(57)【要約】【課題】表面磁気特性１００ガウス以上であり、その磁力の耐摩耗性が良好な磁性繊維を簡易に製造することのできる方法を提供する。【解決手段】磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を繊維に付与し、この繊維を加熱処理した後、この繊維の前記付与部分に熱可塑性樹脂粉体を付与するか又は熱可塑性樹脂で構成された不織布でこの繊維の前記付与部分の表面を覆い、次いで加圧処理し、更に着磁させるか、又は磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を繊維に付与した後、この繊維の前記付与部分に熱可塑性樹脂粉体を付与するか又は熱可塑性樹脂で構成された不織布でこの繊維の前記付与部分の表面を覆い、その後この繊維を加熱処理し、加圧処理し、次いで着磁させることを含む耐摩耗性の磁性繊維の製造方法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を繊維に付与し、この繊維を加熱処理した後、この繊維の前記付与部分に熱可塑性樹脂粉体を付与するか又は熱可塑性樹脂で構成された不織布でこの繊維の前記付与部分の表面を覆い、次いで加圧処理し、更に着磁させることを含む耐摩耗性の磁性繊維の製造方法。
【請求項２】
磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を繊維に付与した後、この繊維の前記付与部分に熱可塑性樹脂粉体を付与するか又は熱可塑性樹脂で構成された不織布でこの繊維の前記付与部分の表面を覆い、その後この繊維を加熱処理し、加圧処理し、次いで着磁させることを含む耐摩耗性の磁性繊維の製造方法。
【請求項３】
磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を、水又は水と親水性溶媒との混合溶媒に分散させ、この分散液を繊維に付与する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を、プリント法又はコーティング法により繊維に付与する、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐摩耗性を付与した磁性繊維の製造方法に関する。特に、本発明は、発生する磁力の効果により各種健康衣料等への応用を可能にする磁性繊維で、その磁力の耐摩耗性を向上させた磁性繊維の簡易な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで磁力を有する繊維としては、磁性体を繊維形成性熱可塑性重合体に紡糸段階で練り込み、繊維化する方法（例えば、特開昭５５−９８９０９号公報、特公昭６４−４８２号公報）、磁性体を含有するポリマーからなる磁性層と繊維形成性熱可塑性重合体からなる保護層とが複合されている複合繊維（例えば、特開昭５７−１６７４１６号公報、特開平６−１０８３０９号公報）、水溶性樹脂（バインダー）溶液に磁性体粉末を分散させたものを印刷する方法（例えば、特開２００２−１２９４７０号公報）などが提案されている。しかし、紡糸段階で磁力を付与させる場合、磁性体を練り込んで繊維化する方法では繊維表面に磁性体が露出し、例えば、磁石の微粉末を配合したゴム状の素材又は糸状の素材では、製糸、織編み時に素材表面の磁性体と操業機器との間に摩擦が生じて摩耗させたり、繊維自体の強度が弱いものとなったりするという問題がある。複合繊維の場合では、紡糸性、延伸性に劣り、また特殊な製造設備が必要になるといった問題がある。また、水溶性、エマルジョン系もしくは溶剤系の樹脂（バインダー）溶液に磁性体粉末を分散させて、磁性体を後加工で繊維に付与した繊維構造物では、磁性体間の緻密状態が粗となり、表面磁気特性が２０ガウス程度の弱い磁力の磁性繊維しか得られない。
【０００３】
本発明者らは、健康衣料等へ応用した場合に効果があるとされる表面磁気特性１００ガウス以上の磁性繊維を製造することができる方法として、特願２００２−２１１５２５号により、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を繊維に付与した後、この繊維を加熱処理し、加圧処理し、次いで着磁させる製造方法を開示したが、この製造方法では使用する繊維素材により又は磁力の向上を目的として付与量を増加させることにより、耐摩耗性に関して不十分な磁性繊維もあることがわかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５５−９８９０９号公報
【特許文献２】
特公昭６４−４８２号公報
【特許文献３】
特開昭５７−１６７４１６号公報
【特許文献４】
特開平６−１０８３０９号公報
【特許文献５】
特開２００２−１２９４７０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、特殊な製造設備を必要とすることもなく、繊維の物性を損なうことのない、簡易な製造方法により、表面磁気特性１００ガウス以上の磁性繊維を製造することができる方法であって、更にその磁力の耐摩耗性が良好な磁性繊維の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を繊維に付与した後の加熱処理の前又はその後に、熱可塑性樹脂粉体又は熱可塑性樹脂で構成される不織布で表面を覆い、加圧処理し、次いで着磁させることにより、良好な表面磁気特性及び耐摩耗性が得られることを見出し、この知見に基づき本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明は、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を繊維に付与し、この繊維を加熱処理した後、この繊維の前記付与部分に熱可塑性樹脂粉体を付与するか又は熱可塑性樹脂で構成された不織布でこの繊維の前記付与部分の表面を覆い、次いで加圧処理し、更に着磁させることを含む耐摩耗性の磁性繊維の製造方法を提供する。
【０００８】
本発明は、また、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を繊維に付与した後、この繊維の前記付与部分に熱可塑性樹脂粉体を付与するか又は熱可塑性樹脂で構成された不織布でこの繊維の前記付与部分の表面を覆い、その後この繊維を加熱処理し、加圧処理し、次いで着磁させることを含む耐摩耗性の磁性繊維の製造方法を提供する。
【０００９】
更に、本発明の方法は、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を、水又は水と親水性溶媒との混合溶媒に分散させ、繊維に付与することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の方法は、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を、プリント法又はコーティング法により繊維に付与することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる磁性体粉体としては、着磁により磁性を帯びるものであれば特に制限なく用いることができるが、強磁性体又はフェリ磁性体が好ましい。具体的には、保持力が大きいことからみて、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライトなどのフェライト化合物、サマリウム−コバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）磁性体、ネオジウム−鉄−ホウ素（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）磁性体などの金属間化合物等が好ましい。また、磁性体粉体として、熱可塑性樹脂粉体との接着性を増すために、表面がシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、ジリコニウム系のカップリング剤等により表面処理されたものを使用することもできる。用いられる磁性体粉体の粒子径には特に制限はないが、平均粒子径が１０μｍ以下であることが好ましく、特に５μｍ以下が好ましい。
【００１２】
本発明において、磁性体粉体と混合して用いる熱可塑性樹脂粉体の樹脂としては、６−ナイロン、１２−ナイロンなどのポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、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、ポリヘキサメチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられるが、繊維製品としての実用上の観点からは、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂が好ましく、これらの熱可塑性樹脂の流動開始温度が８０〜１８０℃であることがが好ましい。用いられる熱可塑性樹脂は、粉体であることが重要であり、その粒子径には特に制限はないが、平均粒子径が１〜５００μｍであることが好ましく、特に５０〜２００μｍであることが好ましい。また、これらの熱可塑性樹脂粉体は、１種を単独で又は２種以上を配合して使用することができる。
【００１３】
また、本発明において、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合割合は、質量割合で９５〜５０：５〜５０の場合が磁力及び繊維形態上の点から好ましく、特に９０〜７０：１０〜３０が好ましい。
【００１４】
本発明の方法において、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を繊維に付与する方法には特に制限はなく、粉体（微粒子固体）の状態で繊維に付与することが重要であり、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を繊維上に直接振り掛ける方法でもよいが、その操作の容易性と効果の観点から、プリント法又はコーティング法を用いるのが好ましい。これらのプリント法又はコーティング法に用いられる装置としては、従来より用いられているプリント装置、コーティング装置が使用可能であり、具体的には、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体とを単純に混合したものを含むプリント用液又はコーティング用液を調製し、繊維に付与する方法、あるいは熱可塑性樹脂粉体を溶融させ、これに磁性体粉体を混合した後、再度粉末化した粉体を含むプリント用液又はコーティング用液を調製し、繊維に付与する方法が挙げられる。この場合、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を水又は水とアルコール等の親水性溶媒との混合溶媒等の溶媒に分散させて、プリント溶液又はコーティング用液を調製することが好ましい。これらの方法により上記混合物を繊維に付与した後、この繊維を加熱処理することにより樹脂を溶融させ、その後この繊維の前記付与部分に熱可塑性樹脂粉体を付与するか又は熱可塑性樹脂で構成された不織布でこの繊維の前記付与部分の表面を覆い、次いで加圧処理し、更に着磁させる方法、又は上記混合物を繊維に付与した後、この繊維の前記付与部分に熱可塑性樹脂粉体を付与するか又は熱可塑性樹脂で構成された不織布でこの繊維の前記付与部分の表面を覆い、その後この繊維を加熱処理により樹脂を溶融させ、加圧処理し、次いで着磁させる方法により、接着性、緻密性及び耐摩耗性が改善された、磁性繊維若しくは磁性繊維製品を容易に得ることができる。
【００１５】
本発明において、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を繊維に付与した後、更にこの繊維の前記付与部分に付与する熱可塑性樹脂粉体又は熱可塑性樹脂で構成された不織布の樹脂としては、前記の磁性体粉体と混合して用いる熱可塑性樹脂粉体の樹脂と同じものを用いることができる。この時、磁性体粉体と混合した熱可塑性樹脂粉体の樹脂と、その後に繊維の前記付与部分に付与する熱可塑性樹脂粉体又は熱可塑性樹脂で構成された不織布の樹脂とは、同一でも、相異なっていてもよいが、同一の樹脂である方が、樹脂同士の密着性の点で好ましい。
【００１６】
本発明において、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物を繊維に付与した後、更にこの繊維の前記付与部分に熱可塑性樹脂粉体を付与する際には、振り掛けて付与するなど、特にその方法に特に制限はなく、付与量としても５〜２００ｇ／ｍ２  程度であることが、繊維の形態上好ましい。また、熱可塑性樹脂で構成される不織布は、その製法により、スパンボンド、メルトブロー、ケミカルボンド、サーマルボンド、ニードルパンチ、スパンレースなどにより類別されるが、本発明に用いる不織布としては、流動開始温度が８０〜１８０℃、目付が７〜２００ｇ／ｍ２  の範囲を満足するものであれば、いずれの製法により製造された不織布であっても使用することができる。
【００１７】
本発明の方法においては、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体の溶媒分散液を作成する場合に、必要であれば、分散剤、安定化剤を使用することができる。この時使用される分散剤には特に制限はないが、例えば、高級アルコールアルキレンオキサイド付加物、アルキルフェノールアルキレンオキサイド付加物、スチレン化アルキルフェノールアルキレンオキサイド付加物、スチレン化フェノールアルキレンオキサイド付加物、脂肪酸アルキレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルアルキレンオキサイド付加物、高級アルキルアミンアルキレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドアルキレンオキサイド付加物、油脂のアルキレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物等のポリアルキレングリコール型非イオン界面活性剤、グリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトール又はソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエステル、アルカノールアミン類の脂肪酸アミド等の多価アルコール型非イオン界面活性剤、脂肪酸セッケンなどのカルボン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルポリアルキレングリコールエーテル硫酸エステル塩、硫酸化油、硫酸化脂肪酸エステル、硫酸化脂肪酸、硫酸化オレフィンなどの硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸などのホルマリン縮合物、α−オレフィンスルホン酸塩、パラフィンスルホン酸塩、イゲポンＴ型、スルホコハク酸ジエステル塩などのスルホン酸塩、高級アルコールリン酸エステル塩などのリン酸エステル塩等のアニオン界面活性剤を使用することができる。また、安定化剤にも特に制限はないが、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、プロピルセルロース、カルボキメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ザンタンガム、デンプン糊などの安定化剤を使用することができる。
【００１８】
さらに、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体の溶媒分散液をプリント法又はコーティング法により繊維材料に付与する場合には、加工に適した粘度へ調整することも可能である。このとき用いられる粘度調整剤には特に制限はないが、例えば、アクリル酸系高分子、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系高分子などの粘度調整剤を使用することができる。
【００１９】
プリント法又はコーティング法により繊維に付与された磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物、更に繊維上のこの混合物の表面に付与する熱可塑性樹脂粉体又は不織布は、その後の加熱処理で溶融され、次いで保磁力、バインダー性及び耐摩耗性を向上させるため、また磁性体粉体間の緻密性を上げる目的で加圧処理が施される。この加圧処理時に、必要により加熱を施すことも可能である。これらの加熱処理の温度は、熱可塑性樹脂の特性で異なるものの、熱可塑性樹脂の流動開始温度前後であるのが好ましく、通常６０〜２００℃で行われる。また、加圧処理時に用いられる加圧機器にも特に制限はなく、従来より用いられている加熱プレス機、カレンダー成形機等を使用することができる。このときのプレス圧は繊維の種類、構造、目的により異なり、特に制限されるものではないが、通常１０〜１００００ｋＰａで行われる。
【００２０】
本発明に用いられる繊維にも特に制限はなく、例えば、綿、絹、ウールなどの天然繊維、レーヨンなどの再生繊維、アセテートなどの半合成繊維、ポリエステル、ナイロン、ビニロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアラミド繊維などの合成繊維、及びこれらの繊維の複合繊維などが挙げられ、その形態としては、ばら毛、トウ、糸、編物、織物、不織布などが挙げられる。
【００２１】
磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合物が付与され、更に熱可塑性樹脂粉体又は不織布が付与された繊維又は繊維製品は、加熱処理及び加圧処理の後、永久磁石を組み込んだ磁気回路、電磁石などの持続磁場発生装置、又はオイルコンデンサーやケミカルコンデンサーなどを利用した瞬間磁場発生装置等の公知の装置を用いて着磁させることにより磁化される。
【００２２】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれらの例により何ら限定されるものではない。
【００２３】
なお、耐摩耗性は、加工された磁性繊維材料を用いて、ＪＩＳ  Ｌ−０８４９に規定する「摩擦に対する染色堅牢度試験方法」に準じて、乾式の摩擦堅牢度を測定し、１級から５級で評価した。級数の大きいほど摩擦に対する堅牢度、すなわち耐摩耗性が良好と判断する。
【００２４】
実施例１
平均粒子径１．１μｍのストロンチウムフェライト粉体４０ｇ、流動開始温度１５０℃、平均粒子径１００μｍのポリアミド樹脂粉体１０ｇ、トリスチリルフェノールのエチレンオキサイド２０モル付加物１ｇ及び水４９ｇを混合した水系分散物を、非イオン系増粘剤ネオステッカーＮＴ（日華化学（株）製）にて粘度１０Ｐａ・  ｓ  に調整した塗工液を作成した。この塗工液を綿メリヤス（目付：１５０ｇ／ｍ２  ）に直径７ｍｍのドット、５ｍｍ間隔、塗布量２０００ｇ／ｍ２  （ＷＥＴ）でプリントした。プリント後、塗工液を作成した時に用いたものと同じポリアミド樹脂粉体を前記プリント部に塗布量５０ｇ／ｍ２  で振り掛けた後、１２０℃で３分間、次いで１７０℃で１分間の加熱処理を行った。次に、加熱プレス機にて、３０ｋＰａの加圧下に、１５０℃で１０秒間の加熱加圧処理を行った。次いで、この加工布をコンデンサー式着磁機により、５０００Ａにて着磁処理を行った。この加工布の表面磁気特性をガウスメーター（０．５ｍｍホール素子）にて測定したところ、２５０ガウスであった。また、耐摩耗性の評価の結果は、３級であった。
【００２５】
実施例２
平均粒子径２．７μｍのバリウムフェライト粉体４５ｇ、流動開始温度１１７℃、平均粒子径１２０μｍのポリウレタン樹脂粉体５ｇ、トリスチリルフェノールのエチレンオキサイド２０モル付加物１ｇ及び水４９ｇを混合した水系分散物を、非イオン系増粘剤ネオステッカーＮＴ（日華化学（株）製）にて粘度１０Ｐａ・  ｓ  に調整した塗工液を作成した。この塗工液を綿メリヤス（目付：１５０ｇ／ｍ２  ）に、塗布量３０００ｇ／ｍ２  （ＷＥＴ）でコーティングした。その後、１２０℃で３分間、次いで１５０℃で１分間の加熱処理を行った。次に、流動開始温度１２０℃、目付３０ｇ／ｍ２  スパンボンド製法により製造されたポリウレタンの不織布で前記コーティング部の表面を覆い、加熱プレス機にて、３０ｋＰａの加圧下に、１００℃で１０秒間の加熱加圧処理を行った。次いで、この加工布をコンデンサー式着磁機により、５０００Ａにて着磁処理を行った。この加工布の表面磁気特性をガウスメーター（０．  ５ｍｍホール素子）にて測定したところ、１８０ガウスであった。また、耐摩耗性の評価の結果は、３〜４級であった。
【００２６】
比較例１
平均粒子径１．１μｍのストロンチウムフェライト粉体４０ｇ、流動開始温度１５０℃、平均粒子径１００μｍのポリアミド樹脂粉体１０ｇ、トリスチリルフェノールのエチレンオキサイド２０モル付加物１ｇ及び水４９ｇを混合した水系分散物を、非イオン系増粘剤ネオステッカーＮＴ（日華化学（株）製）にて粘度１０Ｐａ・  ｓ  に調整した塗工液を作成した。この塗工液を綿メリヤス（目付：１５０ｇ／ｍ２  ）に直径７ｍｍのドット、５ｍｍ間隔、塗布量２０００ｇ／ｍ２  （ＷＥＴ）でプリントした。その後、１２０℃で３分間、次いで１７０℃で１分間の加熱処理を行った。次に、加熱プレス機にて、３０ｋＰａの加圧下に、１５０℃で１０秒間の加熱加圧処理を行った。次いで、この加工布をコンデンサー式着磁機により、５０００Ａにて着磁処理を行った。この加工布の表面磁気特性をガウスメーター（０．５ｍｍホール素子）にて測定したところ、２５０ガウスであった。また、耐摩耗性の評価の結果は、１級であった。
【００２７】
比較例２
平均粒子径２．７μｍのバリウムフェライト粉体４５ｇ、流動開始温度１１７℃、平均粒子径１２０μｍのポリウレタン樹脂粉体５ｇ、トリスチリルフェノールのエチレンオキサイド２０モル付加物１ｇ及び水４９ｇを混合した水系分散物を、非イオン系増粘剤ネオステッカーＮＴ（日華化学（株）製）にて粘度１０Ｐａ・  ｓ  に調整した塗工液を作成した。この塗工液を綿メリヤス（目付：１５０ｇ／ｍ２  ）に、塗布量３０００ｇ／ｍ２  （ＷＥＴ）でコーティングした。その後、１２０℃で３分間、次いで１５０℃で１分間の加熱処理を行った。次に、加熱プレス機にて、３０ｋＰａの加圧下に、１００℃で１０秒間の加熱加圧処理を行った。次いで、この加工布をコンデンサー式着磁機により、５０００Ａにて着磁処理を行った。この加工布の表面磁気特性をガウスメーター（０．  ５ｍｍホール素子）にて測定したところ、１８０ガウスであった。また、耐摩耗性の評価の結果は、１級であった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、既存の繊維加工装置を使用して、容易に耐摩耗性が良好な磁力を有する繊維加工品を製造することが可能である。また、本発明の方法により得られる磁性繊維製品を用いた衣服を着用すれば、皮膚面を通して磁場が形成されるため、血行促進作用や、神経への好ましい作用が期待でき、下着、肌着、腰巻き、靴下などの健康衣料製品への展開が期待できる。また、その磁気特性を利用して磁界波シールド等の様々な他の用途への展開も期待できる。