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WO2005021849A1 - 光干渉発色機能を有する複合繊維 - Google Patents

光干渉発色機能を有する複合繊維 Download PDF

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WO2005021849A1
WO2005021849A1 PCT/JP2004/012585 JP2004012585W WO2005021849A1 WO 2005021849 A1 WO2005021849 A1 WO 2005021849A1 JP 2004012585 W JP2004012585 W JP 2004012585W WO 2005021849 A1 WO2005021849 A1 WO 2005021849A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fiber
light interference
polymer
coloring function
alkali
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2004/012585
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mie Kamiyama
Koichi Iohara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Frontier Co Ltd
Original Assignee
Teijin Fibers Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Fibers Ltd filed Critical Teijin Fibers Ltd
Priority to US10/569,965 priority Critical patent/US7228044B2/en
Priority to EP04772541A priority patent/EP1662026A4/en
Priority to JP2005513509A priority patent/JPWO2005021849A1/ja
Publication of WO2005021849A1 publication Critical patent/WO2005021849A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/32—Side-by-side structure; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/34—Yarns or threads having slubs, knops, spirals, loops, tufts, or other irregular or decorative effects, i.e. effect yarns
    • D02G3/346—Yarns or threads having slubs, knops, spirals, loops, tufts, or other irregular or decorative effects, i.e. effect yarns with coloured effects, i.e. by differential dyeing process

Definitions

  • the present invention relates to a conjugate fiber having a light interference / coloring function. More specifically, by treating with an aqueous alkali solution or the like, it is possible to easily obtain high-quality fibers having a high-quality light interference coloring function that can be used as an excellent brightener in various application fields.
  • the present invention relates to a conjugate fiber having a light interference coloring function. Background art
  • a composite fiber having a light interference color-forming function which is composed of alternating layers of polymer layers having different refractive indices from each other, has a wavelength in the visible light region due to reflection and interference of natural light. Its coloration is as bright as metallic luster, and it exhibits a pure and clear color (single color) with a characteristic wavelength, and exhibits an aesthetic completely different from the coloration due to light absorption of dyes and pigments.
  • a typical example of such a conjugate fiber having a light interference coloring function is disclosed in WO98 / 46815.
  • the conjugate fiber having the light interference color developing function disclosed in the international publication when the fineness of the conjugate fiber is reduced, even if the alternate laminate is peeled off, even if the peeling does not occur, the spinning due to degradation of the polymer at the time of spinning. Because of the deterioration of the condition and the occurrence of spots during stretching, the light interference effect is reduced.Therefore, cut-fipper applications such as coatings, cosmetics and printing, which require particularly fine fineness, and some long-fiber applications, etc. There is a problem with the development of applied products that require further improvement in aesthetics. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide excellent optical interference by post-processing. It is an object of the present invention to provide a novel conjugate fiber that can obtain a fine fiber conjugate fiber having a color function and that can be applied to a product field that requires further aesthetics.
  • the alternating laminate portion is less likely to peel off, and the uniformity during stretching is reduced. It has been found that, when the covering polymer is removed from the conjugate fiber, a conjugate fiber having a fineness excellent in light interference coloring function can be stably obtained.
  • the composite fiber having a light interference coloring function of the present invention capable of achieving the above object has a solubility parameter value (SP.1) of the high refractive index side polymer and a solubility parameter value (SP 2) of the low refractive index side polymer. )) (SP ratio) is in the range of 0.8 ⁇ SP 1 ZSP 2 ⁇ 1.1, and the alkali-soluble polymer layers with different refractive indices are alternately laminated in parallel with the long axis direction of the flat cross section.
  • the alternately laminated body having a thickness of 10 ⁇ or less is coated with an easily soluble polymer having a thickness of 2. 2. ⁇ or more.
  • FIG. 1 are schematic diagrams each showing the cross-sectional shape of the conjugate fiber of the present invention.
  • FIG. 1 each schematically show a cross-sectional shape when the conjugate fiber of the present invention is cut at right angles to its length direction.
  • the outer peripheral portion is surrounded by a coating layer made of a readily soluble polymer.
  • another alkali-insoluble protective layer is provided in the middle. Indicates an embodiment in which a plurality of alternately laminated portions are simultaneously coated with a readily soluble polymer.
  • each polymer layer in such an alternate laminate portion is 0.
  • the thickness is preferably in the range of 0.2 to 0.5 / m. If the thickness is less than 0.2 ⁇ or exceeds 0.5 ⁇ , it is difficult to obtain the expected optical interference effect in a useful wavelength region. Further, the thickness is preferably in the range of 0.5 to 0.15 zm. Further, when the optical distance between the two components, that is, the product of the thickness of the layer and the refractive index is equal, a higher light interference effect can be obtained. In particular, twice the sum of the two optical distances is equal to the wavelength of the desired color, and when this is the case, the interference color is maximized, which is preferable.
  • the cross-sectional shape of the conjugate fiber according to the present invention which is perpendicular to the fiber axis direction, is flat, and has a major axis (horizontal direction in the drawing) and a minor axis.
  • a fiber having a large flatness (major axis / minor axis) of the cross section is a preferable fiber cross-sectional form because an effective area for light interference can be increased.
  • the flatness of the cross section of the fiber is 3.5 or more, preferably 4.5 or more, particularly preferably 7 or more, the flat long axis surfaces of the fibers are easily arranged in parallel to each other during use, and light interference occurs. It is preferable because the coloring function is improved. However, if the oblateness is too large, the spinning property is greatly reduced.
  • the flattening rate is calculated also when the outer peripheral portion of the flat cross section is covered with a protective layer made of a poorly soluble alkali polymer described later, including the protective layer portion.
  • the number of layers of the polymer layers independent of each other in the alternating laminate portion of the different polymer layers is preferably from 10 to 120 layers.
  • the number of layers is less than 10 layers, the light interference effect is reduced.
  • the number of laminations exceeds 120, not only is it no longer possible to expect an increase in the amount of light obtained, the spinneret becomes complicated due to the complicated die structure, and the alternate lamination part described later It is difficult to satisfy the requirements for thickness, and it is difficult to achieve the object of the present invention.
  • the cross-sectional shape of the alternating laminate portion of the conjugate fiber of the present invention is a flat shape in which a number of polymer layers having different refractive indices are alternately laminated. It is extremely important for the reflection intensity and monochromaticity (clear color development) that the parallelism of the alternating layers, that is, the optical distance of each layer is uniform both in the major axis direction and in the minor axis direction of the flat section.
  • a uniform laminating thickness is realized by controlling the laminating process in a complicated die channel, the veal after ejection, and the interfacial tension.
  • the ratio (SP ratio) between the solubility parameter (SP 1) of the high refractive index polymer and the solubility parameter (SP 2) of the low refractive index polymer is 0.8 ⁇ SP 1 / SP 2 ⁇ 1.1. It must be in the range, especially 0.85 ⁇ SP1 / SP2 ⁇ 1.05.
  • the discharged polymer stream tends to be rounded due to surface tension, and the contraction force acts to minimize the contact area between both polymer lamination interfaces.
  • the contraction force is large, so that the laminated surface is curved and rounded, so that a good flat shape cannot be obtained.
  • the Beiras effect that Wang Peng tries to increase also increases.
  • Preferred combinations satisfying the above requirements include, for example, polyethylene terephthalic acid copolymers in which a dibasic acid component having a sulfonic acid metal base is copolymerized in an amount of 0.3 to 10 mol% based on all dibasic acid components forming a polyester.
  • a polyethylene naphthalate and an aliphatic polyamide and a dibasic acid component or a glycol component having an alkyl group in a side chain in an amount of 5 to 30 moles per repeating unit.
  • Le% copolymer to have aromatic copolyester and polymethyl methacrylate one Bok and combinations, 9, 9-bis (Parahi de Loki Chez Toki Schiff enyl) 2 0-8 0 per mole of full fluorene all repeating units 0 / 0 copolymerization to have polyethylene ethylene terephthalate or a combination of polyethylene naphthalate and polymethyl Metatari rate, 9, 9 one bis (Parahi de Loki Chez Toki Schiff Eniru) per the total repeating units Furuoren 2_ ⁇ _ ⁇ 8 0 mole 0/0 Polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate and aliphatic polyamide in which a dibasic acid component having a sulfonic acid metal
  • Polycarbonate containing 2,2-bis (parahydroxyphenyl) propane as a divalent phenol component Combination of methyl and polymethyl methacrylate, 9,9-bis (parahydroxyxethoxyphenol) fluorene and 2,2bis (parahydroxyphenol) propane (molar ratio 20/80) To 80/20) as a divalent phenol component, and a combination of a polycarbonate and a polymethylmethacrylate.
  • the thickness of the above-mentioned alternate laminated body is not more than 10 ⁇ , preferably 2 to 7 / m. If the thickness exceeds 10 ⁇ m, it is not possible to obtain a conjugate fiber having a fine interference light-coloring function even with alkali treatment, and the object of the present invention cannot be achieved.
  • a protective layer made of a poorly soluble alkali polymer having a thickness of 0.1 to 3 ⁇ , preferably 0.3 to 1.0 ⁇ may be provided on the above-mentioned alternating laminate portion. Good. When the thickness is less than 0.1 ⁇ , the effect of providing the protective layer is reduced. On the other hand, when the thickness is more than 3 ⁇ , the light interference coloring function of fine fineness can be obtained even when treated with an alkaline aqueous solution. It becomes difficult to obtain fibers having
  • the polymer forming the protective layer is not particularly limited as long as it is hardly soluble in alkali, but the polymer (the high-refractive-index-side polymer or the low-refractive-index-side polymer) that constitutes both sides in the major axis direction of the above-mentioned alternating laminate portion It is preferable that the solubility parameter value (SP 3) is the same as the solubility parameter value of ' Specifically, 0.8 ⁇ SP 1 / SP 3 ⁇ 1.2 and Z or 0.8 ⁇ S
  • the protective layer is formed first with the high-melting-point polymer that has a high cooling and solidifying rate during melt spinning. The deformation of the flat cross-sectional shape due to this can be suppressed, the parallelism of the laminated structure is maintained, and the aesthetics are improved.
  • the above-mentioned cross-sectional shape is flat, and mutually independent polymer layers having different refractive indices are alternately parallel to the long-axis direction of the flat cross-section.
  • a large number of the alternately laminated portions may have a thickness of at least 2. ⁇ , preferably 2.0 to 10 iin, particularly preferably 3.0 to 5.
  • the polymer flow distribution between the vicinity of the wall surface received inside the final discharge hole and the inside during melt spinning is moderated. Can be.
  • the thickness of the alternate laminate is 10 m or less, the distribution of the shearing stress in the laminate is reduced, and an alternate laminate having a more uniform thickness of each layer over the inner and outer layers is obtained.
  • the coated layer is removed by alkali treatment of the composite fiber, a composite fiber with fineness and excellent light interference coloring function can be easily obtained.
  • the thickness of the coating layer is too thin and less than 2.0 m, the fineness of the single yarn of the fiber will be small and the fiber will have a flat cross section. There is a problem with sex.
  • the coating layer made of the alkali-soluble polymer is directly provided around the alternating laminated body portion, the long axis direction of the alternating laminated body portion is the same as in the case of forming the protective layer made of the above-mentioned alkali poorly soluble polymer.
  • the solubility parameter value (SP4) is about the same as the solubility parameter value of the polymer (polymer having a high refractive index or polymer having a low refractive index) constituting both sides.
  • the term “poorly soluble alkali or easily soluble polymer” as used in the present invention means that there is a difference of 10 times or more in the alkali weight loss rate between the two. Specifically, when treated with an aqueous alkali solution, the alkali-soluble polymer in the coating layer dissolves at least 10 times faster than the poorly-soluble alkali polymer constituting the alternating laminate body. Say. If the difference in dissolution rate is less than 10 times, when the alkaline aqueous solution treatment is performed to remove the coating layer, the alternate laminate portion is also eroded, and the laminate portion is disturbed. Occurs, and the light interference coloring function is degraded.
  • alkali-soluble polymers examples include polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate obtained by copolymerizing polylactic acid and polyethylene glycol, or polyethylene terephthalate containing polyethylene glycol and / or an alkali metal salt of alkylsulfonic acid.
  • polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate obtained by copolymerizing a dibasic acid component having polyethylene glycol and / or a sulfonate metal base is exemplified.
  • polylactic acid generally contains L-lactic acid as a main component. It contains D-lactic acid and other copolysynthetic components within a range not exceeding 40% by weight. Is also good.
  • the polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate copolymerized with polyethylene glycol is preferably adjusted so that the copolymerization ratio of polyethylene glycol is 30% by weight or more. Is significantly improved.
  • alkylsulfonic acid alkali metal salts and / or polyethylene terephthalate or polybutylene Chi terephthalate blended with polyethylene Chi glycol is that the former from 0.5 to 3.0 weight 0/0 range, the latter is from 1.0 to 4.0 % Is preferable, and the average molecular weight of the latter polyethylene glycol is suitably in the range of 600 to 4 ° 00.
  • polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate copolymerized with a dibasic acid component having polyethylene glycol and / or a sulfonic acid metal salt base is preferably in the range of 0.5 to 10.0% by weight, and An appropriate range is from 1.5 to 1 mol% based on the total dibasic acid component forming the steal.
  • the elongation of the conjugate fiber having a light interference coloring function of the present invention is preferably in the range of 10 to 60%, particularly preferably in the range of 20 to 4 °%. If the elongation is too large, in the process of forming a woven or knitted fabric or a cut fiber, the fibers are deformed and shrunk by the tension applied to the conjugate fibers, so that the processability tends to decrease. is there. On the other hand, when the elongation is too small, it becomes difficult to absorb the tension applied to the conjugate fiber, so that fluff and breakage tend to increase.
  • the birefringence (A n) can be further increased by stretching the spun and once cooled and solidified conjugate fiber, depending on the type of polymer used.
  • the refractive index difference between the polymers is defined as “the difference in the refractive index of the polymer plus the difference in the birefringence of the fiber”, and as a result, the difference in the refractive index can be enlarged as a whole, so that the light interference coloring function is enhanced. .
  • the conjugate fiber having a light interference coloring function of the present invention preferably has a heat shrinkage at 130 to 150 ° C. of 3% or less. If the heat shrinkage exceeds this range, use it when processing into various products such as fabric, embroidery thread, paper, paint, ink, cosmetics, etc. During maintenance of the product, deformation such as shrinkage of the fiber occurs, and the light interference coloring function is likely to be reduced. For example, in the case of fabric, if the shrinkage at 150 ° C exceeds 3%, the fiber shrinks due to the iron, and a flat cross section is deformed, and the light interference coloring function is reduced.
  • the shrinkage is extremely high, for example, when the structure is not fixed at all by heat treatment in the spinning process, the thickness of each layer of the alternating laminate structure increases, and the hue of the light interference coloring itself changes It's easy to do. Also, for example, even when used in paints, it is preferable that they have the same heat resistance in terms of quality because they are dried and heat-set at the same temperature in the painting and printing processes. .
  • the composite fiber having the light interference coloring function of the present invention described above is, for example, It can be manufactured by the following method. That is, according to the method described in WO 98/46815, first, an alkali-insoluble polymer having a different refractive index from each other is first converted into a solubility parameter (SP 1) of the high refractive index side polymer and a solubility parameter (SP 1) of the low refractive index side polymer.
  • SP 1 solubility parameter of the high refractive index side polymer
  • SP 1 solubility parameter of the low refractive index side polymer
  • the alternating laminate structure is coated with a readily soluble polymer having a high dissolution rate to obtain an undrawn fiber having a structure in which the alternate laminate portion is covered with a coating layer.
  • the single fiber fineness of the undrawn fiber varies depending on the draw ratio, but the fineness of the composite fiber having a light interference coloring function obtained after treatment with an alkaline aqueous solution is 4.0 dte X or less, preferably 0.2 to 3. It is arbitrary as long as it is within the range of 0 dtex.
  • the thickness of the coating layer is arbitrary as long as the thickness of the coating layer after stretching is 2.0 ⁇ or more.
  • Drawing may be performed as necessary, but the conditions do not need to be particularly specified, and conventionally known drawing conditions for undrawn fibers may be employed.
  • stretching can be performed at any temperature near the glass transition temperature of the polymer having the highest glass transition temperature (Tg ⁇ 15 ° C) and at a temperature at which the orientation of the polymer molecular chain proceeds.
  • the temperature here is the temperature of a heating medium such as a hot plate or a heating roller.
  • the stretching ratio may be appropriately set according to the degree of the high elongation characteristic and the heat shrinkage characteristic to be imparted to the finally obtained drawn fiber, but it is usually 0.70 to 0.95 times the maximum stretching ratio. Stretching may be performed. In order to improve heat resistance such as heat shrinkage characteristics, heat treatment may be performed subsequent to stretching.
  • the composite fiber having the light interference color developing function of the present invention which has been subjected to stretching and heat treatment as necessary, may be used as it is as a long fiber, or may be cut once and used as a short fiber. If it is a short fiber, it may be cut to the length according to its use, but if it is used in the fields of paper, paint, ink, cosmetics, and coating agents, it will be easy to handle and obtain at the time of use
  • the fiber length in the fiber axis direction is an alkali-soluble polymer in terms of the aesthetics of the final product. It is preferable to cut so as to be longer than the minor axis length of the fiber cross section excluding the portion.
  • the upper limit of the length is usually about 5 Omm, but it is preferably 1 mm or less especially for applications requiring fine dispersion such as cosmetics and paints.
  • the shorter one is preferable, and the length is several tens to several hundreds m.
  • the conjugate fiber of the present invention is used as a continuous fiber as it is, for example, after knitting and weaving into an arbitrary woven or knitting structure, the fiber is treated with an aqueous solution of Arikari to remove the easily soluble polymer, thereby obtaining a fineness of fineness.
  • a woven or knitted fabric made of a composite fiber having the light interference function is obtained.
  • the conjugate fiber of the present invention when used as short fibers, for example, it is treated with an aqueous alkali solution to remove the alkali-soluble polymer before use, and can be used for various purposes as a composite short fiber having a light interference function of fineness.
  • the conjugate fiber of the present invention may be cut in a lump state after being treated with an aqueous alkali solution to remove the alkali-soluble polymer.
  • SP value polymer solubility parameter value
  • each dimension in the fiber cross section in the examples were measured by the following methods.
  • the SP value is the value expressed as the square root of the cohesive energy density (E c).
  • the Ec of the polymer can be determined by immersing the polymer in various solvents and setting the Ec of the solvent having the maximum swelling pressure as the Ec of the polymer.
  • the SP value of each polymer thus obtained is described in “PR0PERTIES OF P0LYMERS”, 3rd edition (ELSEVIER), page 792.
  • Ec is unknown, it can be calculated from the chemical structure of the polymer. That is, it can be determined as the sum of Ec of each of the substituents constituting the polymer.
  • the Ec of each substituent is described on page 192 of the above-mentioned document.
  • Sample fibers are wound on a black plate with a winding density of 40 filaments / cm and a winding tension of 0.265 cN / dtex (0.3 g / de). Measure the color with an eye 3100 (CE-3100) using a D65 light source. The peak wavelength and reflection intensity were measured under the conditions that the measurement window was a large window 25 mm in diameter, including surface gloss, and the light source containing ultraviolet light. For the reflection intensity, the difference between the reflection intensity at the baseline and the reflection intensity at the peak wavelength was defined as the net reflection intensity. .
  • the high-refractive index polymer (Polymer 1) and low-refractive index polymer '(Polymer 2) shown in Table 1 were composed of 21 alternating layers with the alkali-soluble polymer 3 covering around 21 layers. It was melt-spun so that it had the same structure as above, and was wound at the speed described in the first notation.
  • the obtained unstretched fiber was stretched at a magnification shown in Table 1 to obtain a conjugate fiber having a light interference coloring function having a cross-sectional shape as shown in (1) of FIG.
  • Table 2 shows the evaluation results.
  • Protective layer 'e shows the evaluation results.
  • Example 6 Copolymerized PET3 21.06 NY6 22.5.0.94 Copolymerized PET 20.9 1 01 (1/4) 2000 2.0
  • Example 8 PC 20.3 PMMA 18.3 0.90 Polylactic acid 19.1.02 (3/4) 3000 PC (20.3) Comparative example 1 PEN 18.9 PET 21.5 1.03 PEGPET 21.3 0.93 (1/4) 1000 3.0
  • PET polyethylene terephthalate
  • PET 1 5-sodium sulfoisophthalic acid component ⁇ 8 mole 0/0 copolymerized polyethylene terephthalate
  • PET 2 9, 9 one bis (Parahi mud ethoxy phenylpropyl) off Noreoren (BP EF) 70 mole 0/0 copolymerized polyethylene terephthalate copolymerized
  • PET 3 9, 9 one bis (Parahi mud ethoxy-phenylalanine ) off fluorene (BPEF) 70 mole 0/0, and 5-sodium sulfoisophthalate Le acid component 0.8 mole 0/0 copolymerized polyethylene terephthalate
  • PEN Polyethylene 1, 2,1-naphthalate ''
  • Copolymerization PEN 2 B PEF 70 mole 0/0 copolymerized polyethylene one 2, 6-na phthalate
  • Copolymerized PC 9, 9-bis (4-hydroxycarboxylic ethoxy one 3-E two Honoré) fluorene (B CF) 70 mole 0/0 copolymerized polycarbonate
  • B CF 9, 9-bis (4-hydroxycarboxylic ethoxy one 3-E two Honoré) fluorene
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • P EGP BT Polyethylene daricol with an average molecular weight of 4000, 50% by weight (5.2 mono%) copolymerized polybutylene terephthalate
  • PE GP ET polyethylene glycol of average molecular weight 4000 - Le 1 ⁇ Weight 0/0 copolymerized polyethylene terephthalate
  • Copolymerized PET polyethylene Da recall an average molecular weight of 4000 3 wt 0/0 and 5 sodium ⁇ beam sulfoisophthalic acid component 6 mole 0/0 copolymerized Poryechi terephthalate 2
  • Example 1 a mixture of polyethylene-1,2,6-naphthalate and nylon-16 obtained by copolymerizing 1-5 mol% of 5-sodium sulfoisophthalic acid component, and 2.5 mol% of polyethylene glycol having an average molecular weight of 4,000 was used.
  • the copolymerized polybutylene terephthalate was used at 290 ° C and 270, respectively.
  • C melted at 230 ° C, weighed, introduced into spinning pack and spun at 120 OmZ.
  • the obtained undrawn yarn was drawn twice at a preheating temperature of 60 ° C, heated at 150 ° C, and wound up.
  • Example 4 used a polycarbonate obtained by copolymerizing 9,9-bis (4-hydroxyethoxy-3-methinolepheninole) fluorene (BCF) at 70 mol%, except that the melting temperature was 300 ° C. Spinning was carried out in the same manner as in Example 2. The obtained composite fiber had a clear color and strong reflection intensity. In addition, there was no damage on the alternately laminated body in the alkaline aqueous solution treatment step.
  • Example 6 70,9-bis (parahydroxyethoxyphenyl) fluorene (BPEF) was used. % And 5-Na-sulfoisophthalic acid component were combined with 0.8 mol% of PET and nylon-16, and PEG and 5-Na-sulfoisophthalic acid component were added to provide alkali solubility.
  • the polymerized PET was spun at a melting temperature of 290 ° C., 270 ° C., and 290 ° C., respectively, and wound at a speed of 200 OmZ.
  • the obtained undrawn yarn was preheated at 80 ° C, drawn 2.0 times, and heat set at 180 ° C. A composite fiber having excellent reflection strength, heat resistance and solvent resistance was obtained.
  • Example 7 uses 290 polycarbonate (PC) and PMMA. C and 255. C, and polylactic acid were melted at 230 ° C, weighed, introduced into a spin pack, and spun at 3000 m / min. The obtained composite fiber had a large flattening rate and showed a strong clear color.
  • a cross section ((2) in FIG. 1) in which an intermediate protective layer of PC was provided around the laminated portion of PMMA and PC was formed. Excellent in heat resistance.
  • Comparative Example 1 PEN and PET, which have similar SP values and are expected to have excellent uniform lamination forming ability, were combined with PET with 10% by weight of £ & at 310 ° C and 300 ° C, respectively.
  • the conjugate fiber having the light interference coloring function of the present invention has good process stability during spinning, it has excellent light interference emission even if the thickness of the alternately laminated structure is small.
  • a material having a color function and having a light interference function of fine fineness can be easily obtained by removing the coating layer after cutting into long fibers or short fibers as they are.
  • a cut-off fiber with a short length not only improves the dispersibility when used in paints, inks, coating agents, cosmetics, etc., but also improves the surface smoothness of the resulting product, resulting in light interference. It has good coloring function and good aesthetics.

Landscapes

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Abstract

審美性が要求される商品分野への展開を可能とする、細い繊度の光干渉発色機能を有する複合繊維が得られる新規な複合繊維は、高屈折率側ポリマーの溶解度パラメーター値（ＳＰ１）と低屈折率側ポリマーの溶解度パラメーター値（ＳＰ２）との比率（ＳＰ１／ＳＰ２）が０．８～１．１の範囲にある、互いに屈折率の異なるアルカリ難溶性ポリマー層が扁平断面の長軸方向に平行に交互に積層した、厚さが１０μｍ以下の交互積層体部の周りを、厚さが２．０μｍ以上のアルカリ易溶性ポリマーが被覆した構造を特徴とするものである。

Description

明 細 書 光干渉発色機能を有する複合繊維 技術分野
本発明は、 光干渉尧色機能を有する複合繊維に関するものである。 さ らに詳しくは、 アルカリ水溶液等で処理することにより、 種々の用途分 野において優れた光輝剤として使用できる、 高品質の光干渉発色機能を 有する細繊度の繊維が容易に得られる、 新規な光干渉発色機能を有する 複合繊維に関するものである。 背景技術
屈折率の異なる互いに独立したポリマー層の交互積層体からなる光干 渉発色機能を有する複合繊維は、 自然光の反射 ·干渉作用によって可視 光線領域の波長を干渉発色する。 その発色は金属光沢のような明るさが あり、 特性波長の純粋で鮮明な色 （単色） を呈し、 染料や顔料の光吸収 による発色とは全く異なった審美性を発現する。 そのような光干渉発色 機能を有する複合繊維の典型的な例は、 国際公開第 9 8ノ4 6 8 1 5号 に開示されている。
しかしながら、 該国際公開に開示されている光干渉発色機能を有する 複合繊維は、 その繊度を小さくしょうとすると交互積層体が剥離したり、 たとえ剥離が生じなくとも、 紡糸時のポリマ一劣化による紡糸調子悪化 や、 延伸時に斑が発生して光干渉効果が低下したりするため、 特に微細 な繊度が要求される塗装や化粧品、 印刷などのカツトフアイパー用途や 一部の長繊維用途などの、 さらなる審美性の向上が要求される応用商品 への展開には問題がある。 発明の開示
本発明の目的は、 上記の問題を解決し、 後処理により優れた光干渉発 色機能を有する細繊度の複合繊維が得られ、 さらなる審美性が要求され る商品分野への展開を可能とする、 新規な複合繊維を提供することにあ る。
本発明者らの研究によれば、 交互積層体部の厚さを薄くしても、 その 周囲をポリマーで被覆した構造にすれば、 交互積層体部の剥離が起こり 難くなって延伸時の均一性が向上すること、 そして該複合繊維から被覆 ポリマーを除去すれば、 光干渉発色機能に優れた細繊度の複合繊維が安 定して得られることが見出された。
すなわち、 前記目的を達成し得る本発明の光干渉発色機能を有する複 合繊維は、 高屈折率側ポリマーの溶解度パラメーター値 （S P.1) と低 屈折率側ポリマーの溶解度パラメーター値 （S P 2) の比率 （S P比） が 0. 8≤S P 1ZSP 2≤ 1. .1の範囲にある、 互いに屈折率の異な るアルカリ難溶性ポリマー層が扁平断面の長軸方向に平行に交互に積層 してなる、 厚さが 1 0 μπι以下の交互積層体部を、 厚さが 2. Ο μπι以 上のアル力リ易溶性ポリマーで被覆していることを特徴とする。 図面の簡単な説明
第 1図の （1) 〜 （3) は、 それぞれ本発明の複合繊維の横断面形状 を示す概略図例である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の光干渉発色機能を有する複合繊維の断面構造について、 図面 を用いて説明する。 第 1図の （1) 〜 （3) はそれぞれ、 本発明の複合 繊維をその長さ方向に直角に切断した場合の断面形状を模式的に した ものであり、 2種のアルカリ難溶性ポリマー層からなる交互積層体部は 扁平状断面形状を有しており、 2種のポリマー層は、 扁平断面の長軸方 向 （図面では水平方向） と平行に多数交互に積層されている。 そして、 その外周部をアル力リ易溶性ポリマーからなる被覆層が取り囲んでおり、 (2) では、 中間に別のアルカリ難溶性保護層を設けた態様、 （3) で は複数の交互積層体部をアル力リ易溶性ポリマーで同時に被覆した態様 を示している。
このような交互積層体部におけるそれぞれのポリマー層の厚みは、 0 .
0 2〜0 . 5 / mの範囲であることが好ましい。 厚みが 0 . 0 2 μ πι未 満の場合や 0 . 5 μ πιを超える場合には、 期待する光干渉効果を有益な 波長領域で得ることが困難となる。 さらに厚みは、 0 . 0.5〜0 . 1 5 z mの範囲であることが好ましい。 また、 2種の成分における光学距離、 すなわち、 層の厚みと屈折率の積が等しいとき、 さらに高い光干渉効果 .を得ることができる。 特に、 2種の光学的距離の和の 2倍が、 欲する色 の波長と等し,いとき、 干渉色が最大となるので好ましい。
本発明の複合繊維の繊維軸方向に垂直な交互積層体部断面形状は、 第 1.図に示すように扁平状であり、 長軸 （図面上は水平方向） および短軸
(図面上は垂直方向） を有している。 その断面の扁平率 （長軸 Z短軸） が大きいものは、 光の干渉に有効な面積を大きくとることができるため 好ましい繊維断面形態である。 繊維の断面の扁平率は 3 . 5以上、 好ま しくは 4 . 5以上、 特に好ましくは 7以上の場合、 使用時に各繊維の扁 平長軸面が互いに平行方向に配列しやすくなり、 光干渉発色機能が向上 するので好ましい。 しかし、 扁平率が大きくなりすぎると、 製糸性が大 き.く低下するめで、 1 5以下、 特に 1 2以下とするのが好ましい。 なお 該扁平率は、 扁平断面の外周部に後述するアルカリ難溶性ポリマーから なる保護層が被覆されている場合には、 該保護層部も含めて算出したも のである。
本発明の繊維の断面において、 異なるポリマー層の交互積層体部にお ける互いに独立したポリマー層の積層数は、 1 0〜 1 2 0層であること が好ましい。 積層数が 1 0層より少なくなると、 光干渉効果が小さくな る。 一方、 積層数が 1 2 0層を超えると、 得られる光の反射量の増大が もはや期待できないばかりか、 口金構造が複雑になって製糸が困難にな るとともに、 後述する交互積層体部の厚さについての要件を満足させる ことが困難になり、 本発明の目的を達成しがたくなる。 本発明の複合繊維の交互積層体部の断面形状は、 上記のとおり、 屈折 率の異なるポリマー層が多数交互に積層した偏平状の形をしているもの であるが、 その光干渉発色機能は、 交互積層の平行性、 すなわち各層の 光学的距離が偏平断面の長軸方向にも短軸方向にも均一であることが、 反射強度おょぴ単色性 （鮮明発色） に極めて重要である。 かかる界面面 積の多い扁平状の積層体構造を形成するには、 複雑な口金流路内での積 層形成プロセス、 吐出後のベーラス、 界面張力等を制御して均一な積層 厚みを実現することが重要で、 そのためには、 屈折率の異なるポリマー 層間の溶解度パラメーター （S P値） の比を特定することが大切である。 すなわち、 高屈折率側ポリマーの溶解度パラメーター （S P 1) と低屈 折率側ポリマーの溶解度パラメーター （S P 2) の比率 （S P比） を 0. 8≤S P 1/S P 2≤ 1.. 1の範囲、 特に 0. 8 5≤ S P 1/S P 2≤ 1. 05の範囲にすることが必要である。 このようなポリマーの組合せ にすると、 2種ポリマーの交互積層流を紡糸口金から吐出したとき、 界 面に作用する界面張力が小さくなるので均一な交互積層体構造を容易に 得ることができる。 これに対して、 S P比が上記範囲外の場合には、 吐 出ポリマー流は表面張力で丸くなろうとし、 また、 両ポリマー積層界面 の接触面積を最小にするように収縮力が働き、 'しかも積層構造体が多層 であるのでその収縮力は大きくなるため、，積層面が湾曲しながら丸くな つて良好な扁平形状が得られなくなる。 さらには、 ポリマー流は口金出 口で解放されると月彭らもうとするベイラス効果も大きくなる。
上記の要件を満足する好ましい組合せとしては、 例えば、 スルホン酸 金属塩基を有する二塩基酸成分をポリエステルを形成している全二塩基 酸成分当たり 0. 3〜10モル％共重合しているポリエチレンテレフタ レートと酸価 3以上を有するポリメチルメタクリレートとの組合せ、 ス ルホン酸金属塩基を有する二塩基酸成分をポリエステルを形成している 全二塩基酸成分あたり 0. 3〜5モル％共重合しているポリエチレンナ フタレートと脂肪族ポリアミ ドとの糸且合せ、 側鎖にアルキル基を有する 二塩基酸成分またはグリコール成分を全繰り返し単位当たり 5〜30モ ル％共重合している芳香族共重合ポリエステルとポリメチルメタクリ レ 一卜との組合せ、 9， 9―ビス （パラヒ ドロキシェトキシフエニル） フ ルオレンを全繰り返し単位当たり 2 0〜8 0モル0 /0共重合しているポリ エチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートとポリメチル メタタリ レートとの組合せ、 9， 9一ビス (パラヒ ドロキシェトキシフ ェニル) フルォレンを全繰り返し単位当たり 2〇〜8 0モル0 /0とスルホ ン酸金属塩基を有する二塩基酸成分をポリエステルを形成している全二 塩基酸成分当たり 0 . 3〜1 0モル％共重合しているポリエチレンテレ フタレートまたはポリエチレンナフタレートと脂肪族ポリアミ ドとの組 合せ、 2， 2一ビス (パラヒ ドロキシフエニル） プロパンを二価フエノ ール成分とするポリカーボネートとポリメチルメタクリ レートとの組合 せ、 9， 9一ビス (パラヒ ドロキシェトキシフヱ二ノレ) フルオレンと 2， 2一ビス (パラヒ ドロキシフエ二ノレ) プロパン .（モル比が 2 0 / 8 0〜 8 0 / 2 0 ) を二価フエノール成分とするポリカーボネートとポリメチ ルメタクリレーとの組合せなどを例示することができる。
本発明においては、 上記の交互積層体部の厚さは 1 0 μ πι以下、 好ま しくは 2〜 7 / mであることが大切である。 この厚さが 1 0 μ mを超え る場合には、 アルカリ処理しても細繊度の光干渉発色機能を有する複合 繊維を得ることができず、 本発明の目的を達成することができない。
なお、 必要に応じて上記交互積層体部に、 厚さが 0 . 1〜3 μ πι、 好 ましくは 0 . 3〜1 . 0 μ πιのアルカリ難溶性ポリマーからなる保護層 を設けてもよい。 この厚さが 0 . 1 ιηより薄い場合には、 該保護層を 設ける効果が小さくなり、 一方、 3 μ πιを越える場合には、 アルカリ水 溶液で処理しても細繊度の光干渉発色機能を有する繊維を得ることが困 難になる。
保護層を形成するポリマーは、 アルカリ難溶性であれば特に限定され ないが、 前記交互積層体部の長軸方向の両サイ ドを構成するポリマー (高屈折率側ポリマーまたは低屈折率側ポリマー)' の溶解度パラメータ 一値と同程度の溶解度パラメーター値 （S P 3 ) であることが好ましく、 具体的には 0. 8≤S P 1/S P 3≤ 1. 2および Zまたは 0. 8≤ S
P 2/S P 3≤ 1. 2であることが好ましい。 なかでも、 交互積層され たポリマーのうちの高融点側ポリマーと同一にすると、 溶融紡糸時に冷 却固化速度の速い高融点側ポリマーで保護層部が先ず形成されるので、 界面エネルギーやべイラス効果による偏平断面形状の変形を抑えること ができ、 積層構造の平行性が維持されて審美性が向上する。
次に本発明の光干渉発色機能を有する複合繊維は、 上記の横断面形状 が扁平状であり、 その扁平断面の長軸方向に平行に交互に、 屈折率の異 なる互いに独立したポリマー層が多数積層されている交互積層体部 （必 要に応じて保護層を有する） を、 厚さが 2. Ο μπι以上、 好ましくは 2. 0〜1 0 iin、 特に好ましくは 3. 0〜5. Ο μπιのアルカリ易溶性ポ リマーで被覆されている必要がある。 このように、 交互積層体部の周囲 にアル力リ易溶性ポリマーからなる被覆層を設けることにより、 溶融紡 糸時に最終吐出孔内部で受ける壁面近傍と内部とのポリマー流分布を緩 和することができる。 その結果、 交互積層体部の厚さが 10 m以下で あっても積層部の受け 剪断応力分布が低減し、 内外層に亘る各層の厚 みがより均一な交互積層体が得られ、 得られた複合繊維をアルカリ処理 して該被覆層を除去すれば、 優れた光干渉発色機能を有する細繊度の複 合繊維が容易に得られる。
ここで被覆層の厚さが薄すぎて 2. 0 m未満の場合には、 繊維の単 糸繊度が小さくなり、 かつ扁平断面であるために、 紡糸工程調子の低下 や後加工工程での取り扱い性などに問題がある。 なお、 交互積層体部の 周囲に直接アルカリ易溶性ポリマーからなる被覆層を設ける場合にも、 上述のアルカリ難溶性ポリマーからなる保護層を形成する場合と同じく、 前記交互積層体部の長軸方向の両サイ ドを構成するポリマー （高屈折率 側ポリマーまたは低屈折率側ポリマー） の溶解度パラメーター値と同程 度の溶解度パラメーター値 （S P 4) であることが好ましい。 具体的に は 0. 8≤ S P 1_ S P 4≤ 1. 2および /または 0. 8≤S P 2/S P 4≤ l. 2であることが好ましい。 なお、 本発明でいうアルカリ難溶性、 易溶性ポリマーとは、 両者のァ ルカリ減量速度に 1 0倍以上の差があることをいう。 具体的には、 アル カリ水溶液で処理した際に、 被覆層のアルカリ易溶性ポリマーは交互積 層体部を構成するアルカリ難溶性ポリマーよりも 1 0倍以上の速さで溶 解されることをいう。 溶解速度差が 1 0倍未満の場合には、 被覆層を除 去するためにアルカリ水溶液処理をする際、 交互積層体部も浸食作用を 受けて積層部の乱れゃ膨潤などによる積層厚み斑が発生し、 光干渉発色 機能が低下することとなる。
好ましく用いられるアルカリ易溶性ポリマーとしては、 ポリ乳酸、 ポ リエチレングリコールを共重合したポリエチレンテレフタレートもしく はポリブチレンテレフタレート、 または、 ポリエチレングリコールおよ ぴ /またはアルキルスルホン酸アルカリ金属塩を配合したポリエチレン テレフタレート、 または、 ポリエチレングリコールおよび/またはスル ホン酸金属塩基を有する二塩基酸成分を共重合しだポリエチレンテレフ タレートもしくはポリプチレンテレフタレートが例示される。
ここでポリ乳酸は、 L一乳酸を主たる成分とするものが一般的である 力 4 0重量％を超えない範囲内で D—乳酸を初めとする他の共重合成 分を'含有して てもよい。 また、 ポリエチレングリコールを共重合した ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレ一トは、 ポ リエチレングリコールの共重合割合が 3 0重量％以上となるようにする ことが好ましく、 かくすることによりアル力リ溶解速度が著しく向上す る。 さらに、 アルキルスルホン酸アルカリ金属塩および/またはポリエ チレングリコールを配合したポリエチレンテレフタレートまたはポリブ チレンテレフタレートは、 前者は 0 . 5〜3 . 0重量0 /0の範囲、 後者は 1 . 0〜4 . 0重量％の範囲が好ましく、 後者のポリエチレングリコー ルの平均分子量は 6 0 0〜4◦ 0 0の範囲が適当である。 また、 ポリエ チレングリコールおよび/またはスルホン酸金属塩基を有する二塩基酸 成分を共重合したポリエチレンテレフタレートもしくはポリブチレンテ レフタレートは、 前者が 0 . 5〜1 0 . 0重量％の範囲、 後者はポリエ ステルを形成している全二塩基酸成分当たり 1 . 5〜1 ◦モル％の範囲 が適当である。
また、 本発明の光干渉発色機能を有する複合繊維は、 その伸度が 1 0 〜6 0 %の範囲、 特に 2 0〜4◦%の範囲にあることが好ましい。 この 伸度が大きすぎる場合には、 織編物やカツトフアイバーとする工程にお いて、 該複合繊維に負荷される張力によつて繊維が変形しゃすくなるた め、 工程通過性が低下する傾向にある。 一方、 伸度が小さすぎる場合に は、 該複合繊維に負荷される張力を吸収しがたくなるため、 毛羽や断糸 が増加する傾向にある。 また、 伸度がこの範囲であっても、 用いるポリ マーの種類によっては、 紡出され一旦冷却固化された複合繊維を延伸す ることにより複屈折率 （A n ) がより高められ、 2種のポリマー間の屈 折率差を 「ポリマーの屈折率差プラス繊維の複屈折率差」 として、 結果 的に全体として屈折率差を拡大させるができるので、 光干渉発色機能が 高められる。 .
さらに、 本発明の光干渉発色機能を有する複合繊維は、 その 1 3 0〜 1 5 0 °Cにおける熱収縮率が 3 %以下であることが好ましい。 熱収縮 がこの範囲を超える場合には、 布帛、 刺繍糸、 紙 ·塗料 .インク ·化粧 品用などのカツトフアイパー等各種製品に加工する時、 該製品を使用す る時、 またはアイロンなどで該製品のメンテナンスする時に、 繊維の収 縮など変形が起こって光干渉発色機能が低下しやすい。 例えば、 布帛と した場合には、 1 5 0 °Cでの収縮率が 3 %を超えるとアイロンにより繊 維が収縮し、 フラットな扁平断面の変形が起こり光干渉発色機能が低下 しゃすい。 特に収縮率が極端に高い場合には、 例えば製糸工程で全く熱 処理による構造固定が行われていない場合には、 交互積層体構造の各層 の厚みが大きくなり、 光干渉発色自身の色相が変化しやすい。 また、 例 えば塗料に利用する場合でも、 塗装工程や捺染工程で同様の温度での乾 燥 ·熱固定が施されるため、 品質の面から同様の耐熱性を有しているこ とが好ましい。
以上に説明した本発明の光干渉発色機能を有する複合繊維は、 例えば 以下の方法により製造することができる。 すなわち、 国際公開 98/4 6815号に記載の方法により、 先ず互いに屈折率の異なるアルカリ難 溶性ポリマーを、 高屈折率側ポリマーの溶解度パラメーター （SP 1) と低屈折率側ポリマーの溶解度パラメーター （S P 2) の比率 （SP 比） が 0. 8≤SP 1ZSP 2≤1. 1の範囲となる組合せで交互積層 体構造に溶融吐出する際、 高屈折率側ポリマーと低屈折率側ポリマーの いずれよりもアル力リ溶解速度が速いアル力リ易溶性ポリマーで該交互 積層体構造を被覆するようにして、 交互積層体部が被覆層により被覆さ れた構造の未延伸繊維を得る。 未延伸繊維の単繊維繊度は、 延伸倍率に よって異なるが、 アルカリ水溶液処理後に得られる光干渉発色機能を有 する複合繊維の繊度が 4. 0 d t e X以下、'好ましくは 0. 2〜3. 0 d t e xとなる範囲であれば任意である。 被覆層の厚'さは、 延伸後の被' 覆層厚さが 2. 0 μπι以上となる範囲であれば任意である。
必要に応じて延伸.してもよいが、 その条件は特に 定する必要はなく、 従来公知の未延伸繊維の延伸条件を採用すればよい。 例えば、 最もガラ ス転移温度が高いポリマーのガラス転移温度近傍 （Tg±15°C) の温 度で、 ポリマー分子鎖の配向が進む温度であれば任意の温度で延伸する ことができる。'なお、 ここでいう温度は、 熱板や加熱ローラー等の加熱 媒体の温度である。 延伸倍率は、 最終的に得られる延伸繊維にどの程度 の強伸度特性や熱収縮特性を付与するかに応じて適宜設定すればよいが、 通常最大延伸倍率の 0. 70〜0. 95倍にて延伸すればよい。 なお、 熱収縮特性等の耐熱性を向上させるため、 延伸に引き続いて熱処理を施 してもかまわない。
必要に応じて延伸 ·熱処理が施された本発明の光干渉発色機能を有す る複合繊維は、 そのまま長繊維として使用しても、 いったん切断して短 繊維として使用してもかまわない。 短繊維とする場合には、 その用途に 応じた長さに切断すればよいが、 紙、 塗料、 インク、 化粧品、 コーティ ング剤の用途分野に用いる場合には、 使用時の取扱い性や得られる最終 製品の審美性の点から繊維軸方向の繊維長が、 アルカリ易溶性ポリマー 部を除いた繊維断面の短軸長さより長くなるように切断することが好ま しい。 長さの上限は通常 5 O mm程度であるが、 特に化粧品や塗装等の 細かく分散させたい用途の場合には、 1 mm以下にするのが好ましい。 好ましくは、 積層部の長軸長さ以上であれば、 短い方が好ましく、 数十 〜数百 m長が好ましい。
本発明の複合繊維をそのまま長繊維として使用する場合には、 例えば 任意の織編組織に製編織した後、 アル力リ水溶液で処理してアル力リ易 溶性ポリマーを除去することにより、 細繊度の光干渉機能を有する複合 繊維からなる織編物が得られる。
—方、 短繊維として使用する場合には、 例えば使用前にアルカリ水溶 液で処理してアルカリ易溶性ポリマーを除去し、 細繊度の光干渉機能を, 有する複合短繊維として種々の用途に利用できる。 また、 短繊維とする 前の段階で、 例えば本発明の複合繊維をカセ状態でアルカリ水溶液で処 理してアルカリ易溶解性ポリマーを除去した後にカツトしてもょレ 実施例
以下、 実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明する。 なお、 実施 例中におけるポリマーの溶解度パラメーター値 （S P値） 、 繊維断面内 各寸法は下記の方法で測定した。
< S P値および S P比〉
S P値は、 凝集エネルギー密度 （E c ) の平方根で表される値である。 ポリマーの E cは、 種々の溶剤に該ポリマーを浸漬させ、 膨潤の圧が極 大となる溶剤の E cを該ポリマーの E cとすることにより求められる。 このようにして求められた各ポリマーの S P値は、 「PR0PERTIES OF P0LYMERS」 第 3版 （ELSEVIER) 792頁に記載されている。 また、 E cが不 明なポリマーの場合には、 ポリマーの化学構造から計算できる。 すなわ ち、 該ポリマーを構成する置換基それぞれの E cの和として求めること ができる。 各置換基の E cについては、 上述した文献第 192頁に記載され ている。 そして、 例えば交互積層体部の S P比は次式から算出する。 S P比 =高屈折率ポリマーの S P値 (S P 1) Z低屈折率ポリマーの S P値 （S P 2) '
<繊維断面測定 > '
平板シリコンプレートとビーム力プセルにサンプル繊維を固定し、 ェ ポキシ樹脂で包埋する。 次いで、 ミクロトーム ULTRACUT— Sを 用い、 繊維軸に垂直方向に切断し、 厚さが 50〜1 00 nmの超薄切り サンプルを作成してグリッドに载台する。 2%四酸化ォスミゥムで温度 60°C下 2時間蒸気処理を施した後、 透過型電子顕微鏡 LEM— 200 0を用いて加速電圧 1 00 kVで写真撮影 （倍率 20000倍） する。 得られた写真より積層構造体部分の各層の平均厚さおよぴ被覆層の厚さ を測定した。
<光干渉発色波長および強度 >
黒色板にサンプル繊維 (マルチフィラメントヤーン) を 40本/ 1 c mの卷密度で、 0. 265 c N/d t e x (0. 3 g/d e) の巻張力 で巻きつけ、 マクベス社製分光光度計カラーアイ 3 1 00 (CE- 3 1 00) にて D 6 5光源で測色する。 測定窓は大窓 25 mm φ、 表面光沢 を含む、 光源に紫外線を含む条件にて、 ピーク波長と反射強度を測定し た。 反射強度は、 ベースラインとピーク波長での反射強度の差を正味の 反射強度とした。 .
実施例 1〜 7および比較例 1〜 2
第 1表に記載の高屈折率ポリマー （ポリマー 1) と低屈折率ポリマー' (ポリマー 2) とを、 交互積層体部の層数が 2 1層で周りをアルカリ易 溶性ポリマー 3が被覆している構造となるように溶融紡糸し、 第 1表記 載の速度で卷き取った。 得られた未延伸繊維を、 第 1表記載の倍率で延 伸して第 1図の （1) に示されるような断面形状の光干渉発色機能を有 する複合繊維を得た。 評価結果を第 2表に示す。 高屈折率ホ。リマ- 低屈折率ホ。リマ S P比- S P比 紡糸速度延伸倍率 保護層 ' ホ。リマ-種 SP1 ホ°リマ 種 SP2 SP1/SP2 ホ'リマ-種 SP4 SPn/SP4 m/分 倍 SP3. 実施例 1 共重合 PEN1 19. 1 NY6 22. 5 0. 85 PEGPBT 20. 4 0. 94 (1/4) 1200 2. 0
実施例 2 共重合 PET2 21. 06 PMMA 18. 3 1. 15 ポリ乳酸 19. 9 1. 06 (1/4) 2000
一
実施例 3 共重合 PEN2 19. 46 PMMA 18. 3 1. 06 ポリ乳酸 19. 9 0. 98 (1/4) 2000
実施例 4 共重合 PC 21. 45 PMMA 18. 3 1. 17 ポリ乳酸 19. 9 1. 08 (1/4) 2000
実施例 5 共重合 PET 1 21. 5 NY6 22. 5 0. 96 共重合 PET 20. 9 1. 03 (1/4) 2000 1. 5
実施例 6 共重合 PET3 21. 06 NY6 22. 5 0. 94 共重合 PET 20. 9 1, 01 (1/4) 2000 2. 0
実施例 7 PC 20. 3 PMMA 18. 3 1. 11 ポリ乳酸 19. 9 0. 92 (2/4) 3000
実施例 8 . PC 20. 3 PMMA 18. 3 0. 90 ポリ乳酸 19. 9 1. 02 (3/4) 3000 PC (20. 3) 比較例 1 PEN 18. 9 PET 21. 5 1. 03 · PEGPET 21. 3 0. 93 (1/4) 1000 3. 0
比較例 2 PS 17. 4 NY6 22. 2 0. 77 ポリ乳酸 19. 9 0. 87 (1/4) 2000
第 1表中、 ポリマーの略称は以下のとおりである。
PET :ポリエチレンテレフタレート
共重合 PET 1 ： 5—ナトリウムスルホイソフタル酸成分◦. 8モル0 /0 共重合ポリエチレンテレフタレート
共重合 PET 2 ： 9, 9一ビス (パラヒ ドロキシエトキシフエニル） フ ノレオレン (B P EF) 70モル0 /0共重合ポリエチレンテレフタレート 共重合 PET 3 ： 9， 9一ビス （パラヒ ドロキシエトキシフエニル） フ ルオレン (B P E F) 70モル0 /0および 5—ナトリウムスルホイソフタ ル酸成分 0. 8モル0 /0共重合ポリエチレンテレフタレート
PEN：ポリエチレン一 2, 6一ナフタレート '
共重合 P EN 1 ： 5ーナトリゥムスルホイソフタル酸成分 1 - 5モル％ 共重合ポリエチレン一 2， 6—ナフタレート
共重合 PEN 2 ： B PEF 70モル0 /0共重合ポリエチレン一 2， 6—ナ フタレート
P C ：ポリカーボネート
共重合 P C : 9, 9—ビス （4—ヒ ドロキシエトキシ一 3— ェ 二ノレ） フルオレン (B CF) 70モル0 /0共重合ポリカーボネー K PMMA：ポリメチルメタクリレート
P S ： ポリスチレン
NY 6 ：ナイ口ン一 6
P EGP BT ：平均分子量 40 00のポリエチレンダリコ -ル 50重 量％ (5. 2モノレ％) 共重合ポリブチレンテレフタレート
P E GP ET ：平均分子量 4000のポリエチレングリコ -ル 1 ◦重 量0 /0共重合ポリエチレンテレフタレート
共重合 PET ：平均分子量 4000のポリエチレンダリコール 3重量0 /0 および 5—ナトリゥムスルホイソフタル酸成分 6モル0 /0共重合ポリェチ レンテレフタレート 2
H
Figure imgf000016_0001
*保護層厚さ = 0. 7 μ m (実施例 8)
実施例 1は、 5—ナトリゥムスルホイソフタル酸成分を 1 - 5モル％ 共重合したポリエチレン一 2， 6—ナフタレートとナイロン一 6、 およ び平均分子量 4000のポリエチレングリコールを 2. 5モル％共重合 したポリブチレンテレフタレートを各々 290°C, 270。C， 230°C にて溶融し、 計量後紡糸パック内に導入して 120 OmZ分で紡糸した。 得られた未延伸糸を予熱温度 60°Cにて 2倍に延伸し 150°Cで熱セ ットして巻き取った。 得られた複合繊維をアルカリ処理しても交互積層 体部のダメージはなく、 得られた複合繊維の干渉反射光は鮮明な緑色を 呈した。 実施例 2、 3は、 9, 9一ビス (パラヒ ドロキシエトキシフエ ニル) フルオレン （BPEF) を 70モル％共重合したポリエチレンテ レフタレート (PET) または同ポリエチレン一 2， 6一ナフタレート (PEN) とポリメチルメタタリレート （PMMA) およびポリ乳酸を 各々 300°C， 255 °C, 230°Cにて溶融計量後紡糸パック内に導入 し 200 Om/分で卷き取った。 得られた複合繊維はともに、 発色性能 の優れた細繊度の繊維や力ットフアイバーとすることができた。 実施例 4は、 9 , 9一ビス，（4ーヒ ドロキシェトキシー 3—メチノレフエ二ノレ) フルオレン （BCF) を 70モル％共重合したポリカーボネートを用い、 その溶融温度を 300°Cとする以外は実施例 2と同様に紡糸した。 得ら れた複合繊維は、 鮮明色と強い反射強度を有するものであった。 またァ ルカリ水溶液処理工程における交互積層体部のダメージもなかった。 実 施例 5は、 5—ナトリウムスルホイソフタル酸を 0. 8モル0 /0共重合し た PETとナイロン一 6、 およびアルカリ易溶性を付与するために P E Gおよび 5—ナトリゥムスルホイソフタル酸成分を共重合した PETを 用い、 各々 290°C， 270°C, 290°Cの溶融温度にて紡糸し、 20 0 Om/分の速度で卷き取った。 得られた未延伸糸を 80°Cで予熱し、 1. 5倍に延伸し、 180°Cで熱セットした。 反射強度は、 他の組合せ に較べると屈折率差が小さいことに起因して、 やや小さいが、 耐熱性と 強度に優れる複合繊維を得ることができた。 実施例 6は、 9， 9—ビス (パラヒ ドロキシエトキシフエニル） フルオレン （BPEF) を 70モ ル％および 5—ナトリゥムスルホイソフタル酸成分を 0. 8モル％共重 合した PETとナイロン一 6、 およびアルカリ易溶性を付与するために PEGおよび 5—ナトリゥムスルホイソフタル酸成分を共重合した p E Tを用い、 各々 290°C， ，270°C， 290 °Cの溶融温度にて紡糸し、 200 OmZ分の速度で巻き取った。 得られた未延伸糸を 80°Cで予熱 し、 2. 0倍に延伸し、 180°Cで熱セットした。 反射強度と耐熱性、 耐溶剤性に優れる複合繊維を得ることができた。 実施例 7は、 ポリカー ボネート （PC) および PMMAを 290。Cおよび 255。C、 さらにポ リ乳酸を 230°Cで溶融し、 計量して紡糸パックに導入し、 3000m /分で紡糸した。 得られた複合繊維は扁平率が大きく、 強い鮮明色を示 した。 実施例 8では、 PMMAと P Cの積層部の周囲に P Cの中間保護 層を設けた断面 （第 1図の （2) ) を形成した。 耐熱性の点で優れた。 一方、 比較例 1では、 SP値が近く、 均一な積層形成能に優れると予想 される PENと PETに、 £&を10重量％共重合した PETを各々 310°C, 300。C， 290°Cにて溶融し、 紡糸パックに導入し、 10 0 Om/分で卷き取った。 その紡出糸を 80°C予熱にて 3倍延伸し、 1 80°Cで熱セットした。 被覆層のアルカリ水溶液での溶解速度が交互積 層体部を構成するポリマー対比、 小さいほうで 3倍 （10倍以下） であ るため、 処理後の交互積層体部にアルカリ浸食が観察され、 反射強度が 著しく低下した。 比較例 2では、 ナイロン一 6とポリスチレン、 および ポリ乳酸を 270°C， 270 °C, 230°Cにて溶融し、 紡糸パックに導 入して 200 OmZ分で巻き取った。 交互積層体部のポリマー S P比が 本発明の範囲 ら外れているため、 交互積層体部の層厚さが大きくなり、 光干渉発色機能が不十分となり、 反射強度は小さくて本発明の目的とす る鮮明色は得られなかった。 産業上の利用の可能性
本発明の光干渉発色機能を有する複合繊維は、 製糸時の工程安定性は 良好であるので、 交互積層構造体部の厚さが小さくても優れた光干渉発 色機能を有しており、 しかも、 そのまま長繊維で、 または、 ー且短繊維 にカツトした後に被覆層を除去すれば細繊度の光干渉機能を有するもの が容易に得られる。 特に長さの短いカツトフアイパーとすれば、 塗料、 インク、 コーティング剤、 化粧品等に利用する場合の分散性が良好とな るだけでなく、 得られる製品の表面平滑性が向上して光干渉発色機能も 良好で審美性も良好なものとなる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 高屈折率側ポリマーの溶解度パラメーター値 （S P 1) と低屈折 率側ポリマーの溶解度パラメーター値 （S P 2) との比率 （S P比） が
0. 8≤ S P 1/S P 2≤ 1. 1の範囲にある、 互いに屈折率の異なる アル力リ難溶性ポリマー層が扁平断面の長軸方向に平行に交互に積層し てなる、 厚さが 1 0 μπι以下の交互積層体部を、 厚さが 2. O m以上 のアルカリ易溶性ポリマーで被覆してなる光干渉発色機能を有する複合 繊維
2. 交互積層体部が、 厚さ 0. 1〜3. 0 πιのアルカリ難溶性ポリ マーからなる保護層で被覆されている請求の範囲 1項に記載の光干渉発 色機能を有する複合繊維。
3. 交互積層体部の積層数が 1 0以上で、 扁平断面の扁平率が 3. 5 以上である請求の範囲 1または 2記載の光千渉発色機能を有する複合繊 維。
4. アルカリ易溶性ポリマーが、 ポリ乳酸、 ポリエチレングリコール を共重合したポリエチレンテレフタレートもしくはポリプチレンテレフ タレート、 ポリエチレングリコールおよび/またはアルキルスルホン酸 アルカリ金属塩を配合したポリエチレンテレフタレート、 または、 ポリ エチレングリコールおよびスルホン酸金属塩基を有する二塩基酸成分を 共重合したポリエチレンテレフタレートもしくはポリプチレンテレフタ レートである請求の範囲 1〜 3のいずれかに記載の光干渉発色機能を有 する複合繊維。
5. 請求の範囲 1〜 4のいずれかに記載の光干渉発色機能を有する複 合繊維を製編織し、 次いでアルカリ水溶液で処理してなる光干渉発色機 能を有する織編物。
6. 請求の範囲 1〜 4のいずれかに記載の光干渉発色機能を有する複 ■ 合繊維を、 繊維軸方向の繊維長が、 アルカリ易溶性ポリマー部を除いた 繊維断面の短軸長さより長くなるように切断してなる光干渉発色機能を 有する力ットフアイバー。
7 . 請求項 6記載のカットファイバーを、 アルカリ水溶液で処理して なる光干渉発色機能を有するカツトフアイバー。
8 . 請求の範囲 1〜 4のいずれかに記載の光干渉発色機能を有する複 合繊維を、 アルカリ水溶液で処理してアルカリ易.溶性ポリマー部を除き、 次いで繊維軸方向の繊維長が繊維断面の短軸長さより長くなるように切 断してなる光干渉発色機能を有するカツ
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