(57)【要約】【課題】光照射による発熱性能、マイナスイオン発生能あるいは湿熱発熱性能を有し、これらの特性が長期にわたり維持される繊維及びその製品の提供。【解決手段】導電性成分を芯部に含有する芯鞘型アクリル系複合導電性繊維と他の繊維とを混紡してなる発熱性及び／又はマイナスイオン発生性を有することを特徴とするアクリル系繊維混紡糸。【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性成分を芯部に含有する芯鞘型アクリル系複合導電性繊維と他の繊維とを混紡してなる発熱性及び／又はマイナスイオン発生性を有することを特徴とするアクリル系繊維混紡糸。
【請求項２】
芯鞘型アクリル系複合導電性繊維の混紡率が５〜１５質量％である発熱性を有する請求項１記載のアクリル系繊維混紡糸。
【請求項３】
芯鞘型アクリル系複合導電性繊維の混紡率が１〜１５質量％である摩擦によりマイナスイオンを２００個／ｃｍ３　以上発生する請求項１記載のアクリル系繊維混紡糸。
【請求項４】
導電性成分を芯部に含有する芯鞘型アクリル系複合導電性繊維と混紡する他の繊維が、セルロースアセテート及び／又はセルロースとアクリロニトリル系重合体とからなる海島型複合繊維であって、温度２０℃で、湿度を４０％ＲＨから９０％ＲＨに変化させたときの温度上昇が２〜５℃である請求項１記載のアクリル系繊維混紡糸。
【請求項５】
芯部に含有する導電性成分が導電率が１０−３Ｓ／ｃｍ以上の粉末状金属酸化物である請求項１〜４の何れか１項記載のアクリル系繊維混紡糸。
【請求項６】
海島型アクリル系複合繊維がセルロースアセテート及び／又はセルロースを島成分とし、アクリロニトリル系重合体を海成分とする請求項４記載のアクリル系繊維混紡糸。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項記載のアクリル系繊維混紡糸を用いた繊維製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衣料品、特にスポーツ用衣料品及び秋冬用衣料品、その他寝具、カーテン、車両等の内装材用等としてマイナスイオン発生性等を有する繊維及びその製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸湿性、吸水性、速乾性、保温性等、繊維に要求される性質、性能は多岐にわたるが、近時マイナスイオンの発生、発熱性等の特性を有する繊維の開発が求められてきている。
例えば、マイナスイオンを発生する繊維としてはアクリル繊維を後加工する方法、レーヨンを練り込むことが考えられるが、アクリル繊維は、マイナスイオンを発生する素材を練り込んでも中和してしまいマイナスイオンを発生するのは困難である。特開２０００−３３６５７３号公報には、アクリル繊維に遠赤外線を放射する液状のミネラル成分を樹脂バインダーによって固定したものが使用時の摩擦によってマイナスイオンを発生し、使用者の自立神経を調整する作用を有するとされる繊維が開示されている。しかしながら、一般に繊維に特殊な性質を付与するために樹脂をバインダーとして付着したものは、洗濯、使用時の摩擦等により剥離してしまうという問題がある。
【０００３】
一方、繊維を形成している重合体の組成を変え、又は紡糸条件を規制する等によって、吸湿、吸水性繊維とすることが知られているが、それらの性質付与はまだ十分といえない。特公平７−５９７６２号公報には動物繊維を除く吸放湿吸水発熱性繊維を中地又は裏地等の素材とする人体から発生する気相及び液相の汗や、衣服外から侵入する気相及び液相の水分を吸収することにより発熱保温作用があるとされるスポーツ用等に向けた衣料品が開示されている。しかし、その素材は、アクリル酸系吸放湿吸水発熱性繊維（東洋紡績（株）製開発番号Ｎ−３８）とあるのみで詳細は不明である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、光照射による発熱性能、マイナスイオン発生能あるいは湿熱発熱性能を有し、しかも、これらの特性が長期にわたり維持される繊維及びその製品を提供しようとするにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記特性を有する繊維の開発を進めた結果、導電性成分を芯部に含有する芯鞘型アクリル系複合導電性繊維と他の繊維とを混紡してなるアクリル系繊維混紡糸は、湿熱発熱性のほかに光照射による発熱性能及びマイナスイオン発生能をも有し、しかも、この特性が芯鞘型アクリル系複合導電性繊維を含む混紡糸構造に基づくことから長期にわたり持続することを見出した。
すなわち本発明は、導電性成分を芯部に含有する芯鞘型アクリル系複合導電性繊維と他の繊維とを混紡してなる発熱性及びマイナスイオン発生性を有することを特徴とするアクリル系繊維混紡糸にある。
さらに本発明は、導電性成分を芯部に含有する芯鞘型アクリル系複合導電性繊維と、セルロースアセテート及び／又はセルロースとアクリロニトリル系重合体とからなる海島型複合繊維重量が混紡された繊維であって、温度２０℃で、湿度を４０％ＲＨから９０％ＲＨに変化させたときの温度上昇が２〜５℃である上記アクリル系繊維混紡糸にある。
また本発明は、上記のアクリル系繊維混紡糸を用いた繊維製品にある。
【０００６】
【発明の実施の態様】
一般に導電性繊維としては、カーボンブラックを含有する繊維、金属微粒子を含有する繊維などが知られているが、繊維自体の色、繊維製造すなわち紡糸性などの観点から、衣料用繊維に使用するには問題がある。
そこで本発明は、導電性物質を芯部に含有する芯鞘型アクリル系複合繊維、例えば特許第３２２７５２８号公報に記載されているような複合繊維が好ましく用いられる。該繊維は芯鞘共にアクリロニトリル系共重合体かなる複合繊維であって、繊維断面における芯鞘の面積比が芯部／鞘部＝５／９５〜６０／４０で、芯部に導電率が１０−３Ｓ／ｃｍ以上の導電性物質を１５〜７０体積％含有し、芯部の断面積が７μｍ２　以上、鞘部の厚みが少なくとも一部において３μｍ以下で、かつ、芯部の繊維表面の露出量が繊維表面の５％以下である導電性繊維である。
【０００７】
この導電性繊維に用いられる導電率が１０−３Ｓ／ｃｍ以上の導電性物質としては平均粒子径３μｍ以下で白度の高い金属の酸化物、たとえば、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジュウム、又は、これらの酸化物で表面を被覆した酸化チタンが好ましく用いられる。
【０００８】
導電性繊維に用いられるアクリロニトリル系重合体を構成する単量体としては、通常のアクリル系繊維を構成する単量体であれば特に限定されるものではないが、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、酢酸ビニル、塩化ビニルなどである。又アクリル系重合体にｐ−スルフォフェニルメタリルエーテル、メタリルスルフォン酸、アリルスルフォン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルフォン酸及びこれらのアルカリ塩を共重合成分に加えたものは染色性が改良され好ましい。
【０００９】
本発明の導電性繊維を形成するアクリル系重合体は、通常用いられる有機溶剤、たとえば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキサイド、エチレンカーボネート、アセトン等、無機溶剤、たとえば、硝酸、塩化亜鉛、ロダン塩（何れも水溶液）等が用いられる。
【００１０】
本発明の導電性繊維を形成するための紡糸原液濃度は、芯部を形成するアクリル系重合体濃度５〜２５％、鞘部を形成するアクリル系重合体濃度２０〜４０％の範囲が用いられ、芯部を形成するアクリル系重合体原液には導電性物質をアクリル系重合体との体積比が１５／８５〜７０／３０になるように添加する。
紡糸は、乾式法、乾湿式法が好ましい。芯部の導電性物質の含有率が多い繊維を得ようとする場合は、孔径の大きな口金を用いて高ドラフト紡糸することが好ましい。紡糸後の未延伸糸は、７０℃以上の熱水中で２〜７倍に延伸すると同時に脱溶媒し、次いで乾燥、緩和熱処理し５〜５０％収縮させる。
【００１１】
本発明は、このような導電性繊維を繊維混紡糸中に１〜１５質量％含有させることによって該混紡糸から得られた繊維製品が、着衣中、スポ−ツ中、就寝中着衣者の動き、又は外の動き等によって繊維が摩擦されてマイナスイオンが発生することを見出だしたものである。導電性繊維に混紡する繊維は天然繊維、合成繊維のいずれでもよい。天然繊維では、羊毛、鵝毛、絹等の動物性繊維、合成繊維としてはアクリル繊維、ポリエステル繊維、ナイロン６繊維、ナイロン６６繊維等、またビスコースレーヨン、アセテート、キュプラ繊維等の再生繊維、半合成繊維及びこれら繊維の相互の混繊、混紡繊維が用いられる。導電性繊維のこれら繊維に対する混紡率は１〜１５質量％である。導電性繊維の混紡率が１質量％以下ではこの効果は発生しない、また、１５質量％を超えても効果の増大は期待できない。１〜１５質量％の範囲であるとマイナスイオンは２００個／ｃｍ３　以上に達し、使用者の動き、接触により使用者の周囲又は車両等の室内の雰囲気を爽快にする。本発明のマイナスイオン発生繊維は、用いる導電性繊維が複合繊維を構成する芯部に含有される導電性物質に起因するので、マイナスイオンを発生する物質を繊維表面にバインダー等により付着させたものより長期にわたりマイナスイオンを発生する。
【００１２】
本発明において上記導電性繊維の混紡率５〜１５質量％の混紡糸は、マイナスイオンを発生するほかに光照射下で発熱性を発揮する。この混紡糸からなる繊維製品、例えば靴下に、２０℃湿度４０％ＲＨ下に光りを一定時間照射し、照射前と照射後の温度を測定すると図１に示す結果が得られた。図１において曲線１は前記導電性繊維の混紡率１０％のアクリル繊維製靴下を、曲線２は導電性繊維を混紡してない通常のアクリル繊維製靴下（対照品）の発熱性を比較したものである。これによれば導電性繊維を混紡した製品は対照品より、照射開始後１５０ｓｅｃ近辺から９００ｓｅｃ照射の間５〜７℃上昇していることが明らかである。照射中止後は両製品とも９００ｓｅｃ後には照射前の温度に戻る。この事実は光照射環境下で通常繊維製品より保温性に優れる効果があることを示し、夜間使用の仕事着、外衣などに好ましく、また暖房費用の節約につながるものである。
【００１３】
更に、前記導電性繊維１０〜６０質量％と、セルロースアセテート及び／又はセルロースとアクリロニトリル系重合体とからなる海島型複合繊維９０〜４０重量質量％を混紡した繊維は雰囲気を温度２０℃、湿度４０％ＲＨから温度２０℃、湿度９０％ＲＨに変化させたとき繊維自体の温度が２〜５℃上昇する性質を有する。この混紡繊維は、吸湿することによって吸着熱により発熱する性質を有する。
【００１４】
セルロースアセテート及び／又はセルロースとアクリロニトリル系重合体とからなる海島型複合繊維としては、本願出願人がすでに特許出願している（特願２００２−０７０３６８号）繊維であって、この繊維は、繊維中に海成分が粒状に存在する、いわゆるサラミ構造の断面を有する複合繊維とは異なり、繊維内で、断面で島成分を形成しているセルロースアセテート及び／又はセルロースが繊維内で繊維軸方向に連通した構造を有し、繊維外周面に微細な凹部を繊維軸方向に有するもので、かつ、繊維内部に空孔を有しているものである。
【００１５】
この繊維を製造するにはセルロースアセテートとアクリロニトリル系重合体を、両者を溶解する溶媒に溶解し、紡糸原液を調製する。溶媒としては、前記段落番号０００９に記載した導電性繊維の製造のところで記載したものが用いられる。紡糸原液は、セルロースアセテート、アクリロニトリル系重合体を共に溶剤に溶解しても、別々に溶解した後混合してもよい。紡糸方法は、繊維にしたとき断面観察でセルロースアセテートが島成分、アクリロニトリル系重合体が海成分を形成するように、そして繊維外週面に凹部を形成するために、溶媒中の繊維形成成分の凝固速度を制御し易いなどの観点から、凝固浴中に吐出する湿式紡糸法を採用するのが好ましい。
紡糸は、通常の紡糸口金を用い、紡糸後３〜７倍に延伸し、熱水中で脱溶媒した後、乾燥、熱緩和処理する。
【００１６】
使用するセルロースアセテートとしてはセルロースジアセテート、セルローストリアセテートが用いられ、これらは、繊維形成後アルカリ処理して部分的に鹸化したセルロースジアセテート、セルローストリアセテートであってもよく、又はアセチル基の全部をアルカリ鹸化したセルロースとしてもよい。この繊維は成分中にアセテートを含むため、吸湿、保湿性に優れると共に消臭機能を有する。特にアルカリ鹸化によってアセテートが全面的に鹸化されセルロース化したものは、吸湿性に優れるほか、吸湿発熱性が向上していることが分かった。
【００１７】
図２は、後記する実施例２で得た海島型セルロースジアセテートとアクリロニトリル系重合体との複合繊維を、通常のアクリル繊維に表１に示す割合で混紡した繊維の吸着熱による発熱性を示すもので、海島型複合繊維は表１記載の対繊維濃度で苛性ソーダで鹸化処理したものを５０質量％又は３０質量％と、通常のアクリル繊維５０質量％又は７０質量％との混紡製品の吸湿発熱性を示したグラフである。これによれば温度２０℃、湿度４０％ＲＨから温度２０℃、湿度９０％ＲＨに加湿した後の時間経過とともに各製品とも対照品（通常のアクリル繊維製品）に比べ２〜３．５℃発熱していることが理解される。
【００１８】
【表１】
2004091984.tif 000002
表１において、「ＡＮ」はアクリロニトリル系重合体、「％」は質量％を示す。ＮａＯＨ処理は、ＮａＯＨを繊維重量に対し１０％を０．７％水溶液とし８０℃で６０分処理した場合、及び同様に２０％用い１．４％水溶液とし８０℃で６０分処理したものを示す。「なし」は無処理を示す。
【００１９】
このテストは試料７ｇを絶乾した後、試料の中心に熱電対温度センサーを取りつけ、輪ゴムで固定しておき、高温高湿器を用いて２０℃、湿度４０％ＲＨの環境下に２時間置いた後、直ちに２０℃、湿度９０％ＲＨの環境に変化させたときの試料の温度変化を１分毎に３０分間測定したときの値である。
【００２０】
また、上記導電性繊維にセルロースアセテート及び／又はセルロースとアクリロニトリル系重合体とからなる海島型複合繊維を混紡した繊維はマイナスイオン発生効果がある。海島型複合繊維の導電性繊維に対する混紡率は、特に問わないが好ましくは導電性繊維１〜１５質量％と、セルロースアセテート及び／又はセルロースとアクリロニトリル系重合体とからなる海島型複合繊維１０〜６０質量％の範囲であり、残部は当該両繊維以外の他の繊維８９〜２５質量％である。他の繊維を混紡しない場合は、導電性繊維１〜１５質量％上記海島型複合繊維８５〜９９質量％である。
【００２１】
【実施例】
次に、本発明の実施例を挙げてさらに説明する。
［実施例１］（導電性繊維の製造）
アクリロニトリル９３．５部、アクリル酸メチル６．０部、メタリルスルフォン酸ソーダ０．５部からなるアクリロニトリル共重合体（分子量１６万）を重合体濃度を３０％になるようにジメチルホルムアミドに溶解し紡糸原液Ａを調製した。粒子径０．２〜０．３μｍ、導電率０．４Ｓ／ｃｍの粒状導電性酸化チタン（石原産業（株）製、商品名：ＥＴ−５００Ｗ）９０質量部を上記紡糸原液Ａと同様のアクリロニトリル共重合体からなる紡糸原液１００部に分散し、紡糸原液Ｂを調製した。
【００２２】
かくして得られた紡糸原液Ａ，Ｂをそれぞれ１３０℃に加熱した後、紡糸原液Ｂを芯部に、紡糸原液Ａを鞘部になるように孔数４００、孔径０．２ｍｍφの芯鞘紡糸口金を用い２３０℃の不活性ガス中に吐出した。得られた未延伸糸を引き続き１００℃の熱水中で３．７５倍に延伸し、更に９５℃の熱水で洗浄した。
得られた繊維束を無緊張状態下に相対湿度４０％、温度１５０℃で乾燥、緩和処理し２０％収縮した。
この繊維は繊度３ｄｔｅｘ、芯鞘比率：７５／２５，芯部中の導電材の含有率４３体積％、鞘部の最低厚み１．８μｍ，芯部の断面積３０μｍ２　、表面抵抗率３．０×１０６　Ω、導電率２．１×１０−４Ｓ／ｃｍ、繊維断面の長さ方向の幅／繊維断面の最短幅：４．４、断面：亜鈴型で紡糸工程中毛羽発生は認められなかった。
【００２３】
上記データの測定法は次ぎのとおりである。
表面抵抗率：繊維束より単繊維を取出し、これに正確に１ｃｍ離して銀ペースト（藤倉化成（株）製、商品名ドータイト）により金属端子に接続し、２０℃相対湿度４０％ＲＨにおいて、この端子間に１０００Ｖの直流電圧を印加し、端子間の抵抗値Ｒｓ（Ω）を超絶縁計（東亜電波（株）製ＳＭ−８２１０）により測定し、これより表面低効率σ（Ω）を次式によって求めた。
σ＝３．７×１０−３×Ｒｓ×（ｄ／ρ）１／２　
ただし、ｄは繊度、ρは繊維の比重を表す。
【００２４】
導電率：上記表面抵抗率の測定において端子間に１０００Ｖの直流電圧を印加するまでは同様にし、端子間の抵抗値Ｒｖ（Ω）を超絶縁計（東亜電波（株）製ＳＭ−８２１０）により測定し、これから導電率ζ（Ｓ／ｃｍ）を次式により求めた。
ζ＝１／（１．１１×１０−６×Ｒｖ×（ｄ／ρ））
ただし、ｄは繊度、ρは繊維の比重を表す。
鞘部の最低厚さ、芯鞘比率、芯部の断面積は、繊維の断面の顕微鏡写真により計測し、平均値として求めた。
【００２５】
［実施例２］（セルロースアセテートとアクリロニトリル系重合体とからなる海島型複合繊維の製造）
平均酢化度５５．２％のセルロースジアセテート（Ａ）と水系懸濁重合法により得た０．５％ジメチルホルムアミド測定の還元粘度１．９８のアクリロニトリル９３重量部、酢酸ビニル７重量部よりなるアクリロニトリル系重合体（Ｂ）の固形分比率を３０／７０の割合として、ジメチルアセトアミドに固形分濃度が２２％になるように混合溶解し、紡糸原液を調製した。この紡糸原液を３５℃、５６％ジメチルアセトアミド水溶液からなる紡糸浴に円形紡糸孔を有する口金から吐出して湿式紡糸し、次いで沸水中で溶剤を洗浄しながら６倍に延伸し、さらに乾燥、緩和処理を施し、単繊維繊度２．２ｄｔｅｘの海島型複合繊維を得た。
【００２６】
得られた繊維の紡糸性は良好であった。この複合繊維の断面を観察したところ、セルロースジアセテート（Ａ）成分が島成分を形成し、海成分はアクリロニトリル系重合体（Ｂ）からなっており、繊維断面の最長径と最短径の比率は１．４、繊維断面外周部に発現している幅０．３μｍ以上３μｍ以下で、かつ、深さ３μｍ以下の凹部の数５で、Ａ／Ｂの固形分比率１０／９０，吸湿率Ａａ４．２％，吸湿率Ａｂ２．８％，ΔＡ１．４％であった。
【００２７】
上記断面観察、海島構造の確認は、繊維束を２液型ウレタン樹脂に埋包し、安全カミソリで２ｍｍ長さに切断した後、切断面をプラズマリアクター（ヤマト科学（株）製、ＦＲ−３０２）にてプラズマ・エッチング処理し、処理面を常法により金属蒸着した後、走査型電子顕微鏡（日本電子（株）製、ＪＭＳ−Ｔ２０にて観察した。
また、繊維断面の最長径と最短径の比率、繊維断面外周部における凹部の数は、繊維束をパラフィン樹脂に埋包し、ミクロトームで５μｍの薄層に切断した後、切断面を透過型光学顕微鏡（ニコン社製、生物顕微鏡Ｅ−８００）にて観察し行ったものである。
吸湿率は、試料約５ｇを、温度４０℃、湿度９０％ＲＨ下に２４時間放置した後採取し、質量及び絶乾質量を測り、次式により吸湿率Ａａ（％）を算出した。同様に温度２０℃、湿度６５％ＲＨ下にするほかは同じである吸湿率Ａｂ（％）も次式によった。
吸湿率（Ａａ又はＡｂ）＝（採取時の質量−絶乾質量）／絶乾質量×１００
【００２８】
［実施例３］（実施例２の繊維のアルカリ処理の例）
実施例２で得た海島型複合繊維をＮａＯＨ３％及び１２％（何れも対繊維質量）を水溶液とし６０℃で３０分アルカリ処理した。対繊維質量３％使用のＮａＯＨ処理したものは吸湿率Ａａ４．８％，吸湿率Ａｂ３．２％、対繊維重量１２質量％のＮａＯＨを使用した物は、吸湿率Ａａ８．１％，吸湿率Ａｂ６．８％，であった。
また、実施例２で得た海島型複合繊維を濃度１４％のＮａＯＨ（対繊維質量）を用い８０℃、３０分処理したものは、複合繊維中のセルロースアセテートがアルカリ処理によりセルロースとなり吸湿率Ａａ１３．０％，吸湿率Ａｂ１１．６％，の値を示した。
【００２９】
［実施例４］
実施例１で得た導電繊維を５１ｍｍにカットし、これを通常のアクリル繊維綿に対し１０％混紡した。
この混紡糸からの発熱性発現性を測定するため、靴下を編み出し、これに光を照射した場合の発熱性発現効果確認テストを行った。
試験方法は、岩崎電気（株）製レフランプ、〈スポット〉ＰＲＳ１００Ｖ５００Ｗを用い，試料との距離５０ｃｍで靴下かかと部に表面から照射し、試料裏面から熱電対で測温、照射時間１５分、放冷時間１５分、周囲温湿度２０℃湿度４０％ＲＨで行った。その結果を次表に示す。
【００３０】
条件１　　靴下の「かかと部分」に熱電対を挟んで測定。
【表２】
2004091984.tif 000003
表中「ＡＮ」繊維はアクリロニトリル系重合体よりなる通常のアクリル繊維を表す。
【００３１】
条件２：試料台の上で熱電対に、切り開いた靴下の「かかと部分」を載せて測定した。
【表３】
2004091984.tif 000004
【００３２】
［実施例５］
実施例１で得た導電性繊維を５１ｍｍにカットし、表４に示す通常のアクリル繊維との混紡糸からなるスムース編物についてマイナスイオン発性効果を確認した。その結果を表４に示す。
マイナスイオンの測定は、スムース編物を測定装置として神戸イオン商会製のイオンテスターＫＳＴ−９００を用い、２００回／分摩擦し遠赤外線応用研究会の測定法に基づいて測定した。
【００３３】
【表４】
2004091984.tif 000005
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、導電性繊維を各種の混紡比率で混紡することにより得られる繊維製品は、光照射による発熱性に富み、及び、使用中の摩擦によりマイナスイオンを発生し、使用者の周囲、環境を爽快にするなどの作用、効果を奏し、かつ、これらの効果は導電性繊維を形成している芯鞘複合繊維の芯成分中の導電性物質に基づくので長期にわたり持続し、スポーツ用衣料、秋冬用衣料、寝具、車両、カーテン等の資材用に好適である。
又、特に導電性繊維に、アセテートとアクリロニトリルとの海島型複合繊維を混紡した繊維は、吸湿性に富み、吸水性と湿熱発熱性に優れ、各種用途に適する。
【図面の簡単な説明】
【図１】導電性繊維に光を照射したときの温度上昇及び光照射を中止したときの温度変化を示すグラフである。
【図２】表１に示した吸湿発熱性を示すグラフである。
【符号の説明】
１：導電性繊維とアクリル繊維との混紡糸のカーブである。
２：アクリル繊維糸のカーブである。
図２のＮｏ．１〜６は表１の資料番号に対応している。
【図１】
2004091984.tif 000006
【図２】
2004091984.tif 000007