JPH04361615A - 吸湿及び透湿性を有する繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸湿及び透湿性に優れ
た清涼感繊維に関する、詳しくは吸湿性に優れたポリア
ミド４を鞘成分に用いた芯鞘構造の新規吸湿及び透湿糸
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリアミド６　及び６６，ポリエステル
，ポリアクリロニトリル等の汎用合成繊維は吸湿性並び
に吸水性が小さく、そのため衣料用素材として夏場等の
発汗状態の不快感（むれ感）が高くその改善が望まれて
いる。

【０００３】吸湿性を高める方法としてナイロン４，ナ
イロン２Ｔ，ピペラジン系のポリアミドのようにポリマ
ー骨格を変える方法、並びに親水性化合物をブレンド紡
糸する方法があるが、各々吸水性が十分な程に改善を加
えると製糸性が悪くなったり、コスト高で実用性がなか
ったり、又糸質（染色性，セット性）が衣料用として十
分でなかったりする欠点があり実用性に乏しい。又後加
工法として親水性化合物をポリアミド−６及びポリエス
テルにグラフトし吸湿化する方法もみられる。この方法
はグラフト化による糸質劣化（強度，染色性，寸法安定
性）が激しく、実用化には問題が多い。

【０００４】一方、吸水性による改善はポリマー骨格の
化学構造を変えず、物理的構造や親水剤表面付着による
方法がとられている。物理的構造としてはポリマー内部
に細穴を作ったり又繊維断面の形状を変えることで繊維
表面に細筋を作り毛細管現象で水を移行させる方法があ
る。しかし、この方法では糸質（強度，伸度）が不十分
であったり又光の乱反射のため、染色の鮮明さや透明性
に欠けるという問題がある。更に繊維表面に親水性物質
を付着させる方法もあるが付着の耐久性が劣るという欠
点を有している事が多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これら汎用合繊繊維の
吸湿吸水化には数多くの方法が考案されているが、未だ
製糸性，コスト，性能すべての面で満足できる迄には至
っていない。本発明の目的は、吸湿・吸水性を上げる方
法において必ず引き起こされる製糸性の低下（糸質劣化
）を改善し且つ安価な吸湿・透水糸を提供する事にある
。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、吸湿性が
高く、現在広く用いられているナイロン６に化学構造も
近く、製糸性が劣る事並びに高価である事を除けば従来
の技術の項であげた各種の吸湿・吸水ポリマーの中では
最も実用が高いナイロン４に注目しこの発明を完成した
ものである。

【０００７】すなわち本発明は、二成分以上の熱可塑性
ポリマーを接合して成る繊維において、少なくとも一成
分がナイロン４でその少なくとも一部が繊維表面に露出
した接合形状であり、他の成分にナイロン４以外の熱可
塑性ポリマーを配した繊維である。

【０００８】本発明で使用するナイロン４は公知の方法
を用いて２−ピロリドンを重合して得られるポリマーが
使用できる。紡糸を安定的に行うためには、Ｎ−アセチ
ル−２−ピロリドンの如きＮ−アシル型重合開始剤に使
用して得られるポリマーより、２−ピロリドンとＣＯ２
　の付加物を開始剤とするポリマーの方が高分子量で分
子量分布も狭く、耐熱性も優れているためより好適であ
る。

【０００９】ナイロン４の分子量は、０．５重量％のヘ
キサフルオロイソプロパノール溶液で測定した固有粘度
が１〜８の値を有する重合体が使用される。この値は接
合するナイロン４以外の重合体に適合した分子量であれ
ばこの値に限定されるものではなく、紡糸吐出における
ナイロン４並びに接合するナイロン４以外の重合体の吐
出粘度が大きく相違し紡糸口金面での糸曲り等で紡糸性
が悪くならなければ接合する重合体の粘度にあわせ適宜
選択して使用できる。

【００１０】本発明に使用するナイロン４以外の熱可塑
性ポリマーとしては曳糸性のあるものはすべて使用でき
るが、特にナイロン６，ナイロン６６などのポリアミド
ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルが好適
である。特にナイロン６，ナイロン６６は吸湿性を考え
た場合ポリエステルに比べ吸湿性が高いためにより有利
である。

【００１１】ポリアミドとしてはナイロン６，ナイロン
６６，ナイロン６−１０，ナイロン６−１２，ナイロン
１１，ナイロン１２，ポリヘキサメチレンイソフタルア
ミド（ナイロン６Ｔ），ポリメタキシリレンアジパミド
（ＭＤＸ−６），ポリメタキシリレンセバカミド（ＭＤ
Ｘ−１０）、及びこれらのコポリアミド例えばナイロン
６とナイロン６６の共重合体，ナイロン６６とナイロン
６−１０の共重合体，ナイロン６とナイロン６６とナイ
ロン６−１０の３成分共重合体，ナイロン６とポリヘキ
サメチレンイソフタルアミドの共重合体，ナイロン６と
ポリメタキシリレンアジパミドの共重合体，ナイロン６
とポリメタキシリレンセバカミドの共重合体が使用され
る。

【００１２】本発明において溶融されたナイロン４及び
ナイロン４以外の熱可塑性ポリマーは各々別々に溶融し
計量され、周知の複合紡糸口金の同一紡糸孔から同時に
吐出され冷却後捲取られる。

【００１３】ナイロン４とナイロン４以外の熱可塑性ポ
リマーの接合形態は、ナイロン４の一部が繊維表面に露
出しておれば芯鞘型でもサイドバイサイド型でも一成分
が他成分で挟みこまれたサンドイッチ型でもどの形状で
もよく、又両成分が対称に配されていてもよいし非対称
でもよい。例えば芯鞘型構造であれば同心円状でも偏心
状でもよい。

【００１４】ナイロン４／ナイロン４以外の熱可塑エラ
ストマーの接合比（体積比）は７０／３０〜１／９０が
好ましい。ナイロン４が７０体積％以上では、糸の吸湿
量はナイロン４の増加に伴い比例的に上昇するが、その
糸を用いて編立てた布帛を通して移動放散される水分量
は７０体積％以上ではほとんど上昇せず、また７０体積
％以上の使用は糸のコスト高にもなるし必要ではない。 一方、ナイロン４が１体積％以下では現在の紡糸技術で
は均一な薄皮膜を形成する事が出来ず、又不連続の破れ
た薄皮膜が得られたとしても長時間安定に生産する事は
困難であり、更には１体積％以下では吸湿量並びに放湿
量が実質的にナイロン４以外の他の熱可塑性ポリマーと
同等であり、ナイロン４を複合化するメリットがない。

【００１５】ナイロン４とナイロン４以外の熱可塑性ポ
リマーが接合された状態においても、ナイロン４が糸の
表面に露出している事が必要である。ナイロン４がナイ
ロン４以外の低吸湿性の熱可塑性ポリマーで完全に覆わ
れている場合には、ナイロン４の接合量に応じ吸湿量は
加成的に得られるが、布帛を着用した時の快・不快感を
決定する水分の移動放散がまったくなく実用性に乏しい
。一方ナイロン４が繊維表面に露出している場合は、そ
の露出したナイロン４のポリマー層を通して水分が移行
し、布帛として着用した場合皮膚に接触する側から外気
側へ水分がスムースに移行し布帛と皮膚の間の水分量を
減らし不快感を減じるという効果がある。

【００１６】又糸の表面にナイロン４の薄皮膜を作った
場合、糸の吸湿量はナイロン４の接合比に応じ比例的に
増加するが、布帛を通しての放湿量は吸湿量とは異なっ
た特異的な挙動を示し、ナイロン４の体積比率が増加す
るに従い、ナイロン４単独の放湿量とナイロン４以外の
熱可塑性ポリマー単独の放湿量から比例算出した値より
大きい値を示した。実際の布帛が肌に接触した場合、布
帛を通じての放湿は糸の吸湿量が大きい方が良いと言う
わけではなく、吸水ポリマー層において肌側から外気側
への水分の通過面積の大きい状態の方が水分が吸水ポリ
マー層を伝わって外気へ効率よく放散されるため大きい
値を示すものと考えられる。

【００１７】

【実施例】以下実施例を用いて更に詳細な説明を行う。 尚、実施例で用いるナイロン４ポリマーは下記の方法に
て調製し、又“吸湿率”、“透湿量”、“紡糸性”は下
記の方法によって測定した値である。

【００１８】ナイロン４ポリマーの調製２−ピロリドン
６２５０ｇに８５％ＫＯＨ３０ｇを加え、２−ピロリド
ンとＫＯＨの反応で生成する水を留去し反応系を無水状
態とするため１２５０ｇの２−ピロリドンを溜出させる
。引続き無水Ｎ２　中に２０体積％になるようにＣＯ２
　を混合したガスをＣＯ２　で０．０５モルになるよう
に加える。その後５０℃で２０時間重合した後、粉砕機
で粉砕し、水洗，乾燥した。次いで、溶融押出機にてペ
レット状にして紡糸に供した。得られたペレットは固有
粘度１．５（０．５％ヘキサフルオロイソプロパノール
溶液）であった。

【００１９】吸湿率 ナイロン４とナイロン４以外の熱可塑性ポリマーを接合
して得た延伸糸１０ｇを採取し、減圧乾燥機中で恒量（
Ａｇ）となるまで乾燥する。恒量となった糸を２５℃×
４５％ＲＨ及び２５℃×８５％ＲＨの恒温恒湿槽中に恒
量（Ｂｇ）となるまで静置し、その増量分を吸湿率とし
た。 吸湿率（％）＝（Ｂ−Ａ）／Ａ×１００

【００２０】透
湿率 表面温度を３６℃に温調した１０ｃｍ×１０ｃｍの熱板
の上に重量％で１００％の水を含浸したロ紙（東洋ロ紙
（株）製Ｎｏ．５）を置き、その上に測定布（経糸７０
ｄ／１８ｆ延伸糸，打込本数１０５本／インチ、緯糸７
０ｄ／１８ｆ延伸糸，打込本数１０５本／インチの平織
布）を覆せ１５分後のロ紙の重量（Ｃｇ）を測定し、測
定開始直後のロ紙重量（Ｄｇ）からの減少量を透湿量と
して下式にて透湿率を算出した。 透湿率（％）＝（Ｄ−Ｃ）／Ｄ×１００

【００２１】紡
糸性 ナイロン４とナイロン４以外の熱可塑性エラストマーを
周知の複合紡糸装置を用いて２１０ｄ／１８ｆ又は２４
０ｄ／２４ｆの未延伸糸を６００ｍ／分の紡速，１錘当
り８分繊で紡出し、紡出１日目と連続７日紡出後の一日
，１錘当りの糸切れ数を紡糸性の尺度とした。

【００２２】鞘部形成性 糸表面の電顕写真（２０００倍）で鞘部の均一被覆性，
やぶれの状況を観察し評価した。

【００２３】実施例１ 上記調製ナイロン４を鞘に、ナイロン６（９８％硫酸中
の相対粘度２．８０）を芯成分として芯／鞘接合比の異
なった同心円状複合糸を紡糸し、鞘部形成性、紡出糸の
吸湿性、放湿量および紡出性を比較した。即ち、調製ナ
イロン４とナイロン６を別々に溶融した後芯／鞘比が０
／１００，０．５／９９．５，１／９９，５／９５，１
０／９０，３０／７０，５０／５０，７０／３０，９０
／１０，１００／０になるように同心円状に接合し単糸
１２デニール（１８フィラメント）の未延伸糸を５００
ｍ／分で捲取った。捲き取った未延伸糸は２７℃×６５
％ＲＨで２４時間エージングした後２個のローラー間（
２個のローラーのうち第１ローラーが加熱ローラー（７
０℃）になっている）で延伸速度６００ｍ／分、延伸倍
率３．１の条件で延伸し７０ｄ／１８ｆの各糸を得た。

【００２４】得られた各延伸糸の吸湿性，放湿量，紡糸
時の糸切れ率，鞘部形成性を表１に、又鞘／芯接合比と
吸湿率，透湿率の関係を図１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】図１から明らかなように、吸水率は鞘部ナ
イロン４並びに鞘部ナイロン６単独の吸湿率が定まれば
各々の接合比に応じ加成性が成り立ち、各鞘／芯・重量
比の吸湿率は、鞘部ナイロン４と芯部ナイロン６単独の
吸湿率を結んだ直線上にプロットされる。一方透湿率は
加成性が成立せず鞘部ナイロン４と芯部ナイロン６単独
の透湿率を結んだ直線上より上方にプロットされる。糸
表面上に形成される吸湿性ナイロン４の中を水分が移行
して放湿される時、糸表面を短路で放湿される方が糸中
心部を通り長路で放湿される場合より放湿性が良い事を
示している。特にナイロン４の重量比が７２％以上では
ナイロン４の重量割合が増加しても透湿率はほとんど増
加していない。実際の衣服を着ての快・不快は吸湿率の
値より如何に水分が透湿するかが重要である事から考え
ると、７２％以上の鞘部ナイロン４比は糸の高コストを
招くだけで清涼感を得る繊維の目的のためには不必要で
あり、７０％の鞘部ナイロン比で十分対応できることが
判る。

【００２７】ナイロン４はナイロン６に比べ耐熱安定性
が悪く、長時時間紡糸では紡糸流路系のポリマー滞留部
で劣化し操業性が低下する。しかし芯部にナイロン６を
用いた複合糸では耐熱性が良いナイロン６に助けられナ
イロン４の重量比率７０％までは紡糸糸切れも少なく紡
糸操業性は問題ない。鞘部の膜厚が薄いと現在の紡糸技
術（口金技術）では均一に作る事ができず、鞘／芯接合
比は１／９９が限度でありそれ以下の薄膜厚では破れが
生じた。

【００２８】実施例２ 芯成分のナイロン６をポリエチレンテレフタレート（フ
ェノール／テトラクロルエタン＝６／４ｖｏｌ比溶液中
での相対粘度１．６７）に変える以外、実施例１と同一
の条件にて、単糸１０デニール（２４フィラメント）の
未延伸糸を５００ｍ／分で捲取った。捲き取った未延伸
糸は２７℃×６５％ＲＨで２４時間エージングした後、
２個のローラー間（２個のローラーのうち第１ローラー
が８５℃の加熱ローラーになっており２個のローラー間
に表面温度１５０℃の３０ｃｍ長プレートヒーターを設
置）で延伸速度６００ｍ／分、延伸倍率３．４の条件で
延伸し７５ｄ／２４ｆの延伸糸を得た。得られた各延伸
糸の吸湿性，透湿量，紡糸時の糸切れ率，鞘部形成性を
表２に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】芯部にポリエチレンテレフタレートを使用
した場合も実施例１に示したナイロン６の場合と同様な
吸湿率と透湿率の挙動を示す。鞘／芯接合比と吸湿率の
関係はナイロン４とポリエチレンテレフタレート単独の
吸湿率を基準に各鞘／芯比の吸湿率は加成性が成立ち鞘
／芯各重量比に比例した吸湿性を示している。一方透湿
率はその傾向がなく、鞘／芯重量比が小さい場合、鞘／
芯重量比に比例するとした値より大きな透湿性を示して
いる。又鞘／芯比が７５／２５以上では透湿率がほとん
ど増加していない傾向も実施例１の芯部ナイロン６の場
合と同様である。紡糸糸切れも鞘部のナイロン４が２５
重量％より多くなると増加し、操業上好ましくない状態
が起り、一方鞘成分形成性からみると鞘部０．５重量％
以上では均一な薄膜が出来ず製造は不可能である。従っ
て芯部にポリエチレンテレフタレートを用いた場合も鞘
／芯重量比は１／９０〜７０／３０の範囲が透湿性，紡
糸操業性，鞘部形成性から好ましい。

【００３１】

【発明の効果】以上実施例で説明した如く、本発明の糸
は優れた透湿性を示し糸の最外層の少なくとも一部に配
置された吸湿性のナイロン４は薄膜状態でも良好な透湿
性を示す事から、複合構造とする事によりナイロン４の
使用比率を減じても透湿性の低下が少ないという効果を
奏する。

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】鞘部にナイロン４、芯部にナイロン６を配した
芯鞘同心円複合糸における鞘／芯重量比率と複合糸の吸
湿率並びに透湿率の関係を示したものである。

【図２】ナイロン４が繊維表面の少なくとも一部に露出
して接合している各種形状を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　二成分以上の熱可塑性ポリマーを接合
   して成る繊維において、少なくとも一成分がナイロン４
   でその少なくとも一部が繊維表面に露出した接合形状を
   有し、他の成分がナイロン４以外の熱可塑性ポリマーで
   ある繊維。
2. 【請求項２】　　ナイロン４／ナイロン４以外の熱可塑
   性ポリマーの接合比（体積比）が７０／３０〜１／９０
   である請求項１記載の繊維。
3. 【請求項３】　　糸断面積において繊維表面に露出した
   ナイロン４の周長が全周長の５０％以上を占める請求項
   １記載の繊維。
4. 【請求項４】　　ナイロン４以外の熱可塑性ポリマーが
   ナイロン６，ナイロン６６又はポリエステルである請求
   項１記載の繊維。