JP2000514882A - 微孔質繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 多孔質繊維(54)は、その内部に特有の形状をもつ気孔(52)を含み、有利なレベルの湿潤性、液体透過性および機械的特性を達成する。この繊維は約50以下のデニールおよび約30%以上の破断点伸び％を有する。この繊維は、また約200MPa以上の破断点引張り強さをもつことができる。

Description

【発明の詳細な説明】 微孔質繊維発明の分野 本発明は繊維に関する。より具体的には、本発明は湿潤性であり、かつ改善さ れた機械特定を示す、合成多孔質繊維に関するものである。発明の背景 多孔質繊維は公知の相分離法を利用して作成した構造を含んでいる。このよう な方法は、一般的にポリマー樹脂と希釈剤または可塑剤とを混合し、該ポリマー 溶液を液体媒体中で急冷することにより、相分離を誘発し、該希釈剤で洗浄し、 相互に連結された多孔質構造体を残す工程を含む。他の多孔質繊維は、発泡剤ま たは膨潤剤を使用して、微孔質構造を生成する技術により製造されている。更に 別の多孔質材料は、環境亀裂形成(environmental crazing)法を利用して製造さ れている。 上記のもの等の公知の多孔質繊維は、機械的特性とウォーターアクセッシビリ ティー(water accessibility)との所定の組み合わせを与えることはできなかっ た。更に、これらの技術は小径、低デニール、高い湿潤性、高い液体透過性、お よび高い引張り強さの所定の組み合わせをもつ多孔質繊維の十分な製造を可能と しなかった。結果として、改良された多孔質構造をもつ繊維に対する変わること のない需要があった。発明の簡単な説明 一般的に言えば、本発明は、所定のレベルの湿潤性および液体透過性を達成す るために、内部に気孔を含んでおり、しかも依然として良好な機械的諸特性を有 する、特有の多孔質繊維を提供する。該繊維は約50以下のデニールをもつことが でき、また約30%以上の破断点伸び率％をもつことができる。この繊維は、また 約200Mpa以上の破断点引張り強さをもつこともできる。 種々の局面において、本発明の多孔質繊維は、小さなサイズ、高い湿潤性、高 いウォーターアクセッシビリティー、高い引張り強さおよび高い伸び率の所定の 組み合わせをもつ繊維を、効果的かつ高効率で製造することを可能とする。結果 的に、この繊維は更に加工して、不織布並びに他の物品を製造する、改善された 能力をもつことができる。図面の簡単な説明 以下の本発明の詳細な説明および添付図面を参照することにより、本発明はよ り一層十分に理解され、また更なる利点が明らかになるであろう。ここで、 第１図は、倍率850Xにて撮影した走査型電子顕微鏡写真であり、本発明の多孔 質繊維の代表的な断面図を示す。 第２図は、倍率1,700Xにて撮影した走査型電子顕微鏡写真であり、第１図に示 した断面の一部の拡大図である。 第３図は、倍率250Xにて撮影した走査型電子顕微鏡写真であり、一個の内腔を 含む、公知技術の繊維の代表的な断面図を示す。 第４図は、倍率8,000Xにて撮影した走査型電子顕微鏡写真であり、第３図に示 した断面図の、該繊維の外表面に隣接する位置における、拡大図である。 第５図は、倍率250Xにて撮影した走査型電子顕微鏡写真であり、一個の内腔を 含み、増大式延伸(incremental stretching)法により作成した、公知技術の繊維 の代表的な断面図を示す。 第６図は、倍率5,000Xにて撮影した走査型電子顕微鏡写真であり、第５図に示 した断面図の一部の拡大図である。 第７図は、倍率1,500Xにて撮影した、オイル−浸漬光学顕微鏡法に基づく、光 学写真であり、本発明の多孔質繊維の表面および本体部分における、気孔の代表 的な図である。 第８図は、倍率1,500Xにて撮影した、オイル−浸漬光学顕微鏡法に基づく、光 学写真であり、本発明の多孔質繊維の表面および本体部分に沿った、他の気孔を 示す図である。 第９図は、倍率3,000Xにて撮影した、本発明のもう一つの多孔質繊維の外表面 に沿った気孔の代表的な図である。 第9A図は、第９図に示した特定の孔の模式的な図である。 第10図は、倍率15,000Xにて撮影した走査型電子顕微鏡写真であり、第３図に 示した繊維の表面の代表的な図である。 第11図は、倍率15,000Xにて撮影した走査型電子顕微鏡写真であり、第５図に 示した繊維の表面の代表的な図である。 第12図は、倍率5,000Xにて撮影した後方散乱型電子顕微鏡写真であり、本発明 の繊維の代表的な断面図である。 第13図は、画像解析のためにデジタル化されている第12図の代表的なバージョ ンを示す図である。 第14図は、多孔質繊維サンプルに関する、水の重量増加を時間に対してプロッ トしたグラフである。発明の詳細な説明 第１、２、７、８、９、9Aおよび12図を参照すると、多孔質繊維20は、長さ方 向の寸法44および横方向の寸法38を含む。この多孔質繊維は、その内部に気孔ま たは孔22の特有の形状を有していて、所定のレベルの湿潤性、液体透過性および 他の液体アクセッシビリティーを達成する。この繊維は、約50以下の繊維当たり のデニール(d)をもつことができ、また望ましくは約30%なる破断点伸び率％をも つ。この繊維は、また約200Mpa以上の破断点引張り強さをもつことができる。本 発明の特定の態様においては、該多孔質繊維54は、また他の特性をもつことがで き、また特有の形状、サイズ、分布および構成をもつ気孔または孔を含むことが できる。 種々の局面において、本発明の微孔質繊維は、改善された吸上性を与えること ができ、より迅速に水または他の液体を繊維質物品の内部に導くことができ、し かも洗い流し可能(flushable)となるように意図された繊維物品の溶解速度を促 進できる。更に、この微孔質繊維は、外科用ガウンおよびオムツ等の物品におけ る改良された通気性、改良された吸収性、改良された液体分布性、改善された触 質性および審美特性、および／または高い生分解性を保証するのに役立ち得る。 該繊維から、公知の形成法、例えば周知の紡糸結合法により、直接不織ウエブを 形成できる。あるいはまた、該繊維はステープルファイバーに細断でき、また後 に公知のエアーレイイング(air-laying)技術を利用して、不織繊維ウエブを形成 するために、他の繊維とブレンドすることも可能である。該不織ウエブは、洗い 流し可能なパーソナルケア製品、例えばオムツ、タンポン、女性用パッド、パン ティーライナー、タンポン用紐等の製造のために特に有用であり得る。 本発明の種々の構成において、該多孔質繊維54は、原料物質から製造される合 成繊維であり得、該原料物質は熱可塑性配向性材料、例えば熱可塑性かつ配向性 ポリマー、コポリマー、ブレンド、混合物、コンパウンドおよびその他のこれら 材料の組み合わせを包含する。望ましくは、該熱可塑性物質は高度に反応性の基 を含まないものである。 本発明の特別な構成によれば、該原料物質はポリオレフィン材料であり得る。 例えば、該原料物質はポリエチレンまたはポリプロピレン等のホモポリマーを含 むことができ、あるいはエチレンとポリプロピレンとのコポリマーを含むことが できる。他の構成においては、該原料物質はもう一つのポリマー材料、例えばポ リエーテル、コポリエーテル、ポリアミド、コポリアミド、ポリエステルまたは コポリエステル、並びにこれらのコポリマー、ブレンド、混合物およびその他の これらの組み合わせを含むことができる。 該熱可塑性物質は溶融加工可能であり、また本発明の特定の局面では、該物質 は約1g/10分以上の(ASTM D1238-Lに基づく)溶融流量(MFR)値をもつことができる 。あるいは、このMFR値は約10g/10分以上、および場合によっては約20g/10分以 上であり得る。本発明の他の局面においては、該MFR値は200g/10分以下であり得 る。あるいは、このMFR値は約100g/10分以下であり得、また場合によっては約40 g/10分以下であって、所定レベルの加工性を与えることができる。 このような溶融加工性の熱可塑性物質は、例えばホモポリマーポリプロピレン により与えることができる。市販品として入手できるポリオレフィンは、ハイモ ント(Himont)PF301、PF304およびPF305、エクソン(Exxon)PP3445、シェルポリマ ー(Shell Polymer)E5D47も適当な材料の代表である。更に別の適当な物質は、例 えば本明細書に記載した値と類似のMFR値をもつ、プロピレンおよびエチレンを 含むランダムコポリマー（例えば、3.5%のエチレンを含有するエクソン(Exxon)9 355)等のランダムコポリマー、およびホモポリマーとしてのポリエチレン等のホ モポリマーを含むことができる。該ポリマー樹脂は、少量の（例えば、100部の 樹脂に対して、約0.05〜５部の添加剤）加工用添加剤、例えばステアリ ン酸カルシウムまたは他の酸スキャベンジャーを含むことができる。その他の添 加剤は、例えばシリコングリコールコポリマー、有機シリコーン化合物、オレフ ィン系エラストマー、および低分子量パラフィンまたは他の潤滑性添加剤を含む ことができる。種々の顔料添加剤も配合可能である。例えば、低分子量ポリエチ レン可塑剤を含有する二酸化チタン顔料濃縮物等の顔料濃縮物を、加工添加剤と して使用できる。これら種々の添加剤は、可塑性作用をもつことができ、該繊維 の強度および柔軟性を改善でき、また押し出し、繊維紡糸および延伸工程の１以 上を簡略化するのに役立つ。 該繊維54の原料物質は、更なる補充物質を含むことができ、該補充物質はフィ ラー物質、および／または界面活性剤またはその他の界面活性物質を含むことが できる。該フィラー物質は粒状物質であって、孔形成−開始サイト、脱結合サイ トを形成して、該繊維に適用される種々の延伸操作中の所定の孔の生成を促進す るのに役立つ可能性がある。該フィラー物質は、所定の表面改質繊維を製造する のに役立ち、また後の延伸操作中に生ずる、所定の「摺動作用」を高めるのを補 助できる。更に、該フィラー物質は、該種々の延伸操作中に生成された孔を保存 するのに役立つ。 該補充材料が、界面活性物質、例えば界面活性剤または低表面エネルギーを有 する他の物質（例えば、シリコーンオイル）を含む場合、該界面活性物質は、該 繊維の表面エネルギーを減ずるのに役立ち、並びに該繊維を形成している該ポリ マーのセグメント間に潤滑性を与えるのに役立ち得る。この低下された表面エネ ルギーおよび潤滑性は、該後の延伸操作中の「摺動作用」を発生するのに役立つ 可能性がある。 この補助的なフィラー物質は、有機または無機物質であり得、また該フィラー 物質は、望ましくはバラバラの粒子形状にある。該フィラーは、種々の被覆剤お よび界面活性剤で表面処理して、該原料物質中の該ポリマー樹脂に対するアフィ ニティーを付与し、凝集を減じ、フィラーの分散性を改善し、かつ体液、血液ま たは水等の流体との制御された相互作用を付与することができる。無機フィラー の例は、金属酸化物並びに水酸化物、金属炭酸塩および硫酸塩を含むことができ る。他の適当な無機フィラー物質は、例えば炭酸カルシウム、種々のクレー、シ リカ、アルミナ、硫酸バリウム、炭酸ナトリウム、タルク、炭酸マグネシウム、 硫酸マグネシウム、炭酸バリウム、カオリン、マイカ、炭素、酸化カルシウム、 酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、金属粉末、ガラス微小 球、またはバグラー(vugular)気孔−含有粒子を含むことができる。更に別の無 機フィラーは、高いアスペクト比を有する粒子を含むフィラー、例えばタルク、 マイカおよびウオラストナイトを含むが、このようなフィラーは有効性が劣る可 能性がある。代表的な有機フィラーは、例えばパルプ粉末、ウッド粉末、セルロ ース誘導体、キチン、キトサン粉末、高結晶性粉末、高融点ポリマー、高度に架 橋されたポリマービーズ、有機シリコーンの粉末等、並びにこれらの組み合わせ および誘導体を含むことができる。本発明の特別な局面においては、該フィラー は、約10μ(μｍ)以下の平均粒径をもつことができる。また、この平均粒径を、 約５μｍ以下、および場合によっては約１μｍ以下として、改善された加工性を 与えることができる。本発明の他の局面においては、トップカット(top cut)粒 径は約25μｍ以下である。また、該トップカット粒径を、約10μｍ以下および場 合によっては約４μｍ以下として、所定のサイズおよび多孔度の構造をもつ繊維 の生成中の、改善された加工性を与えることができる。該フィラーは、また界面 活性剤および／または該原料物質の加工性を改善するのに使用できるその他の物 質、例えばステアリン酸またはベヘン酸の配合によって表面−改質することがで きる。 適当なフィラー物質の例は、以下に列挙するものの１種以上を含むことができ る。 (1) デュポン(Dupont)R-101 TiO₂、これはE.I.デュポンドゥネモアーズ社(DuPon t de Nemours)から入手でき、またジョージア30279、ソーシャルサークルに営業 事務所をもつスタンドリッチカラー社(Standrich Color Corporation)により、 濃縮状態で供給されている。 (2) ピグメントブルー(Pigment Blue)15:1(10%の銅)、これはスタンドリッチカ ラー社(Standridge Color Corporation)により頒布されている。この物質を使用 して作成した繊維は頻繁に破断する可能性がある。 (3) オムヤカーブ(OMYACARB;登録商標)UF CaCO₃バーモント05765プロクターに営 業事務所をもつオムヤ(OMYA)から入手できる。この物質は、約４μｍのトップカ ット平均粒径および約0.7μｍの平均粒径をもつことができ、また良好な加工 性を与える。このフィラーは界面活性剤、例えばダウコーニウグ(Dow Corning)1 93界面活性剤で被覆した後に、該原料物質56とコンパウンド化またはその他の結 合に付すことができる。このフィラーは、また他の適当な界面活性剤、例えば本 明細書の至る所で述べられているような界面活性剤で被覆することもできる。 (4) ステアリン酸で被覆したオムヤカーブ(OMYACARB;登録商標)UFT CaCO₃、これ はオムヤ社(OMYA)から入手できる。この材料は、約４μｍのトップカット平均粒 径および約0.7μｍの平均粒径をもつことができ、また良好な加工性を与える。 (5) スーパーコート(SUPERCOAT;商標)CaCO₃、これはジョージア州30342アトラン タ、5775ピーチツリー−ダンウッディーロードに営業事務所をもつECCインター ナショナル(ECC International)から入手できる。この材料は、約８μｍのトッ プカット平均粒径および約１μｍの平均粒径をもつことができる。この物質を使 用して作成した繊維は頻繁に破断する可能性がある。 (6) 粉末化ポリジメチルシルセスキオキサン(#22または#23ダウコーニングアデ ィティブ(Dow Corning Additive)、これはミシガン州48628-0997，ミッドランド に営業事務所をもつダウコーニウグ社から入手できる。この材料は良好な加工性 を与えるが、幾分かの凝集が観測される可能性がある。 この補充材料は、場合により界面活性物質、例えば界面活性剤または低表面エ ネルギーを有する他の物質（例えば、シリコーンオイル）を含むことができる。 本発明の特定の局面においては、該界面活性剤または他の界面活性物質は、約18 以下の親水性−親油性バランス(HLB)数をもつことができる。あるいはまた、該H LB数は約16以下、および場合によっては約15以下である。本発明のその他の局面 において、該HLB数は約６以上である。あるいはまた、該HLB数は約７以上および 場合によっては該HLB数は約12以上である。このHLB数が低すぎる場合、湿潤性が 不十分である可能性がある。また該HLB数が高すぎる場合には、該界面活性剤は 、該原料物質の該ポリマーマトリックスに対する十分な接着性をもたない可能性 があり、また使用中に余りに容易に洗い流されてしまう恐れがある。市販品とし て入手可能な界面活性剤のHLB数は、例えばMcCUTCHEON's，Vol．2:感応性材料(F unctional Materials)，1995に見出すことができる。 適当な界面活性剤は、シリコングリコールコポリマー、カルボキシレート化ア ルコールエトキシレート、種々のエトキシレート化アルコール、エトキシレート 化アルキルフェノール、エトキシレート化脂肪エステル等、並びにその組み合わ せを含むことができる。その他の適当な界面活性剤は、例えば以下に列挙するも のの１種以上を含む。 (1) エトキシレート化アルキルフェノールで構成される界面活性剤、例えばアイ ゲパル(IGEPAL)RC-620、RC-630、CA-620、630、720、CO-530、610、630、660、7 10および730;これらはニュージャージー州クランバリーに営業事務所をもつロー ヌ−プーランク(Rhone-Poulenc)から入手できる。 (2) シリコーングリコールコポリマーで構成される界面活性剤、例えばダウコー ニング(Dow Corning)D190、D193、FF400およびD1315;これはミシガン州ミッドラ ンドに営業事務所をもつダウコーニウグ社から入手できる。 (3) エトキシレート化モノ−およびジグリセライドで構成される界面活性剤、例 えばマゼル(Mazel)80MGK、マジル(Masil)SF 19およびマゼル165C；これらはIL 6 0031ガルニーに営業事務所をもつPPGインダストリーズ(PPG Industries)から入 手できる。 (4) エトキシレート化アルコールで構成される界面活性剤、例えばジェナポール (Genapol)26-L-98N、ジェナポール26-L-60Nおよびジェナポール26-L-5；これら はNC 28217シャルロッテに営業事務所をもつヘキストセラニーズ社(Hoechst Cel anese Corp.)から入手できる。 (5) カルボキシレート化アルコールエトキシレートで構成される界面活性剤、例 えばマーロウエット(Marlowet)4700およびマーロウエット4703；これらはNJ州08 854，ピスカタウェイに営業事務所をもつハルスアメリカ社(Huls America Inc.) から入手できる。 (6) エトキシレート化脂肪エステル、例えばパティオニック(Pationic)138C、パ ティオニック122AおよびパティオニックSSL;これらはIL州 60098ウッドストック に営業事務所をもつR.I.T.A.社から入手できる。 該多孔質繊維54用の原料物質は、0.35wt%以上の該補充物質を含むことが可能 であり、その重量％は該併合した原料物質の全重量に対して決定される。本発明 の特定の局面においては、補充物質の量は約0.5wt%以上であり、また望ましくは 少なくとも約1wt%であり得る。あるいはまた、補充物質の量は、約5wt%以上およ び場合によっては約10wt%以上である。本発明の他の局面においては、補充物質 の量は、約50wt%までまたはそれ以上であり得る。補充物質の量は、望ましくは 約30wt%以下である。あるいはまた、補充物質の量は、所定の加工性を与えるた めには、約20wt%以下および場合によっては約15wt%以下であり得る。 本発明の特定の局面においては、該原料物質は該フィラー物質を約0.35wt%以 上含むことができる。本発明の特定の局面においては、該フィラー物質の量は、 約0.5wt%以上である。また、該フィラー物質の量は、約1wt%以上であり、また場 合によっては約5wt%以上である。本発明の他の局面においては、該フィラー物質 の量は、約50wt%まであるいはそれ以上であり得る。該フィラー物質の量は、望 ましくは約30wt%以下であり得る。あるいはまた、該フィラー物質の量は、約20w t%以下であり得、また場合によっては約10wt%以下であり得る。 該補充物質が界面活性物質を含む、本発明の更なる局面において、該界面活性 物質、例えば界面活性剤の量は、少なくとも約0.1wt%であり得る。また、該界面 活性物質の量は、少なくとも約1wt%および場合によっては少なくとも約3wt%であ る。本発明の他の局面において、該界面活性物質の量は、約20wt%以下である。 あるいはまた、該界面活性物質の量は、約15wt%以下および場合によっては約10w t%以下である。 該多孔質繊維54を製造するのに適した方法は、F.J.ツァイ(Tsai)等により、19 96年９月４日付けで出願された、改善された諸特性をもつ微孔質繊維の製造方法 並びに装置(METHOD AND APPARATUS FOR MAKING MICROPOROUS FIBERS WITH IMPRO VED PROPERTIES)と題する米国特許出願第08/697,996号(代理人事件番号No．12， 242)に記載されている。この特許出願の開示内容全体を、本発明と一致（矛盾な く）する限りにおいて、本発明に含まれるものとする。 公知の多孔質繊維は、しばしば内部に内腔を有している。該内腔は、典型的に は代表的なものとして第３および５図に示したように、繊維材料の管を介して延 びている穴である。従って、この内腔は、典型的に中空繊維を与え、該中空繊維 において該管の外径対孔径の比は、50:1〜50:48の範囲内であり得る。内腔をも つ繊維は、通常製造がかなり面倒であり、また該繊維を高速度で製造した場合に は、望ましからぬ圧潰を生じ易い可能性がある。更に、このような繊維は不十分 な機械特性を示し、このことは該繊維を更に加工して、不織布を生成することを 困難にする。 しかしながら、本発明の多孔質繊維54は実質的に内腔を含まないものである。 結果として、該繊維は繊維形成中の溶融強度における増大を示す可能性があり、 またより高い溶融強度は、該繊維のインライン紡糸性および延伸性を改善するこ とを可能とする。例えば、より単純な設計のダイを使用して、初期繊維を形成す ることができる。この多孔質繊維は、また高い機械的強度を有していて、改善さ れた寸法安定性を与え、かつその他の改善された機械的特性を有していて、該繊 維のその後の加工を容易にする。例えば、これらの改善された機械的特性は、該 繊維を更に加工して、不織ウエブを生成する能力を改善できる。種々の局面にお いて、該多孔質繊維54は、また小径、低デニール、引張り強さ、伸び率、および 靱性（ここで、靱性とはディクショナリーオブファイバー＆テクスタイルテクノ ロジー(Dictionary of Fiber & Textile Technology)，ヘキストセラニーズ(Hoe chst Celanese)，1990に記載されているように、エネルギーを吸収する能力であ る）の改善された組み合わせを示すことができる。 種々の構成において該多孔質繊維54は、比較的小さな径および比較的低いデニ ールをもつことができる。特定の局面において、該多孔質繊維は、約50以下の繊 維デニールをもつことができる。また、該多孔質繊維デニールは約20以下、およ び場合によっては約10以下であり得る。その他の局面においては、該多孔質繊維 は約0.5以下のデニール、および場合によっては約0.1以下のデニールを有してい て、改良された性能を与えることができる。 他の局面において、該多孔質繊維54の破断点引張り強さは、約200メガ−パス カル(MPa)以上であり得る。また、該引張り強さは約250MPa以上、および場合に よっては約300MPa以上であり得る。他の局面において、本発明の方法並びに装置 は、約1000メガ−パスカル(MPa)以下の繊維引張り強さを与えることができる。 あるいはまた、該繊維引張り強さを、約750MPa以下および場合によっては約450M Pa以下として、後の製造操作中の改善された性能および加工性を得ることができ る。 更なる局面において、本発明の多孔質繊維54は、約30%以上の破断点伸び率％ を示すことができ、ここで該伸び率％は式：(Lf-Li)/Liにより決定され、ここで Lfは破断点における該繊維の最終的な長さであり、またLiは伸ばす前の該繊維の 初期の長さである。また、該破断点伸び率は、約50%以上および場合によっては 約90%以上であり得る。更なる局面において、本発明の方法並びに装置は、破断 点伸び率％約500%までまたはそれ以上を示し得る多孔質繊維54を製造する。ある いはまた、該破断点伸び率は約200%以下および場合によっては約160%以下であっ て、所定の性能特性および加工性を与えることができる。 本発明の更に別の局面において、該多孔質繊維54は、約0.1グラム−センチメ ートル／デニールセンチメートル(g-cm/デニール-cm)以上の靱性指数をもつこと ができる。あるいは、該繊維の靱性は、約1.5g-cm/デニール-cm以上および場合 によっては約2g-cm/デニール-cm以下であり得る。本発明の追加の局面では、約2 0g-cm/デニール-cm以下の靱性指数を有する多孔質繊維54を提供できる。あるい は、該繊維靱性指数は、約10g-cm/デニール-cm以下および場合によっては約5g-c m/デニール-cm以下として、改善された性能を与えることができる。この靱性指 数は、該繊維のエネルギーを吸収する能力を表し、また該繊維の靱性に該繊維の 破断点伸び率を乗じ、次いで２で割ることにより決定される。例えば、典型的な 計算は、（破断点における負荷(g)×破断点伸び率）／（デニール×２）であり 、単位として(g-cm/デニール-cm)をもつことができる。 本発明の多孔質繊維の種々の機械的特性を測定して、データを収集するための 適当なテスト法は、以下に与えられる、テスト手順の章で更に説明する。 本発明の多孔質繊維54は、改善されたウォーターアクセッシビリティーを有利 に与える。本発明の特定の局面においては、該多孔質繊維54の水の取り込み速度 は0.1mg/秒以上であり得る。あるいは、この水の取り込み速度は約0.15mg/秒以 上および場合によっては約0.2mg/秒以上であり得る。他の局面においては、この 水の取り込み速度は約15mg/秒以下であり得る。また、該水の取り込み速度を約5 mg/秒以下および場合によっては約1.5mg/秒以下として、改善された利益を得る ことができる。これに対して、非−多孔質繊維は、以下に与える実施例８、９お よび10に示すように、0.1mg/秒未満の水の取り込み速度をもつであろう。 更に、該多孔質繊維54の水の取り込み量は、60秒以内に0.1mg以上とすること ができる。また、該多孔質繊維54の水の取り込み量を、60秒以内に約0.2mg以上 および場合により60秒以内に約0.3mg以上とすることができる。その他の局面に おいては、該水の取り込み量は、60秒以内に約25mg以下とすることができる。ま た、該水の取り込み量を、60秒以内に約5mg以下および場合によっては60秒以内 に約2.5mg以下として、改善された利益を得ることができる。これに対して、非 −多孔質繊維は、以下の実施例８、９および10に示すように、60秒以内の水の取 込み量0.1mg未満をもつであろう。 該多孔質繊維のウォーターアクセッシビリティー特性を測定して、データを収 集するために適したテスト法は、以下に示すテスト手順の章で更に説明される。 該繊維54に所定の多孔性を与える、複数の該気孔または孔52は、該繊維の外側 表面上に分配することができ、また該繊維の内部全体に分配することもできる。 特定の局面においては、該繊維54の多孔質構造は、一般的に楕円形のおよび／ま たは二重円錐形の形状、例えば代表的に第７、８、９および9A図に示したような 形状の長い気孔を含む。望ましくは、この長い気孔52は、実質的に長さ方向に配 列されたその長手方向の主軸46、即ち該繊維の縦軸44をもつ。本発明の特定の局 面においては、該長い気孔は、主軸46をもつことができ、ここで該主軸42の長さ は約0.1μｍ以上である。また、該主軸の長さは約0.2μｍ以上および場合によっ ては約0.25μｍ以上である。その他の局面においては、該主軸の長さは約30μｍ 以下である。また、該主軸42の長さを約10μｍ以下および場合によっては約７μ ｍ以下として、改善された性能を達成する。 機械的強度とウォーターアクセッシビリティーとの所定の組み合わせの達成を 補助するために、本発明の特定の局面の繊維では、所定の孔径、寸法をもつ気孔 は、該繊維の外側表面または繊維断面の一方または両者における、孔の全数の少 なくとも約30％を構成する。あるいは、所定の孔径、寸法をもつ気孔は、該繊維 の外側表面または繊維断面の一方または両者における、孔の全数の少なくとも約 50％および場合によっては少なくとも約60％を構成する。 本発明の多孔質繊維の更なる局面において、約0.25-10μｍの範囲内の主軸長 さをもつ気孔は、該繊維の外側表面または繊維断面の一方または両者における、 孔の全数の少なくとも約30％を構成する。また、該0.25-10μｍの範囲の孔径、 寸法の気孔を、該繊維の外側表面または繊維断面の一方または両者における、孔 の全数の少なくとも約50％および場合によっては少なくとも約60％で構成して、 改善された機械的特性およびウォーターアクセッシビリティー特性を得る。 この長い孔または気孔は、またアスペクト比を有し、該アスペクト比は該孔主 軸48の長さ42対孔の短軸46の長さ40の比によって決定され、該短軸は該主軸に対 して直角に配列している。これらの長さは、該アスペクト比を計算するのに使用 する顕微鏡写真または他の撮像もしくは測定メカニズムにおいて観測される。本 発明の更なる局面において、該アスペクト比は、約1.3以上である。また、該ア スペクト比は約1.5以上および場合によっては約２以上である。他の局面におい ては、該アスペクト比は約50以下である。また、該アスペクト比を約20以下およ び場合によっては約15以下として、改善された多孔質特性および繊維性能を達成 する。各長い孔または気孔の該主軸は、典型的には実質的に該繊維の縦次元に沿 って配列した軸であり、また典型的には各孔の最大の長さの測定値により表すこ とができる。 第７、８、９および9A図に示したように、該繊維54の多孔質構造は、該繊維の 外側表面に沿って分布した孔をもつことができる。これらの表面の孔は約0.01／ μｍ²以上なる、単位外側表面積当たりの孔数を有する分布を有している。また 、該単位外側表面積当たりの孔数は、約0.015/μｍ²以上および場合によっては 約0.05／μｍ²以上である。更なる局面において、該単位外側表面積当たりの孔 数は約10/μm²以下である。また、該単位外側表面積当たりの孔数を、約8/μｍ² 以下および場合によっては約5/μｍ²以下として、改善された湿潤性と液体透過 性とを得る。 第１、２、12および13図に示したように、該繊維54の断面に関する、本発明の 多孔質構造は、約0.001μ²(μｍ²)以上の平均孔面積（孔当たり）を有する気孔 率を示すことができる。また、該平均の孔面積（孔当たり）は約0.002μｍ²以上 および場合によっては約0.03μｍ²以上である。他の局面においては、該平均の 孔面積（孔当たり）は約20μｍ²以下である。また、該平均の孔面積（孔当たり ）を約10μｍ²以下および場合によっては約３μｍ²以下として、改善された湿潤 性と液体透過性とを得る。 該繊維54の該多孔質構造は、またその断面積に沿って分布した孔をも有し、約 0.01／μｍ²以上の、単位面積当たりの孔数を与える。また、該単位面積当たり の孔数は約0.015/μｍ²以上および場合によっては約0.1/μｍ²以上である。他の 局面においては、該単位面積当たりの孔数は約10／μｍ²以下である。また、該 単位面積当たりの孔数を約8/μｍ²以下および場合により約5/μｍ²以下として、 改善された湿潤性と液体透過性とを得る。 更なる局面において、該繊維54の多孔質構造は、該繊維の断面に沿って分布し た孔を有し、ここで個々の断面状の孔の全面積は、該断面で示された繊維により 占められる全面積の約0.1%以上である、全孔面積を与える（約0.1%以上の孔面積 の割合）。また、該孔面積の割合は約1%以上および場合によっては約2%以上であ る。他の局面において、該孔面積の割合は約70%以下である。また、該孔面積の 割合を約50%以下および場合によっては約20%以下として、改善された湿潤性と液 体透過性とを得る。 第１、２、９、9Aおよび12図を参照すると、該多孔質繊維の特定の局面が示さ れ、これは複数の気孔または孔をもつことができ、該孔は主として該繊維物質の 構造上の不規則性または他の物理的な不均一性から始まっており、また該孔はそ こから伸びかつ拡がっている。このような開始部分、即ち構造上の不均一性は、 以下のメカニズム：粒状フィラー／ポリマー樹脂界面、繊維材料中の密度および ／またはモジュラスの揺らぎ、サブミクロンサイズの気孔および／または気泡、 該繊維材料のものとは異なるモジュラスおよび／または密度をもつあらゆる型の 混在物、並びにこれらメカニズムの組み合わせの１以上により与えることができ る。より具体的には、該繊維は、望ましくは複数の延伸されたもしくは伸張され た気孔を有し、ここで該気孔の各々は粒状の開始体50と結合することができ、該 開始体は多数の個々の粒子、例えば粒状のフィラー材料で構成される材料によっ て与えられる。 これらの孔または気孔は、実質的に開始体を包囲することができ、あるいは該 開始体の極近傍に位置することができる。該孔は、また個々の開始体間の領域に 位置することも可能である。更に、該拡がった気孔各々は、該繊維の長さに沿っ てとった長さ方向の断面内で該気孔を見た場合に観測されるように、結合した開 始体の長さよりも大きい長さをもつことができる。該繊維の長さに沿った方向に 関連して、該気孔は実質的に長い楕円型の形状をもつことができ、および／また は底面同士が接した配列をもつ二重円錐形の形状をもつことができる。該繊維の 長さに対して直交するようにとった断面に関連して、該気孔は一般的に球状の形 状または僅かに卵形の形状をもつことができる。本発明の微孔質繊維の特定の一 局面においては、実質的に特定のパターンまたは規則的な該気孔の配列は、該繊 維の表面あるいは長さ方向の外観何れにおいても観測されない。もう一つの局面 においては、実質的に特定のパターンまたは規則的な該気孔の配列は、該繊維の 代表的な断面図において観測されない。従って、該繊維物質における該気孔の配 列は、不規則的なものであり、また幾分かの不規則なクラスターの形成を伴う、 実質的にランダムなものであり得る。例えば、任意の配合されたフィラー物質の 凝集領域にこのようなクラスターの形成が観られる可能性がある。本発明の該多 孔質繊維のこの観測された構造は、該繊維の特定の断面において、広い孔径分布 をもつ可能性があるが、これは孔分布のバラツキおよび該繊維の長さに沿った該 孔の変動し、漸減する断面によるものである。該気孔の長い形状（例えば、楕円 形または二重円錐形）および特定の気孔分布パターンが存在しないことは、本発 明の微孔質繊維構造と、相分離法または他の延伸法、例えばセルガード(CELGARD )微孔質繊維の製造に利用されている増大式延伸法により得た多孔質繊維とを、 明確に区別している。 代表的に第11図に示したように、倍率15,000Xでのセルガード繊維の表面観察 においては、一般的に卵形または矩形−形状の多数の微孔が、該繊維の長さにほ ぼ垂直な方向に沿って整列した、一般的に平坦なストリップ状の微孔ゾーンに配 列されている。これらストリップ状の微孔ゾーンは、更にアレー状に配列され、 そこでは該ストリップはほぼ周期的、規則的な様式で形成されている。 第３、４および10図を参照すると、公知の相分離法により得た多孔質繊維は、 比較的薄い壁により分離された孔または気孔のスポンジ状の系を含んでいる。こ の系はレース状の相互に連結された構造に組み立てられ、これはメンブラン状の 壁をもつ孔を画成している。図示した構成において、この系は、中空の繊維内腔 に隣接して位置するフィンガー状の微小気孔の層を形成している。この気孔の、 特に該繊維断面に沿った配列は、実質的に規則的なアレーを与える。第10図を参 照すると、この繊維の表面は、15,000Xの倍率の下では、実質上非−多孔質であ る如く見える。 これとは対照的に、本発明の多孔質繊維の特定の局面では、引張り応力により 伸張された領域により結合された孔を含むことができ、該領域は例えば該繊維材 料の塑性変形により形成することができる。該歪みのある領域は、少なくとも該 繊維の露出した最外部表面上に存在する、伸張された表面の気孔の境界端部に沿 って観測できる。本発明の多孔質繊維において、該繊維物質の該端部境界および 端部周辺は、該伸張された長い気孔を取り巻く領域においては、角張った、鮮明 に画成された、実質的にフィラメント化されておらず、かつ実質的に非−スポン ジ状である。従って、該気孔は、このような境界端部をもつ繊維物質により効果 的に結合され、かつこれらの境界端部は、該繊維の表面、断面または全体的視野 の何れかまたは全てに沿って観測できる。該気孔間に観測される領域中の該繊維 物質は、一般的に該気孔により中断されたプラトー形状をもつ。 本発明の多孔質繊維の種々の孔径および孔径分布の測定用のデータ収集のため に適した方法は、更に以下に示すテスト手順の章に記載される。テスト手順 機械的特性 該多孔質繊維54の機械特性を測定するのに適した方法では、シンテック(Sinte ch)引張りテスター（シンテック(SINTECH)1/D）およびテストワークス(Testwork s）3.03ソフトウエアを使用できる。この引張りテスターはNC州 27513、カリー に営業事務所をもつMTS システム社(MTS System Co.)から入手できるデバイスで ある。該ソフトウエアは、NC州 27513カリーに営業事務所をもつMTS システム社 のシンテック部門(MTSS ystem Co.，Sintech Division)から入手できる。実質的 に等価な能力を有する装置およびソフトウエアを使用することも可能である。 機械特性は繊維−テスト構成を用いた該引張りテスターにより評価できる。こ のテストは、10ポンド(44.5N)の負荷セル、およびエアー作動型のゴム被覆した ３インチ(7.6cm)グリップを使用して実施する。この繊維テストは、２インチ(5. 08cm)ゲージ長さおよび500.00mm/分のクロスヘッド速度で実施する。単一の繊維 サンプルを、該グリップに垂直にその中心部に載せ、空気圧が該グリップを一緒 に閉じた際に、所定の位置に保持される。ユーザーは、該繊維の径を、この引張 りテストを開始する前に入力する。第11および12図に示されているような、中空 繊維サンプルに対しては、環状の断面積、π((外側半径)²-（内側半径)²)を、該 引張り強さの計算のために使用する。各実験においては、該繊維を破壊が生ずる まで延伸し、かつ該装置ソフトウエアまたは他の装置プログラムは、応力−歪み プロットを生成し、該サンプルに関する所定の機械特性を算出する。これらの機 械特性は、例えばヤングモジュラス、破断応力、および％歪みまたは破断点 伸びであり得る。ウォーターアクセッシビリティー 該繊維の比較ウォーターアクセッシビリティー特性の測定に適した方法では、 CAHN DCA 322マイクロバランスを使用することができる。このデバイスは、WI州 マディソンに営業所をもつATI(アナリティカルテクノロジー社(Analytical Tech nology，Inc.))から入手できる。このバランスは0.1μｇ程度の小さな力の変動 に感応し、２つの秤量位置（“A”ループおよび“B”ループ）と、風袋位置（“ C”ループ）を備えている。この“A”ループは最大1.5gの負荷を支持でき、該“ B”ループは3.5gの負荷を支持できる。かくして、該Ａループはより高い感度を もち、一方で該Ｂループはより重質の負荷を支持できる。オペレータはより高い 測定感度を与えるループを選択し、一方該テスト中に予想される最大負荷を測定 する可能性も残されている。ここに示した実施例に関する繊維のテストは、該バ ランスのＡループ上で測定した。各繊維サンプルは十分な長さ（例えば、約15mm ）を有していて、懸垂ワイヤまたは同様な支持体に対しておよびこれに沿って、 該繊維を作業可能にテープ止めしまたは固定して、テストサンプルを作成するこ とが可能となる。該テストサンプルにおいては、該支持ワイヤの長さ５mmおよび これに隣接して維持された繊維サンプルは、該テープの支部で伸びており、また 露出状態にあり、テスト中に水と接触できる状態にある。 該CAHN装置は可動ステージを含み、該ステージは、定常速度で上下に移動でき る。該テストサンプルを、該バランスの選択されたループから懸垂あるいはその 上に載せ、水を含むビーカーを該可動ステージ上に置く。このステージを上昇さ せて、該サンプルの下端部が該水表面の直上にくるようにし、該テストを開始す る。該CAHN装置に備えられているソフトウエアは、ユーザーにより入力されるパ ラメータに従って、該実験を制御する。この繊維のテストのためには、該テスト サンプルを該バランス上に設置し、該バランスはその風袋を測定して、該サンプ ルが該水と接触した際に取り込んだ水の測定値を与える。該ソフトウエアは１秒 間隔で力の読みを収集するように指令されている。該テストサンプルの露出部分 の長さ２mmを該水に浸漬し、該ステージを停止させる。このテストサンプルを、 1分間放置し、その間に該ソフトウエアは１秒間隔で力の読みを収集する。次い で、このテストサンプルを該水から引き上げる。 次に、実験から集められたデータを評価する。特に、該データを適当なスプレ ッドシートソフトウエア、例えばマイクロソフトエクセル(Microsoft Excel)バ ージョン5.0にエキスポートし、処理して、この１分間の該水への浸漬について 重量対時間のプロットを作成することができる。このプロットは、該テストサン プルの水取り込みの傾向を示し、異なる繊維サンプルの、相対的な水の取り込み 性能および相対的なウォーターアクセッシビリティーレベルを比較するための有 利な基礎を与える。異なるサイズのサンプル間の良好な比較を可能とするために は、該異なるサンプルに関する、時間の関数としての重量増加の該プロットされ たデータを、重さ0.0416mgを有する繊維に基づいて規格化した。この規格化因子 は、該テスト繊維の乾燥重量対0.0416mgの比であった。この水の取り込み率は、 該１分間の浸漬中の、該規格化された重量増加対経過時間の量をプロットするこ とにより得られるカーブの、２−秒間マークにおいて決定される。これら実施例 に示された該水の取り込み率は、代表的に第14図に示したように、データ測定の 最初の１秒にて記録されたデータ点における、該プロットされたカーブのスロー プを算出することにより決定した。これらの実施例に掲載した該水の取り込み率 は、該データプロットにおける１分（60秒）なる測定時間において記録された全 重量増加であった。該測定されかつ記録された重量増加は、該初期多孔質構造内 に吸収された水に基づく重量増加並びに該繊維と水との間の他の相互作用による 重量増加を含む可能性があることに注意すべきである。例えば、水の被膜層が該 繊維上に形成される可能性がある。更に、該繊維構造が膨潤して、増大した気孔 体積をもつ孔を生成するか、あるいはまた該繊維がその構造における変化を生じ て、吸収された水を受取りかつ維持する高い能力を与える可能性がある。走査型電子顕微鏡法および画像解析 電子顕微鏡写真は、公知の技術により得ることができ、該技術は撮像技術分野 では周知である。更に、該サンプルは、周知の従来の調製法を利用して、所定の 撮像の目的で調製できる。 本発明の該多孔質繊維は、定温においてさえ極めて延性であるので、該繊維サ ンプルを切断し、該繊維の断面の撮像のために準備する際に、該繊維物質を過度 に押しつぶすことを回避することが重要である。適当な調製技術において、該サ ンプルは、例えばエタノールに１時間浸漬し、次いで液体窒素中に浸漬すること ができる。該繊維の断面を得るためには、低温顕微切片作成法、例えばFCS クラ イオ−切片作成装置を備えたライヒェルトウルトラカット(Reichert Ultracut) Ｓ顕微切片作成装置(IL 州ディアフィールドのライカ社(Leica))を使用して調製 することができ、ここでは-180℃の温度にて、新たな６mmのガラスナイフを使用 する。次いで得られた繊維を適当なスタブ上に載せ、金またはAu/Pd(金／パラジ ウム)で被覆することができる。この繊維の微小構造は、走査型電子顕微鏡、例 えば二次および後方散乱電子検出器を備えた、JSM 6400(MA 州ピーボディーのJE OL)走査型電子顕微鏡を使用することにより撮影することができる。 気孔および繊維孔の自動化された画像解析は、周知の従来技術により実施する ことができる。このような技術の例は、インターナショナルサイエンティフィッ クコミュニケーションズ社(International Scientific Communications，Inc.) により刊行された、アメリカンラボラトリー(AMERICAL LABORATORY)における、M ark S．Germaniの「個々の粒子の解析のための、自動化された電子顕微鏡法の応 用(APPLICATION OF AUTOMATED ELECTRON MICROSCOPY TO INDIVIDUAL PARTICLE A NALYSIS)」およびT.B．Vander Woodによる「自動化された粒子解析の基礎(INTRO DUCTION TO AUTOMATED PARTICLE ANALYSIS)(コピーライト1994，GA州 30093ノア クロス，550オークブルックパークウエイ#200のMVA 社，Proc．52nd Annual Mee ting of the Microscopy Society of America，G.W.Bailey & A.J.Garratt-Reed 編，San Francisco Press に記載されている。 実施例１の孔分布データを与える画像解析法は、GA州ノアクロスに研究所をも つマテリアルアナリテイカルサービスズ(Material Analytical Services)により 実施された。実施例４の孔分布データを与える画像解析法は、GA州ノアクロスに 研究所をもつMVA 社により行われた。 これら種々の画像解析法は、例えば倍率5,000Xを使用した、ノーランボヤジャ ー(Noran Voyager)画像解析装置を使用して実施できる。これらデータは、全体 として12視野の平均をとることにより得る。この装置は、WI州ミドルトンに営業 所をもつノーランインスツルメント社(NORAN Instrument，Inc.)から入手でき、 実質的に等価な性能を与える装置を使用することも可能である。この画像解析中 に、該多孔質構造の画像は、公知の技術を利用してデジタル化できる。デジタル 化された画像の一例が、代表的なものとして第13図に示されている。光学顕微鏡法 該多孔質繊維の外側表面に沿った微小構造を調べるためには、光学顕微鏡法が 適切な技術であり得る。特に、公知のオイル−浸漬光学顕微鏡法を使用すること ができる。この技術を使用した場合、該サンプルは、ガラススライド上の、23℃ において1.516なる屈折率(Nd)をもつ浸漬オイル中に置き、カバーガラスで覆う ことにより調製する。この浸漬オイルは、NY州レークサクセスに営業所をもつオ リンパスオプチカル社(OLYMPUS OPTICAL CO.，LTD.)から入手できるオイルであ り得る。該サンプルを、オイル−浸漬100X対物，高速フィルム、例えばコダック ゴールド(Kodak Gold)400 ASA35mmフィルムおよび昼光常温照明(daylight tempe rature illumination）を使用して、写真撮影した。適当な顕微鏡は、オリンパ ス(OLYMPUS)BH-2光学顕微鏡であり、これはNY州レークサクセスに営業所をもつ オリンパスオプチカル社(OLYMPUS OPTICAL CO.，LTD.)から入手できる。実質的 に等価な能力をもつ他の光学顕微鏡および装置を使用してもよい。 以下の実施例は、本発明のより詳細な理解をもたらすために与えられる。これ ら実施例は代表的なものであり、本発明の範囲を何ら具体的に限定するものでは ない。 ポリプロピレン(ハイモントPF301)で構成される樹脂(90wt%)およびTiO₂フィラ ー粒子(SCC 4837(スタンドリッジカラー社))(10wt%)を、ダウコーニングD193界 面活性剤（該フィラーおよび該樹脂全重量基準で6wt%）と、実験室用のハーケ（ Haake）２軸スクリュー押出機を通して２回押出すことにより相互に混合した。 このTiO₂粒子の径は約0.1〜0.5μ(μｍ)の範囲内であった。この粒径は走査型電 子顕微鏡法(SEM)により測定した。該フィラーの濃度は、灰分分析により測定し た。該界面活性剤ダウコーニングD193は、HLB数12.2を有していた。この繊維の 紡糸法は、併合した該材料をホッパーに供給し、該材料を長さ対直径比24(L/D=2 4/1)をもつ、一軸スクリュー押出機を介して押出す工程を含んでいた。この押出 機は３つの加熱ゾーン、計量ポンプ、オンライン静的ミキサー、および４個の ホールをもつスピンパックを有し、該各ホールは径0.3mmを有していた。該繊維 の押し出し紡糸中、該繊維は引落率40に付された。該繊維の急冷中、該初期繊維 を、計量被覆ダイから放出される第一の界面活性液体で予備的に湿潤した。この 第一の界面活性液体は、9-部のイソプロパノールに対して1-部の水なる体積比で 混合した、イソプロパノールと水とで構成される溶液であった。次に、この繊維 を空気中で2X（延伸比２）だけ、次いで第二の界面活性液体が収容されている浴 中で1.7X(延伸比1.7)だけ延伸した。この第二の界面活性液体は、9-部のイソプ ロパノールに対して1-部の水なる体積比で混合した、イソプロパノールと水とで 構成される溶液であった。次に、この繊維を80℃にて加熱硬化させ、更に巻取器 に巻き取った。次いで、この生成した多孔質繊維の機械特性を、シンテック引張 りテスターで測定し、結果を以下の第１および２表にまとめた。該繊維の断面１ μｍ²当たりの孔の数は、約0.74であり、また外側表面１μｍ²当たりの孔の数は 約0.08であった。実施例２ 95.3%のポリプロピレン(ハイモントPF301)で構成される樹脂、1.4%のTiO₂濃縮 物無機フィラー(SCC 4837(スタンドリッジカラー社))および3.3wt%の粉末化ポリ ジメチルシルセスキオキサン有機フィラー（ダウコーニング社の#23添加剤）を 、シリコーングリコール界面活性剤（ダウコーニングD193）6wt%（該フィラーお よび該樹脂全重量基準）と、実験室用のハーケ(Haake)２軸スクリュー押出機を 通して２回押出すことにより相互に混合した。SEM で測定した該有機フィラーの 粒径は1-5μであった。次に、この併合した材料を一軸スクリュー押出機(L/D=24 /1)を介して押出した。この押出機は３つの加熱ゾーン、オンライン静的ミキサ ー、計量ポンプ、および４個のホールをもつスピンパックを有し、該各ホールは 径0.3mmを有していた。該繊維の押し出し紡糸中、該繊維は引落率33に掛けられ た。該繊維の急冷中、該初期繊維を、計量被覆ダイから放出される第一の界面活 性液体で予備的に湿潤した。この第一の界面活性液体は、イソプロパノール／水 溶媒中に界面活性剤(アイゲパール(IGEPAL)RC-630)を溶解した、2wt%の溶液であ った。該溶媒は、9-部のイソプロパノールに対して1-部の水なる体積比で混 合した、イソプロパノールと水とで構成されていた。次に、この繊維を空気中で 1.17Xだけ、次いで第二の界面活性液体を収容している浴中で2Xだけ延伸した。 この第二の界面活性液体は、9-部のイソプロパノールに対して1-部の水なる体積 比で混合した、イソプロパノールと水とで構成される溶液であった。次に、この 繊維をオンラインオーブン内で85℃にて加熱硬化させ、更に巻取器上に巻き取っ た。次いで、この生成した多孔質繊維の機械特性を、シンテック引張りテスター で測定し、結果を以下の第１表にまとめた。実施例３ 93.2wt%のポリプロピレン(ハイモントPF301)で構成される樹脂、1.4wt%のTiO₂ (SCC 4837(スタンドリッジカラー社))およびシリコーングリコールD193界面活性 剤6wt%（該フィラー重量基準）で表面改質した、5.4wt%のCaCO₃(オムヤ社(Omya Inc.）から入手したオムヤカーブ(Omyacarb)UF)を、実験室用のハーケ(Haake)２ 軸スクリュー押出機を通して２回押出すことにより相互に混合した。SEM で測定 したCaCO₃フィラーの粒径は1-3μであった。次に、この併合した材料を一軸スク リュー押出機(L/D=24/1)を介して押出した。この押出機はオンライン静的ミキサ ー、計量ポンプ、および８個のホールをもつスピンパックを有し、該各ホールは 径0.3mmを有していた。該押し出し紡糸中に、該繊維は引落率33に付された。該 繊維の急冷中、該初期繊維を、計量被覆ダイから放出される第一の界面活性液体 で予備的に湿潤した。この第一の界面活性液体は、9-部のイソプロパノールに対 して1-部の水なる体積比で混合した、イソプロパノールと水とで構成された溶液 であった。次に、この繊維を空気中で1.17Xだけ、次いで第二の量の界面活性液 体を収容している浴中で2Xだけ延伸した。この第二の界面活性液体は、イソプロ パノール／水溶媒中にアイゲパール(IGEPAL)RC-6301 wt%を含む溶液であった。 該溶媒は、9-部のイソプロパノールに対して1-部の水なる体積比で混合した、イ ソプロパノールと水で構成されていた。次に、この繊維を80℃にて加熱硬化させ 、更に巻取器に巻き取った。次いで、この生成した多孔質繊維の機械特性を、シ ンテック引張りテスターで測定し、結果を以下の第１表にまとめた。実施例４ 88.8wt%のポリプロピレン(ハイモントPF301)で構成される樹脂、1.3wt%のTiO₂ 濃縮物(SCC 4837(スタンドリッジカラー社))およびシリコーングリコールD193界 面活性剤6wt%（該フィラー重量基準）で表面改質した、9.9wt%のCaCO₃(オムヤ社 (Omya Inc.)から入手したオムヤカーブ(Omyacarb)UF)を、実験室用のハーケ（Ha ake）２軸スクリュー押出機を通して２回押出すことにより相互に混合した。SEM で測定したCaCO₃フィラーの粒径は1-3μの範囲内にあった。次に、この併合し た材料を一軸スクリュー押出機(L/D=24/1)を介して押出した。この押出機は３つ の加熱ゾーン、オンライン静的ミキサー、計量ポンプ、および15個のホールをも つスピンパックを有し、該各ホールは径0.5mmを有していた。該押し出し紡糸中 、該繊維を引落率40に付した。急冷中、該初期繊維を、計量被覆ダイから放出さ れる第一の界面活性液体で予備的に湿潤した。この第一の界面活性液体は、9.8- 部のイソプロパノールに対して0.2-部の水なる体積比で混合した、イソプロパノ ールと水との混合物で構成されるものであった。次に、この繊維を空気中で1.5X だけ、次いで第二の量の界面活性液体を収容した浴中で2Xだけ延伸した。この第 二の界面活性液体は、イソプロパノールと水とを、9-部のイソプロパノールに対 して1-部の水なる体積比で混合したもので構成されていた。次に、この繊維を90 ℃にて、オンラインオーブンを使用して加熱硬化させ、次にウエブ形成ボックス を介して回収した。次いで、この多孔質繊維の機械特性を、シンテック引張りテ スターで測定し、結果を以下の第１および２表にまとめた。該繊維の断面１μｍ² 当たりの孔数は約0.19であった。実施例５ ポリプロピレン(ハイモントPF301)で構成される樹脂(90wt%)およびTiO₂フィラ ー粒子(SCC 4837(スタンドリッジカラー社))(10wt%)を、ダウコーニングD193界 面活性剤（該フィラーおよび該樹脂全重量基準で6wt%）と、実験室用のハーケ（ Haake）２軸スクリュー押出機を通して２回押出すことにより相互に混合した。 このTiO₂粒子の径は約0.1〜0.5μの範囲内にあった。この粒径は走査型電子顕微 鏡法(SEM)により測定した。該フィラーの濃度は、灰分分析により測定した。 該界面活性剤ダウコーニングD193は、HLB 数12.2を有していた。この繊維の紡糸 法は、併合した該材料をホッパーに供給し、該材料を長さ対直径比24(L/D=24/1) をもつ、一軸スクリュー押出機を介して押出す工程を含んでいた。この押出機は ３つの加熱ゾーン、計量ポンプ、オンライン静的ミキサー、および４個のホール をもつスピンパックを有し、該各ホールは径0.3mmを有していた。該繊維の押し 出し紡糸中、該繊維を引落率11に付した。該繊維の急冷中、該初期繊維を、計量 被覆ダイから放出される第一の界面活性液体で予備的に湿潤した。この第一界面 活性液体は、9-部のイソプロパノールに対して1-部の水なる体積比で混合した、 イソプロパノールと水とで構成される溶液であった。次に、この繊維を空気中で 1.58Xだけ、次に第二の界面活性液体を収容している浴中で2.2Xだけ延伸した。 この第二の界面活性液体は、9-部のイソプロパノールに対して1-部の水なる体積 比にて混合した、イソプロパノールと水とで構成される溶液であった。次いで、 この繊維を80℃にて加熱硬化させ、引き続き巻取器に巻き取った。次いで、この 生成した多孔質繊維の機械特性を、シンテック引張りテスターで測定し、結果を 以下の第１表にまとめた。実施例６ ポリプロピレン(ハイモントPF301)で構成される樹脂(90wt%)およびTiO₂フィラ ー粒子(SCC 4837(スタンドリッジカラー社))(10wt%)を、ダウコーニングD193界 面活性剤（該フィラーおよび該樹脂全重量基準で6wt%）と、実験室用のハーケ（ Haake）２軸スクリュー押出機を通して２回押出すことにより相互に混合した。 このTiO₂粒子の径は約0.1〜0.5μの範囲内にあった。この粒径は走査型電子顕微 鏡法(SEM)により測定した。該フィラーの濃度は、灰分分析により測定した。該 界面活性剤ダウコーニングD193は、HLB数12.2を有していた。この繊維の紡糸法 は、併合した該材料をホッパーに供給し、該材料を長さ対直径比24(L/D=24/1)を もつ、一軸スクリュー押出機を介して押出す工程を含んでいた。この押出機は３ つの加熱ゾーン、計量ポンプ、オンライン静的ミキサー、および４個のホールを もつスピンパックを有し、該各ホールは径0.3mmを有していた。該繊維の押し出 し紡糸中、該繊維を引落率11に付した。該繊維の急冷中、該初期繊維を、計量 被覆ダイから放出される第一の界面活性液体で予備的に湿潤した。この第一界面 活性液体は、9-部のイソプロパノールに対して1-部の水なる体積比で混合した、 イソプロパノールと水とで構成される溶液であった。次いで、この繊維を空気中 で1.17Xだけ、次いで第二の界面活性液体を収容している浴中で1.5Xだけ延伸し た。この第二の界面活性液体は、9-部のイソプロパノールに対して1-部の水なる 体積比にて混合した、イソプロパノールと水とで構成される溶液であった。次い で、この繊維を80℃にて加熱硬化させ、引き続き巻取器に巻き取った。次いで、 生成した該多孔質繊維の機械特性を、シンテック引張りテスターで測定し、結果 を以下の第１表にまとめた。実施例７ ポリプロピレン(ハイモントPF301)で構成される樹脂(90wt%)およびTiO₂フィラ ー粒子(SCC 4837(スタンドリッジカラー社))(10wt%)を、ダウコーニングD193界 面活性剤（該フィラーおよび該樹脂全重量基準で6wt%）と、実験室用のハーケ（ Haake）２軸スクリュー押出機を通して２回押出すことにより相互に混合した。 このTiO₂粒子の径は約0.1〜0.5μの範囲内にあった。この粒径は走査型電子顕微 鏡法(SEM)により測定した。該フィラーの濃度は、灰分分析により測定した。該 界面活性剤ダウコーニングD193は、HLB 数12.2を有していた。この繊維の紡糸法 は、併合した該材料をホッパーに供給し、該材料を長さ対直径比24(L/D=24/1)を もつ、一軸スクリュー押出機を介して押出す工程を含んでいた。この押出機は３ つの加熱ゾーン、計量ポンプ、オンライン静的ミキサー、および４個のホールを もつスピンパックを有し、該各ホールは径0.3mmを有していた。該繊維の押し出 し紡糸中、該繊維を引落率33に付した。該繊維の急冷中、該初期繊維を、計量被 覆ダイから放出される第一の界面活性液体で予備的に湿潤した。この第一界面活 性液体は、9-部のイソプロパノールに対して1-部の水なる体積比で混合した、イ ソプロパノールと水とで構成される溶液であった。次に、この繊維を空気中で1. 17Xだけ、次に第二の界面活性液体を収容している浴中で1.5Xだけ延伸した。こ の第二の界面活性液体は、9-部のイソプロパノールに対して1-部の水なる体積比 にて混合した、イソプロパノールと水とで構成される溶液であった。次いで、 この繊維を80℃にて加熱硬化させ、引き続き巻取器に巻き取った。次いで、生成 した該多孔質繊維の機械特性を、シンテック引張りテスターで測定し、結果を以 下の第１表にまとめた。実施例８ ポリプロピレン(ハイモントPF301)で構成される樹脂(90wt%)およびTiO₂フィラ ー粒子(SCC 4837(スタンドリッジカラー社))(10wt%)を、ダウコーニングD193界 面活性剤（該フィラーおよび該樹脂全重量基準で6wt%）と、実験室用のハーケ（ Haake）２軸スクリュー押出機を通して２回押出すことにより相互に混合した。 このTiO₂粒子の径は約0.1〜0.5μの範囲内にあった。この粒径は走査型電子顕微 鏡法(SEM)により測定した。該フィラーの濃度は、灰分分析により測定した。該 界面活性剤ダウコーニングD193は、HLB 数12.2を有していた。この繊維の紡糸法 は、併合した該材料をホッパーに供給し、該材料を長さ対直径比24(L/D=24/1)を もつ、一軸スクリュー押出機を介して押出す工程を含んでいた。この押出機は３ つの加熱ゾーン、計量ポンプ、オンライン静的ミキサー、および４個のホールを もつスピンパックを有し、該各ホールは径0.3mmを有していた。該繊維の押し出 し紡糸中、該繊維を自由落下させた。該繊維の急冷中、該初期繊維を、計量被覆 ダイから放出される界面活性液体で予備的に湿潤した。この界面活性液体は、9- 部のイソプロパノールに対して1-部の水なる体積比で混合した、イソプロパノー ルと水とで構成される溶液であった。次いで、生成した該多孔質繊維の機械特性 を、シンテック引張りテスターで測定し、結果を以下の第１表にまとめた。実施例９ このサンプルは、市販品として入手できるポリプロピレンステープルファイバ ーを含んでいた。このファイバーは、ノースカロライナ州シャルロッテに営業所 をもつアメリカンバーマッグ(American Barmag)社から入手した。このステープ ルファイバーは、38mmなる繊維長を有し、かつ親水性シリコーングリコール（ダ ウコーニングD193）界面活性剤の10wt%アセトン溶液中に１時間浸漬し、テスト 前に50℃にて６時間乾燥することにより、界面活性剤で変性した。この繊維の性 質を測定し、結果を以下の第１表にまとめた。実施例10 このサンプルは、38mmなる繊維長を有する、市販品して入手できるポリプロピ レンステープルファイバーを含んでおり、またノースカロライナ州シャルロッテ に営業所をもつアメリカンバーマッグ(American Barmag)社から入手したもので あった。この繊維の性質を測定し、結果を以下の第１表にまとめた。実施例11 このサンプルは、日本国東京に営業所をもつ、アサヒメディカル社(Asahi Med ical Co.，Ltd.）から入手した、公知の多孔質繊維であった。第３、４および10 図に代表的に示されているように、この繊維は、該繊維内部全長に沿って長手方 向に伸びた内腔を有していた。この例示した繊維内の多孔質構造は、溶液紡糸技 術により製造されたものと考えられ、該技術において該内腔の形状は、導入され る凝固液体が、該繊維物質の内側および外側表面両者に沿って、この初期繊維と 接触することを可能とした。この構造は、該繊維の内壁内に大きなフィンガー状 の孔を有し、また該外壁近傍にスポンジ様の形状のレース状孔を有している。更 に、この繊維は、典型的にその外表面に薄いスキン状の層を有し、該スキン層は 該繊維内への水の浸透を阻止する可能性がある。この繊維の性質を測定し、結果 を以下の第１表にまとめた。実施例12 このサンプルは、ノースカロライナ州シャルロッテに営業所をもつヘキストセ ラニーズ(Hoechst Celanese)によりセルガード(CELGARD)なる商品名の下で頒布 されている、もう一つの公知の多孔質繊維である。第５、６および11図に代表的 に示したように、この繊維は、長手方向の内腔を有しており、またこの繊維の該 多孔質構造は、複数の増大式延伸段階を利用した方法により製造されたものと思 われる。該断面図に示されているように、この構造は、前−結晶性構造に層間体 積を生成することにより製造された、層状構造を含む。この構造において、該孔 は該繊維の長さ方向に配向された微小フィブリルおよび重なりあったラメラで構 成される接合部分を含む。この繊維の性質を測定し、結果を以下の第１表にまと めた。実施例13 このサンプルは、MA州マンスフィールドに営業所をもつアルバニーインターナ ショナル(Albany International)の所有する米国特許第4,550,123号の実施例１ に示されている、微孔質ポリプロピレン繊維である。この特許の実施例１の記載 に従えば、この繊維は8.8ｄなるデニールを有していた。この繊維のその他の性 質を以下の第１表に列挙する。 第１表 実施 水取り込 水取り 破断応 破断点 繊維サ 靱性指数 例 み速度 込み量 力 伸び率 イズ (g-cm/デNo. (mg/秒) (mg/分) (MPa) (%) ニール-cm) １ 0.79 1.2 427 157 4.7d 4.2 ２ 0.58 1.1 391 111 5.7d 2.7 ３ 0.84 1.5 310 95 5.8d 1.8 ４ 0.89 1.3 358 150 1.8d 3.3 ５ 1.01 1.8 295 119 16d 2.2 ６ 0.67 1.4 231 168 18d 2.4 ７ 0.21 0.3 251 183 5.6d 2.9 ８ 0.014 0.015 47 966 68d 2.8 ９ 0.02 0.25 220 55 2.8d 0.75 10 0.002 0.005 362 60 2.8d 1.30 11 --- --- 8.4 10.1 300μ 0.003 12 --- --- 51 207 300μ 0.65 13 --- --- 217 23 8.8d 0.30 かくして、本発明をかなり十分に説明してきたが、種々の変更並びに改良が、 本発明の精神から逸脱することなしになし得ることは容易に明らかであろう。こ のような変更並びに改良全ては、以下に添付した請求の範囲に規定したように、 本発明の範囲内にあるものと意図されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 トポルカラエフ ヴァシリー アラモヴィ ッチ アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54914 アップルトン ウェスト パーシ ング ストリート 1412

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 内部に気孔を含む多孔質繊維であって、該繊維が 約50以下のデニールを有し、 約30%以上の破断点伸び％、および 約200MPa以上の破断点引張り強さ、 をもつことを特徴とする上記多孔質繊維。 2. 該繊維が約20以下のデニールを有する、請求の範囲第１項に記載の繊維。 3. 該繊維が約10以上のデニールを有する、請求の範囲第１項に記載の繊維。 4. 該繊維が、約50%以上の破断点伸び％を有する、請求の範囲第１項に記載の 繊維。 5. 該繊維が、約90%以上の破断点伸び％を有する、請求の範囲第１項に記載の 繊維。 6. 該気孔が、繊維の外側表面上に不規則に分布している表面気孔を有する請求 の範囲第１項に記載の繊維。 7. 該気孔が、該繊維の断面全体にわたり不規則に分布している気孔を含む、請 求の範囲第１項に記載の繊維。 8. 該繊維が長い形状をもつ気孔を含む、請求の範囲第１項に記載の繊維。 9. 該繊維が、一般的に楕円形状をもつ気孔を含む、請求の範囲第８項に記載の 繊維。 10．該長い気孔が、実質的に該繊維の長手方向に沿って配列された主軸を有する 、請求の範囲第８項に記載の繊維。 11．該長い気孔が、長さ約0.1μｍ以上の主軸をもつ、請求の範囲第８項に記載 の繊維。 12．該長い気孔が、長さ約30μｍ以下の主軸を有する、請求の範囲第８項に記載 の繊維。 13．該気孔が、該外側表面１μｍ²当たり約0.01個以上の気孔なる、平均分布密 度を有する、請求の範囲第６項に記載の繊維。 14．該気孔が、該外側表面１μｍ²当たり約10個以下の気孔なる、平均分布密度 を 有する、請求の範囲第６項に記載の繊維。 15．該気孔が、該断面１μｍ²当たり約0.01個以上の気孔なる、平均分布密度を 有する、請求の範囲第７項に記載の繊維。 16．該気孔が、該断面１μｍ²当たり約10個以下の気孔なる、平均分布密度を有 する、請求の範囲第７項に記載の繊維。 17．該多孔質繊維が実質的に内腔を含まない、請求の範囲第１項記載の繊維。 18．該繊維が繊維材料から構成され、該繊維材料が、該繊維材料の構造的不連続 部分において開始する複数の気孔を含む、請求の範囲第１項記載の繊維。 19．該繊維が複数の伸長された気孔を含み、該気孔各々が結合した粒状開始体を 有し、かつ該伸長された気孔各々がその結合した粒状開始体の長さよりも長い 長さをもつ、請求の範囲第１項記載の繊維。 20．該繊維が繊維材料から構成され、かつ該気孔が、角張った境界端部をもつ繊 維材料により結合されている、請求の範囲第１項記載の繊維。