JP7056153B2 - ポリマーアロイ繊維およびそれからなる繊維構造体 - Google Patents

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Description

本発明は、ポリマーアロイ繊維に関する。より詳しくは、ポリオレフィンとポリエステルの特性を兼ね備え、かつ単糸間の繊維径ばらつきが抑制されており、力学特性や耐摩耗性に優れるとともに、染め斑も抑制されており、繊維構造体として好適に採用できるポリマーアロイ繊維に関する。
ポリオレフィンは、軽量性、耐摩耗性、保温性、撥水性などに優れ、ポリエステルは、耐熱性、力学特性、染色性、耐薬品性などに優れるため、ポリオレフィン、ポリエステルともに繊維、フィルムなどの成形品の原料として広く利用されている。
異種ポリマーの複合によるポリマーアロイは、それぞれのポリマーの長所を活かし、かつ短所を補うことができるため、新たな材料を開発する上で有効な手法である。しかしながら、複合するポリマー同士の相溶性が低い場合には、ポリマーアロイによる改善効果を得ることができないだけではなく、力学特性や耐摩耗性の低下などの問題を引き起こしてしまう。そのため、相溶性が低いポリマー同士のポリマーアロイにおいては、相溶性を高める必要がある。
例えば、特許文献１では、ポリエチレンテレフタレートとポリプロピレンとのポリマーアロイからなる不織布が提案されている。
また、特許文献２では、脂肪族ポリエステルとポリオレフィンとのポリマーアロイにおいて、相溶性を高めるため、酸またはエポキシ基含有ポリオレフィンを相溶化剤として添加し、耐衝撃性や曲げ弾性率等の物性バランスに優れた成形体が提案されている。
特開平５－５１８５２号公報 特開２００６－７７０６３号公報
しかしながら、上記特許文献１記載の方法では、メルトブローによる不織布を得ることはできるものの、ポリエチレンテレフタレートとポリプロピレンの相溶性が低いため、長繊維とした場合には単糸間の繊維径ばらつきが大きく、力学特性や耐摩耗性は低く、顕著な染め斑が見られ、品位に劣るものであった。
また、特許文献２記載の方法では、射出成形による成形体は容易に得られるものの、脂肪族ポリエステルとポリオレフィンの相溶性が不十分であるため、溶融紡糸により得られる繊維は単糸間の繊維径ばらつきが大きく、力学特性や耐摩耗性、染め斑について更なる改善が必要であった。
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決し、ポリオレフィンとポリエステルの特性を兼ね備え、かつ単糸間の繊維径ばらつきが抑制されており、力学特性や耐摩耗性に優れるとともに、染め斑も抑制されており、繊維構造体として好適に採用できるポリマーアロイ繊維を提供することにある。
上記の本発明の課題は、ポリオレフィン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）からなるポリマーアロイ繊維であって、繊維径ＣＶ％が０．１～２．５％であり、繊維横断面における島成分の分散径が１～１０００ｎｍであることを特徴とするポリマーアロイ繊維によって解決することができる。
また、ポリオレフィン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の合計１００重量部に対し、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）を０．１～３０．０重量部含有することが好ましい。
さらには、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）が、スチレンブロック（Ｃ１）を１５．０～４５．０重量部含有すること、エチレンブロック（Ｃ２）とブチレンブロック（Ｃ３）の重量比率（Ｃ２／Ｃ３）が０．１～１．０であること、酸無水物基、アミノ基およびイミノ基から選択される少なくとも１種の官能基を有することが好適に採用できる。
前記ポリエステル（Ｂ）の主たる構成成分は、ジカルボン酸成分（Ｂ１）とジオール成分（Ｂ２）であり、脂肪族ジカルボン酸（Ｂ１－１）、脂環族ジカルボン酸（Ｂ１－２）、芳香族ジカルボン酸（Ｂ１－３）から選択される少なくとも１つのジカルボン酸成分（Ｂ１）と、脂肪族ジオール（Ｂ２－１）、脂環族ジオール（Ｂ２－２）、芳香族ジオール（Ｂ２－３）から選択される少なくとも１つのジオール成分（Ｂ２）であることが好ましい。また、前記ポリエステル（Ｂ）の主たる構成成分は、脂肪族オキシカルボン酸、脂環族オキシカルボン酸、芳香族オキシカルボン酸から選択されるいずれか１種であることも好適に採用できる。
前記ポリマーアロイ繊維は、ポリオレフィン（Ａ）が海成分、ポリエステル（Ｂ）が島成分である海島構造からなることが好ましい。
また、上記のポリマーアロイ繊維を少なくとも一部に用いることを特徴とする繊維構造体に好適に採用できる。
本発明によれば、ポリオレフィンとポリエステルの特性を兼ね備え、かつ単糸間の繊維径ばらつきが抑制されており、力学特性や耐摩耗性に優れるとともに、染め斑も抑制されたポリマーアロイ繊維を提供することができる。本発明により得られるポリマーアロイ繊維は、繊維構造体とすることで、従来のポリオレフィン系繊維やポリエステル系繊維が使用されている用途において、特に品位が要求される用途で好適に用いることができる。
本発明のポリマーアロイ繊維は、ポリオレフィン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）からなるポリマーアロイ繊維であって、繊維径ＣＶ％が０．１～２．５％であり、繊維横断面における島成分の分散径が１～１０００ｎｍである。
背景技術に記載のとおり、ポリオレフィンは、軽量性、耐摩耗性、保温性、撥水性などに優れ、ポリエステルは、耐熱性、力学特性、染色性、耐薬品性などに優れる。そのため、ポリオレフィン（Ａ）とポリエステル（Ｂ）の複合により得られる本発明のポリマーアロイ繊維は、ポリオレフィン、ポリエステルそれぞれの長所を兼ね備えたものである。本発明者らは、従来の課題であるポリオレフィン（Ａ）とポリエステル（Ｂ）の相溶性向上について鋭意検討した結果、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）を相溶化剤として用いた場合に、相溶性が飛躍的に向上することを見出した。その結果、マルチフィラメントの単糸間における繊維径の斑が小さく、かつ繊維横断面における島成分の分散径が小さいポリマーアロイ繊維を得ることができ、力学特性および耐摩耗性の向上、ならびに染め斑の抑制に成功した。
本発明におけるポリマーアロイ繊維とは、島成分が不連続に分散して存在する繊維のことである。ここで、島成分が不連続とは、島成分が繊維長手方向に適度な長さを有して存在しており、その長さは数十ｎｍ～数十万ｎｍであり、同一単糸内の任意の間隔において、繊維軸に対して垂直な断面、すなわち繊維横断面における海島構造の形状が異なる状態であることである。本発明における島成分の不連続性は、実施例記載の方法で確認することができる。島成分が不連続に分散して存在する場合、海島界面の比界面積を十分大きくすることができるため、界面剥離を抑制することができ、力学特性ならびに耐摩耗性に優れるポリマーアロイ繊維を得ることができる。また、界面剥離が抑制されているため、染色した場合には、界面剥離に起因する散乱光の増加に伴う発色性の低下を抑制することができ、鮮明で深みのある発色が得られる。以上より、本発明におけるポリマーアロイ繊維は、１つの島が繊維軸方向に連続かつ同一形状に形成される芯鞘複合繊維や、複数の島が繊維軸方向に連続かつ同一形状に形成される海島複合繊維とは本質的に異なるものである。かかるポリマーアロイ繊維は、例えば、溶融紡糸が完結する以前の任意の段階において、ポリオレフィン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）を混練して形成したポリマーアロイ組成物から成形することで得ることができる。
本発明におけるポリオレフィン（Ａ）としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン－１、ポリメチルペンテンなどが挙げられるが、これらに限定されない。なかでも、ポリプロピレンは成形加工性が良好であり、力学特性に優れるため好ましく、ポリメチルペンテンは融点が高く、耐熱性に優れるとともに、ポリオレフィンの中で最も低比重であり、軽量性に優れるため好ましい。衣料用途においては、ポリプロピレンが特に好適に採用できる。
本発明において、ポリオレフィン（Ａ）は、単独重合体であっても、他のα－オレフィンとの共重合体であってもよい。他のα－オレフィン（以下、単にα－オレフィンと称する場合もある）は、１種または２種以上を共重合してもよい。
α－オレフィンの炭素数は２～２０であることが好ましく、α－オレフィンの分子鎖は直鎖状でも分岐鎖状でもよい。α－オレフィンの具体例として、エチレン、プロピレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、１－オクテン、１－デセン、１－ドデセン、１－テトラデセン、１－ヘキサデセン、１－オクタデセン、１－エイコセン、３－メチル－１－ブテン、３－メチル－１－ペンテン、３－エチル－１－ペンテン、３－エチル－１－ヘキセンなどが挙げられるが、これらに限定されない。
α－オレフィンの共重合率は２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。α－オレフィンの共重合率が２０ｍｏｌ％以下であれば、力学特性や耐熱性が良好なポリマーアロイ繊維が得られるため好ましい。α－オレフィンの共重合率は１５ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、１０ｍｏｌ％以下であることが更に好ましい。
本発明において、ポリエステル（Ｂ）の主たる構成成分は、ジカルボン酸成分（Ｂ１）とジオール成分（Ｂ２）であり、脂肪族ジカルボン酸（Ｂ１－１）、脂環族ジカルボン酸（Ｂ１－２）、芳香族ジカルボン酸（Ｂ１－３）から選択される少なくとも１つのジカルボン酸成分（Ｂ１）と、脂肪族ジオール（Ｂ２－１）、脂環族ジオール（Ｂ２－２）、芳香族ジオール（Ｂ２－３）から選択される少なくとも１つのジオール成分（Ｂ２）であることが好ましい。もしくは、本発明のポリエステル（Ｂ）の主たる構成成分は、脂肪族オキシカルボン酸、脂環族オキシカルボン酸、芳香族オキシカルボン酸から選択されるいずれか１種であることが好ましい。なかでも、芳香族ジカルボン酸（Ｂ１－３）、芳香族ジオール（Ｂ２－３）、芳香族オキシカルボン酸は、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）のスチレンブロック（Ｃ１）の芳香環との相互作用により、ポリオレフィン（Ａ）とポリエステル（Ｂ）の相溶性が向上し、得られるポリマーアロイ繊維の力学特性や耐摩耗性が良好となるため好適に採用できる。
本発明における脂肪族ジカルボン酸（Ｂ１－１）の具体例として、マロン酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、イタコン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，１１－ウンデカンジカルボン酸、１，１２－ドデカンジカルボン酸、１，１４－テトラデカンジカルボン酸、１，１８－オクタデカンジカルボン酸、ダイマー酸など、脂環族ジカルボン酸（Ｂ１－２）の具体例として、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸、１，３－シクロヘキサンジカルボン酸、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸、デカリン－２，６－ジカルボン酸など、芳香族ジカルボン酸（Ｂ１－３）の具体例として、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、５－ナトリウムスルホイソフタル酸、１，５－ナフタレンジカルボン酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、２，２’－ビフェニルジカルボン酸、３，３’－ビフェニルジカルボン酸、４，４’－ビフェニルジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸などが挙げられるが、これらに限定されない。また、脂肪族ジオール（Ｂ２－１）の具体例として、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコールなど、脂環族ジオール（Ｂ２－２）の具体例として、１，２－シクロヘキサンジメタノール、１，３－シクロヘキサンジメタノール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、イソソルビドなど、芳香族ジオール（Ｂ２－３）の具体例として、カテコール、ナフタレンジオール、ビスフェノールなどが挙げられるが、これらに限定されない。さらに、脂肪族オキシカルボン酸の具体例として、乳酸、グリコール酸、α－オキシイソ酪酸、β－オキシイソ酪酸、オキシピバル酸など、芳香族オキシカルボン酸の具体例として、サリチル酸、ｍ－オキシ安息香酸、ｐ－オキシ安息香酸、マンデル酸、アトロラクチン酸などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明におけるポリエステル（Ｂ）の具体例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリプロピレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンセバケート、ポリプロピレンセバケート、ポリブチレンセバケート、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明に係るポリエステル（Ｂ）は、他の共重合成分を共重合していてもよく、具体例として、上記に示した脂肪族ジカルボン酸（Ｂ１－１）、脂環族ジカルボン酸（Ｂ１－２）、芳香族ジカルボン酸（Ｂ１－３）、脂肪族ジオール（Ｂ２－１）、脂環族ジオール（Ｂ２－２）、芳香族ジオール（Ｂ２－３）、脂肪族オキシカルボン酸、脂環族オキシカルボン酸、芳香族オキシカルボン酸などが挙げられるが、これらに限定されない。なかでも、芳香族ジカルボン酸（Ｂ１－３）、芳香族ジオール（Ｂ２－３）、芳香族オキシカルボン酸は、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）のスチレンブロック（Ｃ１）の芳香環との相互作用により、ポリオレフィン（Ａ）とポリエステル（Ｂ）の相溶性が向上し、得られるポリマーアロイ繊維の力学特性や耐摩耗性が良好となるため好適に採用できる。これらの共重合成分は１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
本発明のポリマーアロイ繊維は、ポリオレフィン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の合計１００重量部において、ポリオレフィン（Ａ）およびポリエステル（Ｂ）の含有量を適宜選択することができる。ポリエステル（Ｂ）よりもポリオレフィン（Ａ）の含有量が多い場合には、ポリオレフィン（Ａ）が海成分、ポリエステル（Ｂ）が島成分である海島構造を形成し、ポリオレフィン（Ａ）よりもポリエステル（Ｂ）の含有量が多い場合には、ポリエステル（Ｂ）が海成分、ポリオレフィン（Ａ）が島成分である海島構造を形成する。ポリオレフィン（Ａ）は、ポリエステル（Ｂ）よりも耐摩耗性に優れるため、耐摩耗性の観点からは、ポリオレフィン（Ａ）が海成分、ポリエステル（Ｂ）が島成分である海島構造であることが好ましい。
本発明のポリマーアロイ繊維は、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）を含有する。スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）は、ポリオレフィン（Ａ）とポリエステル（Ｂ）の両方と親和性が高いため、相溶化剤として機能する。そのため、ポリオレフィン（Ａ）とポリエステル（Ｂ）の相溶性が向上し、分散状態の制御や分散性の向上が可能となり、さらには、ポリオレフィン（Ａ）とポリエステル（Ｂ）の界面接着性が向上する。また、溶融紡糸によって海島構造を形成させる際には、口金直下においてバラスと呼ばれる膨らみが発生し、繊維の細化変形が不安定になるが、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）を含有することでバラスによる膨らみを小さくすることができ、それに伴う糸切れの抑制など製糸操業性を改善することができる。また、繊維長手方向の繊維径や繊度の斑が小さく、マルチフィラメントの単糸間の均一性ならびに繊維長手方向の均一性に優れる高品位の繊維ならびに繊維構造体を得ることができる。なお、本発明のポリマーアロイ繊維において、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）は、ポリオレフィン（Ａ）とポリエステル（Ｂ）の界面、ならびにポリオレフィン（Ａ）のみからなる領域、ポリエステル（Ｂ）のみからなる領域のそれぞれに存在しているが、２成分間の界面に多く存在することで前記の効果を発揮することができる。
本発明において、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）は、スチレンブロック（Ｃ１）を１５．０～４５．０重量部含有することが好ましい。スチレンブロック（Ｃ１）の含有量が、１５．０重量部以上であれば、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の強度や伸度等の力学特性が高いため、繊維へ引張等の外力が加わった際に、海島界面に存在するスチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）が強度や伸度等の力学特性に寄与し、得られるポリマーアロイ繊維の力学特性が良好となるため好ましい。スチレンブロック（Ｃ１）の含有量は、２０．０重量部以上であることがより好ましく、２５．０重量部以上であることが更に好ましい。一方、スチレンブロック（Ｃ１）の含有量が４５．０重量部以下であれば、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）が柔軟であるため、繊維へ摩耗等の外力が加わり、海島界面に歪みが生じた際に、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の変形が歪みに追随し、界面剥離が生じにくく、得られるポリマーアロイ繊維の耐摩耗性が良好となるため好ましい。スチレンブロック（Ｃ１）の含有量は、４０．０重量部以下であることがより好ましく、３５．０重量部以下であることが更に好ましい。
本発明に係るスチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）において、エチレンブロック（Ｃ２）とブチレンブロック（Ｃ３）の重量比率（Ｃ２／Ｃ３）は、０．１～１．０であることが好ましい。重量比率（Ｃ２／Ｃ３）が、０．１以上であれば、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）が柔軟であるため、繊維へ摩耗等の外力が加わり、海島界面に歪みが生じた際に、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の変形が歪みに追随し、界面剥離が生じにくく、得られるポリマーアロイ繊維の耐摩耗性が良好となるため好ましい。重量比率（Ｃ２／Ｃ３）は、０．１５以上であることがより好ましく、０．２５以上であることが更に好ましい。一方、重量比率（Ｃ２／Ｃ３）が１．０以下であれば、ポリオレフィン（Ａ）との親和性が高く、ポリオレフィン（Ａ）とポリエステル（Ｂ）の相溶性が良好となり、繊維径や繊度の斑が小さく、マルチフィラメントの単糸間の均一性ならびに繊維長手方向の均一性に優れる高品位の繊維ならびに繊維構造体を得ることができるため好ましい。重量比率（Ｃ２／Ｃ３）は、０．７以下であることがより好ましく、０．５以下であることが更に好ましい。
本発明に係るスチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）は、酸無水物基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基およびイミノ基から選択される少なくとも１種の官能基を有することが好ましい。これらの官能基は、ポリエステル（Ｂ）と親和性が高く、かつポリエステル（Ｂ）と反応しうるため、ポリオレフィン（Ａ）とポリエステル（Ｂ）の界面接着性がより強固となり、力学特性や耐摩耗性が更に良好となるため好ましく、さらには、ポリオレフィン（Ａ）とポリエステル（Ｂ）の相溶性も向上し、繊維径や繊度の斑が小さく、マルチフィラメントの単糸間の均一性ならびに繊維長手方向の均一性に優れる高品位の繊維ならびに繊維構造体を得ることができるため好ましい。なかでも、アミノ基、イミノ基は、ポリエステル（Ｂ）との反応性が高いため好ましく、アミノ基が特に好ましい。
本発明のポリマーアロイ繊維は、ポリオレフィン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の合計１００重量部に対し、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）を０．１～３０．０重量部含有することが好ましい。スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の含有量が０．１重量部以上であれば、ポリオレフィン（Ａ）とポリエステル（Ｂ）との相溶化効果が得られるため、島成分の分散径が小さくなり、糸切れの抑制など製糸操業性が改善されるとともに、繊度斑が小さく、繊維長手方向の均一性に優れ、力学特性や耐摩耗性に優れるとともに、染め斑も抑制された高品位の繊維ならびに繊維構造体を得ることができるため好ましい。スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の含有量は、０．３重量部以上であることがより好ましく、０．５重量部以上であることが更に好ましい。一方、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の含有量が３０．０重量部以下であれば、ポリマーアロイ繊維を構成するポリオレフィン（Ａ）やポリエステル（Ｂ）に由来する繊維特性や外観、風合いを維持することができるため好ましい。また、過度のスチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）による製糸操業性の不安定化を抑制できるため好ましい。スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の含有量は、２０．０重量部以下であることがより好ましく、１０．０重量部以下であることが更に好ましく、５．０重量部以下であることが特に好ましい。
本発明のポリマーアロイ繊維は、副次的添加物を加えて種々の改質が行われたものであってもよい。副次的添加剤の具体例として、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、蛍光増白剤、離型剤、抗菌剤、核形成剤、熱安定剤、帯電防止剤、着色防止剤、調整剤、艶消し剤、消泡剤、防腐剤、ゲル化剤、ラテックス、フィラー、インク、着色料、染料、顔料、香料などが挙げられるが、これらに限定されない。これらの副次的添加物は１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
本発明のポリマーアロイ繊維のマルチフィラメントとしての繊度は、特に制限がなく、用途や要求特性に応じて適宜選択することができるが、１０～３０００ｄｔｅｘであることが好ましい。本発明における繊度とは、実施例記載の方法で測定される値を指す。ポリマーアロイ繊維の繊度が１０ｄｔｅｘ以上であれば、糸切れが少なく、工程通過性が良好であることに加え、使用時に毛羽の発生が少なく、耐久性に優れるため好ましい。ポリマーアロイ繊維の繊度は、３０ｄｔｅｘ以上であることがより好ましく、５０ｄｔｅｘ以上であることが更に好ましい。一方、ポリマーアロイ繊維の繊度が３０００ｄｔｅｘ以下であれば、繊維ならびに繊維構造体の柔軟性を損なうことがないため好ましい。ポリマーアロイ繊維の繊度は、２５００ｄｔｅｘ以下であることがより好ましく、２０００ｄｔｅｘ以下であることが更に好ましい。
本発明のポリマーアロイ繊維の単糸繊度は、特に制限がなく、用途や要求特性に応じて適宜選択することができるが、０．５～２０ｄｔｅｘであることが好ましい。本発明における単糸繊度とは、実施例記載の方法で測定される繊度を単糸数で除した値を指す。ポリマーアロイ繊維の単糸繊度が０．５ｄｔｅｘ以上であれば、糸切れが少なく、工程通過性が良好であることに加え、使用時に毛羽の発生が少なく、耐久性に優れるため好ましい。ポリマーアロイ繊維の単糸繊度は、０．６ｄｔｅｘ以上であることがより好ましく、０．８ｄｔｅｘ以上であることが更に好ましい。一方、ポリマーアロイ繊維の単糸繊度が２０ｄｔｅｘ以下であれば、繊維ならびに繊維構造体の柔軟性を損なうことがないため好ましい。ポリマーアロイ繊維の単糸繊度は、１５ｄｔｅｘ以下であることがより好ましく、１２ｄｔｅｘ以下であることが更に好ましい。
本発明のポリマーアロイ繊維の強度は、特に制限がなく、用途や要求特性に応じて適宜選択することができるが、力学特性の観点から１．０～６．０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。本発明における強度とは、実施例記載の方法で測定される値を指す。ポリマーアロイ繊維の強度が１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であれば、使用時に毛羽の発生が少なく、耐久性に優れるため好ましい。ポリマーアロイ繊維の強度は１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることがより好ましく、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが更に好ましい。一方、ポリマーアロイ繊維の強度が６．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であれば、繊維ならびに繊維構造体の柔軟性を損なうことがないため好ましい。
本発明のポリマーアロイ繊維の伸度は、特に制限がなく、用途や要求特性に応じて適宜選択することができるが、耐久性の観点から１０～６０％であることが好ましい。本発明における伸度とは、実施例記載の方法で測定される値を指す。ポリマーアロイ繊維の伸度が１０％以上であれば、繊維ならびに繊維構造体の耐摩耗性が良好となり、使用時に毛羽の発生が少なく、耐久性が良好となるため好ましい。ポリマーアロイ繊維の伸度は１５％以上であることがより好ましく、２０％以上であることが更に好ましい。一方、ポリマーアロイ繊維の伸度が６０％以下であれば、繊維ならびに繊維構造体の寸法安定性が良好となるため好ましい。ポリマーアロイ繊維の伸度は５５％以下であることがより好ましく、５０％以下であることが更に好ましい。
本発明のポリマーアロイ繊維の繊度変動値Ｕ％（ｈｉ）は、０．１～１．５％であることが好ましい。本発明における繊度変動値Ｕ％（ｈｉ）とは、実施例記載の方法で測定される値を指す。繊度変動値Ｕ％（ｈｉ）はマルチフィラメントの繊維長手方向における太さ斑の指標であり、繊度変動値Ｕ％（ｈｉ）が小さいほど、繊維の長手方向における太さ斑が小さいことを示す。繊度変動値Ｕ％（ｈｉ）は、工程通過性や品位の観点から小さければ小さいほど好ましいが、製造可能な範囲として０．１％が下限である。一方、ポリマーアロイ繊維の繊度変動値Ｕ％（ｈｉ）が１．５％以下であれば、繊維長手方向の均一性に優れており、毛羽や糸切れが発生しにくく、また、染色した際に染め斑や染め筋などの欠点が発生しにくく、高品位の繊維ならびに繊維構造体を得ることができるため好ましい。ポリマーアロイ繊維の繊度変動値Ｕ％（ｈｉ）は１．２％以下であることがより好ましく、１．０％以下であることが更に好ましく、０．８％以下であることが特に好ましい。
本発明のポリマーアロイ繊維の繊維径ＣＶ％は、０．１～２．５％である。本発明において、繊維径ＣＶ％とは、実施例記載の方法で測定される値を指す。繊維径ＣＶ％はマルチフィラメントの単糸間における繊維径の斑の指標であり、繊維径ＣＶ％が小さいほど、単糸間における繊維径の斑が小さいことを示す。繊維径ＣＶ％は、工程通過性や品位の観点から小さければ小さいほど好ましいが、製造可能な範囲として０．１％が下限である。一方、ポリマーアロイ繊維の繊維径ＣＶ％が２．５％以下であれば、単糸間の繊維径の均一性に優れており、毛羽や糸切れが発生しにくく、また、染色した際に染め斑や染め筋などの欠点が発生しにくく、高品位の繊維ならびに繊維構造体を得ることができる。ポリマーアロイ繊維の繊維径ＣＶ％は２．０％以下であることがより好ましく、１．５％以下であることが更に好ましく、１．０％以下であることが特に好ましい。
本発明のポリマーアロイ繊維の繊維横断面における島成分の分散径は、１～１０００ｎｍである。本発明において、繊維横断面における島成分の分散径とは、実施例記載の方法で測定される値を指す。繊維横断面における島成分の分散径は、製糸性や工程通過性、力学特性、耐摩耗性などの観点から小さければ小さいほど好ましいが、相溶性の低いポリオレフィン（Ａ）とポリエステル（Ｂ）とのポリマーアロイ繊維においては、製造可能な範囲として１ｎｍが下限である。一方、ポリマーアロイ繊維の繊維横断面における島成分の分散径が１０００ｎｍ以下であれば、海島界面の比界面積を大きくすることができるため、界面剥離やこれに起因した摩耗を抑制することができ、力学特性や耐摩耗性に優れるとともに、染色した場合に界面剥離に起因する散乱光の増加に伴う発色性の低下を抑制できる。ポリマーアロイ繊維の繊維横断面における島成分の分散径は７００ｎｍ以下であることが好ましく、５００ｎｍ以下であることがより好ましく、３００ｎｍ以下であることが特に好ましい。
本発明のポリマーアロイ繊維の繊維横断面における島成分の分散径ＣＶ％は、１～５０％であることが好ましい。本発明において、繊維横断面における島成分の分散径ＣＶ％とは、実施例記載の方法で測定される値を指す。分散径ＣＶ％は繊維横断面における島成分の分散径の斑の指標であり、分散径ＣＶ％が小さいほど、島成分の分散径の斑が小さいことを示す。分散径ＣＶ％は、製糸性や工程通過性、力学特性、耐摩耗性などの観点から小さければ小さいほど好ましいが、製造可能な範囲として１％が下限である。一方、ポリマーアロイ繊維の分散径ＣＶ％が５０％以下であれば、繊維に外力が加わった際の局所的な応力集中が抑制されるため、界面剥離が生じにくく、耐摩耗性が良好となり、高品位の繊維ならびに繊維構造体を得ることができるため好ましい。ポリマーアロイ繊維の分散径ＣＶ％は４０％以下であることがより好ましく、３０％以下であることが更に好ましく、２０％以下であることが特に好ましい。
本発明のポリマーアロイ繊維は、繊維の断面形状に関して特に制限がなく、用途や要求特性に応じて適宜選択することができ、真円状の円形断面であってもよく、非円形断面であってもよい。非円形断面の具体例として、多葉形、多角形、扁平形、楕円形、Ｃ字形、Ｈ字形、Ｓ字形、Ｔ字形、Ｗ字形、Ｘ字形、Ｙ字形、田字形、井桁形、中空形などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明のポリマーアロイ繊維は、繊維の形態に関して特に制限がなく、モノフィラメント、マルチフィラメント、ステープルなどのいずれの形態であってもよい。
本発明のポリマーアロイ繊維は、一般の繊維と同様に仮撚や撚糸などの加工が可能であり、製織や製編についても一般の繊維と同様に扱うことができる。
本発明のポリマーアロイ繊維からなる繊維構造体の形態は、特に制限がなく、公知の方法に従い、織物、編物、パイル布帛、不織布や紡績糸、詰め綿などにすることができる。また、本発明のポリマーアロイ繊維からなる繊維構造体は、いかなる織組織または編組織であってもよく、平織、綾織、朱子織あるいはこれらの変化織や、経編、緯編、丸編、レース編あるいはこれらの変化編などが好適に採用できる。
本発明のポリマーアロイ繊維は、繊維構造体にする際に交織や交編などによって他の繊維と組み合わせてもよいし、他の繊維との混繊糸とした後に繊維構造体としてもよい。
次に、本発明のポリマーアロイ繊維の製造方法を以下に示す。
本発明のポリマーアロイ繊維の製造方法として、公知の溶融紡糸方法、延伸方法、仮撚加工方法を採用することができる。
本発明では、溶融紡糸を行う前にポリオレフィン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）を乾燥させ、含水率を０．３重量％以下としておくことが好ましい。含水率が０．３重量％以下であれば、溶融紡糸の際に水分によって発泡することがなく、安定して紡糸を行うことが可能となるため好ましい。また、紡糸時の加水分解を抑制することができ、得られるポリマーアロイ繊維の力学特性の低下や色調の悪化が抑制されるため好ましい。含水率は０．２重量％以下であることがより好ましく、０．１重量％以下であることが更に好ましい。
ポリマーアロイ型紡糸を行う場合には、紡糸口金から吐出して繊維糸条とする方法として、以下に示す例が挙げられるが、これらに限定されない。第一の例として、ポリオレフィン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）をエクストルーダーなどで事前に溶融混練して複合化したチップを必要に応じて乾燥した後、乾燥したチップを溶融紡糸機へ供給して溶融し、計量ポンプで計量する。その後、紡糸ブロックにおいて加温した紡糸パックへ導入して、紡糸パック内で溶融ポリマーを濾過した後、紡糸口金から吐出して繊維糸条とする方法が挙げられる。第二の例として、必要に応じてチップを乾燥し、チップの状態でポリオレフィン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）を混合した後、混合したチップを溶融紡糸機へ供給して溶融し、計量ポンプで計量する。その後、紡糸ブロックにおいて加温した紡糸パックへ導入して、紡糸パック内で溶融ポリマーを濾過した後、紡糸口金から吐出して繊維糸条とする方法が挙げられる。
紡糸口金から吐出された繊維糸条は、冷却装置によって冷却固化し、第１ゴデットローラーで引き取り、第２ゴデットローラーを介してワインダーで巻き取り、巻取糸とする。なお、製糸操業性、生産性、繊維の力学特性を向上させるために、必要に応じて紡糸口金下部に２～５０ｃｍの長さの加熱筒や保温筒を設置してもよい。また、給油装置を用いて繊維糸条へ給油してもよく、交絡装置を用いて繊維糸条へ交絡を付与してもよい。
溶融紡糸における紡糸温度は、ポリオレフィン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の融点や耐熱性などに応じて適宜選択することができるが、２２０～３２０℃であることが好ましい。紡糸温度が２２０℃以上であれば、紡糸口金より吐出された繊維糸条の伸長粘度が十分に低下するため吐出が安定し、さらには、紡糸張力が過度に高くならず、糸切れを抑制することができるため好ましい。紡糸温度は２３０℃以上であることがより好ましく、２４０℃以上であることが更に好ましい。一方、紡糸温度が３２０℃以下であれば、紡糸時の熱分解を抑制することができ、得られるポリマーアロイ繊維の力学特性の低下や着色を抑制できるため好ましい。紡糸温度は３００℃以下であることがより好ましく、２８０℃以下であることが更に好ましい。
溶融紡糸における紡糸速度は、ポリオレフィン（Ａ）とポリエステル（Ｂ）との複合比率、紡糸温度などに応じて適宜選択することができるが、５００～６０００ｍ／分であることが好ましい。紡糸速度が５００ｍ／分以上であれば、走行糸条が安定し、糸切れを抑制することができるため好ましい。二工程法の場合の紡糸速度は１０００ｍ／分以上であることがより好ましく、１５００ｍ／分以上であることが更に好ましい。一方、紡糸速度が６０００ｍ／分以下であれば、紡糸張力の抑制により糸切れなく、安定した紡糸を行うことができるため好ましい。二工程法の場合の紡糸速度は４５００ｍ／分以下であることがより好ましく、４０００ｍ／分以下であることが更に好ましい。また、一旦巻き取ることなく紡糸と延伸を同時に行う一工程法の場合の紡糸速度は、低速ローラーを５００～５０００ｍ／分、高速ローラーを２５００～６０００ｍ／分とすることが好ましい。低速ローラーおよび高速ローラーが上記の範囲内であれば、走行糸条が安定するとともに、糸切れを抑制することができ、安定した紡糸を行うことができるため好ましい。一工程法の場合の紡糸速度は低速ローラーを１０００～４５００ｍ／分、高速ローラーを３５００～５５００ｍ／分とすることがより好ましく、低速ローラーを１５００～４０００ｍ／分、高速ローラーを４０００～５０００ｍ／分とすることが更に好ましい。
一工程法または二工程法により延伸を行う場合には、一段延伸法または二段以上の多段延伸法のいずれの方法によってもよい。延伸における加熱方法としては、走行糸条を直接的あるいは間接的に加熱できる装置であれば、特に限定されない。加熱方法の具体例として、加熱ローラー、熱ピン、熱板、温水、熱水などの液体浴、熱空、スチームなどの気体浴、レーザーなどが挙げられるが、これらに限定されない。これらの加熱方法は単独で使用してもよく、複数を併用してもよい。加熱方法としては、加熱温度の制御、走行糸条への均一な加熱、装置が複雑にならない観点から、加熱ローラーとの接触、熱ピンとの接触、熱板との接触、液体浴への浸漬を好適に採用できる。
延伸を行う場合の延伸温度は、ポリオレフィン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の融点や、延伸後の繊維の強度、伸度などに応じて適宜選択することができるが、２０～１５０℃であることが好ましい。延伸温度が２０℃以上であれば、延伸に供給される糸条の予熱が充分に行われ、延伸時の熱変形が均一となり、毛羽や繊度斑の発生を抑制することができ、繊維長手方向の均一性に優れ、均染性に優れる高品位の繊維ならびに繊維構造体を得ることができるため好ましい。延伸温度は５０℃以上であることがより好ましく、７０℃以上であることが更に好ましい。一方、延伸温度が１５０℃以下であれば、加熱ローラーとの接触に伴う繊維同士の融着や熱分解を抑制することができ、工程通過性や品位が良好であるため好ましい。また、延伸ローラーに対する繊維の滑り性が良好となるため、糸切れが抑制され、安定した延伸を行うことができるため好ましい。延伸温度は１４５℃以下であることがより好ましく、１４０℃以下であることが更に好ましい。また、必要に応じて６０～１５０℃の熱セットを行ってもよい。
延伸を行う場合の延伸倍率は、延伸前の繊維の伸度や、延伸後の繊維の強度や伸度などに応じて適宜選択することができるが、１．０２～７．０倍であることが好ましい。延伸倍率が１．０２倍以上であれば、延伸によって繊維の強度や伸度などの力学特性を向上させることができるため好ましい。延伸倍率は、１．２倍以上であることがより好ましく、１．５倍以上であることが更に好ましい。一方、延伸倍率が７．０倍以下であれば、延伸時の糸切れが抑制され、安定した延伸を行うことができるため好ましい。延伸倍率は６．０倍以下であることがより好ましく、５．０倍以下であることが更に好ましい。
延伸を行う場合の延伸速度は、延伸方法が一工程法または二工程法のいずれであるかなどに応じて適宜選択することができる。一工程法の場合には、上記紡糸速度の高速ローラーの速度が延伸速度に相当する。二工程法により延伸を行う場合の延伸速度は、３０～１０００ｍ／分であることが好ましい。延伸速度が３０ｍ／分以上であれば、走行糸条が安定し、糸切れが抑制できるため好ましい。二工程法により延伸を行う場合の延伸速度は５０ｍ／分以上であることがより好ましく、１００ｍ／分以上であることが更に好ましい。一方、延伸速度が１０００ｍ／分以下であれば、延伸時の糸切れが抑制され、安定した延伸を行うことができるため好ましい。二工程法により延伸を行う場合の延伸速度は９００ｍ／分以下であることがより好ましく、８００ｍ／分以下であることが更に好ましい。
仮撚加工を行う場合には、１段ヒーターのみ使用する、いわゆるウーリー加工以外に、１段ヒーターと２段ヒーターの両方を使用する、いわゆるブレリア加工を適宜選択することができる。
仮撚加工に用いる装置として、ここではＦＲ（フィードローラー）、１ＤＲ（１ドローローラー）ヒーター、冷却板、仮撚装置、２ＤＲ（２ドローローラー）、３ＤＲ（３ドローローラー）、交絡ノズル、４ＤＲ（４ドローローラー）、ワインダーを備えた仮撚加工装置を例示する。
ＦＲ－１ＤＲ間の加工倍率は、仮撚加工に用いる繊維の伸度や、仮撚加工後の繊維の伸度に応じて適宜選択できるが、１．０～２．０倍であることが好ましい。
ヒーターの加熱方法は、接触式、非接触式のいずれであってもよい。ヒーター温度は、ポリオレフィン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の融点や、仮撚加工後の繊維の強度、伸度などに応じて適宜選択することができるが、接触式の場合のヒーター温度は９０℃以上、非接触式の場合のヒーター温度は１５０℃以上であることが好ましい。接触式の場合のヒーター温度が９０℃以上、または非接触式の場合のヒーター温度が１５０℃以上であれば、仮撚加工に供給される糸条の予熱が充分に行われ、延伸に伴う熱変形が均一となり、毛羽や繊度斑の発生を抑制することができ、繊維長手方向の均一性に優れ、均染性に優れる高品位の繊維ならびに繊維構造体を得ることができるため好ましい。接触式の場合のヒーター温度は１００℃以上であることがより好ましく、１１０℃以上であることが更に好ましい。非接触式の場合のヒーター温度は２００℃以上であることがより好ましく、２５０℃以上であることが更に好ましい。ヒーター温度の上限は、仮撚加工に用いる未延伸糸または延伸糸がヒーター内で融着しない温度であればよい。
仮撚装置は、摩擦仮撚型が好ましく、フリクションディスク型、ベルトニップ型などが挙げられるが、これらに限定されない。なかでも、フリクションディスク型が好ましく、ディスクの材質を全てセラミックスで構成することで、長時間操業した場合においても、安定して仮撚加工することができるため好ましい。２ＤＲ－３ＤＲ間および３ＤＲ－４ＤＲ間の倍率は、仮撚加工後の繊維の強度や伸度などに応じて適宜選択できるが、０．９～１．０倍であることが好ましい。３ＤＲ－４ＤＲ間では、仮撚加工後の繊維の工程通過性を向上させるため、交絡ノズルによる交絡付与、もしくは給油ガイドによる追油を行ってもよい。
仮撚加工を行う場合の加工速度は、適宜選択することができるが、２００～１０００ｍ／分であることが好ましい。加工速度が２００ｍ／分以上であれば、走行糸条が安定し、糸切れが抑制できるため好ましい。加工速度は３００ｍ／分以上であることがより好ましく、４００ｍ／分以上であることが更に好ましい。一方、加工速度が１０００ｍ／分以下であれば、仮撚加工時の糸切れが抑制され、安定した仮撚加工を行うことができるため好ましい。加工速度は９００ｍ／分以下であることがより好ましく、８００ｍ／分以下であることが更に好ましい。
本発明では、必要に応じて、繊維または繊維構造体のいずれかの状態において染色してもよい。本発明では、染料として分散染料またはカチオン染料を好適に採用することができる。本発明のポリマーアロイ繊維を構成するポリオレフィン（Ａ）は染料によってほとんど染色されることはないが、ポリエステル（Ｂ）は染色可能であるため、本発明のポリマーアロイ繊維およびそれからなる繊維構造体は染色することが可能である。
本発明における染色方法は、特に制限がなく、公知の方法に従い、チーズ染色機、液流染色機、ドラム染色機、ビーム染色機、ジッガー、高圧ジッガーなどを好適に採用することができる。
本発明では、染料濃度や染色温度に関して特に制限がなく、公知の方法を好適に採用できる。また、必要に応じて、染色加工前に精練を行ってもよく、染色加工後に還元洗浄を行ってもよい。
本発明のポリマーアロイ繊維、およびそれからなる繊維構造体は、ポリオレフィンとポリエステルの特性を兼ね備え、力学特性や耐摩耗性に優れるとともに、染め斑が抑制されたものである。そのため、従来のポリオレフィン系繊維やポリエステル系繊維が使用されている用途において、特に品位が要求される用途で好適に用いることができる。例えば、婦人服、紳士服、裏地、下着、ダウン、ベスト、インナー、アウターなどの一般衣料用途、ウインドブレーカー、アウトドアウェア、スキーウェア、ゴルフウェア、水着などのスポーツ衣料用途、ふとん用側地、ふとんカバー、ふとん用詰め綿、毛布、毛布用側地、毛布カバー、枕カバー、枕の充填材、シーツなどの寝具用途、テーブルクロス、カーテン、タイルカーペット、家庭用敷物、自動車用マットなどのインテリア用途、ベルト、かばん、縫糸、寝袋、テント、ロープ、養生ネット、ろ過布、細幅テープ、組紐、椅子張りなどの資材用途などが挙げられるが、これらに限定されない。
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、実施例中の各特性値は、以下の方法で求めた。
Ａ．複合比率
ポリマーアロイ繊維の原料として用いたポリオレフィン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の合計を１００重量部とし、複合比率としてＡ／Ｂ／Ｃ［重量部］を算出した。
Ｂ．繊度
温度２０℃、湿度６５％ＲＨの環境下において、ＩＮＴＥＣ製電動検尺機を用いて、実施例によって得られた繊維１００ｍをかせ取りした。得られたかせの重量を測定し、下記式を用いて繊度（ｄｔｅｘ）を算出した。なお、測定は１試料につき５回行い、その平均値を繊度とした。
繊度（ｄｔｅｘ）＝繊維１００ｍの重量（ｇ）×１００ 。
Ｃ．強度、伸度
強度および伸度は、実施例によって得られた繊維を試料とし、ＪＩＳ Ｌ１０１３：２０１０（化学繊維フィラメント糸試験方法）８．５．１に準じて算出した。温度２０℃、湿度６５％ＲＨの環境下において、オリエンテック社製テンシロンＵＴＭ－ＩＩＩ－１００型を用いて、初期試料長２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分の条件で引張試験を行った。最大荷重を示す点の応力（ｃＮ）を繊度（ｄｔｅｘ）で除して強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）を算出し、最大荷重を示す点の伸び（Ｌ１）と初期試料長（Ｌ０）を用いて下記式によって伸度（％）を算出した。なお、測定は１試料につき１０回行い、その平均値を強度および伸度とした。
伸度（％）＝｛（Ｌ１－Ｌ０）／Ｌ０｝×１００ 。
Ｄ．繊度変動値Ｕ％（ｈｉ）
繊度変動値Ｕ％（ｈｉ）は、実施例によって得られた繊維を試料とし、ツェルベガーウースター製ウースターテスター４－ＣＸを用いて、測定速度２００ｍ／分、測定時間２．５分、測定繊維長５００ｍ、撚り数１２０００／ｍ（Ｓ撚り）の条件で、Ｕ％（ｈａｌｆ ｉｎｅｒｔ）を測定した。なお、測定は１試料につき５回行い、その平均値を繊度変動値Ｕ％（ｈｉ）とした。
Ｅ．繊維径ＣＶ％
実施例によって得られた繊維を白金－パラジウム合金で蒸着した後、日立製走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）Ｓ－４０００型を用いて、繊維軸に対して垂直な断面、すなわち繊維横断面を観察し、繊維横断面の顕微鏡写真を撮影した。観察は１００倍、３００倍、５００倍、１０００倍、３０００倍、５０００倍、１００００倍の各倍率で行い、顕微鏡写真を撮影する際には試料中の全ての単糸が観察できる最も高い倍率を選択した。撮影された写真について、画像解析ソフト（三谷商事製ＷｉｎＲＯＯＦ）を用いて、単糸直径を測定した。試料中の単糸数が５０本以上の場合には無作為に抽出した５０本の単糸の単糸直径を測定し、試料中の単糸数が５０本未満の場合には同条件で製造した複数の試料を用いて合計５０本の単糸の単糸直径を測定した。繊維横断面は必ずしも真円とは限らないため、真円ではない場合には外接円の直径を単糸直径として採用した。単糸直径の標準偏差（σ）、単糸直径の平均値（Ｘ）を算出した後、下記式によって繊維径ＣＶ％（％）を算出した。
繊維径ＣＶ％（％）＝（σ／Ｘ）×１００ 。
Ｆ．島成分の分散径、島成分の分散径ＣＶ％、島成分の不連続性
実施例によって得られた繊維をエポキシ樹脂で包埋した後、ＬＫＢ製ウルトラミクロトームＬＫＢ－２０８８を用いてエポキシ樹脂ごと、繊維軸に対して垂直方向に繊維を切断し、厚さ約１００ｎｍの超薄切片を得た。得られた超薄切片を固体の四酸化ルテニウムの気相中に常温で約４時間保持して染色した後、染色された面をウルトラミクロトームで切断し、四酸化ルテニウムで染色された超薄切片を作製した。染色された超薄切片について、日立製透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）Ｈ－７１００ＦＡ型を用いて、加速電圧１００ｋＶの条件で繊維軸に対して垂直な断面、すなわち繊維横断面を観察し、繊維横断面の顕微鏡写真を撮影した。観察は３００倍、５００倍、１０００倍、３０００倍、５０００倍、１００００倍、３００００倍、５００００倍の各倍率で行い、顕微鏡写真を撮影する際には１００個以上の島成分が観察できる最も低い倍率を選択した。撮影された写真について、同一の写真から無作為に抽出した１００個の島成分の直径を画像処理ソフト（三谷商事製ＷＩＮＲＯＯＦ）で測定し、その平均値を島成分の分散径（ｎｍ）とした。繊維横断面に存在する島成分は必ずしも真円とは限らないため、真円ではない場合には外接円の直径を島成分の分散径として採用した。
単糸の繊維横断面に存在する島成分が１００個未満の場合には、同条件で製造した複数の単糸を試料として繊維横断面を観察し、顕微鏡写真を撮影する際には単糸の全体像が観察できる最も高い倍率を選択した。撮影された写真について、各単糸の繊維横断面に存在する島成分の分散径を測定し、合計１００個の島成分の分散径の平均値を島成分の分散径とした。
上記で測定した１００個の島成分の分散径を基にして、島成分の分散径の標準偏差（σＡＬＬ）、島成分の分散径の平均値（ＤＡＬＬ）を算出した後、下記式によって島成分の分散径ＣＶ％（％）を算出した。
島成分の分散径ＣＶ％（％）＝（σＡＬＬ／ＤＡＬＬ）×１００ 。
島成分の不連続性については、同一単糸内において単糸直径の少なくとも１００００倍以上の任意の間隔で、繊維横断面の顕微鏡写真を５枚撮影し、それぞれの繊維横断面における島成分の数および海島構造の形状が異なる場合、島成分が不連続であるとし、島成分が不連続である場合を「Ａ」、島成分が不連続でない場合を「Ｃ」とした。
Ｇ．耐摩耗性
実施例によって得られた繊維を試料とし、英光産業製丸編機ＮＣＲ－ＢＬ（釜径３インチ半（８．９ｃｍ）、２７ゲージ）を用いて筒編み約２ｇを作製した後、炭酸ナトリウム１．５ｇ／Ｌ、明成化学工業製界面活性剤グランアップＵＳ－２０ ０．５ｇ／Ｌを含む水溶液中、８０℃で２０分間精練後、流水で３０分水洗し、６０℃の熱風乾燥機内で６０分間乾燥した。精練後の筒編みを１３５℃で１分間乾熱セットし、乾熱セット後の筒編みに対して、分散染料として日本化薬製Ｋａｙａｌｏｎ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ Ｂｌｕｅ ＵＴ－ＹＡを１．３重量％加え、ｐＨを５．０に調整した染色液中、浴比１：１００、１３０℃で４５分間染色後、流水で３０分水洗し、６０℃の熱風乾燥機内で６０分間乾燥した。染色後の筒編みを１３５℃で１分間乾熱セットし、仕上げセットを行った。なお、ポリエステル（Ｂ）としてカチオン可染性ポリエステルを用いた場合には、カチオン染料として日本化薬製Ｋａｙａｃｒｙｌ Ｂｌｕｅ ２ＲＬ－ＥＤを１．０重量％加え、ｐＨを４．０に調整した染色液中、浴比１：１００、染色温度１２０℃、染色時間４０分の条件で染色した。
耐摩耗性の評価は、ＪＩＳ Ｌ１０７６：２０１２（織物及び編物のピリング試験方法）７．３ アピアランス・リテンション形試験機法に準じて行った。上記仕上げセット後の筒編みを試料として、押圧荷重３．９２Ｎ、摩擦回数２０回にて摩耗試験を行い、試料の変退色の度合いをＪＩＳ Ｌ０８０４：２００４に規定の変退色用グレースケールを用いて、変退色を級判定した。さらに、摩耗試験後の試料について、摩耗部分の繊維のフィブリルの状態を３０倍の拡大鏡で観察し、５年以上の品位判定の経験を有する検査員５名の合議によって、Ｓ、Ａ、Ｂ、Ｃの４段階で評価した。評価は、Ｓが最も良く、Ａ、Ｂの順に悪くなり、Ｃが最も劣ることを示す。
フィブリル：下記の基準で評価した。
Ｓ：フィブリルが全く無く、摩耗前の状態と変化がない
Ａ：フィブリルがごくわずかにあるが、摩耗前の状態とほとんど変化がない
Ｂ：フィブリルがあり、摩耗による損傷が見られる
Ｃ：フィブリルが多数あり、摩耗による損傷が著しく見られる。
Ｈ．均染性、品位
上記Ｇで作製した仕上げセット後の筒編みについて、５年以上の品位判定の経験を有する検査員５名の合議によって、Ｓ、Ａ、Ｂ、Ｃの４段階で評価した。評価は、Ｓが最も良く、Ａ、Ｂの順に悪くなり、Ｃが最も劣ることを示す。
均染性：下記の基準で評価した。
Ｓ：非常に均一に染色されており、全く染め斑が認められない
Ａ：ほぼ均一に染色されており、ほとんど染め斑が認められない
Ｂ：ほとんど均一に染色されておらず、うっすらと染め斑が認められる
Ｃ：均一に染色されておらず、はっきりと染め斑が認められる。
品位：下記の基準で評価した。
Ｓ：毛羽が全くなく、品位に極めて優れる
Ａ：毛羽がほとんどなく、品位に優れる
Ｂ：毛羽があり、品位に劣る
Ｃ：毛羽が多数あり、品位に極めて劣る。
（実施例１）
ポリプロピレン（ＰＰ）（日本ポリプロ製“ノバテック”（登録商標）ＭＡ２）を７０重量部、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（東レ製Ｔ７０１Ｔ）を２８重量部、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）（スチレンブロック２５重量部、エチレンブロック／ブチレンブロック＝０．２５）を２重量部添加して、二軸エクストルーダーを用いて混練温度２８０℃で混練を行った。二軸エクストルーダーより吐出されたストランドを水冷した後、ペレタイザーにて５ｍｍ長程度にカットして、ペレットを得た。得られたペレットを１５０℃で１２時間真空乾燥した後、エクストルーダー型溶融紡糸機へ供給して溶融させ、紡糸温度２８５℃、吐出量３１．５ｇ／分で紡糸口金（吐出孔径０．１８ｍｍ、吐出孔長０．２３ｍｍ、孔数３６、丸孔）から吐出させて紡出糸条を得た。この紡出糸条を風温２０℃、風速２５ｍ／分の冷却風で冷却し、給油装置で油剤を付与して収束させ、３０００ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーで引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、ワインダーで巻き取って１０５ｄｔｅｘ－３６ｆの未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を第１ホットローラー温度９０℃、第２ホットローラー温度１３０℃、延伸倍率２．１倍の条件で延伸し、５０ｄｔｅｘ－３６ｆの延伸糸を得た。得られた繊維の繊維特性および布帛特性の評価結果を表１に示す。
（実施例２～６）
スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の官能基を表１に示すとおり変更した以外は、実施例１と同様に延伸糸を作製した。得られた繊維の繊維特性および布帛特性の評価結果を表１に示す。
（実施例７～１１）
スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）のスチレンブロック（Ｃ１）の含有量を表２に示すとおり変更した以外は、実施例５と同様に延伸糸を作製した。得られた繊維の繊維特性および布帛特性の評価結果を表２に示す。
（実施例１２～１６）
スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）のエチレンブロック（Ｃ２）とブチレンブロック（Ｃ３）の重量比率（Ｃ２／Ｃ３）を表２に示すとおり変更した以外は、実施例５と同様に延伸糸を作製した。得られた繊維の繊維特性および布帛特性の評価結果を表２に示す。
（比較例１）、（実施例１７～２３）
ポリオレフィン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の複合比率を表３に示すとおり変更した以外は、実施例５と同様に延伸糸を作製した。得られた繊維の繊維特性および布帛特性の評価結果を表３に示す。
比較例１では、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）を含有せず、ポリプロピレンとポリエチレンテレフタレートの相溶性が低いため、島成分の分散径は大きく、かつ島成分の分散径ＣＶ％は高くなり、その結果、繊度変動値Ｕ％（ｈｉ）、繊維径ＣＶ％ともに高く、繊維長手方向の均一性ならびに単糸間の繊維径の均一性に欠けており、顕著な染め斑が見られ、均染性に極めて劣るものであった。さらには、ポリプロピレンとポリエチレンテレフタレートの界面接着性が低いため、耐摩耗性は低く、仕上げセット後の筒編みには毛羽が多数見られ、品位も極めて劣るものであった。
（実施例２４～３０）
ポリエステル（Ｂ）として、実施例２４ではポリプロピレンテレフタレート（ＰＰＴ）（シェル製“コルテラ”（登録商標）ＣＰ５１３０００）、実施例２５ではポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）（東レ製“トレコン”（登録商標）１１００Ｓ）、実施例２６ではポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）（東洋紡製ＰＮ６４０）、実施例２７ではポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）（昭和電工製“ビオノーレ”(登録商標)１０１０）、実施例２８ではポリ乳酸（ＰＬＡ）（ネイチャーワークス製６２０１Ｄ）、実施例２９ではポリグリコール酸（ＰＧＡ）（クレハ製“Ｋｕｒｅｄｕｘ”（登録商標） １００Ｒ６０）、実施例３０ではポリカプロラクトン（ＰＣＬ）（ダイセル製“プラクセル”（登録商標）Ｈ１Ｐ）を用いた以外は、実施例５と同様に延伸糸を作製した。得られた繊維の繊維特性および布帛特性の評価結果を表４に示す。
（実施例３１～３５）
ポリエステル（Ｂ）として、実施例３１ではジカルボン酸成分としてイソフタル酸（ＩＰＡ）を１０ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート、実施例３２ではジカルボン酸成分として５－スルホイソフタル酸ナトリウム（ＳＳＩＡ）を１．５ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート、実施例３３ではジカルボン酸成分として１，４－シクロヘキサンジカルボン酸（ＣＨＤＣ）を３０ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート、実施例３４ではジオール成分として１，４－シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）を３０ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート、実施例３５ではジオール成分としてポリエチレングリコール（ＰＥＧ）（三洋化成工業製ＰＥＧ１０００、数平均分子量１０００ｇ／ｍｏｌ）を５．０重量％共重合したポリエチレンテレフタレートを用いた以外は、実施例５と同様に延伸糸を作製した。得られた繊維の繊維特性および布帛特性の評価結果を表５に示す。
（実施例３６～３９）
実施例５、２８、３２、３４において、ポリオレフィン（Ａ）をポリプロピレンからポリメチルペンテン（ＰＭＰ）（三井化学製ＤＸ８２０）に変更し、混練温度を２６０℃に変更した以外は、実施例５、２８、３２、３４と同様に延伸糸を作製した。得られた繊維の繊維特性および布帛特性の評価結果を表５に示す。
（比較例２～８）
相溶化剤（Ｃ）として、比較例２では無水マレイン酸変性ポリエチレン（三井化学製“アドマー”（登録商標）ＬＦ１２８）、比較例３では無水マレイン酸変性ポリプロピレン（三洋化成工業製“ユーメックス”（登録商標）１０１０）、比較例４では無水マレイン酸変性エチレン－ブテン共重合体（三井化学製“タフマー”（登録商標）ＭＨ７０２０）、比較例５ではスチレン－エチレン－プロピレン－スチレン共重合体（クラレ製“セプトン”（登録商標）２００４）、比較例６では水酸基変性スチレン－エチレン－エチレン－プロピレン－スチレン共重合体（クラレ製“セプトン”ＨＧ－２５２）、比較例７ではスチレン－ブチレン－スチレン共重合体（旭化成製“タフプレン”（登録商標）Ａ）、比較例８ではエチレン－グリシジルメタクリレート共重合体（住友化学製“ボンドファースト”（登録商標）Ｅ）を用いた以外は、実施例５と同様に延伸糸を作製した。得られた繊維の繊維特性および布帛特性の評価結果を表６に示す。
いずれの相溶化剤を用いた場合も、ポリプロピレンとポリエチレンテレフタレートの相溶性ならびに界面接着性が不十分であり、力学特性、耐摩耗性、均染性、品位を兼ね備えることはできなかった。
Figure 0007056153000001
Figure 0007056153000002
Figure 0007056153000003
Figure 0007056153000004
Figure 0007056153000005
Figure 0007056153000006
本発明のポリマーアロイ繊維は、ポリオレフィンとポリエステルの特性を兼ね備え、かつ単糸間の繊維径ばらつきが抑制されており、力学特性や耐摩耗性に優れるとともに、染め斑も抑制されたものであり、繊維構造体として好適に用いることができる。

Claims (7)

  1. ポリプロピレン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）からなるポリマーアロイ繊維であって、ポリエステル（Ｂ）の構成成分として、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、もしくは芳香族オキシカルボン酸を有しており、繊維径ＣＶ％が０．１～２．５％であり、繊維横断面における島成分の分散径が１～１０００ｎｍであることを特徴とするポリマーアロイ繊維。
  2. ポリプロピレン（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）の合計１００重量部に対し、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）を０．１～３０．０重量部含有することを特徴とする請求項１記載のポリマーアロイ繊維。
  3. スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）が、スチレンブロック（Ｃ１）を１５．０～４５．０重量部含有することを特徴とする請求項１または２記載のポリマーアロイ繊維。
  4. スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）において、エチレンブロック（Ｃ２）とブチレンブロック（Ｃ３）の重量比率（Ｃ２／Ｃ３）が、０．１～１．０であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のポリマーアロイ繊維。
  5. スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン共重合体（Ｃ）が、酸無水物基、アミノ基およびイミノ基から選択される少なくとも１種の官能基を有することを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のポリマーアロイ繊維。
  6. ポリプロピレン（Ａ）が海成分、ポリエステル（Ｂ）が島成分である海島構造からなることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のポリマーアロイ繊維。
  7. 請求項１～６のいずれか一項記載のポリマーアロイ繊維を少なくとも一部に用いることを特徴とする繊維構造体。
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