保温性に優れる編物
【課題】従来の繊維内部、糸内部の静止空気層を多く含む構造を有する編み物に比べ、さらに着用時の暖かさを付与することができる編物を提供する。
【解決手段】紡績糸と弾性糸との交編からなる編物であって、紡績糸が、塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維及びステープルを含む混紡糸であることを特徴とする編物。
【解決手段】紡績糸と弾性糸との交編からなる編物であって、紡績糸が、塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維及びステープルを含む混紡糸であることを特徴とする編物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寒い環境下で、肌に直接着用する、または、肌に近い部分に着用する衣服において、着用することにより編物が伸長し、その結果、保温性がより高くなり、暖かく過ごすことが可能になる編物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
寒い環境下で暖かく過ごすには、一般的に、重ね着をしたり、エアコンをつけたりして、日常的にさまざまな対応をしている。衣服の保温性を上げる工夫もさまざまなことが取り組まれている。
【０００３】
特許文献１では、熱収縮率の異なる繊維を組み合わせた複合糸により、糸内に多くの静止空気層を含む構造を構成し、保温性を高める方法がとられている。
【特許文献１】特開２０００−１７００６１
【０００４】
特許文献２は、熱収縮性のフィラメントと、自発伸長性のフィラメントの異収縮混繊糸であるが、自発伸長性のフィラメントが中空糸で構成されており、より空気を多く保つ工夫をしている。
【特許文献２】特開平１０−３２５０２９
【０００５】
特許文献３は、Ｃ字型の異型繊維を使い、中空繊維と同様の効果を持ち保温性を高める工夫をしている。本特許でも、異収縮混繊糸が好ましいとしている。
【特許文献３】特開平６−６５８３７
【０００６】
特許文献４は、多孔型中空繊維であり、海島型複合繊維の島成分を溶出することにより繊維内に静止空気層を多く保持することにより保温性を高めている。
【特許文献４】特開平０７−３１６９７７
【０００７】
特許文献５は、ＰＶＡ繊維混の紡績糸を作成したのち、ＰＶＡを溶解除去する方法をとることにより、糸内の静止空気層を増やしている。
【特許文献５】特開平９−３０２５４４
【０００８】
特許文献６は、太陽光選択吸収蓄熱繊維により、太陽光のエネルギーを活用して暖かくする方法をとっている。特許文献７も同様で、赤外線吸収剤を含んだ編織物により蓄熱保温性を高めている。
【特許文献６】特開２０００−１６０４５０
【特許文献７】特開２００６−１３２０２１
【０００９】
特許文献８は、面状発熱体をウェア内部に備えることにより、積極的に暖かさを付与する方法をとっている。
【特許文献８】特開２００１−２００４０８
【００１０】
以上、保温性を高めるために、静止空気層を多く含む構造にする試みが多くされている。具体的には、中空糸、異収縮混繊糸などを活用する方法が挙げられる。また、同様の目的で、糸を構成する繊維の一部を溶かす方法もある。さらには、太陽光を利用する方法、あるいは、発熱体をウェアに取り込む方法もある。各種方法は、従来から取られている方法であり、効果も実証されている。本発明はこれらの従来技術を否定するものではない。
【００１１】
ところで、女性が寒い日でもパンティストッキングをはいて過ごしていると、一見寒そうに見えるが、見た目ほど寒く感じないことにある。これは、パンティストッキングのように薄い編地であっても、ループとループの間に空気が溜まり、静止空気層を構成しているからと言われている。本発明は、そのような現象に着目したものであり、通気性が高くて寒く見えるものでも、実際着用すると暖かく感じる性能を高めることを考えたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、従来の繊維内部、糸内部の静止空気層を多く含む構造を有する編み物に比べ、さらに着用時の暖かさを付与することができる編物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
従来の静止空気層の作り方は、繊維内部、糸内部の空気を多くすることに注力してきた。しかしながら、糸−糸間に存在する空気量を調整することにより、より効果的に静止空気層を多くすることができることを本発明者は知見した。本発明では、糸−糸間の空気量を効果的に増やす方策をとる。また、身体からの水分を吸収して発熱する繊維素材を活用し、吸湿発熱現象により暖まった空気を皮膚近傍に保持することにより、より暖かくすることを可能にする。かつ、身体になじむようにフィットさせることにより、身体と衣服との間の空気が移動しない状態をつくり、糸−糸間にできた静止空気層以上の暖かさを付与することができる。
【００１４】
すなわち、本発明における第１の発明は、紡績糸と弾性糸との交編からなる編物であって、紡績糸が、塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維及びステープルを含む混紡糸であることを特徴とする編物である。
【００１５】
また、第２の発明は、塩型カルボキシル基の塩型が、マグネシウム塩型、ナトリウム塩型、またはカルシウム塩型のいずれかである編物である。第３の発明は、弾性糸が、架橋型ポリオレフィン系弾性繊維またはポリウレタン弾性糸である第１または第２の発明に記載の編物である。
【００１６】
第４の発明は、ステープルが、単糸繊度０．３〜１．２ｄｔｅｘである、アクリル繊維またはポリエステル繊維からなる第１〜３の発明のいずれかに記載の編物である。第５の発明は、紡績糸が、さらにレーヨン、綿、または羊毛のいずれかを含む混紡糸である第１〜４の発明のいずれかに記載の編物である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の保温性に優れる編物は、塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維を含有する編物であり、身体からの水分を吸湿して発熱する特性を有する。また、ステープルを一部に使用した糸と伸長時の応力が低い弾性糸との交編組織にすることで、編地を伸長することで糸−糸間の静止空気層を増やす構造をとることができる。その結果、衣服を伸長して着用することにより、保温性が高くなる。さらには、伸長時の応力が低い弾性糸を使用することで、身体へのなじむようなフィット性を発現でき、身体と衣服との間の空気が静止空気層として作用し暖かさを付加することができる。
【００１８】
すなわち、本発明の保温性に優れる編物は、身体からの水分を吸湿して発熱する繊維を含んでおり、かつ、該編物は、伸長することで静止空気層を増やす構造をしているので、単に静止空気層があるから暖かい、という編物ではなく、吸湿発熱による暖かさと、その結果暖められた静止空気量が多いという相乗効果により暖かさを高めることができる。さらには、身体になじむようにフィットする編物であり、衣服内気流が生じにくくなり、動作をしたくらいでは空気の流れが生じない静止空気層が保たれるので、動作をしても暖かさに変化がない効果を示す。さらには、熱伝導性の低い素材を用いることで、吸湿しても冷たさを感じにくい効果を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の編物は、塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維を含有する編物から構成される。塩型カルボキシル基を有するアクリル繊維は、該繊維の紡績性を上げるため、あるいは、染まりにくい欠点を補うために、他の天然繊維や合成繊維との混紡糸にして用いることが適当である。混紡糸にフィラメントを混用することも可能である。
【００２０】
塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維は、吸湿性が非常に高く、身体からの不感蒸泄による水分を吸湿して発熱する効果が大きい。塩型カルボキシル基の塩としては、例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃａ等のアルカリ軽金属、ＮＨ４、アミン等の有機の陽イオン、マグネシウム塩等を挙げることができる。特に、２価のマグネシウム塩型、あるいは、カルシウム塩型のカルボキシル基を有するアクリル繊維を用いると、繊維そのものの熱伝導性が低いため、吸湿した後に繊維の熱伝導性が高くなり、冷え感が生じる可能性も低い。吸湿発熱性が高く、かつ、熱伝導性が低い性能は、冬用素材として非常に好適である。特に、マグネシウム塩型カルボキシル基を有するアクリル繊維は、吸湿性も非常に高く、かつ、吸湿時の熱伝導性も低いので、最も好適である。
【００２１】
ただし、塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維は、加工性等の問題点、吸水による膨潤などを抑える必要があり、架橋構造との共存において、量的なバランスが要求される。具体的には、塩型カルボキシル基量が多すぎると、即ち１０ｍｍｏｌ／ｇを超える場合、導入できる架橋構造の割合が少なくなりすぎ、一般の紡績等の加工に求められる繊維物性を得ることが難しくなる。一方、この塩型カルボキシル基量が少ないと、吸湿性が高くならないので、吸湿発熱量が不十分である。特に、２．７ｍｍｏｌ／ｇより低い場合では、吸湿発熱性が不足するだけでなく、冷え感の低減効果も低くなり、実用上の価値を失ってしまう。実用的には、塩型カルボキシル基量が４．０ｍｍｏｌ／ｇ以上の場合、現存する他の繊維素材に対して、吸湿発熱性と吸湿時の冷え感が小さい効果の優位性が顕著となる。
【００２２】
特に、マグネシウム塩型架橋アクリル系繊維が吸湿発熱性、熱伝導性の両性能において優れるが、マグネシウム塩型以外の残部の他の塩型およびＨ型のカルボキシル基は、吸湿発熱性と吸湿時の冷え感低減性の両方の性能を高める効果が顕著ではないので、カルボキシル基量が同一であれば、マグネシウム塩型以外の残部の他の塩型およびＨ型のカルボキシル基の量を少なくすることが望ましい。
【００２３】
本実施形態において、繊維に塩型カルボキシル基を導入する方法としては、特に制限はない。例えば、塩型カルボキシル基を有する重合体を直接繊維化する方法、カルボキシル基を有している重合体を繊維化した後に、このカルボキシル基を塩型カルボキシル基に変える方法、カルボキシル基に誘導することが可能である官能基を有した重合体を繊維化した後に、得られた繊維のこの官能基を化学的に変性させてカルボキシル基に変換し、塩型カルボキシル基に変える方法、さらには、繊維に対し、グラフト重合により塩型カルボキシル基を導入する方法等を挙げることができる。
【００２４】
どの方法でも構わないが、工業的に、３番目の方法として例示した、カルボキシル基に誘導することが可能である官能基を有した重合体を繊維化した後に、得られた繊維のこの官能基を化学的に変性させてカルボキシル基に変換し、塩型カルボキシル基に変える方法が望ましい。例として、化学変性処理によりカルボキシル基に変性可能な官能基を有する単量体の単独重合体、あるいは２種以上からなる共重合体、または、共重合が可能な他の単量体との共重合体を繊維化して得られた繊維を、加水分解によってカルボキシル基に化学変性する方法がある。この加水分解により得られるカルボキシル基が所望の塩型として得られる場合は、このまま塩型カルボキシル基として機能させることができる。
【００２５】
本実施形態において、まず繊維中に多量のカルボキシル基を含有させ、さらにそのカルボキシル基の多くをマグネシウム塩型とし、同時にマグネシウム塩型以外の塩型およびＨ型カルボキシル基を極力減らすことにより、吸湿発熱性だけでなく、熱伝導性を低くして、吸湿時の冷え感を小さくする効果を発揮させることができる。
【００２６】
さらに、マグネシウム塩型カルボキシル基をはじめとする塩型カルボキシル基含有アクリル繊維だけでは、身体の水分を吸湿して発熱した熱を保持することが困難である。そこで、細繊度のステープルによる細かい毛羽が編地全体を覆う糸構造にする。その結果、静止空気層が多くなり、効果的に暖かさを持続することが可能になる。その役割については、塩型カルボキシル基を有するアクリル繊維では、細繊度にすることが困難であるため、他の繊維に機能を分担させることも効果的である。もちろん、細繊度の塩型カルボキシル基を有するアクリル繊維を使うことは有効な手段である。
【００２７】
本実施形態における架橋構造とは、実用に耐える繊維物性を有し、かつ、吸湿や繰り返しの着用や洗濯等に伴う物理的、化学的な変性を受けない限りにおいて特に制限はなく、共有結合による架橋やイオン架橋、ポリマー分子間の相互作用や結晶構造による架橋等、いずれの架橋構造のものであってもよい。
【００２８】
また、架橋を導入する方法においても、特に制限はなく、繊維形状に形成した後、あるいは形成中の化学的ないわゆる後架橋、さらには、繊維形状に形成した後の物理的なエネルギーによる後架橋構造の導入など、一般的に用いられる方法を用いることができる。中でも特に、繊維形状形成後、化学的に後架橋を導入する方法では、共有結合による強固な架橋を、効率的かつ高度に導入することができ、繊維物性上も好ましい結果となる。
【００２９】
繊維形状形成中に、化学的に後架橋を導入する方法としては、繊維を形成する重合体と、この重合体の官能基と化学結合する官能基を分子中に２個以上有する架橋剤とを混合して紡出し、熱等により架橋させる方法を例示することができる。本方法では、カルボキシル基および／または塩型カルボキシル基を有する重合体と、この官能基あるいはこの重合体が有する他の官能基を利用して架橋構造を形成させることにより、塩型カルボキシル基及び架橋構造の両方を有するアクリル系繊維を得ることができる。
【００３０】
一方、後に述べるヒドラジン系化合物による架橋構造の導入方法を用いる場合には、架橋に関与しないニトリル基を加水分解することにより、塩型カルボキシル基及び架橋構造の両方を有するアクリル系繊維を得ることができる。
【００３１】
繊維形状形成後、化学的に後架橋を導入する方法については、条件等の制限は特になく、例えば、ニトリル基を有するビニルモノマーの含有量が５０質量％以上であるアクリロニトリル系繊維が含有するニトリル基と、１分子中の窒素の数が２以上の窒素化合物またはホルムアルデヒドを反応させる後架橋の方法を挙げることができる。
【００３２】
前記ニトリル基を有するビニルモノマーとしては、ニトリル基を有する限りにおいて特に制限はないが、具体的には、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、α−フルオロアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等を挙げることができる。これらの中でも、コスト的に有利で、かつ、単位質量あたりのニトリル基量が多いアクリロニトリルを用いることが最も好ましい。
【００３３】
一方、前記１分子中の窒素の数が２以上の窒素化合物としては、架橋構造を形成し得るものであれば、特に限定されるものではないが、２個以上の１級アミノ基を有するアミノ化合物やヒドラジン系化合物が好ましい。
【００３４】
本実施形態において使用する２個以上の１級アミノ基を有するアミノ化合物としては、例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのジアミン系化合物、ジエチレントリアミン、３，３′−イミノビス（プロピルアミン）、Ｎ−メチル−３，３′−イミノビス（プロピルアミン）などのトリアミン系化合物、トリエチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ′−ビス（３−アミノピロピル）−１，３−プロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ′−ビス（３−アミノピロピル）−１，４−ブチレンジアミンなどのテトラミン系化合物、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン等の中で２個以上の１級アミノ基を有するポリアミン系化合物などが例示される。
【００３５】
また、本実施形態において使用するヒドラジン系化合物としては、例えば、硝酸ヒドラジン、硫酸ヒドラジン、塩酸ヒドラジン、水加ヒドラジン、臭素酸ヒドラジン、ヒドラジンカーボネイト等のヒドラジンおよびその塩類、さらにはエチレンジアミン、グアニジン、硝酸グアニジン、硫酸グアニジン、塩酸グアニジン、リン酸グアニジン、メラミン等のヒドラジン誘導体およびその塩を挙げることができる。
【００３６】
特に、ヒドラジン系化合物による方法を用いる場合は、酸、アルカリに対しても安定であり、さらに加工等に要求される繊維物性を発現させることができる強い架橋を導入することができるといった点で非常に優れている。なお、この反応により得られる架橋構造に関しては、その詳細は未だ不明ではあるが、トリアゾール環あるいはテトラゾール環構造に由来するものと推定される。
【００３７】
ヒドラジン系化合物との反応により架橋を導入する方法は、目的とする架橋構造が得られる限りにおいて特に制限はなく、反応時のアクリロニトリル系重合体とヒドラジン系化合物の濃度や、使用する溶媒、反応時間や温度等、必要に応じて適宜選択することができる。反応温度については、低温側ではその分反応速度が遅くなるため反応に要する時間が長くなりすぎる場合があり、また、高温側ではアクリロニトリル系繊維が可塑化し、形状が破壊されるという問題が生じる場合がある。そのため、好ましい反応温度としては、具体的には、５０℃〜１５０℃、さらに好ましくは８０℃〜１２０℃が選択される。
【００３８】
また、ヒドラジン系化合物と反応させるアクリロニトリル系繊維そのものについても特に制限はなく、この繊維の表面のみに、あるいは、全体にわたりその芯部に至るまで、または、特定の部分を限定して、これと反応させる等、適宜選択することが可能である。
【００３９】
細かい毛羽で編地全体を覆い静止空気層を増やすためには、他の繊維を混紡する。このような他の繊維としては、細繊度のステープルが望ましく、素材は、アクリル、ポリエステルなどが挙げられる。その結果、ステープルの毛羽を活用して、編地を静止空気層で覆うことが可能になる。ステープルの単糸繊度が０．３〜１．２ｄｔｅｘの場合、静止空気層を構成しやすくなる。さらに、ステープルの単糸繊度が０．３〜０．７ｄｔｅｘの細い糸であると、特にその効果を発揮しやすい。また、吸湿発熱性の性能を補助するために、吸湿性の高い羊毛、レーヨン、綿を使うことも可能である。
【００４０】
混紡糸は、ステープルのみで構成されてもかまわないが、糸強力を高めるため、フィラメントを混用してもよい。フィラメントとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなどが挙げられる。
【００４１】
なお、本発明では、吸湿発熱性が生じやすく、人がその性能を体感できること、かつ、身体にフィットすることで身体と衣服との間の空気も静止空気層にすることが重要である。したがって、用途は、肌に直接着用するアンダーウェア、あるいはスポーツウェアが主体となる。肌に直接着用しない場合は、本発明の編物から構成されるウェアの下に着用する衣服が身体にフィットし、そのウェアと本発明の編物から構成されるウェアもほぼ一体化し、ゆとりがない状態であることが保温性を高める効果を発揮しやすい。
【００４２】
本発明の編物は、伸長することで保温性が高くなる。通常、伸長すると編地が薄くなり通気性が高くなり、保温性を高めることは困難である。しかしながら、本発明の編物は、伸長しても厚みが小さくなりにくく、かつ、編地を構成するループとループの間は広がるために、空気が多く含まれるようになる。さらに、細かい毛羽で編地を覆う構造にすることで、動作や微風では崩れにくい静止空気層が構成される。
【００４３】
編地を伸長しても厚みが小さくならないようにするために、弾性糸を交編する。弾性糸は、ウレタン系弾性糸でも、オレフィン系弾性糸でもかまわない。弾性糸の１０％伸長時の応力が０．０１Ｎ以下であると、編地１０％程度の伸長では、ステープル混で構成しているループ形状を変形することなくループとループの間が広がって編地が伸びるので静止空気層を効果的に増やすことができる。ステープルを少なくとも一部に使用した糸で構成されるループ形状を保ったまま、ループとループとをつないでいる弾性糸が伸長する構造をとる。そのためには、弾性糸が低応力で伸長することが必要である。１０％伸長時の応力が０．０８Ｎ以下であると、ステープル混で構成された糸のループ形状が変形しにくい上、身体にも沿いやすく、着脱性にも優れる。
【００４４】
弾性糸とステープルの複合糸では、編地が伸長すると同時に、ステープルのループ形状も変形し、静止空気層ができにくくなり、かつ、厚みが小さくなり、その結果静止空気層が少なくなるので望ましくない。したがって、弾性糸は、ベア（裸）で使うことが望ましいが、カバリング糸にする場合であっても、毛羽の多いステープル混用糸との交編にすることが望ましい。そのことにより、伸長しても厚みは小さくなりにくく、静止空気層を多く保持することが可能になる。２０％伸長時の応力が０．２Ｎ以下であると、人体のサイズに関係なく弾性糸部分が伸びてステープル混で構成された糸のループがつぶれないので好ましい。
【００４５】
本発明の編物から構成される衣服は、肌と衣服とのゆとりがないことが望ましく、身体にフィットするように伸長して着用するウェアを基本とする。身体になじむようにフィットする編地であれば、身体と衣服との間の空気が静止空気層になり、暖かさを向上させることができる。また、編物内部に静止空気層ができるような構造であっても、身体と衣服との間の空気が人の動作などによって移動してしまうと、暖かさは感じられにくい。そのため、弾性糸の使用は効果的である。しかし、弾性糸は低応力で伸長する糸で構成する編地でなければ、身体になじむようにフィットさせることは難しい。
【００４６】
ステープル混合糸のループ構造を変形させず、かつ、身体になじむようにフィットさせる編地を構成するためには、低応力高伸長特性を示す弾性糸が望ましい。該弾性糸は、ポリウレタン弾性糸でも構わないが、架橋型ポリオレフィン系弾性繊維が同じ繊度の場合、低応力高伸長の弾性糸を紡糸しやすく好適である。架橋型ポリオレフィン系弾性繊維とは、実質的に線状であるオレフィンに架橋処理を施された、オレフィン系モノマーを重合させた繊維である。例えば、α−オレフィンを共重合させた低密度ポリエチレンや特表平８−５０９５３０号公報記載の弾性繊維がこれに該当する。また、架橋処理の方法としては、例えば、ラジカル開始剤やカップリング剤などを用いた化学架橋や、エネルギー線を照射することによって架橋させる方法等が挙げられる。また、製品となった後の安定性を考慮するとエネルギー線照射による架橋が好ましい。架橋型ポリオレフィン系弾性繊維は、通常の溶融紡糸方法でモノフィラメントまたはマルチフィラメントとして巻き取られ、架橋処理がなされて得られる。
【００４７】
着用時の伸長のレベルは衣服の縫製の仕方でかなり異なるので、着用時の伸長率を規定することは難しい。そこで、本発明においては、経方向または緯方向に１０％伸長させたときを基本として考える。編物を経方向または緯方向に１０％伸長したときに、保温率が１０％以上高くなることが必要である。望ましくは１５％以上高くなると暖かさを実感しやすい。また、編物を１０％伸長した結果、２５％以上の保温率を示すと着用感でも暖かさを体感しやすい。より望ましくは３０％以上の保温率を示すと、誰もが暖かさを感じるレベルになる。
【００４８】
編物を伸長することで、編目は開き、通気性は高まるが、身体にフィットさせることで、風が編地を通過しない構造になり、寒く感じない。それどころか、編目が開いた部分に空気が溜まりやすくなるので、暖かく感じる。編地を伸長しても毛羽が多く保たれて、厚みが小さくなりにくい編み構造になっていることで効果が大きくなる。
【００４９】
本発明の塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維は、２０℃で６５％ＲＨの環境下で吸湿率が２０％以上であることが好ましい。２０％未満の吸湿率では、吸湿発熱量が不十分である。４０％以上の吸湿率を有する架橋アクリル系繊維を用いると、混率を下げても吸湿発熱性が十分発揮されるので望ましい。
【００５０】
塩型のカルボキシル基の塩型には、Ｍｇ、Ｎａ、Ｃａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等が挙げられる。吸湿性を高めるためには、Ｍｇ、Ｎａ、Ｃａ塩型にすることが望ましく、特に、Ｍｇ塩型であると、吸湿性も高くでき、かつ吸湿時の熱伝導性も低くできるので、冬用の断熱素材として非常に好適である。マグネシウム塩型カルボキシル基を有するアクリル繊維の場合、吸湿率が４０．４％もあり十分である。もちろん、マグネシウム塩型カルボキシル基であれば、全て吸湿率が４０％以上あるわけではなく、製造工程条件を適切にすることで、塩の量を制御し吸湿性を高めることができる。
【００５１】
塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維は、吸湿性が高いので、身体からの不感蒸泄による水分を吸湿しやすく、それに伴う吸着熱も大きい。該架橋アクリル系繊維を使った衣服を着用している場合、人体からの水分を吸湿発熱する。一方、外気に向かって、放湿冷却挙動をとるため、発熱した熱を肌側に保持することが、暖かさを維持するために重要である。編地を毛羽で覆う構造にすることで、暖まった空気が肌表層部に溜まったままになるので、より暖かさを感じ続けることができる。そのためにも、衣服が身体になじむようにフィットして身体と衣服との間に静止空気層が構成される編地にして衣服内気流が生じにくくすること、かつ、風が吹いても崩れにくい静止空気層を編地内に構成することが重要になる。
【００５２】
弾性繊維は、身体にフィットさせることが目的であるので、編地全体の３〜１５％あれば十分である。塩型カルボキシル基含有架橋アクリル系繊維を混合する毛羽の多い紡績糸を効果的に配置させるには、５〜１０％であることが望ましい。また、編地の外気側ではなく、肌側に集中して配置させることで、身体にフィットさせ、かつ静止空気層を多く保つことが可能になる。具体的な編み組織としては、弾性繊維をベア（裸）で使った、メッシュリバース、天竺などが、効果的である。
【実施例】
【００５３】
以下に実施例および比較例を挙げるが、下記実施例に限定されるものではない。
【００５４】
（１）保温率
保温率は以下の方法により求めた。
図１に示すカトーテック社製のサーモラボＩＩを用い、２０℃、６５％ＲＨの環境下で、ＢＴ−ＢＯＸのＢＴ板（熱板）を人の皮膚温を想定し３５℃に設定し、その上に試料を置き、熱移動量が平衡になったときの消費電力量Ｗを測定する。また、試料を置かない条件での消費電力量Ｗ０を計測する。以下の式で保温率を計算する。
保温率（％）＝（Ｗ０−Ｗ）／Ｗ０×１００
ＢＴ板は、サイズ１０ｃｍ×１０ｃｍであるが、試料は２０ｃｍ×２０ｃｍとする。通常は試料を伸長しない状態で計測するが、本発明の伸長時の保温率は、試料の経方向または緯方向に１０％伸長させた状態で、ＢＴ板に設置して同様の計測を行なう。
【００５５】
（２）吸湿発熱性
吸湿発熱性の測定方法を以下に示す。試料を１０５℃、３時間で乾燥させた後、シリカゲルを入れたデシケータに入れ、３２℃の環境下で１２時間以上調温する。その後、３２℃、７０％ＲＨの環境下に放置し、試料表面温度を計測する。３０秒後の表面温度の最高値を採用した。
【００５６】
実施例および比較例の編物で身体のサイズよりやや小さいフィットしやすいアンダーウェアを縫製し、女性５名により着用感を評価した。アンダーウェアの上にポリエステルのブラウスおよびジャケットを着用して、３０分間、１５℃、５０％ＲＨ環境下で安静にして暖かさ感に違いがあるかＳＤ法により評価した。＋２点は非常に暖かい、＋１点はやや暖かい、０点はどちらでもない、−１点はやや寒い、−２点は非常に寒い、という尺度で評価してもらい、３人の平均値を求めた。
【００５７】
実施例１
マグネシウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維と単糸繊度０．５ｄｔｅｘのアクリル繊維とレーヨンを混紡した５０番手の紡績糸と、架橋型ポリオレフィン系弾性繊維（東洋紡製、ダウケミカル社登録商標 ＤＯＷ ＸＬＡ）２２ｄｔｅｘとを交編した編物を作成した。
【００５８】
マグネシウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維は、アクリロニトリル９０質量％及びアクリル酸メチル１０質量％のアクリロニトリル系重合体を４８％のロダンソーダ水溶液で溶解した紡糸原液を作成し、常法に従って紡糸、水洗、延伸、熱処理をし、原料繊維を得たのち、水加ヒドラジンを加え９８℃で３時間架橋処理した。
その後、水洗し、さらに３質量％の水酸化ナトリウムを加え、９２℃で５時間加水分解した後、１Ｎ−ＨＮＯ３水溶液で処理し、カルボキシル基をＨ型に変換し、水洗後、１Ｎ−ＮａＯＨ水溶液でｐＨを１１に調整、水洗し、ナトリウム型カルボキシル基を有するアクリル繊維を得た。
【００５９】
この後、さらに、１０質量％の硝酸マグネシウム水溶液を添加し、６０℃で２時間マグネシウム塩型カルボキシル基への変換処理を行い、十分洗浄した後、脱水、油剤処理、さらに乾燥して、目的のマグネシウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維を得た。
架橋型ポリオレフィン系弾性繊維は、α−オレフィン共重合ポリエチレンを溶融紡糸した糸を、電子線を用いて架橋させて得た。紡績糸の各素材の混率は、架橋アクリル系繊維３０％、アクリル繊維４０％、レーヨン３０％である。編地全体に対する架橋型ポリオレフィン系弾性繊維の混率は５％である。編み組織はベア天竺とした。評価結果を表１に示す。
【００６０】
実施例２
ナトリウム型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維は、アクリロニトリル９０質量％及びアクリル酸メチル１０質量％のアクリロニトリル系重合体を４８％のロダンソーダ水溶液で溶解した紡糸原液を作成し、常法に従って紡糸、水洗、延伸、熱処理をし、原料繊維を得たのち、水加ヒドラジンを加え９８℃で３時間か強処理した。
【００６１】
その後、水洗し、さらに３質量％の水酸化ナトリウムを加え、９２℃で５時間加水分解した後、１Ｎ−ＨＮＯ３水溶液で処理し、カルボキシル基をＨ型に変換し、水洗後、１Ｎ−ＮａＯＨ水溶液でｐＨを１１に調整、水洗し、ナトリウム型カルボキシル基を有するアクリル繊維を得た。
【００６２】
本方法で得られた、ナトリウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維と、単糸繊度０．９ｄｔｅｘのアクリル繊維と綿を混紡した５０番手の紡績糸と、架橋型ポリオレフィン系弾性繊維（東洋紡製、ダウケミカル社登録商標 ＤＯＷ ＸＬＡ）３３ｄｔｅｘとを交編した編物を作成した。紡績糸の各素材の混率は、架橋アクリル系繊維３０％、アクリル繊維４０％、レーヨン３０％である。編地全体に対する架橋型ポリオレフィン系弾性繊維の混率は５％である。編み組織はメッシュリバースとした。評価結果を表１に示す。
【００６３】
実施例３
実施例１と同様の方法で得たマグネシウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維と単糸繊度１．２ｄｔｅｘのアクリル繊維を混紡した５０番手の紡績糸と、ポリウレタン繊維２２ｄｔｅｘとを交編した編物を作成した。紡績糸の各素材の混率は、架橋アクリル系繊維３０％、アクリル繊維７０％である。編地全体に対するポリウレタン繊維の混率は５％である。編み組織は、天竺とした。評価結果を表１に示す。
【００６４】
比較例１
単糸繊度０．５ｄｔｅｘのアクリル繊維１００％の５０番手の紡績糸と、架橋型ポリオレフィン系弾性繊維（東洋紡製、ダウケミカル社登録商標 ＤＯＷ ＸＬＡ）２２ｄｔｅｘとを交編した天竺組織の編物を作成した。評価結果を表１に示す。
【００６５】
比較例２
マグネシウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維と単糸繊度０．５ｄｔｅｘのアクリル繊維とを混紡した５０番手の紡績糸を作成した。紡績糸の各素材の混率は、架橋アクリル系繊維３０％、アクリル繊維７０％である。編み組織は天竺とした。評価結果を表１に示す。
【００６６】
比較例３
マグネシウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維と単糸繊度０，５ｄｔｅｘのアクリル繊維を混紡した５０番手の紡績糸を、架橋型ポリオレフィン系弾性繊維（東洋紡製、ダウケミカル社登録商標 ＤＯＷ ＸＬＡ）２２ｄｔｅｘにカバリングした糸を作成した。紡績糸の各素材の混率は、架橋アクリル系繊維３０％、アクリル繊維７０％である。編み組織は天竺とした。評価結果を表１に示す。
【００６７】
比較例４
マグネシウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維と単糸繊度０．５ｄｔｅｘのアクリル繊維とを混紡した５０番手の紡績糸とポリウレタン繊維３３ｄｔｅｘとを交編した編物を作成した。紡績糸の各素材の混率は、架橋アクリル系繊維３０％、アクリル繊維７０％である。編み組織は天竺とした。評価結果を表１に示す。
【００６８】
【表１】
【００６９】
実施例は、編物を１０％伸長することにより、保温性がいずれも１０％以上高くなっている。また、吸湿発熱性も高い。このような試料は主観的評価においても、０．５点以上の得点を示し、暖かい傾向にあることを確認した。特に、実施例１は顕著に暖かさを感じることができるレベルであった。比較例１は、編物を１０％伸長することにより、保温性は１０％以上高くなっているが、吸湿発熱性が低く、着用感では寒いという申告値が得られた。比較例２、比較例３は、伸長時の保温性が低く、主観評価でもやや寒い傾向がみられる。比較例４は、寒くはない結果であった。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の保温性に優れる編物から構成される衣服は、ヒーターによる加温に頼ることなく、従来の衣類と比べより暖かい衣服を提供することができる。従来の保温性に優れる編物は糸内、繊維内に静止空気層を保持する手法が主体であったが、糸−糸間の編地内に効果的に静止空気層をつくり、かつ、身体と衣服との間にも静止空気層をつくり、さらには、吸湿発熱性に優れる繊維を用いることにより暖かさを付加することにより、これまでにない暖かさを実感することができる。省エネが叫ばれる現代社会において、このような熱源を持つことなく暖かさを付加する技術は不可欠であると考える。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】保温率を算出するために用いる消費電力量を計測する装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ ＢＴ板（熱板）
２ メインヒーター
３ ガイドヒーター
４ ゲージセンサー（温度検出）
１０ ＢＴ−ＢＯＸ
２０ ＢＴ温度中継ボックス
３０ アンプ
４０ 積分計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寒い環境下で、肌に直接着用する、または、肌に近い部分に着用する衣服において、着用することにより編物が伸長し、その結果、保温性がより高くなり、暖かく過ごすことが可能になる編物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
寒い環境下で暖かく過ごすには、一般的に、重ね着をしたり、エアコンをつけたりして、日常的にさまざまな対応をしている。衣服の保温性を上げる工夫もさまざまなことが取り組まれている。
【０００３】
特許文献１では、熱収縮率の異なる繊維を組み合わせた複合糸により、糸内に多くの静止空気層を含む構造を構成し、保温性を高める方法がとられている。
【特許文献１】特開２０００−１７００６１
【０００４】
特許文献２は、熱収縮性のフィラメントと、自発伸長性のフィラメントの異収縮混繊糸であるが、自発伸長性のフィラメントが中空糸で構成されており、より空気を多く保つ工夫をしている。
【特許文献２】特開平１０−３２５０２９
【０００５】
特許文献３は、Ｃ字型の異型繊維を使い、中空繊維と同様の効果を持ち保温性を高める工夫をしている。本特許でも、異収縮混繊糸が好ましいとしている。
【特許文献３】特開平６−６５８３７
【０００６】
特許文献４は、多孔型中空繊維であり、海島型複合繊維の島成分を溶出することにより繊維内に静止空気層を多く保持することにより保温性を高めている。
【特許文献４】特開平０７−３１６９７７
【０００７】
特許文献５は、ＰＶＡ繊維混の紡績糸を作成したのち、ＰＶＡを溶解除去する方法をとることにより、糸内の静止空気層を増やしている。
【特許文献５】特開平９−３０２５４４
【０００８】
特許文献６は、太陽光選択吸収蓄熱繊維により、太陽光のエネルギーを活用して暖かくする方法をとっている。特許文献７も同様で、赤外線吸収剤を含んだ編織物により蓄熱保温性を高めている。
【特許文献６】特開２０００−１６０４５０
【特許文献７】特開２００６−１３２０２１
【０００９】
特許文献８は、面状発熱体をウェア内部に備えることにより、積極的に暖かさを付与する方法をとっている。
【特許文献８】特開２００１−２００４０８
【００１０】
以上、保温性を高めるために、静止空気層を多く含む構造にする試みが多くされている。具体的には、中空糸、異収縮混繊糸などを活用する方法が挙げられる。また、同様の目的で、糸を構成する繊維の一部を溶かす方法もある。さらには、太陽光を利用する方法、あるいは、発熱体をウェアに取り込む方法もある。各種方法は、従来から取られている方法であり、効果も実証されている。本発明はこれらの従来技術を否定するものではない。
【００１１】
ところで、女性が寒い日でもパンティストッキングをはいて過ごしていると、一見寒そうに見えるが、見た目ほど寒く感じないことにある。これは、パンティストッキングのように薄い編地であっても、ループとループの間に空気が溜まり、静止空気層を構成しているからと言われている。本発明は、そのような現象に着目したものであり、通気性が高くて寒く見えるものでも、実際着用すると暖かく感じる性能を高めることを考えたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、従来の繊維内部、糸内部の静止空気層を多く含む構造を有する編み物に比べ、さらに着用時の暖かさを付与することができる編物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
従来の静止空気層の作り方は、繊維内部、糸内部の空気を多くすることに注力してきた。しかしながら、糸−糸間に存在する空気量を調整することにより、より効果的に静止空気層を多くすることができることを本発明者は知見した。本発明では、糸−糸間の空気量を効果的に増やす方策をとる。また、身体からの水分を吸収して発熱する繊維素材を活用し、吸湿発熱現象により暖まった空気を皮膚近傍に保持することにより、より暖かくすることを可能にする。かつ、身体になじむようにフィットさせることにより、身体と衣服との間の空気が移動しない状態をつくり、糸−糸間にできた静止空気層以上の暖かさを付与することができる。
【００１４】
すなわち、本発明における第１の発明は、紡績糸と弾性糸との交編からなる編物であって、紡績糸が、塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維及びステープルを含む混紡糸であることを特徴とする編物である。
【００１５】
また、第２の発明は、塩型カルボキシル基の塩型が、マグネシウム塩型、ナトリウム塩型、またはカルシウム塩型のいずれかである編物である。第３の発明は、弾性糸が、架橋型ポリオレフィン系弾性繊維またはポリウレタン弾性糸である第１または第２の発明に記載の編物である。
【００１６】
第４の発明は、ステープルが、単糸繊度０．３〜１．２ｄｔｅｘである、アクリル繊維またはポリエステル繊維からなる第１〜３の発明のいずれかに記載の編物である。第５の発明は、紡績糸が、さらにレーヨン、綿、または羊毛のいずれかを含む混紡糸である第１〜４の発明のいずれかに記載の編物である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の保温性に優れる編物は、塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維を含有する編物であり、身体からの水分を吸湿して発熱する特性を有する。また、ステープルを一部に使用した糸と伸長時の応力が低い弾性糸との交編組織にすることで、編地を伸長することで糸−糸間の静止空気層を増やす構造をとることができる。その結果、衣服を伸長して着用することにより、保温性が高くなる。さらには、伸長時の応力が低い弾性糸を使用することで、身体へのなじむようなフィット性を発現でき、身体と衣服との間の空気が静止空気層として作用し暖かさを付加することができる。
【００１８】
すなわち、本発明の保温性に優れる編物は、身体からの水分を吸湿して発熱する繊維を含んでおり、かつ、該編物は、伸長することで静止空気層を増やす構造をしているので、単に静止空気層があるから暖かい、という編物ではなく、吸湿発熱による暖かさと、その結果暖められた静止空気量が多いという相乗効果により暖かさを高めることができる。さらには、身体になじむようにフィットする編物であり、衣服内気流が生じにくくなり、動作をしたくらいでは空気の流れが生じない静止空気層が保たれるので、動作をしても暖かさに変化がない効果を示す。さらには、熱伝導性の低い素材を用いることで、吸湿しても冷たさを感じにくい効果を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の編物は、塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維を含有する編物から構成される。塩型カルボキシル基を有するアクリル繊維は、該繊維の紡績性を上げるため、あるいは、染まりにくい欠点を補うために、他の天然繊維や合成繊維との混紡糸にして用いることが適当である。混紡糸にフィラメントを混用することも可能である。
【００２０】
塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維は、吸湿性が非常に高く、身体からの不感蒸泄による水分を吸湿して発熱する効果が大きい。塩型カルボキシル基の塩としては、例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃａ等のアルカリ軽金属、ＮＨ４、アミン等の有機の陽イオン、マグネシウム塩等を挙げることができる。特に、２価のマグネシウム塩型、あるいは、カルシウム塩型のカルボキシル基を有するアクリル繊維を用いると、繊維そのものの熱伝導性が低いため、吸湿した後に繊維の熱伝導性が高くなり、冷え感が生じる可能性も低い。吸湿発熱性が高く、かつ、熱伝導性が低い性能は、冬用素材として非常に好適である。特に、マグネシウム塩型カルボキシル基を有するアクリル繊維は、吸湿性も非常に高く、かつ、吸湿時の熱伝導性も低いので、最も好適である。
【００２１】
ただし、塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維は、加工性等の問題点、吸水による膨潤などを抑える必要があり、架橋構造との共存において、量的なバランスが要求される。具体的には、塩型カルボキシル基量が多すぎると、即ち１０ｍｍｏｌ／ｇを超える場合、導入できる架橋構造の割合が少なくなりすぎ、一般の紡績等の加工に求められる繊維物性を得ることが難しくなる。一方、この塩型カルボキシル基量が少ないと、吸湿性が高くならないので、吸湿発熱量が不十分である。特に、２．７ｍｍｏｌ／ｇより低い場合では、吸湿発熱性が不足するだけでなく、冷え感の低減効果も低くなり、実用上の価値を失ってしまう。実用的には、塩型カルボキシル基量が４．０ｍｍｏｌ／ｇ以上の場合、現存する他の繊維素材に対して、吸湿発熱性と吸湿時の冷え感が小さい効果の優位性が顕著となる。
【００２２】
特に、マグネシウム塩型架橋アクリル系繊維が吸湿発熱性、熱伝導性の両性能において優れるが、マグネシウム塩型以外の残部の他の塩型およびＨ型のカルボキシル基は、吸湿発熱性と吸湿時の冷え感低減性の両方の性能を高める効果が顕著ではないので、カルボキシル基量が同一であれば、マグネシウム塩型以外の残部の他の塩型およびＨ型のカルボキシル基の量を少なくすることが望ましい。
【００２３】
本実施形態において、繊維に塩型カルボキシル基を導入する方法としては、特に制限はない。例えば、塩型カルボキシル基を有する重合体を直接繊維化する方法、カルボキシル基を有している重合体を繊維化した後に、このカルボキシル基を塩型カルボキシル基に変える方法、カルボキシル基に誘導することが可能である官能基を有した重合体を繊維化した後に、得られた繊維のこの官能基を化学的に変性させてカルボキシル基に変換し、塩型カルボキシル基に変える方法、さらには、繊維に対し、グラフト重合により塩型カルボキシル基を導入する方法等を挙げることができる。
【００２４】
どの方法でも構わないが、工業的に、３番目の方法として例示した、カルボキシル基に誘導することが可能である官能基を有した重合体を繊維化した後に、得られた繊維のこの官能基を化学的に変性させてカルボキシル基に変換し、塩型カルボキシル基に変える方法が望ましい。例として、化学変性処理によりカルボキシル基に変性可能な官能基を有する単量体の単独重合体、あるいは２種以上からなる共重合体、または、共重合が可能な他の単量体との共重合体を繊維化して得られた繊維を、加水分解によってカルボキシル基に化学変性する方法がある。この加水分解により得られるカルボキシル基が所望の塩型として得られる場合は、このまま塩型カルボキシル基として機能させることができる。
【００２５】
本実施形態において、まず繊維中に多量のカルボキシル基を含有させ、さらにそのカルボキシル基の多くをマグネシウム塩型とし、同時にマグネシウム塩型以外の塩型およびＨ型カルボキシル基を極力減らすことにより、吸湿発熱性だけでなく、熱伝導性を低くして、吸湿時の冷え感を小さくする効果を発揮させることができる。
【００２６】
さらに、マグネシウム塩型カルボキシル基をはじめとする塩型カルボキシル基含有アクリル繊維だけでは、身体の水分を吸湿して発熱した熱を保持することが困難である。そこで、細繊度のステープルによる細かい毛羽が編地全体を覆う糸構造にする。その結果、静止空気層が多くなり、効果的に暖かさを持続することが可能になる。その役割については、塩型カルボキシル基を有するアクリル繊維では、細繊度にすることが困難であるため、他の繊維に機能を分担させることも効果的である。もちろん、細繊度の塩型カルボキシル基を有するアクリル繊維を使うことは有効な手段である。
【００２７】
本実施形態における架橋構造とは、実用に耐える繊維物性を有し、かつ、吸湿や繰り返しの着用や洗濯等に伴う物理的、化学的な変性を受けない限りにおいて特に制限はなく、共有結合による架橋やイオン架橋、ポリマー分子間の相互作用や結晶構造による架橋等、いずれの架橋構造のものであってもよい。
【００２８】
また、架橋を導入する方法においても、特に制限はなく、繊維形状に形成した後、あるいは形成中の化学的ないわゆる後架橋、さらには、繊維形状に形成した後の物理的なエネルギーによる後架橋構造の導入など、一般的に用いられる方法を用いることができる。中でも特に、繊維形状形成後、化学的に後架橋を導入する方法では、共有結合による強固な架橋を、効率的かつ高度に導入することができ、繊維物性上も好ましい結果となる。
【００２９】
繊維形状形成中に、化学的に後架橋を導入する方法としては、繊維を形成する重合体と、この重合体の官能基と化学結合する官能基を分子中に２個以上有する架橋剤とを混合して紡出し、熱等により架橋させる方法を例示することができる。本方法では、カルボキシル基および／または塩型カルボキシル基を有する重合体と、この官能基あるいはこの重合体が有する他の官能基を利用して架橋構造を形成させることにより、塩型カルボキシル基及び架橋構造の両方を有するアクリル系繊維を得ることができる。
【００３０】
一方、後に述べるヒドラジン系化合物による架橋構造の導入方法を用いる場合には、架橋に関与しないニトリル基を加水分解することにより、塩型カルボキシル基及び架橋構造の両方を有するアクリル系繊維を得ることができる。
【００３１】
繊維形状形成後、化学的に後架橋を導入する方法については、条件等の制限は特になく、例えば、ニトリル基を有するビニルモノマーの含有量が５０質量％以上であるアクリロニトリル系繊維が含有するニトリル基と、１分子中の窒素の数が２以上の窒素化合物またはホルムアルデヒドを反応させる後架橋の方法を挙げることができる。
【００３２】
前記ニトリル基を有するビニルモノマーとしては、ニトリル基を有する限りにおいて特に制限はないが、具体的には、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、α−フルオロアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等を挙げることができる。これらの中でも、コスト的に有利で、かつ、単位質量あたりのニトリル基量が多いアクリロニトリルを用いることが最も好ましい。
【００３３】
一方、前記１分子中の窒素の数が２以上の窒素化合物としては、架橋構造を形成し得るものであれば、特に限定されるものではないが、２個以上の１級アミノ基を有するアミノ化合物やヒドラジン系化合物が好ましい。
【００３４】
本実施形態において使用する２個以上の１級アミノ基を有するアミノ化合物としては、例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのジアミン系化合物、ジエチレントリアミン、３，３′−イミノビス（プロピルアミン）、Ｎ−メチル−３，３′−イミノビス（プロピルアミン）などのトリアミン系化合物、トリエチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ′−ビス（３−アミノピロピル）−１，３−プロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ′−ビス（３−アミノピロピル）−１，４−ブチレンジアミンなどのテトラミン系化合物、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン等の中で２個以上の１級アミノ基を有するポリアミン系化合物などが例示される。
【００３５】
また、本実施形態において使用するヒドラジン系化合物としては、例えば、硝酸ヒドラジン、硫酸ヒドラジン、塩酸ヒドラジン、水加ヒドラジン、臭素酸ヒドラジン、ヒドラジンカーボネイト等のヒドラジンおよびその塩類、さらにはエチレンジアミン、グアニジン、硝酸グアニジン、硫酸グアニジン、塩酸グアニジン、リン酸グアニジン、メラミン等のヒドラジン誘導体およびその塩を挙げることができる。
【００３６】
特に、ヒドラジン系化合物による方法を用いる場合は、酸、アルカリに対しても安定であり、さらに加工等に要求される繊維物性を発現させることができる強い架橋を導入することができるといった点で非常に優れている。なお、この反応により得られる架橋構造に関しては、その詳細は未だ不明ではあるが、トリアゾール環あるいはテトラゾール環構造に由来するものと推定される。
【００３７】
ヒドラジン系化合物との反応により架橋を導入する方法は、目的とする架橋構造が得られる限りにおいて特に制限はなく、反応時のアクリロニトリル系重合体とヒドラジン系化合物の濃度や、使用する溶媒、反応時間や温度等、必要に応じて適宜選択することができる。反応温度については、低温側ではその分反応速度が遅くなるため反応に要する時間が長くなりすぎる場合があり、また、高温側ではアクリロニトリル系繊維が可塑化し、形状が破壊されるという問題が生じる場合がある。そのため、好ましい反応温度としては、具体的には、５０℃〜１５０℃、さらに好ましくは８０℃〜１２０℃が選択される。
【００３８】
また、ヒドラジン系化合物と反応させるアクリロニトリル系繊維そのものについても特に制限はなく、この繊維の表面のみに、あるいは、全体にわたりその芯部に至るまで、または、特定の部分を限定して、これと反応させる等、適宜選択することが可能である。
【００３９】
細かい毛羽で編地全体を覆い静止空気層を増やすためには、他の繊維を混紡する。このような他の繊維としては、細繊度のステープルが望ましく、素材は、アクリル、ポリエステルなどが挙げられる。その結果、ステープルの毛羽を活用して、編地を静止空気層で覆うことが可能になる。ステープルの単糸繊度が０．３〜１．２ｄｔｅｘの場合、静止空気層を構成しやすくなる。さらに、ステープルの単糸繊度が０．３〜０．７ｄｔｅｘの細い糸であると、特にその効果を発揮しやすい。また、吸湿発熱性の性能を補助するために、吸湿性の高い羊毛、レーヨン、綿を使うことも可能である。
【００４０】
混紡糸は、ステープルのみで構成されてもかまわないが、糸強力を高めるため、フィラメントを混用してもよい。フィラメントとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなどが挙げられる。
【００４１】
なお、本発明では、吸湿発熱性が生じやすく、人がその性能を体感できること、かつ、身体にフィットすることで身体と衣服との間の空気も静止空気層にすることが重要である。したがって、用途は、肌に直接着用するアンダーウェア、あるいはスポーツウェアが主体となる。肌に直接着用しない場合は、本発明の編物から構成されるウェアの下に着用する衣服が身体にフィットし、そのウェアと本発明の編物から構成されるウェアもほぼ一体化し、ゆとりがない状態であることが保温性を高める効果を発揮しやすい。
【００４２】
本発明の編物は、伸長することで保温性が高くなる。通常、伸長すると編地が薄くなり通気性が高くなり、保温性を高めることは困難である。しかしながら、本発明の編物は、伸長しても厚みが小さくなりにくく、かつ、編地を構成するループとループの間は広がるために、空気が多く含まれるようになる。さらに、細かい毛羽で編地を覆う構造にすることで、動作や微風では崩れにくい静止空気層が構成される。
【００４３】
編地を伸長しても厚みが小さくならないようにするために、弾性糸を交編する。弾性糸は、ウレタン系弾性糸でも、オレフィン系弾性糸でもかまわない。弾性糸の１０％伸長時の応力が０．０１Ｎ以下であると、編地１０％程度の伸長では、ステープル混で構成しているループ形状を変形することなくループとループの間が広がって編地が伸びるので静止空気層を効果的に増やすことができる。ステープルを少なくとも一部に使用した糸で構成されるループ形状を保ったまま、ループとループとをつないでいる弾性糸が伸長する構造をとる。そのためには、弾性糸が低応力で伸長することが必要である。１０％伸長時の応力が０．０８Ｎ以下であると、ステープル混で構成された糸のループ形状が変形しにくい上、身体にも沿いやすく、着脱性にも優れる。
【００４４】
弾性糸とステープルの複合糸では、編地が伸長すると同時に、ステープルのループ形状も変形し、静止空気層ができにくくなり、かつ、厚みが小さくなり、その結果静止空気層が少なくなるので望ましくない。したがって、弾性糸は、ベア（裸）で使うことが望ましいが、カバリング糸にする場合であっても、毛羽の多いステープル混用糸との交編にすることが望ましい。そのことにより、伸長しても厚みは小さくなりにくく、静止空気層を多く保持することが可能になる。２０％伸長時の応力が０．２Ｎ以下であると、人体のサイズに関係なく弾性糸部分が伸びてステープル混で構成された糸のループがつぶれないので好ましい。
【００４５】
本発明の編物から構成される衣服は、肌と衣服とのゆとりがないことが望ましく、身体にフィットするように伸長して着用するウェアを基本とする。身体になじむようにフィットする編地であれば、身体と衣服との間の空気が静止空気層になり、暖かさを向上させることができる。また、編物内部に静止空気層ができるような構造であっても、身体と衣服との間の空気が人の動作などによって移動してしまうと、暖かさは感じられにくい。そのため、弾性糸の使用は効果的である。しかし、弾性糸は低応力で伸長する糸で構成する編地でなければ、身体になじむようにフィットさせることは難しい。
【００４６】
ステープル混合糸のループ構造を変形させず、かつ、身体になじむようにフィットさせる編地を構成するためには、低応力高伸長特性を示す弾性糸が望ましい。該弾性糸は、ポリウレタン弾性糸でも構わないが、架橋型ポリオレフィン系弾性繊維が同じ繊度の場合、低応力高伸長の弾性糸を紡糸しやすく好適である。架橋型ポリオレフィン系弾性繊維とは、実質的に線状であるオレフィンに架橋処理を施された、オレフィン系モノマーを重合させた繊維である。例えば、α−オレフィンを共重合させた低密度ポリエチレンや特表平８−５０９５３０号公報記載の弾性繊維がこれに該当する。また、架橋処理の方法としては、例えば、ラジカル開始剤やカップリング剤などを用いた化学架橋や、エネルギー線を照射することによって架橋させる方法等が挙げられる。また、製品となった後の安定性を考慮するとエネルギー線照射による架橋が好ましい。架橋型ポリオレフィン系弾性繊維は、通常の溶融紡糸方法でモノフィラメントまたはマルチフィラメントとして巻き取られ、架橋処理がなされて得られる。
【００４７】
着用時の伸長のレベルは衣服の縫製の仕方でかなり異なるので、着用時の伸長率を規定することは難しい。そこで、本発明においては、経方向または緯方向に１０％伸長させたときを基本として考える。編物を経方向または緯方向に１０％伸長したときに、保温率が１０％以上高くなることが必要である。望ましくは１５％以上高くなると暖かさを実感しやすい。また、編物を１０％伸長した結果、２５％以上の保温率を示すと着用感でも暖かさを体感しやすい。より望ましくは３０％以上の保温率を示すと、誰もが暖かさを感じるレベルになる。
【００４８】
編物を伸長することで、編目は開き、通気性は高まるが、身体にフィットさせることで、風が編地を通過しない構造になり、寒く感じない。それどころか、編目が開いた部分に空気が溜まりやすくなるので、暖かく感じる。編地を伸長しても毛羽が多く保たれて、厚みが小さくなりにくい編み構造になっていることで効果が大きくなる。
【００４９】
本発明の塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維は、２０℃で６５％ＲＨの環境下で吸湿率が２０％以上であることが好ましい。２０％未満の吸湿率では、吸湿発熱量が不十分である。４０％以上の吸湿率を有する架橋アクリル系繊維を用いると、混率を下げても吸湿発熱性が十分発揮されるので望ましい。
【００５０】
塩型のカルボキシル基の塩型には、Ｍｇ、Ｎａ、Ｃａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等が挙げられる。吸湿性を高めるためには、Ｍｇ、Ｎａ、Ｃａ塩型にすることが望ましく、特に、Ｍｇ塩型であると、吸湿性も高くでき、かつ吸湿時の熱伝導性も低くできるので、冬用の断熱素材として非常に好適である。マグネシウム塩型カルボキシル基を有するアクリル繊維の場合、吸湿率が４０．４％もあり十分である。もちろん、マグネシウム塩型カルボキシル基であれば、全て吸湿率が４０％以上あるわけではなく、製造工程条件を適切にすることで、塩の量を制御し吸湿性を高めることができる。
【００５１】
塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維は、吸湿性が高いので、身体からの不感蒸泄による水分を吸湿しやすく、それに伴う吸着熱も大きい。該架橋アクリル系繊維を使った衣服を着用している場合、人体からの水分を吸湿発熱する。一方、外気に向かって、放湿冷却挙動をとるため、発熱した熱を肌側に保持することが、暖かさを維持するために重要である。編地を毛羽で覆う構造にすることで、暖まった空気が肌表層部に溜まったままになるので、より暖かさを感じ続けることができる。そのためにも、衣服が身体になじむようにフィットして身体と衣服との間に静止空気層が構成される編地にして衣服内気流が生じにくくすること、かつ、風が吹いても崩れにくい静止空気層を編地内に構成することが重要になる。
【００５２】
弾性繊維は、身体にフィットさせることが目的であるので、編地全体の３〜１５％あれば十分である。塩型カルボキシル基含有架橋アクリル系繊維を混合する毛羽の多い紡績糸を効果的に配置させるには、５〜１０％であることが望ましい。また、編地の外気側ではなく、肌側に集中して配置させることで、身体にフィットさせ、かつ静止空気層を多く保つことが可能になる。具体的な編み組織としては、弾性繊維をベア（裸）で使った、メッシュリバース、天竺などが、効果的である。
【実施例】
【００５３】
以下に実施例および比較例を挙げるが、下記実施例に限定されるものではない。
【００５４】
（１）保温率
保温率は以下の方法により求めた。
図１に示すカトーテック社製のサーモラボＩＩを用い、２０℃、６５％ＲＨの環境下で、ＢＴ−ＢＯＸのＢＴ板（熱板）を人の皮膚温を想定し３５℃に設定し、その上に試料を置き、熱移動量が平衡になったときの消費電力量Ｗを測定する。また、試料を置かない条件での消費電力量Ｗ０を計測する。以下の式で保温率を計算する。
保温率（％）＝（Ｗ０−Ｗ）／Ｗ０×１００
ＢＴ板は、サイズ１０ｃｍ×１０ｃｍであるが、試料は２０ｃｍ×２０ｃｍとする。通常は試料を伸長しない状態で計測するが、本発明の伸長時の保温率は、試料の経方向または緯方向に１０％伸長させた状態で、ＢＴ板に設置して同様の計測を行なう。
【００５５】
（２）吸湿発熱性
吸湿発熱性の測定方法を以下に示す。試料を１０５℃、３時間で乾燥させた後、シリカゲルを入れたデシケータに入れ、３２℃の環境下で１２時間以上調温する。その後、３２℃、７０％ＲＨの環境下に放置し、試料表面温度を計測する。３０秒後の表面温度の最高値を採用した。
【００５６】
実施例および比較例の編物で身体のサイズよりやや小さいフィットしやすいアンダーウェアを縫製し、女性５名により着用感を評価した。アンダーウェアの上にポリエステルのブラウスおよびジャケットを着用して、３０分間、１５℃、５０％ＲＨ環境下で安静にして暖かさ感に違いがあるかＳＤ法により評価した。＋２点は非常に暖かい、＋１点はやや暖かい、０点はどちらでもない、−１点はやや寒い、−２点は非常に寒い、という尺度で評価してもらい、３人の平均値を求めた。
【００５７】
実施例１
マグネシウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維と単糸繊度０．５ｄｔｅｘのアクリル繊維とレーヨンを混紡した５０番手の紡績糸と、架橋型ポリオレフィン系弾性繊維（東洋紡製、ダウケミカル社登録商標 ＤＯＷ ＸＬＡ）２２ｄｔｅｘとを交編した編物を作成した。
【００５８】
マグネシウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維は、アクリロニトリル９０質量％及びアクリル酸メチル１０質量％のアクリロニトリル系重合体を４８％のロダンソーダ水溶液で溶解した紡糸原液を作成し、常法に従って紡糸、水洗、延伸、熱処理をし、原料繊維を得たのち、水加ヒドラジンを加え９８℃で３時間架橋処理した。
その後、水洗し、さらに３質量％の水酸化ナトリウムを加え、９２℃で５時間加水分解した後、１Ｎ−ＨＮＯ３水溶液で処理し、カルボキシル基をＨ型に変換し、水洗後、１Ｎ−ＮａＯＨ水溶液でｐＨを１１に調整、水洗し、ナトリウム型カルボキシル基を有するアクリル繊維を得た。
【００５９】
この後、さらに、１０質量％の硝酸マグネシウム水溶液を添加し、６０℃で２時間マグネシウム塩型カルボキシル基への変換処理を行い、十分洗浄した後、脱水、油剤処理、さらに乾燥して、目的のマグネシウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維を得た。
架橋型ポリオレフィン系弾性繊維は、α−オレフィン共重合ポリエチレンを溶融紡糸した糸を、電子線を用いて架橋させて得た。紡績糸の各素材の混率は、架橋アクリル系繊維３０％、アクリル繊維４０％、レーヨン３０％である。編地全体に対する架橋型ポリオレフィン系弾性繊維の混率は５％である。編み組織はベア天竺とした。評価結果を表１に示す。
【００６０】
実施例２
ナトリウム型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維は、アクリロニトリル９０質量％及びアクリル酸メチル１０質量％のアクリロニトリル系重合体を４８％のロダンソーダ水溶液で溶解した紡糸原液を作成し、常法に従って紡糸、水洗、延伸、熱処理をし、原料繊維を得たのち、水加ヒドラジンを加え９８℃で３時間か強処理した。
【００６１】
その後、水洗し、さらに３質量％の水酸化ナトリウムを加え、９２℃で５時間加水分解した後、１Ｎ−ＨＮＯ３水溶液で処理し、カルボキシル基をＨ型に変換し、水洗後、１Ｎ−ＮａＯＨ水溶液でｐＨを１１に調整、水洗し、ナトリウム型カルボキシル基を有するアクリル繊維を得た。
【００６２】
本方法で得られた、ナトリウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維と、単糸繊度０．９ｄｔｅｘのアクリル繊維と綿を混紡した５０番手の紡績糸と、架橋型ポリオレフィン系弾性繊維（東洋紡製、ダウケミカル社登録商標 ＤＯＷ ＸＬＡ）３３ｄｔｅｘとを交編した編物を作成した。紡績糸の各素材の混率は、架橋アクリル系繊維３０％、アクリル繊維４０％、レーヨン３０％である。編地全体に対する架橋型ポリオレフィン系弾性繊維の混率は５％である。編み組織はメッシュリバースとした。評価結果を表１に示す。
【００６３】
実施例３
実施例１と同様の方法で得たマグネシウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維と単糸繊度１．２ｄｔｅｘのアクリル繊維を混紡した５０番手の紡績糸と、ポリウレタン繊維２２ｄｔｅｘとを交編した編物を作成した。紡績糸の各素材の混率は、架橋アクリル系繊維３０％、アクリル繊維７０％である。編地全体に対するポリウレタン繊維の混率は５％である。編み組織は、天竺とした。評価結果を表１に示す。
【００６４】
比較例１
単糸繊度０．５ｄｔｅｘのアクリル繊維１００％の５０番手の紡績糸と、架橋型ポリオレフィン系弾性繊維（東洋紡製、ダウケミカル社登録商標 ＤＯＷ ＸＬＡ）２２ｄｔｅｘとを交編した天竺組織の編物を作成した。評価結果を表１に示す。
【００６５】
比較例２
マグネシウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維と単糸繊度０．５ｄｔｅｘのアクリル繊維とを混紡した５０番手の紡績糸を作成した。紡績糸の各素材の混率は、架橋アクリル系繊維３０％、アクリル繊維７０％である。編み組織は天竺とした。評価結果を表１に示す。
【００６６】
比較例３
マグネシウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維と単糸繊度０，５ｄｔｅｘのアクリル繊維を混紡した５０番手の紡績糸を、架橋型ポリオレフィン系弾性繊維（東洋紡製、ダウケミカル社登録商標 ＤＯＷ ＸＬＡ）２２ｄｔｅｘにカバリングした糸を作成した。紡績糸の各素材の混率は、架橋アクリル系繊維３０％、アクリル繊維７０％である。編み組織は天竺とした。評価結果を表１に示す。
【００６７】
比較例４
マグネシウム塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維と単糸繊度０．５ｄｔｅｘのアクリル繊維とを混紡した５０番手の紡績糸とポリウレタン繊維３３ｄｔｅｘとを交編した編物を作成した。紡績糸の各素材の混率は、架橋アクリル系繊維３０％、アクリル繊維７０％である。編み組織は天竺とした。評価結果を表１に示す。
【００６８】
【表１】
【００６９】
実施例は、編物を１０％伸長することにより、保温性がいずれも１０％以上高くなっている。また、吸湿発熱性も高い。このような試料は主観的評価においても、０．５点以上の得点を示し、暖かい傾向にあることを確認した。特に、実施例１は顕著に暖かさを感じることができるレベルであった。比較例１は、編物を１０％伸長することにより、保温性は１０％以上高くなっているが、吸湿発熱性が低く、着用感では寒いという申告値が得られた。比較例２、比較例３は、伸長時の保温性が低く、主観評価でもやや寒い傾向がみられる。比較例４は、寒くはない結果であった。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の保温性に優れる編物から構成される衣服は、ヒーターによる加温に頼ることなく、従来の衣類と比べより暖かい衣服を提供することができる。従来の保温性に優れる編物は糸内、繊維内に静止空気層を保持する手法が主体であったが、糸−糸間の編地内に効果的に静止空気層をつくり、かつ、身体と衣服との間にも静止空気層をつくり、さらには、吸湿発熱性に優れる繊維を用いることにより暖かさを付加することにより、これまでにない暖かさを実感することができる。省エネが叫ばれる現代社会において、このような熱源を持つことなく暖かさを付加する技術は不可欠であると考える。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】保温率を算出するために用いる消費電力量を計測する装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ ＢＴ板（熱板）
２ メインヒーター
３ ガイドヒーター
４ ゲージセンサー（温度検出）
１０ ＢＴ−ＢＯＸ
２０ ＢＴ温度中継ボックス
３０ アンプ
４０ 積分計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紡績糸と弾性糸との交編からなる編物であって、紡績糸が、塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維及びステープルを含む混紡糸であることを特徴とする編物。
【請求項２】
塩型カルボキシル基の塩型が、マグネシウム塩型、ナトリウム塩型、またはカルシウム塩型のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の編物。
【請求項３】
弾性糸が、架橋型ポリオレフィン系弾性繊維またはポリウレタン弾性糸であることを特徴とする請求項１または２記載の編物。
【請求項４】
ステープルは、単糸繊度が０．３〜１．２ｄｔｅｘである、アクリル繊維またはポリエステル繊維からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の編物。
【請求項５】
紡績糸が、さらにレーヨン、綿、または羊毛のいずれかを含む混紡糸であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の編物。
【請求項１】
紡績糸と弾性糸との交編からなる編物であって、紡績糸が、塩型カルボキシル基を有する架橋アクリル系繊維及びステープルを含む混紡糸であることを特徴とする編物。
【請求項２】
塩型カルボキシル基の塩型が、マグネシウム塩型、ナトリウム塩型、またはカルシウム塩型のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の編物。
【請求項３】
弾性糸が、架橋型ポリオレフィン系弾性繊維またはポリウレタン弾性糸であることを特徴とする請求項１または２記載の編物。
【請求項４】
ステープルは、単糸繊度が０．３〜１．２ｄｔｅｘである、アクリル繊維またはポリエステル繊維からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の編物。
【請求項５】
紡績糸が、さらにレーヨン、綿、または羊毛のいずれかを含む混紡糸であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の編物。
【図１】
【公開番号】特開２００９−１３３０３６（Ｐ２００９−１３３０３６Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１０５２６（Ｐ２００７−３１０５２６）
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【Ｆターム（参考）】
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