KR20210087030A - 신축 가공사, 섬유제품, 복합구금 및 복합섬유의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양호한 스트레치성과 신장시의 적당한 저항력에 의한 동작 추종성과 권축 형태에 따른 유연한 표면 촉감을 갖는 섬유 소재로 하는 것이 가능한 신축 가공사를 제공한다. 본 발명의 신축 가공사는 섬유 축방향으로 코일 형상의 권축 형태를 가진 섬유로 이루어지는 멀티필라멘트로 이루어지고, 상기 섬유에 있어서의 권축의 코일지름 분포가 2개 이상인 군을 갖고, 코일지름의 최대의 군 평균값과 최소의 군 평균값의 비(최대의 군 평균값/최소의 군 평균값)가 3.00 미만이며, 또한 멀티필라멘트를 구성하는 섬유의 단면이 편심 심초 단면이다.

Description

신축 가공사, 섬유제품, 복합구금 및 복합섬유의 제조 방법

본 발명은, 코일 형상의 권축을 갖는 멀티필라멘트로 이루어지는 신축 가공사, 및 그 신축 가공사를 제조하기 위한 복합구금에 관한 것이다.

폴리에스테르나 폴리아미드 등의 열가소성 폴리머를 사용한 섬유는 역학적 특성, 치수안정성을 비롯해 다양한 뛰어난 특성을 갖기 때문에, 의료용도부터 인테리어, 차량내장 및 산업자재 등까지로 폭넓은 용도 분야에서 이용되고 있다. 사람들이 보다 쾌적한 생활을 바람에 따라, 섬유소재에 대한 요구도 보다 고도한 특성이 요구되게 되고, 우리들의 가장 신변에 존재하는 의료용 소재에는 그 쾌적성을 추구하기 위한 고도화가 활발히 행해지고 있다.

의료용 소재의 쾌적성에는, 그 소재를 사용하는 환경이나 분위기에 따라 다향한 것이 존재하지만, 직물의 신축 신장에 관계되는 특성을 의미하는, 소위 스트레치 성능은 착용 쾌적성으로 직결되는 기본 특성의 하나라고 해도 과언이 아니다.

스트레치 소재는, 특이한 환경에서 과혹한 운동을 행하는 운동선수(athlete)를 위한 고기능 스포츠 의료에서 많이 채용되는 것이었지만, 작금에서는 그 착용의 용이함이나 움직이기 용이함이 일반의 유저에게도 인지되어 폭넓은 의류 소재에서 채용되는 경향이 있다. 이러한 동향에 따라, 단순한 늘어나고 줄어든다고 하는 신축 신장성을 달성하는 것만으로는 어딘지 부족하고, 그 밖의 기능을 부가하거나, 신장 신축의 거동을 제어해서 스트레치성을 보다 복잡하고 또한 고도하게 발현시킨 고기능 스트레치 소재를 향한 개발이 활발히 행하여지고 있다.

사람이 의료를 착용해서 동작할 때에는, 의료와 피부의 마찰이나 크게 동작했을 때의 당김으로 스트레스를 느끼는 것이 알려져 있고, 이것을 느끼지 않는 것이 착용 쾌적성으로 연결된다. 즉, 사람의 동작에 추종하는 것을 의미하는 동작 추종성을 높이는 것이 스트레스 프리한 쾌적 의료소재가 된다. 스트레스를 느끼지 않는 스트레치 소재를 달성하기 위해서는, 착용했을 때, 의료가 신체의 형상에 피트되어 적당하게 조임이 있는, 즉 적당한 홀드감을 가지면서 잘 늘어나는 것이 중요하다. 이들 과제에 대하여, 상이한 폴리머를 사이드 바이 사이드형으로 접합하고, 이 수축차에 의해 스파이럴 구조를 발현시키는 잠재권축 발현성 섬유에 관한 기술의 개시가 있다.

특허문헌 1에서는 고유점도 또는 극한점도가 다른 2종류의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 좌우로 접합한 사이드 바이 사이드형 단면을 갖는 복합섬유, 특허문헌 2에는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)와 PET에 의한 사이드 바이 사이드형 복합섬유에 관한 기술의 개시가 있다. 이와 같이 2종류의 폴리머가 접합된 사이드 바이 사이드형 복합섬유는, 열처리 등을 실시함으로써 폴리머간의 수축률차에 따른 권축을 발현하는 것이 알려져 있고, 일반적으로 잠재권축섬유라고 불린다. 이 3차원원적인 스파이럴 구조의 권축은 신축할 수 있고, 잠재권축섬유는 이 신축성을 소구점으로 한 섬유로 된다.

또한, 상기와 같은 잠재권축섬유는 권축구조의 신장에 기인한 신축성에 추가해서, 폴리머 구조 기인의 신장 특성을 이용하거나, 권축 형태를 제어함으로써 적당한 홀드감을 가진 직물에는 빠뜨릴 수 없는, 신장시의 저항력을 발현할 수 있다.

특허문헌 3에는, 고유점도 또는 공중합률이 다른 PTT로 이루어지는 사이드 바이 사이드형 복합섬유에 관한 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 3에 기재된 복합섬유는, 권축을 발현시킴으로써 신장 변형시의 고변형 영역에서는 섬유 자체가 신장하게 되고, PTT의 탄성적인 폴리머 특성에 따라서 고반발로 파워감이 있는 스트레치 성능을 가진 직물로 된다.

이상과 같은 수축차에 의해 발현되는 잠재권축에 의한 스트레치성에 추가해, 또한 의료용 소재의 스트레치성을 향상시키기 위해서는 실 가공을 실시하는 것이 고려되고, 특허문헌 4 및 특허문헌 5에 개시가 있다.

특허문헌 4에서는, PTT로 이루어지는 사이드 바이 사이드형 복합섬유에 가연가공을 실시한 PTT계 가연가공 섬유가 제안되어 있다. 특허문헌 4의 기술에 있어서는, 가연가공에 의해 잠재권축에 추가해서, 가연가공에 의한 권축이 부여되기 때문에, 섬유 1개의 권축 신축력을 유효하게 이용할 수 있고, 뛰어난 스트레치성과 순간 신장 회복성을 가진 직물로 된다.

특허문헌 5에서는, 적어도 2종류의 잠재권축섬유를 후가공에 의해 혼섬함으로써 가공사의 길이방향으로 수속부와 비수속부를 갖는 복합 권축사가 제안되어 있다. 특허문헌 5에 기재된 가공사에서는, 그 비수속부가 스트레치성을, 수속부가 반발감을 각각 담당하게 되고, 반발감이 있는 스트레치 특성을 갖는 직물로 된다.

또한 잠재권축 발현성 섬유는 고수축측의 폴리머(A)와 저수축측의 폴리머(B)의 제사공정에 있어서의 수축차가 클수록 보다 고도한 권축을 발현하고, 직물로 했을 때에도 뛰어난 스트레치 성능을 발현하게 된다. 이것을 달성하기 위해서는, 예를 들면 조합시키는 폴리머(A) 및 폴리머(B) 사이의 용융점도차를 높이는 것이 생각되지만, 폴리머간의 용융점도차를 높임에 따라 토출안정성이 저하하여, 안정적으로 제조하는 것이 곤란해질 경우가 있는 것이 알려져 있다.

도 8(b)는 도 8(a)에 나타내는 바와 같은 복합단면을 갖는 잠재권축 발현성 섬유를 방사할 때에 사용되는 일반적인 복합구금이다. 이러한 복합구금을 이용하여 용융점도가 다른 2종의 열가소성 폴리머를 방사하면 고점도측의 폴리머(고점도 폴리머(A))는 저점도측의 폴리머(저점도 폴리머(B))에 밀려, 만곡한 상태에서 복합 폴리머가 토출되는 토출 구부러짐 현상이 생기고, 실흔들림이나 구금면으로의 접촉에 의한 실 끊어짐이 발생한다. 따라서, 안정적인 토출로 하기 위해서는, 토출 조건이 한정될 경우가 있다.

이 토출 구부러짐 현상은 복합구금 내의 복합 폴리머류의 유동 거동에 원인이 있다고 생각된다. 도 8(b)에 나타낸 바와 같은 복합구금을 이용하여 용융점도가 다른 2종의 폴리머를 방사할 경우, 도 8(c)에 나타낸 바와 같이 유도구멍(1)에서 안내된 고점도 폴리머(A)의 폴리머류와 유도구멍(2)에서 안내된 저점도 폴리머(B)의 폴리머류를 도입구멍(4)에서 접합시킨다. 2종의 폴리머의 용융점도가 다름으로써 각 폴리머류는 도입구멍(4)의 벽면으로부터 받는 저항이 다르고, 그것에 의해 도입구멍(4) 내의 반경방향의 속도분포가 도입구멍(4) 내를 진행함에 따라서 도 8(c)에 나타내는 바와 같은 비대칭인 속도분포(V2)로 되어, 구금 토출구멍(8)으로부터 토출된 폴리머류(G)에 토출 구부러짐 현상이 생기는 것이라고 추정된다.

이 비대칭인 속도분포를 가진 복합 폴리머를 토출하는 것이, 토출 직후의 폴리머간에 토출 선속도의 차이를 낳고, 고점도 폴리머측으로 만곡된 상태를 낳는다.

이러한 방사성의 과제에 대하여, 예를 들면 특허문헌 6에서는, 폴리머류를 합류할 때의 유속을 제어함으로써 토출 구부러짐 현상을 억제하는 복합구금이 제안되어 있다.

특허문헌 6에 기재된 복합구금을 도 9(a) 및 도 9(b)에서 설명한다. 특허문헌 6에 기재된 복합구금에서는, 유도구멍(1)에서 안내된 고점도 폴리머(A)의 폴리머류(고점도 폴리머류)와 유도구멍(2)에서 안내된 저점도 폴리머(B)의 폴리머류(저점도 폴리머류)는 도입구멍(4)에서 접합된다. 이 때, 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 저점도 폴리머류에 있어서는 유도구멍(2)과 도입구멍(4)의 사이에, 홈폭(W)이 저점도 폴리머(B)의 흐름 방향을 따라서 연속적으로 폭을 넓히는 유로(5)가 존재하고 있다. 이 때문에, 저점도 폴리머류가 고점도 폴리머류와 접합할 때에는, 저점도 폴리머류의 유속이 충분히 낮아지고, 도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 도입구멍(4)의 하부에서는 복합 폴리머류의 단면방향에 있어서의 속도분포를 대칭에 가깝게 할 수 있어(도 9(c)의 부호 「V4」), 구금 토출구멍(8)으로부터 토출된 폴리머류(G)의 토출 구부러짐 현상을 억제할 수 있다.

또한, 복합단면을 제어함으로써 토출 구부러짐을 억제하는 복합구금에 관한 제안도 특허문헌 7에서 이루어져 있다.

특허문헌 7에 기재된 복합구금을 도 10(b)에서 설명한다. 특허문헌 7에 기재된 복합구금에서는, 유도구멍(1)에서 안내된 고점도 폴리머(A)의 폴리머류(고점도 폴리머류)와 유도구멍(2)에서 아내된 저점도 폴리머(B)의 폴리머류(저점도 폴리머류)를 도입구멍(4)에서 접합시켜, 접합 폴리머류를 도입구멍(7)에 유하함과 아울러, 별도의 유도구멍(3)에 들어간 저점도 폴리머류를 유로(6)를 통해서 도입구멍(7)에 도입한다. 별도의 유도구멍(3)으로부터 안내된 저점도 폴리머류로 접합 폴리머류의 주위를 피복하면서 구금 토출구멍(8)에 유하시킴으로써, 제1성분 폴리머(A)를 제2성분 폴리머(B)가 둘러싼 도 10(a)에 나타내는 바와 같은 편심 심초 단면을 얻을 수 있다. 이것에 의해, 각 폴리머류의 도입구멍(7)의 벽면으로부터 받는 저항이 일정하게 되고, 제1성분 폴리머(A)를 고점도 폴리머, 제2성분 폴리머(B)를 저점도 폴리머라고 했을 경우의 복합 폴리머류의 단면방향에 있어서의 속도분포는 도 10(c)에 나타내는 바와 같은 3개의 산으로 되지만(도 10(c)의 부호 「V5」), 도입구멍(7) 내의 반경방향의 속도분포는 대칭에 가깝게 할 수 있기 때문에, 구금 토출구멍(8)으로부터 토출된 폴리머류(G)의 고점도 폴리머측으로의 만곡은 저감되어, 토출 구부러짐 현상을 억제할 수 있다고 되어 있다. 또한 일반적으로 사이드 바이 사이드 단면의 전체 둘레를 피막하면, 복합단면 상의 각 폴리머의 무게중심간의 거리가 짧아짐으로써 열처리시의 고수축 성분측으로의 만곡이 억제되어 권축 발현성이 저하하는 것이 알려져 있지만, 특허문헌 7의 복합구금에서는 유도구멍(3)에서 안내되는 저점도 폴리머류를 유도구멍(2)과 유도구멍(3)에 가하는 압력을 조정해서 제어함으로써 피막 부분을 박피로 하고, 사이드 바이 사이드 단면과 동등한 권축성도 유지할 수 있다고 제안되어 있다.

일본국 특허공고 소 44-2504호 공보 일본국 특허공개 2005-113369호 공보 일본국 특허공개 2000-256918호 공보 국제공개 제2002/086211호 일본국 특허공개 2017-172080호 공보 일본국 특허공개 평 2-307905호 공보 일본국 특허공고 소 55-27175호 공보

특허문헌 1 및 2에서 제안되어 있는 단순한 사이드 바이 사이드형 복합섬유가 발현되는 거의 같은 사이즈의 권축에서는, 섬유 또는 직물에 부하를 가했을 때에 섬유에 얽힘이 발생하고 있지 않고, 결국은 섬유 1개마다 응력을 담당하기 때문에, 비교적 약한 힘으로 잘 늘어나게 되어 본 발명의 목적인 적당한 홀드감은 얻을 수 없고, 동작 추종성에 뛰어난 것으로는 되기 어렵다.

또한, 특허문헌 3에서는, 그 권축구조가 신장하는 거동은 특허문헌 1 및 2와 같고, 적당한 홀드감을 얻기 어려운 것에 추가해서, 권축구조가 완전히 신장 종료되었을 때에 폴리머의 탄성적인 특성에 기인한 저항력이 가해지지만, 직물의 조직이나 사용되는 부위에 따라서는, 저항력이 과잉으로 작용하는 것이어서, 당김감으로서 느껴질 경우가 있었다.

특허문헌 4에서는, 가연가공에 의한 현재권축이 부여됨으로써 사이즈가 다른 대소의 권축이 멀티필라멘트 내에 혼재함으로써, 섬유간에서 코일 피치나 코일지름에 폭넓은 분포를 발현시키게 된다. 이러한 상태에서는, 코일지름이 큰 섬유가 멀티필라멘트 상에 느슨하게 고정되게 된다. 이 느슨한 섬유는, 멀티필라멘트의 신축이나 이것에 따르는 저항력에는 기여하지 않는 것으로 되기 때문에, 신축시의 저항력이 저하할 경우가 있었다. 또한, 사이드 바이 사이드형 복합섬유의 가연가공사이기 때문에, 가열하면서 멀티필라멘트를 비틀게 되는 가연가공 공정에서는, 무리한 조건에서 가공하면 가공시 또는 사용시의 마찰이나 충격에 의해 폴리머간의 박리가 생길 경우가 있고, 직물로 했을 때에 백화되는 등의 과제가 있을 경우가 있었다. 이 때문에, 과혹한 환경 하에서 사용되기 위해서 높은 내마모성이 요구되는 스포츠 의료나 아웃도어 의료용도에서는 사용이 제한될 경우가 있었다.

특허문헌 5에서는, 실 신장시의 저항력을 담당하는 수속부가 섬유의 권축 형태에 따르지 않고 1개의 큰 스파이럴 구조를 형성하게 되기 때문에, 직물구조의 구속 하에서는 양호하게 스파이럴 구조를 형성할 수 없고, 직물로 했을 때에는 신장시의 반발감이 결여되는 것이었다. 또한, 비수속부에 착안하면, 구성하는 섬유간의 권축 형태차가 크기 때문에, 같은 종류의 섬유가 멀티필라멘트 단면 내에서 편재하게 되어, 동 사이즈의 권축이 서로 맞물림을 일으킴으로써 복수개의 섬유의 권축위상이 맞추어지는 경우가 있다. 이 경우, 저권축측의 섬유가 멀티필라멘트의 표면에 떠올라서 존재하게 되어, 직물 표면이 불필요하게 요철감을 느끼는 꺼끌거리는 촉감으로 될 경우가 있었다.

또한 종래의 잠재권축 발현성 섬유를 방사할 때에 사용되는 복합구금에 있어서의 공통점으로서, 유도구멍과 도입구멍의 사이에 유로를 갖는다고 하는 점이 있다.

이 유로는 유도구멍이나 도입구멍에 대하여 수직방향으로 배치된 홈 유로이며, 적어도 어느 한쪽의 폴리머류는 상기 유로를 경유해서 도입구멍 앞쪽에서 다른 한쪽의 폴리머에 접합된다. 이 때, 폴리머류가 수직방향에서 충돌하기 때문에, 폴리머류의 미세한 유속 변화에 의한 복합단면 변화나, 장시간 방사시의 이상체류 발생이라고 하는 과제가 있고, 그것들에 따르는 돌발적인 권축성 저하나 토출 구부러짐에 의한 실 끊어짐 등의 제사 안정성에 과제가 있을 경우가 있었다.

또한, 유도구멍과 도입구멍 사이에 유로를 설치하지 않음으로써 복합단면의 치수안정성의 향상이나 이상체류 억제는 가능하지만, 이번은 유로를 개재함으로써의 유속 제어가 불가능하여, 도입구멍에서의 속도분포의 비대칭성의 확대에 의해 토출 구부러짐 현상의 악화를 초래해 버릴 경우가 있었다.

또한, 특허문헌 7에 기재된 복합구금에서는, 박피 피복한 복합단면이 형성가능하기 때문에 급격한 점도 변화에서도 토출 구부러짐 억제는 가능하지만, 유도구멍과 도입구멍 사이에 유로를 갖기 때문에 역시 복합단면의 치수안정성은 담보되어 있지 않다. 또한 피막을 위해서는 별도의 유도구멍(3)으로부터 안내된 저점도 폴리머류의 고임을 유로(6)에 형성하고, 거기에 도입구멍(4)의 접합 폴리머류를 유하할 필요가 있지만, 피막을 박피로 하기 위해서는 별도의 유도구멍(3)으로부터 안내되는 저점도 폴리머류를 극소량으로 하지 않으면 안되고, 폴리머류를 극소량으로 함으로써 필연적으로 유로(6)의 폴리머 고임에서 이상 체류가 생기기 쉬워져, 제사 안정성에 과제가 있을 경우가 있었다.

또한 특허문헌 7의 기술에서는 2회에 걸쳐 폴리머류를 합류시키는 구금 유로이기 때문에, 구금 내에서의 가공 면적을 넓게 할 필요가 있고, 그것에 따라 1개의 복합구금로부터 얻어지는 섬유의 개수(필라멘트수)가 한정되어 있었다. 그 때문에, 생산성은 현저하게 저하해 버려 다품종에 대한 전개도 제약되어 버릴 경우가 있었다.

이상과 같이, 폭넓은 조건 범위에서 안정적으로 토출할 수 있는 복합구금은, 잠재권축 발현성 섬유를 제조하는 점에서 매우 중요한 요소이지만, 상기한 바와 같은 과제가 있어, 이들 과제를 해소하는 잠재권축 발현성 섬유의 복합구금이 요구되고 있었다.

즉, 본 발명은 종래기술의 과제를 극복하고, 의료에 양호한 스트레치성을 부여할 수 있는 신축 가공사, 상기 신축 가공사를 포함하는 섬유제품, 상기 신축 가공사를 제조하기 위한 복합구금, 및 복합섬유의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 구체적으로, 권축사를 구성하는 섬유의 권축 형태를 정밀하게 제어하여 개선함으로써, 양호한 스트레치성과 신장시의 적당한 저항력에 의한 동작 추종성과 권축 형태에 따른 유연한 표면 촉감을 갖는 섬유소재로 하는 것이 가능한 신축 가공사, 및 그 신축 가공사를 제조하기 위한 복합구금에 있어서, 종래의 사이드 바이 사이드 단면(도 8(a) 참조)과 동등한 권축 발현성을 유지하면서, 토출 구부러짐 현상을 대폭 억제하는 것이 가능한 복합단면을 형성하는 것을 목적으로 하고, 또한, 그 복합단면의 치수안정성을 토출범위에 의하지 않고 높게 유지할 수 있음으로써 폭넓은 조건 범위에서 안정적으로 토출 가능한 복합구금을 제공한다.

상기 과제는, 이하의 (1)∼(8) 중 어느 하나의 수단에 의해 달성된다.

(1) 섬유 축방향으로 코일 형상의 권축 형태를 가진 섬유로 이루어지는 멀티필라멘트로 이루어지고, 상기 섬유에 있어서의 권축의 코일지름 분포가 2개 이상의 군을 갖고, 코일지름의 최대의 군 평균값과 최소의 군 평균값의 비(최대의 군 평균값/최소의 군 평균값)가 3.00 미만이며, 또한 멀티필라멘트를 구성하는 섬유의 단면이 편심 심초 단면인 신축 가공사.

(2) 코일지름의 최소의 군 평균값의 군에 포함되는 섬유의 개수가, 멀티필라멘트를 구성하는 섬유의 총 개수의 20% 이상인 상기 (1)에 기재된 신축 가공사.

(3) 멀티필라멘트를 구성하는 섬유의 평균지름이 15㎛ 이하인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 신축 가공사.

(4) 신장 에너지가 1.5μJ/dtex 이상인 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 신축 가공사.

(5) 상기 (1)∼(4) 중 어느 하나에 기재된 신축 가공사가 적어도 일부에 포함되는 섬유제품.

(6) 제1성분 폴리머 및 제2성분 폴리머에 의해서 구성되는 복합 폴리머류를 토출하기 위한 복합구금으로서, 상기 복합구금은 각 폴리머 성분을 계량하는 복수의 계량구멍을 갖는 계량판, 각 폴리머 성분을 분배하기 위한 분배구멍이 형성된 1매 이상의 분배판, 및 토출판으로 구성되어 있고, 상기 분배판의 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에서는, 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍을 복수의 제2성분 폴리머 분배구멍이 둘러싼 폴리머 분배구멍군이 형성되어 있고, 상기 폴리머 분배구멍군에 있어서의 제2성분 폴리머 분배구멍의 적어도 일부가 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍의 원주부의 외측에 반원주 형상 배열로 배치되어 있는 복합구금.

(7) 상기 폴리머 분배구멍군에 있어서의 제2성분 폴리머 분배구멍의 전체 구멍수(Ht)와, 그 중에서 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍의 원주부의 외측에 반원주 형상 배열로 배치된 제2성분 폴리머 분배구멍의 구멍수(Ho)가 하기 식 (1)을 만족하는 상기 (6)에 기재된 복합구금.

1/16<Ho/Ht<1/4 …식 (1)

(8) 상기 (6) 또는 (7)의 복합구금을 사용한 복합섬유의 제조 방법.

본 발명의 신축 가공사는, 멀티필라멘트 내에 코일지름이 제어된 복수의 코일 형상 권축의 군이 혼재하는 것이며, 코일지름의 대소에 따라 신장 초기부터 적당한 신장 저항을 발현하고, 직편물로 했을 때에는 적당한 홀드성을 가지면서 양호하게 신장 변형된다. 따라서, 스트레스 프리한 동작 추종성을 발현하는 스트레치 소재로 할 수 있고, 스포츠 의류 의료 용도로부터 위생 재료 등의 산업자재 용도까지 폭넓은 용도의 섬유제품에 대한 적용을 기대할 수 있다.

또한 본 발명의 신축 가공사를 제조할 때에 사용되는 복합구금에 있어서는, 종래의 잠재권축 발현성 섬유와 동등의 권축 발현성을 유지하면서, 토출 구부러짐 현상을 대폭 억제하는 것이 가능한 복합단면을 형성할 수 있고, 또한 그 복합단면의 치수안정성을 조합시키는 폴리머의 점도나 토출범위에 의하지 않고 높은 수준으로 유지할 수 있다. 따라서, 폭넓은 조건 범위에서 안정적으로 우수한 스트레치성을 갖는 복합섬유를 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 신축 가공사를 구성하는 섬유의 일례를 나타내는 도면이고, 권축 형태에 있어서의 코일지름을 설명하기 위한 권축 형태를 관찰한 도면이다.
도 2는 본 발명의 신축 가공사를 구성하는 섬유의 코일지름의 분포의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 신축 가공사와 종래의 스트레치사의 신장 변형 프로필의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 신축 가공사의 신장 변형 프로필의 일례를 이용하여 신장 에너지를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 신축 가공사를 구성하는 섬유의 섬유지름 분포의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 본 발명의 박피 편심 심초구조를 갖는 복합섬유의 단면 파라미터를 설명하기 위한 섬유 단면도이다.
도 7은 실시예 10에서 사용한 구금의 토출판에 있어서의 토출구멍 배치의 모식도이다.
도 8(a)∼도 8(c)는, 종래의 잠재권축 발현성 섬유에 따른 도면으로서, 도 8 (a)는 종래의 잠재권축 발현성 섬유의 복합단면인 사이드 바이 사이드 단면의 형태도, 도 8(b)는 도 8(a)의 사이드 바이 사이드 단면을 갖는 잠재권축 발현성 섬유를 방사할 때에 사용되는 일반적인 복합구금의 개략도, 도 8(c)는 도 8(b)의 복합구금 내를 흐르는 각각의 폴리머류가 합류하는 도입구멍 내의 반경방향의 속도 분포도이다.
도 9(a)∼도 9(c)는 특허문헌 6의 복합구금에 따른 도면으로서, 도 9(a)는 특허문헌 6의 실시형태에 사용되는 복합구금의 개략도, 도 9(b)는 도 9(a)의 I-I' 단면도, 도 9(c)는 도 9(a)의 복합구금 내를 흐르는 각각의 폴리머류가 합류하는 도입구멍 내의 반경방향의 속도 분포도이다.
도 10(a)∼도 10(c)는 특허문헌 7의 복합구금에 따른 도면으로서, 도 10(a)는 특허문헌 7의 복합섬유의 복합단면인 편심 심초 단면의 형태도, 도 10(b)는 특허문헌 7의 복합섬유를 방지할 때에 사용되는 복합구금의 개략도, 도 10(c)는 도 10(b)의 복합구금 내를 흐르는 각각의 폴리머류가 합류하는 도입구멍 내의 반경방향의 속도 분포도이다.
도 11(a) 및 도 11(b)는 본 발명의 실시형태에 사용되는 분배판에 따른 도면으로서, 도 11(a)는 분배판의 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에 형성된 폴리머 분배구멍군의 개략적인 평면도, 도 11(b)는 도 11(a)의 분배판을 사용한 복합구금으로부터 얻어지는 복합섬유의 복합단면 형태도이다.
도 12(a)∼도 12(c)는 본 발명의 복합섬유의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 복합구금의 형태의 일례이며, 도 12(a)는 복합구금을 구성하는 주요부분의 정단면도이며, 도 12(b)는 분배판의 일부의 정단면도, 도 12(c)는 토출판의 정단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시형태에 사용되는 분배판의 개략 부분 단면도이다.
도 14(a) 및 도 14(b)는 본 발명과는 다른 종래의 분배판에 따른 도면으로서, 도 14(a)는 분배판의 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에 형성된 폴리머 분배구멍군의 개략적인 평면도, 도 14(b)는 도 14(a)의 분배판을 사용한 복합구금으로부터 얻어지는 복합섬유의 복합단면 형태도이다.

이하, 본 발명에 대해서 바람직한 실시형태와 함께 상세히 설명한다.

본 발명에서 말하는 신축 가공사란, 신장 변형을 가했을 때에 늘어나거나, 줄어들거나 하는 특성을 갖는 가공사를 가리키고, 이 신축 가공사는 섬유 축방향으로 코일 형상의 권축 형태를 갖는 섬유로 이루어지는 멀티필라멘트로 이루어지고, 상기 섬유에 있어서의 권축의 코일지름 분포가 2개 이상인 군을 갖는 것이 본 발명의 제1의 요건이 된다.

여기에서 말하는 코일 형상의 권축의 코일지름이란, 신축 가공사를 구성하는 섬유의 권축 사이즈를 나타내는 지표의 하나이며, 멀티필라멘트로부터 분리한 섬유를 측면(섬유 축방향과 수직인 방향)으로부터 2차원적으로 관찰하면, 도 1에 예시한 바와 같이 섬유 폭방향으로 산부와 곡부가 교대로 관찰되고, 이 관찰 화상으로부터 본 발명의 코일지름을 측정할 수 있다. 본 발명의 신축 가공사를 구성하는 섬유를 상기 방법으로 촬영한 일례(도 1)를 이용해서 본 발명에서 말하는 권축의 코일지름을 더욱 상세히 설명한다.

우선, 평가하는 멀티필라멘트 샘플을, 검척기 등을 이용하여 10m의 타래로 하고, 0.2mg/d의 가중(加重)을 걸어서 98℃ 이상의 비등수 중에 침지하고, 15분간 비등 처리를 행한다. 비등 처리한 멀티필라멘트 샘플을 풍건으로 충분하게 건조시킨 후에, 1mg/d의 하중을 가해서 30초간 이상 경과 후에, 2점간의 거리가 3cm로 되도록 멀티필라멘트의 임의의 개소에 마킹한다. 그 후, 소성변형시키지 않도록 멀티필라멘트로부터 섬유를 분섬하고, 미리 붙여 둔 마킹의 사이가 원래의 3cm로 되도록 조정해서 슬라이드 유리 상에 고정하고, 이 샘플을 디지털 마이크로스코프 등에서 권축의 산이 5∼10개 관찰할 수 있는 배율로 화상을 촬영한다. 촬영한 각 화상(도 1)에 있어서, 임의의 이웃하는 산의 정점을 M1, M2로 하고, 산의 정점 M1 및 M2의 사이에 있는 골짜기의 정점을 V1이라고 했을 경우에, 산의 정점 M1과 산의 정점 M2를 연결한 선과 골짜기의 정점 V1의 최단 거리가 본 발명에서 말하는 권축의 코일지름(Dc)이다. 이 권축의 코일지름(Dc)은 단위를 ㎛로 해서 소수점 제1자리까지를 측정하는 것이다.

같은 조작을 멀티필라멘트를 구성하는 다른 섬유에 랜덤으로 행하고, 이것을 반복함으로써 총 데이터수가 100개가 되도록 코일지름을 계측한다. 그 코일지름의 측정값을, 경계값을 10×n(n: 자연수)㎛로 해서, 폭 10㎛로 한 계급으로 나누고, 세로축을 빈도의 히스토그램으로 했을 때에, 도 2에 예시되는 바와 같이 2개 이상의 군(산)을 갖는 것이, 본 발명에서 말하는 "권축의 코일지름 분포가 2개 이상인 군을 갖는다"인 것을 의미한다. 여기에서 말하는 군이란 하기 (1), (2) 중 어느 하나를 충족시킬 경우를 말하고, 도 2에서는 2-(a) 및 2-(b)로 나타내어지는 2개의 군(흑색 착색 부분)을 가진 신축 가공사의 코일지름 측정 결과를 예시하고 있다.

(1) 빈도가 5% 이상인 계급이 2계급 이상 연속할 경우, 해당하는 계급 모두 를 포함해서 1개의 군으로 한다(도 2의 2-(a)에 예시).

(2) 계급의 빈도가 10%을 초과하고 있고 또한, 연속하는 전후의 계급의 어느 것이나 빈도가 5% 미만일 경우, 그 10% 이상의 계급을 1개의 군으로 한다(도 2의 2-(b)에 예시).

도 2에 예시된 바와 같은 코일지름 분포를 갖는 가공사는, 권축 사이즈(평균 코일지름)에 명료한 차를 가진 2종류 이상의 섬유군에 의해 멀티필라멘트가 구성되어 있는 것을 의미한다. 권축을 가진 가공사의 경우, 권축 코일이 신축함으로써 신장 변형시의 저항력(응력)을 발현하는 것이며, 1종류의 코일지름만으로 구성되어 있는 멀티필라멘트의 경우에는, 멀티필라멘트를 구성하는 섬유가 일정하게 변형하게 되기 때문에, 대강의 권축이 완전히 늘어날 때까지 응력(저항력)이 발현되지 않는 도 3의 점선 3-(a)에 나타내는 바와 같은 단조로운 프로필로 된다. 한편, 코일지름이 다른 2종류 이상의 섬유가 멀티필라멘트에 존재할 경우에는, 가공사의 신장 에 따라서 사이즈가 다른 섬유가 경사적으로 변형을 하게 된다. 즉, 저신장역에서는 코일지름이 작은 섬유가 변형하고, 이어서 고신장역에서는 코일지름이 큰 섬유가 변형한다고 하는 것과 같이, 도 3의 실선 3-(b)에 나타내는 바와 같은 저신장시부터 응력 발현하는 특이적인 변형 프로필로 된다.

이것은 본 발명의 신축 가공사의 특징을 나타내는 중요한 특성이며, 이 저신장시부터 경사적으로 응력하고, 신장 변형에 따라 적당한 저항력을 발현하게 되기 때문에, 의복으로서 착용했을 경우에는 양호한 홀드감이 생기게 된다. 또한, 실제의 가공사에 있어서는, 코일지름이 큰 섬유에 코일지름이 작은 섬유가 일부 휘감긴 상태로 멀티필라멘트를 구성한다. 이 때문에, 멀티필라멘트 자체는 분리되는 일없이 일체로 되어 취급성이 양호함과 아울러, 코일지름이 작은 섬유의 신장 변형에 코일지름이 큰 섬유가 일부 추종하는 형태로 변형하게 되어, 멀티필라멘트 전체에서는 양호한 신장 변형으로 된다.

이 효과는 인장 특성에 보여지는 신장 에너지에 의해 평가할 수 있다.

우선, 열처리를 실시하고 있지 않은 신축 가공사를, 온도 20±2℃, 상대습도 65±2%의 하에 무하중에서 24시간 방치한다. 24시간 방치 후의 상기 실 샘플에 1mg/d의 가중을 걸어 30초 이상 경과한 후에, 가중을 건 채 초기 시료길이를 50㎜로 해서, 인장시험기(가부시키가이샤 오리엔테크제 "텐시론"(TENSILON)UCT-100 등)에 고정한다. 인장속도를 50㎜/분으로 해서 상기 실 샘플의 인장시험을 실시하고, 가로축을 신장(단위는 ㎜), 세로축을 응력(단위는 cN/dtex)로 해서, 도 4에 예시하는 바와 같은 신장-응력 곡선을 작성한다. 얻어진 신장-응력 곡선에 있어서, 강도 0.05cN/dtex가 되는 점을 4-(a), 점 4-(a)로부터 가로축(응력 0cN/tex)을 향해서 수선을 내렸을 때의 가로축과의 교점을 4-(b)라고 했을 때, 점 4-(a) 및 점 4-(b) 및 원점으로 둘러싸이는 면적(Ae)이 신장 에너지를 나타내고, 단위를 μJ/dtex로 해서 산출할 수 있다. 같은 조작을 다른 10개의 실 샘플에 대해서 행한 결과의 단순한 수평균을 구하고, 소수점 제2자리를 사사오입한 값이 본 발명에서 말하는 신장 에너지이다.

여기에서 말하는 신장 에너지란, 재료가 신장 변형하는데 필요한 에너지량을 나타내는 것이며, 실의 신장-응력 곡선이 도 3의 점선 3-(a)와 같이, 단조로운 프로필일 경우에는 저신장 에너지가 되고, 인간이 통상의 동작에서 미치게 하는 저신장 변형시에는 저항 없이 변형하는 것을 의미하고, 직물의 변형과 인간의 움직임에는 차이가 생기게 된다. 한편, 도 3의 실선 3-(b)에 나타내는 바와 같은 고신장 에너지로 되는 멀티필라멘트의 경우에는, 저신장 변형시부터 저항력이 발현되고, 인간의 움직임에 피트하면서 변형하게 되어, 기분이 좋은 홀드감과 양호한 동작 추종성을 소구하는 것이 가능해진다.

상기한 양호한 동작 추종성을 소구하는 직물로 하기 위해서는, 상술의 방법으로 측정되는 신장 에너지는 1.5μJ/dtex 이상인 것이 바람직하다. 이러한 범위이면, 저신장 변형시부터 인간의 움직임에 추종하는데에 적합한 신장 저항력을 발현하는 것을 의미하고, 하이킹 등에서 완만한 움직임으로 장시간 착용할 경우나 스트레치 운동 등, 몸을 크게 움직이는 경우에도, 의복이 기분 좋게 몸을 홀드하면서 신장함으로써 스트레스를 느끼지 않는 쾌적 스트레치 의료로 된다. 또한, 비교적 준민한 움직임이 필요하게 되거나, 순발적으로 큰 움직임이 필요한 육상경기 등의 스포츠 의료 용도에 적용하기 위해서는, 신장 에너지는 2.5μJ/dtex 이상이 보다 바람직한 범위로서 들 수 있다. 이 생각에 따르면, 여기에서 말하는 신장 에너지는 보다 높을수록 홀드감이 증가하고, 동작 추종성도 뛰어난 것으로 된다고 말할 수도 있지만, 과잉하게 높임으로써 몸의 움직임을 방해하고, 과잉하게 홀드감은 조임으로서 스트레스로 될 경우도 있기 때문에, 실질적으로 본 발명의 목적을 달성하는 상한값은, 10.0μJ/dtex 이하이며, 신장 에너지가 2.5∼10.0μJ/dtex의 범위에 있는 것이 특히 바람직한 범위로서 들 수 있다.

멀티필라멘트의 신장 변형을 상기로 하기 위해서는, 본 발명과 같이 코일지름 분포에 있어서의 군의 상관이 적당한 범위에 있는 것이 매우 중요하고, 이것에 의해 본 발명의 특이적인 변형 프로필이 얻어진다. 즉, 본 발명의 신축 가공사에 있어서는, 멀티필라멘트를 구성하는 섬유간의 코일지름차의 제어가 중요한 요건이며, 구체적으로는, 코일지름의 최대의 군 평균값과 최소의 군 평균값의 비(최대의 군 평균값/최소의 군 평균값)가 3.00 미만인 것이 필요하다.

본 발명에서 말하는 코일지름의 군 평균값이란, 상술한 방법으로 측정한 멀티필라멘트의 코일지름 분포로부터 군을 분류하고, 각 군에 포함되는 코일지름의 수평균을 산출하고, 소수점 제3자리에서 사사오입한 값을 의미한다. 코일지름 분포의 군 중에서, 상기 방법으로 산출한 군 평균값을 비교했을 때, 군 평균값 중 최대의 것이 최대의 군 평균값, 최소의 것이 최소의 군 평균값이다. 그리고, 최대의 군 평균값으로부터 최소의 군 평균값을 나누어서 구한 값을 소수점 제2자리에서 사사오입한 값이 최대의 군 평균값과 최소의 군 평균값의 비이다. 이 값이 클수록 신축 가공사를 구성하는 섬유간에서 코일지름의 괴리가 커지는 것을 의미하고 있다.

본 발명의 신축 가공사에 있어서는, 멀티필라멘트의 신장-응력 곡선이 단계적인 변형으로 되지 않고, 양호한 신장 에너지를 얻기 위해서는 최대의 군 평균값과 최소의 군 평균값의 비는 1.50∼2.50의 범위가 보다 바람직한 범위로서 들 수 있다.

또한, 상기한 본 발명의 효과를 보다 현저한 것으로 하기 위해서는, 코일지름의 최소의 군 평균값의 군에 포함되는 섬유의 개수가, 멀티필라멘트를 구성하는 섬유의 총 개수의 20% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 범위에 있어서는, 멀티필라멘트의 신장-응력 곡선에 있어서, 저신장역에서의 응력이 향상하고, 저신장역으로부터 양호하게 응력이 발현되기 때문에 신장 에너지가 증대하고, 본 발명의 신축 가공사의 특징인 작은 동작을 할 경우의 홀드감을 적합하게 발현시킬 할 수 있다. 코일지름의 최소의 군 평균값의 군에 포함되는 섬유의 개수는 증가시킴에 따라서 저신장시의 홀드감을 높이는 효과가 있고, 본격적인 스포츠 의료로서 적용하는데 적합한 범위로서, 최소의 군 평균값의 군에 포함되는 실의 개수는 40% 이상을 들 수 있고, 본 발명의 보다 바람직한 범위로서 들 수 있다. 또, 코일지름의 최소의 군 평균값의 군에 포함되는 섬유의 개수의 상한은 특별하게 한정되지 않지만, 본 발명의 취지인 가공사의 신장에 따라서, 사이즈가 다른 섬유가 경사적으로 변형하기 위해서는 코일지름이 큰 섬유도 일정한 비율로 존재하는 것이 바람직하고, 이 관점으로부터 하면, 최소의 군 평균값의 군에 포함되는 실의 개수는 섬유의 총 개수의 90% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80% 이하이다.

본 발명의 신축 가공사로 이루어지는 의복을 사람의 피부나 이너 등과의 밀착성을 높이는 것을 생각하면, 피접촉물에 접촉하는 표면적을 증대시키는 것은 유효하게 작용하고, 멀티필라멘트 중의 섬유의 섬유지름을 작게 하는 것이 적합하며, 본 발명에 있어서는 섬유의 평균지름이 15㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이러한 범위이면, 적당한 홀드성에 추가해, 직물이 피부의 신장에 추종시켜서 의료와 피부의 마찰이 크게 억제되게 되어 스트레스 프리한 동작 추종성을 발현하는 쾌적 스트레치 소재로 된다.

본 발명에서 말하는 섬유의 평균지름이란, 이하와 같이 해서 구할 수 있다.

우선, 신축 가공사를 멀티필라멘트인 채로 에폭시 수지 등의 포매제로 포매 하고, 이 횡단면을 주사형 전자현미경(SEM) 등으로 섬유가 10개 이상 관찰할 수 있는 배율로 모든 섬유에 대해서 화상을 촬영한다. 촬영된 각 화상에 있어서, 화상해석 소프트(예를 들면, 미타니쇼지사제 「WinROOF2015」)를 사용하여 섬유의 단면적(Af)을 계측하고, 이 단면적(Af)과 동일한 면적이 되는 진원의 지름을 산출한다. 이것을, 멀티필라멘트를 구성하는 모든 섬유에 대해서 측정하여 단순한 수평균을 구하고, 단위를 ㎛로 해서 소수점 제2자리를 사사오입한 값이 본 발명에서 말하는 섬유의 평균지름이다.

상술의 생각을 추진하면, 멀티필라멘트의 총 섬도가 동일할 경우, 섬유의 평균지름이 작아질수록 표면적이 증가하기 때문에, 섬유의 평균지름은 12㎛ 이하인 것이 보다 바람직한 범위로서 들 수 있다. 또한, 섬유의 평균지름이 작아짐에 따라, 직물로 했을 때의 밀착성에 추가해 섬유의 강성이 저하하기 때문에, 쾌적한 착용성에는 빠뜨릴 수 없는 소프트한 촉감이 얻어진다. 이 때문에, 직접 피부에 접촉하는 이너나 높은 동작 추종성이 요구되는 스포츠 속옷 용도에 적용 가능한 직물로 하기 위해서는, 섬유의 평균지름을 10㎛ 이하로 하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 신축 가공사는, 직물로 했을 때에는 뛰어난 동작 추종성을 갖고 있고, 당연히 사용 환경이 과혹한 스포츠 용도나 아웃도어 용도에서도 사용 가능한 것이기 때문에, 섬유 단면은 내마모성이 우수한 편심 심초 단면으로 하는 것이 필요하다.

본 발명에서 말하는 편심 심초 단면이란, 예를 들면 도 6(a)에 나타내는 바와 같은 다른 2종류 이상의 폴리머로 이루어지는 섬유 단면에 있어서, 초성분인 폴리머(B)가 심성분인 폴리머(A)를 완전하게 덮고 있고, 심성분의 무게중심점(a)이 섬유 단면의 중심점(c)과 다른 것을 의미한다. 도 6(a)에는 상기 편심 심초 단면을 갖는 복합섬유의 단면도를 예시하고 있지만, 수평 해칭이 초성분(폴리머(B)), 30deg 해칭(우상향 사선)이 심성분(폴리머(A)), 섬유 단면에 있어서의 심성분의 무게중심이 무게중심점(a)이며, 섬유 단면의 중심이 중심점(c)으로서 도시하고 있다.

이러한 편심 심초 단면에 있어서는, 초성분이 심성분을 완전하게 덮고 있음으로써 심성분과 초성분 사이(이하, 「심-초 성분간」이라고도 한다.)의 박리를 억제할 수 있기 때문에, 섬유나 직물에 마찰이나 충격이 가해져도 백화현상이나 보풀어 일어남 등이 생길 일이 없으므로 직물 품위를 유지할 수 있다.

그러나, 도 14(b)에 예시하는 바와 같은 종래기술의 편심 심초 단면에서는, 초성분(A)의 두께가 국소적으로 얇아지기 때문에, 섬유에 마찰이나 충격이 가해졌을 경우, 초성분(A)이 얇은 부분에 응력이 집중한 결과, 이 부분을 기점으로 해서 심-초 성분간에서 박리가 생길 경우가 있다.

또한, 이것을 회피하기 위해서, 초성분의 두께를 두껍게 설정했을 경우에는, 심성분의 무게중심점(a)과 섬유 단면의 중심점(c)의 거리(무게중심간 거리)가 가까워져 버려, 섬유의 권축 발현을 약화시켜 버릴 경우가 있다. 즉, 편심 심초 단면을 갖는 복합섬유에서는, 열처리 등에 의해 심성분과 초성분의 수축차가 생기고, 섬유가 크게 만곡함으로써 3차원적인 코일 형상의 권축이 발현되지만, 무게중심간 거리가 가까울 경우, 섬유를 만곡시키는 모멘트가 작기 때문에 섬유의 권축은 조대하게 되고, 스트레치성을 손상시키게 된다.

이 때문에, 본 발명의 신축 가공사에서는, 도 6(b)에 예시한 바와 같이, 섬유의 단면에 있어서 초성분의 일부가 균일한 박피인, 박피 편심 심초 단면인 것이 바람직하다.

섬유 단면이 상술한 바와 같은 특징적인 초성분의 배치임로써 심-초 성분간에 걸리는 응력을 분산할 수 있고, 또한 권축 특성에 중요하게 되는 무게중심간 거리를 크게 확보할 수 있다.

여기에서 말하는 박피 편심 심초 단면이란, 이하의 요건을 만족하는 편심 심초 단면을 의미한다.

(A) 심성분을 덮고 있는 성분의 최소로 되는 두께(S)와 섬유의 섬유지름(D)의 비(S/D)가 0.01∼0.10이다.

(B) 최소 두께(S)의 1.05배 이내의 두께의 주위 길이 부분(S비율)은 섬유 단면의 전체 주위 길이의 30% 이상을 차지하고 있다.

여기에서 말하는 초성분의 최소가 되는 두께(S)는 이하와 같이 구해지는 것이며, 도 6(b)를 사용하여 설명한다. 도 6(b)에는, 박피 편심 심초 단면을 갖는 복합섬유의 단면도를 예시하고 있지만, 수평 해칭이 초성분, 30deg 해칭이 심성분, 초성분의 최소가 되는 두께를 S, 섬유의 섬유지름을 D로 해서 도시하고 있다.

우선, 신축 가공사를 멀티필라멘트인 채로 에폭시 수지 등의 포매제로 포매 하고, 이 횡단면을 투과형 전자현미경(TEM)으로 10개 이상의 섬유를 관찰할 수 있는 배율로 해서 화상을 촬영한다. 이 때, 금속 염색을 실시하면 폴리머간의 염색차를 이용하여, 심성분과 초성분의 접합부의 콘트라스트를 명확히 할 수 있다. 촬영된 각 화상으로부터 동일화상 내에서 무작위로 추출한 10개에 대해서, 상술한 방법으로 섬유의 섬유지름을 측정한 값이 본 발명에서 말하는 섬유의 섬유지름(D)에 상당한다. 여기에서, 10개 이상의 관찰이 불가능한 경우에는, 다른 섬유를 포함해서 합계로 10개 이상을 관찰하면 좋다.

또한, 섬유의 섬유지름(D)을 측정한 화상을 이용하여, 10개 이상의 섬유에 대해서 심성분을 덮고 있는 초성분의 최소가 되는 두께를 측정한 값이, 본 발명에서 말하는 최소 두께(S)에 상당한다. 또한, 이들 섬유의 섬유지름(D)과 최소 두께(S)에 대해서는, 단위를 ㎛로 해서 측정하고, S/D를 산출한다. 이상의 조작을 촬영한 10화상에 대해서 단순한 수평균값을 구하고, 소수점 제3자리에서 사사오입한 값을 구하는 것이다.

본 발명의 신축 가공사는, 섬유 단면이 상술과 같은 박피 편심 심초 단면임으로써 양호한 스트레치성을 가지면서도, 심-초 성분간에 걸리는 응력을 분산할 수 있기 때문에 양호한 내마모성이 얻어진다.

여기에서, 본 발명에서 말하는 내마모성이란, 예를 들면 JIS L1096(2010)에 나타내어지는 마틴데일법으로 평가할 수 있다. 상기 측정법에서는, 대상의 섬유를 편직, 염색한 직물 샘플과 표준 마모포의 마모시험을 행하고, 마모 횟수 100회마다 직물 샘플 변퇴색을 평가하는 것이며, 변퇴색의 정도가 기준 스케일과 동등해지는 마모 횟수에서 내마모성을 평가하는 것이다. 본 발명의 신축 가공사에 있어서는, 내마모성이 2000회 이상인 것이 바람직한 범위로서 들 수 있다. 특히, 스포츠 용도나 아웃도어 용도와 같이 과혹한 환경에서 사용할 경우에는, 내마모성이 2500회 이상인 것이 보다 바람직하고, 특히 바람직하게는 내마모성이 3000회 이상이다.

본 발명의 신축 가공사는, 고차가공에 있어서의 공정 통과성이나 가공해서 직물로 했을 때의 실사용을 생각하면, 일정 이상의 인성을 가지는 것이 적합하고, 섬유의 파단시의 강도와 신도는 이하와 같은 것이 바람직하다.

본 발명의 강도란, JIS L1013(2010)으로 나타내어지는 조건으로 섬유의 하중-신장 곡선을 구하고, 판단시의 하중값을 초기 섬도로 나눈 값이며, 신도란 파단시의 신장을 초기 시료길이로 나눈 값이다. 여기에서, 초기 섬도란, 섬유의 단위길이의 중량을 복수회 측정한 단순한 평균값으로부터, 10000m당의 중량을 산출한 값을 의미한다.

여기에서 말하는 강도 및 신도는 목적으로 하는 용도 등에 따라서, 후술하는 제조 공정의 조건을 제어함으로써 조정하는 것이 바람직하지만, 본 발명의 신축 가공사의 목표로서는, 강도가 0.5∼10.0cN/dtex, 신도가 5∼700%를 바람직한 범위로서 들 수 있다.

본 발명의 신축 가공사를 이너나 아우터 등의 일반 의료 용도로 사용할 경우에는, 강도가 1.0∼4.0cN/dtex, 신도가 20∼40%로 하는 것이 바람직하다. 또한, 사용 환경이 과혹한 스포츠 의료 용도 등에서는 강도가 3.0∼5.0cN/dtex, 신도가 10∼40%로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 신축 가공사는 섬유길이 방향의 섬유지름 불균일, 즉 섬도 불균일의 지표인 우스터 불균일 U%가 1.5% 이하인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 직물의 염색 불균일을 회피할 수 있을 뿐만 아니라, 직물의 수축 불균일에 의한 품위의 저하를 회피하여 양호한 직물 품위를 얻을 수 있다. 우스터 불균일 U%는, 보다 바람직하게는 1.0% 이하이다.

본 발명의 신축 가공사는, 섬유 권취 패키지나 토우, 컷 파이버, 솜, 파이버볼, 코드, 파일, 직편, 부직포 등 다양한 중간체로서 다양한 섬유제품으로 하는 것이 가능하다. 여기에서 말하는 섬유제품은, 재킷, 치마, 바지, 속옷 등의 일반의료로부터, 스포츠 의료, 의료 자재, 카페트, 소파, 커튼 등의 인테리어 제품, 카 시트 등의 차량내장품, 화장품, 화장품 마스크, 와이핑 크로스, 건강용품 등의 생활 용도나 연마포, 필터, 유해물질 제거 제품, 전지용 세퍼레이터 등의 환경·산업 자재 용도에 사용할 수 있다.

다음에, 본 발명의 신축 가공사의 바람직한 제조 방법에 대해서 서술한다.

본 발명의 신축 가공사로 하기 위해서는, 편심 심초 단면을 갖는 복합섬유로 이루어지는 멀티필라멘트에 있어서, 권축의 코일지름 분포에 2개 이상의 군을 갖고, 각 군의 군 평균값의 괴리가 특정의 범위로 제어되어 있는 것이 필요하게 된다.

이 편심 심초 단면을 갖는 복합섬유의 제조 방법으로서는, 일본국 특허 제5505030호나 일본국 특허 제5703785호의 명세서에 기재된 분배 방식의 복합구금을 사용한 복합 방사가 적합하게 사용된다.

도 12(a)∼도 12(c)에 본 발명에 적합하게 사용되는 복합구금의 개략 단면도를 나타낸다.

또, 도 12(a)∼도 12(c)는 정단면도로 되므로, 제1성분 폴리머 토출구멍이나 제2성분 폴리머 토출구멍이 집합한 토출구멍군은 2개밖에 기재되어 있지 않지만, 본 발명의 실시에 있어서의 토출구멍군의 수는 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 사용되는 복합구금은, 제1성분 폴리머 및 제2성분 폴리머에 의해서 구성되는 복합 폴리머류를 토출하기 위한 복합구금이며, 도 12(a)에 나타내는 바와 같이, 각 폴리머 성분을 계량하는 복수의 계량구멍을 갖는 계량판(14), 각 폴리머 성분을 분배하기 위한 분배구멍(18)이 형성된 1매 이상의 분배판(15), 및 토출판(16)으로 구성되어 있다. 도 12(a)에 나타내는 복합구금에는, 분배판(15)으로서, 또한 분배홈(17)이 형성된 분배판(15)을 구비하고 있다. 각 분배판(15)은 박판으로 구성되는 것이 바람직하다. 도 12(a)에서는 분배판(15)은 2매 사용되어 있다. 계량판(14)과 분배판(15), 분배판(15)과 토출판(16)은, 위치결정핀에 의해 방사팩의 중심위치(심)가 맞도록 위치결정을 행하고, 적층한 후에, 나사나 볼트 등으로 고정해도 좋고, 열압착에 의해 금속 접합(확산 접합)시켜도 좋다. 특히, 분배판(15)은 박판을 사용하기 때문에, 분배판(15)끼리는 열압착에 의해 금속 접합(확산 접합)시키는 것이 바람직하다.

계량판(14)으로부터 공급된 각 성분의 폴리머는, 적어도 1매 이상 적층된 분배판(15)의 분배홈(17) 및 분배구멍(18)을 통과한 후에 합류하여, 복합 폴리머류가 형성된다. 그 후, 복합 폴리머류는 토출판(16)의 토출 도입구멍(19), 및 축소구멍(20)을 통과하여 구금 토출구멍(21)으로부터 토출된다.

또, 복합구금의 설명이 착종(錯綜)하는 것을 피하기 위해서 도시하고 있지 않지만, 계량판(14)의 분배판(15)측과는 반대인 상류측에 적층하는 부재에 관해서는, 방사기 및 방사팩에 맞추어서 유로를 형성한 부재를 사용하면 좋다. 덧붙여서 말하면, 계량판(14)을 기존의 유로 부재에 맞춰서 설계함으로써 기존의 방사팩 및 그 부재를 그대로 활용할 수 있다. 이 때문에, 특히 상기 복합구금 때문에 방사기를 전유화(專有化)할 필요는 없다.

또한, 유로와 계량판(14)간 또는 계량판(14)과 분배판(15)간에 복수매의 유로판(도시하지 않음)을 적층하는 것도 바람직하다. 이것은 구금 단면방향 및 섬유의 단면방향으로 효율적으로 폴리머가 이송되는 유로를 설치하여, 분배판(15)에 도입되는 구성으로 하는 것이 목적이다. 토출판(16)으로부터 토출된 복합 폴리머류는, 종래의 용융방사법에 따라 냉각 고화 후, 유제를 부여받고, 규정의 주속으로 된 롤러로 인취되어서 본 발명의 복합섬유가 제조된다.

여기에서, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 중요한 포인트인, 종래기술의 제조 방법에서는 근본적인 과제였던 토출 구부러짐 현상을 대폭 억제하면서도, 복합섬유의 권축을 고도한 레벨로 발현시킬 수 있는 원리에 대해서 이하에 설명한다.

복합단면에 의해서 토출 구부러짐 현상을 억제하기 위해서는, 복합단면 상의 각 폴리머의 중심간의 거리를 짧게 하고, 복합 폴리머류의 단면방향에 있어서의 속도 분포의 비대칭성을 완화하는 것이 가장 유효하다. 그러나, 성분의 무게중심간 거리가 짧으면, 가열하는 등의 수축 처리를 행한 경우에도 고수축 성분측으로의 섬유의 만곡이 작아짐으로써 완만한 권축밖에 발현되지 않게 된다. 즉, 종래기술의 경우에는, 토출 구부러짐의 억제와 고도한 권축 발현은 양립할 수 없는 것이며, 토출 구부러짐과 권축 발현에는 트레이드오프의 관계가 존재하는 것이었다.

이 유효한 대책으로서는, 예를 들면 특허문헌 7에서도 제안이 있는 사이드 바이 사이드 단면에 박피를 피막한 편심 심초 단면을 형성시키는 것이 생각된다. 그러나, 도 10(b) 및 도 10(c)에 나타내는 바와 같은 종래기술의 복합구금에서는, 이상적인 박막 부분을 안정적으로 형성시키기 위한 극소적인 폴리머량의 흐름을 치밀하게 제어하면서, 또한 이상체류를 발생시키는 일없이 경시적으로 안정된 흐름을 형성시키는 것이 곤란하여, 잠재권축 발현성 섬유의 제조 방법으로서 채용된 사례는 실질적으로 적다. 이 때문에, 잠재권축 발현성 섬유의 제사에는, 주로 사이드 바이 사이드 단면이 채용되고, 적용하는 폴리머의 점도나 단섬유 섬도 등에 영향이 있는 단구멍 토출량 등의 토출 조건에 제약이 있는 중에서의 제조를 어쩔 수 없이 하고 있었다.

그래서, 본 발명자들은 상기 과제에 대하여 예의 검토를 거듭한 결과, 본 발명처럼, 분배판(15)의 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에 있어서, 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍을 복수의 제2성분 폴리머 분배구멍이 둘러싼 폴리머 분배구멍군이 형성되어 있고, 상기 폴리머 분배구멍군에 있어서의 제2성분 폴리머 분배구멍의 적어도 일부가, 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍의 원주부의 외측에 반원주 형상 배열로 배치되어 있음으로써, 상기한 트레이드오프의 관계를 갖고 있었던 토출 구부러짐과 권축 발현을 해소할 수 있는 것을 찾아냈다.

본 발명에 있어서의 「폴리머의 토출경로 방향」이란, 각 폴리머 성분이 계량판에서 토출판의 구금 토출구멍까지 흐르는 주방향을 말한다.

본 발명에 있어서의 「폴리머 분배구멍군」이란, 각 성분의 폴리머류가 분배판(15)으로부터 1구멍의 토출 도입구멍(19)을 향해서 토출될 때에 통과하는, 분배판(15)의 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에 형성된 분배구멍의 집합체를 말한다.

본 발명에 있어서의 「반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍」이란, 도 11(a)에 나타내는 폴리머 분배구멍군에 있어서의 제1성분 폴리머 분배구멍(9)과 같이, 폴리머 분배구멍군의 최외접원(11)에 있어서 최외접원(11)을 2등분하고, 또한 제1성분 폴리머 분배구멍(9)이 그 2등분된 한쪽의 반원에 모두 포함하는 것이 가능해지는 직선(12)을 그을 수 있는 배열을 말한다. 여기에서 말하는 한쪽의 반원에 모두 포함한다는 것은 반원의 내측 및 직선(12) 상에 제1성분 폴리머 분배구멍(9)이 존재하는 상태를 가리킨다. 또한 직선(12)을 그을 수 없는 배열은 「원 형상 배열」이라고 한다.

본 발명에 있어서의 「제2성분 폴리머 분배구멍의 적어도 일부가, 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍의 원주부의 외측에 반원주 형상 배열」이란, 도 11(a)에 나타내는 폴리머 분배구멍군에 있어서의 제2성분 폴리머 분배구멍(10)과 같이, 직선(12)과 최외접원(11)에 의해서 형성된 2개의 반원 중, 제1성분 폴리머 분배구멍(9)이 포함되는 반원 내의 제2성분 폴리머 분배구멍(10)의 모두가, 제1성분 폴리머 분배구멍(9)의 외측 또한 상기 반원의 원주방향을 따른 곡선(13) 상에 있는 배열을 말한다. 도 11(a)에서는, 반원주 형상 배열은 일렬이지만, 몇열이라도 좋다.

상기 본 발명의 원리를 폴리머의 흐름 형태를 따라서 설명한다. 제1성분 폴리머, 제2성분 폴리머의 양쪽 폴리머류는, 분배판(15)의 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에 형성된 분배구멍(18)으로부터 토출 도입구멍(19)을 향해서 일제히 토출되어, 각 폴리머류가 폴리머의 방출경로 방향에 수직인 방향으로 폭을 넓히면서, 폴리머의 방출경로 방향을 따라서 흘러 양 폴리머가 합류하고, 복합 폴리머류를 형성한다. 그 때, 우선 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍(9)을 복수의 제2성분 폴리머 분배구멍(10)이 둘러싸는 배치로 함으로써 구금 토출구멍으로부터 토출되어서 이루어지는 복합섬유에 있어서의 복합단면 상의 각 폴리머의 무게중심간에 거리가 생기고, 열처리시에 고수축 성분측으로 만곡해서 복합섬유에 권축 발현성을 부여할 수 있다. 또한, 토출 도입구멍(19)을 통과하는 복합 폴리머류가 구멍의 벽면으로부터 받는 저항이 일정하게 되고, 복합 폴리머류의 단면방향에 있어서의 속도분포의 비대칭성을 완화할 수 있기 때문에, 구금 토출구멍(21)으로부터 토출될 때에 보이는 복합 폴리머류의 고점도 폴리머측으로 만곡은 저감되어, 토출 구부러짐 현상을 억제할 수 있다.

또한 본 발명에 있어서의 분배판(15)에서의 각 폴리머의 분배 방법은, 도 13에 나타내는 바와 같이, 하나의 분배구멍(18)에 대하여 하나의 분배홈(17)을 구성하는 토너먼트 방식의 유로를 사용하는 것이 바람직하다. 분배홈(17)의 단부에 폴리머류를 하류측으로 도입하는 분배구멍(18)을 형성함으로써 폴리머의 이상체류를 없애, 폴리머의 분배성이 높고, 폭넓은 토출범위에서 유량이나 유속을 정밀하게 제어하면서 폴리머류를 합류할 수 있다. 이것에 의해 종래의 복합구금에 있어서의 폴리머 합류시의 과제이었던, 폴리머량의 흐름을 치밀하게 제어하면서, 또한 이상체류를 발생시키지 않고 경시적으로 안정된 흐름을 형성시킬 수 있다.

또한 제2성분 폴리머 분배구멍(10)의 적어도 일부를, 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍(9)의 원주부의 외측에 반원주 형상 배열로 배치하면, 토출 도입구멍(19)에 토출된 복합 폴리머류가 구금 토출구멍으로부터 토출됨으로써 얻어지는 복합섬유의 복합단면을 사이드 바이 사이드 단면에 박피 피막한 편심 심초 단면(도 11(b) 참조)으로 할 수 있고, 양호한 권축 발현성을 기대할 수 있다. 또한 상술한 바와 같이 분배판(15)에서의 각 폴리머의 분배 방법을 도 13과 같은 토너먼트 방식으로 함으로써, 박피 부분을 형성하는 극소적인 폴리머량의 흐름을 치밀하게 제어할 수 있고, 특허문헌 7과 같은 종래 구금이 갖는 폴리머 고임부도 필요로 하지 않기 때문에, 이상체류를 발생시키지 않고 경시적으로 안정된 흐름을 형성시킬 수 있다.

본 발명의 분배판(15)의 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에 형성된 폴리머 분배구멍군에 있어서는, 제2성분 폴리머 분배구멍(10)의 전체 구멍수(Ht)와, 그 중 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍(9)의 원주부의 외측에 반원주 형상 배열로 배치된 제2성분 폴리머 분배구멍(10)의 구멍수(Ho)가 하기 식 (1)을 만족하도록 배치하는 것이 바람직하다.

1/16 <Ho/Ht<1/4 …식 (1)

식 (1)을 만족하는 제2성분 폴리머 분배구멍(10)의 배치로 함으로써 구금 토출구멍에서의 토출 구부러짐 현상을 억제할 수 있고, 사이드 바이 사이드 단면(도 8(a) 참조)과 같은 정도의 권축 발현성을 발현하는 복합섬유를 얻을 수 있다.

여기에서, 식 (1)의 도출에 관해서 상세하게 설명한다. 본 발명의 분배판(15)의 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에 형성된 폴리머 분배구멍군에 있어서의 제2성분 폴리머 분배구멍(10)의 전체 구멍수(Ht)와, 그 중 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍(9)의 원주부의 외측에 반원주 형상 배열로 배치된 제2성분 폴리머 분배구멍(10)의 구멍수(Ho)의 관계는, 본 발명의 복합구금을 이용하여 얻어지는 복합섬유의 복합단면에 있어서의 박피 부분의 두께를 결정하는 것이다.

본 발명에 있어서의 「박피 부분의 두께」란, 예를 들면 도 11(b)의 부호 「S」로 나타낸 바와 같이 제1성분 폴리머를 덮고 있는 제2성분 폴리머의 두께 중, 최소가 되는 두께를 말한다.

Ho/Ht의 값을 1/4보다 작게 함으로써 박피 부분의 두께가 충분하게 얇아지고, 제1성분 폴리머의 무게중심점(a)과 복합섬유 단면의 중심점(c)의 거리가 충분하게 떨어짐으로써, 얻어지는 복합섬유에 양호한 권축 발현성을 부여할 수 있기 때문에 바람직하다. 특히 Ho/Ht를 1/6보다 작게 함으로써, 얻어지는 복합섬유의 권축 발현성은 종래의 사이드 바이 사이드 단면을 갖는 잠재권축 발현성 섬유와 손색없는 성능을 발현할 수 있기 때문에, 보다 바람직한 범위로서 들 수 있다.

한편, 박피 부분의 두께를 얇게 함에 따라서, 토출 도입구멍(19)에서의 복합 폴리머류의 단면방향에 있어서의 속도분포의 비대칭성이 확대됨으로써 구금 토출구멍으로부터의 토출 구부러짐 현상 억제 효과가 작아진다. 그 때문에, 토출 구부러짐 현상 억제 효과를 충분하게 얻기 위해서는, Ho/Ht의 값은 1/16보다 크게 하는 것이 바람직하다. 특히 1/10보다 크게 함으로써 복합단면을 분배구멍군에 의한 점토출로 형성하는 본 발명에 있어서는, 박피 부분을 형성하는 반원주 형상 배열로 배치된 제2성분 폴리머 분배구멍(10)의 구멍수를 충분하게 형성할 수 있고, 박피 부분에서의 요철 불균일이 없는 균질한 복합단면을 얻을 수 있기 때문에, 보다 바람직한 범위로서 들 수 있다.

본 발명의 토출판(16)에 있어서는, 생산 효율이나 다품종화의 관점으로부터, 복합 폴리머류를 토출하기 위한 구금 토출구멍이 1.0×10^-2구멍/㎟ 이상의 구멍 충전밀도로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 「구멍 충전밀도」란, 복합구금에 있어서의 구금 토출구멍수를 구금 면적으로 나눔으로써 구한 값을 말한다.

종래의 복합구금에 있어서는, 편심 심초 단면을 형성하기 위해서는, 폴리머류를 접합하기 위한 유로에 추가해서, 피막을 위한 별도 유로 등을 설치할 필요가 있었다. 이 때문에, 1개의 섬유를 형성하기 위한 도입구멍이나 유로의 가공 면적을 넓게 할 필요가 있고, 구멍 충전밀도는 기껏 5.0×10^-3구멍/㎟ 정도로 되어 버리기 때문에, 1개의 복합구금로부터 얻어지는 섬유의 개수(필라멘트수)가 제한되는 것이었다.

한편, 본 발명의 복합구금에서는, 분배판(15)에서의 토너먼트 방식의 유로에 의해 각 폴리머를 분배해서 복합단면을 형성하기 때문에, 폴리머류를 접합하는 유로와 피막을 위한 유로를 동일 유로에서 가공할 수 있다. 이 때문에, 종래기술의 과제이었던 구멍 충전밀도를 극한까지 증대시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 복합구금에 있어서는, 종래의 복합구금에서는 달성할 수 없었던 1.0×10^-2구멍/㎟ 이상의 구멍 충전밀도를 가능하게 된다. 이것은 1개의 복합구금으로부터 얻어지는 섬유의 개수가 2배 이상으로 되어, 생산성 향상 효과를 충분하게 발휘할 수 있는 것을 의미하고, 본 발명의 바람직한 범위로서 들 수 있다. 이 관점을 추진하면, 의료 용도에서 요구되는 소프트감을 얻기 위해서 1개의 구금 토출구멍당의 폴리머량을 소량으로 해서 얻어지는 복합섬유의 섬유지름을 가늘게 하는, 소위 세섬도화의 품종을 제조할 때에도, 종래와 동등 이상의 생산성을 유지하는 것이 가능해지고, 이것을 달성할 수 있는 범위로서 구멍 충전밀도가 1.5×10^-2구멍/㎟ 이상인 것이 보다 바람직하다.

구멍 충전밀도를 높게 할수록 생산성 향상이나 다품종화에 있어서는 바람직하지만, 구멍 충전밀도를 높게 하기 위해서 분배구멍이나 분배홈, 토출 도입구멍의 크기를 지나치게 작게 하면, 복합섬유를 제조할 때에 폴리머 내의 이물 등에 의한 막힘이 발생하여 제사성이 악화될 우려가 있기 때문에, 실질적인 상한은 5.0×10^-2구멍/㎟이다.

이하, 도 12(a)∼도 12(c)에 예시한 복합구금을 계량판(14), 분배판(15)을 거쳐서 복합 폴리머류로 되고, 이 복합 폴리머류가 토출판(16)의 구금 토출구멍으로부터 토출될 때까지를 복합구금의 상류로부터 하류로 폴리머의 흐름을 따라서 순차적으로 설명한다.

방사팩 상류로부터 제1성분 폴리머, 제2성분 폴리머가, 계량판의 제1성분 폴리머용 계량구멍(22a), 제2성분 폴리머용 계량구멍(22b)에 유입되고, 하단에 형성된 구멍 조리개에 의해 계량된 후, 분배판(15)에 유입된다. 여기에서, 각 폴리머는 각 계량구멍에 구비하는 조리개에 의한 압력손실에 의해 계량된다. 이 조리개의 설계의 목표는, 압력손실이 0.1㎫ 이상으로 되는 것이다. 한편, 이 압력손실이 과잉해져서 부재가 변형되는 것을 억제하기 위해서, 30.0㎫ 이하로 되는 설계로 하는 것이 바람직하다. 이 압력손실은 계량구멍마다의 폴리머의 유입양 및 점도에 의해 결정된다. 예를 들면, 온도 280℃, 변형속도 1000s^-1에서의 점도가 100∼200㎩·s의 폴리머를 사용하고, 방사온도 280∼290℃, 계량구멍마다의 토출량이 0.1∼5.0g/min으로 용융방사할 경우에는, 계량구멍의 조리개는 구멍 지름 0.01∼1.00㎜, L/D(토출구멍 길이/토출구멍 지름) 0.1∼5.0이면, 계량성 좋게 토출하는 것이 가능하다. 폴리머의 용융점도가 상기 점도범위보다 작아질 경우나 각 구멍의 토출량이 저하할 경우에는, 구멍 지름을 상기 범위의 하한에 가까워지도록 축소 또는 구멍 길이를 상기 범위의 상한에 가까워지도록 연장하면 좋다. 반대로 고점도, 또는 토출량이 증가할 경우에는, 구멍 지름 및 구멍 길이를 각각 반대의 조작을 행하면 좋다.

또한, 이 계량판(14)을 복수매 적층하고, 단계적으로 폴리머량을 계량하는 것이 바람직하고, 2단계로부터 10단계로 나누어서 계량구멍을 형성하는 것이 보다 바람직하다. 이 계량판 또는 계량구멍을 복수회로 나누는 행위는, 10^-5g/min/hole 오더와 종래기술에서 사용되고 있는 조건보다 몇자리 낮은 미소량의 폴리머를 제어하기 위해서는 바람직한 것이다.

각 계량구멍(22a, 22b)으로부터 토출된 폴리머는 분배판(15)의 분배홈(17)에 각각 유입된다. 분배판(15)에서는, 각 계량구멍(22a, 22b)으로부터 유입된 폴리머를 모으는 분배홈(17)과 이 분배홈의 하면에는 폴리머를 하류로 흘리기 위한 분배구멍(18)이 형성되어 있다. 분배홈(17)에는 2구멍 이상의 복수의 분배구멍(18)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 분배판(15)은, 도 13에 나타내는 바와 같이 1개의 분배구멍(18)에 대하여 1개의 분배홈을 구성하는 토너먼트 방식의 유로라도 되고, 복수의 분배구멍(18)에 대하여 1개의 분배홈을 구성하고 일부에서 각 폴리머가 개별적으로 합류와 분배가 반복되는 토너먼트 방식의 유로라도 된다. 이것은 복수의 분배구멍(18)-분배홈(17)-복수의 분배구멍(18)과 같은 반복을 행하는 유로 설계로 해 두면, 폴리머류는 다른 분배구멍에 유입될 수 있다. 이 때문에, 가령 분배구멍(18)이 부분적으로 폐색된 경우에도 하류의 분배홈(17)에서 결락된 부분이 충전된다. 또한, 동일한 분배홈(17)에 복수의 분배구멍(18)이 형성되고, 이것이 반복됨으로써, 폐색된 분배구멍(18)의 폴리머가 다른 구멍에 유입되어도 그 영향은 실질적으로 전무하게 된다. 또한, 다양한 유로를 거친, 즉 열이력을 거친 폴리머가 분배홈(17)에서 복수회 합류하여 점도가 균질화되기 때문에, 점도 편차의 억제라고 하는 점에서도 크다. 특히 본 발명의 복합섬유에 있어서는, 복합단면의 치효 안정성을 높은 수준으로 유지하는 것이 제사 안정성으로 연결되기 때문에, 이 열이력이나 점도 편차에 대한 배려가 효과적이다.

또한, 이러한 분배구멍(18)-분배홈(17)-분배구멍(18)의 반복을 행하는 설계를 할 경우, 상류의 분배홈에 대하여 하류의 분배홈을 원주방향으로 1∼179°의 각도를 가지고 배치시켜 다른 분배홈으로부터 유입되는 폴리머를 합류시키는 구조로 하면, 다른 열이력 등을 받은 폴리머가 복수회 합류되기 때문에 복합단면의 제어에 효과적이다. 또한, 이 합류와 분배의 기구는, 상술의 목적으로부터 하면, 보다 상류부에서 채용하는 것이 바람직하고, 계량판(14)이나 그 상류의 부재에도 실시하는 것도 적합하다. 이러한 구조를 가진 복합구금은, 상술한 바와 같이 극소적인 폴리머량의 흐름을 치밀하게 제어하면서, 또한 이상체류를 발생시키지 않고 경시적으로 안정된 흐름을 형성하는 것이며, 본 발명에 필요하게 되는 복합단면의 치효 안정성을 토출범위에 의하지 않고 높은 수준으로 유지할 수 있는 복합섬유의 제조가 가능하게 된다.

복합섬유의 단면 형태는, 토출판(16) 바로 위의 분배판(15)의 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에 형성된 분배구멍의 배치에 의해 제어할 수 있다. 이 때, 단면 형태의 정밀도를 높이기 위해서 제1성분 폴리머 및 제2성분 폴리머를 토출판(16) 바로 위의 분배판(15)의 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에서는 초다수로 분배시키게 되므로, 분배구멍마다의 토출량이 매우 소량으로 된다. 이것에 의해, 분배구멍에 가해지는 압력손실도 10^-2로부터 10^-5㎫ 레벨로 매우 작아지게 되기 때문에, 각 분배구멍으로부터 토출된 폴리머류는 다른 폴리머류에 의한 간섭을 용이하게 받게 된다. 그 때문에, 폴리머간의 간섭을 억제하기 위해서는, 제1성분 폴리머 분배구멍(9) 및 제2성분 폴리머 분배구멍(10)의 구멍 지름을 조정하고, 각분배구멍으로부터 토출되는 폴리머류의 토출속도를 제어하는 것이 바람직하다.

유속비의 바람직한 범위로서는, 단분배구멍당의 제1성분 폴리머의 토출속도 F₁, 제2성분 폴리머의 토출속도를 F₂라고 했을 경우, 그 비(F₁/F₂ 또는 F₁/F₂)가 0.05∼20인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.1∼10의 범위이다. 이 범위이면, 토출판(16) 바로 위의 분배판(15)의 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에 형성된 분배구멍으로부터 토출된 폴리머는 서로 간섭하는 일없이 복합 폴리머류는 층류로서, 토출 도입구멍(19)을 거쳐서 축소구멍(20)으로 안내되기 때문에, 단면 형태가 안정되고, 정밀도 좋게 형태를 유지할 수 있다.

본 발명의 복합섬유를 달성하기 위해서는, 이러한 신규한 복합구금을 채용하는 것에 추가해서, 제1성분 폴리머의 용융점도 V₁과 제2성분 폴리머의 용융점도 V₂의 용융점도비(V₁/V₂)가 1.1∼15.0인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 「용융점도」란, 칩 형상의 폴리머를 진공건조기에 의해서, 수분율 200ppm 이하로 하고, 캐필러리 레오미터에 의해서 측정할 수 있는 용융점도를 가리키고, 방사온도에서의 동 전단속도시의 용융점도를 말한다.

본 발명에 있어서 복합섬유의 단면 형태는, 기본적으로 분배구멍의 배치에 의해 제어되지만, 각 폴리머가 합류하고, 복합 폴리머류를 형성한 후에 축소구멍(20)에 의해 단면방향으로 대폭 축소되게 된다. 이 때문에, 그 때의 용융점도비, 즉, 용융 폴리머의 강성비가 단면의 형성에 영향을 줄 경우가 있다. 이 때문에, 본 발명에 있어서는 V₁/V₂이 2.0∼12.0으로 하는 것이 보다 바람직하다. 특히 이러한 범위에 있어서는, 폴리머의 강성은 고수축 성분인 제1성분 폴리머가 높고, 저수축 성분인 제2성분 폴리머가 낮은 것으로 되고, 제사 공정이나 고차가공 공정에 있어서의 신장 변형에 있어서, 응력이 고수축 성분인 제1성분 폴리머에 우선적으로 부여되게 된다. 이 때문에, 고수축 성분이 고배향으로 되고, 수축차가 확대됨으로써 보다 고도한 권축을 발현할 수 있기 때문에, 복합섬유의 권축 발현성이라고 하는 관점으로부터도 바람직하다.

또한, 복합 폴리머류의 구금 토출구멍에서의 토출 구부러짐 현상 억제라고 하는 관점에 있어서는, V₁/V₂이 1에 가까울수록 좋다고 하게 되지만, 상기 권축 발현성까지를 고려하면, V₁/V₂이 2.0∼8.0으로 하는 것이 특히 바람직한 범위이다.

또, 이상의 폴리머의 용융점도에 관해서는, 동종의 폴리머이여도, 분자량이나 공중합 성분을 조정함으로써 비교적 자유롭게 제어할 수 있기 때문에, 본 발명에 있어서는 용융점도를 폴리머 조합이나 방사조건 설정의 지표로 하고 있다.

분배판(15)으로부터 토출된 복합 폴리머류는 토출판(16)에 유입된다. 여기에서, 토출판(16)에는 토출 도입구멍(19)을 형성하는 것이 바람직하다. 토출 도입구멍(19)이란, 분배판(15)으로부터 토출된 복합 폴리머류를 일정 거리의 사이, 토출면에 대하여 수직으로 흘리기 위한 것이다. 이것은 제1성분 폴리머와 제2성분 폴리머의 유속차를 완화시킴과 아울러, 복합 폴리머류의 단면방향에서의 유속분포를 저감시키는 것을 목적으로 하고 있다. 본 발명에 있어서는, 적어도 2종류 이상의 폴리머를 복합 폴리머류로 하게 되기 때문에, 이 토출 도입구멍(19)을 형성하는 것은 단면 형태나 토출 구부러짐 현상 억제 등의 토출 안정성이라고 하는 관점에서는 바람직한 것이다.

이 유속분포의 억제라고 하는 점에 있어서는, 각 폴리머의 분배구멍(18)에 있어서의 토출량, 구멍 지름 및 구멍수에 의해 폴리머의 유속 자체를 제어하는 것이 바람직하고, 유속비의 완화가 거의 완료된다고 하는 관점으로부터, 복합 폴리머류가 축소구멍(20)에 도입될 때까지 10^-1∼10초(=토출 도입구멍 길이/폴리머 유속)를 목표로 해서 토출 도입구멍(19)을 설계하는 것이 바람직하다. 이러한 범위이면, 유속의 분포는 충분하게 완화되어, 단면의 안정성 향상에 효과를 발휘한다.

다음에, 복합 폴리머류는 소망의 지름을 가진 토출구멍에 도입되는 동안에 축소구멍(20)에 의해 폴리머류를 따라서 단면방향으로 축소된다. 여기에서, 복합 폴리머류의 중층의 유선은 거의 직선 형상이지만, 외층에 가까워짐에 따라 크게 굴곡되게 된다. 본 발명의 복합섬유를 얻기 위해서는, 제1성분 폴리머, 제2성분 폴리머를 합친 무수한 폴리머류에 의해서 구성된 복합 폴리머류의 단면 형태를 무너뜨리지 않은 채, 축소시키는 것이 바람직하다. 이 때문에, 이 축소구멍(20)의 구멍벽의 각도는, 토출면에 대하여 30°∼90°의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 토출 도입구멍(19) 및 축소구멍(20)을 지나서 복합 폴리머류는, 분배구멍(18)의 배치 대로의 단면 형태를 유지하여 구금 토출구멍(21)으로부터 방사선에 토출된다. 이 구금 토출구멍(21)은 복합 폴리머류의 유량, 즉 토출량을 다시 계량하는 점과 방사선 상의 드래프트(=인취 속도/토출 선속도)를 제어하는 목적이 있다. 구금 토출구멍(21)의 구멍 지름 및 구멍 길이는, 폴리머의 점도 및 토출량을 고려해서 결정하는 것이 바람직하다. 본 발명의 복합섬유를 제조할 때에는, 토출구멍 지름(D)은 0.1∼2.0㎜, L/D(토출구멍 길이/토출구멍 지름)는 0.1∼5.0의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다.

본 발명의 복합섬유는 이상과 같은 복합구금을 이용하여 제조할 수 있고, 생산성 및 설비의 간이성을 감안하면, 용융방사로 실시하는 것이 바람직하다.

용융방사를 선택할 경우, 제1성분 폴리머 및 제2성분 폴리머로서, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프타레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아미드, 폴리락트산, 열가소성 폴리우레탄, 폴리페닐렌설파이드 등의 용융 성형 가능한 폴리머 및 그것들의 공중합체를 들 수 있다. 특히 폴리머의 융점은 165℃ 이상이면 내열성이 양호해서 바람직하다. 또한, 산화티탄, 실리카, 산화바륨 등의 무기질, 카본블랙, 염료나 안료 등의 착색제, 난연제, 형광증백제, 산화방지제, 또는 자외선 흡수제 등의 각종 첨가제를 폴리머 중에 포함하고 있어도 좋다.

제1성분 폴리머(고수축 성분) 및 제2성분 폴리머(저수축 성분)의 조합은, 가열처리를 실시했을 때에 수축차를 보이는 폴리머의 조합이 바람직하다. 이러한 관점에서는, 용융점도로 10㎩·s 이상의 점도차가 생기는 정도로 분자량 또는 조성에 차이가 있는 폴리머의 조합이 바람직하다.

구체적인 폴리머의 조합으로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프타레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리락트산, 열가소성 폴리우레탄, 폴리페닐렌설파이드를 제1성분 폴리머와 제2성분 폴리머에서 분자량을 변경해서 사용하거나, 한쪽을 호모폴리머로서, 다른쪽을 공중합 폴리머로서 사용하는 것이 박리를 억제한다고 하는 관점으로부터 바람직하다. 또한, 권축 발현성을 향상시킨다고 하는 관점에서는, 폴리머 조성이 다른 조합이 바람직하고, 예를 들면 제1성분 폴리머/제2성분 폴리머로, 예를 들면 폴리에스테르계로서 폴리부틸렌테레프탈레이트/폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트/폴리에틸렌테레프탈레이트, 열가소성 폴리우레탄/폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르계 엘라스토머/폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르계 엘라스토머/폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드계로서 나일론6-나일론66 공중합체/나일론6 또는 610, PEG 공중합 나일론6/나일론6 또는 610, 열가소성 폴리우레탄/나일론6 또는 610, 폴리올레핀계로서 에틸렌-프로필렌 고무 미분산 폴리프로필렌/폴리프로필렌, 프로필렌-α올레핀 공중합체/폴리프로필렌 등의 여러가지 조합을 들 수 있지만, 특히 폴리에스테르계나 폴리아미드계에서의 조합은 미세한 축형태의 발현이 가능해질 뿐만 아니라, 발색성이나 촉감, 내마모성, 치수안정성 등에도 뛰어나기 때문에 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에 있어서의 방사온도는, 상술한 관점으로부터 결정한 사용 폴리머 중, 주로 고융점이나 고점도의 폴리머가 유동성을 나타내는 온도로 하는 것이 바람직하다. 이 유동성을 나타내는 온도란, 폴리머 특성이나 그 분자량에 의해서도 다르지만, 그 폴리머의 융점이 목표기 되고, 융점+60℃ 이하로 설정하면 좋다. 이것 이하의 온도이면, 방사 헤드 또는 방사팩 내에서 폴리머가 열분해되거나 하지 않아 분자량 저하가 억제되고, 양호하게 복합섬유를 제조할 수 있다.

본 발명의 제조 방법에 있어서의 폴리머의 토출량은, 안정성을 유지하면서 용융 토출할 수 있는 범위로서, 토출구멍당 0.1g/min/hole∼20.0g/min/hole을 들 수 있다. 이 때, 토출의 안정성을 확보할 수 있는 토출구멍에 있어서의 압력손실을 고려하는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 압력손실은, 0.1㎫∼40㎫를 목표로 폴리머의 용융점도, 토출구멍 지름, 토출구멍 길이의 관계로부터 토출량을 이러한 범위로부터 결정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에 사용하는 복합섬유를 방사할 때의 제1성분 폴리머와 제2성분 폴리머의 비율은, 토출량을 기준으로 중량비로 30/70∼70/30의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다. 이 범위이면 복합단면의 장기안정성 및 복합섬유를 효율적으로, 또한 안정성을 유지하면서 밸런스 좋게 제조할 수 있다. 또한 무게중심점(a)과 중심점(c)의 거리가 충분하게 떨어지고, 양호한 권축 발현성을 실현할 수 있는 범위로서, 40/60∼60/40이 보다 바람직하다.

토출구멍으로부터 용융 토출된 폴리머류는 냉각 고화되어, 유제 등을 부여함으로써 집속되어, 주속이 규정된 롤러에 의해 인취된다. 여기에서, 이 인취속도는 토출량 및 목적으로 하는 섬유지름으로부터 결정하는 것이다. 본 발명에서는, 복합섬유를 안정되게 제조한다고 하는 관점으로부터, 롤러의 인취속도에 대해서는 500∼6000m/분 정도로 하면 좋고, 폴리머의 물성이나 섬유의 사용 목적에 따라 변경 가능하다. 방사된 복합섬유는 섬유의 1축 배향의 촉진에 의해 역학특성이 향상될 수 있을 뿐 아니라, 복합된 폴리머간에서의 연신시의 응력차와 연신시의 배향차로부터 생기는 열수축차의 확대에 의해 양호한 권축 발현성이 얻어진다고 하는 관점으로부터, 연신을 행하는 것이 바람직하다. 연신에 대해서는, 방사한 복합섬유를 일단 권취한 후에 연신을 실시하는 것도 좋고, 일단 권취하지 않고, 방사에 계속해서 연신을 행하는 것도 좋다. 또 연신에 추가해서 가연가공을 추가해도 좋다.

이 연신 조건으로서는, 예를 들면 한쌍 이상의 롤러로 이루어지는 연신기에 있어서, 일반적으로 용융방사 가능한 열가소성을 나타내는 폴리머로 이루어지는 섬유이면, 유리전이온도 이상 융점 이하의 온도로 설정된 제1롤러와 결정화 온도 상당으로 한 제2롤러의 주속비에 의해, 섬유 축방향으로 무리없이 잡아 늘려지고, 또한 열 셋트되어서 권취된다. 또한, 유리전이를 나타내지 않는 폴리머의 경우에는, 복합섬유의 동적 점탄성 측정(tanδ)을 행하고, 얻어지는 tanδ의 고온측의 피크 온도 이상의 온도를 예비 가열온도로서 선택하면 좋다. 여기에서, 연신배율을 높이고, 역학물성이나 잠재권축성을 향상시킨다고 하는 관점으로부터, 이 연신 공정을 다단으로 실시하는 것도 바람직한 수단이다. 상기와 같은 제조 방법에 의해 복합섬유를 제조할 경우에는, 도 6(b)에 나타낸 바와 같이, 섬유 단면의 일부가 초성분으로 이루어지는 균일한 박피로 구성된 박피 편심 심초 단면섬유가 되고, 본 발명에 사용하기 위해서는 보다 바람직한 단면 형태로서 들 수 있다. 상기 박피 편심 심초 단면섬유에 있어서는, 그 섬유 단면이 심성분을 덮고 있는 성분의 최소가 되는 두께(S)와 섬유지름(D)의 비(S/D)가 0.01∼0.10이며, 최소 두께(S)의 1.05배 이내의 두께의 주위 길이 부분(S비율)은 섬유 단면의 전체 주위 길이의 30% 이상을 차지하고 있는 것이 특히 바람직한 형태로서 들 수 있다. 이러한 범위로 함으로써, 권축을 좌우하는 무게중심점간 거리를 자유도 높게 설정할 수 있고, 섬유의 잠재권축의 코일지름의 제어폭을 널리 확보할 수 있다.

본 발명의 신축 가공사의 특징인, 멀티필라멘트 중에 2종류 이상의 권축이 혼재하는 상태로 하기 위해서는, 편심 심초 단면섬유를 사용함으로써 성분간의 무게중심간 거리를 섬유마다 변화시키는 방법이나, 편심 심초 단면섬유의 섬유마다의 섬유지름을 변경하는 방법, 또한 편심 심초 단면섬유에 가연가공을 실시하고, 잠재권축에 추가해서 현재적인 권축을 부여하는 방법, 코일지름이 다른 2종류의 편심 심초 단면섬유를 후혼섬하는 방법 등, 여러가지 방법을 채용하는 것이 가능하다. 본 발명의 특징인 코일지름이 큰 섬유에 코일지름이 작은 섬유가 일부 휘감긴 상태로 멀티필라멘트를 구성함으로써 코일지름이 작은 섬유의 신장 변형에 코일지름이 큰 섬유가 일부 추종하는 형태로 변형하게 되고, 멀티필라멘트 전체에서는 양호한 신장 변형으로 된다고 하는 관점에 있어서는, 박피 편심 심초 단면섬유의 섬유마다 섬유지름을 변경하는 방법, 또는 박피 편심 심초 단면섬유에 가연가공을 실시하는 방법이 적합하게 사용된다.

본 발명의 신축 가공사를 편심 심초 단면섬유의 섬유마다 섬유지름을 변경하는 방법으로 얻을 경우에는, "2종류 이상의 섬유지름이 다른 편심 심초 복합섬유가 멀티필라멘트 중에 혼재하는" 것이 바람직하다.

본 발명에서 말하는 "2종류 이상의 섬유지름이 다른 편심 심초 복합섬유가 멀티필라멘트 중에 혼재하는" 상태란, 실다발 단면을 상술한 섬유지름으로, 모든 단섬유를 평가했을 경우에 2개 이상의 섬유지름 분포를 취하는 상태를 말하고, 2종류의 섬유지름이 다른 편심 심초 복합섬유가 멀티필라멘트 내에 존재하는 상태이면, 도 5에 예시하는 바와 같은 2개의 섬유지름 분포(5-(a), 5-(c))를 취한다.

즉, 각 분포의 범위(분포폭)에 들어가는 섬유지름을 갖는 단섬유군을 "1종류"로 하고, 잠재권축사를 구성하는 모든 섬유의 측정 결과에 있어서, 이 섬유지름 분포가 도 5와 같이 2개 이상 존재하는 것이, 본 발명에서 말하는 "2종류 이상의 섬유지름이 다른 편심 심초 복합섬유가 실다발 중에 존재하고 있는" 것을 의미하고 있다. 여기에서 말하는 섬유지름의 분포폭(5-(e), 5-(f))이란, 각 단섬유군 중에서 가장 존재수가 많은 피크값인 중앙 섬유지름(5-(b), 5-(d))의 ±5%의 범위를 의미한다.

본 발명에서 사용하는 편심 심초 복합섬유에 열처리 등을 해서 권축 발현시켰을 경우에는, 그 섬유지름에 의존한 권축 형태를 취하기 위해서 멀티필라멘트 내에서 코일지름이 다른 복수의 권축이 혼재하게 된다. 즉, 멀티필라멘트를 구성하는 섬유의 중앙 섬유지름의 최대값(Dmax)과 최소값(Dmin)의 비(Dmax/Dmin)가 1.20 이상인 것이 바람직하다.

또한 여기에서 말하는 섬유지름 및 중앙 섬유지름비(Dmax/Dmin)란, 이하와 같이 해서 구할 수 있다.

우선, 잠재권축사를 에폭시 수지 등의 포매제로 포매하고, 이 횡단면을 주사형 전자현미경(SEM)(예를 들면, 기엔스사제 주사형 전자현미경, 형번 「VE-7800형」)으로 단섬유가 10개 이상 관찰할 수 있는 배율로, 모든 단섬유에 대해서 화상을 촬영한다. 촬영된 각 화상에 있어서, 화상해석 소프트(예를 들면, 미타니 쇼지 가부시키가이샤제 「WinROOF2015」)를 사용하여, 단섬유의 단면적(Af)을 계측하고, 이 단면적(Af)과 동일한 면적이 되는 진원의 직경을, 단위를 ㎛로 해서 산출하고, 소수점 제2자리를 사사오입함으로써 섬유지름을 산출한다. 이것을 잠재권축사를 구성하는 모든 단섬유에 대해서 상기 측정을 실시하고, 이 결과로부터 도 5와 같은 섬유지름의 분포를 작성하고, 섬유지름마다 단섬유를 분류한 후에, 각 단섬유군에 있어서 가장 존재수가 많은 피크값인 중앙 무게중심점간 거리를 구한다. 이 결과를 기초로, 잠재권축사 중에서 중앙 무게중심점간 거리가 최대인 것(Dmax) 및 최소인 것(Dmin)을 사용하여, 중앙 무게중심점간 거리비(Dmax/Dmin)를 산출한다.

Dmax/Dmin가 1.20 이상이면, 코일지름이 큰 섬유에 코일지름이 작은 섬유가 일부 휘감긴 상태의 멀티필라멘트를 구성할 수 있고, 본 발명의 목적인 코일지름이 작은 섬유의 신장 변형에 코일지름이 큰 섬유가 일부 추종하는 형태로 변형하는 신축 가공사를 얻을 수 있다. 또한, Dmax/Dmin가 1.30∼2.00이면, 섬유간에서 권축 위상 어긋남을 발생시켜 멀티필라멘트의 신장-응력 곡선이 단계적인 변형으로 되지 않아, 양호한 신장 에너지를 가진 신축 가공사를 얻을 수 있기 때문에 보다 바람직한 범위로서 들 수 있다.

또 본 발명의 신축 가공사를 박피 편심 심초 단면섬유에 가연가공을 실시하는 방법으로 얻을 경우에는, 가공 조건에 따라 부여하는 현재권축의 사이즈를 용이하게 변경 가능하고, 잠재권축의 사이즈에 따라 가공 조건을 결정하면, 본 발명의 신축 가공사의 요건인 특정의 코일지름 분포로 제어할 수 있다.

또한 가연가공에 의해 얻은 신축 가공사에서는, 섬유길이 방향의 권축 사이즈가 한결같지 않고, 잠재/현재권축이 랜덤으로 존재하기 때문에 권축 사이즈마다에서 섬유끼리가 수속할 일이 없다. 이 때문에, 후혼섬 등에 의해 제작한 신축 가공사 등에서 보여지는 멀티필라멘트의 분리를 억제할 수 있고, 고차 공정 중의 취급성이나 공정 통과성이 뛰어나기 때문에, 품위 좋게 본 발명의 신축 가공사를 얻을 수 있다.

가연가공을 활용해서 본 발명의 신축 가공사를 안정적으로 제조하기 위해서는, 꼬임 영역에서의 멀티필라멘트의 실꼬임수에 의해 가공사의 현재권축의 코일지름 사이즈를 컨트롤 하는 것이 바람직하다.

즉, 꼬임 영역에서의 멀티필라멘트의 꼬임수인 가꼬임수(T)(단위는 회/m)가, 가연가공 후의 멀티필라멘트의 총 섬도(Df)(단위는 dtex)에 따라 결정되는이하의 조건을 만족시키도록, 꼬임 기구의 회전수나 가공속도 등의 가연 조건을 설정하는 것이 바람직하다.

20000/Df^0.5≤T≤40000/Df^0.5

여기에서, 가꼬임수(T)는 가연 공정의 꼬임 영역에서 주행하고 있는 멀티필라멘트를, 트위스터 직전에서, 꼬임을 풀지 않도록 50cm 이상의 길이로 채취한다. 채취한 실 샘플에 대해서, 꼬임을 풀지 않도록 검연기에 부착하고, JIS1013(2010) 8.13에 기재된 방법으로 실꼬임수를 측정한 것이 가꼬임수이다. 가꼬임수가 상기 조건을 만족시킴으로써 얻어진 멀티필라멘트에서는 현재권축의 코일지름을 미세하게 제어할 수 있고, 본 발명의 신축 가공사의 특징적인 코일지름 분포를 달성할 수 있다.

또한, 상기 가연 조건에 있어서, 멀티필라멘트 중의 섬유 전체에 균일한 권축을 부여하여 품위 좋게 본 발명의 가공사을 얻기 위해서는, 꼬임 영역에서의 연신배율을 조정하면 좋다. 여기에서 말하는 연신배율이란 꼬임 영역에 실을 공급하는 롤러의 주속(V0)과 꼬임 기구의 직후에 설치된 롤러의 주속(Vd)을 사용하여 Vd/V0로서 산출되는 것이며, 공급하는 실의 특성에 따라 결정하는 것이 바람직하다.

공급사에 연신을 실시한 편심 심초 섬유를 사용할 경우에는, Vd/V0를 0.9∼1.4배로 하면 되고, 공급사에 미연신의 편심 심초 섬유를 사용할 경우에는, Vd/V0를 1.2∼2.0배로 해서 가연가공과 동시에 연신을 행하는 것도 좋다. 연신배율을 이러한 범위로 함으로써 꼬임 영역에서는 과장력으로 되거나, 멀티필라멘트의 느슨해짐이 발생하거나 하는 일없이, 멀티필라멘트 중의 섬유 전체에 균일한 권축을 부여할 수 있다.

또한, 현재권축을 강고하게 고정하는 관점으로부터, 가연온도는 초성분 폴리머의 유리전이온도(Tg)를 기준으로 해서, Tg+50∼Tg+150℃의 범위로부터 결정하는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 가연온도란, 꼬임 영역에 설치된 히터의 온도를 의미한다. 가연온도를 이러한 범위로 함으로써 섬유 단면 내에서 크게 비틀림 변형한 초성분을 충분하게 구조 고정할 수 있기 때문에, 현재권축의 치수안정성은 양호하게 되고, 오글쪼글한 주름이나 줄무늬 없이 품위가 좋은 직물을 얻을 수 있다. 여기에서 말하는 초성분의 Tg란, 초성분에 사용한 폴리머의 칩을 시차 주사 열량측정(DSC)함으로써 측정되는 것이다. 또, 본 발명의 신축 가공사에서는 현재권축을 고정하고, 본 발명의 신축 가공사의 특징적인 코일지름 분포를 달성하기 위해서도, 꼬임 영역에만 히터를 배치하는 1히터법을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 상기 조건으로 가연가공을 실시함으로써 멀티필라멘트의 현재권축의 코일지름을, 잠재권축의 코일지름에 대하여, 본 발명의 효과를 발현할 수 있는 바람직한 범위 내에 제어할 수 있고, 품위 높게 본 발명의 신축 가공사를 제조할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 신축 가공사의 제조 방법을 일반의 용융 방사법에 의거하여 설명했지만, 멜트 블로우법 및 스판본드법으로도 제조 가능한 것은 말할 필요도 없고, 또한, 습식 및 건습식 등의 용액 방사법 등에 의해 제조하는 것도 가능하다.

실시예

이하 실시예를 들어서 본 발명의 신축 가공사에 대해서 구체적으로 설명한다.

실시예 및 비교예에 대해서는 하기의 평가를 행하였다.

A. 섬도

100m의 섬유의 중량을 측정하고, 그 값을 100배한 값을 산출했다. 이 동작을 10회 반복하고, 그 평균값의 소수점 제2자리를 사사오입한 값을 총 섬도(dtex)라고 했다. 또한 상기 총 섬도를 필라멘트수로 나눈 값이 단섬유 섬도(dtex)가 된다.

B. 섬유의 강도, 파단신도

시료를 인장시험기(가부시키가이샤 오리엔테크제 "텐시론"(TENSILON)UCT-100)로 JIS L1013(2010) 8.5.1 표준시 시험에 나타내어지는 정속 신장 조건에서 측정했다. 이 때의 붙잡음 간격은 20cm, 인장 속도는 20cm/분, 시험 횟수 10회로 했다. 또, 파단신도는 신장-응력 곡선에 있어서의 최대 강력을 나타낸 점의 신장으로부터 구했다.

C. 멀티필라멘트의 코일지름 분포 및 최대의 군 평균값과 최소의 군 평균값의 비

신축 가공사를, 검척기 등을 이용하여 10m의 타래로 하고, 0.2mg/d의 가중을 가해서 98℃ 이상의 비등수 중에 침지하고, 15분간 비등 처리를 행하였다. 상기 처리사를 풍건으로 충분하게 건조시킨 후에, 1mg/d의 하중을 가해서 30초간 이상 경과 후에, 2점간의 거리가 3cm로 되도록 멀티필라멘트의 임의의 개소에 마킹했다. 그 후, 소성변형시키지 않도록 멀티필라멘트로부터 섬유를 분섬하고, 미리 붙여 둔 마킹의 사이가 원래의 3cm로 되도록 조정해서 슬라이드 유리 상에 고정하고, 이 샘플을 기엔스사제, VHX-2000 디지털 마이크로스코프로, 권축의 산을 5∼10개 관찰할 수 있는 배율로 화상을 촬영했다. 촬영한 각 화상에 있어서 코일지름을, 단위를 ㎛로 해서 소수점 제1자리까지를 측정했다.

같은 조작을 멀티필라멘트를 구성하는 다른 섬유에 대해서 랜덤으로 행하고, 이것을 반복함으로써 총 데이터수가 100개가 되도록 코일지름을 계측했다.

이들 측정값을, 경계값을 10×n(n: 자연수)㎛로 하고, 폭 10㎛로 한 계급으로 나누고, 세로축을 빈도의 히스토그램을 작성했다.

작성한 히스토그램에 있어서, 본 발명에서 말하는 군이 존재할 경우에는, 각군에 포함되는 코일지름을 단순 평균함으로써의 군 평균값을 산출했다.

이들 결과를 기초로, 코일지름 분포에 포함되는 모든 군 평균값 중, 최대의 것을 최소의 것으로 나눔으로써 그것들 비를 산출했다. 또, 최대의 군 평균값과 최소의 군 평균값의 비는 소수점 제3자리를 사사오입하는 것이다.

D. 섬유의 평균지름

신축 가공사를 에폭시 수지 등의 포매제로 포매하고, 이 횡단면을 기엔스사제 VE-7800형 주사형 전자현미경(SEM)으로 섬유가 10개 이상 관찰할 수 있는 배율로, 모든 섬유에 대해서 화상을 촬영했다. 촬영된 각 화상에 있어서, 화상해석 소프트(미타니 쇼지 가부시키가이샤제 「WinROOF2015」)를 사용하여, 섬유의 단면적(Af)을 계측하고, 이 단면적(Af)과 동일한 면적으로 되는 진원의 직경을 산출했다. 이것을, 멀티필라멘트를 구성하는 모든 섬유에 대해서 측정하고, 단순한 수평균을 취함으로써 섬유의 평균지름을 산출했다. 또, 섬유의 평균지름은 단위를 ㎛로 해서, 소수점 제2자리를 사사오입한 것이다.

E. 인장 특성에 있어서의 신장 에너지

신축 가공사를 온도 20±2℃, 상대습도 65±2%의 하에 무하중으로 24시간 방치했다. 24시간 방치 후의 상기 실 샘플에 1mg/d의 가중을 가해 30초 이상 경과한 후에, 가중을 가한 채 초기시료 길이를 50㎜로 해서, 가부시키가이샤 오리엔테크제 "텐시론"(TENSILON)UCT-100 인장시험기에 고정했다. 인장속도를 50㎜/분으로 해서 실 샘플의 인장시험을 실시하고, 가로축을 신장(단위는 ㎜), 세로축을 응력(단위는 cN/dtex)으로 해서, 도 4에 예시하는 바와 같은 신장-응력 곡선을 작성했다. 얻어진 신장-응력 곡선에 있어서, 강도 0.05cN/dtex가 되는 점(도 4의 4-(a))과, 상기점으로부터 가로축(응력 0cN/tex)을 향해서 수선을 내렸을 때의 가로축과의 교점(도 4의 4-(b)), 및 원점으로 둘러싸여지는 면적(Ae)을 구했다. 이것을 다른 10개의 실 샘플에 대해서 행한 결과의 단순한 수 평균을 구함으로써 신장 에너지를 산출했다. 또, 신장 에너지는 단위를 μJ/dtex로 하고, 소수점 제2자리를 사사오입한 것이다.

F. 직물 평가(동작 추종성, 밀착성)

횡사 및 종사에 신축 가공사를 사용하고, 횡밀도 90개/inch로 평직물을 제작하고, 80℃에서 20분의 정련을 행하고, 180℃에서 1분의 중간 셋팅을 행한 후에 120℃에서 20분의 릴렉스 처리를 행하였다.

상기에서 제작한 직물 샘플은 숙련자 10명에 의해, 횡사 방향으로 신장시켰을 때의 신장과 신장시의 저항감으로부터, 직물에 변형을 가했을 때의 동작 추종성에 대해서, 다음 3단계로 평가했다.

또한, 직물을 신장시킬 때의 피부-직물간의 마찰에 있어서, 피부에의 밀착성을 다음 3단계로 평가했다.

동작 추종성 및 밀착성에 대해서는, A를 5점, B를 2점, C를 0점으로 하고, 10명의 합계 점수가 30점 이상일 때 평가 「A」, 10점∼29점일 때 평가 「B」, 9점 이하일 때 평가 「C」로 했다. 또, 평가 「A」 및 「B」가 합격이다.

A: 적당한 저항감을 가지고, 크게 신장된다.

B: 저항감이 약간 작거나 또는 약간 크지만, 크게 신장된다.

C: 신장시의 저항감이 불충분 또는 신장시에 과잉한 저항이 있다.

G. 내마모성

상기 F.에서 제작한 직물에 대해서, JIS L1096(2010) 8. 19항 E법(마틴데일법)에 의해 내마모성을 평가했다.

H. 복합구금(분배식 구금)

실시예 12∼20, 비교예 4∼9에 있어서의 복합구금이 분배식 구금일 경우, 분배판의 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에 형성된 폴리머 분배구멍군에 있어서의 제1성분 폴리머 분배구멍의 배열을 평가했다. 이 때, 폴리머 분배구멍군의 최외접원에 있어서, 최외접원을 2등분하고 또한 제1성분 폴리머 분배구멍이 2등분한 반원의 편측에 모두 포함하는 것이 가능해지는 임의의 직선을 그을 수 있는 배열을 반원 형상 배열이라고 했다. 여기에서 말하는 반원의 편측에 모두 포함한다란 반원의 내측 또는 직선 상에 제1성분 폴리머 분배구멍이 존재하는 상태를 가리킨다. 또 임의의 직선을 그을 수 없는 배열은 원 형상 배열이라고 했다.

또한, 폴리머 분배구멍군에 있어서의 제2성분 폴리머 분배구멍의 구멍수에 대해서, 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍의 원주부의 외측에 반원주 형상 배열로 배치된 제2성분 폴리머 분배구멍의 구멍수(Ho)를 평가했다. 이 때, 폴리머 분배구멍군의 최외접원을 2등분하고 또한 제1성분 폴리머 분배구멍이 2등분한 반원의 편측에 모두 포함하는 것이 가능해지는 임의의 직선에 의해 최외접원을 2개의 반원으로 나누고, 그 중 제1성분 폴리머 분배구멍이 포함되는 반원 내에 있어서의 상기 반원의 원주방향으로 평행한 임의의 곡선 상에 있는 제2성분 폴리머 분배구멍의 구멍수를 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍의 원주부의 외측에 반원주 형상 배열된 제2성분 폴리머 분배구멍의 구멍수(Ho)라고 했다. 또 Ho를 폴리머 분배구멍군에 있어서의 제2성분 폴리머 분배구멍의 전체 구멍수(Ht)로 나눔으로써 Ho/Ht를 산출했다.

I. 복합구금(구멍 충전밀도)

실시예 12∼20, 비교예 4∼9에 있어서의 복합구금의 구금 토출구멍수를 구금 면적으로 나눈 값을 구멍 충전밀도(구멍/㎟)로 했다.

J. 폴리머의 용융점도, 점도비

칩 형상의 폴리머를 진공건조기에 의해서 수분율 200ppm 이하로 하고, 가부시키가이샤 도요 세이키 세이사쿠쇼제 캐필로그래프에 의해 변형속도를 단계적으로 변경하고, 용융점도를 측정했다. 또, 측정온도는 방사온도와 마찬가지로 하고, 질소분위기 하에서 가열로에 샘플을 투입하고나서 측정 개시까지를 5분으로 하고, 전단속도 1216s^-1의 값을 폴리머의 용융점도로 해서 평가했다. 또한, 제1성분 폴리머의 용융점도를 제2성분 폴리머의 용융점도로 나눈 값에 대해서, 소수점 2자리 이하를 사사오입한 값을 점도비(V1/V2)로 했다.

K. 토출 안정성

실시예 12∼20, 비교예 4∼9에 대한 제사를 행하고, 구금 토출구멍으로부터 토출된 폴리머류를 구금면 하 300㎜, 구금면의 수선으로부터 45°의 각도로부터 카메라로 촬영하고, 촬영된 화상에 있어서의 구금면의 법선방향에 대한 폴리머류의 토출 구부러짐 각도로부터 토출 안정성을 이하의 3단계로 평가했다.

매우 양호 A: 45° 미만

양호 B: 45° 이상, 60° 미만

불량 C: 60° 이상

L. 제사 안정성

실시예 12∼20, 비교예 4∼9에 대한 제사를 행하고, 1천만m당의 실 끊어짐 횟수로부터 제사 안정성을 이하의 3단계로 평가했다.

매우 양호 A: 0.8회/천만m 미만

양호 B: 0.8회/천만m 이상, 2.0회/천만m 미만

불량 C: 2.0회/천만m 이상

M. 단면(복합단면, 박피 부분의 두께 비율, 박피 부분의 두께 편차)

섬유를 에폭시 수지 등의 포매제로 포매한 후, 이 횡단면을 투과형 전자현미경(TEM)으로 10개 이상의 섬유를 관찰할 수 있는 배율로 해서 화상을 촬영하고, 복합단면을 관찰했다. 이 때, 금속 염색을 실시하면 폴리머간의 염색차가 생기는 것을 이용하여, 복합단면의 접합부의 콘트라스트를 명확히 했다.

또한 촬영된 화상의 복합단면이 도 11(b)에 나타내는 바와 같은 편심 심초 단면이었을 경우에는, 각 화상으로부터 동일 화상 내에서 무작위로 추출한 10개 이상의 섬유에 대해서, 심성분을 덮고 있는 초성분의 최소가 되는 두께(도 11(b)의 부호 「S」)를 나타내는 박피 부분의 두께와, 섬유축에 대하여 수직방향에서의 섬유의 폭을 나타내는 섬유지름을 단위 ㎛로 구하고, 박피 부분의 두께를 섬유지름으로 나눈 값을 산출했다. 또, 이것을 다른 10개의 섬유에 있어서 행한 결과의 단순한 수평균을 구하고, 소수점 2자리 이하를 사사오입한 값을 박피 부분의 두께 비율로 하고, 10개의 섬유에 있어서의 박피 부분의 두께의 표준편차 CV%(변동계수: Coefficient of Variation)를 박피 부분의 두께 편차로 했다.

N. 권축 발현성

실시예 12∼20, 비교예 4∼9에 대한 제사를 행하고, 얻어진 복합섬유의 신축 신장율(JISL1013(2010) 8. 11항 C법(간편법))으로부터 권축 발현성을 이하의 3단계로 평가했다.

매우 양호 A: 60% 이상

양호 B: 40% 이상, 60% 미만

불량 C: 40% 미만

[실시예 1]

신축 가공사를 구성하는 섬유의 심성분으로서, 용융점도 160㎩·s의 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 초성분으로서 용융점도 30㎩·s의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET1)을 사용했다. 이들 폴리머를 개별적으로 용융한 후에, 펌프에 의해 심/초의 토출량비를 50/50이 되도록 계량을 행하고, 도 11(a)에 예시한 분배구멍을 갖는 분배판을 조립한 동일한 방사팩에 별도 유입시켜서, 방사온도를 280℃로 해서 72홀의 토출구멍이 형성된 구금으로부터 토출했다.

실시예 1에서 사용한 분배판은, 섬유로 했을 때에 심성분(A)을 덮는 초성분(B)의 폴리머의 일부가 균일한 박피로 되어, 본 발명에서 말하는 박피 편심 심초 단면의 요건을 만족하는 복합단면(도 6(b))을 형성하는 것이다.

토출된 복합 폴리머류를 냉각 후 유제부여하고, 속도를 1000m/분으로 해서 65℃로 가열한 롤러에 권취하고, 이어서 속도를 3200m/분으로 하고, 150℃로 가열한 롤러와의 사이에서 3.2배의 연신을 행하여, 56dtex-72필라멘트의 연신사를 얻었다.

권취한 연신사는 가공속도를 250m/분, 연신배율을 1.0배로 한 롤러 사이에서, 170℃로 설정한 히터로 가열하면서 마찰 원판(friction disc)을 사용하여, 가꼬임수가 3000T/m로 되는 회전수로 가연가공을 실시하고, 56dtex-72필라멘트의 본 발명의 신축 가공사를 얻었다.

또, 얻어진 신축 가공사에서는 연신사의 섬유 단면이 정밀하게 제어되어 있었기 때문에, 가연 공정에 있어서 심/초 성분간의 박리에 의한 보풀이나 백화와 같은 결점이 없어, 실 품위와 공정 통과성이 뛰어난 것이었다.

얻어진 신축 가공사는 강도 3.5cN/dtex, 신도 28%로 실용에 견딜 수 있는 충분한 역학특성을 갖고 있고, 섬유의 평균지름은 7.5㎛이었다. 또한, 섬유의 권축 형태를 관찰한 결과, 코일지름 분포에는 2개의 군이 보여지고, 각각의 군 평균값은 85.3㎛, 159.7㎛이며, 최대의 군 평균값과 최소의 군 평균값의 비는 1.87이었다. 또한, 코일지름의 최소의 군 평균값의 군에 포함되는 섬유의 비율은 51%이었다.

이와 같이, 실시예 1의 신축 가공사는 사이즈가 적합하게 괴리된 권축이 혼재하는 것이며, 실시예 1의 신축 가공사의 신장-응력 곡선은, 도 3의 실선 3-(b)에 예시하는 바와 같은, 저신도 영역으로부터 응력을 적합하게 발현함으로써 신장 에너지는 3.9μJ/dtex로 높은 값을 나타내고, 바람직한 신장 저항력을 갖는 것이었다.

실시예 1의 신축 가공사를 직물로 하고, 릴렉스 처리를 행하면, 양호한 스트레치성을 발휘하면서도 저신장 영역으로부터 적당한 신장 저항을 가짐으로써, 홀드성이 뛰어난 것이며, 동작 추종성이 뛰어난 것이었다(동작 추종성: A). 또한 신축 가공사의 섬유 평균지름이 가늚으로써 신장시에는 피부-직물간의 마찰이 적고, 피부와의 밀착성이 뛰어난 것이었다.(밀착성: A)

또한, 실시예 1의 신축 가공사로 이루어지는 직물은, 부드러운 촉감도 더불어, 기분이 좋은 동작 추종성을 가지면서도 마틴데일법에서의 내마모성은 3000회로, 과혹한 환경 하의 사용에도 견딜 수 있는 양호한 내마모성을 갖는 것이었다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 2, 3]

실시예 2, 3은, 실시예 1과 마찬가지로 해서 연신사를 제작하고, 가연 공정에서 마찰 원판의 회전수를 변경함으로써 가꼬임수를 각각 3500T/m, 2500T/m로 한 이외는, 실시예 1과 같은 조건에서 가연가공을 실시해서 본 발명의 신축 가공사를 얻었다.

실시예 2, 3에서는, 마찰 원판으로부터 받는 마찰력이 변화되었지만, 연신사의 섬유 단면이 본 발명의 요건을 충족하는 박피 편심 심초 단면으로 제어되어 있기 때문에, 심/초간의 박리에 의한 보풀이나 백화 등의 결점 없이, 실 품질과 가공 통과성이 뛰어난 것이었다.

실시예 2, 3의 신축 가공사에 있어서는, 어느 것이나 코일지름 분포에 2개의 군이 보여지고, 가꼬임수에 따라 현재권축 사이즈가 변화되었기 때문에, 최대-최소의 군 평균값의 비가 변화되었지만, 어느 경우에나 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 범위로 제어되는 것이었다.

실시예 2의 신축 가공사는 가연 공정에서의 가꼬임수를 높게 함로써 매우 미세한 현재권축이 얻어지고, 코일지름 분포에 있어서 최대-최소의 군 평균값의 비가 확대되었다. 이 때문에, 실시예 2의 신축 가공사의 신장-응력 곡선에서는, 저신장 역에서의 응력 발현이 약간 저하했지만, 저응력에서 보다 신장하게 되어 신장 에너지는 4.3μJ/dtex로 높아졌다.

이 때문에, 직물로서 신장시켰을 때에는, 저신장 영역으로부터 고신장 영역에 걸쳐서 부드럽게 신장하여 동작 추종성이 뛰어난 것이었다.

실시예 3의 신축 가공사는 가연 공정에서의 가꼬임수가 낮기 때문에, 코일지름 분포에 있어서 최대-최소의 군 평균값의 비가 근접했다. 이 때문에, 실시예 3의 신축 가공사의 신장-응력 곡선에서는, 저신장역에서 발현되는 응력이 증대한 한편, 보다 저신도에서 응력이 상승하게 되고, 신장 에너지는 2.6μJ/dtex로 되어, 직물로서 신장시켰을 때에는 저신장 영역에서의 저항이 누그러져, 캐주얼 의료에 적합한 소프트한 동작 추종성을 갖는 것이었다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 4, 5]

실시예 4, 5에서는, 가연 공정에서의 연신배율을 각각 1.1, 0.9로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 본 발명의 신축 가공사를 얻었다.

실시예 4, 5은, 꼬임 영역에서의 장력이 변화되고, 마찰 원판으로부터 받는 마찰력이 변화되었지만, 연신사의 섬유 단면이 정밀하게 제어되어 있기 때문에, 심/초간의 박리에 의한 보풀이나 백화 등의 결점 없어, 실 품질과 가공 통과성이 뛰어난 것이었다.

실시예 4, 5의 신축 가공사에 있어서는, 가꼬임수를 실시예 1과 같은 정도로 했기 때문에, 어느 것이나 실시예 1과 같은 정도의 최대-최소의 군 평균값의 비를 갖는 코일지름 분포로 되었지만, 꼬임 영역에서의 장력에 따라서 최소의 군 평균값을 중심으로 하는 군에 포함되는 권축의 비율이 변화되었다.

실시예 4의 신축 가공사는, 연신배율이 높고, 꼬임 영역에서의 장력이 높기 때문에 현재권축이 작용하기 어렵고, 최소의 군 평균값을 중심으로 하는 군에 포함되는 권축의 비율이 저하했다. 이 때문에, 실시예 4의 신축 가공사의 신장-응력 곡선에서는, 소코일지름의 신장에 상당하는 저응력 영역이 축소되었기 때문에 신장 에너지는 1.8μJ/dtex로 되고, 직물로 하여 신장시켰을 때에는 약간 당김감을 느끼는 것이었지만, 종래 대비 동작 추종성이 뛰어난 것이며, 문제 없는 레벨이었다.

실시예 5의 신축 가공사는, 저연신배율이기 때문에 꼬임 영역에서의 장력이 낮아 현재권축이 작용하기 쉽기 때문에, 멀티필라멘트 전체에 균일하게 현재권축이 존재하고, 최소의 군 평균값을 중심으로 하는 군에 포함되는 권축의 비율이 증가했다. 이 때문에, 실시예 5의 신축 가공사의 신장-응력 곡선에서는, 소코일지름의 신장에 상당하는 저응력 영역이 확대됨으로써 신장 에너지는 3.8μJ/dtex로 양호한 것이었다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 6]

실시예 6에서는, 실시예 1과 같은 분배구멍이 형성된 분배판을 사용하고, 토출구멍수를 24로 한 구금을 사용했다.

신축 가공사를 구성하는 폴리머, 심/초의 토출비율, 방사온도는 실시예 1과 마찬가지로 해서 토출하고, 실시예 1과 같은 연신, 권취 조건에서 연신함으로써 56dtex-24필라멘트의 연신사를 얻었다.

얻어진 연신사는, 실시예 1과 같은 가공속도, 연신배율, 히터온도 조건으로 하고, 가꼬임수가 3000T/m로 되도록 마찰 원판의 회전수를 조정한 조건에서, 가연가공을 실시함으로써 본 발명의 신축 가공사를 얻었다.

실시예 6에서 얻은 연신사에서는, 섬유지름의 증대에 따라, 섬유 단면 내에서 박피 두께의 절대값이 증가하고, 내마모성이 향상했기 때문에, 가연 공정에 있어서 심/초 성분간의 박리에 의한 보풀이나 백화와 같은 결점이 없어, 실 품위와 공정 통과성이 특히 뛰어난 것이었다.

실시예 6의 신축 가공사는, 섬유의 평균지름이 15.0㎛이며, 섬유의 권축 형태를 관찰한 결과, 코일지름 분포에는 군 평균값이 각각 137.0㎛, 344.0㎛인 2개의 군이 보여졌다. 섬유의 평균지름 증대에 따라, 잠재/현재권축의 코일지름도 증대 한 것에 추가해서, 섬유가 권축구조를 발현하는 모멘트가 증대했기 때문에, 실시예 6의 신축 가공사의 신장-응력 곡선은, 특히 저신장시에 높은 응력을 발현하는 것이었다(신장 에너지: 2.5μJ/dtex). 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 7]

실시예 7에서는, 실시예 1과 같은 분배구멍이 형성된 분배판을 사용하고, 토출구멍수를 18로 한 구금을 사용했다.

신축 가공사를 구성하는 폴리머, 심/초의 토출비율, 방사온도는 실시예 1과 마찬가지로 해서 토출하고, 실시예 1과 같은 연신, 권취 조건에서 연신함으로써 56dtex-18필라멘트의 연신사를 얻었다.

얻어진 연신사는, 실시예 1과 같은 가공속도, 연신배율, 히터온도 조건으로 하고, 가꼬임수가 3000T/m로 되도록 마찰 원판의 회전수를 조정한 조건에서, 가연가공을 실시함으로써 신축 가공사를 얻었다(56dex-18필라멘트, 최대-최소 군 평균값 비율 2.62).

실시예 7의 신축 가공사는, 섬유의 평균지름이 18.5㎛이며, 섬유의 권축 형태를 관찰한 결과, 코일지름 분포에는 군 평균값이 각각 163.7㎛, 429.4㎛인 2개의 군이 보여졌다. 섬유의 평균지름 증대에 따른, 잠재/현재권축의 코일지름 및, 섬유가 권축구조를 발현하는 모멘트의 증대에 의해, 실시예 7의 신축 가공사의 신장-응력 곡선은 저신장시에는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 정도이지만, 매우 높은 응력을 발현하는 것이었다(신장 에너지: 1.9μJ/dtex).

실시예 7의 신축 가공사를 직물로 하면, 실시예 1과 비교해서 밀착성에는 뒤떨어지지만, 신장시켰을 때에는 높은 신장 저항에 의해 홀드감이 높은 것으로 되고, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 정도의 바람직한 착압을 갖는 것으로 되었다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 8, 9]

실시예 8, 9는 폴리머를 표 1과 같이 변경하고, 실시예 1과 같은 구금을 이용하여 토출을 행하였다.

실시예 8에서는, 속도가 1000m/분이고, 60℃로 가열된 롤러에 멀티필라멘트를 권취한 후에, 속도가 3400m/분이고, 150℃로 가열한 롤러와의 사이에서 연신을 행하여 56dtex-72필라멘트의 연신사를 얻었다.

얻어진 연신사는 실시예 1과 같은 가공속도, 연신배율, 히터온도 조건으로 하고, 가꼬임수가 3000T/m로 되도록 마찰 원판의 회전수를 조정한 조건에서, 가연가공을 실시함으로써 본 발명의 신축 가공사를 얻었다.

실시예 9에서는 토출한 복합 폴리머류를, 속도가 1000m/분이고, 80℃로 가열된 롤러에 권취한 후에, 속도가 3000m/분이고, 150℃로 가열한 롤러와의 사이에서 연신을 행하여 56dtex-72필라멘트의 연신사를 얻었다.

얻어진 연신사는 실시예 1과 같은 가공속도, 연신배율로 하고, 히터온도를 200℃로 설정하고, 가꼬임수가 3000T/m로 되도록 마찰 원판의 회전수를 조정한 조건에서, 가연가공을 실시함으로써 본 발명의 신축 가공사를 얻었다.

실시예 8, 9에서는 폴리머의 변경에 따라, 섬유 단면의 형상이 약간 변화되었지만, 어느 것이나 섬유 단면이 본 발명에서 말하는 박피 편심 심초 단면으로 제어되어 있었기 때문, 가연 공정에 있어서 심/초 성분간의 박리에 의한 보풀이나 백화와 같은 결점이 없어, 실 품위와 공정 통과성이 뛰어난 것이었다.

실시예 8에서는, 심성분에 열처리를 실시했을 때에 고수축하는 PPT를 사용했기 때문에 미세한 잠재권축이 얻어지고, 코일지름 분포에 있어서 최대- 최소의 군 평균값의 비가 축소했지만, 전체로서 미세한 권축을 갖는 것이었다. 이것에 추가해, PPT가 저영률이기 때문에 실시예 8의 신축 가공사의 신장-응력 곡선은, 저응력에서 매우 잘 신장되는 특징적인 것으로 되고, 신장 에너지는 4.0㎛/dtex로 뛰어난 것이었다. 직물로 하고, 신장시켰을 때에는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 정도의 부드러운 신장 저항을 갖고, 스트레치성이 특히 뛰어난 것이었다.

실시예 9에서는, 심성분에 PET 2(용융점도 290㎩·s)를 사용함으로써 실의 영률이 커지고, 권축의 신장 저항이 증대했다. 이 때문에, 실시예 9의 신축 가공사의 신장-응력 곡선은, 발현되는 응력이 전체적으로로 높고, 신장 에너지는 1.8μJ/dtex로 낮아졌지만, 직물로 하여 신장했을 때에는 높은 신장 저항에 의해 홀드감이 높은 것으로 되고, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 정도의 바람직한 착압을 갖는 것으로 되었다. 결과를 표 2에 나타낸다.

[실시예 10]

실시예 10에서는, 섬유로 했을 때에 섬유 단면이 박피 편심 심초 단면으로 되고, 그 박피 두께가 0.04, 0.09로 되도록, 각각의 분배구멍에 있어서 박피를 형성하는 분배구멍(도 11(a)의 곡선(13) 상에 존재하는 분배구멍)의 수를 변화시킨, 2종류의 분배구멍군을 형성한 분배판을 사용했다. 또, 각 분배구멍군으로 이루어지는 토출구멍의 수는 각각 36홀이다. 도 7에는, 실시예 10에서 사용한 구금의 토출판(16)에 있어서의 토출구멍 배치를 나타내고 있지만, 박피 두께가 0.04로 되는 분배구멍군에 상당하는 토출구멍군(7-(a))과, 박피 두께가 0.09로 되는 분배구멍군에 상당하는 토출구멍군(7-(b))이 교대로 배치된 지그재그 격자 구멍 배치의 구금을 사용했다.

실시예 10에서는, 상기 분배판을 사용한 것 이외, 실시예 1과 마찬가지로 방사, 연신, 가꼬임을 실시해서 본 발명의 신축 가공사를 얻었다.

실시예 10에서는, 구성하는 섬유의 박피 두께가 변화되었지만, 어느 것이나 본 발명에서 말하는 박피 편심 심초 단면으로 제어되어 있음로써, 가연 공정에 있어서 심/초 성분간의 박리에 의한 보풀이나 백화와 같은 결점이 없어, 실 품위와 공정 통과성이 뛰어난 것이었다.

실시예 10의 신축 가공사의 권축 형태를 관찰하면, 섬유의 단면 형태에 따른 2종류의 잠재권축과 현재권축이 혼재하고 있고, 코일지름 분포에서는 3개의 군을 갖고 있었다. 이 때문에, 신장-응력 곡선에 있어서는, 이 3종류의 권축이 멀티필라멘트의 신장에 따라서 순차 변형하기 때문에, 저신장역으로부터 고신장역에 걸쳐서 응력의 상승이 완만하고, 신장 에너지는 5.0μJ/dtex로 매우 높아졌다.

이 때문에, 직물로 하여 신장시켰을 때에는, 신도에 따라서 완만하게 응력이 발현되기 때문에, 홀드성이 매우 뛰어나고, 매우 좋은 동작 추종성을 갖고 있었다. 결과를 표 2에 나타낸다.

[실시예 11]

실시예 11에서는, 섬유로 했을 때에 섬유지름이 7.0㎛, 11.0㎛로 되도록, 구멍 지름 0.18㎜, 0.23㎜의 토출구멍이 각각 36홀 형성하고 있고, 구금면 내에서 세섬유 지름에 상당하는 소구멍 지름의 토출구멍과 태섬유 지름에 상당하는 대구멍 지름의 토출구멍이 배치된 구금을 사용했다. 도 7에는, 실시예 11에서 사용한 구금의 토출판(16)에 있어서의 토출구멍 배치를 나타내고 있지만, 구멍 지름 0.18㎜의 토출구멍군(7-(a))과, 구멍 지름 0.23㎜의 토출구멍군(7-(b))이 교대로 배치된 지그재그 격자 구멍 배치의 구금을 사용했다.

실시예 11에서는, 상기 복합구금을 사용한 것 이외, 실시예 1과 마찬가지로 방사, 연신을 행하고, 가연가공을 실시하지 않고, 본 발명의 신축 가공사를 얻었다.

실시예 11의 신축 가공사의 권축 형태를 관찰하면, 섬유의 섬유지름에 따른 2종류의 잠재권축이 혼재하고 있어, 코일지름 분포에서는 2개의 군을 갖고 있었다. 이 때문에, 신장-응력 곡선에 있어서는, 이 2종류의 권축이 멀티필라멘트의 신장 에 따라서 순차 변형하기 때문에, 저신장역으로부터 고신장역에 걸쳐서 응력의 상승이 완만하고, 신장 에너지는 3.2μJ/dtex로 높은 값을 나타내어 적합한 신장 저항력을 갖는 것이었다.

실시예 11의 신축 가공사를 직물로 하고, 릴렉스 처리를 행하면, 양호한 스트레치성을 발휘하면서도 저신장 영역으로부터 적당한 신장 저항을 가짐으로써 홀드성이 뛰어난 것이며, 동작 추종성이 뛰어난 것이었다. 결과를 표 2에 나타낸다.

[비교예 1]

비교예 1에서는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 연신사(56dtex-72필라멘트)를 제작한 후에, 꼬임 영역에서의 실꼬임수가 5500T/m(가꼬임수는 40000/Df^0.5 이상)으로 되는 조건에서 가연가공을 행하여 신축 가공사를 얻었다(56dex-72필라멘트, 최대-최소 군 평균값 비율 3.00).

비교예 1의 신축 가공사에서는, 최대-최소 코일지름 비율이 본 발명의 신축 가공사과 비교하면 크기 때문에, 비교예 1의 신축 가공사의 신장-응력 곡선은 단계적인 변형을 나타내고, 응력의 급한 상승이 보여지는 것이었다. 이 때문에, 비교예 1의 가공사로 이루어지는 직물에서는, 신장에 따라서 갑자기 저항이 증대함으로써 급격하게 큰 동작을 했을 경우에는 동작에 추종할 수 없는 개소가 있어, 부분적으로 당김을 느끼는 것이었다. 결과를 표 2에 나타낸다.

[비교예 2]

비교예 2에서는, 실시예 1과 같은 조건에서 방사, 연신을 행하고, 가연가공을 실시하지 않고, 56dtex-72필라멘트의 신축 가공사를 얻었다.

비교예 2의 신축 가공사에서는, 코일지름 분포에는 잠재권축에 의한 1개의 군만이 보여지고, 신장-응력 곡선은 도 3의 점선 3-(a)에 나타내는 바와 같은 단조로운 프로필로 되었다.

이 때문에, 직물로 하면, 양호한 스트레치성은 갖고 있는 것이지만, 저신장시의 저항감이 결여되는 것이며, 직물을 신장했을 때에 저신장역으로부터 고신장역의 폭넓은 범위에서 양호한 홀드감과 동작 추종성이라고 하는 관점에서 보았을 경우, 실시예 1에는 뒤지는 것이었다. 결과를 표 2에 나타낸다.

[비교예 3]

비교예 3에서는, 용융점도 120㎩·s의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET3)를 용융하고, 72홀의 토출구멍이 형성되어 있는 구금로부터 토출하여, 방사, 연신함으로써 56dtex-72필라멘트의 PET 단독사를 얻었다. 이것을, 히터온도를 200℃로 한 이외, 실시예 1과 같은 조건에서 가연가공을 실시하여 신축 가공사를 얻었다(56dtex-72필라멘트).

비교예 3의 신축 가공사의 권축 형태를 관찰하면, 코일지름 분포는 브로드하고, 본 발명에서 말하는 군을 갖지 않는 것이며, 코일지름이 조대한 섬유가 신축 가공사 표면에 느슨해져서 고정되어 있었다. 이 때문에, 느슨해진 섬유는 신장시의 응력을 담당하지 않는 결과, 비교예 3의 신축 가공사의 신장-응력 곡선은, 저신장시의 응력이 매우 낮고, 또한 권축이 끝까지 신장한 후의 응력의 상승이 급격한 것이었다. 결과를 표 2에 나타낸다.

[실시예 12]

제1성분 폴리머로서 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT 용융점도: 112㎩·s), 제2성분 폴리머로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET 용융점도: 39㎩·s)를 준비했다. 제1성분 폴리머와 제2성분 폴리머를 모두 압출기를 이용하여 각각 260℃, 280℃에서 용융 후, 제1성분 폴리머와 제2성분 폴리머의 섬유 단면 중의 면적비가 50/50으로 되도록, 방사온도를 280℃로 해서 펌프에 의한 계량을 행하고, 도 12(a)∼도 12(c)에 나타낸 본 실시형태의 복합구금에 유입시켜, 구멍 충전밀도를 1.2×10^-2구멍/㎟로 배치한 토출구멍으로부터 0.35g/min/구멍에서 유입 폴리머를 토출했다. 이 때 복합 방사용 구금의 분배판에 대해서는, 도 11(a)에 나타내는 바와 같은 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에, 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍을 복수의 제2성분 폴리머 분배구멍이 둘러싼 폴리머 분배구멍군을 형성하고, 상기 폴리머 분배구멍군에 있어서의 64구멍의 제2성분 폴리머 분배구멍 중 8구멍을, 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍의 원주부의 외측에 반원주 형상 배열로 배치한 분배판을 사용했다.

토출구멍으로부터 토출된 복합 폴리머류의 토출 구부러짐 각도는 36°로 매우 양호한 토출 안정성을 갖고 있고, 복합 폴리머류는 냉각 고화 후 유제를 부여하고, 방사속도 1000m/min으로 권취하여, 80℃와 130℃로 가열한 롤러 사이에서 3.0배 연신을 행함으로써 방사·연신 공정을 통해서 56dtex-48필라멘트(단섬유 섬도 1.2dtex)의 복합섬유를 얻었다. 이 방사·연신 공정에 있어서의 실 끊어짐 횟수는, 0.3회/천만m로 매우 양호한 제사 안정성을 갖고 있었다.

얻어진 복합섬유의 복합단면은, 제1성분 폴리머가 심, 제2성분 폴리머가 초로 되는 도 11(b)에 나타내는 바와 같은 편심 심초 단면이며, 박피 부분의 두께 비율은 4%로 충분한 얇기이면서, 박피 부분의 두께 편차가 10%로 높은 복합단면의 치수안정성을 갖고 있었다. 또한 복합섬유의 신축 신장율은 65%이며, 매우 양호한 권축 발현성을 갖고 있었다. 결과를 표 3에 나타낸다.

[비교예 4]

폴리머류를 도 8(b)에 나타내는 바와 같은 사이드 바이 사이드 단면을 갖는 복합섬유를 방사할 때에 사용되는 종래의 복합구금에 유입시켜, 구멍 충전밀도를 가공 한계인 1.2×10^-2구멍/㎟로 배치한 토출구멍으로부터 0.35g/min/구멍에서 유입 폴리머를 토출하는 이외는 모두 실시예 12에 따라, 56dtex-48필라멘트의 복합섬유를 얻었다.

얻어진 복합섬유의 방사·연신 공정에 있어서는, 실시예 12와 비교해서 토출구멍으로부터 토출된 복합 폴리머류의 토출 구부러짐이 컸다. 또한, 방사시에 있어서의 폴리머류의 실 흔들림이나 구금면에의 접촉에 의한 실 끊어짐도 다발하는 결과이었다. 결과를 표 3에 나타낸다.

[비교예 5]

폴리머류를 도 10(b)에 나타내는 바와 같은 편심 심초 단면을 갖는 복합섬유를 방사할 때에 사용되는 종래의 복합구금에 유입시켜, 구멍 충전밀도를 가공 한계인 6.1×10^-3구멍/㎟로 배치한 토출구멍으로부터 0.35g/min/구멍에서 유입 폴리머를 토출하는 이외는 모두 실시예 12에 따라, 56dtex-48필라멘트의 복합섬유를 얻었다.

얻어진 복합섬유의 방사·연신 공정에 있어서는, 박피 부분을 형성하는 폴리머 유량이 극소이기 때문에, 복합구금 내의 유로에서 폴리머의 이상체류가 발생하고, 열화 폴리머가 혼입한 것에 의한 연신시의 실 끊어짐이 다발하는 결과이었다. 또한 얻어진 복합섬유의 복합단면은, 실시예 12와 비교해서 박피 부분의 두께 편차가 크고, 복합단면의 치수안정성이 떨어지는 것이었다. 결과를 표 3에 나타낸다.

[비교예 6]

복합 방사용 구금의 분배판에 대해서, 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에 형성된 폴리머 분배구멍군에 있어서의 제1성분 폴리머 분배구멍의 배열을 도 14(a)에 나타내는 바와 같은 원 형상 배열의 배치로 한 분배판을 사용하는 이외는 모두 실시예 12에 따라, 56dtex-48필라멘트의 복합섬유를 얻었다.

얻어진 복합섬유는 심성분의 무게중심점 위치가 복합섬유 단면 중심에 가까워짐으로써 권축이 큰 것이며, 실시예 12와 비교하면 권축 발현성이 현저하게 저하되는 것이었다. 결과를 표 3에 나타낸다.

[실시예 13, 14]

복합 방사용 구금의 분배판에 대해서, 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에 형성된 폴리머 분배구멍군에 있어서의 64구멍의 제2성분 폴리머 분배구멍 중 6구멍(실시예 13), 4구멍(실시예 14)을, 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍의 원주부의 외측에 반원주 형상 배열로 배치한 분배판을 사용하는 이외는 모두 실시예 12에 따라, 56dtex-48필라멘트의 복합섬유를 얻었다.

얻어진 복합섬유는 반원주 형상 배열로 배치한 제2성분 폴리머 분배구멍의 구멍수가 적어질수록, 심성분의 무게중심점 위치가 복합섬유 단면 중심으로부터 멀어짐으로써 권축이 보다 미세하게 되어 있고, 실시예 12와 비교하면 양호한 권축 발현성을 갖는 것이었다. 결과를 표 3에 나타낸다.

[실시예 15, 16]

복합 방사용 구금의 분배판에 대해서, 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에 형성된 폴리머 분배구멍군에 있어서의 64구멍의 제2성분 폴리머 분배구멍 중 12구멍(실시예 15), 16구멍(실시예 16)을, 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍의 원주부의 외측에 반원주 형상 배열로 배치한 분배판을 사용하는 이외는 모두 실시예 12에 따라, 56dtex-48필라멘트의 복합섬유를 얻었다.

얻어진 복합섬유는 반원주 형상 배열로 배치한 제2성분 폴리머 분배구멍의 구멍수가 많아질수록 실시예 12와 비교해서 박피 부분의 두께가 증가했기 때문에, 토출구멍으로부터 토출된 복합 폴리머류의 토출 구부러짐이 작아져 있었다. 또한, 방사시에 있어서의 폴리머류의 실 흔들림이나 구금면에의 접촉에 의한 실 끊어짐도 거의 발생하지 않았다. 결과를 표 3에 나타낸다.

[실시예 17]

구멍 충전밀도를 1.8×10^-2구멍/㎟로 배치한 토출구멍으로부터 0.23g/min/구멍에서 유입 폴리머를 토출하는 이외는 모두 실시예 12에 따라, 56dtex-72필라멘트의 복합섬유를 얻었다.

얻어진 복합섬유는 단섬유 섬도가 가늘게 됨으로써 실의 강성이 저하하기 때문에, 상기 복합섬유를 사용한 직물은 양호한 스트레치를 가지면서 촉감이 뛰어난 것이었다. 결과를 표 4에 나타낸다.

[비교예 7]

폴리머류를 도 8(b)에 나타내는 바와 같은 사이드 바이 사이드 단면을 갖는 복합섬유를 방사할 때에 사용되는 종래의 복합구금에 유입시켜, 구멍 충전밀도를 가공 한계인 1.2×10^-2구멍/㎟로 배치한 토출구멍으로부터 0.23g/min/구멍에서 유입 폴리머를 토출하는 이외는 모두 실시예 12에 따라 방사를 실시한 결과, 비교예 4와 비교하여 토출량이 감소해서 중력이 감소했기 때문에 토출구멍으로부터 토출된 복합 폴리머류의 토출 구부러짐이 더욱 악화되어 있고, 방사시에 있어서의 폴리머류의 구금면으로의 접촉이 정상적(定常的)으로 발생하여 방사 불가였다. 결과를 표 4에 나타낸다.

[비교예 8]

폴리머류를 도 10(b)에 나타내는 바와 같은 편심 심초 단면을 갖는 복합섬유를 방사 할 때에 사용되는 종래의 복합구금에 유입시켜, 구멍 충전밀도를 가공 한계인 6.1×10^-3구멍/㎟로 배치한 토출구멍으로부터 0.23g/min/구멍에서 유입 폴리머를 토출하는 이외는 모두 실시예 12에 따라, 56dtex-72필라멘트의 복합섬유를 얻었다.

얻어진 복합섬유의 방사·연신 공정에 있어서는, 비교예 5와 비교하여 박피 부분을 형성하는 폴리머 유량이 극소이기 때문에, 복합구금 내의 유로에서 폴리머의 이상체류가 발생하고, 열화 폴리머가 혼입한 것에 의한 연신시의 실 끊어짐이 다발하는 결과이었다. 또한 얻어진 복합섬유의 복합단면에 있어서도 박피 부분의 두께 편차가 보다 크게 되어 있고, 복합단면의 치수안정성도 현저하게 악화되어 있었다. 결과를 표 4에 나타낸다.

[실시예 18]

제1성분 폴리머를 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT 용융점도: 218㎩·s)로 하는 이외는 모두 실시예 12에 따라, 56dtex-48필라멘트의 복합섬유를 얻었다.

얻어진 복합섬유는 제1성분 폴리머와 제2성분 폴리머의 점도비가 증가함으로써 고수축 성분인 제1성분 폴리머가 고배향으로 되고, 수축차가 확대됨으로써 권축이 보다 미세하게 되어 있고, 실시예 12와 비교하면 양호한 권축 발현성을 갖는 것이었다. 결과를 표 4에 나타낸다.

[비교예 9]

제1성분 폴리머를 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT 용융점도: 218㎩·s)로 하고, 폴리머류를 도 8(b)에 나타내는 바와 같은 사이드 바이 사이드 단면을 갖는 복합섬유를 방사할 때에 사용되는 종래의 복합구금에 유입시켜, 구멍 충전밀도를 가공 한계인 1.2×10^-2구멍/㎟로 배치한 토출구멍으로부터 0.35g/min/구멍에서 유입 폴리머를 토출하는 이외는 모두 실시예 12에 따라 방사를 실시한 결과, 비교예 4와 비교하여 제1성분 폴리머와 제2성분 폴리머의 점도비가 증가했기 때문에, 토출구멍으로부터 토출된 복합 폴리머류의 토출 구부러짐이 더욱 악화되어 있고, 방사시에 있어서의 폴리머류의 구금면에의 접촉이 정상적으로 발생하여 방사 불가였다. 결과를 표 4에 나타낸다.

[실시예 19]

제1성분 폴리머를 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT 용융점도: 109㎩·s)로 하는 이외는 모두 실시예 12에 따라, 56dtex-48필라멘트의 복합섬유를 얻었다.

얻어진 복합섬유는 제1성분 폴리머를 PBT로부터 PTT로 변경했기 때문에, 하중 하에서의 권축 발현성이 양호하게 되어 있고, 직물로 했을 때에는 높은 스트레치성이 얻어지는 것이었다. 결과를 표 4에 나타낸다.

[실시예 20]

제1성분 폴리머를 폴리옥시테트라메틸렌글리콜 20% 공중합 폴리부틸렌테레프탈레이트(PTMG 20% 공중합 PBT 용융점도: 410㎩·s)로 하는 이외는 모두 실시예 12에 따라, 56dtex-48필라멘트의 복합섬유를 얻었다.

얻어진 복합섬유는 제1성분 폴리머를 PBT로부터 PTMG 공중합 PBT로 변경했기 때문에 탄성적인 거동이 강하게 느껴지는 것으로 되고, 직물로 했을 때에는 스판덱스와 같은 스트레치성이 얻어지는 것이었다. 결과를 표 4에 나타낸다.

본 발명을 특정의 형태를 이용하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 의도와 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경 및 변형이 가능한 것은, 당업자에 있어서 명확하다. 또, 본 출원은 2018년 11월 6일자로 출원된 일본 특허출원(특원 2018-209024), 및 2018년 11월 6일자로 출원된 일본 특허출원(특원 2018-209025)에 근거하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.

M1, M2: 신축 가공사를 구성하는 섬유의 권축 형태에 있어서의 임의의 이웃하는 산의 정점
V1: 신축 가공사를 구성하는 섬유의 권축 형태에 있어서의 골짜기의 정점
Dc: 신축 가공사를 구성하는 섬유의 권축 코일지름
D: 섬유지름
2-(a), 2-(b): 신축 가공사의 섬유의 코일지름 분포에 있어서의 군의 일례
3-(a): 1종류의 코일지름만으로 구성되어 있는 멀티필라멘트의 신장 변형 프로필의 일례
3-(b): 신축 가공사의 신장 변형 프로필의 일례
4-(a): 신축 가공사의 신장 변형 프로필에 있어서, 강도가 0.05cN/dtex로 되는 점
4-(b): 4-(a)로부터 가로축을 향해서 수선을 내렸을 때의 가로축과의 교점
5-(a), 5-(c): 섬유지름 분포
5-(b), 5-(d): 중앙 섬유지름
5-(e), 5-(f): 섬유지름의 분포폭
6-(a): 실시예 10에서 사용한 구금의 토출판에 있어서의 토출구멍 배치 중, 박피 두께가 0.04로 되는 분배구멍군에 상당하는 토출구멍군
6-(b): 실시예 10에서 사용한 구금의 토출판에 있어서의 토출구멍 배치 중, 박피 두께가 0.09로 되는 분배구멍군에 상당하는 토출구멍군
A: 심성분(제1성분 폴리머, 고점도 폴리머)
B: 초성분(제2성분 폴리머, 저점도 폴리머)
G: 토출된 폴리머류
V1∼V5: 도입구멍 내부에서의 폴리머의 속도 분포
W: 홈폭
a: 섬유 횡단면의 복합단면에 있어서의 폴리머(A)의 무게중심점
c: 섬유 횡단면의 복합단면에 있어서의 중심점
S :섬유 횡단면의 복합단면에 있어서의 폴리머(B)의 최소가 되는 두께
1, 2, 3: 유도구멍
4, 7: 도입구멍
5, 6: 유로
8: 구금 토출구멍
9: 제1성분 폴리머 분배구멍
10: 제2성분 폴리머 분배구멍
11: 폴리머 분배구멍군의 최외접원
12: 직선
13: 곡선
14: 계량판
15: 분배판
16: 토출판
17: 분배홈
18: 분배구멍
19: 토출 도입구멍
20: 축소구멍
21: 구금 토출구멍
22a: 제1성분 폴리머용 계량구멍
22b: 제2성분 폴리머용 계량구멍

Claims (8)

1. 섬유 축방향으로 코일 형상의 권축 형태를 가진 섬유로 이루어지는 멀티필라멘트로 이루어지고, 상기 섬유에 있어서의 권축의 코일지름 분포가 2개 이상인 군을 갖고, 코일지름의 최대의 군 평균값과 최소의 군 평균값의 비(최대의 군 평균값/최소의 군 평균값)가 3.00 미만이며, 또한 멀티필라멘트를 구성하는 섬유의 단면이 편심 심초 단면인 신축 가공사.
2. 제 1 항에 있어서,
   코일지름의 최소의 군 평균값의 군에 포함되는 섬유의 개수가, 멀티필라멘트를 구성하는 섬유의 총 개수의 20% 이상인 신축 가공사.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   멀티필라멘트를 구성하는 섬유의 평균지름이 15㎛ 이하인 신축 가공사.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   신장 에너지가 1.5μJ/dtex 이상인 신축 가공사.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 신축 가공사가 적어도 일부에 포함되는 섬유제품.
6. 제1성분 폴리머 및 제2성분 폴리머에 의해서 구성되는 복합 폴리머류를 토출하기 위한 복합구금으로서,
   상기 복합구금은, 각 폴리머 성분을 계량하는 복수의 계량구멍을 갖는 계량판, 각 폴리머 성분을 분배하기 위한 분배구멍이 형성된 1매 이상의 분배판, 및 토출판으로 구성되어 있고,
   상기 분배판의 폴리머 방출경로 방향의 하류측 최하층에서는, 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍을 복수의 제2성분 폴리머 분배구멍이 둘러싼 폴리머 분배구멍군이 형성되어 있고,
   상기 폴리머 분배구멍군에 있어서의 제2성분 폴리머 분배구멍의 적어도 일부가, 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍의 원주부의 외측에 반원주 형상 배열로 배치되어 있는 복합구금.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 폴리머 분배구멍군에 있어서의 제2성분 폴리머 분배구멍의 전체 구멍수(Ht)와, 그 중 반원 형상 배열의 복수의 제1성분 폴리머 분배구멍의 원주부의 외측에 반원주 형상 배열로 배치된 제2성분 폴리머 분배구멍의 구멍수(Ho)가 하기 식 (1)을 만족하는 복합구금.
   1/16<Ho/Ht<1/4 …식 (1)
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 기재된 복합구금을 사용한 복합섬유의 제조 방법.

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