JP3900894B2 - Highly moisture-absorbing fiber structure - Google Patents

Description

【００１０】
（式中、Ｘ＝ＨまたはＣＨ₃、ｎ＝５〜４０の整数）
【００１１】
【化５】

【００１２】
（式中、Ｘ＝ＨまたはＣＨ₃、ｍ＋ｎ＝は１０〜３０の整数）
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明において、繊維構造物の発熱エネルギー係数は５以上３０以下であり、さらには７以上２０以下であることが好ましい。この範囲において、その繊維構造物の吸湿発熱効果で保温性が得られ、特に冬場において、これらの繊維構造物を用いたブルゾン、ウィンドブレーカー、スキーウエア、下着などを着用すると、非常に暖かく、快適性のある衣服が得られる。また、発熱エネルギーが５より小さいと発熱効果が小さく、３０より大きいと発熱エネルギーが大きすぎて、発汗量が多くなり、衣服内における温度が必要以上に上昇し、快適感が得られない。
【００１４】
発熱エネルギーを５以上発生させるためには、後述するモノマーＡとモノマーＢの重合体を、繊維表面上に１ｗｔ％以上、３０以下とするには、２０ｗｔ％以下の範囲で付着させる必要がある。
【００１５】
本発明でいう発熱エネルギー係数は、次のようにして決定される。すなわち、幅約３．５ｃｍの試料３ｇを、温度計あるいは熱電対の測定部に巻き、摂氏３０度×湿度３０％ＲＨの環境下に１２時間以上放置後の温度を測定する。次に摂氏３０度×湿度９０％ＲＨの環境まで、湿度３％／分の速度で変化させ、この間１分毎に４時間後まで温度を測定する。測定後、上昇温度を積分したものを発熱エネルギー量として求め、次の式によって表す。
【００１６】
発熱エネルギー係数＝試料の発熱エネルギー量／ポリエステルタフタ（ＪＩＳ標準布）の発熱エネルギー量
本発明では、後述するモノマーＡ、モノマーＢおよびモノマーＣを、繊維材料上で重合させ重合体からなる被膜を形成する。
【００１７】
本発明で用いられるモノマーＡは、ビニルカルボン酸および／またはビニルスルホン酸である。ビニルカルボン酸の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸などが挙げられる。また、ビニルスルホン酸の具体例としては、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（以下、「ＡＭＰＳ」という。）、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム（以下、「ＡＭＰＳ−Ｎａ」という。）、２−アリルオキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。本発明では、これらのモノマー２種類以上用いることも何ら差し支えない。特に、重合効率と吸湿性の面から、アクリル酸、メタクリル酸、ＡＭＰＳ、スチレンスルホン酸ナトリウムが好ましく用いられる。
【００１８】
また、本発明で用いられるモノマーＢの１種は、下記一般式[I]で示される。
【００１９】
【化６】

【００２０】
ここでｎは９〜２３の整数である。ｎが９より小さくても２３より大きくても十分な耐久性が得られない。また、制電性の面から、モノマーＢは、ｎ＝１４〜２３の範囲であることが好ましい。
【００２１】
また、モノマーＢの他の１種は、下記一般式[II]で示される。
【００２２】
【化７】

【００２３】
ここでｍ＋ｎは１０〜３０の整数である。ｍ＋ｎが１０より小さくても３０より大きくても十分な耐久性、制電性が得られない。
【００２４】
モノマーＢとして、上記一般式[I]と[II]で示されるモノマーから選ばれた少なくとも１種を用いる。つまりこれらのモノマーをそれぞれ単独でも用いることができ、また一般式[I]および一般式[II]で示されるモノマーを併用してもよく、さらに、一般式[I]と[II]で示されるモノマーの２種以上を用いても何ら差し支えない。
【００２５】
また、上記一般式[I]と[II]において、ＸはＨまたはＣＨ₃であるが、安全の面からＸ＝ＣＨ₃を用いることが好ましい。
【００２６】
本発明において、モノマーＡとモノマーＢの混合比は、重量比で１：２０〜１：１であることが好ましく、より好ましくは１：２である。この重量比が１：２０を超える場合には、得られる吸湿性が低いレベルに留まる傾向を示し、一方、１：１に満たない場合には、重合体の網目構造化が十分進まず耐久性が悪くなってしまう傾向がある。制電性の面からは、重量比でモノマーＡよりもモノマーＢの使用量が多い方が好ましい。モノマーＡとモノマーＢの使用量については目的に応じて任意に決定できる。
【００２７】
また本発明で用いられるモノマーＣは、下記一般式[III]で示され、
【００２８】
【化８】

【００２９】
（Ｒ＝ＨまたはＣＨ₃ 、Ｒ１＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＯＣＨ₃ 、ＯＣ₂ Ｈ₅ 、ＳＣＨ₃ 、ｍ＝０〜９の整数、ｌ＝１０以上の整数）
本発明では、モノマーＡとモノマーＢおよびモノマーＣの重合反応に際し、重合開始剤が用いられる。かかる重合開始剤としては、通常のラジカル開始剤を使用することができる。例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水素など無機系重合開始剤や、２，２’−アゾビス（２−アミディノプロパン）ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス（Ｎ、Ｎ−ジメチレンイソブチラミディン）ジハイドロクロライド、２−（カルバモイラゾ）イソブチロニトリルなどの有機系重合開始剤が挙げられる。また、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリルなどの水不溶性重合開始剤をアニオン、ノニオン等の界面活性剤で乳化させて用いてもよい。コスト、取り扱いに容易さの点からは、過硫酸アンモニウムが好ましく用いられる。さらに、重合効率を高めるために、重合開始剤としての過酸化物と還元性物質を併用するいわゆるレドックス開始剤を用いてもよい。この過酸化物としては、例えば、過硫酸アンモニウムや過硫酸カリウム、還元性物質としては、例えば、スルホキシル酸ナトリウムとホルマリンとの反応物やハイドロサルファイトなどが挙げられる。重合開始剤の使用濃度は、使用するモノマー濃度や処理条件にもよるが、０．１〜３％が好ましい。
【００３０】
また、繊維との親和性を高めるために各種浸透剤を使用してもよい。例えばイソプロピルアルコールなどのアルコール類や、アニオン系界面活性剤として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムや、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムなどがあり、非イオン系では、オクチルフェノールのエチレンオキサイド付加物などの各種界面活性剤が使用される。
【００３１】
本発明で用いられる処理液は、基本的には、モノマーＡ、モノマーＢとモノマーＣとの混合もしくは単独とそれに重合開始剤とで構成されるが、さらに必要に応じて仕上げ加工剤、例えば、撥水剤、柔軟剤、難燃剤、抗菌防臭加工剤などを添加してもよい。また、架橋促進のために、風合いをあまり粗硬にしない程度に、メチロール基を有するビニルモノマー、例えば、Ｎ−メチロールアクリルアミドやＮ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドなどを添加してもよい。
【００３２】
また、必要に応じて天然物付与も好ましく行なわれ、植物から抽出された綿、麻、茶、または、動物から抽出されたウール、シルク、キチン、キトサン、スクワラン、または、鉱石から抽出されたスメクタイト、また古代海底ミネラル成分などが挙げられ、これらを処理液中に混合させ同時に処理をしたり、または上記処理後天然物だけの処理液を作成し、繊維に含浸させ、乾熱処理によって付与させる。これらの天然物が有する吸湿性によって保温効果がさらに高まる。
【００３３】
本発明のモノマーＡ、Ｂ、Ｃを含む処理液を繊維材料に付与する方法としては、通常用いられる手段が適用可能である。例えば、パディング法、スプレー法、キスロールコータ、スリットコータなどが挙げられる。これらの方法で処理液を付与後、例えば真空脱水機で処理するなどして付与量を調整することも好ましく行われる。
【００３４】
本発明において、モノマーＡ、Ｂ、Ｃを繊維上で重合させる方法としては、ラジカル重合に用いられるあらゆる手段が適用可能である。例えば、乾熱処理、スチーム処理、浸漬法、コールドバッチ法、マイクロ波処理、紫外線処理などが挙げられる。ここでマイクロ波処理とは、２４５０ＭＨｚまたは９２０ＭＨｚの波長の高周波を被加熱物に当てることで発熱させるものである。これらの処理手段は、単独で適用してもよいし、加熱効率を高めるために、例えば、スチーム処理または乾熱処理時にマイクロ波処理または紫外線処理を併用するなどしてもよい。なお、空気中の酸素が存在すると重合が進みにくくなるので、乾熱処理、マイクロ波処理、紫外線処理の場合には、不活性ガス雰囲気下で処理するのが好ましく、コールドバッチ法の場合にも、シール材で密封することが好ましい。
【００３５】
これらの重合法の中では、スチーム処理が重合効率および処理の安定性の観点から好適である。スチーム処理は、常圧スチーム、加熱スチーム、高圧スチームのいずれでもよいが、コスト面からは、常圧スチームまたは加熱スチームが好ましい。スチーム処理温度は、８０〜１８０℃さらには１００〜１６０℃が好ましい。スチーム処理時間は、１〜１０分程度でよい。
【００３６】
なお、本発明において、繊維材料に処理液を付与した後、モノマーＡ、Ｂ、Ｃを重合させる前に、風乾あるいは乾燥機などで予備乾燥することも好ましく行なわれる。
【００３７】
また、ポリエステル、ナイロン、アクリルなどの合成繊維に対しては製糸、製紡の段階での付与も可能である。例えばポリエステルフィラメントの場合、溶融紡糸法でＰＯＹ（半延伸糸）を紡糸する際、上記化合物の１種もしくは２種以上と炭素数２５〜３３の高級炭化水素と、炭素数が３〜６の多価アルコールと炭素数が１４〜１８の脂肪酸とのエステル、炭素数が１２〜１７の脂肪酸とアミノアルコールとの反応により得られる脂肪族アミド、水溶性シリコーン化合物から成る群から選ばれた少なくとも一種の化合物とポリオキシエチレン系界面活性剤の混合組成物を紡糸油剤とともに付与し、後の延伸工程において乾熱処理されることによって化合物が繊維に強固に付着し、耐洗濯性のある水分子吸着発熱性能が得られる。アクリル繊維の場合は、湿式紡糸法で紡糸、延伸、水洗された後、モノマーＡ、Ｂ、Ｃの１種もしくは２種以上を混合した溶液を、０．０５〜５．０重量％付着させ、乾燥緻密化処理、スチーム処理、乾燥工程を経て、繊維に強固に付着しポリエステルと同様に耐洗濯性のある水分子吸着発熱性能が得られる。
【００３８】
本発明の処理液による重合物の付着量は、吸湿性能を優れたものにし、一方、風合いの粗硬化を防ぐ観点から、繊維材料に対して１〜２０ｗｔ％とすることが好ましい。付着量は、より好ましくは、５〜２０ｗｔ％である。
【００３９】
本発明で用いられる繊維材料としては、ポリエチレンテレフタレートやポリトリメチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系繊維、ポリエステルに第３成分を共重合したポリエステル系繊維、ナイロン６やナイロン６６などのポリアミド系繊維、ポリアミドに第３成分を共重合したポリアミド系繊維、ポリアクリロニトリルを主成分とするアクリル系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、セルロース系繊維、たんぱく質系繊維などが挙げられ、これらの混交品も用いられる。
【００４０】
本発明における繊維構造物は、上記繊維材料から構成され、形態としては、スパン糸やフィラメント等の糸条物、織編物や不織布等の繊維布帛等が挙げられる。また、織編物としては混紡混織、交織、交編した繊維布帛も含まれる。
【００４１】
また、本発明で用いられる繊維構造物は、単位体積当たりの繊維充填度が好ましくは３０以上２００以下であり、さらに好ましくは５０以上１８０以下である。繊維充填度が３０未満では、かさ高過ぎて衣服としては不適切であり、またまた繊維充填度が２００より大きい場合は、発した熱を保持することが出来ない構造となる傾向がある。
【００４２】
繊維構造物の厚さは、荷重７ｇ／ｃｍ²下における厚さが０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは２ｍｍ以上８ｍｍ以下である。荷重７ｇ／ｃｍ²下における厚さが０．５ｍｍ未満では、繊維構造物としては薄すぎるため、十分な保温性が得られず、また１０ｍｍより大きい場合は、着用感が悪く、快適性のあるものとは言い難い。繊維構造物の形態としては、上述のように織物、編物、不織布などが挙げられ、これらの繊維構造物は、直接肌に触れるインナーに対して効果があることはもちろん、シャツ、スラックス、セーター、ブルゾン、フリース、ウインドブレーカーなどの一般衣料、ウォームアップウェアやマラソン、水着などのスポーツウェア、作業服やオフィスウェア、学生服などのユニフォーム類、芯地、裏地、中入れ綿、肩パットなどの衣料用資材、靴下、靴の中敷き、マフラー、ショール、手袋、帽子、膝掛けなどの衣料雑品、サポータ、腹巻きなどの健康補助衣料など、身にまとうあらゆる用途に好適である。たとえば、サポータや腹巻きにおいては、夏場の冷房による冷え対策などにも効果があり、特に、肌着や靴下と一体化したものであれば、身体にフィットするようなファッショナブルな女性の装いにおいても、その外観を損なわず、冷えから身体を守ることができる。
【００４３】
さらに、本発明の保温布帛は、布団、こたつ布団、座布団、枕、クッションなどの中綿やカバー・シーツあるいは毛布などの寝装寝具類、カーペット、便座カバー、トイレマット、バスマットなどの敷物類、自動車・電車・バス・航空機・車椅子をはじめあらゆる乗り物のシート類、壁紙やカーテン、カーテンなど建装資材などに使用することによって、暖かく、快適性のある生活環境が得られる。また、省エネ効果も期待できる。その他、弁当・ペットボトル・植木鉢などの保温袋、ぬいぐるみ、ペット用品、貼布材の基布など、保温性の必要なあらゆるジャンルに転用してもなんら問題はない。
【００４４】
【実施例】
以下、実施例および比較例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【００４５】
なお、実施例中に記載した各種性能は以下の方法により評価した。
【００４６】
[洗濯]
自動反転渦巻き式電気洗濯機（東芝（株）製；ＶＨ−１１５０と同性能のもの）に、４５ｃｍ×４５ｃｍの試験布５００ｇと、４０±２℃の０．２％弱アルカリ性合成洗剤（ＪＩＳ Ｋ−３３７１弱アルカリ性・第１種）液２５ｌとを入れ、強条件で２５分間洗濯した。ついで、遠心脱水機で３０秒間脱水後、常温水をオーバーフローさせながら１０分間すすぎを行った。その後、再度３０秒間脱水し、同条件で１０分間すすいだ前記方法を洗濯５回とする。表１では、これを４回繰り返し洗濯２０回と表示した。
【００４７】
[樹脂付着量]
樹脂付着量[％]＝[（Ａ−Ｂ）／Ｂ]×１００
ここで、Ａ：加工後の生地重量
Ｂ：加工前の生地重量
ここで、生地重量とは２０℃×６５％ＲＨ雰囲気下に２４時間放置したときの重量をいう。
【００４８】
[吸湿性（ΔＭＲ）]
ΔＭＲ（％）＝ＭＲ₂−ＭＲ₁
ここで、ＭＲ₁とは絶乾状態から２０℃×６５％ＲＨ雰囲気下に２４時間放置したときの吸湿率（％）をいい、洋服ダンスの中に入っている状態、すなわち着用前の環境に相当する。また、ＭＲ₂とは絶乾状態から３０℃×９０％ＲＨ雰囲気下に２４時間放置したときの吸湿率（％）をいい、運動状態における衣服内の環境にほぼ相当する。
【００４９】
ΔＭＲは、ＭＲ₂からＭＲ₁の値を差し引いた値で表されるものであり、衣服を着用してから運動したときに、衣服内のムレをどれだけ吸収するかに相当し、ΔＭＲ値が高いほど快適であるといえる。一般に、ポリエステルのΔＭＲは０％、ナイロンで２％、木綿で４％、ウールで６％といわれる。
【００５０】
[風合い]
生地を掴んだときの感触を、非常に柔らかい、柔らかい、やや硬い、硬い、非常に硬いの５段階で評価した。
【００５１】
［繊維充填度］
次の式によって求める。繊維充填度＝目付（ｇ／ｍ²）／厚さ（ｍｍ）
［厚さ］
厚さの測定はＪＩＳ Ｌ １０９６法による。
【００５２】
（実施例１）
タテ糸に１１０ｄｔｅｘ−４８Ｆのポリエステル加工糸とヨコ糸に８４ｄｔｅｘ−３６Ｆのポリエステル加工糸を使用した織物を、下記組成の処理液に浸漬後、ピックアップ率８０％に設定したマングルで絞り、乾燥機で１２０℃、２分乾燥させた。乾燥後直ちに、１０５℃の加熱スチーマーで５分間処理し、湯水洗、乾燥した。次いで、乾燥機で１７０℃、１分でセットし、評価に供した。このときの織物の厚さは、３ｍｍで繊維充填度は１００であった。結果を表１に示す。
【００５３】
［処理液］
ＡＭＰＳ ２０ｇ／ｌ
一般式[I]においてＸ：−ＣＨ₃、ｎ＝２３のモノマー ４０ｇ／ｌ
過硫酸アンモニウム ２ｇ／ｌ
（実施例２）
７８ｄｔｅｘ−２４Ｆのナイロン糸を使用した丸編み地を、下記組成の処理液に浸漬後、実施例１と同じ処理を施して試料を作製した。このときの丸編地の厚さは、５ｍｍで繊維充填度は８０であった。評価結果を表１に示す。
【００５４】
［処理液］
ＡＭＰＳ−Ｎａ（固形分１００％） ２０ｇ／ｌ
一般式[I]においてＸ：−ＣＨ₃、ｎ＝２３のモノマー ３０ｇ／ｌ
一般式[II]においてＸ：−ＣＨ₃、ｍ＋ｎ＝３０のモノマー １０ｇ／ｌ
Ｎ−メチロールアクリルアミド ７ｇ／ｌ
過硫酸アンモニウム ２ｇ／ｌ
（実施例３）
単糸の太さが２．２ｄｔｅｘのポリプロピレン不織布を、下記組成の処理液に浸浸後、実施例１と同じ処理を施して試料を作製した。このときの不織布の厚さは、１ｍｍで繊維充填度は１８０であった。評価結果を表１に示す。
【００５５】
［処理液］
ＡＭＰＳ ２０ｇ／ｌ
一般式[I]においてＸ：−ＣＨ₃、ｎ＝２３のモノマー １０ｇ／ｌ
一般式[II]においてＸ：−ＣＨ₃、ｍ＋ｎ＝３０のモノマー ３０ｇ／ｌ
過硫酸アンモニウム ２ｇ／ｌ
（実施例４）
実施例１で用いた生地を下記組成の処理液に浸漬後、実施例１と同じ処理を施して試料を作製した。評価結果を表１に示す。
【００５６】
［処理液］
ＡＭＰＳ １０ｇ／ｌ
一般式[I]においてＸ：−ＣＨ₃、ｎ＝２３のモノマー ５５ｇ／ｌ
過硫酸アンモニウム ２ｇ／ｌ
（実施例５）
湿式紡糸法によって紡糸、延伸、水洗されたアクリル繊維に対して一般式III（Ｒ＝ＣＨ３、Ｒ１＝ＯＣＨ３、ｌ＝２３、ｍ＝０）の化合物を、０．２重量％繊維に付着させ、乾燥緻密化処理、スチーム処理、乾燥工程を経て、繊維に対して強固に付着させ、２．２dtexのアクリルステープルとし、水分子吸着発熱性能を有する１／６０のアクリル紡績糸を得た。そのアクリル紡績糸と、ナイロンフィラメント加工糸１５５デシテックス４８フィラメント糸を用い、２２Ｇの両面丸編機にて、裏面側ハニカムリバーシブル編組織となる丸編地を編成した。
【００５７】
この編地を通常の丸編地の染色法に準じ、リラックス・精練と染色および乾燥を行った。さらに、この染色・乾燥後の生地を、実施例１と同一の処理液に浸漬後、ピックアップ率８０％に設定したマングルで絞り、乾燥機で１２０℃、２分乾燥させた。
【００５８】
乾燥後直ちに、１０５℃の加熱スチーマーで５分間処理し、湯水洗、乾燥し、次いで、乾燥機で１７０℃、１分でセットした。 評価結果を表１に示す。
（比較例１）
実施例１と同一の生地を、下記組成の処理液に浸漬後、実施例１と同じ処理を施して試料を作製した。評価結果を表１に示す。
【００５９】
［処理液］
ＡＭＰＳ ４０ｇ／ｌ
一般式[I]においてＸ：−ＣＨ₃、ｎ＝９のモノマー ２０ｇ／ｌ
Ｎ−メチロールアクリルアミド ７ｇ／ｌ
過硫酸アンモニウム ２ｇ／ｌ
（比較例２）
タテ糸に２２０ｄｔｅｘ−４８Ｆのポリエステル加工糸とヨコ糸に１１０ｄｔｅｘ−３６Ｆのポリエステル加工糸を使用した織物と同一の生地を、実施例１と同じ処理を施して試料を作製した。このときの生地の繊維充填率は２０であった。評価結果を表１に示す。
【００６０】
（比較例３）
単糸の太さが１．１ｄｔｅｘのポリエステル不織布に対し、実施例３と同様な処理を行なった。このときの生地の厚さは、０．２ｍｍであった。
【００６１】
（比較例４）
実施例１と同一の生地に対して、何も加工も施さず、そのまま評価に用いた。結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】

【００６３】
表１から、比較例１は、大きな発熱保温効果が得られず、耐久性も得られていない。また比較例２は、繊維充填率が低く、比較例３は、生地厚さが薄すぎるため、保温効果が得られていないことがわかる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、耐久性のある高吸湿保温性を兼ね備え、しかも風合いの柔軟な高吸湿保温性繊維構造物が得られる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a highly hygroscopic and heat-retaining fiber structure having a durable and highly hygroscopic heat retaining property and having a soft texture.
[0002]
[Prior art]
Synthetic fibers such as polyester fibers and nylon fibers are widely used because of their excellent physical and chemical properties, but on the other hand, they are less hygroscopic and therefore easily stuffy when worn as clothing. In addition, there is a drawback of low heat retention, and improvement is desired.
[0003]
In order to improve this, as shown in JP-B-60-34979, acrylic acid or methacrylic acid can be graft-polymerized on synthetic fibers, or radical polymerization can be performed as shown in JP-B-58-46589. A method for polymerizing hydrophilic monomers on polyester fibers has been proposed.
[0004]
However, these conventional methods have drawbacks in that the performance and durability are insufficient and the texture becomes hard.
[0005]
Furthermore, in order to solve these problems, the weight of vinyl carboxylic acid and / or vinyl sulfonic acid monomer and divinyl monomer is used as a method of obtaining a fiber material having durable moisture absorption and antistatic properties and a soft texture. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-209540 proposes a method of polymerizing a treatment liquid having a ratio of 1: 1 to 20: 1 on the surface of a fiber material. Although this method provides durable hygroscopicity, higher performance and durability have been desired.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the background of such prior art, the present invention is intended to provide a highly hygroscopic heat retaining fiber structure having a sufficiently high durability and high moisture absorption heat retaining property and a soft texture.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve such problems. That is, the highly moisture-absorbing and heat-retaining fiber structure of the present invention has a heat-absorbing exothermic polymer compound attached to the fiber surface, and its exothermic energy coefficient is 5 or more and 30 or less , The fiber filling degree per unit area is 30 or more and 200 or less .
[0008]
The polymer compound having the hygroscopic exothermic property in the fiber structure of the present invention includes a vinyl carboxylic acid and / or vinyl sulfonic acid monomer (hereinafter referred to as “monomer A”), and the following general formulas [I] and [II]. A treatment liquid containing at least one selected from vinyl monomers represented by the following (hereinafter referred to as “monomer B”) in a weight ratio of 1:20 to 1: 1, and preferably containing a polymerization initiator, It is applied and polymerized on the surface of the fiber material.
[0009]
[Formula 4]

[0010]
(Wherein X = H or CH ₃ , n = integer of 5-40)
[0011]
[Chemical formula 5]

[0012]
(Wherein, X = H or CH ₃ , m + n = is an integer of 10-30)
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the exothermic energy coefficient of the fiber structure is 5 or more and 30 or less, and more preferably 7 or more and 20 or less. In this range, heat retention is achieved by the moisture absorption heat generation effect of the fiber structure, and it is very warm and comfortable when wearing blousons, windbreakers, ski wear, underwear, etc. using these fiber structures, especially in winter. Sexual clothing can be obtained. Further, if the heat generation energy is less than 5, the heat generation effect is small, and if it is greater than 30, the heat generation energy is too large, the amount of perspiration increases, the temperature in the clothes rises more than necessary, and a comfortable feeling cannot be obtained.
[0014]
In order to generate 5 or more exothermic energy, a polymer of monomer A and monomer B, which will be described later, needs to be attached to the fiber surface in a range of 20 wt% or less in order to make it 1 wt% or more and 30 or less.
[0015]
The exothermic energy coefficient referred to in the present invention is determined as follows. That is, 3 g of a sample having a width of about 3.5 cm is wound around a thermometer or a thermocouple measuring unit, and the temperature after being left for 12 hours or more in an environment of 30 degrees Celsius and 30% humidity is measured. Next, the temperature is changed to an environment of 30 degrees Celsius × humidity 90% RH at a humidity of 3% / minute, and the temperature is measured every minute for 4 hours. After the measurement, the value obtained by integrating the rising temperature is obtained as the amount of heat generation energy, and is expressed by the following equation.
[0016]
Exothermic energy coefficient = Amount of exothermic energy of sample / Amount of exothermic energy of polyester taffeta (JIS standard cloth) In the present invention, a monomer A, a monomer B and a monomer C, which will be described later, are polymerized on a fiber material to form a film made of a polymer. To do.
[0017]
Monomer A used in the present invention is vinyl carboxylic acid and / or vinyl sulfonic acid. Specific examples of vinyl carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and the like. Specific examples of vinyl sulfonic acid include 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (hereinafter referred to as “AMPS”), sodium 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonate (hereinafter referred to as “AMPS-Na”). And 2-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid, sodium styrenesulfonate, and the like. In the present invention, two or more of these monomers may be used. In particular, acrylic acid, methacrylic acid, AMPS, and sodium styrenesulfonate are preferably used in terms of polymerization efficiency and hygroscopicity.
[0018]
Further, one type of monomer B used in the present invention is represented by the following general formula [I].
[0019]
[Chemical 6]

[0020]
Here, n is an integer of 9-23. If n is smaller than 9 or larger than 23, sufficient durability cannot be obtained. Moreover, it is preferable that the monomer B is the range of n = 14-23 from the surface of antistatic property.
[0021]
Another type of monomer B is represented by the following general formula [II].
[0022]
[Chemical 7]

[0023]
Here, m + n is an integer of 10-30. If m + n is smaller than 10 or larger than 30, sufficient durability and antistatic properties cannot be obtained.
[0024]
As the monomer B, at least one selected from the monomers represented by the above general formulas [I] and [II] is used. That is, these monomers can be used alone, or the monomers represented by the general formulas [I] and [II] may be used in combination, and further represented by the general formulas [I] and [II]. Two or more monomers may be used.
[0025]
In the general formulas [I] and [II], X is H or CH ₃ , but X = CH ₃ is preferably used from the viewpoint of safety.
[0026]
In the present invention, the mixing ratio of the monomer A and the monomer B is preferably 1:20 to 1: 1 by weight, more preferably 1: 2. When this weight ratio exceeds 1:20, the resulting hygroscopicity tends to remain at a low level, whereas when it is less than 1: 1, the network structure of the polymer does not progress sufficiently and is durable. Tend to get worse. From the viewpoint of antistatic properties, it is preferable that the amount of monomer B used is larger than that of monomer A by weight. About the usage-amount of the monomer A and the monomer B, it can determine arbitrarily according to the objective.
[0027]
The monomer C used in the present invention is represented by the following general formula [III],
[0028]
[Chemical 8]

[0029]
(R = H or CH ₃ , R 1 = Cl, Br, I, OCH ₃ , OC ₂ H ₅ , SCH ₃ , m = 0 to 9, integer equal to or greater than 10)
In the present invention, a polymerization initiator is used in the polymerization reaction of monomer A, monomer B, and monomer C. As such a polymerization initiator, a normal radical initiator can be used. For example, inorganic polymerization initiators such as ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis (N, N-dimethylene) Examples thereof include organic polymerization initiators such as isobutyramidin) dihydrochloride and 2- (carbamoylazo) isobutyronitrile. Further, a water-insoluble polymerization initiator such as benzoyl peroxide or azobisisobutyronitrile may be used after being emulsified with a surfactant such as anion or nonion. From the viewpoint of cost and ease of handling, ammonium persulfate is preferably used. Furthermore, in order to increase the polymerization efficiency, a so-called redox initiator using a peroxide as a polymerization initiator and a reducing substance may be used. Examples of the peroxide include ammonium persulfate and potassium persulfate, and examples of the reducing substance include a reaction product of sodium sulfoxylate and formalin, hydrosulfite, and the like. The concentration of the polymerization initiator used is preferably 0.1 to 3%, although it depends on the monomer concentration used and the processing conditions.
[0030]
Various penetrants may be used to increase the affinity with the fiber. For example, alcohols such as isopropyl alcohol, and anionic surfactants include sodium dodecylbenzenesulfonate and sodium alkylnaphthalenesulfonate. Nonionic surfactants such as ethylene oxide adducts of octylphenol are available. used.
[0031]
The treatment liquid used in the present invention is basically composed of monomer A, a mixture of monomer B and monomer C or alone and a polymerization initiator, but if necessary, a finish processing agent, for example, Water repellents, softeners, flame retardants, antibacterial deodorizing agents, and the like may be added. In order to promote crosslinking, a vinyl monomer having a methylol group, for example, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, N, N-methylenebisacrylamide, or the like is added to such an extent that the texture is not too rough. Also good.
[0032]
If necessary, natural products are also preferably applied, and cotton, hemp, tea extracted from plants, or smectite extracted from wool, silk, chitin, chitosan, squalane, or ore extracted from animals. In addition, ancient seabed mineral components and the like can be mentioned, and these are mixed in the treatment liquid and processed at the same time, or a treatment liquid containing only the natural product after the treatment is prepared, impregnated into fibers, and applied by dry heat treatment. The heat retention effect is further enhanced by the hygroscopicity of these natural products.
[0033]
As a method for applying the treatment liquid containing the monomers A, B, and C of the present invention to the fiber material, a commonly used means can be applied. Examples thereof include a padding method, a spray method, a kiss roll coater, and a slit coater. After applying the treatment liquid by these methods, it is also preferable to adjust the application amount by, for example, processing with a vacuum dehydrator.
[0034]
In the present invention, as a method for polymerizing the monomers A, B and C on the fiber, any means used for radical polymerization can be applied. For example, dry heat treatment, steam treatment, dipping method, cold batch method, microwave treatment, ultraviolet treatment and the like can be mentioned. Here, the microwave treatment is to generate heat by applying a high frequency with a wavelength of 2450 MHz or 920 MHz to an object to be heated. These treatment means may be applied alone, or may be combined with, for example, microwave treatment or ultraviolet treatment during steam treatment or dry heat treatment in order to increase heating efficiency. In addition, since it is difficult for the polymerization to proceed in the presence of oxygen in the air, in the case of dry heat treatment, microwave treatment, ultraviolet treatment, it is preferable to treat in an inert gas atmosphere, even in the case of the cold batch method, It is preferable to seal with a sealing material.
[0035]
Among these polymerization methods, steam treatment is preferred from the viewpoint of polymerization efficiency and treatment stability. The steam treatment may be any of normal pressure steam, heated steam, and high pressure steam, but from the viewpoint of cost, normal pressure steam or heated steam is preferable. The steam treatment temperature is preferably 80 to 180 ° C, more preferably 100 to 160 ° C. The steam processing time may be about 1 to 10 minutes.
[0036]
In the present invention, after the treatment liquid is applied to the fiber material and before the monomers A, B, and C are polymerized, it is preferably air-dried or pre-dried with a dryer or the like.
[0037]
In addition, it is possible to apply to synthetic fibers such as polyester, nylon, and acrylic at the stage of spinning and spinning. For example, in the case of a polyester filament, when POY (semi-drawn yarn) is spun by melt spinning, one or more of the above compounds, a higher hydrocarbon having 25 to 33 carbon atoms, and a high number of 3 to 6 carbon atoms. An ester of a monohydric alcohol and a fatty acid having 14 to 18 carbon atoms, an aliphatic amide obtained by the reaction of a fatty acid having 12 to 17 carbon atoms and an amino alcohol, and at least one selected from the group consisting of water-soluble silicone compounds A mixed composition of compound and polyoxyethylene-based surfactant is applied together with a spinning oil agent, and the compound is firmly attached to the fiber by a dry heat treatment in the subsequent drawing process, and water molecule adsorption heat generation performance with washing resistance Is obtained. In the case of acrylic fiber, after spinning, stretching, and washing with a wet spinning method, a solution in which one or more of monomers A, B, and C are mixed is attached in an amount of 0.05 to 5.0% by weight, Through a drying densification treatment, a steam treatment, and a drying step, water molecule adsorption exothermic performance that adheres firmly to the fiber and is wash-resistant like polyester is obtained.
[0038]
The adhesion amount of the polymer by the treatment liquid of the present invention is preferably 1 to 20 wt% with respect to the fiber material from the viewpoint of improving moisture absorption performance and preventing rough hardening of the texture. The adhesion amount is more preferably 5 to 20 wt%.
[0039]
Examples of the fiber material used in the present invention include polyester fibers such as polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyester fibers obtained by copolymerizing polyester with a third component, and polyamide fibers such as nylon 6 and nylon 66. , Polyamide fibers copolymerized with a third component in polyamide, acrylic fibers based on polyacrylonitrile, polyolefin fibers such as polyethylene and polypropylene, polyvinyl chloride fibers, cellulose fibers, protein fibers, etc. These mixed products are also used.
[0040]
The fiber structure in the present invention is composed of the above fiber material, and examples of the form include yarns such as spun yarns and filaments, and fiber fabrics such as woven and knitted fabrics and nonwoven fabrics. In addition, the woven / knitted fabric includes a mixed textile, a woven fabric, and a knitted fiber fabric.
[0041]
Further, the fiber structure used in the present invention has a fiber filling degree per unit volume of preferably 30 or more and 200 or less, and more preferably 50 or more and 180 or less. If the fiber filling degree is less than 30, it is too bulky and unsuitable as clothes, and if the fiber filling degree is more than 200, there is a tendency that the generated heat cannot be retained.
[0042]
The thickness of the fiber structure is preferably 0.5 mm or more and 10 mm or less, more preferably 2 mm or more and 8 mm or less under a load of 7 g / cm ² . If the thickness under a load of 7 g / cm ² is less than 0.5 mm, the fiber structure is too thin, so that sufficient heat retention cannot be obtained, and if it is greater than 10 mm, the wearing feeling is poor and comfortable. It's hard to say. Examples of the fiber structure include woven fabrics, knitted fabrics, and non-woven fabrics as described above. These fiber structures have an effect on the inner directly touching the skin, as well as shirts, slacks, sweaters, General clothing such as blouson, fleece, windbreaker, sportswear such as warm-up wear, marathon, swimwear, uniforms such as work clothes, office wear, and school uniforms, clothing such as interlining, lining, filling cotton, shoulder pads, etc. It is suitable for all kinds of usage such as materials for use, socks, insoles, scarf, shawls, gloves, hats, clothing miscellaneous goods such as laps, and health supplements such as supporters and stomach wraps. For example, in supporters and belly wraps, it is also effective in cooling measures due to cooling in summer, especially if it is integrated with underwear and socks, even in fashionable women's clothing that fits the body, The body can be protected from cold without damaging its appearance.
[0043]
Furthermore, the heat insulation fabric of the present invention is a futon, a kotatsu futon, a cushion, a pillow, a bedding such as a cover / sheet or a blanket, a carpet, a toilet seat cover, a rug such as a toilet mat, a bath mat, an automobile, etc. -Warm and comfortable living environment can be obtained by using it for seats of various vehicles such as trains, buses, airplanes, wheelchairs, construction materials such as wallpaper, curtains and curtains. In addition, energy saving effect can be expected. In addition, there is no problem even if it is diverted to any genre that requires heat insulation, such as heat insulation bags such as bento boxes, plastic bottles and flower pots, stuffed animals, pet goods, and base materials for patch materials.
[0044]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.
[0045]
Various performances described in the examples were evaluated by the following methods.
[0046]
[Washing]
An automatic inversion swirl type electric washing machine (manufactured by Toshiba Corp .; having the same performance as VH-1150), 45 g x 45 cm test cloth, 40 ± 2 ° C 0.2% slightly alkaline synthetic detergent (JIS K) -3371 weakly alkaline, first type) liquid 25 l was added and washed under strong conditions for 25 minutes. Then, after 30 seconds of dehydration with a centrifugal dehydrator, rinsing was performed for 10 minutes while allowing normal temperature water to overflow. Thereafter, the method is dehydrated again for 30 seconds and rinsed for 10 minutes under the same conditions, and the washing is performed 5 times. In Table 1, this was repeated 4 times and indicated as 20 washes.
[0047]
[Amount of resin adhesion]
Resin adhesion amount [%] = [(A−B) / B] × 100
Here, A: Dough weight after processing B: Dough weight before processing Here, the dough weight means a weight when left in an atmosphere of 20 ° C. × 65% RH for 24 hours.
[0048]
[Hygroscopicity (ΔMR)]
ΔMR (%) = MR ₂ −MR ₁
Here, MR ₁ is the moisture absorption rate (%) when left in an atmosphere of 20 ° C. and 65% RH for 24 hours from an absolutely dry state, and is in a state of being in a clothing dance, that is, before wearing. Equivalent to. MR ₂ is a moisture absorption rate (%) when left in an atmosphere of 30 ° C. and 90% RH for 24 hours from an absolutely dry state, and substantially corresponds to the environment in clothes in an exercise state.
[0049]
ΔMR is expressed by a value obtained by subtracting the value of MR ₁ from MR ₂ , and corresponds to how much moisture in the clothes is absorbed when exercising after wearing clothes. Higher is more comfortable. Generally, the ΔMR of polyester is 0%, 2% for nylon, 4% for cotton, and 6% for wool.
[0050]
[Texture]
The feel when grabbing the fabric was evaluated in five levels: very soft, soft, slightly hard, hard, and very hard.
[0051]
[Fiber filling degree]
Obtained by the following formula. Fiber filling factor = basis weight (g / m ² ) / thickness (mm)
[thickness]
The thickness is measured according to JIS L 1096 method.
[0052]
Example 1
A fabric using 110dtex-48F polyester processed yarn for warp yarn and 84dtex-36F polyester processed yarn for weft yarn is dipped in a treatment solution of the following composition, then squeezed with a mangle set at a pickup rate of 80%, and dried It was dried at 120 ° C. for 2 minutes. Immediately after drying, it was treated with a heating steamer at 105 ° C. for 5 minutes, washed with hot water and dried. Subsequently, it set at 170 degreeC and 1 minute with the dryer, and used for evaluation. The thickness of the fabric at this time was 3 mm, and the fiber filling degree was 100. The results are shown in Table 1.
[0053]
[Treatment solution]
AMPS 20g / l
In general formula [I], X: —CH ₃ , n = 23 monomer 40 g / l
Ammonium persulfate 2g / l
(Example 2)
A circular knitted fabric using 78 dtex-24F nylon yarn was immersed in a treatment liquid having the following composition, and then subjected to the same treatment as in Example 1 to prepare a sample. At this time, the circular knitted fabric had a thickness of 5 mm and a fiber filling degree of 80. The evaluation results are shown in Table 1.
[0054]
[Treatment solution]
AMPS-Na (100% solid content) 20 g / l
In general formula [I], X: —CH ₃ , n = 23 monomer 30 g / l
Monomer of general formula [II] X: —CH ₃ , m + n = 30 10 g / l
N-methylolacrylamide 7g / l
Ammonium persulfate 2g / l
(Example 3)
A polypropylene nonwoven fabric having a single yarn thickness of 2.2 dtex was immersed in a treatment liquid having the following composition, and then subjected to the same treatment as in Example 1 to prepare a sample. The thickness of the nonwoven fabric at this time was 1 mm, and the fiber filling degree was 180. The evaluation results are shown in Table 1.
[0055]
[Treatment solution]
AMPS 20g / l
Monomer of general formula [I] with X: —CH ₃ , n = 23 10 g / l
Monomer of general formula [II] with X: —CH ₃ , m + n = 30 30 g / l
Ammonium persulfate 2g / l
Example 4
The dough used in Example 1 was immersed in a treatment liquid having the following composition, and then subjected to the same treatment as in Example 1 to prepare a sample. The evaluation results are shown in Table 1.
[0056]
[Treatment solution]
AMPS 10g / l
Monomer of general formula [I] X: —CH ₃ , n = 23 55 g / l
Ammonium persulfate 2g / l
(Example 5)
A compound of the general formula III (R = CH3, R1 = OCH3, 1 = 23, m = 0) is attached to 0.2% by weight of the fiber on an acrylic fiber that has been spun, drawn and washed with a wet spinning method, Through a drying densification treatment, a steam treatment, and a drying step, the fiber was firmly adhered to the fiber to obtain a 2.2 dtex acrylic staple, and a 1/60 acrylic spun yarn having water molecule adsorption heat generation performance was obtained. Using the acrylic spun yarn and nylon filament processed yarn 155 dtex 48 filament yarn, a 22K double-sided circular knitting machine was used to knit a circular knitted fabric to be a backside honeycomb reversible knitted structure.
[0057]
This knitted fabric was relaxed, scoured, dyed and dried in accordance with a normal circular knitted fabric dyeing method. Further, the dyed and dried dough was immersed in the same treatment solution as in Example 1, and then squeezed with a mangle set at a pickup rate of 80%, and dried at 120 ° C. for 2 minutes with a dryer.
[0058]
Immediately after drying, it was treated with a heating steamer at 105 ° C. for 5 minutes, washed with hot water and dried, and then set at 170 ° C. for 1 minute in a dryer. The evaluation results are shown in Table 1.
(Comparative Example 1)
The same dough as in Example 1 was immersed in a treatment solution having the following composition, and then the same treatment as in Example 1 was performed to prepare a sample. The evaluation results are shown in Table 1.
[0059]
[Treatment solution]
AMPS 40g / l
Monomer of general formula [I] X: —CH ₃ , n = 9 20 g / l
N-methylolacrylamide 7g / l
Ammonium persulfate 2g / l
(Comparative Example 2)
A sample was prepared by applying the same treatment as in Example 1 to the same fabric as the fabric using 220 dtex-48F polyester processed yarn for warp yarn and 110 dtex-36F polyester processed yarn for horizontal yarn. The fiber filling rate of the fabric at this time was 20. The evaluation results are shown in Table 1.
[0060]
(Comparative Example 3)
The same treatment as in Example 3 was performed on a polyester nonwoven fabric having a single yarn thickness of 1.1 dtex. The thickness of the fabric at this time was 0.2 mm.
[0061]
(Comparative Example 4)
The same fabric as in Example 1 was not subjected to any processing and was used for evaluation as it was. The results are shown in Table 1.
[0062]
[Table 1]

[0063]
From Table 1, the comparative example 1 is not able to obtain a large exothermic heat retaining effect and does not have durability. Further, it can be seen that Comparative Example 2 has a low fiber filling rate, and Comparative Example 3 has a too thin fabric thickness, so that a heat retaining effect is not obtained.
[0064]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a highly moisture-absorbing and heat-retaining fiber structure having a durable and highly hygroscopic heat-retaining property and having a soft texture.

Claims (4)

A fiber structure having a hygroscopic exothermic polymer attached to the fiber surface, the exothermic energy coefficient being 5 or more and 30 or less, wherein the fiber structure per unit area of the fiber structure fiber filling degree is 30 to 200, and a vinyl polymer having an intake wet heat build-up, and vinyl carboxylic acid and / or vinyl sulfonic acid monomers, represented by the following general formula [I] and [II] A highly hygroscopic heat-retaining fiber characterized in that a treatment liquid containing at least one selected from monomers in a weight ratio of 1:20 to 1: 1 is applied on the surface of the fiber material and polymerized. Structure.

(Wherein X = H or CH ₃ , n = integer of 5-40)

(Where X = H or CH ₃ , m + n = is an integer of 10-30) The high moisture-absorbing and heat-retaining property according to claim 1, wherein the high-molecular weight compound having hygroscopic exothermic property contains at least one part of a polymer mainly composed of a vinyl monomer represented by the following general formula [III]. Fiber structure.

The highly hygroscopic and heat-retaining fiber structure according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the fiber structure under a load of 7 g / cm ² is 0.5 mm or more and 10 mm or less. The high moisture-absorbing and heat-retaining fiber structure according to any one of claims 1 to 3 , wherein an adhesion amount of the hygroscopic exothermic polymer compound is 1 to 20 wt% with respect to the fiber material.