(57)【要約】【課題】紡糸工程におけるトルマリン微粒子の凝集を防ぐことができ、トルマリン微粒子を繊維内部に含有し、高強度でトルマリンの効果の持続性が高く、産業資材用途にも好適に使用することができるトルマリン含有繊維を提供する。【解決手段】トルマリン微粒子を０．１〜５０質量％含有し、分散剤を０．０５〜２５質量％含有する熱可塑性ポリマーを溶融紡糸してなる繊維であって、強度が４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるトルマリン含有繊維。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルマリン微粒子を０．１〜５０質量％含有し、分散剤を０．０５〜２５質量％含有する熱可塑性ポリマーを溶融紡糸してなる繊維であって、強度が４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とするトルマリン含有繊維。
【請求項２】
分散剤が二酸化チタン微粒子である請求項１記載のトルマリン含有繊維。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルマリンと分散剤を含有するポリマーからなる繊維であって、強度が高く産業資材用に適したトルマリン含有繊維に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トルマリンは、電気的、電磁的特性により遠赤外線放射、マイナスイオン放射、脱臭等の効果があり、その効果を利用して健康用の衣料繊維、寝具や空気の脱臭等に幅広く応用されている。
【０００３】
例えば、トルマリン粉体を繊維表面に吹き付けて固着させたトルマリン粉体吹付繊維が提案されている（特許文献１参照）。この繊維はトルマリン粉体と水溶性高分子物質からなる糊剤を加えたトルマリン水溶液を噴霧機により吹き付けて乾燥させ、繊維表面にトルマリン粉体を固着させたものである。したがって、この繊維からなる繊維製品は、使用するうちに、また洗濯回数を経るうちにトルマリン粉体が繊維表面から徐々に脱落し、トルマリンによる効果の持続性に乏しいという欠点があった。
【０００４】
また、トルマリン粒子を繊維全体の合計重量に対して４〜１０重量％の量で、繊維内に含有してなる有機化学繊維も提案されている（特許文献２参照）。紡糸工程においてはトルマリン粉末は凝集し易いために、粒子径約３μｍ程度の微粒子であってもノズル面でフィルター詰りを起こし易いという問題がある。
そこで、この繊維は比較的大きな粒径のトルマリン粒子を含有させることによって、凝集を防ぎ、比較的多量のトルマリン粒子を含有させた状態で溶融紡糸することができるので、製造コストが低廉になるだけでなく、単位体積当たりに含まれるトルマリン粒子の容量が多くなり、充分な遠赤外線放射量を得ることができるというものである。
【０００５】
しかしながら、この繊維においては、トルマリンによる効果を向上させるために、溶融紡糸可能である範囲において、できるだけ粒径の大きいトルマリンを含有させたものであるため、高強度の繊維とすることはできず、衣料用繊維としては有用であったが、産業資材用に用いることはできなかった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３６１７１号公報（第２頁、請求項１）
【特許文献２】
特開平１１−３０２９１８号公報（第２〜７頁）
【０００７】
このように、トルマリンの様々な効果を生かしつつ、その効果の持続性にも優れ、かつ高強度で衣料用途のみならず、産業資材用途にも用いることができるトルマリン含有繊維は今まで提案されていなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、紡糸工程におけるトルマリン微粒子の凝集を防ぐことができ、トルマリン微粒子を繊維内部に含有し、高強度でトルマリンの効果の持続性が高く、産業資材用途にも好適に使用することができるトルマリン含有繊維を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するために検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、トルマリン微粒子を０．１〜５０質量％含有し、分散剤を０．０５〜２５質量％含有する熱可塑性ポリマーを溶融紡糸してなる繊維であって、強度が４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とするトルマリン含有繊維を要旨とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明におけるトルマリンとは、別名電気石ともいわれるものであり、その電位的、電磁的特性により遠赤外線放射、マイナスイオン放射、脱臭、抗菌、防黴性等を付与するものであり、次のように示される。
組成一般式　ＸＹ９Ｂ３Ｓｉ６Ｏ２７（Ｏ，ＯＨ，Ｆ）４で表されるもので、Ｘ＝Ｃａ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｎ、Ｙ＝Ｍｇ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｌｉ、また組成一般式でＸＹ３Ａｌ６（ＯＨ）４（ＢＯ３）３（Ｓｉ６Ｏ１８）で表されるものもある。これらは、化学成分により、例えば次のように分けられるものである。
ドラバイト（Ｄｒａｖｉｔｅ　ｔｏｒｕｍａｌｉｎｅ）、Ｘ，Ｙ＝Ｎａ，ＭｇＮａＭｇ３Ａｌ６Ｂ３Ｓｉ６（Ｏ，Ｈ）３０（ＯＨ，Ｆ）
ショール（Ｓｃｈｏｒｉ　ｔｏｒｕｍａｌｉｎｅ）、Ｘ，Ｙ＝Ｎａ，Ｆｅ（Ｎａ，Ｋ，Ｃａ）（Ｆｅ，Ｍｎ）３Ａｌ６Ｂ３Ｓｉ６（Ｏ，Ｈ）３０（ＯＨ，Ｆ）
エルバイト（Ｅｌｂａｉｔｅ　ｔｏｒｕｍａｌｉｎｅ）、Ｘ，Ｙ＝Ｎａ，Ｌｉ（Ｎａ，Ｋ，Ｃａ）（Ｌｉ，Ａｌ）３Ａｌ６Ｂ３Ｓｉ６（Ｏ，Ｈ）３０（ＯＨ，Ｆ）
【００１１】
本発明のトルマリンの粒子径は、１０μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは５μｍ以下、好適には２μｍ以下である。粒子径が大きいと延伸時にネッキング部分に空隙ができ、このため、高強度の繊維とすることができず、さらにはその部分で切断が起こり、操業性が悪化するという問題がある。また、粒子径が小さい方がトルマリンの表面積が大きくなり、トルマリンの効果が良好となる。
【００１２】
本発明において使用される熱可塑性ポリマーとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン１１、ナイロン１２等のポリアミド等が挙げられる。
これらのポリマーは用途に応じて適宜選定して用いればよく、２種類以上を用いて複合形態としたり、ブレンドして用いてもよい。
【００１３】
本発明の繊維は、上記した熱可塑性ポリマーにトルマリン微粒子を繊維質量に対して０．１〜５０質量％含有させ、分散剤を０．０５〜２５質量％含有させ、これを溶融紡糸して得たものである。
本発明者等は、トルマリン微粒子を添加した溶融紡糸において、分散剤を添加しない場合は、トルマリンの二次凝集によりノズル圧が単時間（３０分程度）で急激に昇圧するため、曵糸性が低下し繊維を得ることができなくなるが、分散剤を添加した場合は、ノズル圧の急激な上昇が無いために生産性よくトルマリン繊維を製造することができることを見出した。
【００１４】
本発明において、分散剤としては、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化亜鉛、硫酸バリウム等の微粒子を用いることができるが、特に二酸化チタン微粒子を用いることが好ましい。本発明で用いられる二酸化チタンは、ポリアミド、ポリエステル等の分子量低下を抑制するために、二酸化チタンの表面活性を封鎖したものが好適である。
【００１５】
これらの分散剤は、熱可塑性ポリマー中に０．０５〜２５質量％を含有させることが好ましい。トルマリン微粒子をポリマー中に高濃度に含有させるほど、トルマリン微粒子の分散状態が悪化するため、分散剤の添加量を高くする方が好ましい。このため、分散剤の含有量はより好ましくは０．１〜２０質量％であり、トルマリン微粒子含有量の１〜５０質量％とすることが好ましい。分散剤の含有量が０．０５質量％未満であるとトルマリン微粒子の分散性を向上させることができず、ノズルの昇圧が生じ、曵糸性が低下する。一方、２５質量％を超えると、ポリマー中の分散剤自体の量が多くなりすぎ、糸切れが生じたり、得られる繊維の強度が低下する。
【００１６】
さらに、分散剤として二酸化チタン微粒子とリン酸系アルカリ金属塩の両者を用いることが好ましい。リン酸系アルカリ金属塩としては、メタリン酸リチウムが好適に用いられる。リン酸系アルカリ金属塩の二酸化チタンに対する含有量は０．０５〜５．０質量％とすることが好ましい。リン酸系アルカリ金属塩はトルマリン微粒子の分散性を向上させると同時に二酸化チタンの分散性を向上させるものであり、０．０５質量％未満であるとこれらの分散性向上効果が乏しく、５．０質量％を超えると高重合量のポリマーが得られ難くなる。
【００１７】
そして、本発明の繊維において、トルマリン微粒子の添加量は、繊維質量に対して、０．１〜５０質量％とする必要があり、好ましくは１〜４５質量％、さらに好ましくは５〜４０質量％、最も好適には１０〜３０質量％である。添加量が０．１質量％未満ではトルマリンによる様々な効果を奏することができず、一方、５０質量％を超えると、紡糸、延伸工程で糸切れが発生しやすくなり、操業性が低下したり、得られる繊維の強度が低下する。
【００１８】
本発明の繊維は、トルマリン微粒子を繊維内に均一に含有する単体繊維でも、トルマリン微粒子を一方に多く含有する芯鞘型複合繊維であってもよい。特にトルマリン微粒子を高濃度に含有させる際には、芯鞘型のフィラメントとすることが好ましい。そして、芯鞘型の鞘部に含有させることによりトルマリン微粒子の効果が十分に発揮され、全体としてトルマリン微粒子の含有量を減少させることもできるので、コストを軽減することもできる。
芯鞘複合繊維の場合の芯／鞘複合質量比は、繊維の強度及びトルマリンの効果の点から５／１〜１／５とすることが好ましく、紡糸性の点を考慮すると１／１が最も好ましい。
【００１９】
本発明の繊維の横断面形状は特に限定するものではなく、例えば円形、楕円形、偏平、三葉、四葉以上の多葉断面、井形、四つ穴中空のような中空断面等が挙げられる。
【００２０】
さらに、本発明の繊維は、モノフィラメントでもマルチフィラメントでもよく、単糸繊度０．５〜２３０００ｄｔｅｘとすることが好ましい。
【００２１】
本発明のトルマリン含有繊維を産業資材用に用いる用途としては、特に限定するものではないが、脱臭、抗菌、防黴性等の効果を生かして、漁網（定置網や養殖網）やロープ（係留用ロープ）等の水中資材用途に用いることが好ましい。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
なお、強度（引張強度）は、ＪＩＳ　Ｌ　１０１３　（１９８１）　に準じて測定した。
また防汚効果は、次の懸垂試験により評価した。
〔懸垂試験〕
糸条を合撚して約　２００００ｄｔｅｘの撚糸とし、これを用いて４０ｃｍ×４０ｃｍの大きさの網を作成し、６０ｃｍ×６０ｃｍのステンレス製枠に取り付け、淡路島地区の海中に水深１〜２ｍの位置で懸垂し、６、１２、１８カ月経過後に引き上げ、生物の付着状況を観察し、次の４段階で評価した。
◎：付着なし　　　　　　○：少々付着あり
△：半分程度付着あり　　×：全面に付着あり
【００２３】
実施例１
ε‐カプロラクタムに二酸化チタン微粒子（チタン工業製平均粒径０．３μｍ）を０．３質量％とメタリン酸リチウム（アルファー化学製）を０．００１９５質量％添加して重合した。精練乾燥後に相対粘度（９６％硫酸を溶媒とし、濃度１ｇ／ｄｌ、温度２５℃で測定した）が　３．４のナイロン６（Ｎ６−１）を得た。
上記Ｎ６−１にトルマリン微粒子（新素材開発社製、平均粒径０．２μｍ）を１０質量％ドライブレンドし、これをエクストルーダー型溶融紡糸機を用い、紡糸口金（ノズル孔径　１．０ｍｍ、ホール数４）を使用し、紡糸温度　２７５℃で紡出した。紡糸したモノフィラメントをエアーギャップを介して１５℃の水浴中で冷却した後、２０ｍ／ｍｉｎの速度で引取り、直ちに、１段目は８５℃の温水バスを用い、延伸倍率３．０〜３．５倍で、２段目は　２００℃、１ｍの非接触加熱ヒータを用い、全延伸倍率４．８〜５．２倍で延伸し、４４０ｄｔｅｘのモノフィラメントを得た。
【００２４】
比較例１
ε‐カプロラクタムに二酸化チタン、メタリン酸リチウムを添加しなかった以外は実施例１と同様に重合を行い、相対粘度が　３．４のナイロン６（Ｎ６−２）を得た。
上記Ｎ６−２にトルマリン微粒子５質量％をドライブレンドし、これをエクストルーダー型溶融紡糸機を用い、実施例１と同様に溶融紡糸を行った。
【００２５】
比較例２
Ｎ６−１にトルマリン微粒子を添加しなかった以外は実施例１と同様に行い、４４０ｄｔｅｘのモノフィラメントを得た。
【００２６】
実施例２
Ｎ６−１にトルマリン微粒子を３０質量％添加したものを鞘成分とし、Ｎ６−１にトルマリン微粒子を添加しないものを芯成分とし、芯鞘質量比を１：１として、エクストルーダー型溶融複合紡糸機を用い、紡糸口金（ノズル孔径　１．０ｍｍ、ホール数４）を使用し、紡糸温度　２７５℃で紡出した。紡糸したモノフィラメントを実施例１と同様にして延伸、熱処理を行い、４４０ｄｔｅｘのモノフィラメントを得た。
【００２７】
実施例３
Ｎ６−１にトルマリン微粒子１質量％を添加し、エクストルーダー型溶融押出機に供給し、紡糸温度２４８℃で溶融し、孔径が０．３ｍｍの紡糸孔を２４個有する紡糸口金より吐出させた。冷却装置より冷却風を吹き付けて糸条を冷却、固化させ、オイリングローラで油剤を付与した後、巻取速度４０００ｍ／分で巻き取って、４４ｄｔｅｘ／２４ｆのマルチフィラメントを得た。
【００２８】
比較例３
Ｎ６−１にトルマリン微粒子０．０５質量％を添加した以外は実施例３と同様に行い、４４ｄｔｅｘ／２４ｆのマルチフィラメントを得た。
【００２９】
実施例４
Ｎ６−１にトルマリン微粒子１０質量％を添加した以外は実施例３と同様に行い、４４ｄｔｅｘ／２４ｆのマルチフィラメントを得た。
【００３０】
比較例４
Ｎ６−１にトルマリン微粒子６０質量％を添加した以外は実施例３と同様に行い、４４ｄｔｅｘ／２４ｆのマルチフィラメントを得た。
【００３１】
実施例５
ε‐カプロラクタムに二酸化チタン微粒子を１．９質量％とメタリン酸リチウムを０．０１２３５質量％添加して重合した。精練乾燥後に相対粘度が　３．４のナイロン６（Ｎ６−３）を得た。
Ｎ６−３にトルマリン微粒子１０質量％を添加した以外は実施例１と同様に行い、４４０ｄｔｅｘのモノフィラメントを得た。
【００３２】
実施例１〜５、比較例１〜４で得られたモノフィラメント、マルチフィラメントの強度及び防汚性の評価結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2004124269.tif 000002
【００３４】
表１より明らかなように、実施例１〜５の繊維は、製糸性も良好で強度も高いものであり、トルマリンによる防汚性（防藻性）効果も高く、かつ持続性があった。
一方、比較例１ではポリマー中に分散剤を含有していなかったため、紡糸口金パックの昇圧が大きく、フィラメントを得ることができなかった。比較例２の繊維はトルマリン微粒子を含有していなかったため、比較例３の繊維はトルマリン微粒子の含有量が少なすぎたため、防汚性（防藻性）に乏しいものであった。比較例４ではトルマリン微粒子の含有量が多すぎたため、紡糸時に糸切れが多発し、また、得られたフィラメントの強度も低いものであった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の繊維は、紡糸工程におけるトルマリン微粒子の凝集を防ぐことができ、トルマリン微粒子を繊維内部に含有した繊維を操業性よく得ることができるものであり、かつ、高強度でトルマリンの効果の持続性や耐久性が高いものである。したがって、水中資材用繊維をはじめとして、産業資材用途にも好適に使用することが可能となる。