KR100954704B1

KR100954704B1 - 잠재 3차원 권축성을 갖는 기계 권축 합성 섬유 및 이의제조 방법

Info

Publication number: KR100954704B1
Application number: KR1020037010018A
Authority: KR
Inventors: 고다히로노리
Original assignee: 데이진 가부시키가이샤
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2010-04-23
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: US20060182964A1; HK1065077A1; CN1489650A; EP1452633A4; DK1452633T3; EP1452633B1; MXPA03006494A; HK1062699A1; KR20040054607A; CN100419144C; TWI248994B; AU2002343830A1; TW200304968A; US20040234757A1; EP1452633A1; WO2003046266A1; DE60234210D1; ATE447058T1

Abstract

0.5 내지 200 dtex 의 두께, 3 내지 20 mm 의 섬유 길이, 1 내지 13 개/25 mm 의 권축수 및 2 내지 20% 의 권축률을 갖는 기계 권축 합성 섬유로서, 또한 길이 방향 축을 따라 섬유를 이분하는 수직면의 양측에 상이한 열 수축성을 갖는 두 부분이 형성되고, 상기 섬유를 60 내지 200℃ 의 온도에서 열처리하는 경우, 불균등하게 수축하여 15 내지 80개/25 mm 의 3차원 권축수 및 25 내지 90% 의 권축률을 갖는 잠재 3차원 권축성을 갖는 기계 권축 합성 섬유; 및 섬유 형성 공정에서 고체로 불균일하게 냉각시키는 것을 포함하거나, 또는 2종의 열수축성 합성 수지로부터 편심적 코어-셀(core-shell)형 또는 사이드 바이 사이드형 복합 섬유를 형성시키는 것을 포함하는 기계 권축 합성 섬유의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

잠재 3차원 권축성을 갖는 기계 권축 합성 섬유 및 이의 제조 방법{MACHINE CRIMPED SYNTHETIC FIBER HAVING LATENT THREE-DIMENSIONAL CRIMPABILITY AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 잠재 3차원 권축성을 갖는 기계 권축 합성 섬유 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

잠재 3차원 권축성을 갖는 기계 권축 합성 섬유는, 열처리에 의해 벌키니스(bulkiness) 및 균일성이 우수한 3차원 권축 합성 섬유를 형성할 수 있고, 예를 들어, 에어레이드(air-laid) 부직포를 제조하는데 유용하며, 열 결합 복합 합성 섬유를 포함한다.

에어레이드 법에 의해 제조된 부직포는, 종래의 카드 법(card method)으로 제조한 부직포와 비교하여, 길이 방향의 배향과 횡방향의 배향 사이에 어떠한 차이점을 나타내지 않으며 균일하다는 것을 특징으로 하고; 또한, 상기 부직포는 제지법에 의해 제조된 부직포와 비교하여 높은 벌키니스를 쉽게 발현한다는 것을 특징으로 한다. 따라서, 최근에는 에어레이드 법에 의해 제조된 부직포의 양이 상당히 증가했다. 일반적으로, 에어레이드 부직포에 사용되는 섬유에 높은 벌키니스를 부여하기 위해, 일본 공개특허공보 평 11-81116 호에 개시된 바와 같이, 2차원 지그- 재그(zig-zag) 패턴 또는 나선형 패턴으로 발현된 권축을 섬유에 부여한다. 하지만, 벌키니스를 개량하려는 목적으로 상기 섬유의 권축수 또는 권축률을 증가시키는 경우, 공기 개섬(air-lay opening) 공정에서 섬유의 개섬성이 저하되어, 비(非)개섬된 섬유 번들(bundle) 및/또는 불균일한 웹(web)이 빈번히 형성된다. 그 결과 하기 언급되는 것과 같은 문제점들이 빈번히 야기된다: 부직포의 외관 품위가 불량해지고; 강도가 감소되며; 품질이 불량해진다. 특히, 나선형으로 발현된 권축이 부여되고, 잠재 권축성을 가진 섬유에, 부직포가 필라멘트상 토우(tow) 또는 토우 번들의 상태이도록 열처리를 하는 경우, 발현된 권축을 갖는 섬유는 각각 수 개 내지 수 십개의 섬유를 함유하는 번들을 형성한다. 상기 번들은 함께 얽혀 감겨, 상기 수득된 부직포의 외관 품위를 상당히 저하시키는 다수의 비개섬된 섬유 번들을 형성한다. 상기 설명된 바와 같이, 벌키니스가 풍부하고 외관 품위가 우수한 에어레이드 부직포를 제조하는데 적합한 섬유의 개발이 강하게 소망되고 있다.

또한, 높은 벌키니스를 가지며, 에어레이드 법에 의한 압착 회복성이 우수한 부직포를 제조하기 위해, 다양한 성질을 갖는 섬유를 사용한 시도가 실시되어 왔다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2000-328415 호는 3 내지 40 mm 의 섬유 길이 및 33 내지 89 dtex (30 내지 80 데니어) 의 비교적 두꺼운 두께를 가지며, 또한 2차원 지그-재그 권축 또는 3차원 입체적 발현 권축을 갖는 열 결합성 복합 섬유를 에어레이드 부직포에 대해 사용하는 것을 개시하고 있다. 하지만, 발현 권축을 증가시킴으로써 상기 특허 공보에 기재된 복합 섬유의 벌키니스 및 압착 회복성을 개량하는 경우, 공기 개섬 공정에서 섬유들이 함께 얽혀, 불량한 개섬성 및 불량한 분산성을 나타낸다. 그 결과, 비개섬된 섬유 덩어리가 부직포에 잔존하고, 외관 및 촉감이 빈번히 불량해진다. 하지만, 권축수가 저하되는 경우, 부직포에 충분한 벌키니스 및 압착 회복성이 부여될 수 없다.

또한, 폴리올레핀 기재 복합 섬유, 예컨대 특허 공보에 개시되어 있는 폴리에틸렌/폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌/폴리(에틸렌 테레프탈레이트)복합 섬유가 사용되는 경우, 하기 문제점들이 야기된다. 상기 섬유들을, 예를 들어, 사용시 하중이 적용되는 카펫 및 밑받침에 대해 사용하는 경우, 섬유의 벌키니스 및 압착 회복성은 우수하지만, 섬유 자체의 낮은 경도 때문에, 섬유가 변형되고 벌키니스가 사라진다. 따라서, 하중을 받는 용도로 사용되는 부직포는 벌키니스 이외에도, 압착 강도, 즉 반발성을 갖도록 제조되어야 한다.

또한, 모두 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 기재 폴리에스테르로부터 형성된 시쓰 및 코어 구성체를 갖고, 30 dtex 이상의 두께를 갖는 복합 섬유는, 섬유 자체의 고 경도를 가지며, 에어레이드 부직포의 반발성이 개량된 것으로 공지되어 있다. 하지만, 상기와 같이 비교적 두께가 두꺼운 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 기재 폴리에스테르 복합 섬유는 시쓰 성분에 다수의 점착된 덩어리를 가지므로, 이로부터 균일하고 보기좋은 외관을 갖는 에어레이드 부직포를 제조하는 것이 어렵다는 문제점을 가진다.

본 발명은 간편한 열처리에 의해 균일하고 풍부한 3차원 권축을 발현하는 잠재 3차원 권축성을 갖는 기계 권축 합성 섬유, 이의 제조 방법, 및 기계 권축 합성 섬유의 잠재 권축성을 발현시킴으로써 수득된 3차원적으로 권축된 합성 섬유를 함유하는 섬유 제품을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 또한, 간편한 열처리에 의해 다수의 균일한 3차원 권축을 발현하고, 에어레이드 법에 의해 부직포를 형성하는데 적합하며, 상기 부직포에 고 벌키니스, 압착 탄성 및 양호한 외관을 부여할 수 있는, 잠재 3차원 권축성을 갖는 기계 권축 합성 섬유, 이의 제조 방법, 및 기계 권축 합성 섬유의 잠재 권축성을 발현함으로써 수득된 3차원적으로 권축된 합성 섬유를 함유하는 섬유 제품을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 3차원 권축을 발현하는 잠재 권축성을 갖는 기계 권축 합성 섬유는, 주 성분으로서 1종 이상의 열가소성 합성 수지를 함유하고, 0.5 내지 200 dtex 의 단섬유 두께 및 3 내지 20 mm 의 섬유 길이를 가지며, 기계 권축에 의해 부여된 1 내지 13 개/25 mm 의 단섬유 권축수 및 2 내지 20% 의 권축률을 나타내고,

각각의 기계 권축 섬유는 길이 방향의 축을 따라 섬유를 이분하는 가상면의 양측에 열 수축성이 불균등한 두 부분을 가지며, 상기 섬유는 불균등한 두 부분이 존재하기 때문에, 60 내지 200℃ 의 온도에서 열처리될 때, 가상면의 양측에서 불균등하게 수축하여, 기계 권축 합성 섬유가 15 내지 80개/25 mm 의 3차원 권축수 및 25 내지 90% 의 권축률을 나타낸다.

본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유는, 바람직하게는 60 내지 180℃ 의 온도 내에서, 열 수축 응력 피크를 나타낸다.

본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유에 있어서, 각각의 기계 권축 섬유는 길이 방향을 따라 연속적으로 연장되어 있는 하나 이상의 중공부를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유에 있어서, 각각의 기계 권축 섬유는 주 성분으로서 단일종의 열가소성 합성 수지를 함유하고, 가상면의 양측에 배향도 및/또는 결정도가 불균등한 두 부분을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유에 있어서, 상기 열가소성 합성 수지는 주 성분으로서, 알킬렌 테레프탈레이트 단위를 주 반복 단위로서 함유하는 단일종의 폴리에스테르를 함유할 수 있다.

본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유에 있어서, 각각의 기계 권축 섬유는, 열 수축성이 서로 상이한 2종의 열가소성 합성 수지를 주 성분으로서 함유하는 2개의 섬유 세그먼트(segment)를 포함하고, 2개의 섬유 세그먼트는 섬유의 길이 방향의 축을 따라, 상기 가상면에 대해 비대칭인 편심적 코어-시쓰(eccentric core-sheath) 구조를 형성하도록 함께 상호 결합되어, 복합 섬유를 형성한다.

본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유에 있어서, 각각의 기계 권축 섬유는, 열 수축성이 서로 상이한 2종의 열가소성 합성 수지를 주 성분으로서 함유하는 2개의 섬유 세그먼트를 포함할 수 있고, 2개의 섬유 세그먼트는 섬유의 길이 방향의 축을 따라 상기 가상면을 결합면으로 하는, 사이드 바이 사이드(side by side) 복합 구조를 형성하도록 함께 상호 결합되어, 복합 섬유를 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유에 있어서, 편심적 코어-시쓰 또는 사이드 바이 사이드 복합 섬유를 형성하기 위한 2종의 합성 수지는, 각각 바람직하게는 주 반복 단위로서 알킬렌 프탈레이트 단위를 갖고, 200℃ 이상의 융점을 나타내는 폴리에스테르 수지에서 각각 선택된다.

본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유에 있어서, 편심적 코어-시쓰 복합 구조를 형성하는 2개의 섬유 세그먼트는, 바람직하게는 융점이 20℃ 이상 서로 상이한 저 융점 합성 수지 및 고 융점 합성 수지로 구성되며, 저 융점 합성 수지로 구성된 섬유 세그먼트는 편심적 코어-시쓰 복합 구조의 시쓰 부분을 형성하고, 고 융점 합성 수지로 구성된 섬유 세그먼트는 편심적 코어-시쓰 복합 구조의 코어 부분을 형성한다.

본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유에 있어서, 사이드 바이 사이드 복합 구조를 형성하는 2개의 섬유 세그먼트는, 바람직하게는 융점이 20℃ 이상 서로 상이한 저 융점 합성 수지 및 고 융점 합성 수지로 구성된다.

본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유에 있어서, 편심적 코어-시쓰 또는 사이드 바이 사이드 복합 섬유의 저 융점 합성 수지는 바람직하게는 폴리올레핀에서 선택되고, 고 융점 합성 수지는 바람직하게는 알킬렌 프탈레이트 단위를 주 반복 단위로 함유하는 폴리에스테르에서 선택된다.

본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유에 있어서, 50 내지 200℃ 융점을 갖는 이소프탈산-공중합된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 바람직하게는 편심적 코어-시쓰 또는 사이드 바이 사이드 복합 섬유의 저 융점 합성 수지로서 사용되고, 저 융점 합성 수지의 융점보다 20℃ 이상 높은 융점을 갖는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 바람직하게는 고 융점 합성 수지로서 사용된다.

본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유에 있어서, 편심적 코어-시쓰 또는 사이드 바이 사이드 복합 섬유의 저 융점 합성 수지는 80 내지 200℃ 의 융점을 갖는 열가소성 엘라스토머에서 선택된다.

본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유에 있어서, 편심적 코어-시쓰 또는 사이드 바이 사이드 복합 섬유의 저 융점 합성 수지는, 바람직하게는 에틸렌성 불포화 카르복실산 및 이의 무수물에서 선택된 1종 이상의 성분을 함유하는 그라프트제(graft agent)와 폴리올레핀을 그라프트 중합함으로써 수득된 변형 폴리올레핀 수지에서 선택된다.

본 발명의 기계 권축 합성 섬유의 제조 방법 (1) 은, 60 내지 200℃ 온도에서 권축 발현 열처리를 실시하는 경우, 15 내지 80개/25 mm 의 권축수 및 25 내지 90% 의 권축률을 발현하는, 잠재 3차원 권축성을 갖는 청구항 1 에 따른 기계 권축 합성 섬유를 제조하기 위한 방법으로서,

상기 방법은 하기 공정을 포함한다:

단일종의 열가소성 합성 수지를 용융하고, 용융체를 방적 돌기를 통해 필라멘트상 플로우(flow)로 압출하여 제조된 필라멘트상 합성 수지 용융 플로우를 드래프트(draft)하에서 냉각 및 고화하는 동안, 상기 필라멘트상 합성 수지 용융 플로우의 한쪽면을 향해, 용융 플로우와 교차하는 방향으로 냉각풍이 불도록 하여, 길이 방향의 축을 따르고 냉각풍이 부는 방향과는 교차하는 가상면의 양측의 배향도 및/또는 결정도가 불균등하도록 하는 것을 포함하는 미연신 합성 수지 필라멘트의 제조를 위한 용융 방사 공정;

권축의 발현을 위한 열처리 온도보다 낮은 온도에서 미연신 합성 수지 필라멘트를 연신하는 것을 포함하는, 0.5 내지 200 dtex 의 두께를 갖는 연신된 합성 수지 필라멘트를 제조하기 위한 연신 공정;

연신된 합성 수지 필라멘트에 1 내지 13개/25 mm 의 권축수 및 2 내지 20% 의 권축률을 부여하기 위해, 연신된 합성 수지 필라멘트를 기계 권축하는 것을 포함하는 기계 권축 공정;

기계 권축 합성 수지 필라멘트를 3 내지 20 mm 의 권축 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하는 것을 포함하는 절단 공정.

본 발명에 따른 제조 방법 (1) 에 있어서, 용융 방사 공정에서 합성 수지 용융체를 중공 필라멘트 형성용 방적 돌기를 통해 중공 필라멘트상 형태물로 압출할 수 있다.

본 발명에 따른 제조 방법 (1) 에 있어서, 용융 방사 공정에 공급된 열가소성 합성 수지는 바람직하게는 알킬렌 테레프탈레이트 단위를 주 반복 단위로서 함유하는 폴리에스테르를 주 성분으로서 포함한다.

본 발명에 따른 제조 방법 (2) 는 60 내지 200℃ 온도에서 권축 발현 열처리를 실시하는 경우, 15 내지 80개/25 mm 의 권축수 및 25 내지 90% 의 권축률을 발현하는, 잠재 3차원 권축성을 갖는, 청구항 1 에 기재된 기계 권축 합성 섬유의 제조 방법으로서,

상기 방법은 하기 공정을 포함한다:

열 수축성이 서로 상이한 2종의 열가소성 합성 수지를 별도로 용융시키고, 2 종의 용융체를 편심적 코어-시쓰형 복합 섬유 형성용 방적 돌기를 통해 복합 필라멘트상 형태물로 압출하고, 압출된 복합 필라멘트상 합성 수지 용융 플로우를 드래프트 하에 냉각 및 고화시키는 것을 포함하는, 미연신 합성 수지 편심적 코어-시쓰형 복합 필라멘트의 제조를 위한 용융 방사 공정;

권축의 발현을 위한 열처리 온도보다 낮은 온도에서 미연신 합성 수지 복합 필라멘트를 연신하는 것을 포함하는, 0.5 내지 200 dtex 의 두께를 갖는 연신된 합성 수지 필라멘트를 제조하기 위한 연신 공정;

연신된 합성 수지 필라멘트에 1 내지 13개/25 mm 의 권축수 및 2 내지 20% 의 권축률을 부여하기 위해, 연신된 합성 수지 필라멘트를 기계 권축하는 것을 포함하는 기계 권축 공정; 및

기계 권축 합성 수지 복합 필라멘트를 3 내지 20 mm 의 권축 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하는 것을 포함하는 절단 공정.

본 발명에 따른 제조 방법 (3) 은 60 내지 200℃ 온도에서 권축 발현 열처리를 실시하는 경우, 15 내지 80개/25 mm 의 권축수 및 25 내지 90% 의 권축률을 발현하는, 잠재 3차원 권축성을 갖는, 청구항 1 에 따른 기계 권축 합성 섬유의 제조 방법으로서,

상기 방법은 하기 공정을 포함한다:

열 수축성이 서로 상이한 2종의 열가소성 합성 수지를 별도로 용융시키고, 2종의 용융체를 사이드 바이 사이드형 복합 섬유 형성용 방적 돌기를 통해 복합 필라멘트상 형태물로 압출하고, 압출된 복합 필라멘트상 합성 수지 용융 플로우를 드 래프트 하에 냉각 및 고화시키는 것을 포함하는, 미연신 합성 수지 사이드 바이 사이드형 복합 필라멘트의 제조를 위한 용융 방사 공정;

권축의 발현을 위한 열처리 온도보다 낮은 온도에서 미연신 합성 수지 복합 필라멘트를 연신하는 것을 포함하는, 0.5 내지 200 dtex 의 두께를 갖는 연신된 합성 수지 복합 필라멘트를 제조하기 위한 연신 공정;

본 발명에 따른 제조 방법 (2) 또는 (3) 에 있어서, 2종의 합성 수지는 각각 알킬렌 프탈레이트 단위를 주 반복 단위로서 갖고, 200℃ 이상의 융점을 갖는 폴리에스테르 수지로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 제조 방법 (2) 또는 (3) 에 있어서, 편심적 코어-시쓰 복합 섬유의 제조를 위한 2종의 합성 수지는, 바람직하게는 융점이 20℃ 이상 서로 상이한 저 융점 합성 수지 및 고 융점 합성 수지로 구성되며, 편심적 코어-시쓰 복합 섬유의 시쓰 부분은 바람직하게는 저 융점 합성 수지로부터 형성되고, 편심적 코어-시쓰 복합 섬유의 코어 부분은 바람직하게는 고 융점 합성 수지로부터 형성된다.

본 발명에 따른 제조 방법 (2) 또는 (3) 에 있어서, 사이드 바이 사이드형 복합 섬유의 제조를 위한 2종의 합성 수지는, 바람직하게는 융점이 20℃ 이상 서로 상이한 저 융점 합성 수지 및 고 융점 합성 수지이다.

본 발명에 따른 제조 방법 (2) 또는 (3) 에 있어서, 저 융점 합성 수지는 바람직하게는 폴리올레핀에서 선택되고, 고 융점 합성 수지는 바람직하게는 알킬렌 프탈레이트 단위를 주 반복 단위로서 함유하는 폴리에스테르로부터 선택된다.

본 발명에 따른 제조 방법 (2) 또는 (3) 에 있어서, 50 내지 200℃ 융점을 갖는 이소프탈산-공중합된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)가 바람직하게는 저 융점 합성 수지로서 사용되고, 저 융점 합성 수지의 융점보다 20℃ 이상 높은 융점을 갖는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)가 바람직하게는 고 융점 합성 수지로서 사용된다.

본 발명에 따른 제조 방법 (2) 또는 (3) 에 있어서, 저 융점 합성 수지는 바람직하게는 80 내지 200℃ 의 융점을 갖는 열가소성 엘라스토머에서 선택된다.

본 발명에 따른 제조 방법 (2) 또는 (3) 에 있어서, 저 융점 합성 수지는 바람직하게는 에틸렌성 불포화 카르복실산 및 이들 산의 무수물에서 선택된 1종 이상의 성분을 함유하는 그라프트제와 폴리올레핀을 그라프트 중합함으로써 수득된 변형 폴리올레핀 수지에서 선택된다.

본 발명에 따른 제조 방법 (2) 또는 (3) 에 있어서, 열 결합 복합 섬유는 하기 과정에 의해 제조될 수 있다:

용융 방사 공정에서, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 수지 용융체를 코어 부분 형성용 합성 수지로서, 265 내지 280℃ 의 온도에서 편심적 코어-시쓰형 복합 섬유 형성용 방적 돌기에 공급하고, 거기에, 50 내지 220℃ 의 융점 또는 연화점을 갖는 이소프탈산-공중합된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)수지 용융체를 시쓰 부분 형성용 합성 수지로서, 180 내지 230℃ 의 온도에서 공급하고, 이렇게 압출된 복합 필라멘트상 용융 플로우를 15 내지 40℃ 의 온도로 조정된 냉각풍으로 균일하게 냉각 및 고화한다.

미연신 편심적 코어-시쓰 복합 필라멘트의 코어 부분을 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 수지로부터 형성하고, 시쓰 부분을 50 내지 220℃ 의 융점 또는 연화점을 갖는 이소프탈산-공중합된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)수지로부터 형성하며, 상기 미연신 공정 단계에서, 미연신 복합 필라멘트에 적용되는 총 연신률은, 45℃ 의 온수에서 미연신 복합 필라멘트의 최대 연신률의 0.70 내지 0.95 배로 설정되며, 먼저 70 내지 80℃ 온도의 온수에서, 상기 미연신 복합 필라멘트를 연신률이 총 연신률의 0.60 내지 0.90 배에 도달할 때까지 연신한 후, 상기 필라멘트를 60 내지 80℃ 온도의 온수에서 연신률이 설정된 총 연신률에 도달할 때까지 연신시킨다.

본 발명에 따른 벌키한(bulky) 섬유 제품은 본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유의 잠재 권축성을 발현함으로써 수득된 3차원 권축된 합성 섬유를 함유한다.

본 발명에 따른 에어 레이드(air-laid) 부직포는 본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유의 잠재 권축성을 발현함으로써 수득된 3차원 권축된 합성 섬유를 함유한다.

도 1 은 본 발명의 기계 권축 중공 합성 섬유에 있어서, 사이드 바이 사이드 구조의 한 예를 나타내는 단면 설명도이다.

도 2 은 본 발명의 기계 권축 중공 합성 섬유에 있어서, 편심적 코어-시쓰 구조의 한 예를 나타내는 단면 설명도이다.

[발명의 최량 수행 형태]

본 발명에 따른 3차원 권축을 발현하는 잠재 권축성을 갖는 기계 권축 합성 섬유는, 주 성분으로서 1종 이상의 열가소성 합성 수지를 함유하고, 0.5 내지 200 dtex, 바람직하게는 1 내지 100 dtex 의 단섬유 두께, 그리고 3 내지 20 mm, 바람직하게는 5 내지 15 mm 의 섬유 길이를 가지며, 기계 권축에 의해 부여된 1 내지 13 개/25 mm, 바람직하게는 2 내지 10 개/25 mm 의 단섬유 권축수 및 2 내지 20%, 바람직하게는 5 내지 15% 의 권축률을 나타내고,

각각의 기계 권축 섬유는 길이 방향의 축을 따라 섬유를 이분하는 가상면의 양측에 열 수축성이 불균등한 두 부분을 가지며, 상기 섬유는 불균등한 두 부분이 존재하기 때문에, 60 내지 200℃ 의 온도에서 열처리될 때, 가상면의 양측에서 불균등하게 수축하여, 기계 권축 합성 섬유가 15 내지 80개/25 mm, 바람직하게는 20 내지 70개/25 mm 의 권축수 및 25 내지 90%, 바람직하게는 30 내지 60% 의 권축률을 나타낸다.

본 발명의 기계 권축 섬유의 권축은 대략 2차원적으로 형성된다. 이러한 기계 권축은 기계 권축 장치, 예컨대 기어(gear) 권축 장치 및 스터퍼 박스(stuffer box) 권축 장치를 사용하여 부여된다. 또한, 기계 권축 섬유의 열처리에 의한 잠재 권축성의 발현은 섬유를 이완된 상태로 하면서 수행되고; 각각의 섬유들은 길이 방향의 축을 따라 섬유를 이분하는 하나의 가상면 (상기 가상면은 평면 또는 곡면일 수 있음) 의 양쪽에서 비대칭적으로 수축하여, 나선형 3차원 권축이 발현된다.

본 발명에 따른 기계 권축 섬유의 단섬유 두께가 0.5 dtex 미만인 경우, 열처리에 의해 발현된 나선형 3차원 권축의 나선 직경이 너무 작아, 권축이 발현된 상기 수득된 섬유를 함유하는 섬유 제품, 예컨대 에어레이드 부직포의 벌키니스가 불충분해진다. 단섬유 두께가 200 dtex 를 초과하는 경우, 섬유의 종횡 비 (aspect ratio, 섬유 길이/단섬유 두께 비) 가 너무 작아져, 기계 권축 섬유 제품의 섬유 대 섬유 밀도가 과도해진다. 그 결과, 열처리에 의한 3차원 권축의 자유로운 발현이 저해되며, 상기와 같이 수득된 3차원 권축이 발현된 섬유 제품 (예컨대, 에어레이드 부직포) 의 벌키니스가 부적당하게 된다.

기계 권축 섬유의 섬유 길이가 3 mm 미만인 경우, 상기와 같이 수득된 기계 권축 섬유 제품의 기계 강도가 불충분해지고, 열처리 후의 3차원 권축 섬유 제품의 벌키니스 효과가 부적당해진다. 또한, 섬유 길이가 20 mm 를 초과하는 경우, 기계 권축 섬유 사이의 얽힘이 상당해진다. 그 결과, 예를 들어, 기계 권축 섬유의 공기 개섬 공정에서, 섬유의 개섬이 불량해지고, 상기와 같이 수득된 에어레이드 부직포에서 기계 권축 섬유의 분포 균일성이 불충분해진다.

열처리에 의해 발현된 3차원 권축의 도입으로 합성 섬유에 형성된 기계 권축은 일반적으로 상기 섬유로부터 형성된 섬유 제품이 바람직한 벌키한 구조를 갖게 한다. 하지만, 본 발명자들은 하기 설명된 바와 같은 발견을 했다. 열처리 전의 섬유의 권축 형상이 기계적 (2차원) 권축된 형상이 아니라, 3차원 권축된 형상인거나, 기계 권축수가 13개/25 mm 를 초과하거나, 기계 권축률이 20% 를 초과하는 경우, 섬유 간의 얽힘이 과도하게 되어, 단섬유 분리 (개섬) 가 곤란해진다. 예를 들어, 공기 개섬 공정에서 섬유의 공기 개섬이 불충분해지고, 균일한 웹이 형성될 수 없는 현상이 발생한다. 그리하여, 본 발명에서, 본 발명자들은 열처리 전에, 기계 권축 섬유의 발현된 권축 형상을 1 내지 13개/25 mm 의 권축수 및 2 내지 20% 의 권축률을 갖는 대략적인 2차원 권축을 만듦으로써, 잠재 3차원 권축가능 기계 권축 합성 섬유에, 개섬(예를 들어, 공기 개섬)성과 같은 양호한 단섬유 분리성을 부여하고, 3차원 권축이 발현되는 섬유 제품에 높은 벌키니스를 적용하는데 성공했다. 본 발명에서, 기계 권축은 권축의 끝이 예리한 각도로 구부러져 있는 지그-재그형 권축, 및 굽은 곡선을 형성하는

형 권축을 포함하며, 대략적으로 평면에 형성된 권축, 즉 2차원 권축을 의미한다.

본 발명의 기계 권축 합성 섬유는 60 내지 200℃ 온도의 열처리에 의해 나선형 3차원 권축을 발현하는 잠재 권축성을 가져야 한다. 하지만, 섬유가 60℃ 미만의 온도에서 권축 발현하기 시작하는 잠재 권축성을 갖는 경우, 섬유 제품의 제조 공정, 예를 들어, 에어레이드 법에 의한 웹 형성 공정에서의, 마찰 열에 의해 3차원 권축이 발현된다. 그 결과, 기류에 의한 개섬성 및/또는 섬유 분산성이 저하된다는 문제점이 야기된다. 또한, 3차원 권축 발현의 개시 온도가 200℃ 를 초과하는 경우, 잠재 권축가능 섬유가 통상적인 가공 온도, 예를 들어, 에어레이드 공정 에서의 열처리 온도에서 3차원 권축을 적당하게 발현하지 못한다. 따라서, 에어레이드 부직포와 같은 목적하는 섬유 제품에 충분한 벌키니스가 적용될 수 없다.

또한, 60 내지 200℃ 온도에서의 열처리에 의해 발현된 권축을 갖는 섬유의 권축수가 15 개/25 mm 미만이거나, 권축률이 25% 미만인 경우, 권축이 발현된 섬유 제품, 예컨대 부직포는 적당한 벌키니스를 발현할 수 없다. 또한, 60 내지 200℃ 온도에서 열처리에 의해 수득된 권축 발현 섬유의 권축수가 80 개/25 mm 를 초과하거나 권축률이 90% 를 초과하는 경우, 부직포와 같이 권축이 발현된 상기 수득된 섬유 제품의 단섬유 사이의 간격이 좁아져, 상기 섬유는 단섬유가 밀집되어 충전되어 있는 섬유 벌크 재료가 된다. 그 결과, 권축이 발현된 상기와 같이 수득된 섬유 제품, 예컨대 부직포에서 충분한 벌키니스가 발현될 수 없다.

또한, 에어레이드 열처리 공정 등에서, 섬유를 열처리하는 경우, 본 발명의 기계 권축 섬유의 열수축 거동을 자세히 관찰 및 분석한 결과로서, 본 발명자들은 기계 권축 섬유가 열수축 응력을 나타내는 온도가 60 내지 180℃ 인 경우, 더욱 증강된 열처리 효과가 발현될 수 있다는 것을 발견했다. 본원에서 사용된 "열수축 응력" 이라는 용어는, 기계 권축 섬유의 5 ㎝ 길이 시험 얀 (yarn) 으로부터 고리 시험편을 제조하고, 두 개의 측정 및 홀딩(holding) 부분을 서로 대향하도록 얀 시험편의 양 말단 부분을 홀딩하고, 0.09 cN/dtex 의 초기 하중에서 120 초/300℃ 의 가열 속도로 가열함으로써, 통상적인 수축 응력 측정 장치를 사용하여 측정된 수축 응력이다. 수축 응력이 최대가 되는 온도는 열수축 응력 피크 온도로서 정의된다. 기계 권축 섬유가 60℃ 미만의 열수축 응력 피크 온도를 나타내는 경우, 기계 권축 섬유로부터 섬유 제품을 제조하는 공정 동안, 예를 들어, 에어레이드 부직포의 제조 공정 동안, 섬유에 부과된 마찰열 등이 열처리 전에 3차원 권축을 발현시킨다. 그 결과, 상기 공정 동안 섬유의 분산성이 빈번히 저하된다. 또한, 섬유가 180℃ 를 초과하는 열수축 응력 피크 온도를 나타내는 경우, 열처리 동안의 잠재 권축 발현이 빈번히 부적당하게 된다. 또한, 열처리 효과를 발현하도록 하기위해, 열수축 응력 피크 온도는 바람직하게는 70 내지 160℃ 이다.

3차원 권축성을 갖는 기계 권축 합성 섬유는 합성 중합체를 주성분으로서 함유하고, 섬유만을 벌키한 섬유 제품, 예컨대 에어레이드 부직포를 제조하는데 사용할 수 있다. 대안적으로, 기계 권축 합성 섬유는 또한 펄프 또는 코튼과 같은 천연 섬유, 레이온과 같은 재생 섬유, 아세테이트와 같은 반(半)합성 섬유, 및/또는 상기 섬유들과는 상이한 권축성 및/또는 수축 물성을 갖는 합성 중합 섬유와 배합될 수 있고, 벌키한 직물, 예컨대 에어레이드 부직포를 제조하는데 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 잠재 3차원 권축성을 갖는 기계 권축 섬유는 단일의 합성 수지로부터 형성될 수 있거나, 이들은 2종의 합성 수지로부터 형성된 복합 섬유일 수 있다. 또한, 상기의 단일의 합성수지로부터 형성된 섬유 및/또는 2종의 합성수지로부터 형성된 섬유 각각은 결합제로서의 성질을 갖지 않거나, 결합성을 갖는 열결합 섬유로서 사용될 수 있다. 본 발명의 기계 권축 섬유에 사용되는 합성 중합체의 유형, 구조 및 성질은 이의 적용 및 용도에 따라 적합하게 설정되어야 한다.

우선, 본 발명의 기계 권축 섬유가 단일의 합성 수지로부터 형성되는 경우, 알킬렌 테레프탈레이트를 주성분으로서 갖는 폴리에스테르가 섬유를 형성하는 합성 중합체로서 사용되는 것이 바람직하다. 알킬렌 테레프탈레이트를 주성분으로서 갖는 폴리에스테르란, 합성 중합체를 형성하는 80 몰% 이상의 단량체가 알킬렌 테레프탈레이트인 것을 의미하며, 폴리(알킬렌 테레프탈레이트), 예컨대 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 를 포함한다. 상기 폴리에스테르는 또한 1종 또는 2종 이상의 기타 디카르복실산 성분, 옥시카르복실산 성분 및 디올 성분을 공중합 단위로서 함유할 수 있다.

상기 공중합 폴리에스테르에서, 기타 디카르복실산 성분의 예는 방향족 디카르복실산, 예컨대 디페닐디카르복실산 및 나프탈렌디카르복실산 또는 상기 방향족 디카르복실산의 에스테르 형성 유도체, 금속 술포기 함유 방향족 카르복실산 유도체, 예컨대 디메틸 5-나트륨술포이소프탈레이트 및 비스(2-히드록시에틸) 5-나트륨술포이소프탈레이트, 및 지방 디카르복실산, 예컨대 옥살산, 아디프산, 세바신산 및 도데칸디카르복실산 또는 상기 지방 디카르복실산의 에스테르 형성 유도체를 포함한다. 또한, 공중합 폴리에스테르에 대한 옥시카르복실산 성분의 예는 p-옥시벤조산, p-β-옥시에톡시벤조산 또는 상기 옥시카르복실산의 에스테르 형성 유도체를 포함한다.

공중합 폴리에스테르에 대한 디올 성분의 예는 지방 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 및 네오펜틸 글리콜, 및 폴리알킬렌 글리콜, 예컨대 1,4-비스(β-옥시에톡시)벤젠, 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(트리메틸렌 글리콜) 및 폴리(부틸렌 글리콜)을 포함한다.

적당한 알킬렌 테레프탈레이트는 사용 목적에 따라 상기 폴리에스테르 및 공중합 폴리에스테르로부터 선택되어, 본 발명의 요구조건을 충족시키는 단섬유 두께, 섬유 길이, 발현된 기계 권축성 및 잠재 권축성을 갖는 섬유가 제조된다. 본 발명의 잠재 3차원 권축성을 갖는 기계 권축 합성 섬유는 하기 방법에 의해 제조될 수 있다.

즉, 본 발명의 잠재 3차원 권축성 기계 권축 섬유의 제조 방법의 한 구현예 (이후, 제조 방법 (1) 이라 칭함) 는, 60 내지 200℃ 온도에서 권축 발현 열처리를 실시하는 경우, 15 내지 80개/25 mm 의 권축수 및 25 내지 90% 의 권축률을 발현하는, 잠재 3차원 권축성을 갖는, 본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유의 제조 방법으로서,

하기 공정을 포함하는 방법이다:

본 발명의 제조 방법 (1) 에서, 예를 들어, 펠렛화된 폴리에스테르와 같은 펠렛화된 합성 수지를 통상적인 방법으로 건조하고, 스크류 압출기 등이 구비된 용융 방사 장치로 용융 방사한다. 압출된 필라멘트상 합성 수지 용융 플로우에 비대칭 냉각을 실시하여 미연신 필라멘트를 형성하여, 생성된 미연신 필라멘트에 길이 방향과 교차하는 방향으로 배향 이방성을 부여한다. 신장 또는 이완된 상태의 미연신 필라멘트는 상기 열처리 온도를 초과하는 온도에서 열이력(heat history) 없이 집속된다(bundled). 더욱 구체적으로, 방적 돌기 아래 1 내지 50 mm 정도의 위치에서, 필라멘트상 합성 수지 용융 플로우에 필라멘트상 플로우의 진행 방향과 직교하는 면과 +20 내지 -20°의 각을 이루는 방향으로, 10 내지 40℃ 온도의 기체가 불도록 하여, 필라멘트상 용융 플로우를 냉각 및 고화시킨다. 상기 수득된 미연신 필라멘트를 500 내지 3,000 m/분의 속도로 권취한다. 미연신 필라멘트를 연신하고, 피니싱 오일(finish oil)을 임의적으로 적용한다. 이어서, 필라멘트를 기계 권축하고, 3 내지 20 mm 의 섬유 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단한다.

적용되는 피니싱 오일의 유형 및 양은 기계 권축 섬유의 용도 및 목적 성질 에 따라 선택되고 설정된다.

또한, 상기 연신은 바람직하게는 10 내지 80℃ 의 온도 (상기 열처리 온도 이하의 온도에서) 넥(neck) 연신인 것이 바람직하다. 상기 필라멘트가 신장되거나 이완된 상태로 80℃ 를 초과하는 온도에서 연신되거나, 80℃ 를 초과하는 고온에서 열처리된 경우, 배향 이방성이 저해되거나, 상기 필라멘트가 빈번히 소정의 3차원 권축을 전혀 발현하지 않을 수 있다. 따라서, 상기와 같은 현상이 발생되지 않도록 주의를 기울여야한다. 또한, 후속의 기계 권축에 의해 측정되는 권축수 및 권축률을 조정하기 위해, 연신에 이어, 상기 필라멘트를 단시간 동안 열처리할 수 있다.

또한, 상기 섬유에 3차원 권축성을 부여하기 위해, 넥 연신에서의 연신률을 미연신 필라멘트의 최대 냉각 연신률의 0.9 배 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 본원의 미연신 필라멘트의 냉각 연신비는 하기 방식으로 수득된 값을 의미한다. 방사 직후 5분 이내에 취한 미연신 필라멘트의 샘플을 25℃, 65% 의 상대 습도의 대기하에, 5 ㎝/초의 속도로 척(chuck)간의 거리를 10 ㎝ 로 설정한 채로, 연신시킨다. 샘플이 더 이상 연신되지 않을 때 측정된 척간 거리 (㎝) 를 측정하여, 초기 척간 거리로 나누어 값을 수득한다.

또한, 상기 섬유에 배향도 및/또는 결정도의 충분한 비대칭성을 부여하기 위해, 냉각 기체 플로우 속도는 바람직하게는 0.4 m/초, 더욱 바람직하게는 0.8 m/초 이상이다. 또한, 기계 권축 섬유의 단면 모양은 중실형(solid)이거나 또는 중공형일 수 있다. 상기 섬유는 삼각형 또는 별모양과 같이 형태 변형된 중실 단면 모양 또는 형태 변형된 중공 단면 모양을 가질 수 있다. 상기 섬유에 보다 높은 3차원 권축성을 부여하기 위해, 섬유를 중공형 섬유로 제조하는 것이 바람직하다. 상기 중공 섬유 및/또는 형태 변형된 섬유는 공지의 방적 돌기를 사용하여 용융 방사에 의해 수득될 수 있다.

본 발명의 기계 권축 합성 섬유는 열 수축성이 서로 상이한 2종의 섬유 세그먼트로부터 형성된 복합 섬유일 수 있다. 2종의 섬유 세그먼트를 복합 섬유의 길이 방향 축을 따라 섬유형태로 연장되며, 함께 일체화되어 복합 섬유를 형성한다.

본 발명의 기계 권축 복합 합성 섬유의 한 예에서, 각각의 기계 권축 섬유는 열 수축성이 서로 상이한 2종의 열가소성 합성 수지를 주 성분으로서 함유하는 2개의 섬유 세그먼트를 포함하고, 2개의 섬유 세그먼트는 함께 상호 결합되어 섬유의 길이 방향의 축을 따르며, 가상면에 대해 비대칭인 편심적 코어-시쓰 구조를 형성하여, 복합 섬유가 형성된다.

예를 들어, 도 1 에 도시된 복합 섬유의 단면도에서, 본 발명의 편심적 코어-시쓰 복합 섬유 1 은, 열 수축성이 서로 상이한 2종의 합성 수지로부터 각각 형성된 코어 세그먼트 2 및 시쓰 세그먼트 3으로부터 형성된다. 코어 세그먼트 2 는 시쓰 세그먼트 3 내에 편심적으로 배열되고, 중공부 4 는 코어 세그먼트 2 내에 형성된다. 중공부 4 의 중심은 복합 섬유 1 의 단면의 중심 6 에 또는 중심 6 을 벗어나서 (편심적으로) 위치될 수 있다. 도 1 에 나타낸 복합 섬유는 복합 섬유의 길이 방향 축과 평행한 가상면 A-A 의 양쪽에서 불균등하게 열 수축성을 나타낸다. 가상면 A-A 는 복합 섬유 1 의 중심 6 에 인접한 코어 세그먼트 2 의 주위 표면 2a 부분을 포함한다. 도 1 에서, 코어 세그먼트 2 전체는 가상면 AA 의 우측에 위치되고, 대부분의 시쓰 세그먼트 3 은 가상면 AA 의 좌측에 위치된다. 코어 세그먼트 2 의 열 수축률이 시쓰 세그먼트 3 의 열 수축률보다 높은 경우, 복합 섬유의 열처리는 코어 세그먼트 2 를 함유하는 섬유의 우측 부분이 섬유의 안쪽에 위치한 상태로, 섬유를 나선형으로 권축시킨다. 시쓰 세그먼트 3 의 열 수축률이 코어 세그먼트 2 의 열 수축률보다 높은 경우, 복합 섬유의 열처리는 시쓰 세그먼트 3 의 두꺼운 부분을 함유하는 섬유의 좌측 부분이 섬유의 안쪽에 위치한 상태로, 섬유를 나선형으로 권축시킨다.

본 발명의 기계 권축 복합 합성 섬유의 또 다른 예에서, 각각의 기계 권축 섬유는 열 수축성이 서로 상이한 2종의 열가소성 합성 수지를 각각 주 성분으로서 함유하는 2개의 섬유 세그먼트를 포함하고, 2개의 섬유 세그먼트는 함께 상호 결합되어 섬유의 길이 방향의 축을 따라, 가상면이 결합면을 형성하는 사이드 바이 사이드 복합 구조를 형성하여, 복합 섬유가 형성된다.

도 2 는 상기 사이드 바이 사이드 복합 섬유의 한 예의 단면을 도시한다. 도 2 에서, 사이드 바이 사이드 복합 섬유 11 은 열 수축성이 서로 상이한 2개의 섬유 세그먼트 12, 13 에서 형성되고, 중공부 14 는 세그먼트 12 또는 13 의 적어도 한 쪽에 임의적으로 형성될 수 있다. 도 2 에서, 중공부 14 는 세그먼트 13 에 형성되어 있다. 중공부 14 의 중심 15 는 복합 섬유 11 의 중심과 일치할 수도, 중심을 벗어나 있을 수도 있다 (편심적). 도 2 에 도시된 복합 섬유는 세그먼트 12 와 세그먼트 13 의 결합면의 영쪽에서 불균등한 열 수축성을 나타내기 때문에, 복합 섬유의 열처리는 보다 높은 수축성을 갖는 세그먼트가 섬유의 안쪽이 위치하도록 섬유를 나선형으로 권축시킨다.

본 발명의 잠재 3차원 권축성을 갖는 기계 권축 섬유는 열 수축성이 서로 상이한 2종의 합성 수지로부터 제조될 수 있다.

2종의 합성 수지를 사용한 제조 방법의 한 구현예 (이후, 제조 방법 (2) 라고 칭함) 은, 60 내지 200℃ 온도에서 권축 발현 열처리를 실시하는 경우, 15 내지 80개/25 mm 의 권축수 및 25 내지 90% 의 권축률을 발현하는, 잠재 3차원 권축성을 갖는, 본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유의 제조 방법으로서,

하기 공정을 포함하는 방법이다:

열 수축성이 서로 상이한 2종의 열가소성 합성 수지를 별도로 용융시키고, 2종의 용융체를 편심적 코어-시쓰형 복합 섬유 형성용 방적 돌기를 통해 복합 필라멘트상 형태물로 압출하고, 압출된 복합 필라멘트상 합성 수지 용융 플로우를 드래프트 하에 냉각 및 고화시키는 것을 포함하는, 미연신 합성 수지 편심적 코어-시쓰형 복합 필라멘트의 제조를 위한 용융 방사 공정;

연신된 합성 수지 필라멘트에 12 개/25 mm 의 권축수 및 20% 이하의 권축률을 부여하기 위해, 연신된 합성 수지 필라멘트를 기계 권축하는 것을 포함하는 기계 권축 공정; 및

또한, 또다른 구현예 (이후, 제조 방법 (3) 이라 칭함) 는 60 내지 200℃ 온도에서 권축 발현 열처리를 실시하는 경우, 15 내지 80개/25 mm 의 권축수 및 25 내지 90% 의 권축률을 발현하는, 잠재 3차원 권축성을 갖는, 본 발명에 따른 기계 권축 합성 섬유의 제조 방법으로서,

하기 공정을 포함하는 방법이다:

열 수축성이 서로 상이한 2종의 열가소성 합성 수지를 별도로 용융시키고, 2종의 용융체를 사이드 바이 사이드형 복합 섬유 형성용 방적 돌기를 통해 복합 필라멘트상 형태물로 압출하고, 압출된 복합 필라멘트상 합성 수지 용융 플로우를 드래프트 하에 냉각 및 고화시키는 것을 포함하는, 미연신 합성 수지 사이드 바이 사이드형 복합 필라멘트의 제조를 위한 용융 방사 공정;

상기 기술된 본 발명의 제조 방법 (2), (3) 에서, 2종의 합성 수지 (안료 및 기타 첨가제를 임의적으로 함유하는 합성 중합체) 를 각각의 수지에 대해 적합한 조건 하에 각각 건조시킨다. 펠렛 형태인 2종의 건조 합성 수지를, 스크류 압출기와 같은 합성 중합체의 용융 및 혼합 장치가 각각 구비된 2대의 복합 방사 장치를 사용하여 용융시킨다. 상기와 같이 수득된 2종의 용융체를 편심적 코어-시쓰 또는 사이드 바이 사이드 복합 섬유 형성용 복합 방적 돌기를 사용하여, 편심적 코어-시쓰 방식 또는 사이드 바이 사이드 방식으로 복합 및 압출시킨다. 상기와 같이 압출된 복합 필라멘트상 용융 플로우를, 섬유가 필요한대로 연신 및 기계 권축 처리되도록, 냉각풍으로 공기 냉각하면서 예를 들어, 150 내지 3,000 m/분의 속도로 인취한다. 상기 섬유에 목적하는 성질을 부여하는 피니싱 오일을 상기 섬유에 임의적으로 적용한다. 이어서, 상기 섬유를 소정의 섬유 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단한다. 또한, 권취와 피니싱 오일의 적용 사이에 수행되는 연신은 또한 10 내지 80℃ 온도에서 넥 연신일 수 있다. 또한, 기어 권축기 또는 스터퍼 박스 권축기를 사용하여 기계 권축을 수행할 수도 있다. 연신 및 권축 공정에서, 3차원 권축성에 부작용을 나타내는 열이력이 상기 섬유에 발생되어서는 안된다. 특히, 신장되거나 이완된 상태로 80℃ 를 초과하는 온도에서 연신되거나, 80℃ 를 초과하는 고온에서 열처리된 경우, 배향도의 비대칭성이 감소하여, 목적하는 3차원 권축이 발현되지 않는 경우가 있다. 하지만, 기계 권축수 및 권축률을 조정하기 위해, 3차원 권축성에 대해 부작용이 나타나지 않는 한, 상기 섬유를 단시간 동안 열처리할 수 있다.

본 발명의 제조 방법 (2) 및 (3) 에서, 복합 섬유를 형성하는 2개의 섬유 세그먼트를 형성하는 합성 수지의 바람직한 예는, 알킬렌 프탈레이트를 주성분으로서 함유하는 폴리에스테르 이외에도, 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 프로필렌과 α-올레핀 (에틸렌 포함) 으로부터 제조된 결정성 폴리프로필렌 기재 공중합체, 에틸렌성 불포화 카르복실산, 그리고 상기 에틸렌성 불포화 카르복실산의 무수물, 에스테르 및 금속 염 (비누화 생성물)에서 선택된 2종 이상의 성분과 올레핀의 공중합체를 포함하는 폴리올레핀, 폴리아미드, 불소 수지 및 이들 합성 중합체의 혼합물을 포함한다. 상기 성분들 중에서, 2종 이상의 합성 중합체의 적절한 조합은 적용에 따라 바람직하게 선택된다.

상기 2종의 합성 수지용 중합체 중에서, 200℃ 이상의 융점을 갖는 알킬렌 테레프탈레이트를 함유하는 폴리에스테르의 조합이 주체 섬유에 사용되는 중합체로서 바람직하게 사용된다. 상기된 바와 같이 중합체를 사용하는 경우, 이로부터 수득된 주체 섬유 및 결합제 섬유를 배합물로 사용함은 주체 섬유가 용융없이 잔존하는 것을 가능케 한다. 한 대표적인 예는 알킬렌 테레프탈레이트를 주 성분으로서 함유하고, o-클로로페놀 중 35℃ 에서 측정 시, 각각 다른 폴리에스테르와 0.1 ㎗/g 이상 상이한 고유 점도를 나타내는 2종의 폴리에스테르의 조합: 예를 들어, (폴리(알킬렌 테레프탈레이트))/(20 몰% 이하의 이소프탈산 및/또는 5-나트륨술포이소프탈산과 공중합된 (폴리(알킬렌 테레프탈레이트)) 조합이다.

또한, 본 발명의 기계 권축 복합 합성 섬유가 결합성을 갖는 열 결합 섬유로 서 사용되는 경우, 융점이 20℃ 이상, 바람직하게는 30 내지 200 ℃ 정도 서로 상이한 저 융점 합성 중합체와 고 융점 합성 중합체의 조합이 바람직하게 사용된다. 2종의 중합체 사이의 융점이 20℃ 이상 서로 상이한 경우, 주 성분인 고 융점 합성 중합체를 함유하는 섬유 세그먼트는 열 결합 처리 동안 용융되지 않는 섬유 형성 성분으로서 잔존하며, 부직포의 벌키니스가 유지된다. 또한, 본 발명의 섬유가 결합제로서의 성질을 갖도록 하기 위해, 주 성분으로서 저 융점 합성 중합체를 갖는 섬유 세그먼트는 복합 섬유 표면의 일부 이상을 따라 섬유의 길이 방향으로 연속적으로 형성되어야 한다. 각각의 2종의 합성 중합체를 함유하는 2개의 섬유 세그먼트의 복합 질량비는 바람직하게는 하기와 같다: 저 융점 합성 중합체 함유 세그먼트/고융점 합성 중합체 함유 세그먼트 비 = 80/20 내지 20/80. 편심적 코어-시쓰 복합 섬유에 대해, 편심적 코어-시쓰 복합 섬유의 질량에 대해 코어 세그먼트 함량이 80 질량% 를 초과하는 경우, 시쓰 세그먼트가 적어지기 때문에, 열 용융 섬유로서의 결합제 효과가 작아진다. 또한 질량에 대해 코어 세그먼트의 함량이 20 질량% 미만인 경우, 적당한 수준으로 잠재 3차원 권축성을 조정하는 것이 곤란해진다. 질량에 대한 코어 세그먼트 함량의 더욱 바람직한 범위는 하기와 같다: 70/30 내지 30/70 의 코어/시쓰 비.

또한, 복합 섬유에서 폴리올레핀 및 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 가 저 융점 합성 중합체 및 고 융점 합성 중합체로서 각각 사용되는 경우, 필요한 기계 권축 (권축수 및 권축률) 이 확실히 부여될 수 있으며, 열처리에 의해 더욱 우수한 3차원 권축이 발현될 수 있다.

또한, 50 내지 200℃ 의 융점 또는 연화점을 갖는 이소프탈산-공중합된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)가 저융점 합성 중합체로서 사용되고, 폴리(알킬렌 테레프탈레이트가) 고융점 합성 중합체로서 사용되는 경우, 필요한 기계 권축 (권축수 및 권축률) 이 섬유에 확실히 부여될 수 있으며, 섬유의 열처리에 의해 더욱 우수한 3차원 권축이 발현될 수 있다. 섬유를 열처리하는 경우, 저융점 합성 중합체로서 사용되는 이소프탈산-공중합된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 결정성 또는 비결정성일 수 있다. 하지만, 융점 또는 연화점은 바람직하게는 50 내지 200℃ 이다. 융점 또는 연화점이 50℃ 미만인 경우, 예를 들어, 에어레이드 웹의 형성 동안 마찰열이 열 결합 복합 섬유가 3차원 권축을 발현하도록 하거나, 마찰열 때문에 결합제 섬유가 서로 결합된다. 또한, 융점 또는 연화점이 200℃ 를 초과하는 경우, 상기와 같이 수득된 저융점 섬유 세그먼트는 결합제로서 과도하게 높은 융점을 나타내고, 열처리는 복합 섬유의 3차원 권축을 거의 일으키지 못한다.

상기 이소프탈산-공중합된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)의 대표예는, 산 성분으로서 20 내지 60 몰% 의 이소프탈산과 공중합함으로써 제조된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 공중합체, 산 성분으로서 5 내지 60 몰% 의 이소프탈산과 공중합함으로써 제조된 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 공중합체, 산 성분으로서 3 내지 55 몰% 의 이소프탈산과 공중합함으로써 제조된 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 공중합체, 및 산 성분으로서 1 내지 20 몰% 의 이소프탈산과 공중합함으로써 제조된 폴리(헥사메틸렌 테레프탈레이트) 공중합체를 포함한다. 일반적으로, 부직포와 같은 섬유 제품의 경화도(stiffness) 및 반발성을 고려하는 경우, 이소프탈산-공중합된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 융점 또는 연화점이 상기 범위 내라면, 알킬렌 테레프탈레이트를, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 5-나트륨술포이소프탈산, 아디프산, 세바신산, 아젤라산, 도데칸산 및 1,4-시클로헥산디카르복실산과 같은 1종 이상의 성분을 함유하는 부가적 산 및/또는 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 디에틸렌글리콜, 1,4-시클로헥산디올 및 1,4-시클로헥산디메탄올 과 같은 1종 이상의 성분을 함유하는 부가적 디올 성분과 추가로 공중합시킬 수 있다.

또한, 열 결합 섬유 세그먼트의 구성체로서 80 내지 200℃ 의 융점을 갖는 열가소성 엘라스토머를 함유하는 본 발명의 열 결합 복합 섬유에는, 에어레이드 가공 공정과 같은 다양한 가공 공정을 용이하게 실시할 수 있으며, 더욱 우수한 균일성 및 외관을 갖는 웹과 같은 섬유 제품을 형성할 수 있다.

폴리우레탄 기재 엘라스토머, 폴리에스테르 기재 엘라스토머 등이 열가소성 엘라스토머로서 사용될 수 있다. 폴리우레탄 기재 엘라스토머의 예는 (1) 약 500 내지 6,000 의 분자량을 갖는 저 융점 폴리올, 예컨대 디히드록시폴리에테르, 디히드록시폴리에스테르, 디히드록시폴리카르보네이트 또는 디히드록시폴리에스테르 아미드, (2) 500 이하의 분자량을 갖는 유기 디이소시아네이트, 예컨대 p,p'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 수소화 디페닐메탄 디이소시아네이트, 자일릴렌 디이소시아네이트, 2,6-디이소시아네이트 메틸 카프로에이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 및 (3) 500 이하의 분자량을 갖는 사슬 연장제, 예컨대 글리콜, 아미노 알콜 또는 트리올의 반응에 의해 수득된 중합체를 포함한다.

이들 중합체 중에서, 폴리올로서 폴리(테트라메틸렌 글리콜), 폴리-ε-카프로락톤 또는 폴리(부틸렌 아디페이트) 를 사용하여 제조된 폴리우레탄이 특히 바람직하다. 이 경우, 유기 디이소시아네이트로서 p,p'-디페닐메탄 디이소시아네이트를 사용하는 것이 바람직하다. p,p'-비스히드록시에톡시벤젠 및/또는 1,4-부탄디올을 사슬 연장제로서 사용하는 것이 바람직하다.

한 편, 폴리에스테르 기재 엘라스토머의 예는, 경질 세그먼트로서 열가소성 폴리에스테르와 연질 세그먼트로서 폴리(알킬렌 옥시드)글리콜을 공중합함으로써 제조된 폴리에테르 에스테르 블록 공중합체를 포함한다. 더욱 구체적으로, (1) 방향족 디카르복실산, 예컨대 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌-2,6-디카르복실산, 나프탈렌-2,7-디카르복실산, 디페닐-4,4'-디카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산 및 나트륨 3-술포이소프탈레이트, 지환족 디카르복실산, 예컨대 1,4-시클로헥산디카르복실산, 지방족 디카르복실산, 예컨대, 숙신산, 옥살산, 아디프산, 세바신산, 도데칸디카르복실산 및 이합체산, 및 상기 디카르복실산의 에스테르 형성 유도체로부터 선택된 하나 이상의 디카르복실산, (2) 지방족 디올, 예컨대 1,4-부탄디올, 에틸렌 글리콜, 트리메틸렌 글리콜, 테트라메틸렌 글리콜, 펜타메틸렌 글리콜, 헥사메틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜 및 데카메틸렌 글리콜, 및 지환족 디올, 예컨대 1,1-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디메탄올 및 트리시클로데칸디메탄올, 및 상기 디올의 에스테르 형성 유도체로부터 선택된 하나 이상의 디올 성분, (3) 약 400 내지 5,000 의 평균 분자량을 갖는 폴리(알킬렌 옥시드)글리콜, 예 컨대 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(1,2- 및 1,3-프로필렌 옥시드) 글리콜, 폴리(테트라메틸렌 옥시드)글리콜, 에틸렌 옥시드와 프로필렌 옥시드의 공중합체 및 에틸렌 옥시드와 테트라히드로푸란의 공중합체에서 선택된 하나 이상의 성분으로부터 형성된 3성분의 공중합체가 사용될 수 있다.

또한, 열 결합 성분으로서, 폴리올레핀과 같이 높은 표면 마찰을 갖는 합성 중합체를, 80 내지 200℃ 의 융점을 갖는 불포화 카르복실산 및 불포화 카르복실산 무수물에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함하는 불포화 화합물과 그라프트 중합시킴으로써 형성된 변형 폴리 올레핀을 함유하는 본 발명의 복합 섬유는 양호한 가공성, 예를 들어, 에어레이드 가공성을 나타낸다. 그 결과, 우수한 균일성 및 외관을 갖는 섬유 제품, 예컨대 웹을 제조할 수 있다.

폴리올레핀을 80 내지 200℃ 의 융점을 갖는 에틸렌성 불포화 카르복실산 및 에틸렌성 불포화 카르복실산 무수물에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 에틸렌성 불포화 화합물 (이후, 비닐 단량체라 칭함) 과 그라프트 중합한 변형 올레핀의 예는 에틸렌성 불포화 카르복실산 및 이의 무수물에서 선택된 하나 이상의 성분을 포함하는 단량체, 구체적으로, 말레산 무수물, 말레산, 아크릴산, 메타크릴산 등에서 선택된 불포화 카르복실산 또는 이의 무수물을 필수 변형 주 성분으로서 함유하는 단량체, 및 상기 언급된 성분 이외의 부가적인 비닐 단량체를 포함한다.

또한, 부가적인 비닐 단량체의 예는, 스티렌, 예컨대 스티렌 및 α-메틸스티렌, 메타크릴 에스테르, 예컨대 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 및 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 및 유사한 아크릴 에스테르를 포함하는, 라디칼 중합성이 우수한 일반적이 목적의 단량체이다.

변형 폴리올레핀 내의 비닐 단량체의 그라프트 중합량은 바람직하게는 주쇄 중합체로서 사용되는 폴리올레핀 1kg 당 0.05 내지 2 몰이다. 그라프트 중합량 중에서, 변형 주체 성분인 불포화 카르복실산 또는 불포화 카르복실산 무수물의 총 그라프트 몰량은 바람직하게는 0.03 내지 2 몰/kg 이다.

상기 비닐 단량체와 주쇄 중합체의 그라프트 중합은 통상적인 과정에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 라디칼 개시제를 사용하여, 폴리올레핀을 불포화 카르복실산 또는 불포화 카르복실산 무수물, 그리고 임의적으로 부가적인 비닐 단량체와 혼합하여, 랜덤 공중합체로 구성된 측쇄가 도입될 수 있다. 대안적으로, 폴리올레핀을 2종 이상의 비닐 단량체와 연속적으로 그라프트 중합시켜, 블록 공중합체로 구성된 측쇄가 도입될 수 있다.

변형 폴리올레핀의 주쇄 중합체의 예는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리부텐-1 을 포함한다. 폴리올레핀의 예는 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 저밀도 폴리에틸렌을 포함한다. 주쇄 중합체는 0.90 내지 0.97 g/cm³ 의 밀도를 갖는 동종중합체, 또는 또다른 α-올레핀과의 공중합체이며, 약 100 내지 135℃ 의 융점을 갖는다. 폴리프로필렌은 130 내지 170℃ 의 융점을 갖는 결정성 중합체이고, 동종중합체 또는 기타 올레핀과의 공중합체를 포함한다. 폴리부텐-1 은 110 내지 130℃ 의 융점을 갖는 결정성 중합체이며, 동종 중합체 또는 기타 올레핀과의 공중합체를 포함한다.

이들 중합체 중에서, 폴리에틸렌은 바람직하게는 융점 범위 및 그라프트 반응의 용이함을 고려하여 사용하는 것이 바람직하다. 단일종의 변형 폴리올레핀 또는 2종 이상의 상기 폴리올레핀의 혼합물이 변형 폴리올레핀으로서 사용될 수 있다. 대안적으로, 1종 이상의 변형 폴리올레핀과 1종 이상의 주쇄 중합체의 혼합물이 변형 폴리올레핀으로서 사용될 수 있다.

본 발명의 제조 방법 (2) 의 한 구현예에서, 용융 방사 공정에서, 용융 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)수지를 코어 형성 합성 수지로서, 265 내지 280℃ 의 온도에서 편심적 코어-시쓰 복합 섬유 형성용 방적 돌기에 공급하고, 거기에, 50 내지 220℃ 의 융점 또는 연화점을 갖는 용융 이소프탈산-공중합된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)수지를 180 내지 230℃ 의 온도에서 공급하고; 이렇게 압출된 복합 필라멘트상 용융 플로우를 15 내지 40℃ 의 온도로 조정된 냉각풍으로 균일하게 냉각 및 고화시킨다.

본 발명의 제조 방법 (2) 의 또다른 구현예에서, 상기 방법은 하기와 같이 수행된다:

미연신 편심적 코어-시쓰 복합 필라멘트의 코어 부분을 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 수지로부터 형성하고; 시쓰 부분을 50 내지 220℃ 의 융점 또는 연화점을 갖는 이소프탈산-공중합된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)수지로부터 형성하며; 상기 미연신 공정에서, 미연신 복합 필라멘트에 적용되는 총 연신률은, 45℃ 의 온수에서 미연신 복합 필라멘트의 최대 연신률의 0.70 내지 0.95 배로 설정되며; 먼저 70 내지 80℃ 온도의 온수에서 상기 미연신 복합 필라멘트를 연신률이 총 연신 률의 0.60 내지 0.90 배에 도달할 때까지 연신하고; 이어서, 상기 필라멘트를 60 내지 80℃ 온도의 온수에서 연신률이 설정된 총 연신률에 도달할 때까지 연신시킨다.

본 발명의 제조 방법 (2) 의 상기 구현예에 의해 수득된 기계 권축 복합 섬유는 열 결합 폴리에스테르 복합 섬유로서 유용하다. 연신률이 총 연신률의 0.60 내지 0.90 배에 도달할 때까지 복합 필라멘트를 연신한 후, 연신률이 총 연신률에 도달할 때까지 60 내지 80℃ 온도의 온수에서 연신하여, 본 발명의 폴리에스테르 열 결합 복합 섬유를 수득했다.

상기 설명된 열 결합 폴리에스테르 복합 섬유는, 코어 성분은 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (이후, PET 라 칭함) 로 구성되고, 시쓰 성분은 50 내지 220℃ 의 융점 또는 연화점을 갖는 이소프탈산-공중합된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) (이후, I-PET 라 칭함) 로 구성되는 코어-시쓰 복합 섬유이다. 코어-시쓰 복합 섬유의 코어 성분이, 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀 또는 지방족 폴리아미드, 또는 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)와 같이 PET 보다 더욱 장쇄인 디올 성분을 갖는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 로부터 형성되는 경우, 에어레이드 법에 의해 형성된 부직포에 적당한 벌키니스 및 반발성이 부여될 수 없다. 또한, 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌과 같은 폴리(알킬렌 나프탈레이트) 로부터 제조된 복합 섬유는 고 경도를 나타낸다. 상기로부터 수득된 직물, 예컨대 부직포는 양호한 반발성을 가지나, 상기 직물은 고 용융 점도를 가지며, 용융 방사 과정에서 제조된 점착된 섬유 번들은 웹 형성물의 품위를 저하시킨다.

본원의 PET 는 주 반복 단위로서 에틸렌 테레프탈레이트 반복 단위를 85 몰% 이상, 바람직하게는 95 몰% 이상의 양으로 포함하는 폴리에스테르를 의미한다. 또한, PET 는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한, 테레프탈산 성분 및 에틸렌 글리콜 성분 이외의 소량의 공중합 성분을 함유할 수 있다. 0.50 내지 0.70 의 고유 점도를 나타내는 PET 는 용융 방사성의 관점에서 바람직하다. 또한, PET 는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한, 공지의 첨가제, 예컨대 안료, 광택제거제, 항균제, 데오도란트, 형광 증백제 및 자외선 흡수제를 함유할 수 있다.

시쓰 성분의 열 결합 성분인 I-PET 는 결정성 또는 비결정성일 수 있지만, I-PET 는 50 내지 200℃, 바람직하게는 60 내지 200℃ 의 융점 또는 연화점을 갖는 것이 바람직하다. I-PET 가 50℃ 미만의 융점 또는 연화점을 갖는 경우, 방사 동안 섬유의 점착 때문에 생성된 점착된 섬유 번들이 감소할 수 없는 경우가 있다. I-PET 가 220℃ 초과의 융점을 갖는 경우, 상기 섬유가 열 결합 기능을 발현하지 않기 때문에, 예를 들어, 에어레이드 부직포에 대해 열 결합 섬유로서 사용될 수 없다.

상기된 I-PET 의 대표예는 상기된 바와 같다.

또한, 80℃ 에서 열 결합 폴리에스테르 복합 섬유의 건열 수축률 (이후, 80℃ 에서의 건열 수축률이라 칭함) 은 바람직하게는 5 내지 15%, 더욱 바람직하게는 6 내지 10% 이다. 또한, 80℃ 에서의 건열 수축률은, 정해진 섬유 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하기 전에 섬유를 토우 상태로 하여 측정되며, 하기 식으로부터 계산된다:

80℃ 에서의 건열 수축률 (%): [(L₀-L₁)/L₀] ×100

식 중, L₀및 L₁ 은 각각 열처리 전의 토우의 참조선 사이의 간격과, 열풍 건조 장치에서 하중 없이 20분 동안 80℃ 에서 열처리한 후의 간격을 나타낸다. 또한, L₀및 L₁ 의 측정을 0.040 cN/dtex 의 초기 하중을 적용하면서 측정한다.

80℃ 에서의 건열 수축률이 5% 미만인 경우, 열처리 후의 권축 발현이 불충분해지고, 부직포의 벌키니스가 부적당해지는 경우가 있다. 80℃ 에서의 건열 수축률이 15% 를 초과하는 경우, 열처리 후의 권축 발현수가 과도해지고, 섬유 길이가 짧아진다. 그 결과 섬유의 결합 기능이 충분이 발현되지 않으며, 부직포의 강력도(tenacity)가 불충분해지는 경우가 있다.

또한, 본 발명의 열 결합 폴리에스테르 복합 섬유의 열 수축 응력 피크 온도는 바람직하게는 65 내지 85 ℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 80℃ 이다. 열 수축 응력 피크 온도가 65℃ 미만인 경우, 저장 동안의 높은 주위 온도 또는 에어레이드 공정 동안의 마찰열이 섬유의 잠재 권축을 발현시키는 경우가 있다. 그 결과, 섬유의 분산성이 불량해지고, 웹 형성의 균일성이 저해되는 경우가 있다. 더욱이, 열 수축 피크 온도가 85℃ 를 초과하는 경우, 열처리 동안의 잠재 권축 발현이 불량해져, 부직포의 충분한 벌키니스 및 만족스런 반발성이 수득될 수 없는 경우가 있다.

또한, 상기 구현예의 열 결합 폴리에스테르 복합 섬유는 점착 섬유 번들을 0.03 중량% 를 초과하는 양으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 본원의 점착 섬 유 번들은 용융 점착 상태의 2종 이상의 복합 섬유 필라멘트를 언급한다. 복합 섬유에 함유된 점착 섬유 번들의 중량 백분율은 점착 섬유 번들의 함량으로서 정의된다. 점착 섬유 번들의 0.03% 를 초과하는 경우, 다수의 점착 섬유 덩어리가 상기와 같이 수득된 부직포의 형성시 발현된다. 그 결과, 부직포의 품위가 불량해지고, 이러한 부직포는 제품으로 사용될 수 없는 경우가 빈번하다.

상기 구현예에서 열 결합 폴리에스테르 복합 섬유는 하기 과정에 의해 제조될 수 있다. 즉, 펠렛화된 PET 및 펠렛화된 I-PET 를 각각 건조하고, 2대의 스크류 압출기가 구비된 복합 방사 장치를 사용하여 별도로 용융한다. 용융 PET 및 I-PET 를 방사 블록에 도입하고, 편심적 코어-시쓰형 방적 돌기가 도입되어 있는 방사 팩(spinning pack)을 통해, 편심적 코어-시쓰 구조로 복합화 및 압출한다.

본 원에서, 용융 PET 및 I-PET 를 265 내지 280℃ 및 180 내지 230℃ 의 온도로 각각 유지하면서, 용융 PET 및 I-PET 를 방사 팩에 도입하는 것이 바람직하다. 용융 PET 의 온도가 280 ℃ 를 초과하고, 용융 I-PET 의 온도가 230℃ 를 초과하는 경우, 압출된 용융 중합체의 필라멘트상 플로우가 부적합하게 냉각되는 경우가 빈번하다. 그 결과, 다수의 점착된 섬유 번들이 빈번히 발생된다. 용융 PET 의 온도가 265℃ 미만인 경우, 중합체 플로우의 용융 점도가 현격히 증가하여, 방사가 곤란해지는 경우가 빈번하다. 또한, 용융 I-PET 의 온도가 180℃ 미만인 경우, 방적 돌기의 압출구 면에서 용융 중합체 온도가 너무 낮아져, 방사가 곤란해지는 경우가 빈번하다.

압출된 필라멘트상 중합체는 바람직하게는 15 내지 40℃ 의 온도로 유지된 냉각풍으로 냉각 및 고화되는 것이 바람직하다. 냉각 온도가 15℃ 미만인 경우, 방적돌기 면 온도가 불충분해지는 경우가 빈번하다. 냉각풍 온도가 40℃ 이상인 경우, 불충분한 냉각때문에 섬유의 점착이 빈번히 발생한다. 충분히 고화되지 않는 필라멘트를 물과 같은 액체로 냉각시키는 경우, 액체의 표면 장력때문에 필라멘트의 응집이 빈번히 발생하고, 필라멘트의 점착이 촉진된다. 따라서, 공기 냉각을 사용하는 것이 바람직하다.

필라멘트를 냉각 및 고화하는 경우, 거기에 피니싱 오일 에멀션을 적용한다. 이어서, 필라멘트를 150 내지 3,000 m/분의 속도로 인취하여 미연신 복합 섬유를 수득한다. 주 성분으로서 폴리(에틸렌 글리콜) 및 폴리(에틸렌 테레프탈레이트 이소프탈레이트) 세그먼트를 함유하는 폴리에테르 폴리에스테르 공중합체의 수성 에멀젼이 피니싱 오일 에멀션으로서 바람직하게 사용될 수 있다.

상기와 같이 수득된 미연신 복합 섬유를 온수 연신조가 구비된 연신 장치의 온수조에서 연속적으로 연신한다.

상기 구현예의 총 연신률의 관점에서 연신률 (이후, TDR 이라 칭함) 은 미연신 얀의 45℃ 온수에서 최대 연신률 (이후, HDR 이라 칭함) 의 0.7 내지 0.95 배인 것이 바람직하다. 본원의 HDR 은 하기 과정에 의해 수득된 값이다. 방사 직후 5분 이내에 샘플링한 미연신 필라멘트를 45℃ 의 온수에서, 척 간의 거리가 10 ㎝ 로 설정된 척 사이에 고정시키고, 샘플 필라멘트가 미끄러지지 않도록 5 ㎝/초의 속도로 연신시킨다. 샘플이 더 이상 신장되지 않을 때 수득된 척간 거리 (㎝) 를, 초기 척간 거리(10㎝)로 나누어 HDR 값을 수득한다.

TDR 이 HDR 의 0.7 배 미만인 경우, 복합 섬유는 저 수축 응력을 나타내고, 권축 섬유에 충분한 잠재 권축성이 부여될 수 없다. 그 결과, 열처리 후의 권축 발현이 빈번히 불충분해진다. 또한, TDR 이 HDR 의 0.95 배를 초과하는 경우, 상기 복합 섬유의 80℃ 에서의 건열 수축률은 5% 미만이 된다. 그 결과, 복합 섬유의 열처리에 의해 발생한 3차원 권축의 열 발생이 불충분해지고, 부직포와 같은 목적하는 섬유 제품의 벌키니스가 부적당한 경우가 빈번하다.

하기 과정에 의해 열 결합 폴리에스테르 복합 섬유의 연신 공정을 수행하는 것이 바람직하다. 제 1 공정 연신을 70 내지 80℃ 온도의 온수에서 TDR 의 0.6 내지 0.90 배에 도달할 때까지 수행한 후, 제 2 공정 연신을 상기 필라멘트를 60 내지 80℃ 온도의 온수에서 연신률이 TDR 에 도달할 때까지 수행한다.

연신조의 온수의 온도가 70℃ 미만인 경우, 미연신 필라멘트의 단일 필라멘트 파단이 연신조에서 발생하여, 다수의 점착 필라멘트 번들을 생성하는 경우가 빈번하다. 또한, 연신조의 온수의 온도가 80℃ 초과인 경우, 복합 섬유의 열 응력 피크 온도가 85℃ 를 초과하고, 잠재 권축 발현이 불충분해지는 경우가 빈번하다. 제 1 공정 연신률이 TDR 의 0.6 배 미만인 경우, 복합 섬유의 수축 응력이 낮아지고, 잠재 권축 발현이 불충분해지는 경우가 빈번하다. 제 1 공정 연신률이 TDR 의 0.90 배를 초과하는 경우, 복합 섬유의 80℃ 에서의 건열 수축률이 5% 미만이 되어, 충분한 3차원 권축성이 수득될 수 없는 경우가 빈번하다.

제 2 공정 연신은 바람직하게는 연신률이 설정된 TDR 에 도달할 때까지 60 내지 80℃ 온도의 온수에서 수행되는 것이 바람직하다. 온수의 온도가 60℃ 미만 인 경우, 복합 섬유의 80℃ 에서의 건열 수축률이 15% 를 초과하고, 복합 섬유의 결합 강도가, 열처리 후 발현된 권축수의 과도함 때문에 불충분해지는 경우가 빈번하다. 한 편, 온수 온도가 80℃ 를 초과하는 경우, 열 응력 피크 온도는 85℃ 를 초과하고, 잠재 권축 발현이 불량해지는 경우가 빈번하다.

목적하는 성질, 특히 가공성에 따라, 마무리 연신 후 복합 섬유에 적당한 피니싱 오일을 적용한다. 이어서, 복합 섬유를 건조하고, 이완 열처리하고, 권축기와 같은 기계 권축 장치로 처리하여, 권축수 및 수축률이 1 내지 13개/25 mm 및 2 내지 20% 로 각각 조정되도록 하고, 3 내지 20 mm 의 섬유 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단한다.

본 발명의 잠재 3차원 권축성을 갖는 기계 권축 섬유를 가공하여 목적하는 섬유 제품을 수득한다. 섬유 제품으로서는 에어레이드 부직포가 바람직하다. 본 발명의 기계 권축 섬유를 함유하는 섬유 제품, 바람직하게는 에어레이드 법에 의해 의해 형성된 부직포를 열처리하여, 섬유를 실질적으로 긴장되지 않은 상태로 유지하면서, 본 발명의 기계 권축 섬유를 이완 상태로 하여, 기계 권축 섬유의 잠재 3차원 권축을 발현시킨다. 건열을 사용한 열풍 순환 시스템, 가열된 스팀을 사용한 습윤 가열 등의 시스템의 이완 열 처리에 사용될 수 있다. 처리되는 섬유 제품의 양쪽에 열풍이 불도록 할 수 있는 감압 밴드 시스템을 사용한 수축 건조기(shrink drier) 및 열처리기가, 열풍 순환 시스템에 의한 열처리에 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 기계 권축 섬유를 목적하는 섬유 제품에 대한 주 성분으로서 사용 하는 경우, 섬유 제품의 이완 열처리시의 열처리 온도는, 기계 권축 섬유에 함유되어 있고, 이들 중합체 중 최저 융점을 갖는 중합체의 융점보다 5 내지 30℃ 낮은 온도로 설정된다. 설정된 온도와 저융점 중합체의 융점 사이의 차이가 5℃ 미만인 경우, 기계 권축 섬유는 잠재 권축성을 발현한다. 하지만, 저융점 중합체가 용융되는 경우가 있어, 부직포와 같은 섬유 제품이 전체적으로 경화된다.

한 편, 본 발명의 기계 권축 복합 섬유를, 저융점 중합체의 융점보다 30℃ 높은 저온에서 이완 열처리를 수행하는 경우, 섬유의 발현 권축이 불충분해지는 경우가 빈번하며, 섬유 제품, 예컨대 부직포의 벌키니스가 부적합해지는 경우가 빈번하다. 또한, 본 발명의 기계 권축 복합 섬유를 결합제 섬유로서 사용하는 경우, 열처리 온도를, 복합 섬유에 함유된 저융점 합성 중합체의 융점보다 10℃ 이상 높고, 고융점 합성 중합체보다는 낮은 온도로 설정하는 것이 바람직하다.

열처리 온도가 복합 섬유 내의 저융점 합성 중합체의 융점보다 10℃ 미만으로 높은 경우, 섬유는 결합제 섬유로서의 성질을 발현하지 않는 경우가 빈번하다. 또한, 열처리 온도가 고융점 합성 중합체의 융점을 초과하는 경우, 전체의 결합제 섬유가 용융되는 경우가 빈번하다. 그 결과, 섬유 제품, 예컨대 부직포의 감촉이 뻣뻣하거나, 부직포의 벌키니스가 불충분해지는 경우가 빈번하다.

또한, 본 발명의 기계 권축 섬유는, 섬유의 성질이 저해되지 않는 한, 1종 이상의 첨가제, 예컨대 촉매, 착색방지제, 내열제, 난연제, 광택제거제, 형광 증백제, 착색제, 윤활제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 친수화제, 발수제, 항균제, 데오도란트, 방향제 및 기능성 세라믹을 함유할 수 있다.

본 발명은 하기 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다.

하기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3 에서 사용된 합성 중합체, 섬유 및 섬유 제품에 대해 하기 시험을 실시했다.

(a) 고유 점도 ([η])

o-클로로페놀을 용매로서 사용하면서, 폴리에스테르의 고유 점도를 35℃ 에서 측정한다.

(b) 용융 플로우 속도 (MFR)

합성 중합체의 용융 플로우 속도를 JIS K 7210 에 준거하여 측정한다.

(c) 융점 (T_m)

합성 중합체의 융점은, JIS K 7121 에 준거하여, 시차 주사 열량계 (DSC) 를 사용하여 수득된 DSC 곡선의 열 흡수 피크 온도로 나타낸다.

(d) 연화점 (T_s)

합성 중합체의 연화점은 결정 융점을 갖지 않는 합성 중합체에 국한되며, JIS K 7121 에 준거하여, 시차 주사 열량계 (DSC) 를 사용하여 수득된 DSC 곡선의 전이 온도로 나타낸다.

(e) 권축수, 권축률

정해진 섬유 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하기 전에, 샘플 필라멘트 토우로부터 단섬유 샘플을 취하고, 권축수 및 권축률을 JIS L 1015 7.12 에 준거하여 측정한다. 또한, 열처리 후, 샘플 섬유의 3차원 권축에 관해서는, 절단하지 않고 열처리된 필라멘트 토우를 단섬유로 분리하고; 상기 단섬유를 열풍 건조 장치를 사용하여 160℃ 에서 2분 동안 (섬유가 결합제 섬유이며, 160℃ 에서 2분 동안의 열처리에 의해서는 결합되지 않는 경우에는, 180℃ 에서 2분 동안) 열처리하고, 실온으로 냉각시켜, 권축수 및 권축률을 상기 방법에 의해 측정한다. 3차원 권축수에 대해서는, 나선의 한 주기를 2번의 권축으로 계수한다.

(f) 두께

샘플 섬유의 두께를 JIS L 1015 7.5.1 A 에 준거하여 측정한다.

(g) 섬유 길이

샘플 섬유의 섬유 길이를 JIS L 1015 7.4.1 C 에 준거하여 측정한다.

(h) 피니싱 오일의 부착률

정해진 섬유 중량을 갖는 섬유 샘플을, 1:20 의 욕비(bath ratio) 를 갖는 30℃ 의 메탄올 조에서 10 분 동안 추출한다. 추출 후 샘플 중량을 측정한다. 샘플 섬유의 피니싱 오일의 부착률은 측정된 샘플 중량을 초기 샘플 중량으로 나눔으로써 수득된 값으로 나타낸다.

(i) 열 수축 응력 피크 온도

섬유 샘플을 수축 응력 측정 장치 (KANEBO, LTD. 제조) 에 공급한다. 5 cm 길이의 고리형 얀을 제조하고, 얀의 양 말단을 측정기 홀딩 부분에 의해 홀딩한다. 얀을 0.09 cN/dtex 의 초기 하중 하에, 120 초/300℃ 의 속도로 가열한다. 섬유의 열 수축 응력 피크 온도를 샘플 얀의 수축 응력이 최대가 되는 온도로 나타낸다.

(j) 부직포의 벌키니스

하기 방법에 의해 제조되고, 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 에어레이드 웹을 열처리함으로써 수득된 부직포 샘플의 평균 두께, 및 부직포의 벌키니스를 평균 두께로 나타낸다.

Dan-Web forming Ltd. 제조의 포밍 드럼 유닛 (forming drum unit, 폭 600 mm, 2.4 mm ×20 mm 의 직사각형 홀 모양 및 40% 의 홀 면적률을 가짐) 을 사용하여, 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 에어레이드 웹을 샘플 섬유로부터 하기 조건 하에 제조한다:

200 rpm 의 드럼 회전수; 900 rpm 의 니들 롤 (needle roll) 회전수; 및 30 m/분의 웹 이동속도. 각각 25 cm ×25 cm 의 크기를 갖는 에어레이드 웹 샘플을 에어레이드 웹으로부터 절단한다. 샘플을 160℃ 에서 2분 동안 (결합제 섬유가, 160℃ 에서 2분 동안의 열처리에 의해서는 결합되지 않는 경우에는, 180℃ 에서 2분 동안 샘플을 열처리함) 열처리한다. 5 개의 에어레이드 부직포 샘플의 두께를 측정하고, 평균 값을 계산한다.

(k) 웹 형성의 균일성

상기 (j) 에서 제조된 에어레이드 부직포를 웹 제조의 진행 방향으로 3 cm 의 폭을 갖고, 제조의 폭 방향으로 60 cm 의 길이를 갖는 막대형 형태물로 절단한다. 막대형 직물을 절단하여 각각 3 cm ×3 cm 의 크기를 갖는 20 개의 샘플을 수득한다. 20 개 샘플의 각 중량을 측정하고, 웹 형성의 균일성을 변동 계수로 나타 낸다 (표준 편차/평균값). 변동 계수가 작을수록, 웹 형성이 더욱 균일해진다. 또한, 에어레이드 웹 샘플의 표면 상의 개섬 여부를 관찰한다.

실시예 1

0.64 의 고유 점도 [η] 및 256℃ 의 융점 T_m 을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (이후, PET 라 칭함) 펠렛을 170℃ 에서 7시간 동안 건조시키고, 290℃ 에서 스크류 압출기로 용융시키고, 280℃ 로 유지되는 방사 블록으로 도입하고, 중공 섬유 형성용인 210 개의 압출 구멍을 냄으로써 제조된 중공섬유 형성용 방적 돌기를 통해, 190 g/분의 압출 속도로 필라멘트상 형태물로 압출한다. 방적돌기면 아래 15 mm 의 위치에서, 압출된 필라멘트상 용융 플로우에, 25℃ 의 냉각풍을 1.2 m/초 속도로, 용융 플로우의 한쪽으로부터, 가공 방향과 직각을 이루면서 불도록 했다. 생성된 냉각 및 고화된 미연신 필라멘트를 1,150 m/분의 속도로 인취하여 미연신 PET 필라멘트를 수득했다.

상기와 같이 수득된 복수개의 미연신 필라멘트를 평행하도록 하여 500,000 dtex 의 토우를 형성하도록 했다. 상기 토우에, 두가지의 연신 공정을 포함하는 온수 연신 공정을 실시했다. 제 1 연신 공정에서, 상기 토우를 70℃ 의 연신 온도에서 1.9 의 연신률로 연신하고; 제 2 연신 공정에서, 상기 토우를 90℃ 의 연신 온도에서 1.05 의 연신률로 추가 연신했다. 상기 토우를 2.0 의 연신률로 완전히 연신했다. 상기 연신 필라멘트에, 칼륨 라우릴포스페이트 및 폴리옥시에틸렌 변형 실리콘을 80:20 의 질량비로 혼합함으로써 제조된 방사 오일을 0.20 질량% 의 양으 로 적용했다. 상기 필라멘트 토우를 기어 권축기를 사용하여, 2개/25 mm 의 권축수 및 5% 의 권축률을 갖도록 기계 권축한 후, 권축 필라멘트 토우를 5 mm 의 섬유 길이로 절단했다. 상기와 같이 수득된 기계 권축 섬유는 4.0 dtex 의 단섬유 두께 및 33% 의 중공률을 갖는다. 상기와 같이 수득된 기계 권축 중공 폴리에스테르 섬유를, 이후 섬유 (A) 라 칭한다.

섬유 (A) 를 160℃ 에서 2분 동안 열처리하여, 18개/25 mm 의 권축수 및 35% 의 권축률을 갖는 나선형 3차원 권축을 발현시켰다. 또한, 섬유 (A) 는 95℃ 의 열수축 응력 피크 온도를 나타냈다.

섬유 (A) 와는 별도로, 하기 방식으로 동심적 코어-시쓰 복합 섬유를 제조했다. 0.64 의 고유 점도 [η] 및 256℃ 의 융점 T_m 을 갖는 PET 를 코어 성분으로서 사용했다. 60:40 의 몰 비의 테레프탈산 성분 및 이소프탈산 성분으로 구성되는 산 상분과, 95:5 의 몰 비의 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜로 구성되는 디올 성분을 공중합시킴으로써 제조되고, 0.56 의 고유 점도 [η] 및 64℃ 의 연화점 T_s 를 갖는, 비결정성 공중합된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (이후, co-PET 라 칭함) 를 시쓰 성분으로서 사용했다. 50/50 의 코어/시쓰 질량비를 갖는 동심적 코어-시쓰 복합 섬유를 코어 성분 및 시쓰 성분으로부터 제조했다. 상기 복합 섬유 (이후, 섬유 (B) 라 칭함) 는 중실형이고, 2.2 dtex 의 단섬유 두께, 5 mm 의 섬유 길이 및 11개/25 mm 의 권축수 및 12% 의 권축률을 갖는 기계 권축을 갖는다.

섬유 (A) 와 유사하게, 섬유 (B) 에, 칼륨 라우릴포스페이트 및 폴리옥시에 틸렌 변형 실리콘을 80:20 의 질량비로 혼합함으로써 제조된 방사 오일을 0.25 중량% 의 양으로 적용했다. 섬유 (B) 를 160℃ 에서 2분 동안 열처리한 경우, 섬유 (B) 는 2차원 권축을 발현했고, 10개/25 mm 의 권축수 및 15% 의 권축률을 나타냈다. 하지만, 구분되는 나선형 3차원 권축은 관찰되지 않았다. 섬유 (B) 는 110℃ 의 열 수축 응력 피크 온도를 나타냈다.

그 다음, 웹 형성을 위한 주 성분으로서 섬유 (A) 를 그리고 이의 열 결합 성분으로서 섬유 (B) 를, 35 g/m² 을 기준 중량으로 하여 85/15 의 섬유 (A)/섬유 (B) 질량 비로 배합했다. 상기 혼합물을 에어레이드 법에 의해 웹으로 형성했다. 상기 웹을 열풍 건조 장치 내에서, 긴장 없이 160℃ 에서 2 분 동안 열처리하여, 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 에어레이드 부직포를 수득했다. 부직포의 형성 균일성은 0.03 이었고, 비개섬된 섬유 덩어리는 관찰되지 않았다. 상기 부직포는 9 mm 의 벌키니스를 나타내는 두께를 가지고, 충분한 벌키니스를 발현했다.

비교예 1

섬유 (A) 의 제조에 있어서, 상기 섬유를 기계 권축을 실시하지 않고 5 mm 의 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하고, 135℃ 에서 이완 열처리를 수행하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방식으로 벌키한 웹을 제조했다. 상기 섬유는 나선형 3차원 권축을 발현하고, 11.2개/25 mm 권축수 및 33% 의 권축률을 가졌다. 상기와 같이 수득된 섬유는 PET 섬유 (이후, 섬유 (C) 라 칭함) 이고, 4.5 dtex 의 단섬유 두께 및 32% 의 중공 비를 가지고, 열 수축 응력 피크 온도를 나타내지 않 았다. 섬유 (C) 를 160℃ 에서 2분 동안 열처리한 경우, 섬유 (C) 는 19개/25 mm 의 권축수 및 34% 의 권축률을 갖는 나선형 3차원 권축을 발현했다.

실시예 1 의 섬유 (C) 및 섬유 (B) 를 85:15 의 질량 비로 배합했다. 상기 혼합물을 에어레이드 법에 의해 웹으로 형성시켰다. 이어서, 상기 웹을 열풍 건조 장치 내의 160℃ 에서 2 분 동안 열처리하여, 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 에어레이드 웹을 수득했다. 상기 에어레이드 부직포는 7 mm 의 벌키니스를 가졌으나, 형성 균일성은 바람직하지 못하게 0.24 였다. 또한, 다수의 비개섬된 섬유 덩어리가 부직포 표면 상에 관찰되었다.

실시예 2

0.40 의 고유 점도 [η] 및 256℃ 의 융점 T_m 을 갖는 PET 펠렛과, 253℃ 의 융점 (T_m) 을 갖는 5-나트륨술포이소프탈산 (2.6 몰)-공중합 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (이후, CD-PET 라 칭함) 펠렛을 각각 170℃ 에서 7시간 동안 건조시켰다. 2대의 스크류 압출기가 구비된 복합 장치를 사용하여, PET 펠렛과 CD-PET 펠렛을 각각 295℃ 에서 용융시켰다. 두 용융체를 모두 280℃ 로 유지되는 방사 블록으로 도입하고, PET 세그먼트와 CD-PET 세그먼트가 사이드 바이 사이드 방식으로 함께 결합되도록, 600 개의 압출 구멍을 냄으로써 제조된 중공 사이드 바이 사이드 복합 섬유용으로 도입된 방적돌기를 갖는, 중공 사이드 바이 사이드 복합 섬유 형성용 방사 팩을 통해, 복합화하고, 350 g/분의 총 압출 속도로 필라멘트상 형태물로 압출했다. 방적돌기면 아래 30 mm 의 위치에서, 압출된 필라멘트상 용융 플로우에, 30℃ 의 냉각풍을 0.5 m/초의 속도로, 용융 플로우의 한쪽으로부터, 진행 방향과 직각을 이루면서 불도록 했다. 생성된 냉각 및 고화된 미연신 필라멘트를 1,100 m/분의 속도로 인취하여 PET/CD-PET (50/50 의 복합 질량비) 미연신 복합 필라멘트를 수득했다.

이어서, 상기와 같이 수득된 미연신 필라멘트를 평행하도록 하여 500,000 dtex 의 토우를 형성하도록 했다. 상기 토우에, 2.9 의 연신률로 연신되는 70℃ 연신 온도에서의 온수 연신을 실시했다. 상기 연신 필라멘트에, 칼륨 라우릴포스페이트 및 폴리옥시에틸렌 변형 실리콘을 80:20 의 중량비로 혼합함으로써 제조된 방사 오일을 0.20 중량% 의 양으로 적용했다. 상기 필라멘트 토우를 권축기를 사용하여, 11개/25 mm 의 권축수 및 11% 의 권축률을 갖는 2차원 지그-재그 권축을 갖도록 기계 권축했다. 이어서, 상기 섬유를 5 mm 의 섬유 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하여, 1.8 dtex 의 단섬유 두께 및 도 2 에 도시된 섬유 단면 모양 (3% 의 중공률) 을 갖는 복합 섬유를 수득했다 (이후, 섬유 (D) 라 칭함).

섬유 (D) 를 160℃ 에서 2분 동안 열처리하여, 50개/25 mm 의 권축수 및 45% 의 권축률을 갖는 나선형 3차원 권축을 발현시켰다. 또한, 섬유 (D) 는 135℃ 의 열수축 응력 피크 온도를 나타냈다.

그 다음, 웹 형성을 위한 주 성분으로서 섬유 (D) 를 그리고 이의 열 결합 성분으로서 섬유 (B) 를, 85/15 의 섬유 (D)/섬유 (B) 질량 비로 배합했다. 상기 혼합물을 에어레이드 법에 의해 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 웹으로 형성시켰다. 상기 웹을 열풍 건조 장치 내에서, 160℃ 에서 2 분 동안 열처리하여, 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 에어레이드 부직포를 수득했다. 부직포의 형성 균일성은 0.02 이었고, 비개섬된 섬유 덩어리는 관찰되지 않았다. 상기 부직포는 8 mm 의 부직포 벌키니스를 가지며, 충분한 벌키니스를 발현했다.

비교예 2

18개/25 mm 의 권축수 및 23% 의 권축률을 갖는 2차원 지그-재그 권축이 부여될 수 있도록, 권축기를 사용하여 섬유를 권축시킴으로써 섬유 (E) 를 제조하는 겻을 제외하고는, 실시예 1 과 동일한 방식으로 에어레이드 부직포를 제조했다. 상기 섬유 (E) 를 160℃ 에서 2분 동안 열처리하는 경우, 섬유 (E) 는 50개/25 mm 의 권축수 및 45% 의 권축률을 갖는 나선형 3차원 권축을 발현했다.

섬유 (E) 및 섬유 (B) 를 85:15 의 질량 비로 배합하고, 상기 혼합물에 에어레이드 형성 처리하여 웹을 수득했다. 이어서, 상기 웹을 열풍 건조 장치 내의 160℃ 에서 2 분 동안 열처리하여, 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 에어레이드 웹을 수득했다. 상기 에어레이드 부직포는 5 mm 의 부직포 벌키니스를 가졌다. 즉, 상기 부직포는 충분한 벌키니스를 발현하지 못했다. 또한, 형성 균일성은 0.13 이었고, 다수의 비개섬된 섬유 덩어리가 웹 표면 상에 관찰되었다.

비교예 3

0.40 의 고유 점도 [η] 및 256℃ 의 융점 T_m 을 갖는 PET 대신, 0.64 의 고 유 점도 [η] 및 256℃ 의 융점 T_m 을 갖는 PET 펠렛을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 2 와 동일한 방식으로 부직포를 제조했다. 11개/25 mm 의 권축수 및 11% 의 권축률을, 2.0 dtex 의 단섬유 두께 및 도 2 에 도시된 섬유 단면 (중공률 3%) 을 갖는 2차원 지그-재그 권축이 발현된 복합 섬유 (F) 를 제조했다.

섬유 (F) 를 160℃ 에서 2분 동안 열처리한 경우, 22개/25 mm 의 권축수 및 15% 의 권축률을 갖는 나선형 3차원 권축을 발현시켰다. 또한, 섬유 (F) 는 155℃ 의 열수축 응력 피크 온도를 나타냈다.

섬유 (F) 및 섬유 (B) 를 85:15 의 질량 비로 배합하고, 상기 혼합물에 에어레이드 형성 처리하여 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 웹을 수득했다. 이어서, 상기 웹을 열풍 건조 장치 내의 160℃ 에서 2 분 동안 열처리하여, 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 에어레이드 부직포를 수득했다. 상기 에어레이드 부직포는 0.02 의 형성 균일성을 가지며, 균일한 표면을 나타냈다. 하지만, 상기 부직포는 3 mm 의 부직포 벌키니스를 가지며, 실질적으로 벌키니스를 발현하지 않았다.

실시예 3

0.64 의 고유 점도 [η] 및 256℃ 의 융점 T_m 을 갖는 PET 펠렛을 170℃ 에서 7시간 동안 건조시켰다. 20g/10분의 용융 플로우 속도 (MFR) 및 135℃ 의 융점 T_m 을 갖는 고밀도 폴리에틸렌 (이후, HDPE 라 칭함) 펠렛을 제조했다.

2대의 스크류 압출기가 구비된 복합 방사 장치를 사용하여, 건조된 PET 펠렛 을 상기 압출기 중 하나에 공급하고, 290℃ 에서 용융시켰다. 한 편, HDPE 펠렛을 건조하지 않고, 다른 압출기에 공급하고, 250℃ 에서 용융시켰다. 압출된 2종의 용융 플로우를 280℃ 로 유지된 방사 블록으로 도입하고, PET 가 코어를 형성하고 HDPE 는 시쓰를 형성하도록, 600 개의 압출 구멍을 냄으로써 제조된 중공 편심적 코어-시쓰 복합 섬유용으로 도입된 방적돌기를 갖는, 중공 편심적 코어-시쓰 복합 섬유 형성용 방사 팩을 통해, 복합화하고, 440 g/분의 총 압출 속도로 필라멘트상 형태물로 압출했다. 방적돌기면 아래 40 mm 의 위치에서, 압출된 필라멘트상 용융 플로우에, 30℃ 의 냉각풍을 0.5 m/초의 속도로, 용융 플로우의 한쪽으로부터, 플로우의 진행 방향과 직각을 이루면서 불도록 하여, 상기 필라멘트를 냉각 및 고화시켰다. 생성된 방적 필라멘트를 1,100 m/분의 속도로 인취하여 PET/HDPE (50/50 의 복합 질량비) 미연신 중공 복합 필라멘트를 수득했다.

상기와 같이 수득된 미연신 중공 복합 필라멘트를 두배로 하여, 400,000 dtex 의 토우를 형성하도록 했다. 상기 토우에, 70℃ 연신 온도에서 온수 연신 처리를 실시하여, 3.0 의 연신률로 연신시켰다. 상기 토우에, 칼륨 라우릴포스페이트 및 폴리옥시에틸렌 변형 실리콘을 80:20 의 질량비로 혼합함으로써 제조된 방사 오일을 0.25 중량% 의 양으로 적용했다. 상기 토우를 권축기를 사용하여, 11개/25 mm 의 권축수 및 11% 의 권축률을 갖는 2차원 지그-재그 권축을 갖도록 기계 권축했다. 이어서, 상기 섬유를 5 mm 의 섬유 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하여, 이완 열수축 처리 없이, 2.4 dtex 의 단섬유 두께 및 도 1 에 도시된 섬유 단면 모양 (2% 의 중공률) 을 갖는 복합 섬유를 수득했다 (이후, 섬유 (G) 라 칭함).

섬유 (G) 를 160℃ 에서 2분 동안 열처리하여, 35개/25 mm 의 권축수 및 40% 의 권축률을 갖는 나선형 3차원 권축을 발현시켰다. 또한, 섬유 (G) 는 95℃ 의 열수축 응력 피크 온도를 나타냈다.

상기 섬유 (G) 만을 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 웹으로 에어레이드 형싱시켰다. 상기 웹을 열풍 건조 장치 내에서, 160℃ 에서 2 분 동안 열처리하여, 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 에어레이드 부직포를 수득했다. 부직포의 형성 균일성은 0.02 였고, 비개섬된 섬유 덩어리는 관찰되지 않았다. 상기 부직포는 7 mm 의 웹 벌키니스를 가지며, 충분한 벌키니스를 발현했다.

실시예 4

0.64 의 고유 점도 [η] 및 256℃ 의 융점 T_m 을 갖는 PET 펠렛을 170℃ 에서 7시간 동안 건조시켰다. 또한, 0.56 의 고유 점도 [η] 및 64℃ 의 연화점 T_s 를 갖는 co-PET 펠렛을 1.3 kPa 의 감압 하에, 24 시간 동안 건조시켰다.

2대의 스크류 압출기가 구비된 복합 방사 장치를 사용하여, 건조된 PET 펠렛을 상기 압출기 중 하나에 공급하고, 290℃ 에서 용융시켰으며, co-PET 펠렛을 다른 하나의 압출기에 공급하고, 230℃ 에서 용융시켰다. 압출된 2종의 용융 플로우를 280℃ 로 유지된 방사 블록으로 도입하고, PET 가 코어를 형성하고 co-PET 가 시쓰를 형성하도록, 600 개의 압출 구멍을 냄으로써 제조된 중공 편심적 코어-시쓰 복합 섬유용으로 도입된 방적돌기를 갖는, 중공 편심적 코어-시쓰 복합 섬유 형성 용 방사 팩을 통해, 복합화하고, 440 g/분의 총 압출 속도로 필라멘트상 형태물로 압출했다. 방적돌기면 아래 40 mm 의 위치에서, 압출된 복합 필라멘트상 용융 플로우에, 30℃ 의 냉각풍을 0.5 m/초의 속도로, 복합 필라멘트 플로우의 한쪽으로부터, 플로우의 진행 방향과 직각을 이루면서 불도록 하여, 상기 필라멘트를 냉각 및 고화시켰다. 생성된 방적 필라멘트를 1,100 m/분의 속도로 인취하여 PET/co-PET (50/50 의 복합 질량비) 미연신 복합 필라멘트를 수득했다.

상기와 같이 수득된 복수개의 미연신 필라멘트를 두배로 하여, 500,000 dtex 의 토우를 형성하도록 했다. 상기 토우에, 70℃ 연신 온도에서 온수 연신 처리를 실시하며, 3.5 의 연신률로 연신시켰다. 상기 연신 필라멘트에, 칼륨 라우릴포스페이트 및 폴리옥시에틸렌 변형 실리콘을 80:20 의 중량비로 혼합함으로써 제조된 방사 오일을 0.25 중량% 의 양으로 적용했다. 상기 필라멘트 토우를 권축기를 사용하여, 11개/25 mm 의 권축수 및 11% 의 권축률을 갖는 2차원 지그-재그 권축을 갖도록 기계 권축했다. 이어서, 상기 섬유를 5 mm 의 섬유 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하여, 이완 열수축 처리 없이, 1.9 dtex 의 단섬유 두께 및 도 1 에 도시된 섬유 단면 모양 (2% 의 중공률) 을 갖는 중공 복합 섬유를 수득했다 (이후, 섬유 (H) 라 칭함).

섬유 (H) 를 160℃ 에서 2분 동안 열처리하여, 43개/25 mm 의 권축수 및 45% 의 권축률을 갖는 나선형 3차원 권축을 발현시켰다. 또한, 섬유 (H) 는 82℃ 의 열수축 응력 피크 온도를 나타냈다.

상기 섬유 (H) 만을 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 웹으로 에어레이드 형성시켰다. 상기 웹을 열풍 건조 장치 내에서, 160℃ 에서 2 분 동안 열처리하여, 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 에어레이드 부직포를 수득했다. 에어레이드 부직포의 형성 균일성은 0.07 였고, 비개섬된 섬유 덩어리는 관찰되지 않았다. 상기 부직포는 7 mm 의 웹 벌키니스를 가지며, 충분한 벌키니스를 발현했다.

실시예 5

0.85 의 고유 점도 [η] 및 220℃ 의 융점 T_m 을 갖는 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) (이후, PBT 라 칭함) 펠렛을 150℃ 에서 7시간 동안 건조시켰다. 또한, 하기에 설명되는 60 중량% 의 경질 세그먼트; 및 1.15 의 고유 점도 [η] 및 153℃ 의 융점 T_m 을 갖는 분자량 1500 의 폴리(테트라메틸렌 옥시드) 글리콜로부터 형성된 연질 세그먼트로 구성된 폴리에스테르 엘라스토머 (이후, EL-PBT 라 칭함) 펠렛을 110℃ 에서 12시간 동안 건조시켰다. 상기 경질 세그먼트는 70:30 몰 비의 테레프탈산 성분 및 이소프탈산 성분의 혼합물인 산 성분과, 1,4-부탄디올인 디올 성분으로부터 형성되었다.

2대의 스크류 압출기가 구비된 복합 방사 장치를 사용하여, 건조된 PBT 펠렛을 상기 압출기 중 하나를 사용하여 270℃ 에서 용융 압출시켰으며, EL-PBT 펠렛을 다른 하나의 압출기로 230℃ 에서 용융 압출시켰다. 압출된 2종의 용융 플로우를 270℃ 로 유지된 방사 블록으로 도입하고, PBT 가 코어를 형성하고 EL-PBT 가 시쓰를 형성하도록, 600 개의 압출 구멍을 냄으로써 제조된 중공 편심적 코어-시쓰 복합 섬유용으로 도입된 방적돌기를 갖는, 중공 편심적 코어-시쓰 복합 섬유 형성용 방사 팩을 통해, 복합화하고, 440 g/분의 총 압출 속도로 필라멘트상 형태물로 압출했다. 방적돌기면 아래 40 mm 의 위치에서, 압출된 복합 필라멘트상 용융 플로우에, 30℃ 의 냉각풍을 0.5 m/초의 속도로, 복합 필라멘트 플로우의 한쪽으로부터, 플로우의 진행 방향과 직각을 이루면서 불도록 하여, 상기 필라멘트를 냉각 및 고화시켰다. 생성된 방적 필라멘트를 1,100 m/분의 속도로 인취하여 PBT/EL-PBT (50/50 의 복합 질량비) 미연신 복합 필라멘트를 수득했다.

상기와 같이 수득된 미연신 필라멘트를 두배로 하여, 500,000 dtex 의 토우를 형성하도록 했다. 상기 토우에, 70℃ 연신 온도에서 온수 연신 처리를 실시하여, 2.8 의 연신률로 연신시켰다. 상기 연신 필라멘트에, 칼륨 라우릴포스페이트 및 폴리옥시에틸렌 변형 실리콘을 80:20 의 질량비로 혼합함으로써 제조된 방사 오일을 0.23 중량% 의 양으로 적용했다. 상기 필라멘트 토우를 권축기를 사용하여, 12개/25 mm 의 권축수 및 7% 의 권축률을 갖는 2차원 지그-재그 권축을 갖도록 기계 권축했다. 이어서, 상기 섬유를 5 mm 의 섬유 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하여, 이완 열수축 처리 없이, 3.0 dtex 의 단섬유 두께 및 도 1 에 도시된 섬유 단면 모양 (2% 의 중공률) 을 갖는 복합 섬유를 수득했다 (이후, 섬유 (I) 라 칭함).

섬유 (I) 를 180℃ 에서 2분 동안 열처리하여, 28개/25 mm 의 권축수 및 35% 의 권축률을 갖는 나선형 3차원 권축을 발현시켰다. 또한, 섬유 (I) 는 95℃ 의 열수축 응력 피크 온도를 나타냈다.

상기 섬유 (I) 만을 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 웹으로 에어레이드 형성시켰다. 상기 웹을 열풍 건조 장치 내에서, 180℃ 에서 2 분 동안 열처리하여, 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 에어레이드 부직포를 수득했다. 부직포의 형성 균일성은 0.05 였고, 비개섬된 섬유 덩어리는 관찰되지 않았다. 상기 부직포는 6 mm 의 웹 벌키니스를 가지며, 충분한 벌키니스를 발현했다.

실시예 6

0.64 의 고유 점도 [η] 및 256℃ 의 융점 T_m 을 갖는 PET 펠렛을 170℃ 에서 7시간 동안 건조시켰다. 또한, 주쇄 중합체로서 선형 저밀도 폴리에틸렌을 말레산 무수물 및 메타크릴산과 함께 그라프트 공중합 (0.21 g 몰/kg 의 말레산 무수물 함량 및 0.28 몰/kg 의 메타크릴산 무수물 함량) 시킴으로써 제조되고, 18 g/10 분의 MFR 및 96℃ 의 융점 T_m 을 갖는 산 변형 폴리에틸렌 (이후, M-PE 라 칭함) 펠렛을 1.3 kPa 의 감압 하에, 24 시간 동안 감압 건조시켰다.

2대의 스크류 압출기가 구비된 복합 방사 장치를 사용하여, 건조된 PET 펠렛을 상기 압출기 중 하나로, 290℃ 에서 용융 압출시켰으며, M-PE 펠렛을 다른 하나의 압출기로, 230℃ 에서 용융 압출시켰다. 압출된 2종의 용융 플로우를 280℃ 로 유지된 방사 블록으로 도입하고, PET 가 코어를 형성하고 M-PE 가 시쓰를 형성하도록, 600 개의 압출 구멍을 냄으로써 제조된 중공 편심적 코어-시쓰 복합 섬유 용으로 도입된 방적돌기를 갖는, 중공 편심적 코어-시쓰 복합 섬유 형성용 방사 팩을 통해, 복합화하고, 440 g/분의 총 압출 속도로 필라멘트상 형태물로 압출했다. 방적돌기면 아래 40 mm 의 위치에서, 압출된 복합 필라멘트상 용융 플로우에, 30℃ 의 냉각풍을 0.5 m/초의 속도로, 복합 필라멘트 플로우의 한쪽으로부터, 플로우의 진행 방향과 직각을 이루면서 불도록 하여, 상기 필라멘트를 냉각 및 고화시켰다. 생성된 방적 필라멘트를 1,100 m/분의 속도로 인취하여 PET/M-PE (50/50 의 복합 질량비) 미연신 복합 필라멘트를 수득했다.

상기와 같이 수득된 미연신 평행시켜, 500,000 dtex 의 토우를 형성하도록 했다. 상기 토우에, 70℃ 연신 온도에서의 온수 연신 처리를 실시하여, 3.0 의 연신률로 연신시켰다. 상기 연신 필라멘트에, 칼륨 라우릴포스페이트 및 폴리옥시에틸렌 변형 실리콘을 80:20 의 질량비로 혼합함으로써 제조된 방사 오일을 0.35 중량% 의 양으로 적용했다. 상기 필라멘트 토우를 권축기를 사용하여, 10개/25 mm 의 권축수 및 7.5% 의 권축률을 갖는 2차원 지그-재그 권축을 갖도록 기계 권축했다. 이어서, 상기 섬유를 5 mm 의 섬유 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하여, 이완 열수축 처리 없이, 2.7 dtex 의 단섬유 두께 및 도 1 에 도시된 섬유 단면 모양 (2% 의 중공률) 을 갖는 복합 섬유를 수득했다 (이후, 섬유 (J) 라 칭함).

섬유 (J) 를 160℃ 에서 2분 동안 열처리하여, 43개/25 mm 의 권축수 및 45% 의 권축률을 갖는 나선형 3차원 권축을 발현시켰다. 또한, 섬유 (J) 는 85℃ 의 열수축 응력 피크 온도를 나타냈다.

상기 섬유 (J) 만을 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 웹으로 에어레이드 형성시켰다. 상기 웹을 열풍 건조 장치 내에서, 160℃ 에서 2 분 동안 열처리하여, 35 g/m² 의 기준 중량을 갖는 에어레이드 부직포를 수득했다. 에어레이드 부직포의 형성 균일성은 0.07 이었고, 비개섬된 섬유 덩어리는 관찰되지 않았다. 상기 부직포는 7 mm 의 웹 벌키니스를 가지며, 충분한 벌키니스를 발현했다.

실시예 7 내지 10 및 비교예 4 내지 6 에서는, 상기 시험: (a) 고유 점도 ([η]); (c) 융점 (T_m); (d) 연화점 (T_s); (f) 두께; (g) 섬유 길이; (h) 피니싱 오일 부착률; 및 (i) 열수축 응력 피크 온도 이외에도, 하기 시험 (l) 내지 (q) 를 수행했다.

(l) 80℃ 에서의 건열 수축률

토우를 정해진 섬유 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하기 전에, 약 2,200 dtex 의 토우를 필라멘트 토우로부터 분리한다. 0.040 cN/dtex 의 초기 하중을 적용하면서, L_o 의 간격을 갖는 참조선들을 토우에 표지한다. 후속적으로, 토우를 하중이 없는 열풍 건조 장치에서 80℃ 에서 20분 동안 열처리하고, 실온으로 냉각시켰다. 0.040 cN/dtex 의 초기 하중을 적용하면서 참조선 사이의 간격 L₁ 을 측정하고, 샘플 필라멘트의 80℃ 에서의 건열 수축률을 하기 식으로부터 계산한다:

80℃ 에서의 건열 수축률 (%): [(L₀-L₁)/L₀] ×100

(m) 점착 섬유 번들의 함량

섬유 샘플에 10g 의 양으로 함유되어 있는 점착 섬유 번들을 육안 관찰한다. 샘플 중량을 기준으로 관찰된 점착 섬유 번들의 중량 백분율, 및 섬유 샘플의 점착 섬유 번들의 함량을 측정된 값에 의해 나타낸다.

(n) 권축수, 권축률

섬유를 정해진 섬유 길이로 절단하기 전에, 단섬유를 필라멘트 토우로부터 샘플링하고, 권축수 및 권축률을 JIS L 1015 7.12 에 따라 측정한다. 또한, 열처리 후의 샘플 섬유의 3차원 권축은 하기된 바와 같이 측정된다. 필라멘트 토우를 단섬유로 분리하고; 단섬유를 온수 건조 장치 내에서, 90℃ 에서 1분 동안 열처리하고, 실온으로 냉각시키고, 권축수 및 권축률을 상기와 동일한 방법으로 측정한다. 3차원 권축에 대해, 나선의 한 주기를 2번의 권축으로 계수한다.

(o) 부직포의 형성 균일성

50 g/m² 의 기준 중량을 갖는 에어레이드 웹을 150℃ 에서 2분 동안 열처리한다. 10 cm ×10 cm 의 크기를 갖는 샘플을 상기 수득된 부직포에서 절단하고, 샘플을 길이 방향 및 횡 방향 모두에서 2 cm 의 간격으로 추가 절단하여, 각각 2 cm ×2 cm 의 크기를 갖는 25 개의 샘플을 수득한다. 25개의 샘플을 각각 칭량하고, 변동 계수 (표준 편차/평균 값)을 웹의 형성 균일성으로 정의한다. 웹의 변동 계수가 작을수록 웹의 형성이 더욱 균일해진다는 것을 의미한다.

(p) 부직포의 두께 (벌키니스)

50 g/m² 의 기준 중량을 갖는 에어레이드 웹을 150℃ 에서 2분 동안 열처리 하고, 상기 수득된 부직포의 평균 두께를 측정한다. 더욱 두께가 두꺼운 부직포는 부직포를 형성하는 섬유의 벌키니스가 더욱 크다는 것을 나타낸다.

(q) 부직포의 압착률 (반발성)

50 g/m² 의 기준 중량을 갖는 에어레이드 웹을, 열풍 건조 장치에서 150℃ 에서 2분 동안 열처리한다. 상기와 같이 수득된 부직포의 압착률을 JIS L 1097 5.3. 에 준거하여 측정한다. 웹의 압착률이 높을수록 웹의 반발성이 더욱 상당하다는 것을 나타낸다.

또한, 에어레이드 웹을 하기의 간단한 방법에 의해 형성한다. 열 결합 복합 섬유 샘플을 5 메쉬의 스크린 상에 놓고, 샘플 위로 온화한 공기가 불도록 하여, 스크린을 통과하여, 후면이 공기에 노출되어 있는 16 메쉬의 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 망 위로 낙하 및 축적되도록 한다.

실시예 7

0.64 의 고유 점도 [η] 및 256℃ 의 융점 T_m 을 갖는 PET, 및 60:40 의 몰 비의 테레프탈산 성분 및 이소프탈산 성분으로 구성된 산 성분과, 95:5 의 몰 비의 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜로 구성된 디올 성분을 공중합함으로써 제조되며, 0.56 의 고유 점도 [η] 및 64℃ 의 연화점 T_s 를 갖는 비결정성 I-PET 를 각각 건조시키고, 편심적 코어-시쓰 복합 용융 방사 장치가 구비되어 있는 2대의 압출기를 사용하여 개별적으로 용융시켰다.

코어 성분으로서 275℃ 의 용융 PET 및 시쓰 성분으로서 225℃ 의 용융 I- PET 를 편심적 코어-시쓰 복합 섬유 형성용 방적 돌기를 갖는 방사 팩으로 도입했다. 2종의 용융 중합체 플로우를 50/50 의 복합 비 (코어/시쓰 체적 비) 로 복합화하고, 70개의 압출 구멍을 냄으로써 제조된 방적 돌기를 통해 680 g/분의 총 압출 속도로 280℃ 에서 압출시켰다.

냉각풍으로 방적 복합 섬유를 냉각하고, 0.3 중량% 의 칼륨 라우릴포스페이트를 함유하는 방사 오일인 수성 에멀션을, 오일링 롤러를 사용하여 15 중량% 의 에멀션 부착률로 상기 섬유에 적용했다. 생성된 섬유를 500 m/분의 방사 속도로 인취하여, 미연신 편심적 코어-시쓰 복합 섬유를 수득한다. 섬유의 HDR 은 4.4 였다.

미연신 복합 섬유를 집속시켜 165,000 dtex (150,000 데니어) 의 토우를 형성했다. 먼저, 상기 토우를 75℃ 의 온수에서 3.2 의 연신률 (HDR의 0.72 배) 의 연신 비로 연신하고, 74℃ 의 온수에서 1.25 의 연신률 (TDR 의 4.0 배, TDR/HDR = 0.91) 로 추가 연신했다. 상기 토우에, 칼륨 라우릴포스페이트 및 폴리옥시에틸렌 변형 실리콘을 80:20 의 중량비로 혼합함으로써 제조된 방사 오일을 순수 성분으로서 0.25 질량% 의 양으로 적용했다.

이어서, 복합 필라멘트 토우를 푸쉬-온(push-on)식 권축기를 사용하여 35℃ 에서 권축시킨 후, 건조시키고, 50℃ 에서 이완 열처리하고, 5 mm 의 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하여, 52 dtex 의 단섬유 두께를 갖는 열 결합 복합 섬유를 수득했다. 열 결합 복합 섬유는 4개/25 mm 의 기계 권축수 및 7% 의 권축률을 가졌다.

표 1 은 상기와 같이 수득된 열 결합 복합 섬유의 성질, 및 그로부터 수득된 부직포의 등급 및 성질을 나타낸다.

실시예 8

두번째 공정의 연신 온도를 69℃ 로 변경하는 것을 제외하고는 실시예 7 과 동일한 방식으로 부직포를 제조했다. 표 1 은 상기 수득된 열 결합 복합 섬유의 성질, 및 그로부터 수득된 부직포의 등급 및 성질을 나타낸다.

실시예 9

두께를 70 dtex 로 만들기 위해, 총 압출률을 915 g/분으로 변경하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방식으로 부직포를 제조했다. 표 1 은 상기 수득된 열 결합 복합 섬유의 성질, 및 그로부터 수득된 부직포의 등급 및 성질을 나타낸다.

비교예 4

두번째 공정의 연신 온도를 90℃ 로 변경하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방식으로 부직포를 제조했다. 표 1 은 상기 수득된 열 결합 복합 섬유의 성질, 및 그로부터 수득된 부직포의 등급 및 성질을 나타낸다.

비교예 5

두번째 공정의 연신률을 1.4 로 변경하고, TDR 을 4.5 로 변경 (TDR/HDR = 1.02) 하는 것을 제외하고는, 실시예 1 과 동일한 방식으로 부직포를 제조했다. 표 1 은 상기 수득된 열 결합 복합 섬유의 성질, 및 그로부터 수득된 부직포의 등급 및 성질을 나타낸다.

실시예 10

0.64 의 고유 점도 [η] 및 256℃ 의 융점 T_m 을 갖는 PET, 및 80:20 의 몰 비의 테레프탈산 및 이소프탈산으로 구성된 산 성분과, 65:35 의 몰 비의 에틸렌 글리콜 및 테트라메틸렌 글리콜로 구성된 디올 성분을 공중합함으로써 제조되며, 0.57 의 고유 점도 [η] 및 155℃ 의 융점 T_m 을 갖는 결정성 I-PET 를 각각 건조시키고, 2대의 압출기가 구비된 편심적 코어-시쓰 복합 용융 방사 장치를 사용하여 개별적으로 용융시켰다. 코어 성분으로서 275℃ 의 용융 PET 및 시쓰 성분으로서 215℃ 의 용융 I-PET 를 편심적 코어-시쓰 복합 섬유 형성용 방적 돌기를 갖는 방사 팩으로 도입했다. 2종의 용융 중합체 플로우를 50/50 의 복합 비 (코어/시쓰 체적 비) 로 복합화하고, 70개의 압출 구멍을 냄으로써 제조된 방적 돌기를 통해 복합 필라멘트상 모양으로 680 g/분의 총 압출 속도로 280℃ 의 방적돌기 온도에서 압출시켰다.

30℃ 의 냉각풍으로 방적 복합 필라멘트상 플로우를 냉각하고, 0.3 중량% 의 칼륨 라우릴포스페이트를 함유하는 방사 오일인 수성 에멀션을, 오일링 롤러를 사용하여 15 중량% 의 에멀션 부착률로 상기 필라멘트에 적용했다. 생성된 필라멘트를 500 m/분의 방사 속도로 인취하여, 미연신 코어-시쓰 복합 필라멘트를 수득한다. 필라멘트의 HDR 은 4.7 이었다.

미연신 필라멘트를 집속시켜 165,000 dtex (150,000 데니어) 의 필라멘트 토우를 형성했다. 먼저, 상기 토우를 75℃ 의 온수에서 3.1 의 연신률 (HDR의 0.66 배) 의 연신 비로 연신하고, 65℃ 의 온수에서 1.3 의 연신률 (TDR 의 4.0 배, TDR/HDR = 0.85) 로 추가 연신했다. 상기 연신 필라멘트 토우에, 칼륨 라우릴포스페이트 및 폴리옥시에틸렌 변형 실리콘을 80:20 의 중량비로 혼합함으로써 제조된 방사 오일을 순수 성분으로서 0.25 중량% 의 양으로 적용했다.

이어서, 연신 필라멘트 토우를, 35℃ 로 자연 냉각시키고, 푸쉬-온식 권축기를 사용하여 권축하고, 건조시키고, 105℃ 에서 이완 열처리하고, 5 mm 의 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하여, 56 dtex 의 단섬유 두께를 갖는 열 결합 복합 섬유를 수득했다. 열 결합 복합 섬유는 4.1개/25 mm 의 기계 권축수 및 15% 의 권축률을 가졌다.

비교예 6

0.64 의 고유 점도 [η] 및 256℃ 의 융점 T_m 을 갖는 PET, 및 20g/10분의 용융 지수, 131℃ 의 융점 (Tm) 및 0.95 g/cm³ 의 참밀도를 갖는 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 를 각각 건조시키고, 2대의 스크류 압출기가 구비된 편심적 코어-시쓰 복합 용융 방사 장치를 사용하여 용융시켰다.

코어 성분으로서 290℃ 의 용융 PET 및 시쓰 성분으로서 250℃ 의 용융 HDPE 를 편심적 코어-시쓰 복합 섬유 형성용 방적 돌기를 갖는 방사 팩으로 도입했다. 2종의 용융 중합체 플로우를 50/50 의 복합 비 (코어/시쓰 체적 비) 로 복합화하 고, 70개의 압출 구멍을 냄으로써 제조된 방적 돌기를 통해 복합 필라멘트상 모양으로 660 g/분의 총 압출 속도로 280℃ 의 방적돌기 온도에서 압출시켰다.

30℃ 의 냉각풍으로 방적 복합 필라멘트상 플로우를 냉각하고, 0.3 중량% 의 칼륨 라우릴포스페이트를 함유하는 방사 오일인 수성 에멀션을, 오일링 롤러를 사용하여 15 중량% 의 에멀션 부착률로 상기 필라멘트에 적용했다. 생성된 필라멘트를 500 m/분의 방사 속도로 인취하여, 미연신 편심적 코어-시쓰 복합 필라멘트를 수득한다. 섬유의 HDR 은 4.85 이었다.

미연신 복합 섬유를 집속시켜 132,000 dtex (120,000 데니어) 의 필라멘트 토우를 형성했다. 먼저, 상기 필라멘트 토우를 75℃ 의 온수에서 4.0 의 연신률 (HDR의 0.82 배) 의 연신 비로 연신하고, 90℃ 의 온수에서 1.25 의 연신률 (TDR 의 5.0 배, TDR/HDR = 1.03) 로 추가 연신했다. 상기 토우에, 칼륨 라우릴포스페이트 및 폴리옥시에틸렌 변형 실리콘을 80:20 의 중량비로 혼합함으로써 제조된 방사 오일을 0.25 중량% 의 양으로 적용했다.

이어서, 연신 필라멘트 토우를 푸쉬-온식 권축기를 사용하여 40℃ 에서 권축한 후, 건조시키고, 105℃ 에서 이완 열처리하고, 5 mm 의 섬유 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하여, 56 dtex 의 단섬유 두께를 갖는 열 결합 복합 섬유를 수득했다. 열 결합 복합 섬유는 4.3개/25 mm 의 기계 권축수 및 18% 의 권축률을 가졌다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	실시예 4	비교예 3
두께(dtex)	52	52	70	52	52	56	56
섬유 길이(mm)	5	5	5	5	5	5	5
80℃ 에서의 건열 수축률	7.5	10.8	7.8	1.9	3.5	11.2	0.5
열 응력 피크 온도 (℃)	81	74	83	105	85	72	130
점착된 섬유의 함량	0	0	0	0.01	0	0.01	0
열처리 후의 권축수 (1개/25 mm)	16.0	25.0	14.5	5.1	4.6	22.5	N.M.
웹 형성의 균일성	0.08	0.11	0.06	0.09	0.10	0.05	0.17
부직포의 두께 (mm)	6.0	5.6	7.1	3.9	3.7	5.3	3.4
부직포의 압착률 (%)	28	16	22	17	16	33	58
주: N.M. = 발현되지 않음

본 발명에 따른 잠재 3차원 권축성을 갖는 기계 권축 합성 섬유는 에어레이드 부직포의 웹 형성 공정과 같은 섬유 제품의 제조 공정에서 불량한 개섬성을 생성하지 않는다. 또한, 생성된 섬유 제품의 열처리는 3차원 권축을 발현하며, 섬유 제품의 벌키니스가 커질 수 있고, 균일하게 증가할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 잠재 3차원 권축성을 갖는 기계 권축 합성 섬유가 열결합 합성 수지 성분을 갖는 편심적 코어-시스 복합 섬유인 경우, 섬유 제품의 열처리는 3차원 권축을 발현하고, 섬유가 서로 교차하는 부분에서 함께 열 결합되도록 한다. 그 결과, 섬유 제품의 압착 반발성 및 상기와 같이 수득된 에어레이드 부직포는 상당히 개선될 수 있다.

Claims

각각의 기계 권축 섬유가, 열 수축성이 서로 상이하고 융점이 20 ℃ 이상 서로 상이한 2 종의 열가소성 합성 수지를 함유하는 2 개의 섬유 세그먼트(segment)를 주 성분으로서 포함하며,

(1) 상기 2 개의 섬유 세그먼트는, 섬유의 길이 방향의 축을 따라, 상기 섬유를 길이 방향의 축을 따라 2 개의 세그먼트로 이분하는 면에 대해 비대칭이고, 저 융점 합성 수지로 구성된 섬유 세그먼트는 편심적 코어-시쓰 복합 구조의 시쓰 부분을 형성하고, 고 융점 합성 수지로 구성된 섬유 세그먼트는 그의 코어 부분을 형성하는 편심적 코어-시쓰(eccentric core-sheath) 구조를 형성하거나, 2 개의 세그먼트의 결합면을 형성하는 면으로 섬유의 길이 방향의 축을 따라 사이드 바이 사이드(side by side) 구조를 형성하도록 함께 상호 결합되어, 상기 면 양측에 열 수축성이 불균등한 2 개의 세그먼트를 가지는 복합 섬유를 형성하고,

(2) 상기 기계 권축 합성 섬유는 0.5 내지 200 dtex 의 단섬유 두께 및 3 내지 20 mm 의 섬유 길이를 가지며, 기계 권축에 의해 부여된 1 내지 13 개/25 mm 의 권축수 및 2 내지 20% 의 권축률을 나타내고,

(3) 상기 기계 권축 합성 섬유는 불균등한 두 세그먼트가 존재하기 때문에, 60 내지 200℃ 의 온도에서 열처리될 때 양측에서 불균등하게 수축하여, 기계 권축 합성 섬유가 15 내지 80 권축/25 mm 의 3차원 권축수 및 25 내지 90% 의 권축률을 나타내고,

(4) 상기 저 융점 합성 수지는 폴리올레핀, 50 내지 200℃ 융점을 갖는 이소프탈산-공중합된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 수지, 80 내지 200℃ 의 융점을 갖는 열가소성 엘라스토머 및 에틸렌성 불포화 카르복실산 및 이의 무수물에서 선택된 1종 이상의 성분을 함유하는 그라프트제(graft agent)와 폴리올레핀을 그라프트 중합함으로써 수득된 변형 폴리올레핀 수지에서 선택되고,

(5) 상기 고 융점 합성 수지는 알킬렌 프탈레이트 단위를 주 반복 단위로 함유하는 폴리에스테르에서 선택되고, 저 융점 합성 수지보다 20℃ 이상 높은 융점을 가지는,

3 차원 권축을 발현하는 잠재 권축성을 갖는 기계 권축 합성 섬유.
제 1 항에 있어서, 상기 기계 권축 섬유는 60 내지 180℃ 의 온도 내에서, 열 수축 응력 피크를 나타내는 기계 권축 합성 섬유.
제 1 항에 있어서, 각각의 기계 권축 섬유는 길이 방향을 따라 연속적으로 연장되어 있는 하나 이상의 중공부를 갖는 기계 권축 합성 섬유.
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제 1 항에 있어서, 고 융점 합성 수지인 상기 폴리에스테르가 저 융점 합성 수지의 융점보다 20℃ 이상 높은 융점을 갖는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 수지에서 선택되는 기계 권축 합성 섬유.
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60 내지 200℃ 온도에서 권축 발현 열처리를 실시하는 경우, 15 내지 80개/25 mm 의 권축수 및 25 내지 90% 의 권축률을 발현하는, 잠재 3차원 권축성을 갖는, 제 1 항에 기재된 기계 권축 합성 섬유의 제조 방법으로서,

하기 공정을 포함하는 방법:

열 수축성이 서로 상이한 2종의 열가소성 합성 수지를 별도로 용융시키고, 2종의 용융체를, 시쓰 부분은 저 융점 합성 수지로부터 형성되고, 코어 부분은 고 융점 합성 수지로부터 형성된 편심적 코어-시쓰형 복합 섬유 형성용 방적 돌기 또는 사이드 바이 사이드형 복합 섬유 형성용 방적 돌기를 통해 복합 필라멘트상 형태물로 압출하고, 압출된 복합 필라멘트상 합성 수지 용융 플로우를 드래프트 하에 냉각 및 고화시키는 것을 포함하는, 미연신 합성 수지 편심적 코어-시쓰형 또는 사이드 바이 사이드형 복합 필라멘트의 제조를 위한 용융 방사 공정;

권축의 발현을 위한 열처리 온도보다 낮은 온도에서 미연신 합성 수지 복합 필라멘트를 연신하는 것을 포함하는, 0.5 내지 200 dtex 의 두께를 갖는 연신된 합성 수지 필라멘트를 제조하기 위한 연신 공정;

연신된 합성 수지 필라멘트에 1 내지 13개/25 mm 의 권축수 및 2 내지 20% 의 권축률을 부여하기 위해, 연신된 합성 수지 필라멘트를 기계 권축하는 것을 포함하는 기계 권축 공정; 및

기계 권축 합성 수지 복합 필라멘트를 3 내지 20 mm 의 권축 길이를 갖는 섬유 조각으로 절단하는 것을 포함하는 절단 공정.
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제 18 항에 있어서, 2 종의 합성 수지는 각각 알킬렌 프탈레이트 단위를 주 반복 단위로서 가지며, 200℃ 이상의 융점을 갖는 폴리에스테르 수지로부터 선택되는 제조 방법.
제 18 항에 있어서, 편심적 코어-시쓰형 복합 섬유의 제조를 위한 2종의 합성 수지는, 융점이 20℃ 이상 서로 상이한 저 융점 합성 수지 및 고 융점 합성 수지로 구성되며, 편심적 코어-시쓰 복합 섬유의 시쓰 부분은 저 융점 합성 수지로부 터 형성되고, 편심적 코어-시쓰 복합 섬유의 코어 부분은 고 융점 합성 수지로부터 형성되는 제조 방법.
제 18 항에 있어서, 사이드 바이 사이드형 복합 섬유의 제조를 위한 2종의 합성 수지는, 융점이 20℃ 이상 서로 상이한 저 융점 합성 수지 및 고 융점 합성 수지인 제조 방법.
제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 저 융점 합성 수지는 폴리올레핀에서 선택되고, 고 융점 합성 수지는 알킬렌 프탈레이트 단위를 주 반복 단위로서 함유하는 폴리에스테르로부터 선택되는 제조 방법.
제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 50 내지 200℃ 융점을 갖는 이소프탈산-공중합된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)가 저 융점 합성 수지로서 사용되고, 저 융점 합성 수지의 융점보다 20℃ 이상 높은 융점을 갖는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)가 고 융점 합성 수지로서 사용되는 제조 방법.
제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 저융점 합성 수지는 80 내지 200℃ 의 융점을 갖는 열가소성 엘라스토머로부터 선택되는 제조 방법.
제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 저 융점 합성 수지는 에틸렌성 불포화 카 르복실산 및 이들 산의 무수물에서 선택된 1종 이상의 성분을 함유하는 그라프트제와 폴리올레핀을 그라프트 중합함으로써 수득된 변형 폴리올레핀 수지에서 선택되는 제조 방법.
제 18 항에 있어서, 용융 방사 공정에서, 용융 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 수지 용융물을 코어 부분 형성용 합성 수지로서, 265 내지 280℃ 의 온도에서 편심적 코어-시쓰형 복합 섬유 형성용 방적 돌기에 공급하고, 거기에, 50 내지 220℃ 의 융점 또는 연화점을 갖는 이소프탈산-공중합된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 수지 용융물의 시쓰 부분 형성용 합성 수지로서, 180 내지 230℃ 의 온도에서 공급하고, 이렇게 압출된 복합 필라멘트상 용융 플로우를 15 내지 40℃ 의 온도로 조정된 냉각풍으로 균일하게 냉각 및 고화하는 제조 방법.
제 18 항에 있어서, 미연신 편심적 코어-시쓰 복합 필라멘트의 코어 부분을 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 수지로부터 형성하고, 시쓰 부분을 50 내지 220℃ 의 융점 또는 연화점을 갖는 이소프탈산-공중합된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)수지로부터 형성하며, 상기 미연신 공정 단계에서, 미연신 복합 필라멘트에 적용되는 총 연신률은, 45℃ 의 온수에서 미연신 복합 필라멘트의 최대 연신률의 0.70 내지 0.95 배로 설정되며, 먼저 70 내지 80℃ 온도의 온수에서 상기 미연신 복합 필라멘트를 연신률이 총 연신률의 0.60 내지 0.90 배에 도달할 때까지 연신한 후, 60 내지 80℃ 온도의 온수에서 상기 필라멘트를 연신률이 설정된 총 연신률에 도달할 때 까지 연신시키는 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 및 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 기계 권축 합성 섬유의 잠재 권축성을 발현함으로써 수득된 3차원 권축된 합성 섬유를 함유하는 벌키한(bulky) 섬유 제품.
제 1 항 내지 제 3 항 및 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 기계 권축 합성 섬유의 잠재 권축성을 발현함으로써 수득된 3차원 권축된 합성 섬유를 함유하는 에어 레이드(air-laid) 부직포.