JP2008190115A - 複合紡績糸及びそれからなる織編物 - Google Patents

Abstract

【課題】金属フィラメントが短繊維または短繊維とフィラメント糸で安定して被覆され、且つ、耐摩耗性に優れ、更には、制電性・電磁波シールドの性能にも優れ、これらの性能を同時に満足する複合紡績糸及びその製品を提供する。
【解決手段】金属フィラメントと短繊維からなる複合紡績糸であり、金属フィラメントが芯に短繊維が鞘に配置された芯鞘構造の繊維束（Ｃ）と短繊維のみからなる繊維束（Ｄ）とが、（Ｃ）、（Ｄ）それぞれ自身の撚り方向と同方向に施撚され、繊維束（Ｃ）と繊維束（Ｄ）の構成比（Ｃ／Ｄ）が重量比で０．４〜２．３の範囲にあることを特徴とする複合紡績糸。
【選択図】なし

Description

本発明は、金属フィラメントと短繊維からなる複合紡績糸に関するものであり、殊に、制電性、電磁波シールド性に優れた複合紡績糸に関するものである。

近年、制電性及び電磁波シールド性の性能をもつ複合糸に関しては、種々の開発が行われ、得られる複合糸の形態も多様のものがある。制電性を付与する技術としてカーボンブラックなどの導電性微粒子を紡糸原液に混入して紡糸した繊維を用いる方法などがあるが黒色あるいは、これに近い欠色のものとなるため、たとえば白を基調とする衣料製品を得ることができず、用途が制約されていた。

次に電磁波シールド性を付与する技術として繊維表面を金属でメッキまたはコーティングする方法、さらには金属フィラメントを用いる方法などがあるが、制電性を付与する技術としてカーボンブラックなどの導電性微粒子を紡糸原液に混入して紡糸した繊維を用いる方法と同様に黒あるいは金属特有の色のものとなるため、用途が制約されていた。

そこで上記欠点を解決するために金属フィラメントあるいはカーボン粒子や金属化合物を混入した導電性繊維等が芯部に配置されている芯鞘構造糸のコアヤーン複合糸などが試みられているが、芯部が完全に被覆されないため、耐摩耗性において、耐摩耗性において、かなり劣り、このような複合糸が製編または製織された場合には、芯部の繊維がところどころに露出し、表面形態が見苦しく、染色性などの加工性も著しく低下する。又、露出した芯部の繊維の切断により、制電性、電磁波シールド効果も著しく低下するという問題を有しており、実用性及び商品価値も大きく損われるという欠点も有している。

本発明は、前記のような従来の導電性複合糸の欠点を解消し、金属フィラメントが短繊維または短繊維とフィラメント糸で安定して被覆され、且つ、耐摩耗性に優れ、更には、制電性・電磁波シールドの性能にも優れ、これらの性能を同時に満足する複合紡績糸及びその製品を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段、即ち本発明の第１は、金属フィラメントと短繊維からなる複合紡績糸であり、金属フィラメントが芯に短繊維が鞘に配置された芯鞘構造の繊維束（Ｃ）と短繊維のみからなる繊維束（Ｄ）とが、（Ｃ）、（Ｄ）それぞれ自身の撚り方向と同方向に施撚され、繊維束（Ｃ）と繊維束（Ｄ）の構成比（Ｃ／Ｄ）が重量比で０．４〜２．３の範囲にあることを特徴とする複合紡績糸であり、第２は、金属フィラメントの直径が０．０１５〜０．０６ｍｍである請求項１に記載の複合紡績糸であり、第３は、金属フィラメントの強度が１〜５ｇ／ｄ、伸度が２０〜４０％である請求項１に記載の複合紡績糸であり、第４は、金属フィラメントがステンレスフィラメントである請求項１に記載の複合紡績糸であり、第５は、請求項１に記載の複合紡績糸を少なくとも一部に用いた織物及び編物である。

本発明は、金属フィラメントが安定して被覆され、且つ、耐摩耗性にも優れ、毛羽が少なく、更に、被覆性、均斉度などの布帛特性に優れ、また更には、制電性、電磁波シールド性にも優れ、これらの性能を同時に満足する複合紡績糸及びその製品を提供することが出来る。

以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の複合紡績糸とは、金属フィラメントが短繊維または、短繊維とフィラメント糸で安定して、被覆され、且つ耐摩耗性に優れ、更には制電性・電磁波シールド性の性能にも優れ、これらの性能を同時に満足する複合紡績糸である。
であり、以下の構造をとる複合紡績糸である。

第１の構造として、金属フィラメントが芯に短繊維が鞘に配置された芯鞘構造の繊維束（Ａ）とフィラメント糸のみからなる繊維束（Ｂ）とが互いに巻き付くように実撚がかけられている構造をとるのは、金属フィラメントを短繊維とフィラメント糸で安定して被覆し、且つ耐摩耗性をより一層向上させるためである。更には、前記繊維束（Ａ）と前記繊維束（Ｂ）との構成比Ａ／Ｂが重量比で０．５〜２６の範囲にあることが必要である。０．５未満になると短繊維と金属フィラメントの絡合が悪く、金属フィラメントと短繊維とが分離するいわゆるシース抜けが起こり易くなり好ましくない。他方２６を超えるとフィラメント糸が細くなるため、操作性の低下、更には耐摩耗性の低下が生ずるので好ましくない。また金属フィラメントの繊維束Ａにおける割合は５０重量％以下が好ましい。５０重量％を超えると短繊維との絡合が悪くシース抜けが起こり易く、また耐摩耗性の低下を生ずるので好ましくない。

更に、第２の構造として、金属フィラメントが芯に存在し、短繊維とフィラメント糸とが混合して、鞘に存在する複合構造をとるのは糸均斉度に優れ金属フィラメントを短繊維と混合しているフィラメント糸で安定して被覆し、且つ耐摩耗性をより一層向上させるためである。更に短繊維が、前記複合紡績糸において、３０〜９０重量％の範囲である必要がある。３０％未満になると、短繊維が少なくなりすぎ、金属フィラメント及びフィラメント糸と短繊維の絡合が悪く、金属フィラメント及びフィラメント糸と短繊維とが分離するいわゆるシース抜けが起こり易くなり、好ましくない。他方、９０重量％を超えると短繊維に混合して、鞘に存在するフィラメント糸が、細くなり、耐摩耗性の低下が生じ、更には、操作性の低下となって好ましくない。更にフィラメント糸には、マルチフィラメント糸を使用することが必要である。該フィラメント糸の単繊維繊度が２ｄ以下のフィラメント糸が好ましい。該複合紡績糸の均斉度を良好なものとするために必要であり、更に好ましくは０．２〜２ｄの範囲であることが好ましい。また、フィラメントの本数は、５本以上であることが好ましく、５本未満であると、糸均斉度が低下し、更に毛羽の多い条件になるので好ましくない。

更に、第３の構造として、金属フィラメントが芯に短繊維が鞘に配置させた繊維束（Ｃ）と短繊維のみからなる繊維束（Ｄ）とが前記繊維束（Ｃ）、（Ｄ）の撚方向と同方向に施撚させている複合構造をとるのは、糸均斉度に優れ、金属フィラメントを該繊維束（Ｃ）の短繊維と該繊維束（Ｄ）の短繊維で安定して被覆し、且つ耐摩耗性をより一層向上させるためである。更に、該繊維束（Ｃ）、（Ｄ）の構成比Ｃ／Ｄが重量比で０．４〜２．３の範囲であることが好ましい。０．４未満では短繊維で安定して金属フィラメントを被覆することは困難となり好ましくない。他方２．３を超えると、操業性が著しく低下するとともに、耐摩耗性に対して、短繊維の絡合が悪く、相互補完の効果が発揮されなくなる。なお、この意味からＣ／Ｄ（重量比）が０．５〜２．０がより好ましい。また、繊維束（Ｃ）と繊維束（Ｄ）における短繊維は、同じである方が好ましいが、異なっていてもさしつかえない。

本発明に用いられる短繊維としては、綿繊維、麻繊維などの天然繊維、ポリノジック繊維などの再生繊維、半合成繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド繊維、ポリアクリロニトリル系繊維などの合成繊維等通常の紡績工程に供されるものであれば、特に限定されるものではない。もちろん混紡素材であっても、差しつかえない。更に本発明に用いられるフィラメント糸としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリルなどの合成繊維のほかにプロミックスなどの半合成繊維がフィラメント糸素材として対象になりうる。

なお、該複合紡績糸にかけられる実撚は、撚係数（インチ方式）で２．０〜６．０さらに好ましくは３．０〜５．０の範囲にするのが好ましい。撚係数ＫはＫ＝Ｔ／Ｎｅ^１／２で示される。Ｔは撚数（ｔ／インチ）、Ｎｅは英式綿番手である。

次に、本発明において用いる金属フィラメントについて説明する。
本発明において用いる金属フィラメントの直径は０．０１５ｍｍ〜０．０６ｍｍの範囲であることが特に好ましい。０．０６ｍｍを超えると金属フィラメントの該複合紡績糸において占める割合が多くなり、短繊維との絡合が悪く、耐摩耗性の低下を生じ、更には、操作性の低下となって好ましくない。他方０．０１５ｍｍ未満では、金属フィラメントの製造において技術的に難しく、製造コストのアップとなり好ましくない。

更に、本発明において用いる金属フィラメントの強度が１．０〜５．０ｇ／ｄの範囲であることが特に好ましい。１．０ｇ／ｄ未満となると、金属フィラメント切れ等操作性の低下となって好ましくない。他方５．０ｇ／ｄを超えると金属フィラメントの製造において、技術的に難しく、製造コストのアップとなり好ましくない。また伸度は２０％〜４０％の範囲であることが特に好ましい。２０％未満となると金属フィラメント切れ等操作性の低下となって好ましくない。他方４０％を超えると、伸度の値が安定して得られず、強度の低下となって好ましくない。なお強度は、強力ｇ、デニールｄとすると強度＝ｇ／ｄで表される。

また、更には、本発明において用いる金属フィラメントは電気比抵抗値が１０^−３Ω・ｃｍ、好ましくは１０^−５Ω・ｃｍ以下の良導体領域にある金属であれば銀、銅、その他合金いかなるものでもよいが、好ましくはステンレスフィラメント、特にオーステナイト系ＳＵＳ３０４１８−８ステンレス線であることが特に好ましい。該ステンレスフィラメントは、大気中及び淡水中あるいは中性塩や有機酸、酸化力の強い硝酸中およびアルカリ中などの環境下で優れた耐久性を示し、更には、高温での耐酸化性にも優れ、極めて広範囲の環境下で使用できる汎用耐食材料として知られており、該ステンレス線を用いることにより衣料用としての用途展開が可能となる。

更に、本発明複合紡績糸は使用目的に応じて、織物または編物とすることが出来、また織物または編物の形態は、限定されるものではなく、目的・用途により適宜選択すれば良い。

次に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する。なお本発明における性能の測定と評価は次の方法で行なった。
（１）強力・伸度
ＪＩＳ Ｌ−１０９５−１９７９（一般紡績試験法）の定速伸長型引張試験機（ツェルヴューガーウスタ社製のテンソラピッド）にて、つかみ間隔５０ｃｍ引張速度３０ｃｍ／分で測定した。
（２）毛羽
敷島紡績株式会社製のＦ−インデックステスターで１ｍｍ以上の毛羽（コ／１０ｃｍ）を測定した。
（３）耐摩耗性
経糸抱合力試験機（蛭田理研製）により測定した。この経糸抱合力試験機は直径２０ｃｍのチタン表面の円型ドラムを８０回／分で回転させ、糸の一端を固定し、他端に７０ｇの荷重がかけてこのドラムに接触させ、フィラメント糸及び金属フィラメントと短繊維束が分離するいわゆるシース抜けまでの回転数で耐摩耗性の程度を表わした。
（４）布帛の均斉度、被覆性
当該糸を２６″−２２Ｇの編機にて天竺に編立を行ない次いで短繊維及びフィラメント糸の染色仕立した布帛での官能評価によるものであり、非常に良好◎、良好○、普通△、悪い×の４段階を７人で評価し、最も多く評価された段階値で示した。
（５）制電性
制電性測定対象布をＪＩＳ Ｌ−０２１７−１０３に基づき洗濯処理５日した後ＪＩＳ Ｌ−１０９４−１９８８−Ｃ法摩擦帯電電荷量測定法にて、制電性を評価した。
（６）電磁波シールド性
電磁波シールド性（電界）を周波数１．０Ｍｚ〜１．０ＧＨｚの範囲でＫＥＣ法にて測定し、評価した。

また、実施例に用いた金属フィラメントは、オーステナイト系ＳＵＳ１８−８ステンレスを用い、該金属フィラメントの性能は直径０．０３０ｍｍ、強度１．５１ｇ／ｄ、伸度２９％及び直径０．０１９ｍｍ、強度１．３８ｇ／ｄ、伸度３０％であった。

参考例１
芯鞘構造の繊維束（Ａ）の金属フィラメントに直径０．０３０ｍｍのステンレス線を用い、短繊維としては、米綿を主体とする綿繊維を用い、繊維束（Ｂ）のフィラメント糸として、ポリエチレンテレフタレートからなるマルチフィラメント糸３０ｄ−１８ｆを用いて、複合紡績糸２０´ｓ（英式綿番手）撚係数ｋ＝４．０を得た。このとき繊維束（Ａ）と繊維束（Ｂ）との重量比Ａ／Ｂは７．８６である。得られた複合紡績糸は芯鞘構造の繊維束（Ａ）とフィラメント糸のみからなる繊維束（Ｂ）とが互いに巻き付くように実撚がかけられてなる複合紡績糸であった。

参考例２
芯に存在する金属フィラメントに直径０．０３０ｍｍのステンレス線を用い、短繊維に米綿を主体とする綿繊維を用い短繊維に混合して、鞘に存在するフィラメント糸として、ポリエチレンテレフタレートからなるマルチフィラメント糸３０ｄ−１８ｆを用いて、複合紡績糸２０´ｓ（英式綿番手）撚係数ｋ＝４．０を得た。このとき、短繊維が、複合紡績糸において、６９．７３重量％であった。得られた複合紡績糸は、金属フィラメントが芯に存在し、短繊維に、フィラメント糸が混合して、鞘に存在する複合紡績糸であった。

実施例１
芯鞘構造の繊維束（Ｃ）の金属フィラメントに直径０．０１９ｍｍのステンレス線を用い短繊維としては、米綿を主体とする綿繊維を用い、繊維束（Ｄ）を構成する短繊維として米綿を主体とする綿繊維を用いて、複合紡績糸２０´ｓ（英式綿番手）撚係数ｋ＝４．０を得た。このとき、繊維束（Ｃ）と繊維束（Ｄ）との重量比Ｃ／Ｄは１．４７である。得られた複合紡績糸は芯鞘構造を有する繊維束（Ｃ）と短繊維のみからなる繊維束（Ｄ）とが前記、繊維束（Ｃ）、繊維束（Ｄ）の撚り方向と同方向に施撚されてなる複合紡績糸であった。

さらに参考例３として金属フィラメントの性能が直径０．０３０ｍｍ、強度４．０９、伸度２％の金属フィラメントを用い、参考例１と同一構造の複合紡績糸を得た。又、参考例４として、短繊維に混合して、鞘に存在するフィラメント糸として、ポリエチレンテレフタレートからなるマルチフィラメント糸２５ｄ−４８ｆを用いた参考例２と同一構造の複合紡績糸を得た。さらに比較例１として、金属フィラメントのかわりに、ナイロンポリマーにカーボン層を複合させた導電性フィラメント１８ｄ−１ｆを用いた実施例１と同一構造の複合紡績糸を２０´ｓ（英式綿番手）撚係数ｋ＝４．０で製造し、製編加工を行ない、その特性を示した。

なお、本発明の実施例と比較するために従来例として、金属フィラメントに直径０．０３０ｍｍのステンレス線を用い、短繊維としては、米綿を主体とする綿繊維を用いて、金属フィラメントを芯に、短繊維を鞘に配置した芯鞘構造のコアヤーン複合糸２０´ｓ（英式綿番手）撚係数ｋ＝４．０を製造し、製編加工を行ない、その特性を比較した。

また、本発明の複合紡績糸を用いた場合の制電効果及び電磁波シールド効果を確認するために、実施例で得られた複合紡績糸を用い、当該糸を織規格５５本／インチ×５０本／インチ平織で製織した布帛で、制電性効果及び電磁波シールド性効果を評価した。評価の結果を表１に示す。

表１から次のことが確認された。表１に示す通り、本発明による複合紡績糸は、耐摩耗性に優れ、毛羽の少ない性能であった。また布帛特性として、均斉度及び被覆性更には制電性、電磁波シールド性においても優れていた。参考例３は、参考例１と同様に優れた糸特性及び布帛特性を示すものの、ステンレス切れ等操作性の低下が生じた。従来例は、糸構造による影響を受けて、耐摩耗性において不十分であり、布帛特性においても、不満足なものであった。比較例１は、実施例１と同様に優れた糸特性及び布帛特性さらには、布帛での帯電電荷密度が２．４μＣ／ｍ^２を有し、ＪＩＳ−Ｔ８１１８の７μＣ／ｍ^２以下の規定を満たしているが、電磁波シールド性は１５．８８ｄＢ〜１７．５０ｄＢと最小限度のシールド効果にとどまっている。

本発明の複合紡績糸は、耐摩耗性に優れ、更には、制電性・電磁波シールドの性能にも優れているため、この複合紡績糸を少なくとも一部に用いることにより、制電性と電磁波シールド性に優れる織物及び編物を提供することができる。

Claims (5)

1. 金属フィラメントと短繊維からなる複合紡績糸であり、金属フィラメントが芯に短繊維が鞘に配置された芯鞘構造の繊維束（Ｃ）と短繊維のみからなる繊維束（Ｄ）とが、（Ｃ）、（Ｄ）それぞれ自身の撚り方向と同方向に施撚され、繊維束（Ｃ）と繊維束（Ｄ）の構成比（Ｃ／Ｄ）が重量比で０．４〜２．３の範囲にあることを特徴とする複合紡績糸。
2. 金属フィラメントの直径が０．０１５〜０．０６ｍｍである請求項１に記載の複合紡績糸。
3. 金属フィラメントの強度が１〜５ｇ／ｄ、伸度が２０〜４０％である請求項１に記載の複合紡績糸。
4. 金属フィラメントがステンレスフィラメントである請求項１に記載の複合紡績糸。
5. 請求項１に記載の複合紡績糸を少なくとも一部に用いた織物及び編物。