JP4955476B2

JP4955476B2 - 遮蔽繊維およびそれからなる布帛

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Publication number: JP4955476B2
Application number: JP2007183674A
Authority: JP
Inventors: 雅春斉藤
Original assignee: KB Seiren Ltd
Current assignee: KB Seiren Ltd
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2027-07-12
Also published as: JP2009019306A

Description

本発明は、透け防止性に優れた淡色系布帛に好適な遮蔽繊維に関するものである。

白色や淡色からなる淡色系布帛は、スポーツ、ユニフォーム、ブラウス、水着、下着とインナー用途、アウター用途に非常に多く用いられている。

白色や薄いピンクやベージュ、ブルー、イエロー、グリーンと言った淡色からなる淡色系布帛は、スポーツ、ユニフォーム、ブラウス、水着、下着とインナー用途、アウター用途に非常に多く用いられている。

しかしながら、淡色系布帛は、透けやすく、アウターに用いる場合は下に着ているインナーのラインなどが透けて見えたり、インナーに用いた場合には肌の様子が透けて見えるという欠点を有していた。更に、水に濡れると透けやすさが倍増するという問題点をも有しており、市場からは透け防止用布帛に用いることの出来る遮蔽繊維が要望されていた。

従来より、かかる欠点を改善するために、チタニアや亜鉛華、硫酸バリウム、シリカ、アルミナ、ジルコニア、カルシア、マグネシアといった白色顔料を繊維中に含有させたり、繊維表面に付着させることが、提案されている。

しかし、十分な透け防止性を布帛に与えるためには、繊維中の白色顔料量を極端に増す必要が生じる為に、繊維の柔軟性が失われたり、繊維表面にザラツキが生じ手触り感や肌触り感が低下したり、更には、繊維を布帛に加工する際の工程通過性が低下したり、といった多くの問題が生じていた。

これらの改善の為に高濃度の白色顔料を含有した樹脂を繊維の芯部だけに用い、その回りを白色顔料を含有しないか、含有していても低濃度に抑えた芯鞘型複合繊維が提案されたり、芯部の形状を工夫し星型などの配置を行うといった提案がなされてきた（例えば、特許文献１〜３）。

特開平５−２４７７２３号公報特開平８−６０４８５号公報特開２００５−３２５４８１号公報

しかしながら、これらはいずれの場合においても、透け防止性能は、十分なものが得られていないのが現状である。
そこで、本発明は、かかる従来の問題を解決し、透け防止性に優れた淡色系布帛に用いることの出来る遮蔽繊維を提供することを課題としたものである。

上記課題を解決するために、本発明者は、透過光の白色顔料による反射散乱現象のみを利用して透け防止をするのではなく、白色顔料に、透過光や白色顔料からの反射散乱光を吸収するカーボンブラックを微量な特定の範囲で加えることに着目して、本発明に到達した。
本発明は、次の構成を採用する。即ち、少なくとも一部に遮蔽機能部を含む遮蔽繊維であって、遮蔽機能部は、白色顔料として、アナターゼのチタニアを４．０ｗｔ％以上、９．０ｗｔ％以下含有するとともにカーボンブラックを含有し、カーボンブラック含有量ＣＢと白色顔料含有量ＷＰの関係が下記の式（ｉ）を満足した樹脂組成物からなり、繊維横断面において、遮蔽機能部の面積比率が２５％以上であることを特徴とする遮蔽繊維である。
ＷＰ×０．７≦ＣＢ≦ＷＰ×１．６＋７・・・（ｉ）
（ただし、ＷＰ：白色顔料の含有量をｗｔ％で示した値
ＣＢ：カーボンブラックの含有量をｐｐｍで示した値である。）
また、本発明は、上記遮蔽繊維からなる布帛でもある。

本発明は、上記構成を採用する事により、十分な透け防止性を有する淡色系布帛に用いることが可能な遮蔽繊維を得る事が出来る。
即ち、本発明の遮蔽繊維は、白色顔料とカーボンブラックを上記の範囲とした遮蔽機能部が、繊維横断面積の２５％以上占めることにより、淡色系布帛とした際に、淡色を保ったまま、従来の布帛と比べて、通常時でも、水に濡れた状態でも、優れた透け防止性を得ることができる。また白色顔料がチタニアであると、さらに高い透け防止効果を有する。

本発明は、少なくとも一部に遮蔽機能部を含む遮蔽繊維および布帛である。本発明の遮蔽繊維は、遮蔽機能部と、遮蔽機能部以外の部分（非遮蔽機能部）とから構成されてもよいし、遮蔽機能部のみで構成されていてもよい。

まず、本発明の遮蔽繊維を構成する原料となる樹脂としては、重合時ないしは熱溶融時に白色顔料およびカーボンブラックを所定量複合化できるのであれば特に限定されない。例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂およびポリオレフィン系樹脂などが挙げられる。具体的には、ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）と言ったポリエステルやこれらの酸成分ないしはグリコール成分などの一部または全部を他の酸成分（例えば、イソフタル酸、セバシン酸、コハク酸、アジピン酸）やグリコール成分（例えば、シクロへキサンジメタノール、ブタンジオール、ポリエチレングリコール）で置き換えた共重合ポリエステルなどが挙げられる。ポリアミド系樹脂としては、ポリアミド６、ポリアミド１２、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６と言ったポリアミドおよびこれらポリアミドの混合物などが挙げられる。アクリル樹脂としては、ポリアクリロニトリルや共重合ポリアクリロニトリルなどのアクリルが挙げられる。ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンが挙げられる。

次に、本発明の遮蔽機能部は、白色顔料およびカーボンブラックを含む樹脂組成物から構成される。

本発明の白色顔料としては、チタニアや亜鉛華、硫酸バリウム、シリカ、アルミナ、ジルコニア、カルシア、マグネシアなどを挙げる事が出来る。この中でもチタニアは白度が高く好適である。更には、チタニアの中でも結晶系がアナターゼのものとルチルのものがあり、この中でアナターゼの方が、硬度が低く、相手磨耗性の観点から好適に用いる事が出来る。

本発明の白色顔料の粒子径としては、紡糸性の点から平均粒子径１μｍ以下のものを用いることが好ましい。更に好ましくは、平均粒子径０．３〜０．７μｍである。即ち、繊維加工工程中の糸道に対する摩擦磨耗性を低減する点からは、平均粒径が１μｍ以下の白色顔料を用いることが好ましい。また、平均粒子径が小さすぎると樹脂への複合化の際、凝集が生じやすくなるために均一分散が非常に難しくなる点を考慮すると、白色顔料の平均粒子径は０．３μｍ以上が好ましい。尚、均一分散がなされないと紡糸ノズルやノズル前フィルターの閉塞を生じさせたり、凝集物により繊維加工工程中の糸道に対する摩擦磨耗性が大きくなり好ましくない。

白色顔料の含有量については、２．０ｗｔ％以上、１５．０ｗｔ％以下であり、４．０ｗｔ％以上、９．０ｗｔ％以下が望ましい。
白色顔料の含有量が２．０ｗｔ％未満の場合には、実質的に遮蔽効果を十分に発揮する事が出来ない。また、白色顔料含有量が１５．０ｗｔ％を超える場合には、白色顔料が凝集しやすくなり遮蔽繊維用樹脂への均一な分散が難しかったり、繊維化する際や織編みの際の糸道に対する摩擦磨耗が大きく、工業的な生産性が著しく低下する。

本発明に用いる事の出来るカーボンブラックについては、特に限定するものではないが、例えば、顔料用カーボンブラック、ゴム用カーボンブラック、ケッチェンブラックやアセチレンブラック等の導電性カーボンブラックなどが挙げられる。ベースとなる樹脂に均一に微分散させやすい点から、顔料用カーボンブラックが好ましく、顔料用カーボンブラックはファーネス法により得られたものであることがより好ましい。具体的な例としては、Ｃａｂｏｔ社製カーボンブラックＭＯＮＡＲＣＨ８００やＭＯＮＡＲＣＨ９００、三菱化学株式会社製カーボンブラック＃９５０や＃４０、Ｄｅｇｕｓｓａ−Ｈｕｌｓ社製カーボンブラックＰｒｉｎｔｅｘ８０、東海カーボン株式会社製トーカブラック＃８３００Ｆや＃７１００Ｆなどが挙げられる。

また本発明の遮蔽機能部を構成する樹脂組成物のカーボンブラック含有量ＣＢと白色顔料含有量ＷＰの関係は下記の式（ｉ）を満足する。

上記カーボンブラックは、遮蔽機能部で白色顔料により反射散乱しながら進む光を吸収して遮蔽する役割を果たす。
上記カーボンブラックの含有量は、上記白色顔料との比率が重要であり、相対的に少ない場合には散乱光を吸収する効果が小さくなる。逆に相対的に多い場合には、布帛全体がグレーっぽくくすんでしまい、遮蔽性は高くなるものの本来の淡色系布帛として用いる事が出来なくなる。

尚、遮蔽機能部の樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、耐熱剤（例えば、ヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系、ベンゾトリアゾール系、ヒドロキノン系、チオエーテル系、フォスファイト系、およびこれらの置換体およびそれらの組み合わせを含む）、紫外線吸収剤（例えば、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、レゾルシノール、サリシレートなど）、染料（例えば、ニトロシンなど）、顔料（例えば、フタロシアニンなど）、蛍光増白剤などを１種類以上添加することができる。

これら白色顔料やカーボンブラックおよび必要に応じて添加する各種添加剤は、重合時のモノマーに分散させておいて、それを重合することで複合化して紡糸に供しても良い。また一旦、重合の終了した樹脂に対しては、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系と言った熱可塑性樹脂については、熱溶融させて二軸押出機などで複合化させた後、紡糸に供しても良い。また、アクリル系のように熱溶融しない樹脂に対しては、溶媒へ溶解させるときに合わせて分散させて湿式紡糸に供しても良い。

本発明の非遮蔽機能部を構成する樹脂としては、上述の遮蔽繊維に用いる事が出来る樹脂であればいずれを用いてもよい。中でも、遮蔽機能部に用いる樹脂と非遮蔽機能部に用いる樹脂は、同系統のものであることが、取り扱い上、好ましい。例えば遮蔽機能部がポリエステル系であれば非遮蔽機能部もポリエステル系を用いる。

非遮蔽機能部に用いる樹脂に対しても、本発明の目的を損なわない範囲で、耐熱剤（例えば、ヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系、ベンゾトリアゾール系、ヒドロキノン系、チオエーテル系、フォスファイト系、およびこれらの置換体およびそれらの組み合わせを含む）、紫外線吸収剤（例えば、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、レゾルシノール、サリシレートなど）、染料（例えば、ニトロシンなど）、顔料（例えば、フタロシアニン、チタニアなど）、蛍光増白剤などを１種類以上添加することができる。

次に、繊維セクション（繊維横断面の構成）に関しては、特に限定するものではないが、遮蔽機能部のみ繊維形成しても差し支えないし、遮蔽機能部からなる芯部１を、非遮蔽機能部からなる鞘部２で完全に覆った芯鞘型繊維（図２（ａ）に例示）や、非遮蔽機能部からなる鞘部２が、非遮蔽機能からなる芯部１により分断され、芯部１が一部露出したサンドイッチ型繊維（図２（ｂ）に例示）としてもよい。尚、芯部と鞘部からなる芯鞘型繊維とする場合、芯部に遮蔽機能部を配することが好適である。
但し、遮蔽機能部の繊維横断面積に対する比率は、繊維横断面全体に対し、２５％以上であることが肝要である。好ましくは、３３％以上であり、更に好ましくは５０％以上であり、最も好ましくは、７５％以上である。
遮蔽機能部の繊維横断面積に対する比率が２５％未満の場合には、非遮蔽機能部を透過する光の影響が大きく遮蔽効果が激減する。

次に、本発明の遮蔽繊維および布帛の製造方法の例を示す。
例えば、白色顔料とカーボンブラックを予備ブレンドした後、上述した遮蔽機能部の原料となる樹脂に二軸押出混練機を用い複合化し、遮蔽機能部の樹脂組成物を得る。次いで、得られた樹脂組成物を所定形状に紡糸して、もしくは得られた樹脂組成物と上述した非遮蔽機能部の原料となる樹脂とを所定の形状に複合紡糸して、遮蔽繊維を得ることができる。

紡糸方法は、コンベンショナルな未延伸糸を得た後、延伸機にて延伸して得ても良いし、直接紡糸延伸法で得ても良い。更に部分未延伸糸(ＰＯＹ)を得た後、仮撚加工を行っても何ら問題は無い。

得られた遮蔽繊維は、織物または編物として布帛となし、生成りにおいてもまた、淡色系の染色を行っても遮蔽性に優れた布帛として供する事ができる。

以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。
各種試料の調整および試料評価に関しては、次の方法で実施した。

Ａ．樹脂複合化方法
事前に所定比率の白色顔料とカーボンブラックを予備ブレンドしたものと遮蔽機能部のベースとなる樹脂を、その樹脂融点＋３０℃にて二軸押出混練機（株式会社日本製鋼所製ＴＥＸ３０α）にて複合化を実施して遮蔽機能部に用いる樹脂組成物（遮蔽機能樹脂組成物）を得た。

Ｂ．紡糸方法
芯および鞘の比率を所定通りに各々変えて猫目状サンドイッチ構造（図２（ｃ））の未延伸糸を得、常法にて３．２倍の延伸を行い５６ｄｔｅｘ／２４ｆの繊維を得た。

Ｃ．評価準備
ニュアンス巻き機を用い、表面が白、裏面が黒の７ｃｍ角の巻板に直交方向に４回巻付けを実施した。

Ｄ．評価方法
日本電色工業株式会社製カラーメーターＺＥ２０００を用い、ニュアンス巻プレートを反射光測定でＬ値（白さの尺度で、Ｌ値＝１００が最も白く、Ｌ値が小さくなるとグレーから黒となる）を測定した。白面側でのＬ値をＬｗ、黒面側でのＬ値をＬｂとした。ＬｗとＬｂの差をΔＬとし遮蔽性の指標（ΔＬが小さいと遮蔽性が高く、ΔＬが大きいと遮蔽性が低い。）とした。

白度評価：淡色系布帛に用いる事より白度の評価基準として、Ｌｗ値が、９０以上のものを◎（非常に良い）、８８以上のものを○（良好）、それ未満のものを×（不良）とした。
遮蔽性評価：遮蔽性の判断基準として、ΔＬが１以下のものを◎（非常に良い）、１を超え３以下のものを○（良好）、３を超えるものを×（不良）とした。
総合評価：白度評価と遮蔽性評価がいずれも◎のものを◎（非常に良い）、白度評価と遮蔽性評価のいずれかが◎または○でかつ残りが○のものを○（良好）、白度評価および遮蔽性評価で一つでも×のあるものを×（不良）とした。

［実施例１］
ＫＢセーレン株式会社製のブライトポリエステル樹脂に対し、富士チタン工業株式会社製チタニアＴＡ３０１を５ｗｔ％とＣａｂｏｔ社製カーボンブラックＭＯＮＡＲＣＨ８００を１０ｐｐｍとなるように、上記Ａ．樹脂複合化方法にて複合化を実施し、遮蔽機能樹脂組成物＜１＞を得た。得られた遮蔽性機能樹脂組成物を芯とし、鞘にはＫＢセーレン製セミダルポリエステル樹脂を用い、芯／鞘＝２／１の比率にて紡糸し猫目状サンドイッチ構造の繊維を得た。得られた繊維に関し、白度評価および遮蔽性評価を行いその結果を表１に示した。

［実施例２〜１０］
実施例１と同様に表１に示したチタニアとカーボンブラックの比率にて複合化を行い、遮蔽機能樹脂組成物＜２＞〜＜１０＞を得、同様に紡糸して繊維化を実施した。得られた繊維に関して、実施例１と同様に白度評価および遮蔽性評価を行いその結果を表１に合わせて示した。

［比較例１］
実施例１に対し、カーボンブラックを含有していない組成にて樹脂複合化を行い、更に紡糸して繊維化を実施した。得られた繊維に関して、実施例１と同様に白度評価および遮蔽性評価を行いその結果を表１に合わせて示した。

［比較例２〜９］
チタニアの複合比率およびカーボンブラックの含有量を各々変えて実施例１と同様に樹脂複合化および紡糸を行い繊維を得た。得られた繊維に関して、同様に白度評価および遮蔽性評価を行いその結果を表１に合わせて示した。

表１の結果を横軸にチタニア含有量（ｗｔ％）、縦軸をカーボンブラック含有量（ｐｐｍ）として、実施例を○で、比較例を×でプロットし、図１とした。プロットに加えその境界となる上限下限を直線で書き加えた。

［実施例１１］
実施例１で用いたニュアンス巻試料に霧吹きで水を吹きかけて試料を湿らせた後、白度評価および遮蔽性評価を実施し、その結果を表２に示した。

［比較例１０］
比較例１で用いたニュアンス巻試料に霧吹きで水を吹きかけて試料を湿らせた後、白度評価および遮蔽性評価を実施し、その結果を表２にあわせて示した。
本発明の遮蔽性繊維においては、水にぬらした後でも遮蔽性の低下が僅かであるのに対し、比較例では大きく遮蔽性が低下した。

［実施例１２、１３、１４］
実施例１で用いた遮蔽性樹脂組成物を用い芯鞘比率を夫々１／３、１／１および１／０として紡糸し、実施例１と同様に評価を実施し、その結果を表３に纏めて示した。

［比較例１１］
実施例１で用いた遮蔽性樹脂組成物を用い芯鞘比率を１／４とした以外は同様に紡糸および評価を実施し、その結果を表３に纏めて示した。
遮蔽機能部の繊維横断面積に占める割合が２５％未満になると遮蔽機能が低減した。

（布帛の製造と評価）
上記実施例１、１３、１４で製造した繊維を用いて夫々筒編布を製造した。これを腕に通して肌の様子が透けて見えるかどうか確認した。乾いた状態でも濡れた状態でも筒編に覆われた部分の肌の様子は全く分からなかった。

本発明の遮蔽性繊維は、白色もしくは淡色の非常に優れた透け防止性布帛に供する事が出来る。

図１は、各試料のチタニア（ｘ軸）、カーボンブラック（ｙ軸）の含有量をプロットしたグラフである。図２は、本発明の遮蔽繊維の繊維横断面形状の例を示す。

符号の説明

１芯部
２鞘部

Claims

少なくとも一部に遮蔽機能部を含む遮蔽繊維であって、遮蔽機能部は、白色顔料として、アナターゼのチタニアを４．０ｗｔ％以上、９．０ｗｔ％以下含有するとともにカーボンブラックを含有し、カーボンブラックの含有量ＣＢと白色顔料の含有量ＷＰとの関係が下記の式（ｉ）を満足した樹脂組成物からなり、繊維横断面において、遮蔽機能部の面積比率が２５％以上であることを特徴とする遮蔽繊維。
ＷＰ×０．７≦ＣＢ≦ＷＰ×１．６＋７・・・（ｉ）
（ただし、ＷＰ：白色顔料の含有量をｗｔ％で示した値
ＣＢ：カーボンブラックの含有量をｐｐｍで示した値である。）
請求項１に記載の遮蔽繊維からなる布帛。