KR20230073146A

KR20230073146A - 폴리아미드 심초 복합 섬유 및 포백

Info

Publication number: KR20230073146A
Application number: KR1020227046019A
Authority: KR
Inventors: 타이스케 키시다; 다이스케 요시오카
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2023-05-25
Also published as: TW202231949A; CN115989344A; WO2022065121A1; JPWO2022065121A1; EP4219810A1; US20230323568A1

Abstract

초부 폴리머가 폴리아미드, 심부 폴리머가 폴리에테르에스테르아마이드 공중합체로 이루어진 심초 복합 섬유에 있어서 강도가 3.6cN/dtex 이상, 전체 단사의 심초 성분의 단면 균등비 d/R이 0.072 이하, 전기비저항값이 10⁷~10¹⁰Ω·cm인 폴리아미드 심초 복합 섬유. 흡습성, 제전성을 갖고, 강도를 유지하면서 보풀의 발생을 억제하고, 고차 통과성이 우수한 폴리아미드 심초 복합 섬유를 제공한다.

Description

폴리아미드 심초 복합 섬유 및 포백

본 발명은 폴리아미드 심초 복합 섬유 및 포백에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 흡습성, 제전성이 우수한 폴리아미드 심초 복합 섬유 및 포백에 관한 것이다.

폴리아미드나 폴리에스테르 등의 열가소성 수지로 이루어지는 합성 섬유는 강도, 내약품성, 내열성 등이 우수하기 때문에 의료 용도나 산업 용도 등 폭넓게 사용되어 있다. 특히, 폴리아미드 섬유는 그 독특한 부드러움, 높은 인장 강도, 염색 시의 발색성, 높은 내열성 등의 특성이 우수하여 이너웨어, 아우터웨어, 스포츠웨어 등의 일반 의료 용도로 널리 사용되어 있다.

최근 아웃도어 스포츠의 보급에 따라 스포츠·캐주얼 의료 용도의 수요가 해마다 증가하고 있다. 특히, 다운재킷 기포나 윈드브레이커에 사용하는 직물에서는 박지 경량, 소프트, 저통기도가 요구되고, 폴리아미드 섬유는 세섬도·단사 세섬도화가 진행되어 있다. 폴리아미드 섬유는 대전하기 쉬운 성질이 있으며, 저온도·저습도의 동계 환경하에 있어서는 정전기를 띠기 쉽다. 박지화의 진행에 따라 정전기는 보다 발생하기 쉬워 제전성이 우수한 폴리아미드 섬유가 요망되어 있다.

제전성이 우수한 폴리아미드 섬유는 후가공에 의해 섬유나 포백에 제전제를 부여하는 방법, 제전성을 갖는 폴리머와 복합 섬유로 하는 방법 등 많이 제안되어 있다. 그 중에서도 심부에 흡습 성분을 사용한 심초 복합 폴리아미드 섬유는 우수한 제전성을 갖고 있으며, 폴리아미드 섬유는 전기 저항이 현저하여 정전기를 띠기 쉽다는 결점을 해소하여 특히 동계의 저온도·저습도하에서 사용되는 아우터웨어 등의 용도에서 요망이 높아 연구·제안이 진행되고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는 폴리아미드 수지를 초부로 하고, 폴리에테르에스테르아미드 공중합물을 심부로 한 심초 복합 섬유이며, 단사 섬도가 3.5dtex인 복합 섬유가 기재되어 있다. 특허문헌 2에는 폴리아미드 수지를 초부로 하고, 폴리에테르에스테르아미드 공중합물을 심부로 한 복합 섬유이며, 심부와 초부의 면적 비율이 3/1~1/5, 단사 섬도가 3.25dtex인 복합 섬유가 기재되어 있다. 특허문헌 3에는 폴리아미드를 심부로 하고, 폴리에테르에스테르아미드 공중합물을 심부로 한 복합 섬유이며, 제전성이 우수한 것이 기재되어 있다.

일본 특허공개 평6-136618호 공보 국제공개 제2014/10709호 일본 특허공개 2017-57513호 공보

그러나 특허문헌 1, 특허문헌 2에 기재된 심초 복합 섬유는 흡습 성능, 제전 성능이 우수하지만 세섬도·단사 세섬도화에 따라 원사 강도는 저하된다. 원사 강도를 담보하기 위해 연신을 실시하면 원사 보풀이 다발하고, 고차 가공 공정에서의 공정 통과성이 악화될 뿐만 아니라 제품 품위도 악화되는 것이 과제였다. 특허문헌 3에 기재된 심초 복합사는 제전 성능이 우수하지만 흡습 성능을 담보하는 폴리에테르에스테르아미드 공중합물의 심 비율이 낮다. 흡습 성능을 담보하기 위해 심 비율을 올리면 특허문헌 1이나 특허문헌 2와 마찬가지로 원사 강도가 저하, 원사 보풀이 다발하여 고차 통과성, 제품 품위 저하되는 것이 과제이다.

직물의 박지 경량, 소프트, 저통기도의 요구에 따라 섬유의 세섬도·단사 세섬도화가 진행되어 있는 점에서 흡습성, 제전성을 갖고, 강도를 유지하면서 보풀의 발생을 억제하고, 고차 통과성이 우수한 폴리아미드 심초 복합 섬유를 제공하는 것이 과제이다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 하기 구성으로 이루어진다.

(1) 초부 폴리머가 폴리아미드, 심부 폴리머가 폴리에테르에스테르아미드 공중합체로 이루어지는 심초형 복합 멀티 필라멘트에 있어서 강도가 3.6cN/dtex 이상, 섬유 횡단면에 있어서의 심초 성분의 단면 균등비 d/R이 0.072 이하, 전기비저항값이 10⁷~10¹⁰Ω·㎝인 폴리아미드 심초 복합 섬유.

d: 심성분의 내접원 중심과 초성분의 내접원 중심의 거리

R: 초성분의 내접원의 직경

(2) 단사 섬도 0.8~2.0dtex, 섬유 횡단면에 있어서의 심부의 면적 비율이 20~40%인 (1)에 기재된 폴리아미드 심초 복합 섬유.

(3) (1) 또는 (2)에 기재된 폴리아미드 심초 복합 섬유를 적어도 일부에 갖는 포백.

본 발명에 의하면 흡습성, 제전성을 갖고, 강도를 유지하면서 보풀의 발생을 억제하고, 고차 통과성이 우수한 폴리아미드 심초 복합 섬유를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 섬유 횡단면형상을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명에 사용하는 복합 방사용 구금의 토출 구멍의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 사용하는 복합 방사용 구금의 하부 도입판 심성분 도입 구멍과 초성분 도입 구멍의 배치의 일부를 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유의 제조 방법에 바람직하게 사용하는 직접 방사 연신법에 의한 제조 장치의 일실시형태를 나타내는 도면이다.

본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유는 초부에 폴리아미드, 심부에 폴리에테르에스테르아미드 공중합체를 사용한 심초 복합 섬유이다.

본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유는 도 1에 예시한 바와 같이 그 횡단면의 단면 균등비(d/R)가 0.072 이하이다. 여기에서 말하는 단면 균등비란 심성분의 내접원 중심점(점(C))과 초성분의 내접원 중심점(점(S))의 거리(d), 초성분의 내접원 직경(R)을 측정하여 산출하는 값이며, 전체 단사를 측정한 평균값이다. 수치가 0에 근접할수록 동심이며, 수치가 커질수록 편심되어 있는 것을 나타내고 있다. 단면 균등비(d/R)를 이러한 범위로 함으로써 단사 보풀의 발생을 억제하고, 고차 통과성이 우수한 것이 된다. 더 바람직하게는 0.050 이하이다. 단면 균등비(d/R)가 0.072를 초과할 경우 심부 폴리에테르에스테르아미드 공중합체가 편심되어 있으며, 초부 폴리아미드에 있어서 초 두께에 치우침이 생긴다. 그 때문에 초의 얇은 개소에 외력이 가해지면 그곳으로부터 단사가 파탄되기 쉬워져 단사 보풀이 다발하고, 고차 통과성이 나빠질 뿐만 아니라 제품 품위도 악화되는 경향이 있다.

본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유는 강도가 3.6cN/dtex 이상이다. 이러한 범위로 함으로써 고차 가공 공정에서의 실의 끊어짐이 감소하여 고차 통과성이 양호해진다. 또한, 제품 내구성이 우수하다. 3.6cN/dtex 미만일 경우 고차 가공 공정에서의 실의 끊어짐이 증가하여 고차 통과성이 악화되는 경향이 있다. 또한, 주로 아우터 의료 용도나 스포츠 의료 용도인 의료 용도에 있어서 실사용에 견딜 수 없는 레벨이 되어 쉽게 제품 내구성이 뒤떨어지는 경우가 있다. 보다 바람직한 범위는 4.0cN/dtex 이상이다.

본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유는 섬유 횡단면에 있어서의 심부의 면적 비율이 20% 이상 40% 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 20% 이상 30% 이하, 더 바람직하게는 25% 이상 30% 이하이다. 이 범위이면 초부가 공기 중의 한정된 수분을 많이 흡수하기 쉬워지고, 심부에 그 흡수한 수분을 전달하는 비율이 증가한다. 또한, 심부의 면적 비율이 작음으로써 대전된 정전기가 흡수된 심부를 신속하게 전달하기 때문에 우수한 흡습성과 제전성을 발현한다.

본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유는 온도 20℃, 습도 40%RH 조건하에서의 전기비저항값이 10⁷~10¹⁰Ω·㎝이다. 이러한 범위로 함으로써 제전성이 얻어진다. 일반의 폴리아미드 섬유의 전기비저항값은 10¹⁴Ω·㎝ 레벨이다. 그리고 정전기는 공기 중의 수분량에 좌우되어 습도가 높은 환경하에서는 정전기는 일어나기 어렵고, 건조한 환경하에서는 정전기가 발생하기 쉽다. 충분한 제전성을 발휘하기 위해 온도 20℃, 습도 40%RH의 조건하에서 10¹⁰Ω·㎝ 이하의 비저항값이면 충분한 제전 성능을 발휘할 수 있다. 또한, 본 발명에서 달성할 수 있는 전기비저항값 하한값의 레벨은 10⁷Ω·㎝ 정도이다.

본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유에 있어서 ΔMR은 5.0% 이상이 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써 흡습성이 얻어진다. 착용 시에 양호한 쾌적성을 얻기 위해 의복 내의 습도를 조절하는 기능을 갖는 것이 요구된다. 이 습도 조정의 지표로서 경~중작업 또는 경~중운동을 행했을 때의 30℃×90%RH로 대표되는 의복 내 온습도와 20℃×65%RH로 대표되는 외기 온습도에 있어서의 흡습률의 차로 나타내어지는 ΔMR을 사용한다. ΔMR은 크면 클수록 흡습 성능이 높고, 착용 시의 쾌적성이 양호한 것을 나타내고 있다. ΔMR이 5.0% 이상이면 착용 시의 무더운 감이나 달라붙음을 억제할 수 있고, 쾌적성이 우수한 의료를 제공 가능하게 된다. ΔMR의 상한값은 17.0% 정도이다.

본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유는 의료용에 적합한 총섬도이면 임의 설정 가능하지만 8~155dtex인 것이 바람직하다. 또한, 단사 섬도도 제품 요구에 따라 임의 설정 가능하지만 직물의 박지 경량, 소프트, 저통기도의 요구에 따라 섬유의 세섬도·단사 세섬도화가 진행되어 있는 점에서 0.8~2.0dtex인 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유는 신도가 40% 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 42~65%이다. 이러한 범위로 함으로써 고차 가공 공정에서의 실의 끊어짐이 감소하여 고차 통과성이 양호해진다.

본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유는 초부에 폴리아미드, 심부에 폴리에테르에스테르아미드 공중합체를 사용한다.

본 발명의 심부에 사용하는 폴리에테르에스테르아미드 공중합체란 동일 분자쇄 내에 에테르 결합, 에스테르 결합, 및 아미드 결합을 갖는 블록 공중합체이다. 보다 구체적으로는 락탐, 아미노카르복실산, 디아민과 디카르복실산의 염으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 폴리아미드 성분(A) 및 디카르복실산과 폴리(알킬렌옥시드)글리콜로 이루어지는 폴리에테르에스테르 성분(B)을 중축합 반응시켜서 얻어지는 블록 공중합체 폴리머이다.

폴리아미드 성분(A)으로서는 ε-카프로락탐, 도데카노락탐, 운데카노락탐 등의 락탐류, 아미노카프론산, 11-아미노운데칸산, 12-아미노도데칸산 등의 ω-아미노카르복실산, 나일론66, 나일론610, 나일론612 등의 전구체인 디아민-디카르복실산의 나일론염류가 있으며, 바람직한 폴리아미드 형성성 성분은 ε-카프로락탐이다.

폴리에테르에스테르 성분(B)으로서는 탄소수 4~20의 디카르복실산과 폴리(알킬렌옥시드)글리콜로 이루어지는 것이다. 탄소수 4~20의 디카르복실산으로서는 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 세바신산, 도데카디산 등의 지방족 디카르복실산, 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산 등의 지환식 디카르복실산을 들 수 있고, 1종 또는 2종 이상 혼합해서 사용할 수 있다. 바람직한 디카르복실산은 아디프산, 세바신산, 도데카디산, 테레프탈산, 이소프탈산이다. 또한, 폴리(알킬렌옥시드)글리콜로서는 폴리에틸렌글리콜, 폴리(1,2- 및 1,3-프로필렌옥시드)글리콜, 폴리(테트라메틸렌옥시드)글리콜, 폴리(헥사메틸렌옥시드)글리콜 등을 들 수 있고, 특히 양호한 흡습 성능을 갖는 폴리에틸렌글리콜이 바람직하다.

폴리(알킬렌옥시드)글리콜의 수 평균 분자량은 300~5000이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500~4000이다. 분자량이 300 이상이면 중축합 반응 중에 계외로 비산하기 어렵고, 흡습성, 제전성이 안정된 섬유가 되기 때문에 바람직하다. 또한, 5000 이하이면 폴리머 중에 폴리(알킬렌옥시드)글리콜이 균일하게 분산되고, 양호한 흡습성, 제전성이 얻어지기 때문에 바람직하다.

폴리에테르에스테르아미드 공중합체 전체 중에서의 폴리에테르에스테르 성분(B)의 구성 비율은 몰비로 20~80%인 것이 바람직하다. 20% 이상이면 양호한 흡습성, 제전성이 얻어지기 때문에 바람직하다. 또한, 80% 이하이면 양호한 염색 견뢰성이나 흡습성과 제전성의 세탁 내구성이 얻어지기 때문에 바람직하다.

폴리아미드와 폴리(알킬렌옥시드)글리콜의 구성 비율은 몰비로 20%/80%~80%/20%인 것이 바람직하다. 폴리(알킬렌옥시드)글리콜이 20% 이상이면 양호한 흡습성, 제전성이 얻어지기 때문에 바람직하다. 또한, 폴리(알킬렌옥시드)글리콜이 80% 이하이면 양호한 염색 견뢰성이나 흡습성과 제전성의 세탁 내구성이 얻어지기 때문에 바람직하다.

이와 같은 폴리에테르에스테르아미드 공중합체로서 Arkema S.A.제 "MH1657"이나 "MV1074" 등이 시판되어 있다.

본 발명의 심부에 사용하는 폴리에테르에스테르아미드 공중합체 폴리머의 칩은 오쏘클로로페놀 상대 점도로 1.2 이상 2.0 이하인 것이 바람직하다. 오쏘클로로페놀 상대 점도가 1.2 이상이면 방사 시에 초부에 최적인 응력이 가해지고, 초부의 폴리아미드의 결정화가 진행되어 고강도화가 된다.

폴리(알킬렌옥시드)글리콜은 열 부여에 의해 분자 내로부터 라디칼이 발생하고, 인접하는 원자를 공격함으로써 라디칼이 발생한다는 연쇄 반응이 진행되고, 반응열에 의해 200℃를 초과하는 고온이 된다. 또한, 폴리(알킬렌옥시드)글리콜의 분자량이 작을수록 분자쇄로의 열 부여가 용이하기 때문에 라디칼이 발생하기 쉽고, 반응열이 발생하기 쉬운 경향이 있다.

본 발명에 사용하는 폴리에테르에스테르아미드 공중합체에 포함되는 폴리(알킬렌옥시드)글리콜의 수 평균 분자량은 300~5000으로 비교적 작기 때문에 상기 메커니즘으로부터 폴리에테르에스테르아미드 공중합체의 열 열화가 진행되기 쉽고, 원사의 경화나 취화, 흡습성, 제전성의 저하 등이 매우 야기되기 쉽다.

그 때문에 심부의 폴리에테르에스테르아미드 공중합체에는 라디칼을 보충하는 힌더드 페놀계 산화 방지제를 첨가하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 하프 힌더드 페놀계 산화 방지제이다. 첨가하는 힌더드 페놀계 산화 방지제의 양은 심부의 폴리에테르에스테르아미드 공중합체의 중량에 대해서 1.0중량% 이상 5.0중량% 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는 2.0중량% 이상이다.

양 힌더드 페놀계 산화 방지제는, 예를 들면 펜타에리트리톨테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트](IR1010), 트리스(4-tert-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질)이소시아누르산(IR1790), (1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)벤젠(AO-330), 1,3,5-트리스[[3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시페닐]메틸]-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온(IR3114), N,N'-헥사메틸렌비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로판아미드](IR1098)를 들 수 있다.

양 힌더드 페놀계 산화 방지제의 경우에는 방사 공정 시의 열 이력(폴리머 용융 시에 가해지는 고온이나 연신 후의 열 세팅), 고차 가공 공정 시의 열 이력(포백의 염색이나 열 세팅 등)에 의해 폴리에테르에스테르아미드 공중합체의 열 열화가 진행되고, 포백 및 의료품의 단계에서 잔존하는 라디칼을 보충하는 산화 방지제의 유효 성분량이 대폭 저하된다. 그 때문에 포백 및 의료품에 잔존하는 라디칼을 보충하는 산화 방지제의 유효 성분량을 저하시키지 않기 위해 힌더드 아민(HALS(Hindered Amine Light Stabilizer))계 안정제를 병용함으로써 힌더드 페놀계 산화 방지제의 열 열화를 억제할 수 있고, 반응열·열 열화를 억제할 수 있고, 원사의 경화나 취화, 흡습성, 제전성의 저하를 억제할 수 있다. HALS계 안정제는, 예를 들면 디부틸아민1,3,5-트리아진·N,N-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜-1,6-헥사메틸렌디아민·N-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)부틸아민의 중축합물(CHIMASSORB2020FDL), 4,7,N,N'-테트라키스[4,6-비스[부틸(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리디닐)아미노]-1,3,5-트리아진-2-일]-4,7-디아자데칸-1,10-디아민(CHIMASSORB119), 폴리[{6-(1,1,3.3-테트라메틸부틸)아미노-1,3,5-트리아진-2,4디일)((2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노)헥사메틸렌((2,2,6,6테트라메틸-4-피페리딜)이미노](CHIMASSORB944)를 들 수 있다.

하프 힌더드 페놀계 산화 방지제는, 예를 들면 2,2'-디메틸-2,2'-(2,4,8,10-테트라옥사스피로[5.5]운데칸-3,9-디일)디프로판-1,1'-디일=비스[3-(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로파노에이트](SUMITOMO CHEMICAL COMPANY, LIMITED제 「SUMILIZER」(등록 상표) AG80, ADEKA Corporation제 「ADK STAB」(등록 상표) AO-80), 1,3,5-트리스[[4-(1,1-디메틸에틸)-3-히드록시-2,6-디메틸페닐]메틸]-1,3,4-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온(Solvay S.A.제 Cyanox1790)을 들 수 있다.

하프 힌더드 페놀계의 산화 방지제는 양 힌더드 페놀계의 산화 방지제와 비교해서 방사 공정 시의 열 이력이나 고차 가공 공정 시의 열 이력에 있어서의 산화 방지제의 유효 성분량의 저하가 매우 작다. 그 때문에 양 힌더드 페놀계의 산화 방지제와 같이 HALS계 안정제를 병용하는 일 없이 하프 힌더드 페놀계의 산화 방지제의 단독 사용으로 반응열·열 열화를 억제할 수 있고, 원사의 경화나 취화, 흡습성, 제전성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 하프 힌더드 페놀의 분해물은 착색이 적기 때문에 황변도 억제할 수 있다.

심부의 폴리에테르에스테르아미드 공중합체에는 그 외의 인계의 안정제를 병용하는 것도 가능하다. 또한, 그 외 각종 첨가제, 예를 들면 염소제, 난연제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 결정핵제, 형광 표백제, 대전 방지제, 흡습성 폴리머, 카본 등을 총첨가물 함유량이 폴리에테르에스테르아미드 공중합체에 대해서 5중량% 이하에서 필요에 따라 공중합 또는 혼합하고 있어도 좋다.

심부의 비율은 복합 섬유 전체에 대해서 20중량%~40중량%인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 20중량%~30중량%, 보다 바람직하게는 25중량%~30중량%이다. 심부의 비율이 높아질수록 흡습성, 제전성은 높아지지만 강도는 저하된다. 한편, 심부의 비율이 낮을수록 강도는 높아지지만 흡습성, 제전성이 저하된다. 이러한 범위로 함으로써 흡습성과 제전성이 발현되고, 초부의 폴리아미드에 적절한 연신을 추가하는 것이 가능해져 고강도화할 수 있다.

본 발명의 초부에 사용하는 폴리아미드에는 나일론6, 나일론66, 나일론46, 나일론9, 나일론610, 나일론11, 나일론12, 나일론612 등, 또는 그들과 아미드 형성 관능기를 갖는 화합물, 예를 들면 라우로락탐, 세바신산, 테레프탈산, 이소프탈산, 5-나트륨술포이소프탈산 등의 공중합 성분을 함유하는 공중합 폴리아미드를 들 수 있다. 그 중에서도 나일론6 및 나일론11, 나일론12, 나일론610, 나일론612가 폴리에테르에스테르아미드 공중합체와의 융점의 차가 작고, 용융 방사 시에 폴리에테르에스테르아미드 공중합체의 열 열화를 억제할 수 있고, 제사성의 관점으로부터 바람직하다. 특히, 바람직하게는 염색성이 풍부한 나일론6이다.

초부의 폴리아미드에는 각종 첨가제, 예를 들면 염소제, 난연제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 결정핵제, 형광 표백제, 대전 방지제, 흡습성 폴리머, 카본 등을 총첨가물 함유량이 폴리에테르에스테르아미드 공중합체에 대해서 5중량% 이하에서 필요에 따라 공중합 또는 혼합하고 있어도 좋다.

본 발명의 초부에 사용하는 폴리아미드 칩은 황산 상대 점도로 2.3 이상 3.3 이하가 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써 초부의 폴리아미드에 적절한 연신을 추가하는 것이 가능해져 고강도화할 수 있다.

본 발명에 사용하는 폴리에테르에스테르아미드 공중합체의 용융 점도는 400~600poise이며, 본 발명에 사용하는 폴리아미드의 용융 점도 900~1500poise보다 낮고, 용융 점도차도 크다. 그 때문에 방사 온도에서의 용융 점도비가 3.0 이하인 폴리에테르에스테르아미드 공중합체, 폴리아미드의 조합을 선택하는 것이 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써 방사 시에 구금으로부터 토출된 후의 세화·연신 시에 사조 길이 방향으로 가해지는 응력이 초성분에 치우치지 않고, 단면 균등비(d/R)를 작게 할 수 있는 경향이 있다. 3.0을 초과하면 세화·연신 시에 사조 길이 방향으로 가해지는 응력이 초성분에 치우치고, 단면 균등비가 커진다. 여기에서 말하는 용융 점도란 칩형상의 폴리머를 진공 건조기에 의해 수분율 200ppm 이하로 하고, 캐필러리 레오미터에 의해 측정할 수 있는 용융 점도를 가리키고, 방사 온도에서의 동 전단 속도의 때의 용융 점도를 의미한다.

또한, 폴리에테르에스테르아미드 공중합체의 융점은 폴리아미드의 융점보다 낮기 때문에 용융 방사 시에 폴리에테르에스테르아미드 공중합체의 열 열화의 억제, 제사성의 관점으로부터 융점차가 30℃ 이하인 폴리에테르에스테르아미드 공중합체, 폴리아미드를 각각 선택하는 것이 바람직하다.

방사 공정에 있어서 심부 폴리머의 용융부 온도는 235℃ 이상 260℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 심부 폴리머의 용융부 온도가 235℃ 이상이면 심부의 폴리에테르에스테르아미드 공중합체가 용융 방사에 적합한 용융 점도가 되기 때문에 바람직하고, 260℃ 이하이면 심부의 폴리에테르에스테르아미드 공중합체의 온도 상승에 의한 열분해를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.

초부 폴리머의 용융부 온도는 240℃ 이상 285℃ 이하가 바람직하다. 초부 폴리머의 용융부 온도가 240℃ 이상이면 초부의 폴리아미드가 용융 방사에 적합한 용융 점도가 되기 때문에 바람직하다. 285℃ 이하이면 심부의 폴리에테르에스테르아미드 공중합체의 온도 상승에 의한 열분해를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.

합류부의 용융부 온도는 235℃ 이상 270℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 온도가 235℃ 이상이면 폴리아미드 및 폴리에테르에스테르아미드 공중합체가 용융 방사에 적합한 용융 점도가 되기 때문에 바람직하다. 270℃ 이하이면 폴리에테르에스테르아미드 공중합체의 열분해의 분해를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.

본 발명의 심초 복합 섬유의 단면 균등비(d/R)를 이러한 범위로 제어하기 위해서는 심성분 및 초성분 폴리머의 용융 점도에 따라 심초 성분이 합류하기까지의 구금 설계를 적정화할 필요가 있다.

도 2는 본 발명의 심초 복합 섬유에 사용하는 복합 방사용 구금의 토출 구멍의 일례를 나타내는 종단면도이다. 도 2에 있어서 상측으로부터 상부 도입판(1), 하부 도입판(2), 구금판(3)의 순서로 부재가 적층되어 복합 방사 구금을 구성하고 있다. 이하, 도 2, 도 3에 예시한 복합 방사 구금에 있어서 복합 방사 구금의 상류로부터 하류로 폴리머의 흐름을 따라 설명한다.

심 성분 폴리머는 상부 도입판의 심성분 도입 구멍(1-1)에 유입되고, 하단에 뚫어서 형성된 심성분 스로틀부(1-2)에 의해 계량된 후 하부 도입판의 심성분 도입 구멍(2-1)에 토출된다. 마찬가지로 하부 도입판의 심성분 도입 구멍(2-1)에 유입된 심성분 폴리머는 하단에 뚫어서 형성된 심성분 스로틀부(2-2)에 의해 계량된 후 구금판(3)의 합류풀(3-1)에 유입된다.

초 성분 폴리머는 상부 도입판의 초성분 도입 구멍(1-3)에 유입되고, 하부 도입판의 초성분풀(2-3)에 토출된다. 상부 도입판의 각 초성분 도입 구멍으로부터 유입된 폴리머를 저장하는 하부 도입판의 초성분풀(2-3)의 하면에는 폴리머를 하류에 흘리기 위한 초성분 도입 구멍(2-4)이 뚫어서 형성되어 있다. 초성분풀(2-3)에 유입된 초성분 폴리머는 하단에 뚫어서 형성된 초성분 스로틀부(2-5)에 의해 계량된 후 구금판(3)의 합류풀(3-1)에 유입된다.

심부 폴리머, 초부 폴리머 각각이 구금판(3)의 합류풀(3-1)에 유입되고, 심초 복합 형태가 되어 토출 구멍(3-3)에 유입되고, 하단에 뚫어서 형성된 토출 구멍 스로틀부(3-2)에 의해 계량된 후 토출된다.

심 성분 폴리머의 계량성을 유지하기 위해 상부 도입판(1)에서 1회 계량하고, 또한 하부 도입판(2)에서 계량하여 합계 2회 계량할 필요가 있다. 심성분 폴리머는 저점도이기 때문에 2회 폴리머양을 계량함으로써 폴리머류를 제어하고, 심성분을 진중심으로 할 수 있다. 또한, 상부 도입판(1)에서 계량을 행함으로써 심성분 폴리머의 압력을 높이고, 상부 도입판(1)과 하부 도입판(2)의 실링성을 향상시켜 폴리머 누설을 방지하는 목적도 있다.

초 성분 폴리머의 계량성을 유지하기 위해 하부 도입판(2)의 초성분 스로틀부(2-5)의 구멍 길이(L)와 구멍 지름(D)의 관계, L/D를 1.0~2.5로 할 필요가 있다. L/D를 1.0 이상으로 함으로써 계량성이 안정되고, 단면 균등비를 이러한 범위로 할 수 있다. 구멍 지름이 크고, 구멍 길이가 작으면 계량성이 저하되고, 편심되기 쉬워져 L/D가 1.0 미만일 경우 단면 균등비(d/R)가 7.2를 초과하는 경우가 있다. 계량성을 높이기 위해 구멍 지름(D)을 지나치게 작게 하면 폴리머 이물이 막히기 쉬워져 단면 불량이 발생하기 쉬워진다. 또한, 구멍 길이(L)를 지나치게 크게 하면 구금의 배면압이 커지고, 구금의 변형이 커짐과 아울러, 펌프가 폴리머 압력을 견디지 못하고 폴리머 누설이 발생하기 쉬워진다. L/D를 2.5 이하로 함으로써 균일한 단면이 얻어지고, 안정된 제사가 가능해진다. 더 바람직하게는 1.5~2.5이다.

도 3에 나타내는 바와 같이 하부 도입판(2)에 있어서 심성분 도입 구멍(2-1)과 그 주변에 초성분 도입 구멍(2-4)을 3개 뚫어서 형성할 필요가 있다. 뚫어서 형성한 개수를 3개로 함으로써 구금판(3)의 합류풀(3-1)에 균일하게 초폴리머를 충전시키는 것이 가능해지고, 단면 균등비를 이러한 범위로 할 수 있다. 뚫어서 형성한 개수가 2개 이하일 경우 합류풀(3-1)의 폴리머의 충전에 치우침이 발생하기 쉬워져 단면 균등비(d/R)가 7.2를 초과하는 경우가 있다. 뚫어서 형성한 개수가 4개 이상일 경우 계량성을 유지하기 위해 구멍 지름(D)을 작게, 또는 구멍 길이(L)를 크게 설계할 필요가 발생하고, 막힘이나 누설이 발생하기 쉽고 제사 안정성이 저하되고, 단면 불량도 발생하기 쉬워진다.

또한, 뚫어서 형성한 3개의 초성분 도입 구멍(2-4)은 단면 균등비(d/R)를 보다 작게 하기 위해 1구멍당 토출량을 동일하게 하는 것이 바람직하고, 그 때문에 구멍을 점대칭점, 즉 동일 궤도 상에 뚫어서 형성하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유의 제조 방법에 바람직하게 사용하는 직접 방사 연신법에 의한 제조 장치의 일실시형태를 나타내는 것이다.

폴리아미드(초부)와 폴리에테르에스테르아미드 공중합체(심부)를 따로 용융하고, 기어 펌프에 의해 계량·수송하고, 상술한 복합 방사 구금(4)으로부터 토출하고, 각 필라멘트를 형성한다. 이와 같이 해서 복합 방사 구금(4)으로부터 토출된 각 필라멘트를 침니 등의 사조 냉각 장치(5)에 의해 냉각풍을 맞힘으로써 사조를 실온까지 냉각 고화한다. 그 후 급유 장치(6)로 유제 부여함과 아울러, 각 필라멘트를 수렴하여 멀티 필라멘트를 형성하고, 유체 교락 노즐 장치(7)로 교락하고, 인취 롤러(8), 연신 롤러(9)를 통과하고, 그 때 인취 롤러(8)와 연신 롤러(9)의 둘레 속도의 비에 따라 연신한다. 또한, 사조를 연신 롤러(9)의 가열에 의해 열처리하고, 권취 장치로 권취한다.

본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유의 제조에 있어서 냉각 장치(5)는 일정 방향으로부터 냉각 정류풍을 취출하는 냉각 장치, 또는 외주측으로부터 중심측을 향해 냉각 정류풍을 취출하는 환형상 냉각 장치, 또는 중심측으로부터 외주를 향해 냉각 정류풍을 취출하는 환형상 냉각 장치 등 어느 방법에 있어서도 제조 가능하다. 방사 구금의 하면으로부터 냉각 장치(5)의 냉각풍 취출부의 상단부까지의 연직 방향 거리(Ls)(이하, 냉각 개시 거리라고 칭한다)는 159~219㎜의 범위에 있는 것이 실의 흔들림이나 섬유 얼룩을 억제하는 점에서 바람직하고, 169~189㎜가 보다 바람직하다. 냉각풍 취출면으로부터 취출되는 냉각 풍속에 관해서는 상기 냉각 취출부 상단면으로부터 하단면까지의 구간의 평균으로 20.0~40.0(m/분)의 범위에 있는 것이 섬도 불균일 및 강도의 점으로부터 바람직하다.

본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유의 제조에 있어서 방사 구금으로부터 토출된 폴리머는 냉각 장치에 의해 냉각풍을 맞춰 사조를 고화하고, 고화 위치로부터 급유 위치까지의 사이는 수반류를 동반하는 방사 장력에 의해 연신되고, 그 후 인취 롤러와 연신 롤러 사이에서 기계 연신한다. 본 발명의 심초 복합 섬유는 초부 폴리머의 배향 결정화를 촉진시켜서 강도를 높이기 위해 기계 연신되고, 심부 폴리머의 배향 결정화를 억제시켜서 흡습 성능을 높이기 위해서는 방사 장력을 작게 하는 것이 포인트가 된다. 따라서, 급유 장치(6)의 위치, 즉 도 4에 있어서의 방사 구금 하면으로부터 급유 장치(6)의 급유 노즐 위치까지의 연직 방향 거리(Lg)(이하, 급유 위치(Lg)라고 칭한다)는 단사 섬도 및 냉각 장치로부터의 필라멘트의 냉각 효율에도 의하지만 800~1500㎜가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1000~1300㎜이다. 급유 위치가 800㎜ 미만일 경우 필라멘트의 냉각이 충분히 진행되지 않고 구조가 불안정한 상태로 급유 가이드와 접촉하여 대미지를 받기 때문에 필라멘트의 단사 강도 저하뿐만 아니라 보풀도 증가하는 경향이 있다. 특히, 단사 섬도가 가늘고, 심 비율이 높고, 단면 균등비가 높은 등 초 두께가 얇을수록 대미지를 받기 쉽고, 상기 현상이 현저하게 나타나는 경우가 있다. 또한, 급유 위치가 1500㎜를 초과할 경우 방사 장력이 높아지기 때문에 심부 폴리머의 배향 결정화가 진행되어 흡습 성능이 저하될 뿐만 아니라 기계 연신 배율이 낮아지기 때문에 강도도 저하, 보풀도 발생하는 경우가 있다.

본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유의 제조의 연신 공정에 있어서 인취 롤러에 의해 인취되는 사조의 속도(방사 속도)와, 인취 롤러와 연신 롤러의 둘레 속도비의 값인 연신 배율의 곱이 3300 이상 4500 이하가 되도록 방사 조건을 설정하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 4000 이하이다. 이 수치는 구금으로부터 토출된 폴리머가 구금 토출선 속도로부터 인취되어 롤러의 둘레 속도까지, 또한 인취 롤러의 둘레 속도로부터 연신 롤러의 둘레 속도까지 연신되는 총연신량을 나타내고 있다. 이러한 범위로 함으로써 초부의 폴리아미드에 적절한 연신을 추가하는 것이 가능해진다. 3300 이상이면 초부의 폴리아미드의 결정화가 진행되기 때문에, 원사 강도가 향상되기 때문에 바람직하다. 4500 이하이면 초부의 폴리아미드의 결정화가 적당히 진행되고, 제사할 때에 실의 끊어짐이나 보풀의 발생이 적어 바람직하다.

직물의 박지 경량, 소프트, 저통기도의 요구에 따라 섬유의 세섬도화, 단사 세섬도화가 진행되고, 초부에 폴리아미드, 심부에 폴리에테르에스테르아미드 공중합체로 이루어지는 폴리아미드 심초 복합 섬유의 단사 강도는 저하된다. 또한, 심부의 면적 비율이 높아질수록, 단사 섬도가 가늘어질수록 단사 강도를 담보하는 초부 폴리아미드의 초 두께가 얇아지고, 단사 강도는 저하된다.

한편, 폴리아미드 단성분 섬유에 있어서는 단사 강도를 담보하기 위해 고차 가공에 필요한 신도를 유지할 수 있는 범위 내에서 연신 배율을 적당히 조정하는 것이 일반적으로 실시되지만 본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유에 있어서는 초 두께가 얇아질수록, 연신 배율을 높게 함에 따라 초부가 파열되기 쉬워져서 단사 보풀이 다발하고, 고차 통과성이 나빠질 뿐만 아니라 제품 품위도 악화된다. 그 때문에 본 발명의 폴리아미드 심초 복합 섬유는 강도와 단면 균등비를 이러한 범위로 하는 것이 필요하다. 그것을 위해서는 초부 폴리아미드의 강도를 담보하면서 초 두께를 균일화시키는 제조 조건을 설정할 필요가 있다.

심초 복합 비율, 단사 섬도, 및 냉각 장치로부터의 필라멘트의 냉각 효율에도 의하지만 급유 위치를 구금면으로부터 800~1500㎜, 방사 속도와 연신 배율의 곱을 3300 이상 4500 이하로 함으로써 방사 시에 초부 폴리아미드에 최적인 응력이 가해지고, 적절한 연신을 추가하는 것이 가능해지고, 초부의 폴리아미드의 결정화가 진행되고, 강도를 이러한 범위로 제어할 수 있다.

용융 점도 900~1500poise의 폴리아미드, 용융 점도 400~600poise의 폴리에테르에스테르아미드 공중합체의 유동 밸런스(용융 점도비), 유동 밸런스에 적합한 복합 방사 구금을 채용함으로써 토출 안정성을 확보하고, 단면 균등비를 이러한 범위로 제어할 수 있다.

이와 같은 복합 방사 구금, 제사 조건을 채용함으로써 강도가 3.6cN/dtex 이상, 전체 필라멘트의 심초 성분의 단면 균등비 d/R이 0.072 이하인 흡습성, 제전성이 우수한 심초 복합 섬유가 얻어진다. 특히, 초 두께가 비교적 얇고, 단사 섬도 2.0dtex 이하, 심부의 면적 비율 20% 이상인 경우에는 그 효과는 현저하게 발현된다.

본 발명의 심초 복합 섬유는 흡습성, 제전성이 우수하므로 의료품에 바람직하게 사용될 수 있다. 포백 형태로서는 직물, 편물 등 목적에 따라 선택할 수 있다. 또한, 의료품으로서는 이너웨어, 스포츠웨어 등의 각종 의료용 제품으로 할 수 있다.

(실시예)

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 또한, 실시예에 있어서의 특성값의 측정법 등은 다음과 같다.

(1) 황산 상대 점도

칩 시료 0.25g을 농도 98wt%의 황산 100㎖에 대해서 1g이 되도록 용해하고, 오스트발트형 점도계를 사용해서 25℃에서의 유하 시간(T1)을 측정했다. 계속해서, 농도 98wt%의 황산의 유하 시간(T2)을 측정했다. T2에 대한 T1의 비, 즉 T1/T2를 황산 상대 점도로 했다.

(2) 오쏘클로로페놀 상대 점도(OCP 상대 점도)

칩 시료 0.5g을 오쏘클로로페놀 100㎖에 대해서 1g이 되도록 용해하고, 오스트발트형 점도계를 사용해서 25℃에서의 유하 시간(T1)을 측정했다. 계속해서, 오쏘클로로페놀의 유하 시간(T2)을 측정했다. T2에 대한 T1의 비, 즉 T1/T2를 황산 상대 점도로 했다.

(3) 용융 점도

칩 시료를 진공 건조기에 의해 수분율 200ppm 이하로 하고, Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.제 CAPILLOGRAPH 1B에 의해 변형 속도를 단계적으로 변경해서 용융 점도를 측정했다. 또한, 측정 온도는 방사 온도로 하고, 가열로에 샘플을 투입하고 나서 측정 개시까지를 5분으로 하고, 질소 분위기하에서 측정을 행했다.

(4) 섬도, 단사 섬도

섬유 시료를 1.125m/둘레의 검척기에 세팅하고, 200회전시켜서 루프형상 타래를 작성하고, 열풍 건조기에 의해 건조(105±2℃×60분)한 후 천평에 의해 타래 질량을 칭량하고, 공정 수분율을 곱한 값으로부터 섬도를 산출했다. 또한, 심초 복합 섬유의 공정 수분율은 4.5%로 했다.

(5) 강도·신도

섬유 시료를 ORIENTEC CORPORATION제 "TENSILON"(등록 상표), UCT-100으로 JIS L1013(화학 섬유 필라멘트사 시험 방법, 2010년)에 나타내어지는 정속 신장 조건에서 측정했다. 신도는 인장 강도-신장 곡선에 있어서의 최대 강력을 나타낸 점의 신장으로부터 구했다. 또한, 강도는 최대 강력을 섬도로 나눈 값을 강도로 했다. 측정은 10회 행하고, 평균값을 강도 및 신도로 했다.

(6) 단면 균등비, 단면 균일성

A．횡단면 사진의 촬영

파라핀, 스테아르산, 에틸셀룰로오스로 이루어지는 포리제를 용해하고, 섬유를 도입 후 실온 방치에 의해 고화시키고, 포리제 중의 원사를 횡단면 방향으로 절단한 것을 Tokyo Electron Ltd.제의 CCD 카메라(CS5270)에 의해 섬유 횡단면을 촬영하고, Mitsubishi Electric Corporation제의 Color Video Processor(SCT-CP710)에 의해 1500배로 프린트아웃했다.

B．단면 균등비의 측정

도 1에 예시한 바와 같이 심성분의 내접원 중심점(점(C))과 초성분의 내접원 중심점(점(S))의 거리(d), 초성분의 내접원 직경(R)을 측정하여 산출한다. 심초 복합사의 모든 필라멘트의 단면을 각각 측정하고, 그 평균값을 단면 균등비로 했다.

C．단면 균일성

심초 복합사의 모든 필라멘트의 단면에 있어서 육안으로 관찰하고, 다음 기준으로 평가했다.

A: 초성분, 심성분의 원형상, 크기에 편차가 없어 균일한 단면이다.

C: 초성분, 심성분의 원형상, 크기에 편차가 있어 단면 불량이다.

(7) 보풀수

섬유 시료를 500m/분의 속도에서 되감고, 되감기 중인 사조로부터 2㎜ 떨어진 개소에 레이저식 보풀 검지기를 설치하고, 검지된 결점 총수를 10만m당 개수로 환산해서 표시했다. 2개/10만m 이하를 합격으로 했다.

(8) 비저항값

섬유 시료를 0.2중량%의 음이온 계면활성제의 약알칼리 수용액 중에서 충분히 정련해서 유제 등을 제거한 후 충분히 헹구고, 건조한다. 이어서, 상기 시료를 길이(L) 5㎝, 총섬도(D) 2200dtex(2000데니어)의 섬유속에 구비하고, 온도 20℃, 습도 40%RH의 각 조건하에서 2일간 방치 조온한 후 진동 용량형 미소 전위 측정 장치에 의해 인가 전압 500V에서 시료의 저항을 측정하고, 다음 식에 의해 산출한다.

ρ=(R×0.9D)/(9×10⁵×L×d×10⁴)

ρ: 체적 고유 저항(Ω·㎝), R: 저항(Ω), D: 섬도(dtex), L: 시료 길이(㎝), d: 시료 밀도(g/㎡).

(9) ΔMR

섬유 시료(또는 직물)를 칭량병에 1~2g정도 칭량하고, 110℃로 2시간 유지하여 건조시켜 중량을 측정하고(W0), 이어서 대상 물질을 20℃, 상대 습도 65%로 24시간 유지한 후 중량을 측정한다(W65). 그리고 이것을 30℃, 상대 습도 90%로 24시간 유지한 후 중량을 측정한다(W90). 그리고 이하의 식에 따라 계산했다.

MR65=[(W65-W0)/W0]×100% ·····(1)

MR90=[(W90-W0)/W0]×100% ·····(2)

ΔMR=MR90-MR65············(3)

(10) 고차 통과성

워터 제트 룸 직기에 의해 직기 회전수 750rpm, 위사 길이 1620㎜로 평직물을 10필(1000m/필) 제직했을 때의 직기의 실의 끊어짐에 의한 기기 정지 횟수를 다음 기준으로 평가했다.

S: 2회 미만, A: 2회 이상 4회 미만, B: 4회 이상 6회 미만, C: 6회 이상

S, A, B를 공정 통과성 합격으로 했다.

[실시예 1]

(폴리아미드 심초 복합 섬유의 제조)

폴리에테르에스테르아미드 공중합체로서 폴리아미드 성분이 나일론6, 폴리에테르 성분이 분자량 1500의 폴리에틸렌글리콜, 나일론6과 폴리에틸렌글리콜의 몰비가 24%:76%인 폴리에테르에스테르아미드 공중합체(Arkema S.A.제, MH1657, 오쏘클로로페놀 상대 점도: 1.69, 융점 200℃, 용융 점도 450poise(260℃)) 칩을 심부에 사용했다. 또한, 미리 2축 압출기에 의해 폴리에테르에스테르아미드 공중합체에 고농도로 하프 힌더드 페놀계 산화 방지제: 2,2'-디메틸-2,2'-(2,4,8,10-테트라옥사스피로[5.5]운데칸-3,9-디일)디프로판-1,1'-디일=비스[3-(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로파노에이트](ADEKA Corporation제 ADK STABAO-80)를 함유시킨 마스터 칩과 폴리에테르에스테르아미드 공중합체 칩을 블렌드하고, 심부의 중량에 대해서 3.0중량%가 되도록 조정했다.

폴리아미드로서 황산 상대 점도가 2.73, 융점 215℃, 용융 점도 1250poise인 산화 티타늄을 포함하지 않는 나일론6 칩을 초부에 사용했다.

상기 폴리에테르에스테르아미드 공중합체를 심부로 하고, 나일론6을 초부로 하고, 심부 용융부 온도 240℃, 초부 용융부 온도 270℃에서 용융하고, 방사 온도 265℃, 도 2, 도 3에 예시하는 3장 구성, 심 계량 2회, 초성분 도입 구멍(2-4)을 뚫어서 형성한 수가 3개, 초성분을 계량하는 하부 도입판(2)의 초성분 스로틀부(2-5)의 구멍 길이(L)가 0.3㎜, 구멍 지름(D)이 0.2㎜, 구금판(3)의 토출 구멍 수 24인 동심원 심초 복합용 구금으로부터 심/초 비율(중량%)=30/70이 되도록 토출했다.

도 4에 예시하는 복합 방사기를 사용하고, 냉각 개시 거리(Ls) 100㎜, 풍온 18℃, 풍속 30m/분의 냉풍에서 사조 냉각 장치를 통과시켜서 사조를 실온까지 냉각 고화한다. 그 후 구금면으로부터의 급유 위치(Lg)를 1300㎜의 위치에서 비함수유제를 부여함과 아울러, 각 필라멘트를 수렴하여 멀티 필라멘트를 형성하고, 급유 장치에 의해 비함수유제를 급유한 후 제 1 유체 교락 노즐 장치로 교락을 부여하고, 제 1 롤인 인취 롤러의 둘레 속도를 3255m/분, 제 2 롤인 연신 롤러의 둘레 속도를 4167m/분으로 연신, 연신 배율 1.28배, 연신 롤러 150℃에 의해 열 세팅을 행하고, 릴랙스율 4.0%, 권취 속도를 4000m/분으로 권취하고, 22dtex12 필라멘트의 심초 복합사, 2사조를 얻었다. 원사 물성은 표 1과 같다.

(직물의 제조)

상기 심초 복합 섬유를 경사, 위사로 사용하고, 경밀도 188개/2.54㎝, 위밀도 155개/2.54㎝로 설정하여 평조직으로 제직했다.

얻어진 생기지를 상법에 따라 1리터당 2g의 가성 소다(NaOH)를 포함하는 용액에서 오픈 소퍼에 의해 정련하고, 실린더 건조기에 의해 120℃에서 건조하고, 이어서 170℃에서 프리세팅, 액류 염색기에 의해 산성 염료(Nylosan Blue-GFL167%(Sandoz K.K.제) 1.0%owf를 사용해서 98℃×60분 염색 처리, 합성 탄닌(NYLON FIX 501 SENKA THAILAND Co., Ltd.사제) 3g/l를 사용해서 80℃×20분 고착 처리를 실시하고, 건조(120℃), 마무리 세팅(175℃)했다. 그 후 캘린더 가공(가공 조건: 실린더 가공, 가열 롤 표면 온도 180℃, 가열 롤 가중 147kN, 천 주행 속도 20m/분)을 직물의 양면에 1회 실시하고, 경밀도 210개/2.54㎝, 위밀도 160개/2.54㎝인 직물을 얻었다. 얻어진 직물에 대해서 평가한 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 2~3, 비교예 1~2]

초 성분을 계량하는 하부 도입판(2)의 초성분 스로틀부(2-5)에 있어서 L/D를 표 1과 같이 변경한 방사 구금으로 한 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 방사하고, 심초 복합사를 얻고, 직물을 작성했다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

[비교예 3~4]

하부 도입판(2)에 있어서 심성분 도입 구멍(2-1)과 그 둘레에 초성분 도입 구멍(2-4) 뚫어서 형성한 수를 표 1과 같이 변경한 방사 구금으로 한 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 방사하고, 심초 복합사를 얻고, 직물을 작성했다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

[비교예 5]

2장 구성, 심 계량 1회, 뚫어서 형성한 수가 3개, 초성분을 계량하는 초성분 스로틀부의 L/D를 표 1과 같이 변경한 방사 구금(도시하지 않음)으로 한 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 방사하고, 심초 복합사를 얻고, 직물을 작성했다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

본 발명의 실시예 1~3에 있어서 보풀의 발생을 억제하고, 고차 통과성이 우수했다.

초성분을 계량하는 하부 도입판의 초성분 스로틀부의 L/D가 작은 비교예 1과, 뚫어서 형성한 수가 적은 비교예 3, 심 계량 1회인 비교예 5는 폴리에테르에스테르아미드 공중합체 폴리머의 계량성이 낮고, 단면 균등비가 높게 치우침이 보이고, 보풀, 고차 통과성이 뒤떨어졌다. 또한, L/D가 큰 비교예 2와, 뚫어서 형성한 수가 많은 비교예 4는 단면 균일성이 부족하고, 제사 안정성이 나빴다.

[실시예 4~5, 비교예 6~7]

급유 위치(Lg)를 표 2와 같이 변경하고, 방사 속도, 연신 배율을 표 2와 같이 조정한 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 방사하고, 심초 복합사를 얻고, 직물을 작성했다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.

[실시예 6~8]

심 비율(중량%)을 표 2와 같이 변경하고, 방사 속도, 연신 배율을 표 2와 같이 조정한 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 방사하고, 심초 복합사를 얻고, 직물을 작성했다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.

본 발명의 실시예 4~8은 흡습성, 제전성을 갖고, 강도를 유지하면서 보풀의 발생을 억제하고, 고차 통과성이 우수했다.

급유 위치(Lg)가 구금 하측으로부터 긴 비교예 6은 초부 폴리아미드에 적절한 연신을 추가할 수 없고, 강도가 저하, 보풀도 증가하여 고차 통과성이 뒤떨어지는 결과가 되었다. 또한, 급유 위치(Lg)가 구금 하측으로부터 짧은 비교예 7은 필라멘트의 냉각이 충분히 진행되지 않고, 구조가 불안정한 상태로 급유 가이드와 접촉하여 대미지를 받았기 때문에 강도는 약간 저하되고, 보풀이 증가하여 고차 통과성이 뒤떨어지는 결과가 되었다. 심 비율이 높은 실시예 8은 실시예 1과 비교해서 초가 얇고, 강도가 약간 저하, 보풀은 약간 많아져 있지만 고차 통과성은 합격 레벨이었다.

[실시예 9~10]

토출 구멍 수를 변경하고, 필라멘트 수를 표 3과 같이 변경하고, 방사 속도, 연신 배율, 급유 위치를 표 3과 같이 조정한 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 방사하고, 심초 복합사를 얻고, 직물을 작성했다. 얻어진 결과를 표 3에 나타낸다.

[실시예 11]

폴리아미드로서 황산 상대 점도가 2.63, 융점 215℃, 용융 점도 1000poise인 산화티타늄을 1.8% 포함하는 나일론6 칩을 초부에 사용하고, 방사 속도, 연신 배율을 표 3과 같이 조정한 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 방사하고, 심초 복합사를 얻고, 직물을 작성했다. 얻어진 결과를 표 3에 나타낸다.

1: 상부 도입판 1-1: 심성분 도입 구멍
1-2: 심성분 스로틀부 1-3: 초성분 도입 구멍
2: 하부 도입판 2-1: 심성분 도입 구멍
2-2: 심성분 스로틀부 2-3: 초성분풀
2-4: 초성분 도입 구멍 2-5: 초성분 스로틀부
3: 구금판 3-1: 합류풀
3-2: 토출 구멍 스로틀부 3-3: 토출 구멍
4: 방사 구금 5: 냉각 장치
6: 급유 장치 7: 유체 교락 노즐 장치
8: 인취 롤러 9: 연신 롤러
10: 권취 장치 Lg: 급유 위치
Ls: 냉각 개시 거리

Claims

초부 폴리머가 폴리아미드, 심부 폴리머가 폴리에테르에스테르아미드 공중합체로 이루어지는 심초형 복합 멀티 필라멘트에 있어서, 강도가 3.6cN/dtex 이상, 섬유 횡단면에 있어서의 심초 성분의 단면 균등비 d/R이 0.072 이하, 전기비저항값이 10⁷~10¹⁰Ω·㎝인 폴리아미드 심초 복합 섬유.
d: 심성분의 내접원 중심과 초성분의 내접원 중심의 거리
R: 초성분의 내접원의 직경
제 1 항에 있어서,
단사 섬도 0.8~2.0dtex, 섬유 횡단면에 있어서의 심부의 면적 비율이 20~40%인 폴리아미드 심초 복합 섬유.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 폴리아미드 심초 복합 섬유를 적어도 일부에 갖는 포백.