(57)【要約】【課題】  柔軟な風合いと軽量性を兼ね備え、快適テキスタイルに適した原糸を提供する。【解決手段】  溶剤に対する溶解速度が異なる２種類以上のポリマーが断面方向に積層されて最外層、中間層、最内層を形成する繊維断面を有しており、最外層を形成するポリマーが易溶解性ポリマーであって、中間層の断面形状が異なる単糸が２種類以上混在していることを特徴とする嵩高軽量マルチフィラメント。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶剤に対する溶解速度が異なる２種類以上のポリマーが断面方向に積層されて最外層、中間層、最内層を形成する繊維断面を有しており、最外層を形成するポリマーが易溶解性ポリマーであって、中間層の断面形状が異なる単糸が２種類以上混在していることを特徴とする嵩高軽量マルチフィラメント。
【請求項２】
中間層の異形度の最小と最大の異形度比（最大異形度／最小異形度）が１．１以上であり、中間層異形度が最大の単糸が、総マルチフィラメント数に対して１０％以上の数比率で含まれることを特徴とする請求項１に記載の嵩高軽量マルチフィラメント。
【請求項３】
最内層が易溶解性ポリマー、中間層が難溶解性ポリマーであることを特徴とする請求項１または２に記載の嵩高軽量マルチフィラメント。
【請求項４】
最外層の一部が単糸直径の１０％以下の幅で最内層と連通していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の嵩高軽量マルチフィラメント。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の嵩高軽量マルチフィラメントから易溶解性ポリマーが除去されたことを特徴とする混繊糸。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の嵩高軽量マルチフィラメントからなる繊維製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸束内に優れた空隙を有することにより、嵩高く、柔軟な風合いと軽量感を兼ね備えた布帛を得るのに適したマルチフィラメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステルやポリアミドなどからなる合成繊維は優れた力学特性や寸法安定性を有しているため、衣料用途から産業資材用途まで幅広く利用されている。近年の生活様式の変化に伴い、人々が繊維製品に求める特性は多様化し、特に人間が身につける衣料用テキスタイルでは、優れた快適性を求める傾向にあり、中でも人の着用感に直結する軽量性、保温性といった機能は更なる高度化が求められている。これら機能の高度化には、布帛にした際に、それを構成する糸束が如何に空隙を確保しているかがポイントとなり、この代表的な技術として、繊維内部に中空構造を有した中空繊維に関わる技術が存在する。
【０００３】
内部に空間を有することで見掛け重量に対する繊維占有空間が大きくなる中空繊維は、優れた軽量性を有すると共に、熱伝導率の低い空気を糸束に内在させることができるため、比較的良好な保温性を発現することが知られており、多くの取り組みが存在する。この技術において、軽量性や保温性を高めることを考える場合、おのずと中空率高める必要がある。高中空繊維を得るための技術としては、溶剤に対する溶解速度が異なる２種類のポリマーを準備し、易溶解ポリマーを芯成分、難溶解ポリマーを鞘成分として、高次加工工程通過後に芯成分を溶剤にて溶出することで高中空繊維とする技術の提案がある。
【０００４】
この技術の場合、原理的には芯成分の比率に伴う中空率を有した繊維が得られるものであるが、実使用でも中空部の潰れが起こらず軽量性を維持するには、繊維径に対してある比率以上で芯成分の厚みを有した断面設計にする必要があり、単糸では中空率４０％が限界で、昨今の要求に応じた軽量性を得るには至っていない。
【０００５】
このような中空繊維の応用として、糸加工時に糸長差を設けて、繊維内部および繊維間に空間を形成させた繊維に関する技術が特許文献１に開示されている。
【０００６】
特許文献１では、芯部にアルカリ易溶出ポリマーが配されたＣ型芯鞘複合繊維を短糸長、アルカリ難溶性ポリマーからなる合成繊維を長糸長とした複合加工糸よりなる布帛とすることで、アルカリ減量加工により軽量感、ふくらみ感を有するとともに、フィブリル化による表面品位の低下の少ない布帛の提供を可能とする技術が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２のように、異形断面混繊とすることで単糸間に空間を形成する手法が提案されている。
特許文献２は、凹部を有する断面形状と、凹部を有しない断面形状との混繊糸とすることで、異形断面同士の噛み合いを防ぎ単糸間に空間を形成するもので、ドライな風合いと、吸水・拡散性を可能とすることができるものである。
特許文献１や特許文献２から更に優れた軽量感を達成する技術として、特許文献３の応用技術が考えられる。
【０００８】
特許文献３では、中空繊維による繊維内部の空間かつ異形断面混繊による単糸間の空間を有したマルチフィラメントからなる織編物の製造方法を提案している。
特許文献３は、芯成分にアルカリ溶解性ポリマーを配したＣ型芯鞘複合繊維を、仮撚り加工による物理的圧力によってＣ型形状、Ｕ型形状、Ｖ型形状の少なくとも２種類の形状の繊維を混合した状態とすることで、各単繊維同士の重なり合いや食い込み合いを避け、かつ各単繊維内部の溝部の空隙率の大きさから、生地の軽量性と嵩高性に富み、保温性にも優れたマルチフィラメントからなる織編物を製造するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−７４１４０号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開２００７−９３６９号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開２０１４−２２７６１２号公報（特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１では、複合加工糸は糸長差２〜３０％で構成するものであり、芯糸に接しながら鞘糸が存在する状態になるため、心地よい触感と軽やかな軽量感を訴求するのに必要となる繊維間空隙が十分に形成されずにいた。
【００１１】
特許文献２の特徴である異形断面糸の混繊によって発生する単糸間空隙では、確かに吸水・拡散性を向上させることはできるものの、体感できる軽量性を達成することは困難なものとなる。
【００１２】
また、特許文献３は、仮撚り加工による糸を圧縮方向に押しつぶすことで物理的に形成した異形断面糸であるために、糸束内で単糸の変形状態が一定に定まらず、原則的には風合い等を訴求するための加工であり、糸束を一旦押しつぶして形成するもののため、緊張化の糸束は逆に最密充填構造となり、満足する軽量感に達成することは困難なものである。
【００１３】
本発明は上記した従来技術の課題を解決するものであり、糸束内に極めて優れた空隙を安定的に形成することができるマルチフィラメントを提供することができ、単糸間空隙により糸束が柔軟に変形することにより、軽量性に加え、心地よい柔軟な風合いを兼ね備えた高度化が進む昨今の快適衣料に適した原糸を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の目的は、以下の手段によって達成される。
【００１５】
（１）溶剤に対する溶解速度が異なる２種類以上のポリマーが断面方向に積層されて最外層、中間層、最内層を形成する繊維断面を有しており、最外層を形成するポリマーが易溶解性ポリマーであって、中間層の断面形状が異なる単糸が２種類以上混在していることを特徴とする嵩高軽量マルチフィラメント。
【００１６】
（２）中間層の異形度の最小と最大の異形度比（最大異形度／最小異形度）が１．１以上であり、中間層異形度が最大の単糸が、総マルチフィラメント数に対して１０％以上の数比率で含まれることを特徴とする（１）に記載の嵩高軽量マルチフィラメント。
【００１７】
（３）最内層が易溶解性ポリマー、中間層が難溶解性ポリマーであることを特徴とする（１）または（２）に記載の嵩高軽量マルチフィラメント。
【００１８】
（４）最外層の一部が単糸直径の１０％以下の幅で最内層と連通していることを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の嵩高軽量マルチフィラメント。
【００１９】
（５）（１）から（４）のいずれかに記載の嵩高軽量マルチフィラメントから易溶解性ポリマーが除去されたことを特徴とする混繊糸。
（６）（１）から（５）のいずれかに記載の嵩高軽量マルチフィラメントからなる繊維製品
である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、優れた嵩高性および軽量感が得られ、軽量素材として幅広い展開が可能なマルチフィラメントを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のマルチフィラメント構成単糸の横断面の概略図である。
【図２】本発明の異形度を説明するための中間層断面の概略図である。
【図３】本発明の連通幅を説明するための中間層断面周形状の概略図である。
【図４】本発明のマルチフィラメントの製造方法を説明するための説明図であり、複合口金の一例であって、複合口金を構成する主要部分の正断面図である。
【図５】本発明のマルチフィラメントの製造方法を説明するための説明図であり、最終分配プレートにおける異形断面配置の概略図である。
【図６】嵩高度を測定するための装置の斜視図である。
【図７】嵩高度の測定方法を示す見取り図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明について望ましい実施形態と共に記述する。
本発明のマルチフィラメントは、溶剤に対する溶解速度が異なる２種類以上のポリマーが断面方向に積層されて最外層、中間層、最内層から形成される繊維断面を有しており、最外層を形成するポリマーが易溶解性ポリマーであって、中間層の断面形状が異なる単糸が２種類以上混在していることを特徴とする。
【００２３】
本発明のマルチフィラメントを構成する繊維は、少なくとも２種類のポリマーから構成されており、繊維軸に対して垂直方向の断面において、最外層、中間層、最内層の３層からなる積層構造を形成する必要がある。
【００２４】
本発明のマルチフィラメントを構成する繊維の成分としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブ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、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリ乳酸、熱可塑性ポリウレタン、ポリフェニレンサルファイドなどの溶融成形可能なポリマーおよびそれらの共重合体が挙げられる。
【００２５】
特にポリマーの融点は１６５℃以上であると耐熱性が良好であり好ましい。また、酸化チタン、シリカ、酸化バリウムなどの無機質、カーボンブラック、染料や顔料などの着色剤、難燃剤、蛍光増白剤、酸化防止剤、あるいは紫外線吸収剤などの各種添加剤をポリマー中に含んでいてもよい。
【００２６】
本発明のマルチフィラメントは、織編等の高次加工を施した後、最外層を溶解除去することにより単糸間に優れた空隙が生まれるものである。この際、本発明のマルチフィラメントを構成する最外層と中間層はある溶剤に対して、最外層が易溶解性ポリマー、中間層が難溶解性ポリマーにより構成されていることが好ましい。
【００２７】
ここで言う易溶解性ポリマーとは、溶解処理に用いる溶剤に対して難溶解性を基準とした際に、溶解速度比（易溶解性／難溶解性）が１００以上であることを意味する。高次加工における溶解処理の簡略化や時間短縮を考慮すると、この溶解速度比は大きいことが好適であり、本発明においては、溶解速度比が１０００以上であることが好ましく、更に好ましくは１００００以上とすることである。係る範囲においては、溶解処理を短時間で終了することができるため、工程速度を高めることに加えて、難溶解成分を不要に劣化させることなく、より品位の高い布帛を得ることができる。
【００２８】
本発明に用いる易溶解性ポリマーとは、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブ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、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリ乳酸、熱可塑性ポリウレタン、ポリフェニレンサルファイドなどの溶融成形可能なポリマーおよびそれらの共重合体から選択される。特に、最外層成分の溶出工程を簡便化するという観点では、最外層成分は、水系溶剤あるいは熱水などに易溶出性を示す共重合ポリエステル、ポリ乳酸、ポリビニルアルコールなどが好ましく、特に、ポリエチレングリコール、ナトリウムスルホイソフタル酸が単独あるいは組み合わされて共重合したポリエステルやポリ乳酸を用いることが取扱性および低濃度の水系溶剤に簡単に溶解するという観点から好ましい。
【００２９】
また、本発明者らの検討では、水系溶剤に対する溶解性および溶解の際に発生する廃液処理の簡易化という観点では、ポリ乳酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸が３ｍｏｌ％から２０ｍｏｌ％が共重合されたポリエステルおよび前述した５−ナトリウムスルホイソフタル酸に加えて重量平均分子量５００から３０００のポリエチレングリコールが５ｗｔ％から１５ｗｔ％の範囲で共重合されたポリエステルが特に好ましい。特に、前述した５−ナトリウムスルホイソフタル酸単独および５−ナトリウムスルホイソフタル酸に加えてポリエチレングリコールが共重合されたポリエステルにおいては、結晶性を維持しながらもアルカリ水溶液などの水系溶剤に対して易溶解性を示すため、加熱下で擦過が付与される仮撚り加工などにおいても、複合繊維間の融着等が起こらず高次加工通過性という観点から好適である。
【００３０】
これらのアルカリ溶液での最外層成分溶解除去の場合には、中間層成分は耐アルカリ性に優れるポリアミドとすることが好ましい。ここでいうポリアミドとは、力学特性に優れ、テキスタイルとしての展開が容易なポリカプロアミド（ナイロン６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）が好ましく、製糸過程でのゲル化を起こしにくく、製糸性も優れるという観点ではポリカプロアミド（ナイロン６）がより好ましい。その他の成分としては、例えば、ポリドデカノアミド、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリヘキサメチレンアゼラミド、ポリヘキサメチレンセバカミド、ポリヘキサメチレンドデカノアミド、ポリメタキシリレンアジパミド、ポリヘキサメチレンテレフタラミド、ポリヘキサメチレンイソフタラミド等を挙げることができる。
【００３１】
さらに、本発明のマルチフィラメントを構成する繊維の最内層成分は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブ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、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリ乳酸、熱可塑性ポリウレタン、ポリフェニレンサルファイドなどの溶融成形可能なポリマーおよびそれらの共重合体であれば限定されるものではないが、最内層成分に易溶解成分を選定することで、易溶解成分除去後に中間層成分からなる中空繊維が得られ、布帛としての嵩高性、軽量性の観点からすると好ましい。
【００３２】
特に、最内層成分がポリエステルおよびその共重合体、ポリ乳酸、ポリアミド、ポリスチレンおよびその共重合体、ポリエチレン、ポリビニルアルコールなどの溶融成形可能で、中間層成分よりも易溶解性を示すポリマーから選択することが好ましく、さらにはポリ乳酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸が３ｍｏｌ％から２０ｍｏｌ％が共重合されたポリエステルおよび前述した５−ナトリウムスルホイソフタル酸に加えて重量平均分子量５００から３０００のポリエチレングリコールが５ｗｔ％から１５ｗｔ％の範囲で共重合されたポリエステルが特に好ましい。
【００３３】
本発明のマルチフィラメントは、前述したポリマーからなる最外層、中間層および最内層により図１に例示される繊維断面において、中間層の断面形状が異なる単糸が２種類以上混在している必要がある。
断面同士の密な充填を防ぐために断面形状が大きく異なるものが好適であり、中間層断面形状の異形度の最小と最大の異形度比が１．１以上であることが目安となり、異形度比が１．２〜２．０がより好ましい範囲として挙げることができる。
【００３４】
本発明のマルチフィラメントにおいて、係る範囲の異形度比を持った少なくとも２種類以上の中間層断面形状からなる単糸が混合されて集合体となることになる。このため、布帛状態での単糸同士の密な充填が避けられ、単糸間空隙を生むことから、布帛の軽量性と嵩高性に富んだ布帛となる。このような観点から、異形度比が１．１以上であれば、単糸間空隙が十分に確保され、本発明の目的とする嵩高性および軽量性が得られる。
【００３５】
ここで言う異形度比とは、マルチフィラメント内に混在するそれぞれ異なる中間層断面の異形度の比を意味し、単糸毎の各断面の外接円径と内接円径との比、つまり異形度＝外接円径／内接円径により算出される。
【００３６】
すなわち、異形度は最外層除去後のマルチフィラメントをエポキシ樹脂などの包埋剤にて包埋し、この横断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて、各断面形状の単糸が１０本以上観察できる倍率として２次元的に画像を撮影して求める。撮影された各画像から同一画像内で無作為に抽出した１０本の同一断面形状の単糸の外接円径および内接円径をμｍ単位で測定し、異形度＝外接円径／内接円径から小数点第２位以下を四捨五入することにより算出する。ここでいう外接円径とは、２次元的に撮影された画像から繊維軸に対して垂直方向の断面を切断面とし、この切断面に外接する真円の径のことを意味し、内接円径は、切断面に内接する真円の径を意味する。図２に本発明の中間層成分の外周形状（実線１）の概要図を示すが、図２中の破線２で示す部分がここでいう外接円にあたり、破線３で示す部分が内接円にあたる。以上の操作を撮影した１０画像について、それぞれの画像で測定した値の単純な数平均値を求め、各断面の異形度とし、マルチフィラメント内に混在する断面形状の異なる単糸の、最大の異形度と最小の異形度の比を異形度比とした。
【００３７】
さらに、本発明のマルチフィラメントは、布帛形成時のマルチフィラメント内の単糸間空隙を確保し、布帛の軽量性および嵩高性を満足するためには、中間層異形度が最大の単糸が総マルチフィラメント数に対して１０〜９０％の数比率で含まれることが好ましい。係る範囲とすれば、同一中間層断面同士が最密充填構造を形成することに起因する単糸間空隙の低下を防ぐことができ、軽量性および嵩高性を満足することができる。以上の観点から２０〜８０％であることがより好ましい。
【００３８】
ここで言う数比率は、マルチフィラメントをエポキシ樹脂などの包埋剤にて包埋し、この横断面を実体顕微鏡にて、１本のマルチフィラメント全体が観察できる倍率として２次元的に画像を撮影して求める。撮影された各画像から同一画像内で同一断面単糸の本数を測定し、数比率＝（同一断面単糸本数）／（マルチフィラメント内単糸本数）×１００から、小数第２位を四捨五入することにより算出する。
【００３９】
本発明のマルチフィラメントを構成する繊維の最内層成分に溶解性ポリマーを配置することにより、溶解除去を経ることで中空繊維を得ることができる。つまり、布帛の軽量性および嵩高性に優れるマルチフィラメントを提供することができることから、最内層成分は溶解性ポリマーを配置することが好ましい。易溶解成分の溶剤による溶解除去は、繊維表面つまり最外層成分から除去されるが、最内層までの連通部を設けることにより、易溶解性ポリマーの溶解に要する時間を格段に短縮することができる。この連通幅を単糸直径の１％以上にすることにより、大幅な時間の短縮が可能である。また、連通幅を単糸直径の１０％以下にすることにより、連通幅が過剰に大きすぎることによる単糸同士の噛み込みによる嵩高性および軽量性の損失を予防することができる。以上の観点から、連通幅は単糸直径の４〜８％であることが好ましい。
【００４０】
ここで言う連通幅は、異形度の評価方法と同様に、最外層除去後のマルチフィラメントを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて、各断面形状の単糸が１０本以上観察できる倍率として２次元的に画像を撮影して求める。撮影された各画像から同一画像内で無作為に抽出した１０本の同一断面形状の単糸直径および連通部の幅長をμｍ単位で測定し、単糸直径に対する連通部の幅長の比率として、小数第２位を四捨五入することにより算出する。図３に本発明の中間層成分の概要図を示すが、図３中の破線４で示す部分がここでいう単糸直径にあたり、破線５で示す部分が連通幅長にあたる。以上の操作を撮影した１０画像について、それぞれの画像で測定した値の単純な数平均値を求め、連通幅とした。
【００４１】
以下に本発明のマルチフィラメントの製造方法の一例を詳述する。
本発明のマルチフィラメントは、２種類以上のポリマーを用い、最外層、中間層、最内層の３層に積層された繊維を製糸することにより製造可能である。ここで、本は発明のマルチフィラメントを製糸する方法としては、溶融紡糸による複合紡糸が生産性を高めるという観点から好適である。ただし、本発明のマルチフィラメントを製糸する場合には、断面形状の制御に優れるという観点で、後述する複合口金を用いる方法とすることが好ましく、この場合、中間層の断面形状、特に異形度の大きい断面を制御する点で有効である。
【００４２】
本発明のマルチフィラメントを製造するのに適した複合口金を図４に例示している。図４は、上から計量プレート６、分配プレート７および吐出プレート８の大きく３種類の部材が積層されたものであり、ポリマーＡ、ポリマーＢといった２種類のポリマーを用いるものを例示している。本発明の製造方法では、必要に応じて、３種類以上のポリマーを用いて製糸しても良く、３種類以上のポリマーを複合化することを想定すると、やはり図４に例示したような微細流路を利用した複合口金を用いることが好ましい。
【００４３】
図４に例示した口金部材では、計量プレート６が各吐出孔および各ポリマー成分の分配孔当たりのポリマーの量を計量し流入させ、分配プレート７が単糸の断面における中間層断面形状を制御する。次いで、吐出プレート８によって、分配プレート７で形成された複合ポリマー流が圧縮され、吐出されるという役割を担っている。複合口金の説明が錯綜するのを避けるため、図示されていないが、計量プレートより上に積層する部材に関しては、紡糸機および紡糸パックに合わせて、流路を形成した部材を用いればよい。ちなみに、計量プレート６を既存の流路部材に合わせて設計することで、既存の紡糸パックおよびその部材がそのまま活用することができる。このため、特に該複合口金のために紡糸機を専用化する必要はない。
【００４４】
また、実際には流路−計量プレート間あるいは計量プレート６−分配プレート７間に複数枚の流路プレートを積層すると良い。これは、口金断面方向および単糸の断面方向に効率よく、ポリマーが移送される流路を設け、分配プレート７に導入される構成とすることが目的である。吐出プレート８により吐出された複合ポリマー流は、従来の溶融紡糸法に従い、冷却固化後、油剤を付与され、規定の周速になったローラーで引き取られて、本発明のマルチフィラメントとなる。
【００４５】
本発明のマルチフィラメントを達成するには、前述のような複合口金を採用することに加え、断面の長時間安定性という観点では、ポリマーＡの溶融密度ηＡとポリマーＢの溶融粘度ηＢとの溶融粘度比（ηＢ／ηＡ）が０．１から２．０であることが好ましい。
【００４６】
ここでいう溶融粘度とは、チップ状のポリマーを真空乾燥機によって、水分率２００ｒｐｍ以下とし、キャピラリーレオメーターによって、測定できる溶融粘度を指し、紡糸温度での同剪断速度の際の溶融粘度を意味する。
【００４７】
本発明では単糸断面の形態は、基本的に分配孔の配置により制御される。ただし、各ポリマーが合流し、複合ポリマー流を形成した後に縮小孔によって断面方向に大幅に縮小されることとなるため、長時間の製造を想定した場合には、ポリマーの吸湿による粘度変化等の経時的な変動を加味する必要があり、溶融粘度比を係る範囲にすれば、これ等の変動が影響を与える可能性は小さく、安定に製造が可能となる。
【００４８】
なお、以上のポリマーの溶融粘度に関しては、同種のポリマーであっても、分子量や共重合成分を調整することで、比較的自由に制御できるため、本発明においては、溶融粘度をポリマー組み合わせや紡糸条件設定の指標にしている。
【００４９】
吐出導入孔および縮小孔を経て複合ポリマー流は、分配孔の配置の通りの断面形態を維持して、吐出孔から紡糸線に吐出される。この吐出孔は、複合ポリマー流の流量、すなわち吐出量を再度計量する点と紡糸線上のドラフト（＝引取速度／吐出線速度）を制御する目的がある。吐出孔の孔径および孔長は、ポリマーの粘度および吐出量を考慮して決定するのが好適である。本発明のマルチフィラメントを製造する際には、吐出孔径Ｄは０．１〜２．０ｍｍ、Ｌ／Ｄ（吐出孔長／吐出孔径）は０．１から５．０の範囲で選択することが好適である。
【００５０】
溶融紡糸を選択する場合、ポリマー成分として、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブ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、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリ乳酸、熱可塑性ポリウレタン、ポリフェニレンサルファイドなどの溶融成形可能なポリマーおよびそれらの共重合体が挙げられる。特にポリマーの融点は１６５℃以上であると耐熱性が良好であり好ましい。また、酸化チタン、シリカ、酸化バリウムなどの無機質、カーボンブラック、染料や顔料などの着色剤、難燃剤、蛍光増白剤、酸化防止剤、あるいは紫外線吸収剤などの各種添加剤をポリマー中に含んでいてもよい。
【００５１】
本発明のマルチフィラメントを紡糸するための最外層成分、中間層成分、最内層成分の好適な組み合わせは、目的とする用途に応じて中間層成分を選択し、中間層成分の融点を基準に同紡糸温度で紡糸可能な最外層成分および最内層成分を選択すれば良い。ここで前述した溶融粘度比を考慮して、各成分の分子量等を調整すると、中間層成分の断面形状および繊維径といった均質性を向上させるという観点から好ましい。
【００５２】
例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブ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、ポリアミド、ポリ乳酸、熱可塑性ポリウレタン、ポリフェニレンサルファイドをポリマーＡとポリマーＢで分子量を変更して使用したり、一方をホモポリマーとして、他方を共重合ポリマーとして使用することが好ましい。さらに、最外層成分は他の成分よりも易溶解性を示すポリマーから選択することが好適であり、最外層成分の溶解除去に使用する溶剤に対する難溶解成分との溶解速度差が１００００以上を目安としたポリマーからの組み合わせを選択すると良い。
【００５３】
また、最内層成分は、マルチフィラメントに目的とする機能を付与することができるポリマーを選択することができ、例えば、嵩高性および軽量性といった機能を付与するには、最内層成分に易溶解成分を選択すると良い。以上の観点から、本発明のマルチフィラメントを採取するのに好適なポリマーの組み合わせとしては、易溶解成分を５−ナトリウムスルホイソフタル酸が３ｍｏｌ％から２０ｍｏｌ％が共重合され、かつ重量平均分子量５００から３０００のポリエチレングリコールが５ｗｔ％から１５ｗｔ％の範囲で共重合されたポリエステル、難溶解成分をナイロン６、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、ポリエチレンナフタレートとすることが好適な例として挙げられる。
【００５４】
本発明における紡糸温度は、前述した観点から決定した使用ポリマーのうち、主に高融点や高粘度のポリマーが流動性を示す温度とすることが好適である。この流動性を示す温度とは、ポリマー特性やその分子量によっても異なるが、そのポリマーの融点が目安となり、融点＋６０℃以下で設定すればよい。この温度であれば、紡糸ヘッドあるいは紡糸パック内でポリマーが熱分解等することなく、分子量低下が抑制され、良好に本発明のマルチフィラメントを製造することができる。
【００５５】
本発明におけるポリマーの吐出量は、安定性を維持しつつ溶融吐出できる範囲として、吐出孔当たり０．１ｇ／ｍｉｎ／ｈｏｌｅから２０．０ｇ／ｍｉｎ／ｈｏｌｅを挙げることができる。この際、吐出の安定性を確保できる吐出孔における圧力損失を考慮することが好ましい。ここで言う圧力損失は、０．１ＭＰａ〜４０ＭＰａを目安にポリマーの溶融粘度、吐出孔径、吐出孔長との関係から吐出量を係る範囲より決定することが好ましい。
【００５６】
本発明に用いるマルチフィラメントを紡糸する際の最外層成分の比率は、最外層成分、中間層成分および最内層成分の合計吐出量を基準に重量比で５〜４０％の範囲であることが好ましい。ただし、最外層成分の重量比が小さいほど、溶解除去後にマルチフィラメントとしての繊維径が痩せ細ることに起因する、目開きや目ズレによる布帛としての性能の低下を予防することができ、且つ、最外層成分の重量比が大きいほど、溶解除去後に単糸間空隙が生まれ、良好な嵩高性および軽量性を得ることが出来る。以上の観点から、最外層成分の重量比が１０〜３０％であることがより好ましい。
【００５７】
また、最内層成分に易溶解性ポリマーを配置する場合の最内層成分の比率は、中間層成分と最内層成分の合計吐出量を基準に重量比で２０〜４０％の範囲であることが好ましい。最内層成分の重量比を係る範囲とすれば、最内層成分除去後に中空繊維として嵩高性および軽量性を有しつつ、布帛としての実使用時の中空部潰れにより軽量性を損ねることを予防することができる。
【００５８】
吐出孔から溶融吐出された糸条は、冷却固化され、油剤等を付与することにより収束し、周速が規定されたローラーによって引き取られる。ここで、この引取速度は、吐出量および目的とする繊維径から決定するものであるが、本発明では、マルチフィラメントを安定に製造するという観点から、１００ｍ／ｍｉｎから７０００ｍ／ｍｉｎが好ましい範囲として挙げられる。この紡糸されたマルチフィラメントは、熱安定性や力学特性を向上させるという観点から、延伸を行うことが好ましく、紡糸したマルチフィラメントを一旦巻き取った後に延伸を施すことも良いし、巻き取ることなく紡糸に引き続いて延伸を行っても良い。
【００５９】
この延伸条件としては、例えば、一対以上のローラーからなる延伸機において、一般に溶融紡糸可能な熱可塑性を示すポリマーからなる繊維であれば、ガラス転移温度以上融点以下の温度に設定された第１ローラーと結晶化温度相当とした第２ローラーの周速比によって、繊維軸方向に無理なく引き伸ばされ、且つ熱セットされて巻き取られる。また、ガラス転移を示さないポリマーの場合には、繊維の動的粘弾性測定（ｔａｎδ）を行い、得られるｔａｎδの高温側のピーク温度以上の温度を予備加熱温度として選択すればよい。ここで、延伸倍率を高め、力学特性を向上させるという観点から、この延伸工程を多段で施すことも好適な手段である。
【００６０】
本発明のマルチフィラメントから単糸間空隙を発生させる、かつ中空繊維を得るためには、易溶解成分を溶解可能な溶剤などにマルチフィラメントを浸漬して最外層成分、かつ最内層成分を除去すればよい。易溶解成分が、５−ナトリウムスルホイソフタル酸やポリエチレングリコールなどが共重合された共重合ポリエチレンテレフタレートやポリ乳酸の場合には、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液を用いることができる。本発明のマルチフィラメントをアルカリ水溶液にて処理する方法としては、例えば、マルチフィラメントあるいはそれからなる繊維構造体とした後で、アルカリ水溶液に浸漬させればよい。この時、アルカリ水溶液は５０℃以上に加熱すると、加水分解の速度を早めることができるため、好ましい。また、流体染色機などを利用すれば、一度に大量に処理することができるため、生産性もよく、工業的な観点から好ましい。
【００６１】
以上のように、本発明のマルチフィラメントの製造方法を一般の溶融紡糸法に基づいて説明したが、メルトブロー法、スパンボンド法でも製造可能であることは言うまでもなく、さらには、湿式および乾湿式などの溶液紡糸法などによって製造することも可能である。
【実施例】
【００６２】
以下実施例を挙げて、本発明のマルチフィラメントについて具体的に説明する。
実施例および比較例については、下記評価を行った。
【００６３】
Ａ．ポリマーの溶融粘度
チップ状のポリマーを真空乾燥機によって、水分率２００ｐｐｍ以下とし、東洋精機製キャピログラフ１Ｂによって、歪速度１２１６ｓ−１の溶融粘度を測定した。なお、実施例および比較例では、測定温度は紡糸温度と同等とし、窒素雰囲気下で加熱炉にサンプルを投入してから測定開始まで５分として溶融粘度を測定している。
【００６４】
Ｂ．繊度
採取したマルチフィラメントは、温度２５℃湿度５５％ＲＨの雰囲気下で単位長さ当たりの重量を測定し、その値から１００００ｍに相当する重量を算出する。これを１０回繰り返して測定し、その単純平均値の小数点以下を四捨五入した値を繊度とした。
【００６５】
Ｃ．繊維の力学特性（強度、伸度）
マルチフィラメントをオリエンテック社製引張試験機  テンシロン  ＵＣＴ−１００型を用い、試料長２０ｃｍ、引張速度１００％／ｍｉｎの条件で応力−歪曲線を測定する。破断時の荷重を読みとり、その荷重を初期繊度で除することで強度を算出し、破断時の歪を読みとり、試料長で除した値を１００倍することで、破断伸度を算出した。いずれの値も、この操作を水準毎に５回繰り返し、得られた結果の単純平均値を求め、強度は小数点第２位、伸度は小数点以下を四捨五入した値とした。
【００６６】
Ｄ．異形度
最外層を溶解除去したマルチフィラメントを繊維軸方向の任意の位置で切断し、その繊維断面をＨＩＴＡＣＨＩ製  走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて、各断面形状の単糸が１０本以上観察できる倍率として撮影し、各断面の切断面に外接する真円の径（図２の破線２）を外接円径、内接する真円の径（図２の破線３）を内接円径として、異形度＝外接円径／内接円径から算出した。この操作を各断面について１０ヶ所行い、得られた結果の平均値を各断面の異形度とした。
【００６７】
Ｅ．異形度比
上記で求めた異形度から、マルチフィラメント内に混在する断面形状の異なる単糸の、最大の異形度と最小の異形度の比を求め、小数第２位を四捨五入した値を異形度比とした。
【００６８】
Ｆ．数比率
マルチフィラメント横断面を実体顕微鏡にて、１本のマルチフィラメント全体が観察できる倍率として撮影し、上記で求めた同異形度の単糸の本数をカウントし、数比率＝（同異形度の単糸本数）／（マルチフィラメント内単糸本数）×１００から、小数第２位を四捨五入することにより算出した値を数比率とした。
【００６９】
Ｇ．連通幅
最外層を溶解除去したマルチフィラメントを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の単糸が１０本以上観察できる倍率として撮影し、単糸直径（図３の破線４）および連通部の幅長（図３の破線５）を測定し、単糸直径に対する連通部の幅長の比率（％）を算出した。この操作を各断面について１０ヶ所行い、得られた結果の平均値を各断面の連通幅とした。
【００７０】
Ｈ．糸束の嵩高度Ｍ
図６は糸束の嵩高度Ｍを測定する装置の斜視図であり、図６はこの装置による測定方法を説明するための見取り図である。試料台９の上面に２本の切り込み１４を設け、その外側縁部間の間隔を６ｍｍとし、この切り込みに巾２．５ｃｍのＰＥＴフィルム１０を掛け渡し、その下に指針付き金具１１および荷重１２を結合する。金具１１の指針は、試料を装着しない場合に目盛１３のゼロ位を示しようにセットする。試料は周長１ｍの検尺機を用いて表示繊度５００００ｄｔｅｘ、糸長５０ｃｍになるようにする。次いで得られたカセ１５を図７の正面図（ａ）および断面図（ｂ）に示すようにＰＥＴフィルム１０と試料台９との間に差し入れ、縮んでいる試料を引張り、カセ長２５ｃｍになるようにカセを固定する。荷重１２は指針付き金具１１と合計して５０ｇになるようにし、指針の示すＬ（ｃｍ）を読みとる。測定は３回行い、平均のＬ値から次式によって嵩高度Ｍを算出する。上記マルチフィラメントをアルカリ溶液により易溶解性分を溶解除去し、同様の手法により嵩高度を算出することで、中間層のみからなるマルチフィラメントの嵩高度を評価した。
Ｍ（ｃｃ／ｇ）＝フィルム中の体積Ｖ／フィルム中の糸重量Ｗ
Ｖ（ｃｃ）＝Ｌ２／π×２．５
Ｗ（ｇ）＝５００００×（マルチフィラメント本数）×（０．０２５／１００００）      。
【００７１】
Ｉ．嵩高度指数
上記で求めた嵩高度から、溶解除去前のマルチフィラメントの嵩高度を１としたときの、溶解除去後のマルチフィラメントの嵩高度の比較値を求め、小数第２位を四捨五入した値を嵩高度指数とした。
【００７２】
Ｊ．編地の軽量感
本発明のマルチフィラメントを編み機にて編地サンプルとし、アルカリ溶液による易溶解成分の溶解除去後の編地を手に持ち、熟練した検査者（５人）の触感によって編地の軽量感を、ナイロン中実からなる編地との相対評価として官能評価で３段階評価した。軽量感を大きく感じる場合は「Ａ」、軽量感を感じる場合は「Ｂ」、軽量感を感じない場合は「Ｃ」とした。
【００７３】
実施例１
最内層成分および最外層成分として、５−ナトリウムスルホイソフタル酸８．０ｍｏｌ％および分子量１０００のポリエチレングリコール１０ｗｔ％が共重合したポリエチレンテレフタレート（共重合ＰＥＴ１、溶融粘度１２１Ｐａ・ｓ）、中間層成分として、ナイロン６（Ｎ６、溶融粘度９３Ｐａ・ｓ）（溶融粘度比：１．３、溶解速度比：３００００以上）を２８０℃で別々に溶融後、計量し、図４に示した本発明の複合口金が組み込まれた紡糸パックに流入させ、吐出孔から複合ポリマー流を吐出した。
なお、吐出プレート直上の分配プレートは、中間層断面形状が円形型、四角形型となるようにし、図５に示すように円形型１８孔、四角形型１８孔を配置したものを使用した。また、吐出プレートは吐出孔径０．３ｍｍ、吐出孔長／吐出孔径は１．８のものを用いた。
ポリマーの総吐出量は１９．８ｇ／ｍｉｎとし、最外層成分の比率は、最外層成分、中間層成分および最内層成分の合計吐出量を基準に重量比で２０％、最内層成分の比率は、中間層成分と最内層成分の合計吐出量を基準に重量比で３０％となるように調整した。
溶融吐出した糸条を冷却固化した後、油剤を付与し、紡糸速度９００ｍ／ｍｉｎで巻き取ることで未延伸糸を得た。さらに、未延伸糸を５０℃と１３０℃に加熱したローラー間で３．０倍延伸を行い（延伸速度８００ｍ／ｍｉｎ）、マルチフィラメントを得た。
実施例１で得たマルチフィラメントの力学特性は、強度３．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％と高次加工を行うのに十分な力学特性を有しており、布帛に加工した場合でも、糸切れ等が発生してないものであった。
実施例１のマルチフィラメントを編物とした試験片を９０℃に加熱した１重量％の水酸化ナトリウム水溶液（浴比１／１００）にて、最外層成分および最内層成分を９９％以上溶解除去した。
以上の操作にて採取したマルチフィラメントは、四角形型が数比率で５０％混在されており、その異形度比は表１に示したとおり、本発明のマルチフィラメントの要件を満たすものであった。
このマルチフィラメントを観察したところ、異形度の大きい四角形型断面は局所的に存在することなく、円形型断面中にランダムな状態で混在するものであった。さらに、連通部は６．８％と狭いものであり、単糸同士の噛み込みが全く確認されないものであった。
次いで、このマルチフィラメントの糸束状における嵩高度を評価したところ、最外層成分および最内層成分の溶解除去による空隙の発生のため、嵩高度指数が１．５と優れたものであった。さらに、編地の軽量感およびふくらみ感は優れたものであった。結果を表１に示す。
【００７４】
比較例１
芯成分および鞘成分として、実施例１で用いたＮ６と共重合ＰＥＴ１を用い、２８０℃で別々に溶融後、計量し、鞘部の形状がＣ型状に設計された複合口金からなる紡糸パックを用いて紡糸を行った。
ポリマーの比率は、芯成分と鞘成分の合計吐出量を基準に、芯成分は重量比で３０％、鞘比率は７０％となるように調整した。その他条件は、実施例１に従い実施した。
比較例１にて採取したＣ型芯鞘複合繊維は、溶解成分比率つまり芯比率が実施例１の最内層成分比率と同等であることから、易溶解性分の溶解除去後には中空率３０％の中空繊維が得られた。また、繊維断面から連通部は５．０％であり、単糸同士の噛み込みは確認されなかった。しかしながら、この中空繊維は溶解成分が内部にのみ配置されているため、易溶解性分の溶解除去後に単糸−単糸間に空隙が確保されておらず、糸束状態での嵩高度指数は低いものであり、編地サンプルは軽量感の劣る評価であった。
【００７５】
比較例２、３
図５に示す分配プレートを用い、中間層断面形状が円形型のマルチフィラメントのみを巻き取る（比較例２）、また四角形型のマルチフィラメントのみを巻き取る（比較例３）こと以外は、実施例１に従い実施した。
いずれも中間層断面形状が１種類のマルチフィラメントとした場合、単糸断面形状に左右されずに単糸同士が密に充填されやすくなるため、溶解成分が重量比で５０％含まれているにも関わらず、軽量感は満足するものではなかった。結果を表１に示す。
【００７６】
実施例２
最内層成分をＮ６として連通部を設けないこと以外は、全て実施例１に従い実施した。
実施例２においては、最内層が溶解除去されないことで、溶解除去後に得られたマルチフィラメントは最外層成分溶解除去および異形断面混繊による単糸間空隙の確保により、嵩高度指数は１以上を示し、溶解成分が重量比で２０％でありながらも軽量感を感じる編地が得られた。
【００７７】
実施例３、４
最外層／中間層／最内層の比率を各成分の吐出量を調整することで１５／６０／２５（実施例３）、３５／４０／２５（実施例４）に変更したこと以外は、全て実施例１に従い実施した。
実施例３においては、中間層成分比率の増大によって、連通部は実施例１と比較して狭くなったものの（４．３％）、実施例１と同様の方法で最内層の溶解除去は十分に進行した。また、最外層および最内層成分比率を減少させたため、溶解除去後に得られたマルチフィラメントは、単糸繊度が増大したことにより、糸束状態における嵩高度指数は良好であり、編地は良好な軽量感を備えたものであった。
実施例４においては、中間層成分比率の減少によって、連通部は良好であり（８．９％）、単糸同士の噛み込みによる嵩高性および軽量性の低下は起こらなかった。また、最外層成分および最内層成分比率を増大させたため、溶解除去後に得られたマルチフィラメントは、糸束状態における嵩高度指数が１．７であり、軽量感の良好な編地が得られた。
【００７８】
実施例５、６
総吐出量を９．９ｇ／ｍｉｎ（実施例５）、２９．７ｇ／ｍｉｎ（実施例６）に変更したこと以外は、全て実施例１に従い実施した。
実施例５においては、得られたマルチフィラメントは吐出量を減少させたため、中間層単糸繊度は小さくなり、単糸の充填が促進されやすく、糸束状態における嵩高度指数はやや低いものの編地は優れた軽量感、ソフトな風合いを示した。
実施例６においては、どちらも得られたマルチフィラメントは吐出量を増大させたため、中間層単糸繊度は大きくなり、単糸間の空隙が確保されやすくなり、糸束状態における嵩高度指数は高い値を示した。また、編地は軽量感に優れていた。
【００７９】
実施例７〜９
図５に示す分配プレートを用い、総吐出量を９．９ｇ／ｍｉｎ、２９．７ｇ／ｍｉｎ、４９．５ｇ／ｍｉｎと変更させ、中間層断面形状が円形型断面、四角形型断面のマルチフィラメントを別々に巻き取り、採取した円形型と四角形型断面をエアー圧０．３ＭＰａの交絡ノズルにて交絡させて混繊処理したこと以外は、全て実施例１に従い実施した。
実施例７および８においては、易溶解性分溶解除去後の単糸繊度が０．５ｄｔｅｘの円形型断面と２．５ｄｔｅｘの四角形型断面を数比率８０／２０（実施例７）、数比率２０／８０（実施例８）の比率にて混繊糸を得た。
実施例７および８の混繊糸は、異なる単糸繊度の単糸が混在したマルチフィラメントであるため、易溶解性分溶解除去後のマルチフィラメントは糸束状態における嵩高度は高い値を示した。また、このマルチフィラメントからなる編地は、軽量感に優れるものであった。
実施例９においては、易溶解性分溶解除去後の単糸繊度が０．５ｄｔｅｘの円形型断面と１．５ｄｔｅｘの四角形型断面を数比率６０／４０の比率にて混繊したマルチフィラメントについて評価した。
実施例９の混繊糸は、異なる単糸繊度の単糸が混在したマルチフィラメントであること、数比率を適度に調整することで単糸繊度の小さい単糸同士の局所的な密集による空隙の損失が回避されたことから、糸束状態における嵩高度および嵩高度指数は高い値を示した。さらに、このマルチフィラメントからなる編地は、軽量感に優れたものであり、軽量布帛用マルチフィラメントとして、軽量性および嵩高性を両立した特性を有していることが分かった。
【００８０】
実施例１０、１１
中間層断面形状を円形型と八角形型（実施例１０）、Ｙ字型（実施例１１）と変更したこと以外は、実施例１に従い実施した。
実施例１０においては、得られたマルチフィラメントは異形度比が１．１であったが、良好な嵩高度指数を示し、編地サンプルも軽量感に優れるものであった。
実施例１１においては、得られたＹ字型断面の異形度は１．８であり、易溶解性分の溶解除去後のマルチフィラメントの異形度比は１．８であったことから、単糸間の空隙がより大きく確保されることによって、優れた糸束状態での嵩高度指数を示し、編地サンプルも軽量感に優れる評価であった。
【００８１】
実施例１２、１３
実施例１２においては、最内層成分および最外層成分として、５−ナトリウムスルホイソフタル酸が５．０モル％共重合されたポリエチレンテレフタレート（共重合ＰＥＴ２、溶融粘度：１５０Ｐａ・ｓ、溶融粘度比：１．６、溶解速度比：３００００以上）を用いたこと以外は、実施例１に従い実施した。
実施例１３においては、最内層成分および最外層成分として、ポリ乳酸（ＰＬＡ、溶融粘度：４６Ｐａ・ｓ、溶融粘度比：３．４、溶解速度比：３００００以上）を用い、２６０℃で紡糸したこと以外は、実施例１に従い実施した。
実施例１２および１３で得られたマルチフィラメントは、易溶解性ポリマーに依存せず、良好な嵩高度を示し、編地サンプルも軽量感に優れる評価であった。
【００８２】
【表１】
2019167646.tif 000003
【００８３】
【表２】
2019167646.tif 000004
【００８４】
【表３】
2019167646.tif 000005
【符号の説明】
【００８５】
１：中間層成分の外周形状
２：外接円
３：内接円
４：単糸直径
５：連通幅長
６：計量プレート
７：分配プレート
８：吐出プレート
９：試料台
１０：ＰＥＴフィルム
１１：指針付き金具
１２：荷重
１３：目盛
１４：切り込み
１５：糸カセ
【図１】
2019167646.tif 000006
【図２】
2019167646.tif 000007
【図３】
2019167646.tif 000008
【図４】
2019167646.tif 000009
【図５】
2019167646.tif 000010
【図６】
2019167646.tif 000011
【図７】
2019167646.tif 000012