JPH1121720A - ポリエステル系保温性自己伸長糸とその混繊糸及び布帛 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱処理によって伸長し、周期律第ＩＶ族に属
する遷移金属の炭化物微粉末を含有するポリエステル系
保温性自己伸長糸と、この糸条を含む混繊糸及び前記混
繊糸を用いた、膨らみ感、毛羽感があって、ウール様の
ソフトな風合と保温性を有する布帛を提供する。 【解決手段】 周期律第ＩＶ族に属する遷移金属の炭化
物微粉末を含有するポリエステル系繊維であって、前記
繊維は熱処理によって伸長する自己伸長性を有すること
を特徴とするポリエステル系保温性自己伸長糸。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、周期律第ＩＶ族に
属する遷移金属の炭化物微粉末を含有するポリエステル
系保温性自己伸長糸と、この糸条を含む混繊糸及び布帛
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】織編物に保温性を付与する手法の１つと
して、表地と裏地との間に中綿を挿入した３層構造と
し、中綿の空気層（デッドエアー）を利用した方法が広
く用いられている。しかし、このような３層構造の衣料
は、重くて嵩張り、着用すると自由な動きが阻害される
という欠点があった。。

【０００３】このため、炭化ジルコニウムに代表される
遷移金属の炭化物等を均一に含有させた繊維により、太
陽光エネルギーを吸収し、吸収したエネルギーを熱エネ
ルギーに変換する太陽光選択吸収性保温繊維（特公平３
−9202号公報）が提案されている。この繊維を製編織し
た後、通常の染色加工を施して得られる布帛は、保温性
は有しているものの、この繊維が熱収縮性であるため、
ウール様のソフトで膨らみのある風合は得られないもの
であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
解決し、熱処理によって伸長し、周期律第ＩＶ族に属す
る遷移金属の炭化物微粉末を含有するポリエステル系保
温性自己伸長糸と、この糸条を含む混繊糸及び前記混繊
糸を用いた、膨らみ感、毛羽感があって、ウール様のソ
フトな風合と保温性を有する布帛を提供することを技術
的な課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意研究した結果、本発明に到達し
た。すなわち、本発明は、次の構成を有するものであ
る。 (1) 周期律第ＩＶ族に属する遷移金属の炭化物微粉末を
含有するポリエステル系繊維であって、前記繊維は熱処
理によって伸長する自己伸長性を有することを特徴とす
るポリエステル系保温性自己伸長糸。 (2) 前記(1) 記載のポリエステル系保温性自己伸長糸20
〜80重量％と熱収縮性糸条80〜20重量％とからなる混繊
糸。 (3) 前記(2) 記載の混繊糸を含む布帛であり、布帛中の
前記混繊糸の割合が30重量％以上で、かつ、布帛中の前
記(1) 記載のポリエステル系保温性自己伸長糸の割合が
20〜80重量％である布帛。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【０００７】本発明のポリエステル系保温性自己伸長糸
（以下、自己伸長糸と略記する。）は、周期律第ＩＶ族
に属する遷移金属の炭化物微粉末を含有しており、か
つ、熱処理によって伸長する自己伸長性を有する糸条で
ある。自己伸長糸とは、沸騰水中での熱水収縮率が10％
以下で、 180℃の乾熱中での乾熱収縮率が０％以下であ
るポリエステルマルチフィラメント糸条をいう。したが
って、このような自己伸長性を有するポリエステルマル
チフィラメント糸条であれば特に制限されることなく本
発明に適用することができる。

【０００８】本発明の自己伸長糸は、熱水処理糸を 180
℃の温度で乾熱処理したとき、さらに自己伸長する糸条
が好ましい。これにより、本発明の混繊糸を用いた織編
物を熱処埋すれば、熱収縮性を有するマルチフィラメン
ト糸条と自己伸長糸との糸長差が一層大きくなり、嵩高
性やソフト感に優れたものとなる。自己伸長糸の熱水収
縮率や乾熱収縮率は特に限定されるものではないが、自
己伸長性が高すぎると織編物にふかつき感が生じるの
で、通常は熱水収縮率は０％〜−５％、乾熱収縮率は−
２％〜−10％の範囲が好ましい。

【０００９】また、自己伸長糸に含有させる周期律第Ｉ
Ｖ族に属する遷移金属の炭化物微粉末としては、炭化ジ
ルコニウム、炭化ハフニウム、炭化チタニウム等が挙げ
られ、本発明の自己伸長糸は、これらの微粉末のうち、
少なくとも一種以上を含有するものである。

【００１０】本発明で使用する炭化物微粉末は、太陽光
の主成分である波長0.３〜２μｍの光エネルギーを吸収
し、その光エネルギーを波長２〜20μｍの熱エネルギー
に転換、放射する能力と、人体から放射される波長約10
μｍの熱エネルギーを反射する能力を有している。この
ような能力を有する微粉末を含有させた繊維は、太陽光
を吸収して衣服内に放射するとともに、人体から放射さ
れる熱を反射して外部へ逃さないで、良好な保温性を有
するものである。

【００１１】また、本発明で使用する炭化物微粉末の平
均粒径は５μｍ以下であることが好ましく、さらに好ま
しくは１μｍ以下がよい。平均粒径が５μｍを超える
と、紡糸工程で濾材の目塞がりや糸切れ等による可紡性
の低下等の問題が生じ、たとえ紡糸を行うことができて
も、延伸工程で糸切れ等の問題が発生するので、好まし
くない。

【００１２】ここで、自己伸長糸に含有させる遷移金属
の炭化微粉末の含有量は、繊維重量に対して 0.2〜20重
量％の範囲にあることが好ましく、１〜10％の範囲にあ
ると一層好ましい。遷移金属の炭化微粉末の含有量が20
重量％を超えると、保温性の効果が飽和に達するばかり
か、繊維の生産性が悪くなり、しかも糸質的に十分な強
伸度が得られなくなるので好ましくない。また、遷移金
属の炭化物微粉末の含有量が 0.2重量％より少ない場合
には、目的とする保温性が得られ難くなるので好ましく
ない。

【００１３】遷移金属の炭化微粉末を繊維に含有させる
方法としては、原料ポリマーに直接混合して紡糸する方
法、予め原料ポリマーの一部を用いて高濃度に含有させ
たマスターチップを製造し、これを紡糸時に所定の濃度
に希釈調整してから紡糸する方法がある。

【００１４】また、自己伸長糸の断面形状は、特に限定
されるものではないが、優れた軽量性と保温性を付与す
るには、中空断面が好ましい。

【００１５】自己伸長糸の製法は特に限定されるもので
はなく、例えば、高速紡糸によって得られる遷移金属の
炭化微粉末を含有するポリエステル高配向未延伸糸を延
伸した後、高オーバーフィード率で弛緩熱処理するか、
又は延伸することなく高オーバーフィード率で弛緩熱処
理することにより製造することができる。

【００１６】次に、第２発明の混繊糸と、第３発明の布
帛について説明する。前述した自己伸長糸は、用途によ
っては単独で使用することも可能であるが、自己伸長糸
が20〜80重量％、熱収縮性糸条が80〜20重量％となるよ
うに混繊した混繊糸として用いるのが好ましい。

【００１７】この熱収縮性糸条としては、ナイロンやポ
リエステル繊維等の熱可塑性繊維を使用することができ
るが、布帛に染色斑を生じさせないためには自己伸長糸
と同じ素材であるポリエステル繊維が好ましい。また、
染色や仕上げ加工で熱処理を受けても、混繊糸を強固に
集束させないためには、熱収縮性糸条の乾熱収縮率は５
％未満、特に１〜４％が好ましい。また、混繊糸を構成
する熱収縮性糸条と自己伸長糸との乾熱収縮率差は６〜
10％が好ましい。

【００１８】本発明の混繊糸を用いて布帛とし、染色仕
上げ等で熱処理すると、図１に示すように、自己伸長糸
Ｂは自己伸長性と不規則な捲縮を発現しながら布帛の表
面に浮き上がり、熱収縮性糸条Ａは収縮して、主として
内層に位置するようになる。その結果、自己伸長糸と熱
収縮糸条の間に空気層が形成されることにより、布帛に
膨らみとソフトな風合を付与することができる。しか
も、この空気層が自己伸長糸中に存在する周期律第ＩＶ
族に属する遷移金属の炭化物微粉末の保温効果により暖
められ、優れた保温効果を得ることができる。さらに、
太陽光線量が弱くなったり、夜間の場合にも、周期律第
ＩＶ族に属する遷移金属の炭化物微粉末が人体から放射
される熱エネルギーを反射することにより空気層が暖め
られ、保温と断熱効果を得ることができる。

【００１９】本発明の混繊糸を用いて布帛とし、染色仕
上げ等で熱処理すると、混繊糸のフィラメント群の配置
は、図１に示すように、自己伸長糸Ｂが鞘側、熱収縮性
糸条Ａが芯側に位置したものが大部分である。これは、
自己伸長糸Ｂと熱収縮性糸条Ａが混繊された段階で、そ
れぞれの繊維が均一に混繊されていたり、十分に混繊さ
れず２つに分かれて局在した場合でも、自己伸長糸の自
己伸長性と熱収縮性糸条の熱収縮により、自己伸長糸が
鞘側、熱収縮性糸条が芯側に移動することを意味してい
る。

【００２０】しかしながら、熱処理後における混繊糸の
フィラメント群の配置として、図１以外に図２や図３で
示すようなものが存在してもよい。すなわち、図２の例
は、混繊糸の段階で、同種のフィラメント間の距離が異
種のフィラメント間の距離よりも常に離れているため
に、熱処理しても、自己伸長糸Ｂが芯側の熱収縮性糸条
Ａと混ざっているものである。また、図３の例は、混繊
糸の段階で、それぞれの糸条が完全に分かれて集束して
いるため、熱処理しても、自己伸長糸Ｂのフィラメント
群と熱収縮性糸条Ａのフィラメント群に分離しているも
のである。

【００２１】前述したように、本発明の混繊糸を用いて
布帛とし、染色仕上げ等で熱処理すると、図１に示すよ
うに、自己伸長糸Ｂの大部分は自己伸長性と不規則な捲
縮を発現しながら布帛の表面に浮き上がるが、自己伸長
糸Ｂの自己伸長性と不規則な捲縮は、次のようにして発
現するものと考えられる。すなわち、本発明の自己伸長
糸は、供給糸として、周期律第ＩＶ族に属する遷移金属
の炭化物微粉末を含有するポリエステル系低配向未延伸
糸を延伸する方法、高配向未延伸糸を延伸した糸条又は
未処理の高配向未延伸糸を用い、この供給糸を弛緩熱処
理する方法等で得られるが、供給糸の結晶配向が弛緩熱
処理で不均一となり、その結果、自己伸長糸を構成する
フィラメント間の結晶配向も不均一となっている。さら
に、染色仕上げ工程の熱処理で、自己伸長糸の結晶配向
が繊維軸方向に不均一に進行するので、自己伸長性と不
規則な捲縮が発現するものと認められる。

【００２２】このため、自己伸長糸と熱収縮性糸条とを
混繊した糸条を用いて得られた布帛において、主として
自己伸長糸が風合に、熱収縮性糸条が形態安定性に寄与
する。ここで、混繊糸中の自己伸長糸の割合が20重量％
未満になると、自己伸長糸による風合への寄与と保温性
が低下し、80重量％を超えると、熱収縮性糸条の割合が
少なくなり、布帛の形態安定性が低下する。

【００２３】また、本発明の混繊糸と他の糸条を用いて
布帛を構成する場合は、上記と同様の理由により、布帛
中の混繊糸の割合が30重量％以上で、かつ布帛中の自己
伸長糸の割合が20〜80重量％となるようにするのが好ま
しい。自己伸長糸と熱収縮性糸条との混繊方法として
は、両者を単に引き揃えるだけでもよいが、インターレ
ースノズルやタスランノズル等を用いて混繊交絡する方
法、合撚機等により交撚して混繊する方法等が好まし
い。

【００２４】このようにして得られる混繊糸を用いて製
編織し、次いで染色仕上げ等で熱処理すると、自己伸長
糸は自己伸長性と不規則な捲縮を発現してフィラメント
間の空隙を増加しながら布帛の表面に浮き上がり、これ
によって布帛は嵩高感、膨らみ感、及びソフトな風合と
保温性を有するものとなる。

【００２５】次に、本発明のポリエステル系保温性自己
伸長糸と熱収縮性糸条からなる混繊糸の製法例を図面を
用いて説明する。

【００２６】図４は、本発明の混繊糸の一製法例を示す
概略工程図である。図４において、常法で得られたポリ
エステル高配向延伸糸１は、スプール２から引き出さ
れ、ガイド３を通り、フィードローラ４、デリベリロー
ラ６の間でヒータ５により熱延伸が施され、熱収縮性糸
条Ａとなる。この熱延伸条件は、染色や仕上げ加工で熱
処理を受けても、混繊糸を強固に集束させないために、
熱収縮性糸条Ａの熱収縮率が５％未満となるように、温
度や延伸倍率を適宜選定するのが好ましい。

【００２７】一方、周期律第ＩＶ族に属する遷移金属の
炭化物微粉末を含有し、弛緩熱処理を施せば、熱伸長性
を示すように紡糸時の速度、温度、冷却固化点を調整し
て得られたポリエステル高配向未延伸糸11は，スプール
12から引き出され、ガイド13を通り、フィードローラ14
とデリベリローラ16の間でヒータ15により弛緩熱処理が
施され、自己伸長糸Ｂとなる。

【００２８】デリべリローラ６、16を出た熱収縮性糸条
Ａと自己伸長糸Ｂは、デリベリローラ８との間で空気交
絡器７により混繊交絡されて本発明の混繊糸となり、捲
取装置９によりパッケージ10に捲き取られる。

【００２９】次に、図５は、本発明の混繊糸の他の製法
例を示す概略工程図である。図５において、ポリエステ
ル高配向未延伸糸21は、スプール22から引き出され、カ
イド23を通り、フィードローラ24、デリベリローラ26の
間でヒータ25により熱延伸が施され、熱収縮性糸条Ａと
なる。この熱延伸条件は、染色や仕上げ加工で熱処理を
受けても、混繊糸を強固に集束させないために、熱収縮
性糸条Ａの熱収縮率が５％未満となるように、温度や延
伸倍率を適宜選定しなければならない。

【００３０】一方、周期律第ＩＶ族に属する遷移金属の
炭化物微粉末を含有するポリエステル高配向未延伸糸31
は、スプール32から引き出され、ガイド33を通り、第１
フィードローラ34と第２フィードローラ36との間で冷延
伸あるいはヒータ35を用いた熱延伸が施され、糸条に延
伸歪が与えられる。次いで、第２フィードローラ36とデ
リベリローラ38間のヒータ37により、高度の弛緩率下で
高速度の不均一な収縮熱処理が施され、自己伸長糸Ｂと
なる。

【００３１】デリべリローラ26、38を出た熱収縮性糸条
Ａと自己伸長糸Ｂは、デリベリローラ28の間で空気交絡
器27により混繊交絡され、捲取装置29によりパツケージ
30に捲き取られる。

【００３２】上記で使用する空気交絡器としては、公知
のインターレーサーノズルやタスランノズル等と呼ばれ
るエアージェットノズルを使用することができる。

【００３３】

【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、実施例における糸条の保温性の評価は、次の
方法で行った。温度20℃、湿度65％の高温高湿の室内に
おいて、エネルギー源として写真用 100Ｗ白熱電源を用
い、試料にライトを10分間照射した後、ライトの電源を
切り、５分間放置した。この際、ライト照射前、ライト
照射10分後、消灯５分後の試料の表面温度をサーモビュ
アＪＴＧ−４２００（日本電子株式会社製、赤外線セン
サー）にて測定した。

【００３４】実施例１ 熱収縮性糸条Ａ用の供給糸（糸条１）として、常法によ
り得られたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）高配
向未延伸糸70d/24f を用いた。また、フェノールとテト
ラクロロエタンの等重量混合溶液中で濃度0.5g／dl、温
度25℃にて測定した相対粘度1.38のＰＥＴ95重量部と、
平均粒径0.６μｍの炭化ジルコニウム（遷移金属の炭化
微粉末）５重量部とを均一に溶融混合したものを3100ｍ
／分の速度で紡糸して得た75d/24f の高配向未延伸糸を
自己伸長糸Ｂ用の供給糸（糸条11）として用いた。

【００３５】上記した糸条１と糸条11とを供給糸とし、
図４の工程に従い、本発明の自己伸長糸Ｂと混繊糸とを
製造した。その際、糸条ｌに、非接触ヒータ温度 285
℃、延伸倍率 1.4倍、デリべリローラ速度 600ｍ／分で
熱延伸を施し、沸水収縮率 2.5％、乾熱収縮率 4.5％の
熱収縮性糸条Ａを得た。一方、糸条11に、非接触ヒータ
温度 425℃、弛緩率20.0％、デリベリローラ速度 600ｍ
／分で収縮熱処理を施し、沸水収縮率−2.５％、180℃
における乾熱収縮率−4.５％の熱伸長性を有する自己伸
長糸Ｂを得た。なお、弛緩率（％）は、供給速度と引き
取り速度との差を引き取り速度で除した値を 100倍して
算出した。

【００３６】次いで、上記で得られた糸条Ａと糸条Ｂ
に、市販のインターレーサー（ヘバーライン社製）を用
いて弛緩率2.０％、圧力3.0kg/cm² で交絡処理を施し、
150d／48fの混繊糸を得た。得られた混繊糸を撚数
（Ｚ） 500Ｔ／Ｍで追撚した糸条を経糸と緯糸に用い、
経糸密度 104本／2.54cm、緯糸密度62本／2.54cmの平織
物を製織し、分散染料による常法の染色仕上げ加工を行
った。得られた織物は、膨らみ感、毛羽感があって、ウ
ール様のソフトで反発性に優れた風合を有していた。ま
た、この織物及び後述する実施例２及び比較例１〜２の
混繊糸からなる織物の保温性の測定結果を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１から明らかなように、実施例１の織物
は、保温性が優れたものであった。

【００３９】実施例２ 熱収縮性糸条Ａ用の供給糸（21）として、酸成分として
５−ナトリウムスルホイソフタル酸を 1.5モル％共重合
したカチオン可染性ＰＥＴ高配向未延伸糸80d/24f を用
いた。また、フェノールとテトラクロロエタンの等重量
混合溶液中で濃度0.5g／dl、温度25℃にて測定した相対
粘度1.38のＰＥＴ90重量部と、平均粒径0.6 μｍの炭化
ジルコニウム（遷移金属の炭化微粉末）10重量部とを均
一に溶融混合したものを3100ｍ／分の速度で紡糸して得
た75d/24f の高配向未延伸糸を自己伸長糸Ｂ用の供給糸
（糸条31）として用いた。

【００４０】上記した糸条21と糸条31とを供給糸とし、
図５の工程に従い、本発明の自己伸長糸Ｂと混繊糸とを
製造した。その際、糸条21に、非接触ヒータ温度 300
℃、延伸倍率 1.3倍、デリべリローラ速度 600ｍ／分で
熱延伸を施し、沸水収縮率 1.5％、乾熱収縮率 2.5％の
熱収縮性糸条Ａを得た。一方、糸条31に、ヒータ長 300
mmの非接触ヒータを用い、ヒータ温度 200℃、延伸倍率
1.1倍で受熱が不均一となるように熱処理を施し、次い
で、非接触ヒータ温度 450℃、弛緩率30％、引取速度 6
00ｍ／分で熱処理を施し、沸水収縮率−4.5 ％、 180℃
における乾熱収縮率が−6.5 ％の熱伸長性を有する自己
伸長糸Ｂを得た。

【００４１】次いで、上記で得られた糸条Ａと糸条Ｂと
を、インターレーサー（デュポン社製）を用いて弛緩率
2.1％、圧力3.0kg/cm² で交絡処理を施し、155d/48fの
混繊糸を得た。得られた混繊糸に撚数（Ｚ）1000Ｔ／Ｍ
で撚糸したものを経糸と緯糸に用い、経糸密度 106本／
2.54cm、緯糸密度62本／2.54cmの平織物に製織し、次い
で減量率13％でアルカリ減量を施した後、分散染料によ
る常法の染色仕上げ加工を行った。得られた織物は、毛
羽感、ぬめり感があって、嵩高で膨らみを有しており、
しかも柔らかく、さらに、外観は太さ斑による自然な斑
感のあるウール様の風合と優れた保温性を有するもので
あった。

【００４２】比較例１ 自己伸長糸Ｂの熱水収縮率を 4.5％、乾熱収縮率を 8.0
％に変更した以外は実施例１と同様にして混繊糸を得た
後、撚糸したものを経糸と緯糸に用い、平織物に製織
し、分散染料による常法の染色仕上げ加工を行った。得
られた織物は、ある程度の保温性は有していたが、ペー
パーライクとなり、膨らみ感、ソフト感、軽量感が不足
していた。

【００４３】比較例２ 自己伸長糸Ｂが炭化ジルコニウム（遷移金属の炭化微粉
末）を含有せず、熱水収縮率を−4.0 ％、乾熱収縮率を
−6.0 ％に変更した以外は実施例１と同様にして混繊糸
を得た後、撚糸したものを経糸と緯糸に用い、平織物に
製織し、分散染料による常法の染色仕上げ加工を行っ
た。得られた織物は、膨らみ感、毛羽感、軽量感があっ
て、ウール様のソフトな風合を有していたが、保温性が
不足していた。

【００４４】

【発明の効果】本発明の保温性自己伸長糸は、熱処理に
よって伸長するとともに、含有している遷移金属の炭化
微粉末が光エネルギーを吸収し、その光エネルギーを熱
エネルギーに転換、放射する能力と、人体から放射され
る熱エネルギーを反射する能力を有しているので、この
自己伸長糸と熱収縮性糸条の混繊糸を用いて製編織すれ
ば、従来の自己伸長性を有しない保温性糸条を用いた場
合の優れた保温性に加えて、保温性糸条が自己伸長性と
不規則な捲縮を発現するため、膨らみ感や毛羽感があっ
て、ウール様のソフトな風合を有する布帛を得ることが
できる。また、本発明の布帛は、保温性自己伸長糸と熱
収縮性糸条との間に形成される空気層が遷移金属の炭化
物微粉末の保温効果により暖められ、優れた保温効果を
得ることができ、さらに、太陽光線量が弱くなったり、
夜間の場合にも、遷移金属の炭化物微粉末が人体から放
射される熱エネルギーを反射するので、空気層が暖めら
れ、保温と断熱効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の保温性自己伸長糸と熱収縮性糸条から
なる混繊糸を熱処理した後の状態の主な状態を示す断面
模式図である。

【図２】本発明の保温性自己伸長糸と熱収縮性糸条から
なる混繊糸を熱処理した後の他の状態を示す断面模式図
である。

【図３】本発明の保温性自己伸長糸と熱収縮性糸条から
なる混繊糸を熱処理した後のさらに他の状態を示す断面
模式図である。

【図４】本発明の保温性自己伸長糸と熱収縮性糸条から
なる混繊糸の一製法例を示す概略工程図である。

【図５】本発明の保温性自己伸長糸と熱収縮性糸条から
なる混繊糸の他の製法例を示す概略工程図である。

【符号の説明】

Ａ 熱収縮性糸条 Ｂ 保温性自己伸長糸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周期律第ＩＶ族に属する遷移金属の炭化
   物微粉末を含有するポリエステル系繊維であって、前記
   繊維は熱処理によって伸長する自己伸長性を有すること
   を特徴とするポリエステル系保温性自己伸長糸。
2. 【請求項２】 請求項１記載のポリエステル系保温性自
   己伸長糸２０〜８０重量％と熱収縮性糸条８０〜２０重
   量％とからなる混繊糸。
3. 【請求項３】 請求項２記載の混繊糸を含む布帛であ
   り、布帛中の前記混繊糸の割合が３０重量％以上で、か
   つ、布帛中の請求項１記載のポリエステル系保温性自己
   伸長糸の割合が２０〜８０重量％である布帛。