JPS62149939A - 軽量保温性合成繊維構造物 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、軽量コンパクトな薄型で、保温性、快適性に
優れた軽量保温合成繊維構造物に関するもの必る。

［従来技術の問題点］ 従来、高い保温性が要求される分野では、羊毛、毛皮、
皮革や羽毛等の天然素材あるいは厚手の高密度編織物、
コーティング編織物、極細繊維不織布、中空糸編織物な
どが広く用いられている。ところが上記の保温性素材の
うち天然素材は、いずれも強度、耐久性、取扱いの容易
さ、価格等の点で問題があり、汎用性のある高機能素材
とはなり得ていない。一方、合繊からなる高密度編織物
やコーティング編織物、中空糸編織物等で充分な保温性
を達成しようとすれば、非常に厚手で目付の重いものに
なり、さらにフィルムライクな着ごこち、動きづらさを
伴うといった問題があった。

また極細繊維不織布は防寒用中入素材としてはある程度
の保温性が得られるが、やはりモ］モコとかさばり厚ぼ
ったいか、あるいはメルトブロー、ニードルパンチ、高
圧水流交絡量のように、薄いが風合が硬くなるかであり
、本発明が目的とするような充分に軽量でコンパクトな
素材とは成り得ていない。また、これら極細繊維不織布
畝毛羽立ちやすさ、強力、寸法安定性などが不十分であ
った。

［発明の目的］ 本発明は、羊毛や毛羽に代表される天然防寒素材に優る
保温性を有し、しかも、衣服内水分のトランスポートが
容易に行なわれ、着用時のムレ、べ′トッキがない上に
、強度、耐久性、イージーケア、風合、フィツト性に優
れ、それ自体で快適な内・外衣料用途にも、内入素材と
しても用いることができる軽量でコンパクトな保温性素
材を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決するために次のような構成を
有する。すなわち、 （１）　　次式で定義される保温性指数（ＷＩ）が２．
８以上であることを特徴とする軽量保温性合成繊維構造
物。

保温性指数（ＷＩ）− 保温率（％）／［厚み（ｍｍ）ｘ目付１］／ｍ２）］（
２）　　合成繊維が、該横断面が外側に向がって５個以
上の突起を有し、かつ隣り合う突起の開口距離をＷ、突
起の高さをＨ，ｆｉｔ長軸半径をＲ１横断面積をＡとし
た場合、ト１／Ｗ≧０．６がっＨ／　Ｒ２Ｏ，７および
△／πＲ２≦０．５を満足する特許請求の範囲第（１）
項記載の軽量保温性合成繊維構造物、 である。

かかる特殊断面合成繊維を少なくとも素材の一部に用い
ることにより上記Ｗｌが達成される。

コｔ−テＦ５　ウ保温率トハ、ＪＩＳ、Ｌ−１０９６一
般織物試験方法・保温性Δ法（恒温法）に準じて測定し
た値をいう。すなわら、温度２ｏ±２℃、相対温度６５
±２％、風速１０ｃｍ／ｓｅｃ以下の試験溝内にあらか
じめ１０時間以上放置した３０ｃｍ平方の試験片を保温
性試験谷内の３６．０’Ｃに保った恒温発熱体に密着し
て取り付（プ、試験片を経て低温度の試験室内外気に向
かって高温発熱体から流れ出す熱量が一定となり、該発
熱体の表面温度が再び３６．０’Ｃで安定化してからの
ち、丁度２時間の間に試験片を通過して放散される熱損
失を求め、これと試料のない裸状のままで同様の温度差
および時間に該発熱体から放散される熱損失とから、次
の式により保温率（％）を算出するものである（小数点
以下１ケタ３点の平均）。

保温率（％）＝　（１−Ｂ／Ａ）ｘｌｏｏ（ここで、Ａ
：発熱体の裸状における放熱量、Ｂ：発熱体に試料を取
り付けたときの放熱量）また厚み（ｍｍ）とは、ＪＩＳ
、Ｌ−１０７９に準じ゛て厚ざ測定器で０．０１ｍｍま
で読み取るか、あるいは’　Ｐ　Ｅ　Ａ　ＣＯＣＫ　”
形ダイヤルゲージを用いて測定した値である（５箇所の
平均）。

さらに目付（ｑ／Ｔｒ１２）とは、正確に２５　ｃｍｘ
　２５ｃｍの試験片を採取し、４０±５℃の乾燥機中で
乾燥し、公定水分率以下とした後標準状態の室内に放置
して水分平衡とし、重さをはかり（０，１０まで読み採
る）、得られた値を１６倍して１　ｍ２当りの重さく　
Ｑ　／　ｍ２）に換算し、整数位までで表わしたもので
ある（２枚の平均）。

以上３つのパラメータから算出される保温性指数が２．
８以上、好ましくは３．０以上となるためには、薄く軽
いうえに高い保温率を有していな（プればならない。か
かる軽量保温性合成繊維構造物を得る具体的手段として
は、以下に述べるような特殊な形態の合成繊維を集合体
として用いることが必須である。

すなわち、合成繊維横断面において、外側に向かって５
個以上の突起を有し、かつ隣り合う開口距離をＷ、突起
の高さをＨ１最長軸半径ＯＲ１横断面積をＡとした場合
、Ｈ／Ｗ≧０．６かつＨ／Ｒ≧０．７およびＡ／πＲ２
≦０．５を満足する特殊断面合成繊維を必須の構成素材
として用い、繊維集合体となすことにより、上記保温性
指数を満足する軽量保温性合成繊維構造物が得られる。

本発明に限らず、これまでにも種々の目的で合成繊維横
断面に多少の凹凸や、浅い溝を設けたものはいくつか提
案されており、例えば特開昭５６−４３４７２　（少鋭
化獣毛調繊維）、特開昭５７−１７６２６３　（耐久撥
水加工布）、特開昭５８−１５６０１５　（フィブリル
化繊維）、特開昭５−　〇　− ９−２１７７５　（キシミ感、光沢、発光性）等が挙げ
られるが、これらの繊維素材では軽量で保温性に優れた
効果は得られない。

すなわち、本発明の合成繊維はその断面を特殊な形態と
し、それを集合体で用いることによって、初めて非常に
軽量で、保温性が飛躍的に向上し、水分トランスポート
性能にすぐれた着用時の快適性に優れた合成繊維構造物
が得られることを究明したものでおる。

次に本発明の軽量保温性合成繊維構造物について、モデ
ル図をもって説明する。

第１図は本発明の特殊断面形態を有する合成繊維の一例
を示す断面図でおる。本発明の合成繊維は、中心から外
側に向かって５個以上の突起を有しており、突起で区切
られた微細な空間に断熱性に優れた空気を多量にとり込
みうる。また、この突起により軽量かつ耐ヘタリ性のあ
る蜂の巣状の合成繊維集合体が得られる。突起の数は５
個以上であればいくつでもさしつかえないが、特に６〜
２０個程度が本発明の前記目的、効果の上から好ましい
。突起の数が４個以下の場合には、複数の合成繊維をひ
きそろえて集合体として用いた際に、合成繊維とおしが
歯車ががみ合うごとく集束化しやすく偏平となる欠点が
おる上に、突起で区切られた空間の開口部が人ぎくなり
、空気の対流が起って高い保温性は得られなくなる。突
起の形状は単純な棒型の他に、コケシ型やＴ型も好まし
く用いられる。また合成繊維の中心部は中空であっても
さしつかえない。

隣り合う突起の開口距離Ｗは、突起の高さく凹部の深さ
）Ｈに対して、充分狭くないと暖められた空気の対流に
より開口部から放熱を生じて好ましくない。］」／Ｗが
０．６以上、好ましくは０゜８以上で優れた保温性が得
られる。従来公知のマルチローバル合成繊維はＨ／Ｗが
０．６未渦であり、保温効果はほとんどない。

本発明の特殊断面合成繊維は突起間の開口部が単に狭い
ことにとどまらず、突起の高さが充分高く（凹部が充分
深く）合成繊維周辺に多くの含気空間を持たせることが
必須であり、横断面の最長軸半径ＲとするとＨ／Ｒが０
．７以上でなければならない。

この点で、例えば特開昭５７−１７６２６３にて提案さ
れている歯車状合成繊維や第２図の如き合成繊維は、突
起間の開口部が単に狭いだけで含気空間が少なく本発明
の要件を満たすことができない。

また本発明の特殊断面合成繊維はわずかの繊維で大きな
体積を占め、含気率が極めて高いために、保温性が高く
、かつ軽量である。本発明の合成繊維の横断面積をＡと
すると、Ａ／πＲ２は０．５以下、望ましくは０．４以
下であることが好ましい。Ａ／πＲ２が０．５を越える
と軽量性が損われる。第３図のごとき合成繊維は突起間
の開口部が狭いうえに、突起の高さも充分でめるが、Ａ
／πＲ２が０．５を越すため、ヤはり含気空間が少なく
本発明の要件を満たすことができない。

次に本発明の特殊断面合成繊維と、第４図の如き蓮根状
中空合成繊維との相違を述べる。保温性素材には、まず
なによりも断熱性が要求されることは言うまでもないが
、着用時の不感蒸泄、運動に伴う汗など水分の衣服外へ
の移動までも完全に遮断してしまうような素材では快適
な着用感は得られない。本発明の合成繊維は表面の深い
凹部を通じて、衣服内水分の１〜ランスポートが容易に
行なわれ、着用時のムレ、べ１−ツキがない。一方策４
図のごとき合成ｍ維では、軽量かつ保温性に優れている
点で本発明の繊維につぐが、衣服内に湿気がこもりやす
く快適性の点で万全ではない。また、繊維集合体として
とりこみうる不動空気の母も本発明の合成繊維には及ば
ない。

本発明の特殊断面合成繊維は繊維集合体として特に優れ
た特性を発揮する。本発明の合成繊維は長繊維としても
単繊維としても用いられ、必要に応じて各種捲縮を付与
することも好ましく行なわれる。合成繊維集合体として
は織物、編物、不織布など布帛形態でも、内入綿等のラ
ンダム集合体としても用いられ、単独使用はもちろん、
他素材との組み合せも好ましい。例えば、合繊の丸断面
糸や異形断面糸、あるいは各種捲縮糸異デニールミック
ス、さらには羊毛、木綿等天然素材との併用も可能であ
る。

本発明の繊維により、水分のトランスボート性能を十分
に発揮したい場合はランダムに配向させる構造ではなく
、一方向性のおる繊維構造でその効果が発揮される。つ
まり不織布などの構造物より編織物のような糸構造物で
、さらには撚の少ない空気交絡した芯が一方向に引揃え
られ、鞘部が交絡した糸などにおいて、大きなトランス
ポート効果を発揮する。この場合の撚としては、好まし
くは略’１５０Ｔ／ｍ以下、特に好ましくは１００Ｔ／
ｍ以下である。

本発明の特殊断面合成繊維の単糸繊度は、用途に応じて
適宜選択すれば良く、例えば衣料用途には０．１〜５ｄ
程度、内入綿用途には１〜１０ｄ程度と何ら制限はない
が、単糸繊度が細くなるに従って、繊維一定重量あたり
の繊維表面積は２次関数的に増大し、それとともに繊維
周辺に取り込みうる空気量も特殊な形態効果とめいまっ
て多くなり、軽量で高い保温性が得られる。単なる丸断
　１１一 部系による極細化では、集束ヤヘタリのため繊維表面積
の増加が含気最の増加に直結しない。

以上のごとく繊維に単に突起や溝を設けただけでは、軽
量高保温素材とはなり得ず、特定のいくつかの条件を同
時に満足するもののみが本発明の性能を発揮しうる。

本発明の特殊断面合成繊維を構造する素材は、主として
合繊、化学繊維が好ましく、ポリアミド、ポリエステル
、ポリエチレン、ビニリデン、ポリ塩化ビニル等何でも
さしつかえないが、例えばポリアミドとしては６ナイロ
ン、６・６ナイロン、６・１０ナイロン、１２ナイロン
などを挙げることができる。また、ポリエステルとして
は、テレフタル酸、イソフタルさん、ナフタリン２，６
ジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、またはこれら
のエステル類と、エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、シクロヘキサン１，４ジメタツールなどのジオー
ル化合物とから合成されるポリエステル、あるいは上記
ポリエステル成分にポリオキシアルキレングリコール、
グリセリン、ペンタエリスリ１〜−ル、メトキシポリア
ルキレングリコール、ビスフェノールＡ１スルホイソフ
タエチレングリ］−ル、アルキルベンゼンスルホン酸ソ
ーダ、アルキルスルホン酸ソーダ等を含有するものが挙
げられる。

本発明の特殊断面合成繊維の製法についても特に限定は
なく、いかなる手段を用いてもよいが、繊度が比較的大
きい場合には例えば、変形口金を用い、溶融紡糸の口金
直下で冷却水により急冷する水冷紡糸法が適用できる。

又、繊度が比較的細くなって、通常の溶融紡糸で前述の
ごとき特殊断面合成繊維を製糸することが困難な場合に
は、複合紡糸を行なうのがよい。すなわち、難溶性又は
難分解性の重合体Ａを繊維横断面において第５図のごと
く放射状に配し、それと接する形で易溶性または易分解
性の重合体Ｂを接合した複合繊維を溶剤または分解剤処
理することによって実用的に得られる。各重合体Ａ、Ｂ
、溶剤または分解剤の一例を表１に示す。

表１ 次に本発明を実施例でさらに説明するが、これらに限定
されるものではない。

［実施例］ 実施例１ 第５図に示したような横断面を有し、ポリエチレンテレ
フタレート〈以下ＰＥＴという〉をＡ成分に、ポリスチ
レンをＢ成分とし、ＰＥＴとポリスチレンの容積比が１
：４の割合で構成されＨ／Ｗ＝１．０．Ｈ／Ｒ＝０．７
および△／πＲ２−〇、２の５０デニール／１６フイラ
メント糸を得た。この糸を双糸とし、タテ、ヨコに用い
て目付１１３Ｃ７／ｍ’、厚さ０．３０ｍ１ｌｌの平織
物を得た。

常法により精練、中間セラ１〜を行なった後、常温のト
リクレン中に繰返し浸漬、絞液してポリスチレンを溶解
除去した。ポリスチレン除去後の単糸繊度は０．６３ｄ
、織物の目付は２３ｇ／ｍ２、厚みは０．２３ｍｍであ
った。ポリスチレン除去ににり目付は１１５まで軽量化
したが、厚みの減少は２割程度に止まった。この織物の
保温性を保温性試験機（大乗科学精器製作所（株）りに
より、前記のＪＩＳ、Ｌ−１０９６保温性高温法に準じ
て測定した。本発明の軽量保温性合成繊維構造物の保温
性レベルをより明確にするため、比較量としてウール織
物、ＰＥＴ加工糸織物、ＰＥＴＭ地フィラメント織物の
保温率測定値、ＷＩとともに表２に示す。本発明の軽量
保温性織物は、ウール織物の半分以下の厚み、１／８以
下の目付であるにもかかわらず、ウール織物以上の高い
保温率を示し、ＷＩもずば扱けて高い値となっている。

また、素材が同一でも他のＰＥＴ織物では高い保温性は
得られていない。

表２ 実施例２ 第１図すのごとく繊維横断面においてＴ型の８本の突起
を有し、ナイロン６・６をΔ成分に、５ナトリウムスル
ホイソフタル酸を全酸成分に対し８モル％共重合したポ
リエチレンテレフタレート（以下改質ＰＥＴという）を
Ｂ成分とし、ナイロンと改質ＰＥＴの容積比が１：４、
Ｈ／Ｗ＝３゜０．Ｈ／Ｒ−〇、７５およびＡ／πＲ”　
＝０．２の７５デニール／２４フイラメント糸を得た。

この糸を靴下編機で編成しストッキングとした。このス
トッキングを３％水酸化ナトリウム水溶液中９８°Ｃで
３０分処理し、改質ＰＥＴを除去した。

単糸繊度は０．６３ｄであった。かくして得られた特殊
ナイロンス１〜ツキングの保温性を実施例１と同様に測
定した結果、厚み０．２５ｍｍ、目付２９ｇ／１Ｔ１２
で保温率は２１．７％、ＷＩは２．９９であった。この
保温率は実施例１のウール織物に匹敵する。このストッ
キングはナイロン特有のぬめり感がなく、絹様の肌ざわ
りのうえ、ムレ感がなく暖かくて、さらに特殊な断面形
態のゆえに透明感が低く、スケの少ないものであった。

実施例３ 第１図ａに示したような横断面を有し、単糸繊度６ｄ、
Ｈ／Ｗ＝１．０．Ｈ／Ｒ＝０．７およびＡ／πＲ２−０
，２のポリエチレンテレフタレートの延伸トウを水冷紡
糸法により得た。捲縮付与後３８ｍｍにカットし、カー
ド、クロスラッパーを通してウェブを形成後２５００本
／　ｃｍｆのニードルパンチを行なった。ついでこの不
織布を１００メツシユの金網上に乗せ、１００ｋｙ／ｃ
Ｊの圧力をかけた水を小孔が一列に並んだノズルから、
ノズルを揺動しながら噴射させ不織布の表面に噴きあて
た。得られた交絡不織布の保温性を実施例１と同様に測
定した結果、厚み０．６９ｍｍ、目付３２ＣＩ／−１Ｔ
１２で保温率は７０．４％、ＷＩは３．１９であり、粗
硬感はなかった。この交絡不織布を内入綿として掛けぶ
とんをつくったころ、軽くて圧迫感がなく暖かいふとん
が得られた。しかもこのふとんは折りたたむとコンパク
トになり、収納スペースをとらず携帯性に優れたもので
あった。

実施例４ 第５図に示したような横断面を有し、ポリブヂレンテレ
フタレ−１へ（以下ＰＢＴという）をΔ成分に、ナイロ
ン日成分とし、ＰＢＴとナイロンの容積比が１：３で構
成され、Ｈ／Ｗ＝１．０ＸＨ／Ｒ＝０．７およびΔ／π
Ｒ２＝０．２の１６０デニール／１６フイラメント糸を
得た。この糸を双糸とし、タテ、ヨコに用いて目付２３
０ｇ／Ｔｒ１２、厚さ０．５０ｍｍの平織物を得た。こ
の織物をベンジルアルコールを２０重量％含む水エマル
ジヨン中に常温で５分間浸漬した後、８０℃の温湯に入
れ高収縮させた。常法により中間セットして形態固定し
た後、常温の蟻酸中に繰返し浸漬、絞液してナイロンを
溶解除去した。ナイロン除去後の単糸繊度は２．５ｄ、
織物の目付は６０ｑ／Ｔｒ１２、厚みは０．３２ｍｍで
保温率は５４．６％となり、ＷＩは２．８４であった。

風合はソフトタッチでなめらかでおり、ふくらみのある
独特のものであり、着用感は良好であった。

［発明の効果コ 本発明によれば極めて軽く簿いにもかかわらず高い保温
性を備え、強度、耐久性、イージーケアにも優れた汎用
性の高機能素材を提供することができる。本発明の合成
繊維構造物は防寒用の作業着、スポーツウェア等内外衣
としても、またキルテイング、ふとん等の内入素材とし
ても活用できる。また特殊な断面形態のため保温性以外
に吸水、吸音性や耐久溌水性、ワイピングクロス、快適
衣料としても優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ−Ｃは本発明の特殊断面合成繊維の断面形状の
例であり、第２〜４は本発明に含まれない凹凸および中
空合成繊維である。第５図は特殊断面合成繊維を得る複
合糸の断面形状である。 図中

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）次式で定義される保温性指数（ＷＩ）が２．８以
   上であることを特徴とする軽量保温性合成繊維構造物。 保温性指数（ＷＩ）＝保温率（％）／［厚み（ｍｍ）×
   目付（ｇ／ｍ＾２）］
2. （２）合成繊維が、該横断面が外側に向かって５個以上
   の突起を有し、かつ隣り合う突起の開口距離をＷ、突起
   の高さをＨ、最長軸半径をＲ、横断面積をＡとした場合
   、Ｈ／Ｗ≧０．６かつＨ／Ｒ≧０．７およびＡ／πＲ＾
   ２≦０．５を満足する特許請求の範囲第（１）項記載の
   軽量保温性合成繊維構造物。