KR102490200B1 - 방습 냉각성 섬유 및 이 섬유를 함유하는 섬유 구조물 - Google Patents

방습 냉각성 섬유 및 이 섬유를 함유하는 섬유 구조물 Download PDF

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Abstract

[과제]
종래의 방습 냉각 효과가 작고 지속되지 않기 때문에, 방습 냉각 효과를 실감하기 어렵다는 문제를 가지고 있다. 본 발명의 목적은 방습 냉각 효과가 크고 지속 가능한 섬유 및 섬유 구조물을 제공하는 것에 있다.
[해결 수단]
하기 평가 방법에 의해 구한 냉각 온도(ΔT30)가 1.5℃ 이상인 것을 특징으로 하는 방습 냉각성 섬유.
(평가 방법)
섬유를 카드 웹으로 하고, 이 카드 웹으로부터 2.5g을 잘라내어, 16cm×9cm의 크기로 접어 측정 시료로 한다. 이 측정 시료를 기온 35℃, 상대 습도 90%의 분위기하에서 16시간 방치한다. 이어서 측정 시료의 중앙부에 전자 온도계의 센서를 삽입하고, 기온 20℃, 상대 습도 45%의 분위기하로 옮기고, 30분 경과했을 때의 전자 온도계가 나타내는 온도(t30[℃])를 판독한다. 이 결과로부터 하기 식 1에 의해 ΔT30을 구한다.
[식 1] ΔT30[℃]=20-t30

Description

방습 냉각성 섬유 및 이 섬유를 함유하는 섬유 구조물{FIBER WITH MOISTURE DESORBING AND COOLING CHARACTERISTICS, AND FIBER STRUCTURE CONTAINING THE SAME}
본 발명은 방습(放濕) 냉각성 섬유 및 이 섬유를 함유하는 섬유 구조물에 관한 것이다.
방습 냉각은 물질 중에 흡착된 수분이 기화하여 증산할(즉, 방습할) 때, 그 물질로부터 기화열을 빼앗는 것에 의해 물질의 온도가 저하되는(즉, 냉각되는) 현상을 말한다. 방습 냉각성을 가지는 섬유를 의복이나 침구 등의 용도에 사용한 경우, 인체에 대한 냉각 효과를 기대할 수 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는 친수성 화합물을 섬유 표면에서 중합시킴으로써 가공된 폴리에스터 섬유를 포함하는 포백으로서, 가공 전의 섬유를 포함하는 포백에 대비하여, 흡습 발열에 의한 온도 상승이 0.5℃ 이상이며, 방습 냉각에 의한 온도 강하가 0.5℃ 이상인 흡습 발열성/방습 냉각성 포백이 개시되어 있다.
또 특허문헌 2에는 소수성 합성 섬유 60중량% 이상으로 이루어지는 포백으로서, 염형 카복실기와 가교 구조를 가지는 아크릴계 중합체로 이루어지는 고흡방습성 유기 미립자가 섬유 표면에 그래프트 중합에 의해 결합된 것을 특징으로 하는 흡방습성 포백이 개시되어 있고, 이 포백은 방습 냉각 효과를 가지는 것이 기재되어 있다.
또한 특허문헌 3의 도 5나 특허문헌 4의 [0005]~[0007]단락에는 가교 아크릴레이트계 섬유가 방습 냉각 작용을 가지는 것이 개시되어 있다.
일본 특개 2002-88653호 공보 일본 특개 2002-38375호 공보 일본 특개 평9-59872호 공보 일본 특개 2004-218111호 공보
그러나 상기 서술한 각 문헌의 기술에 있어서는 방습 냉각 효과가 작거나 또는 지속되지 않기 때문에, 방습 냉각 효과를 실감하기 어렵다는 문제를 가지고 있다. 본 발명은 이러한 종래 기술의 현 상황을 감안하여 창안된 것으로, 그 목적은 방습 냉각 효과가 크고, 지속 가능한 섬유 및 이 섬유를 함유하는 섬유 구조물을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 상기 서술한 목적을 달성하기 위해서 예의 검토를 진행한 결과, 이하의 수단에 의해 방습 냉각 효과가 크고, 지속 가능한 것을 알아내어, 본 발명에 도달했다.
(1) 하기 평가 방법에 의해 구한 냉각 온도(ΔT30)가 1.5℃ 이상인 것을 특징으로 하는 방습 냉각성 섬유.
(평가 방법)
섬유를 카드 웹으로 하고, 이 카드 웹으로부터 2.5g을 잘라내어, 16cm×9cm의 크기로 접어 측정 시료로 한다. 이 측정 시료를 기온 35℃, 상대 습도 90%의 분위기하에서 16시간 방치한다. 이어서 측정 시료의 중앙부에 전자 온도계의 센서를 삽입하고, 기온 20℃, 상대 습도 45%의 분위기하로 옮기고, 30분 경과했을 때의 전자 온도계가 나타내는 온도(t30[℃])를 판독한다. 이 결과로부터 하기 식 1에 의해 ΔT30을 구한다.
[식 1] ΔT30[℃]=20-t30
(2) 하기 평가 방법에 의해 구한 냉각 온도(ΔT5)가 1.0℃ 이상인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 방습 냉각성 섬유.
(평가 방법)
섬유를 카드 웹으로 하고, 이 카드 웹으로부터 2.5g을 잘라내어, 16cm×9cm의 크기로 접어 측정 시료로 한다. 이 측정 시료를 기온 35℃, 상대 습도 90%의 분위기하에서 16시간 방치한다. 이어서 측정 시료의 중앙부에 전자 온도계의 센서를 삽입하고, 기온 20℃, 상대 습도 45%의 분위기하로 옮기고, 5분 경과했을 때의 전자 온도계가 나타내는 온도(t5[℃])를 판독한다. 이 결과로부터 하기 식 2에 의해 ΔT5를 구한다.
[식 2] ΔT5[℃]=20-t5
(3) 가교 구조와 카복실기를 가지는 중합체를 주성분으로 하는 표층부와, 아크릴로나이트릴계 중합체를 주성분으로 하는 중심부를 가지는 심초 섬유인 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 방습 냉각성 섬유.
(4) 하기 식 3으로 표시되는 수치 A가 0.050 이상 0.080 미만인 것을 특징으로 하는 (3)에 기재된 방습 냉각성 섬유.
[식 3] A=섬유가 가지는 카복실기량[mmol/g]/섬유 단면에 있어서의 「가교 구조와 카복실기를 가지는 중합체를 주성분으로 하는 표층부」가 차지하는 면적의 비율[%]
(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 방습 냉각성 섬유를 5질량% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 섬유 구조물.
본 발명의 방습 냉각성 섬유는 방습 냉각 효과가 크고, 또한 그 효과를 지속할 수 있다는 특성을 가지는 것이다. 이러한 특성을 가지는 본 발명의 방습 냉각성 섬유는 예를 들면 여름철 의류품(내의, 티셔츠, 모자 등), 또는 여름철 침구(얇은 이불의 커버나 안솜, 바닥 패드) 등의 소재로서 적합하게 이용할 수 있다.
이하에 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 방습 냉각성 섬유는 후술하는 평가 방법에 의해 구한 냉각 온도 ΔT30이 1.5℃ 이상, 바람직하게는 2.0℃ 이상을 나타내는 것이다. 즉, 본 발명의 방습 냉각성 섬유는 방습 개시로부터 30분 경과 후에 있어서도 분위기 온도보다 1.5℃ 이상 낮은 온도를 유지하는 것이다. 이러한 특성에 의해, 본 발명의 방습 냉각성 섬유를 사용한 섬유 구조물은 냉각 효과의 지속성이 우수한 것으로 할 수 있다. 또한 ΔT60이 바람직하게는 1.0℃ 이상, 보다 바람직하게는 1.5℃ 이상을 나타내는 것이면, 한층 더 냉각 효과의 지속성이 우수한 것으로 할 수 있다.
또 본 발명의 방습 냉각성 섬유는 후술하는 평가 방법에 의해 구한 냉각 온도 ΔT5가 1.0℃ 이상, 바람직하게는 1.5℃ 이상을 나타내는 것인 것이 바람직하다. 냉각 온도 ΔT5가 1.0℃ 이상인 것은 방습 개시로부터 5분 경과 후에 있어서 이러한 섬유가 분위기 온도보다 1.0℃ 이상 낮은 온도까지 냉각되는 것을 나타내고 있다. 이러한 특성에 의해 이러한 섬유를 사용한 섬유 구조물은 신속한 냉각 효과를 얻을 수 있게 된다.
이러한 본 발명의 방습 냉각성 섬유로서는 가교 구조와 카복실기를 가지는 중합체를 주성분으로 하는 표층부(이하, 간단히 「표층부」라고도 한다)와 아크릴로나이트릴계 중합체를 주성분으로 하는 중심부(이하, 간단히 「중심부」라고도 한다)를 가지는 심초 섬유를 들 수 있다. 여기서 「주성분」이라는 용어는 표층부 또는 중심부의 각각에 있어서 최다의 성분인 것을 나타내는 것이며, 통상의 경우이면 상기한 각 중합체는 바람직하게는 90질량% 이상, 보다 바람직하게는 95질량% 이상을 차지하고 있다. 여기서 중심부를 구성하는 아크릴로나이트릴계 중합체는 가교 구조를 가지는 것이어도 된다.
이러한 심초 섬유에서는 친수성이 높은 카복실기에 의해 섬유에 흡습된 수분이 방습되는데, 이러한 카복실기가 표층부에 존재함으로써, 효율적으로 방습할 수 있고, 방습 냉각 효과를 얻기 쉬워진다. 반대로 중심부에까지 카복실기가 존재하고 있어도, 중심부에 흡습된 수분은 섬유 표면까지의 긴 거리를 이동하지 않으면 방습될 수 없기 때문에, 방습 냉각 효과에 기여하기 어렵다.
또 중심부를 아크릴로나이트릴계 중합체로 구성함으로써, 섬유 물성이 지나치게 낮아지지 않아, 방적 가공을 행하기 쉽고, 또 사용시의 내구성도 향상시킬 수 있다. 이 때문에 이러한 심초 섬유에 있어서는 섬유 구조물로의 함유 비율을 보다 많게 할 수 있고, 보다 우수한 방습 냉각 효과를 발현시키는 것이 가능하게 된다.
또한 상기 서술한 심초 섬유에 있어서는 하기 식 3으로 표시되는 수치 A가 바람직하게는 0.050 이상 0.080 미만이며, 보다 바람직하게는 0.055 이상 0.070 미만인 것이 바람직하다.
[식 3] A=카복실기량[mmol/g]/섬유 단면에 있어서의 표층부가 차지하는 면적의 비율[%]
여기서, 수치 A는 섬유 표층부 중의 카복실기의 농도에 상관하는 수치이며, 이 수치가 클수록 극성을 가지는 관능기인 카복실기가 섬유 표면상에 높은 농도로 존재하게 된다. 따라서 수치 A가 클수록, 섬유 표층부에 보다 많은 수분을 함유할 수 있게 되고, 이러한 수분을 보다 빠르게 방습할 수 있게 된다.
이러한 효과를 얻기 위해서는 수치 A가 0.050 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.055 이상이다. 그러나 수치 A가 0.080 이상인 경우에는 흡습에 의해 섬유 표층부가 점착성을 띠고, 섬유끼리가 고착하기 쉬워지기 때문에, 방적 가공에 있어서 트러블이 되거나, 세탁 등으로 촉감이 악화되거나 하는 경우가 있다.
또 본 발명의 방습 냉각성 섬유는 기온 35℃, 상대 습도 90%의 분위기하에서의 포화 흡습률과, 상기 분위기하에서 포화시키고, 기온 20℃, 상대 습도 45%의 분위기하로 이동시킨 30분 후의 흡습률의 차가 바람직하게는 10퍼센트 포인트 이상, 보다 바람직하게는 12퍼센트 포인트 이상, 더욱 바람직하게는 14퍼센트 포인트 이상 가지는 것이 바람직하다. 이러한 흡습률의 차가 클수록 방습 속도가 큰 것을 나타내고 있고, 10퍼센트 포인트를 만족하지 않는 경우에는 상기 서술한 냉각 온도를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다.
또 가교 구조 및 카복실기를 가지는 중합체에 있어서의 카복실기의 카운터 이온으로서는 수소 이온에만 한정되지 않고, 리튬, 소듐, 포타슘 등의 알칼리 금속의 양이온, 마그네슘, 칼슘 등의 알칼리 토류 금속의 양이온, 망가니즈, 구리, 아연, 은 등의 그 밖의 금속의 양이온, 암모늄 이온 등으로부터 1종 또는 복수종을 필요한 특성에 따라 선택할 수 있다. 이와 같은 수소 이온 이외의 카운터 이온을 가지는 카복실기(이하, 염형 카복실기라고 한다)가 존재하는 경우, 상기 서술한 포화 흡습률차가 보다 커지고, 또한 방습 속도가 보다 커지므로, 보다 큰 냉각 효과를 기대할 수 있다. 이러한 염형 카복실기의 양은 전체 카복실기량에 대하여 바람직하게는 40% 이상, 보다 바람직하게는 50% 이상, 더욱 바람직하게는 60% 이상이다. 한편, 염형 카복실기량이 너무 많아지면, 흡습시에 섬유가 점착성을 띠거나, 취화하거나 하기 쉬워지기 때문에, 전체 카복실기량에 대하여 바람직하게는 90% 이하, 보다 바람직하게는 80% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또 카운터 이온으로서 소듐 이온이나 포타슘 이온을 선택한 경우에는 냉각 효과를 더욱 크게 할 수 있다.
이어서 본 발명의 방습 냉각성 섬유의 대표적인 제조 방법으로서는 아크릴로나이트릴계 섬유의 표층부에 가교 도입 처리와 가수분해 처리를 시행하는 방법을 채용할 수 있다. 또한 가교 도입 처리에 대해서는 표층부에 머무르지 않고, 중심부에까지 시행되어도 된다. 원료가 되는 아크릴로나이트릴계 섬유는 아크릴로나이트릴계 중합체로부터 공지의 방법으로 제조할 수 있다. 아크릴로나이트릴계 중합체는 아크릴로나이트릴이 50질량% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80질량% 이상, 더욱 바람직하게는 85질량% 이상이다. 후술하는 바와 같이, 가교 구조는 아크릴로나이트릴계 중합체의 나이트릴기와 가교제의 반응에 의해 형성되기 때문에, 아크릴로나이트릴계 중합체 중의 아크릴로나이트릴의 함유량이 적은 경우는 가교 구조를 도입할 수 있는 양이 적어지고, 가공이나 실용면에 있어서 섬유 강도가 부족할 우려가 있다.
상기와 같은 아크릴로나이트릴계 섬유에 대하여 가교 구조가 도입된다. 가교 구조의 도입에는 종래 공지의 가교제를 사용해도 되는데, 가교 구조의 도입 효율의 점에서 질소 함유 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 질소 함유 화합물로서는 2개 이상의 1급 아미노기를 가지는 아미노 화합물이나 하이드라진계 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 2개 이상의 1급 아미노기를 가지는 아미노 화합물로서는 에틸렌다이아민, 헥사메틸렌다이아민 등의 다이아민계 화합물, 다이에틸렌트라이아민, 3,3'-이미노비스(프로필아민), N-메틸-3,3'-이미노비스(프로필아민) 등의 트라이아민계 화합물, 트라이에틸렌테트라민, N,N'-비스(3-아미노프로필)-1,3-프로필렌다이아민, N,N'-비스(3-아미노프로필)-1,4-뷰틸렌다이아민 등의 테트라민계 화합물, 폴리바이닐아민, 폴리알릴아민 등으로서 2개 이상의 1급 아미노기를 가지는 폴리아민계 화합물 등이 예시된다. 또 하이드라진계 화합물로서는 수가(水加) 하이드라진, 황산하이드라진, 염산하이드라진, 브로민화수소산하이드라진, 하이드라진카보네이트 등이 예시된다. 또한 1분자 중의 질소 원자의 수의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 12개 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 6개 이하이며, 특히 바람직하게는 4개 이하이다. 1분자 중의 질소 원자의 수가 상기 상한을 넘으면, 가교제 분자가 커지고, 섬유 내에 가교 구조를 도입하기 어려워지는 경우가 있다. 가교 구조를 도입하는 조건으로서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 채용하는 가교제와 아크릴로나이트릴계 섬유의 반응성이나 가교 구조의 양 등을 감안하여 적절히 선정할 수 있다. 예를 들면, 가교제로서 하이드라진계 화합물을 사용하는 경우는 하이드라진 농도로서 0.1~10질량%가 되도록 상기한 하이드라진계 화합물을 첨가한 수용액에 상기 서술한 아크릴로나이트릴계 섬유를 침지하고, 80~150℃, 2~10시간으로 처리하는 방법 등을 들 수 있다.
가교 구조가 도입된 후는 알칼리성 금속 화합물에 의한 가수분해 처리가 시행되고, 섬유의 표층부에 존재하고 있는 나이트릴기가 가수분해되고, 카복실기가 형성된다. 구체적인 처리 조건으로서는 상기 서술한 카복실기 농도 등을 감안하여, 처리 약제의 농도, 반응 온도, 반응 시간 등의 제조건을 적절히 설정하면 되는데, 바람직하게는 0.5~10질량%, 더욱 바람직하게는 1~5질량%의 처리 약제 수용액 중 온도 80~150℃에서 2~10시간 처리하는 수단이 공업적, 섬유 물성적으로도 바람직하다. 여기서, 상기 서술한 가교 도입 처리 및 가수분해 처리는 상기 서술한 바와 같이 순서대로 행하는 것 보다, 각각의 처리 약제를 혼합한 수용액을 사용하여 일괄적으로 동시 처리하는 것이 바람직하다. 또한 이 동시 처리에 있어서는 종래보다 저농도의 알칼리 금속 화합물의 온화한 조건에서 행하고, 그 후의 산 처리를 종래보다 고온에서의 엄한 조건에서 행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여 얻어지는 방습 냉각성 섬유는 표층부에 종래보다 많은 카복실기가 존재하고, 중심부에 비교적 단단한 아크릴로나이트릴계 중합체가 온존된 구조를 취할 수 있다.
형성된 카복실기의 카운터 이온으로서는 상기 서술한 바와 같은 것을 들 수 있다. 원하는 카운터 이온으로 조정하는 방법으로서는 질산염, 황산염, 염산염 등의 금속염에 의한 이온 교환 처리, 질산, 황산, 염산, 폼산 등에 의한 산 처리, 또는 알칼리성 금속 화합물 등에 의한 pH 조정 처리 등을 시행하는 방법을 들 수 있다.
본 발명의 방습 냉각성 섬유를 함유하는 섬유 구조물은 본 발명의 방습 냉각성 섬유 단독으로, 또는 다른 섬유를 조합하여 형성할 수 있다. 다른 섬유와 조합하는 경우, 본 발명의 방습 냉각성 섬유는 효과 발현의 점에서 5질량% 이상 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10질량% 이상이다. 5질량% 미만의 사용률에서는 균일한 혼합이 어려워지는 경우가 있다. 또 조합할 수 있는 다른 섬유로서는 예를 들면 깃털, 양모, 짐승털, 비단, 면, 폴리에스터 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리아마이드 섬유, 폴리유레테인 섬유, 아크릴 섬유, 셀룰로스계 섬유를 들 수 있다.
본 발명의 섬유 구조물의 형태로서는 안솜, 실, 편지, 직물, 파일 포백, 부직포 등을 들 수 있다. 더욱 구체적으로는 이너웨어, 팬츠, 셔츠, 유니폼, 니트, 데님, 파자마, 배스로브, 레깅스, 삭스, 스타킹, 서포터, 복대, 장갑, 손수건, 타올, 스카프, 스톨, 머플러, 마스크, 페이스 마스크, 모자, 베개, 베개 커버, 시트, 타월켓, 바닥 패드, 매트, 러그, 카펫 등을 들 수 있다. 본 발명의 섬유 구조물 중의 방습 냉각성 섬유의 함유 형태는 실질적으로 균일하게 분포시키는 경우나, 특정한 장소에 집중적으로 존재시키는 경우나, 장소마다 특정 비율로 분포시키는 경우 등이 생각된다.
(실시예)
이하에 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 실시예를 나타내는데, 이들은 어디까지나 예시적인 것이며, 본 발명의 요지는 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
<냉각 온도의 평가 방법>
시료 섬유를 카드 웹으로 하고, 이 카드 웹으로부터 2.5g을 잘라내어, 16cm×9cm의 크기로 접어 측정 시료로 한다. 이 측정 시료를 기온 35℃, 상대 습도 90%의 분위기하에서 16시간 방치한다. 이어서 측정 시료의 중앙부에 전자 온도계의 센서를 삽입하고, 기온 20℃, 상대 습도 45%의 분위기하로 옮기고, 일정 시간(n[분]) 경과했을 때의 전자 온도계가 나타내는 온도(tn[℃])를 판독한다. 이 결과로부터 하기 식에 의해 ΔTn을 구한다.
ΔTn[℃]=20-tn
<수치 A의 산출>
1. 섬유 단면에 있어서의 표층부 단면적의 비율
시료 섬유를 섬유 질량에 대하여 2.5%의 카티온 염료(Nichilon Black G 200) 및 2%의 아세트산을 함유하는 염색욕에 욕비 1:80이 되도록 침지하고, 30분간 자비(煮沸) 처리한 후에 수세, 탈수, 건조시킨다. 얻어진 염색 완료의 섬유를 섬유축에 수직으로 얇게 슬라이스하고, 섬유 단면을 광학 현미경으로 관찰한다. 이 때, 아크릴로나이트릴계 중합체로 이루어지는 중심부는 검게 염색되고, 카복실기를 많이 가지는 표층부는 염료가 충분히 고정되지 않고 녹색이 된다. 섬유 단면에 있어서의 섬유의 직경(L1) 및 녹색으로부터 흑색으로 변색되기 시작하는 부분을 경계로 하여 검게 염색되어 있는 중심부의 직경(L2)을 측정하고, 이하의 식에 의해 표층부 단면적이 섬유 단면적에 차지하는 비율을 산출한다. 또한 10샘플의 평균값을 취한다.
섬유 단면에 있어서의 표층부 단면적의 비율[%]=[1-{(L2/2)2π/(L1/2)2π}]×100
2. 카복실기량
섬유 시료 약1g을 50ml의 1mol/l 염산 수용액에 30분간 침지한다. 이어서 섬유 시료를 욕비 1:500으로 물에 침지한다. 15분 후, 욕 pH가 4 이상인 것을 확인하면 건조시킨다(욕 pH가 4 미만인 경우는 다시 수세한다). 이어서 충분히 건조시킨 섬유 시료 약0.2g을 정칭하고(W1[g]), 100ml의 물을 가하고, 추가로 15ml의 0.1mol/l 수산화소듐 수용액, 0.4g의 염화소듐 및 페놀프탈레인을 첨가하여 교반한다. 15분 후, 여과에 의해 시료 섬유와 여과액으로 분리하고, 계속해서 시료 섬유를 페놀프탈레인의 정색(呈色)이 없어질 때까지 수세한다. 이 때의 수세수와 여과액을 합친 것을 페놀프탈레인의 정색이 없어질 때까지 0.1mol/l 염산 수용액으로 적정하고, 염산 수용액 소비량(V1[ml])을 구한다. 얻어진 측정값으로부터 다음 식에 의해 전체 카복실기량을 산출한다.
카복실기량[mmol/g]=(0.1×15-0.1×V1)/W1
3. 수치 A
상기에서 구한 수치를 사용하여 하기 식에 의해 산출한다.
수치 A=카복실기량[mmol/g]/섬유 단면에 있어서의 표층부가 차지하는 면적의 비율[%]
<흡습률차(방습 용이성)>
충분히 건조시킨 섬유 시료 약5g을 정칭한다(W1[g]). 이 시료를 기온 35℃, 상대 습도 90%하에서 16시간 정치하고, 흡습한 시료의 질량을 측정한다(W2[g]). 동일 시료를 다시 상대 습도 90%하에서 16시간 정치하고, 바로 기온 20℃, 상대 습도 45%의 분위기하로 이동시키고, 30분 경과 후에 시료의 질량을 측정한다(W3[g]). 이상의 측정 결과로부터 하기의 식에 의해 각 흡습률을 산출한다.
기온 35℃, 상대 습도 90%하에서의 포화 흡습률[%]=(W2-W1)/W1×100
기온 20℃, 상대 습도 45%하로 이동시킨 30분 후의 흡습률[%]=(W3-W1)/W1×100
이상과 같이 하여 구한 각 흡습률로부터 흡습률차를 산출한다.
<염형 카복실기의 비율>
상기 서술한 카복실기량의 측정 방법에 있어서, 최초의 1mol/l 염산 수용액으로의 침지 및 그것에 계속되는 물로의 침지(수세)를 실시하지 않는 것 이외에는 마찬가지로 하여 H형 카복실기량을 산출한다. 이러한 H형 카복실기량을 상기 서술한 카복실기량으로부터 빼는 것으로 염형 카복실기량을 구하고, 상기 서술한 카복실기량에 대한 비율을 산출한다.
[실시예 1]
아크릴로나이트릴 90질량%, 아크릴산메틸에스터 10질량%의 아크릴로나이트릴계 중합체(30℃ 다이메틸폼아마이드 중에서의 극한 점도[η]=1.5)를 48질량%의 로단소다 수용액으로 용해하여 방사 원액을 조제했다. 이 방사 원액을 상법에 따라 방사, 수세, 연신, 권축, 열 처리를 하여, 단섬유 섬도 1.7dtex의 아크릴 섬유를 얻었다.
얻어진 아크릴 섬유에 수가 하이드라진 0.5질량% 및 수산화소듐 2.0질량%를 함유하는 수용액 중에서 100℃×2시간, 가교 도입 처리 및 가수분해 처리를 동시에 행하고, 8질량% 질산 수용액에서 100℃×3시간 처리하고 수세했다. 얻어진 섬유를 물에 침지하고, 수산화소듐을 첨가하여 카복실기의 일부를 염형으로 조정하고, 수세, 건조시킴으로써, 섬도 3.0dtex의 방습 냉각성 섬유 A를 얻었다. 얻어진 섬유의 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 또한 이러한 섬유의 적외선 흡수 측정에 있어서는 나이트릴기에 유래하는 2250cm-1 부근에 흡수가 있고, 섬유 표층부에 있어서는 나이트릴기의 가수분해가 진행하고 있지만, 섬유 중심부에 있어서는 나이트릴기가 잔존하고 있는 것이 확인되었다.
[실시예 2]
실시예 1에 있어서, 수산화소듐의 농도를 1.5질량%로 하는 것 이외에는 마찬가지로 하여 섬도 2.5dtex의 방습 냉각성 섬유 B를 얻었다. 얻어진 섬유의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
실시예 1에 있어서, 수산화소듐의 농도를 2.5질량%로 하는 것 이외에는 마찬가지로 하여 섬도 3.5dtex의 방습 냉각성 섬유 C를 얻었다. 얻어진 섬유의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
실시예 1에 있어서, 수산화소듐의 농도를 3.5질량%로 하는 것 이외에는 마찬가지로 하여 섬도 4.2dtex의 섬유 D를 얻었다. 얻어진 섬유의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 2, 3]
섬도 1.4dtex의 레이온 및 섬도 1.4dtex의 폴리에스터에 대한 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112018085690472-pat00001
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1~3의 섬유는 방습 개시로부터 30분 경과 후에 있어서도 분위기 온도보다 1.5℃ 이상 낮은 온도를 유지하는 것이며, 또한 방습 개시로부터 5분 경과 후의 시점에서 분위기 온도보다 1.0℃ 이상 낮은 온도까지 냉각되는 것으로서, 신속한 냉각성과 지속적인 냉각성을 겸비하는 것이다. 이에 대해, 비교예 1의 섬유는 냉각성이 떨어지는 것이었다.
[실시예 4]
방습 냉각성 섬유 A와 폴리에스터 섬유를 30/70의 비율로 하고, 면번수 45/1의 방적사를 작성했다. 또 면만으로 면번수 40/1의 방적사를 작성했다. 이어서 이들 방적사를 사용하여 천축의 편지를 작성했다. 상기 서술한 냉각 온도의 측정 방법에 있어서의 카드 웹 대신에 이 편지를 사용하여 냉각 온도를 측정한 결과와 편지에 있어서의 각 섬유의 혼율을 표 2에 나타낸다.
[비교예 4]
실시예 4에서 작성한 면의 방적사만을 사용하여 천축의 편지를 작성하고, 이 편지를 사용하여 냉각 온도를 측정한 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112018085690472-pat00002
실시예 4의 본 발명의 냉각 방습성 섬유를 사용한 섬유 구조물에 있어서는 비교예 4의 면 100%의 섬유 구조물에 비해 냉각 특성이 우수한 것이었다.

Claims (5)

  1. 가교 구조와 카복실기를 가지는 중합체를 포함하는 표층부와, 아크릴로나이트릴계 중합체를 포함하는 중심부를 가지는 심초 섬유로서, 하기의 평가 방법에 의해 구한 냉각 온도(ΔT30)가 1.5℃ 이상인 것을 특징으로 하는 방습 냉각성 섬유.
    (평가 방법)
    섬유를 카드 웹으로 하고, 이 카드 웹으로부터 2.5g을 잘라내어, 16cm×9cm의 크기로 접어 측정 시료로 한다. 이 측정 시료를 기온 35℃, 상대 습도 90%의 분위기하에서 16시간 방치한다. 이어서 측정 시료의 중앙부에 전자 온도계의 센서를 삽입하고, 기온 20℃, 상대 습도 45%의 분위기하로 옮기고, 30분 경과했을 때의 전자 온도계가 나타내는 온도(t30[℃])를 판독한다. 이 결과로부터 하기 식 1에 의해 ΔT30을 구한다.
    [식 1] ΔT30[℃]=20-t30
  2. 제 1 항에 있어서, 하기 평가 방법에 의해 구한 냉각 온도(ΔT5)가 1.0℃ 이상인 것을 특징으로 하는 방습 냉각성 섬유.
    (평가 방법)
    섬유를 카드 웹으로 하고, 이 카드 웹으로부터 2.5g을 잘라내어, 16cm×9cm의 크기로 접어 측정 시료로 한다. 이 측정 시료를 기온 35℃, 상대 습도 90%의 분위기하에서 16시간 방치한다. 이어서 측정 시료의 중앙부에 전자 온도계의 센서를 삽입하고, 기온 20℃, 상대 습도 45%의 분위기하로 옮기고, 5분 경과했을 때의 전자 온도계가 나타내는 온도(t5[℃])를 판독한다. 이 결과로부터 하기 식 2에 의해 ΔT5를 구한다.
    [식 2] ΔT5[℃]=20-t5
  3. 제 1 항에 있어서, 하기 식 3으로 표시되는 수치 A가 0.050 이상 0.080 미만인 것을 특징으로 하는 방습 냉각성 섬유.
    [식 3] A=섬유가 가지는 카복실기량[mmol/g]/섬유 단면에 있어서의 「가교 구조와 카복실기를 가지는 중합체를 포함하는 표층부」가 차지하는 면적의 비율[%]
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 방습 냉각성 섬유를 5질량% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 섬유 구조물.
  5. 삭제
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