JPS63219614A - 不均質微多孔質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】 （産業上の利用分野） 本発明は、合成綿、不織布、織布等の衣料分野や建材分
野等に適用できる保温性に優れ、かつ軽量で強度に優れ
る不均質微多孔質繊維及びその製造方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来より熱可塑性ポリマーを多孔化する手段としていく
つかの方法が提案されてきた。例えば、特開昭４７−１
４４１８号にはポリマー混合物にシリカやタルク等の無
機物を混合し、溶融成形後延伸することにより多孔化し
た繊維状物を成形する手法が開示されている。この手法
では熱可塑性ポリマー以外に添加物が不可欠であり、成
形後の繊維状物から添加物が脱落し易いため、強度及び
保温性の面で安定した製品とは言いがたい。

また、ハードエラスティックな特性を利用して多孔質中
空糸膜を得る方法が特開昭５２４５６２７号、特開昭５
７−８４７０２号に開示されているが、この方法では延
伸前の結晶構造を制御することが極めて重要な要因とな
るため、多孔化できる素材がアイツタクチイックポリプ
ロピレン、高密度ポリエチレンと言った特定のポリマー
に限定されてしまい、汎用性のある技術とはいい難い。

その上、同技術ではその多孔質構造は繊維の厚み方向に
均質に分布しており、不均質な多孔質構造は得られない
。

更に、ポリエステルの減量加工手法（例えば、アルカリ
処理）に見られるように後処理により多孔化する方法が
あるが、このような方法ではアルカリ溶解物が繊維に付
着残存する欠点があり、また繊維の表面部から多孔化し
ていくため表面部に非多孔質層を形成させることができ
ない。しかも、処理できるポリマー素材が限定されるた
め当該技術も汎用性のないものである。

（発明が解決しようとする問題点） つまり、上記したような従来の手法では、得られる繊維
に不純物が付着・残存したり、原料となるポリマーの種
類に制約を受けたり、或は繊維の表面部までも均質に多
孔化されたりして、形態・強度・保温性の各面で安定性
に欠き、或は全ての種類のポリマーに適用できず汎用性
に乏しいという問題点があった。

本発明は、これらの点に鑑みてなされたもので、強度・
保温性に優れ、かつ形態的にも安定した内部に不均質な
微多孔質を有する繊維を提供すると共に同繊維の製造方
法を開発しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） このために本発明者は、前記従来技術の欠点を改良すべ
く鋭意検討した結果、本発明に到達したものである。本
発明によれば、繊維内部に特定の不均質な孔構造を有し
繊維外周部から内部にむかって非多孔質構造を有する不
均質微多孔質繊維を提供するものである。本発明の繊維
は軽量で保温性に優れる上に機械的強度にも優れるもの
である。更に熱可塑性ポリマーであれば、どのような素
材にも応用できる極めて汎用性の高い技術でもある。

即ち、本発明は前記価れた特性をもつ繊維として「熱可
塑性ポリマーからなり、繊維方向に配列した微細孔を有
する不均質微多孔質繊維であって、繊維断面内の平均直
径りが０．０１μｍ〜５０μｍ、繊維方向の平均長さし
とＤの比Ｌ／Ｄが２〜１００である微細孔から形成され
る多孔質層と、繊維外周部に緻密な非多孔質層とから構
成する」ことを特徴とし、また同繊維を得るための方法
として「熱可塑性ポリマーをドラフト比が３０００以下
で繊維状に溶融成形後、該ポリマーの融点より１０℃低
い温度以下の温度雰囲気でかつ変形速度が８Ｘ１０”％
／１Ｉｉｎ以上の条件で、延伸比が１．１〜５０の範囲
で延伸する」ことを特徴とするものであり、これら各構
成をもって上記問題点の解決手段とするものである。

本発明の不均質微多孔質繊維はその孔構造が極めてユニ
ークである。即ち、繊維断面内に平均直径りが０．０１
μ１１〜５０μｍで繊維方向に配列し、その平均の長さ
しと前記平均直径りの比Ｌ／Ｄが２〜１００の細長い微
細孔を数多く有する多孔質層と、繊維外周部に緻密な非
多孔質層とを形成して成るものである。非多孔質層の厚
みは繊維直径の最短径の０．５％以上でかつ最長径の７
０％以下が好ましい。こうすることで、微細孔部分は空
気層となり保温性が良好となる。微細孔の平均直径が０
．０１μｍ以下では保温性が不足であり、５０μｍ以上
では強度保持の点で不十分である。非多孔質層の厚みが
繊維直径の最長径の７０％以上であると保温性の点で実
用的でない。微細孔の占める割合（空気率）は２０％以
上９０％以下の範囲にあることが好ましい。繊維形態は
円形断面に限定されるものではなく、必要に応じて各種
の異径断面にしうろことは云うまでもない。

繊維の太さは特に限定されるものではなく、用途によっ
て任意のサイズのものが選択される。

このような不均質微多孔質繊維を得るためのポリマー素
材としてはポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン
、ポリアセクール、ポリカーボネート、ポリウレタン、
ポリフェニレンサルファイド、ポリスルフォン等の熱可
塑性を示すポリマ一群の中から適宜用いることができる
。

又、単一ポリマーのみならず二成分以上の混合物として
も用いることが可能である。

このような不均質微多孔質繊維は溶融押出し法により繊
維状に成形後、特定の条件で延伸することにより得られ
る。重要な要件は紡糸ドラフト比を３０００以下好まし
くは２０００以下で紡糸し、続いてポリマーの融点（Ｔ
ｍ）より１０℃低い温度以下、好ましくは（Ｔｍ　−５
０）　’Ｃ以下の温度雰囲気において、８×１０２％／
ｍｉｎ以上の変形速度、より好ましくは１０３％／ｍｉ
ｎ以上の変形速度で延伸することが重要である。特に変
形速度の効果は太き（，８×１０２％／ｍｉｎ以下の変
形速度では本発明の不均質微多孔質繊維は得られない。

延伸比は１．１〜５０の範囲で任意に選択できる。この
延伸により初めて本発明の不均質微多孔質構造が達成さ
れ、必要に応じてポリマーのガラス転移温度以上の温度
雰囲気を通過させて、所謂熱セットを行うことも差し支
えない。

第１図は本発明の一態様である不均質微多孔質繊維の断
面モデル図である。１が多孔質層であり、２が微細孔で
ある。この微細孔は繊維方向に配列し細長く伸びている
のが大きな特徴である。図では微細孔は互いに独立して
いるが、隣接する微細孔が部分的に連通していても差し
支えない。３が緻密な非多孔質層である。

（実施例） 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例１ ポリエチレンテレフタレート（固有粘度〔η〕＝０．７
２）のチップを公知の方法で乾燥後、２８５℃で溶融し
ドラフト比３０の条件で繊維を製造した。

得られた繊維を延伸温度３０℃、変形速度７Ｘ１０’邪
／ｍｉｎの条件で延伸比が７．０倍になるまで連続的に
延伸した。延伸に伴い微細孔の形成のために繊維が白化
する現象が認められた。延伸後の繊維の直径変化から推
察した空孔率は５１％であった。走査型電子顕微鏡によ
り繊維の微細孔を観察した所、繊維は直径が２５μ…で
繊維断面に平均直径が１μｍで繊維方向の平均の長さが
１１μｍの孔が無数存在する多孔質層と繊維外周部から
内部に向かって厚みが２．４μｍ（繊維直径の９．６％
に相当）の微細孔の存在しない非多孔質層が認められた
。

比較例１ 実施例１と同一条件で製造したポリエチレンテレフタレ
ート原糸を延伸温度が３０℃で変形速度が１．５　Ｘ　
１０２％／ｍｉｎの条件で延伸比が７．０倍になるまで
連続的に延伸した。延伸に伴い繊維が白化する現象は認
められず、走査型電子顕微鏡により観察したところ微細
孔は全く認められなかった。

実施例２ ポリブチレンテレフタレート（固有粘度〔η〕＝０．８
９）のチップを公知の方法で乾燥後、２５０℃で溶融し
ドラフト比８０の条件で繊維を製造した。

得られた繊維を延伸温度３０℃で変形速度８．５×１０
４％／ｍｉｎの条件で延伸比が６．５倍になるまで連続
的に延伸した。延伸糸の直径は２０μｍであり延伸前後
の繊維の直径変化から推察した空孔率は４０％であった
。走査型電子顕微鏡により微細孔構造を観察したところ
、繊維断面中央に平均直径が０．３μｍで繊維方向の平
均長さが６μｍの微細孔が無数存在する多孔質層と、繊
維外周部から内部に向かって厚みが４．１μｍ（繊維直
径の２０．５％に相当）の微細孔の存在しない非多孔質
層が認められた。

実施例３ ポリフェニレンサルファイド（Ｐｈｉｌｉｐｓ　Ｐｅｔ
ｒｏ−１ｅｕｍ社製　ライドンＧＰＯ２）のチップを１
５０℃、　３ｈｒ熱風乾燥後、２９０℃で溶融しドラフ
ト比７５の条件で繊維を製造した。得られた繊維を延伸
温度２５℃で変形速度５．ＯＸ　１０’％／ｍｉｎの条
件で延伸比が５．５倍になるまで連続的に延伸した。延
伸後の直径は３５μｍで延伸前後の繊維の直径変化がら
推察した空孔率は４４％であった。走査型電子顕微鏡に
より微細孔構造を観察したところ、繊維断面内に平均直
径が０４２μｍで繊維方向の平均の長さが４．０μｍの
微細孔が無数存在する多孔質層と、繊維外周部から内部
に向かって厚みが６．３μｍ（繊維直径の１８％に相当
）の微細孔の存在しない非多孔質層が認められた。

（発明の効果） 以上、詳細に説明した如く、本発明に係る不均質微多孔
質繊維は、特定の径をもつ繊維方向に特定の長さをもっ
て配列された微細な細長い孔が繊維断面の中央部に多数
集まった状態で形成されると共に、繊維外周部が緻密な
非多孔質層として形成されているため、前記孔が独立し
た存在となって繊維を軽量化とすると共に繊維自体の保
温性を高め、更には繊維外周部の上記非多孔質層の存在
により繊維の形態が安定化すると共に十分な強度を保持
する。

また、本発明に係る不均質微多孔質繊維の製造方法は、
特定された条件の下で同方法を実施する限り、熱可塑性
であればどのような原料ポリマーからも上記構造を有す
る不均質微多孔質繊維が確実に得られるものであり、汎
用性に富んだ有効な方法である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一態様である不均質微多孔質繊維のモデル
断面図である。 図の主要部分の説明 １−・多孔質層　　　　２・−微細孔 ３−・非多孔質層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性ポリマーからなり、繊維方向に配列した微
   細孔を有する不均質微多孔質繊 維であって、繊維断面内の中央部に平均直 径Ｄが０．０１μｍ〜５０μｍ、繊維方向の配列平均長
   さＬと前記平均直径Ｄの比Ｌ／Ｄが２ 〜１００である多数の微細孔から形成される多孔質層と
   、繊維外周部の緻密な非多孔質 層とから構成されることを特徴とする不均 質微多孔質繊維。 ２、熱可塑性ポリマーをドラフト比が３０００以下で繊
   維状に溶融成形後、該ポリマーの融 点より１０℃低い温度以下の温度雰囲気中でかつ変形速
   度が８×１０＾２％／ｍｉｎ以上の条件で、延伸比が１
   ．１〜５０の範囲で延伸することを特徴とする不均質微
   多孔質繊維の製造 方法。