JP2020094310A - 複合繊維およびそれよりなる繊維構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の複合繊維は、繊維に配した蓄熱材料の吸熱と発熱のいずれも衣服内環境の快適性を向上させるように作用させることができ、本発明の複合繊維からなる衣服を特に夏季に着用した際に高温および／または高湿の環境や、オフィス、家庭など快適性が必要とされる様々な着用シーンにおいて好適に用いることができる。【解決手段】熱可塑性樹脂と側鎖融解型の蓄熱材料からなり、吸放湿パラメーターΔＭＲが０．５％以上である複合繊維。【選択図】なし

Description

本発明は、通常の着用環境において衣服内温度の調節機能に優れた複合繊維、およびそれを用いた繊維構造体に関するものである。

近年、環境保護を目的に大気への二酸化炭素の排出量の抑制、ひいては省エネルギーが求められており、一般家庭やオフィスでは、主に冷暖房機器の設定温度を適切にすることで空調負荷を低減し、省エネルギーを図ることが取り組まれている。一方で、冷暖房機器の設定温度の単なる変更では、人間が快適と感じる温湿度領域を逸脱してしまう。そのため、冷暖房機器の設定温度を変更しても快適性を損なわないように、外気温度に応じて吸熱・発熱して衣服内温度を快適な範囲で保つことができる温度調節機能を有する繊維に注目が集まっている。

例えば、特許文献１には、後加工においてパラフィン系炭化水素を内包するマイクロカプセルを蓄熱剤として繊維に塗布し、周囲の温度で蓄熱剤の融解もしくは凝固が発生し、この相転移に伴う吸熱もしくは発熱によって温度調節をする繊維が提案されている。

また、特許文献２には、アクリル酸、メタクリル酸系のエステルとパラフィンなどのワックスの重合体からなる蓄熱剤を熱可塑性ポリマーに混合した樹脂を芯部に配した芯鞘複合繊維からなる温度調節機能を有する繊維が提案されている。

同様に、特許文献３には、蓄熱剤としてポリオレフィンと結晶性α−ポリオレフィンからなるポリマーアロイを用いた海島型の複合繊維が提案されている。

さらに、特許文献４には、蓄熱剤としてパラフィン系炭化水素を用い、芯部と鞘部のポリマー間で架橋構造を形成させることで、蓄熱剤のブリードアウトを抑制した温度調節機能を有する繊維が提案されている。

特開２００４−３０８７号公報 特許第４３３４５４３号公報 特開２０１８−５９２１６号公報 特開２０１８−１３５６０５号公報

上記のように、種々の蓄熱剤を用いた温度調節機能を有する繊維が提案されており、いずれの繊維においても、昇温時の蓄熱剤の融解による吸熱と、降温時の蓄熱剤の結晶化による発熱を利用している。そのため、例えば、夏季に着用する衣服にこれらの温度調節機能を有する繊維を用いた場合、冷房設備によって冷やされた室内から屋外へ出た際には、蓄熱剤の融解による吸熱で衣服内温度の上昇を抑えることができるが、屋外から冷房設備によって冷やされた室内へ入る際には、蓄熱剤の結晶化による発熱で衣服内温度の下降が抑制されてしまう。このように、単に蓄熱剤を配しただけの既存の温度調節機能を有する繊維では、吸熱もしくは発熱の一方は快適性向上に寄与するが、もう一方は快適性を下げる方向に作用してしまうため、特に夏季に着用した場合の快適性が大きく損なわれることが問題であった。

そこで、本発明は上記問題点を解決しようとするものであり、特に夏季に着用した場合に屋内外の出入りのいずれの際にも優れた快適性が得られる温度調節機能を有する繊維を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、下記の構成を有する。
（１）熱可塑性樹脂と側鎖融解型の蓄熱材料からなり、吸放湿パラメーターΔＭＲが０．５％以上である複合繊維。
（２）示差走査熱量計において観測される吸熱および／または発熱ピーク温度が１０℃以上、４０℃以下の範囲にあり、吸熱および／または発熱ピークの温度幅が５℃以上、２０℃以下である（１）に記載の複合繊維。
（３）熱可塑性樹脂が吸湿性の化合物を含有しているポリアミドである（１）または（２）に記載の複合繊維。
（４）ポリアミド中に含有されている吸湿性の化合物がポリビニルピロリドンである（３）に記載の複合繊維。
（５）芯部に側鎖融解型の蓄熱材料、鞘部に熱可塑性樹脂を配した芯鞘複合繊維である（１）〜（４）のいずれかに記載の複合繊維。
（６）（１）〜（５）のいずれかに記載の複合繊維を用いた繊維構造体。

本発明によれば、複合繊維に配した蓄熱材料の吸熱と発熱のいずれも衣服内環境の快適性を向上させるように作用させることができ、本発明の複合繊維からなる衣服を特に夏季に着用した際に高温および／または高湿の環境や、オフィス、家庭など快適性が必要とされる様々な着用シーンにおいて好適に用いることができる。

本発明の複合繊維は熱可塑性樹脂と側鎖融解型の蓄熱材料とからなることを特徴とする。

本発明における蓄熱材料は側鎖融解型に分類され、ポリマーの側鎖が互いに結晶化し得る結晶性ユニットで構成されていることを特徴とする。このような蓄熱材料としては、例えば、エチレンあるいはプロピレンに由来の骨格を主鎖とし、側鎖にエステル結合、エーテル結合、アミド結合、イミド結合、アミン結合などによって連結したアルキル基を有するポリマーが挙げられる。上記以外には、末端に二重結合を有するα−オレフィンの重合体である結晶性ポリ−α−オレフィンも挙げられる。また、これらのポリマーの架橋体、あるいは他の合成樹脂や添加剤との混合物からなる材料も挙げられる。このような蓄熱材料は側鎖の分子長、例えばアルキル基の炭素数を調整することで側鎖の相転移温度や相転移における潜熱の吸収量、放出量を制御することが可能である。さらに、側鎖が融解、凝固する相転移温度を主鎖の融解あるいは分解が生じない温度とすることによって、蓄熱材料が液化せず形態を保持したまま、側鎖の相転移を繰り返すことができ、この相転移に伴う吸発熱を利用した温度調節機能を有する樹脂を得ることができる。加えて、主鎖融解型の蓄熱材料に比べ耐熱性に優れる。

蓄熱材料を配した既存の温度調整機能を有する繊維を用いて衣服とし、例えば、夏季に着用した場合、気温の高い屋外から冷房などで冷やされた室内へ移動すると、蓄熱材料の結晶化に伴う発熱により、衣服内温度の下降が妨げられる。そこで、この繊維から発生した熱を積極的に外部へ放出することが求められる。衣服内温度の上昇を妨げる方法としては、例えば、加工によって繊維形状を異形断面として繊維間の空隙を増やし、衣服の通気性を向上させて、衣服内の温度の高い空気を衣服外へ排出することで放熱を促す方法が一般的に知られている。しかし、繊維自身が発熱することによって衣服内の空気の温度が上昇した場合には、この方法では温度上昇した空気を衣服外へ放出することではできるが、一度は衣服内温度が上昇してしまうため、快適性が損なわれる課題がある。すなわち、繊維自身の発熱に対しては、衣服内温度が上昇してしまう前に、繊維自身から熱を奪う必要がある。

そこで、本発明の複合繊維は、吸放湿パラメーターΔＭＲが０．５％以上である必要がある。ΔＭＲは、３０℃×９０％ＲＨに代表される高温高湿度時と２０℃×６５％ＲＨに代表される標準状態の温湿度における繊維の吸湿率の差であり、すなわち、温湿度変化が生じた際に、水を吸着および／または脱着させる繊維の調湿能力の高さを示しており、ΔＭＲが高ければ高いほど、繊維の調湿能力は高い。

繊維に付着した水が脱着する際には、吸熱を伴う。本発明の複合繊維を用いた衣服を着用し、夏季に気温および湿度が高い屋外から冷房などで冷やされた室内へ移動すると、既存の温度調整機能を有する繊維と同様に、繊維中の蓄熱材料の結晶化による発熱が生じるが、本発明の複合繊維はΔＭＲが０．５％以上と調湿能力が高いため、複合繊維に付着した水分が脱着しやすく、それに伴い吸熱する。すなわち、複合繊維中の蓄熱材料の結晶化による発熱に対して、水の脱着による吸熱が生じるため、蓄熱材料を配した複合繊維にもかかわらず、上記のような夏季の場面においても衣服温度の下降を妨げず、快適性を損なうことがない。この水の脱着しやすさは上記のとおり、繊維のΔＭＲで表すことができ、ΔＭＲが大きいほど、水の脱着が生じやすく、衣服の快適性を保つことができる。ΔＭＲが０．５％未満の場合、複合繊維の調湿能力が低く、夏季に屋外から室内へ移動したときの蓄熱材料の結晶化に伴う発熱に対して、水の脱着による吸熱が少なく、衣服温度の下降が十分とはならず、適度な快適性を得られない。より好ましいΔＭＲの範囲は０．８％以上、さらに好ましい範囲は１．１％以上、特に好ましい範囲は１．５％以上である。ΔＭＲの範囲に特に上限はないが、本発明で達成できるレベルは８％程度であり、これが実質的な上限となる。

本発明の複合繊維は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）において観測される吸熱および／または発熱ピーク温度（以下、吸発熱ピーク温度とも言う）が１０℃以上、４０℃以下の範囲にあることが好ましい。より好ましくは１５℃以上、４０℃以下、さらに好ましくは２０℃以上、４０℃以下である。かかる範囲に吸発熱ピーク温度があることによって、通常の着用環境、特に夏季において十分な温度調節機能を発現することができる。

本発明の複合繊維は、ＤＳＣにおいて観測される吸熱および／または発熱ピーク（以下、吸発熱ピークとも言う）における温度幅が５℃以上、２０℃以下であることが好ましい。より好ましくは、７℃以上、１８℃以下である。ＤＳＣにおいて観測される吸発熱ピークにおける温度幅とは、融解に伴う吸熱時には、日本工業規格のプラスチックの転移温度測定方法（ＪＩＳ Ｋ７１２１（２０１２））に記載された方法に準拠して求めた補外融解開始温度、補外融解終了温度の差であり、凝固に伴う発熱時には、同様に求めた補外結晶化開始温度、補外結晶化終了温度の差である。ピークが複数存在する場合、吸熱時は、低温側のピークの補外融解開始温度と高温側のピークの補外融解終了温度を用い、発熱時は、高温側のピークの補外結晶化開始温度と低温側のピークの補外結晶化終了温度を用いる。吸発熱ピークにおける温度幅をかかる範囲とすることで、相転移が瞬時に完了せず、温度調節機能を持続的に発現することができ、衣服内の快適性を保持する能力が高い。

本発明の複合繊維のＤＳＣにおいて観測される蓄熱材料の側鎖の融解に伴う吸熱および結晶化に伴う発熱の際の熱量は１０Ｊ／ｇ以上が好ましく、より好ましくは２０Ｊ／ｇ以上、さらに好ましくは３０Ｊ／ｇ以上である。かかる範囲とすることで、十分な吸発熱特性を発現することができ、優れた温度調節機能を有することができる。

本発明の複合繊維は、後述の実施例の欄に記載された測定方法で測定した値である、繊維の複屈折率が３０×１０^−３以上、６０×１０^−３以下であることが好ましい。繊維の複屈折率は、繊維を構成する重合体の配向の程度を示しており、複屈折率が高いほど、繊維は配向している。かかる範囲の複屈折率とすることで、繊維の配向結晶化が進みすぎず、緻密な分子構造が形成されないため、吸放湿性能に優れた複合繊維が得られる。複屈折率が３０×１０^−３以下であると、分子鎖の配向が進んでいないため、繊維の機械特性が低下し、糸切れや毛羽の発生が生じる。一方で、６０×１０^−３を超えると、配向結晶化が進みすぎるため、吸放湿性能が低下し、夏季に屋外から室内へ移動したときの衣服の快適性が損なわれる。より好ましくは３５×１０^−３以上、５５×１０^−３以下、さらに好ましくは４０×１０^−３以上、５５×１０^−３以下である。

本発明の複合繊維に用いる熱可塑性樹脂は、溶融紡糸可能な繊維形成能を有する重合体であればよく、例えば、炭化水素基が直接連結して主鎖を形成した高分子重合体、エステル結合、アミド結合、エーテル結合、スルフィド結合などを介して連結された高分子重合体である。また、複合繊維のΔＭＲを上記の範囲とするために、熱可塑性樹脂として吸湿性に優れた重合体であることが好ましい。かかる重合体の具体例として、ポリアミド、ポリエーテルエステル、ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステルアミド、熱可塑性セルロース誘導体などの吸湿性ポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。中でも、吸湿性に優れ、かつ製糸性、機械特性に優れていることから、ポリアミドを用いることが好ましい。かかるポリアミドとして、特に限定されるものではないが、一例としてポリカプロラクタム、ポリウンデカノラクタム、ポリラウリルラクタムもしくはポリヘキサメチレンアジパミド、ポリヘキサメチレンセバカミド、ポリヘキサメチレンドデカンジアミドなどを挙げることができ、この中でもポリカプロラクタム、ポリヘキサメチレンアジパミドが好ましい。

かかる重合体の製造方法は限定されるものではなく、製造時の原料を包括してモノマーとすると、モノマーを一般的な重縮合反応、付加重合反応などによって合成して製造してもよい。モノマーとしては、石油由来モノマー、バイオマス由来モノマー、石油由来モノマーとバイオマス由来モノマーの混合物など限定されるものではない。

本発明における熱可塑性樹脂には本発明の目的を逸脱しない範囲で、主成分の他に第２、第３成分を共重合または混合しても良い。共重合量は全モノマー量に対する共重合成分のモノマー量として１０ｍｏｌ％以下が好ましく、より好ましくは５ｍｏｌ％以下である。例えば、上記のポリアミドの吸湿性を向上させることを目的に共重合成分としてポリエーテルを含むポリエーテルアミド、ポリエーテルエステルアミドなどが挙げられる。

また、本発明における熱可塑性樹脂には本発明の目的を逸脱しない範囲の量、種類であれば、吸湿性向上のための添加剤が配合されていてもよいし、艶消し、耐熱、抗菌、紫外線遮蔽、保温などの機能を持たせる添加剤が配合されてもよい。これらの添加剤の含有率は、複合繊維の機械特性などから熱可塑性樹脂に対して、０．００１重量％以上、１０重量％以下の間であることが好ましい。例えば、吸湿性の向上を目的にポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコールなどを配合してもよい。また、熱伝導率が高く、熱容量の低い無機化合物である硫酸バリウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムなどを配合して、繊維に触れた際の接触冷感性を向上させてもよい。

本発明の複合繊維の蓄熱材料の含有率は吸発熱特性の観点から、複合繊維の重量に対して１０重量％以上が好ましい。より好ましくは２０重量％以上である。一方で、繊維の機械特性の保持、加工時の鞘割れ抑制などの観点から、上限は９０重量％程度である。より好ましくは７０重量％以下である。

本発明における熱可塑性樹脂の粘度は、衣料用繊維を製造するに常識的な範囲の粘度を選択すればよく、例えば、ポリアミドを用いる場合、９８％硫酸相対粘度が２．０以上、４．０以下のポリマーを使用することが好ましい。２．０以上であると、繊維としたときに十分な強度を得ることができ、４．０以下であると、紡糸時の溶融ポリマーの押出圧およびその経時の上昇速度を抑制でき、生産設備への過剰な負荷や口金の交換周期の延長が図れ、生産性が確保できるため、好ましい。また、かかる範囲とすることで得られた繊維を用いて布帛を作製した際、布帛の製品強度、例えば引裂強力が、実用に耐える強力を有する布帛を得ることができる。同様に、ポリエステルを用いる場合、後述の実施例の欄に記載された測定方法で測定した固有粘度が０．４以上、１．５以下のポリマーを使用することが好ましい。０．４以上であると、繊維としたときに十分な強度を得ることができ、１．５以下であると、紡糸時の溶融ポリマーの押出圧およびその経時の上昇速度を抑制でき、生産設備への過剰な負荷や口金の交換周期の延長が図れ、生産性が確保できるため、好ましい。また、かかる範囲とすることで得られた繊維を用いて布帛を作製した際、布帛の製品強度、例えば引裂強力が、実用に耐える強力を有する布帛を得ることができる。

本発明における蓄熱材料の粘度は、衣料用繊維を製造するに常識的な範囲の粘度を選択すればよく、例えば、プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）及びメルトボリュームフローレイト（ＭＶＲ）の求め方−第１部：標準的試験方法（ＪＩＳ Ｋ７２１０−１（２０１４）Ｂ法）に準じた装置を用い、２３０℃で２１６０ｇ荷重にて２回測定し、測定したＭＦＲの平均値を粘度の指標とした場合、ＭＦＲで１０ｇ／１０分以上、１５０ｇ／１０分以下の範囲が好ましい。かかる範囲とすることで、優れた機械特性を有する繊維を得ることができ、紡糸時のポリマー流動性が良いことから溶融ポリマーの押出圧およびその経時の上昇速度を抑制でき、生産設備への過剰な負荷や口金の交換周期の延長が図れ、生産性が確保できる。

本発明の複合繊維における蓄熱材料と熱可塑性樹脂の複合形態は、特に限定されるものではなく、芯鞘複合繊維、あるいは海島複合繊維などが挙げられるが、製糸性、機械特性、布帛に加工する際の工程通過性、着用時のべたつき抑制などを目的に、蓄熱材料を芯部、熱可塑性樹脂を鞘部に配した芯鞘複合繊維が好ましい。また、芯鞘形態は同心芯鞘型、偏心芯鞘型、放射線状芯鞘型、貼り合わせ型が好ましい。より好ましくは、芯部と鞘部の熱移動を均一とするため、同心芯鞘型が好ましい。

本発明の複合繊維の断面形状は、丸断面だけでなく、扁平、Ｙ型、Ｔ型、中空型、田型、井型など多種多様な断面形状を採用することができる。

本発明の複合繊維は、長繊維（フィラメント）、短繊維（ステープル）などいかなる形態でもよい。長繊維の場合、単糸１本からなるモノフィラメントでも、複数の単糸からなるマルチフィラメントであってもよい。短繊維の場合、カット長、捲縮数にも限定はない。

本発明の複合繊維の繊度は用途に応じて適宜設定すれば良いが、衣料用長繊維であれば８ｄｔｅｘ以上、１５０ｄｔｅｘ以下が実用上好ましい。また、強度は衣料用として１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましいが、布帛を作製する際に他の繊維と合わせて使用するなどの対応を取ることにより、１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下でも問題なく使用できる。伸度は、用途に応じて適宜設定すれば良いが、布帛に加工する際の加工性の点から、好ましくは２５％以上６０％以下である。

本発明の複合繊維は、公知の溶融紡糸、複合紡糸の手法により得ることができるが、例示すると以下のとおりである。ただし、紡糸方法、複合方法はここに例示されたものに限定されるものではない。

例えば、熱可塑性樹脂と蓄熱材料を別々に溶融し、ギヤポンプにて計量・輸送し、そのまま通常の方法で特性の複合構造をとるように複合流を形成して紡糸口金から吐出し、チムニー等の糸条冷却装置によって冷却風を吹き当てることにより糸条を室温まで冷却し、給油装置で給油するとともに集束し、流体交絡ノズル装置で交絡し、引き取りローラー、延伸ローラーを通過し、その際引き取りローラーと延伸ローラーの周速度の比に従って延伸する。さらに、糸条を延伸ローラーにより熱セットし、ワインダー（巻取装置）で巻き取る方法が挙げられる。他にも、引き取りローラーと延伸ローラーの周速度を同速度とし、さらに同速度のワインダーで巻き取ることで一度未延伸糸とし、別工程にて延伸を行う二工程法も挙げられる。

本発明の複合繊維の製造において、口金吐出線速度と引き取りローラーとの速度比によって表される紡糸ドラフトは１０以上、２００未満が好ましい。ここで、口金吐出線速度とは紡糸口金の吐出孔より吐出されるポリマーの単位時間あたりの吐出体積を口金吐出孔断面積にて除したものである。この紡糸ドラフトは、紡糸口金の吐出孔より吐出されてから冷却され、引き取りローラーに引き取られるまでの間に生じる繊維の配向と相関があり、紡糸ドラフトが大きいほど、引き取りローラーに引き取られるまでの繊維の配向は大きくなる。かかる範囲の紡糸ドラフトとすることで、優れた機械特性を有しつつ、優れた温度調節機能を有する繊維を得ることができる。紡糸ドラフトが２００以上であると、引き取りローラーに引き取られるまでに繊維の配向が進み、結晶化が進行するため、吸放湿性能が低下する。この吸放湿性能の低下により、夏季に屋外から室内へ移動したときの衣服の快適性が損なわれる。紡糸ドラフトが１０未満であると、繊維の配向が抑制されるため、吸放湿性能は向上するが、繊維の機械特性が低下し、布帛を作製した際、布帛の製品強度が、実用に耐えられなくなる。また、紡糸ドラフトが低すぎるため、口金から吐出直後のポリマーにかかる張力が低く、糸揺れなどが生じて、糸切れなどの生産性の低下、糸の太細ムラによる製品品位低下が生じる。より好ましくは３０以上、１５０未満である。

本発明の複合繊維は、一般の繊維と同様に仮撚や撚糸などの後加工が可能であり、製織や製編についても一般の繊維と同様に扱うことができる。

本発明の複合繊維および／または後加工糸からなる繊維構造体の形態は、特に制限がなく、公知の方法に従い、織物、編物、パイル布帛、不織布や紡績糸、詰め綿などにすることができる。また、本発明の複合繊維および／または後加工糸からなる繊維構造体は、いかなる織組織または編組織であってもよく、平織、綾織、朱子織あるいはこれらの変化織や、経編、緯編、丸編、レース編あるいはこれらの変化編などが好適に採用できる。

本発明の複合繊維は、繊維構造体にする際に交織や交編などによって他の繊維と組み合わせてもよいし、他の繊維との混繊糸とした後に繊維構造体としてもよい。

本発明の複合繊維およびそれからなる後加工糸、繊維構造体は、快適性や品位が要求される用途において好適に用いることができる。例えば、一般衣料用途、スポーツ衣料用途、寝具用途、インテリア用途などが挙げられるが、これらに限定されず、産業資材用途などでも好適に用いることができる。

本発明を実施例で詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用いた。

Ａ．硫酸相対粘度
試料０.２５ｇを濃度１ｇ／ｌになるように濃度９８ｗｔ％の硫酸１００ｍｌに溶解し、オストワルド型粘度計を用いて２５℃での流下時間（Ｔ１）を測定した。引き続き、濃度９８ｗｔ％の硫酸のみの流下時間（Ｔ２）を測定した。Ｔ２に対するＴ１の比、すなわちＴ１／Ｔ２を硫酸相対粘度とした。

Ｂ．固有粘度（ＩＶ）
純度９８％以上のオルトクロロフェノール（以下ＯＣＰと略す）１０ｍｌに試料０．８ｇを溶解し、オストワルド型粘度計を用いて２５℃での流下時間（ｔ）を測定した。引き続き、ＯＣＰのみの流下時間（ｔ_０）を測定した。

相対粘度［ηｒ］＝（ｔ×ｑ）／（ｔ_０×ｑ_０）・・・（１）
固有粘度［ＩＶ］＝０．０２４２ηｒ＋０．２６３４・・・（２）
溶液の密度ｑ（ｇ／ｃｍ^３）およびＯＣＰの密度ｑ_０（ｇ／ｃｍ^３）と上記の流下時間を用いて、式（１）により相対粘度［ηｒ］を算出し、続いて式（２）により固有粘度（ＩＶ）を算出した。

Ｃ．熱可塑性樹脂の融点（Ｔｍ）
ＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＤＳＣ２９２０を用い、試料２０ｍｇを、１ｓｔＲＵＮとして、昇温速度２０℃／分で２０℃から２８０℃まで昇温し、２８０℃の温度で５分間保持した後、降温速度２０℃／分で２８０℃から２０℃まで降温し、２０℃の温度で１分間保持した後、さらに２ｎｄＲＵＮとして、昇温速度２０℃／分で２０℃から２８０℃まで昇温したときに観測される吸熱ピークの温度を融点とした。

Ｄ．繊度
繊維試料を枠周１．１２５ｍの検尺機にて２００回巻き取ってかせを作製し、熱風乾燥機にて乾燥後（１０５±２℃×６０分）、天秤にてカセ重量を量り公定水分率を乗じた値から繊度を算出した。測定は４回行い、平均値を繊度とした。

Ｅ．引っ張り強度および伸度
繊維試料をオリエンテック（株）製“ＴＥＮＳＩＬＯＮ”（登録商標）ＵＣＴ−１００を測定機器として用い、化学繊維フィラメント糸試験方法（ＪＩＳ Ｌ１０１３（２０１０））に示される定速伸長条件で測定した。伸度は、引張強さ−伸び曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。また、引っ張り強度は、最大強力を繊度で除した値を強度とした。測定は１０回行い、平均値を引っ張り強度および伸度とした。

Ｆ．沸騰水収縮率
繊維試料を枠周１．１２５ｍの検尺機で２０回巻き取ってかせを作製し、０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下で初長Ｌ_０を求めた。次に無荷重下沸騰水中で３０分間処理した後、風乾した。次いで０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下で処理後の長さＬ_１を求め式（３）で算出した。
沸騰水収縮率（％）＝［（Ｌ_０−Ｌ_１）／Ｌ_０］×１００・・・（３）

Ｇ．ΔＭＲ
繊維試料を秤量瓶に１〜２ｇ程度量り取り、１１０℃で２時間乾燥させた後に質量を測定し、この質量をｗ_０とした。次に乾燥後の繊維試料を温度２０℃、相対湿度６５％にて２４時間保持させた後に質量を測定し、この質量をｗ_６５％とした。続いて、温度３０℃、相対湿度９０％に調整し、繊維試料を２４時間保持させた後に質量を測定し、この質量をｗ_９０％とした。
ＭＲ_１＝[（ｗ_６５％−ｗ_０）／ｗ_０]×１００・・・（４）
ＭＲ_２＝[（ｗ_９０％−ｗ_０）／ｗ_０]×１００・・・（５）
ΔＭＲ＝ＭＲ_２−ＭＲ_１・・・（６）
このとき、式（４）〜（６）にて算出したものをΔＭＲとした。

Ｈ．吸発熱ピーク温度、吸発熱量、ピーク温度幅
ＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＤＳＣ２９２０により示差熱量測定を行い、以下の条件（１）〜（４）を３回繰返し、示差熱量測定を行った。
（１）−２０℃から５０℃まで４℃／分で昇温
（２）５０℃で３０分保持
（３）５０℃から−２０℃まで４℃／分で降温
（４）−２０℃で３０分保持
得られたＤＳＣ曲線のベースラインを−１５℃、４５℃の２点で引き、吸熱、発熱ピークにおけるピーク温度（℃）、吸発熱量ΔＨ（Ｊ／ｇ）を計測した。この時、ＪＩＳ Ｋ７１２１（２０１２）に記載の方法に準拠して、補外融解開始温度、補外融解終了温度、補外結晶化開始温度、補外結晶化終了温度を求めて、ピークの温度幅を求めた。

Ｉ．繊維直径（ｄ）
繊維試料の側面をキーエンス社製デジタルマイクロスコープＶＨＸ２０００にて３００倍の倍率で撮影した画像において、無作為に抽出した１０箇所について、繊維の幅の長さを測定し、その平均の小数点第２位を四捨五入して小数点第１位まで求めた値を繊維直径ｄ（μｍ）とした。

Ｊ．複屈折率（Δｎ）
繊維試料を切り出して、ベレック式コンペンセーターを備えたＯＬＹＭＰＵＳ ＢＨ−２偏光顕微鏡により、レターデーション（ｎｍ）を測定し、上記Ｋ項で求めた繊維直径ｄ（μｍ）を用いて、式（７）により、Δｎを求めた。
Δｎ＝（レターデーション／繊維直径ｄ）×１０^-３・・・（７）
繊維の５箇所について、Δｎの測定を行い、その平均値を有効数字２桁となるように、３桁目を四捨五入して算出した値を試料の複屈折率とした。

Ｋ．筒編地の作製
繊維試料を英光産業製丸編機ＮＣＲ−ＢＬ（釜径３インチ半（８．９ｃｍ）、２７ゲージ）を用いて、度目が５０となるように調整して筒編地を作製した。繊維の正量繊度が８０ｄｔｅｘ未満の場合は、筒編機に給糸する繊維の総繊度が８０〜１６０ｄｔｅｘとなるように適宜合糸し、総繊度が８０ｄｔｅｘを超える場合は、筒編機への給糸を１本で行い、前記同様度目が５０となるように調整して作製した。

Ｌ．ｑ−ｍａｘ（Ｗ／ｃｍ^２）
室温を２０℃、相対湿度６０％に調整した室内に、上記Ｎ項で得られた筒編地と装置（ＫＥＳ−Ｆ７ ＴＨＥＲＭＯ ＬＡＢＯ ＩＩ ＴＹＰＥ（カトーテック（株）製））を１昼夜放置しておく。筒編地に接触させて熱の移動量を測定するＴ−ＢＯＸを室温より１０℃高くするために蓄熱する熱板ＢＴを３０℃に設定し、ＢＴを暖めるためにＢＴの回りでガードしている熱板Ｇ−ＢＴを２０．３℃に設定し、安定させる。筒編地の裏（着用時に肌側になる）面を上に向けたサンプルを置き、Ｔ−ＢＯＸをサンプルの上に素早くのせてｑ−ｍａｘを測定する。なお、サンプルの目付（ｇ／ｃｍ^２）は測定部の筒編地を１０ｃｍ四方に切断し、重量を測定して算出した。

Ｍ．快適性評価
室温を２０℃、相対湿度を６５％に調整した室内に、上記Ｎ項で得られた筒編地を１昼夜放置しておく。熱板を４０℃に温め、温度の安定を確認後、筒編地を熱板上に設置した。サーモカメラで筒編地の温度を計測し、４０℃で温度が安定した後に、室内環境で放置された断熱材の上に筒編地を移動した。移動した瞬間を時間０として、サーモカメラで温度変化を計測し、室内環境の温度２０℃に筒編地温度が到達するまでの時間を測定した。到達時間が１５分以下であった場合、温度調節機能は好ましいとし、１０分以下であった場合、より好ましいとした。

（実施例１）
エチレンを主鎖にアクリレート系ポリマーが共重合されたＭＦＲ１０９の側鎖融解型の樹脂（住友化学製）を蓄熱材料として選択した。次に、添加物を含まないポリカプロラクタム（硫酸相対粘度２．７１、融点２２０℃）にポリビニルピロリドン（ＢＡＳＦ社製“ルビスコール”Ｋ３０ＳＰ，Ｋ値＝３０）を２０重量％添加したポリカプロラクタムマスターチップを作製した。続けて、添加物を含まないポリカプロラクタム（硫酸相対粘度２．７１、融点２２０℃）に前記マスターチップをチップブレンドし、ポリビニルピロリドン添加率５．０重量％のポリカプロラクタムブレンドポリマーを調整し、このブレンドポリマーを熱可塑性樹脂として選択した。それぞれの材料および樹脂を２５０℃で溶融し、蓄熱材料を芯部、ポリカプロラクタムブレンドポリマーを鞘部として、同心芯鞘複合用口金（吐出孔径０．３０ｍｍ、孔数１８ホール）から芯／鞘比率（重量部）＝５０／５０になるように吐出させた。なお、芯鞘比率については、溶融ポリマーを計量するギヤポンプ回転数によって調整した。糸条冷却装置で糸条を冷却固化し、給油装置により含水油剤を給油した後、第１ロールである引き取りローラーの周速度を８００ｍ／ｍｉｎ、第２ロールである延伸ローラーの周速度を８００ｍ／ｍｉｎ、ワインダーの巻取速度を８００ｍ／ｍｉｎとして巻き取り、１８５ｄｔｅｘ−１８フィラメントの未延伸糸の芯鞘複合繊維を得た。続いて、第１ローラー温度９０℃、第２ローラー温度１６０℃、第１ローラーと第２ローラーの周速度の比で表される延伸倍率を２．５６倍として得られた未延伸糸を延伸し、７３ｄｔｅｘ−１８フィラメントの芯鞘複合繊維の延伸糸を得た。得られた繊維の評価結果を表１に示す。

（実施例２）
芯／鞘比率（重量部）＝７０／３０としたこと以外は、実施例１と同様の条件で芯鞘複合繊維の延伸糸を得た。得られた繊維の評価結果を表１に示す。

（実施例３）
芯／鞘比率（重量部）＝１０／９０としたこと以外は、実施例１と同様の条件で芯鞘複合繊維の延伸糸を得た。得られた繊維の評価結果を表１に示す。

（実施例４）
酸化チタンを０．３２重量％含むポリエチレンテレフタレート（固有粘度０．６６、融点２６０℃）にポリエチレングリコール（数平均分子量８３００ｇ／ｍｏｌ、三洋化成工業製ＰＥＧ６０００Ｓ）を１０重量％添加したポリエチレンテレフタレートマスターチップを作製した。前記マスターチップを熱可塑性樹脂として選択し、溶融温度を２７０℃としたこと以外は、実施例１と同様の条件で芯鞘複合繊維の延伸糸を得た。得られた繊維の評価結果を表１に示す。

（実施例５）
数平均分子量８３００ｇ／ｍｏｌのポリエチレングリコール（三洋化成工業製ＰＥＧ６０００Ｓ）を１０重量％共重合したポリエチレンテレフタレートを熱可塑性樹脂として選択し、溶融温度を２７０℃としたこと以外は、実施例１と同様の条件で芯鞘複合繊維の延伸糸を得た。得られた繊維の評価結果を表１に示す。

（実施例６）
セルロース（コットンリンター）に無水酢酸、無水プロピオン酸を混合してエステル化反応させることで得られるセルロースアセテートプロピオネートに、数平均分子量６００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ６００）およびリン系酸化防止剤としてビス（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイトを混練してセルロース脂肪酸混合エステルチップを得た。前記チップを熱可塑性樹脂として選択し、溶融温度を２６０℃としたこと以外は、実施例１と同様の条件で芯鞘複合繊維の延伸糸を得た。得られた繊維の評価結果を表１に示す。

（比較例１）
添加物を含まないポリカプロラクタム（硫酸相対粘度２．７１、融点２２０℃）を２５０℃で溶融し、丸孔口金（吐出孔径０．３０ｍｍ、孔数１８ホール）から吐出させたこと以外は、実施例１と同様の条件でポリカプロラクタム単独繊維の延伸糸を得た。得られた繊維の評価結果を表１に示す。

（比較例２）
ポリプロピレン樹脂にｎ−オクタデカンを１０重量％添加して、二軸混練機で混練した後に冷却してチップ化した。前記チップを蓄熱材料として選択したこと以外は、実施例１と同様の条件で芯鞘複合繊維の延伸糸を得た。得られた繊維の評価結果を表１に示す。

（比較例３）
同心芯鞘複合用口金の吐出孔径を０．１５ｍｍとし、第１ロールである引き取りローラーの周速度を４００ｍ／ｍｉｎ、第２ロールである延伸ローラーの周速度を４００ｍ／ｍｉｎ、ワインダーの巻取速度を４００ｍ／ｍｉｎとしたこと以外は、実施例１と同様の条件で芯鞘複合繊維を得ようと試みたが、未延伸糸の巻き取り中に繊維が吸湿して膨潤し、安定巻き取りが困難であった。

（比較例４）
芯／鞘比率（重量部）＝９５／５としたこと以外は、実施例１と同様の条件で芯鞘複合繊維を得ようと試みたが、未延伸糸の強度が低く、安定して延伸糸を得ることができなかった。

（比較例５）
酸化チタンを０．３２重量％含むポリエチレンテレフタレート（固有粘度０．６６、融点２６０℃）を熱可塑性樹脂として選択し、溶融温度を２７０℃としたこと以外は、実施例１と同様の条件で芯鞘複合繊維の延伸糸を得た。得られた繊維の評価結果を表１に示す。

本発明の複合繊維は、繊維に配した蓄熱材料の吸熱と発熱のいずれも衣服内環境の快適性を向上させるように作用させることができ、本発明の複合繊維からなる衣服を特に夏季に着用した際に高温および／または高湿の環境や、オフィス、家庭など快適性が必要とされる様々な着用シーンにおいて好適に用いることができる。

Claims (6)

1. 熱可塑性樹脂と側鎖融解型の蓄熱材料からなり、吸放湿パラメーターΔＭＲが０．５％以上である複合繊維。
2. 示差走査熱量計において観測される吸熱および／または発熱ピーク温度が１０℃以上、４０℃以下の範囲にあり、吸熱および／または発熱ピークの温度幅が５℃以上、２０℃以下である請求項１に記載の複合繊維。
3. 熱可塑性樹脂が吸湿性の化合物を含有しているポリアミドである請求項１または２に記載の複合繊維。
4. ポリアミド中に含有されている吸湿性の化合物がポリビニルピロリドンである請求項３に記載の複合繊維。
5. 芯部に側鎖融解型の蓄熱材料、鞘部に熱可塑性樹脂を配した芯鞘複合繊維である請求項１〜４のいずれかに記載の複合繊維。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の複合繊維を用いた繊維構造体。