JP3053272B2 - 紫外線遮蔽性に優れた２層構造糸 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は紫外線遮蔽効果に特に優
れるポリエステル系２層構造糸、さらに詳しくは非巻縮
系および仮撚巻縮系２層構造糸に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、オゾン層破壊に伴う地球への紫外
線量増加の問題が関心を集め、各種の紫外線遮蔽繊維製
品が種々、市場に提供されているが、一般に紫外線遮蔽
物質を生地あるいは製品に塗布する後加工方式がとられ
ており、洗濯耐久性がなかったり、風合いが粗硬になる
問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 本発明の目的は、フ
ィラメントを使用し製造上特に障害となる問題を有する
事なく紫外線遮蔽効果に優れる２層構造糸を提供せんと
するものである。

【課題を解決するための手段】 すなわち本発明は、側
糸と芯糸とがエアー交絡されてなる非巻縮系２層構造糸
であって、該側糸の沸水収縮率（Ｗｓｒ）が５％以下で
あり、該芯糸の最大乾熱応力が２５０ｍｇ／ｄｒ以上
で、且つ最大乾熱応力発生時の温度が１００℃以上であ
り、側糸と芯糸との沸水収縮率差（△Ｗｓｒ）が８％以
上であり、側糸および／または芯糸を構成する繊維は芯
成分に５〜４０重量％の金属酸化物を含有し、芯／鞘重
量比が１／４〜４／１のポリエステル系芯鞘型複合繊維
であり、かつ該2層構造糸から下記式に規定するカバー
ファクターが360±10となる編地としたとき、該編地に
おける紫外線透過率(UVT)が10％以下であることを特徴
とする非捲縮系２層構造糸であり、 カバーファクター＝(ウエール数／cm＋コース数／cm)×
√dr また、本発明は、芯糸と側糸とがエア−交絡された仮撚
巻縮系２層構造糸であって、該芯糸と側糸との糸長差が
８％以上であり、芯糸は強度が３ｇ／ｄｒ以上でかつ伸
度が４０％以下であり、側糸および／または芯糸を構成
する繊維は芯成分に５〜４０重量％の金属酸化物を含有
し、芯／鞘重量比が１／４〜４／１であるポリエステル
系芯鞘型複合繊維であり、かつ該2層構造糸から下記式
に規定するカバーファクターが360±10となる編地とし
たとき、該編地における紫外線透過率(UVT)が10％以下
であることを特徴とする仮撚巻縮系２層構造糸である。 カバーファクター＝(ウエール数／cm＋コース数／cm)×
√dr

【０００４】以下、本発明について説明する。本発明に
おいて使用されるポリエステル系芯鞘型複合繊維は、芯
成分に金属酸化物を５〜４０重量％、望ましくは８〜３
０重量％含有し、かつ、芯／鞘重量比率が１／４〜４／
１、望ましくは１／２〜２／１であることが必要であ
る。芯成分の金属酸化物含有量が５重量％未満では紫外
線遮蔽効果は低く、最終製品として紫外線遮蔽性を優れ
たものにするために高目付の厚地の生地とする必要があ
り、ファブリケ−ションが限定され特に本発明の効果が
必要とされる春夏用素材には適さない。さらに、芯／鞘
重量比率が１／４未満でも、紫外線遮蔽効果は低くなっ
てしまい好ましくない。また、金属酸化物が４０重量％
を超えるか、もしくは芯鞘重量比率が４／１を超える
と、芯鞘フィラメント糸の強伸度が低下し好ましくな
い。

【０００５】本発明で使用される金属酸化物としては、
例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、カオリン、炭
酸カルシュウム等があげられ、これらの酸化物は２種以
上併用しても差し支えない。これら金属酸化物の平均粒
径は０．５０μｍ以下であって１．５０μｍ以上の粗大
粒子を含まないことが製糸性の点から好ましい。芯鞘型
複合繊維であることの理由は、金属酸化物含有量の多い
繊維は製編織工程においてガイド等を磨耗させ、このた
めに毛羽や筋等の欠点を引き起こすことを避けるためで
あり、また発色性の悪さを改善するためである。従って
鞘成分のポリエステルへ金属酸化物の微粒子を添加する
場合は工程通過性を考慮したものでなければならない。
好ましい範囲は１重量％以下である。その他、鞘成分は
特に限定されるものではなく、通常のセミダル、ブライ
トのほか、染色性を上げるためにスルフォイソフタ−ル
酸塩やジエチレングリコール等でポリマー変性を施した
もの、収縮性能を上げるイソフタル酸等でポリマー変性
を施したものなど、用途に応じて使い分けることができ
る。また、本発明中のポリエステル系芯鞘型複合繊維の
芯成分と鞘成分は同心円的に複合されていても偏心的に
複合されていても良い。単繊維断面の断面形状は円に限
定されるものではなく、楕円、Ｙ型、Ｔ型、×型、３角
形、４角形、５角形など多角形等の異形断面、中空断面
等も使用できる。

【０００６】次に本発明の２層構造糸について述べる。
本発明に言う非巻縮系２層構造糸とは、前述の複合繊維
が芯糸および／または側糸を構成し、芯糸および側糸が
仮撚等による巻縮を有していない２層構造糸であり、い
わゆるシルク様風合を特徴とする構造糸である。本発明
の目的を疎外しない範囲において潜在捲縮糸を使用する
ことができる。また本発明に言う仮撚巻縮系２層構造糸
とは、前述の複合繊維が芯糸および／または側糸を構成
し、芯糸および側糸に仮撚巻縮を有する２層構造糸であ
り、いわゆるスパン調風合を特徴とする。なお本発明に
おいて２層構造糸を非巻縮系と仮撚巻縮系に区分したの
は前述の如く全く特徴が異なり、例えば衣料においては
非巻縮系は薄地のブラウス等が主用途であり、一方仮撚
巻縮系はそれよりも厚めの用途ジャンルを得意とし、し
かも双方共に確固たる世界を持っているためである。

【０００７】本発明においては、２層構造糸の側糸比率
は４０〜６０重量％であることが風合の点で好ましい。
側糸が４０％未満では、上述した膨らみのある２層構造
糸特有の風合が出にくいし、６０％を越えると張り腰の
ないタラツイタ風合となる。また本発明においては、本
発明に使用の複合繊維は４０％重量以上である必要があ
る。４０％未満ではカバ−ファクタ−を上げても紫外線
遮蔽性が１０％以下とするのは困難である。本発明の非
巻縮系２層構造糸においては、側糸のＷｓｒが５％以下
であること、芯糸の最大乾熱応力が２５０ｍｇ／ｄｒ以
上でかつ最大乾熱応力発生時の温度が１００℃以上であ
ること、側糸と芯糸との沸水収縮率差（△Ｗｓｒ）が８
％以上でありエア−交絡されていることが必要である。
この時前述の芯鞘複合繊維は芯糸および側糸の双方に使
用する以外に、側糸あるいは芯糸のいずれかに使用すれ
ば、後述の実施例の如く、本発明に使用の複合繊維を芯
糸あるいは側糸のいずれにも使用しない非巻縮系２層構
造糸よりも高い紫外線遮蔽効果を有する。この非巻縮系
２層構造糸は染色工程でフクラミ（糸長差）を発現する
が、側糸のＷｓｒが５％より大きいと、織編物中の拘束
された状態では糸段階で設定した糸長差が得られず目的
の風合および紫外線遮蔽性に劣る。また芯糸の最大乾熱
応力が２５０ｍｇ／ｄｒ未満であったり、最大乾熱応力
発生時の温度が１００℃未満であるとポリエステルを染
色する高温高圧浴中で芯糸が収縮しなかったり、伸長し
目的の風合および紫外線遮蔽性が得られない。好ましく
は最大乾熱応力が３００ｍｇ／ｄｒ以上でかつその温度
が１２０℃以上である。また側糸と芯糸との沸水収縮率
差（△Ｗｓｒ）が８％未満であると糸長差不足であり同
様に目的の風合および紫外線遮蔽性に劣る。またエア−
交絡をしない場合は開舒性が極めて不良であり、生産性
に欠ける。交絡程度は１０〜５０個／ｍ望ましくは３０
〜５０個／ｍである。

【０００８】この非巻縮系２層構造糸は、具体的には例
えば次のようにして得ることができる。紡速４０００ｍ
／分以上で直接製糸したＷｓｒが５％以下の糸条と紡速
１２００ｍ／分で紡糸し、一旦巻き取ることなく延伸温
度８０〜１００℃程度で３倍以上延伸（直接延伸）した
最大乾熱応力が３００ｍｇ／ｄｒ以上で、かつ該応力発
生時の温度が１２０℃以上でありＷｓｒが１３％以上の
糸条をインタ−レ−ス混繊すれば良い。これらの条件は
本発明糸の製造一例であり、芯糸はコンベンショナルな
延伸法で得られる糸であっても良いし、また本発明の効
果を損なわない範囲において共重合ポリエステルを使用
しても構わない。本発明の要件を満足するものであれば
製造法やポリマ−あるいは添加物やｄｒ等にこだわるも
のでない。また本発明に使用の複合繊維は高速紡糸も可
能であり芯糸および／または側糸と成し得ることは言う
迄もないし、また側糸あるいは芯糸のいずれか片方に使
用する時は、他方の糸条は通常のポリエステルポリマ−
で目的に応じた紡糸および製糸を行えば良い。

【０００９】次に仮撚巻縮系２層構造糸について述べ
る。仮撚巻縮系２層構造糸にあっては、芯糸と側糸との
糸長差が８％以上であり、芯糸は強度が３ｇ／ｄｒ以上
でかつ伸度が４０％以下である必要がある。糸長差が８
％未満ではフクラミが不足し、目的とする風合が得られ
なかったり紫外線遮蔽率が得られない。また強度が３ｇ
／ｄｒ以上でかつ伸度が４０％以下でないと断糸を引き
起こしたり、織編物において張り腰に欠ける風合とな
る。好ましい範囲は、強度３．５ｇ／ｄｒ以上、伸度３
５％以下である。この時前述の芯鞘複合繊維は芯糸およ
び側糸の双方に使用する以外に、側糸あるいは芯糸のい
ずれかに使用すれば、後述の実施例の如く、本発明に使
用の複合繊維を芯糸あるいは側糸のいずれにも使用しな
い仮撚巻縮系２層構造糸よりも高い紫外線遮蔽効果を有
する。

【００１０】この仮撚巻縮系２層構造糸は、具体的には
例えば次のようにして得ることができる。ポリエステル
を紡速１２００ｍ／分で紡糸し、一旦巻き取ることなく
延伸温度８０〜１００℃程度で３倍以上延伸して（直接
延伸糸）得られる３ｇ／ｄｒ以上でかつ伸度が４０％以
下の糸条（芯糸）と紡速２７００ｍ／分で巻き取った未
延伸糸糸をエア−交絡し連続的に仮撚温度１２０〜１８
０℃、延伸倍率１．０１〜１．０５の範囲で仮撚すれば
良い。この時芯糸は、理由は明確ではないがＷｓｒ１０
％以上の高収縮糸であるほうが糸掛け性は良好となる。
これらの条件は本発明糸の製造一例であり、芯糸あるい
は側糸はコンベンショナルな延伸法で得られる糸であっ
ても良いし、また本発明の効果を損なわない範囲におい
て共重合ポリエステルを使用しても構わない。本発明の
要件を満足するものであれば製造法やポリマ−あるいは
添加物やデニ−ル等にこだわるものでない。また非巻縮
系２層構造糸同様に、この時本発明に使用の複合繊維は
高速紡糸も可能であり芯糸および／または側糸と成し得
ることは言う迄もないし、また側糸あるいは芯糸のいず
れか片方に使用する時は、他方の糸条は通常のポリエス
テルポリマ−で目的に応じた紡糸および製糸を行えば良
い。

【００１１】上述した本発明の２層構造糸を用いて布帛
を作成すると、紫外線透過率を１０％以下とすることが
できる。この１０％以下という数値は、本発明者らが紫
外線の強い夏期に５時間連続着用（筒編地同等の天竺組
織によるゴルフシャツ）実験により紅斑を生じない範囲
として設定したものであり、また同時に『ゴルフ場にお
ける紫外線被曝について』（第１４回人間−熱環境系シ
ンポジュウム報告集−日体大 井川他）の下記式（１）
を用い、夏期日中照射量：１４〜２４Ｊ／ｃｍ↑2／ｈ
ｒ（平均２０、垂直面に対して）、部位被曝率：ゴルフ
シャツの背中部では６０〜７０％（平均６０）、被爆時
間：５ｈｒ、紅斑を生じる最小被曝量（ＭＥＤ：日焼け
の目安 日本人の平均ＭＥＤ値は７Ｊ／ｃｍ↑2）、安
全係数：０．８として算出したものである。

【００１２】

【数１】

【００１３】そして、紫外線遮蔽性能は以下に示すよう
な方法で評価することができる。光源としては、紫外線
ランプ（４００Ｗ高圧メタルハライドランプ：フナコシ
社製ＥＬＣ４０００）を使用し、波長２６０〜３９０ｎ
ｍ領域の紫外線を次の手順で紫外線センサ−ＳＵＶ−Ｔ
（東レテクノ社製−以下ＵＶセンサ−）を使用し１５分
間積算測定し算出する（光源とＵＶセンサ−の距離４０
ｃｍ）。まづＵＶセンサ−上にサンプルを乗せない状態
で紫外線量を測定（ＵＶ１）し、次いでＵＶセンサ−上
にサンプルをのせサンプルを透過する紫外線量を測定す
る（ＵＶ２）。紫外線透過率（ＵＶＴ）はＵＶ２／ＵＶ
１であり、この値が低ければ低いほど紫外線遮蔽性に優
れる。なお本発明においては２層構造糸を筒編し編地の
状態で測定する。この時編地密度等により測定値が異な
るのを避ける為、下記式（２）に規定するカバ−ファク
タ−が３６０±１０となるよう調節した編地で測定す
る。また測定に当たっては筒編地の油剤等付着物は精練
リラックスにより取り除くが染色はしない。

【００１４】

【数２】

【００１５】なお、本発明においては芯鞘複合繊維を芯
糸および側糸の双方に使用する以外に、側糸あるいは芯
糸のいずれかに使用しても同等の紫外線遮蔽効果の効果
が得られるがその理由は現在のところ明らかでない。ま
た、本発明の紫外線遮蔽性を有する２層構造糸の利用分
野としては、ブラウス、ワンピ−ス、スカ−ト、パン
ツ、シャツ、スキ−ウエア−、テニスウエア−、水着、
裏地等の衣料用の他に日傘、帽子、手袋、カ−テン等の
日用品やリビング用品をあげることができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明の２層構造糸は紫外線遮蔽性に優
れ、しかもシルク様風合あるいはスパン調風合を合わせ
持っている。また無機物高含有ポリエステル糸に見られ
るガイド等の磨耗を引き起こさず、製編織等における工
程通過性の問題もない。さらにはまた無機物高含有ポリ
エステル糸を用いた染色物における発色性の悪さを改善
することが期待できる。残念ではあるが地球環境は次第
に悪化している、紫外線の増加もその１つであり皮膚の
炎症に始まり皮膚癌等人体への悪影響が考えられてい
る。環境を元に戻すことこそが根本策であるが、現状対
応としては身を守ることも必要でありこの点本発明は何
等かの寄与を成し得るものとして期待できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例でさらに詳しく説明す
るが、本発明は何等これらに限定されるものではない。 実施例１ ［η］（フェノールとテトラクロルエタンの等量混合溶
媒を用い３０℃の恒温槽中でウツベローデ型粘度計で測
定したときの極限粘度）が０．６２でＳｉＯ↓2を１．
００重量％含有したポリエチレンテレフタレートを鞘側
に配置し、［η］＝０．７２で酸化チタンを１５重量％
含有したポリエチレンテレフタレートを芯側に配置し
て、丸断面にて芯／鞘＝１／１で捲取速度４５００ｍ／
分で７５ｄｒ／４８ｆを直接製糸した。この糸のＷｓｒ
は４．３％であった。また芯糸として同じポリマ−の組
み合わせで、Ｙ断面にて芯／鞘＝１／１として図１に示
す装置を用い、ホットローラー１の速度（紡速）を１２
００ｍ／分、温度を９０℃、ホットローラー２の速度を
４４００ｍ／分（延伸倍率３．７）、温度常温で直接延
伸して７５ｄｒ／２０ｆを得た。この糸のＷｓｒは１４
％であり、最大乾熱応力が３６０ｍｇ／ｄｒでかつその
温度が１２２℃であった。また強度は４．７ｇ／ｄｒで
あり伸度は３０．５％であった。ついで双方の糸をオ−
バ−フィ−ド２％、エア−圧２．５ｋｇ／ｃｍ↑2でイ
ンタ−レ−ス混繊した。このときの交絡数は３２個／ｍ
であり、糸長差は９％であった。得られた交絡糸を２０
ゲ−ジの筒編機で編成し、ついで界面活性剤１ｇ／ｌで
１０分間ボイルした後２０分水洗し風乾した。（カバ−
ファクタ−３６２） 得られた生地を開き（１重とし）紫外線透過率を測定し
た結果は４．１％であり良好な紫外線遮蔽性を示した。
また筒編地は適度なフクラミと光沢を有し、さらみ感の
あるシルク様風合を有すものであった。

【００１８】実施例２ 芯糸を［η］＝０．７２で酸化チタンを０．５％含有す
るポリエステルホモポリマ−からなる繊維とし、実施例
１と同条件で直接延伸した７５ｄ／２０ｆ（強度５．４
ｇ／ｄｒ、伸度３２％、Ｗｓｒ１４．３％，最大乾熱応
力３７０ｍｇ／ｄｒでかつその温度が１２０℃）とする
こと以外は実施例１と同様にして構造糸を作成し評価し
たところ紫外線透過率は４．２％であり、シルク様風合
を有していた。

【００１９】実施例３ 側糸を［η］＝０．７２で酸化チタンを０．５％含有す
るポリエステルホモポリマ−からなる繊維とし、実施例
１と同条件で直接製糸した７５ｄ／４８ｆ（Ｗｓｒ４．
２％，）とすること以外は実施例１と同様にして構造糸
を作成し評価したところ紫外線透過率は４．８％であ
り、シルク様風合を有していた。

【００２０】実施例４〜７ 実施例１において複合繊維の芯部のチタン含有量を５
％、１０％、３０％、４０％とする以外は実施例１と同
様に構造糸を作成し評価した。その結果、下表に見られ
るように、いずれも紫外線透過率が低く、紫外線遮蔽性
効果が高い。また含有量が１０％をこえるとほぼ同等の
効果となっている。

【００２１】

【表１】

【００２２】比較例１ 実施例２で用いた芯糸と実施例３で用いた側糸の組合せ
とする（側糸および芯糸共にポリエステルホモポリマ−
糸）こと以外は実施例１と同様にして構造糸を作成し評
価したところ紫外線透過率は３８．２％であった。

【００２３】比較例２ 複合繊維の芯部のチタン含有量を３重量％とする以外は
実施例１と同様にして構造糸を作成し評価したところ紫
外線透過率は１９．０％であった。

【００２４】比較例３ 複合繊維の芯／鞘＝１／５とする以外は実施例１と同様
にして構造糸を作成し評価したところ紫外線透過率は１
７．９％であった。

【００２５】実施例８ 実施例１で芯糸として得られた直接延伸糸７５ｄｒ／２
０ｆを芯糸とし、実施例１と同じポリマ−の組み合わせ
で芯／鞘＝１／１の丸断面で紡速３０００ｍ／分で紡糸
したＰＯＹ ７５ｄｒ／４８ｆ（捲取ｄｒ）を側糸と
し、オ−バ−フィ−ド３．５％、エア−圧３．２ｋｇ／
ｃｍ↑2でインタ−レ−ス混繊後連続的に延伸倍率１．
０１、仮撚温度１７０℃、仮撚数２４００Ｔ／ｍで仮撚
加工した。この時の交絡数は４０個／ｍであった。仮撚
後、芯糸と側糸を分離し測定した芯糸の強度は３．８ｇ
／ｄｒであり、伸度は２５．７％であった。また芯糸と
側糸の糸長差は１４％であった（芯側糸分離後０．１ｇ
荷重下で測定）。この仮撚糸を用いて実施例１と同様に
して筒編地を得、その紫外線透過率を測定したところ
１．９％であり良好な紫外線遮蔽性を示した。また得ら
れた筒編地は適度な張り腰とウオ−ム感のあるソフトな
スパン調風合を有すものであった。

【００２６】実施例９ 芯糸を［η］＝０．６２で酸化チタンを０．５重量％含
有したポリエチレンテレフタレートホモポリマ−からな
る繊維とすること以外は実施例８と同様にして構造糸を
作成し評価したところ紫外線透過率は２．２％であり良
好な紫外線遮蔽性とスパン調風合を示した。

【００２７】比較例４ 実施例９で使用した芯糸と［η］＝０．６２で酸化チタ
ンを０．５重量％含有したポリエチレンテレフタレート
ホモポリマ−で紡速３０００ｍ／分で紡糸したＰＯＹ７
５ｄｒ／４８ｆを側糸とする以外は実施例８と同様にし
て構造糸を作成し評価したところ紫外線透過率は１８．
４％であった。

【００２８】比較例５ ［η］＝０．６２で酸化チタンを３．０重量％含有した
ポリエチレンテレフタレートホモポリマ−を用いて紡速
３０００ｍ／分で紡糸し、延伸倍率１．５倍、仮撚温度
１８５℃、仮撚数２５００Ｔ／ｍで延伸仮撚した１５０
ｄｒ／４８ｆの仮撚糸の紫外線透過率は１５．８％であ
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で使用される直接延伸糸を製造
するための装置の概念図である。

【符号の説明】

１：紡糸ヘッド ２：ホットローラー１ ３：ホットローラー２ ４：巻取糸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｄ０１Ｆ 6/92 ３０１ Ｄ０１Ｆ 6/92 ３０１Ｍ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D02G 3/36 D02G 3/04 Ｆタームテーマコード４Ｌ０３６

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側糸と芯糸とがエアー交絡されてなる非
   巻縮系２層構造糸であって、該側糸の沸水収縮率（Ｗｓ
   ｒ）が５％以下であり、該芯糸の最大乾熱応力が２５０
   ｍｇ／ｄｒ以上で、且つ最大乾熱応力発生時の温度が１
   ００℃以上であり、側糸と芯糸との沸水収縮率差（△Ｗ
   ｓｒ）が８％以上であり、側糸および／または芯糸を構
   成する繊維は芯成分に５〜４０重量％の金属酸化物を含
   有し、芯／鞘重量比が１／４〜４／１のポリエステル系
   芯鞘型複合繊維であり、かつ該2層構造糸から下記式に
   規定するカバーファクターが360±10となる編地とした
   とき、該編地における紫外線透過率(UVT)が10％以下で
   あることを特徴とする非捲縮系２層構造糸。カバーファクター＝(ウエール数／cm＋コース数／cm)×
   √dr
2. 【請求項２】 芯糸と側糸とがエア−交絡された仮撚巻
   縮系２層構造糸であって、該芯糸と側糸との糸長差が８
   ％以上であり、芯糸は強度が３ｇ／ｄｒ以上でかつ伸度
   が４０％以下であり、側糸および／または芯糸を構成す
   る繊維は芯成分に５〜４０重量％の金属酸化物を含有
   し、芯／鞘重量比が１／４〜４／１であるポリエステル
   系芯鞘型複合繊維であり、かつ該2層構造糸から下記式
   に規定するカバーファクターが360±10となる編地とし
   たとき、該編地における紫外線透過率(UVT)が10％以下
   であることを特徴とする仮撚巻縮系２層構造糸。 カバーファクター＝(ウエール数／cm＋コース数／cm)×
   √d r 」