極細繊維及び該極細繊維を含むワイピングクロス
【課題】ワイピングクロスの構成成分として使用された際に、拭き取り性、高吸収性等の極細繊維特有の高性能を維持しつつ、摩擦による単糸切れを防ぐことで自己発塵性の抑制に優れた極細繊維を提供する。
【解決手段】海島型複合繊維の海成分を溶出処理することによって得られる、平均単糸繊径が１０００ｎｍを越え、２５００ｎｍ以下、平均単糸繊径のばらつきＣＶ％が０〜２５％、単糸強力が０．０４ｃＮ以上である極細繊維。極細繊維を構成する主成分がポリエステルであることが好ましい。
【解決手段】海島型複合繊維の海成分を溶出処理することによって得られる、平均単糸繊径が１０００ｎｍを越え、２５００ｎｍ以下、平均単糸繊径のばらつきＣＶ％が０〜２５％、単糸強力が０．０４ｃＮ以上である極細繊維。極細繊維を構成する主成分がポリエステルであることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、充分な単糸強力を有し、自己発塵性の抑制に優れていて、拭き取り性および捕塵性に極めて優れたワイピングクロスが製造可能な極細繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、衣料用布帛やワイピングクロス、研磨布、フィルター、人工皮革などの産業用資材には、高摩擦、高表面積、高密度、柔軟性を発現させる為に極細繊維が用いられてきた。
極細繊維の素材としては、汎用的にはナイロン６やナイロン６６などのポリアミドや、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルが用いられている。しかし、衣料用、産業用共に、極細繊維ゆえに摩擦等により外部から力が加わることで、単糸切れが発生し、自己発塵性が高いという欠点がある。
【０００３】
今日、極細繊維は、ＩＣや半導体の製造工場やクリーンルームなどの産業分野用のワイピング製品で用いられているが、近年の精密性の高度化により、より微小な塵、埃、油などの拭き取り性および捕塵性が要求されている。
しかし、従来の極細繊維を使用した布帛では、近年要求されているレベルに対して性能不足であることが否めない。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ポリエステル極細繊維を得る方法として海島繊維１フィラメント当たり１００島以上の島数を有する海島複合繊維とすることが提案されている。本方法により得られたポリエチレンテレフタレート極細繊維は、摩擦により糸切れが発生し、ワイピングクロス等のクリーン度が求められる用途では展開が困難である。この問題は、単糸繊径が１０〜１０００ｎｍと細く、単糸強力が弱いことに起因している。
【０００５】
特許文献２には、ナノファイバーを得る方法としてポリマーアロイ繊維とすることが提案されている。本方法により得られたポリフェニレンスルフィド・ナノファイバーは、平均繊維径が１５００ｎｍ以下だが、繊維径にばらつきがあり、１００ｎｍ以下のナノファイバーもあるため、糸切れやナノファイバー自体の脱落がおこる。
【０００６】
特許文献３には、分割型の複合繊維を割繊することにより得られた極細繊維が提案されている。得られた極細繊維は、充分な強度を有しているため、単糸切れや繊維の脱落による自己発塵性が抑制される。しかし、単糸繊度が０．０２〜０．５ｄｔｅｘで、単糸繊度や形状が不均一であり、近年要求されるレベルが高くなったことで、更なる性能向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００５／０９５６８６号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−２６５７７０号公報
【特許文献３】特開２００６−３２２１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ワイピングクロスの構成成分として使用された際に、拭き取り性、高吸収性等の極細繊維特有の高性能を維持しつつ、摩擦による単糸切れを防ぐことで自己発塵性の抑制に優れた極細繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、このような問題を解決するため検討した結果、海島型複合繊維において、海ポリマー減量後に得られる極細繊維の単糸繊径、繊維径のばらつきを制御し、極細繊維の単糸強力を高めることにより上記目的が達成できることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、
海島型複合繊維の海成分を溶出処理することによって得られる、平均単糸繊径が１０００ｎｍを越え、２５００ｎｍ以下、平均単糸繊径のばらつきＣＶ％が０〜２５％、単糸強力が０．０４ｃＮ以上であることを特徴とする極細繊維、
及び、
上記、極細繊維を含むことを特徴とするワイピングクロスが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ワイピングクロスの構成成分として使用された際に、拭き取り性、高吸収性といった極細繊維特有の性能を維持しつつ、摩擦による単糸切れを防ぐことで、自己発塵性の抑制に優れた極細繊維を提供できる。
該極細繊維は、特に、ピリング特性が要求されるインナー、アウター、スポーツをはじめとする衣料、および、クリーン度が要求されるワイピングクロスをはじめとする産業資材などの多くの用途に利用可能である。特に、産業用途での精密性の高度化により、より微小な塵、埃、油などの拭き取り性および捕塵性が要求される、ＩＣや半導体の製造工場やクリーンルームなどのワイピング製品に有用である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の極細繊維について詳述する。
本発明の極細繊維は、海島型複合繊維の海成分を溶出処理することによって得られる。
その際の海成分ポリマーとしては、島成分ポリマーよりも溶解性が高い組合せである限り、適宜選定できるが、特に溶解速度比（海／島）が２００以上であることが好ましい。この溶解速度比が２００未満の場合には、繊維断面中央部の海成分を溶解させている間に繊維断面表層部の島成分の一部も溶解されるため、海成分を完全に溶解除去するためには、島成分も減量されてしまうことになり、島成分の太さ斑や溶剤浸食による強度劣化が発生して、発塵の原因となり好ましくない。
【００１３】
上記溶解速度比は、海成分及び島成分のポリマーを単独で製糸し、海成分を溶解減量可能な溶剤を用いて、それぞれの溶解減量速度を算出することにより求めることができる。例えば、海成分、島成分を各々、溶融し孔径０．３ｍｍ、長さ０．６ｍｍの吐出孔を３６個有する口金から吐出し、所定の紡糸速度で引き取り、この糸を、海ポリマーを溶解減量可能な所定の溶剤及び温度で浴比１００として溶解し、その際の溶解時間と溶解量から溶解速度を算出する。
【００１４】
海成分を構成するポリマーとしては、特に繊維形成性の良いポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンを好ましい例としてあげることができる。ポリアミド類は脂肪族ポリアミド類が好ましい。更に具体例を挙げれば、アルカリ水溶液易溶解性ポリマーとして、ポリ乳酸、超高分子量ポリアルキレンオキサイド縮合系ポリマー、ポリオキシアルキレングリコール系化合物と５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合ポリエステルが最適である。
しかし、共重合成分はこれらのみに限定されるわけではなく、これらを共重合した上で更に別の共重合成分が存在していても構わない。
【００１５】
ここでアルカリ水溶液とは、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム水溶液などを言う。これ以外にも、海成分を構成するポリマーとそれを溶解する溶剤あるいは分解性薬剤の組み合わせとして、ナイロン６やナイロン６６等の脂肪族ポリアミドに対するギ酸、ポリスチレンに対するトリクロロエチレン等やポリエチレン（特に高圧法低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレン）に対する熱トルエンやキシレン等の炭化水素系溶剤、ポリビニルアルコールやエチレン変性ビニルアルコール系ポリマーに対する熱水を例として挙げることができる。
【００１６】
共重合ポリエステル系ポリマーの中でも、５−ナトリウムスルホイソフタル酸をポリエステル全酸成分に対して５〜１２モル％と、数平均分子量４０００〜１２０００のポリエチレングリコールをポリエステル全重量に対して３〜１２重量％共重合させた、固有粘度が０．３〜０．６ｄＬ／ｇのポリエチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが好ましい。
【００１７】
ここで、５−ナトリウムスルホイソフタル酸は、得られる共重合体の親水性と溶融粘度向上に寄与し、ポリエチレングリコール（以下、ＰＥＧと表記する場合がある）は得られる共重合体の親水性を向上させる。また、ＰＥＧは分子量が大きいほど、その高次構造に起因すると考えられる親水性増加作用があるが、反応性が悪くなりブレンド系になるため、耐熱性や紡糸安定性の面で問題が生じる可能性がある。また、共重合量が１２重量％以上になると、溶融粘度低下作用があるので、好ましくない。以上のことから上記の範囲が適切であると考えられる。
【００１８】
島成分となる極細繊維を構成するポリマーは、前述のような海成分との間に、溶解速度の差があればいかなるポリマーであってもよいが、特に繊維形成性に優れた、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンなどが好適な例として挙げられる。なかでも、ポリエステルの場合、製糸性、極細繊維の物性の観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどが好ましい。
【００１９】
該ポリマー中には、本発明の目的を損なわない範囲内で、共重合成分を含むものであっても良い。共重合可能な化合物は、酸成分として、例えばイソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、ダイマー酸、セバシン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などのジカルボン酸類、グリコール成分としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどを挙げることができるが、これらに限られるものではない。
【００２０】
かかるポリエステルとしては、マテリアルリサイクルまたはケミカルリサイクルされたポリエステルであってもよい。さらには、特開２００４−２７００９７号公報や特開２００４−２１１２６８号公報に記載されているような、特定のリン化合物およびチタン化合物を含む触媒を用いて得られたポリエステルでもよい。
ポリアミドの場合は、溶融紡糸性が良いナイロン６、ナイロン６６等の脂肪族ポリアミドが好ましい。
【００２１】
一方、微細繊維織物など、産業資材・医療素材・フィルターなどの浄化デバイスに用するためには、水や酸、アルカリに強いポリオレフィンが耐久性の点で好ましい。ポリオレフィンの場合は、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体、無水マレイン酸などのビニルモノマーのエチレン共重合体等を好ましい例としてあげることができる。
【００２２】
他にはポリスルフォン、ポリイミド、ポリケトン類、ポリアリレートなどを挙げることができる。また、必要に応じて各種の添加剤、例えば、微細孔形成剤、カチオン染料可染剤、着色防止剤、熱安定剤、蛍光増白剤、艶消し剤、着色剤、吸湿剤、無機微粒子が１種または２種以上含まれていてもよい。
【００２３】
上記の海成分ポリマーと島成分ポリマーからなる海島型複合繊維は、溶融紡糸時における海成分の溶融粘度が島成分ポリマーの溶融粘度よりも高いことが好ましい。このような関係がある場合には、海成分の質量比率が４０％未満のように低くなっても、島同士が互いに接合したり、或は島成分の大部分が互いに接合した海島型海島型とは異なる断面形状のものを形成することがない。好ましい溶融粘度比（海／島）は、１．１〜２．０であり１．３〜１．５の範囲内にあることがより好ましい。この比が１．１倍未満の場合には、工程の安定性溶融紡糸時に島成分が互いに接合しやすくなり、一方それが２．０倍を越える場合には、粘度差が大きすぎるために紡糸工程の安定性が低下しやすい。
【００２４】
さらに、本発明の海島型複合繊維は、その海島複合質量比率（海：島）は、４０：６０〜５：９５の範囲内にあることが好ましく、特に３０：７０〜１０：９０の範囲内にあることが好ましい。上記範囲内にあれば、島成分間の海成分の厚さを薄くすることができ、海成分の溶解除去が容易となり、島成分の極細繊維への転換が容易になる。ここで海成分の割合が４０％を越える場合には、海成分の厚さが厚くなりすぎ、一方５％未満の場合には海成分の量が少なくなりすぎて、島間に相互接合が発生しやすくなる。
【００２５】
海成分、島成分は別々に溶融し、口金内で海島型に複合し、吐出される。その後、冷却風などによって固化させた後、好ましくは４００〜６０００ｍ／分の速度、より好ましくは１０００〜３０００ｍ／分で未延伸繊維として引き取る。紡糸速度は低い方が得られる繊維強度が高くなり好ましいが、４００ｍ／分以下では生産性が不十分であり、また、６０００ｍ／分以上では紡糸安定性が不良になる。
【００２６】
得られた海島型複合繊維の未延伸繊維は、一旦巻き取った後、あるいは、巻き取ることなく引き続いて延伸工程を通した後に巻き取る方法のいずれかの方法で延伸される。延伸温度は６０〜９０℃、好ましくは７０℃〜８０℃の予熱ローラー上で予熱し、延伸倍率１．１〜６．０倍、好ましくは１．２〜５．０倍で延伸し、糸温度として１２０〜１８０℃、好ましくは１３０〜１６０℃で熱セットを実施することが好ましい。スリット型ヒーターであれば１８０〜２２０℃が好ましく用いられる。
予熱温度不足の場合には、目的とする高倍率延伸を達成することができなくなり、セット温度が低すぎると、得られる延伸繊維の収縮率が高すぎるため好ましくない。また、セット温度が高すぎると、得られる延伸繊維の物性が著しく低下するため好ましくない。
【００２７】
なお、本発明において、特に微細な島成分径を有する海島型複合繊維を高効率で製造するために、通常のいわゆる配向結晶化を伴うネック延伸（配向結晶化延伸）に先立って、繊維構造は変化させないで繊維径のみを微細化する流動延伸工程を採用することも可能である。具体的には、引き取られた複合繊維を６０〜１００℃、好ましくは６０〜８０℃の範囲の温水バスに浸漬して均一加熱を施しながら延伸倍率は１０〜３０倍、供給速度は１〜１０ｍ／分、巻取り速度は３００ｍ／分以下、特に１０〜３００ｍ／分の範囲で予備流動延伸を実施することが好ましい。
【００２８】
本発明の極細繊維の繊維形態は特に限定されず、通常の空気加工、仮撚捲縮加工が施されていてもさしつかえない。また、空気混繊または合撚糸または複合仮撚により他のマルチフィラメント糸との複合糸としても良い。
合糸に使用するマルチフィラメント糸において、フィラメント数は特に限定されないが、１０〜３００本（好ましくは３０〜１５０本）の範囲内であることが好ましい。また、かかるマルチフィラメント糸の繊維形態は特に限定されないが、フラットヤーンであることが好ましい。単繊維の断面形状も特に限定されず、丸、三角、扁平、中空など公知の断面形状でよい。また、通常の空気加工、仮撚捲縮加工が施されていてもさしつかえない。
【００２９】
前記マルチフィラメント糸を形成するポリマーは、ポリエステル系ポリマーなど、極細繊維と同等の種類であっても良い。その他のポリマーとしてはステレオコンプレックスポリ乳酸、ポリ乳酸、第３成分を共重合させたポリエステルなどが好ましく例示される。
ポリエステル系ポリマーの場合、マテリアルリサイクルまたはケミカルリサイクルされたポリエステルであってもよい。さらには、特開２００４−２７００９７号公報や特開２００４−２１１２６８号公報に記載されているような、特定のリン化合物およびチタン化合物を含む触媒を用いて得られたポリエステルでもよい。該ポリマー中には、本発明の目的を損なわない範囲内で必要に応じて、カチオン染料可染剤、着色防止剤、熱安定剤が１種または２種以上含まれていてもよい。
【００３０】
本発明の極細繊維は、前記海島型複合繊維の海成分を、海ポリマーを溶解減量可能な溶剤を用いて溶解除去することにより、単繊維径が１０００〜２５００ｎｍの極細繊維とすることが肝要である。
海成分を除去するには、例えば、海成分がポリエステル系ポリマーの場合、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムのようなアルカリ金属化合物水溶液で処理することが好ましく、なかでも水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムが特に好ましく用いられる。アルカリ水溶液の濃度、処理温度、処理時間は、使用するアルカリ化合物の種類により異なるが、濃度は１０〜３００ｇ／Ｌ、温度は４０℃〜１８０℃、処理時間は２分〜２０時間の範囲で行うが好ましい。
【００３１】
かくして得られた極細繊維の平均直径は、１０００ｎｍを越え、２５００ｎｍ以下であることが必要である。１０００ｎｍ以下では極細繊維特有の性能である、拭き取り性、高吸収性は良好であるが、繊径が細くなったことで単糸強力が低くなり、摩擦による単糸切れが発生してしまい、自己発塵性が高くなるため、用途が限定され、例えばクリーン度が要求されるワイピングクロスとして使用することは困難である。一方、２５００ｎｍを超えると拭き取り性、高吸収性能が低下し、近年要求されているレベルに対して性能は不足する。
【００３２】
さらに、極細繊維の平均単糸繊維径のばらつきＣＶ％は、０〜２５％である。ＣＶ％が２５％を超えると、直径ばらつきが大きく自己発塵性が高くなる。より好ましくは０〜２０％、さらに好ましくは０〜１５％である。本発明の極細繊維はＣＶ％が小さく、直径のばらつきが少ないことから、繊維の表面積の分布も小さくなり、優れた性能を付与することが可能となる。また海島複合繊維の延伸時に極細繊維の断糸が少なく自己発塵性も向上する。
【００３３】
極細繊維の強度は、極細繊維を繊維束として測定した際の引張強度として、１．５〜８．０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。引張り時の強度が１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下となると摩擦時の発塵の原因となり、実用に供することが困難となる。また、８．０ｃＮ／ｄｔｅｘを超える繊維は、生産工程上伸度とのバランスを考慮すると好ましくない。より好ましい範囲は１．８〜５．５ｃＮ／ｄｔである。
また、その破断伸度は１０〜８０％、より好ましい範囲は、１０〜４０％である。極細繊維の破断伸度が１０％未満、あるいは８０％を超える場合は、摩擦時の発塵の原因となり、実用に供することが困難となる。また、沸水中における収縮率は５〜２０％であることが好ましい。
【００３４】
極細繊維の単糸強力は、極細繊維を繊維束として測定した際の破断時の引張強力を減量後の極細繊維の総フィラメント数（極細繊維束の総島数）で割った値とし、０．０４ｃＮ以上となることが必要である。単糸強力が０．０４ｃＮ以下では、摩擦により単糸が切れ、発塵の原因となり、ピリング特性やクリーン度が要求される用途に用いることが困難となる。
【００３５】
本発明の極細繊維の用途としては、織物、編物、フェルト、不織布、組み紐状糸、短繊維からなる紡績状糸などの中間製品を挙げることができる。また、これらを用いた、ワイピングクロス、研磨布、フィルター、有害物質除去製品、電池用セパレーターなどの環境・産業資材用途、ジャケット、スカート、パンツ、下着などの衣料、スポーツ衣料、衣料資材、カーペット、ソファー、カーテンなどのインテリア製品、カーシートなどの車輌内装品、化粧品、化粧品マスク、健康用品などの生活用途をあげることが出来る。
【００３６】
本発明の極細繊維の用いてワイピングクロスを製造する場合、ワイピングクロスは織物、編物いずれの形態でも良い。製造方法は従来の方法を用いればよく、例えば織物の場合、海島型複合繊維を少なくとも一部に用いて所定のカバーファクターおよび厚みを有する織物を織成した後、前記海島型複合繊維の海成分を公知のアルカリ減量装置を用いてアルカリ水溶液で溶解除去することにより、単繊維径が１０００ｎｍを越え、２５００ｎｍ以下の極細繊維を含む該ワイピングクロスを製造することができる。
【００３７】
海成分を除去するには、例えば、海成分がポリエステル系ポリマーの場合、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムのようなアルカリ金属化合物水溶液で処理することが好ましく、なかでも水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムが特に好ましく用いられる。アルカリ水溶液の濃度、処理温度、処理時間は、使用するアルカリ化合物の種類により異なるが、濃度は１０〜３００ｇ／Ｌ、温度は４０℃〜１８０℃、処理時間は１分〜２０時間の範囲で行うが好ましい。
【００３８】
前記アルカリ水溶液による溶解除去の前および／または後に、あるいは、前記熱セットの前および／または後に該布帛に染色加工を施してもよい。また、カレンダー加工（加熱加圧加工）やエンボス加工を施してもよい。さらに、常法の起毛加工、撥水加工、さらには、紫外線遮蔽あるいは制電剤、抗菌剤、消臭剤、防虫剤、蓄光剤、再帰反射剤、マイナスイオン発生剤等の機能を付与する各種加工を付加適用してもよい。
かくして得られたワイピングクロスは拭き取り性が高いだけでなく、素材発塵の発生が少ないものとなる。
【実施例】
【００３９】
次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。
【００４０】
（１）平均単糸繊維径
海成分溶解除去後の極細繊維の３００００倍のＴＥＭ観察により、繊維径を求めた。ここで繊維径は膠着していない単糸の繊維径を測定した。ランダムに選択した１００本の微細繊維の繊維径データにおいて、平均単糸繊維径ｒを算出した。
【００４１】
（２）平均単糸繊維径のばらつきＣＶ％
平均単糸繊維径を求めるに際し、その標準偏差σを算出し、以下で定義する繊維径変動係数ＣＶ％を算出した。
ＣＶ％＝標準偏差σ／平均単糸繊維径ｒ×１００ （％）
【００４２】
（３）強伸度、単糸強力
海島複合繊維から筒編みを作成し、アルカリ溶液にて海成分を溶出して極細繊維束を作成した。この極細繊維束を２０℃、６５％ＲＨの雰囲気下で、引張試験機により、試料長２０ｃｍ、速度２０ｃｍ／分の条件で破断時の強力、および伸度を測定した。
測定数は１０とし、強力の平均値を平均単糸繊維径から求めた繊度を用いて算出し、強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）とした。破断時の強力を減量後の総フィラメント数（極細繊維束の総島数）で割った値を単糸強力とする。
【００４３】
（４）自己発塵性
得られた極細繊維を用いて作成した布帛について、拭き取り試験を実施した。鏡面上に布帛を置き、荷重２ｋｇを載せ、拭き取り時に鏡面に切断し、付着した繊維毛羽を顕微鏡で観察し、毛羽数をカウントした。
【００４４】
（５）拭き取り性能
得られたワイピングクロスについて、財団法人 日本化学繊維検査協会の拭き取り性能試験（特開２００７−４０７９２参照）を実施した。
【００４５】
実施例１
島成分として固有粘度０．６４ｄＬ／ｇのポリエチレンテレフタレート、海成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸９モル％と数平均分子量４０００のポリエチレングリコール３重量％を共重合した固有粘度０．３９ｄＬ／ｇのポリエチレンテレフタレートを用い、別々に溶融後、複合口金内で合流させ、重量比で海：島＝３０：７０、島数＝９０の海島型複合未延伸繊維を、紡糸温度２９０℃、紡糸速度１０００ｍ／分で溶融紡糸し、巻き取った。
得られた未延伸糸を、延伸温度９０℃、延伸倍率４．１倍でローラー延伸し、次いで１８０℃の非接触型ヒーターで熱セットして巻き取り、海島型複合延伸糸を得た。延伸工程においても毛羽や断糸の発生はなく、全ての未延伸糸は問題なく延伸可能であった。
得られた海島型複合延伸糸は５６ｄｔｅｘ／２７ｆｉｌであり、筒編みを作成し、５５℃、２．５ｇ／ｌのアルカリ溶液中で減量処理したところ、海成分のみが溶出されており、島成分の平均繊維径は１３００ｎｍ、ＣＶ％は１２％、強度は４．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は３４％、単糸強力０．０８ｃＮであった。
次いで、該海島複合延伸糸と高熱収縮性のイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートからなるマルチフィラメント糸３３ｄｔｅｘ／１２ｆｉｌとを引き揃えて、インターレース加工により複合糸を得た。
この複合糸を３００回／ｍ（Ｚ方向）にて撚糸し、緯糸に全量配し、ポリエステルマルチフィラメント糸８４ｄｔｅｘ／７２ｆｉｌを３００回／ｍ（Ｚ方向）にて撚糸し、経糸に全量配し、経密度２２０本／２．５４ｃｍ、緯密度１５０本／２．５４ｃｍの織密度にて、通常の製織方法により４／１のサテン組織の織物生機を得た。
次いで、該織物を５０℃にて湿熱処理した後、海島型複合延伸糸の海成分を除去するために、２．５％ＮａＯＨ水溶液で、５５℃にて１３．２％減量（アルカリ減量）した。その後、常法の湿熱加工、乾熱加工を行い、布帛を得た。
海島型複合繊維から溶出して得られた極細繊維の物性、および極細繊維を用いた布帛の性能を表１に示す。自己発塵性、拭き取り性能共に、良好であった。
【００４６】
実施例２
実施例１と同様のポリマーを用い、別々に溶融後、複合口金内で合流させ、重量比で海：島＝３０：７０、島数＝２５の海島型複合未延伸繊維を、紡糸温度２９０℃、紡糸速度１０００ｍ／分で溶融紡糸し、巻き取った。
得られた未延伸糸を、延伸温度９０℃、延伸倍率４．１倍でローラー延伸し、次いで１８０℃の非接触型ヒーターで熱セットして巻き取り、海島型複合延伸糸を得た。延伸工程においても毛羽や断糸の発生はなく、全ての未延伸糸は問題なく延伸可能であった。
得られた海島型複合延伸糸は５６ｄｔｅｘ／３６ｆｉｌであり、筒編みを作成し、５５℃、２．５ｇ／ｌのアルカリ溶液中で減量処理したところ、海成分のみが溶出されており、島成分の平均繊維径は２１００ｎｍ、ＣＶ％は１５％、強度は５．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は３８％、単糸強力０．２３ｃＮであった。
次いで、実施例１と同様の方法で、極細繊維を用いた布帛を得た。海島型複合繊維から溶出して得られた極細繊維の物性、および極細繊維を用いた布帛の性能を合わせて表１に示す。自己発塵性、拭き取り性能共に、良好であった。
【００４７】
比較例１
実施例１と同様のポリマーを用い、別々に溶融後、複合口金内で合流させ、重量比で海：島＝３０：７０、島数＝９００の海島型複合未延伸繊維を、紡糸温度２９０℃、紡糸速度１０００ｍ／分で溶融紡糸し、巻き取った。
得られた未延伸糸を、延伸温度９０℃、延伸倍率４．１倍でローラー延伸し、次いで１８０℃の非接触型ヒーターで熱セットして巻き取り、海島型複合延伸糸を得た。延伸工程においても毛羽や断糸の発生はなく、全ての未延伸糸は問題なく延伸可能であった。
得られた海島型複合延伸糸は５６ｄｔｅｘ／１０ｆｉｌであり、筒編みを作成し、５５℃、２．５ｇ／ｌのアルカリ溶液中で減量処理したところ、海成分のみが溶出されており、島成分の平均繊維径は７００ｎｍ、ＣＶ％は１０％、強度は３．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は２８％、単糸強力０．０２ｃＮであった。
次いで、実施例１と同様の方法で、極細繊維を用いた布帛を得た。海島型複合繊維から溶出して得られた極細繊維の物性、および極細繊維を用いた布帛の性能を合わせて表１に示す。拭き取り性能は良好であったが、自己発塵性は鏡面上に繊維毛羽の付着が多数見られた。
【００４８】
比較例２
放射状のＮｙ６がＰＥＴを８分割する割繊性複合繊維である「ベリーマＸ」（ＫＢセーレン株式会社製割繊性複合繊維の商標）は、割繊して得られたポリエステル極細繊維の断面形状は不均一であるが、平均単糸繊度は０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径に換算すると、およそ３１００ｎｍ）、ＣＶ％は４０％、強度は４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は３５％、単糸強力０．７ｃＮであった。
ベリーマＸを用いたワイピングクロス市販品「ザビーナ」（ＫＢセーレン株式会社製ワイピングクロスの商標）の性能を合わせて表１に示す。自己発塵性は鏡面上に繊維毛羽の付着がほとんど見られず、拭き取り性能は実施例１、２に比べて劣る結果となった。
【００４９】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の極細繊維を用いた布帛は、摩擦による単糸切れを防ぐことで自己発塵性の抑制に優れ、極細繊維特有の性能である、拭き取り性、高吸収性が得られる。
従って、ピリング特性が要求されるインナー、アウター、スポーツをはじめとする衣料、および、クリーン度が要求される産業資材などの多くの用途に利用可能であり、その工業的価値は極めて大である。
特に、産業用途での精密性の高度化により、より微小な塵、埃、油などの拭き取り性および捕塵性が要求される、ＩＣや半導体の製造工場やクリーンルームなどのワイピング製品に有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、充分な単糸強力を有し、自己発塵性の抑制に優れていて、拭き取り性および捕塵性に極めて優れたワイピングクロスが製造可能な極細繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、衣料用布帛やワイピングクロス、研磨布、フィルター、人工皮革などの産業用資材には、高摩擦、高表面積、高密度、柔軟性を発現させる為に極細繊維が用いられてきた。
極細繊維の素材としては、汎用的にはナイロン６やナイロン６６などのポリアミドや、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルが用いられている。しかし、衣料用、産業用共に、極細繊維ゆえに摩擦等により外部から力が加わることで、単糸切れが発生し、自己発塵性が高いという欠点がある。
【０００３】
今日、極細繊維は、ＩＣや半導体の製造工場やクリーンルームなどの産業分野用のワイピング製品で用いられているが、近年の精密性の高度化により、より微小な塵、埃、油などの拭き取り性および捕塵性が要求されている。
しかし、従来の極細繊維を使用した布帛では、近年要求されているレベルに対して性能不足であることが否めない。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ポリエステル極細繊維を得る方法として海島繊維１フィラメント当たり１００島以上の島数を有する海島複合繊維とすることが提案されている。本方法により得られたポリエチレンテレフタレート極細繊維は、摩擦により糸切れが発生し、ワイピングクロス等のクリーン度が求められる用途では展開が困難である。この問題は、単糸繊径が１０〜１０００ｎｍと細く、単糸強力が弱いことに起因している。
【０００５】
特許文献２には、ナノファイバーを得る方法としてポリマーアロイ繊維とすることが提案されている。本方法により得られたポリフェニレンスルフィド・ナノファイバーは、平均繊維径が１５００ｎｍ以下だが、繊維径にばらつきがあり、１００ｎｍ以下のナノファイバーもあるため、糸切れやナノファイバー自体の脱落がおこる。
【０００６】
特許文献３には、分割型の複合繊維を割繊することにより得られた極細繊維が提案されている。得られた極細繊維は、充分な強度を有しているため、単糸切れや繊維の脱落による自己発塵性が抑制される。しかし、単糸繊度が０．０２〜０．５ｄｔｅｘで、単糸繊度や形状が不均一であり、近年要求されるレベルが高くなったことで、更なる性能向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００５／０９５６８６号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−２６５７７０号公報
【特許文献３】特開２００６−３２２１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ワイピングクロスの構成成分として使用された際に、拭き取り性、高吸収性等の極細繊維特有の高性能を維持しつつ、摩擦による単糸切れを防ぐことで自己発塵性の抑制に優れた極細繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、このような問題を解決するため検討した結果、海島型複合繊維において、海ポリマー減量後に得られる極細繊維の単糸繊径、繊維径のばらつきを制御し、極細繊維の単糸強力を高めることにより上記目的が達成できることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、
海島型複合繊維の海成分を溶出処理することによって得られる、平均単糸繊径が１０００ｎｍを越え、２５００ｎｍ以下、平均単糸繊径のばらつきＣＶ％が０〜２５％、単糸強力が０．０４ｃＮ以上であることを特徴とする極細繊維、
及び、
上記、極細繊維を含むことを特徴とするワイピングクロスが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ワイピングクロスの構成成分として使用された際に、拭き取り性、高吸収性といった極細繊維特有の性能を維持しつつ、摩擦による単糸切れを防ぐことで、自己発塵性の抑制に優れた極細繊維を提供できる。
該極細繊維は、特に、ピリング特性が要求されるインナー、アウター、スポーツをはじめとする衣料、および、クリーン度が要求されるワイピングクロスをはじめとする産業資材などの多くの用途に利用可能である。特に、産業用途での精密性の高度化により、より微小な塵、埃、油などの拭き取り性および捕塵性が要求される、ＩＣや半導体の製造工場やクリーンルームなどのワイピング製品に有用である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の極細繊維について詳述する。
本発明の極細繊維は、海島型複合繊維の海成分を溶出処理することによって得られる。
その際の海成分ポリマーとしては、島成分ポリマーよりも溶解性が高い組合せである限り、適宜選定できるが、特に溶解速度比（海／島）が２００以上であることが好ましい。この溶解速度比が２００未満の場合には、繊維断面中央部の海成分を溶解させている間に繊維断面表層部の島成分の一部も溶解されるため、海成分を完全に溶解除去するためには、島成分も減量されてしまうことになり、島成分の太さ斑や溶剤浸食による強度劣化が発生して、発塵の原因となり好ましくない。
【００１３】
上記溶解速度比は、海成分及び島成分のポリマーを単独で製糸し、海成分を溶解減量可能な溶剤を用いて、それぞれの溶解減量速度を算出することにより求めることができる。例えば、海成分、島成分を各々、溶融し孔径０．３ｍｍ、長さ０．６ｍｍの吐出孔を３６個有する口金から吐出し、所定の紡糸速度で引き取り、この糸を、海ポリマーを溶解減量可能な所定の溶剤及び温度で浴比１００として溶解し、その際の溶解時間と溶解量から溶解速度を算出する。
【００１４】
海成分を構成するポリマーとしては、特に繊維形成性の良いポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンを好ましい例としてあげることができる。ポリアミド類は脂肪族ポリアミド類が好ましい。更に具体例を挙げれば、アルカリ水溶液易溶解性ポリマーとして、ポリ乳酸、超高分子量ポリアルキレンオキサイド縮合系ポリマー、ポリオキシアルキレングリコール系化合物と５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合ポリエステルが最適である。
しかし、共重合成分はこれらのみに限定されるわけではなく、これらを共重合した上で更に別の共重合成分が存在していても構わない。
【００１５】
ここでアルカリ水溶液とは、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム水溶液などを言う。これ以外にも、海成分を構成するポリマーとそれを溶解する溶剤あるいは分解性薬剤の組み合わせとして、ナイロン６やナイロン６６等の脂肪族ポリアミドに対するギ酸、ポリスチレンに対するトリクロロエチレン等やポリエチレン（特に高圧法低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレン）に対する熱トルエンやキシレン等の炭化水素系溶剤、ポリビニルアルコールやエチレン変性ビニルアルコール系ポリマーに対する熱水を例として挙げることができる。
【００１６】
共重合ポリエステル系ポリマーの中でも、５−ナトリウムスルホイソフタル酸をポリエステル全酸成分に対して５〜１２モル％と、数平均分子量４０００〜１２０００のポリエチレングリコールをポリエステル全重量に対して３〜１２重量％共重合させた、固有粘度が０．３〜０．６ｄＬ／ｇのポリエチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが好ましい。
【００１７】
ここで、５−ナトリウムスルホイソフタル酸は、得られる共重合体の親水性と溶融粘度向上に寄与し、ポリエチレングリコール（以下、ＰＥＧと表記する場合がある）は得られる共重合体の親水性を向上させる。また、ＰＥＧは分子量が大きいほど、その高次構造に起因すると考えられる親水性増加作用があるが、反応性が悪くなりブレンド系になるため、耐熱性や紡糸安定性の面で問題が生じる可能性がある。また、共重合量が１２重量％以上になると、溶融粘度低下作用があるので、好ましくない。以上のことから上記の範囲が適切であると考えられる。
【００１８】
島成分となる極細繊維を構成するポリマーは、前述のような海成分との間に、溶解速度の差があればいかなるポリマーであってもよいが、特に繊維形成性に優れた、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンなどが好適な例として挙げられる。なかでも、ポリエステルの場合、製糸性、極細繊維の物性の観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどが好ましい。
【００１９】
該ポリマー中には、本発明の目的を損なわない範囲内で、共重合成分を含むものであっても良い。共重合可能な化合物は、酸成分として、例えばイソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、ダイマー酸、セバシン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などのジカルボン酸類、グリコール成分としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどを挙げることができるが、これらに限られるものではない。
【００２０】
かかるポリエステルとしては、マテリアルリサイクルまたはケミカルリサイクルされたポリエステルであってもよい。さらには、特開２００４−２７００９７号公報や特開２００４−２１１２６８号公報に記載されているような、特定のリン化合物およびチタン化合物を含む触媒を用いて得られたポリエステルでもよい。
ポリアミドの場合は、溶融紡糸性が良いナイロン６、ナイロン６６等の脂肪族ポリアミドが好ましい。
【００２１】
一方、微細繊維織物など、産業資材・医療素材・フィルターなどの浄化デバイスに用するためには、水や酸、アルカリに強いポリオレフィンが耐久性の点で好ましい。ポリオレフィンの場合は、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体、無水マレイン酸などのビニルモノマーのエチレン共重合体等を好ましい例としてあげることができる。
【００２２】
他にはポリスルフォン、ポリイミド、ポリケトン類、ポリアリレートなどを挙げることができる。また、必要に応じて各種の添加剤、例えば、微細孔形成剤、カチオン染料可染剤、着色防止剤、熱安定剤、蛍光増白剤、艶消し剤、着色剤、吸湿剤、無機微粒子が１種または２種以上含まれていてもよい。
【００２３】
上記の海成分ポリマーと島成分ポリマーからなる海島型複合繊維は、溶融紡糸時における海成分の溶融粘度が島成分ポリマーの溶融粘度よりも高いことが好ましい。このような関係がある場合には、海成分の質量比率が４０％未満のように低くなっても、島同士が互いに接合したり、或は島成分の大部分が互いに接合した海島型海島型とは異なる断面形状のものを形成することがない。好ましい溶融粘度比（海／島）は、１．１〜２．０であり１．３〜１．５の範囲内にあることがより好ましい。この比が１．１倍未満の場合には、工程の安定性溶融紡糸時に島成分が互いに接合しやすくなり、一方それが２．０倍を越える場合には、粘度差が大きすぎるために紡糸工程の安定性が低下しやすい。
【００２４】
さらに、本発明の海島型複合繊維は、その海島複合質量比率（海：島）は、４０：６０〜５：９５の範囲内にあることが好ましく、特に３０：７０〜１０：９０の範囲内にあることが好ましい。上記範囲内にあれば、島成分間の海成分の厚さを薄くすることができ、海成分の溶解除去が容易となり、島成分の極細繊維への転換が容易になる。ここで海成分の割合が４０％を越える場合には、海成分の厚さが厚くなりすぎ、一方５％未満の場合には海成分の量が少なくなりすぎて、島間に相互接合が発生しやすくなる。
【００２５】
海成分、島成分は別々に溶融し、口金内で海島型に複合し、吐出される。その後、冷却風などによって固化させた後、好ましくは４００〜６０００ｍ／分の速度、より好ましくは１０００〜３０００ｍ／分で未延伸繊維として引き取る。紡糸速度は低い方が得られる繊維強度が高くなり好ましいが、４００ｍ／分以下では生産性が不十分であり、また、６０００ｍ／分以上では紡糸安定性が不良になる。
【００２６】
得られた海島型複合繊維の未延伸繊維は、一旦巻き取った後、あるいは、巻き取ることなく引き続いて延伸工程を通した後に巻き取る方法のいずれかの方法で延伸される。延伸温度は６０〜９０℃、好ましくは７０℃〜８０℃の予熱ローラー上で予熱し、延伸倍率１．１〜６．０倍、好ましくは１．２〜５．０倍で延伸し、糸温度として１２０〜１８０℃、好ましくは１３０〜１６０℃で熱セットを実施することが好ましい。スリット型ヒーターであれば１８０〜２２０℃が好ましく用いられる。
予熱温度不足の場合には、目的とする高倍率延伸を達成することができなくなり、セット温度が低すぎると、得られる延伸繊維の収縮率が高すぎるため好ましくない。また、セット温度が高すぎると、得られる延伸繊維の物性が著しく低下するため好ましくない。
【００２７】
なお、本発明において、特に微細な島成分径を有する海島型複合繊維を高効率で製造するために、通常のいわゆる配向結晶化を伴うネック延伸（配向結晶化延伸）に先立って、繊維構造は変化させないで繊維径のみを微細化する流動延伸工程を採用することも可能である。具体的には、引き取られた複合繊維を６０〜１００℃、好ましくは６０〜８０℃の範囲の温水バスに浸漬して均一加熱を施しながら延伸倍率は１０〜３０倍、供給速度は１〜１０ｍ／分、巻取り速度は３００ｍ／分以下、特に１０〜３００ｍ／分の範囲で予備流動延伸を実施することが好ましい。
【００２８】
本発明の極細繊維の繊維形態は特に限定されず、通常の空気加工、仮撚捲縮加工が施されていてもさしつかえない。また、空気混繊または合撚糸または複合仮撚により他のマルチフィラメント糸との複合糸としても良い。
合糸に使用するマルチフィラメント糸において、フィラメント数は特に限定されないが、１０〜３００本（好ましくは３０〜１５０本）の範囲内であることが好ましい。また、かかるマルチフィラメント糸の繊維形態は特に限定されないが、フラットヤーンであることが好ましい。単繊維の断面形状も特に限定されず、丸、三角、扁平、中空など公知の断面形状でよい。また、通常の空気加工、仮撚捲縮加工が施されていてもさしつかえない。
【００２９】
前記マルチフィラメント糸を形成するポリマーは、ポリエステル系ポリマーなど、極細繊維と同等の種類であっても良い。その他のポリマーとしてはステレオコンプレックスポリ乳酸、ポリ乳酸、第３成分を共重合させたポリエステルなどが好ましく例示される。
ポリエステル系ポリマーの場合、マテリアルリサイクルまたはケミカルリサイクルされたポリエステルであってもよい。さらには、特開２００４−２７００９７号公報や特開２００４−２１１２６８号公報に記載されているような、特定のリン化合物およびチタン化合物を含む触媒を用いて得られたポリエステルでもよい。該ポリマー中には、本発明の目的を損なわない範囲内で必要に応じて、カチオン染料可染剤、着色防止剤、熱安定剤が１種または２種以上含まれていてもよい。
【００３０】
本発明の極細繊維は、前記海島型複合繊維の海成分を、海ポリマーを溶解減量可能な溶剤を用いて溶解除去することにより、単繊維径が１０００〜２５００ｎｍの極細繊維とすることが肝要である。
海成分を除去するには、例えば、海成分がポリエステル系ポリマーの場合、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムのようなアルカリ金属化合物水溶液で処理することが好ましく、なかでも水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムが特に好ましく用いられる。アルカリ水溶液の濃度、処理温度、処理時間は、使用するアルカリ化合物の種類により異なるが、濃度は１０〜３００ｇ／Ｌ、温度は４０℃〜１８０℃、処理時間は２分〜２０時間の範囲で行うが好ましい。
【００３１】
かくして得られた極細繊維の平均直径は、１０００ｎｍを越え、２５００ｎｍ以下であることが必要である。１０００ｎｍ以下では極細繊維特有の性能である、拭き取り性、高吸収性は良好であるが、繊径が細くなったことで単糸強力が低くなり、摩擦による単糸切れが発生してしまい、自己発塵性が高くなるため、用途が限定され、例えばクリーン度が要求されるワイピングクロスとして使用することは困難である。一方、２５００ｎｍを超えると拭き取り性、高吸収性能が低下し、近年要求されているレベルに対して性能は不足する。
【００３２】
さらに、極細繊維の平均単糸繊維径のばらつきＣＶ％は、０〜２５％である。ＣＶ％が２５％を超えると、直径ばらつきが大きく自己発塵性が高くなる。より好ましくは０〜２０％、さらに好ましくは０〜１５％である。本発明の極細繊維はＣＶ％が小さく、直径のばらつきが少ないことから、繊維の表面積の分布も小さくなり、優れた性能を付与することが可能となる。また海島複合繊維の延伸時に極細繊維の断糸が少なく自己発塵性も向上する。
【００３３】
極細繊維の強度は、極細繊維を繊維束として測定した際の引張強度として、１．５〜８．０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。引張り時の強度が１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下となると摩擦時の発塵の原因となり、実用に供することが困難となる。また、８．０ｃＮ／ｄｔｅｘを超える繊維は、生産工程上伸度とのバランスを考慮すると好ましくない。より好ましい範囲は１．８〜５．５ｃＮ／ｄｔである。
また、その破断伸度は１０〜８０％、より好ましい範囲は、１０〜４０％である。極細繊維の破断伸度が１０％未満、あるいは８０％を超える場合は、摩擦時の発塵の原因となり、実用に供することが困難となる。また、沸水中における収縮率は５〜２０％であることが好ましい。
【００３４】
極細繊維の単糸強力は、極細繊維を繊維束として測定した際の破断時の引張強力を減量後の極細繊維の総フィラメント数（極細繊維束の総島数）で割った値とし、０．０４ｃＮ以上となることが必要である。単糸強力が０．０４ｃＮ以下では、摩擦により単糸が切れ、発塵の原因となり、ピリング特性やクリーン度が要求される用途に用いることが困難となる。
【００３５】
本発明の極細繊維の用途としては、織物、編物、フェルト、不織布、組み紐状糸、短繊維からなる紡績状糸などの中間製品を挙げることができる。また、これらを用いた、ワイピングクロス、研磨布、フィルター、有害物質除去製品、電池用セパレーターなどの環境・産業資材用途、ジャケット、スカート、パンツ、下着などの衣料、スポーツ衣料、衣料資材、カーペット、ソファー、カーテンなどのインテリア製品、カーシートなどの車輌内装品、化粧品、化粧品マスク、健康用品などの生活用途をあげることが出来る。
【００３６】
本発明の極細繊維の用いてワイピングクロスを製造する場合、ワイピングクロスは織物、編物いずれの形態でも良い。製造方法は従来の方法を用いればよく、例えば織物の場合、海島型複合繊維を少なくとも一部に用いて所定のカバーファクターおよび厚みを有する織物を織成した後、前記海島型複合繊維の海成分を公知のアルカリ減量装置を用いてアルカリ水溶液で溶解除去することにより、単繊維径が１０００ｎｍを越え、２５００ｎｍ以下の極細繊維を含む該ワイピングクロスを製造することができる。
【００３７】
海成分を除去するには、例えば、海成分がポリエステル系ポリマーの場合、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムのようなアルカリ金属化合物水溶液で処理することが好ましく、なかでも水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムが特に好ましく用いられる。アルカリ水溶液の濃度、処理温度、処理時間は、使用するアルカリ化合物の種類により異なるが、濃度は１０〜３００ｇ／Ｌ、温度は４０℃〜１８０℃、処理時間は１分〜２０時間の範囲で行うが好ましい。
【００３８】
前記アルカリ水溶液による溶解除去の前および／または後に、あるいは、前記熱セットの前および／または後に該布帛に染色加工を施してもよい。また、カレンダー加工（加熱加圧加工）やエンボス加工を施してもよい。さらに、常法の起毛加工、撥水加工、さらには、紫外線遮蔽あるいは制電剤、抗菌剤、消臭剤、防虫剤、蓄光剤、再帰反射剤、マイナスイオン発生剤等の機能を付与する各種加工を付加適用してもよい。
かくして得られたワイピングクロスは拭き取り性が高いだけでなく、素材発塵の発生が少ないものとなる。
【実施例】
【００３９】
次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。
【００４０】
（１）平均単糸繊維径
海成分溶解除去後の極細繊維の３００００倍のＴＥＭ観察により、繊維径を求めた。ここで繊維径は膠着していない単糸の繊維径を測定した。ランダムに選択した１００本の微細繊維の繊維径データにおいて、平均単糸繊維径ｒを算出した。
【００４１】
（２）平均単糸繊維径のばらつきＣＶ％
平均単糸繊維径を求めるに際し、その標準偏差σを算出し、以下で定義する繊維径変動係数ＣＶ％を算出した。
ＣＶ％＝標準偏差σ／平均単糸繊維径ｒ×１００ （％）
【００４２】
（３）強伸度、単糸強力
海島複合繊維から筒編みを作成し、アルカリ溶液にて海成分を溶出して極細繊維束を作成した。この極細繊維束を２０℃、６５％ＲＨの雰囲気下で、引張試験機により、試料長２０ｃｍ、速度２０ｃｍ／分の条件で破断時の強力、および伸度を測定した。
測定数は１０とし、強力の平均値を平均単糸繊維径から求めた繊度を用いて算出し、強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）とした。破断時の強力を減量後の総フィラメント数（極細繊維束の総島数）で割った値を単糸強力とする。
【００４３】
（４）自己発塵性
得られた極細繊維を用いて作成した布帛について、拭き取り試験を実施した。鏡面上に布帛を置き、荷重２ｋｇを載せ、拭き取り時に鏡面に切断し、付着した繊維毛羽を顕微鏡で観察し、毛羽数をカウントした。
【００４４】
（５）拭き取り性能
得られたワイピングクロスについて、財団法人 日本化学繊維検査協会の拭き取り性能試験（特開２００７−４０７９２参照）を実施した。
【００４５】
実施例１
島成分として固有粘度０．６４ｄＬ／ｇのポリエチレンテレフタレート、海成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸９モル％と数平均分子量４０００のポリエチレングリコール３重量％を共重合した固有粘度０．３９ｄＬ／ｇのポリエチレンテレフタレートを用い、別々に溶融後、複合口金内で合流させ、重量比で海：島＝３０：７０、島数＝９０の海島型複合未延伸繊維を、紡糸温度２９０℃、紡糸速度１０００ｍ／分で溶融紡糸し、巻き取った。
得られた未延伸糸を、延伸温度９０℃、延伸倍率４．１倍でローラー延伸し、次いで１８０℃の非接触型ヒーターで熱セットして巻き取り、海島型複合延伸糸を得た。延伸工程においても毛羽や断糸の発生はなく、全ての未延伸糸は問題なく延伸可能であった。
得られた海島型複合延伸糸は５６ｄｔｅｘ／２７ｆｉｌであり、筒編みを作成し、５５℃、２．５ｇ／ｌのアルカリ溶液中で減量処理したところ、海成分のみが溶出されており、島成分の平均繊維径は１３００ｎｍ、ＣＶ％は１２％、強度は４．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は３４％、単糸強力０．０８ｃＮであった。
次いで、該海島複合延伸糸と高熱収縮性のイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートからなるマルチフィラメント糸３３ｄｔｅｘ／１２ｆｉｌとを引き揃えて、インターレース加工により複合糸を得た。
この複合糸を３００回／ｍ（Ｚ方向）にて撚糸し、緯糸に全量配し、ポリエステルマルチフィラメント糸８４ｄｔｅｘ／７２ｆｉｌを３００回／ｍ（Ｚ方向）にて撚糸し、経糸に全量配し、経密度２２０本／２．５４ｃｍ、緯密度１５０本／２．５４ｃｍの織密度にて、通常の製織方法により４／１のサテン組織の織物生機を得た。
次いで、該織物を５０℃にて湿熱処理した後、海島型複合延伸糸の海成分を除去するために、２．５％ＮａＯＨ水溶液で、５５℃にて１３．２％減量（アルカリ減量）した。その後、常法の湿熱加工、乾熱加工を行い、布帛を得た。
海島型複合繊維から溶出して得られた極細繊維の物性、および極細繊維を用いた布帛の性能を表１に示す。自己発塵性、拭き取り性能共に、良好であった。
【００４６】
実施例２
実施例１と同様のポリマーを用い、別々に溶融後、複合口金内で合流させ、重量比で海：島＝３０：７０、島数＝２５の海島型複合未延伸繊維を、紡糸温度２９０℃、紡糸速度１０００ｍ／分で溶融紡糸し、巻き取った。
得られた未延伸糸を、延伸温度９０℃、延伸倍率４．１倍でローラー延伸し、次いで１８０℃の非接触型ヒーターで熱セットして巻き取り、海島型複合延伸糸を得た。延伸工程においても毛羽や断糸の発生はなく、全ての未延伸糸は問題なく延伸可能であった。
得られた海島型複合延伸糸は５６ｄｔｅｘ／３６ｆｉｌであり、筒編みを作成し、５５℃、２．５ｇ／ｌのアルカリ溶液中で減量処理したところ、海成分のみが溶出されており、島成分の平均繊維径は２１００ｎｍ、ＣＶ％は１５％、強度は５．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は３８％、単糸強力０．２３ｃＮであった。
次いで、実施例１と同様の方法で、極細繊維を用いた布帛を得た。海島型複合繊維から溶出して得られた極細繊維の物性、および極細繊維を用いた布帛の性能を合わせて表１に示す。自己発塵性、拭き取り性能共に、良好であった。
【００４７】
比較例１
実施例１と同様のポリマーを用い、別々に溶融後、複合口金内で合流させ、重量比で海：島＝３０：７０、島数＝９００の海島型複合未延伸繊維を、紡糸温度２９０℃、紡糸速度１０００ｍ／分で溶融紡糸し、巻き取った。
得られた未延伸糸を、延伸温度９０℃、延伸倍率４．１倍でローラー延伸し、次いで１８０℃の非接触型ヒーターで熱セットして巻き取り、海島型複合延伸糸を得た。延伸工程においても毛羽や断糸の発生はなく、全ての未延伸糸は問題なく延伸可能であった。
得られた海島型複合延伸糸は５６ｄｔｅｘ／１０ｆｉｌであり、筒編みを作成し、５５℃、２．５ｇ／ｌのアルカリ溶液中で減量処理したところ、海成分のみが溶出されており、島成分の平均繊維径は７００ｎｍ、ＣＶ％は１０％、強度は３．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は２８％、単糸強力０．０２ｃＮであった。
次いで、実施例１と同様の方法で、極細繊維を用いた布帛を得た。海島型複合繊維から溶出して得られた極細繊維の物性、および極細繊維を用いた布帛の性能を合わせて表１に示す。拭き取り性能は良好であったが、自己発塵性は鏡面上に繊維毛羽の付着が多数見られた。
【００４８】
比較例２
放射状のＮｙ６がＰＥＴを８分割する割繊性複合繊維である「ベリーマＸ」（ＫＢセーレン株式会社製割繊性複合繊維の商標）は、割繊して得られたポリエステル極細繊維の断面形状は不均一であるが、平均単糸繊度は０．１ｄｔｅｘ（平均繊維径に換算すると、およそ３１００ｎｍ）、ＣＶ％は４０％、強度は４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は３５％、単糸強力０．７ｃＮであった。
ベリーマＸを用いたワイピングクロス市販品「ザビーナ」（ＫＢセーレン株式会社製ワイピングクロスの商標）の性能を合わせて表１に示す。自己発塵性は鏡面上に繊維毛羽の付着がほとんど見られず、拭き取り性能は実施例１、２に比べて劣る結果となった。
【００４９】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の極細繊維を用いた布帛は、摩擦による単糸切れを防ぐことで自己発塵性の抑制に優れ、極細繊維特有の性能である、拭き取り性、高吸収性が得られる。
従って、ピリング特性が要求されるインナー、アウター、スポーツをはじめとする衣料、および、クリーン度が要求される産業資材などの多くの用途に利用可能であり、その工業的価値は極めて大である。
特に、産業用途での精密性の高度化により、より微小な塵、埃、油などの拭き取り性および捕塵性が要求される、ＩＣや半導体の製造工場やクリーンルームなどのワイピング製品に有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海島型複合繊維の海成分を溶出処理することによって得られる、平均単糸繊径が１０００ｎｍを越え、２５００ｎｍ以下、平均単糸繊径のばらつきＣＶ％が０〜２５％、単糸強力が０．０４ｃＮ以上であることを特徴とする極細繊維。
【請求項２】
極細繊維を構成する主成分がポリエステルである請求項１に記載の極細繊維。
【請求項３】
ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、またはこれらを主たる繰り返し単位とする共重合体である請求項２に記載の極細繊維。
【請求項４】
極細繊維を構成する主成分がポリアミドである請求項１記載の極細繊維。
【請求項５】
極細繊維を構成する主成分がポリオレフィンである請求項１記載の極細繊維。
【請求項６】
請求項１記載の極細繊維を含むことを特徴とするワイピングクロス。
【請求項１】
海島型複合繊維の海成分を溶出処理することによって得られる、平均単糸繊径が１０００ｎｍを越え、２５００ｎｍ以下、平均単糸繊径のばらつきＣＶ％が０〜２５％、単糸強力が０．０４ｃＮ以上であることを特徴とする極細繊維。
【請求項２】
極細繊維を構成する主成分がポリエステルである請求項１に記載の極細繊維。
【請求項３】
ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、またはこれらを主たる繰り返し単位とする共重合体である請求項２に記載の極細繊維。
【請求項４】
極細繊維を構成する主成分がポリアミドである請求項１記載の極細繊維。
【請求項５】
極細繊維を構成する主成分がポリオレフィンである請求項１記載の極細繊維。
【請求項６】
請求項１記載の極細繊維を含むことを特徴とするワイピングクロス。
【公開番号】特開２０１２−２０７３６１（Ｐ２０１２−２０７３６１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５７３２１（Ｐ２０１２−５７３２１）
【出願日】平成２４年３月１４日（２０１２．３．１４）
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月１４日（２０１２．３．１４）
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
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