JP6090159B2 - 海島繊維、混繊糸および繊維製品 - Google Patents
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Description
(1)0.2以上の異形度差を示す2種類以上の異なる断面形状を有する島成分が同一繊維断面内に存在する海島繊維において、少なくとも1種類の島成分について、異形度が1.2〜5.0であり、異形度バラツキが1.0〜10.0%であることを特徴とする海島繊維。
(2)前記少なくとも1種類の島成分に関し、島成分径が10〜1000nmであり、島成分径バラツキが1.0〜20.0%である、(1)に記載の海島繊維。
(3)前記少なくとも1種類の島成分に関し、異形度が1.2〜5.0であり、異形度バラツキが1.0〜10.0%であり、島成分径が10〜1000nmであり、島成分径バラツキが1.0〜20.0%である、(1)または(2)に記載の海島繊維。
(4)前記2種類以上の異なる断面形状を有する島成分において、島成分径差が300〜3000nmである、(1)〜(3)の海島繊維。
(5)異形度が1.2〜5.0であり、異形度バラツキが1.0〜10.0%であり、島成分径が10〜1000nmである一の島成分(A)が、島成分径が1000〜4000nmである他の島成分(B)の周囲に配置されている、(1)〜(4)の海島繊維。
(6)上記(1)〜(5)の海島繊維の海成分を除去して得られる混繊糸。
(7)少なくとも上記(1)〜(5)の海島繊維または(6)の混繊糸からなる繊維製品。
本発明で言う海島繊維とは、2種類以上のポリマーからなるものであり、あるポリマーからなる島成分が、他方のポリマーからなる海成分の中に点在する構造を有している繊維を言う。本発明の海島繊維は、繊維軸に対して垂直方向の複合繊維断面において、少なくとも1種類の島成分の異形度が1.2〜5.0であり、異形度バラツキが1.0〜10.0%であることを第一の要件とし、0.2以上の異形度差を示す2種類以上の島成分が同一繊維断面内に存在することを第二の要件とする。
チップ状のポリマーを真空乾燥機によって、水分率200ppm以下とし、東洋精機製キャピログラフ1Bによって、歪速度を段階的に変更して、溶融粘度を測定した。なお、測定温度は紡糸温度と同様にし、実施例あるいは比較例には、1216s−1の溶融粘度を記載している。ちなみに、加熱炉にサンプルを投入してから測定開始までを5分とし、窒素雰囲気下で測定を行った。
海島繊維の100mの重量を測定し、100倍することで繊度を算出した。これを10回繰り返し、その単純平均値の小数点以下を四捨五入した値を繊度とした。
海島繊維をオリエンテック社製引張試験機 テンシロン UCT−100型を用い、試料長20cm、引張速度100%/minの条件で応力−歪曲線を測定する。破断時の荷重を読みとり、その荷重を初期繊度で除することで強度を算出し、破断時の歪を読みとり、試料長で除した値を100倍することで、破断伸度を算出した。いずれの値も、この操作を水準毎に5回繰り返し、得られた結果の単純平均値を求め、強度は小数第2位、伸度は小数点以下を四捨五入した値である。
海島繊維をエポキシ樹脂で包埋し、Reichert社製FC・4E型クライオセクショニングシステムで凍結し、ダイヤモンドナイフを具備したReichert−Nissei ultracut N(ウルトラミクロトーム)で切削した後、その切削面を(株)日立製作所製 H−7100FA型透過型電子顕微鏡(TEM)にて島成分が150本以上観察できる倍率で撮影した。この画像から無作為に選定した150本の島成分を抽出し、画像処理ソフト(WINROOF)を用いて全ての島成分径を測定し、平均値および標準偏差を求めた。これらの結果から下記式を基づき繊維径CV%を算出した。
前述した外接円径および外接円径バラツキと同様の方法で、島成分の断面を撮影し、その画像から、切断面に外接する真円(図1の2)の径を外接円径とし、さらに、内接する真円(図1の3)の径を内接円径として、異形度=外接円径÷内接円径から、小数第2位を四捨五入して小数第1位まで求めたものを異形度として求めた。この異形度を同一画像内で無作為に抽出した150本の島成分について測定し、その平均値および標準偏差から、下記式に基づき異形度バラツキ(CV%)を算出した。
島成分Bの中心を島成分の外接円(図1の2)の中心とした場合に、島成分間距離とは、図5の19に示すように、近接する2つの島成分Bの中心間の距離として定義される値である。この評価は、前述した島成分径と同様の方法で、海島繊維の断面を2次元的に撮影し、無作為に抽出した100箇所について、島成分間距離を測定する。なお、同一画像内で島成分Bが200個存在しない場合には、他の画像の測定結果も加えて、合計100箇所の島成分間距離について測定するものである。この島成分間距離バラツキとは、島成分間距離の平均値および標準偏差から、島成分間距離バラツキ(島成分間距離CV%)=(島成分間距離の標準偏差/島成分間距離の平均値)×100(%)として小数第2位を四捨五入する。
各紡糸条件で採取した海島繊維からなる編地を海成分が溶解する溶剤で満たされた脱海浴(浴比100)にて海成分を99%以上溶解除去した。
極細繊維の脱落の有無を確認するため、下記の評価を行った。
○(脱落少) :重量差が3mg以上7mg未満
△(脱落あり):重量差が7mg以上10mg未満
×(脱落多) :重量差が10mg以上
得られた繊維を筒編地とし、海成分が除去可能な溶剤にて、海成分を99%以上除去(浴比1:100)した混繊糸からなる筒編地を住友化学(株)製分散染料スミカロンBlack S−BB 10%owf・酢酸 0.5cc/l・酢酸ソーダ 0.2 g/lからなる浴比1:30の130℃の水溶液中で60分間染色を行った後、常法に従い、・ハイドロサルファイト 2g/l・苛性ソーダ 2g/l・非イオン界面活性剤(サンデットG−900)2g/lからなる80℃の水溶液中で20分間還元洗浄を行い、水洗、乾燥した。得られた染色後の筒編地布(15%減量品)を、分光測色計(ミノルタCM−3700D)により測定径8mmφ、光源D65,視野10°の条件でL*値を3回測定し、その平均値Lave *を下記の基準にて、3段階評価した。
△(可) :14以上16未満
×(不可):16以上
得られた繊維をJIS L1096(1999年)「バイレック法」により、吸水性を測定した。この方法で得られる吸水高さについて、下記の4段階にて評価した。
○(良) :65mm以上90mm未満
△(可) :55mm以上65mm未満
×(不可):55mm未満
島成分として、ポリエチレンテレフタレート(PET1 溶融粘度:160Pa・s)と、海成分として、5−ナトリウムスルホイソフタル酸8.0モル%を共重合したPET(共重合PET1 溶融粘度:95Pa・s)を290℃で別々に溶融後、計量し、図6に示した本発明の複合口金が組み込まれた紡糸パックに流入させ、吐出孔から複合ポリマー流を吐出した。なお、吐出プレート直上の分配プレートには、1つの吐出孔当たり島成分用として、吐出孔1孔当り合計790の分配孔が穿設されており、分配孔25−(a)(孔径:φ0.20mm)が720孔、25−(c)(孔径:φ0.65mm)が70孔であり、孔の配列パターンとしては、図7(a)の配列とした。図6(d)の29に示している海成分用の環状溝には円周方向1°毎に分配孔が穿設されたものを使用した。
海/島成分の複合比を30/70(実施例2)、50/50(実施例3)、70/30(実施例4)に変更したこと以外は、全て実施例1に従い実施した。これらの海島繊維の評価結果は、表1に示す通りであるが、実施例1と同様に製糸性および後加工性に優れるものであり、混繊糸の断面においても、島成分Aあるいは島成分Bの存在数に部分的な偏りがないものであった。吸水性および発色性に関して、実施例1と同様に優れたものであった。実施例4に関しては、実施例1と比較して、微少な極細繊維の脱落が確認されたが、問題の無いレベルであった(脱落判定:○)。また、実施例1と同様の方法で評価した汚れ除去率は、いずれも80%以上であり、本発明の混繊糸は良好な払拭性能を有していることを確認することができた。結果を表1に示す。
実施例1で用いた分配プレートを用い、総吐出量12.5g/minで海/島複合比を80/20として紡糸し、得られた未延伸繊維を延伸倍率3.5倍で延伸したこと以外は、全て実施例1に従い実施した。ちなみに、実施例5では、総吐出量を低下させているにも関わらず、実施例1と同等の製糸性を有していた。これは、島成分が均等かつ規則的に配置されている効果と考えられる。
実施例1で用いた分配プレートを用い、総吐出量35.0g/minで海/島複合比を20/80として紡糸し、得られた未延伸繊維を延伸倍率3.0倍で延伸したこと以外は、全て実施例1に従い実施した。
島成分として、実施例1で使用したPET1と比較して低粘度のポリエチレンテレフタレート(PET2 溶融粘度:90Pa・s)と、海成分として、5−ナトリウムスルホイソフタル酸5.0モル%を共重合したPET(共重合PET2 溶融粘度:140Pa・s)を用い、延伸倍率を3.0倍としたこと以外は全て実施例1に従い実施した。
使用するポリマーは実施例7で用いた共重合PET2およびPET2とし、分配プレートの孔配置を図7(b)に示したものとしたこと以外は、全て実施例7に従い実施した。
使用するポリマーは実施例7で用いた共重合PET2およびPET2とし、分配プレートの孔配置を図7(c)に示したものとしたこと以外、全て実施例7に従い実施した。実施例9の分配プレートでは、拡大した分配孔17(c)は穿設せず、島成分B用として分配孔17(a)を4孔横方向に配列したものである。
実施例9で用いた分配プレートの設計思想を利用し、拡大分配孔は穿設せず、吐出孔1孔当りの島成分用分配孔(孔径:φ0.2mm)を1000孔とし、グループの中心部に島成分孔を500孔近接させて穿設し、その周りに残り500孔を規則的に配置した孔配置とした分配プレートを利用して、実施例7の条件に従い、実施した。
特開2001−192924号公報で記載される従来公知のパイプ型海島複合口金(吐出孔1孔当たり島数:500)を使用し、紡糸条件などは、実施例1に従い実施した。紡糸に関しては、糸切れ等も無く、問題がなかったものの、延伸工程では、断面の不均一性に起因する糸切れが4.5時間のサンプリング中に2錘で見られた。また、製糸後の海島繊維の断面を観察すると、島比率を高めることで(島比率:80%)、島成分同士で融着が発生した。繊維の複合断面を観察すると、歪んだ丸断面の島成分A(異形度:1.1 異形度バラツキ:13.0%)と、この島成分Aが融着することにより発生した島成分B(異形度:3.4 異形度バラツキ:17.0%)が存在したものであった。
特開平8−158144号公報に記載される各成分のノズル毎に滞留部と背圧付与部を設置した海島口金(島成分用プレート1枚:島数300、海成分用プレート1枚)を用い、海/島成分の複合比が50/50としたこと以外は、全て実施例1に従い実施した。
紡糸速度を3000m/minとし、延伸倍率を3.0倍としたこと以外は、全て実施例1に従い実施した。
実施例1と比較して、吐出孔1孔当りの島成分A用分配孔を100孔(孔径:φ0.2mm)、島成分B用分配孔を10孔(孔径:φ0.65mm)とし、口金当たりのグループ数を100に変更した分配プレートと、φ0.3mm(L/D=1.5)の吐出孔が100穿設された吐出プレートを用いたこと以外は全て実施例1に従い、実施した。
島成分はナイロン6(N6 溶融粘度:190Pa・s)、海成分をポリ乳酸(PLA 溶融粘度:95Pa・s)とし、紡糸温度260℃、延伸倍率は2.5倍としたこと以外は、全て実施例1に従い実施した。
島成分をポリブチレンテレフタレート(PBT 溶融粘度:120Pa・s)とし、海成分を実施例13で使用したPLA(溶融粘度:110Pa・s)とし、紡糸温度255℃、紡糸速度1300m/minで紡糸した。また、延伸倍率3.2倍とし、その他の条件は、全て実施例1に従い実施した。
島成分をポリフェニレンサルファイド(PPS 溶融粘度:180Pa・s)とし、海成分を実施例1で用いたPETを220℃で固相重合して得た高分子量ポリエチレンテレフタレート(PET3 溶融粘度:240Pa・s)とし、紡糸温度310℃として紡糸した。また、未延伸繊維を90℃、130℃および230℃の加熱ローラ間で総延伸倍率3.0倍として2段延伸した以外は、全て実施例1に従い実施した。
2:外接円
3:内接円
4:島成分A
5:島成分B
6:海成分
7:島成分Aの異形度分布
8:島成分Aの異形度ピーク値
9:島成分Aの異形度分布幅
10:島成分Bの異形度分布
11:島成分Bの異形度ピーク値
12:島成分Bの異形度分布幅
13:島成分Aの島成分径分布
14:島成分Aの島成分径ピーク値
15:島成分Aの島成分径分布幅
16:島成分Bの島成分径分布
17:島成分Bの島成分径ピーク値
18:島成分Bの島成分径分布幅
19:島成分間距離
20:計量プレート
21:分配プレート
22:吐出プレート
23:計量孔
23−(a):ポリマーA・計量孔
23−(b):ポリマーB・計量孔
24:分配溝
24−(a):ポリマーA・分配溝
24−(b):ポリマーB・分配溝
25:分配孔
25−(a):ポリマーA・分配孔
25−(b):ポリマーB・分配孔
25−(c):ポリマーA・拡大分配孔
26:吐出導入孔
27:縮小孔
28:吐出孔
29:環状溝
Claims (7)
- 0.2以上の異形度差を示す2種類以上の異なる断面形状を有する島成分が同一繊維断面内に存在する海島繊維において、
少なくとも1種類の島成分について、異形度が1.2〜5.0であり、異形度バラツキが1.0〜10.0%であり、
前記少なくとも1種類の島成分と種類が異なる他の島成分について、繊維径が1000nmより大きく4000nm以下である複数の島成分が隣り合わず、その島成分間距離バラツキが1.0〜20.0%であることを特徴とする海島繊維。 - 前記少なくとも1種類の島成分に関し、島成分径が10〜1000nmであり、島成分径バラツキが1.0〜20.0%である、請求項1に記載の海島繊維。
- 前記少なくとも1種類の島成分に関し、異形度が1.2〜5.0であり、異形度バラツキが1.0〜10.0%であり、島成分径が10〜1000nmであり、島成分径バラツキが1.0〜20.0%である、請求項1または2に記載の海島繊維。
- 前記2種類以上の異なる断面形状を有する島成分において、島成分径差が300〜3000nmである、請求項1〜3のいずれかに記載の海島繊維。
- 異形度が1.2〜5.0であり、異形度バラツキが1.0〜10.0%であり、島成分径が10〜1000nmである一の島成分(A)が、島成分径が1000nmより大きく4000nm以下である他の島成分(B)の周囲に配置されている、請求項1〜4のいずれかに記載の海島繊維。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の海島繊維の海成分を除去して得られる混繊糸。
- 少なくとも請求項1〜5のいずれかに記載の海島繊維または請求項6に記載の混繊糸からなる繊維製品。
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