JP4018960B2 - 感湿捲縮複合繊維 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿度変化により可逆的に捲縮率が変化する感湿捲縮複合繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
綿や羊毛などの天然繊維の織編物を用いた衣料は、周囲の湿度に応じて織編物の目が開いて通気性が向上し、体と衣料の間や、衣料間にできた空気層の湿度を下げるといった特性、いわゆる通気性自己調節機能を有している。
【０００３】
このような天然繊維にならって、合成繊維にも吸湿による捲縮性自己調節機能を付与する試みがなされている。例えば特許文献１では変性ポリエチレンテレフタレートとナイロンをサイドバイサイド型に張り合わせた吸湿によって捲縮率が可逆的に変化する複合繊維が提案されている。しかしながら、かかる複合繊維は、ふとんや枕などの詰綿、防寒衣料の中入れ綿には適しているものの、織編物として衣料などに用いた場合、繰り返しの洗濯により複合繊維を構成するポリマー成分の接合面で剥離が発生しやすく、さらなる改善が要求されている。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭６３−４４８４３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来の技術を背景になされたものであり、湿度変化によって可逆的に捲縮率が変化する通気性自己調節機能を有し、かつ洗濯耐久性に優れた感湿捲縮複合繊維を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するために次の構成を採用するものである。すなわち、本発明によれば、スルホネート基を有する変性ポリトリメチレンテレフタレートと、ナイロンとが、サイドバイサイド型に接合された複合繊維であって、ナイロン成分が捲縮の内側に位置し、変性ポリトリメチレンテレフタレート成分が捲縮の外側に位置する捲縮構造を有しており、該複合繊維の、下記式（１）で表される捲縮率差ΔＶＣが１２％以上で、且つ下記式（２）で表される捲縮応答性ＶＣＲが８０％以上であることを特徴とする感湿捲縮複合繊維が提案される。
ΔＶＣ＝ＶＣｄ−ＶＣｗ （１）
ここで、ＶＣｄは複合繊維を温度６０℃で３０分間乾燥した後の捲縮率、ＶＣｗは複合繊維を温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に２時間放置した後の捲縮率をそれぞれ示す。
ＶＣＲ＝ＶＣ _５ ／ＶＣ _１２０ ×１００（％） （２）
ここで、ＶＣ _５ は複合繊維を温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に５分間放置した後の捲縮率、ＶＣ _１２０ は複合繊維を温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下で２時間放置した後の捲縮率をそれぞれ示す。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、感湿捲縮複合繊維が、スルホネート基を有する変性ポリトリメチレンテレフタレートと、ナイロンとが、サイドバイサイド型に接合されている複合繊維であって、ナイロン成分が捲縮の内側に位置し、変性ポリトリメチレンテレフタレート成分が捲縮の外側に位置する捲縮構造をとることが必要である。かかる組合せの複合繊維としたとき、湿度変化によって可逆的に捲縮率が変化する通気性自己調節機能を有する複合繊維とすることができるだけでなく、両者の接着性が極めて高く洗濯耐久性も格段に優れたものとすることができる。
【０００８】
本発明の複合繊維に用いるスルホネート基を有する変性ポリトリメチレンテレフタレートとしては、例えば、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−ホスホニウムスルホイソフタル酸、ｐ−ヒドロキシエトキシベンゼンスルホン酸ナトリウムなどの成分が共重合されたポリトリメチレンテレフタレートが好適に選択される。中でも５−ナトリウムスルホイソフタル酸が共重合されたポリトリメチレンテレフタレートであることが好ましい。上記共重合成分の変性ポリトリメチレンテレフタレートに対する共重合量としては全酸成分を基準として０．５〜１５モル％の範囲であることが好ましく、より好ましくは１〜７モル％の範囲である。共重合量が０．５モル％以上であれば、変性ポリトリメチレンテレフタレートとナイロンとの接着性がより良好となり、両者の剥離が発生しにくくなる。また、共重合量を１５モル％以下とすることで変性ポリトリメチレンテレフタレートの溶融粘度が大きくなり過ぎず、安定した紡糸をすることができる。変性ポリトリメチレンテレフタレートの固有粘度［η］（３５℃のＯ−クロロフェノール溶液で測定）が０．４〜１．７の範囲であることが好ましい。
【０００９】
本発明の複合繊維を構成するもう一方の成分であるナイロンとしては、ナイロン６もしくはナイロン６６が好適であり、固有粘度［η］（３０℃のｍ−クレゾール溶液で測定）が１．０〜１．４のものが好ましく選択できる。本発明で用いるナイロンには、熱安定性を向上させる目的で、公知の安定剤、抗酸化剤などが少量添加配合されていても良い。
【００１０】
さらに、本発明の複合繊維を構成する両成分には、必要に応じて艶消剤、着色剤等を添加されていても良い。
【００１１】
本発明の複合繊維は図１に示すようにナイロン成分Ｎが捲縮の内側に位置し、変性ポリトリメチレンテレフタレート成分Ｐが捲縮の外側に位置するような捲縮構造をとることが必要である。この捲縮複合繊維が吸湿すると内側のナイロン成分は伸張するが、外側の変性ポリトリメチレンテレフタレート成分はほとんど長さ変化をきたさない為に、捲縮率が低下する。一方この捲縮繊維を乾燥すると、内側のナイロン成分Ｎが収縮し、外側の変性ポリトリメチレンテレフタレート成分Ｐの長さ変化はほとんど起らないので捲縮率が増大する。
【００１２】
本発明の複合繊維は前述したように洗濯耐久性に極めて優れており、具体的には、洗濯３０回後の複合繊維を構成するポリマー成分の接合面で剥離性が１０％以下、好ましくは５％である。
【００１３】
本発明の複合繊維の捲縮率は１０％以上であることが好ましく、より好ましくは１５〜３０％の範囲である。
【００１４】
また、本発明の複合繊維においては、複合繊維を温度６０℃で３０分間乾燥した後の捲縮率ＶＣｄ、複合繊維を温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に２時間放置した後の捲縮率ＶＣｗとしたとき、下記式で表される捲縮率差ΔＶＣが１２％以上であることが、これを織編物とし衣料に用いた際、吸湿時に目が開いて充分な通気性を得ることができる上で、必要である。
ΔＶＣ＝ＶＣｄ−ＶＣｗ
【００１５】
さらに、本発明の複合繊維においては、複合繊維を温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に５分間放置した後の捲縮率をＶＣ_５、複合繊維を温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下で２時間放置した後の捲縮率ＶＣ_１２０としたとき、下記式で表される捲縮応答性ＶＣＲが８０％以上であることが、これを織編物とし衣料に用いて、湿度変化に対する反応性に優れ、充分な通気性自己調節機能を発揮する上で必要である。
ＶＣＲ＝ＶＣ_５／ＶＣ_１２０×１００（％）
【００１６】
本発明の複合繊維は任意の繊度、断面形状、複合形態を採ることができるが、繊度としては１．２〜４．０ｄｔｅｘ程度が適当である。図２は、本発明の複合繊維の例を示す横断面図であり、Ｐが変性ポリトリメチレンテレフタレート成分、Ｎがナイロン成分である。特に変性ポリトリメチレンテレフタレート成分とナイロン成分とが互いを包み込まない（イ）、（ロ）のような断面の複合繊維とすることにより、捲縮率差ΔＶＣを１２％以上、捲縮応答性ＶＣＲを８０％以上とすることができる。しかし、湿度に対する感度を鈍くする必要があるときには（ハ）のようなナイロン成分を変性ポリトリメチレンテレフタレート成分で包み込むような断面としてもよい。また、（ハ）とは逆に変性トリメチレンテレフタレート成分をナイロン成分で包み込むような断面とした場合は捲縮率差ΔＶＣが低下する傾向にある。
【００１７】
さらに、本発明の複合繊維を中空複合繊維にすると湿度に対する感度も大きく、かつ、嵩だか性も大きくなる。両成分の複合比は任意に選択することができるが３０：７０〜７０：３０の範囲が好ましい。
【００１８】
以下、本発明の複合繊維を得るための製造方法について説明する。
【００１９】
変性ポリトリメチレンテレフタレートとナイロンとをサイドバイサイド型に複合紡糸するには従来公知の任意の方法を採用することができる。紡糸して得られた糸条は一旦巻き取ることなく連続して延伸することが好ましい。かかる方法を用いた場合、紡糸速度は大きいほど捲縮性能がよくなり、特に１０００〜３０００ｍ／分程度の紡糸速度を採用することが好ましい。
【００２０】
また、延伸時の温度は、ナイロンのガラス転移点（Ｔｇ）以上８５℃以下の温度であることが好ましい。延伸温度が８５℃を超えると変性ポリトリメチレンテレフタレート成分の配向度が上がりにくくなり、使用時の物理的応力に対して変形しやすく、捲縮性能が低下する傾向にある。延伸倍率は、最終的に得られる捲縮複合繊維の切断伸度を調節するように適宜選択すればよい。好ましい切断伸度は１０〜６０％、通常は２０〜４５％程度である。延伸倍率は、紡糸工程での紡糸速度によって当然変わってくるものであり、一般に紡糸速度が高くなればなるほど、適用される延伸倍率は低くなってくる。
【００２１】
本発明の製造方法では、かくして得られた延伸した複合繊維を、温度９０〜１５０℃、速度２００〜８００ｍ／分の条件にて熱処理を行うことが必要である。上記の温度が１５０℃より高い場合や速度が８００ｍ／分を超える場合には、断糸率が増加する。さらに熱処理が緊張または１５％以下の弛緩熱処理であることが好ましく、弛緩率で表現すると５〜マイナス１５％、さらには２〜マイナス１０％であることが好ましい。この熱処理工程での弛緩率をあまり大きくしすぎると、十分な捲縮が発現しなくなる傾向にある。
【００２２】
かくして得られた複合繊維は、ナイロン成分が捲縮の内側に変性ポリメチレンテレフタレート成分が捲縮の外側に位置する捲縮構造を有しており、該複合繊維の、下記式（１）で表される捲縮率差ΔＶＣが１２％以上で、且つ下記式（２）で表される捲縮応答性ＶＣＲが８０％以上である、吸湿によって捲縮率が低下し、乾燥によって捲縮率が増大するという性能をもった感湿捲縮複合繊維となる。
ΔＶＣ＝ＶＣｄ−ＶＣｗ （１）
ここで、ＶＣｄは複合繊維を温度６０℃で３０分間乾燥した後の捲縮率、ＶＣｗは複合繊維を温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に２時間放置した後の捲縮率をそれぞれ示す。
ＶＣＲ＝ＶＣ _５ ／ＶＣ _１２０ ×１００（％） （２）
ここで、ＶＣ _５ は複合繊維を温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に５分間放置した後の捲縮率、ＶＣ _１２０ は複合繊維を温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下で２時間放置した後の捲縮率をそれぞれ示す。
【００２３】
【実施例】
次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお実施例に示す各物性は次の方法により測定したものである。
【００２４】
（１）固有粘度
ナイロン６はｍ−クレゾール溶液を用い３０℃で測定した。また、変性トリメチレンテレフタレートはｏ−クレゾール溶液を用い３５℃で測定した。
【００２５】
（２）捲縮率（ＶＣ）
捲縮複合繊維糸条を長さ３０cmのかせにとり、１．７６Ｎ／ｄｔｅｘ（２００ｍｇ／ｄｅ）の荷重を掛け、１分放置した後の長さを測定してその長さをｌ₀とし、その後１７．６ｍＮ／ｄｔｅｘ（２ｍｇ／ｄｅ）の荷重を掛け、１分放置した後の長さを測定してその長さをｌ₁とし、次式により捲縮率（ＶＣ）を算出する。
ＶＣ＝（ｌ₀−ｌ₁）／ｌ₀×１００（％）
【００２６】
（３）捲縮率差（ΔＶＣ）
捲縮率差ΔＶＣは、温度６０℃で３０分間乾燥した後の乾燥時の捲縮率ＶＣｄと、温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に２時間放置した後の吸湿時の捲縮率ＶＣｗとから、下記式を用いて算出した値である。なお、それぞれの捲縮率の測定は、ＶＣｄが温度２０℃、相対湿度６５％の雰囲気下で、ＶＣｗが温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下で、上記（２）の捲縮率（ＶＣ）の測定方法に基づいて行った。
ΔＶＣ＝ＶＣｄ−ＶＣｗ
【００２７】
（４）捲縮応答性（ＶＣＲ）
捲縮応答性ＶＣＲは、温度６０℃で３０分間乾燥したサンプルを用い、これを温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に５分間放置した後の捲縮率ＶＣ₅と、温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下で２時間放置した後の捲縮縮率ＶＣ₁₂₀とを測定し、下記式を用いて算出した値である。なお、それぞれの捲縮率の測定は、温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下で上記（２）の捲縮率（ＶＣ）の測定方法に基づいて行った。
ＶＣＲ＝ＶＣ₅／ＶＣ₁₂₀×１００（％）
【００２８】
（５）剥離性
ＪＩＳ Ｌ０２１７、付表１、番号１０３の方法で３０回洗濯をおこなった後、任意に選んだ１０本の複合繊維の断面を観察し、変性ポリトリメチレンテレフタレート成分とナイロン成分が剥離した単糸の割合を計算し、その平均値を求めた。
【００２９】
［実施例１］
固有粘度［η］が１．１のナイロン６（Ｎｙ６）と、固有粘度［η］が１．０３であり５−ナトリウムスルホイソフタル酸を２．６モル％共重合した変性ポリトリメチレンテレフタレート（変性ＰＴＴ（Ａ））とを常法により、紡糸温度２６５℃、紡糸速度１０００ｍ／分で紡糸し、ついで巻き取ることなく延伸温度８０℃、延伸倍率３．５倍で延伸し、さらに１２０℃で熱セットして糸条を得た。その後弛緩率１０％、スリットヒーター温度１４０℃、速度３００ｍ／分にて弛緩熱処理を行い、図２（イ）に示すような断面形状を有し、変性ポリトリメチレンテレフタレートとナイロン６との重量比が５０：５０でサイドバイサイド型に接合された、８３ｄｔｅｘ／２４ｆｉｌの捲縮複合繊維を得た。この複合繊維は、捲縮の内側にはナイロン成分が位置し、外側には変性ポリトリメチレンテレフタレート成分が位置していた。得られた複合繊維の物性を表１に示した。この複合繊維を製織した布帛は、高湿度では通気度が高く、低湿度では通気度が低い、通気性自己調節機能を有するものであった。
【００３０】
［実施例２］
変性ポリトリメチレンテレフタレート（変性ＰＴＴ（Ａ））を、固有粘度［η］が０．７８であり、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を６．０モル％共重合した変性ポリトリメチレンテレフタレート（変性ＰＴＴ（Ｂ））に変更した以外は、実施例１と同様にして捲縮複合繊維を得た。得られた繊維の物性を表１に併せて示した。この複合繊維を製織した布帛も、実施例１と同様に通気性自己調節機能を有するものであった。
【００３１】
［実施例３］
変性ポリトリメチレンテレフタレート（変性ＰＴＴ（Ａ））を、固有粘度［η］が１．５０であり、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を１．０モル％共重合した変性ポリトリメチレンテレフタレート（変性ＰＴＴ（Ｃ））に変更した以外は、実施例１と同様にして捲縮複合繊維を得た。得られた繊維の物性を表１に併せて示した。この複合繊維を製織した布帛も、実施例１と同様に通気性自己調節機能を有するものであった。
【００３２】
［比較例１］
変性ポリトリメチレンテレフタレート（変性ＰＴＴ（Ａ））を、固有粘度［η］が０．６であり、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を２．６モル％共重合した変性ポリエチレンテレフタレート（変性ＰＥＴ）に変更し、紡糸温度を２６５℃から２８５℃に、延伸温度を８０℃から９５℃に、弛緩熱処理のスリットヒーター温度を１４０℃から１８０℃に変更した以外は、実施例１と同様にして捲縮複合繊維を得た。得られた繊維の物性を表１に併せて示した。この複合繊維を製織した布帛も、実施例１と同様に通気性自己調節機能を有するものであったが、洗濯耐久性が極めて劣るものであった。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【発明の効果】
本発明の感湿捲縮複合繊維は、湿度変化によって可逆的に捲縮率が変化するため、これを製編織して布帛としさらに衣料とした際、優れた通気性自己調節機能を発揮する。また、本発明の感湿捲縮複合繊維は洗濯耐久性にも優れているため、衣料用繊維として極めて実用的なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合繊維の、捲縮発現後における湾曲構造の形態を例示した模式図である。
【図２】本発明の複合繊維の横断面を例示した模式図である。
【符号の説明】
Ｐ スルホネート基を有する変性ポリトリメチレンテレフタレート
Ｎ ナイロン

Claims (3)

1. スルホネート基を有する変性ポリトリメチレンテレフタレートと、ナイロンとが、サイドバイサイド型に接合された複合繊維であって、ナイロン成分が捲縮の内側に位置し、変性ポリトリメチレンテレフタレート成分が捲縮の外側に位置する捲縮構造を有しており、該複合繊維の、下記式（１）で表される捲縮率差ΔＶＣが１２％以上で、且つ下記式（２）で表される捲縮応答性ＶＣＲが８０％以上であることを特徴とする感湿捲縮複合繊維。
   ΔＶＣ＝ＶＣｄ−ＶＣｗ （１）
   ここで、ＶＣｄは複合繊維を温度６０℃で３０分間乾燥した後の捲縮率、ＶＣｗは複合繊維を温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に２時間放置した後の捲縮率をそれぞれ示す。
   ＶＣＲ＝ＶＣ _５ ／ＶＣ _１２０ ×１００（％） （２）
   ここで、ＶＣ _５ は複合繊維を温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に５分間放置した後の捲縮率、ＶＣ _１２０ は複合繊維を温度３０℃、相対湿度９０％の雰囲気下で２時間放置した後の捲縮率をそれぞれ示す。
2. 変性ポリトリメチレンテレフタレートが５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を共重合したポリトリメチレンテレフタレートである請求項１記載の感湿捲縮複合繊維。
3. ５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分の共重合量が全酸成分を基準として０．５〜１５モル％の範囲である請求項２記載の感湿捲縮複合繊維。

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