JPH0434013A - 偏平繊維及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は偏平繊維及びその製造方法に関し、更に詳しく
は断面方向の異方性が極めて大きい改良された偏平繊維
及びその製造方法に関する。

（従来技術） 偏平ｒＩＡ雑は古くから知られており、ドライ感・シャ
リ感のある独特の風合い、更にはドレープ性・易染性に
優れているため、ファッションの多様化・個性化の進ん
だ今日常用されつつある。こうした、ニーズに対応する
ため、紡糸工程を利用して、更に新たな偏平Ｉｌ雑及び
異形断面ａｌｌの研究開発も活発に行なわれている（例
えば、特開昭５８１８４３５Ｍ公報、特開昭５９−１０
０７１３号公報、特開昭５９−１０６５１０．特公昭６
０−２４８４７号公報、＊開昭６０−１７３１１６、特
開昭６１−１１３８１９号公報、特開昭６１−１８６５
１１号公報、特開昭６１１９４２１６号公報、特公昭６
２−１０１５号公報、特開昭６２−２１８２７号公報、
特開昭６３−１９６７７６号公報等）。

しかしながら、これらの試みは、まだ従来の偏平繊維の
範噴を脱しきれていない。と言うのも、これらの提案で
は、単一のポリマーについて、紡糸工程から一貫して、
断面方向の異方性を本質的に追求するものは皆無に等し
いからである。一方、断面方向の異方性を有する繊維は
、異なるポリマー例えばＰＥＴ　（ポリエチレンテレフ
タレート）とＰＢＴ　（ポリブチレンテレフタレート）
、ＰＥＴとＮＹ−６，ＮＹ−６６、あるいは同じＰＥＴ
でも重合度の異なるポリマーのサイド・パイ・サイド型
複合繊維が代表的である。しかしながら、この方法は装
置が複雑となり、コストが＾いという問題がある。同一
ポリマーでの断面方向に異方性を付与試みは、特願昭５
９−２４４５８８号公報に見られる。ただこの場合、２
つの異なる流速差を吐出孔内にて発生させ（以下、脈動
紡糸と呼称する）紡糸時の応力を流速の遅い流れに偏在
化させる技術であるのみである。

又、ステーブルファイバー用の原糸の製造で使用されて
いる異方冷却紡糸においては、得られる捲縮が大味なも
のとなり、衣料用素材としては、特に有用なものとはな
り得なかった。

以上の如く、単一ポリマーを用いて紡糸工程を利用して
得たフィラメントにおいて、その長手方向の配向差がな
く、断面方向に有用な配向差を有するフィラメントから
構成される繊維は、実質的に存在しなかった。

（発明の目的） 本発明の目的は、従来の偏平繊維に較べて、熱処理によ
り極めて大きい嵩高性を発現し、しかも染色斑の懸念が
なく、軽量感、シャリ感、清涼感に富んだ偏平繊維を提
供することにある。

（発明の構成） 本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結
果、極めて薄い形状を有し、断面内の配向分布がある所
定の領域にあるフィラメントからなる超偏平繊維で、か
つそのマルチフィラメントの収縮率が充分に大きい繊維
が必要であること、更に、この繊維を得るためには、極
めて薄い形状の吐出孔を有する紡糸口金より、溶融重合
体を極めて薄く押し出し、急激に冷却して冷却固化後、
ある特定の速度で引き取る必要がある事を知った。

かくして、本発明によれば、 （１）単一のポリエステル重合体からなり、下記（１）
〜（２）の条件を同時に満足する偏平断面のフィラメン
トから構成されることを特徴とする偏平繊維。

■　該フィラメントの偏平比（長軸／短軸の比）が少な
くとも８以上であること。

■　該フィラメントの長軸方向における複屈折率が下記
（Ｉ）及び（Ｉ）を満足すること。

４０ｘ　１０’　≦（Δ７１Ａ＋Δ７１ｅ）／２≦　１
２０Ｘ１０−３・・・（Ｉ） ５ｘｌＯ−３≦ΔＴＬＡ−Δｎ８≦５０Ｘ　１０−３　
・（Ｉｆ　）及び （２）　　溶融ポリエステル重合体を吐出孔形状が長方
形である紡糸口金より押し出し、冷却固化後捲き取って
偏平繊維を得るに当たり、該吐出孔の長軸と短軸との比
が少なくとも２０以上の紡糸口金を通して該溶融ポリエ
ステル重合体を押し出し、次いで急冷して固化させた後
生なくとも２０００７Ｆｌ　／分収上の引取速度で引き
取り、−旦捲き取って延伸熱処理するか及び／又は−旦
捲き取ることなく連続的に延伸熱処理することを特徴と
する改良された偏平ｓＨの製造方法。

が提供される。

本発明の偏平繊維は、前記（ＩＩ）式で示されるように
、断面方向の異方性が充分に大きいため、その断面の長
軸方向において、収縮率の分布が大きい。従って、熱処
理により、中心部が外側の部分より極めて大きく収縮す
る。その結果第２図に示すように、その形態は、あたか
もＩＩの「ワカメ」の如き形態を呈するという従来の偏
平繊維では見られなかったユニークな特徴がある。この
ことを実現させるためには、以下の特性を同時に満足す
る必要がある。

まず、フィラメントの偏平比（長軸／短軸の比）は、第
２図（Ｊに示すようにＡ＋／ａｔが少なくとも８以上、
好ましくは１０以上が必要である。偏平比が８未満の場
合は有用な断面方向の異方性に起因する収縮差が生じな
いため、゛ワカメ′°構造が発生しない。この偏平率が
大きい程、「ワカメ」構造の生成が顕著であるがその反
面、偏平比が２５を越えると、ＩＩｔＩｉとしての力学
的性質が低下し、実用上の問題も生じやすく、さらに紡
糸性も大きく低下するので好ましくない。従って、力学
的性質をも満足する意味で偏平率としては、８〜２５が
好ましく、特に１０〜２０が最も好ましい結果を与える
。尚、第１図（ｂ）は従来の偏平繊維の平面図である。

次に、断面方向の異方性は、複屈折率で、以下の関係を
満足する必要がある。

４０ｘ　１０−３　（、（Δ７１Ａ＋ΔＴｔｓ）／２≦
　１２０Ｘ１０’・・・　（Ｉ） ５Ｘ１０−３　≦ΔＴＬＡ　　−Δｎｅ　　≦５０Ｘ　
１０’−（■）１、、ｒ：断面の中心から長軸方向への
距離　〕ここで、（Δｎ＾＋Δ７Ｌｅ）／２は、偏平繊
維自体の平均複屈折率を表わす。（ΔｎＡ＋ΔＴＬｅ）
／２が４０Ｘ１０’未満の場合は繊維自体の平均複屈折
率が低過ぎて強度が低く、実用上問題が生じやすく好ま
しくない。又、充分であるが、その反面、偏平ａｔ雑の
特性であるドレープ性が低下し、又、断面方向の異方性
も不充分となり「ワカメ」構造の発現が少なくなる。こ
れに対して、（ΔｎＡΔ７１Ｂ）は、断面方向の異方性
の尺度となる。

（Δ７１４−ΔＴｉｅ）が、５　Ｘ　１０″′３未満の
場合は、断面方向の異方性が小さく、充分な「ワカメ」
構造が発生しない。一方、（ΔＴＩＡ−Δ７１Ｂ）が５
０Ｘ１０−３を越える場合は、異方性が大きくなって、
「ワカメ」構造の発生には好ましいが、その反面繊維自
体の平均の複屈折率が低下し、実用面の問題が生じやす
い。更には、紡糸時・延伸時の糸切れが発生しやすく生
産性という観点からも好ましくない。「ワカメ」構造の
発現は、繊維自体の収縮率にも依存する。繊維自体の収
縮率が充分に大きいと、断面方向の異方性が、より有効
に取り出すことができる。マルチフィラメントの収縮率
は６％以上、好ましくは１０％以上に設定すると、良好
な「ワカメ」構造が発生し、好ましい結果を与える。

第３図（ａ）は、本発明の偏平繊維の長軸方向の複屈折
率の分布状態を、同＋ｂ＋は従来の偏平繊維のそれを示
す。

このような特性を有する偏平Ｉｌ雑は、例えば以下のプ
ロセスによって得ることができる。

すなわち、単一の溶融重合体を吐出孔形状が長方形の紡
糸口金より押し出すに当り、第４図（Ｊに示すように該
吐出孔の長軸と短軸との比Ｌ＋／Ｗ＋が少なくとも２０
以上の極めて薄いスリットを通して、極めて薄いポリマ
ー流として押し出す必要がある。長軸と短軸、どの比が
２０未満の吐出孔の場合は、吐出孔から押し出されるポ
リマー流は、それ程薄くはならず、結果的に捲き取られ
る繊維の偏平率自体も８未満となるので、断面方向の異
方性が不充分となり、満足すべく結果は得られない。こ
の点から長軸と短軸の比が２０以上、更に好ましくは４
０〜１００の吐出孔を用いると、好ましい結果を与える
。

尚、第４図（ｂ）は従来のスリットの平面図である。

次に、吐出孔より押し出された極めて薄い溶融ポリマー
流を急冷して冷却同化後、少なくとも２０００ｍ／分以
上の速度で引き取る必要がある。これは、断面方向の異
方性をより有効にする事を目的とするもである。急冷す
る方法としては、押し出されたポリマー流の囲りの温度
ないし紡糸口金の温度を低くする方法を用いる。この場
合、極めて薄く押し出しても、引き取り速度が２０００
ｍ　／分未満の場合には、断面方向の異方性による断面
方向の有用な収縮差を取り出すことができない。特に、
２５００ｍ　／分繊上で引き取るとき、より好ましい結
果が得られる。引き取られた未延伸糸には、必要に応じ
て、延伸熱処理を施し、実用的な力学的特性を有する繊
維とする。

この延伸熱処理においては、−旦パッケージに捲き取り
、その後延伸熱処理する（いわゆる別紙方式）、あるい
は−旦パッケージに捲き取る事なく連続的に延伸熱処理
する（いわゆる直延方式）方法の両者を採用できる。

本発明で用いる重合体とは、通常の溶融紡糸で採用され
る重合体、例えばナイロン６及びナイロン６６、ＰＢ丁
（ポリブチレンテレフタレート）。

ＰＥＴ　（ポリエチレンテレフタレート）等を意味する
。

これらの重合体にあって、特にＰＥＴがより好ましい結
果を与える。この際ＰＥＴ自体繊維形成能がある限り、
例えば重合度あるいは添加剤等、何ら制限をする必要は
ない。

（発明の作用・効果） 本発明の偏平繊維は、前述のように断面方向の異方性が
充分に大きいため、その断面の長軸方向において、収縮
率の分布が大きい。従って、熱処理により、中心部が外
側の部分より極めて大きく収縮する。その結果その形態
は、あたかも海藻の「ワカメ」の如き形態を呈するとい
う従来の偏平１１１１ｚＮでは見られなかったユニーク
な特徴がある。

したがって、本発明の偏平Ｉ帷は、従来の偏平繊維の特
性に加えて、熱処理によりその形状があたかも海藻の「
ワカメ」の如き様相を呈するので、極めて軽量感に富み
、しかも清涼感の大きい素材が容易に得られ、その工業
的意味は極めて大きい。

（実施例） 以下、本発明を実施例にて、更に詳細に説明する。尚、
実施例で用いる物性は、下記の方法で測定したものであ
る。

（１）　　フィラメントの偏平比 マルチフィラメントの任意の断面について、３００倍の
倍率で断面写真をとり、偏平フィラメントの長軸の長さ
（Ａ＋）と短軸の長さ（Ｂ＋　）を測定し、その比より
偏平比を求めた。（測定は、ｎ　（測定回数）＝５でそ
の平均を採用した）偏平比＝Ａ＋／Ｂ＋ （２）断面方向の配向分布 「繊維・高分子測定法の技術」　（繊維学会部。

朝愈書店出版）の記載の方法の中で、ベレックコンベン
セーター法で、白色光による測定で長軸方向の以下の部
分の複屈折率を求めた。

尚、この際、偏平フィラメントの厚みは一定として測定
した。

Δ７１Ａ：　　ｒ／Ｒ＝　０．９の配置におけるフィラ
メントの複屈折率 Δ７１ｓ　：　　ｒ／Ｒ＝　０．０の配置におけるフィ
ラメントの複屈折率 （３）マルチフィラメントの清水収縮率マルチフィラメ
ントの「カセ」をつくり、この「カセ」を清水中で荷重
をかけないで３０分間処理した時の収縮率を下記より求
めた。

清水収縮率（％）− （（ｆｌｏ　−Ｉｌｌ　）／Ｊｌｏ　）　ｘ　１００（
４）　　マルチフィラメントの強度・伸度通常の引張り
試Ｓ＊を用いて、温度２５℃、湿度６０％で、常法にて
求めた。

（５）「ワカメ」の発生状況 マルチフィラメントを熱水中に入れて３０分間処理し、
風乾後、７０倍の顕微鏡写真で側面を観察した。処理さ
れた偏平繊維は凹凸を有する側面形態を有しており、そ
の凹部の単位長さ当りの個数を数えて、「ワカメ」発生
の良し悪しを判定した。

（６）染着性及び風合い 得られたマルチフィラメントを筒編みし、分散染料を使
用して常法で染色し、水洗乾燥後、１８０℃で１分間セ
ットし、評価用の試料とした。

評価は肉眼及び触感で行った。

［実施例］ 極限粘度［η］が０．６４のポリエチレンテレフタレー
ト（艶消し剤として、Ｔｉ　０２を０．０７重量％含有
）を溶融し、紡糸温度３００℃にて、長方形の吐出孔を
１２個有する紡糸口金を通して押し出した。この時、バ
ック周りＩ！度を２９０℃、口金面温度を２８０℃と通
常の条件より急冷状態として押し出した。この際、吐出
孔の寸法及び吐出量を第１表に示すように、変化させて
行った。押し出されたポリマー流を冷却風で冷却固化さ
せた後、紡糸油剤を付与し、第１表に示す速度で捲き取
った。

次いで、得られた未延伸糸を第１表に示す延伸条件にて
延伸熱処理し、７５ｄｅ／　１２ｆ　ｉ　ｌの延伸糸を
得た。

得られた延伸糸の特性を第２表に示す。

これより、ある特定のスリット状吐出孔より押し出し急
冷した後、ある特定の引き取り速度で捲き取った偏平繊
維のみ有用な「ワカメ」が発生することがわかる。

上記サンプル中、順１０について筒編みを行ない、染色
をし、更に、染色性・風合いについても調べた所、得ら
れた試料は、均一に濃色に染まり、軽くてシャリ感・光
沢に優れ、清涼感にあふれるタッチであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明偏平繊維を清水処理して得られる「ワ
カメ」状の形態を示す模式図（モノフィラメント）であ
る。 第２図（ωは１本発明の偏平繊維の断面の平面図、第２
図面）は、従来の偏平繊維の断面図の略図で、Ａ＋　、
Ａ２及びＢ＋　、Ｂ２はそれぞれ長軸、短軸を示す。 第３図（ａｌは、本発明の繊度の断面方向の異方性を示
す長軸方向の複屈折率分布を示す模式図、第３図（ｂ）
は従来の偏平繊維の断面方向の異方性を示す複屈折率の
分布を示す模式図である。 第４図（ａｌは、本発明の偏平繊維を得るための吐出孔
の平面図、第４図面）は従来の偏平繊維を得るための吐
出孔の平面図で、Ｌ＋　、Ｌ２及びＷＩＷ２はそれぞれ
長軸、短軸を示す。 特許出願人　帝　人　株　式　会　社 第２図 （ａ） 第３ ０．９　　　　　　　　０．０　　　　　　　　　０．
９□帰□

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）単一のポリエステル重合体からなり、下記（１）
   〜（２）の条件を同時に満足する偏平断面のフィラメン
   トから構成されることを特徴とする偏平繊維。 （１）該フィラメントの偏平比（長軸／短軸の比）が少
   なくとも８以上であること。
2. （２）該フィラメントの長軸方向における複屈折率が下
   記（ I ）及び（II）を満足すること。 ４０×１０＾−＾３≦（Δｎ＿Ａ＋Δｎ＿Ｂ）／２≦１
   ２０×１０＾−＾３・・・（ I ） ５×１０＾−＾３≦Δｎ＿Ａ−Δｎ＿Ｂ≦５０×１０＾
   −＾３・・・（II）〔但し、Δｎ＿Ａ：ｒ／Ｒ＝０．９
   の位置におけるフィラメントの複屈折率 Δｎ＿Ｂ：ｒ／Ｒ＝０．０の位置におけ るフィラメントの複屈折率 Ｒ：断面の長軸の１／２（断面中心 の距離 ｒ：断面の中心から長軸方向への距 離〕 （２）溶融ポリエステル重合体を吐出孔形状が長方形で
   ある紡糸口金より押し出し、冷却固化後捲き取つて偏平
   繊維を得るに当たり、該吐出孔の長軸と短軸との比が少
   なくとも２０以上の紡糸口金を通して該溶融ポリエステ
   ル重合体を押し出し、次いで急冷して固化させた後少く
   とも２０００ｍ／分以上の引取速度で引き取り、一旦捲
   き取って延伸熱処理するか及び／又は一旦捲き取ること
   なく連続的に延伸熱処理することを特徴とする偏平繊維
   の製造方法。