JP6016399B2

JP6016399B2 - 手袋およびその製造方法

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Publication number: JP6016399B2
Application number: JP2012066479A
Authority: JP
Inventors: 巽　薫; 薫巽
Original assignee: Du Pont Toray Co Ltd
Current assignee: Du Pont Toray Co Ltd
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2032-03-23
Also published as: JP2013194347A

Description

本発明は、手袋およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、糸道ガイドを適正化することで、編成時に糸から発生する塵を抑制した手袋およびその製造方法に関する。

近年、半導体、医薬品、食品などの製造工程や、病院、微生物を扱う分野など、クリーンルーム内で行われる作業が増え、電子部品、精密部品の組立作業など、塵やごみの混入を嫌う工程が増えてきていることから、低発塵性手袋の必要性が増大している。

ところで、衣服や産業資材として広く用いられているナイロンやポリエステル繊維などの汎用熱可塑性合成繊維で作製した衣服は、おしゃれ用、防寒用の手袋に好適であるが、高温に曝されあるいは刃物により切創される危険が大きい作業用手袋として適しているとは言えない。

これに対し、液晶性高分子繊維は、汎用熱可塑性合成繊維に比べて高強度かつ優れた耐切創性を示すため、該繊維で作製した織編物は作業用手袋に好適である。また、液晶紡糸により製造される繊維は、さらに耐燃焼性や耐熱性にも優れる耐熱高機能繊維であることが知られている。

一例として、芯糸に弾性繊維を用い、鞘糸に耐熱高機能繊維を用いてなる被覆（カバーリング）糸は、耐燃焼性、耐熱性およびストレッチ性に優れた糸であり、該被覆糸で編成した手袋は耐熱性に優れ、伸縮性に富み、身体や手などによくフィットして作業性の良いことが知られている（特許文献１、２参照）。特に鞘糸に耐熱高機能フィラメント糸を用いてなる被覆糸は、鞘糸に耐熱高機能短繊維束を用いてなる被覆糸に比べて、発塵のもととなる毛羽や埃が発生しにくい利点を有している。

しかしながら、電子機器、半導体、精密機器を扱う工場や、乳製品を扱う食品工場、検査・分析室、菌を扱う場所では、クリーン度１００（０．５μｍ以上の塵埃粒子は１００個／ｆｔ^３まで）あるいはクリーン度１０００（同１０００個／ｆｔ^３まで）と言った、高い清浄度が求められている。上記のような優れた特性を有する液晶性高分子繊維で作製した手袋をクリーンルーム用手袋へ普及させるには、さらなる改良が必要である。

特開２００３−１９３３１４号公報特開２００４−０１１０６０号公報

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、液晶性高分子繊維を含有する糸から編成した手袋であって、耐切創性に優れかつ発塵が抑制された手袋およびその製造方法を提供することを課題とする。

すなわち、本発明は、液晶性高分子繊維を２５質量％以上かつ弾性糸を３〜３０質量％含有し、少なくとも糸表面に液晶性高分子繊維が存在するフィラメント糸から構成される耐切創性手袋であって、ＪＩＳＢ９９２３タンブリング法により発塵させ、パーティクルカウンターで測定したときの、塵の粒径０．５μｍ以上の発塵個数を、手袋２枚あたり２,５００個／ｍ ^３以下にしたことを特徴とする手袋を提供する。
上記手袋においては、液晶性高分子繊維がアラミド繊維であることが好ましく、手袋がシームレス手袋であることが好ましい。

また、本発明は、液晶性高分子繊維を２５質量％以上かつ弾性糸を３〜３０質量％含有し、少なくとも糸表面に液晶性高分子繊維が存在するフィラメント糸を、手袋編機に給糸し、糸との接触面が梨地状であるテンション調整器を介して、編成することを特徴とする上記手袋の製造方法を提供する。

本発明によれば、液晶性高分子繊維を含む糸から構成される手袋としては、従来得られていなかった低発塵性かつ耐切創性、さらには耐燃焼性、耐熱性に優れた手袋を提供することができる。該手袋は、クリーンルーム内で行われる作業や、塵やごみの混入を嫌う組立作業用手袋として好適であり、かつ、これらの作業において、高熱に曝される危険や刃物により切創される危険が伴う作業用手袋として適している。

本発明の手袋は、手袋を構成する液晶性高分子繊維を含む糸の重さｇあたりに換算すると、粒径が０．５μｍ以上の塵の個数（粒子数）は約７１個／ｍ ^３以下であるため、高い清浄度が求められる用途に好適である。このように手袋の発塵個数を減少させることにより、高性能フィルター付集塵機の設置や、頻繁なフィルター交換が不要となるため、手袋を使用する室内環境を整えるための管理コストを低減することができる。

以下、本発明について詳細を説明する。

本発明の手袋は、液晶性高分子繊維を２５質量％以上かつ弾性糸を３〜３０質量％含有し、少なくとも糸表面に液晶性高分子繊維が存在するフィラメント糸から構成される耐切創性手袋であって、ＪＩＳＢ９９２３タンブリング法により発塵させ、パーティクルカウンターで測定したときの、塵の粒径０．５μｍ以上の発塵個数を、手袋２枚あたり２,５００個／ｍ ^３以下にしたことを特徴とするものである。より好ましくは手袋２枚あたり２,３００個／ｍ ^３以下、さらに好ましくは手袋２枚あたり２,１００個／ｍ ^３以下である。

手袋の構成する糸は、液晶性高分子繊維を２５質量％以上含有するものであり、糸中の液晶性高分子繊維の比率が２５質量％未満の場合は、高強度かつ耐切創性に優れる手袋が得られ難くなる。また、液晶性高分子繊維の比率が２５質量％未満の場合は、長繊維であれば、フィブリル繊維による手袋からの発塵が問題になることが比較的少ない。

また、手袋を構成する糸は、その表面に少なくとも液晶性高分子繊維が存在するものであり、糸表面に液晶性高分子繊維が存在することにより、耐切創性、耐燃焼性、耐熱性の各性能面でより効果的な手袋となる。

本発明は、手袋編成時において、液晶性高分子繊維がフィブリル化したり繊維表面が削れたりすることを抑制し、液晶性高分子繊維のフィブリル断片や繊維表面の削れ屑が手袋に付着するのを抑制することにより、手袋からの発塵個数を減少させたものである。ここで、「フィブリル化」とは、１本の繊維に亀裂が発生して、より細かな繊維に分裂する現象をいう。

液晶性高分子繊維としては、例えば、アラミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維（例えば、株式会社クラレ製、商品名「ベクトラン」）、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（例えば、東洋紡株式会社製、商品名「ザイロン」）および高強度ポリエチレン繊維（例えば、東洋紡株式会社製、商品名「ダイニーマ」「ツヌーガ」、ＤＳＭ社製、商品名「ダイニーマ」、ハネウエル社製、商品名「スペクトラ」）からなる群から選ばれた繊維が挙げられる。かかる液晶性高分子繊維の１種類を単独で用いても良いし、２種以上を併用しても良い。

なかでも、手袋着用時の装着感に優れ、低発塵性の手袋が得られ易い点から、アラミド繊維および高強度ポリエチレン繊維が好ましく、特に耐切創性に優れるアラミド繊維が好ましい。

アラミド繊維としては、ポリパラフェニレンテレフタールアミド繊維（東レ・デュポン社製、商品名「ケブラー」）、コポリパラフェニレン−３，４'−ジフェニルエーテルテレフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ社製、商品名「テクノーラ」）等が挙げられる。この中でも、高強度および高弾性率で、耐熱性、耐切創性に優れている点から、ポリパラフェニレンテレフタールアミド繊維が好ましい。

液晶性高分子繊維の単繊維繊度は、０．１〜１０ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは０．４〜５ｄｔｅｘである。０．１ｄｔｅｘ未満では繊維の強力が弱すぎて手袋の形成が困難であり、一方１０ｄｔｅｘを超えると手袋が硬くなる。総繊度は、２０〜１６００ｄｔｅｘが好ましい。

より高強度かつ耐切創性に優れる手袋を得るためには、液晶性高分子繊維の含有量を５０質量％以上とすることが好ましく、より好ましくは６０質量％以上である。さらに、装着感、フィット感の良い手袋とする観点からは、手袋に用いる糸の伸縮伸長率が５％以上２５０％以下であることが好ましい。かかる糸にするためには、液晶性高分子繊維の他に、弾性糸を３〜３０質量％の範囲で含むことが好ましい。

弾性糸は、その破断伸度が３００％以上であることが好ましく、３００％未満であると手袋にした時に十分な伸縮性を得ることができなくなる恐れがある。かかる伸縮性のある弾性糸が含まれることで、手袋に用いる糸の伸縮伸長率を５％以上２５０％以下にすることができる。一方、伸縮伸張率が５％に満たないと、手袋にした時に十分な伸縮性が得られ難いためフィット感が悪く、伸縮伸張率が２５０％を超えると、手袋にした時に伸縮性が強すぎ、締め付けが強すぎて、装着感が悪くなる。

弾性糸としては、公知の弾性糸を用いることができるが、高い伸縮性を持つポリウレタン弾性糸が好ましく使用される。

弾性糸の繊度は、１１〜９４０ｄｔｅｘの範囲が好ましく、２２〜３５０ｄｔｅｘの範囲がより好ましい。１１ｄｔｅｘ以上であれば、糸製造時および手袋編成工程で糸切れの原因となりにくく、また、手袋着用時のフィット感が十分なものを得ることができる。一方、９４０ｄｔｅｘ以下であれば、糸の伸び縮みのパワーが強すぎず、手袋とした際着用時のフィット感や柔軟性が悪くなることが少ない。

弾性糸は、その断面形状は特に限定されるものではなく、円形であっても扁平であってもよく、またその糸はモノフィラメントであっても溶着されたマルチフィラメントであっても良い。

手袋を構成する糸は、液晶性高分子繊維および弾性糸の他に、ナイロン、ポリエステルなどの公知の繊維を含んでいても良い。ナイロン、ポリエステルなどの公知の繊維は、本発明の効果（低発塵性、耐切創性）を阻害しない範囲で、糸中に約７５％質量％以下含むことが好ましく、１０〜３０質量％含むことがより好ましい。

また、手袋を構成する糸の本数は、編成を阻害しない範囲で、複数本にしてもよい。複数本で編成する場合は、液晶性高分子繊維を含む糸が一部あるいは全部でも良く、一部の場合は、他方の糸に、ナイロン、ポリエステル、スパンデックスなどの公知の繊維を含んでいても良い。

本発明の手袋を構成する糸は、種々の形態であって良く、例えば、
（１）液晶性高分子繊維の仮撚加工糸、嵩高加工糸、捲縮糸；
（２）液晶性高分子繊維もしくは上記の加工糸からなる鞘糸、あるいは、該鞘糸と他の汎用繊維を、芯糸（例えば、弾性糸）の周囲に捲回してなる被覆（カバーリング）糸；
（３）液晶性高分子繊維もしくは上記の加工糸と、他の汎用繊維（例えば、弾性糸）を、インターレース加工あるいはタスラン加工などにより、液晶性高分子繊維が他の汎用繊維の外側を被覆するように交絡させてなる加工糸；
などが挙げられる。なかでも、伸縮性のある被覆糸や加工糸で編成した手袋は、着用時の装着感、フィット感が良好である。

上記の糸は、糸表面が実質的に液晶性高分子繊維で構成されていると、耐切創性、耐燃焼性、耐熱性の各性能面で効果的な低発塵性の手袋となる。

次に、本発明の手袋を製造する方法について説明する。

糸をパッケージから巻き出した後、手袋編機における糸道は、主な装置として、ヤーンガイドプレート、１つめのテンション調整器、追油用フェルト、糸切れ検知バネ、２つめのテンション調整器、天バネを経て、ヤーンフィーダーへ導かれ、最終的にニードル針により編成される。この２つのテンション調整器は、糸に安定的な張力を付与するための糸道ガイドであり、ワッシャーテンサーやスプリングテンサー等がある。

本発明の手袋は、液晶性高分子繊維を２５質量％以上かつ弾性糸を３〜３０質量％含有し、少なくとも糸表面に液晶性高分子繊維が存在する糸を、編機に給糸し、糸との接触面が梨地状、好ましくは表面粗度Ｒｍａｘが１〜１０μｍ程度であるテンション調整器を介して、一般的なシームレス編機で編成することにより得ることができる。

糸道ガイドの表面仕上げ方法としては、梨地仕上げの他に、鏡面仕上げが一般的である。糸道ガイドの糸との接触面が梨地状であると、糸との摩擦が減少することにより、パッケージ近くの糸道ガイドでは、主として液晶性高分子繊維のフィブリル化を抑制することができ、その後の糸道ガイドでは、主として液晶性高分子繊維のフィブリルの断片化または繊維表面の削れを抑制することができる。一方、糸道ガイドが鏡面仕上げの場合は、液晶性高分子繊維のフィブリル化や断片化、繊維表面の削れを抑制できないため、好ましくない。

テンション調整器の糸との接触面の材質としては、梨地クロムメッキを施した金属；金属上にチタン、アルミナ、チタンカーバイドなどのセラミックスや、テフロン（登録商標）、シリコンなどでコーティングを施したもの；チタン、アルミナ、ジルコニアなどのセラミックス等が挙げられる。

本発明では、糸に張力を付与するための糸道ガイドであるテンション調整器として、糸との接触面が梨地状のものを用いる必要があり、梨地処理を施した構成部材や材質が梨地状の構成部材（例えば、テンションワッシャー表面が梨地処理品で、テンサーシャフトがアルミナセラミック製部品である）を組み合せたテンション調整器等を用いることができる。特に、高い伸縮性糸を編機に導入する場合には、糸を安定供給するため糸に張力を付与することがあり、糸が擦れて大量のフィブリルや削れ屑が発生するのを防止する効果がある。さらには、他の糸道ガイドにセラミックス製のものを用いることが好ましく、より優れた効果が発現する。

本発明の手袋は、クリーンルーム用衣服の基準を満たすため、クリーンルーム内で行われる作業や衣類塵やごみの混入を嫌う組立作業用の手袋のほか、上下衣類、手甲などとして好適である。

本発明の手袋表面には、ゴムまたは樹脂のコーティング材を被着することができ、より低発塵性の手袋となる。

以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。

（実施例１）
総繊度４４４ｄｔｅｘ、単繊維繊度１．６７ｄｔｅｘ、引張強さ２．０３Ｎ／ｔｅｘのポリパラフェニレンテレフタールアミド（以下、ＰＰＴＡ）繊維（東レ・デュポン（株）製、商品名「ケブラー」（登録商標））のフィラメント糸条を用いて連続仮撚り加工を行い、伸縮伸長率２２％のＰＰＴＡ繊維の捲縮糸を得た。

次いで繊度７８ｄｔｅｘ、破断伸度５３０％のポリウレタン系弾性繊維（東レ・オペロンテックス（株）製、商品名「ライクラ」（登録商標））を芯糸とし、鞘糸の下撚り糸として、１５６ｄｔｅｘのナイロン繊維製ウーリー加工糸（加撚方向：Ｚ撚り）×１本をらせん状に巻き付け、さらに鞘糸の上撚り糸として、上記で得られたＰＰＴＡ繊維の捲縮糸×１本を、ナイロン繊維製ウーリー加工糸と反対方向にらせん状に巻き付けて、以下の加工条件にて、ダブルカバーリング糸を得た。なお、糸中のアラミド繊維の混用率は約７１％、弾性繊維の混用率は４％であった。

芯糸のドラフト：３．０倍
鞘糸下撚り糸のカバーリング撚り数：７００回／ｍ
撚り方向：Ｚ方向
撚り係数（Ｋ_２）：２７６４
鞘糸上撚り糸のカバーリング撚り数：３００回／ｍ
撚り方向：Ｓ方向
撚り係数（Ｋ_２）：１９９０

ここで、Ｋ_２＝ｔ×Ｄ^１／２（ｔは加撚工程の撚り数（回／ｍ）、Ｄは繊度(ｔｅｘ)）

上記で得たダブルカバーリング糸１本を、１３ゲージタイプの手袋編み機（株式会社島精機製作所）に供給する際に糸道ガイドのうち、２箇所のワッシャーテンサーを表面が梨地状のものを用いた以外は、常法により、シームレス手袋を編みあげた。この手袋を構成する液晶性高分子繊維を含む糸、すなわちダブルカバーリング糸の重さは１枚あたり１８ｇであった。

すなわち、ワッシャーテンサーのテンサーシャフトの糸道部をアルミナセラミック製ガイド（湯浅糸道社製YM99C，密度3.8，硬度1800，Rmax1.5μｍ）、上下２枚のテンションワッシャーを梨地クロムメッキ製とし、その他の糸道ガイドは、編機仕様から変更せずに、アルミナセラミック製、梨地クロムメッキ製やメッキ処理のないガイドを混在させて用いた。

得られた手袋は、ソフトでボリューム感豊かな風合いを有し、編目が安定した品位の良いものであり、伸縮性に富み装着感がよく、耐燃焼性、耐熱性に優れ、かつ刃物で切れにくい耐切創性に優れるものであった。

（比較例１）
ワッシャーテンサーのテンサーシャフトの糸道部を鏡面クロムメッキ製、上下２枚のテンションワッシャーを鏡面クロムメッキ製とした以外は、実施例１と同じ方法で、ダブルカバーリング糸の重さが１枚あたり１８ｇのシームレス手袋を編みあげた。得られた手袋は、編目が不安定であり品位の劣るものであった。

（実施例２）
繊度１５６ｄｔｅｘ、破断伸度５３０％のポリウレタン系弾性繊維（東レ・オペロンテックス（株）製、商品名「ライクラ」（登録商標））を芯糸とし、鞘糸として、総繊度４４４ｄｔｅｘの高強力ポリエチレン糸×１本をらせん状に巻き付け、以下の加工条件にて、シングルカバーリング糸を得た。なお、糸中の高強力ポリエチレン繊維の混用率は約８８％、弾性繊維の混用率は１２％であった。

芯糸のドラフト：２．５倍
鞘糸のカバーリング撚り数：４００回／ｍ
撚り方向：Ｓ方向

上記で得たシングルカバーリング糸１本を、実施例１と同じガイド類を備えた１３ゲージタイプの手袋編み機（株式会社島精機製作所）に供給し、シームレス手袋を編みあげた。この手袋を構成する液晶性高分子繊維を含む糸、すなわちシングルカバーリング糸の重さは１枚あたり１７ｇであった。

得られた手袋は、ソフトでボリューム感豊かな風合いを有し、編目が安定した品位の良いものであり、伸縮性に富み、耐切創性に優れるものであった。

（比較例２）
ワッシャーテンサーのテンサーシャフトの糸道部を鏡面クロムメッキ製、上下２枚のテンションワッシャーを鏡面クロムメッキ製とした以外は、実施例２と同じ方法で、シングルカバーリング糸の重さが１枚あたり１７ｇのシームレス手袋を編みあげた。得られた手袋は、編目が不安定であり品位の劣るものであった。

（比較例３）
総繊度１５６ｄｔｅｘのナイロン繊維製ウーリー加工糸×１本を、比較例１と同じガイド類を備えた１５ゲージタイプの手袋編み機（株式会社島精機製作所）に供給し、この手袋を構成するウーリー加工糸の重さが１枚あたり１２ｇのシームレス手袋を編みあげた。
得られた手袋は、ソフトで装着感は優れているものの、耐切創性、耐燃焼性、耐熱性において不十分なものであった。

［発塵量の評価方法］
手袋４枚を、クリーン洗濯を行わずに、クリーンルーム（清浄度：クラス１０）中に設置したタンブリング式発塵性試験機を用いて、ＪＩＳＢ９９２３−１９９７（クリーンルーム用衣服の汚染粒子測定方法）タンブリング法により発塵し、パーティクルカウンターで各粒径以上の発塵個数を測定した。測定回数は５回、最大値および最小値を除き、残りの測定値の平均値を手袋２枚あたりの発塵量に換算した。なお、ドラムの回転数は５０回転／分、排出空気の流量は０．００２９ｍ^３／秒とした。
また、粒径が０．５μｍ以上の塵の個数（粒子数）を、手袋を構成する液晶性高分子繊維を含む糸の重さｇあたりに換算した。

［切創抵抗（切れ難さCut resistance ）］
ＪＩＳＴ８０５２：２００５防護服−機械的特性−鋭利物に対する切創抵抗性試験方法により測定した。

測定結果を表１に示す。

表１より、糸との接触面が梨地状のテンション調整器を用いることにより、手袋の発塵量が著しく減少することがわかる。液晶性高分子繊維のなかでも糸表面がアラミド繊維の糸は、テンション調整器を変更することによる効果が顕著である。ナイロン糸の場合は、鏡面クロムメッキ製のテンション調整器を用いても手袋の発塵量は少ないことがわかる。

以上の結果より、本発明の手袋は、液晶性高分子繊維を含有する糸から構成される手袋に付着したフィブリル断片または繊維の削れ屑が原因ではないかと推察される塵の量を、著しく減少させることができ、汎用熱可塑性合成繊維と同等程度にすることができた。しかも、得られた手袋は装着感が良く耐切創性に優れていた。

本発明の手袋およびその製造方法は、塵の混入などを嫌う手袋の提供に有用である。

Claims

液晶性高分子繊維を２５質量％以上かつ弾性糸を３〜３０質量％含有し、少なくとも糸表面に液晶性高分子繊維が存在するフィラメント糸から構成される耐切創性手袋であって、ＪＩＳＢ９９２３タンブリング法により発塵させ、パーティクルカウンターで測定したときの、塵の粒径０．５μｍ以上の発塵個数を、手袋２枚あたり２,５００個／ｍ ^３以下にしたことを特徴とする手袋。
液晶性高分子繊維がアラミド繊維である、請求項１に記載の手袋。
手袋がシームレス手袋である、請求項１または２に記載の手袋。
液晶性高分子繊維を２５質量％以上かつ弾性糸を３〜３０質量％含有し、少なくとも糸表面に液晶性高分子繊維が存在するフィラメント糸を、手袋編機に給糸し、糸との接触面が梨地状であるテンション調整器を介して、編成することを特徴とする請求項１に記載の手袋の製造方法。