JP7067714B2 - 綿繊維含有の紡績糸を素材とする生地の製造方法 - Google Patents
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Description
なお、一般に、紡績糸における撚りの強さは「無撚り」「甘撚り」「普通撚り(中撚り)」「強撚」の4種に分類されることがあり、この分類において「甘撚り」は「普通撚り」に比べて撚り数の少ないことを言うものとされる。
そこで本明細書において「甘撚り」は、「普通撚り」に比べて撚り数が少ないこと全般を指す(「無撚り」をも含める)ものとし、また素材とする繊維の繊維長や撚係数は特に必要な場合のみ本明細書中で説明するものとおいて、一般的に見られる数値の特定とは区別する。
これに対し、ポリエステルやナイロンなどの合成繊維を素材とする生地では、着心地や吸水・保水性能では綿生地に及ばないものの、乾きやすさだけに注目すれば綿生地よりも良好であるとの評価を受けることがある。
なお、綿と合成繊維とを混ぜ合わせる方法としては、綿の短繊維と合成繊維の短繊維とを用いて混紡することで得た混紡糸を用いて製編又は製織等を行う方法や、綿の短繊維から紡績した紡績糸と合成繊維の長繊維から紡糸したフィラメントとを用いて交撚することで得た交撚糸を用いて製編又は製織等を行う方法などが知られている。
この拡散性残留水分率を用いて表すと、例えばポリエステルなどを主体にした合成繊維100%の生地(綿を含まないもの)は、ポリエステルの含有量を多くすることによって、拡散性残留水分率が10%に至る乾燥時間を40分程度まで速めることができるとされる。
ては、論を待たない。
また、衣類やハンカチ、タオルなど、肌に接する用途に供される生地の場合、風合いの高さ(肌刺激がなく肌触りが良好となる特性)なども重要課題とされている。一般論として、綿生地は合成繊維を素材とする生地に比べて風合いがよいとされているが、綿に対して合成繊維を混ぜ合わせたものは、明らかに綿100%の生地よりも風合いが低下したものであると言うことができる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、吸水・保水性能(以下、「吸水性能」と言い換える)を綿と同等以上に維持させつつ乾きやすさ(以下、「速乾性」と言い換える)について綿と同等又は綿よりも高めた生地特性や、吸水性能を綿と同等以上に維持させつつ風合いを綿と同等又は綿よりも高めた生地特性を得ることができる綿繊維含有の紡績糸を素材とする生地の製造方法を提供することを目的とする。
即ち、本発明に係る綿繊維含有の紡績糸を素材とする生地は、綿繊維を基材に含めた紡績糸により形成されており、拡散性残留水分率10%に至る乾燥時間が65分以内であることを特徴とする。
前記乾燥時間は50分以内とするのが好適である。
生地目付は80g/m2以上160g/m2以下とするのが好適である。
前記綿繊維は、撚係数が0以上3.6以下であるとするのが好適である。
前記綿繊維は、平均繊維長が21mm以上35mm以下とするのが好適である。
前記紡績糸は、綿繊維のみによって形成することができる。
[甘撚り紡績糸]
まず甘撚り紡績糸について説明する。
甘撚り紡績糸は、綿繊維を基材に含めた構成として、甘撚り構造を持たせた紡績糸である。甘撚り紡績糸を形成する繊維が綿繊維のみである場合や、綿繊維に加えて綿繊維以外のものが含まれる場合を含んだものとする。また、ここで「甘撚り」は、「普通撚り」に比べて撚り数が少ないものとおいて、適用する撚係数を0以上3.6以下に設定する。
紡績糸を甘撚り構造にすることで、紡績糸自体の特性として吸水性を高めることができるので、この甘撚り紡績糸を用いて生地(編地、織地、不織布などをはじめとする繊維製品)を製造した場合には、この生地(この生地を用いて製作した衣類等)に、速乾性を生じさせることができる。
このような吸水性(速乾性)や保温性、軟らかさ(風合いのよさ)などは、紡績が可能となる範囲内において撚りの甘さを増せば増すほど、強調させることができることは言うまでもない。
なお、安定的に紡績できること(紡績に係る歩留まりをよくすること)を条件に加える場合には、撚係数の上限を3.2以下とするのが一層よい。
また、繊維相互間において絡み合いを生じ易くして繊維間滑りを原因とする糸切れを防止する(編機による製編に耐えるだけの引張強力を有した糸にする)という理由からも、撚係数の下限を2以上とするのが確度的観点から好適と言える。
この甘撚り紡績糸に使用される繊維(綿繊維や綿繊維以外の繊維)の繊維長は、特定長さの繊維についてその混率を高くするような設定としたり、特定長さの繊維のみとなる設定としたりすることができる。とは言え、特定長さの繊維長のものをいちいち選別する必要はなく、短繊維や長繊維等が混在したものでよい。各繊維の混率についても特に限定されるものではない。言い換えれば、天然繊維などを使用する場合では、余計な手間を掛けずに天然繊維を原料としてそのまま使用可能であると言うことである。
綿繊維の平均繊維長が21mmより短いと、繊維相互間において絡み合いが生じ難く、また絡み合った箇所での繊維間滑りが生じやすくなる。そのため、平均繊維長21mmより短い綿繊維のみを使って甘撚り構造に紡績しようとした場合には、そもそも紡績できないということが起こる。
なお、糸品位の低下を抑制し、この甘撚り紡績糸を用いて製造した生地の品位を一定以上に維持させるという理由を加えるならば、綿繊維の平均繊維長は26mm以上にすることが一層好適と言える。
反対に、綿繊維の平均繊維長が35mmより長いと高コスト化を招来することになる。また、繊維長が長くなればなるほど吸水性が低下傾向となるが、33mmを超えると吸水性において不都合な場合が増えてくることが経験則により判っている。そのため、綿繊維の平均繊維長は33mm以下にすることが一層好適と言える。
なお、本発明においては、前記したように甘撚り紡績糸に使用される繊維の繊維長が限定されないことを原則とする。殊に、綿繊維に関して付言すれば、前記の範囲に含まれないものの混入を除外するものではない(前記の範囲はあくまでも「平均繊維長」についての説明である)。
なお、言うまでもなく編機を用いた製編を目的としない場合であれば、引張強力が1.00Nに満たない甘撚り紡績糸としても使用は可能である。
30番手よりも太くなると、この甘撚り紡績糸を用いて製造した生地において生地目付を高めた場合に速乾性が得られ難くい傾向となり、20番手を超えて更に太くなると、生地の速乾性は殆ど期待できない状態となる。これにより、生地の用途が限定されてしまうという意味で不都合が生じる。
なるという問題がある。勿論、編機を用いた製編に限らなければ、甘撚り紡績糸を50番手より細くした場合でも使用は可能である。
なお、50番手より細い場合には、この甘撚り紡績糸を用いて製造した生地において生地厚が薄くなる傾向となり、透け感が高まって見栄えや吸水性、保温性などが低下することに繋がる。また60番手を超えて細い場合には、同理由が拡大されることによって使用が大幅に制限される問題もある。
30%を下回ると速乾性が低下する傾向にあり、10%に満たないものは速乾性を殆ど期待できない状態になる点で不適となる。また反対に70%を超えて100%に近づけば近づくほど、糸伸度が低下して編機による製編に適さなくなる。とは言え、綿繊維の混率が100%である甘撚り紡績糸(綿繊維のみによって紡績糸が形成されている場合)は、この甘撚り紡績糸で生地を製造することによって着心地(殊に、風合い)に優れたものとすることができる。
[甘撚り紡績糸を用いて形成された生地]
次に、前記の甘撚り紡績糸を用いて形成された生地(編地、織地、不織布などをはじめとする繊維製品のことであり、以下単に「本件生地」と言う)について説明する。
なお、綿100%の生地における拡散性残留水分率が10%に至る乾燥時間は75分以上とされているので、本件生地において拡散性残留水分率が10%に至る乾燥時間65分より長いものとすると、綿100%の生地との比較において速乾効果が希薄と言える。
ところで、拡散性残留水分率は、前記したように生地に試験液を滴下する前と後との質量比であって、生地が所定の乾燥状態になるまでに要した時間(分)で比較する。この拡散性残留水分率は次のようにして求める。
Wx:試料水の滴下n分後の質量(g)
W1:試料水の滴下直後の質量(g)
W:試験片の試験開始直前の質量(g)
保水量が2.50g/cm2を下回ると吸水性が低下する傾向にあり、1.80g/cm2に満たないものは吸水性を殆ど期待できない状態となる点で不適となる。なお、同じ理由により、保水量の下限値は更に2.60g/cm2以上にするのが好適であると言及することも可能である。
また反対に、保水量が5.00g/cm2を超えると速乾性を高めることが困難となる傾向にあり、5.20g/cm2を超えると速乾性を殆ど期待できない状態となる点で不適となる。
室温20±2℃、相対湿度65±4%の試験室内に100mm×100mmの試験片を2時間以上放置して、試験片を恒量状態にしたうえで乾燥質量を測定する。このようにして乾燥させた試験片を水に浸漬させ、1分後に引き上げてからそのまま5分間、放置し、その後の質量を測定する。このようにして測定した測定値から乾燥質量を減じた値が保水量であり、単位はg/cm2である。
生地目付が95g/m2より小さいというのは、使用不可とは言えないものの生地厚が適正厚満たないことを意味する。殊に80g/m2に満たない場合には生地厚不足によって透け感が強調されるため、生地の用途が限定されてしまうという意味で不都合が生じる。また引っ張りなどに対する生地強度が低下するという問題もある。
本件生地のカバーファクターは0.570~0.690とするのが好適であり、好ましくは0,620~0.675とする。
カバーファクターが0,620より小さいと縮率が悪化する傾向となり、0.570に満たない場合は強度低下が起こる。
本件生地の拡散面積(10分)は吸水性を適正に保つ意味において20cm2以上とする。好ましくは30cm2以上とする。
本件生地の吸水性(タテ+ヨコ)は吸水性を適正に保つ意味において65mm以上とする。好ましくは110mm以上とする。
但し、甘撚り紡績糸が持つ吸水性が損なわれない程度に綿繊維以外の繊維が含まれることを否定するのもではない。例えば、甘撚り紡績糸とポリウレタン糸とを用い、プレーティングによるベアフライス組織の編地を綿90%、ポリウレタン10%とする混率で編成するようなことも可能である。
次に、甘撚り紡績糸の製造方法について説明する。
甘撚り紡績糸を製造するには、使用する繊維のうち、少なくとも綿繊維について紡績前に脱脂する。この脱脂は、前処理を実施し、じっくり時間を掛けて実施することを原則とする。具体的に、この脱脂は洗浄工程、1次アルカリ浴工程、2次アルカリ浴工程の少なくとも3工程を組み合わせたものとする。
洗浄工程は、100℃以下に保持した湯に20分以内で洗浄する工程である。好ましくは、40℃で10分程度の湯洗いを行う。
洗浄工程を20分より長く行うと、熱によって綿繊維がダメージを受けるという問題がある。反対に、洗浄工程が10分より短い場合では、綿繊維が均等に洗浄されない傾向があって最適とは言えない。
100℃を超えた高温にすると、綿繊維が黄変するという問題がある。また、黄変を確実に防止するという意味では、80℃以下に抑えるのが好適と言える(80℃を超えると温度が上がるにつれて黄変の発生率が高まる)。
2次アルカリ浴工程は、100℃以上に保持したアルカリ液に60分以上浸漬させる工程である。好ましくは、110℃~120℃で90分~120分程度のアルカリ浴を行う。
このように 脱脂の本工程である2次アルカリ浴工程の前に、洗浄工程(汚れ落とし工程)と1次アルカリ浴工程(予備洗い工程)とを実施して、アルカリ剤等の薬品の浸透効果を得ている。これにより、2次アルカリ浴工程で使用する薬品の量が抑制されることになり、合わせて黄変や熱によるダメージが抑制又は防止されることになるので、白度と脱脂性能を可及的に高めることができるという利点がある。
このようにすると、原綿の特徴の一つであるルーメン(1本1本の綿繊維の断面中心に存在する中空部)を一部残存させながら、油脂分を除去して行くことができる。そのため、綿繊維に対してほどよい滑り感を残すことができる。
なお、従来、脱脂綿を製造する場合は、前処理をすることなく100℃~110℃のアルカリ浴を30分~60分行っていた。このような従来工程では、脱脂の途中でシルケット加工が進行してしまうことになるので、綿繊維から油脂分が一気に抜けてしまい、その結果、綿繊維同士の絡みが生じ難くなるものと推測される。
このように脱脂の途中でシルケット加工を必要にしていたのは、脱脂綿が医療・衛生材料に使用されることから、夾雑物の徹底した除去が必要であり、また吸水性のみならず清潔感のために白度を高める必要があったためと思われる。
次に、甘撚り紡績糸を用いて製造した生地の特性等について特筆すべき点を主にまとめる。
前記したように、本発明に係る甘撚り紡績糸は綿繊維を脱脂漂白した後、この脱脂済みの綿繊維を単独又は複合的に用いて甘撚り構造となるように紡績したものである。
そしてこの甘撚り紡績糸を用いて製造した生地では、甘撚り紡績糸の持つ特徴によって、綿が本来有している優れた吸水性能や風合いなどを活かしながら、速乾性についても綿と同等又は綿よりも優れるという特性が得られるようになっている。
この点に関して、甘撚り紡績糸に甘撚り構造を採用していることが、繊維間に微少隙間を存在させることに繋がり、繊維間に毛管現象を起こさせて水分の浸透を促す作用を得られることが拡散性の源になっているのではないかと推察される。
ここで、生地を編地とする場合で観察すると、ウエール方向では、図1(a)に示すように隣り合うコース間に生じるループ同士の接点(黒点Xで示す)を介して縦方向(=ウエール方向)に水分が伝わるような拡散性が大きな要因になると思われる。
なお、本明細書では「コース」と「コース方向」とが同じ方向を言うものとし、そのうえで「コース」は、編組織においてループを形成しつつ進む方向と定義する。また「ウエール」と「ウエール方向」とが同じ方向を言うものとし、そのうえで「ウエール(ウエール方向)」は、編地面上で前記コース(コース方向)と垂直に交差する方向と定義する。
一方、紡績糸が太くなるとウエール方向の吸水性は悪くなり、コース方向では良くなることが観察できる。なぜなら、図2に示すように、ウエール方向に関しては、度目が詰み、接点数が増えることが吸水性悪化の要因となり、コース方向に関しては、ループ長さが短くなることが吸水性良好化の要因となるためであろうと考えられる。
そのため、このような脱脂綿の綿繊維を用いて紡績することは、甚だ困難(ほぼ不可能)となっていた。なぜなら、元来、紡績は、繊維を引き揃えながら繊維配列を繰り返し行うようにするものであって、この繊維配列に際して、繊維に含まれている油脂分が繊維同士をうまく滑らせるための潤滑油の役割を果たすべきところ、この油脂分が除去されているのだからである。
さらに脱脂綿の場合には静電気が多く発生するため、紡績時にはローラーへの巻き上がりが頻発し、この段階で紡績が進行できないという問題があったのである。
しかし、このような手法では、当然のことながら紡績に係る歩留まりは悪く製造能率も低いために、非現実的と言えるほどの高コストを招来することになる。また、このような手法で紡績された糸は糸切れや素抜けが頻発することが予測されて、安定した製編ができないであろう等のことも予測され、おおよそ実現性のない妄想と言わざるを得ない。
このうち精練の過程で油脂分や糊、夾雑物などの除去が行われることになるので、この精練が脱脂及び漂泊の工程に該当する。
また、原綿を糸から織物へと成形した後に精練(脱脂)する手順では、繊維の一本一本へ精練剤ならびにアルカリ剤を浸透させることが不充分、不均等となる傾向があるために、繊維に含まれる油脂量にバラツキが生じることに繋がり、生地としての吸水性を不安定にする要因ともなっていた。
精紡は、公知の精紡機を使用して、1本の粗糸をドラフトパートに供給し、リング上を滑走するトラベラーにより加撚を実施しつつ、スピンドルと同程度で回るボビンに巻き採る方法とした。粗糸を構成する糸には未脱脂の中長綿のみを用いた。英式綿番手50、撚係数2.5として紡出した。
<実施例2>
精紡は、実施例1と同様の方法とした。粗糸を構成する糸には脱脂済みの中長綿のみを用いた。英式綿番手50、撚係数2.7として紡出した。
<実施例3>
精紡交撚(サイロスパン)の例である。すなわち、公知の精紡機を使用して、2本の粗糸を同一ドラフトパートに挿入して、フロントローラーを通過直後に撚り合わす方法を採用した。一方の篠巻は脱脂した綿繊維100%とし、他方の篠巻は非脱脂の綿繊維100%としていた。篠巻の太さは共に183gr/30yd(0.432g/m)とした。
<実施例4~13>
精紡は実施例1と同様の方法とし、粗糸を構成する糸、及び紡出の綿番手と撚係数は、それぞれ表2に記載のものとした。
<生地物性>
実施例1~13で得られた綿繊維含有の紡績糸を用いて、18ゲージの丸編機により、1×1のフライス編組織の生地を製編した。
ところで、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
甘撚り紡績糸を紡績する方法としては、前記の他、通常のリング、コンパクト、コアヤーンやローター式オープンエンドやMJS,MVSなどが挙げられる。
綿繊維と混ぜ合わせ可能とする綿繊維以外の繊維としては、レーヨン、リヨセル、キュプラ、麻、アセテート等のセルロース系繊維を挙げることができる。
Y コース方向に並ぶ接点を示した黒点
Claims (7)
- 綿繊維含有の紡績糸を素材とする生地の製造方法であって、紡績前の段階で脱脂を行った綿繊維を基材に用いて撚係数を0以上3.6以下に紡績した紡績糸により前記生地が形成されており、前記生地についての拡散性残留水分率10%に至る乾燥時間が65分以内であることを特徴とする綿繊維含有の紡績糸を素材とする生地の製造方法。
- 前記乾燥時間が50分以内であることを特徴とする請求項1に記載の綿繊維含有の紡績糸を素材とする生地の製造方法。
- 保水量が2.6g/cm2以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の綿繊維含有の紡績糸を素材とする生地の製造方法。
- 生地目付が80g/m2以上160g/m2以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の綿繊維含有の紡績糸を素材とする生地の製造方法。
- 前記撚係数が0以上3.6以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の綿繊維含有の紡績糸を素材とする生地の製造方法。
- 前記綿繊維は、平均繊維長が21mm以上35mm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の綿繊維含有の紡績糸を素材とする生地の製造方法。
- 前記紡績糸は、綿繊維のみによって形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の綿繊維含有の紡績糸を素材とする生地の製造方法。
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