JP2009242958A - 極細繊維マルチフィラメントおよびそれを用いた産業資材用繊維製品 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は機械的強度、柔軟性、製糸性を同時に満足する極細繊維、及び、生産性良く得られるエアバッグやエアベルトに代表される産業資材用繊維製品の提供することである。
【解決手段】海島複合糸を脱海して得られる単糸繊度が０．１〜０．８ｄｔｅｘの極細繊維であって、脱海後強度が脱海前の海島複合糸強度よりも高い極細繊維、及び、それを用いた産業資材用繊維製品が上述の課題を解決できる。また極細繊維の総繊度が５０〜５００ｄｔｅｘ、強度が海島複合糸強度よりも１〜２０％高いことが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は海島複合糸を脱海して得られる極細繊維マルチフィラメントおよびそれを用いた産業資材用繊維製品に関する。詳しくは、本発明の極細繊維マルチフィラメント、並びに、本発明の製造方法で得られる海島複合糸は脱海した後も優れた機械的強度を有し、且つ、優れた柔軟性を有するため、エアバッグ用基布、エアベルト用基布といった機械的強度と柔軟性の双方を求められる織物等の産業資材用繊維製品に好適に使用することができる。

近年、エアバッグ用基布やエアベルト用基布等の高密度織物に代表される産業用繊維製品の需要が広がりつつある。従来、前記繊維製品に用いられる糸としては、単糸あたりの強力を高く保つために一般的に単糸繊度が３ｄｔｅｘ以上のものが用いられていた。

しかしながら、高密度織物が一般的になりつつある今日、高密度織物には低通気性や高強力性に加えて、さらなる高機能化が求められている。例えば、エアバッグ用基布、エアベルト用基布を例に取ってみると、衝突の際に噴出されるインフレーションガスによってバッグが破裂しないのは勿論のこと、コンパクトな収納性やバッグ展開時にバッグと人体との擦過により乗員を傷付けないこと等が求められている。

これまでに開発されている代表的なエアバッグ用基布としては、単糸繊度３〜７ｄｔｅｘ、総繊度２３５〜５００ｄｔｅｘのポリアミド糸条で構成されたノンコート基布や、基布に難燃性や低通気性を付与するためにシリコーンなどの樹脂をコーティングしたコート基布がある。しかしながら、単糸繊度が３〜７ｄｔｅｘ糸条で構成された基布は布帛が硬く柔軟性に欠けるという問題を有しており、これらの問題を解決するためにエアバッグ用基布やエアベルト用基布に代表される織物に極細繊維を適用する技術が特許文献１および特許文献２等に開示されている。

例えば、特許文献１には単糸繊度が０．８ｄ（約０．９ｄｔｅｘ）未満の極細繊維からなり、かつ、引張強度６．５ｇ／ｄ（５．７ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上、破断伸度１５％以上を有する高強度マルチフィラメントから構成されることを特徴とする高強度極細繊維構造物を高密度織物に適用する技術が開示されている。特許文献１記載の極細繊維は本発明同様に海島複合糸から得ることができるが、その実施例１〜４、比較例１〜３、および、６から明らかなように脱海処理により得られる極細繊維の強度が海島複合糸強度よりも低下してしまう問題を有していた。即ち、高強力の基布を得ようとした際には予め、更に高強度の海島複合糸を製造する必要が生じるため、海島複合糸製造工程で高倍率に延伸処理をする必要があり、製糸性が悪化する問題を有していた。

特許文献２には、極細繊維からなるマルチフィラメントで構成された織物の少なくとも片面が樹脂で被覆されたエアベルト用基布に関する技術が開示されている。特許文献３記載の極細繊維も特許文献１同様に海島複合繊維から得ることができ、その製造方法は島成分ポリマに難燃剤を含有させたこと以外は基本的に特許文献１記載の海島複合繊維と同様の方法で製造していることから、特許文献１記載の海島複合糸同様に脱海処理により繊維強度が低下すると考えられる。

また、特許文献３には平均直径が１〜１５０ｎｍの超極細繊維が記載されており、ポリマーアロイ繊維として１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の強度を持つことが好ましく、脱海処理を行い超極細繊維のみを取り出した時に、その極細繊維の集合体の強度が１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましいとの記載がある。しかしながら、特許文献３記載の技術は脱海によって得られる島成分ポリマは非連続的であり、得られる極細繊維の強度が低いことから、産業用に使用される織物には適用できなかった。
特開平７−２５８９４０号公報（特許請求の範囲） 特開２００６−１６１２１２号公報（特許請求の範囲） 特開２００５−２７０９６５号公報（特許請求の範囲）

本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものであり、機械的強度、柔軟性（収納性）、製糸性を同時に満足する極細繊維マルチフィラメント、及び、生産性良く得られる産業資材用繊維製品の提供を目的とするものである。

本発明者らが前記課題を達成するために鋭意検討を重ねた結果、海島複合糸を脱海して得られる極細繊維マルチフィラメントであって、単糸繊度が０．１〜０．８ｄｔｅｘ、脱海後の強度が海島複合糸の強度よりも高いことを特徴とする極細繊維マルチフィラメントが従来の課題を解決できることを見出した。

本発明の極細繊維は次の（イ）〜（ニ）を好ましい形態とする。
（イ）極細繊維マルチフィラメントの総繊度が５０〜５００ｄｔｅｘ、強度が海島複合糸強度よりも１〜２０％高いこと。
（ロ）島成分がポリアミドであること。
（ハ）島成分がナイロン６６であること。
（ニ）海成分が実質的に共重合成分を含まないポリエステルであること。

また、本発明の産業資材用繊維製品は前記極細繊維マルチフィラメントを少なくとも一部に用いてなることが特徴で有り、次の（ホ）〜（チ）。
（ホ）経方向の強力および緯方向の強力がいずれも２００〜５００Ｎ/ｃｍであって、かつ厚みが０．１３〜０．３ｍｍの織物であること。
（ヘ）少なくとも片面に樹脂が被覆されてなること。
（ト）樹脂が難燃剤を含有すること。
（チ）エアバッグまたはエアベルト用基布であること。

本発明によれば、機械的強度、柔軟性、品位に優れた極細繊維マルチフィラメントを用いた産業資材用繊維製品を得ることが可能となり、得られる産業資材用繊維製品は機械的強度、柔軟性、収納性、生産性に優れるものである。

以下に、本発明について詳細に説明する。

本発明の極細繊維マルチフィラメントは海島複合糸の海成分ポリマを海成分ポリマが溶解可能な溶媒等によって除去すること、すなわち脱海して得られる極細繊維マルチフィラメントであって、その島成分には本発明の効果を損なわない範囲であれば各種合成樹脂を用いることが可能である。合成樹脂としてはナイロン６，６、ナイロン６、ナイロン６，１０等のポリアミド類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバリレート等のポリエステル等が例示できるがこれらに限られるものではない。しかしながら、汎用性、耐熱性、産業資材用繊維製品とした際の柔軟性、耐磨耗性等の観点からポリアミド、中でもナイロン６，６であることが好ましい。

本発明で島成分にポリエステル樹脂を使用する場合、ポリエステル樹脂に本発明の効果を損なわない範囲、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは１重量％以下であれば共重合体またはブレンド可能な他の熱可塑性ポリマをブレンドしても良いが、力学特性向上の観点から共重合化合物や異種ポリマを含有しないことが最も好ましい。共重合成分としては、イソフタル酸やナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸などの脂肪族ジカルボン酸、ジエチレングリコールや１，４―ブタンジオールなどのジオール化合物、多官能化合物、５―スルホイソフタル酸金属塩、含リン化合物などが挙げられる。
本発明で島成分にポリアミド樹脂を使用する場合、ポリアミド樹脂に本発明の効果を阻害しない範囲、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは１重量％以下であれば共重合化合物や異種ポリマ等を含有しても良いが、力学特性向上の観点から共重合化合物や異種ポリマを含有しないことが最も好ましい。

本発明の極細繊維マルチフィラメントは海島複合糸を脱海して得られる極細繊維マルチフィラメントであって、その海成分に用いるポリマは、前述の紡糸温度における溶融粘度が本発明の範囲を満足する限りはポリマ種を限定されるものでは無く、脱海工程において島成分にダメージを与えることなく脱海可能なポリマを用いれば良い。しかし、有機溶剤分解性樹脂を用いた場合は有機溶剤による脱海処理時に島成分ポリマまでもがダメージを受け、得られる極細繊維マルチフィラメント強度は海島複合糸強度よりも低くなる可能性が高いため、海成分には加水分解性ポリマを用いることが好ましい。

好ましい海成分、島成分ポリマとして、例えば、島成分ポリマとしてナイロン６，６、海成分ポリマとしてポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバリレート等のポリエステルを例示することができる。この組み合わせにおいてはアルカリ溶液による脱海工程が可能であり、島成分にダメージを与えること無く脱海することが可能となる。

この時、海成分ポリマに用いるポリエステルは実質的に共重合成分を含まないポリエステル、特にポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。ここで実質的に共重合成分を含まないとは共重合成分が３重量％未満、好ましくは１重量％未満、最も好ましくは０重量％を指す。

従来、海成分ポリマに共重合ポリマを用いてきた理由は定かで無いものの、海成分が容易に脱海可能で無い単独重合体を用いた場合、脱海時間、脱海温度、溶媒濃度等を厳しく設定する必要があるため、（１）島成分がポリエステルである場合、海成分を除去する際に島成分の分解が発生する、（２）島成分がポリアミドである場合、海成分を除去する際にポリアミドに含まれる銅化合物、イミダゾール化合物等の酸化防止剤、熱劣化防止剤までもが溶出されるために耐熱性が悪化する課題があったこと、(３) 共重合化により溶融粘度が高くなるため、複合異常が発生し難いことが理由として考えられる。

本発明の極細繊維マルチフィラメントは、酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、クレーなどの艶消し剤、顔料、染料、滑剤、酸化防止剤、耐熱剤、耐蒸熱剤、耐光剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤などを含むことができる。

特に、ポリアミド樹脂を用いた極細繊維マルチフィラメントの場合、銅化合物を銅金属量として１０〜５００ｐｐｍ含有することが好ましい。銅化合物を前記範囲含有することで耐熱強力劣化を抑制し、産業用資材用繊維製品として好適に使用することが可能となる。銅金属量１０ｐｐｍ未満の場合には銅化合物による耐熱性向上効果が低く、銅金属量が３５０ｐｐｍを超える場合には、銅化合物が異物となり製糸性が悪化する危険性を有している。含有する銅金属量としては２０〜３００ｐｐｍが好ましく、３０〜２５０ｐｐｍがより好ましい。

銅化合物として、沃化銅、塩化銅、臭化銅等を例示することができるがこれに限られるものではなく、従来知られた無機及び有機銅塩や銅金属単体を用いることができる。

また、前記極細繊維マルチフィラメントは銅化合物に加えて他の耐熱剤を含有することが好ましい。

耐熱剤としてはアミン化合物、メルカプト化合物、リン系化合物、ヒンダードフェノール化合物、ハロゲン化合物、ハロゲン化アルカリ金属、ハロゲン化アルカリ土類金属等があげられるが、これに限られるものではなく、また、これらを２種類以上組み合わせたものでも良い。銅化合物に加えて他の耐熱剤を含有せしめることでポリアミド極細繊維の熱酸化劣化特性を劇的に向上させることが可能となる。その時の耐熱剤添加量としては３００〜３０００ｐｐｍが熱酸化劣化防止性および製糸性の観点から好ましい。

アミン系化合物としてはＮ, Ｎ' −ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、ジアリル−ｐ−フェニレンジアミン、ジ−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン等を例示することができ、メルカプト化合物としては２−メルカプトベンゾイミダゾール、２−メルカプトチアゾールが例示でき、リン系化合物としてはステアリルフォスフェート、亜リン酸またはその塩等の有機・無機リン酸等を例示できるがこれらに限られるものではない。しかしながら、銅化合物とともに加える耐熱剤としてはメルカプト化合物が好ましく、特に２−メルカプトベンゾイミダゾールを組合せることが最も好ましい。銅化合物と前記耐熱剤は別々に添加しても良いし、錯体を形成させて添加しても良い。

本発明の極細繊維マルチフィラメントの単糸繊度は０．１〜０．８ｄｔｅｘであり、好ましくは０．１〜０．５、ｄｔｅｘ、さらに好ましくは０．１〜０．３ｄｔｅｘである。単糸繊度が０．８ｄｔｅｘを超える場合、極細繊維マルチフィラメントを用いた繊維製品の柔軟性が損なわれる可能性が高い。一方、単糸繊度が０．１ｄｔｅｘを下回る場合には、単糸が擦過等により簡単に破断してしまうという問題や、海島複合糸中での海成分ポリマ流れが細すぎて複合異常を起こす問題、強力を得るために単糸数を大幅に増加させる必要があり、製糸工程が複雑になると言う問題を有している。

本発明の極細繊維マルチフィラメントの総繊度になんら限定は無い。しかしながら、極細繊維マルチフィラメントの生産性、及び、極細繊維マルチフィラメントを用いた繊維製品の柔軟性、風合いを考慮に入れた場合には、総繊度は５０〜５００ｄｔｅｘであることが好ましく、１００〜４００ｄｔｅｘであることがより好ましい。

本発明の極細繊維マルチフィラメントは海島複合糸を脱海することで得られるものであり、その最大の特徴は脱海後の極細繊維マルチフィラメントの強度が海島複合糸の強度よりも高いことにある。極細繊維強度は海島複合糸強度よりも１〜２０％高いことが好ましく、８〜１８％高いことがより好ましい。

前述の通り、産業用に好適に使用可能な極細繊維マルチフィラメントに関する従来技術では、極細繊維マルチフィラメント物性が脱海前の海島複合糸物性よりも低いものしか得ることができなかった。脱海後の極細繊維マルチフィラメント強度が海島複合糸強度と比べて低い場合や、高いとしても脱海後の極細繊維マルチフィラメント強度が海島複合糸強度の１．０１倍未満の場合には該極細繊維マルチフィラメントを用いた産業資材用繊維製品の生産性が悪くなる。すなわち、高強力な産業資材用繊維製品を得ようとした場合、必要とされる極細繊維マルチフィラメント強度よりもさらに高強度な海島複合糸を製造する必要が生じ、結果として海島複合糸の生産性が悪化し、更には、海島複合糸の毛羽に起因する高次工程通過性が悪化してしまう。

また、脱海後の極細繊維マルチフィラメント物性が海島複合糸物性よりも低いということは、島成分が脱海工程においてダメージを受けている可能性が高い。つまり、ダメージを受けた極細繊維マルチフィラメントより得られる繊維製品も欠点を有したものであり、その繊維製品を使用中に該欠点に応力が集中した際には繊維製品の破壊が発生する。

一方、極細繊維マルチフィラメント強度が海島複合糸強度よりも２０％を越える極細繊維は現在の技術で得ることが非常に困難である。

前述の如き脱海後の極細繊維マルチフィラメント物性が海島複合糸物性よりも高い極細繊維は、例えば以下に示す本発明の製造方法で製造される本発明の海島複合糸より得ることができる。

従来の海島複合糸の製造方法では海成分の溶出を簡単にするために、易加水分解性の共重合ポリエステル(例えば、５−ソディウムイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート)、水溶性ポリエステル（例えば、テレフタル酸を主たる酸成分とし、５-ナトリウムスルホイソフタル酸及びイソフタル酸を含み、且つ、エチレングリコールを主たるジオール成分とし、更に、分子量５０００以下のポリエチレングリコールを共重合したポリエステル）、及び、易有機溶剤分解性樹脂（例えば、ポリスチレン）等が用いられてきた。

しかしながら、前記共重合ポリエステルを用いた場合、共重合化により溶融粘度が高くなるため、前述の紡糸温度における島成分と海成分の溶融粘度が大きく異なるものであった。

本発明で例示する海島複合糸の製造方法では、島成分ポリマと海成分ポリマの分子量比が重要であり、これは紡糸温度における各ポリマの溶融粘度が重要であることを示唆している。紡糸温度における島成分ポリマの溶融粘度が海成分ポリマの溶融粘度よりも高すぎる場合、紡糸口金内で海成分ポリマと島成分ポリマを複合して口金孔から吐出した際、溶融糸条の受ける応力が海成分ポリマに集中してしまう。その結果、海成分ポリマが高配向となるため高倍率の延伸が採用し難く、島成分ポリマが低配向のまま海島複合糸が巻き取られる。即ち、脱海後の極細繊維マルチフィラメント強度が海島複合糸強度よりも低いものとなる。また紡糸温度における島成分の溶融粘度が海成分の溶融粘度よりも低い場合には、島成分ポリマと海成分ポリマの溶融粘度差が大き過ぎるため、口金孔より吐出した際に複合異常が発生する。

一方、本発明において、島成分として好ましいと例示したナイロン６，６、海成分として好ましいと例示したポリエチレンテレフタレートを例にとると、島成分として硫酸相対粘度（ηｒ）が３．３〜４．３のナイロン６，６と海成分として固有粘度（ＩＶ）は０．４〜０．８のポリエチレンテレフタレートを複合した場合に本発明の極細繊維マルチフィラメントを得ることができる。

特に島成分のナイロン６，６ポリマのηｒについては、３．３未満では得られる極細繊維の強度が低下するばかりか、その紡糸工程において島成分ポリマの溶融粘度が低くなるために海成分ポリマに紡糸張力が集中し、脱海後の極細繊維強度が海島複合糸強度よりも低いものになる可能性が高い。また、ηｒが４．３を超える場合には溶融粘度が高すぎて延伸性、製糸性が悪化する可能性が生じる。ポリアミドポリマはポリエステルポリマと非相溶であるため、例えばウィンス染色機等を用いて繊維製品に液流等の物理的外力を加えた状態で脱海した際に海成分と島成分の剥離が起き易く、島成分ポリマにダメージを与える前に脱海処理を完了することが可能となる。また、ポリアミドポリマは他ポリマと比較して弾性率が低く、その応力−歪特性は低応力で降伏した後に比較的一定応力で伸張し、弾性回復性に優れるため、繊維製品とした際に柔軟で耐久性に優れ、且つ、タフネスに優れる繊維製品を得ることができる。

前述の海成分ポリマ、及び、島成分ポリマはエクストルーダー等で溶融した後、ギヤポンプ等で計量して紡糸パック内に導かれる。紡糸パック内に導かれた海成分および島成分ポリマは、それぞれ紡糸パック内でフィルターやサンド等により濾過された後、２成分のポリマを同時に口金孔より複合吐出できる海島用複合口金より吐出される。使用する口金は、通常知られた海島複合繊維用口金を用いて製造することが可能である。

しかしながら、２成分のポリマを口金より吐出する際の口金当たりの孔数は２４０以下が好ましい。孔数が２４０を超える場合には冷却工程において全ての孔より吐出した複合繊維を均一に冷却することが困難となる。一方、口金当たりの吐出孔数は生産性の観点から２０以上が好ましい。

海島複合糸の単糸繊度に関しては、必要に応じて適宜変更すれば良いが、冷却均一性、製糸性を考慮に入れると２〜１５ｄｔｅｘの範囲であることが好ましい。また、海島複合糸の総繊度になんら限定は無い。しかしながら、総繊度が低すぎる場合には生産性に劣ること、及び、総繊度が太すぎる場合には糸条冷却が不均一になることから、総繊度は５０〜１０００ｄｔｅｘであることが好ましい。

海島複合繊維中に含まれる島数にも特に限定は無いものの、島数は１０〜２０個であることが好ましい。島数が１０個未満では生産性が悪化し、島数が２０個を超える場合には、複合繊維中で島成分同士が接触する可能性がある。

本発明の、製造方法における島成分および海成分ポリマの水分率としてはポリマの加水分解等による劣化を抑制するために０〜２００ｐｐｍであることが好ましい。
また海島比率（海（重量％）：島（重量％））は４０重量％：６０重量％〜６重量％：９４重量％とすることが好ましく、４０重量％：６０重量％〜１５重量％：８５重量％とすることがより好ましく、４０重量％：６０重量％〜２０重量％：８０重量％とすることがさらに好ましい。海成分の比率が６〜４０重量であれば、製織後に脱海処理をして得られる基布の空隙率小さいために基布の通気性が低く、かつ紡出時に島成分同士の合流の無い海島複合糸を得ることができる。

紡糸温度は、用いるポリマの融点に左右され、これは共重合成分の有無等によって変化させることができるものの、通常は２３０〜３３０℃、より好ましくは２５０〜３１０℃に設定される。２３０℃未満で紡糸すると、ポリマの溶融時に十分な流動性が得られないばかりか、海成分の溶融粘度が過剰に高くなるために溶融糸条の受ける応力が海成分ポリマに集中するため脱海後の極細繊維マルチフィラメント強度が海島複合糸強度よりも低いものとなる可能性が生じる。一方、紡糸温度が３３０℃を越える温度では、ポリマの熱分解が発生し、高強度な海島複合糸、および、極細繊維マルチフィラメントを安定して得るのが困難となる可能性がある。島成分および海成分ポリマの融点が異なり、パック等の芯成分ポリマと海成分ポリマが合流する領域では、高融点ポリマに合わせた紡糸温度に設定することが好ましい。

本発明の製造方法において、海成分ポリマの吐出圧力は３ＭＰａ以上であることが好ましく、さらに好ましくは５ＭＰａ以上である。海成分ポリマの吐出圧力が３ＭＰａ未満の場合には、島成分ポリマの移動自由度が大きくなり、島成分同士が接触して製糸性を悪化させる危険性を有している。吐出圧力に特に上限はないが、紡糸機配管の破裂を防ぐ等の安全性を考慮すると、４０ＭＰａ以下であることが好ましく、２５ＭＰａ以下であることがより好ましい。ここで吐出圧力とは、ポリマ計量後、紡糸バックに溶融ポリマが導かれるまでの間で測定する。島成分ポリマの吐出圧力に特に限定はないが、各吐出孔からの吐出量ばらつきを低減させるためには、吐出圧力は２〜４０ＭＰａ、好ましくは８〜３０ＭＰａが良い。

紡糸口金の直下は、紡糸口金面より０〜１５ｃｍを上端とし、その上端から５〜１００ｃｍの範囲を加熱筒および／または断熱筒で囲み、紡出糸条を２５０〜３５０℃の高温雰囲気中を通過させることが本発明の製造方法の好ましい形態である。より好ましい高温雰囲気の温度範囲としては２８０〜３２０℃の範囲を例示できる。

紡出した糸条を直ちに冷却せず、上記加熱筒および／または断熱筒で囲まれた高温雰囲気中を通して徐冷することにより、紡出された糸条の配向が緩和され、かつ単繊維間の分子配向均一性を高めることができる。一方、高温雰囲気中を通過させることなく直ちに冷却すると、島成分を覆っている海成分の冷却が早くなり、溶融糸条の受ける応力が海成分ポリマに集中するため脱海後の極細繊維マルチフィラメント強度が海島複合糸強度よりも低いものとなる可能性が生じる。

高温雰囲気中を通過した未延伸糸条は、次いで１０〜１００℃、好ましくは１５〜７５℃の風を吹きつけて冷却固化することが好ましい。冷却風が１０℃未満の場合には通常装置とは別に大型の冷却装置が必要となるため好ましくない。また、冷却風が１００℃を超える場合には紡糸時の単繊維揺れが大きくなるため、単糸同士の衝突等が発生し製糸性良く繊維を製造することが困難となる。空冷装置は横吹き出しタイプでも良いし、環状型噴出しタイプを用いても良いものの、単糸の均一冷却性の観点から環状型吹き出しタイプを用いることが好ましい。

冷却固化された未延伸糸条は、製糸性、高次工程通過性を向上させるために油剤が付与される。油剤は、水系であっても非水系であっても良い。

油剤を付与された未延伸糸条は、引取りローラ（１ＦＲ）に捲回して引き取る。１ＦＲの表面速度、即ち引取り速度は３００ｍ／分以上が好ましく、さらに好ましくは５００ｍ／分以上である。３００ｍ／分未満の引取り速度でも本発明の極細繊維は得られるが、生産効率が低いため採用し難い。引取り速度に特に上限は無いものの、工業的に安定して生産する場合には引取り速度は５０００ｍ／分以下が好ましく、より好ましくは３５００ｍ／分以下である。

上記引取り速度で引き取られた未延伸糸条は一旦巻き取った後、若しくは一旦巻き取ることなく連続して延伸する。１ＦＲと同様に、２ケのローラを１ユニットとするネルソン型ローラを、２ＦＲ、１ＤＲ、２ＤＲ、および弛緩ローラ（ＲＲ）と並べて配置し、順次糸条を捲回して延伸熱処理を行う。
通常、１ＦＲと２ＦＲ間では糸条を集束させるためにストレッチを行う。好ましいストレッチ率は１〜７％、さらに好ましくは１〜５％の範囲である。１ＦＲは２０〜６０℃で糸条を引き取り、次の延伸工程に送る。使用するローラとしては、表面粗さがＲａ＝０．３〜５μｍ、好ましくはＲａ＝０．５〜３μｍのクロムメッキされたものを好適に使用することができる。

１段目の延伸は２ＦＲと１ＤＲ間で行い、２ＦＲの温度は６０〜１２０℃、好ましくは８０〜１１０℃とし、１ＤＲの温度を１１０〜１８０℃、好ましくは１２０〜１６０℃とし、例えば、総合延伸段数が２段の場合には１段目の延伸倍率を総合延伸倍率の３０〜９０％、好ましくは５０〜９０％の範囲に設定する。２段目の延伸は１ＤＲと２ＤＲ間で行うが、２ＤＲは１９０〜２５０℃、好ましくは２００〜２３０℃である。２段延伸の場合は総合延伸倍率に対し、１段目の延伸倍率の残りの延伸をこの間で行う。２段延伸を終えた糸条はＲＲとの間で０〜１０％、好ましくは０〜７％、さらに好ましくは０〜５％の弛緩処理を行い、熱延伸によって生じた歪みを取るだけで無く、延伸によって達成された高配向構造を固定したり、非晶領域の配向を緩和させ熱収縮率を下げたりすることができる。ＲＲは非加熱ローラまたは、１６０℃以下に加熱したローラを用いることが好ましい。

前記製造方法では２段延伸法を用いて説明したが、延伸段数はこれに限られるものでは無く、１段延伸法、多段延伸法のいずれを採用しても良い。

かくして得られた海島複合糸の強度は４〜９ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、更に好ましい範囲は５〜８ｃＮ／ｄｔｅｘである。強度が４ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合には海島複合糸を脱海して得られる極細繊維マルチフィラメントの強度が低くいものとなる。一方、強度が９ｃＮ／ｄｔｅｘを超える海島複合糸は現在製糸性良く得ることが困難である。

本発明の海島複合糸の製造方法では海島複合糸には１０〜２００Ｔ／ｍの撚りが施すことが好ましい。海島複合糸に撚りを施すことで、海島複合糸の海成分と島成分が剥離を生じ、脱海工程において海成分を溶出し易く、島成分にダメージを与えることなく脱海処理をすることが可能となる。

得られた海島複合糸を、例えば、３ｇ/ｌのマレイン酸溶液（１３０℃）で処理した後、９ｇ/ｌの水酸化ナトリウム溶液（９０℃）で処理し、海成分を除去することで本発明の極細繊維マルチフィラメントを得ることができる。

前述の通り本発明者らの検討では、海成分ポリマに共重合ポリマを用いてきた理由は、海成分が容易に脱海可能で無い単独重合体を用いた場合、脱海時間、脱海温度、溶媒濃度等を厳しく設定する必要があるため、（１）島成分がポリエステルである場合、海成分を除去する際に島成分の分解が発生する、（２）島成分がポリアミドである場合、海成分を除去する際にポリアミドに含まれる銅化合物、イミダゾール化合物等の酸化防止剤、熱劣化防止剤までもが溶出されるために耐熱性が悪化する課題があったためだと考えられる。

これに対し、本発明では前述の通り脱海時にウィンス染色機等を用いて繊維製品に液流等の物理的外力を加えた状態で脱海することで海成分と島成分の剥離を生じさせ、島成分ポリマにダメージを与える前に脱海処理を完了する方法、脱海溶液中に銅化合物やイミダゾール化合物を添加することで脱海後繊維中の銅化合物、イミダゾール化合物量を保持する方法、脱海後基布を銅化合物やイミダゾール化合物を添加した溶液に浸漬して銅化合物、イミダゾール化合物を後付与することで脱海後繊維に銅を付与する方法で前述の課題を達成でき、単独重合体を海成分に用いた場合にも力学特性、耐熱性の十分な原糸を得る方法を達成したものである。

前記銅化合物やイミダゾール化合物の付与方法としては、水に銅化合物、好ましくは沃化銅を濃度２０〜３００ｐｐｍとなるように添加した溶液に脱海処理後の繊維や繊維製品を浸漬して乾燥する方法や、脱海溶液中に銅化合物を濃度２０〜３００ｐｐｍとなるように添加する方法を例示することができる。

かくして、本発明の極細繊維マルチフィラメントを得ることができる。得られた極細繊維マルチフィラメントは極細繊維マルチフィラメントの状態で基布化しても良いが、極細繊維マルチフィラメントを製織、製編工程等に供した場合には単糸繊度が細すぎて工程通過性が悪化する可能性があるため、海島複合糸を製織、製編等したのちに、脱海処理することが好ましい。

本発明の産業資材用繊維製品は、本発明の極細繊維マルチフィラメントを少なくとも一部に用いることが必要である。従来の極細繊維マルチフィラメントと比較して製糸性良く得られた本発明の極細繊維マルチフィラメントを少なくとも一部に用いることで、高次工程通過性に優れ、且つ、高強力な産業資材用繊維製品を得ることが可能となる。

本発明の産業資材用繊維製品は、経方向、および、緯方向強力の双方が２００〜５００Ｎ/ｃｍ、好ましくは２８０〜３８０Ｎ／ｃｍの織物であることが好ましい。織物強力が前記範囲を満足する場合には、例えばエアバッグやエアベルトとして使用し、車両衝突等によりエアバッグやエアベルトが展開した際にもエアバッグやエアベルトが破裂することなく、さらに織物に使用する繊維量が多すぎないために軽量で柔軟性に優れた繊維製品となる。

本発明の産業資材用繊維製品は厚みが０．１３〜０．３ｍｍ、好ましくは０．１３〜０．２５ｍｍ、さらに好ましくは０．１５〜０．２ｍｍであることが好ましい。厚みが前記範囲を満足する場合には、柔軟性、軽量性、機械的強度、耐磨耗性に優れた製品となる。

本発明の産業資材用繊維製品は、少なくとも片面が樹脂被覆されていることが好ましい。樹脂の被覆により、耐磨耗性、更なる低通気性、耐候性、耐光性等の特性を向上させることが可能となる。被覆方法に特に限定はなく、浸漬法やナイフコート法を採用することができる。また、使用する樹脂にも特に限定はなく、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素系樹脂、等を例示することができる。また、樹脂は添加剤を含有しても良く、添加剤として顔料、タルク、耐光剤、耐候剤等を例示できるが、これらに限られるものではない。但し、環境配慮の観点から、ノンハロゲン系添加剤を用いることが好ましい。

本発明の産業用繊維製品に被覆される樹脂には、特に難燃剤が添加されることが好ましい。難燃剤を添加することで、例えば、建築材料、車両資材と言った難燃性の求められる分野への展開が可能となる。難燃剤に特に限定は無く、例えば、水酸化アルミニウム等の水和金属系難燃剤、燐酸エステル、赤燐等のリン系難燃剤、塩化ビニル等のハロゲン系難燃剤、酸化アンチモン等の金属酸化物系難燃剤、トリアジン系化合物、ポリ燐酸メラミン等の窒素系難燃剤等を単独で用いても組み合わせて用いても良い。

樹脂被覆量にも特に限定はないが、柔軟性、軽量性、樹脂の均一付着の観点から付着量は１０〜５０ｇ／ｍ^２が好ましい。また、コーティングは２回以上に分けて実施しても良い。

本発明の産業資材用繊維製品は緯方向の伸度が経方向の伸度より大きく、且つ、経方向と緯方向の伸度差が２〜１５％であることが好ましく、より好ましい範囲として２〜７％を例示することができる。伸度差を前記範囲とすることで、例えばエアベルトに使用した場合、エアベルトが展開する際に、経方向は人体の衝撃を担いながらも、緯方向の伸度が縦方向と比べて大きいため、ベルトにより人体が受ける衝撃エネルギーを基布の緯方向伸度が吸収することで、人体に与える負荷を低減することが可能となる。しかし、経方向と緯方向の伸度差が２％未満の場合には前述のエネルギー吸収能を十分に発揮することができず、経方向と緯方向の伸度差が１５％を超える場合には、経方向および緯方向の寸法変化が大きくなるため好ましくない。

軽量、柔軟、高強力といった観点から、本発明の産業資材用繊維製品は、特にエアバッグやエアベルト用基布として好適に使用することができる。

以下に本発明の産業資材用繊維製品の製造方法を例示するが、製造方法はこれに限られるものではない。

前述の方法で得られた海島複合糸をウォータージェットルーム、エアージェットルーム、レピアルーム等の製織機を用いて製織する。この時、海島複合糸をサイジング等の工程に供した後に製織しても良い。

織組織としては、織物の薄地化の観点から平織が好ましいが、斜文組織や朱子組織等、通常知られた織組織を採用することができる。この時、織密度は使用目的に応じて適宜変更すれば良い。

得られた織物は脱海処理を施して海成分を除去する。脱海処理は海成分ポリマの特性に合わせて選択すれば良い。例えば、海成分に実質的に共重合成分を含まないポリエチレンテレフタレートを用いた場合には、液流染色機を用いて酸性溶液にて処理した後、水酸化ナトリウム水溶液で処理することで海成分を除去することが可能である。この時、水酸化ナトリウム溶液濃度、処理温度、処理時間等は島成分ポリマ特性や、脱海状態を確認しながら決定すればよい。

また、脱海処理は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、高圧や加熱条件下で実施することができる。次いで、脱海処理後の織物に前述の方法で樹脂被覆を施す。

また、本発明の産業資材用繊維製品は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、カレンダー加工や熱セット加工を施しても良い。経方向と緯方向の伸度差を前述の範囲内に納めるためには、元々伸度を異なるように設計した原糸を用いる手法の他に、熱セット時に経方向と緯方向に与える張力を変更して熱セット処理を施す方法等を採用すれば良い。

かくして、本発明の産業資材用繊維製品を得ることができる。

以下、実施例によって本発明の態様を更に詳しく説明するが、各特性の定義および測定法は次の通りである。

[固有粘度]試料８ｇをオルソクロロフェノール１００ｍｌに溶解したポリマ溶液を作製し、溶液粘度（η）をオストワルド粘度計を用いて２５℃で測定し、次の近似式により固有粘度を算出し、２回の測定値の平均を採用した。
（固有粘度）＝０．０２４２η＋０．２６３４
但し、η＝（ポリマ溶液落下時間×ポリマ溶液密度）／（オルソクロロフェノール落下時間×オルソクロロフェノール密度）
[銅量]：正確に秤量した試料１ｇを２００ｍｌの三角フラスコに入れ、硫酸３ｍｌ、過塩素酸６ｍｌを加えて２８０℃のホットプレート上で黒色→無色→黄色→無色となるまで処理した。処理後の溶液を室温まで冷却したのち、総量１００ｍｌとなるまで純水を加えて攪拌し、攪拌後溶液の吸光度を原糸吸光光度計（ＳＩＭＡＤＺＵ社製 ＡＡ−６２００）を用いて求め、予め作成しておいた検量線により銅量を求めた。測定はランプ電流１０ｍＡ、バンドワインドスリット幅０．１９ｎｍ、波長３２４．７ｎｍ、バーナー高さ０．４ｃｍ、空気流量１０リットル／分、アセチレンガス流量２．３リットル／分で測定した。なお、検量線作成時には標準試薬として和光純薬工業株式会社製の銅標準溶液（Ｃｕ１０００）を用いた。

［硫酸相対粘度］：ポリマ試料を９８％硫酸に１重量％の濃度で溶解し、オストワルド粘度計を用いて２５℃で測定し、下記式に従い求めた。各サンプルにつき２回の測定を行い、その平均値を採用した。
硫酸相対粘度（ηｒ）＝（試料溶液の滴下秒数）／（硫酸溶液滴下秒数）。

［水分率］：平沼産業（株）製カールフィッシャー水分計（ＡＱ−２１００）を用いた電量滴定法で測定した。試行回数３回の平均値を用いた。

［繊度］：総繊度はＪＩＳ Ｌ１０１３ ８．３．１ Ｂ法に従って測定した。単糸繊度に関しては、総繊度を単糸数で除して得た。

［強度および伸度］：試料をオリエンテック社製“テンシロン”（ＴＥＮＳＩＬＯＮ）ＵＣＴ−１００でＪＩＳ Ｌ１０１３ ８．５．１標準時試験に示される定速伸長条件で測定した。この時の掴み間隔は２５ｃｍ、引張り速度は３０ｃｍ／分、試験回数１０回であった。なお、伸度はＳ−Ｓ曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。

［製糸性］紡糸連続延伸を行ったときの毛羽の発生状況を個／万ｍで示した。

［強力、伸度（基布）］ＪＩＳ L１０９６ ８．１２．１ Ａ法に従い、定速伸張形試験機を用い、試験片幅：３ｃｍ、掴み間隔：２０ｃｍ、伸張速度：１０ｃｍ／分で測定をおこなった。

［柔軟性］本発明の実施例、及び、比較例で得られた産業資材用繊維製品の官能試験を実施した。パネラーとして各５名の成人男性、及び、成人女性を抽出した。５００ｍｍ（経）×４００（緯）ｍｍに裁断した基布２枚を袋状に縫い合わせた後、緯方向に２回、経方向に１回折りたたんだ状態で柔軟性の評価を実施し、「柔軟性に優れ、シートベルトとして違和感の無いレベル」と評価した人数をカウントした。

［厚み］ＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．５．１に従って測定した。

［撚数］ＪＩＳ Ｌ１０１３ ８．１３．１に従って測定した。

［通気度］縦２０ｃｍ、横１５ｃｍの基布サンプルを縦方向に伸張保持し、その中央部に１９．６ｋPaの圧力に調整した空気を流した時に通過する空気量を測定した。各サンプルにつき２回の測定を行い、その平均値を採用した。

［工程通過性］基布サンプル２００ｍ製織時の織機の停機回数を示した。

［島成分の融着］：脱海後の極細繊維にイオンコーター（Ｅｉｋｏ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ社製 ＩＢ−３）を用いて金蒸着して得られたサンプルをＳＥＭ（トプコン株式会社製 ＡＢＴ−５５）を用いて観察した。極細繊維糸条１０本を観察したうち２本以上の極細繊維糸条に単糸の融着が認められたサンプルを融着有と判断した。

［使用ポリマ］
Ｐ１：ＩＶ＝０．６のポリエチレンテレフタレートポリマ（東レ株式会社製）。
Ｐ２：ＩＶ＝０．５５の５−ナトリウムスルホイソフタル酸５モル％共重合ポリエチレンテレフタレートポリマ（東レ株式会社製）。
Ｐ３：銅量７０ｐｐｍ、ηｒ＝３．８のナイロン６，６ポリマ（東レ株式会社製）。
Ｐ４：銅量７０ｐｐｍ、ηｒ＝２．９のナイロン６，６ポリマ（東レ株式会社製）。

（実施例１〜５、実施例９、比較例２〜４）
表１または表２に示す島成分ポリマと海成分ポリマをエクストルーダー型海島複合紡糸機を用いて２成分溶融複合紡糸を行った。溶融ポリマはギヤポンプ内にて表１または表２の海島比率、及び、総繊度となるように計量し、それぞれパック中で２０μの金属不織布フィルターで濾過した後、表１または表２に示す口金から紡出した。口金面より３ｃｍ下には１５ｃｍの加熱筒および１５ｃｍの断熱筒を取り付け、筒内雰囲気温度が２５０℃となるように加熱した。ここで筒内雰囲気温度とは、加熱筒長の中央部で、内壁から１ｃｍ離れた部分の空気層温度である。加熱筒の直下には環状吹きだし型チムニーを取り付け、糸条に３０℃の冷風を３５ｍ／分の速度で吹き付け冷却固化した後、糸条に油剤を付与し、表面速度７８０ｍ／分の速度で回転する１ＦＲに捲回して引き取った。

引き取った糸条は一旦巻き取る事無く延伸工程において総倍率４倍で延伸し、巻取り機にて巻き取った。この時、１ＦＲと２ＦＲとの間で３％のストレッチ処理、２ＦＲと１ＤＲ間で第1段延伸し、１ＤＲと２ＤＲ間で第２段延伸、２ＤＲとＲＲ間で３％の弛緩処理を施し、第１段延伸においては総延伸倍率の６割を、第２段延伸においては残りの４割の延伸を実施した。また、１ＦＲは非加熱、２ＦＲは９０℃、１ＤＲは１５０℃、２ＤＲは２２０℃、ＲＲは非加熱とし、ローラへの糸条の捲周回数はそれぞれ、３回、４回、４回、７回、４回とした。

得られた海島複合糸にリング撚糸機を用いて１００Ｔ／ｍの撚りを施した後、３ｇ／ｌのマレイン酸溶液（１３０℃）で６０分間処理し、９ｇ/ｌの水酸化ナトリウム溶液（９０℃）で海成分ポリマが９７重量％以上減量するまで脱海処理を行った。得られた極細繊維は表１または表２に示す特性を有していた。

（実施例６）
表１記載の海島複合糸強度となるように総延伸倍率を２．５倍に変更したこと以外は実施例１と同様におこなった。

（実施例７、実施例８）
撚り数を変更したこと以外は実施例１と同様におこなった。

（比較例１）
表２記載の海島複合糸強度となるように総延伸倍率を５．７倍に変更したこと以外は実施例１と同様におこなった。

［産業資材用繊維製品の製造］
（実施例１０、実施例１３、比較例５〜７）
表３に示す実施例又は比較例で得られた海島複合糸をウォータージェットルームで平織にて、表３に示す仕上密度となるように織幅１３０ｃｍで製織した。得られた織物は、液流染色機を用いて弛緩状態にて３ｇ/ｌのマレイン酸溶液（１３０℃）で６０分間処理した後、沃化銅を最終濃度が２０ｐｐｍとなるように添加した９ｇ/ｌの水酸化ナトリウム溶液（９０℃）で海成分を除去した後、乾燥し、ピンテンターを用いて１５０℃にて熱セットを行い織物を得た。また、水酸化ナトリウム溶液での処理時間は、重量測定を行いながら、海成分の９７重量％以上が除去されたことを確認して決定した。

得られた織物に粘度１２Ｐａ・ｓの無溶剤系メチルビニルシリコーン樹脂液をフローティングナイフコーターによりコーティングをおこなった後、１９０℃で２分間加硫処理し、吐工量１３ｇ／ｍ^２の織物を得た。得られた織物の評価結果を表３、４に示す。

（実施例１１、実施例１４、実施例１５）
表３に示す実施例又は比較例で得られた海島複合糸をウォータージェットルームで平織にて、表３に示す仕上密度となるように製織した。得られた織物は、液流染色機を用いて弛緩状態にて３ｇ/ｌのマレイン酸溶液（１３０℃）で６０分間処理した後、９ｇ/ｌの水酸化ナトリウム溶液（９０℃）で海成分を除去した後、乾燥し、ピンテンターを用いて１５０℃にて熱セットを行い織物を得た。また、水酸化ナトリウム溶液での処理時間は、重量測定を行いながら、海成分の９７重量％以上が除去されたことを確認して決定した。得られた織物の評価結果を表３に示す。

（実施例１２）
樹脂液に難燃剤（日華化学製ニッカファイノンー２０７Ｓ）を１５重量％添加したこと以外は実施例１０と同様におこなった。得られた織物の評価結果を表３に示す。

（実施例１６）脱海溶液中に沃化銅を添加しなかったこと以外は実施例１と同様におこなった。得られた織物の評価結果を表３に示す。

表１〜４より明かなとおり、実施例１〜９記載の本発明極細繊維マルチフィラメント、は繊維製造時の製糸性、繊維製品とした際の工程通過性、柔軟性、低通気性に非常に優れるものであった。

それに対し、脱海後の強度が脱海前強度よりも低い比較例１、比較例４の繊維は、脱海後の強度を高くするために、海島複合糸強度を高くする必要が生じたために高延伸倍率を採用した結果、製糸性が悪くなる問題があり、単糸繊度が本発明の範囲を外れる比較例２、比較例３の繊維は、それぞれ単糸繊度が太すぎて基布とした際の柔軟性が悪いという問題や、単糸繊度が細すぎて脱海後の工程で単糸切れが生じるため生産性が悪いだけでなく、単糸の融着に起因すると考えられる柔軟性の悪化が認められた。

実施例１０〜１５記載の本発明の産業資材用繊維製品は工程通過性、柔軟性、低通気性に非常に優れるものであったのに対し、本発明の範囲を外れる比較例５で得られた基布は、実施例１０同等の強力を有する基布を得るために本発明の範囲を外れる比較例１の極細繊維を用いたため製織性が悪い結果となり、本発明の単糸繊度範囲を外れる極細繊維（比較例２、比較例３）を用いた比較例６、比較例７の織物は、それぞれ、単糸繊度が太すぎて柔軟性が悪いという問題や、単糸繊度が細すぎて脱海後の工程で単糸切れが生じるため生産性が悪いという問題があった。

また、実施例１０、実施例１６のコーティング前の織物に含有される銅量を測定した結果、織物中の銅量はそれぞれ１２０．３ｐｐｍ、２６．８ｐｐｍであった。

Claims (10)

1. 海島複合糸を脱海して得られる極細繊維マルチフィラメントであって、単糸繊度が０．１〜０．８ｄｔｅｘ、脱海後の強度が海島複合糸の強度よりも高いことを特徴とする極細繊維マルチフィラメント。
2. 極細繊維マルチフィラメントの総繊度が５０〜５００ｄｔｅｘ、強度が海島複合糸強度よりも１〜２０％高いことを特徴とする請求項１記載の極細繊維マルチフィラメント。
3. 島成分がポリアミドであることを特徴とする請求項１または２に記載の極細繊維マルチフィラメント。
4. 島成分がナイロン６６であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の極細繊維マルチフィラメント
5. 海成分が実質的に共重合成分を含まないポリエステルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の極細繊維マルチフィラメント。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の極細繊維マルチフィラメントを少なくとも一部に用いた産業資材用繊維製品。
7. 経方向の強力および緯方向の強力がいずれも２００〜５００Ｎ/ｃｍであって、かつ厚みが０．１３〜０．３ｍｍの織物であることを特徴とする請求項６記載の産業資材用繊維製品。
8. 少なくとも片面に樹脂が被覆されてなることを特徴とする請求項６または７に記載の産業資材用繊維製品。
9. 樹脂が難燃剤を含有することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の産業資材用繊維製品。
10. エアバッグまたはエアベルト用基布であることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の産業資材用繊維製品。