JPS63527B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は合成繊維、特に吸水性に優れた合成繊
維に関する。 ポリエステル、ポリアミド等の合成繊維は物理
的、化学的性質が優れているため、衣料用、工業
用等の素材として広く使用されている。しかしな
がら、かかる合成繊維は親水性が劣り、衣料用途
としてその使用分野が制限されていた。 合成繊維に親水性を付与するために種々の方法
が提案されている。例えば親水性化合物を共重合
又はブレンドする方法、親水性化合物で繊維を後
処理する方法などがある。これらの化学的方法は
合成繊維に親水性を付与することは可能である
が、親水性の耐久性が悪く、耐酸化安定性、耐光
性等の物性が低下しまたポリエステル、ポリアミ
ド等合成繊維本来の優れた特性が低下するという
欠点を有している。 他方、前記化学的方法以外の方法として特開昭
52−18918号公報には、繊維断面の形状を特定の
形状にして繊維表面に開口毛細路を設けることに
よつて吸水性に優れた合成繊維を得る、いわゆる
繊維を異形糸にすることによつて吸水性、吸湿性
を向上せしめる方法が記載されている。しかしな
がらかかる合成繊維はその断面に長いたわみ部分
を有しているため外部応力によつて開口毛細路が
つぶされ易く、吸水性、吸湿性に劣るという欠点
がある。 本発明者らは異形糸にすることによつて吸水
性、吸湿性に優れた合成繊維を得ることを目的と
して鋭意研究した結果、繊維断面にアーム及び／
又はスロツトにより構成される特定の凹部を存在
せしめて繊維自身及び繊維間に吸水性に有効な毛
細管を形成せしめ、更に繊維断面全体に均一に微
細孔を有せしめることによつて、吸水性、吸湿性
が特に優れた合成繊維が得られることを見出し、
本発明に到達したものである。 即ち、本発明は溶融紡糸して得られる合成繊維
であつて、該繊維の軸方向にランダムにとつた少
なくとも80％の断面が、 溶融紡糸により形成されたスロツト及び／又
はスロツトより突出せず且つ繊維断面の中心よ
り直線状に設けられたアームによつて形成され
る凹部を少なくとも１個有し、該凹部の開口部
が凹部の最大径の1/2以下に狭められており、 下記式［］ Ｒ＝（繊維断面の外周の長さ）²／繊維断面積…［
１］ で定義されるＲ値が50以上であり、 該凹部の開口角が−180゜以上−30゜以下であ
つて 該繊維が接し合つたときに該凹部の開口部が
相互に嵌合せず、 該繊維断面全体に均一に繊維軸方向に配列し、そ
の少なくとも一部が連通している微細孔を有する
ことを特徴とする合成繊維に係るものである。 本発明で対象とする繊維は溶融紡糸によつて得
られる合成繊維であり、具体的には例えばポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート、ポリシクロヘキサンテレフタレートの如き
ポリエステル、ナイロン６、ナイロン66の如きポ
リアミド等を主体とする繊維である。なおこのよ
うなポリマーに必要に応じて他の成分を少量含有
せしめてもよい。すなわち例えば吸水性、制電性
等を向上せしめるためにポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、３，５−ジカル
ボメトキシベンゼンスルホン酸ソーダ等の化合物
を少量、共重合又はブレンドすることが可能であ
る。 このようなポリマーによつて構成される本発明
の繊維は、その繊維軸方向にランダムにとつた断
面の80％以上が下記に示す(イ)〜(ニ)の条件を全て満
足させる必要がある。(イ)〜(ニ)の条件を満足する断
面が80％に達しないときは充分な吸水性を呈する
ことができない。 (イ) 繊維断面がスロツト及び／又はアームによつ
て形成される凹部を１個以上有する必要があ
る。この凹部は、第１図イ〜ヘに示されるよう
に、その開口部が凹部の最大径の1/2以下に狭
められていることが必要である。開口部がこれ
より大きく開かれるときは、吸水性や吸湿性に
有効な毛細管が生じにくい。また、凹部を構成
するスロツト及びアームは溶融紡糸によつて形
成したものでなければならない。溶融紡糸以外
の方法、例えば繊維周辺近くにポリアルキレン
グリコールの島部を有するポリエステル繊維を
アルカリ水溶液処理することにより島成分を溶
解除去して凹部を形成したのでは、その開口部
を構成するスロツト及びアームは脆く、外部応
力によつて容易に破壊され、有効な毛細管が得
られない。このアームはスロツトより突出して
いない形状にすべきである。アームがスロツト
より突出している場合には、繊維が互に接し合
つたときに、吸水性や吸湿性に有効な毛細管が
生じにくく、織編物にしたときに、滑らかな風
合が得られなくなる。またアームは繊維断面の
中心より直線状に設けられていなければならな
い。そうでないときは、アームによつて構成さ
れる凹部が、外部応力により容易に変形し、有
効な毛細管が生じにくい。更に、繊維断面にお
けるアームは５本以下であることが好ましい。
アームが５本より多い場合には、かかる繊維を
紡糸する溶融紡糸口金を作ることが困難にな
る。 (ロ) スロツト及び／又はアームによつて構成され
る繊維断面は下記式〔〕 Ｒ＝（繊維断面の外周の長さ）²／繊維断面積…〔
〕 で定義されるＲ値が50以上であることが必要
である。Ｒ値は例えば繊維断面が真円の場合に
はＲ＝（2πr）²／πr²≒13、正方形ではＲ＝
（4a）²／a²＝16となる。なおＲ値は、繊維の断
面写真をとり、その外周の長さと、断面積とを
実測してＲ値を求める。Ｒ値が50未満である
と、繊維同志が接し合つたときに有効な毛細管
を生じることが困難であり、また繊維自身の表
面に水分を保水し得るような開口毛管路を形成
せしめることが不可能になる。特にＲ値は60〜
1000の範囲であることが好ましい。 (ハ) また、繊維断面におけるアーム及び／又はス
ロツトによつて形成される凹部の少なくとも１
つの凹部の開口角が−180゜以上、−30゜以下であ
ることが必要である。ここで開口角とは凹部の
最も外側の部分を構成するスロツト同志の中心
線のなす角度、アーム同志の中心線のなす角度
又はスロツトとアームの中心線のなす角度で表
わされるものである。この開口角について以下
に第１図を用いて説明する。第１図のイ，ロ，
ハ，ニ，ホ，ヘは本発明の繊維断面を示し、
ト，チ，リは本発明以外の繊維断面を示す図で
ある。図中１はスロツト、２はアーム、θは開
口角を示す。イ図における開口角θはスロツト
同志の中心線のなす角度であり、イ図の断面の
ように凹部が閉じた形状を有するものは、開口
角θは負の値である。この場合には開口角θは
−90゜である。ハ図で表わされる断面において
は開口角θはアーム２とスロツト１のそれぞれ
のなす角度であり、この場合−90゜となる。本
発明以外の繊維断面を示すチ図の場合、開口角
はアーム同志の中心線のなす角θであり、この
場合に開口角は90゜である。以上のように本発
明における繊維断面のスロツト及び／又はアー
ムによつて構成される少なくとも１つの凹部の
開口角は−180゜以上−30゜以下である。凹部の
開口角が−30゜より大きいと、繊維間どうしが
互いに接し合つた時に吸水性に有効な毛細管が
生じないので好ましくない。 (ニ) 更に、繊維同志が接し合つたときに、その凹
部の開口部が相互に嵌合しない断面形状をして
いることが必要である。繊維相互の嵌合の様子
を第２図を用いて説明する。第２図のイは本発
明の繊維が相互に接した状態を示す繊維断面図
であり、繊維間で有効な毛細管が形成されてい
る。これに対し、第２図のロは本発明以外の繊
維が相互に接した状態を示す繊維断面図であ
り、繊維間で嵌合して毛細管が形成されず、か
かる繊維では吸水性は得られない。なお繊維同
志が接し合つた時に生じる毛細管は１〜10μの
口径を有するようになることが好ましく、この
程度の口径の毛細管を生ぜしめることによつて
吸水性、吸湿性に優れた繊維が得られる。 本発明の合成繊維は以上に述べた如き断面形
状を有するものであり、更に該断面の全体に均
一に繊維軸方向に配列した微細孔を存在せしめ
たものである。かかる微細孔は繊維断面全体に
均一に散在している。微細孔が繊維表面に集中
して存在し、均一に散在していない場合には、
繊維の吸水性、吸湿性が不充分であり、しかも
他の物性、特に強度等の物性が低下する。また
微細孔は微細孔どうしが通じていて繊維全体と
し結果的に外側と内部とが微細孔を介して通じ
ている。このような微細孔を有することによつ
て充分な吸水性、吸湿性が得られる。 このような微細孔の大きさはその直径が
0.001〜5μmの範囲であることが好ましい。微
細孔の直径が0.001μmより小さいと吸水性の効
果が低下し易く、直径が5μmより大きいと繊維
自体の強度が低下するようになる。特に微細孔
の大きさは0.01〜1μmの範囲であることが好ま
しい。かかる微細孔の総断面積が繊維断面積に
おいて占める割合は、全繊維断面積の0.01〜50
％であることが好ましい。0.01％より小さい場
合には吸水性の効果が低下し、50％より大きい
と繊維自体の強度が低下するようになる。なか
でも特に、0.1〜30％の範囲であることが好ま
しい。 以上に詳述した如き本発明の繊維はポリマーに
有機スルホン酸金属塩を添加配合せしめ、前述し
た如き断面形状を形成せしめるような紡糸口金を
用いて繊維を製造し、製糸後に該有機スルホン酸
金属塩の少なくとも一部を除去せしめることによ
つて容易に製造される。 ここで使用する有機スルホン酸金属塩は下記一
般式〔〕 RSO₃M …〔〕 〔Ｒは炭素数３〜30のアルキル基又は炭素数７
〜40のアリール基もしくはアルキルアリール基を
示す。Ｍはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を
示す。〕 で示される。一般式〔〕においてＲがアルキル
基又はアルキルアリール基であるときは、直鎖状
あるいは分岐した側鎖を有してもよい。ＭはNa，
Ｋ，Li等のアルカリ金属あるいはMg，Ca等のア
ルカリ土類金属などが挙げられる。なかでもNa，
Ｋが好ましい。なお有機スルホン酸金属塩の使用
に際しては、単一の化合物である必要はなく、各
種のアルキル基あるいはアルキルアリール基を有
する有機スルホン酸金属塩の混合物であつてもよ
い。 このような有機スルホン酸金属塩としては具体
的には、ステアリルスルホン酸ソーダ、オクチル
スルホン酸ソーダ、ドデシルスルホン酸ソーダあ
るいは炭素数の平均が14であるアルキルスルホン
酸ソーダの混合物などが好ましいものとして挙げ
られる。 かかる有機スルホン酸金属塩のポリマーへの配
合量は、ポリマー100重量部あたり0.01〜40重量
部の範囲が好ましい。添加配合量が0.01重量部よ
り少ないと、後述するように有機スルホン酸金属
塩を溶出除去後に得られる繊維の吸水性、吸湿性
が充分でなく、40重量部より多いと混合操作、紡
糸等が困難となるので好ましくない。添加配合量
は特に0.1〜30重量部が好ましい。 このような有機スルホン酸金属塩は紡糸完了以
前の任意の段階でポリマーに添加配合せしめる。
例えばポリマーがポリエステルの場合には、ポリ
エステル製造の原料に予め添加しても、エステル
交換反応、エステル化反応又はこれに続く重縮合
反応時等に添加することが可能である。あるいは
ポリマーと有機スルホン酸金属塩とを例えば溶融
押出し機を用いて溶融混合する方法、溶融紡糸機
の出口以前の段階でポリマーに添加し混合する方
法などを採用することも可能である。有機スルホ
ン酸金属塩を配合せしめたポリマーを紡糸するに
際しては、前述した如き断面形状を有するような
紡糸口金を用いて紡糸する。他の製糸条件は任意
の製糸条件を何んらの支障なく採用することがで
きる。 かくして製造される繊維から有機スルホン酸金
属塩を除去するには、有機スルホン酸金属塩を配
合し、紡糸延伸して得られる繊維あるいはかかる
繊維から得た布帛を、水又はアルカリ性化合物の
水溶液に浸漬処理することによつて容易に有機ス
ルホン酸金属塩を溶出除去することができる。 アルカリ性化合物としては水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイ
ドロオキサイド、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム
などが用いられる。なかでも水酸化ナトリウム、
水酸化カリウムが好ましい。 このようなアルカリ性化合物の水溶液の濃度
は、アルカリ性化合物の種類、処理方法等によつ
て異なるが通常0.01〜40％の範囲が用いられ、特
に0.1〜30％の範囲が好ましい。処理温度は常温
〜100℃程度の範囲が好ましく、処理時間は１分
〜４時間の範囲で通常行なわれる。なお浸漬処理
をするに際しては加圧下に高温処理することも可
能である。 有機スルホン酸金属塩を溶出させる割合は、配
合せしめた有機スルホン酸金属塩の量及び要求さ
れる吸水性能によつて異なるが、好ましくは添加
量の少なくとも10重量％を溶出することによつ
て、前述した如き繊維断面全体に均一に微細孔が
存在する繊維が得られる。 なおかかる繊維には、従来公知の触媒、着色防
止剤、耐熱剤、螢光剤、難燃剤、染料、顔料、不
活性微粒子などが含まれていてもよい。 以上に詳述した如く本発明の繊維は特定の断面
形状を有する繊維であつて吸水性、吸湿性が特に
優れたものである。 以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明
する。なお得られる繊維の吸水性能は以下に記す
方法によつて測定した。 (i) ウイツキング性 繊維を目付約100ｇ／m²のメリヤス編地に製
編し、常法によつて精練、風乾したものを水平
に置いて1.0cmの高さからビユレツトで0.4c.c.の
水滴を落とし、その水滴が完全に編布に吸収さ
れて鏡面反射を示さなくなるまでに要する時間
を測定する。この時間が短いほど吸水性が良好
であることを示す。 (ii) 保水率 繊維をメリヤス編地とし精練風乾し次いで水
中に30分間浸漬し、2000rpmの遠心脱水機で５
分間脱水した後の重量増加を百分率で表わした
ものである。この値が大きい程吸水性が良好で
あることを示す。 実施例 １〜４ ポリエチレンテレフタレートに対して、炭素数
８〜20の範囲で平均炭素数が14であるアルキルス
ルホン酸ソーダの混合物を３重量％含有せしめた
ポリエチレンテレフタレート組成物をチツプ化
し、第１表に記載した如き断面形状を形成せしめ
るような紡糸口金を用いて紡糸し、次いで延伸し
て75de／36filのマルチフイラメントを製造した。
このフイラメントを用いて目付約100ｇ／m²のメ
リヤス編地を作成し、常法により精練、乾燥後10
ｇ／の濃度のカセイソーダ水溶液中にて、沸騰
温度で100分間処理を行つた。得られる布帛の物
性は第１表に示した通りである。 実施例 ５ ナイロン−６に対して、炭素数８〜20の範囲で
平均炭素数が14であるアルキルスルホン酸ソーダ
の混合物を５重量％含有せしめたナイロン−６組
成物をチツプ化し、第１表に記載した如き断面形
状を形成せしめるような紡糸口金を用いて紡糸
し、次いで延伸して75de／36filのマルチフイラ
メントを製造した。このフイラメントを用いて目
付約100ｇ／m²のメリヤス編地を作り、常法によ
り精練、乾燥後５ｇ／の濃度のカセイソーダ水
溶液で沸騰温度にて150分間処理を行つた。得ら
れる布帛の物性は第１表に示した通りである。 実施例 ６ ３，５−ジ（カルボメトキシ）ベンゼンスルホ
ン酸ソーダをジメチルテレフタレートに対して
2.5モル％を共重合せしめたコポリエチレンテレ
フタレートに対して、炭素数８〜20の範囲で平均
炭素数が14であるアルキルスルホン酸ソーダの混
合物を２重量％含有せしめたポリエステル組成物
をチツプ化し、第１表に示した如き断面形状を形
成せしめるような紡糸口金を用いて紡糸し、次い
で延伸して75de／36filのマルチフイラメントを
製造した。このフイラメントを用いて目付約100
ｇ／m²のメリヤス編地を作成し、オートクレーブ
中で130℃、90分間高圧水処理を行つて、微細孔
を有する繊維より構成される布帛を製造した。こ
の布帛の物性は第１表に示した通りである。 比較例 １，２ ポリエチレンテレフタレートのみを用いてチツ
プ化し、第１表に記載した如き断面形状を形成せ
しめるような紡糸口金を用いて紡糸し、次いで延
伸して75de／36filのマルチフイラメントを製造
した。このフイラメントを用いて目付約100ｇ／
m²のメリヤス編地を作成した。このメリヤス編地
の吸水性能は第１表に示した通りである。 比較例 ３ ナイロン−６のみを用いてチツプ化し、第１表
に記載した如き断面形状を形成せしめるような紡
糸口金を用いて紡糸し、次いで延伸して75de／
36filのマルチフイラメントを製造した。このフ
イラメントを用いて目付約100ｇ／m²のメリヤス
編地を作成した。このメリヤス編地の吸水性能は
第１表に示した通りである。 比較例 ４ 実施例１にて得られるメリヤス編地のアルカリ
処理をしない場合の吸水性能は第１表に示した通
りである。 比較例 ５ 実施例６にて得られるメリヤス編地のアルカリ
処理をしない場合の吸水性能を第１表に示した通
りである。

【表】 第１表より明らかな通り、特定の断面形状を有
し、しかも断面全体に均一に微細孔を有する本発
明の合成繊維は吸水性、吸湿性が特に優れたもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は合成繊維の断面図を示したものであ
り、イ〜ヘは本願発明の合成繊維例、ト〜リは本
願発明外の合成繊維例を示す。第２図は合成繊維
が互いに接し合つた時の断面の状態を示したもの
であり、イは本願発明の合成繊維の場合を、ロは
本願発明外の合成繊維の場合を示す。 図中１はスロツト、２はアーム、θは開口角で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融紡糸して得られる合成繊維であつて、該
   繊維の軸方向にランダムにとつた少なくとも80％
   の断面が、 溶融紡糸により形成されたスロツト及び／又
   はスロツトより突出せず且つ繊維断面の中心よ
   り直線状に設けられたアームによつて形成され
   る凹部を少なくとも１個有し、該凹部の開口部
   が凹部の最大径の1/2以下に狭められており、 下記式［］ Ｒ＝（繊維断面の外周の長さ）²／繊維断面積…［
   １］ で定義されるＲ値が50以上であり、 該凹部の開口角が−180゜以上−30゜以下であ
   つて 該繊維が接し合つたときに該凹部の開口部が
   相互に嵌合せず、 該繊維断面全体に均一に繊維軸方向に配列し、
   その少なくとも一部が連通している微細孔を有
   することを特徴とする合成繊維。 ２ 合成繊維が、ポリエステル又はポリアミドよ
   りなる合成繊維である特許請求の範囲第１項記載
   の合成繊維。 ３ 微細孔が、下記一般式［］ RSO₃M …［］ ［Ｒは炭素数３〜30のアルキル基又は炭素数７
   〜40のアリール基もしくはアルキルアリール基、
   Ｍはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を示す］
   で表わされる有機スルホン酸金属塩を予め配合せ
   しめた合成繊維より該有機スルホン酸金属塩の少
   なくとも１部を除去することによつて形成せしめ
   た微細孔である特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の合成繊維。 ４ 微細孔の直径が、0.001〜5μmである特許請
   求の範囲第１項〜第３項いずれか１項記載の合成
   繊維。 ５ 微細孔の総断面積が、合成繊維の断面積の
   0.01〜50％である特許請求の範囲第１項〜第４項
   いずれか１項記載の合成繊維。