JPH03249266A - 保温性に優れた軽量布帛の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、保温性に優れしかも薄くて軽いポリアミド繊
維製布帛を製造する方法に関するものである。特に、イ
ンナーウェアとして有用な保温性軽量布帛の製造方法に
関するものである。

［従来の技術］ 合成繊維、特にポリアミド、ポリエステル等の熱可塑性
合成繊維は、その優れた強さ、イージーケア−性などか
ら天然繊維に匹敵する量の生産、消費がなされている。

しかし、これら熱可塑性合成繊維、特にポリアミドフィ
ラメント糸はその表面と内部構造が均一かつ単純である
ことから、単なる丸断面フィラメント糸では冷たい触感
や蝋状感等があり、冬季の衣料としての暖かさや保温性
が不十分という欠点がある。

そこで、紡績糸、糸断面の複雑化、仮撚り加工などでテ
キスチャードヤーン化することにより上記欠点を改善す
る試みがなされ、多くの製品が上布されてきている。し
かし、これら従来の手段では、ソフトな感触に欠けるこ
と、十分な薄地化が困難であること等において問題があ
った。

また、ポリアミド・ポリエステル分割型複合繊維を緯糸
のみに用いて薄地織物を構成し、柔軟さと腰、張りとの
バランスをとることが、特開昭６３−６１３０号公報で
提案されているが、この手段では、ポリアミド極細繊維
とポリエステル極細繊維とが混在するため高密度布帛と
なるので、布帛中に取込まれる空気量が少なく、十分な
保温性が得られ難いという問題がある。しかも、酸性染
料と分散染料とを併用して染色されるため、染着差によ
るイラツキが生じ易いし、また、ポリアミドに染着した
分散染料が染色堅牢性に劣り、得られる製品の染色堅牢
度が実用上満足できないという問題もある。

一方、繊維内部に中空層を持つ中空繊維は、嵩高性、保
温性、防汚性、吸水性、濾過性などの特性を有するので
、それら特徴を活かして、種々の用途に使用されてきて
いる。例えば、嵩高性と保温性を生かしたポリエステル
詰め綿；腰、張り、保温性を生かしたポリエステルステ
ープルファイバー；吸水性を生かしたアクリルステーブ
ルファイバー、防汚性を生かしたカーペット用糸、等に
使われてきている。

ところが、ナイロン６やナイロン６６のような通常のポ
リアミド繊維の場合は、溶融紡糸により製造されるため
中空率を高くすることが困難であるので、ポリアミド中
空繊維は、太繊度の防汚性カーペット用糸として使われ
ている程度にすぎなかった。

また、大きな中空部を有する細繊度中空繊維をポリアミ
ドで製造可能にする方法が特開昭５６１１２５６９号公
報で提案され、ぬめりのない綿に似た風合やシャリ味の
ある独特の風合を有する製品か得られることが開示され
ている。しかし、この公報は、布帛製品の風合改善のた
めに、複合割合が２０％とかなり薄いポリアミド鞘層を
有する中空複合繊維を衣料用としては比較的太目の糸条
で使用することを例示しているだけであるから、その中
空複合繊維構造を保温性素材として十分に活かすことが
できないでいた。

［発明が解決しようとする課題］ そこで、本発明法は、ウールに匹敵する程の高い保温性
と羽根のような薄さ、軽さとをあわせもつファツション
性に優れた高保温性軽量布帛の提供を主たる目的とする
。即ち、前記公報で提案されたポリアミド系中空複合繊
維構造を保温性素材として十分に活かすことができる新
規な布帛製品を提供することを主たる目的とする。

また、本発明は、布帛中における、染色斑、ひきつりや
たるみのような凹凸斑、筋状の外観斑のような品質不良
を防止することができ、均一性に優れた高保温性軽量布
帛を工業的に得ることができる方法を提供することを別
の目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するため、本発明法は、ポリアミドから
なる鞘部およびポリエステルからなる芯部を有する芯鞘
型複合繊維を少なくとも主体とするフィラメント糸でも
って布帛を構成した後、前記芯部を溶出除去することに
よりポリアミド中空繊維製布帛を製造する方法において
、前記溶出除去の後の前記ポリアミド中空繊維の繊維横
断面における鞘部、中空部および芯部の割合（それぞれ
、ｙ％、ｙ％、２％）が、　３０＜ｘ。

１０≦ｙ≦６０、０≦ｚ〈１０　を同時に満足すること
、かつ、前記中空繊維製布帛の目付け（Ｗｇ／ｒｒｆ）
　、厚み（Ａ　ｍｍ）およびＣＬＯ値（Ｃ）か、４０≦
Ｗ≦９０、０．２５≦Ａ≦０．３５、Ｃ≧０．６５を同
時に満足することを特徴とし、これにより、保温性に優
れた軽量布帛を製造するものである。

本発明法で得られる軽量布帛中のポリアミド製中空繊維
は、基本的に、ポリアミドからなる鞘部と繊維内部に存
在する断熱層としての中空部とから構成されるが、中空
部の中に、ごく少量のポリエステルからなる芯部か存在
してもよい。そして、本発明の目的とする布帛特性や布
帛本来の繊維性能を満足するためには、その鞘部、中空
部、および芯部の割合（それぞれｙ％、ｙ％、２％）は
、３０＜ｘ、１０≦ｙ≦６０．０≦ｚ〈１０を同時に満
足することが必要である。この複合割合は、布帛から取
出した繊維の繊維横断面顕微鏡写真をとることにより測
定することができ、測定した複数のフィラメントについ
ての平均値でもって表せばよい。

この中空複合繊維で鞘部を構成するポリアミドとしては
、実質的にポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６
６）やポリε−カプラミド（ナイロン６）からなるポリ
アミドが好適であるが、セバシン酸、イソフタル酸、パ
ラキシレンジアミン等を構成成分とするポリアミド、あ
るいはこれらの共重合ポリアミド等を用いてもよい。そ
の重合度は一般衣料用に用いられる範囲内であればよい
。

一般的には硫酸相対粘度（ηｒ・９８％硫酸１００ｃｃ
に対しポリアミド１ｇを溶解して測定した値）として２
．４〜３．５程度が好ましい。

また、製糸する際に芯部とするポリエステルは、鞘部か
ら浸透してきた加熱アルカリ水溶液によって溶解除去可
能であって、かつ、ポリアミドとの溶融複合紡糸が可能
であれば、そのポリマ組成は特定されないが、例えば、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ートが好適である。また、これらにイソフタル酸、脂肪
族２塩基酸、スルホン化芳香族カルボン酸等を少量共重
合させたポリエステルであってもよい。その重合度は、
一般衣料用に用いられる範囲内であればよい。

一般的には極限粘度（ＩＶ：ポリエステルをオルトクロ
ロフェノールに溶解して測定した値）が０．５５〜０．
７５程度の範囲が好ましい。

なお、これらのポリアミド、ポリエステルには酸化チタ
ン等の艶消し剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の通常の
繊維用添加剤を加えて用いてもよい。しかし、芯ポリエ
ステルに酸化チタンが含まれていると、苛性アルカリ水
溶液処理時に酸化チタン粒子が中空部の壁面に付着し、
光沢、発泡の斑を生じる傾向にあるから、芯ポリエステ
ルには酸化チタンを実質的に含まないことが好ましい。

鞘部および中空部あるいはさらに芯部の繊維横断面にお
ける形状と位置関係としては、例えば、第２図（１）の
ような同心円状芯鞘形態が代表的であって生産上好まし
いが、他の形態、例えば、鞘層の外周面や内周面の形状
が三角、四角、星型のような非円形であってもよいしく
第２図■〜（４））、また、中空部が相対的に偏心して
いてもよい（第２図（５））。

軽量布帛を構成する中空繊維は、鞘部ポリアミドと芯部
ポリエステルとからなる芯鞘型複合繊維を製糸した後、
その芯部ポリエステルの大半以上を加熱アルカリ水溶液
によって溶出除去するという方法で製造されるものであ
る。製糸時の鞘部／芯部の複合割合は、３０／７０〜９
０／１０程度であればよい。

この芯部ポリエステルを溶出除去するためには、加熱ア
ルカリ水溶液処理すればよく、その薬剤としては、苛性
アルかつ、例えば、苛性ソーダ、苛性カリ等が用いられ
る。その処理条件は、鞘部の厚み、ポリアミドやポリエ
ステルの種類、繊維の配向結晶化の程度、および得よう
とする中空率等によって変るが、一般的には苛性アルカ
リの濃度は１０〜１００　ｔｅｌ　、温度は８０〜１２
０℃の条件を用いればよい。

また、芯部ポリエステル、鞘部ポリアミドの芯鞘型複合
繊維は、次の方法で製糸すればよい。

芯部ポリエステルと鞘部ポリアミドとを別々に溶融した
後、紡糸パック部に導き通常の複合方法で芯鞘構造の複
合流を形成し、紡糸ノズルから紡出する。紡出したフィ
ラメント糸は、冷却固化、給油した後、必要に応じて交
絡処理され、所定の速度で引取られる。この引取りの後
、−旦パッケージに巻上げた後にドローツイスタ−で延
伸してもよいし、また、巻取ることなく引続いて延伸し
た後に巻取ってもよい。さらにまた、引取りの速度を４
０００ｍ／分以上の高速として実質的に延伸することな
く一挙に目標の繊維性能を有する複合繊維糸としてもよ
い。

得られた複合繊維糸は、通常の方法で製編織して布帛と
した後、芯部の溶出処理を行うことにより軽量布帛とさ
れる。

得られる軽量布帛は、４０〜９０ｇ１ｒｄという低い目
付けおよび０．２５〜０．３５ｍｍという薄さを有する
ものであり、この目付け（Ｗ）および布帛厚み（Ａ）は
、次の方法で測定される。

目付け（Ｗ）：　　２５ｃｍｘ２５ｃｍの布帛試験片を
採取し、平衡水分率以下となるまで十分に乾燥した後、
２０℃、６５％ＲＨの室内に２４時間放置し、水分平衡
とした後に、その試験片の重量を測定する。得られた試
験片の重量を１ｒｄあたりに換算し、布帛試験片２枚に
ついての平均値でもって表す。

厚み（Ａ）：　ダイヤルゲージ型の厚み測定器（大束科
学（株）製）の試料台の上に試験布帛を静置し、その上
に１ｄのプレッサフートを用いて７　ｇ／ａｔの荷重を
かけ、１０秒後の厚みを５箇所以上で測定し、その平均
値でもって表す。

このような低い目付けおよび薄さを有する布帛を得るた
めには、溶出除去後の中空部の割合を１０〜６０％とい
う適正値にすることが重要である。さらに、構成糸条の
繊度を適性水準の細さにすることも有効である。例えば
、アルカリ処理前の複合繊維の糸条繊度を７０デニール
以下、さらに６５デニール以下とすればよい。なお、ソ
フト風合の布帛製品を得るためには、その単糸繊度を１
〜１０デニ一ル程度とすることか好ましい。

この細繊度糸条による布帛構成は、トリコット編地、九
編地、織物など、通常、インナーウェア等の衣料用に用
いられるものであればよい。

本発明法により得られる軽量布帛は、４０〜９０ｇ／ｒ
ｒ！という低い目付けおよび０．２５〜０．３５ｍｍと
いう薄さを有するものでありながら、ＣＬＯ値が０．６
５以上という高い保温性を有する。

このＣＬＯ値は布帛の保温性を示す指標として一般に用
いられているものであり、値が大きい程保温性が優れる
ことを表す。例えば、２１℃、５０％ＲＨ以下、気流５
　ｃｍ／秒の室内で安静状態にある人体の平均皮膚温度
（３３℃）を維持できる布帛の保温性（熱抵抗）がＣＬ
Ｏ値１．０で表される。そして、ＣＬＯ値（Ｃ）は、次
の方法で測定される。

２０℃、６５％ＲＨの環境中で十分に調湿させた試験布
帛を、４０±０．１℃に設定された３ｒｄの熱板上に静
置し、１分経過後の安定した状態で、熱板から試験布帛
を通して環境中に放散する熱損失量を、熱板面積（Ｓｎ
−ｆ）と消費電力（Ｅｗ）とから求める。この時、熱板
からの対流による放熱を防止するため、熱板周辺は上部
に開閉口のある樹脂製ケースで覆って無風状態とした。

上記実験で得られた熱損失量の値は、次式により、ＣＬ
Ｏ値（Ｃ）に換算される。

Ｃ＝　（１１０，１５５）Ｘ　（２０ＸＳ／Ｅ）布帛を
載せない熱板からの放熱量は環境との温度差に比例する
から、人体の平均皮膚温度３３°Ｃからして、温度差２
０℃での上記実験は、環境温度１３℃で安静状態の人体
における保温性をシミュレートしたものと言える。

この高保温性水準を得るためには、中空複合繊維の鞘部
（Ｘ％）、中空部の割合（ｙ％）を、それぞれ、３０＜
ｘ、１０≦ｙ≦６０とすることが必要である。

中空部の割合（ｙ）が１０％未満では、本発明の目的と
する高保温性が得られ難い。さらに、その割合（ｙ）は
、１５％以上であることが十分な保温性を得るために好
ましい。

鞘部の割合（Ｘ）を３０％以下にしたり、また、中空部
をその割合（ｙ）が６０％を越える程大きくしたりする
と、鞘部が薄くなり過ぎるので、布帛の後加工時や使用
時等において、中空部の漬れや鞘部の破れによる中空部
の破壊が生じ易くなり、高保温性を保持することが難し
い。しかも、鞘部が薄くなり過ぎるので、布帛として実
用上必要な強度、特に破裂強力が得られ難いし、さらに
、布帛の張りや腰がなくなるという問題もある。

また、鞘部が厚過ぎると、芯部ポリエステルを溶出、除
去させる工程で、薬液の浸透、分解物の除去を鞘部を通
して行う作業に長時間を要するので、鞘部は８５％以下
であることが好ましい。

［作用コ ポリアミドからなる鞘部は、繊維内に存在する中空部を
外気から遮断する機能を有するとともに、繊維の強さ、
伸び、表面の感触、染色性等の布帛が必要とする本来の
機能を発揮する。さらに、中空部の形状を良好に保持す
ることや、中空化工程に使用する薬剤による悪影響を受
けることなくその薬剤を透過させ、芯部のポリエステル
の分解物を外部に透過、除去させる機能をも果たす。

また、中空部は布帛に高い保温性を与えるために重要で
あって、前記したとおり１０〜６０％の中空率を要する
。この中空率を安定して得るためには、芯鞘型複合繊維
の芯成分を布帛構成後に溶出除去するという製法が最適
である。

さらに、芯部のポリエステル成分は、中空繊維とした後
には、実質的に存在しないことが好ましいが、１０％未
満の小割合ならば存在していてもよい。この芯部ポリエ
ステルの残存割合は、芯部の溶出処理条件、例えば、時
間、濃度、温度等を調整することにより、任意の割合に
設定できる。

しかし、芯部ポリエステルの残存割合が１０％以上の場
合では、得られる布帛製品の位置あるいはロット等によ
るばらつきが生じ易く、染色、外観あるいは風合等に斑
のある製品となり易い。これは、芯部ポリエステルの溶
出速度は、溶出処理浴中における繊維の配置、あるいは
、温度や濃度のばらつきのような微妙な条件によって左
右され易いため、同じ溶出処理条件をとっても芯部ポリ
エステルの残存割合は繊維毎にかなりばらつき易いため
と考えられる。

ところが、芯部ポリエステルの残存割合が１０％未満と
なるまで溶出処理を行って中空ポリアミド繊維とすると
、繊維毎のばらつきを大幅に抑制することができ、染色
斑、筋状の斑、凹凸斑のような製品不良が殆どなくなり
、均一性に優れた軽量布帛製品が得られる。

本発明法により得られる高保温性の軽量布帛は、薄くて
軽くファツション性の高い衣料用布帛としての使用を主
たる目的とするために、上記特定の低い目付は値および
、上記特定の薄さを有することを要する。

この程度の目付けおよび薄さを有する布帛は、ポリアミ
ド繊維製インナーウェアに用いられているが、従来のポ
リアミド繊維製インナーウェアの布帛は、保温性がＣＬ
Ｏ値で０．５６〜０．６２程度とかなり劣り、保温性は
犠牲にせざるを得なかった。また、布帛の目付けや厚み
を大きくすれば、ＣＬＯ値を高めることも可能ではある
が、これではファツション性を満足させることはできな
い。このように、本発明法の目的とする軽量布帛であり
ながら高い保温性を有するという布帛は、従来では製造
できないと考えられていたものである。

［実施例］ 酸化チタン微粉末を０．３％含有するポリεカプラミド
（硫酸相対粘度ηｒ＝２．６）と、酸化チタンを実質的
に含有しないポリエチレンテレフタレート（極限粘度Ｉ
Ｖ＝０．６３）とをエクストルーダ型紡糸機で別々に溶
融し、それぞれ第１表に示す複合割合で計量して、鞘部
がポリεカプラミド、芯部がポリエチレンテレフタレー
トとなるように配した複合紡糸口金により同心円状芯鞘
型に接合し、吐出した後、３５００ｍ／分の速度で引取
った後、連続して１６０℃に加熱した延伸ローラにより
５０００ｍ／分で延伸しつつ熱セットし、４０デニール
、１２フイラメントの延伸糸として巻取った。

得られた延伸糸（芯鞘複合繊維）を用いて常法により経
編３２ゲージのハーフ組織の編地を得た。

得られた編地を常法によりリラックス処理および中間セ
ット処理した後、濃度６０ｇ／ｌの沸騰状態苛性ソーダ
水溶液中に浸漬処理し、芯部のポリエステル成分を溶出
処理し、ポリアミド中空繊維製布帛とした。続いて、酸
性染料（’Ｎ７１ｏｍｉｎｅＢｌｕｅ＾−Ｇ’）、１％
ｏｗｌ、９８°Ｃで染色した後、１８０℃で仕上げセッ
トして、中空繊維からなる染色布帛を製造した。

得られた布帛の特性を測定し、その結果を第１表に示し
た。

布帛の張り、腰：　触感による相対評価によった。

布帛の破裂強カニ　　ＪＩＳ−Ｌ１０１８ｒメリヤス生
地試験方法Ｊ６．１４破裂強さのＡ法によって測定した
。

布帛品位：　染色後の製品布帛の染色斑、筋状斑、凸凹
斑の程度を目視により相対評価した。

また、Ｎ０１３の染色布帛について構成する繊維の８０
０倍顕微鏡写真を撮影したところ、第１図に示すように
、均一できれいな中空部が存在することが認められた。

そして、この染色布帛は、市販のポリアミド繊維と同等
の優れた染色特性を示し、また、染色斑や筋状斑がなく
、均一性の高い布帛であった。次に、この染色布帛で女
性用スリップを製造したところ、薄くて軽いにもかかわ
らず高い保温性を示した。

第１表の結果かられかるように、布帛を構成する中空繊
維の複合割合および中空率を適正水準にすることが、高
保温性の軽量布帛を製造するために、さらに、その布帛
に衣料用布帛して必要な緒特性（張り、腰、破裂強度等
）を付与するために有効であった。また、芯部ポリエス
テルの残存量を１０％未満とすることによって、製品品
位の良好な高保温性軽量布帛とすることができた。

さらにまた、比較として、通常の方法で紡糸延伸して得
られた、ポリε−カプラミドからなる４０デニール、１
２フイラメントのポリアミドフィラメント糸を用いて、
上記同様に得たハーフ組織の編地の結果も第１表にＮｏ
、　　９として示した。

このポリアミド単独繊維からなるトリコット布帛は、Ｃ
ＬＯ値が低く保温性が劣り、しかも、軽量さの点でも劣
っていた。

さらに、Ｎｏ、　　３　（本発明）およびＮｏ、　　９
　（比較例）の布帛で長袖Ｕ首シャツを縫製し、人工気
象室で女性パネラ−８名による着用テストを行った。

着用テストの際の着衣は、内層に前記長袖Ｕ首シャツ、
外層にポリエステル１００％長袖グラウスを着用した状
態であり、１５℃、６５％ＲＨの室内環境で３０分間安
静状態を保つ条件とした。パネラ−自身の着用感は第２
表のとおりであった。

第２表 着用感についても、本発明法による布帛は着用直後およ
び安静時ともに優れており、衣料用保温性布帛として優
れていた。これに対し、従来の布帛では着用直後および
安静時ともに保温性に劣ることが着用感としてはっきり
表れ、不快感を感じるものであった。

［発明の効果］ 本発明法により製造される軽量布帛は、４０〜９０ｇ／
ｒｒｉの目付けおよび０．　２５〜０．　３５＋ｎｍの
厚みを有し、羽根のように薄くて軽いにもかかわらず、
ＣＬＯ値が０．６５以上というウールに匹敵する高い保
温性を有する。さらに、表面がポリアミドで構成されて
いるため、染色性、耐久性、表面感触などに優れ、従来
のポリアミド繊維製布帛と同様に使用することができる
。しかも、中空割合や複合割合の均一性に優れ、染色性
、布帛の凹凸および風合等における均一性に優れた軽量
布帛を工業的に容易に製造することができる。

これら特性を有することから、本発明に係る軽量布帛は
、インナーウェア製品用、特にランジェリ−、ファンデ
ーション、ニューインナ、スポーツインチのような婦人
用インナーウェア製品用に有用であるが、高保温性や軽
量であることが要求される他の布帛製品類、例えば、ア
ウターウェア、スポーツウェアなどにも使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法により得られた軽量布帛を構成する
中空繊維Ｍ拡大して示す顕微鏡写真である。 第２図（１）〜（５）は、本発明に係る軽量布帛を構成
する中空複合繊維における複合形態を例示する繊維横断
面図である。 ［符号の説明コ １：　鞘部（ポリアミド層） ２、　中空部 ３：　芯部（ポリエステル層）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリアミドからなる鞘部およびポリエステルから
   なる芯部を有する芯鞘型複合繊維を少なくとも主体とす
   るフィラメント糸でもって布帛を構成した後、前記芯部
   を溶出除去することによりポリアミド中空繊維製布帛を
   製造する方法において、前記溶出除去の後の前記ポリア
   ミド中空繊維の繊維横断面における鞘部、中空部および
   芯部の割合（それぞれ、ｘ％、ｙ％、ｚ％）が、 ３０＜ｘ、１０≦ｙ≦６０、０≦ｚ＜１０ を同時に満足すること、かつ、前記中空繊維製布帛の目
   付け（Ｗｇ／ｍ＾２）、厚み（Ａｍｍ）およびＣＬＯ値
   （Ｃ）が、 ４０≦Ｗ≦９０、０．２５≦Ａ≦０．３５、Ｃ≧０．６
   ５ を同時に満足することを特徴とする保温性に優れた軽量
   布帛の製造方法。
2. （２）前記布帛がインナーウェア用であることを特徴と
   する請求項１記載の保温性に優れた軽量布帛の製造方法
   。