JP2008075194A - ナノファイバー繊維を含む編地 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱可塑性ポリマーからなる数平均による単糸繊維直径が、10〜200nmであるナノファイバー繊維集合体を少なくとも10重量%含み、ナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維を60重量%以上含む編地でナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維が染色されていて、寸法変化率がタテ、ヨコとも−8%以上、+4%以下、洗濯堅牢度の変退色が4級以上、汚染が4級以上であることを特徴とする編地。
【選択図】なし
Description
本発明でいうナノファイバー繊維とは数平均による単繊維直径が1〜250nmの繊維を言うものであり、ナノファイバー繊維が集合したものをナノファイバー繊維集合体という。繊維のしなやかさは単繊維直径に大きく影響され、曲げに対する抵抗力の指標となる断面二次モーメントは直径の4乗に比例するため、単繊維直径が1/10になれば断面二次モーメントは1万分の1となる。すなわち、単繊維直径が1/10になれば、しなやかさは1万倍と考えられる。この点からナノファイバー繊維の数平均による単繊維直径はより小さい方が好ましく、本発明においては、ナノファイバーの数平均による単繊維直径が10〜200nmであることが好ましい。
本製造方法は、以上のようなポリマーの組み合わせ、紡糸・延伸条件の最適化を行うことで、島ポリマーが数十nmに超微分散化し、しかも糸斑の小さなポリマーアロイ繊維を得ることを可能にするものである。このようにして糸長手方向に糸斑の小さなポリマーアロイ繊維を前駆体とすることで、ある断面だけでなく長手方向のどの断面をとっても単糸繊度ばらつきの小さなナノファイバー繊維集合体とすることができるのである。前駆体であるポリマーアロイ繊維のウースター斑は15%以下とすることが好ましく、より好ましくは5%以下である。
ナノファイバー繊維集合体は通常の染色は可能であるが、洗濯による変退色が不良なため、洗濯ごとにナノファイバー繊維集合体の色あせが発生しやすく、他の繊維へ汚染を起こす問題があり、これまでナノファイバー繊維集合体を用いた堅牢度を満足する染色された編地は実現されていなかった。本発明者らは、ナノファイバー繊維集合体とナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維を交編し、ナノファイバー繊維集合体を染色せず、ナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維のみを染色することにより、編地とした時に全体として染色性を示す製品を提供することが可能となることを見出した。
ナノファイバー繊維集合体とナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維との交編方法は特に限定されるものではない。交編方法として、糸で複合する方法として、ナノファイバー繊維集合体の長繊維とナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す長繊維との複合糸の場合、杢調の編地となり、製品にした場合杢調のきれいな編地になる。また、ナノファイバー繊維集合体の長繊維とナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す短繊維との長短複合糸による編地。また、ナノファイバー繊維集合体の短繊維と、ナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す長繊維との長短複合糸による編地。また、ナノファイバー繊維集合体の短繊維と、ナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す短繊維との紡績糸による編地。いずれの場合も、芯側にナノファイバー繊維集合体、鞘側にナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維であると、染色されていないナノファイバー繊維集合体がカバーされてより好ましい。また、編地の裏面にナノファイバー繊維集合体が、表面にナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維による交編のリバーシブル編地を構成することも可能である。また、ナノファイバー繊維集合体とナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維との組み合わせによる交編された編地でもよい。編地の10重量%以上にナノファイバー繊維集合体を配置し、ナノファイバー繊維集合体を染色せず、ナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維のみを染色することにより編地としては染色された製品となり、一般的な衣料用途への編地の展開が可能となる。
ナノファイバー繊維の横断面方向に超薄切片を切り出し、透過型電子顕微鏡(TEM 日立社製H−7100FA型)にて繊維横断面写真を撮影し、画像ソフト(WINROOF)を用いて、円換算により単繊維直径を計算し、その単純な平均値を「数平均による単繊維直径」とした。計測したナノファイバーの個数は、同一横断面内で無作為に抽出した100本で、5箇所(計500本)について行った。
なお、ポリマーアロイ繊維の島直径の測定も同様にして行った。
JIS L1909「繊維製品の寸法変化測定方法」(1995)6.1に従って編地の試料にマーキングを行い、洗濯処理方法は、JIS L0217「繊維製品の取扱いに関する表示記号及びその表示方法」(1995)の103法(40℃)に従って家庭洗濯を行った後、平干し乾燥を行った。下記の方法で寸法変化率を測定した。
寸法変化率(%)=(L2−L1)/L1×100
L1:処理前の長さ(mm)、L2:処理後の長さ(mm)
(3)洗濯堅牢度(変退色、汚染)
JIS L0844「洗濯に対する染色堅ろう度試験方法」(1997)に従い、A−2法(50±2℃)で洗濯処理を行った。変退色と汚染の判定は、JIS L0801「染色堅ろう度試験方法通則」(1995)10.染色堅ろう度の判定、に従い等級付けを行った。尚、汚染の判定は、添付白布の綿とナイロンの悪い方を記載した。
JIS L1907「繊維製品の吸水性試験方法」(2004)に従い、10分後のタテ5枚、ヨコ5枚の高さを求め、それぞれ平均値を算出した。(mm)
実施例1
溶融粘度212Pa・s(262℃、剪断速度121.6sec−1)、融点220℃のN6と重量平均分子量12万、溶融粘度30Pa・s(240℃、剪断速度2432sec−1)、融点170℃のポリL乳酸(光学純度99.5%以上)を用い、N6の含有率を40重量%とし、2軸押し出し混練機で220℃で混練してポリマーアロイチップを得た。尚、ポリ乳酸の重量平均分子量は以下のようにして求めた。試料のクロロホルム溶液にTHF(テトラヒドロフラン)を混合し測定溶液とした。これをWaters社製ゲルパーミテーションクロマトグラフィー(GPC)Water2690を用いて25℃で測定し、ポリスチレン概算で重量平均分子量を求めた。また、このポリL乳酸の215℃、1216sec−1での溶融粘度は86Pa・sであった。このときの混練条件は以下のとおりであった。
スクリュー型式 同方向完全噛合型 2条ネジ
スクリュー 直径37mm、有効長さ1670mm、L/D=45.1
混練部長さはスクリュー有効長さの28%
混練はスクリュー有効長さの1/3より吐出側に位置させた。
途中3箇所のバックフロー部有
ポリマー供給 N6とポリL乳酸を別々に軽量し、別々に混練機に供給した。
温度 220℃
ベント 2箇所
このポリマーアロイを230℃で溶融し、紡糸温度230℃のスピンブロックに導いた。そして、限界ろ過径15μmの金属不織布でポリマーアロイ溶融体を濾過した後、口金面温度215℃とした口金から、紡糸速度350m/分で溶融防止した。この時、口金として口金孔径0.3mm、孔長0.55mmの通常の紡糸口金を使用したが、バラス現象はほとんど観察されなかった。この時の単孔吐出量は0.94g/分とした。これにより、92デシテックス、30フィラメントの高配向未延伸糸を得た後、延伸温度90℃、延伸倍率1.3倍、熱セット温度130℃で延伸処理した。得られた延伸糸は78デシテックス、30フィラメント、強度3.6cN/dtex、伸度40%、沸騰水収縮率9%、U%=0.7%の優れた特性を示した。N6が島成分、ポリL乳酸が海成分の海島構造のポリマーアロイ繊維を得た。得られたポリマーアロイ繊維の横断面をTEMで観察したところ、数平均による単繊維直径(島直径)は80nmであり、N6が超微分散化したポリマーアロイ繊維が得られた。
実施例1と同じ条件で、ナイロン6のナノファイバー繊維集合体を含む78デシテックス、30フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。上記で得たポリマーアロイ繊維を芯に、カチオン可染ポリエステル84デシテックス36フィラメントの生糸を鞘にして流体噴射(タスラン)加工により複合糸を作製した。芯糸のポリマーアロイ繊維の混率を40重量%としてカチオン可染ポリエステルとの糸長差は10%で、トータル繊度162デシテックス、ナノアロイ繊維集合体の表面露出率が30%の複合加工糸を得た。
実施例1と同じ条件で、ナイロン6のナノファイバー繊維集合体を含む78デシテックス、30フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。ナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維として、芯に22デシテックスのポリウレタン弾性糸(“ライクラ”(登録商標)、オペロンテックス社製127Cタイプ)を用い、鞘として56デシテックス、24フィラメントのカチオン可染ポリエステルでカバーリングしたFTY糸およびカチオン可染ポリエステルの加工糸を使用した。28ゲージ、30インチ(76.2cm)シングル丸編機で、カチオン可染ポリエステルによるFTYと、カチオン可染ポリエステルの加工糸84デシテックス、36フィラメントを表糸として1本交互に、N6ナノファイバー繊維集合体の前駆体であるポリマーアロイ繊維のナノファイバー繊維集合体を裏糸に天竺リバーシブルを編成する。ウエル32本/2.54cm、コース40本/2.54cmの生機を得た。実施例1と同じ方法で精練、減量を行い、ポリマーアロイ繊維の海成分であるポリL乳酸を99%以上溶出除去した。その後、実施例1と同じ方法で中間セットを行った後、実施例1と同じ方法でカチオン染料で染色、ソーピング、浴中吸汗加工及び仕上げセットを行った。カチオン可染糸のみ染色され、ナノファイバー繊維集合体は染色されていない編地が得られた。仕上がり密度はウエル45本/2.54cm、コース44本/2.54cm、目付け195g/m2であった
得られた編地から、ナノファイバー繊維の横断面をTEMで観察したところ、数平均による単繊維直径は85nmであり、直径200nm以上の粗大繊維は0.1%重量以下で、ばらつきの少ないナノファイバー繊維が得られた。ナノファイバー繊維の混率は22重量%、ナノファイバー繊維集合体以外の染色性を示す繊維としてカチオン可染ポリエステル混率が65重量%、いずれにも相当しない繊維としてポリウレタン混率が13重量%であった。寸法変化率、洗濯堅牢度、バイレックによる吸水性能を表1に示す。
実施例1と同じ条件で、ナイロン6のナノファイバー繊維集合体を含む78デシテックス、30フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。40ゲージ、30インチ(76.2cm)ダブル丸編機で、ポリマーアロイ繊維100%でスムースを編成した。ナイロン編物の通常の精練を行った後、実施例1と同じ方法で減量を行い、ポリマーアロイ繊維の海成分であるポリL乳酸を99%以上溶出除去した。ナノファイバー繊維集合体を含金属酸性染料(PM Blue 2R 松浦株式会社(製))0.5owf%、均染剤としてユニバダインMCニュー(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ(株)製)を3.0owf%、PH調整剤として硫安(住友化学工業(株)製)1.0owf%を用いて、昇温速度1℃/分、染色温度90℃、染色時間30分で染色後、実施例1と同様の方法でソーピング及び浴中吸汗加工を実施した後、ディマフィックスESB(明成化学工業(株)製)3.0owfを80℃で20分FIX処理を実施し、180℃で仕上げセットを行い、ウエル71本/2.54cm、コース58本/2.54cm、のナイロン6のナノファイバー繊維集合体100重量%編地が得られた。
実施例1と同じ条件で、ナイロン6のナノファイバー繊維集合体を含む78デシテックス、30フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。実施例1と同じく22ゲージ、33インチ(83.82cm)丸編機で、表に84デシテックス、36フィラメントのカチオン可染ポリエステルの生糸を、中層に22デシテックスのポリウレタン弾性糸(“ライクラ”(商標登録)、オペロンテックス社製127Cタイプ)をプレーティングし、裏にナイロン6のナノファイバー繊維集合体の前駆体である(島成分40重量%含む)ポリマーアロイ繊維78デシテックス、30フィラメントとカチオン可染ポリエステル84デシテックス、72フィラメントの仮より加工糸を1:2の割合で編成し、ウエル38本/2.54cm、コース46本/2.54cmの生機を得た。実施例1と同様の方法で精錬、ポリマーアロイ繊維の海成分であるポリL乳酸を99%以上溶出除去し、実施例1と同様の方法で中間セット、カチオン可染染色、ソーピング、浴中吸汗加工及び仕上げセットを行った。表、裏のカチオン可染糸のみ染色された編地が得られた。仕上がり密度はウエル43本/2.54cm、コース63本/2.54cm、目付けが175g/m2であった。得られた編地のナノファイバー繊維混率は8重量%、ナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維としてカチオン可染ポリエステル混率が86重量%、いずれにも相当しないポリウレタン混率が6重量%であった。その他、寸法変化率、洗濯堅牢度、バイレックによる吸水性能を表1に示す。
Claims (6)
- 熱可塑性ポリマーからなり、数平均による単繊維直径が10〜200nmであるナノファイバー繊維集合体を全重量に対し少なくとも10重量%含み、該ナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維を全重量に対し60重量%以上含む編地であって、かつ、該ナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維が染色されていて、寸法変化率がタテ、ヨコともに−8%以上、+4%以下、洗濯堅牢度の変退色が4級以上、かつ汚染が4級以上であることを特徴とする編地。
- 前記ナノファイバー繊維集合体を芯糸に、ナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維を鞘糸とする複合糸を含む請求項1に記載の編地。
- 前記ナノファイバー繊維集合体が海島型複合繊維から得られたものであって、該海島型複合繊維の島成分が20重量%以上のポリアミド繊維、海成分がポリ乳酸であり、編物に編成後、海成分を溶出してなる請求項1または2に記載の編地。
- 前記ナノファイバー繊維集合体が染色されておらず、前記ナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維がカチオン染料で染色されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の編地。
- 前記ナノファイバー繊維集合体と異なる染色性を示す繊維が、カチオン可染ポリエステル、アクリル繊維、羊毛、絹からなる群から選ばれたいずれか一つであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の編地。
- バイレック法による吸水高さのタテ及びヨコ平均が共に80mm以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の編地。
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