JP2006322085A

JP2006322085A - 割繊型複合繊維

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Publication number: JP2006322085A
Application number: JP2005143972A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Aranishi; 義高荒西; Hiroyuki Yamada; 博之山田; Kunifumi Nitta; 晋史新田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2025-05-17
Also published as: JP4736531B2

Abstract

【課題】割繊型複合繊維であって、セルロースエステルを主成分とする成分と、ポリアミドを主成分とする成分とからなることを特徴とする複合繊維によって、柔軟性、吸湿性、割繊性を同時に満足することが可能な割繊型複合繊維を得ること。
【解決手段】セルロースエステルを主成分とする構成成分Ａと、ポリアミドを主成分とする構成成分Ｂとからなる割繊型複合繊維であって、いずれかの構成成分が他方の構成成分によって少なくとも３つの成分に分割される構造を有する割繊型複合繊維。
【選択図】図１

Description

本発明は、セルロースエステルを主成分とする構成成分とポリアミドを主成分とする構成成分からなる割繊型複合繊維に関する。より詳しくは、構成成分のポリマー種および収縮率が異なるため容易に割繊が可能で、極細繊維化が容易な割繊型複合繊維に関する。

極細繊維を発生可能な割繊型複合繊維の技術に関しては、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルと、ナイロン６などのポリアミドとを構成成分とする複合繊維が古くから提案されてきた（特許文献１参照）。これらの複合繊維は不織布などの形態に形成された後、ウォータージェットパンチなどの外力をかけることによって割繊が行われ、極細繊維化したポリエステル繊維とポリアミド繊維が発生するというものである。しかし、これらの割繊型複合繊維を用いた場合には、割繊後に極細化されたポリエステル部分の染色性が悪く、良好な発色性が得られないことや、吸湿性がほとんどないため、静電気の発生や着用時のむれ感などの問題があった。

染色性などを向上させるため、ポリプロピレンテレフタレートとポリアミドからなる分割形複合繊維が提案されているが（特許文献２参照）、ポリプロピレンテレフタレートにもほとんど吸湿性がないため、静電気の発生などの問題があった。

一方、吸湿性を向上させた複合繊維として、セルロースアセテートからなる中間層を挟みその両側にセルローストリアセテートからなる層が存在する３成分複合繊維が提案されている（特許文献３）。この複合繊維は繊維化後にアルカリ処理などによってさらに吸湿性を向上させることができ吸湿性能については高いレベルのものとなっている。しかしながら、溶媒を用いる乾式紡糸であるため繊維そのものを細くすることができないうえ、セルローストリアセテート成分はセルロースアセテートによって２つに分割されているものの、セルロースアセテート成分はセルローストリアセテートによって分割されておらず、結局合計３成分のみの複合繊維であるため、割繊後の単糸繊度が細くできないという問題があった。実施例においては８４ｄｔｅｘ／２０フィラメントの３分割繊維であるため、おおよそ単糸の繊度は１．４ｄｔｅｘ程度と計算される。
特開昭６２−１３３１６４号公報特開２００５−２５０８号公報特開２００１−５５６２９号公報

本発明の課題は、割繊型複合繊維であって、セルロースエステルを主成分とする成分と、ポリアミドを主成分とする成分とからなることを特徴とする複合繊維によって、発色性と吸湿性を両立可能な割繊型複合繊維を得ることにある。

上述した本発明の課題は、セルロースエステルを主成分とする構成成分Ａと、ポリアミドを主成分とする構成成分Ｂとからなる割繊型複合繊維であって、いずれかの構成成分が他方の構成成分によって少なくとも３つの成分に分割される構造を有する割繊型複合繊維によって解決が可能である。

この場合、セルロースエステルが、少なくとも一部のエステルが炭素数３以上のアシル基を有するものであることが好適に採用可能であり、具体的には、セルロースエステルが、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートから選ばれる少なくとも１種からなるものであることができる。

さらに、高い割繊性の観点からは、構成成分Ａの沸騰水収縮率Ｓ_Ａが０〜５％であり、沸騰水Ｂの沸騰水収縮率Ｓ_Ｂが、Ｓ_Ａよりも２％以上高いことが好ましく採用できる。

また本発明の別の課題は、上記の割繊型複合繊維を割繊して得られた極細混繊糸によって解決が可能である。さらには、該極細混繊糸を少なくとも一部に用いてなる繊維構造物が好適に採用できる。

本発明の割繊型複合繊維は割繊性に優れるため、極細繊維発生型繊維として好適に用いることができる。また、この複合繊維を用いてなる繊維構造物は、セルロースエステルの高い発色性と、セルロースエステルおよびポリアミドの優れた吸湿性により、人工皮革や自動車内装材、家具の表層材などへ好適に使用することができる。

本発明の割繊型複合繊維は、セルロースエステルを主成分とする構成成分Ａと、ポリアミドを主成分とする構成成分Ｂとからなる割繊型複合繊維であって、いずれかの構成成分が他方の構成成分によって少なくとも３つの成分に分割される構造を有する割繊型複合繊維である。

セルロースエステルを主成分とする構成成分Aとしては、ポリアミドとの溶融複合紡糸を行うために熱可塑性を有していることが必要であり、セルロースエステルは、少なくとも一部のエステルが炭素数３以上のアシル基を有するものであることが好ましく採用できる。

本発明の少なくとも一部のアシル基が炭素数３以上のものであるセルロースエステルの具体例としては、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースフタレートなどのセルロースエステルや、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフタレートなどのセルロース混合エステルなどがあげられる。中でも、成形のしやすさの観点からセルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートが好適に使用できる。

セルロースエステルを主成分とする構成成分Ａは、主成分であるセルロースエステルの他に、その他の構成成分を含んでなることが可能である。含有できる成分には、例えば、可塑剤、着色防止剤、滑剤、帯電防止剤、染料、顔料、紫外線吸収剤、抗菌剤、潤滑剤、艶消剤、生分解促進剤等があげられる。また、これらの化合物は、単独もしくは併用して含有することができる。可塑剤以外の添加剤の含有量については、セルロースエステルを主成分とする組成物全体に対して５ｗｔ％以下であることが好ましく、２ｗｔ％以下であることが最も好ましい。

ポリアミドとの溶融複合紡糸を可能とし、外力を付与して割繊を行う際の割繊性を良好にするため、セルロースエステルを主成分とする構成成分Ａは、構成成分Ａの重量に対して２〜３０ｗｔ％の可塑剤を含有することができる。可塑剤の含有量が２ｗｔ％以上であれば、繊維間の割繊性が良好になる効果があり、３０ｗｔ％以下であれば、余剰の可塑剤がブリードアウトして繊維構造体表面に析出するなどのトラブルを回避することができるため好ましい。可塑剤含有量は、割繊性を高める観点から、５ｗｔ％以上であることがより好ましく、１０ｗｔ％以上であることが最も好ましい。また、ブリードアウトを抑制する観点からは、２５ｗｔ％以下であることがより好ましく、２０ｗｔ％以下であることが最も好ましい。

本発明において用いられる可塑剤は、本発明のセルロースエステルに混和するものであれば特に制限なく用いることができる。例えば、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなどのフタル酸エステル類、テトラオクチルピロメリテート、トリオクチルトリメリテートなどの芳香族多価カルボン酸エステル類、ジブチルアジペート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート、ジオクチルセバケートなどの脂肪族多価カルボン酸エステル類、グリセリントリアセテート、ジグリセリンテトラアセテート、グリセリンジアセトモノオレート、グリセリンジアセトモノラウレートなどの多価アルコールの脂肪酸エステル類、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリクレジルホスフェートなどのリン酸エステル類などを挙げることができる。また、より高分子量の可塑剤として、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートなどのグリコールと二塩基酸とからなる脂肪族ポリエステル類、ポリ乳酸、ポリグリコール酸などのオキシカルボン酸からなる脂肪族ポリエステル類、ポリカプロラクトン、ポリプロピオラクトン、ポリバレロラクトンなどのラクトンからなる脂肪族ポリエステル類などを挙げることができる。これらの高分子量可塑剤は共重合体であってもよいし、重合体の一部が修飾されているものであってもよい。

さらには水溶性の可塑剤として、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、一般式（１）で示されるポリエーテル類などを挙げることができる。ここで水溶性とは、２０〜１００℃の温度の水にその１０重量％以上が溶解可能であることをいう。
Ｒ_１−Ｏ−｛（ＣＨ₂）ｎＯ｝ｍ−Ｒ_２・・・（１）
（但し、Ｒ_１とＲ_２は、Ｈ、アルキル基およびアシル基よりなる群から選ばれた同一または異なる基を表す。ｎは２〜５の整数、ｍは３〜３０の整数。）
上記の一般式（１）で示されるポリエーテル化合物は、セルロース混合脂肪酸エステルとの相溶性が優れているため好適に採用することができる。具体的なポリエーテル化合物としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールとプロピレングリコールの共重合体などを挙げることができるが、中でも水溶性の観点からはポリエチレングリコールが好適に使用できる。

ポリアミドを主成分とする構成成分Ｂについては、溶融複合紡糸ができるものであれば特に制限はなく用いることができる。具体的には、ポリεカプラミド（ナイロン６）や、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）などのポリアミドや、これらの共重合体であることができる。

本発明の割繊型複合繊維においては、いずれかの構成成分が他方の構成成分によって少なくとも３つの成分に分割される構造を有する割繊型複合繊維であることが必要である。一方の構成成分が他方の構成成分によって少なくとも３つの成分に分割可能であることによって、ひとつひとつの構成成分が充分小さくなり、割繊後の繊維の繊度が小さくなることが重要である。

本発明において採用可能な繊維の断面形状を図１および図２に示す。図１および図２は放射型形状の構成成分Ｂと、該放射部を補完する形状の構成成分Ａが接合された形状の断面を有しており、割繊後、極細糸とするためにはＡ成分は少なくとも３個以上のセグメントに分割されていることが必要である。この場合極細化を容易に行う観点から構成成分Ａのセグメント数は３〜２０であることが好ましい。

割繊前の繊維の繊度については、１．１〜２０ｄｔｅｘであることが割繊前の工程における繊維通過性を良好にするため好ましい。割繊前の繊維の繊度が１．１ｄｔｅｘ以上であれば工程通過性が良好であり、２０ｄｔｅｘ以下であれば極細繊維とするための構成成分の数を多くする必要なく繊維製造が容易となる。割繊前の繊維の繊度については１．５〜１５ｄｔｅｘであることがより好ましく、２．０〜１０ｄｔｅｘであることが最も好ましい。

割繊後の単糸繊度は０．１〜１．０ｄｔｅｘとなることが好ましい。０．１ｄｔｅｘ以上であれば、繊維のフィブリル化などの問題が発生せず、また発色性低下なども起こりにくいため好ましい。また、１．０ｄｔｅｘ以下であれば極細繊維のタッチが必要となる分野に好適に用いることができる。割繊後の単糸繊度は０．２〜０．８ｄｔｅｘであることがより好ましい。

本発明における割繊型複合繊維は短繊維であることができる。短繊維である場合には、繊維長の平均値が２５〜１５０ｍｍであることが好ましい。繊維長が２５ｍｍ以上であり、１５０ｍｍ以下である場合には、混綿工程において均一分散がしやすいため好ましい。繊維長は３０ｍｍ以上であることがより好ましく、４０ｍｍ以上であることが最も好ましい。また、１４０ｍｍ以下であることがより好ましく、１３０ｍｍ以下であることが最も好ましい。

割繊型複合繊維の繊維断面形状に関しては特に制限がなく、真円状の円形断面であっても良いし、また、多葉形、扁平形、楕円形、Ｗ字形、Ｓ字形、Ｘ字形、Ｈ字形、Ｃ字形、田字形、井桁形および中空などの異形断面糸でも良い。異形断面とすることによって光沢付与、吸水性付与などを図ることが出来る。

本発明の割繊型複合繊維は、捲縮を付与されてなるものであることができる。その際、捲縮数が３山／２５ｍｍ〜２０山／２５ｍｍであることが好ましい。捲縮数が３山／２５ｍｍ〜２０山／２５ｍｍの範囲にある場合には、捲縮による体積排除効果が発現し、軽量感のある繊維構造体が得られる。捲縮数は５山／２５ｍｍ以上であることがより好ましく、７山／２５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、１８山／２５ｍｍ以下であることが好ましく、１６山／２５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

本発明の割繊型繊維は、セルロースエステルを主成分とする熱可塑性組成物と、ポリアミドを主成分とする熱可塑性組成物を２成分溶融紡糸機を用い、割繊型繊維が得られる口金を使用して繊維化することによって得られる。引き取った紡出糸は、一旦巻きとった後に捲縮付与工程に供給するか、一旦巻き取ることなくトウ状に収束して集缶した後に捲縮工程に供給するか、あるいは、巻き取ることも集缶することもなく連続的に捲縮付与工程に供給することができる。捲縮付与工程における捲縮付与の具体的な方法については、特に限定されず公知の方法を適用することができる。例えばスタッファーボックス法、押し込み加熱ギア法、高速エアー噴射押し込み法等を採用することができる。また、必要に応じて、油剤を仕上げ剤として捲縮付与前あるいは捲縮付与後に付与することも好適に行いうる。捲縮を付与された、あるいは付与されない繊維束は、公知のカッターによって繊維長２５〜１５０ｍｍとなるように切断することができる。

本発明の割繊型複合繊維は、３０℃×９０％ＲＨ（相対湿度９０％）における吸湿率と２０℃×６５％ＲＨ（相対湿度６５％）における吸湿率の差で表される吸湿率差（△ＭＲ）が１〜５％であることが好ましい。吸湿率差（△ＭＲ）が１％以上であることによって、夏期の高湿時に蒸れ感が発生することがなく、また冬季の低湿時における静電気の発生も抑制される。逆に１０％以下であることによって、繊維構造体の吸湿による重量増加などのトラブルを防ぐことができる。吸湿率差（△ＭＲ）については、快適性の観点からは、２％以上であることがより好ましい。重量増加を抑制する観点からは４％以下であることが好ましい。吸湿による形態変化を避ける必要がある場合に、吸湿率差（△ＭＲ）を１〜３％、あるいは１〜２％などの糸設計することについても、適宜行いうる。

本発明の割繊型複合繊維は、織物、編物、不織布などの形態に成形した後、および／または成形する前に、ニードルパンチ、エアージェットパンチ、ウォータージェットパンチ等の物理的処理を施すことによってより細繊度の極細繊維を得ることができる。熱水による加熱処理や、ベンジルアルコールなどポリアミドを膨潤させることができる化学薬品による膨潤処理を行うことによって割繊性を高める処方も好適に採用できる。

この際の割繊性を良好にする観点から、構成成分Ａの沸騰水収縮率Ｓ_Ａが０〜５％であり、沸騰水Ｂの沸騰水収縮率Ｓ_Ｂが、Ｓ_Ａよりも２％以上高いことが好適に採用できる。それぞれの構成成分の沸騰水収縮率は、割繊を行った単糸について別々に沸騰水収縮率を求めた場合に得られる測定値を意味している。沸騰水収縮率Ｓ_Ｂが、Ｓ_Ａよりも２％以上高いことによって熱水処理を行った場合の割繊性が高くなり、より容易に極細繊維化することが可能となる。

本発明における繊維構造物は、本発明の割繊型複合繊維を割繊してなる極細混繊糸を少なくとも一部に用いてなるものである。この繊維構造物は割繊されたセルロースエステルおよびポリアミド繊維に起因して優れた吸湿性、柔軟性、光沢を示す。

以下に実施例をあげて本発明をより具体的に説明する。なお、吸湿率差、風合い柔軟性、割繊性、沸騰水収縮率については、下記の方法で測定、評価を行った。

１．吸湿率差（△ＭＲ）（％）
割繊型複合繊維を約１ｇ用意し、その絶乾時の重量（Ｗ_０）を測定した。この試料を２０℃×６５％ＲＨの状態に調湿された恒温恒湿（ナガノ科学機械製ＬＨ−２０−１１Ｍ）中に２４時間放置し、平衡状態となった試料の重量（Ｗ_２０）を測定し、その後３０℃×９０％ＲＨの状態に変更して２４時間放置し、平衡状態となった試料の重量（Ｗ_３０）を測定した。下記式により求めた。

吸湿率差（△ＭＲ）（％）＝｛（Ｗ_３０−Ｗ_２０）／Ｗ_０｝×１００
２．風合い柔軟性
繊維シートの触感について、官能評価を行い、ポリエチレンテレフタレートとナイロン６からなる従来の割繊布帛と比較して、柔軟性がまさるものを○、同程度の物を△、劣るものを×とした。

３．割繊性
繊維シート表面をＳＥＭ写真に撮り、下記式によって分割率を計算して、９５％以上を○、７０％以上９５％未満を△、７０％未満で割繊性が不足しているものを×とした。

分割率（％）＝（分割した繊維本数／全体繊維本数）×１００
４．沸騰水収縮率
得られた複合繊維からなるウエブをウォータージェットパンチして得られた割繊後の単繊を試料として、処理前の繊維長（L_０）を測定し、１００℃の沸水バス中で１５分間沸騰水処理を行った。風乾後に処理後の繊維長Ｌ_１を測定し、
沸騰水収縮率（％）＝｛（Ｌ_０−Ｌ_１）／Ｌ_０｝×１００

実施例１
セルロースアセテートプロピオネート（イーストマンケミカル社製ＣＡＰ−４８２−２０）９０ｗｔ％と、可塑剤のポリエチレングリコール１０ｗｔ％を、３０ｍｍφエクストルーダーを用いて混合し、セルロースエステル組成物のペレットを得た。続いてペレットを真空乾燥した。一方、ポリアミドとしては東レ（株）製ナイロン６のペレットを用いた。

それぞれのペレットを２成分複合溶融紡糸機において紡糸温度２５０℃にて溶融し、図１に示す断面となるように８分割口金を使用して紡出した。紡出糸は２５℃のチムニー風により冷却した後、油剤を付与して集束し、１５００ｍ／ｍｉｎで回転するゴデットローラーにより引き取り、８４ｄｔｅｘ−２４ｆｉｌ（単糸繊度３．５ｄｔｅｘ）の割繊型複合繊維を得た。その後繊維を引き揃えてトウ状とし、得られたトウを延伸倍率を１．０としたステープル延伸機を使用し、スタッファーボックスで機械捲縮を付与した後、その後繊維長が５１ｍｍとなるようにカッティングを行った。捲縮数は９山／２５ｍｍと適切なレベルであった。

上述の割繊型複合繊維をカードで解繊後、積層して目付１００ｇ／ｃｍ^２のウエブとなし、１５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力でウォータージェットパンチを表裏３回繰り返して処理し、得られた繊維シートの品位を評価した。
表１に示すように、得られた繊維シートの割繊性は良好であり、風合い柔軟性はきわめてソフトであった。また、吸湿率差（△ＭＲ）を測定したところ、２．１％と良好な値であった。

実施例２〜４
実施例２では図２に示す６分割の断面形状とする他は、実施例３、４ではセルロースアセテートブチレート（イーストマンケミカル社製ＣＡＢ−３８１−２０）９０ｗｔ％と可塑剤のポリエチレングリコール１０ｗｔ％からなる組成物を用い、割繊前の繊度をそれぞれ表１に記載の通りとする他は、実施例１と同様にして繊維シートを得た。

表１に示すように、割繊後の繊度が０．２８ｄｔｅｘと極めて細い実施例３では割繊性がやや劣っていたが、許容できる範囲であった。割繊後の繊度が０．６９ｄｔｅｘとやや太い実施例４では、風合い柔軟性がやや劣っていたが、許容できる範囲であった。吸湿率差（△ＭＲ）は、１．８〜２．１％と良好な値であった。

比較例１
それぞれの成分が相手を分割しない複合形状であるバイメタル繊維とする他は、実施例１と同様にして繊維シートを得た。割繊性は良好であったが、割繊後の繊度が１．７５ｄｔｅｘと太すぎるため、風合い柔軟性が劣っていた。

比較例２
セルロースエステル組成物にかえて、ポリエチレンテレフタレート（東レ（株）製ＰＥＴ）を用い、紡糸温度を２９０℃とし、延伸倍率を３．０倍とする他は実施例３と同様に繊維シートを得た。割繊性は優れていたが、風合いの柔軟性にやや難があり、吸湿率差が０．９％と劣っていた。

本発明の繊維断面の具体例を示す図面である。本発明の繊維断面の具体例を示す図面である。本発明の繊維断面の具体例を示す図面である。本発明の繊維断面の具体例を示す図面である。

符号の説明

Ａ：構成成分Ａ
Ｂ：構成成分Ｂ

Claims

セルロースエステルを主成分とする構成成分Ａと、ポリアミドを主成分とする構成成分Ｂとからなる割繊型複合繊維であって、いずれかの構成成分が他方の構成成分によって少なくとも３つの成分に分割される構造を有する割繊型複合繊維。
セルロースエステルが、少なくとも一部のエステルが炭素数３以上のアシル基を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の割繊型複合繊維。
セルロースエステルが、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートから選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１あるいは２項に記載の割繊型複合繊維。
構成成分Ａの沸騰水収縮率Ｓ_Ａが０〜５％であり、沸騰水Ｂの沸騰水収縮率Ｓ_Ｂが、Ｓ_Ａよりも２％以上高いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の割繊型複合繊維。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の割繊型複合繊維を割繊して得られた極細混繊糸。
請求項５に記載の極細混繊糸を少なくとも一部に用いてなる繊維構造物。