JPH02133607A - 多孔質ポリオレフィン繊維 - 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） 本発明は多孔質ポリオレフィンｔａ維に関する。

（従来の技術） 近年、衣料用、産業資材用繊維の多様化が進み、その多
様化の一環として、軽量性、ソフトな風合いを有しなが
ら適切な強度を有する繊ｉ、ｉｉに対する要望が強まっ
ている。！ｌｉｌ量化とソフトな風合いを達成するため
の方法として多孔質化によるものがあり、例えば発泡剤
を熱可塑性高分子にブレンドして溶融紡糸して紡糸段階
で発泡剤を分解させて多孔質化したもの、熱可塑性高分
子に抽出可能な物質（無機塩、有機低分子化合物等）を
ブレンドして紡糸した後、適切な溶剤で抽出して多孔化
したもの等がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、発泡剤をブレンドして紡糸し、紡糸段階で発泡
、多孔質化したものは、均一かつ微細な発泡構造とする
ことが困難で、安定した品質のものが得られ難く、空孔
率を高めようとすると糸切れの多発や大幅な強度低下が
生ずるので高空孔率の繊維を得難く、紡糸の工程安定性
も低いという問題があり、抽出法によるものは工程が複
雑になること、添加物を抽出で完全に除去するのが困難
で製品である繊維に不純物が残存し易く、これが風合い
にも影響を与え充分良好な風合いのものが得られ難いこ
と、空孔率を高めようとすると大幅な強度低下が生ずる
こと等から、これも充分満足できるものではないという
状況にある。

このような状況から本出願人は先にポリエチレンを紡糸
して熱処理をした後冷延伸、次いで熱延伸を行なってラ
メラどラメラ間をつなぐ多数のフィブリルで囲まれてな
る空間が繊維の表面から中心部まで連通してなる多孔質
ポリエチレン繊維を提案した（特願昭６３−１５８９５
７号）。

このｉａ維は素材がポリエチレンでありながらポリオレ
フィン特有のワキシー感がなく、軽量性と風合いに優れ
た繊維であるが、木質的に疎水性であって、水との親和
性が１２いことから衣料用素材とし・て用途が限定され
たものどならざるを得ないものであった。

この繊維を親水性を要する用途に展開するために界面活
性剤等の親木化剤を用いた親木化処理を行なりてみたと
ころ、親水性が一時的なものでしかあり得ず、水との接
触により親水化剤が脱落して親木性を失うという問題を
有しており、又、親木性物質をブレンドしたものを溶融
紡糸したものは、通常の親木性物質ではポリオレフィン
との親和性が悪いために良好な性能の繊維が得られない
という問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らはこのような状況に鑑み鋭意検討した結果、
ポリオレフィンに特定の性能のポリオレフィンをブレン
ドしたものは通常の結晶性ポリオレフィンと同様に溶融
紡糸、延伸により高度に多孔化して軽量性と優れた風合
いを有するとともに恒久的親木性を付与することが可能
であることを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明の要旨はポリオレフィン９５〜４０重量％
と親水性ポリオレフィン５〜６０重量％とからなるブレ
ンドポリマーからなる多孔質繊維であって、該繊維はｉ
Ａｋ維表面表面繊維中心部に至るまで全体にわたってラ
メラと該ラメラ間をつなぐ多数のフィブリルとでかこま
れてなる空間が連通し２てなる多孔質構造を有すること
を特徴とする多孔質ポリオレフィン繊維にある。

本発明において用いられるポリオレフィンとしてはポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリ３−メチルブテン−１
、ポリ４−メチルペンテン−１などを例示できる。また
、ポリオレフィンとしては結晶化度の高いものを用いる
ことが好ましく、後述の親木性ポリオレフィンとブレン
ドしたものを溶融紡糸して得られる未延伸糸の結晶化度
が４０％以上、好ましくは５０％以上であり、結晶配列
度が５０％以上、好ましくは６０％以上となるようなポ
リマーを選択するのが好ましい。又、本発明においてポ
リオレフィンとブレンドされる親木性ポリオレフィンは
これをフィルムにして測定したときの水との接触角が８
０°以下であるように改質されたポリオレフィンである
ことが々子ましく、７０”以下であるように改質された
ポリオレフィンであることがより好ましい。このようノ
ン改質されたポリマーの例としては各種ポリオレフィン
の分子鎖に水酸基、カルボキシル基、アミノ基、スルホ
ン酸基、ポリオキシエチレン基等を結合したものを例示
でき、これにはエチレンとビニルアルコールの共重合体
、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体、エチレンと無水
マレイン酸との共重合体、エチレンとポリオキシエチレ
ンとを化学結合させた共重合体、金属イオン架橋ポリオ
レフィン等を例示できる。

ここで、ポリオレフィンとブレンドするポリマーを親水
性ポリオレフィンに限定した理由は、上述のようなポリ
オレフィンであればポリオレフィンとブレンドしたとき
に両者の間に良好な親和性が得られ、こねによりこれを
溶融紡糸して得られる未延伸糸におけるラメラ結晶の構
造形成をさほど阻害せず、更に、ブレンドポリマー界面
でのｆｆ１ｌ離も発生し難いためポリオレフィン単独ポ
リマーを用いた場合と同様の優れた多孔質構造が得られ
、しかも親水性基を有しているため恒久的親木性が得ら
れ、水や湿分が繊維の微細な孔の中まで浸透して繊維の
非常に大台な表面積を有効に生かすことができるという
優れた特長を有している。このポリオレフィンと親木性
ポリオレフィンとの混合比率はポリオレフィン９５〜４
０重量％に対して親水性ポリオレフィン５〜６０重量％
である必要がある。これは、親木性ポリオレフィンとし
て親木性が高度なものを用いた場合は比較的少量のブレ
ンドで親水性を発揮でき、しかもこのような親木性ポリ
オレフィンは逆に多■にブレンドするとポリオレフィン
のラメラ結晶の生成を阻害する傾向にあるため良好な多
孔質構造が得られ難くなり、親木性がより低く、ポリオ
レフィ〉・の特長をより多く有しているものの場合は逆
に親水性を充分に発揮させるためには比較的多量にブレ
ンドする必要がありしかも多量にブレンドしてもポリオ
レフィン９０〜５０重量％と親水性ポリオレフィン１０
〜５０重量％の組み合わせであることが好ましい。ポリ
オレフィンの比率が上記下限未満であると充分均一な多
孔質構造が得られ難くなる傾向にあるため好ましくなく
、上記上限を越えたものでは親木性が不充分となるため
好まし、くない。

本発明の多孔質繊維の多孔質構造は結晶性高分子を紡糸
して得られる未延伸糸を延伸して、未延伸糸のラメラと
ラメラの間の折り畳まれた分子を引伸してフィブリルに
開裂させて得られる構造であるため、ラメラとラメラの
間を結ぶ繊維長手方向に配列した多数のフィブリルの周
囲が空間となって、この構造が繊維表面からｉａ維中心
部までほぼ同様になっているため空間が繊維表面から中
心部まで連通しており、従って繊維表面積が非常に大ぎ
く、しかも多孔質構造が繊維中心部まで続いているので
単に表面のみを粗面化したような繊維とは異なり優れた
風合いをもたらすものどなっているものである。

本発明の多孔’Ｊｔ１Ｍ維としては、空孔率が３０〜８
０％であることが好ましく、強度が０．５〜８ｇ／ｄ、
伸度が１〜３００％であることが好ましい。空孔率が上
記下限未満では軽量性、風合いがそれだ？Ｊ不充分とな
る傾向にあり、上限を越えると強度が不充分となる傾向
にある。強度、伸度は衣料用途を考慮した場合、上記範
囲にあることが好ましい。

以下に、本発明の多孔質繊維の製造方法について説明す
る。

まず、上述のポリオレフィンと親木性ポリオレフィンと
をブレンドするが、このブレンドは充分均一にブレンド
する必要があり、上記ポリマーを例えばＶ型ブレンダー
のようなブレンダーであらかじめブレンドするか、溶融
押出し機で溶融ブレンドし、−旦ベレット化したものを
溶融紡糸用押出し機にかけるのが好ましい。これを通常
の繊維紡糸用紡糸口金を用い溶融紡糸１ハ結晶性未延伸
糸を得る。この場合、紡糸口金直下に長さ１−・３ｍ、
雰囲気温度５０〜１００℃の徐冷区間を設けて溶融紡糸
するのがより結晶化度の高い未延伸糸が得られるので好
ましい。未延伸糸が結晶化度４０％未満あるいは結晶配
列度が５０％未満ではラメラ構造の形成が不充分であり
、以下に述べる工程を経ても多孔質構造が全く発現しな
いか、生成しても多孔質構造が不均一となって繊維表面
から繊維中心部まで全体にわたって連通した多孔質構造
とならず、本発明の目的とする高い空孔率のものは得ら
れない。紡糸温度はブレンドするポリマーの中で融点の
高い方のポリマーの融点（以下ｍｐＨという）より２０
℃高い温度以上であって、この融点（ｍ　ｐ、）より８
０℃高い温度以下であることが好ましい。この温度範囲
の下限より低い温度で紡糸すると、得られる未延伸糸は
高度に配向しているが、後の工程である延伸工程で延伸
多孔質化を図る時に最大延伸倍率が低くなり、充分高い
空孔率が得卸くなるので好ましくない。逆に上記温度範
囲の上限を越える温度で紡糸した場合も高い空孔率のも
のが得難いので好ましくない。紡糸ドラフトは２００〜
１００００であることが好ましく２００〜５０００の紡
糸ドラフトであることがより々了ましい、このような高
いドラフトでテ容融状態にある糸を引き取ることにより
ラメラ結晶が高度に配向したラメラを未延伸糸内に形成
せしめることができ、これによって、その後の延伸工程
で高度に多孔化した多孔質構造の糸が得られるようにな
る。徐冷区間の長さが１ｍ未満あるいはその雰囲気温度
が５０℃未満では紡糸口金直下での糸切れが多発して工
程安定性が低下する傾向にあり、好ましくない。逆に徐
冷区間の長さが３ｍを越える長さであったり、７囲気温
度が１００℃を越える温度である場合は糸の冷却が不充
分となって実質的なドラフトが低下する傾向にあるので
、得られる未延伸糸の結晶配向性の点から好ましくない
。

こうして得られた未延伸糸をこのまま延伸しても良いが
、ｍ□、以下であって、未延伸糸の構造を実質的に傷め
ない範囲の温度範囲で定長下あるいは弛緩状態でアニー
ル処理をした後延伸してもよい。

本発明の多孔質繊維はこうし２て得られた未延伸系を延
伸して多孔質化することにより得られるが、延伸どして
はｍ　ｐｕ−８０℃以下、かつｍｐＨ−２２０℃以上、
好ましくはｍ、Ｈ−１６０℃〜ｍｐ。

−９０℃での冷延伸と、その次にｍｐＨ−５ｏ℃−ｍ、
、−５℃での熱延伸の組み合わせで行なわれることが好
ましいや熱延伸は２段以上の多段延伸であってもよい。

本発明の繊維を製造するうえで冷延伸は重要な工程であ
り、この工程で高配向結晶性未延伸糸のラメラ結晶間の
非晶質部分にミクロなりラックが発生し、引き続く熱延
伸工程での熱可塑化延伸でそれが拡大され、上記の特定
の多孔質構造が得られるものである。冷延伸における延
伸倍率は５〜１００％であることが好ましく、熱延伸の
倍率は冷延伸と熱延伸とを合わせた総延伸量が１００〜
７００％になるように設定するのが好ましい。熱延伸温
度がｍ、−５℃より高いと繊維は透明化し、目的とする
多孔質構造が得られなくなる。熱延伸温度が上記下限よ
り低い場合は、温度が低けわば低いぼど空孔率が低下す
るので好ましくない。総延伸量が７００％を越えると、
延伸時に糸切れが多発するので好ましくない。こうして
得られた多孔質ポリオレフィン繊維は熱延伸によりほぼ
形態の安定性が確保されているが、必要に応じてｍｐＨ
６０℃〜ｍｐＨ−５℃の温度で緊張下あるいは制限緩和
状態で熱セットしてもよい。

（実施例） 以下に実施例を用いて本発明を更に説明するが、実ｈ１
１例において、ブレンドポリマーの結晶化度は広角Ｘ線
回折装Ｊを用いて全方位の回折強度を積算し、下記の式
で求めた。

結晶化度χｃ＝（全回折強度の積分値−非晶部分の回折
強度の積分値）／全回折強度の積分値又、結晶配列度は
広角Ｘ線回折装置を用いて（１１０）面の回折強度の繊
維軸方向への分布の半価値を求め、下記の式により求め
た。

結晶配列度＝　（Ｈｔ目ｏ＋　／　（１８０−Ｈｔ＋＋
ｏ＋　）Ｘ１００（％） 但し、Ｈｎ＋ｏ＋　　：　（１１０）面の半価値又、フ
ィルム状態にした時の水との接触角は協和化学＠製、協
和コンタクトアングルメーターにより公知の方法で測定
した。

実施例１ 糸瓜０　、　９６８ｇ／ｃｍ３の高密度ポリエチレン（
三井石油化学■製ハイゼックス２２００Ｊ）とポリエチ
レンとアクリル酸の共重合体の亜鉛イオンによる架橋体
（三井ポリケミカル■製、ハイミラン−１７０２、フィ
ルムにした時の水との接触角６９″″）を■型ブレンダ
ーで１＝１の比率でブレンドし、乾燥した後、孔径０．
８ｍｍ、３６ホールのノズルから紡糸温度２００℃、紡
糸速度３００１１／…ｊｎで紡糸し、巻取った。

得られた未延伸糸を１１５℃で１２０秒間定長下で熱処
理した。この未延伸糸の結晶化度は６２％、結晶配列度
は７５％であった。この未延伸糸を２５℃で８０％の冷
延伸を行ない、次いで、１１５℃に加熱した長さ２ｍの
加熱雨中で全延伸倍率が５２０％になる迄熱延伸を行な
った。更に、同じ温度に加熱した長さ２ｍの加熱雨中で
総延伸倍率が４００％になるよう級和熱セットを行なっ
た。

得られた多孔質繊維は繊維表面から中心部まで全体にわ
たってラメラど該ラメラ間をつなぐ多数のフィブリルと
でかこまれてなる空間が連通してなる多孔質構造を有し
ており、非常にソフトな風合いを有しており、空孔率６
６．８％、強度４゜８５ｇ／ｄ、伸度３８．９％であっ
た。

次いで、この多孔質ポリエチレン織Ｊｌ１ｇを２００ｃ
ｃのイオン交換水に１時間浸漬した後、これを遠心分子
１１１機で１０００「１１１１１で５分間脱水した後重
量増加率を測定して含水率を求めたところ７６％であフ
た。

比較として密度０　、　９６８ｇ／ｃｏ＋３の高密度ポ
リエチレンのみを用いて上記と同様にして多孔質ボリエ
ヂレンｉ／ａ維を作成し、含水率を測定したところ６％
であった。

実施例２ 密度０　、９６８ｇ／ｃｍ３の高密度ポリエチレン（三
井石油化学■製ハイゼックス２２００Ｊ）とエヂレンー
ビニルアルコ・−ル共重合体（日本合成化学和製、ソア
ノールＤ、フィルムでの水との接触角５６°）を■型ブ
レンダーで７：３の比率でブレンドし、乾燥した後、３
６ホール、０．６ｍｍのノズルより紡糸温度２００℃、
紡糸速度３００ｍ／ｗｉｎで紡糸し巻取った。

得られた未延伸糸を１１′５℃で１２０秒間定長下で熱
処理した。この未延伸糸の結晶化度は６８％、結晶配列
度は８２％であった。この未延伸糸を２５℃で８０％の
冷延伸を行ない、次いで、１１５℃に加熱した長さ２ｍ
の加熱函中で全延伸倍率が５２０％になる迄熱延伸を行
なった。更に、同じ温度に加熱した長さ２ｍの加熱函中
で総延伸倍率が４００％になるよう緩和熱セラ１−を行
なった。

得られた多孔質繊維は繊維表面から中心部まで全体にわ
たってラメラと該ラメラ間をつなぐ多数のフィブリルと
でかこまれてなる空間が連通してなる多孔質構造を有し
ており、非常にソフｌ−ｌｘ風合いを有しており、空孔
率５２．４％、強度２４０　ｇ／ｄ　、伸度１０９％で
あった。

この繊維の含水率を実施例１と同様にし′Ｃ測定したと
ころ６２％であった。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明の多孔質ポリオレフィン繊維
は繊維表面から繊に、Ｉ中心部に至るまで全体にわたっ
てラメラと該ラメラ間をつなぐ多数のフィブリルとでか
こまれてなる空間が連通してなる多孔質構造を有してい
るので表面積が大きく、又、非常に軽量でソフトな風合
いを有し、透明感のないぎれいな白色となり、しかも高
い空孔率であるにもかかわらず優れた力学特性を示して
いる。

又、溶剤その他の抽出により多孔質化したものと異なり
延伸のみにより多孔質化されているので溶剤や抽出用添
加剤などを含まず衛生的な素材であり、しかも恒久的親
水性を有しているので吸汗性に優れ、肌着等の直接肌に
触ねる衣料や医療用布帛素材として最適である。又、そ
の大きな含水率および細孔内戦水性を利用して各種産業
資材用途に活用可能である。

特許出願人　　三菱レイヨン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ポリオレフィン９５〜４０重量％と親水性ポリオレ
   フィン５〜６０重量％とからなるブレンドポリマーから
   なる多孔質繊維であって、該繊維は繊維表面から繊維中
   心部に至るまで全体にわたつてラメラと該ラメラ間をつ
   なぐ多数のフィブリルとでかこまれてなる空間が連通し
   てなる多孔質構造を有することを特徴とする多孔質ポリ
   オレフィン繊維。 ２）親水性ポリオレフィンがフィルム状態で測定した時
   の水との接触角が８０°以下であるものであることを特
   徴とする請求項１記載の多孔質ポリオレフィン繊維。 ３）多孔質繊維の空孔率が３０〜８０％、強度が０．５
   〜８ｇ／ｄ、伸度が１〜３００％であることを特徴とす
   る請求項１記載の多孔質ポリオレフィン繊維。