(57)【要約】【課題】吸汗速乾性と抗菌性とを兼備する機能性ナイロン繊維及びその製造方法を提供する。【解決手段】Ｗ１の幅とＬ１の長さとを有する第１スリット（Ｓ１）と、Ｗ２の幅とＬ２の長さとを有する二つの第２スリット（Ｓ２）と、Ｗ３の幅とＬ３の長さとを有する二つの第３スリット（Ｓ３）とを含んでなり、これら三種のスリットの断面積比が一定の条件を満たす変形「王」字状の紡糸口金孔を通してナイロン重合物を溶融紡糸して製造する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｗ１の幅とＬ１の長さとを有する第１スリット（Ｓ１）と、Ｗ２の幅とＬ２の長さとを有し、前記第１スリット（Ｓ１）と平行である二つの第２スリット（Ｓ２）と、Ｗ３の幅とＬ３の長さとを有し、前記第１スリット（Ｓ１）と前記二つの第２スリット（Ｓ２）との間に連結されている二つの第３スリット（Ｓ３）とを備え、下記数式（１）を満たす変形「王」字状の紡糸口金孔を通してナイロン重合物を溶融紡糸して製造することを特徴とする機能性ナイロン繊維の製造方法。
Ｗ１Ｌ１：Ｗ２Ｌ２：Ｗ３Ｌ３＝ａ：ｂ：１          （１）
（数式（１）中で、Ｗｉは第ｉスリットの幅、Ｌｉは第ｉスリットの長さ（但し、ｉ＝１、２、３）、ａは前記第１スリット（Ｓ１）の断面積、ｂは前記第２スリット（Ｓ２）の断面積をそれぞれ示し、ａは３．０≦ａ≦５．５を満たす実数、ｂは１．５≦ｂ≦３．５を満たす実数である。）
【請求項２】
前記ナイロン重合物に抗菌性微粒子を２５〜１５０ｐｐｍ含有させて溶融紡糸して製造することを特徴とする請求項１に記載の機能性ナイロン繊維の製造方法。
【請求項３】
前記抗菌性微粒子が粒径３０〜１００ｎｍの銀（Ａｇ）又は銅（Ｃｕ）粒子であることを特徴とする請求項２に記載の機能性ナイロン繊維の製造方法。
【請求項４】
前記二つの第２スリット（Ｓ２）の形状が、互いに同一の断面積を有する円形又は楕円形であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の機能性ナイロン繊維の製造方法。
【請求項５】
横断面形状が、四つの突出部（Ａ１〜Ａ４）を有し、隣接している前記突出部の間には四つのチャネル（Ｃ１〜Ｃ４）が繊維の長手方向に延長されている変形「王」字状であることを特徴とする機能性ナイロン繊維。
【請求項６】
前記ナイロン繊維には、抗菌性微粒子が２５〜１５０ｐｐｍ含有されていることを特徴とする請求項５に記載の機能性ナイロン繊維。
【請求項７】
前記抗菌性微粒子が粒径３０〜１００ｎｍの銀（Ａｇ）又は銅（Ｃｕ）粒子であることを特徴とする請求項６に記載の機能性ナイロン繊維。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸汗速乾性を有するナイロン繊維及びその製造方法に関する。また、本発明は前記吸汗速乾性ナイロン繊維に抗菌性を付与したナイロン繊維及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、綿は、優れた吸収性と快適性とを持つため、人体の皮膚と接触する衣類の用途には他の素材よりも極めて多く用いられてきた。ところが、綿は、水分をよく吸収するが、含水率が高いために乾燥が容易ではないという欠点があり、汗を多量にかくと、じとじとした感じがするだけでなく、水分の蒸発による体温の低下を誘発するなどの問題点を抱えている。
【０００３】
また、綿タオルの場合には、水をよく吸収するが、速やかには乾燥しないので、湿っぽくて不快感を与えることもあり、長期間放置すれば悪臭を放ち易い。それにも拘らず、綿が依然として多く使用されている理由は、代替する適切な合成繊維素材がなかったからである。従って、綿を代替することが可能な吸汗速乾性合成繊維の開発が至急に要望されているというのが実情である。
【０００４】
吸汗速乾性とは、人体から発散される水分を毛細管現象によって繊維の表面に容易に吸収し短時間内に拡散させて速やかに乾燥させる性能を意味する。既存の吸汗速乾繊維としてはポリエステル繊維が主に使用されており、ナイロン吸汗速乾繊維は未だ開発段階にある。
【０００５】
吸汗速乾性を発揮するためには、まず人体の皮膚の表面から水分を容易に吸収しなければならない。従って、繊維の表面に適正水準の親水基が存在する方が、存在しない場合よりも有利である。ところが、親水基が適正な水準よりも多ければ、それだけ乾燥させることが難しい。このような観点からみて、ポリエステル繊維よりはナイロン繊維が吸汗速乾繊維として有利であると判断される。
【０００６】
実際、ポリエステル繊維は、繊維の表面に親水基が全く存在しないため、後加工において化学薬剤で処理することによって親水性を付与する方法を使用する場合が多い。既存の吸汗速乾繊維の製造方法としては、チップ製造の際に親水性ポリマーを添加する化学的方法と、繊維の断面形状を調節して繊維と繊維との間或いは繊維内に毛細管を形成することによって吸収性を付与する物理的方法とが提案されてきた。
【０００７】
化学的方法によるポリマーの改質によって吸汗速乾性を付与する方法は、繊維断面内に中空部分を形成すると同時に、繊維の表面を微細多孔化させる方法である。言い換えれば、吸汗速乾性を付与する前記の化学的方法は、繊維の周面又は繊維の内部に微細孔を設け、これらの微細孔が互いに連結されるようにして、毛細管現象によって繊維が汗を吸収して分散させるようにする方法である。
【０００８】
ところが、この方法によって製造された繊維は、多量の水分を吸収することはできるが、微細孔の内部に含まれた水分が抜け出ることは難しいので、乾燥速度が遅いという欠点を持っており、しかも、繊維の内部に設けられた微細孔は応力を受ける際に繊維の強度を低下させる。
【０００９】
また、物理的な方法で繊維に毛細管を形成する方法は、繊維の断面を非円形にして、フィラメントが集束している場合に毛細管の役割を果たすチャネルが形成されるようにすることにより、毛細管現象によって吸収性が発現されるようにし、繊維の表面に物理的に結合されている水分が捻じれ等の変形によって容易に排出されて速く乾燥するようにする方法である。ところが、上述したような既存の非円形の異形断面繊維は、チャネルの形成が十分ではなくて毛細管の役割を十分には果たすことができないので、吸汗性及び速乾性を満足には発現させることができなかった。
【００１０】
また、通常の合成繊維からなる衣類は、活動の際に人体から分泌される汗の迅速な吸収、排出及び乾燥が容易ではなくて不快感を誘発するうえに、汗中に含まれている有機物及び外部の汚染物質が有害微生物の繁殖に良い環境を提供するため、悪臭は勿論、疾病までをも誘発する。従って、このような欠点を解消するための研究が絶え間なく試みられている。現在まで、繊維の布地に抗菌性能を付与する方法としては、合成繊維で製造した布地に後加工によって抗菌剤を付与する方法と、抗菌繊維のみを用いて布地を製造する方法とがある。
【００１１】
これらの方法の中で、前者は洗濯耐久性が足りなくて抗菌性を長期間持続させることができないという欠点があり、後者は耐洗濯性に優れるが、抗菌性セラミック粒子のサイズの限界のために抗菌繊維の太さを所望の通りに制御することができないという欠点がある。すなわち、約２．０μｍ程度の抗菌性セラミック粒子を添加する場合、単糸繊度５．０デニール以下の繊維を製造することが可能な紡糸条件の設定が容易でなく、紡糸作業性が著しく低下するという問題点をもっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、吸汗速乾性を極大化できるように繊維の表面に独特なチャネルが形成されている吸汗速乾性ナイロン繊維及びその製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、紡糸作業性の良い単糸繊度０．５〜５．０デニールの吸汗速乾性と抗菌性とを兼備するナイロン繊維及びその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、Ｗ１の幅とＬ１の長さとを有する第１スリット（Ｓ１）と、Ｗ２の幅とＬ２の長さとを有する二つの第２スリット（Ｓ２）と、Ｗ３の幅とＬ３の長さとを有する二つの第３スリット（Ｓ３）とを含んでなり、これら三種のスリットの断面積比が一定の条件を満たす変形「王」字状の紡糸口金孔を通してナイロン重合物を溶融紡糸して製造した、横断面が変形「王」字状である機能性ナイロン繊維及びその製造方法を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の吸汗速乾性ナイロン繊維及びその製造方法を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る吸汗速乾性ナイロン繊維の製造方法に用いられる紡糸口金孔の拡大横断面図である。
【００１５】
図１の紡糸口金孔は、Ｗ１の幅とＬ１の長さとを有する第１スリットＳ１と、第１スリットＳ１の両側に等間隔Ｌ３で位置し、Ｗ２の幅とＬ２の長さとを有し、第１スリットＳ１と平行である二つの第２スリットＳ２と、第１スリットＳ１及び二つの第２スリットＳ２の中央部分に直交し、Ｗ３の幅とＬ３の長さとを有する二つの第３スリットＳ３とからなる変形「王」字状になっている。
【００１６】
本発明において、前記第１スリットＳ１、第２スリットＳ２及び第３スリットＳ３のそれぞれの断面積比は下記数式（２）を満足する。
Ｗ１Ｌ１：Ｗ２Ｌ２：Ｗ３Ｌ３＝ａ：ｂ：１          （２）
数式（２）中で、Ｗｉは第ｉスリットの幅、Ｌｉは第ｉスリットの長さ（但し、ｉ＝１、２、３）、ａは第１スリットＳ１の断面積、ｂは第２スリットＳ２の断面積をそれぞれ示す。また、ａは３．０≦ａ≦５．５を満たす実数、ｂは１．５≦ｂ≦３．５を満たす実数である。この際、二つの第２スリットＳ２は互いに同一の断面積を有する円形又は楕円形にすることもできる。
【００１７】
数式（２）中で、ａ値及びｂ値がそれらの許容範囲を超えると、チャネルの形成が不十分であり、繊維の横断面形状が奇形になるので、所望の結果を得ることができない。本発明者が実験的に確認したところによれば、第１スリットＳ１と第２スリットＳ２と第３スリットＳ３との断面積比が４．７：２．３：１の際に、最も優れた吸汗速乾性が発揮された。
【００１８】
図２は本発明に係る吸汗速乾性ナイロン繊維の拡大横断面図である。図２に示すように、本発明に係る吸汗速乾性ナイロン繊維は４つの突出部Ａ１〜Ａ４を持っており、隣接している突出部Ａ１〜Ａ４の間には４つの狭くて深いチャネルＣ１〜Ｃ４が繊維の長手方向に延長されている。本発明では、上述したようにチャネルＣ１〜Ｃ４が毛細管として作用して吸汗速乾性を発揮する。
【００１９】
図３は、前記のような図２の吸汗速乾性ナイロン繊維に抗菌性を付与したナイロン繊維の拡大横断面図である。図２のナイロン繊維の内部に抗菌性微粒子ｆが含有されていることを示している。前記抗菌性微粒子ｆは、粒径３０〜１００ｎｍの銀Ａｇ、銅Ｃｕなどの微粒子であり、含有量は２５〜１５０ｐｐｍである。
【００２０】
抗菌性微粒子ｆの含有量が２５ｐｐｍ未満の場合には、生地状態で抗菌性が低下する傾向を示し、特に染色の後に抗菌効果が大幅に低下する。また、１５０ｐｐｍを超えると、抗菌効果が既に飽和した状態であるので、経済性がなく、粒子の凝集現象が激しくなって紡糸作業性が不良になるという欠点がある。
【００２１】
本発明によって製造した図３のナイロン繊維は、横断面形状が変形「王」字状であるので、同一の太さの円形断面繊維に比べて表面積が約３０％程度大きい。このため、円形断面繊維に比べて、抗菌効果を同一にする場合に銀、銅などの抗菌性微粒子の使用量を３０重量％程度節約することができる。
【００２２】
図３のナイロン繊維は下記の方法で製造する。すなわち、直径３０〜１００ｎｍ程度の銀、銅などである抗菌性微粒子を含んでいるマスタバッチをナイロンチップと混合した後、紡糸用シリンダに供給して、図１に示すような変形「王」字状の断面を有する紡糸口金孔を通して通常の方法で溶融紡糸する。これによって、繊維の横断面形状が変形「王」字状になっており、繊維の内部に抗菌性微粒子ｆが２５〜１５０ｐｐｍ程度含有されたままでこれらが均一に分散しているため、吸汗速乾性と抗菌性とを兼備している複合機能のナイロン繊維が製造される。
【００２３】
以下、実施例によって本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例は説明するためのものに過ぎず、本発明の保護範囲を制限するものではない。本発明の実施例において、物性測定は次のように行った。
１）吸収性：同一の時間内に、最初の試料の重さに対する吸収後に増加した試料の重さの比率を％で表示したものである。
２）乾燥性：同一の時間内に、十分に吸収された試料の重さに対する乾燥した後の試料の重さの比率を％で表示したものである。
【００２４】
３）抗菌性：ＫＳ  Ｋ  ０６９３−２００１法によって、黄色ブドウ球菌及びＭＲＳＡ（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）に対して抗菌効果を試験した。寒天培地に培養菌を接種して３７℃で２４時間培養した菌を接種源として試験布片に接種した後、一定量の液体を加えて試験布片から細菌を液中に抽出させる。
【００２５】
その後、金属イオンを含有する多孔性無機セラミックを添加した試験布片から細菌を抽出させた液中と前記添加を行っていない試験布片から細菌を抽出させた液中とに残存する細菌の数を測定して、前記添加による細菌の減少百分率を計算し、百分率が９９％以上の場合には「優秀」、９５〜９８％の場合には「普通」、９５％未満の場合には「不良」と判定した。
【００２６】
実施例１
ナイロン重合物を使用し、第１スリットＳ１と第２スリットＳ２と第３スリットＳ３との断面積比が４．７：２．３：１である紡糸口金を用いて、紡糸速度４，５００ｍ／分でナイロン繊維を製造した。
【００２７】
実施例２
前記断面積比が３．０：１．５：１の紡糸口金を用いたことを除いては、実施例１と同様に製造した。
【００２８】
実施例３
前記断面積比が５．５：３．５：１の紡糸口金を用いたことを除いては、実施例１と同様に製造した。
【００２９】
比較例１
前記断面積比が６．０：４．０：１の紡糸口金を用いたことを除いては、実施例１と同様に製造した。
【００３０】
比較例２
前記断面積比が２．６：１．０：１の紡糸口金を用いたことを除いては、実施例１と同様に製造した。
【００３１】
比較例３
前記断面積比が２．６：４．０：１の紡糸口金を用いたことを除いては、実施例１と同様に製造した。
【００３２】
比較例４
前記断面積比が６．０：１．０：１の紡糸口金を用いたことを除いては、実施例１と同様に製造した。
【００３３】
実施例１ないし実施例３と比較例１ないし比較例４の結果は、表１の通りである。
【表１】
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＊表１中、◎：非常に良好、○：良好、△：普通、×：不良
【００３４】
実施例４
ナイロン重合物を使用し、粒径が３０〜１００ｎｍである銀粒子の繊維内最終含量を８０ｐｐｍとし、第１スリットと第２スリットと第３スリットとの断面積比が４．７：２．３：１である図１の紡糸口金を用いて、紡糸速度４，０００ｍ／分でナイロン繊維を製造した。
【００３５】
実施例５
銀粒子の繊維内含量を２５ｐｐｍとしたことを除いては、実施例４と同様に製造した。
【００３６】
実施例６
銀粒子の繊維内含量を１５０ｐｐｍとしたことを除いては、実施例４と同様に製造した。
【００３７】
比較例５
銀粒子の繊維内含量を２０ｐｐｍとしたことを除いては、実施例４と同様に製造した。
【００３８】
比較例６
銀粒子の繊維内含量を１６０ｐｐｍとしたことを除いては、実施例４と同様に製造した。
【００３９】
実施例４ないし実施例６及び比較例５ないし比較例６の結果は、表２の通りである。
【表２】
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【００４０】
【発明の効果】
本発明は、変形「王」字状の紡糸口金孔を用いるが、第１ないし第３スリットＳ１〜Ｓ３の断面積比が一定の条件を満たす紡糸口金孔を通してナイロン重合物を溶融紡糸することにより、ナイロン繊維の吸収性と乾燥性とを５０％以上向上させることができる。また、本発明は、前記吸汗速乾性ナイロン繊維内に抗菌性微粒子を一定の量だけ含有させ、吸汗速乾性及び抗菌性を兼備するナイロン繊維を紡糸作業性よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる紡糸口金孔の拡大横断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係るナイロン糸の拡大横断面図である。
【図３】本発明の他の実施例に係るナイロン糸の拡大横断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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