JP2019094593A - 芯鞘型複合繊維 - Google Patents
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Description
2.0≦X/C (1)
ここで、X;芯成分の外周長と複合繊維の外周長との比(L2/L1)
C;複合繊維全体を1としたときの芯成分の重量複合比率
2.0≦X/C (1)
ここで、X;芯成分の外周長と複合繊維の外周長との比(L2/L1)
C;複合繊維全体を1としたときの芯成分の重量複合比率
まず、上記複合繊維におけるポリオレフィン樹脂について説明する。本発明の複合繊維は、撥水性の観点から鞘成分にポリオレフィン樹脂を用いることが重要である。本発明におけるポリオレフィン樹脂としては、一般的に繊維用に用いられているようなポリオレフィンであれば特に制限はない。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン−1、ポリメチルペンテンなどのホモポリマー、コポリマー或いはその変性体が挙げられ、これらを単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。特に、溶融複合紡糸上好ましいものとして、ポリプロピレン、ポリエチレンを主成分とするものが挙げられる。
本発明の複合繊維では、持続性に優れた抗菌性、紫外線遮蔽性を得る観点から酸化亜鉛粒子を用いることが重要である。通常、親水性の熱可塑性樹脂では、親水性樹脂の吸水性能に起因して、樹脂内部に分散した酸化亜鉛粒子から亜鉛イオンを溶出し、抗菌作用を発揮させることが可能であると考えているが、本発明においては、理由は定かではないが、酸化亜鉛粒子であれば、疎水性の熱可塑性樹脂であるポリオレフィン樹脂に分散させても得られた繊維において高い抗菌性が発現することを見出している。また、酸化亜鉛粒子は特に315〜400nmの波長領域(UV−A領域)の紫外線において、優れた紫外線遮蔽性を有することが知られており、上記ポリオレフィン樹脂に酸化亜鉛粒子を含有させることで、特にUV−A領域の紫外線を十分に遮蔽する複合繊維を得ることができる。
本発明の複合繊維は、発色性、糸強度、繊維化工程性の観点から芯成分にポリエステル樹脂を用いることが重要である。本発明におけるポリエステル樹脂は、芳香族ジカルボン酸を主たる酸成分とする繊維形成能を有するポリエステルを指し、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン―2,6―ナフタレンジカルボキシレート等を挙げることができる。また、これらポリエステルは第3成分として、ブタンジオールのようなアルコール成分又はイソフタル酸等のジカルボン酸を共重合させた共重合体でも良く、更にこれら各種ポリエステルの混合体でも良い。これらのうちポリエチレンテレフタレート系重合体及びイソフタル酸を共重合させたポリエチレンテレフタレート系共重合体が最適である。
本発明の複合繊維では、紫外線遮蔽性、繊維化工程性を得る観点から二酸化チタン粒子を用いることが重要である。二酸化チタンとしては、例えば、非晶質、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型等が挙げられる。このうち、アナターゼ型あるいはルチル型を用いてもよく、これらの混合物を用いてもよい。また、これらに非晶質が少量含まれていてもかまわない。二酸化チタン粒子は特に280〜315nmの波長領域(UV−B領域)の紫外線において、優れた紫外線遮蔽性を有することが知られており、上記ポリエステル樹脂に二酸化チタン粒子を含有させることで、特にUV−B領域の紫外線を十分に遮蔽する複合繊維を得ることができる。
本発明の複合繊維の断面形状は、例えば、図1の繊維断面写真に見られるような形態をしており、芯成分のポリエステル樹脂は鞘成分のポリオレフィン樹脂との界面において、突起部が10個以上形成されていることが重要である。好ましくは突起部を15個以上、さらに好ましくは、20個以上配列した状態にする事で、複合成分間の界面剥離に対する抵抗が十分に得られる。さらに、突起部の個数を多くする事で隣接する突起部間隔を1.5μm以下にすることによって、染色した場合のより良好な発色性が得られる。また、突起部が図1に見られるように例えば同心円状に配列することにより、あらゆる方向から作用する外力に対して耐剥離性が得られる。なお、上記突起部の数の上限に関しては特に制限はないが、耐剥離性や発色性の観点から100個以下であることが好ましく、80個以下であることがより好ましい。
2.0≦X/C (1)
ここで、X;芯成分の外周長と複合繊維の外周長との比(L2/L1)
C;複合繊維全体を1としたときの芯成分の重量複合比率
芯成分の外周長(L2)と複合繊維の外周長(L1)との比Xは複合繊維の複合比率により変化するが、X/Cが2.0以上であることが必要であり、より好ましくは2.5以上、さらに好ましくは3.0以上、特に好ましくは5.0以上である。例えば、ポリエステル樹脂(芯成分)とポリオレフィン樹脂(鞘成分)の重量複合比率が50:50(つまりCが0.5)である場合、芯成分の外周長(L2)と複合繊維の外周長(L1)との比Xは、1.0以上であることが必要であり、より好ましくは1.25以上、さらに好ましくは1.5以上、特に好ましくは2.5以上である。X/Cが、2.0以上のとき、驚くべきことにポリエステル樹脂(芯成分)とポリオレフィン樹脂(鞘成分)の界面剥離を防止する効果が増大し、さらに発色性が向上する。本発明における界面剥離防止効果の作用機序は、現時点では推論の域をでないが、恐らく複合成分の接着面積の増大とポリエステル樹脂(芯成分)により形成される突起部のアンカー効果との相乗効果によるものと推察される。なお、上記X/Cの値の上限に関しては特に制限はないが、耐剥離性や発色性の観点から25.0以下であることが好ましく、15.0以下であることがより好ましい。
溶媒としてフェノール/テトラクロロエタン(体積比1/1)混合溶媒を用い30℃でウベローデ型粘度計(林製作所製HRK−3型)を用いて測定した。
100kg紡糸した際の毛羽・断糸の発生状況で評価した。
◎:毛羽、断糸の発生なく良好
○:断糸はなく、毛羽の発生が僅かに認められる
△:断糸1〜2回発生
×:断糸が3回以上発生
(染色及び染着濃度)
得られた複合繊維の筒編地を精練した後、170℃でプレセットし、プレセット後、カセイソ−ダでアルカリ処理した(濃度10%owf、温度80℃、時間40分)。この時、編地の減量率は約10%とした後、以下の条件で染色し、還元洗浄をした後、染着濃度を求めた。
(染色)
染料:Dianix NavyBlue SPH conc5.0%omf
助剤:Disper TL:1.0cc/L、ULTRA MT−N2:1.0cc/L
浴比:1/50
染色温度×時間:95〜100℃×40分
(還元洗浄)
水酸化ナトリウム:1.0g/L
ハイドロサルファイトナトリウム:1.0g/L
アミラジンD:1.0g/L
浴比:1/50
還元洗浄温度×時間:80℃×20分
染着濃度は、染色後サンプル編地の最大吸収波長における反射率Rを測定し、以下に示すKubelka−Munkの式から求めた。
分光反射率測定器:分光光度計 HITACHI
C−2000S Color Analyzer
K/S=(1−R)2 /2R
実施例または比較例で得られた繊維84dtex/24フィラメントを、丸編機を用いて筒編にした筒編サンプルに精練を行った後、洗濯を10回行い、JIS L−1092(スプレー試験)に準じ、以下の級判定を行った。
1級:表面全体に湿潤を示すもの。
2級:表面の半分に湿潤を示し、小さな個々の湿潤が布を浸透する状態を示すもの。
3級:表面に小さな個々の水滴状の湿潤を示すもの。
4級:表面に湿潤しないが、小さな水滴の付着を示すもの。
5級:表面に湿潤及び水滴の付着がないもの。
級判定が3級以上は撥水性を有する。また、好ましくは4級以上である。
実施例または比較例で得られた繊維84dtex/24フィラメントを、丸編機を用いて筒編にした筒編サンプルに精練を行った後、社団法人繊維評価技術協議会が定める制菌加工繊維製品認証基準JIS L 1902「繊維製品の抗菌性試験方法及び抗菌効果」に従い、試験菌として黄色ぶどう球菌を用いて抗菌活性値を測定した。
・抗菌活性値:無加工検体には綿布を用い、下記式より算出した。
抗菌活性値=(logCt−logC0)−(logTt−logT0)
logCt=log(綿標準布18時間培養の生菌数の平均値)
logC0=log(綿標準布接種直後の生菌数の平均値)
logTt=log(筒編サンプル18時間培養の生菌数の平均値)
logT0=log(筒編サンプル接種直後の生菌数の平均値)
・増殖値:logCt−logC0
抗菌性の基準値 抗菌活性値−増殖値≧0
84dtex/24フィラメントの延伸糸を用い、丸編機により筒編地を作製し、次いで厚さ1mmになるよう精練・乾熱加工処理を施した。分光光度計(U−3400:日立製作所)を用いて波長280〜380nm域の紫外線透過度を測定し、測定試料なし(ブランク)との面積差を紫外線吸収率(紫外線遮蔽率)とした。紫外線遮蔽率85%以上を合格とした。
◎:90%以上、○:85%以上、△:70%以上、×:70%未満
24フィラメントを500〜1000T/mの撚りをかけ、そのままの状態で糸条を切断し、切断面のフィラメントの剥離状態を電子顕微鏡で500倍に拡大して観察した。切断箇所を10ヶ所について、下記の基準により評価した。
◎:剥離程度が1割未満の場合
○:剥離程度が1割〜2割未満の場合
△:剥離程度が2割〜5割未満の場合
×:剥離程度が5割以上の場合
鞘成分は平均粒子径0.3μmの酸化亜鉛を2.5重量%含有したポリプロピレン(株式会社プライムポリマー製「プライムポリプロ Y−2005GP」)と、平均粒子径0.3μmの二酸化チタン3.0重量%含有したポリエチレンテレフタレート(固有粘度〔η〕=0.68)を芯成分とした。
芯成分及び鞘成分のポリマー種、酸化亜鉛及び二酸化チタンの平均粒子径と含有量、複合比率、繊維断面形状の突起部個数を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして複合繊維を得た。発色性、撥水性、抗菌性、紫外線遮蔽性、耐剥離性の評価結果を表1に示す。いずれも繊維化工程性は良好であり、優れた性能を有していた。
芯成分及び鞘成分のポリマー種、酸化亜鉛及び二酸化チタンの平均粒子径と含有量、複合比率、繊維断面形状の突起部個数を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして複合繊維を得た。発色性、撥水性、抗菌性、紫外線遮蔽性、耐剥離性の評価結果を表1に示す。
平均粒子径0.3μmの二酸化チタン3.0重量%含有したポリエチレンテレフタレート(固有粘度〔η〕=0.68)を用いて、紡糸温度290℃、巻取り速度3000m/分で溶融紡糸し、ポリエチレンテレフタレートフィラメント糸142dtex/24フィラメントで紡出した後、この未延伸糸を83℃の熱ローラー及び140℃の熱プレートに接触させ、延伸倍率1.7倍で延伸することにより、84dtex/24fのポリエチレンテレフタレート繊維を得た。ついで筒編物を作製し発色性、撥水性、抗菌性、紫外線遮蔽性を調査した。結果を表1に示す。
Claims (3)
- 平均粒子径が0.1〜1.0μmである酸化亜鉛粒子を0.5〜5.0重量%含有するポリオレフィン樹脂を鞘成分とし、芯成分は平均粒子径が0.2〜0.8μmである二酸化チタン粒子を1.0〜5.0重量%含有するポリエステル樹脂により構成される芯鞘複合繊維であって、芯成分は、鞘成分との界面において10個以上の突起部を形成しており、かつ芯成分の外周長(L2)と該複合繊維の外周長(L1)との比が下記(1)式を満足することを特徴とする複合繊維。
2.0≦X/C (1)
ここで、X;芯成分の外周長と複合繊維の外周長との比(L2/L1)
C;複合繊維全体を1としたときの芯成分の重量複合比率 - 鞘成分と芯成分との重量複合比率が10:90〜80:20であることを特徴とする、請求項1に記載の複合繊維。
- 請求項1または請求項2に記載の複合繊維を少なくとも一部に用いた織編物。
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---|---|---|---|---|
CN111101249A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-05-05 | 无锡市红博面料馆有限公司 | 一种变色抗菌防紫外面料的生产工艺 |
JP2021102819A (ja) * | 2019-12-25 | 2021-07-15 | クラレトレーディング株式会社 | 繊維構造物 |
CN114657768A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-06-24 | 杭州永前布业有限公司 | 一种抗紫外线箱包布料的制备工艺 |
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