JP5191381B2 - エラストマー系芯鞘コンジュゲート繊維の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ストッキング、パンティストッキング（ＰＳ）等のストレッチ衣料素材の製造方法に関する。
従来のパンティストッキング用繊維として、ストレッチ繊維が採用されている。このストレッチ繊維としては、例えば、ポリウレタン繊維に１本又は複数本のナイロン繊維を巻き付けたシングルカバードヤーン（ＳＣＹ）、これらを撚り方向を変えて２重に巻き付けたダブルカバードヤーン（ＤＣＹ）が主に採用されている（例えば、特許文献１、２等）。或いは、ストレッチ繊維（ポリウレタン等）と熱可塑性繊維（ポリアミド等）が繊維の長さ方向に連続して貼り合わされた構造を有するコンジュゲート繊維を捲縮させたものも使用されている（例えば、特許文献３〜７等）。これらの繊維に関して、目的とする衣料の伸縮特性、強度等に合わせて改良されたものが数多く報告されている。
しかし、ＳＣＹやＤＣＹは、その高い伸縮性により優れたサポート性を有していることから幅広く使用されているが、生地厚みが大きくなりやすく、また透明感が低い。また製造方法は一般に、ポリウレタン繊維を２〜３倍程度に延伸し、１本又は複数本のナイロン繊維を１ｍ当たり２０００〜３０００回転程度巻き付けるため時間すなわちコストがかかるという問題があった。
またストレッチ繊維（ポリウレタン等）と熱可塑性繊維（ポリアミド等）が繊維の長さ方向に連続して貼り合わされた構造を有するコンジュゲート繊維は、ＳＣＹやＤＣＹと比較して生地厚みが少なく透明感が高いことを特徴としているが、捲縮によるサポート性、即ちコイル状の伸縮による弾性を利用しているため、一般にＳＣＹやＤＣＹと比較してサポート性が弱く、昨今の市場ニーズである高いサポート性の要求を満足させることは難しいという面があった。また製造方法は編立後熱収縮により捲縮性させるため、均一に捲縮させることが難しく、品質管理および製造歩留まりが悪いという問題があった。
特開昭４７−１９１４６号公報
特開昭６２−２６３３３９号公報
特開昭６１−３４２２０号公報
特開昭６１−２５６７１９号公報
特開平３−２０６１２２号公報
特開平３−２０６１２４号公報
特開平２００３−１７１８３１号公報
本発明は、強度、伸縮弾性力及び透明性に優れたコンジュゲート繊維の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、２種類の異なるストレッチ繊維からなる芯鞘コンジュゲート繊維を複合紡糸した後、加熱処理、次いで延伸処理することにより、透明性を維持したままで捲縮性と伸縮性に優れたコンジュゲート繊維が得られることを見出した。かかる知見に基づき、さらに研究を重ねて本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は下記のコンジュゲート繊維の製造方法を提供する。
項１． コンジュゲート繊維の製造方法であって、
（１）伸縮弾性を有するエラストマー樹脂（Ａ）と伸縮弾性を有し永久伸びが２５〜７０％かつ引張伸度が１００〜８００％を持つエラストマー樹脂（Ｂ）とをそれぞれ溶融し、複合口金を２個有した口金で、エラストマー樹脂（Ａ）が芯部分にエラストマー樹脂（Ｂ）が鞘部分になるように複合紡糸する工程、
（２）工程（１）で複合紡糸された繊維を熱処理する工程、及び
（３）工程（２）で熱処理された繊維を延伸処理する工程、
を含むことを特徴とするコンジュゲート繊維の製造方法。
（１）伸縮弾性を有するエラストマー樹脂（Ａ）と伸縮弾性を有し永久伸びが２５〜７０％かつ引張伸度が１００〜８００％を持つエラストマー樹脂（Ｂ）とをそれぞれ溶融し、複合口金を２個有した口金で、エラストマー樹脂（Ａ）が芯部分にエラストマー樹脂（Ｂ）が鞘部分になるように複合紡糸する工程、
（２）工程（１）で複合紡糸された繊維を熱処理する工程、及び
（３）工程（２）で熱処理された繊維を延伸処理する工程、
を含むことを特徴とするコンジュゲート繊維の製造方法。
項２． 工程（２）の熱処理温度が４０〜８０℃である項１に記載の製造方法。
項３． 工程（３）の延伸処理における延伸倍率が１．２５〜４倍である項１又は２に記載の製造方法。
項４． 工程（３）において工程（２）における熱処理温度以上の温度で繊維を加熱して延伸処理する項１、２、又は３に記載の製造方法。
項５． 前記エラストマー樹脂（Ａ）がポリウレタンエラストマーである請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
項６． 前記エラストマー樹脂（Ｂ）がポリエステル系エラストマー及び／又はポリアミド系エラストマーである請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
項７． 前記エラストマー樹脂（Ｂ）に無機微粒子を含む請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
項８． 前記コンジュゲート繊維の芯部分と鞘部分が偏芯円型又は同心円型である請求項請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
項９． 請求項１〜８のいずれかに記載の製造方法により製造されるコンジュゲート繊維。
項１０． 請求項９に記載のコンジュゲート繊維を含むストレッチ衣料。
項１１． 伸縮弾性を有するエラストマー樹脂（Ａ）と伸縮弾性を有し永久伸びが２５〜７０％かつ引張伸度が１００〜８００％を持つエラストマー樹脂（Ｂ）とを含むコンジュゲート繊維であって、芯部分に該エラストマー樹脂（Ａ）を、鞘部分に該エラストマー樹脂（Ｂ）を含み、繊維断面における芯部分と鞘部分の面積比が９５：５〜４０：６０であるコンジュゲート繊維。
以下、本発明を詳細に説明する。
Ｉ．コンジュゲート繊維
本発明のコンジュゲート繊維は、伸縮弾性を有するエラストマー樹脂（Ａ）と伸縮弾性を有し永久伸びが２５〜７０％かつ引張伸度が１００〜８００％を持つエラストマー樹脂（Ｂ）を含むコンジュゲート繊維であって、芯部分に該エラストマー樹脂（Ａ）を、鞘部分に該エラストマー樹脂（Ｂ）を含んでなるエラストマー系芯鞘コンジュゲート繊維である。本発明のコンジュゲート繊維では、芯部分だけでなく鞘部分にも特定のエラストマー樹脂（Ｂ）を採用していることを特徴とする。
Ｉ．コンジュゲート繊維
本発明のコンジュゲート繊維は、伸縮弾性を有するエラストマー樹脂（Ａ）と伸縮弾性を有し永久伸びが２５〜７０％かつ引張伸度が１００〜８００％を持つエラストマー樹脂（Ｂ）を含むコンジュゲート繊維であって、芯部分に該エラストマー樹脂（Ａ）を、鞘部分に該エラストマー樹脂（Ｂ）を含んでなるエラストマー系芯鞘コンジュゲート繊維である。本発明のコンジュゲート繊維では、芯部分だけでなく鞘部分にも特定のエラストマー樹脂（Ｂ）を採用していることを特徴とする。
例えば、これらのコンジュゲート繊維断面を偏芯円型にする場合、同心円型の場合と比較して、延伸、熱処理により、より捲縮がかかることで弾性を発揮しサポート性が向上する。
また、本発明のコンジュゲート繊維は、エラストマー樹脂（Ａ）が芯部分にエラストマー樹脂（Ｂ）が鞘部分になるように複合紡糸した後、得られた繊維を加熱処理して架橋を促進し、次いで延伸処理することにより製造されるため、透明性及び伸縮弾性力、強度及び伸度に優れているという特徴を有している。
本発明のコンジュゲート繊維の芯部分を構成する伸縮弾性を有するエラストマー樹脂（Ａ）は、伸長してもほぼ元の長さに戻る（伸長可能な範囲で降伏点を有しない）性質、すなわちゴム弾性（ヒステリシス曲線において１０％以内に戻る）を有する熱可塑性エラストマーであれば特に限定はない。エラストマー樹脂（Ａ）としては、ポリウレタン、ポリスチレンブタジエン系ブロックコポリマー等が例示され、特に、ポリウレタンが好適である。
エラストマー樹脂（Ａ）の引張強度（JIS K7311）は、３０〜６０ＭＰａ程度、さらに４５〜６０ＭＰａ程度の高強度のものが好ましい。また、引張伸度（JIS K7311）が４００〜９００％程度、さらに４００〜６００％が好ましい。また、表面硬度Ａ（JIS K 6253）は、Ａ７０〜９８程度、さらにＡ８０〜９０が好ましい。表面硬度Ａが、Ａ７０未満であると強度の確保が難しくなり、Ａ９８を越えると伸度及び伸縮性が極端に悪くなる傾向にある。
エラストマー樹脂（Ａ）の具体例としては、例えば、クラミロンＵ（（株）クラレ製）３１９５、８１７５等、パンデックス（ディーアイシーバイエルポリマー（株）製）Ｔ−１１８５Ｎ、１１９０Ｎ、１１９５Ｎ等が挙げられる。
エラストマー樹脂（Ａ）の製法一例として、ポリウレタンエラストマー樹脂の製法を以下に示す。ポリウレタンエラストマー樹脂は、例えば、芳香族ポリイソシアネートとポリオールから、ワンショット法、プレポリマー経由法等の公知の方法を用いて製造できる。
原料である芳香族ポリイソシアネートとしては、炭素数（ＮＣＯ基中の炭素を除く、以下同様）６〜２０の芳香族ジイソシアネート、これらの芳香族ジイソシアネートの変性物（カーボジイミド基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、ウレア基等を有するジイソシアネート変性物）；およびこれらの２種以上の混合物が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネートの具体例としては、１，３−および／または１，４−フェニレンジイソシアネート、２，４−および／または２，６−トリレンジイソシアネート、２，４’−および／または４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（以下、ＭＤＩと略記）、４，４’−ジイソシアナトビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジイソシアナトジフェニルメタン、１，５−ナフチレンジイソシアネートなどが挙げられる。このうちで、特に好ましいものはＭＤＩである。
原料であるポリオールとしては、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、脂肪族系ポリオール等が挙げられ、特にポリエーテル系又はポリエステル系ポリオールが好適である。
ポリオールの数平均分子量は、本材料から製造される繊維のソフト感の観点から好ましくは３００以上、好ましくは１０００以上、さらに好ましくは２０００以上であり、該繊維の弾性の観点から好ましくは４０００以下、好ましくは３５００以下、さらに好ましくは３０００以下である。
本発明のコンジュゲート繊維の鞘部分を構成するエラストマー樹脂（Ｂ）は、伸縮弾性を有しており、永久伸びが２５〜７０％を持つ熱可塑性エラストマー樹脂である。永久伸びはJIS K6251に定義される。つまり、この樹脂（Ｂ）は、１００％以上に伸長した場合は伸縮弾性を有するものの原形に復さず伸長した後、安定した形状に復するという性質を有している。
これは、エラストマー樹脂（Ｂ）の原形では、エラストマー樹脂（Ｂ）を構成するハードセグメントとソフトセグメントがランダム状態にあるが、これを１００％以上延伸するとハードセグメントが配向したまま復元されず、ソフトセグメントのみが伸縮弾性を有することになるためと考えられる。本発明のコンジュゲート繊維は、エラストマー樹脂（Ｂ）のこの特性を巧みに利用し、高いサポート性を発揮する。
該エラストマー樹脂（Ｂ）の永久伸び（JIS K6251）は１００％伸長時２５〜７０％程度、好ましくは３０〜７０％程度、より好ましくは４０〜６０％程度である。この、永久伸びは、ダンベル形試験片に引張り荷重をかけて規定伸び率１００％（２倍）まで引き伸ばし、１０分間その状態で保持した後、速やかに荷重を除き、１０分間放置した後の伸び率を原長に対して求め、永久伸び率(％)とすることが規定されている。かかる値が、２５％未満であるとコンジュゲート繊維として高いサポート性が得られない。また、７０％を越えると塑性変形が主となり、弾性体の性質すなわち伸縮性が低下する。
エラストマー樹脂（Ｂ）の引張強度（ASTM D638）は、１０〜４０ＭＰａ程度、さらに２５〜４０ＭＰａ程度の高強度のものが好ましい。また、引張伸度（ASTM D638）が１００〜８００％程度、さらに４００〜６００％が好ましい。引張伸度の値が、１００％未満であると伸度不足で同用途として使用不可能であり、８００％を越えると一般に強度が低く、高いサポート性が得られない。また、表面硬度Ｄ（ASTM D2240）は、Ｄ３０〜７０程度、さらにＤ３５〜６０が好ましい。エラストマー樹脂（Ｂ）はこのＤ３０未満になると表面硬度が柔らかくなるため延伸後の形状保持が難しくなると同時に肌触りも悪くなる傾向にある。また、Ｄ７０を越えると延伸後の形状保持（セット性）は高くなるが、エラストマー部分が少なくなり伸縮弾性が悪くなる傾向にある。
上記の特性を有するエラストマー樹脂（Ｂ）の具体例としては、ウレタン系エラストマー（ＴＰＵ）、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、スチレン−ブタジエン系エラストマー等が挙げられる。これらのエラストマー樹脂は、いずれも公知の方法で製造できるか、或いは、市販のものを用いることができる。
ウレタン系エラストマーとしては、例えば、ポリオール成分からなるソフトセグメントと、有機ポリイソシアネート成分からなるハードセグメントから構成されるブロック共重合体が挙げられる。具体的には、ポリエステル系のポリウレタンエラストマー、ポリカプロラクトン系のポリウレタンエラストマー、ポリカーボネート系ポリウレタンエラストマー、ポリエーテル系のウレタン系エラストマーなどが挙げられる。例えば、（株）クラレ社製のクラミロン、ディーアイシーバイエルポリマー（株）社製のパンデックスが例示される。
ポリエステル系エラストマーとしては、例えば、芳香族ポリエステル成分からなるハードセグメントと、ポリエーテル成分又はポリエステル成分からなるソフトセグメントとから構成されるポリエーテル（又はポリエステル）エステルブロック共重合体が挙げられる。ハードセグメントである芳香族ポリエステル成分としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等が挙げられ、ソフトセグメントであるポリエーテル成分又はポリエステル成分としては、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）等が挙げられる。本発明ではこれらのいずれをも用いることができるが、ポリエーテルエステルブロック共重合体を用いるのが好ましい。
具体的には、例えば、東洋紡績（株）社製のペルプレン（Ｐタイプ、Ｓタイプ等）、東レ・デュポン社製のハイトレル、帝人（株）社製のレクセ等が例示される。また、例えば、特開平11-302519号公報、特開2000-143954号公報等に記載のポリエステル系エラストマーも用いることができる。
ポリアミド系エラストマーとしては、例えば、ポリアミド成分からなるハードセグメントと、ポリエーテル成分又はポリエステル成分あるいは両成分からなるソフトセグメントから構成されるブロック共重合体が挙げられる。例えば、アルケマ（株）社製のペバックス、宇部興産社製のＰＡＥシリーズ等が例示される。
スチレン−ブタジエン系エラストマーとしては、例えば、ポリスチレン成分からなるハードセグメントと、ポリオレフィン成分からなるソフトセグメントから構成されるブロック共重合体が挙げられる。具体的には、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）等が例示される。
本発明のコンジュゲート繊維の芯部分と鞘部分は、偏芯円型又は同心円型が挙げられる。中でも、肌触りの点から偏芯円型が好適である。
繊維断面積に対するエラストマー樹脂（Ａ）からなる芯部分の占有率は、４０〜９５％程度、好ましくは５０〜９０％程度であればよい。換言すれば、エラストマー樹脂（Ａ）からなる芯部分とエラストマー樹脂（Ｂ）からなる鞘部分との面積比が９５：５〜４０：６０程度、好ましくは９０：１０〜５０：５０程度である。この範囲であれば、サポート性の高いコンジュゲート繊維にすることができる。芯部分の占有率が、４０％未満だとエラストマー(Ｂ)の占有率が高くなるので、高いサポート性が得られず、また、９５％を越えると延伸した後、安定した形状、長さに復し難い。
本発明のコンジュゲート繊維の直径は、特に限定はないが、通常、２０〜１００μｍ程度、好ましくは３０〜８０μｍ程度である。特に、パンティストッキング（ＰＳ）用の素材に用いる場合は、４０〜７０μｍ程度にするのが好適である。
上記したように、芯部分を構成する伸縮弾性を有するエラストマー樹脂（Ａ）は、伸長可能な範囲で降伏点、即ち、弾性域を超える伸長点を有さず、エラストマー樹脂（Ｂ）は、伸縮弾性を有しその伸長可能な範囲において降伏点を有している。そのため、本発明のコンジュゲート繊維にもこの特性が受け継がれる。つまり、本発明のコンジュゲート繊維をエラストマー樹脂（Ｂ）の降伏点以上に伸長した場合は、エラストマー樹脂（Ｂ）はその降伏点伸度の長さに戻り安定化する。一方で、エラストマー樹脂（Ａ）は常に伸長された状態になり依然として伸縮弾性を有している。そのため、コンジュゲート繊維として、サポート性が格段に向上する。例えば、図１を参照すれば容易に理解できる。
また、本発明のコンジュゲート繊維は、そのまま生地に編成した際厚みが薄くまた透明感が高いという特徴も有している。
従って、当該機能が特に求められるストッキング、パンティストッキング等の用途に好適に用いることができるが、当然これに限定されるものでなく、他の衣料用途にも用いることができる。
II．コンジュゲート繊維の製法
本発明のコンジュゲート繊維は、（１）伸縮弾性を有するエラストマー樹脂（Ａ）と伸縮弾性を有し永久伸びが２５〜７０％かつ引張伸度が１００〜８００％を持つエラストマー樹脂（Ｂ）とをそれぞれ溶融し、複合口金を２個有した口金で、エラストマー樹脂（Ａ）が芯部分にエラストマー樹脂（Ｂ）が鞘部分になるように複合紡糸する工程、（２）工程（１）で複合紡糸された繊維を熱処理する工程、及び（３）工程（２）で熱処理された繊維を延伸処理する工程、を含むことを特徴とする。
II．コンジュゲート繊維の製法
本発明のコンジュゲート繊維は、（１）伸縮弾性を有するエラストマー樹脂（Ａ）と伸縮弾性を有し永久伸びが２５〜７０％かつ引張伸度が１００〜８００％を持つエラストマー樹脂（Ｂ）とをそれぞれ溶融し、複合口金を２個有した口金で、エラストマー樹脂（Ａ）が芯部分にエラストマー樹脂（Ｂ）が鞘部分になるように複合紡糸する工程、（２）工程（１）で複合紡糸された繊維を熱処理する工程、及び（３）工程（２）で熱処理された繊維を延伸処理する工程、を含むことを特徴とする。
工程（１）では、上記所定のエラストマー樹脂（Ａ）及びエラストマー樹脂（Ｂ）とをそれぞれ紡糸に適した温度で溶融し、エラストマー樹脂（Ａ）が芯部分にエラストマー樹脂（Ｂ）が鞘部分となるように複合紡糸する。この様な複合紡糸が可能であれば、公知の紡糸方法、紡糸装置等を採用することができる。繊維断面における芯部分と鞘部分との面積比は、各樹脂の吐出量を変化させて適宜調整することができ、上記したように９５：５〜４０：６０程度とするのが好ましい。
さらに、繊維に染色性を付与するために、鞘部分のエラストマー樹脂（Ｂ）に染色可能な樹脂（例えば、ナイロン、ポリエステル等）をアロイ化したりして改質することも可能である。染色可能な樹脂としては例としてポリアミド系、ポリエステル系、アクリル系、ビニロン系など選択できるが、好ましくはポリアミド系、ポリエステル系が例示できる。これらの配合量はエラストマー（Ｂ）の染色性に応じて決定されるが、上記樹脂の含有量の好ましい下限は１重量％、好ましい上限は３０重量％である。更に好ましい上限は１０重量％である。１重量％未満であると、染色による発色性が低く、３０重量％を超えると、繊維の強伸度が低下することがある。また紡糸性が悪くなる。
またこれらの作製方法としてはエラストマー樹脂（Ｂ）に上記樹脂を混合して押出機に投入することで出来るが、安定した物性を得るには均一分散をさせることが望ましい。このため、２軸混練機でコンパウンド原料を作製し押出機に投入することがより望ましい。
これにより、肌触りが良好でしかも種々の染色が可能なファッション性に優れたパンティストッキングを製造することができる。
また、本発明のコンジュゲート繊維においては、肌触りを改良するために、鞘部分のエラストマー樹脂（Ｂ）の表面に無機微粒子等を分散したりして改質することも可能である。
無機微粒子としては特に限定されず、例として軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム等の炭酸カルシウム；炭酸バリウム、塩基性炭酸マグネシウム等の炭酸マグネシウム；カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、フェライト粉末、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、焼成ケイソウ土等のケイソウ土；珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、無定形シリカ、非晶質合成シリカ、コロイダルシリカ等のシリカ；コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、アルミノ珪酸塩、活性白土、ベントナイト、セリサイト等の鉱物質顔料等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。これらのなかでは、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、シリカが好ましい。
また、上記無機微粒子の形状としては特に限定されず、球状、針状、板状等の定型物又は非定型物が挙げられる。
上記無機微粒子の平均粒子径の好ましい下限は０．２０μｍ、好ましい上限は３．００μｍである。０．２０μｍ未満であると、湿潤時のベトツキ等の不快感を改善する効果が不充分となることがあり、３．００μｍを超えると衣料にした場合、風合いや肌触りが損なわれたり、繊維の強度が低下したりすることがある。
上記無機微粒子の含有量の好ましい下限は２重量％、好ましい上限は３０重量％である。更に好ましい上限は７重量％である。２重量％未満であると、湿潤時のベトツキ等の不快感を改善する効果が不充分となることがあり、３０重量％を超えると、繊維の強伸度が低下することがある。また紡糸性が悪くなる。
またこれらの作製方法としてはエラストマー樹脂（Ｂ）に無機微粒子を混合して押出機に投入することで出来るが、安定した物性を得るには均一分散をさせることが望ましい。このため、２軸混練機でコンパウンド原料を作製し押出機に投入することがより望ましい。
工程（２）では、工程（３）の延伸処理に先立ち、工程（１）で複合紡糸された繊維を熱処理する。熱処理するのは、ウレタンエラストマーの架橋を行うためで、これにより、バックパワー（ストレッチバック性）が改善される。熱処理の温度は、４０〜８０℃程度の範囲である。８０℃を越えると劣化が生じ、４０℃未満であると架橋が十分でない。好ましい条件としては、５０〜６５℃である。
また、この熱処理は、ウレタンエラストマーの架橋過程によって異なるが、一般的には湿熱環境下で行うのが望ましい。具体的には、２０〜８０％ＲＨ、さらに３０〜７０％ＲＨの相対湿度下、上記の温度で熱処理することが好ましい。
工程（３）では、熱処理された繊維を延伸倍率１．２５〜４倍程度、好ましくは２〜４倍で延伸処理する。延伸倍率を上記の範囲としたのは、強度と伸度のバランスのためであり、倍率が低くなると強度が十分でなく、逆に倍率が高いと伸度が阻害される。かかる観点より、２．５〜３．５倍がより好ましく、特に２．９〜３．１が最も好ましい。
さらに、繊維を加熱しながら延伸すると、繊維の白化を抑制でき、捲縮性を十分に発現できるため好ましい。特に、工程（２）における熱処理温度以上の温度（例えば、４０〜８０℃程度）で繊維を加熱しながら延伸することが好ましい。
上記の製造方法で製造されるコンジュゲート繊維は、その引張強度は１．０〜４．０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）程度、好ましくは１．０〜３．５（ｃＮ／ｄｔｅｘ）の範囲であり、引張伸度は５０〜３００（％）程度、好ましくは１００〜２５０（％）の範囲で設定することができる。なお、引張強度及び引張伸度は、島津オートグラフＡＧＳ-ＪでJIS L1095に準拠して初期荷重なし、試料間５cm、引張速度３００ｍｍ/ｍｉｎで測定した値である。引張強度及び引張伸度は、エラストマー樹脂（Ａ）及び（Ｂ）の種類、芯部分と鞘部分の割合、延伸倍率等を調節することにより、所望の範囲に調節することができる。
上記のようにして製造される本発明のコンジュゲート繊維は、強度及び伸縮弾性力及び透明性に優れているため、美観が良くサポート性に優れている。そのため、特に、ストッキング、パンティストッキングの素材として好適に用いられるが、同様機能を求められる他の用途にも好適に用いることができる。
本発明のコンジュゲート繊維は、従来のＳＣＹ及びＤＣＹ等のカバードヤーンに比べて、より細線の繊維が製造できかつ透明性が高いという利点がある。また、極めて簡便に製造することができるため製造コストを低減することができ高い生産性が達成される。
また、本発明のコンジュゲート繊維は、従来のストレッチ繊維と熱可塑性繊維からなるコンジュゲートヤーンに比べて、強度や伸縮弾性力が高くサポート性に優れるという利点がある。
つまり、本発明のコンジュゲート繊維は、従来のカバードヤーンとコンジュゲートヤーンの双方の欠点を補い双方の利点を併せ持った、優れたストレッチ衣料素材となる。
以下、比較例と共に実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例１
熱可塑性ポリウレタン［ディーアイシーバイエルポリマー（株）製のパンデックスＴ−１１９０Ｎ、表面硬度Ａ（JIS K 6253）９０］及びポリエステル系エラストマー［東洋紡績（株）製のペルプレンＰ−１５０Ｂ、引張強伸度（ASTM D638）３８ＭＰａ、５００％、永久伸び（JIS K6251）59％、表面高度Ｄ（ASTM D2240）５７］を、それぞれ単軸押出機によりバレル温度１８０〜２０５℃、および１９０〜２２０℃で加熱溶融し各ギアポンプで計量した後、２２５℃に加熱した複合口金を２個有した口金で、熱可塑性ポリウレタンが芯部分にポリエステル系エラストマーが鞘部分になるように同心円型に複合紡糸した。複合繊維の断面における熱可塑性ポリウレタンとポリエステル系エラストマーの面積比率は、各成分のギヤポンプによる吐出比で変化させた。
熱可塑性ポリウレタン［ディーアイシーバイエルポリマー（株）製のパンデックスＴ−１１９０Ｎ、表面硬度Ａ（JIS K 6253）９０］及びポリエステル系エラストマー［東洋紡績（株）製のペルプレンＰ−１５０Ｂ、引張強伸度（ASTM D638）３８ＭＰａ、５００％、永久伸び（JIS K6251）59％、表面高度Ｄ（ASTM D2240）５７］を、それぞれ単軸押出機によりバレル温度１８０〜２０５℃、および１９０〜２２０℃で加熱溶融し各ギアポンプで計量した後、２２５℃に加熱した複合口金を２個有した口金で、熱可塑性ポリウレタンが芯部分にポリエステル系エラストマーが鞘部分になるように同心円型に複合紡糸した。複合繊維の断面における熱可塑性ポリウレタンとポリエステル系エラストマーの面積比率は、各成分のギヤポンプによる吐出比で変化させた。
巻き取り速度は２００ｍ／分で、シリコン系油剤を付着させて未延伸で巻き取り、その後、別工程で熱処理（６０℃、５５％ＲＨの湿熱環境下）を行った後、６０℃に加熱しながら、未延伸、２倍、３倍、４倍の各延伸倍率で延伸処理して繊維を得た。得られた各繊維の引張強伸度結果を図２に示す。引張強度及び引張伸度は、島津オートグラフＡＧＳ-ＪでJIS L1095に準拠して初期荷重なし、試料間５cm、引張速度３００ｍｍ/ｍｉｎで測定した。また３倍延伸で得られた繊維の直径は５９μｍであり、繊維断面積に対する芯部分の占有率は５１％であった。
図２（ａ）より、引張強度は延伸倍率に比例して向上することが分かる。また、図２（ｂ）より引張伸度は延伸倍率に反比例して低下することが分かる。一般に引張強度と引張伸度の積は、同一繊維の場合一定であることが多く、図２はそのことを示している。
実施例２
実施例１と同様にして、複合繊維の横断面における熱可塑性ポリウレタンとポリエステル系エラストマーの面積比率を、各成分のギヤポンプによる吐出比で変化させ、６０℃に加熱しながら３倍延伸を行った。繊維断面積に対する芯部分の占有率７８％、繊維の直径は６３μｍを得た。この繊維断面および繊維（捲縮）を図３（ａ）及び（ｂ）に示す。
実施例１と同様にして、複合繊維の横断面における熱可塑性ポリウレタンとポリエステル系エラストマーの面積比率を、各成分のギヤポンプによる吐出比で変化させ、６０℃に加熱しながら３倍延伸を行った。繊維断面積に対する芯部分の占有率７８％、繊維の直径は６３μｍを得た。この繊維断面および繊維（捲縮）を図３（ａ）及び（ｂ）に示す。
図３（ａ）より鞘部は芯部周辺に薄く同心円状に配列していることが分かる。また、図３（ｂ）より繊維は捲縮がかかり繊維は透明であることが分かる。
比較例１
実施例１において、ポリエステル系エラストマーに代えてポリアミド（ナイロン−６）を用いること以外は、実施例１と同様にしてコンジュゲート繊維を製造した。なお、延伸倍率は３倍とした。繊維の直径は６０μｍであり、繊維断面積に対する芯部分の占有率は５６％であった。
実施例１において、ポリエステル系エラストマーに代えてポリアミド（ナイロン−６）を用いること以外は、実施例１と同様にしてコンジュゲート繊維を製造した。なお、延伸倍率は３倍とした。繊維の直径は６０μｍであり、繊維断面積に対する芯部分の占有率は５６％であった。
比較例２
ポリウレタン弾性糸２２ｄＴを芯糸、ナイロン糸１１ｄＴ/５フィラメントをカバリング糸としてＳ方向から巻き付けたシングルカバードヤーンを作製した。
ポリウレタン弾性糸２２ｄＴを芯糸、ナイロン糸１１ｄＴ/５フィラメントをカバリング糸としてＳ方向から巻き付けたシングルカバードヤーンを作製した。
比較例３
実施例１において、熱処理（６０℃、５５％ＲＨの湿熱環境下）工程を採用せずに、２５℃に加熱しながら３倍の延伸倍率で延伸処理すること以外は、実施例１と同様にしてコンジュゲート繊維を製造した。繊維断面積に対する芯部分の占有率７８％、繊維の直径は６３μｍを得た。この繊維を図４に示す。
実施例１において、熱処理（６０℃、５５％ＲＨの湿熱環境下）工程を採用せずに、２５℃に加熱しながら３倍の延伸倍率で延伸処理すること以外は、実施例１と同様にしてコンジュゲート繊維を製造した。繊維断面積に対する芯部分の占有率７８％、繊維の直径は６３μｍを得た。この繊維を図４に示す。
図４より、繊維表面は白く、また捲縮性が発現しないことが分かる。これは、図３（ｂ）の捲縮がかかり透明な実施例２の繊維とは、顕著に相違していることが分かる。
実施例３
実施例１の３倍延伸で得られたコンジュゲート繊維を用いて、シングルシリンダ編機でシングル編（天竺編）により筒状の編地を編成し、常法に従って、つま先縫、パンティー縫合した後、染色（ベージュ色；カルロ）、足型にて熱セットしてパンティストッキングを作製した。
実施例１の３倍延伸で得られたコンジュゲート繊維を用いて、シングルシリンダ編機でシングル編（天竺編）により筒状の編地を編成し、常法に従って、つま先縫、パンティー縫合した後、染色（ベージュ色；カルロ）、足型にて熱セットしてパンティストッキングを作製した。
実施例４
実施例２のコンジュゲート繊維を用いて、実施例３と同様にして、パンティストッキングを作製した。
実施例２のコンジュゲート繊維を用いて、実施例３と同様にして、パンティストッキングを作製した。
比較例４
比較例１のコンジュゲート繊維を用いて、実施例３と同様にして、パンティストッキングを作製した。
比較例１のコンジュゲート繊維を用いて、実施例３と同様にして、パンティストッキングを作製した。
比較例５
比較例２のシングルカバードヤーンを用いて、実施例３と同様にして、パンティストッキングを作製した。
比較例２のシングルカバードヤーンを用いて、実施例３と同様にして、パンティストッキングを作製した。
比較例６
比較例３のコンジュゲート繊維を用いて、実施例３と同様にして、パンティストッキングを作製した。
比較例３のコンジュゲート繊維を用いて、実施例３と同様にして、パンティストッキングを作製した。
試験例１
上記実施例３、４及び比較例４〜６で得られたパンティストッキングについて、次のような評価を行った。
＜伸縮弾性力の評価＞
パンティストッキング生地の伸縮弾性力は引張強度（横伸び）にて行った。足首部分（アンクル部）に引張治具を取り付け、試料幅５ｃｍ、初期チャック間距離１５ｃｍを３０ｃｍ伸長時、最大４０ｃｍ伸長時と３０ｃｍ回復時の引張強度（単位：ｃＮ）を測定した。引張強度は、島津オートグラフＡＧＳ-Ｊで引張速度３００ｍｍ/ｍｉｎで測定した。
＜透明性の評価＞
円筒側面に直径４０ｍｍの穴を空けた黒色円筒（直径１１５ｍｍ、図５）にパンティストッキング生地を１枚被せ、円筒内に設置した光源よりパンティストッキング生地の透過した光量、単位：ＬＵＸを測定した。
上記実施例３、４及び比較例４〜６で得られたパンティストッキングについて、次のような評価を行った。
＜伸縮弾性力の評価＞
パンティストッキング生地の伸縮弾性力は引張強度（横伸び）にて行った。足首部分（アンクル部）に引張治具を取り付け、試料幅５ｃｍ、初期チャック間距離１５ｃｍを３０ｃｍ伸長時、最大４０ｃｍ伸長時と３０ｃｍ回復時の引張強度（単位：ｃＮ）を測定した。引張強度は、島津オートグラフＡＧＳ-Ｊで引張速度３００ｍｍ/ｍｉｎで測定した。
＜透明性の評価＞
円筒側面に直径４０ｍｍの穴を空けた黒色円筒（直径１１５ｍｍ、図５）にパンティストッキング生地を１枚被せ、円筒内に設置した光源よりパンティストッキング生地の透過した光量、単位：ＬＵＸを測定した。
生地を通過した光量／生地無し光量（ブランク、２００ＬＵＸ）×１００を光源透過率すなわち透明性の評価とした。
表１より、実施例３及び４のパンティストッキングでは、比較例４及び５のものと比較して、定伸長回復抵抗力及び透明性が高い次元で両立できることが分かった。
また、実施例４のパンティストッキングでは、比較例６のものと比べて、定伸長回復抵抗力及び透明性が顕著に優れていることが分かった。これは、実施例４と比較例６は、それぞれ実施例２と比較例３の繊維を用いており、この繊維の特性に起因して上記の顕著な差異が発現したものと認められる。
Claims (10)
- コンジュゲート繊維の製造方法であって、
（１）ポリウレタンエラストマーと伸縮弾性を有し永久伸びが２５〜７０％かつ引張伸度が１００〜８００％を持つエラストマー樹脂（Ｂ）とをそれぞれ溶融し、複合口金を２個有した口金で、ポリウレタンエラストマーが芯部分にエラストマー樹脂（Ｂ）が鞘部分になるように複合紡糸する工程、
（２）工程（１）で複合紡糸された繊維を４０〜６５℃の湿熱環境下で熱処理する工程、及び
（３）工程（２）で熱処理された繊維を加熱しながら延伸処理する工程、
を含むことを特徴とするコンジュゲート繊維の製造方法。 - 工程（２）の熱処理温度が５０〜６５℃である請求項１に記載の製造方法。
- 工程（３）の延伸処理における延伸倍率が１．２５〜４倍である請求項１又は２に記載の製造方法。
- 工程（３）において工程（２）における熱処理温度以上の温度で繊維を加熱して延伸処理する請求項１、２又は３に記載の製造方法。
- 繊維断面における芯部分と鞘部分の面積比が９５：５〜４０：６０である請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
- 前記エラストマー樹脂（Ｂ）がポリエステル系エラストマー及び／又はポリアミド系エラストマーである請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
- 前記エラストマー樹脂（Ｂ）に無機微粒子を含む請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
- 前記コンジュゲート繊維の芯部分と鞘部分が偏芯円型又は同心円型である請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項１〜８のいずれかに記載の製造方法により製造されるコンジュゲート繊維。
- 請求項９に記載のコンジュゲート繊維を含むストレッチ衣料。
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