JP3897412B2

JP3897412B2 - 流体抵抗軽減ウエアを製造する方法

Info

Publication number: JP3897412B2
Application number: JP26020697A
Authority: JP
Inventors: 潤子出口
Original assignee: Asahi Kasei Fibers Corp
Current assignee: Asahi Kasei Fibers Corp
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2017-09-25
Also published as: JPH11100705A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、競技用ウェアに関する。さらに詳しくは、競泳や陸上競技、ジャンプ等で水や空気に対する流体抵抗が軽減するウェアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
衆知の如く、弾性繊維とナイロン繊維等を交編した交編編地、例えばトリコットのツウーウエィ、パワーネット等はインナー衣料、ファンデーション、水着分野でかなりの量を占めるようになって来ている。
一方、弾性繊維とナイロン繊維等を交編した交編編地は、競泳、陸上、ジャンプ、競泳水着等といった競技でのウェアにも展開されており、水や空気などの流体に対する抵抗を軽減すべくウェアの構成生地、表面形態、縫製仕様等について種々検討されており、かなりのレベルまで改良されている。
【０００３】
しかしながら、競技ウェアの用途においては勝敗や記録に直ちに反映するために、より優れた流体抵抗軽減ウェアが要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、流体に対する抵抗を軽減するという要求に応えた流体抵抗軽減ウエアの製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来の流体抵抗軽減ウエアとその期待効果について検討した結果、ポリトリメチレンテレフタレート繊維を用いることによりさらなる効果が期待できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、弾性繊維とポリトリメチレンテレフタレート繊維の交編編地を熱カレンダーロールで熱プレス加工することにより表面粗度を０．３〜１．５μｍとした編地を用いて流体抵抗軽減ウェアを製造する方法である。
【０００６】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明において、ポリトリメチレンテレフタレート繊維とは、ポリトリメチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエステル繊維をいい、トリメチレンテレフタレート単位を約５０モル％以上好ましくは７０モル％以上、さらには８０モル％以上、さらに好ましくは９０モル％以上のものをいう。従って、第三成分として他の酸成分及び／又はグリコール成分の合計量が、約５０モル％以下好ましくは３０モル％以下、さらには２０モル％以下、さらに好ましくは１０モル％以下の範囲で含有されたポリトリメチレンテレフタレートを包含する。
【０００７】
ポリトリメチレンテレフタレートは、テレフタル酸又はその機能的誘導体と、トリメチレングリコール又はその機能的誘導体とを、触媒の存在下で、適当な反応条件下に結合せしめることにより合成される。この合成過程において、適当な一種又は二種以上の第三成分を添加して共重合ポリエステルとしてもよいし、又、ポリエチレンテレフタレート等のポリトリメチレンテレフタレート以外のポリエステル、ナイロンとポリトリメチレンテレフタレートを別個に合成した後、ブレンドしたり、複合紡糸（鞘芯、サイドバイサイド等）してもよい。
【０００８】
添加する第三成分としては、脂肪族ジカルボン酸（シュウ酸、アジピン酸等）、脂環族ジカルボン酸（シクロヘキサンジカルボン酸等）、芳香族ジカルボン酸（イソフタル酸、ソジウムスルホイソフタル酸等）、脂肪族グリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、テトラメチレングリコール等）、脂環族グリコール（シクロヘキサンジオール等）、芳香族ジオキシ化合物（ハイドロキノンビスフェノールＡ等）、芳香族を含む脂肪族グリコール（１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン等）、ポリエーテルグリコール（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等）、脂肪族オキシカルボン酸（ω−オキシカプロン酸等）、芳香族オキシカルボン酸（Ｐ−オキシ安息香酸等）等がある。又、１個又は３個以上のエステル形成性官能基を有する化合物（安息香酸等又はグリセリン等）も重合体が実質的に線状である範囲内で使用出来る。
【０００９】
さらに二酸化チタン等の艶消剤、リン酸等の安定剤、ヒドロキシベンゾフェノン誘導体等の紫外線吸収剤、タルク等の結晶化核剤、アエロジル等の易滑剤、ヒンダードフェノール誘導体等の抗酸化剤、難燃剤、制電剤、顔料、蛍光増白剤、赤外線吸収剤、消泡剤等が含有されていてもよい。
本発明においてポリトリメチレンテレフタレート繊維の紡糸については、１５００ｍ／分程度の巻取速度で未延伸糸を得た後、２〜３．５倍程度で延撚する方法、紡糸と延撚工程とを直結した直延法、巻取り速度５０００ｍ／分以上の高速紡糸法（スピンドロー又はスピンテイクアップ法）の何れを採用してもよい。
【００１０】
又、繊維の形態は、長さ方向に均一なものや太細のあるものでもよく、断面においても丸型、三角、Ｌ型、Ｔ型、Ｙ型、Ｗ型、八葉型、偏平、ドッグボーン型等の多角形型、多葉型、中空型や不定形なものでもよい。
さらに糸条の形態としては、単糸デニールが０．１〜５デニール程度のマルチフィラメント原糸（極細糸を含む）、甘撚糸〜強撚糸、混繊糸、仮撚糸（ＰＯＹの延伸仮撚糸を含む）、いわゆるタスラン加工糸等の流体噴射加工糸等がある。
【００１１】
尚、本発明の目的を損なわない範囲内で通常３０重量％以下の範囲内で他の繊維を交絡混繊（高収縮糸との異収縮混繊糸等）、交撚、複合仮撚（伸度差仮撚等）、２フィードタンラン加工等の手段で混用してもよい。
本発明において、弾性繊維とは、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテルエステル系等の弾性繊維をいい、通常のポリウレタン系弾性繊維で、例えば乾式紡糸又は溶融紡糸したものが使用でき、ポリマーや紡糸方法は特に限定されない、デニールは２０〜４２０のものが好適である。破断伸度は４００％〜１０００％のもので伸縮性に優れ、染色加工時のプレセット工程の通常処理温度１９０℃近辺で伸縮性を損なわないことが好ましい。たとえば、共重合ポリアルキレンエーテルジオール、主として４,４’ジフェニルメタンジイソシアネートからなる芳香族ジイソシアネート及び二官能性ジアミンから得られるポリウレタンからなり、ポリウレタンにおけるウレタン部分の数平均分子量が６０００〜９５００、且つウレア部分の数平均分子量が６５０〜９５０であって３００％モジュラスが０．２０ｇ／デニール以下のポリウレタン弾性繊維が挙げられるがこれに限定されるものでない。
【００１２】
本発明に用いる交編編地は、弾性繊維とポリトリメチレンテレフタレート繊維によるもので、編機はトリコット編機、ラッセル編機、丸編機が使用でき使用する糸のデニールや商品の狙いにより適宜使用デニール、編機種、ゲージを選択すればよい。
編組織としてはトリコット編機では２枚筬組織のハーフ組織、サテン組織の第一筬へポリトリメチレンテレフタレート繊維を用いる、またこれらの組織の組み合わせによる変化組織が挙げられる。ラッセル編機ではパワーネット組織、サテンネット組織の地組織部へポリトリメチレンテレフタレート繊維を用いる方法が挙げられる、丸編機では天竺、スムース、フライス組織の同一給糸口で弾性糸を複合給糸する方法が挙げられるがこれに限定されない。
【００１３】
弾性糸の混率は、組織や使用する糸の太さによって非常に広い範囲のものがあるが５〜３０％が好適である。
また、弾性糸を複合する際のドラフトは１．５〜３．５倍が好ましく商品性と合わせて適宜選択する。
さらに、経筋のない高度な品位のものをより安定して得る為には弾性繊維とポリトリメチレンテレフタレート繊維とのデニール比（ｄｕ／ｄｅ）の範囲が０．５から９で、さらに好ましくは１〜８である。デニール比が９を上回る場合は余りにも弾性繊維比率が高過ぎ、弾性繊維が表面に露出しすぎて品位が保てない惧れがあり、またデニール比（ｄｕ／ｄｅ）が０．５未満の場合は編み立て時の弾性繊維の弾性力が弱く、ポリトリメチレンテレフタレート繊維との応力バランスがとり難くなり、品位が保てない惧れがある。
【００１４】
本発明の流体抵抗軽減ウエアは、表面粗度が０．３μｍ〜１．５μｍ、好ましくは０．３μｍ〜１．１μｍであることを特徴としている。ここでいう表面粗度とはカトーテック（株）製表面試験機（ＫＥＳ−ＦＢ４）を用いて測定した表面粗さの平均偏差をいい、測定は２０ｃｍ×２０ｃｍの試料を平滑な金属表面上に置き、３０ｇｆ／ｃｍの一軸張力がかけられた試料に、０．５ｍｍ径のピアノ線からなる接触子を５ｍｍ幅、５ｇｆで圧着し、試料を０．１ｃｍ／ｓｅｃの一定速度で水平に２ｃｍ移動させて行う。表面粗さの平均偏差（ＳＭＤ）とは、Ｔを位置ｘにおける試料の厚み（接触子によって測定される厚み）とし、ｘを移動距離とした場合に、下記式で表される。
【００１５】
【数１】

【００１６】
表面粗度の測定は、布帛を水や空気の流れの中に位置させる場合、流体のながれの方向と同じくする布帛の方向で測定する。この方法で測定した表面粗度が１．５μｍを越える場合は表面がまだ十分に平滑とはいえず、空気や水に対する抵抗が十分小さいとはいえない。また、この方法で測定した表面粗度が０．３μｍ未満の場合には表面の流体抵抗は小さくなるものの通気性が小さいため衣服と身体の間に入った流体が抜けず、水着の場合にはいわゆる水抜けに対する抵抗が大きくなるなどウエア全体の抵抗が低減しないため好ましくない。
【００１７】
表面粗度を０．３μｍ〜１．５μｍにするには、上記により編成された編み地に熱プレス加工が好適に用いられる。熱プレス加工は通常の方法によればよく、例えば熱カレンダーロールでプレスする方法、平板型の熱プレス機でプレスする方法等を用いることができる。プレス温度は１６０℃〜２００℃、線圧１０ｋｇ／ｃｍ〜２００ｋｇ／ｃｍ程度の条件で加工すると良い。
【００１８】
本発明はポリトリメチレンテレフタレート繊維を用いているため熱加工性に優れ、比較的容易に表面粗度を低下させることができると同時にポリトリメチレンテレフタレート繊維は非常に弾性回復性に優れるという特徴があり、水着、アスレチックウエア等として着用した場合、抜群にフィットし、それゆえ表面効果と相まって、非常に流体抵抗を軽減せしめたウェアとなる。
【００２０】
本発明で用いる布帛は大変平滑であるので水や空気に対する抵抗が小さく、競泳水着の他、スキーウエア特にスキージャンプ競技用ウエア、アスレティックウエア等に好適に用いられる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、実施例にて本発明を具体的に説明する。なお、物性の測定方法は下記の通り。
（１）１０％伸長時の弾性回復率
試料に０．０１ｇ／ｄの初荷重をかけ、毎分２０％の伸びの一定割分の速度で伸ばし、伸度１０％になったところで今度は逆に同じ速度で収縮させて、応力−歪曲線を画く。収縮中、応力が初荷重と等しい０．０１ｇ／ｄにまで低下した時の残留伸度をＬとし、下記式で算出した。
【００２２】
１０％伸長時の弾性回復率＝（１０−Ｌ）／１０×１００（％）
（２）流体抵抗
直径３ｃｍ、長さ１．５ｍで上方３０ｃｍのところに分岐管を設けたアクリル円管を傾斜流路として１５度に傾けて設置し、水道より７０リットル／ｍｉｎの流量で水を流し、直径１．６ｃｍ、長さ１６ｃｍのアルミニウム円管（見掛け比重０．６８ｇ／ｃｍ）の両端に半球状のシリコーンゴム製のキャップを取り付け、一端に１５０デニール、長さ１２０ｃｍのポリエステルモノフィラメント糸を取り付けた取付具に試料を巻き付け、アクリル円管内に位置させたときにこの試料にかかる張力を測定した。
【００２３】
張力測定器としてはアイコー（株）製のプッシュプルゲージを該ポリエステルモノフィラメント糸に取り付けて用い、サンプルは布帛を４．５ｃｍ×１４．５ｃｍにカットし筒状に縫い合わせて取付具にかぶせ両端に粘着テープを巻き付けて固定した。
（３）風合
手触りで評価した。○；良好 △；やや硬い ×；硬い
【００２４】
【実施例１】
以下の条件で、ポリトリメチレンテレフタレート繊維を製造した。
ηｓｐ／ｃ＝０．８のポリトリメチレンテレフタレートを紡糸温度２６５℃、紡糸速度１２００ｍ／分で未延伸糸を得、次いで、ホットロール温度６０℃、ホットプレート温度１４０℃、延伸倍率３倍、延伸速度８００ｍ／分で延撚して、５０ｄ／３６ｆの延伸糸を得た。
【００２５】
延伸糸の強伸度、弾性率並びに１０％伸長時の弾性回復率は、各々３．２ｇ／ｄ、４６％、３０ｇ／ｄ並びに９８％であった。
得られたポリトリメチレンテレフタレート繊維５０ｄ／３６ｆとポリウレタン繊維（旭化成工業（株）製商品名ロイカ）４０デニール（１００％伸長ドラフトを与えながら巻き取ったもの）をトリコット編機で下記条件で編み立てた。続いて、９０℃の熱水でリラックス、１９０℃４０秒のプレセット、９５℃３０分染色、脱水、１７０℃４０秒のファイナルセットした。
【００２６】

このようにして得られたトリコット編地を１８５℃に保ったカレンダーロールで２０ｋｇ／ｃｍの線圧でプレス加工し表面が平滑な布帛を得た。
【００２７】
この布帛の表面粗さを表面試験機（カトーテック（株）製ＫＥＳーＦＢ４）を用いて測定した結果を表１にタテ／ヨコとして示す。また、この布帛を水着として用いた場合の流体抵抗を測定した。
結果を表１に示す。表中、流体抵抗は布帛を装着せずに測定した時の張力６５ｇを差し引いた値とし、タテ／ヨコで表した。ここでいうタテは布帛のタテ方向が水の流れ方向に平行である場合を、ヨコは布帛のヨコ方向が水の流れ方向に平行である場合を示している。
【００２８】
結果を表１に示す。実施例１でできた布帛は表面粗さ、流体抵抗とも大変小さい布帛であり、風合も問題がないことがわかる。
【００２９】
【実施例２】
実施例１において、ポリウレタン繊維２８０デニール（７５％伸長ドラフトを与えながら巻き取ったもの）を用い、ラッセル編機で下記条件により編み立てた以外は実施例１同様にして染色仕上げた。

この編地について実施例１と同様のカレンダー加工を施し、表面粗さ、流体抵抗、風合いを測定したところ表１の結果を得、流体抵抗低減効果が大きい布帛であることが確認された。
【００３１】
【比較例１】
実施例１において、ポリトリメチレンテレフタレート繊維の代わりに５０ｄ／１７ｆのナイロン６６（旭化成工業（株）製商品名レオナ）を用いた以外は実施例１と同様にして染色仕上げた。
さらに実施例１と同様にカレンダー加工を施し、物性測定を行った結果を表１に示す。流体抵抗の低減効果は小さかった。
【００３２】
【比較例２】
実施例２において、５０ｄ／１７ｆのナイロン６６（旭化成工業（株）製商品名レオナ）を用いた以外は実施例２と同様にしてして染色仕上げた。
さらに実施例２と同様にカレンダー加工を施し、物性測定の結果を表１に示す。流体抵抗の低減効果は小さかった。
【００３３】
【比較例３】
実施例１において熱カレンダー処理をせず測定を行った結果を表１に示す。表面粗度が大きく、流体抵抗の低減効果は小さかった。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【発明の効果】
本発明の製造方法により得られる流体抵抗軽減ウエアは、流体に対する抵抗を軽減するという要求に応えた競技ウエアである。

Claims

弾性繊維とポリトリメチレンテレフタレート繊維の交編編地を熱カレンダーロールで熱プレス加工することにより表面粗度を０．３〜１．５μｍとした編地を用いて流体抵抗軽減ウェアを製造する方法。