TW202204724A - 纖維結構物及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種纖維結構物，其係含有聚酯纖維1者，且聚酯纖維1內之至少一部分吸收有親水性聚酯樹脂加工劑分子2之至少一部分2a，剩餘部分2b被覆聚酯纖維1表面而親水化，並且，纖維結構物係：（1）防污性：塗抹將標準污染土砂與蒸餾水以1：1混合而成之200g之泥水，放置24小時後進行洗滌，乾燥後的灰階判定為4級以上；（2）吸水性：滴下法為10秒以下；（3）擴散性：擴散性殘留水分率試驗（滴下0.6ml之水）為55分鐘以內。藉此，不需固化（硬化），可保持良好觸感，防污性、吸水性、擴散性等皆較高。

Description

纖維結構物及其製造方法
本發明係關於一種防污性、吸水性、擴散性等較高之纖維結構物及其製造方法。
聚酯纖維係疏水性纖維，存在以下問題：若直接使用則缺乏防污性、吸水性、擴散性，使用該纖維之衣服其穿著感亦不佳。因此，自以往有各式各樣的提案。專利文獻1提出了對含有聚酯纖維之纖維結構物賦予親水性高分子加工劑，並藉金屬鹽觸媒使其固化（硬化）。專利文獻2提出了對含有聚酯纖維之纖維結構物賦予親水撥油性高分子加工劑，並藉金屬觸媒使其固化。專利文獻3提出了對含有聚酯纖維之纖維結構物賦予親水性高分子加工劑與制菌劑，並藉低溫電漿使其固化。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-072164號公報 [專利文獻2]日本特開2012-012718號公報 [專利文獻3]日本特開2010-121230號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，上述習知技術，在對含有聚酯纖維之纖維結構物賦予加工劑後，皆需藉觸媒、電漿等進行固化（硬化），觸感變硬，故防污性、吸水性、擴散性等無法充分發揮。
本發明為了解決上述以往之問題，而提供一種纖維結構物，其不需固化（硬化），可保持良好觸感，防污性、吸水性、擴散性等皆較高。 [解決課題之技術手段]
本發明之纖維結構物係含有聚酯纖維者，且特徵在於：該聚酯纖維內之至少一部分吸收有親水性聚酯樹脂加工劑分子之至少一部分，剩餘部分被覆該聚酯纖維表面而親水化，並且，該纖維結構物係： （1）防污性：塗抹將標準污染土砂與蒸餾水以1：1混合而成之200g之泥水，放置24小時後，以103法（JIS L 0217：1995）洗滌，乾燥後的灰階判定（JIS L 0805：2005）為4級以上； （2）吸水性：滴下法（JIS L 1907：2004）為10秒以下； （3）擴散性：擴散性殘留水分率試驗（使用ISO 17617 A-1法（滴下0.6ml之水））為55分鐘以內。
本發明之纖維結構物之製造方法係將該纖維結構物於含有親水性聚酯樹脂加工劑分子之水溶液中進行浸漬加熱處理，使聚酯纖維內之至少一部分吸收該加工劑分子之至少一部分，並使剩餘部分被覆該聚酯纖維表面而親水化。 [發明之效果]
本發明之纖維結構物係含有聚酯纖維者，且該聚酯纖維內之至少一部分吸收有親水性聚酯樹脂加工劑分子之至少一部分，剩餘部分被覆該聚酯纖維表面而親水化，藉此可提供一種纖維結構物，其不需固化（硬化），可保持良好觸感，防污性、吸水性、擴散性等皆較高。若進而併用抗菌劑，纖維結構物表面被覆親水性聚酯樹脂加工劑之至少一部分，抗菌劑固著於聚酯系加工劑之表面，及/或聚酯纖維內之至少一部分吸收有抗菌劑之至少一部分，可獲得有耐久性之抗菌性。 又，本發明之纖維結構物之製造方法係將該纖維結構物於含有親水性聚酯樹脂加工劑分子之水溶液中進行浸漬加熱處理，使聚酯纖維內之至少一部分吸收該加工劑分子之至少一部分，並使剩餘部分被覆該聚酯纖維表面而親水化，藉此可有效率且合理地製造本發明之纖維結構物。 【圖示簡單說明】
[圖1]圖1係顯示「本發明之一實施方式的聚酯纖維內之一部分吸收有親水性聚酯樹脂加工劑分子之至少一部分，剩餘部分被覆聚酯纖維表面而親水化」的狀態的示意性剖面說明圖。 [圖2]圖2係顯示本發明之另一實施方式之抗菌劑固著於聚酯系加工劑之表面的狀態的示意性剖面說明圖。 [圖3]圖3係顯示本發明之進而另一實施方式之聚酯纖維內部吸收有抗菌劑的狀態的示意性剖面說明圖。
於本發明使用之親水性聚酯樹脂加工劑係藉與分散染料同樣之功能，而於聚酯纖維內，該加工劑之至少一部分進行吸收（吸取擴散（exhaustion diffusion））。該親水性聚酯樹脂加工劑，作為一例，為直鏈狀且聚酯基與親水性基之末端基彼此鍵結的共聚物。較佳為嵌段共聚物。分子量較佳為5000～8000，更佳為6000～7000。聚酯基與親水性基之重量比例較佳為90/10～10/90，更佳為60/40～20/80。作為親水性基，有聚乙二醇、間苯二甲酸-5-磺酸鈉、1,2,4-苯三甲酸酐等，更佳為聚乙二醇。作為此種加工劑，有高松油脂公司製造的商品編號KMZ-902。
若於含有親水性聚酯樹脂加工劑之水溶液中將含有聚酯纖維之纖維結構物進行浸漬加熱處理，則聚酯纖維內之至少一部分，例如非晶部吸收有親水性聚酯樹脂加工劑分子之聚酯基部分之至少一部分，聚酯纖維之表面被覆該分子之親水性基而親水化。藉浸漬加熱處理，而於玻璃轉移點以上之溫度，存在於聚酯纖維之非晶部的孔之尺寸變大，聚酯基之至少一部分進入孔。浸漬加熱處理後，因聚酯纖維之溫度降至玻璃轉移點以下，非晶部的孔之尺寸復原，聚酯基之至少一部分被封入聚酯纖維。藉由此機制，成為「鍵結非常牢固，但觸感柔和，不會損害功能性」之形態。可進入聚酯纖維之非晶部的孔之聚酯基其基礎之單體2份（二聚體）之分子量為200～1000，更佳為250～800。聚酯基係聚對苯二甲酸乙二酯等之單體多數鍵結而成之聚合體，由於其並非直線而是形成立體形狀，故二聚體之分子量的大小適於判斷是否能進入孔。若小於200，則成為聚酯基之基礎之二聚體的尺寸較非晶部之孔小，聚酯基容易自聚酯纖維之非晶部的孔脫離，耐久性變弱。又，若大於1000，則即便於玻璃轉移點以上之溫度，非晶部之孔的尺寸變大，由於成為聚酯基之基礎之二聚體較其來得更大，亦無法進入非晶部之孔中。即，由於為具備較佳分子量之聚酯基之親水性聚酯樹脂加工劑，不需藉硬化觸媒、電子射線、電漿照射等之固化（硬化）。藉此，提供一種纖維結構物，其可保持良好觸感，耐久性高之防污性、吸水性、擴散性等皆較高。
纖維結構物具有以下性質： （1）防污性：塗抹將標準污染土砂與蒸餾水以1：1混合而成之200g之泥水，放置24小時後，以103法（JIS L 0217：1995）洗滌，乾燥後的灰階判定（JIS L 0805：2005）為4級以上，較佳為4～5級； （2）吸水性：滴下法（JIS L 1907：2004）為10秒以下，較佳為5秒以下，更佳為3秒以下，進而較佳為1秒以下； （3）擴散性：擴散性殘留水分率試驗（使用ISO 17617 A-1法（滴下0.6ml之水））為55分鐘以內，較佳為針織物55分鐘以內，梭織物45分鐘以內。
纖維結構物具有以下性質之理由如下所述。 （1）防污性：藉由纖維結構物之表面被親水化，而與油性髒污即泥巴髒污之親和性變小，接觸面積變小。因此，於水洗時之捲起現象變得容易發生，泥巴髒污變得容易脫落。又，藉由纖維結構物之表面被親水化，而於水洗時之水與纖維結構物之親和性增加，泥巴髒污與纖維結構物之間容易進水，使泥巴髒污容易脫落。 （2）吸水性：藉由纖維結構物之表面被親水化，而纖維結構物與水之親和性變大，吸水性增加。 （3）擴散性：藉由纖維結構物之表面被親水化，而纖維結構物與水之親和性變大，吸水性增加。因此，纖維結構物之水平方向的擴散性亦增加。藉由擴散性增加，而水的蒸發量增加，纖維結構物之速乾性亦增加。
纖維結構物進而為抗菌性：基於抗菌性試驗（JIS L 1902：2015）所測得的抗菌活性值為2.2以上較佳，更佳為3以上，進而較佳為3.5以上。本發明中可使用之抗菌劑，為銀系、銀離子系、Zn（鋅）系、矽烷（矽）系、4級銨離子鹽系、雙胍系等。
Zn（鋅）系、矽烷（矽）系、4級銨離子鹽系、雙胍系等抗菌劑，由於無關樹脂黏合劑之接著，而是藉浸漬加熱處理而可吸附於聚酯纖維，故不會損害親水性聚酯樹脂加工劑之效果即防污性、吸水性、擴散性。於將聚酯纖維進行浸漬加熱處理時，在玻璃轉移點以上之溫度，聚酯纖維之非晶部的孔之尺寸變大，親水聚酯樹脂加工劑之聚酯基之至少一部分進入的同時，抗菌劑也進入孔中。浸漬加熱處理後，因聚酯纖維之溫度降至玻璃轉移點以下，非晶部的孔之尺寸復原，聚酯基之至少一部分與抗菌劑被封入聚酯纖維。藉由聚酯基之至少一部分與抗菌劑進入非晶部之孔中，可更加地提高聚酯基之鍵結，抗菌劑之鍵結亦提高。又，用以與聚酯纖維之非晶部鍵結之抗菌劑之分子量係200～1000，更佳為250～800，較此範圍小者耐久性變差，較此範圍大者不易吸附。於小於200之情形時，抗菌劑之尺寸較非晶部之孔小，抗菌劑容易自聚酯纖維之非晶部的孔脫離，耐久性變弱。又，於大於1000之情形時，即便於玻璃轉移點以上之溫度，由於抗菌劑較非晶部之孔大，亦無法進入非晶部之孔中。例如吡啶硫酸鋅（zinc pyrithione）之分子量約為317，為容易與聚酯纖維之非晶部鍵結之大小，耐久性佳。
銀離子系抗菌劑可與樹脂一同溶於水溶液中。樹脂較佳為丙烯酸樹脂。水溶液其pH係成為鹼性或酸性。例如為氨水溶液。水溶液中的銀離子系抗菌劑，其銀離子量為每纖維重量300ppm以下且1ppm以上。較佳為200ppm以下且10ppm以上。可溶於水溶液之樹脂，其每纖維重量需為600ppm以下且2ppm以上。較佳為400ppm以下且20ppm以上。銀離子系抗菌劑水溶液藉熱處理而氨等揮發，水溶液變為中性。若變為中性，則可溶之樹脂高分子化，附著於聚酯纖維結構物。此時，由於樹脂量為微量，稀疏地附著於聚酯纖維結構物。銀離子載持於稀疏地附著之樹脂，獲得抗菌性。由於樹脂稀疏地附著，故不會完全覆蓋聚酯纖維之表面，抗菌劑與抗菌劑之間具有空隙。因此，抗菌劑不會損害親水性聚酯樹脂加工劑之效果，即防污性、吸水性、擴散性。又，銀離子由於其分子量較小約為47，相較於使其進入聚酯纖維之非晶部的浸漬處理，較佳為藉浸軋處理（pad treament）使其附著於纖維結構物之表面。作為理由，適於聚酯纖維之非晶部的孔之尺寸之抗菌劑的分子量較佳為200～1000，由於銀離子小於200，故容易自聚酯纖維之非晶部脫離，耐久性較弱。因此，樹脂可溶於銀離子系抗菌劑水溶液，並藉由其高分子化，而載持銀離子，以聚酯纖維與銀離子作為媒介，成為提高耐久性之鍵結。然而，聚酯纖維內之非晶部亦可吸收有銀離子系抗菌劑之至少一部分。一般而言，聚酯纖維與抗菌劑鍵結之方式，係藉由胺酯（urethane）或矽等之樹脂黏合劑所致之接著。例如，以往之銀系抗菌劑其銀金屬量係每纖維重量為7000ppm以下且1000ppm以上。樹脂黏合劑不可溶於水溶液，每纖維重量需為1000ppm以上。若加工該量之樹脂黏合劑，於附著抗菌劑時，成為以樹脂黏合劑覆蓋纖維結構物之表面之狀態。因此，以往之抗菌劑容易損害親水性聚酯樹脂加工劑之效果，即防污性、吸水性、擴散性。
本發明之纖維結構物之製造方法係將纖維結構物於含有親水性聚酯樹脂加工劑分子之水溶液中進行浸漬加熱處理，使聚酯纖維內之至少一部分吸收有該加工劑之至少一部分，剩餘部分被覆該聚酯纖維表面而親水化。藉此，可提供一種纖維結構物，其可保持良好觸感，防污性、吸水性、擴散性等皆較高
浸漬加熱處理較佳係於含有親水性聚酯樹脂加工劑之水溶液中浸漬纖維結構物，自常溫昇溫，於溫度：110～135℃、時間：20～120分鐘進行熱處理，將其冷卻，並進行水洗。水洗後，可遵循常法而加熱進行熱拉幅加工定型。
於本發明，抗菌加工有以下2種方法。 （1）在將纖維結構物於含有親水性聚酯樹脂加工劑之水溶液中浸漬加熱處理時，加入抗菌劑進行共浴處理（共浴處理）。 （2）在將纖維結構物於含有親水性聚酯樹脂加工劑之水溶液中進行浸漬加熱處理後，將含有抗菌劑之水溶液進行浸軋處理，且進行加熱處理（逐次處理）。 藉由上述共浴處理或逐次處理，抗菌劑保持於親水性聚酯樹脂加工劑，可獲得有耐久性之抗菌性。
亦可於浸漬加熱處理時，加入分散染料進行共浴處理。其理由在於：本發明所使用之親水性聚酯樹脂加工劑以與分散染料同樣之加熱條件進行處理。
以下，使用圖式對本發明之較佳之一實施方式的衣服用布料進行說明。於以下之圖式中，相同符號表示相同之物。圖1係顯示本發明之一實施方式的聚酯纖維中親水性聚酯樹脂加工劑進行吸收的狀態的示意性剖面說明圖。聚酯纖維1內部之非晶部吸收有親水性聚酯樹脂加工劑分子2之聚酯基之至少一部分2a，親水性基2b覆蓋聚酯纖維1之表面。藉此可獲得耐久性高之防污性、吸水性、擴散性。
圖2係顯示本發明之另一實施方式的聚酯纖維1中親水性聚酯樹脂加工劑2進行吸收的狀態的示意性剖面說明圖。與圖1不同之處在於，抗菌劑3固著於親水性聚酯樹脂加工劑分子2之親水性基2b。該狀態可藉由以下方法獲得，即在將纖維結構物於含有親水性聚酯樹脂加工劑之水溶液中進行浸漬加熱處理後，將含有抗菌劑之水溶液進行浸軋處理，且進行加熱處理（逐次處理）。
圖3係顯示本發明之進而另一實施方式之聚酯纖維中親水性聚酯樹脂加工劑進行吸取擴散的狀態的示意性剖面說明圖。與圖2不同之處在於，抗菌劑3與親水性聚酯樹脂加工劑分子2之聚酯基之至少一部分一同被吸收至聚酯纖維1內部。該狀態可藉由以下方式獲得，即在將纖維結構物於含有親水性聚酯樹脂加工劑之水溶液中浸漬加熱處理時，加入抗菌劑進行共浴處理。 [實施例]
以下使用實施例進而具體地說明。再者，本發明並非受限於以下實施例而解釋者。 評價方法如下所述。 ＜布料的質量（碼重）＞ 依照JIS L1096 A法進行測定。 ＜防污性＞ 對10cm×10cm之纖維結構物塗抹將標準污染土砂與蒸餾水以1：1混合而成之200g之泥水，放置24小時後，以103法（JIS L 0217：1995）洗滌，以乾燥後的灰階判定（JIS L 0805：2005）進行判定。分為1～5級之10階段，級數越高防污性越優異。 ＜吸水性＞ 以滴下法（JIS L 1907：2004）測定吸水時間。 ＜擴散性＞ 藉由擴散性殘留水分率試驗（使用ISO 17617 A-1法（滴下0.6ml之水））進行測定。 ＜抗菌性＞ 以基於抗菌性試驗（JIS L 1902：2015）測得的抗菌活性值進行判定。
（實施例1） 1.編織物 使用聚酯（PET）複合長纖維線（總纖度40D（D為丹尼）、長纖維根數為36根的使用比例為5重量％；總纖度50D、長纖維根數為72根的使用比例為60重量％；總纖度60D、長纖維根數為48根的使用比例為35重量％），藉由圓編機編成針織物。獲得的編織物質地之質量（碼重）為80g/m2 。 2.親水性加工處理 （1）使用藥劑 ・親水性聚酯樹脂：5％o.w.f（on the weight of fiber的縮寫）的高松油脂公司製造的商品編號KMZ-902 ・抗菌劑：1％o.w.f的市售的吡啶硫酸鋅系化合物 （2）處理條件（共浴處理） 將該編織物質地浸漬於放入該藥劑之水溶液，自常溫以2℃/分鐘昇溫至130℃，於130℃處理60分鐘後，進行冷卻、水洗、乾燥、拉幅而熱定型。 結果於後整理於表1。
（實施例2） 1.編織物 使用聚酯（PET）複合長纖維線（總纖度40D、長纖維根數為36根的使用比例為5重量％；總纖度75D、長纖維根數為36根的使用比例為74重量％；總纖度100D、長纖維根數為72根的使用比例為21重量％），藉由圓編機編成針織物。獲得的編織物質地之質量（碼重）為120g/m2 。 2.親水性加工處理 （1）使用藥劑 ・親水性聚酯樹脂加工劑：5％o.w.f（on the weight of fiber的縮寫）的高松油脂公司製造的商品編號KMZ-902 ・抗菌劑：3％o.w.f的市售的銀離子系化合物 （2）處理條件（逐次處理） 將該編織物質地浸漬於分散有該親水性聚酯樹脂加工劑之水溶液，自常溫以2℃/分鐘昇溫至130℃，於130℃處理60分鐘後，進行冷卻、水洗、乾燥。 繼而，將分散有抗菌劑之水溶液以選出率100％進行浸軋處理，於150℃加熱120秒進行拉幅加工定型。 結果整理於表1。
[表1]
   實施例1 實施例2
防污性 4～5級 4級
吸水性（JIS L 1907：2004） 未達1秒 1秒
擴散性（使用ISO 17617 A-1，滴下0.6mL） 51.5分鐘 28.4分鐘
抗菌性（JIS L 1902：2015） 3 5.9
由以上可得知，各實施例之處理品其防污性係4級以上、吸水性係10秒以下、擴散性係編織物55分鐘以內、抗菌性係2.2以上，皆為合格。又，觸感亦良好、柔軟。 [產業上之可利用性]
本發明質地之用途，例如，運動衫、T恤、內襯衣、三角褲、緊身衣、一般的襯衫、緊身褲等內衣自不必言，亦可較佳地用於中間衣（middle wear）、外衣。
1:聚酯纖維 2:親水性聚酯樹脂加工劑分子 2a:聚酯基之至少一部分 2b:親水性基 3:抗菌劑
1:聚酯纖維
2:親水性聚酯樹脂加工劑分子
2a:聚酯基之至少一部分
2b:親水性基

Claims (13)

  1. 一種纖維結構物，其係含有聚酯纖維者，且特徵在於： 該聚酯纖維內之至少一部分吸收有親水性聚酯樹脂加工劑分子之至少一部分，剩餘部分被覆該聚酯纖維表面而親水化，並且， 該纖維結構物係： （1）防污性：塗抹將標準污染土砂與蒸餾水以1：1混合而成之200g之泥水，放置24小時後，以103法（JIS L 0217：1995）洗滌，乾燥後的灰階判定（JIS L 0805：2005）為4級以上； （2）吸水性：滴下法（JIS L 1907：2004）為10秒以下； （3）擴散性：擴散性殘留水分率試驗（使用ISO 17617 A-1法（滴下0.6ml之水））為55分鐘以內。
  2. 如請求項1之纖維結構物，其中，該親水性聚酯樹脂加工劑係直鏈狀，且為聚酯基與親水性基之末端基彼此鍵結的嵌段共聚物，分子量為5000～8000。
  3. 如請求項2之纖維結構物，其中，該聚酯基之分子量為200～1000。
  4. 如請求項1或2之纖維結構物，其進而為 （4）抗菌性：根據抗菌性試驗（JIS L 1902：2015）所測得的抗菌活性值為2.2以上。
  5. 如請求項4之纖維結構物，其中，該聚酯纖維係抗菌劑固著於聚酯系加工劑分子之表面者。
  6. 如請求項4之纖維結構物，其中，該聚酯纖維內之至少一部分吸收有該抗菌劑之至少一部分。
  7. 如請求項4之纖維結構物，其中，該抗菌劑之分子量為200～1000。
  8. 如請求項1或2之纖維結構物，其係選自針織物及梭織物之至少一種，且擴散性殘留水分率試驗（使用ISO 17617 A-1法（滴下0.6ml之水））為針織物55分鐘以內，梭織物45分鐘以內。
  9. 一種纖維結構物之製造方法，其係請求項1～8中任一項之纖維結構物之製造方法，且 將該纖維結構物於含有親水性聚酯樹脂加工劑之水溶液中進行浸漬加熱處理，使聚酯纖維內之至少一部分吸收有該加工劑分子之至少一部分，並使剩餘部分被覆該聚酯纖維表面而親水化。
  10. 如請求項9之纖維結構物之製造方法，其中，該浸漬加熱處理係以下處理，即自常溫昇溫，並進行溫度：110～135℃、時間：20～120分鐘之熱處理，將其冷卻，並進行水洗。
  11. 如請求項9之纖維結構物之製造方法，其在該浸漬加熱處理時，加入抗菌劑進行共浴處理。
  12. 如請求項9之纖維結構物之製造方法，其在進行該浸漬加熱處理後，將含有抗菌劑之水溶液進行浸軋處理（pad treament），且進行加熱處理。
  13. 如請求項9之纖維結構物之製造方法，其於該浸漬加熱處理時，加入分散染料進行共浴處理。
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