WO2016021968A1 - 이형단면 중공섬유 및 이를 이용한 섬유 집합체 - Google Patents

이형단면 중공섬유 및 이를 이용한 섬유 집합체 Download PDF

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WO2016021968A1
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hollow fiber
volume control
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권오혁
이윤정
김지윤
오승진
호요승
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Huvis Corp
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Definitions

  • the present invention relates to a release cross section hollow fiber and a fiber assembly using the same, and more particularly, to a release cross section hollow fiber and a fiber assembly using the same.
  • the synthetic fibers used in fiber aggregates that require functionality such as heat retention have a hollow cross-sectional structure and are manufactured by the following method.
  • Another method is to use hollow cross-section fibers using two polymer shrinkage differences. Compared with the single polymer, the hollow ratio is generally small, but the crimp expression is excellent due to the shrinkage difference of the two polymers. This method also uses a low viscosity product for crimp expression due to shrinkage difference, which is not only limited to improving the hollow rate but also has a disadvantage of being possible in complex spinning.
  • Korean Patent Invention No. 1387465 discloses that at least three or more hollows are formed inside a hollow fiber in a multi-spinning spinneret of a release section, and the outer side of the fiber is divided into the same number as the number of hollows inside. It is designed to form a release cross section, and the multi-part hollow fiber of the release cross section obtained through the multi-spinning radiation nozzle of the release cross section is not easily crushed or deformed by external force even at a high hollow ratio, thereby reducing weight and volume.
  • the hollow fiber inherent physical properties, while maintaining the perception, by adding surface irregularities to the shape of the cross section and the shape of the cross section, the quick drying property is maximized, and thus, the fiber which can utilize the light weight, thermal insulation and quick drying property of the multi-part hollow fiber of the cross section is disclosed. It became.
  • the above technique can form a multi-hollow hollow fiber, but as shown in FIG. 9, the protruding shape of the outer slit 22 does not serve to separate the other fibers in the fiber assembly.
  • the interference of the outer slit inhibits the movement of fibers in the aggregates, which in turn causes non-uniformity in the homogeneity, but rather induces inter-fiber adhesion and inhibits the formation of inter-fiber spaces in the aggregates, thereby inhibiting bulkyness or warmth formed by hollows. It turns out that it acts as an element.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0069474 is selected from the group consisting of polyester, acrylic, polypropylene, polyethylene, urethane, rayon and acetate based on raw materials.
  • ultrafine fibers having a diameter of 4 to 15 ⁇ m, hollow fibers having a diameter of 15 to 40 ⁇ m, a cross-section fiber, a sheath / core type fiber, and conjugates 1 to 30% by weight of material fibers or mixed fibers thereof, and 1 to 12% by weight of low melting point fibers, wherein the low melting point fibers are melted by heating to form ultrafine fibers and hollow fibers, cross-section fibers, sheath / core fibers,
  • a high thermal insulation nonwoven fabric is disclosed, which is conjugated with conjugate material fibers or mixed fibers thereof, and is produced by a carding technique.
  • the above technique uses some hollow fibers to pursue light weight and warmth and to achieve morphological stability by fusion of low melting point fibers, but the content of microfibers is too high and bulky due to inter-fiber spacing. There is a disadvantage that can not be secured.
  • an object of the present invention is to provide a fiber that can express a variety of functions through securing the space between the fibers is secured to secure the morphology of the hollow portion while controlling the volume in the fiber assembly Is in.
  • Another object of the present invention is to provide a fiber formed by variously controlling the volume control element.
  • Still another object of the present invention is to provide a fiber capable of expressing various functions through spontaneous crimp expression.
  • Still another object of the present invention is to provide a fiber assembly having excellent elasticity and / or sound absorption and / or water discharge property when bulkyness and heat retention are ensured.
  • Still another object of the present invention is to provide a fiber assembly capable of consuming sound energy.
  • the present invention provides a cross-sectional hollow fiber, wherein the fiber is made of a hollow part, a shape maintaining part, and a volume control part, wherein the volume control part may protrude in a direction opposite to the center of the fiber.
  • the distal end provides a cross-section hollow fiber made of a round shape.
  • the present invention provides a release cross-section hollow fiber that satisfies the following conditions when defining the peak at the top of the end of the volume control portion, the valley between the volume control portion.
  • the present invention also provides a release cross-section hollow fiber that satisfies the following conditions.
  • T1 largest distance from the center point M to the peak 310
  • T2 smallest distance from the center point M to the peak 310
  • CTmax A circle formed by connecting the tangent of the volume controller 300 having the next highest value whose distance from the center point M to the peak 310 based on T1 is the next highest value.
  • CTmin A circle formed by connecting the tangent of the volume control part 300 having a distance T2 from the center point M to the peak 310 with the next smaller value.
  • Ctmax A circle formed by connecting the tangent of the volume control part 300 having the next highest value from the center point M to the peak 310 based on t1.
  • Ctmin A circle formed by connecting the tangent of the volume control unit 300 whose t2 is the distance from the center point M to the peak 310 with the next smaller value.
  • CTmax-R The difference between the center point (CTmaxM) and the center point (M) of CTmax
  • CTmin-R The difference between the center point (CTminM) and the center point (M) of CTmin
  • Ctmax-r The difference between the center point (CtmaxM) and the center point (M) of Ctmax
  • Ctmin-r The difference between the center point (CtminM) and the center point (M) of Ctmin
  • the present invention provides a cross-section hollow fiber is manufactured through a spinneret radially deployed to form the volume control portion.
  • the present invention provides a release cross-section hollow fiber consisting of the angle ( ⁇ ) 10 to 17 ° based on the center point (M).
  • the present invention provides a release cross-section hollow fiber formed with 4 to 12 of the volume control unit.
  • the present invention provides a release cross-section hollow fiber formed by the hollow portion of 15 to 30% in the fiber cross-sectional area.
  • the present invention is to produce a hollow fiber of four, six or twelve volume control part using polyester of intrinsic viscosity 0.64, after spinning at a spinning speed of 1,000m / min at a spinning temperature of 285 °C stretch to a draw ratio of 3.8 Crimping is imparted through the crimper to provide a single-sided hollow fiber having a short fiber fineness of 6De and a fiber length of 64 mm.
  • the present invention also provides a fiber aggregate comprising the fiber.
  • the fiber assembly when the fiber assembly is produced by a heat bonding process, the fiber assembly comprises 60 to 90% by weight of the release cross-section hollow fiber and 40 to 10% by weight of the binder, the length of the release cross-section hollow fiber is 51 to A fiber aggregate of 64 mm and having a thickness of 4 to 8 deniers of fibers is provided.
  • the fiber aggregate when the fiber assembly is manufactured by a melt blowing process, includes 20 to 60% by weight of the hetero-section hollow fiber and 80 to 40% by weight of the three-fiber PP fiber, and the length of the release cross-section hollow fiber is It provides a fiber aggregate of 32 to 51 mm and the thickness of the fiber is 4 to 8 denier.
  • the present invention provides a fiber assembly comprising a heteromorphic cross-sectional fiber to the hollow fiber to be separated between adjacent fibers in the aggregate to impart bulkiness and sound absorption of the aggregate and at the same time reduce the diffraction phenomenon of the sound energy.
  • the present invention provides a nonwoven fabric for hygiene material containing a hollow fiber cross-section.
  • the present invention provides a nonwoven fabric for hygiene material containing the non-woven cross-sectional hollow fiber 40% by weight or more.
  • the present invention is a composite fiber is made of two kinds of polymers having different intrinsic viscosity, the composite spun fiber provides a cross-section hollow fiber with an omega ( ⁇ ) spontaneous crimp formed.
  • the present invention provides a cross-sectional hollow fiber having a side-by-side hollow structure.
  • the fiber is a heteromorphic cross-section hollow consisting of polyethylene terephthalate (polyethylene terephthalate, PET), PCT (Poly 1, 4-Cyclohexylenedimethylene Terephthalate), polypropylene (polypropylene, PP), nylon, etc. Provide fiber.
  • the present invention is 10 to 10 or more polyfunctional groups selected from the group consisting of polycarboxylic acid, polyol and polyoxycarboxylic acid in the fiber composed of two-component polyethylene terephthalate (PET) having different viscosity. It provides 10,000ppm heterosection hollow fiber.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the present invention provides a release cross-section hollow fiber in which the crimp satisfies the following condition (5).
  • R ' is the radius of curvature of the crimp arc.
  • the present invention provides a nonwoven fabric for thermal insulation comprising the release cross-section hollow fiber.
  • Release cross-section hollow fiber according to an embodiment of the present invention can provide a fiber having a stable shape while relatively high hollow ratio.
  • the present invention has the advantage that the bulkiness in the fiber assembly is secured by the interference effect of the volume control unit, thereby ensuring more dead air there is an advantage that can exhibit high insulation and heat insulation.
  • the present invention is characterized in that the spontaneous crimp structure together with the hollow portion has a bulky and elasticity, light weight and thermal insulation, and a water-absorbing property, internal sound absorption, sound absorption factor due to the excellent sound-absorbing properties and the like.
  • the fiber aggregate including the release cross-section hollow fiber according to the present invention has the advantage that the bulky property is secured in the fiber assembly due to the interference effect of the volume control portion, which can secure more dead air can exhibit a high thermal insulation There is an advantage.
  • 1 to 6 is a cross-sectional conceptual view of the fiber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram of a spinneret corresponding to a volume control unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional conceptual view of a fiber assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of crimp expression according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram of a spinneret according to the prior art.
  • the fiber assembly includes both long fibers and short fibers, and means non-limiting examples of one or more fibers such as woven fabrics, knitted fabrics, nonwoven fabrics, webs, slivers, tows, and the like.
  • Release cross-section hollow fiber may be made of any material that can be formed into a fibrous form.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • the melt viscosity of the melt-spun PET polymer is preferably 0.60 to 0.64, and is suitable for the in-out spinning barrel to maximize the cooling effect.
  • the thickness of the fiber can be variously applied to 4 to 15De, the fiber length may be 22 to 64mm.
  • the fiber 10 may be formed of a hollow portion 100, a shape maintaining portion 200, a volume control portion 300.
  • the hollow ratio of the hollow portion 100 is preferably about 15 to 30% in the total fiber area. If it exceeds the above range may be a problem in the fiber formability, if it is less than the above range may have a limit in expressing the heavy co-oil and various functionalities of the present invention.
  • the shape maintaining part 200 means a fibrous shape between the hollow part 100 and the volume control part 300.
  • the volume control part 300 may protrude in a direction opposite to the center of the fiber, and the distal end may have a round shape.
  • the uppermost portion of the volume control part 300 terminal may be defined as a peak 310, and the volume control part 300 may be defined as a valley 330.
  • the radius of curvature of the peak may be defined as R
  • the radius of curvature of the valley may be defined as r, and different and equal R and r values may be determined for each volume control unit (FIG. 2).
  • the maximum distance from the center point M to the peak 310 of the hollow part 100 is T1, and the value from the center point M to the peak 310 is the smallest value T2.
  • the center point M to the valley 330 A value having the largest distance may be defined as a value t2 having the smallest distance from the t1 center point M to the valley 330.
  • CTmax the circle formed by connecting the tangent of the volume control unit 300 having the next highest value between the center point M and the peak 310 based on T1
  • CTmin the circle formed by connecting the tangent of the volume controller 300 having the next lower order value
  • t2 may be defined as Ctmin by connecting a tangent of the volume control unit 300 having a distance from the center point M to the peak 310 having the next lowest value.
  • CTmax-R The difference between the center point (CTmaxM) and the center point (M) of CTmax
  • CTminM the difference between the center point (CTminM) and the center point (M) of CTmin
  • CtmaxM the difference between the center point (CTminM) and the center point (M) of CTmin
  • CtmaxM the difference value between the center point M
  • CtminM the difference value between the center point CtminM and the center point M of Ctmin
  • Z may be formed under the following conditions (1) and (2).
  • the fiber according to a preferred embodiment of the present invention may satisfy the following conditions CT max -R, CT min -R, Ct max -r, Ct min -r.
  • T1 largest distance from the center point M to the peak 310
  • T2 smallest distance from the center point M to the peak 310
  • CTmax A circle formed by connecting the tangent of the volume controller 300 having the next highest value whose distance from the center point M to the peak 310 based on T1 is the next highest value.
  • CTmin A circle formed by connecting the tangent of the volume control part 300 having a distance T2 from the center point M to the peak 310 with the next smaller value.
  • Ctmax A circle formed by connecting the tangent of the volume control part 300 having the next highest value from the center point M to the peak 310 based on t1.
  • Ctmin A circle formed by connecting the tangent of the volume control unit 300 whose t2 is the distance from the center point M to the peak 310 with the next smaller value.
  • CTmax-R The difference between the center point (CTmaxM) and the center point (M) of CTmax
  • CTmin-R The difference between the center point (CTminM) and the center point (M) of CTmin
  • Ctmax-r The difference between the center point (CtmaxM) and the center point (M) of Ctmax
  • Ctmin-r The difference between the center point (CtminM) and the center point (M) of Ctmin
  • the condition (3), (4) may be related to the formability of the fiber according to an embodiment of the present invention. Ideally, the value should be 1, but it is difficult to be 1 due to the rheological properties of the polymer.
  • the condition (3) may be related to the formation of the volume control part, but outside of the above range, the deviation of the volume control part may increase, and the variation of the r value may also increase, which may affect the carding properties or the bulkiness in the fiber assembly.
  • Condition (4) can be interpreted as fibrous morphology, which can affect the formability of the hollow part 100 and the shape retaining part 200. Outside the above range, the hollow formability and the shape maintenance of the fiber may be unstable.
  • the spinneret of the volume control part 300 may be formed in a radial shape to form the fiber cross section as shown in FIG. 7.
  • the angle ⁇ may be formed at 10 ° to 17 ° based on the center point M.
  • the cross-sectional shape of the release cross section hollow fiber used in the present invention may be formed of 4 to 12 volume control parts on the fiber surface.
  • the fiber according to an embodiment of the present invention may be made of polyester, which is a thermoplastic resin as a non-limiting example, and bulky and non-woven in the form of short fibers or nonwovens through spontaneous crimp expression due to the difference in crystallization rate in the cooling and solidifying processes. It can contribute to improving elasticity.
  • Fiber according to the present invention can be produced by molding the fiber aggregate containing only the fibers of the present invention or the binding material for forming the binding structure between the fibers in the form of nonwoven fabric through the needle punching process, heat bonding process or meltblowing process. have.
  • the fiber aggregate to which the release cross-section hollow fiber according to the present invention is applied is a binding material generally used for binding between fibers.
  • a short fiber a sheath-core type low melting point PET short fiber may be used in a heat bonding process. In the blowing process, three fine PP fibers may be used.
  • the material produced in the heat bonding process is composed of a composition comprising 60 to 90% by weight of the cross-section hollow fiber and 40 to 10% by weight of the binder, wherein the length of the release cross-section hollow fiber may be used having a 51 to 64mm , The thickness (fineness) of the fiber may be 4 to 8 denier.
  • the length of the release cross-section hollow fiber is less than 51 mm in the heat bonding process, the gap between the fibers is widened, it is difficult to form a matrix structure, it is difficult to form and produce a fiber assembly.
  • excessive porosity may result in deterioration of sound absorption and sound insulation performance.
  • the composition weight ratio of the release cross section hollow fiber and the binder is preferably 6: 4 to 9: 1.
  • the content of the release cross-section hollow fiber is less than 60% by weight, the surface area of the fiber is reduced so that various physical properties cannot be realized.
  • the bee since the content of the low melting PET used in the thermal bonding process is relatively high, the bee has a large void. It does not maintain the keyness and the fiber assembly becomes hard.
  • the content of the release cross-section hollow fiber exceeds 90% by weight, the content of the binder fiber, that is, the binding material is relatively less than 10%, and it is impossible to maintain sufficient binding force between the fibers, thereby forming the aggregate into an arbitrary shape. It becomes difficult to do.
  • the material produced in the melt blowing process is composed of 20 to 60% by weight of the release cross-section hollow fiber and 80 to 40% by weight of the three-fiber PP fiber, wherein the length of the release cross-section hollow fiber is 32 to 51mm It can be used, and the thickness (fineness) of the fiber can be used that is 4 to 8 denier. If the thickness exceeds 51 mm, the fibers may be entangled in the blowing process by air after opening to form a nonuniform web. Therefore, it is necessary to select a suitable fiber length in the 32 ⁇ 64mm fiber length depending on the post-process applied to the sound absorbing material and filler.
  • the nonwoven fabric manufactured by the thermal bonding process or the melt blowing process may secure the dead air layer 400 as a space between fibers in which the volume control part 300 of the release cross-section fiber is in contact with a neighboring fiber.
  • the dead air layer 400 may secure a wider dead air layer 400 as the space between the fibers is formed by contacting the peak 310 of the fiber and the neighboring peak 310 of the fiber.
  • the heat retention by the dead air layer is to use a large amount of air in the voids between the fibers.
  • the dead air secured by the dead air layer is supported by the fibers as air which is not moving and thus has low fluidity, and may have thermal insulation because it has a function of blocking heat without transferring heat.
  • the volume control part 300 is limited to a certain range so that the volume control part 300 between the fibers is not easy to insert into the valley 330 of the adjacent fiber, and can be easily separated even when inserted into the dead air layer 400. It can be advantageous to secure.
  • the circular structure has a higher density than the release structure, so that the arrangement between neighboring fibers is closer, and thus it is difficult to secure the dead air layer 400 widely.
  • the structure of the hollow fiber is to ensure the dead air layer 400 by having a hollow layer 100 for each fiber. Since air exists in the hollow layer 100, heat retention can be maintained using the thing with low thermal conductivity of air.
  • Nonwoven fabric comprising a hollow cross-section cross-sectional hollow fiber according to an embodiment of the present invention is relatively denser due to the cross-sectional cross-sectional structure and volume control element to secure more dead air layer 400 and at the same time dead air through the hollow layer Retention of the layer 400 can further enhance the thermal insulation.
  • KS K 0560 (2011 constant temperature method) can be used as a measuring method of thermal insulation.
  • the constant temperature method which is one of the methods of KS K 0560, is applied to a constant temperature heating element after the super load is applied to the test piece using a thermal insulation tester having suitable performance.
  • the heat loss to the outside air of low temperature becomes constant, and the heat loss through the test piece after 2 hours after the surface temperature of the heating element shows the constant value is calculated. This value and the same temperature difference in the absence of the test piece and the heat loss dissipated at the same time are determined and the insulation force is measured by the difference between these two values.
  • the thermal insulation rate can be calculated by the following equation based on KS K 0560.
  • Thermal insulation rate (%) (1- ⁇ 2 / ⁇ 1) ⁇ 100, where ⁇ 1 is the heat dissipation rate (cal / cm 2 / second or w / hour) when no heating element is present in the heating element, and ⁇ 2 is the test piece attached to the heating element. The amount of heat dissipation when
  • the present invention is also expressed as a sound absorbing material
  • the sound absorption refers to the work that the object absorbs sound.
  • a sound absorbing material many fiber materials are used. The energy of sound incident on the fiber material is partially reflected from the surface and partially transmitted, and the rest is absorbed in the material. Absorption of sound inside a material is energy lost due to friction or viscous resistance in the porous material or vibration of small fibers, membrane vibration in the case of a thin plate or cloth, or resonance in a narrow jar. Because it happens.
  • Sound absorption is a sound projected on one side of a material and not reflected when viewed only from that side.
  • the sound absorbed and transmitted through the material is seemingly absorbed by the material, so this is called sound absorption.
  • the ratio of energy of the unreflected sound with respect to is called sound absorption.
  • the sound absorption rate depends on the frequency of the sound, the angle of incidence, the thickness of the material, the installation method and the situation behind it. Sound absorbing materials with various sound absorption rates are used to improve the acoustic effect of the room or to reduce the noise level.
  • the sound has the characteristic that the sound is transmitted by the diffraction phenomenon as energy. Because of this property, sound may be propagated to the outside even in a space where a sound absorbing material is installed. Accordingly, the fiber according to the present invention further proposes a function capable of suppressing sound transmission as well as sound absorption by diffraction.
  • the volume control unit secures bulkiness due to physical interference in the fiber assembly and further secures space therebetween, thereby improving sound absorption through vibration of the fiber, securing relative thickness, and the like.
  • the volume control unit may have a specific surface area larger than that of a circular cross section, and thus, sound energy propagated through the diffraction phenomenon may be consumed while moving energy along the volume control unit according to the present invention, thereby reducing sound energy.
  • the fiber and the fiber assembly according to the present invention can further achieve the effect of soundproofing to sound insulation.
  • the fiber aggregate according to an embodiment of the present invention fine pores are generated in the aggregate due to the volume control element, so that the water transition characteristics due to the capillary phenomenon can be expressed.
  • the concept of water discharge it is important to remove the absolute amount of water retained by the aggregate from the aggregate, but it is also possible to express the function of moisture discharge by rapidly moving to other components in the aggregate.
  • the fiber assembly according to the present invention is used as a surface sheet for diapers or sanitary napkins, the moisture component generated in the human body can be quickly absorbed through capillary action and quickly moved to the absorbent layer formed on the back side thereof.
  • the generated water element is rapidly moved to improve the absorption rate, and the water can be quickly moved from the surface in contact with the skin surface to the absorbent layer to express comfort.
  • the cross-section hollow fiber according to the present invention may be manufactured by complex spinning.
  • the release cross-section hollow composite fiber may be made of any material that can be formed into a fibrous form.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Polypropylene (PP), nylon, PCT (Poly 1, 4-Cyclohexylenedimethylene Terephthalate) and the like may be used in combination. Can be.
  • Two kinds of polymers having different intrinsic viscosities may be defined as polymers having relatively high intrinsic viscosity as the first polymer 400 and polymers having relatively low intrinsic viscosity as the second polymer 410.
  • Release cross-section hollow composite fiber includes all intrinsic viscosity range that can be formed into a fibrous form.
  • the first polymer 400 has an intrinsic viscosity of 0.60 to 0.80
  • the second polymer 410 may have a polymer having an intrinsic viscosity of 0.50 to 0.64.
  • the fiber according to an embodiment of the present invention may be made of two kinds of polyesters having different intrinsic viscosities as a non-limiting example, and bulky and elasticity in the form of short fibers or nonwoven fabrics through the expression of spontaneous creep due to the difference in intrinsic viscosity. It can contribute to the improvement.
  • the shape of the spontaneous cream may be an omega form (that is, the shape is similar to the Greek letter ( ⁇ )), the upper portion may be formed in a round shape.
  • Omega form crimp is a spontaneous crimp form that is expressed in side by side composite fiber, and omega form crimp has better bulky and post-compression resilience than irregular crimp or artificially given zigzag form crimp. see.
  • the composite polymer is spun with a PET polymer having an intrinsic viscosity of 0.64 and an intrinsic viscosity of 0.55.
  • the cross section is closer to a circular shape, and thus it is not preferable to implement a release cross section, and also hollow formation is difficult.
  • the release cross-section hollow composite fiber is a cross-section hollow hollow consisting of polyethylene terephthalate (PET), PCT (Poly 1, 4-Cyclohexylenedimethylene Terephthalate), polypropylene (PP), nylon, etc. It may be a composite fiber, and the release cross-section hollow composite fiber is composed of polyethylene terephthalate (PET) of two components having different viscosities and at least one from the group consisting of polycarboxylic acid, polyol and polyoxycarboxylic acid in the fiber
  • PET polyethylene terephthalate
  • the cross-sectional hollow composite fiber may be characterized in that the selected multifunctional group is 10 to 10,000ppm.
  • Composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention may be further expressed spontaneous crimped together with the hollow fiber of one of the embodiments, the crimp may be in the form of omega and the top may be formed in a round shape.
  • the radius of curvature of the crimp may be defined as R 'and may vary depending on the fineness of the fiber being spun, but may basically satisfy the following condition (5).
  • R ' is the radius of curvature of the crimp arc.
  • Fibers with 4, 6 and 12 volume control sections were made using a polyester with an intrinsic viscosity of 0.64. After spinning at a spinning temperature of 285 ° C. at a spinning speed of 1,000 m / min and stretching at a drawing ratio of 3.8, a crimp was applied through a crimper to prepare a fiber having a short fiber fineness of 6De and a fiber length of 64 mm.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, a circular hollow cross-section fiber, a circular hollow cross-sectional fiber, a polyester hollow composite cross-section spun at 0.64 and 0.50 ultimate viscosity was prepared.
  • Fibers having four, six, and twelve volume control members were made using a polyester having an intrinsic viscosity of 0.64. After spinning at a spinning temperature of 285 °C at a spinning speed of 1,000m / min and stretching at a drawing ratio of 3.8, crimping was given through a crimper to produce fibers of 5.2De and 125 / 24De / fil. Each of these fibers was used to prepare warp knits.
  • fibers of six volume control members were prepared. After spinning at a spinning temperature of 285 ° C. at a spinning speed of 1,000 m / min and stretching at a drawing ratio of 3.8, a crimp was applied through a crimper to prepare a fiber having a short fiber fineness of 6De and a fiber length of 64 mm. This fiber was opened and manufactured in a web state.
  • fibers of six volume control members were prepared. After spinning at a spinning temperature of 285 ° C. at a spinning speed of 1,000 m / min and stretching at a drawing ratio of 3.8, a crimp was applied through a crimper to prepare a fiber having a short fiber fineness of 6De and a fiber length of 64 mm. Using this fiber, a non-woven fabric was prepared by needle punching by mixing polyester low melting point to 25% by weight. This nonwoven fabric was 840 * 840 (mm * mm) and weighed about 330g.
  • fibers of six volume control members were prepared. After spinning at a spinning temperature of 285 ° C. at a spinning speed of 1,000 m / min and stretching at a drawing ratio of 3.8, a crimp was applied through a crimper to prepare a fiber having a short fiber fineness of 6De and a fiber length of 64 mm. Using this fiber, a non-woven fabric was prepared by needle punching by mixing polyester low melting point to 25% by weight. This nonwoven fabric was 840 * 840 (mm * mm) and weighed about 380g.
  • fibers of six volume control members were prepared. After spinning at a spinning temperature of 285 ° C. at a spinning speed of 1,000 m / min and stretching at a drawing ratio of 3.8, a crimp was applied through a crimper to prepare a fiber having a short fiber fineness of 6De and a fiber length of 64 mm. Using this fiber, a non-woven fabric was prepared by needle punching by mixing polyester low melting point to 25% by weight. This nonwoven fabric was 840 * 840 (mm * mm) and weighed about 440g.
  • fibers of six volume control members were prepared. After spinning at a spinning temperature of 285 ° C. at a spinning speed of 1,000 m / min, stretching was performed at a drawing ratio of 3.8, and then crimped through a crimp to prepare fibers having a short fiber fineness of 6De and a fiber length of 64 mm.
  • a nonwoven fabric was prepared by mixing 55% by weight of polypropylene melt blown yarn. This nonwoven fabric was 840 * 840 (mm * mm) and weighed about 240g and was about 20mm thick.
  • fibers of six volume control members were prepared. After spinning at a spinning speed of 285 ° C. at a spinning speed of 1,000 m / min, stretching was performed at a drawing ratio of 3.8, and then crimped through a crimper to produce fibers having a short fiber fineness of 4De and 6De and a fiber length of 51 mm, respectively.
  • Example 12 Using the fiber of Example 12, a non-woven fabric was prepared by needle punching by mixing the polyester-based low melting point yarn to 25% by weight. This nonwoven was 840 * 840 (mm * mm) and weighed about 400g and 700g, respectively.
  • Example 13 Using the fiber of Example 13, a non-woven fabric was prepared by needle punching by mixing the polyester-based low melting point yarn to 25% by weight. This nonwoven was 840 * 840 (mm * mm) and weighed about 400g and 700g, respectively.
  • Example 7 Same as Example 4, except for circular cross-section fiber (Comparative Example 4), circular hollow fiber (Comparative Example 5), A mold release cross section fiber (Comparative Example 7) was prepared. At this time, the short fiber fineness was 2.5De, and 125 / 24De / fil. Fiber was prepared, and each of the fibers was used to prepare a warp knitted fabric.
  • Example 7 In the same manner as in Example 7, a circular hollow cross-section fiber, a circular hollow fiber, a polyester hollow spun yarn with a composite ultimate viscosity of 0.64 and 0.50 was prepared. At this time, a short fiber fineness of 6De and a fiber length of about 64mm was prepared and then opened using each of these fibers to prepare a web state.
  • a mold release eight-leaf cross section fiber was prepared. At this time, the short fiber fineness was 6De, and a fiber having a fiber length of 64 mm was prepared. Using this fiber, a non-woven fabric was prepared by needle punching by mixing polyester low melting point to 25% by weight. This nonwoven fabric was 840 * 840 (mm * mm) and weighed about 330g.
  • a mold release eight-leaf cross section fiber was prepared. At this time, the short fiber fineness was 6De, and a fiber having a fiber length of 64 mm was prepared. Using this fiber, a non-woven fabric was prepared by needle punching by mixing polyester low melting point to 25% by weight. This nonwoven fabric was 840 * 840 (mm * mm) and weighed about 380g.
  • a mold release eight-leaf cross section fiber was prepared. At this time, the short fiber fineness was 6De, and a fiber having a fiber length of 64 mm was prepared. Using this fiber, a non-woven fabric was prepared by needle punching by mixing polyester low melting point to 25% by weight. This nonwoven fabric was 840 * 840 (mm * mm) and weighed about 440g.
  • hollow section fibers were spun at a spinning speed of 285 ° C. at a spinning speed of 1,000 m / min, followed by stretching at a draw ratio of 3.8, and then crimped through a crimper to give a single fiber fineness of 6De.
  • a fiber 64 mm long was produced.
  • a nonwoven fabric was prepared by mixing 55% by weight of polypropylene melt blown yarn. This nonwoven fabric was 840 * 840 (mm * mm) and weighed about 240g and was about 20mm thick.
  • Circular cross-section fibers 4De, hollow composite short fibers 6De were prepared under the same conditions as in Examples 12 and 13.
  • a non-woven fabric was prepared by needle punching by mixing the polyester-based low melting point yarn to 25% by weight. This nonwoven was 840 * 840 (mm * mm) and weighed about 400g and 700g, respectively.
  • the hollow ratio of the fiber was calculated as the ratio of the area of the hollow to the total area of the fiber, and in the case of the hollow fiber with the volume control, the area of the hollow to the area of the inner circle touched by the pinion was measured.
  • Measurement was carried out using equipment according to ISO 354 (KS F 2805: Measurement of sound absorption in reverberation chamber).
  • the specimen size was 1.0m x 1.2m
  • the reverberation time was attenuated by 20dB compared to the initial town pressure
  • the sound source used a 1/3 Octave band sound source.
  • the frequency range was measured for sound absorption in the range of 0.4 ⁇ 10kHz.
  • the weight (Ms) before the impregnation of the sealed sample bag is measured.
  • the fiber according to the present invention was tested to have excellent bulkiness due to the interference effect of the volume control part, and the fibers according to the present invention in the fiber assembly have the volume of the adjacent fiber as shown in FIG.
  • the bulkiness was improved while securing the space while interfering with the control unit.
  • Example 9 (Hz) Comparative Example 12 (Hz) Comparative Example 13 (Hz) 0.4k 0.16 0.18 0.15 0.5k 0.21 0.23 0.21 0.63k 0.22 0.22 0.21 0.8k 0.24 0.21 0.21 1k 0.24 0.20 0.20 1.25k 0.23 0.19 0.19 1.6k 0.29 0.24 0.24 2k 0.36 0.31 0.30 2.5k 0.43 0.37 0.37 3.15k 0.42 0.37 0.37 4k 0.41 0.36 0.36 5k 0.47 0.43 0.44 6.3k 0.54 0.50 0.51 8k 0.59 0.56 0.53 10k 0.71 0.61 0.52
  • Example 10 (Hz) Comparative Example 14 (Hz) Comparative Example 15 (Hz) 0.4k 0.11 0.15 0.18 0.5k 0.21 0.20 0.22 0.63k 0.23 0.21 0.21 0.8k 0.25 0.22 0.22 1k 0.25 0.22 0.20 1.25k 0.24 0.21 0.19 1.6k 0.30 0.26 0.24 2k 0.38 0.33 0.32 2.5k 0.45 0.39 0.40 3.15k 0.45 0.39 0.39 4k 0.44 0.37 0.37 5k 0.52 0.43 0.45 6.3k 0.62 0.51 0.53 8k 0.66 0.55 0.58 10k 0.69 0.60 0.65
  • Example 11 Comparative Example 16 (Hz) 0.4k 0.25 0.20 0.5k 0.46 0.38 0.63k 0.58 0.46 0.8k 0.72 0.58 1k 0.94 0.77 1.25k 1.12 0.93 1.6k 1.14 0.99 2k 1.03 0.96 2.5k 1.02 0.99 3.15k 0.98 0.96 4k 0.89 0.87 5k 0.92 0.86 6.3k 0.93 0.84 8k 0.94 0.80 10k 0.95 0.74
  • Example 15 Comparative Example 19
  • Example 16 Comparative Example 20 400 0.17 0.14 0.17 0.17 0.19 0.19 500 0.18 0.14 0.13 0.19 0.2 0.19 630 0.15 0.11 0.09 0.18 0.19 0.17 800 0.17 0.13 0.11 0.23 0.23 0.21 1K 0.23 0.19 0.17 0.3 0.3 0.27 1.25K 0.32 0.25 0.22 0.4 0.38 0.36 1.6K 0.42 0.3 0.28 0.52 0.48 0.46 2K 0.47 0.34 0.3 0.6 0.54 0.53 2.5K 0.51 0.37 0.34 0.64 0.61 0.57 3.15K 0.52 0.38 0.37 0.64 0.59 0.56 4K 0.55 0.41 0.42 0.65 0.59 0.57 5K 0.55 0.49 0.44 0.67 0.62 0.58 6.3K 0.59 0.5 0.48 0.68 0.65 0.61 8K 0.65 0.56 0.56 0.68 0.65 0.64 10K 0.54 0.5 0.44 0.48 0.47 0.48
  • Tables 2 to 8 compare the defect rates of the embodiments and the comparative examples of the fiber assembly made of the fiber according to the present invention. As a result, the fiber assemblies according to the present invention showed excellent sound absorption.
  • the fiber according to the present invention was tested to have excellent water discharge characteristics (low moisture absorption) due to the interference effect of the volume control unit, and the fibers according to the present invention in the fiber assembly are shown in FIG. 8. As shown in Fig. 3, the volume control part interferes with the volume control part of the adjacent fiber while securing a space.
  • a polyester having an intrinsic viscosity of 0.64 and an intrinsic viscosity of 0.50 was made of fiber through spinnerets having six volume control portions. After spinning at a spinning temperature of 285 ° C. at a spinning speed of 1,000 m / min and stretching at a drawing ratio of 3.8, a crimp was applied through a crimper to prepare a fiber having a short fiber fineness of 6De and a fiber length of 64 mm.
  • a polyester having an intrinsic viscosity of 0.64 and an intrinsic viscosity of 0.55 was prepared under the same conditions as in Example 18, wherein the fiber through the spinneret having six volume control parts was formed.
  • Fibers having spinnerets having six volume control portions of polyester having an intrinsic viscosity of 0.64 and an intrinsic viscosity of 0.60 containing 900 ppm of multifunctional groups were prepared under the same conditions as in Example 18.
  • a polyester having an intrinsic viscosity of 0.64 was made from a spinneret with six volume control sections. After spinning at a spinning speed of 285 ° C. at a spinning speed of 1,000 m / min and stretching at a drawing ratio of 3.8, a crimp was applied through a crimper to prepare a fiber having a short fiber fineness of 7De and a fiber length of 64 mm.
  • Circular hollow cross-section fibers such as polyester having an intrinsic viscosity of 0.64 and an intrinsic viscosity of 0.60, containing 900 ppm of polyfunctional groups, were prepared.
  • Example Comparative example 18 19 20 21 22 23 24 25 Spinneret 6 volume control units 6 volume control Hollow circle High / low PET intrinsic viscosity 0.64 / 0.50 0.64 / 0.55 0.64 + multifunctional /0.60 0.64 0.64 / 0.46 0.64 / 0.50 0.64 / 0.55 0.64 + multifunctional /0.60 Hollowness 11 17 25 21 5 12 18 24 Crimp mode omega omega omega zigzag omega omega omega omega Bulky Early 512 853 980 390 310 433 724 930 compression 9125 12530 13100 11900 7850 8640 10200 11500 recovery 4531 5310 5932 4900 3320 4074 4810 5530
  • the average initial bulkiness of the release cross-section hollow composite fibers prepared in Examples 18 to 20 is about 781.6
  • the average initial bulkiness of the circular cross-section hollow composite fibers prepared in Comparative Examples 22 to 25 is about 366.8.
  • the fiber according to the present invention was found to form an omega ( ⁇ ) crimp.
  • the average initial bulkiness of Examples 18 to 20 having an omega crimp was about 781.6
  • Comparative Example 1 having a zigzag crimp was found to have an initial bulkiness of 310. That is, in order to have high bulkiness, it may be considered to have an omega-type crimp.
  • gsm The number of grams per square meter.
  • 100 gsm is 100 g per square meter. As the gsm value increases, the number of grams increases, the weight increases, and the thickness becomes thicker. Since the thickness of the nonwoven fabric per unit area becomes thicker, the total sum of dead air layers between fibers is also widened, thereby maximizing thermal insulation.

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Abstract

본 발명은 이형단면 중공섬유에 있어서, 상기 섬유는 중공부, 형태유지부, 부피제어부로 이루어지되, 상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며, 말단부는 라운드 형상으로 이루어진 이형단면 중공섬유를 제공한다.

Description

이형단면 중공섬유 및 이를 이용한 섬유 집합체
본 발명은 이형단면 중공섬유 및 이를 이용한 섬유 집합체에 관한 것으로 보다 상세하게는 부피제어요소가 형성된 이형단면 중공섬유 및 이를 이용한 섬유 집합체에 관한 것이다.
일반적으로 보온성 등 기능성을 요구하는 섬유집합체에 사용되는 합섬섬유는 대부분 중공단면 구조를 가지고 있으며 대표적인 다음과 같은 방법에 의해 제조되고 있다.
단독 폴리머를 사용한 중공단면 구조의 섬유를 이용하는 것이다. 중공구조로 인해 데드에어의 증가로 단열성이 증가하며 냉각 및 배향결정화 공정에서 단면내 배향성 차를 중공구조에서 극대화 할 수 있기 때문에 자발 크림프가 발현되고 이로 인해 볼륨감이 있는 제품을 제조할 수 있다. 이 방식은 냉각효과를 극대화하기 위해 생산성이 떨어지고, 크림프 발현에 한계가 있는 단점이 있다.
또 다른 방법은 2종의 폴리머 수축차를 이용한 중공단면 구조의 섬유를 이용하는 것이다. 단독 폴리머에 비해 일반적으로 중공율은 작지만 2종의 폴리머 수축차에 의해 크림프 발현성이 우수하여 볼륨감 및 탄력성이 지속되는 장점이 있다. 이 방식 또한 수축차에 의한 크림프 발현을 위해서 점도가 낮은 제품을 사용하기 때문에 중공율 향상에 제약이 있을 뿐만 아니라 복합방사에서만 가능하다는 단점이 있다.
이러한 기술들 중 대한민국 특허발명 제1387465호에서는 이형단면의 다분할 방사노즐에 중공사 내측에 적어도 3개 이상의 중공들이 형성되고, 섬유 외측이 내측의 중공이 분할된 수와 동일한 수로 분할되어 외측슬릿이 형성되어 이형단면이 형성될 수 있도록 설계되며, 상기 이형단면의 다분할방사노즐을 통해 얻어진 이형단면의 다분할 중공사는 높은 중공율에도 외력에 의해 중공단면이 쉽게 찌그러지거나 변형되지 않으므로, 경량화와 볼륨감은 유지되면서, 중공사 고유물성뿐만 아니라, 이형단면 형상과 이형단면에 표면요철을 부가하여 흡한속건성을 극대화함으로써, 이형단면의 다분할 중공사의 경량성, 보온성 및 흡한속건성을 이용할 수 있는 섬유가 개시되었다.
본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 기술은 다분할 중공사를 형성할 수 있기는 하나 도 9에서 보듯 외측슬릿(22)의 돌출된 형태가 섬유집합체에서 다른 섬유간을 이격시키는 역할을 하기 보다는 섬유간 외측슬릿의 간섭에 의해 집합체 내에서 섬유의 이동을 저해시켜 균제도에 불균일성을 야기하기도 하며, 오히려 섬유간 밀착성을 유발하여 집합체 내의 섬유간 공간 형성을 저해시켜 중공부가 형성한 벌키성이나 보온성을 저해하는 요소로서 작용함을 알게 되었다.
또 섬유집합체의 보온성, 벌키성 등을 향상시키기 위해 대한민국 공개특허 제2011-0069474호에서는 원료를 기준으로, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 우레탄, 레이온류 및 아세테이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 단섬유(Staple Fiber)로 이루어진 직경 4 내지 15 ㎛의 극세 섬유 60 내지 98 중량%, 직경 15 내지 40 ㎛의 중공섬유, 이형단면섬유, 시스/코어(Sheath/core)형 섬유, 콘쥬게이트(Conjugate) 소재 섬유 또는 이들의 혼합 섬유 1 내지 30 중량%, 및 저융점 섬유 1 내지 12 중량%를 포함하고, 저융점 섬유는 히팅에 의해 녹아서 극세 섬유 및 중공섬유, 이형단면섬유, 시스/코어형 섬유, 콘쥬게이트 소재섬유 또는 이들의 혼합 섬유를 결합시키며, 소면기법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 고보온성 부직포가 개시되었다.
상기 기술은 일부 중공섬유를 사용하여 경량성 및 보온성을 추구하고 저융점 섬유의 융착에 의해 형태안정성을 기하고자 하는 통상의 요소기술은 있으나 극세섬유의 함량이 지나치게 높아 섬유간 공간에 의한 벌키성 등을 확보할 수 없는 단점이 있다.
이에 중공부의 형태유지성을 확보하여 데드에어를 확보하면서 섬유집합체에서 섬유간 공간도 유지할 수 있고 더불어 자발 크림프도 형성할 수 있어 탄력성이나 쿠션성, 흡음성 등 복합기능성 섬유 및 섬유집합체가 간절히 요청되었다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명의 목적은 중공부의 형태성이 안정적으로 확보되면서 섬유집합체에서 부피를 제어하기 위한 요소가 확보되어 섬유간 공간 확보를 통해 다양한 기능을 발현할 수 있는 섬유를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 부피제어요소를 다양하게 제어하여 형성된 섬유를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 자발 크림프 발현을 통해 다양한 기능을 발현할 수 있는 섬유를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 벌키성, 보온성이 확보되면 탄력성 및/또는 흡음성 및/또는 수분배출특성이 우수한 섬유집합체를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 소리에너지를 소모시킬 수 있는 섬유집합체를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이형단면 중공섬유에 있어서,상기 섬유는 중공부, 형태유지부, 부피제어부로 이루어지되, 상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며, 말단부는 라운드 형상으로 이루어진 이형단면 중공섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 부피제어부 말단부의 최상부를 피크로, 부피제어부 사이를 밸리로 정의할 때 하기 조건을 만족하는 이형단면 중공섬유를 제공한다.
(1) -3 ≤ Z ≤ 4
(2) 0.9 ≤
Figure PCTKR2015008263-appb-I000001
≤ 1.8
여기서,
Z : R - r
N : 부피제어부의 개수
또한 본 발명은 하기 조건을 만족하는 이형단면 중공섬유를 제공한다.
(3) (CTmax - R)/(CTmin - R) ≥ 0.80
(4) (Ctmax - r)/(Ctmin - r) ≥ 0.30
여기서,
T1 : 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 가장 큰 값
T2 : 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 가장 작은 값
t1 : 중심점(M)으로부터 밸리 330까지의 거리가 가장 큰 값
t2 : 중심점(M)으로부터 밸리 330까지의 거리가 가장 작은 값
CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
또한 본 발명은 상기 부피제어부를 형성하기 위하여 형상이 방사상 전개된 방사구금을 통하여 제조되는 이형단면 중공섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 방사상 전개되는 각도가 중심점(M)을 기준으로 각(θ) 10 내지 17°로 이루어진 이형단면 중공섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 부피제어부가 4 내지 12개가 형성된 이형단면 중공섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 중공부가 섬유 단면 면적에서 15 내지 30%로 형성된 이형단면 중공섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 극한점도 0.64의 폴리에스테르를 사용하여 부피제어부가 4개 또는 6개 또는 12개인 중공섬유를 제조하되, 방사온도 285℃에서 방사속도를 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 이형단면 중공섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 섬유를 포함하는 섬유 집합체를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 섬유 집합체가 열접착 공정으로 제조되는 경우, 섬유 집합체는 이형단면 중공섬유 60 내지 90 중량%와 결속재 40 내지 10 중량%를 포함하며, 상기 이형단면 중공섬유의 길이는 51 내지 64 mm이며 섬유의 굵기 4 내지 8데니어인 섬유 집합체를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 섬유 집합체가 멜트블로잉 공정으로 제조되는 경우 섬유 집합체는 이형단면 중공섬유 20 내지 60 중량%와 세섬의 PP 섬유가 80 내지 40 중량%를 포함하며, 상기 이형단면 중공섬유의 길이는 32 내지 51mm이며 섬유의 굵기는 4 내지 8데니어인 섬유 집합체를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 이형단면 중공섬유가 집합체 내에서 인접한 섬유 간 이격될 수 있도록 하여 집합체의 벌키성과 흡음성을 부여하는 동시에 소리에너지의 회절현상을 감소시키는 이형단면 섬유를 포함하는 섬유집합체를 제공한다.
또한 본 발명은 이형단면 중공섬유를 포함하는 위생재용 부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 부직포내 이형단면 중공섬유가 40중량% 이상을 포함하는 위생재용 부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 섬유가 복합섬유로서 고유점도가 다른 2종의 고분자로 이루어지고, 상기 복합방사된 섬유가 오메가(Ω)형 자발크림프가 형성된 이형단면 중공섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 섬유가 사이드 바이 사이드 중공구조인 이형단면 중공섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 섬유가, 점도가 다른 이성분의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), PCT(Poly 1, 4-Cyclohexylenedimethylene Terephthalate), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 나일론 등으로 이루어진 이형단면 중공섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 섬유가, 점도가 다른 이성분의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)로 구성되어 섬유내 폴리카르본산, 폴리올 및 폴리옥시카르본산으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 다관능기를 10∼10,000ppm인 이형단면 중공섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 크림프가 하기 조건(5)를 만족하는 이형단면 중공섬유를 제공한다.
(5) 2.5mm ≤ R' ≤ 4.5mm
여기서, R' : 크림프 원호상의 곡률반경
또한 본 발명은 상기 이형단면 중공섬유를 포함하는 보온용 부직포를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 의한 이형단면 중공섬유는 중공율이 비교적 높으면서 형태가 안정된 섬유를 제공할 수 있다.
또 본 발명은 부피제어부의 간섭효과로 섬유 집합체에서 벌키성이 확보되는 장점이 있으며, 이로 인해 데드에어를 보다 많이 확보할 수 있어 높은 보온성 및 단열성을 나타낼 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 중공부와 더불어 자발크림프 구조에 의해 벌키성 및 탄력성과 함께 경량성 및 보온성과 더불어 수분배출특성, 내부 흡음, 방음 인자로 인해 우수한 흡음성 등을 갖는 복합기능성을 발현하는 특징이 있다.
또한 본 발명에 의한 이형단면 중공섬유를 포함하는 섬유집합체는 부피제어부의 간섭효과로 섬유 집합체에서 벌키성이 확보되는 장점이 있으며, 이로 인해 데드에어를 보다 많이 확보할 수 있어 높은 단열성을 나타낼 수 있는 장점이 있다.
도 1 내지 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유 단면 개념도.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 부피제어부에 대응되는 방사구금의 개념도.
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유 집합체의 단면 개념도.
도 9는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 크림프 발현 개념도.
도 10은 종래기술에 의한 방사구금의 개념도.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 명세서에서 섬유집합체라 함은 장섬유, 단섬유를 모두 포함하는 것으로 비제한적인 예로서, 직물, 편물, 원단, 부직포, 웹, 슬라이버, 토우 등 1 이상의 섬유가 집합되어 있는 것을 의미한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 이형단면 중공섬유는 섬유상으로 형성될 수 있는 모든 소재로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 나일론 등이 사용될 수 있다. 상기 용융 방사되는 PET 폴리머의 용유점도는 0.60 내지 0.64가 바람직하며, 냉각 효과를 극대화 시킬 수 있는 In-out 형태의 방사통이 적합하다. 섬유의 굵기는 4 내지 15De로 다양하게 적용될 수 있으며, 섬유장은 22 내지 64mm일 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 이형단면 중공섬유의 개념도로서 상기 섬유 10는 중공부 100, 형태유지부 200, 부피제어부 300로 형성될 수 있다. 상기 중공부 100의 중공율은 섬유 전체 면적에서 약 15 내지 30%임이 바람직하다. 상기 범위를 초과하는 경우 섬유형성성에 문제가 될 수 있고, 상기 범위 미만인 경우 중공유지성과 본 발명의 다양한 기능성을 발현하는데 한계를 가질 수 있다. 상기 형태유지부 200은 중공부 100에서부터 부피제어부 300 사이의 섬유상을 의미한다.
상기 부피제어부 300은 섬유 중심 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며 말단부는 라운드 형상으로 이루어질 수 있다. 이 때 부피제어부 300 말단부의 최상부를 피크 310로, 각 부피제어부 300 사이를 밸리 330로 정의할 수 있다. 이 때 피크의 곡률반경을 R, 밸리의 곡률반경을 r로 정의할 수 있으며, 각 부피제어부마다 서로 다르거나 같은 R과 r 값이 결정될 수 있다.(도 2)
또 중공부 100의 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 가장 큰 값을 T1, 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 가장 작은 값을 T2라 하고, 중심점(M)으로부터 밸리 330까지의 거리가 가장 큰 값을 t1 중심점(M)으로부터 밸리 330까지의 거리가 가장 작은 값을 t2으로 정의할 수 있다. 한편 T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원을 CTmax라 하고, T2를 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원을 CTmin라 하고, t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원을 Ctmax라 하고, t2를 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원을 Ctmin라 규정할 수 있다.
한편 CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값을 CTmax-R라 하고, CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값을 CTmin-R라 하고, Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값을 Ctmax-r라 하고, Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값을 Ctmin-r라 규정할 때, 본 발명에 의한 섬유는 하기 조건을 만족할 수 있다.(도 3 내지 6)
피크의 곡률반경(R)과 밸리의 곡률반경(r)의 편차를 Z로 규정할 때 상기 Z는 하기 조건(1), (2)로 이루어질 수 있다.
(1) -3 ≤ Z ≤ 4
(2) 0.9 ≤
Figure PCTKR2015008263-appb-I000002
≤ 1.8
여기서,
Z : R - r
N : 부피제어부의 개수
섬유단면 형태분석을 통한 본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 범위 외에서 일 섬유의 부피제어부가 인접한 다른 섬유의 부피제어부 사이의 밸리에 삽입되어 마치 기어가 맞물려 있는 것과 같은 구조적 특성을 나타내었고, 삽입된 후 유동 등에 의해 이탈되지 못해 섬유 집합체의 균제도에 나쁜 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 상기 범위 내에서 섬유들간 부피제어부가 서로 간섭을 하여 벌키성이 유지되고 부피제어부가 인접한 섬유의 밸리에 삽입되더라도 유동 등에 의해 용이하게 이탈될 수 있어 섬유 집합체에서 균제도를 향상시키는 요소가 될 수 있다.
또한 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유는 CTmax-R, CTmin-R, Ctmax-r, Ctmin-r이 다음 조건을 만족할 수 있다.
(3) (CTmax - R)/(CTmin - R) ≥ 0.80
(4) (Ctmax - r)/(Ctmin - r) ≥ 0.30
여기서,
T1 : 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 가장 큰 값
T2 : 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 가장 작은 값
t1 : 중심점(M)으로부터 밸리 330까지의 거리가 가장 큰 값
t2 : 중심점(M)으로부터 밸리 330까지의 거리가 가장 작은 값
CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
상기 조건 (3), (4)는 본 발명의 일실시예에 의한 섬유의 형성성에 관한 것일 수 있다. 이상적으로 상기 값은 1이 되어야 하나, 고분자의 레올로지적 특성에 의해 1이 되기 어렵다. 조건 (3)은 부피제어부 형성에 관한 것일 수 있는데 상기 범위 외에서는 부피제어부의 편차가 커지고 r 값의 편차도 커질 수 있어 공정상 카딩성이나 섬유 집합체에서 벌키성에 영향을 미칠 수 있다. 조건 (4)는 섬유형태성으로 해석될 수 있는데 중공부 100과 형태유지부 200의 형성성에 영향을 줄 수 있다. 상기 범위 외에서는 중공형성성과 섬유의 형태유지가 불안정할 수 있다.
한편 상기와 같은 섬유단면을 형성하기 위해 상기 부피제어부 300의 방사구금은 도 7에 도시된 바와 같이 방사상 형태로 이루어질 수 있다. 이 때 중심점(M)을 기준으로 각(θ) 10 내지 17°로 형성될 수 있다. 본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 범위내에서 중공성도 유지되면서 이형단면의 부피제어요소로서 상기 부재 300이 기능을 발현하기 위한 위 조건들을 만족할 수 있는 섬유 단면 형상이 구현되었다.
본 발명에서 사용되는 이형단면 중공섬유의 단면 형상은 섬유 표면에 부피제어부가 4 내지 12개로 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 의한 섬유는 비제한적인 예로서 열가소성 수지인 폴리에스테르로 이루어질 수 있고, 냉각 및 고화 공정에서 결정화 속도차로 인한 자발크림프 발현을 통해 단섬유 상태나 부직포 형태에서 벌키성 및 탄력성을 향상시키는데 기여할 수 있다.
본 발명에 의한 섬유는 본 발명에 의한 섬유만으로 또는 섬유간의 결속 구조를 형성하기 위한 결속재가 포함된 섬유 집합체를 니들 펀칭 공정, 열 접착 공정 또는 멜트블로링 공정을 통해 부직포 형태로 성형하여 제조할 수 있다.
본 발명에 의한 이형단면 중공섬유를 적용한 섬유 집합체는 섬유간의 결속을 위해 일반적으로 사용되는 결속재로 단섬유 형태로는 열접착 공정에서는 시스-코어형태의 저융점 PET 단섬유가 사용될 수 있고, 멜트 블로잉 공정에서는 세섬의 PP섬유가 사용될 수 있다.
열접착 공정에서 제조되는 소재는 이형단면 중공섬유 60 내지 90 중량%와 결속재 40 내지 10 중량%를 포함하는 조성으로 구성되며, 여기서 이형단면 중공섬유의 길이는 51 내지 64mm를 가지는 것이 사용될 수 있고, 섬유의 굵기(섬도)는 4 내지 8데니어일 수 있다. 열접착 공정에서 이형단면 중공섬유의 길이가 51㎜ 미만이 되면 섬유 간의 간극이 넓어져서 매트릭스 구조를 형성하기가 힘들고, 섬유 집합체로의 형성 및 생산이 힘들게 된다. 또한 과도한 공극률로 인하여 흡음 및 차음 성능이 저하되는 결과를 초래할 수 있다.
이형단면 중공섬유와 결속재의 조성 중량비는 6:4 내지 9:1 바람직하다. 여기서 이형단면 중공섬유의 함량이 60 중량% 미만인 경우에는 섬유의 표면적이 축소되어 제반 물성을 구현할 수 없으며, 특히 열접착 공정에 사용되는 저융점 PET의 함량이 상대적으로 함량이 높아지기 때문에 공극이 큰 벌키성을 유지하지 못하고 섬유 집합체가 단단해지게 된다. 반면 이형단면 중공섬유의 함량이 90 중량%를 초과하게 되면 상대적으로 바인더 섬유, 즉 결속재의 함량이 10% 미만이 되어, 섬유 간의 충분한 결속력을 유지하지 못하게 되며, 이로 인해 집합체를 임의의 모양으로 성형하기가 어렵게 된다.
멜트 블로잉 공정에서 제조되는 소재는 이형단면 중공섬유 20 내지 60 중량%와 세섬의 PP 섬유가 80 내지 40 중량%를 포함하는 조성으로 구성되며, 여기서 이형단면 중공섬유의 길이는 32 내지 51mm를 가지는 것이 사용될 수 있고, 섬유의 굵기(섬도)는 4 내지 8데니어인 것이 사용될 수 있다. 51mm를 초과하는 경우에는 개섬후 공기에 의해 블로잉공정에서 섬유간 엉킴 발생으로 불균일한 웹을 형성하게 된다. 따라서 흡음재 및 충전재에 적용되는 후공정에 따라 32 ~ 64㎜ 섬유장 범위에서 적합한 섬유장 선택이 필요하다.
상기 열접착 공정 또는 멜트 블로잉 공정에 의해 제조된 부직포는 상기 이형단면 섬유의 부피제어부(300)가 이웃한 섬유와 접하여 만들어지는 섬유 간 공간으로 데드에어층(400)을 확보할 수 있다. 상기 데드에어층(400)은 섬유의 피크(310)와 이웃한 섬유의 피크(310)가 접하여 섬유 간 공간이 형성될 수록 더 넓은 데드에어층(400)을 확보할 수 있다.
상기 데드에어층에 의한 보온성은 섬유사이의 공극에 대량의 공기를 간직하는 것을 이용하는 것이다. 상기 데드에어층에 의해 확보된 데드에어는 움직이지 않는 공기로서 섬유에 의해 지지되어 유동성이 적으며, 열을 전하지 않고 열을 차단하는 기능을 가지기 때문에 보온성을 가질 수 있다.
상기 부피제어부(300)는 일정범위로 제한됨으로써 섬유들간 부피제어부(300)가 인접한 섬유의 밸리(330)에 삽입이 용이하지 않도록 하였고, 삽입되더라도 용이하게 이탈될 수 있어 데드에어층(400)의 확보에 유리할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 이형단면 중공섬유를 포함하는 보온용 부직포의 보온성은 비교예에 의한 원형단면섬유 또는 원형단면 중공섬유를 포함하는 보온용 부직포에 대비하여 더 많은 데드에어층(400)을 확보함으로써 보온성을 향상시킨다.
원형의 구조는 이형구조에 비하여 밀집도가 우수하여 이웃한 섬유 간 배치가 더 가까워져 데드에어층(400)을 넓게 확보하기가 어렵다.
또한, 중공섬유의 구조는 섬유마다 중공층(100)을 가짐으로써 데드에어층(400)을 더욱 확보하게 된다. 중공층(100)에 공기가 존재함으로써 공기의 열전도율이 낮은 것을 이용해 보온성을 유지할 수가 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 이형단면 중공섬유를 포함하는 부직포는 이형단면구조 및 부피제어요소에 의하여 상대적으로 밀집도가 떨어져 더 많은 데드에어층(400)을 확보함과 동시에 중공층을 통한 데드에어층(400)의 보유로 보온성을 더욱 향상시킬 수 있다.
보온성의 측정방법은 KS K 0560 (2011 항온법)을 이용할 수 있다.
상기 KS K 0560 방법 중 하나인 항온법은, 적당한 성능을 가진 보온성 시험기를 사용하여 시험편에 초하중을 가한 다음, 항온 발열체에 부착한다. 낮은 온도의 바깥공기로 유출되는 열량이 일정해져서 발열체의 표면온도가 일정값을 나타내면서부터 2시간 후에 시험편을 투과하여 방산되는 열손실을 구한다. 이 수치와 시험편이 없는 상태에서의 같은 온도차 및 같은 시간에 방산되는 열손실을 구하여 이 두 값의 차이로 보온력을 측정한다.
보온율은 상기 KS K 0560에 의거하여 다음의 식으로 계산될 수 있다.
보온율(%) = (1-α2 /α1)×100 이며, 여기에서 α1은 발열체에 시험편이 없을 때의 방열량(cal/㎠/초 또는 w/시간)이고, α2는 발열체에 시험편을 부착하였을 때의 방열량이다.
한편 본 발명은 흡음소재로서도 그 기능이 발현되는데, 흡음이라 함은 물체가 소리를 흡수하는 일을 말한다. 흡음재로서 섬유소재가 다수 사용되고 있는데, 섬유소재에 입사한 소리의 에너지는 그 일부가 표면에서 반사되고 일부는 투과하며, 나머지는 재료 내에 흡수된다. 재료 내부의 소리 흡수는 다공성 재료인 경우에는 그 내부에서의 마찰이나 점성저항 또는 소섬유의 진동, 얇은 판이나 천인 경우에는 막진동, 입구가 좁은 항아리와 같은 경우에는 공명에 의하여 소리가 에너지를 상실하기 때문에 일어난다.
흡음은 재료의 한쪽에 소리를 투사하고 그 쪽에서만 관찰하면 반사되어 오지 않는 소리는 재료에 흡수된 것과 투과한 것인데, 겉보기에는 그 재료에 흡수된 것으로 보이므로 이것을 흡음이라 하고, 입사한 소리의 에너지에 대하여 반사되지 않은 소리의 에너지 비율을 흡음률이라 한다. 흡음률은 소리의 주파수, 입사각, 재료 두께, 설치방식 및 그 뒷면의 상황 등에 따라 다르다. 여러 가지 흡음률을 가진 흡음재를 써서 실내의 음향효과를 개선하거나, 소음레벨을 저하시키는 데 이용한다.
또한 소리는 에너지로서 회절현상에 의해 소리가 전달되는 특성이 있다. 이러한 특성 때문에 흡음소재가 설치된 공간이라 해도 소리가 외부로 전파될 수 있다. 이에 본 발명에 의한 섬유는 흡음성은 물론 회절현상에 의한 소리전달현상까지 억제할 수 있는 기능을 더 제안하고자 한다.
본 발명에 의한 섬유에서 부피제어부는 위에서 설명한 바와 같이 섬유집합체에서 물리적 간섭에 의해 벌키성을 확보하여 그 사이에 공간을 더 확보함으로서 섬유의 진동, 상대적인 두께확보 등을 통해 흡음성이 향상될 수 있다.
또한 상기 부피제어부는 원형단면에 비해 비표면적 확대됨으로 회절현상을 통해 전파되는 소리에너지가 본 발명에 의한 부피제어부를 따라 이동하는 동한 에너지가 소모되어 소리에너지가 저감되는 특성을 나타낼 수 있다. 이로서 본 발명에 의한 섬유 및 섬유집합체는 방음내지 차음의 효과까지 더 달성할 수 있다.
* 한편 본 발명의 일실시예에 의한 섬유집합체는 상기 부피제어요소로 인해 집합체 내에 미세한 공극들이 발생하여 모세관 현상에 의한 수분전이특성이 발현될 수 있다. 수분배출이란 개념에서 집합체가 보유한 절대적 수분량을 집합체에서 제거하는 것도 중요하지만 상기 집합체 내에서 다른 구성요소로 신속히 이동시키는 것으로도 수분배출의 기능을 발현할 수 있다. 예를 들어 본 발명에 의한 섬유집합체가 기저귀나 생리대의 표면시트용도로 사용될 경우 인체내에서 발생된 수분요소를 모세관 현상을 통해 신속히 흡수하고 그 이면에 형성되어 있는 흡수층으로 신속히 이동시킬 수 있다. 이 경우 발생된 수분요소가 신속히 이동하여 흡수율이 향상됨과 더불어 피부면과 접하는 표면에서 다시 흡수층으로 수분이 신속히 이동하여 쾌적함을 발현할 수 있다.
한편 본 발명에 의한 이형단면 중공섬유는 복합방사되어 제조될 수 있다. 이 경우 이형단면 중공 복합섬유는 섬유상으로 형성될 수 있는 모든 소재로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 점도가 다른 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 나일론, PCT(Poly 1, 4-Cyclohexylenedimethylene Terephthalate) 등을 복합 방사하여 사용될 수 있다.
상기 고유점도가 다른 2종의 고분자는 상대적으로 높은 고유점도를 가지는 고분자를 제1고분자(400), 상대적으로 낮은 고유점도를 가지는 고분자를 제2고분자(410)라고 정의할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 이형단면 중공 복합섬유는 섬유상으로 형성될 수 있는 고유점도 범위를 모두 포함한다. 바람직하게는 상기 제1고분자(400)는 0.60 내지 0.80의 고유점도를 가지며, 상기 제2고분자(410)는 0.50 내지 0.64의 고유점도를 가지는 고분자가 사용될 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 의한 섬유는 비제한적인 예로서 고유점도가 다른 2종의 폴리에스테르로 이루어질 수 있고, 고유점도 차로 인한 자발크림프 발현을 통해 단섬유 상태나 부직포 형태에서 벌키성 및 탄력성을 향상시키는데 기여할 수 있다. 이때, 자발크림프의 형태는 오메가 형태(즉, 그리스 문자(Ω)와 형태가 유사함)일 수 있으며, 상부는 라운드 형상으로 이루어질 수 있다.
오메가 형태의 크림프는 사이드 바이 사이드 형태의 복합 섬유에서 발현되는 자발 크림프 형태이며, 오메가 형태의 섬유 크림프는 불규칙적인 크림프 또는 인위적으로 부여한 지그재그 형태의 섬유 크림프에 비해 벌키성 및 압축후 회복력이 우수한 특성을 보인다.
더욱 바람직하게는 0.64의 고유점도와 0.55의 고유점도를 가지는 PET 폴리머를 복합 방사하는 것이 바람직하다. 상기 제1, 제2고분자가 모두 0.50 이하의 고유점도를 가질 경우, 단면이 원형에 가까워져 이형단면을 구현에 바람직하지 못할 뿐만아니라 중공형성 또한 어렵다.
한편 상기 이형단면 중공 복합섬유는 점도가 다른 이성분의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), PCT(Poly 1, 4-Cyclohexylenedimethylene Terephthalate), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 나일론 등으로 이루어진 이형단면 중공 복합섬유일 수 있으며, 또한 상기 이형단면 중공 복합섬유는 점도가 다른 이성분의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)로 구성되어 섬유내 폴리카르본산, 폴리올 및 폴리옥시카르본산으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 다관능기를 10∼10,000ppm인 것을 특징으로 하는 이형단면 중공 복합섬유일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 복합섬유는 상기 실시예 중 하나인 중공섬유와 더불어 더욱 자발크림프가 발현될 수 있는데, 상기 크림프는 오메가 형태일 수 있으며 상부는 라운드 형상으로 이루어질 수 있다. 크림프의 곡률반경을 R'로 정의할 수 있으며, 방사되는 섬유의 섬도에 따라 차이가 있을 수 있으나 기본적으로 하기 조건(5)를 충족할 수 있다.(도 9)
(5) 2.5mm ≤ R' ≤ 4.5mm
여기서, R' : 크림프 원호상의 곡률반경
이하 실시예로서 설명한다.
실시예 1 내지 3
극한 점도 0.64의 폴리에스테르를 사용하여 부피제어부가 4개, 6개, 12개인 섬유를 제조하였다. 방사온도 285℃에서 방사속도를 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼(crimper)를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다.
비교예 1 내지 3
실시예 1과 동일하되, 원형 단면 섬유, 원형 중공 단면 섬유, 폴리에스테르 극한 점도 0.64와 0.50을 복합방사한 원형 중공 단면 섬유를 제조하였다.
실시예 4 내지 6
극한 점도 0.64의 폴리에스테르를 사용하여 부피제어부재가 4개, 6개, 12개인 섬유를 제조하였다. 방사온도 285℃에서 방사속도를 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼(crimper)를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 5.2De이고, 125/24De/fil.인 섬유를 제조한 후 이 섬유를 이용하여 각각 경편물로 제조하였다.
실시예 7
극한 점도 0.64의 폴리에스테르를 사용하여 부피제어부재가 6개인 섬유를 제조하였다. 방사온도 285℃에서 방사속도를 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼(crimper)를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 개섬한 후 웹 상태로 제조하였다.
실시예 8
극한 점도 0.64의 폴리에스테르를 사용하여 부피제어부재가 6개인 섬유를 제조하였다. 방사온도 285℃에서 방사속도를 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼(crimper)를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 이용하되, 폴리에스테르계 저융점사를 25중량%가 되도록 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 330g되도록 하였다.
실시예 9
극한 점도 0.64의 폴리에스테르를 사용하여 부피제어부재가 6개인 섬유를 제조하였다. 방사온도 285℃에서 방사속도를 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼(crimper)를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 이용하되, 폴리에스테르계 저융점사를 25중량%가 되도록 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 380g되도록 하였다.
실시예 10
극한 점도 0.64의 폴리에스테르를 사용하여 부피제어부재가 6개인 섬유를 제조하였다. 방사온도 285℃에서 방사속도를 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼(crimper)를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 이용하되, 폴리에스테르계 저융점사를 25중량%가 되도록 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 440g되도록 하였다.
실시예 11
극한 점도 0.64의 폴리에스테르를 사용하여 부피제어부재가 6개인 섬유를 제조하였다. 방사온도 285℃에서 방사속도를 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼(crimp er)를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 이용하되, 폴리프로필렌 멜트블로운사를 55중량%가 되도록 혼합하여 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 240g이고 약 20mm의 두께가 되도록 하였다.
실시예 12 및 13
극한 점도 0.64의 폴리에스테르를 사용하여 부피제어부재가 6개인 섬유를 제조하였다. 방사온도 285℃에서 방사속도를 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼(crimper)를 통해 권축을 부여하여 각각 단섬유 섬도 4De, 6De이고, 섬유장 51mm인 섬유를 제조하였다.
실시예 14 및 15
실시예 12의 섬유를 이용하되, 폴리에스테르계 저융점사를 25중량%가 되도록 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 각각 약 400g 및 700g되도록 하였다.
실시예 16 및 17
실시예 13의 섬유를 이용하되, 폴리에스테르계 저융점사를 25중량%가 되도록 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 각각 약 400g 및 700g되도록 하였다.
비교예 4 내지 6
실시예 4과 동일하되, 원형 단면 섬유(비교예 4), 원형중공 섬유(비교예 5),
Figure PCTKR2015008263-appb-I000003
형 이형단면 섬유(비교예 7)를 제조하였다. 이 때 단섬유 섬도 2.5De이고, 125/24De/fil.인 섬유를 제조한 후 이 각각의 섬유를 이용하여 경편물로 제조하였다.
비교예 7 내지 9
실시예 7과 동일하되, 원형 단면 섬유, 원형중공 섬유, 폴리에스테르 극한 점도 0.64와 0.50을 복합방사한 원형 중공 단면 섬유를 제조하였다. 이 때 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장이 약 64mm인 섬유를 제조한 후 이 각각의 섬유를 이용하여 개섬한후 웹 상태로 제조하였다.
비교예 10 및 11
실시예 8과 동일하되, 원형 단면 섬유,
Figure PCTKR2015008263-appb-I000004
형 이형8엽단면 섬유를 제조하였다. 이 때 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 이용하되, 폴리에스테르계 저융점사를 25중량%가 되도록 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 330g이 되도록 하였다.
비교예 12 및 13
실시예 9와 동일하되, 원형 단면 섬유,
Figure PCTKR2015008263-appb-I000005
형 이형8엽단면 섬유를 제조하였다. 이 때 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 이용하되, 폴리에스테르계 저융점사를 25중량%가 되도록 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 380g이 되도록 하였다.
비교예 14 및 15
실시예 10과 동일하되, 원형 단면 섬유,
Figure PCTKR2015008263-appb-I000006
형 이형8엽단면 섬유를 제조하였다. 이 때 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 이용하되, 폴리에스테르계 저융점사를 25중량%가 되도록 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 440g이 되도록 하였다.
비교예 16
극한 점도 0.64의 폴리에스테르를 사용하여 중공단면 섬유를 방사온도 285℃에서 방사속도 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼(crimper)를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 이용하되, 폴리프로필렌 멜트블로운사를 55중량%가 되도록 혼합하여 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 240g이고 약 20mm의 두께가 되도록 하였다.
비교예 17 및 18
실시예 12 및 13과 동일한 조건에서 원형단면섬유 4De, 중공복합 단섬유 6De를 제조하였다.
비교예 19 및 20
비교예 18 및 19의 섬유를 이용하되, 폴리에스테르계 저융점사를 25중량%가 되도록 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 각각 약 400g 및 700g되도록 하였다.
하기 실시예 및 비교예에서 물성 측정은 다음과 같이 실시하였다.
* 복합 섬유의 벌키성
가. 시험 방법
- 준비된 시료를 20ㅁ2g 정량한다.
- 시료를 개섬 기구를 이용하여 1분간 개섬한다.
- 개섬된 시료를 측정용 Beaker에 넣어 균일하게 충진되도록 끝까지 2회(4cm) Down 시킨다.
- 누름판을 용기 윗부분에 위치한 후 전자저울을 0"으로 세팅 한다.
- 최초 10Cm 지점부터 4cm 지점까지 1cm 단위로 내리면서 저울의 무게를 기록한다.
- 다시 10Cm지점까지 올리면서 무게를 기록한다.
(눈금 이동 속도 2초/㎝)
나. 벌키성
- 초기벌키: 섬유의 벌키 특성, 10cm 압축시 값
- 압축벌키: 섬유의 반발 특성, (압축10~5cm 값 + 4cm 값)/2
- 회복벌키: 섬유의 탄성 회복특성 (회복10~5cm 값 + 4cm 값)/2
* 중공율
섬유의 중공율은 섬유의 전체 면적대비 중공이 차지하는 면적의 비로 계산하였으며, 부피제어부가 있는 중공섬유의 경우 피니언이 접한 내원의 면적대비 중공이 차지하는 면적비로 측정하였다.
* 소리 특성
가. 잔향실법에 의한 흡음률 측정
ISO 354(KS F 2805: 잔향실내의 흡음율 측정방법)에 준하는 장비를 사용하여 측정하였다. 시험편의 크기는 1.0m x 1.2m 로하며, 잔향시간은 초기 읍압 대비 20dB 감쇄되었을 때로 하며, 음원은 1/3 Octave band 음원을 사용했다. 주파수 범위는 0.4~10kHz 범위에서 흡음율을 측정하였다.
* 섬유 수분 흡수율 평가 시험
가. 적용범위
고급 패팅류에 적용되는 Feather Touch Fiber에 대한 세탁 후, 탈수 효과를 알아보기 위해 수분 흡수율 시험평가를 한다.
나. 방법의 개요
섬유를 개섬하여 증류수에 함침시키기 전과 탈수 후의 무게를 비교하여 흡수율을 평가
다. 기구 및 장치
- 개섬기구
- 샘플봉기 2개(100% 나일론 편물 : 경사(92本/inch), 위사(60本/inch), 12cmX12cm)
- 스템플러, 실핀, 철봉
- Water bath
라. 실험방법
- 준비된 섬유 30g을 개섬기구를 통해 1분간 에어로 개섬한다.
- 개섬된 섬유를 10g씩 두 번 정량한다.
- 두 개의 샘플봉지에 각각 담고 스템플러로 봉합한 후, 무게(Ms)를 측정한다.
- 실핀을 이용하여 철본에 두 개의 샘플봉지를 매단다.
- 20ㅁ2℃의 증류수가 담긴 water bath에 1시간 동안 함침시킨다.
- 30분간 탈수시킨다.
- 함침 후 탈수된 샘플봉지의 무게(Mf)를 측정한다.
마. 측정
- 흡수 전후 시료
봉합된 샘플봉지를 함침 전 무게(Ms)를 측정한다.
1시간 함침, 30분간 탈수 후 무게(Mf)를 측정한다.
- 계산방법
수분흡수율(%) = (Mf-Ms)/MsX100
표 1
실시예 비교예
1 2 3 1 2 3
단면형상 4개 부피제어부중공 6개 부피제어부중공 12개 부피제어부중공 원형 원형중공 원형중공
중공율(%) 19 21 18 - 22 6
벌키 초기 310 390 380 20 47 280
압축 11050 11900 11000 6500 8800 9000
회복 4600 4900 4800 2500 3400 3900
상기 표 1에서와 같이 본 발명에 의한 섬유는 부피제어부의 간섭효과로 인해 벌키성이 우수한 것으로 시험되었고 섬유 집합체 내에서 본 발명에 의한 섬유들은 도 8에 도시된 바와 같이 부피제어부가 인접한 섬유의 부피제어부와 간섭하면서 공간을 확보하면서 벌키성이 향상된 것으로 나타났다.
표 2
구분 실시예 4(Hz) 실시예 5(Hz) 실시예 6(Hz) 비교예 4(Hz) 비교예 5(Hz) 비교예 6(Hz)
0.4k 0.1390 0.1120 0.1230 0.0721 0.1170 0.0734
0.5k 0.0685 0.0633 0.0656 0.0656 0.0889 0.0622
0.63k 0.0598 0.0594 0.0596 0.0347 0.0683 0.0231
0.8k 0.1070 0.1050 0.1055 0.0617 0.1080 0.0634
1k 0.1320 0.1300 0.1313 0.0800 0.1370 0.0747
1.25k 0.1970 0.1960 0.1961 0.1050 0.1940 0.1030
1.6k 0.1960 0.2010 0.1980 0.1340 0.2080 0.1260
2k 0.1750 0.1690 0.1720 0.1100 0.1870 0.1050
2.5k 0.1560 0.1450 0.1510 0.0987 0.1520 0.0954
3.15k 0.1860 0.1710 0.1810 0.1000 0.1950 0.0958
4k 0.1630 0.1490 0.1610 0.0782 0.2000 0.0935
5k 0.1160 0.0931 0.1060 0.0832 0.1450 0.0855
6.3k 0.0529 0.0547 0.0528 0.0454 0.0934 0.0128
8k 0.1560 0.0853 0.1460 0.1170 0.2220 0.0488
10k 0.0872 0.1440 0.1170 0.0637 0.2010 0.0034
표 3
구분　 실시예 7(Hz) 비교예 7(Hz) 비교예 8(Hz) 비교예 9(Hz)
0.4k 0.22 0.20 0.20 0.20
0.5k 0.41 0.37 0.36 0.35
0.63k 0.47 0.43 0.40 0.39
0.8k 0.51 0.47 0.45 0.42
1k 0.59 0.55 0.54 0.50
1.25k 0.64 0.60 0.59 0.54
1.6k 0.64 0.61 0.62 0.55
2k 0.64 0.61 0.60 0.56
2.5k 0.65 0.61 0.58 0.55
3.15k 0.61 0.57 0.54 0.52
4k 0.57 0.53 0.52 0.50
5k 0.59 0.52 0.52 0.51
표 4
구분 실시예 8(Hz) 비교예 10(Hz) 비교예 11(Hz)
0.4k 0.18 0.18 0.15
0.5k 0.23 0.23 0.20
0.63k 0.22 0.22 0.20
0.8k 0.24 0.23 0.21
1k 0.23 0.22 0.20
1.25k 0.22 0.21 0.20
1.6k 0.27 0.25 0.25
2k 0.34 0.31 0.30
2.5k 0.40 0.36 0.36
3.15k 0.40 0.37 0.36
4k 0.39 0.38 0.36
5k 0.46 0.46 0.43
6.3k 0.53 0.52 0.50
8k 0.57 0.55 0.55
10k 0.62 0.62 0.66
표 5
　 실시예 9(Hz) 비교예 12(Hz) 비교예 13(Hz)
0.4k 0.16 0.18 0.15
0.5k 0.21 0.23 0.21
0.63k 0.22 0.22 0.21
0.8k 0.24 0.21 0.21
1k 0.24 0.20 0.20
1.25k 0.23 0.19 0.19
1.6k 0.29 0.24 0.24
2k 0.36 0.31 0.30
2.5k 0.43 0.37 0.37
3.15k 0.42 0.37 0.37
4k 0.41 0.36 0.36
5k 0.47 0.43 0.44
6.3k 0.54 0.50 0.51
8k 0.59 0.56 0.53
10k 0.71 0.61 0.52
표 6
　 실시예 10(Hz) 비교예 14(Hz) 비교예 15(Hz)
0.4k 0.11 0.15 0.18
0.5k 0.21 0.20 0.22
0.63k 0.23 0.21 0.21
0.8k 0.25 0.22 0.22
1k 0.25 0.22 0.20
1.25k 0.24 0.21 0.19
1.6k 0.30 0.26 0.24
2k 0.38 0.33 0.32
2.5k 0.45 0.39 0.40
3.15k 0.45 0.39 0.39
4k 0.44 0.37 0.37
5k 0.52 0.43 0.45
6.3k 0.62 0.51 0.53
8k 0.66 0.55 0.58
10k 0.69 0.60 0.65
표 7
　 실시예 11(Hz) 비교예 16(Hz)
0.4k 0.25 0.20
0.5k 0.46 0.38
0.63k 0.58 0.46
0.8k 0.72 0.58
1k 0.94 0.77
1.25k 1.12 0.93
1.6k 1.14 0.99
2k 1.03 0.96
2.5k 1.02 0.99
3.15k 0.98 0.96
4k 0.89 0.87
5k 0.92 0.86
6.3k 0.93 0.84
8k 0.94 0.80
10k 0.95 0.74
표 8
구분 실시예 14 실시예 15 비교예 19 실시예 16 실시예 17 비교예 20
400 0.17 0.14 0.17 0.17 0.19 0.19
500 0.18 0.14 0.13 0.19 0.2 0.19
630 0.15 0.11 0.09 0.18 0.19 0.17
800 0.17 0.13 0.11 0.23 0.23 0.21
1K 0.23 0.19 0.17 0.3 0.3 0.27
1.25K 0.32 0.25 0.22 0.4 0.38 0.36
1.6K 0.42 0.3 0.28 0.52 0.48 0.46
2K 0.47 0.34 0.3 0.6 0.54 0.53
2.5K 0.51 0.37 0.34 0.64 0.61 0.57
3.15K 0.52 0.38 0.37 0.64 0.59 0.56
4K 0.55 0.41 0.42 0.65 0.59 0.57
5K 0.55 0.49 0.44 0.67 0.62 0.58
6.3K 0.59 0.5 0.48 0.68 0.65 0.61
8K 0.65 0.56 0.56 0.68 0.65 0.64
10K 0.54 0.5 0.44 0.48 0.47 0.48
상기 표 2 내지 8은 본 발명에 의한 섬유로 이루어진 섬유집합체의 일실시예들과 비교예들의 흠읍율을 대비한 것으로서 대체로 본 발명에 의한 섬유집합체들이 우수한 흡음성을 나타내는 것으로 결과가 도출되었다.
또한 하기 표 9에서와 같이 본 발명에 의한 섬유는 부피제어부의 간섭효과로 인해 수분 배출특성(수분 흡수율이 낮음)이 우수한 것으로 시험되었고 섬유 집합체 내에서 본 발명에 의한 섬유들은 도 8에 도시된 바와 같이 부피제어부가 인접한 섬유의 부피제어부와 간섭하면서 공간을 확보하면서 수분 배출성이 향상된 것으로 나타났다.
표 9
Ms(g) Mf(g) 흡수율(%) 평균흡수율(%)
실시예 12 11.66 16.51 41.60 41.1
11.68 16.42 40.58
실시예 13 11.68 19.41 66.18 67.7
11.66 19.74 69.30
비교예 18 11.37 100.03 779.77 686.3
11.37 78.77 592.79
비교예 19 11.60 26.76 130.69 130.0
11.52 26.41 129.25
실시예 18
고유 점도 0.64와 고유 점도 0.50인 폴리에스테르를 부피제어부가 6개인 방사구금을 통해 섬유를 제조하였다. 방사온도 285℃에서 방사속도를 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼(crimper)를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다.
실시예 19
고유 점도 0.64와 고유 점도 0.55인 폴리에스테르를 부피제어부가 6개인 방사구금을 통한 섬유를 실시예 18과 동일 조건으로 제조하였다.
실시예 20
다관능기를 900ppm 함유한 고유 점도 0.64와 고유 점도 0.60인 폴리에스테르를 부피제어부가 6개인 방사구금을 통한 섬유를 실시예 18과 동일 조건으로 제조하였다.
비교예 21
고유 점도 0.64인 폴리에스테르를 부피제어부가 6개인 방사구금을 통해 섬유를 제조하였다. 방사온도 285℃에서 방사속도를 1,000m/min로 방사후 연신비 3.8로 연신후 크림퍼(crimper)를 통해 권축을 부여하여 단섬유 섬도 7De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다.
비교예 22 내지 25
실시예 18과 동일한 조건으로 섬유를 제조하되, 방사 구금을 원형 중공단면을 적용하여
- 고유점도 0.64와 고유점도 0.46인 폴리에스테르
- 고유점도 0.64와 고유점도 0.50인 폴리에스테르
- 고유점도 0.64와 고유점도 0.55인 폴리에스테르
- 다관능기를 900ppm 함유한 고유 점도 0.64와 고유 점도 0.60인 폴리에스테르 등의 원형 중공 단면 섬유를 제조하였다.
비교예 26
비교예 16과 동일하되, 원형단면섬유로 부직포를 제조하였다.
표 10
실시예 비교예
18 19 20 21 22 23 24 25
방사구금형태 6개 부피제어부중공 6개부피제어부중공 중공 원형
고/저 PET고유점도 0.64/0.50 0.64/0.55 0.64+다관능기/0.60 0.64 0.64/0.46 0.64/0.50 0.64/0.55 0.64+다관능기/0.60
중공율 11 17 25 21 5 12 18 24
Crimp 형태 오메가 오메가 오메가 지그재그 오메가 오메가 오메가 오메가
벌키 초기 512 853 980 390 310 433 724 930
압축 9125 12530 13100 11900 7850 8640 10200 11500
회복 4531 5310 5932 4900 3320 4074 4810 5530
실시예18 내지 20로 제조된 이형단면 중공 복합섬유의 평균 초기 벌키성이 약 781.6이고, 비교예 22 내지 25로 제조된 원형단면 중공 복합섬유의 평균 초기 벌키성이 약 366.8인 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 2에서와 같이 본 발명에 의한 섬유는 오메가(Ω) 형태의 크림프가 형성되는 것으로 나타났다. 오메가 형태의 크림프를 가지는 실시예 18 내지 20의 평균 초기 벌키성은 약 781.6이고 지그재그 형태의 크림프를 가지는 비교예1은 초기 벌키성이 310을 가지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 높은 벌키성을 가지기 위해서는 오메가 형태의 크림프를 가지는 것이 바람직하다고 판단될 수 있다.
한편 본 발명의 일실시예에 의한 섬유의 보온성을 평가하면 하기 표 11과 같이 이형중공섬유의 부피제어부 간섭효과로 인해 확보된 데드에어층에 의하여 보온성이 우수한 것으로 시험되었다.
표 11
구분 비교예 26 비교예 16 실시예 11
단면형상 원형단면 원형중공단면 이형중공단면
중공율(%) - 21 22
보온율(%) 100gsm 71.3 75.2 81.5
170gsm 75.3 82.2 88.1
250gsm 82.3 86.7 93.2
* gsm : 제곱미터당 그램수를 의미한다.
100gsm은 1제곱미터당 100g이며, gsm수치가 증가할수록 그램수가 증가하여 무게가 증가되고, 두께가 두꺼워진다. 단위면적당 부직포의 두께가 두꺼워져 섬유 사이 데드에어층의 총합도 더 넓어지므로 보온성이 극대화되는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (19)

  1. 이형단면 중공섬유에 있어서,
    상기 섬유는 중공부, 형태유지부, 부피제어부로 이루어지되,
    상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며, 말단부는 라운드 형상으로 이루어진 이형단면 중공섬유.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부피제어부 말단부의 최상부를 피크로, 부피제어부 사이를 밸리로 정의할 때 하기 조건을 만족하는 이형단면 중공섬유.
    (1) -3 ≤ Z ≤ 4
    (2) 0.9 ≤
    Figure PCTKR2015008263-appb-I000007
    ≤ 1.8
    여기서,
    Z : R - r
    N : 부피제어부의 개수
  3. 제1항에 있어서,
    하기 조건을 만족하는 이형단면 중공섬유.
    (3) (CTmax - R)/(CTmin - R) ≥ 0.80
    (4) (Ctmax - r)/(Ctmin - r) ≥ 0.30
    여기서,
    T1 : 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 가장 큰 값
    T2 : 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 가장 작은 값
    t1 : 중심점(M)으로부터 밸리 330까지의 거리가 가장 큰 값
    t2 : 중심점(M)으로부터 밸리 330까지의 거리가 가장 작은 값
    CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원
    CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원
    Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원
    Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크 310까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부 300의 접선을 연결하여 형성된 원
    CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
    CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
    Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
    Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부피제어부를 형성하기 위하여 형상이 방사상 전개된 방사구금을 통하여 제조되는 이형단면 중공섬유.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방사상 전개되는 각도는 중심점(M)을 기준으로 각(θ) 10 내지 17°로 이루어진 이형단면 중공섬유.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 부피제어부는 4 내지 12개가 형성된 이형단면 중공섬유.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중공부의 중공율이 15 내지 30%로 형성된 이형단면 중공섬유.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 의한 섬유를 포함하는 섬유 집합체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 섬유 집합체가 열접착 공정으로 제조되는 경우,
    섬유 집합체는 이형단면 중공섬유 60 내지 90 중량%와 결속재 40 내지 10 중량%를 포함하며, 상기 이형단면 중공섬유의 길이는 51 내지 64 mm이며 섬유의 굵기 4 내지 8데니어인 섬유 집합체.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 섬유 집합체가 멜트블로잉 공정으로 제조되는 경우
    섬유 집합체는 이형단면 중공섬유 20 내지 60 중량%와 세섬의 PP 섬유가 80 내지 40 중량%를 포함하며, 상기 이형단면 중공섬유의 길이는 32 내지 51mm이며 섬유의 굵기는 4 내지 8데니어인 섬유 집합체.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 이형단면 중공섬유는 집합체 내에서 인접한 섬유 간 이격될 수 있도록 하여 집합체의 벌키성과 흡음성을 부여하는 동시에 소리에너지의 회절현상을 감소시키는 이형단면 섬유를 포함하는 섬유집합체.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 의한 이형단면 중공섬유를 포함하는 위생재용 부직포.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 부직포내 이형단면 중공섬유가 40중량% 이상을 포함하는 위생재용 부직포.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 섬유는 복합섬유로서 고유점도가 다른 2종의 고분자로 이루어지고,
    상기 복합방사된 섬유는 오메가(Ω)형 자발크림프가 형성된 이형단면 중공섬유.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 섬유는 사이드 바이 사이드 중공구조인 이형단면 중공섬유.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 섬유는 점도가 다른 이성분의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene b terephthalate, PET), PCT(Poly 1, 4-Cyclohexylenedimethylene Terephthalate), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 나일론 등으로 이루어진 이형단면 중공섬유.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 섬유는 점도가 다른 이성분의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)로 구성되어 섬유내 폴리카르본산, 폴리올 및 폴리옥시카르본산으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 다관능기를 10∼10,000ppm인 이형단면 중공섬유.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 크림프는 하기 조건(5)을 만족하는 이형단면 중공섬유.
    (5) 2.5mm ≤ R' ≤ 4.5mm
    여기서, R' : 크림프 원호상의 곡률반경
  19. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 의한 이형단면 중공섬유를 포함하는 보온용 부직포.
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