JP7407840B2 - 海島複合繊維 - Google Patents

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関連出願

本願は、日本国で２０１９年１２月１７日に出願した特願２０１９－２２６９８８の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本出願の一部をなすものとして引用する。

本発明は、マトリックス材料（例えば、熱可塑性樹脂成形体）内に含有させるのに好適な扁平型の海島複合繊維及びその使用、並びに前記海島複合繊維を含有する熱可塑性樹脂成形体及びその製造方法に関する。

例えば熱可塑性樹脂などをマトリックス材料として有する繊維含有樹脂成形体は、樹脂が有する特性に加え、含有された繊維から発現する高強度、断熱性、軽量性、耐候性、電気絶縁性などの効果を有しており、建材や自動車部材、医療機器、衝撃吸収材など様々な分野で用いられている。

例えば、特許文献１（特開２０１４－１８５２６５号公報）には、樹脂内に吸水媒体を分散させて水を発泡させる技術で気泡を発生させる方法が開示されており、吸水性の島成分を有する海島複合繊維中に水分を含有させた状態で熱可塑性樹脂に混合して加熱することで、水分の蒸発による気泡を発生させながら成形でき、微細な気泡を含有する成形体が得られることが記載されている。

特開２０１４－１８５２６５号公報

特許文献１に記載の方法では、島成分を有する複合繊維が均一に熱可塑性樹脂内に分散されており、かつ、島成分よりも海成分の方が低融点であるために加熱により先に溶融して島成分を分散させるために、微細な気泡が均一に分散した熱可塑性樹脂成形体を得ることができる。
しかしながら、このような海島複合繊維の分散方法においては、海島複合繊維に熱可塑性樹脂を介して熱が加えられるため、熱可塑性樹脂に接触する海島複合繊維に十分熱を加えることができず、海島複合繊維への熱伝播にムラが生じ、海島複合繊維の熱塑性変形性が不十分となってしまう。海島複合繊維の熱塑性変形性が不十分である場合、海成分の熱塑性変形が不十分となり、複合繊維の内部に存在する島成分が海成分により拘束されてしまう。海成分に拘束された島成分は、島成分を構成する各島部が独立して移動することができず、その結果熱可塑性樹脂の中で分散斑を生じてしまい、熱可塑性樹脂成形体としたときに強度向上などの繊維による特性が発現しない場合があった。

そこで、本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、マトリックス材料内に分散される海島複合繊維の断面を所定のアスペクト比を有する断面とすることで、マトリックス材料内に分散させる海島複合繊維の熱伝播性を向上することができ、その結果、マトリックス材料を加熱して、海島複合繊維を分散させる際に、海成分の熱塑性変形性が向上して島成分を拘束することなく、マトリックス材料中に島成分の各島部を独立して分散させることができる海島複合繊維が得られることを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、以下の好適な態様を包含する。
［１］島成分と、島成分よりも低融点の海成分とを含み、繊維断面のアスペクト比が２．０～５．０（好ましくは２．６～３．４）であり、繊維断面の短径上における外周から当該外周に最も近接している島成分までの距離である海成分厚さが０．２～２．０μｍ（好ましくは０．５～１．０μｍ）である、海島複合繊維（好ましくは扁平型海島複合短繊維）。
［２］前記島成分が、エチレン－ビニルアルコール系共重合体（好ましくはエチレン含有量が２５～７０モル％であるエチレン－ビニルアルコール系共重合体）を含んでなる、前記［１］に記載の海島複合繊維。
［３］前記海成分が、ポリオレフィン系樹脂を含んでなる、前記［１］または［２］に記載の海島複合繊維。
［４］単糸繊度が５０ｄｔｅｘ以下（好ましくは２０ｄｔｅｘ以下、さらに好ましくは、１５ｄｔｅｘ以下）である、前記［１］～［３］のいずれかに記載の海島複合繊維。
［５］島成分のアスペクト比が５．０以下（好ましくは４．０以下、より好ましくは３．５以下）である、前記［１］～［４］のいずれかに記載の海島複合繊維。
［６］島成分のアスペクト比のＣＶ値が４５％以下（好ましくは３５％以下、より好ましくは２５％以下）である、前記［５］に記載の海島複合繊維。
［７］繊維長が、０．５～３０ｍｍ（好ましくは１．０～２０ｍｍ、より好ましくは１．５～１０ｍｍ、さらに好ましくは２．７～３．３ｍｍ）である、前記［１］～［６］のいずれかに記載の海島複合繊維。
［８］油剤が付着しており、繊維重量に対する前記油剤の付着量が、０．１～３０重量％（より好ましくは０．１～１０重量％、さらに好ましくは１．０～５．０重量％）である、前記［１］～［７］のいずれかに記載の海島複合繊維。
［９］繊維の一端に０．１４ｍｇ／ｄｔｅｘの重りを取り付けた状態で、１６０℃で加熱した際に、繊維の長手方向の繊維長が１０％収縮するのに要した時間が５００秒以下である、前記［１］～［８］のいずれかに記載の海島複合繊維。
［１０］マトリックス材料と海島複合繊維とを混合し、前記海島複合繊維の海成分の融点以上かつ前記島成分の融点未満の温度で加熱して成形するための、前記［１］～［９］のいずれかに記載の海島複合繊維の使用。
［１１］前記［１］～［９］のいずれかに記載の海島複合繊維を少なくとも一部に含む成形体。
［１２］マトリックス材料と前記［１］～［９］のいずれかに記載の海島複合繊維とを混合し、前記海島複合繊維の海成分の融点以上かつ前記島成分の融点未満の温度で加熱して成形する、成形体の製造方法。

なお、請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成要素のどのような組み合わせも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲に記載された請求項の２つ以上のどのような組み合わせも本発明に含まれる。

本発明によれば、紡糸性に優れ、かつ熱塑性変形性に優れた扁平型海島複合繊維を提供することができる。また、この扁平型海島複合繊維を成形体の製造に用いることにより、マトリックス材料と混合したときに、海成分に拘束されることなく島成分を独立して分散させることが可能であり、島成分の分散斑を抑制した成形体を提供することができる。

この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解される。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきでない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一部分を示す。図面は必ずしも一定の縮尺で示されておらず、本発明の原理を示す上で誇張したものになっている。
本発明に用いられる扁平型海島複合繊維における、繊維の長手方向（繊維軸方向）に対して垂直に切断した概略断面図の例である。 海成分厚さを説明するための本発明に用いられる扁平型海島複合繊維における、繊維の長手方向に対して垂直に切断した概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（扁平型海島複合繊維）
本発明の扁平型海島複合繊維は、島成分と、島成分よりも低融点の海成分とを含み、扁平型海島複合短繊維は、扁平型海島複合繊維を任意の繊維長にカットすることで得られる。

（島成分）
前記扁平型海島複合繊維を構成する島成分に用いられるポリマーは、熱可塑性ポリマーであれば特に限定されず、各種の繊維形成性の熱可塑性ポリマーを用いることができ、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、熱可塑性ビニルアルコール系樹脂などを例示することができる。これらのうち、親水性に優れる観点から、熱可塑性ビニルアルコール系樹脂、特にエチレン－ビニルアルコール系共重合体が好ましい。例えば、建造物内外壁などの用途において成形体に親水性が求められる場合には、エチレン－ビニルアルコール系共重合体が好ましく用いられる。
なかでも、エチレン含有量が２５～７０モル％（好ましくは３０～６０モル％、より好ましくは３５～５５モル％）であるエチレン－ビニルアルコール系共重合体（融点：１２０～１９０℃）がより好ましい。エチレン含有量が上記下限値未満では紡糸時に共重合体がゲル化しやすく、紡糸性が悪化する場合がある。一方、上記上限値を超えると親水性が発現しにくくなる場合がある。
また、エチレン－ビニルアルコール系共重合体は、けん化度が例えば８８％以上であってもよく、好ましくは９５％以上、より好ましくは９８％以上であってもよい。けん化度の上限は特に限定されないが、例えば、９９．８％であってもよい。

（海成分）
前記扁平型海島複合繊維を構成する海成分に用いられるポリマーは、島成分のポリマーよりも低融点であることが重要である。扁平型海島複合繊維をマトリックス材料内に分散させて成形体を得る際に、島成分よりも海成分が先に溶融することと、後述の繊維断面のアスペクト比が２．０～５．０であることにより、マトリックス中において海島複合繊維の海成分に十分に熱伝播することができる。その結果、海成分の溶融性が高まり、海島複合繊維の島成分に対する拘束力を低減して扁平型海島複合繊維－マトリックス材料混合流体中において島成分を均一に分散させることができる。このような海成分としては、島成分よりも低融点であり、紡糸による海島構造を形成可能であれば特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂を挙げることができる。
これらのうち、繊維の分散性の観点から、ポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン（低密度（ＬＤＰＥ）、直鎖低密度（Ｌ－ＬＤＰＥ）、中密度（ＭＤＰＥ）または高密度（ＨＤＰＥ）、融点：９５～１５０℃）、低融点ポリプロピレン（融点：１１５～１５５℃）、エチレン－プロピレンブロック共重合体（融点：９５～１６５℃）などが挙げられる。

熱塑性変形性を向上する観点から、海成分が有する、ＡＳＴＭ Ｃ１７７に基づく熱伝導度（１０^－４ｃａｌ／ｓｅｃ・ｃｍ／℃・ｃｍ）は、例えば、３以上であってもよく、好ましくは５以上、より好ましくは７以上であってもよい。熱伝導度の上限は特に限定されないが、例えば、２０以下であってもよい。

また、海成分を構成する樹脂の融点（Ｍｓ）は、島成分を構成する樹脂の融点（Ｍｉ）未満であればよいが、両者の差（Ｍｉ－Ｍｓ）は、好ましくは、２０～８０℃、より好ましくは３０～６０℃であってもよい。所定の範囲の差を有することにより、海成分の熱塑性変形性を利用しつつ、島成分の分散性を向上することができる。

前記扁平型海島複合繊維において、前記島成分と前記海成分の複合比率（重量比）は、（島成分）／（海成分）＝１０／９０～９０／１０の範囲内にあることが好ましい。島成分の比率が上記下限値未満、または上記上限値を超えると、複合比率のバランスが良くないため、紡糸ノズルから放出された糸条が屈曲しやすく、紡糸性が不十分となる場合がある。島成分と海成分の複合比率は、より好ましくは３０／７０～９０／１０の範囲内であり、さらに好ましくは５０／５０～８０／２０の範囲内である。

前記扁平型海島複合繊維は、成形体におけるマトリックス材料への分散性を向上させることを目的に紡糸の際に繊維表面に油剤を付与させてもよい。前記油剤の種類は、扁平型海島複合繊維と混合するマトリックス材料の種類によって適したものを選択可能だが、動物油、植物油、合成潤滑油、鉱油、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。繊維重量に対する油剤付着量は０．１～３０重量％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１～１０重量％の範囲内であり、さらに好ましくは１．０～５．０重量％である。

本発明に用いられる扁平型海島複合繊維には、本発明の効果を損なわない範囲内において、必要に応じて、酸化チタン、シリカ、酸化バリウム等の無機物、カーボンブラック、染料や顔料等の着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤などの添加剤を含有させてもよい。

本発明の扁平型海島複合繊維は、熱塑性変形性が高いことが重要であり、例えば、繊維の一端に一定の荷重（例えば、０．１４ｍｇ／ｄｔｅｘ）をかけた状態で、１６０℃で加熱した際に、繊維の長手方向の繊維長が１０％収縮するのに要する時間が５００秒以下であることが好ましい。１０％収縮するのに要する時間が上記範囲内であると、扁平型海島複合繊維を含む成形体を製造する際に、海成分が速やかに融解し、扁平型海島複合繊維－マトリックス材料中において島成分を独立して分散させることができる。上記の時間は４００秒以下であることがより好ましく、３００秒以下であることがさらに好ましく、２００秒以下であることがさらにより好ましい。

（扁平型海島複合繊維の製造）
上記の扁平型海島複合繊維の製造は、公知の紡糸・延伸装置を用いて、公知の方法により行うことができる。例えば、島成分のポリマーおよび海成分のポリマーのペレットを別々の溶融押出機に供給して溶融し、所望の繊維断面を有するよう設計された複合口金内で合流させ、上記の（島成分）／（海成分）の比率で、ノズルから吐出させ、通常、５００～４０００ｍ／分で引き取ることにより、糸条を得ることができる。島成分の数（島数）は、口金を選択することにより変更可能であり、島成分の分散性の観点から、島数１～１０００個、好ましくは２～６００個、より好ましくは、４～２００個の複合繊維であってよい。引取り後の繊維は、必要に応じてさらに延伸（乾熱延伸、湿熱延伸）を行ってもよい。

（扁平型海島複合繊維の断面形状）
図１は、本発明に用いられる扁平型海島複合繊維の繊維軸に垂直方向の断面形状の一例を示す概略断面図である。この例では、扁平型海島複合繊維の海成分Ｂに、同じく扁平型の１６個の島成分Ａが繊維全体に均一に配置されている。扁平型海島複合繊維を構成する単糸は、繊維の長手方向に対して垂直に切断した断面が扁平断面形状、別の言い方をすれば真円形と比べて、一方向につぶれた略楕円形状を有しており、長径と短径の比であるアスペクト比（長径／短径）が２．０～５．０であることが重要であり、より好ましくは２．５～４．０であり、さらに好ましくは２．６～３．４である。本発明における長径および短径とは、図１に示すように扁平断面形状の長径、短径に相当するものであり、単糸の扁平断面形状において重心を通る重心線を引き、その最も長い線分をもって長径と定義する。また、その長径に対し垂直方向における最も長い線分を短径とする。
扁平型海島複合繊維はマトリックス材料と混合し、溶融成形する過程でアスペクト比１の同単糸繊度の繊維よりも効率的に熱が加わる（熱伝播する）ことで、扁平型海島複合繊維（の海成分）に十分に熱伝播することができ、その結果、島成分を扁平型海島複合繊維－マトリックス材料混合流体中において均一に分散させることができる。別の言い方をすれば、扁平型海島複合繊維においては、繊維を真円状の断面（アスペクト比１）とした場合と比べて、表面積が大きくなるため、繊維の外周面の外側から加えられた熱を吸収し易く、海島複合繊維－マトリックス材料混合体中において海成分が溶融し易いためである。その結果、扁平型海島複合繊維－マトリックス材料混合流体中において、海成分により内部の島成分が拘束されるのを抑制し、複合繊維中の島成分を独立して分散させて島成分の分散斑を防止する。

なお、アスペクト比が小さすぎるとマトリックス材料と混合加熱する際に熱伝播が遅くなるため島成分の分散不良に繋がり（分散斑の原因となり）、大きすぎると紡糸ノズルから放出された糸条が紡糸ノズルと接触し糸切れを起こしやすくなるため紡糸が困難となる。

また、島成分のアスペクト比は、例えば５．０以下であってもよく、好ましくは４．０以下、より好ましくは３．５以下であってもよい。島成分のアスペクト比は、複合繊維のアスペクト比の測定方法と同様に、島成分の扁平断面形状において重心を通る重心線を引き、その最も長い線分をもって長径と定義する。また、その長径に対し垂直方向における最も長い線分を短径とする。島成分のアスペクト比が大きすぎると、島成分の表面積が大きくなり、他の島成分と接触しやすく、絡まりやすくなり、島成分の分散不良に繋がる場合がある。島成分のアスペクト比の下限値については特に制限はなく、１以上であってもよい。
さらに、分散する島成分の形状を均一にする観点から、島成分のアスペクト比のＣＶ値は４５％以下であることが好ましく、３５％以下であることがより好ましく、２５％以下であることがさらに好ましい。

上記の扁平型海島複合繊維において、図２に示す断面における繊維の短径上における外周に最も近接している島成分までの最短距離（Ｘ）を海成分厚さとし、海成分厚さは０．２～２．０μｍであることが重要であり、０．５～１．０μｍであることが好ましい。なお、繊維の短径は、断面形状において重心を通る重心線を引き、その最も長い線分をもって長径と定義し、前記長径に対し垂直方向における最も長い線分を短径と定義される。海成分厚さが小さすぎると本来海成分に覆われている島成分が紡糸ノズルと接触しやすくなり糸条が屈曲し紡糸性が不十分となり、また、海成分厚さが大きすぎるとマトリックス材料と混合加熱する際に熱伝播が遅くなる。

（単糸繊度）
本発明に用いられる扁平型海島複合繊維の単糸繊度は、必要に応じて適宜設定可能であるが、通常、５０ｄｔｅｘ以下、好ましくは２０ｄｔｅｘ以下、さらに好ましくは、１５ｄｔｅｘ以下である。繊度が大きすぎると熱可塑性樹脂と混合加熱する際に熱伝播が遅くなる。単糸繊度の下限値は特に限定はされないが、通常、０．０１ｄｔｅｘ以上であり、好ましくは４ｄｔｅｘ以上である。なお、単糸繊度は、ＪＩＳ Ｌ １０１３：２０１０ ８．３．１ Ａ法に基づき測定される。

（扁平型海島複合短繊維）
上記の扁平型海島複合繊維は、マトリックス材料に混合配合されて用いられることから、カットファイバーとして短繊維形状に加工を行い、本発明の扁平型海島複合短繊維を得てもよい。扁平型海島複合短繊維の繊維長は０．５～３０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは１．０～２０ｍｍ、さらに好ましくは１．５～１０ｍｍ、さらにより好ましくは２．７～３．３ｍｍである。繊維長が長すぎるとマトリックス材料中への分散が難しくなる場合がある。繊維長が短すぎると切断することが技術的に困難になり、また、コストもかかることになる。

（マトリックス材料）
本発明において用いられる成形体を形成するために用いられるマトリックス材料としては特に限定されないが、例えばポリエチレン（低密度（ＬＤＰＥ）、中密度（ＭＤＰＥ）、高密度（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度（Ｌ－ＬＤＰＥ））、エチレン－α－オレフィン共重合体、ポリプロピレン、プロピレン－エチレンランダム共重合体、プロピレン－エチレンブロック共重合体、プロピレン－エチレン－１－ブテンランダム共重合体、プロピレン－４－メチル－１－ペンテンランダム共重合体、ポリブテンなどのポリオレフィン系樹脂；エチレン－ビニルアルコール系共重合体などの熱可塑性ポリビニルアルコール系樹脂；ポリ塩化ビニル、エチレン－酢酸ビニル共重合体などのビニル系樹脂、メタクリル樹脂、エチレン－アクリル酸エステル共重合体などのアクリル系樹脂；ポリウレタンエラストマーなどの熱可塑性エラストマー；ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン－ブタジエンゴム、、エチレン－プロピレン－ジエンゴム、アクリルゴムなどのゴム類が挙げられる。これらのうち、ポリオレフィン系樹脂を海成分とする場合、分散性の観点から、ポリウレタンエラストマーなどの熱可塑性エラストマー、ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン－ブタジエンゴム、エチレン－プロピレン－ジエンゴム、アクリルゴム等のゴム類が好ましい。

（成形体の製造）
扁平型海島複合繊維は、上記のマトリックス材料を粒子状にして、またはマトリックス材料を軟化させながら混合され、常法により押出成形、射出成形などの成形法により所望の成形体に成形することができる。マトリックス材料は、海成分の融点以上、島成分の融点未満の温度で成形される。成形体は、扁平型海島複合繊維を少なくとも一部に含んでいる。言い換えると、成形体は、マトリックス材料と、前記扁平型海島複合繊維の島成分とを、少なくとも一部に含んでいる。海成分は加熱により溶融し、マトリックス材料と一体化していてもよい。

（成形体に対する複合繊維の添加量）
成形体に対する複合繊維の添加量は、０．１～２０重量％であることが好ましく、より好ましくは０．２～１０重量％、さらに好ましくは０．５～５重量％である。添加量が少なすぎると、扁平型海島複合繊維を含有することによる高強度、断熱性、軽量性等の効果が十分に発現しない場合があり、また、添加量が多すぎると、成形体がもろくなる、成形性が不良になるなどの成形品としての性能が不十分となる場合がある。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。複合繊維の作製方法、測定方法、各種評価方法は以下の通りである。

＜実施例１～８＞
（１）扁平型海島複合繊維の作製
エチレン－ビニルアルコール系共重合体（株式会社クラレ製、エチレン含有量４４モル％、けん化度９９％、融点：１６５℃）（ＥＶＯＨ）とポリエチレン（融点：１２５℃；熱伝導度：１１～１２．４（１０^－４ｃａｌ／ｓｅｃ・ｃｍ／℃・ｃｍ））（ＨＤＰＥ）とをそれぞれの溶融押出機に供給し溶融して、ＥＶＯＨが島成分、ＨＤＰＥが海成分となるように扁平型海島複合紡糸ノズル（紡糸ノズルの単孔断面の形状：扁平形状）から吐出して紡糸し（紡糸温度２６０℃）、紡糸ノズル設計を変更することで表１に示すような、島数、複合比率、単糸繊度、断面におけるアスペクト比、断面における島成分のアスペクト比とそのＣＶ値、および海成分厚さを有する扁平型海島複合繊維をそれぞれ作製した。

（２）融点の測定
得られた繊維に対して、リガク製差動型示差熱熱重量計「Ｔｈｅｒｍｏ ｐｌｕｓ ＴＧ ８１２０」にて、サンプル量３～８ｍｇ、昇温速度５℃／分、測定温度範囲３５～２００℃で測定した。

（３）アスペクト比の測定
得られた繊維に対して、光学顕微鏡を用いて、ロータリーカッターで切断した繊維断面を拡大し、光学顕微鏡の測定機能により長径と短径の長さを測定、短径に対する長径の比（長径／短径）を繊維１０個の平均値として求めた。また、島成分のアスペクト比については、上記の繊維断面をランダムに１個選び、その繊維の中に存在する島成分全てについて測定し、その平均値として求めた。なお、島成分の数が２００個以下については島成分全てについて測定し、島成分の数が２００個を超える場合、ランダムに選択した島成分２００個について、測定してもよい。

（４）海成分厚さの測定
得られた繊維に対して、ロータリーカッターでそのままの状態で切断し、切断面の海島複合繊維の外周から、短径上の繊維端に最も近接している島成分までの距離を電子顕微鏡（ＪＥＯＬ社製「ＪＣＭ－６０００Ｐｌｕｓ」）で観察した。切断箇所５ヶ所について計測し、その平均値を求めた。

（５）紡糸性評価
以下の基準に従って紡糸性評価を行い、結果を表１に示した。
◎：１時間以上の連続紡糸を行い、紡糸時の断糸回数が１回未満／１時間
○：１時間以上の連続紡糸を行い、紡糸時の断糸回数が１回以上～３回未満／１時間
×：１時間以上の連続紡糸を行い、紡糸時の断糸回数が３回以上／１時間

（６）熱塑性変形評価
得られた繊維から、長さ１０ｃｍのフィラメント５００本を束ねた試料を採取し、その試料の一端をジグで把持し、試料のもう一方の端部に重り（０．１４ｍｇ／ｄｔｅｘ）を取り付けて吊り下げ、目盛りのついた台紙に固定した。この状態で試料を１６０℃に設定した乾燥機に投入し、乾燥機前面部から海島複合繊維の長手方向の収縮を観察した。繊維長が１ｃｍ（１０％）収縮するのに要した時間を測定し、結果を表１に示した。

（７）成型体の弾性率ばらつき評価
得られた繊維を繊維長３ｍｍにカットしたものと、複合繊維の海成分と同じＨＤＰＥ樹脂とを９８：２の質量比で撹拌してブレンドしたものを１６０℃で加熱して成形し、５０ｍｍ×５０ｍｍ×３ｍｍの樹脂成形体の試験片５個を作製した。この樹脂成型体の弾性率を島津製作所製「精密万能試験機ＡＧ－５０００Ｂ」にて測定し、試験片５個で測定した弾性率のばらつきをＣＶ値で求め、以下の基準に従って弾性率ばらつきの評価を行った。
◎：弾性率のＣＶ値が１０％未満
○：弾性率のＣＶ値が１０％以上１５％未満
×：弾性率のＣＶ値が１５％以上

＜比較例１＞
島成分、海成分として実施例１と同じエチレン－ビニルアルコール系共重合体、ポリエチレンを用いて海島複合紡糸ノズル（紡糸ノズルの単孔断面の形状：円形状）から吐出し、表１に示す海島型複合繊維を得た。

＜比較例２＞
島成分、海成分として実施例１と同じエチレン－ビニルアルコール系共重合体、ポリエチレンを用いて、表１に示す断面アスペクト比１．５、海成分厚さ０．８μｍとなるようにノズルを設計、紡糸し海島型複合繊維を得た。

＜比較例３＞
島成分、海成分として実施例１と同じエチレン－ビニルアルコール系共重合体、ポリエチレンを用いて、表１に示す断面アスペクト比６．０、海成分厚さ０．５μｍとなるようにノズルを設計、紡糸したが、海島型複合繊維を得ることはできなかった。

＜比較例４＞
島成分、海成分として実施例１と同じエチレン－ビニルアルコール系共重合体、ポリエチレンを用いて、表１に示す断面アスペクト比３．０、海成分厚さ０．１μｍとなるようにノズルを設計、紡糸したが、海島型複合繊維を得ることはできなかった。

＜比較例５＞
島成分、海成分として実施例１と同じエチレン－ビニルアルコール系共重合体、ポリエチレンを用いて、表１に示す断面アスペクト比３．０、海成分厚さ３．０μｍとなるようにノズルを設計、紡糸し海島型複合繊維を得た。

実施例１～８においては、島成分と島成分よりも低融点の海成分とを含み、繊維断面のアスペクト比（長径／短径）が２．０～５．０であり、繊維断面における海成分厚さが０．２～２．０μｍである扁平型海島複合繊維であるため、紡糸性、熱塑性変形性に優れており、実施例１～８の海島複合繊維を用いて成形体を製造すれば、海成分が速やかに融解し、その結果、扁平型海島複合繊維－マトリックス材料中において島成分を独立して分散させることが容易であると推定される。実際、島成分の分散性に起因して、実施例１～８では、比較例１～２，５と比べて弾性率についてばらつきの小さい成形体が得られた。

比較例１は、繊維断面のアスペクト比が１．０（円形断面）であるため、従来と同じく繊維全体へ熱伝播しにくく、熱塑性変形性に劣り、成形体の弾性率ばらつきも大きい結果であった。比較例２は、比較例１と同様に繊維断面のアスペクト比が１．５と、扁平度合が不十分であるため、繊維全体へ熱伝播しにくく、熱塑性変形性、成形体の弾性率ばらつきが劣る結果であった。特に、比較例１および２は、実施例７および８よりも、繊度が小さいにも関わらず、熱塑性変形性が実施例７および８よりも劣っていた。

一方、比較例３では繊維断面のアスペクト比が６．０であり、扁平度合が非常に大きかったところ、糸切れが頻繁に生じ、繊維を採取することができなかった。この糸切れの要因は、紡糸ノズルから放出された糸条の島成分が紡糸ノズルと接触することにあると考えられる。比較例４では海成分厚さが０．１μｍであり実施例５と比較してさらに薄いため、紡糸性が低下し、連続した巻取は困難であった。比較例５では海成分厚さが３．０μｍであり実施例６と比較してさらに厚いため、紡糸性は良好であるものの熱塑性変形性に劣り、成形体の弾性率ばらつきも大きい結果となった。

比較例１～２，５では、熱塑性変形性が劣り、成形体の弾性率ばらつきも大きいという結果が得られたことから、比較例１～２，５の海島複合繊維を用いて成形体を製造すると、海島複合繊維の内部存在する島成分が海成分により拘束され、その結果成形体中に分散斑を発生させると推定される。

本発明の海島複合繊維は、マトリックス材料と混合し、溶融成形する過程での熱塑性変形に優れるので、得られた成形体は島成分が斑なく分散し、複合した繊維による特性（親水性、高強度、断熱性、軽量性、耐候性、電気絶縁性など）が十分に発現することが期待できる。この樹脂成形体は上記の特性を要求される建材や自動車部材、医療機器、衝撃吸収材等の用途に好適に用いることができる。

以上、本発明の好ましい実施態様を例示的に説明したが、当業者であれば、特許請求の範囲に開示した本発明の範囲および精神から逸脱することなく多様な修正、付加および置換ができることが理解可能であろう。

Ａ 島成分
Ｂ 海成分
Ｘ 海成分厚さ

Claims (12)

1. 島成分と、島成分よりも低融点の海成分とを含み、繊維断面のアスペクト比が２．０～５．０であり、繊維断面の短径上における外周から当該外周に最も近接している島成分までの距離である海成分厚さが０．２～２．０μｍである海島複合繊維。
2. 島成分が、エチレン－ビニルアルコール系共重合体を含んでなる、請求項１に記載の海島複合繊維。
3. 海成分が、ポリオレフィン系樹脂を含んでなる、請求項１または請求項２に記載の海島複合繊維。
4. 単糸繊度が５０ｄｔｅｘ以下である、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の海島複合繊維。
   
   
5. 島成分のアスペクト比が５．０以下である、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の海島複合繊維。
6. 島成分のアスペクト比のＣＶ値が４５％以下である、請求項５に記載の海島複合繊維。
7. 繊維長が、０．５～３０ｍｍである、請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の海島複合繊維。
8. 油剤が付着しており、前記油剤の付着率が、０．１～３０重量％である、請求項１～請求項７のいずれか一項に記載の海島複合繊維。
9. 繊維の一端に０．１４ｍｇ／ｄｔｅｘの重りを取り付けた状態で、１６０℃で加熱した際に、繊維の長手方向の繊維長が１０％収縮するのに要した時間が５００秒以下である、請求項１～請求項８のいずれか一項に記載の海島複合繊維。
10. マトリックス材料と海島複合繊維とを混合し、前記海島複合繊維の海成分の融点以上かつ前記島成分の融点未満の温度で加熱して成形するための、請求項１～請求項９のいずれか一項に記載の海島複合繊維の使用。
11. 請求項１～請求項９のいずれか一項に記載の海島複合繊維を少なくとも一部に含む成形体。
12. マトリックス材料と、請求項１～請求項９のいずれか一項に記載の海島複合繊維とを混合し、前記海島複合繊維の海成分の融点以上かつ前記島成分の融点未満の温度で加熱して成形する、成形体の製造方法。

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