芯鞘複合フィラメント糸、それを用いた布帛、中空繊維布帛及びその製造方法。
【課題】 本発明は、軽量性、保温性に優れたポリアミド中空繊維を生産性良くかつ、高次加工工程での中空つぶれが発生することなく提供するものである。加えて、ポリ乳酸の溶出時間を短縮させることにより低コスト化を可能とさせるものである。
【解決手段】 芯部を形成する熱可塑性樹脂がポリ乳酸であり、前記易溶解性ポリエステル１００ｇ中に０．５〜２５ミリモルのマグネシウムを含有し、鞘部を形成する熱可塑性樹脂がポリアミドであり、芯部と鞘部の複合割合が２０／８０〜６０／４０重量％であり、かつ鞘部が繊維表面を完全に覆っている芯鞘複合フィラメント糸。
【解決手段】 芯部を形成する熱可塑性樹脂がポリ乳酸であり、前記易溶解性ポリエステル１００ｇ中に０．５〜２５ミリモルのマグネシウムを含有し、鞘部を形成する熱可塑性樹脂がポリアミドであり、芯部と鞘部の複合割合が２０／８０〜６０／４０重量％であり、かつ鞘部が繊維表面を完全に覆っている芯鞘複合フィラメント糸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリアミド中空繊維を用いた保温性、軽量性に優れた布帛に関するものである。更に詳しくは、後工程での溶出処理速度の高いポリ乳酸と、ポリアミドからなる複合繊維を生産性よく製造し、これを布帛とした後に溶出処理することにより、仮撚加工や流体噴射加工、製織、編成などの高次加工工程での中空つぶれがない布帛を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維の一つであるポリアミド繊維は、高強度、耐摩耗性、ソフト性、染色鮮明性などの優れた特徴を持っている。そのため、パンティストッキング、タイツ等のレッグウェア、ランジェリー、ファンデーション等のインナーウェア、スポーツウェア、カジュアルウェア等の衣料用途に好まれて用いられてきている。
【０００３】
しかしながら、ポリアミド繊維は元来その表面と内部構造が均一かつ単純であることから、単なる丸断面フィラメント糸では冷たい触感であり、冬季の衣料としての暖かさや保温性が不十分という欠点がある。これらの問題を解決すべく、特許文献１のような繊維内部に中空層を持つ中空繊維により軽量性、保温性といった機能を高める技術が提案されている。
【０００４】
ところが、これらの中空繊維は紡糸口金の形状、ポリマー粘度などの工夫以外は通常の溶融紡糸により製造されるため中空率を高くすることが困難であり、しかも、ポリマ自体のモジュラスが低いことから後加工工程において中空部が潰れ易いといった問題が発生していた。また、これらの問題を改善するために単糸を太繊度とするしかなく、布帛の風合いが粗硬なものとなっていた。
【０００５】
また、特許文献２および３にはポリエチレンテレフタレートとポリアミドとの芯鞘複合糸を用いて布帛とした後に芯部のポリエチレンテレフタレートの一部をアルカリ溶出処理することによる軽量・保温性布帛が提案されている。しかしながらポリエチレンテレフタレートではアルカリ溶出速度が遅く、溶出に時間がかかりすぎたり、一部が溶出しきれずにムラとなり製品欠点が生じていた。また、溶出速度を上げるためにスルホン化芳香族ジカルボン酸共重合ポリエステルを使用した場合は製糸安定性に欠け、生産性が極めて悪かった。
【０００６】
一方、近年では脂肪族ポリエステル等、様々なプラスチックや繊維の研究・開発が活発化している。その中でも微生物により分解されるプラスチック、即ち生分解性プラスチックを用いた繊維に注目が集まっている。中でも力学特性や耐熱性が比較的高く、製造コストの低い生分解性のプラスチックとして、でんぷんの発酵で得られる乳酸を原料としたポリ乳酸が脚光を浴びている。ポリ乳酸は、例えば手術用縫合糸として医療分野で古くから用いられてきたが、最近は量産技術の向上により価格面においても他の汎用プラスチックと競争できるまでになった。また、優れた製糸性、アルカリ減量速度が速いなどの特徴を持っているため、繊維としての商品開発も活発化してきている。
【０００７】
また、ポリ乳酸繊維の特性を向上させる手法として、汎用プラスチックとの複合紡糸もいくつか提案されている。例えば特許文献４には、ポリアミド系重合体と脂肪族ポリエステルとから構成され、アルカリ減量によりハリ、腰などを付与する複合繊維が提案されている。
【特許文献１】特開平９−２１７２２５号公報（［００４２］段落）
【特許文献２】特公平８−１９６０７号公報（第４頁第１７〜３９行目）
【特許文献３】特許２５６９９７２号公報（［００１５］〜［００１６］段落）
【特許文献４】特開２０００−５４２２８号公報（［００１４］段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上記従来の問題点を解決しようとするものであり、軽量性、保温性に優れたポリアミド中空繊維布帛を生産性良くかつ、高次加工工程での中空つぶれが発生することなく提供するものである。加えて、ポリ乳酸の溶出時間を短縮させることにより低コスト化を可能とさせるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は
（１）芯部がポリ乳酸、鞘部がポリアミドからなる芯鞘複合フィラメント糸であって、
芯部がポリ乳酸１００ｇ中に対してマグネシウムを０．５〜２５ミリモル含有し、
芯部と鞘部の複合割合が２０重量％／８０重量％〜６０重量％／４０重量％であり、
鞘部が繊維外周表面を覆っている
芯鞘複合フィラメント糸、
（２）前記マグネシウムが酸化マグネシウムまたは水酸化マグネシウムに由来することを特徴とする（１）記載の芯鞘複合フィラメント糸、
（３）前記ポリアミドがナイロン６であることを特徴とする（１）または（２）のいずれかに記載の芯鞘複合フィラメント糸、
（４）（１）〜（３）いずれか記載の芯鞘複合フィラメント糸を用いた布帛、
（５）（４）記載の布帛を、苛性アルカリとポリアミド膨潤剤を含む水溶液を用いて８０〜１１５℃で加熱処理することによって前記芯成分を溶出することにより得られる中空繊維布帛、
（６）（４）記載の布帛を、苛性アルカリと、ポリアミド膨潤剤として濃度が５〜８０ｇ／ｌであるベンジルアルコールまたはベンジルアルコール誘導体の水溶液を用いて、８０〜１１５℃で加熱処理することによって前記芯成分を溶出させることを特徴とする中空繊維布帛の製造方法、
により構成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、後溶出型ポリアミド中空繊維を生産性よく製造することができ、かつ後工程での溶出性に優れていることから、中空がつぶれることのない軽量性、保温性に優れたポリアミド布帛を提供することができる。加えて、ポリ乳酸の溶出時間を短縮させることにより低コスト化を可能とさせるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明で用いられる複合フィラメント糸は芯鞘構造からなる。その芯部を形成する熱可塑性樹脂がポリ乳酸からなり、鞘部を形成する熱可塑性樹脂がポリアミドよりなる。このような芯鞘構造繊維とし、布帛に加工した後芯部のポリ乳酸を溶出処理することにより、高中空率でありかつ後加工でつぶれることのない中空繊維を製造することができる。また、本発明の芯鞘複合フィラメント糸は鞘部が繊維外周表面を覆っていることが必要である。鞘部が繊維外周表面を覆っているとは、芯部が繊維表面に露出していないことをいい、好ましくは、鞘部が繊維表面を完全に覆っていることをいう。芯部のポリ乳酸が繊維表面に露出したいわゆるＣ型断面などでは、製糸工程において糸道ガイドが擦過などにより芯部と鞘部が割れて糸切れの原因となったり、整経、製織、編成などの後工程において毛羽が発生するため適さない。
【００１２】
本発明で用いられる複合フィラメント糸の芯部と鞘部の複合割合は２０重量％／８０重量％〜６０重量％／４０重量％である必要がある。芯成分が２０重量％未満であると、芯成分を溶出した後でも中空率が低いために軽量性、保温性といった中空繊維の特徴が不充分となる。また、芯成分が６０重量％を超えると製糸性が不安定になるとともに、布帛とした後で中空部がつぶれやすくなり、保温性の効果が不充分となる。好ましくは芯部と鞘部の複合割合が２５重量％／７５重量％〜５５重量％／４５重量％、さらに好ましくは３０重量％／７０重量％〜５０重量％／５０重量％である。
【００１３】
本発明の芯鞘複合フィラメント糸の芯部を形成するポリ乳酸とは、-(Ｏ-ＣＨＣＨ３-ＣＯ)n-を繰り返し単位とするポリマーであり、乳酸やそのオリゴマーを重合したものをいう。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で、乳酸以外の成分を共重合していてもよく、ポリ乳酸以外の熱可塑性重合体等を含有していてもよい。
【００１４】
本発明の芯鞘複合フィラメント糸においては、芯部がポリ乳酸１００ｇ中に対してマグネシウムを０．５〜２５ミリモル含有する必要がある。芯部がポリ乳酸１００ｇ中に対してマグネシウムを０．５〜２５ミリモル含有することにより、ポリ乳酸にマグネシウムを含まない複合フィラメント糸に対し、苛性アルカリへの溶解速度が１．１〜１．５倍速くなるため、ポリアミド中空繊維とする時の溶出処理時間を短縮でき、生産性を向上することが出来る。芯部にマグネシウムを含有することにより、苛性アルカリへの溶解速度が速くなる理由としては、詳細は解明されていないが、研究の結果から溶出処理を行なう時に、芯部に含有したマグネシウムと水分が化合し、アルカリ性である水酸化マグネシウムとなるために芯部からも溶出が進むことが推定される。このマグネシウムは陽イオン状態あるいは塩として存在する。マグネシウムがポリ乳酸１００ｇに対して０．５ミリモル未満では、苛性アルカリへの溶解速度が１．１倍以下であり、溶出時間の短縮による生産性の向上は低い。また、マグネシウムがポリ乳酸１００ｇに対して２５ミリモルより多量であっても、効果は同程度であり経済的観点から好ましくないばかりでなく、特に原糸の製造工程において、芯部の不溶解異物として残存したマグネシウムが異物除去のため設置したフィルターでの濾過圧力上昇などの問題を引き起こす。
【００１５】
芯部にマグネシウムを含有せしめる方法としては、ポリ乳酸ペレットへマグネシウム化合物をブレンドし溶融する方法、ポリ乳酸ペレットへ高濃度のマグネシウムを含有するマスタペレットをブレンドし溶融する方法、溶融状態のポリ乳酸へマグネシウム化合物を添加し混練する方法、ポリ乳酸の重合前あるいは重合中の段階で原料あるいは反応系へマグネシウム化合物を添加する方法などが挙げられるが、両者が均一に混ざればいかなる方法でも良い。
【００１６】
マグネシウム化合物としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムなど、およびこれらの混合物が挙げられるが、酸化マグネシウムまたは水酸化マグネシウムを用いることが好ましい。
【００１７】
本発明で用いられる複合フィラメント糸の鞘部を形成するポリアミドとは、アミド結合を有する熱可塑性重合体のことをいうが、例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン４６等を挙げることができる。また、前記ポリマーのブレンド物、共重合ポリマーであってもよいが、なかでも繊維形成性、製造コスト、汎用性および芯部のポリ乳酸との融点が近いことなどからナイロン６が好ましい。ポリアミドには艶消し剤、難燃剤、帯電防止剤、抗酸化剤や紫外線吸収剤等の添加物を含有していてもよい。
【００１８】
本発明で用いられる複合フィラメント糸の断面形状は、鞘部が繊維表面を完全に覆っている必要があるが、外形は丸断面、多角断面、多葉断面、その他公知の断面形状のいずれでもよく、芯部も単芯の他、２芯、３芯といった多芯構造であってもよい。本発明の好ましい断面形状の例を図１〜６に示す。
【００１９】
本発明のポリアミド中空繊維布帛は上記複合フィラメント糸を常法によって布帛とした後に溶出処理によって芯部のポリ乳酸を除去することにより得られる。布帛としては、パンスト、タイツ、靴下などの丸編み、下着、水着向けのトリコット、さらにはスポーツウェア、外衣向けの織物などが挙げられる。丸編み、トリコットなどの場合には、編成、熱セットを施した後に溶出処理をおこない、必要に応じて染色、仕上げセットを行う。また、織物の場合には整経、糊付け、製織を行った後に溶出処理をおこない、必要に応じて染色、仕上げセットを行う。また、これらの前工程として仮撚りや流体噴射加工などをおこない繊維に嵩高性を持たせることも可能である。また、布帛を形成する際には複合フィラメント糸を少なくとも主体に形成する必要がある。すなわち、複合フィラメント糸のみを用いて布帛とするか、布帛が複数種の繊維よりなる場合は、布帛を構成する複数の繊維の中でも混率を１番目もしくは２番目に高くする必要がある。複数種の繊維よりなる布帛の例として、ストレッチ性を持たせるためにポリウレタン等の弾性繊維と混合したニットや、複合フィラメント糸をタテ糸またはヨコ糸のみに用いた織物、さらには他の合成繊維あるいは綿などの天然繊維と合撚、複合加工する方法などが挙げられる。
【００２０】
芯成分の溶出処理の方法において、かかる苛性アルカリ溶出処理に使用する苛性アルカリの種類は、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。
【００２１】
その苛性アルカリ溶出処理条件は、苛性アルカリ濃度１０〜８０ｇ／ｌの水溶液とすることが好ましい。８０ｇ／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。１０ｇ／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３０〜６０ｇ／ｌである。
【００２２】
また、その水溶液の温度は、８０〜１１５℃であることが好ましい。１１５℃を越えると、鞘成分が劣化し引裂強力、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。好ましくは、９０〜１００℃である。
【００２３】
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。
【００２４】
さらにその溶出時間は、１００分以内であることが好ましい。１００分を越えると、生産性が低下する。好ましくは８０分以内である。ここで言う溶出時間とは、設定温度維持時間を示す。また、溶出工程時間とは、溶出液への投入準備時間、昇温時間、設定温度維持時間、洗浄時間を含んだトータルの時間を示す。
【００２５】
本発明の芯成分の溶出処理の方法において、かかる苛性アルカリ溶出処理において、苛性アルカリ水溶液にさらにポリアミド膨潤剤を含有させることが好ましい。このポリアミド膨潤剤は、ポリアミド繊維の非結晶部分に浸入し、結晶部分が架橋の役割を果たすために繊維を膨潤させる役割を果たす。すなわち、苛性アルカリ水溶液がポリアミド繊維に浸透しポリエステルをアルカリ分解させ、アルカリ分解されたエステルを膨潤したポリアミド繊維からの溶出性を速める効果がある。
【００２６】
このポリアミド膨潤剤の種類としては、ポリアミドを膨潤させるものであればよいが、本発明においては非イオン系の界面活性剤であることが好ましい。イオン系、例えばカチオン性の膨潤剤を使用した場合、溶出後にカチオン成分を十分に除去するために洗浄工程を必要とする。その場合、溶出工程時間に時間がかかり、薬剤費も含めてコストアップにつながるからである。
【００２７】
なお、本発明において、ポリアミド膨潤剤とは、ポリアミド繊維又は布帛を、溶媒に浸したとき、繊維を形成する非結晶高分子鎖を繊維全体が吸収して、その体積を著しく増大させる薬剤のことをいう。具体的な判断方法は次のとおりである。判断に用いるポリアミドの状態は取り扱い容易の状態が好ましく、一方、薬剤は純粋な溶媒、乳化された溶媒、希釈された溶媒などいずれの状態でもよい。ポリアミドを薬剤に２５℃、１時間浸した後に乾燥し、その前後の重量増加率が１５％以上である薬剤のことを言う。
【００２８】
このポリアミド膨潤剤としては、具体的にはベンジルアルコール、フルオロアルコール、フェニレングリコール、塩化カリウムのメタノール溶液、塩化カルシウムのメタノール溶液、フェノール類（フェノール、クレゾール、キシレノール）など特に限定しないが、ベンジルアルコール類又はベンジルアルコール誘導体を用いることが好ましい。ベンジルアルコール誘導体とは、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド誘導体が挙げられる。
【００２９】
このポリアミド膨潤剤の使用量としては、苛性アルカリ水溶液の水に対して５〜８０ｇ／ｌであることが好ましい。５ｇ／ｌ未満の場合、十分な膨潤効果が得られず、苛性アルカリ分解された乳酸の鞘透過性が悪くなり溶出時間を十分に短縮することができない。また、８０ｇ／ｌを越えると、ナイロンの膨潤が大きく、繊維の収縮が大きくなり風合いを損なう。さらに好ましくは１０〜５０ｇ／ｌである。
【００３０】
このように、布帛を構成した後に芯部を溶出処理して中空繊維とすることにより、糸加工、製織、編成などの工程で受ける外力による中空つぶれを防ぐことができる。
【００３１】
本発明のポリアミド中空繊維布帛を用いて得られる衣料品としては、スキーウェア、スノボウェア、登山服、水着、ランニングウェア、レオタード、スパッツなどのスポーツウェア、およびジャンパー、ブルゾン、ダウンジャケット、コート、レインウェア、ウィンドブレーカーなどのアウターウェア、およびランジェリー、ファンデーション等のインナーウェア、およびパンティストッキング、タイツ、靴下等のレッグウェア、およびＴシャツ、Ｙシャツ、ブラウス、ポロシャツ、キャミソールなどのシャツ類、スカート、パンツなどのボトム、帽子、手袋、スカーフ、裏地などが挙げられる。
【００３２】
本発明のポリアミド中空繊維布帛を用いて得られる資材用品としては、日傘、ビーチパラソル、雨傘など傘、テント地、自動車カバー、スクリーン、布団カバー、枕カバー、椅子張り、カーシート、カバン、合成皮革基布などが挙げられる。
【００３３】
本発明のポリアミド中空繊維布帛を用いて得られるインテリア用品としてはカーテン、レース、クッション、暗幕などが挙げられる。
【００３４】
次に、本発明で用いられる複合フィラメント糸の製造方法について説明する。ポリ乳酸ペレット１００ｇに対しマグネシウム含有量が０．５〜２５ミリモルになるようにマグネシウム化合物をブレンドする。マグネシウム化合物としては、例えば協和化学工業製の“酸化マグネシウムＥＬ”のように平均粒径が２０μm以下を用いるとポリ乳酸ペレットとマグネシウム化合物の粉末を均一にブレンドすることができる。また、ポリ乳酸にマグネシウムを含有せしめる方法としては、ポリ乳酸ペレットへ高濃度のマグネシウムを含有するマスタペレットをブレンドし溶融する方法、溶融状態のポリ乳酸へマグネシウム化合物を添加し混練する方法、ポリ乳酸の重合前あるいは重合中の段階で原料あるいは反応系へマグネシウム化合物を添加する方法などが挙げられるが、両者が均一に混ざればいかなる方法でも良い。
【００３５】
本発明で用いられる複合フィラメント糸は、芯部のマグネシウム含有ポリ乳酸および鞘部のポリアミドをそれぞれ別個に溶融した後に同一の紡糸口金に導いて芯鞘構造となるように複合し、吐出させることにより得られる。吐出された糸条は、一旦巻き取ることなく直接紡糸延伸法で製造される。直接紡糸延伸法で製造する際、吐出された糸条を冷却風で冷却した後、給油装置にて給油をおこない、流体交絡装置に糸条を通して交絡を生じさせる。しかる後に１０００ｍ／分以上の速度で引き取り、１３０℃以上に加熱したローラーとの間で延伸、熱固定を行い３０００ｍ／分以上の速度で巻取る。
【００３６】
また、冷却、給油後、３０００ｍ／分以上の速度で紡糸引取りし、一旦巻き取ることなく実質延伸しないで３０００ｍ／分以上の速度で紡糸引取る高速法によって、ＰＯＹを製糸し、その後、必要に応じて仮撚加工など高次加工を施してもよい。ここで実質延伸しないでとは、理想的には延伸倍率が１倍であることを意味するが、ローラー間での糸のタルミによる巻き付きを無くすこと等を目的として、糸の物性にほとんど影響しない程度のストレッチをかけることまで妨げる趣旨ではなく、１〜１．２倍程度の延伸倍率で有れば差し支えは無いということを意味する。仮撚加工する場合には接触式の熱板使いで芯部のポリ乳酸の融点−７０℃〜融点−５℃で実施すればよく、捲縮特性の指標である伸縮復元率（ＪＩＳ Ｌ１０９０に定める）を高くするには芯部ポリマーであるポリ乳酸の融点−５０℃〜融点−５℃、さらに好ましくは融点−３０℃〜融点−５℃である。流体噴射加工する場合には常法で実施すればよく、例えば本発明で用いられる複合フィラメント糸どうし、もしくは本発明で用いられる複合フィラメント糸と他の糸をフィード差を付けて送り出し、流体噴射ノズルを通過させて複合、捲縮付与することによりフィード差による糸条ループが形成される。
【００３７】
本発明の織物は、通常のフィラメント織物、スパン織物と同様の工程で行えばよい。使用できる織機は特に限定されず、エアジェット織機、レピア織機などの織機など革新型織機でも対応可能である。また、その組織は、タフタ、ミニリップ、サテンなど特に限定はしない。
【００３８】
本発明の編物は、通常のフィラメント編物、スパン編物と同様の工程で行えばよい。使用できる編機は特に限定されず、丸編機、経編機などで編成される。また、その組織は、スムース、天竺、トリコットなど特に限定はしない。
【００３９】
本発明の織編物は、溶出加工後、通常の方法で染色加工を行い、必要に応じて、制電、抗菌、柔軟仕上げ、その他公知の後加工をすることができる。その後、縫製されて、各種衣料用、産業資材用製品とされる。なかでも、インナーウェア（ランジェリー、ファウンデーション等）やスポーツウェア（ウィンドブレーカー、テニスウェア、スキーウェア、トレーニングウェア等）、カジュアルウエア（ジーンズウエア等）、かばん地として好適である。
【実施例】
【００４０】
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。
【００４１】
Ａ.布帛の保温性（ＣＬＯ値）
２０℃、６５％ＲＨの環境中で充分に調湿させた試験布帛を、４０±０．１℃に設定されたＳｍ2の熱板上に設置し、１分経過後の安定した状態で、熱板から試験布帛を通して環境中に放散する熱損失量を、熱板面積（Ｓｍ2）と消費電力（ＥＷ）とから求める。この時、熱板からの対流による放熱を防止するため、熱板周辺は上部に開閉口のある樹脂製ケースで覆って無風状態とした。上記実験で得られた熱損失量の値は、下記（１）式によりＣＬＯ値に換算される。
【００４２】
ＣＬＯ値＝（１／０．１５５）×（２０×Ｓ／Ｅ） （１）
このＣＬＯ値は布帛の保温性を示す指標として一般的に用いられているものであり、値が大きい程保温性が優れることを表す。そして、２１℃、５０％ＲＨ以下、気流５ｃｍ／秒の室内で安静状態にある人体の平均皮膚温度（３３℃）を維持できる布帛の保温性がＣＬＯ値１．０で表される。
【００４３】
Ｂ.紡糸糸切れ
フィラメント糸を製糸するときの、１ｔ当たりの製糸糸切れについて、次の基準をもって製糸性を示した。
◎：糸切れ１回未満、○：糸切れ１以上２回未満、△：糸切れ２以上４回未満、×：糸切れ４回以上。
【００４４】
Ｃ．芯部溶出速度比
布帛を５ｇ／ｌの水酸化ナトリウム溶液中で９８℃の溶出条件において、設定温度に到達した時点から、０、３０、６０、９０、１２０、１５０、１８０分時点での溶出率を溶出前と溶出後の重量を測定し、その重量変化を算出し、溶出率が平衡（理論上の最大減量率＝芯成分の比率）に達した時間を溶出時間として測定し、芯部溶出速度比Ｔｓを下記（２）式から算出し次の基準で評価した。
○：１．１〜３．０
△：１．０〜１．１
×：１．０以下
Ｔｓ＝Ｔ１／Ｔ０ （２）
Ｔ１：該当水準の溶出時間（分）
Ｔ０：芯鞘のポリマー種および複合重量比は該当水準Ｔ１と同等で、ポリ乳酸にマグネシウムを含まない糸の溶出速度。
【００４５】
Ｄ．紡糸時フィルタ濾圧上昇
紡糸フィルタの濾過圧力Ｐが、下記（３）式から算出し次の基準で評価した。
○：０〜１０ＭＰａ未満
△：１０以上〜２０ＭＰａ未満
×：２０ＭＰａ以上
Ｐ＝Ｐ０−Ｐ１ （３）
Ｐ０：紡糸開始時の濾圧（ＭＰａ）
Ｐ１：紡糸開始から２４時間後の濾圧（ＭＰａ）。
【００４６】
Ｅ．中空保持率
製織・編成、芯部溶出処理および染色、仕上げセットを経て最終的な布帛製品として仕立てた後、布帛を構成するフィラメント糸をニコン社製光学顕微鏡で倍率４００倍にて観察、写真撮影し、中空部と鞘部の面積比より布帛とした後の中空率を測定する。中空率はランダムに選んだ１０ヶの単糸にて測定し、その平均値を「実質中空率」とする。この実質中空率および芯部と鞘部の複合比より算出される「理論中空率」より次式により中空保持率を計算する。
中空保持率（％）＝実質中空率／理論中空率×１００
中空保持率が８０％以上で高次加工での中空つぶれが少なく良好であると判定した。
【００４７】
Ｆ．着用評価
検査者（３０人）の着用評価によって繊維製品の軽量感を次の基準で相対評価した。
【００４８】
◎：軽量感が非常によい
○：軽量感がややよい
△：軽量感があまりない
×：軽量感がない。
【００４９】
（実施例１）
ポリ乳酸１００ｇに対し協和化学工業製の“酸化マグネシウムＥＬ”の粉末をマグネシウム含有量が１０ミリモルとなるようにブレンドした重量平均分子量１８万のポリＬ乳酸（光学純度９９％Ｌ乳酸、融点１７０℃）を芯部とし、硫酸相対粘度ηｒ：２．６のナイロン６（融点２２５℃）を鞘部として、それぞれ別々に溶融し、お互いの重量比が４０／６０となるように計量して紡糸口金に導き、ポリ乳酸が芯部、ナイロン６が鞘部となるように複合した後、２４ヶの丸孔より溶融吐出した（紡糸温度２６０℃）。つづいて糸条を冷却風で冷却し、給油、交絡をおこなった後、非加熱ローラーで引き取り、１７０℃の加熱ローラーとの間で１．５倍に延伸して巻き取り速度４０００ｍ／分で巻き取りをおこない、鞘部が繊維表面を完全に覆っている７８デシテックス２４フィラメントの複合フィラメント糸を得た。上記複合フィラメント糸をタテ糸およびヨコ糸に用いてタテ密度１２０本／インチ、ヨコ密度９０本／インチのタフタ織物を製織した。製織したタフタ織物を５０ｇ／ｌの水酸化ナトリウム、ベンジルアルコール乳化物３０ｇ／lの溶液中で浴比１：４０、９８℃の溶出処理をおこなった。つづいて酸性染料Xylene Fast Blue P ２％ｏｗｆを用い、９８℃にて４５分間染色処理を施した後、１７０℃で仕上げセットして布帛を作成した。また、布帛を縫製してウィンドブレーカーを作製した。布帛のＣＬＯ値、および布帛を構成する複合フィラメント糸を光学顕微鏡で観察し、芯部溶出速度比を測定した結果、ウインドブレーカーの着用評価、さらには複合フィラメント糸を製糸した際の紡糸糸切れ、濾加圧上昇について表１に示した。
【００５０】
（実施例２）
ポリ乳酸／ナイロン６の重量比率を２０／８０に変えた以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表１に併せて示した。
【００５１】
（実施例３）
ポリ乳酸／ナイロン６の重量比率を６０／４０に変えた以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表１に併せて示した。
【００５２】
（実施例４）
芯部のポリマーをマグネシウム含有量が０．５ミリモルにブレンドする以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表１に併せて示した。
【００５３】
（実施例５）
芯部のポリマーをマグネシウム含有量が２５ミリモルにブレンドする以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表１に併せて示した。
【００５４】
（実施例６）
鞘部のポリマーを硫酸相対粘度ηｒ：２．６のナイロン６６（融点２６５℃）を用いて紡糸温度２８５℃で紡糸する以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表１に併せて示した。
【００５５】
（実施例７）
溶融吐出させる吐出孔の形状が、巾０．１ｍｍ、長さ０．３ｍｍのスリットがＹ型状に配置された吐出孔より吐出させる以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表１に併せて示した。 （比較例１）
ポリ乳酸／ナイロン６の重量比率を１０／９０に変えた以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表２に示した。
【００５６】
（比較例２）
ポリ乳酸／ナイロン６の重量比率を７０／３０に変えた以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表２に併せて示した。
【００５７】
（比較例３）
芯部のポリマーをマグネシウム含有量が０．２ミリモルにブレンドする以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表２に併せて示した。
【００５８】
（比較例４）
芯部のポリマーをマグネシウム含有量が３０ミリモルにブレンドする以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表２に併せて示した。
【００５９】
（比較例５）
断面形状を芯部のポリ乳酸が一部表面に露出した、いわゆるＣ型断面とする以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表２に併せて示した。
【００６０】
（比較例６）
芯部にオルトクロロフェノール極限粘度（ＩＶ）：０．６５のポリエチレンテレフタレートを用い、紡糸温度２９０℃で紡糸する以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表２に併せて示した。
【００６１】
（比較例７）
芯部に５−スルホキシイソフタル酸をテレフタル酸に対して０．５モル％共重合した共重合ポリエチレンテレフタレート（ＩＶ：０．６３）を用い、紡糸温度２９０℃で紡糸する以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表２に併せて示した。
【００６２】
（比較例８）
硫酸相対粘度ηｒ：３．３、酸化チタンを実質的に含有しないナイロン６を溶融し、巾０．１ｍｍ、外径１．０ｍｍの円周状スリットより、２４ヶの丸孔より溶融吐出した（紡糸温度２７５℃）。つづいて糸条を冷却風で冷却し、給油、交絡をおこなった後、非加熱ローラーで引き取り、１７０℃の加熱ローラーとの間で１．８倍に延伸して巻き取り速度４０００ｍ／分で巻き取りをおこない、５６デシテックス２４フィラメントの中空ポリアミドフィラメント糸を得た。上記中空ポリアミドフィラメント糸の横断面を光学顕微鏡で観察し、中空率を測定したところ３０％であった。つづいて中空ポリアミドフィラメント糸をタテ糸およびヨコ糸に用いてタテ密度１２０本／インチ、ヨコ密度９０本／インチのタフタ織物を製織した。製織したタフタ織物を酸性染料Xylene Fast Blue P ２％ｏｗｆを用い、９８℃にて４５分間染色処理を施した後、１７０℃で仕上げセットして布帛を作成した。また、布帛を縫製してウィンドブレーカーを作製した。結果を表２に併せて示した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
表１，２の結果から明らかなように、本発明のポリアミド中空繊維布帛は、製糸性、後工程での芯部溶出速度比が良好であるために生産性に優れるとともに、布帛とした後でも中空つぶれが無く、軽量性、保温性に極めて顕著な効果を奏することが判る。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明で好ましく用いられる丸形芯鞘複合フィラメント糸の繊維横断面形状を示す図である。
【図２】本発明で好ましく用いられる多芯丸形芯鞘複合フィラメント糸の繊維横断面形状を示す図である。
【図３】本発明で好ましく用いられる楕円芯鞘複合フィラメント糸の繊維横断面形状を示す図である。
【図４】本発明で好ましく用いられる三角芯鞘複合フィラメント糸の繊維横断面形状を示す図である。
【図５】本発明で好ましく用いられる四角芯鞘複合フィラメント糸の繊維横断面形状を示す図である。
【図６】本発明で好ましく用いられる五葉芯鞘複合フィラメント糸の繊維横断面形状を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 芯部を形成するポリ乳酸
２ 鞘部を形成するポリアミド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリアミド中空繊維を用いた保温性、軽量性に優れた布帛に関するものである。更に詳しくは、後工程での溶出処理速度の高いポリ乳酸と、ポリアミドからなる複合繊維を生産性よく製造し、これを布帛とした後に溶出処理することにより、仮撚加工や流体噴射加工、製織、編成などの高次加工工程での中空つぶれがない布帛を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維の一つであるポリアミド繊維は、高強度、耐摩耗性、ソフト性、染色鮮明性などの優れた特徴を持っている。そのため、パンティストッキング、タイツ等のレッグウェア、ランジェリー、ファンデーション等のインナーウェア、スポーツウェア、カジュアルウェア等の衣料用途に好まれて用いられてきている。
【０００３】
しかしながら、ポリアミド繊維は元来その表面と内部構造が均一かつ単純であることから、単なる丸断面フィラメント糸では冷たい触感であり、冬季の衣料としての暖かさや保温性が不十分という欠点がある。これらの問題を解決すべく、特許文献１のような繊維内部に中空層を持つ中空繊維により軽量性、保温性といった機能を高める技術が提案されている。
【０００４】
ところが、これらの中空繊維は紡糸口金の形状、ポリマー粘度などの工夫以外は通常の溶融紡糸により製造されるため中空率を高くすることが困難であり、しかも、ポリマ自体のモジュラスが低いことから後加工工程において中空部が潰れ易いといった問題が発生していた。また、これらの問題を改善するために単糸を太繊度とするしかなく、布帛の風合いが粗硬なものとなっていた。
【０００５】
また、特許文献２および３にはポリエチレンテレフタレートとポリアミドとの芯鞘複合糸を用いて布帛とした後に芯部のポリエチレンテレフタレートの一部をアルカリ溶出処理することによる軽量・保温性布帛が提案されている。しかしながらポリエチレンテレフタレートではアルカリ溶出速度が遅く、溶出に時間がかかりすぎたり、一部が溶出しきれずにムラとなり製品欠点が生じていた。また、溶出速度を上げるためにスルホン化芳香族ジカルボン酸共重合ポリエステルを使用した場合は製糸安定性に欠け、生産性が極めて悪かった。
【０００６】
一方、近年では脂肪族ポリエステル等、様々なプラスチックや繊維の研究・開発が活発化している。その中でも微生物により分解されるプラスチック、即ち生分解性プラスチックを用いた繊維に注目が集まっている。中でも力学特性や耐熱性が比較的高く、製造コストの低い生分解性のプラスチックとして、でんぷんの発酵で得られる乳酸を原料としたポリ乳酸が脚光を浴びている。ポリ乳酸は、例えば手術用縫合糸として医療分野で古くから用いられてきたが、最近は量産技術の向上により価格面においても他の汎用プラスチックと競争できるまでになった。また、優れた製糸性、アルカリ減量速度が速いなどの特徴を持っているため、繊維としての商品開発も活発化してきている。
【０００７】
また、ポリ乳酸繊維の特性を向上させる手法として、汎用プラスチックとの複合紡糸もいくつか提案されている。例えば特許文献４には、ポリアミド系重合体と脂肪族ポリエステルとから構成され、アルカリ減量によりハリ、腰などを付与する複合繊維が提案されている。
【特許文献１】特開平９−２１７２２５号公報（［００４２］段落）
【特許文献２】特公平８−１９６０７号公報（第４頁第１７〜３９行目）
【特許文献３】特許２５６９９７２号公報（［００１５］〜［００１６］段落）
【特許文献４】特開２０００−５４２２８号公報（［００１４］段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上記従来の問題点を解決しようとするものであり、軽量性、保温性に優れたポリアミド中空繊維布帛を生産性良くかつ、高次加工工程での中空つぶれが発生することなく提供するものである。加えて、ポリ乳酸の溶出時間を短縮させることにより低コスト化を可能とさせるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は
（１）芯部がポリ乳酸、鞘部がポリアミドからなる芯鞘複合フィラメント糸であって、
芯部がポリ乳酸１００ｇ中に対してマグネシウムを０．５〜２５ミリモル含有し、
芯部と鞘部の複合割合が２０重量％／８０重量％〜６０重量％／４０重量％であり、
鞘部が繊維外周表面を覆っている
芯鞘複合フィラメント糸、
（２）前記マグネシウムが酸化マグネシウムまたは水酸化マグネシウムに由来することを特徴とする（１）記載の芯鞘複合フィラメント糸、
（３）前記ポリアミドがナイロン６であることを特徴とする（１）または（２）のいずれかに記載の芯鞘複合フィラメント糸、
（４）（１）〜（３）いずれか記載の芯鞘複合フィラメント糸を用いた布帛、
（５）（４）記載の布帛を、苛性アルカリとポリアミド膨潤剤を含む水溶液を用いて８０〜１１５℃で加熱処理することによって前記芯成分を溶出することにより得られる中空繊維布帛、
（６）（４）記載の布帛を、苛性アルカリと、ポリアミド膨潤剤として濃度が５〜８０ｇ／ｌであるベンジルアルコールまたはベンジルアルコール誘導体の水溶液を用いて、８０〜１１５℃で加熱処理することによって前記芯成分を溶出させることを特徴とする中空繊維布帛の製造方法、
により構成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、後溶出型ポリアミド中空繊維を生産性よく製造することができ、かつ後工程での溶出性に優れていることから、中空がつぶれることのない軽量性、保温性に優れたポリアミド布帛を提供することができる。加えて、ポリ乳酸の溶出時間を短縮させることにより低コスト化を可能とさせるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明で用いられる複合フィラメント糸は芯鞘構造からなる。その芯部を形成する熱可塑性樹脂がポリ乳酸からなり、鞘部を形成する熱可塑性樹脂がポリアミドよりなる。このような芯鞘構造繊維とし、布帛に加工した後芯部のポリ乳酸を溶出処理することにより、高中空率でありかつ後加工でつぶれることのない中空繊維を製造することができる。また、本発明の芯鞘複合フィラメント糸は鞘部が繊維外周表面を覆っていることが必要である。鞘部が繊維外周表面を覆っているとは、芯部が繊維表面に露出していないことをいい、好ましくは、鞘部が繊維表面を完全に覆っていることをいう。芯部のポリ乳酸が繊維表面に露出したいわゆるＣ型断面などでは、製糸工程において糸道ガイドが擦過などにより芯部と鞘部が割れて糸切れの原因となったり、整経、製織、編成などの後工程において毛羽が発生するため適さない。
【００１２】
本発明で用いられる複合フィラメント糸の芯部と鞘部の複合割合は２０重量％／８０重量％〜６０重量％／４０重量％である必要がある。芯成分が２０重量％未満であると、芯成分を溶出した後でも中空率が低いために軽量性、保温性といった中空繊維の特徴が不充分となる。また、芯成分が６０重量％を超えると製糸性が不安定になるとともに、布帛とした後で中空部がつぶれやすくなり、保温性の効果が不充分となる。好ましくは芯部と鞘部の複合割合が２５重量％／７５重量％〜５５重量％／４５重量％、さらに好ましくは３０重量％／７０重量％〜５０重量％／５０重量％である。
【００１３】
本発明の芯鞘複合フィラメント糸の芯部を形成するポリ乳酸とは、-(Ｏ-ＣＨＣＨ３-ＣＯ)n-を繰り返し単位とするポリマーであり、乳酸やそのオリゴマーを重合したものをいう。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で、乳酸以外の成分を共重合していてもよく、ポリ乳酸以外の熱可塑性重合体等を含有していてもよい。
【００１４】
本発明の芯鞘複合フィラメント糸においては、芯部がポリ乳酸１００ｇ中に対してマグネシウムを０．５〜２５ミリモル含有する必要がある。芯部がポリ乳酸１００ｇ中に対してマグネシウムを０．５〜２５ミリモル含有することにより、ポリ乳酸にマグネシウムを含まない複合フィラメント糸に対し、苛性アルカリへの溶解速度が１．１〜１．５倍速くなるため、ポリアミド中空繊維とする時の溶出処理時間を短縮でき、生産性を向上することが出来る。芯部にマグネシウムを含有することにより、苛性アルカリへの溶解速度が速くなる理由としては、詳細は解明されていないが、研究の結果から溶出処理を行なう時に、芯部に含有したマグネシウムと水分が化合し、アルカリ性である水酸化マグネシウムとなるために芯部からも溶出が進むことが推定される。このマグネシウムは陽イオン状態あるいは塩として存在する。マグネシウムがポリ乳酸１００ｇに対して０．５ミリモル未満では、苛性アルカリへの溶解速度が１．１倍以下であり、溶出時間の短縮による生産性の向上は低い。また、マグネシウムがポリ乳酸１００ｇに対して２５ミリモルより多量であっても、効果は同程度であり経済的観点から好ましくないばかりでなく、特に原糸の製造工程において、芯部の不溶解異物として残存したマグネシウムが異物除去のため設置したフィルターでの濾過圧力上昇などの問題を引き起こす。
【００１５】
芯部にマグネシウムを含有せしめる方法としては、ポリ乳酸ペレットへマグネシウム化合物をブレンドし溶融する方法、ポリ乳酸ペレットへ高濃度のマグネシウムを含有するマスタペレットをブレンドし溶融する方法、溶融状態のポリ乳酸へマグネシウム化合物を添加し混練する方法、ポリ乳酸の重合前あるいは重合中の段階で原料あるいは反応系へマグネシウム化合物を添加する方法などが挙げられるが、両者が均一に混ざればいかなる方法でも良い。
【００１６】
マグネシウム化合物としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムなど、およびこれらの混合物が挙げられるが、酸化マグネシウムまたは水酸化マグネシウムを用いることが好ましい。
【００１７】
本発明で用いられる複合フィラメント糸の鞘部を形成するポリアミドとは、アミド結合を有する熱可塑性重合体のことをいうが、例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン４６等を挙げることができる。また、前記ポリマーのブレンド物、共重合ポリマーであってもよいが、なかでも繊維形成性、製造コスト、汎用性および芯部のポリ乳酸との融点が近いことなどからナイロン６が好ましい。ポリアミドには艶消し剤、難燃剤、帯電防止剤、抗酸化剤や紫外線吸収剤等の添加物を含有していてもよい。
【００１８】
本発明で用いられる複合フィラメント糸の断面形状は、鞘部が繊維表面を完全に覆っている必要があるが、外形は丸断面、多角断面、多葉断面、その他公知の断面形状のいずれでもよく、芯部も単芯の他、２芯、３芯といった多芯構造であってもよい。本発明の好ましい断面形状の例を図１〜６に示す。
【００１９】
本発明のポリアミド中空繊維布帛は上記複合フィラメント糸を常法によって布帛とした後に溶出処理によって芯部のポリ乳酸を除去することにより得られる。布帛としては、パンスト、タイツ、靴下などの丸編み、下着、水着向けのトリコット、さらにはスポーツウェア、外衣向けの織物などが挙げられる。丸編み、トリコットなどの場合には、編成、熱セットを施した後に溶出処理をおこない、必要に応じて染色、仕上げセットを行う。また、織物の場合には整経、糊付け、製織を行った後に溶出処理をおこない、必要に応じて染色、仕上げセットを行う。また、これらの前工程として仮撚りや流体噴射加工などをおこない繊維に嵩高性を持たせることも可能である。また、布帛を形成する際には複合フィラメント糸を少なくとも主体に形成する必要がある。すなわち、複合フィラメント糸のみを用いて布帛とするか、布帛が複数種の繊維よりなる場合は、布帛を構成する複数の繊維の中でも混率を１番目もしくは２番目に高くする必要がある。複数種の繊維よりなる布帛の例として、ストレッチ性を持たせるためにポリウレタン等の弾性繊維と混合したニットや、複合フィラメント糸をタテ糸またはヨコ糸のみに用いた織物、さらには他の合成繊維あるいは綿などの天然繊維と合撚、複合加工する方法などが挙げられる。
【００２０】
芯成分の溶出処理の方法において、かかる苛性アルカリ溶出処理に使用する苛性アルカリの種類は、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。
【００２１】
その苛性アルカリ溶出処理条件は、苛性アルカリ濃度１０〜８０ｇ／ｌの水溶液とすることが好ましい。８０ｇ／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。１０ｇ／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３０〜６０ｇ／ｌである。
【００２２】
また、その水溶液の温度は、８０〜１１５℃であることが好ましい。１１５℃を越えると、鞘成分が劣化し引裂強力、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。好ましくは、９０〜１００℃である。
【００２３】
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。
【００２４】
さらにその溶出時間は、１００分以内であることが好ましい。１００分を越えると、生産性が低下する。好ましくは８０分以内である。ここで言う溶出時間とは、設定温度維持時間を示す。また、溶出工程時間とは、溶出液への投入準備時間、昇温時間、設定温度維持時間、洗浄時間を含んだトータルの時間を示す。
【００２５】
本発明の芯成分の溶出処理の方法において、かかる苛性アルカリ溶出処理において、苛性アルカリ水溶液にさらにポリアミド膨潤剤を含有させることが好ましい。このポリアミド膨潤剤は、ポリアミド繊維の非結晶部分に浸入し、結晶部分が架橋の役割を果たすために繊維を膨潤させる役割を果たす。すなわち、苛性アルカリ水溶液がポリアミド繊維に浸透しポリエステルをアルカリ分解させ、アルカリ分解されたエステルを膨潤したポリアミド繊維からの溶出性を速める効果がある。
【００２６】
このポリアミド膨潤剤の種類としては、ポリアミドを膨潤させるものであればよいが、本発明においては非イオン系の界面活性剤であることが好ましい。イオン系、例えばカチオン性の膨潤剤を使用した場合、溶出後にカチオン成分を十分に除去するために洗浄工程を必要とする。その場合、溶出工程時間に時間がかかり、薬剤費も含めてコストアップにつながるからである。
【００２７】
なお、本発明において、ポリアミド膨潤剤とは、ポリアミド繊維又は布帛を、溶媒に浸したとき、繊維を形成する非結晶高分子鎖を繊維全体が吸収して、その体積を著しく増大させる薬剤のことをいう。具体的な判断方法は次のとおりである。判断に用いるポリアミドの状態は取り扱い容易の状態が好ましく、一方、薬剤は純粋な溶媒、乳化された溶媒、希釈された溶媒などいずれの状態でもよい。ポリアミドを薬剤に２５℃、１時間浸した後に乾燥し、その前後の重量増加率が１５％以上である薬剤のことを言う。
【００２８】
このポリアミド膨潤剤としては、具体的にはベンジルアルコール、フルオロアルコール、フェニレングリコール、塩化カリウムのメタノール溶液、塩化カルシウムのメタノール溶液、フェノール類（フェノール、クレゾール、キシレノール）など特に限定しないが、ベンジルアルコール類又はベンジルアルコール誘導体を用いることが好ましい。ベンジルアルコール誘導体とは、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド誘導体が挙げられる。
【００２９】
このポリアミド膨潤剤の使用量としては、苛性アルカリ水溶液の水に対して５〜８０ｇ／ｌであることが好ましい。５ｇ／ｌ未満の場合、十分な膨潤効果が得られず、苛性アルカリ分解された乳酸の鞘透過性が悪くなり溶出時間を十分に短縮することができない。また、８０ｇ／ｌを越えると、ナイロンの膨潤が大きく、繊維の収縮が大きくなり風合いを損なう。さらに好ましくは１０〜５０ｇ／ｌである。
【００３０】
このように、布帛を構成した後に芯部を溶出処理して中空繊維とすることにより、糸加工、製織、編成などの工程で受ける外力による中空つぶれを防ぐことができる。
【００３１】
本発明のポリアミド中空繊維布帛を用いて得られる衣料品としては、スキーウェア、スノボウェア、登山服、水着、ランニングウェア、レオタード、スパッツなどのスポーツウェア、およびジャンパー、ブルゾン、ダウンジャケット、コート、レインウェア、ウィンドブレーカーなどのアウターウェア、およびランジェリー、ファンデーション等のインナーウェア、およびパンティストッキング、タイツ、靴下等のレッグウェア、およびＴシャツ、Ｙシャツ、ブラウス、ポロシャツ、キャミソールなどのシャツ類、スカート、パンツなどのボトム、帽子、手袋、スカーフ、裏地などが挙げられる。
【００３２】
本発明のポリアミド中空繊維布帛を用いて得られる資材用品としては、日傘、ビーチパラソル、雨傘など傘、テント地、自動車カバー、スクリーン、布団カバー、枕カバー、椅子張り、カーシート、カバン、合成皮革基布などが挙げられる。
【００３３】
本発明のポリアミド中空繊維布帛を用いて得られるインテリア用品としてはカーテン、レース、クッション、暗幕などが挙げられる。
【００３４】
次に、本発明で用いられる複合フィラメント糸の製造方法について説明する。ポリ乳酸ペレット１００ｇに対しマグネシウム含有量が０．５〜２５ミリモルになるようにマグネシウム化合物をブレンドする。マグネシウム化合物としては、例えば協和化学工業製の“酸化マグネシウムＥＬ”のように平均粒径が２０μm以下を用いるとポリ乳酸ペレットとマグネシウム化合物の粉末を均一にブレンドすることができる。また、ポリ乳酸にマグネシウムを含有せしめる方法としては、ポリ乳酸ペレットへ高濃度のマグネシウムを含有するマスタペレットをブレンドし溶融する方法、溶融状態のポリ乳酸へマグネシウム化合物を添加し混練する方法、ポリ乳酸の重合前あるいは重合中の段階で原料あるいは反応系へマグネシウム化合物を添加する方法などが挙げられるが、両者が均一に混ざればいかなる方法でも良い。
【００３５】
本発明で用いられる複合フィラメント糸は、芯部のマグネシウム含有ポリ乳酸および鞘部のポリアミドをそれぞれ別個に溶融した後に同一の紡糸口金に導いて芯鞘構造となるように複合し、吐出させることにより得られる。吐出された糸条は、一旦巻き取ることなく直接紡糸延伸法で製造される。直接紡糸延伸法で製造する際、吐出された糸条を冷却風で冷却した後、給油装置にて給油をおこない、流体交絡装置に糸条を通して交絡を生じさせる。しかる後に１０００ｍ／分以上の速度で引き取り、１３０℃以上に加熱したローラーとの間で延伸、熱固定を行い３０００ｍ／分以上の速度で巻取る。
【００３６】
また、冷却、給油後、３０００ｍ／分以上の速度で紡糸引取りし、一旦巻き取ることなく実質延伸しないで３０００ｍ／分以上の速度で紡糸引取る高速法によって、ＰＯＹを製糸し、その後、必要に応じて仮撚加工など高次加工を施してもよい。ここで実質延伸しないでとは、理想的には延伸倍率が１倍であることを意味するが、ローラー間での糸のタルミによる巻き付きを無くすこと等を目的として、糸の物性にほとんど影響しない程度のストレッチをかけることまで妨げる趣旨ではなく、１〜１．２倍程度の延伸倍率で有れば差し支えは無いということを意味する。仮撚加工する場合には接触式の熱板使いで芯部のポリ乳酸の融点−７０℃〜融点−５℃で実施すればよく、捲縮特性の指標である伸縮復元率（ＪＩＳ Ｌ１０９０に定める）を高くするには芯部ポリマーであるポリ乳酸の融点−５０℃〜融点−５℃、さらに好ましくは融点−３０℃〜融点−５℃である。流体噴射加工する場合には常法で実施すればよく、例えば本発明で用いられる複合フィラメント糸どうし、もしくは本発明で用いられる複合フィラメント糸と他の糸をフィード差を付けて送り出し、流体噴射ノズルを通過させて複合、捲縮付与することによりフィード差による糸条ループが形成される。
【００３７】
本発明の織物は、通常のフィラメント織物、スパン織物と同様の工程で行えばよい。使用できる織機は特に限定されず、エアジェット織機、レピア織機などの織機など革新型織機でも対応可能である。また、その組織は、タフタ、ミニリップ、サテンなど特に限定はしない。
【００３８】
本発明の編物は、通常のフィラメント編物、スパン編物と同様の工程で行えばよい。使用できる編機は特に限定されず、丸編機、経編機などで編成される。また、その組織は、スムース、天竺、トリコットなど特に限定はしない。
【００３９】
本発明の織編物は、溶出加工後、通常の方法で染色加工を行い、必要に応じて、制電、抗菌、柔軟仕上げ、その他公知の後加工をすることができる。その後、縫製されて、各種衣料用、産業資材用製品とされる。なかでも、インナーウェア（ランジェリー、ファウンデーション等）やスポーツウェア（ウィンドブレーカー、テニスウェア、スキーウェア、トレーニングウェア等）、カジュアルウエア（ジーンズウエア等）、かばん地として好適である。
【実施例】
【００４０】
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。
【００４１】
Ａ.布帛の保温性（ＣＬＯ値）
２０℃、６５％ＲＨの環境中で充分に調湿させた試験布帛を、４０±０．１℃に設定されたＳｍ2の熱板上に設置し、１分経過後の安定した状態で、熱板から試験布帛を通して環境中に放散する熱損失量を、熱板面積（Ｓｍ2）と消費電力（ＥＷ）とから求める。この時、熱板からの対流による放熱を防止するため、熱板周辺は上部に開閉口のある樹脂製ケースで覆って無風状態とした。上記実験で得られた熱損失量の値は、下記（１）式によりＣＬＯ値に換算される。
【００４２】
ＣＬＯ値＝（１／０．１５５）×（２０×Ｓ／Ｅ） （１）
このＣＬＯ値は布帛の保温性を示す指標として一般的に用いられているものであり、値が大きい程保温性が優れることを表す。そして、２１℃、５０％ＲＨ以下、気流５ｃｍ／秒の室内で安静状態にある人体の平均皮膚温度（３３℃）を維持できる布帛の保温性がＣＬＯ値１．０で表される。
【００４３】
Ｂ.紡糸糸切れ
フィラメント糸を製糸するときの、１ｔ当たりの製糸糸切れについて、次の基準をもって製糸性を示した。
◎：糸切れ１回未満、○：糸切れ１以上２回未満、△：糸切れ２以上４回未満、×：糸切れ４回以上。
【００４４】
Ｃ．芯部溶出速度比
布帛を５ｇ／ｌの水酸化ナトリウム溶液中で９８℃の溶出条件において、設定温度に到達した時点から、０、３０、６０、９０、１２０、１５０、１８０分時点での溶出率を溶出前と溶出後の重量を測定し、その重量変化を算出し、溶出率が平衡（理論上の最大減量率＝芯成分の比率）に達した時間を溶出時間として測定し、芯部溶出速度比Ｔｓを下記（２）式から算出し次の基準で評価した。
○：１．１〜３．０
△：１．０〜１．１
×：１．０以下
Ｔｓ＝Ｔ１／Ｔ０ （２）
Ｔ１：該当水準の溶出時間（分）
Ｔ０：芯鞘のポリマー種および複合重量比は該当水準Ｔ１と同等で、ポリ乳酸にマグネシウムを含まない糸の溶出速度。
【００４５】
Ｄ．紡糸時フィルタ濾圧上昇
紡糸フィルタの濾過圧力Ｐが、下記（３）式から算出し次の基準で評価した。
○：０〜１０ＭＰａ未満
△：１０以上〜２０ＭＰａ未満
×：２０ＭＰａ以上
Ｐ＝Ｐ０−Ｐ１ （３）
Ｐ０：紡糸開始時の濾圧（ＭＰａ）
Ｐ１：紡糸開始から２４時間後の濾圧（ＭＰａ）。
【００４６】
Ｅ．中空保持率
製織・編成、芯部溶出処理および染色、仕上げセットを経て最終的な布帛製品として仕立てた後、布帛を構成するフィラメント糸をニコン社製光学顕微鏡で倍率４００倍にて観察、写真撮影し、中空部と鞘部の面積比より布帛とした後の中空率を測定する。中空率はランダムに選んだ１０ヶの単糸にて測定し、その平均値を「実質中空率」とする。この実質中空率および芯部と鞘部の複合比より算出される「理論中空率」より次式により中空保持率を計算する。
中空保持率（％）＝実質中空率／理論中空率×１００
中空保持率が８０％以上で高次加工での中空つぶれが少なく良好であると判定した。
【００４７】
Ｆ．着用評価
検査者（３０人）の着用評価によって繊維製品の軽量感を次の基準で相対評価した。
【００４８】
◎：軽量感が非常によい
○：軽量感がややよい
△：軽量感があまりない
×：軽量感がない。
【００４９】
（実施例１）
ポリ乳酸１００ｇに対し協和化学工業製の“酸化マグネシウムＥＬ”の粉末をマグネシウム含有量が１０ミリモルとなるようにブレンドした重量平均分子量１８万のポリＬ乳酸（光学純度９９％Ｌ乳酸、融点１７０℃）を芯部とし、硫酸相対粘度ηｒ：２．６のナイロン６（融点２２５℃）を鞘部として、それぞれ別々に溶融し、お互いの重量比が４０／６０となるように計量して紡糸口金に導き、ポリ乳酸が芯部、ナイロン６が鞘部となるように複合した後、２４ヶの丸孔より溶融吐出した（紡糸温度２６０℃）。つづいて糸条を冷却風で冷却し、給油、交絡をおこなった後、非加熱ローラーで引き取り、１７０℃の加熱ローラーとの間で１．５倍に延伸して巻き取り速度４０００ｍ／分で巻き取りをおこない、鞘部が繊維表面を完全に覆っている７８デシテックス２４フィラメントの複合フィラメント糸を得た。上記複合フィラメント糸をタテ糸およびヨコ糸に用いてタテ密度１２０本／インチ、ヨコ密度９０本／インチのタフタ織物を製織した。製織したタフタ織物を５０ｇ／ｌの水酸化ナトリウム、ベンジルアルコール乳化物３０ｇ／lの溶液中で浴比１：４０、９８℃の溶出処理をおこなった。つづいて酸性染料Xylene Fast Blue P ２％ｏｗｆを用い、９８℃にて４５分間染色処理を施した後、１７０℃で仕上げセットして布帛を作成した。また、布帛を縫製してウィンドブレーカーを作製した。布帛のＣＬＯ値、および布帛を構成する複合フィラメント糸を光学顕微鏡で観察し、芯部溶出速度比を測定した結果、ウインドブレーカーの着用評価、さらには複合フィラメント糸を製糸した際の紡糸糸切れ、濾加圧上昇について表１に示した。
【００５０】
（実施例２）
ポリ乳酸／ナイロン６の重量比率を２０／８０に変えた以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表１に併せて示した。
【００５１】
（実施例３）
ポリ乳酸／ナイロン６の重量比率を６０／４０に変えた以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表１に併せて示した。
【００５２】
（実施例４）
芯部のポリマーをマグネシウム含有量が０．５ミリモルにブレンドする以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表１に併せて示した。
【００５３】
（実施例５）
芯部のポリマーをマグネシウム含有量が２５ミリモルにブレンドする以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表１に併せて示した。
【００５４】
（実施例６）
鞘部のポリマーを硫酸相対粘度ηｒ：２．６のナイロン６６（融点２６５℃）を用いて紡糸温度２８５℃で紡糸する以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表１に併せて示した。
【００５５】
（実施例７）
溶融吐出させる吐出孔の形状が、巾０．１ｍｍ、長さ０．３ｍｍのスリットがＹ型状に配置された吐出孔より吐出させる以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表１に併せて示した。 （比較例１）
ポリ乳酸／ナイロン６の重量比率を１０／９０に変えた以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表２に示した。
【００５６】
（比較例２）
ポリ乳酸／ナイロン６の重量比率を７０／３０に変えた以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表２に併せて示した。
【００５７】
（比較例３）
芯部のポリマーをマグネシウム含有量が０．２ミリモルにブレンドする以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表２に併せて示した。
【００５８】
（比較例４）
芯部のポリマーをマグネシウム含有量が３０ミリモルにブレンドする以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表２に併せて示した。
【００５９】
（比較例５）
断面形状を芯部のポリ乳酸が一部表面に露出した、いわゆるＣ型断面とする以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表２に併せて示した。
【００６０】
（比較例６）
芯部にオルトクロロフェノール極限粘度（ＩＶ）：０．６５のポリエチレンテレフタレートを用い、紡糸温度２９０℃で紡糸する以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表２に併せて示した。
【００６１】
（比較例７）
芯部に５−スルホキシイソフタル酸をテレフタル酸に対して０．５モル％共重合した共重合ポリエチレンテレフタレート（ＩＶ：０．６３）を用い、紡糸温度２９０℃で紡糸する以外は実施例１と同様にして布帛およびウインドブレーカーを得た。結果を表２に併せて示した。
【００６２】
（比較例８）
硫酸相対粘度ηｒ：３．３、酸化チタンを実質的に含有しないナイロン６を溶融し、巾０．１ｍｍ、外径１．０ｍｍの円周状スリットより、２４ヶの丸孔より溶融吐出した（紡糸温度２７５℃）。つづいて糸条を冷却風で冷却し、給油、交絡をおこなった後、非加熱ローラーで引き取り、１７０℃の加熱ローラーとの間で１．８倍に延伸して巻き取り速度４０００ｍ／分で巻き取りをおこない、５６デシテックス２４フィラメントの中空ポリアミドフィラメント糸を得た。上記中空ポリアミドフィラメント糸の横断面を光学顕微鏡で観察し、中空率を測定したところ３０％であった。つづいて中空ポリアミドフィラメント糸をタテ糸およびヨコ糸に用いてタテ密度１２０本／インチ、ヨコ密度９０本／インチのタフタ織物を製織した。製織したタフタ織物を酸性染料Xylene Fast Blue P ２％ｏｗｆを用い、９８℃にて４５分間染色処理を施した後、１７０℃で仕上げセットして布帛を作成した。また、布帛を縫製してウィンドブレーカーを作製した。結果を表２に併せて示した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
表１，２の結果から明らかなように、本発明のポリアミド中空繊維布帛は、製糸性、後工程での芯部溶出速度比が良好であるために生産性に優れるとともに、布帛とした後でも中空つぶれが無く、軽量性、保温性に極めて顕著な効果を奏することが判る。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明で好ましく用いられる丸形芯鞘複合フィラメント糸の繊維横断面形状を示す図である。
【図２】本発明で好ましく用いられる多芯丸形芯鞘複合フィラメント糸の繊維横断面形状を示す図である。
【図３】本発明で好ましく用いられる楕円芯鞘複合フィラメント糸の繊維横断面形状を示す図である。
【図４】本発明で好ましく用いられる三角芯鞘複合フィラメント糸の繊維横断面形状を示す図である。
【図５】本発明で好ましく用いられる四角芯鞘複合フィラメント糸の繊維横断面形状を示す図である。
【図６】本発明で好ましく用いられる五葉芯鞘複合フィラメント糸の繊維横断面形状を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 芯部を形成するポリ乳酸
２ 鞘部を形成するポリアミド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯部がポリ乳酸、鞘部がポリアミドからなる芯鞘複合フィラメント糸であって、芯部がポリ乳酸１００ｇ中に対してマグネシウムを０．５〜２５ミリモル含有し、芯部と鞘部の複合割合が２０重量％／８０重量％〜６０重量％／４０重量％であり、鞘部が繊維外周表面を覆っている芯鞘複合フィラメント糸。
【請求項２】
前記マグネシウムが酸化マグネシウムまたは水酸化マグネシウムに由来することを特徴とする請求項１記載の芯鞘複合フィラメント糸。
【請求項３】
前記ポリアミドがナイロン６であることを特徴とする請求項１または２記載の芯鞘複合フィラメント糸。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか記載の芯鞘複合フィラメント糸を用いた布帛。
【請求項５】
請求項４記載の布帛を、苛性アルカリとポリアミド膨潤剤を含む水溶液を用いて８０〜１１５℃で加熱処理することによって前記芯成分を溶出することにより得られる中空繊維布帛。
【請求項６】
請求項４記載の布帛を、苛性アルカリと、ポリアミド膨潤剤として濃度が５〜８０ｇ／ｌであるベンジルアルコールまたはベンジルアルコール誘導体の水溶液を用いて、８０〜１１５℃で加熱処理することによって前記芯成分を溶出させることを特徴とする中空繊維布帛の製造方法。
【請求項１】
芯部がポリ乳酸、鞘部がポリアミドからなる芯鞘複合フィラメント糸であって、芯部がポリ乳酸１００ｇ中に対してマグネシウムを０．５〜２５ミリモル含有し、芯部と鞘部の複合割合が２０重量％／８０重量％〜６０重量％／４０重量％であり、鞘部が繊維外周表面を覆っている芯鞘複合フィラメント糸。
【請求項２】
前記マグネシウムが酸化マグネシウムまたは水酸化マグネシウムに由来することを特徴とする請求項１記載の芯鞘複合フィラメント糸。
【請求項３】
前記ポリアミドがナイロン６であることを特徴とする請求項１または２記載の芯鞘複合フィラメント糸。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか記載の芯鞘複合フィラメント糸を用いた布帛。
【請求項５】
請求項４記載の布帛を、苛性アルカリとポリアミド膨潤剤を含む水溶液を用いて８０〜１１５℃で加熱処理することによって前記芯成分を溶出することにより得られる中空繊維布帛。
【請求項６】
請求項４記載の布帛を、苛性アルカリと、ポリアミド膨潤剤として濃度が５〜８０ｇ／ｌであるベンジルアルコールまたはベンジルアルコール誘導体の水溶液を用いて、８０〜１１５℃で加熱処理することによって前記芯成分を溶出させることを特徴とする中空繊維布帛の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−８３４９８（Ｐ２００６−８３４９８Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７０８３４（Ｐ２００４−２７０８３４）
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]