JP7714910B2 - composite fiber - Google Patents
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Description
本発明は、2種類以上の成分により構成される複合繊維に関するものである。 The present invention relates to composite fibers composed of two or more components.
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、衣料用途から非衣料用途まで幅広く利用されている。しかしながら、人々の生活が高度化した昨今では、衣料をはじめとする様々な用途で、従来の合成繊維にはない高度な感性や機能を有する繊維が求められている。繊維の織り成す感性や機能には多種多様なものが存在し、合成繊維の研究・技術開発の方向性として、天然繊維に見られるような形態の多様性を持ちながらもある一定の規則性を持った暖かみのある風合いを備えた繊維素材を追求するものがあり、この研究の過程で、様々な繊維素材や繊維に関わる要素技術が創出されてきた。 Synthetic fibers made from polyester, polyamide, and other materials have excellent mechanical properties and dimensional stability, making them widely used in a variety of applications, from clothing to non-clothing. However, as people's lifestyles have become more sophisticated in recent years, there is a demand for fibers with advanced sensibilities and functions not found in conventional synthetic fibers, for a variety of uses, including clothing. The sensibilities and functions woven into fibers vary widely, and one direction in research and technological development of synthetic fibers is the pursuit of fiber materials that possess the morphological diversity seen in natural fibers, while also possessing a certain degree of regularity and a warm texture. Through this research, a variety of fiber materials and fiber-related elemental technologies have been created.
従来、合成繊維のフィラメントからなる織編物等の繊維製品は、主には品質管理等の観点から、均質性を求めるものであり、おのずと、綿、麻、羊毛等の天然繊維と比較して、色調、光沢、凹凸感等が単調になりやすく、天然調テキスタイルを追い求めるためには、糸加工や織編の組織などを複雑にし、工夫する必要があり、原料であるポリマーの改質をはじめ、製糸および高次加工工程において様々な技術が提案されている。 Traditionally, textile products such as woven and knitted fabrics made from synthetic filaments have required uniformity, primarily from the perspective of quality control. Naturally, compared to natural fibers such as cotton, linen, and wool, the color tone, luster, and texture tend to be monotonous. In order to pursue natural-looking textiles, it is necessary to innovate and make the yarn processing and weaving/knitting structures more complex. As a result, various technologies have been proposed for the spinning and advanced processing stages, including modifying the polymer raw material.
天然調繊維を狙う製糸技術としては、マルチフィラメントを構成する単糸の横断面構造を不揃いにすることが挙げられ、例えば、予め複数の成分により単糸を構成しておき、高次加工工程でひとつの成分を溶出させることにより、天然繊維のような自然な斑や柔らかな手触りを発現させることを目的とした技術の提案がある。 One spinning technique aimed at producing natural-like fibers involves creating an irregular cross-sectional structure for the single yarns that make up the multifilament. For example, one proposed technique involves first constructing a single yarn from multiple components, and then dissolving one component during a high-level processing step, thereby achieving the natural variations and soft feel of natural fibers.
特許文献1では、横断面が複数の成分により積層された複合繊維によって構成されたマルチフィラメントが提案されている。このマルチフィラメントを構成する単糸間では、横断面における複合比率と複合形状が異なっており、ひとつの成分を溶出することで、不揃いな断面の単糸からなるマルチフィラメントが得られ、これにより、色調、光沢、凹凸等の変化に富む、風合いに優れた繊維製品が得られるとの記載がある。この技術は、静止型混合素子で複合ポリマー流を層状に分割して各吐出孔へ異なった状態で偶発的に分配するものであり、このことから、単糸の横断面において各成分がいびつな形状で積層されながらも、その複合比率と複合形状が単糸間で異なるマルチフィラメントが得られるものである。 Patent Document 1 proposes a multifilament composed of composite fibers whose cross section is layered with multiple components. The single yarns that make up this multifilament have different composite ratios and composite shapes in the cross section, and it is stated that by dissolving one component, a multifilament composed of single yarns with irregular cross sections can be obtained, resulting in a textile product with excellent texture and a wide variety of color, luster, and texture. This technology uses a static mixing element to divide the composite polymer flow into layers and distribute them accidentally to each discharge hole in different states. This results in a multifilament in which the components are layered in irregular shapes in the cross section of the single yarn, but the composite ratios and composite shapes differ between the single yarns.
特許文献2においても、横断面が複数の成分により積層された複合繊維であり、その複合比率と複合構造が単糸間で異なるマルチフィラメントが提案されている。特許文献1と同様、静止型混合素子を用いた技術であり、その混合素子数を増やすことでより積層数の多い複合ポリマー流を形成し、これを各吐出孔へ分配することで、単糸の横断面で各成分がいびつな形状で積層されており、その複合比率と複合形状が単糸間で異なるマルチフィラメントが得られるものである。 Patent Document 2 also proposes a multifilament in which the cross section is a composite fiber in which multiple components are layered, with the composite ratio and composite structure differing between single yarns. Like Patent Document 1, this technology uses static mixing elements, and by increasing the number of mixing elements, a composite polymer flow with a greater number of layers is formed. By distributing this to each discharge hole, the components are layered in an irregular shape in the cross section of the single yarn, resulting in a multifilament in which the composite ratio and composite structure differ between single yarns.
特許文献3では、静止型混合素子で層状に分割した複合ポリマー流を各吐出孔へ分配する際の分配路に工夫を施すことで、単糸横断面が幹部とそこから放射状に伸びる枝部とからなる多枝型複合形状を有す複合繊維を含むマルチフィラメントが提案されている。この技術は、マルチフィラメントを構成する一部の単糸が多枝型複合繊維となるもので、その他の単糸は特許文献1および特許文献2で例示したような積層型複合繊維となっており、ひとつの成分を溶出することで、より不揃いな断面の単糸からなるマルチフィラメントが得られ、天然繊維のような風合いに優れた繊維製品が得られるとされている。 Patent Document 3 proposes a multifilament containing composite fibers in which the cross section of a single fiber has a multi-branched composite shape consisting of a trunk and branches extending radially from it, by devising a distribution path when distributing a composite polymer flow separated into layers by a static mixing element to each discharge hole. With this technology, some of the single fibers that make up the multifilament become multi-branched composite fibers, while the remaining single fibers become layered composite fibers as exemplified in Patent Documents 1 and 2. By dissolving one component, a multifilament made up of single fibers with a more irregular cross section can be obtained, resulting in a textile product with an excellent texture similar to that of natural fibers.
特許文献1および特許文献2では、静止型混合素子が分割と転換作用の繰り返しにより複合ポリマー流を混合するという原理上、複合ポリマー流は自ずと層状に積層されることとなり、このため得られる単糸の横断面構造としても、各成分の形状と方向が揃った状態で積層されたものとなる。 In Patent Documents 1 and 2, the static mixing elements mix the composite polymer streams by repeatedly dividing and converting them, which naturally results in the composite polymer streams being stacked in layers. As a result, the cross-sectional structure of the resulting single yarn is one in which the shapes and directions of each component are aligned and stacked.
一方、この静止型混合素子を応用し、分配路を工夫することで横断面の複雑性を高めることを狙った特許文献3では、特許文献1や特許文献2では見られない、横断面が多枝型複合形状となった複合繊維になるものの、結局は各成分が多少方向を変えながら積層されたものであり、形状が揃った状態で積層された複合繊維の域を大きく超えるものではなかった。 Meanwhile, Patent Document 3, which applies this static mixing element and aims to increase the complexity of the cross section by devising distribution channels, produces composite fibers with a multi-branched composite cross section not seen in Patent Documents 1 and 2. However, in the end, each component is layered with some degree of change in direction, and does not go much beyond the realm of composite fibers layered in a uniform shape.
このように、従来の静止型混合素子により不完全混合される現象を利用した複合繊維では、静止型混合素子の原理上、紡糸パックに工夫を施しても、複合断面を構成する成分の形状と積層形態は比較的揃った状態になるものであり、天然繊維が織りなす複雑な外観や風合いを実現するのは困難なことであり、これらの繊維を活用した加工糸では高次加工において複雑な加工を施す必要があったり、他素材との後混繊が必要になるなど、高次加工の制約が伴う場合があった。 As such, with composite fibers that utilize the phenomenon of incomplete mixing caused by conventional static mixing elements, the principles of static mixing elements mean that even if the spinning pack is modified, the shapes and lamination patterns of the components that make up the composite cross section remain relatively uniform, making it difficult to achieve the complex appearance and texture that can be achieved with natural fibers. As a result, processed yarns that utilize these fibers often require complex processing or require post-blending with other materials, which can impose restrictions on advanced processing.
このため、天然繊維の織りなす複雑な外観や風合いを実現するのに適した繊維の要望が高く、例えば、単糸の横断面において、各成分の形態が多様性を持ちながらも、一定の規則性を持った複合繊維が望まれていた。 For this reason, there is a strong demand for fibers that are suitable for achieving the complex appearance and texture of natural fibers. For example, there is a desire for composite fibers that have a certain degree of regularity in the cross section of a single yarn, while still allowing for diversity in the morphology of each component.
上記課題は、以下の手段により達成される。すなわち、
(1)2種類以上の成分が横断面を構成する複合繊維において、各成分の形態が多様性を持ったマーブル模様状の複合形態を有しており、該複合形態が繊維軸方向に連続であり、該繊維を構成する少なくとも1種類の成分の横断面が、平均円形度0.20以上、0.80以下であり、円形度の最小値と最大値の差が0.30以上あり、U%が1.0%以下であることを特徴とする複合繊維。
(2)該横断面の円形度0.10以下のセグメントがセグメント総数に対して1~20%存在することを特徴とする(1)に記載の複合繊維。
(3)構成する成分がいずれもポリエステルであることを特徴とする(1)または(2)に記載の複合繊維。
(4)(1)から(3)のいずれかに記載の複合繊維が少なくとも一部に含まれる繊維製品。
The above object can be achieved by the following means:
(1) A composite fiber in which two or more types of components constitute a cross section, each of the components having a diverse marbled composite morphology, the composite morphology being continuous in the fiber axial direction, the cross section of at least one of the components constituting the fiber having an average circularity of 0.20 or more and 0.80 or less, the difference between the minimum and maximum circularity values being 0.30 or more, and U% being 1.0% or less .
(2) A composite fiber according to (1), characterized in that segments having a cross-sectional circularity of 0.10 or less account for 1 to 20% of the total number of segments.
(3) A conjugated fiber according to (1) or (2) , characterized in that all of the constituent components are polyester.
( 4 ) A textile product at least partly containing the conjugate fiber according to any one of (1) to ( 3 ).
本発明は、2種類以上の成分が、所謂マーブル模様状に練り込まれた横断面を有する複合繊維に関するものであり、天然調加工糸を得るのに適した複合繊維を提供するものである。本発明の複合繊維を活用すれば、天然繊維のような自然な斑と柔らかな手触りを有したテキスタイルを得ることができ、さらに、その特徴的な横断面形態により、繰り返し糸ガイド等での擦過や、加熱下での圧縮変形が施される高次加工において、複合繊維の毛羽立ち等が抑制され、高次加工通過性にも極めて優れるため、品位高く天然調テキスタイルを加工することが可能となる。 The present invention relates to a composite fiber having a cross section in which two or more components are kneaded in a so-called marbled pattern, and provides a composite fiber suitable for producing natural-look textured yarn. Utilizing the composite fiber of the present invention, it is possible to produce textiles with the natural patterns and soft feel of natural fibers. Furthermore, due to its characteristic cross section, the composite fiber is less likely to fluff during advanced processing, such as repeated abrasion with yarn guides or compression deformation under heat. It also has excellent high-level processing properties, making it possible to process high-quality natural-look textiles.
以下、本発明について望ましい実施形態と共に詳述する。 The present invention will be described in detail below, along with preferred embodiments.
本発明の複合繊維とは、2種類以上の成分により繊維の横断面を構成しているものであり、該横断面において、各成分の形態が多様性を持ちながらも、規則性を持ったマーブル模様状の複合形態を有するものである。 The composite fiber of the present invention is a fiber whose cross section is made up of two or more components, and while the morphology of each component is diverse in the cross section, it has a regular, marbled composite morphology.
該横断面におけるマーブル模様状の複合形態とは、図1に例示するような各成分が練り込まれた形態を意味し、形状および方向が不揃いな成分が点在するものである。 The marble-patterned composite shape in the cross section refers to a shape in which the various components are kneaded together, as shown in Figure 1, with components of irregular shapes and orientations scattered throughout.
例えば、円形状の成分(図1のC)や筋形状の成分(図1のD)、三角形状の成分(図1のE)、さらには、これらが複数接合したような複雑な形状の成分(図1のF)等が点在する複合形状を有する。 For example, it has a composite shape that is dotted with circular components (C in Figure 1), stripe-shaped components (D in Figure 1), triangular components (E in Figure 1), and even components with complex shapes that appear to be multiple of these joined together (F in Figure 1).
該横断面の複雑な複合形態は点在する成分の円形度により規定することができ、本発明では、該繊維を構成する少なくとも1種類の成分が、平均円形度0.20以上、0.80以下であり、円形度の最小値と最大値の差が0.30以上あることを要件としている。 The complex composite morphology of the cross section can be determined by the circularity of the scattered components, and the present invention requires that at least one component constituting the fiber has an average circularity of 0.20 or more and 0.80 or less, and that the difference between the minimum and maximum circularity values is 0.30 or more.
ここで言う円形度とは、横断面において点在する成分の形状の複雑さを表す指標であり、繊維の横断面を2次元的に撮影した画像において、
(成分の円形度)={4π×成分の面積/(成分の周囲長)2}
として求めることができ、本発明においては、以下のようにして求めるものである。
The circularity here is an index that represents the complexity of the shapes of components scattered in a cross section, and is expressed in a two-dimensional image of the cross section of a fiber.
(Circularity of component) = {4π × area of component / (perimeter of component) 2 }
In the present invention, it is determined as follows.
すなわち、繊維の横断面を構成する成分の界面が観察できる倍率で、繊維の横断面を実体顕微鏡等で2次元的に撮影する。この際、繊維を構成する成分のうち、特定成分のみに染色を施せば、成分界面のコントラストが明瞭になり後述する画像処理を効率的に行えるため、好適である。 That is, the cross section of the fiber is photographed two-dimensionally using a stereomicroscope or similar at a magnification that allows the interfaces of the components that make up the cross section of the fiber to be observed. In this case, it is preferable to stain only specific components among those that make up the fiber, as this will result in clear contrast at the component interfaces and allow for efficient image processing, as described below.
撮影した繊維断面の画像を画像解析ソフト等にてグレースケール画像に変換し、閾値を調整して2値化処理を行う。2値化処理された画像からある特定成分のセグメントの断面パラメーターを読み取り、すべてのセグメントの円形度を求める。ここで言うセグメントとは、2値化処理された画像において、異なる成分により周囲を囲まれて分離された成分のことを意味する。求めた各セグメントの円形度の算術平均が本発明で言う平均円形度である。 The photographed image of the fiber cross section is converted to a grayscale image using image analysis software, and the threshold is adjusted to perform binarization. The cross-sectional parameters of segments of a specific component are read from the binarized image, and the circularity of all segments is determined. "Segment" here refers to a component that is separated and surrounded by a different component in the binarized image. The arithmetic mean of the circularity of each segment thus determined is the average circularity referred to in this invention.
本発明の複合繊維は、天然繊維のような自然な斑と柔らかな手触りを醸し出すことを目的としており、上記したマーブル模様状の横断面構造が単糸毎にその糸特性や、色調、光沢等に変化を与え、天然調の風合いや外観を醸し出すことになる。例えば、本発明の複合繊維を構成する成分にポリエステルとカチオン可染性ポリエステルを用い、テキスタイルとした後にカチオン染色した場合には、濃淡の異なる各成分が多様な状態で表面に露出することとなり、表面に微細な濃淡差が生まれ、色調や光沢変化に富むものとなる。また、本発明の複合繊維を構成するうちの1種類の成分を予め易溶出成分としておき、本発明の複合繊維とした後に、該成分を溶出させると、不揃いな断面の極細繊維が発生する。この断面形状が不揃いな極細繊維は色調、光沢、凹凸感等に変化を与えることに加えて、さらに極細繊維間の各所に微細で不揃いな独特の空隙を形成することになり、自然な斑と柔らかな手触りが発現する。この極細繊維による織編物等のテキスタイル活用を想定した場合、複合繊維の横断面は、1種類の成分が特定の形状に揃うことなく、多様な形態を形成していることが好適であり、言い換えると、形状の複雑さを表す円形度が偏りなく広範に分布して不揃いとなることがポイントになる。 The composite fiber of the present invention is intended to have the natural variegation and soft feel of natural fibers. The marbled cross-sectional structure described above imparts variations in the yarn properties, color tone, luster, etc., to each single yarn, resulting in a natural-like texture and appearance. For example, if polyester and cationic dyeable polyester are used as components of the composite fiber of the present invention and the resulting textile is then cationic dyed, the components with different shades will be exposed on the surface in a variety of states, creating subtle differences in shade on the surface and resulting in a wide range of color and luster variations. Furthermore, if one of the components constituting the composite fiber of the present invention is made into an easily soluble component in advance and then eluted after the composite fiber of the present invention is formed, ultrafine fibers with irregular cross sections will be produced. These ultrafine fibers with irregular cross sections not only impart variations in color tone, luster, texture, etc., but also form unique, irregular voids in various locations between the ultrafine fibers, resulting in a natural variegation and soft feel. When considering the use of these ultrafine fibers in textiles such as woven and knitted fabrics, it is desirable for the cross section of the composite fiber to have a variety of shapes, with no single component being uniformly aligned in a specific shape. In other words, the key point is that the circularity, which indicates the complexity of the shape, is distributed evenly over a wide area, resulting in irregularities.
円形度が最小値の0から最大値の1まで広範に分布する結果として、平均円形度は最小値と最大値の中間である0.50に近づき、円形度の最小値と最大値の差は大きくなる傾向となる。 As circularity varies widely from a minimum of 0 to a maximum of 1, the average circularity approaches 0.50, which is halfway between the minimum and maximum values, and the difference between the minimum and maximum circularity values tends to become larger.
本発明の効果を得るための第1および第2の要件として、該繊維を構成する少なくとも1種類の成分の横断面において、平均円形度が0.20以上、0.80以下である必要があり、なおかつ、円形度の最小値と最大値の差が0.30以上である必要がある。 The first and second requirements for achieving the effects of the present invention are that the average circularity of the cross section of at least one component constituting the fiber must be 0.20 or more and 0.80 or less, and the difference between the minimum and maximum circularity values must be 0.30 or more.
係る範囲であれば、複合繊維の横断面において、該1種類の成分が特定の形状に揃うことなく、円形度が0に近い枝分かれしたような複雑な形状から円形度が1に近い単純な円形状まで存在することとなり、他方の成分を溶出させることで、不揃いな断面の繊維を発生させることができる。さらに、この円形度で規定される各成分が不規則に練り込まれた複合形状によって、該複合繊維は優れた高次加工通過性も発揮する。これは、円形度が広範に分布する結果として、該複合繊維の横断面では、複雑な形状の成分(図1のF)が存在することになり、成分間の接触面積が増加するとともに、複雑な形状の成分が有する他成分への入り込み部でアンカー効果が作用するため、複合繊維の成分間の界面剥離が生じづらくなるからである。ここで言うアンカー効果とは、ある成分が対象物に入り込んだ構造をとることで、機械的に剥離することが困難となり、剥離強度が増加する現象のことである。 Within this range, the cross section of the composite fiber will contain a variety of shapes, from complex, branched shapes with a circularity close to 0 to simple circular shapes with a circularity close to 1, without the components of that type being uniform in shape. By dissolving the other component, it is possible to produce fibers with irregular cross sections. Furthermore, due to the composite shape in which the components defined by their circularity are irregularly kneaded together, the composite fiber also exhibits excellent suitability for advanced processing. This is because the wide distribution of circularity results in the presence of components with complex shapes (F in Figure 1) in the cross section of the composite fiber. This increases the contact area between components, and creates an anchoring effect where the complex-shaped components penetrate other components, making interfacial peeling between the components of the composite fiber less likely to occur. The anchoring effect here refers to the phenomenon in which a component penetrates into an object, making mechanical peeling difficult and increasing peel strength.
該複合繊維から得られる自然な斑と高次加工通過性を高度化するには、複雑な形状の成分が有する凹凸を強調することが好適であり、そのためには複雑な形状の成分を単純な円形状の成分よりも若干多くすることが好適であり、平均円形度は0.20以上、0.50以下とすることが好ましい。さらに自然な斑を強調したい場合には、円形度はより広範に分布する方が好適であり、円形度の最小値と最大値の差は0.50以上あることが好ましい。 To enhance the natural unevenness and high-level processing ability obtained from the composite fiber, it is preferable to emphasize the irregularities of the complex-shaped components. To achieve this, it is preferable to have slightly more complex-shaped components than simple circular components, and it is preferable that the average circularity be 0.20 or more and 0.50 or less. If it is desired to further emphasize the natural unevenness, it is preferable that the circularity be distributed over a wider range, and it is preferable that the difference between the minimum and maximum circularity values be 0.50 or more.
また、横断面を構成する少なくとも1種の成分が特定の形状に揃わないことを特徴とする該複合繊維においては、横断面を構成する成分のセグメント数が多い方が、より多くの形状が不揃いな成分を得られることになり、他方の成分を溶出させることで、より不揃いな断面の繊維を発生させることができる。つまり、該繊維の横断面を構成する少なくとも1種類の成分のセグメント数が多い方が好適である。ここで言うセグメント数とは、前述した2値化処理された画像において、1本の単糸横断面を構成するセグメントの数を意味する。この場合、2値化処理された横断面におけるセグメント数が10以上あることが好ましい。 Furthermore, in composite fibers characterized in that at least one component constituting the cross section does not have a specific uniform shape, the greater the number of segments of the component constituting the cross section, the more irregularly shaped components can be obtained, and by dissolving the other component, fibers with more irregular cross sections can be produced. In other words, it is preferable that the number of segments of at least one component constituting the cross section of the fiber is large. The number of segments here refers to the number of segments constituting one single yarn cross section in the binarized image described above. In this case, it is preferable that the number of segments in the binarized cross section be 10 or more.
以上のように本発明の複合繊維は、その横断面を構成する各成分の形態が多様性を持ちながらも、規則性を持ったマーブル模様状の複合形態を有すものである。その特徴的な横断面形態は、天然繊維のような自然な斑と柔らかな手触りを醸し出す天然調テキスタイルを得るのに適したものであるが、更に高次加工通過性という観点も好適な効果を奏でるものである。 As described above, the composite fiber of the present invention has a regular, marbled composite morphology, even though the components that make up its cross section have diverse morphologies. This characteristic cross-sectional morphology is suitable for producing natural-look textiles that have the natural mottling and soft feel of natural fibers, and also has favorable effects in terms of ease of processing in advanced stages.
すなわち、上述したように該複合繊維の横断面を構成する1種類の成分が特定の形状に揃うことなく、多様な形態を形成していることがポイントになり、木の根のように複雑に入り込んだ形状のセグメント(図1のG)がセグメント総数に対する存在比率が、アンカー効果を作用させ、界面剥離抑制効果を顕著化するという観点から注目すべき要件となる。ちなみに、この木の根のように複雑に入り込んだ形状のセグメントは、その形状の複雑さから本発明で言う円形度が0.10以下になるものであり、本発明で得られる複合繊維において、円形度が0.10以下のセグメントは界面剥離抑制に有効に作用するものである。 In other words, as mentioned above, the key point is that the single type of component that makes up the cross section of the composite fiber does not align to a specific shape, but rather forms a variety of forms. The proportion of segments with a complex, root-like shape (G in Figure 1) relative to the total number of segments is a notable requirement from the perspective of exerting an anchoring effect and enhancing the interfacial delamination suppression effect. Incidentally, due to the complexity of their shape, these segments with a complex, root-like shape have a circularity of 0.10 or less, as defined in the present invention. In the composite fiber obtained by the present invention, segments with a circularity of 0.10 or less are effective in suppressing interfacial delamination.
このため、本発明では高次加工通過性を良好にし、テキスタイルとした際の品位を良好なものとするためには、該円形度0.10以下のセグメントがセグメント総数に対して1~20%存在することが好ましい。 For this reason, in the present invention, in order to improve the processability in advanced processing and to ensure high quality when made into a textile, it is preferable that segments with a circularity of 0.10 or less account for 1 to 20% of the total number of segments.
円形度0.10以下のセグメントがセグメント総数に対して1%以上であれば、仮撚加工の加撚工程等、加熱下で圧縮変形が施された場合でも、界面剥離が抑制され、複合繊維の毛羽立ちや、テキスタイルとした場合の品位が良好に保たれるだけでなく、高次加工工程での糸切れなどを誘発しにくく、良好な操業性が保たれる。また、該横断面において、円形度0.10以下のセグメントがセグメント総数に対して20%以下であれば、特定の成分が、過剰に他方の成分を取り囲む部分が少なくなり、例えば、テキスタイルとした後に1種類の成分を溶出させる場合にも、本発明の特徴である不揃いな断面の極細繊維が効率的に発生し、処理が短時間で完了するといった効果を奏でる。 If the number of segments with a circularity of 0.10 or less is 1% or more of the total number of segments, interfacial delamination is suppressed even when the composite fiber is subjected to compressive deformation under heat, such as in the twisting process of false twisting. This not only maintains good fuzzing of the composite fiber and the quality of the resulting textile, but also reduces the likelihood of yarn breakage during advanced processing, maintaining good operability. Furthermore, if the number of segments with a circularity of 0.10 or less is 20% or less of the total number of segments in the cross section, there will be fewer areas where a specific component excessively surrounds another component. For example, even when one component is dissolved after the textile is made, the irregular cross-section ultrafine fibers that are a feature of the present invention are efficiently produced, resulting in the effect of completing the process in a short time.
また、本発明の複合繊維は、複合断面を形成する各成分が横断面での形状は不揃いながらも、繊維軸方向には連続しており、一般のブレンド紡糸等で見られるような口金直下における細化の不安定現象は見られない。このため、安定した吐出となるため、得られた複合繊維は、繊維軸方向の太さ均一性にも優れ、品位高く天然調テキスタイルを加工するのに適するものである。 In addition, while the components that make up the composite cross section of the composite fiber of the present invention have irregular cross-sectional shapes, they are continuous along the fiber axis, and the unstable phenomenon of thinning immediately below the spinneret seen in general blend spinning, etc., is not observed. This results in stable extrusion, and the resulting composite fiber has excellent thickness uniformity along the fiber axis, making it suitable for processing into high-quality, natural-look textiles.
一般に、2種類以上の成分が混在する複合繊維では、各成分の伸長変形挙動が異なるため、製糸工程や延伸工程における伸長変形が不安定になりやすく、特に、複合繊維を構成する成分が繊維軸方向に非連続である場合には、この不安定性が助長され、繊維軸方向の太さ斑が大きくなる傾向がある。複合繊維を構成する少なくとも1種類の成分が繊維軸方向に連続している場合には、製糸工程や延伸工程における伸長変形が安定なものとなり、繊維軸方向の過度な太さ斑の発生が抑制され、その結果、テキスタイルに加工したときの粗大な色調斑や凹凸斑を回避することができ、品位高く天然調テキスタイルを得ることができる。このことから、本発明において品位高く天然調テキスタイルを加工するためには、該複合繊維を構成する少なくとも1種類の成分が繊維軸方向に連続していることが好ましい。 Generally, in composite fibers containing two or more components, the elongation deformation behavior of each component differs, making the elongation deformation unstable during the spinning and drawing processes. This instability is exacerbated, particularly when the components constituting the composite fiber are discontinuous in the fiber axis direction, and thickness unevenness along the fiber axis tends to increase. When at least one component constituting the composite fiber is continuous in the fiber axis direction, elongation deformation during the spinning and drawing processes is stable, suppressing the occurrence of excessive thickness unevenness along the fiber axis. As a result, when the fiber is processed into a textile, large color variations and unevenness can be avoided, allowing for the production of high-quality natural-look textiles. For this reason, in order to process high-quality natural-look textiles in the present invention, it is preferable that at least one component constituting the composite fiber be continuous in the fiber axis direction.
なお、ここで言う繊維軸方向の太さ斑とは、繊度斑の指標であるウスター(繊度斑)U%の値で表すことができ、品位高く天然調テキスタイルを加工するには、U%は1.0%以下であることが好ましい。U%が1.0%以下であれば、テキスタイルとしたときに発現する色調斑や凹凸斑の程度がより自然なものとなり、品位高い天然調テキスタイルが得られる。特に、天然調テキスタイルを目的とする場合には、繊度斑によりテキスタイルとした場合には、染め斑等が顕著になりやすくスジなどの高次加工における欠陥を誘発する場合があり、この繊度斑が制御出来ていることが好適となる。また、本発明の特徴である複合繊維を構成する少なくとも1種類の成分が繊維軸方向に連続している場合には、製糸工程や延伸工程での伸長変形が安定化することで、糸切れの発生が抑制され、操業性が安定化するという効果も得られるのである。 The thickness unevenness in the fiber axis direction referred to here can be expressed as the Worcester (fineness unevenness) U% value, which is an index of fineness unevenness. To process high-quality natural-look textiles, U% is preferably 1.0% or less. If U% is 1.0% or less, the degree of color unevenness and unevenness that appears when the textile is made into a textile will be more natural, resulting in a high-quality natural-look textile. In particular, when the goal is a natural-look textile, fineness unevenness can easily result in noticeable dye unevenness, which can induce defects in advanced processing such as streaks. Therefore, it is preferable to be able to control this fineness unevenness. Furthermore, when at least one component constituting the composite fiber, a feature of the present invention, is continuous in the fiber axis direction, the elongation deformation during the spinning and drawing processes is stabilized, thereby suppressing the occurrence of yarn breakage and stabilizing operability.
本発明の複合繊維を溶融紡糸にて製造する場合には、構成する成分が熱可塑性ポリマー同士であると加工性に優れるため、例えば、ポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリスチレン系、ポリアミド系、ポリカーボネート系、ポリメタクリル酸メチル系、ポリフェニレンサルファイド系などのポリマー群から選ぶとよい。
また、界面剥離抑制と複合断面を良好とする観点では、該繊維を構成する成分間の溶解度パラメーター差は小さい方が良く、界面を形成する2種類の成分の溶解度パラメーター差が3.0以下となるようポリマーを選択するとよい。なお、ここで言う溶解度パラメーター(SP値)差とは、(蒸発エネルギー/モル容積)1/2で定義される物質の凝集力を反映するパラメーターを意味し、例えば「プラスチック・データブック」旭化成アミダス株式会社/プラスチック編集部共編、189ページ等に記載の値を用いることができる。特に、本発明の複合繊維をテキスタイルとした後に、1種類の成分を溶出させ、不揃いな断面の極細繊維を発生させる場合には、該繊維を構成する成分をアルカリ易溶解性ポリマーとアルカリ難溶解性ポリマーとし、アルカリ減量処理を行うとよい。例えば、該繊維を構成する成分をアルカリ易溶解性ポリエステルとアルカリ難溶解性ポリエステル、あるいは、アルカリ易溶解性ポリエステルとポリアミド(アルカリ難溶解性)とすれば、アルカリ減量処理により、アルカリ難溶解性ポリマーからなる不揃いな断面の極細繊維が発生することとなり、断面形状に由来した自然な斑が得られるため好適である。
本発明の複合繊維を活用することで、天然繊維のような自然な斑と柔らかな手触りを有するテキスタイルが得られることから、本発明は、インナーやアウターなどの一般衣料用途からカーテン・クロスなどのインテリア用途など衣料・アパレル用途として幅広く用いることができる。
When the conjugated fiber of the present invention is produced by melt spinning, excellent processability is achieved when the constituent components are thermoplastic polymers, and therefore, it is advisable to select the polymers from a group of polymers such as polyesters, polyethylenes, polypropylenes, polystyrenes, polyamides, polycarbonates, polymethyl methacrylates, and polyphenylene sulfides.
Furthermore, from the viewpoint of suppressing interfacial peeling and improving the composite cross section, it is preferable that the difference in solubility parameters between the components constituting the fiber is small, and it is advisable to select polymers such that the difference in solubility parameters between the two components forming the interface is 3.0 or less. The solubility parameter (SP value) difference referred to here refers to a parameter that reflects the cohesive strength of a substance, defined as (evaporation energy/molar volume) 1/2 , and can be, for example, the value described in "Plastics Data Book," co-edited by Asahi Kasei Amidas Corporation and the Plastics Editorial Department, page 189, etc. In particular, when one type of component is dissolved after the composite fiber of the present invention is made into a textile to generate ultrafine fibers with an irregular cross section, it is advisable to use an alkali-soluble polymer and an alkali-slightly soluble polymer as the components constituting the fiber and perform an alkali reduction treatment. For example, if the components constituting the fiber are a polyester that is easily soluble in alkali and a polyester that is hardly soluble in alkali, or a polyester that is easily soluble in alkali and a polyamide (slightly soluble in alkali), then the alkali reduction treatment will produce ultrafine fibers with irregular cross sections made of the hardly soluble in alkali polymer, which is preferable because natural unevenness resulting from the cross-sectional shape can be obtained.
By utilizing the conjugated fiber of the present invention, a textile having natural patterns and a soft feel like natural fibers can be obtained, and therefore the present invention can be used in a wide range of clothing and apparel applications, from general clothing applications such as innerwear and outerwear to interior applications such as curtains and cloth.
以下に本発明の複合繊維の製造方法の一例を詳述する。 An example of a method for producing the composite fiber of the present invention is described in detail below.
本発明の複合繊維、すなわち2種以上の成分からなる横断面において各成分が不定形であり、マーブル模様状の形態を有する複合繊維を、複合口金を用いて製糸することにより製造可能である。ここで該複合繊維を製糸する方法としては、生産性を高めるという観点から溶融紡糸が好適である。 The composite fiber of the present invention, i.e., a composite fiber composed of two or more components, each of which has an irregular cross section and a marbled pattern, can be produced by spinning using a composite spinneret. From the perspective of increasing productivity, melt spinning is a suitable method for spinning such composite fiber.
本発明の複合繊維に用いる複合口金としては、特開2018-154934号公報に記載される口金を複合口金仕様にして用いることが好ましい。図5に示した複合口金は、上から計量プレートH、合流プレートIおよび吐出プレートJの、3種類の部材が積層された状態で紡糸パック内に組み込まれ、紡糸に供される。ちなみに図5は、A成分およびB成分といった2種類の成分を用いた例であり、必要であれば、3種類以上の成分を用いて製糸してもよい。 The composite spinneret used for the composite fiber of the present invention is preferably the spinneret described in JP 2018-154934 A, adapted to composite spinneret specifications. The composite spinneret shown in Figure 5 is assembled into a spinning pack with three types of components stacked from top to bottom: metering plate H, confluence plate I, and discharge plate J, and is used for spinning. Incidentally, Figure 5 shows an example using two types of components, component A and component B, but if necessary, three or more types of components can be used for spinning.
図5に例示した複合口金では、計量プレートHにより、合流プレートIの各孔当たりの成分(ポリマー)量を計量し、合流プレートIによって、計量された異なるポリマーを任意の回数に合流させて混合することで、ポリマー流の横断面において、各ポリマーがマーブル模様状に複合され、吐出プレートJによって、合流プレートIで混合されたポリマー流を圧縮して、吐出するという役割を担っている。 In the composite spinneret shown in Figure 5, the metering plate H measures the amount of component (polymer) per hole in the confluence plate I, and the confluence plate I combines and mixes the measured different polymers any number of times, resulting in a marbled pattern of the polymers combined in the cross section of the polymer flow. The discharge plate J then compresses and discharges the polymer flow mixed in the confluence plate I.
合流プレートについては、特開2018-154934号公報に記載されているため、詳細は割愛するが、異なるポリマーが流れる流路を複数回合流させるもので、それぞれの流路孔から流れてきたポリマーが合流を繰り返すことで異なるポリマーが混合される。つまり、合流プレートには図5に例示するような多段合流微細流路Kが、吐出プレートJの各吐出孔に対して存在しており、この多段合流微細流路Kの各段において、異なるポリマー流の合流位置や角度といった合流形態が異なることから、合流を繰り返した場合にポリマー流の横断面において、各成分が多様な形態を有するマーブル模様状の形態を形成するのである。また、合流プレートIの多段合流微細流路Kの合流段数を変更することで、複合断面を容易に変化させることができ、例を示すと、合流段数が少ない場合には図2に例示するような粗大なマーブル模様状の構造であり、合流段数を増やすことで図1、さらに増やすことで図3のように繊細なマーブル模様状の構造にすることができる。なお、この複合断面は繊維軸方向に連続して形成することができ、特開昭59-100717号公報にあるような静止型混合素子で不均一混合したポリマー流を各吐出孔に偶発的に分配する方式(この方式による断面構造は図4のようになる。)に比べて、各単糸の複合比率や複合断面が経時で変化することがないため、糸切れなく安定的に製糸することができる。 The confluence plate is described in JP 2018-154934 A, so details are omitted here. However, it combines multiple flow paths carrying different polymers, resulting in a mixture of the different polymers as the polymers flowing from each flow path repeatedly merge. Specifically, the confluence plate has multistage confluence microchannels K, as shown in Figure 5, corresponding to each discharge hole of the discharge plate J. At each stage of these multistage confluence microchannels K, the confluence patterns, such as the confluence position and angle of the different polymer streams, vary. Therefore, repeated confluence results in a marbled pattern of various shapes for each component in the cross section of the polymer stream. Furthermore, by changing the number of confluence stages of the multistage confluence microchannels K in the confluence plate I, the composite cross section can be easily altered. For example, a small number of confluence stages results in a coarse marbled structure, as shown in Figure 2. Increasing the number of confluence stages results in a more delicate marbled structure, as shown in Figure 1, and further increasing the number of confluence stages results in a more delicate marbled structure, as shown in Figure 3. Furthermore, this composite cross section can be formed continuously in the fiber axis direction, and compared to the method described in JP 59-100717 A, in which a non-uniformly mixed polymer flow is accidentally distributed to each nozzle hole using a static mixing element (the cross-sectional structure resulting from this method is as shown in Figure 4), the composite ratio of each single yarn and the composite cross section do not change over time, allowing for stable spinning without yarn breakage.
複合口金の説明が錯綜するのを避けるために、図示されていないが、計量プレートHよりも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、流路を形成する部材を用いればよい。計量プレートH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をそのまま活用することができる。このため、特に該口金のために紡糸機を専有化する必要はない。また、実際には、流路-計量プレートH間あるいは計量プレートH-合流プレートI間に複数枚の流路プレートを積層するとよい。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、合流プレートI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Jより吐出された複合ポリマー流は、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、複合繊維となる。 To avoid confusing the explanation of the composite spinneret, components stacked above the metering plate H (not shown) can be components that form flow paths in accordance with the spinning machine and spin pack. By designing the metering plate H to match existing flow path components, the existing spin pack and its components can be used as is. Therefore, there is no need to dedicate a spinning machine specifically to this spinneret. In practice, it is also advisable to stack multiple flow path plates between the flow path and metering plate H or between the metering plate H and merging plate I. The purpose of this is to create a flow path that efficiently transports the polymer in the cross-sectional direction of the spinneret and the cross-sectional direction of the single yarn, and to configure it so that it is introduced into the merging plate I. After cooling and solidifying, the composite polymer stream discharged from the discharge plate J is given an oil agent and taken up by rollers at a specified peripheral speed to become composite fiber.
以上のような複合口金を用いて、本発明の複合繊維を製造することができる。ちなみに、該複合口金を使用すれば、溶液紡糸のような溶媒を使用する紡糸方法でも、本発明の複合繊維を製造することが可能であることは言うまでもない。 The composite fiber of the present invention can be produced using the composite spinneret described above. It goes without saying that, if this composite spinneret is used, the composite fiber of the present invention can also be produced using a spinning method that uses a solvent, such as solution spinning.
溶融紡糸を選択する場合、本発明の複合繊維を構成する成分としては前述のとおりである。例えば、ポリエチレンテレフタレートあるいはその共重合体、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などの溶融成形可能なポリマーが挙げられる。特にポリエステルやポリアミドに代表される重縮合系ポリマーは融点が高く、より好ましい。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。また、界面剥離の抑制と複合断面を良好とする観点から考えると、該繊維を構成する成分間の溶解度パラメーター差が3.0以下であることが好ましく、特に、本発明の複合繊維をテキスタイルとした後、1種類の成分を溶出させて、本発明の特徴である不揃いな断面の極細繊維を発生させたい場合には、アルカリ易溶解性ポリマーとアルカリ難溶解性ポリマーを含むことが好適であり、例えば、アルカリ易溶解性ポリエステルとアルカリ難溶解性ポリエステル、あるいは、アルカリ易溶解性ポリエステルとポリアミド(アルカリ難溶解性)を用いることが挙げられる。特に、易溶解性ポリエステルとしては、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を用いることが紡糸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。本発明の複合繊維から不揃いな断面の極細繊維を発生させるのに好適なポリマーの組合せの例として、融点の関係から易溶解成分に5-ナトリウムスルホイソフタル酸が5mol%~15mol%共重合されたポリエチレンテレフタレートおよびに前述した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500~3000のポリエチレングリコールが5wt%~15wt%共重合されたポリエチレンテレフタレート、難溶解成分にポリエチレンテレフタレート、あるいは、ポリアミド-6を用いることが挙げられる。 When melt spinning is selected, the components constituting the composite fiber of the present invention are as described above. Examples include melt-processable polymers such as polyethylene terephthalate or its copolymers, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polypropylene, polyolefin, polycarbonate, polyacrylate, polyamide, polylactic acid, and thermoplastic polyurethane. Polycondensation polymers, such as polyester and polyamide, have high melting points and are particularly preferred. The polymer may also contain various additives, such as inorganic substances such as titanium oxide, silica, and barium oxide; colorants such as carbon black, dyes, and pigments; flame retardants; fluorescent brighteners; antioxidants; and ultraviolet absorbers. Furthermore, from the viewpoint of suppressing interfacial delamination and achieving a good composite cross section, it is preferable that the difference in solubility parameters between the components constituting the fiber be 3.0 or less. In particular, when it is desired to form a textile from the composite fiber of the present invention and then dissolve one component to produce ultrafine fibers with irregular cross sections, which is a feature of the present invention, it is preferable that the fiber contains an alkali-soluble polymer and a poorly alkali-soluble polymer. For example, an alkali-soluble polyester and a poorly alkali-soluble polyester, or an alkali-soluble polyester and a polyamide (poorly alkali-soluble) can be used. In particular, as the easily soluble polyester, it is preferable to use a polyester copolymerized with polyethylene glycol and sodium sulfoisophthalic acid, either alone or in combination, from the viewpoint of spinnability and ease of solubility in low-concentration aqueous solvents. Examples of suitable polymer combinations for generating ultrafine fibers with irregular cross sections from the composite fibers of the present invention include polyethylene terephthalate copolymerized with 5 mol% to 15 mol% of 5-sodium sulfoisophthalic acid as the readily soluble component, due to their melting points, and polyethylene terephthalate copolymerized with the aforementioned 5-sodium sulfoisophthalic acid and 5 wt% to 15 wt% of polyethylene glycol having a weight average molecular weight of 500 to 3000, and polyethylene terephthalate or polyamide-6 as the poorly soluble component.
本発明の複合繊維を紡糸する際の紡糸温度は、2種類以上の成分のうち、主に高融点や高粘度ポリマーが流動性を示す温度とする。この流動性を示す温度としては、分子量によっても異なるが、そのポリマーの融点から融点+60℃以下で設定するよい。これ以下であれば、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るため好ましい。 The spinning temperature when spinning the composite fiber of the present invention is set to a temperature at which the two or more components, primarily the high-melting-point or high-viscosity polymer, exhibits fluidity. The temperature at which this fluidity is exhibited varies depending on the molecular weight, but it is preferably set between the melting point of the polymer and the melting point + 60°C. A temperature below this level is preferable because it prevents thermal decomposition of the polymer in the spinning head or spin pack and suppresses a decrease in molecular weight.
本発明の複合繊維を紡糸する際の吐出量としては、0.1g/min・hole~20.0g/min・holeとすることで安定して製造することができる。特に延伸後の単糸繊度が4dtex未満となるような単孔吐出量とすると、その細さから布帛とした際に柔軟な風合いが得られるため、好ましい。本発明の複合繊維を紡糸する際のA成分とB成分の比率は、吐出量を基準にA成分/B成分比率で5/95~95/5の範囲で選択することができる。A成分として難溶解成分、B成分として易溶解成分を用いて、本発明の複合繊維から不揃いな断面の極細繊維を発生させる場合、難溶解成分比率が高いほど極細繊維の生産性という点では好ましく、A成分/B成分比率が、30/70~20/80であれば、該繊維の横断面で難溶解成分が易溶解成分を過剰に取り囲むこともなく、短時間で溶解処理を完了することができる。 When spinning the composite fiber of the present invention, a throughput of 0.1 g/min-hole to 20.0 g/min-hole is required to ensure stable production. A single-hole throughput rate that results in a single-fiber fineness of less than 4 dtex after drawing is particularly preferred, as the fineness of the fiber results in a soft texture when woven into a fabric. The ratio of component A to component B when spinning the composite fiber of the present invention can be selected from a component A/component B ratio of 5/95 to 95/5 based on the throughput rate. When using a slightly soluble component as component A and a readily soluble component as component B to produce ultrafine fibers with irregular cross sections from the composite fiber of the present invention, a higher ratio of the slightly soluble component is preferable in terms of ultrafine fiber productivity. When the component A/component B ratio is 30/70 to 20/80, the slightly soluble component does not excessively surround the readily soluble component in the cross section of the fiber, and the dissolution process can be completed in a short time.
このように吐出されたポリマー流は、冷却固化されて、油剤を付与されて周速が規定されたローラーによって引き取られて複合繊維となる。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ればよいが、本発明に用いる複合繊維を安定に製造するには、100~7000m/minの範囲とすることが好ましい。この複合繊維は、高配向とし力学特性を向上させるという観点から、延伸を行うとよい。この延伸は、紡糸工程にて一旦巻き取られた後で行うことも良いし、一旦、巻き取ることなく、引き続き延伸を行うこともよい。 The polymer stream discharged in this manner is cooled and solidified, and is then applied with an oil and taken up by rollers with a specified peripheral speed to form composite fibers. The take-up speed can be determined based on the discharge rate and the desired fiber diameter, but a speed in the range of 100 to 7000 m/min is preferred for stable production of the composite fibers used in the present invention. From the perspective of highly orienting the composite fibers and improving their mechanical properties, it is advisable to draw them. This drawing can be carried out after they have been wound up in the spinning process, or it can be carried out immediately without winding them.
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、図1のような複合断面を有する複合繊維を得ることができる。第1ローラーの温度の上限としては、予熱過程で繊維の糸道乱れが発生しない温度とすることが好ましく、例えば、ガラス転移温度が70℃付近に存在するポリエチレンテレフタレートの場合には、通常この予熱温度は80~95℃程度で設定される。 As for the drawing conditions, for example, in a drawing machine consisting of one or more pairs of rollers, for fibers made from a polymer exhibiting thermoplasticity that can generally be melt-spun, the fibers can be comfortably drawn in the fiber axis direction by using a peripheral speed ratio between the first roller set at a temperature above the glass transition temperature and below the melting point and the second roller set at the crystallization temperature, and then heat-set and wound up to obtain a composite fiber with a composite cross section as shown in Figure 1. The upper limit of the temperature of the first roller is preferably set to a temperature that does not cause fiber path disturbance during the preheating process. For example, in the case of polyethylene terephthalate, whose glass transition temperature is around 70°C, the preheating temperature is usually set to around 80 to 95°C.
吐出プレート3より吐出された複合ポリマー流は、上述の製造方法に従い、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た後、加熱ローラーで延伸され、所望の複合繊維となる。 The composite polymer stream discharged from the discharge plate 3 is cooled and solidified according to the manufacturing method described above, and then an oil agent is applied. The stream is then taken up by rollers set at a specified peripheral speed, and then stretched by heated rollers to produce the desired composite fiber.
このようにして得られた本発明の複合繊維は、マーブル模様状の断面構造が単糸毎にその糸特性や、色調、光沢等に変化を与えることから、天然調の風合いや外観を醸し出すものとなる。また、本発明の複合繊維から不揃いな断面の極細繊維を得るには、易溶解成分が溶解可能な溶剤などに複合繊維を浸漬して易溶解成分を除去することで、難溶解成分からなる不揃いな断面の極細繊維を得ることができる。易溶解成分が、5-ナトリウムスルホイソフタル酸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。本発明の複合繊維をアルカリ水溶液にて処理する方法としては、例えば、複合繊維あるいはそれからなるテキスタイルとした後で、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、加水分解の進行を早めることができるため好ましい。なお、本発明の複合繊維から不揃いな断面の極細繊維を発生させる方法としては、上述の溶解処理に限定されるものではなく、延伸、もみ加工、起毛等の物理的方法、熱処理、沸水処理、膨潤処理等の化学的方法、あるいはこれらの組合せによっても実施可能である。 The composite fiber of the present invention obtained in this manner has a marbled cross-sectional structure that varies the yarn properties, color tone, luster, etc., for each single yarn, resulting in a natural-looking texture and appearance. Furthermore, to obtain ultrafine fibers with irregular cross sections from the composite fiber of the present invention, the composite fiber can be immersed in a solvent capable of dissolving the readily soluble components to remove the readily soluble components, thereby obtaining ultrafine fibers with irregular cross sections composed of sparingly soluble components. When the readily soluble component is copolymerized polyethylene terephthalate copolymerized with 5-sodium sulfoisophthalic acid or the like, an alkaline aqueous solution such as a sodium hydroxide aqueous solution can be used. For example, the composite fiber of the present invention can be treated with an alkaline aqueous solution by immersing the composite fiber or a textile made thereof in the alkaline aqueous solution. In this case, it is preferable to heat the alkaline aqueous solution to 50°C or higher, as this accelerates the progress of hydrolysis. The method for generating ultrafine fibers with irregular cross sections from the composite fiber of the present invention is not limited to the dissolution treatment described above, but can also be carried out by physical methods such as drawing, kneading, and raising, or chemical methods such as heat treatment, boiling water treatment, and swelling treatment, or a combination of these.
以上のように、本発明の複合繊維の製造方法を一般の溶融紡糸法に基づいて説明したが、メルトブロー法および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。 As mentioned above, the method for producing the composite fiber of the present invention has been explained based on the general melt spinning method, but it goes without saying that it can also be produced using the meltblowing method and the spunbonding method, and it can also be produced using solution spinning methods such as wet and dry-wet methods.
以下実施例を挙げて、本発明の複合繊維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、下記の評価を行った。
The conjugate fiber of the present invention will be specifically described below with reference to examples.
The examples and comparative examples were evaluated as follows.
A.ポリマーの溶融粘度
なお、測定温度は紡糸温度と同様にし、実施例あるいは比較例には、1216s-1の溶融粘度を記載している。なお、加熱炉にサンプルを投入してから測定開始までを5分とし、窒素雰囲気下で測定を行った。
A. Melt viscosity of polymer The measurement temperature was the same as the spinning temperature, and a melt viscosity of 1216 s -1 was recorded in the examples and comparative examples. The measurement was carried out in a nitrogen atmosphere, with a 5-minute time lapse between the time the sample was placed in the heating furnace and the start of the measurement.
B.ポリマーの融点
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、約5mgを秤量し、TAインスツルメント製示差走査熱量計(DSC)Q2000型を用いて、0℃から300℃まで昇温速度16℃/分で昇温後、300℃で5分間保持してDSC測定を行った。昇温過程中に観測された融解ピークより融点を算出した。測定は1試料につき3回行い、その平均値を融点とした。なお、融解ピークが複数観測された場合には、最も高温側の融解ピークトップを融点とした。
B. Melting Point of Polymer Chip-shaped polymer was adjusted to a moisture content of 200 ppm or less using a vacuum dryer, and approximately 5 mg was weighed out. Using a TA Instruments differential scanning calorimeter (DSC) Model Q2000, the temperature was raised from 0°C to 300°C at a heating rate of 16°C/min, and then held at 300°C for 5 minutes for DSC measurement. The melting point was calculated from the melting peak observed during the heating process. Measurements were performed three times per sample, and the average value was taken as the melting point. When multiple melting peaks were observed, the melting point was determined to be the top of the melting peak with the highest temperature.
C.溶解度パラメーター差
溶解度パラメーター(SP値)は、(蒸発エネルギー/モル容積)の平方根で定義される物質の凝集力を反映するパラメーターであり、種々の溶剤にポリマーを浸漬させ、膨潤の圧が極大となる溶剤の(蒸発エネルギー/モル容積)の値を該ポリマーの(蒸発エネルギー/モル容積)とすることにより求めることができる。このようにして求められたSP値は、例えば「プラスチック・データブック」旭化成アミダス株式会社/プラスチック編集部共編、189ページ等に記載されており、この値を用いることができる。また、組み合わせるポリマーの溶解度パラメーター差は、(A成分のSP値-B成分のSP値)の絶対値として算出する。
C. Solubility Parameter Difference The solubility parameter (SP value) is a parameter that reflects the cohesive strength of a substance, defined as the square root of (evaporation energy/molar volume). It can be determined by immersing a polymer in various solvents and taking the value of (evaporation energy/molar volume) of the solvent at which the swelling pressure is maximized as the (evaporation energy/molar volume) of the polymer. The SP value determined in this manner is described, for example, in "Plastics Data Book," co-edited by Asahi Kasei Amidas Corporation and the Plastics Editorial Department, page 189, and this value can be used. The solubility parameter difference between the polymers to be combined is calculated as the absolute value of (SP value of component A - SP value of component B).
D.繊度
複合繊維の100mの重量を測定し、その値を100倍した値を算出した。この測定を10回繰り返し、その平均値を繊度(dtex)とした。また上記の繊度をフィラメント数で割った値を単糸繊度(dtex)とした。
D. Fineness The weight of 100 m of the composite fiber was measured, and the weight was multiplied by 100 to calculate the fineness (dtex). This measurement was repeated 10 times, and the average value was taken as the fineness (dtex). The value obtained by dividing the fineness by the number of filaments was taken as the single yarn fineness (dtex).
E.ウスターU%
繊度斑測定装置Zellweger製(UT-4)を用いて、供糸速度100m/分、ツイスター回転数6000rpm、測定長100mの条件で、複合繊維のウスターU%(H)を測定した。
E. Worcester U%
Using a fineness unevenness measuring device (UT-4) manufactured by Zellweger, the Worcester U% (H) of the composite fiber was measured under the conditions of a yarn supply speed of 100 m/min, a twister rotation speed of 6000 rpm, and a measurement length of 100 m.
F.平均円形度および円形度の最大値と最小値の差
吐出直後の複合繊維を繊維軸方向の任意の位置で繊維軸方向とほぼ垂直に切断し、その切断面をOLYMPUS製 光学顕微鏡にて単糸の横断面を構成する成分の界面が観察できる倍率で撮影した。画像処理ソフト(WINROOF)を用いて、1本の単糸横断面を抽出した後、グレースケール画像に変換し、閾値を調整して2値化処理を行った。2値化処理された画像からある特定成分を表すセグメントの断面パラメーターを読み取り、その抽出されたすべてのセグメントの円形度を測定した。同様の処理を5本の単糸横断面について繰り返し行い、求められた各セグメントの円形度を算術平均し、小数点第3位以下を四捨五入して平均円形度とした。なお、各セグメントの円形度は画像処理ソフトにより以下の式で算出した。
(セグメントの円形度)={4π×セグメントの面積/(セグメントの周囲長)2}
抽出されたすべてのセグメントのうち、円形度が最大のものと最小のセグメントの円形度の差を求めた。
F. Average circularity and difference between maximum and minimum circularity values. Immediately after extrusion, the composite fiber was cut approximately perpendicular to the fiber axis at an arbitrary position along the fiber axis, and the cut surface was photographed using an optical microscope manufactured by Olympus at a magnification that allowed observation of the interface between the components constituting the single yarn cross section. Using image processing software (WINROOF), one single yarn cross section was extracted, converted into a grayscale image, and binarized by adjusting the threshold value. From the binarized image, the cross-sectional parameters of segments representing a specific component were read, and the circularity of all extracted segments was measured. The same process was repeated for five single yarn cross sections, and the calculated circularity of each segment was arithmetically averaged and rounded to two decimal places to obtain the average circularity. The circularity of each segment was calculated using the image processing software using the following formula:
(Circularity of segment)={4π×area of segment/(perimeter of segment) 2 }
Of all the extracted segments, the difference in circularity between the segment with the maximum circularity and the segment with the minimum circularity was calculated.
G.円形度0.10以下のセグメントのセグメント総数に対する割合
上述した2値化処理された画像で抽出されたすべてのセグメントのうち、円形度が0.10以下のセグメント数のセグメント総数に対する割合を算出した。
G. Ratio of Segments with a Circularity of 0.10 or Less to the Total Number of Segments Of all the segments extracted from the image subjected to the above-described binarization processing, the ratio of the number of segments with a circularity of 0.10 or less to the total number of segments was calculated.
H.外観(染色布帛)
複合繊維を織密度が180本/2.54cmとなるように繊維の本数を調整し、平織地を作製した。得られた平織地を80℃で20分間精練し、次の染色条件で染色した。
染料:NICHILON BLUE(日成化成製) 3.0%owf
助剤:ウルトラN-2(ミテジマ化学製) 0.5g/L
分散剤:RAP-250(明成化学製) 0.5g/L
染色条件:50℃×20分 → 100℃×30分。
H. Appearance (dyed fabric)
The number of fibers in the composite fiber was adjusted so that the weave density was 180/2.54 cm, and a plain woven fabric was produced. The obtained plain woven fabric was scoured at 80°C for 20 minutes and dyed under the following dyeing conditions.
Dye: NICHILON BLUE (manufactured by Nissei Kasei) 3.0% owf
Auxiliary agent: Ultra N-2 (Mitejima Chemical Co., Ltd.) 0.5 g/L
Dispersant: RAP-250 (manufactured by Meisei Chemical Industry Co., Ltd.) 0.5 g/L
Dyeing conditions: 50°C x 20 minutes → 100°C x 30 minutes.
上記で染色した平織地の外観を検査者(5人)により、次の基準に基づき3段階判定した。
A:明瞭な濃淡がある。
B:やや不明瞭だが濃淡がある。
C:単調。
The appearance of the dyed plain weave fabric was evaluated by five inspectors on three levels based on the following criteria:
A: There is a clear difference in shade.
B: Somewhat unclear but with some shading.
C: Monotonous.
I.外観(アルカリ処理布帛)
複合繊維を織密度が180本/2.54cmとなるように繊維の本数を調整し、平織地を作製した。得られた平織地を90℃に加熱した濃度1%の水酸化ナトリウム水溶液に30分間浸漬した後に水洗いして、60℃に設定した熱風乾燥機で30分間乾燥させた。アルカリ処理した平織地の外観を検査者(5人)により次の基準に基づき4段階判定した。
S:自然で艶やかな光沢がある。
A:自然な光沢がある。
B:細かいちらつきがある。
C:ぎらつきがある。
I. Appearance (alkali-treated fabric)
A plain weave fabric was prepared by adjusting the number of fibers in the composite fiber to a weave density of 180 fibers/2.54 cm. The resulting plain weave fabric was immersed in a 1% sodium hydroxide aqueous solution heated to 90°C for 30 minutes, rinsed with water, and dried in a hot air dryer set to 60°C for 30 minutes. The appearance of the alkali-treated plain weave fabric was evaluated by five inspectors on a four-point scale based on the following criteria:
S: Has a natural, glossy sheen.
A: It has a natural luster.
B: There is fine flickering.
C: There is glare.
J.手触り(アルカリ処理布帛)
外観評価で使用したアルカリ処理した平織地について、手触りを検査者(5人)の触感により次の基準に基づき4段階判定した。
S:柔らかみがあり、手触りが優れている。
A:手触りが良好。
B:衣料用途として使用可能なレベル。
C:手触りが悪い。
J. Hand feel (alkali-treated fabric)
The alkali-treated plain weave fabric used in the appearance evaluation was evaluated for feel by five examiners, who rated the feel of the fabric on a four-point scale based on the following criteria.
S: Soft and has a good feel.
A: Feels good to the touch.
B: A level that can be used for clothing.
C: Feels bad to the touch.
K.耐剥離性
複合繊維を織密度が180本/2.54cmとなるように繊維の本数を調整し、平織地を作製した。得られた平織地について、フロスティング処理を強条件(湿潤状態、荷重:7.36N)または弱条件(乾状態、荷重:4.12N)で行った後、平織地を繊維軸方向と垂直に切断し、その繊維断面をHITACHI製 走査型電子顕微鏡(SEM)にて撮影して、得られた繊維断面写真の切断面に界面剥離が存在するかを観察した。この時、耐剥離性を次の基準に基づき3段階判定した。
A:強条件のフロスティング後でも界面剥離なし。
B:強条件のフロスティング後では界面剥離が存在するが、弱条件では界面剥離なし
C:弱条件のフロスティング後でも界面剥離が存在する。
K. Peel Resistance Plain woven fabrics were prepared by adjusting the number of fibers in the composite fiber to a weave density of 180 fibers/2.54 cm. The resulting plain woven fabrics were subjected to a frosting treatment under strong conditions (wet state, load: 7.36 N) or weak conditions (dry state, load: 4.12 N). The plain woven fabrics were then cut perpendicular to the fiber axis, and the fiber cross sections were photographed using a Hitachi scanning electron microscope (SEM). The cut surfaces of the resulting fiber cross sections were observed for the presence of interfacial peeling. Peel resistance was then evaluated based on the following three criteria:
A: No interfacial peeling even after frosting under severe conditions.
B: Interfacial peeling occurs after frosting under strong conditions, but no interfacial peeling occurs under weak conditions. C: Interfacial peeling occurs even after frosting under weak conditions.
L.高次加工通過性(仮撚加工における糸切れ回数)
複合繊維の高次加工通過性は3kg巻きパーンを仮撚加工したときの糸切れ回数により3段階評価した。仮撚加工条件は、加工速度500m/min、延伸倍率1.05倍、仮撚加工温度130℃(熱板長2.0m)、仮撚数3000T/Mとし、仮撚加工した際の単糸切れを含めた糸切れ回数から高次加工性を評価した。仮撚加工の操業への支障を最小限に抑えられる範囲として、加工時の糸切れ回数が4回以下となることを好適な範囲とした。さらにこの糸切れ回数が1回以下であれば、仮撚加工の操業への支障がないと言えるので、優れた高次加工通過性を有すると判定した。
A:糸切れ回数0~1回
B:糸切れ回数2~4回
C:糸切れ回数5回以上。
L. Advanced processing passability (number of yarn breakages during false twist processing)
The high-level processability of the composite fiber was evaluated on a three-level scale based on the number of yarn breakages that occurred when a 3 kg wound pirn was false-twisted. The false-twisting conditions were a processing speed of 500 m/min, a draw ratio of 1.05, a false-twisting temperature of 130°C (hot plate length of 2.0 m), and a false-twist number of 3000 T/M. The high-level processability was evaluated based on the number of yarn breakages, including single yarn breakages, that occurred during false-twisting. A preferable range for minimizing interference with false-twisting operations was one in which the number of yarn breakages during processing was four or less. Furthermore, if the number of yarn breakages was one or less, it could be said that there was no interference with false-twisting operations, and the fiber was therefore judged to have excellent high-level processability.
A: 0 to 1 thread breakage. B: 2 to 4 thread breakages. C: 5 or more thread breakages.
[実施例1]
A成分として、ポリエチレンテレフタレート(PET、溶融粘度:120Pa・s、融点:254℃、SP値:21.4MPa1/2)と、B成分として、5-ナトリウムスルホイソフタル酸8.0モル%、ポリエチレングリコールを9wt%共重合したポリエチレンテレフタレート(SSIA-PEG共重合PET、溶融粘度:95Pa・s、融点:233℃、SP値:22.9MPa1/2)を準備した。なお、組み合わせたポリマーの溶解度パラメーター差は1.5MPaであった。
[Example 1]
Polyethylene terephthalate (PET, melt viscosity: 120 Pa s, melting point: 254°C, SP value: 21.4 MPa 1/2 ) was prepared as component A, and polyethylene terephthalate copolymerized with 8.0 mol % of 5-sodium sulfoisophthalic acid and 9 wt % of polyethylene glycol (SSIA-PEG copolymerized PET, melt viscosity: 95 Pa s, melting point: 233°C, SP value: 22.9 MPa 1/2 ) was prepared as component B. The difference in solubility parameters of the combined polymers was 1.5 MPa.
これらの成分を290℃で別々に溶融後、A/B成分の複合比率を50/50として、図5に例示した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、合流プレートには合流段数2段の多段合流微細流路Aを用い、図1に示すようなマーブル模様状の複合断面形状となるように吐出した。吐出された複合ポリマー流を冷却固化させた後、油剤付与し、紡糸速度1000m/minで巻取り、200dtex-8フィラメント(総吐出量20g/min)の未延伸糸を採取した。巻き取った未延伸繊維を90℃と130℃に加熱したローラー間で3.5倍延伸を行い、56dtex-8フィラメントの延伸繊維を得た。繊度斑の指標であるU%は0.6%であり、繊維軸方向の太さ均一性に優れたものであった。なお、この複合繊維を100kg製糸するにあたり、糸切れは発生せず、製糸性は良好であった。 These components were melted separately at 290°C, then introduced into a spinning pack incorporating a composite spinneret (shown in Figure 5) with a 50/50 component A/B ratio. A composite polymer stream was then extruded from the extrusion holes. A two-stage multi-stage microchannel A was used for the extrusion plate, and the composite polymer stream was extruded to form a marbled composite cross-sectional shape as shown in Figure 1. The extruded composite polymer stream was cooled and solidified, then oiled and wound at a spinning speed of 1000 m/min to obtain an undrawn yarn of 200 dtex-8 filaments (total output of 20 g/min). The wound undrawn fiber was drawn 3.5 times between rollers heated to 90°C and 130°C, yielding a drawn fiber of 56 dtex-8 filaments. The U% (index of fineness unevenness) was 0.6%, demonstrating excellent thickness uniformity along the fiber axis. Furthermore, when 100 kg of this composite fiber was spun, no thread breakage occurred and spinnability was good.
得られた複合繊維の横断面を観察したところ、各成分がマーブル模様状に練り込まれた構造を有しており、A成分に注目すると、特定の形状に偏ることなく、枝分かれがあるような複雑な形状から円のような単純な形状まで広範に分布しており、平均円形度は0.37であり、円形度の最大値と最小値の差は0.71であった。また、木の根のように入り込んだ形状のセグメントも観察され、円形度0.1以下のセグメントの割合は6%であった。また、1本の単糸横断面におけるセグメント数は18であった。なお、横断面におけるマーブル模様状の複合形態は繊維軸方向に連続していた。 When the cross section of the resulting composite fiber was observed, it was found to have a structure in which the components were kneaded together in a marbled pattern. Focusing on component A, there was no bias toward any particular shape, and it was widely distributed, ranging from complex, branched shapes to simple, circular shapes. The average circularity was 0.37, and the difference between the maximum and minimum circularity values was 0.71. Segments with root-like, embedded shapes were also observed, with 6% of segments having a circularity of 0.1 or less. The number of segments in the cross section of one single yarn was 18. The marbled composite morphology in the cross section was continuous in the fiber axis direction.
得られた複合繊維の3kg巻きパーンを仮撚加工したところ、各成分がマーブル模様状に入り込んだ横断面形態をしていることから、糸切れはなく、高次加工通過性は良好であった。また、得られた複合繊維を製織した織物で耐剥離性を評価した結果、強条件のフロスティング後でも界面剥離は観察されなかった。 When a 3 kg wound pirn of the resulting composite fiber was false-twisted, the cross-sectional shape showed that each component was interwoven in a marbled pattern, resulting in no yarn breakage and good passability through advanced processing. Furthermore, when the peel resistance of fabric woven from the resulting composite fiber was evaluated, no interfacial peeling was observed, even after frosting under severe conditions.
得られた複合繊維を製織した織物を80℃で20分間精練し、カチオン染色して染色織物を得た。染色した織物は、単糸を構成する染色性を異にする成分が多様な状態で表面に露出することから、自然な濃淡を有しており、色調変化に富むものであった。 The resulting composite fiber was woven into a fabric, which was then scoured at 80°C for 20 minutes and cationic dyed to obtain a dyed fabric. The dyed fabric had natural shades and a wide range of color variations, as the components with different dyeability that make up the single yarns were exposed on the surface in a variety of states.
得られた複合繊維を製織した織物を90℃に加熱した濃度1%の水酸化ナトリウム水溶液(浴比1:50)に30分間浸漬することで、B成分のSSIA-PEG共重合PETを99%以上除去し、不揃いな断面の極細繊維を発生させ、これにより構成される織物を得た。この極細繊維で構成される織物を評価したところ、不揃いな断面を有すことから、織物表面には自然で艶やかな光沢があり、さらに不揃いな断面の単糸間で独特な空隙を形成することから手触りも優れており、天然繊維のような暖かみのある風合いを有していた。結果を表1に示す。 A fabric woven from the resulting composite fiber was immersed in a 1% sodium hydroxide aqueous solution (bath ratio 1:50) heated to 90°C for 30 minutes, removing over 99% of the SSIA-PEG copolymerized PET (component B), generating ultrafine fibers with irregular cross-sections, and a fabric composed of these was obtained. Evaluation of this ultrafine fiber fabric revealed that the irregular cross-sections gave the fabric a natural, lustrous sheen on the surface. Furthermore, the unique voids formed between the single yarns with irregular cross-sections gave the fabric an excellent feel and a warm texture reminiscent of natural fibers. The results are shown in Table 1.
[実施例2、3、4、5]
実施例1に記載の方法において、合流プレートの合流段数を1段(実施例2)、3段(実施例3)、6段(実施例4)、7段(実施例5)と変更する以外はすべて実施例1と同じに実施した。これらの複合繊維の評価結果は、表1に示すとおりであるが、合流段数に関わらず複合繊維の横断面で各成分はマーブル模様状に練り込まれた構造を形成していた。なお、横断面のマーブル模様状の複合形態は繊維軸方向に連続していた。実施例2と実施例4~5では、円形度0.1以下のセグメントが存在しないことから、強条件のフロスティングで界面剥離が観察され、耐剥離性は若干低下したが、高次加工通過性は良好であった。また、実施例4~6では、合流段数の増加にともない、より微細なマーブル模様状の構造となることから、溶解処理後に得られる不揃いな断面の極細繊維がナノファイバーオーダーの直径となり、特にソフトでしなやかな風合いを有していた。なお、実施例2から実施例5のすべてにおいて、複合繊維を100kg製糸したときに糸切れ回数は発生せず、製糸性は良好であった。
[Examples 2, 3, 4, and 5]
The same procedure as in Example 1 was repeated, except that the number of confluence plates was changed to one (Example 2), three (Example 3), six (Example 4), and seven (Example 5). The evaluation results for these composite fibers are shown in Table 1. Regardless of the number of confluence plates, the components formed a marbled structure in the cross section of the composite fiber. The marbled composite morphology in the cross section was continuous in the fiber axis direction. In Examples 2 and 4-5, there were no segments with a circularity of 0.1 or less. Therefore, interfacial peeling was observed under severe frosting conditions, and peel resistance was slightly reduced. However, the high-level processing passability was good. Furthermore, in Examples 4-6, an increase in the number of confluence plates resulted in a finer marbled structure. Consequently, the ultrafine fibers with irregular cross sections obtained after dissolution treatment had nanofiber-order diameters and a particularly soft and supple texture. In all of Examples 2 to 5, when 100 kg of composite fiber was spun, no yarn breakage occurred, and the spinnability was good.
[実施例6、7]
実施例1に記載の方法において、A/B成分の複合比率を30/70(実施例5)、70/30(実施例6)と変更する以外はすべて実施例1と同じに実施した。これらの複合繊維の評価の結果は、表1に示す通りであるが、実施例1に類似したマーブル模様状の複合断面を有しており、耐剥離性および高次加工通過性は良好であった。実施例6では、横断面において、難溶解成分のPETが易溶解成分のSSIA-PEG共重合PETの周りを取り囲む構造が一部で観察され、実施例1から実施例5で用いた溶解処理条件では、SSIA-PEG共重合PETが30%残存する結果となった。このため、問題ないレベルではあるが、若干外観および手触りに劣るものとなった。また、実施例5および実施例6において、複合繊維を100kg製糸したときに糸切れは起こらず、製糸性は良好であった。
[Examples 6 and 7]
The same procedure as in Example 1 was repeated, except that the A/B component conjugation ratio was changed to 30/70 (Example 5) and 70/30 (Example 6). The evaluation results of these conjugated fibers are shown in Table 1. They had a marbled composite cross section similar to that of Example 1, and exhibited good peel resistance and high-level processing passability. In Example 6, a structure in which the poorly soluble component PET surrounded the easily soluble component SSIA-PEG copolymerized PET was observed in some parts of the cross section. Under the dissolution treatment conditions used in Examples 1 to 5, 30% of the SSIA-PEG copolymerized PET remained. This resulted in slightly inferior appearance and feel, although not problematic. Furthermore, in Examples 5 and 6, no yarn breakage occurred when 100 kg of the conjugated fibers were spun, and spinnability was good.
[実施例8]
実施例1に記載の方法において、A成分をポリアミド-6(N6、溶融粘度:100Pa・s、融点:225℃、SP値:23.7MPa1/2)、B成分を5-ナトリウムスルホイソフタル酸8.0モル%、ポリエチレングリコールを9wt%共重合したポリエチレンテレフタレート(SSIA-PEG共重合PET、溶融粘度:95Pa・s、融点:233℃、SP値:22.9MPa1/2)として280℃で紡糸した以外はすべて実施例1と同様に実施した。なお、組み合わせたポリマーの溶解度パラメーター差は0.8MPaとなる。これらの複合繊維の評価結果は、表1に示すとおりであるが、複合化するポリマーを変更した場合であっても、繊維横断面で各成分は図1のようなマーブル模様状に練り込まれた構造を形成していた。円形度0.1以下のセグメントが存在することから、強条件のフロスティングでも界面剥離が観察されず、耐剥離性は良好であった。溶解処理により不揃いな断面の極細繊維を発生させた織物を評価したところ、不揃いな断面形状により、織物表面は自然で艶やかな光沢を呈しており、さらに不揃いな断面の単糸間で独特な空隙を形成することから手触りの点でも優れるものであった。なお、複合繊維を100kg製糸したときに糸切れ回数は発生せず、製糸性は良好であった。
[Example 8]
The same procedure as in Example 1 was repeated except that, in the method described in Example 1, component A was polyamide-6 (N6, melt viscosity: 100 Pa·s, melting point: 225°C, SP value: 23.7 MPa 1/2 ), and component B was polyethylene terephthalate copolymerized with 8.0 mol% 5-sodium sulfoisophthalic acid and 9 wt% polyethylene glycol (SSIA-PEG copolymerized PET, melt viscosity: 95 Pa·s, melting point: 233°C, SP value: 22.9 MPa 1/2 ), and these were spun at 280°C. The difference in solubility parameters between the combined polymers was 0.8 MPa. The evaluation results of these composite fibers are shown in Table 1. Even when the composite polymer was changed, the components formed a structure in the cross section of the fiber in which they were kneaded into a marbled pattern as shown in Figure 1. Due to the presence of segments with a circularity of 0.1 or less, no interfacial peeling was observed even under strong frosting conditions, and peel resistance was good. When the woven fabric in which ultrafine fibers with irregular cross sections had been generated by the dissolution treatment was evaluated, it was found that the irregular cross-sectional shape gave the woven fabric a natural, glossy luster on its surface, and that the unique gaps formed between the single yarns with irregular cross sections gave the fabric an excellent feel. Furthermore, when 100 kg of the composite fiber was spun into yarn, no yarn breakage occurred, and the spinnability was good.
[実施例9]
実施例1に記載の方法において、A成分をポリプロピレン(PP、溶融粘度:70Pa・s、融点:165℃、SP値:16.8MPa1/2)、B成分を5-ナトリウムスルホイソフタル酸8.0モル%、ポリエチレングリコールを9wt%共重合したポリエチレンテレフタレート(SSIA-PEG共重合PET、溶融粘度:95Pa・s、融点:233℃、SP値:22.9MPa1/2)として280℃で紡糸した以外はすべて実施例1と同様に実施した。なお、組み合わせたポリマーの溶解度パラメーター差は6.1MPa1/2となる。これらの複合繊維の評価結果は、表1に示すとおりであるが、繊維横断面で各成分はマーブル模様状に練り込まれた構造を形成していたものの、組み合わせるポリマーの溶解度パラメーター差が大きいため、円形度が大きな単純な円形状のセグメントが形成され、平均円形度は0.69となった。円形度0.1以下のセグメントが存在しないことから、強条件のフロスティングで界面剥離が観察され、耐剥離性は低下した。なお、複合繊維を100kg製糸したときに糸切れ回数は発生せず、製糸性は良好であった。
[Example 9]
The same procedure as in Example 1 was repeated except that, in the method described in Example 1, Component A was polypropylene (PP, melt viscosity: 70 Pa·s, melting point: 165°C, SP value: 16.8 MPa 1/2 ), and Component B was polyethylene terephthalate copolymerized with 8.0 mol% 5-sodium sulfoisophthalic acid and 9 wt% polyethylene glycol (SSIA-PEG copolymerized PET, melt viscosity: 95 Pa·s, melting point: 233°C, SP value: 22.9 MPa 1/2 ), and these were spun at 280°C. The difference in solubility parameters between the combined polymers was 6.1 MPa 1/2 . The evaluation results of these composite fibers are shown in Table 1. Although the components formed a marbled structure in the fiber cross section, the large difference in solubility parameters between the combined polymers resulted in the formation of simple circular segments with high circularity, resulting in an average circularity of 0.69. Since there were no segments with a circularity of 0.1 or less, interfacial peeling was observed under strong frosting conditions, and peel resistance was reduced. Furthermore, when 100 kg of the composite fiber was spun, no yarn breakage occurred, and spinnability was good.
[実施例10、11、12、13]
実施例1に記載の方法において、多段合流微細流路Aとはポリマー流の合流位置と合流角度が異なる多段合流微細流路Bで構成された合流プレートを用い、その合流段数を2段(実施例10)、1段(実施例11)、3段(実施例12)、6段(実施例13)と変更する以外はすべて実施例1と同じに実施した。これらの複合繊維の評価結果は、表2に示すとおりであるが、合流段数に関わらず複合繊維の横断面で各成分はマーブル模様状に練り込まれた構造を形成しており、かつ、その構造は繊維軸方向に連続していた。実施例10~13では、実施例1~5と比較して円形度の最小値と最大値の差が小さく、比較的似通った形状のセグメントで構成されているものの、アルカリ処理した織物の表面は自然な光沢を有していた。実施例10と実施例12では、円形度0.1以下のセグメントが存在することから、強条件のフロスティングでも界面剥離が観察されず、耐剥離性は良好であった。なお、実施例10から実施例13のすべてにおいて、複合繊維を100kg製糸したときに糸切れ回数は発生せず、製糸性は良好であった。
[Examples 10, 11, 12, and 13]
The method described in Example 1 was repeated except that a confluence plate consisting of multistage confluence microchannels B, which differed from multistage confluence microchannels A in the confluence position and confluence angle of the polymer streams, was used, and the number of confluence stages was changed to two (Example 10), one (Example 11), three (Example 12), and six (Example 13). The evaluation results for these composite fibers are shown in Table 2. Regardless of the number of confluence stages, the cross section of the composite fiber showed a structure in which each component was kneaded into a marbled pattern, and this structure was continuous in the fiber axis direction. In Examples 10 to 13, the difference between the minimum and maximum circularity values was smaller than in Examples 1 to 5, and although the fabrics were composed of segments with relatively similar shapes, the alkali-treated fabrics had a natural luster on their surfaces. In Examples 10 and 12, segments with a circularity of 0.1 or less were present, so no interfacial peeling was observed even under severe frosting conditions, and peel resistance was good. In all of Examples 10 to 13, when 100 kg of composite fiber was spun, no yarn breakage occurred and spinnability was good.
[比較例1]
実施例1に記載の方法において、複合口金として特開平10-237715号公報および特開昭59-100717号公報に記載される静止型混合素子(混合素子数:2)を備えた複合口金を使用したこと以外はすべて実施例1と同じに実施した。比較例1で得られた複合繊維の結果は表1に示すとおりであるが、各成分がいびつな形状で4層から5層積層した横断面構造を有しており、横断面構造は繊維軸方向に沿って変化するものであった。U%は1.2%であり、繊維軸方向の太さ斑が大きかった。円形度の最小値と最大値の差は0.14と小さく、形状分布に乏しいことに加えて、セグメント数が2と非常に少ないことから、溶解処理後の織物の外観は単調で冷たく、手触りもごわつきのある硬いものであった。また、横断面がいびつではあるものの単調な積層構造であることから、弱条件のフロスティングでも界面剥離が生じ、仮撚加工においても糸切れが頻発し、高次加工通過性に問題があった。また、不均一混合した複合ポリマー流を各吐出孔へ偶発的に分配する方式であり、単糸間の複合比率に差があり、経時で複合比率にも変化が生じることから、この複合繊維を100kg製糸する際に8回糸切れが発生した。
[Comparative Example 1]
The same procedure as in Example 1 was repeated, except that a composite spinneret equipped with two static mixing elements (number of mixing elements: 2) as described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-237715 and 59-100717 was used. The results of the composite fiber obtained in Comparative Example 1 are shown in Table 1. The components had an irregular cross-sectional structure with four to five laminated layers, and the cross-sectional structure varied along the fiber axis. The U% was 1.2%, and there was significant thickness variation along the fiber axis. The difference between the minimum and maximum circularity values was only 0.14, and the shape distribution was poor. In addition, the number of segments was very small (2). Therefore, the appearance of the woven fabric after dissolution treatment was monotonous and cold, and the feel was stiff and stiff. Furthermore, because the cross-section was irregular but the monotonous laminated structure occurred, interfacial delamination occurred even with weak frosting conditions, and yarn breakage frequently occurred during false twisting, resulting in problems with high-level processing passability. Furthermore, since this method involves accidentally distributing a non-uniformly mixed composite polymer flow to each nozzle, there are differences in the composite ratio between single yarns, and the composite ratio also changes over time, so yarn breakage occurred eight times when spinning 100 kg of this composite fiber.
[比較例2]
比較例1において、静止型混合素子の混合素子数を4に増やしたこと以外はすべて同じに実施した。比較例1に比べて、各成分がより多層に、かつ、いびつに積層された横断面構造を有す複合繊維が得られた。なお、横断面構造は繊維軸方向に沿って変化するものであった。円形度の最小値と最大値の差は0.09と非常に小さく、複雑な形状のセグメントだけが存在した形状分布に乏しい断面となり、溶解処理後の織物の外観はわずかに変化があるものの単調で冷たいものであった。また、弱条件のフロスティングでは界面剥離は観察されなかったものの、単糸間で複合比率に差があり、経時でも複合比率が変化することから、複合繊維を100kg製糸する際に6回糸切れが発生し、仮撚工程でも糸切れが頻発した。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 1, the same experiment was conducted except that the number of static mixing elements was increased to four. Compared to Comparative Example 1, a composite fiber was obtained with a cross-sectional structure in which each component was layered in more layers and irregularly. The cross-sectional structure varied along the fiber axis. The difference between the minimum and maximum circularity values was very small at 0.09, resulting in a cross-section with little shape distribution, with only complex-shaped segments present. The appearance of the fabric after dissolution treatment varied slightly, but was monotonous and cold. Furthermore, although no interfacial delamination was observed in the weak frosting condition, there were differences in the conjugation ratio between the single yarns, and the conjugation ratio changed over time. Therefore, yarn breakage occurred six times during the spinning of 100 kg of composite fiber, and yarn breakage also occurred frequently during the false twisting process.
A:A成分
B:B成分
C:円形状の成分(A成分)の例
D:筋形状の成分(A成分)の例
E:三角形状の成分(A成分)の例
F:多様な形状が結合した複雑な形状の成分(A成分)の例
G:木の根のように入り込んだ形状の成分(A成分)の例
H:計量プレート
I:合流プレート
J:吐出プレート
K:多段合流微細流路
A: Component A B: Component B C: An example of a circular component (Component A) D: An example of a streak-shaped component (Component A) E: An example of a triangular component (Component A) F: An example of a component (Component A) with a complex shape that combines various shapes G: An example of a component (Component A) with a shape that penetrates like tree roots H: Metering plate I: Merging plate J: Discharge plate K: Multi-stage merging fine flow channel
Claims (4)
A textile product at least partly comprising the conjugated fiber according to any one of claims 1 to 3 .
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