JPH0633317A - 耐久発水性に優れた繊維およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 洗濯や着用時の摩擦等により発水効果が簡単
に低下しない優れた耐発水性を有する繊維を得ること。 【構成】 芯成分／鞘成分比率が６０／４０〜９５／５
重量％の芯鞘型構造にし、前記鞘成分に、メチル基、ト
リメチル基またはオクチルシランで疎水化され、かつ比
表面積５０〜１５０ｍ² ／ｇ、ＳｉＯ₂ 含有率９０重量
％以上の変性シリカ微粒子を２〜１５重量％含有させた
繊維とその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた耐久発水性を有
する繊維およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、繊維製品の発水性を高めるための
技術は種々の方法が提案されている。例えば、繊維布帛
をシリコーン系、フッソ系発水剤で処理する方法（特開
昭４８−１０３９００号公報、特開昭４９−１０１６９
７号公報等）、極細繊維を高密度織物にし、更にシリコ
ーン系、フッソ系発水剤で処理する方法（特開昭５２−
１２１５７１号公報、特開昭５２−１５５２６９２号公
報、特開昭５３−３８７６２号公報、特開昭５６−３７
９号公報、特開昭５９−１３０３６７号公報、特開昭６
０−２３９５６５号公報等）などである。

【０００３】しかし、これらの方法から得られる発水性
効果は、洗濯や着用時の摩擦によって発水剤が次第に脱
落するため、その発水効果の持続性に難点があることが
問題とされていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、洗濯
や着用時の摩擦等により発水効果が簡単に低下すること
がなく、非常に優れた耐久発水性を有する繊維およびそ
の製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明による発水性の繊維は、少なくとも１種類の繊維形成
性ポリマーから構成され、芯成分／鞘成分比率が６０／
４０〜９５／５重量％の実質的に芯鞘型構造の繊維であ
り、かつ前記鞘成分に、メチル基、トリメチル基または
オクチルシランで疎水化されると共に、比表面積５０〜
１５０ｍ² ／ｇ、ＳｉＯ₂ 含有率９０重量％以上である
変性シリカ微粒子が２〜１５重量％含有されていること
を特徴とするものである。

【０００６】また、この繊維の製造方法は、メチル基、
トリメチル基またはオクチルシランで疎水化されると共
に、比表面積５０〜１５０ｍ² ／ｇ、ＳｉＯ₂ 含有率９
０重量％以上の変性シリカ微粒子が２〜１５重量％含有
された繊維形成性ポリマーを鞘成分にする一方、該鞘成
分よりも前記変性シリカ微粒子の含有量が少ないか又は
該変性シリカ微粒子を含有しない繊維形成性ポリマーを
芯成分にし、これら両成分を芯成分／鞘成分比率が６０
／４０〜９５／５重量％になる芯鞘型繊維に紡糸するこ
とを特徴とするものである。

【０００７】本発明の製造方法において、製糸後の芯鞘
型繊維は、さらに鞘成分の表面を溶解減量処理すること
が好ましい。また、この溶解減量処理を一層効果的に行
えるようにするめ、芯鞘型繊維の芯成分と鞘成分を互い
に溶解減量性の異なるポリマーにし、鞘成分の方に芯成
分よりも溶解減量性の高いポリマーを配するようにする
とよい。或いは、芯鞘型繊維の鞘成分を熱水可溶型ポリ
エステルと非熱水可溶型ポリエステルの混合ポリマーか
ら構成するようにしてもよい。

【０００８】また、他の実施態様として、上記芯鞘型繊
維を島成分として少なくとも１本以上を含む海島型の高
分子相互配列体繊維にいったん製糸し、この高分子相互
配列体繊維を細分処理して芯鞘型繊維を分離し、その分
離した芯鞘型繊維の鞘成分表面を溶解減量処理するよう
にすることもできる。以下、本発明について詳細を説明
する。

【０００９】本発明において、芯鞘型繊維を構成する芯
成分および鞘成分の形成ポリマーとしては、ポリエステ
ルおよびその共重合体類、ポリアミドおよびその共重合
体類、ポリアクリルニトリルおよびその共重合体類、ポ
リオレフィン類などを挙げることができる。なかでも、
ポリエステルおよびその共重合体類、ポリアミドおよび
その共重合体類は特に好ましく、それぞれ単一重合体ポ
リマー側を芯成分にし、その共重合体ポリマー側を鞘成
分にする組み合わせにすると、紡糸性、加工性等の生産
性および強度などの繊維特性の双方の点において、優れ
た態様の繊維を得ることができる。

【００１０】本発明において、芯鞘型繊維の鞘成分に含
有させる変性シリカ微粒子は非常に重要である。その変
性シリカ微粒子は、メチル基、トリメチル基またはオク
チルシランで疎水化され、且つ比表面積が５０〜１５０
ｍ² ／ｇ、ＳｉＯ₂ 含有率が９０重量％以上であるもの
が使用される。そして、このような特性を有する少なく
とも１種類の変性シリカ微粒子が２〜１５重量％含有さ
れるようにする。

【００１１】変性シリカ微粒子が、上記のように表面を
メチル基、トリメチル基またはオクチルシランによって
化学的に疎水化されることにより、物理的に疎水化され
たものに比べて、発水耐久持続性をより優れたものにす
ることができる。この変性シリカ微粒子は、その比表面
積が５０ｍ² ／ｇ以上のものが使用されることによっ
て、鞘成分ポリマーの被覆厚み中へ均一に密に分散させ
ることができ、繊維の発水性をより高いものにすること
ができる。この比表面積は、より好ましくは８０ｍ² ／
ｇ以上にするとよく、芯鞘型繊維が極細デニールである
場合には、それ以上の比表面積を有するものすることが
望ましい。しかし、比表面積が１５０ｍ² ／ｇを越える
ほどに大きくなると、混練加工性が低下し、また二次凝
集を起こし易くなるため好ましくない。

【００１２】また、疎水化されたシリカ微粒子のＳｉＯ
₂ 含有率を９０重量％以上にすることによって、メチル
基、トリメチル基またはオクチルシランの密度を非常に
高くすることができ、疎水性の向上を有利にすることが
できる。このＳｉＯ₂ 含有率は、好ましくは９５重量％
以上にするのがよい。上述のような本発明の条件を備え
た変性シリカ微粒子としては、例えば、日本アエロジル
(株) 製造の変性シリカ微粒子、品番Ｒ９７２、Ｒ８０
５などを挙げることができる。

【００１３】上記条件を備えた変性シリカ微粒子の鞘成
分に対する添加量は、２〜１５重量％、好ましくは４〜
１０重量％の範囲にする。添加量が２重量％未満では、
本発明の目的とする発水性を十分に得ることは出来な
い。また、添加量が１５重量％を越えると、ポリマーの
チップ形成性が低下する傾向があり、また紡糸の際に節
糸を発生したり、引取性が悪化する。

【００１４】これらの変性シリカ微粒子を含有する鞘成
分は、芯成分に対して芯成分／鞘成分比率が６０／４０
〜９５／５重量％、好ましくは６０／４０〜９０／１０
重量％、さらに好ましくは７０／３０〜８０／２０重量
％にするのがよい。鞘成分が芯成分に対する比率として
４０重量％を超えると、繊維強度が低下する。また、５
重量％未満では発水性および発水耐久性の低下を誘発す
る。鞘成分を上記範囲にすることによって、その鞘成分
の表面に変性シリカ微粒子の一部を露出させることがで
き、そのメチル基、トリメチル基またはオクチルシラン
の発水性と超微粒子が形成する微細な凹凸との相乗作用
によって、極めて発水性の高い繊維が得られるようにな
る。

【００１５】更に発水性能を高くするためには、鞘成分
の表面に変性シリカ微粒子が露出する露出面積を多くす
ることが好ましい。この露出面積を拡大するためには、
後述する本発明の繊維製造方法のように、製糸後の芯鞘
型繊維の鞘成分表面を減量処理することが望ましい。ま
た、変性シリカ微粒子の脱落を防止し、より耐久性を高
めるためには、その変性シリカ微粒子と鞘成分ポリマー
との接着性を強化することが望ましい。そのためには、
例えばシランカップリング剤などの架橋剤で後加工する
ようにするとよい。

【００１６】芯鞘型繊維の芯鞘形態としては、鞘成分が
芯成分を被覆していれば十分であるので、必ずしも鞘成
分と芯成分が同心状になっている必要はなく、偏芯して
いても差し支えない。また、芯鞘型繊維の断面形状は、
丸断面、三角断面、Ｙ字断面など特に制限するものでは
ない。これらの芯鞘型繊維の繊度としては、産業資材分
野に使用されるものであれば、強力、摩耗耐久性、シー
ト成形性などを考慮して、１０デニールを上限にすると
よい。また、衣料分野に使用するのであれば、５デニー
ル以下にするとよい。就中、特に柔軟で、感触性良好な
発水布帛とするには、１〜０．０５デニールの極細にす
ることが好ましい。

【００１７】上述した本発明の繊維の製造方法は、メチ
ル基、トリメチル基またはオクチルシランで疎水化され
且つ比表面積が５０〜１５０ｍ² ／ｇ、ＳｉＯ₂ 含有率
が９０重量％以上である少なくとも１種類の変性シリカ
微粒子を２〜１５重量％含有させた繊維形成性ポリマー
を鞘成分にし、また上記変性シリカ微粒子の含有量が鞘
成分より少ないか又は含まない繊維形成性ポリマーを芯
成分にし、これら両成分を芯成分／鞘成分比率を６０／
４０〜９５／５重量％にした芯鞘型繊維として紡糸し、
これを所定の繊維デニールにするように延伸処理したの
ち、紡糸油剤及び延伸油剤を除去して得られる。

【００１８】このようにして得られた芯鞘型繊維は、鞘
成分表面に露出する変性シリカ微粒子そのものがメチル
基、トリメチル基またはオクチルシランで疎水化され、
微粒子表面の発水基が極めて多くなっているため、高い
発水性を発揮すると共に、高い発水耐久性を有するもの
となる。この場合、さらに芯鞘型繊維の鞘成分表面を溶
剤によって適度に溶解減量処理すると、繊維表面にさら
に微細なミクロ凹凸をも形成せしめるため、発水性を更
に高めるのに好ましい。

【００１９】このような溶解減量処理による効果をより
高めるためには、芯成分と鞘成分形成ポリマーとして溶
解減量性の異なるポリマーを組合わせ、鞘成分の方に溶
解減量性の高いポリマーを用いるようにするとよい。例
えば、芯成分にポリエチレンテレフタレートを使用し、
鞘成分に５−ソジュウムスルホイソフタレート共重合ポ
リエステルを使用する組合せを挙げることができる。溶
解減量処理のための溶剤としては、低濃度アルカリ溶液
を使用するとよい。低濃度アルカリ溶液は、鞘成分表面
を僅かに減量して変性シリカ微粒子の残存度を高めると
共に、芯成分形成ポリマーに対しては、その影響を防ぐ
ことができる。また、芯成分を高重合度ポリエチレンテ
レフタレートにすれば繊維強力を高めることができ、そ
の効果は極細繊維になるほどよくすることができる。

【００２０】溶解減量処理は、変性シリカ微粒子を出来
るだけ多く鞘成分の表面に残存させるように、鞘成分表
面を僅かに溶解する程度に行うのがよい。このような処
理は、処理温度、濃度および時間を適宜に調整すればよ
いのであるが、さらに変性シリカ微粒子を効果的に鞘成
分表面に残存させるためには、鞘成分を熱水可溶型ポリ
エステル／非熱水可溶型ポリエステルの混合ポリマーで
形成するとよい。このような混合ポリマーの使用によっ
て、減量処理時の加工安定性を向上させることができ
る。

【００２１】また、鞘成分に熱水可溶型ポリエステル／
非熱水可溶型ポリエステルの混合ポリマーを使用する場
合は、変性シリカ微粒子を予め非熱水可溶型ポリエステ
ルの方に含有させ、これに熱水可溶型ポリエステルを混
合して紡糸するようにするとよい。このような混合方法
により、溶解減量処理した後の変性シリカ微粒子の残存
率を高め、かつ鞘成分表層にミクロ凹凸を生じせしめる
ことができる。

【００２２】ここでいう熱水可溶型ポリエステルとは、
結晶配向を低くし、更に親水性を付与したポリマーのこ
とであり、例えば特公平１−６２８６号公報に記載され
ているようなポリマーを挙げることができる。これら熱
水可溶型ポリエステルは、極めて低濃度のアルカリ溶液
または８０℃以上の熱水で容易に減量処理することがで
きるため、鞘成分中の表面近辺に存在する熱水可溶型ポ
リエステルを優先的に溶解減量する一方で、非熱水可溶
型ポリエステルを効果的に残存させるようにする。した
がって、非熱水可溶型ポリエステルに含有させた変性シ
リカ微粒子の露出と熱水可溶型ポリエステルの溶解減量
で生ずるミクロ凹凸とを顕著に顕すことができ、発水効
果を一層大きなものにすることができる。

【００２３】また、上記混合ポリマーでは熱水で減量処
理が行えるため、この熱水減量処理を使用することによ
り、アルカリ溶液による減量処理に比べてコントロール
し易くし、かつ経済的及び環境的に好ましくすることが
できる。このような熱水減量処理の効果を、さらに良好
に行うには、熱水可溶型ポリエステル／非熱水可溶型ポ
リエステルの混合比率を３０／７０〜５／９５重量％、
好ましくは２０／８０〜５／９０重量％にするとよい。

【００２４】本発明の繊維による効果は、繊維の極細化
によって更に向上させることができる。このように繊維
を極細化するための方法としては、いったん芯鞘型繊維
を島成分として少なくとも１本以上配した海島型の高分
子相互配列体繊維に製糸し、次いでこれを細分処理して
上記芯鞘型繊維を分離させるようにするとよい。このよ
うに海島型の高分子相互配列体繊維にする場合、細分処
理後の芯鞘型繊維の残存率が８０重量％以上であるよう
な海島成分の配分を行うことが好ましい。即ち、同じ織
り編み物であっても、それだけ密度の高いものにするこ
とができ、より高い発水性にすることができるからであ
る。

【００２５】上記高分子相互配列体繊維において、海成
分には芯鞘型繊維と溶解性を異にするポリマーを使用す
るとよい。例えば、ポリスチレン、ポリエチレンおよび
それらの共重合体などが好ましく使用することができ
る。これらポリマーを海成分にし、その中に芯鞘型構造
の島成分を少なくとも１本以上配列するように紡糸でき
る高分子相互配列体型口金を用いて高分子相互配列体繊
維を紡糸し、次いで延伸したのち、海成分を溶剤で除去
して細分処理すればよい。

【００２６】また、高分子相互配列体繊維において、上
記海成分は必ずしも芯鞘型繊維と溶解性を異にする組み
合わせにせず、その芯鞘型繊維の鞘成分と同じポリマー
を使用するようにすることもできる。例えば、海成分を
熱水可溶型ポリエステルにし、芯鞘型繊維の鞘成分を熱
水可溶型ポリエステル／非熱水可溶型ポリエステルの混
合ポリマーにするとか、或いは海成分を５−ソジュウム
スルホイソフタレート共重合ポリエステルにし、芯鞘型
繊維の鞘成分を５−ソジュウムスルホイソフタレート共
重合ポリエステルにするなどである。この高分子相互配
列体繊維を熱水またはアルカリ溶液を用いて細分処理す
ると、得られた極細芯鞘型繊維は発水性の非常に高い繊
維にすることができる。さらに好ましくは、このように
高分子相互配列体繊維を細分処理したのち、さらに得ら
れた極細芯鞘型繊維の鞘成分表面を減量処理するとよ
い。

【００２７】本発明において、芯鞘型繊維の発水持続性
をより高めるために、細分処理、減量処理後の芯鞘型繊
維に例えばシランカップリング剤などの架橋剤を付与
し、鞘成分ポリマーと変性シリカ微粒子とを強固に接着
させるとよい。このような処理により摩擦耐久性が向上
し、発水持続性を一層高めることができる。上述した本
発明の発水性繊維は、従来の発水性樹脂を敢えて含浸、
コーティングする必要がないため、織り編み物または立
毛布帛の柔軟性および通気性、透湿性などの低下を防ぐ
ことが可能である。また、このような特長を生かして、
防水衣料、たとえばレインコート、ウインドブレーカ
ー、スポーツ用衣料、或いは傘のような雨具、カーテ
ン、テーブルクロス、更には発水性を生かしたロープ、
網またはブラシなどの産業資材にすることができる。ま
た、この繊維を極細化してカットパイルに用いて、密な
織り編み物とすることにより、海水生息生物の付着防止
基材或いは藻類養殖用ロープに部分的に露出せしめ、繁
殖度合をコントロールしたロープなどに好適に用いるこ
とができる。

【００２８】

【実施例】

実施例１ 平均粒子径が２０μｍのポリエチレンテレフタレート
(極限粘度０．６８）の微粒子と変性シリカ微粒子 (日
本アエロジル (株) 製、品番Ｒ９７２、比表面積１１０
ｍ² ／ｇ、ＳｉＯ₂ 含有率９９．８％) とを９２／８重
量％の混合割合にして、ヘンセルミキサーで攪拌混合し
たのち真空乾燥し、エクストルーダーに供し、チップ化
(以下チップＡと呼称する) した。

【００２９】次いで、海島型の高分子相互配列体芯鞘口
金 (島成分が芯鞘型で本数１６本)を使用し、海成分を
ポリスチレンにし、島成分としてその芯成分に高重合度
ポリエチレンテレフタレート (極限粘度１．０）を、鞘
成分にチップＡを配して、島成分／海成分比率＝９０／
１０重量％、芯成分／鞘成分比率＝７０／３０重量％と
なる高分子相互配列体繊維を紡糸した。得られた未延伸
糸を延伸倍率３．２倍で乾熱延伸し、５４Ｄ−１８Ｆの
延伸糸とした。

【００３０】次いで、この延伸糸を織密度経×緯＝１５
８×１２０本／inの平織物に加工し、この織物を精練、
湯水洗したのち乾燥し、更にトリクロールエチレンで脱
海したのち、１５０℃−１６０℃−１８０℃ゾーンとし
たピンテンターで規定幅熱セットを行い、極細繊維織物
(Ａ) を作成した。 実施例２ 実施例１に記載したチップＡと熱水可溶型ポリエステル
チップ (ＴＰＩ／ＩＰＡ／ＳＩ＝７０／１８／１２ mol
％、固有粘度０．９２）を、９３／７重量％の割合で混
合したものを鞘成分としたこと以外は、実施例１と同じ
条件にして、５６Ｄ−１８Ｆの延伸糸を製糸した。

【００３１】この延伸糸を実施例１と同条件で織物加
工、脱海処理を行った。次いでサーキュラー染色機に投
入し、熱水温度９０℃で３０分間処理し、水洗，乾燥恒
量としたのち、実施例１と同一条件で熱セットして、極
細繊維織物 (Ｂ) を作成した。 比較例 実施例１で使用したポリエチレンテレフタレートを微粒
子化する前のチップを島成分中の鞘成分に用い、実施例
１と同様に紡糸延伸を行って、５６Ｄ−１８Ｆの延伸糸
を製糸した。次いで、この延伸糸を実施例１の織物加工
および後加工条件で処理して織物を得た。この織物にア
サヒガードＡＧ−７１０ (旭硝子 (株)製、エマルジョ
ン) の水希釈溶液５％をデップし、マングルで軽く絞
り、９０℃で恒量として、極細繊維物 (Ｃ) を作成し
た。

【００３２】上述のようにして得られた３種類の織物
(Ａ) 、 (Ｂ) 、 (Ｃ) の発水性能をＪＩＳ Ｌ−１０
９２（スプレー法）規定の条件により測定したところ、
表１に示す結果が得られた。この測定結果から、加工直
後の測定値Ｉについては各織物とも良好な発水性を示す
ものの、これらの織物の表面を強制的に摩擦した後の測
定値IIは、比較例の織物 (Ｃ) は発水性が低下している
のに対して、実施例１及び２の本発明の織物 (Ａ)
（Ｂ) は低下せず、優れた摩耗耐久性を有していた。

【００３３】 発水性測定条件 測定値Ｉ：熱セット上りの織物の表面を測定した値。

【００３４】測定値II：直径１０cmの金属ローラーの表
面に、綿／ポリエステル混紡タフタを巻き付けて６０回
／分で回転させ、そのタフタ表面の２５％に熱セット上
りの被測定織物を接触させ、その被測定織物の下端に５
００ｇの荷重を取り付けて５分間回転させた後、その摩
擦面を測定した値。

【００３５】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、少なく
とも１種類の繊維形成性ポリマーによって繊維を芯鞘型
構造にすると共に、その鞘成分に所定の比表面積及びＳ
ｉＯ₂含有率で且つメチル基、トリメチル基またはオク
チルシランで疎水化された変性シリカ微粒子を含有させ
るようにしたため、摩擦等によって発水性が簡単に低下
しない優れた耐久発水性を有する繊維にすることができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０６Ｍ 11/38 // Ｄ０１Ｆ 6/92 ３０１ Ｍ 7199−3Ｂ Ｑ 7199−3Ｂ Ｄ０６Ｍ 101:16

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１種類の繊維形成性ポリマー
   から構成され、芯成分／鞘成分比率が６０／４０〜９５
   ／５重量％の実質的に芯鞘型構造の繊維であり、かつ前
   記鞘成分に、メチル基、トリメチル基またはオクチルシ
   ランで疎水化されると共に、比表面積５０〜１５０ｍ²
   ／ｇ、ＳｉＯ₂ 含有率９０重量％以上である変性シリカ
   微粒子が２〜１５重量％含有されている耐久発水性に優
   れた繊維。
2. 【請求項２】 メチル基、トリメチル基またはオクチル
   シランで疎水化されると共に、比表面積５０〜１５０ｍ
   ² ／ｇ、ＳｉＯ₂ 含有率９０重量％以上の変性シリカ微
   粒子が２〜１５重量％含有された繊維形成性ポリマーを
   鞘成分にする一方、該鞘成分よりも前記変性シリカ微粒
   子の含有量が少ないか又は該変性シリカ微粒子を含有し
   ない繊維形成性ポリマーを芯成分にし、これら両成分を
   芯成分／鞘成分比率が６０／４０〜９５／５重量％にな
   る芯鞘型繊維に紡糸することを特徴とする耐久発水性に
   優れた繊維の製造方法。
3. 【請求項３】 前記芯鞘型繊維の鞘成分の表面を溶解減
   量処理する請求項２に記載の耐久発水性に優れた繊維の
   製造方法。
4. 【請求項４】 前記芯鞘型繊維の鞘成分を芯成分よりも
   溶解減量性の高いポリマーから構成し、該鞘成分の表面
   を溶解減量処理する請求項２に記載の耐久発水性に優れ
   た繊維の製造方法。
5. 【請求項５】 前記芯鞘型繊維の鞘成分を熱水可溶型ポ
   リエステルと非熱水可溶型ポリエステルの混合ポリマー
   から構成し、該鞘成分の表面を溶解減量処理する請求項
   ２に記載の耐久発水性に優れた繊維の製造方法。
6. 【請求項６】 前記芯鞘型繊維を島成分として少なくと
   も１本以上含有する海島型の高分子相互配列体繊維を製
   糸し、該高分子相互配列体繊維を細分処理して前記芯鞘
   型繊維を分離する請求項２に記載の耐久発水性に優れた
   繊維の製造方法。
7. 【請求項７】 前記高分子相互配列体繊維の細分処理に
   より分離した前記芯鞘型繊維を、更にその鞘成分の表面
   を溶解減量処理する請求項６に記載の耐久発水性に優れ
   た繊維の製造方法。