KR100905636B1 - 테트라채널 단면의 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)스테이플 섬유 - Google Patents
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Abstract
테트라채널 단면의 본 발명은 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 스테이플 섬유 및 그의 제조, 및 그로부터 제조된 실, 인조섬유솜 웹 또는 배트 및 직물에 관한 것이다.
폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트), 테트라채널 단면의 스테이플 섬유, 인조섬유솜.
Description
도 1은 본 발명의 방법에 따라서 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)로부터 제조된 스테이플 섬유의 단면 형태를 보여주는 확대 사진이다.
도 2는 본 발명의 방법에 따라서 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 섬유로부터 제조된 방적사 A의 단면 형태를 보여주는 확대 사진이다.
도 3은 본 발명의 방법에 따라서 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 섬유로부터 제조된 방적사 B의 단면 형태를 보여주는 확대 사진이다.
도 4는 통상적인 방법에 따라서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유로부터 제조된 방적사 C의 단면 형태를 보여주는 확대 사진이다.
<관련 출원>
본 출원은 2000년 9월 12일자로 출원된 미국 특허 가출원 제60/231,851호를 우선권으로 주장하며, 이 출원은 본원에 참고문헌으로서 인용된다.
본 발명은 테트라채널(tetrachannel) 단면 스테이플 섬유, 및 이 스테이플 섬유로 제조된 실, 직물 및 인조섬유솜(fiberfill), 및 그러한 스테이플 섬유의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 "폴리알킬렌 테레프탈레이트"로 언급되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트("2GT") 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트("4GT")는 통상적으로 시판되는 폴리에스테르이다. 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 물리적 및 화학적 특성, 특히 내화학약품성, 내열성, 내광성이 우수하고 융점이 높으며 강도가 크다. 그 결과, 이들은 수지, 필름 및 섬유에 널리 사용되어 왔으며, 여기에는 스테이플 섬유 및 이 스테이플 섬유를 포함하는 인조섬유솜이 포함된다.
2GT로부터 제조된 합성 섬유는 텍스타일 업계에 널리 공지되어 있다. 또한, 2GT 중합체의 특성 및 가공 인자들도 널리 공지되어 있다. 그러한 합성 섬유는 통상적으로 두 개의 군, 즉, (1) 연속상 필라멘트 및 (2) 종종 "스테이플" 또는 "절단(cut)" 섬유로 언급되는 불연속상 섬유로 분류된다. 2GT 스테이플 섬유로부터 제조된 통상적인 최종 용도 제품으로는 실, 직물 및 인조섬유솜이 포함된다.
2GT 스테이플 섬유는 특정 성질 때문에 그러한 최종 용도 제품에 바람직하다. 예를 들어, 아네자(Aneja)의 미국 특허 제5,736,243호에 기술된 바와 같이 2GT 스테이플 섬유로부터의 직물 및 실은 다운스트림(downstream) 공정에 대해 바람직한 성질을 가지는 실을 생성하는 것으로 공지되었다. 예를 들어, 그러한 섬유는 소모사 시스템에서 가공하기에 적합하다. 또한, 그러한 섬유로부터 제조된 실은 양호한 수분 위킹(moisture wicking) 능력이 있는 경량의 직물을 제조하는데 유 용하다. 수분 위킹은 다양한 종류의 의류 품목, 예를 들어, 스포츠 의류에 사용되는 직물에 바람직한데, 이는 착용자로부터 수분을 분리시키는 것을 돕기 때문이다. 유사하게, 경량의 직물은 보다 무거운 직물보다 덜 거추장스럽기 때문에 바람직하다.
특정 2GT 스테이플 섬유는 특정 형상 특징 때문에 그러한 최종 용도 제품에 보다 더 바람직하다. 예를 들어, 미국 특허 제5,736,243호에는 테트라채널 단면, 보다 구체적으로는 필라멘트의 길이 방향으로 이어진 채널이 있는, 물결진-타원형 단면을 가진 2GT 스테이플 섬유의 직물 및 실이 개시되어 있다. 그러한 섬유로부터 제조된 실은 양호한 수분 위킹 능력이 있는 경량의 직물을 제조하는데 특히 유용하다.
최근, 폴리프로필렌 테레프탈레이트라고도 불리우는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(3GT)가 중합체 골격 단량체 성분 중 하나인 1,3-프로판디올(PDO)에 대한 보다 저가의 합성 경로가 개발됨으로 인해 점점 큰 상업적 관심을 얻고 있다. 3GT는 오랫동안 대기압에서의 분산 염색성, 낮은 굽힘 탄성계수, 탄성 회복성 및 레질리언스(resilience) 때문에 섬유 형태에 바람직하게 여겨져 왔다. 그러나, 고강도, 고탄성 실에 적합한 3GT 스테이플 섬유의 제조는 특히 만족스러운 섬유 권축 및 실 강도를 수득함에 있어서 여러가지 문제점을 야기하였다. 2GT 또는 4GT 섬유에 대하여 수년 동안 개발된 상기 문제점의 해결책은 3GT의 독특한 특성으로 인해 종종 3GT 섬유에 직접 적용되지 않는다.
일본 특허 제11-189938호에는 3GT 단섬유(3 내지 200 mm)의 제조가 교시되어 있으며, 100 내지 160 ℃에서 0.01 내지 90 분 동안의 가습 열처리 단계 또는 100 내지 300 ℃에서 0.01 내지 20 분 동안의 건조 열처리 단계가 기술되어 있다. 작업 실시예 1에서, 3GT를 260 ℃에서 1800 m/분의 방사 권취속도로 방사한다. 섬유를 연신한 후, 수조에서 소정의 고정된 길이로 150 ℃에서 5 분 동안 열처리한다. 그 후에, 섬유를 권축시키고 절단한다. 작업 실시예 2에서는 상기 연신된 섬유에 200 ℃에서 3 분 동안의 건조 열처리를 적용한다.
일본 특허 제11-107081호에는 미연신된 3GT 다중필라멘트사를 150 ℃ 미만, 바람직하게는 110 내지 150 ℃에서 0.2 내지 0.8 초 동안, 바람직하게는 0.3 내지 0.6 초 동안 이완시킨 후, 다중필라멘트사를 가연(false twisting)한 것이 기술되어 있다. 이 문헌에는 비강도가 높은 권축된 3GT 스테이플 섬유의 제조 방법이 교시되어 있지 않다.
미국 특허 제3,584,103호에는 비대칭 복굴절을 가진 3GT 필라멘트의 용융 방사 방법이 기술되어 있다. 섬유의 직경을 가로질러 비대칭 복굴절을 가진 필라멘트를 용융 방사에 의해 제조하고, 필라멘트를 연신하여 섬유의 분자들을 배향시키고, 연신된 필라멘트를 100 내지 190 ℃에서 일정한 길이로 고정한 상태에서 열처리하고, 열처리된 필라멘트를 45 ℃ 이상, 바람직하게는 약140 ℃에서 2 내지 10 분 동안의 이완 조건에서 가열하여 권축을 형성함으로써 나선형으로 권축된 3GT 텍스타일 섬유를 형성한다. 모든 실시예들에서 섬유를 140 ℃에서 이완시킨 것으로 설명되어 있다.
유럽 특허 제1,016,741호에는 인 첨가제 사용 및 향상된 백도, 용융 안정성 및 방사 안정성을 수득하기 위한 3GT 중합체의 특정 성질의 제한이 기술되어 있다. 방사 및 연신 후 제조된 필라멘트 및 단섬유를 90 내지 200 ℃에서 열처리하지만, 권축 및 이완시키지 않는다. 이 특허에는 섬유의 단면 형상이 특별히 제한되지 않으며, 원형, 트리로발(trilobal)형, 평면형, 별형상, w-형상 등일 수 있고 비중공사 또는 중공사일 수 있다고 언급되어 있다(8 면, 18 행). 상기 특허와 출원인이 동일한 WO 제01/16413호에는 볼록하게 개조된 트리로벌 단면으로 압출된 3GT 섬유의 특수한 이점이 청구되어 있다.
상기 기술된 모든 문헌은 그 전문이 본원에 참고문헌으로 인용된다.
인용된 문헌 중 어느 것에도 테트라채널 3GT 스테이플 섬유의 제조 방법이나 또는 그러한 3GT 스테이플 섬유의 특수한 이점에 대하여 교시되어 있지 않다.
<발명의 요약>
본 발명은 테트라채널 단면을 가진 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 스테이플 섬유를 포함한다. 바람직하게는, 테트라채널 단면에는 홈이 있는 물결진 타원형이 포함된다.
바람직하게는, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 섬유는 비강도가 3 그램/데니어(2.65 cN/dtex) 이상이다. 바람직하게는, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 섬유는 권축 테이크-업(crimp take-up)이 10 ％ 내지 60 ％이다.
바람직하게는, 상기 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 섬유는 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 중합체를 용융시키는 단계, 상기 용융물을 245 내지 285 ℃의 온도에서 방사하는 단계, 섬유를 급랭시키는 단계, 섬유를 연신하는 단계, 기계적 권축기를 사용하여 섬유를 권축시키는 단계, 권축된 섬유를 50 내지 120 ℃의 온도에서 이완시키는 단계, 및 섬유를 약 0.2 내지 6 인치(약 0.5 내지 15 cm)의 길이로 절단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법에 의해 제조된다.
상기 방법으로부터 제조된 스테이플 섬유는 권축 테이크-업이 10 내지 60 ％이고, 비강도가 3 그램/데니어(2.65 cN/dtex) 이상이다.
또한, 본 발명은 본 발명의 스테이플 섬유 및 면, 2GT, 나일론, 리오셀, 아크릴, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(4GT) 및 다른 섬유와의 블렌드에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 테트라채널 단면을 가진 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 스테이플 섬유로부터 제조된 실에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 실로부터 제조된 직물에 관한 것이다. 바람직하게는, 상기 직물은 염료 흡수도(dye uptake)가 300 ％ 이상이다.
또한, 본 발명은 그러한 섬유 및 그러한 블렌드로부터 제조된 부직포, 제직물 및 편성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 블렌드로부터 제조된 실 및 그들로부터 제조된 제직물 및 편성물, 및 그러한 블렌드로부터 제조된 인조섬유솜에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 위킹 및(또는) 필링 성능이 우수한 섬유, 실 및 직물, 특히 편성물에 관한 것이다. 바람직한 직물, 바람직하게는 편성물은 위킹 높이가 5 분 후에 바람직하게는 2 인치(5 cm) 이상이고, 10 분 후에 바람직하게는 4 인치(10 cm) 이상이고, 30 분 후에 바람직하게는 5 인치(13 cm)이다. 바람직한 직물은 퍼 지 필(fuzzy pill)(하드 필(hard pill)과 대조됨)을 가지며, 이는 필 느낌이 보다 덜하게 한다는 점에서 바람직하다고 생각된다.
또한, 본 발명은 스테이플 섬유를 포함하는 인조섬유솜 웹 또는 배트(batt) 및 인조섬유솜 제품에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 실, 인조섬유솜 웹, 배트 및 제품, 및 직물의 제조 방법에 관한 것이다.
<발명의 상세한 설명>
본 발명에 유용한 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는 미국 특허 제5,015,789호, 제5,276,201호, 제5,284,979호, 제5,334,778호, 제5,364,984호, 제5,364,987호, 제5,391,263호, 제5,434,239호, 제5,510,454호, 제5,504,122호, 제5,532,333호, 제5,532,404호, 제5,540,868호, 제5,633,018호, 제5,633,362호, 제5,677,415호, 제5,686,276호, 제5,710,315호, 제5,714,262호, 제5,730,913호, 제5,763,104호, 제5,774,074호, 제5,786,443호, 제5,811,496호, 제5,821,092호, 제5,830,982호, 제5,840,957호, 제5,856,423호, 제5,962,745호, 제5,990,265호, 제6,140,543호, 제6,245,844호, 제6,277,289호, 제6,281,325호, 제6,255,442호 및 제6,066,714호, 유럽 특허 제998,440호, WO 제01/09073호, 제01/09069호, 제01/34693호, 제00/14041호, 제00/58393호, 제01/14450호 및 제98/57913호, 및 문헌[H. L. Traub, "Synthese und textilchemische Eigenschaften des Poly-Trimethyleneterephthalats", Dissertation Universitat Stuttgart(1994); 및 S. Schauhoff, "New Developments in the Production of Polytrimethylene Terephthalate(PTT)", Man-Made Fiber Year Book(Semptember 1996)]에 기술된 바와 같은 공지된 제조 기술(회분식, 연속식 방법 등)에 의해 생성될 수 있으며, 상기한 모든 문헌은 본원에 참고문헌으로서 인용된다. 본 발명의 폴리에스테르로서 유용한 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 "소로나(Sorona)"라는 상표명 하에 상업적으로 구입가능하다.
바람직하게는, 섬유(폴리트리메틸렌 테레프탈레이트)는 상대 점도(LRV)가 34 이상이고, 60 또는 그 이상까지 높을 수 있다.
본 발명에 적합한 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는 고유 점도가 0.60 데시리터/그램(㎗/g) 또는 그 이상, 바람직하게는 0.70 ㎗/g 이상, 보다 바람직하게는 0.80 ㎗/g 이상, 가장 바람직하게는 0.90 ㎗/g 이상이다. 고유 점도는 전형적으로 약 1.5 ㎗/g 또는 그 미만, 바람직하게는 1.4 ㎗/g 또는 그 미만, 보다 바람직하게는 1.2 ㎗/g 또는 그 미만, 가장 바람직하게는 1.1 ㎗/g 또는 그 미만이다. 본 발명의 실시에 특히 유용한 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 단일중합체는 융점이 약 225 내지 231 ℃이다.
본원에 기술된 바람직한 접근법과 함께 폴리에스테르 섬유와 관련하여 유용한 통상적인 기술 및 장비를 사용하여 방사를 실시할 수 있다. 예를 들어, 다양한 방사 방법이 미국 특허 제3,816,486호, 제4,639,347호, 영국 특허 명세서 제1,254,826호 및 일본 특허 제11-189938호에 기재되어 있으며, 이 특허들은 모두 본원에 참고문헌으로서 인용된다.
방사 속도는 바람직하게는 600 미터/분 또는 그 이상이고, 전형적으로 2500 미터/분 또는 그 미만이다. 방사 온도는 전형적으로 245 ℃ 또는 그 이상 및 285 ℃ 또는 그 미만, 바람직하게는 275 ℃ 또는 그 미만이다. 가장 바람직하게는, 약 255 ℃에서 방사를 실시한다.
방사구는 테트라채널 단면을 가진 섬유를 압출하도록 고안된다. 바람직하게 사용되는 방사구는 고라파(Gorrafa)에게 허여된 미국 특허 제3,914,488호의 도 1 및 미국 특허 제4,634,625호의 도 1에 기술된 종류이며, 이 특허는 모두 본원에 참고문헌으로서 인용된다. 이 방사구는 홈이 있는 물결진 타원형을 포함하는 테트라채널 단면을 가진 섬유를 제공한다. 그러나, 방사 후 급랭 및 연신 전 생성된 중합체의 흐름 및 중합체의 점착성 때문에 임의의 압출된 섬유의 형상은 방사구의 형상과 동일하지 않을 수 있다. 이 흐름은 원래 방사구 형상에 내재된 이점을 악화시키는 경향이 있다. 놀랍게도, 본 발명자들은 3GT의 테트라채널 섬유가 2GT보다 훨씬 양호하게 정의되는 형상을 가진다는 것을 발견하였다. 도 4(2GT를 예시함)와 비교된 본 발명의 도 1 내지 3(3GT를 예시함)에 이러한 특징이 나타나 있다. 보다 양호하게 정의된 형상은 테트라채널 구조물에 의해 나타나는 이점을 강화시킨다.
통상적인 방식으로, 공기 또는 당업계에 공지된 다른 유체(예를 들어, 질소)를 사용하여 급랭을 실시할 수 있다. 교차-흐름, 방사형 또는 다른 급랭 기술을 사용할 수 있다.
급랭 후 통상적인 방사 가공제를 표준 기술을 통해 적용(예를 들어, 키스 롤(kiss roll)을 사용)할 수 있다.
용융 방사 필라멘트를 토우 캔(tow can)에 수집한다. 그 후에, 몇 개의 토우 캔을 함께 모아, 필라멘트들로부터 하나의 큰 토우를 형성한다. 이 후에, 통상적인 기술을 사용하여 바람직하게는 약 50 내지 약 120 야드/분(약 46 내지 약 110 m/분)으로 필라멘트를 연신한다. 연신비는 바람직하게는 약 1.25 내지 약 4, 보다 바람직하게는 1.25 내지 2.5, 가장 바람직하게는 1.4 이상의 범위이고, 바람직하게는 1.6 이하의 범위이다. 바람직하게는, 2-단계 연신 공정을 사용하여 연신을 실시한다(예를 들어, 본원에 참고문헌으로 인용되는 미국 특허 제3,816,486호를 참조할 것).
통상적인 기술을 사용하여 연신 중에 방사 가공제를 도포할 수 있다.
한 바람직한 실시양태에 따라서, 연신 후 그리고 권축 및 이완 이전에 섬유를 열처리한다. "열처리"는 연신된 섬유를 장력 하에서 가열하는 것을 의미한다. 바람직하게는 약 85 ℃ 이상, 바람직하게는 약 115 ℃ 또는 그 미만에서 열처리를 실시한다. 가장 바람직하게는, 약 100 ℃에서 열처리를 실시한다. 바람직하게는, 가열된 롤러를 사용하여 열처리를 실시한다. 또한, 미국 특허 제4,704,329호에 따라서 포화 증기를 사용하여 열처리를 실시할 수 있으며, 이 특허는 본원에 참고문헌으로 인용된다. 두번째 실시양태에서는, 열처리를 실시하지 않는다. 바람직하게는, 인조섬유솜 제조에서는 열처리가 생략된다.
통상적인 기계적 권축 기술을 사용할 수 있다. 스터퍼 박스와 같은 증기 보조장치가 있는 기계적 스테이플 권축기가 바람직하다.
통상적인 기술을 사용하여 권축기에서 방사 가공제를 적용할 수 있다.
권축도는 전형적으로 8 권축수/인치(cpi)(3 권축수/cm(cpc)) 또는 그 이상, 바람직하게는 10 cpi(3.9 cpc) 또는 그 이상, 가장 바람직하게는 14 cpi(5.5 cpc) 또는 그 이상, 전형적으로는 30 cpi(11.8 cpc) 또는 그 미만, 바람직하게는 25 cpi(9.8 cpc) 또는 그 미만, 보다 바람직하게는 20 cpi(7.9 cpc) 또는 그 미만이다. 권축 테이크-업(％) 결과는 섬유 특성의 함수이며 바람직하게는 10 ％ 또는 그 이상, 보다 바람직하게는 15 ％ 또는 그 이상, 가장 바람직하게는 20 ％ 또는 그 이상, 바람직하게는 40 ％ 이하, 보다 바람직하게는 60 ％ 이하이다.
인조섬유솜 제조에서, 활면제(slickener)는 바람직하게 권축 후 그러나 이완 전에 적용된다. 인조섬유솜 제조에 유용한 활면제는 미국 특허 제4,725,635호에 기술되어 있으며, 이 특허는 본원에 참고문헌으로 인용된다.
보다 낮은 이완 온도를 사용하면 최대의 권축 테이크-업을 수득할 수 있다. "이완"은 필라멘트를 비억압 조건에서 가열하여 필라멘트가 자유로이 수축되도록 하는 것을 의미한다. 권축 후 그리고 절단 전에 이완을 실시한다. 전형적으로, 수축을 없애고 섬유를 건조시키기 위해 이완을 실시한다. 전형적인 이완기에서, 섬유는 컨베이어 벨트 상에 놓여 오븐을 통과한다. 본 발명에 유용한 최소 이완 온도는 40 ℃인데, 이보다 낮은 온도에서는 충분한 시간이 지나도 섬유가 건조되지 않는다. 이완 온도는 바람직하게는 120 ℃ 또는 그 미만, 보다 바람직하게는 105 ℃ 또는 그 미만, 보다 더 바람직하게는 100 ℃ 또는 그 미만, 보다 더 바람직하게는 100 ℃ 미만, 가장 바람직하게는 80 ℃ 미만이다. 이완 온도는 바람직하게는 55 ℃ 또는 그 이상, 보다 바람직하게는 55 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 60 ℃ 또 는 그 이상, 가장 바람직하게는 60 ℃ 이상이다. 이완 시간은 바람직하게는 약 60 분 이하이고, 보다 바람직하게는 25 분 또는 그 미만이다. 이완 시간은 섬유를 건조시키고 섬유가 목적하는 이완 온도가 되기에 충분히 길어야 하며, 이는 토우 데니어의 크기에 달려 있으며 소량(예를 들어, 1,000 데니어(1,100 dtex))를 이완시킬 때는 몇 초가 될 수도 있다. 상업적인 장치에서는, 시간이 1 분 정도로 짧을 수 있다. 바람직하게는, 필라멘트를 6 내지 20 분 동안 50 내지 200 야드/분(46 내지 약 183 미터/분)의 속도로 또는 섬유의 이완 및 건조에 적합한 다른 속도로 오븐에 통과시킨다.
바람직하게는, 필라멘트를 피들러 캔(piddler can)에 수집한 후, 절단하고, 꾸러미로 묶는다. 바람직하게는, 본 발명의 스테이플 섬유를 기계적 절단기로 절단하고 이완시킨다. 섬유는 바람직하게는 약 0.2 내지 약 6 인치(약 0.5 내지 약 15 cm), 보다 바람직하게는 약 0.5 내지 약 3 인치(약 1.3 내지 약 7.6 cm), 가장 바람직하게는 약 1.5 인치(3.8 cm)이다. 상이한 최종 용도를 위해 상이한 스테이플 길이가 바람직할 수 있다.
스테이플 섬유의 비강도는 섬유 손상 없이 고속 방사 및 카딩 장치에서의 가공이 가능하도록 바람직하게는 3.0 그램/데니어(g/d)(2.65 cN/dtex (g/d 값에 0.883을 곱하여 cN/dtex로 전환하였으며, 이는 산업 표준 기술임) 또는 그 이상, 바람직하게는 3.0 g/d(2.65 cN/dtex) 이상이다. 연신하고 이완시켰으나 열처리하지 않고 제조한 스테이플 섬유의 비강도는 3.0 g/d(2.65 cN/dtex) 이상, 바람직하게는 3.1 g/d(2.74 cN/dtex) 또는 그 이상이다. 연신하고 이완시키고 열처리하여 제조한 스테이플 섬유는 비강도가 3.5 g/d(3.1 cN/dtex) 이상, 바람직하게는 3.6 g/d(3.2 cN/dtex) 또는 그 이상, 보다 바람직하게는 3.75 g/d(3.3 cN/dtex) 또는 그 이상, 보다 더 바람직하게는 3.9 g/d(3.44 cN/dtex) 또는 그 이상, 가장 바람직하게는 4.0 g/d(3.53 cN/dtex) 또는 그 이상이다. 6.5 g/d(5.74 cN/dtex) 또는 그 이상까지의 비강도를 본 발명의 방법으로 생성할 수 있다. 일부 최종 용도를 위해서, 5 g/d(4.4 cN/dtex) 이하, 바람직하게는 4.6 g/d(4.1 cN/dtex) 이하의 비강도가 바람직하다. 높은 비강도는 직물의 표면에 과도한 섬유 필링을 야기할 수 있다. 가장 주목할 점은, 상기 비강도는 55 ％ 또는 그 미만, 일반적으로 20 ％ 또는 그 이상의 신도(파단 신도)와 함께 달성될 수 있다는 것이다.
섬유는 바람직하게는 85 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 90 중량％, 보다 더 바람직하게는 95 중량％ 이상의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 중합체를 함유한다. 가장 바람직한 중합체는 실질적으로 전량인 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 중합체, 및 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유에 사용되는 첨가제를 함유한다. (이러한 첨가제로는 산화방지제, 안정제(예를 들어, UV 안정제), 소광제(예를 들어, TiO2, 황화아연 또는 산화아연), 안료(예를 들어, TiO2 등), 방염제, 대전방지제, 염료, 충전제(예를 들어, 탄산칼슘), 항균제, 대전방지제, 광학표백제, 증량제, 가공조제 및 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트의 성능 또는 제조 방법을 향상시키는 다른 화합물이 포함된다. TiO2를 사용할 경우, 중합체 또는 섬유의 중량에 대하여 바람직하게는 약 0.01 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 약 0.02 중량％ 이상, 바람직하게는 약 5 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 약 3 중량％ 이하, 가장 바람직하게는 2 중량％ 이하의 양으로 첨가한다. 무광택 중합체는 바람직하게는 약 2 중량％를 함유하고, 반무광택 중합체는 바람직하게는 약 0.3 중량％를 함유한다.
본 발명에 따라 제조된 의류(예를 들어, 편성물 및 제직물) 및 부직포용 섬유는 전형적으로 필라멘트 당 0.8 데니어(0.88 데시텍스(dtex)) 이상, 바람직하게는 1 dpf(1.1 dtex) 이상, 가장 바람직하게는 1.2 dpf(1.3 dtex) 이상이다. 상기 섬유는 바람직하게는 3 dpf(3.3 dtex) 또는 그 미만, 보다 바람직하게는 2.5 dpf(2.8 dtex) 또는 그 미만, 가장 바람직하게는 2 dpf(2.2 dtex) 또는 그 미만이다. 약 1.4 dpf(약 1.5 dtex)가 가장 바람직하다. 부직포에서는 전형적으로 약 1.5 내지 약 6 dpf(약 1.65 내지 약 6.6 dtex)의 스테이플 섬유가 사용된다. 6 dpf(6.6 dtex) 이하의 보다 큰 데니어의 섬유가 사용될 수 있으며, 보다 높은 데이어는 인조섬유솜과 같은 논-텍스타일(non-textile) 용도에 유용하다.
인조섬유솜에는 약 0.8 내지 약 15 dpf(약 0.88 내지 약 16.5 dtex)의 스테이플 섬유가 사용된다. 인조섬유솜용으로 제조되는 섬유는 전형적으로 3 dpf(3.3 dtex) 이상, 보다 바람직하게는 6 dpf(6.6 dtex) 이상이다. 인조섬유솜용으로 제조되는 섬유는 전형적으로 15 dpf(16.5 dtex) 또는 그 미만, 보다 바람직하게는 9 dpf(9.9 dtex) 또는 그 미만이다.
본 발명의 섬유는 단일성분 섬유이다. (따라서, 각 영역에서 상이한 성질을 갖는 동일한 두 중합체 또는 상이한 2종의 중합체로 제조된 쉬쓰 코어 또는 병행(side-by-side) 섬유와 같은, 이성분 섬유 및 다성분 섬유는 특별히 제외되지만, 섬유 내에 분산된 다른 중합체 및 존재하는 첨가제는 제외되지 않는다.) 본 발명의 섬유는 비중공사, 중공사 또는 다중공사일 수 있다.
본 발명의 스테이플 섬유는 바람직하게는 의류, 부직포 및 인조섬유솜, 가장 바람직하게는 편성물 및 제직물과 같은 의류를 제조하는데 사용된다. 의류(예를 들어, 실) 및 부직포는 꾸러미를 개섬하고, 스테이플 섬유를 카딩한 후, 그들을 블렌딩함으로써 제조될 수 있다. 보다 구체적으로는, 부직포를 제조할 때, 통상적인 기술(예를 들어, 열 접합, 니들펀칭, 스펀레이싱 등)을 사용하여 섬유를 접합한다. 편성물 및 제직물을 제조할 때, 역시 통상적인 기술을 사용하여 섬유를 슬리버로 연신하고 실로 방적한다. 그 후에, 실을 직물로 편성 또는 제직한다. 본 발명의 섬유를 면, 2GT, 나일론, 리오셀, 아크릴, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등과 같은 다른 종류의 섬유과 블렌드할 수 있다. 또한, 본 발명의 섬유를 연속상 필라멘드를 포함하는 다른 형상 또는 다른 종류의 3GT 섬유와 블렌딩할 수 있다.
본 발명의 스테이플 섬유를 인조섬유솜 적용에 사용할 수 있다. 바람직하게는, 꾸러미를 개섬하고, 섬유를 빗질하여-가네팅 또는 카딩하여-웹을 형성하고, 웹을 교차퇴적시켜 배트를 형성하고(이것은 보다 큰 중량 및(또는) 크기를 달성하게 함), 베개 스터퍼 또는 다른 충전 장비를 사용하여 배트를 최종 제품 안에 충전한다. 추가로 웹 중의 섬유들을 분무(수지) 접합, 열 접합(저융점) 및 초음파 접합과 같은 통상적인 접합 기술을 사용하여 함께 접합할 수 있다. 필요에 따라서, 접합을 향상시키기 위해 접합 온도가 낮은 스테이플 섬유(예를 들어, 접합 온도가 낮은 폴리에스테르)를 본 발명의 섬유에 임의로 혼합한다.
청구된 본 발명에 의해 생성된 인조섬유솜 웹은 전형적으로 약 0.5 내지 약 2 온스/야드2(약 17 내지 약 68 g/m2)이다. 교차퇴적된 배트는 약 30 내지 약 1,000 g/m2의 섬유를 포함할 수 있다.
본 발명을 사용하면, 2GT 스테이플 인조섬유솜에 비해 우수한 특성을 갖는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 인조섬유솜의 제조가 가능하며, 우수한 특성들로는 증가된 섬유 연성, 내분쇄성, 자체 부피성(self-bulking) 및 우수한 투습성을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따라서 제조된 인조섬유솜은 의류(예를 들어, 브래지어 패딩), 베개, 가구, 단열재, 이불, 여과재, 자동차(예를 들어, 쿠션), 침낭, 매트리스 패드 및 매트리스를 포함하는 여러가지 적용에 사용될 수 있다.
<실시예>
하기 실시예는 본 발명의 예시를 목적으로 제시되었으며, 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 모든 부, 백분율 등은 다른 언급이 없는 한 중량 기준이다.
<측정 및 단위>
본원에 논의된 측정은 미터 단위인, 데니어를 포함하는 통상적인 미국 직물 단위를 사용하였다. 다른 문헌에서의 관행을 고려하여, 본원에 미국 단위를 그에 상응하는 미터 단위와 함께 기록하였다. 예를 들어, 데니어에 대한 dtex의 해당값을 실제 측정치 뒤의 괄호 안에 기록하였다.
섬유의 특정한 특성을 하기 기술한 바와 같이 측정하였다.
<상대 점도>
상대 점도("LRV")는 HFIP 용매(98 ％의 시약 등급 황산 100 ppm을 함유한 헥사플루오로이소프로판올) 중에 용해시킨 중합체의 점도이다. 점도 측정 기구는 수많은 상업적 판매사(디자인 사이언티픽(Design Scientific), 캐논(Cannon) 등)로부터 수득할 수 있는 모세관 점도계이다. 센티스토크 단위의 상대 점도는 25 ℃의 HFIP 중의 중합체 4.75 중량％ 용액을 25 ℃의 순수한 HFIP의 점도와 비교하여 측정한다.
<고유 점도>
ASTM D 5225-92의 방법에 기초한 자동화된 방법에 따라 19 ℃의 50/50 중량％ 트리플루오로아세트산/염화메틸렌 중에 0.4 g/㎗의 농도로 용해된 폴리에스테르에 대하여 비스코텍 포스드 플로우 비스코미터(Viscotek Forced Flow Viscometer) Y900(비스코텍 코포레이션(Viscotek Corporation), 미국 텍사스주 휴스턴 소재)로 측정한 점도를 이용하여 고유 점도(IV)를 측정한다.
<위킹>
폭 1 인치(2.5 cm) 직물 스트립의 아래쪽 1.8 인치(4.6 cm)를 탈이온수에 수직으로 침지시키고, 직물에 위킹된 물의 높이를 육안으로 측정하고, 그 높이를 시간의 함수로 기록함으로써 본 실시예의 직물의 위킹 속도를 측정하였다.
<권축 테이크-업>
섬유의 레질리언스의 한 가지 측정 방법은 지시된 2차 권축의 빈도수 및 진폭이 섬유 내에 얼마나 잘 고정되는지를 측정하는 권축 테이크-업("CTU")이다. 권 축 테이크-업은 펼쳐진 섬유의 길이에 대한 권축된 섬유의 길이와 관련되며, 따라서 권축 진폭, 권축 빈도수 및 변형에 견디는 권축의 능력에 영향을 받는다. 권축 테이크-업을 식 CTU(％) = [100(L1 - L2)]/L1(여기서, L1은 펼쳐진 길이(0.13 ±0.02 그램/데니어(0.115 ±0.018 dN/tex)의 하중을 가한 상태에서 30 초 동안 매단 섬유의 길이)를 표시하고, L2는 권축된 길이(동일한 섬유를 첫번째 신장 후 60 초 동안 방치한 후, 하중을 가하지 않은 상태에서 매달린 섬유의 길이)를 표시함)로부터 계산한다.
<실시예 1>
본 실시예는 실 및 직물과 같은 텍스타일 적용에서 본 발명의 스테이플 섬유의 이점을 예시한다. 본 실시예에서, 통상적인 용융 압출기를 사용하여 방사 블록 온도 265 ℃에서, 도 1에 나타낸 테트라채널 단면을 가진 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 섬유를 박편으로부터 방사하였다. 모세관 수가 1054인 방사구를 사용하여 방사 속도 2066 ypm(1889 mpm)에서, 약 70 ppm(31.75 kg/h)의 속도로 섬유를 압출하였다. 그 후에, 통상적인 폴리에스테르 스테이플 연신 장치에서 하기 기술된 바와 같이 두 세트의 매개변수를 사용하여 방사된 섬유를 연신하여, 연신사 A 및 B를 수득하였다.
<연신사 A>
온도 75 ℃의 조 및 연신 속도 약 50 ypm(46 mpm)를 사용하여 총 연신비 1.8 배로 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 섬유를 연신하였다.
<연신사 B>
유사한 방식으로 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 섬유를 연신하였으나, 조의 온도는 85 ℃였고, 연신 속도는 약 100 ypm(91 mpm)이었고, 총 연신비는 2.0 배였다.
<권축된 섬유 A 및 B>
그 후에, 통상적인 방식으로 다기관압력 15 psig(103 kN/m2)의 증기를 사용하여 약 12 cpi(30 c/cm)로 연신사 A 및 B의 섬유를 권축시켰다. 그 후에, 본 발명에 따른 토우 형태에서 섬유를 100 ℃에서 약 8 분 동안 이완시켰다. 그 후에, 통상적인 스테이플 절단 장치를 사용하여 섬유를 길이가 1.5 인치인 스테이플로 절단하였다. 이 섬유들의 물성을 표 1에 나타냈다.
| 설명 | 섬유 A | 섬유 B |
| 연신 속도(ypm(mpm)) | 50(46) | 100(91) |
| 연신비 | 1.8 | 2.0 |
| 연신조 온도(℃) | 75 | 85 |
| 권축기 증기 압력(psig(kN/m2)) | 15(103) | 15(103) |
| 이완 온도(℃) | 100 | 100 |
| 이완기 체류 시간(분) | 8 | 8 |
| 필라멘트 당 데니어(dpf(g/dtex)) | 2.0(2.2) | 1.8(2) |
| 탄성계수(g/d(g/dtex)) | 13(11.7) | 15(13.5) |
| 비강도(g/d(g/dtex)) | 2.8(2.5) | 3.2(2.8) |
| 파단 신도(％) | 54 | 48 |
| 권축 테이크-업(％) | 39 | 31 |
<방적사 A 및 B>
통상적인 방식으로, 링 방적(ring spinning)을 이용하여 섬유 A 및 B를 단사 방적사 거래 번수(trade count) 30(즉, Ne 30)으로 전환시켰다. (Ne 30은 중량이 1 파운드(0.454 kg)가 되기 위해 필요한 실의 길이인 840 야드(768 미터)의 수를 말한다.) 방적사 A 및 방적사 B의 단면을 나타내는 확대 사진이 도 2 및 도 3에 각각 나타나 있다. 각 실로부터 편성물을 제조하고 섬유 산업에 바람직한 다양한 특성을 측정하였다.
<(비교)방적사 C>
또한, 링 방적 방법을 이용하여, 상업적으로 구입가능한 유사한 단면을 가진 2GT로 제조된 1.5 인치(3.81 cm) 절단 스테이플 섬유를 Ne 30 방적사로 방적하였다. 이 실, 방적사 C를 대조군 시료로 사용하였다. 방적사 C의 단면을 나타내는 확대 사진이 도 4에 나타나 있다.
방적사 A, B 및 C를 직물로 편성하고 필링 및 위킹 성능을 시험하였다. 하기 기술된 바와 같이, 본 발명의 실로부터 제조된 직물은 통상적인 2GT 실을 사용하여 편성된 직물만큼 양호한 성능 또는 그보다 더 양호한 성능을 보인다.
<필링 성능>
방적사 A, B 및 C를 슬리브(sleeve)로 편성한 후, 염색하고 랜덤 텀블 필 시험(Random Tumble Pill Test)(ASTM D-3512(가장자리에 풀칠을 하지 않는 것으로 개조됨))을 사용하여 필링 성능을 검사하였고, 이때 모두 통상적인 기술을 사용하였다. 비등 염색(boil dyeing) 및 가압 염색(pressure dyeing)을 모두 사용하여 죽물을 시험하였다. 시험된 각 직물에 대한 시험 결과를 표 2에 나열하였다. 첫번째 시험의 결과를 세 시점(30, 60 및 90분)에 대해 나타냈다. 수치는 1 내지 5의 등급(5가 가장 우수한 필 성능이고, 1이 가장 낮은 필 성능임)으로 기록하였다. 비등 염색된 경우, 방적사 A로 편성된 직물이 방적사 B 및 C로부터 편성된 직물보다 성능이 양호하였다. 그러나, 가압 염색되었을 경우에는, 방적사 B로부터 편성된 직물이 다른 두 직물보다 성능이 양호하였다. 따라서, 전체적으로는, 방적사 A 및 B로부터의 직물이 방적사 C로부터의 직물보다 양호하였다.
또한, 염료 흡수도 시험의 결과값을 표 2에 나타냈다. 방적사 A 및 B로 편성된 직물은 염료 흡수도가 300 ％ 보다 높은 반면, 방적사 C로부터 편성된 직물은 염료 흡수도가 겨우 100 ％ 였다.
| 필링 | 필링 | 필링 | 염색 | |||
| 설명 | 실 | 30 분 | 60 분 | 90 분 | 염료 흡수도 | 중합체 LRV |
| 비등 염색 | A | 3.0 | 2.5 | 1.0 | 312 ％ | 34 |
| B | 2.0 | 1.0 | 1.0 | 315 ％ | 34 | |
| C | 2.0 | 1.0 | 1.0 | 100 ％ | 19.6 | |
| 가압 염색 | A | 2.0 | 1.0 | 1.0 | 395 ％ | 34 |
| B | 3.0 | 2.0 | 1.0 | 319 ％ | 34 | |
| C | 2.0 | 1.0 | 1.0 | 100 ％ | 19.6 | |
본 발명의 실로부터 제조된 직물에서 주목되는 또다른 상이점은 LRV의 증가에도 불구하고 필링 성능이 의외로 향상되는 점이다. 통상적인 실은 상반된 효과를 보인다. 즉, 일반적으로 2GT 중합체의 LRV 감소가 보다 양호한 필링 성능을 유발한다. 대조적으로, 방적사 A 및 B를 사용하여 제조된 직물의 중합체 LRV는 통상적인 실, 방적사 C로부터 제조된 직물보다 50 ％ 이상 높았지만, 방적사 A 및 B는 필링 성능이 200 ％ 더 우수하였다.
<위킹 성능>
그 후에, 수분 위킹에 대하여 편성물을 평가하였다. 위킹 높이를 시간의 함수로 측정함으로써 평가하였다.
| 표시된 시간에서의 높이(인치(cm)) | ||||
| 실 | 시료 | 5 분 | 10 분 | 30 분 |
| A | 1 | 2.8(7.1) | 4.1(10.4) | 5.0(12.7) |
| 2 | 2.1(5.3) | 2.9(7.4) | 4.6(11.7) | |
| B | 1 | 2.9(7.4) | 4.3(10.9) | 5.0(12.7) |
| 2 | 3.0(7.6) | 4.2(10.7) | 5.0(12.7) | |
| C | 1 | 0.8(2.0) | 1.2(3.0) | 3.1(7.9) |
| 2 | 1.4(3.6) | 1.8(4.6) | 3.0(7.6) | |
표 3에 나타난 바와 같이, 방적사 A 및 B로부터 편성된 직물은 방적사 C로부터 편성된 직물과 비교하여 뛰어난 위킹 성능을 보였다.
<실시예 2>
본 실시예에서, 통상적인 용융 압축기를 사용하여 방사 블록 온도 265 ℃에서 테트라채널 단면을 가진 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 섬유를 박편으로부터 방사하였다. 실시예 1과 비슷한 방사 속도에서 모세관 수가 1054인 방사구를 사용하여 약 70 pph(31.75 kg/h)의 속도로 섬유를 압출하였다. 그 후에, 통상적인 폴리에스테르 스테이플 연신 장치를 사용하여 방사된 섬유를 연신하여 하기 기술된 실을 수득하였다.
| 연신비 | 1.5 |
| 연신조 온도 | 85 ℃ |
| 이완 온도 | 100 ℃ |
| 체류 시간 | 8 분 |
| 스테이플 dpf | 1.5 |
| 권축기 증기 압력 | 14 psig |
| 탄성계수 | 16.5 g/데니어 |
| 비강도 | 3.1 g/데니어(2.74 cN/dtex) |
| 신도 | 64.3 ％ |
| 권축 테이크-업 | 26 ％ |
그 후에, 위킹 성능을 측정하였고, 그 결과값을 표 5에 기재하였다.
| 위킹 높이, 표시된 시간에서의 인치(cm) | |||
| 시료 | 5 분 | 10 분 | 30 분 |
| 시험 1 | 3.1(7.9) | 3.7(9.4) | 5.0(12.7) |
| 시험 2 | 3.0(7.6) | 3.6(9.1) | 5.0(12.7) |
상기 표에도 3GT 테트라채널 스테이플 섬유의 우수한 위킹 성능이 또한 나타나 있다.
<실시예 3>
본 실시예는 일련의 가공 조건 하에서 제조된 물결진 타원형 단면 스테이플 섬유에 대한 본 발명의 바람직한 실시양태를 제시한다.
고유 점도(IV)가 1.04인 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트를 175 ℃로 가열된 불활성 기체로 건조시킨 후, 물결진 타원형 단면을 부여하도록 고안된 1054-구멍 방사구에 통과시켜 미연신된 스테이플 토우로 용융 방사하였다. 스핀 블록 및 이송관의 온도를 254 ℃로 유지하였다. 방사구의 출구에서, 통상적인 교차 흐름 공기를 이용하여 사조를 급랭시켰다. 급랭시킨 토우에 방사 가공제를 적용하고, 토우를 1500 야드/분(1370 미터/분)으로 권취하였다. 이 단계에서 수집된 미연신된 토우는 2.44 dpf(2.68 dtex), 파단 신도 165 ％인 것으로 측정되었으며 비강도는 2.13 g/데니어(1.88 cN/dtex)였다. 상기 기술된 토우 생성물을 모두 본 발명의 바람직한 실시양태의 실시예인 일련의 조건 하에서, 연신하고, 필요할 경우 열처리하고, 권축시키고, 이완시켰다.
<실시예 3A>
본 실시예에서 2-단계 연신-이완 절차를 이용하여 토우를 가공하였다. 토우 생성물을 처음 롤과 마지막 롤 사이의 총 연신비를 1.97로 조정한 2-단계 연신 공정을 통해 연신하였다. 이 2-단계 공정에서, 총 연신의 80 내지 90 ％를 제1 단계에서 실온에서 실시한 후, 연신의 나머지 10 내지 20 ％를 90 내지 100 ℃로 조정된 증기 분위기 챔버에 섬유를 침지시킨 상태에서 실시하였다. 통상적인 스터퍼 박스 권축기에 토우를 공급하면서, 토우 라인의 장력을 계속하여 유지하였다. 또한, 권축 공정 동안 증기 분위기를 토우 밴드에 적용하였다. 권축 후, 60 ℃로 가열된 컨베이어 오븐 안에서 오븐 내 체류 시간 6 분으로 토우 밴드를 이완시켰다. 생성된 토우를 1.68 dpf(1.85 dtex)의 스테이플 섬유로 절단하였다. 상기 기술한 바와 같이 연신비를 1.97로 조정하였지만, 미연신 토우(2.44 dpf)로부터 최종 스테이플 형태(1.68 dpf)로의 데니어 감소는 실제 가공 연신비가 1.45임을 제시한다. 이 차이는 권축 및 이완 단계 동안 섬유의 수축 및 이완에 의해 야기된다. 스테이플 재료의 파단 신도는 68 ％였고, 섬유 비강도는 3.32 g/데니어(2.93 cN/dtex)였다. 섬유의 권축 테이크-업은 29 ％였고, 이때 권축도는 14 권축수/인치(5.5 권축수/cm)였다.
<실시예 3B>
본 실시예에서는 2-단계 연신-열처리-이완 절차를 이용하여 토우를 가공하였다. 본 실시예에서 연신 공정의 제2 단계에서 증기 분위기를 65 ℃로 가열한 물 분무로 교체하고, 권축 단계에 들어가기 전에 토우를 장력 하에서 일련의 가열된 롤러에서 105 ℃로 열처리한 것 외에는 실시예 3A와 유사하게 섬유를 가공하였다. 생성된 스테이플 섬유는 1.65 dpf(1.82 dtex), 파단 신도 66 ％인 것으로 측정되었으며 섬유 비강도는 3.34 g/데니어(2.95 cN/dtex)였다. 섬유의 권축 테이크-업은 30 ％였고, 이때 권축도는 13 권축수/인치(5.1 권축수/cm)였다.
<실시예 3C>
본 실시예에서는 2-단계 연신-열처리-이완 절차를 이용하여 토우를 가공하였다. 본 실시예에서, 처음 롤과 마지막 롤 사이의 총 연신비를 2.40으로 조정하고, 열처리 롤을 95 ℃로 가열하고, 이완기 오븐을 70 ℃로 조정한 것 외에는 실시예 3B와 유사하게 섬유를 가공하였다. 생성된 스테이플 섬유는 1.47 dpf(1.62 dtex), 파단 신도 56 ％인 것으로 측정되었으며 섬유 비강도는 3.90 g/데니어(3.44 cN/dtex)였다. 섬유의 권축 테이크-업은 28.5 ％였고, 이때 권축도는 14 권축수/인치(5.5 권축수/cm)였다.
<실시예 3C의 섬유의 스테이플 방적사로의 전환>
표 6에서, 실시예 3의 섬유의 물성을 폴리에틸렌 테레프탈레이트(이 아이 듀폰 네모아 앤드 캄파니, 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 제조된 시판용 다크론(Dacron, 등록상표) T-729W 물결진 타원형 단면 섬유와 비교하였다.
| 섬유 종류 | 필라멘트 당 데니어 | 파단 신도(％) | 섬유 비강도 (gpd) | T10 (신도 10 ％에서의 비강도) |
| 실시예 3C | 1.47 | 60.5 | 3.87 | 0.98 |
| 다크론 T-729W | 1.57 | 56.1 | 3.90 | 0.81 |
실시예 3C의 스테이플 섬유를 1.5"로 절단하고, 통상적인 카딩, 연신, 로빙(roving)을 통해 스테이플 방적사로 가공하였고, 공칭 면 번수 22/1(241.6 데니어)의 실로 링 방적하였다. 생성된 실을 하기에 기술하고, 표 7에 요약하였다.
실
E 다크론 T-729W
F 실시예 3C 50 ％, 다크론 T-729W 50 ％
G 실시예 3C 50 ％, 면 50 ％
H 실시예 3C 50 ％, 1.5 데니어 리오셀 50 ％
I 실시예 3C 50 ％, 1.2 데니어 아크릴 스테이플 50 ％
J 실시예 3C
텐소젯(Tensojet, 젤베르거 우스터 사(Zellweger Uster Corp.))을 사용하여 인장 특성(파단 신도, 파단 강도 및 비강도)을 측정하였고, 표 7에 표시된 각각의 특성들은 2500 번의 측정치의 평균이다. 유니포미티 1-B 테스터(Uniformity 1-B Tester, 젤베르거 우스터 사)를 사용하여 실 CV(실 길이 방향에 따른 평균 질량 변화 계수)를 측정하였다.
| 특성 | E | F | G | H | I | J |
| 실 CV (％) | 11.55 | 12.10 | 17.66 | 11.55 | 12.52 | 14.18 |
| 실 번수(CC) | 23.01 | 22.48 | 20.43 | 19.31 | 24.28 | 22.78 |
| 가연(꼬임수/미터) | 695 | 715 | 693 | 708 | 708 | 712 |
| 파단 신도 | 22.5 | 27.2 | 5.6 | 9.2 | 24.0 | 34.8 |
| 파단 강도(cN) | 168.9 | 157.5 | 78.9 | 139.7 | 115.0 | 132.1 |
| 비강도(cN/tex) | 21.2 | 19.9 | 10.7 | 23.2 | 17.3 | 19.2 |
놀랍게도, 본 발명에 따라서 제조된 방적사는 2GT로부터 제조된 실에 비하여 파단 신도가 뛰어났다. 이는 섬유에 대한 파단 신도 값(표 6) 대 실의 파단 신도 값(표 7)의 비교에 의해 예시된다. 자유 스테이플 섬유의 신도가 2GT 섬유의 10 ％ 이내일 때, 본 발명의 스테이플 섬유로부터 제조된 실의 신도가 55 ％ 증가될 수 있다는 것은 의외이다.
상기 나열된 방적사를 직물로 편성하고 실시예 1과 유사한 방식으로 필 저항성을 측정하였다. 등급 1은 심한 필링에 해당되고, 등급 5는 필이 없는 표면에 해당된다.
| 필 시험 | E | F | G | H | I | J |
| 10 분 | 3.5 | 4.0 | 3.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 |
| 20 분 | 2.5 | 4.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 3.0 |
| 40 분 | 1.0 | 2.0 | 2.0 | 2.5 | 1.0 | 3.5 |
놀라운 결과는 2GT E에 대한 본 발명의 항목 J의 필 성능 향상이다. 더욱 놀라운 점은 본 발명의 항목 J에 대한 텀블링(tumbling) 시간 20 분에 대한 40 분의 필 등급이 증가한 것이다. 이는 항목 E와 같은 전형적인 2GT 섬유에서와 같이 조밀하고, 비강도적으로 고정된 필을 형성하는 경향이 감소되었다는 점에서, 본 발명의 섬유의 독특한 특성과 일치한다.
본 발명의 실시양태의 상기 개시는 예시 및 설명을 목적으로 제시되었다. 그것이 본 발명의 전부라고 하거나 또는 본 발명이 개시된 형태에 한정시키려는 의도가 아니다. 본원에 개시된 실시양태의 수많은 변형 및 수정이 상기 개시에 비추어 당업계의 일반 숙련자들에게 명백할 것이다. 본 발명의 범주는 이하 첨부된 청구의 범위 및 그의 동등한 범위에 의해서만 정의된다.
본 발명을 사용하면, 2GT 스테이플 인조섬유솜에 비해 우수한 특성을 갖는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 인조섬유솜의 제조가 가능하며, 우수한 특성들로는 증가된 섬유 연성, 내분쇄성, 자체 부피성(self-bulking) 및 우수한 투습성을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따라서 제조된 인조섬유솜은 의류(예를 들어, 브래지어 패딩), 베개, 가구, 단열재, 이불, 여과재, 자동차(예를 들어, 쿠션), 침낭, 매트리스 패드 및 매트리스를 포함하는 여러가지 적용에 사용될 수 있다.
Claims (5)
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- 길이가 0.2-6 인치(0.5 내지 15 cm)이고, 비강도가 3.0 내지 6.5 그램/데니어이며, 테트라채널(tetrachannel) 단면을 갖는 0.8-3 dpf(0.88 dtex 내지 3.3 dtex) 단일성분 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 스테이플 섬유로 이루어진 실로부터 제조되고, 5분 후의 위킹(wicking) 높이가 2 인치(5.1 cm) 이상인 것을 특징으로 하는 직물.
- 삭제
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