特許 7400297 芯鞘型複合繊維

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】芯鞘型複合繊維

(51)【国際特許分類】

   D01F 8/14 20060101AFI20231212BHJP

   C08G 63/668 20060101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

D01F8/14 D

C08G63/668

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019175463

(22)【出願日】2019-09-26

(65)【公開番号】P2021050454

(43)【公開日】2021-04-01

【審査請求日】2022-07-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000003159

【氏名又は名称】東レ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】渡 一平

(72)【発明者】

【氏名】田中 陽一郎

(72)【発明者】

【氏名】長尾 優志

【審査官】河内 浩志

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－１８８９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１３７４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０８２５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０４１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２６０２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１９００１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０１Ｆ ８／００－ ８／１８

Ｄ０３Ｄ １／００－２７／１８

Ｄ０４Ｂ １／００－ １／２８

２１／００－２１／２０

Ｃ０８Ｇ６３／００－６４／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス転移点が０～３０℃、かつ結晶融解熱量が０～１２Ｊ／ｇの範囲であり、数平均分子量１０００～２００００のポリエチレングリコールを組成物全体に対して０～１２．５重量％の範囲で含有するポリエステル組成物を芯成分Ａとして、熱可塑性ポリマーで結晶性を有するポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートを主成分として５０％以上含む鞘成分Ｂからなる芯鞘型複合繊維であり、繊維横断面において芯成分Ａが表面に露出している部分を１～８箇所有しており、繊維横断面の外周の長さＲと、芯成分Ａの表面露出部分１～８箇所のうち最も大きい露出部の長さｒの比（ｒ／Ｒ）が０．００５～０．１００である芯鞘型複合繊維であり、かつ５０℃で１週間静置したのちに３０℃のイオン交換水中に１時間浸漬した際に容積が１６０～１３５０％増加する芯鞘型複合繊維。

【請求項2】

繊維横断面において芯成分Ａが表面に露出している部分が１箇所であることを特徴とする請求項１に記載の芯鞘型複合繊維。

【請求項3】

芯成分Ａが、ジカルボン酸および／またはそのエステル形成性誘導体とアルキレングリコールの重縮合反応により得られるポリエステル組成物であり、金属スルホネート基含有イソフタル酸成分を全酸成分に対して７．０～１５．０モル％共重合されたポリエステル組成物である請求項１または２に記載の芯鞘型複合繊維。

【請求項4】

芯成分Ａが、テレフタル酸成分を全酸成分に対して５．０～３０．０モル％、およびイソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸の一種以上から選択されるジカルボン酸成分が全酸成分に対して合計で６０．０～８５．０モル％共重合されたポリエステル組成物である請求項３に記載の芯鞘型複合繊維。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱可塑性ポリマーからなり、吸水能力に優れた芯鞘型複合繊維に関するものである。

【背景技術】

【0002】

複数のポリマーを組み合わせることで多機能化が可能な複合繊維は、衣料用途のみならずおむつ用途やフェイスマスク用途等幅広く利用されており、産業上の価値は極めて高い。これら用途に求められる要求特性は高度化しており、その特性の１つとして繊維を構成するポリマー内部への優れた吸水能力が挙げられる。

【0003】

ポリマー内部への優れた吸水能力を有する素材として、ポリアクリル酸ナトリウムがよく知られているが、繊維として用いるには溶液紡糸や後架橋処理が必要であるため成形コストが非常に高く、繊維製品としての展開は難しい。また、溶融紡糸が不可能であることから、ナイロンやポリエステル樹脂等との複合繊維を得ることもできない（特許文献１）。そこで、溶融紡糸によって得られ、かつ、ポリマー内部への吸水が可能な複合繊維として、多量のポリアルキレングリコール化合物を共重合したポリブチレンテレフタレートを部分的に使用した複合繊維が提案されている（特許文献２、３）。

【0004】

しかし、特許文献２、３に記載の複合繊維は、おむつやフェイスマスクなどの用途に用いるには繊維を構成するポリマー内部への吸水能力が不十分であるという問題が判明した。すなわち、これら複合繊維を構成するポリマー内部への、３０℃の水中における１時間の吸水量は複合繊維１ｇあたり０．４ｇ未満であり、その際の容積増加率は５０％未満であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平４－８０２３４号公報

【文献】特開２００３－２５３１００号公報

【文献】特開２００４－１３７４１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、熱可塑性ポリマーからなり、かつ、複合繊維を構成するポリマー内部への優れた吸水能力、具体的には３０℃の水中における１時間の吸水量が複合繊維１ｇあたり０．４ｇ以上を示す複合繊維を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題は、熱可塑性ポリマーである芯成分Ａと熱可塑性ポリマーで結晶性を有する鞘成分Ｂからなる芯鞘型複合繊維であり、繊維横断面において芯成分Ａが表面に露出している部分を１～８箇所有しており、繊維横断面の外周の長さＲと、芯成分Ａの表面露出部分１～８箇所のうち最も大きい露出部の長さｒの比（ｒ／Ｒ）が０．００５～０．１００である芯鞘型複合繊維であり、かつ５０℃で１週間静置したのちに３０℃のイオン交換水中に１時間浸漬した際に容積が５０～１３５０％増加する芯鞘型複合繊維により解決される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、製造工程が簡便で低コストである溶融紡糸によって、室温下で極めて優れたポリマー内部への吸水能力を示す複合繊維が得られる。このような複合繊維は、おむつやフェイスマスク、保冷剤、冷却シートなどの保水、冷却を目的とした製品に好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】（ａ）～（ｇ）は、本発明の芯鞘型複合繊維における繊維横断面形状を模式的に例示する繊維横断面図であり、（ａ）～（ｇ）はそれぞれ好適な例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の芯鞘型複合繊維は、熱可塑性ポリマーである芯成分Ａと熱可塑性ポリマーで結晶性を有する鞘成分Ｂからなる芯鞘型複合繊維である。溶融紡糸によって複合繊維を得るため、芯鞘両成分が熱可塑性ポリマーであることは必須である。

【0011】

本発明の芯鞘型複合繊維に含まれる芯成分Ａに好適な、熱可塑性と室温での吸水能力を両立したポリマーとしては、ジカルボン酸および／またはそのエステル形成性誘導体とアルキレングリコールの重縮合反応により得られるポリエステル組成物であって、窒素下または真空下５０℃で１週間静置したのちに示差走査熱量測定によって求められるガラス転移点が０～３０℃、かつ結晶融解熱量が０～１２Ｊ／ｇの範囲にあるポリエステル組成物を挙げることができる。以下、本発明の芯鞘型複合繊維の芯成分Ａに好適な共重合ポリエステル組成物について詳述する。

【0012】

芯成分Ａの原料として用いることのできるジカルボン酸としては、テレフタル酸やイソフタル酸に代表される芳香族ジカルボン酸化合物、アジピン酸やセバシン酸に代表される脂肪族ジカルボン酸化合物、シクロヘキサンジカルボン酸に代表される脂環式ジカルボン酸化合物が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、重縮合反応性に優れる点から、芳香族ジカルボン酸を用いることが好ましく、テレフタル酸やイソフタル酸を主として用いることがより好ましい。エステル形成性誘導体としては、上記ジカルボン酸のメチルエステル、エチルエステルなどのアルキルエステル、それらの酸塩化物や酸臭化物などの酸ハロゲン化物、さらには酸無水物などが挙げられる。例えば、重縮合反応性に優れる点から、メチルエステルやエチルエステルなどのアルキルエステルが好ましく、メチルエステルが特に好ましい。ジカルボン酸成分としては、これらのうち１種類の化合物種を使用しても良く、２種類以上を組み合わせても良い。

【0013】

芯成分Ａの原料として用いることのできるアルキレングリコールの種類は特に限定されないが、重縮合反応性に優れる点から、１，４－ブタンジオール、１，３－プロパンジオール、エチレングリコールのいずれか、またはそれらの組み合わせから選択されることが好ましい。

【0014】

芯成分Ａが、本発明の芯鞘型複合繊維中で吸水能力を発揮するためには、窒素下または真空下５０℃で１週間静置したのちに示差走査熱量測定することで求められるガラス転移点が３０℃以下、かつ結晶融解熱量が１２Ｊ／ｇ以下であることが好ましい。ガラス転移点が一般的な室温近傍であることで、分子運動性が高くなり吸水能力が向上する。なお、芯鞘型複合繊維の保管時の変形を防ぐ点からガラス転移点は０℃以上３０℃以下が好ましく、１０℃以上３０℃以下がより好ましい。また、水を吸収するのはポリマーの非晶部であるため、非晶部が多く、すなわち結晶部が少ないほど吸水能力に優れ芯成分Ａとして好ましい。そのため、結晶融解熱量は９Ｊ／ｇ以下であることが好ましく、６Ｊ／ｇ以下であることがより好ましく、３Ｊ／ｇ以下であることさらに好ましく、０Ｊ／ｇであることが最も好ましい。

【0015】

上記の物性をコントロールするため、芯成分Ａは重縮合反応させるに際して、以下の共重合がされていてもよい。すなわち、芯成分Ａは、金属スルホネート基含有イソフタル酸および／またはそのエステル形成性誘導体が共重合されていてもよい。金属スルホネート基含有イソフタル酸成分が共重合されることでポリマーの親水性が向上し、吸水能力に優れたポリエステル組成物となる。共重合量は吸水能力を向上させる観点から、全酸成分に対して７．０モル％以上であることがより好ましい。一方、金属スルホネート基含有イソフタル酸成分が過剰となると溶融紡糸性が悪化し複合繊維を得る際に糸切れが発生するため、共重合量は１５．０モル％以下であることが好ましく、１０．０モル％以下であることがより好ましい。

【0016】

また、芯成分Ａはポリエチレングリコールを含んでいてもよい。ポリエチレングリコールを含有したポリエステルは分子運動性および親水性に優れ、吸水能力が向上する。含有されたポリエチレングリコールはポリエステル中に共重合されていてもよく、未反応の状態でポリエステル組成物中に存在してもよい。

【0017】

芯成分Ａが含有するポリエチレングリコールは、効率的な親水性の向上と溶融紡糸性を両立させる観点から、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定される数平均分子量が１０００以上であることが好ましく、２００００以下であることが好ましい。数平均分子量が１０００未満、あるいは２００００よりも大きいと溶融紡糸性が悪化し複合繊維を得る際に糸切れが発生する。

【0018】

芯成分Ａが含有するポリエチレングリコールが過剰となると、芯鞘型複合繊維の保管時に単繊維間融着が生じるため、含有量は１２．５重量％以下であることが好ましい。当然、ポリエチレングリコールを含有していなくてもよい。ここで記載している含有量はＮＭＲ測定によって求めることができる。

【0019】

芯成分Ａは、テレフタル酸および／またはそのエステル形成性誘導体が共重合されていてもよい。テレフタル酸のエステル形成性誘導体としては、それらのメチルエステル、エチルエステルなどのアルキルエステルが挙げられる。例えば、重縮合反応性に優れる点からメチルエステルを用いることが好ましい。

【0020】

テレフタル酸成分が共重合されることでポリマーの溶融紡糸性が向上する。溶融紡糸性に優れる点から、共重合量は全酸成分に対して５．０モル％以上であることが好ましく、１０．０モル％であることがより好ましい。一方、テレフタル酸成分が過剰となると分子鎖同士に強固な分子間力が生じて水中での容積増加が抑制され吸水能力が低下する点から、共重合量は３０．０モル％以下であることが好ましく、２０．０モル％以下であることがより好ましい。

【0021】

さらに、芯成分Ａは、イソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸および／またはそのエステル形成性誘導体が共重合されていてもよい。エステル形成性誘導体としては、これらのメチルエステル、エチルエステルなどのアルキルエステルが挙げられ、例えば、重縮合反応性に優れる点からメチルエステルを用いることが好ましい。これらのジカルボン酸成分は、１種類の化合物種を使用しても良く、２種類以上を組み合わせても良い。

【0022】

これらのジカルボン酸成分が一定の範囲で共重合されると、分子鎖同士の分子間力および結晶性が大きく低下し、水中での容積増加が促進され吸水能力が向上する。吸水能力を向上させる点から、これらのジカルボン酸成分の合計は全酸成分に対して６０．０～８５．０モル％であることが好ましく、６５．０～８５．０モル％であることがより好ましく、溶融紡糸性に優れる点から６５．０～８０．０モル％であることがさらに好ましい。

【0023】

本発明のポリエステル組成物の物性をコントロールするため、例えば金属スルホネート基含有イソフタル酸成分、テレフタル酸成分、イソフタル酸成分、シクロヘキサンジカルボン酸成分、ナフタレンジカルボン酸成分、アジピン酸成分、セバシン酸成分のうちいずれかの共重合成分、および含有成分であるポリエチレングリコールの組み合わせから２種以上を上記記載の範囲で用いることが好ましい。これら２種以上を組み合わせることによって相乗効果が得られ、芯成分Ａひいては芯鞘型複合繊維全体の吸水能力をより向上させることができる。組み合わせとしては、金属スルホネート基含有イソフタル酸成分とポリエチレングリコールを同時に用いることが好ましく例示され、加えてテレフタル酸成分、イソフタル酸成分を用いることがさらに好ましい。

【0024】

本発明の芯鞘型複合繊維の鞘成分Ｂに好適なポリマーとしては、２２０～３００℃の範囲で溶融紡糸可能な結晶性を有する熱可塑性ポリマーであることが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ポリプロピレン、ポリ乳酸、およびこれらを主成分として５０％以上含むブレンドポリマーや共重合ポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。

【0025】

本発明の芯鞘型複合繊維の鞘成分Ｂは、繊維表面の大部分または全てを占めるため、熱延伸工程、または仮撚工程において鞘成分Ｂを起点とした熱変形や単繊維間融着が発生しないよう高い結晶融解熱量を有することが好ましい。具体的には、示差走査熱量測定により求められる結晶融解熱量が２０Ｊ／ｇ以上であることが好ましく、４０Ｊ／ｇ以上であることがより好ましい。

【0026】

本発明の芯鞘型複合繊維は、繊維横断面において芯成分が表面に露出している部分を１～８箇所有していることが必須である。芯成分が繊維表層に全く露出していないと、吸水能力を発揮することができない。また、芯成分が表面に露出している部分が８箇所よりも多くなると、露出した芯成分を起点とした熱変形や単繊維間融着が発生する。また、繊維の強度が向上する点、および繊維同士の摩擦が低減して複合繊維を巻き取った後の解舒性が良好となる点で、露出箇所は１～６箇所であることが好ましく、１～３箇所であることがより好ましく、１箇所であることが最も好ましい。

【0027】

本発明の芯鞘型複合繊維は、繊維横断面の外周の長さＲと、芯成分の表面露出部分１～８箇所のうち最も大きい露出部の長さｒの比（ｒ／Ｒ）が０．００５～０．１００であることが必須である。露出部の比（ｒ／Ｒ）が０．００５未満では、水中に浸漬した際に芯成分と水の接触面積が複合繊維全体に対して小さくなるため吸水能力を発揮することができない。一方、露出部の比（ｒ／Ｒ）が０．１００より大きくなると、露出した芯成分を起点とした熱変形や単繊維間融着が発生する。より優れた吸水能力を発揮するため、露出部の比（ｒ／Ｒ）は０．０３０以上であることが好ましく、繊維の強度が向上する点から０．０５０以下であることが好ましい。繊維横断面の外周の長さＲ及び芯成分の表面露出部分のうち最も大きい露出部の長さｒは、透過型電子顕微鏡によって芯鞘型繊維の横断面を観察して得られた値である。

【0028】

本発明の芯鞘型複合繊維の繊維横断面の断面形状としては、図１の（ａ）～（ｇ）のようなものが例示されるが、これらに限定されるものではない。

【0029】

本発明の芯鞘型複合繊維は、５０℃で１週間静置したのちに３０℃のイオン交換水中に１時間浸漬した際に容積が５０％以上増加することが必須である。ここで、増加の度合いは容積増加率で示すことができ、容積増加率が５０％とは、例えば、１００ｍ^３だった容積が１５０ｍ^３に増加することを意味する。容積増加率が５０％以上であることで、複合繊維１ｇあたり０．４ｇ以上の吸水量を達成できる。さらに優れた吸水能力が発現する点から、容積増加率は７０％以上であることが好ましく、１３０％以上であることがより好ましく、１６０％以上であることがさらに好ましく、３００％以上であることが最も好ましい。一方で、容積増加率が１４００％よりも高くなると、水中で芯成分が崩壊および溶解してしまうため、本発明の複合繊維の容積増加率は１３５０％以下であることが必須であり、タフネスに優れた繊維が得られる点から３３５％以下が好ましい。

【0030】

本発明の芯鞘型複合繊維は、目的の吸水能力を達成できる範囲において繊維横断面に対する芯成分の面積比率を自由に設定してもよい。優れた吸水能力を容易に発揮させるため、芯成分の面積比率は３０％以上が好ましく、６０％以上がより好ましい。また、繊維の強度が向上する点から８０％以下が好ましく、７０％以下がより好ましい。

【0031】

本発明の芯鞘型複合繊維の単繊維繊度は、特に制限がなく用途や要求特性に応じて適宜選択することができるが、良好な織編物への加工性を示す点から１．０～４．０ｄｔｅｘの範囲であることが好ましい。

【0032】

本発明の芯鞘型複合繊維の伸度は、特に制限がなく用途や要求特性に応じて適宜選択することができるが、耐久性の観点から１０～６０％であることが好ましい。芯鞘型複合繊維の伸度が１０％以上であれば、複合繊維の耐久性が良好となるため好ましい。一方、芯鞘複合繊維の伸度が６０％以下であれば、複合繊維の寸法安定性が良好となるため好ましい。

【0033】

本発明の芯鞘型複合繊維のタフネスは、織編物の加工性に優れる点から１４以上であることが好ましい。また、作成した織編物が耐久性に優れる点からタフネスは２３以上がより好ましい。

【0034】

本発明の芯鞘型複合繊維からなる繊維構造体の形態は特に制限がなく、織物、編物、パイル布帛、不織布や紡績糸、詰め綿などにすることができる。また、本発明の芯鞘型複合繊維からなる繊維構造体は、いかなる織組織または編組織であってもよく、平織、綾織、朱子織あるいはこれらの変化織や、経編、緯編、丸編、レース編あるいはこれらの変化編などが好適に採用できる。

【0035】

本発明の芯鞘型複合繊維は、繊維構造体にする際に交織や交編などによって他の繊維と組み合わせてもよいし、他の繊維との混繊糸とした後に繊維構造体としてもよい。

【実施例】

【0036】

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。また、本発明の芯鞘型複合繊維の測定、評価方法は以下の通りである。

【0037】

Ａ．透過型電子顕微鏡による複合繊維横断面の観察
実施例・比較例によって得られた延伸糸をエポキシ樹脂で包埋し、Ｒｅｉｃｈｅｒｔ製ＦＣ・４Ｅ型クライオセクショニングシステムで凍結し、ダイヤモンドナイフを具備したＲｅｉｃｈｅｒｔ－Ｎｉｓｓｅｉ ｕｌｔｒａｃｕｔ Ｎ（ウルトラミクロトーム）で切削した。その後、切削面すなわち繊維横断面を、日立製作所製透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）Ｈ－７１００ＦＡ型を用いて１０００倍で観察し、繊維横断面の顕微鏡写真を撮影した。得られた写真から、芯成分の露出箇所数を確認した。

【0038】

Ｂ．繊維横断面の外周の長さＲと、芯成分の表面露出部分１～８箇所のうち最も大きい露出部の長さｒの比（ｒ／Ｒ）
上記Ａ．記載の方法で繊維横断面を撮影した後、得られた写真から無作為に単繊維１０本を抽出した。画像処理ソフト（三谷商事製ＷＩＮＲＯＯＦ）を用いて繊維横断面周長Ｒおよび芯成分Ａの繊維表面露出部のうち最も大きい露出部の長さｒを測定し、比（ｒ／Ｒ）を算出した。

【0039】

Ｃ．繊維横断面中において芯成分ポリマーが占める面積比率
上記Ａ．記載の方法で繊維横断面を撮影した後、得られた写真から無作為に単繊維１０本を抽出した。画像処理ソフト（三谷商事製ＷＩＮＲＯＯＦ）を用いて抽出した全ての単繊維の繊維横断面積、および芯成分Ａの面積をそれぞれ算出した。繊維横断面積の平均値と芯成分Ａの面積の平均値から、芯成分Ａが占める面積比率を下式
面積比率（％）＝｛（芯成分Ａの面積の平均値）／（繊維横断面積の平均値）｝×１００
のとおり算出した。

【0040】

Ｄ．総繊度
実施例・比較例によって得られた延伸糸を、温度２０℃、湿度６５％ＲＨの環境下において、ＩＮＴＥＣ製電動検尺機を用いて１００ｍかせ取りした。得られたかせの重量を測定し、下記のとおり総繊度（ｄｔｅｘ）を算出した。

【0041】

総繊度（ｄｔｅｘ）＝繊維１００ｍの重量（ｇ）×１００
なお、測定は１試料につき５回行い、その平均値を総繊度とした。

【0042】

Ｅ．溶融紡糸性
実施例・比較例の条件にて延伸糸を得るに際して溶融紡糸性を次の基準に基づき３段階評価した。
評価Ａ：ワインダーへの巻取３０分間で糸切れは生じない。
評価Ｂ：ワインダーへの巻取１０分間で糸切れが生じない。
評価Ｃ：ワインダーへの巻取１０分間で糸切れが生じる。

【0043】

Ｆ．強度、伸度
実施例・比較例によって得られた延伸糸を試料とし、ＪＩＳ Ｌ１０１３：２０１０（化学繊維フィラメント糸試験方法）８．５．１に準じて算出した。温度２０℃、湿度６５％ＲＨの環境下において、リエンテック製テンシロンＵＴＭ－ＩＩＩ－１００型を用いて、初期試料長２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分の条件で引張試験を行った。最大荷重を示す点の応力（ｃＮ）を総繊度（ｄｔｅｘ）で除して強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）を算出し、最大荷重を示す点の伸び（Ｌ１）と初期試料長（Ｌ０）を用いて下式のとおり伸度（％）を算出した。

【0044】

伸度（％）＝｛（Ｌ１－Ｌ０）／Ｌ０｝×１００
なお、測定は１試料につき１０回行い、その平均値を強度および伸度とした。

【0045】

Ｇ．タフネス
上記Ｅ．記載の方法で算出した強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）と伸度（％）を用いて下記
タフネス＝（強度）×（伸度）^１／２
のとおりにタフネスを算出した。

【0046】

Ｈ．単繊維間融着および解舒性評価
実施例・比較例によって得られた延伸糸を巻き取ったボビンを温度２０℃、湿度６５％ＲＨの環境下で１週間静置し、単繊維間融着および解舒性について次の基準に基づき３段階評価した。なお、評価：Ａ、Ｂを合格とし、単繊維間融着の有無については実施例Ａ．項記載の方法で繊維横断面を観察して確認した。
評価Ａ：単繊維間融着が全くなく、糸間の摩擦抵抗が小さいため張力をかけずに解舒が可能
評価Ｂ：単繊維間融着が全くないが、糸間の摩擦抵抗が強く解舒に張力をかける必要がある
評価Ｃ：単繊維間融着があり、解舒も困難。

【0047】

Ｉ．複合繊維の水中における容積増加率
実施例・比較例によって得られた延伸糸の水中における容積増加率は乾式自動密度計およびピクノメーターを用いて測定した。前処理として、延伸委を５０℃、窒素下で１週間静置して結晶状態を安定化させた。前処理を行った延伸糸を０．８ｇ量り取り、乾式密度計を用いて以下の条件で水へ浸漬前の延伸糸の容積：Ａ［ｍ＾３］を求めた。
装置：マイクロメリティックス社製乾式自動密度計アキュピック１３４０Ｔ－１０ＣＣ
充填ガス：Ｈｅ
測定温度：２５℃
続いて、前処理した延伸糸２．０ｇを３０℃のイオン交換水２００ｍＬ中に浸漬し１時間静置した。静置１時間後速やかに延伸糸を取り出し、繊維表面に付着した水を拭き取り、ピクノメーターを用いて以下の条件で浸漬後の延伸糸の容積：Ｂ［ｍ＾３］を求めた。
装置：ＳＡＮＳＹＯ製ハーバード型ピクノメーター
恒温槽：ヤマト科学製恒温槽ＢＫ３３
測定温度：２５℃
浸漬液：イオン交換水２０ｍＬ
最後に、延伸糸の浸漬前後における容積増加率を以下のとおり求めた。
容積増加率［％］＝｛（Ｂ－Ａ）／Ａ｝×１００ 。

【0048】

Ｊ．複合繊維の吸水量測定
前処理として、実施例・比較例によって得られた延伸糸を５０℃、窒素下で１週間静置して結晶状態を安定化させた。続いて、前処理した延伸糸およそ２．０ｇを３０℃のイオン交換水２００ｍＬ中に浸漬し１時間静置した。静置１時間後速やかに延伸糸を取り出し、繊維表面に付着した水を拭き取り、重量：Ａ［ｇ］を測定した。さらに、重量測定後の繊維を１０５℃に設定した送風乾燥機中で６時間乾燥し、乾燥後重量：Ｂ［ｇ］を測定し、以下のとおり延伸糸１ｇ当たりの吸水量［ｇ／ｇ］を算出した。
吸水量［ｇ／ｇ］＝（Ａ－Ｂ）／Ｂ
ただし、水中で延伸糸中の芯成分が崩壊して回収困難となった場合は計測不可とした。

【0049】

Ｋ．芯成分ポリマーの組成分析
芯成分ポリマーの組成分析は、核磁気共鳴装置（ＮＭＲ）を用いて実施した。
装置：日本電子株式会社製 ＡＬ－４００
重溶媒：重水素化ＨＦＩＰ
積算回数：１２８回
サンプル濃度：測定サンプル５０ｍｇ／重溶媒１ｍＬ 。

【0050】

Ｌ．芯成分ポリマーの熱特性分析
芯成分ポリマーのガラス転移点、結晶融解熱量の分析は、示唆走査熱量計を用いて実施した。なお、上記Ｋ．項および本Ｌ．項記載の方法で芯成分ポリマーを分析するに際して、複合繊維を直接分析してもよく、芯成分と鞘成分の溶解度の差を利用して芯成分のみをクロロホルム中に溶解させメタノール中に再沈殿させることによって単離してから測定してもよい。
装置：ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製 Ｑ－２０００
昇温速度：１６℃／分、－２０℃から３００℃まで。

【0051】

Ｍ．ポリエステルの固有粘度ＩＶ
鞘成分がポリエステル組成物である場合、試料をオルソクロロフェノールに溶解し、オストワルド粘度計を用いて２５℃で測定することで固有粘度ＩＶを求めた。

【0052】

Ｍ．ポリアミドの９８％硫酸相対粘度（ηｒ）
鞘成分がポリアミド組成物である場合、オストワルド粘度計にて下記溶液の２５℃での落下秒数を測定し、下式により９８％硫酸相対粘度（ηｒ）を算出した。
（ηｒ）＝Ｔ１／Ｔ２
Ｔ１はポリアミド組成物を１ｇ／１００ｍｌとなるように溶解した９８％濃硫酸、
Ｔ２は９８％濃硫酸。

【0053】

［実施例１］
（芯成分Ａの調製方法）
ジメチルテレフタル酸（ＤＭＴ）１．５ｋｇ（全酸成分に対して２０．０モル％）、ジメチル５－スルホイソフタル酸ナトリウム（ＳＳＩＡ）０．８ｋｇ（全酸成分に対して１０．０モル％）、イソフタル酸ジメチル（ＤＭＩ）５．２ｋｇ（全酸成分に対して７０．０モル％）、１，４－ブタンジオール（ＢＤＯ）６．２ｋｇ、テトラ－ｎ－ブチルチラネートの２０重量％ＢＤＯ溶液（ＴＢＴ）３６．１ｇ、酢酸リチウム２水和物（ＬＡＨ）５０．６ｇを加え、１２０～２００℃でメタノールを留出しつつエステル交換（ＥＩ）反応を行った。１８０分後、数平均分子量１０００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を１．０ｋｇ（得られる組成物に対して１０．０重量％）、［ペンタエリスリトール－テトラキス（３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェノール）プロピオネート）］（ＢＡＳＦ製“Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標。以下同じ。）１０１０”）２５．０ｇ、ＴＢＴ３６．１ｇをさらに追加し、２４５℃で徐々に０．１ｋＰａ以下まで減圧し、重合開始１８０分後、反応系を窒素パージして常圧に戻して重縮合反応を停止させ、口金からストランド状に押出して水槽冷却し、ペレット状にカッティングを実施して共重合ポリエステル組成物を得た。ポリマー特性を表１に示す。

【0054】

（紡糸方法）
上記ポリエステル組成物を芯成分Ａとし、ηｒ：２．６のナイロン６を鞘成分Ｂとして用いた。芯成分Ａと鞘成分Ｂを各個別々のプレッシャーメルターで２６０℃にて溶融させ、紡糸パック、口金に合流、芯鞘型に複合形成させて紡糸口金より吐出させた。芯成分Ａと鞘成分Ｂの吐出重量および使用する紡糸口金は、単繊維横断面中で芯成分Ａが１箇所露出し（図１（ａ）の形状）、繊維横断面の外周の長さＲと、芯成分の表面露出部分１～８箇所のうち最も大きい露出部の長さｒの比（ｒ／Ｒ）がおよそ０．０３５、およびフィラメント数：３６となるよう決定した。また、紡糸温度は２６０℃とした。紡糸口金より吐出後、紡出糸条を風温２５℃、風速２０ｍ／分の冷却風で冷却し、給油装置で油剤を付与して収束させ、１０００ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーで引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、ワインダーで巻き取った。得られた未延伸糸を、第一ホットローラー３０℃、第二ホットローラー１３０℃とした横型延伸機にて３．０倍となるように延伸し、８４ｄｔｅｘ－３６ｆの延伸糸を得た。

【0055】

（評価）
得られた延伸糸を用いて各種繊維特性の評価を実施した。各種評価結果を表１に示す。

【0056】

繊維横断面中における芯成分Ａの形状、および複合繊維の水中における容積増加率は本発明の範囲を満たすものであり、吸水量は０．４ｇ／ｇ以上を示した。また、糸物性および解舒性ともに優れるものであった。

【0057】

［実施例２～４］
実施例１における芯成分Ａの露出箇所数を表１に記載の数値に変更した以外は実施例１と同様に実施し、芯鞘型複合繊維を得た。なお、実施例２は図１（ｄ）、実施例３は図１（ｅ）、実施例４は図１（ｇ）の断面形状である。各種評価結果を表１に示す。

【0058】

［実施例５～７］
実施例１におけるｒ／Ｒを表１に記載の数値に変更した以外は実施例１と同様に実施し、芯鞘型複合繊維を得た。各種評価結果を表１に示す。

【0059】

［実施例８～１０］
実施例１における芯成分Ａの面積比率を表１に記載の数値に変更した以外は実施例１と同様に実施し、芯鞘型複合繊維を得た。各種評価結果を表１に示す。

【0060】

［実施例１１］
実施例１におけるフィラメント数を表１に記載の数に変更した以外は実施例１と同様に実施し、芯鞘型複合繊維を得た。各種評価結果を表１に示す。

【0061】

［実施例１２、１３］
実施例１における鞘成分ＢをＩＶ：０．６６のポリエチレンテレフタレート、あるいはＳＳＩＡ成分を１．５モル％と重量平均分子量１０００のポリエチレングリコール２．０重量％を共重合したカチオン染料可染型ポリエチレンテレフタレートに変更した以外は実施例１と同様に実施し、芯鞘型複合繊維を得た。各種評価結果を表１に示す。

【0062】

【表1】

【0063】

［実施例１４～１５］
実施例１における芯成分Ａを表２に記載のとおり変更した以外は実施例１と同様に実施し、芯鞘型複合繊維を得た。各種評価結果を表２に示す。

【0064】

［実施例１６～２０］
実施例１における芯成分Ａを表２に記載のとおり変更し、芯成分Ａの露出箇所数を表１に記載の数値に変更した以外は実施例１と同様に実施し、芯鞘型複合繊維を得た。なお、全て図１（ｇ）の断面形状である。各種評価結果を表２に示す。

【0065】

［実施例２１～２７］
実施例１における芯成分Ａを表２に記載のとおり変更した以外は実施例１と同様に実施し、芯鞘型複合繊維を得た。各種評価結果を表２に示す。

【0066】

【表2】

【0067】

［比較例１、２］
実施例１における芯成分Ａの露出箇所数を表３に記載の数値に変更した以外は実施例１と同様に実施し、芯鞘型複合繊維を得た。なお、比較例１は開口部を有さず芯成分が円形な芯鞘繊維である。比較例２は、図１（ａ）に示した開口部形状を合計１０箇所有する断面形状である。各種評価結果を表３に示す。

【0068】

比較例１は、芯成分Ａの露出箇所数が０となったために水中における容積増加率が不足しており、吸水能力に劣るものとなった。

【0069】

比較例２は、芯成分Ａの露出箇所数が１０となったために露出した芯成分を起点とした単繊維間融着が発生した。

【0070】

［比較例３、４］
実施例１におけるｒ／Ｒを表３に記載の数値に変更した以外は実施例１と同様に実施し、芯鞘型複合繊維を得た。各種評価結果を表３に示す。

【0071】

比較例３は、ｒ／Ｒが０．００５未満となったために水中における容積増加率が不足しており、吸水能力に劣るものとなった。

【0072】

比較例４は、ｒ／Ｒが０．１００より大きくなったために露出した芯成分を起点とした単繊維間融着が発生した。

【0073】

［比較例５～１０］
実施例１における芯成分Ａを表３に記載のとおり変更し、芯成分Ａの露出箇所数を表３に記載の数値に変更した以外は実施例１と同様に実施し、芯鞘型複合繊維を得た。なお、全て図１（ｇ）の断面形状である。各種評価結果を表３に示す。

【0074】

比較例５～７、９～１０は、芯成分Ａに適用するポリマーが不適切であったために水中における容積増加率が不足しており、吸水能力に劣るものとなった。

【0075】

一方、比較例８は、芯成分Ａに適用するポリマーが不適切であったために水中における容積増加率が過剰となり、吸水時に芯成分が崩壊して繊維形態を維持することができなかった。

【0076】

【表3】

【符号の説明】

【0077】

Ａ：芯成分
Ｂ：鞘成分
ｒ：芯成分Ａの露出部の長さ（最長箇所）

【図1】