(57)【要約】      （修正有）【課題】耐熱性や耐薬品性に優れる立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維、及び該複合紡糸繊維を用いて得られる立体規則性ポリスチレン系短繊維を提供する。【解決手段】海島構造を有し、島成分がシンジオタクチックポリスチレンからなり、海成分の延伸性が島成分の延伸性より高く、立体規則ポリスチレン系複合繊維を延伸することによって島成分のみを破断し、海成分を分解または溶解除去することで、立体規則性ポリスチレン系短繊維が得られる、立体規則ポリスチレン系複合繊維。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
海島構造を有し、島成分がシンジオタクチックポリスチレンからなる、立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維。
【請求項２】
海成分と島成分との体積比（海成分／島成分）が９０／１０〜３０／７０である、請求項１に記載の立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維。
【請求項３】
海成分の延伸性が島成分の延伸性より高い、請求項１又は２に記載の立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維。
【請求項４】
立体規則性ポリスチレン系短繊維を含有する立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維であって、当該短繊維が、請求項１〜３のいずれかに記載の立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維を延伸することによって島成分のみを破断することで得られる、短繊維含有複合紡糸繊維。
【請求項５】
破断された島成分が、平均糸径３０μｍ以下、平均繊維長１５００μｍ以下である、請求項４に記載の短繊維含有複合紡糸繊維。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の短繊維含有複合紡糸繊維から海成分を分解又は溶解除去することにより得られる立体規則性ポリスチレン系短繊維。
【請求項７】
平均糸径が３０μｍ以下、平均繊維長が１５００μｍ以下である、請求項６に記載の立体規則性ポリスチレン系短繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維及び短繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂からなる繊維としては、例えばポリエチレンテレフタレート及びポリアミド等が挙げられるが、これらは加水分解しやすい。ポリエチレンやポリプロピレンは軽量で、引張特性と絶縁性にも優れるが、耐熱性が低い。一方、ポリフェニレンスルフィドやポリテトラフルオロエチレンからなる繊維は優れた耐熱性及び耐薬品性を示すが、加工性が悪く、製造コストが高いという問題がある。
これに対して、軽量であり、絶縁性と耐熱性と耐薬品性とに優れ、製造コストが高くなく、焼却しても有害なガスが少ないということで、シンジオタクチックポリスチレンを用いた繊維が開発されている（特許文献１を参照）。
シンジオタクチックポリスチレン繊維の適用用途を拡大する上で、平均繊維長が１５００μｍ以下である短繊維が注目されている。
【０００３】
一般に、短繊維は、水中に分散させ抄紙した湿式不織布等に用いられ、薄く緻密な不織布を得ることができる。そのため、ハードディスクやシリコンウェハース等の研磨材等、さらには、塗料や樹脂等に配合する分散体やフィラー等にも適用できる。また、他の樹脂と混練、もしくは塗料中に分散させることによって、樹脂を補強、もしくは光沢感を発現させるために利用されている。昨今、このような種々の用途に適用するための短繊維においては、繊維径をナノオーダーに細化できるまで検討が進んでいるが、繊維長についても目的に応じて任意に繊維長を調整する生産性に優れた技術が求められている。特に平均繊維長が１５００μｍ以下の短繊維は、以下に示すように、通常のカッターを用いた切断で作成することが不可能もしくは甚だしく非効率であり、より効率的な短繊維の製造方法が求められていた。
【０００４】
短繊維は、繊維を束ねたトウをカッターでせん断することで得られ、特に芯鞘若しくは海島繊維を束ねてトウにしたものは、せん断後、マトリックス成分を脱鞘・脱海することで極細の短繊維が得られることが知られている（特許文献２を参照）。
しかし、太いトウを用いる場合には、カッターでせん断すること自体にかなり大がかりな設備が必要になり、コストアップの原因となる。特に、カッターを用いて繊維長を短く切断することは、理論上は可能であっても、切断長が短くなればなるほど、特に１００μｍ未満という極めて短い繊維長になると、切断頻度が増大し、カッター刃の摩耗が著しく、せん断による摩擦熱で断面が融着を起こしやすく、工業的には実用不可能である。
【０００５】
特許文献３には、トウを脱鞘・脱海後にせん断して短繊維を製造する方法が記載されている。この方法によれば、脱鞘・脱海後のトウは鞘若しくは海のマトリックス成分が除かれた分だけ細くなるため、カッターによるせん断負荷を小さくできると考えられている。
【０００６】
特許文献４では、ポリマーアロイにした繊維のマトリックス部の海成分を抽出除去することにより、ドメイン部の島成分を極細繊維として得る方法が考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１３０５４号公報
【特許文献２】特許第４９６０６１６号公報
【特許文献３】特許第４９９４３１３号公報
【特許文献４】特許第４１００３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献３に開示された方法では、分解・溶解液が太いトウの内部まで浸透しないのでトウの状態を保ったまま脱鞘・脱海すること自体が難しい。さらに、仮にトウを裁断できても、バラバラにほぐす必要があり、このような短繊維は表面積が非常に大きいので、繊維同士が凝集しやすく、粉塵爆発や、防塵対策等、粉体としての取扱いにくさを有する。そのため、均一に分散できる短繊維を得ることは難しい。
また、特許文献４に開示された方法では、島成分を海成分中に微分散するポリマーの選択が限られており、分散性を高めるためには、島成分のポリマーと海成分のポリマーとの相溶性が良好であることを要する。また、島成分を海成分中に微分散させるために海成分の比率を高めにする必要があるので、生産性に課題があるとともに、繊維径、繊維長ともに均一性を高めることにも課題がある。
シンジオタクチックポリスチレンからなる繊維は耐熱性や耐薬品性に優れるため、これを短繊維化できれば、このような特性を活かした高性能フィルタや電池セパレータ、有機フィラー等の用途に適用できると期待される。その一方で、従来の短繊維の製造方法では、繊維長が短い短繊維を効率的に得ることが困難である。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、耐熱性や耐薬品性に優れる立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維、及び該複合紡糸繊維を用いて得られる立体規則性ポリスチレン系短繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下の立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維、短繊維含有複合紡糸繊維及び立体規則性ポリスチレン系短繊維に関する。
１．海島構造を有し、島成分がシンジオタクチックポリスチレンからなる、立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維。
２．海成分と島成分との体積比（海成分／島成分）が９０／１０〜３０／７０である、上記１に記載の立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維。
３．海成分の延伸性が島成分の延伸性より高い、上記１又は２に記載の立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維。
４．立体規則性ポリスチレン系短繊維を含有する立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維であって、当該短繊維が、上記１〜３のいずれかに記載の立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維を延伸することによって島成分のみを破断することで得られる、短繊維含有複合紡糸繊維。
５．破断された島成分が、平均糸径３０μｍ以下、平均繊維長１５００μｍ以下である、上記４に記載の短繊維含有複合紡糸繊維。
６．上記４又は５に記載の短繊維含有複合紡糸繊維から海成分を分解又は溶解除去することにより得られる立体規則性ポリスチレン系短繊維。
７．平均糸径が３０μｍ以下、平均繊維長が１５００μｍ以下である、上記６に記載の立体規則性ポリスチレン系短繊維。
【００１１】
以下、上記１〜３のいずれかに係る本発明の立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維を「本発明の第一の複合紡糸繊維」、上記４又は５に係る本発明の短繊維含有複合紡糸繊維を「本発明の第二の複合紡糸繊維」、上記６又は７に係る本発明の立体規則性ポリスチレン系短繊維を「本発明の短繊維」ともいう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、耐熱性や耐薬品性に優れる立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維を提供することができる。さらに、該複合紡糸繊維を用いることで、せん断工程を経ることなく立体規則性ポリスチレン系短繊維を簡便且つ効率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１及び２は、実施例４で得られたシンジオタクチックポリスチレンからなる短繊維の顕微鏡写真である（倍率：９８０倍）。
【図２】図１及び２は、実施例４で得られたシンジオタクチックポリスチレンからなる短繊維の顕微鏡写真である（倍率：９８０倍）。
【図３】図３は、実施例５で得られたシンジオタクチックポリスチレンからなる短繊維の顕微鏡写真である（倍率：１４０倍）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（１）立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維（本発明の第一の複合紡糸繊維）
本発明の第一の複合紡糸繊維は、海島構造を有し、島成分がシンジオタクチックポリスチレン（以下、「ＳＰＳ」ともいう。）からなる、立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維である。
【００１５】
＜島成分＞
本発明の第一の複合紡糸繊維の島成分は、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）からなる。
【００１６】
（ＳＰＳ）
ＳＰＳは、主としてシンジオタクチック構造を有するポリスチレン系重合体である。ここで、シンジオタクチック構造とは、立体化学構造がシンジオタクチック構造、即ち炭素−炭素結合から形成される主鎖に対して側鎖であるフェニル基が交互に反対方向に位置する立体構造を有するものであり、そのタクティシティーは同位体炭素による核磁気共鳴法（13Ｃ−ＮＭＲ法）により定量される。
核磁気共鳴法（13Ｃ−ＮＭＲ法）により測定されるシンジオタクチック構造のタクティシティーは、連続する複数個の構成単位の存在割合、例えば２個の場合はダイアッド、３個の場合はトリアッド、５個の場合はペンタッドによって示すことができるが、通常、ラセミダイアッドで好ましくは７５％以上、より好ましくは８５％以上、若しくはラセミペンタッドで好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上のシンジオタクティシティーを有するポリスチレン系重合体が用いられる。
【００１７】
ＳＰＳとしては、ポリスチレン、ポリ（アルキルスチレン）、ポリ（ハロゲン化スチレン）、ポリ（ハロゲン化アルキルスチレン）、ポリ（アルコキシスチレン）、ポリ（ビニル安息香酸エステル）、及びこれらの水素化重合体、さらにはこれらから選択される２種以上の混合物、並びにこれらを主成分とする共重合体から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
ここでポリ（アルキルスチレン）としては、ポリ（メチルスチレン）、ポリ（エチルスチレン）、ポリ（イソピルスチレン）、ポリ（ｔ−ブチルスチレン）、ポリ（フェニルスチレン）、ポリ（ビニルナフタレン）、ポリ（ビニルスチレン）等があり、ポリ（ハロゲン化スチレン）としては、ポリ（クロロスチレン）、ポリ（ブロモスチレン）、ポリ（フルオロスチレン）等がある。また、ポリ（ハロゲン化アルキルスチレン）としては、ポリ（クロロメチルスチレン）等があり、ポリ（アルコキシスチレン）としては、ポリ（メトキシスチレン）、ポリ（エトキシスチレン）等がある。
なお、これらの中でも、好ましいスチレン系重合体としては、ポリスチレン、ポリ（ｐ−メチルスチレン）、ポリ（ｍ−メチルスチレン）、ポリ（ｐ−又はｔ−ブチルスチレン）、ポリ（ｐ−クロロスチレン）、ポリ（ｍ−クロロスチレン）、ポリ（ｐ−フルオロスチレン）、水素化ポリスチレン及びこれらの構造単位を含む共重合体が挙げられ、ポリスチレンがより好ましい。
ＳＰＳは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１８】
ＳＰＳは、公知の方法に従って製造することができ、例えば、不活性炭化水素溶媒中又は溶媒の不存在下に、チタン化合物及び水とトリアルキルアルミニウムの縮合生成物を触媒として、スチレン系単量体（前記スチレン系重合体に対応する単量体）を重合することにより製造することができる（特開昭６２−１８７７０８号公報参照）。また、ポリ（ハロゲン化アルキルスチレン）は特開平１−４６９１２号公報に記載の方法、水素化重合体は特開平１−１７８５０５号公報に記載の方法等により得ることができる。
【００１９】
（ＳＰＳの特性）
ＳＰＳの重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは１０万以上２８万以下、より好ましくは１５万以上２５万以下である。１０万以上であれば、紡糸性が良好であり、且つ細糸化しやすい。また、２８万以下であれば、ノズル部の樹脂圧力が高くなるのを抑制できる。なお、ノズル部の樹脂圧力が高くなる場合、樹脂圧力を下げるために高温にする方法を採用することが可能であるが、その場合、樹脂が分解してガスが発生し、ノズルを汚す可能性があり、連続生産できなくなるおそれがある。ここで、上記重量平均分子量は、ＳＰＳを１，２，４−トリクロロベンゼンに溶解して、１３５℃の条件の下、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した値である。
ＳＰＳのメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）は、好ましくは３．０〜１００ｇ／１０ｍｉｎ、より好ましくは６．０〜３０ｇ／１０ｍｉｎである。ここで、該メルトマスフローレイトは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠し、３００℃、荷重１．２ｋｇで測定した値である。
ＳＰＳは結晶性を有し、その融点は、好ましくは２４０〜２８０℃である。また、融解エンタルピーは、約３０Ｊ／ｇを有することが好ましい。
ＳＰＳのガラス転移点（Ｔｇ）は、好ましくは９０〜１１０℃である。
【００２０】
本発明において、「シンジオタクチックポリスチレンからなる」とは、実質的にシンジオタクチックポリスチレンから構成されることを意味する。つまり、シンジオタクチックポリスチレン１００質量％からなるもののみに限定されるものではなく、本発明の効果を損なわない範囲で他の成分を含んでいてもよい。
例えば、本発明の第一の複合紡糸繊維の島成分にシンジオタクチックポリスチレンが９５質量％以上含まれていれば、本発明の効果を得られる。本発明の第一の複合紡糸繊維の島成分にシンジオタクチックポリスチレンが９８質量％以上含まれることがより好ましく、さらに好ましくはシンジオタクチックポリスチレンが１００質量％である。
【００２１】
（ＳＰＳ以外の成分）
本発明の第一の複合紡糸繊維の島成分に含まれてもよい他の成分としては、アタクチックポリスチレン、アイソタクチックポリスチレン、及びその他の熱可塑性樹脂並びにゴム状弾性体が挙げられる。
その他の熱可塑性樹脂としては、例えば、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂等のスチレン系重合体；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）；ナイロン６、ナイロン６・６、ナイロン４・６等のポリアミド樹脂；ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等のポリエーテル樹脂；ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ４−メチルペンテン−１、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ弗化ビニリデン等の含ハロゲンビニル化合物重合体；ポリオキシメチレン；ポリビニルアルコール樹脂；及びこれらの誘導体が挙げられる。
これらの熱可塑性樹脂は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２２】
ゴム状弾性体としては、例えば、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、クロロプレン（ネオプレン（登録商標））、ポリスルフィドゴム、チオコールゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、スチレン−ブタジエンブロック共重合体（ＳＢＲ）、水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重合体（ＳＥＢ，ＳＥＢＣ）、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、水素添加スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−イソプレンブロック共重合体（ＳＩＲ）、水素添加スチレン−イソプレンブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、水素添加スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、さらには、ブタジエン−アクリロニトリル−スチレン−コアシェルゴム（ＡＢＳ）、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン−コアシェルゴム（ＭＢＳ）、メチルメタクリレート−ブチルアクリレート−スチレン−コアシェルゴム（ＭＡＳ）、オクチルアクリレート−ブタジエン−スチレン−コアシェルゴム（ＭＡＢＳ）、アルキルアクリレート−ブタジエン−アクリロニトリル−スチレン−コアシェルゴム（ＡＡＢＳ）、ブタジエン−スチレン−コアシェルゴム（ＳＢＲ）及びメチルメタクリレート−ブチルアクリレート−シロキサンをはじめとするシロキサン含有コアシェルゴム等のコアシェルタイプの粒子状弾性体、またはこれらを変性したゴム等が挙げられる。
これらのゴム状弾性体は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２３】
また、適宜、相溶化剤及び各種添加剤から選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。
相溶化剤としては、例えば、ＳＰＳと熱可塑性樹脂やゴム状弾性体と相溶性又は親和性を有し、かつ極性基を有する重合体が挙げられる。具体的には、酸無水物で変性したゴム、例えば無水マレイン酸変性ＳＥＢＳ、無水マレイン酸変性ＳＥＰＳ、無水マレイン酸変性ＳＥＢ、無水マレイン酸変性ＳＥＰ、無水マレイン酸変性ＥＰＲ、スチレン−無水マレイン酸共重合体（ＳＭＡ）、スチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、末端カルボン酸変性ポリスチレン、末端エポキシ変性ポリスチレン、末端オキサゾリン変性ポリスチレン、末端アミン変性ポリスチレン、スルホン化ポリスチレン、スチレン系アイオノマー、スチレン−メチルメタクリレートグラフトポリマー、（スチレン−グリシジルメタクリレート）−メチルメタクリレートグラフトポリマー、酸変性アクリル−スチレン−グラフトポリマー、（スチレン−グリシジルメタクリレート）−スチレングラフトポリマー、ポリブチレンテレフタレート−ポリスチレングラフトポリマー、さらには、無水マレイン酸変性シンジオタクチックポリスチレン、フマル酸変性シンジオタクチックポリスチレン、グリシジルメタクリレート変性シンジオタクチックポリスチレン、アミン変性シンジオタクチックポリスチレン等の変性スチレン系ポリマー、（スチレン−無水マレイン酸）−ポリフェニレンエーテルグラフトポリマー、無水マレイン酸変性ポリフェニレンエーテル、フマル酸変性ポリフェニレンエーテル、グリシジルメタクリレート変性ポリフェニレンエーテル、アミン変性ポリフェニレンエーテル等の変性ポリフェニレンエーテル系ポリマー等が挙げられる。これらの相溶化剤は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
各種添加剤としては、例えば酸化防止剤、核剤、可塑剤、離型剤、難燃剤、難燃助剤、顔料、染料、カ−ボンブラック、帯電防止剤等が挙げられる。これらは、それぞれ必要に応じて公知のものを配合することができる。また、添加剤は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２４】
（島成分の平均糸径）
本発明の第一の複合紡糸繊維の島成分の平均糸径は、本発明の第一の複合紡糸繊維を用いて短繊維を製造する観点から、３０μｍ以下であることが好ましく、０．０２μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましく、０．０５μｍ以上１０μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２５】
（島成分の数）
本発明の第一の複合紡糸繊維における島成分の数は、複合紡糸ノズルに設けられた島成分用のノズルの数によって適宜設定できる。
本発明の第一の複合紡糸繊維における島成分の数は特に問わないが、好ましくは１島以上１０００島以下、より好ましくは２００島以上１０００島以下である。本発明の第一の複合紡糸繊維における島成分の数が少なすぎると、本発明の第一の複合紡糸繊維を用いて短繊維を製造する場合に短繊維の生産効率が低くなる。一方、島成分の数が多すぎると、本発明の第一の複合紡糸繊維を用いて短繊維を製造する場合に延伸による島成分のみの破断が制御しにくくなり、本発明の短繊維を効率的に製造することができない。
また、複合紡糸繊維の繊維断面形態は海島型が好ましいが、異形ノズルにより島成分の形状が異形断面であっても構わない。
【００２６】
＜海成分＞
本発明の第一の複合紡糸繊維の海成分は特に限定されないが、実質的に熱可塑性樹脂から構成されることが好ましい。熱可塑性樹脂１００質量％からなるもののみに限定されるものではなく、本発明の効果を損なわない範囲で添加剤等を含んでいてもよい。
海成分を構成する熱可塑性樹脂は、本発明の短繊維を製造する観点からは、易溶解性の熱可塑性樹脂であることが好ましい。
【００２７】
海成分の延伸性は、島成分の延伸性より高いことが好ましい。海成分の延伸性は、島の延伸性の延伸倍率は好ましくは３倍以上、より好ましくは４倍以上、更に好ましくは５倍以上である。
【００２８】
溶融紡糸が可能でかつ延伸性に富む熱可塑性樹脂の好ましい具体例としては、ＰＥＴ、ＰＢＴ等のポリエステル類；ナイロン６、ナイロン６・６、ナイロン４・６等のポリアミド類；ポリスチレン（ＳＰＳを除く）；ポリビニルアルコール；ポリ乳酸等が挙げられる。なお、海成分は１つの熱可塑性樹脂から構成されていてもよく、複数の熱可塑性樹脂から構成されていてもよい。
【００２９】
＜海成分と島成分との体積比＞
海成分と島成分との体積比（海成分／島成分）は、好ましくは９０／１０〜３０／７０、より好ましくは８０／２０〜６０／４０、更に好ましくは７５／２５〜６５／３５である。海成分の体積割合が９０体積％を越えると、本発明の第一の複合紡糸繊維を用いて短繊維を製造する場合に海成分を溶解するのに必要な溶剤の量が多くなり、安全性や環境負荷、コストの面で問題がある。また、海成分の体積割合が３０体積％未満の場合には、本発明の第一の複合紡糸繊維を延伸する時に島成分だけを破断することができず、複合紡糸繊維自体が破断しやすくなるため過延伸ができなくなり、本発明の短繊維を効率的に製造することができない。
【００３０】
＜本発明の第一の複合紡糸繊維の糸径＞
本発明の第一の複合紡糸繊維の平均糸径は、好ましくは５μｍ以上２００μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下である。
ここで、本発明の第一の複合紡糸繊維の平均糸径は、「デジタル寸法測定器  ＬＳ−７０１０」（株式会社ＫＥＹＥＮＣＥ製）で任意の３０本の糸径を測定して出した平均値である。
【００３１】
＜本発明の第一の複合紡糸繊維の製造方法＞
本発明の第一の複合紡糸繊維の製造方法としては、公知の海島構造繊維の製造方法を利用することができ、マルチフィラメント法、スパンボンド法、メルトブローン法、モノフィラメント法等の公知の溶融紡糸方法を利用することができる。
【００３２】
（紡糸工程）
まず、海成分の樹脂及び島成分の樹脂をそれぞれ溶融して複合紡糸ノズルから押し出す。ＳＰＳの溶融温度（押出機の押出温度）は、少なくともＳＰＳの融点以上であり、通常、ＳＰＳが完全に溶融する温度以上である。溶融不良を回避し、且つＳＰＳの分解を抑制する観点から、好ましくは２８０〜３３０℃、より好ましくは３００〜３２０℃である。一方、海成分を構成する熱可塑性樹脂の溶融温度（押出機の押出温度）は、使用する熱可塑性樹脂によって適宜設定されるが、少なくとも熱可塑性樹脂の融点以上であり、通常、熱可塑性樹脂が完全に溶融する温度以上である。
【００３３】
次に、複合紡糸ノズルから押出された溶融ストランドは冷却された後、繊維が十分に固化する程度に距離をおいた巻取り機に巻かれる。ノズルから押出された繊維の冷却方法に特に制限はなく、空冷でもよいし、水等の冷媒を用いてもよい。冷却温度は、通常、好ましくは０〜４０℃、より好ましくは０〜３０℃である。巻取り機による巻取り速度（設定紡糸速度）は適宜設定される。
なお、本明細書において、該紡糸工程にて得られた繊維を「未延伸繊維」と称することがある。
【００３４】
本発明の第一の複合紡糸繊維は、公知の方法で適宜延伸してもよい。この場合の延伸倍率は、本発明の第一の複合紡糸繊維の海成分及び島成分のいずれも破断しない範囲が好ましい。
一方、本発明の第一の複合紡糸繊維を、島成分のみを破断して海成分が破断しないように延伸することで、本発明の短繊維含有複合紡糸繊維（本発明の第二の複合紡糸繊維）及び本発明の短繊維を製造することができる。
【００３５】
（２）短繊維含有複合紡糸繊維（本発明の第二の複合紡糸繊維）
本発明の第二の複合紡糸繊維は、立体規則性ポリスチレン系短繊維を含有する立体規則性ポリスチレン系複合紡糸繊維であって、当該短繊維が、本発明の第一の複合紡糸繊維を延伸することによって島成分のみを破断することで得られる短繊維含有複合紡糸繊維である。
【００３６】
本発明の第二の複合紡糸繊維に含まれる島成分（破断された島成分）の平均糸径は、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下である。平均糸径の下限は特に限定されないが、０．０５μｍ程度が適当である。このような範囲内であれば、有用な短繊維を製造することができる。
ここで、破断された島成分の平均糸径は、後述する本発明の短繊維を製造した後に、この短繊維の平均糸径を測定して得られた値である。
【００３７】
また、本発明の第二の複合紡糸繊維に含まれる島成分（破断された島成分）の平均繊維長は、好ましくは１５００μｍ以下、より好ましくは６００μｍ以下、更に好ましくは１００μｍ以下である。平均繊維長の下限は特に限定されないが、１．０μｍ程度が適当である。このような範囲内であれば、有用な短繊維を製造することができる。
ここで、破断された島成分の平均繊維長は、後述する短繊維を製造した後に、この短繊維の平均繊維長を測定して得られた値である。
【００３８】
本発明の第二の複合紡糸繊維の平均糸径は、好ましくは５μｍ以上２００μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下である。
ここで、本発明の第二の複合紡糸繊維の平均糸径は、「デジタル寸法測定器  ＬＳ−７０１０」（株式会社ＫＥＹＥＮＣＥ製）で任意の３０本の糸径を測定して出した平均値である。
【００３９】
＜本発明の第二の複合紡糸繊維の製造方法＞
上述のとおり、本発明の第二の複合紡糸繊維は、本発明の第一の複合紡糸繊維を、島成分のみを破断して海成分が破断しないように延伸することで製造することができる。なお、本発明の第一の複合紡糸繊維から連続して本発明の第二の複合紡糸繊維を製造する場合には、本発明の第一の複合紡糸繊維を巻取り機にて巻き取ることなく、紡糸ラインからそのまま延伸してもよい。
【００４０】
（延伸工程）
本発明の第一の複合紡糸繊維を加熱しながら延伸する。繊維の加熱延伸方法に特に制限はなく、公知の方法を採用できる。例えば、（ｉ）一般の加熱延伸機等により熱ロールや熱板を用いて加熱延伸する方法、（ｉｉ）レーザー加熱延伸機等によりレーザー照射しながら加熱延伸（以下、「レーザー延伸」と略称することがある。）する方法、（ｉｉｉ）ヒーター、スチーム延伸機等により、高温のスチーム、加熱炉を通過させて繊維を加熱しながら延伸する方法等が挙げられる。これらの中でも、方法（ｉ）及び（ｉｉ）が好ましい。延伸時の温度は、海成分が延伸される温度であればよい。
方法（ｉ）において、熱ロール延伸時の加熱温度（熱ロールを用いる場合はロール温度、熱板を用いる場合は板温度）は、適宜設定される。
また、方法（ｉｉ）のようにレーザー延伸することにより、延伸倍率を高めることができる。レーザー延伸時は、海成分が破断しないように、延伸倍率に応じてレーザーの出力を調整することで延伸繊維が得られる。本発明では、レーザーの出力は、好ましくは１〜３０Ｗ、より好ましくは１〜２０Ｗ、さらに好ましくは２〜２０Ｗである。
【００４１】
本発明では、島繊維が破断し始め、繊維の外観が白化し始める延伸倍率を「延伸限界倍率」とし、この延伸限界を超える延伸倍率で延伸することを「過延伸」と定義する。過延伸倍率は、下式（１）で示される。
過延伸倍率＝延伸倍率−延伸限界倍率          ・・・式（１）
延伸は、本発明の第一の複合紡糸繊維における島成分のみを破断して海成分が破断しないような過延伸倍率で実施する。過延伸倍率が低すぎると、島成分が充分に破断されず、短繊維を得ることができない。一方、過延伸倍率が高すぎると、島成分のみならず海成分まで破断してしまい、繊維を得ることが出来ない。
【００４２】
なお、本発明の第二の複合紡糸繊維は、本発明の第一の複合紡糸繊維延伸することによって得られるものであるので、上記以外の本発明の第二の複合紡糸繊維の構成は本発明の第一の複合紡糸繊維の構成と同様である。
【００４３】
（３）立体規則性ポリスチレン系短繊維（本発明の短繊維）
本発明の短繊維は、短繊維含有複合紡糸繊維（本発明の第二の複合紡糸繊維）から海成分を分解又は溶解除去することにより得られる立体規則性ポリスチレン系短繊維である。
【００４４】
本発明の短繊維の平均糸径は、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下である。平均糸径の下限は特に限定されないが、０．０５μｍ程度が適当である。このような範囲内であれば各種用途に有用である。
ここで、本発明の短繊維の平均糸径は、「デジタル寸法測定器  ＬＳ−７０１０」（株式会社ＫＥＹＥＮＣＥ製）で任意の３０本の糸径を測定して出した平均値である。
【００４５】
また、本発明の短繊維の平均繊維長は、好ましくは１５００μｍ以下、より好ましくは６００μｍ以下、更に好ましくは１００μｍ以下である。平均繊維長の下限は特に限定されないが、１．０μｍ程度が適当である。このような範囲内であれば各種用途に有用である。なお、本発明の短繊維は、平均繊維長が上記範囲内で極めて短い繊維状粉体であってもよい。
ここで、本発明の短繊維の平均繊維長は、「デジタルマイクロスコープ  ＶＨＸ−１０００」（株式会社ＫＥＹＥＮＣＥ製）で任意の３０本の繊維長を測定して出した平均値である。
【００４６】
＜本発明の短繊維の製造方法＞
上述のとおり、本発明の短繊維は、短繊維含有複合紡糸繊維（本発明の第二の複合紡糸繊維）から海成分を分解又は溶解除去することにより得られる。
本発明では、カッターで短繊維化するために必要なトウを形成する工程やカッターで裁断する等のせん断工程が不要であり、効率よく短繊維を得ることができる。また、トウを用いる方法では、分散させるために叩解機でほぐす必要があるのに対して、本発明では、脱海工程において短繊維の分散も行われるため、均一に分散した良質な短繊維の分散体を得ることができる。
【００４７】
（脱海工程）
海成分を除去する手段としては、例えば、溶剤による溶解や分解が挙げられ、また、酵素、微生物等による分解も挙げられる。溶剤によって海成分を除去することが好ましい。
海成分がポリエステル、ナイロン、ポリ乳酸等である場合に使用できる溶剤としては、水酸化ナトリウム溶液やジメチルホルムアミド等が挙げられる。
【００４８】
＜本発明の短繊維の用途＞
本発明の短繊維はシンジオタクチックポリスチレンからなるため、耐熱性と耐薬品性に優れる。
本発明の短繊維を抄きあげることでウェブを形成し、低目付で、分散ムラの少ない湿式不織布を製造できる。この不織布はウェブの形成方法、あるいは結合方法を適宜組み合わせることにより各種機能を付与することができ、各種用途に適用される。
本発明の短繊維の用途は特に限定されず、例えば、短繊維を含む不織布として圧力損失が低い等の濾過性能に優れた液体や気体用のフィルタとして好適に使用することができる。また、シンジオタクチックポリスチレンは電気絶縁性能に優れているため、電池用セパレータとしても使用することが考えられる。本発明の短繊維（繊維状粉体）の分散体として、樹脂充填材、塗料、化粧品、研磨材等を挙げることができる。
【実施例】
【００４９】
以下に実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【００５０】
（使用した樹脂）
島成分のポリマーとしては、シンジオタクチックポリスチレンを用いた。ＳＰＳ１として「ザレック３００ＺＣ」（出光興産株式会社製、重量平均分子量Ｍｗ＝１５万）、ＳＰＳ２として、「ザレック９０ＺＣ」（出光興産株式会社製、重量平均分子量Ｍｗ＝２０万）を用いた。
海成分のポリマーとしては、ポリエステルとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（極限粘度ＩＶ＝０．６）を用いた。
【００５１】
（複合紡糸ノズル）
２００島を有するφ１．０の複合紡糸ノズルを使用した。
【００５２】
（延伸）
延伸装置として、炭酸ガスレーザー加熱延伸装置「ＰＩＮ−３０Ｓ」（レーザー波長１０．６μｍ、照射スポット径６ｍｍ、送出速度４ｍ／ｍｉｎ）を使用した。
なお、延伸により繊維の外観が白化し始める延伸倍率を「延伸限界」とし、この延伸限界を超える延伸倍率で延伸することを「過延伸」とした。過延伸倍率は、下式（１）で示される。
過延伸倍率＝延伸倍率−延伸限界倍率          ・・・式（１）
【００５３】
（脱海）
４０質量％ＮａＯＨ水溶液をメタノール：ＮａＯＨ水溶液＝９：１（質量比）で混合した溶液に、複合紡糸繊維を常温で１〜２日浸漬することで、海成分のポリエステルをアルカリ加水分解させた。この溶液を、水／アセトン＝９：１（質量比）で混合した溶液を希釈洗浄液として、メンブレンフィルタ（フィルタ径：０．１μｍ）でろ過し、島成分のＳＰＳを不溶成分として回収した。
【００５４】
（平均糸径及び平均繊維長の測定）
複合紡糸繊維及び短繊維の平均糸径は、それぞれ「デジタル寸法測定器  ＬＳ−７０１０」（株式会社ＫＥＹＥＮＣＥ製）で任意の３０本の糸径を測定し、それらの平均値として算出した。
なお、未延伸繊維（本発明の第一の複合紡糸繊維）における島成分の測定は、脱海後に得られる島成分の繊維について、任意の３０本の糸径を測定し、それらの平均値として算出した。
また、短繊維の平均繊維長は、「デジタルマイクロスコープ  ＶＨＸ−１０００」（株式会社ＫＥＹＥＮＣＥ製）で任意の３０本の繊維長を測定し、それらの平均値として算出した。
【００５５】
実施例１
（本発明の第一の複合紡糸繊維の製造）
島成分のポリマーとしてＳＰＳ１を用いた。まず、ＳＰＳ１（島成分のポリマー）及びＰＥＴ（海成分のポリマー）をそれぞれ１２０℃で５時間、減圧乾燥機にて乾燥した。
ＳＰＳ１を、シリンダー及びギアポンプ温度を２９０℃に設定したスクリュー径３０ｍｍの二軸押出機を用いて溶融し、ＰＥＴを、シリンダー及びギアポンプ温度を２８０℃に設定したスクリュー径２５ｍｍの単軸押出機を用い溶融し、海成分と島成分との体積比（海成分／島成分）が７０／３０となるようにギアポンプで調整して、複合紡糸ノズルから孔吐出量６．６５ｇ／ｍｉｎで押し出して溶融ストランドを得た。複合紡糸ノズルのノズル温度は２８０℃とした。
得られた溶融ストランドを巻取り機で巻取ることで、溶融紡糸した。巻取り条件は、常温空気環境下で、ノズル−巻取り機間の距離を４７５ｃｍとし、巻取り速度を１０００ｍ／ｍｉｎとし、ドラフト比を１４９とした。
【００５６】
上記で溶融紡糸された繊維を、延伸倍率３．４倍で延伸した。その結果、海島構造を有し、島成分がシンジオタクチックポリスチレンからなる複合紡糸繊維を得た（平均糸径４４．７μｍ）。
なお、上記繊維における延伸限界を別途測定した結果、３．５倍であり、実施例１で得られた複合紡糸繊維は白化しなかった。また、得られた複合紡糸繊維を脱海して観察したところ、島成分の破断は起きていなかった。
【００５７】
実施例２
（本発明の第一の複合紡糸繊維の製造）
延伸倍率４．０倍（過延伸倍率０．５倍）で延伸したこと以外は実施例１と同様にして複合紡糸繊維を得た（平均糸径４１．４μｍ）。
得られた複合紡糸繊維を脱海して観察したところ、島成分の破断は起きていなかった。
【００５８】
実施例３
（本発明の第二の複合紡糸繊維及び短繊維の製造）
延伸倍率４．４倍（過延伸倍率０．９倍）で延伸したこと以外は実施例１と同様にして複合紡糸繊維を得た（平均糸径４１．５μｍ）。
得られた複合紡糸繊維を脱海することで、平均繊維長３７０μｍ、平均糸径１．８μｍの短繊維を得た。
【００５９】
実施例４
（本発明の第二の複合紡糸繊維及び短繊維の製造）
延伸倍率５．２倍（過延伸倍率１．７倍）で延伸したこと以外は実施例１と同様にして複合紡糸繊維を得た（平均糸径３８．０μｍ）。
得られた複合紡糸繊維を脱海することで、平均繊維長３９μｍ、平均糸径１．７μｍの短繊維を得た。実施例４で得られた短繊維の顕微鏡写真（倍率：９８０倍）を図１及び２に示す。
【００６０】
参考例１
延伸倍率５．３倍（過延伸倍率１．８倍）で延伸したこと以外は実施例１と同様にして複合紡糸繊維の製造を行ったところ、複合紡糸繊維自体が破断した。すなわち、島成分のみならず海成分も破断した。
【００６１】
実施例５
（本発明の第一の複合紡糸繊維、第二の複合紡糸繊維及び短繊維の製造）
ドラフト比を５８としたこと、巻取り速度を３９０ｍ／ｍｉｎとしたこと及び延伸倍率６．０倍（過延伸倍率０．９倍）で延伸したこと以外は実施例１と同様にして複合紡糸繊維を得た（平均糸径６９．９μｍ）。なお、上記繊維における延伸限界を別途測定した結果、５．１倍であった。
得られた複合紡糸繊維を脱海することで、平均繊維長５６０μｍ、平均糸径２．３μｍの短繊維を得た。実施例５で得られた短繊維の顕微鏡写真（倍率：１４０倍）を図３に示す。
【００６２】
参考例２
延伸倍率６．１倍（過延伸倍率１．０倍）で延伸したこと以外は実施例５と同様にして複合紡糸繊維の製造を行ったところ、複合紡糸繊維自体が破断した。すなわち、島成分のみならず海成分も破断した。
【００６３】
実施例６
（本発明の第一の複合紡糸繊維の製造）
島成分のポリマーとしてＳＰＳ２を用いたこと、複合紡糸ノズルのノズル温度を３１０℃としたこと、ドラフト比を３４としたこと、複合紡糸ノズルからの孔吐出量を６．０ｇ／ｍｉｎとしたこと、巻取り速度を２２４ｍ／ｍｉｎとしたこと及び延伸倍率４．４倍（過延伸倍率０倍）で延伸したこと以外は実施例１と同様にして複合紡糸繊維を得た（平均糸径７８．０μｍ）。なお、上記繊維における延伸限界を別途測定した結果、４．４倍であった。
得られた複合紡糸繊維を脱海して観察したところ、島成分の破断は起きていなかった。
【００６４】
実施例７
（本発明の第二の複合紡糸繊維及び短繊維の製造）
延伸倍率５．８倍（過延伸倍率１．４倍）で延伸したこと以外は実施例６と同様にして複合紡糸繊維を得た（平均糸径９４．２μｍ）。
得られた複合紡糸繊維を脱海することで、平均繊維長１３４０μｍ、平均糸径１．８μｍの短繊維を得た。
【００６５】
参考例３
延伸倍率６．０倍（過延伸倍率１．６倍）で延伸したこと以外は実施例６と同様にして複合紡糸繊維の製造を行ったところ、複合紡糸繊維自体が破断した。すなわち、島成分のみならず海成分も破断した。
【００６６】
実施例８
（本発明の第一の複合紡糸繊維の製造）
海成分と島成分との体積比（海成分／島成分）を３１／６９に変更したこと、ドラフト比を１５１としたこと、巻取り速度を１０００ｍ／ｍｉｎとしたこと及び延伸倍率２．８倍（過延伸倍率０．１倍）で延伸したこと以外は実施例６と同様にして複合紡糸繊維を得た（平均糸径４９．７μｍ）。なお、上記繊維における延伸限界を別途測定した結果、２．７倍であった。
得られた複合紡糸繊維を脱海して観察したところ、島成分の破断は起きていなかった。
【００６７】
実施例９
（本発明の第二の複合紡糸繊維及び短繊維の製造）
延伸倍率３．４倍（過延伸倍率０．７倍）で延伸したこと以外は実施例８と同様にして複合紡糸繊維を得た（平均糸径４８．６μｍ）。
得られた複合紡糸繊維を脱海することで、平均繊維長２２０μｍ、平均糸径３．０μｍの短繊維を得た。
【００６８】
参考例４
延伸倍率３．７倍（過延伸倍率１．０倍）で延伸したこと以外は実施例８と同様にして複合紡糸繊維の製造を行ったところ、複合紡糸繊維自体が破断した。すなわち、島成分のみならず海成分も破断した。
【００６９】
実施例１０
（本発明の第一の複合紡糸繊維の製造）
海成分と島成分との体積比（海成分／島成分）を１４／８６に変更したこと、ドラフト比を３４としたこと、複合紡糸ノズルからの孔吐出量を９．３５ｇ／ｍｉｎとしたこと、巻取り速度を３６８ｍ／ｍｉｎとしたこと及び延伸倍率４．０倍（過延伸倍率０倍）で延伸したこと以外は実施例６と同様にして複合紡糸繊維を得た（平均糸径８７．４μｍ）。なお、上記繊維における延伸限界を別途測定した結果、４．０倍であった。
得られた複合紡糸繊維を脱海して観察したところ、島成分の破断は起きていなかった。
【００７０】
実施例１１
（本発明の第一の複合紡糸繊維の製造）
延伸倍率５．８倍（過延伸倍率１．８倍）で延伸したこと以外は実施例１０と同様にして複合紡糸繊維を得た（平均糸径９２．２μｍ）。
得られた複合紡糸繊維を脱海して観察したところ、島成分の破断は起きていなかった。
【００７１】
参考例５
延伸倍率６．０倍（過延伸倍率２．０倍）で延伸したこと以外は実施例１０と同様にして複合紡糸繊維の製造を行ったところ、複合紡糸繊維自体が破断した。すなわち、島成分のみならず海成分も破断した。
【００７２】
【表１】
2014240528.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の短繊維は、良好な耐熱性及び耐薬品性を示す繊維であり、織物、編み物等の繊維製品に加工できる強度を有するため、公知の繊維の用途、特に熱可塑性樹脂を含有する繊維の用途に利用可能である。具体的には、紡績布、混編（例えば、プレス・クリーニング機布）、不織布、フェルト、混綿（例えば、フィルタ、積層シート、電池用セパレータ、不織布マット、絶縁材）、繊維分散体（例えば、湿式不繊布、樹脂フィラー）、織物等に有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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