WO2016129467A1 - 芯鞘複合繊維およびスリット繊維ならびにそれら繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

　２種類のポリマーからなる芯鞘複合繊維において、該芯成分は繊維軸に対して垂直方向の断面で突起部と溝部を交互に有した突起形状を有し、該突起部は繊維軸方向に連続して形成されており、該突起部の高さ（Ｈ）、突起部の先端の幅（ＷＡ）および底面の幅（ＷＢ）が下記式を同時に満足することを特徴とする芯鞘複合繊維。 １．０≦Ｈ／（ＷＡ）^１／２≦３．０　・・・（１） ０．７≦ＷＢ／ＷＡ≦３．０　・・・（２）　突起部が自立し、スリット形状のつぶれが大幅に抑制された、繊維表層のスリットにより様々な特徴を耐久性高く発現しうるスリット繊維を提供する。

Description

芯鞘複合繊維およびスリット繊維ならびにそれら繊維の製造方法

　本発明は、２種類のポリマーからなる芯鞘複合繊維に関して、芯成分が特殊な断面形態を有していながらも、高次加工の工程通過性や耐磨耗性に優れ、着用快適性を訴求する衣料用テキスタイルに適した繊維に関するものである。

　ポリエステルやポリアミドなどの熱可塑性ポリマーを用いた繊維は力学特性や寸法安定性に優れる。このため、衣料用途のみならずインテリアや車両内装、産業用途等幅広く利用されており、産業上の価値は極めて高い。

　しかしながら、快適性や利便性を求める昨今では、繊維素材の要求特性も多様なものとなり、既存ポリマーからなる単独繊維では対応できない場合がある。この要求に対して、一からポリマーを設計するのでは、コスト的および時間的に課題があり、複数のポリマーの特性を有した複合繊維の活用が選択される場合がある。複合繊維では、主となる成分を他方の成分が被覆するなどして、単独繊維では達成されない特性の付与が可能となる。このため、複合繊維にはその形状も含めて、多種多様なものが存在し、その繊維が使われる用途に合わせて様々な技術が提案されている。

　複合繊維の中でも芯成分を鞘成分が被覆することを特徴とした芯鞘複合繊維では、単独繊維では達成されない風合い、嵩高性などといった感性的効果、また、強度、弾性率、耐摩耗性などといった力学特性の付与を訴求した使われ方が多い。また、この芯鞘複合繊維を応用すれば、単独繊維用口金では得ることが難しい特殊な断面形態を有した繊維を得ることもできる。通常、ポリエステルやポリアミドなどのポリマーを溶融紡糸する場合、紡糸口金から吐出されたポリマーは、その冷却過程で表面張力が強力に作用し、繊維断面はより安定な丸断面に近づくため、高度な異形断面を有した繊維を得ることは困難となる。一方で、特殊な断面を有した繊維では、丸断面の繊維では得られない特徴的な風合いを発現させることや繊維を被覆する他の樹脂との接触面積を増加させるなど同一ポリマーで様々な機能を有した繊維を製造することが可能となるため、芯鞘複合繊維は繊維の開発の方向性のひとつとなっている。

　特殊な断面を有する繊維に関する例としては、芯鞘複合繊維を応用し、繊維軸方向に連続したスリット状の溝を形成させた繊維に関する技術が特許文献１及び特許文献２で提案されている。

　特許文献１においては、繊維表層にスリットを形成させることにより、通常の丸断面を有した繊維と比較して、空気との接触面積を増加させ、これが消臭機能を有するリン酸塩等のポリマーにより形成されることで、消臭機能に優れた繊維に関する提案がある。

　特許文献１は、消臭機能を有した熱可塑性ポリマーを使用することに加え、繊維表層に溝幅の２倍以上の深さを有したスリットを２０個以上配置することにより、繊維の重量当たりの表面積（比表面積）を増加させ、消臭機能を高める効果を期待するものである。

　しかしながら、特許文献１では、比表面積を高めることに重点をおいているため、繊維内層にまで到達する深溝のスリットが多数形成されるものである。このため、スリットを維持できる初期の性能は優れたものとなる可能性がある。しかしながら、擦過や繰り返し複雑な変形を受ける衣料用テキスタイルとして使用する場合には、この深溝のスリットを多数設けることが課題となる。すなわち、特許文献１では、スリット形状を深溝にしており、更にその突起部が擦過等に対して耐久性を持った形状とすることが考慮されていないため、繊維表層に形成した突起部が擦過等により根元から剥離し、剥離した突起部が微細な毛羽状態となり、触感や発色性を悪化させる場合、あるいは何よりスリットにより発現させた消臭機能が経時的に大きく低下する可能性がある。

　特許文献２は、優れたワイピング性能や研磨性能を発現させるため、繊維表層に微細なスリットを多数形成させ、シャープ・マルチシェービング効果及びインナーラッピング効果を訴求した繊維を提案するものである。

　特許文献２は、見かけ上は通常繊維と同等の繊維径を有した繊維に微細なスリットを多数形成し、従来の極細繊維を用いたワイピングクロスと同等以上の性能を繊維強度など力学的な特性を担保しつつ発現できる可能性がある。

　しかしながら、特許文献２においても、特許文献１と同様にくさび状のスリットが繊維内層にまで非常に深く配置されるものである。このため、繰り返し擦過を付与した場合には、簡単にスリットが剥離することとなり、使い捨てを前提としたワイピングクロスなどには適用できる可能性はあるものの、繰り返し使用では、やはり突起部の剥離による毛羽の発生や脱落により、払拭性能も低下する傾向にある。また、実使用で擦過や繰り返しの変形を受けることが多い衣料用テキスタイルへの適用は非常に困難なものである。

　特許文献１や特許文献２で提案される技術においては、繊維の比表面積を訴求点とし、限られた用途や使用条件を制約して適用できる可能性はあるものの、衣料や産業資材の一般的な用途に想定している擦過、磨耗や繰り返しの変形を受ける用途には適用が困難であった。特に風合い、触感や発色性に重きが置かれている衣料用テキスタイルには不向きなものとなる場合が多い。

　一方、スリット形状が織り成す風合いや発色性を訴求点とし、衣料用テキスタイルに向けたスリット形状を有した繊維が、特許文献３及び特許文献４に開示されている。

　特許文献３及び特許文献４においては、天然絹繊維と同様のキシミ風合いを有し、かつ深みのある色調の表現が可能な繊維として、繊維表層に２μｍ以上の深さを有したスリットを多数存在させる技術について提案されている。

　特許文献３及び特許文献４は、溝幅の２倍以上の深さを有したスリットを設けることで、揉みや圧縮方向の変形によりスリットが可動し、繊維間での摩擦が高まることでキシミ感が発現する可能性がある。また、繊維表層の微細なスリットは、繊維表層での光の拡散を抑制し、深みのある色調を発現できると記載されている。

　しかしながら、衣料用テキスタイルを目的としているものの、特許文献３及び特許文献４でも、比較的高い応力が繰り返し付与される高次加工への考慮がなされ、磨耗耐久性ならびに繰り返して使用する際の耐久性を有したスリット形状とした技術であるとは言いがたい。すなわち、特殊断面を有した芯鞘複合繊維においては、糸ガイドや筬との擦過により、鞘成分が剥離する、あるいは鞘成分を溶出する際にも処理浴中で布帛が複雑な変形を受けるため、スリットが破壊され、風合いや発色性の低下に繋がる場合がある。また、このように高次加工にて疲労したスリットの突起部は、実使用時に簡単に剥離し、微細な毛玉が発生する。このため、磨耗の多い部分ではガサガサした触感の悪い肌触りになり、布帛の品位が大きく損なわれることとなる。加えて、特許文献３および特許文献４で訴求している深みのある色調は、毛羽による光の拡散により、部分的に白ボケするなどして大きく損なわれる可能性がある。このように従来提案されているスリット繊維においては、高次加工時や実使用での耐久性が考慮されていないものが多く、実使用には課題の残るものであった。このため、これらの技術課題を解消した表層に複数のスリット形状を有する特殊断面繊維およびこれを生産性高く得るための高次加工通過性などに優れた芯鞘複合繊維が求められていた。

特開２００４－３３９６１６号公報（特許請求の範囲、第４頁） 特開２００８－７９０２号公報（特許請求の範囲、第５頁，第６頁） 特開２００４－５２１６１号公報（特許請求の範囲、第１～４頁） 特開２００４－３０８０２１号公報（特許請求の範囲、第１～４頁）

　本発明は、従来技術の課題を解消するスリット繊維及び該繊維を製造するための芯鞘複合繊維に関するものである。本発明の繊維は、衣料用テキスタイルとして特殊な風合いや色調が発現されるとともに、繊維表面の特性を制御できるため、風合いや快適性を求められる昨今において、要求の高い高機能テキスタイルとなる。更に、繊維表層に多数のスリットを有した特殊断面でありながらも、耐磨耗性等の力学的な特性や耐久性に優れるため、使用条件や用途に制約がなく、衣料用テキスタイルとした場合には、インナーからアウターまで幅広い分野での活躍が期待できる。

　上記課題は、以下の手段により達成される。

　　（１）２種類のポリマーからなる芯鞘複合繊維において、該芯成分は繊維軸に対して垂直方向の断面で突起部と溝部を交互に有した突起形状を有し、該突起形状は繊維軸方向に連続して形成されており、該突起部の高さ（Ｈ）、突起部の先端の幅（ＷＡ）および底面の幅（ＷＢ）が下記式を同時に満足することを特徴とする芯鞘複合繊維。

　１．０≦Ｈ／（ＷＡ）^１／２≦３．０　・・・（１）
　０．７≦ＷＢ／ＷＡ≦３．０　　　　・・・（２）　　　。

　（２）芯成分の突起部の先端の幅（ＷＡ）と隣り合う突起部先端間の距離（ＰＡ）が下記式を満足することを特徴とする（１）に記載の芯鞘複合繊維。
０．１≦ＷＡ／ＰＡ≦０．９　　　　・・・（３）　　　。

　（３）芯鞘複合繊維の繊維軸に対して垂直方向の断面において、芯成分の面積比率が７０％以上９０％以下であることを特徴とする（１）または（２）に記載の芯鞘複合繊維。

　（４）芯成分が難溶出成分、鞘成分が易溶出成分から構成されており、芯成分ポリマーと鞘成分ポリマーの溶出速度比（鞘／芯）が１００以上であることを特徴とする（１）から（３）のいずれか１項に記載の芯鞘複合繊維。

　（５）芯成分が無機粒子を０．１重量％から１０．０重量％含有するポリマーからなることを特徴とする（１）から（４）のいずれか１項に記載の芯鞘複合繊維。

　（６）（３）に記載の芯鞘複合繊維から鞘成分を除去した繊維軸方向に連続したスリットを有することを特徴とするスリット繊維。

　（７）繊維軸に対して垂直方向の断面で突起部と溝部を交互に有した突起形状を有し、該突起形状は繊維軸方向に連続して形成され、該突起部の高さ（ＨＴ）、突起部の先端の幅（ＷＡＴ）および底面の幅（ＷＢＴ）が下記式を同時に満足することを特徴とするスリット繊維。

　　１．０≦ＨＴ／（ＷＡＴ）^１／２≦３．０　・・・（４）
　　０．７≦ＷＢＴ／ＷＡＴ≦３．０　　　　・・・（５）　　　。

　（８）突起部について、繊維軸に対して垂直方向の断面における隣り合う突起部先端間の距離（スリット幅（ＷＣ））のバラツキ（ＣＶ％）が１．０％以上２０．０％以下であることを特徴とする（７）に記載のスリット繊維。

　（９）スリット繊維の繊維軸に対して垂直方向の断面形状の異形度が１．０から２．０であることを特徴とする（７）または（８）に記載のスリット繊維。

　（１０）ポリアミドを主成分とする（７）から（９）のいずれか１項に記載のスリット繊維。

　（１１）（１）から（１０）のいずれか１項に記載の繊維を少なくとも一部に含んだ繊維製品。

　（１２）少なくとも２成分以上のポリマーによって構成される複合ポリマーを吐出するための複合口金であり、該複合口金が各ポリマー成分を計量する複数の計量孔を有する計量プレート、計量孔からの吐出ポリマーを合流する合流溝に複数の分配孔が穿設されている分配プレートおよび吐出プレートとで構成されている複合口金を用いて紡糸することを特徴とする（１）から（５）のいずれかに記載の芯鞘複合繊維の製造方法。

　（１３）（１）から（５）のいずれかに記載の芯鞘複合繊維から鞘成分を溶出除去することを特徴とするスリット繊維の製造方法。

　本発明の芯鞘複合繊維は、繊維軸と垂直方向の芯部の断面形状において、連続して形成される突起部と溝部を交互に有した特殊形状を有しており、この突起部の形状が従来にはない複合断面を有している。

　該芯鞘複合繊維では、高次加工等に投入した場合でも芯成分が鞘成分側に突出しているため、鞘成分との界面の面積が増大し、仮に親和性の乏しいポリマー同士の組み合わせであっても剥離を抑制することができる。このため、糸ガイドや筬で繰り返し擦過される織り編みや加熱下で擦過等が加わる高次加工工程でも、幅広い条件で高い工程通過性を有するものとなる。

　また、易溶出ポリマーからなる鞘成分を溶剤にて溶出すると、繊維表層に連続したスリット形状を有したスリット繊維を製造することが可能となる。該スリット繊維のスリット形状は力学的な観点に基づいて設計されているため、鞘成分を溶出した後も突起部が自立し、スリット形状のつぶれが大幅に抑制される。このため、擦過や圧縮方向への変形にも強く従来の課題であった磨耗に対する耐久性も兼ね備える。

　本発明の芯鞘複合繊維及び該複合繊維を出発原料としたスリット繊維は、繊維表層のスリットにより様々な特徴を耐久性高く発現するため、従来技術では適用が困難であった幅広い用途での展開が可能となる。

本発明の芯鞘複合繊維を説明するための概要図である。 本発明の芯成分の突起部を説明するための芯成分の一部の拡大概略図である。 本発明の芯成分の突起部を説明するための概要図である。 本発明のスリット繊維の断面写真である。 （ａ）は本発明のスリット繊維の断面写真であり、（ｂ）は本発明のスリット繊維の側面写真である。 本発明の芯鞘複合繊維の製造方法を説明するための説明図であり、複合口金の形態の一例であって、複合口金を構成する主要部分の正断面図である。 本発明の芯鞘複合繊維の製造方法を説明するための説明図であり、分配プレートの一部の横断面図である。 本発明の芯鞘複合繊維の製造方法を説明するための説明図であり、吐出プレートの横断面図である。 最終分配プレートにおける分配孔配置の一実施形態の一部拡大図である。 本発明のスリット繊維の突起部を説明するための概要図である。

　以下、本発明について、望ましい実施形態とともに詳述する。

　本発明で言う芯鞘複合繊維とは、２種類のポリマーから構成されており、繊維軸に対して垂直方向の断面において、鞘成分が芯成分を被覆するよう設置されている断面形態を有する繊維を言う。

　本発明の芯鞘複合繊維を構成する芯成分および鞘成分としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリ乳酸、熱可塑性ポリウレタン、ポリフェニレンサルファイドなどの溶融成形可能なポリマーおよびそれらの共重合体が挙げられる。特にポリマーの融点は１６５℃以上であると耐熱性が良好であり好ましい。また、酸化チタン、シリカ、酸化バリウムなどの無機質、カーボンブラック、染料や顔料などの着色剤、難燃剤、蛍光増白剤、酸化防止剤、あるいは紫外線吸収剤などの各種添加剤をポリマー中に含んでいてもよい。ここで、芯成分ポリマーに無機粒子が含有されている場合には、無機粒子を含有する効果に加え、本発明の繊維の芯成分が形成する特殊なスリット形状との相乗効果により非常に高いレベルで可視光等の拡散、反射が発現する。一般的にも無機粒子を含有したポリマーによる単独繊維や単純な芯鞘複合繊維（芯成分が丸断面）も存在するものの、例えば、防透け効果を狙うためには、不必要に無機粒子をポリマーに含有させたものを使用する必要があった。この場合、発色性が大きく低下する場合があり、高発色テキスタイルには適用が困難な場合がある。一方、本発明の芯鞘複合繊維においては、芯成分ポリマーに無機粒子を過剰に含有させる必要がなく、且つ鞘成分を溶出しない場合には鞘成分を易染色ポリマーとすることで優れた発色性と防透け性という従来では達成されなかった相反する特性を両立した繊維とすることが可能である。これ等の可視光等の拡散、反射を目的とする場合には、芯成分ポリマーに無機粒子が０．１重量％から１０．０重量％含有されていることが好ましい。係る範囲であれば、優れた光反射性を発現することに加えて、安定して本発明の繊維を製造することができる。また、高発色という観点で言えば、無機粒子の含有量を鞘成分比率（厚み）との関係でバランスをとって製造することが好適であり、本発明者等の検討の範囲では、無機粒子の含有量が１．０重量％から７．０重量％とすることが光反射と発色性という観点からより好ましい範囲として挙げることができる。ここで言う無機粒子とは、酸化チタン、シリカ、酸化バリウムなどの無機質が粒子状となったもののことを言う。これ等の無機粒子の中では、取扱性等の観点から酸化チタンを使用することが好ましく、最大粒子径が５．０μｍで粒径１．０μｍ以下の占める割合が５０重量％以下であるアナターゼ型が好ましく用いられる。

　本発明の芯鞘複合繊維では、織り編み等の高次加工を施した後、鞘成分を溶出して芯成分からなるスリット繊維を得ることもできる。この場合、鞘成分の溶出に用いる溶剤に対して、芯成分が難溶出、鞘成分が易溶出となることが好ましく、用途に応じて芯成分を選定しておき、そこから用いることができる溶剤を鑑みて前述のポリマーの中から鞘成分を選定すると好適である。この際、難溶出成分（芯成分）と易溶出成分（鞘成分）の溶剤に対する溶出速度比が大きいほど好適な組み合わせと言え、溶出速度比（鞘／芯）が１００以上であることが好ましい。この観点からすると、溶出速度比は高いほど、芯成分を不要に劣化させることなく、鞘溶出が完了する好適であり、本発明における溶出速度比は１０００以上であることがより好ましく、１００００以上であると特に好ましい。

　ここで言う溶出速度比（鞘／芯）とは、鞘溶出に用いる溶出条件（溶剤及び温度）に対する芯ポリマー及び鞘ポリマーの溶出速度の比であり、この溶出速度は、該溶出条件における単位時間当たりの溶出量から算出される速度定数を意味する。本発明における溶出速度比は、鞘ポリマーの溶出速度を芯ポリマーの溶出速度によって除し、小数点以下を四捨五入することによって求める。具体的には、それぞれのポリマーのガラス転移温度＋１００℃以下に設定した熱風乾燥機にてチップを５時間処理する。次に溶出温度に保持した溶剤に熱処理チップを浴比２０となるように挿入し、この溶出処理における単位時間当たりの熱処理チップの溶出量から各ポリマー溶出速度を算出するものである。

　鞘成分としては、例えば、ポリエステルおよびその共重合体、ポリ乳酸、ポリアミド、ポリスチレンおよびその共重合体、ポリエチレン、ポリビニールアルコールなどの溶融成形可能で、他の成分よりも易溶出性を示すポリマーから選択することが好適である。特に鞘成分の溶出工程を簡易化するという観点では、鞘成分は、水系溶剤あるいは熱水などに易溶出性を示す共重合ポリエステル、ポリ乳酸、ポリビニールアルコールなどが好ましく、特に、ポリエチレングリコール、ナトリウムスルホイソフタル酸が単独あるいは組み合わされて共重合したポリエステルやポリ乳酸を用いることが取扱性および低濃度の水系溶剤に簡単に溶出するという観点から好ましい。

　また、本発明者らの検討では、水系溶剤に対する溶出性および溶出の際に発生する廃液の処理の簡易化という観点では、ポリ乳酸、５－ナトリウムスルホイソフタル酸が３ｍｏｌ％から２０ｍｏｌ％が共重合されたポリエステルおよび前述した５－ナトリウムスルホイソフタル酸に加えて重量平均分子量５００から３０００のポリエチレングリコールが５ｗｔ％から１５ｗｔ％の範囲で共重合されたポリエステルが特に好ましい。特に、前述した５－ナトリウムスルホイソフタル酸単独および５－ナトリウムスルホイソフタル酸に加えてポリエチレングリコールが共重合されたポリエステルにおいては、結晶性を維持しながらもアルカリ水溶液などの水系溶剤に対して易溶出性を示すため、加熱下で擦過が付与される仮撚り加工等においても、複合繊維間の融着等が起こらず高次加工通過性という観点から好適である。

　これらのアルカリ水溶液での鞘成分溶出の場合には、芯成分は耐アルカリ性に優れるポリアミドとすることが好ましい。ここで言うポリアミドとは、力学特性に優れ、テキスタイルとしての展開が容易なポリカプロアミド（ナイロン６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）が好ましく、製糸過程でのゲル化を起こしにくく、製糸性も優れるという観点ではポリカプロアミド（ナイロン６）がより好ましい。その他の成分としては、例えば、ポリドデカノアミド、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリヘキサメチレンアゼラミド、ポリヘキサメチレンセバカミド、ポリヘキサメチレンドデカノアミド、ポリメタキシリレンアジパミド、ポリヘキサメチレンテレフタラミド、ポリヘキサメチレンイソフタラミド等を挙げることができる。

　ポリアミドは柔軟性が比較的高く、優れた耐摩耗性を発揮することが知られている。本発明のスリット繊維においては、自立したスリット形状がそもそも磨耗に対する耐久性が高く、更にポリアミドを活用することで極めて優れた耐摩耗性を発現することになる。更に、ポリアミドは親水性に優れるため、本発明のスリット繊維を吸水繊維として活用する場合には、スリットによる毛細管現象による吸水効果が助長され、従来にはない超吸水繊維として活用することができる。

　本発明の芯鞘複合繊維は、前述したポリマーからなる芯成分および鞘成分により図１に例示される繊維断面において、芯成分が、連続して形成される突起部と溝部を交互に有した突起形状を有している必要がある。芯成分にある突起部及び溝部は、芯成分断面の円周方向において交互に配置されており、該突起部の高さ（Ｈ）、先端の幅（ＷＡ）および底面の幅（ＷＢ）が下記式を同時に満足する必要があり、これらの比は以下の通り求めるものである。

　１．０≦Ｈ／（ＷＡ）^１／２≦３．０　・・・（１）
０．７≦ＷＢ／ＷＡ≦３．０　　　　・・・（２）　　　　　　　　　　　　　　　　。

　すなわち、芯鞘複合繊維からなるマルチフィラメントをエポキシ樹脂などの包埋剤にて包埋し、この横断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で芯成分が鞘成分側に突き出すように形成された突起部が１０本以上観察できる倍率として２次元的に画像を撮影する。この際、金属染色を施せば、ポリマーによる染め差を利用して、芯成分および鞘成分のコントラストをはっきりさせることができる。撮影された各画像から同一画像内で無作為に抽出した１０本の突起部に関して、突起部の高さ（Ｈ）、先端の幅（ＷＡ）および底面の幅（ＷＢ）をμｍ単位で測定し、小数点第２位以下を四捨五入する。以上の操作を１０回繰り返して撮影した１０画像について、それぞれの値の単純な数平均値とし、小数点第２位以下を四捨五入することでそれぞれの値を求める。

　ここで高次加工通過性を高め、耐久性の高い突起形状を形成させるためには、前述した突起形状のパラメータの比が重要であり、図２を用いて更に詳細を説明する。

　本発明の芯鞘複合繊維においては、突起部の高さ（Ｈ）と先端の幅（ＷＡ）の関係が重要であり、第１の要件となる。

　ここで突起部の高さ（Ｈ）は以下のように求める。

　すなわち、突起部の高さ（Ｈ）とは、芯鞘複合繊維の断面において、突起部側面の中心線（図２の５）と突起の外接円の交点（図２の６）と溝部の内接円と突起部側面の中心線との交点（図２の９）の間の距離を意味する。また、突起部先端の幅（ＷＡ）とは、芯鞘複合繊維の断面において、突起部側面の延長線（図２の４－１と４－２）と外接円の交点（図２の７－１と７－２）間の距離を意味する。ここで言う外接円とは、芯鞘複合繊維の断面において突起部の先端に２点以上で最も多く外接する真円（図２の３）であり、内接円とは突起部溝の先端に２点以上で最も多く内接する真円（図２の８）を意味する。

　ここで、突起部の高さ（Ｈ）と先端の幅（ＷＡ）の平方根の比はスリットの力学的な耐久性を示すものであり、本発明ではこの値が１．０以上３．０以下である必要がある。

　本発明の芯鞘複合繊維では、鞘成分を溶出し、芯成分からなるスリット形状を有したスリット繊維として利用する場合がある。この鞘成分の溶出では、一般に液流染色機等を活用して行われる場合が多く、その処理工程において、繊維は複雑な変形を繰り返し加えられることとなる。この場合、繊維最外層に形成されたスリットは複雑な変形を繰り返し加えられることとなり、この力学的な耐久性が低い場合には、突起部が簡単に剥離してしまう場合がある。このような場合、繊維の毛羽立ちによる風合いの低下はもとより、スリット形状による機能発現は非常に低下したものとなる。このため、期待した効果が得られない場合があった。この耐久性を突き詰めると、突起部先端の幅と突起部の高さとの関係に依存するものであり、本願発明の目的を満足する範囲として、Ｈ／（ＷＡ）^１／２が１．０以上３．０以下であることが重要である。係る範囲であれば、前述した溶出処理中の耐久性はもとより、溶出後のスリットが自立して存在するため、スリット形状に依存した機能発現に非常に有効に働き、その繊維表層に形成されたスリットによって、様々な特性を発現させることが可能となる。このような観点を推し進めると、Ｈ／（ＷＡ）^１／２の値は小さいほど耐久性に優れるものとなり、本発明の芯鞘複合繊維から耐久性に優れたスリット繊維を製造することを考えると、Ｈ／（ＷＡ）^１／２は１．０以上２．４以下であることがより好ましい。また、本発明のスリット繊維を比較的過酷な雰囲気下で使用されるスポーツのアウターや擦過が多いインナーに使用する場合には、Ｈ／（ＷＡ）^１／２は１．０以上１．８以下であることが特に好ましく、係る範囲であればスリットに起因した性能が耐久性高く維持されることとなる。

　また、この自立したスリットは擦過などの応力を付与した場合にも、スリットがほとんど可動することなく存在する。このため、スリットの力学的な劣化が起こりにくく、実使用時の耐久性にも大きく影響する。繊維表層にスリット形状を有したスリット繊維の活用は、確かに特許文献１から特許文献４にて提案がなされている。しかしながら、長期間の使用など実用には課題が見られるものであった。これらの従来技術では、繰り返しの擦過や圧縮変形に対する配慮がなされているとは言いがたく、使い捨てのワイピングクロス等には適用できる可能性があるものの、繰り返し使用する衣料用途等には適用困難であった。つまり、外力により発生したスリットの剥離が毛羽立ちとなって、微細な毛玉の発生による風合いの悪化や発色性の低下に繋がり、適用するのが困難であった。そして、何よりこれ等のスリット繊維の特性は、スリットの存在に依存したものであるため、期待した性能は大きく低下し、長期使用には耐えないものであった。

　この溶出後の耐久性に着目したスリット形状という観点では、突起部の形状が先端に向け細くなった形状が好適であり、この観点を推し進めると、突起部先端の幅（ＷＡ）と突起部底面の幅（ＷＢ）の比（ＷＢ／ＷＡ）が０．７以上３．０以下である必要がある。ここで言うＷＢとは突起部側面の延長線と溝部の内接円の交点（図３の１０－１と１０－２）間の距離を意味する。ＷＢ／ＷＡは３．０を超えたものとすることも可能であるが、本発明においては、実施可能な上限値を３．０としている。

　ＷＢ／ＷＡに関しては、所望の特性および用途に応じて調整することが可能であるが、アウターなどに用いる場合には、スリットの耐久性に配慮する必要があり、例えば、比較的過酷な環境下で使用されるスポーツ衣料では、擦過等に対する耐久性を高めた方が好適であり、ＷＢ／ＷＡが１．０以上３．０以下であることがより好ましい。

　本発明の芯鞘複合繊維は、鞘成分を高次加工において溶出させることで最終的に繊維表層にスリット形状を有した繊維を得ることを目的としている。このため、鞘成分の溶出は効率良く進行することが好適であり、これには突起の先端の幅（ＷＡ）と突起部先端間の距離（ＰＡ）が関係する。突起部先端間の距離（ＰＡ）とは、隣り合う２つの突起部の中心線（図２の５）と外接円の交点（図２の６）間の距離を意味し、図３の６－１と６－２あるいは６－１と６－３の間の距離を意味する。

　本発明の芯鞘複合繊維は、この突起部先端の幅（ＷＡ）と突起部先端間の距離（ＰＡ）の比（ＷＡ／ＰＡ）が０．１以上０．９以下であることが好ましい。ここで言うＷＡ／ＰＡとは突起部において、隣り合う２つの突起部先端間の距離に対する突起部先端の幅が占める比率を表すものであり、これが鞘成分の溶出効率に大きく影響する。すなわち、鞘成分を溶出するための溶剤は、芯鞘複合繊維の最外層から溶出を開始し、徐々に繊維内部に処理が進行していく。このため、芯鞘複合繊維の最外層に存在する鞘成分に関しては、溶出工程開始後速やかに溶出され、芯成分の溝部に鞘成分が存在した状態までは溶出処理が効率良く進行する。しかしながら、溝部に存在する鞘成分に関しては、最外層の部分を除いては難溶出成分である芯成分に囲まれた状態となる。このため、突起部と溝部の形状を考慮しない場合には溶出の効率は大きく低下するのである。この溶出の効率が低下した場合には、溶出工程の処理の時間や温度を増加させる必要が生じたり、場合によってはより強力な溶剤にて処理する必要が生じるものであった。このため、芯成分に形成した突起部までをも劣化させ、後の耐久性の低下を招く場合があった。加えて、布帛の品位という観点からも、溶出し切れない鞘成分やその残渣が最終製品でも存在することとなるため、粉吹きや染色斑など悪影響を与える場合があった。

　繊維表層の突起部を考える場合、一般には溝部の幅がより狭いほど毛細管現象が働き、より親水性が向上し、溶出処理は効率的に進行するものと考えられてきた。しかしながら、実際には処理の進行には前述したような現象が散見されるものであった。この現象について鋭意検討し、下記のような現象に基づくことを見出した。すなわち、突起部と溝部の局所に注目すると、前述の通り溶剤は繊維の外層から内層に向けてその処理を進行させる。ここで、溝部の内層に溶出処理が進行した場合には、先に記載した毛細管現象が働き、鞘成分を溶出して劣化した溶剤が滞留し続ける。このため、処理能力の高い溶剤が鞘成分に接触できなくなり、溶出処理の効率が大きく低下することとなる。この現象が溝部の内層に行くに従い助長されることが従来技術の課題であった。この溶出効率の低下は突起部間の距離に対する突起部先端の占有率に対する依存性が高く、この解消に関して鋭意検討した結果、ＷＡ／ＰＡが０．１以上０．９以下が好適であることを見出した。係る範囲であれば、鞘成分の溶出効率の低下を抑制し、終始処理能力の低下を抑制しつつ鞘成分の溶出を完了することができる。この観点を推し進めると、溝部の内層に存在する鞘成分の残渣の排出やより短時間で溶出処理を完了させるためには、ＷＡ／ＰＡを０．１以上０．５以下とすることがより好ましい。係る範囲においては、溶出処理を簡潔にできるため、芯成分の突起部を不要に劣化させることなく鞘成分の溶出を完了することができ、布帛の品位や耐久性の観点からも好適である。この突起部の劣化抑制という観点では、溝部の幅は適度に有していることが好適であり、溶出後の耐久性までも含めると、ＷＡ／ＰＡが０．２以上０．５以下であることが更により好ましい。

　本発明の芯鞘複合繊維を複合繊維のまま過酷な使用条件で活用したり、他の素材と同時に高次加工を施すなどを可能とするためには、芯成分の突起部先端の外接円径（ＤＡ）と突起部先端間の距離（ＰＡ）との比（ＤＡ／ＰＡ）が規定された範囲にあることが好適である。ここで言う突起部先端の外接円径（ＤＡ）とは、芯鞘複合繊維の断面において突起部先端に２点以上で最も多く外接する真円（図２の３）の径を意味し、前述した突起部先端間の距離（ＰＡ）との比を求めるものである。

　ＤＡ／ＰＡは芯成分の表層に存在する突起部と溝部が芯成分の径に応じた間隔で繰り返し存在することを意味する。すなわち、芯成分が鞘成分側に突出した突起部を有した場合、重量当たりの界面の面積が増加することとなる。このため、剥離に対する耐久性は向上すると言える。一方で、アンカー効果に関しては、確かに突起部が少なすぎるとその効果は得にくくなるが、過剰に突起部が存在しても不要に複雑化した形状が界面に働く力の集中を生み、剥離の基点となる場合がある。特に、繊維の変形時に付与される擦過や圧縮方向への変形などにおいては、比較的分子間の結びつきが弱い芯成分と鞘成分の界面に働く傾向にある。このため、実質的にこの変形を担う芯成分の大きさに応じた間隔および後述する形状で存在する必要があることを見出した。

　特に、本発明の目的とするスリット繊維を得るには、前述した通り溶出速度差を付けるなど組成、密度および軟化温度が異なるポリマーによって複合形態を形成させる場合が多く、芯成分と鞘成分の剥離抑制という観点では、アンカー効果によるところが大きい。以上のような発見により、ＤＡ／ＰＡが３．５以上１５．０以下とした場合に、アンカー効果と界面への応力集中を抑制し、優れた剥離抑制効果が得られることを見出した。すなわち、ＤＡ／ＰＡを３．５以上とすれば、一般に見られる織り編み時の糸ガイドや筬との擦過による剥離は大きく抑制される。このアンカー効果による剥離抑制効果は親和性が劣る場合や異なるポリマー種の芯鞘複合繊維で散見される加熱仮撚り時の剥離抑制にも非常に有効である。この観点では、ＤＡ／ＰＡが７．０以上であることがより好ましい。一方、本発明においてはＤＡ／ＰＡが１５．０以下である。前述した過剰にスリットを形成させることによって生じる剥離を抑制できることに加えて、芯成分の断面形態が過剰に複雑になることはなく、ポリマー選定などの自由度を高く確保して本発明の芯鞘複合繊維を設計することができる。

　本発明の芯鞘複合繊維は、繊維巻き取りパッケージやトウ、カットファイバー、わた、ファイバーボール、コード、パイル、織編、不織布など多様な中間体とし、鞘成分を溶出して繊維表層にスリットを発生させ、様々な繊維製品とすることが可能である。また、本発明の芯鞘複合繊維は、未処理のまま、部分的に鞘成分を溶出させる、あるいは芯成分を溶出するなどして繊維製品とすることも可能である。ここで言う繊維製品は、ジャケット、スカート、パンツ、下着などの一般衣料から、スポーツ衣料、衣料資材、カーペット、ソファー、カーテンなどのインテリア製品、カーシートなどの車輌内装品、化粧品、化粧品マスク、ワイピングクロス、健康用品などの生活用途や研磨布、フィルター、有害物質除去製品、電池用セパレーターなどの環境・産業資材用途や、縫合糸、スキャフォールド、人工血管、血液フィルターなどの医療用途にも使用することができる。

　このような繊維製品への活用を想定した場合、基本的には鞘成分を溶出することとなる。このため、本発明の芯鞘複合繊維においては、該繊維の断面において芯成分の面積比率が７０％から９０％とすることが好ましい。係る範囲であれば、例えば、織り物とした場合でも、スリット繊維間の空隙が適度となり、他の繊維と混繊するなどする必要なく使用することが可能となる。また、溶出処理時間を短縮するという観点では、鞘成分の面積比率を低くすることが好適であり、この観点では、芯成分の比率が８０％から９０％であることがより好ましい。

　本発明の芯鞘複合繊維においては、芯成分の面積比率が９０％を超えたものとすることも可能であるが、実質的に鞘成分が芯成分を安定的に被覆できる範囲として、芯成分の比率の上限値を９０％とした。

　本発明の芯鞘複合繊維においては、前述の通り一旦中間体とした後に、鞘成分を溶出することによりスリット繊維を得るものである。該スリット繊維では、スリットの光学的な効果による深色効果に加えて、吸水性や撥水性といった水特性の制御が可能となる。

　以上のような水特性の制御や深色効果等は繊維表層に形成されたスリットによるものである。このため、スリット形状が安定した状態で存在することが重要であり、芯鞘複合繊維から鞘成分を溶出した後においても、スリット形状が維持されていることがポイントとなる。このため、本発明のスリット繊維においては、繊維軸方向に連続して形成された突起部の高さ（ＨＴ）、突起部の先端の幅（ＷＡＴ）および底面の幅（ＷＢＴ）が下記式を同時に満足する必要がある。

　１．０≦ＨＴ／（ＷＡＴ）^１／２≦３．０　・・・（４）
　　０．７≦ＷＢＴ／ＷＡＴ≦３．０　　　　・・・（５）　　　　　　　　　　　　　　　。

　ここで言う突起部の高さ（ＨＴ）、突起部の先端の幅（ＷＡＴ）および底面の幅（ＷＢＴ）は、芯鞘複合繊維の断面評価の場合と同様に、スリット繊維からなるマルチフィラメントをエポキシ樹脂などの包埋剤にて包埋し、この横断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で突起部が１０本以上観察できる倍率として２次元的に画像を撮影する。撮影された各画像から同一画像内で無作為に抽出した１０本の突起部に関して、突起部の高さ（ＨＴ）、先端の幅（ＷＡＴ）および底面の幅（ＷＢＴ）をμｍ単位で測定し、小数点第２位以下を四捨五入する。以上の操作を１０回繰り返して撮影した１０画像について、それぞれの値の単純な数平均値とし、小数点第２位以下を四捨五入することでそれぞれの値を求める。

　また、本発明のスリット繊維がその特徴的なスリットの効果を安定に発現するためには、スリット幅にムラがないことが好適であり、本発明のスリット繊維では、スリット幅のバラツキ（ＣＶ％）が１．０％から２０．０％であることが好ましい。

　ここで言うスリット幅は、図４に例示されるようにスリット繊維の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）でスリットが１０本以上観察できる倍率として画像を撮影して求める。撮影された各画像から同一画像内で無作為に抽出した１０本のスリットから［突起部先端間の距離（例えば図３のＰＡ）－突起部先端の幅（例えば図２のＷＡまたは図１０のＷＡＴ）］を測定した値が本発明で言うスリット幅（ＷＣ）である。ここで、１本のスリット繊維で、１０本以上のスリットが観察できない場合には、他のスリット繊維を含めて合計で１０本以上のスリットを観察すれば良い。これらスリット幅については、単位をμｍとして測定し、小数点第２位以下を四捨五入する。以上の操作を撮影した１０画像について、それぞれの画像で測定した値の単純な数平均値を求める。このスリット幅のバラツキは、測定した１００本のスリットについて測定したスリット幅の値から求めるものであり、スリット幅の平均値および標準偏差から、スリット幅バラツキ（スリット幅ＣＶ％）＝（スリット幅の標準偏差／スリット幅の平均値）×１００（％）として算出される。以上の操作で測定した値をスリット幅バラツキとし、小数点第２位以下を四捨五入する。

　該スリット幅のバラツキは、本発明の特殊なスリット形状を起因とした性能のバラツキを担保するものである。本発明のスリット繊維に関しては、このバラツキの範囲が１．０％から２０．０％であることが好ましく、係る範囲であれば安定して機能を発現することができる。特に、スリット形状による吸水性を目的とする場合には、部分的にスリット幅が異なると、吸水性能が変化するため、この吸水性を訴求した快適インナーを目的とする場合には、このスリット幅のバラツキが１．０％から１５．０％とすることがより好ましい。

　また、本発明のスリット繊維は、スリット幅（ＷＣ）とスリットの外接円径に相当する繊維径（ＤＣ）の比（ＷＣ／ＤＣ）が０．０２以上０．１０以下とすることで非常にユニークな機能を発現する。

　ここで言うスリット繊維の繊維径（ＤＣ）とは、図４に例示されるように２次元的に撮影された画像から繊維軸に対して垂直方向の断面を切断面とし、この切断面に２点以上で最も多く外接する真円の径である。この繊維径（ＤＣ）は、スリット繊維束をエポキシ樹脂などの包埋剤にて包埋し、この横断面を実体顕微鏡で１０本以上の繊維が観察できる倍率として画像を撮影する（図４）。繊維断面が撮影された各画像から同一画像内で無作為に抽出した１０本の繊維の外接円径を測定する。この繊維径は、単位をμｍとして測定し、小数点第２位以下を四捨五入する。以上の操作を撮影した１０画像について、それぞれの画像で測定した値およびその比（ＷＣ／ＤＣ）の単純な数平均値を求める。

　該スリット繊維では、未処理のまま活用する場合には、スリット形状に合せて毛細管現象が発現し、スリットに沿って繊維軸方向に水を吸い上げるため、優れた吸水性を発現し、逆に撥水剤などにより撥水処理を施した場合には、スリットから水を排出する現象が発現し、優れた撥水性を発現する。この現象は、スリット表面に存在する材料の接触角により整理することができ、該材料の接触角が９０°未満であれば吸水性を発現し、９０°より大きければ撥水性を発現する。この発見は非常に重要な意味を持ち、例えば、同じ布帛において、部分的に撥水処理を施すことで吸水性と撥水性の相反する特性を併せ持つ高機能素材となる。

　衣類内の快適性を考えた場合、吸汗速乾が求められる場合が多い。インナーに適用される綿をはじめとする吸水素材においては、吸水した水分を繊維内あるいは繊維間に保持する特性があるため、運動後期などの発汗時には布帛自体が濡れた状態となり、じとっとした不快感となる場合があった。吸汗速乾性を訴求するためには、吸い上げた汗を速やかに外に排出する必要がある。このためには優れた吸水性と撥水性を併せ持つ必要があり、前述したユニークな特性を発現する本発明のスリット繊維は有効に作用し、非常に優れた吸汗速乾素材となる。吸水性と撥水性のバランスという観点では、ＷＣ／ＤＣが０．０４以上０．０８であることがより好ましい。係る範囲であれば、従来対比２倍以上の優れた吸水性を発現することに加えて、撥水剤処理も斑なく処理することが可能となり、高機能素材となる可能性がある。

　本発明のスリット繊維の断面形状は、真円断面に加えて、短軸と長軸の比（扁平率）が１．０より大きい扁平断面はもとより、三角形、四角形、六角形、八角形などの多角形断面、一部に凹凸部を持ったダルマ断面、Ｙ型断面、星型断面等の様々な断面形状をとることができ、これらの断面形状によって、布帛の表面特性や力学特性の制御が可能となる。但し、吸水性を訴求する場合には、繊維間空隙を活用することが好適であり、この観点では、スリット繊維の異形度は１．０から２．０であることがより好ましい。ここで言う異形度とは、以下のように求める。すなわち、スリット繊維の繊維径（ＤＣ）を測定する際の方法と同様に、スリット繊維を１０本以上の繊維が観察できる倍率として画像を撮影する（図５（ｂ））。ここで言う内接円径とは、２次元的に撮影された画像から繊維軸に対して垂直方向の断面を切断面とし、この切断面に２点以上で最も多く内接する真円の径のことを意味する。異形度とは、異形度＝外接円径÷内接円径から、小数点第２位までを求め、小数点第２位以下を四捨五入したものであり、以上の操作を撮影した１０画像について、それぞれの画像で測定した値の単純な数平均値を求め、スリット繊維の異形度とした。ちなみに、本発明で言う異形度では、１．０が真円に相当し、その数値の増加はその繊維の断面がより変形していることを意味している。

　スリット繊維間の空隙は、繊維表層に形成されたスリット形状により吸い上げた水分を呼び水として更に吸い上げる効果が期待できる。この観点で言えば、スリット繊維の異形度が１．０から１．５であることがより好ましく、係る範囲であれば、繊維間の空隙と繊維表層に形成されたスリット形状が相乗効果を奏で、非常に優れた吸水性を発現する。

　本発明における芯鞘複合繊維およびスリット繊維は、高次加工における工程通過性や実質的な使用を考えると、一定以上の靭性を持つことが好適であり、繊維の強度と伸度を指標とすることができる。ここで言う、強度とは、ＪＩＳ　Ｌ１０１３（１９９９年）に示される条件で繊維の荷重－伸長曲線を求め、破断時の荷重値を初期繊度で割った値であり、伸度とは、破断時の伸長を初期試長で割った値である。ここで、初期繊度とは、繊維の単位長さの重量を複数回測定した単純な平均値から、１００００ｍ当たりの重量（ｇ）を算出した値（ｄｔｅｘ）を意味する。

　本発明の繊維の強度は、０．５～１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は５～７００％であることが好ましい。本発明の繊維において、強度の実施可能な上限値は１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘであり、伸度の実施可能な上限値は７００％である。また、本発明のスリット繊維をインナーやアウターなどの一般衣料用途に用いる場合には、強度を１．０～４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度を２０～４０％とすることがより好ましい。また、使用環境が過酷であるスポーツ衣料用途などでは、強度を３．０～６．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度を１０～４０％とすることが更に好ましい。産業資材用途、例えば、ワイピングクロスや研磨布としての使用を考えた場合には、加重下で引っ張られながら対象物に擦りつけられることになる。このため、強度を１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度を１０％以上とすれば、拭き取り中などに繊維が切れて脱落などすることなくなるため、好適である。

　以上のように本発明の繊維では、その強度および伸度を目的とする用途等に応じて、製造工程の条件を制御することにより、調整することが好適である。

　以下に本発明の芯鞘複合繊維の製造方法の一例を詳述する。

　本発明の芯鞘複合繊維は、２種類のポリマーを用い、芯成分を鞘成分により被覆するように配置された芯鞘複合繊維を製糸することにより製造可能である。ここで、本発明の芯鞘複合繊維を製糸する方法としては、溶融紡糸による複合紡糸が生産性を高めるという観点から好適である。当然、溶液紡糸などして、本発明の芯鞘複合繊維を得ることも可能である。ただし、本発明の芯鞘複合紡糸を製糸する場合には、断面形状の制御に優れるという観点で、後述する複合口金を用いる方法とすることが好ましい。

　本発明の芯鞘複合繊維を、従来公知の複合口金を用いて製造することは、芯成分の断面形状、特にスリット部を制御する点で非常に困難である。確かに、従来公知の分割複合繊維用口金を用いることでも原理的には製糸可能であるといえるが、本発明の重要な要件であるスリットの突起部分の間隔やスリット深さを制御することは困難である。すなわち、従来公知の複合口金技術では、従来技術に見られるスリットが繊維内層まで入り込んだ形状となり、高次加工通過性や鞘溶出後の耐久性に優れた本発明のスリット繊維を達成することは難しく、本発明の目的を満足するには至らない場合が多い。

　この点、前述した繊維の達成のため、本発明の芯鞘複合繊維およびスリット繊維の製造方法について鋭意検討し、図６に例示するような複合口金を用いた方法が、本発明の目的を達成するには好適であることを見出した。

　図６に示した複合口金は、上から計量プレート１１、分配プレート１２および吐出プレート１３の大きく３種類の部材が積層された状態で紡糸パック内に組み込まれ、紡糸に供される。なお、図６は、ポリマーＡ（芯成分）およびポリマーＢ（鞘成分）といった２種類のポリマーを用いるものであり、実施の形態の例示である。ここで、本発明の芯鞘複合繊維においては、ポリマーＢを溶出することによりポリマーＡからなるスリット繊維とする場合には、芯成分を難溶出成分、鞘成分を易溶出成分とすれば良い。図６の口金は、繊維断面形態の制御に優れ、特にポリマーＡおよびポリマーＢの溶融粘度差に制約を設けることなく、製造を可能とし、本発明の繊維を製造するのに好ましい。

　図６に例示した口金部材では、計量プレート１１が各吐出孔および芯と鞘の両成分の分配孔当たりのポリマーの量を計量し流入させ、分配プレート１２が、単（芯鞘複合）繊維の断面における芯成分の断面形状を制御する。次いで、吐出プレート１３によって、分配プレート１２で形成された複合ポリマー流が圧縮され、吐出されるという役割を担っている。複合口金の説明が錯綜するのを避けるために、図示されていないが、計量プレートより上に積層する部材に関しては、紡糸機および紡糸パックに合わせて、流路を形成した部材を用いれば良い。ちなみに、計量プレート１１を、既存の流路部材に合わせて設計することで、既存の紡糸パックおよびその部材がそのまま活用することができる。このため、特に該複合口金のために紡糸機を専有化する必要はない。

　また、実際には流路－計量プレート間あるいは計量プレート１１－分配プレート１２間に複数枚の流路プレート（図示せず）を積層すると良い。これは、口金断面方向および単繊維の断面方向に効率よく、ポリマーが移送される流路を設け、分配プレート１２に導入される構成とすることが目的である。吐出プレート１３より吐出された複合ポリマー流は、従来の溶融紡糸法に従い、冷却固化後、油剤を付与され、規定の周速になったローラで引き取られて、本発明の芯鞘複合繊維となる。

　以下、図６に例示した複合口金において、計量プレート１１、分配プレート１２を経て、複合ポリマー流となり、本複合ポリマー流が吐出プレート１３の吐出孔から吐出されるまでを、複合口金の上流から下流へとポリマーの流れに沿って順次説明する。

　紡糸パック上流からポリマーＡおよびポリマーＢが、計量プレートのポリマーＡ用計量孔１４－１、およびポリマーＢ用計量孔１４－２に流入し、下端に穿設された孔絞りによって、計量された後、分配プレート１２に流入される。ここで、各ポリマーは、各計量孔に具備する絞りによる圧力損失によって計量される。この絞りの設計の目安は、圧力損失が０．１ＭＰａ以上となることである。一方、この圧力損失が過剰になって、部材が歪むのを抑制するために、３０．０ＭＰａ以下となる設計とすることが好ましい。この圧力損失は計量孔毎のポリマーの流入量および粘度によって決定される。例えば、温度２８０℃、歪速度１０００ｓ^－１での粘度が、１００～２００Ｐａ・ｓのポリマーを用い、紡糸温度２８０～２９０℃、計量孔毎の吐出量が０．１～５．０ｇ／ｍｉｎで溶融紡糸する場合には、計量孔の絞りは、孔径０．０１～１．００ｍｍ、Ｌ／Ｄ（吐出孔長／吐出孔径）０．１～５．０であれば、計量性よく吐出することが可能である。ポリマーの溶融粘度が上記粘度範囲より小さくなる場合や各孔の吐出量が低下する場合には、孔径を上記範囲の下限に近づくように縮小あるいは／または孔長を上記範囲の上限に近づくように延長すれば良い。逆に高粘度の場合や吐出量が増加する場合には、孔径および孔長をそれぞれ逆の操作を行えばよい。

　また、この計量プレート１１を複数枚積層して、段階的にポリマー量を計量することが好ましく、２段階から１０段階に分けて計量孔を設けることがより好ましい。この計量プレートあるいは計量孔を複数回に分けることが計量孔あたり、１０^－５ｇ／ｍｉｎ／ｈｏｌｅオーダーの微細なポリマー流の制御が必要となる本発明の芯鞘複合繊維を得るには好適である。

　各計量孔１４から吐出されたポリマーは、分配プレート１２の分配溝１５（図７）に別々に流入される。分配プレート１２では、各計量孔１４から流入したポリマーを溜める分配溝１５とこの分配溝の下面にはポリマーを下流に流すための分配孔１６（図７）が穿設されている。分配溝１５には、２孔以上の複数の分配孔１６が穿設されていることが好ましく、複合繊維の断面形態は、吐出プレート１３直上の最終分配プレートにおける各分配孔１６の配置により制御することができる。図９にこの分配孔の配置を例示しているが、芯成分用分配孔（図９の１６－１）の間に鞘成分分配孔（図９の１６－２）を配置することにより、芯成分分配孔から吐出された芯成分の間に挟まれるように鞘成分が設置され、本発明で必要となるスリット形状が制御された芯鞘型に複合化されたポリマー流が形成される。この場合、鞘成分分配孔によりスリットの溝部が形成されるため、そこから吐出するポリマー量および分配孔の配置により、スリット形状を任意に制御することができる。

　このような機構を有した複合口金は、前述したようにポリマーの流れを常に安定化させ、本発明の達成に必要となる超精密に断面が制御された複合繊維の製造を可能とする。

　本発明の芯鞘複合繊維を達成するには、前述のような新規な複合口金を採用することに加えて、断面の長時間安定性という観点では、芯ポリマー（ポリマーＡ）の溶融粘度ηＡと鞘ポリマー（ポリマーＢ）溶融粘度ηＢとの溶融粘度比（ηＢ／ηＡ）が０．１から２．０であることが好ましい。ここで言う溶融粘度とは、チップ状のポリマーを真空乾燥機によって、水分率２００ｐｐｍ以下とし、キャピラリーレオメーターによって、測定できる溶融粘度を指し、紡糸温度での同せん断速度の際の溶融粘度を意味する。本発明では複合断面の形態は、基本的に分配孔の配置により制御される。ただし、各ポリマーが合流し、複合ポリマー流を形成した後に縮小孔１８（図８）によって断面方向に大幅に縮小されることとなるため、長時間の製造を想定した場合には、ポリマーの吸湿による粘度変化等の経時的な変動を加味する必要があり、溶融粘度比を係る範囲すれば、これ等の変動が影響を与える可能性は小さく、安定に製造が可能となる。このような観点を推し進めると、より好ましい範囲としては、ηＢ／ηＡが０．１から１．０である。なお、以上のポリマーの溶融粘度に関しては、同種のポリマーであっても、分子量や共重合成分を調整することで、比較的自由に制御できるため、本発明においては、溶融粘度をポリマー組み合わせや紡糸条件設定の指標にしている。

　分配プレート１２から吐出された複合ポリマー流は、吐出プレート１３に流入する。ここで、吐出プレート１３には、吐出導入孔１７を設けることが好ましい。吐出導入孔１７とは、分配プレート１２から吐出された複合ポリマー流を一定距離の間、吐出面に対して垂直に流すためのものである。これは、ポリマーＡおよびポリマーＢの流速差を緩和させるととともに、複合ポリマー流の断面方向での流速分布を低減させることを目的としている。本発明においては、芯成分の最外層のスリット形状の制御が重要であり、この複合ポリマー流の圧縮する場合に比較的歪みを受け易い最外層のポリマー流速の緩和のためには、この吐出導入孔１７を設けることが好適である。ポリマーの分子量を考慮する必要はあるものの、流速比の緩和がほぼ完了するという観点から、複合ポリマー流が縮小孔１８に導入されるまでに１０^－１～１０秒（＝吐出導入孔長／ポリマー流速）を目安として吐出導入孔１７を設計することが好ましい。係る範囲であれば、流速の分布は十分に緩和され、断面の安定性向上に効果を発揮する。

　吐出導入孔１７および縮小孔１８を経て複合ポリマー流は、分配孔１６（図７）の配置の通りの断面形態を維持して、吐出孔１９（図８）から紡糸線に吐出される。この吐出孔１９は、複合ポリマー流の流量、すなわち吐出量を再度計量する点と紡糸線上のドラフト（＝引取速度／吐出線速度）を制御する目的がある。吐出孔１９の孔経および孔長は、ポリマーの粘度および吐出量を考慮して決定するのが好適である。本発明の芯鞘複合繊維を製造する際には、吐出孔径Ｄは０．１～２．０ｍｍ、Ｌ／Ｄ(吐出孔長／吐出孔径)は０．１から５．０の範囲で選択することが好適である。

　溶融紡糸を選択する場合、島成分および海成分として、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリ乳酸、熱可塑性ポリウレタン、ポリフェニレンサルファイドなどの溶融成形可能なポリマーおよびそれらの共重合体が挙げられる。特にポリマーの融点は１６５℃以上であると耐熱性が良好であり好ましい。また、酸化チタン、シリカ、酸化バリウムなどの無機質、カーボンブラック、染料や顔料などの着色剤、難燃剤、蛍光増白剤、酸化防止剤、あるいは紫外線吸収剤などの各種添加剤をポリマー中に含んでいてもよい。

　本発明の芯鞘複合繊維を紡糸するための好適なポリマーの組み合わせとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリ乳酸、熱可塑性ポリウレタン、ポリフェニレンサルファイドをポリマーＡとポリマーＢで分子量を変更して使用したり、一方をホモポリマーとして、他方を共重合ポリマーとして使用することが剥離を抑制するという観点から好ましい。また、スパイラル構造による嵩高性を向上させるという観点では、ポリマー組成が異なる組み合わせが好ましく、例えば、ポリマーＡ／ポリマーＢで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、ポリエチレンテレフタレート／ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート／熱可塑性ポリウレタン、ポリブチレンテレフタレート／ポリトリメチレンテレフタレートが好ましい。

　本発明における紡糸温度は、前述した観点から決定した使用ポリマーのうち、主に高融点や高粘度のポリマーが流動性を示す温度とすることが好適である。この流動性を示す温度とは、ポリマー特性やその分子量によっても異なるが、そのポリマーの融点が目安となり、融点＋６０℃以下で設定すればよい。これ以下の温度であれば、紡糸ヘッドあるいは紡糸パック内でポリマーが熱分解等することなく、分子量低下が抑制され、良好に本発明の芯鞘複合繊維を製造することができる。

　本発明におけるポリマーの吐出量は、安定性を維持しつつ溶融吐出できる範囲として、吐出孔当たり０．１ｇ／ｍｉｎ／ｈｏｌｅから２０．０ｇ／ｍｉｎ／ｈｏｌｅを挙げることができる。この際、吐出の安定性を確保できる吐出孔における圧力損失を考慮することが好ましい。ここで言う圧力損失は、０．１ＭＰａ～４０ＭＰａを目安にポリマーの溶融粘度、吐出孔径、吐出孔長との関係から吐出量を係る範囲より決定することが好ましい。

　本発明に用いる芯鞘複合繊維を紡糸する際の芯成分（ポリマーＡ）と鞘成分（ポリマーＢ）の比率は、吐出量を基準に重量比で芯／鞘比率で５０／５０～９０／１０の範囲で選択することができる。この芯／鞘比率のうち、芯比率を高めるとスリット繊維の生産性という観点からは好適である。但し、芯鞘複合断面の長期安定性およびスリット繊維を効率的に、かつ安定性を維持しつつバランス良く製造できる範囲として、この芯／鞘比率は、７０／３０～９０／１０がより好ましい。さらに溶出処理を迅速に完了させ、させるという点までを考慮すると、８０／２０～９０／１０が特に好ましい。

　吐出孔から溶融吐出された糸条は、冷却固化され、油剤等を付与することにより集束し、周速が規定されたローラによって引き取られる。ここで、この引取速度は、吐出量および目的とする繊維径から決定するものであるが、本発明では、芯鞘複合繊維を安定に製造するという観点から、１００ｍ／ｍｉｎから７０００ｍ／ｍｉｎが好ましい範囲として挙げることができる。この紡糸された芯鞘複合繊維は、熱安定性や力学特性を向上させるという観点から、延伸を行うことが好ましく、紡糸した芯鞘複合繊維を一旦巻き取った後で延伸を施すことも良いし、一旦、巻き取ることなく、紡糸に引き続いて延伸を行うことも良い。

　この延伸条件としては、例えば、一対以上のローラからなる延伸機において、一般に溶融紡糸可能な熱可塑性を示すポリマーからなる繊維であれば、ガラス転移温度以上融点以下温度に設定された第１ローラと結晶化温度相当とした第２ローラの周速比によって、繊維軸方向に無理なく引き伸ばされ、且つ熱セットされて巻き取られる。また、ガラス転移を示さないポリマーの場合には、複合繊維の動的粘弾性測定（ｔａｎδ）を行い、得られるｔａｎδの高温側のピーク温度以上の温度を予備加熱温度として、選択すればよい。ここで、延伸倍率を高め、力学物性を向上させるという観点から、この延伸工程を多段で施すことも好適な手段である。

　本発明の芯鞘複合繊維からスリット繊維を発生させるためには、易溶出成分が溶出可能な溶剤などに複合繊維を浸漬して鞘成分を除去すればよい。易溶出成分が、５－ナトリウムスルホイソフタル酸やポリエチレングリコールなどが共重合された共重合ポリエチレンテレフタレートやポリ乳酸等の場合には、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液を用いることができる。本発明の複合繊維をアルカリ水溶液にて処理する方法としては、例えば、複合繊維あるいはそれからなる繊維構造体とした後で、アルカリ水溶液に浸漬させればよい。この時、アルカリ水溶液は５０℃以上に加熱すると、加水分解の進行を早めることができるため、好ましい。また、流体染色機などを利用すれば、一度に大量に処理をすることができるため、生産性もよく、工業的な観点から好ましい。

　以上のように、本発明の芯鞘複合繊維およびスリット繊維の製造方法を長繊維の製造を目的とした溶融紡糸法に基づいて説明したが、シート状物を得るのに適したメルトブロー法およびスパンボンド法でも製造可能であることは言うまでもなく、さらには、湿式および乾湿式などの溶液紡糸法などによって製造することも可能である。

　以下実施例を挙げて、本発明の芯鞘複合繊維およびスリット繊維について具体的に説明する。

　実施例および比較例については、下記の評価を行った。

　Ａ．ポリマーの溶融粘度
　チップ状のポリマーを真空乾燥機によって、水分率２００ｐｐｍ以下とし、東洋精機製キャピログラフ１Ｂによって、歪速度を段階的に変更して、溶融粘度を測定した。なお、測定温度は紡糸温度と同様にし、実施例あるいは比較例には、１２１６ｓ^－１の溶融粘度を記載している。ちなみに、加熱炉にサンプルを投入してから測定開始までを５分とし、窒素雰囲気下で測定を行った。

　Ｂ．繊度
　採取した芯鞘複合繊維およびスリット繊維は、温度２５℃湿度５５％ＲＨの雰囲気下で単位長さ当たりの重量を測定し、その値から１００００ｍに相当する重量を算出する。これを１０回繰り返して測定し、その単純平均値の小数点以下を四捨五入した値を繊度とした。

　Ｃ．繊維の力学特性
　芯鞘複合繊維およびスリット繊維をオリエンテック社製引張試験機　テンシロン　ＵＣＴ－１００型を用い、試料長２０ｃｍ、引張速度１００％／ｍｉｎの条件で応力－歪曲線を測定する。破断時の荷重を読みとり、その荷重を初期繊度で除することで強度を算出し、破断時の歪を読みとり、試料長で除した値を１００倍することで、破断伸度を算出した。いずれの値も、この操作を水準毎に５回繰り返し、得られた結果の単純平均値を求め、強度は小数点第２位、伸度は小数点以下を四捨五入した値である。

　Ｄ．芯鞘複合繊維の断面パラメータ
　芯鞘複合繊維をエポキシ樹脂で包埋し、Ｒｅｉｃｈｅｒｔ社製ＦＣ・４Ｅ型クライオセクショニングシステムで凍結し、ダイヤモンドナイフを具備したＲｅｉｃｈｅｒｔ－Ｎｉｓｓｅｉ　ｕｌｔｒａｃｕｔ　Ｎ（ウルトラミクロトーム）で切削した後、その切削面を（株）キーエンス製  ＶＥ－７８００型走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて芯鞘複合繊維が１０本以上観察できる倍率で撮影した。この画像から無作為に選定した１０本の芯鞘複合繊維を抽出し、画像処理ソフト（ＷＩＮＲＯＯＦ）を用いて、芯成分の突起の外接円径（ＤＡ）測定した。また、各芯鞘複合繊維の芯成分突起部に関して、１０箇所の突起間の距離（ＰＡ）、突起部先端の幅（ＷＡ）、突起の高さ（Ｈ）および突起底面の幅（ＷＢ）を測定した。同じ操作を１０画像について行い、１０画像の平均値をそれぞれの値とした。なお、これらの値はμｍ単位で小数点第２位まで求め、小数点第２位以下を四捨五入したものである。

　Ｅ．鞘成分溶出処理時の脱落評価
　各紡糸条件で採取した芯鞘複合繊維からなる編地を鞘成分が溶出する溶剤で満たされた溶出浴（浴比１００）にて鞘成分を９９％以上除去した。

　スリットの脱落の有無を確認するため、下記の評価を行った。

　溶出処理に用いた溶剤を１００ｍｌ採取し、この溶剤を保留粒子径０．５μｍのガラス繊維ろ紙に通す。ろ紙の処理前後の乾燥重量差からスリット突起部の脱落の有無を判断した。重量差が１０ｍｇ以上の場合には、脱落多として「Ｃ」、１０ｍｇ未満５ｍｇ以上の場合には、脱落中「Ｂ」、５ｍｇ未満の場合には、脱落なし「Ａ」とした。

　Ｆ．スリット繊維の繊維径
　芯鞘複合繊維から鞘成分を９９％以上溶出して得たスリット繊維を芯鞘複合繊維の場合と同様の方法でエポキシ樹脂で包埋して切削した後、その切削面を（株）キーエンス社製マイクロスコープＶＨＸ－２０００にて１０本以上のスリット繊維が観察できる倍率で撮影した。この画像から無作為に選定した１０本のスリット繊維を抽出し、画像処理ソフト（ＷＩＮＲＯＯＦ）を用いて繊維径（ＤＣ）を測定した。測定はμｍ単位で小数点第２位までを測定し、同じ操作を１０画像について行い、これらの単純な数平均値の小数点第２位以下を四捨五入した。

　Ｇ．スリット幅およびスリット幅バラツキ（ＣＶ％）
　スリット繊維を観察台に横方向に貼り付け、（株）キーエンス製  ＶＥ－７８００型走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて繊維表層に形成されたスリットが１０本以上観察できる倍率として撮影し、この画像から無作為に選定した１０本のスリットを抽出し、画像処理ソフト（ＷＩＮＲＯＯＦ）を用いて、スリット幅を求めた。なお、スリット幅はμｍ単位で小数点第２位まで求め、小数点第２位以下を四捨五入したものである。同じ操作を１０画像について行い、１０画像の平均値および標準偏差を求めた。これらの結果から下記式に基づきスリット幅バラツキ（ＣＶ％）を算出した。

　スリット幅バラツキ（ＣＶ％）＝（標準偏差／平均値）×１００
　スリット幅バラツキも小数点第２位までを計算し、小数点第２位以下を四捨五入したものである。

　Ｈ．スリット繊維の耐磨耗性評価
　直径１０ｃｍに切った布帛サンプルを１０枚準備し、２枚ずつのセットとし、それぞれ評価用ホルダーにセットする。片側のサンプルを蒸留水にて完全に湿潤させた後、２枚サンプルを重ね合わせ押し付け圧７．４Ｎを掛けながら磨耗させ、単繊維のフィブリル化の様子を（株）キーエンス社製マイクロスコープＶＨＸ－２０００にて５０倍で観察した。この際、磨耗処理前後のサンプル表面変化を確認し、フィブリル化の様子を３段階評価した。処理前後にてサンプル表面全体にフィブリル化が発生した場合は、不可として「Ｃ」、一部に発生が認められる場合は可として「Ｂ」、発生が認められない場合は良として「Ａ」とした。

　Ｉ．吸水性能
　横幅１ｃｍの布帛サンプルを１０サンプル用意し、それぞれのサンプルについて下端約２ｃｍを蒸留水に漬浸させ、１０分後の吸水高さをＪＩＳ　Ｌ１９０７「繊維製品の吸水性試験方法」（２０１０）に従い評価した。吸水高さはｍｍ単位で小数点第１位までを求め、小数点以下を四捨五入し、それぞれ平均値を算出し、吸水性能とした。

　Ｊ．撥水性能
　炭化水素系撥水剤にて撥水加工を施した布帛サンプルを２０ｃｍ×２０ｃｍのサンプルサイズになるように１０枚切り出し、評価サンプルを準備した。各サンプルについて、中央に直径１１．２ｃｍの円を描き、該円の面積が８０％拡大されるように伸張し、撥水度試験（ＪＩＳ　Ｌ　１０９２）に使用する試験片保持枠に取り付け、スプレー試験（ＪＩＳ　Ｌ　１０９２（２００９））を行い、級判定を行った。撥水性能を５段階評価し、１０サンプルの級判定結果の平均値を撥水性能とした。

　Ｋ．溶出速度比（鞘／芯）
　芯成分及び鞘成分に用いるチップ状ポリマーを１１０℃に設定した熱風乾燥機にて５時間処理し、９０℃に加熱した１重量％の水酸化ナトリウム水溶液（浴比２０）に１０ｇ挿入して、初期重量と溶出処理後重量の差から処理時間に対する溶出量を測定した。処理時間１分、５分、１０分の測定から単位時間当たりの溶出量の平均値を算出し、各ポリマーの溶出速度を評価した。求めた鞘ポリマーの溶出速度を芯ポリマーの溶出速度で割り返し、小数点以下を四捨五入した値を溶出速度比とした。

　（実施例１）
　芯成分として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ１　溶融粘度：１４０Ｐａ・ｓ）、鞘成分として、５－ナトリウムスルホイソフタル酸８．０モル％および分子量１０００のポリエチレングリコール１０ｗｔ％が共重合したポリエチレンテレフタレート（共重合ＰＥＴ１　溶融粘度：４５Ｐａ・ｓ）を２９０℃で別々に溶融後、計量し、図６に示した本発明の複合口金が組み込まれた紡糸パックに流入させ、吐出孔から複合ポリマー流を吐出した。なお、吐出プレート直上の分配プレートは、芯成分と鞘成分の界面に位置する部分が図９に示す配列パターンとし、芯成分用分配孔群と鞘成分用分配孔群が交互に配置することで、１本の芯鞘複合繊維に２４箇所のスリットが形成されるようにした。また、吐出プレートは、吐出導入孔長５ｍｍ、縮小孔の角度６０°、吐出孔径０．３ｍｍ、吐出孔長／吐出孔径１．５のものを用いた。

　ポリマーの総吐出量は３１．５ｇ／ｍｉｎとし、芯鞘複合比は、重量比で８０／２０となるように調整した。溶融吐出した糸条を冷却固化した後油剤付与し、紡糸速度１５００ｍ／ｍｉｎで巻き取ることで未延伸繊維を得た。更に、未延伸繊維を９０℃と１３０℃に加熱したローラ間で３．０倍延伸を行い（延伸速度８００ｍ／ｍｉｎ）、芯鞘複合繊維を得た（７０ｄｔｅｘ－３６フィラメント）。

　芯成分の突起部に関する高さ（Ｈ）、先端の幅（ＷＡ）および底面の幅（ＷＢ）はそれぞれ１．３μｍ、０．８μｍ、１．２μｍであり、Ｈ／（ＷＡ）^１／２が１．５、ＷＢ／ＷＡが１．５と本発明の芯鞘複合繊維であることが確認できた。

　実施例１で得た芯鞘複合繊維の力学特性は、強度３．４ｃＮ/ｄｔｅｘ、伸度２８％と高次加工を行うのに十分な力学特性を有しており、織物や編物に加工した場合でも、糸切れ等が全く発生しないものであった。

　実施例１の芯鞘複合繊維を編物とした試験片を９０℃に加熱した１重量％の水酸化ナトリウム水溶液（浴比１：１００）にて、鞘成分を９９％以上脱海した。この際、鞘成分は溶出処理を開始して１０分間以内に鞘成分が速やかに溶出されるものであり、鞘成分を溶出した溶剤を目視観察しても、スリット突起部の脱落は認められなかった。この鞘成分が溶出した溶剤を利用して脱落評価したが、ろ紙の重量変化が３ｍｇ未満であり、脱落なし（判定：Ａ）であり、スリットの劣化がなく、高次加工通過性に優れるものであった。ちなみに、溶出後のスリット繊維を追加で１０分間９０℃に加熱したアルカリ水溶液で処理しても、依然スリットの脱落は認められないものであった。

　前述した操作にて採取したスリット繊維には繊維軸に対して垂直方向の断面で突起部と溝部を交互に有した突起形状を有しており、この突起部の高さ（ＨＴ）、突起部の先端の幅（ＷＡＴ）および底面の幅（ＷＢＴ）は表１に示したとおり本発明のスリット繊維の要件を満たすものであった。また、スリット幅バラツキは、５．３％であり、観察画像内ではいずれも０．９μｍのスリット幅を維持しながら自立しているスリットを確認することができた。次いで、耐磨耗性評価を実施したところ、本発明の芯鞘複合繊維に由来する耐磨耗性に優れたスリット形状を有しているため、強制的な磨耗を加えた場合でも、スリットの剥離は認められず、サンプル表面にフィブリル化の発生は認められなかった（耐磨耗性判定：良（Ａ））。

　この耐久性に優れるスリット繊維を撥水処理することなく吸水性能を評価したところ、優れた吸水性能を発現した（吸水高さ１３２ｍｍ）。ちなみに、同様の方法で評価した丸断面のＰＥＴ単独繊維（５６ｄｔｅｘ－２４フィラメント）は吸水高さ３２ｍｍであり、実施例１で得たスリット繊維は通常の丸断面繊維の４倍以上の吸水性能を有することになる。また、ユニークなことに同じスリット繊維に撥水加工を施すと、水の静的接触角が１３０°を超え、実使用に用いる際に重要となる動的な撥水性能の級判定が平均で５．０級であり、良好な撥水性能を発現することがわかった。結果を表１に示す。

　（実施例２、３）
　芯鞘の複合比を７０／３０（実施例２）、９０／１０（実施例３）に変更したこと以外は、全て実施例１に従い実施した。

　実施例２においては、芯比率を減少させたため、実施例１と比較してスリットが深くなったものの、突起の幅が十分な厚みを持っているため、脱落及び耐磨耗性ともに良好なものであった。一方、スリットが深溝になったため、吸水性は向上するものであった。

　実施例３においては、芯比率を増加させたため、突起幅が増加し、実施例１対比耐久性が優れるものであった。なお、実施例３では、スリット深さが減少したことにより、吸水性等が実施例１と比較すると低下するものであるが、通常の丸断面の繊維と比較して３．６倍の吸水高さであり、十分な吸水性能である。結果を表１に示す。

　（実施例４、５）
　芯鞘の複合比は８０／２０に固定し、芯成分のスリットの本数を１０箇所（実施例４）、５０箇所（実施例５）と変更したこと以外は、全て実施例１に従い実施した。

　いずれも芯成分が所望の突起部を有した構造が安定して存在するものであり、本発明の要件を満足しており、実施例５においては、突起の幅がスリット数を増加させた影響で薄くなったが、それに伴い突起高さが減少したために、溶出工程でもスリットが脱落することなく、問題のないものであった。ただ、耐磨耗性評価において、フィブリルが観察されたが、軽微なものであり実使用に問題のないものであった。結果を表１に示す。

　（比較例１）
　芯成分および鞘成分として、実施例１で用いたＰＥＴ１と共重合ＰＥＴ１を用い、特開２００８－７９０２号公報で記載される芯成分と鞘成分の界面において、芯成分突起部の数だけ細孔が穿設され、この芯成分用細孔の間に鞘成分を繊維中心から外周にかけて流れ込むよう設置した溝によってスリット部を形成する従来公知の紡糸口金にて紡糸を行った。この際、スリットが２００箇所形成されるように芯成分の細孔、鞘成分用の溝を交互に設置しており、その他の条件は実施例１に従い実施した。

　比較例１で採取した芯鞘複合繊維の断面では、原理的に芯成分の突起部を被覆するように溝にて鞘成分を繊維断面方向に流しこむため、スリット形状を制御することは困難であり、突起部の高さは不揃いで、繊維内層にまで達するものであった（芯成分の外接円径：１５．８μｍ　突起部高さ：平均３．３μｍ）。また、多数のスリットを設けているため、突起部の幅は０．２μｍと非常に薄く、突起部の底面部が細ったものであった（ＷＢ／ＷＡ：０．８）。このような芯鞘複合繊維を実施例１に記載の方法で鞘成分の溶出を実施したところ、溝形成部分に配置された鞘成分が非常に薄いため、繊維内層まで溶剤が到達するのには非常に時間がかかり、重量変化による減量率により完全溶出までの時間を検討したところ、４０分間を要するものであり、実施例１の４倍以上の処理が必要であった。比較例１では長時間加熱されたアルカリ水溶液に曝されたことで溶出処理中突起部が劣化し、そもそも突起部の幅も非常に薄いため、繊維同士の擦れなどで突起部が多く剥離するものであった（脱落判定：脱落多（Ｃ））。ちなみに、溶出処理４０分以上でも重量から見る減量率が増加し続けたため、溶出処理を続けたところ、脱落の増加が目視確認でき、サンプル重量の減少は６０分処理（減量率：４７％）まで増加していった。

　比較例１で得られたスリット繊維は、スリットが内層まで入ることでスリット繊維の圧縮方向の耐性は低く、スリット繊維全体が歪んだものであった（異形度：２．６）。また、スリット幅を評価するため、繊維側面を観察したところ、突起部はいずれも自立したものではなく、スリットが波打つことで観察箇所によりスリット幅に斑があるものであった（スリット幅バラツキ：２８％）。次いで、耐磨耗性試験を行ったところ、磨耗処理前後でサンプル表層にフィブリルが明らかに増加するものであり、触感もガサガサした風合いになった（耐磨耗性：不可（Ｃ））。結果を表２に示す。

　（比較例２）
　比較例１の結果を踏まえ、突起部の幅を増加させるため、芯鞘比率は８０／２０のまま固定し、総吐出量を増量して紡糸したこと以外は全て比較例１に従い実施した。

　総吐出量を増量することで、突起部の幅を多少厚くすることはできたものの、それに伴いスリットが深溝となり、本発明の芯鞘複合繊維の要件を満足しない結果となった。このため、突起部の脱落の抑制には多少効果があったものの、スリット繊維の耐磨耗性を改善するには至らなかった。このスリットの劣化により、撥水加工を施しても撥水性を発現するには至らなかった。結果を表２に示す。

　（比較例３）
　比較例２と同様に突起部の幅を増加させるため、総吐出量の増量に加えて、スリット数を８箇所に減少させたこと以外は、全て比較例１に従い実施した。

　スリット数を減少させることで突起部の幅を大幅に増加させることができたものの、鞘成分を繊維内層に流し込む溝が穿設された紡糸口金を活用しているため、スリット形状を制御することは困難となり、比較例２同等以上の深溝が形成された。また、スリット形状を観察すると、内層に向け溝部が拡張したものであり、突起部の底面が先細りした本発明の要件を満たさない芯鞘複合繊維となっていた（ＷＢ／ＷＡ：０．５）。

　比較例３で得た芯鞘複合繊維を溶出処理したところ、溶出処理時に加えられる変形に突起部が耐えることができず、比較例２と同等以上に突起部の脱落が見られるものであった（脱落判定：脱落中（Ｂ））。

　溶出後にはスリット幅は広く、かつ繊維内層に向け拡張された形状となるため、擦過を加えられた場合には突起部が簡単に剥離し、サンプル表面には多くのフィブリルが存在するものであった。また、スリット幅が広いために、本発明のように特異的な水特性への効果は見られず、吸水性及び撥水性ともに本発明のスリット繊維には遠く及ばないものであった。ちなみに、これらの水特性はスリットの存在に起因しているため、溶出処理等で受けたスリットの劣化も機能の低下に起因しているものと考える。結果を表２に示す。

　（実施例６）
　芯成分をナイロン６（Ｎ６　溶融粘度：１２０Ｐａ・ｓ）、鞘成分は実施例１で使用した共重合ＰＥＴ１（溶融粘度：５５Ｐａ・ｓ）として２７０℃で別々に溶融後、計量し、図９に示す分配孔の配置パターンを活用して、１本の芯鞘複合繊維に５０箇所のスリットが形成されるようにし、２４ホールから総吐出量５０ｇ／ｍｉｎ、芯鞘比率８０／２０で吐出した。その他の条件は、全て実施例１に従い実施した。

　実施例６の芯鞘複合繊維では、幅が０．３μｍ、高さが１．５μｍの突起部が２４箇所形成された所望の断面を形成しており、突起部が先端から底面に掛けて拡張された形状となった（ＷＢ／ＷＡ：３．０）。また、突起部の剛性を示すＨ／（ＷＡ）^１／２も２．７と本発明の規定の範囲を満たしており、スリット深さが１．５μｍとやや深溝ではあるが、外力に対する耐久性を有した形状となった。このため、この芯鞘複合繊維は、鞘成分の溶出処理においても、突起部の脱落は見られず、鞘溶出後の耐磨耗性においても、優れた特性を有したものであった。

　また、溶出後のスリット繊維には、繊維表層に１．１μｍの幅を有したスリットが均等に配置されており、吸水性および撥水性共に優れた性能を発現するものであった。結果を表３に示す。

　（実施例７）
　芯成分をポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ　溶融粘度：１６０Ｐａ・ｓ）に変更して紡糸したこと以外は全て実施例６に従い実施した。

　実施例７で得られた芯鞘複合繊維およびスリット繊維に関しても、実施例７同様の耐久性及び優れた性能を有したものであった。結果を表３に示す。

　（実施例８）
　芯成分をポリプロピレン（ＰＰ　溶融粘度：１５０Ｐａ・ｓ）に変更して紡糸したこと以外は全て実施例６に従い実施した。

　実施例８で得られた芯鞘複合繊維およびスリット繊維に関しても、実施例６同様の優れた耐久性を有したものであった。実施例８では、スリット繊維が疎水性を示すＰＰからなっており、吸水性能は発現しにくいものの、撥水性能に関しては、撥水加工なしで良好な動的な撥水性を示すことがわかった。ＰＰは密度が０．９１ｇ／ｃｍ^３であり、軽量性も有するため、インナーやアウターなどの快適衣料用のテキスタイルに幅広く適用可能であると考えられる。結果を表３に示す。

　（実施例９）
　芯成分をポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ　溶融粘度：１７０Ｐａ・ｓ）とし、鞘成分を５－ナトリウムスルホイソフタル酸が５．０モル％共重合されたポリエチレンテレフタレート（共重合ＰＥＴ２　溶融粘度：１１０Ｐａ・ｓ）として紡糸温度３００℃で紡糸した以外は、全て実施例６に従い実施した。

　実施例９の芯鞘複合繊維においても、本発明の要件を満足する突起部の形状を有しているため、高次加工通過性や耐久性に問題のないものであった。実施例９で使用したＰＰＳは疎水性ポリマーであることが知られており、水との親和性が悪いポリマーではあるが、本発明のスリット繊維とすることで、吸水高さが１１８ｍｍと高い濡れ性を示す繊維となることがわかった。ＰＰＳは高い耐薬品性を有したポリマーであるため、現状の用途を見ると電池セパレーターや溶液のフィルターなど液体中で使用される場合が多く、本発明のスリット繊維を利用することでこれらの用途で有効に活用することができると考えられる。
結果を表３に示す。

　（実施例１０、１１）
　芯鞘の複合比を７０／３０（実施例１０）、９０／１０（実施例１１）に変更したこと以外は、全て実施例６に従い実施した。

　実施例１０においては、芯比率を減少させたため、実施例６と比較してスリットが深くなったことに加え、親水性のナイロン６を使用しているため、極めて優れた吸水性を発現するものであった。また、ナイロン６が耐アルカリ性に優れることで、スリット部の脱落は一切発生しないものであった。更に、柔軟性に優れるナイロン６を使用したことでスリットが深溝になっているにもかかわらず、磨耗に対しても強く、スリット部の破壊も確認されないものであった。

　実施例１１においては、芯比率を増加させたため、突起幅が増加し、磨耗処理した後も自立した突起部を形成しているものであり、耐久性が優れるものであった。なお、実施例１１では、スリット深さが減少したことにより、吸水性等が実施例６と比較すると若干低下するものであるが、通常の丸断面のＰＥＴ繊維と比較して４．４倍の吸水高さであり、十分な吸水性能である。結果を表４に示す。

　（実施例１２、１３）
　実施例１で使用したＰＥＴ１（溶融粘度：１４０Ｐａ・ｓ）に無機粒子として最大粒径５．０μｍで粒径１．０μｍ以下が６４．５重量％の酸化チタンを０．３重量％（ＰＥＴ２）、３．０重量％（ＰＥＴ３）、７．０重量％（ＰＥＴ４）含有した樹脂を準備した。

　鞘成分をＰＥＴ２とし、芯成分をＰＥＴ３（実施例１２）およびＰＥＴ４（実施例１３）とした以外は全て実施例１に従い実施した。

　実施例１２および実施例１３では無機粒子を含有した影響は見られず、いずれも断面形成性が良好であり、実施例１と同様の本発明の要件を満たす芯鞘複合繊維が得られるものであった。ついで、実施例１２および実施例１３の芯鞘複合繊維から鞘成分を溶出することなく、マラカイトグリーン（関東化学社製）５％ｏｗｆ、酢酸０．５ｍｌ／Ｌ、酢酸ソーダ０．２ｇ／Ｌ、浴比１：１００、温度１２０℃溶媒水なる条件で布帛の染料吸尽率が同一になるように前述方法にて染色し、ＳＭカラーコンピュータ（スガ試験機（株）製）を用いて、布帛を５枚以上重ね、照射光が透過しない状態でＬ値を測定した。ここで、このＬ値が小さいほど発色性は良いことを意味するが、同繊度で採取したＰＥＴ３単独繊維（Ｌ値：１５．２）であるのに対し、実施例１２（Ｌ値：１３．２）および実施例１３（Ｌ値：１３．４）のいずれもが良好な発色性を有していることがわかった。

　次に、これらの繊維を２８ゲージハーフで編成したトリコット編サンプル（５ｃｍ×５ｃｍ）を５枚準備し、５ｃｍ×５ｃｍの正方形で内側を４ｃｍ×４ｃｍ にくりぬいた黒の台紙に貼り付けた。この貼り付けサンプルをＳＭカラーコンピュータにて透過率の測定をした。台紙のみ（サンプル無し）の値を１００として、５枚のサンプルの平均透過率から、防透け評価を行った（Ｓ：透過率５％以下　Ａ：５～１０％　Ｂ：１０～１５％　Ｃ：１５％以上）。防透け性評価によれば、実施例１２（判定：Ａ）および実施例１３（判定：Ｓ）はいずれも優れた防透け性を有しており、従来にはなかった発色性と防透け性を両立した優れた特性を有していることがわかった。

　１：芯成分
　２：鞘成分
　３：突起外接円
　４：突起部側面の延長線
　５：突起部側面の中心線
　６：外接円と中心線の交点
　７：外接円と延長線の交点
　８：溝内接円
　９：内接円と中心線の交点
１０：内接円と延長線の交点
１１：計量プレート
１２：分配プレート
１３：吐出プレート
１４：計量孔
　１４－１：芯成分用計量孔
　１４－２：鞘成分用計量孔
１５：分配溝
１６：分配孔
　１６－１：芯成分用分配孔
　１６－２：鞘成分用分配孔
１７：吐出導入孔
１８：縮小孔
１９：吐出孔

Claims (13)

1. 　２種類のポリマーからなる芯鞘複合繊維において、該芯成分は繊維軸に対して垂直方向の断面で突起部と溝部を交互に有した突起形状を有し、該突起形状は繊維軸方向に連続して形成されており、該突起部の高さ（Ｈ）、突起部の先端の幅（ＷＡ）および底面の幅（ＷＢ）が下記式を同時に満足することを特徴とする芯鞘複合繊維。
   １．０≦Ｈ／（ＷＡ）^１／２≦３．０　・・・（１）
   ０．７≦ＷＢ／ＷＡ≦３．０　　　　・・・（２）
2. 　芯成分の突起部の先端の幅（ＷＡ）と隣り合う突起部先端間の距離（ＰＡ）が下記式を満足することを特徴とする請求項１に記載の芯鞘複合繊維。
   ０．１≦ＷＡ／ＰＡ≦０．９　　　　・・・（３）
3. 　芯鞘複合繊維の繊維軸に対して垂直方向の断面において、芯成分の面積比率が７０％以上９０％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の芯鞘複合繊維。
4. 　芯成分が難溶出成分、鞘成分が易溶出成分から構成されており、芯成分ポリマーと鞘成分ポリマーの溶出速度比（鞘／芯）が１００以上であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の芯鞘複合繊維。
5. 　芯成分が無機粒子を０．１重量％から１０．０重量％含有するポリマーからなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の芯鞘複合繊維。
6. 　請求項３に記載の芯鞘複合繊維から鞘成分を除去した繊維軸方向に連続したスリットを有することを特徴とするスリット繊維
7. 　繊維軸に対して垂直方向の断面で突起部と溝部を交互に有した突起形状を有し、該突起形状は繊維軸方向に連続して形成され、該突起部の高さ（ＨＴ）、突起部の先端の幅（ＷＡＴ）および底面の幅（ＷＢＴ）が下記式を同時に満足することを特徴とするスリット繊維。
   　　１．０≦ＨＴ／（ＷＡＴ）^１／２≦３．０　・・・（４）
   　　０．７≦ＷＢＴ／ＷＡＴ≦３．０　　　　・・・（５）
8. 　突起部について、繊維軸に対して垂直方向の断面における隣り合う突起部先端間の距離（スリット幅（ＷＣ））のバラツキ（ＣＶ％）が１．０％以上２０．０％以下であることを特徴とする請求項７に記載のスリット繊維。
9. 　スリット繊維の繊維軸に対して垂直方向の断面形状の異形度が１．０から２．０であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のスリット繊維。
10. 　ポリアミドを主成分とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のスリット繊維。
11. 　請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の繊維を少なくとも一部に含んだ繊維製品。
12. 　少なくとも２成分以上のポリマーによって構成される複合ポリマーを吐出するための複合口金であり、該複合口金が各ポリマー成分を計量する複数の計量孔を有する計量プレート、計量孔からの吐出ポリマーを合流する合流溝に複数の分配孔が穿設されている分配プレートおよび吐出プレートとで構成されている複合口金を用いて紡糸することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の芯鞘複合繊維の製造方法。
13. 　請求項１から請求項５のいずれかに記載の芯鞘複合繊維から鞘成分を溶出除去することを特徴とするスリット繊維の製造方法。

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