JPS62110916A - 複合繊維 - 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】 〔技術分野〕 本発明は糸内部部分とこれに連らなり糸表面に至るまで
の部分が空間である中空糸様繊維を好適に製造できる複
合繊維に関する。

〔従来技術とその欠点〕

中空繊維は繊維重量に対し占める体積が大きいので軽く
、かつ保温性の大きい特性を有する。

この特性を利用して詰め綿、ふとん綿などばかりでなく
衣料用として広く使用されている。従来の中空繊維の製
造方法は特公昭３７−６４０５号公報に開示されるよう
な口金吐出孔の中央に注射針状の気体導管を配置して吐
出するポリマの中央部に気体を導入する方法、あるいは
米国特許２，９４５．７　′５９号明細書に開示される
ような口金吐出孔をＣの如くのスリットとして吐出する
ポリマを融着させて、中空繊維とする方法などがあるが
、いずれも中空率を大きくすると紡糸が不安定となり、
そのため通常中空率は２０〜３０％以下である。紡糸が
不安定となる傾向は繊度か細くなるほど顕著であって衣
料用フイラメント糸として使用されている２、５デニー
ル以下では中空率は１５％程度以下のものしか知られて
いない。★た特公昭４１−４８１５号公報には溶剤に対
する溶解性の有るポリマと無いポリマをブレンドして紡
糸し、繊維を溶剤で処理して溶解性ポリマを除去して多
孔中空繊維とする方法が開示されている。しかしながら
、この方法ではブレンド状態の不均一化による紡糸の不
安定化、得られる糸の糸質、不均一化は避けられない欠
点がある。

以上の如き欠点を排除して極めて大きな中空率の中空繊
維に類似した特徴を付与することが可能である中空糸様
繊維を本発明者らは特開昭５５−９３８１２号公報にて
提案した。かかる中空糸様繊維は溶剤ｔこ対する溶解性
の小さいポリマが繊維外周の少なくとも７０チを占め、
溶解性の大きいポリ−ｒが繊維内部及び繊維外周の一部
を占めた複合繊維から後者のポリマを溶解除去すること
により得られる。しかしながらこの中空糸様繊維で構成
される織編物は中空率を太きくする程１中空効果が大き
くなるが繰り返し使用によって断面がつぶれてフィブリ
ル化する欠点も大きくなってしまい実用的には中空率は
単糸繊度２．５デニール以下では２０％程度が限度であ
る。また同様の中空糸様繊維の製造方法が特開昭５７−
８２５２５号公報に開示され、吸水性繊維として使用し
得ることが記述されているが、前述した欠点はまぬがれ
ない。

また特開昭５７−１９３５５９号公報及び特開昭５７−
１９９８１６号公報には溶解性の大きいポリマを芯、小
さいポリマを鞘とした芯鞘複合繊維を物理的あるいは化
学的処理にて鞘にクラックを発生させてから溶解性の大
きい芯を形成するポリマを溶解除去して中空糸様繊維と
する技術が開示されている。しかしながら芯鞘複合繊維
の長手方向及び単繊維間に実質的にムラなくクラックを
発生させることが難しい欠点がある。

すなわちクラックを発生し得るポリマは変性ポリマが主
体であって製糸性が不調になり易いという欠点に加えて
ムラなくクラックを発生させるには芯鞘複合繊維の長手
方向及び単繊維間で断面形状、糸特性の微細な差も認容
できない欠点があるためである。

〔発明の目的〕

本発明は前述した従来技術の欠点を克服することを目的
とするものである。すなわち大きな中空率である中空繊
維の特徴となる軽量性、保温性を所持した繊維であるば
かりでなく、吸水性も所持しかつ耐久性に優れた中空糸
様繊維を好適に製造し得る複合繊維を提供するものであ
る。

〔発明の構成〕

前記した本発明の目的は繊維表面の少なくとも７０％を
構成する鞘セグメント、繊維表面の残りの表面を構成す
ると共に該鞘セグメントと繊維内部で互いに接触しかつ
芯セグメントを内包する中間層セグメントおよび芯セグ
メントの三種のセグメントで繊維横断面が構成されてお
り１膣中間層セグメントを形成するポリマが他のセグメ
ントを形成するポリマよりも溶剤に対する溶解性の大き
いポリマであることを特徴とする複合繊維によって達成
される。

本発明の特徴である複合繊維の横断面形状について以下
説明する。第１図は本発明の代表的な複合繊維の横断面
形状を示している。はぼ一様の厚さの鞘セグメント１が
繊維表面の大部分を構成している。中間層セグメント２
は繊維表面の１部とこれに連続して繊維内部を構成して
おり、繊維内部においては中間層セグメントの全外周が
鞘セグメントと接触している。更に中間層セグメント２
には芯セグメント３が内包されており、これが本発明の
複合繊維の一つの特徴である。中間層セグメントが芯セ
グメントを内包するとは芯セグメントの外周の全てが中
間層セグメントと接触することを意味する。すなわち鞘
セグメントと芯セグメントは中間層セグメントによって
完全に隔離されているのである。

第１図の複合繊維より中間層セグメントを溶解除去する
ことにより第２図の如きの中空糸様繊維が得られる。第
２図の中空糸様繊維は複合繊維においては鞘セグメント
１であった外皮部分４と芯セグメント３であった窓部分
５で構成されている。窓部分のない中空糸様繊維では織
編物としてから折り曲げたり、繰り返し使用すると断面
がつぶれて中空率が減少してしまい、中空効果、吸水効
果が著しく減少する欠点があったが、本願発明では窓部
分のある中空糸様繊維とすることにより断面のつぶれや
断面のつぶれに基づくフィブリル化が大巾に軽減できる
のである。

窓部分の犬ぎさが外皮部分の入口より小さいと窓部分が
外皮部分から飛びだして窓部分のない中空糸様繊維とな
りやすいので、複合繊維において繊維表面付近における
中間層セグメントの最小幅よりも芯セグメントの最大径
の方を大きくすることが好ましいことである。

繊維表面付近における中間層セグメントの最小幅とは繊
維表面で鞘セグメントが中間層セグメントにより隔てら
れた近傍で相対する鞘セグメントの表面の間の距離の中
で最小の部分を指す。

繊維表面において鞘セグメントは少なくともその７０％
を占める必要がある。７０％より少なくなると中間層セ
グメントを形成するポリマを溶解除去して得られる繊維
の外皮部分の形状は偏平糸に近くなり中空効果、吸水効
果共に小さくなるためであり、８０％以上が好ましい。

逆に鞘セグメントが繊維表面を過大に占有すると、すな
わち、中間層セグメントが繊維表面のごく一部しか占有
しないと中間層セグメントを形成するポリマをムラなく
迅速に溶解除去し難くなり、中空効果、吸水効果にムラ
が出てくるだけでなく染色ムラとなりやすくなるので中
間層セグメントは繊維表面の少なくとも４％を占めるこ
とが好ましく、６％以上であることがより好ましい。

中空効果、吸水効果を大きくするには中間層セグメント
の割合を大きくして中空糸様繊維における中空率を大き
くすれば良い。しかし中間層セグメントの割合が大きく
なり過ぎると中空糸様繊維においては窓部分があったと
しても外皮部分が変形しやすくなるので複合繊維断面に
占める中間層セグメントの面積割合は２０〜８０チとす
ることが好ましく、３０〜７０％とすることがより好ま
しい。

鞘セグメントの割合は大きくすれば中空糸様繊維におけ
る外皮部分が強調されるが中空率は減少するので、複合
繊維断面をこ占める鞘セグメントの面積割合は１５〜６
０％とすることが好ましく、２０〜５０％とすることが
より好ましい。

芯セグメント面積の割合は大きくするほど中空糸様繊維
における窓部分が大きくなり、断面のつぶれ防止効果が
大ぎくなるが、反面中空効果、吸水効果が減少するので
、複合繊維断面に占める芯セグメントの割合は１０〜５
０チとすることが好ましく、２０〜４０チとすることが
より好ましい。

特にそれぞれのセグメントの面積割合を中間層セグメン
ト〉鞘セグメント〉芯セグメントの順序にすることが中
空効果、吸水効果を発揮しやすく好ましいことである。

鞘セグメントの厚さに大きなバラツキがあると中空糸様
繊維の外皮部分において厚さの薄い部分が応力集中をう
けてつぶれ、変形しやすくなる。鞘セグメントの両側の
先端面積の１０％を除いた部分での厚さを平均厚さ×（
１±０．２５）の範囲内とすることが好ましい。

中空糸様繊維が折り曲げられた場合にムラなくつぶれ、
変形を防止する点より芯セグメントの外周は実質的に複
合繊維の外周形状と相似形であることが好ましい。また
同様の観点より芯セグメントの数は１個であることが好
ましい。

複合繊維の断面外周形状は丸断面に限らずＹ型など異形
断面とすることも可能である。ただし繊維重心を通る直
線の中に対称軸があることが、複合紡糸の安定性の点と
中空糸様繊維とした場合のつぶれ変形防止の点から好ま
しい。

中間層セグメントの表面構成部分が複数個所になると中
空糸様繊維とした場合の外皮部分が分離しやすくなるの
で１個所であることが好ましい。

本発明の複合繊維の各セグメントを形成するポリマとし
ては、繊維形成性のあるポリエステル、ポリアミド、ポ
リオレフィン、ポリアクリロニトリルなどのポリマから
溶剤に対する溶解性の異なるポリマを選ぶことが好まし
い。中間層セグメントを形成するポリマは鞘及び芯セグ
メントを形成するポリマよりも溶剤により選択的に溶解
する必要がある。なお鞘セグメントを形成するポリマと
芯セグメントを形成するポリマは同種あるいは同一ポリ
マであってもかまわない。

各セグメント及び溶剤の具体例を以下に挙げる。鞘セグ
メント、芯セグメントにポリエステル、ポリアミドから
選んだポリマを使用し、中間層セグメントにポリエステ
ル、ポリアミドから選んだポリマを使用し、中間層セグ
メントにポリオレフィンを使用すればトリクレン、パー
クレンの如き有機溶剤で中間層セグメントを形成するポ
リマを溶解除去できる。鞘セグメント。

芯セグメントにポリエヌテル、ポリオレフィンから選ん
だポリマを使用し、中間層セグメントにポリアミドを使
用すれば酸性溶液により中間層セグメントを形成するポ
リマを溶解除去できる。このようにポリマと溶剤との組
合せは多数あるが、溶解除去処理における操作性、安定
性。

コストなどの点で溶剤としてアルカリ水溶液を使用する
ことが好ましいことである。

一方、鞘セグメント及び芯セグメントを形成するポリマ
としては衣料用としてもつとも広く使用されているポリ
エステルを好ましく適用できる。すなわち複合繊維を構
成する全てのセグメントをポリエステルとし、中間層セ
グメントをアルカリ水溶液に対して易溶解性のポリエス
テルとすることが好ましく適用できるのである。

この場合鞘及び芯セグメントを形成するポリエステルは
８０モルチ以上ポリエチレンテレフタレートであること
が好ましい。中間層セグメントを形成する易溶解性ポリ
エステルとしてはポリエステルとポリアルキレングリコ
ールの共重合体あるいはブレンド体、アニオン系界面活
性剤を添加したポリエステルや金属スルホネート基含有
エステル単位を共重合したポリエステルなどが好ましく
適用できる。中でもエチレン５−ソシユームスルホイソ
フタレー）（２〜２０モル％）／エチレンテレフタレー
ト共重合ポリエステルがアルカリ水溶液に対し、むらな
く良好な溶解性を示し好ましく使用できる。

また好ましいアルカリ水溶液としては苛性ソーダ、苛性
カリなどのアルカリ金属の水酸化物、水ｔこ溶かした時
にアルカリ金属水酸化物の形になるアルカリ金属化合物
、アルカリ金属の炭酸塩などが挙げられる。

次に本発明の複合繊維を製造するのに好適な口金装置に
ついて説明する。第３図、第４図は第１図ｔこ示す複合
繊維を紡糸する口金装置の好ましい一例を示すものであ
る。

第３図は口金組立図であり、上板１１．中板１２、下板
１３の三枚の板で構成されている。

上板１１には芯セグメントポリマの導入用の開孔部１４
及び上板吐出孔１５が設けられている。

上板吐出孔１５はなくても良いが、芯セグメントの複合
安定性の点より設けることが好ましい。

中板１２の上部には中間層セグメントポリマ用の液体溜
１６、上板１１との間のクリアランスを形成するために
設けられた台状突起１７が設けられている。中板１２の
開孔部１８の底部には中板吐出孔１９が設けられている
。下板１３の上面には鞘セグメント用の液体溜２０、鞘
セグメント用ポリマを導入するための台状突起２１に設
けられた導入溝２２が設けられている。

下板１３の開孔部２３の底部には下板吐出孔２４が設け
られている。中間層セグメントポリマ、鞘セグメントポ
リマはそれぞれ中板、下板の上面より導入される方式に
限定されず、たとえばそれぞれ上版、中板の下面より導
入する方式とすることも可能である。

第４図は第３図におけるＸ−Ｙ断面の拡大図であって中
板に設けられている部分を破綜で、下板に設けられてい
る部分を実線で示しである。

中板吐出孔１９が開孔部１８の底部で中央円形部とこれ
に連なって下板の開孔部２３の上面外周より外側まで至
る矩形部で構成されている。

鞘セグメントポリマ導入用の導入溝２１ａ　、　ｂ。

Ｃは台状突起２１の上面にほぼ等間隔で設けられており
、しかも導入溝２１ａと２１ｂは前記中板吐出孔１９の
矩形部を等間隔で挾んだ位置としである。

中板の開孔部１８においては芯セグメントボリフが芯、
中間層セグメントポリマが鞘となった複合流が形成され
る。中板吐出孔１９において前記中央円形部からは芯セ
グメントポリマが芯、中間層セグメントポリマが鞘とな
った複合流となって吐出され前記矩形部からは中間層セ
グメントポリマが主体となって開孔部２３に吐出される
。開孔部２３）こおいて外周の少なくとも７０％以上を
鞘セグメントポリマでおおわれてかつ中間層セグメント
ポリマが外周の一部を形成して下板吐出孔２４より吐出
されるのである。開孔部１８における芯鞘複合流の形成
方式、開孔部２３への鞘セグメントポリマの導入方式等
は第３図に説明したものに限定されるものではない。

〔発明の効果〕

ｆｉｌ　　本発明の複合繊維は中間層セグメントヲ溶解
除去することにより中空糸様繊維とすることが可能であ
る。

（２）本発明の複合繊維から得られた中空糸様繊維は中
空糸の特徴である軽量で保温性に富む特性を有すると共
に断面形状に基づく吸水性を有する。従来の中空糸では
衣料用フィラメント糸としては中空率は高々１５％程度
であるのに対し中空率が２０％以上とすることが可能で
あり８０％程度まで製造し得る。

（３）　　従来の中空糸様繊維は断面変形が大きく中空
効果、吸水効果を永続し難った点を本発明の複合繊維に
おいて芯セグメントを導入することにより解決できた。

（４）本発明の複合繊維は原糸をそのまま織編物とする
ことは勿論、仮撚加工に代表されるケン縮加工を施して
から織編物とし、アルカリ処理して用いることが可能で
ある。従来の中空糸は仮撚加工すると中空形状がつぶれ
てしまい中空仮撚糸は実現し難かったが、本発明の複合
繊糸はいかに変形しても中間層セグメントは失なわれる
ことはないので中空率は保持できる。しかも仮撚加工を
すると吸水特性が大幅に増加するので仮撚加工糸とする
ことが好ましく適用される。

Ａ、吸水性 織編物サンプルより２０〜２５ｃｒｎの試験片をつくり
、　ＪＩＳ　１０７９　（パイレックス法）に従ってそ
の吸水高さを測定した。吸水高さの大きい程、吸水性が
良好であることを示す。

Ｂ、精練 第一工業製薬（株）製“ノイゲンＳＳ“２９／ｌと炭酸
ソーダ０．２８９／ｌの水溶液で、浴比１：１００、温
度８０℃、時間２０分で処理した。

Ｃ，フィブリル化 第５図にフィブリル化試験機の概略図を示す。湿潤状態
の試料（染色した編織物）３１を摩擦布３２との摩擦面
積が１２．５４になるヨウに、ヘッド３３にホルダー３
４１に使って取り付け、その上に荷重３５の和が７５０
９になるようにする。

一方、摩擦台３６を滑り止め用のサンドペーパー３７を
介して取り付け、８５ｒｐｍで偏心回転させ、１０分間
摩擦を行なった後、試料５１をはずしフィブリル化の程
度を肉眼で判定する。

すなわち、フィブリル化が起っている場合には摩擦され
た部分が摩擦されていない部分に比べて白く見えるので
、摩擦された部分が白く見える状態を観察し次の５段階
に分けてギ１定した。

５級：フロステインクが認められない。

４級：わずかにフロスティングが認められる程度。

３級：ややフロスティングが認められる。

２級：かなりフロスティングが目立つ。

１級：フロスティングが著しく認められる。

以上の中で３級以上を合格レベルとする。

実施例１ ２５℃オルトクロロフェノール中の固有粘度０．５８の
エチレン５−ンジュームスルホイソフタレート（８モル
％）／エチレンテレフタレート（９２モル％）の共重合
ポリエステルを中間層セグメント用のポリマとし、２５
℃オルトクロロフェノール中の固有粘度０．７０のポリ
エチレンテレフタレートを鞘及び芯セグメント用のポリ
マとして第５図、第４図ｔこ示す口金装置を使用して第
１図の如き複合繊維を紡糸、した。ただし、鞘、中間層
及び芯の各セグメントの面積比率を３５：４５：２０と
し、紡糸温度を２９５℃、紡糸速度を１１００　ｍ／ｍ
ｉｎとした。得られた複合未延伸糸を１２０℃の熱ピン
を使用して３．１倍ｔこ延伸し、７５デニール４８フイ
ラメント（７１１伸糸とした。鞘セグメントは複合繊維
外周の８４％を占めていた。また、芯セグメントの最大
径に中間層セグメントの最小幅の１．８倍であった。

この延伸糸を２本合糸使いで三段両面ジャージに編成（
目付１８０グ／−）シ、カセイソーダ濃度が３０グ／ｌ
の９８℃水溶液で４７％減量し、中間層セグメントを形
成するポリマを全てムラなく溶解除去した。中間層セグ
メントの溶解除去後の横断面形状は第２図の如くの中間
糸様繊維の構造となっていた。

編物は軽量感、ソフト感、保温性に優れ、精練後のパイ
レックス高さは１０分後で３２肩と吸水効果が認められ
た。またフィブリル化は４級と良好で断面のつぶれ変形
はわずかであった。

実施例２ 実施例１の延伸糸をヒーター長１．５ｍ、ヒータ一温度
２００℃、加工速度４００　ｍ／ｍｉｎ、仮撚数３３０
０Ｔ／ｍで仮撚加工し、実施例１に準じて編成、アルカ
リ水溶液処理を行なった。中間セグメントを形成するポ
リマは全てムラなく溶解除去できた。仮撚糸の断面形状
及び中間糸様繊維の断面形状は仮撚変形を受は若干いび
つになったものの中空糸様繊維の中空部の面積は実施例
１の場合と実質的に同等であった。

編物は軽Ｉ感、ソフト感、保温性に加えて伸縮性、嵩高
性に優れたものであって、精練後のパイレックス高さは
１０分後で６９１ｍと大きな吸水性を示した。またフィ
ブリル化は４級と良好でフィブリル化テスト前後での断
面変形の差はわずかであった。トレーニングウェアとし
て着用した所、激しい運動をしてもムしたりベトついた
りすることなく快適な着心地を示すものであった。

比較実施例１ ２５℃オルトクロロフェノール中の固有粘度が０．７０
のポリエチレンテレフタレートヲ実施例１に記述した紡
糸、延伸条件に準じ通常の丸［１面Ｃｌ７５デニール４
Ｂフイラメントの延伸糸とした。実施例２に準じて仮撚
１編成、アルカリ水溶液処理を行なった。

実施例２０編物に比較し軽量感、ソフト感。

保温性の点で劣っていた。また精練後のパイレックス高
さは１０分後で２３ｍと低いレベルであった。

比較実施例２ 実施例１の芯セグメントをなくし中間層セグメントでお
ぎかえた複合繊ｍ（鞘セグメントと中間層セグメントの
面積比は３５：６５）を紡糸、延伸し、実施例２に準じ
て仮撚１編成、アルカリ水溶液処理を行なり次。

編物は軽量感、ソフト感、保温性に優れ、精練後のパイ
レックス高さは１０分後で７５麿と大きな吸水性を示し
た。しかしながらフィブリル化は１級であって、断面の
つぶれ変形とフィブリル化が著しく実用的な編物でなか
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複合繊維の代表的な横断面形状を示し
、第２図は第１図の複合繊維から得られる中空糸様繊維
の横断面形状を示し、第３図は本発明の複合繊維を好適
に製造できる口金装置であり、第４図は第３図のＸ　−
Ｙ断面拡大図であり、第５図はフィブリル化測定装置概
略図である。 １：鞘セグメント ２：中間層セグメント ３：芯セグメント ４：外皮部分 ５：芯部分

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊維表面の少なくとも７０％を構成する鞘セグメ
   ント、繊維表面の残りの表面を構成すると共に該鞘セグ
   メントと繊維内部で互いに接触しかつ芯セグメントを内
   包する中間層セグメントおよび芯セグメントの三種のセ
   グメントで繊維横断面が構成されており、該中間層セグ
   メントを形成するポリマが他のセグメントを形成するポ
   リマよりも溶剤に対する溶解性の大きいポリマであるこ
   とを特徴とする複合繊維。
2. （２）繊維表面付近における中間層セグメントの最小幅
   よりも芯セグメントの最大径の方が大きい特許請求の範
   囲第（１）項の複合繊維。
3. （３）溶剤がアルカリ水溶液である特許請求の範囲第（
   １）項または第（２）項記載の複合繊維。