JP2003328253A - 新規な伸縮性織編物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軟化温度が１７０℃未満の非弾性合成繊維を用
いた風合いと寸法安定性に優れた伸縮性織編物を提供せ
んとするものである。 【解決手段】下記（１）〜（３）の要件を満足するポリ
ウレタン弾性繊維と、軟化温度が１７０℃未満の非弾性
合成繊維を必須の構成成分とし、必要に応じ天然繊維、
軟化温度が１７０℃以上の非弾性合成繊維のうち少なく
とも１種を該必須構成成分に組み合わせて交編織した新
規な伸縮性織編物。 （１）小角Ｘ線散乱測定における方位角スキャンの最大
ピーク強度の半価幅のなす角が６０度以上。 （２）小角Ｘ線散乱測定における子午線方向の散乱の赤
道方向への広がりの半価幅をサンプルからみた角度であ
らわした場合その角度が２．５度以下。 （３）熱応力測定における最大収縮応力ピーク温度が１
３５℃以下。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、風合いと寸法安定
性に優れた、軟化温度が１７０℃未満の非弾性繊維を用
いた伸縮性織編物に関する。

【０００２】

【従来の技術】織編物に伸縮性を付与する方法は種々あ
るが、ポリウレタン弾性繊維を用いることが一般的であ
る。特に昨今のストレッチブームにより、ポリウレタン
弾性繊維はさまざまな種類の繊維との組合わせで用いら
れており、その代表例はポリウレタン弾性繊維に、ポリ
エステル繊維やナイロン繊維などの合成繊維、あるいは
綿などの天然繊維を組み合わせた伸縮性織編物に見られ
る。前述したポリウレタン弾性繊維を用いた伸縮性織編
物に十分なセット効果を付与するには、加工工程におい
て１７０℃以上の温度で仕上げ加工を行わねばならな
い。

【０００３】近年、環境調和型素材としてポリオレフィ
ン系合成繊維や、マイナスイオン効果による健康促進素
材としてポリ塩化ビニル繊維などに注目が集まってお
り、衣料用途への広がりが期待されている。しかし、こ
れらの繊維は何れも軟化温度が１７０℃未満であり、前
記ポリウレタン弾性繊維と組み合わせた場合、仕上げ加
工温度が軟化温度を上回るため、加工後の生地風合いの
悪化が著しく商品価値を損なうか、製品の寸法安定性に
問題が生じ、十分満足いく商品が得られていないのが現
状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来の問題を解決し、肌着や靴下、パンティーストッキ
ングなどに有用な伸縮性織編物を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】発明者が鋭意検討した結
果、上記課題を解決するためにの方策として以下の内容
を見出した。仕上げ加工温度が１７０℃未満でも十分な
セット効果が得られ、かつ生地風合いの悪化が生じず良
好な伸縮性を発現する伸縮性織編物を得るには、本発明
にかかわる織編物を構成するポリウレタン弾性繊維の構
造として、主としてウレタンハードセグメントから構成
される結晶領域に着目し、当該領域の繊維軸方向に対し
て横方向の成長を抑制し、かつ繊維軸に対する配向を乱
すことにより達成できる。具体的には上記課題を解決す
るために本発明は以下の構成を採用する。すなわち、本
発明は、 １．下記（１）〜（３）の要件を満足するポリウレタン
弾性繊維と、軟化温度が１７０℃未満の非弾性合成繊維
を必須の構成成分とし、必要に応じ天然繊維及び／又は
軟化温度が１７０℃以上の非弾性合成繊維を該必須構成
成分に組み合わせて交編織することを特徴とする新規な
伸縮性織編物。 （１）小角Ｘ線散乱測定における方位角スキャンの最大
ピーク強度の半価幅のなす角が６０度以上。 （２）小角Ｘ線散乱測定における子午線方向の散乱の赤
道方向への広がりの半価幅をサンプルからみた角度であ
らわした場合その角度が２．５度以下。 （３）熱応力測定における最大収縮応力ピーク温度が１
３５℃以下。 ２．軟化温度が１７０℃未満の非弾性合成繊維が、ポリ
エチレン繊維、ポリプロピレン繊維、モダクリル繊維、
ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維のいずれ
かであることを特徴とする上記第１記載の新規な伸縮性
織編物。 ３．天然繊維が、セルロース繊維、タンパク繊維である
ことを特徴とする上記第１記載の新規な伸縮性織編物。 ４．軟化温度が１７０℃以上の非弾性合成繊維が、アセ
テート繊維、トリアセテート繊維、ナイロン繊維、ポリ
エステル繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリビニル
アルコール繊維のいずれかであることを特徴とする上記
第１記載の新規な伸縮性織編物。

【０００６】まず、本発明にかかるポリウレタン弾性繊
維の小角Ｘ線散乱測定における方位角スキャンの最大ピ
ーク強度の半価幅のなす角が６０度以上であることが望
ましい。ここでいう小角Ｘ線散乱測定における方位角ス
キャンの最大ピーク強度の半価幅のなす角とは、方位角
スキャンを行い得られた回折像写真の中心と最大ピーク
強度の半価幅のなす角である。６０度未満であると主と
してウレタンハードセグメントからなる結晶領域の配向
性が良好となり、製品着用時のソフトフィット性が得ら
れないばかりでなく、１７０℃未満での仕上げ加工で十
分なセット効果を得にくくなる。本発明は、結晶領域の
配向性をあえて乱すことことにより、低温で十分なセッ
ト効果が得られ繊維軸方向に歪が生じる際に比較的低応
力で歪変形するポリウレタン弾性繊維となすものであ
る。好ましくは７５〜８５度である。

【０００７】本発明にかかるポリウレタン弾性繊維は上
記特徴に加えて小角Ｘ線散乱測定における赤道方向の半
価幅のなす角が２．５度以下である構造を有するもので
ある。ここでいう小角Ｘ線散乱測定における赤道方向の
半価幅のなす角とは、回折像写真における子午線方向の
散乱の赤道方向の半価幅とサンプルから作られる二等辺
三角形の頂点である。２．５度を超えると、結晶領域、
特に繊維軸方向に対して横方向の成長成長が不十分とな
り、得られた糸の強伸度が低く実用上の問題が生じる。
好ましくは０．８度以上２．５度以下、さらに好ましく
は０．８度以上１．５度以下である。０．８度未満では
ウレタンハードセグメントからなる結晶領域の繊維軸方
向に対する横方向の広がりが大きくなり、低温で十分な
セット効果がえられないばかりか、製品の伸縮力が過大
となる。

【０００８】本発明にかかるポリウレタン弾性繊維の熱
応力測定における最大熱収縮応力ピーク温度は１３５℃
以下であることが望ましい。これは、軟化温度が１７０
℃未満の非弾性合成繊維との組み合わせにおいて風合い
を損なわずかつ、十分なセット効果を得るために重要な
特性である。したがって、最大熱収縮応力ピーク温度は
低温であればあるほど好ましく、１３０℃以下、更に好
ましくは１１５℃以下が好ましい。

【０００９】本発明にかかわるポリウレタン弾性繊維の
熱応力測定における最大収縮応力は１０ｍｇ／デニール
であることが望ましい。１０ｍｇ／デニールを超えるも
のはセット後の収縮力が高くなり、軟化温度が１７０℃
未満の非弾性合成繊維との組み合わせにおいて風合いを
損なわずかつ十分なセット効果を得ることが困難とな
る。好ましくは７ｍｇ／デニールである。

【００１０】本発明にかかるポリウレタン弾性繊維の原
料となるポリウレタン重合体を構成する組成のイソシア
ネート基と水酸基のモル比（ＮＣＯ／ＯＨ比）が１以下
であることが望ましい。これはすなわち実質的にアロハ
ネート結合などの架橋を含まないポリウレタン弾性繊維
であることを意味する。ＮＣＯ／ＯＨ比が１を超えると
過剰ＮＣＯとウレタン基とが反応してアリハネート架橋
を形成する。このような架橋が存在すると、熱応力測定
における最大熱収縮応力ピーク温度および応力が本発明
で望ましい値を得ることが困難となる。

【００１１】以上、本発明にかかるポリウレタン弾性繊
維は、軟化温度が１７０℃未満の非弾性合成繊維、およ
び必要に応じ天然繊維、軟化温度が１７０℃以上の非弾
性合成繊維のうち少なくとも１種を組み合わせて交編織
する新規な伸縮性織編物を、その風合いを損なうことな
く製造することを可能とする。

【００１２】次に、本発明にかかるポリウレタン弾性繊
維の製造例について述べる。本発明のポリウレタン弾性
体に用いられるポリウレタン重合体は、ポリオールとジ
イソシアネートおよび鎖延長剤である低分子ジオールか
らなる。その際、ＮＣＯ／ＯＨ比が１以下で作られ、ポ
リマー末端は原則的にＯＨ末端となるものが好ましい。
具体的な製造法としては、プレポリマー法、ワンショッ
ト法が挙げられるが特に限定されるものではない。尚、
本発明の効果を妨げない範囲でポリマー中にウレア結合
が一部存在してもかまわない。

【００１３】本発明のポリウレタン弾性体に用いられる
ポリウレタン重合体に用いられるポリオールとしては、
ポリテトラメチレンエーテルグリコールに代表されるポ
リエーテルポリオール、ポリブチレンアジペートに代表
されるポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポ
リオール、ポリカプロラクトンなどのポリエステルグリ
コールとアルキレンカーボネートとの反応物などで例示
されるポリエステルポリカーボネートポリオール、エチ
レンカーボネートをエチレングリコール、プロピレング
リコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ルなどの多価アルコールと反応させ、ついで得られた反
応混合物とアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸など
の有機カルボン酸との反応物、および１，４ブタンジオ
ール、１，６ヘキサンジオール、２，２ジメチル−１，
３プロパンジオール、１，８オクタンジオールなどのよ
うなポリヒドロキシル化合物と、アリールカーボネー
ト、例えばジフェニルカーボネートとのエステル交換反
応により得られるポリカーボネートポリオールなどが挙
げられる。これらは１種類で用いても２種類以上を混合
して用いても差し支えない。

【００１４】ポリオールの数平均分子量は通常５００〜
６０００程度であり、好ましくは１０００〜５０００、
さらに好ましくは１０００〜３０００である。数平均分
子量が５００未満である場合、得られる弾性繊維の伸度
が不十分となる傾向にあり、逆に６０００を超える場
合、強度および弾性回復率などの機械的強度が不十分と
なる傾向がある。

【００１５】また、有機ポリイソシアネートとしては
４，４‘−ジフェニルメタンジイソシアネート、１，５
ナフタレンジイソシアネート、１，４フェニレンジイソ
シアネート、２，４トリレンジイソシアネート、２，６
トリレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネー
ト、ｍキシリレンジイソシアネート、ｐキシリレンジイ
ソシアネートなどのベンジル性ジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネ
ート、１，４シクロヘキサンジイソシアネート、４，
４’ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホ
ロンジイソシアネートなどの脂環式ジイソシアネートが
挙げられる。これらは１種類で用いても２種類以上を混
合して用いても差し支えない。

【００１６】また、鎖延長剤である低分子ジオールとし
ては、エチレングリコール、プロピレングリコール、
１，４ブタンジオール、１，６ヘキサンジオール、１，
４シクロヘキサンジオール、１，４ビス（ヒドロキシエ
トキシ）ベンゼン、１，３ビス（ヒドロキシエトキシ）
ベンゼン、１，２ビス（ヒドロキシエトキシ）ベンゼ
ン、シクロヘキサンジメタノール、ビス（２ヒドロキシ
エチル）テレフタレート、ビス（２＃ヒドロキシエチ
ル）フタレートなどが挙げられる。本発明のポリウレタ
ン弾性繊維に用いられるポリウレタン重合体の製造に当
たっては通常用いられる触媒、活性剤、滑剤、紫外線吸
収剤、耐光剤、酸化防止剤、帯電防止剤、防黴剤などを
本発明の効果を損なわない程度に添加してもよい。

【００１７】本発明のポリウレタン弾性繊維に使用する
紡糸装置や防止条件は、ポリウレタン重合体の組成、目
的とする繊維の太さなどにより異なりうるが、通常ポリ
ウレタン重合体を押し出し式紡糸装置に供給し、紡糸温
度１８０〜２４０℃、巻き取り速度５００〜１０００ｍ
／分、特に５００〜７００ｍ／分で巻き取ることが好ま
しい。さらに、本発明においては、主としてウレタンハ
ードセグメントから構成される結晶領域に着目し、繊維
軸方向に対する結晶の横方向の成長を抑え、かつ繊維軸
に対する配向を乱すことで、低温でも十分なセット効果
のあるポリウレタン弾性繊維を得ることができる。その
ためには、クエンチ巻き取りに至るまでの環境温度は努
めて低温であることが望ましい。特にクエンチ温度を２
０℃以下に設定し、巻き取り時の糸温度を２０℃以下に
することが肝要であり、０℃以上１０℃以下とすること
が望ましい。

【００１８】本発明のポリウレタン弾性繊維の単繊維繊
度は特に限定されるものではなく、用途に応じて設定す
ることができる。一般に、その単繊維繊度は５〜１００
デニール程度が好ましい。また、該ポリウレタン弾性繊
維はモノフィラメントの形態であってもよい。マルチフ
ィラメントの場合には、そのフィラメント数、総デニー
ル数は特に限定され任意に設定できる。さらに、該ポリ
ウレタン弾性繊維の断面形状も特に限定されず、丸型、
三角形、楕円形、扁平形、アレイ形など任意の断面形状
にすることができる。さらに、中実繊維であっても中空
繊維であってもよい。

【００１９】次に、上記ポリウレタン弾性繊維と交編織
する相手素材について述べる。交編素材は軟化温度が１
７０℃以未満の非弾性合成繊維、さらには該非弾性合成
繊維に天然繊維、軟化温度が１７０℃以上の非弾性合成
繊維を必要に応じ組み合わせることができるが、軟化温
度が１７０℃以未満の非弾性合成繊維にあってはポリエ
チレン繊維、ポリプロピレン繊維、モダクリル繊維、ポ
リ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維のいずれか
を、天然繊維にあってはセルロース繊維、タンパク繊維
のいずれか、軟化温度が１７０℃以上の非弾性合成繊維
にあってはアセテート繊維、トリアセテート繊維、ナイ
ロン繊維、ポリエステル繊維、ポリアクリロニトリル繊
維、ポリビニルアルコール繊維のいずれかを採用するこ
とが望ましい。

【００２０】これらの相手素材とポリウレタン弾性繊維
は交編織されるが、具体的には交織の場合は、経糸に軟
化温度が１７０℃以未満の非弾性合成繊維、天然繊維、
軟化温度が１７０℃以上の非弾性合成繊維を、緯糸にポ
リウレタン弾性繊維を配することが望ましい。また交編
経編地の場合は、後筬にポリウレタン弾性繊維を、前筬
に相手素材を配する方法が望ましい。交編丸編地の場合
は、ポリウレタン弾性繊維を相手素材に添えて編成する
方法が望ましい。

【００２１】かかる方法にて得られた伸縮性織編物の染
色加工は、生機−リラックス・精練−プレセット−染色
−乾燥−風合処理−仕上セットの一般的な加工工程にて
実施するが、ポリウレタン弾性繊維と交編織する相手素
材に適正な加工工程温度条件を選択することが重要であ
り、液熱は１００℃以下、乾熱は１７０℃未満の温度で
熱セットすることで、風合いと寸法安定性に優れた新規
な伸縮性織編物を得ることができる。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるも
のではない。なお、各測定は下記の方法に従った。

【００２３】（小角Ｘ線散乱測定）糸をかせ取りし、約
１８００本の束の両端を結んで測定試料とした。写真撮
影はＲＡＤ ＲＣ Ｘ線発生装置を用い、点収束カメラ
でカメラ距離３５０ｍｍ、３０分露光で撮影を行った。
Ｘ線源はＣｕＫα線（Ｎｉフィルター使用、波長１．５
４１８オングストローム）、出力４０．０ｋＶを用い
た。

【００２４】（熱応力測定）セイコー電子工業（株）製
ＳＳＣ＃５２００を用いて、糸長２ｃｍの一本の糸にデ
ニール当たり５ｍｇの初期荷重をかけ、昇温速度２０℃
／分で測定を行った。

【００２５】実施例１ 実質的にＮＣＯ／ＯＨ比が１以下であるポリブチレンア
ジペート系ポリオール／ジフェニルメタンジイソシアネ
ート／１，４ブタンジオールからなるショアＡ硬度９０
のポリウレタン重合体を、単軸押し出し機付き紡糸装置
に供給して、紡糸温度２２０℃、孔系０．２８ｍｍφ、
孔長０．５６ｍｍすなわちＬ／Ｄ＝２．０の紡糸口金よ
り吐出し、巻き取り速度５００ｍ／分で２２デシテック
スのモノフィラメントを得た。このとき、紡糸筒内のク
エンチから巻き取り装置に至るまでの環境温度を１０℃
に制御して紡糸を行った。巻き取り時の糸の表面温度は
１１℃であった。得られたポリウレタン弾性繊維は、破
断強度が２６ｃＮ（１．１８ｃＮ／ｄＴｅｘ）、破断伸
度４１０％であった。小角Ｘ線散乱測定と熱応力測定の
結果を表１に記す。この糸を用いて、５６デシテックス
のポリプロピレン繊維とのベア天竺交編編地を作製し
た。編地を８０℃×１分間温水中でリラックス処理後、
脱水後６０℃×１分間乾燥し、１１０℃×４５秒の仕上
げセットを行った。仕上げた生地風合いはソフトで非常
に軽いベア天竺生交編編地を得ることができた。洗濯１
０回後の生地の寸法変化率は−２．３％であった。

【００２６】実施例２ 実施例１記載のポリウレタン弾性繊維３３デシテックス
と、５６デシテックスのポリ塩化ビニル繊維とのベア天
竺交編編地を作製した。編地を８０℃×１分間温水中で
リラックス処理後、脱水後６０℃×１分間乾燥し、８０
℃×４５秒の仕上げセットを行った。仕上げた生地はポ
リ塩化ビニル繊維の風合硬化もなく、保温性のあるベア
天竺交編編地を得ることができた。洗濯１０回後の生地
の寸法変化率は−２．５％であった。

【００２７】実施例３ 実施例１記載のポリウレタン弾性繊維４４デシテックス
と、５６デシテックスのポリプロピレン繊維および、先
染め１／６０番手羊毛のベア天竺交編編地を作成した。
編地を９０℃×３０秒間リラックス精練し、脱水後６０
℃×１分間乾燥し、１２５℃×３０秒の仕上げセットを
行った。風合いのよいベア天竺交編編地を得ることがで
きた。洗濯１０回後の生地の寸法変化率は−２．８％で
あった。

【００２８】比較例１ 実質的にＮＣＯ／ＯＨ比が１以下であるポリブチレンア
ジペート系ポリオール／ジフェニルメタンジイソシアネ
ート／１，４ブタンジオールからなるショアＡ硬度９０
のポリウレタン重合体を、単軸押し出し機付き紡糸装置
に供給して、紡糸温度２２０℃、孔系０．２８ｍｍφ、
孔長０．５６ｍｍすなわちＬ／Ｄ＝２．０の紡糸口金よ
り吐出し、巻き取り速度５００ｍ／分で２２デシテック
スのモノフィラメントを得た。このとき、紡糸筒内のク
エンチ温度を３０℃、から巻き取り装置に至るまでの環
境温度を制御せずに紡糸を行った。巻き取り時の糸の表
面温度は４０℃であった。得られたポリウレタン弾性繊
維は、破断強度が２６ｃＮ（１．１８ｃＮ／ｄＴｅ
ｘ）、破断伸度４４０％であった。小角Ｘ線散乱測定と
熱応力測定の結果を表１に記す。この糸を用いて、ポリ
プロピレン繊維とのベア天竺交編編地を作製した。編地
を８０℃×１分間温水中でリラックス処理後、脱水後６
０℃×１分間乾燥し、１１０℃×４５秒の仕上げセット
を行った。仕上げた生地風合いはソフトではあるがポリ
プロピレン繊維の軽さを実感できるベア天竺生交編編地
を得ることはできなかった。しかも、洗濯１０回後の生
地の寸法変化率は−７．５％であり寸法安定性にも問題
があった。

【００２９】比較例２ 比較例１記載のポリウレタン弾性繊維３３デシテックス
と、５６デシテックスのポリ塩化ビニル繊維とのベア天
竺交編編地を作製した。編地を８０℃×１分間温水中で
リラックス処理後、脱水後６０℃×１分間乾燥し、８０
℃×４５秒の仕上げセットを行った。仕上げた生地はポ
リ塩化ビニル繊維の風合硬化は認められなかったもの
の、洗濯１０回後の生地の寸法変化率は−８．９％で比
較例１同様寸法安定性に問題のある生地となった。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明によると、軟化温度が１７０℃未
満の非弾性合成繊維を用いた風合いと寸法安定性に優れ
た伸縮性織編物の提供を可能にした。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4L002 AA01 AA02 AA05 AA06 AA07 AA08 AB01 AB02 AC01 BA01 EA06 FA03 FA05 4L048 AA07 AA10 AA11 AA12 AA13 AA15 AA16 AA17 AA18 AA20 AA24 AA46 AB01 AB07 DA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記（１）〜（３）の要件を満足するポ
   リウレタン弾性繊維と、軟化温度が１７０℃未満の非弾
   性合成繊維を必須の構成成分とし、必要に応じ天然繊維
   及び／又は軟化温度が１７０℃以上の非弾性合成繊維を
   該必須構成成分に組み合わせて交編織することを特徴と
   する新規な伸縮性織編物。 （１）小角Ｘ線散乱測定における方位角スキャンの最大
   ピーク強度の半価幅のなす角が６０度以上。 （２）小角Ｘ線散乱測定における子午線方向の散乱の赤
   道方向への広がりの半価幅をサンプルからみた角度であ
   らわした場合その角度が２．５度以下。 （３）熱応力測定における最大収縮応力ピーク温度が１
   ３５℃以下。
2. 【請求項２】軟化温度が１７０℃未満の非弾性合成繊維
   が、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、モダクリ
   ル繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維
   のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の新規
   な伸縮性織編物。
3. 【請求項３】天然繊維が、セルロース繊維、タンパク繊
   維であることを特徴とする請求項１記載の新規な伸縮性
   織編物。
4. 【請求項４】軟化温度が１７０℃以上の非弾性合成繊維
   が、アセテート繊維、トリアセテート繊維、ナイロン繊
   維、ポリエステル繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポ
   リビニルアルコール繊維のいずれかであることを特徴と
   する請求項１記載の新規な伸縮性織編物。