WO2016052998A1 - 라이오셀 크림프 섬유 - Google Patents

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WO2016052998A1
WO2016052998A1 PCT/KR2015/010319 KR2015010319W WO2016052998A1 WO 2016052998 A1 WO2016052998 A1 WO 2016052998A1 KR 2015010319 W KR2015010319 W KR 2015010319W WO 2016052998 A1 WO2016052998 A1 WO 2016052998A1
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WO
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lyocell
crimp
fiber
spinning
fibers
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PCT/KR2015/010319
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English (en)
French (fr)
Inventor
김성훈
정영한
Original Assignee
코오롱인더스트리 주식회사
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Priority to US15/512,969 priority patent/US20170292207A1/en
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • D01F2/06—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof from viscose
    • D01F2/08—Composition of the spinning solution or the bath
    • D01F2/10—Addition to the spinning solution or spinning bath of substances which exert their effect equally well in either

Definitions

  • the present invention relates to lyocell fibers, and more particularly to lyocell crimp fibers.
  • Fibers when viewed in shape, are linear objects that are flexible, thin, and have a very high degree of fineness, that is, a ratio of length to thickness. These fibers can be classified into long fibers, brisket fibers and short fibers in terms of form, and natural fibers and artificial fibers in terms of raw materials.
  • fiber has been closely related to human life. Early fiber was mainly used as a raw material for coating in the form of natural fiber such as cotton, hemp, wool and silk fiber.
  • natural fiber such as cotton, hemp, wool and silk fiber.
  • textiles have been expanded not only for coating materials but also for industrial purposes, and the field of artificial fibers has been newly opened to meet the rapidly increasing demands as the culture and population increase.
  • viscose rayon has been widely used in the past as a fiber having excellent gloss and color development comparable to silk.
  • viscose rayon has a rather complicated manufacturing process, and as many chemicals are used to melt wood pulp, controversy over environmental issues and wastewater treatment has been ongoing. Accordingly, regenerated fibers such as rayon-based regenerated fibers and cellulose acetate, which will replace existing viscose rayon fibers such as cupra rayon and lyocell, have emerged.
  • lyocell fibers made from natural pulp and amine oxide hydrates exhibit superior tensile properties and feel compared to conventional regenerated fibers, and amine oxide solvents used in the production of lyocell fibers are recyclable and biodegradable at disposal. As it does not generate any contaminants in the production process, research on lyocell fibers as an environmentally friendly recycled fiber is becoming more active.
  • lyocell fibers for example, as described in U.S. Patent Nos. 4,416,698 and 4,246,221 by spinning a spinning dope dissolved in amine oxide (NMMO), and solidified it to prepare a filament In other words, it is processed after washing and drying.
  • NMMO amine oxide
  • the lyocell fibers are not naturally crimped, so that they can be usefully compressed by using wet steam according to the method described in EP 797,696, or using dry steam according to the method described in EP 703,997. Crimp can be provided by the stuffer box crimping process.
  • the present invention is intended to provide a lyocell crimp fiber having excellent crimp number and crimp stability and improved bulging properties.
  • cream lyocell multifilament prepared by spinning lyocell spinning dope comprising cellulose pulp and N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO) aqueous solution It is prepared by ping, and is a lyocell crimp fiber, characterized in that the swelling index is defined by the following formula 1 800 to 2,000.
  • NMMO N-methylmorpholine-N-oxide
  • Inflation Index Inflation Factor (BF) ⁇ Number of Crimps per Inch (CN)
  • Equation 2 the inflation factor in Equation 1 is defined by Equation 2 below.
  • Inflation factor ⁇ (width change of fiber before and after permanent deformation) ⁇ (change in length of fiber before and after permanent deformation) ⁇ ⁇ 100
  • the lyocell spinning dope is 6 to 16% by weight of cellulose pulp based on the total weight of the spinning dope; And it may be to include 84 to 94% by weight N-methylmorpholine-N-oxide aqueous solution.
  • the cellulose pulp may have an alpha-cellulose content of 85 to 97% by weight based on the total weight of pulp, and a degree of polymerization (DPw) of 600 to 1700.
  • DPw degree of polymerization
  • the lyocell crimp fiber according to the embodiment, the number of crimps per inch (CN) is 25 to 39 / inch, the swelling factor (BF) defined by the formula 2 may be 30 to 50.
  • the lyocell multifilament may be made of a lyocell monofilament having a tensile strength of 2.0 to 3.5 g / d.
  • the lyocell monofilament may have a fineness of 1.0 to 8.0 denier and an elongation of 5 to 13%.
  • the lyocell crimp fiber according to the present invention is excellent in the effect of improving the bulkiness, and excellent in the shape stability of the crimp. As a result, when applied as a garment and industrial materials, even a small amount of fibers can be expected to be equal to or higher than the conventional physical properties.
  • cream lyocell multifilament prepared by spinning a lyocell spinning dope comprising cellulose pulp and N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO) aqueous solution It is prepared by ping, and can provide a lyocell crimp fiber, characterized in that the swelling index is defined by the following formula 1 800 to 2,000.
  • NMMO N-methylmorpholine-N-oxide
  • Inflation Index Inflation Factor (BF) ⁇ Number of Crimps per Inch (CN)
  • Equation 2 the inflation factor in Equation 1 is defined by Equation 2 below.
  • Inflation factor ⁇ (width change of fiber before and after permanent deformation) ⁇ (change in length of fiber before and after permanent deformation) ⁇ ⁇ 100
  • Crimping which is a general term for crimping filaments, is also called crimping, and it is used to artificially fabricate fabrics made by spinning in a fibrous form to give texture like natural fibers.
  • the processing method to form is called. Since the crimped fiber has a space where air can exist between the fiber bundles, it can form a large volume even at the same weight, thereby ensuring a soft texture and warmth. In addition, breathability may be secured, and antimicrobial effects may be exerted by ensuring breathability. Moreover, if the material of the fiber itself is a biodegradable environment-friendly material such as the lyocell of the present invention, the effect can be doubled.
  • crimped lyocell fibers can be used as textile materials for winter clothing, quilts, medical fibers, hygiene products, including outdoor wear, innerwear, hats, sports socks, underwear, etc.
  • the material may be usefully used for tire cords, various filters, mechanical rubber good (MRG) such as hose reinforcement, cement reinforcement, and automobile interior reinforcement.
  • MRG mechanical rubber good
  • the bulging index defined as in Equation 1 in the present invention is a value determined by the swelling factor, which is the width change rate compared to the length change rate before and after the permanent deformation and the number of crimps per inch formed in the lyocell fiber, as shown in the formula. Larger means more bloat factor or number of crimps per inch. Accordingly, the swelling index can easily determine the degree of swelling of the lyocell fibers. If the swelling index is less than 800, it is difficult to satisfy both the number of crimps and the swelling factor to a sufficient level, and the inflation index exceeds 2000. It may be desirable for the inflation index to meet the range as there may be a limit.
  • the bulging factor defined by the percentage value of the width change rate to the fiber length change before and after permanent deformation as shown in Equation 2 satisfies 30 to 50. It is preferable that the number of crimps (CN) measured per inch is satisfied to 25 to 39 / inch.
  • "permanent deformation" as defined in the present invention means a point in which the crimp is not restored to its original form when the crimp-formed fiber is pulled and released, and in the present invention, 4 kg of lyocell crimp fiber is tested.
  • the present invention can use the tension at the 4kg.f load as the basis of the permanent strain.
  • the crimp is well formed, the number of crimps per inch is sufficient, so that the fiber is well inflated by the crimp before the permanent deformation occurs, but after the permanent deformation has occurred, the degree of swelling is significantly reduced, so that the rate of change of width is considerably large. Is observed.
  • the crimp is not formed properly, there is little difference in the degree of swelling by the crimp before and after permanent deformation.
  • the swelling factor is larger as described above, it can be interpreted that the swelling property is excellent by sufficient crimping, and as a result, a satisfactory level of swelling index value can be obtained.
  • the swelling factor may be 30 or more, considering the minimum number of crimps to be secured (25 / inch), and the number of crimps may not be increased indefinitely. Inflation factor can also be difficult to exceed 50 because there is no.
  • lyocell crimp fiber of the present invention having the above-described swelling characteristics can be prepared through the same steps (S1) to (S5).
  • (S1) is a step of spinning a lyocell spinning dope comprising cellulose pulp and an aqueous N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO) solution.
  • the lyocell spinning dope is 6 to 16% by weight of cellulose pulse;
  • N-methylmorpholine-N-oxide aqueous solution of 84 to 94% by weight, the cellulose pulp may have an alpha-cellulose content of 85 to 97% by weight, and a degree of polymerization (DPw) of 600 to 1700. have.
  • the content of the cellulose pulp is less than 6% by weight, it is difficult to realize the fibrous form and characteristics, and if more than 16% by weight, it is difficult to dissolve in the aqueous phase and the tensile strength may be unnecessarily high.
  • the content of the N- methyl morpholine-N-oxide aqueous solution is less than 84% by weight is not preferable because the melt viscosity is significantly high, if more than 94% by weight spinning yarn is significantly lowered to produce a uniform fiber in the spinning step It can be difficult.
  • the step of ejecting from the spinneret using the spinning dope may be performed under a spinning temperature of 80 to 130 °C.
  • the spinneret serves to discharge the spinning dope on the filament into the coagulating liquid in the coagulation bath through the air gap section.
  • the spinning temperature is out of the spinning temperature, the flow rate of the spinning dope is poor or the viscosity of the spinning dope is lowered to control the discharge amount. It can be difficult.
  • Step (S2) is a step of solidifying the lyocell spinning dope spun in the step (S1) to obtain a lyocell multifilament
  • the solidification of the (S2) step is air quenching to supply cooling air to the spinning dope to solidify Primary coagulation step by Air Quenching (Q / A);
  • step (S1) After discharging the spinning dope through the spinneret in step (S1), it can be passed through the air gap section, which is a space between the spinneret and the coagulation bath.
  • the air gap section cooling air is supplied from the air cooling unit located inside the donut-shaped mold to the outside of the mold, and the first solidification may be performed by air quenching to supply the cooling air to the spinning dope.
  • the factors affecting the properties of the lyocell multifilament obtained in the step (S2) is the temperature and wind speed of the cooling air in the air gap section
  • the solidification of the (S2) step is a temperature of 4 to 15 °C and 5 to
  • the cooling air having a wind speed of 50 m / s may be supplied to the spinning dope to solidify. If the temperature of the cooling air is less than 4 ° C. during the first solidification, the surface of the detention quickly cools down, and the lyocell multifilament is also unevenly solidified, resulting in poor spinning processability. Inadequately done, this can also adversely affect radiation fairness.
  • the wind speed of the cooling air is less than 5 m / s during the first solidification, the primary solidification by the cooling air is not sufficiently performed, resulting in poor radiation fairness, and a trimming occurs. May be impaired by air, resulting in poor spinning fairness.
  • the spinning dope may be supplied to a coagulation bath containing a coagulation liquid and secondary coagulation may proceed.
  • the temperature of the coagulating liquid is preferably 30 ° C. or less for proper progress of secondary coagulation, but the coagulation temperature is not too high so that the coagulation rate can be controlled appropriately.
  • the coagulating solution is not particularly limited because it can be prepared and used in a conventional composition in the art.
  • Step (S3) is a step of washing the lyocell multifilament obtained in the step (S2). Specifically, after introducing the lyocell multifilament obtained in the step (S2) to the traction roller, it can be washed by introducing into the washing bath.
  • a washing liquid of 0 to 100 °C temperature can be used, water can be used as the washing liquid, and other additive components as necessary You can also include more.
  • Step (S4) is an step of tanning the lyocell multifilament washed in the step (S3), it is preferable to perform the drying after the tanning.
  • the tanning can be carried out in such a way that the multifilament is completely submerged and buried in the tanning and the amount of tanning applied to the filament by the weaving rollers attached to the entry and exit rolls of the tanning unit.
  • the emulsion reduces the friction that occurs when the filament is in contact with the drying roller and the guide, the crimp step, so that the crimp can be formed well.
  • the lyocell monofilament constituting the lyocell multifilament prepared through the steps (S1) to (S4) is preferably the strength of 2.0g / d to 3.5g / d.
  • the monofilament means a filament that is discharged through various holes of the spinneret and separated from the fiberized multifilament through solidification, washing, and emulsion treatment, and the strength of the monofilament is separated from the fiberized multifilament. It may refer to the strength of a filament of one ol.
  • the physical properties such as touch, volume, heat retention, and water absorption are most often improved. Therefore, the minimum strength is secured, but the strength does not have to be excellent. In other words, if the strength of the lyocell monofilament is less than 2.0 g / d, the spinning processability may be lowered. If the lyocell monofilament is more than 3.5 g / d, an excessively high load may be applied to the swelling through the open island after the crimp formation. not.
  • the lyocell monofilament preferably has a fineness of 1.0 to 8.0de in consideration of swelling property. If the fineness of the monofilament is lower than 1.0 de (denier), the twisting between adjacent monofilaments may occur during the opening after crimping, and the opening rate may decrease. If the fineness of the monofilament is higher than 8.0de, the crimp number increases. Since more steam and pressure have to be applied, it is not desirable for energy efficiency and the weight of the final product can be increased relatively even at the same swelling.
  • the lyocell monofilament may have an elongation of 5 to 13%, and when the elongation is less than 5%, the fiber may be easily cut at the time of opening after crimp formation, thereby lowering the yield. Not only is it difficult to control to exceed 13%, but given the application of crimping fibers, it is not necessary to meet further superior elongation.
  • step (S5) is a step of crimping the lyocell multifilament emulsion treated in the step (S4).
  • the swelling property may be determined in step S5, and the crimp may be formed by supplying steam and applying pressure to the lyocell multifilament.
  • the crimping means is a stuffer box, and the stuffer box may be a means including a steam box and a press roller.
  • the crimping method it is preferable to raise the temperature of the filament by first passing the lyocell multifilament through a steam box and imparting steam at 0.1 to 1.0 kgf / cm 2. At this time, if the supply amount of steam of the steam box is less than 0.1 kgf / cm2, the crimp is not formed smoothly in the press roller or even if the crimp is formed, the heat setting is not achieved, the shape can not be maintained, if it exceeds 1.0 kgf / cm2 in the stopper box The temperature rises above 120 ° C and the filaments stick together, preventing them from passing through the stopper box.
  • the lyocell multifilament may be supplied to a press roller and pressed at a pressure of 1.5 to 2.0 kgf / cm 2 to form a crimp.
  • the pressure for pressing the press roller is less than 1.5 kgf / cm2
  • the desired number of crimps are not formed
  • the pressure exceeds 2.0kgf / cm2 the pressing force is too strong, this too filament may not pass through the stopper box.
  • the number of crimps formed while passing through the stopper box is very important, and the number of crimps is preferably 25 to 39 / inch per inch. If the number of crimps is less than 25 / inch, the opening factor is not easy, so the inflation factor defined by Equation 1 is less than 30, and the swelling characteristic in the width direction may be poor, and the crimp number may be increased even if the pressure of the press roller is increased. Forming more than 39 / inch can be limiting.
  • a cellulose pulp having a degree of polymerization (DPw) 820 and an alpha cellulose content of 93.9% was mixed with an NMMO / H20 mixed solvent (weight ratio 90/10) having a propylate content of 0.01% by weight to prepare a spinning dope for producing lyocell fibers having a concentration of 12% by weight. It was.
  • the spinning dope was maintained at a spinning temperature of 110 ° C. in the spinning nozzle of the spinneret, and was controlled by spinning the discharge amount and spinning speed of the spinning dope so that the single fineness of the filament was 3.37 denier.
  • Spinning dope on the filament discharged from the spinning nozzle was supplied to the coagulating liquid in the coagulation bath through the air gap section.
  • the cooling air in the air gap section first solidifies the spinning dope at 8 °C temperature and 10m / s wind speed.
  • the coagulating solution was used at a temperature of 25 °C, concentration of 85% by weight of water and 15% by weight of NMMO. At this time, the coagulant concentration was continuously monitored using a sensor and a refractometer.
  • the filament stretched in the air layer through the towing roller is washed by the washing liquid sprayed from the washing machine to remove the remaining NMMO, and evenly squeezes the oil into the filament, and then squeezes it again so that the oil content of the filament is 0.2 % Was maintained and dried to 150 °C in a drying roller to prepare a lyocell filament.
  • the prepared lyocell crimp fiber was cut to a length of 200 mm in a tension free state, and then fixed to the first point (0 mm position) and the middle point (100 mm position). Then, the tensile force was applied at the 200mm point to extend the length 50% (50mm), and the end point was fixed at the extended position. Then, the tension of the 100 mm point was released to disperse the tension, and a micrograph was taken to obtain the number of crimps (Crimp Number, CN) formed per 10 mm, and converted into CPI (counts per inch). Was measured as 7 (ea / inch).
  • the lyocell crimp fiber is manufactured by applying the same method as in Preparation Example 1, but the number of crimps is 15 (ea / inch), 20 (ea / inch), and 25 (ea /) by changing the pressure of the press roller. inches), 30 (ea / inch) and 39 (ea / inch), Preparation Examples 2 to 6 were prepared. However, even if the press roller pressure was changed, the number of crimps did not increase any more, and the production example produced only up to 39 ea / inch.
  • Preparation Example 4 except that steam (120 ° C.) having a pressure of 1.0 kgf / cm 2 was applied to the steam box in order to heat setting the lyocell fibers in the stuffer box before passing them through the press roller.
  • Lyocell crimp fibers (Examples 1 to 3) having crimp counts of 25 (ea / inch), 30 (ea / inch), and 39 (ea / inch) were prepared by applying the same method as in the above.
  • Crimp number is 7 (ea / inch), 15 (ea / inch) and by applying the same method as Preparation Examples 1 to 3, respectively, except that steaming is performed in the stuffer box as in Examples 1 to 3. 20 (ea / inch) lyocell crimp fiber Comparative Examples 1 to 3 were prepared.
  • Inflation factor ⁇ (change in fiber width before and after permanent deformation) ⁇ (change in length of fiber before and after permanent deformation) ⁇ ⁇ 100
  • the inflation index was calculated by multiplying the crimp number of each of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 and the measured inflation factor as shown in Equation 2 below, and the values thereof were reflected in Table 1 below.
  • the inflation factor does not increase to 30 if the heat setting is not performed, and if the number of crimps does not reach 25 even if the heat setting is performed, both the inflation factor and the inflation index are high. It appeared to be difficult to secure.

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Abstract

본 발명은 셀룰로오스 펄프 및 N-메틸모폴린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide; NMMO) 수용액을 포함하는 라이오셀 방사 도프를 방사하여 제조된 라이오셀 멀티 필라멘트를 크림핑하여 제조되며, 부풀림 지수가 800 내지 2,000인 것을 특징으로 하는 라이오셀 크림프 섬유에 관한 것이다.

Description

라이오셀 크림프 섬유
본 발명은 라이오셀 섬유에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 라이오셀 크림프 섬유에 관한 것이다.
섬유는 모양으로 보았을 때, 유연하고 가늘며, 굵기에 대한 길이의 비 즉, 섬도가 매우 큰 선형의 물체를 의미한다. 이러한 섬유는 형태적인 측면에서는 장섬유, 준장섬유 및 단섬유로 구분할 수 있고, 원료적인 측면에서는 천연섬유와 인조섬유로 구분할 수 있다.
이전부터 섬유는 인간 생활과 밀접한 관계를 가져왔는데, 초창기 섬유는 면, 마, 양모, 견 섬유와 같은 천연섬유형태로서 피복 위한 원료로 주로 사용되었다. 그러나 산업 혁명 이후 과학 기술의 발전에 따라 섬유는 피복 재료뿐만 아니라 공업용으로도 그 용도가 확대되었고, 문화의 발달과 인구 증가에 따라 급증한 수요를 충족시키기 위해 인조 섬유 분야가 새로이 개척되었다.
인조 섬유의 경우 촉감 및 착용감이 천연섬유에 뒤지지 않을 뿐만 아니라, 강도가 우수하고 빠른 수분 흡수 및 배출 기능이 탁월하여 사람들에게 꾸준한 사랑을 받고 있다. 특히, 인조 섬유 가운데서 목재펄프 등의 천연 소재로부터 합성해낸 재생 섬유의 경우 천연 섬유와 거의 동등한 촉감을 구현해내고, 인체에 무해한 것으로 인식됨에 따라 점차 재생섬유에 대한 관심은 계속적으로 증가하고 있다.
재생섬유 가운데, 비스코스 레이온은 실크와 견줄만한 우수한 광택성과 발색성을 가진 섬유로서 과거 광범위하게 사용되었다. 그러나, 비스코스 레이온은 제조 과정이 다소 복잡하고, 목재 펄프 등을 녹이는 과정에서 많은 화학 약품이 사용됨에 따라 환경 문제와 폐수 처리 등에 대한 논란이 끊이지 않았다. 이에 큐프라 레이온, 라이오셀 등 기존 비스코스 레이온 섬유를 대체할 레이온계 재생 섬유 및 셀룰로오스 아세테이트와 같은 재생섬유들이 두각을 나타내기 시작하였다.
특히, 천연 펄프 및 아민 옥사이드 수화물로부터 제조되는 라이오셀 섬유의 경우, 기존 재생 섬유에 비해 우수한 인장특성과 촉감을 나타내고, 라이오셀 섬유 제조시 사용되는 아민 옥사이드계 용매는 재활용이 가능하며 폐기시에도 생분해되는 등, 생산 공정에서 일체의 오염물질을 발생시키지 않아 최근 친환경 재생섬유로서 라이오셀 섬유에 대한 연구가 더욱 활발해 지고 있는 실정이다.
이러한 라이오셀 섬유의 제조방법은 예컨데, 미국등록특허 제4,416,698호 및 제4,246,221호에 기재되어 있는 바와 같이 아민 옥사이드(NMMO)에 셀룰로오스가 용해된 방사도프를 방사하고, 이를 응고시켜 필라멘트를 제조한 후, 수세건조 후 가공 등을 거치는 방식이다. 또한, 라이오셀 섬유는 자연적으로 권축되지 않아 이를 유용하게 사용하기 위해서는 유럽공개특허 제797,696호에 기재된 방법에 따라 젖은 섬유를 압축하거나, 또는 유럽공개특허 제703,997호에 기재된 방법에 따라 건조증기를 사용하는 스터퍼 박스 권축가공에 의하여 크림프를 부여할 수 있다.
다만, 기존의 라이오셀 섬유의 경우에는 크림프 형성에 의한 부풀림성이 크게 우수하지 못하였다. 아울러 대부분의 라이오셀 섬유에 관한 연구가 강도 향상 등 물리적 성질을 개선하는데만 그쳐왔기에, 라이오셀 섬유의 부풀림성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 기술 연구는 꾸준히 요구되고 있다.
이에 본 발명을 통해 크림프 수 및 크림프 안정성이 우수하여 부풀림 특성이 보다 향상된 라이오셀 크림프 섬유를 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 바람직한 구현예는 셀룰로오스 펄프 및 N-메틸모폴린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide; NMMO) 수용액을 포함하는 라이오셀 방사 도프를 방사하여 제조된 라이오셀 멀티 필라멘트를 크림핑하여 제조되며, 하기 식 1로 정의되는 부풀림 지수가 800 내지 2,000인 것을 특징으로 하는 라이오셀 크림프 섬유이다.
(식 1) 부풀림 지수 = 부풀림 인수(BF) × 인치당 크림프 개수(CN)
이때, 상기 식 1에서 부풀림 인수는 하기 식 2로 정의되는 것이다.
(식 2) 부풀림 인수={(영구변형 전·후 섬유의 폭변화)÷(영구변형 전·후 섬유의 길이변화)}×100
상기 구현예에 의한, 라이오셀 방사 도프는 방사도프 총 중량 기준 셀룰로오스 펄프 6 ~ 16 중량%; 및 N-메틸모폴린-N-옥사이드 수용액 84 ~ 94 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
이때, 상기 셀룰로오스 펄프는 펄프 총 중량 기준 알파-셀룰로오스 함량이 85 ~ 97중량%이고, 중합도(DPw)가 600 ~ 1700인 것일 수 있다.
또한, 상기 구현예에 의한, 라이오셀 크림프 섬유는 인치당 크림프 수(CN)가 25 내지 39개/inch이고, 상기 식 2로 정의되는 부풀림 인수(BF)가 30 내지 50인 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한, 라이오셀 멀티 필라멘트는 인장강도가 2.0 내지 3.5 g/d인 라이오셀 모노필라멘트로 이루어진 것일 수 있다.
이때, 상기 라이오셀 모노필라멘트는 섬도가 1.0 내지 8.0 데니어이고, 신도가 5 내지 13%일 수 있다.
본 발명에 따르면 부풀림성이 향상된 라이오셀 크림프 섬유를 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 라이오셀 크림프 섬유는 종래보다 부피감 향상의 효과가 뛰어나고, 크림프의 형태안정성이 우수하다. 이로써, 의류 및 산업소재로서 적용시 적은 양의 섬유로도 종래의 것과 비교하였을 때 동등 수준 이상의 물성을 기대할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 셀룰로오스 펄프 및 N-메틸모폴린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide; NMMO) 수용액을 포함하는 라이오셀 방사 도프를 방사하여 제조된 라이오셀 멀티 필라멘트를 크림핑하여 제조되며, 하기 식 1로 정의되는 부풀림 지수가 800 내지 2,000인 것을 특징으로 하는 라이오셀 크림프 섬유를 제공할 수 있다.
(식 1) 부풀림 지수 = 부풀림 인수(BF) × 인치당 크림프 개수(CN)
이때, 상기 식 1에서 부풀림 인수는 하기 식 2로 정의되는 것이다.
(식 2) 부풀림 인수={(영구변형 전·후 섬유의 폭변화)÷(영구변형 전·후 섬유의 길이변화)}×100
[부풀림 인수 및 부풀림 지수]
일반적으로 필라멘트에 크림프를 부여하는 공정을 가리키는 크림핑(crimping)이란 다른 용어로서 권축가공으로도 불리며, 인위적으로 섬유상의 형태로 방사하여 제조하는 인조 섬유에 천연섬유와 같은 질감을 부여하기 위하여 주름을 형성하는 가공법을 일컫는다. 크림핑 된 섬유는 섬유 다발 사이로 공기가 존재할 수 있는 공간이 확보되기 때문에, 동일한 중량임에도 큰 부피를 형성할 수 있고 이에 따라 폭신한 감촉과 보온성을 확보할 수 있다. 또한, 통기성이 확보될 수 있고, 통기성 확보에 따른 항균 효과까지 발휘될 수 있다. 더욱이 섬유의 소재 자체가 본 발명의 라이오셀과 같이 생분해성의 친환경 소재라면 그 효과는 배가 될 수 있다.
이에 따라 크림프가 부여된 라이오셀 섬유는 아웃도어, 이너웨어, 모자, 스포츠 양말, 내의류 등을 포함한 겨울용 의류나 이불, 의료용 섬유, 위생 용품등의 섬유소재로 사용될 수도 있고, 건축 및 자동자 분야 등의 산업소재로서 타이어코오드, 각종 필터, 호스 보강재와 같은 MRG(Mechanical Rubber Good), 시멘트 보강재, 자동차 내장재 보강재 등에 유용하게 사용될 수도 있다.
본 발명에서 상기 식 1과 같이 정의된 부풀림 지수는 수식으로부터 알 수 있듯이, 라이오셀 섬유에 형성된 인치당 크림프 개수 및 영구변형 전/후의 길이 변화율 대비 폭 변화율인 부풀림 인수에 의해 결정되는 값으로서, 값이 커질수록 부풀림 인수 또는 인치당 크림프 개수가 많다는 것을 의미한다. 이에 따라 부풀림 지수를 통해 라이오셀 섬유의 부풀림 정도를 용이하게 파악할 수 있으며, 부풀림 지수가 800 미만일 경우, 크림프 개수와 부풀림 인수 모두를 충분한 수준으로 만족시키기 곤란하고, 부풀림 지수가 2000 초과하기는 기술적인 한계가 존재할 수 있으므로 부풀림 지수는 상기 범위를 만족하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에서 이와 같은 부풀림 지수 범위를 만족시키기 위해서 보다 바람직하게는 상기 식 2와 같이 영구변형 전/후의 섬유 길이 변화 대비 폭 변화율의 백분율 값으로 정의되는 부풀림 인수(Blooming Factor)가 30 내지 50을 만족하는 것이 좋으며, 인치당 측정되는 크림프 수(CN)는 25 내지 39개/inch를 만족하는 것이 바람직할 수 있다.
이때, 본 발명에서 정의하는 "영구변형"은 크림프가 형성된 섬유를 잡아당겼다가 놓았을 때 크림프가 원래의 형태로 회복되지 않는 시점을 의미하는 것이며, 본 발명에서는 실험을 통해 라이오셀 크림프 섬유가 4kg.f의 하중에서 영구변형의 거동을 보였음에 따라, 본 발명은 4kg.f 하중에서의 인장을 영구변형의 기준으로 할 수 있다.
만약, 크림프가 잘 형성된 섬유라면, 인치당 크림프 개수가 충분하므로 이에 따라 영구변형이 일어나기 전에는 크림프에 의해 섬유가 잘 부풀려져 있으나, 영구변형이 일어난 후에는 부풀어진 정도가 현저하게 줄어들어 그만큼 폭 변화율이 상당히 크게 관찰된다. 반면, 크림프가 제대로 형성되지 못한 섬유라면, 영구변형 전, 후 크림프에 의한 부풀림 정도 차이가 별로 나타나지 않는다. 이와 같이 부풀림 인수가 클수록 충분한 크림프에 의해 부풀림성이 우수한 것으로 해석될 수 있으며, 결과적으로 만족스러운 수준의 부풀림 지수 값을 얻을 수 있게 된다.
다만, 인치당 크림프 개수와 부풀림 인수는 개념상 반비례적인 거동을 나타낼 수 없으므로, 최소한 확보해야 하는 크림프 수(25개/inch)를 고려하면 부풀림 인수는 30 이상일 수 있으며, 크림프 수를 무한정 증가시킬 수는 없기에 부풀림 인수도 50을 초과하는 것은 곤란할 수 있다.
한편, 상술한 부풀림 특성을 갖는 본 발명의 라이오셀 크림프 섬유는 하기 (S1) 내지 (S5)와 같은 단계를 거쳐 제조될 수 있다.
[(S1) 단계]
(S1) 단계는 셀룰로오스 펄프 및 N-메틸모폴린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide; NMMO) 수용액을 포함하는 라이오셀 방사 도프를 방사하는 단계이다. 이때, 본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 라이오셀 방사도프는 셀룰로오스 펄스 6 내지 16 중량%; 및 N-메틸모폴린-N-옥사이드 수용액 84 내지 94 중량%를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 셀룰로오스 펄프는 알파-셀룰로오스 함량이 85 내지 97 중량%이고, 중합도(DPw)가 600 내지 1700인 것일 수 있다.
상기 셀룰로오스 펄프의 함량이 6 중량% 미만이면 섬유적 형태 및 특성을 구현하기 어렵고, 16 중량% 초과이면 수용액상에 용해하기 어렵고 인장강도가 불필요하게 높아질 수 있다. 또한, 상기 N-메틸모폴린-N-옥사이드 수용액의 함량이 84 중량% 미만이면 용해 점도가 크게 높아져서 바람직하지 못하며, 94 중량% 초과일 경우 방사 점도가 크게 낮아져서 방사 단계에서 균일한 섬유를 제조하기 어려울 수 있다.
또한, 상기 방사 도프를 사용하여 방사 구금으로부터 토출시키는 단계는 80 내지 130℃의 방사 온도하에서 이루어질 수 있다. 상기 방사 구금은 필라멘트 상의 방사 도프를 에어 갭 구간을 통해 응고조 내의 응고액으로 토출 시키는 역할을 하는 것으로서 상기 방사 온도를 벗어날 경우 방사 도프의 흐름성이 불량하거나 방사 도프의 점도가 낮아져 토출량을 제어하기 곤란할 수 있다.
[(S2) 단계]
(S2)단계는 상기 (S1) 단계에서 방사된 라이오셀 방사 도프를 응고시켜 라이오셀 멀티필라멘트를 수득하는 단계로서, 상기 (S2) 단계의 응고는 냉각공기를 방사 도프에 공급하여 응고시키는 에어퀀칭(Air Quenching, Q/A)에 의한 1차 응고 단계; 및 1차 응고된 방사 도프를 응고액에 담그어 응고시키는 2차 응고단계를 포함할 수 있다.
상기 (S1) 단계에서 방사 구금을 통하여 방사 도프를 토출 시킨 후에는 이를 상기 방사 구금과 응고조 사이의 공간인 에어 갭 구간으로 통과시킬 수 있다. 이러한 에어 갭 구간에는 도넛 형태의 구금 안쪽에 위치한 공냉부로부터 구금 안쪽에서 바깥쪽으로 냉각 공기가 공급되는데, 이러한 냉각 공기를 방사 도프에 공급하는 에어퀀칭에 의해 1 차 응고가 이루어질 수 있다.
이때, (S2) 단계에서 수득되는 라이오셀 멀티필라멘트의 물성에 영향을 미치는 요인은 에어 갭 구간에서의 냉각 공기의 온도 및 풍속이며, (S2)단계의 응고는 4 내지 15℃의 온도 및 5 내지 50m/s의 풍속을 갖는 냉각 공기를 방사 도프에 공급하여 응고하는 것일 수 있다. 상기 1차 응고시 냉각 공기의 온도가 4℃ 미만이면 구금 표면이 금방 식어 버리고, 라이오셀 멀티필라멘트 역시 불균일하게 응고되어 방사 공정성도 좋지 않게 되며, 15℃를 초과하면 냉각 공기에 의한 1차 응고가 충분히 이루어지지 않아 이 역시 방사 공정성에 불리한 영향을 미칠 수 있다.
또한, 1차 응고시 냉각 공기의 풍속이 5m/s 미만이면 냉각 공기에 의한 1차 응고가 충분히 이루어지지 않아 방사 공정성이 좋지 않게 되어 사절이 발생하고, 50m/s초과이면 구금에서 토출되는 방사 도프가 공기에 의해 흔들리면서 방사 공정성이 떨어질 수 있다.
에어퀀칭에 의한 1차 응고 후, 상기 방사 도프는 응고액이 담겨 있는 응고조에 공급되어 2차 응고가 진행될 수 있다. 적절한 2차 응고의 진행을 위해, 상기 응고액의 온도는 30℃ 이하인 것이 바람직한데, 응고 온도가 필요 이상으로 높지 않아 응고 속도를 적절히 제어할 수 있다. 상기 응고액은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 조성으로 제조하여 사용할 수 있으므로 특별히 한정되지 않는다.
[(S3) 단계]
(S3)단계는 상기 (S2)단계에서 수득된 라이오셀 멀티필라멘트를 수세하는 단계이다. 구체적으로는 상기 (S2)단계에서 수득된 라이오셀 멀티필라멘트를 견인롤러에 도입한 후, 수세욕으로 도입하여 수세할 수 있다. 상기 필라멘트의 수세 단계에서는 수세 후 용제의 회수 및 재사용의 용이성을 고려하여 0 내지 100℃ 온도의 수세액을 사용할 수 있으며, 상기 수세액으로는 물을 이용할 수 있고, 필요에 따라 기타의 첨가 성분을 더욱 포함시킬 수도 있다.
[(S4) 단계]
(S4) 단계는 상기 (S3)단계에서 수세된 라이오셀 멀티필라멘트를 유제처리 하는 단계로서, 유제 처리 후 건조를 수행하는 것이 바람직하다. 유제 처리는 멀티 필라멘트가 유제 속에서 완전히 잠겨 묻혀지는 형태로 수행될 수 있으며 유제 처리 장치의 진입롤과 방출롤에 부착된 짜주는 롤러에 의해 유제가 필라멘트에 묻는 양을 일정하게 유지한다. 상기 유제는 필라멘트가 건조 롤러 및 가이드, 크림프 단계에서의 접촉 시 발생하는 마찰을 줄여주어 크림프가 잘 형성될 수 있도록 기여한다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 (S1) 내지 (S4)단계를 통해 제조된 라이오셀 멀티필라멘트를 이루는 라이오셀 모노필라멘트는 그 강도가 2.0g/d 내지 3.5g/d인 것이 바람직하다. 여기서, 모노필라멘트란 방사구금의 여러 홀을 통하여 토출되어 응고, 수세, 유제처리 단계를 거쳐 섬유화된 멀티필라멘트로부터 분리된 한 올의 필라멘트를 의미하며, 모노필라멘트의 강도는 섬유화된 멀티필라멘트로부터 분리된 한 올의 필라멘트의 강도를 의미할 수 있다.
통상 크림프를 부여하는 섬유의 경우 촉감, 부피감, 보온성, 흡수성 등의 물성을 향상시키는 경우가 대부분이기 때문에, 최소한의 강도는 확보하되 지나치게 강도가 우수할 필요는 없다. 즉, 상기 라이오셀 모노필라멘트의 강도가 2.0 g/d 미만이면 방사 공정성이 저하될 수 있고, 3.5 g/d 초과이면 크림프 형성 후 개섬을 통한 부풀림 부여시 지나치게 높은 하중을 걸어야 하므로 공정 효율상 바람직하지 않다.
또한, 상기 라이오셀 모노필라멘트는 부풀림 성을 고려하여 섬도가 1.0 내지 8.0de인 것이 바람직하다. 모노필라멘트의 섬도가 1.0de(데니어)보다 낮으면 크림프 형성 후 개섬시 인접한 모노 필라멘트 간의 꼬임 현상이 발생할 수 있어 개섬률이 저하될 수 있고, 모노 필라멘트의 섬도가 8.0de보다 높으면 크림프 수를 증가시키는데 보다 많은 스팀과 압력을 부여해야 하므로 에너지 효율상 바람직하지 않으며 동일한 부풀림에도 상대적으로 최종 제품의 중량이 증가 될 수 있다.
나아가, 상기 라이오셀 모노필라멘트는 신도가 5 내지 13%일 수 있으며, 그 신도가 5% 미만이면 크림프 형성후 개섬시에 섬유가 쉽게 절단되어 수율이 저하될 수 있고, 공정 특성상 모노필라멘트의 신도를 13% 초과하도록 제어하는 것은 어려울 뿐만 아니라, 크림프를 부여하는 섬유의 적용분야를 고려하면 그 이상의 우수한 신도를 충족시킬 필요는 없다.
[(S5) 단계]
본 발명에서 (S5) 단계는 상기 (S4) 단계에서 유제 처리된 라이오셀 멀티필라멘트를 크림핑(crimping)하는 단계이다. 본 발명의 라이오셀 크림프 섬유의 경우 (S5)단계에서 부풀림 성이 결정될 수 있으며, 라이오셀 멀티필라멘트에 스팀을 공급하고 압력을 가하여 크림프를 형성할 수 있다. 구체적인 크림핑 수단은 스터퍼 박스(stuffer box)이며, 상기 스터퍼 박스는 스팀 박스(steam box) 및 프레스 롤러(Press Roller)를 포함하는 수단일 수 있다.
구체적으로, 크림프 방법을 살펴보면, 먼저 상기 라이오셀 멀티필라멘트를 스팀박스에 통과시켜 0.1 내지 1.0kgf/㎠으로 스팀을 부여함으로써 필라멘트의 온도를 올려주는 것이 바람직하다. 이때, 스팀 박스의 스팀의 공급량이 0.1 kgf/㎠ 미만이면 프레스 롤러에서 크림프가 원활하게 형성되지 않거나 크림프가 형성되더라도 열고정이 이루어지지 않으므로 형태가 유지될 수 없으며, 1.0 kgf/㎠ 초과이면 스토퍼 박스내의 온도가 120℃ 이상으로 상승하여 필라멘트가 서로 붙어버리기 때문에 스토퍼 박스를 통과하지 못하게 된다.
스팀박스를 통과한 이후에는 라이오셀 멀티필라멘트를 프레스 롤러(Press Roller)에 공급하여 1.5 내지 2.0kgf/㎠의 압력으로 압착함으로써, 크림프를 형성할 수 있다. 이때, 프레스 롤러를 눌러주는 압력이 1.5 kgf/㎠ 미만이면 원하는 크림프 수가 형성되지 않고, 2.0kgf/㎠ 초과이면 눌러주는 힘이 너무 강하여 이 역시 필라멘트가 스토퍼 박스를 통과하지 못할 수가 있다.
본 발명에서 스토퍼 박스를 통과하면서 형성된 크림프 수는 매우 중요하며, 크림프 수는 인치당 25 내지 39개/inch인 것이 바람직하다. 크림프 수가 25개/inch 미만일 경우, 개섬이 용이하지 않아 상기 식 1로 정의되는 부풀림 인수가 30에 미치지 못하며 그만큼 폭 방향으로의 부풀림 특성이 저조하게 나타날 수 있고, 프레스 롤러의 압력을 증가시켜도 크림프 수를 39개/inch 초과하여 형성시키는 것은 한계가 있을 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
제조예 1
중합도(DPw) 820, 알파 셀룰로오스 함량 93.9%인 셀룰로오스 펄프를 프로필 레이트 함량 0.01 중량%인 NMMO/H20 혼합 용제(중량비 90/10)에 혼합하여, 농도 12 중량%의 라이오셀 섬유 제조용 방사 도프를 제조하였다.
먼저, 상기 방사 도프를 방사 구금의 방사노즐에서 방사 온도 110℃로 유지하였으며, 필라멘트의 단섬도가 3.37 데니어가 되도록 방사 도프의 토출량과 방사속도를 조절하여 방사하였다. 상기 방사노즐로부터 토출된 필라멘트 상의 방사 도프를 에어 갭 구간을 거쳐 응고조 내의 응고액에 공급하였다. 이때 상기 에어 갭 구간에서 냉각 공기는 8℃ 온도 및 10m/s 풍속으로 방사 도프를 1차 응고시킨다.
상기 응고액은 온도 25℃, 농도는 물 85중량% 및 NMMO 15중량%인 것을 사용하였다. 이 때, 상기 응고액 농도는 센서와 굴절계를 사용하여 연속적으로 모니터링하였다. 견인롤러를 통하여 공기층에서 연신이 된 필라멘트는 수세장치에서 스프레이 된 수세액에 의해 수세되어 잔존하는 NMMO를 제거하고, 필라멘트에 유제가 균일하게 묻도록 한 뒤, 다시 짜주어 필라멘트에 대한 유제 함량이 0.2%를 유지하도록 하였으며 건조롤러에서 150℃로 건조시켜 라이오셀 필라멘트를 제조하였다.
이와 같이 제조된 라이오셀 멀티필라멘트를 스터퍼 박스(stuffer box, Press Roller 압력 1.5kgf/㎠)에 통과시키면서 별도의 스팀 처리는 하지 않고, Press Roller 만으로 크림프(Crimp)를 부여함으로써 최종적으로 라이오셀 크림프 섬유를 제조하였다.
상기 제조된 라이오셀 크림프 섬유를 장력이 없는(tension free) 상태에서 200mm의 길이로 자른 후, 첫 지점(0mm 위치)과 중간지점(100mm 위치)을 각각 고정하였다. 그리고 200mm 지점에서 인장력을 가하여 길이를 50%(50mm) 인장하고, 늘어난 위치에서 끝지점을 고정하였다. 이어서 100mm지점의 고정을 풀어 장력을 분산시키고, 현미경 사진을 찍어 10mm당 형성되어 있는 크림프 수(Crimp Number, CN)를 구하여 CPI(counts per inch)로 환산한 결과 상기 실시예 1-1의 크림프 개수는 7(ea/inch)로 측정되었다.
제조예 2 내지 6
상기 제조예 1과 동일한 방법을 적용하여 라이오셀 크림프 섬유를 제조하되, 프레스 롤러(Press Roller) 압력을 변화시켜 크림프 개수가 각각 15(ea/inch), 20(ea/inch), 25(ea/inch), 30(ea/inch) 및 39(ea/inch)인 제조예 2 내지 6을 제조하였다. 다만, 프레스 롤러 압력을 변화시켜도 크림프 수는 더 이상 증가하지 않아 제조예는 크림프 수가 39 ea/inch인 것까지만 제조하였다.
실시예 1 내지 3
스터퍼 박스에 내에서 라이오셀 섬유를 프레스 롤러에 통과시키기 전 열고정(heat setting) 시키기 위해, 스팀 박스로 압력이 1.0kgf/㎠인 스팀(120℃)을 부여한 것을 제외하고, 상기 제조예 4 내지 6과 동일한 방법을 각각 적용하여 크림프 개수가 25(ea/inch), 30(ea/inch) 및 39(ea/inch)인 라이오셀 크림프 섬유(실시예 1 내지 3)를 제조하였다.
비교예 1 내지 3
상기 실시예 1 내지 3과 같이 스터퍼 박스 내에서 스팀 처리를 한 것을 제외하고 각각 상기 제조예 1 내지 3과 동일한 방법을 적용하여 크림프 개수가 7(ea/inch), 15(ea/inch) 및 20(ea/inch)인 라이오셀 크림프 섬유 비교예 1 내지 3을 제조하였다.
측정예
상기 제조예 1 내지 6, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3을 모두 항온항습(온도: 22℃, 습도: 55%)조건에서 48시간 방치 후, UTM(Universal testing machine, INSTRON, 모델명: 5566, test mode: Tension test)을 이용하여 인장 강도를 테스트하였다. 인장 강도 테스트 결과, 하중이 4kgf일 때 크림프 섬유의 영구 변형이 나타나기 시작하였으며, 이에 인장 강도 테스트 전의 샘플의 길이(I.length) 및 폭(I.width)과 인장 강도 테스트 후 영구 변형이 일어난 샘플의 길이(A.length) 및 폭(A.width)을 각각 하기 계산식 1에 대입하여 부풀림 인수(Blooming Factor: BF)를 계산하였다.
계산식 1) 부풀림 인수={(영구변형 전·후 섬유의 폭변화)÷(영구변형 전·후 섬유의 길이변화)}×100
여기서, 영구변형 전후 섬유의 길이변화: ΔL=|(A.length)-(I.length)| 이고, 영구변형 전후 섬유의 폭 변화: ΔW=|(A.width)-(I.width)|이다.
또한, 하기 계산식 2와 같이 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2 각각의 크림프 수와 상기 측정된 부풀림 인수의 곱으로 부풀림 지수를 구하고 그 값을 하기 표 1에 반영하였다.
계산식 2) 부풀림 지수 = 부풀림 인수(BF) × 인치당 크림프 개수(CN)
Sample 열고정 처리 유무 Cr. No.(CN) ΔL1) ΔW2) BloomingFactor 부풀림지수(BFxCN)
제조예 1 X 7 80 4 5.0 35.0
제조예 2 X 15 77 5 6.5 97.5
제조예3 X 20 76 7 9.2 184.0
제조예 4 X 25 70 10 14.3 357.5
제조예 5 X 30 68 10 14.7 441.0
제조예 6 X 39 65 10 15.4 600.6
비교예 1 O 7 78 4 5.1 35.7
비교예 2 O 15 73 5 6.8 102.0
비교예 3 O 20 65 7 10.7 214.0
실시예 1 O 25 62 22 35.4 885.0
실시예 2 O 30 60 24 40.0 1,200.0
실시예 3 O 39 58 27 46.5 1,813.5
1) ΔL: 영구변형 전후 섬유의 길이변화
2) ΔW: 영구변형 전후 섬유의 폭 변화
상기 표 1을 통해 부풀림 인수와 부풀림 지수의 결과값을 비교해 보면, 인치당 크림프 수가 25개 이상일 때, 부풀림 인수 및 지수가 현저하게 상승하는 것을 확인할 수 있으며, 특히 열고정을 할 경우 부풀림 지수가 800 이상으로 증가하여 라이오셀 크림프 섬유의 부풀림 성이 매우 우수하게 나타난다는 것을 확인할 수 있었다.
특히, 크림프 수가 25개 이상이더라도 열고정을 하지 않으면 부풀림 인수가 30에 미치지 못하여 부풀림 지수 또한 더이상 증가하지 않았으며, 열고정을 하더라도 크림프 수가 25에 미치지 못할 경우 부풀림 인수와 부풀림 지수를 모두 높은 수준으로 확보하기 곤란한 것으로 나타났다.

Claims (7)

  1. 셀룰로오스 펄프 및 N-메틸모폴린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide; NMMO) 수용액을 포함하는 라이오셀 방사 도프를 방사하여 제조된 라이오셀 멀티 필라멘트를 크림핑하여 제조되며,
    하기 식 1로 정의되는 부풀림 지수가 800 내지 2,000인 것을 특징으로 하는 라이오셀 크림프 섬유;
    (식 1) 부풀림 지수 = 부풀림 인수(BF) × 인치당 크림프 개수(CN)
    이때, 상기 식 1에서 부풀림 인수는 하기 식 2로 정의되는 것이다.
    (식 2) 부풀림 인수={(영구변형 전·후 섬유의 폭변화)÷(영구변형 전·후 섬유의 길이변화)}×100
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 라이오셀 방사 도프는 방사도프 총 중량 기준 셀룰로오스 펄프 6 ~ 16 중량%; 및 N-메틸모폴린-N-옥사이드 수용액 84 ~ 94 중량%를 포함하는 것임을 특징으로 하는 라이오셀 크림프 섬유.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 펄프는 펄프 총 중량 기준 알파-셀룰로오스 함량이 85 ~ 97중량%이고, 중합도(DPw)가 600 ~ 1700인 것임을 특징으로 하는 라이오셀 크림프 섬유.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 라이오셀 크림프 섬유는 인치당 크림프 수가 25 내지 39개/inch이고, 상기 식 2로 정의되는 부풀림 인수가 30 내지 50인 것을 특징으로 하는 라이오셀 크림프 섬유.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트는 인장강도가 2.0 내지 3.5 g/d인 라이오셀 모노필라멘트로 이루어진 것임을 특징으로 하는 라이오셀 크림프 섬유.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 라이오셀 모노필라멘트는 섬도가 1.0 내지 8.0 데니어인 것을 특징으로 하는 라이오셀 크림프 섬유.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 라이오셀 모노필라멘트는 신도가 5 내지 13%인 것을 특징으로 하는 라이오셀 크림프 섬유.
PCT/KR2015/010319 2014-09-30 2015-09-30 라이오셀 크림프 섬유 WO2016052998A1 (ko)

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