JPH0214011A - 多孔質ポリエチレン繊維 - 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） 本発明は超軽量かつソフトな風合いを有する多孔質ポリ
エチレン繊維に関する。

（従来の技術） 近年衣料等用繊維の多様化が進み、多様化の一環として
軽量性やよりソフトな風合いを有する繊維に対する要望
が強まっている。

通常に繊維形態では軽量性もその素材により限界があり
、捲縮性付与では捲縮ｉａ維独特の風合いのものしか得
られず、ソフトな風合いについても同様であって、多様
化のためには異なった原理に基く繊維が必要になってい
る。

木発明者等はこの要望に応えるため、多孔質繊維による
新素材の開発を試みた。

多孔質繊維としては、発泡剤を熱可塑性高分子にブレン
ドして溶融紡糸して、紡糸段階でこの発泡剤を分解させ
て多孔質化したもの、熱可塑性高分子に無機微粒子や非
相溶性の高分子等をブレンドして溶融紡糸後延伸して熱
可塑性高分子とブレンド物との界面に空隙を形成させた
もの、熱可塑性高分子に抽出可能な物質をブレンドして
紡糸後、これを適当な溶剤で抽出して微細孔を発現させ
たもの、特定の構造を有するポリエステル系フィラメン
トをアミン処理とアルカリ処理して多孔質構造を発現さ
せたもの（特開昭６１−１７９３６９号公報）等が提案
されている。

（発明が解決しようとする問題点） し７かし、発泡剤を用いて多孔質化させたものは紡糸の
工程安定性が不良となるためか、安定した品質のものが
得られず、空孔率を高めようとすると糸切れが多発する
こと、強度が大幅に低下することから、高空孔率かつ高
強度の繊維は得られていない。　無機微粒子や非相溶性
高分子をブレンドして紡糸・延伸して得られる多孔質繊
維は混入物質を均一にブレンドすることが困難なこと、
空孔率を高めるために大量に混入物質を添加すると、本
来の繊維となる成分である海成分の充分な配向が混入物
質によって阻害され高強度のものが得られず、この方法
によるものも高空孔率かつ高強度という望まれる性能を
達成することができないという問題がある。更に抽出法
によるものは工程が複雑になって安価な製品が得られな
いばかりでなく上記のものと同様に高空孔率かつ高強度
の多孔質繊維が得られないという問題があり、特開昭６
１−１７９３６９号公報に記載された繊維は工程が煩雑
である上に、ポリエステル繊維においてのみ製造し得る
方法で作成されたものであって他の素材に適用できるも
のではなく、更に、その実施例からみて空孔率は３５〜
４５％程度と低いものでさえ、強度２．９ｇ／ｄ以下で
あって、高空孔率かつ高強度という課題は達成されてい
ないものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等はこのような状況に鑑み、更に、ポリオレフ
ィンがその素材として健康衣料に適しているにもかかわ
らず、ポリエチレン独特のワキシー感から衣料素材に用
いられていない状況を鑑み、本来軽量な素材であるポリ
エチレンを用いてそのワキシー感を大巾に低減せしめ、
しかも、超軽量、高強度の素材を開発すべく鋭意検討し
た結果、本発明に到達した。即ち、本発明の要旨は中央
部に繊維軸方向にはしる空洞部を有さす、繊維表面から
中心部迄全体にわたってラメラと該ラメラ間をつなぐ多
数のフィブリルでかこまれてなる空間が連通してなる、
空孔率５０〜８０％、強度１〜８ｇ／ｄ、伸度１〜３０
０％の多孔質ポリエチレン繊維にある。

本発明において、繊維の空孔率は５０〜８０％である必
要があり、５０％未満では本発明の軽量かつソフトな風
合いが得られず、ワキシー感が発現し易くなるので好ま
しくなく、８０％を超えると多孔質構造が破壊され易く
なるとともに、工程安定性が低下して一定の品質のもの
が得られ難く、高強度のものが得難くなる。ここで空孔
率とは下式で定義されるものである。

（１−ρａ／ｐｂ）Ｘ１００（％） ｐ、：多孔質繊維の見掛は密度、 ρｂ　：空孔を有しない繊維の密度 繊維の強伸度は強度１〜８　ｇ／ｄ、伸度１〜３００％
である必要があり、強度２〜６ｇ／ｄ、伸度１〜２００
％であることが好ましい。強度１ｇ／ｄ未満や伸度１％
未満のものは編織布への加工性が大幅に低下するため好
ましくない。伸度が３００％を超えるものは形態安定性
に欠けるため好ましくない。強度は本来は強いにこした
ことはないが、８　ｇ／ｄを超える強度のものは製造に
おける工程安定性が低下するので好ましくない。本発明
において、繊維を中央部に繊維軸方向にはしる空洞部を
有さないもとと規定した理由は、中空繊維であるとどう
してもその直径が太くなりすぎて、それゆえに通常の布
帛とした時の風合いが異ってくるのが好ましくないため
である。本発明の多孔質繊維の単繊維あたりのデニール
は従来より衣料用途で多用されている通常のフィラメン
トと同程度のデニールであることが好ましく、編織布等
への加工性の観点から、０．５〜１００ｄであることが
好ましい。

本発明の多孔質ポリエチレン繊維の多孔質構造を繊維表
面から中心部迄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でかこまれてなる空間が連通して
２すると規定した理由は、このような構造にすることに
より繊維の繊維軸方向への配向が充分に達成されること
により繊維を高強度にすることが可能となり、又、この
ような多孔質構造のものは空間が相互に連通しているた
め目詰まりがなく、かつ各フィブリルの表面が外部に連
通した空間に接しているため他の多孔質構造のものに比
べて表面積が大きいという特徴を有しているためである
。

本発明の多孔質ポリエチレン繊維は以下のようにして製
造することができる。

ＡＳＴＭ　　Ｄ−１５０５に規定された測定法による密
度が０．９５５以上の高密度ポリエチレンを通常の繊維
紡糸用紡糸口金を用い、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
し、結晶性未延伸糸を製造する。高密度ポリエチレンと
して密度０．９５５未満のものを用いると以下に述べる
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中心部迄全
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。紡糸温度はポ
リマーの融点＋２０℃乃至ポリマーの融点＋８０℃の範
囲内であることが好ましい。この温度範囲の下限より低
い温度で紡糸して得られる未延伸糸は非常に高度に配向
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
られなくなるので好ましくない。逆に上記温度範囲の上
限を超える温度で紡糸した場合も高い空孔率のものが得
られなくなるので好ましくない。紡糸に８はるドラフト
、いわゆる紡糸ドラフトは２００〜１００００とするの
が好ましい。このような高いドラフトで溶融状態の糸を
引取ることにより、ラメラ結晶が高度に配向したラメラ
ｆＪｔ層体を未延伸系内に形成せしめることができ、こ
によって、その後の延伸工程で本発明に規定する多孔質
構造を糸に付与することがより容易となる。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３
ｍを超える長さであったり、雰囲気温度が１００’Ｃを
超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多孔質化
しても）よいが、ポリマー融点以下、好まし・くは１２
０℃以下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。アニール時間は６０〜１８０秒程
度でよい。

本発明の繊維はこうして得られた繊維を延伸して多孔質
のものにすることにより得られるが、延伸としては約４
０℃以下−１ｏｏｔ以上望ましくは１０〜３０℃での冷
延伸と、その次に８０〜１２５℃での熱延伸の組合わせ
で行なわれることが好ましい。熱延伸は二段以上の多段
延伸であってもよい。本発明の繊維を製造する上で冷延
伸は重要な工程であ原この工程で高配向結晶性未延伸糸
の結晶構造の破壊がおこって、ミクロなりランクが発生
し、引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
伸の延伸倍率は５〜Ｉｏ。

％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１ｏｏ〜７００％になるよう
に設定するのが好ましい９熱延伸温度が１２５℃より高
いと繊維は透明化し、目的どする多孔質構造が得られな
くなる。熱延伸温度が８０℃より低くなると低くなれば
なる程空孔率が低下するので好ましくない。総延伸量が
７００％を超えると、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エチレン繊維
は熱延伸により、はぼ形態の安定性が確保されているが
、必要に応じて８１〜１２５℃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詳しく説明する。

実施例１ 密度０．　９６８　ｇ／ｃｍ’、メルトインデックス５
．５の高密度ポリエチレン（三井石油化学工業■製、Ｈ
ｉｚｅｘ２２００Ｊ）をノズル口径１゜０１．４０ホー
ルのノズルを用い、ノズル直下に長さ２．５ｍ、＄囲気
温度７０℃の徐冷区間を設けて紡糸温度１８０℃、紡糸
ドラフト６１４、巻取り速度６００ｍ／ｍｉｎの条件で
紡糸し、巻取フた。得られた未延伸糸を１１５℃で１２
０秒間足長下で熱処理した後、２０℃で８０％の冷延伸
を行い、次いで１１７℃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った。更に
同じ温度に加熱した長さ２ｍの加熱面中で総延伸量４０
０％になるように緩和熱セットを行った。得られた多孔
質ポリエチレン繊維は繊維表面から中心部迄全体にわた
ってラメラと該ラメラ間をつなぐ多数のフィブリルでか
こまれてなる空間が連通しており、非常にソフトな風合
いを有しており、空孔率６６．７％、強度４．８６ｇ／
ｄ、伸度３９．５％、乾熱収縮率１．７％であった。

実施例２ 実施例１で用いたと同様の高密度ポリエチレンを用い実
施例１と同様にして未延伸糸を得、これを１１５℃で１
２０秒間足長エマ熱処理した後、２０℃で８０％の冷延
伸を行い、次いで１１０℃に加熱した長さ２ｍの加熱面
中で、総延伸量が１５０％になる迄熱延伸を行フた。更
に１１５℃に加熱した長さ２ｍの加熱面中で足長熱セッ
トを行った。得られた多孔質ポリエチレン１ｍ維は繊維
表面から中心部迄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でかこまれてなる空間が連通し
ており、非常にソフトな風合いを有しており、空孔率５
２．３％、強度２．３５ｇ／ｄ、伸度１０８％、５０％
伸長からの弾性回復率２４．１％、乾熱収縮率１．７％
であった。

実施例３ 密度０．９６０ｇ／ｃｒｎ’、メルトインデックス８．
０の高密度ポリエチレン（昭和電工■製、Ｓｈｏ　ｌ　
ｅｘＦ６０８０Ｖ）をノズル口径１．０ｍｍ。

４０ホールのノズルを用い、ノズル直下に長さｆ、５ｍ
、雰囲気温度８５℃の徐冷区間を設けて紡糸温度１７０
℃、紡糸ドラフト９２０、巻取り速度９００　ｍ／ｍｉ
ｎの条件で紡糸し、巻取った。得られた未延伸糸を２％
の弛緩状態で１１５℃で２０時間熱処理した後、２５℃
の雰囲気中で３時間冷却し、引続き、２０℃で１００％
の冷延伸を行い、次いで１１０℃に加熱した長さ２ｍの
加熱面中で全延伸倍率が６００％になる迄熱延伸を行っ
た。更に１１５℃に加熱した長さ２ｍの加熱面中で足長
熱セットを行った。得られた多孔質ポリエチレン本来維
は繊維表面から中心部迄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でかこまれてなる空間が
連通しており、非常、にソフトな風合いを有しており、
空孔率７３．１％、強度５．２０ｇ／ｄ、伸度６．５％
であった。

（発明の効果） 以上述べた様に、本発明の多孔質ポリエチレン繊維は５
０〜８０％という高い空孔率を有し、その多孔質構造は
繊維表面から中心部迄全体にわたって空孔が連通してい
るため単位重量当りの表面積が４０〜８０ｍ”／３と非
常に大きく、又、非常に軽量でソフトな風合いを有し、
添加物を何も含んでいないにもかかわらず、透明感がな
いきれいな白色となり、しかも多孔質ラメラと該ラメラ
間をつなぐ多数のフィブリルでかこまれてなる空間が連
通したものであることから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、溶剤抽出法等に
より多孔質化したものと異なり延伸のみによって多孔質
化されているので溶剤や添加剤等の不純物を全く含まず
衛生的な素材であり、肌着等の直接肌に触れる衣料や医
療用布帛用素材として最適である。又、先に述べたよう
に単位重量当りの表面積が非常に大きいので、ポリエチ
レン本来の特徴である新油性を利用したワイパーや種々
の吸着用素材としても有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）中央部に繊維軸方向にはしる空洞部を有さず、繊維
   表面から中心部迄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でかこまれてなる空間が連通し
   てなる、空孔率５０〜８０％、強度１〜８ｇ／ｄ、伸度
   １〜３００％の多孔質ポリエチレン繊維。