説明

ポリマーアロイ繊維撚り糸およびそれからなる織編物

【課題】染色工程での生地破れや衣料品として用いる際の実用耐久性を大幅に改善することができるポリマーアロイ繊維撚り糸、ナノファイバー集合体撚り糸およびそれからなる織編物を提供する。
【解決手段】ポリアミド樹脂とポリ乳酸樹脂とを含有するポリマーアロイ繊維からなり、500〜1200t/mの撚りがされている撚り糸。また数平均による単糸直径が1〜200nm、500〜1200t/mの撚りがされているナノファイバー集合体撚り糸。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリマーアロイ繊維撚り糸およびそれからなる織編物に関するものである。特に、織編物を製造する際の染色工程での生地破れや織編物を衣料用繊維製品として用いる際の実用耐久性を大幅に改善できるポリマーアロイ繊維撚り糸に関するものである。
さらに本発明はナノファイバー集合体撚り糸およびそれからなる織編物に関する。
【背景技術】
【0002】
繊維にソフト性を付与することを目的とした極細繊維を溶融紡糸するに際し、単糸直径がミクロンサイズの繊維については、単純に易溶解性ポリマーとの複合紡糸をして複合断面糸を得て、易溶解性ポリマーを溶出除去して得るのが通常である。紡糸口金設計に主眼を置いた方法により単独ポリマーでの溶融紡糸でも得ることができる。
【0003】
一方、極細繊維と言うのに相応しい単糸直径がナノサイズの極細繊維(以下、単に「極細繊維」と称することがある。)については、種々の製法があるが、易溶解性ポリマーと難溶解性ポリマーとをポリマーブレンドしたアロイ繊維を得て、易溶解性ポリマーを溶出除去して得るのが現在では主流である。
【0004】
例えば、特許文献1にはポリアミド樹脂とポリエステル樹脂から得られるポリマーアロイ繊維であり、ポリマーアロイ繊維のエステル交換反応が2モル%以下であるポリマーアロイ繊維が記載されている。これにより、特に溶融紡糸により繊維を製造する時の溶融時のポリマーのゲル化を抑制することで、ゲルのポリマーへの混入等による紡糸操業性不良、および繊維の毛羽や単糸切れ等を大幅に改善することができるポリマーアロイ繊維、および当該ポリマーアロイ繊維中に含まれるポリエステルを溶解除去することで得られるポリアミド極細繊維、またはポリアミド多孔繊維が得られる。
【0005】
しかしながら、特許文献1のポリマーアロイ繊維を衣料用途に展開しようとしたところ、一般的な織編物の製造工程において、特に液流染色機での生地破れが発生したり、衣料用織編物の耐久性基準に満たなかったり、洗濯時に衣料品が破れる、洗濯繰り返しにより生地が薄くなる問題があり、衣料用途への展開は難しい状態であった。なぜなら、ポリマーアロイ繊維中に含まれるポリエステルを溶解除去する工程は、染色前工程で行われ、生産性の良い液流染色機で溶解除去処理、染色加工、機能加工が連続して実施されるのが一般的である。液流染色機は、織編物をロープ状で、液流の流れに乗せて搬送しながら染色するバッチ式染色機である。この液流染色機で、ポリマーアロイ繊維からなる織編物を、溶解除去処理を行うことにより織編物中のポリエステルを溶解すると、ポリアミド極細繊維(以後、ナノファイバー集合体とも称す)が得られる。このナノファイバー集合体は、図1に示すように、ナノサイズの極細繊維がバンドル状に収束した状態であり、ナノサイズの極細繊維の単糸が連続した繊維ではない。図1は、ポリマーアロイ繊維をアルカリ処理した後のナノファイバー集合体の組織構造の一例を示す写真である。また、通常のポリアミド極細繊維と比較しても比表面積が増大するため、繊維軸方向および直角方向への可逆的な水膨潤性を示す。それ故、ポリエステルを溶解した後に連続して染色や機能加工を行う際に水膨潤し、加工時に織編物が揉まれることによって、ナノサイズの極細繊維のバンドル状に収束した状態から単糸1本1本が乖離し、生地が破れる問題が発生するのである。また、衣料品とした場合、例えば洗濯による破れ、繰り返し洗濯によりナノサイズの極細繊維のバンドル状に収束した状態から単糸1本1本が乖離し生地が薄くなっていくなど実用耐久性に乏しく衣料品としては展開できていないのが実状である。
【特許文献1】特開2007−191851号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、上述したような従来の問題を解決し、染色工程での生地破れや衣料品として用いる際の実用耐久性を大幅に改善することができるポリマーアロイ繊維撚り糸、ナノファイバー集合体撚り糸およびそれからなる織編物を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した目的は、以下の通りとすることにより達成される。
(1)ポリアミド樹脂とポリ乳酸樹脂とを含有して得られるポリマーアロイからなり、500〜1200t/mの撚りがされている撚り糸。
(2)上記ポリマーアロイのエステルアミド交換反応率が2モル%以下である撚り糸
(3)上記ポリマーアロイ繊維撚り糸を用いた織編物。
(4)上記ポリマーアロイ繊維撚り糸中に含まれるポリ乳酸を溶解除去して得られるポリアミド極細繊維撚り糸である織編物。
(5)数平均による単糸直径が1〜200nm、500〜1200t/mの撚りがされているするナノファイバー集合体撚り糸。
(6)上記ナノファイバー集合体撚り糸を用いた織編物。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、染色工程での生地破れや衣料用繊維製品として用いる際の実用耐久性を持ったポリマーアロイ繊維撚り糸、ナノファイバー集合体撚り糸およびそれからなる織編物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【0010】
本発明の第一態様は、ポリアミドとポリ乳酸とを含有するポリマーアロイからなる繊維からなる撚り糸であり、500〜1200t/mの撚りを有していることが必要である。
【0011】
本発明の第二態様は、数平均による単糸直径が1〜200nm、500〜1200t/mの撚りを有しているナノファイバー集合体撚り糸であることが必要である。 本発明においては撚りをかけることにより繊維が硬くしまり、繊維間の摩擦力を高めることにより、染色工程での繊維軸方向および直角方向への可逆的な水膨潤性を抑制、衣料品とした場合の実用耐久性を維持することができる。1200t/mを超えると繊維を硬くしまり過ぎ、ナノファイバー集合体の特徴の一つであるソフト性を損なうことになる。また、500t/m未満の場合は、染色工程での水膨潤性を抑制することができず、加工中に生地が破れたり、衣料品とした場合に洗濯の摩擦により生地が破れ実用耐久性が悪くなる。好ましくは、500〜1000t/mである。
【0012】
一般的に、織物での撚糸の目的は、糸を構成する単繊維(フィラメント)が静電気や摩擦などの外力を受けて開繊しやすいので、製織時の単糸切れ、毛羽などの損傷を抑制すること、扁平になりやすい糸に丸味を与える甘撚(200〜350t/m)、シャー、ボイル、オーガンジーなど薄地中撚織物用(1000〜2000t/m)、ジョーゼット、チリメン、デシン、パレスなど強撚織物用(2500〜3000t/m)のような風合い、触感、ドレープ性などの三次元的な撚り糸効果を表現する技術である。本発明は、織編物を構成するポリマーアロイ繊維、ナノファイバー集合体が溶解した後に連続して染色や機能加工を行う際に水膨潤し、加工時に揉まれることによって、ナノサイズの極細繊維のバンドル状に収束した状態から単糸1本1本が乖離し、生地が破れる問題が発生するので染色工程時の生地破れを抑制すること、衣料品の実用耐久性、洗濯耐久性を向上させる技術である。
【0013】
本発明のポリマーアロイ繊維撚り糸は、実質的にポリマーアロイ繊維からなり、好ましくはポリマーアロイ繊維のみで構成され、1本または2本以上の糸を引きそろえ右撚か左撚を500〜1200t/mかけることにより得られる。撚りを施す方法はアップツイスターの1つに分類されるイタリー撚糸機、ラージアップツイスターやダウンツイスターの1つに分類されるリング撚糸機、合撚機、またはダブルツイスターなどの一般の撚糸機を使用して撚糸され、取り分け汎用性に優れ、取り扱いが簡単な合撚機や生産性に優れたダブルツイスターが好ましく利用される。
本発明に用いられるポリアミド樹脂は、いわゆる炭化水素基が主鎖にアミド結合を介して連結された高分子量体からなる樹脂であって、かかるポリアミドとしては、染色性、機械特性に優れており、ポリ乳酸とのポリマーアロイに好適な、主としてポリカプロアミド(ナイロン6)からなることが好ましい。ここで言う「主として」とは、ポリカロアミドを構成するε−カプロラクタム単位がアミド単位中に80モル%以上であることを言い、さらに好ましくは90モル%以上である。その他の成分としては、特に限定されないが、例えば、ポリドデカノアミド、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリヘキサメチレンアゼラミド、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ノアミド、ポリメタキシリレンアジパミド、ポリヘキサメチレンテレフタラミド、ポリヘキサメチレンイソフタラミド等を構成するモノマーである、アミノカルボン酸、ジカルボン酸、ジアミン等の単位が挙げられる。
また、ポリカロアミドの重合度は、ポリマーアロイ繊維、ポリマーアロイ繊維中に含まれるポリ乳酸を溶解除去して得られるポリアミド極細繊維、あるいはその加工品の要求特性、またはそれらを安定して得るために適当な範囲より適宜選択して良いが、好ましくは98%硫酸相対粘度で2〜3.3の範囲であり、さらに好ましくは2〜2.8の範囲である。
また、ポリカプロアミド中に含有される低分子量残留物量としては、好ましくは熱水抽出法により検出される低分子量残留物量で1.8重量%以下であり、さらに好ましくは1.5重量%以下である。低分子量残留物量が1.8重量%を越えると、溶融時にエステルアミド交換反応が進行しやすくなる可能性があり、その結果として、溶融時にポリマーのゲルが生成し、ゲルのポリマーへの混入等による紡糸操業性不良を引き起こしたり、高次加工において、ゲルに起因する繊維の毛羽や単糸切れ等により高次通過性を悪化させたりする可能性がある。
【0014】
ポリカプロアミド中の低分子量残留物を除去する方法としては、重合されたポリカプロアミドチップを、90〜120℃程度の沸騰水に接触させ、低分子量残留物を抽出することが好ましい。ポリカプロアミド中の低分子量残留物量は、チップ形状、浴比等によっても異なることがあるが、抽出時間は20〜40hr程度で、必要に応じてヒドラジン等の還元剤を添加することが好ましい。抽出操作を終えたポリカプロアミドチップは約10重量%の水分を含有するため、乾燥をすると良い。ポリカプロアミドチップの乾燥方法は、1.3kPa以下の減圧下で、バッチ方式で加熱する方法、あるいは、ポリカプロアミドチップと加熱された窒素とを連続的に接触させる方法が挙げられる。ポリカプロアミドチップを大量生産する場合は、連続運転が可能な後者が有利であり、少量多品種生産をする場合は前者が有利である。通常の場合、乾燥はポリカプロアミドの融点以下の温度である100〜120℃において、10〜30hr程度保持することにより、水分率が概ね0.1重量%以下となるまで行うと良い。
【0015】
本発明に用いられるポリ乳酸樹脂は、乳酸モノマーを重合したものである。乳酸にはD−乳酸とL−乳酸の2種類の光学異性体が存在するため、その重合体もD体のみからなるポリ(D−乳酸)とL体のみからなるポリ(L−乳酸)および両者からなるポリ乳酸がある。ポリ乳酸中のD−乳酸、あるいはL−乳酸の光学純度は、低くなるとともに結晶性が低下し、融点降下が大きくなる。そのため、耐熱性を高めるために光学純度は90%以上であることが好ましい。また、ポリ乳酸の性質を損なわない範囲において、乳酸以外のモノマーを共重合していてもよいが、好ましくはポリ乳酸を構成する乳酸単位はエステル単位中80モル%以上であり、更に好ましくは90モル%以上である。また、ポリ乳酸の分子量は、本発明のポリマーアロイ繊維、その加工品の要求特性、またはそれらを安定して得るために適当な範囲より適宜選択してよいが、繊維形成能の観点から、好ましくは重量平均分子量で5万〜30万の範囲であり、更に好ましくは5万〜15万の範囲である。
【0016】
本発明のポリマーアロイ繊維を得るのに用いられるポリアミド樹脂、ポリ乳酸樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲において種々の添加剤を含んでも良い。この添加剤を例示すると、マンガン化合物などの安定剤、酸化チタンなどの着色剤、可塑剤、滑剤、難燃剤、導電性付与剤、繊維状強化剤等が挙げられる。
【0017】
本発明のポリマーアロイ繊維は、エステルアミド交換反応率が2モル%以下であることが好ましい。ここで言うエステルアミド交換反応率とは、ポリエステルを構成する全塩基酸のうちアミド結合している塩基酸の割合を言う。この値が小さくなるほど、ポリアミド分子鎖とポリエステル分子鎖がお互いに独立して存在していると言え、逆にこの値が大きくなるほど、ポリアミド分子鎖とポリエステル分子鎖が一部共重合され、一種のブロックポリマーが形成されていくと言える。そして、この反応過程においてゲルが生成されていくのである。エステルアミド交換反応率を2モル%以下とすることにより、溶融時のポリマーのゲル化が抑制でき、ゲルのポリマーへの混入等による紡糸操業性不良、および繊維の毛羽や単糸切れ等を大幅に改善することができるのである。さらに好ましくは1モル%以下である。
【0018】
本発明のポリマーアロイ繊維に含まれるポリアミド樹脂とポリ乳酸樹脂の重量比は、ポリマーアロイ繊維、ポリマーアロイ繊維中に含まれるポリ乳酸を溶解除去して得られるポリアミド極細繊維、あるいはその加工品の要求特性、またはそれらを安定して得るために適当な範囲より適宜選択して良い。しかしながら、重量比を50:50のような中心値に近づけるにつれ、海ポリマーと島ポリマーの接触界面が大きくなって相互作用が過大となり、溶融時にエステルアミド交換反応が進行しやすくなり、その結果として、溶融時にポリマーのゲルが生成し、ゲルのポリマーへの混入等による紡糸操業性不良を引き起こしたり、高次加工において、ゲルに起因する繊維の毛羽や単糸切れ等により高次通過性を悪化させたりすることがある。かかる観点から、ポリアミド樹脂とポリ乳酸樹脂の重量比として30:70〜45:55の範囲とすることが好ましい。
【0019】
一般的にポリアミドの重量比を小さくすると、ポリマーアロイ繊維として見た場合、ポリアミド成分が少なくなるため、柔らかさ、耐摩耗性といったポリアミドの特徴が発現しにくくなる。また、ポリアミドの重量比が小さい場合、ポリアミドが島、ポリ乳酸が海の海島構造状のポリマーアロイとなりやすいため、ポリマーアロイ繊維に含まれるポリ乳酸を溶解除去して得られるポリアミド極細繊維を得るには好適であると言える。
【0020】
また、これとは逆に、ポリアミドの重量比を大きくすると、ポリマーアロイ繊維として見た場合、ポリアミド成分が多くなるため、柔らかさ、耐摩耗性といったポリアミドの特徴が発現しやすくなる。
【0021】
本発明のポリマーアロイ繊維は、海島構造状のポリマーアロイ繊維であることが必要である。ここで言う海島構造状とは、繊維横断面において、真円、楕円状等に島ポリマーが微分散しており、かつ繊維軸方向に島ポリマーが細く伸びた筋状に微分散している構造を言う。
【0022】
本発明のポリマーアロイ繊維の島の平均直径は、ポリマーアロイ繊維、ポリマーアロイ繊維に含まれるポリ乳酸を溶解除去して得られるポリアミド極細繊維、あるいはその加工品の要求特性、またはそれらを安定して得るために適当な範囲より適宜選択して良いが、好ましくは1〜200nmの範囲であり、さらに好ましくは10〜150nmの範囲である。島の平均直径が1nm未満では、海ポリマーと島ポリマーの接触界面が大きくなって相互作用が過大となり、溶融時にエステルアミド交換反応が進行しやすくなる場合があり、その結果として、溶融時にポリマーのゲルが生成し、ゲルのポリマーへの混入等による紡糸操業性不良を引き起こしたり、高次加工において、ゲルに起因する繊維の毛羽や単糸切れ等により高次通過性を悪化させたりする場合がある。島の平均直径が200nmを越えると、島ポリマー自体が欠点となるため、紡糸操業性不良を引き起こしたり、さらには得られるポリマーアロイ繊維にも毛羽や単糸切れ等が発生しやすくなったりする場合がある。ここで繊維横断面に現れる島は、やや歪んだ楕円状となる場合があり、必ずしも真円とは限らないため、ここで言う島の平均直径とは島の面積から円換算で求めたものを言う。 また、島の大きさがある一定以上のものがある一定量存在している場合、島ポリマー自体が欠点となるため、紡糸操業性不良を引き起こしたり、さらには得られるポリマーアロイ繊維にも毛羽や単糸切れ等が発生しやすくなったりする場合がある。従って、本発明のポリマーアロイ繊維の繊維横断面に現れる直径300nm以上の粗大島の総面積が、全ての島の総面積の3%以下であることが好ましく、さらに好ましくは2%以下である。
【0023】
なお、上記島の直径は後述する方法で測定するものとする。
【0024】
本発明のポリマーアロイ繊維の断面形状は、ポリマーアロイ繊維、あるいはその加工品の要求特性から適宜選択して良い。例示すると、真円、楕円、三葉、四葉、十字、中空、扁平、T字、X字、H字断面等が挙げられる。
【0025】
本発明のポリマーアロイ繊維の製造方法は、下記の方法を採用することが好ましい。すなわち、ポリアミド樹脂とポリ乳酸樹脂を溶融混練し、海島構造状のポリマーアロイチップを得る。そして、これを溶融紡糸することにより本発明のポリマーアロイ繊維を得ることができる。また、ポリアミド樹脂とポリ乳酸樹脂との溶融混練方法も重要であり、押出混練機や静止混練機等により強制的に混練することにより粗大な凝集ポリマーの生成を大幅に抑制することができるのである。強制的に混練する観点から、押出混練機としては二軸押出混練機、静止混練機としては分割数100万割以上のものを用いることが好ましい。
さらには、溶融混練温度としては、可能な限り低温度で溶融混練する方が、溶融混練時でのエステルアミド交換反応が抑制できるため、紡糸性が向上する。ポリ乳酸では、溶融混練温度はポリマーの融点から+30℃以内が好ましく、さらに好ましくは+20℃以内である。特に、ポリカプロアミド樹脂とポリ乳酸樹脂の場合、溶融ポリマーが固くなり溶融成形性が低下しやすくなるため、単純にポリアミド樹脂の重量比を小さくするか、または溶融粘度を下げることが望ましい。
【0026】
また、溶融紡糸時でのエステルアミド交換反応、ならびに、島ポリマーの再凝集を抑制する観点から、紡糸口金から吐出するまでの滞留時間も重要であり、ポリマーアロイの溶融部先端、例えば、プレッシャーメルタータイプの溶融紡糸機の場合はメルター部から、エクストルーダータイプであればシリンダー入口から、紡糸口金から吐出するまでの時間は20分以内とすることが好ましい。
【0027】
さらには、溶融紡糸温度としては、可能な限り低温度で溶融紡糸する方が溶融紡糸時でのエステルアミド交換反応が抑制できるため紡糸性が向上する。具体的には、ポリ乳酸樹脂(融点175℃)とポリカプロアミド樹脂(融点215℃)のポリマーアロイでは、溶融紡糸温度はポリマーの融点から+30℃以内が好ましく、さらに好ましくは+20℃以内である。ここで言うポリマーの融点とは、溶融混練する前のポリアミドの融点、ポリ乳酸の融点のうち高い方のポリマーの融点を言う。特に、ポリカプロアミド樹脂とポリ乳酸樹脂の場合、溶融ポリマーが固くなり溶融成形性が低下しやすく、高速曳糸性が悪化しやすくなるため、単純にポリカプロアミド樹脂の重量比を小さくするか、または溶融粘度を下げることが望ましい。
【0028】
上記したような製造方法の特徴により、粗大な凝集ポリマーの生成が抑制されるため、ポリマーアロイの粘弾性バランスが崩れにくく、紡糸吐出が安定し、高速曳糸性や糸斑を著しく改善できるという利点もある。さらには、通常の繊維(ポリマーアロイ繊維以外の繊維)を溶融紡糸する口金の吐出孔径よりも大きい吐出孔径を有する口金を用いると、口金吐出孔でのポリマーアロイへの剪断応力を低減し、粘弾性バランスを保つことができるため紡糸性が向上する。具体的には、ポリマーアロイの口金吐出孔での吐出線速度を20m/分以下にできる口金を用いることが好ましい。加えて、糸条の冷却も重要であり、口金から積極的な冷却開始位置までの距離を1〜10cmとすることで、伸長流動が不安定化しやすいポリマーアロイを、迅速に冷却固化させ紡糸性を安定化させることができるのである。
【0029】
また、本発明のポリマーアロイ繊維は、紡糸した後に一旦巻き取ることなく引き続き延伸する直接紡糸延伸法、紡糸速度を4000m/分以上のように高速として実質的に延伸工程を省略する高速紡糸法、それらを組合せた高速直接紡糸延伸法、加えて、紡糸した後に一旦巻き取り、巻き取った後に延伸する2工程法等のいずれの製造方法でも可能であるが、未延伸糸の寸法や物性の経時変化を抑制するため、紡糸速度は2000m/分以上として繊維構造を発達させることが好ましい。
【0030】
かくして得られたポリマーアロイ繊維は前述の方法により撚り糸にされ、織編物に供される。
【0031】
本発明のポリマーアロイ繊維撚り糸は、常法によって製織することにより織物とすることができる。まず経糸用の繊維をクリールに並べて整経をおこないビームに巻き、つづいてビームに巻いた繊維を糊付け・乾燥して経糸の準備をおこなう。つづいて経糸を織機のオサに通し、緯糸を打ち込んで織物を仕立てる。織機はシャトル織機、エアジェットルーム織機、ウォータジェットルーム織機、レピア織機、グリッパシャトル織機などの種類があるがいずれの織機で製造しても良い。好ましくは、生産性が高いエアジェットルーム織機、ウオータージェットルーム織機である。但し、ポリマーアロイ繊維撚り糸を製織前にアルカリ処理をした場合については、水膨潤の観点からエアジェットルーム織機が好ましい。
また緯糸の打ち込み方により、平組織、斜文組織(ツイル)、朱子組織(サテン)などのいくつかの織組織があるが目的に応じていずれをも選ぶことができる。さらに、織物に使用される経糸および緯糸については少なくとも片方がポリマーアロイ繊維撚り糸を用いることが好ましい。片方がポリマーアロイ繊維撚り糸を用いた場合、もう一方の繊維は特に限定しないが、強アルカリに対して耐薬品性の性質を持つ繊維が好ましい。また、両方ポリマーアロイ繊維撚り糸を用いる場合、経糸または緯糸のどちらか一方が500〜1200t/mを満たすことが必要であるが、好ましくは経糸、緯糸いずれも500〜1200t/mを満たすことが好ましい。
【0032】
本発明のポリマーアロイ繊維撚り糸編物は、常法によって製編することにより得られる。例えば、緯編みの場合、横編み機(流し編機、成形編機)、丸編機(シングル丸編機、ダブル丸編機、靴下編機)などの種類があるがいずれの編機で製造してもよい。また、編成方法により、平編、ゴム編、パール編、スムース編などのいくつかの編組織があるが目的に応じていずれをも選ぶことができる。経編みの場合、経編み機は、ラッシェル編機、トリコット編機などの種類があるがいずれの編機で製造してもよい。また、編成方法により、デンビー組織、コード組織、アトラス組織などのいくつかの編組織があるが目的に応じていずれをも選ぶことができる。
【0033】
本発明の織編物は、アルカリ処理することによって、ポリマーアロイ繊維中に含まれるポリ乳酸を全量溶解除去することによりポリアミド極細繊維(ナノファイバー集合体)が得られる。これらの場合、ポリマーアロイ繊維又はポリマーアロイ繊維撚り糸をそのままアルカリ処理、または織編物を製造した後にアルカリ処理、いずれの工程でも加工することができる。アルカリ処理に使用するアルカリの種類は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなど強アルカリ(pH10〜14)であれば特に限定しないが、水酸化ナトリウムを用いることが好ましい。そのアルカリ処理条件は、アルカリ濃度0.5〜20g/lの水溶液とすることが好ましい。20g/lを越えると、溶出時間を短縮できるが、生産作業者にとっての取り扱いに危険を伴うだけでなく、例えばポリエステル繊維のようなアルカリに弱い繊維と交織又は交編した場合にはポリエステルの溶解が進み、引裂強力、破裂強力等物理物性が低下する。5g/l未満の場合、溶出に時間を要するため生産性が低下する。好ましくは1〜6g/lである。また、その水溶液の温度は、80〜120℃であることが好ましい。120℃を越えると、ポリアミドが劣化し引裂強力、破裂強力等物理特性が低下する。80℃未満の場合、溶出に時間を要するため生産性が低下する。溶出処理方法については、コールドバッチ、吊り法による浸積状態での溶出、液流染色機などを用いた攪拌状態での溶出などいかなる方法を用いてもよいが、攪拌状態での溶出が溶出時間、工程を短縮させる上で好ましい。
【0034】
得られた織編物は、公知の方法で染色加工が施される。一般的には、精錬、中間セット(ヒートセット)、染色、仕上げセット(ヒートセット)を施して仕上げる。染色機には、液流染色機、ジッガー染色機、ビーム染色機、ウインス染色機などの種類があるがいずれの染色機で染色してもよいが、生産性の高い液流染色機が好ましく用いられる。
【0035】
染色は、ポリアミド繊維に使用される酸性染料、金属錯塩酸性染料、反応染料を用いることができ、90℃以上の温度で、30〜90分程度処理することにより行われる。また、濃色の場合は、織物の色落ちを防ぐため、その後、合成タンニン、タンニン/吐酒石などによるフィックス処理を施してもよい。また、他素材との交織・交編の場合はポリアミド繊維に使用される上記染料と、交織・交編のポリアミド繊維とは異なる繊維に適した染料の両方を用いて、同浴又は2段階染めを行ってもよい。ヒートセットは、織編物の形態の固定、寸法安定性、外観や風合いの調整、染色性の均一化を行うために行われ、ポリアミド繊維を用いた織編物は、少なくともポリアミド繊維のガラス転移点以上、染色温度以上の温度で乾熱セット、スチームセットされることが好ましい。さらに好ましくは、スチームセットは100〜110℃、乾熱セットは130〜190℃で行う。ヒートセット機には、ピンテンター、サクションドラム、ショートループドライヤー、シリンダーヒートセット機、アイロン、高温高圧スチーマ、真空スチームセット機などの種類があるがいずれのヒートセット機を用いてもよい。
【0036】
本発明の織編物は、必要に応じて仕上げ及び処理加工を施してもよい。また、仕上げ加工として機械的に加圧・加熱したりもみほぐしたりすることで繊維構造を物理的に変化させて仕上げを行う物理的加工(カレンダー加工等)や樹脂などを含む化学剤の処理により新たな機能(撥水・撥油、透湿・防水、防炎・難燃、防かび、防ダニ、防臭・消臭、防汚、防しわ、帯電防止、)を付与させる化学的加工を施しても良い。例えば、綿交織織物の処理加工の場合は、綿の光沢、強度、防縮性、染色性を向上させるために、シルケット加工(一般的には苛性ソーダを使用)、ソフト感の向上や表面毛羽を脱落させるさせるためにバイオ加工を行う、合成繊維との交織の場合、光沢向上、低通気性付与のために、カレンダー加工を行う、ポリアミド繊維を収縮させるためにベンジルアルコール処理を行うなどがある。
【0037】
本発明の織編物は、ダウンジャケット、ウインドブレイカー、ゴルフウエアー、レインウエアなどに代表されるスポーツ、カジュアルウエアやコート、ジャケット、ボトムなどに代表される婦人衣料、紳士衣料、ストッキング、タイツに代表されるレッグウエア、キャミソール、ショーツに代表されるインナーウエアに主に使用される。
【実施例】
【0038】
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。なお、実施例中の測定方法は、以下の方法を用いた。
【0039】
A.ポリカプラミドの98%硫酸相対粘度(ηr)
オストワルド粘度計にて下記溶液の25℃での落下秒数を測定し、下式により算出した。
ポリカプラミドを1g/100mlとなるように溶解した98%濃硫酸(T1)、98%濃硫酸(T2)とすると、
(ηr)=T1/T2。
【0040】
B.ポリカプラミド中の低分子量残留物量(MO量)
35メッシュを通過し、115メッシュに留まるポリカプラミド粉末を、水分率が0.03重量%以下となるまで乾燥、その重量を秤量した(W1)。その後、浴比200倍の沸騰水で4hr抽出し、水洗後、再び水分率が0.03重量%以下となるまで乾燥、その重量を秤量した(W2)。下式により算出した。
(MO量)(重量%)={(W1−W2)/W1}×100。
【0041】
C.ポリ乳酸の重量平均分子量(Mw)
ポリ乳酸のクロロホルム溶液にテトラヒドロフランを混合し測定溶液とした。これをゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、ポリスチレン換算でMwを求めた。
【0042】
D.核磁気共鳴分光分析(NMR)によるエステルアミド交換反応率
繊維およびチップの1H−NMRスペクトルを測定し、ポリエステルのアミド結合している塩基酸のシグナル強度(a)と、ポリエステルのエステル結合している塩基酸のシグナル強度(b)から、ポリエステルを構成する全塩基酸のうちアミド結合している塩基酸の割合について算出した。
エステルアミド交換反応率(モル%)={2a/(a+b)}×100
1H−NMR測定条件詳細を下記する。
装置:Varian UNITY INOVA600型
観測核:1H
観測周波数:599.5MHz
溶媒:HFIP−d2
濃度:40mg/1g
基準:TMS
温度:25℃
観測幅:8kHz
データ点:64K
flip angle:45°
繰り返し時間:7.0sec
積算回数:128。
【0043】
E.透過型電子顕微鏡(TEM)による繊維、ナノファイバー集合体およびペレットの断面観察
ポリマーアロイ繊維については繊維横断面に、ナノファイバー集合体については、得られた織編物横断面に、ペレットについては任意の断面に超薄切片を切り出し、TEM(日立(株)社製H−7100FA型)で断面を観察した。また、海と島の識別がしやすいようにリンタングステン酸(PTA)染色を施した。
【0044】
F.島ポリマーの直径、平均直径、直径300nm以上の粗大島の総面積の割合
TEMによるポリマーアロイ繊維およびペレットの断面写真(10000倍)を画像処理ソフト(三谷商事(株)社製WINROOF)を用いて処理し、求めた島ポリマーの面積を円換算して直径を算出した。島ポリマーの平均直径は、得られた個々の直径から数平均して算出した。直径300nm以上の粗大島の総面積の割合は、島の総面積に占める割合で算出した。これらの算出に用いる島ドメイン数は、同一断面内で無作為抽出した300の島ドメインとした。ただし、TEM観察用のサンプルは超薄切片とするため、サンプルに破れや穴あきが発生しやすい。このため、島ポリマーの直径解析時にはサンプルの状況と照らし合わせながら慎重に行った。
【0045】
G.ナノファイバー集合体の数平均の単糸直径
TEMによる織編物断面写真(10000倍)を画像処理ソフトを用いて処理し、無作為抽出した300本の単繊維断面における直径を測定した。断面写真は、布帛の任意5箇所撮影し、合計1500本の単繊維断面の直径を求め、その平均値を数平均による繊維直径とした。
【0046】
H:毛羽数
多点毛羽計数装置(東レエンジニアリング社製MFC−120)を用いて、繊維パッケージから繊維を600m/分で解舒し、5時間測定、装置に表示される毛羽数をカウントした。
【0047】
I.引裂強力(N)
一般織物試験方法 JIS L 1096(1999) 8.15.1 D法(ペンジュラム法)に従い測定した。尚、湿潤状態とは、水(20℃±2℃)中に1時間沈め、水中から取り出した後1分以内に測定した。乾燥状態とは、標準状態(20℃×65%RH)に24時間放置した後測定した。
【0048】
J.破裂強力(kPa)
ニット生地試験方法 JIS L 1018(1999) 8.17.1 A法(ミューレン形法)に従い測定した。尚、湿潤状態とは、水(20℃±2℃)中に1時間沈め、水中から取り出した後1分以内に測定した。乾燥状態とは、標準状態(20℃×65%RH)に24時間放置した後測定した。
【0049】
K.風合い
検査者(30人)の触感によって筒編地のソフト性を次の基準で相対評価した。
◎:ソフト感が非常によい。○:ソフト感がややよい。△:ソフト感があまりない。×:ソフト感がない。
【0050】
(ポリマーアロイ繊維A、Bの製造)
ポリアミドとしてηrが2.6、MO量が1重量%のポリカプロアミドと、Mwが12万のポリ乳酸とを、両者の水分率が0.03重量%以下になるまで乾燥した後、重量比(ポリアミド/ポリ乳酸)40/60(A)、20/80(B)で、二軸押出混練機で、240℃で溶融混練して、海がポリ乳酸、島がポリカプラミドの海島構造状のポリマーアロイチップを得た。
【0051】
そして、これらのポリマーアロイチップを水分率が0.03重量%以下になるまで乾燥した後、プレッシャーメルタータイプ溶融紡糸機で、240℃で溶融吐出し、18℃の冷風で冷却、給油した後に、巻取速度4000m/分で高速直接紡糸延伸を行い、133デシテックス48フィラメントおよび56デシテックス17フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。なお、プレッシャーメルタータイプの溶融紡糸機の場合はメルター部から、紡糸口金から吐出するまでの時間は20分以内とした。得られたポリマーアロイ繊維は、海がポリ乳酸、島がポリカプラミドの海島構造状のポリマーアロイ繊維であった。
【0052】
得られたポリマーアロイ繊維Aは、エステルアミド交換反応率0%、毛羽数0個、島の平均直径122nm、直径300nm以上の粗大島の総面積の割合0.7%であった。また、紡糸操業性については、ポリマーアロイ繊維を1t生産した際の紡糸糸切れ回数は0.1回/tであった。
【0053】
得られたポリマーアロイ繊維Bは、エステルアミド交換反応率0%、毛羽数0個、島の平均直径141nm、直径300nm以上の粗大島の総面積の割合1.5%であった。また、紡糸操業性については、ポリマーアロイ繊維を1t生産した際の紡糸糸切れ回数は1.2回/tであった。
【0054】
(ポリマーアロイ繊維Cの製造)
280℃で溶融混練とする以外は原糸Aと同様に溶融混練し、海がポリ乳酸、島がポリカプラミドの海島構造状のポリマーアロイチップを得た。
【0055】
そして、このポリマーアロイチップを280℃で溶融吐出する以外は、原糸Aと同様に紡糸し、133デシテックス−48フィラメントのポリマーアロイ繊維Cを得た。得られたポリマーアロイ繊維は、海がポリ乳酸、島がポリカプラミドの海島構造状のポリマーアロイ繊維であった。
【0056】
得られたポリマーアロイ繊維Cは、エステルアミド交換反応率2.4%、毛羽数10個、島の平均直径199nm、直径300nm以上の粗大島の総面積の割合6.7%であった。また、紡糸操業性については、ポリマーアロイ繊維を1t生産した際の紡糸糸切れ回数は9.5回/tであった。
【0057】
(撚り糸の製造)
上記、得られたポリマーアロイ繊維の133デシテックス48フィラメントを用い、ダブルツイスター(DT−309、村田製作所社製)で、200、400、500、800、1200、1500t/mのポリマーアロイ繊維撚り糸(1本撚糸)を得た。
【0058】
また、上記、得られたポリマーアロイ繊維の133デシテックス48フィラメントと56デシテックス17フィラメントを用い、合撚機(DAT型、久保田兄弟鉄工所社製)で200t/m、800t/mのポリマーアロイ繊維撚り糸(2本撚糸)を得た
(実施例1〜4)(比較例1〜4)
経糸として綿80番手、緯糸としてポリマーアロイ繊維A(撚り数0,比較例1)、ポリマーアロイ繊維A撚り糸(1本撚糸)200t/m(比較例2)、400t/m(比較例3)、500t/m(実施例1)、800t/m(実施例2)1000t/m(実施例3)、1200t/m(実施例4)、1500t/m(比較例4)を用い、朱子組織にて製織した。製織には、エアージェットルーム織機(ZAX-N(Navi)型、津田駒社製社製)、500rpmで実施した。
【0059】
得られた織物生機を精練機(“ソフサー”、ニッセン社製)で精練(ソーダ灰0.2%、90℃×2分)、パッドスチーマーでシルケット加工(苛性ソーダ濃度20%、30℃)をおこなった。次に、液流染色機(マイルドサキュラーCUT-MF型、日阪製作所社製)でアルカリ処理にてポリ乳酸を溶解除去し(アルカリ処理条件:苛性ソーダ濃度1.5%、95℃×20分)、乾燥した。この時点での織物について湿潤時および乾燥時の緯の引裂強力を測定した。その結果を表1に示す。
【0060】
引き続き上記液流染色機で染色(染色条件:反応染料(Kayacion Marine E-CM) 1重量% 日本化薬社製、100℃×60分)、セルロース分解酵素によるバイオ加工を行った。その後、ピンテンターで仕上げセット(160℃×30秒)をおこなった。得られた織物について湿潤時および乾燥時の引裂強力の測定、密度、幅、風合い評価を行った。その結果を表1に示す。また、得られた織物の緯糸を分解し、ナノファイバー集合体の数平均の単糸直径を測定した結果、それぞれ129nm(比較例1)、125nm(比較例2)、119nm(比較例3)、125nm(実施例1)、128nm(実施例2)、121m(実施例3)、128nm(実施例4)、122nm(比較例4)と、125〜129nmであり、ポリマーアロイ繊維の島の平均直径とほぼ同様の結果を得た。
【0061】
(実施例5)
上記、アルカリ処理後に、ベンジルアルコール処理(加工条件:ベンジルアルコール濃度10%、100℃×20分)をおこなった以外は実施例1同様に、製織、精練加工、シルケット加工、アルカリ処理、染色、バイオ加工、仕上げセットをおこなった。
アルカリ処理後の織物、得られた織物について湿潤時および乾燥時の緯の引裂強力の測定、密度、幅、風合い評価を行った。その結果を表1に示す。また、得られた織物の緯糸を分解し、ナノファイバー集合体の数平均の単糸直径を測定した結果、170nmであった。ポリマーアロイ中のポリカプロアミドは、ベンジルアルコールにより繊維の収縮率が高くなるため、ポリマーアロイ繊維の島直径よりやや太い結果となった。
【0062】
(実施例6)
ポリマーアロイ繊維Bとした以外は、実施例1(500t/m)と同様に、撚り糸、製織、精練、シルケット加工、アルカリ処理、染色、バイオウオッシュ加工、仕上げセットをおこなった。
【0063】
アルカリ処理後の織物、得られた織物について湿潤時および乾燥時の緯の引裂強力の測定、密度、幅、風合い評価を行った。その結果を表1に示す。
ポリマーアロイ繊維のポリアミドとポリ乳酸の重量比率20/80においても、製糸性および高次加工性(液流染色機での生地破れがない)良好で、引裂強力も合格レベルであった。また、得られた織物の緯糸を分解し、ナノファイバー集合体の数平均の単糸直径を測定した結果、146nmであり、ポリマーアロイ繊維の島の平均直径とほぼ同様の結果を得た。
【0064】
(実施例7)
ポリマーアロイ繊維Cとした以外は、実施例1(500t/m)と同様に、撚り糸、製織、精練、シルケット加工、アルカリ処理、染色、バイオウオッシュ加工、仕上げセットをおこなった。
【0065】
アルカリ処理後の織物、得られた織物について湿潤時および乾燥時の緯の引裂強力の測定、密度、幅、風合い評価を行った。その結果を表1に示す。
【0066】
ポリマーアロイ繊維のエステル交換反応率が、2.4モル%の場合は、製糸性やや悪い結果であった。また、得られた織物の緯糸を分解し、ナノファイバー集合体の数平均の単糸直径を測定した結果、198nmであり、ポリマーアロイ繊維の島の平均直径とほぼ同様の結果を得た。
【0067】
【表1】

【0068】
比較例1で得られた織物は、染色工程(液流染色機)後、生地破れ(緯糸が連続的に破れる)を起こしていた。
【0069】
比較例2で得られた織物は、染色工程(液流染色機)後、胴切れまではいかないが、小穴がいくつも空いた状態であった。
【0070】
比較例3で得られた織物は、JIS L 0217(1995)表1 洗い方(水洗い)番号103に従い、液温40℃とした家庭洗濯を3回実施した結果、洗濯前の織物と比較して、生地が薄くなっていた。それに対し、実施例1〜6では、生地が薄くなることはなかった。すなわち、液流染色機を用いる染色工程による生地破れが無く、実用耐久性に優れることがわかる。また、風合いについてもソフト性が得られた。
【0071】
(実施例8〜10)(比較例5、6)
経糸としてポリマーアロイ繊維A133デシテックス48フィラメントと56デシテックス17フィラメントの2本撚糸、緯糸としてポリマーアロイ繊維A133デシテックス48フィラメントの撚り糸、それぞれ撚り数0(比較例5)、500t/m(実施例8)、800t/m(実施例9)、1200t/m(実施例10)、1300t/m(比較例6)を用い、平組織にて製織した。
【0072】
得られた織物について精練加工(ソーダ灰0.2%、90℃×2分)、アルカリ処理(アルカリ処理条件:苛性ソーダ濃度1.5%、95℃×20分)、中間セット(190℃×30秒)、染色(染色条件:(酸性染料(Nylosan Blue E-GL (クラリアントジャパン社製))1重量%、100℃×60分)、仕上げセット(160℃×30秒)をおこなった。アルカリ処理後の織物、得られた織物について湿潤時および乾燥時の引裂強力の測定、密度、幅、風合い評価を行った。その結果を表2に示す。また、得られた織物の緯糸を分解し、ナノファイバー集合体の数平均の単糸直径を測定した結果、それぞれ123nm(比較例5)、127nm(実施例8)、120nm(実施例9)、125nm(実施例10)、128nm(比較例6)と、120〜129nmであり、ポリマーアロイ繊維の島の平均直径とほぼ同様の結果を得た。
【0073】
【表2】

【0074】
比較例5で得られた織物は、染色工程(液流染色機)後、生地破れを起こしていた。
【0075】
比較例6で得られた織物は、風合いが硬くソフト性に欠けるものであった。
それに対し、実施例8〜10では、繰り返し洗濯により生地が薄くなることはなく、液流染色機での生地破れもなく実用耐久性に優れることがわかる。また、風合いについても従来のマイクロファイバーにないソフト性(落ち感のある柔らかさ)があった。
【0076】
(実施例11〜14)(比較例7〜10)
上記で得られた56デシテックス17フィラメントのポリマーアロイ繊維A(撚り数0,比較例7)、ポリマーアロイ繊維撚り糸(1本撚糸)200t/m(比較例8)、400t/m(比較例9)、500t/m(実施例11)、800t/m(実施例12)、1000t/m(実施例13)、1200t/m(実施例14)を用いた。得られたポリマーアロイ繊維撚り糸で42Gの丸編機でループ長が100ループで180mmになる条件でスムースを編成した。
【0077】
得られた編物生機を精練(ソーダ灰0.2%、90℃×2分)をおこない、中間セット(190℃×30秒)をおこなった。次に、液流染色機(マイルドサキュラーCUT-MF型、日阪製作所社製)でアルカリ処理にてポリ乳酸を溶解除去し(アルカリ処理条件:苛性ソーダ濃度1.5%、95℃×20分)、乾燥した。この時点での織物について湿潤時および標準時の破裂強力を測定した。その結果を表2に示す。得られた編物について、上記液流染色機で染色(染色条件:酸性染料、100℃×60分)した。その後、ピンテンターで仕上げセット(160℃×30秒)をおこない、ウエール密度71本/インチ(2.54cm)、コース密度58本/インチの編物を得た。得られた編物について湿潤時および標準時の破裂強力の測定、風合い評価を行った。その結果を表3に示す。また、得られた編物の緯糸を分解し、ナノファイバー集合体の数平均の単糸直径を測定した結果、それぞれ124nm(比較例7)、128nm(比較例8)、118nm(比較例9)、126nm(実施例11)、125nm(実施例12)、123m(実施例13)、123nm(実施例14)、122nm(比較例10)と、118〜129nmであり、ポリマーアロイ繊維の島の平均直径とほぼ同様の結果を得た。
【0078】
【表3】

【0079】
比較例7,8で得られた編物は、経方向に破れ(伝染)を起こしていた。
【0080】
比較例9で得られた編物は、伝染まではいかないが、小穴がいくつも空いた状態であった。
【0081】
比較例10で得られた編物は、風合いが硬くソフト性に欠けるものであった。
それに対し、実施例11〜14では、繰り返し洗濯により生地が薄くなることはなく、液流染色機での生地破れもなく実用耐久性に優れることがわかる。また、風合いについても従来のマイクロファイバーにないソフト性(落ち感のある柔らかさ)があった。
【図面の簡単な説明】
【0082】
【図1】ポリマーアロイ繊維をアルカリ処理した後のナノファイバー集合体の組織の一例を示す写真である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリアミド樹脂とポリ乳酸樹脂とを含有するポリマーアロイ繊維からなり、500〜1200t/mの撚りがされていることを特徴とする撚り糸。
【請求項2】
上記ポリマーアロイのエステルアミド交換反応率が2モル%以下であることを特徴とする請求項1記載の撚り糸。
【請求項3】
上記ポリマーアロイ繊維撚り糸を用いたことを特徴とする請求項1または2記載の織編物。
【請求項4】
上記ポリマーアロイ繊維撚り糸中に含まれるポリ乳酸を溶解除去して得られるポリアミド極細繊維撚り糸であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の織編物。
【請求項5】
数平均による単糸直径が1〜200nm、500〜1200t/mの撚りがされていることを特徴とするナノファイバー集合体撚り糸。
【請求項6】
請求項5記載のナノファイバー集合体撚り糸を用いたことを特徴とする織編物。

【図1】
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【公開番号】特開2009−84747(P2009−84747A)
【公開日】平成21年4月23日(2009.4.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−256717(P2007−256717)
【出願日】平成19年9月28日(2007.9.28)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【Fターム(参考)】