CN115956146A - 复合纤维、中空纤维及复丝 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合纤维,在纤维横截面中,在溶剂中的溶解速度不同的2种以上聚合物从纤维中心朝向纤维表面方向叠层着,包含上述纤维中心的最内层含有易溶解性聚合物,在除上述最内层以外的至少1层中,2种熔点不同的难溶解性聚合物偏置。此外,本发明涉及一种复丝,是含有扁平中空纤维的复丝,上述扁平中空纤维的长轴的旋转角度的变异系数CV为15~50%。
Description
技术领域
本发明涉及适于穿着舒适性优异的衣料用纺织品的复合纤维、中空纤维以及复丝。
背景技术
由聚酯、聚酰胺等形成的合成纤维由于具有优异的力学特性、尺寸稳定性,因此在从衣料用途到非衣料用途中被广泛利用。然而,在人们的生活多样化,变得要求更好的生活的近来,要求具有更高的触感、功能的纤维。
其中在与人肌肤接触的衣料用纺织品中要求优异的穿着舒适性的情况多,特别是对具有天然纤维所具有那样的、直接关系到人的穿着感觉的手感的纤维的要求强。这是因为麻、羊毛、棉(cotton)、丝等天然纤维所具有的手感、功能的平衡非常优异,对于它们交织而成的复杂的外观、触感,人类感到有魅力、高级感。
作为以这样的天然纤维实现的舒适的手感的实现作为目标的技术的例子,提出了各种通过对合成纤维的截面下工夫,从而使布帛内形成内包有空气的空隙结构,使适度的回弹感、具有膨松的柔软的手感等表现了的技术。
在专利文献1中,提出了如果对使用中空用喷丝头而获得的中空纤维实施假捻加工,赋予卷曲的同时使中空截面变形使其扁平化,从而赋予类似于棉的扁平中空截面形状和扭曲的中空纤维。对于该扁平中空纤维,可获得棉那样的具有膨松、回弹感的手感。
此外,在专利文献2中,提出了向以易碱溶解性聚合物作为芯成分,以难碱溶解性聚合物作为鞘成分,并且芯成分的一部分露出到纤维表面而成的芯鞘复合纤维实施假捻加工,然后通过碱处理使芯成分溶出,从而具有沿纤维轴方向连续的中空部和开口部的C型截面形状的中空纤维。对于该芯鞘复合纤维,在制成编织物时由于C型中空的效果,能够具有轻量感、适度的回弹感,同时可以赋予柔软的手感等。
此外,在专利文献3中,提出了一种膨松轻量复丝,其具有在溶剂中的溶解速度不同的2种以上聚合物沿截面方向叠层而形成最外层、中间层、最内层的纤维截面,形成最外层和最内层的聚合物为易溶解性聚合物,并且中间层的截面形状不同的单丝2种以上混合存在。对于该膨松轻量复丝,不仅纤维内部而且纤维表面也由易溶解性聚合物构成,从而可以在溶出了易溶解性聚合物后在纤维内外形成空隙,进一步在溶出后不同的纤维截面混合存在,因此抑制纤维间空隙的压坏,除了轻量感、膨松以外,还兼有柔软的手感的布帛成为可能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭54-151650号公报
专利文献2:日本特开平01-052839号公报
专利文献3:日本特开2019-167646号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如专利文献1那样,如果可以通过向中空纤维实施假捻加工而向纤维内外赋予空隙结构,则具有可以某程度再现作为天然纤维的棉那样的手感的可能性。然而,在专利文献1中,以通过假捻加工而纤维密地集束,一边将中空部压坏一边使其变形作为技术思想,在制成衣服而穿着了的情况下有时具有感到舒适的膨松、回弹感的手感不足。
此外,如专利文献2那样,对于向以易碱溶解性聚合物作为芯成分,以难碱溶解性聚合物作为鞘成分的芯鞘复合纤维实施假捻加工的方法,由于通过在织造和编织后实施碱处理从而芯成分被溶出而可以形成中空部,因此在假捻加工中不发生中空部的压坏,可以形成基于高中空率和卷曲形态的纤维间空隙。然而,为了防止芯成分的溶出不均,形成了具有大开口部的C型截面形状,不仅相邻的纤维与纤维发生开口部的咬入而手感变硬,而且通过连续使用从而有时轻量感、回弹感降低。
进一步,专利文献1和专利文献2都使用通过在向复丝加捻了的状态下热定形,然后解捻从而赋予卷曲的假捻加工。因此,通过高级加工时的热处理而卷曲易于塌垮,在制成衣服而穿着了的情况下有时感到舒适的膨松不足。进一步,由于复丝中的各纤维所具有的卷曲均匀因此制成纺织品时获得的手感也单调,为了实现天然纤维那样的复杂的手感,需要进行高度的编织,或需要与包含天然纤维的其它原材料进行混纤等。
另一方面,如专利文献3那样,利用通过将纤维表面溶出而形成的纤维间空隙的方法虽然从柔软性这样的观点考虑是有效的,但是通过不同的纤维截面混合存在从而获得的纤维间空隙的压坏抑制效果有限度,难以说出现感到膨松那样的粗大的纤维间空隙。
因此,本发明的目的是解决上述现有技术的问题,通过控制纤维内部和纤维间的空隙结构,从而提供适于获得具有适度的回弹感、具有膨松的柔软的手感的穿着舒适性优异的纺织品的复合纤维、中空纤维和复丝。
用于解决课题的手段
本发明的目的通过以下手段被实现。
(1)一种复合纤维,在纤维横截面中,在溶剂中的溶解速度不同的2种以上聚合物从纤维中心朝向纤维表面方向叠层着,
包含上述纤维中心的最内层含有易溶解性聚合物,
在除上述最内层以外的至少1层中,2种熔点不同的难溶解性聚合物偏置。
(2)根据(1)所述的复合纤维,在上述纤维横截面中,纤维的内切圆直径RA与外接圆直径RB的关系为1.2≤RB/RA≤2.4。
(3)根据(1)或(2)所述的复合纤维,在上述纤维横截面中,上述易溶解性聚合物从上述纤维中心到上述纤维表面连通着,连通宽度为纤维直径的10%以下。
(4)根据(1)~(3)中任一项所述的复合纤维,在上述纤维横截面中,最外层含有上述易溶解性聚合物。
(5)一种中空纤维,是从(1)~(4)中任一项所述的复合纤维除去上述易溶解性聚合物而得的。
(6)一种复丝,是含有扁平中空纤维的复丝,
上述扁平中空纤维的长轴的旋转角度的变异系数CV为15~50%。
(7)根据(6)所述的复丝,上述扁平中空纤维在纤维横截面中扁平度为1.2以上。
(8)根据(6)或(7)所述的复丝,上述扁平中空纤维在纤维横截面中由至少2种熔点不同的聚合物构成。
(9)根据(6)~(8)中任一项所述的复丝,上述扁平中空纤维从纤维中心到纤维表面方向具有开口部,
上述开口部的宽度为纤维直径的10%以下。
(10)一种纤维制品,其一部分包含(1)~(4)中任一项所述的复合纤维、(5)所述的中空纤维、或(6)~(9)中任一项所述的复丝。
发明的效果
本发明的复合纤维、中空纤维和复丝通过具有上述特征,从而可以获得致密地控制纤维内部和纤维间的空隙结构,实现了适度的回弹感、具有膨松的柔软的手感的穿着舒适性优异的纺织品。
附图说明
图1的(a)、图1的(b)、图1的(c)、图1的(d)为本发明的复合纤维的横截面结构的概略图。
图2的(a)、图2的(b)、图2的(c)为本发明的复合纤维的横截面结构的概略图。
图3的(a)、图3的(b)、图3的(c)、图3的(d)为本发明的复合纤维的横截面结构的概略图。
图4的(a)、图4的(b)为以往的复合纤维的横截面结构的概略图。
图5为本发明的复丝的横截面结构的概略图。图5的(a)为用于理解扁平度的图。图5的(b)为用于理解复丝中的纤维中的长轴的旋转角度的变异系数CV的图,外框的虚线是指拍摄图像的上下左右的边。
图6的(a)、图6的(b)、图6的(c)为构成本发明的复丝的纤维的横截面结构的概略图。
图7的(a)为构成实施例6的复丝的纤维的横截面结构的概略图。图7的(b)为构成实施例2的复丝的纤维的横截面结构的概略图。
图8为构成比较例3的复丝的纤维的横截面结构的概略图。
图9为构成本发明的复丝的纤维的横截面结构的概略图。
图10为本发明的复丝能够制造的复合纤维的一例的横截面结构的概略图。
图11为构成本发明的复丝的纤维所具有的卷曲形态的一例。
图12为用于说明本发明的复合纤维的制造方法的横截面图。
具体实施方式
以下,与优选的实施方式一起对本发明进行详述。
如果对作为具有具备膨松的柔软的手感的天然原材料而广泛发展的棉的空隙结构进行分析,则已知除了在扁平状的纤维内部具有中空部以外,还存在大小尺寸的纤维间空隙。这来源于棉的每一根纤维都具有扭曲,该具有扭曲的纤维多根被缠绞,从而可以认为在制成纺织品时形成复杂的空隙、凹凸,形成特殊的触感、手感。
为了实现这样的只有天然才有的复杂的空隙的形成,本发明人等进行了深入研究,结果发现了,在实施了编织等高级加工后使纤维表现卷曲形态,从而在布帛内多根集中了的纤维扭曲从而表现大小各种尺寸的纤维间空隙。进一步,通过将纤维内部的易溶解性聚合物溶出而使纤维内部形成中空部,从而可以获得以往的合成纤维、在有效利用了该以往的合成纤维的加工丝难以获得的复杂的空隙结构,实现了迄今为止没有的适度的回弹感、具有膨松的柔软的手感,这成为本发明的根本。
具体而言,在纤维横截面中,在溶剂中的溶解速度不同的2种以上聚合物从纤维中心朝向纤维表面方向叠层着,包含纤维中心的最内层含有易溶解性聚合物,在除最内层以外的至少1层中2种熔点不同的难溶解性聚合物偏置成为本发明的要件。
在本发明中,将在溶解处理所使用的溶剂中溶解速度相对快的聚合物设为易溶解性聚合物,将溶解速度慢的聚合物设为难溶解性聚合物。此外如果考虑高级加工中的溶解处理的简化、时间缩短,则在以难溶解性聚合物作为基准时,溶解速度比(易溶解性聚合物/难溶解性聚合物)优选为100以上,进一步优选为1000以上。如果使溶解速度比为1000以上,则可以在短时间结束溶解处理,因此除了提高工序速度以外,还可以不使难溶解性聚合物不必要地劣化而获得品质更高的布帛。
在本发明的复合纤维中,为了不受编织等组织左右,在纤维内部稳定地形成中空部,需要在纤维横截面中,在溶剂中的溶解速度不同的2种以上聚合物从纤维中心朝向纤维表面方向叠层着,包含纤维中心的最内层含有易溶解性聚合物。此外,该最内层优选由易溶解性聚合物形成。
在制成纺织品时在纤维内部稳定地形成有中空部,从而不仅纺织品的膨松、轻量感提高,而且通过在纤维内部存在空气层,从而各纤维能够具有适度的回弹感同时也柔软地变形,可以获得作为本发明的目的的适度的回弹感、具有膨松的柔软的手感。
进一步,如果纤维内部的中空率变大,则可以更显著地感到轻量感、柔软性,因此在本发明的复合纤维中,作为包含纤维中心的最内层所占的面积比率,优选为10%以上,更优选为20%以上。此外,使最内层的面积比率越高则从轻量感这样的观点考虑越优选,另一方面,通过由最内层的溶出过多引起的强度降低、中空部的压坏易于发生从而有时损害回弹感,因此该面积比率的实质上的上限成为50%。
在本发明的复合纤维中,在实施了编织等高级加工后纤维表现卷曲形态变得重要。布帛内的纤维分别表现卷曲而扭曲,从而与相邻的纤维卷曲形态缠绕而可以表现大小各种尺寸的纤维间空隙,在制成纺织品时不仅表现适度的回弹感、具有膨松的柔软的手感,而且也可以表现由微细的纤维间空隙的毛细管现象引起的吸水速干性、由卷状的卷曲形态引起的伸展性这样的功能。
为了在实施了编织等高级加工后使纤维表现卷曲形态,只要制成具有通过热处理而表现卷曲那样的潜在卷曲性的复合截面即可,通过在纤维横截面中将收缩差不同的聚合物以各自的重心不同的方式配置,从而在热处理后纤维向高收缩聚合物侧大幅弯曲,其连续从而成为3维的螺旋结构。
即,为了实现本发明的目的,在纤维横截面中收缩差不同的聚合物以具有充分的重心间距离的方式配置是重要的,在本发明的复合纤维中,需要在除最内层以外的至少1层中2种熔点不同的难溶解性聚合物偏置。
这里,本发明中所谓的熔点不同的难溶解性聚合物偏置,是指在穿过纤维中心将纤维截面均等地分割为2份的直线内,以直线为界线而左右或上下的纤维截面中的高熔点侧的难溶解性聚合物与低熔点侧的难溶解性聚合物的面积比率在任一的纤维截面中成为100:0~70:30,在另一侧的纤维截面中成为30:70~0:100的范围那样的直线(例如图1的(a)的直线I)存在。
作为本发明的复合纤维中的复合结构,只要熔点不同的难溶解性聚合物偏置就没有特别限定。作为该复合结构,除了图1的(a)、图1的(c)那样的并列型、图1的(b)那样的海岛型、图1的(d)那样的偏心芯鞘型以外还可举出掺混型等。它们之中,如果从扩大重心间距离而提高卷曲表现力这样的观点考虑,则优选熔点不同的难溶解性聚合物以完全分离了的并列型接合。
如果以并列型接合,则熔点不同的难溶解性聚合物的界面小,因此可以将复合截面中的聚合物间的重心间距离最大限度扩大,可以最大限度发挥卷曲表现力。此外,通过卷曲形态成为微细的螺旋结构从而也能够赋予优异的伸展性,在具有适度的伸缩的布帛中获得无压力的穿着舒适性因此是优选的。
优选在本发明的复合纤维的纤维横截面中,纤维的内切圆直径RA与外接圆直径RB的关系为1.2≤RB/RA≤2.4。
这里,本发明中的所谓内切圆直径RA和外接圆直径RB,将纤维利用环氧树脂等包埋剂进行包埋,将与纤维轴垂直方向的纤维横截面用扫描型电子显微镜(SEM)以可以观察到10根长丝以上纤维的倍率拍摄图像而求出。
通过将从被拍摄到的各图像在同一图像内随机抽出的纤维使用图像解析软件进行解析,从而对与纤维表面在至少2点(例如图2的(a)的a1、a2)内切,仅在纤维的内部存在而在内切圆的圆周与纤维表面不交叉的范围中能够取得的具有最大直径的圆(例如图2的(a)的A)的直径进行算出,将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点以后进行了四舍五入,将所得的值设为内切圆直径RA。
此外,对与纤维表面在至少2点(例如图2的(a)的b1、b2)外接,仅在纤维的外部存在而在外接圆的圆周与纤维表面不交叉的范围中能够取得的具有最小直径的圆(例如图2的(a)的B)的直径进行算出,将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点以后进行了四舍五入,将所得的值设为外接圆直径RB。
此外,所谓RB/RA,对将上述在各纤维中求出的RB除以RA而得的值进行算出,将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点第2位进行了四舍五入,将所得的值设为RB/RA。
在本发明的复合纤维中,其截面形状没有限定,但在实施了编织等高级加工后纤维分别表现卷曲而扭曲,从而与相邻的纤维卷曲形态缠绕而表现大小各种尺寸的纤维间空隙是重要的。如果从该观点考虑,则如果纤维横截面为异形截面则可以使在纤维扭曲时产生的纤维间空隙更复杂并且增加,因此优选作为纤维的内切圆直径RA与外接圆直径RB之比的RB/RA(异形度)为1.2以上。
进一步,如果使RB/RA为1.5以上,则在相邻的纤维间卷曲相位不一致,可以稳定地形成纤维间空隙,可以使布帛为没有条纹等不匀的均匀的外观,因此从品质管理的观点考虑作为更优选的范围而举出。此外,RB/RA越大,则从稳定地形成纤维间空隙这样的观点考虑是优选的,另一方面,不仅在纤维表面被反射的光根据情况发生晃眼,而且通过具有边缘的截面形状而弯曲刚性过度变高从而也有时损害柔软性,因此RB/RA的实质上的上限值成为2.4。
在使本发明的复合纤维的截面形状为异形截面的情况下,可以采用扁平状、多叶状、多边形状、齿轮状、花瓣状、星状等所有的异形截面,但如果从更提高适度的回弹感和柔软性这样的观点考虑,则优选纤维形状为图2的(a)那样的扁平状或图2的(b)那样的多叶状。如果为图2的(a)那样的扁平形状,则在沿着与扁平截面的长轴垂直的面而弯曲了的情况下获得由高弯曲刚性引起的回弹感,在沿着与短轴垂直的面而弯曲了的情况下获得由低弯曲刚性引起的柔软性,因此可以获得兼有适度的回弹感和柔软性的手感。
此外,在制成复丝的情况下,在表现卷曲形态而纤维扭曲时,由立体位阻引起的纤维间空隙增大,不仅可以更提高适度的回弹感、膨松,而且扁平纤维的截面的长轴方向部分地一致,从而在制成纺织品时在相邻的纤维间截面的长轴方向一致的位置和不一致的位置,空隙、凹凸产生差,在纤维间可以形成复杂的空隙、凹凸。由此,从可以表现只有天然才有的特殊的触感这样的观点考虑,也仍然优选为扁平状。
另一方面,如果为图2的(b)那样的多叶状,则通过向纤维表面赋予凹凸,从而从可以提高由光的漫反射引起的晃眼的抑制、由微细的纤维间空隙引起的吸水速干性这样的观点考虑是优选的。然而,如果凹凸部的数量过多,则凹凸部的间隔变细,其效果逐渐变小,因此本发明中的多叶形状所具有的凸部的实质上的上限为20个。
进一步,如果为图2的(c)那样的扁平状并且多叶状,则可以兼有上述扁平状和多叶状的特长。因此,如果从具有作为本发明的目的的作为纺织品的适度的回弹感、具有膨松的柔软的手感,同时进一步也兼具吸水速干性这样的功能这样的观点考虑,则特别优选为扁平状并且多叶状。
优选在本发明的复合纤维的纤维横截面中,易溶解性聚合物具有从纤维中心到纤维表面连通着的连通部。
在本发明的复合纤维中,为了在纤维内部稳定地形成中空部,需要将最内层的易溶解性聚合物溶出。进而,易溶解性聚合物的采用溶剂的溶解除去由于从纤维表面开始被除去,因此如果可以设置从纤维表面到最内层的连通部,则不仅可以显著缩短易溶解性聚合物的溶解所需要的时间,而且也能够赋予在将易溶解性聚合物溶出后形成的开口部的由毛细管现象引起的吸水性、保水性。如果从该观点考虑,则优选易溶解性聚合物从纤维中心到纤维表面连通着。
作为由易溶解性聚合物得到的连通宽度,优选为纤维直径的10%以下。
这里,本发明中的所谓纤维直径,将复合纤维利用环氧树脂等包埋剂进行包埋,将与纤维轴垂直方向的纤维横截面用扫描型电子显微镜(SEM)以可以观察到10根长丝以上纤维的倍率拍摄图像而求出。将从被拍摄到的各图像在同一图像内随机抽出的纤维的直径以μm单位测定直到小数点第1位,将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,将小数点第1位四舍五入,将所得的值设为纤维直径(μm)。这里在与纤维轴垂直方向的纤维横截面不是正圆的情况下测定其面积,采用了由正圆换算求出的直径的值。
此外,为了求出本发明中的连通宽度,首先,将本发明的复合纤维利用环氧树脂等包埋剂进行包埋,将与纤维轴垂直方向的纤维横截面用透射型电子显微镜(TEM)以可以观察到10根以上纤维的倍率拍摄图像。进而,在所得的图像的复合纤维中,在易溶解性聚合物从纤维中心到纤维表面连通着的情况下,使用图像解析软件进行解析,从而以μm单位算出相对于穿过纤维中心G而与连通部成为平行的直线S(例如图3的(c)的S)垂直方向的连通部的宽度W(例如图3的(c)的W)内最短的宽度。将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点第2位进行了四舍五入,将所得的值设为连通宽度。
此外,算出将利用各长丝而求出的分割宽度除以纤维直径再乘以100而得的值,将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点以后进行了四舍五入,将所得的值设为连通宽度相对于纤维直径的比例(%)。
如果使基于易溶解性聚合物的连通宽度为纤维直径的10%以下,则可以防止由在除去了易溶解性聚合物后形成的开口部过剩地过宽引起的纤维彼此的咬入、开口部的错位引起的中空部的压坏,可以防止损坏适度的回弹感、具有膨松的柔软的手感。
进一步,如果使连通宽度为纤维直径的5%以下,则不仅可以抑制起因于在将易溶解性聚合物溶出后形成的开口部的由纤维磨损引起的原纤维化,而且在实施了涂布功能剂这样的后加工的情况下,可以防止进入到中空部的功能剂因为洗涤等而脱落,使功能剂的性能耐久性大幅提高,因此作为更优选的范围而举出。然而,如果使连通宽度过窄,则易溶解性聚合物的溶解变得困难,因此连通宽度的实质上的下限为纤维直径的1%。
优选在本发明的复合纤维的纤维横截面中,最外层含有易溶解性聚合物,更优选最外层由易溶解性聚合物形成。其中,本发明中所谓的最外层,是指包含纤维表面的80%以上的层。
如果使最外层为易溶解性聚合物,则在除去了易溶解性聚合物时自然而然地纤维间空隙扩大,可以获得由在编织物的缠绞点被固定了的纤维可以可动引起的柔软性、由高空隙率带来的表观密度的降低引起的轻量感的提高效果。
如果从该观点考虑,则优选复合纤维的纤维横截面中的最外层所占的面积比率高,如果使面积比率为10%以上,则不受布帛组织左右而充分获得柔软性、轻量感的提高效果,因此作为优选的范围而举出。然而,如果面积比率过高,则有时也引起由弯曲刚性的降低引起的回弹感的降低,因此实质上的上限成为30%。
通过本发明的复合纤维,可以在暂时实施了编织等高级加工后通过热处理而使卷曲形态表现,然后将最内层的易溶解性聚合物除去而获得仅由难溶解性聚合物形成的中空纤维、和由该中空纤维构成的复丝。从该复丝能够获得由于其特殊的纤维截面形状、纤维间空隙,因此具有适度的回弹感、具有膨松的柔软的手感,同时进一步也兼具吸水速干性、伸展性这样的功能的穿着舒适性优异的纺织品。
进一步作为复丝,为了使只有天然才有的复杂的空隙、凹凸的形成引起的特殊的触感、手感最大限度地发挥,本发明人等进行了深入研究,结果发现,通过控制扁平纤维的扭曲,使截面的长轴方向适度地一致,从而可以形成以往的合成纤维、有效地利用了该以往的合成纤维的加工丝难以获得的复杂的空隙、凹凸。
即,对于由不具有扭曲的扁平纤维构成的复丝,由于纤维的截面的长轴方向全部一致从而所得的空隙小,凹凸也变得平坦。另一方面,在由通过假捻加工而赋予了扭曲的扁平纤维构成的复丝的情况下,由于每一根纤维的扭曲均匀并且解捻时截面的长轴方向分别朝向不同的方向,因此虽然获得空隙、凹凸但是有时变得单调。
与此相对,如果以复丝中的扁平纤维的截面的长轴方向部分一致的方式控制扭曲,则在制成纺织品时在相邻的纤维间截面的长轴方向一致的位置和不一致的位置,空隙、凹凸产生差,在纤维间可以形成复杂的空隙、凹凸。由此,除了可以表现只有天然才有的特殊的触感以外,还通过在纤维内部设置中空部,从而与纤维间的复杂的空隙、凹凸互相结合,也可以表现适度的回弹感、具有膨松的柔软的手感。
通过基于该想法的纤维的设计而构成本发明,具体而言,本发明的复丝含有扁平中空纤维。本发明的复丝优选由扁平中空纤维构成,该复丝中的扁平中空纤维中的长轴的旋转角度的变异系数CV为15~50%成为本发明的要件。
在本发明中,构成纺织品的纤维为扁平中空纤维变得重要。
如果使纤维截面为图5的(a)那样的扁平截面,则在沿着与扁平截面的长轴垂直的面而弯曲了的情况下获得由高弯曲刚性引起的回弹感,在沿着与短轴垂直的面而弯曲了的情况下获得由低弯曲刚性引起的柔软性,因此可以获得兼有适度的回弹感和柔软性的手感。
为了表现上述效果,扁平度优选为1.2以上,进一步优选使扁平度为1.5以上。通过为这样的范围,从而通过扁平中空纤维扭曲时的立体位阻而形成纤维间空隙,也获得制成纺织品时的膨松。
此外,扁平度越高,从稳定地形成纤维间空隙这样的观点考虑越优选,另一方面,不仅在纤维表面被反射的光根据情况产生外观不均(晃眼),而且通过具有边缘的截面形状而弯曲刚性过度变高从而也有时损害柔软性,因此本发明中的扁平度的上限成为2.4。
这里,本发明所谓的扁平度,将复丝利用环氧树脂等包埋剂进行包埋,将与纤维轴垂直方向的纤维横截面用扫描型电子显微镜(SEM)以可以观察到10根以上纤维的倍率拍摄图像而求出。通过将从被拍摄到的各图像在同一图像内随机抽出的纤维使用图像解析软件进行解析,从而如图5的(a)所示那样将纤维外周的任意点之中的距离最远的2点(c1、c2)连结了的直线(c1-c2)设为长轴,将穿过长轴的中点而与长轴垂直的直线(d1-d2)设为短轴,对将长轴的长度除以短轴的长度而得的值进行算出。将其对10根纤维进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点第2位进行了四舍五入,将所得的值设为扁平度。
此外,通过在纤维内部具有中空部,从而不仅纺织品的膨松、轻量感提高,而且各纤维能够具有适度的回弹感同时也柔软地变形,可以使由上述扁平截面带来的效果更突出。
进一步如果纤维内部的中空率变大,则可以更显著地感到膨松、轻量感,因此在本发明的复丝中的扁平中空纤维中,作为包含纤维中心的中空部所占的面积比率,优选为10%以上。此外,除了使纤维束中的空隙率提高,使轻量感突出以外,为了使制成布帛的情况下的柔软性突出,可以举出中空部的面积比率为20%以上作为更优选的范围。在这样的范围的情况下,在上述扁平截面的情况下,单纤维的变形产生方向性,并且呈现作为本发明的特征的扭曲了的形态,从而纤维束成为复杂的变形,成为以往的丝加工无法体验到的舒适的触感。
使该中空部的面积比率越高则从将纤维束、纺织品的轻量感显著化这样的观点考虑越适合。然而,如果构成纤维的聚合物的厚度变薄则具有强度降低、中空部的压坏易于发生,形成作为本发明的目的的舒适的回弹感不能很好地发挥的部分的可能性,因此本发明中的中空部的面积比率的实质上的上限成为50%。
这里,本发明所谓的中空率,将复丝利用环氧树脂等包埋剂进行包埋,将与纤维轴垂直方向的纤维横截面用扫描型电子显微镜(SEM)以可以观察到10根以上纤维的倍率拍摄图像而求出。在从被拍摄到的各图像在同一图像内随机抽出的纤维例如具有图5的(a)的H那样的中空部的情况下,通过使用图像解析软件进行解析,从而分别求出由包含纤维的中空部的外形求出的面积和中空部的面积,算出将中空部的面积除以由包含纤维的中空部的外形求出的面积再乘以100而得的值。将其对10根纤维进行,求出所得的结果的单纯的数均,将小数点第1位进行了四舍五入,将所得的值设为中空率(%)。
此外作为纤维截面形状,除了为图5的(a)那样的扁平状以外,优选组合在纤维表面具有凸部的截面形状(多叶状、多边形状、齿轮状、花瓣状、星状等)。因为可以进行由光的漫反射引起的外观不均(晃眼)的抑制、由微细的纤维间空隙引起的吸水性的提高。然而,如果凸部的数量过多则该效果逐渐变小,因此凸部的实质上的上限为20。
在本发明中,如果以复丝中的扁平纤维的截面的长轴方向部分一致的方式控制扭曲,则在制成纺织品时在相邻的纤维间截面的长轴方向一致的位置和不一致的位置,空隙、凹凸产生差。作为可以进行成为该本发明的特征的在纤维间产生的复杂的空隙、向纺织品表面的凹凸形成的要件,复丝中的扁平中空纤维中的长轴的旋转角度的变异系数CV为15~50%变得重要。
本发明中所谓的长轴的旋转角度的变异系数,在由复丝构成的布帛中,将与布帛的长度方向垂直并且与复丝的纤维轴方向垂直的布帛截面用扫描型电子显微镜(SEM)以可以观察到20根以上纤维的倍率拍摄图像而求出。在所得的图像的纤维中,在纤维具有扁平截面的情况下,使用图像解析软件进行解析,从而如图5的(b)所示那样将纤维外周的距离最远的2点(c1、c2)连结而得的直线(c1-c2)设为长轴,使穿过扁平中空纤维的长轴的中点并且与拍摄到的图像的下边平行的直线以长轴的中点为中心而逆时针旋转,评价长轴与直线的斜率一致时的旋转角度(θ)。
将该评价对从同一图像的复丝中随机抽出的纤维20根(图5的(b)中的(1)~(20))进行,求出所得的结果的标准偏差和平均值,算出将标准偏差除以平均值再乘以100而得的值,在小数点第1位进行了四舍五入,将所得的值设为长轴的旋转角度的变异系数CV(%)。
在本发明中,复丝中的扁平中空纤维中的长轴的旋转角度的变异系数CV需要为15%以上,通过为这样的范围,从而通过由于截面的长轴方向变得不一致而表现的纺织品表面的凹凸,在触摸布料表面时表现起因于摩擦变动大的干爽的触感。进一步,在该纤维间产生复杂的空隙,与纤维内部的中空部互相结合,也表现适度的回弹感、具有膨松的柔软的手感。
本发明中所谓的长轴的旋转角度的变异系数CV更优选为25~40%,在这样的范围中,凹凸的间距变细,不仅干爽的触感突出,而且纤维间空隙增加从而在制成布帛时表观密度降低,膨松提高效果也增大。另一方面,如果变异系数CV过大则凹凸过细而摩擦变动也变小,接近于单调的触感,因此关于变异系数CV,50%成为实质上的上限。
为了控制复丝中的扁平中空纤维中的长轴的旋转角度的变异系数,考虑通过假捻加工等而分别制作扭曲不同的扁平中空纤维,然后通过交织等进行混纤而缠绞这样的方法。此外,如果可以使用具有通过热处理而表现卷曲那样的潜在卷曲性的扁平中空纤维,在实施了编织等高级加工后使扁平中空纤维表现卷曲形态,则在卷曲表现时纤维间的卷曲相位差局部产生,从而可以容易地使复丝中的扁平中空纤维中的长轴的旋转角度的变异系数CV为目标的范围。
如果从该观点考虑,则为了制成具有通过热处理而表现卷曲那样的潜在卷曲性的纤维,优选在本发明的复丝中的扁平中空纤维中,纤维横截面由至少2种熔点不同的聚合物构成。如果由熔点不同的聚合物构成,则通过由熔点差引起的收缩差而在热处理后纤维向高收缩聚合物侧大幅弯曲,其连续从而成为3维的螺旋结构。
为了提高该卷曲表现力,为熔点不同的聚合物保持充分的重心间距离那样的复合截面是适合的,如果从该观点考虑,则更优选将熔点不同的聚合物以图6的(a)那样的并列型接合。即,通过熔点不同的聚合物的界面小,从而可以将复合截面中的聚合物间的重心间距离最大限度扩大,可以最大限度发挥卷曲表现力。
进一步通过卷曲形态成为微细的螺旋结构从而也能够赋予优异的伸展性,在具有适度的伸缩的布帛中获得成为无压力的穿着舒适性。
进一步,特别优选使复丝中的扁平中空纤维为每个单纤维都熔点不同的聚合物的接合面的方向(角度)为随机的截面形状(图9的4种为该截面形状的一例),根据重心间距离的不同,在热处理中表现的卷曲形态每个单纤维都不同,从而也可以提高纤维间的卷曲相位差。通过该效果,可以使复丝中的扁平中空纤维中的长轴的旋转角度的变异系数(CV)与最佳的范围更接近。
在本发明的复丝中,为了使复丝中的扁平中空纤维中的长轴的旋转角度的变异系数为目标的范围,同时不受编织等组织影响,稳定地形成扁平中空纤维的中空部,优选使用下述复合纤维。即,优选使用在纤维横截面中,在溶剂中的溶解速度不同的2种以上聚合物从纤维中心朝向纤维表面方向叠层着,包含纤维中心的最内层由易溶解性聚合物形成,除最内层以外的至少1层使用由熔点不同的2种难溶解性聚合物形成的复合纤维。
如果在向该复合纤维实施了编织等高级加工后通过热处理而使卷曲形态表现,然后将最内层的易溶解性聚合物除去,则获得在高级加工时中空部不压坏而稳定地形成的由扁平中空纤维构成的复丝,并且通过卷曲表现而可以使复丝中的扁平中空纤维中的长轴的旋转角度的变异系数为目标的范围。
在本发明的复丝中的扁平中空纤维中,在通过热处理而表现卷曲形态的情况下,优选具有卷曲山数为5山/cm以上的卷曲形态。
这里,本发明中所谓的卷曲山数,可以通过以下方法求出。即,在由复丝构成的布帛中,以不塑性变形的方式从布帛取出复丝,将复丝的一个末端固定。在向另一个末端施加1mg/dtex的荷重而经过30秒以上后,向复丝的纤维轴方向在2点间的距离成为1cm的任意位置作标记。
然后,以不塑性变形的方式从复丝分纤纤维,以预先打上的标记之间成为原来的1cm的方式调整而固定在载玻片上。将该样品利用数字显微镜以可以观察到1cm的标记的倍率拍摄图像。在拍摄到的图像中在复丝具有图11那样的纤维扭曲了的卷曲形态的情况下,求出在标记间存在的卷曲山的数量。将该动作对由相同聚合物构成的纤维10根进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点第1位进行了四舍五入,将所得的值设为卷曲山数(山/cm)。
如果具有卷曲山数为5山/cm以上的卷曲形态,则在卷曲表现时纤维间的卷曲相位差局部发生,从而可以使复丝中的扁平中空纤维中的长轴的旋转角度的变异系数CV为目标的范围。
进一步如果使卷曲山数为10山/cm以上,则不仅获得由纤维间的排除体积效应而纤维间空隙增大带来的膨松的提高效果,而且通过卷曲形态成为微细的螺旋结构从而也可以赋予伸展性,因此作为更优选的范围而举出。
从伸展性的赋予这样的观点考虑,使该卷曲山数增加变得适合,但如果卷曲山数变得过剩,则复丝中的扁平中空纤维中的长轴的旋转角度的变异系数CV也变大,根据编织物等组织,有时成为单调的触感。因此,以适合的触感的表现作为目的的本发明中的卷曲山数的实质上的上限成为50山/cm。
优选在本发明的复丝中的扁平中空纤维中,从纤维中心到纤维表面方向具有开口部。如果具有与中空部连通的开口部,则不仅表现由开口部的毛细管现象引起的吸水性,而且纤维表面积增加,从而在实施了涂布功能剂这样的后加工时功能剂的有效面积也增大,也能够提高功能剂的性能。
此外作为开口部的宽度,优选为纤维直径的10%以下。这里,本发明中的所谓纤维直径,将复丝利用环氧树脂等包埋剂进行包埋,将与纤维轴垂直方向的纤维横截面用扫描型电子显微镜(SEM)以可以观察到10根长丝以上纤维的倍率拍摄图像而求出。测定从被拍摄到的各图像在同一图像内随机抽出的纤维的面积,将以正圆换算而求出的直径以μm单位测定直到小数点第1位,将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,将小数点第1位进行了四舍五入,将所得的值设为纤维直径(μm)。这里在与纤维轴垂直方向的纤维横截面存在中空部的情况下,在纤维的面积中也加入了中空部的面积。
此外本发明中的所谓开口部的宽度,可以通过以下方法求出。即,将复丝利用环氧树脂等包埋剂进行包埋,将与纤维轴垂直方向的纤维横截面用透射型电子显微镜(TEM)以可以观察到10根以上纤维的倍率而拍摄图像。在所得的图像的纤维中,在从纤维中心到纤维表面具有开口部的情况下,使用图像解析软件进行解析,从而以μm单位算出在相对于穿过纤维中心G而与开口部平行的直线S’(例如图6的(b)的S’)为垂直方向的开口部的宽度W’(例如图6的(b)的W’)内的最短的宽度。将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点第2位进行了四舍五入,将所得的值设为开口部的宽度。此外算出将利用各长丝而求出的开口部的宽度除以纤维直径再乘以100而得的值,将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点以后进行了四舍五入,将所得的值设为本发明的所谓的开口部的宽度相对于纤维直径的比例(%)。
在本发明中,优选使该开口部的宽度为纤维直径的10%以下。即,在这样的范围中,可以防止由开口部过剩地过宽引起的纤维彼此的咬入、开口部的错位引起的中空部的压坏,可以防止损坏轻量感、适度的回弹感这样的手感。
此外,更优选使开口部的宽度为纤维直径的5%以下,不仅可以抑制由起因于开口部的纤维磨损引起的原纤维化,而且在实施了涂布功能剂这样的后加工时,防止进入到中空部的功能剂因为洗涤等而脱落,可以使功能剂的性能耐久性大幅提高。然而,如果使开口部的宽度过窄,则有时由开口部的毛细管现象引起的吸水性变弱、有时在涂布了功能剂时功能剂未充分向中空部进入,因此本发明中的开口部的宽度的实质上的下限为纤维直径的1%。
作为构成本发明的复合纤维、中空纤维和复丝中的扁平中空纤维的聚合物,如果为热塑性聚合物则加工性优异,因此是优选的。作为构成纤维的聚合物组,优选为例如聚酯系、聚乙烯系、聚丙烯系、聚苯乙烯系、聚酰胺系、聚碳酸酯系、聚甲基丙烯酸甲酯系、聚苯硫醚系等聚合物组及其共聚物。
从可以赋予特别高的界面亲和性,获得没有复合截面异常的纤维这样的观点考虑,本发明的复合纤维、中空纤维和复丝中的扁平中空纤维所使用的热塑性聚合物优选全部为同聚合物组及其共聚物。
此外,在聚合物中可以包含氧化钛、二氧化硅、氧化钡等无机质、炭黑、染料、颜料等着色剂、阻燃剂、荧光增白剂、抗氧化剂、或紫外线吸收剂等各种添加剂。特别优选在难溶解性聚合物中含有氧化钛1.0质量%以上。那样,在将易溶解性聚合物溶解时,在难溶解性聚合物的表面析出了的氧化钛也脱落从而在表面产生凹凸,不仅获得通过将光漫反射从而可以抑制基于光的入射角的反射的增减(晃眼)这样的外观的良化,而且通过纤维内部的氧化钛而也获得防透视、紫外线屏蔽这样的功能性。
作为易溶解性聚合物,例如,从聚酯及其共聚物、聚乳酸、聚酰胺、聚苯乙烯及其共聚物、聚乙烯、聚乙烯醇等能够熔融成型,且与其它成分相比显示易溶出性的聚合物中选择是适合的。
此外,从将易溶解性聚合物的溶出工序简易化这样的观点考虑,易溶解性聚合物优选为对水系溶剂或热水等显示易溶出性的共聚聚酯、聚乳酸、聚乙烯醇等。特别是,从为了在维持结晶性的同时对碱水溶液等水系溶剂显示易溶出性,在加热下赋予擦蹭的假捻加工等中也不发生复合纤维间的熔合等这样的高级加工通过性的观点考虑,优选为共聚了间苯二甲酸-5-磺酸钠5mol%~15mol%的聚酯和除了上述间苯二甲酸-5-磺酸钠以外还以5质量%~15质量%的范围共聚了重均分子量500~3000的聚乙二醇的聚酯。
本发明中的所谓熔点不同的难溶解性聚合物,是指聚酯系、聚乙烯系、聚丙烯系、聚苯乙烯系、聚酰胺系、聚碳酸酯系、聚甲基丙烯酸甲酯系、聚苯硫醚系等能够熔融成型的热塑性聚合物组及其共聚物中,熔点相差10℃以上的聚合物的组合。
在本发明的复合纤维、中空纤维和复丝中的扁平中空纤维中,通过熔点不同的难溶解性聚合物的收缩差而表现卷曲形态是目的。因此,作为熔点不同的难溶解性聚合物的组合,优选使用1种作为高收缩的低熔点聚合物,使用另1种作为低收缩的高熔点聚合物。特别是,如果从抑制剥离而赋予高级加工的稳定性、向布帛赋予使用耐久性这样的观点考虑,则作为聚合物的组合,更优选从酯键的聚酯系、酰胺键的聚酰胺系这样的在主链中存在的键相同的相同聚合物组中选择。
作为这样的相同聚合物组中的低熔点聚合物与高熔点聚合物的组合,可举出例如作为聚酯系的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯、热塑性聚氨酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯系弹性体/聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯系弹性体/聚对苯二甲酸丁二醇酯、作为聚酰胺系的尼龙66/尼龙610、尼龙6-尼龙66共聚物/尼龙6或610、PEG共聚尼龙6/尼龙6或610、热塑性聚氨酯/尼龙6或610、作为聚烯烃系的乙烯-丙烯橡胶微分散聚丙烯/聚丙烯、丙烯-α烯烃共聚物/聚丙烯等各种的组合。
它们之中,从由于高弯曲刚性因此抑制纤维内部的中空部的压坏,并且在进行了染色时获得良好的发色性这样的观点考虑,熔点不同的难溶解性聚合物优选为聚酯系的组合。
此外,作为共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯中的共聚成分,可举出例如,琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、1,4-环己烷二甲酸、马来酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、间苯二甲酸-5-磺酸钠等,但从可以将与聚对苯二甲酸乙二醇酯的收缩差最大化这样的观点考虑,优选为共聚了间苯二甲酸5~15mol%的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
此外,在环境问题受到关注的时候,在本发明中也使用来源于植物的生物聚合物、再循环聚合物从环境负荷减少的观点考虑也是适合的,上述本发明所使用的聚合物可以使用通过化学再循环、材料再循环和热再循环的任一方法而被再资源化了的再循环聚合物。
在使用生物聚合物、再循环聚合物的情况下,也作为聚酯系树脂的聚合物特性,可以将本发明的特征显著化,如上所述,由于高弯曲刚性因此抑制纤维内部的中空部的压坏,并且在进行了染色时获得良好的发色性。从这些观点考虑,再循环聚酯可以适合用于本发明。
作为本发明的复合纤维、中空纤维和复丝中的扁平中空纤维中的低熔点侧的难溶解性聚合物与作为高熔点聚合物的难溶解性聚合物的面积比率,优选低熔点/高熔点为70/30~30/70的范围。如果为这样的范围,则不受低熔点聚合物通过热处理进行高收缩时的堵塞引起的手感硬化的影响,可以充分表现由收缩差引起的卷曲形态,可以获得更粗大化的纤维间空隙。
从使手感更柔软这样的观点考虑,本发明的复合纤维、中空纤维和复丝中的扁平中空纤维的纤维直径优选为20μm以下。如果为这样的范围,则除了柔软性以外也可以充分获得回弹感,成为适合于裤衩、衬衫等要求具有紧致硬挺的手感的衣料用途的范围。
进一步,更优选使纤维直径为15μm以下,通过这样从而纤维束、由纤维束构成的布帛更增加柔软性,适合用于与肌肤接触的内衣、女衬衫等衣料用途。然而,如果纤维直径变得小于8μm,则纤维直径过细因此有时产生弯曲恢复性降低的部分、有时发色性也降低。因此,本发明中的纤维的纤维直径为8μm以上是适合的。
此外,在至少1部分包含本发明的复合纤维、中空纤维和复丝的本发明的纤维制品中,在制成纤维制品时在相邻的纤维间截面的长轴方向一致的位置与不一致的位置,空隙、凹凸产生差,在纤维间可以形成复杂的空隙、凹凸,可以表现特殊的干爽的触感。进一步通过在纤维内部设置中空部,从而与纤维间的复杂的空隙、凹凸互相结合而获得也实现了适度的回弹感、具有膨松的柔软的手感的穿着舒适性优异的纺织品。
因此,本发明的复合纤维、中空纤维和复丝除了从夹克、裙子、裤衩、内衣等一般衣料到运动衣料、衣料材料以外,发挥其舒适性而可以适合用于地毯、沙发等内饰制品、汽车座椅等车辆内装品、化妆品、化妆品面膜、健康用品等生活用途等多种多样的纤维制品。
以下详述本发明的复合纤维、中空纤维和复丝的制造方法的一例。
作为将本发明的复合纤维、中空纤维和复丝制丝的方法,可举出以长纤维的制造作为目的的熔融纺丝法、湿式和干湿式等溶液纺丝法、适于获得片状的纤维结构体的熔喷法和纺粘法等,但从提高生产性这样的观点考虑,熔融纺丝法是适合的。
此外,在熔融纺丝法中,能够通过使用后述复合口模来制造,关于此时的纺丝温度,优选为所使用的聚合物种类之中,主要高熔点、高粘度聚合物显示流动性的温度。作为该显示流动性的温度,也根据分子量而不同,但如果在该聚合物的熔点~熔点+60℃之间设定则可以稳定地制造。
关于纺丝速度,为500~6000m/分钟左右为好,能够根据聚合物的物性、纤维的使用目的而变更。特别是,如果从为高取向而使力学特性提高这样的观点考虑,则设为500~4000m/分钟,通过之后进行拉伸,从而可以促进纤维的单轴取向,因此是优选的。优选在拉伸时,以聚合物的玻璃化转变温度等可以软化的温度作为标准,适当设定预热温度。作为预热温度的上限,优选为在预热过程中通过纤维的自发伸长而不发生丝道紊乱的温度。例如,在玻璃化转变温度存在于70℃附近的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的情况下,通常该预热温度在80~95℃左右被设定。
此外,作为本发明的复合纤维、中空纤维和复丝中的口模中的每单孔中的排出量,如果为0.1~10g/分钟·孔左右则能够稳定地制造。被排出了的聚合物流在冷却固化后,被赋予油剂,用成为规定的圆周速度的辊被牵引。然后,被加热辊拉伸,成为所希望的复合纤维、中空纤维和复丝。
此外,在由2种以上聚合物形成的本发明的复合纤维中,通过使所使用的聚合物的熔融粘度比小于5.0,使溶解度参数值之差小于2.0,从而可以稳定地形成复合聚合物流,可以获得良好的复合截面的纤维,因此是优选的。
作为在制造由2种以上聚合物形成的本发明的复合纤维时所使用的复合口模,适合使用例如日本特开2011-208313号公报所记载的复合口模。
本发明的图12所示的复合口模在从上方起叠层了计量板1、分配板2和排出板3的大致3种构件的状态下被并入到纺丝组件内,被供于纺丝。顺便提一下,图12为使用了A聚合物、B聚合物、C聚合物这样的3种聚合物的例子。对于以往的复合口模,难以将3种以上聚合物复合化,优选仍然使用图12所例示那样的利用了微细流路的复合口模。
对于图12所例示的口模构件,通过计量板1而计量各排出孔的聚合物量和各分配孔的聚合物量。被计量了的聚合物流通过分配板2以成为单纤维的复合截面的方式被配置,通过分配板2形成的复合聚合物流通过排出板3被压缩而被排出。
虽然为了避免复合口模的说明错综复杂而未被图示,但关于与计量板1相比靠上方叠层的构件,只要根据纺丝机和纺丝组件而使用形成了流路的构件即可。通过将计量板1根据现有的流路构件而设计,从而现有的纺丝组件及其构件可以直接有效地利用。
因此,不需要特别为了该口模而将纺丝机专有化。此外,实际上在流路-计量板间或计量板1-分配板2间叠层多片流路板为好。其目的是成为沿口模截面方向和单纤维的截面方向设置效率高地移送聚合物的流路,被导入到分配板2的构成。从排出板3被排出了的复合聚合物流按照上述制造方法,冷却固化后,被赋予油剂,被成为规定的圆周速度的辊牵引。然后,用加热辊实施拉伸加工,成为所希望的复合纤维。
为了从本发明的复合纤维溶出最内层的易溶解性聚合物而获得仅由难溶解性聚合物形成的中空纤维,只要在易溶解性聚合物能够溶解的溶剂等中浸渍该复合纤维而除去易溶解性聚合物即可。在易溶解性聚合物为共聚了间苯二甲酸-5-磺酸钠、聚乙二醇等的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸等的情况下,可以使用氢氧化钠水溶液等碱水溶液。
作为将本发明的复合纤维利用碱水溶液进行处理的方法,例如,只要在制成由该复合纤维构成的纤维结构体后,使其浸渍于碱水溶液即可。此时,碱水溶液如果加热到50℃以上,则可以加快水解的进行,因此是优选的。此外,如果利用流体染色机等,则可以一次大量地进行处理,因此从工业的观点考虑是优选的。
实施例
以下举出实施例对本发明的复合纤维和中空纤维具体地说明。
对实施例和比较例进行了下述评价。
A.聚合物的熔融粘度
将碎片状的聚合物通过真空干燥机,使水分率为200ppm以下,通过东洋精机制キャピログラフ,将应变速度阶段性地变更,测定了熔融粘度。需要说明的是,测定温度与纺丝温度同样地进行操作,使在氮气气氛下在加热炉中投入样品后直到测定开始为止为5分钟,将剪切速度1216s-1的值作为聚合物的熔融粘度进行了评价。
B.聚合物的熔点
将碎片状的聚合物通过真空干燥机,使水分率为200ppm以下,称量约5mg,使用TAインスツルメント制差示扫描量热计(DSC)Q2000型,以升温速度16℃/分钟从0℃升温直到300℃后,在300℃下保持5分钟而进行了DSC测定。由在升温过程中被观测到的熔融峰算出熔点。测定对每1试样进行3次,将其平均值设为熔点。需要说明的是,在观测到多个熔融峰的情况下,将最高温侧的熔融峰顶设为熔点。
C.纤度
测定100m的纤维的重量,算出使该值乘100倍而得的值。将该动作重复10次,将其平均值的小数点第2位进行了四舍五入,将所得的值设为纤度(dtex)。
D.复合纤维的截面参数(RB/RA)
将复合纤维利用环氧树脂等包埋剂进行包埋,将与纤维轴垂直方向的纤维横截面用HITACHI制扫描型电子显微镜(SEM)以可以观察到10根长丝以上纤维的倍率拍摄图像而求出。将从被拍摄到的各图像在同一图像内随机抽出的纤维使用计算机软件的三谷商事制WinROOF进行解析,从而对与纤维表面在至少2点(例如图2的(a)的a1、a2)内切,仅在纤维的内部存在而在内切圆的圆周与纤维表面不交叉的范围中能够取得的具有最大直径的圆(例如图2的(a)的A)的直径进行算出。将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点以后进行了四舍五入,将所得的值设为内切圆直径RA。
此外,对与纤维表面在至少2点(例如图2的(a)的b1、b2)外接,仅在纤维的外部存在而在外接圆的圆周与纤维表面不交叉的范围中能够取得的具有最小直径的圆(例如图2的(a)的B)的直径进行了算出。将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点以后进行了四舍五入,将所得的值设为外接圆直径RB。对在各纤维中求出的RB除以RA而得的值进行算出,将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点第2位进行了四舍五入,将所得的值设为RB/RA。
E.纤维直径
将复合纤维和复丝利用环氧树脂等包埋剂进行包埋,将与纤维轴垂直方向的纤维横截面用扫描型电子显微镜(SEM)以可以观察到10根长丝以上纤维的倍率拍摄图像而求出。测定从被拍摄到的各图像在同一图像内随机抽出的纤维的面积,将以正圆换算求出的直径以μm单位测定直到小数点第1位。将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,将小数点第1位四舍五入,将所得的值设为纤维直径(μm)。这里在与纤维轴垂直方向的纤维横截面存在中空部的情况下,在纤维的面积中也加入了中空部的面积。
F.连通宽度
将复合纤维利用环氧树脂等包埋剂进行包埋,将与纤维轴垂直方向的纤维横截面用透射型电子显微镜(TEM)以可以观察到10根以上纤维的倍率而拍摄了图像。在所得的图像的复合纤维中,在易溶解性聚合物从纤维中心到纤维表面连通了的情况下,使用计算机软件的三谷商事制WinROOF进行解析,从而以μm单位算出在相对于穿过纤维中心G而与连通部成为平行的直线S(例如图3的(c)的S)为垂直方向的连通部的宽度W(例如图3的(c)的W)内的最短的宽度。将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点第2位进行了四舍五入,将所得的值设为连通宽度。此外算出将利用各长丝而求出的分割宽度除以纤维直径再乘以100而得的值,将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点以后进行了四舍五入,将所得的值设为连通宽度相对于纤维直径的比例(%)。
G.扁平度
将复丝利用环氧树脂等包埋剂进行包埋,将与纤维轴垂直方向的纤维横截面用HITACHI制扫描型电子显微镜(SEM)以可以观察到10根以上纤维的倍率拍摄图像而求出。通过将从被拍摄到的各图像在同一图像内随机抽出的纤维使用图像解析软件进行解析,从而如图5的(a)所示那样将纤维外周的任意的点之中的距离最远的2点(c1、c2)连结而得的直线(c1-c2)设为长轴,将穿过长轴的中点而与长轴垂直的直线(d1-d2)设为短轴,对将长轴的长度除以短轴的长度而得的值进行了算出。将其对纤维10根进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点第2位进行了四舍五入,将所得的值设为扁平度。
H.中空率
将复丝利用环氧树脂等包埋剂进行包埋,将与纤维轴垂直方向的纤维横截面用HITACHI制扫描型电子显微镜(SEM)以可以观察到10根以上纤维的倍率拍摄图像而求出。在从被拍摄到的各图像在同一图像内随机抽出的纤维具有中空部的情况下,通过使用图像解析软件进行解析,从而分别求出由包含纤维的中空部的外形求出的面积和中空部的面积,算出将中空部的面积除以由包含纤维的中空部的外形求出的面积再乘以100而得的值。将其对10根纤维进行,求出所得的结果的单纯的数均,将小数点第1位进行了四舍五入,将所得的值设为中空率(%)。
I.开口部的宽度
将复丝利用环氧树脂等包埋剂进行包埋,将与纤维轴垂直方向的纤维横截面用透射型电子显微镜(TEM)以可以观察到10根以上纤维的倍率拍摄了图像。在所得的图像的纤维中,在从纤维中心到纤维表面具有开口部的情况下,使用图像解析软件进行解析,从而以μm单位算出在相对于穿过纤维中心G而与开口部成为平行的直线S’(例如图6的(b)的S’)为垂直方向的开口部的宽度W’(例如图6的(b)的W’)内的最短的宽度。将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点第2位进行了四舍五入,将所得的值设为开口部的宽度。此外算出将利用各长丝而求出的开口部的宽度除以纤维直径再乘以100而得的值,将其对10根长丝进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点以后进行了四舍五入,将所得的值设为开口部的宽度相对于纤维直径的比例(开口部的比例)(%)。
J.卷曲山数(山/cm)
在由复丝构成的布帛中,以不塑性变形的方式从布帛取出复丝,将复丝的一个末端固定,向另一个末端施加1mg/dtex的荷重而经过30秒以上后,向复丝的纤维轴方向在2点间的距离成为1cm的任意位置打上标记。然后,以不塑性变形的方式从复丝分纤纤维,以预先打上的标记之间成为原来的1cm的方式调整而固定在载玻片上,将该样品利用数字显微镜以可以观察到1cm的标记的倍率拍摄图像。在拍摄到的图像中复丝具有图11那样的纤维扭曲了的卷曲形态的情况下,求出了在标记间存在的卷曲山的数量。将该动作对由相同聚合物构成的纤维10根进行,求出所得的结果的单纯的数均,在小数点第1位进行了四舍五入,将所得的值设为卷曲山数(山/cm)。
K.长轴的旋转角度的变异系数CV
在由复丝构成的布帛中,将与布帛的长度方向垂直并且与复丝的纤维轴方向垂直的布帛截面用HITACHI制用扫描型电子显微镜(SEM)以可以观察到20根以上纤维的倍率而拍摄了图像。在所得的图像的纤维中,在纤维具有扁平截面的情况下,使用图像解析软件进行解析,从而如图5的(b)所示那样将纤维外周的任意的点之中的距离最远的2点(c1、c2)连结而得的直线(c1-c2)设为长轴,使穿过扁平中空纤维的长轴的中点并且与拍摄到的图像的下边平行的直线以长轴的中点为中心而逆时针地旋转,评价了长轴与直线的斜率一致时的旋转角度(θ)。将该评价对从复丝中随机抽出的纤维20根进行,求出所得的结果的标准偏差和平均值。算出将标准偏差除以平均值再乘以100而得的值,在小数点第1位进行了四舍五入,将所得的值设为长轴的旋转角度的变异系数CV(%)。
L.手感评价(轻量感、柔软性、回弹感、光滑感、粗糙感)
以经纱方向的覆盖系数(CFA)成为800、纬纱方向的覆盖系数(CFB)为1200的方式调整纤维根数,制作出3/1斜纹织物。其中,这里所谓的CFA和CFB,是按照JIS-L-1096:20108.6.1在2.54cm的区间测定织物的经密度和纬密度,由CFA=经密度×(经纱的纤度)1/2、CFB=纬密度×(纬纱的纤度)1/2的式子求出的值。对所得的织物进行了精练、湿热处理、碱处理、热定形后,使用以下方法评价了轻量感、柔软性、回弹感、光滑感、粗糙感这5个手感。
轻量感通过以下方法进行了评价。即,使用テロテック制定压厚度测定仪(PG-14J),在一定压力下(0.7kPa)测定20cm×20cm的织物的厚度(cm),在算出了织物的体积后,将该织物的重量(g)除以所得的体积,将所得的值设为织物的表观密度(g/cm3)。从所得的表观密度分别基于以下基准而3阶段判定了轻度。
◎:优异的轻量感(表观密度≤0.34)
○:良好的轻量感(0.34<表观密度≤0.44)
×:轻量感差(0.44<表观密度)
柔软性使用カトーテック制纯弯曲试验机(KES-FB2)通过以下方法进行了评价。即,将20cm×20cm的织物以有效试样长度20cm×1cm把持,沿纬纱方向在最大曲率±2.5cm-1的条件下弯曲。算出了此时的、将曲率0.5cm-1与1.5cm-1的每单位宽度的弯矩(gf·cm/cm)的差除以曲率差1cm―1而得的值和将曲率-0.5cm-1与-1.5cm-1的每单位宽度的弯矩(gf·cm/cm)之差除以曲率差1cm―1而得的值的平均值。将该动作对每1位置进行3次,将其对合计10个位置进行,求出所得的结果的单纯的数均,在将小数点第4位进行了四舍五入后除以100,将所得的值设为弯曲硬度B×10-2(gf·cm2/cm)。由所得的弯曲硬度B×10-2分别基于以下基准3阶段判定了柔软性。
◎:优异的柔软性(弯曲硬度B×10-2≤1.0)
○:良好的柔软性(1.0<弯曲硬度B×10-2≤2.0)
×:柔软性差(2.0<弯曲硬度B×10-2)
回弹感通过以下方法评价了。即,使用カトーテック制纯弯曲试验机(KES-FB2),将20cm×20cm的织物以有效试样长度20cm×1cm把持,算出了沿纬纱方向弯曲时的、曲率±1.0cm-1下的滞后的幅度(gf·cm/cm)。将该动作对每1位置进行3次,将其对合计10个位置进行,求出所得的结果的单纯的数均,将小数点第4位进行了四舍五入后除以100,将所得的值设为弯曲恢复2HB×10-2(gf·cm/cm)。由所得的弯曲恢复2HB×10-2分别基于以下基准3阶段判定了回弹感。
◎:优异的回弹感(弯曲恢复2HB×10-2≤1.0)
○:良好的回弹感(1.0<弯曲恢复2HB×10-2≤2.0)
×:回弹感差(2.0<弯曲恢复2HB×10-2)
光滑感和粗糙感通过以下方法评价了。即,使用カトーテック制自动化表面试验机(KES-FB4),向将20cm×20cm的织物的10cm×10cm的范围用钢琴线卷起的1cm×1cm的端子施加50g的荷重,以1.0mm/秒的速度滑动从而求出平均摩擦系数MIU与平均摩擦系数的变动MMD。将该动作对每1位置进行3次,将其对合计10个位置进行。关于其结果,关于平均摩擦系数MIU,求出单纯的数均,将小数点第2位进行了四舍五入,将所得的值设为摩擦系数。由所得的摩擦系数基于以下基准3阶段判定了光滑感。
◎:优异的光滑感(摩擦系数<0.5)
○:良好的光滑感(0.5≤摩擦系数<1.0)
×:光滑感差(1.0≤摩擦系数)
此外,关于平均摩擦系数的变动MMD,求出单纯的数均,将小数点第4位进行了四舍五入,将所得的值设为摩擦变动。由所得的摩擦变动基于以下基准3阶段判定了粗糙感。
◎:优异的粗糙感(0.9≤摩擦变动)
○:良好的粗糙感(0.5≤摩擦系数<0.9)
×:粗糙感差(摩擦系数<0.5)
M.功能评价(吸水速干性、伸展性)
以经纱方向的覆盖系数(CFA)成为800、纬纱方向的覆盖系数(CFB)成为1200的方式调整纤维根数,制作出3/1斜纹织物。其中,这里所谓的CFA和CFB,是按照JIS-L-1096:2010 8.6.1在2.54cm的区间测定织物的经密度和纬密度,由CFA=经密度×(经纱的纤度)1/2、CFB=纬密度×(纬纱的纤度)1/2的式子求出的值。对所得的织物进行了精练、湿热处理、碱处理、热定形后,使用以下方法评价了吸水速干性、伸展性这2个功能。
吸水速干性通过以下方法评价了。即,在10cm×10cm的织物中滴加水0.1cc后,在温度20度下在相对湿度65RH%的环境下,每隔5分钟测定织物的重量,求出残留水分率成为1.0%以下的时间(分钟)。将该动作对合计3个位置进行,求出所得的结果的单纯的数均,将小数点以后四舍五入,将所得的值设为水分扩散时间(分钟)。由所得的水分扩散时间分别基于以下基准而3阶段判定了吸水速干性。
◎:优异的吸水速干性(水分扩散时间≤20)
○:良好的吸水速干性(20<水分扩散时间≤40)
×:吸水速干性差(40<水分扩散时间)
伸展性通过以下方法评价了。即,按照JIS L1096:2010的第8.16.1项所记载的伸长率A法(定速伸长法)进行。需要说明的是,采用条样法的17.6N(1.8kg)荷重时,试验条件设为样品宽度5cm×长度20cm、夹具间隔10cm、拉伸速度20cm/分钟。此外,初荷重按照JISL1096:2010的方法,使用了试样宽度1m相当的重量。沿织物的纬向进行了3次试验,求出所得的结果的单纯的数均,将小数点以后四舍五入,将所得的值设为布帛伸长率(%)。由所得的布帛伸长率分别基于以下基准3阶段判定了伸展性。
◎:优异的伸展性(15≤伸长率)
○:良好的伸展性(5≤伸长率<15)
×:伸展性差(伸长率<5)
N.耐磨损性
以经纱方向的覆盖系数(CFA)成为1100、纬纱方向的覆盖系数(CFB)成为1100的方式调整纤维根数,制作出平纹织物。关于所得的织物,使用分散染料Sumikaron Black S-3B(10%owf)而染色为黑色。将染色后的织物切出为直径10cm的圆形,用蒸馏水使其湿润而安装于圆盘。进一步将切出为30cm见方的织物在干的状态下固定在水平的板上。
使安装了用蒸馏水湿润了的织物的圆盘相对于被固定在水平的板上的织物水平地接触,以圆盘的中心画直径10cm的圆的方式,以荷重420g、速度50rpm使圆盘圆运动10分钟,使2片织物摩擦了。在摩擦结束后放置4小时后,将安装于圆盘的织物的变褪色的程度,使用变褪色用灰度级,以每0.5级实施了1~5级的级判定。由所得的级判定的结果基于以下基准3阶段判定了耐磨损性。
◎:优异的耐磨损性(级判定:4级以上)
○:良好的耐磨损性(级判定:3级或3.5级)
×:耐磨损性差(级判定:小于3级)
[实施例1]
作为聚合物1,准备了共聚了间苯二甲酸-5-磺酸钠8mol%、聚乙二醇9质量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯(SSIA-PEG共聚PET,熔融粘度:100Pa·s,熔点:233℃)。
作为聚合物2,准备了共聚了间苯二甲酸7mol%的聚对苯二甲酸乙二醇酯(IPA共聚PET,熔融粘度:140Pa·s,熔点:232℃)。
作为聚合物3,准备了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,熔融粘度:130Pa·s,熔点:254℃)。
在将这些聚合物在290℃下分别熔融后,将聚合物1/聚合物2/聚合物3以重量比计成为20/40/40的方式计量,使其流入到并入了图5所示的复合口模的纺丝组件。以图3的(a)所示那样的扁平状的复合纤维,并且成为在最内层和从纤维中心到纤维表面的连通部配置聚合物1,在最外层以并列型地接合了聚合物2和聚合物3的复合结构的方式,从排出孔排出了流入聚合物。
对被排出了的复合聚合物流冷却固化后赋予油剂,以纺丝速度1500m/min卷绕,在加热到90℃和130℃的辊间进行拉伸,从而制造出56dtex-36长丝(纤维直径12μm)的复合纤维。
所得的复合纤维的内切圆直径RA与外接圆直径RB之比RB/RA为1.8。此外连通宽度为0.5μm,为相对于纤维直径12μm为4%的比例,可以确认为本发明的复合纤维。
将所得的复合纤维织造,在实施了80℃下的精练处理和130℃下的湿热处理后,在加热到90℃的1质量%的氢氧化钠水溶液(浴比1:50)中进行处理,从而将作为易溶解性聚合物的聚合物1除去了99%以上。此时,通过从纤维中心到纤维表面而存在连通部,从而最内层的聚合物1开始溶出处理而在10分钟以内快速地被溶出。
然后,通过在180℃下施加热定形,从而获得了由图2的(b)所示那样的扁平度1.8、中空率18%、卷曲山数为17山/cm的扁平中空纤维构成的复丝构成的织物。此外,该扁平中空纤维具有开口部,开口部的宽度为0.5μm,是相对于纤维直径为4%的比例。
由该复丝构成的织物的复丝中的扁平中空纤维中的长轴的旋转角度的变异系数CV为27%。因此,通过截面的长轴方向变得不一致从而在纺织品表面表现了凹凸。由此,在触摸布料表面时可以感到光滑(摩擦系数:0.3)并且起因于粗糙感(摩擦变动:0.9×10-2)大的干爽的触感。进一步,该织物在纤维间产生复杂的空隙,与纤维内部的中空部互相结合,具有适度的回弹感(弯曲恢复2HB:0.9×10-2gf·cm/cm)、具有膨松(表观密度:0.33g/cm3)的柔软的手感(弯曲硬度B:0.9×10-2gf·cm2/cm)。此外,该织物具有优异的伸展性(布帛伸长率:16%)、由存在开口部带来的吸水速干性(水分扩散时间:25分钟),是兼有直接关系到人的穿着感觉的手感、功能的穿着舒适性优异的织物。
进一步,该织物通过开口部窄,从而不仅在织物的加工后纤维内部的空隙也不压坏而被维持了,而且在涂布了功能剂时进入到中空部的功能剂不会因为洗涤等而脱落,功能剂的性能耐久性大幅提高。此外,可知该织物也具有也没有由起因于开口部的原纤维化引起的变褪色的良好的耐磨损性(霜白疵(frosting):4级)。将结果示于下述表中。
[实施例2、3]
将截面形状变更为图3的(b)那样的多叶状(实施例2)、图3的(c)那样的扁平多叶状(实施例3),除此以外,全部按照实施例1而实施了。
在实施例2中,通过在纤维表面形成凹凸,从而通过光的漫反射而抑制布帛的光泽不均(晃眼),通过微细的纤维间空隙而吸水速干性提高。
在实施例3中,通过为扁平状并且多叶状,从而通过扁平扭曲而产生的复杂的纤维间空隙与基于多叶状的纤维表面凹凸引起的微细的纤维间空隙互相结合,轻量感、回弹感这样的手感、吸水速干性这样的功能更提高。将结果示于下述表中。
[实施例4]
将复合结构变更为图3的(d)那样的易溶解性聚合物存在于最外层那样的结构,除此以外,全部按照实施例1而实施了。
在实施例4中,由于在将最外层的易溶解性聚合物除去时产生的纤维间空隙的效果,在编织物的缠绞点被固定了的纤维可以可动从而柔软性提高,通过高空隙率带来的表观密度的降低而轻量感提高。将结果示于下述表中。
[实施例5、6]
将作为纤维的内切圆直径RA与外接圆直径RB之比的RB/RA(异形度)变更为RB/RA=1.3(实施例5)、图1的(c)那样的RB/RA=1.0(实施例6),除此以外,全部按照实施例1而实施了。
在实施例5、6中,随着异形度变小,扭曲时的立体位阻的效果变小从而粗糙感减少,另一方面,利用热处理而表现的卷曲形态变得微细而接近于卷状,从而不仅伸展性增大,而且微细的纤维间空隙增加,柔软性也提高。将结果示于下述表中。
[实施例7]
以复合纤维的截面形状为熔点不同的聚合物的接合面和连通部在直线上的截面,并且该直线的方向(角度)成为随机(图10的4种为该截面形状的一例)的方式变更,除此以外,全部按照实施例1而实施了。
在实施例7中,根据重心间距离的不同,利用热处理而表现的卷曲形态每个单纤维都不同,从而长轴的旋转角度的变异系数CV也提高,不仅粗糙感增强从而干爽的触感更突出,而且纤维间空隙增加从而轻量感也提高。将结果示于下述表中。
[比较例1]
将聚合物2变更为与聚合物3相同的PET,除此以外,按照实施例1而实施了。
在比较例1中,虽然通过纤维内部的中空部而获得一定的轻量感,但是卷曲形态不表现,因此没有纺织品表面的凹凸感,缺乏粗糙感,除此以外纤维间空隙也不表现因此也缺乏柔软性、回弹感。此外也不具有吸水速干性、伸展性这样的功能。将结果示于下述表中。
[比较例2]
在拉伸后在使加工速度为250m/分钟、使拉伸倍率为1.05倍的辊间,一边利用设定为180℃的加热器加热,一边使用摩擦圆盘,以假捻数成为3000T/m那样的转速实施了假捻加工,除此以外,全部按照比较例1而实施了。
在比较例2中,虽然通过假捻加工而获得卷曲形态,但是纺织品表面的凹凸变得单调,缺乏粗糙感。将结果示于下述表中。
[比较例3]
将复合结构变更为图4的(b)那样的圆状且熔点不同的难溶解性聚合物沿着从纤维中心朝向纤维表面的方向叠层了的结构,除此以外,按照实施例1而实施了。
在比较例2中,虽然通过最内层的易溶解性聚合物的除去而在纤维内部形成空隙从而获得一定的轻量感,但是熔点不同的难溶解性聚合物不偏置而由热处理得到的卷曲形态几乎不表现,因此缺乏柔软性、回弹感、粗糙感,除此以外也不具有吸水速干性、伸展性这样的功能。将结果示于下述表中。
[比较例4]
作为聚合物2,准备了共聚了间苯二甲酸7mol%的聚对苯二甲酸乙二醇酯(IPA共聚PET,熔融粘度:140Pa·s,熔点:232℃),作为聚合物3,准备了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,熔融粘度:130Pa·s,熔点:254℃)。
将这些聚合物在290℃下分别熔融后,将聚合物2/聚合物3以重量比计成为50/50的方式计量,以成为图4的(a)所示那样的中空状的复合纤维,并且中空率为20%,并列型地接合了聚合物2和聚合物3的复合结构的方式,从排出孔排出了流入聚合物。
对被排出了的复合聚合物流冷却固化后赋予油剂,以纺丝速度1500m/min卷绕,在加热到90℃和130℃的辊间进行拉伸,从而制造出56dtex-36长丝(纤维直径13μm)的复合纤维。
将所得的复合纤维织造,在实施了80℃下的精练处理和130℃下的湿热处理后,在180℃下施加热定形,从而获得了由上述复合纤维构成的织物。
在比较例4中,在纤维制造时已经在纤维内部具有中空,因此在织造过程、采用热处理引起的卷曲表现中中空压坏,在制成织物时不仅损害轻量感,而且也缺乏柔软性、回弹感。将结果示于下述表中。
[实施例8,9]
将由易溶解性聚合物引起的连通宽度变更为相对于纤维直径为8%(实施例8)、16%(实施例9),除此以外,全部按照实施例1而实施了。
在实施例8、9中,在易溶解性聚合物的除去后形成的开口部越大,则在用手触摸时开口部钩挂于手指从而不仅摩擦系数增加,而且在滴加了水滴时与水滴接触的纤维表面积增加,从而吸水速干性也提高。将结果示于下述表中。
[实施例10、11]
将聚合物2/聚合物3的重量比变更为60/20(实施例10)、20/60(实施例11),除此以外,全部按照实施例1而实施了。
在实施例10、11中,使作为高收缩侧的聚合物2的比率越多,则卷曲形态越强地表现,所得的织物的轻量感增加。此外,使作为低收缩成分的聚合物3越多,则越抑制热定形时的高收缩侧的高收缩率引起的堵塞,柔软性优异。将结果示于下述表中。
[实施例12、13]
将聚合物1/聚合物2/聚合物3的重量比变更为10/45/45(实施例12)、30/35/35(实施例13),除此以外,全部按照实施例1而实施了。
在实施例12、13中,如果使聚合物3的重量比小而中空率变小,则弯曲硬度变大,因此获得具有特征性的弹力的触感。此外,如果使聚合物3的重量比大而使中空率大,则被内包于纤维内部的空气增加,从而不仅轻量感增加,而且柔软性、回弹感也优异。将结果示于下述表中。
[实施例14、15]
以使纤维直径为17μm(实施例14)、24μm(实施例15)的方式变更了排出量,除此以外,全部按照实施例1而实施了。
在实施例14、15中,通过使纤维直径大从而利用热处理而表现的卷曲形态的环变大,粗糙感、轻量感提高,除此以外弯曲硬度变大,因此获得了具有特征性的弹力的触感。将结果示于下述表中。
[实施例16]
将聚合物3变更为含有氧化钛5.0质量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯(含有TiO2的PET),除此以外,全部按照实施例1而实施了。
在实施例16中,在将易溶解性聚合物除去时,在聚合物3的表面析出的氧化钛也脱落从而在表面产生凹凸,不仅通过将光漫反射而可以抑制基于光的入射角的反射的增减(晃眼)这样的布帛外观的变化,而且通过纤维内部的氧化钛也获得防透视、紫外线屏蔽这样的功能性。将结果示于下述表中。
[实施例17]
将聚合物2变更为聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT),除此以外,全部按照实施例1而实施了。
在实施例17中,PPT所具有的橡胶弹性的特性互相结合,不仅表现轻量感、柔软性更优异的手感,而且伸展功能也大幅提高。此外,PPT由于对比PET为低折射率,因此所得的织物的发色性也优异。将结果示于下述表中。
[实施例18]
作为聚合物1,准备了共聚了间苯二甲酸-5-磺酸钠8mol%、聚乙二醇9质量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯(SSIA-PEG共聚PET,熔融粘度:100Pa·s,熔点:233℃),作为聚合物2,准备了尼龙6-尼龙66共聚物(N6-66共聚物,熔融粘度:240Pa·s,熔点:195℃),作为聚合物3,准备了尼龙6(N6,熔融粘度:190Pa·s,熔点:223℃)。
将这些聚合物在280℃下分别熔融后,将聚合物1/聚合物2/聚合物3以重量比计成为20/40/40的方式计量,使其流入到并入了图5所示的复合口模的纺丝组件。以成为图2的(a)所示那样的扁平状的复合纤维,并且在最内层配置聚合物1,在最外层以并列型接合了聚合物2和聚合物3的复合结构的方式,从排出孔排出了流入聚合物。
对被排出了的复合聚合物流冷却固化后赋予油剂,以纺丝速度1500m/min卷绕,在加热到90℃和130℃的辊间进行拉伸,从而制造出56dtex-36长丝(纤维直径12μm)的复合纤维。
将所得的复合纤维织造,在实施了80℃下的精练处理和130℃下的湿热处理后,在加热到90℃的1质量%的氢氧化钠水溶液(浴比1:50)中进行处理,从而将作为易溶解性聚合物的聚合物1除去了99%以上。然后,在180℃下施加热定形,从而获得了由图6的(a)所示那样的扁平度1.8、中空率20%、卷曲山数为12山/cm的扁平中空纤维构成的复丝构成的织物。
在实施例18中,对比聚酯为低密度并且低弹性的尼龙的特性互相结合,不仅获得优异的轻量感,而且表现柔软性更优异的手感。将结果示于下述表中。
[表1]
表1
[表2]
表2
[表3]
表3
[表4]
表4
[表5]
表5
[表6]
表6
[表7]
表7
[表8]
表8
[表9]
表9
[表10]
表10
[表11]
表11
[表12]
表12
需要说明的是,表中的缩写的意思如下所述。
PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯
PEG:聚乙二醇
SSIA:间苯二甲酸-5-磺酸钠
IPA:间苯二甲酸
PPT:聚对苯二甲酸丙二醇酯
N6:尼龙6
N6-66共聚物:尼龙6-尼龙66共聚物
TiO2:氧化钛
详细并且参照特定的实施方案说明了本发明,但可以在不超出本发明的精神和范围而加入各种变更、修正对于本领域技术人员而言是显而易见的。本申请基于2020年08月18日申请的日本专利申请(特愿2020-137899)和2020年11月24日申请的日本专利申请(特愿2020-194085),其内容作为参照而被引入到本文中。
产业可利用性
本发明的复合纤维、中空纤维和复丝通过致密地控制了纤维内部和纤维间的空隙结构,从而获得实现了适度的回弹感、具有膨松的柔软的手感的穿着舒适性优异的纺织品。因此,本发明的复合纤维、中空纤维和复丝除了从夹克、裙子、裤衩、内衣等一般衣料到运动衣料、衣料材料以外,可以发挥其舒适性而适合用于地毯、沙发等内饰制品、汽车座椅等车辆内装品、化妆品、化妆品面膜、健康用品等生活用途等各种各样的纤维制品。
符号的说明
x:易溶解性聚合物
y:低熔点侧的难溶解性聚合物
z:高熔点侧的难溶解性聚合物
a1、a2:纤维表面与内切圆的交点
b1、b2:纤维表面与外接圆的交点
c1、c2:在纤维外周上,距离最远的2点
d1、d2:在纤维外周上,穿过将距离最远的2点连结而得的直线的中点而垂直的直线与纤维表面的交点
A:与纤维表面在至少2点内切,仅在纤维的内部存在而在内切圆的圆周与纤维表面不交叉的范围中能够取得的具有最大直径的圆
B:与纤维表面在至少2点外接,仅在纤维的内部存在而在外接圆的圆周与纤维表面不交叉的范围中能够取得的具有最小直径的圆
G:纤维中心
H:中空部
I:穿过纤维中心而将纤维截面均等地分割为2份的直线内,以直线为界线而左右或上下的纤维截面中的高熔点侧的难溶解性聚合物与低熔点侧的难溶解性聚合物的面积比率在任一纤维截面中成为100:0~70:30,在另一侧的纤维截面中成为30:70~0:100的范围的直线
S:穿过纤维中心G而与连通部成为平行的直线
W:相对于直线S为垂直方向的连通部的宽度
S’:穿过纤维中心G而与开口部成为平行的直线
W’:相对于直线S’为垂直方向的开口部的宽度
1:计量板
2:分配板
3:排出板。
Claims (10)
1.一种复合纤维,在纤维横截面中,在溶剂中的溶解速度不同的2种以上聚合物从纤维中心朝向纤维表面方向叠层着,
包含所述纤维中心的最内层含有易溶解性聚合物,
在除所述最内层以外的至少1层中,2种熔点不同的难溶解性聚合物偏置。
2.根据权利要求1所述的复合纤维,在所述纤维横截面中,纤维的内切圆直径RA与外接圆直径RB的关系为1.2≤RB/RA≤2.4。
3.根据权利要求1或2所述的复合纤维,在所述纤维横截面中,所述易溶解性聚合物从所述纤维中心到所述纤维表面连通着,连通宽度为纤维直径的10%以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的复合纤维,在所述纤维横截面中,最外层含有所述易溶解性聚合物。
5.一种中空纤维,是从权利要求1~4中任一项所述的复合纤维除去所述易溶解性聚合物而得的。
6.一种复丝,是含有扁平中空纤维的复丝,
所述扁平中空纤维的长轴的旋转角度的变异系数CV为15~50%。
7.根据权利要求6所述的复丝,所述扁平中空纤维在纤维横截面中扁平度为1.2以上。
8.根据权利要求6或7所述的复丝,所述扁平中空纤维在纤维横截面中由至少2种熔点不同的聚合物构成。
9.根据权利要求6~8中任一项所述的复丝,所述扁平中空纤维从纤维中心到纤维表面方向具有开口部,
所述开口部的宽度为纤维直径的10%以下。
10.一种纤维制品,其一部分包含权利要求1~4中任一项所述的复合纤维、权利要求5所述的中空纤维、或权利要求6~9中任一项所述的复丝。
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