JP2007262618A - 吸湿性に優れた繊維構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、軽量で風合いの柔軟な吸湿性に優れた繊維構造物を提供せんとするものである。
【解決手段】
糸長方向に繊維表面から中空部まで貫通する連続した貫通溝を有し、かつ中空部の内径Ａと貫通溝の幅Ｂで表される異形度Ａ／Ｂが２．０〜９．０である繊維において、その中空部に吸湿剤が付着していることを特徴とする吸湿性に優れた繊維構造物。
【選択図】図１

Description

本発明は、軽量で風合いの柔軟な吸湿性に優れた繊維構造物に関するものである。

ポリエステルやナイロンに代表される合成繊維は、優れた物理的および化学的特性を有しているため広く利用されているが、その反面、天然繊維に対して吸湿性が低いために着用時に蒸れやすく、帯電しやすいという欠点があり、改善が望まれている。このため、例えば、後加工面からは合成繊維にグラフト重合することで吸湿性を付与する方法（特公昭５３−８５９０号公報）、セルロース微粉末や特定のポリアミノ酸系樹脂などの吸湿性物質を合成繊維に付与させたりする方法（特開平２−８４５６５号公報、特開平２−１４５８７２号公報）が提案されているが、強力低下などの問題があり実用性に乏しい。また繊維表面に吸湿剤を付与する方法では単糸間隙に樹脂がマイグレーションしてしまうため、風合いが粗硬化し、耐洗濯性も十分でなかった。
特公昭５３−８５９０号公報 特開平２−８４５６５号公報 特開平２−１４５８７２号公報

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、軽量で風合いの柔軟な吸湿性に優れた繊維構造物を提供せんとするものである。

本発明は、軽量で風合いの柔軟な吸湿性に優れた繊維構造物を得るために、次のような手段を採用する。

すなわち、糸長方向に繊維表面から中空部まで貫通する連続した貫通溝を有し、かつ中空部の内径Ａと貫通溝の幅Ｂで表される異形度Ａ／Ｂが２．０〜９．０である繊維において、その中空部に吸湿剤が付着していることを特徴とする吸湿性に優れた繊維構造物に関する。

本発明により、軽量で風合いの柔軟な吸湿性に優れた繊維構造物を提供することができる。

本発明方法に用いる、糸長方向に繊維表面から中空部まで貫通する連続した貫通溝を有し、かつ中空部の内径Ａと貫通溝の幅Ｂで表される異形度Ａ／Ｂが２．０〜９．０である繊維は紡糸時に直接製造することもできるし、芯鞘複合糸から芯部を溶解又は分解除去し製造することもできる。

本発明に用いられる繊維材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレートなどの芳香族ポリエステル、ポリ乳酸などの脂肪族ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリル等の合成繊維、アセテート、レーヨン等の半合成繊維、ビスコースレーヨン、キュプラ、ポリノジック等の再生繊維であってもよい。複合紡糸において芯部および鞘部に用いられる繊維材料は、複合紡糸可能で、かつ後工程での芯部の除去に応じた組合せであれば特に限定されない。 単繊維繊度については直径１μｍ以上であればよく、特に上限はないが１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましい。

異形度は２．０〜９．０が好ましく、３．０〜６．０がさらに好ましい。異形度が２．０未満の場合、中空部に対して貫通溝の開溝が広すぎて、吸湿剤が脱落して性能低下する傾向がある。また異形度が９．０以上の場合、中空部に対して貫通溝の開溝が狭いため、吸湿剤が中空部に浸透しにくく十分な量の吸湿剤を付着することができない。

本発明に使用する中空繊維の中空率は前記異形度を満たす範囲であれば使用目的に応じて任意に選ぶことができる。中空部の安定性から、中空率は１０〜７０％が好ましく、２０〜６０％がさらに好ましい。

除去工程に便利なものとしては、水溶性のポリマー、アルカリ水溶液で分解、溶解可能なポリマー、酸に溶解可能なポリマー、非水溶媒で溶解可能なポリマーなどがあげられ、特に水，アルカリ水溶液で溶解または分解可能であることが好ましい。

水で溶解可能なポリマーは多数あるが、例えばポリエチレンオキシド，ポリエチレンオキシド／ポリプロピレンオキシド共重合体、それらの誘導体、他の重合体（例えばポリエステルまたはポリアミド）セグメントのセグメント共重合体などのポリアルキレンオキシド系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸塩などのポリビニル系ポリマー、ポリビスプロポキシエタンアジバミド、ポリビスプロポキシピペラジンアジバミドなどの水溶性ポリアミドなどがあげられる。

アルカリ水溶液で分解、溶解可能なポリマーとしては、ポリエチレンテレフタレート，ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンベンゾエートおよびポリ乳酸、ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリ−３−ヒドロキシブチレートバリレートといった脂肪族ポリエステルなどの繊維形成ポリエステル及びそれらの共重合体，変性体などがあげられる。

特に、上記ポリエステルにポリアルキレンオキシド類を共重合したものまたは混合したもの、或は５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩を共重合したものは容易に分解される。

また脂肪族ポリエステルにグリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸などのヒドロキシカルボン酸類の他、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の分子内に複数の水酸基を含有する化合物類またはそれらの誘導体、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−テトラブチルホスホニウムイソフタル酸等の分子内に複数のカルボン酸基を含有する化合物類またはそれらの誘導体を共重合したものであってもよい。

酸に溶解可能なポリマーの例としては６ナイロン，６６ナイロン，６１０ナイロン，６１２ナイロン，１２ナイロン及びそれらの共重合体などのポリアミドがあげられる。非水系溶媒の例としては、トリクレン，パークレンなどの塩化物、トルエン，キシレンなどの芳香族化合物、ジメチルフォルムアミド，アセトンなどがあげられ、これらに溶解可能なポリマーの例としては、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，ポリ塩化ビニル，ポリアクリロニトリル系ポリマーなどがあげられる。

本発明に用いるビニルカルボン酸および／またはビニルスルホン酸モノマーとしては、アクリル酸やメタクリル酸、マレイン酸などのビニルカルボン酸モノマーや２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、イソプレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸などのビニルスルホン酸モノマーが挙げられるが、これらのモノマーを２種以上用いてもよい。

またビニルカルボン酸および／またはビニルスルホン酸モノマーの末端基がナトリウム置換されたもの、たとえば、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、マレイン酸ナトリウム、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、イソプレンスルホン酸ナトリウム、アリルスルホン酸ナトリウム、メタリルスルホン酸ナトリウムであっても何ら差し支えない。綿や絹などの天然繊維やレーヨンと混用する場合は、脆化あるいは変色を防ぐという観点からナトリウム置換されたものを使用することが好ましい。

かかるモノマーのうち、重合効率と吸湿性の点から、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウムおよびスチレンスルホン酸ナトリウムから選ばれた少なくとも１種からなるモノマーが好ましい。

また、本発明においては、より高い耐久性を得るため、架橋剤を併用することが好ましい。架橋剤としては、生成されるポリマーを３次元化させるために多官能のビニルモノマーが好ましく、その例として下記一般式Ｉ、一般式IIで示されるものを用いることができる。

一般式Ｉ

（但し、Ｒ１は水素又はメチル基であり、９≦ｎ≦２３の整数。）
一般式II

（但し、Ｒ１ ，Ｒ２ は水素又はメチル基であり、Ｒ３ は一般式IIIまたは一般式IVまたは一般式Vまたは一般式VIで示される。ｎ，ｍは５≦ｎ≦３０、５≦ｍ≦３０であり、且つ１０≦ｍ＋ｎ≦３０を満たす整数である。）

本発明で用いられる一般式Ｉのビニルモノマーは９≦ｎ≦２３であることが好ましく、１４≦ｎ≦２３であることがさらに好ましい。ｎ＝９未満の場合、十分な架橋が得られず耐久性が得られない。またｎ＝２３より大きい場合、ヌメリ感がでてしまい風合い的に問題である。

また、架橋促進のために架橋剤についても２種以上用いることは何ら差し支えない。

前記のモノマーを共重合させるための重合開始剤としては、通常のラジカル重合開始剤を使用できる。例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水素などの無機系重合開始剤や、２，２´−アゾビス（２−アミディノプロパン）ジハイドロクロライド、２，２´−アゾビス（Ｎ，Ｎ´−ジメチレンイソブチラミディン）ジハイドロクロライド、２−（カルバモイラゾ）イソブチロニトリルなどの有機系重合開始剤を用いることができる。また、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリルなどの水不溶性重合開始剤をアニオン、ノニオンなどの界面活性剤で乳化させて用いてもよい。コスト、取扱の容易さの観点から過硫酸アンモニウムが好ましく用いられる。さらに、重合効率を高めるために、重合開始剤としての過酸化物と還元性物質を併用するいわゆるレドックス系重合開始剤を用いてもよい。

処理液を繊維構造物に付与する方法としては、通常用いられる手段を利用することができる。例えば、パディング法、スプレー法、キスロールコーター、スリットコーターなどを用いることができる。

本発明において、ビニルカルボン酸および／またはビニルスルホン酸モノマーを共重合させる方法としては、ラジカル重合に用いられるあらゆる手段を利用することができる。例えば、乾熱処理、スチーム処理、浸漬法、コールドバッチ法、マイクロ波処理、紫外線処理などを用いることができる。これらの手段は、単独で適用してもよいし、加熱効率を高めるために、例えば、スチーム処理または乾熱処理時にマイクロ波処理または紫外線処理を併用するなどしてもよい。なお、空気中の酸素が存在すると重合が進みにくくなるので、乾熱処理、マイクロ波処理、紫外線処理の場合には、不活性ガス雰囲気下で処理するのが好ましく、コールドバッチ法の場合にも、シール材で密閉するのが好ましい。

これらの重合方法の中では、スチーム処理が重合効率および処理の安定性の観点から好適である。スチーム処理は、常圧スチーム、過熱スチーム、高圧スチームのいずれでもよいが、コスト面からは、常圧スチームまたは過熱スチームが好ましい。スチーム処理温度は、８０〜１８０℃が好ましく、１００〜１５０℃がより好ましい。スチーム処理時間は、１〜１０分程度でよい。なお、本発明においては、モノマーを重合させる前に、風乾あるいは乾燥機などで予備乾燥することも好ましく行われる。

本発明の繊維構造物は、中空部に吸湿剤が付着している該繊維を少なくとも一部に用いたものであればよく、他の合成繊維，半合成繊維，天然繊維と混紡，交織、交編されたものであってもよいが、軽量感や吸湿性の点から該繊維を繊維構造物に対して少なくとも１０％以上、好ましくは３０％以上用いた方がよい。

繊維構造物としては、織物，編物，不織布、紐、ロープなどであり、またフラットヤーン以外に、仮撚り加工糸、強撚糸、タスラン加工糸などのフィラメントヤーンであってもよく、ステープルファイバーやトウ、あるいは紡績糸など各種形態の繊維であってもよい。

中空部に吸湿剤が付着している繊維の割合は、繊維構造物に用いられる貫通溝を有する繊維の全フィラメント数の２０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがさらに好ましい。また、各中空部における吸湿剤の充填率（吸湿剤の断面積Ｃ／中空部の断面積Ｄ×１００）が１０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがさらに好ましい。１０％未満の充填率では洗濯時に貫通溝から吸湿剤が脱落し性能低下する傾向がでてくる。

以下、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明する。なお、実施例中に記載した各種性能は次の方法で測定を行った。
［洗濯］
自動反転渦巻き式電気洗濯機（東芝（株）製；ＶＨ−１１５０と同性能のもの）に、４５cm×４５cmの試験布５００ｇと、４０±２℃の０．２％弱アルカリ性合成洗剤（ＪＩＳ Ｋ−３３７１弱アルカリ性・第１種）１５ｇとを入れ、強条件で２５分間洗濯した。次いで、遠心脱水機で３０秒間脱水後、常温水をオーバーフローさせながら１０分感すすぎを行なった。その後、再度３０秒間脱水し、同条件で１０分間すすいだ前記方法を洗濯５回とする。本発明では、これを４回繰り返し洗濯２０回とした。
［樹脂付着量］
樹脂付着量［％］＝［（Ａ−Ｂ）／Ｂ］×１００
ここで、Ａ：加工後の生地重量Ｂ：加工前の生地重量ここで、生地重量とは２０℃×６５％ＲＨ雰囲気下に２４時間放置したときの重量をいう。
［吸湿性］
△ＭＲ（％）＝ＭＲ２ −ＭＲ１
ここで、ＭＲ１ とは絶乾状態から２０℃×６５％ＲＨ雰囲気下に２４時間放置したときの吸湿率（％）をいい、洋服タンスの中に入っている状態、すなわち着用前の環境に相当する。また、ＭＲ２ とは絶乾状態から３０℃×９０％ＲＨ雰囲気下に２４時間放置したときの吸湿率（％）をいい、運動状態における衣服内の環境にほぼ相当する。

△ＭＲは、ＭＲ２ からＭＲ１ の値を差し引いた値で表されるものであり、衣服を着用してから運動したときに、衣服内のムレをどれだけ吸収するかに相当し、△ＭＲ値が高いほど快適であるといえる。一般に、ポリエステルの△ＭＲは０％、ナイロンで２％、綿で４％、ウールで６％と言われている。
［風合い］
生地を掴んだときの感触を、◎：非常に柔らかい、○：柔らかい、△：やや硬い、▲：硬い、×：非常に硬いの５段階で評価した。

ポリエステルを鞘成分、共重合ポリエステルを芯成分として、共重合ポリエステル除去後の中空率が４０％となるように溶融複合紡糸を行い８４ｄＴｅｘで２４フィラメントの芯鞘複合糸を得た。該芯鞘複合糸をタテ糸、ヨコ糸に使用して平織物を製織したのち、該織物を９５℃で連続式精練機で常法に従い精練、湯水洗し、次いで１３０℃で乾燥、１８０℃でピンテンターセットした。引き続き、液流染色機で芯成分である共重合ポリエステルを水酸化ナトリウムを含むアルカリ溶液で分解除去した後、染色し、１３０℃で乾燥、１８０℃でピンテンターセットして、タテ／ヨコ密度１２６／１０４本／２．５４ｃｍの中空率４０％、異形度４．０の紺色織物Ａを得た。

比較用に８４ｄＴｅｘで２４フィラメントのポリエステル単独糸をタテ糸、ヨコ糸に使用して平織物を製織したのち、該織物を９５℃で連続式精練機にて常法に従い精練、湯水洗し、次いで１３０℃で乾燥、１８０℃でピンテンターセットした。引き続き、染色し、１３０℃で乾燥、１８０℃でピンテンターセットして、タテ／ヨコ密度１２６／１０４本／２．５４ｃｍの紺色織物Ｂを得た。
実施例１
織物Ａを次に示す処方液に浸漬し、下記組成の処理液に浸漬後、マングルで絞り率１００％になるように絞り、乾燥機で１２０℃×２分乾燥した。
＜処理液１＞
２-アクリルアミド−２-メチルプロパンスルホン酸 １２０ｇ／ｌ
架橋剤（一般式［Ｉ］Ｒ１＝メチル、ｎ＝９のモノマー） １２０ｇ／ｌ
過硫酸アンモニウム ３ｇ／ｌ
＜処理液２＞
２-アクリルアミド−２-メチルプロパンスルホン酸 １２０ｇ／ｌ
架橋剤（一般式［Ｉ］Ｒ１＝メチル、ｎ＝１４のモノマー） １２０ｇ／ｌ
過硫酸アンモニウム ３ｇ／ｌ
＜処理液３＞
２-アクリルアミド−２-メチルプロパンスルホン酸 １２０ｇ／ｌ
架橋剤（一般式［Ｉ］Ｒ１＝メチル、ｎ＝２３のモノマー） １２０ｇ／ｌ
過硫酸アンモニウム ３ｇ／ｌ
＜処理液４＞
２-アクリルアミド−２-メチルプロパンスルホン酸のナトリウム塩 ６０ｇ／ｌ
架橋剤（一般式［Ｉ］Ｒ１＝メチル、ｎ＝２３のモノマー） １２０ｇ／ｌ 過硫酸アンモニウム ３ｇ／ｌ
乾燥後、１００℃の常圧スチーマーで３分間処理し、湯水洗、乾燥した。次いで、乾燥機で１８０℃・１分間セットし、評価に供した。結果を表１に示す。

表１より、洗濯耐久性に優れた吸湿性および実用風合いを有する吸湿性に優れた繊維が得られたことが分かる。
比較例１
織物をＢとした以外は、実施例１と全く同じ処理を施して試料を作製し評価した結果を表１に示した。表１より、風合いが非常に硬く、吸湿性能の洗濯耐久性も低いものであった。
比較例２
織物Ｂを用いて、各処理液の濃度を半分にした以外は実施例１と全く同じ処理を施して試料を作成し評価した結果を表１に示した。表１より、風合い的には改善されたが、吸湿性能が低くムレ感を解消できるレベルのものではなかった。

本発明の異形度を示す図面である。 本発明の充填率を示す図面である。

符号の説明

Ａ：中空部の内径
Ｂ：貫通溝の幅
Ｃ：吸湿剤の断面積
Ｄ：中空部の断面積

Claims (5)

1. 糸長方向に繊維表面から中空部まで貫通する連続した貫通溝を有し、かつ中空部の内径Ａと貫通溝の幅Ｂで表される異形度Ａ／Ｂが２．０〜９．０である繊維において、その中空部に吸湿剤が付着していることを特徴とする吸湿性に優れた繊維構造物。
2. 該吸湿剤がビニルカルボン酸および／またはビニルスルホン酸モノマーを含む共重合体であることを特徴とする請求項１に記載の吸湿性に優れた繊維構造物。
3. 該吸湿剤がビニルカルボン酸および／またはビニルスルホン酸モノマーと、一般式Ｉおよび／または一般式IIで示されるジビニルモノマーとの共重合体であることと特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸湿性に優れた繊維構造物。
   一般式Ｉ
   

   

   （但し、Ｒ１は水素又はメチル基であり、９≦ｎ≦２３の整数。）
   一般式II
   

   

   （但し、Ｒ１ ，Ｒ２ は水素又はメチル基であり、Ｒ３ は一般式IIIまたは一般式IVまたは一般式Vまたは一般式VIで示される。ｎ，ｍは５≦ｎ≦３０、５≦ｍ≦３０であり、且つ１０≦ｍ＋ｎ≦３０を満たす整数である。）
   

   
4. 該繊維を構成する単糸数の２０％以上において、その中空部における吸湿剤の充填率（吸湿剤の断面積Ｃ／中空部の断面積Ｄ×１００）が２０％以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の吸湿性に優れた繊維構造物。
5. 該繊維構造物を少なくとも一部に用いてなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の吸湿性に優れた繊維構造物。

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