CN101652506B - 抗静电性、吸水性和接触冷感性优良的复合纤维 - Google Patents

抗静电性、吸水性和接触冷感性优良的复合纤维 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种生产性优良、且具有良好的吸水性、抗静电性和接触冷感性的新型复合纤维。该复合纤维将聚酰胺或聚酯等纤维形成性树脂作为鞘部，将聚醚嵌段酰胺共聚物作为芯部，芯部与鞘部的面积比率为5/95～95/5，芯部向表面的露出角度为5°～90°。特别优选芯部与鞘部的面积比率为10/90～90/10，芯部向表面的露出角度为5°～80°，卷缩率为2～30％。

Description

抗静电性、吸水性和接触冷感性优良的复合纤维
技术领域
本发明涉及一种抗静电性、吸水性和接触冷感性优良的复合纤维。 
背景技术
迄今为止，聚酰胺纤维和聚酯纤维，由于具有丝强度、耐磨损性、染色性、加工性等优良的特性，被广泛地用于衣料用途、工业材料用途等。但是，聚酰胺纤维、聚酯纤维，特别是聚酰胺纤维，是在合成纤维中吸水性高的纤维，但是天然纤维的吸水性更优良，因而天然纤维更多地用于出汗多的夏季内衣等。另外，在冬季能够抑制静电发生，因此赋予抗静电性的布帛引人注目。而且，与夏季的清凉商务相关联，接触肌肤时感觉凉爽的冷感纤维的开发也正在进行。 
例如，作为抗静电性纤维，聚酰胺纤维或聚酯纤维中混炼有亲水性聚合物的纤维、以及混炼有导电性颗粒、特别是导电性炭黑的纤维已被开发。但是，混炼有亲水性聚合物的纤维通过吸收水分而具有抗静电性，在低湿状态下，就没有抗静电性的效果。另一方面，混炼有导电性颗粒、特别是导电性炭黑的纤维，即使在低湿状态也能够赋予抗静电性，但是没有吸水性能、接触冷感性。 
为改善吸水性和抗静电性，将聚酰胺和脂肪族嵌段聚醚酰胺的技术已被公开。但是为了提供吸水性大量地复合该嵌段聚醚酰胺时，复合纤维的色调强烈地变黄，其用途受到限制，该嵌段聚醚酰胺因生产成本高而受到限制，并且未提及接触冷感性(专利文献1)。 
为了弥补上述缺陷，将聚醚酯酰胺作为芯部、将聚酰胺树脂作为鞘部的完全芯鞘型复合纤维已被公开，但是因为聚醚酯酰胺未在表面露出，所以存在不能获得充分的吸水效果的缺点，接触冷感性也低(专利文献2)。 
为了得到接触冷感性，使用聚醚嵌段酰胺共聚物的纤维已被公开。该纤维是源自聚醚嵌段酰胺共聚物单体的构成，具有接触冷感性，但 聚醚嵌段酰胺共聚物单体本身容易变色，不仅难以染色，而且摩擦大，不适于工业生产(专利文献3)。 
再者，作为将混合聚醚酯酰胺和聚酯而得到的混合物作为芯部的芯鞘复合丝，具有抗静电性、吸水性、接触冷感性的纤维已被公开，但能够提供吸水性、接触冷感性的芯部未露出，所以不能获得充分的吸水性、接触冷感性(专利文献4)。 
专利文献1：日本特公昭44-10488号公报 
专利文献2：日本特开平6-136618号公报 
专利文献3：日本特开2004-270075号公报 
专利文献4：日本特开2005-273085号公报 
发明内容
本发明的课题在于：提供一种生产性优良、且具有良好的吸水性、抗静电性和接触冷感性的新型复合纤维。 
在本发明中通过制得具有下述特征的复合纤维，完成了上述课题，该复合纤维将纤维形成性树脂作为鞘部，将聚醚嵌段酰胺共聚物作为芯部，芯部与鞘部的面积比率为5/95～95/5，芯部向表面的露出角度为5°～90°。 
即，本发明通过在使芯成分露出在一部分表面的偏心型的芯鞘型复合纤维中，特定芯和鞘成分的组合及其构成比率、以及芯部向表面的露出度，能够提供抗静电性、吸水性和接触冷感性均优良且具有实用性的复合纤维。 
另外，从纺丝的生产性和染色等后加工的操作性等观点考虑，优选芯部与鞘部的面积比率(截面积的比率)为90/10以下。另外，优选芯部向表面的露出角度为80°(复合丝的表面-圆周-的80/360)以下。如果露出角度在该范围内，则吸水性、抗静电性、接触冷感性优良，生产性、染色性也良好。 
另外，优选卷缩率为2～30％，更优选为3～20％。如果卷缩率在该范围内，则吸水性、接触冷感性优良，手感也良好。 
再者，从抗静电性和接触冷感性的观点考虑，优选芯部与鞘部的面积比率(截面积的比率)为10/90以上，特别优选为20/80以上。 
另外，本发明的复合纤维的芯部所使用的聚醚嵌段酰胺共聚物，是通过使下述的具有反应性末端基的聚酰胺单元和具有反应性末端基的聚醚单元共聚缩合而制得的共聚物，例如：(1)具有二胺末端的聚酰胺单元和具有二羧基末端的聚氧化烯单元；(2)具有二羧酸基末端的聚酰胺单元和聚醚二醇；(3)具有二羧酸基末端的聚酰胺单元和具有二胺末端的聚氧化烯单元(通过α位和ω位具有2个羟基的聚氧化烯的氰乙基化和氢化而得到)。在本发明中，优选(2)，以下述通式表示。 
HO-(CO-PA-CO-O-PE-O)n-H 
[式中，PA表示聚酰胺单元(硬链段)，PE表示聚醚单元(软链段)，n表示重复单元。] 
另外，作为聚酰胺单元，可以优选使用尼龙6、尼龙6，6、尼龙12等。作为聚醚单元，可以优选使用聚乙二醇、聚四甘醇等。作为市售的产品，可以列举ARKEMA社制造的ペバツクス[Pebax(注册商标)]等。其中，如果使用Pebax MV1074、MH1657，则能够得到特别良好的抗静电性。 
接着，构成本发明的复合纤维的鞘部的纤维形成性聚合物，只要是能够熔融纺丝的纤维形成性纤维即可。作为这样的聚合物的具体例子，可以列举尼龙6、尼龙66等聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、全芳香族聚酯、聚乳酸等聚酯、聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃等、或者以其为主要成分的聚合物，还有聚苯硫醚、聚醚醚酮等耐热性热塑性聚合物。其中，优选使用聚酰胺(特别是尼龙6)、聚酯(特别是聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乳酸)。 
本发明的复合纤维，通过使用通常的组合型(conjugate type)复合纺丝装置能够制造。在通常的速度500m/分钟～1500m/分钟左右下纺丝，接着用拉伸热处理的方法、或者纺丝拉伸等高速纺丝法，能够制造本发明的复合纤维。 
另外，在构成鞘部的上述纤维形成性聚合物中，可以含有少量的其它任意的聚合物、抗氧化剂、颜料、消光剂、抗菌剂、惰性微粒等其它的添加剂。 
发明的效果 
根据本发明，能够获得具有实用性的染色性、而且吸水性、吸湿性、抗静电性、接触冷感性优良，生产性也良好的复合纤维。本发明的复合纤维，由于能够制造成直接接触肌肤、穿着后感觉非常舒适的布帛，因而能够广泛地用于内衣、衬料、毛衣、衬衫、西服、连裤袜、袜子、帽子、围巾、工作服、滑雪·滑冰服、潜水服、钓鱼·登山等服装、训练服等的运动服、床单、内棉等寝具、其它手套、鞋内材料、头盔内材料、车辆内部装饰材料、室内用内部装饰材料、合成皮革织物等产品等的领域。 
具体实施方式
本发明的复合纤维的粗度(总纤度)，并不特别限定，优选为1dtex～100dtex左右。如果纤度为1dtex以上，则容易纤维化，如果纤度为100dtex以下，则能够作为编织物等的布帛制造柔软的衣类。 
另外，本发明的复合纤维，作为形成布帛(编织物)的纤维，可以以任意形态使用，可以是复丝、单丝、短纤维等的任意一种。另外，丝既可以是假捻加工丝、气流混纺丝、包芯纱等设计丝，也可以是包覆纱。再者，短纤维可以用作纺织丝。 
另外，使用本发明的复合纤维制造的布帛的形态，并不特别限定，编组织不管是纬编、还是经编，只要是各自的变化组织就可以。织组织可以是平纹织(plain)、斜纹织(twill)、缎纹织(satin)等、或者各自的变化组织，还可以是小提花织物和提花织物等。另外，也可以作为花边和无纺布、毛毡使用。 
就相关的布帛的形态而言，单位面积重量、针数(gauge)等并不特别规定。另外，本发明的复合纤维既可以以100重量％使用，也可以与其它的纤维交编、交织后而使用。还可以与天然纤维混纺后使用。使用比例也不特别规定，优选以20重量％～100重量％的比例使用本发明的复合纤维。 
通过将具有这样功能的布帛作为内衣、毛衣、衬衫、连裤袜等服装、滑雪服、滑冰服、潜水服等运动服、床单、内棉等寝具、食品包 装材料等的材料，能够使这些制品具有功能。 
实施例 
以下，通过实施例，更详细地说明本发明。然而，本发明并不限定于这些实施例。其中，实施例中的各特性值使用下述的方法求得。 
<吸水性> 
使用Byreck法。使用20cm×2.5cm的编物片作为试样，在水温20℃、10分钟内，测定水通过毛细管现象上升的高度(cm)。 
<吸湿性> 
使用20cm×2.5cm的编物片作为试样，装入25℃、90％RH的恒温恒湿槽内，测定24小时后的重量增加量。以％表示相对于最初重量的重量增加量。 
<抗静电性(摩擦耐电压)> 
根据JIS L-1094-1997摩擦带衰减测定法进行测定。 
摩擦带电压测定：静电测试仪(electrostatictester) 
摩擦布：羊毛、棉 
摩擦方向：横方向 
洗濯处理：洗濯(3次) 
温湿度：20℃×33％RH 
<接触冷感性(q-max)> 
针对筒编(平滑编织)后精炼、干燥、染色的布帛(编物片)，使用KATO TECH(株)制造的THERMOLABO II型测定器，在室温24℃、湿度63％RH的房间里，将BT-Box调节至34℃，在充分调湿后的试样上载置BT-Box(压力为10g/cm2)，测定10℃的温度差下的每单位面积的热流速。在本测定方法中，优选Q-max为0.110(J/cm2·sec)以上。 
<芯部的露出角度> 
将纤维染色后，用超薄切片机(Microtome)切取纤维横截面，用立体显微镜拍摄。将由纤维中央点到露出部端的直线引出2根，用量角器测定角度。 
<染色加工性> 
染色加工性表示使用酸性染料和金属配盐媒染染料，利用液流染色机，在90℃下，对编织物染色30分钟后的结果。 
[实施例1～45和比较例1～20] 
作为芯成分，使用聚醚嵌段酰胺共聚物(ARKEMA社制造的PebaxMV1074SN01)，作为鞘成分，使用尼龙6，制得芯与鞘的比例以及芯成分向表面的露出度如表1所示状态的偏心的芯鞘型复合纤维。 
就任意一个的例子而言，设定纤维的粗度为78T/24f，单位面积的重量为150g/m2，使用平滑编织进行编织，将得到的编织物在氢氧化钠5重量％溶液中精炼30分钟后，在140℃下干热处理2～3分钟，在90℃下染色30分钟，接着在112℃下干燥2～3分钟后，在165℃下热处理30～45秒。 
关于这样制得的制品，将物性试验等结果表示于表1和表2。 
[实施例46] 
作为芯成分，使用聚醚嵌段酰胺共聚物(ARKEMA社制造的PebaxMV1074SN01)，作为鞘成分，使用尼龙6，制得芯部与鞘部的面积比率为1/2，芯部的露出角度为55°的复合纤维，使用由这样的复合纤维形成的纤度为78T/24f、强度为3.8cn/dtex、伸长率为35％的复合纤维，以单位面积的重量150/m2，利用平滑编织法进行编织，与实施例1同样操作，关于制得的制品，实施性能试验。 
将试验结果表示于表3～表5。 
另外，本发明织物100％表示复合纤维单独的编织物；本发明织物80％、50％、30％表示复合纤维与尼龙纤维的交编织物，复合纤维的使用量为80％、50％、30％。 
使用与实施例1相同的方法，测定吸水性、吸湿性和抗静电性。将房间的室温设定为21℃，将湿度设定为55％，除此之外，使用与实施例1同样的方法，测定接触冷感性。 
[表3] 
Figure G2008800109577D00091
[表4] 
[表5] 
Figure G2008800109577D00101
如表3～表5所示，使用本发明的复合纤维形成的织物的任意一种，与由标准尼龙形成的织物相比，接触冷感性、吸水性、吸湿性和抗静电性均非常优良。 
[实施例47～49和比较例21～29] 
根据表6改变芯部与鞘部的比例，与实施例1同样操作，制得复合纤维和编织物。 
将制得的复合纤维的截面(截面形状)以及芯部的露出角度、卷缩率、接触冷感性等表示于表6中。 
[表6] 
Figure G2008800109577D00111
卷缩率是根据下式计算而得到的数值。 
潜在卷缩率＝(L0-L1)×100/L0 
在500mm(L0)的试样上施加负荷(旦尼尔×1.2mg)、悬挂，测定30分钟后的试样长度(L1)。 

Claims (4)

1.一种抗静电性、吸水性和接触冷感性优良的复合纤维，其特征在于：该复合纤维是将纤维形成性树脂作为鞘部、将聚醚嵌段酰胺共聚物作为芯部的偏心型复合纤维，芯部与鞘部的面积比率为5/95～95/5，芯部向表面的露出角度为5°～90°，
露出角度是将纤维染色后，用超薄切片机切取纤维横截面，用立体显微镜拍摄，引出2根由纤维中央点到露出部端的直线，用量角器测得的角度，
卷缩率为2～30％，
卷缩率是根据下式(1)计算而得到的潜在卷缩率的数值，
潜在卷缩率＝(L0-L1)×100/L0…(1)
L0为500mm，
L1为对500mm的试样施加负荷并进行悬挂，30分钟后所测得的试样的长度，L1的单位为mm，
所述负荷为旦尼尔×1.2mg。
2.如权利要求1所述的复合纤维，其特征在于：
所述芯部与鞘部的面积比率为10/90～90/10。
3.如权利要求1或2所述的复合纤维，其特征在于：
所述芯部向表面的露出角度为5°～80°。
4.如权利要求1或2所述的复合纤维，其特征在于：
所述纤维形成性树脂为聚酰胺或聚酯树脂。
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