JPH11247028A - 耐光性を有する極細繊維およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐光性に優れた極細繊維を提供する。 【解決手段】 紫外線吸収剤を含有する単糸繊度１デニ
ール以下の極細繊維であって、紫外線吸収剤を含有し、
かつ、主として繊維を構成するポリマーの融点より１５
℃以上融点の低いポリマーを１．５重量％以上含むこと
を特徴とする耐光性を有する極細繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】近年、繊維製品に対する感
性、機能両面からの要求はますます高度になっている。
感性面の要求としては柔軟性の向上、表面タッチの平滑
感向上、表面品位の向上といったものがあるが、これら
に対する有効な手段の１つは単糸繊度を細くすることで
あり、特に単糸繊度１デニール以下の極細繊維を用いた
繊維製品は広く用いられている。

【０００２】一方、機能面の大きな要求の１つとして耐
光性の向上がある。すなわち、衣料用途、資材用途を問
わず、光による変褪色や強度低下をより小さくしたいと
いう要求である。これは永年の課題であり、単糸繊度１
デニール以上の通常レベルの糸に対してはかなり満足の
いくレベルに近づきつつある。

【０００３】

【従来の技術】しかしながら、繊維の耐光性は繊維の単
糸繊度と密接な関係にあり、単糸繊度が１デニール以
下、特に０．５デニール以下になると急激に耐光性が低
下する。また、そのような極細繊維においては、通常レ
ベルの太さの繊維において有効な耐光性向上手段がほと
んど効果がなく、現在まで耐光性に優れた極細繊維を得
るには至っていない。かかる状況から、感性、機能両面
からの要求を満足する、耐光性に優れた極細繊維が強く
望まれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれまで解決
不可能であった極細繊維の耐光性を大幅に向上せしめる
ものである。

【０００５】極細繊維に紫外線吸収剤を含有せしめてそ
の耐光性を改善するという試みは従来からなされていた
が、効果はほとんどなかった。この理由は以下の通りで
ある。紫外線吸収剤は表面からある程度内側にあるポリ
マーや染料は保護するが、表面近傍に存在する染料の保
護には効果は低い。繊維が細ければ細いほど、全体に占
める表面近傍の割合が多くなり、結果として紫外線吸収
剤の効果は低下するのである。紫外線吸収剤の効果を向
上せしめるには、紫外線吸収含有濃度を単純にアップす
ればよいのではないかと思われるが、そのような繊維は
紡糸時の安定性が低かったり、強度が不十分であった
り、後工程での工程通過性が悪かったりするため、紫外
線吸収剤含有濃度には限界があり、十分な耐光性を得る
には至っていない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる状況を鑑み、発明
者らは鋭意した検討の結果、特定の融点を有するポリマ
ーの組み合わせの芯鞘繊維を用いることにより、紡糸時
の安定性、繊維の物性を損なうことなく、耐光性を大幅
に向上できることを見出し、本発明に到った。即ち、光
による繊維および染料の劣化反応が繊維の表面で優先的
に進行すること、光を繊維の表面で遮蔽できれば内部に
は紫外線吸収剤は必ずしも必要ではないばかりでなく、
繊維の耐光性に悪影響を及ぼすことに着目し、特定の融
点を有するポリマーを組み合わせて芯鞘複合繊維を形成
することにより、紫外線吸収剤を極細繊維表面に、染料
を極細繊維内部に選択的に存在せしめれば紡糸時の安定
性、繊維の物性・工程通過性を損なうことなく、耐光性
を向上しうることを見出したのである。

【０００７】つまり、本発明の目的は、基本的に下記構
成により達成される。すなわち、「紫外線吸収剤を含有
する単糸繊度１デニール以下の極細繊維であって、主と
して繊維を構成するポリマーの融点より１５℃以上融点
の低いポリマーを１．５重量％以上含むことを特徴とす
る耐光性を有する極細繊維。」である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明において、主として繊維を
構成するポリマーとは、繊維を構成するポリマーのなか
で全体に占める重量割合が最も大きいポリマーをいう。

【０００９】本発明において、主として繊維を構成する
ポリマーの融点より低い融点のポリマーが含有されるこ
とが必要であり、しかもそれは、１５℃以上であること
が必須である。１５℃以上であると、紫外線吸収剤の均
一分散性に優れると同時に染色後洗浄すると容易に染料
を除去できるからである。このようなポリマーの組み合
わせであれば特に制限はなく、ポリプロピレン、ポリエ
チレンなどのポリオレフィン、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などのポリエステ
ル、ナイロン６、ナイロン6,6などのポリアミドおよび
これらの共重合体、ポリ塩化ビニル、アクリル系、およ
びアクリル系共重合体、などを適宜組み合わせることが
できるが、特に高融点成分としてポリエチレンテレフタ
レート、低融点成分として共重合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、ポリプロピレン
テレフタレートが好ましい。ここでいう共重合ポリエチ
レンテレフタレートとは、テレフタル酸、エチレングリ
コール、および共重合成分からなるポリマーのことであ
り、ジカルボン酸としてはイソフタル酸やソジウムスル
ホイソフタル酸、ジオール成分としてはエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ポ
リエチレングリコール等を例示することができる。

【００１０】さらに、主として繊維を構成するポリマー
の融点より低い融点のポリマーは、融点が２０℃以上低
いことが好ましい。なお、紡糸安定性や紫外線吸収剤の
分散性を考慮すると、主として繊維を構成するポリマー
の融点より低い融点のポリマーは、融点が８０℃以上低
くないことが好ましい。なお、繊維の強力等を考慮する
と、低い融点のポリマー自体の融点は、２００℃以上で
あることが好ましい。また、紫外線吸収剤の分散性を考
慮すると、低い融点のポリマー自体の融点は、２８０℃
以下であることが好ましく、２５０℃以下がより好まし
い。

【００１１】また、繊維に含まれる融点の低いポリマー
の含有量は１．５重量％以上であることが必要である。
なぜなら、１．５重量％未満では紫外線吸収剤の分散性
等の効果が十分奏しないからである。さらに、融点の低
いポリマーの含有量は３重量％以上であることが好まし
い。しかし、多すぎると繊維の強力や発色性が低下する
ので、５０重量％未満であることが好ましい。

【００１２】繊維の形態としては通常の丸断面の他に、
中空断面、三角型やＹ型の異型断面を採用することがで
きる。

【００１３】本発明の紫外線吸収剤は特に制限はなく、
低分子化合物、高分子化合物、無機化合物等を適宜用い
ることができる。例えば、低分子化合物としてはベンゾ
フェノン系、ベンゾトリアジン系、ベンゾトリアゾール
系、サリチル酸系化合物、高分子化合物としては前述の
低分子化合物をポリエステル、ポリアミド、ポリオレフ
ィン等の高分子に共重合したもの、無機化合物としては
酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛、カーボンブラッ
ク等を例示することができる。また、必要に応じて安定
剤、酸化防止剤を配合することもできる。

【００１４】また、本発明は好ましくは、紫外線吸収剤
を含有する単糸繊度１デニール以下の極細繊維であっ
て、極細繊維が芯鞘複合繊維であり、鞘部に紫外線吸収
剤を含有し、かつ、鞘部において主として芯を構成する
ポリマーの融点より１５℃以上融点の低いポリマーを５
重量％以上含むことを特徴とする耐光性を有する極細繊
維である。より好ましくは１０重量％以上である。鞘部
は、該融点の低いポリマーの含有割合について、特に上
限が無く、紫外線吸収剤を除いて、実質上１００％であ
っても良い。

【００１５】芯部にも１５℃以上融点の低いポリマーは
含まれていても良いが、繊維の強力や発色性が低下する
ので、芯部には実質上含まれない（１重量％以下）方が
好ましい。また、鞘部に主として芯を構成するポリマー
と同種のポリマーや、異なるポリマーだが融点が同程度
のポリマーが含有されていても良い。

【００１６】また、本発明は好ましくは鞘部における紫
外線吸収剤含有濃度が３〜３０重量％であり、かつ、繊
維全体の平均紫外線吸収剤含有濃度の１．５倍以上であ
ることを特徴とする。

【００１７】鞘成分の紫外線吸収剤含有濃度が３重量％
に満たない場合は、耐光性向上の効果は小さく、３０重
量％を越える場合は紫外線吸収剤のブリードアウト、繊
維物性の低下、等の問題が発生する。従来、繊維に紫外
線吸収剤を含有せしめる場合の濃度はたかだか１重量％
程度までであり、本発明の紫外線吸収剤含有濃度が３〜
３０重量％というのはこれまで考えられなかった高濃度
の領域である。

【００１８】また、鞘成分の紫外線吸収剤含有濃度が繊
維全体の紫外線含有濃度の１．５倍に満たない場合は紫
外線吸収剤の表面部分への局在化が不十分であり、耐光
性と物性を両立せしめることができない。

【００１９】より好ましくは、鞘部における紫外線吸収
剤含有濃度が５〜１０重量％である。また、鞘部におけ
る紫外線吸収剤含有濃度は繊維全体の平均紫外線吸収剤
含有濃度の１．２倍以上であることがより好ましい。

【００２０】該鞘部と芯部の比率は特に制限はないが、
鞘部の厚さは極細繊維の紫外線吸収剤含有濃度、繊維の
使用目的・用途に応じて適宜調節する必要がある。すな
わち、鞘部の紫外線含有濃度が高い場合や、目標とする
耐光性のレベルがそれほど高くない場合は鞘部を薄くで
きるし、鞘部の紫外線吸収剤含有濃度が低い場合や目標
とする耐光性のレベルが比較的高い場合は鞘部を厚くす
る必要がある。おおよそ、芯／鞘の比は３０／７０〜７
０／３０が好ましい。

【００２１】また、本発明は好ましくは芯部における紫
外線吸収剤含有濃度が１重量％以下であることを特徴と
する。

【００２２】紫外線吸収剤濃度を１重量％以下とするこ
とにより、極めて高い耐光性が得られるのである。芯部
の紫外線吸収剤含有濃度が低いと耐光性が向上する理由
はよくわからないが、繊維の中心部で紫外線吸収剤が触
媒的作用で繊維や染料の劣化を促進するのではないかと
考えている。より好ましくは、芯部における紫外線吸収
剤含有濃度が０．５重量％以下である。

【００２３】なお、本発明の耐光性を有する極細繊維
は、ＪＩＳ Ｌ ０８４２法に基づく耐光堅牢度を測定
した３級以上であることが好ましい。３級以下では耐光
性の改善の効果が低いからである。

【００２４】また本発明は単糸繊度１デニール以下の極
細芯鞘複合繊維を製造するにあたり、芯成分を構成する
ポリマーよりも１５℃以上融点の低いポリマーに紫外線
吸収剤を練り混み、さらに主として繊維を構成するポリ
マーを混合して、紫外線吸収剤を３〜３０重量％含有せ
しめて鞘成分を構成するポリマーとし、海成分と複数の
芯鞘型島成分からなる多成分複合繊維を形成した後、海
成分は溶解するが、鞘成分、芯成分、紫外線吸収剤を実
質的に溶解しない条件で海成分を抽出して極細芯鞘複合
繊維を製造することを特徴とする耐光性を有する極細繊
維の製造方法に関する。

【００２５】この方法により、芯部と鞘部の紫外線吸収
剤含有濃度を精度よく制御することができ、所望の濃度
の紫外線吸収剤を繊維の表面に容易に存在せしめること
ができるので好ましい。

【００２６】紫外線吸収剤を含有するポリマーを製造す
る方法としては特に制限はないが例えばポリマー重合時
に紫外線吸収剤を添加する方法、紫外線吸収剤として作
用するモノマーを共重合する方法、一旦ポリマーを形成
した後に紫外線吸収剤を練り込む方法等を例示すること
ができる。

【００２７】また、本発明の極細繊維に後加工処理して
さらに紫外線吸収剤を含有せしめることも可能である。

【００２８】また、この場合の海成分、鞘成分、芯成分
に特に制限はなく、海成分としてはポリエチレン、ポリ
スチレン、共重合ポリスチレン、ポリエステル、共重合
ポリエステル等を用いることができるし、芯成分、鞘成
分としてはナイロン６、ナイロン6,6等のポリアミド、
ポリエチレンテレフタレート、共重合成分を含むポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、
ポリアクリロニトリル等を単独あるいは混合して用いる
ことができる。

【００２９】海成分を溶解する条件は海成分のポリマー
に合わせて適宜選択する必要があるが、トリクロロエチ
レン、トルエン、キシレンなどの有機溶剤や水酸化ナト
リウム、エチルアミン等を含むアルカリ性水溶液、酢
酸、蟻酸等を含む酸性水溶液、硫酸ドデシルナトリウム
等を含む界面活性剤水溶液等を例示することができる。
また、必要に応じて加熱状態で処理することもできる。

【００３０】また、本発明は好ましくは海成分が水系溶
媒に可溶ポリマーを主体として構成されており、実質的
に紫外線吸収剤は溶解しないが、海成分は溶解する水系
溶媒で海成分を抽出することを特徴とする。

【００３１】本発明の水系溶媒とは水を主体とした溶媒
を指し、例えば水、水酸化ナトリウム水溶液やエチルア
ミン水溶液などのアルカリ性水溶液、酢酸水溶液や硫酸
水溶液などの酸性水溶液、アルコール水溶液やＤＭＦ水
溶液などの有機物水溶液、塩化ナトリウム水溶液等の無
機物水溶液、硫酸ドデシルナトリウム水溶液等の界面活
性剤水溶液等を例示する事ができる。また、これらの水
系溶媒を混合したり、加熱したりすることもできる。

【００３２】また、本発明の水系溶媒に可溶なポリマー
とは、例えばアルカリ性水溶液に可溶なポリエステルお
よび共重合ポリエステルや、ウレタン化ポリアルキレン
オキサイドやエステル化ポリアルキレンオキサイド等を
例示することができる。

【００３３】また、海成分を除去する工程より以前の工
程で、繊維に延伸処理および／または熱処理を施すこと
により、海成分除去時に紫外線吸収剤が脱落することを
大幅に低減せしめることができる。

【００３４】延伸処理の方法は特に制限はなく、通常の
ロールによる延伸方法を採用することができる。延伸倍
率としては、紫外線吸収剤の脱落を防ぐには高いほうが
好ましいが、高すぎると糸切れ等の問題が発生するた
め、使用するポリマー、紫外線吸収剤、延伸条件、海成
分除去条件等によって適宜選択する必要があるが、一般
的には２〜４倍の間の条件が好ましい。

【００３５】また、延伸時に糸を加熱することも可能で
あり、その方法としては熱ロール、熱ピン、熱板、熱液
浴、スチーム等を用いることができる。

【００３６】結晶化の方法としては特に制限はなく、熱
風、熱水、スチーム等による熱結晶化を例示することが
できる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を具体的に実施例を用いて説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００３８】（実施例１）２成分芯鞘複合糸用口金を用
いて芯鞘複合繊維を作成した。複合条件は以下の通りで
ある。

【００３９】芯成分 ： ポリエチレンテレフタレート
（融点２６５℃） 鞘成分 ：ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を４重量
％分散せしめたポリブチレンテレフタレート（融点２２
３℃） 芯鞘比率：芯５０％、鞘５０％ 該極細芯鞘複合繊維を８０℃の液浴にて３．５倍に延伸
し、０．３デニールの極細芯鞘複合繊維を得た。該極細
繊維に捲縮を付与した後、カットし原綿を得た。該原綿
をクロスラッパーを用いてウェブとし、さらにニードル
パンチを施し、不織布を得た。該不織布を１０重量％ポ
リビニルアルコール液に含浸した後、搾液、乾燥した。
その後、別途作成しておいた、ポリエチレンアジペート
とポリブチレンアジペートとの混合ジオールｐ，ｐ’−
ジフェニルメタンジイソシアネートのプレポリマーをエ
チレングリコールで鎖伸長して得られたポリウレタンＤ
ＭＦ−トルエン混合溶媒にて希釈した１０重量％溶液に
含浸し、ポリウレタン付き量を不織布重量に対して３５
重量％とした後に、ポリウレタンを湿式にて凝固すると
同時にポリビニルアルコールを除去し、直ちにプレス、
乾燥したのち、該シートに起毛処理した後、分散染料に
て染色を施し皮革様シート状物を得た。

【００４０】ＪＩＳ Ｌ ０８４２法に基づきこのシー
ト状物の耐光堅牢度を測定したところ４級であった。ま
た、該シート状物破断強度を測定したところ、７ｋｇ／
ｃｍと実用上十分な強力を有していた。

【００４１】（比較例１）実施例１の鞘成分のポリブチ
レンテレフタレートの替わりにポリエチレンテレフタレ
ート（融点２６５℃）を使用した以外は同一の工程で皮
革様シート状物を得た。該シート状物について実施例１
と同様の方法で耐光堅牢性を測定したところ、３級であ
った。また、破断強力は４ｋｇ／ｃｍと実用上不十分な
レベルであった。

【００４２】（実施例２）島成分が芯鞘型構造を有する
海島型複合口金を用いてポリマーとして 海成分：ジオールとしてエチレングリコール、ジカルボ
ン酸としてテレフタル酸と５−ソディウムスルホイソフ
タル酸の混合物（混合モル比９５：５）から重合した共
重合ポリエステル 鞘成分：ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を５重量％
分散せしめたポリプロピレンテレフタレート（融点２２
０℃） 芯成分：ポリエチレンテレフタレート（融点２６５℃） 用いて海成分：鞘成分：芯成分の比率を２０：２０：６
０となるように紡糸して島数が１４本の芯鞘型海島複合
繊維を得た。該海島複合繊維を３倍に延伸して３．５デ
ニールのフィラメントが４０本集まってなるマルチフィ
ラメント糸を得た。該繊維を縦糸、横糸に用いて平織り
物とし、それを１重量％水酸化ナトリウム水溶液中にて
９５℃３０分間処理し、単糸繊度０．２デニールの芯鞘
極細繊維からなる極細繊維織物を得た。該極細繊維織物
を該織物を分散染料を用いて常法にて液流染色機で染色
・洗浄した。該織物について実施例１と同様の方法で耐
光堅牢性を測定したところ、３級であった。また、破断
強力は６ｋｇ／ｃｍと実用上十分なレベルであった。

【００４３】（比較例２）実施例２の鞘成分のポリプロ
ピレンテレフタレートの替わりにポリエチレンテレフタ
レート（融点２６５℃）を使用した以外は同一の工程で
皮革様シート状物を得た。該織物について実施例１と同
様の方法で耐光堅牢性を測定したところ、３級であっ
た。また、破断強力は４ｋｇ／ｃｍと実用上不十分なレ
ベルであった。

【００４４】

【効果】本発明の極細繊維およびその製造方法を用いる
ことにより、耐光性に優れた極細繊維を安定的に得るこ
とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｄ０１Ｆ 6/92 ３０１ Ｄ０１Ｆ 6/92 ３０６Ａ ３０６ ３０８Ａ ３０８ Ｄ０６Ｎ 3/00 ＤＡＡ Ｄ０６Ｎ 3/00 ＤＡＡ Ｄ０６Ｍ 5/02 Ｃ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線吸収剤を含有する単糸繊度１デニ
   ール以下の極細繊維であって、主として該繊維を構成す
   るポリマーの融点より１５℃以上融点の低いポリマーを
   １．５重量％以上含むことを特徴とする耐光性を有する
   極細繊維。
2. 【請求項２】 単糸繊度１デニール以下の極細繊維であ
   る芯鞘複合繊維であり、少なくとも鞘部に紫外線吸収剤
   を含有し、かつ、鞘部において主として芯を構成するポ
   リマーの融点より１５℃以上融点の低いポリマーを５重
   量％以上含むことを特徴とする耐光性を有する極細繊
   維。
3. 【請求項３】 主として芯を構成するポリマーがポリエ
   チレンテレフタレートであることを特徴とする請求項２
   の耐光性を有する極細繊維。
4. 【請求項４】 鞘部に共重合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、ポリプロピレンテレ
   フタレートからなる群から選ばれたポリマーを含むこと
   を特徴とする請求項２または３に記載の耐光性を有する
   極細繊維。
5. 【請求項５】 鞘部における紫外線吸収剤含有濃度が３
   〜３０重量％であり、かつ、繊維全体の平均紫外線吸収
   剤含有濃度の１．５倍以上であることを特徴とする請求
   項２〜４のいずれかに記載の耐光性を有する極細繊維。
6. 【請求項６】 芯部における紫外線吸収剤含有濃度が１
   重量％以下であることを特徴とする請求項２〜６のいず
   れかに記載の耐光性を有する極細繊維。
7. 【請求項７】 単糸繊度１デニール以下の極細芯鞘複合
   繊維を製造するにあたり、芯成分を構成するポリマーよ
   りも１５℃以上融点の低いポリマーに紫外線吸収剤を練
   り混み、さらに主として繊維を構成するポリマーを混合
   して、紫外線吸収剤を３〜３０重量％含有せしめて鞘成
   分を構成するポリマーとし、海成分と複数の芯鞘型島成
   分からなる多成分複合繊維を形成した後、海成分は溶解
   するが、鞘成分、芯成分、紫外線吸収剤を実質的に溶解
   しない条件で海成分を抽出して極細芯鞘複合繊維を製造
   することを特徴とする耐光性を有する極細繊維の製造方
   法。
8. 【請求項８】 海成分に水系溶媒に可溶なポリマーを用
   い、実質的に紫外線吸収剤は溶解しないが、海成分は溶
   解する水系溶媒で海成分を抽出することを特徴とする請
   求項７に記載の耐光性を有する極細繊維の製造方法。