CN1820098A - 纱线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纱线，其含有大于等于10wt％的(1)单丝细度为0.1分特克斯～1.6分特克斯的疏水性合成纤维以及大于等于20wt％的(2)使环境从温度20℃、相对湿度40％RH变化到温度20℃、相对湿度90％RH时的吸湿发热量大于等于15J/g的吸湿发热性纤维。

Description

纱线
技术领域
本发明涉及保暖性优异的纱线。
背景技术
以往，保暖性衣服材料所使用的纤维只是以提高吸湿发热性能或提高阻止热量从人体的散失的性能中任意一个为目的，使用这样的纤维的衣服材料虽然上述两个性能中的有一个性能优异，但是另一个性能差，所以长时间的保暖性能不充分。
例如作为冬季寒冷时期的保暖内衣，已知有用尼龙纤维包覆斯潘德克斯(spandex)弹性纤维的包芯纱和棉交织制成的内衣、由中空聚酯纤维及丙烯腈系纤维等合成纤维制成的内衣、羊毛内衣等。
另外，为了更积极地保暖人体，已知有使用丙烯酸系吸湿发热纤维的衣服材料(特公平7-59762号公报)、使用在纤维素中导入水溶性乙烯基聚合性化合物后的吸湿发热性纤维素纤维的衣服材料(日本专利第2898623号说明书)等。
但是，这些丙烯酸系吸湿发热纤维和吸湿发热性纤维素纤维，由于阻止热量从人体的散失的性能不充分，所以对于长时间穿着时的保温性能是不满足的。
并且，所述丙烯酸系吸湿发热性纤维的颜色为粉色，存在不能染成任意颜色的问题，还存在制成编织物后强度不充分的问题。
而且，丙烯酸类吸湿发热性纤维和吸湿发热性纤维素纤维吸湿速度和散湿速度慢，所以作为衣服内的调湿功能，其应答迟缓。并且，丙烯酸系吸湿发热性纤维和导入了乙烯基化合物的纤维素纤维存在制造成本高的问题。
如上所述，仅由吸湿发热性纤维制成的衣服材料在保温性能和布帛性能方面不充分。
所以，考虑将吸湿发热性纤维和其他纤维混纺，但是必须以某种程度的高含量使用吸湿发热性纤维，以便通过与普通纤维混纺得到高保温性能。但是，由于上述那样的问题，目前为止在内衣等日用衣服材料中不能以高含量使用这些吸湿发热性纤维，所以只能利用低的吸湿发热量。
因此，寻求一种纱线，其具有优异吸湿发热性且能发挥优异的保温性能和布帛性能。
另一方面，在特开2002-294564号公报中公开了一种丙烯腈系极细纤维，其细度为0.1分特克斯～1.3分特克斯，微小卷曲数小于等于1的纤维的比率大于等于70％，亲水加工后的水中沉降时间小于等于10秒。但是，该纤维如果与吸湿发热性纤维混纺，则单丝细度小，常发生因开纤不良导致的棉结等纱疵点，所以得不到实际应用中可使用的纱线。
发明内容
本发明人等为了解决上述课题反复进行研究，结果发现使用特定的极细纤维作为疏水性合成纤维，将该纤维和吸湿发热性纤维并用而得到的纱线吸湿发热性和保温性均优异，以至完成了本发明。
即，本发明是含有下述(1)和(2)的纱线、使用该纱线的编织物及纤维制品。
(1)单丝细度为0.1分特克斯～1.6分特克斯的疏水性合成纤维，含量为大于等于10wt％；
(2)使环境从温度20℃、相对湿度40％RH变化到温度20℃、相对湿度90％RH时的吸湿发热量大于等于15J/g的吸湿发热性纤维，含量大于等于20wt％。
以下，对本发明进行详细说明。
本发明的纱线是吸湿发热性能及阻止热量从人体的散失的性能(以下将这两种性能合在一起称为综合保温性能)都优异并且长时间的保暖性能优异的用于衣服材料的原料。
综合保温性能是衣料穿着时维持体温的能力，是指示人穿着时所感到的综合的温暖度的指标。如后所述，综合保温性能是对纤维的环境从温度22℃、相对湿度52％RH变化到温度22℃、相对湿度90％RH时维持体温的能力进行测定得到的。相对湿度52％RH为2月份东京的平均湿度(1961～1990)，相对湿度90％RH是假定为人运动流汗的状态。作为模型实验，综合保温性能用维持热板32℃的温度所必需的能量表示，所述32℃假定为穿着衣料的状态下的皮肤温度。
本发明纱线所用的疏水性合成纤维的单丝细度为0.1dtex～1.6dtex，优选为0.5dtex～1.3dtex，更优选为0.5dtex～1.1dtex。单丝细度在该范围时，纤维内空隙的直径变小，因此通气阻抗增大，空气难以运动而使滞留空气增多，阻止热散失的能力提高，同时能使吸湿发热性纤维的吸湿发热产生的效果长时间持续。为了增加滞留空气，提高综合保温性能，优选单丝细度小。如果单丝细度超过1.6dtex，则纤维间内空隙的直径增大，综合保温性能降低。并且，皮肤感觉象针扎似的，穿着中有不愉快的感觉。如果单丝细度小于0.1dtex，则单纤维的弯曲刚性降低，穿着中增加的穿着压力使实际的纤维内空隙量减少，从而综合保温性能降低。
为了进一步提高综合保温性能，作为用于本发明的疏水性合成纤维，优选使用经膨松整理后的疏水性合成纤维，其用量不低于疏水性合成纤维总量的50wt％。所谓的经膨松整理后的疏水性合成纤维是预先实施了加热、拉紧等前处理后的纤维，包括纺纱后以加热后的状态收缩，成为膨松的纤维。
作为本发明纱线所使用的疏水性合成纤维，可举出例如聚酯系纤维、聚酰胺系纤维、聚乙烯醇系纤维、聚烯烃系纤维、聚丙烯腈系纤维(ポリアクリル系繊維)、氟纤维等。其中，收缩率大、膨松性优异的聚丙烯腈系纤维从提高综合保温性的目的出发是优选的。可以使用短纤维或长纤维，但是更优选可提高单纤维空隙率的短纤维。另外，如果使用给疏水性合成纤维赋予了导电物质的防电纤维，则可以提高防电性，所以是优选的。
本发明纱线所使用的吸湿发热性纤维，在环境从温度20℃、相对湿度40％RH变化到温度20℃、相对湿度90％RH时的吸湿发热量大于等于15J/g。这样的吸湿发热性纤维在使用含该纤维的纱线的纤维制品等中，吸附从穿着者皮肤表面感觉不适蒸发出的气体状汗或液体状汗并发热。
作为本发明纱线所使用的吸湿发热性纤维，优选例如再生纤维素纤维(高湿模量粘胶纤维、粘胶丝、铜氨法人造丝、人造纤维等)、由导入了具有羧基或氨基的水溶性乙烯基化合物的纤维素形成的纤维、在特公平7-59762号公报中公开的丙烯酸系吸湿发热性纤维等。
羊毛等动物性纤维具有吸湿发热性能，但是一般其如后所述的单丝细度大，所以作为用于本发明的吸湿发热性纤维不是优选的。
再生纤维素纤维与其他通过化学修饰赋予吸湿发热性能的纤维相比功能持续永久，所以是优选的，另外，与羊毛等相比，吸湿发热的应答性高，所以作为用于本发明的吸湿发热性纤维是特别优选的。
本发明纱线所用的吸湿发热性纤维的单丝细度细，表面积增加，所以吸湿发热的应答变得迅速，并且实际应用中吸湿发热量和吸湿发热温度均增加。即，能够充分发挥吸湿发热性纤维的能力。单丝细度优选为0.6dtex～2.2dtex，更优选0.8dtex～1.6dtex。如果单丝细度在上述范围，皮肤感觉良好，吸湿发热的应答和生产效率高。如果单丝细度超过2.2dtex，则不仅吸湿发热的应答降低，而且触到肌肤时有针扎的感觉。吸湿发热性纤维可以是长纤维也可以是短纤维。另外，如果使用在吸湿发热性纤维上赋予了导电物质的防电纤维，则防电性提高，是优选的。
本发明的纱线含有大于等于10wt％的单丝细度为0.1dtex～1.6dtex的疏水性合成纤维。含量大于等于10wt％的话，就能充分阻止热量从人体的散失。单丝细度为0.1dtex～1.6dtex的疏水性合成纤维的含量优选大于等于30wt％，更优选大于等于40wt％。从确保吸湿发热量和防止热的散失达到平衡的角度考虑，疏水性合成纤维的含量优选小于等于80wt％，更优选小于等于70wt％，进一步优选小于等于60wt％。
另外，本发明的纱线含有大于等于20wt％的吸湿发热性纤维。为了得到充分的发热量，优选含有20wt％～90wt％的吸湿发热性纤维。根据纤维的种类，吸湿发热性纤维含量的优选值不同。例如，在本发明中作为吸湿发热性纤维使用再生纤维素(吸湿发热量16J/g)的情况下，优选吸湿发热性纤维占纱线中的比例为30wt％～60wt％，更优选为40wt％～50wt％。另外，在使用以甲基丙烯酸处理再生纤维素后得到的纤维(吸湿发热量32J/g)的情况下，优选占纱线中的比例为20wt％～60wt％。
为了得到优异的综合保温性能，制成纱线形态是重要的。通过制成纱线形态，从而构成纱线的纤维间形成多数的空隙，疏水性合成纤维的特性和吸湿发热性纤维的特性相结合，使用本发明纱线的纤维制品的综合保温性能更加提高。
在本发明的纱线中，除上述疏水性合成纤维和吸湿发热性纤维外，可以以小于50wt％的范围使用其它纤维。作为其他纤维没有特殊限定，可以使用在纤维制品等中所使用的各种纤维。
本发明的纱线的吸湿发热量优选大于等于4.8J/g。使用这样的纱线的衣料可以发挥小于等于8.1W/m2·℃的优异的综合保温性能。
本发明中，因为将单丝细度细的疏水性合成纤维和细的吸湿发热性纤维混纺，所以用通常的混纺方法常常容易发生因开纤不良导致的棉结等纱疵点，存在不实用的问题。本发明人等解决了这种问题，发现了防止棉结等疵点的适宜的纺织条件，从而得到了本发明的纱线。
对于本发明中适宜的纺织条件，如下所述。
(1)梳理工序的湿度管理：湿度优选为60％RH～70％RH。在疏水性纤维的纺织中，优选湿度大于等于75％RH的高湿度条件以防止静电。另一方面，在吸湿发热性纤维的纺织中，为了提高开纤性，湿度低得到的效果好，所以优选湿度小于等于50％RH。在本发明的纱线中让人惊奇的是，本发明人等发现以65±5％RH窄的范围控制湿度最为合适。如果超过70％RH，则纤维落入梳理机的针间，容易发生开纤不良导致的纱疵点。另外，如果湿度小于60％RH，则容易产生静电。
(2)生条纺出量的管理：生条纺出量在疏水性合成纤维的纺织中一般为5g/m左右，但是在本发明中优选为3.0g/m～4.0g/m。
(3)并条工序：双并条，优选例如3段并条。
(4)精纺工序：优选视纺出状态，将前压土轮间的荷重设定得比通常纺纱条件(约为118N/2锤～147N/2锤)重(约为157N/2锤～167N/2锤)。
纱线中的纱疵点数用以下方法测定。
用クラシマツトII(ZELLWEGER USTER社生产的)测定棉结部分的长度和粗度。在长度为4水平(A～D)、粗度为4水平(1～4)计作16水平中，将10水平(A4、B3、B4、C2、C3、C4、D1、D2、D3、D4)设定为纱疵点。纱疵点数优选小于等于30个/10万米，更优选小于等于15个/10万米，进一步优选小于等于10个/10万米，最优选小于等于5个/10万米。
本发明的纱线是特定的疏水性合成纤维和吸湿发热性纤维复合得到的，但是其复合形态没有限定，例如可举出在所谓的梳理阶段混入短纤维而得到的混纺纱、短纤维和短纤维形成的芯壳纱、短纤维和长纤维形成的芯壳纱、在短纤维的周围卷上长纤维形成的所谓的塞洛纺纱线(サイロフイル纱)等。捻数低则纤维间的空隙率大，可以提高综合保温性能，所以是优选的。另外，本发明的纱线可以是单纱、双纱、3股捻纱等。也可以是同向加捻后的纱线。
本发明的纱线可以用于编织物和纤维制品。例如通过用于衣服材料、毛毯、披巾、围巾、帽子、手套、鞋、垫子等，可得到保温性优异的制品。另外，可以将本发明的纱线用于布帛和缝制品的一部分。
具体实施方式
以下基于具体例进一步说明本发明，但本发明不限于此。
另外，测定方法、评价方法等如下。
(1)纤维及纱线的吸湿发热量
将样品静置于90℃的干燥机中干燥3小时。将干燥后的样品的质量设为W0(g)。
接着，使用充分干燥后的样品，用差示扫描量热计(DSC)向样品室通入氮气(20℃、0％RH)，使样品处于热平衡状态后，通入20℃、相对湿度A(％RH)(其中，A＞10)的氮气，测定从开始发热至达到热平衡的总发热量Q(J)。
(a)求出20℃、相对湿度A(％RH)中样品的水分率HA(％)。
HA(％)＝{(WA-W0)/W0}×100
其中，WA(g)是将90℃干燥3小时后的样品于20℃、相对湿度A(％RH)的恒温恒湿槽中静置至少24小时后测定的样品质量。
(b)求出20℃、相对湿度40％RH中样品的水分率H40(％)。
H40(％)＝{(W40-W0)/W0}×100
其中，W40(g)是将90℃干燥3小时后的样品于20℃、相对湿度40％RH的恒温恒湿槽中静置至少24小时后测定的样品质量。
(c)求出20℃、相对湿度90％RH中样品的水分率H90(％)。
H90(％)＝{(W90-W0)/W0}×100
其中，W90(g)是将90℃干燥3小时后的样品于20℃、相对湿度90％RH的恒温恒湿槽中静置至少24小时后测定的样品质量。
由以上的测定值用下式求出吸湿发热量。
吸湿发热量(J/g)＝Q×(H90-H40)/(W0×HA)
(2)综合保温性能
如下所述调整样品。
使用球编机(20G21英寸直径：福原精机(株)生产)，将纱线制成裁剪织物，用绞盘染色机加入2g/l表面活性剂(スコアロ一ル(注册商标)：花王(株)生产)，于97℃薄纱处理30分钟后，充分水洗。用离心脱水机对其脱水1分钟，用手将皱褶抻开后，裁剪成可放入干燥机的大小，以在60℃干燥机内平铺的状态进行干燥。将得到的织物裁下15cm的方用作样品。
将样品在22℃、52％RH的环境实验室内静置1昼夜后，用以下方法测定综合保温性能。
在设定为22℃、52％RH的恒温恒湿装置内，将样品载置于保持32℃恒温的热板(サ一モラボII(注册商标)：カト一テツク(株)生产)上，静置15分钟。此时，从正上方向样品流通15cm/sec经整流的空气，并使其向一个方向排出。接着，用15分钟的时间使恒温恒湿装置内的环境变为22℃、90％RH，然后静置15分钟。
从开始使湿度变化的时刻起经过30分钟，测定载置样品的热板保持32℃所需要的电力，用对应于1分钟的平均值表示保温性能。单位为W/m2.℃。该数值越小保温性能越优异。
[实施例1]
作为疏水性合成纤维，使用单纤维细度1.0dtex、纤维长51mm的抗起球性丙烯腈系纤维(カシミロン注册商标：旭化成(株)生产)，作为吸湿发热性纤维，使用单纤维细度1.4dtex、纤维长51mm、吸湿发热量16J/g的铜氨人造丝(ベンベルグ注册商标：旭化成(株)生产)，在下述条件下，以前者60wt％、后者40wt％的比例进行混纺，得到1/64Nm的纱线。得到的纱线的吸湿发热量为7.2J/g。
(纺纱条件)
将梳理机氛围气控制为25℃、65％RH，与纺纱时的条件相比减少向梳理机的原棉供给量和梳理机转数，将纺出梳条量控制为3.5g/m。另外，并条时用多个自动操作杆控制，尽量事先防止向粗纺步骤的棉结混入，并且实施3股并条。另外，在精纺步骤中，将前压土轮间的荷重设为约157N/2锤～167N/2锤。
[实施例2]
作为疏水性合成纤维，使用单纤维细度1.0dtex、纤维长51mm的丙烯腈系纤维(カシミロン注册商标：旭化成(株)生产)和单纤维细度0.9dtex、纤维长51mm的膨松丙烯腈系纤维(カシミロン注册商标：旭化成(株)生产)，作为吸湿发热性纤维，使用单纤维细度1.4dtex、纤维长51mm、吸湿发热量16J/g的铜氨人造丝(ベンベルグ注册商标：旭化成(株)生产)，以前者25wt％、中间的35wt％、后者40wt％的比例，与实施例1同样地进行混纺，得到1/64Nm的纱线。得到的纱线的吸湿发热量为7.2J/g。
[实施例3]
作为疏水性合成纤维，使用单纤维细度1.0dtex、纤维长51mm的抗起球性丙烯腈系纤维(カシミロン注册商标：旭化成(株)制)，作为吸湿发热性纤维，使用吸湿发热量16J/g、56dtex30长纤维的铜氨人造丝(ベンベルグ注册商标：旭化成(株)生产)，以前者71wt％、后者29wt％的比例，通过塞洛纺(サイロフイル)，得到1/64Nm的纱线。此时，丙烯腈系纤维的梳理、并条与实施例1同样地进行。得到的纱线的吸湿发热量为5.6J/g。
[实施例4]
作为疏水性合成纤维，使用单纤维细度1.0dtex、纤维长51mm的抗起球性丙烯腈系纤维(カシミロン注册商标：旭化成(株)生产)，作为吸湿发热性纤维，使用由单纤维细度1.7dtex、纤维长51mm的铜氨人造丝(ベンベルグ注册商标：旭化成(株)制)经甲基丙烯酸处理后的纤维(吸湿发热量32J/g)，以前者80wt％、后者20wt％的比例，与实施例1同样地进行混纺，得到1/64Nm的纱线。得到的纱线的吸湿发热量为7.5J/g。
[实施例5]
作为疏水性合成纤维，使用单纤维细度1.5dtex、纤维长51mm的抗起球性丙烯腈系纤维(カシミロン注册商标：旭化成(株)生产)，作为吸湿发热性纤维，使用单纤维细度1.4dtex、纤维长51mm、吸湿发热量16J/g的铜铵人造丝(ベンベルグ注册商标：旭化成(株)生产)，以前者60wt％、后者40wt％的比例，与实施例1同样地进行混纺，得到1/64Nm的纱线。得到的纱线的吸湿发热量为7.2J/g。
[实施例6]
作为疏水性合成纤维，使用单纤维细度1.4dtex、纤维长38mm的W型断面聚酯纤维(テクノファイン注册商标：旭化成(株)生产)，作为吸湿发热性纤维，使用单纤维细度1.4dtex、纤维长38mm、吸湿发热量16J/g的铜氨人造丝(ベンベルグ注册商标：旭化成(株)生产)，以前者60wt％、后者40wt％的比例，与实施例1同样地进行混纺，得到1/64Nm的纱线。得到的纱线的吸湿发热量为6.8J/g。
[实施例7]
作为疏水性合成纤维，使用单纤维细度1.0dtex、纤维长51mm的抗起球性丙烯腈系纤维(カシミロン注册商标：旭化成(株)制)，作为吸湿发热性纤维，使用单纤维细度2.0dtex、纤维长51mm、吸湿发热量16J/g的粘胶丝，以前者60wt％、后者40wt％的比例，与实施例1同样地进行混纺，得到1/64Nm的纱线。得到的纱线的吸湿发热量为7.1J/g。
[比较例1]
作为疏水性合成纤维，使用单纤维细度1.7dtex、纤维长51mm的丙烯腈系纤维(カシミロン注册商标：旭化成(株)生产)，作为吸湿发热性纤维，使用单纤维细度1.4dtex、纤维长51mm、吸湿发热量16J/g的铜氨人造丝(ベンベルグ注册商标：旭化成(株)生产)，以前者60wt％、后者40wt％的比例，与实施例1同样地进行混纺，得到1/64Nm的纱线。得到的纱线的吸湿发热量为7.2J/g。
[比较例2]
对单纤维细度1.4dtex、纤维长51mm、吸湿发热量16J/g的铜氨人造丝(ベンベルグ注册商标：旭化成(株)制)，以与实施例1同样的条件进行纺织，得到棉支数40/-的纱线。
[比较例3]
用甲基丙烯酸处理单纤维细度1.7dtex、纤维长51mm的铜氨人造丝(ベンベルグ注册商标：旭化成(株)生产)，对得到的纤维(吸湿发热量32.0J/g)以与实施例1同样的条件进行纺织，得到棉支数40/-的纱线。
[比较例4]
对单纤维细度1.0dtex、纤维长51mm、吸湿发热量1.4J/g的抗起球性丙烯腈系纤维(カシミロン注册商标：旭化成(株)制)，以与实施例1同样的条件进行纺织，得到1/64Nm的纱线。
实施例1～7和比较例1～4的纱线的构成、棉结等疵点数及综合保温性能的测定结果示于表1。
表1
              疏水性合成纤维                  吸湿发热性纤维                纱线   综合保温性能(W/m2·℃)
原料   单丝细度(dtex) 纤维长(mm) 混合率(wt％) 原料   单丝细度(dtex) 纤维长(mm) 混合率(wt％) 纱支数 复合形态   疵点数(个/10万米)
 实施例1   丙烯腈   1.0   51   60   库普拉   1.4   51   40   1/64Nm   混纺   3   7.4
实施例2   丙烯腈膨松丙烯腈   1.00.9   5151   2535   库普拉   1.4   51   40   1/64Nm   混纺   2   7.2
 实施例3   丙烯腈   1.0   51   71   库普拉   1.9   长纤维   29   1/64Nm   塞洛纺   2   7.9
 实施例4   丙烯腈   1.0   51   80   MA纤维素   1.7   51   20   1/64Nm   混纺   3   7.6
 实施例5   丙烯腈   1.5   51   60   库普拉   1.4   51   40   1/64Nm   混纺   2   8.0
 实施例6   酯   1.4   38   60   库普拉   1.4   38   40   1/64Nm   混纺   4   8.1
 实施例7   丙烯腈   1.0   51   60   粘胶丝   2.0   51   40   1/64Nm   混纺   4   7.7
 比较例1   丙烯腈   1.7   51   60   库普拉   1.4   51   40   1/64Nm   混纺   2   8.4
 比较例2   -   -   -   -   库普拉   1.4   51   100   40/-   -   16   10.2
 比较例3   -   -   -   -   MA纤维素   1.7   51   100   40/-   -   20   10.0
 比较例4   丙烯腈   1.0   51   100   -   -   -   -   1/64Nm   -   16   9.3
(注)库普拉：酮氨人造丝
MA纤维素：甲基丙烯酸处理的纤维素
由表1可知，实施例1～7的织物的综合保温性能为7.2W/m2·℃～8.1W/m2·℃，比较例1～4的织物的综合保温性能为8.4W/m2·℃～10.2W/m2·℃，可以判定使用本发明纱线的织物的保温性能(维持体温的功能)优异。
综合保温性能的值如果相差大于等于约0.2W/m2·℃，则穿着时在感觉上能感到保温性能的差别，所以使用实施例1～7的纱线的衣料，即使穿着感觉方面也比使用比较例1～4的纱线的衣料暖和。
产业上的可利用性
本发明的纱线是吸湿发热性能和阻止热量从人体的散失的性能(即，综合保温性能)均优异并且长时间的保暖性能优异的衣料用原料。

Claims (5)

1、纱线，含有下述(1)和(2)：
(1)单丝细度为0.1分特克斯～1.6分特克斯的疏水性合成纤维，含量为大于等于10wt％，
(2)使环境从温度20℃、相对湿度40％RH变化到温度20℃、相对湿度90％RH时的吸湿发热量大于等于15J/g的吸湿发热性纤维，含量大于等于20wt％。
2、如权利要求1所述的纱线，纱疵点数小于等于30个/10万米。
3、如权利要求1或2所述的纱线，疏水性合成纤维为聚丙烯腈系纤维。
4、使用权利要求1～3任一项所述的纱线的编织物。
5、使用权利要求1～3任一项所述的纱线的纤维制品。
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