JP3098331B2 - 香りを有する複合短繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐久性のある香りを有
する芯鞘型複合短繊維に関する。さらに詳しくは、精油
成分の揮散速度がコントロールされ、極めて長期間芳香
効果を享受することのできる新規な複合短繊維に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ヒノキは昔より家屋の柱や床に用いら
れ、その香りは人々の心を落ち着かせ、居ながらにして
「森林浴」効果が得られていた。しかしこの芳香物質は
消失しやすく、長い期間この効果を持続させることは困
難であった。そこで、森林中に発散され漂っている天然
精油成分物質を、寝装、インテリア、あるいは住宅内装
材等の屋内設置品に適用して、居ながらにして「森林
浴」効果を得る方法が種々提案されている。例えば、繊
維最終製品に後加工によって精油を吸着あるいは付着す
る方法が提案されているが、水洗いまたは洗濯により精
油が脱落しやすく、また揮散による精油の減少速度も速
いため、芳香の持続性に乏しいものであった。最近、特
開昭６１―２０１０１２号公報には、数種類の天然精油
又はそれらから分離される成分を混合した精油を、中空
芯鞘型複合繊維の芯部に練り込んだ繊維が、また特開昭
６２―８５０１０号公報には中空多芯芯鞘型複合繊維が
提案されているが、これらはいずれも芳香の持続性が不
充分であったり、初期の香りが強すぎるという問題があ
る。

【０００３】かかる問題を解決する方法として、特開平
３―７６８１５号公報には特定のオレフィン系重合体組
成物を芯部とし、ポリエステルを鞘部とする芯鞘型充実
複合短繊維が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】なるほどかかる複合短
繊維の香り持続性は向上するものの、用途によっては香
り成分の揮散量低下によって芳香効果が得難くなる等、
さらに改善が望まれている。

【０００５】本発明は、上記を背景になされたもので、
その目的は、芳香成分の効率的揮散性に優れ且つ芳香の
持続性も良好な香りを有する複合短繊維を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる目
的を達成すべく鋭意検討した結果、ポリエステルを鞘部
とし且つ芯部に精油を配合した芯鞘型複合短繊維の、芯
／鞘境界面に不連続孔を存在せしめたものが、上記目的
を達成するのに極めて有効であることを見出し本発明に
到達した。

【０００７】すなわち、本発明は、 １． 精油を０．１〜５．０重量％含有する重合体を芯
部とし、ポリエステルを鞘部とする芯鞘型複合短繊維に
おいて、該芯部と鞘部との間には下記（１）〜（３）を
満足する繊維軸方向に不連続な孔（以下不連続孔と称
す）が存在することを特徴とする香りを有する複合短繊
維、 （１） ２０≦Ｈ≦８０ （２） ０．５≦Ｓ≦５ （３） １≦Ｒ≦５０ ［但し、Ｈは平均不連続孔発生率（％）、Ｓは平均空孔
率（％）、Ｒは平均孔長（ｍｍ）を表わす。］ ２． 芯部を構成する重合体が下記オレフィン系重合体
組成物であり、且つ短繊維の繊維長が５０〜１６０ｍｍ
である請求項１記載の香りを有する複合短繊維、 オレフィン系重合体組成（但し精油を除く） （Ａ） 実質的にα―オレフィンからなる極性基を有し
ないオレフィン重合体：９８〜５０重量％ （Ｂ） 不飽和カルボン酸、不飽和アルコール及びこれ
らのエステル、酸無水物またはアミドから選ばれる少な
くとも１種以上を３重量％共重合させた変性オレフィン
重合体：２〜５０重量％である。

【０００８】本発明において用いる芳香成分は、精油、
特に天然精油例えばヒノキ油、ハッカ油、ユーカリ油、
ヒバ油、ショウノウ油等であることが重要である。これ
らの精油は、通常植物の枝葉、根茎、木皮、果実、つぼ
み、樹脂等から水蒸気蒸留により採油されるもので、テ
ルペノイドを主成分としている。このテルペノイドは鞘
部に用いるポリエステル層を極めて透過し難く、繊維端
面のみから揮散されるので極めて長時間該成分を揮散さ
せることが可能となる。しかしながら、本発明者らの検
討によれば、短繊維の中央部に配置されている精油成分
は、繊維端面まで拡散する必要が有るため、用途によっ
ては繊維自体の精油残量が多くとも端面からの揮散が不
充分となって、充分な芳香効果が早期に得られなくなる
場合があった。

【０００９】本発明においては、かかる問題を解消する
ため、芯部と鞘部との間に下記を満足する不連続孔を存
在せしめることが肝要である。すなわち、繊維の断面を
ランダムに５０個サンプリングして求めた不連続孔発生
率Ｈ（％）は２０〜８０％好ましくは４０〜６０％の範
囲であることが必要であり、２０％未満の場合には精油
成分の効率的拡散効果が得られず本発明の目的は達成さ
れない。一方８０％を越える場合には、精油成分の放散
量が多くなりすぎ、初期の臭いが強くなりすぎるととも
に芳香効果の持続性も低下する。

【００１０】また、後述する方法で測定した平均空孔率
Ｓ（％）は、０．５〜５％好ましくは１〜２％の範囲に
ある必要がある。０．５％未満の場合には、不連続孔を
存在せしめる効果が不充分となり本発明の目的は達成さ
れない。一方、５％を越える場合には、短繊維中央部に
存在する精油成分の端面までの拡散が速くなりすぎて初
期の臭いが強くなりすぎるとともに、芳香効果の持続性
が低下するので好ましくない。

【００１１】さらに、後述する方法で測定した不連続孔
の平均孔長は、１〜５０ｍｍ、好ましくは５〜２０ｍｍ
の範囲にある必要がある。孔長が１ｍｍ未満の場合に
は、本発明の目的は達成されず、一方５０ｍｍを越える
場合には精油成分の放散が速くなりすぎるため好ましく
ない。

【００１２】なお、本発明においては、芳香成分として
は上述の如く天然精油を主たる対象としているが、これ
らの精油中に含有される成分を分離精製して用いてもよ
いし、また合成精油を用いてもよい。

【００１３】かかる精油の芯部を構成する重合体に対す
る配合量は０．１〜５重量％、好ましくは０．５〜２重
量％とする必要がある。０．１重量％未満の場合には、
精油成分の空気中への揮散が少なくなり、充分な森林浴
効果等の芳香効果が得られなくなるため好ましくない。
一方、５重量％を越えると、芯部重合体への溶解分散性
が低下して安定に溶融紡糸できなくなるとともに、得ら
れる繊維も精油成分の空気中への揮散量が多くなりすぎ
て逆に不快感を与えるようになるので好ましくない。

【００１４】本発明の芯鞘型複合短繊維の芯部を構成す
る重合体は、特に実質的にα―オレフィンよりなるオレ
フィン重合体（Ａ）９８〜５０重量％、好ましくは９８
〜７０重量％と、変性オレフィン重合体（Ｂ）２〜５０
重量％、好ましくは２〜３０重量％とを混合したオレフ
ィン重合体組成物が望ましい。Ａ成分の量を９８重量％
を越えて用いると、芯部を構成する重合体への精油成分
の分散性が悪くなって紡糸性が低下する場合がある。ま
た、精油成分の芯部重合体内拡散速度が速くなって芳香
効果の持続性が低下し易い。

【００１５】一方、Ａ成分が５０重量％未満の場合に
は、精油成分の芯部重合体中拡散速度が低下して充分な
芳香効果が得難くなる。

【００１６】好適に用いられる実質的にα―オレフィン
からなるオレフィン重合体としては、例えば、エチレ
ン、プロピレン、ブテン―１、ヘキセン―１などのα―
オレフィンからなるホモ重合体、共重合体、及びこれら
に少量（通常は１０モル％以下）の非極性第３成分を共
重合したものをあげることができる。なお、ここでいう
非極性の第３成分とは、エステル結合、カルボキシル
基、水酸基等の極性官能基を有さない共重合成分であっ
て、例えばスチレン、ノルボルナジエン等の不飽和炭化
水素が例示される。

【００１７】一方、前述の変性オレフィン重合体は、極
性基を有するオレフィン系重合体であって、不飽和カル
ボン酸、不飽和アルコール、及びこれらのエステル、酸
無水物またはアミド等の極性基を有する重合性単量体か
ら選ばれる少なくとも１種以上を３〜３０重量％、好ま
しくは５〜２０重量％、α―オレフィンに共重合させて
いるものが望ましい。この共重合量が３重量％未満の場
合には、芳香効果の持続性は低下し易すく、３０重量％
を越える場合には、精油との親和性が向上しすぎて芯部
重合体中の拡散速度が低下し、芳香効果が発現し難くな
る傾向がある。かかる極性基を有する重合性単量体とし
ては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、
フマル酸及びこれらの低級アルキルエステルまたはアミ
ド、無水マレイン酸、酢酸ビニル等が好ましく用いられ
る。

【００１８】なお、本発明で用いる精油は耐熱性に劣
り、熱によって容易に蒸発もしくは分解するため、前記
芯部には融点（軟化点）の低い重合体を用いるのが望ま
しく、例えば、Ａ成分としては高密度ポリエチレン、中
密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン等のポリエチレ
ン重合体、またＢ成分としては、エチレン・酢酸ビニル
共重合体が好ましく用いられる。

【００１９】本発明の複合短繊維の鞘部を構成する重合
体は、前記精油成分が拡散透過し難く、かつ繊維に優れ
た機械的性能を付与できる重合体である必要があり、ポ
リエステル重合体が好ましい。なかでも、本発明の短繊
維は詰綿もしくは不織布として賞用されるため、嵩高
性、耐ヘタリ性等の性能にも優れているこが望ましく、
９５モル％以上がエチレンテレフタレートもしくはブチ
レンテレフタレートから構成されるポリエチレンテレフ
タレート系重合体もしくはポリブチレンテレフタレート
系重合体が望ましい。

【００２０】本発明における芯部及び鞘部を構成する重
合体の比率は、重量比で芯部／鞘部を７０／３０〜３０
／７０の範囲にするのが望ましい。芯部の比率が７０を
超えると芯鞘構造の形成が難しくなり、芯部が露出して
芳香効果の持続性が低下する場合がある。一方芯部の比
率が３０未満になると、芯部の占有断面積が小さくな
り、精油成分の空気中への揮散量が少なくなって芳香効
果が低下する傾向がある。

【００２１】本発明の芯鞘型複合繊維を製造するには、
従来より用いられている芯鞘型複合紡糸用の装置をその
まま使用でき、常法に従って溶融紡糸、延伸を行えばよ
い。この際、精油は、芯部を形成する重合体チップの表
面に付着させた後複合溶融紡糸装置に供給してもよく、
あるいは、あらかじめ重合体中に溶融配合したものを用
いてもよい。特に、後者の方法は、精油の芯部を構成す
る重合体中への分散状態がよくなり、溶融紡糸性及び芳
香効果の持続性が向上するため好ましい。 本発明にお
いては、特に精油成分と親和性の良好な変性ポリオレフ
ィンを用いる場合、比較的沸点の低い精油成分でも口金
ブロック内で気化して発泡することがないので好まし
い。また、繊維形成後鞘成分は急速に固化されるため、
精油成分の蒸散も抑制されるといった効果もある。

【００２２】かくして得られた未延伸複合繊維は、常法
に従って延伸後芯部ポリマーの融点以上、例えば芯部ポ
リマーとしてポリエチレンとエチレン酢酸ビニル共重合
体を用いた場合では１４０〜１７０℃で１〜２秒間処理
することにより不連続孔を発現させる。ここで熱処理温
度があまりに低い場合あるいは熱処理時間があまりに短
すぎる場合には、熱処理時に芯部ポリマーの軟化が起ら
ず、また芯部重合体中の精油成分の蒸気圧が不充分とな
って不連続孔は形成され難い。一方熱処理温度が高すぎ
る場合又は熱処理時間が長すぎる場合には、本発明で規
定するよりも大きい不連続孔が形成されて本発明の目的
が達成できなくなる。すなわち、用いる芯部ポリマーの
融点に応じた温度で短時間熱処理することによって、芯
部ポリマーが軟化し且つ精油成分の蒸気圧が高くなるの
で、芯部と鞘部との間に微小のボイドが形成されるので
ある。かかる熱処理は２回以上複数実施してもかまわな
い。

【００２３】以上の如くして不連続孔を発現せしめた複
合繊維は、常法に従って捲縮を付与した後カットして短
繊維となす。カット長は特に限定する必要はないが、短
繊維の中央部に存在する精油成分を有効に利用するとい
った点からはカット長の長い場合に本発明の効果が大き
く一方繊維長があまりに長すぎるとカード通過性や芳香
効果が低下し易いので５０〜１６０ｍｍ程度が好まし
い。

【００２４】なお、本発明は短繊維を対象としている
が、カットする前のフィラメントをカーペットのカット
パイル糸の如く製織後フィラメントをカットする用途に
用いても、良好な芳香効果が得られることはいうまでも
ない。

【００２５】

【発明の作用効果】以上に説明したように、本発明の複
合短繊維は芯部と鞘部との間に特定の不連続孔を有して
いるため、芯部重合体に配合されている精油成分が適度
な速度で繊維端面に拡散して放散され、その結果長期間
安定して芳香効果を得られるものと推定される。このた
め、繊維長が長いもの又は端面断面積の小さい細繊度の
ものであっても、繊維中央部に存在する精油成分は有効
に利用することが可能となって、芳香効果の持続性も向
上するのである。

【００２６】かかる特性を有する本発明の複合短繊維
を、布団、枕、クッション、縫ぐるみ等の詰綿あるいは
不織布等、衣料、寝装、インテリア、車両内装、家具、
家庭用雑品等の分野の製品に適用すると、極めて長期間
森林浴効果等の芳香効果を享受することができ、その工
業的価値は極めて大である。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに詳細に
説明する。なお、芳香性の評価、不連続孔の評価、及び
残留精油成分の評価は、下記にしたがった。

【００２８】芳香性の評価 外気にさらした状態で保存し、所定時間経過毎そのにお
いの強さを評価した。なお、製造後カットしていないト
ウを保管しておき評価時に７５ｍｍにカットしこの原綿
の保香性を標準として５段階評価した。

【００２９】標準とほとんど差がない場合 ：５ においがまったくなくなった場合：１不連続孔の評価 （１）不連続孔発生率Ｈ（％） 繊維のセクション断面写真を写し、ランダムに５０単糸
を選び、５０単糸中の孔空発生本数より、平均不連続孔
発生率Ｈ（％）を求めた。 Ｈ（％）＝（５０単糸中の孔空発生数）／５０×１００

【００３０】（２）不連続孔空孔率Ｓ（％） 上記と同様にセクション写真より、単糸５０本をランダ
ムに選び、セクション断面積測定器（ＵＣＨＩＤＡ製プ
ラニメーター）を用いて、繊維の断面積（Ｓ_A）と空孔
面積（Ｓ_B ）を求め、平均値を出し、孔空率Ｓ（％）と
した。 Ｓ（％）＝Σ（Ｓ_B ／Ｓ_A ×１００）／５０

【００３１】（３）不連続孔孔長Ｒ（ｍｍ） 単糸を１ｍｍピッチでカットし孔長の初めから終りまで
のピッチ数（ｎ）を数えて孔長を求めた。１０単糸につ
き、同様にして各５孔長測定し、その平均を求めた。

【００３２】残留精油成分の評価 短繊維を外気にさらした状態で保存して、香りが全くな
くなった原綿を、５ｍｍの長さにカットし、新たに香り
が出るか出ないかで評価した。新たに発生した香りの強
さは、保香性評価と同様の５段階評価とした。

【００３３】

【実施例１】ヒノキ抽出精油を２０ｗｔ％含有させたエ
チレン・酢酸ビニル共重合体（共重合重量比８４：１
６）５重量部とメルトインデックス２０の高密度ポリエ
チレン９５重量部とをチップブレントしたものを２５０
℃で溶融し芯部に、また固有粘度０．６４のポリエチレ
ンテレフタレートを２８０℃で溶融し鞘部に配するよう
芯鞘型複合紡糸装置に供給し、孔径０．５ｍｍφ、孔数
２６０ホールを有する口金より押出し、８００ｍ／分の
速度で引き取って缶に揺り込んだ。この際の芯／鞘比は
３５／６５とした。

【００３４】得られた未延伸糸を集束して４００万デニ
ールとし、温水中７０℃で３倍に延伸し、各々熱セット
ローラーで１５０℃×１．５秒熱処理した後、スタッフ
ィングボックスに供給して捲縮を付与した後、１２０℃
下３０分間熱処理し、繊維長７５ｍｍにカットして約６
デニールの短繊維を得た。

【００３５】この原綿は、未延伸糸及び延伸熱処理後の
未だカットしていないトウの状態ではほとんど芳香は感
じられず、短繊維にカットすることによって初めて芳香
が感じられるようになった。

【００３６】この原綿をカードにかけてウェブとした
後、重量１．８ｋｇの掛け布団にしたところ、森林のに
おいがする安眠効果に優れた掛け布団が得られた。この
布団をドライクリーニングしてもにおいの強さは低下し
なかった。また、２年経過した後も森林のにおいの強さ
はほとんど変化せず、長期間持続性を有するものであっ
た。結果は表１に示す。

【００３７】

【実施例２〜５ 比較例１〜８】ヒノキ抽出精油の混合
率、芯部に用いる重合体の種類及び混合比、鞘部の重合
体の種類、芯／鞘比率、繊維断面形状、デニール、及び
カット長を表１に記載の如く変化させ、実施例１と同様
にして、短繊維、及び掛け布団を得た。評価結果は、表
１にあわせて示す。

【００３８】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合短繊維の概略図を表わす。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋田 幸二郎 大阪府茨木市耳原３丁目４番１号 帝人 株式会社 大阪研究センター内 (56)参考文献 特開 昭61−201012（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−85010（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−76815（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−263893（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01F 8/00 - 8/16 D01D 5/24 - 5/36 D01D 10/00 - 10/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 精油を０．１〜５．０重量％含有する重
   合体を芯部とし、ポリエステルを鞘部とする芯鞘型複合
   短繊維において、該芯部と鞘部との間には下記（１）〜
   （３）を満足する繊維軸方向に不連続な孔が存在するこ
   とを特徴とする香りを有する複合短繊維。 （１） ２０≦Ｈ≦８０ （２） ０．５≦Ｓ≦５ （３） １≦Ｒ≦５０ ［但し、Ｈは平均不連続孔発生率（％）、Ｓは平均空孔
   率（％）、Ｒは平均孔長（ｍｍ）を表わす。］
2. 【請求項２】 芯部を構成する重合体が下記オレフィン
   系重合体組成物であり、且つ短繊維の繊維長が５０〜１
   ６０ｍｍである請求項１記載の香りを有する複合短繊
   維。 オレフィン系重合体組成（但し精油を除く） （Ａ） 実質的にα―オレフィンからなる極性基を有し
   ないオレフィン重合体：９８〜５０重量％ （Ｂ） 不飽和カルボン酸、不飽和アルコール及びこれ
   らのエステル、酸無水物またはアミドから選ばれる少な
   くとも１種以上を３重量％共重合させた変性オレフィン
   重合体：２〜５０重量％