長短複合糸およびそれを用いてなる布帛
【課題】広く応用展開可能な形態製品製造安定性に優れたナノファイバーを含む長短複合糸を提供するものであり、具体的には、吸水性、保水性、清涼感に優れ、充分な膨らみとソフトさを有し、寸法安定性、形態保持性等の高い布帛製品とすることができる長短複合糸を提供する。
【解決手段】芯部に下記繊維Ａを有し、鞘部に下記繊維Ｂを有するとともに、実質的に無撚であることを特徴とする芯鞘型長短複合糸。
繊維Ａ：島成分が難溶解性ポリマーからなり、海成分が易溶解性ポリマーからなる海島型複合構造を示し、該易溶解性ポリマーのブレンド比が１０〜９０重量％、島成分の数平均直径が１〜５００ｎｍであるポリマーアロイフィラメント繊維。
繊維Ｂ：繊維Ａと異なる染色性を示す短繊維。
【解決手段】芯部に下記繊維Ａを有し、鞘部に下記繊維Ｂを有するとともに、実質的に無撚であることを特徴とする芯鞘型長短複合糸。
繊維Ａ：島成分が難溶解性ポリマーからなり、海成分が易溶解性ポリマーからなる海島型複合構造を示し、該易溶解性ポリマーのブレンド比が１０〜９０重量％、島成分の数平均直径が１〜５００ｎｍであるポリマーアロイフィラメント繊維。
繊維Ｂ：繊維Ａと異なる染色性を示す短繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯部にポリマーアロイフィラメント繊維を有し、鞘部に短繊維を有するとともに、実質的に無撚であることを特徴とする長短複合糸およびそれを用いてなる布帛に関するものであり、さらに詳しくは、吸水性、保水性、清涼感に優れ、充分な膨らみとソフトさを有し、寸法安定性、形態保持性等の高い布帛製品を提供することができる長短複合糸およびそれを用いてなる布帛に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステルやナイロン６、ナイロン６６に代表されるポリアミドといった重縮合系ポリマーは適度な力学特性と耐熱性を有するため、従来から衣料用途や産業資材用途の繊維に好適に用いられてきた。
【０００３】
ポリエステル繊維やポリアミド繊維は衣料用途に用いられてきたこともあり、ポリマー改質だけでなく、繊維の断面形状や極細糸による性能向上の検討も活発に行われてきた。その一つとして、海島型の複合紡糸を利用したポリエステルの超極細糸が生み出され、スエード調の人工皮革という大型新製品に結実していった。また、この超極細糸を一般衣料に適用し、通常の繊維では得られないピーチタッチの優れた風合いの衣料に展開されている。このような極細繊維を使用することで吸水性、保水性等を活用することが可能となるため、より細い繊維が望まれていた。
【０００４】
しかしながら、現在の海島型の複合紡糸技術では単繊維繊度は０．０４ｄｔｅｘ（直径２μｍ相当）が限界であり、直径がｎｍレベルの極細繊維（以下、ナノファイバーともいう）に対するニーズに充分応えられるレベルではなかった。
【０００５】
ポリマーブレンド繊維により超極細糸を得る方法もある（例えば、特許文献１、２参照）。ここで得られる超極細糸の単繊維繊度はポリマーブレンド繊維中での島成分ポリマーの分散状態で決定されるが、該特許文献で用いられているポリマーブレンド系では島成分ポリマーの分散が不十分であるため、得られる超極細糸の単繊維繊度ばらつきが大きく、超極細糸のメリットが十分発揮されないばかりか、品質安定性等にも問題があった。
【０００６】
ところで、ナノファイバーを得る特殊な方法として、メソポーラスシリカに重合触媒を坦持しておき、そこでポリエチレンの重合を行うことで直径が３０〜５０ｎｍ（５×１０−６〜２×１０−５ｄｔｅｘ相当）のポリエチレンナノファイバーを得る方法がある。しかし、この方法ではナノファイバーの綿状塊しか得られておらず、そこから繊維を引き出すことは不可能である。また、扱えるポリマーもＰＥ（ポリエチレン）のような付加重合系ポリマーのみであり、ポリエステルやポリアミドといった重縮合系ポリマーは重合過程で脱水が必要であるため、原理上扱うことは困難である。このため、この方法で得られるナノファイバーには応用展開に大きな制約があった。
【０００７】
また、ナノファイバーを単独で使用すると単繊維繊度が非常に小さいため、糸条としての剛性が低く、布帛形状とした場合に形態安定性が悪く、取り扱いにくいものであった。さらに、ナノファイバー単独では表面活性が高くなるため凝集を起こしやすく、ナノファイバーとしての特性を十分に発揮することができなかった。
【０００８】
また、ナノファイバーを作成する方法やナノファイバーを複合させる方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかし、このようなナノファイバーと細繊度糸との複合加工糸では、染色時には杢調の染色になり、用途展開が限定されていた。
【０００９】
以上説明したように、広く応用展開可能で、さらに形態・製品製造の安定性にも優れたナノファイバーの活用方法が求められていた。
【特許文献１】特開平５−１５６５７９号公報
【特許文献２】特開平６−２７２１１４号公報
【特許文献３】特開２００５−２３４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、上記の従来技術の問題点を解決しようとするものであり、広く応用展開可能な製造安定性に優れたナノファイバーを含む長短複合糸を提供するものであり、具体的には、吸水性、保水性、清涼感に優れ、充分な膨らみとソフトさを有し、寸法安定性、形態保持性等の高い布帛製品とすることができる長短複合糸を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を達成するため、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
（１）芯部に下記繊維Ａを有し、鞘部に下記繊維Ｂを有するとともに、実質的に無撚であることを特徴とする長短複合糸。
繊維Ａ：島成分が難溶解性ポリマーからなり、海成分が易溶解性ポリマーからなる海島型複合構造を示し、該易溶解性ポリマーの繊維Ａを構成する全ポリマーに対するブレンド比が１０〜９０重量％、島成分の数平均直径が１〜５００ｎｍであるポリマーアロイフィラメント繊維。
繊維Ｂ：繊維Ａと異なる染色性を示す短繊維。
【００１２】
（２）前記繊維Ａの複合比率が１５重量％〜６０重量％であることを特徴とする前記（１）に記載の長短複合糸。
【００１３】
（３）前記繊維Ｂを構成する短繊維の単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘ以上８ｄｔｅｘ以下であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の長短複合糸。
【００１４】
（４）前記繊維Ａの難溶解性ポリマーがポリアミド、易溶解性ポリマーがポリ乳酸であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の長短複合糸。
【００１５】
（５）前記繊維Ｂがカチオン可染ポリエステル繊維またはアクリル繊維であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の長短複合糸。
【００１６】
（６）前記（１）〜（５）のいずれかに記載の長短複合糸から前記繊維Ａの易溶解性ポリマーを溶解して得られたことを特徴とする長短複合糸。
【００１７】
（７）前記（１）〜（６）のいずれかに記載の長短複合糸を使用してなることを特徴とする布帛。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、吸水性、保水性、清涼感に優れ、充分な膨らみとソフトさを有し、寸法安定性、形態保持性等の高い布帛製品を提供でき、インナー、スポーツ衣料品などに幅広く活用できる長短複合糸を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２０】
本発明は、島成分が難溶解性ポリマーからなり、海成分が易溶解性ポリマーからなる海島型複合構造を有するポリマーアロイ長繊維を芯部に有し、該ポリマーアロイ繊維の難溶解性ポリマーと異なる染色性を示す短繊維を鞘部に有する芯鞘型の長短複合糸である。
【００２１】
芯鞘型長短複合糸の芯成分となる海島型複合構造を有するポリマーアロイ繊維において、海成分の易溶解性ポリマーの繊維Ａを構成する全ポリマーに対するブレンド比は１０〜９０重量％であるものである。易溶解性ポリマーのブレンド比を１０重量％以上とすることで安定した紡糸条件を得られ、９０重量％以下とすることで極細糸の生成効率を高くすることができるためである。より好ましくはブレンド比が５０〜８０重量％である。
【００２２】
また、島成分の数平均直径は１〜５００ｎｍであるものである。
【００２３】
ここで、溶解後の直径が５００ｎｍを超える繊維では繊維間の隙間が大きく、静摩擦が不足して糸条形態を保持できずに糸がバラバラになってしまう。易溶解性ポリマー溶解後の隙間が５００ｎｍ以下であれば、各繊維の表面積が膨大に増える分、繊維間の静摩擦が十分に働くので繊維同士の抜けが発生せず、糸強力も向上する。また、溶解後の表面積が増えたことで、吸水性や保水性が格段に向上する。あるいは、溶解後の直径が１ｎｍ未満の場合は、繊維の表面積が大きくなりすぎるため、染色するにも多量の染料を必要とするほか、可視光線まで乱反射を起こすため、濃色展開が困難になる。そのため、特に多様な色展開を要求される衣料用途においては致命的なため、あまり細すぎる繊度も適切ではない。
【００２４】
本発明で用いるポリマーアロイ繊維の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば以下のような方法を採用することができる。
【００２５】
すなわち、２種類以上の溶剤に対する溶解性の異なるポリマーをアロイ化したポリマーアロイ溶融体となし、これを紡糸した後、冷却固化して繊維化する。そして必要に応じて延伸および熱処理を施し、ポリマーアロイ繊維を得る。そして、このポリマーアロイ繊維は易溶解性ポリマーを溶剤で除去し、難溶解性ポリマーを残すことによりナノファイバーを得ることができる。
【００２６】
ここで、ナノファイバーの前駆体であるポリマーアロイ繊維中では、易溶解性ポリマーを海（マトリックス）、難溶解性ポリマーを島（ドメイン）となし、その島サイズを制御することが重要である。ここで、島サイズは、ポリマーアロイ繊維の横断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察し、直径換算で評価したものである。具体的には、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）による繊維横断面写真を画像処理ソフト（ＷＩＮＲＯＯＦ）を用いて島直径の円換算による直径を求めるものである。なお、島成分の数平均直径は同一横断面内で無作為に抽出した１００個を測定し、数平均を求める。島の形状が複雑でＷＩＮＲＯＯＦでの解析が難しい場合は、目視と手作業により解析を行う。ポリマーアロイ繊維中での島サイズによりナノファイバーの直径がほぼ決定されるため、島サイズの分布はナノファイバーの直径分布に準じて設計すればよい。
【００２７】
具体的に混練を行う際の目安としては、組み合わせるポリマーにもよるが、混練押出機を用いる場合は、２軸押出混練機を用いることが好ましく、静止混練器を用いる場合は、その分割数は１００万以上とすることが好ましい。また、ブレンド斑や経時的なブレンド比率の変動を避けるため、それぞれのポリマーを独立に計量し、独立にポリマーを混練装置に供給することが好ましい。このとき、ポリマーはペレットとして別々に供給しても良く、あるいは、溶融状態で別々に供給しても良い。また、２種以上のポリマーを押出混練機の根本に供給しても良いし、あるいは、一成分を押出混練機の途中から供給するサイドフィードとしても良い。
【００２８】
ポリマーの組み合わせの設計に際しては、溶融粘度が重要であり、島を形成するポリマーの方を低く設定すると剪断力による島成分ポリマーの変形が起こりやすいため、島成分ポリマーの微分散化が進みやすくナノファイバー化の観点からは好ましい。ただし、島成分ポリマーを過度に低粘度にすると海化しやすくなり、繊維全体に対するブレンド比を高くできないため、島成分ポリマー粘度は海ポリマー粘度の１／１０以上とすることが好ましい。また、海成分ポリマーの溶融粘度は紡糸性に大きな影響を与える場合があり、海成分ポリマーとして１００Ｐａ・ｓ以下の低粘度ポリマーを用いると島成分ポリマーを分散させ易く好ましい。また、これにより紡糸性を著しく向上できるのである。この時、溶融粘度は紡糸の際の口金面温度で剪断速度１２１６ｓｅｃ−１での値である。
【００２９】
本発明で用いる超微分散化したポリマーアロイ繊維を紡糸する際は、紡糸口金設計が重要であるが、糸の冷却条件も重要である。上記したようにポリマーアロイは非常に不安定な溶融流体であるため、口金から吐出した後に速やかに冷却固化させることが好ましい。このため、口金から冷却開始までの距離は１〜１５ｃｍとすることが好ましい。ここで、冷却開始とは糸の積極的な冷却が開始される位置のことを意味するが、実際の溶融紡糸装置ではチムニー上端部でこれに代える。
【００３０】
また、紡糸されたポリマーアロイ繊維には延伸および熱処理を施すことが好ましいが、延伸の際の予熱温度は島成分ポリマーのガラス転移温度以上の温度することで、糸斑を小さくすることができ、好ましい。
【００３１】
以上のようなポリマーの組み合わせ、紡糸および延伸条件の最適化を行うことで、島成分ポリマーが数十ｎｍに超微分散化し、しかも糸斑の小さなポリマーアロイ繊維を得ることを可能にするものである。このようにして糸長手方向に糸斑の小さなポリマーアロイ繊維を前駆体とすることで、ある断面だけでなく長手方向のどの断面をとっても単繊維繊度ばらつきの小さなナノファイバー集合体を得ることができるのである。
【００３２】
このようにして得られたポリマーアロイ繊維から海成分ポリマーである易溶解ポリマーを溶剤で溶出することで、ナノファイバー集合体を得ることができるのであるが、その際、溶剤としては水溶液系のものを用いることが環境負荷を低減する観点から好ましい。具体的にはアルカリ水溶液や熱水を用いることが好ましい。このため、易溶解性ポリマーとしては、ポリエステルやポリカーボネート（ＰＣ）等のアルカリ加水分解されるポリマーやポリアルキレングリコールやポリビニルアルコールおよびそれらの誘導体等の熱水可溶性ポリマーが好ましい。
【００３３】
以上の理由により、難溶解性ポリマーと易溶解性のポリマーのブレンド品でかつ易溶解性ポリマー溶解後の難溶解性ポリマーの各々の直径が５００ｎｍ以下の繊維であることが好ましい。より好ましい組み合わせとしては、島成分にアルカリ水溶液に難溶解性を示すポリアミドまたはポリエステルを用い、海成分に易溶解性を示すポリ乳酸を用いることなどが挙げられる。
【００３４】
ポリマーアロイ繊維は通常の紡績方法によって紡績を行い、後から易溶解性成分を溶解してナノファイバーとなるものであるが、ナノファイバーは染色性の不良やバラツキ、他の製品への汚染などが問題となることがある。そこでナノファイバーを染色せずに、鞘に複合させる繊維Ｂを染色することで染色性の優れた糸とすることができる。
【００３５】
よって、該繊維Ｂはナノファイバーと異なる染色性を示すことが好ましい。また、該繊維Ｂは繊維Ａの易溶解性ポリマーより難溶解であり、優れた染色性を有する繊維が好ましい。具体的にはアルカリ水溶液に難溶解性を示すアクリルやカチオン可染ポリエステル等である。該繊維はカチオン染料で染色され、鮮やかな色相を示す。また、難溶解性成分であれば綿等の天然繊維でもよく、特に素材に限定はされない。
【００３６】
さらに、繊維Ｂの単繊維繊度は０．１ｄｔｅｘ以上８ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。この理由は、単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘ未満の原綿での紡績が困難であり、単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘに満たない繊維ではカード工程でシリンダーに巻き付いたり、ネップになりやすく、糸質に悪影響を与えるためである。ただ、単繊維繊度が８ｄｔｅｘを超えると、風合いや布帛表面感の悪化などから、好ましく使用されない。さらに好ましくは、単繊維繊度が０．５ｄｔｅｘ以上３ｄｔｅｘ以下である。
【００３７】
本発明の長短複合糸においては、ポリマーアロイフィラメント繊維（繊維Ａ）を芯部に、短繊維（繊維Ｂ）を鞘部に有した長短複合糸であり、さらには優れたカバリング性と膨らみ感を得るために、紡績糸自体が実質的に無撚りであることが重要である。
【００３８】
すなわち、実質的に無撚り構造糸であれば、実撚り糸のような短繊維成分による芯部のフィラメント成分への強い拘束力や、芯部のフィラメントに付与される実撚りによって、ナノファイバーの保水性を抑制することなく、優れた軽量性や吸水性、および膨らみ感といった風合いを十分に発揮することができる。
【００３９】
ここで、本発明における実質的に無撚り構造糸とは、撚りのトルクの作用による撚り戻りの発生がない、もしくはきわめて小さい状態のものであることをいい、短繊維成分の平均繊維長をＬｓとした場合、４．０Ｔ（回）／Ｌｓ以下の実撚りがかかっているものまたは無撚状のものである。撚り数が４．０Ｔ（回）／Ｌｓ以下の場合には、撚りのトルクの作用による撚り戻りの発生がないので、実質的に無撚り構造糸ということができる。
【００４０】
撚り数の測定方法については、検撚機を用いて測定することができる。すなわち、糸の両端をつかみ初荷重をかけ解撚する方法を用いるものであるが、本発明の長短複合糸は、この方法では解撚できないか、撚り数が４．０Ｔ（回）／Ｌｓ以下とするものである。
【００４１】
さらに、実撚り構造糸の場合には、芯部のフィラメントを鞘部の短繊維により十分に被覆し、また、しごきなどによる短繊維成分の脱落を防ぐために、撚り数を通常対比高めに設定する必要がある。しかし、この場合には芯部のフィラメントを拘束する力が高くなり過ぎて、ナノファイバーにおける保水空間が狭められ、また、芯部のフィラメントにも実撚りが付与されるために捲縮発現性が低下し、十分な膨らみ感が得られなくなるので、本発明が目的とする優れた風合いを得る手段としてはふさわしくない。
【００４２】
具体的な紡績方法としては、できあがる長短複合糸が実質的に無撚りとなる方法であれば特に限定されないが、空気流の作用により短繊維成分を結束させて紡績糸を形成する汎用の空気精紡機において、適当なフィードローラと糸道ガイドなどの長繊維用の設備を介して、フィラメントを糸形成部手前で短繊維束の中心部に供給することにより得る方法を好ましく用いることができる。特に好ましいのは、ムラタボルテックススピナー（村田機械社製：以下ＭＶＳと記す）を用いる方法が挙げられる。空気流の作用を利用する紡績方法は各種、提案、開発、利用されているが、本発明の長短複合糸を得るにはカバー率が良いことが好ましく、ＭＶＳを用いた紡績方法はこれを最も達成しうる紡績方法の一つである。
【００４３】
また、その他の方法としては、次のような方法がある。まず、短繊維成分（繊維Ｂ）に好ましくは１２０℃以下の低い融点を有する低融点繊維をある一定比率混ぜて、リング精紡機を用いる長短複合糸の一般的な製造方法によって実撚り構造の長短複合糸を得る。次に、ホットローラー、または非接触式の熱板を有するリング撚糸機にこの長短複合糸を仕掛けて、精紡機とは逆方向の同じ撚り数の撚りを与えて、撚りを完全に戻しながら、ホットローラー、または熱板によって低融点繊維を周りの短繊維やフィラメントに融着させて無撚り長短複合糸を得ることもできる。この方法の場合、混ぜる低融点繊維の混率や与える撚り数、およびホットローラー、または熱板の温度設定値などは、得られる長短複合糸の風合いが損なわれないように適正な設計を行うことが重要である。
【００４４】
本発明の長短複合糸においては、繊維Ａの複合比率は最終的に得られるナノファイバーの特性を失わない程度にする必要があり、具体的には１５重量％〜６０重量％になる範囲が好ましく、２０重量％〜５０重量％になる範囲がより好ましい。繊維Ｂの混率は４０重量％〜８５重量％になる範囲が好ましく、繊維Ｂの混率が４０重量％より小さい場合には、短繊維の繊維本数が少なくなるため、十分な被覆性が得られない。逆に８５重量％よりも大きい場合には、短繊維成分の物性の影響が支配的となるため通常繊維との有意差が小さくなる。繊維Ｂによる被覆性と前述のような優れた性能を兼ね備えた長短複合糸を得るためには、繊維Ｂの混率が５０重量％〜８０重量％の範囲にあることがより好ましい。
【００４５】
なお、「繊維Ａの複合比率」は次式より求められる。
複合比率（％）＝｛繊維Ａ／（繊維Ａ＋繊維Ｂ）｝×１００
本発明の長短複合糸を用いた布帛は、ナノファイバーを内層側に配置し、繊維Ｂを外層側に配置する芯鞘型複合糸を用いた布帛であり、吸水素材として好ましく用いられる。このような複合加工糸の布帛では、繊維Ｂが肌面から水分を吸収し、内層側のナノファイバーに移される特徴を有する。このとき、繊維Ｂの単繊維繊度が細すぎると吸水性が過剰に高くなり、毛細管現象により吸い上げ、一旦内層のナノファイバーに取り込まれた水分が吸水性の高い繊維Ｂに再び吸水され、繊維表面に戻ってくる濡れ戻り現象が生じ、べとつき感の原因になる。また、繊維Ｂの単繊維繊度が太すぎると、繊維間の空隙が大きくるため、十分な毛細管現象が得られず、吸水性が低下するため適正ではない。よって、吸水素材として用いる場合にも、繊維Ｂの単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘ以上８ｄｔｅｘ以下であることが重要となる。ここで、鞘糸の繊維Ｂにポリエステルやポリプロピレンなどの疎水性の繊維を使用した場合には、布帛においてよりべとつき感がなく好ましく使用される。
【００４６】
本発明の長短複合糸において、繊維Ａより得られるナノファイバーが繊維Ｂよりも吸水性が高いことであることが好ましい。ナノファイバーが繊維Ｂよりも吸水性が高いことにより、布帛において表面への濡れ戻り現象がなく、べとつき感のない製品となる。具体的には、ナノファイバーの編み地の吸水高さと繊維Ｂの編み地のバイレック法による吸水高さが下記式（１）を満たすことが好ましい。
ＡＶ≧１．１×ＢＶ ・・・（１）式
ただし、ＡＶ：ナノファイバーの編み地の緯、経の吸水高さの合計値、ＢＶ：繊維Ｂの編み地の緯、経の吸水高さの合計値。
【００４７】
こうして芯鞘型複合糸の鞘成分を染色することにより染色性に難のあるナノファイバーを用いながらも短繊維特有の風合いを持ち、さらに形態安定性に優れるため、ナノファイバーの機能を活かしながらも染色性に優れた複合糸を得られる。そしてこれまでになかった新たな用途が可能となり、衣料（インナー、レッグ、スポーツなど）、インテリア（カーテン、カーペットなど）、車輌内装製品（マット、カーシートなど）、生活資材（健康用品など）等に幅広く展開が期待される。
【実施例】
【００４８】
以下に実施例をあげて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００４９】
なお、本実施例中で採用した評価方法は次のとおりである。
【００５０】
（１）繊度
ＪＩＳ Ｌ１０１５（１９９９）、８．５．１Ｂ法にしたがって測定した。
【００５１】
（２）繊維長
ＪＩＳ Ｌ１０１５（１９９９）、８．４．１にしたがって測定した。
【００５２】
（３）原綿強伸度（溶解前のみ）
ＪＩＳ Ｌ１０１５（１９９９）、８．７．１に示される条件で荷重−伸長曲線を求めた。次に破断時の荷重値を初期の繊度で割り、それを強度とし、破断時の伸びを初期試料長で割り伸度として強伸度曲線を求めた。
【００５３】
（４）原綿捲縮数
ＪＩＳ Ｌ１０１５（１９９９）、８．１２．１に示される条件で測定した。
【００５４】
（５）番手
ＪＩＳ Ｌ１０９５（１９９９）、９．４．２にしたがって測定した。溶解後については紡績糸を製造後、その糸で筒編地を作ってから易溶解成分を溶解して、その編地から紡績糸をほどいて測定した。
【００５５】
（６）被覆性
評価は得られた長短複合糸の側面をＫＥＹＥＮＣＥ製デジタルマイクロスコープＶＨＸ−１００を用いて観察し、糸長１ｍ当たりに芯部のフィラメントが表層部から確認できる箇所の数により判断した。
【００５６】
判定基準は、◎：０カ所、○：１〜５カ所、△：６〜９カ所、×：１０カ所以上またはヌードヤーン発生、の４段階評価で行った。
【００５７】
（７）吸水性
吸水性の測定は、ＪＩＳ Ｌ １０９６（１９９９）におけるバイレック法を準用し、次の方法で行った。まず、サンプルとして２．５ｃｍ×２２ｃｍの試験片をたて方向に３枚採取する。次に１０分後の毛細管現象による水の上昇距離（ｍｍ）を測定し、３回の平均値で表す。
【００５８】
（８）保水率
サンプルとして１０ｃｍ×１０ｃｍの試験片を２枚採取し、試験片の重量（前重量）を測定する。次に試験片を蒸留水に２分間浸漬し、１分間干した後の重量（後重量）を測定し、次式に従い保水率を算出し、２枚の平均値を採用する。
保水率（％）＝｛（後重量−前重量）／前重量｝×１００
（９）蒸れ感、べとつき感
２５℃６５％ＲＨに調温調湿された部屋内で、Ｔシャツに縫製したサンプルを被験者１０名が試験し、それぞれ３段階（サラサラ感：○、ややサラサラ感：△、べとつき感：×）で評価する。
着用者のタイムスケジュール； ２０分：安静状態→ １０分：歩行（ランニング機械使用、１００ｍ／分）→ １０分：安静状態で評価。
【００５９】
（１０）風合い
上記（９）項と同様に被験者１０名が試験し、２０分安静後の風合いについてそれぞれ３段階（ソフト感：○、ややソフト感：△、硬い：×）で評価した。
【００６０】
（１１）抗ピル性試験法（ＩＣＩ法５時間）
ＪＩＳ Ｌ １０７６（１９９９）Ａ法に基づいて評価を行う。
【００６１】
評価結果は、以下の通り５段階で級判定を行った。また、各級の中間レベルの場合は、３−４（３級と４級の中間レベル）のように表示した。
５級：ピリングの発生がほとんどないもの
４級：ピリングの発生が少々あるもの
３級：ピリングの発生がかなりあるもの
２級：ピリングの発生が多いもの
１級：ピリングの発生が著しく多いもの。
【００６２】
［実施例１］
溶融粘度２５０Ｐａ・ｓ（２４０℃、１２１６ｓｅｃ−１）のナイロン６を４０重量％と重量平均分子量１２万、溶融粘度３５Ｐａ・ｓ（２４０℃、１２１６ｓｅｃ−１）、融点１７０℃のポリＬ乳酸（光学純度９９．５％以上）を６０重量％を混練温度２３５℃として溶融混練し、ポリマーアロイペレットを得た。これを溶融温度２４０℃、紡糸温度２４０℃、紡糸速度３０００ｍ／分で溶融紡糸を行った。これにより、７８ｄｔｅｘ、１７フィラメントの高配向未延伸糸を得た。
この高配向未延伸糸を延伸熱処理し、５６ｄｔｅｘ、１７フィラメントの延伸糸を得た。これの強度は３．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４３％、熱収縮率９％、Ｕ％＝１．４％の優れた特性を示した。
【００６３】
得られたポリマーアロイ繊維の横断面をＴＥＭで観察したところ、ポリ乳酸が海成分、ナイロン６が島成分の海島型複合構造を示し、直径２００ｎｍ以上の粗大島は０．１％以下、島成分のナイロン６の数平均による直径は６５ｎｍであり、ナイロン６がナノサイズで均一分散化したポリマーアロイ繊維が得られた。
【００６４】
次に長短複合糸の短繊維としてカチオン可染ポリエステル短繊維（Ｋ３０２ １．７ｄｔｅｘ×３８ｍｍ：東レ（株）製）を使用し、通常の紡績方式を経て１．０ｇ／ｍの太さのスライバーを作成した。
【００６５】
そしてスライバーをＭＶＳに仕掛け、フィラメント用のフィードローラ装置と糸道ガイドを介して、前述のポリマーアロイ繊維をフロントトップローラーとセカンドトップローラとの間から短繊維束の幅方向中心位置に供給し、綿方式の番手で３０ｓの無撚の長短複合糸を得た。この長短複合糸は被覆性に優れ、糸切れの発生も少なく、紡績性は良好であった。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。
【００６６】
その後ＮａＯＨ濃度１．５％、浴比１：４０、９５℃×３０分の条件にて易溶解性成分であるポリＬ乳酸を溶解した。結果を表１に示す。
【００６７】
［実施例２］
実施例１と同じポリマーアロイ繊維とカチオン可染ポリエステル短繊維を用い、ＭＶＳで綿番手２３ｓの無撚の長短複合糸を得た。この長短複合糸は被覆性に優れ、糸切れの発生も少なく、紡績性は良好であった。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。
【００６８】
その後ＮａＯＨ濃度１．５％、浴比１：４０、９５℃×３０分の条件にて易溶解性成分であるポリＬ乳酸を溶解した。結果を表１に示す。
【００６９】
［実施例３］
実施例１のポリマーアロイ繊維とアクリル短繊維（Ｔ２１６２ ０．７Ｔ×３８ｍｍ：東レ（株）製）を用い、ＭＶＳで綿番手３０ｓの無撚の長短複合糸を得た。この長短複合糸は被覆性に優れ、糸切れの発生も少なく、紡績性は良好であった。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。
【００７０】
その後ＮａＯＨ濃度１．５％、浴比１：４０、９５℃×３０分の条件にて易溶解性成分であるポリＬ乳酸を溶解した。結果を表１に示す。
【００７１】
［比較例１］
カチオン可染ポリエステルを粗紡機にて粗糸にしたうえでリング精紡機に仕掛け、実施例１と同じポリマーアロイ繊維を精紡機のフロントローラーとミドルローラーとの間から供給し、撚係数Ｋ＝３．４の実撚をかけて綿番手３０ｓの紡績糸を得た。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。
【００７２】
その後ＮａＯＨ濃度１．５％、浴比１：４０、９５℃×３０分の条件にて易溶解性成分であるポリＬ乳酸を溶解した。結果を表１に示す。
【００７３】
［比較例２］
アクリル短繊維を粗紡機にて粗糸にしたうえでリング精紡機に仕掛け、実施例１と同じポリマーアロイ繊維を精紡機のフロントローラーとミドルローラーとの間から供給し、撚係数Ｋ＝３．４の実撚をかけて綿番手３０ｓの紡績糸を得た。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。
【００７４】
その後ＮａＯＨ濃度１．５％、浴比１：４０、９５℃×３０分の条件にて易溶解性成分であるポリＬ乳酸を溶解した。結果を表１に示す。
【００７５】
［比較例３］
実施例１のカチオン可染ポリエステル短繊維を用いてＭＶＳで綿番手３０ｓの無撚の紡績糸を得た。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。結果を表１に示す。
【００７６】
［比較例４］
実施例２のアクリル短繊維を用いてＭＶＳで綿番手３０ｓの無撚の紡績糸を得た。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。結果を表１に示す。
【００７７】
［比較例５］
実施例１と同じポリマーアロイペレットを溶融温度２３０℃、紡糸速度１６００ｍ／分、で溶融紡糸を行い、１８０ｄｔｅｘ、７２フィラメントの未延伸糸を得た。これを２本合糸した状態で延伸温度９０℃、延伸倍率１．６倍、熱セット温度１３０℃、８００ｍ／分の条件下で延伸し、２２４ｄｔｅｘ、１４４フィラメントの延伸糸を得た。この延伸糸をさらに多数本合糸してトウとし、捲縮を付与してカットし、繊度１．６ｄｔｅｘ、強度２．６０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度５８．９％、捲縮数１８．３山／２５．４ｍｍ、繊維長３８ｍｍのポリマーアロイ繊維の原綿を得た。
【００７８】
得られた原綿を１００％用いてフラットカードにてスライバーを得た後、練条工程を経てＭＶＳで綿番手１６ｓの紡績糸を得た。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。
【００７９】
その後ＮａＯＨ濃度１．５％、浴比１：４０、９５℃×３０分の条件にて易溶解性成分であるポリＬ乳酸を溶解した。結果を表１に示す。
【００８０】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯部にポリマーアロイフィラメント繊維を有し、鞘部に短繊維を有するとともに、実質的に無撚であることを特徴とする長短複合糸およびそれを用いてなる布帛に関するものであり、さらに詳しくは、吸水性、保水性、清涼感に優れ、充分な膨らみとソフトさを有し、寸法安定性、形態保持性等の高い布帛製品を提供することができる長短複合糸およびそれを用いてなる布帛に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステルやナイロン６、ナイロン６６に代表されるポリアミドといった重縮合系ポリマーは適度な力学特性と耐熱性を有するため、従来から衣料用途や産業資材用途の繊維に好適に用いられてきた。
【０００３】
ポリエステル繊維やポリアミド繊維は衣料用途に用いられてきたこともあり、ポリマー改質だけでなく、繊維の断面形状や極細糸による性能向上の検討も活発に行われてきた。その一つとして、海島型の複合紡糸を利用したポリエステルの超極細糸が生み出され、スエード調の人工皮革という大型新製品に結実していった。また、この超極細糸を一般衣料に適用し、通常の繊維では得られないピーチタッチの優れた風合いの衣料に展開されている。このような極細繊維を使用することで吸水性、保水性等を活用することが可能となるため、より細い繊維が望まれていた。
【０００４】
しかしながら、現在の海島型の複合紡糸技術では単繊維繊度は０．０４ｄｔｅｘ（直径２μｍ相当）が限界であり、直径がｎｍレベルの極細繊維（以下、ナノファイバーともいう）に対するニーズに充分応えられるレベルではなかった。
【０００５】
ポリマーブレンド繊維により超極細糸を得る方法もある（例えば、特許文献１、２参照）。ここで得られる超極細糸の単繊維繊度はポリマーブレンド繊維中での島成分ポリマーの分散状態で決定されるが、該特許文献で用いられているポリマーブレンド系では島成分ポリマーの分散が不十分であるため、得られる超極細糸の単繊維繊度ばらつきが大きく、超極細糸のメリットが十分発揮されないばかりか、品質安定性等にも問題があった。
【０００６】
ところで、ナノファイバーを得る特殊な方法として、メソポーラスシリカに重合触媒を坦持しておき、そこでポリエチレンの重合を行うことで直径が３０〜５０ｎｍ（５×１０−６〜２×１０−５ｄｔｅｘ相当）のポリエチレンナノファイバーを得る方法がある。しかし、この方法ではナノファイバーの綿状塊しか得られておらず、そこから繊維を引き出すことは不可能である。また、扱えるポリマーもＰＥ（ポリエチレン）のような付加重合系ポリマーのみであり、ポリエステルやポリアミドといった重縮合系ポリマーは重合過程で脱水が必要であるため、原理上扱うことは困難である。このため、この方法で得られるナノファイバーには応用展開に大きな制約があった。
【０００７】
また、ナノファイバーを単独で使用すると単繊維繊度が非常に小さいため、糸条としての剛性が低く、布帛形状とした場合に形態安定性が悪く、取り扱いにくいものであった。さらに、ナノファイバー単独では表面活性が高くなるため凝集を起こしやすく、ナノファイバーとしての特性を十分に発揮することができなかった。
【０００８】
また、ナノファイバーを作成する方法やナノファイバーを複合させる方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかし、このようなナノファイバーと細繊度糸との複合加工糸では、染色時には杢調の染色になり、用途展開が限定されていた。
【０００９】
以上説明したように、広く応用展開可能で、さらに形態・製品製造の安定性にも優れたナノファイバーの活用方法が求められていた。
【特許文献１】特開平５−１５６５７９号公報
【特許文献２】特開平６−２７２１１４号公報
【特許文献３】特開２００５−２３４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、上記の従来技術の問題点を解決しようとするものであり、広く応用展開可能な製造安定性に優れたナノファイバーを含む長短複合糸を提供するものであり、具体的には、吸水性、保水性、清涼感に優れ、充分な膨らみとソフトさを有し、寸法安定性、形態保持性等の高い布帛製品とすることができる長短複合糸を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を達成するため、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
（１）芯部に下記繊維Ａを有し、鞘部に下記繊維Ｂを有するとともに、実質的に無撚であることを特徴とする長短複合糸。
繊維Ａ：島成分が難溶解性ポリマーからなり、海成分が易溶解性ポリマーからなる海島型複合構造を示し、該易溶解性ポリマーの繊維Ａを構成する全ポリマーに対するブレンド比が１０〜９０重量％、島成分の数平均直径が１〜５００ｎｍであるポリマーアロイフィラメント繊維。
繊維Ｂ：繊維Ａと異なる染色性を示す短繊維。
【００１２】
（２）前記繊維Ａの複合比率が１５重量％〜６０重量％であることを特徴とする前記（１）に記載の長短複合糸。
【００１３】
（３）前記繊維Ｂを構成する短繊維の単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘ以上８ｄｔｅｘ以下であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の長短複合糸。
【００１４】
（４）前記繊維Ａの難溶解性ポリマーがポリアミド、易溶解性ポリマーがポリ乳酸であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の長短複合糸。
【００１５】
（５）前記繊維Ｂがカチオン可染ポリエステル繊維またはアクリル繊維であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の長短複合糸。
【００１６】
（６）前記（１）〜（５）のいずれかに記載の長短複合糸から前記繊維Ａの易溶解性ポリマーを溶解して得られたことを特徴とする長短複合糸。
【００１７】
（７）前記（１）〜（６）のいずれかに記載の長短複合糸を使用してなることを特徴とする布帛。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、吸水性、保水性、清涼感に優れ、充分な膨らみとソフトさを有し、寸法安定性、形態保持性等の高い布帛製品を提供でき、インナー、スポーツ衣料品などに幅広く活用できる長短複合糸を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２０】
本発明は、島成分が難溶解性ポリマーからなり、海成分が易溶解性ポリマーからなる海島型複合構造を有するポリマーアロイ長繊維を芯部に有し、該ポリマーアロイ繊維の難溶解性ポリマーと異なる染色性を示す短繊維を鞘部に有する芯鞘型の長短複合糸である。
【００２１】
芯鞘型長短複合糸の芯成分となる海島型複合構造を有するポリマーアロイ繊維において、海成分の易溶解性ポリマーの繊維Ａを構成する全ポリマーに対するブレンド比は１０〜９０重量％であるものである。易溶解性ポリマーのブレンド比を１０重量％以上とすることで安定した紡糸条件を得られ、９０重量％以下とすることで極細糸の生成効率を高くすることができるためである。より好ましくはブレンド比が５０〜８０重量％である。
【００２２】
また、島成分の数平均直径は１〜５００ｎｍであるものである。
【００２３】
ここで、溶解後の直径が５００ｎｍを超える繊維では繊維間の隙間が大きく、静摩擦が不足して糸条形態を保持できずに糸がバラバラになってしまう。易溶解性ポリマー溶解後の隙間が５００ｎｍ以下であれば、各繊維の表面積が膨大に増える分、繊維間の静摩擦が十分に働くので繊維同士の抜けが発生せず、糸強力も向上する。また、溶解後の表面積が増えたことで、吸水性や保水性が格段に向上する。あるいは、溶解後の直径が１ｎｍ未満の場合は、繊維の表面積が大きくなりすぎるため、染色するにも多量の染料を必要とするほか、可視光線まで乱反射を起こすため、濃色展開が困難になる。そのため、特に多様な色展開を要求される衣料用途においては致命的なため、あまり細すぎる繊度も適切ではない。
【００２４】
本発明で用いるポリマーアロイ繊維の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば以下のような方法を採用することができる。
【００２５】
すなわち、２種類以上の溶剤に対する溶解性の異なるポリマーをアロイ化したポリマーアロイ溶融体となし、これを紡糸した後、冷却固化して繊維化する。そして必要に応じて延伸および熱処理を施し、ポリマーアロイ繊維を得る。そして、このポリマーアロイ繊維は易溶解性ポリマーを溶剤で除去し、難溶解性ポリマーを残すことによりナノファイバーを得ることができる。
【００２６】
ここで、ナノファイバーの前駆体であるポリマーアロイ繊維中では、易溶解性ポリマーを海（マトリックス）、難溶解性ポリマーを島（ドメイン）となし、その島サイズを制御することが重要である。ここで、島サイズは、ポリマーアロイ繊維の横断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察し、直径換算で評価したものである。具体的には、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）による繊維横断面写真を画像処理ソフト（ＷＩＮＲＯＯＦ）を用いて島直径の円換算による直径を求めるものである。なお、島成分の数平均直径は同一横断面内で無作為に抽出した１００個を測定し、数平均を求める。島の形状が複雑でＷＩＮＲＯＯＦでの解析が難しい場合は、目視と手作業により解析を行う。ポリマーアロイ繊維中での島サイズによりナノファイバーの直径がほぼ決定されるため、島サイズの分布はナノファイバーの直径分布に準じて設計すればよい。
【００２７】
具体的に混練を行う際の目安としては、組み合わせるポリマーにもよるが、混練押出機を用いる場合は、２軸押出混練機を用いることが好ましく、静止混練器を用いる場合は、その分割数は１００万以上とすることが好ましい。また、ブレンド斑や経時的なブレンド比率の変動を避けるため、それぞれのポリマーを独立に計量し、独立にポリマーを混練装置に供給することが好ましい。このとき、ポリマーはペレットとして別々に供給しても良く、あるいは、溶融状態で別々に供給しても良い。また、２種以上のポリマーを押出混練機の根本に供給しても良いし、あるいは、一成分を押出混練機の途中から供給するサイドフィードとしても良い。
【００２８】
ポリマーの組み合わせの設計に際しては、溶融粘度が重要であり、島を形成するポリマーの方を低く設定すると剪断力による島成分ポリマーの変形が起こりやすいため、島成分ポリマーの微分散化が進みやすくナノファイバー化の観点からは好ましい。ただし、島成分ポリマーを過度に低粘度にすると海化しやすくなり、繊維全体に対するブレンド比を高くできないため、島成分ポリマー粘度は海ポリマー粘度の１／１０以上とすることが好ましい。また、海成分ポリマーの溶融粘度は紡糸性に大きな影響を与える場合があり、海成分ポリマーとして１００Ｐａ・ｓ以下の低粘度ポリマーを用いると島成分ポリマーを分散させ易く好ましい。また、これにより紡糸性を著しく向上できるのである。この時、溶融粘度は紡糸の際の口金面温度で剪断速度１２１６ｓｅｃ−１での値である。
【００２９】
本発明で用いる超微分散化したポリマーアロイ繊維を紡糸する際は、紡糸口金設計が重要であるが、糸の冷却条件も重要である。上記したようにポリマーアロイは非常に不安定な溶融流体であるため、口金から吐出した後に速やかに冷却固化させることが好ましい。このため、口金から冷却開始までの距離は１〜１５ｃｍとすることが好ましい。ここで、冷却開始とは糸の積極的な冷却が開始される位置のことを意味するが、実際の溶融紡糸装置ではチムニー上端部でこれに代える。
【００３０】
また、紡糸されたポリマーアロイ繊維には延伸および熱処理を施すことが好ましいが、延伸の際の予熱温度は島成分ポリマーのガラス転移温度以上の温度することで、糸斑を小さくすることができ、好ましい。
【００３１】
以上のようなポリマーの組み合わせ、紡糸および延伸条件の最適化を行うことで、島成分ポリマーが数十ｎｍに超微分散化し、しかも糸斑の小さなポリマーアロイ繊維を得ることを可能にするものである。このようにして糸長手方向に糸斑の小さなポリマーアロイ繊維を前駆体とすることで、ある断面だけでなく長手方向のどの断面をとっても単繊維繊度ばらつきの小さなナノファイバー集合体を得ることができるのである。
【００３２】
このようにして得られたポリマーアロイ繊維から海成分ポリマーである易溶解ポリマーを溶剤で溶出することで、ナノファイバー集合体を得ることができるのであるが、その際、溶剤としては水溶液系のものを用いることが環境負荷を低減する観点から好ましい。具体的にはアルカリ水溶液や熱水を用いることが好ましい。このため、易溶解性ポリマーとしては、ポリエステルやポリカーボネート（ＰＣ）等のアルカリ加水分解されるポリマーやポリアルキレングリコールやポリビニルアルコールおよびそれらの誘導体等の熱水可溶性ポリマーが好ましい。
【００３３】
以上の理由により、難溶解性ポリマーと易溶解性のポリマーのブレンド品でかつ易溶解性ポリマー溶解後の難溶解性ポリマーの各々の直径が５００ｎｍ以下の繊維であることが好ましい。より好ましい組み合わせとしては、島成分にアルカリ水溶液に難溶解性を示すポリアミドまたはポリエステルを用い、海成分に易溶解性を示すポリ乳酸を用いることなどが挙げられる。
【００３４】
ポリマーアロイ繊維は通常の紡績方法によって紡績を行い、後から易溶解性成分を溶解してナノファイバーとなるものであるが、ナノファイバーは染色性の不良やバラツキ、他の製品への汚染などが問題となることがある。そこでナノファイバーを染色せずに、鞘に複合させる繊維Ｂを染色することで染色性の優れた糸とすることができる。
【００３５】
よって、該繊維Ｂはナノファイバーと異なる染色性を示すことが好ましい。また、該繊維Ｂは繊維Ａの易溶解性ポリマーより難溶解であり、優れた染色性を有する繊維が好ましい。具体的にはアルカリ水溶液に難溶解性を示すアクリルやカチオン可染ポリエステル等である。該繊維はカチオン染料で染色され、鮮やかな色相を示す。また、難溶解性成分であれば綿等の天然繊維でもよく、特に素材に限定はされない。
【００３６】
さらに、繊維Ｂの単繊維繊度は０．１ｄｔｅｘ以上８ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。この理由は、単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘ未満の原綿での紡績が困難であり、単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘに満たない繊維ではカード工程でシリンダーに巻き付いたり、ネップになりやすく、糸質に悪影響を与えるためである。ただ、単繊維繊度が８ｄｔｅｘを超えると、風合いや布帛表面感の悪化などから、好ましく使用されない。さらに好ましくは、単繊維繊度が０．５ｄｔｅｘ以上３ｄｔｅｘ以下である。
【００３７】
本発明の長短複合糸においては、ポリマーアロイフィラメント繊維（繊維Ａ）を芯部に、短繊維（繊維Ｂ）を鞘部に有した長短複合糸であり、さらには優れたカバリング性と膨らみ感を得るために、紡績糸自体が実質的に無撚りであることが重要である。
【００３８】
すなわち、実質的に無撚り構造糸であれば、実撚り糸のような短繊維成分による芯部のフィラメント成分への強い拘束力や、芯部のフィラメントに付与される実撚りによって、ナノファイバーの保水性を抑制することなく、優れた軽量性や吸水性、および膨らみ感といった風合いを十分に発揮することができる。
【００３９】
ここで、本発明における実質的に無撚り構造糸とは、撚りのトルクの作用による撚り戻りの発生がない、もしくはきわめて小さい状態のものであることをいい、短繊維成分の平均繊維長をＬｓとした場合、４．０Ｔ（回）／Ｌｓ以下の実撚りがかかっているものまたは無撚状のものである。撚り数が４．０Ｔ（回）／Ｌｓ以下の場合には、撚りのトルクの作用による撚り戻りの発生がないので、実質的に無撚り構造糸ということができる。
【００４０】
撚り数の測定方法については、検撚機を用いて測定することができる。すなわち、糸の両端をつかみ初荷重をかけ解撚する方法を用いるものであるが、本発明の長短複合糸は、この方法では解撚できないか、撚り数が４．０Ｔ（回）／Ｌｓ以下とするものである。
【００４１】
さらに、実撚り構造糸の場合には、芯部のフィラメントを鞘部の短繊維により十分に被覆し、また、しごきなどによる短繊維成分の脱落を防ぐために、撚り数を通常対比高めに設定する必要がある。しかし、この場合には芯部のフィラメントを拘束する力が高くなり過ぎて、ナノファイバーにおける保水空間が狭められ、また、芯部のフィラメントにも実撚りが付与されるために捲縮発現性が低下し、十分な膨らみ感が得られなくなるので、本発明が目的とする優れた風合いを得る手段としてはふさわしくない。
【００４２】
具体的な紡績方法としては、できあがる長短複合糸が実質的に無撚りとなる方法であれば特に限定されないが、空気流の作用により短繊維成分を結束させて紡績糸を形成する汎用の空気精紡機において、適当なフィードローラと糸道ガイドなどの長繊維用の設備を介して、フィラメントを糸形成部手前で短繊維束の中心部に供給することにより得る方法を好ましく用いることができる。特に好ましいのは、ムラタボルテックススピナー（村田機械社製：以下ＭＶＳと記す）を用いる方法が挙げられる。空気流の作用を利用する紡績方法は各種、提案、開発、利用されているが、本発明の長短複合糸を得るにはカバー率が良いことが好ましく、ＭＶＳを用いた紡績方法はこれを最も達成しうる紡績方法の一つである。
【００４３】
また、その他の方法としては、次のような方法がある。まず、短繊維成分（繊維Ｂ）に好ましくは１２０℃以下の低い融点を有する低融点繊維をある一定比率混ぜて、リング精紡機を用いる長短複合糸の一般的な製造方法によって実撚り構造の長短複合糸を得る。次に、ホットローラー、または非接触式の熱板を有するリング撚糸機にこの長短複合糸を仕掛けて、精紡機とは逆方向の同じ撚り数の撚りを与えて、撚りを完全に戻しながら、ホットローラー、または熱板によって低融点繊維を周りの短繊維やフィラメントに融着させて無撚り長短複合糸を得ることもできる。この方法の場合、混ぜる低融点繊維の混率や与える撚り数、およびホットローラー、または熱板の温度設定値などは、得られる長短複合糸の風合いが損なわれないように適正な設計を行うことが重要である。
【００４４】
本発明の長短複合糸においては、繊維Ａの複合比率は最終的に得られるナノファイバーの特性を失わない程度にする必要があり、具体的には１５重量％〜６０重量％になる範囲が好ましく、２０重量％〜５０重量％になる範囲がより好ましい。繊維Ｂの混率は４０重量％〜８５重量％になる範囲が好ましく、繊維Ｂの混率が４０重量％より小さい場合には、短繊維の繊維本数が少なくなるため、十分な被覆性が得られない。逆に８５重量％よりも大きい場合には、短繊維成分の物性の影響が支配的となるため通常繊維との有意差が小さくなる。繊維Ｂによる被覆性と前述のような優れた性能を兼ね備えた長短複合糸を得るためには、繊維Ｂの混率が５０重量％〜８０重量％の範囲にあることがより好ましい。
【００４５】
なお、「繊維Ａの複合比率」は次式より求められる。
複合比率（％）＝｛繊維Ａ／（繊維Ａ＋繊維Ｂ）｝×１００
本発明の長短複合糸を用いた布帛は、ナノファイバーを内層側に配置し、繊維Ｂを外層側に配置する芯鞘型複合糸を用いた布帛であり、吸水素材として好ましく用いられる。このような複合加工糸の布帛では、繊維Ｂが肌面から水分を吸収し、内層側のナノファイバーに移される特徴を有する。このとき、繊維Ｂの単繊維繊度が細すぎると吸水性が過剰に高くなり、毛細管現象により吸い上げ、一旦内層のナノファイバーに取り込まれた水分が吸水性の高い繊維Ｂに再び吸水され、繊維表面に戻ってくる濡れ戻り現象が生じ、べとつき感の原因になる。また、繊維Ｂの単繊維繊度が太すぎると、繊維間の空隙が大きくるため、十分な毛細管現象が得られず、吸水性が低下するため適正ではない。よって、吸水素材として用いる場合にも、繊維Ｂの単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘ以上８ｄｔｅｘ以下であることが重要となる。ここで、鞘糸の繊維Ｂにポリエステルやポリプロピレンなどの疎水性の繊維を使用した場合には、布帛においてよりべとつき感がなく好ましく使用される。
【００４６】
本発明の長短複合糸において、繊維Ａより得られるナノファイバーが繊維Ｂよりも吸水性が高いことであることが好ましい。ナノファイバーが繊維Ｂよりも吸水性が高いことにより、布帛において表面への濡れ戻り現象がなく、べとつき感のない製品となる。具体的には、ナノファイバーの編み地の吸水高さと繊維Ｂの編み地のバイレック法による吸水高さが下記式（１）を満たすことが好ましい。
ＡＶ≧１．１×ＢＶ ・・・（１）式
ただし、ＡＶ：ナノファイバーの編み地の緯、経の吸水高さの合計値、ＢＶ：繊維Ｂの編み地の緯、経の吸水高さの合計値。
【００４７】
こうして芯鞘型複合糸の鞘成分を染色することにより染色性に難のあるナノファイバーを用いながらも短繊維特有の風合いを持ち、さらに形態安定性に優れるため、ナノファイバーの機能を活かしながらも染色性に優れた複合糸を得られる。そしてこれまでになかった新たな用途が可能となり、衣料（インナー、レッグ、スポーツなど）、インテリア（カーテン、カーペットなど）、車輌内装製品（マット、カーシートなど）、生活資材（健康用品など）等に幅広く展開が期待される。
【実施例】
【００４８】
以下に実施例をあげて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００４９】
なお、本実施例中で採用した評価方法は次のとおりである。
【００５０】
（１）繊度
ＪＩＳ Ｌ１０１５（１９９９）、８．５．１Ｂ法にしたがって測定した。
【００５１】
（２）繊維長
ＪＩＳ Ｌ１０１５（１９９９）、８．４．１にしたがって測定した。
【００５２】
（３）原綿強伸度（溶解前のみ）
ＪＩＳ Ｌ１０１５（１９９９）、８．７．１に示される条件で荷重−伸長曲線を求めた。次に破断時の荷重値を初期の繊度で割り、それを強度とし、破断時の伸びを初期試料長で割り伸度として強伸度曲線を求めた。
【００５３】
（４）原綿捲縮数
ＪＩＳ Ｌ１０１５（１９９９）、８．１２．１に示される条件で測定した。
【００５４】
（５）番手
ＪＩＳ Ｌ１０９５（１９９９）、９．４．２にしたがって測定した。溶解後については紡績糸を製造後、その糸で筒編地を作ってから易溶解成分を溶解して、その編地から紡績糸をほどいて測定した。
【００５５】
（６）被覆性
評価は得られた長短複合糸の側面をＫＥＹＥＮＣＥ製デジタルマイクロスコープＶＨＸ−１００を用いて観察し、糸長１ｍ当たりに芯部のフィラメントが表層部から確認できる箇所の数により判断した。
【００５６】
判定基準は、◎：０カ所、○：１〜５カ所、△：６〜９カ所、×：１０カ所以上またはヌードヤーン発生、の４段階評価で行った。
【００５７】
（７）吸水性
吸水性の測定は、ＪＩＳ Ｌ １０９６（１９９９）におけるバイレック法を準用し、次の方法で行った。まず、サンプルとして２．５ｃｍ×２２ｃｍの試験片をたて方向に３枚採取する。次に１０分後の毛細管現象による水の上昇距離（ｍｍ）を測定し、３回の平均値で表す。
【００５８】
（８）保水率
サンプルとして１０ｃｍ×１０ｃｍの試験片を２枚採取し、試験片の重量（前重量）を測定する。次に試験片を蒸留水に２分間浸漬し、１分間干した後の重量（後重量）を測定し、次式に従い保水率を算出し、２枚の平均値を採用する。
保水率（％）＝｛（後重量−前重量）／前重量｝×１００
（９）蒸れ感、べとつき感
２５℃６５％ＲＨに調温調湿された部屋内で、Ｔシャツに縫製したサンプルを被験者１０名が試験し、それぞれ３段階（サラサラ感：○、ややサラサラ感：△、べとつき感：×）で評価する。
着用者のタイムスケジュール； ２０分：安静状態→ １０分：歩行（ランニング機械使用、１００ｍ／分）→ １０分：安静状態で評価。
【００５９】
（１０）風合い
上記（９）項と同様に被験者１０名が試験し、２０分安静後の風合いについてそれぞれ３段階（ソフト感：○、ややソフト感：△、硬い：×）で評価した。
【００６０】
（１１）抗ピル性試験法（ＩＣＩ法５時間）
ＪＩＳ Ｌ １０７６（１９９９）Ａ法に基づいて評価を行う。
【００６１】
評価結果は、以下の通り５段階で級判定を行った。また、各級の中間レベルの場合は、３−４（３級と４級の中間レベル）のように表示した。
５級：ピリングの発生がほとんどないもの
４級：ピリングの発生が少々あるもの
３級：ピリングの発生がかなりあるもの
２級：ピリングの発生が多いもの
１級：ピリングの発生が著しく多いもの。
【００６２】
［実施例１］
溶融粘度２５０Ｐａ・ｓ（２４０℃、１２１６ｓｅｃ−１）のナイロン６を４０重量％と重量平均分子量１２万、溶融粘度３５Ｐａ・ｓ（２４０℃、１２１６ｓｅｃ−１）、融点１７０℃のポリＬ乳酸（光学純度９９．５％以上）を６０重量％を混練温度２３５℃として溶融混練し、ポリマーアロイペレットを得た。これを溶融温度２４０℃、紡糸温度２４０℃、紡糸速度３０００ｍ／分で溶融紡糸を行った。これにより、７８ｄｔｅｘ、１７フィラメントの高配向未延伸糸を得た。
この高配向未延伸糸を延伸熱処理し、５６ｄｔｅｘ、１７フィラメントの延伸糸を得た。これの強度は３．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４３％、熱収縮率９％、Ｕ％＝１．４％の優れた特性を示した。
【００６３】
得られたポリマーアロイ繊維の横断面をＴＥＭで観察したところ、ポリ乳酸が海成分、ナイロン６が島成分の海島型複合構造を示し、直径２００ｎｍ以上の粗大島は０．１％以下、島成分のナイロン６の数平均による直径は６５ｎｍであり、ナイロン６がナノサイズで均一分散化したポリマーアロイ繊維が得られた。
【００６４】
次に長短複合糸の短繊維としてカチオン可染ポリエステル短繊維（Ｋ３０２ １．７ｄｔｅｘ×３８ｍｍ：東レ（株）製）を使用し、通常の紡績方式を経て１．０ｇ／ｍの太さのスライバーを作成した。
【００６５】
そしてスライバーをＭＶＳに仕掛け、フィラメント用のフィードローラ装置と糸道ガイドを介して、前述のポリマーアロイ繊維をフロントトップローラーとセカンドトップローラとの間から短繊維束の幅方向中心位置に供給し、綿方式の番手で３０ｓの無撚の長短複合糸を得た。この長短複合糸は被覆性に優れ、糸切れの発生も少なく、紡績性は良好であった。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。
【００６６】
その後ＮａＯＨ濃度１．５％、浴比１：４０、９５℃×３０分の条件にて易溶解性成分であるポリＬ乳酸を溶解した。結果を表１に示す。
【００６７】
［実施例２］
実施例１と同じポリマーアロイ繊維とカチオン可染ポリエステル短繊維を用い、ＭＶＳで綿番手２３ｓの無撚の長短複合糸を得た。この長短複合糸は被覆性に優れ、糸切れの発生も少なく、紡績性は良好であった。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。
【００６８】
その後ＮａＯＨ濃度１．５％、浴比１：４０、９５℃×３０分の条件にて易溶解性成分であるポリＬ乳酸を溶解した。結果を表１に示す。
【００６９】
［実施例３］
実施例１のポリマーアロイ繊維とアクリル短繊維（Ｔ２１６２ ０．７Ｔ×３８ｍｍ：東レ（株）製）を用い、ＭＶＳで綿番手３０ｓの無撚の長短複合糸を得た。この長短複合糸は被覆性に優れ、糸切れの発生も少なく、紡績性は良好であった。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。
【００７０】
その後ＮａＯＨ濃度１．５％、浴比１：４０、９５℃×３０分の条件にて易溶解性成分であるポリＬ乳酸を溶解した。結果を表１に示す。
【００７１】
［比較例１］
カチオン可染ポリエステルを粗紡機にて粗糸にしたうえでリング精紡機に仕掛け、実施例１と同じポリマーアロイ繊維を精紡機のフロントローラーとミドルローラーとの間から供給し、撚係数Ｋ＝３．４の実撚をかけて綿番手３０ｓの紡績糸を得た。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。
【００７２】
その後ＮａＯＨ濃度１．５％、浴比１：４０、９５℃×３０分の条件にて易溶解性成分であるポリＬ乳酸を溶解した。結果を表１に示す。
【００７３】
［比較例２］
アクリル短繊維を粗紡機にて粗糸にしたうえでリング精紡機に仕掛け、実施例１と同じポリマーアロイ繊維を精紡機のフロントローラーとミドルローラーとの間から供給し、撚係数Ｋ＝３．４の実撚をかけて綿番手３０ｓの紡績糸を得た。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。
【００７４】
その後ＮａＯＨ濃度１．５％、浴比１：４０、９５℃×３０分の条件にて易溶解性成分であるポリＬ乳酸を溶解した。結果を表１に示す。
【００７５】
［比較例３］
実施例１のカチオン可染ポリエステル短繊維を用いてＭＶＳで綿番手３０ｓの無撚の紡績糸を得た。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。結果を表１に示す。
【００７６】
［比較例４］
実施例２のアクリル短繊維を用いてＭＶＳで綿番手３０ｓの無撚の紡績糸を得た。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。結果を表１に示す。
【００７７】
［比較例５］
実施例１と同じポリマーアロイペレットを溶融温度２３０℃、紡糸速度１６００ｍ／分、で溶融紡糸を行い、１８０ｄｔｅｘ、７２フィラメントの未延伸糸を得た。これを２本合糸した状態で延伸温度９０℃、延伸倍率１．６倍、熱セット温度１３０℃、８００ｍ／分の条件下で延伸し、２２４ｄｔｅｘ、１４４フィラメントの延伸糸を得た。この延伸糸をさらに多数本合糸してトウとし、捲縮を付与してカットし、繊度１．６ｄｔｅｘ、強度２．６０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度５８．９％、捲縮数１８．３山／２５．４ｍｍ、繊維長３８ｍｍのポリマーアロイ繊維の原綿を得た。
【００７８】
得られた原綿を１００％用いてフラットカードにてスライバーを得た後、練条工程を経てＭＶＳで綿番手１６ｓの紡績糸を得た。また、この紡績糸を用いて２０ゲージで筒編地を作った。
【００７９】
その後ＮａＯＨ濃度１．５％、浴比１：４０、９５℃×３０分の条件にて易溶解性成分であるポリＬ乳酸を溶解した。結果を表１に示す。
【００８０】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯部に下記繊維Ａを有し、鞘部に下記繊維Ｂを有するとともに、実質的に無撚であることを特徴とする長短複合糸。
繊維Ａ：島成分が難溶解性ポリマーからなり、海成分が易溶解性ポリマーからなる海島型複合構造を示し、該易溶解性ポリマーの繊維Ａを構成する全ポリマーに対するブレンド比が１０〜９０重量％、島成分の数平均直径が１〜５００ｎｍであるポリマーアロイフィラメント繊維。
繊維Ｂ：繊維Ａと異なる染色性を示す短繊維。
【請求項２】
前記繊維Ａの複合比率が１５重量％〜６０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の長短複合糸。
【請求項３】
前記繊維Ｂを構成する短繊維の単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘ以上８ｄｔｅｘ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の長短複合糸。
【請求項４】
前記繊維Ａの難溶解性ポリマーがポリアミド、易溶解性ポリマーがポリ乳酸であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の長短複合糸。
【請求項５】
前記繊維Ｂがカチオン可染ポリエステル繊維またはアクリル繊維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長短複合糸。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の長短複合糸から前記繊維Ａの易溶解性ポリマーを溶解して得られたことを特徴とする長短複合糸。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の長短複合糸を使用してなることを特徴とする布帛。
【請求項１】
芯部に下記繊維Ａを有し、鞘部に下記繊維Ｂを有するとともに、実質的に無撚であることを特徴とする長短複合糸。
繊維Ａ：島成分が難溶解性ポリマーからなり、海成分が易溶解性ポリマーからなる海島型複合構造を示し、該易溶解性ポリマーの繊維Ａを構成する全ポリマーに対するブレンド比が１０〜９０重量％、島成分の数平均直径が１〜５００ｎｍであるポリマーアロイフィラメント繊維。
繊維Ｂ：繊維Ａと異なる染色性を示す短繊維。
【請求項２】
前記繊維Ａの複合比率が１５重量％〜６０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の長短複合糸。
【請求項３】
前記繊維Ｂを構成する短繊維の単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘ以上８ｄｔｅｘ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の長短複合糸。
【請求項４】
前記繊維Ａの難溶解性ポリマーがポリアミド、易溶解性ポリマーがポリ乳酸であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の長短複合糸。
【請求項５】
前記繊維Ｂがカチオン可染ポリエステル繊維またはアクリル繊維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長短複合糸。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の長短複合糸から前記繊維Ａの易溶解性ポリマーを溶解して得られたことを特徴とする長短複合糸。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の長短複合糸を使用してなることを特徴とする布帛。
【公開番号】特開２００７−３１４９２３（Ｐ２００７−３１４９２３Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４５１１８（Ｐ２００７−４５１１８）
【出願日】平成１９年２月２６日（２００７．２．２６）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２６日（２００７．２．２６）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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