(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯成分が、窒素雰囲気下、１０℃／分の昇温速度で加熱する示差熱分析法で融点ピークを生じない実質的に非晶質のポリマーか、あるいはその融点が鞘成分の融点より低いポリマーからなる芯鞘型複合糸を、経糸及び／又は緯糸に使用し、且つ該繊維の布帛表面に占める割合が少なくとも３０％であり、加圧下での熱セットにより当該複合糸の芯成分を溶融変形して得られた、耐水圧が５００ｍｍ以上である布帛。
【請求項２】
前記複合糸の芯成分の融点が、鞘成分の融点より２０℃以上低いことを特徴とする請求項１の布帛。
【請求項３】
前記複合糸の芯成分の軟化点が、２００℃以下であることを特徴とする請求項１又は２の布帛。
【請求項４】
布帛の経糸と緯糸のカバーファクターの和が少なくとも１５００であることを特徴とする請求項１又は２の布帛。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防風性や運動性を有し、耐水性及び形態安定性に優れる布帛に関する。
【０００２】
【従来の技術】
耐水性が必要な用途としては、スポーツ衣料、雨着、傘、テント、テーブルクロス、壁材、造花、その他の家庭用品、産業資材等は勿論、通常の衣服においても少なからず必要である。これまでの耐水性の付与は、ビニールコーティング、樹脂コーティング、ゴムコーティング等が一般的であるが、水は通さないが空気も或いは水蒸気も通さない為に蒸れたり、水滴となり結露したり、着用感、使用感が悪く又黴の発生や保温性の低下等、機能性の低下も大きい。この種の防水コーティングでは、コーティング面において、染料の移行が起こり易い。例えば、乗用車のリヤウインドウ部等高温下に放置された場合、色むらになったり、プリント柄が不鮮明になるなど、商品としては致命的な欠陥を生じる。又、素材によっては硬さや染色性、強度、耐光性等の問題があり、実用性の面で問題があった。こうした点を改善する為に、コーティングしない繊維構造物を用いて、繊維繊維間の微小な空間を調整し、水は通さないが空気や水蒸気は通す素材、つまり透湿・防水素材が開発された。
【０００３】
例えば、特開昭５５−９８９７１号公報には、布帛にポリウレタンコーティング後に湿式凝固させて、ミクロポーラスな皮膜を形成させる事や延伸ポリテトラフルオロエチレン皮膜をラミネートし、耐水性を持たせる事が提案されている。しかし、これらの透湿・防水素材は繊維・繊維間の微小な空間の存在と空隙の大きさ、ボリュームにより耐水性や通気性、透湿性を制御している為に、繊維の磨滅、布帛の伸び縮み、汚染物の付着、洗濯等によって性能の低下や布帛の部分による変化が生じる。又、本願発明とは逆の構成からなる繊維であるが、芯成分に低融点ポリマーを用いた芯鞘型複合糸を使用した布帛も提案されている。例えば、特開平６−２２０７７０号公報では、布帛表面に明確な皺状凹凸と色差を有する布帛の提案が、特開平４−１１００６号公報では、耐摩擦溶融性を向上したスポーツ衣料の提案されている。しかし、これらのいずれも本願が目標とした着用感や耐水性の極めて改善された布帛の提案も示唆もなされておらず、又本願の目的には適用できない物であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、芯鞘型複合糸を使用した布帛で、樹脂コーティング等を施さなくても、高度の耐水性及び高度の耐久性、快適性、使用の利便性、ファッション性を有する布帛を提案する事を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、芯成分が、窒素雰囲気下、１０℃／分の昇温速度で加熱する示差熱分析法で融点ピークを生じない実質的に非晶質のポリマーか、あるいはその融点が鞘成分の融点より低いポリマーからなる芯鞘型複合糸を、経糸及び／又は緯糸に使用し、且つ該繊維の布帛表面に占める割合が少なくとも３０％であり、加圧下での熱セットにより当該複合糸の芯成分を溶融変形して得られた、耐水圧が５００ｍｍ以上である布帛である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明において、前記複合糸は、布帛全体に使用されるのが好ましいが、必要な部分のみに使用されても良い。使用される量は、目的とする商品、要求性能によっても異なるが少なくとも３０％は必要である。
【０００７】
本発明の前記複合糸は織物の経糸又は緯糸のいずれか一方に使用されるなど、部分的に使用されてもよいが、布帛表面での使用率が少なくとも３０％、好ましくは４０％、更に好ましくは５０％である。使用率が３０％より少ない場合は、目標とする耐水性が得られない。又、９０％を超えると耐水性や形態安定性は非常に良好であるが、用途によっては風合いの硬化等欠点も出てくる。目標性能、用途に応じて適宜使用率を設定することが出来る。
【０００８】
使用方法としては、単独糸で使用しても良く、又、他の繊維と混繊して使用しても良い。単独で使用する場合は、織物の経糸或いは緯糸に使用したり、経糸緯糸同時に使用したり、適宜選択して使用することが出来る。又、混繊の場合は、通常混繊する場合と同様の混繊方法が利用できる。混繊の具体的方法については、後述する。
【０００９】
本発明の複合糸に使用するポリマーは、芯成分ポリマーとしては融点が、鞘成分ポリマーの融点より２０℃以上低く、また、芯成分ポリマーの軟化点が、２００℃以下であるのが好ましい。なお、該複合糸の鞘成分ポリマーは、エステル系ポリマー又はアミド系ポリマー等の通常の繊維形成性ポリマーからなるものでよく、また芯成分ポリマーに使用されるポリマーは、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレンやエチレン・酢酸ビニル共重合体等の非晶性ポリマーや低結晶性ポリマーが使用出来る。
【００１０】
鞘成分ポリマーがポリエステルで、芯成分ポリマーが、共重合ポリエステル系ポリマーからなる芯鞘型複合糸を使用する場合、例えば、イソフタル酸共重合ポリエステルでは、後述の如き可逆性ある熱セット性を求めない場合、イソフタル酸成分を８モル％以上、２０モル％未満とするのがよい。なお、芯鞘型複合糸の芯／鞘の比率は、容積比率で５／１〜１／５、特に３／１〜１／２が好ましい。複合糸の断面形状は、円形、楕円形、多角形、星形などのいずれでもよい。また、芯と鞘は、同心的に配置されても、偏心的に配置されてもよいが、操業性、品質の点からは中心に芯成分を有する方が好ましい。繊維の形態は、紡糸、延伸等繊維製造の容易さの点では、円断面で芯と鞘が同心的に配置されたものを使用するのがよいが、耐水性や形態安定性等では扁平糸も好ましい。
【００１１】
扁平糸の形状は下記の扁平率（Ｒ）で示されるが、扁平糸を使用する場合、Ｒは好ましくは少なくとも１．５、更に好ましくは２．０〜４．０である。扁平率は大きいほど、耐水性が優れるが、あまり大きくなると紡糸、延伸の際に操業性の低下が引き起こされ好ましくはない。繊維の扁平率の制御は紡糸口金の形状を変えることにより、容易に変更することができる。
Ｒ＝（繊維の長径／繊維の短径）
【００１２】
本発明で使用する新規な複合糸は、鞘成分がエステル系ポリマー又はアミド系ポリマー等の通常の繊維形成性ポリマーからなるものであってよいが、芯成分は鞘成分と同族の共重合ポリマーで、且つ窒素雰囲気下、１０℃／分の昇温速度で加熱する示差熱分析法で融点ピークを生じない実質的に非晶質のポリマーか、あるいはその融点が鞘成分の融点より低いポリマーからなるのが好ましい。
【００１３】
特に、鞘成分が通常のポリエステルからなり、芯成分が６０〜８０℃のガラス転移点を有し、１０℃／分の昇温速度で加熱する示差熱分析法で融点ピークを生じない実質的に非晶質のポリマーであり、かつ軟化点が２００℃以下である共重合ポリエステル系ポリマーからなる芯鞘型複合糸を使用するのが好ましい。
【００１４】
かかる共重合ポリエステルの代表的なものは、テレフタル酸とエチレングリコールを主成分とし、共重合成分として、酸成分にシュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸等の公知のジカルボン酸成分の一種または二種以上を、またジオール成分に１、４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリアルキレングリコール、１、４−シクロヘキサンジメタノール等の公知のジオール成分の一種または二種以上を使用したものであるが、その他の共重合成分としてジエチレングリコール、ポリエチレングリコール等が添加されてもよい。
【００１５】
本発明で使用する共重合ポリエステルは、前述の如き共重合成分を、所望の軟化点となるように、紡糸及び加工操業性を損なわない物性範囲内で適宜選択して使用したものでよいが、テレフタル酸とエチレングリコールを主成分とし、共重合成分としてイソフタル酸を使用したものが、工業的に安価に、安定して入手でき、しかもポリマー物性もよく、好ましい。かかるイソフタル酸共重合ポリエステルでは、イソフタル酸成分が２０〜４０モル％であるのが好ましく、また、芯鞘型複合糸の芯／鞘の比率は、容積比率で５／１〜１／５、特に３／１〜１／２程度であるのが好ましい。複合糸の断面形状は、円形、楕円形、多角形、星形などのいずれでもよく、また、芯と鞘は、同心的に配置されても、偏心的に配置されてもよいが、一般に断面形状が円形或いは扁平形で芯と鞘が同心的に配置されたものを使用するのがよい。本願発明の繊維の繊度は通常使用される範囲の物に適用できるが、衣料用としては単糸デニールが高々１０ｄ、高々好ましくは５ｄ、更に好ましくは１ｄ〜５ｄである。一方テント、産業資材等の重布に使用する場合も衣料繊維と同一の物も使用可能であるが、それよりやや繊度は大き目の５ｄ〜２０ｄ程度が耐久性の点で良好である。
【００１６】
次に、本願発明の製造方法の一例を示して本発明を具体的に説明する。芯成分にイソフタル酸２５モル％変性ポリエステルを、又、鞘成分に未変性のレギュラーポリエステルを使用する。本複合糸の紡糸・延伸は従来の複合糸と同様に可能である。例えば、２ヶの溶融押し出し機、ギアポンプを通じて、芯成分、鞘成分のポリマーを定量的に複合紡糸ヘッドに送り込み、口金のノズルより冷却空気中に押し出す。吐出された糸状は冷却、油剤付着後、所定の速度で巻き取られる。２種類のポリマーの吐出量は複合糸の芯成分／鞘成分の比率によって決定する。すなわち、芯／鞘成分の接合比率が１／２であれば、芯／鞘成分のポリマーの吐出量を１／２とする。巻き取り速度は、１５００ｍ／分以下のコンベンショナル紡糸と呼ばれる方法、４０００ｍ／分程度までのＰＯＹと呼ばれる方法やそれ以上の巻き取り速度の高速紡糸と呼ばれる方法のいずれも採用できる。又、紡糸即延伸法（ＳＰＤ）も生産性の点で好ましいものである。コンベンショナル紡糸では、紡糸後に糸質を整える為に延伸を行うが、延伸倍率は通常、２〜５倍、好ましくは３〜４倍である。又、延伸温度は通常ポリマーのガラス転移点（Ｔｇ）付近にて行うのが良く、好ましくは５０〜１２０℃、更に好ましくは６０〜１００℃、特に好ましくは７０〜８０℃である。延伸後、結晶化の促進や収縮率を一定にする為に、熱処理を行う。熱処理の温度は通常延伸温度以上であり、好ましくは１００〜２００℃、更に好ましくは１２０〜１８０℃である。勿論、使用するポリマー種や芯／鞘の接合比率によっても適宜選定する必要がある。延伸装置は、加熱ローラー方式、或いは加熱ローラーと加熱板との組み合わせ等、使用する材料や目的とする性能によって適宜選択すればよい。
【００１７】
本願発明による布帛では、上述の芯／鞘複合糸の形態保持性、耐水性により布帛としての性能を発現するものであり、布帛表面に該複合糸が少なくとも３０％、好ましくは５０％存在するものである。複合糸の比率が３０％より低い場合は、耐水性、形態安定性共に不十分である。耐水性、形態安定性の向上には該複合糸の比率は大きいほど良い。
【００１８】
織り上がった布帛は通常の精練、染色工程、仕上げ工程で製品とされる。特に、仕上げ工程にて、カレンダー加工等、熱処理により芯／鞘型複合糸を熱変形させる事によって、耐水性、形態安定性を発現するものである。従って、カレンダー処理温度としては、芯／鞘型複合糸の芯成分の融点或いは軟化点以上の十分に熱変形する温度にて処理する。
【００１９】
カレンダー加工等を使用した加圧下での熱セットにより、複合糸の芯成分を溶融変形し、織編組織の間隙（例えば、経糸と緯糸の交点のコーナーにできる間隙）を詰めて、水不透過性とすることで樹脂コーティングしなくても耐水性ある製品とすることができるのである。
【００２０】
かかる布帛の熱セットは、通常のカレンダー加工等で可能であるが、布帛を傘やブラインド、或いはテント、雨衣、等の所定の形状に仕上げた後に実施することにより、より効果的に目的とする製品を得ることができる。
【００２１】
ポリマーの融点は示差走査熱量計（ＤＳＣ）にて窒素気流中１０℃／分の昇温速度にて加熱していった場合の融解のメインピークの温度を示し、又ポリマーの軟化点は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１９６の熱機械分析法（ＴＭＡ）にて測定する。
【００２２】
又、風合い改善や染色性等の改善の為に、該複合糸と他の繊維を混合して使用する事も出来る。例えば、該繊維と単独糸デニールが１０ｄ以下、好ましくは１〜５ｄの繊維を混合する。使用する繊維は、該芯／鞘複合糸と同種のポリマーよりなる繊維でも良いし、別種のポリマーからなる繊維でも良い。混合に使用する繊維は、フィラメントでも良いしステープル（短繊維）でもよい。又、形態としては、フィラメントではストレートな形状でもよいし、仮撚り捲縮や自発的な捲縮を有していても良い。ステープルでは、通常捲縮が必要であり、機械的な捲縮でも自発捲縮でも良い。目標とする用途、性能に応じて選定すればよい。例えば、耐久性、染色性、柔軟性等を重視するのであればナイロン繊維との混合が適当であり、強力、ハリ、コシ、弾性率等を重視するのであれば、ポリエステル繊維との混合が好ましい。混合のやり方は、従来混合紡糸、紡糸混繊、延撚混繊、仮撚り混繊、合撚、エアージェットやカバリングによる後混繊等ヤーン同士の混合や、製織時に経糸或いは緯糸の一部或いは全部に多種の繊維を同時に使用する方法でも良い。均一な構造、品質を得るためには、ヤーン同士の混繊が好ましく、異染効果、異色効果の発現の為には、織り編み時の混合が良い。
【００２３】
使用する糸は、無撚でもよいし、撚りを入れたものでも良い。撚りの入れ方としては、仮撚り、実撚りの方法がある。撚り数としては、通常使用されている程度の撚り数でよい。即ち、仮撚りでは１０００Ｔ／ｍ程度から３０００Ｔ／ｍ程度、実撚りでは数百から高々３０００Ｔ／ｍ程度である。耐水性、形態安定性という目的からは、仮撚りか或いは、実撚りでも中撚り（１５００Ｔ／ｍ）程度までの方が好ましい。
【００２４】
テント、雨衣或いは傘のように均一な耐水圧と形態安定性の両機能を付与することが好ましい製品では、布帛を加圧熱セットした後、所定の形状にした状態で、熱セットするのがより好ましい。
【００２５】
仕上げ加工として、針布、エメリーペーパー等による起毛、サンディング加工も表面感の改善や耐水性、防汚性の改善に有効である。
【００２６】
本発明の耐水性に優れた布帛は、芯／鞘複合糸は芯成分に、結晶化度が低く、或いは実質的に非晶質のポリマーよりなる繊維を主成分として使用している為、繰り返し変形されても、可逆的に形態の復旧が可能であり、また、耐水性も従来のように樹脂コーティング皮膜を使っていない為に、洗濯耐久性が高く、且つ耐水性能の経時的劣化は少ない。又、布帛表面には、複合糸の芯成分が現れないため、風合が固くならず、染色堅牢度の低下や均染性の低下という問題も生じ難い。
【００２７】
かかる本発明の布帛は、例えば、プリーツをつけたカーテンや衣料、造花、扇子、電気の傘、レインコート、ウインドブレーカー、雨傘、テント、自動車カバー、鞄地、手袋、鯉のぼり、提灯等に非常に効率よく使用できるものとなるが、更に、本発明の布帛の一部に、鞘成分に低融点ポリマーを用いた芯鞘型複合糸を組み込んでもよく、この場合、形態保持機能が強化され、また、風合のよいドットレスの接着芯地の提供も可能となる。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例について具体的に説明する。なお、実施例中「部」とあるのはことわりのない限り「重量部」を意味し、「％」とあるのはことわりのない限り「重量％」を意味する。固有粘度〔η〕は、フェノール／テトラクロロエタン＝６／４の混合溶剤中２０℃で常法により求めた。融点（Ｔｍ）は理学電気社製示差走査熱量計（以下ＤＳＣと記す）の吸熱ピークのピーク値より求めた。耐水性はＪＩＳ  Ｌ−１０９２Ａ法（静水圧法）により評価した。又、形態安定性は直径１０ｍｍのガラス管に試料を巻き付け、熱セット・冷却後１０ｋｇ／ｍ２の荷重を乗せて５分間経過後、荷重を除去し布帛の状態にて判断した。
【００２９】
実施例１
［η］＝０．６４でＴｍ＝２６５℃のポリエチレンテレフタレート（ホモＰＥＴ）を鞘成分とし、酸成分としてイソフタル酸を２５モル％共重合し［η］＝０．６７で実質的に融点を有しておらず、軟化点が約１５０℃の共重合ポリエステルを芯成分として使用した。鞘成分／芯成分を１／１とし、円形断面になるよう複合紡糸を行った。１５００ｍ／分で巻き取り、引き続き延伸温度７０℃、セット温度１５０℃にて延伸を行い、５０ｄ／２４ｆで３．８ｇ／ｄの糸強度、３２％伸度を有する繊維：Ａを得た。又、この繊維Ａの鞘成分に用いたポリエチレンテレフタレートを同一条件にて単独で紡糸し繊維Ｂとした。繊維Ｂは、５０ｄ／２４ｆで、４．８ｇ／ｄの強度と３２％の伸度を有した。表１に示す比率（繊維Ａ／繊維Ｂ）で繊維Ａ、Ｂを経糸緯糸として使用してタフタを製織した。織り上がった布帛は通常の布帛と同様に精練し、仕上げ加工をし経糸密度１２５本／インチ、緯糸密度１０１本／インチであった。また、本織物組織のＴＣＦ値は１５９８であった。次いで４５００００ｋｇ／ｍ２の圧力で２２０℃の加熱ローラー処理をし、布帛の表面を平滑化した。緯糸に使用した繊維Ａは加熱ローラーに圧迫されてやや扁平に変形されていた。性能を表１に示す。尚、Ｅｘｐ．−７には、繊維Ａの芯成分と鞘成分のポリマー成分を逆にして同一銘柄の繊維Ｃを紡糸し、Ｅｘｐ．−５と同一の繊維の組み合わせにて布帛をつくり、同様に評価した。
【００３０】
【表１】
0003912625.tif 000002
【００３１】
実施例２
実施例１の繊維Ａを芯として、レギュラーポリエステル繊維（５０ｄ／３６ｆ）の仮撚糸（仮撚数３５００Ｔ／ｍ）をエアー混繊にて、均一に混繊後、これを経糸、緯糸につかい、タフタを製織した。織物は精練後、実施例１と同条件にて加工、加熱ローラー処理を行った。風合いは実施例１よりもよりソフトで良好であった。又、耐水圧は６１０ｍｍを示し、形態安定性も良好（○）であった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の布帛は耐水性や加熱セットによる形態安定性が良好なのみでなく、従来の耐水性布帛に見られた様な水蒸気の通過性が悪くて結露すると言うこともなく、衣服、衣料資材、雨衣、テント地等にした場合軽量で持ち運びが良く着用性が非常に快適であるという特徴を有する。しかも、耐水性や形態安定性を発現するのが従来のような加工布帛へのゴム皮膜やビニールコーティング、或いは架橋性の樹脂による加工でなく布帛を構成する原糸そのものの性能による為に工業的安価に且つ容易に製造できるという大きなメリットを有する。又、従来の製品では縫製時に縫い目の耐水性が低下する事もあるが本発明の布帛ではそういう懸念もないなど取り扱い性も格段に優れる。又、形態安定性に関しては、一定の形を付与し加熱処理を施すことによって新たな形状を記憶できるという極めて新規な特徴も有する。