JPH02251670A

JPH02251670A - 凹凸のある繊維の製造方法

Info

Publication number: JPH02251670A
Application number: JP6685089A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Oyama; 毅大山
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1989-03-16
Filing date: 1989-03-16
Publication date: 1990-10-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は凹凸のある繊維の製造方法に関するものであっ
て、さらに詳しくは、衣料、産業用資材として好ましく
用いられる凹凸のある繊維の製造方法に関する。

（従来の技術）繊維の微細構造を制御する技術は、断面形態を制御する
ものと、長手方向における形態を制御するものの二つに
大別できよう。

断面形態を制御する技術については、様々なものがあり
、単に口金の吐出形状を三角形、多角形、７字形等にし
たものから、２成分以上のポリマーを組合せることによ
り、多成分化、複合化したのち、化学的、あるいは物理
的処理により、極細化、あるいは各成分に剥離し、断面
を異形化するなど種々のものがこれまでに提案されてい
る。

しかし、これらの手段により得られた繊維は、金太部飴
のように、どの切り口をとっても断面形態はほぼ一様で
あるため、衣料用途に用いた場合、単一の色調、手触り
となってしまい、風合いの変化に乏しいという欠点があ
った。この欠点の改善を主な目的として、断面形態が繊
維軸方向に沿って変化する繊維を得ようとする試みが幾
つか為されている。

特開昭５８−７０７１２号公報には、繊維軸方向に沿っ
て断面形態を変化させ、それに伴い太さむらも付与させ
る方法が示されているが、この方法により製造された繊
維は、表面に微小な凹凸はなく、また太さは繊維軸方向
に沿って滑らかに変化するため変化に富んだ風合いを得
ることは困難であった。

特開昭５５−１０７５１２号公報および特開昭５８−１
６３７１９号公報には、溶剤に可溶な粒子を繊維内に導
入し、後処理を行なうことにより繊維に凹凸を付与する
方法が提示されている。ただし、これらの方法では、繊
維軸方向に沿って太細を付与することは困難であり、さ
らには繊維軸方向に沿って凹凸の粗密を変化させること
、凹部および凸部の形態を任意に変化させることに至っ
ては望むべ（も無かった。

特開昭６４−６１１４号公報にはナイロン繊維の紡糸冷
却工程を温水中で行なうことにより、繊維に凹凸を付与
する方法が提案されている。しかし、この方法に於いて
も繊維軸方向に沿った、太さ、凹凸の粗密の変化を十分
に付与することは出来ず、凹部および凸部の形態を任意
に変化させることに至っては望むべくも無かった。

以上、複数の例により断面形態を繊維軸方向に沿って変
化させる方法を紹介したが、太さの変化をμｍ−ｍｍの
程度で変化させたり、凹部、凸部の形状、大きさ、深さ
の制御することは極めて困難であり、ざらざら感、しっ
とり感、なめらか感、ひっかかり感、まつわり感などの
触感に富んだ、あるいは光沢が繊維軸方向に沿って変化
する繊維を得ることは極めて困難であるのが現状である
。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は、かかる従来技術の問題点を解決せんと
するものであり、断面形態のみならず、長手方向におけ
る凹凸を付与する形態制御をもμｍ−ｍｍの程度で行な
える繊維の製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明者は係る目的に対し、鋭意検討した結果、遂に本
発明に到達した。その骨子は次の通りである。

（１）レジストを繊維に付与した後、露光処理および後
処理により繊維に凹凸を付与することを特徴とする凹凸
のある繊維の製造方法。

（２）後処理が、少なくとも現像工程とエツチング工程
を含む（１）に記載の凹凸のある繊維の製造方法。

（３）レジストを付与する繊維が、芯鞘構造を有し、芯
成分と鞘成分のエツチング液に対する溶解度が異なるも
のである（１）に記載の凹凸のある繊維の製造方法。

（４）レジストを付与する繊維が、芯鞘構造を有し、芯
成分がポリエステル、鞘成分が５ソジウムスルホイソフ
タル酸を含有する共重合ポリエステルである（１）また
は（３）に記載の凹凸のある繊維の製造方法。

（５）レジストを付与する繊維が、中空糸である（１）
に記載の凹凸のある繊維の製造方法。

（６）パルスレーザ−を露光の光源とする（１）に記載
の凹凸のある繊維の製造方法。

（７）エキシマレーザ−を露光の光源とする（１）に記
載の凹凸のある繊維の製造方法。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明において凹凸のある繊維を得るには、レジストを
繊維に付与する工程、露光処理、および後処理などが必
要となる。

処理は繊維、レジストの種類、等により適宜選択される
べきであるが、一般には次の工程（１）〜（９）で行な
われる。

（１）洗浄、（２）ベーク、（３）レジスト付与、（４
）プレベータ、（５）露光、（６）現像、（７）ポスト
ベーク、（８）エツチング、（９）レジスト除去。

工程（１）では、溶媒脱脂、もしくはアルカリ脱脂をお
こなうことにより繊維を清浄にする。

工程（２）では、吸着水分を十分除去するためにベーク
炉により、過熱処理を行なう。

工程（３）では、レジストを繊維表面に付与する。付与
の方法としては、公知のいかなる手段を用いても構わな
いが、レジストに繊維を浸して引き上げる方法、もしく
はレジストを超音波発振器などにより霧状にして吹付け
る方法が簡便であり好ましい。レジストの厚さは最終的
に得たい繊維の形態、用いる繊維のデニール、もしくは
太さにより適宜選択されるべきである。厚さの制御は、
レジストを溶媒で適当に希釈すること、引上げ速度、吹
きつけ量などを適当に調節すること等により容易に行う
ことができる。

レジスト剤の種類に特別な限定は無いが、繊維との塗れ
性に優れ、ポストベーク後に繊維に対して強固な接着性
が得られるものが好ましい。例えば、水容性コロイド系
フォトレジスト、ポリ桂皮酸系フォトレジスト、環化ゴ
ム系フォトレジスト、キノン・ジアザイト系フォトレジ
ストを好ましく用いることができる。ネガ型、ポジ型い
ずれのレジストを用いても構わない。なおパーマネント
マスクができるレジストを使用した場合には、必ずしも
レジスト除去の必要は無いが、衣料用途に用いる場合に
は、露光後透明になるレジストが好ましい。雰囲気とし
ては、半導体製造に要求されるようなりリーンルームは
必ずしも必要ないが、清浄な雰囲気中でレジスト塗布を
行なうにこしたことはない。なお、もちろん使用する繊
維に特別な限定はない。本発明において微細加工を行な
うにあたり、天然繊維、合成繊維、無機繊維、複合繊維
などのあらゆる繊維を使用することが可能である。繊維
の内部構造にも特別な限定は無く、中空、芯鞘構造など
の任意の構造を有する繊維を用いることができる。

その中でも、特にレジストを付与する繊維が芯鞘構造を
有し、芯成分と鞘成分のエツチング液に対する溶解度が
異なるものである場合には、エツチングを深く、精度良
く行うことができる。特に、芯成分がポリエステル、鞘
成分が５ソジウムスルホイソフタル酸を含有する共重合
ポリエステルである繊維は、芯鞘成分間での剥離が無く
、好ましく用いることができる。又、微多孔の大きさ、
または配列が制御された中空糸を得るにあたって、本発
明は極めて有力な手段となり得る。

勿論、本発明はモノフィラメント単糸に適用できるがば
かりでなく、マルチフィラメント単糸、あるいは複数の
単糸に対しても適用できる。または、編み物、織物、不
織布の形態を有する布帛、更にはフィルムに対しても適
用できる。

工程（４）では、ベーク炉内での熱処理により溶媒を蒸
発させる。

工程（５）では、フォトレジストを感光させる。

露光用光源に特別な限定は無いが、パルス発振レーザー
は、指向性を有すること、高い照射エネルギー密度を有
すること、装置の使い易さ、光照射のスポット形状を任
意に設定できること、照射、非照射の切換を比較的早い
周期（数百Ｈｚ）で行なえる点などにより、特に好まし
い。勿論、目的、用途に応じて、光源を複数個用意して
も差し支えないし、光源として、高圧水銀灯、電子線、
Ｘ線、シンクロトロン放射光を用いても構わない。

レーザ光を照射する角度に特別な限定は無い。

繊維軸とビームの中心が一致するように照射してもよい
し、ずらしても良い。また繊維軸方向に対し、垂直な方
向から、照射しても良いし、非垂直な方向から、照射し
ても良い。繊維の屈折率、断面形態などによるが、繊維
軸とビームの中心がずれている場合、あるいは繊維軸方
向に対し非垂直な方向から照射した場合には、繊維に光
が入射した側で得られる現像パターンと繊維から光が出
る側の現像パターンは一般に異なるため、複雑な形状を
有する繊維を得ることが可能であ、る。さらには、糸に
ヨリを掛けることにより繊維の微細構造に変化を持たせ
ることができる。さらに、あらためて詳述するまでもな
く、ビーム形状を変化させれば、露光パターンは変り、
凹凸の形状を容易に変化させる事ができる。

なお、レーザーを使用するに当っては、プリズム、レン
ズ、ミラー、ビームスプリッタ等の使用は当然差し支え
なく、さらにはレーザー研究１９８８年第１６巻１２号
に見られるように、光ファイバー、リニアゾーンプレー
ト等を用いることにより、ビームの分岐、合流、遅延を
おこなっても良い。複数の繊維を同時に処理するに当た
っては、ガルバノメータースキャナー、ポリゴンミラー
スキャナー、超音波偏向器の利用も有効である。或いは
、回折格子を用いれば、繊維表面上の複数箇所に露光に
必要とされる強度を有する光を、一つの光源から同時に
供給することができる。

工程（６）では、現像液により未感光、あるいは感光し
たレジストを除去してから、リンス液により後処理をす
る。ポジ型レジストの場合には、感光した部分が除去さ
れ、ネガ型レジストの場合には、未感光のレジストが除
去される。

工程（７）では、熱処理により現像液、リンス液を蒸発
させ、熱架橋で接着性を改善する。

工程（８）では、繊維へのエツチングを行う。

エツチングの方法に特別な限定は無いが、エツチング液
に繊維を含浸させる方法が簡便であり、好ましい。改め
て詳述するまでも無く、エツチング液は、現像液により
除去されたレジスト部分から繊維表面へ導入される。エ
ツチング液は、繊維の種類に応じて、選択されるべきで
ある。例えば、ナイロン繊維の場合には、濃塩酸、濃硫
酸、濃硝酸をエツチング液として用いることが可能であ
り、ポリエステル繊維の場合には、水酸化ナトリウム水
溶液などのアルカリ液を使用でき、アクリル繊維の場合
には、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキサイド
等を用いることが出来る。エツチング液の濃度、温度な
どは、繊維のエツチング液に対する減量特性に応じて、
定めればよい。

エツチングを行う際、通常のウェットエツチングと同様
にアンダーカットは発生する。アンダーカットを押える
には、現像液により除去するレジストの繊維に接してい
る面積を大きく、凹凸の深さを浅くしてやれば良い。ド
ライエツチングを行っても勿論構わない。

なお、エツチング工程は、糸に露光処理を施してから、
布帛形成後におこなっても良い。糸の種類によっては、
凹凸の付与後に、布帛に形成することが困難になる場合
があるためである。

工程（９）では、不要のレジスト（ポジ型は未感光部分
、ネガ型は感光部分）を剥離または酸化して除去する。

特に問題がなければ、例えばパーマネントマスクができ
るレジストを使用した場合には、必ずしもレジストを除
去する必要は無い。

除去の方法に特別な限定は無いが、プラズマアッシャは
、六価クロムおよびフェノールを含む廃液を生じないの
で、望ましい方法である。なお、不要のレジストを除去
した後、凹凸部に丸みを持たせるため繊維を溶剤で適当
な時間処理することは同等差支えない。

本発明に関する繊維を得る際、必要とする工程を行なう
に当たっては、糸を連続的に処理しても良いル、バッチ
式で処理しても構わない。或いは、バッチ式、連続処理
を組み合わせて行なうことも可能である。糸切れの起こ
り易さ、レジスト塗布にあたって必要とされる雰囲気な
どにより適宜組み合わせればよい。

本発明を実施するに当って、必要とされる装置の一例の
概観を第３図に示す。糸１は、送り出し機２、巻取機９
により、洗浄浴３に送り込まれ、ここで糸１の脱脂、洗
浄がなされる（工程１）。

更に糸１は乾燥筒４ａ内を通過し、不要な水分を除去さ
れた後（工程２）、レジスト浴５へ導かれ、レジストを
付与される（工程３）。

次に乾燥筒４ｂ内を通過しく工程４）、溶媒を除去され
た糸１はレーザー６により露光され（工程５）、現像液
浴７で現像された後（工程６）、乾燥筒４ｃ内を通過し
く工程７）、巻取機９により、引き取られる。工程（８
）、（９）については、バッチ式で処理するものとして
、図は省略した。

本発明によれば、従来得ることの困難だった微細構造を
有する凹凸のある繊維を得ることができる。例えば、レ
ーザー光のスポット形状を変える事により、様々な形態
を有する凹凸を繊維に付与することが出来る。或いは、
ビーム径を繊維径よりも大きくすれば、容易に繊維軸方
向にμｍオーダーの太さむらを与えることができる。さ
らに、レーザーの発振周期を時間的に変化させる事によ
り、太細の周期、凹凸の粗密を変更する事ができる。

従って、本発明による繊維を衣料用途に用いた場合には
、従来の繊維には無かった、発色性、光沢性、腰、反発
性、ドレープ性、かさ高性、表面タッチが得られる。

また凹凸の大きさ、深さを厳密に制御できるため、細胞
を凹部に導入、或いは保持するのに適しており、細胞培
養基材、人口血管、海苔などの養殖用繊維として好まし
く使用することができる。

また凹凸部を長くしてやれば、凹凸部の揺らぎ効果によ
り、防藻繊維として好ましく用いることができる。

また本発明によれば、繊維最外層部からのエツチングに
よりスルーホールの微多孔を有する中空糸を得ることが
できる。

本発明により得た中空糸は、スリットの形状により微多
孔の大きさ、形状を極めて精密に制御することができ、
微多孔の孔径の大きさが極めて均一であるため、従来に
は無かった選択濾過性能を有する。

以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、
本発明の有効性や権利の範囲はこれによって限定された
り、制限を受けるものではない。

むしろ次の応用や展開をもたらすものである。

（実施例）実施例１芯成分がポリエステル、鞘成分が５ソジウムスルホイソ
フタル酸を５．５モル％、酸成分として含有する共重合
ポリエステル、単位長さあたりにおける芯成分／鞘成分
の重量比が９０／１０、太さが直径１００μｍのモノフ
ィラメント単糸繊維について、第３図に示した装置で脱
脂洗浄処理、プレベーク、レジスト付与、露光、現像、
ポストベークを連続工程で処理した。露光にあたっては
、繊維軸とビームの中心が一致するようにし、かつ繊維
軸方向とビームが直交するようにした。プレベーク、ポ
ストベークに用いた乾燥筒の長さ、筒内温度は、それぞ
れＬｍ、１５０℃である。連続処理工程における糸の速
度は、０．３ｃｍ／ｓであり、５回転／秒でヨリをかけ
た。レジスト付与は長さ１ｍの浴槽内に糸を走らせるこ
とにより行った。用いたレジスタはコダック社のｒＫＭ
ＥＲＪである。露光に当っては、ラムダフィシツク社の
ＸｅＣ１エキシマレーザ−を用いた。繰返しは２００Ｈ
ｚ、パルスは２０ナノ秒であり、ビーム径は直径３μｍ
とした。現像液には、キシレンを用いた。エツチングに
あたっては、８０℃の３ｗｔ。

％水酸化ナトリウム水溶液を用い、長さ２ｍの浴槽内を
糸を走らせることにより行なった。水洗した繊維の表面
形態は第１図に示す形状のものであった。

実施例２実施例１に於て、ビーム径を１０１０ｍｍＸ１０とし、
糸速度を１ｍ／秒、繰返しを１００Ｈｚとした。他の条
件は実施例１と同様に行なった。繊維軸方向に対して平
行に切断した断面形態は第２図のようであった。

実施例３実施例１に於て、弱アルカリに可溶性を示すポリエステ
ル中空糸を用いたところ、孔径が非常に均一である中空
繊維を得た。

実施例４実施例１において、レジストを布帛に塗布し、パルスレ
ーザ−光を０．１ｃｍ／秒の速度で、布帛上にラスター
走査させたところ、表面に微小の凹凸を有する布帛を得
た。

（発明の効果）本発明によれば、長手方向、および断面形状に於ける凹
凸の高さ、深さ、周期をμｍオーダーで自由に制御でき
るため、従来では得ることの困難だった新規な微細構造
を有する凹凸のある繊維を得ることができる。

本発明により得られる制御された微細構造を有する凹凸
のある繊維は、次に示すような用途、分野に好ましく用
いることができる。

１）高密度布帛２）新規な風合いを有する衣料３）養殖用、細胞培養用基材４）人口毛髪５）中空糸

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により得られる繊維の表面形態の一例を
示す説明図、第２図は本発明により得られる繊維を繊維
軸方向に対して平行に切断した断面形態の一例を示す説
明図、第３図は本発明の製造方法の一例を示す説明図で
ある。１：糸　　　　　２：送り出し機３：洗浄浴　　　　４ａ〜４ｃ：乾燥筒５ニレジスト浴
　　６：レーザー７：現像液浴　　　８ａ〜８にニガイド９：巻取機

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レジストを繊維に付与した後、露光処理および後
処理により繊維に凹凸を付与することを特徴とする凹凸
のある繊維の製造方法。
（２）後処理が、少なくとも現像工程とエッチング工程
を含む請求項（１）に記載の凹凸のある繊維の製造方法
。
（３）レジストを付与する繊維が、芯鞘構造を有し、芯
成分と鞘成分のエッチング液に対する溶解度が異なるも
のである請求項（１）に記載の凹凸のある繊維の製造方
法。
（４）レジストを付与する繊維が、芯鞘構造を有し、芯
成分がポリエステル、鞘成分が５ソジウムスルホイソフ
タル酸を含有する共重合ポリエステルである請求項（１
）または（３）に記載の凹凸のある繊維の製造方法。
（５）レジストを付与する繊維が、中空糸である請求項
（１）に記載の凹凸のある繊維の製造方法。
（６）パルスレーザーを露光の光源とする請求項（１）
に記載の凹凸のある繊維の製造方法。
（７）エキシマレーザーを露光の光源とする請求項（１
）に記載の凹凸のある繊維の製造方法。