第56回日化協技術賞 総合賞

複合紡糸技術「NANODESIGN」の開発と工業化

東レ株式会社

繊維研究所

2024年7月17日（水）繊維素材を取り巻く事業環境〈世界繊維生産量(2020)〉

合成繊維

天然繊維

Polyamide
CottonAcrylic
Wool

総生産量

合成繊維

Polyester
Cellulosic.

約104百万ton

半合成
再生繊維

2

天然繊維

衣食住を支える基幹素材

繊維産業は年率3%の成長産業
Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

［ 「FiberOrganon」「PCI Red Book 2012」他］

衣料・家庭

産業資材・インテリア

繊維総生産量の約65%が合成繊維
2

ライフサイエンス

合成繊維の製造方法；溶融紡糸・延伸技術

3
紡糸口金からの吐出原料（チップ）
原料
チップ

吐出冷却

SpinDraw

熱固定

延伸撚糸巻取延伸・紡糸直結延伸法
・POY法(延伸･熱固定なし)

巻取(3000～6000m/min)

Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

未延伸糸巻取（～1000m/min)
3 ２工程法延伸工程（～1000m/min)

複合繊維の製造方法(複合紡糸技術)
Polymer A

Polymer B〈紡糸口金(Spinneret)〉4〈複合紡糸口金の事例〉
鞘成分

芯成分

Spinneret

芯成分 鞘成分［Advanced fiber spinning technology, Woodhead Publishing Ltd.(1994)他］

Quenching

単成分紡糸10mm

複合紡糸

0.1mm

複数の孔（ノズル）が穿設［東レ・プレシジョンH.P.］

Drawing

繊維断面Winding

Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

繊維

流路の工夫でポリマー流れを制御し、所望の断面を形成
4

繊維断面

複合繊維の製造方法(複合紡糸技術)
断面

複合紡糸

5

芯鞘

サイドバイサイド分割

海島

高風合い
高機能

嵩高性

極細繊維
断面形態

超極細繊維

産業資材用途
衣料用途

衣料用途
スポーツ衣料

衣料用途“トレシー”

繊維断面機能繊維断面“トレシー”“ウルトラスエード”

用途

複合断面の制御により単成分繊維では得られない高機能化を達成
Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

昨今の高機能繊維素材開発の主流技術
5

複合紡糸技術の極限追及

6

海島

バイメタル

新機能発現

分割

芯鞘

機能高度化

従来技術

複合断面をナノスケールで制御する新しい複合紡糸技術の創出にチャレンジ
6

Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

新しい複合紡糸技術のためのコンセプト
従来の断面制御の考え方
吐出孔形状により断面を形作る➠バリエーションは機械加工の精度に依存し、とりうる形態にはおのずと制約が生まれる。
開発コンセプト

7〈紡糸口金〉〈Y孔吐出孔〉 〈繊維断面〉

0.1mm

10mm

断面制御の原理を根本的に変える→技術革新

ポリマー流を「極限まで分割」
ポリマー挿入部

断面を「点」で形成
微少ポリマー配置

繊維断面
紡糸断面形成部
Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

□：白い原料の吐出孔■：青い原料の吐出孔

新しいポリマー流動制御に基づいた精密複合紡糸技術
7

精密複合紡糸の実現
従来の複合紡糸

8NANODESIGN

複雑な繊維断面のデザインが可能に〈精密複合断面繊維の事例〉

拡大

Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

任意の複合断面をナノスケールで精密に制御可能
8

NANODESIGNによる超精密複合断面

9

従来技術

技術

NANODESIGN
全体

拡大

全体

拡大

断面の例
従来糸（海島）超極細用断面

繊維径バラツキ○0.6倍◎ （60）

形状バラツキ△0.5倍◎ （50）

島比範囲△×（従来：100）（従来：100）（従来：100）

海/島粘度範囲（従来：100）

Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

※安定範囲が限定的

1.5倍
6.0倍

◎ （150）◎ （600）※幅広く精密断面を形成

幅広いプロセスウィンドを有した精密複合紡糸の実現
9断面の均質性
条件の拡大

NANODESIGNⓇによる複合紡糸の極限追求
特殊海島

3成分複合

異形ナノファイバー

異形海島

10多層積層NANODESIGN

特殊異形中空バイメタル

A B C
多様ポリマーの複合を可能にした非対称（ロゴ）Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

モルフォロジー制御による新しい繊維素材の可能性を追求
10

微細捲縮テキスタイル“uts-fit”

11＜既存糸の布帛との比較＞

従来；捲縮糸“uts-fit”

従来；極細糸※T400TM

※utsⓇ

100μm

100μm

織物断面
写真
100μm

糸充填密度

２６００

２０００1.3倍

２６００

厚さ

０．２７

０．１５

1.7倍

０．２５

表面粗さ

１．３

１．１

0.6倍

０．７

曲げ剛性

７．２

１．５

2.5倍

３．８(CF値)
(mm)

(μm)

(10-6×N・m2/m)

11
従来では達成されない嵩高で滑らかな表面タッチを特徴とした新素材

Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

次世代シルキー素材 “Kinari（キナリ）”
商品ポスター

12
糸束断面“Kinari”織物 微細空隙で反射面分散
光反射方向“シルック”Ⅰ 反射面が揃い光沢強光反射方向

素材特徴□ 嵩高性、軽量感、絹鳴り□ 上質な光沢から生み出される艶感□ 美しい仕立て映えを可能とする高い可縫性□ プリーツ保持性とイージーケア性第50回 繊研合繊賞マテリアル部門受賞
第46回 繊維学会技術賞受賞

次世代シルキー素材として婦人衣料を中心に国内外での拡販を開始
12

Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

高触感機能性素材“Camifu（カミフ）”

13『和紙のような風合いと機能性を両立したテキスタイル“Camifu” 』としてプレスリリース〈テキスタイル外観〉 〈Camifu™織物表面〉〈Camifu™織物３D〉 〈素材の特長〉◪ ランダム凹凸感の独特な手触り◪ 適度な反発性、ゆらぎのある外観◪ 吸水拡散等の機能性を発現

第51回繊研合繊賞マテリアル部門受賞
従来ポリエステル“Camifu™”

8.4／19.8

0.6／0.7

保水率1240

汗の染み出し率3622

水滴の吸収速度
未洗濯／50回洗濯[秒]独自法[%]
独自法[%]

Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

13
『触感』と『機能』を両立する高機能快適衣料を創出梳毛調ストレッチ素材“ Qticle（キューティクル）”14

さらっとしなやかな触感を持つ新感覚テキスタイル「QticleTM」としてプレスリリース〈テキスタイル外観〉〈ストレッチ性比較〉【従来ストレッチ織物】【Qticle】

繊維外殻層〈展示会の様子〉◪ ナチュラルで艶やかな深みのある発色性◪ さらっとしなやかな風合い◪ 弾力のあるストレッチ性による心地よい着心地
Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

第５２回繊研合繊賞［グランプリ」を受賞
14

NANODESIGN®による高機能テキスタイルの開発
特徴

15

uts-FITⓇ

PrimeflexⓇ micro

KinariⓇ

CamifuⓇ

QticleⓇ

極細捲縮発現
パウダータッチ

高ストレッチ
スムーズな肌触り

シルク模倣
頂点シルキー捩れ・中空発現ナチュラルゆらぎ

表面微細凹凸ウール調高反発

マイクロバイメタル

ハイカウントバイメタル

三花弁異収縮混繊

C型中空バイメタル

薄皮バイメタルPOY

2016年11月

2018年10月

2019年10月

2020年11月

2021年11月

断面

社外発表

UNIQLO パウダーソフトダウン＜uts-FITⓇ織物＞

素材特長：滑らかな風合い、ダウン抜け防止
2016年
プレスリリース
Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

2018年 〈トップゾーンへの展開〉 2023年
生産化

15「NANODESIGN™」技術を使用した極上触感
ユニクロ社採用［ユニクロホームページ］

高機能素材による新しい価値の創造

16

東レの｢NANODESIGN®｣と｢高次加工技術｣の融合により優れた水滴除去性をPFASフリーで実現した撥水ストレッチテキスタイル

テキスタイル外観

テキスタイル表面

環境配慮型撥水加工での優れた水滴除去性

糸束断面＜布帛表面による撥水性への影響＞
従来素材

DEWEIGHT

さらっとした快適な着心地
適度なストレッチ性による動きやすさ
ギラツキをおさえた上質なナチュラル感
原糸から高次までの技術力と素材の独創性が評価され第54回繊研合繊賞テクニカル部門を受賞（2023年度）
Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

複雑な凹凸により空気層が形成

3D画像

環境配慮と着用快適性を両立した高機能新素材を開発
16

3D画像

NANODESIGNの展開

17
衣料用テキスタイルの高度化

ABC

多様ポリマーの複合を可能にした

よりソフト
ストレッチ
環境低負荷・サステナビリティ

非フッ素
撥水
繊維の断面形態をナノスケールでデザイン可能な
当社独自紡糸技術
従来では得られない｢細さ｣｢形｣｢配置｣｢機能｣の付与が可能
NANODESIGN が素材を
Copyright© 2022 Toray Industries, Inc.
更に進化させる

ファッション衣料

超天然
シルクを超える

Global Textile Brand

NANODESIGN

価値の創造

快適・機能性衣料

大手SPA
縫製品
高機能衣料
超天然素材

高機能資材の進化
捕捉性
吸着性
吸音性
17

高機能資材

まとめ

18

新発想の流動制御技術を発明し、従来技術では達成困難であった複雑な繊維断面を精密制御する複合紡糸技術「NANODESIGN」を確立した。その技術的成果を以下にしめす。

01「NANODESIGN」は、従来にはないポリマーや３種類のポリマーを用いた複合紡糸をも可能とし、繊維素材開発の新しい可能性を実証した。

02

既存設備の活用を前提にした技術構築と、世界で事例のない３成分複合紡糸を工業レベルで確立。国内外での高機能繊維素材製造の体制を整えた。

03

審美性や着用快適性に加えて、各種の機能性を複合的に備えた高機能新素材を継続的に創出。人々の快適で、豊かな生活に貢献するものである。

本技術の開発とその工業化は、技術の独創性、製品の実用性に優れ、当社の高機能素材開発での展開を加速している。今後は需要が高まる『サステナビリティ』『長寿社会』『次世代モビリティ分野』などにも展開し、当社理念である新しい価値の創造を通じて社会に貢献していきたい。。

Copyright © 2022 Toray Industries, Inc.

18