芯鞘複合繊維およびその繊維布帛
【課題】芯鞘複合糸の芯部を後溶出することで仮撚り撚糸および製編織時の物理的圧力によっても高中空率および中空形態を維持できる優れた中空繊維を得ることができ、製糸性や芯成分の除去等の工程安定性が良好であり、ソフトで軽量性および保温性に優れ、布帛とした際に染色斑や擦過による白化のない、スポーツ用途などに有用な高品位の繊維を提供する。
【解決手段】ポリトリメチレンテレフタレートを鞘成分２とし、ポリ乳酸を芯成分３とし、鞘部と芯部が同心円上に配置された同心芯鞘型の複合繊維であって、繊維横断面において該芯成分の一部４が該鞘成分の開口部５から繊維表面に露出しており、かつ断面異形度が下記式を満足する芯鞘複合繊維。 ・ ５≦ａ／ｂ≦３．０ ただし、ａは繊維横断面における芯成分の内接円の直径（μｍ）を表し、ｂは繊維横断面における鞘成分の開口部の幅（μｍ）を表す。
【解決手段】ポリトリメチレンテレフタレートを鞘成分２とし、ポリ乳酸を芯成分３とし、鞘部と芯部が同心円上に配置された同心芯鞘型の複合繊維であって、繊維横断面において該芯成分の一部４が該鞘成分の開口部５から繊維表面に露出しており、かつ断面異形度が下記式を満足する芯鞘複合繊維。 ・ ５≦ａ／ｂ≦３．０ ただし、ａは繊維横断面における芯成分の内接円の直径（μｍ）を表し、ｂは繊維横断面における鞘成分の開口部の幅（μｍ）を表す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリトリメチレンテレフタレートとポリ乳酸からなる芯部と鞘部を有する複合繊維に関するものであり、更に詳しくは、芯成分を溶出した後に高中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維となり、ソフト感、軽量性および保温性に優れ、布帛とした際に染色斑や擦過による白化のない、高品位の中空繊維を製造することができる複合繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル繊維は、機械的性質、化学的性質、イージーケア性などの優れた特性から一般衣料用として広く利用されている。最近では繊維特品化の要望が年々高まり、各合繊メーカーから多くの機能性繊維が上市されている。特にスポーツ衣料などでは、運動のしやすさの点から軽量化の要望が強く、冬物用では保温性といった機能が求められている。衣料の軽量化をはかる手立てとしては、織編物の組織を工夫したり、嵩高性を付与するために仮撚加工を施したりと、ある程度の軽量化は可能である。しかし、さらに軽量化をはかる手段としては繊維自体を軽量化する必要があり、そのため過去より中空繊維の検討がなされている。
【０００３】
ここでポリトリメチレンテレフタレート（以下、ＰＴＴと称することがある）繊維について言及する。
【０００４】
ＰＴＴ繊維は、ヤング率が低く、伸長弾性回復性が優れていることから、ソフトで高ストレッチといった特徴を有し、スポーツ衣料などでその特性が非常に有利に働くため、過去より中空繊維化の検討がなされてきた。例えば、特許文献１、２にはＰＴＴを用いた中空繊維が提案されているが、中空口金を用いて紡糸するため、製糸安定性が悪く、中空部での変形、潰れが生じやすく、実質的には十分な機能（軽量性・保温性）を付与するまでの中空繊維を得ることが困難であった。
【０００５】
特許文献３にはポリエステルを鞘成分とし、重量平均分子量５００〜８０００のポリエチレングリコールを８〜７０重量％共重合させたポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、繊維横断面において該芯成分の一部が該鞘成分の開口部から繊維表面に露出しており、高次工程等の後加工において、芯成分を除去することにより中空断面構造を形成し得るポリエステル芯鞘複合繊維が提案されている。しかしながら、該複合繊維では鞘成分をＰＴＴとした際に、紡糸温度が高いためにＰＴＴの熱劣化により、原糸、高次を含めた不安定な操業性や風合い低下が避けられなかった。
【０００６】
特許文献４、５には紡糸温度を低く抑えることができ、ＰＴＴの熱劣化を最小限に抑制するために、ポリエチレンテレフタレートやＰＴＴよりも溶融温度の低いポリ乳酸（以下、ＰＬＡと称することがある）よりなる複合繊維であって、横断面形状が芯鞘形状を呈しており、鞘部がＰＴＴ、芯部がＰＬＡで構成されているポリエステル芯鞘複合繊維が提案されている。しかしながらこの提案は複合紡糸によりＰＬＡの欠点である耐熱性や耐摩耗性を補い、ＰＬＡ繊維の特性を向上させることを目的としており、芯成分（ＰＬＡ）の後溶出により中空繊維を提供するという本願の目的とは異なる。
【０００７】
特許文献６には、芯部を形成するポリマーがＰＬＡであり、鞘部を形成するポリマーがＰＴＴである芯部と鞘部を有する複合繊維であって、芯部が溶出されて中空部が形成されることを特徴とする複合繊維が提案されている。しかしながらこの提案では、芯鞘複合繊維の芯部と鞘部の中心の位置が同一もしくは位置ズレ（偏心）であっても鞘部が繊維表面を覆う場合には芯成分の溶出速度が遅く、溶出の際に鞘成分が溶剤浸食を受けて、繊維布帛の引き裂き強力の低下や品質、品位の低下が避けられなかった。また、芯部の後溶出を容易にするため、芯部の中心と鞘部の中心を大きくずらし芯部が露出した形状にした場合には、繊維横断面において鞘成分であるＰＴＴの厚みが不均一となるために断面方向の配向差が生じ、染色斑や芯成分溶出後に鞘割れが発生する問題があった。また、芯成分溶出後の鞘部の開口部が極細となるため、該部分が物理的圧力によって削れやすく、布帛とした際に、擦過により白化およびフィブリル化が発生する問題（耐摩耗性）があった。
【０００８】
したがって、芯成分のＰＬＡを溶出した後に高中空ＰＴＴ繊維となり、ソフト感、軽量性および保温性に優れ、布帛とした際に染色斑や擦過による白化のない、高品位の中空繊維を製造することができる複合繊維が強く求められていた。
【特許文献１】特開２００５−１１３３０７号公報（請求項）
【特許文献２】特開２００６−２０００９６号公報（請求項）
【特許文献３】特開２００７−１３１９８０号公報（請求項）
【特許文献４】特開２００４−３５３１６１号公報（請求項）
【特許文献５】特開２００５−１８７９５０号公報（請求項）
【特許文献６】特開２００６−９７１７８号公報（請求項）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、上記従来の問題点を解決しようとするものであり、ポリトリメチレンテレフタレートを用い、ソフトで軽量性および保温性に優れ、布帛とした際に染色斑や擦過による白化のない、高品位の中空繊維を芯部の後溶出加工により安定に製造することができる芯部と鞘部を有する複合繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討の結果、本発明に到達した。
【００１１】
すなわち、本発明は上記の目的を達成するため、以下の構成を採用するものである。
【００１２】
（１）ポリトリメチレンテレフタレートを鞘成分とし、ポリ乳酸を芯成分とし、鞘部と芯部が同心円上に配置された同心芯鞘型の複合繊維であって、繊維横断面において芯成分が鞘成分を一部分断して繊維表面に露出しており、かつ複合繊維の断面異形度が下記式（Ａ）を満足することを特徴とする芯鞘複合繊維。
【００１３】
・ ５≦ａ／ｂ≦３．０ ・・・ （Ａ）
ただし、ａは繊維横断面における芯成分の内接円の直径（μｍ）を表し、ｂは繊維横断面における鞘成分の開口部の幅（μｍ）を表す。
【００１４】
（２）複合比率が重量比率で芯／鞘＝３０／７０〜６０／４０であることを特徴とする請求項１記載の芯鞘複合繊維。
【００１５】
（３）（１）、（２）いずれか１項記載のポリエステル芯鞘複合繊維を少なくとも一部に用いてなることを特徴とする繊維布帛。
【００１６】
（４）芯成分を除去することにより形成された中空部に機能剤を充填または塗布させてなることを特徴とする（３）記載の繊維布帛。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、芯鞘複合糸の芯部を後溶出することで仮撚り撚糸および製編織時の物理的圧力によっても高中空率および中空形態を維持できる優れた中空繊維を得ることができ、従来技術では成し得なかった、製糸性や芯成分の除去等の工程安定性が良好であり、ソフトで軽量性および保温性に優れ、布帛とした際に染色斑や擦過による白化のない、スポーツ用途などに有用な高品位の繊維を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の芯鞘複合繊維について詳細に説明する。
【００１９】
本発明の芯鞘複合繊維は、芯部を形成するポリエステル成分Ａがポリ乳酸（ＰＬＡ）、鞘部を形成するポリエステル成分Ｂがポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）であり、該芯成分の一部が該鞘成分の開口部から露出している繊維横断面を有しており、繊度やフィラメント数に特に規定はなく、対象となる最終製品や生産性を考慮して設定できる。
【００２０】
本発明の芯鞘複合繊維は、製編織後にアルカリ等の溶剤減量を施し、芯成分を除去する溶出型中空断面構造の芯鞘複合繊維に好適であり、そのため、鞘成分の溶剤浸食を低減させなければならない。鞘成分が溶剤浸食を受けた場合、繊維布帛の引き裂き強力が低下するだけでなく、品質や品位の低下を伴うからである。
【００２１】
複合繊維の芯成分であるポリエステル成分Ａは、ＰＬＡを主成分とするポリエステルを用いることが肝要である。ＰＬＡはポリエチレンテレフタレートやＰＴＴよりも溶融温度が低いため、溶融温度がＰＴＴよりも高い、有機金属塩を共重合したポリエチレンテレフタレートを芯成分として用いた場合に比べ、紡糸温度を低く抑えることができ、ＰＴＴの熱劣化を最小限に抑制することができるため、原糸、高次を含めた操業の安定化やＰＴＴの熱劣化による風合い低下を避けることが可能となる。さらには、ＰＬＡとＰＴＴは製糸工程における張力、収縮挙動が類似するため、複合紡糸に際して極めて良好な工程安定性が得られる。
【００２２】
また、ＰＬＡは一般的に機金属塩を共重合したポリエステルよりもアルカリ溶出速度が速いが、さらにＰＴＴとの芯鞘型複合繊維とすることでＰＬＡの配向が抑制され溶出速度がより速くなり、形状の安定した高中空繊維を得ることが容易となる。また、ＰＬＡは有機金属塩を共重合したポリエチレンテレフタレートなどと異なり、溶出に酸処理を必要としないため、酸性溶媒の排出がなく、環境負荷を小さくでき、また、溶出工程の短縮化が図れ、非常に好ましい。
【００２３】
ここで、本発明で用いるＰＬＡとは、９０モル％以上が-(Ｏ-ＣＨＣＨ３-ＣＯ)n-を繰り返し単位とするポリマーであり、乳酸やそのオリゴマーを重合したものをいう。ただし、１０モル％以下の範囲で共重合成分や多官能性化合物などを添加してもよい。共重合成分としては、生物学的に生分解され易い脂肪族化合物、例えばエチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオールなどのジオールや、コハク酸、ヒドロキシアルキルカルボン酸、ピバロラクトン、カプロラクトンなどの脂肪族ラクトンが好ましい。多官能性化合物としてはグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメリット酸、ピロメリット酸などを反応させ、ポリマー中に適度な分岐や、弱い架橋を形成したものも利用できる。さらには、繊維の摩擦抵抗を低減し工程通過性を高めるべく、酸化チタンなどの無機粒子を添加しても良い。
【００２４】
乳酸にはＤ−乳酸とＬ−乳酸の２種類の光学異性体が存在するため、その重合体もＤ体のみからなるポリ（Ｄ−乳酸）とＬ体のみからなるポリ（Ｌ−乳酸）および両者からなるＰＬＡがある。ＰＬＡ中のＤ−乳酸、あるいはＬ−乳酸の光学純度は、低くなるとともに結晶性が低下し、融点降下が大きくなる。そのため、耐熱性を高めるために光学純度は９０％以上であることが好ましい。より好ましい光学純度は９３％以上、さらに好ましい光学純度は９７％以上である。なお、光学純度は前記したように融点と強い相関が認められ、光学純度９０％程度で融点が約１５０℃、光学純度９３％で融点が約１６０℃、光学純度９７％で融点が約１７０℃となる。また、上記のように２種類の光学異性体が単純に混合している系とは別に、前記２種類の光学異性体をブレンドして繊維に成型した後、１４０℃以上の高温熱処理を施してラセミ結晶を形成させたステレオコンプレックスにすると、融点を飛躍的に高めることができ、より好ましい。
【００２５】
また、ＰＬＡ中にはラクチド等の残存モノマーが存在するが、これら低分子量残留物は延伸や仮撚加工工程での加熱ヒーター汚れや染色加工工程での染め斑等の染色異常を誘発する原因となる。また、繊維の加水分解性を促進し、耐久性を低下させるため、これら低分子量残留物は好ましくは１重量％以下、より好ましくは０．５重量％以下、さらに好ましくは０．２重量％以下である。
【００２６】
また、ＰＬＡの性質を損なわない範囲で、ＰＬＡ以外の熱可塑性重合体をブレンドしたりしてもよい。さらに改質剤として、粒子、難燃剤、帯電防止剤、抗酸化剤や紫外線吸収剤等の添加物を含有していてもよい。また、ＰＬＡ重合体の分子量は、重量平均分子量で５万〜３５万であると、力学特性と成形性のバランスがよく好ましく、１０万〜２５万であると、より好ましい。
【００２７】
本発明のＰＬＡの製造方法は、特に限定されない。具体的には、特開平６−６５３６０号に開示されている方法が挙げられる。すなわち、乳酸を有機溶媒及び触媒の存在下、そのまま脱水縮合する直接脱水縮合法である。また特開平７−１７３２６６号に開示されている少なくとも２種類のホモポリマーを重合触媒の存在下、共重合ならびにエステル交換反応させる方法である。さらには、米国特許第２，７０３，３１６号明細書に開示されている方法がある。すなわち、乳酸を一旦脱水し、環状二量体とした後に、開環重合する間接重合法である。
【００２８】
本発明の芯鞘複合繊維の鞘成分を形成するポリエステル成分Ｂは、ＰＴＴを主成分とするポリマーを用いることが肝要である。ＰＴＴは結晶構造においてアルキレングリコール部のメチレン鎖がゴーシュ−ゴーシュの構造（分子鎖が９０°に屈曲）であること、さらにはベンゼン環同士の相互作用（スタッキング、並列）による拘束点密度が低く、フレキシビリティーが高いことから、メチレン基の回転により分子鎖が容易に伸長・回復するという特有のストレッチバック性を有しており、非常にソフトな風合いを与えることができる。また、ＰＴＴは熱による劣化の進行が非常に早く、ＰＴＴよりも低融点であるＰＬＡを芯成分として用いることで、ＰＴＴの劣化が抑制され、優れた力学特性が維持できる。本発明で用いるＰＴＴとは、９０モル％以上がトリメチレンテレフタレートの繰り返し単位からなるＰＴＴであり、ここでいうＰＴＴとしては、テレフタル酸を主たる酸成分とし、１，３−プロパンジオールを主たるグリコール成分として得られるポリエステルである。ただし、１０モル％以下の割合で他のエステル結合を形成可能な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、ダイマ酸、セバシン酸などのジカルボン酸類、一方、グリコール成分として、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。また、艶消剤として二酸化チタン、滑剤としてシリカやアルミナの微粒子、抗酸化剤としてヒンダードフェノール誘導体、さらには難燃剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、着色顔料等を必要に応じて添加することができる。
【００２９】
本発明におけるＰＴＴの好ましい固有粘度（ＩＶ）は、０．７〜２．０であり、固有粘度が０．７以上とすることで充分な強度と伸度を兼ね備えた繊維を製造することが容易となる。より好ましい固有粘度は０．８以上である。また、固有粘度を２．０以下とすることで、生産安定性が良好となる。より好ましい固有粘度は１．５以下である。
【００３０】
次に、本発明の芯鞘複合繊維の形状について説明する。本発明の芯鞘複合繊維は、横断面形状、すなわち、繊維の長さ方向に対して垂直に切断した断面の形状が芯鞘形状を呈する芯鞘複合繊維であって、ＰＬＡが芯部にＰＴＴが鞘部に配されている。該芯成分の一部は該鞘成分の開口部から露出しており、そしてその断面異形度（ａ／ｂ）が、下記式（１）を満足することが重要である。
【００３１】
１．５≦ａ／ｂ≦３．０・・・・・（１）
ここで、ａは繊維横断面における芯成分の内接円の直径（μｍ）を表し、Ｂは繊維横断面における鞘成分の開口部幅（μｍ）を表す。図１は、本発明の芯鞘複合繊維の繊維横断面を例示説明するための模式的断面図である。図１において、芯鞘複合繊維１は、鞘成分２と芯成分３で構成されており、鞘成分２はＣ型形状で、芯成分３の一部４が鞘成分２の開口部５から繊維表面に露出している。ここにおいて、繊維横断面における芯成分の内接円の直径（μｍ）ａと、繊維横断面における鞘成分の開口部幅（μｍ）ｂの関係が、図１に示されている。
【００３２】
繊維横断面において、芯成分の一部４が繊維表面に露出していることにより、芯成分３の溶媒減量効率が向上し、鞘成分２の溶媒浸食を低減するため、製品の品質低下を回避することができる。また、その断面異形度（ａ／ｂ）は１．５以上であることが必要であり、断面異形度（ａ／ｂ）を１．５以上にすることにより、芯成分３に対して開口部が広くなるため、芯成分３の除去が安定化する。一方、ａ／ｂを３．０以下とすることにより、単糸繊度間の形態バラツキが最小化し、繊維布帛とした際の筋斑を抑制することができる。より好ましい断面異形度（ａ／ｂ）は１．８以上であり、さらに好ましい断面異形度（ａ／ｂ）は２．０〜２．８である。本発明で規定する繊維横断面における芯成分の内接円の直径（μｍ）ａおよび繊維横断面における鞘成分の開口部幅（μｍ）ｂとは走査型電子顕微鏡にて拡大撮影し、単繊維１０本の測定値の平均値から算出することができる。また、繊維横断面における鞘成分の開口部幅ｂは１．５〜１０μｍ、であることが好ましく、更に好ましくは２〜８μｍである。
【００３３】
また、図１においては、鞘成分２の開口部５は、繊維の長さ方向に１本の連続した開口を有しており、その連続した開口は繊維の長さ方向に真っ直ぐでもよく、蛇行または螺旋状に曲折していてもよい。また、繊維横断面における鞘成分２の開口部幅（μｍ）ｂは、その連続した繊維の長さ方向において、実質的に同一でも不規則に異なっていても良い。
【００３４】
また本発明の芯鞘複合繊維は、繊維横断面において鞘部と芯部が同心円上に配置されていることが肝要である。鞘部と芯部が同心円上に配置されていることにより、鞘部の厚みが一定となるため断面方向の配向差を抑えることができ、染色斑や芯成分溶出後の鞘割れの発生を回避することができる。また、芯部の中心と鞘部の中心を大きくずらすことにより芯部が露出した形状を呈するような偏心芯鞘においては、芯成分溶出後の鞘部の開口部が極細となり、該部分が物理的圧力によって削れやすく、布帛とした際に擦過により白化およびフィブリル化が発生するといった問題があるが、本発明のような同心円とすることでそのような問題を回避することも可能となる。ここでいう鞘部と芯部が同心円上に配置されているとは、鞘部の最も厚い部分の厚み（μｍ）をｃとし、最も薄い部分（μｍ）をｄとしたときの偏芯度＝ｃ／ｄにおいて、偏心度が１．５以下となるように配置されていることをいう。
【００３５】
本発明の芯鞘複合繊維の複合比率（重量）は、芯／鞘＝３０／７０〜６０／４０であることが好ましい。芯部はＰＬＡにより構成され、後溶出加工により中空繊維となすため、芯部の比率とは言い換えれば、中空繊維の中空率ということができる。芯部比率を３０〜６０重量％とすることにより、本発明の目的とする軽量性、保温性を発揮することができる。芯部の比率が３０重量％未満では、芯部溶出後の中空率が低く、本発明で目的とする軽量性、保温性を得ることができない。芯部の比率が６０重量％を越える場合、芯部溶出後のポリマー部分の厚みが薄くなり、本発明の目的とする優れた中空形態を維持することができず、またソフト性も不十分なものとなる。更に好ましくは本発明の芯鞘複合繊維の複合比率（重量）は、芯／鞘＝３０／７０〜５０／５０である。
【００３６】
本発明の芯鞘複合繊維の繊維断面形状は、好適には通常は円形であるが、本発明の目的を損なわない範囲で扁平、三角および多葉断面等の異形断面化することも可能である。異形断面化により、風合いの変化や毛細管現象等の物理的機能性付与が可能であり、またこれらの異形断面の中空部に機能剤を付与した場合には、機能性の向上効果を得ることも可能である。ここで定義する異形断面とは、鞘成分で形成される繊維表面形態のみに限らず、芯成分と鞘成分の境界面も該当し、凸凹等を付与しても良い。
【００３７】
本発明の芯鞘複合繊維は単糸繊度を特に制約するものではないが、単糸繊度が１〜７ｄｔｅｘであることが好ましい。単糸繊度が１ｄｔｅｘであることで製品の軽量感を体感し易くなる。また単糸繊度が７ｄｔｅｘ以下であることで一般衣料用途で好適に用いることができる。
【００３８】
次に、本発明の芯鞘複合繊維の物性について述べる。
【００３９】
本発明の芯鞘型複合長繊維は、破断伸度が２０〜５０％であることが好ましい。破断伸度を２０％以上にすることで延伸切れの発生を抑えることができ、工業的に安定した製造が可能となる。また、破断伸度を５０％以下にすることで破断強度が２．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上となり、布帛にした際に良好な引き裂き強度を得ることが可能となる。さらに好ましい破断伸度は２５〜４５％である。
【００４０】
また、本発明の芯鞘型複合長繊維は沸水収縮率（沸収）が２〜２０％であることが好ましい。沸水収縮率が２〜２０％であれば、織物や編物の布帛にした際に粗硬化することなく、優れた風合いの製品にすることができる。また、精練や染色などでの収縮を抑えることができるため、寸法変化が小さく、設計通りの外観とすることができる。沸水収縮率は３〜１５％が好ましく、４〜１０％がより好ましい。
【００４１】
また、収縮応力の極大値および収縮応力の極大を示す温度も重要な特性となる場合がある。収縮応力が高いほど精練の工程において急激な収縮が起こり、布帛のカールやシワが発生し、それによる成形時の加工性低下も起こるため好ましくない。また、収縮応力の極大を示す温度が高いほど仕上げ工程での取り扱いが容易となる。したがって、収縮応力の極大を示す温度は１１０〜２００℃が好ましく、より好ましくは１２０〜２００℃、より好ましくは１２５℃〜２００℃である。また、収縮応力の極大値は０．０５〜０．３０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。収縮応力の極大値が０．３０ｃＮ／ｄｔｅｘを越えると、巻き取られた複合糸が経時的に収縮して巻き締まりを生じ、解じょ張力に変動をきたし、布帛にシボが発生して品位が低下することがある。また、精練の工程において急激な収縮が起こり、布帛のカールやシワが発生し、それによる成形時の加工性低下が起こる。収縮応力の極大値が０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では製造時に安定した巻取が困難であり、また、布帛にした際に組織による拘束によって十分な収縮性能が出ず、ソフト感の乏しいものとなる。さらに好ましい収縮応力の極大値は０．１０〜０．２８ｃＮ／ｄｔｅｘである。またここでいう収縮応力の極大値および収縮応力の極大を示す温度とは、カネボウエンジニアリング製熱応力測定機ＫＥ−２Ｓを用い、試料長を２００ｍｍ、初期荷重として３．２７×１０−２ｃＮ／ｄｔｅｘ掛け、３００℃／１２０秒の昇温速度で室温から２００℃まで昇温した場合に、温度に対する応力の曲線を描いた時の最大応力値およびその時の温度を指す。
【００４２】
また、本発明の芯鞘複合繊維は、糸長手方向の太さ斑の指標であるウースター斑Ｕ％（ｈａｌｆ ｉｎｅｒｔ）は１．２％以下であるものが好ましい。これにより、布帛の染め斑の発生を回避できるのみならず、布帛にした際の糸の収縮斑を抑制し、美しい布帛表面を得ることができる。ウースター斑Ｕ％（ｈａｌｆ ｉｎｅｒｔ）は糸の太さ斑のない値、すなわち０％に近付くほど好ましく、本発明の芯鞘複合繊維においては、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．８％以下である。
【００４３】
次いで、本発明の芯鞘複合繊維の好ましい製造方法について説明する。
【００４４】
本発明のとしては、一旦ドラムに巻き取った後に延伸や延伸仮撚する方法や紡糸段階で連続的に延伸する方法などが挙げられるが、これに限定されるものではない。以下これらの具体例について説明する。
【００４５】
本発明のポリエステル芯鞘複合繊維の製造方法は、ＰＬＡおよびＰＴＴそれぞれ溶融・押出し、複合紡糸機を用い、所定の複合パックに送り、パック内でポリマーを濾過した後、紡糸口金で芯鞘構造に貼り合わせて複合紡糸し、一旦未延伸糸を巻き取った後、通常の延伸機で所定の破断伸度となるように延伸する２工程法、または一旦巻き取ることなく引き続き延伸を行う１工程法のいずれによっても製造することができる。ただし、繊維長手方向での品質安定性、生産安定性を考慮すると、直接紡糸延伸法（以下、ＤＳＤ法と称する）による生産が最も優れている。
【００４６】
一般的に、芯鞘複合繊維を得るためには、例えば図２に示すような構造を有する口金装置が挙げられる。１プレート（１ＰＬ）の導入孔より鞘部、芯部のそれぞれのポリマーが導入され、２プレート（２ＰＬ）の計量部にて計量され、３プレート（３ＰＬ）にて両成分が合流し芯鞘断面形状が形成される。また、２プレートの芯部の計量部の吐出孔の中心を３プレートの合流部の中心からずらすことによって芯部が露出した形状を呈するような偏心芯鞘複合糸を得ることが可能となる。
【００４７】
本発明においては、使用される口金は図３に示すように例えば２プレートの計量部の孔径状にスリットを設けダンベル形状とし、芯成分と鞘成分の合流部をＣ型とすることによって、同心芯鞘構造でありながらも芯成分の一部が鞘成分の開口部から繊維表面に露出させた芯鞘複合糸を得ることが可能となる。また、図４に示す２プレートの計量部吐出孔径状のＲ１、Ｒ２、Ｌ１、Ｌ２の長さ（ｍｍ）を適宜変更することによって、鞘成分の開口部の幅や形状を変更することが可能となる。
【００４８】
製造方法の一例として、以下に第１、第２ホットローラおよび２個のゴデットローラを介する製造方法について詳しく説明する。
【００４９】
本発明の芯鞘複合繊維を溶融紡糸する上では、一方の成分となるＰＬＡは、２００〜２４０℃にて溶融されるのが好ましい。溶融するに際し、プレッシャーメルター法およびエクストルーダー法が挙げられるが、均一溶融と滞留防止の観点からエクストルーダーによる溶融が好ましい。一方、他方の成分であるＰＴＴは、ＰＬＡと同様にエクストルーダーを用い、２４０〜２８０℃での溶融が好ましい。別々に溶融されたポリマーは別々の配管を通り、計量された後、口金パックへ流入する。この際、熱劣化を抑制する観点から、配管通過時間は３０分以内であることが好ましい。パックへ流入したポリマーは前述の口金により合流され、芯鞘型の形態に複合され口金より吐出される。
【００５０】
この際の紡糸温度は、２４０〜２７０℃が適当である。この範囲であれば、ＰＴＴの特徴を活かした複合繊維が製造できる。
【００５１】
口金から吐出されたポリマーは冷却、固化され、油剤が付与された後、交絡装置にて交絡を付与され、ホットローラ、ゴデットローラを介して巻き取られる。巻取速度は２５００〜５０００ｍ／分において製造可能であり、工程安定性を考慮すると２７００〜４５００ｍ／分がより好ましい。交絡数は任意に設定可能であるが、２個／ｍ以上であると良好な工程通過性を得易いほか、必要であれば油剤付与〜巻取の間に複数個の交絡装置を設けることで交絡数を上げることも可能である。また、巻取直前に、追加で油剤を付与するのも良い。
【００５２】
好ましく用いられる装置の概略を図５に示す。口金６より吐出された糸条は冷却後、油剤付与装置８による油剤の付与を経て、交絡装置９にて交絡が付与される。次いで、温度５０〜９０℃、速度１０００〜３５００ｍ／分、鏡面の第１ホットローラ１０上に数ターン巻付けられて予熱された後、第２ホットローラ１１との間で延伸される。さらに、温度９０〜１８０℃の第２ホットローラ１１上に数ターン巻付けられて熱セットされ、交絡付与装置１２を経て、ホットローラ１１より−１０〜１０％速い速度で回転するゴデットローラ１３、１４へ引き回される。熱セットされた糸条はゴデットローラによって冷却されるとともに張力が調整され、巻取機にて速度２５００〜５０００ｍ／分にてパッケージ１６に巻付けられる。巻取機においては、パッケージに接するコンタクトローラ１５によってパッケージ巻付け張力が調整される。
【００５３】
ここで、第１ホットローラ１０は、鏡面ローラであることが好ましく、ゴデットローラは鏡面または溝付き鏡面ローラとするのが好ましい。ここでいう鏡面とは、ローラの表面粗さが１Ｓ以下であり、梨地とは２〜４Ｓを指す。表面粗さとは、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に記載される最大高さ（Ｒｍａｘ）の区分である。鏡面または溝付き鏡面とすることにより、糸条を効率的に把持することができるため、糸条はローラの前後で一定の張力を保って安定した走行が可能となり、原糸の長手方向での物性ばらつきの小さい良好な品質の製品を易くなる。ゴデットローラとしては梨地ローラも使用可能であるが、糸条把持性を維持すするためには、鏡面や溝付き鏡面ローラに比べて高度な張力管理が要求される。仮にゴデットローラ上で糸条のスリップが発生した場合、原糸の長手方向で繊度斑や収縮斑、染色斑を誘発し、仮撚工程における糸切れや、布帛とした際の品位低下を引き起こす。高度な張力管理が要求される場合は、ゴデットローラを複数個設置するのが有効な手段である。
【００５４】
一方、コンタクトローラ１５の速度はパッケージの巻取速度に対して、１．００１〜１．０１倍早く設定することでパッケージの良好なふくらみ率と耳高率を容易に得ることができる。コンタクトローラ速度のオーバーフィードを１．００１以上とすることで、パッケージに巻かれる際の張力を低減でき、ふくらみ率、耳高率を抑制することが可能となる。より好ましい範囲は、１．００１５以上である。また、１．０１以下とすることによりパッケージ端面からの糸落ちを防止することができ、良好な解舒性が確保できる。より好ましいオーバーフィードの範囲は１．００８以下である。さらに、コンタクトローラ入口での糸条の張力は、０．１〜０．３ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。張力を０．１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上に設定することで、ゴデットローラから巻取機間の糸揺れを低減でき、巻取速度を上げた場合でも安定して糸条を巻き取ることができる。より好ましい張力は０．１２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。また、張力を０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以下とするとコンタクトローラでの張力制御が容易となり、良好なパッケージフォームが得られる。より好ましい張力は０．２５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。
【００５５】
また、本発明では、芯鞘複合繊維を弱アルカリ水溶液で処理することにより、芯成分を除去し、中空繊維を得ることができるため、特開２００５−１１３３０７号公報で示されているような中空型口金を用いて製造した中空繊維に比べ中空繊維のつぶれなどが発生しにくいという効果を有する。芯成分の溶出は、芯鞘型合繊維を紡糸、延伸し、糸の段階で行ってもよいが、一般的には芯鞘複合繊維を主として用いて織編物を形成した後に、芯成分を溶出するのが高次加工性の点からも好ましい。織物や編物を作る方法は、従来のいかなる方法によってもよい。織物の場合、平織、斜紋織、朱子織、これらの二重織あるいは変化組織のもの等すべての織りが含まれる。また、編物であるならば、ヨコ編み、タテ編み等すべての編みが含まれる。
【００５６】
芯成分を溶出するには、アルカリ溶液を用いることが好ましく、特に弱アルカリ水溶液を用いることが好ましい。アルカリ等の溶媒減量には、一般的に水酸化ナトリウムが用いられ、弱アルカリ水溶液の濃度としては０．５〜５％の範囲、特に０．７〜４％の範囲内が好ましい。処理温度としては、６０〜１３０℃、特に８０〜１００℃の範囲が好ましい。処理時間はアルカリ水溶液の濃度および処理温度によっても変わり一概に限定されるものではないが、本発明者らの知見によれば、逆に、処理時間が１５〜６０分間程度の範囲内で十分に溶出ができるように、濃度、温度を設定するのが好ましい。
【００５７】
本発明の芯鞘複合繊維を繊維布帛とし、アルカリ等の溶剤減量等によって芯成分を除去し、中空断面を形成させた後、該中空部に各種の機能剤を充填または塗布させることにより、要求される機能性を付与することも可能である。このようにして得られた機能性繊維布帛は高摩擦・高洗濯耐久性を有し、従来、耐久性不足や風合いの粗剛化の問題により繊維への応用が困難であった機能剤の使用を可能にする。ここで定義する機能剤とは、固着する機能剤であれば問題なく用いることができる。これらを例示すると、モノマー重合体からなる吸湿剤や静電性、撥水剤および保温剤等が挙げられる。これらの処理方法としては特に限定するものではなく、用いられる機能剤によって処理方法は様々であるが、一例としては機能剤を溶媒にて１〜１５％ｏｗｆ程度に希釈し、その溶液中にて芯鞘複合繊維からなる布帛を浸漬し、３０〜１３０℃の温度に加熱して１０〜６０分間処理する。また、この方法は染色と同浴処理をすることが可能である。また、機能剤を塗布する方法は、１〜１５％ｏｗｆの機能性溶液を芯鞘複合繊維からなる繊維布帛に吹き付け、その後、乾燥処理を施すことで機能剤を固着することができる。
【００５８】
以上のように本発明の芯鞘複合繊維からなる繊維布帛はアルカリ等の溶媒減量を施すことで高中空断面を形成するため、軽量感や保温性を得ることができ、スポーツ用途や婦人衣料などに好適である。さらに中空部に機能剤を充填もしくは塗布することで複合機能性素材としてのスポーツ用途やユニフォーム用途への展開も好ましい。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明の芯鞘複合繊維について実施例をもって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例の測定値は以下の方法で測定した。
（１）固有粘度（ＩＶ）
定義式のηｒは、ＰＴＴについては、１６０℃の純度９８％以上のｏ−クロロフェノール（以下ＯＣＰと略記する）１０ｍＬ中に試料ポリマーを０．８ｇ溶かし、２５℃に冷却後、オストワルド粘度計を用いて相対粘度ηｒを下式により求め、固有粘度（ＩＶ）を算出した。他のポリマーについては、２５℃の純度９８％以上のＯＣＰ１０ｍＬ中に試料ポリマーを０．８ｇ溶かし、２５℃にてオストワルド粘度計を用いて相対粘度ηｒを下式により求め、ＩＶを算出した。
【００６０】
ηｒ＝η／η０＝（ｔ×ｄ）／（ｔ０×ｄ０）
固有粘度（ＩＶ）＝０．０２４２ηｒ＋０．２６３４
ここで、η：ポリマー溶液の粘度
η０：ＯＣＰの粘度
ｔ：溶液の落下時間（秒）
ｄ：溶液の密度（ｇ／ｃｍ３）
ｔ０：ＯＣＰの落下時間（秒）
ｄ０：ＯＣＰの密度（ｇ／ｃｍ３）
（２）断面異形度、偏心度
繊維横断面を走査型電子顕微鏡にて拡大撮影し、ａ、ｂ、ｃ、ｄについて単繊維１０本の測定値の平均値から算出し、以下に示す式にて断面異形度および偏心度を測定した。
【００６１】
断面異形度＝ａ／ｂ
ａ：繊維横断面における芯成分の内接円の直径（μｍ）
ｂ：繊維横断面における鞘成分の開口部の幅（μｍ）
偏心度＝ｃ／ｄ
ｃ：繊維横断面における鞘部の最も厚い部分の厚み（μｍ）
ｄ：繊維横断面における鞘部の最も薄い部分の厚み（μｍ）
（３）破断強度、破断伸度
ＪＩＳ Ｌ１０１３（１９９９）に従い、オリエンテック製テンシロンＵＣＴ−１００にて測定した。
（４）沸水収縮率（沸収）
以下に示す式にて沸水収縮率を測定した。
【００６２】
沸水収縮率（％）＝［（Ｌ０−Ｌ１）／Ｌ０］×１００％
Ｌ０：カセ取り（１ｍ×１０回巻）によりサンプリングした繊維カセに、０．０２９ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重を吊した状態のカセ長
Ｌ１：Ｌ０を測定したカセを荷重フリーの状態で９８℃の熱水に入れて１５分間処理した後、濾紙で水分を取り、２０℃、７０％ＲＨの恒温恒湿室にて３０分乾燥後、初荷重０．０２９ｃＮ／ｄｔｅｘ下でのカセ長
（５）繊度変動率（Ｕ％）
ツエルベガーウースター社製ウースターテスターＵＴ−４ＣＸを用い、下記の測定条件にて繊度変動チャート（Ｄｉａｇｒａｍ Ｍａｓｓ）を得ると同時に、Ｕ％（ｈａｌｆ ｉｎｅｒｔ）を測定した。
【００６３】
給糸速度 ：２００ｍ／分
測定糸長 ：２００ｍ
ツイスター ：Ｓ撚 １２０００ターン／分
ディスクテンション強さ：１０％
スケール ：−１０％〜＋１０％
（６）製糸性
１６８時間（７日間）連続紡糸を行い、製糸性を以下の４段階で評価した。合格レベルは○以上である。
【００６４】
○○：糸切れ率が３．０％未満
○ ：糸切れ率が３．０％以上５．０％未満
△ ：糸切れ率が５．０％以上７．０％未満
× ：糸切れ率が７．０％以上
（７）芯成分の溶出性
アルカリ減量後の繊維布帛を走査型電子顕微鏡にて拡大撮影し、単繊維１０本の芯成分の残存有無を観察し、次の４段階で評価した。合格レベルは○以上である。
【００６５】
○○：芯成分ポリマーが残存している単繊維がない。
【００６６】
○ ：芯成分ポリマーが残存している単繊維が１〜２本
△ ：芯成分ポリマーが残存している単繊維が３〜４本
× ：芯成分ポリマーが残存している単繊維が５本以上
（８）製品風合い
ソフト性（肌触り）、着衣快適性（軽量性・保温性）、染色斑（染色均一性）および白化現象（耐摩耗性）を主体に、表面品位の総合評価を官能検査し、熟練者５名にて次の４段階にて評価した。合格レベルは○以上である。
【００６７】
○○：優
○ ：良
△ ：可
× ：不可
実施例１
ポリエステル成分Ａを光学純度９８．０％のポリ−Ｌ−乳酸、ポリエステル成分Ｂを固有粘度１．５のホモＰＴＴとし、それぞれエクストルーダーを用いて２１０℃、２５０℃にて溶融後、ポンプによる計量を行い、２５５℃にて前述の鞘成分側がＣ字型となる芯鞘断面用口金に流入させた。複合重量比はＰＬＡ４０％に対し、ＰＴＴ６０％の割合とした。各ポリマーの配管通過時間は、ＰＬＡが１３分、ＰＴＴは１３分であった。口金から吐出された糸条は、図５に示す装置にて冷却、油剤付与後、２７００ｍ／分の速度で５５℃に加熱されたテーパー率４％の第１ホットローラ（表中ではＨＲと称す）１０に引き取られ、一旦巻き取ることなく、４３００ｍ／分の速度で１６０℃に加熱された第２ホットローラ１１に引き回し、延伸、熱セットを行った。さらに、４２００ｍ／分にて回転する２個のゴデットローラ（表中ではＧＲと称す）１３、１４に引き回した後、コンタクトローラ（表中ではＣＲと称す）入口での張力を０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘ、コンタクトローラ速度４０８７ｍ／分、パッケージ巻き取り速度４０７９ｍ／分、すなわちオーバーフィードを１．００２０として巻取り、図１に示す断面形状の７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維を得た。得られた繊維を経糸、緯糸の双方に用いて、経糸密度１６２本／２．５４ｃｍ、緯糸密度９５本／２．５４ｃｍの２／２ツイル織物を製織し、次いで精錬を行った後に水酸化ナトリウム４％水溶液の存在下に、９０℃の温度で１０分のアルカリ減量処理を施し、次いで、染料としてテトラシールネイビーブルーＳＧＬ０．２７５％ｏｗｆ、助剤として正研化工（株）製テトロシンＰＥ−Ｃ５．０％ｏｗｆ、分散剤として日華化学（株）製ニッカサンソルト＃１２００１．０％ｏｗｆを用い、浴比１：１００にて５０℃１５分、さらに９０℃２０分にて染色を行った。得られた織物の評価結果は表１に示す通り、製糸性に優れ、かつ芯成分溶出性および製品風合いに優れたものであった。
【００６８】
実施例２
口金を変更し、断面異形度ａ／ｂを３．０に変更した以外は実施例１と同様の方法で評価した。製糸性、芯成分溶出性において実施例１と同等に優れたものが得られたが、断面異形度ａ／ｂが大きいために単糸繊度間の形態バラツキが大きくきくなり、織物とした際に若干の筋斑がみられるため製品風合いについては実施例１に一歩譲るものとなった。
【００６９】
実施例３
口金を変更し、断面異形度ａ／ｂを１．５に変更した以外は実施例１と同様の方法で評価した。製糸性、製品風合いにおいて実施例１と同等に優れたものが得られたが、異形度ａ／ｂが小さい、すなわち芯成分に対して開口部が狭くなったために芯成分溶出性は不安定となり実施例１に一歩譲るものとなった。
【００７０】
実施例４
口金および吐出量を変更し、複合重量比をＰＬＡ５０％、ＰＴＴ５０％の割合とした
以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す通りであり、実施例１と同等に製糸性に優れ、かつ芯成分溶出性および製品風合いに優れたものであった。
【００７１】
実施例５
口金および吐出量を変更し、複合重量比をＰＬＡ７０％、ＰＴＴ３０％の割合とした
以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す通りであり、製糸性については実施例１同等に優れたものであったが、芯成分溶出性については芯部の割合が大きいために実施例１に一歩譲る結果となり、また、製品風合いについても芯部溶出後のポリマー部分の厚みが薄く中空形態の維持が不安定となり、またソフト性の面からも実施例１に一歩譲る結果となった。
【００７２】
実施例６
口金および吐出量を変更し、複合重量比をＰＬＡ３０％、ＰＴＴ７０％の割合とした
以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す通りであり、製糸性、芯成分溶出性および製品風合いいずれも実施例１同等に優れたものが得られた。
【００７３】
実施例７
口金および吐出量を変更し、複合重量比をＰＬＡ２０％、ＰＴＴ８０％の割合とした
以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す通りであり、芯成分の溶出性については実施例１同様に優れたものとなったが、製糸性においては芯成分の割合が小さくＰＬＡポリマの配管通過時間が長くなったために実施例１に一歩譲るものとなり、また、製品風合いについても芯部溶出後の中空率が低く、軽量性、保温性の面で実施例１に一歩譲るものとなった。
【００７４】
実施例８
口金を変更し、偏心度ｃ／ｄを１．４０に変更した以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す通りであり、製糸性および芯成分溶出性については実施例１同等に優れた結果となったが、製品風合いについては偏心度が大きくなる、すなわち鞘部の厚みが不均一となるため断面方向の配向差が生じ、織物とした際に若干の筋斑がみられるため実施例１に一歩譲るものとなった。
【００７５】
実施例９
口金および吐出量を変更し、１１０ｄｔｅｘ−３６フィラメントの芯鞘複合糸とした以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１の通りであり、製糸性、芯成分溶出性は実施例１と同等に優れたものであったが、繊度が大きくなったためにソフト性に劣り、製品風合いは実施例１に一歩譲るものとなった。
【００７６】
実施例１０
口金および吐出量を変更し、５６ｄｔｅｘ−１８フィラメントの芯鞘複合糸とした以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１の通りであり、繊度が小さくなったために各ポリマーの配管通過時間が長くなり、製糸性は実施例１に一歩譲るものとなったが、芯成分溶出性および製品風合いについては実施例１と同等に優れたものとなった。
【００７７】
実施例１１
実施例１と同様にして溶融したポリマーを口金より吐出させた。口金から吐出された糸条を、図５に示す装置にて冷却、油剤付与後、３２００ｍ／分の速度で５５℃に加熱されたテーパー率４％の第１ホットローラ（表中ではＨＲと称す）１０に引き取り、一旦巻き取ることなく、４４８０ｍ／分の速度で１６０℃に加熱された第２ホットローラ１１に引き回し、延伸、熱セットを行った。さらに、４３７６ｍ／分にて回転する２個のゴデットローラ（表中ではＧＲと称す）１３、１４に引き回した後、コンタクトローラ（表中ではＣＲと称す）入口での張力を０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘ、コンタクトローラ速度４２５８ｍ／分、パッケージ巻き取り速度４２５０ｍ／分、すなわちオーバーフィードを１．００２０として巻取り、図１に示す断面形状の７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維を得た。得られた繊維を実施例１と同様にして評価したところ、紡糸ドラフトが大きいために製糸性については実施例１に一歩譲るものとなったものの、芯成分溶出性、製品風合いは実施例１と同等に優れたものであった。
【００７８】
実施例１２
実施例１と同様にして溶融したポリマーを口金より吐出させた。口金から吐出された糸条を、図５に示す装置にて冷却、油剤付与後、１３００ｍ／分の速度で５５℃に加熱されたテーパー率４％の第１ホットローラ（表中ではＨＲと称す）１０に引き取り、一旦巻き取ることなく、３２５０ｍ／分の速度で１６０℃に加熱された第２ホットローラ１１に引き回し、延伸、熱セットを行った。さらに、３１７５ｍ／分にて回転する２個のゴデットローラ（表中ではＧＲと称す）１３、１４に引き回した後、コンタクトローラ（表中ではＣＲと称す）入口での張力を０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘ、コンタクトローラ速度３０９０ｍ／分、パッケージ巻き取り速度３０８４ｍ／分、すなわちオーバーフィードを１．００２０として巻取り、図１に示す断面形状の７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維を得た。得られた繊維を実施例１と同様にして評価したところ、延伸倍率が大きいために延伸張力が大きく製糸性については実施例１に一歩譲るものとなったものの、芯成分溶出性、製品風合いは実施例１と同等に優れたものであった。
【００７９】
比較例１
口金を変更し、断面異形度ａ／ｂを３．３に変更した以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表２の通りであり、製糸性および芯成分溶出性は実施例１同等に優れたものであったが、製品風合いについては断面異形度ａ／ｂが大きいために単糸繊度間の形態バラツキが大きくきくなり、織物とした際に筋斑がみられ、実施例１に大きく及ばないものとなった。
【００８０】
比較例２
口金を変更し、断面異形度ａ／ｂを１．３に変更した以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表２の通りであり、製糸性は実施例１同等に優れたものとなったが、芯成分溶出性については異形度ａ／ｂが小さい、すなわち芯成分に対して開口部が狭くなったために実施例１に大きく及ばないものとなり、製品風合いについては芯成分溶出時の溶剤浸食により品位の劣るものとなり実施例１に一歩譲るものとなった。
【００８１】
比較例３
口金を変更し、偏心度ｃ／ｄを１．８０に変更した以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表２の通りであり、製糸性および芯成分溶出性については実施例１同等に優れたものとなったが、製品風合いについては偏心度が大きくなる、すなわち鞘部の厚みが不均一となるため断面方向の配向差が生じ、織物とした際に筋斑がみられるため実施例１に大きく及ばないものとなった。
【００８２】
比較例４
比較例４については特開２００６−９７１７８号公報を参考にした。口金を変更した以外は実施例１を参考にして、図６に示す偏心芯鞘型の断面形状の７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維を得た。得られた繊維を実施例１と同様にして評価したところ、製糸性、芯成分溶出性については実施例１同等に非常に優れていたものの、芯成分溶出後の鞘部の開口部が極細であるため布帛とした際に摩耗によって削れ、白化現象が激しくなり製品風合いに著しく劣るものとなった。
【００８３】
比較例５
比較例５については特開２００６−９７１７８号公報を参考にした。口金を変更した以外は実施例１を参考にして、図６に示す同心芯鞘型の断面形状の７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維を得た。得られた繊維を実施例１と同様にして評価したところ、製糸性については実施例１同等に優れたものとなったが、芯成分溶出性については芯部が繊維表面に露出していないため実施例１に著しく及ばないものとなり、製品風合いについては芯成分溶出時の溶剤浸食により品位の劣るものとなり、実施例１に大きく及ばないものとなった。
【００８４】
比較例６
比較例６についてはポリエステル成分Ａを光学純度９８．０％のポリ−Ｌ−乳酸、ポリエステル成分Ｂを固有粘度０．５１のセミダルＰＥＴとし、ポリエステル成分Ｂの溶融温度を２８５℃、紡糸温度を２８０℃として実施例１と同様にして溶融したポリマーを口金より吐出させた。口金から吐出された糸条を、図５に示す装置にて冷却、油剤付与後、１２００ｍ／分の速度で９０℃に加熱されたテーパー率４％の第１ホットローラ（表中ではＨＲと称す）１０に引き取り、一旦巻き取ることなく、３６４１ｍ／分の速度で１４５℃に加熱された第２ホットローラ１１に引き回し、延伸、熱セットを行った。さらに、３６３５ｍ／分にて回転する２個のゴデットローラ（表中ではＧＲと称す）１３、１４に引き回した後、コンタクトローラ（表中ではＣＲと称す）入口での張力を０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘ、コンタクトローラ速度３６３０ｍ／分、パッケージ巻き取り速度３６２３ｍ／分、すなわちオーバーフィードを１．００２０として巻取り、７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維の製糸を試みたがＰＬＡ成分の熱劣化により安定製糸が不可能であった。かろうじて得られた繊維を特性評価したところ、表２の通り芯成分溶出性は合格レベルであるものの、ソフト性に乏しく製品風合いが著しく劣るものであった。
【００８５】
比較例７
比較例７についてはポリエステル成分Ａを重合平均分子量５０００のポリエチレングリコールを６０重量％共重合したポリエチレンテレフタレートからなる固有粘度０．９０のＰＥＴ、ポリエステル成分Ｂを固有粘度１．５のホモＰＴＴとし、ポリエステル成分Ａの溶融温度を２８５℃、紡糸温度を２８０℃として実施例１と同様にして溶融したポリマーを口金より吐出させた。口金から吐出された糸条を、図５に示す装置にて冷却、油剤付与後、１６００ｍ／分の速度で５５℃に加熱されたテーパー率４％の第１ホットローラ（表中ではＨＲと称す）１０に引き取り、一旦巻き取ることなく、４０５０ｍ／分の速度で１５５℃に加熱された第２ホットローラ１１に引き回し、延伸、熱セットを行った。さらに、４０００ｍ／分にて回転する２個のゴデットローラ（表中ではＧＲと称す）１３、１４に引き回した後、コンタクトローラ（表中ではＣＲと称す）入口での張力を０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘ、コンタクトローラ速度３９４２ｍ／分、パッケージ巻き取り速度３９３４ｍ／分、すなわちオーバーフィードを１．００２０として巻取り、７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維の製糸を試みたがＰＴＴの熱劣化により安定製糸が不可能であった。かろうじて得られた繊維を特性評価したところ、表２の通り、芯成分溶出性についてはポリ乳酸にくらべてアルカリ溶出速度が遅く実施例１に大きく及ばないものとなり、製品風合いについてもＰＴＴの熱劣化および芯成分溶出時の溶剤浸食により品位が劣り、実施例１に大きく及ばないものとなった。
【００８６】
実施例１３
実施例１３についてはポリエステル成分Ａを光学純度９８．０％のポリ−Ｌ−乳酸、ポリエステル成分Ｂを固有粘度１．５のホモＰＴＴとし、それぞれエクストルーダーを用いて２１０℃、２５０℃にて溶融後、ポンプによる計量を行い、２５５℃にて前述の鞘成分側がＣ字型となる芯鞘断面用口金に流入させた。複合重量比はＰＬＡ４０％に対し、ＰＴＴ６０％の割合とした。これを紡糸速度２７００ｍ／分で引取り１１０ｄｔｅｘ−２４フィラメントの未延伸糸を得た。さらに該未延伸糸を環境温度２５℃×２日間エージングした後、図７に示す延伸機を用い、第１ホットローラ１９温度９０℃、第２ホットローラ２０温度３５℃、第１ホットローラ、第２ホットローラ間延伸倍率１．５０倍で延伸、さらに第３ホットローラ２１の温度１５０℃で第２ホットローラ、第３ホットローラ間のリラックス率１３％とし、第３ホットローラと引取ローラ（表中ではＤＲと称す）２２の間で１．０２倍に延伸し、図１に示す断面形状の７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維を得た。得られた繊維を実施例１と同様にして評価したところ表３に示す通り実施例１と同等に製糸性に優れ、かつ芯成分の溶出性および製品風合いに優れたものであった。
【００８７】
比較例８
比較例８については特開２００５−１１３３０７を参考にした。固有粘度１．５のホモＰＴＴをエクストルーダーを用いて２５０℃にて溶融後、ポンプによる計量を行い、２５５℃にて通常の中空断面用口金（ホール数：２４Ｈ）に流入させた。これを紡糸速度３０００ｍ／分で引取り５６ｄｔｅｘ−２４フィラメントの部分配向糸を得た。さらに該部分配向糸を環境温度２５℃×２日間エージングした後、図７に示す延伸機を用い、第１ホットローラ１９温度７０℃、第２ホットローラ２０温度３５℃、第１ホットローラ、第２ホットローラ間延伸倍率１．２６倍で延伸、さらに第３ホットローラ２１の温度１７０℃で第２ホットローラ、第３ホットローラ間のリラックス率１．７％とし、第３ホットローラと引取ローラ（表中ではＤＲと称す）２２の間で１．０２倍に延伸し、７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの中空ＰＴＴ繊維を得た。得られた繊維をアルカリ溶出処理せず、実施例１と同様にして評価したところ表３に示す結果となり、製糸性については中空口金を用いて紡糸するため製糸安定性が悪く実施例１に大きく及ばないものとなった。また、中空部での変形、潰れが生じやすく、本発明の目的とする十分な機能（軽量性・保温性）を付与するまでの中空繊維を得ることができず、製品風合いについても実施例１に著しく劣るものとなった。
【００８８】
比較例９
比較例９については特開２００６−２０００９６を参考にした。固有粘度１．５のホモＰＴＴをエクストルーダーを用いて２５０℃にて溶融後、ポンプによる計量を行い、２５５℃にて繊維横断面がＣ型となるような口金（ホール数：２４Ｈ）に流入させた。次いで比較例８と同様の方法で７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントのＣ型異形断面ＰＴＴ繊維を得た。得られた繊維をアルカリ溶出処理せず、実施例１と同様にして評価したところ表３に示す結果となり、製糸性については異形断面口金を用いて紡糸するため製糸安定性が悪く実施例１に大きく及ばないものとなった。また、中空部での変形、潰れが生じやすく、本発明の目的とする十分な機能（軽量性・保温性）を付与するまでの中空繊維を得ることができず、製品風合いについても実施例１に著しく劣るものとなった。
【００８９】
【表１】
【００９０】
【表２】
【００９１】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明で好ましく用いられる複合糸の繊維横断面形状の一例を示す。
【図２】芯鞘複合糸を製造するために一般的に用いられる口金の縦断面図を示す。
【図３】本発明の複合糸を製造するために好ましく用いられる口金の縦断面図を示す。
【図４】図３の口金の芯成分の２プレート計量部の吐出孔形状を示す。
【図５】本発明で好ましく用いられる製糸工程（直接紡糸延伸法）の一例を示す。
【図６】比較例にて得られた複合糸の繊維横断面形状を示す。
【図７】本発明の実施例で用いる延伸装置の概略図を示す。
【符号の説明】
【００９３】
１：ポリエステル芯鞘複合繊維
２：鞘成分（ＰＴＴを主成分とするポリマーからなる領域）
３：芯成分（ＰＬＡを主成分とするポリマーからなる領域）
４：芯成分の一部
５：鞘成分の開口部
６：口金
７：冷却送風装置
８：油剤付与装置
９：交絡装置
１０：第１ホットローラ
１１：第２ホットローラ
１２：交絡装置
１３：第３ゴデットローラ
１４：第４ゴデットローラ
１５：コンタクトローラ
１６：パッケージ
１７：未延伸糸
１８：供給ローラ
１９：第１ホットローラ
２０：第２ホットローラ
２１：第３ホットローラ
２２：引取ローラ
２３：延伸糸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリトリメチレンテレフタレートとポリ乳酸からなる芯部と鞘部を有する複合繊維に関するものであり、更に詳しくは、芯成分を溶出した後に高中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維となり、ソフト感、軽量性および保温性に優れ、布帛とした際に染色斑や擦過による白化のない、高品位の中空繊維を製造することができる複合繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル繊維は、機械的性質、化学的性質、イージーケア性などの優れた特性から一般衣料用として広く利用されている。最近では繊維特品化の要望が年々高まり、各合繊メーカーから多くの機能性繊維が上市されている。特にスポーツ衣料などでは、運動のしやすさの点から軽量化の要望が強く、冬物用では保温性といった機能が求められている。衣料の軽量化をはかる手立てとしては、織編物の組織を工夫したり、嵩高性を付与するために仮撚加工を施したりと、ある程度の軽量化は可能である。しかし、さらに軽量化をはかる手段としては繊維自体を軽量化する必要があり、そのため過去より中空繊維の検討がなされている。
【０００３】
ここでポリトリメチレンテレフタレート（以下、ＰＴＴと称することがある）繊維について言及する。
【０００４】
ＰＴＴ繊維は、ヤング率が低く、伸長弾性回復性が優れていることから、ソフトで高ストレッチといった特徴を有し、スポーツ衣料などでその特性が非常に有利に働くため、過去より中空繊維化の検討がなされてきた。例えば、特許文献１、２にはＰＴＴを用いた中空繊維が提案されているが、中空口金を用いて紡糸するため、製糸安定性が悪く、中空部での変形、潰れが生じやすく、実質的には十分な機能（軽量性・保温性）を付与するまでの中空繊維を得ることが困難であった。
【０００５】
特許文献３にはポリエステルを鞘成分とし、重量平均分子量５００〜８０００のポリエチレングリコールを８〜７０重量％共重合させたポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、繊維横断面において該芯成分の一部が該鞘成分の開口部から繊維表面に露出しており、高次工程等の後加工において、芯成分を除去することにより中空断面構造を形成し得るポリエステル芯鞘複合繊維が提案されている。しかしながら、該複合繊維では鞘成分をＰＴＴとした際に、紡糸温度が高いためにＰＴＴの熱劣化により、原糸、高次を含めた不安定な操業性や風合い低下が避けられなかった。
【０００６】
特許文献４、５には紡糸温度を低く抑えることができ、ＰＴＴの熱劣化を最小限に抑制するために、ポリエチレンテレフタレートやＰＴＴよりも溶融温度の低いポリ乳酸（以下、ＰＬＡと称することがある）よりなる複合繊維であって、横断面形状が芯鞘形状を呈しており、鞘部がＰＴＴ、芯部がＰＬＡで構成されているポリエステル芯鞘複合繊維が提案されている。しかしながらこの提案は複合紡糸によりＰＬＡの欠点である耐熱性や耐摩耗性を補い、ＰＬＡ繊維の特性を向上させることを目的としており、芯成分（ＰＬＡ）の後溶出により中空繊維を提供するという本願の目的とは異なる。
【０００７】
特許文献６には、芯部を形成するポリマーがＰＬＡであり、鞘部を形成するポリマーがＰＴＴである芯部と鞘部を有する複合繊維であって、芯部が溶出されて中空部が形成されることを特徴とする複合繊維が提案されている。しかしながらこの提案では、芯鞘複合繊維の芯部と鞘部の中心の位置が同一もしくは位置ズレ（偏心）であっても鞘部が繊維表面を覆う場合には芯成分の溶出速度が遅く、溶出の際に鞘成分が溶剤浸食を受けて、繊維布帛の引き裂き強力の低下や品質、品位の低下が避けられなかった。また、芯部の後溶出を容易にするため、芯部の中心と鞘部の中心を大きくずらし芯部が露出した形状にした場合には、繊維横断面において鞘成分であるＰＴＴの厚みが不均一となるために断面方向の配向差が生じ、染色斑や芯成分溶出後に鞘割れが発生する問題があった。また、芯成分溶出後の鞘部の開口部が極細となるため、該部分が物理的圧力によって削れやすく、布帛とした際に、擦過により白化およびフィブリル化が発生する問題（耐摩耗性）があった。
【０００８】
したがって、芯成分のＰＬＡを溶出した後に高中空ＰＴＴ繊維となり、ソフト感、軽量性および保温性に優れ、布帛とした際に染色斑や擦過による白化のない、高品位の中空繊維を製造することができる複合繊維が強く求められていた。
【特許文献１】特開２００５−１１３３０７号公報（請求項）
【特許文献２】特開２００６−２０００９６号公報（請求項）
【特許文献３】特開２００７−１３１９８０号公報（請求項）
【特許文献４】特開２００４−３５３１６１号公報（請求項）
【特許文献５】特開２００５−１８７９５０号公報（請求項）
【特許文献６】特開２００６−９７１７８号公報（請求項）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、上記従来の問題点を解決しようとするものであり、ポリトリメチレンテレフタレートを用い、ソフトで軽量性および保温性に優れ、布帛とした際に染色斑や擦過による白化のない、高品位の中空繊維を芯部の後溶出加工により安定に製造することができる芯部と鞘部を有する複合繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討の結果、本発明に到達した。
【００１１】
すなわち、本発明は上記の目的を達成するため、以下の構成を採用するものである。
【００１２】
（１）ポリトリメチレンテレフタレートを鞘成分とし、ポリ乳酸を芯成分とし、鞘部と芯部が同心円上に配置された同心芯鞘型の複合繊維であって、繊維横断面において芯成分が鞘成分を一部分断して繊維表面に露出しており、かつ複合繊維の断面異形度が下記式（Ａ）を満足することを特徴とする芯鞘複合繊維。
【００１３】
・ ５≦ａ／ｂ≦３．０ ・・・ （Ａ）
ただし、ａは繊維横断面における芯成分の内接円の直径（μｍ）を表し、ｂは繊維横断面における鞘成分の開口部の幅（μｍ）を表す。
【００１４】
（２）複合比率が重量比率で芯／鞘＝３０／７０〜６０／４０であることを特徴とする請求項１記載の芯鞘複合繊維。
【００１５】
（３）（１）、（２）いずれか１項記載のポリエステル芯鞘複合繊維を少なくとも一部に用いてなることを特徴とする繊維布帛。
【００１６】
（４）芯成分を除去することにより形成された中空部に機能剤を充填または塗布させてなることを特徴とする（３）記載の繊維布帛。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、芯鞘複合糸の芯部を後溶出することで仮撚り撚糸および製編織時の物理的圧力によっても高中空率および中空形態を維持できる優れた中空繊維を得ることができ、従来技術では成し得なかった、製糸性や芯成分の除去等の工程安定性が良好であり、ソフトで軽量性および保温性に優れ、布帛とした際に染色斑や擦過による白化のない、スポーツ用途などに有用な高品位の繊維を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の芯鞘複合繊維について詳細に説明する。
【００１９】
本発明の芯鞘複合繊維は、芯部を形成するポリエステル成分Ａがポリ乳酸（ＰＬＡ）、鞘部を形成するポリエステル成分Ｂがポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）であり、該芯成分の一部が該鞘成分の開口部から露出している繊維横断面を有しており、繊度やフィラメント数に特に規定はなく、対象となる最終製品や生産性を考慮して設定できる。
【００２０】
本発明の芯鞘複合繊維は、製編織後にアルカリ等の溶剤減量を施し、芯成分を除去する溶出型中空断面構造の芯鞘複合繊維に好適であり、そのため、鞘成分の溶剤浸食を低減させなければならない。鞘成分が溶剤浸食を受けた場合、繊維布帛の引き裂き強力が低下するだけでなく、品質や品位の低下を伴うからである。
【００２１】
複合繊維の芯成分であるポリエステル成分Ａは、ＰＬＡを主成分とするポリエステルを用いることが肝要である。ＰＬＡはポリエチレンテレフタレートやＰＴＴよりも溶融温度が低いため、溶融温度がＰＴＴよりも高い、有機金属塩を共重合したポリエチレンテレフタレートを芯成分として用いた場合に比べ、紡糸温度を低く抑えることができ、ＰＴＴの熱劣化を最小限に抑制することができるため、原糸、高次を含めた操業の安定化やＰＴＴの熱劣化による風合い低下を避けることが可能となる。さらには、ＰＬＡとＰＴＴは製糸工程における張力、収縮挙動が類似するため、複合紡糸に際して極めて良好な工程安定性が得られる。
【００２２】
また、ＰＬＡは一般的に機金属塩を共重合したポリエステルよりもアルカリ溶出速度が速いが、さらにＰＴＴとの芯鞘型複合繊維とすることでＰＬＡの配向が抑制され溶出速度がより速くなり、形状の安定した高中空繊維を得ることが容易となる。また、ＰＬＡは有機金属塩を共重合したポリエチレンテレフタレートなどと異なり、溶出に酸処理を必要としないため、酸性溶媒の排出がなく、環境負荷を小さくでき、また、溶出工程の短縮化が図れ、非常に好ましい。
【００２３】
ここで、本発明で用いるＰＬＡとは、９０モル％以上が-(Ｏ-ＣＨＣＨ３-ＣＯ)n-を繰り返し単位とするポリマーであり、乳酸やそのオリゴマーを重合したものをいう。ただし、１０モル％以下の範囲で共重合成分や多官能性化合物などを添加してもよい。共重合成分としては、生物学的に生分解され易い脂肪族化合物、例えばエチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオールなどのジオールや、コハク酸、ヒドロキシアルキルカルボン酸、ピバロラクトン、カプロラクトンなどの脂肪族ラクトンが好ましい。多官能性化合物としてはグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメリット酸、ピロメリット酸などを反応させ、ポリマー中に適度な分岐や、弱い架橋を形成したものも利用できる。さらには、繊維の摩擦抵抗を低減し工程通過性を高めるべく、酸化チタンなどの無機粒子を添加しても良い。
【００２４】
乳酸にはＤ−乳酸とＬ−乳酸の２種類の光学異性体が存在するため、その重合体もＤ体のみからなるポリ（Ｄ−乳酸）とＬ体のみからなるポリ（Ｌ−乳酸）および両者からなるＰＬＡがある。ＰＬＡ中のＤ−乳酸、あるいはＬ−乳酸の光学純度は、低くなるとともに結晶性が低下し、融点降下が大きくなる。そのため、耐熱性を高めるために光学純度は９０％以上であることが好ましい。より好ましい光学純度は９３％以上、さらに好ましい光学純度は９７％以上である。なお、光学純度は前記したように融点と強い相関が認められ、光学純度９０％程度で融点が約１５０℃、光学純度９３％で融点が約１６０℃、光学純度９７％で融点が約１７０℃となる。また、上記のように２種類の光学異性体が単純に混合している系とは別に、前記２種類の光学異性体をブレンドして繊維に成型した後、１４０℃以上の高温熱処理を施してラセミ結晶を形成させたステレオコンプレックスにすると、融点を飛躍的に高めることができ、より好ましい。
【００２５】
また、ＰＬＡ中にはラクチド等の残存モノマーが存在するが、これら低分子量残留物は延伸や仮撚加工工程での加熱ヒーター汚れや染色加工工程での染め斑等の染色異常を誘発する原因となる。また、繊維の加水分解性を促進し、耐久性を低下させるため、これら低分子量残留物は好ましくは１重量％以下、より好ましくは０．５重量％以下、さらに好ましくは０．２重量％以下である。
【００２６】
また、ＰＬＡの性質を損なわない範囲で、ＰＬＡ以外の熱可塑性重合体をブレンドしたりしてもよい。さらに改質剤として、粒子、難燃剤、帯電防止剤、抗酸化剤や紫外線吸収剤等の添加物を含有していてもよい。また、ＰＬＡ重合体の分子量は、重量平均分子量で５万〜３５万であると、力学特性と成形性のバランスがよく好ましく、１０万〜２５万であると、より好ましい。
【００２７】
本発明のＰＬＡの製造方法は、特に限定されない。具体的には、特開平６−６５３６０号に開示されている方法が挙げられる。すなわち、乳酸を有機溶媒及び触媒の存在下、そのまま脱水縮合する直接脱水縮合法である。また特開平７−１７３２６６号に開示されている少なくとも２種類のホモポリマーを重合触媒の存在下、共重合ならびにエステル交換反応させる方法である。さらには、米国特許第２，７０３，３１６号明細書に開示されている方法がある。すなわち、乳酸を一旦脱水し、環状二量体とした後に、開環重合する間接重合法である。
【００２８】
本発明の芯鞘複合繊維の鞘成分を形成するポリエステル成分Ｂは、ＰＴＴを主成分とするポリマーを用いることが肝要である。ＰＴＴは結晶構造においてアルキレングリコール部のメチレン鎖がゴーシュ−ゴーシュの構造（分子鎖が９０°に屈曲）であること、さらにはベンゼン環同士の相互作用（スタッキング、並列）による拘束点密度が低く、フレキシビリティーが高いことから、メチレン基の回転により分子鎖が容易に伸長・回復するという特有のストレッチバック性を有しており、非常にソフトな風合いを与えることができる。また、ＰＴＴは熱による劣化の進行が非常に早く、ＰＴＴよりも低融点であるＰＬＡを芯成分として用いることで、ＰＴＴの劣化が抑制され、優れた力学特性が維持できる。本発明で用いるＰＴＴとは、９０モル％以上がトリメチレンテレフタレートの繰り返し単位からなるＰＴＴであり、ここでいうＰＴＴとしては、テレフタル酸を主たる酸成分とし、１，３−プロパンジオールを主たるグリコール成分として得られるポリエステルである。ただし、１０モル％以下の割合で他のエステル結合を形成可能な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、ダイマ酸、セバシン酸などのジカルボン酸類、一方、グリコール成分として、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。また、艶消剤として二酸化チタン、滑剤としてシリカやアルミナの微粒子、抗酸化剤としてヒンダードフェノール誘導体、さらには難燃剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、着色顔料等を必要に応じて添加することができる。
【００２９】
本発明におけるＰＴＴの好ましい固有粘度（ＩＶ）は、０．７〜２．０であり、固有粘度が０．７以上とすることで充分な強度と伸度を兼ね備えた繊維を製造することが容易となる。より好ましい固有粘度は０．８以上である。また、固有粘度を２．０以下とすることで、生産安定性が良好となる。より好ましい固有粘度は１．５以下である。
【００３０】
次に、本発明の芯鞘複合繊維の形状について説明する。本発明の芯鞘複合繊維は、横断面形状、すなわち、繊維の長さ方向に対して垂直に切断した断面の形状が芯鞘形状を呈する芯鞘複合繊維であって、ＰＬＡが芯部にＰＴＴが鞘部に配されている。該芯成分の一部は該鞘成分の開口部から露出しており、そしてその断面異形度（ａ／ｂ）が、下記式（１）を満足することが重要である。
【００３１】
１．５≦ａ／ｂ≦３．０・・・・・（１）
ここで、ａは繊維横断面における芯成分の内接円の直径（μｍ）を表し、Ｂは繊維横断面における鞘成分の開口部幅（μｍ）を表す。図１は、本発明の芯鞘複合繊維の繊維横断面を例示説明するための模式的断面図である。図１において、芯鞘複合繊維１は、鞘成分２と芯成分３で構成されており、鞘成分２はＣ型形状で、芯成分３の一部４が鞘成分２の開口部５から繊維表面に露出している。ここにおいて、繊維横断面における芯成分の内接円の直径（μｍ）ａと、繊維横断面における鞘成分の開口部幅（μｍ）ｂの関係が、図１に示されている。
【００３２】
繊維横断面において、芯成分の一部４が繊維表面に露出していることにより、芯成分３の溶媒減量効率が向上し、鞘成分２の溶媒浸食を低減するため、製品の品質低下を回避することができる。また、その断面異形度（ａ／ｂ）は１．５以上であることが必要であり、断面異形度（ａ／ｂ）を１．５以上にすることにより、芯成分３に対して開口部が広くなるため、芯成分３の除去が安定化する。一方、ａ／ｂを３．０以下とすることにより、単糸繊度間の形態バラツキが最小化し、繊維布帛とした際の筋斑を抑制することができる。より好ましい断面異形度（ａ／ｂ）は１．８以上であり、さらに好ましい断面異形度（ａ／ｂ）は２．０〜２．８である。本発明で規定する繊維横断面における芯成分の内接円の直径（μｍ）ａおよび繊維横断面における鞘成分の開口部幅（μｍ）ｂとは走査型電子顕微鏡にて拡大撮影し、単繊維１０本の測定値の平均値から算出することができる。また、繊維横断面における鞘成分の開口部幅ｂは１．５〜１０μｍ、であることが好ましく、更に好ましくは２〜８μｍである。
【００３３】
また、図１においては、鞘成分２の開口部５は、繊維の長さ方向に１本の連続した開口を有しており、その連続した開口は繊維の長さ方向に真っ直ぐでもよく、蛇行または螺旋状に曲折していてもよい。また、繊維横断面における鞘成分２の開口部幅（μｍ）ｂは、その連続した繊維の長さ方向において、実質的に同一でも不規則に異なっていても良い。
【００３４】
また本発明の芯鞘複合繊維は、繊維横断面において鞘部と芯部が同心円上に配置されていることが肝要である。鞘部と芯部が同心円上に配置されていることにより、鞘部の厚みが一定となるため断面方向の配向差を抑えることができ、染色斑や芯成分溶出後の鞘割れの発生を回避することができる。また、芯部の中心と鞘部の中心を大きくずらすことにより芯部が露出した形状を呈するような偏心芯鞘においては、芯成分溶出後の鞘部の開口部が極細となり、該部分が物理的圧力によって削れやすく、布帛とした際に擦過により白化およびフィブリル化が発生するといった問題があるが、本発明のような同心円とすることでそのような問題を回避することも可能となる。ここでいう鞘部と芯部が同心円上に配置されているとは、鞘部の最も厚い部分の厚み（μｍ）をｃとし、最も薄い部分（μｍ）をｄとしたときの偏芯度＝ｃ／ｄにおいて、偏心度が１．５以下となるように配置されていることをいう。
【００３５】
本発明の芯鞘複合繊維の複合比率（重量）は、芯／鞘＝３０／７０〜６０／４０であることが好ましい。芯部はＰＬＡにより構成され、後溶出加工により中空繊維となすため、芯部の比率とは言い換えれば、中空繊維の中空率ということができる。芯部比率を３０〜６０重量％とすることにより、本発明の目的とする軽量性、保温性を発揮することができる。芯部の比率が３０重量％未満では、芯部溶出後の中空率が低く、本発明で目的とする軽量性、保温性を得ることができない。芯部の比率が６０重量％を越える場合、芯部溶出後のポリマー部分の厚みが薄くなり、本発明の目的とする優れた中空形態を維持することができず、またソフト性も不十分なものとなる。更に好ましくは本発明の芯鞘複合繊維の複合比率（重量）は、芯／鞘＝３０／７０〜５０／５０である。
【００３６】
本発明の芯鞘複合繊維の繊維断面形状は、好適には通常は円形であるが、本発明の目的を損なわない範囲で扁平、三角および多葉断面等の異形断面化することも可能である。異形断面化により、風合いの変化や毛細管現象等の物理的機能性付与が可能であり、またこれらの異形断面の中空部に機能剤を付与した場合には、機能性の向上効果を得ることも可能である。ここで定義する異形断面とは、鞘成分で形成される繊維表面形態のみに限らず、芯成分と鞘成分の境界面も該当し、凸凹等を付与しても良い。
【００３７】
本発明の芯鞘複合繊維は単糸繊度を特に制約するものではないが、単糸繊度が１〜７ｄｔｅｘであることが好ましい。単糸繊度が１ｄｔｅｘであることで製品の軽量感を体感し易くなる。また単糸繊度が７ｄｔｅｘ以下であることで一般衣料用途で好適に用いることができる。
【００３８】
次に、本発明の芯鞘複合繊維の物性について述べる。
【００３９】
本発明の芯鞘型複合長繊維は、破断伸度が２０〜５０％であることが好ましい。破断伸度を２０％以上にすることで延伸切れの発生を抑えることができ、工業的に安定した製造が可能となる。また、破断伸度を５０％以下にすることで破断強度が２．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上となり、布帛にした際に良好な引き裂き強度を得ることが可能となる。さらに好ましい破断伸度は２５〜４５％である。
【００４０】
また、本発明の芯鞘型複合長繊維は沸水収縮率（沸収）が２〜２０％であることが好ましい。沸水収縮率が２〜２０％であれば、織物や編物の布帛にした際に粗硬化することなく、優れた風合いの製品にすることができる。また、精練や染色などでの収縮を抑えることができるため、寸法変化が小さく、設計通りの外観とすることができる。沸水収縮率は３〜１５％が好ましく、４〜１０％がより好ましい。
【００４１】
また、収縮応力の極大値および収縮応力の極大を示す温度も重要な特性となる場合がある。収縮応力が高いほど精練の工程において急激な収縮が起こり、布帛のカールやシワが発生し、それによる成形時の加工性低下も起こるため好ましくない。また、収縮応力の極大を示す温度が高いほど仕上げ工程での取り扱いが容易となる。したがって、収縮応力の極大を示す温度は１１０〜２００℃が好ましく、より好ましくは１２０〜２００℃、より好ましくは１２５℃〜２００℃である。また、収縮応力の極大値は０．０５〜０．３０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。収縮応力の極大値が０．３０ｃＮ／ｄｔｅｘを越えると、巻き取られた複合糸が経時的に収縮して巻き締まりを生じ、解じょ張力に変動をきたし、布帛にシボが発生して品位が低下することがある。また、精練の工程において急激な収縮が起こり、布帛のカールやシワが発生し、それによる成形時の加工性低下が起こる。収縮応力の極大値が０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では製造時に安定した巻取が困難であり、また、布帛にした際に組織による拘束によって十分な収縮性能が出ず、ソフト感の乏しいものとなる。さらに好ましい収縮応力の極大値は０．１０〜０．２８ｃＮ／ｄｔｅｘである。またここでいう収縮応力の極大値および収縮応力の極大を示す温度とは、カネボウエンジニアリング製熱応力測定機ＫＥ−２Ｓを用い、試料長を２００ｍｍ、初期荷重として３．２７×１０−２ｃＮ／ｄｔｅｘ掛け、３００℃／１２０秒の昇温速度で室温から２００℃まで昇温した場合に、温度に対する応力の曲線を描いた時の最大応力値およびその時の温度を指す。
【００４２】
また、本発明の芯鞘複合繊維は、糸長手方向の太さ斑の指標であるウースター斑Ｕ％（ｈａｌｆ ｉｎｅｒｔ）は１．２％以下であるものが好ましい。これにより、布帛の染め斑の発生を回避できるのみならず、布帛にした際の糸の収縮斑を抑制し、美しい布帛表面を得ることができる。ウースター斑Ｕ％（ｈａｌｆ ｉｎｅｒｔ）は糸の太さ斑のない値、すなわち０％に近付くほど好ましく、本発明の芯鞘複合繊維においては、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．８％以下である。
【００４３】
次いで、本発明の芯鞘複合繊維の好ましい製造方法について説明する。
【００４４】
本発明のとしては、一旦ドラムに巻き取った後に延伸や延伸仮撚する方法や紡糸段階で連続的に延伸する方法などが挙げられるが、これに限定されるものではない。以下これらの具体例について説明する。
【００４５】
本発明のポリエステル芯鞘複合繊維の製造方法は、ＰＬＡおよびＰＴＴそれぞれ溶融・押出し、複合紡糸機を用い、所定の複合パックに送り、パック内でポリマーを濾過した後、紡糸口金で芯鞘構造に貼り合わせて複合紡糸し、一旦未延伸糸を巻き取った後、通常の延伸機で所定の破断伸度となるように延伸する２工程法、または一旦巻き取ることなく引き続き延伸を行う１工程法のいずれによっても製造することができる。ただし、繊維長手方向での品質安定性、生産安定性を考慮すると、直接紡糸延伸法（以下、ＤＳＤ法と称する）による生産が最も優れている。
【００４６】
一般的に、芯鞘複合繊維を得るためには、例えば図２に示すような構造を有する口金装置が挙げられる。１プレート（１ＰＬ）の導入孔より鞘部、芯部のそれぞれのポリマーが導入され、２プレート（２ＰＬ）の計量部にて計量され、３プレート（３ＰＬ）にて両成分が合流し芯鞘断面形状が形成される。また、２プレートの芯部の計量部の吐出孔の中心を３プレートの合流部の中心からずらすことによって芯部が露出した形状を呈するような偏心芯鞘複合糸を得ることが可能となる。
【００４７】
本発明においては、使用される口金は図３に示すように例えば２プレートの計量部の孔径状にスリットを設けダンベル形状とし、芯成分と鞘成分の合流部をＣ型とすることによって、同心芯鞘構造でありながらも芯成分の一部が鞘成分の開口部から繊維表面に露出させた芯鞘複合糸を得ることが可能となる。また、図４に示す２プレートの計量部吐出孔径状のＲ１、Ｒ２、Ｌ１、Ｌ２の長さ（ｍｍ）を適宜変更することによって、鞘成分の開口部の幅や形状を変更することが可能となる。
【００４８】
製造方法の一例として、以下に第１、第２ホットローラおよび２個のゴデットローラを介する製造方法について詳しく説明する。
【００４９】
本発明の芯鞘複合繊維を溶融紡糸する上では、一方の成分となるＰＬＡは、２００〜２４０℃にて溶融されるのが好ましい。溶融するに際し、プレッシャーメルター法およびエクストルーダー法が挙げられるが、均一溶融と滞留防止の観点からエクストルーダーによる溶融が好ましい。一方、他方の成分であるＰＴＴは、ＰＬＡと同様にエクストルーダーを用い、２４０〜２８０℃での溶融が好ましい。別々に溶融されたポリマーは別々の配管を通り、計量された後、口金パックへ流入する。この際、熱劣化を抑制する観点から、配管通過時間は３０分以内であることが好ましい。パックへ流入したポリマーは前述の口金により合流され、芯鞘型の形態に複合され口金より吐出される。
【００５０】
この際の紡糸温度は、２４０〜２７０℃が適当である。この範囲であれば、ＰＴＴの特徴を活かした複合繊維が製造できる。
【００５１】
口金から吐出されたポリマーは冷却、固化され、油剤が付与された後、交絡装置にて交絡を付与され、ホットローラ、ゴデットローラを介して巻き取られる。巻取速度は２５００〜５０００ｍ／分において製造可能であり、工程安定性を考慮すると２７００〜４５００ｍ／分がより好ましい。交絡数は任意に設定可能であるが、２個／ｍ以上であると良好な工程通過性を得易いほか、必要であれば油剤付与〜巻取の間に複数個の交絡装置を設けることで交絡数を上げることも可能である。また、巻取直前に、追加で油剤を付与するのも良い。
【００５２】
好ましく用いられる装置の概略を図５に示す。口金６より吐出された糸条は冷却後、油剤付与装置８による油剤の付与を経て、交絡装置９にて交絡が付与される。次いで、温度５０〜９０℃、速度１０００〜３５００ｍ／分、鏡面の第１ホットローラ１０上に数ターン巻付けられて予熱された後、第２ホットローラ１１との間で延伸される。さらに、温度９０〜１８０℃の第２ホットローラ１１上に数ターン巻付けられて熱セットされ、交絡付与装置１２を経て、ホットローラ１１より−１０〜１０％速い速度で回転するゴデットローラ１３、１４へ引き回される。熱セットされた糸条はゴデットローラによって冷却されるとともに張力が調整され、巻取機にて速度２５００〜５０００ｍ／分にてパッケージ１６に巻付けられる。巻取機においては、パッケージに接するコンタクトローラ１５によってパッケージ巻付け張力が調整される。
【００５３】
ここで、第１ホットローラ１０は、鏡面ローラであることが好ましく、ゴデットローラは鏡面または溝付き鏡面ローラとするのが好ましい。ここでいう鏡面とは、ローラの表面粗さが１Ｓ以下であり、梨地とは２〜４Ｓを指す。表面粗さとは、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に記載される最大高さ（Ｒｍａｘ）の区分である。鏡面または溝付き鏡面とすることにより、糸条を効率的に把持することができるため、糸条はローラの前後で一定の張力を保って安定した走行が可能となり、原糸の長手方向での物性ばらつきの小さい良好な品質の製品を易くなる。ゴデットローラとしては梨地ローラも使用可能であるが、糸条把持性を維持すするためには、鏡面や溝付き鏡面ローラに比べて高度な張力管理が要求される。仮にゴデットローラ上で糸条のスリップが発生した場合、原糸の長手方向で繊度斑や収縮斑、染色斑を誘発し、仮撚工程における糸切れや、布帛とした際の品位低下を引き起こす。高度な張力管理が要求される場合は、ゴデットローラを複数個設置するのが有効な手段である。
【００５４】
一方、コンタクトローラ１５の速度はパッケージの巻取速度に対して、１．００１〜１．０１倍早く設定することでパッケージの良好なふくらみ率と耳高率を容易に得ることができる。コンタクトローラ速度のオーバーフィードを１．００１以上とすることで、パッケージに巻かれる際の張力を低減でき、ふくらみ率、耳高率を抑制することが可能となる。より好ましい範囲は、１．００１５以上である。また、１．０１以下とすることによりパッケージ端面からの糸落ちを防止することができ、良好な解舒性が確保できる。より好ましいオーバーフィードの範囲は１．００８以下である。さらに、コンタクトローラ入口での糸条の張力は、０．１〜０．３ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。張力を０．１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上に設定することで、ゴデットローラから巻取機間の糸揺れを低減でき、巻取速度を上げた場合でも安定して糸条を巻き取ることができる。より好ましい張力は０．１２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。また、張力を０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以下とするとコンタクトローラでの張力制御が容易となり、良好なパッケージフォームが得られる。より好ましい張力は０．２５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。
【００５５】
また、本発明では、芯鞘複合繊維を弱アルカリ水溶液で処理することにより、芯成分を除去し、中空繊維を得ることができるため、特開２００５−１１３３０７号公報で示されているような中空型口金を用いて製造した中空繊維に比べ中空繊維のつぶれなどが発生しにくいという効果を有する。芯成分の溶出は、芯鞘型合繊維を紡糸、延伸し、糸の段階で行ってもよいが、一般的には芯鞘複合繊維を主として用いて織編物を形成した後に、芯成分を溶出するのが高次加工性の点からも好ましい。織物や編物を作る方法は、従来のいかなる方法によってもよい。織物の場合、平織、斜紋織、朱子織、これらの二重織あるいは変化組織のもの等すべての織りが含まれる。また、編物であるならば、ヨコ編み、タテ編み等すべての編みが含まれる。
【００５６】
芯成分を溶出するには、アルカリ溶液を用いることが好ましく、特に弱アルカリ水溶液を用いることが好ましい。アルカリ等の溶媒減量には、一般的に水酸化ナトリウムが用いられ、弱アルカリ水溶液の濃度としては０．５〜５％の範囲、特に０．７〜４％の範囲内が好ましい。処理温度としては、６０〜１３０℃、特に８０〜１００℃の範囲が好ましい。処理時間はアルカリ水溶液の濃度および処理温度によっても変わり一概に限定されるものではないが、本発明者らの知見によれば、逆に、処理時間が１５〜６０分間程度の範囲内で十分に溶出ができるように、濃度、温度を設定するのが好ましい。
【００５７】
本発明の芯鞘複合繊維を繊維布帛とし、アルカリ等の溶剤減量等によって芯成分を除去し、中空断面を形成させた後、該中空部に各種の機能剤を充填または塗布させることにより、要求される機能性を付与することも可能である。このようにして得られた機能性繊維布帛は高摩擦・高洗濯耐久性を有し、従来、耐久性不足や風合いの粗剛化の問題により繊維への応用が困難であった機能剤の使用を可能にする。ここで定義する機能剤とは、固着する機能剤であれば問題なく用いることができる。これらを例示すると、モノマー重合体からなる吸湿剤や静電性、撥水剤および保温剤等が挙げられる。これらの処理方法としては特に限定するものではなく、用いられる機能剤によって処理方法は様々であるが、一例としては機能剤を溶媒にて１〜１５％ｏｗｆ程度に希釈し、その溶液中にて芯鞘複合繊維からなる布帛を浸漬し、３０〜１３０℃の温度に加熱して１０〜６０分間処理する。また、この方法は染色と同浴処理をすることが可能である。また、機能剤を塗布する方法は、１〜１５％ｏｗｆの機能性溶液を芯鞘複合繊維からなる繊維布帛に吹き付け、その後、乾燥処理を施すことで機能剤を固着することができる。
【００５８】
以上のように本発明の芯鞘複合繊維からなる繊維布帛はアルカリ等の溶媒減量を施すことで高中空断面を形成するため、軽量感や保温性を得ることができ、スポーツ用途や婦人衣料などに好適である。さらに中空部に機能剤を充填もしくは塗布することで複合機能性素材としてのスポーツ用途やユニフォーム用途への展開も好ましい。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明の芯鞘複合繊維について実施例をもって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例の測定値は以下の方法で測定した。
（１）固有粘度（ＩＶ）
定義式のηｒは、ＰＴＴについては、１６０℃の純度９８％以上のｏ−クロロフェノール（以下ＯＣＰと略記する）１０ｍＬ中に試料ポリマーを０．８ｇ溶かし、２５℃に冷却後、オストワルド粘度計を用いて相対粘度ηｒを下式により求め、固有粘度（ＩＶ）を算出した。他のポリマーについては、２５℃の純度９８％以上のＯＣＰ１０ｍＬ中に試料ポリマーを０．８ｇ溶かし、２５℃にてオストワルド粘度計を用いて相対粘度ηｒを下式により求め、ＩＶを算出した。
【００６０】
ηｒ＝η／η０＝（ｔ×ｄ）／（ｔ０×ｄ０）
固有粘度（ＩＶ）＝０．０２４２ηｒ＋０．２６３４
ここで、η：ポリマー溶液の粘度
η０：ＯＣＰの粘度
ｔ：溶液の落下時間（秒）
ｄ：溶液の密度（ｇ／ｃｍ３）
ｔ０：ＯＣＰの落下時間（秒）
ｄ０：ＯＣＰの密度（ｇ／ｃｍ３）
（２）断面異形度、偏心度
繊維横断面を走査型電子顕微鏡にて拡大撮影し、ａ、ｂ、ｃ、ｄについて単繊維１０本の測定値の平均値から算出し、以下に示す式にて断面異形度および偏心度を測定した。
【００６１】
断面異形度＝ａ／ｂ
ａ：繊維横断面における芯成分の内接円の直径（μｍ）
ｂ：繊維横断面における鞘成分の開口部の幅（μｍ）
偏心度＝ｃ／ｄ
ｃ：繊維横断面における鞘部の最も厚い部分の厚み（μｍ）
ｄ：繊維横断面における鞘部の最も薄い部分の厚み（μｍ）
（３）破断強度、破断伸度
ＪＩＳ Ｌ１０１３（１９９９）に従い、オリエンテック製テンシロンＵＣＴ−１００にて測定した。
（４）沸水収縮率（沸収）
以下に示す式にて沸水収縮率を測定した。
【００６２】
沸水収縮率（％）＝［（Ｌ０−Ｌ１）／Ｌ０］×１００％
Ｌ０：カセ取り（１ｍ×１０回巻）によりサンプリングした繊維カセに、０．０２９ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重を吊した状態のカセ長
Ｌ１：Ｌ０を測定したカセを荷重フリーの状態で９８℃の熱水に入れて１５分間処理した後、濾紙で水分を取り、２０℃、７０％ＲＨの恒温恒湿室にて３０分乾燥後、初荷重０．０２９ｃＮ／ｄｔｅｘ下でのカセ長
（５）繊度変動率（Ｕ％）
ツエルベガーウースター社製ウースターテスターＵＴ−４ＣＸを用い、下記の測定条件にて繊度変動チャート（Ｄｉａｇｒａｍ Ｍａｓｓ）を得ると同時に、Ｕ％（ｈａｌｆ ｉｎｅｒｔ）を測定した。
【００６３】
給糸速度 ：２００ｍ／分
測定糸長 ：２００ｍ
ツイスター ：Ｓ撚 １２０００ターン／分
ディスクテンション強さ：１０％
スケール ：−１０％〜＋１０％
（６）製糸性
１６８時間（７日間）連続紡糸を行い、製糸性を以下の４段階で評価した。合格レベルは○以上である。
【００６４】
○○：糸切れ率が３．０％未満
○ ：糸切れ率が３．０％以上５．０％未満
△ ：糸切れ率が５．０％以上７．０％未満
× ：糸切れ率が７．０％以上
（７）芯成分の溶出性
アルカリ減量後の繊維布帛を走査型電子顕微鏡にて拡大撮影し、単繊維１０本の芯成分の残存有無を観察し、次の４段階で評価した。合格レベルは○以上である。
【００６５】
○○：芯成分ポリマーが残存している単繊維がない。
【００６６】
○ ：芯成分ポリマーが残存している単繊維が１〜２本
△ ：芯成分ポリマーが残存している単繊維が３〜４本
× ：芯成分ポリマーが残存している単繊維が５本以上
（８）製品風合い
ソフト性（肌触り）、着衣快適性（軽量性・保温性）、染色斑（染色均一性）および白化現象（耐摩耗性）を主体に、表面品位の総合評価を官能検査し、熟練者５名にて次の４段階にて評価した。合格レベルは○以上である。
【００６７】
○○：優
○ ：良
△ ：可
× ：不可
実施例１
ポリエステル成分Ａを光学純度９８．０％のポリ−Ｌ−乳酸、ポリエステル成分Ｂを固有粘度１．５のホモＰＴＴとし、それぞれエクストルーダーを用いて２１０℃、２５０℃にて溶融後、ポンプによる計量を行い、２５５℃にて前述の鞘成分側がＣ字型となる芯鞘断面用口金に流入させた。複合重量比はＰＬＡ４０％に対し、ＰＴＴ６０％の割合とした。各ポリマーの配管通過時間は、ＰＬＡが１３分、ＰＴＴは１３分であった。口金から吐出された糸条は、図５に示す装置にて冷却、油剤付与後、２７００ｍ／分の速度で５５℃に加熱されたテーパー率４％の第１ホットローラ（表中ではＨＲと称す）１０に引き取られ、一旦巻き取ることなく、４３００ｍ／分の速度で１６０℃に加熱された第２ホットローラ１１に引き回し、延伸、熱セットを行った。さらに、４２００ｍ／分にて回転する２個のゴデットローラ（表中ではＧＲと称す）１３、１４に引き回した後、コンタクトローラ（表中ではＣＲと称す）入口での張力を０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘ、コンタクトローラ速度４０８７ｍ／分、パッケージ巻き取り速度４０７９ｍ／分、すなわちオーバーフィードを１．００２０として巻取り、図１に示す断面形状の７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維を得た。得られた繊維を経糸、緯糸の双方に用いて、経糸密度１６２本／２．５４ｃｍ、緯糸密度９５本／２．５４ｃｍの２／２ツイル織物を製織し、次いで精錬を行った後に水酸化ナトリウム４％水溶液の存在下に、９０℃の温度で１０分のアルカリ減量処理を施し、次いで、染料としてテトラシールネイビーブルーＳＧＬ０．２７５％ｏｗｆ、助剤として正研化工（株）製テトロシンＰＥ−Ｃ５．０％ｏｗｆ、分散剤として日華化学（株）製ニッカサンソルト＃１２００１．０％ｏｗｆを用い、浴比１：１００にて５０℃１５分、さらに９０℃２０分にて染色を行った。得られた織物の評価結果は表１に示す通り、製糸性に優れ、かつ芯成分溶出性および製品風合いに優れたものであった。
【００６８】
実施例２
口金を変更し、断面異形度ａ／ｂを３．０に変更した以外は実施例１と同様の方法で評価した。製糸性、芯成分溶出性において実施例１と同等に優れたものが得られたが、断面異形度ａ／ｂが大きいために単糸繊度間の形態バラツキが大きくきくなり、織物とした際に若干の筋斑がみられるため製品風合いについては実施例１に一歩譲るものとなった。
【００６９】
実施例３
口金を変更し、断面異形度ａ／ｂを１．５に変更した以外は実施例１と同様の方法で評価した。製糸性、製品風合いにおいて実施例１と同等に優れたものが得られたが、異形度ａ／ｂが小さい、すなわち芯成分に対して開口部が狭くなったために芯成分溶出性は不安定となり実施例１に一歩譲るものとなった。
【００７０】
実施例４
口金および吐出量を変更し、複合重量比をＰＬＡ５０％、ＰＴＴ５０％の割合とした
以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す通りであり、実施例１と同等に製糸性に優れ、かつ芯成分溶出性および製品風合いに優れたものであった。
【００７１】
実施例５
口金および吐出量を変更し、複合重量比をＰＬＡ７０％、ＰＴＴ３０％の割合とした
以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す通りであり、製糸性については実施例１同等に優れたものであったが、芯成分溶出性については芯部の割合が大きいために実施例１に一歩譲る結果となり、また、製品風合いについても芯部溶出後のポリマー部分の厚みが薄く中空形態の維持が不安定となり、またソフト性の面からも実施例１に一歩譲る結果となった。
【００７２】
実施例６
口金および吐出量を変更し、複合重量比をＰＬＡ３０％、ＰＴＴ７０％の割合とした
以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す通りであり、製糸性、芯成分溶出性および製品風合いいずれも実施例１同等に優れたものが得られた。
【００７３】
実施例７
口金および吐出量を変更し、複合重量比をＰＬＡ２０％、ＰＴＴ８０％の割合とした
以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す通りであり、芯成分の溶出性については実施例１同様に優れたものとなったが、製糸性においては芯成分の割合が小さくＰＬＡポリマの配管通過時間が長くなったために実施例１に一歩譲るものとなり、また、製品風合いについても芯部溶出後の中空率が低く、軽量性、保温性の面で実施例１に一歩譲るものとなった。
【００７４】
実施例８
口金を変更し、偏心度ｃ／ｄを１．４０に変更した以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す通りであり、製糸性および芯成分溶出性については実施例１同等に優れた結果となったが、製品風合いについては偏心度が大きくなる、すなわち鞘部の厚みが不均一となるため断面方向の配向差が生じ、織物とした際に若干の筋斑がみられるため実施例１に一歩譲るものとなった。
【００７５】
実施例９
口金および吐出量を変更し、１１０ｄｔｅｘ−３６フィラメントの芯鞘複合糸とした以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１の通りであり、製糸性、芯成分溶出性は実施例１と同等に優れたものであったが、繊度が大きくなったためにソフト性に劣り、製品風合いは実施例１に一歩譲るものとなった。
【００７６】
実施例１０
口金および吐出量を変更し、５６ｄｔｅｘ−１８フィラメントの芯鞘複合糸とした以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１の通りであり、繊度が小さくなったために各ポリマーの配管通過時間が長くなり、製糸性は実施例１に一歩譲るものとなったが、芯成分溶出性および製品風合いについては実施例１と同等に優れたものとなった。
【００７７】
実施例１１
実施例１と同様にして溶融したポリマーを口金より吐出させた。口金から吐出された糸条を、図５に示す装置にて冷却、油剤付与後、３２００ｍ／分の速度で５５℃に加熱されたテーパー率４％の第１ホットローラ（表中ではＨＲと称す）１０に引き取り、一旦巻き取ることなく、４４８０ｍ／分の速度で１６０℃に加熱された第２ホットローラ１１に引き回し、延伸、熱セットを行った。さらに、４３７６ｍ／分にて回転する２個のゴデットローラ（表中ではＧＲと称す）１３、１４に引き回した後、コンタクトローラ（表中ではＣＲと称す）入口での張力を０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘ、コンタクトローラ速度４２５８ｍ／分、パッケージ巻き取り速度４２５０ｍ／分、すなわちオーバーフィードを１．００２０として巻取り、図１に示す断面形状の７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維を得た。得られた繊維を実施例１と同様にして評価したところ、紡糸ドラフトが大きいために製糸性については実施例１に一歩譲るものとなったものの、芯成分溶出性、製品風合いは実施例１と同等に優れたものであった。
【００７８】
実施例１２
実施例１と同様にして溶融したポリマーを口金より吐出させた。口金から吐出された糸条を、図５に示す装置にて冷却、油剤付与後、１３００ｍ／分の速度で５５℃に加熱されたテーパー率４％の第１ホットローラ（表中ではＨＲと称す）１０に引き取り、一旦巻き取ることなく、３２５０ｍ／分の速度で１６０℃に加熱された第２ホットローラ１１に引き回し、延伸、熱セットを行った。さらに、３１７５ｍ／分にて回転する２個のゴデットローラ（表中ではＧＲと称す）１３、１４に引き回した後、コンタクトローラ（表中ではＣＲと称す）入口での張力を０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘ、コンタクトローラ速度３０９０ｍ／分、パッケージ巻き取り速度３０８４ｍ／分、すなわちオーバーフィードを１．００２０として巻取り、図１に示す断面形状の７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維を得た。得られた繊維を実施例１と同様にして評価したところ、延伸倍率が大きいために延伸張力が大きく製糸性については実施例１に一歩譲るものとなったものの、芯成分溶出性、製品風合いは実施例１と同等に優れたものであった。
【００７９】
比較例１
口金を変更し、断面異形度ａ／ｂを３．３に変更した以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表２の通りであり、製糸性および芯成分溶出性は実施例１同等に優れたものであったが、製品風合いについては断面異形度ａ／ｂが大きいために単糸繊度間の形態バラツキが大きくきくなり、織物とした際に筋斑がみられ、実施例１に大きく及ばないものとなった。
【００８０】
比較例２
口金を変更し、断面異形度ａ／ｂを１．３に変更した以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表２の通りであり、製糸性は実施例１同等に優れたものとなったが、芯成分溶出性については異形度ａ／ｂが小さい、すなわち芯成分に対して開口部が狭くなったために実施例１に大きく及ばないものとなり、製品風合いについては芯成分溶出時の溶剤浸食により品位の劣るものとなり実施例１に一歩譲るものとなった。
【００８１】
比較例３
口金を変更し、偏心度ｃ／ｄを１．８０に変更した以外は実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表２の通りであり、製糸性および芯成分溶出性については実施例１同等に優れたものとなったが、製品風合いについては偏心度が大きくなる、すなわち鞘部の厚みが不均一となるため断面方向の配向差が生じ、織物とした際に筋斑がみられるため実施例１に大きく及ばないものとなった。
【００８２】
比較例４
比較例４については特開２００６−９７１７８号公報を参考にした。口金を変更した以外は実施例１を参考にして、図６に示す偏心芯鞘型の断面形状の７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維を得た。得られた繊維を実施例１と同様にして評価したところ、製糸性、芯成分溶出性については実施例１同等に非常に優れていたものの、芯成分溶出後の鞘部の開口部が極細であるため布帛とした際に摩耗によって削れ、白化現象が激しくなり製品風合いに著しく劣るものとなった。
【００８３】
比較例５
比較例５については特開２００６−９７１７８号公報を参考にした。口金を変更した以外は実施例１を参考にして、図６に示す同心芯鞘型の断面形状の７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維を得た。得られた繊維を実施例１と同様にして評価したところ、製糸性については実施例１同等に優れたものとなったが、芯成分溶出性については芯部が繊維表面に露出していないため実施例１に著しく及ばないものとなり、製品風合いについては芯成分溶出時の溶剤浸食により品位の劣るものとなり、実施例１に大きく及ばないものとなった。
【００８４】
比較例６
比較例６についてはポリエステル成分Ａを光学純度９８．０％のポリ−Ｌ−乳酸、ポリエステル成分Ｂを固有粘度０．５１のセミダルＰＥＴとし、ポリエステル成分Ｂの溶融温度を２８５℃、紡糸温度を２８０℃として実施例１と同様にして溶融したポリマーを口金より吐出させた。口金から吐出された糸条を、図５に示す装置にて冷却、油剤付与後、１２００ｍ／分の速度で９０℃に加熱されたテーパー率４％の第１ホットローラ（表中ではＨＲと称す）１０に引き取り、一旦巻き取ることなく、３６４１ｍ／分の速度で１４５℃に加熱された第２ホットローラ１１に引き回し、延伸、熱セットを行った。さらに、３６３５ｍ／分にて回転する２個のゴデットローラ（表中ではＧＲと称す）１３、１４に引き回した後、コンタクトローラ（表中ではＣＲと称す）入口での張力を０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘ、コンタクトローラ速度３６３０ｍ／分、パッケージ巻き取り速度３６２３ｍ／分、すなわちオーバーフィードを１．００２０として巻取り、７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維の製糸を試みたがＰＬＡ成分の熱劣化により安定製糸が不可能であった。かろうじて得られた繊維を特性評価したところ、表２の通り芯成分溶出性は合格レベルであるものの、ソフト性に乏しく製品風合いが著しく劣るものであった。
【００８５】
比較例７
比較例７についてはポリエステル成分Ａを重合平均分子量５０００のポリエチレングリコールを６０重量％共重合したポリエチレンテレフタレートからなる固有粘度０．９０のＰＥＴ、ポリエステル成分Ｂを固有粘度１．５のホモＰＴＴとし、ポリエステル成分Ａの溶融温度を２８５℃、紡糸温度を２８０℃として実施例１と同様にして溶融したポリマーを口金より吐出させた。口金から吐出された糸条を、図５に示す装置にて冷却、油剤付与後、１６００ｍ／分の速度で５５℃に加熱されたテーパー率４％の第１ホットローラ（表中ではＨＲと称す）１０に引き取り、一旦巻き取ることなく、４０５０ｍ／分の速度で１５５℃に加熱された第２ホットローラ１１に引き回し、延伸、熱セットを行った。さらに、４０００ｍ／分にて回転する２個のゴデットローラ（表中ではＧＲと称す）１３、１４に引き回した後、コンタクトローラ（表中ではＣＲと称す）入口での張力を０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘ、コンタクトローラ速度３９４２ｍ／分、パッケージ巻き取り速度３９３４ｍ／分、すなわちオーバーフィードを１．００２０として巻取り、７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維の製糸を試みたがＰＴＴの熱劣化により安定製糸が不可能であった。かろうじて得られた繊維を特性評価したところ、表２の通り、芯成分溶出性についてはポリ乳酸にくらべてアルカリ溶出速度が遅く実施例１に大きく及ばないものとなり、製品風合いについてもＰＴＴの熱劣化および芯成分溶出時の溶剤浸食により品位が劣り、実施例１に大きく及ばないものとなった。
【００８６】
実施例１３
実施例１３についてはポリエステル成分Ａを光学純度９８．０％のポリ−Ｌ−乳酸、ポリエステル成分Ｂを固有粘度１．５のホモＰＴＴとし、それぞれエクストルーダーを用いて２１０℃、２５０℃にて溶融後、ポンプによる計量を行い、２５５℃にて前述の鞘成分側がＣ字型となる芯鞘断面用口金に流入させた。複合重量比はＰＬＡ４０％に対し、ＰＴＴ６０％の割合とした。これを紡糸速度２７００ｍ／分で引取り１１０ｄｔｅｘ−２４フィラメントの未延伸糸を得た。さらに該未延伸糸を環境温度２５℃×２日間エージングした後、図７に示す延伸機を用い、第１ホットローラ１９温度９０℃、第２ホットローラ２０温度３５℃、第１ホットローラ、第２ホットローラ間延伸倍率１．５０倍で延伸、さらに第３ホットローラ２１の温度１５０℃で第２ホットローラ、第３ホットローラ間のリラックス率１３％とし、第３ホットローラと引取ローラ（表中ではＤＲと称す）２２の間で１．０２倍に延伸し、図１に示す断面形状の７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの芯鞘複合繊維を得た。得られた繊維を実施例１と同様にして評価したところ表３に示す通り実施例１と同等に製糸性に優れ、かつ芯成分の溶出性および製品風合いに優れたものであった。
【００８７】
比較例８
比較例８については特開２００５−１１３３０７を参考にした。固有粘度１．５のホモＰＴＴをエクストルーダーを用いて２５０℃にて溶融後、ポンプによる計量を行い、２５５℃にて通常の中空断面用口金（ホール数：２４Ｈ）に流入させた。これを紡糸速度３０００ｍ／分で引取り５６ｄｔｅｘ−２４フィラメントの部分配向糸を得た。さらに該部分配向糸を環境温度２５℃×２日間エージングした後、図７に示す延伸機を用い、第１ホットローラ１９温度７０℃、第２ホットローラ２０温度３５℃、第１ホットローラ、第２ホットローラ間延伸倍率１．２６倍で延伸、さらに第３ホットローラ２１の温度１７０℃で第２ホットローラ、第３ホットローラ間のリラックス率１．７％とし、第３ホットローラと引取ローラ（表中ではＤＲと称す）２２の間で１．０２倍に延伸し、７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントの中空ＰＴＴ繊維を得た。得られた繊維をアルカリ溶出処理せず、実施例１と同様にして評価したところ表３に示す結果となり、製糸性については中空口金を用いて紡糸するため製糸安定性が悪く実施例１に大きく及ばないものとなった。また、中空部での変形、潰れが生じやすく、本発明の目的とする十分な機能（軽量性・保温性）を付与するまでの中空繊維を得ることができず、製品風合いについても実施例１に著しく劣るものとなった。
【００８８】
比較例９
比較例９については特開２００６−２０００９６を参考にした。固有粘度１．５のホモＰＴＴをエクストルーダーを用いて２５０℃にて溶融後、ポンプによる計量を行い、２５５℃にて繊維横断面がＣ型となるような口金（ホール数：２４Ｈ）に流入させた。次いで比較例８と同様の方法で７２ｄｔｅｘ−２４フィラメントのＣ型異形断面ＰＴＴ繊維を得た。得られた繊維をアルカリ溶出処理せず、実施例１と同様にして評価したところ表３に示す結果となり、製糸性については異形断面口金を用いて紡糸するため製糸安定性が悪く実施例１に大きく及ばないものとなった。また、中空部での変形、潰れが生じやすく、本発明の目的とする十分な機能（軽量性・保温性）を付与するまでの中空繊維を得ることができず、製品風合いについても実施例１に著しく劣るものとなった。
【００８９】
【表１】
【００９０】
【表２】
【００９１】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明で好ましく用いられる複合糸の繊維横断面形状の一例を示す。
【図２】芯鞘複合糸を製造するために一般的に用いられる口金の縦断面図を示す。
【図３】本発明の複合糸を製造するために好ましく用いられる口金の縦断面図を示す。
【図４】図３の口金の芯成分の２プレート計量部の吐出孔形状を示す。
【図５】本発明で好ましく用いられる製糸工程（直接紡糸延伸法）の一例を示す。
【図６】比較例にて得られた複合糸の繊維横断面形状を示す。
【図７】本発明の実施例で用いる延伸装置の概略図を示す。
【符号の説明】
【００９３】
１：ポリエステル芯鞘複合繊維
２：鞘成分（ＰＴＴを主成分とするポリマーからなる領域）
３：芯成分（ＰＬＡを主成分とするポリマーからなる領域）
４：芯成分の一部
５：鞘成分の開口部
６：口金
７：冷却送風装置
８：油剤付与装置
９：交絡装置
１０：第１ホットローラ
１１：第２ホットローラ
１２：交絡装置
１３：第３ゴデットローラ
１４：第４ゴデットローラ
１５：コンタクトローラ
１６：パッケージ
１７：未延伸糸
１８：供給ローラ
１９：第１ホットローラ
２０：第２ホットローラ
２１：第３ホットローラ
２２：引取ローラ
２３：延伸糸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリトリメチレンテレフタレートを鞘成分とし、ポリ乳酸を芯成分とし、鞘部と芯部が同心円上に配置された同心芯鞘型の複合繊維であって、繊維横断面において芯成分が鞘成分を一部分断して繊維表面に露出しており、かつ複合繊維の断面異形度が下記式（１）を満足することを特徴とする芯鞘複合繊維。
・ ５≦ａ／ｂ≦３．０ ・・・ （１）
ただし、ａは繊維横断面における芯成分の内接円の直径（μｍ）を表し、ｂは繊維横断面における鞘成分の開口部の幅（μｍ）を表す。
【請求項２】
複合比率が重量比率で芯／鞘＝３０／７０〜６０／４０であることを特徴とする請求項１記載の芯鞘複合繊維。
【請求項３】
請求項１または２記載のポリエステル芯鞘複合繊維を少なくとも一部に用いてなることを特徴とする繊維布帛。
【請求項４】
芯成分を除去することにより形成された中空部に機能剤を充填または塗布させてなることを特徴とする請求項３記載の繊維布帛。
【請求項１】
ポリトリメチレンテレフタレートを鞘成分とし、ポリ乳酸を芯成分とし、鞘部と芯部が同心円上に配置された同心芯鞘型の複合繊維であって、繊維横断面において芯成分が鞘成分を一部分断して繊維表面に露出しており、かつ複合繊維の断面異形度が下記式（１）を満足することを特徴とする芯鞘複合繊維。
・ ５≦ａ／ｂ≦３．０ ・・・ （１）
ただし、ａは繊維横断面における芯成分の内接円の直径（μｍ）を表し、ｂは繊維横断面における鞘成分の開口部の幅（μｍ）を表す。
【請求項２】
複合比率が重量比率で芯／鞘＝３０／７０〜６０／４０であることを特徴とする請求項１記載の芯鞘複合繊維。
【請求項３】
請求項１または２記載のポリエステル芯鞘複合繊維を少なくとも一部に用いてなることを特徴とする繊維布帛。
【請求項４】
芯成分を除去することにより形成された中空部に機能剤を充填または塗布させてなることを特徴とする請求項３記載の繊維布帛。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１５００２２（Ｐ２００９−１５００２２Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３０４２９（Ｐ２００７−３３０４２９）
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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