JPS59187625A - 先細尖端繊維の製造方法 - Google Patents

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】 本発明は、先細尖端を有する繊維の製造法に関する。

先細尖端繊維は、毛皮の毛のようにタッチがソフトでな
めらかな風合をもち、例えば人工毛皮用繊維、ウールラ
イク繊維、ヘアーライク繊維等として要望されている。

その先端の形状は細くとがっているほど良好な風合、タ
ッチを有する。しかし、先端の断面積が小さくなる程そ
の繊維の加工性は悪くなり、繊維切断、フライの発生等
が増大し、工程性能、製品品質に好ましくない影響をお
よぼす。従来の先細繊維の形状は尖った円錐形丸みのあ
る回転放物体形台形の如き截頭円錐形が知られている。

かかる繊維の製法としては、例えば原料繊維及びその束
において太細繊維や海島繊維から製造する方法があるが
これらはその紡糸方法が非常に複雑になるため生産性が
悪い０太細繊維においては、牽切によって細い部分を切
断した場合、細い部分が、十分に塑性変形した後、破断
伸度にまで延伸されるためその先端は先細とならず、先
端が台形の如き截頭円錐型ｌこなる。さらに、短繊維紡
績用に供給する繊維を太細繊維でつくることは紡糸方法
、後工程での延伸を考えると非常に問題がある。海島繊
維においても溶剤の処理等の問題がある。

化学繊維は衣料用、インテリア用等に広く用いられてい
る。しかしその力学的性能に基づくピリングが発生し易
すく、著しくその外観の美しさを損う問題がある。従来
より化学繊維の抗ピリング性を向上させる方法が種々提
案されている。大部分は繊維の製造段階において、特殊
なポリマー、重合、紡糸、後処理を施して、繊維の力学
的性質を均質ｌこ低下させるものであり、製造工程が複
雑になるとともに生産性が低い等、工業的にメリットが
極めて小さいものであった。

一方、繊維製品に物理的に傷を与えて抗ピリング性を付
与しようとするものに、特公昭３８−５８６３号公報、
特開昭５６−１２８５２４号公報があり、これらはいず
れもアクリロニトリル重合体に関するもので繊維を加熱
し軟化させた後スタッファ−・ボックス型クリンパ−等
を用いて圧力をかけ、事実上その引張強度を保持しつつ
、引掛強度を低下せしめるものである。しかし、この方
法で強度を低下させるにはクリンパ−のニップ圧及びボ
ックス圧を非常に強くする必要があり、繊維同志の融着
、切れ糸等が生じ、トウの形態が悪くなり、特にパーロ
ック方式、ターボ方式等のトウからはじ才る紡績工程に
おいて僕団切れ、スラブやネップ等が発生する問題があ
る。このように、化学繊維において先細尖端繊維の製造
、抗ピリング性の付与はそれぞれ未解決の問題が多く充
分な実用性を有していなかった。さらに先細尖端と抗ピ
リング性とともに高い吸水性が要望されているが、高吸
水性を同時に付与することは一層困難であった。

この発明は上記問題点に着目しなされたものであり、そ
の目的は原綿の製造段階で繊維に特殊な構造をもたせ従
来のパーロック方式、ターボ方式などによるストレッチ
・ブレーキング方式で牽切して非常に高い発生率で尖端
を有する繊維が得られ、しかも牽切時の張力、負荷が低
く、さらに抗ピリング性、吸水性にすぐれた天然毛皮、
ウール、ヘアー調の先細尖端繊維の束を製造する方法を
提案するにある。

以下この繊維の束の製造法について記述する。

この繊維束を構成する繊維としては、ポリアミド系、ポ
リエステル系、ポリアクリル系、ポリ変性アクリル系、
ポリウレタン系、ポリ塩化ビニル系、ポリビニルアルコ
ール系等の合成繊維、セルロースアセテート系等の半合
成繊維レーヨン、キュプラレーヨン等の再生人造繊維等
が用いられるが、アクリル系合成繊維が特に好ましく用
いられる。繊維の束としては、単繊維繊度が０．１〜１
００デニール（ｄ）から構成されるトータルデニール３
０（１〜２００万ｄにいたるマルチフィラメントやトウ
、スライバーが一般に使用される。さらに連続繊維の束
と短繊維からなる繊維束との混合体、他繊維との混合体
にも適用できる。

この製造法において使用する雰囲気温度は冷却並ひに加
熱に要するコスト、装置面から一６０℃〜８０℃が好ま
しい。より好ましくは５℃〜２５℃である。冷媒として
はアンモニア、二酸化炭素、空気、酸素、窒素等の気化
ガスおよび寒剤としてアルコールもしくはエーテル等と
固体無水炭酸との混合物等を使用することができる。ま
た、冷凍機、電子冷凍等電気的に冷却する方法を使用す
ることもできるし、単に水で冷却してもよ（ｒＮｏ （４） この冷却媒体に接触させる時間は繊維の種類、供給方法
、媒体の種類や温度等により異なるが一般には０．１秒
〜１００程度度が用いられる。

冷却媒体との接触方法は特に限定されないが、冷却物体
の表面に繊維の束を接触させる方法、気体雰囲気中に繊
維の束を通過させる方法、冷却媒体を繊維の束に滴下さ
せる方法等がある。

また、加熱する方法も熱板等の物体をヒーターおよび蒸
気によって加熱する方法、赤外線等を用いる方法等長々
あるが、繊維の牽切による発熱を利用する方法もある。

次に、本発明において使用する繊維について説明する。

繊維の束を構成する単繊維の繊維表面の凹凸部、および
空孔の大きさ、形状、数、分布状態は牽切時の発熱、牽
切時の張力また、牽切後の単繊維の先細尖端繊維の発生
率、単繊維の収縮率、捲縮の残存度合、さらには紡績時
の繊維切断やフライ、製品の抗ピリング性、吸水率に大
きな影響を与える。

通常、力学的特性のすぐれた繊維でも多少の微細な空孔
を有しており、また、−５℃以下、更に一８０℃を超え
る低温下ではその伸度は非常に低くなる。この状態にお
いて繊維に延伸力を与えてやると空孔に集中応力が発生
する。このため、一般に２０℃近辺の温度下で引張った
場合に比べて低い張力にて切断することができ、牽切に
要する強力は低下する。そして切断された繊維の先端は
先細尖端となる。

しかし、わずかに微細な空孔が存在するだけでは２０℃
近辺で引張った場合繊維が発熱するとともに、全体的に
体積変化をおこし、大きく塑性変形するために、その先
端は第６図（ａ）　＋　（ｂ）に示す如くほぼ繊維軸に
対して直角に切断された（ａ）図また、その先端が溶け
た（１））図の如く切断形状を有するとともに、元の原
綿に付与されていた捲縮が消え、大きな収縮が発現する
等の問題があった。

ここで微細な空孔とは直径０．１μ以下の空孔をいい、
通常の力学的特性のすぐれた繊維では（７） その体積割合は１０％以下である。

本発明での空孔というのはこのような微細な空孔を含ん
でいてもよいが、比較的に大きな空孔である。

この比較的大きな空孔とは繊維製造段階において異種物
質を混合し繊維を形成した後、異種混合物を取り除いて
できたものや異種混合物の体積変化を利用したもの等に
よってつくられた、０．３μ〜１０μ　の大きさのさま
ざまな形状のボイドをいう。

本発明ではこの大きな空孔が体積割合で１０チ以上含ま
れているのが好ましい。より好ましくは３０％以上であ
る。この時の繊維の表面は均整で平坦であってもよいが
、表面が凹凸部を有しているものが好ましい。

また、本発明で用いる繊維はその内部に空孔を有するも
のに限定されない。空孔が存在しない場合は、その繊維
の表面に凹凸部を有している必要がある。

この表面の凹凸部は繊維の製造段階において、（８） 延伸により表面を陥没させたものや、異形紡口によって
製造されたものや、後加工工程で熱、プラズマ、低温破
壊等を利用してつくられる。

その寸法は長さ２００μ以下、最大幅５μ以下、の大き
さのさまざまな形状の凹部を有しているものをいい、表
面から繊維径の７程度の深さに達するものである。

この凹凸部は大きなもの程、牽切張力が減少し抗ピリン
グ性がよく、また先細尖端繊維が２０℃の室温近辺でも
容易に得ることができる等効果が太きいが、紡績時の繊
維切断、フライが多くなる等の問題があり、単繊維表面
に長さ０．１μ〜１００μ最大幅０．０１〜５μの凹部
がランダムに存在することが望ましい。より好ましくは
、長さ１μ〜１００μ最大幅０．１μ〜３μである。ま
た、その数は単繊維２０ｍｍ当り１個以上、１０個以下
が好ましい。

また、本発明は、先に述べた微細な空孔、大きな空孔等
の多孔を横断面に有すると同時に、その表面に凹凸部を
有する繊維にも適用でき、その用途、目的および、使用
するデニール、断面形状に応じてそれぞれの組み合わせ
を考えることにより、室温で牽切しても所望の先細尖端
繊維を製造することができる。

また、本発明に用いる繊維は上記特徴に加えて繊維の横
断面における長軸の長さが３０μ以上で、偏平率γ（γ
＝長軸の長さ÷短軸の長さ）が２．０〜１５．０である
ことが好ましく、特に、太デニールにおいて丸断面のも
つ剛性、ガサツキ感を改善するとともに、先細尖端部の
長さを長くシ、よりソフトでなめらかな風合と目に見え
て先細にすることによって天然獣毛調高級感に富む先細
尖端を有する繊維を得ることができる。

切断は、繊維の束に延伸力及び／または剪断力を与えて
、各単繊維を切断する。これらの他に別の切断力を併用
しても差しつかえない。かくしてえられた不連続繊維の
束としては、具体的には、スライバー、組糸、直紡糸、
紡績糸等がある。

第５図、第６図は切断時の冷媒の温度と先細尖端繊維の
含有率および切断強力との関係を示し、Ｄは本発明の方
法であり、Ｃは通常の均質な断面および平坦な表面をも
つ単繊維を用いた場合である。これから判るように、高
温下でも本願発明の方法りは従来のものに比べて約２０
チの切断に要する強力が減少する。１０℃以下の媒体に
接触させることによって、半分以下という少ない張力で
切断することが可能となる。

また切断された繊維の先端の形状（ま２０℃以上の雰囲
気温度下で切断しても尖端を８０％以上有することがわ
かった。ここでは断面が円型を用いたので斜切円柱形で
あった。

このように切断してなったこの発明の繊維の先端形状は
、より詳細に示すと第４図のごとくなる。すなわち、第
４図（ａ）図のものは繊維軸に対し傾き角θのほぼ一平
面の断面を有し、（ｂ）。

（Ｃ）　ｌ　（ｄ）　、　（８）図のものは先端は傾き
角θの略一平面をなすが、その基端に繊維軸に直角ある
いは傾き角θと反対方向に傾斜した切断面を有す０（（
１−１）は（ｄ）の相手サイドである。（ｆ）図のもの
は繊維軸に対し略同方向に傾いた不連続の２つの切断面
とその間に喰込み面を有している。そして、その傾き角
θはθ≦７０’である。アクリル系合成繊維では３°≦
θ≦３００、キュプラ繊維では１０°≦θ≦５０’に大
部分が含まれる。また、エステル系、ナイロン系の合成
繊維に関しても、２０℃では溶融状の切断形状となった
のに対して、斜めに切断された形状とすることができる
。

ここで傾き角θは側面図において先端を形成している２
つの直線によってつくられた角度とする。

次に、本発明の繊維を含む不連続繊維の束の製造例を図
面により説明する。第１図において繊維表面に凹凸部お
よび／または内部に多孔を有している連続繊維の束１を
一定の幅に均一に単繊維を分離しながら厚みを整え供給
し、バック・ローラー３とミドル。ローラー４の間に設
けた、牽切熱の除去装置２にて牽切熱を除去し繊維束１
を室温に保ちつつ、バック・ローラー３とミドル・ロー
ラー４の間で繊維束１に引張応力を与えて切断し、不連
続繊維の束６とした後、フロント・ローラ５にて、適長
繊維を切断し所定のステープル・ダイヤグラムとした後
コイラー７にてケンス８に収納するものである。

第２図はバック。ローラー３とミドル・ローラー４の間
に設けた水冷ローラー９で繊維束１を冷却した後、ミド
ル・ローラー４とフロント・ローラー５の間に設けた補
助牽切装置１ｏにて切断して不連続繊維の束６とするも
のである。

１１はデリベリ−・ローラーを示す。

実施例１ アクリル系合成繊維３０ｄ（内部に０．１μ以下の空孔
および２〜４μの大きな空孔を体積割合で１５チ有する
とともに、表面にも大きな多孔の一部とみられる長さ１
０〜１００μ、最大幅３μ、深さ２０μ、単繊維２（ｌ
ｏａ当り３．５個の凹部を有する。）からなる６０万ｄ
のトウを第１図の装置に仕掛けて、−２０℃〜１２０℃
の温度に接触させ、下記条件にて切断、紡出した不連続
繊維の特徴、物性について比較した。雰囲気温度は２０
℃以下を窒素ガス、それより高温側は熱風にて制御した
。

滞留時間　４０秒 ブレーク・ドラフト　　４．５８（伸長倍率）紡出速度
　１００ｍ／ｍｉｎ 上記、トータル・デニール６ｏ万のトゥヲ牽切すること
によって、牽切負荷が減少し良好な牽切性が得られた。

先細尖端繊維の発生率も温度に影響なく８５チ以上とな
った。８０℃以上では、加熱により繊維の塑性変形が大
きくなり、捲縮が消えてしまうと同時に収縮率の発現が
大きくなるが、切断時においてはボイドの存在および凹
部の存在が大きく影響し、８〜１５チ程度の収縮率をも
つ先細尖端繊維を９０％以上の高率で得ることができた
。しかし、−２０℃では収縮率が低く、捲縮が残存する
が、捲細部がこのような繊維では弱点となり、先端がほ
ぼ直角に切断された繊維もみられ、その発生率は８６チ
であった。

２０℃、４０℃では先細尖端繊維の発生率は９５チ以上
であり、収縮率が低いとともに、捲縮が残るため、その
才ま、紡績工程に仕掛けられる不連続繊維の束を得るこ
とができた。

実施例２ アクリル系合成繊維６ｄ（表面ｌこランダムに深さ８μ
、長さ１０μ〜１００μ、最大幅２μの凹部を単繊維２
０１ｘＩＩ＋当り４．２ケ有する）からなる３００ｄの
繊維束りと通常の均質な断面および、平坦な表面をもっ
た同デニールからなる３００ｄの繊維束Ｏを下記の雰囲
気温度下でテンシロン引張試験機にて把持長１５０＋ｍ
で引張り、切断後の単繊維における先細尖端繊維の発生
率、切断に要する引張強力を測定した。結果を第５図、
第６図に示す。

雰囲気温度は２０℃以下を窒素ガスで、それより高温側
は熱風をこて制御した。

温度範囲　　−５０℃〜１００℃ 制御時間　　４０秒 初期荷重　　１００ｍｇ／ａ 結果 第５図に示す如く、本発明によれば、従来法に比べ、非
常に先細尖端繊維の発生率が高い。

特に、室温近傍においても約８０％の尖端繊維を得るこ
とができる。才た、第６図１こ示す如く牽切に要する強
力も約半分に才で減少する。更に、冷却することによっ
てより先細尖端繊維の発生率が高くなり０℃で約９０％
となり、切断に要する強力が減少する。

実施例３ 表面に深さ４μ、長さ１０〜１００μ、最大幅２μ凹部
を単繊維２０闘尚り３．１ケ有するとともに横断面が偏
平率２．５であるアクリル系合成維６ｄからなる６０万
ｄのトウを第１図の装置により室温で牽切して得られた
先細尖端繊維の特徴、およびその不連続繊維の束を通常
の梳毛工程を経て、紡績糸となした後、ジャージを編成
しその抗ピリング性を測定した。

結果 先細尖端繊維の形状はその尖端部の傾き角θは６≦θ≦
１５°に大部分が含才れる。才た、その吸水率は２０．
６％であり、天然獣毛調の先細に加えて吸水率も天然の
ものに近いものを得ることができた。更に、編地の抗ピ
リング性も５級とすぐれており、その風合も繊維自体が
偏平でかつ先端が先細であるので、ガサツキ感がなく、
かつ先細尖端部の長さが長いので、よりタッチがソフト
でなめらかなものが得られた。

本発明はこのようｔこ繊維表面に凹凸部および／または
内部１こ空孔を有している繊維の束を牽切することによ
って先細尖端を有する不連続繊維の束を製造するもので
あるから、 （１）室温（２０℃）近辺で牽切しても、高い発生率で
先細尖端が形成できる。

（２）冷却および牽切ζこ要するエネルギーが節減でき
る。

（３）天然獣毛調のソフトでなめらかな風合および高い
吸水性に加えて、天然獣毛にはない抗ピリング性とを同
時に付与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明を実施するに適した製
造工程の例を示す概要図、第３図（ａ）。 （１））はそれぞれ大きく塑性変形した後破断した繊維
先端の側面図、第４図は（ａ）〜（ｆ）は本発明によっ
て得られた先細尖端繊維の形状を示す側面図、第５図は
雰囲気温度と先細尖端繊維の発生率を示すグラフ、第６
図は雰囲気温度と切断時の強力を示すグラフである。 １・・連続繊維の束、２・・牽切熱の除去装置、３・・
バック・ローラー、４・・ミドル・ローラー、５・ｅフ
ロント番ローラー、６．。 不連続繊維の束、７・・コイラー、８・・ケンス、９・
・水冷ローラー、１０・・補助切断装置、１１・・デリ
ベリ−ローラー。 第１図 第２図 第３図 （ａ）　　　　　　　　（ｂ） 第４図 ｍＲ＆＠因寅せ山メ嚇炒笹誓メ ！５′妬願Ｒσ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維表面に長さ２００μ以下、最大幅５μ以下の凹部お
   よび／または繊維内部に０．３〜１０μの空孔を有する
   繊維の束に、延伸力および／または剪断力を与えて繊維
   を切断し、先細尖端を形成することを特徴とする先細尖
   端繊維の製造方法０