JP2998202B2 - 発色性が良好な合成繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は発色性が良好な合成繊維に関し、詳しくは特
異な断面形状を有する優れた発色性が良好な合成繊維に
関する。

［従来の技術］ 熱可塑性合成繊維、特にポリエステル繊維は発色性が
不良であり、従来から種々検討がなされている。

例えば、特開昭52−99400号公報記載の発明は繊維の
表面に微細な凹凸を付与することによって光の吸収を増
大させ発色性を向上するものであるが、この方法では黒
発色の向上効果は認められるもののその効果は不十分で
あり、かつ有彩色の発色性の向上は殆ど認められなかっ
た。

一方、スリット状の溝を形成する複合繊維について多
く提案されている。例えば特開昭56−165015号公報記載
の発明がある。この発明は発色性の向上を目的としたも
のではないために、溝の形状の点で十分な発色性向上効
果を得ることはできない。

特開昭57−5912号公報記載の発明は、溝の深さと溝の
幅の比率については特定されているものの、溝形状の寸
法については特定されていないため、十分な発色性向上
効果を得ることはできなかった。

更に、特開昭61−282449号公報、特開平１−162813号
公報、特開平２−26912号公報、特開昭62−223321号公
報記載の発明は、いずれも易溶出成分が島成分を取り囲
むように配置された割繊タイプの複合繊維であり、易溶
出成分を一部または全部溶解することにより、極細繊維
を得るものである。このため割繊後の発色性は逆に著し
く低下する。

更に、特開昭63−105114号公報記載の発明は、染色性
の向上を目的に溝を多数設けることと、特定した粒子を
有することにより繊維の発色性について提案している
が、溝の形状と溝の幅および深さが全く特定されておら
ず十分な発色性を安定して得ることができなかった。

また、特開昭60−151313号公報記載の発明は発色性の
向上を目的として、繊維長手方向に多数の溝を設け、該
溝の幅を溝の深さの1/3以下とする旨提案されている
が、単に溝の深さを特定化するだけでは、安定して発色
性の良好な繊維を得ることはできなかった。

以上述べたように、種々の複合繊維についての提案が
あるが、いずれの提案も後述するＬ値が13以下の安定し
た十分な発色性向上効果を満足するものではなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は繊維の断面形状を特定化することによ
って黒発色性の向上はもちろんのこと、有彩色の発色性
向上も達成しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の目的は、繊維軸に実質的に平行に連続した４
個以上の溝を有する繊維であって溝の幅は1.0μｍ以
上、溝の深さは2.2μｍ以上で、かつ溝の幅に対する溝
の深さが0.8以上2.5以下であり、全周長に対する溝幅の
合計の比率が0.15以上である発色性が良好な繊維によっ
て達成される。

本発明の目的は繊維の断面形状を特定化することによ
って発色性を向上させることであるが、そのためには溝
の形状を特定化することが重要である。

本発明について詳細に説明する前に、断面形状を特定
化して発色性の高い繊維を得るときに繊維の形状がいか
に重要であるかについて、本発明者が本発明に至った経
緯を説明する。

第４〜６図はポリエステル繊維における溝の形態と発
色性の関係を説明するグラフである。

第４図は繊維の溝の幅に対して後述する条件、測定法
で黒色で染色したときの発色性の目安とするＬ値（明
度）の関係を表わしたグラフである。第５図は溝の深さ
対して黒色に染色したときのＬ値の関係を表わしたグラ
フである。また第６図は繊維全周長に対する溝幅の合計
に対して黒色に染色したときのＬ値の関係を表わしたグ
ラフである。

第４、第５図から明らかなように単に繊維に溝を付与
するだけでは高度の発色性能を付与することはできず、
溝の幅、溝の深さ、そして溝の幅に対する溝の深さ、つ
まり溝の形状を適正範囲に特定化することが必須の要件
であることがわかる。この理由は明確ではないがおそら
く単一の溝については単位周長に対して入射した光をよ
り多く取り込むことと、入射した光をできるだけ多数回
屈折を繰り返させて効率よく繊維内部に吸収するため
に、特定化した溝の形状が必要であると考えられる。

更に、第６図は特定化した溝幅を有するポリエステル
繊維について繊維全周長に対する溝幅の合計に対してＬ
値を表したグラフであり、これからも明らかなように特
定化した溝形状を有する繊維のＬ値は、溝幅の比が高い
ほど発色性良好であることが明かである。このように繊
維断面の形状を変更することによって発色性を改善する
場合は単に溝をもうけるだけではなく、特定化した範囲
の形状とすることが非常に重要である。

本発明の繊維を第１図によって説明する。

第１図は本発明の好ましい１実施態様である繊維の断
面形状を示した横断面図であり、繊維１は突起２を10個
有しており、突起２と突起２′の間には略三角形の溝３
が突起の数と同数存在する形である。

溝の数は略繊維の長さ方向に沿って４個以上存在する
ことが必要である。４個以上の溝が存在することによっ
て繊維が捻れても常に溝の効果が発揮されることと、溝
による光の吸収が増大して発色性の向上が図れるのであ
る。溝の数が４個未満の場合には常には溝の効果が発揮
されないこと、光の吸収が不十分であることから本発明
の目的を達成することはできない。光の吸収は溝の数が
多いほど増大することから発色性向上のためには溝の数
は多い方が好ましい。溝の数は６個以上が好ましく、特
に好ましくは８個以上である。更に好ましくは12個以上
である。ただし、細い繊維の場合には溝の数を多くする
と突起が薄くなってしまうことと、溝の数に対する発色
性向上効果が飽和に達するために溝の数は30個以下が好
ましい。

光の吸収を増加するためには、溝の数と共に溝の形状
が重要である。溝により多くの光を取り込むことと十分
に効率よく光を吸収するために、溝の幅は1.0μｍ以
上、溝の深さは2.2μｍ以上が必要である。溝の幅を1.0
μｍ以上にすることによって発色性を十分に向上するた
めの光を取り込むことができるのである。

一方、溝の深さは2.2μｍ以上が必要であり、これは
一旦取り込んだ光をより多く繊維壁に衝突させて光の吸
収を増加するために必要である。

更に、発色性を向上させるためには、溝の幅は1.5μ
ｍ以上が好ましく、2.2μｍ以上が特に好ましい。一
方、好ましい溝の深さは3.2μｍ以上である。

溝の幅が1.0μｍ未満では光の吸収量が少ないため、
発色性が不十分となり、逆に溝の幅が大きすぎると突起
の幅が自動的に小さくなってしまうので溝の幅は10μｍ
以下が好ましい。

溝の深さが浅い場合には実質的に溝の効果が発揮され
ず、表面反射が増大して発色性の向上が小さく、逆に溝
の深さが深すぎると溝のない中心部分いわゆる芯部分が
小さくなって発色性が不十分になったり、フィブリル化
しやすくなるので溝の深さは10μｍ以下が好ましい。特
に好ましくは６μｍ以下である。同時に繊維の中心部分
いわゆる芯部分の最も小さい厚さは５μｍ以上が好まし
い。

取り込んだ光をさらに効率よく繊維に吸収するために
は、繊維に衝突する回数を増加することが重要であり、
そのためには溝の幅と溝の深さの次の関係を満足するこ
とが必要である。

溝の幅に対する溝の深さが0.8以上であることが必要
である。好ましくは1.2以上であり、さらに好ましい値
は1.4以上である。また、より多くの光を取り込むため
には繊維断面の溝形状は繊維の中心から外周へ向かって
徐々に広くなる略三角形状が好ましく、さらに開度が５
度以上であることが好ましい。

溝の幅に対する溝の深さは0.8以上とする必要がある
が、溝の幅が狭すぎると取り込む光の量が減少してしま
うので溝の幅に対する深さは2.5以下が必要である。

繊維の厚みが十分である場合は、一旦吸収した光をほ
ぼ繊維内部に吸収できるが、繊維の厚みが不十分の場合
には繊維層を通過して光の一部は再び空気層へ出てしま
うことになる。この現象を防止し、吸収効率を増加する
ためには突起の厚みを1.0μｍ以上にすることが好まし
い。更に好ましくは3.0μｍ以上、特に好ましくは4.5μ
ｍ以上である。

溝の形状は幅が広く深い方が発色性が向上して好まし
い。しかしながら、繊度が小さいときには溝の幅、深さ
は自ずと制約される。要は吸収部分を多くすることが重
要なのであり、そのためには糸、あるいは布帛全体とし
て光を多く取り込むための溝の部分を多く有しているこ
とが重要なのである。発色性を十分にするためには、繊
維の全周長に対する溝幅の合計の比は0.15以上であるこ
とが必要である。好ましくは0.22以上、特に好ましくは
0.3以上であり、更に好ましくは0.4以上である。ただ
し、全周長に対する溝幅の合計の比が大きくなりすぎる
と、繊維の強度、摩擦に対する耐久性が劣るなどマイナ
ス面が顕在化するので、全周長に対する溝幅の合計は0.
6以下、特に好ましくは0.5以下以下が好ましい。

本発明の繊維は中心部分と突起部分が同一成分からな
っていることが好ましく、特に突起部分と中心部分の境
界が溶出成分で構成されている場合および溶出成分が繊
維の中心部分まで延長している繊維の場合には製品のフ
ィブリル化が起こり易くなり、フィブリル化が起こると
発色性が著しく不良となること、さらにはフロスティン
グが発生して好ましくない。

本発明の繊維はポリエステル、ポリアミド、ポリアク
リル繊維に適用することができるが、中でもポリエステ
ル繊維が好ましく適用することができる。

ポリエステルとしてホモポリエステルはもちろん一般
的に用いられる共重合ポリエステル、および一般的に使
用されている添加剤を添加してもよい。本発明の繊維は
発色性が向上するので、本発明をより有効に適用する方
法として粒子量ができるだけ少ないポリマを適用する方
法があり、そのためには繊維内部に含有する粒子量が0.
1重量％以下が好ましく、特に好ましくは0.05重量％以
下である透明性に優れたポリマを使用する方法である。

本発明の発色性の良好な繊維は、例えば次のようにし
て製造することができる。

第２図は本発明の繊維を得るためのアルカリ減量加工
前の繊維の断面形状の例を示す横断面図である。

第２図に示すように、10個の楔形状を有している易溶
出成分Ｘと難溶成分Ｓの２成分とならなる複合繊維を
得、その繊維をアルカリなどの溶剤で処理することによ
って易溶解成分Ｘを溶出し、10個の溝を有する繊維を得
ることができる。ここで、易溶出成分Ｘはアルカリ水溶
液に対する溶解速度が、難溶解成分Ｓよりも２倍以上速
いものが好ましい。そのために易溶解成分Ｘのポリマ組
成はスルホン酸金属塩を１モル％以上共重合しているこ
とが好ましい。特に、スルホン酸金属塩を2.3モル％以
上共重合していることが好ましい。

本発明の繊維は、原糸はもちろん、仮撚、強撚、空気
交絡処理などの各種の加工糸であってもよく、また太細
糸、紡績糸などの各種の糸、あるいは織編物を構成する
繊維であってもよく、更には不織布や起毛品の基布ある
いは起毛部分であっても良い。また、繊維の配向度や結
晶化度の違いによって本発明の繊維の発色性向上効果が
損なわれることはない。

本発明の繊維は、上記のように発色性向上効果は大き
いが、更に発色性を向上させるべく本発明の繊維に対し
て発色性向上のための後加工を施すことは有効に採用で
きる。

［実施例］ 以下実施例で更に本発明の特徴を詳述する。

実施例に記載する測定方法は次の条件によるものであ
る。

A.粒子量： ポリエステル100gをオルソクロルフェノール900ccに
溶解した溶液を分速14000回転で60分間遠心分離した後
上澄み液を分離し、オルソクロルフェノールを追加して
遠心分離を繰り返してポリエステル成分を除去した後に
乾燥して求めた重量を、溶解に使用したポリエステルの
重量で除した値で表した。

B.L値（明度）： 24ゲージ天竺筒編機で２本引き揃えて筒編地を作成し
て精練を行った。引き続き180℃乾熱処理後、NaOH水溶
液によってアルカリ減量加工を行い、次いで染料Dianix
Biack BG−FS 200％ 7％OWFとした。このとき助剤とし
てサンソルト1200を0.5g/リッター、フィクサーPH 500
を0.5g/リッターを使用した。浴比1:100として染色温度
130℃、60分間染色を行う。さらにハイドロサルファイ
ト2g/リッター、サンデッド0.5g/リッター、カセイソー
ダ0.5g/リッターで80℃、20分間還元洗浄を行った。

得られた染色筒地を乾燥後スガ試験機（株）製SMカラ
ーコンピュータSM−３を使用して明度（Ｌ）値を測定し
た。

C.繊維断面の形状は厚さ約５μｍの切片をつくり、走査
型電子顕微鏡で観察した。第３図は第１図の一部拡大図
であり、第３図によって、断面形状の種々の長さの測定
を説明する。

（ａ）溝の幅： 該当する溝を挟む両側の突起に接する共通の接線を引
いて、その接点をＡ、Ｂとし、線分ABの中点を点Ｃとす
る。また溝の最も深い点を点Ｇとし、点Ｃから点Ｇを結
ぶ線分を線分CGとしてこの長さをｈとする。線分CG上で
点Ｃからｈの５％の点を点Ｄとし、線分CDの長さをａと
する。点Ｄをとおり線分CGに垂直な線を引いて両側の突
起との交点をそれぞれＥ、Ｆとするとき、線分EFの長さ
を溝の幅とする。

（ｂ）溝の深さ： 第３図のｈ−ａである。

（ｃ）突起の厚さ： （ａ）の方法に従って隣の溝について同様に作図して
点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｅ、Ｆに相当する各点をＡ′、
Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′、Ｇ′、Ｅ′、Ｆ′とするとき、線分
FE′の長さを突起の厚さとする。

（ｄ）全周長に対する溝幅の長さ比 繊維断面全体の突起の厚さの合計と溝幅の合計の和に
対する溝幅の合計の比で表す。

実施例１ 難溶成分として粒子量0.04重量％で固有粘度が0.67の
ポリエチレンテレフタレート、易溶出成分として５−ソ
ジウムスルホイソフタレートを2.5モル％共重合した、
固有粘度が0.56のポリエステルを使用した。これらのポ
リエステルの軟溶成分に対する易溶出成分の溶解速度は
8.5倍であった。難溶成分が易溶出成分を10分割するよ
うにして、かつ難溶成分／易溶出成分が重量比率で80/2
0の複合比率で、溶融紡糸を行い、引続き延伸を行っ
た。

得られたポリエステル繊維は単糸デニールが7.1デニ
ールであった。

得られた延伸糸を使用して24ゲージの天竺編地とし、
次いでこの編地を精練加工した後NaOHの98℃熱水溶液で
32重量％減量加工した。減量加工した後にこの編地を分
解して、分解した繊維を走査型電子顕微鏡を使用して観
察したところ溝幅は2.5μｍ、溝の深さは3.3μｍ、突起
の幅は５μｍであった。一方、編地を黒色に染色した後
Ｌ値を測定した結果、Ｌ値は11.4であり、非常に優れた
発色性を示した。また、この編地はさらさらとした風合
いを有していると共に良好な吸水性をも有していた。

実施例２ 難溶成分／易溶出成分の複合比率を90/10に変更した
以外実施例１と同様にテストを行った。その結果、延伸
糸、減量加工後の断面形状は第１表に記載した通りであ
った。また、Ｌ値は12.4であり、良好な発色性を示し
た。

実施例３ 減量加工率を25％にした以外は実施例１と同様に実施
した。繊維断面形状は第１表に記載した通りであり、黒
色で染色した後のＬ値は11.8であり、良好な発色性を示
した。

実施例４ 易溶出成分の数を６に減少した以外実施例１と同様に
実施した。結果は第１表に記載した。良好な発色性であ
った。

実施例５ 易溶出成分として５−ソジウムスルホイソフタル酸を
4.0モル％共重合したポリマを使用して、難溶成分に対
する溶解速度比を30にしたこと、および複合比率を難溶
成分／易溶出成分＝70/30とした以外実施例１と同様の
条件で実施した。結果は第１表のとおり非常に優れた発
色性を示した。

実施例６ 難溶成分に対する易溶出成分の溶解速度比を５とした
こと、減量加工率を28％とした以外は実施例１と同様に
実施した。結果は第１表に示したとおりであり、溝深さ
が浅くなった結果、実施例１に比較して若干劣っていた
が良好な発色性を示した。

実施例７ 難溶成分として二酸化チタンを0.5重量％配合したポ
リエステルを使用した以外実施例１と同様に実施した。
結果は第１表に記載したとおりであり、染色後のＬ値は
12.4と高目であったが発色性向上効果は明らかに認めら
れた。

比較実施例１ 実施例１の難溶成分に使用したポリエステルのみから
なる単独成分からなり、単糸繊度が7dで、断面形状が円
である繊維を使用して24ゲージの天竺編地とした以外、
実施例１と同様にテストした。Ｌ値は14.2であった。

比較実施例２ 易溶出成分として実施例４に使用したポリエステルと
し、全体に対する易溶出成分の複合比率を８重量％にし
たこと、およびアルカリ減量率を15重量％にした以外は
実施例１と同様に実施した。原糸の断面形状、繊維特性
は第１表に示したとおりであり、発色性は円断面よりも
向上したが不十分なものであった。

比較実施例３ 溝の数を３にしたこと以外は実施例１と同様に実施し
た。結果は第１表に示したとおりであり、発色性の向上
効果は若干認められたが不十分なものであった。

比較実施例４ 易溶出成分としてポリマーとして５−ソジウムスルホ
イソフタル酸を1.5モル％共重合したポリエチレンテレ
フタレートを用い、易溶出成分の複合比を10重量％とし
たことおよび減量加工率を15％とした以外は実施例１と
同様に実施した。繊維断面形状は第１表に示したとおり
であり、Ｌ値も高く発色性向上効果は大きくなかった。

［発明の効果］ 本発明の繊維はポリマの性質の変更や発色性向上のた
めの後加工技術を付与することなく、溝形状、島形状で
ある断面形状を特定化することによって発色性が大幅に
向上するものである。そのために制約条件がきわめて少
なく、広い用途に適用できる利点を有している。また、
本発明の繊維は繊維軸方向に連続した溝を形成している
ために吸水効果が大きいこと、更には多数の溝を有して
いるために本発明の繊維を使用した布帛はしゃり感があ
り、清涼感素材としても有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好ましい１実施態様である繊維の断面
形状を示した横断面図である。第２図は本発明の繊維を
得るためのアルカリ減量加工前の繊維の断面形状の例を
示す横断面図であり、第３図は第１図の一部拡大図であ
る。第４〜６図はポリエステル繊維における溝の形態と
発色性（Ｌ値）の関係を説明するグラフである。 １……繊維 ２……突起 ３……溝 Ｓ……難溶成分 Ｘ……易溶出成分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−170510（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−119220（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−98423（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01D 5/253

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維軸に実質的に平行に連続した４個以上
   の溝を有する染色された異形断面繊維であって、溝の幅
   は1.0μｍ以上、溝の深さは2.2μｍ以上で、且つ溝の幅
   に対する溝の深さが0.8以上2.5以下であり、全周長に対
   する溝幅の合計の比率が0.15以上である発色性が良好な
   合成繊維。
2. 【請求項２】繊維軸に実質的に平行に連続した４個以上
   の溝を有する染色された異形断面繊維であって、該溝の
   形状が略三角形であることを特徴とする請求項１記載の
   発色性が良好な合成繊維。