JP2015523476A - 高水分転移繊維シート - Google Patents
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Abstract
本発明は、生地の裏面から吸収された水分が生地の表面に一方向転移することにより、常に乾いた着用感を有する高水分転移繊維シートを提供することを目的としている。そのため、生地を含んで成る繊維シートの表面に、高吸水性高分子が均一に塗布され、前記生地の裏面には撥水組成物が一部に塗布されて撥水層が形成されて高水分転移繊維シートが形成される。
Description
本発明は、高水分転移繊維シートに係り、特に、生地の裏面に接する水分が速く生地の表面に転移して水分が一方向に転移することにより、生地の裏面では常に乾燥感を有する、高水分転移繊維シートに関する。
最近、消費者の多様化、個性化および高級化の傾向に伴い素材の高機能および多機能化が追及されており、合成繊維の高機能化は、天然繊維の脆弱点を補完する物性を改善させるとともに合成繊維の利点を極大化させる方向に展開されている。その代表的な機能性素材としては、吸汗速乾機能、除電機能、紫外線遮断機能が与えられた織物およびその二次的繊維製品などが挙げられる。
特に、吸汗速乾素材において、身体から発散した気体状の汗の移動は主に素材に吸収された後で外部へ蒸発するため、素材の吸湿量、吸湿・脱湿速度は不感蒸泄時の汗の処理に重要である。また、液状の汗の移動、すなわち感知蒸泄による汗の処理は、素材が形成している繊維同士の微細空間による毛管現象（微細空隙を介して吸収速度を速くし、水の拡散表面を大きくすること）が重要である。
かかる点に着目し、表面層と裏面層との密度差を用いて或いは中間転移層を形成して吸汗速乾燥機能を与える織物などが提案されている。前記吸汗速乾素材の技術としては、特許文献１には高密度の部分と低密度の部分が存在する繊維構造体からなる吸水シートに関する技術的事項が開示されている。該技術は、密度差のみを用いて裏面層から表面層へ水分を転移させるためのものであって、多くの運動量が求められるスポーツ衣類ではその機能に限界がある。
特に、特許文献２では、表面組織層と裏面組織層からなる二重織構造を有し、前記裏面層は、ポリエステルまたはナイロンの円形断面構造の未仮撚糸から構成されており、そのモノデニールが１ｄ以上５ｄ未満であり、表面層は、ポリエステルまたはナイロンの円形断面構造の仮撚糸、空気加工糸（ＡＴＹ）およびインターレース加工糸（ＩＴＹ）よりなる群から選ばれた少なくとも１種の糸から構成されており、そのモノデニールが０．２ｄ以上１ｄ未満であることを特徴とする、吸水速乾機能を有する高水分転移繊維シートが提案されている。
ところが、上述した方式の高水分転移繊維シートは、水分転移には問題がないが、組織密度および種類の異なる繊維で形成された２つの層から構成されているので、製造方法が容易でないうえ、繊維シートの薄型化に限界があって使用上に制約があるという問題があった。
本発明の目的は、生地の裏面から吸収された水分が生地の表面に一方向転移して常に乾いた着用感を有する高水分転移繊維シートを提供することにある。
本発明の他の目的は、水分が転移することにより生地の表面に冷感皮膜を有する高水分転移繊維シートを提供することにある。
本発明の別の目的は、生地の表面の水分が生地の裏面に流入することを防止する高水分転移繊維シートを提供することにある。
本発明は、生地を含んで成る繊維シートにおいて、前記生地の表面には高吸水性高分子が均一に塗布され、前記生地の裏面には撥水組成物が一部に塗布されて撥水層が形成されることを特徴とする、高水分転移繊維シートを提供する。
ここで、前記高吸水性高分子の粒径は１０〜１００μｍであることを特徴とする。
また、前記高吸水性高分子はバインダーと混合されて塗布されることを特徴とする。
また、前記撥水層は０．１〜１０ｍｍの撥水組成物のない間隙が形成されることを特徴とする。
また、前記撥水組成物は撥水剤とバインダーを含むことを特徴とする。
また、前記撥水剤はフッ素系撥水剤、シリコン系撥水剤およびアクリル系撥水剤のいずれか１種であることを特徴とする。
また、前記撥水組成物は裏面の表面積に対して６０〜９５％で塗布されることを特徴とする。
また、前記撥水組成物はドット状またはストライプ状に塗布されることを特徴とする。
上述したように、本発明に係る高水分転移繊維シートは、単一組織の生地から構成されるが、表面、裏面の加工によって一方向に水分が速く転移することにより、生地の裏面では常に乾燥感を有するという効果がある。
また、本発明の高水分転移繊維シートは、優れた吸水機能と非常に速い乾燥速度が発現するもので、各種スポーツ用衣類および寝具類などに適するという効果がある。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な一実施例を詳細に説明する。まず、図面における同一の構成要素または部品はできる限り同一の参照符号を付した。本発明を説明するにあたり、関連した公知の機能或いは構成に対する具体的な説明は本発明の要旨を曖昧にしないようにするために省略する。
本明細書で使用される程度関連用語「約」、「実質的に」などは、言及された意味に固有な製造および物質許容誤差が提示されるとき、その数値からまたはその数値に近接した意味で使用されるとともに、本発明の理解に役立つために正確かつ絶対的な数値が言及された開示内容を非良心的な侵害者が不当に利用することを防止するために使用される。
本明細書で使用される「生地」は、製織または編織によって製造される物品、不織布および繊維ウェブなどを全て含む意味である。
図１は本発明に係る高水分転移繊維シートを示す断面図、図２は本発明に係る高水分転移繊維シートの作用を示す断面図、図３は本発明に係る高水分転移繊維シートの撥水層の 一実施形態を示す図、図４は本発明に係る高水分転移繊維シートの撥水層の他の実施形態を示す図である。
本発明は、図１および図２に示すように、水分転移繊維シートにおいて、生地１０の表面には高吸水性高分子２００が均一に塗布され、前記生地の裏面には撥水組成物が一部に塗布されて撥水層１００が形成されることを特徴とする、高水分転移繊維シートに関する。
前記生地１０は加工性及び水分転移のために、前記高吸水性高分子および撥水層が塗布される前に親水化工程を行うことが好ましく、前記親水化加工は一般的な親水化加工によって行われてもよい。
前記高吸水性高分子２００は、高分子鎖間の架橋結合による３次元網状構造または単一鎖構造において親水性基の導入による水分の吸収現象を示すポリマーであって、水を短時間で吸収してから長時間にわたって放出する特性により、オムツや生理用ナフキンなどの衛生用品分野、土木分野および建築分野で主に使用され、最近では水分保持剤、凝縮阻害剤、新鮮度維持剤、脱水剤などの園芸分野、農業分野および工業分野で使用される材料として広く用いられている。このような状況で現在まで様々な種類の高吸水性高分子が開発されてきた。
本発明に使用される高吸水性高分子は、今まで開発された、人体に無害な高吸水性ポリマーであればいずれでも使用可能であり、非制限的な例として、合成樹脂としてはポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコールなどがあり、天然高分子としてはゼラチン、多糖類、セルロース系（カルボキシルメチル・セルロース・ナトリウム）、キトサンなどがある。
前記高吸水性高分子は、高吸水性高分子の機能および繊維シートの触感のために、その粒径を適切に調節しなければならない。
したがって、前記高吸水性高分子の粒径が１０μｍ未満の場合には高吸水性高分子の機能が低下するおそれがあり、前記高吸水性高分子の粒径が１００μｍを超える場合には繊維シートの触感が低下するおそれがあるので、高吸水性高分子の粒径は１０〜１００μｍであることが好ましい。
前記高吸水性高分子は、バインダーと混合して多様なコーティング方法で生地の表面に均一に形成することができる。
前記バインダーは、生地の加工に使われるバインダーであればいずれでも使用可能である。また、前記バインダーは、水分との親和性のある親水性バインダーを使用することが好ましい。
前記親水性バインダーは、ポリビニルアルコール系、ポリビニールピロリドン系、セルロース系、スターチ、ゼラチン、ポリエチレンオキシド、アクリル系高分子、ポリエステル系、ポリウレタン系の高分子、およびポリエチレンイミンの中から選ばれたいずれか１種または２種以上の組み合わせを使用することができる。
上述したように高吸水性高分子とバインダーを混合してスプレー、浸漬、プリントなどの方法で表面に均一に塗布した後、熱処理などの方法で高吸水性高分子を生地の表面に固着させることができる。
前記撥水層１００は撥水組成物から形成される。前記撥水組成物は、撥水剤とバインダーとの混合物であって、塗布されて撥水層１００を形成する。
前記撥水剤は、水分を吸収せずに押し出す性質を有する非親水性樹脂であって、特に制限されず、その種類としてはフッ素系撥水剤、シリコン系撥水剤、アクリル系撥水剤、ポリエチレン系撥水剤、ポリプロピレン系撥水剤、ポリアミド系撥水剤、ポリエステル系撥水剤などを挙げることができ、加工性に優れたフッ素系撥水剤、シリコン系撥水剤、アクリル系撥水剤を選択的に使用することが好ましい。
また、前記撥水組成物は、加工性を高めるために、バインダーと混合して使用することが好ましい。
前記撥水組成物の一例としては、前記撥水剤とバインダーを１：２〜８の重量比で混合して使用することができ、加工性を高めるために溶媒や増粘剤などをさらに含んでもよい。
前記撥水剤と混合されるバインダーは、アクリル系バインダー、ポリエステル系バインダー、およびポリウレタン系バインダーのいずれか１種または２種以上の組み合わせを使用することができる。
上述したように形成される撥水組成物を裏面の一部に微細な厚さで塗布して撥水層１００を形成させる。
前記撥水層１００は、多様な形態で塗布できるもので、一実施例として図３に示すようなドット状、または他の実施例として図４に示すようなストライプ状に塗布できる。このドット状やストライプ状などの定型化されたデザインと無定形のパターンを有する形態で撥水層が形成できる。
本発明は、上述したように、撥水層１００が生地の裏面の全体に形成されるのではなく、生地の裏面の一部にのみ形成されるもので、撥水組成物の塗布されていない間隙が裏面に形成される。前記間隙は、撥水層と隣接撥水層との間の隙間であって、上述したような隙間は撥水層から押し出される水分が表面の高吸水性高分子２００へ移動する通路の役割を果たす。すなわち、図２に示すように、裏面に微細な厚さで塗布された撥水組成物の撥水層１００が水分と接すると、水分が撥水層から吸収されず隙間から水分を押し出し、撥水層１００の形成されていない隙間から押し出された水分は表面の高吸水性高分子２００に吸収される。
上述したように水分を吸収した高吸水性高分子２００は、その体積が乾燥のときより大きくなる。よって、高吸水性高分子は生地の表面に冷感皮膜を形成する。
上述した撥水組成物のない隙間は、水分が移動するところであって、あまり狭いか、或いは広い場合には水分転移速度が低下するので、０．１〜１０ｍｍに形成されることが好ましい。
前記撥水層１００は、裏面に接する水分を押し出して前記生地と高吸水性高分子に転移させるもので、このような機能を円滑にするために、撥水層は裏面の表面積に対して６０〜９５％で塗布されることが好ましい。前記撥水組成物が裏面の表面積に対して６０％未満或いは９５％超過で塗布されると、水分転移機能が低下するおそれがある。
上述したように形成される本発明に係る高水分転移繊維シートは、皮膚から発生する汗などの水分を表面に速く転移させることにより、皮膚に接する裏面では常に乾燥感を維持する。これは、水分を含有した繊維シートの絶対的な水分量が減少しないが、皮膚に接する面から保有された水分を外部（他の層または周囲への拡散）へ迅速に移動させ、皮膚に接する面では水分の存在感がなく、存在する水分量も相当減少するためである。
よって、繊維シートが含有している水分量が同一であると仮定した状態で、前記保有された水分が他の層へ迅速に拡散できれば、皮膚は乾燥感と爽快さを感じることができ、そうであれば、水分の絶対的蒸発または乾燥量と関係なく吸汗速乾性という物性の具現が可能である。
以下、本発明に係る高水分転移繊維シートを製造するための方法の実施例を示す。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
ポリエステル繊維から製造された生地の一面には粒径７０μｍの高吸水性高分子とポリウレタン系バインダーを１：２の重量比で混合した混合物を塗布し、その他面にはポリウレタンバインダーとシリコン撥水剤を４：１の重量比で混合した撥水組成物を塗布することにより、撥水層を形成した。
前記撥水組成物から形成された撥水層は図３に示すような形態で撥水組成物を塗布し、撥水層における撥水組成物のない間隙は０．２〜０．８ｍｍに形成した。
◎評価実験
上記のように製造された本発明の高水分転移繊維シートの水分の一方向性水分転移をＡＡＴＣＣ１９５−２００９（水分挙動測定）の方法で測定した。
上記のように製造された本発明の高水分転移繊維シートの水分の一方向性水分転移をＡＡＴＣＣ１９５−２００９（水分挙動測定）の方法で測定した。
評価実験は、生地の一面に蒸留水を滴下して生地における水分の挙動を測定する実験であって、前記実施例で製造された本発明の高水分転移繊維シートは、撥水層の形成された裏面に蒸留水を滴下して水分の挙動を測定した。
評価実験では比較例として、何らの処理も施されていないポリエステル繊維から製造された生地を使用した。
表１より、比較例の一方向性水分転移値（Ｒ値）は、−５５．６６％であって、水分が裏面（Ｂｏｔｔｏｍ）に転移するよりは表面（Ｔｏｐ）にさらに多くの量の水分が残っているが、本発明に係る高水分転移繊維シートの実施例の場合、Ｒ値が２５５．８（％）であって、撥水層の水分が高吸水性高分子の形成された裏面に大部分転移したことが分かる。
これは撥水層に滴下した蒸留水が撥水組成物によって撥水組成物のない隙間に移動し、隙間を介して蒸留水が高吸水性高分子に吸収されることを示す。
１０ 生地
１００ 撥水層
２００ 高吸水性高分子
１００ 撥水層
２００ 高吸水性高分子
Claims (6)
- 生地を含んで成る繊維シートにおいて、
前記生地の表面には高吸水性高分子が均一に塗布され、
前記生地の裏面には撥水組成物が一部に塗布されて撥水層が形成されることを特徴とする、高水分転移繊維シート。 - 前記高吸水性高分子の粒径が１０〜１００μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の高水分転移繊維シート。
- 前記撥水層は０．１〜１０ｍｍの撥水組成物のない間隙が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の高水分転移繊維シート。
- 前記撥水組成物が撥水剤とバインダーを含むことを特徴とする、請求項１に記載の高水分転移繊維シート。
- 前記撥水組成物が裏面の表面積に対して６０〜９５％で塗布されることを特徴とする、請求項１に記載の高水分転移繊維シート。
- 前記撥水組成物がドット状またはストライプ状に塗布されることを特徴とする、請求項１に記載の高水分転移繊維シート。
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