(57)【要約】      （修正有）【課題】耐摩耗性、捲縮特性に優れ、高品位かつ耐久性に優れる繊維構造体を与える脂肪族ポリエステル繊維、およびそれからなる捲縮糸と繊維構造体を提供する。【解決手段】芯成分４１が脂肪族ポリエステル樹脂と、熱可塑性ポリアミド樹脂とのポリマーアロイを含んでなり、鞘成分４２が熱可塑性ポリアミド樹脂を含んでなる芯鞘型複合繊維。捲縮はエアスタッファで付与することが好ましい。繊維構造体は自動車内装用のカーペットに適用できる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯成分が脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ）と、熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）とのポリマーアロイを含んでなり、鞘成分が熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｃ）を含んでなる芯鞘型複合繊維。
【請求項２】
脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ）と熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）のブレンド比率（重量比）が９５／５〜２０／８０である、請求項１に記載の芯鞘型複合繊維。
【請求項３】
鞘成分の厚みが０．４〜１０μｍ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】
芯成分のポリマーアロイのアロイ構造が下記の（１）〜（３）を満たす、請求項１〜３のいずれかに記載の芯鞘型複合繊維。
（１）脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ）が島成分を形成している
（２）熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）が海成分を形成している
（３）島成分の直径が０．００１〜２μｍである
【請求項５】
昇温速度１６℃／分で測定した示差熱量曲線の融解ピークの熱容量の総和が５０Ｊ／ｇ以上である、請求項１〜４のいずれかに記載の芯鞘型複合繊維。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の芯鞘型複合繊維を用いてなる捲縮糸。
【請求項７】
捲縮形態がエアースタッファ捲縮である、請求項６に記載の捲縮糸。
【請求項８】
捲縮糸が以下の（４）〜（６）の物性を満足する、請求項６または７に記載の捲縮糸。
（４）強度：１．５〜４ｃＮ／ｄｔｅｘ
（５）沸騰水処理後の捲縮伸長率：５〜３５％
（６）異形度（Ｄ１／Ｄ２）：１．３〜８
【請求項９】
２ｍｇ／ｄｔｅｘ荷重下で沸騰水処理した後に測定した捲縮伸長率（拘束荷重下伸長率）が３％以上３０％以下である、請求項６〜８のいずれかに記載の捲縮糸。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれかに記載の芯鞘型複合繊維、または請求項６〜９のいずれかに記載の捲縮糸を少なくとも一部に用いられてなる繊維構造体。
【請求項１１】
繊維構造体が自動車内装用のカーペットである、請求項１０記載の繊維構造体。
【請求項１２】
脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ）と熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）とを、２軸押出混練機および／または１軸押出混練機にて、混練温度を熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）の融点（Ｔｍｂ）〜Ｔｍｂ＋４０℃、剪断速度２００〜２０，０００ｓｅｃ−１、滞留時間０．５〜３０分の範囲で溶融混練したポリマーアロイを含んでなる芯成分と、熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｃ）を含んでなる鞘成分とを、紡糸口金にて合流させて紡出し、紡出した未延伸の芯鞘型複合繊維をロールにて引き取った後に、連続的に延伸、熱処理する直接紡糸延伸法により紡糸、延伸、熱処理するに際して、紡糸条件として（７）〜（１１）を満たす芯鞘型複合繊維の製造方法。
（７）紡糸温度：Ｔｍｂ＋５℃〜Ｔｍｂ＋４０℃
（８）口金面深度：０．０１〜０．１５ｍ
（９）吐出線速度：１〜２０ｍ／分
（１０）熱処理温度：１００〜２００℃
（１１）延伸倍率：１．５〜６倍
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯成分が脂肪族ポリエステル樹脂と熱可塑性ポリアミド樹脂とが均一にブレンドされたポリマーアロイからなり、かつ繊維表面に鞘成分として熱可塑性ポリアミド樹脂を有する、耐摩耗性が極めて良好な芯鞘型複合繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、地球的規模での環境に対する意識向上に伴い、非石油由来の繊維素材の開発が切望されている。従来の汎用プラスチックは石油資源を主原料としていることから、石油資源が将来枯渇すること、また石油資源の大量消費により生じる地球温暖化が大きな問題として採り上げられている。
【０００３】
二酸化炭素を大気中から取り込み成長する植物資源を原料とすることで、二酸化炭素の循環により地球温暖化を抑制できることが期待できるとともに、資源枯渇の問題も解決できる可能性がある。このため近年では、植物資源を出発点とするプラスチック、すなわちバイオマス利用のプラスチックに注目が集まっており、脂肪族ポリエステル等、様々なプラスチックや繊維の研究・開発が活発化している。バイオマス由来のプラスチックの中でも、特に微生物により分解されるプラスチック、即ち生分解性プラスチックを用いた繊維に注目が集まっている。
【０００４】
これまで、バイオマス利用の生分解性プラスチックは、力学特性や耐熱性が低いとともに、製造コストが高いといった課題があり、汎用プラスチックとして使われることはなかった。しかしながら近年では力学特性や耐熱性が比較的高く、かつ製造コストも比較的低いバイオマス利用のプラスチックとして、でんぷんの発酵で得られる乳酸を原料としたポリ乳酸が脚光を浴びている。
【０００５】
ポリ乳酸に代表される脂肪族ポリエステル樹脂は、例えば手術用縫合糸として医療分野で古くから用いられてきたが、石油由来の汎用プラスチックと比較するとやはり高価であり、脂肪族ポリエステル樹脂の生分解性などの特徴を活かせ、かつ価格の通る、ごく少量の用途にしか応用されていないのが現実であった。しかしながら最近は量産技術の向上により価格面においても他の汎用プラスチックと競争できるまでになった。
【０００６】
ポリ乳酸等の脂肪族ポリエステル繊維の開発は、生分解性を活かした農業資材や土木資材等が先行しているが、それに続く大型の用途として衣料用途、カーテン、カーペット等のインテリア用途、車両内装用途、産業資材用途への応用も期待されている。そしてポリ乳酸に代表される脂肪族ポリエステル樹脂を、上記の大型の用途へできる限り適用し、石油由来の素材を非石油由来の素材へ置き換えることによって、石油資源枯渇、および地球温暖化の問題を和らげられる可能性がある。
【０００７】
しかしながら、衣料用途や産業資材用途に適応する場合には、脂肪族ポリエステル、特にポリ乳酸は耐摩耗性が低く耐久性に乏しいこと、捲縮が発現し難く低品位となり易いことが大きな問題となる。
【０００８】
例えば、耐摩耗性の低いポリ乳酸繊維を衣料用途に用いた場合、擦過等により容易に色移りが生じたり、酷い場合には繊維がフィブリル化して白ぼけし品位の低下が著しい。また皮膚に過度の刺激を与える等の問題も生じ易く、実用上の耐久性に乏しいことがわかってきている。
【０００９】
また、特に強い擦過を受ける自動車内装用のカーペット等に用いた場合、ポリ乳酸の削れが容易に生じるとともに、酷い場合には穴が開くこともある。さらに脂肪族ポリエステル（特にポリ乳酸）の特徴である加水分解し易い性質が逆に弱点となり、上記の様なフィブリル化や削れは経時的に悪化する傾向にある。これは製品寿命が短いことを意味し、製品展開を図る上での致命的な欠点となる。
【００１０】
一方、脂肪族ポリエステル（特にポリ乳酸）繊維は仮撚加工糸、エアースタッファ捲縮糸などの捲縮糸としても、低捲縮となり易く、捲縮がへたり易い（捲縮の堅牢度が低い）ことがわかってきている。このため、例えば自動車用のカーペット等の繊維構造体として用いる場合、ボリューム感の無い製品しか得ることが出来ず、従来の合成繊維からなる製品と比べると、明らかに見劣りするものしか得られていなかった。このように脂肪族ポリエステル（特にポリ乳酸）繊維が捲縮発現性に劣るのは、従来の石油系由来のポリマーに比べて極端に結晶性が乏しいためである。このため、ポリ乳酸繊維に捲縮加工を施す際に、高捲縮を発現させようとして高温熱処理、高リラックス処理などの条件を採用すると、単糸間の融着や強度低下が起こってしまって、実用に耐えないものとなる問題を抱えている。
【００１１】
以上のことから、脂肪族ポリエステル（特にポリ乳酸）繊維を大型の用途に展開していくためには、耐摩耗性、捲縮特性を飛躍的に向上させることが望まれている。
【００１２】
例えば、耐摩耗性を改善する方法としては、脂肪酸ビスアミド等の滑剤を添加して繊維表面の摩擦係数を低下せしめることで、摩耗を抑制したポリ乳酸繊維が開示されている（特許文献１〜４参照）。
【００１３】
しかしながら、これらの繊維は与えられる力が小さい場合には有効であるが、例えば、カーペットの様に強い踏込力がかかる場合には、繊維間凝着を十分に抑制することができないため、ポリ乳酸の破壊が生じてしまい、用途が限定されるものであった。
【００１４】
一方、鞘成分に耐摩耗性の高いポリアミドを配置することによって、耐摩耗性を改善した脂肪族ポリエステル繊維が開示されている（特許文献５）。確かに特定厚さの鞘成分を有することにより、耐摩耗性を飛躍的に向上させることが出来るものの、脂肪族ポリエステルとポリアミドの親和性が低いため芯鞘複合界面の接着性が不十分であり、容易に鞘割れを生じてしまう技術であった。ひとたび鞘割れが生じると、剥き出しになったポリ乳酸の削れが進行して耐摩耗性が悪化し易かった。さらにこの繊維に捲縮加工、染色加工を施すと、それぞれの工程において繊維の熱収縮が起こり、鞘成分と芯成分の収縮差に起因して鞘割れが起こることが判明している。このため捲縮糸としては耐摩耗性を十分に発揮できないだけでなく、白ぼけして低品位となり易かった。
【００１５】
さらに、ポリアミドと脂肪族ポリエステルとのブレンドにより、樹脂組成物の力学特性を向上させる技術が開示されている（特許文献６）。特許文献６に記載の方法によれば、ポリアミドの補強効果により強度等の力学特性や耐熱性、耐摩耗性が向上するとあるが、該方法ではポリアミドのブレンド比が５〜４０％と少量成分であるために、脂肪族ポリエステルが海成分を形成し易く、繊維表面の脂肪族ポリエステルが容易に破壊されてしまって、耐摩耗性向上効果はさほど高くないことが判明している。
【００１６】
また、ポリアミドにポリエステルをブレンドし、ポリアミドの膨潤による寸法変化を抑制して高伸度ポリアミド繊維を得る技術が開示されている（特許文献７）。特許文献７に記載の方法で得られる繊維はポリアミドが海成分を形成していることから、耐摩耗性の向上したポリ乳酸繊維が得られる。しかしながら脂肪族ポリエステルとポリアミドが非相溶であり、これらの相の界面接着性は低いため容易にフィブリル化して白惚けが生じることが判明している。そして該繊維は、島成分である脂肪族ポリエステルが部分的に繊維表面に露出しており、露出した脂肪族ポリエステルとポリアミドが剥離すると、そこが起点となって繊維全体の削れが進行し易く、ポリアミドの耐摩耗性を十分に生かし切れていなかった。
【００１７】
特許文献６、７に記載の技術では、繊維表面に脂肪族ポリエステルが露出しているため、捲縮処理時に繊維が高温熱源に接触すると、脂肪族ポリエステルが融着してしまい、工程通過性が著しく悪化するというデメリットがあった。そして仮に捲縮度の高い捲縮糸としても、その捲縮はへたり易く、特に高い外力を長期間に渡って受ける用途では、耐久性に劣る問題があった。
【特許文献１】特開２００４−９１９６８号公報（第４〜５頁）
【特許文献２】特開２００４−２０４４０６号公報（第４〜５頁）
【特許文献３】特開２００４−２０４４０７号公報（第４〜５頁）
【特許文献４】特開２００４−２７７９３１号公報（第５〜６頁）
【特許文献５】特開２００４−３６０３５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献６】特開２００３−２３８７７５号公報（第３頁）
【特許文献７】特開２００５−２０６９６１号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記課題を解決し、耐摩耗性、捲縮特性に優れ、高品位かつ耐久性に優れる繊維構造体を与える脂肪族ポリエステル繊維、およびそれからなる繊維構造体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者が上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の断面構造を有する芯鞘型複合繊維とすることで、脂肪族ポリエステル繊維の耐摩耗性を飛躍的に向上でき、該芯鞘型複合繊維の捲縮特性をも向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２０】
すなわち本発明は、芯成分が脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ）と、熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）とのポリマーアロイを含んでなり、鞘成分が熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｃ）を含んでなることを特徴とする芯鞘型複合繊維、および該繊維を少なくとも一部に含むことを特徴とする繊維構造体によって達成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により耐摩耗性が格段に向上した繊維、およびそれからなる繊維構造体が得られる。また該繊維は高捲縮であり、かつ捲縮のへたり難い捲縮糸とすることが出来るため、一般衣料用途や産業資材用途に最適であり、特に、家庭用や自動車内装用のカーペット用途などの極めて高い耐摩耗性が要求される用途にも好適に用いられる芯鞘型複合繊維、捲縮糸、およびそれらを用いてなる繊維構造体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明でいう脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ）（以下、成分Ａと記す場合もある）とは、脂肪族アルキル鎖がエステル結合で連結されたポリマーのことをいう。本発明で用いられる脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ）としては結晶性であることが好ましく、融点が１５０℃以上２３０℃以下であることがより好ましい。本発明で用いられる脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ）が結晶性を有するとは、脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ）の昇温速度１６℃／分での示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定で得た示差熱量曲線が、吸熱ピークを有し、かつその融解ピークの熱容量が１０Ｊ／ｇ以上である場合、結晶性を有すると定義する。結晶性が高いほど好ましいことから、２０Ｊ／ｇ以上であることがより好ましく、３０Ｊ／ｇ以上であることがさらに好ましい。本発明に用いられる脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ）が結晶性を有することで、芯鞘型複合繊維の結晶性が高くなり、耐摩耗性、耐熱性に優れたものとなるため好ましい。
【００２３】
また、本発明で用いられる脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ）の種類としては、例えばポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリブチレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン等が挙げられる。このうち、原料が植物由来であるため樹脂に含まれる炭素がもともと大気中に存在する二酸化炭素に由来し、燃焼時に発生する二酸化炭素を大気に放出させても地球温暖化の弊害を招き難い点でポリ乳酸が最も好ましい。
【００２４】
上記ポリ乳酸は、−(Ｏ-ＣＨＣＨ３-ＣＯ)n−を繰り返し単位とするポリマーであり、乳酸やラクチド等の乳酸のオリゴマーを重合したものをいう。乳酸にはＤ−乳酸とＬ−乳酸の２種類の光学異性体が存在するため、その重合体もＤ体（Ｄ−乳酸）のみからなるポリＤ乳酸と、Ｌ体（Ｌ−乳酸）のみからなるポリＬ乳酸、およびＤ−乳酸とＬ−乳酸の両者を含んでなるポリ乳酸がある。本発明におけるポリＤ乳酸とはＤ−乳酸を８０重量％以上含んでなるポリ乳酸であると定義し、ポリＬ乳酸とはＬ−乳酸を８０重量％以上含んでなるポリ乳酸であると定義する。ポリＬ乳酸に含まれるＤ−乳酸の重量分率（以下、単にＤ体分率と記載することがある）、ポリＤ乳酸に含まれるＬ−乳酸の重量分率（以下、単にＬ体分率と記載することがある）が高いと、ポリＬ乳酸、ポリＤ乳酸の結晶性が低くなり、融点が低下する傾向にある。融点は繊維の耐熱性を維持するために１５０℃以上であることが好ましいため、ポリＬ乳酸中のＤ体分率は１０重量％以下であることが好ましく、５重量％以下であることが好ましく、３重量％以下であることが好ましい。同様の理由により、ポリＤ乳酸中のＬ体分率は１０重量％以下であることが好ましく、５重量％以下であることが好ましく、３重量％以下であることが好ましい。
【００２５】
ただし、上記のように２種類の光学異性体のポリマーが単純に混合している系とは別に、前記２種類の光学異性体のポリマーをブレンドして繊維に成形した後、１４０℃以上の高温熱処理を施してラセミ結晶を形成させたステレオコンプレックスにすると、融点を２２０〜２３０℃まで高めることができ、好ましい。この場合、成分Ａは、ポリＬ乳酸とポリＤ乳酸の混合物を指し、そのブレンド比は４０／６０〜６０／４０であると、ステレオコンプレックス結晶の比率を高めることができ、最良である。
【００２６】
また、ポリ乳酸中には低分子量残留物として残存ラクチドが存在するが、これら低分子量残留物は、延伸や仮撚加工工程での加熱ヒーター汚れや染色加工工程での染め斑等の染色異常を誘発する原因となる。また、繊維や繊維成型品の加水分解を促進し、耐久性を低下させる。そのため、ポリ乳酸中の残存ラクチド量は好ましくは０．３重量％以下、より好ましくは０．１重量％以下、さらに好ましくは０．０３重量％以下である。
【００２７】
また、成分Ａは、例えばポリ乳酸の性質を損なわない範囲で、乳酸以外の成分を共重合したものであっても良い。共重合する成分としては、ポリエチレングリコールなどのポリアルキレンエーテルグリコール、ポリブチレンサクシネートやポリグリコール酸などの脂肪族ポリエステル、ポリエチレンイソフタレートなどの芳香族ポリエステル、およびヒドロキシカルボン酸、ラクトン、ジカルボン酸、ジオールなどのエステル結合形成性の単量体が挙げられる。この中でも、熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）（以下、成分Ｂと記す場合もある）との相溶性が良いポリアルキレンエーテルグリコールが好ましい。このような共重合成分の共重合割合は融点降下による耐熱性低下を損なわない範囲で、ポリ乳酸に対して０．１〜１０モル％であることが好ましい。成分Ａには、さらに改質剤として粒子、結晶核剤、難燃剤、可塑剤、帯電防止剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤等の添加物が含まれていても良い。
【００２８】
また、ポリ乳酸重合体の分子量は、耐摩耗性を高めるためには高い方が好ましいが、分子量が高すぎると、溶融紡糸での成形性や延伸性が低下する傾向にある。重量平均分子量は耐摩耗性を保持するために８万以上であることが好ましく、１０万以上がより好ましい。さらに好ましくは１２万以上である。また、分子量が３５万を越えると、前記したように延伸性が低下するため、結果として分子配向性が悪くなり強度が低下する。そのため、重量平均分子量は３５万以下が好ましく、３０万以下がより好ましい。さらに好ましくは２５万以下である。上記重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、ポリスチレン換算で求めた値である。
【００２９】
本発明の成分Ａに好ましく用いられるポリ乳酸の製造方法は、特に限定されないが、具体的には、乳酸を有機溶媒および触媒の存在下、そのまま脱水縮合する直接脱水縮合法（特開平６−６５３６０号公報参照。）、少なくとも２種類のホモポリマーを重合触媒の存在下、共重合並びにエステル交換反応させる方法（特開平７−１７３２６６号公報参照。）、さらには、乳酸を一旦脱水し、環状二量体とした後に、開環重合する間接重合法（米国特許第２,７０３,３１６号明細書参照。）が挙げられる。
【００３０】
本発明で用いられる熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）とは、アミド結合を有するポリマーのことをいうが、本発明で用いられる熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）の種類としては、例えばポリカプラミド（ナイロン６）や、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリウンデカンアミド（ナイロン１１）、ポリドデカンアミド（ナイロン１２）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６１０）、ポリペンタメチレンセバカミド（ナイロン５１０）等を挙げることができる。
【００３１】
また、成分Ａがポリ乳酸である場合、相溶性を高くするために、成分Ｂの分子鎖同士の凝集性を低くすること、すなわち、メチレン鎖長を長くしても良く、その点でナイロン１１やナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン５１０も好ましく用いられ、これらの中でも環境負荷低減素材を提供するという点で、非石油由来のセバシン酸をモノマーとする、ナイロン６１０、ナイロン５１０が好ましく用いられる。なお、成分Ｂはホモポリマーであっても共重合ポリマーであっても良い。
【００３２】
成分Ｂの融点は１５０℃以上２５０℃以下であることが好ましい。一般に脂肪族ポリエステルは、融点を有する場合、その融点は通常２００℃以下であるなど、耐熱性が高いとはいえず、溶融貯留時２５０℃を越えると急激に物性が悪化する傾向にあるため、ブレンドする成分Ｂの融点が２５０℃以下であることが好ましい。より好ましくは成分Ｂの融点は２２５℃以下である。一方、繊維の耐熱性、あるいは捲縮や染色などの堅牢度を考慮すると、成分Ｂの融点の下限は１５０℃以上であることが好ましい。より好ましくは成分Ｂの融点は１７５℃以上である。成分Ｂは前記したように、共重合ポリマーであっても良いが、芯鞘型複合繊維の結晶性が高いほど耐摩耗性、耐熱性に優れたものとなるため好ましく、用いられる成分Ｂは結晶性であることが好ましい。
【００３３】
本発明で用いられる熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）が結晶性を有するとは、熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）の昇温速度１６℃／分での示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定で得た示差熱量曲線が、吸熱ピークを有し、かつその融解ピークの熱容量が１０Ｊ／ｇ以上である場合、結晶性を有すると定義する。結晶性が高いほど好ましいことから、２０Ｊ／ｇ以上であることがより好ましく、３０Ｊ／ｇ以上であることがさらに好ましい。
【００３４】
成分Ｂの融点が上記範囲にあり、かつ結晶性が高いほど本発明の繊維の耐摩耗性、耐熱性、沸騰水処理後の捲縮伸長率が優れたものとなるため好ましく、成分Ｂとしては、ナイロン６（融点２２５℃）、ナイロン６１０（融点２２５℃）、ナイロン５１０（融点２１８℃）、ナイロン１１（融点１８５℃）、ナイロン１２（融点１８０℃）であることが好ましい。より結晶性が高く耐摩耗性が高くなるだけでなく、低価格で用途による縛りがなく汎用的に幅広く用いられ易い点でナイロン６が最も好ましい。
【００３５】
また成分Ｂには、粒子、難燃剤、帯電防止剤や等の添加物が含まれていても良い。
【００３６】
本発明で用いられる熱可塑性ポリアミド（Ｃ）とは、アミド結合を有するポリマーのことをいうが、本発明で用いられる熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）の種類としては、例えばポリカプラミド（ナイロン６）や、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリウンデカンアミド（ナイロン１１）、ポリドデカンアミド（ナイロン１２）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６１０）、ポリペンタメチレンセバカミド（ナイロン５１０）等を挙げることができる。また、環境負荷低減素材を提供するという点で、非石油由来のセバシン酸をモノマーとする、ナイロン６１０、ナイロン５１０も好ましく用いられる。また、成分Ｃはホモポリマーであっても共重合ポリマーであっても良い。
【００３７】
また、前記成分Ｂと同様に、芯鞘型複合繊維の製造工程において脂肪族ポリエステルの劣化を抑制し、かつ芯鞘型複合繊維の耐熱性、捲縮や染色などの堅牢度を考慮すると、成分Ｃの融点は１５０℃以上２５０℃以下であることが好ましい。より好ましくは、１７５℃以上２２５℃以下である。
【００３８】
成分Ｃは前記したように、共重合ポリマーであっても良いが、芯鞘型複合繊維の結晶性が高いほど耐摩耗性も向上する傾向にあるため、用いられる成分Ｃは結晶性であることが好ましい。
【００３９】
成分Ｃの融点が上記範囲にあり、かつ結晶性が高いほど本発明の繊維の耐摩耗性、耐熱性、沸騰水処理後の捲縮伸長率が優れたものとなるため好ましく、成分Ｂとしては、ナイロン６（融点２２５℃）、ナイロン６１０（融点２２５℃）、ナイロン５１０（融点２１８℃）、ナイロン１１（融点１８５℃）、ナイロン１２（融点１８０℃）であることが好ましい。より結晶性が高く耐摩耗性が高くなるだけでなく、低価格であり汎用性が高いため用途による縛りがなく幅広く応用可能である点でナイロン６が最も好ましい。
また成分Ｃは、粒子、難燃剤、帯電防止剤や滑剤等の添加物が含まれていても良い。
【００４０】
成分Ｃの溶融粘度（ηｃ）は１０〜３００Ｐａ・ｓｅｃ−１であることが好ましく、２０〜２５０Ｐａ・ｓｅｃ−１であることがより好ましく、３０〜２００Ｐａ・ｓｅｃ−１であることがさらに好ましい。成分Ｃの溶融粘度と高くすることによって、芯鞘型複合繊維の分子配向や結晶性が高くなり、耐摩耗性が高くなるため好ましい。また紡糸工程において芯成分のポリマーアロイ由来のバラス効果を抑制でき工程通過性が高くなるという製法上のメリットもある。一方で、成分Ｃの溶融粘度が高すぎると、紡糸工程において芯鞘複合異常を生じて鞘成分を均一被覆できずに、繊維横断面、繊維の長手方向において鞘成分の厚みにバラツキを生じて耐摩耗性が悪化することがある。以上のことから、成分Ｃの溶融粘度は上記範囲であることが好ましい。なお、溶融粘度ηの測定方法の詳細については後述するが、測定温度２４０℃、剪断速度１２１６ｓｅｃ−１で測定したときの溶融粘度を意味している。
【００４１】
そして成分Ｂと、成分Ｃの融点が近いほど、溶融紡糸時にそれぞれのポリマーが熱劣化を起こしにくい紡糸温度を選定することができ、得られる繊維が耐摩耗性に優れるため好ましい。このため、成分Ｂと成分Ｃの融点の差は３０℃以下であることが好ましく、２０℃以下であることがより好ましく、１０℃以下であることがさらに好ましい。
【００４２】
本発明の芯鞘型複合繊維は、成分Ａの含有量（繊維総重量に対する成分Ａの重量％）が高いほど、環境負荷低減素材となることから、成分Ａの含有量が高いことが好ましい。２０重量％以上であることが好ましく、３０重量％以上であることがより好ましく、４０重量％以上であることが特に好ましい。一方で、耐摩耗性、捲縮の堅牢度、あるいは耐熱性といった特性に優れる点で、成分Ａの含有量は８０重量％以下であることが好ましく、７５重量％以下であることがより好ましく、７０重量％以下であることが特に好ましい。芯鞘型複合繊維の成分Ａの含有量（繊維総重量に対する成分Ａの重量％）は、実施例に記載の手法により算出することができる。すなわち、芯鞘型複合繊維から成分Ａのみを溶出した後の繊維の重量と、もとの芯鞘型複合繊維の重量の差を成分Ａの重量と見なし、該重量の差をもとの芯鞘型複合繊維の重量で除することにより算出する。
【００４３】
本発明の芯鞘型複合繊維は、鞘成分として熱可塑性ポリアミド（Ｃ）を含み、芯成分は脂肪族ポリエステル（Ａ）と熱可塑性ポリアミド（Ｂ）とのポリマーアロイを含んで構成され、かつ成分Ａおよび成分Ｂは相互に入り組んだいわゆる海島、あるいは海海構造をとることで、鞘成分と芯成分との界面（以下、芯鞘界面と記載することがある。）の剥離が抑えられ、耐摩耗性が十分に高い繊維となるのである。このため、上記のごとく芯鞘型複合繊維の成分Ａの含有量を２０重量％以上としても、耐摩耗性、耐熱性が高いため好ましいのである。ここで、芯成分を構成する熱可塑性ポリアミド（Ｂ）は、海を形成することが好ましい。さらに芯成分（ポリマーアロイ）中の脂肪族ポリエステル（Ａ）の比率を高めるためには、溶融紡糸時における脂肪族ポリエステル（Ａ）の溶融粘度を熱可塑性ポリアミド（Ｂ）よりも高くすることが肝要である。
【００４４】
本発明の芯鞘型複合繊維の芯成分を構成する、成分Ａと成分Ｂとのブレンド比率（重量比）は、成分Ａ／成分Ｂ＝９５／５〜２０／８０であることが好ましい。芯成分に成分Ｂを有し、少なくとも芯鞘界面の一部に成分Ｂが存在することにより、芯鞘界面での接着性が向上して界面剥離を抑えることができるため、好ましい。芯鞘複合繊維の場合、芯鞘界面での剥離が生じるとフィブリル化しやすくなる。一旦フィブリル化が始まると、繊維の摩耗速度が急激に速くなる。このため、繊維の耐摩耗性を高くするためには芯鞘界面の剥離を無くすことが重要なのである。芯成分において成分Ｂを多く含むほど、本発明にて好ましいとされる、後述のポリマーアロイ構造（ａ）あるいは（ｃ）の構造となりやすく、繊維の耐摩耗性が優れるため好ましい。このため芯成分における成分Ｂのブレンド比率が高いことが好ましい。しかし一方で、本発明の芯鞘型複合繊維は環境負荷を低減する性能を兼ね備えた素材であるためには、できるだけ植物由来の成分Ａを多く含むことが好ましく、すなわち成分Ｂの比率を低くすることが好ましい。芯鞘界面の接着性が向上して耐摩耗性に優れ、かつ環境負荷が低い素材である、この両方を満たすために、成分Ａ／成分Ｂは８０／２０〜２５／７５であることがより好ましく、７０／３０〜３０／７０であることがさらに好ましく、６０／４０〜３５／６５であることが特に好ましい。
【００４５】
本発明の芯成分における成分Ａ／成分Ｂのブレンド比率（重量比）については、溶融紡糸に供する際の成分Ａと成分Ｂの重量比率により算出することができる。しかしながら製造時の成分Ａと成分Ｂのブレンド比率（重量比）が不明である場合には、簡易的に下記式を用いて算出することもできる。すなわち、本発明の芯鞘型複合繊維の芯成分は成分Ａと成分Ｂとその他の少量成分を含むことがあるが、かかる場合であっても、芯成分が実質的に成分Ａと成分Ｂの２成分のみからなるものとみなすことができ、成分Ａ／成分Ｂのブレンド比率（重量比）を算出することができる。まず、芯鞘型複合繊維横断面スライスを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて４万倍で観察し、芯成分を構成する成分Ａの総面積（Ａａ）と成分Ｂの総面積（Ａｂ）とを求める。成分Ａの比重を１．２６、成分Ｂの比重を１．１４として、下記の式を用いて算出した。
【００４６】
成分Ａ／成分Ｂ＝（Ａａ×１．２６）／（Ａｂ×１．１４）。
【００４７】
また、横断面において鞘成分と、芯成分との境界線が判別しにくい場合は、横断面において、最外層に存在する成分Ａと外接し、成分Ａを内部のみ含む繊維横断面と相似形の図形を境界線として、鞘成分と芯成分とを判別した。
【００４８】
また芯成分の単繊維横断面におけるポリマーアロイ構造として、下記の（ａ）〜（ｃ）が挙げられ、いずれのポリマーアロイ構造であっても、芯成分中の成分Ｂと、鞘成分の成分Ｃとの間で相互作用する効果によって良好な耐摩耗性が発現する。但しその中でも芯成分の成分Ｂと鞘成分の成分Ｃが連続相を形成し、耐摩耗性が飛躍的に優れる繊維となる点で、芯成分のポリマーアロイ構造は（ａ）または（ｃ）であることが好ましく、（ａ）であることが特に好ましい。
【００４９】
（ａ）成分Ａが島成分、成分Ｂが海成分（海島構造）
（ｂ）成分Ｂが島成分、成分Ａが海成分（海島構造）
（ｃ）成分Ａと成分Ｂがともに海成分（海海構造）。
【００５０】
ここで、本発明にて好ましいポリマーアロイ構造である（ａ）成分Ａが島成分、成分Ｂが海成分の海島構造について、図６のＴＥＭ写真を用いて説明する。図６では染色された成分が、熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）を示し、染色されていない成分が、脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ）を示している。図６のように、連続した領域である成分Ｂにより、成分Ａが複数の略円形領域に分離されている構造を（ａ）成分Ａが島成分、成分Ｂが海成分の海島構造であると定義する。なお、島成分である成分Ａの内部に、成分Ｂが島成分（略円形を呈する）として存在する、いわゆる海島湖構造も、本発明の海島構造に含むものとする。ポリマーアロイ構造（ｂ）成分Ａが海成分、成分Ｂが島成分の海島構造は、連続した領域である成分Ａにより、成分Ｂが複数の略円形領域に分割された構造である。また本発明のポリマーアロイ構造（ｃ）成分Ａ、成分Ｂともに海成分の海海構造とは、成分Ａ、成分Ｂが共に略円形を呈しておらず、島成分と海成分の判別が付かない構造であると定義する。
【００５１】
芯成分のポリマーアロイ構造は、前記した成分Ａと成分Ｂのブレンド比率（重量比）や、後述する成分Ａの溶融粘度（ηａ）と、成分Ｂの溶融粘度（ηｂ）との粘度比と密接に関わっており、それぞれを適切な範囲とすることによって芯成分のアロイ構造を制御できる。
【００５２】
また、特に好ましいポリマーアロイ構造である（ａ）の構造とするには、成分Ａの溶融粘度ηａを高くし、成分Ｂの溶融粘度ηｂを低くすることが好ましい。これはポリマーアロイ構造が成分Ａと、成分Ｂの溶融粘度のバランスに影響されるためである。ポリマーアロイ構造は、溶融状態で剪断変形を与えられた時に形成されるが、剪断変形によって生じる剪断応力が最も低くなる構造が形成されやすい。これは系全体のエネルギーレベルが低くなり、安定であるためである。これは、剪断が直に加えられる成分である海成分は溶融粘度が低い成分で形成されやすく、逆に溶融粘度の高い成分は島成分を形成し易いことを意味する。すなわち、本発明にて、特に好ましいポリマーアロイ構造である（ａ）とするには、溶融粘度の比（ηｂ／ηａ）が小さいことが好ましく、２以下であることが好ましく、１．５以下であることがより好ましく、１以下であることがさらに好ましい。但し、あまりに溶融粘度の比が小さくなると、島成分の直径が粗大化する傾向にあるため、溶融粘度の比（ηｂ／ηａ）は０．１０以上であることが好ましく、０．１５以上であることがより好ましく、０．２０以上であることがさらに好ましい。なお、溶融粘度ηの測定方法の詳細については後述するが、測定温度２４０℃、剪断速度１２１６ｓｅｃ−１で測定したときの溶融粘度を意味している。
【００５３】
本発明の芯鞘型複合繊維の芯成分が海島構造を呈する場合、島成分の直径は０.００１〜２μｍであることが好ましい。島成分の直径の上限を２μｍとすることで、成分Ａと成分Ｂとで形成される界面の面積が飛躍的に増加し、繊維の耐摩耗性が飛躍的に向上するため好ましい。一方、島成分の直径があまりに小さいと、成分Ａと成分Ｂが分子レベル相溶化して結晶性を阻害し合い、繊維の耐摩耗性、耐熱性、染色堅牢度が低下することがある。この点から島成分の直径の下限は０．００１以上であることが好ましい。これらのことから島成分の直径は０．００５〜１μｍが好ましく、０．０１〜０．８μｍがより好ましい。さらに好ましくは０．０２〜０．５μｍである。
【００５４】
なお、本発明での島成分の直径とは、実施例にて詳述するように、該芯鞘型複合繊維の横断面スライスを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（４万倍）により観察し、芯鞘型複合繊維１試料あたり１００個の島について島成分の直径を計測した（島を円と仮定し、島の面積から換算される直径を島成分の直径とした）。該島成分の直径分布を上記範囲とすることにより、繊維の耐摩耗性、耐熱性、染色堅牢度が向上する。
【００５５】
また、本発明の芯鞘型複合繊維の芯成分を構成する素材はポリマーアロイであるため、１分子鎖中に脂肪族ポリエステルブロックとポリアミドブロックが交互に存在するブロック共重合体とは異なり、脂肪族ポリエステル分子鎖（成分Ａ）と、ポリアミド分子鎖（成分Ｂ）は実質的に独立に存在していることが重要である。この状態の違いは、配合前後の熱可塑性ポリアミド樹脂の融点降下、すなわちポリマーアロイ中の熱可塑性ポリアミド樹脂由来の融点が配合前の熱可塑性ポリアミド樹脂の融点からどの程度降下したかを観測することにより見積もることができる。熱可塑性ポリアミド樹脂の融点降下が３℃以下であれば、脂肪族ポリエステルとポリアミドはほとんど共重合されておらず（エステル−アミド交換がほとんど起こっておらず）、実質的に脂肪族ポリエステル分子鎖とポリアミド分子鎖は独立に存在するポリマーアロイの状態である。
【００５６】
このように成分Ａと成分Ｂが実質的に独立に存在していることによって、鞘成分を形成する熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｃ）と、芯成分を形成する熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）とが相互作用を起こしやすく、鞘成分と芯成分の界面の接着性が向上するため好ましい。これにより鞘成分である熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｃ）が本来有する特性が、繊維の特性へ反映されて耐摩耗性が飛躍的に向上する。したがって、本発明では熱可塑性ポリアミド（Ｂ）の融点降下は２℃以下であることが好ましい。
【００５７】
また、上記の島成分はそれぞれ繊維軸方向に筋状に細長い形態であることが好ましい。島成分が筋状であることにより、一つの島成分が海成分と接着している複合界面の面積が大きくなり、フィブリル化を抑制できるため好ましい。また島成分が細長い筋を形成することで、強度が高くなるメリットがある。島成分が筋状である場合、繊維軸方向に完全に平行であることが最も好ましいが、本発明においては繊維軸から５°以下傾斜したものは、繊維軸方向に筋状に細長い形態であると定義する。
【００５８】
本発明の芯鞘型複合繊維は、鞘成分として熱可塑性ポリアミド（Ｃ）を有することが必要である。鞘成分として熱可塑性ポリアミド（Ｃ）を有することで、繊維の表面が実質的にポリアミドのみで形成されるため耐摩耗性が飛躍的に高くなるため好ましい。また本発明の芯鞘型複合繊維は前記したように、芯成分中に鞘成分と化学構造の近い、すなわち親和性の高い、熱可塑性ポリアミド（Ｂ）を含むため、加工時や染色時、あるいは製品使用時に掛かる擦過で鞘割れが起こることが無く、耐摩耗性に優れるため好ましい。
【００５９】
特に鞘成分と芯成分の界面における接着性を高まる点で、成分Ｂと成分Ｃは同種類のモノマーを主たる成分とするポリアミドであることが好ましい。例えば、成分Ｂがナイロン６の共重合ポリマーである場合、成分Ｃはナイロン６の共重合ポリマー、あるいはナイロン６のホモポリマーであることが好ましい。
【００６０】
本発明の芯鞘型複合繊維の耐摩耗性が優れる点で、鞘成分の厚みは０．４μｍ以上であることが好ましい。鞘成分の厚みを厚くすることによって、耐摩耗性に優れる繊維となるため好ましい。また紡糸工程において、芯成分のポリマーアロイ由来のバラス効果を抑制でき工程通過性が高くなるという製法上のメリットもある。以上のことから鞘成分の厚みは０．４μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは０．７μｍ以上であり、さらにより好ましくは１μｍ以上である。あまり鞘の厚みが厚いと繊維全体に占める鞘成分の割合が大きくなってしまって、繊維総重量に対する成分Ａの比率が少なくなってしまって本発明の本意である環境負荷低減素材を提供する目的から外れてしまう場合がある。このため鞘成分の厚みは１０μｍ以下であることが好ましく、７μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以下であることがさらにより好ましい。
【００６１】
本発明の芯鞘型複合繊維は、耐摩耗性に優れた繊維となる点で、長手方向全てにおいて繊維表面が実質的に鞘成分で構成されてなり、特に成分Ａが繊維表面に露出していないことが好ましい。繊維表面が実質的に鞘成分で被覆されていることによって、耐摩耗性が飛躍的に向上するのである。ここで、繊維表面が実質的に鞘成分で被覆されているとは実施例に記載の手法で繊維の横断面を観察した際、横断面の輪郭すべてにおいて厚み０．１μｍ以上の鞘成分が被覆されていることを意味する。長手方向全てにおいて実質的に成分Ａが繊維表面に露出していない芯鞘複合繊維となり易い点で、成分Ｃの溶融粘度、鞘成分の厚みは前記の範囲とすることが好ましい。
【００６２】
本発明の芯鞘型複合繊維は昇温速度１６℃／分で測定した示差熱量曲線の融解ピークの熱容量の総和が５０Ｊ／ｇ以上であることが好ましく、より好ましくは５５Ｊ／ｇ以上であり、さらに好ましくは６０Ｊ／ｇ以上であり、特に好ましくは６５Ｊ／ｇ以上であり、７０Ｊ／ｇ以上であることが最良である。融解ピークの熱容量の総和が５０Ｊ／ｇ以上である場合、繊維は高度に発達した結晶を多数含むものであり、耐摩耗性、耐熱性、染色や捲縮の堅牢性などが優れるものとなるため好ましい。このような融解ピークを示すために、成分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃとして結晶性の高いポリマーを用いることが好適である。また上記したように繊維横断面における島成分の直径が前記の範囲とすることが好ましい。すなわち本発明の芯鞘型複合繊維は、脂肪族ポリエステル（Ａ）、熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｂ）、熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｃ）を含んでなるため、異種ポリマーで形成された複合界面を多数有している。ポリマーの結晶は同種のポリマー鎖がよりあつまった三次元規則構造であるため、複合界面の面積があまりに多いと同種ポリマー同士の接触頻度が低下して結晶性が低下することがあるのである。このため島成分の直径を前記した範囲とすることが好ましい。
【００６３】
本発明の芯鞘型複合繊維は、より耐摩耗性に優れた繊維となる点で滑剤を含むことが好ましい。滑剤を含むことにより繊維の表面摩擦抵抗を下がり、繊維に摩擦力が加わりにくくなるため耐摩耗性が向上する。本発明の滑剤としては成分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃのそれぞれとの親和性が高いほど繊維に滑剤が担持され易く、滑剤の効果を長期に渡って維持し易いため好ましい。また滑剤の耐熱性が高いほど、溶融紡糸工程において揮発してしまうことがなく、やはり繊維に担持され易く、滑剤の効果を長期に渡って発揮できるため好ましい。成分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃとの親和性、耐熱性の両観点から滑剤としては、脂肪酸ビスアミド、アルキル置換型の脂肪酸モノアミドが好ましく、脂肪酸ビスアミドが特に好ましい。本発明にて好ましい滑剤とされる脂肪酸ビスアミドとは、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、芳香族系ビスアミド等の１分子中にアミド結合を２つ有する化合物を指し、例えば、メチレンビスカプリル酸アミド、メチレンビスカプリン酸アミド、メチレンビスラウリン酸アミド、メチレンビスミリスチン酸アミド、メチレンビスパルミチン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスイソステアリン酸アミド、メチレンビスベヘニン酸アミド、メチレンビスオレイン酸アミド、メチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスカプリル酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスミリスチン酸アミド、エチレンビスパルミチン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスイソステアリン酸アミド、エチレンビスベヘニン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ブチレンビスステアリン酸アミド、ブチレンビスベヘニン酸アミド、ブチレンビスオレイン酸アミド、ブチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘニン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスエルカ酸アミド、ｍ−キシリレンビスステアリン酸アミド、ｍ−キシリレンビス−１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ｐ−キシリレンビスステアリン酸アミド、ｐ−フェニレンビスステアリン酸アミド、ｐ−フェニレンビスステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルアジピン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルセバシン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルアジピン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルセバシン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルイソフタル酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルテレフタル酸アミド、メチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ブチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド等が挙げられる。
また本発明で好ましい滑剤とされるアルキル置換型の脂肪酸モノアミドとは、飽和脂肪酸モノアミドや不飽和脂肪酸モノアミド等のアミド水素をアルキル基で置き換えた構造の化合物を指し、例えば、Ｎ−ラウリルラウリン酸アミド、Ｎ−パルミチルパルミチン酸アミド、Ｎ−ステアリルステアリン酸アミド、Ｎ−ベヘニルベヘニン酸アミド、Ｎ−オレイルオレイン酸アミド、Ｎ−ステアリルオレイン酸アミド、Ｎ−オレイルステアリン酸アミド、Ｎ−ステアリルエルカ酸アミド、Ｎ−オレイルパルミチン酸アミド等が挙げられる。該アルキル基は、その構造中にヒドロキシル基等の置換基が導入されていても良く、例えば、メチロールステアリン酸アミド、メチロールベヘニン酸アミド、Ｎ−ステアリル−１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、Ｎ−オレイル１２ヒドロキシステアリン酸アミド等も本発明のアルキル置換型の脂肪酸モノアミドに含むものとする。
【００６４】
本発明における繊維とは、細く長い形状を指し、一般的に言われる長繊維（フィラメント）であっても、該フィラメントを数本〜数十本撚り合わせて１本のフィラメント糸としたマルチフィラメントであっても、短繊維（ステープル）であってもよく、あるいは電気植毛加工などに用いられる短い繊維、すなわちパイルであってもよく、これらの繊維形状を有すると認められるものであれば特に制限はないが、本発明の効果である耐摩耗性を活かしやすい点で、マルチフィラメントであることが好ましい。
【００６５】
また、生糸、撚糸、加工糸など繊維の形態等についても特に制限はないが、バルキー性を有することにより、繊維に加わる外力がそれぞれの単繊維に分散され易く、優れた耐摩耗性を発揮するため、捲縮糸であることが好ましい。
【００６６】
捲縮糸の捲縮形態としては、例えば捲縮ノズル内部おける加熱流体の乱流によって発現されたランダムなループ状の捲縮形態を有するエアースタッファ捲縮糸や、スタッフィングボックス内に強制的に押し込むことで形成されたジグザグ状の捲縮を有する機械捲縮糸や、コイル状の捲縮形態を有する３次元スパイラル捲縮糸や、仮撚加工糸や、ニットデニット捲縮糸などの、公知の捲縮形態を有する捲縮糸が挙げられるが、バルキー性が高く、過度に屈曲された単繊維を含まず、耐摩耗性に優れることから、エアースタッファ捲縮糸、仮撚加工糸であることが好ましく、エアースタッファ捲縮糸であることが特に好ましい。
【００６７】
本発明の好ましい捲縮糸であるエアースタッファ捲縮糸について、図４、図５の説明写真にて説明する。図４はエアースタッファ捲縮糸をマルチフィラメントの状態で黒紙の上に置き側面から観察した写真であり、図５はエアースタッファ捲縮糸を単糸にばらして黒紙の上に置き、側面から観察した写真である。図４、図５から分かるようにエアースタッファ捲縮糸はマルチフィラメントを構成する単糸がそれぞれランダムなループ状を呈し、かつ単糸間に適度な絡合が存在する捲縮形態を有する。このため、バルキー性が高く、かつバルキー性を長期に渡って維持しやすいため好ましい。本発明の芯鞘型複合繊維をエアースタッファ捲縮糸とした場合、過度な折れ曲がり部分を有さず、バルキーであるマルチフィラメントとなるため、外力がそれぞれの単糸に分散して特に耐摩耗性に優れるのである。
【００６８】
本発明の芯鞘型複合繊維より耐摩耗性に優れる点で、捲縮糸のバルキー性が高いことが好ましい。具体的にはバルキー性の指標である沸騰水処理後の捲縮伸長率が高いことが好ましく、５％以上であることが好ましく、１０％以上がより好ましく、１５％以上が特に好ましい。沸騰水処理後の捲縮伸長率の上限については、特に制限されるものではないが、あまりに高いと、芯成分と鞘成分の界面に両ポリマーの歪み差を生じて耐摩耗性が悪化するという不具合を抑制するために、沸騰水処理後の伸長率は３５％以下であることが好ましく、３３％以下であることがより好ましく、３０％以下であることが特に好ましい。
【００６９】
本発明の芯鞘型複合繊維が捲縮糸である場合、染色工程や高次加工工程、あるいは繊維構造体とした後の長期使用において、捲縮がへたり難く（捲縮の堅牢度が高く）、結果として優れた耐摩耗性が発現し易い点で、２ｍｇ／ｄｔｅｘ荷重下で沸騰水処理した後の捲縮伸長率（以下、２ｍｇ／ｄｔｅｘ荷重下で沸騰水処理した後の捲縮伸長率のことを、単に「拘束荷重下伸長率」と記載することがある）が３％以上であることが好ましい。より好ましくは５％以上であり、さらにより好ましくは７％以上であり、特に好ましくは１０％以上である。上限については特に制限はないが、例えばチーズ染色加工をする時に巻き締まってしまい、パッケージの端面で染色の濃淡斑がおこるなどの悪影響を抑制するという点で３０％以下であることが好ましい。
【００７０】
本発明の芯鞘型複合繊維は、力学特性に優れるほど、繊維製品にする際の工程通過性が良好であり、強度は１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、１．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることがより好ましく、２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが特に好ましい。強度が高いほど製品強度の高い繊維構造体を得られるため好ましいが、本発明の芯鞘型複合繊維が捲縮糸である場合、強度があまりに高いと繊維の剛性が過度に高くなって、擦過を受けた際に屈曲部に応力が集中して耐摩耗性が低下することがある。このため強度は４ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、３．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることがより好ましく、３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが特に好ましい。このような強度を有する芯鞘型合成繊維は後述する溶融紡糸法および延伸法により製造することが可能である。
【００７１】
また、本発明の芯鞘型複合繊維の伸度は１５〜７０％であると、繊維製品にする際の工程通過性が良好であり好ましい。このような伸度を有する芯鞘型合成繊維は後述する溶融紡糸法および延伸方法により製造することが可能である。より好ましくは２０〜６０％であり、さらに好ましくは３０〜５０％である。
【００７２】
また、沸騰水収縮率は０〜２０％であれば、繊維および繊維製品の寸法安定性が良好であり好ましい。より好ましくは３〜１５％であり、さらに好ましくは５〜１０％である。
【００７３】
本発明の芯鞘複合繊維は単糸繊度が太いほど、鞘成分の厚みを厚くし易く耐摩耗性に優れるため好ましい。一方で、単糸繊度が太すぎると繊維の剛性が過度に高くなって、品位に劣るものとなるだけでなく、紡糸工程において吐出ポリマーの冷却が不十分となって、島成分の直径が粗大化することがある。このため、単糸繊度は０．１〜１００ｄｔｅｘであることが好ましく、１〜５０ｄｔｅｘであることがより好ましく、２〜３０ｄｔｅｘであることが特に好ましい。
【００７４】
本発明の芯鞘型複合繊維の糸斑は小さいことが好ましい。糸斑を小さくすることで、擦過を受けた際に局部的に摩耗が侵攻することを抑制でき、耐摩耗性に優れるため好ましい。このため糸斑の指標である糸斑（ウスター）（Ｕ％）（Ｎｏｒｍａｌ）は２％以下が好ましく、１．５％以下がより好ましい。さらに好ましくは１％以下であり、特に好ましくは０．５％以下である。従来の脂肪族ポリエステルとポリアミドとの単純ポリマーアロイ繊維では、溶融紡糸において吐出孔付近でいわゆるバラスが生じ、細化変形過程で太細が生じることにより、品質が低下する場合があったが、本発明の芯鞘型複合繊維は繊維の表面に鞘成分を有するため、バラスが抑制されて細化挙動が極めて安定化し、糸斑が小さく、耐摩耗性に優れるのである。
【００７５】
本発明の芯鞘型複合繊維の断面形状は、丸型、Ｙ型、多葉型、多角形型、扁平型、中空型などの多種多様の断面形状を取ることができる。またマルチフィラメントである場合、それぞれのフィラメントの断面形状は同一であっても異なっていても良い。
【００７６】
図７に本発明の芯鞘型複合繊維について例示する。芯鞘型複合繊維の芯成分の断面形状についても任意であるが、芯鞘界面の接着性が高まり、芯鞘型複合繊維の芯成分の比率、しいては成分Ａの含有量が多くとも耐摩耗性に優れる繊維となる点で、芯成分の断面形状は、繊維の断面形状と相似形であることが好ましい。勿論本発明の芯鞘型複合繊維は図７の断面形状に限定されるものではない。なお本発明の芯鞘型複合繊維の芯成分の数については任意であり、１本のフィラメントが内部に１個の芯成分を有しても良いし、複数個の芯成分を有しても良い。もちろん繊維横断面の重心と、芯成分の断面の重心が同一であっても、異なっていても良いが、繊維表面が均一に鞘成分で被覆されているほど耐摩耗性に優れるため、繊維横断面の重心と、芯成分の断面の重心は同一であることが好ましい。またマルチフィラメントにおいて、それぞれのフィラメントが有する芯成分の断面形状や、芯成分の数は、同一であっても異なっていても良い。
【００７７】
本発明にて好ましいとされるエアースタッファ捲縮糸である場合、捲縮糸のバルキー性が高いほど耐摩耗性に優れることから断面形状が丸形ではない異形断面形状であることが好ましい。また、異形断面とすることにより紡糸工程において糸条の冷却効果が高まり、高い応力が加えられるため島成分を均一に微細化できるため好ましい。さらに異形断面を採用することによって繊維の表面積が大きくなり、捲縮加工時の加熱効率が高まって捲縮がセットされ易く、捲縮の堅牢度に優れたものとなるため好ましい。具体的にはＹ型、多葉型、扁平型であることが好ましく、Ｙ型あるいは扁平型であることが特に好ましい。
【００７８】
本発明の芯鞘型複合繊維が異形断面を有する場合、異形度が高いほど耐摩耗性、捲縮の堅牢度が優れたものとなるため好ましい。異形度は１．３以上であることが好ましく、１．５以上であることがより好ましく、１．８以上であることがさらにより好ましく、２以上であることが特に好ましい。上限については特に制限されないが、あまりに異形度が高いと、外力によって断面形状が変化し易くなって繊維の光沢感が変化し易くなるといったデメリットが生じることがあるため、異形度は８以下であることが好ましく、７．７以下であることがより好ましく、７．５以下であることがさらにより好ましく、７．２以下であることが特に好ましい。
【００７９】
本発明の異形度は単繊維の横断面をＴＥＭにより観察し、横断面の外接円の直径Ｄ１と、内接円の直径Ｄ２の比（Ｄ１／Ｄ２）として定義する。異形断面が概ね線対称性、点対称性を保持すると判断される場合、内接円とは単繊維横断面において異形断面繊維の輪郭をなす曲線に内接する円であり、外接円とは単繊維横断面において異形断面繊維の輪郭をなす曲線に外接する円である。異形断面が線対称性、点対称性を全く保持しない形状であると判断される場合には、異形断面繊維の輪郭をなす曲線と少なくとも２点で内接し、繊維の内部にのみ存在して内接円の円周と異形断面繊維の輪郭をなす曲線とが交差しない範囲においてとりうる最大の半径を有する円を内接円とする。外接円は異形断面繊維の輪郭を示す曲線において少なくとも２点で外接し、単繊維横断面の外部にのみ存在し、外接円の円周と異形断面繊維の輪郭が交差しない範囲においてとりうる最小の半径を有する円を外接円とする。異形度の算出においては異なる箇所を切削して得た横断面１０カ所について異形度を算出して平均化して求めた。
【００８０】
また、本発明の繊維の繊維を繊維構造体として用いる場合には、織物、編物、不織布、パイル、綿等に適用でき、他の繊維を含んでいても良い。例えば、天然繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維との引き揃え、撚糸、混繊であっても良い。他の繊維としては、木綿、麻、羊毛、絹などの天然繊維や、レーヨン、キュプラなどの再生繊維、アセテートなどの半合成繊維、ナイロン、ポリエステル（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）、ポリアクリロニトルおよびポリ塩化ビニルなどの合成繊維などが適用できる。
【００８１】
また、本発明の繊維を用いた繊維構造体の用途としては、耐摩耗性が要求される衣料、例えばアウトドアウェアやゴルフウェア、アスレチックウェア、スキーウェア、スノーボードウェアおよびそれらのパンツ等のスポーツウェア、ブルゾン等のカジュアルウェア、コート、防寒服およびレインウェア等の婦人・紳士用アウターがある。また、長時間使用による耐久性や湿老化特性に優れたものが要求される用途として、ユニフォーム、掛布団や敷布団、肌掛け布団、こたつ布団、座布団、ベビー布団、毛布等の布団類や枕、クッション等の側地やカバー、マットレスやベッドパッド、病院用、医療用、ホテル用およびベビー用のシーツ等、さらには寝袋、揺りかごおよびベビーカー等のカバー等の寝装資材用途があり、これらにも好ましく用いることができる。また、自動車用の内装資材にも好適に用いることができる。中でも高い耐摩耗性と湿老化特性が要求される自動車用カーペットに用いることが最適である。なお、これら用途に限定されるものではなく、例えば農業用の防草シートや建築資材用の防水シート等に用いても良い。
【００８２】
ここで、本発明における好ましい繊維構造体の用途である自動車用カーペットは、その加工形態は限定されるものではなく、例えば、段通、ウイルトン、ダブルフェイス、アキスミンスター等の織りカーペットや、タフティング、フックドラグ等の刺繍カーペットや、ボンデッド、電着、コード等の接着カーペットや、ニット、ラッセル等の編みカーペットや、ニードルパンチ等の圧縮カーペットに代表されるパイルをもつカーペット、あるいはその組み合わせを用いることができる。より低コストでボリューム感に富むカーペットを得るためには、少なくともパイル繊維糸である表糸と、この表糸をタフトした基布と、この基布の裏に張り付けたバッキング材から構成されるタフティングカーペットとすることが好ましい。
【００８３】
本発明の芯鞘型複合繊維の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば以下の様な方法を採用することができる。
【００８４】
すなわち、ポリＬ乳酸などの脂肪族ポリエステル樹脂（成分Ａ）とナイロン６などの熱可塑性ポリアミド樹脂（成分Ｂ）を別々に計量しながら成分Ｂの融点（Ｔｍｂ）〜成分Ｂの融点（Ｔｍｂ）＋４０℃で、２軸押出混練機または１軸押出混練機を用いて混練し、ポリマーアロイを製造する。このとき島成分の直径を制御し易いことから、２軸押出混練機を用いることが好ましい。そしてポリマーアロイ構造と、島成分の直径を制御する手法としては、前記２成分（成分Ａと成分Ｂ）のブレンド比、溶融粘度比を前記した範囲で調整し、剪断速度２００〜２０，０００ｓｅｃ−１、滞留時間０．５〜３０分の範囲で混練することで制御できる。特に島成分の直径を小さくする方法としては、上記範囲で混練温度が低い方がよく、剪断速度が高い方がよく、滞留時間が短い方が良い。繊維の芯成分を構成する成分Ａと成分Ｂを含んでなるポリマーアロイ樹脂は、紡糸機とは別の押出混練機にて予め調整したものを乾燥した後に用いても、紡糸機に付帯する押出混練機で紡糸時に連続的に調整しても良い。また予め調整して用いる場合には、芯成分に用いるポリマーアロイ全てが予め調整されたチップであっても良く、成分Ａまたは成分Ｂを高濃度で混練したマスターチップを調整し、該マスターチップと成分Ａおよび／または成分Ｂをチップブレンドして用いても良い。より成分Ａと成分Ｂをより均一に分散させ易く、かつ成分Ａの熱劣化を抑制し易いことから、紡糸機に付帯する１軸混練機および／または２軸押出混練機で、成分Ａと成分Ｂのポリマーアロイを連続的に調整して紡糸パックに供給する方法を用いることが好ましい。
【００８５】
前記の成分Ａと成分Ｂからなるポリマーアロイ樹脂を芯成分として用い、ナイロン６などの熱可塑性ポリアミド樹脂（成分Ｃ）を鞘成分として、溶融紡糸法にて繊維化する。芯成分と鞘成分について別々の押出混練機にて溶融させ、別々のギヤポンプで計量し、紡糸パック内部の紡糸口金にて合流させて吐出するが、このとき島成分（成分Ａ）の再凝集を抑制するために、芯成分の濾層にはハイメッシュの濾層（＃１００〜＃２００）やポーラスメタル、濾過径の小さい不織布フィルター（濾過径５〜３０μｍ）、パック内ブレンドミキサー（スタティックミキサーやハイミキサー）を組み込む等の工夫が必要である。
【００８６】
芯成分の脂肪族ポリエステル（成分Ａ）とポリアミド（成分Ｂ）とのポリマーアロイは非相溶系であり、溶融体は弾性項の強い挙動を示すため、紡出後にバラスと呼ばれる膨らみが発生し、細化・変形を不安定にさせる傾向がある。本発明の鞘成分であるポリアミド（成分Ｃ）にはバラスを抑制する効果があり、成分Ｃの溶融粘度、鞘成分の厚みを前記した範囲で調整することが有効である。またバラスを抑制する方法としては、紡糸温度を高くして伸長粘度を下げたり、紡糸口金の吐出孔径を大きくし、吐出線速度（吐出孔の最終絞り部のポリマー流速）を低下せしめたり、吐出孔長と孔径の比であるＬ／Ｄを長くする方法、吐出糸条を急冷する方法等が有効である。なお本発明における吐出孔長とは、図８に示した口金孔の断面模式図における４３の長さを指すものであり、孔形状が吐出孔の形状と同形状に保たれた部分の長さであり、ポリマーを吐出する際の流速を制御する部分である。また吐出孔が丸穴である場合、孔径とは図８に示した口金下面部の模式図において４４の長さを指すものである。また、Ｙ孔、多葉孔、扁平孔における、スリット長とスリット幅とは、図８に示した口金下面部の模式図において、スリット長さは４５の長さ、スリット幅は４６の長さを指すものである。
【００８７】
本発明における、芯鞘型複合繊維は複数の口金を図９のごとく組み合わせ、芯成分と鞘成分を吐出孔にて合流させることによって得ることができる。なお本発明における吐出線速度は、図９の４８のポリマー吐出直前の口金について、吐出孔面積、総吐出量、孔数から下記式を用いて計算する。紡糸口金の孔形状が孔間で異なる場合、すべての孔の吐出面積の平均値を算出し、その面積に最も近い孔の吐出面積を用いて下記式にて吐出線速度を算出した。
【００８８】
吐出線速度（ｍ／分）＝Ｑ／Ｈ／ρ／Ａ／１００
Ｑ：総吐出量（ｇ／分）
Ｈ：ホール数
ρ：溶融密度（ｇ／分）
ρ＝１．０８×繊維総重量に対する成分Ａの含有量（ｗｔ％）／１００＋１．００×（１−繊維総重量に対する成分Ａの含有量（ｗｔ％）／１００）
Ａ：吐出面積（ｃｍ２）
例えば、口金孔形状がＹ孔の場合（図８参照）には、Ａ（ｃｍ２）＝３×スリット幅（ｃｍ）×スリット長（ｃｍ）＋（スリットで囲まれた真ん中の三角形）の式で吐出面積を計算できるが、スリット幅がスリット長に比べ、無視できる位小さい場合には、（スリットで囲まれた真ん中の三角形）の面積を無視して、Ａ（ｃｍ２）＝３×スリット幅（ｃｍ）×スリット長（ｃｍ）の式で吐出面積を計算しても良い。
【００８９】
紡糸温度は成分Ｂ（ポリアミド）の融点により決めることができ、最適な範囲は成分Ｂの融点Ｔｍｂ＋５℃〜Ｔｍｂ＋４０℃（例えば、成分Ｂの融点Ｔｍｂが２００℃の場合は２０５〜２４０℃）である。また、前記紡出糸条のバラスによる膨らみを抑制し、細化・変形を安定させるための吐出線速度は好ましくは１〜２０ｍ／分であり、より好ましくは２〜１５ｍ／分、さらに好ましくは３〜１２ｍ／分である。また、Ｌ／Ｄは好ましくは０．６〜１０であり、より好ましくは０．８〜７であり、さらに好ましくは１〜５である。また、冷却開始位置は口金面からの距離である口金面深度が浅い（冷却開始位置と口金面からの距離が短い）ほど、紡出糸におけるバラスの発生を抑制できるため好ましい。しかしながらあまりに口金面深度が浅いと、口金面が冷えて紡出糸が未溶融のポリマーを含んで吐出不良を招き、結果として繊維の均一性や、強度が低いものとなることがあるため注意が必要である。このため口金面深度は０．０１〜０．１５ｍであることが好ましく、０．０１５〜０．１ｍがより好ましい。さらに好ましくは０．０２〜０．０５ｍである。また、口金面の温度が低くならないように、口金面の周囲にリングヒーターを配置し、口金面を積極的に加熱する手法も好ましい。
【００９０】
また、紡糸速度の最適値は成分Ａと成分Ｂとの溶融粘度の比、およびブレンド比により異なるが、大凡５００〜５０００ｍ／分とすることが好ましい。本発明の芯鞘型複合繊維は、適切な強度、伸度などの力学物性を備えることが好ましく、捲縮加工を施した時に高捲縮が発現することが好ましいことから、得られる芯鞘型複合繊維の伸度が１５〜７０％の範囲となるように、延伸および熱処理を施し、配向結晶化させることが好ましい。例えば紡糸速度が５００〜３０００ｍ／分と比較的低い紡糸速度である場合には、１．５〜６倍で延伸することが好ましく、より好ましくは２〜５倍で延伸することが好ましい。また例えば紡糸速度が３０００ｍ／分以上と比較的高い紡糸速度である場合には、１．１〜４倍で延伸することが好ましく、１．２〜３倍で延伸することがより好ましい。延伸温度や熱処理温度は成分Ａおよび成分Ｂのガラス転移点や融点により、適宜選択すれば良いが、延伸温度は２０〜８０℃、熱セット温度は１００〜２００℃で実施することができる。
【００９１】
また本発明の繊維は未延伸繊維の状態で放置すると配向緩和が生じやすく、未延伸パッケージ間で延伸するまでの時間差があると、容易に繊維の強伸度特性や熱収縮特性がばらつく。そのため、紡出した未延伸糸の芯鞘型複合繊維をロールにて引き取った後、巻き取ることなく連続的に延伸、熱処理する、すなわち１工程で紡糸と延伸を行う、直接紡糸延伸法を採用することが好ましい。
【００９２】
このようにして得た延伸糸に捲縮加工を施すことによって、高い捲縮を有する捲縮糸が得られる。本発明にて特に好ましい捲縮形態であるエアースタッファ捲縮を付与する場合には、通常の加熱流体加工処理を施す捲縮付与装置を用いればよく、例えば、ジェットノズルタイプ、ジェットスタッファタイプ、さらにあるいはギヤ方式など各種の捲縮付与方法が採用される。高い捲縮付与とその顕在化を達成するためにはジェットノズル方式が好ましく、例えば米国特許第３，７８１，９４９号明細書に記載の捲縮ノズルなどが好ましく使用される。目的用途に応じて適宜選択すれば良いが、捲縮糸の沸騰水処理後の捲縮伸長率、拘束荷重下伸長率の高い捲縮糸を得るには、捲縮ノズル内における糸温度を高くすることが好ましく、該捲縮ノズルに供糸する前に、熱ローラーや熱プレートなどの熱源により予め熱処理を施すことが極めて有効である。このため、捲縮ノズル前の熱源の温度は１３０〜２２０℃とすることが好ましく、１５０〜２１０℃とすることがより好ましく、１７０〜２００℃とすることが特に好ましい。また捲縮を付与した後に、捲縮を固定する目的で、例えば特開平５−３２１０５８号公報に記載のごとく、冷却装置、さらにはロータリーフィルタを組み合わせても良い。
【００９３】
また、本発明の芯鞘型複合繊維がエアースタッファ捲縮糸である場合、紡糸、延伸工程と同様に、パッケージ間で配向緩和が起こることによって熱収縮特性がばらつくと、捲縮特性が長手方向にばらついて製品品位が低下することがある。このため、紡糸、延伸、捲縮加工の３工程を１工程で行うことが最も好ましい。
【実施例】
【００９４】
以下、本発明を、実施例を用いて詳細に説明する。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用いた。
【００９５】
Ａ.脂肪族ポリエステルの重量平均分子量
試料（脂肪族ポリエステルポリマー）のクロロホルム溶液にテトラヒドロフランを混合し測定溶液とした。これをゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、ポリスチレン換算で重量平均分子量を求めた。測定条件は下記の通りである。
【００９６】
ＧＰＣ装置：Waters2690
カラム：Shodex GPC K-805L (８ｍｍＩＤ＊３００ｍｍＬ)  ２本連結して使用
溶媒：クロロホルム（和光、ＨＰＬＣ用）
温度：４０℃
流速：１ｍｌ／分
試料濃度：１０ｍｇ／４ｍｌ
濾過：マイショリディスク０．５μ-TOSOH
注入量：２００μｌ
検出器：示差屈折計RI（Waters 2410）
スタンダード：ポリスチレン（濃度：サンプル０．１５ｍｇ／溶媒１ｍｌ）
測定時間：４０分。
【００９７】
Ｂ．ポリ乳酸の残存ラクチド量
試料（ポリ乳酸ポリマー）１ｇをジクロロメタン２０ｍｌに溶解し、この溶液にアセトン５ｍｌを添加した。さらにシクロヘキサンで定容して析出させ、島津社製ＧＣ１７Ａを用いて液体クロマトグラフにより分析し、絶対検量線にてラクチド量を求めた。
【００９８】
Ｃ.熱可塑性ポリアミドの硫酸相対粘度
ナイロン６の硫酸相対粘度は、０.０１ｇ／ｍＬの９８％硫酸溶液を調製し２５℃で測定した。
【００９９】
Ｄ．ポリマーの融点
パーキンエルマー社製示差走査型熱量計ＤＳＣ−７型を用い、芯鞘型複合繊維の元ポリマーである試料（成分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃ）２０ｍｇを昇温速度１６℃／分にて測定して得た示差熱量曲線において吸熱側に極値を与える温度を融点（℃）とし、該ピークをそのポリマーの融解ピークと判断した。元ポリマーの結晶性の有無は、融解ピークの面積から算出される熱容量が１０Ｊ／ｇ以上である場合、結晶性を有すると判断した。
【０１００】
元ポリマーを入手出来ない場合は、繊維の示差熱量曲線を持って、元ポリマーの融点を判別する。繊維の示差熱量曲線の融解ピークがどの成分に帰属するかについては下記の方法より判別した。
【０１０１】
まず、芯鞘型複合繊維（繊維１：成分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃを含む繊維）を試料とし、上記と同じ測定条件でＤＳＣ測定を行い、示差熱量曲線１を得た。
【０１０２】
次に、芯鞘型複合繊維（繊維１）中の成分Ａを溶媒（クロロホルム）にて除去し、得られた繊維を水洗し、２４時間室温にて真空乾燥した後の繊維（繊維２：成分Ｂと成分Ｃを含む繊維）について、上記と同条件にてＤＳＣ測定を行い、示差熱量曲線２を得た。示差熱量曲線１と２を比較して、消失した融解ピークを、成分Ａの融解ピークであると判断し、示差熱量曲線１から融点を求めた。
【０１０３】
次に、芯鞘型複合繊維（繊維１）中の成分Ｃを、溶媒（硫酸溶液）にて除去し、得られた繊維を水洗し、２４時間室温にて真空乾燥した後の繊維（繊維３：成分Ａと成分Ｂを含む繊維）について、上記と同条件によりＤＳＣ測定を行って示差熱量曲線３を得た。示唆熱量曲線１、２、３を比較することにより、成分Ｃの融点を判別した。このとき繊維３を得るために、実質的に成分Ｃ（鞘成分）のみを除去する溶媒処理条件（溶媒温度、浸漬時間）を予め決定した。すなわち、芯鞘型複合繊維を一定温度の溶媒（硫酸溶液）に、一定時間浸した後、取り出して、得られた繊維を水洗し、２４時間室温にて真空乾燥する。この繊維について、光学顕微鏡で繊維側面を観察し、鞘成分が除去されているかどうか確認する。複数の溶媒処理条件（溶媒温度、浸漬時間）について上記操作を繰り返し、実質的に成分Ｃ（鞘成分）のみを除去する溶媒処理条件を予め決定した。  
【０１０４】
Ｅ．芯鞘型複合繊維の示差熱量曲線の融解ピークの熱容量の総和
本発明の芯鞘型複合繊維を試料とし、Ｄ項と同じ条件で示差熱量曲線を得た。示差熱量曲線に存在する吸熱側に極値を示すピークを融解ピークと判断し、それぞれの融解ピークの面積から求められる熱容量を積算して熱容量の総和とした。
【０１０５】
Ｆ．溶融粘度η
東洋精機（株）社製キャピログラフ１Ｂを用い、チッソ雰囲気下において、融点が２４０℃以下の樹脂については温度２４０℃で、融点が２４０℃以上の樹脂の場合には融点＋２０℃で、剪断速度１２１６ｓｅｃ−１における脂肪族ポリエステル樹脂（成分Ａ）および熱可塑性ポリアミド樹脂（成分Ｂ、成分Ｃ）の溶融粘度を、それぞれ測定をした。測定は３回行い平均値を溶融粘度とした。
【０１０６】
Ｇ．ポリマーアロイ構造の同定
芯鞘型複合繊維の繊維軸と垂直の方向に超薄切片を切り出し、該切片のポリアミド成分をリンタングステン酸にて金属染色し、４万倍の透過型電子顕微鏡(ＴＥＭ)にてポリマーアロイ構造を観察・撮影した。このとき島成分が染色されていない場合をポリマーアロイ構造（ａ）と判定し、島成分が染色されている場合をポリマーアロイ構造（ｂ）であると判定し、島成分と海成分が判別できない（それぞれの成分が略円形を呈しておらず、島と海の判別ができない）場合をポリマーアロイ構造（ｃ）であると同定した。
【０１０７】
ＴＥＭ装置：日立社製Ｈ−７１００ＦＡ型
条件：加速電圧  １００ｋＶ。
【０１０８】
Ｈ．島成分の直径の測定
Ｇの項において、ポリマーアロイ構造が（ａ）または（ｂ）と判定された場合、同様にして撮影した画像を、三谷商事（株）の画像解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ」を用い、島成分を円と仮定し、島成分の面積から換算される直径を島成分の直径として計測した。なお、測定する島数は１試料あたり１００個とし、その分布を島成分の直径分布とした。
【０１０９】
Ｉ．成分Ａ／成分Ｂのブレンド比率（重量比）
溶融紡糸に供する際の成分Ａと成分Ｂの重量をそれぞれ計量し、成分Ａと成分Ｂのブレンド比率により算出した。
【０１１０】
製造工程において、成分Ａと成分Ｂをそれぞれ計量することが困難な場合、芯鞘型複合繊維から、成分Ａ／成分Ｂのブレンド比率（重量比）を算出した。本発明の芯鞘型複合繊維の芯成分は成分Ａと成分Ｂとその他の少量成分を含むことがあるが、かかる場合、芯成分が実質的に成分Ａと成分Ｂの２成分のみからなるものとみなして、成分Ａ／成分Ｂのブレンド比率（重量比）を算出することができる。
【０１１１】
Ｇの項において撮影した画像を用い、三谷商事（株）の画像解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ」を用い、芯成分を構成する成分Ａの総面積（Ａａ）と成分Ｂの総面積（Ａｂ）とを求め、成分Ａの比重を１．２６、成分Ｂの比重を１．１４として、下記の式を用いて算出した。
【０１１２】
成分Ａ／成分Ｂ＝（Ａａ×１．２６）／（Ａｂ×１．１４）。
【０１１３】
このとき横断面において鞘成分と、芯成分との境界線が判別しにくい場合は、横断面において、最外層に存在する成分Ａと外接し、成分Ａを内部のみ含む繊維横断面と相似形の図形を境界線として、鞘成分と芯成分とを判別した。
【０１１４】
Ｊ．鞘成分の厚み
Ｇの項において、撮影した画像を用いて、鞘成分と芯成分を判別し、鞘成分の厚みをランダムに１０カ所計測して、平均値を求めた。また最も鞘成分の厚みが薄い部分の厚みについて測定し、鞘成分の厚みの最小値とした。横断面において鞘成分と、芯成分との境界線が判別しにくい場合は、Ｉの項と同様の手法により判別した。
【０１１５】
Ｋ．成分Ａの含有量
１０ｇの芯鞘型複合繊維を取り出し、その重量（Ｗ１）を秤量して試料とした。該試料を２５℃のクロロホルム５００ｍｌに２４時間浸して、成分Ａを完全に溶脱処理した。溶脱処理後の芯鞘型複合繊維を水洗し、２５℃で２４時間乾燥した後、繊維の重量（Ｗ２）を秤量した。Ｗ１、Ｗ２を用いて、成分Ａの含有量を下記の式にて算出した。
【０１１６】
成分Ａの含有量（重量％）＝（Ｗ１−Ｗ２）×１００／Ｗ１。
【０１１７】
Ｌ．強度および伸度
試料（芯鞘型複合繊維）をオリエンテック（株）社製テンシロン（ＴＥＮＳＩＬＯＮ）ＵＣＴ−１００でＪＩＳ  Ｌ１０１３（化学繊維フィラメント糸試験方法、１９９８年）に示される定速伸長条件で測定した。なお、伸度はＳ−Ｓ曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。
【０１１８】
Ｍ．沸騰水収縮率（沸収）
芯鞘型複合繊維を沸騰水に１５分間浸積し、浸積前後の寸法変化から次式により求めた。
【０１１９】
沸騰水収縮率(％)＝[(Ｌ０−Ｌ１)／Ｌ０]×１００
Ｌ０：試料をかせ取りし、初荷重０．０８８ｃＮ／ｄｔｅｘ下で測定したかせ長。
【０１２０】
Ｌ１：Ｌ０を測定したかせを荷重フリーの状態で沸騰水処理し、２５℃、乾湿度６５％で２４時間乾後、初荷重０．０８８ｃＮ／ｄｔｅｘ下で測定されるかせ長。
【０１２１】
Ｎ．糸斑Ｕ％
芯鞘型複合繊維を試料とし、Ｚｅｌｌｗｅｇｅｎ  Ｕｓｔｅｒ社製ＵＴ４−ＣＸ／Ｍを用い、糸速度：２００ｍ／分、測定時間：１分間でＵ％（Ｎｏｒｍａｌ）を測定した。
【０１２２】
Ｏ．異形度
Ｆの項で撮影した画像を用いて、単繊維横断面の外接円の直径Ｄ１と、単糸横断面の内接円の直径Ｄ２から次式により求めた。
【０１２３】
異形度＝Ｄ１／Ｄ２。
【０１２４】
Ｐ．沸騰水処理後の捲縮伸長率
室温２５℃、相対湿度６５％の雰囲気中に２４時間放置されていたパッケージから解舒した捲縮糸を、無荷重状態で、３０分間沸騰水で浸漬処理した後、室温２５℃、相対湿度６５％で２４時間乾燥し、これを沸騰水処理後の捲縮伸長率を測定する試料とした。この試料に、室温２５℃、相対湿度６５％の雰囲気下において、２ｍｇ／ｄｔｅｘの初荷重をかけ、３０秒経過した後に試料長５０ｃｍ（Ｌ１）にマーキングをした。次いで初荷重を除去した後、同試料に１００ｍｇ／ｄｔｅｘの定荷重をかけて３０秒経過後に伸びた試料長（Ｌ２）を測定する。そして下記式により、沸騰水処理後の伸長率（％）を求めた。
【０１２５】
沸騰水処理後の伸長率（％）＝［（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ２］×１００。
【０１２６】
Ｑ．２ｍｇ／ｄｔｅｘ荷重下での沸騰水処理後の伸長率（拘束荷重下伸長率）
Ｐの項において、沸騰水で浸漬処理する際に、捲縮糸に２ｍｇ／ｄｔｅｘの荷重を吊り下げた状態で、該捲縮糸を沸騰水処理する以外は、Ｐの項と同様にして、拘束荷重下伸長率を測定した。
【０１２７】
Ｒ．延伸糸の耐摩耗性評価
一定回転速度で回転するローラーにサンドペーパー（Ｐ６００番）を巻き付けて固定し、図３に示す様に延伸糸の片端を壁に固定し、他端に荷重をかけ、一定速度で延伸糸をトラバースさせながら、ローラーを回転させてサンドペーパーで延伸糸を削り、延伸糸が切断するまでのローラー回転数を測定した。以下に測定条件を示す。
【０１２８】
回転体直径：８０ｍｍ
糸の接触長：６２．８ｍｍ
糸の接触角：９０°
ローラー回転数：１６０ｒｐｍ
トラバース幅：１０ｍｍ
トラバース速度：３回
測定荷重：０．０６ｃＮ／ｄｔｅｘ。
【０１２９】
Ｓ．捲縮糸の耐摩耗性評価
捲縮糸にＳ撚、Ｚ撚をかけて双糸２本合わせて撚糸した後、該撚糸を表糸としてＰＰスパンボンド不織布にタフティングした後、基布の裏にバッキング材を塗布して乾燥し、タフティングカーペットを得た（目付１２００ｇ／ｍ２）。
【０１３０】
前記タフティングカーペットを直径１２０ｍｍの円形状に切り出し、中央に６ｍｍの穴を空けて試験片とした。該試験片を、ＡＳＴＭ  Ｄ  １１７５（１９９４）に規定されるテーバー摩耗試験機（Ｒｏｔａｒｙ  Ａｂｒａｓｔｅｒ）に表面を上にして取り付け、Ｈ#１８摩耗綸、圧縮荷重１ｋｇｆ、試料ホルダ回転速度７０ｒｐｍ、摩耗回数５５００回の摩耗試験を行った前後の試料重量を測定した。これらの測定値と下記の式を用いて摩耗減量率を算出した。
【０１３１】
摩耗減量率（％）＝（Ｗ０−Ｗ１）×１００／（Ｗ２×Ａ１／Ａ０）
Ｗ０：測定前の円形カーペットの重量（ｇ）
Ｗ１：測定後の円形カーペットの重量（ｇ）
Ｗ２：カーペットの目付（ｇ／ｍ２）
Ａ０：円形カーペットの全面積（ｍ２）
Ａ１：摩耗輪が接触する部分の全面積（ｍ２）。
【０１３２】
Ｓ．製糸性の評価
１００ｋｇのチーズパッケージを得るに際し、糸切れが起こった回数により製糸性の評価を行った。評価は優れる（二重丸）、良好（○）、可（△）、不可（×）の４段階で評価した。
【０１３３】
二重丸：糸切れ無し
○：糸切れ１〜５回
△：糸切れ６〜１０回
×：糸切れ１１以上。
【０１３４】
Ｔ．アイロン耐熱性
芯鞘型複合繊維からなる丸編みを作製し、スチームアイロン（三洋電機（株）社製のスチームアイロンＡ−１Ｆ）のアイロン表面温度が１７０℃の温度に達したら布帛にアイロン自重（面圧約８ｇ／ｃｍ２）で１０秒間プレスし、プレス後の外観変化を下記の基準で評価した。
【０１３５】
二重丸：外観に変化なし
○：若干のアタリ有
△：明確なアタリ有
×：繊維間で部分的に融着あり
××：溶融による穴あきあり。
【０１３６】
［製造例１］（ポリ乳酸、ＰＬＡ−１の製造）
光学純度９９．５％のＬ乳酸から製造したラクチドを、ビス（２−エチルヘキサノエート）スズ触媒（ラクチド対触媒モル比＝１００００：１）存在させてチッソ雰囲気下１８０℃で２２０分間重合を行い、ポリ乳酸（ＰＬＡ−１）を得た。得られたポリ乳酸の重量平均分子量は２１万であった。また、残留しているラクチド量は０．１３重量％であった。該ポリマーの融点は１７０℃、溶融粘度は２００Ｐａ・ｓｅｃ−１であった。
【０１３７】
［製造例２］（ポリ乳酸、ＰＬＡ−２の製造）
光学純度９９．５％のＬ乳酸から製造したラクチドを、ビス（２−エチルヘキサノエート）スズ触媒（ラクチド対触媒モル比＝１００００：１）存在させてチッソ雰囲気下１８０℃で１５０分間重合を行い、ポリ乳酸（ＰＬＡ−２）を得た。得られたポリ乳酸の重量平均分子量は１５万であった。また、残留しているラクチド量は０．１０重量％であった。該ポリマーの融点は１７０℃、溶融粘度は１２０Ｐａ・ｓｅｃ−１であった。
【０１３８】
［製造例３］（ポリ乳酸、ＰＬＡ−３の製造）
光学純度９９．５％のＬ乳酸から製造したラクチドと、光学純度９９．５％のＤ乳酸から製造したラクチドと、ビス（２−エチルヘキサノエート）スズ触媒（Ｌ乳酸ラクチド：Ｄ乳酸ラクチド：触媒モル比＝８９００：１１００：１）とを存在させてチッソ雰囲気下１８０℃で２２０分間重合を行い、ポリ乳酸（ＰＬＡ−３）を得た。得られたポリ乳酸の重量平均分子量は２１．２万であった。また、残留しているラクチド量は０．１２重量％であった。該ポリマーの融点は１３０℃、溶融粘度は２００Ｐａ・ｓｅｃ−１であった。
【０１３９】
（実施例１）
成分Ａとしてポリ乳酸（ＰＬＡ−１、融点１７０℃、溶融粘度２００Ｐａ・ｓｅｃ−１）、成分Ｂとして硫酸相対粘度２．１５のナイロン６（Ｎ６−１、融点２２５℃、溶融粘度６０Ｐａ・ｓｅｃ−１）、成分Ｃとして硫酸相対粘度２．６０のナイロン６（Ｎ６−２、融点２２５℃、溶融粘度１５０Ｐａ・ｓｅｃ−１）、をそれぞれ乾燥して水分率を５０〜１００ｐｐｍに調整した。
【０１４０】
図１に示す２軸混練機を備えた紡糸装置を用いて、溶融紡糸を行うに際し、紡糸ホッパー１の芯成分ホッパーに、成分Ａ（ＰＬＡ−１）／成分Ｂ（Ｎ６−１）をブレンド比＝４０／６０（重量比）となるように別々に計量してチップブレンドして投入し、紡糸ホッパー２の鞘成分ホッパーには成分Ｃ（Ｎ６−２）を投入し、成分Ａと成分Ｂのブレンドポリマー、成分Ｃを、それぞれ２軸押出混練機３、４にて別々に溶融および混練して紡糸ブロック５に導き、ギヤポンプ６、７にてそれぞれのポリマーを計量、排出し、内蔵された紡糸パック８に導き、紡糸口金９から紡出した。この時、芯成分／鞘成分の複合比＝８０／２０（重量比）となるように、芯成分、鞘成分のギヤポンプの回転数を選定した（芯鞘型複合繊維は総重量に対して成分Ａを３２重量％含有している）。そしてユニフロー冷却装置１０で糸条１１を冷却固化し、給油装置１２により給油した。さらに第１ロール１３で引き取った後、第２ロール１４、第３ロール１５の速度比により延伸を施し、第３ロール１５で熱処理を施し、第４ロール１６で糸を室温に冷却し、巻取機１７で巻き取ることにより、紡糸、延伸、熱処理を１段階で施した９００デシテックス６０フィラメントの延伸糸（チーズパッケージ１７）を得た。紡糸は約１００ｋｇサンプリングしたが糸切れ、単糸流れ等は発生せず、極めて安定していた。
【０１４１】
なお、成分Ａの溶融粘度は２００Ｐａ・ｓ、成分Ｂの溶融粘度は６０Ｐａ・ｓであるため、溶融粘度の比ηｂ／ηａは０．３０であった。
【０１４２】
溶融紡糸条件は以下のとおりである。
【０１４３】
・混練機温度：２３０℃
・紡糸温度：２４０℃
・濾層：３０＃モランダムサンド充填
・フィルター：２０μｍ不織布フィルター
・口金１（ポリマー吐出直前の口金）：孔径０．６ｍｍ、吐出孔長１．２ｍｍ、孔数６０
・口金２（口金１の直前にあり芯成分、鞘成分に別々の流路を有するもの）：
鞘成分  孔径０．４ｍｍ、吐出孔長０．５ｍｍ、１フィラメントに対して孔数４
芯成分  孔径０．６ｍｍ、吐出孔長０．９ｍｍ、１フィラメントに対して孔数１
・吐出量：２７０ｇ／分（１パック１糸条、６０フィラメント）
・冷却：冷却長１ｍのユニフロー使用。冷却風温度２０℃、風速０．５ｍ／秒、冷却開始位置は口金面下０．１ｍである。
【０１４４】
・油剤：脂肪酸エステル１０％濃度エマルジョン油剤を糸に対して１０％付着
・第１ロール速度：７５０ｍ／分
・第２ロール速度：７７５ｍ／分
・第３ロール速度：３１００ｍ／分
・第４ロール速度：３０５０ｍ／分
・巻取速度：３０００ｍ／分
・第１ロール温度：２５℃
・第２ロール温度：８０℃
・第３ロール温度：１４０℃
・第４ロール温度：２５℃。
【０１４５】
得られた繊維の横断面のＴＥＭ観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島成分の直径は０．０５〜０．２０μｍであった。また非染色成分が島成分を形成していることから、成分Ａが島、成分Ｂが海の海島構造（ポリマーアロイ構造（ａ））であった。
【０１４６】
また、得られた繊維は強度４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４５％、沸騰水収縮率１０％、糸斑Ｕ％０．８％と良好な繊維物性を示した。さらに摩耗試験による糸切断回転数は１１４２回であり、試験時にフィブリル化の発生もなく、耐摩耗性に優れていた。
【０１４７】
該芯鞘型複合繊維の丸編を作製してアイロン耐熱性試験を行ったところ、全く外観の変化はなく、耐熱性に優れた繊維であった。そして該繊維のＤＳＣを測定したところ、１７０℃近傍と（成分Ａに由来するピーク）および２２５℃近傍（成分Ｂと成分Ｃに由来するピーク）と、各成分起因の融解ピークが観測された。それぞれの融解ピークの熱容量の総和は７２Ｊ／ｇであり、十分な結晶性を有していた。
【０１４８】
【表１】
2007169849.tif 000003
【０１４９】
（実施例２〜５、比較例１）
実施例１において、芯成分のホッパーに充填する成分Ａと成分Ｂのブレンド比率を、変更した以外は実施例１と同様にして実施例２〜５、比較例１の延伸糸を得た。実施例２〜５、比較例１の結果を表１に、それぞれにおける成分Ａと成分Ｂのブレンド比率（重量比）を下記に示す。
【０１５０】
・実施例２：成分Ａ／成分Ｂ＝２０／８０
・実施例３：成分Ａ／成分Ｂ＝５５／４５
・実施例４：成分Ａ／成分Ｂ＝７０／３０
・実施例５：成分Ａ／成分Ｂ＝９０／１０
・比較例１：成分Ａ／成分Ｂ＝１００／０
実施例１〜５、比較例１から分かるように、芯成分の成分Ａ、成分Ｂのブレンド比率を本発明にて好ましいとされる範囲とすることによって、芯成分のポリマーアロイ構造、島成分の直径が好ましい範囲にある芯鞘型複合繊維とすることができる。このため成分Ａの含有量が高くとも耐摩耗性、耐熱性に優れた延伸糸を得ることができる。実施例１〜５、比較例１の結果を表１に示す。
【０１５１】
（実施例６〜８、比較例２）
実施例１において、芯成分と鞘成分の複合比を変更し、得られる延伸糸の鞘成分の厚みを変更した以外は、実施例１と同様にして実施例６〜８、比較例２の延伸糸を得た。実施例６〜７については糸切れ無く製糸性が優れていたのに対し、実施例８は１００ｋｇの紡糸において糸切れが１回発生し、比較例２については紡出糸のバラスが大きく、細化点が変動し易く、１００ｋｇの紡糸において糸切れが６回発生した。実施例６〜８、比較例２の結果を表２に示す。それぞれにおける芯成分と鞘成分の複合比（重量比）を下記に示す。なお比較例２では、口金２として鞘成分の流路を有さない下記のスペックのものを用いた。
【０１５２】
・実施例６：芯成分／鞘成分＝８５／１５
・実施例７：芯成分／鞘成分＝９０／１０
・実施例８：芯成分／鞘成分＝９５／５
・比較例２：芯成分／鞘成分＝１００／０
・比較例２の口金２：鞘成分  孔なし、芯成分  孔径０．６ｍｍ、吐出孔長０．９ｍｍ、１フィラメントに対して孔数１
実施例１（表１）、実施例６〜８、比較例２（表２）を比較するとわかるように、本発明の芯鞘型複合繊維は、鞘成分を有することによって、良好な耐摩耗性を示すことがわかる。また鞘成分が厚いほど、耐摩耗性に優れるだけでなく、紡出糸におけるバラスの発生を抑制できるため製糸性に優れ、均一性に優れた延伸糸が得られることがわかる。
【０１５３】
【表２】
2007169849.tif 000004
【０１５４】
（実施例９）
実施例１において、成分Ａとしてポリ乳酸（ＰＬＡ−３、融点１３０℃、溶融粘度２００Ｐａ・ｓｅｃ−１）、を用いた以外は実施例１と同様にして、紡糸、延伸、熱処理を行い実施例９の延伸糸を得た。紡出糸から発煙が確認され、また１００ｋｇの延伸糸の作製において、糸切れが３回発生した。得られた延伸糸の耐摩耗性は５１１回、強度２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、Ｕ％１．８と、実施例９より、実施例１の方が耐摩耗性、強度、均一性に優れていた。実施例９の結果を表３に示す。
【０１５５】
実施例１（表１）、実施例９（表３）を比較してわかるように、成分Ａとして本発明にて好ましいとされる融点範囲の脂肪族ポリエステル樹脂を用いることによって、紡糸工程における成分Ａの熱劣化を抑制でき、得られる芯鞘型複合繊維の芯成分において、本発明にて好ましいとされるポリマーアロイ構造、島成分の直径を形成し易くなることがわかる。
【０１５６】
【表３】
2007169849.tif 000005
【０１５７】
（実施例１０〜１４）
実施例１において、成分Ｂ、成分Ｃとして用いるポリアミド樹脂を変更した以外は、実施例１と同様にして紡糸、延伸、熱処理を行い実施例１０〜１４の延伸糸を得た。実施例１３、１４は融点２６０℃のポリアミド樹脂で有るため、該ポリアミド樹脂を溶融させるために混練機温度を２７０℃、紡糸温度を２８０℃として紡糸を行った。実施例１０〜１２については、実施例１と同様にバラスの発生は小さく、製糸は安定を極めたが、実施例１３〜１４の紡出糸は成分Ａの熱分解に起因すると考えられる発煙が観察されバラスも大きかった。実施例１３では糸切れが９回、実施例１４では糸切れが８回観察され、実施例１の方が製糸性に優れていた。実施例１０〜１４の結果を表３に示す。なお実施例１０〜１４で成分Ｂ、成分Ｃに用いたポリアミド樹脂を下記に示す。
【０１５８】
・実施例１０：成分Ｂ＝Ｎ６１０−１、成分Ｃ＝Ｎ６１０−２
・実施例１１：成分Ｂ＝Ｎ６／Ｎ６６、成分Ｃ＝Ｎ６−２
・実施例１２：成分Ｂ＝Ｎ６−１、成分Ｃ＝Ｎ１１
・実施例１３：成分Ｂ＝Ｎ６６−１、成分Ｃ＝Ｎ６−２
・実施例１４：成分Ｂ＝Ｎ６−１、成分Ｃ＝Ｎ６６−２
Ｎ６／Ｎ６６：Ｎ６とＮ６６がモル比８０／２０で共重合されたナイロン、硫酸相対粘度２．２０、融点２００℃、溶融粘度６０Ｐａ・ｓｅｃ−１）
Ｎ６１０−１：ナイロン６１０、硫酸相対粘度２．１５、融点２２５℃、溶融粘度６０Ｐａ・ｓｅｃ−１
Ｎ６１０−２：ナイロン６１０、硫酸相対粘度２．６０、融点２２５℃、溶融粘度１５０Ｐａ・ｓｅｃ−１
Ｎ６６−１：ナイロン６６、硫酸相対粘度２．１５、融点２６０℃、溶融粘度６０Ｐａ・ｓｅｃ−１
Ｎ６６−１：ナイロン６６、硫酸相対粘度２．６０、融点２６０℃、溶融粘度１５０Ｐａ・ｓｅｃ−１
Ｎ１１：ナイロン１１、融点１８５℃、溶融粘度１５０Ｐａ・ｓｅｃ−１
表１、表３から分かるように、実施例１（表１）、実施例１０〜１１（表３）の延伸糸は実施例１２（表３）よりも耐摩耗性に優れた延伸糸となる。すなわち、本発明において成分Ｂと成分Ｃが同種類のモノマーを主たる成分とするポリアミド樹脂で構成することにより、芯成分と鞘成分の界面の接着性が向上し、耐摩耗性に優れた延伸糸となることが分かる。
【０１５９】
また、実施例１（表１）、実施例１０〜１４（表３）から分かるように、成分Ｂ、成分Ｃとして本発明にて好ましいとされる融点範囲のポリアミドを採用することにより、成分Ａの熱分解が起こりにくい温度で溶融紡糸を行うことが可能となる。これにより、ポリマーを溶融してから紡出するまでの間、成分Ａの溶融粘度を高く維持することができる。このため本発明にて好ましいとされるポリマーアロイ構造ａを形成せしめ易く、また粗大な島成分を含まない延伸糸となるため、耐摩耗性に優れた延伸糸となることが分かる。
【０１６０】
（実施例１５〜１７）
実施例１において、成分Ａ、成分Ｂとして用いる熱可塑性樹脂を変更した以外は、実施例１と同様にて、紡糸、延伸、熱処理を行い実施例１５〜１７の延伸糸を得た。実施例１５については糸切れ２回と良好な製糸性を示した。実施例１６、１７については紡出糸におけるバラスが大きくやや糸揺れがあり、糸切れ７回、８回であったことから、実施例１５の方が製糸性は良好であった。実施例１５〜１７の結果を表４に示す。実施例１５〜１７で用いた、成分Ａ、成分Ｂについて下記に示す。
【０１６１】
・実施例１５：成分Ａ＝ＰＬＡ−１、成分Ｂ＝Ｎ６−２
・実施例１６：成分Ａ＝ＰＬＡ−２、成分Ｂ＝Ｎ６−２
・実施例１７：成分Ａ＝ＰＬＡ−２、成分Ｂ＝Ｎ６−３
Ｎ６−３：ナイロン６、硫酸相対粘度３．１５、融点２２５℃、溶融粘度３００Ｐａ・ｓｅｃ−１
【０１６２】
【表４】
2007169849.tif 000006
【０１６３】
実施例１（表１）、実施例１５〜１７（表４）を比較すると、本発明において、成分Ａと成分Ｂの粘度比を好ましい範囲で選択することによって、芯成分のポリマーアロイ構造、島成分の直径を本発明の好ましい範囲とすることができ、より耐摩耗性に優れる芯鞘型複合繊維となることが分かる。
【０１６４】
（実施例１８〜１９）
実施例１において、成分Ｃとして用いるポリアミド樹脂を変更した以外は、実施例１と同様にして、紡糸、延伸、熱処理を行い実施例１８〜１９の延伸糸を得た。実施例１８〜１９で使用した成分Ｃを下記に、実施例１８〜１９の結果を表４に示す。
【０１６５】
・実施例１８：成分Ｃ＝Ｎ６−１
・実施例１９：成分Ｃ＝Ｎ６−３
実施例１（表１）、実施例１８〜１９（表４）を比較すると、本発明において成分Ｃとして好ましい範囲の溶融粘度のポリアミドを採用することにより、耐摩耗性に優れた延伸糸となることが分かる。実施例１９では、繊維横断面観察において芯成分の偏心（芯成分と鞘成分の重心が異なる）が確認され、場所によって鞘成分の厚みに違いがみられた。
【０１６６】
（実施例２０）
実施例１において、紡糸機として、図２に示す２軸混練機を備えた紡糸連続捲縮付与装置を用い、溶融紡糸、延伸、熱処理、捲縮処理を連続的に施し、エアースタッファ捲縮糸を得た。
【０１６７】
図２に示した芯成分ホッパー１８に、成分Ａ（ＰＬＡ−１）／成分Ｂ（Ｎ６−１）をブレンド比＝４０／６０（重量比）となるように別々に計量してチップブレンドして投入し、鞘成分ホッパー１９には成分Ｃ（Ｎ６−２）を投入し、成分Ａと成分Ｂのブレンドポリマー、成分Ｃを、それぞれ２軸押出混練機２０、２１にて別々に溶融および混練して紡糸ブロック２２に導き、ギヤポンプ２３、２４にてそれぞれのポリマーを計量、排出し、内蔵された紡糸パック２５に導き、三葉断面用口金の細孔を１２０ホール有する、紡糸口金２６から紡出した。この時、芯成分／鞘成分の複合比＝８０／２０（重量比）となるように、芯成分、鞘成分のギヤポンプの回転数を選定した（芯鞘型複合繊維は総重量に対して成分Ａを３２重量％含有している）。そしてユニフロー冷却装置２７で糸条２８を冷却固化し、給油装置２９により給油した。さらに第１ロール３０で引き取った後、第２ロール３１、第３ロール３２の速度比により延伸を施し、第３ロール３２で熱処理を施し、第３ロール３２、第４ロール３３の速度比によりさらに延伸を施し、第４ロール３３で再度熱処理を施し、第４ロールと第５ロールとの間で糸条をリラックスさせながら加熱流体を用いる捲縮処理ノズル３４にてエアースタッファ捲縮を付与し、第５ロール３５の表面において捲縮糸を室温に冷却して構造固定し、第６ロール３６、第７ロール３７の間で捲縮を伸ばさない程度の張力（０．０５〜０．１０ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度は巻取った捲縮糸の繊度を用いる）をかけながらストレッチし、巻取機３８で巻き取ることにより、紡糸、延伸、熱処理、捲縮処理を１段階で施した１８００デシテックス１２０フィラメントのエアースタッファ捲縮糸を得た（チーズパッケージ３９）を得た。約１００ｋｇサンプリングしたが糸切れ、単糸流れ等は発生せず、製糸は極めて安定していた。実施例２０の結果を表５に示す。
【０１６８】
なお溶融紡糸、延伸、熱処理、捲縮処理条件は以下のとおりである。
【０１６９】
・混練機温度：２３０℃
・紡糸温度：２４０℃
・濾層：３０＃モランダムサンド充填
・フィルター：２０μｍ不織布フィルター
・口金：スリット幅０．１５ｍｍ、スリット長１．５ｍｍ、孔数１２０
・口金１（ポリマー吐出直前の口金）：スリット幅０．１５ｍｍ、スリット長１．５ｍｍ、孔数１２０
・口金２（図９の模式図４７の口金。口金１の直前にあり芯成分、鞘成分に別々の流路を有するもの）：
鞘成分  孔径０．４ｍｍ、吐出孔長０．５ｍｍ、１フィラメントに対して孔数４
芯成分  スリット幅０．０８ｍｍ、スリット長１．２ｍｍ、１フィラメントに対して孔数１
・吐出量：３６０ｇ／分（１パック１糸条、１２０フィラメント）
・冷却：冷却長１ｍのユニフロー使用。冷却風温度２０℃、風速０．５ｍ／秒、冷却開始位置は口金面下０．１ｍ
・油剤：脂肪酸エステル１０％濃度エマルジョン油剤を糸に対して１０％付着
・第１ロール温度：２５℃
・第２ロール温度：７５℃
・第３ロール温度：１４０℃
・第４ロール温度：１９０℃
・第５ロール温度：２５℃
・第６ロール温度：２５℃
・第７ロール温度：２５℃
・加熱蒸気処理温度：２２５℃
・第１ロール速度：６９０ｍ／分
・第２ロール速度：７００ｍ／分
・第３ロール速度：１７５０ｍ／分
・第４ロール速度：２８００ｍ／分
・第５ロール速度：８０ｍ／分
・第６ロール速度：２０００ｍ／分
・第７ロール速度：２０４０ｍ／分
・巻取速度：２０００ｍ／分
【０１７０】
【表５】
2007169849.tif 000007
【０１７１】
得られたエアースタッファ捲縮糸の横断面のＴＥＭ観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島成分の直径は０．０５〜０．３０μｍであった。また非染色成分が島成分を形成していることから、成分Ａが島、成分Ｂが海の海島構造（ポリマーアロイ構造ａ）であった。また捲縮伸長率２５％、拘束荷重下伸長率１９％と、優れた捲縮特性を示し、へたり難い捲縮を有する捲縮糸であった。そして該捲縮糸を用いてカーペットを作製して耐摩耗試験を行った結果、摩耗減量率１０％と優れた耐摩耗性を示した。また該捲縮糸の丸編を作製してアイロン耐熱性の評価を行った結果、全く外観変化はなく優れた耐熱性を示した。該捲縮糸のＤＳＣでの融点は１７０℃近傍（成分Ａに由来するピーク）および２２５℃近傍（成分Ｂと成分Ｃに由来するピーク）と、各成分起因の融解ピークが観測され、それぞれの融解ピークの熱容量の総和は７４Ｊ／ｇであり、十分な結晶性を示した。
【０１７２】
（実施例２１〜２４、比較例３）
実施例２０において、芯成分のホッパーに充填する成分Ａと成分Ｂのブレンド比率を、変更した以外は実施例２０と同様にして実施例２１〜２４、比較例３のエアースタッファ捲縮糸を得た。実施例２１〜２４、比較例３の結果を表５に、それぞれにおける成分Ａと成分Ｂのブレンド比率（重量比）を下記に示す。
【０１７３】
・実施例２１：成分Ａ／成分Ｂ＝２０／８０
・実施例２２：成分Ａ／成分Ｂ＝５５／４５
・実施例２３：成分Ａ／成分Ｂ＝７０／３０
・実施例２４：成分Ａ／成分Ｂ＝９０／１０
・比較例３：成分Ａ／成分Ｂ＝１００／０
実施例２０〜２４、比較例３から、本発明の芯鞘型複合繊維の捲縮糸は芯成分として成分Ｂを有することで芯成分の成分Ｂ、鞘成分の成分Ｃの相互作用によって芯鞘界面の接着性が高まり、優れた耐摩耗性を示す。また芯成分の成分Ａ、成分Ｂのブレンド比率を本発明にて好ましいとされる範囲とすることによって、芯成分のポリマーアロイ構造、島成分の直径を好ましい範囲とすることができ、耐摩耗性に優れたエアースタッファ捲縮糸を得ることができる。そしてへたり難い捲縮を有することから、カーペットとした時の嵩高間に代表される品位が長期使用においても維持でき、また耐摩耗性の老化も無いカーペットを得ることができる。
【０１７４】
（実施例２５〜２７、比較例４）
実施例２０において、芯成分と鞘成分の複合比を変更し、得られる延伸糸の鞘成分の厚みを変更した以外は、実施例２０と同様にして実施例２５〜２７のエアースタッファ捲縮糸を得た。比較例４についても、実施例２０と同様の条件で捲縮糸を得ようと試みたが、繊維表面に露出した成分Ａが第４ロールの表面に熱融着してしまって製糸は不可能であった。そこで第４ロールの温度を１４０℃、第３ローラーの温度を１００℃として、比較例４のエアースタッファ捲縮糸を得た。
【０１７５】
実施例２５〜２６については糸切れ無く製糸性が優れていたのに対し、実施例２７は１００ｋｇの紡糸において糸切れが２回発生し、比較例４については紡出糸のバラスが大きく、細化点が変動し易く、１００ｋｇの紡糸において糸切れが３回発生した。実施例２５〜２７、比較例４の結果を表６に、それぞれにおける芯成分と鞘成分の複合比（重量比）を下記に示す。
【０１７６】
・実施例２５：芯成分／鞘成分＝８５／１５
・実施例２６：芯成分／鞘成分＝９０／１０
・実施例２７：芯成分／鞘成分＝９５／５
・比較例４：芯成分／鞘成分＝１００／０
【０１７７】
【表６】
2007169849.tif 000008
【０１７８】
実施例２０（表５）、実施例２５〜２７（表６）、比較例４（表６）を比較すると、本発明の芯鞘型複合繊維は、鞘成分を有することによって、捲縮伸長率が高く、拘束荷重下伸長率が高く、かつ耐摩耗性に優れる捲縮糸を得ることが出来る。また鞘成分が厚いほど、耐摩耗性に優れるだけでなく、拘束荷重下伸長率の高い、すなわち捲縮がへたり難い高品位な捲縮糸となる。さらに鞘成分が厚いほど紡出糸におけるバラスの発生をも抑制でき、製糸性よく、均一性の高い捲縮糸を得ることができる。
【０１７９】
（実施例２８〜３２）
実施例２０において、第４ロールの温度を変更した以外は実施例２０と同様にして、紡糸、延伸、熱処理、捲縮処理を施し、エアースタッファ捲縮糸を得た。実施例２８〜３１については紡出糸のバラスの発生も小さく、糸切れもなく、紡糸は安定を極めたが、実施例３１については第４ロール上で若干の糸揺れが発生して糸切れが１回起こった。実施例２８〜３２の結果を表７に示す。また実施例２８〜３２における第４ロールの温度について下記に示す。
【０１８０】
・実施例２８：第４ロールの温度＝１４０℃
・実施例２９：第４ロールの温度＝１５０℃
・実施例３０：第４ロールの温度＝１７５℃
・実施例３１：第４ロールの温度＝２００℃
・実施例３２：第４ロールの温度＝２１０℃
【０１８１】
【表７】
2007169849.tif 000009
【０１８２】
実施例２０（表５）および実施例２９〜３０（表７）と、実施例２８、３２（表７）とを比較すると分かるように、本発明において好ましいとされる捲縮伸長率を有する捲縮糸とすることによって、耐摩耗性が飛躍的に向上することが分かる。実施例２０、２９〜３０の捲縮糸は適度な捲縮伸長率を有する捲縮糸であるため、外力により摩耗された際に捲縮糸が倒れにくく、かつ単糸間に適度な屈曲や絡合を有するため、外力がそれぞれの単糸に分散されて優れた耐摩耗性を示した。
【０１８３】
（実施例３３〜３５）
実施例２０において、使用する口金孔のスペックを変更し、得られるエアースタッファ捲縮糸の異形度を変更した以外は、実施例２０と同様にして、紡糸、延伸、熱処理、捲縮処理を施して実施例３３〜３５のエアースタッファ捲縮糸を得た。実施例３３〜３５の結果を表８に示す。また実施例３３〜３５にて使用した口金孔スペックを下記に示す。
【０１８４】
・実施例３３
口金１（ポリマー吐出直前の口金）：スリット幅０．２０ｍｍ、スリット幅０．８ｍｍ、孔数１２０
・実施例３４
口金１（ポリマー吐出直前の口金）：スリット長０．１８ｍｍ、スリット幅１．０ｍｍ、孔数１２０
・実施例３５
口金１（ポリマー吐出直前の口金）：スリット長０．１２ｍｍ、スリット幅１．８ｍｍ、孔数１２０
【０１８５】
【表８】
2007169849.tif 000010
【０１８６】
実施例２０（表５）、実施例３３〜３５（表８）を比較して分かるように、本発明において異形度が高いエアースタッファ捲縮糸とすることにより、耐摩耗性に優れるものとなる。すなわち本発明において捲縮糸の異形度が高いほど、紡糸工程において島成分の直径を微細化され易く、島が均一に分散したポリマーアロイ構造を有するため成分Ａと成分Ｂおよび／または成分Ｃとの界面での接着性が高くなり、フィブリル化の無い耐摩耗性に優れた捲縮糸となった。さらに異形度の高い捲縮糸とすることで、へたり難い捲縮糸となり、長期使用においても耐摩耗性が低下しない捲縮糸となった。
【図面の簡単な説明】
【０１８７】
【図１】本発明の芯鞘型複合繊維を製造するために好ましい、紡糸、延伸、熱処理を１段階で施す装置の概略図である。
【図２】本発明の芯鞘型複合繊維の捲縮糸を製造するために好ましい、紡糸、延伸、熱処理、捲縮処理を１段階で施す装置を示す概略図である。
【図３】本発明の芯鞘型複合繊維の延伸糸の耐摩耗性試験を行う測定装置の概略図である。
【図４】エアースタッファ捲縮糸（マルチフィラメント）の説明写真である。
【図５】エアースタッファ捲縮糸（単糸）の説明写真である。
【図６】海島構造の説明写真である。
【図７】芯鞘型複合繊維の断面形状を示す模式図である。
【図８】吐出孔長、孔径、スリット長、スリット幅を説明する模式図である。
【図９】芯鞘型複合繊維の口金の断面模式図である。
【符号の説明】
【０１８８】
１：芯成分ホッパー
２：鞘成分ホッパー
３：芯成分の２軸押出混練機
４：鞘成分の２軸押出混練機
５：紡糸ブロック
６：芯成分のギヤポンプ
７：鞘成分のギヤポンプ
８：紡糸パック
９：紡糸口金
１０：ユニフロー冷却装置
１１：糸条
１２：給油装置
１３：第１ロール
１４：第２ロール
１５：第３ロール
１６：第４ロール
１７：巻取機
１８：チーズパッケージ
１９：芯成分ホッパー
２０：鞘成分ホッパー
２１：芯成分の２軸押出混練機
２２：鞘成分の２軸押出混練機
２３：紡糸ブロック
２４：芯成分のギヤポンプ
２５：鞘成分のギヤポンプ
２６：紡糸パック
２７：紡糸口金
２８：ユニフロー冷却装置
２９：糸条
３０：給油装置
３１：第１ロール
３２：第２ロール
３３：第３ロール
３４：第４ロール
３５：捲縮ノズル 
３６：第５ロール
３７：第６ロール
３８：第７ロール
３９：巻取機
４０：チーズパッケージ
４１：芯成分（ポリマーアロイ）
４２：鞘成分
４３：吐出孔長
４４：孔径
４５：スリット長
４６：スリット幅
４７：口金１（吐出直前の口金）
４８：口金２（口金１の直前にあり芯成分、鞘成分に別々の流路を有するもの）
４９：延伸糸
５０：摩耗ローラー
５１：荷重
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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