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1. (WO2019050376) COMPOSITE FIBER FOR COMPRESSION-MOLDED BODY AND METHOD FOR PRODUCING COMPOSITE FIBER
Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

4  

과제 해결 수단

5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23  

발명의 효과

24  

도면의 간단한 설명

25   26   27   28  

발명의 실시를 위한 형태

29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107   108   109   110   111   112   113   114   115   116   117   118   119   120   121   122   123   124   125   126   127   128   129   130   131   132   133   134   135   136   137   138  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14  

도면

1   2   3   4   5  

명세서

발명의 명칭 : 압축성형체용 복합섬유 및 이의 제조방법

기술분야

[1]
본 발명은 성형성 및 형태안정성과 관련된 기계적 물성이 우수한 응용제품을 제공할 수 있는 복합섬유 및 이를 높은 양산성으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

배경기술

[2]
통상적으로, 부직포와 같은 섬유집합체의 응용제품은 위생용, 의료용, 농업용 또는 산업용과 같이 다양한 용도로 사용되어 오고 있는데, 특히 산업용으로 사용하는 부직포의 경우 인장 강도가 매우 중요한 요소로 요구되며, 이러한 요구를 충족하도록 하기 위해 일반적으로 높은 인장 강도의 제품을 얻기 위해서는 단위면적당 중량을 올려서 생산하는 방법을 사용하는 것이 보편적이다. 그런데, 이와 같이 중량을 올려서 생산하는 경우에는 제품의 두께가 동시에 증가하기 때문에 얇으면서 강도를 요구하는 제품에는 적용을 하기가 어렵다는 문제점이 있다.
[3]
이에 유리섬유, 탄소섬유 등을 타 섬유와 혼용, 혼섬화시켜서 섬유집합체를 이용한 응용제품의 부족한 기계적 물성 보완시켜서 플라스틱 제품과 유사 또는 그 이상의 기계적 물성을 가지는 제품을 제조, 판매되고 있다. 하지만, 이러한 유리섬유를 이용한 제품의 경우, 그 가공 공정에서 유리섬유가 제품으로부터 이탈하여 흩날려서 작업 환경을 오염시키는 문제가 있으며, 유리섬유는 폐암을 유발하는 것으로 알려져 있어서, 최근에 유리섬유를 사용하지 않으면서도 유리섬유를 이용한 제품의 물성과 동등 또는 그 이상의 물성을 가지는 제품 개발에 대한 요구가 증대하고 있는 실정이다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[4]
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성율 등의 기계적 물성이 우수하면서도, 소리 흡수성, 소리 분산성, 수분 흡수성, 수분산성 등이 우수한 섬유집합체 등의 응용제품을 제공할 수 있는 복합섬유를 제공하고자 하며, 또한, 이를 높은 상업성으로 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.

과제 해결 수단

[5]
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 복합섬유는 제1성분 수지 및 제2성분 수지를 포함하는 이성분 섬유로서, 제1성분 수지는 폴리에스테르 수지를 포함하고, 제2성분 수지는 결정성 폴리올레핀 수지를 포함하며, 제1성분 수지와 제2성분 수지의 융점온도 차가 30℃ ~ 100℃일 수 있다.
[6]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 결정성 폴리올레핀 수지는 DSC(differential thermal analysis) 분석시, 결정을 녹이는데 필요한 엔탈피(Enthalpy) 값이 40 ~ 120 J/g일 수 있다.
[7]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 제1성분 수지는 고유점도 0.50 ~ 0.100 dl/g 및 융점 200℃ 이상인 폴리에스테르 수지를 포함하며, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리부틸렌테레프탈렌(PBT) 수지, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 수지 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
[8]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 PET 수지는 테레프탈산과 및 디올(diol);을 1 : 0.95 ~ 1.20 몰비로 중합시킨 중합체를 포함할 수 있다.
[9]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 제2성분 수지는 융점 150℃ ~ 170℃인 결정성 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있고, 상기 결정성 폴리 올레핀 수지는 결정성 폴리프로필렌(PP) 수지 및 폴리에틸렌 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
[10]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 이성분 섬유는 시스-코어형(sheath-core)형 섬유, 사이드-바이-사이드(side-by-side)형 섬유, 해도(sea-islands)형 섬유 또는 분할(segmented -pie)형 섬유일 수 있다.
[11]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 이성분 섬유는 제1성분 및 제2성분의 단면적비가 1:0.5 ~ 1일 수 있다.
[12]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 이성분 섬유는 시스-코어형 섬유이고, 시스는 융점 150℃ ~ 170℃인 결정성 폴리프로필렌(PP) 수지를 포함하며, 코어는 융점 200℃ 이상인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지를 포함할 수 있다.
[13]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 복합섬유의 평균섬도는 4 ~ 12 de이고, 평균섬유장은 3 mm ~ 120 mm이며, 크림프수 9 ~ 15 개/인치일 수 있다.
[14]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 복합섬유는 표면이 개질되거나, 또는 복합섬유의 표면상이 친수성 코팅층 및/또는 소수성 코팅층이 형성되어 있을 수 있다.
[15]
본 발명의 다른 목적은 앞서 설명한 복합섬유를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 폴리에스테르 칩 및 결정성 폴리올레핀 칩을 각각 준비하는 1단계; 폴리에스테르 칩 및 결정성 폴리올레핀 칩 각각을 용융시킨 제1성분 수지 및 제2성분 수지를 복합방사구금에 투입 및 복합방사시킨 후, 냉각시켜서 미연신 서브토우(sub-tow)를 제조하는 2단계; 상기 미연신 서브토우를 연신한 후, 권축(Crimp)을 부여하는 3단계; 및 연신 및 권축된 서브토우를 열고정시키고 컷팅(Cutting)하는 4단계;를 포함하는 공정을 수행하여 제조할 수 있다.
[16]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 서브토우는 시스-코어형 모노 필라멘트, 사이드-바이-사이드형 모노 필라멘트, 해도형 모노 필라멘트 또는 분할형 모노 필라멘트일 수 있다.
[17]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 2단계의 용융은 폴리에스테르 칩은 270℃ ~ 300℃ 하에서 수행하고, 결정성 폴리올레핀 칩 230℃ ~ 280℃ 하에서 수행할 수 있다.
[18]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 2단계의 복합방사는 방사온도 260℃ ~ 290℃ 및 권취속도 400 ~ 1,300 m/min 조건 하에서 수행할 수 있다.
[19]
본 발명의 또 다른 목적은 상기 본 발명의 복합섬유를 이용하여 제조한 섬유집합체를 제공하고자 한다.
[20]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 섬유집합체는 부직포일 수 있다.
[21]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 부직포는 건식(dry-laid) 부직포, 습식(wet-laid) 부직포 또는 에어레이드(air-laid) 부직포일 수 있다.
[22]
본 발명의 또 다른 목적은 상기 섬유집합체를 한층 또는 다층 적층한 후, 이를 압축성형시킨 압축성형체를 제공하고자 한다.
[23]
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 압축성형체는 상기 섬유집합체를 구성하는 섬유와 다른 종류의 섬유를 포함하는 섬유집합체층을 더 포함할 수도 있다.

발명의 효과

[24]
본 발명의 복합섬유는 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성율 등의 물성이 우수하고, 복합섬유간 접합력이 우수하면서도 가공성이 우수한 바, 높은 기계적 물성과 함께 소리 흡수성, 소리 분산성, 수분 흡수성, 수분산성 등이 요구되는 수한 섬유집합체 응용제품에 적용하기 적합하다.

도면의 간단한 설명

[25]
도 1은 제조예 1에서 제조한 압축성형체의 단면을 찍은 SEM 사진이다.
[26]
도 2는 제조예 2에서 제조한 압축성형체의 단면을 찍은 SEM 사진이다.
[27]
도 3은 제조예 3에서 제조한 압축성형체의 단면을 찍은 SEM 사진이다.
[28]
도 4 및 도 5 각각은 실험예 2에서 실시한 제조예 1, 제조예 2 및 제조예 3의 형태안정성 측정 결과이다.

발명의 실시를 위한 형태

[29]
이하 본 발명의 복합섬유에 대하여 더욱 자세하게 설명을 한다.
[30]
본 발명의 복합섬유는 제1성분 수지 및 제2성분 수지를 포함하는 이성분 섬유로서, 시스-코어형(sheath-core)형 섬유, 사이드-바이-사이드(side-by-side)형 섬유, 해도(sea-islands)형 섬유 또는 분할(segmented -pie)형 섬유일 수 있고, 바람직하게는 시스-코어형 섬유 또는 사이드-바이-사이드형 섬유일 수 있다.
[31]
제1성분 수지는 본 발명의 복합섬유를 이용하여 제조한 부직포 등의 섬유집합체, 이를 응용한 압축성형체의 형태안정성과 관련이 있는 바, 우수한 모듈러스를 가지는 수지를 사용하는 것이 좋다. 그리고, 제2성분 수지는 복합섬유간 접착성을 확보함으로서, 섬유집합체 및/또는 압축성형체의 형태안정성과 성형성을 확보하기에 적합한 소재를 채용하는 것이 바람직하다.
[32]
그리고, 본 발명의 복합섬유는 상기 제1성분 수지 및 제2성분 수지는 융점온도 차가 30℃ ~ 100℃, 바람직하게는 40℃ ~ 90℃일 수 있는데, 이때, 용점온도 차가 30℃ 미만이면 복합섬유를 이용한 섬유집합체 제조시, 제2성분 수지로 인해 복합섬유간 접합이 되도록 하기 위해 제2성분 수지가 적절하게 녹도록 적정 온도 분위기 하에서 섬유집합체를 제조해야 하는데, 제1성분 및 제2성분 수지간 융점 온도차가 작아서 제1성분 수지가 물러지기 때문에, 섬유집합체 및 이를 이용한 압축성형체의 기계적 물성을 감소시키고, 가공성, 성형성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으며, 용점온도 차가 100℃를 초과하면 너무 불필요하게 수지간 온도차가 커져서 오히려 제1성분 및 제2성분의 수지 간 상용성이 떨어져서 이성분 복합섬유를 제조하기 어려운 문제가 있을 수 있다.
[33]
상기 제1성분 수지인 폴리에스테르 수지를 포함할 수 있으며, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리부틸렌테레프탈렌(PBT) 수지, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 수지 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 수지를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 PET 수지, PBT 수지 및 PEN 수지 중에서 선택된 1종 이상을, 더욱 바람직하게는 PET 수지를 포함할 수 있다.
[34]
그리고, 상기 폴리에스테르 수지는 고유점도 0.50 ~ 1.00 dl/g 및 융점 200℃ 이상인 것을, 바람직하게는 고유점도 0.55 ~ 0.90 dl/g 및 융점 230℃ ~ 280℃인 것을, 더욱 바람직하게는 고유점도 0.60 ~ 0.75 dl/g 및 융점 240℃ ~ 265℃인 것을 사용하는 것이 좋다. 이때, 폴리에스테르 수지의 고유점도가 0.50 dl/g 미만이면 복합섬유의 강도가 저하하는 문제가 있을 수 있고, 고유점도가 1.00 dl/g을 초과하면 방사 및 연신 작업성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다. 또한, PET 수지의 융점이 200℃ 미만이면 제2성분 수지와의 융점 온도차가 너무 작아져서, 복합섬유를 이용한 응용제품 제조시, 가공성, 성형성 등이 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 융점을 가지는 PET 수지를 사용하는 것이 좋다.
[35]
그리고, 폴리에스테르 수지가 PET 수지의 경우, 당업계에서 사용하는 일반적인 PET 수지를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 테레프탈산과 및 디올(diol);을 1 : 0.95 ~ 1.20 몰비로 중합시킨 중합체를 포함하는 것을 사용할 수 있다.
[36]
다음으로, 상기 제2성분 수지는 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있다.
[37]
상기 결정성 폴리올레핀 수지로는 폴리프로필렌 수지 및 폴리에틸렌 수지 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 바람직하게는 폴리프로필렌 수지를 사용할 수 있다.
[38]
그리고, 상기 결정성 폴리올레핀 수지는 DSC(differential thermal analysis) 분석시, 결정을 녹이는데 필요한 엔탈피(Enthalpy) 값이 40 ~ 120 J/g인 것을, 바람직하게는 엔탈피(Enthalpy) 값이 70 ~ 115 J/g인 것을 사용하는 것이 좋다.
[39]
또한, 상기 결정성 폴리올레핀 수지는 융점이 150℃ ~ 170℃, 바람직하게는 155℃ ~ 170℃, 더욱 바람직하게는 160℃ ~ 170℃인 것이 좋은데, 이때, 결정성 폴리올레핀 수지의 융점이 150℃ 미만이면 제1성분 수지인 폴리에스테르 수지와의 융점온도 차가 너무 커져서 이성분 복합섬유 제조를 위한 방사성이 떨어질 뿐만 아니라, 제1 및 제2 성분의 수지간 상용성이 떨어져서 이성분 복합섬유를 제조하기 어려운 문제가 있을 수 있고, 융점이 170℃를 초과하면 제1 성분 및 제2성분 수지 간 융점 온도차가 작아져서 이로 인한 가공성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
[40]
그리고, 본 발명의 복합섬유는 이성분으로 구성된 복합섬유로서, 섬유는 제1성분 및 제2성분의 단면적비가 1:0.5 ~ 1, 바람직하게는 단면적비가 1 : 0.7 ~ 1일 수 있다. 이때, 제2성분 단면적비가 0.5 미만이면 복합섬유간 결합력이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 제2성분 단면적비가 1을 초과하면 상대적으로 제1성분 면적이 적어져서 복합섬유의 강도가 약해지고, 복합섬유를 이용하여 제조한 제품의 모듈러스가 감소하는 문제가 있을 수 있다.
[41]
본 발명의 복합섬유의 바람직한 구현예를 설명하면, 본 발명의 복합섬유는 시스-코어형 복합섬유이고, 이때, 시스는 융점 150℃ ~ 170℃인 결정성 폴리프로필렌(PP) 수지를 포함하며, 코어는 융점 200℃ 이상인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지를 포함할 수 있다.
[42]
또한, 본 발명의 복합섬유는 평균섬도는 4 ~ 12 de이고, 평균섬유장은 3 ~ 120 mm이며, 크림프수 9 ~ 15개/인치일 수 있으며, 바람직하게는 평균섬도는 5 ~ 10 de이고, 평균섬유장은 6 ~ 100 mm이며, 크림프수 10 ~ 14개/인치일 수 있고, 더욱 바람직하게는 평균섬도는 5 ~ 9 de이고, 평균섬유장은 20 ~ 100 mm이며, 크림프수 10 ~ 14개/인치일 수 있다. 이때, 복합섬유의 평균섬도가 4 de 미만이면 섬유집합체 및/또는 압축성형체의 인장강도가 낮아지는 문제가 있을 수 있고, 12 de를 초과하면 섬유집합체 및/또는 압축성형체의 모듈러스가 낮아지는 문제가 있을 수 있다. 그리고, 복합섬유의 섬유장은 복합섬유를 이용하여 제조하고자 하는 제품에 따라 복합섬유의 섬유장에 변화를 주어 적용시킬 수 있다. 그리고, 크림프수가 9개/인치 미만이면 복합섬유의 탄력성 및 벌키성이 떨어질 수 있고, 15개/인치를 초과하면 섬유집합체 제조시 카딩공정 상에 넵(nep)의 발생을 증가시키는 문제가 있을 수 있다.
[43]
본 발명의 복합섬유는 섬유의 표면을 개질시켜서 기능성을 부여할 수 있으며, 또는 복합섬유의 표면상에 친수성 코팅층 및/또는 소수성 코팅층이 형성시킬 수도 있다.
[44]
본 발명의 복합섬유는 강도 3.5 g/d 이상, 신도 55% 이상, 초기탄성률 3.2 g/d 이상, 수축율 5.0 ~ 6.5% 및 권축수 9 ~ 15개/인치를 가질 수 있으며, 바람직하게는 강도 3.70 ~ 4.10 g/d, 신도 57 ~ 62%, 초기탄성률 3.2 ~ 3.8 g/d, 수축율 5.4 ~ 6.2% 및 권축수 10 ~ 14개/인치를 가질 수 있다.
[45]
본 발명의 복합섬유가 시스-코어형 복합섬유인 경우, 시스-코어형 복합섬유로 제조한 압축성형체는 ASMT D790에 의거하여 측정시, 상대습도 50% 및 23℃ 일 때, 굴곡강도 5.5 MPa 이상 및 굴곡탄성률 430 MPa 이상, 바람직하게는 굴곡강도 7.4 ~ 12 MPa 및 굴곡탄성률 480 ~ 700 MPa, 더욱 바람직하게는 굴곡강도 9.5 ~ 11.5 MPa 및 굴곡탄성률 508 ~ 620 MPa 일 수 있다.
[46]
또한, 본 발명의 복합섬유가 시스-코어형 복합섬유인 경우, 시스-코어형 복합섬유로 제조한 압축성형체는 ASMT D638에 의거하여 측정시, 상대습도 50% 및 23℃ 일 때, 인장강도 18.5 Mpa 이상, 바람직하게는 인장강도 20 ~ 27 Mpa, 더욱 바람직하게는 20.2 ~ 23.5 Mpa일 수 있다.
[47]
이러한, 본 발명의 복합섬유는 폴리에스테르 칩 및 결정성 폴리올레핀 칩을 각각 준비하는 1단계; 폴리에스테르 칩 및 결정성 폴리올레핀 칩 각각을 용융시킨 제1성분 수지 및 제2성분 수지를 복합방사구금에 투입 및 복합방사시킨 후, 냉각시켜서 미연신 서브토우(sub-tow)를 제조하는 2단계; 상기 미연신 서브토우를 연신한 후, 권축(Crimp)을 부여하는 3단계; 및 연신 및 권축된 서브토우를 열고정시키고 컷팅(Cutting)하는 4단계;를 포함하는 공정을 수행하여 제조할 수 있다.
[48]
상기 1단계의 폴리에스테르 칩의 특징, 종류 등은 앞서 설명한 제1성분 수지와 동일하며, 상기 결정성 폴리올레핀 칩의 특징, 종류 등은 앞서 설명한 제2성분 수지와 동일하며, 상기 제1성분 수지 및 제2성분 수지를 칩(chip)화한 것이다.
[49]
2단계의 용융은 폴리에스테르 270℃ ~ 300℃ 하에서 수행하고, 결정성 폴리올레핀 칩 230℃ ~ 280℃ 하에서 수행할 수 있다.
[50]
2단계의 복합방사는 방사온도 260℃ ~ 290℃ 및 권취속도 400 ~ 1,300 m/min 조건 하에서, 바람직하게는 265℃ ~ 285℃ 및 권취속도 500 ~ 1,200 m/min 조건 하에 수행할 수 있다. 이때, 방사온도가 260℃ 미만이면 팩(pack) 내압 상승과 방사 작업성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 방사온도가 290℃를 초과하면 복합섬유의 물성이 저하되는 문제가 있을 수 있다. 또한, 권취속도가 500 m/min 미만이면 신도가 증가하여 복합섬유 및/또는 이를 이용한 응용제품의 물성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 권취속도가 1,300 m/min를 초과하면 미연신 서브토우가 캔에 적층되는 형태가 불균일하여 연신 작업성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
[51]
그리고, 2단계의 상기 서브토우는 시스-코어형 모노 필라멘트, 사이드-바이-사이드형 모노 필라멘트, 해도형 모노 필라멘트 또는 분할형 모노 필라멘트일 수 있다.
[52]
3단계의 연신은 당업계에서 사용하는 일반적인 방법을 통해서 연신을 수행할 수 있으며, 바람직하게는 미연신 서브토우를 70℃ ~ 100℃ 하에서 2.5 ~ 5배로, 바람직하게는 3.0 ~ 4.5 배로 연신시켜서 수행할 수 있다. 이때, 연신비가 2.5배 미만이면 신도가 증가하여 복합섬유를 이용한 응용제품의 물성이 감소할 수 있고, 연신비가 5.0배를 초과하면 사절이 발생하는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 연신을 수행하는 것이 좋다.
[53]
그리고, 3단계의 권축은 당업계에서 사용하는 일반적인 권축 방법을 수행할 수 있으며, 바람직한 일례를 들면, 연신된 서브토우를 1mm당 3,000 de ~ 8,000 de를 통과시킬 수 있는 크림프 박스를 이용하여 크림프 형성 공정을 통하여 권축을 수행할 수 있다.
[54]
그리고, 권축 전에 연신된 서브토우를 정장열처리 공정을 수행하여 서브토우의 안정성을 높이는 공정을 추가적으로 실시를 할 수도 있는데, 구체적인 예를 들면, 다수의 핫드럼(Hot drum)을 이용하여 핫드럼의 표면에 5초 ~ 30초 정도 접촉시켜서 열처리하여 서브토우의 결정화도를 높여 수축율 및 탄성율을 향상시킬 수도 있다.
[55]
4단계의 열고정은 당업계에서 사용하는 일반적인 열고정 방법을 통해 수행할 수 있으며, 바람직한 일례를 들면, 연신 및 권축된 서브토우를 오븐(oven)에 투입한 후 140℃ ~ 180℃ 하에서, 바람직하게는 후 140℃ ~ 170℃ 하에서 10 ~ 20분 동안 수행할 수 있다. 이때, 열고정 온도가 140℃ 미만이면 제조된 최종 복합섬유의 수축률이 증가하는 문제가 있을 수 있고, 180℃를 초과하면 복합섬유의 분산성이 저하되어 섬유집합체의 복합섬유 밀도가 떨어지고, 작업성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 온도 범위 하에서 열고정을 수행하는 것이 좋다.
[56]
그리고, 4단계의 컷팅은 복합섬유를 이용하고자 하는 가공제품에 따라 복합섬유가 적정 섬유장을 가지도록 열고정된 서브토우를 자르는 공정으로서, 당업계에서 사용하는 일반적인 컷팅 방법으로 수행할 수 있으며, 복합섬유의 평균섬유장이 3 mm ~ 120 mm 범위 내에서 컷팅을 수행하는 것이 바람직하다.
[57]
이렇게 제조방법을 통해, 앞서 설명한 바와 같이, 평균섬도는 4 ~ 12 de이고, 평균섬유장은 3 ~ 120 mm이며, 크림프수 9 ~ 15 개/인치를 가지는 본 발명의 복합섬유를 제조할 수 있다.
[58]
앞서 설명한 본 발명의 복합섬유를 이용하여 부직포 등의 섬유집합체를 제조할 수 있다. 이때, 상기 부직포는 건식(dry-laid) 부직포, 습식(wet-laid) 부직포 또는 에어레이드(air-laid) 부직포일 수 있으며, 바람직하게는 써멀본딩(thermal bonding) 부직포, 니들펀칭(needle-punching) 부직포 등의 건식 부직포 일 수 있다.
[59]
또한, 상기 섬유집합체를 한층 또는 다층 적층한 후, 이를 압축성형시킨 압축성형체를 제조할 수 있으며, 압축성형체 제조시, 상기 섬유집합체 외에 다른 종류의 섬유를 포함하는 이종의 섬유집합체층을 적층 또는 개재시킨 후, 압축성형시켜서 압축성형체를 제조할 수도 있다.
[60]
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[61]
[ 실시예 ]
[62]
실시예 1 : 시스 - 코어형 복합섬유의 제조
[63]
고유점도 0.65 dl/g 및 융점 252℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지를 칩화한 PET 칩을 준비하였다.
[64]
또한, DSC(differential thermal analysis) 분석시, 결정을 녹이는데 필요한 엔탈피(Enthalpy) 값이 94J/g이고, 융점 165℃인 폴리프로필렌(PP) 수지를 칩화한 PP 칩을 준비하였다.
[65]
다음으로, 상기 PET 칩은 290℃에서 용융시키고, PP 칩은 260℃에서 용융시킨 후, 이들을 복합방사구금에 투입 및 방사시킨 다음, 냉각시켜서 시스-코어형 미연신-서브토우를 제조하였다.
[66]
이때, 복합방사는 방사온도 275℃ 및 권취속도 950 m/min 조건 하에서 복합방사시킨 후, 인취공정을 거쳐 캔(can)에 적재하였다.
[67]
다음으로, 상기 미연신-서브토우를 85℃ 하에서 3.2배로 연신을 수행한 후, 150℃에서 10초 동안 정장열처리를 하였다.
[68]
다음으로, 연신시킨 서브토우를 스퍼핑 박스를 이용하여 크림프를 형성시켰다.
[69]
다음으로, 연신 및 권축된 서브토우를 오븐에 투입한 후, 165℃에서 15분 동안 열고정시켜서 평균섬도 7de, 평균섬유장 51mm 및 크림프수 11개/인치인 시스-코어형 복합섬유를 제조하였다. 이때, 시스와 코어의 단면적비는 1 : 1이였으며, 시스는 PP 수지로 구성되고 코어는 PET 수지로 구성되었다.
[70]
[71]
실시예 2 ~ 실시예 12 및 비교예 1 ~ 10
[72]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 1 및 표 2와 같이 코어성분인 PET 칩, 시스성분인 PP 칩, 평균섬도, 평균섬유장, 크림프수 및 시스와 코어의 단면적비를 각각 달리하여 시스-코어형 복합섬유를 각각 제조하여, 실시예 2 ~ 12 및 비교예 1 ~ 10을 실시하였다.
[73]
[표1]
구분 고유점도 (dl/g) 융점 융점차 DSC 평균섬도 (de), 평균섬유장 (mm)/ 크림프수 (개/인치) 시스:코어 단면적비
실시예 1 코어 PET 0.65 252℃ 87℃ * 7de, 51mm,11개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g
실시예 2 코어 PET 0.65 252℃ 82℃ * 7de, 51mm,11개/인치 1:1
시스 PP * 170℃ 90 J/g
실시예 3 코어 PET 0.65 242℃ 87℃ * 7de, 51mm,11개/인치 1:1
시스 PP * 155℃ 95 J/g
실시예 4 코어 PET 0.55 241℃ 78℃ * 7de, 51mm,11개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g
실시예 5 코어 PET 0.90 260℃ 95℃ * 7de, 51mm,11개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g
실시예 6 코어 PET 0.65 252℃ 87℃ * 7de, 51mm,11개/인치 1:0.7
시스 PP * 165℃ 94 J/g
실시예 7 코어 PET 0.65 252℃ 87℃ * 10de, 51mm, 11개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g
실시예 8 코어 PET 0.65 252℃ 87℃ * 5de, 51mm, 11개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g
실시예 9 코어 PET 0.65 252℃ 87℃ * 7de, 95mm, 11개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g
실시예 10 코어 PET 0.65 252℃ 87℃ * 7de, 25mm, 11개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g
실시예 11 코어 PET 0.65 252℃ 87℃ * 7de, 51mm, 14개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g
실시예 12 코어 PET 0.65 252℃ 87℃ * 7de, 51mm, 9개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g

[74]
[표2]
구분 고유점도 (dl/g) 융점 융점차 DSC 평균섬도 (de), 평균섬유장 (mm)/ 크림프수 (개/인치) 시스:코어 단면적비
비교예 1 코어 PET 0.65 252℃ 82℃ * 7de, 51mm,11개/인치 1:1
시스 PP * 176℃ 89 J/g
비교예 2 코어 PET 0.65 242℃ 87℃ * 7de, 51mm,11개/인치 1:1
시스 PP * 148℃ 97 J/g
비교예 3 코어 PET 0.46 240℃ 75℃ * 7de, 51mm,11개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g
비교예 4 코어 PET 1.05 262℃ 97℃ * 7de, 51mm,11개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g
비교예 5 코어 PET 0.65 252℃ 87℃ * 7de, 51mm,11개/인치 1:0.45
시스 PP * 165℃ 94 J/g
비교예 6 코어 PET 0.65 252℃ 87℃ * 7de, 51mm,11개/인치 1:1.14
시스 PP * 165℃ 94 J/g
비교예 7 코어 PET 0.65 252℃ 87℃ * 12.6de, 51mm, 11개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g
비교예 8 코어 PET 0.65 252℃ 87℃ * 3.7de, 51mm, 11개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g
비교예 9 코어 PET 0.65 252℃ 87℃ * 7de, 51mm, 16개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g
비교예 10 코어 PET 0.65 252℃ 87℃ * 7de, 51mm, 8개/인치 1:1
시스 PP * 165℃ 94 J/g

[75]
실험예 1 : 복합섬유의 물성 측정
[76]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 시스-코어 복합섬유를 하기 방법에 의거하여 복합섬유의 강도, 신도, 초기탄성률, 수축율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
[77]
1) 강도(tenacity), 신도(elongation) 측정 방법
[78]
섬유의 강, 신도의 측정은 자동 인장 시험기(Textechno 사)를 사용하여 50 cm/m 의 속도, 50 cm의 파지 거리를 적용하여 측정하였다. 강도 및 신도는 섬유에 일정한 힘을 주어 절단될 때까지 연신시켰을 때, 걸린 하중을 데니어로 나눈 값(g/de)을 강도, 늘어난 길이에 대한 처음 길이를 백분율로 나타낸 값(%)을 신도로 정의하였다.
[79]
2) 초기탄성률, 수축율 측정 방법
[80]
초기탄성율은 유스터 테스터기(USTER TESTER) 측정하였고, 수축율은 180에서 20분간 건열처리한 전후의 복합섬유의 길이변화를 하기 수학식 1에 의거하여 측정하였다.
[81]
[수학식 1]
[82]
수축률(%) = (C-D)/C×100%
[83]
수학식 1에서, C는 열처리 전의 섬유의 길이 평균값이며, D는 열처리 후의 섬유의 길이 평균값이다.
[84]
[표3]
구분 강도(%) 신도(%) 초기탄성률(g/de) 수축율(%) 권축수(개/inch)
실시예 1 3.89 59.2 3.5 5.7 10.8
실시예 2 3.92 57.3 3.5 5.8 10.9
실시예 3 3.84 59.1 3.6 5.8 10.9
실시예 4 3.71 57.4 3.5 5.7 11.2
실시예 5 4.08 58.1 3.3 5.7 10.8
실시예 6 3.82 58.8 3.4 5.7 11.0
실시예 7 3.85 59.9 3.7 5.6 10.9
실시예 8 3.92 58.6 3.6 5.8 11.0
실시예 9 3.88 59.5 3.6 5.6 11.0
실시예 10 3.91 58.3 3.5 6.0 10.8
실시예 11 3.82 61.7 3.6 5.7 13.6
실시예 12 3.94 57.8 3.4 5.5 10.1
비교예 1 3.77 57.1 3.0 5.7 11.1
비교예 2 방사 불가
비교예 3 3.45 55.3 3.4 5.8 10.7
비교예 4 4.18 54.2 3.4 5.6 10.9
비교예 5 3.14 48.5 3.6 5.6 11.1
비교예 6 3.58 65.2 3.7 5.4 11.0
비교예 7 방사 불가
비교예 8 방사 불가
비교예 9 3.72 58.3 3.5 7.5 16.3
비교예 10 3.82 60.7 3.6 5.1 7.8

[85]
상기 표 3에 나타낸 복합섬유의 물성 결과를 살펴보면, 실시예 1 ~ 12의 경우, 강도 3.71 ~ 4.08 g/d, 신도 57.3 ~ 61.7%, 초기탄성률 3.3 ~ 3.6 g/d, 수축율 5.5 ~ 6.0% 및 권축수 9.3 ~ 13.5개/인치를 가짐을 보였다.
[86]
이에 반해 시스 성분 융점이 170℃ 초과한 것을 사용한 비교예 1의 경우, 초기 탄성률이 3.2 g/d 미만인 낮은 값을 가지는 문제가 있었고, 시스 성분 융점이 150℃ 미만인 비교예 2의 경우, 방사가 매우 불량한 문제가 있어서, 복합섬유의 물성 측정이 불가능했다.
[87]
또한, 고유점도 1.0 dl/g 초과한 PET를 코어 성분으로 도입한 비교예 3의 경우, 실시예와 비교할 때, 강도 및 신도가 떨어지는 결과를 보였다.
[88]
그리고, 복합섬유의 시스 및 코어의 단면적비가 1:0.5 미만인 1:0.45였던 비교예 5의 경우, 신도가 매우 불량한 문제가 있었다.
[89]
또한, 복합섬유의 평균섬도가 12 de를 초과하도록 설계한 비교예 7 및 평균섬도가 4 de 미만인 비교예 8의 경우 방사가 실질적으로 불가능했다.
[90]
그리고, 크림프수가 16개/인치 초과한 비교예 9의 경우, 권축수가 15개/인치를 초과하여 너무 많이 형성되는 문제가 있었으며, 크림프수가 9 개/인치 미만인 비교예 10의 경우, 권축수가 낮은 문제가 있었다.
[91]
[92]
제조예 1 : 압축성형체의 제조
[93]
실시예 1에서 제조한 복합섬유만을 이용해서 카딩하여, 두께 10mm의 니들펀칭(Needle Punching) 부직포를 제조하였다.
[94]
다음으로 상기 부직포를 200℃에서 90초간 열처리 공정을 수행한 후, 냉간압축하여 압축성형체(평균두께 3mm)를 제조하였다.
[95]
제조한 압축성형체의 평균면밀도는 1,230g/m 2였고, 평균면밀도의 균제도는 3 CV% 였다.
[96]
제조예 2 : 압축성형체의 제조
[97]
상기 실시예 1에서 제조한 복합섬유 50 중량% 및 7데니어, 섬유장 51mm, 고유점도 0.65 dl/g인 PET를 50 중량%로 혼합한 후, 카딩하여 두께 10mm 니들펀칭(Needle Punching )부직포를 제조하였다.
[98]
다음으로 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 열처리 공정 및 냉간압축을 수행하여 압축성형체(평균두께 3mm)를 제조하였다.
[99]
제조예 3 : 압축성형체의 제조
[100]
상기 실시예 1에서 제조한 복합섬유 70 중량% 및 고유점도 0.65 dl/g인 PET 소재의 7데니어, 섬유장 51mm 단섬유를 30 중량%로 혼합한 후, 카딩하여 두께 10mm 니들펀칭(Needle Punching )부직포를 제조하였다.
[101]
다음으로 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 열처리 공정 및 냉간압축을 수행하여 압축성형체(평균두께 3mm)를 제조하였다.
[102]
제조한 압축성형체의 평균면밀도는 1,210g/m 2였고, 평균면밀도의 균제도 3.8 CV% 였다.
[103]
제조예 4 ~ 제조예 14 : 압축성형체의 제조
[104]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 실시예 1의 복합섬유 대신 실시예 2 ~ 실시예 12의 복합섬유를 사용하여, 카딩하여, 두께 10mm 니들펀칭(Needle Punching) 부직포를 제조하였다.
[105]
다음으로, 상기 부직포를 200℃에서 90초간 열처리 공정을 수행한 후, 냉간압축하여 압축성형체(평균두께 3mm)를 제조하여 제조예 4 ~ 제조예 14를 각각 실시하였다(하기 표 4 참조).
[106]
비교제조예 1
[107]
9데니어, 섬유장 70mm의 모노타입의 폴리프로필렌 섬유 60 중량% 및 유리섬유 40 중량%로 혼합한 후, 카딩하여 두께 10mm 니들펀칭(Needle Punching )부직포를 제조하였다.
[108]
다음으로 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 열처리 공정 및 냉간압축을 수행하여 압축성형체(평균두께 3mm)를 제조하였다.
[109]
비교제조예 2
[110]
4 데니어, 섬유장 51 mm의 연화점 110℃인 PET바인더 섬유 50 중량% 및 7데니어, 섬유장 51mm, 고유점도 0.65 dl/g인 PET 소재 단섬유를 50 중량%로 혼합한 후, 카딩하여 두께 10mm 니들펀칭(Needle Punching )부직포를 제조하였다.
[111]
다음으로 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 열처리 공정 및 냉간압축을 수행하여 압축성형체(평균두께 3mm)를 제조하였다.
[112]
비교제조예 3 ~ 9 : 압축성형체의 제조
[113]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 실시예 1의 복합섬유 대신 비교예 1 ~ 비교예 10의 복합섬유를 사용하여, 카딩하여, 두께 10mm 니들펀칭(Needle Punching) 부직포를 제조하였다.
[114]
다음으로, 상기 부직포를 200℃에서 90초간 열처리 공정을 수행한 후, 냉간압축하여 압축성형체(평균두께 3mm)를 제조하여 비교제조예 3 ~ 비교제조예 9를 각각 실시하였다(하기 표 4 참조).
[115]
[표4]
구분 복합섬유 혼합섬유 복합섬유 및 PET 섬유 혼합양
제조예 1 실시예 1 * 복합섬유 100 중량%
제조예 2 실시예 1 7데니어, 섬유장 51mm, 고유점도 0.65 dl/g 인 PET 단섬유 복합섬유 50 중량%+PET 단섬유 50 중량%
제조예 3 실시예 1 7데니어, 섬유장 51mm, 고유점도 0.65 dl/g 인 PET 단섬유 복합섬유 70 중량%+PET 단섬유 30 중량%
제조예 4 실시예 2 * 복합섬유 100 중량%
제조예 5 실시예 3 * 복합섬유 100 중량%
제조예 6 실시예 4 * 복합섬유 100 중량%
제조예 7 실시예 5 * 복합섬유 100 중량%
제조예 8 실시예 6 * 복합섬유 100 중량%
제조예 9 실시예 7 * 복합섬유 100 중량%
제조예 10 실시예 8 * 복합섬유 100 중량%
제조예 11 실시예 9 * 복합섬유 100 중량%
제조예 12 실시예 10 * 복합섬유 100 중량%
제조예 13 실시예 11 * 복합섬유 100 중량%
제조예 14 실시예 12 * 복합섬유 100 중량%
비교제조예 1 9데니어, 섬유장 70mm의 모노타입의 폴리프로필렌(PP) 섬유 유리섬유 PP섬유 60중량%+유리섬유 40 중량%
비교제조예 2 4 데니어, 섬유장 51 mm의 연화점 110℃인 PET바인더 섬유 7데니어, 섬유장 51mm, 고유점도 0.65 dl/g 인 PET 단섬유 PET바인더 섬유 50중량%+PET 단섬유 50 중량%
비교제조예3 비교예 1 * 복합섬유 100 중량%
비교제조예4 비교예 3 * 복합섬유 100 중량%
비교제조예5 비교예 4 * 복합섬유 100 중량%
비교제조예6 비교예 5 * 복합섬유 100 중량%
비교제조예7 비교예 6 * 복합섬유 100 중량%
비교제조예8 비교예 9 * 복합섬유 100 중량%
비교제조예9 비교예 10 * 복합섬유 100 중량%

[116]
실험예 1 : 압축성형체의 SEM 측정
[117]
제조예 1, 제조예 2 및 제조예 3에서 제조한 압축성형체의 절단면에 대한 SEM 사진을 도 1 ~ 도 3에 순서대로 각각 나타내었다.
[118]
도 1의 SEM 측정 사진을 보면, 본 발명의 압축성형체의 경우, 섬유가 빽빽하게 형성되어 있는 것에 반해, 제조예 2 및 3의 경우, 도 2 및 도 3를 살펴보면 제조예 1 보다 상대적으로 섬유 형성 밀도가 낮았다.
[119]
[120]
실험예 2 : 압축성형체의 형태안정성 측정
[121]
1) 온도에 따른 형태안정성
[122]
상기 제조예 1, 비교제조예 1 및 비교제조예 2에서 제조한 압축성형체를 열풍건조기 투입한 후, 80g 하중 가한 상태에서 1시간 동안 노화후 형태 변화 확인하였으며, 그 결과를 도 4에 나타내었다.
[123]
도 4를 살펴보면, 제조예 1의 압축성형체의 경우, 100℃ 및 110℃에서도 형태안정성이 우수한데 반해, 비교제조예 1 및 2의 경우, 100℃부터 형태안정성이 떨어지는 문제가 있음을 확인할 수 있었다.
[124]
2) 내열 환경 노화 후 형태안정성 측정
[125]
상기 제조예 1, 비교제조예 1 및 비교제조예 2에서 제조한 압축성형체를 내열환경에서 방치한 한 후, 외력을 제거한 다음 80℃에서 72시간 경과한 후의 형태안정성을 측정하였고, 그 결과를 도 5에 나타내었다.
[126]
도 5를 살펴보면 제조예 1의 경우, 형태 변화가 거의 없지만, 비교제조예 1의 경우 크게 휘었으며, 비교제조예 2 또한 끝 부분이 살짝 말리면서 휘는 경향을 보였다.
[127]
형태안정성 측정을 통해 본 발명의 복합섬유로 제조한 압축성형체의 형태안정성이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.
[128]
[129]
실험예 3 : 압축성형체의 인장강도, 모듈러스 측정
[130]
제조예 1 ~ 14 및 비교제조예 1 ~ 12에서 제조한 압축성형체의 인장강도, 굴곡강도 및 굴곡탄성률을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 각각 나타내었다.
[131]
이때, 인장강도는 ASTM D 638에 의거하여 측정하였고, 모듈러스인 굴곡강도 및 굴곡탄성률은 ASTM D 790에 의거하여 측정하였다.
[132]
[표5]
구분 인장강도(Mpa) 굴곡강도(Mpa) 굴곡탄성율(Mpa)
제조예 1 21.3 9.7 542
제조예 2 18.5 5.7 436
제조예 3 20.6 7.4 480
제조예 4 20.8 9.6 537
제조예 5 21.5 9.4 518
제조예 6 20.3 9.2 495
제조예 7 20.4 10.7 583
제조예 8 20.7 9.1 522
제조예 9 20.7 10.1 531
제조예 10 21.1 9.5 508
제조예 11 23.1 9.3 511
제조예 12 20.4 9.5 502
제조예 13 20.4 10.0 545
제조예 14 21.2 9.2 551
비교제조예 1 9.5 3.2 316
비교제조예 2 9.0 2.8 125
비교제조예3 20.1 8.5 471
비교제조예4 20.4 7.7 448
비교제조예5 18.8 9.8 490
비교제조예6 19.7 5.9 411
비교제조예7 19.4 7.4 420
비교제조예8 18.6 9.4 483
비교제조예9 18.9 9.5 408

[133]
상기 표 5를 살펴보면, 제조예 1 ~ 14의 압축성형체가 비교제조예 1 ~ 2 보다 인장강도 및 모듈러스가 전반적으로 우수한 것을 확인할 수 있었으며, 압축성형체용 섬유를 단독으로 사용한 제조예 1이 PET 섬유를 혼용하여 사용한 제조예 2 ~ 3에 비해 상대적으로 기계적 물성이 우수한 결과를 보였다.
[134]
그리고, 비교제조예 3의 경우, 굴곡강도가 다소 떨어지는 문제가 있고 가공성이 떨어지는 문제가 있었다. 그리고, 비교제조예 4의 경우, 굴곡탄성율이 좋지 않은 결과를 보였다.
[135]
또한, 비교제조예 5의 경우, 굴곡강도는 우수하나, 인장강도도 다소 떨어지는 결과를 보였고, 비교제조예 6 및 비교제조예 7의 경우, 굴곡강도 및 굴곡탄성율이 너무 낮은 문제가 있었다.
[136]
또한, 비교제조예 8의 경우, 사용된 복합섬유의 크림프수가 높아서 넵(nep)이 발생하는 문제가 있었으며, 비교제조예 9의 경우 사용된 복합섬유의 크림프 수가 너무 낮아서 굴곡탄성율이 낮은 결과를 보였다.
[137]
상기 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명의 복합섬유가 우수한 기계적 물성을 가지면서도, 소리 흡수성/소리 분산성 및 수분 흡수성/수분산성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한, 본 발명의 복합섬유를 부직포 등의 섬유집합체로 제조하거나, 또는 상기 섬유집합체를 압축시켜서 다양한 응용제품을 제공할 수 있을 것으로 기대되며, 구체적인 예를 들면, 건축 내외장재 / 토목 자재 / 비행기, 배 등의 운송수단의 내외장재 / 기저귀, 생리대, 마스크 등의 위생재 / 에어필터, 액체필터 등의 필터 등으로 적용할 수 있다.
[138]

청구범위

[청구항 1]
제1성분 수지 및 제2성분 수지를 포함하는 이성분 섬유로서, 제1성분 수지는 폴리에스테르 수지를 포함하고, 제2성분 수지는 결정성 폴리올레핀 수지를 포함하며, 제1성분 수지와 제2성분 수지의 융점온도 차가 30℃ ~ 100℃인 것을 특징으로 하는 압축성형체용 복합섬유.
[청구항 2]
제1항에 있어서, 상기 결정성 폴리올레핀 수지는 DSC(differential thermal analysis) 분석시, 결정을 녹이는데 필요한 엔탈피(Enthalpy) 값이 40 ~ 120J/g인 것을 특징으로 하는 압축성형체용 복합섬유.
[청구항 3]
제1항에 있어서, 상기 제1성분 수지는 고유점도 0.50 ~ 1.00 dl/g 및 융점 200℃ 이상이고, 상기 제1성분 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리부틸렌테레프탈렌(PBT) 수지, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 수지 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 폴리에스테르 수지를 포함하고, 상기 제2성분 수지는 융점 120℃ ~ 170℃인 폴리프로필렌(PP) 수지 및 폴리에틸렌(PE) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 폴리올레핀 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축성형체용 복합섬유.
[청구항 4]
제3항에 있어서, 상기 PET 수지는 테레프탈산과 및 디올(diol)을 1 : 0.95 ~ 1.20 몰비로 중합시킨 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축성형체용 복합섬유.
[청구항 5]
제1항에 있어서, 상기 이성분 섬유는 시스-코어형(sheath-core)형 섬유, 사이드-바이-사이드(side-by-side)형 섬유, 해도(sea-islands)형 섬유 또는 분할(segmented -pie)형 섬유인 것을 특징으로 하는 압축성형체용 복합섬유.
[청구항 6]
제1항에 있어서, 상기 이성분 섬유는 제1성분 및 제2성분의 단면적비가 1:0.5 ~ 1인 것을 특징으로 하는 압축성형체용 복합섬유.
[청구항 7]
제5항에 있어서, 상기 이성분 섬유는 시스-코어형 섬유이고, 시스는 융점 150℃ ~ 170℃인 결정성 폴리프로필렌(PP) 수지를 포함하며, 코어는 융점 200℃ 이상인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PTFE) 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축성형체용 복합섬유.
[청구항 8]
제1항 내지 제7항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서, 압축성형체용 섬유의 평균섬도는 4 ~ 12 de이고, 평균섬유장은 3 ~ 120 mm이며, 크림프수 9 ~ 15개/인치인 것을 특징으로 하는 압축성형체용 복합섬유.
[청구항 9]
폴리에스테르 칩 및 결정성 폴리올레핀 칩을 각각 준비하는 1단계; 폴리에스테르 칩 및 결정성 폴리올레핀 칩 각각을 용융시킨 제1성분 수지 및 제2성분 수지를 복합방사구금에 투입 및 복합방사시킨 후, 냉각시켜서 미연신 서브토우(sub-tow)를 제조하는 2단계; 상기 미연신 서브토우를 연신한 후, 권축(Crimp)을 부여하는 3단계; 및 연신 및 권축된 서브토우를 열고정시키고 컷팅(Cutting)하는 4단계;를 포함하며, 상기 서브토우는 시스-코어형 모노 필라멘트, 사이드-바이-사이드형 모노 필라멘트, 해도형 모노 필라멘트 또는 분할형 모노 필라멘트인 것을 특징으로 하는 압축성형체용 복합섬유의 제조방법.
[청구항 10]
제9항에 있어서, 2단계의 용융은 폴리에스테르 칩은 270℃ ~ 300℃ 하에서 수행하고, 결정성 폴리올레핀 칩 230℃ ~ 280℃ 하에서 수행하는 것을 특징으로 압축성형체용 복합섬유의 제조방법.
[청구항 11]
제9항에 있어서, 2단계의 복합방사는 방사온도 260℃ ~ 290℃ 및 권취속도 400 ~ 1,300 m/min 조건 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 압축성형체용 복합섬유의 제조방법.
[청구항 12]
제8항의 복합섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유집합체.
[청구항 13]
제8항의 섬유집합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포.
[청구항 14]
제13항에 있어서, 상기 부직포는 건식(dry-laid) 부직포, 습식(wet-laid) 부직포 또는 에어레이드(air-laid) 부직포인 것을 특징으로 하는 섬유집합체.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]