JPH076083B2 - 繊維の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 a.産業上の利用分野 本発明は、極めて細い島状部分を含む複合繊維及びこの
複合繊維より極細の繊維を製造する方法に関するもので
ある。更に詳しく説明すると、通常の方法で得られた複
合繊維を多数引揃えて再び溶融し細化させて極めて細い
島状部分を含む複合繊維を製造する方法でありまたこの
繊維から極細の繊維を製造する方法に関するものであ
る。

b.従来の技術 極細繊維は天然皮革により近い人工皮革を製造するため
に必要な素材であり、また保温材料の分野において移動
し難い空気を保持しうる材料としても重要である。この
ような素材や材料に適合する極めて細い繊維の開発が望
まれている。

従来極細繊維は、ポリマーブレンドの紡糸，複合紡糸な
どの方法によって製造された複合繊維を分割するか、そ
の一部の成分を除去することによって得られることは知
られている。

また他の方法として、溶融ポリマーを流体によりスプレ
ーする方法や遠心力によって吹飛ばす方法を用いて極細
繊維を得る方法が知られている。しかしこれらの方法で
得られた繊維は短いものであったり、太さが１μｍ以上
のものであり、充分に満足すべきものとは言えない。

最近、特開昭60-21904号後方には“超極細繊維発生型繊
維”が提案されているが、この公報に開示されているそ
の製造方法は複雑な構造の紡糸口金を必要とするのみな
らず、紡糸操作が困難であって、ポリマーの種類，粘度
などの条件を厳しく選択しないと安定した操作で目的と
する極細繊維を得ることは難しい。

本発明は、かかる知見に基いて到達されたものであっ
て、少なくとも２種の熱可塑性ポリマーからなる複合繊
維を多数平行に引揃えて一体化し、それを該複合繊維を
形成している高融点ポリマーの融点温度以上に加熱し、
該複合繊維の一体化物の総断面積が1/10以下になるまで
細化せしめることを特徴とする繊維の製造方法であり、
また前記の如く一体化された繊維束を加熱圧着した成形
物とし、この成形物を先細りのキャピラリーを有するノ
ズルに供給し、該ノズル部を加熱して該複合繊維を形成
している高融点ポリマーの溶融温度以上の温度とし、そ
のキャピラリーの先端部より該成形物の断面積が1/10以
下になるように該成形物を押出すことを特徴とする繊維
の製造方法である。

さらに本発明方法によれば、前述の如く得られた繊維
を、その繊維を形成している少なくとも１種のポリマー
を除去する処理を行うか或いは力学的に分割処理を行う
ことを特徴とする極細の繊維の製造方法が提供される。

以下本発明方法について更に詳細に説明する。

本発明方法において原料の複合繊維を形成している少な
くとも２種の熱可塑性ポリマーは、相互に非相溶であ
り、しかも繊維形成能を有していて、少なくとも高融点
のポリマーの融点又は軟化点において低融点のポリマー
が安定であるものであれば、如何なる組合せであっても
よい。例えば、ポリエステル，ポリアミド，ポリエチレ
ン，ポリプロピレン，ポリスチレンなどが一般的に有利
に使用されるが、これらに何等限定されるわけではな
い。特にポリエステル，ポリアミドなどは、複合繊維に
おける繊維の長さ方向に連続した島を形成する成分［以
下これを（Ａ）成分と略称することがある］として好ま
しく使用される。一方この（Ａ）成分と組合せて用いら
れる海を形成する成分［以下これを（Ｂ）成分と略称す
ることがある］としては、例えばポリエチレン，ポオリ
プロピレン，ポリスチレン，ポリ弗化ビニリデンが挙げ
られる。

本発明において用いられる複合繊維は通常の例えば溶融
紡糸法によって製造されたものであればよい。複合繊維
の形態は、芯鞘型であってもまた貼合せ型（サイドバイ
サイド型）であってもよい。特に本発明においては、芯
鞘型であって、（Ａ）成分が芯として形成された複合繊
維を用いるのが好ましい。その理由は本発明方法の工程
において、例えば（Ａ）成分同志の付着や他の成分（Ｂ
成分）を除去した後の（Ａ）成分による極細繊維の太さ
斑の発生などの原因が少なくなるからである。

用いられる複合繊維の太さ（内径）は特に限定されるわ
けではないが、数μｍ乃至数mmの範囲であってもよい。
しかし（Ａ）成分の極細繊維を得る目的のために細い方
がよく、50μｍ以下、好ましくは20μｍ以下、更に好ま
しくは５μｍ以下のものが有利である。複合繊維の断面
形状は特に制限を受けないが工程の操作の容易性を考慮
すると中実型であることが好ましい。また断面において
（Ｂ）成分に相当する海成分中に、複数個の（Ａ）成分
としての島成分が存在するような構造のものは特に好ま
しい。さらに（Ａ）成分及び（Ｂ）成分はいずれも１種
のポリマーで形成されている必要はなく、２種以上のポ
リマーで形成されていてもよい。複合繊維における
（Ａ）成分と（Ｂ）成分との割合は、例えば重量で5:95
〜95:5の範囲、好ましくは10:90〜90:10の範囲であるこ
とができる。前記複合繊維は未延伸或いは延伸のいずれ
であってもよい。

本発明方法においては前述した如き複合繊維を多数平行
に引揃えて一体化し加熱溶融せしめるのである。この一
体化は多数の複合繊維が実質的に同一方向に平行して揃
っていればよい。その本数は概して複合繊維の太さに左
右されるが、一般的には（Ａ）成分としての島の数が10
本以上、好ましくは50本以上、特に好ましくは100本以
上となるようにするのが有利である。

かくして一体化された複合繊維束は、そのまままたは加
熱圧着された成形体として、加熱押出しされる。しかし
そのままの状態で用いると、繊維の平行状態に乱れを生
じることがあるので、加熱圧着して成形体として押出し
た方が好ましい。この加熱圧着化は、例えば複合繊維の
製造時他の成分が固化する前に繊維を互いに融着せしめ
ることによって行うこともできるし、また通常の紡糸
（必要ならば延伸した後）した繊維を高融点成分例えば
（Ａ）成分の融点以下の温度で加熱融着させる方法であ
ってもよい。さらにこれら以外の方法であっても（Ａ）
成分が実質的に一方向に揃った状態で固着され成形体と
なる方法であれば有利に本発明方法に適用される。かか
る点を考慮すると（Ａ）成分の融点よりも低い温度で
（Ｂ）成分は軟化するものであるものが好ましい。

本発明では前記の如くして（Ａ）成分が平行に引揃えら
れた状態にある繊維束状または成形物状のものを、全成
分が溶融する温度に加熱して（Ａ）成分の配列方向に引
取って細化し繊維とするものである。この細化は細化す
る前の複合繊維束または成形物の断面積の合計に対して
得られた繊維の断面積が1/10以下、好ましくは1/100以
下となるように行う。1/10以下にならない細化では、極
細の繊維を得る目的のために適当でない。

本発明のかかる溶融細化において重要なことは、溶融し
た（Ａ）成分と（Ｂ）成分がランダムなブレンド状態に
ならない様に注意することである。そのため、溶融時間
を例えば１秒以下の短い時間とすると、溶融領域におい
て、溶融体が層流に近い状態で流れることに注意を払う
べきである。

このような溶融細化を行う方法の１つとして本発明者ら
の一部が特願昭60-31407（昭和60年２月21日付出願）と
して先に提案した紡糸口金装置を使用することが有利で
ある。この紡糸口金装置は先細りのテーパー部（キャピ
ラリー）を少なくともその一部に有する紡糸ノズルであ
って、この紡糸ノズルは加熱されるようになった口金で
あって、この装置を用いることによって容易に本発明の
前記溶融細化を達成することできる。この際、（Ａ）成
分と（Ｂ）成分とがランダムな混合状態とならないよう
に、溶融温度が（Ａ）成分の融点よりも20℃以上越えな
いことが望ましい。

上記提案の紡糸口金装置を用いる場合、キャピラリーの
テーパー部で一部は細化されるために、その先細りの程
度はあまり急なものは好ましくない。テーパー部のイン
レット角が45°以下好ましくは30°以下、更に好ましく
は15°以下のものが有利に用いられる。上記装置の加熱
部へ引揃えた状態の複合繊維を供給するには、引揃えた
後融着させて得たブロック状成形物、例えば円柱状，角
柱状の形状のものが加熱部へ押し込む方法で行うのが好
ましい。この加熱部へ押し込む前に前記成形物を（Ａ）
成分の融点未満の温度に加熱しておいてもよいが、その
際押し込みによって座屈などが起り、引揃えた複合繊維
の流れ方向の乱れが起こらないように、ガイドを設ける
等の工夫が必要である。

かくしてキャピラリーの先端から吐出された繊維は、冷
却して必要ならば巻取られる。繊維の引取り速度は、特
に制約されるわけではないが（Ａ）成分が配向したもの
を希望する場合には、例えば2,000m/分以上の高速で行
うのがよい。

得られた繊維は必要により延伸，熱固定するのが一般的
には好ましいが、その条件は（Ａ）成分及び（Ｂ）成分
の種類と組合せなどにより左右される。その際（Ｂ）成
分の融点が可成り低い場合は、接触型のヒーターを用い
る繊維が粘着することがあるので非接触型の熱固定を用
いる方が好ましい。

前記した方法とは別の方法として、非接触型の加熱を行
うことができる。この加熱方法としては、例えば高温に
加熱したヒーターの間に引揃えた複合繊維またはその成
形物を挿入し、ヒーター間で融解せしめた後、反対側よ
り引取る方法で製造する方法や、融点以上に加熱した流
体と引揃えた複合繊維またはその成形物を短時間接触さ
せて溶融し直ちに引取って冷却することにより製造する
方法がある。これらの方法であっても前記キャピラリー
を用いる場合と同様に引揃えた（Ａ）成分の流れが乱れ
ないように注意を払うべきである。

かくして得られた極細の（Ａ）成分を含む繊維はこれか
ら（Ｂ）成分を除去して極細繊維を得ることもできる
し、叩解，擦過の如き衝撃力，摩擦力など力学的手段の
利用によって極細繊維とすることもできる。（Ｂ）成分
を除去する方法としては、（Ａ）成分は溶解または分解
しないが（Ｂ）成分を溶解または分解する溶媒を用いて
（Ｂ）成分を抽出分離する方法である。この抽出分離は
繊維状，ウェッブ状，織編物状などいずれであってもよ
い。この際用いられる溶媒としては（Ａ）成分および
（Ｂ）成分の組合せによって決まる。例えば（Ａ）成分
としてポリアルキレンテレフタレート，ナイロン6,ナイ
ロン66等を用い、（Ｂ）成分としてポリオレフィンを用
いた場合には、例えばキシレン，プソイドクメンの如き
芳香族炭化水素，デカヒドロナフタレン，テトラヒドロ
ナフタレンなどが有効であり、また（Ｂ）成分がポリス
チレンの場合には上記溶媒の他に各種ハロゲン化炭化水
素も利用できる。

一方、衝撃力や摩擦力で極細繊維を得る場合には、例え
ばパルプ工業で採用されている方法をそのまま用いるこ
とができるし、さらに擦過の手段を利用することもでき
る。この場合、織編物に対しても同様に実施することも
可能である。

上記いずれの方法を採用するかは、極細繊維の用途によ
って適宜選択され、場合によっては両方法を採用するこ
ともできる。

（Ａ）成分および（Ｂ）成分のいずれも残したい場合に
は、衝撃力，摩擦力を利用する方法が好ましく、（Ａ）
成分のみを用いる場合には（Ｂ）成分の抽出分離方法を
用いるのがよい。

以上本発明方法によって得られた極細繊維は、合成皮
革，フィルター，高密度織物として、通気性且つ透水性
のない布帛の素材として種々利用される。

以下実施例を掲げて本発明方法を詳述する。

実施例１ ポリエチレンテレフタレート（固有粘度0.72）を（Ａ）
成分とし、低圧法ポリエチレン（宇部興産株式会社製J3
519）を（Ｂ）成分として（Ａ）／（Ｂ）＝50/50（重量
比）の（Ａ）を芯とする芯鞘型複合繊維を通常の溶融紡
糸法を用いて製造した。この単糸のデニールは8deであ
った。

この複合糸を長さ方向に引揃えた状態で150℃でプレス
成形し円柱状とした後特願昭60-31407号明細書記載と同
様の装置を用いてインレット角10°先端部加熱温度265
℃で押出し直径約0.1mmのモノフィラメント状複合繊維
とした。このモノフィラメントを90℃に加熱して４倍に
延伸した後定長に固定した状態でキシレン中に浸漬し１
時間還流温度に保った。得られたものを電子顕微鏡で調
べた結果、直径約0.2μｍの繊維からなっている事が確
認された。

実施例２ 特開昭57-29610号公報に開示された開示された方法を用
いてポリエチレンテレフタレート（固有粘度0.76）とナ
イロン６（固有粘度1.34）を不規則なブロック状（平均
ブロック数3.2）をなして合体した複合繊維（平均デニ
ール10de）の集合体（10万de）を製造した。

この複合繊維の集合体を230℃で圧縮成形し、ロッド状
成形物とした後特願昭60-31407号明細書記載と同様の装
置を用いてインレット角７°オリフィス径2mm,加熱温度
270℃で押出し、1000deの複複合モノフィラメントを製
造した。このモノフィラメントを温水中で3.3倍に延伸
した後、3mm長に切断し単繊維とした。この複複合単繊
維を熊谷理機工業（株）製の高濃度レファイナーで叩解
し割繊してパルプ状極細繊維を製造した。

この繊維を電子顕微鏡で観察した結果平均デニールが約
0.02deの異形断面を有する極細繊維である事が確認され
た。

実施例４ ポリエチレンテレフタレート（固有粘度0.85）を芯と
し、ふっ化ビニリデンポリマー（呉羽科学K.K.クレハKF
ポリマー）を中間層とし、ポリスチレン（旭ダウK.K.ス
タイロン666）を鞘とする三重構造複合紡糸を通常の複
合紡糸法を用いて30deの繊維を紡糸した。

この繊維を多数引揃えて集束体とし、200℃で圧縮成形
し、ロッド状成形物とした後、実施例２と同様の装置を
用いて270℃で押出し、1000deの複複合ノフィラメント
を製造した。このモノフィラメントを温水で3.5倍に延
伸した後、トルエンでポリスチレンを溶解除去し、ふっ
化ビニリデンポリマーを鞘としポリエチレンテレフタレ
ートを芯とする芯鞘型複合極細繊維を得た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０１Ｆ 8/12 7199−3Ｂ 8/14 7199−3Ｂ Ｄ０６Ｍ 13/07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２種の熱可塑性ポリマーからな
   る複合繊維を多数平行に引揃えて一体化し、それを該複
   合繊維を形成している高融点ポリマーの溶融温度以上に
   加熱し、該複合繊維の一体化物の総断面積が1/10以下に
   なるまで細化せしめることを特徴とする繊維の製造方
   法。
2. 【請求項２】少なくとも２種の熱可塑性ポリマーからな
   る複合繊維を多数平行に引揃えて一体化し、それを加熱
   圧着して成形物とし、この成形物を先細りのキャピラリ
   ーを有するノズルに供給し、該ノズル部を加熱して該複
   合繊維を形成している高融点ポリマーの溶融温度以上の
   温度とし、そのキャピラリーの先端部より該成形物の断
   面積が1/10以下になるように該成形物を押出すことを特
   徴とする繊維の製造方法。
3. 【請求項３】少なくとも２種の熱可塑性ポリマーからな
   る複合繊維を多数平行に引揃えて一体化し、それを該複
   合繊維を形成している高融点ポリマーの溶融温度以上に
   加熱し、該複合繊維の一体化物の総断面積が1/10以下に
   なるまで細化せしめて得られた繊維を、その繊維を形成
   している少なくとも１種のポリマーを除去する処理を行
   うか或いは力学的に分割処理を行うことを特徴とする極
   細の繊維の製造方法。