JPS6183313A - 多孔質複合繊維 - 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、吸湿、吸水時と乾燥時の状態において、繊維
の横断面形状が可逆的に、かつ速やかに変化する多孔質
複合繊維に関するものである。

〈従来の技術〉 近年、衣料用素材、特にスポーツ分野における衣料用素
材にあっては、快適性を有する素材が強く要望されてお
り、各繊維メーカーより透湿、防水性、保温性、吸汗１
発散性等の機能を有づ−ろ各種機能性素材が市販され、
なお開発が続けられている。しかしながら、これら機能
性素材といわれているものは、そのほとんどが機能性を
有していない布帛に樹脂をコーティングしたり、あるい
はフィルムをラミネーｌ−するなどして機能性をもたせ
るものであり、したがって工程の複Ｎｌ化を伴ったり、
繊維製品の風合いが１員なわれる等の問題がある。

また、一方原糸段階でポリマーを改良したり。

繊維を異形断面や中空多孔質等とすることにより吸質、
吸水性等の機能を（（与したものもあるが。

これらは織編物にした場合に、織編物の物性と性能（乾
燥速度、保温性等）のバランスが劣るという欠点がある
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明者等は、かかる現状に鑑み、織場物の拘束された
状態においても原糸の機能性を反映し得る原糸を開発す
るため鋭意検討した結果５本発明に到達したものである
。

すなわち２本発明においては、原糸段トドｖで潜在的多
機能性を付与することにより、これを織編物にした場合
、また高次加工により他繊維との併用により多層構造と
した場合においても、多機能性を発揮でき、また従来の
後加工による累月の機能性をさらに向」−させるようδ
こすることを技術的課題とするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は」二記目的を達成するもので、疎水性重合体と
水膨潤性重合体とからなる複合繊維であって、複合繊維
の横断面は疎水性重合体部分の断面形状がスリット状扁
平形を０回（ｎは１以上の整数）折り曲げた形状もしく
は屈曲させた形状で。

ｎ個の凸部を有し、かつ少なくとも１個の凸部が折り曲
げ部もしくは屈曲部の外側のほぼ中央部にくほめ部を有
し、くほみ部に水膨潤性重合体部分が接合されてなり、
かつ疎水性重合体部分が微細孔を有し、微細孔の少なく
と４）一部が水膨潤性重合体部分と連通しいることを特
徴とする多孔質複合繊維を要旨とするものである。

以下１　さらに本発明の詳細な説明する。

本発明の多孔質複合繊維ば、まず疎水性重合体と水膨潤
性重合体とからなる複合繊糸１１である。

本発明における疎水性重合体とは）１１常よく知られて
いるポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート等のポリアルキレンチレフクレート及びこれら
を主成分とするポリエステル。

ナイロン６、ナイロン１２．ナイロン６６、ナイロン６
１０等及びこれらを主成分とするポリアミ１′、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等及びこれらを主成分とするポ
リオレフィン等の比較的吸水性の低い重合体であり、こ
れら疎水性重合体は１種又は２種以上混合して用いるこ
とができる。また、これら疎水性重合体に艶消剤、耐熱
剤、耐候剤、顔料等の添加剤を適宜混入することも可能
である。

前記疎水性重合体と接合して用いられろ水膨潤性重合体
は、水に対して実質的に溶解しないものがよく１例えば
ポリエチレンオキザイドとポリエチレンテレフタレート
との共重合体、オレフィン変性ポリビニルアルコール、
特殊処理されたポリビニルアルコール等、又はポリビニ
ルピロリドン等のポリビニルラクタム類やポリビニルピ
ロリドンの架橋構造体及びこれら重合体とポリエステル
類あるいはポリアミド類との混合物等が好適に用いられ
る。

そして２本発明の多孔質複合繊維は前記疎水性重合体部
分の断面形状がスリット状扁平形を０回（ｎは１以上の
整数）折り曲げた形状もしくは屈曲させた形状で、ｎ個
の凸部を有し、かつ少なくとも１個の凸部が折り曲げ部
もしくは屈曲部の外側のほぼ中央部にくぼみ部を有し、
くぼみ部に水膨潤性重合体部分が接合されているもので
ある。

本発明の多孔質複合繊維は、かかる］１も成からなるも
のであるから、水膨潤性重合体の吸湿、吸水による体積
変化、つまり繊維横断面におけろ水膨潤性重合体部分の
面積変化を利用することにより。

繊維横断面の形状が吸湿、吸水時と乾燥時とで可逆的に
変化し、潜在的多機能性を有するものである。

第１図は、かかる本発明の多孔質複合繊維の横断面の具
体例を示し、第１図（ａ、）は疎水性重合体部分（１）
の断面形状がＶ字型で、その凸部のくぼみ部に水膨潤性
重合体部分（２）が接合された場合、同（ｂ＋）は疎水
性重合体部分（１）の断面形状がＵ字形で。

その凸部のくぼみ部に水膨潤性重合体部分（２）が接合
された場合、同（Ｃ４）は疎水性重合体部分（１）がＷ
字型で、２個の凸部を有し、各凸部の（ぼみ部に水膨潤
性重合体部分（２）が接合さた場合、同（ｄ、）は疎水
性重合体部分（１）がＷ字型で、２個の凸部のうちの一
方の凸部のくぼみ部に水膨潤性重合体部分（２）が接合
された場合をそれぞれ示している。そしてこれら第１図
（ａ＋）、　（ｂ＋）、　（ｃ、）及び（ｄｌ）は水膨
潤性重合体部分（２）が乾燥状態で膨潤していない場合
の横断面であり、同（ａｘ）、　（、ｂｚ）、　（Ｃ２
）及び（ｄ２）はそれらの水膨潤性重合体部分（２）が
吸湿、吸水して膨潤した場合をそれぞれ示している。（
第１図において、　（ａ、）以外は微細孔を省略した。

）本発明の多孔質複合繊維は、第１図から明らかなごと
く、水膨潤性重合体部分（２）を始点として。

疎水性重合体部分（１，１が２方向にある角度をなして
接合された部分が♀１＆維横１ｕｉ面中に少なくとも１
（置所存在することが重要であり、第１図に図示したＶ
字型、Ｕ字型、Ｗ字型の他、Ｓ字型、７字型のような横
断面形状が好ましい。しかし、第２図のごとく水膨潤性
重合体部分（２）を始点として疎水性重合体部分（１）
が２方向にある角度をなして接合さた部分を有していて
も、２つの疎水性重合体部分（１１が１８０°未溝の角
度をなしている側で、かつ水膨潤性重合体部分（２）の
周囲上で連結されていない場合は、水膨潤性重合体部分
（２）が膨潤しても繊維構ＩＴｈ面全体としては拡がる
方向に変化し２本発明の目的とする閉じる方向に変化す
る繊維とはならない。

また、第３図のごとく凸部外側にくぼみ部を設けずに水
膨潤性重合体部分（２）が接合された場合は該重合体部
分（２）が膨潤するときの膨潤力が繊維）ｌへ断面の閉
じる方向に有効に作用せず、他方向に膨潤力が分散され
るので、好ましくない。

かくして１本発明においては第１図のごとく水膨潤性重
合体部分（２）は繊維１Ｉｆｉ断面の凸部外側のくぼみ
部に接合され、かつ凸部内側にまで突き出ていないこと
が必要である。これは、第４図に示したように、凸部内
側の中央部へから水膨潤性重合体部分（２）の八に最も
近い点Ｂまでの部分が、てこの原理における支点の役割
を果たすからである。

したがって、第２図に示した横断面形状を有するものは
、支点にあたる部分が存在しないため拡がる方向に変化
することになり、好ましくないのである。

ここで、繊維横断面の凸部外側の中央部をＣとし、前記
の八からＢまでの距離をｔＩ＋　　ＢからＣまでの距離
をＣ２とすると。

０．０５≦ｔ＋／　（ｔ＋　＋　ｔｚ）　≦０．６５の
関係式が成り立つことが好ましく、さらに好ましくはこ
の式の値が０．１０から０．３５までの範囲である。こ
の式の値が０．０５未満の場合には、繊維横断面の変化
は容易に起こり得るが、　１＋の値が小さい　゛ため、
この変化時におけるＡ、　　８間の支点付近の変形度合
が大きく、Ａ、８間の耐久性に欠は好ましくない。また
、この式の値が０．６５を超えた場合は、Ａ、８間の距
離１．の値が大きくなり、支点部が柔軟性に欠け、繊維
横断面の変化が起こり難くなるので好ましくない。

本発明の多孔質複合繊維の横断面におけろ水膨潤性重合
体部分（２）の断面形状は、特に限定されないが、第５
図ｆｅｌのごとく円形状に近いもの、（ｆ）のごとく三
角形状に近いものが好ましい。また、水膨潤性重合体部
分（２）がくぼみ部に接合されていれば、該重合体部分
（２）の一部が繊維横断面の凸部外側に隆起状に存在し
ても差支えない（第３図においては凸部外側にくぼみ部
を有していないため木発明品とはなり得ないが、くぼみ
部を有していれば本発明に包含される。）。

また５本発明の多孔質複合繊維においては、第５図（Ｇ
ｌ、　（ｆ）に示したように、疎水性重合体部分（１）
の両末端部をＤ及びＥとし、繊維横断面の外周において
疎水性重合体部分（Ｊ）と水膨潤性重合体部分（２）と
の接合部をＦ及びＧとした場合、水Ｍ・υ潤性重合体部
分（２）の僅かな膨潤度で繊維横断面形状が大きく変化
するように設計することも重要な点の一つである。

なお、水膨潤度とは５次の式で表されるものである。

水膨潤度−（Ｓ’　−５）／Ｓｘ　１００　（％）ただ
し、Ｓ：膨潤していない状態での繊維横断面の水膨潤性
重合体部分が占める面積 Ｓ”：膨潤した状態での繊維横断面の水膨潤性重合体部
分が占める面積 本発明者等は、前記の水膨潤性重合体部分（２）の僅か
な膨潤度を有効に利用するため種々検討を行い、第５図
においてＡＤとＡＥのなす角度（ＺＩＩＡＩＥ）及−１
〇− びＢＦとＢＧのなず角度（ｌＦＢＧ）が重要な因子であ
ることを知見した。ずなわち、１ＤＡＥは１５°〜１５
０゜が好ましく、特ムこ２０’　〜１２０°が好ましい
。また。

一方１ＦＢＧは１５°〜１４０°が好ましく、特に２０
゜〜１２０°が好ましい。

ｚ　ＤＡＥ及び、：　Ｉ’ｌｌＧの範囲のいずれか一方
又は両方が］５°未溝の場合には、水膨潤性重合体部分
（２）の膨潤前と膨潤後におけるＤからＥまでの距離の
変化が小さく　（変化率がたとえ大きな値であっても変
化自体は小さい）、不十分であるか又は非常に大きな膨
潤度を有する水膨潤性重合体が必要となり、実用的な面
から好ましくない。また、／ｒｌＡＥ及びｌＦＢＧがそ
れぞれ」二限を超えた場合にも非常に大きな膨潤度を有
する水膨潤性重合体が必要となり好ましくない。

さらに１本発明の多孔質複合繊維は、疎水性重合体部分
が微細孔を有し、微細孔の少なくとも一部が水膨潤性重
合体部分と連通しているものである。

このように５本発明の多孔質複合繊維は、第１図（ａｌ
）に示すごとくその疎水性重合体部分（１）に？ｒｉ！
！細孔（３）を形成せしめることによって水膨潤性重合
体の吸水速度を速め１繊維全体の吸水速度及び吸水量を
増加させるとともに、水膨潤１−１重合体部分（２）に
連ｊｍシた微１５円孔（３）が水膨潤性重合体の過剰の
水分を繊維外部へ放出するためのｍｉｍ孔としての役割
を果たし、水膨潤性重合体の乾燥速度、し７たがって繊
維全体の乾燥速度を速めるものである。

本発明の多孔質複合繊維を製造ずろには、溶媒に可溶な
物質を含む疎水性重合体と水膨潤性重合体とを後述する
紡糸孔を有する紡糸［］金を用いて複合紡糸し、得られ
た未延伸糸を常法により延伸して、延伸糸とする。次い
で、この延伸糸（又し１その布帛）を溶媒抽出処理して
疎水ｆ！１：重合律重合金まれる少なくとも一部の可溶
性物質を溶出して微細孔を形成せしめろことによって３
本発明の多孔質複合繊維を得ることができる。この場合
、溶媒に可溶な物質上しては、塩化リチウノ、２塩化カ
ルシウム等のハロゲン化アルカリ金属塩、ハロゲン化ア
ルカリ土類金属塩、アルカリ金属又ε４アルカリ土類金
属のアルキル硫酸塩及びポリエチレングリコール、ポリ
エチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレン
グリコールジメチルエーテル等の有機高分子化合物等、
いかなるものでも使用できるが、疎水性重合体と均一に
混合し易く。

疎水性重合体及び水膨潤性重合体と化学的結合性をもた
ないものが好ましい。

また、前記物質の溶媒としては、疎水性重合体及び水膨
潤性重合体が不溶であればいかなるものでもよいが、疎
水性重合体がポリエステルで、溶媒に可溶な物質として
水溶性のものを選択すれば溶媒として水を使用でき、後
加工のアルカリ減量工程において同時に微細孔を形成せ
しめることができるので、微細孔形成のため特別な工程
が不要で、ニス１〜的にも安価であり、好ましい。

第６図は、前記本発明の複合繊維を紡糸する際に使用す
る紡糸口金の紡糸孔の形状の具体例であり、第６図Ｆｇ
ｌはＶ字型、同ｆｈ）はＷ字型、同（ｉ）はＵ字型断面
形状の複合繊維を紡糸する際に使用するものである。こ
れら紡糸口金の紡糸孔は、その円形孔の孔径、スリット
の間１＋ｉ乱スリット角部の角度及び相隣れるスリット
のなず角度等を適宜選択することによって本発明に好適
な複合繊維を得ることができる。例えば、第６図（ｇｌ
の紡糸孔を用いて紡糸するには、２木のスリットの間陥
（ｔ３）　、円形孔の孔径（ｔ４）　、スリットの角部
の角度（Ｃ２）及び疎水性重合体の粘度等により前記第
４図に示ずＬＩ＋ｔ２及び第５図に示す１ＦＢＧを、ま
た２木のスリットのなす角度（ｅＩ）又は紘糸温度によ
り第５図に示ずＺＤＡＥを調節することが可能である。

（作　用） 以上のごとき構成からなる本発明の多孔質複合繊維は水
膨潤性重合体が膨潤していないときは。

第１図（ａ＋）、　（ｂ、）、　（ｃ＋）及び（ｄ、）
に示したごとく繊維横断面が開いた状態にあり、これし
才識編物にされた場合には繊維間空隙が閉じた状態とな
り。

保温効果を高める。また、水膨潤性重合体が膨潤したと
きは、第１図（ａｚ）、　（ｂｚ）、　（Ｃ２）及び（
ｄ２）に示したごとく繊維横断面が閉じた状態となり、
織編物にされた場合には繊維間空隙が開き１通気性。

透湿性を発揮することになる。さらに１本発明の多孔質
複合繊維、にお＋Ｊる微１１ｔｌ孔は吸水量及び吸水速
度を増加させるとともに、水膨潤性重合体部分に連通ず
る微細孔は水膨潤性重合体が吸水により■・ｒ潤した場
合、過剰の水分を繊維外部に放出するためのｍ通孔とし
ての役割を果たし、水膨潤性重合体の乾燥速度を速める
ことになる。この原理は正倉院の校倉造りが雨季のよう
に湿度が高いときには、隙間を閉じて外部の湿気をシャ
ツＩ・アウトし、冬季のように湿度が低いときには隙間
を開いて外気と通気するという原理と木質的に同様のも
のであり１本発明の多孔質複合繊維は校倉風）１１１と
でもいうべきものである。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、
実施例中、変化率及び回復率は次式で表されるものであ
る。

ただし、ｄ：水膨潤Ｎｉ１重合体が膨潤していない状態
でのり、　　Ｅ間の距離 ｄ”：水ル“ぎ潤性重合体が膨潤した状態でのり、Ｅ間
のＷ巨β」１１ ｄ″；水膨潤性重合体が膨潤した状態から再び乾燥した
状態に戻ったときのり。

Ｅ間の距ｍ１［ 実施例 平均分子ｆｉ４，０００のポリエチレングリコールジメ
チルエーテルを１０重里％含有する固有粘度０．６８（
０＝クロロフエノール中で測定）のポリエヂレンテレフ
タレ−１・とポリエチレンオキサイドを３３重量％共重
合したエチレンテレツクレート光共重合ポリエステルと
を、吐出量７：１の割合で第６図（ｇ＋に示す紡糸孔形
状で、そのディメンジョンを種々変えた孔数１２の紡糸
口金を用いて複合紡糸し１４００　ｍ／ｍｉｎの速度で
捲取り、得られた未延伸糸を常法により延伸倍率２．８
．延伸速度７１５　ｍ／ｍｉｎで延伸して、第４図及び
第５図に示すＶ字型断面形状で種々の＋５．ｔ２＋　１
ｒｌＡＩｉ及び、４ＦＢＧを有する５０ｄ／１２ｒの延
伸糸とした。これらの延伸糸を漬水中に６０分間浸漬し
、ポリエチレングリコールジメチルエーテルを溶出し、
微細孔を形成せしめ、多孔質複合繊維を得た。

これらの多孔質複合繊維の横断面を走査型電子顕微鏡写
真で観察したところ、微細孔の一部は水膨潤性重合体部
分に連通していた。

次に、これらの多孔質複合繊維を１０分間水中に浸漬し
、共重合ポリエステル（水膨潤性重合体）の膨潤してい
ない状態から膨潤した状態に至るまでの変化率及び膨潤
した状態から乾燥により膨潤していない状態に至るまで
の回復率を調べ、その結果を第１表に示す。

第１表 また１本発明の多孔質複合繊維の延伸糸を用いて織物と
し、一方比較のために１敢細孔を形成せしめるための溶
媒に可溶な物質（ポリエチレングリコールジメチルエー
テル）を混入しないこと以外は、前記と同様にして得た
延伸糸を用いて織物を作った。これらの織物及び綿織物
を１０分間水に浸漬した後、遠心脱水し、乾燥速度を調
べたところ比リフの複合繊維から得た織物の乾燥時間は
、綿織物の約６０％であったのに対し１本発明の多孔質
複合繊維から得た織物の乾燥時間は、綿織物の約４０％
と、乾燥速度は最も速いものであった。

〈発明の効果〉 以上述べたごとく１本発明の多孔質複合繊維は。

上記構成からなるものであるから、これを織１扁物とし
た場合、その水膨潤性重合体が膨潤していないときは、
繊維横断面が開いた状態にあり、したがって織編物の繊
維間空隙が閉した状態となり。

保温効果を高めるとともに水膨潤性重合体が膨潤したと
きは、繊維横断面が閉した状態となり、したがって織編
物の繊維間空隙が開き、水膨潤性重合体の吸汗性と相俟
って２通気性、透湿性を発揮する。

しかも１本発明の多孔質複合繊維は疎水性重合体部分に
微細孔を有していることから水膨潤性重合体の吸水速度
を速め、繊維全体の吸水速度及び吸水量を増加させると
ともに水膨潤性重合体部分に連通した微細孔が水膨潤性
重合体の過剰の水分を繊維外部へ放出するためのう９通
孔としての役割を果たし、水膨潤性重合体の乾燥速度を
速め、したがって、繊維の前記機能を速やかに発揮させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２本発明の多孔質複合繊維の具体例を模式的に
示す横断面図で、同図（ａ＋）、（ｂ、Ｌ　（ｃ＋）及
び（ｄ、）は膨潤していない状態での繊維横断面図。 同図（ａｚ）、　（ｂｚＬ　（Ｃ２）及び（ｄ２）は膨
潤した状態での繊維横断面図、第２図及び第３図は比較
例の繊維横断面図、第４図及び第５図は本発明の複合繊
維のディメンジョンを説明するための繊維横断面図、第
６図は本発明の複合繊維を紡糸するための紡糸口金の紡
糸孔形状の具体例を示す図である。 （なお、第１図において（ａ８）以外は微細孔を省略し
た。） （１）−疎水性重合体部分 （２１−−−水膨潤性重合体部分 （３）−微細孔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　疎水性重合体と水膨潤性重合体とからなる複合繊維
   であって、複合繊維の横断面は疎水性重合体部分の断面
   形状がスリット状扁平形をｎ回（ｎは１以上の整数）折
   り曲げた形状もしくは屈曲させた形状で、ｎ個の凸部を
   有し、かつ少なくとも１個の凸部が折り曲げ部もしくは
   屈曲部の外側のほぼ中央部にくぼみ部を有し、くぼみ部
   に水膨潤性重合体部分が接合されてなり、かつ疎水性重
   合体部分が微細孔を有し、微細孔の少なくとも一部が水
   膨潤性重合体部分と連通していることを特徴とする多孔
   質複合繊維。 ２　疎水性重合体部分の断面形状が凸部を１個有するＶ
   字型又はＵ字型形状である特許請求の範囲第１項記載の
   多孔質複合繊維。