吸湿性优异的海岛型复合纤维、假捻丝和纤维结构体的制作方法

文档序号:16998241发布日期:2019-03-02 01:32阅读:277来源:国知局
吸湿性优异的海岛型复合纤维、假捻丝和纤维结构体的制作方法

本发明涉及岛成分为具有吸湿性的聚合物、吸湿性优异的海岛型复合纤维。更具体地说,涉及一种海岛型复合纤维,其能够使在染色等的热水处理中随着岛成分的具有吸湿性的聚合物的体积溶胀而产生的海成分的裂纹得到抑制,所以在制成机织物、针织物等的纤维结构体后染色不均匀和起毛少,品质优异,而且具有吸湿性的聚合物的溶出得到抑制,因此在染色等的热水处理后也吸湿性优异,进而,在海成分为聚酯的情况,能够兼有聚酯纤维本来的干爽感,可以很好地用于衣料用途。



背景技术:

聚酯纤维,由于价格便宜,机械特性、干爽感优异,所以被用于广泛用途。但是,由于吸湿性不足,所以在夏季的高湿天气时产生闷热感,在冬季的低湿天气时产生静电等,从穿着舒适性的观点存在要解决的课题。

为了改善上述缺点,关于对聚酯纤维赋予吸湿性的方法,迄今为止已经提出了各种提案。作为赋予吸湿性的通常方法,可以列举向聚酯中共聚亲水性化合物或添加亲水性化合物等,作为亲水性化合物的一例可以列举出聚乙二醇。

例如在专利文献1中,提出了使用共聚了聚乙二醇而成的聚酯作为吸湿性聚合物的纤维。在该提案中,将吸湿性聚合物单独纤维化,对聚酯纤维赋予吸湿性。

专利文献2中,提出了芯中配置共聚了聚乙二醇的聚酯、鞘配置聚对苯二甲酸乙二醇酯的芯鞘型复合纤维。在该提案中,通过芯中配置吸湿性聚合物,对聚酯纤维赋予吸湿性。

专利文献3中,提出了岛中配置共聚了聚乙二醇的聚酯、海中配置聚对苯二甲酸乙二醇酯的海岛型复合纤维。在该提案中,通过岛中配置吸湿性聚合物,对聚酯纤维赋予吸湿性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006-104379号公报

专利文献2:日本特开2001-172374号公报

专利文献3:日本特开平8-198954号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

但是,在上述专利文献1所述的方法中,吸湿性聚合物在整个纤维表面露出,在染色等的热水处理时作为吸湿性聚合物的共聚成分聚乙二醇溶出,存在在热水处理后吸湿性降低的课题。

专利文献2所述的方法中,存在在染色等的热水处理时随着芯成分的吸湿性聚合物发生体积溶胀,鞘成分产生裂纹、发生染色不均匀、起毛、造成品质降低的课题。进而存在以鞘成分裂纹的部分作为起点,芯成分的吸湿性聚合物溶出、热水处理后吸湿性降低的课题。

专利文献3所述的方法中,纤维横截面中相对于纤维直径、最外层的海成分的厚度小,所以在染色等的热水处理时随着岛成分的吸湿性聚合物发生体积溶胀,海成分发生裂纹,与专利文献2所述的方法同样存在染色不均匀、起毛的发生造成品质降低的课题。进而,以海成分发生裂纹的部分作为起点,岛成分的吸湿性聚合物溶出,存在在热水处理后吸湿性降低的课题。

本发明的课题是解决上述现有技术的问题,提供一种海岛型复合纤维,其在制成机织物、针织物等的纤维结构体后染色不均匀和起毛少、品质优异,而且在染色等的热水处理后也吸湿性优异,进而,在海成分为聚酯的情况兼有聚酯纤维本来的干爽感,能够很好地用于衣料用途。

解决课题的手段

上述本发明的课题通过以下的海岛型复合纤维而解决的:该海岛型复合纤维的特征在于,岛成分是具有吸湿性的聚合物,纤维横截面中最外层厚度t与纤维直径r之比t/r为0.05~0.25,热水处理后的吸湿率差δmr为2.0~10.0%,其中,最外层厚度是指纤维的半径与将配置在最外周的岛成分的顶点连接起来的外接圆的半径之差,表示最外层存在的海成分的厚度。

此外,优选:最外层厚度t为500~3000nm;纤维横截面中岛成分的直径r为10~5000nm。

进而优选:纤维横截面中岛成分被配置2~100周(圈);穿过纤维横截面的中心而配置的岛成分的直径r1与其它的岛成分的直径r2之比r1/r2为1.1~10.0;配置在最外周的岛成分的纤维横截面的中心侧的形状不是圆形;以重量比计算的、海成分/岛成分的复合比率为50/50~90/10。

作为岛成分的具有吸湿性的聚合物优选是作为共聚成分含有聚醚的选自聚醚酯、聚醚酰胺、聚醚酯酰胺中的至少一种聚合物。此外,优选聚醚为选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇中的至少一种聚醚。优选:聚醚的数均分子量为2000~30000g/mol;聚醚的共聚率为10~60重量%。

优选上述聚醚酯以芳香族二羧酸和脂肪族二醇作为主要构成成分,以聚醚作为共聚成分,或者以聚醚和下述通式(1)所表示的双酚类的氧化烯烃加成物作为共聚成分,优选脂肪族二醇为1,4-丁二醇。

其中,m、n是2~20的整数,m+n是4~30。

进而优选所述海岛型复合纤维的海成分为阳离子可染性聚酯。

本发明的假捻丝,是将海岛型复合纤维2根以上合股加捻而成。可以很好地用于其特征在于至少一部分中使用所述海岛型复合纤维和/或假捻丝而成的纤维结构体。

发明效果

根据本发明,能够提供一种海岛型复合纤维,其在染色等的热水处理中随着岛成分的具有吸湿性的聚合物的体积溶胀而发生的海成分的裂纹得到抑制,所以在制成机织物、针织物等的纤维结构体后染色不均匀和起毛少,品质优异。此外,由于具有吸湿性的聚合物的溶出得到抑制,所以在染色等的热水处理后吸湿性也优异,进而,在海成分为聚酯的情况能够兼有聚酯纤维本来的干爽感,所以特别适合用于衣料用途。

附图说明

图1的(a)~(m)是显示本发明的海岛型复合纤维的一例截面形状的图。

图2是本发明的海岛型复合纤维的制造方法中使用的海岛复合模头的一例,图2(a)是构成海岛复合模头的主要部分的正截面图,图2(b)是分配板的局部横截面图、图2(c)是吐出板的横截面图。

图3是一例分配板的局部。

图4是分配板上分配槽和分配孔配置的一例。

具体实施方式

本发明的海岛型复合纤维是岛成分具有吸湿性的聚合物,纤维横截面中最外层厚度t和纤维直径r之比(t/r)为0.05~0.25,热水处理后的吸湿率差(δmr)为2.0~10.0%。再者,最外层厚度是指纤维的半径与将配置在最外周的岛成分的顶点连接起来的外接圆的半径之差,表示存在于最外层的海成分的厚度。

通常,具有吸湿性的聚合物(以下有时简称作吸湿性聚合物),容易通过染色等的热水处理而发生体积溶胀,此外,具有容易在热水中溶出的性质。因此,在将吸湿性聚合物单独进行纤维化的情况,有以下课题:通过热水处理而吸湿性聚合物溶出,溶出的部分成为染色不均匀、起毛的原因,品质降低。此外,在吸湿性聚合物是与亲水性的共聚成分共聚而成的聚合物的情况,还存在通过热水处理而亲水性的共聚成分溶出、热水处理后吸湿性降低的课题。

与此相对,在芯中配置吸湿性聚合物的芯鞘型复合纤维中,通过染色等的热水处理,配置在芯的吸湿性聚合物发生体积溶胀、应力集中在芯成分和鞘成分的表面,结果、发生鞘成分的裂纹。由于该鞘成分的裂纹的原因,产生染色不均匀、起毛,存在品质降低的课题。进而,以鞘成分裂纹了的部分作为起点、配置在芯的吸湿性聚合物溶出,引发出在热水处理后吸湿性降低这另一个课题。

即使是在岛配置吸湿性聚合物的海岛型复合纤维中,也存在与芯鞘型复合纤维同样的课题。以往的海岛型复合纤维,可以通过例如日本特开2007-100243号公报公开的现有公知的管型海岛复合模头得到,但最外层的海成分的厚度是150nm左右,这是技术的极限。即、与芯鞘型复合纤维的鞘成分的厚度相比,海岛型复合纤维的最外层的海成分的厚度非常薄,因此通过染色等的热水处理,配置在岛的吸湿性聚合物的体积溶胀,这容易造成海成分的裂纹。由于该海成分的裂纹的原因,发生染色不均匀、起毛,品质降低,同时以海成分裂纹了的部分作为起点,配置在岛的吸湿性聚合物溶出、热水处理后吸湿性降低。

本发明人鉴于上述课题,深入研究,结果,通过吸湿性聚合物的分散配置,使伴随体积溶胀产生的应力分散开,并且使最外层厚度t和纤维直径r之比(t/r)在特定的范围,只有在这种情况才解决了上述所有课题,成功得到了即使在热水处理后也表现出高品质并且高吸湿性的海岛型复合纤维。

本发明的海岛型复合纤维的岛成分是具有吸湿性的聚合物。本发明中具有吸湿性的聚合物是指吸湿率差(δmr)为2.0~30.0%的聚合物。本发明中吸湿率差(δmr)是指通过实施例中记载的方法测定的值。如果吸湿性聚合物的δmr为2.0%以上,则可以通过与海成分的复合,得到吸湿性优异的海岛型复合纤维。更优选吸湿性聚合物的δmr为5.0%以上、进一步优选为7.0%以上、特别优选为10.0%以上。另一方面,如果吸湿性聚合物的δmr为30.0%以下,则工序通过性、操作性良好,在制成海岛型复合纤维后的使用中耐久性也优异,所以优选。

作为本发明的海岛型复合纤维的岛成分的具体例,可以列举出聚醚酯、聚醚酰胺、聚醚酯酰胺、聚酰胺、热塑性纤维素衍生物、聚乙烯基吡咯烷酮等的吸湿性聚合物,但不局限于这些。其中,作为共聚成分含有聚醚的聚醚酯、聚醚酰胺、聚醚酯酰胺吸湿性优异,所以优选,特别是聚醚酯,其耐热性优异、得到的海岛型复合纤维的机械特性和色调良好,所以优选。这些吸湿性聚合物可以仅使用1种,也可以将2种以上合并使用。此外,可以将这些吸湿性聚合物与聚酯、聚酰胺、聚烯烃等掺混在一起,作为吸湿性聚合物使用。

作为所述吸湿性聚合物的共聚成分的聚醚的具体例,可以列举出聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等均聚物、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、聚乙二醇-聚丁二醇共聚物等共聚物,但不局限于这些。尤其是,聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇,制造时以及使用时的操作性良好,所以优选,特别是聚乙二醇吸湿性优异,所以优选。

所述聚醚的数均分子量优选是2000~30000g/mol。如果聚醚的数均分子量为2000g/mol以上,则与聚醚共聚而得到的吸湿性聚合物的吸湿性高,在作为岛成分使用的情况能够得到吸湿性优异的海岛型复合纤维,所以优选。更优选聚醚的数均分子量为3000g/mol以上、进一步优选为5000g/mol以上。另一方面,如果聚醚的数均分子量为30000g/mol以下,则缩聚反应性高,能够减少未反应的聚乙二醇,在染色等的热水处理时岛成分的吸湿性聚合物在热水中的溶出得到抑制,即使在热水处理后也能够保持吸湿性,所以优选。更优选聚醚的数均分子量为25000g/mol以下、进一步优选为20000g/mol以下。

所述聚醚的共聚率优选是10~60重量%。如果聚醚的共聚率为10重量%以上,则通过与聚醚共聚而得到的吸湿性聚合物的吸湿性高,在作为岛成分使用的情况能够得到吸湿性优异的海岛型复合纤维,所以优选。更优选聚醚的共聚率为20重量%以上、进一步优选为30重量%以上。另一方面,如果聚醚的共聚率为60重量%以下,则能够减少未反应的聚乙二醇,在染色等的热水处理时岛成分的吸湿性聚合物在热水中的溶出得到抑制,在热水处理后也能够保持吸湿性,所以优选。更优选聚醚的共聚率为55重量%以下,进一步优选为50重量%以下。

所述聚醚酯,从耐热性和机械特性的观点,优选以芳香族二羧酸和脂肪族二醇作为主要构成成分,以聚醚作为共聚成分,或者以芳香族二羧酸和脂肪族二醇作为主要构成成分,以聚醚和下述通式(1)所表示的双酚类的氧化烯烃加成物作为共聚成分。

(其中,m、n是2~20的整数,m+n是4~30)。

作为上述芳香族二羧酸的具体例,可以列举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、5-钠磺基间苯二甲酸、5-锂磺基间苯二甲酸、5-(四烷基)磺基间苯二甲酸、4,4’-二苯基二羧酸、2,6-萘二羧酸等,但不局限于这些。

作为上述脂肪族二醇的具体例,可以列举出乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、己二醇、环己二醇、二乙二醇、1,6-己二醇、新戊二醇等,但不局限于这些。尤其是,乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇在制造时以及使用时的操作性良好,所以优选,从耐热性和机械特性的观点,优选采用乙二醇,从结晶性的观点,优选采用1,4-丁二醇。

在所述聚醚酯以聚醚和上述通式(1)所表示的双酚类的氧化烯烃加成物作为共聚成分的情况,聚醚酯的成型加工性良好,得到的海岛型复合纤维的机械特性高,并且能够抑制纤度不均匀的发生,染色不均匀和起毛都少,品质良好,所以优选。

上述通式(1)所表示的双酚类的氧化烯烃加成物优选m+n为4~30。如果m+n为4以上,则聚醚酯的成型加工性良好,能够抑制所得到的海岛型复合纤维的纤度不均匀的发生,染色不均匀和起毛都少,品质良好,所以优选。另一方面,如果m+n为30以下,则聚醚酯的耐热性和色调良好,得到的海岛型复合纤维的机械特性和色调良好,所以优选。更优选m+n为20以下,进一步优选为10以下。

作为上述通式(1)所表示的双酚类的氧化烯烃加成物的具体例,可以列举出双酚a的环氧乙烷加成物、双酚s的环氧乙烷加成物等,但不局限于这些。尤其是,双酚a的环氧乙烷加成物,制造时以及使用时的操作性良好,所以优选,从耐热性和机械特性的观点,也优选采用。

在以聚醚和上述通式(1)所表示的双酚类的氧化烯烃加成物作为共聚成分的情况,优选聚醚的共聚率是10~45重量%,双酚类的氧化烯烃加成物的共聚率是10~30重量%。如果聚醚的共聚率是10重量%以上,则通过与聚醚共聚而得到的吸湿性聚合物的吸湿性高,在作为岛成分使用的情况,能够得到吸湿性优异的海岛型复合纤维,所以优选。更优选聚醚的共聚率为20重量%以上、进一步优选为30重量%以上。另一方面,如果聚醚的共聚率为45重量%以下,则能够减少未反应的聚乙二醇,在染色等的热水处理时岛成分的吸湿性聚合物向热水中的溶出得到抑制,在热水处理后也能够保持吸湿性,所以优选。更优选聚醚的共聚率为40重量%以下、进一步优选为35重量%以下。此外,如果双酚类的氧化烯烃加成物的共聚率为10重量%以上,则聚醚酯的成型加工性良好,能够抑制所得到的海岛型复合纤维的纤度不均匀的发生,染色不均匀和起毛都少,品质良好,所以优选。双酚类的氧化烯烃加成物的共聚率更优选为12重量%以上、进一步优选为14重量%以上。另一方面,如果双酚类的氧化烯烃加成物的共聚率为30重量%以下,则聚醚酯的耐热性和色调良好,得到的海岛型复合纤维的机械特性和色调良好,所以优选。双酚类的氧化烯烃加成物的共聚率更优选为25重量%以下、进一步优选为20重量%以下。

本发明的海岛型复合纤维的岛成分,优选是具有结晶性的聚合物。如果岛成分具有结晶性,那么在由实施例所述的方法测定推定熔解开始温度中能够观察到伴随结晶的熔解而产生的熔解峰。如果岛成分具有结晶性,则在染色等的热水处理时岛成分的吸湿性聚合物向热水中的溶出得到抑制,所以即使在热水处理后也能够保持吸湿性,所以优选。

本发明的海岛型复合纤维的海成分优选具有结晶性。如果海成分具有结晶性,则在由实施例所述的方法测定推定熔解开始温度中能够观察到伴随结晶的熔解所产生的熔解峰。如果海成分具有结晶性,则在拉伸和假捻工序中随着与加热辊、加热器的接触而发生的纤维彼此的融合得到抑制,所以在加热辊、加热器、导纱器上的堆积物、断丝和起毛的发生少、工序通过性良好,而且在制成机织物、针织物等的纤维结构体后染色不均匀和起毛的发生少、品质优异,所以优选。此外,在染色等的热水处理时海成分向热水中的溶出得到抑制,所以优选。

作为本发明的海岛型复合纤维的海成分的具体例,可以列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等的聚酯、尼龙6、尼龙66等的聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃等,但不局限于这些。尤其是,聚酯的机械特性、耐久性优异,所以优选。此外,在海成分为聚酯、聚烯烃等的疏水性聚合物的情况,能够同时实现岛成分的吸湿性聚合物产生的吸湿性、和海成分的疏水性聚合物产生的干爽感,得到穿着舒适性优异的纤维结构体,所以优选。

作为与本发明的海岛型复合纤维的海成分有关的所述聚酯的具体例,可以列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等的芳香族聚酯、聚乳酸、聚二醇酸等的脂肪族聚酯等,但不局限于这些。尤其是,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯,它们的机械特性、耐久性优异,制造时以及使用时的操作性良好,所以优选。此外,聚对苯二甲酸乙二醇酯能够得到聚酯纤维特有的弹性、硬挺感,所以优选,聚对苯二甲酸丁二醇酯结晶性高,所以优选。

本发明的海岛型复合纤维的海成分优选是阳离子可染性聚酯。如果聚酯具有磺酸基等的阴离子部位,则通过与具有阳离子部位的阳离子染料之间的相互作用而具有阳离子可染性。如果海成分为阳离子可染性聚酯,则表现出鲜明的显色性,同时能够防止在与聚氨酯纤维的混用中发生染料污染,所以优选。作为阳离子可染性聚酯的共聚成分的具体例,有5-磺基间苯二甲酸金属盐,可以列举出锂盐、钠盐、钾盐、铷盐、铯盐等,但不局限于这些。尤其是,优选锂盐、钠盐,特别是钠盐的结晶性优异,所以可以优选采用。

本发明的海岛型复合纤维可以在海成分和/或岛成分中添加各种副添加物进行各种改性。作为副添加剂的具体例,可以列举出相容剂、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、荧光增白剂、脱模剂、抗菌剂、成核剂、热稳定剂、防静电剂、防着色剂、调整剂、消光剂、消泡剂、防腐剂、胶凝剂、胶乳、填料、油墨、着色料、染料、颜料、香料等,但不局限于这些。这些副添加物既可以单独使用,也可以多种合并使用。

本发明的海岛型复合纤维的推定熔解开始温度优选为150~300℃。本发明中海岛型复合纤维的推定熔解开始温度是指通过实施例所述的方法算出的值。再者,在观察到有多个熔解峰的情况,根据最低温侧的熔解峰算出推定熔解开始温度。如果海岛型复合纤维的推定熔解开始温度为150℃以上,则在拉伸和假捻工序中随着与加热辊、加热器的接触而发生的纤维彼此的融合得到抑制,所以加热辊、加热器和导纱器上的堆积物、断丝、起毛的发生少,工序通过性良好,而且在制成机织物、针织物等的纤维结构体后染色不均匀、起毛的发生少、品质优异,所以优选。海岛型复合纤维的推定熔解开始温度更优选是170℃以上、进一步优选是190℃以上、特别优选是200℃以上。另一方面,如果海岛型复合纤维的推定熔解开始温度为300℃以下,则在熔融纺丝工序中随着热劣化而产生的黄变得到抑制,能够得到色调良好的海岛型复合纤维,所以优选。

本发明的海岛型复合纤维,纤维横截面中最外层厚度t和纤维直径r之比(t/r)为0.05~0.25。本发明中最外层厚度是指纤维的半径与配置在最外周的岛成分的顶点连接起来的外接圆的半径之差,表示存在于最外层的海成分的厚度。本发明中最外层厚度t和纤维直径r之比(t/r)是指通过实施例所述的方法算出的值。如果海岛型复合纤维的t/r为0.05以上,则相对于纤维直径能够充分确保最外层的厚度,所以能够抑制通过染色等的热水处理、伴随配置在岛的吸湿性聚合物的体积溶胀而发生的海成分的裂纹,因为海成分的裂纹而产生的染色不均匀和起毛都少、品质优异,并且吸湿性聚合物的溶出得到抑制,即使在热水处理后也表现出高吸湿性。此外,通过海成分的染色,能够得到充分的显色性,在显色性方面,也可以得到高品质的纤维以及纤维结构体。海岛型复合纤维的t/r更优选为0.07以上、进一步优选为0.09以上、特别优选为0.10以上。另一方面,如果海岛型复合纤维的t/r为0.25以下,则通过相对于纤维直径的最外层的厚度,可以在不损害配置在岛的吸湿性聚合物的体积溶胀的情况下表现出吸湿性聚合物带来的吸湿性,得到吸湿性高的纤维以及纤维结构体。海岛型复合纤维的t/r更优选为0.22以下,进一步优选为0.20以下。

本发明的海岛型复合纤维的最外层厚度t优选为500~3000nm。本发明中最外层厚度t是指通过实施例所述的方法算出的值。如果海岛型复合纤维的最外层厚度t为500nm以上,则能够充分确保最外层的厚度,能够抑制通过染色等的热水处理、随着配置在岛的吸湿性聚合物的体积溶胀而产生的海成分的裂纹,使得因为海成分的裂纹而产生的染色不均匀和起毛都少,品质优异,并且吸湿性聚合物的溶出得到抑制,即使在热水处理后也表现出高吸湿性,所以优选。此外,通过海成分的染色,能够得到充分的显色性,在显色性方面也可以得到高品质的纤维以及纤维结构体,所以优选。海岛型复合纤维的最外层厚度t更优选为700nm以上,进一步优选为800nm以上、特别优选为1000nm以上。另一方面,如果海岛型复合纤维的最外层厚度t为3000nm以下,则通过相对于纤维直径的最外层的厚度,能够在不破坏配置在岛的吸湿性聚合物的体积溶胀的情况下表现出吸湿性聚合物产生的吸湿性,得到吸湿性高的纤维以及纤维结构体,所以优选。海岛型复合纤维的最外层厚度t更优选为2500nm以下,进一步优选为2000nm以下。

本发明的海岛型复合纤维的岛数优选为3~10000个。如果海岛型复合纤维的岛数为3个以上,则通过作为岛成分吸湿性聚合物的分散配置,能够表现出使在染色等的热水处理中因吸湿性聚合物的体积溶胀而产生的应力分散的效果,所以能够抑制以往的芯鞘型复合纤维的课题即因应力集中而产生的鞘成分的裂纹,所以优选。海岛型复合纤维的岛数更优选为6个以上、进一步优选为12个以上、特别优选为20个以上。另一方面,如果海岛型复合纤维的岛数为10000个以下,则能够精密控制纤维横截面中岛成分的配置,从触感、显色性的观点能够得到高品质的纤维以及纤维结构体,所以优选。更优选海岛型复合纤维的岛数为5000个以下、进一步优选为1000个以下。

本发明的海岛型复合纤维,优选纤维横截面中岛成分的直径r为10~5000nm。本发明中岛成分的直径r是指通过实施例所述的方法算出的值。如果纤维横截面中岛成分的直径r为10nm以上,则能够表现出由分散配置在纤维横截面的岛成分的吸湿性聚合物带来的吸湿性,所以优选。海岛型复合纤维的纤维横截面中岛成分的直径r更优选为100nm以上、进一步优选为500nm以上。另一方面,如果纤维横截面中岛成分的直径r为5000nm以下,则能够减少染色等的热水处理造成的配置在岛的吸湿性聚合物的体积溶胀所产生的应力,抑制海成分的裂纹,所以优选。海岛型复合纤维的纤维横截面中岛成分的直径r更优选为3000nm以下、进一步优选为2000nm以下。

本发明的海岛型复合纤维、优选在纤维横截面中岛成分配置2~100周(圈)。本发明中,将纤维横截面中配置成同心圆状的岛成分定义为1周,直径不同的同心圆的个数为周数。再者,在纤维横截面的中心配置1个岛成分的情况,将配置在中心的1个岛成分定义为1周。图1(a)~(m)是本发明的海岛型复合纤维的截面形状的例子,各岛成分配置为:图1(b)、(c)中是1周;图1(a)、(d)、(h)、(i)、(j)、(k)、(m)中是2周;图1(e)、(g)、(l)中是3周;图1(f)中是7周。关于染色等的热水处理中由吸湿性聚合物的体积溶胀产生的应力,本领域的技术人员对纤维横截面中应力分布进行了具体解析,结果知道了,芯鞘型复合纤维中芯成分和鞘成分之间的界面处应力为最大,在图1(b)、(c)那样的配置1周岛成分的海岛型复合纤维中,岛成分的纤维表层侧和海成分之间的界面处应力为最大。即、芯鞘型复合纤维中,随着芯成分的吸湿性聚合物的体积溶胀,在应力为最大的芯成分和鞘成分的界面处产生龟裂,该龟裂传播至纤维表层,由此产生鞘成分的裂纹。同样在配置1周岛成分的海岛型复合纤维中,随着岛成分的吸湿性聚合物的体积溶胀,在应力为最大的岛成分的纤维表层侧和海成分的界面处产生龟裂,该龟裂传播至纤维表层,引起海成分的裂纹。与此相对,在纤维横截面中配置2周以上岛成分的海岛型复合纤维中,配置在最外周的岛成分的纤维内层侧与配置在相比于最外周为1周内侧的岛成分的纤维表层侧之间的应力为最大,龟裂向纤维表层的传播被阻断,海成分的裂纹得到抑制,所以优选。更优选海岛型复合纤维的纤维横截面中岛成分配置3周以上、进一步优选配置4周以上。另一方面,如果岛成分配置100周以下,则能够在相邻的岛成分和岛成分之间设置间隔,随着吸湿,岛成分的吸湿聚合物能够发生体积溶胀,得到吸湿性优异的海岛型复合纤维,所以优选。

本发明的海岛型复合纤维,从纤维横截面的中心通过而配置的岛成分的直径r1与其它岛成分的直径r2之比(r1/r2)优选为1.1~10.0。本发明中从纤维横截面的中心通过而配置的岛成分的直径r1与其它的岛成分的直径r2之比(r1/r2)是指通过实施例所述的方法算出的值。在相比于从纤维横截面的中心通过而配置的岛成分的直径r1,其它岛成分的直径r2小的情况,r1/r2大于1.0,作为该情况的海岛型复合纤维的截面形状的一例可以列举出图1(k)~(m)。如果海岛型复合纤维的r1/r2为1.1以上,则相比于从纤维横截面的中心通过而配置的岛成分的直径r1,其它岛成分的直径r2小,所以能够减少由靠近纤维表层的岛成分的吸湿性聚合物的体积溶胀而产生的应力,能够抑制海成分的裂纹,所以优选。更优选海岛型复合纤维的r1/r2为1.2以上,进一步优选为1.5以上。另一方面,如果海岛型复合纤维的r1/r2为10.0以下,则由从纤维横截面的中心通过而配置的岛成分的吸湿性聚合物的体积溶胀产生的应力能够被其它的岛成分吸收,龟裂向纤维表层的传播被阻断,能够抑制海成分的裂纹,所以优选。更优选海岛型复合纤维的r1/r2为7.0以下、进一步优选为5.0以下。

本发明的海岛型复合纤维,对纤维横截面中岛成分的形状没有特别限制,可以是圆圆的圆形截面,也可以不是圆形的截面。作为不是圆形的截面的具体例,可以列举出多叶形、多角形、扁平形、椭圆形等,但不局限于这些。尤其是,在岛成分为圆圆的圆形截面的情况,配置在岛的吸湿性聚合物发生体积溶胀时,在圆周上均等地产生应力,应力不会集中,所以能够抑制海成分的裂纹,所以优选。此外,优选配置在最外周的岛成分中纤维横截面的中心侧的形状不是圆形。在该情况,在配置在最外周的岛成分中应力不是集中在纤维的表层侧,而是集中在纤维的中心侧的非圆形的部分,所以海成分的裂纹向纤维表层的传播得到抑制,所以优选。

本发明的海岛型复合纤维的海成分/岛成分的复合比率(重量比)优选是50/50~90/10。本发明中海岛型复合纤维的海成分/岛成分的复合比率(重量比)是指通过实施例所述的方法算出的值。如果海岛型复合纤维的海成分的复合比率为50重量%以上,则能够得到海成分带来的弹性、硬挺感和干燥的感触,所以优选。此外,拉伸时、假捻时的外力造成的海成分的裂纹、吸湿时和吸水时随着岛成分的吸湿性聚合物的体积溶胀而产生的海成分的裂纹得到抑制,所以由于染色不均匀和起毛的发生而造成的品质的降低、染色等的热水处理时由于岛成分的具有吸湿性的聚合物向热水中的溶出造成的吸湿性的降低得到抑制,所以优选。海岛型复合纤维的海成分的复合比率更优选为55重量%以上、进一步优选为60重量%以上。另一方面,如果海岛型复合纤维的海成分的复合比率为90重量%以下、即岛成分的复合比率为10重量%以上,则能够表现出由岛成分的吸湿性聚合物带来的吸湿性,得到吸湿性优异的海岛型复合纤维,所以优选。海岛型复合纤维的海成分的复合比率更优选为85重量%以下、进一步优选为80重量%以下。

本发明的海岛型复合纤维的作为复丝的纤度,没有特殊限定,可以根据用途和要求特性来适当选择,优选为10~500dtex。本发明中纤度是指通过实施例所述的方法测定的值。如果海岛型复合纤维的纤度为10dtex以上,则不仅断丝少、工序通过性良好,而且使用时起毛的发生少,耐久性优异,所以优选。海岛型复合纤维的纤度更优选为30dtex以上、进一步优选为50dtex以上。另一方面,如果海岛型复合纤维的纤度为500dtex以下,则不会破坏纤维以及纤维结构体的柔软性,所以优选。更优选海岛型复合纤维的纤度为400dtex以下、进一步优选为300dtex以下。

本发明的海岛型复合纤维的单丝纤度,没有特殊限定,可以按照用途和要求特性来适当选择,但优选为0.5~4.0dtex。本发明中单丝纤度是指将通过实施例所述的方法测定的纤度除以单丝数而得到的值。如果海岛型复合纤维的单丝纤度为0.5dtex以上,则不仅断丝少、工序通过性良好,而且使用时起毛的发生少、耐久性优异,所以优选。更优选海岛型复合纤维的单丝纤度为0.6dtex以上、进一步优选为0.8dtex以上。另一方面,如果海岛型复合纤维的单丝纤度为4.0dtex以下,则不会破坏纤维以及纤维结构体的柔软性,所以优选。更优选海岛型复合纤维的单丝纤度为2.0dtex以下,进一步优选为1.5dtex以下。

对于本发明的海岛型复合纤维的强度,没有特殊限定,可以按照用途和要求特性来适当选择,从机械特性的观点优选为2.0~5.0cn/dtex。本发明中强度是指通过实施例所述的方法测定的值。如果海岛型复合纤维的强度为2.0cn/dtex以上,则使用时起毛的发生少、耐久性优异,所以优选。海岛型复合纤维的强度更优选为2.5cn/dtex以上、进一步优选为3.0cn/dtex以上。另一方面,如果海岛型复合纤维的强度为5.0cn/dtex以下,则不会破坏纤维以及纤维结构体的柔软性,所以优选。

本发明的海岛型复合纤维的伸长率,没有特殊限定,可以按照用途、要求特性来适当选择,从耐久性的观点优选为10~60%。本发明中伸长率是指通过实施例所述的方法测定的值。如果海岛型复合纤维的伸长率为10%以上,则纤维以及纤维结构体的耐摩耗性良好、使用时起毛的发生少、耐久性良好,所以优选。更优选海岛型复合纤维的伸长率为15%以上、进一步优选为20%以上。另一方面,如果海岛型复合纤维的伸长率为60%以下,则纤维以及纤维结构体的尺寸稳定性为良好,所以优选。更优选海岛型复合纤维的伸长率为55%以下,进一步优选为50%以下。

本发明的海岛型复合纤维的热水处理后的吸湿率差(δmr)为2.0~10.0%。本发明中热水处理后的吸湿率差(δmr)是指通过实施例所述的方法测定的值。δmr是指在设想为轻轻运动后的衣服内温湿度的温度30℃、湿度90%rh下的吸湿率、与在作为外界温湿度温度的20℃、湿度65%rh下的吸湿率之差。即、δmr是吸湿性的指标,δmr的值越高,则穿着舒适性越高。本发明的吸湿率差(δmr)是热水处理后的值,能够表现出即使在染色等的热水处理后也表现出吸湿性这一点非常重要。如果海岛型复合纤维的热水处理后的δmr为2.0%以上,则衣服内的闷热感少、表现出穿着舒适性。更优选海岛型复合纤维的热水处理后的δmr为2.5%以上、进一步优选为3.0%以上、特别优选为4.0%以上。另一方面,如果海岛型复合纤维的热水处理后的δmr为10.0%以下,则工序通过性、操作性良好,使用时的耐久性也优异。

本发明的海岛型复合纤维,对纤维的截面形状没有特殊限定,可以根据用途和要求特性来适当选择,可以是圆圆的圆形截面,也可以是非圆形截面。作为非圆形截面的具体例,可以列举出多叶形、多角形、扁平形、椭圆形等,但不局限于这些。

本发明的海岛型复合纤维,对于纤维的形态没有特殊限定,可以是单丝、复丝、短纤维等任一形态。

本发明的海岛型复合纤维能够与通常的纤维同样进行假捻、合股线等加工,对于机织、针织也可以与通常的纤维同样操作。

对于由本发明的海岛型复合纤维和/或假捻丝形成的纤维结构体的形态,没有特殊限定,可以按照公知的方法制成机织物、针织物、起绒布帛、无纺布、细纱、填絮等。此外,由本发明的海岛型复合纤维和/或假捻丝形成的纤维结构体可以是任意的机织组织或针织组织,可以很好地采用平纹组织、斜纹组织、缎纹组织或它们的变化组织、经编、纬编、圆型针织、移圈针织或它们的变化针织等。

本发明的海岛型复合纤维,在制成纤维结构体时可以通过交织、交编等与其他纤维进行组合,也可以在与其他纤维形成混纤丝后制成纤维结构体。

下面示出本发明的海岛型复合纤维的制造方法。

作为本发明的海岛型复合纤维的制造方法,可以使用公知的熔融纺丝方法、拉伸方法、假捻等的卷曲加工方法。

本发明优选在进行熔融纺丝前使海成分、岛成分干燥,使含水率变为300ppm以下。如果含水率为300ppm以下,则熔融纺丝时水解导致的分子量降低和水分导致的发泡得到抑制,能够稳定进行纺丝,所以优选。含更优选水率为100ppm以下,进一步优选为50ppm以下。

本发明中,将事前被干燥了的碎料供给挤出型、压熔型(pressuremeltertype)等的熔融纺丝机,将海成分和岛成分分开熔融,通过计量泵进行计量。然后导入到纺丝模块中被加热了的纺丝组件,在纺丝组件内将熔融聚合物过滤,然后通过后述的海岛复合模头使海成分和岛成分合流形成海岛结构,从纺丝模头吐出而成为纤维纱条。

本发明中,作为海岛复合模头,例如可以使用配置了日本特开2007-100243号公报中公开的管组的以往公知的管型海岛复合模头来制造。但是,以往的管型海岛复合模头中,最外层的海成分的厚度为150nm程度,这是技术的极限,要满足本发明的必要条件即纤维横截面中最外层厚度t和纤维直径r之比(t/r)是困难的。因此,本发明中,可以很好地使用日本特开2011-174215号公报所述的使用海岛复合模头的方法。

作为用于本发明的海岛复合模头的一例,对由图2~4所示的构件构成的海岛复合模头予以说明。图2(a)~(c)是示意性说明本发明中使用的一例海岛复合模头的说明图,图2(a)是构成海岛复合模头的主要部分的正截面图,图2(b)是分配板的局部横截面图,图2(c)是吐出板的局部横截面图。图2(b)和图2(c)是构成图2(a)的分配板和吐出板,图3是分配板的平面图,图4是本发明中分配板的局部放大图,都记载了一个吐出孔所涉及的槽和孔。

下面对经由计量板、分配板而形成复合聚合物流,从吐出板的吐出孔吐出的过程予以说明。从纺丝组件上游,聚合物a(岛成分)和聚合物b(海成分)流入图2的计量板的聚合物a用计量孔(10-(a))和聚合物b用计量孔(10-(b)),通过穿设在下端的节流孔进行计量后、流入分配板。在分配板上设置了用于将从计量孔10流入的聚合物合流的分配槽11(图3:11-(a)、11-(b)),在该分配槽的下面穿设了用于使聚合物向下流的分配孔12(图4:12-(a)、12-(b))。此外,为了在复合聚合物流的最外层形成由作为海成分的聚合物b构成的层,如图3所示设置了底面穿设分配孔的环状槽16。

从该分配板吐出的由聚合物a和聚合物b构成的复合聚合物流从吐出导入孔13流入吐出板9。接下来,复合聚合物流在被导入具有所希望孔径的吐出孔之时通过缩小孔14、顺着聚合物流在截面方向被缩小,在维持由分配板形成的截面形态的情况下由吐出孔15吐出。

从海岛复合模头吐出的纤维纱条通过冷却装置被冷却固化,通过第1导丝辊拉取,介由第2导丝辊被卷在络筒机上形成卷取丝。再者,为了提高纺丝操业性、生产性和纤维的机械特性,也可以根据需要在纺丝模头下部设置2~20cm的长度的加热筒、保温筒。此外,也可以使用给油装置对纤维纱条给油,还可以使用经纬交错装置对纤维纱条赋予交织。

熔融纺丝中纺丝温度,可以根据海成分、岛成分的熔点、耐热性等来适当选择,优选为240~320℃。如果纺丝温度为240℃以上,则由纺丝模头吐出的纤维纱条的伸长粘度充分降低,所以吐出稳定,进而,纺丝张力不会过高,能够抑制断丝,所以优选。更优选纺丝温度为250℃以上、进一步优选为260℃以上。另一方面,如果纺丝温度为320℃以下,则能够抑制纺丝时的热分解,能够抑制纤维的机械特性的降低和着色,所以优选。更优选纺丝温度为310℃以下,进一步优选为300℃以下。

熔融纺丝中的纺丝速度可以根据海成分、岛成分的组成、纺丝温度等来适当选择。在暂时进行熔融纺丝并卷取后、另外进行拉伸或假捻的二工序法的情况,纺丝速度优选为500~6000m/分钟。如果纺丝速度为500m/分钟以上,则走行纱条稳定、能够抑制断丝,所以优选。更优选二工序法时的纺丝速度为1000m/分钟以上,进一步优选为1500m/分钟以上。另一方面,如果纺丝速度为6000m/分钟以下,则能够通过抑制纺丝张力而没有断丝,能够稳定进行纺丝,所以优选。更优选二工序法时的纺丝速度为4500m/分钟以下,进一步优选为4000m/分钟以下。此外,在不进行暂时卷取就同时进行纺丝和拉伸的一工序法的情况,纺丝速度优选低速辊为500~5000m/分钟、高速辊为2500~6000m/分钟。如果低速辊和高速辊在上述的范围内,则走行纱条稳定,并且能够抑制断丝,能够稳定进行纺丝,所以优选。更优选一工序法时的纺丝速度是低速辊为1000~4500m/分钟、高速辊为3500~5500m/分钟,进一步优选为低速辊是1500~4000m/分钟、高速辊是4000~5000m/分钟。

在通过一工序法或二工序法进行拉伸的情况,可以采用一段拉伸法或二段以上的多段拉伸法中的任一种方法。作为拉伸中的加热方法,只要是能够将走行纱条直接或间接加热的装置就可以,没有特殊限定。作为加热方法的具体例,可以列举出加热辊、热销、热板、温水、热水等的液体浴、热空气、蒸气等的气体浴、激光等,但不局限于这些。这些加热方法既可以单独使用,也可以多种合并使用。作为加热方法,从加热温度的控制、对走行纱条的均匀加热、装置不复杂的观点出发,优选采用与加热辊接触、与热销接触、与热板接触、在液体浴中浸渍。

进行拉伸时的拉伸温度,可以根据海成分、岛成分的聚合物的推定熔解开始温度、拉伸后的纤维的强度、伸长率等来适当选择,但优选为50~150℃。如果拉伸温度为50℃以上,则供给拉伸的纱条的预热进行充分,拉伸时的热变形变得均匀,纤度不均匀的发生得到抑制,染色不均匀和起毛都少、品质良好,所以优选。更优选拉伸温度为60℃以上、进一步优选为70℃以上。另一方面,如果拉伸温度为150℃以下,则能够抑制随着与加热辊的接触而产生的纤维彼此的融合、热分解,工序通过性、品质良好,所以优选。此外,纤维相对于拉伸辊的滑动性良好,所以断丝得到抑制,能够稳定进行拉伸,所以优选。拉伸温度更优选为145℃以下、进一步优选为140℃以下。此外,也可以根据需要进行60~150℃的热定型。

进行拉伸时的拉伸倍率,可以根据拉伸前的纤维的伸长率、拉伸后的纤维的强度、伸长率等来适当选择,但优选为1.02~7.0倍。如果拉伸倍率为1.02倍以上,则能够通过拉伸提高纤维的强度、伸长率等的机械特性,所以优选。更优选拉伸倍率为1.2倍以上、进一步优选为1.5倍以上。另一方面,如果拉伸倍率为7.0倍以下,则拉伸时的断丝得到抑制,能够稳定进行拉伸,所以优选。更优选拉伸倍率为6.0倍以下、进一步优选为5.0倍以下。

进行拉伸时的拉伸速度,要根据拉伸方法是一工序法和二工序法中的哪一种等来适当选择。在一工序法的情况,上述纺丝速度的高速辊的速度相当于拉伸速度。在通过二工序法进行拉伸时的拉伸速度优选为30~1000m/分钟。如果拉伸速度为30m/分钟以上,则行纱条稳定,断丝得到抑制,所以优选。通过二工序法进行拉伸时的拉伸速度更优选为50m/分钟以上、进一步优选为100m/分钟以上。另一方面,如果拉伸速度为1000m/分钟以下,则拉伸时的断丝得到抑制,能够稳定进行拉伸,所以优选。通过二工序法进行拉伸时的拉伸速度更优选为900m/分钟以下,进一步优选为800m/分钟以下。

在进行假捻加工的情况,除了可以使用仅采用1段加热器的所谓仿毛(ウーリー)加工以外,还可以适当选择同时采用1段加热器和2段加热器这两者的混合(ブレリア)加工。加热器的加热方法可以是接触式、非接触式中的任一种。作为假捻加工机的具体例,可以列举出摩擦圆盘(frictiondisc)式、皮带夹(beltnip)式、销式等,但不局限于这些。

进行假捻加工时的加热器温度,可以根据海成分、岛成分的聚合物的推定熔解开始温度等来适当选择,但优选为120~210℃。如果加热器温度为120℃以上,则供给假捻加工的纱条的预热进行充分,随着拉伸进行的热变形均匀,能够抑制纤度不均匀的发生,染色不均匀和起毛都少、品质良好,所以优选。更优选加热器温度为140℃以上、进一步优选为160℃以上。另一方面,如果加热器温度为210℃以下,则随着与加热器的接触而发生的纤维彼此的融合和热分解得到抑制,断丝、加热器等的污染少,工序通过性、品质良好,所以优选。更优选加热器温度为200℃以下、进一步优选为190℃以下。

进行假捻加工时的拉伸倍率,可以根据假捻加工前的纤维的伸长率、假捻加工后的纤维的强度、伸长率等来适当选择,优选为1.01~2.5倍。如果拉伸倍率为1.01倍以上,则能够通过拉伸提高纤维的强度、伸长率等的机械特性,所以优选。更优选拉伸倍率为1.2倍以上,进一步优选为1.5倍以上。另一方面,如果拉伸倍率为2.5倍以下,则假捻加工时的断丝得到抑制,能够稳定进行假捻加工,所以优选。更优选拉伸倍率为2.2倍以下,进一步优选为2.0倍以下。

进行假捻加工时的加工速度,可以适当选择,但优选为200~1000m/分钟。如果加工速度为200m/分钟以上,则走行纱条稳定,断丝得到抑制,所以优选。更优选加工速度为300m/分钟以上,进一步优选为400m/分钟以上。另一方面,如果加工速度为1000m/分钟以下,则假捻加工时的断丝得到抑制,能够稳定进行假捻加工,所以优选。更优选加工速度为900m/分钟以下,进一步优选为800m/分钟以下。

本发明中,可以根据需要在纤维或纤维结构体的任一状态下进行染色。本发明中,作为染料优选采用分散染料。

本发明中的染色方法,没有特殊限定,可以采用公知的方法,可以很好地采用筒子纱(cheese)染色机、液流染色机、转筒染色机、经轴染色机、卷染机(jigger)、高压卷染机等。

本发明中,对于染料浓度、染色温度没有特殊限定,可以采用公知的方法。此外,可以根据需要在染色加工前进行精练,在染色加工后进行还原清洗。

本发明的海岛型复合纤维和由其构成的假捻丝、纤维结构体,吸湿性优异。因此,可以很好地用于要求舒适性、品质的用途。可以列举出例如、一般衣料用途、运动服用途、床上用品用途、内衣用途、生产原料用途等,但不局限于这些。

实施例

下面通过实施例来具体地说明本发明。再者,实施例中的各特性值可以通过以下的方法求出。

a.海成分、岛成分的吸湿率差(δmr)

以海成分或岛成分的聚合物作为试样,一开始先在60℃下热风干燥30分钟,然后在调节到温度20℃、湿度65%rh的エスペック制恒温恒湿机lhu-123内静置24小时,测定聚合物的重量(w1),然后在调节到温度30℃、湿度90%rh的恒温恒湿机内静置24小时,测定聚合物的重量(w2)。之后,在105℃热风干燥2小时,测定完全干燥后的聚合物的重量(w3)。使用聚合物的重量w1、w3通过下述式算出从完全干燥状态到在温度20℃、湿度65%rh气氛下静置24小时后的吸湿率mr1(%),使用聚合物的重量w2、w3通过下述式算出从完全干燥状态到静置在温度30℃、湿度90%rh气氛下24小时后的吸湿率mr2(%),然后通过下述式算出吸湿率差(δmr)。再者,对每一个试样进行5次测定,将它们的平均值作为吸湿率差(δmr)。

mr1(%)={(w1-w3)/w3}×100

mr2(%)={(w2-w3)/w3}×100

吸湿率差(δmr)(%)=mr2-mr1。

b.推定熔解开始温度

将海成分、岛成分的聚合物和由实施例得到的纤维作为试样,使用taインスツルメント制示差示扫描量热仪(dsc)q2000型测定推定熔解开始温度。一开始在氮气环境下将试样约5mg从0℃以升温速度50℃/分升温到280℃,然后在280℃保持5分钟,去掉试样的热历程。之后,从280℃急剧冷却到0℃,然后再次从0℃以升温速度3℃/分、温度调制幅度±1℃、温度调制周期60秒升温到280℃,进行tmdsc测定。依照jisk7121:1987(塑料的转变温度测定方法)9.1,根据在第2次升温过程中观测到的熔解峰算出推定熔解开始温度。对每一个试样进行3次测定,将其平均值作为推定熔解开始温度。再者,在观测到有多个熔解峰的情况,根据最低温侧的熔解峰算出推定熔解开始温度。

c.海/岛复合比率

根据作为海岛型复合纤维的原料使用的海成分的重量和岛成分的重量算出海/岛复合比率(重量比)。

d.纤度

在温度20℃、湿度65%rh的环境下使用intec制电动检尺器,以绞纱取由实施例得到的纤维100m。测定得到的绞纱重量,使用下述式算出纤度(dtex)。再者,对每一个1试样进行5次测定,将其平均值作为纤度。

纤度(dtex)=纤维100m的重量(g)×100。

e.强度、伸长率

强度和伸长率,是以实施例得到的纤维作为试样,依照jisl1013:2010(化学纤维长丝试验方法)8.5.1算出的。在温度20℃、湿度65%rh的环境下使用オリエンテック社制テンシロンutm-iii-100型,在初始试样长20cm、拉伸速度20cm/分钟的条件进行拉伸试验。将显示出最大载荷的点的应力(cn)除以纤度(dtex)而算出强度(cn/dtex),使用显示最大载荷的点的伸长(l1)和初始试样长(l0)通过下述式算出伸长率(%)。再者,对每一个试样进行10次测定,将其平均值作为强度和伸长率。

伸长率(%)={(l1-l0)/l0}×100。

f.纤维直径r

将实施例得到的纤维包在环氧树脂中,使用reichert制fc·4e型冰冻切片(クライオセクショニング)系统冻结,用具有金刚石刀的reichert-nisseiultracutn(超微切片机ultramicrotome)进行切削。之后,使用日立制作所制透射电镜(tem)h-7100fa型以1000倍观察切削面即纤维横截面,拍摄纤维横截面的显微镜照片。从得到的照片任意地抽选出10根单丝,使用图像处理软件(三谷商事制winroof)、测定抽选出的所有单丝的纤维直径,将其平均值作为纤维直径r(nm)。纤维横截面未必是圆圆的,在不是圆圆的情况,采用纤维横截面的外接圆的直径作为纤维直径。

g.最外层厚度t

采用与上述f所述的纤维直径同样的方法观察纤维横截面,以能够观察到单丝的整体图像的最高倍率拍摄显微镜照片。针对得到的照片,使用图像处理软件(三谷商事制winroof),求出与纤维横截面的轮廓上2点以上相接的圆的半径作为纤维的半径,进而,如图1中的4那样,求出与配置在海岛结构的外周的岛成分2个以上相接触而外接的圆(外接圆)的半径。从得到的照片任意抽选出10根单丝,同样求出纤维的半径和海岛结构部分的外接圆的半径,计算出各单丝中纤维的半径与海岛结构部分的外接圆的半径之差,将其平均值作为最外层厚度t(nm)。

h.t/r

t/r是将由上述g算出的最外层厚度t(nm)除以由上述f算出的纤维直径r(nm)而算出的。

i.岛成分的直径r、r1、r2

与上述f所述的纤维直径同样的方法观察纤维横截面,以能够观察单丝的整体像的最高倍率拍摄显微镜照片。针对得到的照片使用图像处理软件(三谷商事制winroof)测定纤维横截面中所有岛成分的直径。由于岛成分未必是圆圆的圆形,所以在不是圆圆的情况,采用岛成分的外接圆的直径作为岛成分的直径。算出纤维横截面中所有的岛成分的直径的平均值作为r、将从中心穿过的岛成分的直径作为r1、将除了从中心通过的岛成分以外的所有岛成分的直径的平均值作为r2。从得到的照片任意抽选出10根单丝,同样求出各单丝的r、r1、r2,求出它们的平均值作为r(nm)、r1(nm)、r2(nm)。

j.r1/r2

r1/r2是通过将由上述i算出的r1(nm)除以由上述i算出的r2(nm)而计算出的。

k.精练后、热水处理后的吸湿率差(δmr)

以实施例得到的纤维作为试样,使用英光产业制圆型针织机ncr-bl(釜径3英寸半(8.9cm)、机号(gauge)27)制作圆筒针织物约2g,然后在含有碳酸钠1g/l、日华化学制表面活性剂サンモールbk-80的水溶液中在80℃精练20分钟,然后在60℃的热风干燥机内干燥60分钟,制成精练后的圆筒针织物。此外,将精练后的圆筒针织物在浴比1:100、处理温度130℃、处理时间60分钟的条件下进行热水处理,然后在60℃的热风干燥机内干燥60分钟,制成热水处理后的圆筒针织物。

吸湿率(%),是以精练后和热水处理后的圆筒针织物作为试样,依照jisl1096:2010(机织物和针织物的坯料试验方法)8.10的水分率算出的。一开始先将圆筒针织物在60℃下热风干燥30分,然后在调节到温度20℃、湿度65%rh的エスペック制恒温恒湿机lhu-123内将圆筒针织物静置24小时,测定圆筒针织物的重量(w1)后,在调节到温度30℃、湿度90%rh的恒温恒湿机内将圆筒针织物静置24小时,测定圆筒针织物的重量(w2)。之后,将圆筒针织物在105℃下热风干燥2小时,测定完全干燥后的圆筒针织物的重量(w3)。使用圆筒针织物的重量w1、w3通过下述式算出从完全干燥状态到在温度20℃、湿度65%rh气氛下静置24小时后的吸湿率mr1(%),使用圆筒针织物的重量w2、w3通过下述式算出从完全干燥状态到在温度30℃、湿度90%rh气氛下静置24小时后的吸湿率mr2(%),然后通过下述式算出吸湿率差(δmr)。再者,对每一个试样进行5次测定,将它们的平均值作为吸湿率差(δmr)。

mr1(%)={(w1-w3)/w3}×100

mr2(%)={(w2-w3)/w3}×100

吸湿率差(δmr)(%)=mr2-mr1。

l.海成分的裂纹

在由上述k制作的热水处理后的圆筒针织物上蒸镀铂-钯合金,使用日立制扫描电镜(sem)s-4000型以1000倍观察,拍摄任意10个视场的显微镜照片。将得到的10枚照片中海成分裂纹了的位置的合计量作为海成分的裂纹(处)。

m.l

将与上述k同样制作的精练后的圆筒针织物在160℃干热定型2分钟,针对干热定型后的圆筒针织物,在添加了作为分散染料的日本化药制kayalonpolyesterblueut-ya1.3重量%并将ph调整到5.0,在该染色液中以浴比1:100、染色温度130℃、染色时间60分钟的条件进行染色。再者,在作为海成分使用阳离子可染性聚酯的情况,在作为阳离子染料添加了1.0重量%的日本化药制kayacrylblue2rl-ed并且ph调整到4.0的染色液中,以浴比1:100、染色温度130℃、染色时间60分钟的条件进行染色。

以染色后的圆筒针织物作为试样,使用ミノルタ制分光测色计cm-3700d型在d65光源、视场角度10°、光学条件为sce(正反射光除去法)下测定l值。再者,对每一个试样测定3次,将其平均值作为l值。

n.均染性

针对上述m制作的染色后的圆筒针织物,由5位具有5年以上的品质判断经验的检测员进行合议,将「非常均匀地染色、完全看不到染色不均匀」记作s,将「基本均匀染色,几乎看不到染色不均匀」记作a,将「几乎不能均匀染色,发现轻轻地染色不均匀」记作b,将「没有均匀染色,发现明显的染色不均匀」记作c,将a、s记作合格。

o.品质

针对上述m制作的染色后的圆筒针织物,由5位具有5年以上的品质判断经验的检测员通过合议,将「完全没有起毛、品质非常优异」记作s,将「几乎没有起毛、品质优异」记作a,将「有起毛、品质差」记作b,将「大量起毛、品质非常差」记作c,将a、s记作合格。

p.干爽感

针对上述m制作的染色后的圆筒针织物,由5位具有5年以上的品质判断经验的检测员进行合议,将「完全不粘滑,干爽感非常优异」记作s,将「几乎不粘滑,干爽感优异」记作a,「将有粘滑,干爽感差」记作b,将「粘滑非常强,干爽感非常差」记作c,a、s为合格。

(实施例1)

将共聚了30重量%的数均分子量8300g/mol的聚乙二醇(三洋化成工业制peg6000s)的聚对苯二甲酸乙二醇酯作为岛成分,将聚对苯二甲酸乙二醇酯(iv=0.66)作为海成分,将它们分别在150℃下真空干燥12小时,然后按照岛成分30重量%、海成分70重量%的配合比供给挤出型复合纺丝机,将它们分开熔融,然后在纺丝温度285℃下使它们流入到组装了图2(a)所示的海岛复合模头的纺丝组件中,从吐出孔将复合聚合物流以吐出量25g/分吐出,得到纺出纱条。再者,在吐出板紧上方的分配板上,穿设了岛成分用的、每1个吐出孔平均为18个的分配孔,在图3的16所示的海成分用的环状槽上沿着圆周方向每隔1°穿设1个分配孔。此外,吐出导入孔长为5mm,缩小孔的角度为60°,吐出孔径为0.18mm、吐出孔长/吐出孔径为2.2、吐出孔数为72。将该纺出纱条用风温20℃、风速20m/分钟的冷却风冷却,用给油装置赋予油剂,收集在一起,使用以2700m/分钟旋转的第1导丝辊拉取,介由与第1导丝辊以相同速度旋转的第2导丝辊,使用络筒机卷取,得到92dtex-72f的未拉伸丝。之后,使用拉伸假捻机(加捻部:摩擦圆盘式、加热器部:接触式)将得到的未拉伸丝在加热器温度140℃、倍率1.4倍的条件下拉伸假捻,得到66dtex-72f的假捻丝。

将得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果示于表1。尽管稍有海成分的裂纹,但几乎不存在热水处理造成的吸湿性降低,即使在热水处理后吸湿性也良好。此外,显色性也良好,均染性、品质、干爽感全都是合格水平。

(实施例2~5)、(比较例1)

除了如表1所示那样改变最外层厚度t和纤维直径r之比(t/r)以外,与实施例1同样制作假捻丝。

表1示出了得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。实施例2~5中,随着t/r变大,海成分的裂纹变少,显色性提高。另一方面,尽管热水处理后的吸湿性变低,但吸湿性良好。此外,任一例子中都是均染性、品质、干爽感都是合格水平。另一方面,比较例1尽管显色性、均染性、品质、干爽感良好,但由于t/r大,所以岛成分的吸湿性聚合物的体积溶胀得到抑制,结果、精练后和热水处理后的吸湿性都低。

(比较例2)

除了使用日本特开2007-100243号公报所述的以往公知的管型海岛复合模头(每一个吐出孔有岛数18个)以外,与实施例1同样制作假捻丝。

表1示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。在使用以往公知的管型海岛复合模头的情况,由于得到的纤维中最外层的厚度薄,所以在热水处理中随着岛成分的吸湿性聚合物的体积溶胀而产生的海成分的裂纹非常多。通过该海成分的裂纹,在热水处理时岛成分的吸湿性聚合物溶出,热水处理后吸湿性大大降低、吸湿性差。此外,发现大量由于海成分的裂纹而产生的染色不均匀、起毛,均染性、品质非常差。进而,通过海成分的裂纹,岛成分的吸湿性聚合物的一部分从表面露出,有粘滑感,干爽感也差。

(比较例3)

除了使用芯鞘复合模头以外,与实施例1同样制作假捻丝。比较例3中,表1所述的海成分、岛成分分别相当于鞘成分、芯成分。

将得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果示于表1。在热水处理中随着芯成分的吸湿性聚合物的体积溶胀而产生的鞘成分的裂纹非常多。通过该鞘成分的裂纹,在热水处理时芯成分的吸湿性聚合物溶出,在热水处理后吸湿性大大降低,吸湿性差。此外,发现大量由于鞘成分的裂纹而产生的染色不均匀、起毛,均染性和品质非常差。进而,通过鞘成分的裂纹,芯成分的吸湿性聚合物的一部分从表面露出,有粘滑感,干爽感也差。

(实施例6~11)

除了如表2所示那样改变实施例1所述的海岛复合模头的分配板中的岛成分的个数和配置以外,与实施例1同样制作假捻丝。

表2中示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。即使在改变岛成分的个数、配置的情况,海成分的裂纹也少、热水处理后的吸湿性良好。此外,显色性也良好,均染性、品质、干爽感都是合格水平。

(实施例12~15)

除了如表3那样改变海/岛复合比率以外,与实施例9同样制作假捻丝。

表3示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。在任一种海/岛复合比率中,海成分的裂纹也少,热水处理后的吸湿性、显色性、均染性、品质、干爽感都是良好。

(实施例16~18)

将实施例1所述的海岛复合模头的分配板中岛成分的形状在实施例16中变为图1(h)那样的六角形、实施例17中变为图1(i)那样的三叶形、实施例18中变为图1(j)那样的、在配置最外周的岛成分中纤维横截面的中心侧的形状是非圆形,除了这些以外,与实施例1同样制作假捻丝。

表3示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。即使在改变岛成分的形状的情况,也都是海成分的裂纹少,热水处理后的吸湿性、显色性、均染性、品质、干爽感都良好。尤其是,在实施例18中,在配置最外周的岛成分中不是纤维表层侧而是纤维内层侧不是圆形,所以应力集中在该非圆形部分,龟裂向纤维表层的传播被阻断,海成分裂纹的抑制效果优异。

(实施例19~23)

改变实施例1所述的海岛复合模头的分配板中的岛成分的个数和配置,将从纤维横截面的中心通过而配置的岛成分的直径r1与其它的岛成分的直径r2之比(r1/r2)变为表4所示那样,除此以外,与实施例1同样制作假捻丝。

表4示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。随着r1/r2增大,海成分的裂纹变少,显色性提高,另一方面,热水处理后的吸湿性降低,但吸湿性良好。此外,任一种情况均染性、品质、干爽感都是合格水平。

(实施例24~26)、(比较例4、5)

如表5示出那样改变作为岛成分的共聚成分的聚乙二醇的数均分子量、共聚率,除此以外,与实施例9同样制作假捻丝。

表5示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。实施例24~26中,即使在改变了聚乙二醇的数均分子量、共聚率的情况,海成分的裂纹也少,热水处理后的吸湿性、显色性、均染性、品质、干爽感都是良好。另一方面,比较例4、5中,海成分无裂纹,显色性、均染性、干爽感良好,但是岛成分的吸湿性聚合物的吸湿性低,所以在精练后和热水处理后的吸湿性都低、吸湿性非常差。

(实施例27、28)

除了将岛成分变为共聚的聚乙二醇的数均分子量、共聚率如表6所示那样的聚对苯二甲酸丁二醇酯以外,与实施例9同样制作假捻丝。

表6示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。岛成分使用共聚了聚乙二醇的聚对苯二甲酸丁二醇酯的情况,海成分的裂纹也少,热水处理后的吸湿性、显色性、均染性、品质、干爽感都良好。

(实施例29、30)

实施例29中将岛成分变为共聚数均分子量3400g/mol的聚乙二醇(三洋化成工业制peg4000s)30重量%的尼龙6、实施例30中将岛成分变为アルケマ制“pebaxmh1657”,除此以外,与实施例9同样制作假捻丝。

表6示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。岛成分使用聚醚酰胺的情况,海成分的裂纹也少,热水处理后的吸湿性、显色性、均染性、品质、干爽感都是良好。

(实施例31)

除了将岛成分变为日本东丽制“pas-40n”以外,与实施例9同样制作假捻丝。

表6示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。岛成分使用聚醚酯酰胺的情况,海成分的裂纹也少,热水处理后的吸湿性、显色性、均染性、品质、干爽感都是良好。

(实施例32、33)

实施例32中将海成分变为共聚了5-磺基间苯二甲酸钠盐1.5mol%和数均分子量1000g/mol的聚乙二醇(三洋化成工业制peg1000)1.0重量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯(iv=0.66),实施例33中将海成分变为聚对苯二甲酸丁二醇酯(iv=0.66),除了这些以外与实施例19同样制作假捻丝。

表7示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。在作为海成分如实施例32那样使用阳离子可染性聚酯的情况、如实施例33那样使用聚对苯二甲酸丁二醇酯的情况,海成分的裂纹都少,热水处理后的吸湿性、显色性、均染性、品质、干爽感都是良好。

(实施例34~37)

实施例34中吐出量变为32g/分、海岛复合模头的吐出孔数变为24,实施例35中吐出量变为32g/分、海岛复合模头的吐出孔数变为48、实施例36中吐出量变为32g/分、实施例37中吐出量变为38g/分,除了这些以外,与实施例19同样制作假捻丝。实施例34中得到84dtex-24f的假捻丝、实施例35中得到84dtex-48f的假捻丝、实施例36中得到84dtex-72f、实施例37中得到100dtex-72f的假捻丝。

表7示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。在改变纤度、单丝纤度的情况,海成分的裂纹也少,热水处理后的吸湿性、显色性、均染性、品质、干爽感都是良好。

(比较例6)

除了变成单成分用纺丝模头(孔数:72、圆型孔),仅使用吸湿性聚合物进行纺丝、拉伸假捻以外,与实施例1同样制作假捻丝。

表8示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。由于是仅由吸湿性聚合物构成的纤维,所以热水处理后的吸湿性高。但是,从纺丝模头吐出不稳定,得到的纤维太细的多,强度也低,发现大量染色不均匀、起毛,均染性、品质非常差。进而,由于吸湿性聚合物在纤维表面露出,所以有粘滑感,干爽感非常差。

(比较例7)

将实施例19中的海成分和岛成分替换,变为海/岛复合比率为30/70,除此以外,与实施例19同样制作假捻丝。

表8示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。尽管海成分无裂纹,热水处理后的吸湿性、显色性良好,但是海成分的吸湿性聚合物在纤维表面露出,所以有粘滑感,干爽感非常差。此外,均染性、品质也达不到合格水平。

(比较例8)

除了将岛成分变为聚对苯二甲酸乙二醇酯(iv=0.66)以外,与实施例32同样制作假捻丝。

表8示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。尽管没有海成分的裂纹,显色性、均染性、品质、干爽感良好,但是由于海成分、岛成分都不是吸湿性聚合物,所以吸湿性非常差。

(实施例38)

除了将岛成分变为共聚了35重量%数均分子量8300g/mol的聚乙二醇(三洋化成工业制peg6000s)和19重量%双酚a的环氧乙烷加成物[m+n=4](三洋化成工业制ニューポールbpe-40)的聚对苯二甲酸乙二醇酯以外,与实施例9同样制作假捻丝。

表9示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。即使是在以共聚了聚乙二醇和双酚a的环氧乙烷加成物的聚对苯二甲酸乙二醇酯作为岛成分的情况,海成分的裂纹也少,热水处理后的吸湿性、显色性、均染性、品质、干爽感都是良好。

(实施例39~41)

除了将实施例38中的作为岛成分的共聚成分的双酚a的环氧乙烷加成物的「m+n」和共聚率变为表9所示那样以外,与实施例38同样制作假捻丝。

将得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果示于表9。在改变了双酚a的环氧乙烷加成物的「m+n」和共聚率的情况,海成分的裂纹也少,热水处理后的吸湿性、显色性、均染性、品质、干爽感都是良好。

(实施例42、43)

除了将实施例40中的作为岛成分的共聚成分的聚乙二醇的共聚率变为表10所示那样以外,与实施例40同样制作假捻丝。

表10示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。在改变聚乙二醇的共聚率的情况,海成分的裂纹也少,热水处理后的吸湿性、显色性、均染性、品质、干爽感都是良好。

(实施例44、45)

除了将实施例38中作为岛成分的共聚成分的聚乙二醇的数均分子量变为表10所示那样以外,与实施例38同样制作假捻丝。

表10示出了所得到的纤维的纤维特性和布帛特性的评价结果。在改变聚乙二醇的数均分子量的情况,海成分的裂纹也少,热水处理后的吸湿性、显色性、均染性、品质、干爽感都是良好。

表1

表2

表3

表4

表5

表6

表7

表8

pet:聚对苯二甲酸乙二醇酯、peg:聚乙二醇

表9

pet:聚对苯二甲酸乙二醇酯、peg:聚乙二醇

表10

pet:聚对苯二甲酸乙二醇酯、peg:聚乙二醇

产业可利用性

本发明的海岛型复合纤维,能够抑制在染色等的热水处理中随着岛成分的具有吸湿性的聚合物的体积溶胀而发生的海成分的裂纹,所以在制成机织物、针织物等的纤维结构体后染色不均匀和起毛少,品质优异。此外,具有吸湿性的聚合物的溶出得到抑制,所以在热水处理后也吸湿性优异,进而,在海成分为聚酯的情况,能够兼有聚酯纤维本来的干爽感。因此,能够很好地作为衣料用的机织物、针织物、无纺布等的纤维结构体使用。

附图符号说明

1.海成分

2.岛成分

3.纤维直径

4.将最外周配置的岛成分的顶点连接起来的外接圆

5.最外层厚度

6.岛成分的直径

7.计量板

8.分配板

9.吐出板

10-(a).计量孔1

10-(b).计量孔2

11-(a).分配槽1

11-(b).分配槽2

12-(a).分配孔1

12-(b).分配孔2

13.吐出导入孔

14.缩小孔

15.吐出孔

16.环状槽

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