JP6005070B2 - 遮熱性及び発色性に優れたポリエステル系複合繊維 - Google Patents
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Description
特許文献2では、布帛に銀メッキしたものを使用せねばならず、銀メッキ工程の必要性より、コスト高になるとともに、布帛に銀メッキを施していることにより、遮光されてしまうという欠点もある。
特許文献3では、鞘部に酸化チタンを0.5〜10重量%含有しているため、染色による発色性が低下するという欠点がある。
特許文献4では、芯部の無機酸化物微粒子の量が3〜20重量%しか含まれないため、編地に対して赤外線吸収剤を適用していることからも明らかなように、この芯鞘型合成繊維単独では赤外線の反射性が十分ではない。
本発明の目的は、赤外線を反射して遮熱効果を有するとともに、白色化による色ボケを起こさずに鮮明な発色が可能な芯鞘型複合繊維を提供することにある。
本発明の別の目的は、紡糸性が良好であるとともに、優れた遮熱性および発色性を達成できる芯鞘型複合繊維を提供することにある。
前記太陽光遮蔽物質は、酸化チタン、酸化亜鉛、および硫酸バリウムから選択された少なくとも一種であってもよい。また、遮熱性微粒子は、二酸化ケイ素および硫酸バリウムから選択された少なくとも一種であってもよい。
また、請求の範囲および/または明細書に開示された少なくとも2つの構成要素のどのような組み合わせも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲に記載された請求項の2つ以上のどのような組み合わせも本発明に含まれる。
本発明では、鞘成分が芯成分に対して質量比率が大きな特定の関係にあるため、芯成分に多量の遮蔽物質を混入させても、繊維の発色性および紡糸性を維持することができる。
また、芯鞘型複合繊維が特定の公定水分率を有する場合、遮熱効果を向上することができる。
さらに、芯鞘型複合繊維が特定の断面形状を有する場合、繊維の発色性を向上させることができる。
本発明の芯鞘型複合繊維の芯成分(A成分)を構成する太陽光遮蔽物質を含有する熱可塑性重合体(以下、単にA成分ポリマーと略称することもある)について説明する。A成分ポリマー、すなわち太陽光遮蔽物質を含有する熱可塑性重合体には、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレンなどを用いることができる。なかでも、太陽光遮蔽物質を高充填でき、かつ価格及び汎用性が高い点から、ポリアミドあるいはポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルが好ましい。
また、太陽光遮蔽物質の平均粒子径が0.5μmより大きいと、製糸性が低下するとともに、赤外線の波長を効率的に反射することができず、十分な遮熱効果を得ることができない。太陽光遮蔽物質の平均粒子径は好ましくは0.4μm以下、より好ましくは0.3μm以下である。また、太陽光遮蔽物質は、赤外線の波長を反射できる限りその平均粒子径は限定されないが、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.1μmを超えてもよい。
次に本発明の芯鞘型複合繊維の鞘成分(B成分)を構成する遮熱性微粒子を含有するポリエステル重合体(以下、単にB成分ポリマーと略称することもある)について説明する。
B成分ポリマー、すなわち発色性を維持できる遮熱性微粒子を含有するポリエステル重合体には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル類またはこれらのポリエステルを主体骨格とし、イソフタル酸、金属スルホネート基を有するイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバチン酸等の脂肪族ジカルボン酸、ジエチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、ポリアルキレングリコール、ペンタエリスリトール等の多価アルコール等の第3成分で変性した共重合ポリエステル類が好ましく用いられる。
遮熱性微粒子の平均粒子径は0.1μm以下であり、好ましくは0.08μm以下0.03μm以上である。
本発明の芯鞘型複合繊維は、後述する製造方法により製造することができ、本発明の芯鞘型複合繊維は、全体の公定水分率が0.4%以上であることが好ましい。該複合繊維の公定水分率が0.3%未満では、含まれる水分の蒸発に伴う蒸発潜熱が小さいため、十分な遮熱効果を得ることができない場合がある。
まずA成分ポリマーとB成分ポリマーをそれぞれ別の押出機で溶融押出し、各々紡糸ヘッドへ導入し、目的とする個々の複合形状を形成させる紡糸口金を経由して溶融紡糸させることにより製造することができる。また、最終製品に求められる品質や良好な工程通過性を確保するために、最適な紡糸・延伸方法を選択することができる。より具体的には、紡糸―延伸を1−stepで行うスピンドロー方式や、紡糸原糸を採取した後に別工程で延伸を行う2−Step方式、また延伸を行わず非延伸糸のまま引き取り速度が2000m/分以上の速度で捲取る方式においても、任意の糸加工工程を通過させた後に製品化することで、良好な遮熱効果及び発色性を有する該複合繊維製品を得ることができる。
(ΔT測定)
ΔTは、繊維径を均一に調整し、得られた該複合繊維を用いて目付け200g/m2の筒編地を精錬した後、レフランプを照射し、15分後の試料直下の温度を測定した。温度はタスコジャパン株式会社の貼付型センサーTNA−8Aを用いて測定し、評価は、対照試料であるTiO2を0.05重量%含有するポリエチレンテレフタレート繊維に対しどの程度高い温度を示すかを温度差(ΔT℃)で実施した。
(反射及び透過率)
反射及び透過率は、繊維径を均一に調整し、得られた該複合繊維を用いて目付け200g/m2の筒編地を精錬した後、以下に示す測定装置を使用して測定した。
分光反射率測定器:分光光度計 HITACHI
C−2000S Color Analyzer
染 料:DiacrylBlack BSL-F 7%omf
分散助剤:Disper TL(明成化学工業社製) 1g/l
PH調整剤:ウルトラMTレベル 1g/l
浴 比: 1:50 温 度:130℃×40分
還元洗浄
ハイドロサルファイド 1g/l
アミラジン(第一工業製薬) 1g/l
NaOH 1g/l
浴 比: 1:30 温 度:80℃×120分
(L*値)
得られた染色物について日立307型カラーアナライザー(日立製作所:自動記録式分光光度計)を用いて測定した値である。
JIS L−0844の測定方法に準拠して測定した。
JIS L−0842の測定方法に準拠して測定した。
JIS L−1013の測定方法に準拠して測定した。
インストロン型の引張試験機を用いて得られた荷重−伸度曲線より求めた。
インストロン型の引張試験機を用いて得られた荷重−伸度曲線より求めた。
以下の基準に従って紡糸性評価を行った。
◎:24時間の連続紡糸を行ったところ、紡糸時の断糸が何ら発生せず、しかも得られた該複合繊維には毛羽・ループが全く発生していないなど、紡糸性が極めて良好である
○:24時間の連続紡糸を行ったところ、紡糸時の断糸が1回以下の頻度で発生し、得られた該複合繊維に毛羽・ループが全く発生していないか、あるいは僅かに発生したものの、紡糸性がほぼ良好である
△:24時間の連続紡糸を行ったところ、紡糸時の断糸が3回まで発生し、紡糸性が不良である
×:24時間の連続紡糸を行ったところ、紡糸時の断糸が3回よりも多く発生し、紡糸性が極めて不良である
芯成分に平均粒子径0.4μmの酸化チタン70重量%を含有するポリアミド(A成分ポリマー)と鞘成分に二酸化ケイ素1.0重量%を含有するポリエチレンテレフタレート(B成分ポリマー)の複合比率(質量比率)10:90の条件で、孔数24個(孔径0.25mmφ)の口金を用いて紡糸温度260℃、単孔吐出量=1.42g/分で紡出し、温度25℃、湿度60%の冷却風を0.4m/秒の速度で紡出糸条に吹付け糸条を60℃以下にした後、紡糸口金下方1.2mの位置に設置した長さ1.0m、入口ガイド系8mm、出口ガイド系10mm、内径30mmφチューブヒーター(内温185℃)に導入してチューブヒーター内で延伸した後、チューブヒーターから出てきた糸条にオイリングノズルで給油し2個の引き取りローラーを介して4000m/分の速度で捲取り、84T/24fの該複合繊維フィラメント(強度2.53cN/dtex,伸度40.2%)を得た。得られた該複合繊維を用いて目付け200g/m2の筒編地を精錬した後、種々の測定を実施した。この複合繊維の横断面の重心点Gから繊維外周部の一番遠い点までの直線距離をR、重心点Gから芯成分の一番遠い点までの直線距離をrとするとき、R/r=3.2であり、その時のL*値、反射率、ΔT(℃)及び紡糸性を表1に示した。本発明の製造方法で得られた該複合繊維のL*値は15.56であり、従来のポリエステル繊維と同程度の発色性を示していた。また、ΔT=−3.6℃と高い遮熱効果を示した。さらに、洗濯堅牢性および耐光堅牢性ともに4級以上であった。
次に、A成分及びB成分のポリマー、A成分及びB成分の添加粒子と含有量を変更し、実施例1と同様の手法で紡糸して84T/24fの該複合繊維フィラメントを得た。得られた繊維の物性を表1に示した。いずれも良好なL*値、ΔTであり、何ら問題のない品質であった。また、実施例10では、鞘成分に含有する微粒子に硫酸バリウムを使用する事で、発色性を維持したまま、高い遮熱効果を得ることができる。さらに、いずれの繊維も洗濯堅牢性および耐光堅牢性ともに4級以上であった。
該複合繊維の芯鞘比率を変更して実施例1と同様の手法で紡糸して84T/24fの該複合繊維フィラメントを得た。いずれも優れた遮熱性及び発色性を示し、何ら問題のない品質であった。さらに、いずれの繊維も洗濯堅牢性および耐光堅牢性ともに4級以上であった。
A成分及びB成分のポリマー、A成分及びB成分の添加粒子と含有量を変更し、実施例1と同様の手法で紡糸して84T/24fの該複合繊維フィラメントを得た。得られた繊維の物性を表1に示した。
Claims (7)
- 芯成分が平均粒子径0.5μm以下の太陽光遮蔽物質を8重量%以上70重量%以下含有する熱可塑性重合体であり、鞘成分が平均粒子径0.1μm以下で、前記太陽光遮蔽物質よりも平均粒子径が小さく、発色性を維持できる遮熱性微粒子を0.5重量%以上10重量%以下含有するポリエステル系重合体であり、かつ芯成分と鞘成分との質量比率が10:90〜30:70である芯鞘型複合繊維であって、前記太陽光遮蔽物質が、酸化チタン、酸化亜鉛、および硫酸バリウムから選択された少なくとも一種であって、前記遮熱性微粒子が、二酸化ケイ素および硫酸バリウムから選択された少なくとも一種である芯鞘型複合繊維。
- 芯成分が、太陽光遮蔽物質を、20重量%を超えて70重量%以下含有する請求項1記載の芯鞘型複合繊維。
- 繊維全体の公定水分率が0.4%以上である請求項1または2に記載の芯鞘型複合繊維求項1または2に記載の複合繊維。
- 太陽光遮蔽物質の平均粒子径が、0.1μmを超える請求項1〜3のいずれか一項に記載の芯鞘型複合繊維。
- 繊維の横断面の重心点Gから繊維外周部の一番遠い点までの直線距離をR、重心点Gから芯成分の一番遠い点までの直線距離をrとするとき、R/r≧1.8であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の芯鞘型複合繊維。
- 波長800〜1200nmの赤外線の平均反射率が70%以上である請求項1〜5のいずれか一項に記載の芯鞘型複合繊維。
- L*値が16.5以下である請求項1〜6のいずれか一項に記載の芯鞘型複合繊維。
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