JP2007321295A

JP2007321295A - 捲縮複合繊維

Info

Publication number: JP2007321295A
Application number: JP2006153006A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Morishima; 一博森島
Original assignee: Teijin Fibers Ltd; Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd; Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2007-12-13

Abstract

【課題】繊維に吸湿性を有するばかりか、その繊維が周囲の湿度によって可逆的に捲縮形態が変化するような複合繊維を提供する。
【解決手段】ポリアミド系重合体とポリエーテルエステルアミド系重合体とがサイドバイサイド型に接合され、次の（１）、（２）を満たし、可逆捲縮能を有する捲縮複合繊維。（１）２０℃,６５％ＲＨでの吸湿率が２〜１０％（２）ＭＲ２−ＭＲ１＝５〜２０％ここで、ＭＲ１、ＭＲ２はそれぞれ２０℃,６５％ＲＨ、および３５℃,９５％ＲＨでの吸湿率を示す。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポリアミド系重合体とポリエーテルエステルアミド系重合体とからなる、吸放湿性を有するサイドバイサイド型可逆捲縮複合繊維に関するものである。

従来から、合成繊維を用いた布帛は、その取扱い性の良さから、衣料用途をはじめ、各種用途で幅広く使用されている。しかし、その一方で合成繊維の多くは天然繊維に比べて疎水性であり、周囲の湿度が変化しても通気性や透湿性などの特性は変化しない。このため、かかる布帛を着用して運動すると、発汗により衣服内の湿度が高くなり、蒸れて不快感が強くなるという問題があった。
これに対し、綿や羊毛などの天然繊維を用いた布帛では、周囲の湿度が高くなると繊維自体が吸湿し、また、繊維の捲縮形状も粗くなることにより嵩高性が自己調節されるということが知られている。

このような天然繊維にならって、合成繊維の吸湿性を向上させる試みが種々成されている。例えば、吸湿性や吸水性能の高い樹脂を繊維形成性樹脂に混合させる方法や、繊維表面に親水性化合物をグラフト重合させたり、塗布する方法などが知られている。これらの方法では製糸における工程不良や、繊維形成性樹脂そのものが本来有する特性が失われたり、洗濯や摩擦によって脱落するなどの欠点を有している。

また、特許文献１（特開平１1−２７９８７１号公報）では、吸放湿性成分と繊維形成性ポリマーからなる吸放湿性を有する繊維に捲縮を施し、吸湿時のべたつきを抑えるなどの効果を狙った繊維が提示されている。しかし、ここで提供される繊維は、天然繊維のように、周囲の湿度が高くなると繊維自体が吸湿して大きく捲縮形態を変化させるものではなく、布帛とした時に十分な快適性を与えるものとはならない欠点がある。
また、吸湿による捲縮性自己調節機能を付与する試みが種々なされている。例えば、特許文献２（特公昭６３−４４８４３号公報）、特許文献３（特公昭６３−４４８４４号公報）には、変性ポリエチレンテレフタレートとナイロンをサイドバイサイド型に貼り合せた複合繊維で、ナイロンの吸湿による伸び縮みを利用して捲縮を変化させる方法を提案している。
しかし、この方法では、延伸工程、仮撚工程、製織工程で繊維断面が変形し、ポリエチレンテレフタレートとナイロンの貼り合わせ面で剥離を生じるなどの欠点がり、実用性に欠けるものであった。
特開平１1−２７９８７１号公報特公昭６３−４４８４３号公報特公昭６３−４４８４４号公報

本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、繊維に吸湿性を有するばかりか、その繊維が周囲の湿度によって可逆的に捲縮形態が変化するような複合繊維を提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ポリアミド系重合体とポリエーテルエステルアミド系重合体を貼り合わせ型複合断面繊維とし、その吸湿率と吸放湿性を特定し、可逆捲縮性を与えることによって自己調湿性に優れた繊維や布帛などが得られることを見出して本発明に至った。
すなわち、本発明によれば、ポリアミド系重合体とポリエーテルエステルアミド系重合体とがサイドバイサイド型に接合され、次の（１）、（２）を満たし、可逆捲縮能を有することを特徴とする捲縮複合繊維が提供される。
（１）２０℃,６５％ＲＨでの吸湿率が２〜１０％
（２）ＭＲ２−ＭＲ１＝５〜２０％
(ここで、ＭＲ１、ＭＲ２はそれぞれ２０℃,６５％ＲＨ、および３５℃,９５％ＲＨでの吸湿率を示す)。
ここで、上記ポリエーテルエステルアミド系重合体は、吸水率が４０〜２００％のものであることが好ましい。

本発明の捲縮複合繊維では、捲縮形態が可逆的に変化するのみならず、複合繊維を構成する各成分がそれぞれ特定の吸湿性能と吸放湿性能を有し、結果として繊維自体にも吸放湿性能を有する繊維を得ることができる。したがって、これを布帛としたときに、周囲の環境によって衣服内温湿度を自己調整する機能を有する布帛を提供することができる。

本発明においては、ポリアミド系重合体と、ポリエーテルエステルアミド系重合体とをサイドバイサイド型複合繊維を形成する重合体成分として用いる。
ここで、ポリアミド系重合体としては、例えばナイロン−６、ナイロン−６６、ナイロン−６１０、ナイロン−１１、ナイロン−１２などが挙げられ、なかでも、ナイロン−６が工程安定性、コストなどの面から好ましい。

なお、本発明の捲縮複合繊維に用いられるポリアミド系重合体は、上記ＭＲ２−ＭＲ１が５％以上のものを用いることが望まれる。そのため、ポリアミド系重合体に吸放湿成分を配合させることが好ましい。吸放湿成分としては、ポリアルキレンオキサイドが好ましく、特に分子量４，０００〜２０，０００のポリエチレングリコールが特に好ましい。吸放湿成分をポリアミド系重合体に対して、溶融時または溶融前にあらかじめ混合して溶融時に配合させることにより、ＭＲ２−ＭＲ１≧５％のものとすることが可能となる。
ポリアミド系重合体に配合するポリアルキレンオキサイドの量は、ポリアミド系重合体＋ポリアルキレンオキサイドに対し、好ましくは２〜４０重量％、さらに好ましくは５〜２５重量％程度である。

また、ポリエーテルエステルアミド系重合体としては、ポリアミド形成性成分とポリエーテルエステル形成性成分とからなるブロック共重合体を挙げることができる。ポリアミド形成性成分としては、カプロラクタムなどのラクタム類、アミノカプロン酸などのアミノカルボン酸類、ナイロン-６６、ナイロン-６１０、ナイロン６，１２などの前駆体であるジアミン-ジカルボン酸のナイロン類が挙げられる。ポリエーテルエステル形成性成分としては、ジカルボン酸とポリアルキレンオキシドグリコールからなるものが挙げられる。ジカルボン酸としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカジ酸などの脂肪族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸を挙げることができ、１種または２種以上混合して用いることができる。好ましいジカルボン酸は、アジピン酸、セバシン酸、ドデカジ酸、テレフタル酸、イソフタル酸である。またポリ（アルキレンオキシド）グリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリ（１，２−および１，３−プロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、ポリ（ヘキサメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドまたはテトラヒドロフランとのランダムまたはブロック共重合などが挙げられ、吸湿性を付与するために特にポリエチレングリコールを用いるが好ましい。
上記ポリエーテルエステルアミド系重合体は、上記ポリアミド形成性成分とポリエーテルエステル形成性成分を重縮合することにより得ることができる。
上記ポリエーテルエステルアミド系重合体は、２０℃の水中に２４時間置いたときの吸水率が４０〜２００％、好ましくは６０〜１５０％であることが重要である。４０％未満であると、得られる複合繊維に十分な吸湿性、吸放湿特性を付与することができない。なお、上記吸水率が２００％を超える場合は、乾燥工程の煩雑化、染色時の色斑の原因となるため好ましくない。

本発明においては、上記のポリアミド系重合体とポリエーテルエステルアミド系重合体とが繊維断面においてサイドバイサイド型に接合されている。このポリマーの組み合わせは、貼り合わせ面における接着性が良好で、湿度変化による捲縮形態の可逆性が発現する。
本発明における捲縮複合繊維は、（１）２０℃,６５％ＲＨでの吸湿率が２〜１０％で、（２）ＭＲ２−ＭＲ１＝５〜２０％(ここで、ＭＲ１、ＭＲ２はそれぞれ２０℃,６５％ＲＨ、および３５℃,９５％ＲＨでの吸湿率を示す)の必要がある。２０℃、６５％ＲＨは、通常の標準状態の雰囲気を、３５℃、９５％ＲＨは高温高湿状態を想定したものであり、好ましくは（１）２０℃,６５％ＲＨでの吸湿率は３〜８％、（２）ＭＲ２−ＭＲ１は７〜１５％が好ましい。
２０℃,６５％ＲＨでの吸湿率が２％未満では吸湿性に優れず、一旦吸湿した複合繊維は衣服内より温湿度の低い衣服外へと素早く放湿することができない。なお、１０％を超えると、冷感などの用途によっては好ましくない特性が生じる。
また、ＭＲ２−ＭＲ１が５％未満の場合は、高湿度下での吸湿性能および周囲が低湿度状態となった時の放湿性が不十分なものとなる。なお、２０％を超えると、衣服として用いた場合に、あまりに極端に変化する為に身体がもつ本来の調節機能を阻害する可能性があるため好ましくない。

本発明の捲縮複合繊維において、上記条件（１）を充足させるためには、吸湿率が所望する範囲にある熱可塑性重合体を選択し、製糸すれば良い。片方のポリマーの吸湿率が低ければもう片方には吸湿性の高いものを用いれば良い
また、上記条件（２）を充足させることも（１）同様で所望する吸放湿性のポリマーを用いれば良い。

本発明の捲縮複合繊維は、可逆捲縮能を有する。ここで、可逆捲縮能とは，２０℃，６５％ＲＨの標準状態の下での捲縮率ＴＣｓと、３５℃，９５％ＲＨの高湿度下での捲縮率ＴＣｈ捲縮率とが可逆的に変化することを指称とする。
本発明の捲縮複合繊維は、例えば、２０℃，６５％ＲＨの標準状態の下での捲縮率ＴＣｓが好ましくは２〜１０％、さらに好ましくは３〜８％、３５℃，９５％ＲＨの高湿度下での捲縮率ＴＣｈが、好ましくは５〜１５％、好ましくは４〜１２％である。
上記可逆捲縮能は、上記ポリアミド系重合体とポリエーテルエステルアミド系重合体とをサイドバイサイド型に接合した複合繊維とし、また所定の温度で延伸することにより達成することができる。

本発明の捲縮複合繊維は、サイドバイサイド型であれば、任意の繊度、断面形状をとることができる。両成分の複合比は、面積比で、３０:７０〜７０:３０の範囲が好ましく、４０:６０〜６０:４０がより好ましい。また、かかる複合紡糸での紡速は、高速であるほど得られる繊維の捲縮特性は良好となるが、実用に供し得る捲縮繊維としては、７００ｍ／分以上、好ましくは１，０００ｍ／分〜１，５００ｍ／分で紡糸したものである。
さらに、このように複合紡糸した未延伸糸を一旦巻き取った後、または紡糸に引き続き連続して延伸を施す方法で繊維となすが、初期の捲縮発現性と巻き取り安定化の面から、一旦巻き取るよりは連続して延伸する方法が好ましく用いられる。その際の延伸倍率は１．５〜５倍で、２．５〜４倍が好ましく用いられる。巻き取り前の熱セットは、本発明の糸条においてはあまりに熱をかけると繊維物性が低下するため、１００℃以下、好ましくは６０℃以下２０℃以上で行なうことが好ましい。
このようにして得られた糸条は、捲縮をより発現させるために、１００℃の沸水もしくは１００℃以上１６０℃以下の乾熱下で捲縮の妨げにならない程度での荷重下で熱処理することが好ましい。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、実施例中における部および％は、特に断らない限り重量基準であり、また各測定値は、それぞれ以下の方法にしたがって求めた。

＜吸湿率＞
繊維を筒編みにし、２ｇ相当の重さに切り取って、真空８０℃で１８時間乾燥後の重さを測定してＷ０とし、その後２０℃,６５％ＲＨ雰囲気下に２時間放置し重量測定後、引き続いて３５℃、９５％ＲＨ下に２時間放置した後の重さを測定し、２時間放置後の重さＷに対して吸湿率ＭＲとして次式により算出した。２０℃，６５％ＲＨ、および３５℃，９５％ＲＨ下の吸湿率は、上記Ｗを各雰囲気下で測定し、ＭＲ１、ＭＲ２として算出した。
ＭＲ(％)＝〔(Ｗ−Ｗ０)/Ｗ０〕×１００

＜捲縮率＞
捲縮複合繊維糸条を長さ３０cmのかせに取り２２０ｍｇ／ｄｔｅｘの荷重をかけ、１分間放置後の長さを測定し、その長さをＬ０とした。その後捲縮複合繊維糸条を熱処理後、２２０ｍｇ／ｄｔｅｘの荷重下および、２．２ｍｇ／ｄｔｅｘの荷重下でそれぞれ１分放置後の長さＬ１、Ｌ２を測定して次式により捲縮率(TC)を算出した。
ＴＣ(％)=〔(Ｌ１-Ｌ２)/Ｌ０〕×１００
なお、２０℃，６５％ＲＨの標準状態の下での捲縮率ＴＣｓおよび、３５℃，９５％ＲＨの高湿度下での捲縮率ＴＣｈは、Ｌ１、Ｌ２を上記の各雰囲気下連続で各々２時間放置後、測定した値から算出した。

＜着用感＞
得られた繊維を吸湿時に捲縮が高くなるほど網目が開くようにポリエチレンテレフタレートの８０ｄｔｅｘ／２４ｆｉｌｓの糸条と交編して編地を作成した。この編地を用いてＴシャツを作成し、３人の被験者に１５分間、強歩後の着用感テストを行い下記の３段階で評価を行なった。
○・・・蒸れ感は感じない。
Δ・・・蒸れ感は少し感じる。
×・・・蒸れ感と汗によるべとつき感がある。

実施例１
Ａポリマーとして極限粘度（o-クロロフェノール中、３５℃で測定）が１．１ｄＬ／ｇのナイロン６に分子量２０，０００のポリエチレングリコールを１０重量％ブレンドしたもの、およびＢポリマーとしてε―カプロラクタム、テレフタル酸、平均分子量２，０００のポリエチレングリコールを減圧下反応させて得た融点１８２℃、２０℃の水中で２４時間放置したときの吸水率が１１０％のポリエーテルエステルアミドを別々に溶融し、常法により紡糸温度２６０℃でサイドバイサイド型の図1に示す繊維断面にて２４孔を有するの口金から吐出し、紡糸速度１，０００ｍ／分で引取り、引き続いて４０℃で３，０００ｍ/分で直接延伸し、６０℃のセット温度にて熱セット後、９３ｄｔｅｘで巻き取った。得られた糸条を沸水下で無荷重下で２０分間処理した。得られた糸条の評価結果を表１に示す。なお、ＡポリマーとＢポリマーの面積比率は、４５/５５である（以下、同様）。

実施例２、比較例１〜２
Ａポリマーの変更、およびＢポリマーとして吸水性の異なるポリエーテルエステルアミドを用いた以外は、実施例１と同様にして製糸し、評価を行なった結果を表１に示す。

比較例３
Ｂポリマーとして，ポリエチレンテレフタレートに５−ナトリウムスルホイソフタル酸を２．６モル共重合させた変性ポリエチレンテレフタレート(ｏ−クロロフェノール、３５℃で測定した極限粘度＝０．４５ｄＬ／ｇ)を用いる以外、実施例１と同様にして製糸し、評価を行なった。結果を表１に示す。

Ｎｙ６：極限粘度（ｍ−クレゾール中、３０℃で測定）が１．１ｄＬ／ｇのナイロン６
Ｎｙ１２：ｍ−クレゾール中、３０℃で測定した極限粘度が１．２１ｄＬ／ｇのナイロン１２
ＰＥＧ：分子量２０，０００のポリエチレングリコール
ＰＥＥＡ１：ε―カプロラクタム、テレフタル酸、平均分子量２，０００のポリエチレングリコールを減圧下反応させて得た融点１８２℃、吸水率が１１０％のポリエーテルエステルアミド
ＰＥＥＡ２：ε―カプロラクタム、テレフタル酸、平均分子量２，０００のポリエチレングリコールを減圧下反応させて得た、吸水率が４５％のポリエーテルエステルアミド
ＰＥＥＡ３：ε―カプロラクタム、テレフタル酸、平均分子量２，０００のポリエチレングリコールを減圧下反応させて得た、吸水率が３０％のポリエーテルエステルアミド
ＰＥＥＡ４：ε―カプロラクタム、テレフタル酸、平均分子量２，０００のポリエチレングリコールを減圧下反応させて得た、吸水率が２％のポリエーテルエステルアミド
ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレートに５−ナトリウムスルホイソフタル酸を２．６モル共重合させた変性ポリエチレンテレフタレート

表１から明らかなように、実施例１、２では、吸放湿性に優れ、捲縮形態変化のある捲縮複合繊維が得られ、これに対して比較例１および比較例２では、吸放湿性に劣り、また捲縮変化の少ない繊維が得られており、これらの着用テストにおいても本発明の範囲内である実施例１、２においては蒸れ感のない、快適な着用感が得られることが確認された。また、比較例３では、捲縮変化は大きいものの、繊維自体の吸湿性能が劣り、蒸れ感が感じられるなど、着用感が劣る。

本発明の捲縮複合繊維は、捲縮形態が周囲の環境に応じて可逆変化し、また繊維自体に吸放湿性が付与されているため、布帛として着用した時の着用感に優れており、スポーツ衣料用途、インナー用途などの衣料用をはじめとして、湿度感応型フィルターなどの用途に好適に使用することができ、その工業的価値はきわめて大きい。

本発明にかかるサイドバイサイド型複合繊維の横断面の一概略図である。

符号の説明

１ポリアミド系重合体
２ポリエーテルエステルアミド系重合体

Claims

ポリアミド系重合体とポリエーテルエステルアミド系重合体とがサイドバイサイド型に接合され、次の（１）、（２）を満たし、可逆捲縮能を有することを特徴とする捲縮複合繊維。
（１）２０℃,６５％ＲＨでの吸湿率が２〜１０％
（２）ＭＲ２−ＭＲ１＝５〜２０％
(ここで、ＭＲ１、ＭＲ２はそれぞれ２０℃,６５％ＲＨ、および３５℃,９５％ＲＨでの吸湿率を示す)。
ポリエーテルエステルアミド系重合体が、吸水率４０〜２００％のものである請求項1記載の捲縮複合繊維。