 0.08 이상인 경우에는 흡습에 의해 섬유 표층부가 점착성을 띠어, 섬유끼리가 고착하기 쉬워지기 쉽기 때문에, 입상 솜의 꺼짐이 커지거나 입상화로 쌀알 모양으로 되거나, 그 영향으로 입상 솜으로부터 병용하는 타섬유가 튀어나오는 비율이 증가하거나 하는 경우가 있다.

또한, 가교 구조 및 카르복실기를 갖는 중합체에 있어서의 카르복실기의 카운터 이온으로서는 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속의 양이온, 마그네슘, 칼슘 등의 알칼리 토류 금속의 양이온, 망간, 구리, 아연, 은 등의 그 밖의 금속의 양이온, 암모늄 이온, 수소 이온 등으로부터 1종 혹은 복수종을 필요한 특성에 따라 선택할 수 있다. 예를 들면, 나트륨, 칼륨의 경우에는, 부피성은 높아지기 어렵지만, 흡습 속도와 흡습량이 커지고, 다가의 금속 이온인 마그네슘, 칼슘, 아연 등을 채용한 경우에는, 흡습 속도는 늦어지지만, 부피성이 높아지는 경향이 된다.

본 발명의 흡습성 입상 솜의 크기로서는 바람직하게는 평균 직경이 3∼9mm이며, 보다 바람직하게는 4∼6mm이다. 평균 직경을 3mm 미만으로 하는 입상화는 어렵고, 한편, 평균 직경이 9mm를 초과하면 불어 넣기 등의 제품 가공 시에 문제를 발생시키는 경우가 있다.

본 발명의 흡습성 입상 솜의 비용적으로서는 충분한 부피성을 얻는 점에서, 바람직하게는 100cm³/g 이상, 보다 바람직하게는 150cm³/g 이상, 더욱 바람직하게는 200cm³/g 이상이다. 비용적의 상한으로서는 특별히 제한은 없지만, 본 발명에서 500cm³/g을 초과하는 것과 같은 흡습성 입상 솜을 작성하는 것은 어렵다고 생각된다.

다음에 본 발명에 채용하는 흡습성 섬유의 제조 방법으로서는 아크릴로니트릴계 섬유의 표층부에 가교 도입 처리와 가수분해 처리를 실시하는 방법을 채용할 수 있다. 원료가 되는 아크릴로니트릴계 섬유는 아크릴로니트릴계 중합체로부터 공지 의 방법으로 제조할 수 있다. 아크릴로니트릴계 중합체는 아크릴로니트릴이 50질량% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80질량% 이상, 더욱 바람직하게는 85질량% 이상이다. 후술하는 바와 같이, 가교 구조는 아크릴로니트릴계 중합체의 니트릴기와 가교제의 반응에 의해 형성되기 때문에, 아크릴로니트릴계 중합체 중의 아크릴로니트릴의 함유량이 적은 경우에는, 가교 구조를 도입할 수 있는 양이 적어져, 가공이나 실용면에서 섬유 강도가 부족할 우려가 있다.

상기와 같은 아크릴로니트릴계 섬유에 대하여 표층부에 가교 구조가 도입된다. 가교 구조의 도입에는, 종래 공지의 가교제를 사용해도 되지만, 가교 구조의 도입 효율의 점에서 질소 함유 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 질소 함유 화합물로서는 2개 이상의 1급 아미노기를 갖는 아미노 화합물이나 히드라진계 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 2개 이상의 1급 아미노기를 갖는 아미노 화합물로서는 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등의 디아민계 화합물, 디에틸렌트리아민, 3,3'-이미노비스(프로필아민), N-메틸-3,3'-이미노비스(프로필아민) 등의 트리아민계 화합물, 트리에틸렌테트라민, N,N'-비스(3-아미노프로필)-1,3-프로필렌디아민, N,N'-비스(3-아미노프로필)-1,4-부틸렌디아민 등의 테트라민계 화합물, 폴리비닐아민, 폴리아릴아민 등이며 2개 이상의 1급 아미노기를 갖는 폴리아민계 화합물 등이 예시된다. 또한, 히드라진계 화합물로서는 수화히드라진, 황산 히드라진, 염산 히드라진, 브롬화 수소산 히드라진, 히드라진카보네이트 등이 예시된다. 또한, 1분자 중의 질소 원자의 수의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 12개 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 6개 이하이며, 특히 바람직하게는 4개 이하이다. 1분자 중의 질소 원자의 수가 상기 상한을 초과하면, 가교제 분자가 커져, 섬유 내에 가교 구조를 도입하기 어려워지는 경우가 있다. 가교 구조를 도입하는 조건으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 채용하는 가교제와 아크릴로니트릴계 섬유와의 반응성이나 가교 구조의 양 등을 감안하여, 적당히 선정할 수 있다. 예를 들면, 가교제로서 히드라진계 화합물을 사용하는 경우에는, 히드라진 농도로서 0.1∼10질량%가 되도록 상기의 히드라진계 화합물을 첨가한 수용액에, 상술한 아크릴로니트릴계 섬유를 침지하고, 80∼150℃, 2∼10시간으로 처리하는 방법 등을 들 수 있다.

가교 구조가 도입된 후는 알칼리성 금속 화합물에 의한 가수분해 처리가 시행되고, 섬유의 표층부에 존재하고 있는 니트릴기가 가수분해되어, 카르복실기가 형성된다. 구체적인 처리 조건으로서는, 상술한 카르복실기 농도 등을 감안하여, 처리 약제의 농도, 반응 온도, 반응 시간 등의 여러 조건을 적당히 설정하면 되지만, 바람직하게는 0.5∼10질량%, 더욱 바람직하게는 1∼5질량%의 처리 약제 수용액 중, 온도 80∼150℃에서 2∼10시간 처리하는 수단이 공업적, 섬유 물성적으로도 바람직하다. 본 발명에서는, 상술의 가교 도입 처리 및 가수분해 처리는, 전술한 바와 같이 차례로 행함으로써, 각각의 처리 약제를 혼합한 수용액을 사용하여, 일괄하여 동시 처리하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는, 이 동시 처리에 있어서, 종래보다 저농도의 알칼리성 금속 화합물을 사용하는 엄하지 않은 조건에서 행하고, 그 후의 산 처리를 종래보다 고온에서의 엄격한 조건에서 행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 본 발명의 흡습성 섬유는, 좁은 표층부에 종래보다 많은 카르복실기가 존재하여, 중심부에 비교적 단단한 아크릴로니트릴계 중합체가 보존된 구조를 취할 수 있다.

형성된 카르복실기에는, 그 카운터 이온이 수소 이온 이외의 양이온인 염형 카르복실기와, 그 카운터 이온이 수소 이온인 H형 카르복실기가 있다. 높은 흡습률을 얻기 위하여 카르복실기의 50% 이상을 염형 카르복실기로 하는 것이 바람직하다. 염형 카르복실기와 H형 카르복실기의 비율을 상기의 범위로 조정하는 방법으로서는 질산염, 황산염, 염산염 등의 금속염에 의한 이온교환 처리, 질산, 황산, 염산, 포름산 등에 의한 산 처리, 또는, 알칼리성 금속 화합물 등에 의한 pH 조정 처리 등을 시행하는 방법을 들 수 있다.

상술해 온 본 발명의 흡습성 입상 솜의 제조 방법으로서는 종래 공지의 방법, 조건을 채용할 수 있지만, 예를 들면, 다음과 같은 방법을 들 수 있다. 우선, 전술한 바와 같이 하여 얻어진 흡습성 섬유와 필요에 따라 병용하는 섬유를, 가닛 와이어가 표면에 설치된 복수의 롤러를 갖는 카드 등을 사용하여 개섬(開纖)을 충분히 행한다. 계속해서, 공기의 난류가 일어나기 쉬운 원통 형상의 공간 속에서 복수의 핀을 갖는 회전체가 설치된 방 안에, 개섬을 충분히 행한 섬유를 불어 넣고 소정 시간 난류 교반 후에 꺼낼 수 있도록 한 장치 등에서 구상체화 하거나, 개섬을 충분히 행한 섬유를 어느 정도 큰 방에 공기의 와류를 일으키게 하면서 체류시켜 구상체화 하거나 하여, 흡습성 입상 솜을 형성할 수 있다.

또한, 이 밖에도, 일본 특개 2007-169846호 공보, 일본 특개 평10-259559호 공보, 일본 특개 소61-125377이나, 기계적 셰어를 사용하는 일본 특공 소57-48호 공보, 일본 특개 소62-33856호 공보 혹은 일본 특공 소62-27833호 공보 등의 방법도 채용할 수 있다.

본 발명의 안솜은 상술해 온 본 발명의 흡습성 입상 솜을 단독으로 사용하는 것 이외에, 다른 섬유솜을 병용한 것이어도 된다. 여기에서, 다른 섬유솜으로서는 깃털, 양모, 수모나, 비단, 솜, 폴리에스테르 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리아미드 섬유, 아크릴 섬유, 셀룰로오스계 섬유 등의 섬유솜이나 입상 솜 등을 들 수 있다. 이러한 본 발명 안솜은 인체에 접촉 또는 근접하는 용도, 예를 들면, 이불용 안솜, 쿠션이나 의자 등의 안솜, 혹은 스키복, 방한복, 코트, 점퍼, 장갑, 한텐 등의 의료용품의 안솜 등에 특히 적합하게 이용할 수 있다.

실시예

이하에 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해 실시예를 제시하지만, 이것들은 어디까지나 예시적인 것이며, 본 발명의 요지는 이것들에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예 중, 부 및 백분율은 달리 설명이 없는 한 질량 기준으로 나타낸다. 또한, 실시예 중의 특성의 평가 방법은 이하와 같다.

<섬도, 섬유 길이, 영률(초기 인장저항도), 권축률, 권축수>

JIS L 1015:2010의 「8.4 섬유 길이」, 「8.5 섬도」, 「8.11 초기 인장저항도」, 「8.12 권축」에 따라 측정한다.

<수치 A의 산출>

1. 섬유 단면에서의 표층부 단면적의 비율

시료 섬유를 섬유 질량에 대하여 2.5%의 양이온 염료(Nichilon Black G 200) 및 2%의 아세트산을 함유하는 염색욕에, 욕비 1:80이 되도록 침지하고, 30분간 보일링 처리한 후, 수세, 탈수, 건조한다. 얻어진 염색된 섬유를 섬유축에 수직하게 얇게 슬라이스하고, 섬유 단면을 광학 현미경으로 관찰한다. 이때, 아크릴로니트릴계 중합체로 이루어지는 중심부는 검게 염색되고, 카르복실기를 많이 갖는 표층부는 염료가 충분히 고정되지 않아 녹색으로 된다. 섬유 단면에 있어서의, 섬유의 직경(L1), 및 녹색으로부터 흑색으로 변색되기 시작하는 부분을 경계로 하여 검게 염색되어 있는 중심부의 직경(L2)을 측정하고, 이하의 식에 의해 표층부 단면적의 섬유 단면적에 차지하는 비율을 산출한다. 또한, 10 샘플의 평균값을 취한다.

섬유 단면에 있어서의 표층부 단면적의 비율[%]＝[{(L1/2)²π-(L2/2)²π}/ (L1/2)²π]×100

2. 카르복실기량

섬유 시료 약 1g을 50ml의 1mol/l 염산 수용액에 30분간 침지한다. 이어서, 섬유 시료를 욕비 1:500으로 물에 침지한다. 15분 후, 욕 pH가 4 이상인 것을 확인하면, 건조시킨다(욕 pH가 4 미만인 경우에는, 다시 수세함). 다음에 충분히 건조시킨 섬유 시료 약 0.2g을 정밀 칭량하고(W1[g]), 100ml의 물을 가하고, 또한, 15ml의 0.1mol/l 수산화나트륨 수용액, 0.4g의 염화나트륨 및 페놀프탈레인을 첨가하고 교반한다. 15분 후, 여과에 의해 시료 섬유와 여과액으로 분리하고, 계속해서 시료 섬유를, 페놀프탈레인의 정색이 없어질 때까지 수세한다. 이때의 수세수와 여과액을 합친 것을, 페놀프탈레인의 정색이 없어질 때까지 0.1mol/l 염산 수용액으로 적정하여, 염산 수용액 소비량(V1[ml])을 구한다. 얻어진 측정값으로부터, 다음 식에 의해 전체 카르복실기량을 산출한다.

카르복실기량[mmol/g]=(0.1×15-0.1×V1)/W1

3. 수치 A

상기에서 구한 수치를 사용하여 하기 식에 의해 산출한다.

수치 A=카르복실기량[mmol/g]/섬유 단면에서의 표층부 단면적의 비율[%]

<염형 카르복실기와 H형 카르복실기의 비>

상기의 카르복실기량의 측정 방법에 있어서, 최초의 1mol/l 염산 수용액에의 침지 및 그것에 이어지는 물에의 침지(수세)를 실시하지 않는 것 이외는 동일하게 하여, H형 카르복실기량을 산출한다. 이러한 H형 카르복실기량을 상기의 전체 카르복실기량으로부터 뺌으로써 염형 카르복실기량을 산출하고, 염형 카르복실기와 H형 카르복실기의 비를 구한다.

<비용적>

시료를 20℃, 상대습도 65% RH의 항온 항습기에 24시간 넣고, 흡습량이 평형이 될 때까지 정치한다. 이어서, 습도 조절한 시료를 1000ml의 메스 실린더(내경 63mm)에 소량씩 넣고, 파고들지 않도록 주의하면서, 봉으로 균일하게 되도록 고르고, 1000ml의 눈금 위치까지 시료를 투입한다. 다음에 투입한 시료를 꺼내고, 105℃에서 5시간 건조한 후의 질량(W2[g])을 측정한다. 이상으로부터, 다음 식에 의해 비용적을 산출한다.

비용적[cm³/g]=1000/W2

<체적 팽창률>

상기의 비용적의 측정 방법과 동일하게 하여, 시료를 1000ml의 메스 실린더(내경 63mm)의 1000ml의 눈금 위치까지 투입한다. 이어서, 시료 위에 상기 내경보다 약간 작은 원형 받침종이(0.8g)를 놓고, 그 위에 50g 분동을 천천히 놓는다. 분동의 가라앉음이 정지할 때까지 기다려, 원형 받침종이의 위치를 메스 실린더의 눈금으로부터 읽어낸다(H1). 이어서, 분동을 제거하고, 1분간 경과 후의 원형 받침종이의 위치를 메스 실린더의 눈금으로부터 읽어낸다(H2). 이상으로부터, 다음 식에 의해 체적 팽창률을 산출한다.

체적 팽창률[%]＝(H2-H1)/H1×100

<20℃×65% RH 흡습률>

시료 약 2.5g을, 열풍건조기에서 105℃, 16시간 건조하고 질량을 측정한다(W3[g]). 다음에 이 시료를, 온도 20℃, 상대습도 65%로 조절한 항온항습기에 24시간 넣어 둔다. 이렇게 하여 흡습한 시료의 질량을 측정한다(W4[g]). 이들 측정 결과로부터, 다음 식에 의해 20℃×65% RH 흡습률을 산출한다.

20℃×65% RH 흡습률[%]＝(W4-W3)/W3×100

<입상 솜의 평균 직경>

무작위로 시료 100개를 선택하고, 직경을 캘리퍼스로 측정하여, 평균값을 구한다. 여기에서, 입상 솜이 구상이 아닌 경우에는 장경과 단경의 평균값을 각 시료의 직경으로 한다.

<입상 솜의 형상>

육안 관찰에 의해 형상 및 보풀의 상태를 확인했다.

[제조예 1]

아크릴로니트릴 90질량%, 아크릴산 메틸에스테르 10질량%의 아크릴로니트릴계 중합체(30℃ 디메틸포름아미드 중에서의 극한 점도[η]=1.5)를 48질량%의 로단 소다 수용액으로 용해하여, 방사 원액을 조제했다. 이 방사 원액을 상법에 따라 방사, 수세, 연신, 권축, 열처리를 하여, 단섬유 섬도 1.7dtex의 아크릴 섬유를 얻었다.

얻어진 아크릴 섬유에, 수화히드라진 0.5질량% 및 수산화나트륨 2.0질량%를 함유하는 수용액 중에서, 100℃×2시간, 가교 도입 처리 및 가수분해 처리를 동시에 행하고, 8질량% 질산 수용액으로, 100℃×3시간 처리하고, 수세했다. 얻어진 섬유를 물에 침지하고, 수산화나트륨을 첨가하여 pH9로 조정하고, 수세, 건조함으로써, 흡습성 섬유 A를 얻었다. 얻어진 흡습성 섬유의 상세와 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 이러한 섬유의 적외선 흡수 측정에서는, 니트릴기에 유래하는 2250cm^-1부근에 흡수가 있어, 섬유 표층부에서는 니트릴기의 가수분해가 진행하고 있지만, 섬유 중심부에서는 니트릴기가 잔존해 있는 것이 확인되었다.

[제조예 2]

제조예 1에 있어서, 수산화나트륨의 농도를 1.5질량%로 하는 것 이외는 동일하게 하여, 흡습성 섬유 B를 얻었다. 얻어진 흡습성 섬유의 상세와 평가결과를 표 1에 나타낸다.

[제조예 3]

제조예 1에 있어서, 수산화나트륨의 농도를 2.5질량%로 하는 것 이외는 동일하게 하여, 흡습성 섬유 C를 얻었다. 얻어진 흡습성 섬유의 상세와 평가결과를 표 1에 나타낸다.

[제조예 4]

제조예 1에 있어서, 아크릴 섬유의 단섬유 섬도를 0.9dtex로 하고, 수화히드라진 및 수산화나트륨을 함유하는 수용액 중에서의 처리를 95℃×2시간으로 하는 것 이외는 동일하게 하여, 흡습성 섬유 D를 얻었다. 얻어진 흡습성 섬유의 상세와 평가결과를 표 1에 나타낸다.

[제조예 5]

제조예 1에 있어서, 수산화나트륨의 농도를 3.5질량%로 하는 것 이외는 동일하게 하여, 흡습성 섬유 E를 얻었다. 얻어진 흡습성 섬유의 상세와 평가결과를 표 1에 나타낸다.

[제조예 6]

제조예 1에 있어서, 수산화나트륨을 첨가하여 pH9로 조정하는 공정을 행하지 않는 것 이외는 동일하게 하여, 흡습성 섬유 F를 얻었다. 얻어진 흡습성 섬유의 상세와 평가결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 1∼5, 비교예 1∼3]

표 2에 나타내는 비율로 각 흡습성 섬유와 폴리에스테르 섬유(섬도 3.3dtex, 섬유 길이 38mm, 권축수 5.0산/25mm, 권축도 10.0%)를 혼합하고, 가닛 와이어가 표면에 설치된 복수의 롤러를 갖는 카드로, 개섬을 충분히 행하고, 공기의 난류 발생이 용이한 원통 형상의 공간 속에서 복수의 핀이 접촉하여 회전하는 회전체가 설치된 방 안에, 섬유를 불어 넣고 소정 시간 난류 교반 후에 꺼낼 수 있도록 한 장치로 흡습성 입상 솜을 얻었다. 얻어진 입상 솜의 특성을 표 2에 나타낸다.

실시예 1∼5에서는 모두 양호한 흡습성과 부피성의 복원성을 갖는 것이었다. 한편, 비교예 1에서는, 흡습성 섬유의 양이 적어 충분한 흡습률이 얻어지지 않았다. 비교예 2에서는 사용한 흡습성 섬유의 수치 A가 크므로, 섬유의 튀어나옴이 많은 쌀알 형상으로 되고, 체적 팽창률에 뒤떨어지는 것이 되었다. 비교예 3에서는 사용한 흡습성 섬유의 영률이 낮고, 체적 팽창률이 뒤떨어지는 것이 되었다.

Claims

가교 구조 및 카르복실기를 갖는 중합체로 이루어지는 표층부와, 아크릴로니트릴계 중합체로 이루어지는 중심부로 이루어지는 흡습성 섬유를 함유하는 입상 솜으로, 하기의 측정 방법에 의한 체적 팽창률이 15% 이상이며, 또한, 20℃, 상대습도 65%의 환경하에서의 흡습률이 4% 이상인 것을 특징으로 하는 흡습성 입상 솜.
<측정 방법>
20℃, 상대습도 65% RH의 항온항습기에 24시간 이상 넣고 습도 조절한 시료를 1000ml의 메스 실린더(내경 63mm)의 1000ml의 눈금 위치까지 투입한다. 이어서, 시료의 위에 상기 내경보다도 약간 작은 원형 받침종이(0.8g)를 놓고, 그 위에 50g 분동을 천천히 놓는다. 분동의 가라앉음이 정지할 때까지 기다리고, 원형 받침종이의 위치를 메스 실린더의 눈금으로부터 읽어낸다(H1). 이어서, 분동을 제거하고, 1분간 경과 후의 원형 받침종이의 위치를 메스 실린더의 눈금으로부터 읽어낸다(H2). 이상으로부터, 다음 식에 의해 체적 팽창률을 산출한다.
체적 팽창률[%]＝(H2-H1)/H1×100
제1항에 있어서, 상기 흡습성 섬유의 함유량이 10∼70질량%인 것을 특징으로 하는 흡습성 입상 솜.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 흡습성 섬유의 영률이 7∼20cN/dtex이며, 또한, 하기 식으로 표시되는 수치 A가 0.050 이상 0.080 미만인 것을 특징으로 하는 흡습성 입상 솜.
[식] A=카르복실기량[mmol/g]/섬유 단면에서의 표층부 면적의 비율[%]
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 흡습성 입상 솜을 함유하는 것을 특징으로 하는 안솜.