(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯鞘型長短複合紡績糸であって、鞘成分が単繊維繊度が０．５〜４．５デニールの全芳香族ポリアミド短繊維で構成され、芯成分がポリエステルフィラメント糸で構成され、複合糸の撚係数がＫ＝２．６〜６であり、かつポリエステル繊維の複合糸に占める割合が１０〜３５重量％である芯鞘型長短複合紡績糸を布帛重量の３０〜１００重量％の範囲で用いてなることを特徴とする布帛。
【請求項２】
前記芯鞘型長短複合紡績糸において、鞘成分の全芳香族ポリアミド短繊維がパラ系アラミド繊維であることを特徴とする請求項１に記載の布帛。
【請求項３】
前記芯鞘型長短複合紡績糸において、鞘成分の全芳香族ポリアミド短繊維がメタ系アラミド繊維であることを特徴とする請求項１に記載の布帛。
【請求項４】
前記芯鞘型長短複合紡績糸において、鞘成分の全芳香族ポリアミド短繊維がメタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維の混紡品であることを特徴とする請求項１に記載の布帛。
【請求項５】
前記芯鞘型長短複合紡績糸において、パラ系アラミド繊維がポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維であることを特徴とする請求項２または４に記載の布帛。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐切創性、耐熱性に優れた芯鞘型長短複合紡績糸および該紡績糸からなるプリーツ性、防しわ性などの形態保持性に優れ、仕立て栄えの良好な布帛に関する。さらに詳しくは、切創、擦過溶融、火傷の危険の高い職場に用いられる防護被服やスポーツなどの過酷な環境下で着用に耐えうる防護被服素材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、作業効率化、高速化、省力化が進み、労働、交通災害の危険性が高くなり、人命尊重の観点から安全性向上が強く望まれている。一方スポーツにおいても多岐に渡り参加人数も増え活発になり、スノーボード、フィッシング、登山などのアウトドアスポーツへの参加人口の伸びが著しく、それにともないスポーツ衣料素材も従来以上に耐久性、機能性が要求されるようになり、特に、耐切創性、耐熱性などの機能性に優れ、プリーツ性、防しわ性、形態保持性などの審美性の優れたものが望まれている。また溶接や製鉄工場などで用いる耐熱作業服や消防服等においても高度の耐熱性が要求されている。
【０００３】
これに対して、耐切創性に優れ、耐熱性が高く、耐薬品性、糸強度が高い全芳香族ポリアミド繊維が幅広く用いられるている。例えばパラ系アラミド繊維１００％のフィラメント糸や紡績糸を部分的に用いて交織した実公平１−３６６００号公報や特公昭６２−２６９００号公報、特開平２−２９２０３６号公報などで提案されている。
【０００４】
これらはいずれも引裂抵抗性、耐切創性は向上するが、パラ系アラミド繊維は本質的に耐熱性繊維であるがため熱セット性が乏しく、縫製された衣服の仕立て栄え、着用中のプリーツの消去としわの発生という形態保持性が劣る欠点がある。これら欠点を解決するものとして、特開平３−８３０号公報では芯部にパラ系アラミド繊維、鞘部にポリエステル繊維を配置した芯鞘型複合紡績糸やポリエステル短繊維とパラ系アラミド短繊維の均一混紡として特開平６−２２０７３０号公報、ポリエステル短繊維と芳香族ポリアミド繊維とセルロース系繊維の均一混紡として特開平４−５０３４０号公報が提案されている。しかしながらこれらは、防護衣服の形態保持性は改善されるものの、布帛表面へのパラ系アラミド繊維の被覆が少なく、パラ系アラミド繊維１００％と比較すると耐切創性、耐熱性が劣っているのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の欠点を解決せんとするものであって、鞘成分は全芳香族ポリアミド短繊維で構成され、芯成分はポリエステルフィラメント糸で構成されてなり、耐切創、耐熱などの機能特性は鞘成分の全芳香族ポリアミド繊維が、仕立て栄え、プリーツ保持性、防しわ性などの形態保持性は芯成分のポリエステル繊維がはたすもので、炎や高温にさらされる作業である消防服や高熱作業服において耐熱性、耐切創性などの機能を充分に発揮し、仕立て栄え、プリーツ保持性、防しわ性などの形態保持性を持ち、審美性をも兼ね備えたスポーツ用衣料、耐熱作業服や消防服等の防護被服用素材を安定的に供給することのできる芯鞘型長短複合紡績糸およびそれを用いてなる布帛を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、次の構成からなる。すなわち、
（１）芯鞘型長短複合紡績糸であって、鞘成分が単繊維繊度が０．５〜４．５デニールの全芳香族ポリアミド短繊維で構成され、芯成分がポリエステルフィラメント糸で構成され、複合糸の撚係数がＫ＝２．６〜６であり、かつポリエステル繊維の複合糸に占める割合が１０〜３５重量％である芯鞘型長短複合紡績糸を布帛重量の３０〜１００重量％の範囲で用いてなることを特徴とする布帛。
【０００７】
【０００８】
（２）前記芯鞘型長短複合紡績糸において、鞘成分の全芳香族ポリアミド短繊維がパラ系アラミド繊維であることを特徴とする前記（１）に記載の布帛。
【０００９】
（３）前記芯鞘型長短複合紡績糸において、鞘成分の全芳香族ポリアミド短繊維がメタ系アラミド繊維であることを特徴とする前記（１）に記載の布帛。
【００１０】
（４）前記芯鞘型長短複合紡績糸において、鞘成分の全芳香族ポリアミド短繊維がメタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維の混紡品であることを特徴とする前記（１）に記載の布帛。
【００１１】
（５）前記芯鞘型長短複合紡績糸において、パラ系アラミド繊維がポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維であることを特徴とする前記（２）または（４）に記載の布帛。
【００１２】
（６）前記（１）〜（５）のいずれかに記載の芯鞘型長短複合紡績糸を布帛重量の３０〜１００重量％の範囲で用いてなることを特徴とする布帛。
【００１３】
【発明の実施の形態】
このように本発明では、芯鞘型長短複合紡績糸の芯部にポリエステルフィラメント糸を配し、鞘部を全芳香族ポリアミド短繊維１００％を配し、ポリエステル繊維を全芳香族ポリアミド繊維で覆いポリエステル繊維の耐切創、耐熱の低さをカバーして、全芳香族ポリアミド繊維を複合糸表面に出すことにより、全芳香族ポリアミド繊維の機能性を十分に発揮させ、芯部のポリエステルフィラメント糸により、仕立て栄え、プリーツ保持性、防しわ性などの形態保持性を付与させるものである。
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
本発明の芯鞘型長短複合紡績糸は、全芳香族ポリアミド繊維の衣料用途使用の大きな欠点である仕立て栄え、プリーツ性、防しわ性などの形態保持性を持ち、審美性を備え、かつ全芳香族ポリアミド繊維の持つ機能特性を損なうことなく実現すべく鋭意検討し、全芳香族ポリアミド繊維の特徴である、耐切創性、耐熱性の機能を十分に発揮させるには、種々検討した結果、紡績糸、布帛の表面に全芳香族ポリアミド繊維を配置するのが効果が高く最適であることを見出したのである。また防護衣服の仕立て栄え、プリーツ保持性、防しわ性などの形態保持性を得るにはポリエステル繊維の優れた熱セット性を利用するのが効果が高く最適であり、いかに全芳香族ポリアミド繊維と混紡組み合わせるか種々検討した結果、紡績糸の中心部に配置して、外周部を全芳香族ポリアミド短繊維で覆うことで、ポリエステル繊維の耐切創、耐熱性の低さを防護し、かつポリエステル繊維の持つ熱セット性を十分発揮できることを見出したのである。
【００１６】
本発明の芯鞘型長短複合紡績糸は、芯成分をポリエステルフィラメント糸で構成され、複合糸に占める芯成分の割合が１０〜５０重量％の範囲で、かつ複合糸に占めるポリエステル繊維の割合が１０〜３５重量％で構成されるものである。ポリエステル繊維が１０重量％未満では防護衣服への満足する熱セット性、形態保持性を付与することができにくくなる。また、ポリエステル繊維が３５重量％を越えるとポリエステル繊維の弱点である耐切創、耐熱の低下が現われ、全芳香族ポリアミド繊維の優れた高機能特性を損なう。好ましくは連続糸条が複合糸に占める割合が１５〜４０重量％、複合加工性、熱セット性の面から、１５〜３０重量％の範囲がより好ましい。
【００１７】
一方、鞘成分は全芳香族ポリアミド短繊維１００重量％で構成されている。全芳香族ポリアミド短繊維の量が少ないと全芳香族ポリアミド繊維の優れた機能特性を十分に発揮させることができず好ましくない、また鞘成分の複合糸に占める割合は５０〜９０重量％の範囲が好ましい、５０重量％未満では芯成分のポリエステル繊維を鞘成分の全芳香族ポリアミド繊維で十分に覆うことが難しくなり、全芳香族ポリアミド繊維の優れた機能特性を十分に発揮させることができにくく好ましくない、９０重量％を越えると芯成部のポリエステル繊維の割合が低くなり十分な熱セット性が得られず好ましくない、好ましくは６５〜８０重量％である。
【００１８】
本発明で用いる全芳香族ポリアミド繊維は、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維であることが好ましく、両繊維を任意の混紡率で混紡した混紡品であってもよく、あるいは各々１００％でも、要求される防護被服特性により選定するのが良い。
【００１９】
また、上記のパラ系アラミド繊維は、例えばポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維やコポリパラフェニレン−３，４′オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維があげられる。
【００２０】
また、上記のメタ系アラミド繊維は、例えばポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維があげられる。
【００２１】
次に、上記芯鞘型長短複合紡績糸の鞘成分を構成する短繊維束について説明する。本発明において鞘成分を構成する短繊維束は、全芳香族ポリアミド短繊維を通常の短繊維紡績工程である打綿、梳綿、練条、粗紡、精紡などの工程を通すことにより得られるスライバーや粗糸からなる。また、繊維長を長くして（７６〜１６０ｍｍ）一般のソ毛紡績を通したスライバーや粗糸の短繊維束を作成してもよい、短繊維の繊度は０．５〜４．５デニールが好ましく０．８〜２．５デニールがより好ましい。繊維長については特に限定しないが紡績方法に合わせ最適な繊維長を選ぶのが良い。
【００２２】
芯成分を構成する連続糸条は、ポリエステルフィラメント糸であって、フィラメントカバリング糸を含み、フィラメント糸はモノフィラメント、マルチフィラメントいずれでも良いが、複合加工性、芯、鞘のずれ防止の観点からマルチフィラメント糸がより好ましい。
【００２３】
本発明の芯鞘型長短複合紡績糸の撚方向はＳ、Ｚいずれでも良く、撚係数Ｋ（撚数＝Ｋ・番手１／２ ）は一般の紡績糸よりやや高めにするのが芯部を全芳香族ポリアミド短繊維で覆う点で好ましく、Ｋ＝２．６〜６．０の範囲が望ましい。撚係数Ｋを２．６より低くすると、芯、鞘の複合加工性が悪化し好ましくない。また、撚係数Ｋを６より高くすると強撚になりすぎて二重撚の発生が強くなって加工性が悪化し好ましくない。より好ましくはＫ＝３．０〜４．５の範囲である。
【００２４】
次に、本発明の芯鞘型長短複合紡績糸の製造方法について説明する。
【００２５】
製造方法は特に限定するものではないが、鞘成分の短繊維束がスライバーや粗糸の場合、例えば一対のテーパーローラーからなるフロントトップローラーおよびフロントボトムローラーを有するリング精紡機により、トランペットを介してバックローラー、エプロンローラーを経て、フロントローラーの送り出し量の高い側へ通し、芯成分の連続糸条をフロントローラーの送り出し量の低い側へガイドを介して通した後、短繊維束と同時にフロントローラーより紡出し、連続糸条を中心に短繊維束が実撚付与時に順時巻回され、芯成部の連続糸条をこより状に包み込む状態で糸形成させることにより得ることができる。
【００２６】
図１は、本発明の芯鞘型長短複合紡績糸の製造方法の一例を示す工程図である。精紡機のドラフト、加撚の概要を示すもので、精紡機に供給される短繊維束１がトランペット３を介してバックローラー４に供給され、エプロンドラフトローラー５を経て一対のテーパーフロントローラー６の送り出し量の高い側（径の大きい側）に把持される。一方、連続糸条２はフロントローラーの送り出し量の低い側（径の小さい側）へガイド７を介して供給する。フロントローラーに把持され出てきた両成分を間隔３〜１５ｍｍの範囲にとり合体させ、リング、トラベラで実撚を付与し通常の方法で管糸に巻き取る。
【００２７】
本発明の芯鞘型長短複合紡績糸は、該紡績糸中に占める鞘成分の全芳香族ポリアミド短繊維の割合が５０〜９０重量％であり、全芳香族ポリアミド短繊維束と連続糸条のポリエステルフィラメント糸の構成比率を適宜設定することによって本発明の芯鞘型長短複合紡績糸を得ることができる。
【００２８】
芯、鞘両繊維糸条の合体時の間隔は両成分の送り出し量の差、すなわち短繊維束の巻回状態を変えるものであり、重なり状態や複合糸の物性をみて決めるのがよい。
【００２９】
次に、本発明の芯鞘型長短複合紡績糸を単糸あるいは双糸として、織、編物加工してもよく、該糸１００％使いでも良いが、フィラメント、加工糸、弾性繊維などとの交編、交織さらには、耐熱、耐切創が要求される特定の部分に本発明紡績糸を用い、常法により織、編物製品を得ることができるが、織、編物製品全体の重量の３０〜１００％の範囲で用いてなるものである。上記本発明の紡績糸が織、編物など製品全体の重量の３０％未満ではたとえ特定の部分に本発明糸を用いても十分な耐切創性、耐熱性が得られない。好ましくは織、編物など製品全体の重量の５０〜１００％の範囲である。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例をあげて、本発明をさらに具体的に説明する。なお、実施例における特性値等の測定法は次の通りである。
＜切創抵抗力＞
枠体の中央部に約３ｍｍの間隔で２枚の試料シートを把持し、この試料シートのスリット部に角度６０度で２辺に刃のあるセラミックス製の刃を垂直に立てて当て、この刃先に５００ｍｍ／分の速度で荷重をかけていったときの該試料シートが切創される最大荷重を測定する。
＜プリーツ性＞
織、編物のタテ方向に長さ２５ｃｍの試料を切り取り、長さ方向５ｃｍ間隔で印をつけ（４箇所）中央部の１５ｃｍを折り込み、５ｃｍの長さで試料が３重になるように折り、通常のプレス機でプレス温度１４０℃、プレス圧力０．５ｋｇ／ｃｍ２ で１０秒間プレスしたのちバキューム処理を１０分間行い試料を冷却する。プリーツ性（プリーツのつき方）は肉眼で級判定した。判定基準を下記する。（５級：非常にシャープなプリーツ、４級：シャープなプリーツ、３級：プリーツがある、２級：プリーツが少しある、１級：プリーツがほとんどない、）
＜プリーツ保持性＞
プリーツ性を評価した試料を用いＪＩＳ Ｌ０２１７−１０３法にもとずき洗濯後試料のプリーツ性を評価した、結果をプリーツ保持性として級判定した。
＜難溶融性（熱溶融性）＞
５００℃に加熱された金属棒（直径約０．６ｃｍ）の先端に試料を５秒間接触させた時の穴開きの程度を５級（穴開きなし）〜１級（完全に穴が開く）の５段階で級判定する。
＜布帛風合い（官能評価）＞布帛を次の４段階に官能評価した。（◎：ソフトでふくらみがあり適度の張り、腰があるもの、○：これに準ずる良好なもの、△：ソフト感、ふくらみに欠け、硬く劣るもの、×：粗硬で劣るもの）。
［実施例１〜３、比較例１〜４］
鞘成分の短繊維糸条として、繊度１．５ｄ、繊維長５１ｍｍの引張強度２３ｇ／ｄ、破断伸度３．７％、熱分解温度５００℃のパラ系アラミド短繊維〔東レ・デュポン（株）製“ケブラー”（デュポン社登録商標）〕１００％を通常の２インチ紡績方法で、太さ０．３ｇ／ｍの粗糸を作成した。芯成分として連続糸条であるポリエステルマルチフィラメント糸〔東レ（株）製“テトロン”（登録商標）〕、９０、７０、６０、４０、２０、１０デニール各々を用い、一対のフロントテーパーローラーを有する２インチリング精紡機に仕掛け、短繊維糸条の粗糸をトランペットを通してフロントローラーの送り出し量の高い側へバックローラーから供給し、フロントローラーの送り出し量の低い供給側へ連続糸条のポリエステルマルチフィラメント糸をガイドを通して供給した。精紡トータルドラフト３１．１〜１６．２倍で、芯鞘型長短複合紡績糸の番手を３０ｓ（綿番手）、撚係数はＫ＝３．５（１９．２Ｔ／ｉｎ）Ｚ撚りとした。両糸条の間隔を５ｍｍになるようにトランペットとガイドの間隔およびコレクターで調整した後ドラフトし合体させ通常の方法で管糸に巻き取り、鞘成分のパラ系アラミド繊維が複合糸に占める割合が４９．２、６０．５、６６．１、７７．４、８８．７、９４．４％の６種（比較例１、比較例２、実施例１〜３、比較例３）ポリエステル繊維の複合糸に占める割合が５０．８％、３９．５％、３３．９％、２２．６％、１１．３％、５．６％であった。
【００３１】
また、比較例４として芯成分の連続糸条をパラ系アラミド繊維１００％の６０ｓ、Ｋ＝３．０、鞘成分として、パラ系アラミド繊維１００％、０．４ｇ／ｍの粗糸を作成して実施例１と同様にして、パラ系アラミド繊維１００％、３０ｓ、Ｋ＝３．５の複合糸を得た。
【００３２】
これら各種複合糸１００％使いで平織物を作成した、織成に際して経糸には糊剤を付与した、織密度は経糸７８本／ｉｎ、緯糸６５本／ｉｎ、織幅９８ｃｍを作成後、パラ系アラミド繊維の織物表面への出現状態（被覆状態）、耐切創性、耐熱性、プリーツ性を評価した。
【００３３】
表１に示すように複合糸に占めるポリエステル繊維の割合が５０．８％の比較例１と３９．５％の比較例２、プリーツ性、防しわ性などの形態保持性は良好であるが、複合糸に占める芯成分のポリエステル繊維の混率が高くパラ系アラミド繊維による被覆不足により、パラ系アラミド繊維の特性が十分に発揮できず、耐切創性、耐熱性などの高機能性が劣るものであった。複合糸に占めるパラ系アラミド繊維の割合が９４．４％の比較例３、１００％の比較例４の複合糸はパラ系アラミド繊維の特性、すなわち耐切創性、耐熱性は発揮されるが複合糸中のポリエステル繊維の割合が５．６％と０％と少なく、プリーツ保持性などの形態保持性が劣るものであった。本発明の実施例１〜３は複合糸に占めるパラ系アラミド繊維の混紡率が高く、ポリエステル繊維の被覆性が良く、糸、織物表面をパラ系アラミド繊維が覆いパラ系アラミド繊維の特性を発揮し、プリーツ保持性などの形態保持性をも兼ね備えた良好なものであった。
［実施例４、比較例５］
鞘成分の短繊維束として、繊度１．５ｄ、繊維長３８ｍｍのパラ系アラミド短繊維ケブラーと、繊度１．５ｄ、繊維長３８ｍｍのメタ系アラミド短繊維［デュポン社製“ノーメックス”（登録商標）］を５０／５０％（実施例６）の比率で混紡したものを通常の綿紡績方法で、太さ０．３ｇ／ｍの粗糸を作成し、実施例１と同様にポリエステルマルチフィラメント糸６０デニールを芯成分として複合加工してポリエステル繊維の複合糸に占める割合が３３．９％の３０ｓ、Ｋ＝３．５の複合糸を得た。
【００３４】
また、実施例４のパラ系アラミド短繊維“ケブラー”を、繊度６ｄ、繊維長８９ｍｍ、メタ系アラミド短繊維“ノーメックス”を繊度１．５ｄ、繊維長７６ｍｍにして５０／５０％（比較例５）の比率で混紡し、実施例１と同様に複合加工してポリエステル繊維の複合糸に占める割合が３３．９％の３０ｓ、Ｋ＝３．５の複合糸を得て実施例１と同様に織物に加工後布帛評価し、結果を表１に示した。
【００３５】
パラ系アラミド繊維の単繊維デニールを６デニールにした比較例５は、耐熱、耐切創などの機能性、プリーツ性などの形態保持は良好であるが、布帛が粗硬で防護衣服としては劣るものであった。“ケブラー”と“ノーメックス”１．５ｄ、３８ｍｍをそれぞれ、５０／５０％混紡した実施例４は全芳香族ポリアミド繊維の特性である耐熱性、耐切創性などの高機能特性を十分に発揮し、プリーツ性などの形態保持性をも兼ね備え、布帛がソフトでしなやかで防護被服に適した優れた布帛であった。
［比較例６、比較例７］
芯、鞘成分繊維および混紡率、複合方法を実施例１と同様にして、撚係数をＫ＝２．５（１３．７Ｔ／ｉｎ）にした比較例６、Ｋ＝６．２（３４．０Ｔ／ｉｎ）の比較例７の複合糸を作成した、撚係数Ｋ＝２．５の比較例６は複合加工後の巻糸工程におけるガイド類による擦過により芯成分だけとなるヌードヤーンの発生が起こり好ましくなかった。Ｋ＝６．２の比較例７は精紡工程における複合加工において二重撚りの発生が起こり、異常張力によるトラベラー飛散、糸切れが起こり好ましくなく両水準ともに評価水準より削除した。
［実施例５〜６、参考例１］
実施例１の３０ｓ複合紡績糸を織物全体重量の２５％（参考例１）、３０％（実施例５）、１００％（実施例６）になるように経糸、緯糸に均一に用い平織地を作成した、ベース糸としてポリエステル６５％木綿３５％（米綿コーマ綿）３０ｓ、Ｋ＝３．４を用い、織成に際して経糸には糊剤を付与した。織密度は経糸７８本／ｉｎ、緯糸６５本／ｉｎであり織幅９８ｃｍのものであった、布帛評価結果を表２に示した。
【００３６】
本発明糸を２５％使用した参考例１はプリーツ保持性などの形態保持性は良好であったが、耐熱、耐切創の全芳香族ポリアミド繊維の高機能特性が劣るものであった。実施例５、実施例６は全芳香族ポリアミド繊維の高機能特性を十分に発揮し、プリーツ性などの形態保持性をも兼ね備えた優れた布帛であった。
【００３７】
また実施例５、実施例６の布帛をスラックスに仕立て、仕立て栄えを目視評価した、ポリエステルフィラメント糸の持つシャープなプリーツであり、仕立て栄えの良さが現われた良好なスラックスであり着用評価を１０名にて実施した結果耐熱性、耐切創性はもちろんプリーツ保持性も良好であり好評を得た。
【００３８】
【表１】
0004054126.tif 000002
【００３９】
【表２】
0004054126.tif 000003
【００４０】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明の芯鞘型長短複合紡績糸および布帛は、芯部を構成するポリエステルフィラメント糸からなる連続糸条を、鞘部を構成する全芳香族ポリアミド短繊維で被覆させることにより、全芳香族ポリアミド繊維の持つ耐切創性、耐熱性、などの優れた高機能特性を損なうことなく、全芳香族ポリアミド繊維の持つ欠点であるプリーツ性、防しわ性などの形態保持性を大幅に改善して高機能特性の要求される消防服、作業服等の防護被服用分野やアウトドアスポーツ衣料に好適な布帛を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の芯鞘型長短複合紡績糸の製造方法の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
１：短繊維束
２：連続糸条
３：トランペット
４：バックローラー
５：エプロンドラフトローラー
６：テーパーフロントローラー
７：ガイド
【図１】
0004054126.tif 000004