JP2015148032A - 海島型複合繊維 - Google Patents

Abstract

【課題】 製糸安定性が良好で、染色性、撥水性、耐熱性に優れた海島型複合繊維を得る。
【解決手段】 海部と２つ以上の島部とからなり、海部と島部との接合面が繊維長さ方向に連続した海島構造を有し、以下の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たす海島型複合繊維である。
（ａ）海成分がポリメチルペンテンを主成分とするポリメチルペンテン系樹脂
（ｂ）島成分が分散染料で染色可能な熱可塑性樹脂
（ｃ）繊維横断面における海部の面積比率が５０％を超える
（ｄ）繊維横断面における海部の最小厚みが１μｍ以上
分散染料で染色可能な熱可塑性樹脂は、ポリエステル樹脂であることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ポリメチルペンテン系樹脂と熱可塑性樹脂を用いた染色性、撥水性、耐熱性に優れる海島型複合繊維に関する。

ポリオレフィン繊維は軽量性や撥水性等に優れているため、産業用途に幅広く用いられている。その中でもポリプロピレン繊維が多く用いられているが、ポリプロピレン繊維は染料により染色されにくいため、衣料用途に適用することは困難であった。
染色性を改善するために、特許文献１では、芯成分に分散染料で染色することが可能なポリエステル樹脂、鞘成分にポリプロピレン樹脂を配置したポリプロピレン複合繊維が提案されている。このような構成とすることにより繊維を濃色に染色できるうえ、耐光・耐塩素堅牢度も良好なポリプロピレン繊維が得られることが記載されている。
一方、ポリオレフィン樹脂とポリエステル樹脂やポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂とからなる繊維は、相溶性が低いため、樹脂の接合面で剥離し易く、製糸安定性や染色性の悪化が生じ、取り扱いが難しいという問題があった。
そこで、特許文献２では、芯成分にポリプロピレン樹脂、鞘成分にポリエステル樹脂を配置し、ポリプロピレン樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）が２８ｇ／ｍｉｎを超えて６０ｇ／ｍｉｎ未満の芯鞘型複合繊維とすることで、糸切れがなく安定して紡糸でき、染色性も良好な芯鞘型複合繊維が得られることが記載されている。また、この文献には、比較的低温の温水浴中で湿熱延伸するなど、穏やかな延伸条件により芯成分と鞘成分の剥離を起こさないようにすることが記載されている。
また、製織、製編された生地は、通常、プレセットやファイナルセット等の乾熱処理を行う。ポリプロピレン樹脂を用いた繊維は、ポリエステル樹脂やポリアミド樹脂を用いた繊維と比べて融点が低く、乾熱処理の際、融着が生じる。このため、ポリプロピレン繊維は、ポリエステル繊維やナイロン繊維等との併用が困難であった。
そこで、特許文献３は、優れた耐熱性と耐薬品性を有する極細繊維を得るために、ポリメチルペンテンを一成分に用いた分割型複合繊維が記載されている。

特開２００８−２６１０７０号公報 特開２０１２−１９３４８３号公報 特開２０００−０１７５２４号公報

しかしながら、特許文献１記載の繊維は、染色できるものの、芯鞘剥離が生じ易いため、製糸安定性に問題があり、色斑が生じ易いものとなる。
また、特許文献２は、低温での湿熱処理を行うなどの穏やかな延伸条件とすることによって、繊維の芯鞘剥離を生じにくくすることが記載されているものの、このような条件では生産性が低く、コスト高となる。
一方、特許文献３では、融点が２２０℃以上の優れた耐熱性を有している繊維が得られることが記載されているものの、この繊維は、主な用途が工業用のフィルターである分割型複合繊維であり、衣料用途に用いる際に重要となる染色性や耐剥離性については記載されていない。
したがって、本発明は、ポリオレフィン樹脂と可染性の熱可塑性樹脂とからなる複合繊維において、特別な延伸方法を採らなくとも、耐剥離性、製糸安定性及び耐熱性が良好で染色斑の少ない、ポリオレフィン複合繊維を得ることを目的としたものである。

すなわち、本発明の要旨は、海部と２つ以上の島部とからなり、海部と島部との接合面が繊維長さ方向に連続した海島構造を有し、以下の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たす海島型複合繊維にある。
（ａ）海成分がポリメチルペンテンを主成分とするポリメチルペンテン系樹脂
（ｂ）島成分が分散染料で染色可能な熱可塑性樹脂
（ｃ）繊維横断面における海部の面積比率が５０％を超える
（ｄ）繊維横断面における海部の最小厚みが１μｍ以上
また、その中でも、分散染料で染色可能な熱可塑性樹脂は、ポリエステル樹脂であることが好ましい。さらに、海島型複合繊維の水滴の接触角は、１３５°以上であることが好ましい。また、海島型複合繊維は、１８５℃の乾熱雰囲気下で乾熱処理後に融着および溶断がないことが好ましい。また、海島型複合繊維の密度は１．１０ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましく、単糸繊度は１ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。

本発明の海島型複合繊維によれば、低温の湿熱条件での延伸を行うなどの特別な工夫をせずとも剥離なく延伸することができ、分散染料による染色性が良好で、ポリエステル繊維やポリアミド繊維等の熱可塑性樹脂繊維との併用ができる耐熱性の良好なポリオレフィン繊維を得ることができる。また、ポリオレフィン繊維の特徴である撥水性に優れるという効果も奏する。

図１は、本発明の海島型複合繊維の横断面形状の例である。 図２は、本発明の範囲外の海島型複合繊維の横断面形状の例である。 図３は、本発明の範囲外の海島型複合繊維の横断面形状の例である。

本発明において、海島型複合繊維とは、海成分からなる海部と島成分からなる島部とから構成される海島型複合繊維のことをいう。

本発明の海島型複合繊維は、海成分がポリメチルペンテン系樹脂、島成分が分散染料で染色可能な熱可塑性樹脂から構成される。

本発明の海島型複合繊維において、海成分のポリメチルペンテン系樹脂とは、ポリメチルペンテンが主成分である樹脂をいう。このポリメチルペンテンは、例えば、繰り返し単位が４−メチルペンテン−１であるものが挙げられる。この成分単体を繰り返し単位として用いた単独重合体であっても、他の成分を繰り返し単位として含む共重合体であってもよい。共重合体としては、４−メチルペンテン−１に、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、デセン−１、テトラデセン−１、オクタデセン−１等を１種以上共重合したものが挙げられる。

本発明において、樹脂の融点とは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて、窒素雰囲気下、１０℃／ｍｉｎで３００℃まで昇温した時の吸熱ピークのピークトップが示す値のことをいう。

上記ポリメチルペンテンの融点は２００℃以上、２５０℃以下が好ましい。融点が２００℃より低いと、十分な耐熱性が得られない傾向がある。融点が２５０℃より高いと、溶融紡糸において、島成分の熱可塑性樹脂との複合が困難となる傾向があり、海島型複合繊維を得難い傾向がある。すなわち、上記の範囲であると、ポリエステル樹脂やポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂からなる繊維を混用して繊維構造物とした際、通常実施する、プレセットやファイナルセット等の後加工における乾熱処理（例えば、１２０〜１９０℃の乾熱処理）や染色処理（例えば、１００〜１３５℃の湿熱処理）を行うのに、十分良好な耐熱性を備えるものを得られ易い。より好ましいポリメチルペンテンの融点は、２１０℃以上、２３５℃以下である。

上記ポリメチルペンテンの２６０℃、荷重５．０ｋｇにおけるメルトフレート（ＭＦＲ）は、１００ｇ／１０ｍｉｎ以上、３００ｇ／１０ｍｉｎ以下が好ましい。すなわち、ＭＦＲが１００ｇ／１０ｍｉｎ以上であれば、島部同士の融合による凝集塊が生じ難い傾向があるため、海部と島部の剥離が生じ難くなる。この結果、紡糸工程や延撚工程での製糸安定性は良好となり、染色した後の白化現象や染色斑も生じ難い傾向がある。また繊維の機械的強度を良好に保つ点からは、ＭＦＲが３００ｇ／１０ｍｉｎ以下であることが好ましい。よって、ＭＦＲが上記の範囲内であると、島部同士の融合が生じ難く、海部と島部の剥離がなく、機械的強度の良好な繊維を得られ易い。なかでも、ＭＦＲは１５０ｇ／１０ｍｉｎ以上が好ましく、２５０ｇ／１０ｍｉｎ以下が好ましい。より好ましくは１５０ｇ／１０ｍｉｎ以上、２００ｇ／１０ｍｉｎ以下である。

上記ポリメチルペンテン系樹脂は、耐熱性を損なわない範囲内において、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のオレフィン樹脂やポリスチレン樹脂等のポリメチルペンテン以外の樹脂をブレンドしても良い。具体例として、ポリプロピレン樹脂をブレンドする場合、４０質量％以下とすることが好ましい。４０質量％を超えてブレンドすると、通常ポリエステルやポリアミドの後処理で行われる１８５℃程度の乾熱処理を行った際に、糸が融着し易く、布帛の風合いが硬くなる傾向がある。より好ましいブレンド比率は、３０質量％以下であり、さらに好ましくは２５質量％以下である。

上記ポリメチルペンテン系樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲内で、添加物を添加することにより改質が行われたものであっても良い。添加物としては、相溶化剤、熱安定化剤、酸化防止剤、蛍光増白剤、赤外線反射剤または赤外線吸収剤等が挙げられる。また、添加物は単独で用いても良いし併用しても良い。

本発明の海島型複合繊維において、島成分は、分散染料で染色可能な熱可塑性樹脂であれば特に限定されることはない。具体例として、例えば、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂が挙げられる。これらの中でも、耐熱性や機械的特性の観点からポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂が好ましく、さらに濃染化の観点から、ポリエステル樹脂がより好ましい。

上記熱可塑性樹脂の融点は１８０℃以上、２８０℃以下が好ましい。
本発明において、島部は、海部の海成分に覆われており、通常のプレセットやファイナルセット等の後加工における乾熱処理でも問題のない良好な耐熱性を備えている。島成分の融点が低すぎると、乾熱処理により、島部の融解が生じ易くなる傾向がある。また高過ぎると、海成分との複合紡糸が難しくなる傾向がある。よって、耐熱性、安定した製糸性や海部と島部との剥離を抑制し易い点から、上記の範囲が好ましい。より好ましい上記熱可塑性樹脂の融点は、２１０℃以上、２７０℃以下であり、さらに好ましくは２２０℃以上、２６５℃以下である。

上記熱可塑性樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲内で、添加物を添加することにより改質が行われたものであっても良い。添加物としては相溶化剤、熱安定化剤、酸化防止剤、蛍光増白剤、赤外線反射剤、赤外線吸収剤等が挙げられる。また、添加物は単独で用いても良いし併用しても良い。

上記ポリエステル樹脂としては、ジカルボン酸類またはそのエステル形成誘導体とジオールまたはそのエステル形成誘導体を原料として重縮合反応によって製造される線状飽和ポリエステルであればよく、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。特に、ポリエチレンテレフタレートを主体とするものが好ましく、また、ホモポリエステルであってもコポリエステルであってもよい。共重合成分としてはアジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ｐ−オキシエトキシ安息香酸等のジカルボン酸類またはそのエステル形成誘導体成分、またはポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサンメチレングリコールなどのポリアルキレングリコール成分を含んでいるものが好ましい。ポリアルキレングリコールには、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリオキシアルキレングリコール、ｐ−キシレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等のジオールまたはそのエステル形成誘導体成分を含んでいてもよい。これらの共重合成分は互いに１種ずつ用いてもよいし、２種以上用いることもできる。

上記ポリアミド樹脂としては、ナイロン６、ナイロン１０、ナイロン１２、ナイロン６６などの単独の重合体または共重合体が挙げられ、これらに限定されるものではない。

本発明の海島型複合繊維の断面形状について、以下説明する。

本発明の海島型複合繊維は、１つ以上の海部と、２つ以上の島部とを、長さ方向に連続して形成された海島構造を有する複合繊維である。

本発明の海島型複合繊維は、繊維表面に海成分が露出している。すなわち、繊維横断面（繊維長さ方向に垂直な繊維断面）においては、外周に海部が露出している。

図１は、本発明の海島型複合繊維の繊維横断面の断面形状の一例を示す図である。この例では、丸断面の繊維の海部ａに、丸断面の１９個の島部ｂが繊維中央に寄り合う形で配置されている。また、海部の最小厚みは１μｍ以上で構成される。ここで、海部の最小厚みとは、繊維外周と島部外周との最短距離であり、繊維外周の法線（繊維外周の一点を通り、この点における接線に垂直な直線）をひいたときに最も近い島部の外周までの距離を示す。例えば、図１の海島型複合繊維において、繊維外周上の点ｐから法線をひき、島部ｂの外周との交点をｑとする。繊維横断面中で、この点ｐと点ｑを結ぶ線分ｐ−ｑの最も短い長さＸが海部の最小厚みとなる。
海部の最小厚みが１μｍ未満の場合、延伸工程、製織編工程、染色工程において、海成分と島成分との剥離が生じ易くなる。このため、製糸安定性の悪化、染色斑の発生、染色後の白化現象が生じ易い。

本発明の海島型複合繊維の繊維横断面において、島部の個数を４０個以下にすることが好ましい。島部の個数が４０個以内であれば、適度な強度を備えた海部と島部の剥離が生じ難い海島型複合繊維が安定的に得られ易くなる。一方、島部の個数が４０個を超える場合は繊維中の島部の密集度が大きくなり、紡糸過程で互いの島部同士が融合し凝集塊が発生し易くなり、海部と島部の剥離が生じ易くなる。また、より安定した繊維横断面の形成を確保する点から、配置される島部の個数は２０個以下がより好ましい。島部をこのような個数とすることにより島部同士の凝集を抑制することがさらに容易になる。加えて、海部と島部の接合面積を大きくしつつ剥離を防ぐ点から、配置される島部の個数は３個以上が好ましく、より好ましくは１０個以上である。

本発明の海島型複合繊維の繊維横断面において、繊維横断面全体に対する海部の面積比率は、５０％を超えて構成される。すなわち、繊維横断面において、海部の面積比率が５０％以下であると、島部と島部の間の海部の厚さが薄くなり、島部同士が融合し、海部と島部の剥離が生じ易くなる。また、海部の面積比率が大きいと染色後に淡色となる傾向があるため、好ましくは面積比率が５０％より大きく９０％以下であり、より好ましくは、５０％より大きく７５％以下であり、さらに好ましくは５０％より大きく６５％以下である。

本発明の海島型複合繊維の繊維横断面において、繊維横断面全体に対する島部の面積比率は、５０％以下が好ましい。島部の面積比率は、軽量性、染色性とのバランスを考慮して、適宜設定するとよい。

本発明の海島型複合繊維の繊維横断面において、島部は、島部同士が融合しない範囲で、中心部に配置することが好ましい。例えば、繊維横断面において、繊維半径をｒとした場合、繊維中心点から［半径ｒ×０．９０］以下の範囲に島部を配置することが好ましく、より好ましくは［半径ｒ×０．８５］以下の範囲に島部を配置することである。これにより、海部の最小厚みを１μｍ以上とし易く、製糸安定性の悪化、染色斑の発生、染色後の白化現象を抑制し易い傾向がある。

本発明の海島型複合繊維において、総繊度は、製糸安定性の点から、４０ｄｔｅｘ以上、２００ｄｔｅｘ以下が好ましい。より好ましくは４０ｄｔｅｘ以上、１５０ｄｔｅｘ以下、さらに好ましくは４０ｄｔｅｘ以上、１００ｄｔｅｘ以下である。

また、本発明の海島型複合繊維において、単糸繊度は１ｄｔｅｘ以上で構成されることが好ましい。単糸繊度が１ｄｔｅｘ未満では海部の最小厚みを１μｍ以上に維持することが難しい傾向があり、製糸安定性の悪化、染色斑の発生、染色後の白化現象が起こり易くなる。また、布帛にした時の風合いの点から、単糸繊度は５ｄｔｅｘ以下が好ましい。５ｄｔｅｘを超えると布帛にした時に風合いが硬いものとなり易い。より好ましくは４ｄｔｅｘ以下、さらに好ましくは３ｄｔｅｘ以下である。

本発明の海島型複合繊維の密度について説明する。海成分のポリメチルペンテンは密度が０．８３ｇ／ｃｍ^３程度と軽量性に優れている。一方、本発明において、島成分は、分散染料で染色可能な熱可塑性樹脂からなる。そのため、本発明の海島型複合繊維の密度は、繊維横断面における海部の面積比率に応じて変化する。軽量性の点から密度の小さいポリメチルペンテン系樹脂からなる海成分の面積比率が大きい程良いが、染色性の点からポリメチルペンテンより密度の大きい熱可塑性樹脂からなる島成分の面積比率が大きい方が好ましい。これらのバランスを考慮すると、本発明の海島型複合繊維の密度は、１．１０ｇ／ｃｍ^３以下とすることが好ましい。下限は、０．９０ｇ／ｃｍ^３程度であることが好ましい。本発明の海島型複合繊維の密度が、このような範囲であれば軽量性と染色性の両方に優れた海島型複合繊維を得ることが容易となる。この点からは、繊維断面における海部の面積比率は５０％より大きく、８５％以下が好ましく、より好ましくは５０％より大きく６５％以下である。

本発明の海島型複合繊維の撥水性について説明する。本発明に用いる海成分のポリメチルペンテンは表面張力が２４ｍＮ／ｍ程度と非常に小さいため、ポリオレフィン樹脂のなかでも撥水性に優れている。本発明の海島型複合繊維において、島部が繊維表面に露出していると島部により撥水性が阻害されるため好ましくない。また、他のポリオレフィン樹脂とのブレンドでは表面張力が上昇し、撥水性が低下する。撥水性は後述する方法で水滴の接触角として表すことができる。水滴の接触角は１３５°以上が好ましく、種々の繊維構造体であっても良好な撥水性を維持できる。

本発明において、耐熱性について説明する。本発明の海島繊維は、１８５℃の乾熱処理で溶融および溶断が発生しないものであることが好ましい。通常、製織、製編された生地は、プレセットやファイナルセット等の乾熱処理を行う必要がある。ポリエステル繊維やポリアミド繊維を用いた生地の場合、通常１２０℃〜１９０℃で熱処理が行われる。その際に耐熱性が低い繊維を併用すると、乾熱処理時に繊維の融着や溶断が発生し、風合いの硬い生地や穴が開いた生地となってしまい、衣料用途や産業資材用途等に用いることができなくなる。この点から、耐熱性は高いほど良く、上記の状態であることが好ましい。

本発明の海島型複合繊維を用いて、種々の繊維構造物を得ることができる。繊維構造物としては、例えば、撚糸、組紐などの糸束、仮撚糸やタスラン加工糸などの加工糸、紡績糸、各種混繊糸、織編物や不織布等の布帛、詰め綿等の形態をとることができる。
特に好ましくは、ポリエステル繊維やポリアミド繊維等の熱可塑性樹脂からなる繊維と、混繊や交編織等により混用した繊維構造物であり、これらは、染色性、耐熱性、軽量性、撥水性などの特徴を、適宜、有効に活用しながら、目的とする繊維構造物を得ることができる。

次に、本発明の海島型複合繊維を製造する方法の好適な例について説明する。

まず、上記海成分のポリメチルペンテン系樹脂および上記島成分の熱可塑性樹脂を準備する。
準備した海成分と島成分を別々に溶融して、上記断面形状となるように、紡糸口金より吐出し、冷却した後、延伸して、本発明の海島型複合繊維を得ることができる。

紡糸温度は、ポリメチルペンテン系樹脂と熱可塑性樹脂の耐熱性や紡糸性の点から２２０℃以上、３００℃以下が好ましく、２５０℃以上、２９０℃以下がより好ましい。紡糸速度は８００ｍ／ｍｉｎ以上、４５００ｍ／ｍｉｎ以下が好ましく、１０００ｍ／ｍｉｎ以上、３８００ｍ／ｍｉｎ以下がより好ましい。

なお、本発明の海島型複合繊維は、海部と島部が繊維の長さ方向に途切れずに連続した状態で互いに接合していることが好ましい。この場合、延伸工程、製織編工程及び染色工程等で海部と島部の剥離が生じ難く、製糸安定性の悪化、白化現象を抑制し易い。一方、繊維の長さ方向において、島部の樹脂が途切れると、製糸安定性の悪化、染色後の白化現象を抑制することは困難となる傾向があるため好ましくない。

延伸温度は、製糸安定性の点から９０℃以上、１２０℃以下が好ましく、９５℃以上、１１０℃以下がより好ましい。延伸倍率は、安定的に海島型複合繊維の断面形状を得る点から２．０倍以上、３．５倍以下程度が好ましい。

なお、本発明の海島型複合繊維を製造する際には、溶融紡糸した後に一旦巻き取り、その後に延伸する方法や溶融紡糸した後、一旦巻き取ることなく延伸する直接紡糸延伸法など任意の方法を採用することができる。

このようにして、海部と島部の剥離がなく、製糸安定性が良好な本発明の海島型複合繊維を得ることができる。

また、このようにして得られた本発明の海島型複合繊維は、分散染料によって好適に染色できる。すなわち、分散染料による染色では染料が島成分まで浸透するため濃色に染色することができる。一方、カチオン染料や酸性染料を用いた染色の場合、ポリメチルペンテン系樹脂が高い撥水性を示すため、島成分の熱可塑性樹脂まで染料が浸透しないので染色され難く、好ましくない。

このようにして得られた本発明の海島型複合繊維は、製糸安定性が良好で、耐熱性も良好なため、延伸工程、仮撚工程、製編織工程、精錬工程、染色工程等の各工程でも、剥離しにくく、各工程での取り扱い性に優れる。特に、染色の際に、色斑が生じて染色性が悪化したり、白化現象が生じたりしないため、色斑がなく濃色に染色ができる。また、適宜、調整することにより、目的に応じて、良好な軽量性や撥水性を容易に得ることができる。

以下、本発明の実施例を示して具体的に説明するが、下記実施例は本発明を例示するものであって、本発明を限定するものではない。なお、各種物性の測定及び評価の方法は下記のように行った。

（１）融点
示差走査熱量計（ＤＳＣ）（リガク製 「ＤＳＣ ８２３０」）を用いて、窒素雰囲気中、昇温速度１０℃／ｍｉｎで３００℃まで昇温し、吸熱ピークのピークトップを熱可塑性樹脂の融点とした。

（２）製糸安定性
１０ｋｇの糸を生産した際の平均糸切れ回数で製糸安定性を評価し、下記の基準でＢ以上を合格とした。
Ａ：糸切れ回数が１回未満の場合
Ｂ：糸切れ回数が１回以上、３回未満の場合
Ｃ：糸切れ回数が３回以上の場合

（３）島部状況（融合・剥離）の確認、繊維直径及び海部の最小厚み
得られた海島型複合繊維の任意の２箇所を長さ方向に垂直に切断し、切断面を電子顕微鏡により１５００倍で観察し、島部の融合・剥離の発生状況を確認した。これらの欠点が発生していないものは「良好」とした。また、同様の切断面にて繊維直径、海部の最小厚みを測定した。

（４）繊維の強度・伸度
ＪＩＳ Ｌ１０１３に準じて、島津製作所製オートグラフＡＧＳを用いた引張試験を行い、測定長：２００ｍｍ、引張り速度：２００ｍｍ／分の条件下にて、繊維が破断したときの破断強度、および破断伸度をそれぞれ５回測定し、その平均値を求めた。

（５）軽量性
得られた海島型複合繊維はＪＩＳ Ｋ７１１２ Ｄ法に準じた密度勾配管法により密度を算出した。密度勾配管に重液として塩化亜鉛水溶液、軽液としてエタノールを用いて調整した浸漬液を用意し、２３℃の恒温槽２４時間静置した。試料を密度勾配管にいれ１時間静置した後、浮沈状態を確認した。軽量性は下記の基準に基づいて評価した。
Ａ：比重が１．０ｇ／ｃｍ^３未満の優れた軽量性を有する。
Ｂ：比重が１．０ｇ／ｃｍ^３以上、１．１ｇ／ｃｍ^３未満の良好な軽量性を有する。
Ｃ：比重が１．１ｇ／ｃｍ^３以上で軽量性を有していない。

（６）撥水性評価
得られた海島型複合繊維を用いて筒編地を作製し、水平に置いた筒編地表面に２．５μＬの水を落とし、水滴の接触角を計測した。撥水性は下記の基準に基づいて評価した。
○：真球に近い水滴で、１３５°以上の接触角を有する。
×：真球から少しくずれた水滴で、１３５°未満の接触角を有する。

（７）耐熱性評価
得られた海島型複合繊維で作製した筒編地を開反した後、２０ｃｍ×２５ｃｍの枠で固定し、１８５℃の熱風にて２分間乾熱処理を行った。乾熱処理後の布帛を電子顕微鏡により１０００倍で観察し、下記の基準により評価した。
○：糸融着や溶断がなく、風合いが硬くならない場合
×：糸融着や溶断があり、風合いが硬くなる場合

（８）染色性評価
得られた海島型複合繊維で作製した筒編地を、７０℃で２０分間の精錬を行い、水洗、風乾し、分散染料（ダイアニックス（登録商標） ブルー ＡＣＥ）２．０％ｏ．ｗ．ｆ、浴比１：５０、１３０℃で１時間の高圧染色後、還元洗浄を常法で行い、下記の基準により評価した。
○：色斑や白化現象がない場合
△：色斑はあるが白化現象がない場合
×：白化現象がある場合

上記染色した筒編地のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊をＪＩＳ Ｚ８７２９に準じて測定した。測定には測色色差計（日本電色工業製「ＺＥ ２０００」）を用いた。ここで、Ｌ^＊値は色の明度を０〜１００で表し、０に近いほど暗く、１００に近いほど明るい。ａ^＊値は赤緑色を表し、正の数値は赤寄りの色、負の数値は緑寄りの色となる。ｂ^＊は黄青色を表し、正の数値は黄寄りの色、負の数値は青寄りの色となる。

〔実施例１〕
海成分にポリメチルペンテン（三井化学製「ＴＰＸ（登録商標） ＤＸ８２０」、ＭＦＲ１８０ｇ／１０ｍｉｎ、融点２３３℃）、島成分にポリエチレンテレフタレート（融点２５８℃）を用い、海：島の面積比率が５６：４４となるように供給し、図１のように１９個の島成分が繊維中央に配置される口金から２８５℃で紡出し、１５００ｍ／ｍｉｎで未延伸糸を巻き取った。次いで、得られた未延伸糸を延伸速度８００ｍ／ｍｉｎ、延伸倍率２．４倍で延伸し、６６ｄｔｅｘ／２４ｆの海島型複合繊維を得た。得られた海島型複合繊維の繊維横断面における海部の最小厚みは１．８μｍであり、海部と島部の界面での剥離は認められず、製糸安定性は良好であった。１８５℃で２分間の乾熱処理後も融着や溶断はなく耐熱性に優れたものであった。また色斑なく濃青色に染色され、染色性は良好であった。撥水性評価で計測した接触角は１３６.８°で良好な撥水性を有し、軽量性も良好であった。得られた結果を表１に示す。

〔実施例２〕
４４ｄｔｅｘ／２４ｆとした以外は実施例１と同様の方法で海島型複合繊維を作製した。得られた海島型複合繊維の繊維横断面における海部の最小厚みは１．１μｍであり、海部と島部の界面での剥離は認められず、製糸安定性は良好であった。１８５℃で２分間の乾熱処理後も融着や溶断はなく耐熱性に優れたものであった。また色斑なく濃青色に染色され、染色性は良好であった。撥水性評価で計測した接触角は１３６．２°で良好な撥水性を有し、軽量性も良好であった。得られた結果を表１に示す。

〔実施例３〕
島成分が７個配置される口金を用いた以外は実施例１と同様の方法で海島型複合繊維を作製した。得られた海島型複合繊維における海部の最小厚みは１．３μｍであり、海部と島部の界面での剥離は認められず、製糸安定性は良好であった。１８５℃で２分間の乾熱処理後も融着や溶断はなく耐熱性に優れたものであった。また色斑なく濃青色に染色され、染色性は良好であった。撥水性評価で計測した接触角は１３６．５°で良好な撥水性を有し、軽量性も良好であった。得られた結果を表１に示す。

〔実施例４〕
ポリメチルペンテン系樹脂とポリプロピレン（日本ポリプロ製「ＳＡ０１Ａ」）を８０：２０の質量比率でブレンドした樹脂を海成分に用いること以外は実施例１と同様の方法で海島型複合繊維を作製した。得られた海島型複合繊維における海部の最小厚みは１．６μｍであり、海部と島部の界面での剥離は認められず、製糸安定性は良好であった。１８５℃で２分間の乾熱処理後も融着や溶断はなく耐熱性に優れたものであった。また色斑なく濃青色に染色され、染色性は良好であった。撥水性評価で計測した接触角は１３６．１°で良好な撥水性を有し、軽量性も良好であった。得られた結果を表１に示す。

〔比較例１〕
通常の芯鞘糸（単芯）となる口金を用いた以外は実施例１と同様の方法で海島型複合繊維を作製した。得られた海島繊維は芯成分と鞘成分の界面で剥離がみられた。また、染色性評価では色斑が発生したが、白化現象は生じなかった。撥水性評価で計測した接触角は１３６．９°と撥水性は良好であった。得られた結果を表２に示す。

〔比較例２〕
図２のように１９個の島成分が繊維全体に均一に配置される口金を用いた以外は実施例１と同様の方法で海島型複合繊維を作製した。得られた海島型複合繊維における海部の最小厚みは０．３μｍ以下であり、一部の島部は表面へ露出していた。また、海部と島部との界面で剥離がみられ、製糸安定性は不良であり、染色性評価では白化現象が生じた。島部の露出もあり、撥水性評価で計測した接触角は１３２．１°と撥水性が低いものであった。得られた結果を表２に示す。

〔比較例３〕
図３のように花弁型で、島成分が繊維表面に露出するように配置される口金を用いた以外は実施例１と同様の方法で海島型複合繊維を作製した。熱可塑性樹脂が繊維表面に露出しているため、製糸安定性が悪く、複合繊維を得ることはできなかった。得られた結果を表２に示す。

〔比較例４〕
海：島の面積比率を５０：５０とした以外は実施例１と同様の方法で海島型複合繊維を作製した。得られた海島型複合繊維は島成分が融合し、１つの芯を有する芯鞘繊維となっていた。染色性評価では色斑が発生したが、白化現象は生じなかった。撥水性評価で計測した接触角は１３５.９°と撥水性は良好であった。得られた結果を表２に示す。

〔比較例５〕
ポリメチルペンテン系樹脂とポリプロピレンを２０：８０の質量比率でブレンドした樹脂を海成分に用いた以外は実施例１と同様の方法で海島型複合繊維を作製した。得られた海島型複合繊維における海部の最小厚みは１．６μｍであり、海部と島部の界面での剥離は認められず、製糸安定性は良好であった。１８５℃で２分間の乾熱処理で融着や溶断が発生し耐熱性は良くなかった。また色斑なく濃青色に染色され、染色性は良好であった。表面張力の上昇により、接触角が１３３.９°となり、撥水性は低いものであった。得られた結果を表２に示す。

〔比較例６〕
ポリメチルペンテン系樹脂を単独で用い、２８０℃で口金から紡出し、８００ｍ／ｍｉｎで未延伸糸を巻き取った。次いで、得られた未延伸糸を延伸速度６００ｍ／ｍｉｎ、延伸倍率２．３倍で延伸し、３６ｄｔｅｘ／２４ｆの海島型複合繊維を得た。１８５℃で２分間の乾熱処理後も融着や溶断はなく耐熱性に優れたものだったが、ポリメチルペンテン系樹脂は分散染料にて染色できなかったため白色であった。撥水性評価で計測した接触角は１３７.１°と良好であった。得られた結果を表２に示す。

実施例１〜４で得られた海島型複合繊維は、耐剥離性、染色性、耐熱性、撥水性、軽量性ともに良好であったが、比較例から得られた海島型複合繊維は耐剥離性、染色性、耐熱性の少なくとも一つが不良であった。

本発明の海島型複合繊維は、種々の繊維構造体とすることができ、インナーやスポーツウェア等の衣料用のみならず、傘地やテント地のアウトドア用品等の産業資材に好適に用いることができる。

ａ 海部
ｂ 島部
ｐ 繊維外周の接点
ｑ 繊維外周の法線と島部外周の交点
Ｘ 海部の最小厚み

Claims (6)

1. 海部と２つ以上の島部とからなり、海部と島部との接合面が繊維長さ方向に連続した海島構造を有し、以下の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たす海島型複合繊維。
   （ａ）海成分がポリメチルペンテンを主成分とするポリメチルペンテン系樹脂
   （ｂ）島成分が分散染料で染色可能な熱可塑性樹脂
   （ｃ）繊維横断面における海部の面積比率が５０％を超える
   （ｄ）繊維横断面における海部の最小厚みが１μｍ以上
2. 分散染料で染色可能な熱可塑性樹脂が、ポリエステル樹脂である請求項１記載の海島型複合繊維。
3. 水滴の接触角が、１３５°以上である請求項１または２記載の海島型複合繊維。
4. １８５℃の乾熱雰囲気下の乾熱処理後に融着および溶断がない請求項１〜３いずれか一項に記載の海島型複合繊維。
5. 密度が、１．１０ｇ／ｃｍ^３以下である請求項１〜４いずれか一項に記載の海島型複合繊維。
6. 単糸繊度が、１ｄｔｅｘ以上である請求項１〜５いずれか一項に記載の海島型複合繊維。

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