(57)【要約】【課題】本発明の課題は、吸水性、防透性、保温性の全てを兼備する合成繊維からなる織編物とそれを実現する紡績糸および紡績糸の原料短繊維を提供することにある。【解決手段】上記課題は、繊維軸方向と直角方向の繊維横断面形状に、繊維軸方向に連続した６個以上の凸部と、繊維軸方向に連通した１個以上の中空孔を有し、異型度が１．３以上、中空率が１０〜３５％であって単糸繊度が０．１〜２．５デシテックスである異型中空繊維により解決することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維軸方向と直角方向の繊維横断面形状に、繊維軸方向に連続した６個以上の凸部と、繊維軸方向に連通した１個以上の中空孔を有し、前記繊維横断面形状の異型度が１．３以上、中空率が１０〜３５％であって単糸繊度が０．１〜２．５デシテックスである異型中空繊維。
【請求項２】
前記単糸繊度が０．１２〜１．５デシテックスである請求項１記載の異型中空繊維。
【請求項３】
前記異型中空繊維の構成成分の６０モル％以上がエチレンテレフタレート単位からなる請求項１〜２のいずれか１項に記載の異型中空繊維。
【請求項４】
未延伸糸をフロー延伸する工程を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の異型中空繊維の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の異型中空繊維を含む紡績糸。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の異型中空繊維を３０質量％以上含むことを特徴とする紡績糸。
【請求項７】
請求項５〜６のいずれか１項に記載の紡績糸を含む織編物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸水性、防透性、保温性を兼備する織編物を製造するに好適な繊維、その繊維を用いた紡績糸およびその繊維の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、綿等の天然繊維やレーヨン等の半合成繊維並の吸水性を有する合成繊維を用いた織編物の検討が行われている。加えて、軽量で保温性の高い織編物が冬物衣類用として要望されており、そのために織編物の目付を下げても防透性に優れていることも潜在ニーズとしてある。
【０００３】
例えば、繊度が１．３デシテックス以上で断面形状として３個以上の突起物を有し、異型度が１．８以上の異型ポリエステル短繊維、あるいは、２．２デシテックス以上で、かつ１０〜４５％の中空率を有する中空ポリエステル短繊維を含有する紡績糸と織編物が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、特許文献１記載の繊維からなる織編物においては、繊度が大きいため、単糸間で形成される空隙が大きく、十分な吸水性能が得られないという問題を有していた。
【０００４】
一方、その欠点を補うため、単繊維繊度が２デシテックス以下であり、断面形状が４個以上の凸部を有し、異型度が１．７〜４．０である異型ポリエステル短繊維と丸断面ポリエステル短繊維を主たる構成繊維とする、吸水性と防透性、ソフト性に優れた紡績糸と織編物が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、特許文献２の織編物についても、丸断面の短繊維が混紡されているため、毛細管現象を十分に生かし切れるほどの吸水性を得られておらず、また、繊維間の空隙も依然高いため、保温性は優れるものではなかった。
前述の通り、吸水性、防透性、保温性を兼備する織編物、およびそれを構成する紡績糸やその原料繊維となる短繊維はこれまで存在していなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３３５８４号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０７３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、吸水性、防透性、保温性の全てを兼備する合成繊維からなる織編物とそれを実現する紡績糸および紡績糸の原料短繊維を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上記課題を達成するために鋭意検討した結果、繊維軸方向と直角方向の繊維横断面形状に、繊維軸方向に連続した６個以上の凸部と、繊維軸方向に連通した１個以上の中空孔を有し、前記繊維横断面形状の異型度が１．３以上、中空率が１０〜３５％であって単糸繊度が０．１〜２．５デシテックスである異型中空繊維により上記課題を解決することができ、この異型中空繊維を含有する紡績糸からなる織編物で、吸水性、防透性、保温性の全てが兼備できることを見出し、本発明に到達した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の細繊度異型中空短繊維により、これを含んでなる紡績糸および織編物に、繊維表面に有する多数のサブミクロンオーダーの溝と、極細中空部が繊維端面にあることの組合せによる優れた吸水性能と乱反射による防透性と、中空部および多数の凸部による空気の流れを遮断することによる保温性を具備させることができる。更には、細繊度により、織編物にソフトな風合いを持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１〜２および実施例４で用いた紡糸口金の模式図である。
【図２】実施例１〜２で得られた繊維横断面および実施例４で得られた繊維横断面の模式図である。
【図３】実施例３で用いた紡糸口金の模式図である。
【図４】実施例３で得られた繊維横断面の模式図である。
【図５】比較例１で得られた繊維横断面の模式図である。
【図６】比較例２で得られた繊維横断面の模式図である。
【図７】比較例３で用いた紡糸口金の模式図である。
【図８】比較例３で得られた繊維横断面の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
まず、本発明の細繊度異型中空短繊維とは、繊維軸方向と直角方向の繊維横断面形状に、繊維軸方向に連続した６個以上の凸部と、繊維軸方向に連通した１個以上の中空孔を有することが必須である。繊維軸方向に連続した６個以上の凸部を有することで、繊維間である程度以上の長さにわたって一の繊維の凸部と、他の繊維の凸部の間に形成された凹部が噛み合い、繊維間の空隙が緻密になる効果がある。これは、繊維の中空部と同様、織編物とした場合の空気の流れを遮断してデッドエアー部、すなわち外部からほぼ閉鎖され状態であり、空気の流れによって容易には内部の空気が入れ替わらないような空間を形成する役割を果たす。凸部が６個未満であると繊維間の空隙が大きくなり、織編物の目付を下げた場合に有効な断熱性を発現することができない。凸部個数の好ましい範囲は８〜１６個程度であり、凸部が多くても、噛み合いによる断熱効果を発現しにくくなる。繊維横断面形状の異型度が大きい方が上述の凸部と凹部の噛み込みの効果が大きくなるが、１．３以上、好ましくは１．７以上あれば、断熱効果は十分発現するといえる。ここで異型度とは、繊維軸と直角方向の繊維横断面における形状により異なる方法により算出され、実施例の欄に示した様に算出した値を言う。更に繊維軸方向に連通する中空部は、デッドエアー部形成のための保温性と同時に、短繊維であれば短繊維端面から汗などの液体を吸い上げる役割を果たす。凸部を有する異型断面による繊維の表面積増大も吸液性に寄与するが、噛み合いが多く、空隙が狭いため、液体が容易に移動するには圧力損失も大きいため、中空部が吸液性に果たす役割も大きい。繊維軸方向に連通する中空部は１個以上あればよく、中空数が多くてもよいが、凸部の数と細繊度のバランスを考慮すると、１個程度が限界であるともいえる。
【００１１】
本発明の短繊維の特徴としては、上記した様に繊維横断面形状における１．３以上の高い異型度と６個以上の繊維軸方向に連続した凸部を有しながら、０．１〜２．５デシテックス、好ましくは０．１〜１．５デシテックスの細繊度の表面凸部をもつ異型中空繊維であることである。このレベルの細繊度とすることで、中空部の径も極めて小さくなり、毛細管現象による吸水性と、繊維軸方向に連続した６個以上凸部の存在により光の乱反射効果を増大させ防透性を発現することができる。更に、繊維軸方向に連続した多数の表面凸部の食い込み効果により、単糸間および織編物内の紡績糸間の空隙が著しく狭くなることによる吸水性と、並びその紡績糸間の空隙が著しく狭くなり、空気の流れが遮断されることと、凸部による高い断面２次モーメントにより中空部が潰れにくい効果により、保温性を著しく向上させることができるわけである。
【００１２】
中空率の範囲は１０〜３５％、好ましい範囲は１５〜３０％である。中空率が１０％未満であると十分な吸水性や保温性が得られず、中空率が３５％を超えると、中空割れが生じやすくなり、反って吸水性、保温性、防透性が低下する傾向にある。なお、中空率とは以下の数式にて表される。
中空率＝（繊維横断面［繊維軸と直角な面］の中空部分の面積）／（繊維横断面の外輪郭に囲まれる閉曲線内の全面積）×１００
また本発明の繊維は、短繊維として用いることが好ましく、その単糸繊維長は５〜１０００ｍｍの範囲が好ましく、１０〜８００ｍｍの範囲がより好ましい。
【００１３】
本発明の短繊維を形成するポリマーの種類としては、本発明の繊維形態を実現できれば特に限定されず、ポリエステル、ナイロン６もしくはナイロン６６等のポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレンもしくはポリスチレン等のポリオレフィンなどの通常の繊維形成性ポリマーなどが例示されるが、中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなどのポリエステルが好ましく、更には短繊維がポリアルキレンテレフタレートで構成されていることが好ましく、異型中空繊維を構成する構成成分の６０モル％以上がエチレンテレフタレート単位であることが更に好ましい。その理由は、後述する通り、未延伸糸をフロー延伸することで、異型中空繊維の横断面形状を崩さずに細繊度異型中空繊維を得ることが、エチレンテレフタレートを主たる成分とするポリアルキレンテレフタレートで容易であるためである。なお、該ポリマー中には、本発明の目的を損なわない範囲内で必要に応じて、カチオン染料可染剤、着色防止剤、熱安定剤、蛍光増白剤、艶消し剤、着色剤、吸湿剤、無機微粒子が１種または２種以上含まれていてもよい。
【００１４】
通常の溶融紡糸法や複合繊維紡糸法により、本発明のレベルの細繊度異型中空繊維を製造するのは極めて難しかったが、エチレンテレフタレートを主たる構成成分とするポリアルキレンテレフタレートから異型中空断面の未延伸糸を溶融紡糸で得て、７０〜１００℃の温水中または熱媒浴中で５倍以上、好ましくは１０〜５０倍のフロー延伸することで、繊度２．５デシテックス以下、好ましくは１．５デシテックス以下の異型中空繊維を得ることができる。異型中空繊維を得るための口金は図１および図３に例示されるが、既に公知の溶融紡糸用異型中空口金を使用することができる。紡績糸用途としては、紡績工程を通過する強度や必要な紡績糸強度を得るために、フロー延伸後、室温〜ガラス転移温度近傍の温度でネック延伸し、熱収縮率低減のための熱処理（定長状態あるいは弛緩状態）を施す。フロー延伸中は、ポリマーのガラス転移温度以上の半溶融状態であるが、横断面形状の形態はそのまま保持されるどころか、未延伸糸より中空率が大きくなることも、本発明の製造方法の利点である。また本発明の繊維は公知の方法によりクリンパー等を用いて捲縮を付与することができる。捲縮数としては、５〜２０山／２５．４ｍｍとすることが好ましい。また捲縮を固定した後、上記の範囲で本発明の繊維をカットし、短繊維を得ることができる。更に本発明の中空繊維を上述した吸水性、防透性、保温性を有する短繊維として又は紡績糸として好適に使用するには、繊維長が２０〜１０００ｍｍの範囲であることが好ましい。より好ましい繊維長は３０〜５００ｍｍの範囲であり、更に好ましい繊維長は３５〜２００ｍｍの範囲である。
【００１５】
短繊維とした後は、従来公知の方法により本発明の繊維のみ、あるいは、他の短繊維と混綿工程を経て、練糸、粗紡、精紡工程を経て、紡績糸を製造することができる。本発明の紡績糸は、公知のリング精紡機、空気精紡機、ミュール精紡機、オープンエンド精紡機、フライヤー精紡機、キャップ式精紡機、ポット式精紡機等を用いることができる。また、紡績糸の番手は特に限定されない。本発明の紡績糸および織編物には、本発明の細繊度異型中空短繊維の他、綿、レーヨンなどのセルロース系繊維、あるいは他ポリエステル、ナイロン、アクリル繊維等を混紡しても良いが、本発明の細繊度異型中空短繊維は紡績糸中に３０質量％以上含まれることが必要である。３０質量％未満では、本発明の繊維が有する吸水性、防透性、保温性の効果が発現しない。好ましい範囲は４０質量％以上、更に好ましい範囲は５０重量％以上である。
【００１６】
また、本発明の織編物には、本発明の紡績糸の他の紡績糸、フィラメント等を交織、交編しても、目標性能が達成できる範囲で可能であるまた、織物の密度としては、経緯ともに１５０本／２．５４ｃｍ以上（より好ましくは経緯ともに１８０〜２５０本）であることが好ましい。織物の密度が該範囲よりも小さいと、低通気度が得られないおそれがある。本発明の織物において、織物組織として特に限定はされないが、平織、綾織、朱子織等の三原組織、変化組織、たて二重織、よこ二重織等の片二重組織、たてビロードなどが例示される。層数も単層でもよいし、２層以上の多層でもよい。編物においては、織編物の構造としては、その織編組織、層数は特に限定されるものではない。例えば、天竺、スムース、フライス、鹿の子、デンビー、トリコットなどの編組織が好適に例示されるが、これらに限定されるものではない。層数は単層が好ましいが、２層以上の多層であってもよい。
【実施例】
【００１７】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は何等これらに限定されるものではない。なお、実施例中における各特性値の測定は、以下の方法にしたがった。
【００１８】
（１）固有粘度
オルソクロルフェノールを溶媒として、３５℃で測定した。
（２）単糸繊度
ＪＩＳ  Ｌ  １０１５：１９９９  ８．５．１（Ａ法）に記載の方法により測定した。
（３）中空率
繊維軸に直交する繊維横断面形状の光学顕微鏡写真の拡大画像から単繊維の横断面の全面積Ｓａ（中空部を含む、繊維横断面の外輪郭に囲まれる閉曲線内の全面積）と単繊維横断面の中空部面積Ｓｂを測定し、Ｓｂ／Ｓａ×１００（％）として求めた。
（４）異型度
本発明の繊維、比較例３記載の十字断面については、下記の方法で異型度を算出した。
異型度＝Ｌ１／Ｌ２
Ｌ１：繊維横断面凸部に接触する外接円の平均直径
Ｌ２：繊維横断面凹部に接触する内接円の平均直径
一方、比較例２記載のＷ字断面については、下記の方向で行った。
異型度＝Ｌ３／Ｌ４
Ｌ３：繊維横断面の凸部の頂点を直線で結んだ多角形において、長軸に相当する長さ
Ｌ４：繊維横断面の凸部の頂点を直線で結んだ多角形において、短軸に相当する長さ
（５）強伸度
ＪＩＳ  Ｌ  １０１５：１９９９  ８．７．１に記載の方法により測定した。
（６）捲縮数
ＪＩＳ  Ｌ  １０１５：１９９９  ８．１２．１に記載の方法により測定した。
（７）繊維長
ＪＩＳ  Ｌ  １０１５：１９９９  ８．４．１（Ｃ）法に記載の方法により測定した。
（８）布帛目付
ＪＩＳ  Ｌ  １０９６：１９９９  ８．４．２法に記載の方法により測定した。
（９）布帛厚み
ＪＩＳ  Ｌ  １０９６：１９９９  ８．５．１法に記載の方法により測定した。
（１０）布帛吸水速度
ＪＩＳ  Ｌ  １９０７：２００４  ７．１．１（滴下法）に記載の方法により測定した。
（１１）布帛吸水性
ＪＩＳ  Ｌ  １９０７：２００４  ７．１．２（バイレック法）に記載の方法により測定した。
（１２）布帛吸水率
ＪＩＳ  Ｌ  １９０７：２００４  ７．２（吸水率法）に記載の方法により測定した。
（１３）布帛防透性
分光光度計（コニカミノルタＣＭ−３６００ｄ）を用い、標準白板、標準黒板を試料生地の背景として各Ｌ値（反射率）を測定し、防透度（％）として次式で求めた。
防透度（％）＝１００−（Ｌｆｗ−Ｌｆｂ）／（Ｌｗ−Ｌｂ）×１００
Ｌｗ  ：試料生地がない状態での標準白板のＬ値
Ｌｂ  ：試料生地がない状態での標準黒板のＬ値
Ｌｆｗ：試料生地を標準白板上に置いた時のＬ値
Ｌｆｂ：試料生地を標準黒板上に置いた時のＬ値
（１４）布帛保温性
ＡＳＴＭ  Ｄ−１５１８−５７Ｔにより放熱量を測定し、下記式により保温性（％）を算出した。
保温性（％）＝（１−（（発熱体に試験片を取り付けたときの放熱量［Ｗ］）／（発熱体の空試験の放熱量［Ｗ］））×１００
【００１９】
［実施例１］
固有粘度が０．６４ｄＬ／ｇ、融点２５６℃で、平均粒径０．３μｍのアナターゼ型酸化チタン粒子を０．３０質量％含有するポリエチレンテレフタレートを２８０℃に溶融して、図１に示した紡糸口金を用いて孔当り０．９７ｇ／分で吐出させ、紡糸速度５００ｍ／分で空冷しながら未延伸糸を引き取った。これを９７℃の温水中で７．７倍（フロー延伸実施）、７５℃の温水中で２．７倍（ネック延伸実施）した後、紡績油剤付与、捲縮付与を行った後、１２０℃の熱風中でリラックス処理をし、３８ｍｍにカットした。原綿物性、その異型中空原綿１００％からなる紡績糸の仕様およびその紡績糸１００％からなる織物の布帛評価結果を表１に示した。繊維の横断面形状は、図２の通りである。
【００２０】
［実施例２］
単孔吐出量を０．９７ｇ／分から０．６２ｇ／分に変更した他は、実施例１と同様に実施した。結果を表１に示した。
【００２１】
［実施例３］
紡糸口金を図１に示したものから図３に示したものに変更した他は、実施例１と同様に実施した。結果を表１に示した。なお、繊維の横断面形状は図４に示した通りである。
【００２２】
［比較例１〜２］
市販されている中実丸断面、Ｗ字異型断面（ともに単糸繊度：１．４デシテックス、繊維長：３８ｍｍ長）を紡績糸とし、試験用の布帛（織物）を作成した。結果を表１に示した。なお、異型中空繊維の横断面形状は各々図５、図６に示した通りである。
【００２３】
［比較例３］
紡糸口金を図１に示したものから図７に示したものに変更し、単孔吐出量を０．９７ｇ／分から０．５４ｇ／分に、フロー延伸倍率を６．８倍、ネック延伸倍率を１．７倍とした他は、実施例１と同様の条件として、図８に示したような細繊度十字断面繊維を作成した。結果を表１に示した。
【００２４】
［実施例４］
実施例１の短繊維３０質量％と比較例１の短繊維７０質量％を混紡した紡績糸１００％からなる織物を作成した。結果を表１に示した。
【００２５】
【表１】
2014210989.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の細繊度異型中空短繊維により、これを含んでなる紡績糸および織編物に、繊維表面に有する多数のサブミクロンオーダーの溝と、極細中空部が繊維端面にあることの組合せによる優れた吸水性能と乱反射による防透性と、中空部および多数の凸部による空気の流れを遮断することによる保温性を具備させることができる。更には、細繊度により、織編物にソフトな風合いを持たせることができる。
【図１】
2014210989.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014210989.tif 000009
【図８】
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