JPS61102409A - 扁平繊維 - 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ｊ 本発明は扁平繊維に関し、更に詳しくは、繊維内部にス
ポンジ状空孔部を有する発泡繊維であって、且つ繊維横
断面の長軸／短軸が特定の長さ比と特定の発泡倍率とを
有する扁平繊維に関するものであり、従来の発泡繊維の
特徴を備え、且つ新たに風合及び色彩効果の改良された
新規且つ有用な繊維を提供するものヤある。即ち、その
主たる目的は製品の軽量化、嵩高性、保温性、断熱性の
利用、及び軽量化に基づく経済性の向上を図ることにあ
り、他の目的は獣毛に似た外観と風合、及び特殊な色彩
効果を有する繊維を得ることにある。

従って、その用途は各種＆ｌ織物は勿論のことシート、
寝装具、インチリヤ製品、不織布、立毛製品等応用範囲
は工人に亙るものである。

「従来の技術」　「発明が解決しようとする問題点」近
年、新たな繊維組成の設計や後付加による繊維特性の付
与等、所ｇＷ本質的な繊維改良や機能性向上の他に、繊
維の立体的構造に工夫を凝らし付加価値を高める種々の
方策が取られる様になった。

例えば、合成皮革に見られる海島型断面繊維の分割、掻
細化を始め、断面形状の異形化、繊維表面の微細構造に
亙る改質等である０発泡繊維は後者の範喝に属する。

先ず発泡繊維に関しては、繊維中に独立或いは相互に連
通した気Ｉ′ｌｉ！「、又はこれらの混在した構造を持
たせ軽量化、嵩高性、ソフト感、弾力性等の向上を目的
として、多数の試みがなされて来た。

かかる代表例として、特公昭４３−４５３６、特公昭４
６−８５０、特開昭５１１１−３６２０８があるが、い
ずれも合成イ草や産業資材分野、或いはインチリヤ製品
への部分使用用途のものであり、衣料を始めとする所謂
一般的繊維を対象としたものではない、又、その構造上
紡績、編、織等一般的繊維としての加工に耐えうる機械
的物性、特に強度、伸度の点で不足しており、更に決定
的なことは着色（原液着色、染色、捺染）時に光沢、透
ＦＩＡ！ｆ！、が低下し著しく品位を損なうことになる
。一方、特公昭４２−２１３００、特公昭５１−２１０
、特公昭５８−３８５２７等は、正にこの分野を意図し
たものと思われるが、その実感は繊維断面当たり、たか
だか数個の空孔を存するのみであって、発泡繊維として
未だ不十分といわざるをえず、又その性能も本発明の目
的とするものとは大きく異なる。

次に扁平繊維に関しては、断面形状をスリット状とする
こと自体は、見かけの太さに比してタッチが非常に柔か
くなることや反射面積の大きさ、方向性等に基づく色彩
効果の面白さから、業界ではよく用いられる一つの手段
である。しかし、第４図に一例として示した天然獣毛の
断面写真からも明らかな如く、自然界の扁平繊維の断面
構造は従来品の様な単純、且つ単一なものではない０部
ち、その断面は多数の空孔部とそれを仕切る壁面とによ
ってスポンジ構造をとっているのである。

本発明者らは、このような構造上の違いが両者を隔絶せ
しめている大きな原因であり、扁平繊維の価値をより一
層高める上で非常に重要な要件であるとの知見を得、本
発明に到達するに至った。

［問題点を解決するための手段」 本発明はかかる実情に鑑み、完成されたもので、偏平繊
維の内部構造を発泡構造とし、特定の繊維横断面の長軸
／短軸比と発泡倍率とを備えせしめることにより、従来
の扁平繊維及び発泡繊維が有していた上記欠点を解消し
、更に優れた風合、色彩効果を付与し、加えて獣毛に酷
似した外観、風合を付与することに成功したものである
。

即ち、本発明は繊維内部にスポンジ状空孔部を有する合
成繊維であって、繊維横断面の長軸／短軸比が２．０％
以上で且つ発泡倍率が３％以上であることを特徴とする
扁平繊維を内容とするものである。

本発明のスポンジ状空孔部とは独立或いは相互の連通し
た気泡部、又はこれらの混在した多数の空孔部が、該繊
維組成物である重合体構造物中にランダム分散、或いは
フィルム状の膜でブロックされた形感や製パン時の酵母
発泡状の構造、更には海島状構造等を意味する。但し本
発明の重要な要点である発泡構造に基づく効果を損なわ
ない程度に留めなければならないことは言うまでもなく
、この意味に於いて繊維の発色性や紡績等加工性に悪影
響を及ぼす繊維表面に達する程の発泡、即ち割れ目、ク
レータ等は好ましくない。更にこの場合の基本的断面形
状は単に正長方形のもののみをｔ旨すものではなく、ド
ツグボーン形、楕円形、ダンベル形、菱形、さつま竿状
、だんご状等の形状であってもよい。

尚、本発明の基本的構造は、第４図に一例として示した
天然獣毛の断面構造を一つの評価基準とすることができ
、それは断面写真により算出した長軸／短軸比、及び繊
維比重の測定に基づく発泡倍率で表わしうる。この発泡
倍率はスポンジ構造特定の要素となる。先ず、長軸／短
軸比は２．０未満では本来の太さ惑が得られず、好まし
くは２．０〜１５，０の範囲である０次に発泡倍率は３
％以上が好ましく、３％未満では発泡繊維として十分な
る効果を発揮し得ず、逆に１００％以上では特に機械的
物性面で実用に供し得ない、更に好ましくは５〜９０％
の時、最も本発明の目的が効果的に達成される。又、一
般繊維と同様の各種繊維物性の測定や、着色した際の特
に濃、淡色における太さ感、微妙な光沢や透明感、色調
等の特性を加えることによって、評価はより厳密なもの
となる。

次に、本発明繊維の製法について述べる。但し扁平化す
ること自体は本発明に於いては紡糸口金のスリット形状
に大部分依存するのでここでは言及しない。

先づ、このような構造物を得る基本的手段としては、次
の方法の通用が可能である；　（１）低沸点化合物によ
る加熱発泡、（２）化学発泡剤による分解発生ガスの利
用、（３）不活性ガス又は空気の封入、（４）発泡性樹
脂のブレンド、（５）重合体中に分散した非相溶性液体
若しくは固体の後処理による抽出、（６）重合体と相溶
性はないが混和する樹脂のブレンドによる相分離、（７
）後処理による鞘部分の緻密化、（８）これら二種以上
の組み合わせ等である。

以下、−例として（１）の方法に基づき記述する。

第一に、本発明の繊維を構成する重合体は熱可塑性合成
重合体であればよく、アクリロニトリル、塩化ビニル、
塩化ビニリデンに代表されるビニル系重合体、オレフィ
ン系重合体、その化ポリアミド系、ポリエステル系、ポ
リウレタン糸環各種重合体が通用できる。この内、発泡
部を構成する重合体としてはビニル系重合体、特にアク
リロニトリルを含む重合体については、アクリロニトリ
ル２５重量％以上を含むことが好ましく、より好ましく
はアクリロニトリル３５〜８５重量％、更に好ましくは
アクリロニトリル４０〜６０重量％である。これらは当
然ながら単独或いは共重合物、ポリマーブレンド物とし
て使用できる。更に、一般的に用いられる添加剤類、即
ち、安定剤、有機、無機の顔料や染料、艶消し剤、各種
の触感改良剤、難燃剤、増白剤等の使用も本発明の目的
を阻害しない範囲であれば全く支障はない、尚、発泡効
率を高める上で、アルカリ金属やアルカリ土類金属の炭
酸塩、又はケイ酸塩、金属酸化物、セルロース誘導体等
の群より選ばれた通常一般的に用いられる成核剤を後述
する発泡剤と併用することも有効である。

第二は紡糸方法についてであるが、先ず低沸点化合物を
用いる場合の基本的概念について述べておく０通常、低
沸点化合物により発泡繊維を得る為には熱可塑性重合体
の溶剤溶液、或いは融液が紡糸ノズルに供給される以前
の段階で、常用圧力下で液体の低沸点化合物（以下、発
泡剤という）を添加混合し、紡糸原液とする。紡出後、
繊維糸条中に含有せる該発泡剤を繊維形状の過程に於い
て、その沸点温度以上に加熱気化せしめ、発生したガス
膨張力により当該構造物を得る。その他延伸、熱処理等
は通常の繊維で行なわれるものと何等変わるものではな
い、以下の説明は、この基本的方法の順序に従う。

紡糸方法は、基本的には従来からの熔融、乾式、湿式、
いずれの紡糸方法も可能であるし、又必要であれば特開
昭５４−３０９３４の如き半乾式−湿式紡糸法であって
もよい。

次に発泡剤は、通常の紡糸工程に於ける処理温度内で容
易に蒸発気化するものがよく、沸点温度１２０℃以下、
好ましくは１０−１００℃の範囲のものが紡糸原液の調
整、発泡効率、熱エネルギー消費の点で好ましい、かか
る発泡剤としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタ
ノ、石油エーテル等の低級脂肪族炭化水素、シクロペン
クン、シクロヘキサン等の低級脂環式炭化水素、メタノ
ール、エタノール等のアルコール類、臭化エチル、沃化
メチル、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素、ジエチ
ルエーテル等のエーテルＩｎ、１．１゜２−トリクロロ
−１，２，２−）リフルオロエタン、トリクロロモノフ
ルオロメタン等の塩化弗化炭化水素、其他ケトン類、ア
ルデヒド類、エステル類等が挙げられる。これら発泡剤
は重合体の融液或いは溶剤溶液中に添加され該繊維の紡
糸原液となるが、特に溶剤を用いる場合発泡剤の種類と
共に、この溶剤を後述する様に慎重に選択する必要があ
る０本発明に到達し得たのも正に此の点に有る。即ち、
従来の方法、例えばアクリル系発泡繊維の特許を引用す
れば、使用する溶剤との関係に於いて、発泡剤は重合体
に対し非溶媒であって、且つ該重合体の溶剤溶液、及び
該重合体の凝固液（以下、凝固液という）に不溶性、又
はｈ溶性であることを必要条件としている。かかる例と
して、特公昭５１−２１０、特公昭５８−３８５２７の
実施例にみられる硝酸、チオシアン酸ソーダの如き無機
系溶剤、特公昭４１−６２９７、特公昭４２−２１３０
０にみられるジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）　、ジメ
チルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルアセトアミド
（ＤＭＡ）の如き損性有機溶剤の例がある。しかしこの
方法によれば、発泡剤は何れも溶液中で単に分散されて
いるに過ぎず、かかる状態は紡糸原液の配管移送中に於
ける発泡剤の凝集、特に扁平繊維の場合狭小な紡糸口金
に於ける目詰まり°、繊維の切断、発泡効率の低下、得
られた発泡繊維の強度低下等、重大な影響を及ぼしかね
ない、即ち、本発明に於ける発泡剤とは、重合体に対し
ては非溶媒であって、且つ重合体の溶剤及び溶剤溶液に
可溶、且つ湿式紡糸法に於いては重合体の凝固液、水に
不溶性、又は難溶性でなければならない、ここで重合体
に対して非溶媒でなければならない理由は、該構造物が
発泡剤の気化による発生ガスの膨張力によって形成され
る為に、重合体との間に界面の存在が必要であるからで
あり、又重合体の溶剤及び溶剤溶液に可溶とは、上記分
散状物の及ぼす影響を防止すると共に繊維内部全体に亙
って均一に発泡を行わせる為である。又、湿式紡糸に於
ける凝固液、水に不溶性又はＨ溶性とは発泡剤の系外へ
の溶出を防止し最大限有効に機能させる為である。

上記定義に従って選ばれた溶剤と発泡剤との組み合わせ
、例えばＤＭＦに対する１、１．２−トリクロロ−１，
２，２−１リフルオロエタン、或いはアセトンに対する
１、１．２−）リクロロー１．２．２−トリフルオロエ
タン、ペンタン、ヘキサン等がある。こうして得られた
紡糸原液は紡糸ノズルより凝固相（水系、溶剤系、加熱
気相等）中に押し出され、先ず表面部分から溶剤の繊維
系外への拡散、湿式法の場合凝固液、ここでは生に水の
侵入に伴う重合体に対する溶剤濃度の低下、重合体の遊
離、沈澱といった所謂凝固と呼ばれる一連の繊維形成過
程が始まる。この凝固過程は、繊維の表面部分より溶剤
の系外への拡散と、凝固液の内部侵入の相互拡散を繰り
かえしながら、繊維中心部に向かって徐々に進行し、所
謂未凝固弾性糸を形成する。このとき、最も凝固相に近
い繊維表°面部分には一般的にはスキン層と呼ばれる鞘
状の殻が形成されるが、このスキン層は繊維内部の急激
な凝固を抑止すると共に、発泡剤の系外への溶出、及び
前述の繊維表面に於ける発泡を防止する働きを有してい
る。一方、発泡剤は本来重合体に対し非溶媒である為に
、紡糸原液中にあっては溶剤と溶解状態にあり、従って
凝固過程では溶剤に準じた拡散挙動を取る。但し、凝固
液或いは水に不溶性又はＩｔ熔性である為に繊維系外へ
は溶出しないか、溶出しても微量に留まり、大部分は繊
維内部に亙って溶剤との混合液として安定化している。

この点を従来法と比較すると、従来法ではその性質上、
溶剤と発泡剤は全く違った挙動を示す、特に発泡剤は、
元々紡糸庫液中に分散状態にあったものが、凝固が開始
されるとより−ＮＷｉ合体及び溶剤よりはじき出され、
繊維全体にわたって単独で不規則に孤立するか、又は互
に凝集して明らかな相分離を呈し、この後の加熱処理で
局所発泡を引き起こす原因ともなっている。

続いて、この未凝固弾性糸を水洗工程に於ける熱水、加
熱蒸気等の熱媒体でその内部に含有する発泡剤の沸点温
度以上に加熱、気化せしめ、その膨張力及び加熱による
重合体の可塑化効果とが相俟って、スポンジ状空孔部を
有する発泡構造を発現する。

従来の方法、即ち溶剤に不溶性の発泡剤を用いた場合、
重合体との関係に於いて本発明の如き混合状態を実現す
ることは非常に困難であり従って得られる繊維の構造も
、単に発泡剤のみが繊維中で重合体と分Ｎ凝集し局所的
に発泡した所謂少数の巨大空孔のみを有するものにしか
ならない、これら発泡剤及び溶剤の繊維内部に於ける性
状や分布、加熱時の挙動が最終繊維の発泡構造を決定す
ると言っても決して過言ではなく、熔融、乾式、湿式、
或いは半乾式−湿式法に於いても基本的考・え方は同じ
であり、本発明が他と大きく異なるところでもある。

次に凝固、加熱（発泡）の工程を経た該繊維は所定の処
理、即ち一次延伸、水洗、乾燥、二次延伸、熱処理、ク
リンプ付与等を受は最終繊維となるが、これらは一般的
繊維のそれとほとんど同様に行って何等差し支えない、
加熱（発泡）処理を凝固や一次延伸、水洗等と同時期に
行うことも自由である。又、紡績性、制電、撥水、撥油
、防汚、風合改良等を目的とした各種油剤の付着も本発
明の性能を何等左右するものではなく、必要に応して実
施出来る。更に、染色、捺染、コーティング、ラミネー
ト、型付は等後加工に於いても同様である。

「作用」　「発明の効果」 かくして得られた今泡繊維は、通常の一般繊維と同様の
特徴を有することは勿論のこと、その構造に基づく各種
の優れた性質を有している。即ち、軽量感、嵩高性、保
温性、断熱性及び扁平繊維の特徴である柔かいタッチ、
色彩効果等々である。

更に驚くべきことは、本発明が天然獣毛と同様の光沢、
風合、色彩効果を有することであり、この点につき以下
に詳述する。

天然獣毛の特徴は、本来有している色素或いは染料等で
着色した際に顕著となる。即ち、天然の獣毛をよく観察
すると特に業界で刺し毛、或いはガードへ７と呼ばれる
ものは、繊度的にはほぼ同一のものであっても、淡色と
濃色の違いでその太さ感及び艶感が全く異なって見える
。つまり、ベージュ、グレイ等の淡色では太く且つ艶消
し問に見えたものが、ブラウン、ブラック等１色になる
とその部分だけが橿端に細く見え且つ透明感のある光沢
を呈する。更に、この１、淡色間が一本のヘアの中で連
続して変化している為に、戒に微妙で味わいのある外観
となる０木兄明音らは、この原因が獣毛断面の所謂骨の
髄にあたる部分の光学的特性にあると仮定し、検討を加
えた結果次の結論を得た。即ち、詳細な理由は未だ明ら
かではないが、本発明者らはスポンジ構造に対する入射
光の多重反射、光散乱にあると推察している。つまり、
淡色では入射光の大部分はスポンジ層中に多重反射し、
見掛は無機物等を添加したと同し艶消し効果を呈する０
反対に濃色の場合、着色剤量が多い為に入射光自体これ
に吸収されて、スポンジ層中に於けるこれらの現象が打
ち消され、見た目に影響を殆ど及さない、つまり、濃、
淡色差による感覚変化以上に見る側に膨張、収縮感を与
えていると考えられる。又、風合全般に関しては、この
太さ感や断面が扁平であることによる見た目の太さく長
軸側の面積効果）とタッチの柔らかさく短軸側のたわみ
力の効果）との感覚差、反発性に富むスポンジ構造等に
起因するものと考えている。更にっけ加えるならば、ス
ポンジ部分自体を多重層と見たとき、鱗片顔料を添加し
た時と同様のパール調の光沢が生している可能性が有り
、「微妙な艶感」の−因になっているとも考えられる。

「実施例」　「比較例」 以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、
これらは−例にすぎず本発明がこれら実施例の記載によ
って何等限定されるものではない。

尚、本文及び実施例中に記載の長軸／短軸比、発泡倍率
の測定は下記方法によった； （イ）長軸／短軸比の算出法； 走査電子顕微鏡（日立製作所Ｓ−５１０型）を用いて、
単繊維横断面の垂直上方より一定倍率、一定距離で写真
撮影した。この内、ランダムに試料２５本を選び横断面
の長軸長さ及び短軸長さを測定し、下式により各試料毎
の長軸／短軸比を求め平均値を出した。

長軸／短軸比−長軸長さ／短軸長さ く口）発泡倍率の算出法； 試料（スライバー）０．５ｇ程度を取り空気中で精秤後
、水中置換法に基づく自動比重計（東洋精機製作断裂）
の上下式水槽中に繊維自体の濡れ速度よりも速くならな
い様に浸漬せしめ、検出した水のＷｉ換量により繊維比
重を求めた。尚、このとき水中の試料表面に気泡が付着
しゃすい為、フッ素系界面活性剤を気泡除去剤として微
ｆ２添加した。

次に、得られた見掛は比重から下式により発泡倍率を算
出した。

発泡倍率（％）＝　（Ｂ／Ｓ−１）Ｘ１００＊但しＢ：
非発泡繊維の比重（ブランク）Ｓ：当該発泡繊維の比重 実施例１ アクリロニトリル５０重量％、塩化ビニル４９重量％、
及びスチレンスルホン酸ソーダｌｆ１％共重合してなる
重合体をアセトンで熔解し、重合体重螢光たり１５％の
１．１．２−）リクロロー１．２．２−１−リフルオロ
エタン、及び二酸化チタン０．２％を加え、最終重合体
濃度が２５重量％となる様に調整後、密閉容器中で４０
℃に保ちながら３０分間攪拌し紡糸原液を得た。該原液
を長方形スリットの長軸中０．６０ｍｍ、短軸中０．０
８ｍｍ、スリット数１００ケの紡糸口金を用いて２５℃
の３０％アセトン水溶液中へ吐出し、巻き取り速度４．
５ｍ／分で９秒間？ｋ　？Ｈした。続いて３０℃、２５
％アセトン水溶液中に１．８倍の延伸をかけながら６秒
間浸漬後、７５℃の熱水洗浴に緊張状態で導き約１分間
の滞留で発泡を完了させた。

得られた水洗糸を１２０℃の気流乾燥機内で水分率１％
以下と、した後、引き続き２．７５倍の二次延伸及び１
４５℃、５分間の緊張熱処理を経て、箪繊度２０デニー
ル、長軸／短軸比４．５、発泡倍率１５％の扁平繊維を
得た。このものに通常の仕上げ処理を施してハイパイル
に仕上げたところ、従来の擬似獣毛立毛品には見られな
い、軽くてしかも高級感の有る色あい、艶、風合を有し
ていた。

得られた繊維横断面の走査電子顕微鏡写真を第１図に示
した。

実施例２ 実施例１と同じ重合体？ｇ／＆にｎ−ペンクン１２％、
炭酸カルシウム粉末２％を添加し、同様に操作して重合
体濃度２５％の紡糸原液を得た。該原液を第５図に示し
た形状の楕円形スリットであって、長袖０．５５ｍｍ、
短軸０．１３ｍｍ、孔数１００ホールの紡糸口金を用い
て、２５℃の２１％アセトン水溶液中に吐出した。巻き
取り速度４．５ｍ／分で９秒間浸漬した後、引き続き同
組成、同温度の浴中に１．８倍の延伸をかけながら１８
秒間滞留させ、続いて７５℃の熱水洗浴に緊張状態で導
き、４５秒間の滞留で発泡を完成させた。

以下、実施例１と同法で処理し、箪繊度１５デニール、
長軸／短軸比５．４、発泡倍率１２％の楕円形繊維を得
た。このものを用いてハイパイルを作ったところ、実施
例１と同様の効果が得られた。

第２図に、得られた繊維横断面の走査電子顕微鏡写真を
示す。

比較例１ 発泡剤、及び成核剤を使用しない他は、実施例と同法で
輩繊度２０デニール、長軸／短軸比６．３の扁平繊維（
従来品）を得、該繊維横断面の走査電子顕微鏡写真を第
３図に示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１、第２図は同じ〈実施例２で
得られた繊維の形状を示すもので、繊維横断面の走査電
子顕微鏡写真であり、第３図は比較例１に記載した従来
品の繊維の形状を示すもので、繊維横断面写真である。 第４図は本文中参考例として引用した天然獣毛の繊維の
形状を示す横断面写真である。第５図は、本発明の実施
例２で用いた楕円形紡糸口金の概略図である。 艷　　　　　　　　　　　　　　　　　へ区 Ｏ 除 手続、？市正店：（自発） 昭和５９年１１月２９日 表示 ］５９年特許願第２２１０１７号 名称 一繊維 する者 との関係：特許出願人 大阪市北区中之島三丁目２番４号 （０９４）　Ｉｊｌ淵化学工業株式会社表者　代表取締
役　新　納　眞　人 大阪市北区西天満３丁目２番４号 対象 ■、明細書の「発明の詳細な説明」の欄の記載を下記の
通り、補正する； （１）第５頁、２行目、「２．０％以上」の〔％〕を削
除する。 （２）第５頁、５行目〜６行目、「相互の」とあるを、
〔相互に〕に訂正する。 （３）第９頁、１行目、「繊維形状」とあるを〔繊維形
成〕に訂正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、繊維内部に発泡構造を有する合成繊維であって、繊
   維横断面の長軸／短軸比が２．０以上で且つ発泡倍率が
   ３％以上であることを特徴とする扁平繊維。 ２、発泡部を構成する重合体がアクリロニトリルを含む
   重合体である特許請求の範囲第１項記載の繊維。