JPH10183425A - 発泡繊維とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の円形断面等の太デニール糸を製作する
方法にて得られる繊維であって、肌へのべとつき感のな
い繊維、並びに異形断面糸であって、従来の異形断面糸
よりもさらに優れた感触を有する繊維、及びこれらの繊
維を製造する方法を提供する。 【解決手段】 繊維断面が発泡樹脂部と非発泡繊維部よ
り構成されている発泡繊維とする。前記発泡繊維は、発
泡部を形成する繊維材料と非発泡部を形成する繊維材料
を、複合紡糸し、次いで発泡部を形成する繊維材料を発
泡させ、発泡樹脂部を形成することにより製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軽量化、並びに表
面変成の行われた合成繊維及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】繊維は、本来、いわゆる「ハリ」、「コ
シ」といわれる特性が要求され、合成繊維にこのような
特徴を付与するためには、ある程度繊維を太くすること
が必要である。ところが、合成繊維は通常の断面が円形
のダイスにて製作すると表面が平滑となるために、着用
時の肌へのべとつき感が生じてしまう。このようなべと
つき感を解消する方法として、異形断面のダイスを使用
して製作される異形断面繊維、若しくは極細繊維等の細
デニール糸などの使用により解決が図られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、極細繊維を
造るような特殊な製法によることなく、従来の円形断面
等のダイスよりの押し出しにより製作される太さの繊維
を製作する方法にて得られる繊維であって、肌へのべと
つき感のない繊維、並びに異形断面糸であっても、従来
の異形断面糸よりもさらに優れた感触を有する繊維、及
びこれらの繊維を製造する方法を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、繊維断面が発
泡樹脂部と非発泡繊維部より構成されている発泡繊維に
関するものである。繊維の断面に発泡樹脂部を設けるこ
とにより、軽量性が改善できるほか、発泡樹脂部が繊維
の表面に位置する場合には、本発明の目的である肌への
べとつき感が解消できる。また、非発泡繊維部は繊維の
強度を発現させる部分を構成する。発泡樹脂部を形成す
る高分子材料と非発泡繊維部を形成する高分子材料は、
異なったものでも同一でも良い。

【０００５】発泡樹脂部に使用する樹脂は繊維形成性高
分子であってもよいが、特に繊維形成に適した高分子材
料である必要はなく、一般的な高分子材料を使用しても
よい。

【０００６】請求項２及び３は、上記の断面に発泡樹脂
部を有する繊維の製造方法に関するものであり、いずれ
も発泡部を形成する樹脂材料と非発泡部を形成する繊維
材料を、複合紡糸法により紡糸し、紡糸と同時に、又は
紡糸工程に次いで発泡樹脂部を形成する繊維材料を発泡
させることにより発泡樹脂部を形成することを特徴とす
るものである。

【０００７】請求項２記載の発明は、発泡剤を含む樹脂
材料と発泡剤を含まない繊維材料を複合紡糸用のダイス
より押し出して紡糸し、紡糸された繊維の発泡剤を発泡
させることにより発泡樹脂部を形成することにより繊維
断面が発泡樹脂部と非発泡繊維部より構成される発泡繊
維を製造する方法に関するものである。本方法により発
泡剤を使用して発泡させた場合は、セルが独立気泡にな
る傾向があり、この場合、セルを破壊することによりべ
とつき感を改良することが可能である。

【０００８】また請求項３記載の発明は、可溶性の粒子
材料を含む高分子材料と粒子材料を含まない繊維材料即
ち繊維形成性高分子材料を同時に同じダイスより押し出
して紡糸し、紡糸された繊維を、粒子材料を溶解するが
繊維材料は溶解しない溶剤に浸漬することによって粒子
材料を溶出し、発泡樹脂部を形成することを特徴とす
る、繊維断面が発泡樹脂部と非発泡繊維部より構成され
る発泡繊維の製造方法に関するものである。可溶性を有
する粒子材料が溶出した後が空隙となり、発泡した場合
と類似の構造の繊維を得ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】発泡繊維の原料として使用する高
分子材料は、市販されている繊維用の高分子材料は全て
使用することが可能であり、ポリエチレンテレフタレー
ト等のポリエステル、ナイロン−６、ナイロン−６，６
等のポリアミド、ポリプロピレン等のポリオレフィン、
ポリアセタール等のポリビニルアルコール系の材料、レ
ーヨン、アセテート、ポリウレタン、ポリアクリロニト
リル、ポリ塩化ビニリデン、等が例示できる。近年、環
境に対する配慮から使用されている生分解性の高分子材
料も、本発明の製法が適用できるものは全て本発泡繊維
材料として使用することができる。

【００１０】本発明における発泡樹脂部に使用する高分
子材料としては上述の繊維材料は特に限定することなく
使用可能である。このような繊維形成性の高分子材料以
外に以下に例示する高分子材料が使用可能である。 （１）ビニル系モノマーの単独重合体、共重合体；ポリ
塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、アクリル系樹脂ないし
共重合樹脂等。 （２）ブロック共重合体；ポリスチレン−ポリブタジエ
ンブロック共重合体（ＳＢＳ）、ポリスチレン−ポリオ
レフィンブロック共重合体（ＳＥＢＳ，ＳＥＳ等）等。 （３）熱可塑性エラストマー；ポリエステルエラストマ
ー（例えばハイトレル（デュポン社製）等）、ポリアミ
ドエラストマー、ポリウレタンエラストマー等。 （４）その他；ポリオキシメチレン、ポリビニルブチラ
ール等。 上記に例示した高分子材料以外でも発泡形態にて良好な
風合いを与える高分子材料は特に限定することなく使用
可能であり、特に比較的柔軟性を有する材料、例えば熱
可塑性エラストマーの使用も好適である。

【００１１】発泡樹脂部に使用する材料と非発泡繊維部
を形成する材料は互いに接着性のよいものを組み合わせ
て使用する。従って、同じ材料や溶解度パラメーターの
近い材料の選択が好ましい。

【００１２】本発明の発泡繊維を製作する紡糸法として
は、合成繊維の紡糸に使用される溶融紡糸、湿式紡糸、
乾式紡糸、エマルジョン紡糸等の周知の方法は全て使用
でき、繊維材料の種類、組み合わせ、発泡剤の種類や特
性を考慮して適宜選択される。

【００１３】発泡繊維の発泡に使用される発泡剤であっ
て請求項２に記載の方法に使用される発泡剤としては、
加熱により分解して炭酸ガス、窒素等の気体を発生する
ものが使用可能であり、重炭酸ナトリウム等の無機系の
発泡剤、Ｎ，Ｎ−ジニトロソペンタメチレンテトラミン
等のニトロソ化合物、アゾジカルボンアミド、アゾビス
イソブチロニトリル等のアゾ系化合物、ベンゼンスルホ
ニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド等のス
ルホニルヒドラジド系化合物、ｐ−トルエンスルホニル
セミカルバジド等の発泡剤が例示でき、これらの混合
物、発泡剤と、これに適した発泡助剤を組み合わせた組
成物の使用も好ましい。

【００１４】上述の加熱により分解して気体を発生する
発泡剤を使用して発泡繊維を製造する工程としては、発
泡剤を樹脂材料に分散する工程、発泡剤含有樹脂材料と
非発泡繊維材料を複合紡糸用のダイス（口金）より押し
出して紡糸する工程、発泡剤を発泡させる工程を少なく
とも含む。紡糸工程と発泡工程は別々に行ってもよく、
連続して行ってもよく、さらには紡糸と同時に発泡させ
る工程としてもよい。紡糸工程のうち、押し出し工程に
続く延伸工程は、発泡工程の前後のいずれにおいてもよ
い。特に、溶融紡糸において、溶融・押し出し時に発泡
剤を含む樹脂材料を、好ましくは密閉系において発泡剤
の反応温度にまで加熱し、ダイスより押し出すと押し出
しと同時に発泡層を形成させることができる。

【００１５】また、請求項３記載の製造方法において使
用する発泡剤としては、水溶性の材料の使用が好まし
く、食塩、硫酸ナトリウム等の無機塩類、ぶどう糖、蔗
糖等の有機物を極めて細かな微粒子として使用すること
ができる。これらの低分子量化合物のほかに、水溶性の
高分子材料も使用可能であり、スターチ等が使用可能で
ある。

【００１６】請求項３に記載の方法によって発泡繊維を
製造する工程は前述の加熱により発泡する発泡剤を使用
する場合と基本的に同じであるが、発泡工程は、特に加
熱をする必要はなく、発泡剤を溶解するが繊維材料の特
性に影響しない溶剤中に浸漬する工程が含まれる。例え
ば、食塩の微粒子を使用した場合、水に浸漬すると食塩
が水中に溶け出し、食塩粒子の存在していた箇所は空隙
となり、繊維に発泡層を付与する。

【００１７】なお、非発泡繊維部となる繊維を予め作成
し、この繊維の外側に請求項２において記載した発泡剤
となる粒子または請求項３において記載した溶剤可溶性
の粒子を含む発泡樹脂部を形成する樹脂の溶液をディッ
ピング等により付着、コーティングさせ、乾燥した後発
泡剤粒子を発泡ないし溶解して発泡樹脂部を形成するこ
とも可能である。

【００１８】独立気泡となった気泡セルの表面の破壊す
る方法としては、機械的方法、化学的方法があり、機械
的方法としては、繊維の表面を摩擦、研磨する方法や２
本のローラーの間を通過させて圧縮することにより気泡
を破壊することが可能である。また化学的方法として
は、発泡繊維材料部を形成する高分子材料を分解する試
薬と接触させる方法が使用でき、例えば、ポリアミドや
ポリエステルを発泡繊維材料部の材料とした場合は水酸
化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリの水溶液
に浸漬すると気泡を構成するセルの表面部の薄膜が容易
に分解される。

【００１９】発泡樹脂部に付与しようとする特性によっ
て発泡倍率は異なったものが要求され、また発泡剤の添
加量は発泡倍率、発泡方法などによって適宜選択され
る。

【００２０】本発明にかかる繊維の断面中に占める非発
泡部の面積比率は、繊維の強度を維持するに十分な太さ
が確保できれば特に限定されるものではなく、また発泡
部の面積比率も、目的とする保温性、軽量性、べたつき
感の解消等の特性が付与されれば特に限定されるもので
はない。なお、発泡部の面積比率並びに構造は、繊維の
感触等の特性に大きく影響し、発泡部の面積比率の大き
いものと小さいものは異種の繊維のような特性となり、
同じ発泡部の面積比率の繊維であっても発泡の破壊程度
の大小、即ちその構造がクレーター状のものとハニカム
状のものでは、また異なった特性を発現する。

【００２１】以下に、繊維の断面形状を例示して説明す
る。図１は複合紡糸により得られる、芯鞘型の繊維であ
り、非発泡繊維により形成される芯（コア）層の外側の
鞘部分に発泡剤が含まれている。この発泡剤を発泡させ
ると図２のように鞘（シェル）部分の繊維材料が発泡す
る。この図においては、発泡樹脂部１は独立気泡５を有
しており、保温性、軽量性は付与されているが、肌に接
触したときのべたつき感の改善には不十分である。この
独立気泡を有する繊維のセル表面を破壊すると、前記べ
たつき感が解消される。セル表面の破壊方法は、前述の
ようにローラー圧縮や摩擦等の機械的方法、化学薬品に
より溶解する化学的方法、等が使用可能である。このよ
うな手段により図２の繊維のセル表面を破壊した状況を
モデル的に図３に示した。

【００２２】図３に示す芯鞘型の発泡繊維において鞘部
分は非発泡繊維材料を使用したものであってもよく、上
述のように先に繊維材料により芯部分を作成し、２次的
に鞘部分を形成したものであってもかまわない。

【００２３】発泡倍率（空隙率）や気泡の大きさ等は、
使用する発泡剤の種類、配合量、粒子系、発泡温度等に
よって決定され、繊維の用途、特性などを考慮して選
択、設定される。

【００２４】図４には、前述の芯鞘構造の繊維であっ
て、芯を形成する材料として発泡繊維材料を使用した例
を示した。この形状の繊維は加熱による発泡方式によっ
て製造され、軽量で保温性のよい繊維を与える。中空糸
によっても同様の効果が得られるが、中空糸の場合は、
ある程度以上の太さになり、中空部が大きくなると繊維
が変形するという課題があるが、本発明のように、コア
部が発泡体の場合にはこのような変形は生じにくい。

【００２５】図５、並びに図６には複合紡糸の海島構造
であって、非発泡繊維部を島とし、発泡繊維部を海とし
た構造の繊維を例示した。この構造の繊維は、非発泡繊
維を発泡繊維がバインダーとなって束ねた構造を有す
る。図６の繊維に撚りを掛けた状態を図７に示した。こ
れらの繊維においては、層間剥離防止のために同種の材
料を使用することが好ましい。

【００２６】図８に示した発泡繊維は、発泡樹脂にて形
成される鞘部分が芯部分の周囲に断片的に形成された例
である。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （実施例１）ナイロン−６の１００重量部に対し、発泡
剤としてｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド（分解
温度２３０℃）を４．０重量部添加し、発泡繊維形成部
材料とする。一方、発泡剤を添加しないナイロン−６を
非発泡繊維形成部材料として使用する。断面円形であっ
て、同心円の２重構造のダイスを装着し、樹脂溶融槽が
密閉可能に形成された押出機のダイスの外側に樹脂を供
給する槽に前述の発泡繊維部形成材料を入れ、同心円中
心側に非発泡繊維形成部材料であるナイロン−６を供給
し、２重構造の繊維を複合紡糸する。この際、樹脂溶融
層は、ナイロン−６の融点以上であるが発泡剤の分解温
度以下である２２０℃に維持し、ダイスを発泡剤の分解
温度である２４０℃に維持する。この条件で、紡糸を行
うとダイスより押し出されると同時に外側の繊維材料が
発泡し、発泡繊維部が形成された繊維が得られる。これ
を延伸することにより発泡層を表面に有し、かつ十分な
繊維強度を有する繊維が得られる。この繊維を１０％の
カセイソーダ水溶液中を通過させ、その後水洗すること
により発泡によって形成されたセルの表面が溶解され、
表面多孔質の発泡繊維が得られる。

【００２８】（実施例２）ポリアクリロニトリル樹脂
（ＰＡＮ）を１００重量部含有するＤＭＦ溶液に対して
平均粒子径が２μｍの食塩を８０重量部を添加、分散し
発泡繊維形成材料とする。一方、食塩を含まないＰＡＮ
のＤＭＦ溶液を準備する。これを実施例１で使用したも
のと同様の、同心円のダイスを備えた押出機にを使用し
て食塩微粒子を含む成分が外層を構成するように紡糸、
延伸した。その後得られた繊維を水洗したところ表面に
発泡部を有する繊維が得られた。

【００２９】（実施例３）ポリアクリロニトリル樹脂
（ＰＡＮ）のＤＭＦ溶液並びに熱可塑性ポリウレタン樹
脂パラプレン２２Ｓ（日本ミラクトラン社製）のＤＭＦ
溶液に平均粒子径が２μｍの硫酸ナトリウム微粉末を添
加した溶液（ポリウレタン樹脂／硫酸ナトリウム＝１０
０／７０（重量比））を準備し、実施例２と同様に同心
円のダイスを備えた押出機にを使用して食塩微粒子を含
む成分が外層を構成するように紡糸、延伸した。その後
得られた繊維を水洗したところ表面に発泡部を有する繊
維が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】断面が同心円状の繊維であって、外層に発泡剤
を含む繊維の断面形状を示した図

【図２】図１の繊維を発泡させた繊維の断面形状を示し
たモデル図

【図３】図２の発泡繊維の表面を処理し、セル表面を除
去した繊維の断面形状を示した図

【図４】断面同心円構造の繊維であって、コア層が発泡
樹脂部である繊維の断面形状を示した図

【図５】複合紡糸の技術を利用して得られ、非発泡繊維
部を島とした発泡繊維の断面形状を示した図

【図６】複合紡糸の技術を利用して得られ、非発泡繊維
部を島とした発泡繊維の断面形状を示した図

【図７】図６の繊維に撚りをかけた状況を示した図

【図８】繊維断面のコア部に繊維材料を使用した非発泡
繊維部を、シェル部に非晶性の高分子を使用した発泡樹
脂部をそれぞれ形成した発泡繊維の例を示した図

【符号の説明】

１ 発泡樹脂部 ３ 非発泡繊維部 ５ 独立気泡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｄ０６Ｍ 11/38 Ｄ０６Ｍ 3/24

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維断面が発泡樹脂部と非発泡繊維部よ
   り構成されている発泡繊維。
2. 【請求項２】 繊維断面が発泡樹脂部と非発泡繊維部よ
   り構成されている発泡繊維の製造方法であって、発泡剤
   を含む繊維材料と発泡剤を含まない繊維材料を複合紡糸
   し、紡糸された繊維の発泡剤を発泡させることにより前
   記発泡樹脂部を形成することを特徴とする発泡繊維の製
   造方法。
3. 【請求項３】 繊維断面が発泡樹脂部と非発泡繊維部よ
   り構成されている発泡繊維の製造方法であって、可溶性
   の粒子材料を含む繊維材料と粒子材料を含まない繊維材
   料を複合紡糸し、紡糸された繊維を、粒子材料を溶解す
   るが繊維材料は溶解しない溶剤に浸漬することによって
   粒子材料を溶出し、前記発泡樹脂部を形成することを特
   徴とする発泡繊維の製造方法。