JP2006132027A - ポリエステル超極細繊維及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 人工皮革やスエード調編織物に用いた際に、優れた耐白化性能と耐磨耗性能を兼備したポリエステル超極細繊維およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 実質的にポリエチレンテレフタレートからなるポリエステルを溶融紡糸し、それに続く延伸によって製造された単糸繊度が０．２２ｄｔｅｘ以下の 超極細繊維であって、下記（１）〜（３）を満足することを特徴とするポリエステル超極細繊維。 （１）極限粘度が０．５５〜０．７０ｄｌ／ｇ （２）ダイナミック超微小硬度計で測定される、単繊維直径方向の圧縮弾性率が０．０５〜０．３０（ｍＮ／μｍ²） （３）動的粘弾性測定による損失正接の極値温度Ｔｍａｘ．が１２０〜１４５℃で、且つ、極値ｔａｎδ（ｍａｘ）が０．１０〜０．３０
【選択図】図１

Description

本発明は、耐久性に優れたポリエステル超極細繊維及びその製造方法に関する。更に詳しくは、人工皮革やスエード調編織物に用いた際に優れた耐白化性能を有し、且つ、耐磨耗性能を兼備したポリエステル超極細繊維及びその製造方法に関する。

従来、人工皮革やスエード調編織物は家庭用資材や衣料用として広く利用されている。これらの人工皮革やスエード調編織物には、単糸繊度が０．３ｄｔｅｘ以下の超極細繊維が多く用いられている。
超極細繊維の工業的製造方法としては、２種のポリマー成分からなる鞘芯型複合繊維を作り、その後に一方の成分を化学的に溶解除去する海島繊維法が挙げられる。また、２種のポリマー成分からなる分割型複合繊維作り、２成分の界面を化学的または機械的に分割する割繊繊維法が知られている。
この他に、複合繊維とすることなく、ポリエチレンテレフタレートからなる単独のポリエステルを溶融紡糸し、それに続く延伸によって製造される直接紡糸―延伸法が知られている。
直接紡糸−延伸法によって得られる超極細繊維は、海島繊維法や割繊繊維法による超極細繊維に比較して、有機溶媒や溶剤を用いることなく超極細繊維を得る方法として、人体や環境に対する影響が少ないことから、今後一層の拡大が期待されている。

特許文献１には、単糸繊度が約１．１〜約０．２３ｄｔｅｘの極細繊維を得るための製造方法が開示されている。
しかしながら、人工皮革などには、表面品位や高級感に対する要求から、単糸繊度が０．２２ｄｔｅｘ以下が必要であり、該特許文献開示の極細繊維はかかる用途には不適である。
単糸繊度が０．２２ｄｔｅｘ以下の繊維は、超極細繊維と称し、特許文献２には、それを直接紡糸−延伸法によって工業的な製造方法が提案されている。
直接紡糸−延伸法によって単糸繊度を０．２２ｄｔｅｘ以下の超極細繊維を工業的に安定に製造するためには、孔吐出時のポリマーの溶融粘性を極めて小さくする必要がある。特許文献２では、溶融粘性を小さくするにあたって、使用するポリエチレンテレフタレートの重合度を極限粘度で約０．５ｄｌ／ｇ以下と極めて低くする必要があった。

この方法で得られた超極細繊維は、重合度が低いことから、人工皮革や編織物に用いた場合、長期間の使用によって繊維が切断し脱落する等の問題が明らかになった。例えば、製品を長期間使用した際に超極細繊維の単糸がフィブリル化し、色調が白化することや、更には繊維が磨耗により切断し脱落することが課題であった。
耐白化性能や耐磨耗性能を向上する目的で、重合度の高いポリエチレンテレフタレートからなる超極細繊維を得ようとすると、紡口直下での糸切れが多発して工業的な生産が困難であった。特に、人工皮革の風合いを好ましいものとする目的で、単繊維繊度が０．２２ｄｔｅｘ以下の極細繊維製造しようとすると、紡糸が全く不可能となるなどの課題があった。
特許文献３には、こうした課題を解決し、耐磨耗性能が改良された単繊維繊度が０．２２ｄｔｅｘ以下の超極細繊維が開示されている。
該特許文献で得られた超極細繊維は、極限粘度を０．５５ｄｌ／ｇ以上とすることにより優れた耐磨耗性能を得たものである。しかし、耐磨耗性能改良には有効であるが、耐白化性能改良には満足できるものではなかった。

特許第３０４３４１４号公報 特公昭６３−０００５２６号公報 特開２００３−０４１４３２号公報

本発明は、ポリエステル超極細繊維を人工皮革やスエード調編織物に用いた際、耐白化性能と耐磨耗性能を兼備したポリエステル超極細繊維および、その安定な製造法を提供することにある。

本発明者らは、従来の上記欠点を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ポリエステル超極細繊維の重合度と、単繊維の硬度及び微細構造を特定することにより耐白化性能が飛躍的に向上し、且つ、耐磨耗性能を兼備することを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明者らは、人工皮革の長期間使用において生じる白化問題について、鋭意研究を重ねた結果、走査型電子顕微鏡を用いた観察により、そのメカニズムを解明することに成功した。即ち、人工皮革の白化現象とは、人工皮革の長期間の使用により、それを構成する超極細繊維の単繊維が直径方向に圧縮されて単繊維が扁平化する。その後該扁平部分が割れてフィブリル化することにより、光の乱反射が起こり、視覚的に「白化」して見える現象であることが明らかになった。
更に、公知の特許文献で知られる高配向で高結晶の超極細繊維ほど、単繊維がフィブリル化し易いことが明らかになった。そして、驚くべきことに配向と結晶化を抑制し、比較的容易に扁平化し易い構造の超極細繊維とすることにより、扁平化後のフィブリル化が抑制されるという意外な事実を見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、以下の通りのものである。
１．実質的にポリエチレンテレフタレートからなるポリエステルを溶融紡糸し、それに続く延伸によって製造された単糸繊度が０．２２ｄｔｅｘ以下の超極細繊維であって、下記（１）〜（３）を満足することを特徴とするポリエステル超極細繊維。
（１）極限粘度が０．５５〜０．７０ｄｌ／ｇ
（２）ダイナミック超微小硬度計で測定される、単繊維直径方向の圧縮弾性率が０．０５〜０．３０（ｍＮ／μｍ²）
（３）動的粘弾性測定による損失正接の極値温度Ｔｍａｘ．が１２０〜１４５℃で、且つ、極値ｔａｎδ（ｍａｘ）が０．１５〜０．３０
２．ポリエステル極細繊維を１３０℃で熱水処理した後に測定される、動的粘弾性測定による損失正接の極値温度Ｔｍａｘが１２０〜１６０℃で、且つ、極値ｔａｎδ（ｍａｘ）が０．１０〜０．２５であることを特徴とする、上記１．に記載のポリエステル超極細繊維。
３．破断伸度が４６％〜８０％で、且つ、沸水収縮率が５〜１５％であることを特徴とする、上記１．に記載のポリエステル超極細繊維。
４．乾熱収縮応力の極値温度が１５０℃以上であることを特徴とする、上記１．〜３．のいずれかに記載のポリエステル超極細繊維。
５．超極細繊維をカットして得られた、下記（４）〜（７）を特徴とするポリエステル超極細短繊維。
（４）単糸繊度が０．２２ｄｔｅｘ以下
（５）極限粘度が０．５５〜０．７０ｄｌ／ｇ
（６）ダイナミック超微小硬度計で測定される、単繊維直径方向の圧縮弾性率が０．０５〜０．３０（ｍＮ／μｍ²）
（７）繊維長が１〜１５０ｍｍ
６．実質的にポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、それに続く延伸によってポリエステル超極細繊維を製造するに際し、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の要件を同時に満足して紡糸することを特徴とする上記１．〜４．のいずれかに記載のポリエステル超極細繊維の製造方法。
（Ａ）リエステルの極限粘度を０．５５〜０．７０ｄｌ／ｇとし、
（Ｂ）紡糸口金表面温度を２８０〜３１０℃とし
（Ｃ）吐出後、紡糸口金面から３ｃｍ以内を冷却風で冷却し
（Ｄ）紡糸速度７００〜２０００ｍ／分で引取った後
（Ｅ）最大延伸倍率の０．５０〜０．７５倍で延伸した後、熱処理する。
７．延伸に続く熱処理を１００〜１６０℃で行うことを特徴とする上記６．に記載のポリエステル超極細繊維の製造方法。

本発明によれば、人工皮革やスエード調編織物に用いた際に、優れた耐白化性能と耐磨耗性能を兼備したポリエステル超極細繊維及びその製造方法を提供することが可能となる。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いるポリエステルは、約９０モル％以上がエチレンテレフタレートの繰り返し単位からなる実質的にポリエチレンテレフタレートである。
本発明のポリエステルは、１０モル％未満の他のポリエステル成分が含まれていてもよい。他のポリエステル成分としては、イソフタル酸、アジピン酸、ドデカン二酸、スルホイソフタル酸などの酸成分や、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコールなどのグリコール成分が挙げられるが、特に限定されない。
また、必要によって、艶消し剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤、顔料などを含有していても良い。

本発明のポリエステル超極細繊維の単糸繊度は、０．２２ｄｔｅｘ以下であることが必要である。単糸繊度が０．２２ｄｔｅｘを越えると、人工皮革などに用いた場合に表面品位が荒くなり、商品価値が低下する。
単糸繊度は、小さいほど表面品位が向上するが、０．０５ｄｔｅｘより小さいと、糸切れが多く安定した製造が困難となる。単糸繊度の好ましい範囲は、０．１８ｄｔｅｘ以下、０．０５ｄｔｅｘ以上である。
本発明に用いるポリエチレンテレフタレートの極限粘度は、０．５５〜０．７０ｄｌ／ｇであることが必要である。極限粘度が０．５５ｄｌ／ｇ未満では、耐白化性能が不足し、本発明の目的が達成されない。極限粘度は、高いほど好ましいが、０．７０ｄｌ／ｇを越えると紡糸時の糸切れが多発する。紡糸時の安定性を維持し、且つ耐白化性能と耐磨耗性能を兼備するには極限粘度は０．５７ｄｌ／ｇ以上、０．６８ｄｌ／ｇ以下、より好ましくは０．５８ｄｌ／ｇ以上、０．６５ｄｌ／ｇ以下である。

本発明のポリエステル超極細繊維は、ダイナミック超微小硬度計で測定される、単繊維直径方向の圧縮弾性率が０．０５〜０．３０（ｍＮ／μｍ²）であることが必要である。単繊維直径方向の圧縮弾性率は、後述する測定法により測定される、単繊維の直径方向の“硬度”を代表する指標である。圧縮弾性率が小さいほど“硬度”が小さいことを意味する。本発明のポリエステル超極細繊維は、この圧縮弾性率が０．０５〜０．３０（ ｍＮ／μｍ²）であることに大きな特徴を有する。公知の衣料用ポリエステル繊維や、先行文献に知られる極細繊維の圧縮弾性率は、約０．４〜０．５（ｍＮ／μｍ²）であることからも、本発明の特徴は明確である。
圧縮弾性率が０．３０（ｍＮ／μｍ²）を越えると、ポリエステル超極細繊維が硬いために、磨耗により扁平化し難いものの、扁平化した後のフィブリル化が生じ、白化が顕著となる。圧縮弾性率が０．０５（ｍＮ／μｍ²）未満では、繊維製造工程でガイド類との擦過により繊維が変形する欠点がある。好ましい圧縮弾性率は、０．２５（ｍＮ／μｍ²）以下、０．０５（ｍＮ／μｍ²）以上、より好ましくは０．２０（ｍＮ／μｍ²）以下、０．１０（ｍＮ／μｍ²）以上である。

本発明のポリエステル超極細繊維は、動的粘弾性測定による損失正接の極値温度Ｔｍａｘ．が１２０〜１４５℃で、且つ、極値ｔａｎδ（ｍａｘ）が０．１０〜０．３０であることが必要である。
動的粘弾性は、繊維の微細構造を示す指標の一つであり、損失正接の極値温度Ｔｍａｘ．はおよそ繊維の配向に関係し、損失正接の極値ｔａｎδ（ｍａｘ）はおよそ繊維の結晶化に関係する。
動的粘弾性測定による損失正接の極値温度Ｔｍａｘ．が１２０℃未満か、極値ｔａｎδ（ｍａｘ）が０．３０を越える場合には、繊維の配向が低いか結晶化が不足し、耐磨耗性が不足する。動的粘弾性測定による損失正接の極値温度Ｔｍａｘ．が１４５℃を越えるか、極値ｔａｎδ（ｍａｘ）が０．１０未満では、繊維の配向が高い結晶化が過剰となり、耐白化性能が不足する。
本発明のポリエステル超極細繊維の動的粘弾性測定による損失正接の範囲を、図１に示す。
好ましい損失正接の極値温度Ｔｍａｘ．は、１２５〜１４０℃である。好ましい損失正接の極値ｔａｎδ（ｍａｘ）は、０．１５以上、０．２５以下、より好ましくは０．１７以上、０．２３以下である。

本発明のポリエステル超極細繊維は、極細繊維を１３０℃で熱水処理した後に測定される、動的粘弾性測定による損失正接の極値温度Ｔｍａｘ．が１２０℃以上、１６０℃以下で、且つ、極値ｔａｎδ（ｍａｘ）が０．１０以上、０．２５以下あることが好ましい。１３０℃で熱水処理後の動的粘弾性測定による損失正接の極値温度Ｔｍａｘは、１２０〜１６０℃で、且つ、極値ｔａｎδ（ｍａｘ）が０．１０〜０．２５であることにより、人工皮革やスエード調編織物として精練や染色加工を施した後にも優れた耐白化性能と耐磨耗性能の兼備が保証される。
本発明のポリエステル超極細繊維は、破断伸度が４６〜８０％であることが好ましい。破断伸度が４６％未満では、耐磨耗性能は向上するものの、耐白化性能がやや不足する。破断伸度が８０％を越える場合には、耐白化性能は向上するものの、耐磨耗性能がやや不足する。耐白化性能と耐磨耗性能を兼備させるのに好ましくは、破断伸度が５０％以上、７０％以下である。

本発明のポリエステル超極細繊維は、乾熱収縮応力の極値温度が１５０℃以上であることが好ましい。乾熱収縮応力の極値温度が１５０℃未満では、精練や染色加工前後での圧縮応力値や動的粘弾性の変化が大きく、繊維構造の安定性が不足する。
本発明のポリエステル超極細繊維は、所望の長さに切断して人工皮革に用いたり、長繊維のまま編織物に用いることができる。
人工皮革に用いる場合には、長さ１〜１５０ｍｍにカットして用いることが好ましい。極細繊維を２〜１０ｍｍの長さにカットすると、水などの流体中での単糸の分散が良好となり、より好ましい。
本発明のポリエステル超極細繊維の単糸断面形状は、丸、三角、四角、ＷやＨなどのアルファベット型、中空型など、特に制約がないが、一般には丸断面が採用される。

以下、本発明のポリエステル超極細繊維の製造方法について説明する。
本発明のポリエステル超極細繊維の製造方法においては、実質的にポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、それに続く延伸によってポリエステル超極細繊維を製造する。溶融紡糸機は、乾燥機，押出機，紡糸頭を設けた公知の紡糸機が用いられる。溶融されたポリエチレンテレフタレートは、紡糸頭に装着された紡糸口金より吐出され、紡出直後に紡糸口金表面下方に設けられた冷却設備により冷却風を吹き付けて冷却固化され、マルチフィラメントとして紡糸される。
本発明の製造方法においては、紡糸するポリエステルの極限粘度を０．５５〜０．７０ｄｌ／ｇとすると同時に、紡糸する際の紡口表面温度を２８０〜３１０℃とすることが必要である。紡口表面温度が２８０℃未満では、単糸繊度を０．２２ｄｔｅｘ以下とすると糸切れが多発し、安定した製造が困難となる。紡口表面温度が３１０℃を越えると、孔周辺に「目やに」状の堆積物が付着し、糸切れが発生する。好ましい紡口表面温度は、２８５℃以上、３０５℃以下である。
紡口表面温度を本発明の範囲に維持するには、紡口表面にヒーター類を直接に密着させて調節する方法や、紡口下部をヒーター類で囲み調節する方法などが採用されるが、表面温度の維持が達成される方法であれば特に限定されない。

本発明に使用する紡糸口金には、吐出孔が多数穿孔されているが、孔数は紡口１個につき約２００〜７００ホールが穿孔されていることが好ましい。この際、孔間の間隔は、２ｍｍ以上であれば安定した製造が可能となる。
紡糸口金における吐出孔の配列は、円周配列や直交配列など特に限定されない。例えば、外形が円形の紡糸口金には、円周配列が好ましい。また、孔数を増す目的から、多重の円周配列とすることが好ましい。この場合にも、孔間の最も短い間隔を２ｍｍ以上とすることが好ましい。
吐出孔の孔径は、０．１２ｍｍΦ〜０．０５ｍｍΦが採用される。一般に、超極細繊維の製造には、１孔当たりのポリマー吐出量を少なくすることが必要となる。この場合には、吐出孔の孔径を小さくして、上記吐出線速度を満足するようにすることが好ましい。吐出孔の好ましい孔径は、０．１０ｍｍΦ以下、０．０７ｍｍΦ以上である。

本発明の製造方法においては、吐出孔から吐出されたマルチフィラメントを、紡糸口金下方に設けた冷却風吹き出し装置により、紡糸口金面から３ｃｍ以内に冷却風を吹き付けて固化させることが好ましい。冷却風の温度は、比較的低いことが好ましい。冷却風の温度が４０℃を越えると、風量を増加することが必要となり、冷却風が過大な速度でマルチフィラメントに吹き付けられるために糸切れが生じる。好ましい温度は、３０℃以下である。また、この冷却風吹き付け位置が３ｃｍ以上離れると、冷却風量を多量にすることが必要となり、冷却風の乱流により糸切れが発生し、安定した製造が困難となる。より好ましい吹き付け位置は２ｃｍ以内である。冷却風の風速は、０．２〜１．５ｍ／秒が好ましく採用される。

本発明の製造方法により、紡口直下１ｃｍでマルチフィラメント束から１ｃｍ離れた雰囲気温度が、１００℃以上、２００℃以下とすることが好ましい。より、好ましい雰囲気温度は、１５０℃以上、２００℃以下である。このように、吐出孔より吐出したマルチフィラメント急冷することにより、超極細繊維の紡糸口金直下での糸切れが抑制され、安定した紡糸が達成される。
本発明の製造方法においては、収束された後に紡糸速度７００〜２０００ｍ／分で紡糸することが必要である。紡糸速度が７００ｍ／分未満では、圧縮応力値や動的粘弾性を本発明の範囲とすることが困難となる。紡糸速度が２０００ｍ／分を越えると、紡糸時の糸切れが多発し、安定した製造が困難となる。好ましい紡糸速度は、１０００ｍ／分以上、１９００ｍ／分以下である。

本発明の製造方法においては、未延伸糸をその最大延伸倍率の０．５０〜０．７５倍の倍率で延伸し、熱処理することが必要である。未延伸糸の最大延伸倍率（ＭＤ）は、未延伸糸の破断伸度（Ｅ）とした場合に、ＭＤ＝（Ｅ＋１００）／１００で示される。本発明では、未延伸糸をこの最大延伸倍率（ＭＤ）の０．５０〜０．７０倍で延伸する。延伸倍率が、最大延伸倍率の０．５０倍より小さい場合には、単繊維直径方向の圧縮弾性率が０．０５（ｍＮ／μｍ² ）未満となり、本発明の目的が達成されない。延伸倍率が、最大延伸倍率の０．７５倍を越える場合には、延伸時の糸切れが多発して安定した製造が困難となるばかりか、単繊維直径方向の圧縮弾性率が０．３（ｍＮ／μｍ² ）を越え、耐白化性能が低下する。好ましい延伸倍率は、最大延伸倍率の０．５５倍以上、０．６５倍以下である。
延伸においては、延伸温度を５０〜１００℃で配向延伸を行うことが好ましい。本発明では、かかる延伸により破断伸度が４６〜８０％に調整することが好ましい。延伸倍率の設定は、通常、給ロールと引取ロールの速度比によって行われる。延伸された繊維は、８０〜１５０℃で熱処理されることが好ましい。この熱処理により、乾熱収縮応力の極値温度が１５０℃以上となり、精練や染色による耐白化性能と耐磨耗性能が良好なまま維持される。

本発明の製造方法においては、冷却固化されたマルチフィラメントは、紡糸口金面から１０〜５０ｃｍ以内で、繊維を収束することが好ましい。本数が約２００〜７００本からなるマルチフィラメントを、この範囲で収束して見掛け１本の繊維し空気抵抗を極少化することにより、安定した製造と同時にそれに続く延伸倍率を大きくすることが可能となる効果を呈する。より好ましい紡糸口金面からの収束位置は、１５〜３０ｃｍである。
本発明の製造方法において、冷却固化されたマルチフィラメントは、仕上げ剤を付与した後、未延伸繊維として一旦巻取った後に延伸する２段階法や、未延伸糸を一旦巻取ることなく連続して延伸する１段階法により延伸繊維とする。また、必要によって未延伸繊維の段階もしくは延伸繊維の段階で交絡処理を付与しても良い。交絡処理は、公知の交絡ノズルを採用し、交絡数１〜５０ヶ／ｍから選択することが好ましい。

本発明のポリエステル超極細繊維は、所望の長さに切断して人工皮革に用いたり、長繊維のまま編織物に用いることができる。人工皮革に用いる場合には、長さ１〜１５０ｍｍに切断して用いることが好ましい。編織物に用いる場合には、そのまま使用しても良く、また撚糸や仮撚加工およびタスラン加工を施して使用してもよい。編織物には、全て本発明のポリエステル超極細繊維を使用してもよく、または他の繊維と混合して一部に使用してもよい。混繊複合する他の繊維としては、ポリエステル、セルロース、ナイロン６、ナイロン６６、アセテート、アクリル、ポリウレタン弾性繊維、ウール、絹等の長繊維及び短繊維などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明のポリエステル超極細繊維を他の繊維とを混繊複合した編織物とするには、混繊複合糸は、他の繊維をインターレース混繊、インターレース混繊後延伸仮撚、どちらか一方のみ仮撚しその後インターレース混繊、両方別々に仮撚後インターレース混繊、どちらか一方をタスラン加工後インターレース混繊、インターレース混繊後タスラン加工、タスラン混繊、等の種々の混繊方法によって製造することができる。かかる方法によって得た混繊複合糸には、交絡が１０個／ｍ以上付与することが好ましい。

以下に実施例及び比較例などを用いて本発明を更に詳細に説明する。
＜人工皮革の調整＞
上記で得たポリエステル超極細繊維を長さ５ｍｍに切断した後、水中に分散させて表層用と裏層用の抄造スラリーを作製した。得られたスラリーを用い、表層目付１００ｇ／ｍ² 、裏層目付５０ｇ／ｍ² とし、その中間に１６７ｄｔｅｘ／４８ｆのポリエステル繊維加工糸で８００Ｔ／ｍの有撚の糸を用い、経５３本／２．５４ｃｍ、緯６２本／２．５４ｃｍのガーゼ状の織物をスクリムとして挿入し、三層積層構造の不織布シートを連続抄造で製造した。次いで、高速水流の噴射により三次元交絡不織布を得た。高速水流の噴射は、孔径０．１ｍｍの直進流噴射ノズルを用いて表層から４．０ＭＰａ、裏層から３．０ＭＰａの圧力で噴射した。次いで、ピンテンターで乾燥し、目付２００ｇ／ｍ² のシート状物を製造した。このシート状物の表層を、＃４００のサンドペーパーでバフィングし、次いで、９ｗｔ％濃度のポリエーテル系の水系ポリウレタンに３ｗｔ％の芒硝を添加した液を、付着率１２ｗｔ％となるように含浸させ、ピンテンター乾燥機で３分間加熱乾燥し、人工皮革原反を作製した。
得られた人工皮革原反を、１３０℃、３０分間、液流染色機でブルーの分散染料（ＢｌｕｅＦＢＬ：住友化学製）で染色し、アルカリで還元洗浄を実施し、明度２８のスエード調人工皮革製品を得た。
得られたスエード調人工皮革製品につき、マーチンデール磨耗により、３００００回での耐白化性能、耐摩耗性能を測定した。

なお、実施例において行った物性の測定方法及び測定条件を説明する。
（１）極限粘度
極限粘度［η］（ｄｌ／ｇ）は、次式の定義に基づいて求められる値である。
［η］＝ｌｉｍ（ηｒ−１）／Ｃ
Ｃ→０
定義中のηｒは純度９８％以上のｏ−クロロフェノール溶媒で溶解したポリエチレンテレフタレートの稀釈溶液の３５℃での粘度を、同一温度で測定した上記溶媒の粘度で除した値であり、相対粘度と定義されているものである。Ｃはｇ／１００ｍｌで現されるポリマー濃度である。
（２）単繊維直径方向の圧縮弾性率
島津製作所製の島津ダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ−Ｗ２０１Ｓを用い、測定する極細繊維糸条より単糸１本を取り出し、Ｓｉウエハー上に横に静置して、Ｓｉウエハーごと測定ステージにセットした後、直径２０μｍの平面圧子にて、負荷速度０．２８４ｍＮ／ｓｅｃにて極細繊維の単繊維直径方向への圧縮変形時の応力を測定した。
図２に示すような圧縮応力−圧縮率チャートは、圧縮率約５〜１０％で変曲点を描くが、この変曲点即ち変化率が最大となる応力値が圧縮弾性率である。簡便には、図２に示すように、圧縮応力―圧縮率の曲線に接線を引き、この交点の応力値を求めて、これを圧縮弾性率とした。測定は、５本の単糸について行い、平均値を算出して、圧縮弾性率とした。

（３）動的粘弾性（ｔａｎδ（ｍａｘ）及びＴｍａｘ．）
（株）オリエンテック製のＭＯＤＥＬ：ＤＤＶ−０１ＦＰを用い、試料長２．００ｃｍ、測定周波数１１０Ｈｚ、昇温速度５℃／ｍｉｎの条件で、各温度における損失弾性率、貯蔵弾性率を求め、（損失弾性率／貯蔵弾性率）より動的弾性損失正接を算出し、その動的弾性損失正接温度曲線から、そのピークトップの損失正接の極値をｔａｎδ（ｍａｘ）とし、極値温度をＴｍａｘ．とした。
１３０℃熱水処理後については、超極細繊維を１３０℃の熱水中にて無緊張下で３０分処理し、２０℃、６５％ＲＨで１昼夜乾燥した後に、測定を行った。
（４）乾熱収縮応力の極値温度
熱応力測定装置（カネボウエンジニアリング社製、商品名ＫＥ−２）を用いて測定した。繊維を約２０ｃｍ長の長さに切り取り、これの両端を結んで輪をつくり測定器に装填する。初荷重０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ、昇温速度１００℃／分の条件で測定し、熱応力の温度変化をチャートに書かせる。熱収縮応力は、高温域で山型の曲線を描く。応力曲線がピーク描くが、このピーク温度を極値温度とした。

（５）破断強度，破断伸度，沸水収縮率
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に基づいて測定した。
（６）耐白化性能
耐白化性は、ＪＩＳ−Ｌ−１０９６（Ｅ法：マーチンデール法）に準じた。この試験で、試験前明度と、押圧荷重１２ｋＰａとして、ｎ＝１０で３０００回磨耗後の明度（試験後明度）を、ミノルタＣＭ３５００Ｄを用いて、明度（Ｌ^* ）を測定し、摩耗前後の明度から、明度差を絶対値［△Ｌ］とし、耐白化性能として、下記の基準で評価した。
［△Ｌ］＝（試験前明度）−（試験後明度）
◎：［△Ｌ］≦８
○：８＜［△Ｌ］≦１０
×：１０＜［△Ｌ］
（７）耐磨耗性能
ＪＩＳ−Ｌ−１０９６（Ｅ法：マーチンデール法）に準じた。この試験で、押圧荷重１２ｋＰａとしてｎ＝１０で磨耗試験後、直径２ｍｍ以上の面積で２箇所以上スクリム面の露出または穴が開いた回数をエンドポイントとし、下記の基準で評価した。
◎：エンドポイントが６万回以上
○：エンドポイントが５万回〜６万回
×：エンドポイントが５万回未満

（８）表面品位
人工皮革の表面品位を、目視及び触感の官能検査で、下記の基準によりを評価した。
◎：表面品位及び風合いが良好
○：表面品位及び風合いが並み程度
×：表面品位及び風合いが不良
（９）紡口下１ｃｍ以内の雰囲気温度
紡口下１ｃｍ、糸条からの距離１ｃｍの位置で温度計を使用し温度を測定し、雰囲気温度とする。

（１０）紡糸延伸性
１錘当たり４エンドの紡口を装着した溶融紡糸機を用いて、各実施例ごとに２日間の溶融紡糸と延伸を行った。
延伸糸は、３ｋｇのパーン状に巻き取った。この期間中の紡糸時の糸切れの発生回数と、得られた延伸糸に存在する毛羽の発生頻度（毛羽発生パーンの数の比率）から、以下のように判定した。
◎ ； 糸切れ０回、毛羽発生パーン比率 ５％以下
○ ； 糸切れ２回以内、毛羽発生パーン比率 １０％未満
× ； 糸切れ３回以上、毛羽発生パーン比率 １０％以上
（１１）総合評価
耐白化性能，耐磨耗性能、紡糸安定性のいずれもが◎の場合を◎、このいずれかが○の場合を○、いずれかが×の場合を×とした。

［実施例１〜４、比較例１〜４］
本実施例では、ポリエステル樹脂の極限粘度（得られた繊維の極限粘度より若干高い）と紡糸口金表面温度を異ならせて紡糸し、得られた超極細繊維の極限粘度と単糸繊度の効果について説明する。
極限粘度の異なるポリエチレンテレフタレートを、孔径０．８０ｍｍΦで穿孔した紡糸口金を用いて溶融紡糸を行った。
用いた紡糸口金における孔の配列は、円周状で最内周の１周あたりに６０個の孔が、２ｍｍ間隔で配置した。放射状に周の間隔を２ｍｍとして、６周が配列され、合計の孔数３６０個とした。
紡糸時の紡口表面温度は、表１に示す温度とした。
紡糸されたマルチフィラメントは、紡口直下２ｃｍの位置に設置した仰角３０度の冷風吹き出し器により、温度２０℃、冷風速度 ０．５ｍ／秒で紡口直下２ｃｍの繊維を冷却した。この時の紡口直下１ｃｍの雰囲気温度は、１６０℃であった。
冷却固化したマルチフィラメントは、仕上げ剤を付与した後、１９００ｍ／分で未延伸繊維を巻き取った。
この未延伸繊維を、公知の熱ロールと熱板を有する延伸機により熱延伸を行った。延伸に際しては、熱ロール温度７５℃、熱板温度１３０℃で熱処理を行った。延伸倍率は、未延伸糸の最高延伸倍率の０．６〜０．７倍の範囲から選択し、超極細繊維の伸度約５０％となるように設定した。
得られた超極細繊維の物性および耐白化性能、耐磨耗性能を表１に示す。

表１から明らかなように、本発明の超極細繊維は良好な紡糸性と優れた耐磨耗性を有していた。
比較例１，２の繊維は、超極細繊維の極限粘度が本発明外であり、人工皮革の耐白化性能と耐磨耗性の両者が不良であった。比較例３は、紡糸する超極細繊維の極限粘度に対する紡口表面温度が不足したために糸切れも多く、安定した製造が困難であった。比較例４は、超極細繊維の単糸繊度が０．３ｄｔｅｘと大きいために、人工皮革の表面品位が不良であった。

［実施例５〜７，比較例５〜８］
本実施例においては、超極細繊維の圧縮弾性率と動的粘弾性の効果について説明する。
実施例３と同様にして得られた未延伸糸を、表２に示すように延伸倍率と熱処理温度を異ならせて、極限粘度０．６０ｄｌ／ｇ、単糸繊度０．１５ｄｔｅｘの超極細繊維を得た。得られた超極細繊維の特性を、表２に示す。

表２から明らかなように、圧縮弾性率と動的粘弾性による損失正接が本発明の範囲であれば、良好な耐白化性能と耐磨耗性能を有する人工皮革が得られた。比較例５は、延伸倍率が高いために、配向が過度となり、耐白化性能が不足であった。比較例６は、延伸倍率が低いために、耐磨耗性能が不足していた。比較例７及び比較例８は、熱処理による結晶化が不足もしくは過度であるために、耐磨耗性能か耐白化性能のいずれかが不足していた。

［実施例１０〜１２、比較例７］
本実施例においては、超極細繊維の製造において、紡糸速度の効果について説明する。
実施例３と同様の製造において、紡糸速度を表３に示すように異ならせて、極限粘度０．６０ｄｌ／ｇ、単糸繊度０．１５ｄｔｅｘで、破断伸度が４８％の超極細繊維を製造した。
紡糸延伸の結果と、得られた超極細繊維の特性を、表３に示す。

表３から、紡糸速度が本発明の範囲であれば、良好な紡糸延伸性と、耐白化性能、耐磨耗性能を兼備した超極細繊維を得ることができる。比較例９は、紡糸速度が本発明外であるために、糸切れが多発した。比較例１０は、紡糸速度を高速にして、延伸することなく超極細繊維を得たが、紡糸時の糸切れが多いばかりか、得られた繊維の物性も本発明外となり、耐磨耗性能に欠けるものであった。

本発明のポリエステル超極細繊維は、人工皮革やスエード調編織物に好適である。

本発明における動的粘弾性の範囲を示す図である。 単繊維直径方向の圧縮時の圧縮率と、圧縮時の圧縮応力の関係の一例を示す図である。

Claims (7)

1. 実質的にポリエチレンテレフタレートからなるポリエステルを溶融紡糸し、それに続く延伸によって製造された単糸繊度が０．２２ｄｔｅｘ以下の超極細繊維であって、下記（１）〜（３）を満足することを特徴とするポリエステル超極細繊維。
   （１）極限粘度が０．５５〜０．７０ｄｌ／ｇ
   （２）ダイナミック超微小硬度計で測定される、単繊維直径方向の圧縮弾性率が０．０５〜０．３０（ｍＮ／μｍ²）
   （３）動的粘弾性測定による損失正接の極値温度Ｔｍａｘ．が１２０〜１４５℃で、且つ、極値ｔａｎδ（ｍａｘ）が０．１０〜０．３０
2. ポリエステル極細繊維を１３０℃で熱水処理した後に測定される、動的粘弾性測定による損失正接の極値温度Ｔｍａｘが１２０〜１６０℃で、且つ、極値ｔａｎδ（ｍａｘ）が０．１０〜０．２５であることを特徴とする請求項１に記載のポリエステル超極細繊維。
3. 破断伸度が４６〜８０％であることを特徴とする請求項１に記載のポリエステル超極細繊維。
4. 乾熱収縮応力の極値温度が１５０℃以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポリエステル超極細繊維。
5. 超極細繊維をカットして得られた、下記（４）〜（７）を特徴とするポリエステル超極細短繊維。
   （４）単糸繊度が０．２２ｄｔｅｘ以下
   （５）極限粘度が０．５５〜０．７０ｄｌ／ｇ
   （６）ダイナミック超微小硬度計で測定される、単繊維直径方向の圧縮弾性率が０．０５〜０．３０（ｍＮ／μｍ²）
   （７）繊維長が１〜１５０ｍｍ
6. 実質的にポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、それに続く延伸によってポリエステル超極細繊維を製造するに際し、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の要件を同時に満足して紡糸することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のポリエステル超極細繊維の製造方法。
   （Ａ）ポリエステルの極限粘度を０．５５〜０．７０ｄｌ／ｇとし、
   （Ｂ）紡糸口金表面温度を２８０〜３１０℃とし、
   （Ｃ）吐出後、紡糸口金面から３ｃｍ以内を冷却風で冷却し、
   （Ｄ）紡糸速度７００〜２０００ｍ／分で引取った後、
   （Ｅ）最大延伸倍率の０．５０〜０．７５倍で延伸した後、熱処理する。
7. 延伸に続く熱処理を８０〜１５０℃で行うことを特徴とする請求項６に記載のポリエステル超極細繊維の製造方法。

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