JP4187358B2

JP4187358B2 - セルロースアセテート繊維及びその製造方法

Info

Publication number: JP4187358B2
Application number: JP21114799A
Authority: JP
Inventors: 勝隆伊藤; 恭史香村
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2019-07-26
Also published as: JP2000220027A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単繊維の長手方向に不連続に、及び繊維（糸）の断面方向に不規則に中空部を有するセルロースアセテート繊維及びその製造方法、さらに詳しくは、単繊維の長手方向に不連続に中空部を有することによって、優れた風合いを示す衣料用途等に好適なランダム中空セルロースアセテート繊維及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セルローストリアセテート繊維は、主原料がパルプであり、且つ、半合成繊維といわれ、天然繊維の特徴も併せ持つ繊維である。すなわち、優雅な光沢、発色性、ドライ感、さらには、適度な吸湿性等、衣料用繊維として数多くの優れた特徴を有している。
【０００３】
一方、衣料用繊維に対する最近のニ−ズは極めて多様化、高級化しており、消費者に受け入れられる繊維素材を上市していくには、単に繊維を構成している基質に由来する繊維の特徴だけではなく、新規な差別化風合いの付与、特殊機能の付加が必要不可欠である。このような背景に基づき、セルロースアセテート繊維においても、繊維の断面形状の変化や側面形態の変化などの各種手段を用いて、種々の風合いの改良がなされており、特に単繊維の軽量化は、風合の改良に大きく関与する手段として用いられている。
【０００４】
一般に繊維の軽量化の手法としては、後加工で意匠撚糸・仮撚等で、ループ・毛羽形成や捲縮付与による嵩高性向上が主な手法として用いられている。原糸製造レベルにおける軽量化に対する従来の手法としては、異型断面化や特殊エアー処理による単繊維相互間への間隙の形成であるが、従来の異型断面化では、風合いが硬くなり、また、特殊エアー処理では、フカツキ易いと言った問題点が指摘されている。
【０００５】
また、軽量化への別の手法として中空糸が挙げられる。従来より、中空を有するフィラメントはポリエステル、ナイロン等を中心とした合成繊維が数多く紹介されている。これらに挙げられる中空糸は、繊維の長手方向に連続した中空糸であり、仮撚等の後加工により中空が潰れ軽量化を損なうといった問題点がある。
【０００６】
アセテート繊維に関する中空糸は、逆浸透や血液透析等において従来より実用的に使用され、これらを中心に数多く紹介されている。しかし、これらセルロースアセテート中空糸は、単繊維が太いため衣料用途としては殆ど使われることがない。また、これらの一般的な製造方法としては、▲１▼紡糸孔中に不活性気体導入管を設け吐出される紡糸原液中に気体を吹き込んで中空部を形成せしめ、中空繊維を得る方法、▲２▼接着方式による中空繊維用紡糸口金を用いて紡糸原液を吐出し、吐出直後に中空部を包含するよう未凝固紡糸液を接着せしめ、中空繊維とする方法等が知られている。
【０００７】
しかしながら、これらの方法をそのまま乾式紡糸に適用しても良好な中空繊維を得ることは困難である。すなわち、乾式紡糸の場合は、溶融紡糸と比較して、紡糸孔が非常に小さいため、前記▲１▼のような紡糸孔中に不活性気体導入管を設けることは非常に困難である。また、乾式紡糸に前記▲２▼の方法を適用しようとすると接着すべき部分が接着せず破裂部を生じたり、あるいは、接着しても歪んだ断面形状のものとなってしまう。また、上記中空繊維は糸長手方向に連続する中空であり、加工時に中空潰れといった問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、単繊維の長手方向に不連続、かつ、繊維（糸）の断面おいて不規則に中空部を形成することにより、嵩高性に優れ、軽量感があり衣料用途に好適なセルロースアセテートのランダム中空繊維及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、酢化度４８．８％以上のセルロースアセテートからなり、単繊維フィラメントの長手方向に中空部と中実部が不規則に存在することを特徴とするセルロースアセテート繊維にある。
【００１０】
さらに本発明は、中空発生頻度が５〜８０％であるセルロースアセテート繊維にある。すなわち、繊維断面において中空部を有する単繊維フィラメント数が総フィラメント数に対し５〜８０％存在するセルロースアセテート繊維にある。
【００１１】
また本発明は、紡糸原液が固形分濃度１０〜２２．５重量％で芯鞘複合紡糸するに際し、芯部に供給する紡糸原液中のセルロースアセテート固形分濃度を鞘部に供給する紡糸原液の３０〜８０重量％の固形分濃度とすると共に供給割合を芯鞘供給体積比で１０／９０〜８０／２０とし、温度を７０℃以上の熱風雰囲気中に乾式紡糸することを特徴とする上記セルロースアセテート繊維の製造方法にある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられるセルロースアセテートとしては、平均酢化度４８．８〜５６．２％のセルロースジアセテート、平均酢化度５６．２〜６２．５％のセルローストリアセテートが挙げられる。
【００１３】
本発明は、これらのセルロースアセテートを固形分濃度として１０〜２２．５重量％含む、溶剤とセルロースアセテートからなる紡糸原液を用いて乾式紡糸法により芯鞘構造に複合紡糸する。
【００１４】
紡糸原液を調整するためのセルロースアセテートの溶剤としては、特に限定はなく通常のアセテート繊維の製造に用いれれるアセトン（沸点＝５６．５℃）、塩化メチレン（３９．７５℃）が挙げられる。なお、これら溶媒は可紡性を上げるため、水またはアルコール等の助溶剤を添加した系としても良い。
【００１５】
複合紡糸に当たっては上記範囲のセルロースアセテート固形分濃度からなる紡糸原液を用い、芯部に供給する紡糸原液中のセルロースアセテート固形分濃度を、鞘部に供給する紡糸原液中固形分濃度の３０〜８０％とすると共に、紡糸原液の供給割合を芯鞘供給体積比で１０／９０〜８０／２０の範囲とする。
【００１６】
芯部に供給する紡糸原液の濃度が鞘部に供給する紡糸原液の濃度の３０％未満となると芯部にくる紡糸原液が繊維断面の中心からずれるために中空にならず、また、８０％を超えると鞘部を形成する紡糸原液との濃度差が小さいため芯鞘構造とならない。
【００１７】
また、芯部に供給する紡糸原液が体積比で、鞘部に供給する紡糸原液供給量の１０％未満になると、得られる繊維を構成する単繊維の長手方向に十分な中空部を有する繊維を得ることができない。一方、芯部に供給する紡糸原液が体積比で鞘部に供給する紡糸原液供給量の８０％を超えると可紡性が低下してしまい製糸ができなくなる。
【００１８】
また、乾式紡糸における熱風雰囲気温度を７０℃以上を満足する範囲内に調整する。
【００１９】
本発明は、上記製造方法を採用することによって、繊維断面方向及び該繊維を構成する単繊維フィラメントの長手方向に不連続な中空部を有するセルロースアセテート繊維を製造することができる。単繊維フィラメントに形成される中空部は、その長手方向に不規則に発生し、その形状も中空のみの場合、中空部内に不規則に節状部を有するものがある。その形状を図２、図３に示した。
【００２０】
本発明のセルロースアセテート繊維を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るセルロースアセテート繊維の断面を示す。図１によれば、その断面においては中空の単繊維フィラメント１と中実の単繊維フィラメント２が不規則に存在し繊維を構成していることがわかる。したがって、同じ繊維の他のある断面を観察した場合には、中空部を有するものと有しない単繊維及びその比率は図１のものとは変化している。
【００２１】
図２は、本発明の単繊維フィラメントの長さ方向の拡大断面を示す。図２の中央部３は中空部でありその両側４は中実部を示している。図３は中空部３内に不規則に節状部５を有するものを示している。この中空部３と中実部４は単繊維フィラメントの長さ方向に不連続、不規則に存在しているので、これら単繊維フィラメントの複数で構成される繊維の断面を観察すれば図１のように中空部と中実部が不規則に存在するものとなる。
【００２２】
本発明のセルロースアセテート繊維の太さは、平均単繊維繊度で２ｄｔｅｘ以上１２ｄｔｅｘ未満の範囲とすることが好ましい。
【００２３】
また、本発明のアセテート繊維は、前記したように中空部と中実部が不規則に存在する形態を有するため優れた嵩高性を示し、嵩高度は１．３ｃｍ³ ／ｇ以上である。さらに、本発明のアセテート繊維は、撚糸とした場合の嵩高度は１．５ｃｍ³ ／ｇ以上を示し嵩高性が非常に優れたものである。そのため本発明のアセテート繊維は、断面の外周部は同じ繊度の通常の繊維より太いものとなる。その結果軽量化が図れる。
【００２４】
本発明のセルロースアセテート繊維において、断面方向の中空部を有する単繊維フィラメントの頻度、すなわち、中空発生頻度は、総フィラメント数に対し５〜８０％であることが好ましい。５％未満では嵩高度が１．３ｃｍ³ ／ｇ以上とならず、また、撚糸した糸の嵩高度は１．５ｃｍ³ ／ｇ未満となり嵩高性が不充分で軽量化が図れず、また、中空発生頻度が８０％を超えると糸加工の段階、たとえば、仮撚加工の際中空部が潰れ易くなる。
【００２５】
以上、説明したように、本発明のセルロースアセテート繊維は、断面方向及び該繊維を構成する単繊維フィラメントの長手方向に中空部を有していることによって、嵩高性が改良され軽量化が図れるが、さらに、断面方向及び糸長手方向に不連続に中空部及び不規則な節状部を有する中空部が形成していることにより、形成された中空部が潰れ難くなるものと推定される。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、実施例において測定した物性は、次の測定方法による。
【００２７】
［酢化度］
試料約２ｇを秤量ビンに採り、１０５℃で２時間乾燥後、デシケーター内で１時間冷却し、秤量して試料の重量を測定する。次いで、試料を５００ｍｌ三角フラスコに入れ、アセトン１００ｍｌ、ジメチルスルホキシド３００ｍｌを加え２０時間放置後、１ｍｏｌ／ｌ−水酸化ナトリウム水溶液３０ｍｌを加え、２時間攪拌し、フェノールフタレイン溶液を指示薬として数滴加え、０．５ｍｏｌ／ｌ−硫酸で過剰の水酸化ナトリウムを滴定して平均酢化度を算出した。
【００２８】
［中空発生頻度］
顕微鏡にて、繊維断面を観察し、中空部を有する単繊維フィラメント数（Ｈ）をｎ回測定し、次式により中空発生頻度を求めた。
【数１】
中空発生頻度＝ΣＨ_n ／ΣＦ_n ×１００（％）
（但し、Ｆはフィラメント数を示す。）
【００２９】
［嵩高度］
測定機器：図４及び図５に示す嵩高評価用ロールを用い、捲取張力０．０８８ｃＮ／ｄｔｅｘで捲取り、その際の重量を測定し、次式により嵩高度を求めた。図５における数値は単位ｍｍを表す。
【数２】
嵩高度＝Ｖ／Ｗ（ｃｍ³ ／ｇ）
（但し、Ｖはロール捲取り部の容積、Ｗは捲取り糸重量を示す。）
【００３０】
［実施例１〜６］
平均酢化度６１．６％のセルローストリアセテートを塩化メチレン／メタノール＝９１／９の混合溶剤に溶解し、固形分濃度２２重量％及び１４重量％の２種のセルローストリアセテート紡糸原液を調整した。１４重量％のセルローストリアセテート紡糸原液を芯成分とし、２２重量％のセルローストリアセテート紡糸原液を鞘成分として、表１に示す芯鞘供給体積比になるように芯鞘複合紡糸ノズルを用い、熱風温度８０℃にて乾式紡糸し、９４．４ｄｔｅｘ／２０フィラメント（単繊維繊度４．７２ｄｔｅｘ）のセルローストリアセテート繊維を得た。得られた各繊維の糸質及び中空発生頻度、嵩高度を表１に示す。
【００３１】
［比較例１］
実施例１において芯鞘供給体積比５／９５としたほかは実施例１と同様に操作して繊度９４．４ｄｔｅｘ／２０フィラメン（単繊維繊度４．７２ｄｔｅｘ）のセルローストリアセテート芯鞘複合繊維を得た。得られた繊維の糸質及び中空発生頻度、嵩高度を表１に示す
【００３２】
［比較例２］
実施例１で調整した固形分濃度２２重量％のセルローストリアセテート紡糸原液を、通常の紡糸ノズルにて熱風温度８０℃で乾式紡糸し、９４．４ｄｔｅｘ／２０フィラメントのセルローストリアセテート繊維を得た。得られた繊維の原糸糸質及び嵩高度を表１に示した。
【００３３】
【表１】

【００３４】
［実施例７〜１１］
平均酢化度６１．６％のセルローストリアセテートを、塩化メチレン／メタノール＝９１／９の混合溶剤に溶解し、固形分濃度２２重量％及び表２に示す各種固形分濃度のセルローストリアセテート紡糸原液を調整した。２２重量％のセルローストリアセテート紡糸原液を鞘成分とし、表２に示す各種濃度のセルローストリアセテート紡糸原液を芯成分として、芯鞘供給体積比が２０／８０（芯／鞘）になるように芯鞘複合紡糸ノズルを用い、熱風温度雰囲気８０℃にて乾式紡糸し、中空発生頻度４３．３％，繊度８３．３ｄｔｅｘ／２０フィラメント（単繊維繊度４．１６５ｄｔｅｘ）のセルローストリアセテート繊維を得た。得られた各繊維の糸質及び中空発生頻度、嵩高度を表２に示す。
【００３５】
［比較例３］
実施例１で調整した溶液濃度２２重量％のセルローストリアセテート紡糸原液を、通常の紡糸ノズルにて熱風温度８０℃で乾式紡糸し、８３．３ｄｔｅｘ／２０フィラメント（単繊維繊度４．１６５ｄｔｅｘ）のセルローストリアセテート繊維を得た。得られた繊維の原糸糸質及び嵩高度を表２に示した。
【００３６】
【表２】

【００３７】
［実施例１２〜１９］
平均酢化度６１．６％のセルローストリアセテートを塩化メチレン／メタノール＝９１／９の混合溶剤に溶解し、固形分濃度２２重量％及び１２重量％の２種のセルローストリアセテート紡糸原液を調整した。１２重量％のセルローストリアセテート紡糸原液を芯成分とし、２２重量％のセルローストリアセテート紡糸原液を鞘成分として、芯鞘供給体積比５０：５０になるように芯鞘複合紡糸ノズルを用い、熱風温度８０℃にて乾式紡糸し、繊度８８．９ｄｔｅｘ／２０フィラメント（単繊維繊度４．４４５ｄｔｅｘ）、及び繊度１１１．１ｄｔｅｘ／２０フィラメント（単繊維繊度５．５５５ｄｔｅｘ）のセルローストリアセテート繊維を得た。得られた繊維を実施例１２及び１６で得られた繊維を除き、天羽繊維機器製卓上撚糸機を用いて表３に示す撚数に撚糸したときの中空発生頻度、嵩高度を表３に示した。
なお、表３における中空発生頻度は撚糸前、撚糸後も中空部が潰れることがないので数値は一定である。
【００３８】
［比較例４〜１１］
平均酢化度６１．６％のセルローストリアセテートを塩化メチレン／メタノール＝９１／９の混合溶剤に溶解し、固形分濃度２２重量％セルローストリアセテート紡糸原液を調整した。この紡糸原液を用い、通常の紡糸ノズルにて熱風温度８０℃で乾式紡糸し、実施例１２〜１９と同様の繊度のセルローストリアセテート繊維を得た。得られた繊維を比較例４及び８を除き実施例１２〜１９の場合と同様に撚糸したときの嵩高度を表３に示した。
【００３９】
【表３】

【００４０】
【発明の効果】
本発明のセルロースアセテート繊維は、従来のセルロースアセテート繊維に比べ嵩高感に優れ、軽量であり、ハリコシ感があり、ポリエステル繊維等と混用して衣料用複合素材とすることが可能であり、外衣用等への利用展開を可能にする等適用用途を拡大するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセルロースアセテート繊維の拡大断面図である。
【図２】本発明のセルロースアセテート単繊維フィラメントの長手方向の拡大断面モデル図である。
【図３】本発明のセルロースアセテート単繊維フィラメントの長手方向の拡大断面モデル図である。
【図４】嵩高性評価用ロールの正面図である。
【図５】嵩高性評価用ロールの側面図である。
【符号の説明】
１：中空の単繊維
２：中実の単繊維
３：中空部
４：中実部
５：節状部

Claims

酢化度４８．８％以上のセルロースアセテートからなり、単繊維フィラメントの長手方向に中空部と中実部が不規則に存在することを特徴とするセルロースアセテート繊維。
中空発生頻度が５〜８０％である請求項１記載のセルロースアセテート繊維。
平均単繊維繊度が、２ｄｔｅｘ以上１２ｄｔｅｘ未満である請求項１または２に記載したセルロースアセテート繊維。
嵩高度が１．３ｃｍ³ ／ｇ以上である請求項１〜３の何れか１項に記載したセルロースアセテート繊維。
撚糸後の嵩高度が１．５ｃｍ³ ／ｇ以上である請求項１〜４の何れか１項に記載したセルロースアセテート繊維。
紡糸原液が固形分濃度１０〜２２．５重量％で芯鞘複合紡糸するに際し、芯部に供給する紡糸原液中のセルロースアセテート固形分濃度を鞘部に供給する紡糸原液の３０〜８０重量％の固形分濃度とすると共に、供給割合を芯鞘供給体積比で１０／９０〜８０／２０とし、温度を７０℃以上の熱風雰囲気中に乾式紡糸することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のセルロースアセテート繊維の製造方法。