JP2004339624A - Special cross section fiber - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fiber which has a good hand as a raw material for clothing and exhibits effective functions as a raw material for non-clothing. <P>SOLUTION: A fiber is characterized by having ten or more grooves on the surface of the fiber in its longitudinal direction, having a groove width of ≤1.0μm, a groove depth of ≥2.0μm, and an intergroove outer peripheral distance of ≤5.0μm, having an irregular shape primary uneven structure formed on the whole surface of the fiber, and further having secondary uneven structures formed in the primary uneven structure. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来の熱可塑性ポリマーからなる繊維の製造技術では形成し得なかった表面構造を有する繊維に関するものであって、熱可塑性繊維でありながら、衣料用素材として、天然絹繊維と同様のキシミ風合を有し、かつ深みのある色調の表現が可能な繊維であり、また、抗スナッギング性、高濡れ性等の特徴も有する繊維に関し、非衣料としては、優れたワイピング性や優れた研摩性を発揮することのできる繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、合成繊維、例えばポリエステル、ポリアミドのフィラメントからなる織物、編物、不織布等の繊維構造物は、その構成フィラメントの単繊維繊度や断面形状が単調であるため、綿、麻等の天然繊維に比較して風合や光沢が単調で冷たく、繊維構造物としても品位は低いものであるという認識があった。
これらの欠点を改良するために、従来から繊維横断面の異形化、捲縮加工、複合繊維等が種々試みられており、例えば、易溶解性ポリマーとポリエステルの複合繊維を形成し、その後、後加工によりドライタッチでキシミ感のある風合や独特の光沢を織編物に付与させる方法（特許文献１，２，３，４参照）、繊維長さ方向に斑を付与させて風合を改良させる方法（特許文献５，６，７参照）、合成繊維をフィブリル化させて風合を改良させる方法（特許文献８，９参照）、仮撚融着糸を作成し、麻様のシャリ感を付与させる方法（特許文献１０参照）、混繊融着加工糸を作成する方法（特許文献１１参照）、あるいはフィブリル化させる方法（特許文献１２参照）など種々のものが提案されている。
【０００３】
また、深みのある色調を得るために、繊維表面に微細なクレーター状の凹凸を形成すること（特許文献１３参照）や、繊維の長手方向に沿って連続したスリット状の溝を少なくとも５個、繊維表面に設けること（特許文献１４参照）などが提案されている。
このような方法は、比較的繊維径の太い繊維に適用することはできるが、極細繊維にこのような方法を適用することは困難であった。すなわち、極細繊維表面に凹凸を設けたり、あるいはスリット状の溝を設けたりすると、元来繊維径が極めて細いために極細繊維が切断されやすくなり、所望の引張り強度を持つ極細繊維が得られにくいのである。また、極細繊維にこのような方法を適用しても、繊維径は細いので鮮明な色彩に染色することは困難である。
【０００４】
従って、前記した方法は、比較的繊維径の太い繊維にしか適用することができないため、かかる方法では深みのある色調の織編物を得ることはできるが、「ピーチ感」のあるソフトな風合を有する織編物を得ることはできなかった。更に従来の比較的繊維径の太い繊維は、基本的に繊維の横断面が円形で、全体として滑らかな表面を持っているため、キシミ感のある触感を与えることができないという課題があった。また、構成繊維の表面に凹凸状あるいはスリット状の傷が存在しているため、繊維の剛性が低下し、得られる織編物に十分な張り腰を付与することが困難であった。
これら過去の多くの提案は、更に高品質なものを望む現代の消費者の要求を満たすには十分なレベルとはいえない状況となってきた。しかも従来のものは一つの要求性能を満たすものが多く、用途に応じた複数の要求を満たすものが得られていなかったのが実情であり、高度化されてきた現代の要望に満足に応えられる素材がないのが問題点となっていた。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５６−１６５０１５号公報
【特許文献２】特開昭５７−５９２１号公報
【特許文献３】特開昭５８−９８４２５号公報
【特許文献４】特開昭６１−２３９０１０号公報
【特許文献５】特公昭５１−７２０２号公報
【特許文献６】特開昭５８−７０７７１号公報
【特許文献７】特開昭６２−１３３１１８号公報
【特許文献８】特公昭５３−３５６３３号公報
【特許文献９】特公昭５６−１６２３１号公報
【特許文献１０】特公昭４５−１８０７２号公報
【特許文献１１】特開昭６３−６１２３号公報
【特許文献１２】特開昭６３−６１６１号公報
【特許文献１３】特公昭５９−２４２３３号公報
【特許文献１４】特開昭６０−１５１３１３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、上述の従来技術の問題点に鑑み、衣料用素材として各種の要求性能（例えば、キシミ感、風合等）を発現し、さらに深みのある色調の表現が可能で、非衣料用素材としても、例えば、優れたワイピング特性や研磨特性を発現する繊維形態を具現化すべく鋭意検討した結果、繊維表面に特定構造の溝を形成させることにより、衣料から非衣料まで幅広く利用可能な繊維となることを見出し本発明に到達した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、繊維の長さ方向に沿って、繊維表面に１０個以上の溝を有し、繊維横断面の外周長（Ｃ）は該繊維横断面に外接する円の周長（Ｂ）の１．５倍以上であり、繊維の表面全体には不規則な形状の一次凹凸構造が形成され、該一次凹凸構造内にさらに二次凹凸構造が形成されていて、かつ下記式を満足することを特徴とする繊維である。
溝幅；Ｗ≦３．０μｍ
溝深さ；Ｌ≧２．０μｍ
溝間外周距離；Ａ≦５．０μｍ
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明においては、繊維横断面の溝幅、溝深さ、溝間外周距離、つまり溝の形状を適正範囲に特定することと、繊維の表面全体には不規則な形状の一次凹凸構造が形成され、該一次凹凸構造内にさらに二次凹凸構造が形成されていることが重要である。溝形状を特定化することにより、繊維間の接触面積が増え、衣料用素材として用いる場合には、接触抵抗が増し、好ましいキシミ感が発現し、合成繊維でありながら天然絹繊維のような風合が発現する。さらに発色性においても、おそらく単位周長に対し入射した光を多く取り込むこと、入射した光が多数回の屈折を繰り返させて効率よく繊維内部に光を取り込み凹凸部の囲みをめぐって次々に起こる散乱と再散乱を繰り返し、反射光が低下するため深みのある発色が実現されるものと考える。
また、非衣料繊維素材として用いる場合にも、溝の形状により、例えばワイパーとして格段のワイピング性が発現する。
さらに、本発明においては、用途に応じて繊維断面を中空断面にすることも可能である。
【０００９】
また本発明の繊維は、研磨材粒子の粒度に合わせて溝巾が設定できるため、半導体分野でのシリコンウエハー研摩材として好適に用いることが可能である。かかる溝構造を形成させることにより、微細な研摩剤微粒子を好適に担持させることが可能となる。
【００１０】
本発明においては、繊維横断面の外周長（Ｃ）が該繊維横断面に外接する円の円周長（Ｂ）の１．５倍以上であることが重要である。外周長Ｃをこのように設定することにより、衣料用素材として用いる場合には、接触抵抗が増し、好ましいキシミ感が発現し良好な風合いが得られる。２倍未満では良好な風合いは得られないため好ましくない。
【００１１】
本発明において、繊維表面に形成される溝形状は、図１に示すような溝幅（Ｗ）が３．０μｍ以下であり、かつ溝深さ（Ｌ）が２．０μｍ以上であることが重要である。
かかる大きさの溝を繊維の長さ方向に繊維表面に形成させることにより、繊維集合体において単繊維間で接触した部分がかみ合い、会合状態を形成し、繊維間の接触抵抗が増え良好な抗スナッギング性が発現する。また、該溝構造を形成させることにより、良好なキシミ感が発現し衣料用素材として好適な繊維となる。さらに、発色性においても深みのある色調、光沢感が得られる。
溝幅（Ｗ）が３．０μｍを超える場合や、溝深さ（Ｌ）が２．０μｍ未満である場合は、発色性において深みのある色調を得ることは困難である。より好ましくは、溝幅（Ｗ）が１．５μｍ以下、溝深さ（Ｌ）が３．０μｍ以上、さらに好ましくは、溝幅（Ｗ）０．５μｍ以下、溝深さ（Ｌ）４．０μｍ以上である。下限値は要求性能が得られる範囲であれば特に制限されないが、好ましくは溝幅（Ｗ）０．０５μｍ以上、溝深さ（Ｌ）１０μｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
本発明においては、上記のような溝構造が繊維の長さ方向に沿って繊維横断面に１０以上形成されていることが重要である。溝数が１０未満の場合は、繊維間が接触した場合に発現する会合状態が十分でなく結果的に目的とする性能が十分に発揮されない。従って、溝の数は好ましくは２０以上、より好ましくは３０以上である。溝の数の上限は特に制限されないが、好ましくは２００以下、より好ましくは１５０以下、さらに好ましくは１００以下である。
【００１３】
本発明においては、前記溝幅、溝深さの要件、溝数とが相俟って目的とする性能が相乗的に発現されるものである。
【００１４】
さらに本発明においては、図１に示すように繊維横断面における溝間外周距離（Ａ）が５μｍ以下である。該範囲に設定することが繊維集合体において単繊維間で接触した部分がかみ合い、会合状態を形成し、繊維間の接触抵抗が増え良好な抗スナッギング性が発現する。さらに、発色性においても深みのある色調、光沢感が得られる。溝間の外周距離（Ａ）が５μｍより大きい場合は抗スナッギング性、発色性、風合いが不十分となる。下限値としては目的とする性能が十分に発揮される範囲であればよいが、このましくは溝幅以上である。溝幅未満では溝間つまり溝形状を十分に確保できないため風合い、ワイピング性能、発色性が不十分となる。
【００１５】
繊維表面の凹凸状態について、一般的に規則的な表面とは旋削面のような一定の形の先端をもつ刃物で切った表面であるが、本発明の繊維の表面は不規則な形状のランダムな凹凸構造が形成されており、表面は研削またはラップ面のように不規則な形をした砥粒でみがかれた表面、また鋳物の面と類似した構造を有している。
尚、本発明でいう、不規則な形状の一次凹凸構造とは、図３に示すように山の高さが不規則な凸部と、谷の深さが不規則な凹部とが混在する表面であり、例えば図１のＭで示される円内をさらに拡大することによって観察される微細な凹凸であり、凸部の山の高さがほぼ同じで凹部の谷の深さが不規則な表面や、逆に凹部の谷に深さはほぼ同じで凸部の山の高さが不規則である表面をも、ランダム表面として包含意味するものである。
また、一次凹凸構造内に形成されている二次凹凸構造も、凹凸のサイズは異なるものの基本的には一次凹凸構造と同様に不規則な形状の凹凸により形成されているものである。
【００１６】
本発明において、一次凹凸構造を形成する各凹凸は、繊維軸に対して直角な外周方向に存在する凹部の最低点と隣り合う凹部の最低点までの平面距離をＺ_１とするとき、０．０５μｍ≦Ｚ_１≦０．４μｍを満たし、かつこれら凹部間距離は実質的に不等間隔であることが好ましい。さらに二次凹凸構造を形成する凹凸は、隣り合う凹部の最低点間の平面距離をＺ_２とするとき、０．００５μｍ≦Ｚ_２≦０．１μｍを満たし、かつこれら凹部間距離が実質的に不等間隔で形成されていることが好ましい。
Ｚ_１が０．０５μｍ未満の場合、鏡面反射率の低下が少なく、染色後の色の深みも十分に出ない場合がある。一方、０．４μｍを越えると可視光線の反射率が高くなり、色がくすみ白っぽくなる場合がある。さらに、二次凹凸構造においても、隣り合う凹部の最低点間の平面距離をＺ_２が０．００５μｍ未満の場合、入射光の位相差による打消しあい効果が小さく染色後の色の深みが不十分となる場合があり、一方、０．１μｍを越えると、一次凹凸構造との区別が不明瞭となり、二次凹凸構造としての作用を果たさなくなる場合がある。
【００１７】
また、本発明においては、上記のような範囲で大きさの異なる凹凸が、繊維表面全体に存在していることが必要であり、かかる不規則なランダム表面は、後述するように特定の不活性微粒子を含む熱可塑性ポリマーからなる繊維表面を、溶剤で処理することによって形成することが可能である。
【００１８】
また、本発明の繊維が有する凹凸構造は、繊維内部の微細構造オーダーにまで微粒化した微粒子を利用し、該微粒子を添加した繊維の表面を溶出侵蝕することにより形成される。 添加した微粒子は、単粒子状態や、単粒子が集合したいわゆる二次粒子の状態で存在している。これは紡糸前のチップや紡糸後の繊維を、該チップあるいは繊維中に存在する単粒子状の微粒子の径より大きく、その粒径の数倍程度の厚さ以内、即ち数十ミリミクロンないし１００ミリミクロン前後の厚みにウルトラミクロトームでスライスし、そのスライスした超薄切片を透過型電子顕微鏡で高倍率に拡大すれば観察可能である。
添加する微粒子としては、例えばシリカゾル、微粒子状シリカ、アルミナゾル、微粒子状アルミナ、極微粒子酸化チタン、炭酸カルシウムゾル、微粒子状炭酸カルシウム、分散安定性が良好に改善された変性シリカゾル、あるいはその他ポリエステル繊維の屈折率に近い微粒状不活性物質のコロイド等が用いられる。該微粒子の添加量について検討した結果、０．５重量％未満の場合は、表面層溶出後の凹凸状態が不十分となり色の深さの改良効果が認められない。微粒子を１０重量％を越えて添加した場合、繊維化工程性が不良となり適当でない。
【００１９】
本発明の繊維を構成するポリマーは、基本的には熱可塑性ポリマーであれば使用することが可能であり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸等のポリエステル系ポリマー、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２等の脂肪族ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチルなどのビニル系ポリマー、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリウレタンなどの縮合系ポリマー、ポリアリレート等の溶融液晶性ポリマーなどが適用可能であるが、好ましくは、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、重縮合系ポリマーの熱可塑性結晶性ポリマーが好適である。
【００２０】
ポリマーの選択は、上記で例示したような各種ポリマーから基本的には使用目的に応じて選択すればよく、例えば、キシミ風合などの感性面の効果を要求する場合には、ポリエステル系ポリマーを用いることが好ましく、ワイピング性など非衣料分野に用いる場合には、状況に応じてポリプロピレン、ポリアミド等が好適である。また、半導体分野の研磨布等の用途に用いる場合は、ポリマーの融点及びガラス転移点が高く、耐薬品性の高い半芳香族ポリアミドあるいはポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンナフタレート等を用いることが好適である。
【００２１】
好適なポリマーの一つとして用いられるポリエステル系ポリマーについて詳しく説明すると、エチレンテレフタレート単位および／またはブチレンテレフタレート単位および／またはヘキサメチレンテレフタレート単位を主たる繰返し単位とするポリエステルが好適に使用でき、とくに、第３成分などを導入した共重合ポリエステルを用いる場合は、共重合ポリエステル中における共重合単位の割合が２０モル％以下、より好ましくは１０モル％以下であることが好ましく、その際の共重合単位の例としては、例えば、イソフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタリンジカルボン酸、５−アルカリ金属スルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸：シュウ酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸：トリメリット酸、ピロメリット酸などの多官能性カルボン酸：またはそれらのエステル形成性成分に由来するカルボン酸単位：ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ブタンジオール、エチレングリコール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトールなどから誘導される単位を上げることができる。そして共重合ポリエステルは前記した共重合単位の１種または２種以上を含んでいることができる。
【００２２】
ポリエステル成分には、必要に応じて無機微粒子、蛍光増白剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、加水分解防止剤、帯電防止剤、難燃剤、着色剤及びその他の添加剤の１種または２種以上が含有されていてもよい。
【００２３】
もう一つの好適なポリマーとして用いられるポリアミド系ポリマーについて述べると、脂肪族ポリアミドとしては、前述したナイロン６、ナイロン６６、メタキシレンジアミンナイロン、ナイロン１２を主成分とするポリアミドが好ましい。目的によっては融点又はガラス転移点が高いポリアミドを用いることもよく、その場合、熱可塑性を有する半芳香族系ポリアミドが好ましく用いられる。そのようなポリアミドとしては、例えば、ジカルボン酸とジアミン成分とからなり、ジカルボン酸成分の６０モル％以上が芳香族ジカルボン酸で、ジアミン成分の６０モル％以上が炭素数６〜１２の脂肪族アルキレンジアミンであるポリアミドが挙げられる。
【００２４】
芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸が好ましく、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，４−フェニレンジオキシジ酢酸、１，３−フェニレンジオキシジ酢酸、ジフェン酸、ジ安息香酸、４，４‘−オキシジ安息香酸、ジフェニルメタン−４，４’−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−４，４’−ジカルボン酸、４，４’−ビフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸を１種類、または２種類以上併用して使用することもできる。かかる芳香族ジカルボン酸の含有量はジカルボン酸成分の６０モル％以上であることがこのましく、さらには７５モル％以上であることが好ましい。
【００２５】
上記芳香族ジカルボン酸以外のジカルボン酸としてはマロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、３，３−ジエチルコハク酸、グルタル酸、２，２−ジメチルグルタル酸、アジピン酸、２−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸等の脂肪族ジカルボン酸；１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸を挙げることができ、これらの酸は１種類のみならず２種類以上を用いることができる。なかでもポリマーのガラス転移点を上げるためにはジカルボン酸成分が１００％芳香族ジカルボン酸であることとが好ましい。
さらにトリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等の多価カルボン酸を繊維化が容易な範囲内で含有させることもできる。
【００２６】
また、ジアミン成分の６０モル％以上は炭素数が６〜１２の脂肪族アルキレンジアミンで構成されることが好ましく、かかる脂肪族アルキレンジアミンとしては、１，６−ヘキサンジアミン、１，８−オクタンジアミン、１，９−ノナンジアミン、１，１０−デカンジアミン、１，１１−ウンデカンジアミン、１，１２−ドデカンジアミン、２−メチル−１，５−ペンタンジアミン、３−メチル−１，５−ペンタンジアミン、２，２，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，４，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２−メチル−１，８−オクタンジアミン、５−メチル−１，９−ノナンジアミン等の脂肪族ジアミンを挙げることができる。なかでも繊維化工程性と目的とする糸品質の点で１，９−ノナンジアミン単独または１，９−ノナンジアミンと２−メチル−１，８−オクタンジアミンとの併用が好ましい。
この脂肪族アルキレンジアミンの含有量はジアミン成分の６０モル％以上であることが好ましく、より好ましくは７５モル％以上、とくに９０モル％以上であることが、繊維化工程性と糸品質の点から好ましい。
【００２７】
上述の脂肪族アルキレンジアミン以外のジアミンとしてはエチレンジアミン、プロピレンジアミン、１，４−ブタンジアミン等の脂肪族ジアミン；シクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、ノルボルナンジメチルジアミン、トリシクロデカンジメチルジアミン等の脂環式ジアミン；ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、キシリレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ジアミン、あるいはこれらの混合物を挙げることができ、これらは１種類のみならず２種類以上を用いることができる。
【００２８】
本発明においては、その効果を損なわない範囲であれば、上記ポリアミド成分に銅化合物等の安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、潤滑剤、結晶加速度遅延剤を重合反応時またはその後の工程で添加することができる。特に熱安定剤としてヒンダードフェノール等の有機系安定剤、ヨウ化銅等のハロゲン化銅化合物、ヨウ化カリウム等のハロゲン化アルカリ金属化合物を添加すると、繊維化の際の溶融滞留安定性が向上するので好ましい。
【００２９】
次に本発明の繊維の製造方法について説明する。図２の繊維の横断面写真は、本発明繊維を製造するための中間体繊維となる複合繊維の一例を示したものである。この例では、図１に示すような繊維本体を形成するポリマー成と、この成分よりも溶解性又は分解性の大きいポリマー成分（易溶解性ポリマー成分と略称することがある）とが繊維断面において放射状に複合されている。そしてこの複合繊維から易溶解性ポリマー成分を所定量溶解又は分解除去することにより、繊維本体は、くし状の断面を有する本発明の繊維となる。なお、くし状とは、例えば図１の模式図で示したような形状であることを意味している。
【００３０】
繊維本体を形成しているポリマー成分としては、易溶解性ポリマー成分と比べて相対的に溶媒や薬剤に対して溶解又は分解しにくいものであれば、どのようなものでも採用できる。いま、両成分ともポリエステル系ポリマーを使用する場合、両成分のアルカリ溶解速度比が５以上、好ましくは１０以上が好ましい。例えば、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を１〜５モル％と、ポリアルキレングリコールを５〜３０質量％と従来用いられているジオール成分及びジカルボン酸成分とを共重合してなる共重合ポリエステル等を採用することができる。
【００３１】
本発明において、溝深さ（Ｌ）のコントロールは、易溶解性ポリマー成分の除去率を変更することや、溶解・分解速度の異なるポリマーの組み合わせを適切に設定することにより可能である。溝巾（Ｗ）のコントロールは、ポリマー成分の複合比率を変更したり、くさび部分の数を変更したノズル部品を使用することなどによりコントロールすることが可能である。
【００３２】
易溶解性ポリマー成分としては、アルカリ溶解速度の速いポリエステルの代りに、水溶性熱可塑性ポリビニルアルコールを用いても本発明の繊維を得ることができる。用いるポリビニルアルコール重合体は、粘度平均重合度が２００〜５００、けん化度が９０〜９９．９９モル％、融点が１６０〜２３０℃のポリビニルアルコールが好ましく、ホモポリマーであっても共重合体であってもよいが、溶融紡糸性、水溶性、繊維物性の観点からは、エチレン、プロピレンなど炭素数が４以下のα−オレフィンなどで０．１〜２０モル％変成された共重合ポリビニルアルコールを用いることが好ましい。この場合、図２で示すような複合繊維を製造した後、熱水処理をすることによりポリビニルアルコール成分を溶解除去し、本発明繊維を得ることができる。
【００３３】
また、本発明の中間体となる複合繊維は、従来公知の複合紡糸装置を用いて繊維化することが可能である。但し、溝の数を多くするほど安定した紡糸が困難になるので、紡糸パックの構造や紡糸条件などを慎重に設定することが好ましい。
【００３４】
本発明の繊維は、くし状構造に繊維表面が特定の凹凸構造を有するものであるが、繊維表面にかかる凹凸構造を形成する手段は、例えば、苛性ソーダ等のアルカリ処理が挙げられるが、これに制限されるものではない。ただ、好ましくは、繊維を構成するポリエステルと添加した不活性微粒子との共通の溶剤を選択することが望ましい。
さらにまた、共通溶剤での微粒子の溶解あるいは分解速度がポリエステルのそれよりも数倍ないし数十倍以上速い共通溶剤を用いれば繊維表面の凹凸をより微細複雑化させられるので好ましい。この点で添加する微粒子がシリカで溶剤が苛性ソーダの場合は、シリカの溶解速度はポリエステルのそれより１０倍以上速く極めて望ましい。
また、凹凸形成のための処理条件としては、苛性ソーダ水溶液で処理する場合、苛性ソーダの濃度は２〜８質量％、処理温度は９０〜９８℃とし、減量率で２〜８％となるように処理することが好ましい。
【００３５】
本発明においては、図１に示したようなくし状の溝を多数形成させた断面形状の繊維とすること以外に、本発明の規定を満たす範囲内のものであれば、例えば、中空断面形状であってもよい。具体的には、仮撚捲縮加工等の高次加工により繊維断面が５角形、６角形に類似した形状に変化したものや、紡糸時に異形断面ノズルを用いることによって３葉形、Ｔ型や一孔中空、二孔中空以上の多孔中空等の中空形状など、各種の断面形状としても何ら差し支えない。
【００３６】
本発明の繊維の単繊維繊度は特に制限されないが、０．５〜５ｄｔｅｘのものが好ましく、良好な風合や発色性をより顕著に発現させるためにはより好ましくは４ｄｔｅｘ以下、さらには３ｄｔｅｘ以下が好ましい。また、長繊維のみならず短繊維としても用いることができる。
【００３７】
以上のようにして得られる本発明の繊維は、各種繊維集合体（繊維構造物）として用いることができる。ここで繊維集合体とは、本発明の繊維単独よりなる織編物、不織布はもちろんのこと、本発明の繊維を一部に使用してなる織編物や不織布、例えば、天然繊維、化学繊維、合成繊維など他の繊維との交編織布、あるいは混紡糸、混繊糸として用いた織編物、混綿不織布などであってもよいが、織編物や不織布に占める本発明繊維の割合は１０質量％以上、好ましくは３０質量％以上であることが好ましい。また、編成、織成あるいは不織布となした後に、必要に応じて針布起毛等による起毛処理やその他の仕上加工を施すことは何ら差し支えない。
【００３８】
本発明の繊維の主な用途は、長繊維では単独で又は一部に使用して織編物等を作成し、良好な風合を発現させた衣料用素材とすることができる。一方、短繊維では衣料用ステープル、乾式不織布および湿式不織布等があり、衣料用のみならず清掃用布帛、フィルター用素材、各種リビング資材、産業資材等の非衣料用途にも好適に使用することができる。また、繊維表面の微細な溝構造を有効に応用し、親水化処理された後の良好な吸収性を保持させた電池用セパレータ分野にも好適に使用することができる。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の部及び％は断りのない限り質量に関するものである。
【００４０】
Ｋ／Ｓ：前述の染色条件で染色処理された染色物について日立３０７型カラーアナライザー（日立製作所製：自動記録式分光光度計）を用いて測定した値
【００４１】
実施例１
固有粘度〔η〕が０．６８（フェノール／テトラクロルエタン等重量溶媒中で３０℃で測定）のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用い、一方、易溶解性ポリマー成分として熱溶融性の変性ポリビニルアルコール（変性ＰＶＡと略称）（クラレ製、ケン化度：９８．５、エチレン含有量８．０モル％、重合度：３８０）を用い、前者と後者との複合比を３：１の質量比とし、それぞれを別々の押出し機で溶融させ、図２に示す横断面で変性ＰＶＡで形成される凹凸形状を３０個有する複合繊維を複合紡糸ノズルより吐出させた。ついで紡糸口金（丸ノズル）より吐出された糸条を長さ１．０ｍの横吹付け型冷却風装置により糸条を冷却した後、連続して紡糸口金直下から１．３ｍの位置に設置した長さ１．０ｍ、内径３０ｍｍのチューブヒーター（内壁温度１８０℃）に導入してチューブヒーター内で延伸した後、チューブヒーターから出てきた繊維に水を含まない制電剤成分と平滑剤成分からなる油剤を付与し、引き続いてローラーを介して４０００ｍ／分の引取り速度で巻き取って、５６ｄｔｅｘ／２４フィラメントの複合繊維を製造した。
繊維化工程性は良好で問題なかった。得られた複合繊維を経糸及び緯糸として、経糸密度９０本／２５．４ｍｍ、緯糸密度８５本／２５．４ｍｍの平織物を作成した。この平織物に精練を施した後、浴比１：３０の水溶液（液温１００℃）中に浸漬し、所定の溝深さになるように変性ＰＶＡを選択的に溶解除去した。さらに、苛性ソーダ４０ｇ／リットル、浴比１：３０のアルカリ水溶液９５℃中に４０分間浸漬してアルカリ減量処理を行った。
その後、下記の条件で染色を行ない、常法により乾燥仕上げ、セットを実施した。得られた織物はキシミ感・発色性が良好で、天然絹繊維織物に似た織物であった。
【００４２】

【００４３】
実施例２〜４
ＰＥＴに添加する微粒子の種類、粒子径さらに繊維の表面溝形状及び繊維の断面形状を表１に示す条件で実施すること以外は実施例１と同様にして繊維化、織物の作成、評価を行なった。
【００４４】
実施例５〜９
繊維の表面溝形状及び繊維の断面形状を表１に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして繊維化並びに織物の作成、評価を行なった。なお、実施例９では、紡糸口金に偏平ノズル（三角ノズル）を使用して繊維化を行なった。いずれの場合も繊維化工程性は良好であり、得られた織物は、いずれもキシミ感を有し、優れた風合を有していた。
【００４５】
【表１】

【００４６】
実施例１０〜１２
実施例１のＰＥＴ成分に代えて、実施例１０では、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を用い、ジアミン成分として１，９−ノナンジアミン／２−メチル−１，８−オクタンジアミン（モル比＝５０／５０）の脂肪族ジアミン成分を用い、これらを重合して得られる半芳香族ポリアミドを使用し、実施例１１では、ポリエチレンナフタレート（クラレ製、〔η〕＝０．７５、融点２７０℃）を用い、実施例１２ではポリフェニレンサルファイド（東レ製、銘柄Ａ５０４×０２、融点２８０℃）を用い、それぞれのポリマーの融点に応じて紡糸口金温度、凹凸形状形成部品、紡糸口金を変更し、添加する微粒子の種類、粒子径さらに繊維の表面溝形状及び繊維の断面形状を表１に示す条件で実施したこと以外は、実施例１と同様に複合繊維を得た。次いで経糸密度１５０本／２５．４ｍｍ、緯糸密度１５０本／２５．４ｍｍの平織物としたこと以外は実施例１と同様にして織物を得た。実施例１０は、苛性ソーダの代わりに蟻酸を用いた。
また、研磨布としてのテストを実施した。直径５００ｍｍの下定盤に上記で得られた織物を感圧接着剤で貼り合せ、つづいて直径４インチのシリコンウエハ３枚を直径２３０ｍｍの定盤にワックスで貼り合せた当該上定盤を研磨機に装着し、コロイダルシリカスラリー（ナルコ社製＃２３５０）の２０倍純水希釈物を、流量が１ｇ／分となるように還流しつつ、研磨布を１００ｒｐｍにて回転させ、１サイクル２０分間の研磨を繰り返し行なった。研磨されたシリコンウエハを洗浄及び乾燥後、平面度測定装置で測定した結果、いずれも研磨後のウエハの平坦性は良好であった。
【００４７】
実施例１３〜１６
実施例１のＰＥＴに代えて、実施例１３は、ポリマーＸとしてポリトリメチレンテレフタレート（クラレ製、〔η〕＝０．８２、融点２３０℃）を用い、実施例１４はポリブチレンテレフタレート（三菱化成工業製、銘柄：ノバドゥール（登録商標）５０１０、融点２２４℃）を用い、実施例１５はナイロン６（宇部興産株製、銘柄：１０１３ＢＫ、融点２２５℃）を用い、実施例１６はポリプロピレン（東燃石油化学製、銘柄：Ｊ−２１５、ＭＩ＝１５、融点１７０℃）を用い、それぞれのポリマーの融点に応じて紡糸口金温度、凹凸形成部品、紡糸口金を変更したこと以外は実施例１と同様にして複合繊維を得た。得られた繊維を３３インチ２２ゲージの丸編機を用いて、モックミラノリブ組織の編地を得た。その後、実施例１３と実施例１４は実施例１と同じ条件で減量処理、仕上げ処理を施した。実施例１５は苛性ソーダの代わりに蟻酸、実施例１６はトルエンを用いた。得られた編物でワイパーとして汚れのふきとり性を調べたところいずれも良好なワイピング性を示した。
【００４８】
実施例１７
実施例１の変性ＰＶＡに代えて、分子量２０００のポリエチレングリコール８質量％と５−ナトリウムスルホイソフタル酸を５モル％共重合した〔η〕０．５２のポリエチレンテレフタレートを用い、紡糸油剤としては、水エマルジョン系のものを用いたこと以外は実施例１と同様の方法で繊維化を実施し、同様の方法で織物を作成した。その後か性ソーダ２０ｇ／ｌ、アルカリ熱水中で織物を４０分間処理を実施し、ポリマー成分Ｙを溶解除去した。得られた織物はキシミ感を有する良好な風合を保持していることがわかった。
【００４９】
比較例１〜２
ＰＥＴに添加する微粒子の種類、粒子径さらに繊維の表面溝形状及び繊維の断面形状を表１に示す条件で実施すること以外は実施例１と同様にして繊維化、織物の作成、評価を行なった。得られた織物は十分な良好な風合、発色性を有していなかった。
【００５０】
比較例３〜７
表１に示す表面溝構造を形成させるように設定したこと以外は、実施例１と同様の方法で実施した。得られた織物は十分な良好な風合、発色性を有していなかった。
【００５１】
比較例８，９
比較例８は、表面構造を表１に示す構造に設定したこと以外は実施例１５と同様に実施した。比較例９は、表面構造を表１に示す構造に設定したこと以外は実施例１６と同様に実施した。いずれも得られた編物を用いたワイピング性能は不十分なものであった。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の繊維は、表面溝構造に起因するさまざまな特徴を発揮し、衣料用途として用いる場合は、たとえば、良好なキシミ風合、優れた発色性を有する繊維となり、また、非衣料用として用いる場合は優れたワイピング性、優れた研磨性を発揮する素材として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の繊維の横断面の一例を示す模式図。
【図２】本発明の繊維を得るための複合繊維の形態の一例を示す繊維断面写真。
【図３】本発明の繊維の凹凸構造を示す模式図。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fiber having a surface structure that cannot be formed by a conventional technique for producing a fiber made of a thermoplastic polymer, and is a thermoplastic fiber, but as a material for clothing, the same as natural silk fiber. It is a fiber that has a kissy feel and is capable of expressing deep color tones, and is also a fiber that has characteristics such as anti-snagging properties and high wettability. The present invention relates to a fiber capable of exhibiting abrasiveness.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, fiber structures such as woven fabrics, knitted fabrics and nonwoven fabrics made of synthetic fibers, for example, polyester and polyamide filaments, have a monofilament fineness and cross-sectional shape of the constituent filaments, and are therefore compared to natural fibers such as cotton and hemp. There was a recognition that the texture and gloss were monotonous and cold, and the quality was low even as a fiber structure.
In order to remedy these drawbacks, various attempts have been made to deform the fiber cross section, crimp processing, composite fibers, etc., for example, to form a composite fiber of an easily soluble polymer and polyester, and thereafter, A method of imparting a texture with a dry feeling and a unique luster to a woven or knitted fabric by processing (see Patent Documents 1, 2, 3, and 4), and improving the texture by imparting unevenness in the fiber length direction. Method (see Patent Documents 5, 6, and 7), Method of Improving Hand by Fibrillating Synthetic Fiber (See Patent Documents 8 and 9), Producing False Twist-Fused Yarn to Give Hemp-like Sharpness Various methods have been proposed, such as a method for producing a mixed fiber fusion-processed yarn (see Patent Document 11) and a method for fibrillating (see Patent Document 12).
[0003]
Further, in order to obtain a deep color tone, fine crater-like irregularities are formed on the fiber surface (see Patent Document 13), and at least five slit-like grooves continuous along the longitudinal direction of the fiber are provided. It is proposed to provide it on the fiber surface (see Patent Document 14).
Such a method can be applied to fibers having a relatively large fiber diameter, but it has been difficult to apply such a method to ultrafine fibers. In other words, when providing irregularities on the surface of the ultrafine fiber, or providing a slit-shaped groove, the ultrafine fiber is likely to be cut because the fiber diameter is originally extremely small, and it is difficult to obtain an ultrafine fiber having a desired tensile strength. It is. Even if such a method is applied to ultrafine fibers, it is difficult to dye them in a vivid color because the fiber diameter is small.
[0004]
Therefore, since the above-mentioned method can be applied only to a fiber having a relatively large fiber diameter, a woven or knitted fabric having a deep color tone can be obtained by such a method, but a soft feeling with a “peach feeling” is obtained. Cannot be obtained. Furthermore, the conventional fiber having a relatively large fiber diameter has a problem that the cross section of the fiber is basically circular and has a smooth surface as a whole. In addition, since there are uneven or slit-like scratches on the surface of the constituent fibers, the rigidity of the fibers is reduced, and it is difficult to impart sufficient tension to the obtained woven or knitted fabric.
Many of these past proposals have become less than adequate to meet the demands of modern consumers who want even higher quality. In addition, many of the conventional products satisfy a single required performance, and it has not been possible to obtain one satisfying a plurality of requirements according to the application. The lack of material was a problem.
[0005]
[Patent Document 1] JP-A-56-165015 [Patent Document 2] JP-A-57-5921 [Patent Document 3] JP-A-58-98425 [Patent Document 4] JP-A-61-239010 [Patent Document 5] JP-B-51-7202 [Patent Document 6] JP-A-58-70771 [Patent Document 7] JP-A-62-133118 [Patent Document 8] JP-B 53-35633 [Patent Document 9] JP-B-56-16231 [Patent Document 10] JP-B-45-18072 [Patent Document 11] JP-A-63-6123 [Patent Document 12] JP-A-63-6161 [Patent Document 13] JP-B-59-24233 [Patent Document 14] JP-A-60-151313
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present inventors have developed various required performances (for example, a feeling of tingling, feeling, etc.) as a material for clothing, and can express deeper color tones. As a material for clothing, for example, as a result of intensive studies to realize a fiber form that exhibits excellent wiping characteristics and polishing characteristics, it can be widely used from clothing to non-clothing by forming grooves with a specific structure on the fiber surface The present invention was found to be an excellent fiber and reached the present invention.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention has 10 or more grooves on the fiber surface along the fiber length direction, and the outer peripheral length (C) of the fiber cross section is the circumference (B) of a circle circumscribing the fiber cross section. ) Is 1.5 times or more of that of the fiber, an irregular primary irregular structure is formed on the entire surface of the fiber, and a secondary irregular structure is further formed in the primary irregular structure, and the following formula is satisfied. It is a fiber characterized by the following.
Groove width; W ≦ 3.0 μm
Groove depth; L ≧ 2.0 μm
Outer peripheral distance between grooves; A ≦ 5.0 μm
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, the groove width of the fiber cross section, the groove depth, the outer peripheral distance between the grooves, that is, to specify the groove shape in an appropriate range, and the primary uneven structure of irregular shape is formed on the entire fiber surface It is important that a secondary uneven structure is further formed in the primary uneven structure. By specifying the groove shape, the contact area between the fibers increases, and when used as a material for clothing, the contact resistance increases, a favorable tingling sensation develops, and even though it is a synthetic fiber, it has a wind like natural silk fiber. The expression occurs. In addition, in terms of color development, it is probably possible to take in a large amount of light incident on the unit perimeter, and to make the incident light repetitive refraction many times and efficiently take in the light inside the fiber and the scattering that occurs one after another over the surrounding of the irregularities. It is considered that the re-scattering is repeated and the reflected light is reduced, so that a deep color development is realized.
Also, when used as a non-clothing fiber material, a marked wiping property is exhibited, for example, as a wiper due to the shape of the groove.
Further, in the present invention, the fiber cross section can be a hollow cross section depending on the application.
[0009]
In addition, since the fiber of the present invention can set the groove width in accordance with the particle size of the abrasive particles, it can be suitably used as a silicon wafer abrasive in the semiconductor field. By forming such a groove structure, fine abrasive fine particles can be suitably supported.
[0010]
In the present invention, it is important that the outer peripheral length (C) of the fiber cross section is 1.5 times or more the circumference (B) of a circle circumscribing the fiber cross section. By setting the outer peripheral length C in such a manner, when used as a material for clothing, the contact resistance is increased, a favorable feeling of creaking is exhibited, and a good texture is obtained. If it is less than twice, a good texture cannot be obtained, which is not preferable.
[0011]
In the present invention, it is important that the groove formed on the fiber surface has a groove width (W) of 3.0 μm or less and a groove depth (L) of 2.0 μm or more as shown in FIG. It is.
By forming a groove of such a size on the fiber surface in the length direction of the fiber, the portions of the fiber aggregate that are in contact with each other mesh with each other to form an associated state, thereby increasing the contact resistance between the fibers and improving the resistance. Snagging property develops. Further, by forming the groove structure, a good feeling of creaking is exhibited, and the fiber is suitable as a material for clothing. Further, a deep color tone and glossiness can also be obtained in color development.
When the groove width (W) exceeds 3.0 μm or when the groove depth (L) is less than 2.0 μm, it is difficult to obtain a deep color tone in terms of color developability. More preferably, the groove width (W) is 1.5 μm or less, the groove depth (L) is 3.0 μm or more, and still more preferably, the groove width (W) is 0.5 μm or less, and the groove depth (L) is 4.0 μm. That is all. The lower limit is not particularly limited as long as the required performance can be obtained, but it is preferable that the groove width (W) is 0.05 μm or more and the groove depth (L) is 10 μm or less.
[0012]
In the present invention, it is important that ten or more groove structures as described above are formed in the fiber cross section along the fiber length direction. When the number of grooves is less than 10, the associated state developed when the fibers come into contact with each other is not sufficient, and as a result, the intended performance is not sufficiently exhibited. Therefore, the number of grooves is preferably 20 or more, more preferably 30 or more. The upper limit of the number of grooves is not particularly limited, but is preferably 200 or less, more preferably 150 or less, and further preferably 100 or less.
[0013]
In the present invention, the desired performance is synergistically exhibited in combination with the groove width, the groove depth requirement, and the number of grooves.
[0014]
Further, in the present invention, as shown in FIG. 1, the outer circumferential distance (A) between grooves in the fiber cross section is 5 μm or less. When it is set in this range, the contact portions between the single fibers in the fiber aggregate mesh with each other to form an associated state, the contact resistance between the fibers increases, and good anti-snagging properties are exhibited. Further, a deep color tone and glossiness can also be obtained in color development. When the outer peripheral distance (A) between the grooves is larger than 5 μm, the anti-snagging property, the coloring property, and the texture are insufficient. The lower limit may be any range as long as the desired performance is sufficiently exhibited, but is preferably not less than the groove width. If the width is less than the groove width, the space between the grooves, that is, the groove shape cannot be sufficiently secured, so that the feeling, the wiping performance, and the coloring property become insufficient.
[0015]
Regarding the irregularity state of the fiber surface, a regular surface is generally a surface cut with a blade having a fixed shape such as a turning surface, but the surface of the fiber of the present invention has an irregularly shaped random shape. The surface has a structure similar to that of a surface polished with irregularly shaped abrasive grains, such as a ground or lap surface, or a surface of a casting.
In the present invention, the primary irregular structure having an irregular shape refers to a surface in which convex portions having irregular peaks and concave portions having irregular valley depths are mixed as shown in FIG. For example, fine irregularities observed by further enlarging the inside of the circle shown by M in FIG. 1, the surface of which the height of the peak of the convex portion is almost the same and the depth of the valley of the concave portion is irregular. Conversely, a surface in which the depth of the valley of the concave portion is almost the same and the height of the peak of the convex portion is irregular is also included as a random surface.
Also, the secondary uneven structure formed in the primary uneven structure is basically formed of irregular unevenness like the primary uneven structure, though the size of the unevenness is different.
[0016]
In the present invention, each unevenness forming the primary unevenness structure is defined as 0. ₁ when the plane distance between the lowest point of the concave portion present in the outer peripheral direction perpendicular to the fiber axis and the lowest point of the adjacent concave portion is Z1. It is preferable that the relation of 05 μm ≦ Z ₁ ≦ 0.4 μm is satisfied, and the distance between these concave portions is substantially irregular. Irregularities of further forming secondary relief structure, the planar distance between the lowest point of the recess adjacent when the Z _2, meets 0.005μm ≦ Z ₂ ≦ 0.1μm, and between these recess distance substantially Preferably, they are formed at irregular intervals.
If Z ₁ is below 0.05 .mu.m, reduction of the specular reflectance is small, there are cases where even color depth of staining does not appear sufficiently. On the other hand, if it exceeds 0.4 μm, the reflectance of visible light increases, and the color may become dull and whitish. Furthermore, even in the secondary uneven structure, when the plane distance between the lowest point of the adjacent recess Z ₂ is less than 0.005 .mu.m, insufficient color depth after the cancellation effect is small stained by the phase difference of the incident light On the other hand, if it exceeds 0.1 μm, the distinction from the primary uneven structure becomes unclear, and the function as the secondary uneven structure may not be achieved.
[0017]
Further, in the present invention, it is necessary that irregularities having different sizes within the above range exist on the entire fiber surface, and such an irregular random surface has a specific inertness as described later. It can be formed by treating the surface of a fiber made of a thermoplastic polymer containing fine particles with a solvent.
[0018]
Further, the uneven structure of the fiber of the present invention is formed by utilizing fine particles which are finely divided to the order of the fine structure inside the fiber and eluting and eroding the surface of the fiber to which the fine particles are added. The added fine particles exist in a single particle state or a so-called secondary particle state in which the single particles are aggregated. This means that the chips before spinning and the fibers after spinning are formed so that the diameter of the single-particle fine particles present in the chips or fibers is larger than the diameter of the single-particle fine particles and is several times as large as the particle diameter, that is, several tens of millimicrons to 100 mm. Observation is possible by slicing with an ultramicrotome to a thickness of about millimeters and enlarging the sliced ultrathin section with a transmission electron microscope at a high magnification.
Examples of the fine particles to be added include silica sol, fine-particle silica, alumina sol, fine-particle alumina, ultrafine titanium oxide, calcium carbonate sol, fine-particle calcium carbonate, modified silica sol having excellent dispersion stability, and other polyester fibers. A colloid of a fine particulate inert substance having a refractive index close to the refractive index is used. As a result of studying the addition amount of the fine particles, when the amount is less than 0.5% by weight, the unevenness after elution of the surface layer becomes insufficient, and the effect of improving the color depth is not recognized. If the fine particles are added in an amount exceeding 10% by weight, the fiberization processability becomes poor, which is not appropriate.
[0019]
The polymer constituting the fiber of the present invention can be basically used as long as it is a thermoplastic polymer, for example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polyhexamethylene terephthalate, polyethylene naphthalate , Polyester polymers such as polylactic acid, aliphatic polyamides such as nylon 6, nylon 66 and nylon 12, vinyl polymers such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene and polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyoxymethylene, polyphenylene Condensation polymers such as sulfide and polyurethane, and molten liquid crystalline polymers such as polyarylate can be applied, but polyester, polyamide and polyolefin are preferred. System, a thermoplastic crystalline polymer of the polycondensation polymers are preferred.
[0020]
The selection of the polymer may be basically selected from the various polymers as exemplified above according to the purpose of use.For example, when an effect on the sensibility side such as kissiness is required, a polyester-based polymer may be used. It is preferably used, and when used in the non-clothing field such as wiping properties, polypropylene, polyamide and the like are suitable depending on the situation. In addition, when used for applications such as polishing cloths in the semiconductor field, it is preferable to use semi-aromatic polyamide, polyphenylene sulfide, polyethylene naphthalate, or the like that has a high melting point and glass transition point of the polymer and high chemical resistance.
[0021]
The polyester polymer used as one of the suitable polymers will be described in detail. A polyester having a main repeating unit of an ethylene terephthalate unit and / or a butylene terephthalate unit and / or a hexamethylene terephthalate unit can be suitably used. When using a copolymerized polyester into which a component or the like has been introduced, the proportion of the copolymerized unit in the copolymerized polyester is preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less. Examples thereof include aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, phthalic acid, 2,6-naphthalene dicarboxylic acid, and 5-alkali metal sulfoisophthalic acid: aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, adipic acid, azelaic acid, and sebacic acid : Tri-merit , Polyfunctional carboxylic acids such as pyromellitic acid: or carboxylic acid units derived from their ester-forming components: diethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, butanediol, ethylene glycol, hexanediol, polyethylene glycol, glycerin, pentane The unit derived from erythritol can be increased. The copolymerized polyester may contain one or more of the above-mentioned copolymerized units.
[0022]
The polyester component may include one of inorganic fine particles, a fluorescent whitening agent, a stabilizer, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a hydrolysis inhibitor, an antistatic agent, a flame retardant, a colorant, and other additives as required. Alternatively, two or more kinds may be contained.
[0023]
With respect to the polyamide-based polymer used as another suitable polymer, as the aliphatic polyamide, the above-mentioned polyamides containing nylon 6, nylon 66, meta-xylene diamine nylon, and nylon 12 as main components are preferable. Depending on the purpose, a polyamide having a high melting point or a high glass transition point may be used. In that case, a semi-aromatic polyamide having thermoplasticity is preferably used. Examples of such a polyamide include a dicarboxylic acid and a diamine component, wherein at least 60 mol% of the dicarboxylic acid component is an aromatic dicarboxylic acid and at least 60 mol% of the diamine component is an aliphatic alkylene having 6 to 12 carbon atoms. A polyamide which is a diamine is exemplified.
[0024]
As the aromatic dicarboxylic acid, terephthalic acid is preferred, and isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-phenylenedioxydiacetic acid, , 3-Phenylenedioxydiacetic acid, diphenic acid, dibenzoic acid, 4,4'-oxydibenzoic acid, diphenylmethane-4,4'-dicarboxylic acid, diphenylsulfone-4,4'-dicarboxylic acid, 4,4 ' An aromatic dicarboxylic acid such as -biphenyldicarboxylic acid may be used alone or in combination of two or more. The content of the aromatic dicarboxylic acid is preferably at least 60 mol% of the dicarboxylic acid component, and more preferably at least 75 mol%.
[0025]
Examples of the dicarboxylic acids other than the aromatic dicarboxylic acids include malonic acid, dimethylmalonic acid, succinic acid, 3,3-diethylsuccinic acid, glutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, adipic acid, 2-methyladipate, trimethyl Aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, pimelic acid, azelaic acid, sebacic acid and suberic acid; alicyclic dicarboxylic acids such as 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid can be given; These acids may be used alone or in combination of two or more. Of these, it is preferable that the dicarboxylic acid component be 100% aromatic dicarboxylic acid in order to increase the glass transition point of the polymer.
Further, a polyvalent carboxylic acid such as trimellitic acid, trimesic acid, pyromellitic acid or the like can be contained within a range where fiberization is easy.
[0026]
Further, it is preferable that 60 mol% or more of the diamine component is composed of an aliphatic alkylenediamine having 6 to 12 carbon atoms, and such aliphatic alkylenediamines include 1,6-hexanediamine and 1,8-octanediamine. 1,9-nonanediamine, 1,10-decanediamine, 1,11-undecanediamine, 1,12-dodecanediamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine, 3-methyl-1,5-pentanediamine, 2,2,4-trimethyl-1,6-hexanediamine, 2,4,4-trimethyl-1,6-hexanediamine, 2-methyl-1,8-octanediamine, 5-methyl-1,9-nonanediamine And the like. Of these, 1,9-nonanediamine alone or a combination of 1,9-nonanediamine and 2-methyl-1,8-octanediamine is preferred from the viewpoint of the fiberization processability and the intended yarn quality.
The content of the aliphatic alkylenediamine is preferably at least 60 mol% of the diamine component, more preferably at least 75 mol%, particularly preferably at least 90 mol%, from the viewpoint of the fiberization processability and yarn quality. preferable.
[0027]
Examples of the diamine other than the above-mentioned aliphatic alkylenediamine include aliphatic diamines such as ethylenediamine, propylenediamine and 1,4-butanediamine; and fats such as cyclohexanediamine, methylcyclohexanediamine, isophoronediamine, norbornanedimethyldiamine and tricyclodecanedimethyldiamine. Cyclic diamines; aromatic diamines such as p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, xylylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylether, and the like; And not only one kind but also two or more kinds can be used.
[0028]
In the present invention, a stabilizer such as a copper compound, a coloring agent, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, a flame retardant, and a plasticizer are added to the polyamide component as long as the effects are not impaired. , A lubricant and a crystal acceleration retarder can be added during the polymerization reaction or in a subsequent step. In particular, adding an organic stabilizer such as hindered phenol, a copper halide compound such as copper iodide, or an alkali metal halide compound such as potassium iodide as a heat stabilizer improves the melt retention stability during fiberization. Is preferred.
[0029]
Next, the method for producing the fiber of the present invention will be described. The cross-sectional photograph of the fiber in FIG. 2 shows an example of a conjugate fiber serving as an intermediate fiber for producing the fiber of the present invention. In this example, a polymer component forming a fiber main body as shown in FIG. 1 and a polymer component having higher solubility or decomposability than this component (sometimes abbreviated as easily soluble polymer component) are used in the fiber cross section. It is compounded radially. By dissolving or decomposing a predetermined amount of the easily soluble polymer component from the conjugate fiber, the fiber main body becomes the fiber of the present invention having a comb-shaped cross section. The term “comb shape” means a shape as shown in the schematic diagram of FIG. 1, for example.
[0030]
As the polymer component forming the fiber main body, any polymer component that is relatively hard to dissolve or decompose in a solvent or a drug as compared with the easily soluble polymer component can be employed. When a polyester-based polymer is used for both components, the alkali dissolution rate ratio of both components is preferably 5 or more, more preferably 10 or more. For example, a copolymerized polyester obtained by copolymerizing 1 to 5 mol% of 5-sodium sulfoisophthalic acid, 5 to 30 mass% of polyalkylene glycol, and a conventionally used diol component and dicarboxylic acid component is used. can do.
[0031]
In the present invention, the groove depth (L) can be controlled by changing the removal rate of the easily soluble polymer component or appropriately setting a combination of polymers having different dissolution / decomposition rates. The groove width (W) can be controlled by changing the composite ratio of the polymer component or by using a nozzle part having a different number of wedge portions.
[0032]
As the easily soluble polymer component, the fiber of the present invention can be obtained by using a water-soluble thermoplastic polyvinyl alcohol instead of polyester having a high alkali dissolution rate. The polyvinyl alcohol polymer used is preferably a polyvinyl alcohol having a viscosity average degree of polymerization of 200 to 500, a degree of saponification of 90 to 99.99 mol%, and a melting point of 160 to 230 ° C. Even if it is a homopolymer, it may be a copolymer. From the viewpoints of melt spinnability, water solubility, and fiber properties, copolymerized polyvinyl alcohol modified with 0.1 to 20 mol% of α-olefin having 4 or less carbon atoms such as ethylene and propylene is used. Is preferred. In this case, after producing the conjugate fiber as shown in FIG. 2, the polyvinyl alcohol component is dissolved and removed by hot water treatment to obtain the fiber of the present invention.
[0033]
The conjugate fiber used as the intermediate of the present invention can be converted into a fiber using a conventionally known conjugate spinning device. However, as the number of grooves increases, stable spinning becomes more difficult. Therefore, it is preferable to carefully set the structure of the spinning pack, spinning conditions, and the like.
[0034]
The fiber of the present invention is a comb-like structure in which the fiber surface has a specific uneven structure.The means for forming the uneven structure on the fiber surface includes, for example, alkali treatment such as caustic soda. There is no restriction. However, preferably, it is desirable to select a common solvent for the polyester constituting the fiber and the added inert fine particles.
Further, it is preferable to use a common solvent in which the dissolution or decomposition rate of the fine particles in the common solvent is several times to several tens times or more higher than that of the polyester, because the irregularities on the fiber surface can be made finer and more complicated. In this respect, when the fine particles to be added are silica and the solvent is caustic soda, the dissolution rate of silica is 10 times or more higher than that of polyester, which is extremely desirable.
As the processing conditions for forming unevenness, when processing with an aqueous solution of caustic soda, the concentration of caustic soda is 2 to 8% by mass, the processing temperature is 90 to 98 ° C, and the weight loss rate is 2 to 8%. Is preferred.
[0035]
In the present invention, other than the fiber having a cross-sectional shape in which a large number of comb-shaped grooves are formed as shown in FIG. There may be. Specifically, the fiber cross-section changed to a shape similar to a pentagon or hexagon by higher-order processing such as false twist crimping, or a three-lobe, T-shaped or Various cross-sectional shapes such as a hollow shape such as a single-hole hollow, a two-hole hollow or a multi-hole hollow may be used.
[0036]
The single fiber fineness of the fiber of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 5 dtex, and more preferably 4 dtex or less, and further preferably 3 dtex or less in order to express a good feeling and coloring property more remarkably. Is preferred. In addition, it can be used as short fibers as well as long fibers.
[0037]
The fiber of the present invention obtained as described above can be used as various fiber aggregates (fiber structures). Here, the fiber aggregate means a woven or knitted fabric made of the fiber of the present invention alone, a nonwoven fabric, or a woven or knitted fabric or a nonwoven fabric partially using the fiber of the present invention, for example, a natural fiber, a chemical fiber, or a synthetic fiber. A cross-knitted fabric with other fibers such as fibers, or a blended yarn, a woven or knitted fabric used as a blended yarn, or a blended nonwoven fabric may be used, but the proportion of the fiber of the present invention in the woven or knitted fabric or nonwoven fabric is 10% by mass or more. , Preferably 30% by mass or more. Further, after knitting, weaving or forming into a nonwoven fabric, if necessary, a raising treatment such as brushing of a needle cloth or other finishing may be performed.
[0038]
The main use of the fiber of the present invention is to prepare a woven or knitted fabric or the like by using a long fiber alone or partially, and to use it as a material for apparel with a good feeling. On the other hand, short fibers include staples for clothing, dry nonwoven fabrics and wet nonwoven fabrics, and can be suitably used not only for clothing but also for non-clothing applications such as cleaning fabrics, filter materials, various living materials, and industrial materials. it can. In addition, it can be suitably used in the field of battery separators in which the fine groove structure on the fiber surface is effectively applied and good absorbency is maintained after the hydrophilic treatment.
[0039]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. The parts and percentages in the examples relate to mass unless otherwise specified.
[0040]
K / S: A value measured using a Hitachi 307 type color analyzer (manufactured by Hitachi, Ltd .: automatic recording type spectrophotometer) for the dyed product dyed under the above-mentioned dyeing conditions.
Example 1
Polyethylene terephthalate (PET) having an intrinsic viscosity [η] of 0.68 (measured in a solvent such as phenol / tetrachloroethane at 30 ° C.) is used. On the other hand, as a readily soluble polymer component, a heat-meltable modified polyvinyl alcohol (PET) is used. A modified PVA) (manufactured by Kuraray, saponification degree: 98.5, ethylene content: 8.0 mol%, polymerization degree: 380), and the compounding ratio of the former and the latter was 3: 1 by mass, Each was melted by a separate extruder, and a composite fiber having 30 irregularities formed of modified PVA in the cross section shown in FIG. 2 was discharged from a composite spinning nozzle. Next, after the yarn discharged from the spinneret (round nozzle) is cooled by a 1.0 m-long horizontal spray type cooling air device, the yarn is continuously placed 1.3 m below the spinneret. After being introduced into a tube heater (inner wall temperature: 180 ° C.) having a length of 1.0 m and an inner diameter of 30 mm and stretched in the tube heater, the fiber coming out of the tube heater is composed of an antistatic agent component and a smoothing agent component which do not contain water. The oil agent was applied and subsequently wound through a roller at a take-up speed of 4000 m / min to produce a composite fiber of 56 dtex / 24 filaments.
The fiberization processability was good and there was no problem. Using the obtained conjugate fiber as a warp and a weft, a plain woven fabric having a warp density of 90 threads / 25.4 mm and a weft density of 85 threads / 25.4 mm was prepared. After scouring the plain fabric, it was immersed in an aqueous solution (solution temperature: 100 ° C.) having a bath ratio of 1:30, and the modified PVA was selectively dissolved and removed so as to have a predetermined groove depth. Further, the resultant was immersed in an aqueous alkaline solution of 40 g / liter of caustic soda at a bath ratio of 1: 30 ° C. for 40 minutes to carry out an alkali weight reduction treatment.
Thereafter, dyeing was performed under the following conditions, followed by dry finishing and setting by a conventional method. The obtained woven fabric had a good feeling of coloring and coloring, and was similar to a natural silk fiber woven fabric.
[0042]

[0043]
Examples 2 to 4
Except that the type and particle size of the fine particles to be added to the PET, the surface groove shape of the fiber, and the cross-sectional shape of the fiber are performed under the conditions shown in Table 1, fibrillation, creation of a woven fabric, and evaluation were performed in the same manner as in Example 1. Was.
[0044]
Examples 5 to 9
Except that the surface groove shape of the fiber and the cross-sectional shape of the fiber were changed as shown in Table 1, fiberization and production and evaluation of a woven fabric were performed in the same manner as in Example 1. In Example 9, fiberization was performed using a flat nozzle (triangular nozzle) as a spinneret. In each case, the fiberization processability was good, and all of the obtained woven fabrics had a feeling of blemishes and had an excellent texture.
[0045]
[Table 1]

[0046]
Examples 10 to 12
Instead of the PET component of Example 1, in Example 10, terephthalic acid was used as the dicarboxylic acid component, and 1,9-nonanediamine / 2-methyl-1,8-octanediamine (molar ratio = 50/50) as the diamine component. ), A semi-aromatic polyamide obtained by polymerizing them is used. In Example 11, polyethylene naphthalate (manufactured by Kuraray, [η] = 0.75, melting point 270 ° C) was used. In Example 12, polyphenylene sulfide (manufactured by Toray, brand A504 × 02, melting point: 280 ° C.) was used, and the spinneret temperature, the unevenness forming part, and the spinneret were changed according to the melting point of each polymer, and the fine particles to be added were changed. A composite fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the type, particle size, surface groove shape of the fiber, and cross-sectional shape of the fiber were performed under the conditions shown in Table 1. Was. Next, a woven fabric was obtained in the same manner as in Example 1 except that a plain woven fabric having a warp density of 150 yarns / 25.4 mm and a weft density of 150 yarns / 25.4 mm was used. In Example 10, formic acid was used instead of caustic soda.
Further, a test as a polishing cloth was performed. The woven fabric obtained above was bonded to a lower platen having a diameter of 500 mm with a pressure-sensitive adhesive, and then three silicon wafers having a diameter of 4 inches were bonded to a platen having a diameter of 230 mm with wax. The polishing pad was rotated at 100 rpm while a 20-fold pure water dilution of a colloidal silica slurry (# 2350 manufactured by Nalco) was refluxed at a flow rate of 1 g / min. Polishing was repeated. After the polished silicon wafer was washed and dried, it was measured by a flatness measuring apparatus. As a result, the flatness of the polished wafer was good.
[0047]
Examples 13 to 16
Instead of PET of Example 1, Example 13 uses polytrimethylene terephthalate (manufactured by Kuraray, [η] = 0.82, melting point 230 ° C.) as polymer X, and Example 14 uses polybutylene terephthalate (Mitsubishi Kasei). Industrial use, brand: Novadur (registered trademark) 5010, melting point: 224 ° C.), Example 15 used nylon 6 (manufactured by Ube Industries, brand: 1013BK, melting point: 225 ° C.), and Example 16 used polypropylene (Tonen Oil) Chemical product, brand: J-215, MI = 15, melting point 170 ° C.) and the same as in Example 1 except that the spinneret temperature, the uneven forming part, and the spinneret were changed according to the melting point of each polymer. Thus, a composite fiber was obtained. The obtained fiber was knitted with a mock Milan rib structure using a 33-inch 22 gauge circular knitting machine. Thereafter, in Examples 13 and 14, a weight reduction treatment and a finishing treatment were performed under the same conditions as in Example 1. Example 15 used formic acid instead of caustic soda, and Example 16 used toluene. The obtained knitted fabric was examined for wipeability as a wiper, and all showed good wiping properties.
[0048]
Example 17
Instead of the modified PVA of Example 1, polyethylene terephthalate of [η] 0.52 obtained by copolymerizing 8% by mass of polyethylene glycol having a molecular weight of 2,000 and 5 mol% of 5-sodium sulfoisophthalic acid was used. Fiberization was carried out in the same manner as in Example 1 except that an emulsion type was used, and a woven fabric was produced in the same manner. Thereafter, the fabric was treated in caustic soda 20 g / l in alkaline hot water for 40 minutes to dissolve and remove the polymer component Y. It was found that the obtained woven fabric had a good feeling having a feeling of creaking.
[0049]
Comparative Examples 1-2
Except that the type and particle size of the fine particles to be added to PET, the surface groove shape of the fiber, and the cross-sectional shape of the fiber are performed under the conditions shown in Table 1, fibrillation, preparation of a woven fabric, and evaluation were performed in the same manner as in Example 1. Was. The obtained woven fabric did not have a sufficiently good feeling and coloring.
[0050]
Comparative Examples 3 to 7
The procedure was performed in the same manner as in Example 1 except that the surface groove structure shown in Table 1 was set. The obtained woven fabric did not have a sufficiently good feeling and coloring.
[0051]
Comparative Examples 8 and 9
Comparative Example 8 was carried out in the same manner as Example 15 except that the surface structure was set to the structure shown in Table 1. Comparative Example 9 was carried out in the same manner as in Example 16 except that the surface structure was set to the structure shown in Table 1. In any case, the wiping performance using the obtained knit was insufficient.
[0052]
【The invention's effect】
The fiber of the present invention exhibits various characteristics due to the surface groove structure, and when used for clothing, for example, becomes a fiber having a good kissiness feeling, excellent coloration, and is used for non-clothing. In this case, it is useful as a material exhibiting excellent wiping properties and excellent polishing properties.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a cross section of the fiber of the present invention.
FIG. 2 is a fiber cross-sectional photograph showing an example of a form of a conjugate fiber for obtaining the fiber of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing the uneven structure of the fiber of the present invention.

Claims (2)

繊維の長さ方向に沿って、繊維表面に１０個以上の溝を有し、繊維横断面の外周長（Ｃ）は該繊維横断面に外接する円の周長（Ｂ）の１．５倍以上であり、繊維の表面全体には不規則な形状の一次凹凸構造が形成され、該一次凹凸構造内にさらに二次凹凸構造が形成されていて、かつ下記式を満足することを特徴とする繊維。
溝幅；Ｗ≦３．０μｍ
溝深さ；Ｌ≧２．０μｍ
溝間外周距離；Ａ≦５．０μｍThe fiber has ten or more grooves on the fiber surface along the length direction of the fiber, and the outer circumference (C) of the fiber cross section is 1.5 times the circumference (B) of a circle circumscribing the fiber cross section. As described above, an irregularly shaped primary uneven structure is formed on the entire surface of the fiber, and a secondary uneven structure is further formed in the primary uneven structure, and the following formula is satisfied. fiber.
Groove width; W ≦ 3.0 μm
Groove depth; L ≧ 2.0 μm
Outer peripheral distance between grooves; A ≦ 5.0 μm 一次凹凸構造を形成する各凹凸は、繊維軸に対して直角な外周方向に存在する凹部の最低点と隣り合う凹部の最低点までの平面距離をＺ_１とするとき、０．０５μｍ≦Ｚ_１≦０．４μｍを満たし、かつ実質的に不等間隔に形成され、かつ二次凹凸構造を形成する凹凸は、隣り合う凹部の最低点間の平面距離をＸ_２とするとき、０．００５μｍ≦Ｚ_２≦０．１μｍを満たし、かつ実質的に不等間隔で形成されている請求項１に記載の繊維。Each irregularity to form a primary relief structure, when the plane distance to the lowest point of the recess adjacent to the lowest point of the recess present in the perpendicular outer circumferential direction with respect to the fiber axis and Z _1, 0.05μm ≦ Z ₁ ≦ 0.4 .mu.m was filled, and is formed substantially unequal intervals, and irregularities form a secondary relief structure, when the planar distance between the lowest point of the recess adjacent to the X _2, 0.005 .mu.m ≦ The fiber according to claim 1, which satisfies Z ₂ ≤ 0.1 µm and is formed at substantially irregular intervals.

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