JP2009197361A - 伸縮性芯鞘複合糸 - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱性、難燃性に優れた伸縮性芯鞘型複合糸及びそれからなる布帛を提供する。
【解決手段】鞘糸が難燃耐熱性繊維糸、芯糸がポリエステルフィラメント糸からなる芯鞘型複合糸であって、芯糸がオルソクロロフェノール溶媒中、３０℃で測定される固有粘度の差が０．１〜０．４ｄＬ／ｇの範囲にある２種のポリエステルがサイドバイサイド型に張合わされたコンジュゲート糸の延伸糸からなる伸縮性芯鞘型複合糸。難燃性耐熱繊維糸が鞘糸として芯糸と部分的に混繊交絡しながら交互反転状に巻き付いてなることが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、伸縮性が高く且つ耐熱性、風合い、外観的にも品位の優れた布帛を創出することのできる伸縮性複合仮撚糸および伸縮性複合糸に関する。

従来、消防士が消火作業時に着用する耐熱性防護服としては、不燃性のアスベスト繊維やガラス繊維等からなる防護服が使われていたが、環境問題（健康問題）や作業容易性（動き易さ）などの観点から近年では、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリベンズイミダゾールなどの難燃性の有機繊維が使用され、さらに火炎により活性する輻射熱を防止する目的から、これらの難燃性繊維からなる布帛に金属アルミニウムなどをコーティング法あるいは蒸着法により表面加工を施したものが多く使われている。又難燃糸や布帛に空気層を有する方法（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）により軽量化することが提案されている。確かに難燃性、耐熱性等は改善されるものの、糸ひいては布帛に伸縮性がないため作業性や着用感が悪いという問題があった。

難燃性を有し、伸縮性を有する布帛については特許文献５、特許文献６に開示されているように弾性糸を用いて伸縮性を付与し難燃剤を使用して難燃性を付与する布帛や衣服が開示されているが、耐熱性が低く又難燃性も十分なものではなかった。

又耐熱性と難燃性を有し、伸縮性を有する糸や布帛については特許文献７、特許文献８に開示されているようにパラ系アラミド耐熱性捲縮糸を用いて伸縮性と難燃性、耐熱性を有する布帛や衣服が開示されているが、製織、精練、染色等布帛加工工程で捲縮糸の伸縮性が低下し布帛として十分な伸縮性が得られないという問題やコストが高くなるという問題点があった。

特開２０００−２１２８１０号公報 特開２０００−２１４３１８号公報 特開２００２−１１５１０６号公報 特開２００４−１９７２５９合公報 特開２０００−２４８４５０号公報 特開２００６−１２４８６５号公報 特開２００１−２４８０２７号公報 特開２００５−３０７４２９号公報

本発明は、上記従来技術の有する問題点を解決し、難燃性、耐熱性に優れた伸縮性芯鞘型複合糸及びそれからなる布帛に関するものである。

本発明らは上記目的を達成するために鋭意検討した結果、芯糸がポリエステルフィラメント糸、鞘糸が難燃性繊維糸からなる芯鞘型複合糸であって、芯糸がオルソクロロフェノール溶媒中、３０℃で測定される固有粘度の差が０．１〜０．４ｄＬ／ｇの範囲にある２種のポリエステルがサイドバイサイド型に張合わされたコンジュゲート糸の延伸糸であることを特徴とする伸縮性芯鞘型複合糸、が提供される。

その芯糸がイソフタル酸および／または、ビスフェノールＡ化合物を８〜１５モル％共重合した高収縮性ポリエチレンテレフタレートと、［η］ｆ（繊維固有粘度）が０．３６〜０．４７の低収縮性ポリエチレンテレフタレートとをサイドバイサイド型に複合した、伸度２５〜４５％のコンジュゲート糸の延伸糸からなり、鞘糸が全芳香族ポリアミド繊維、特にメタ系全芳香族ポリアミド繊維と座屈部を有するパラ系アラミド繊維が均一に混合されてなる紡績糸からなり、芯糸と部分的に混繊・交絡しながら交互反転状に巻き付いてなる芯鞘型複合糸（仮撚り加工糸）、更に好ましくは該鞘糸が芯糸をらせん状にかつ異なる方向に旋回してなるカバリングヤーンタイプの芯鞘型複合糸が提供される。

本発明の難燃伸縮性芯鞘型複合糸を製織、精練、染色等布帛加工工程により布帛とすることにより、芯糸のポリエステルマルチフィラメント糸が熱工程で捲縮が発現し伸縮性を有する繊維糸となり布帛にストレッチ性を付与することが出来る。従来生じていた加工工程のテンションや熱工程で伸縮性の低下させることなく伸縮性を付与できるので難燃性、耐熱性、伸縮性を有するという布帛とすることができる。又鞘糸を紡績糸とすることで高耐熱高剛性難燃糸を用いても、ソフト性と高難燃耐熱性を両立させることができ伸縮性とあいまって有用な耐火防護衣料とすることができる。

本発明に使用する難燃性繊維としては、アラミド繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、ポリイミド繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ノボロイト繊維、難燃アクリル繊維、ポリクラレート繊維、難燃ポリエステル繊維、難燃綿繊維、難燃ウール繊維、難燃レーヨン繊維からなる群から選ばれた少なくとも１種の繊維であり、これらの耐熱性繊維を一種以上組み合わせて、或いは一定量以上混在させ非耐熱性繊維を共に用いて耐熱性能が基準値を超えるようにして難燃耐熱性とすることが好ましい。

難燃耐熱性の中でも優れたＬＯＩ（限界酸素指数）値を示し、なおかつ繊維そのものが白色で染色も可能なポリメタフェニレンイソフタルアミドは防護衣料を作成するにあたり非常に有用である。更にパラ系アラミド繊維、すなわちポリパラフェニレンテレフタルアミドやあるいはこれに第三成分を共重合した繊維を混合させることもが好ましく行われる。

ここで鞘糸としてはフィラメント糸及び紡績糸を用いることができるが中でも紡績糸とすることがアラミド繊維のような高剛性繊維を用いる場合布帛のソフト性、及びコストの調整又染色加工性の点で好ましい。

またポリパラフェニレンテレフタルアミドの染色性をより向上させるために、押しこみ式捲縮などの物理的手段により座屈部（キンクバンド部）が形成されたポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）繊維を用いることが好ましい。その際ＰＰＴＡを濃硫酸に溶解し、その粘調な溶液を紡糸口金から押し出し、空気中または水中に紡出することによりフィラメント状にした後、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、最終的には１２０〜５００℃の乾燥・熱処理をして得られるが、乾燥・熱処理前のＰＰＴＡ繊維は結晶サイズ（１１０面）が５０Å未満であり、乾燥・熱処理後では５０Å以上となる一般的なＰＰＴＡ繊維であれば、より一層染色性が改善されなお良い。

また芯糸に供されるポリエステルコンジュゲート糸は、互いに固有粘度が異なる２種類の溶融紡糸されサイドバイサイド型に貼り合わされた繊維横断面を有する。２種類のポリエステルの固有粘度差は、０．１〜０．４ｄＬ／ｇ、好ましくは０．１５〜０．３０ｄＬ／ｇである。固有粘度差が０．１ｄＬ／ｇ未満の場合は、貼り合わせ成分間の熱収縮特に湿熱収縮差が不十分であり、コンジュゲート糸としての潜在捲縮性能が不十分となり、一方、固有粘度差が０．４ｄＬ／ｇを超えると安定した製糸が困難となる。

なおこれらのポリエステルは、本発明の目的を損なわない範囲で、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、難燃剤、酸化チタン、着色剤、不活性微粒子などの任意の添加剤を含有していてもよい。

本発明の難燃耐熱性芯鞘複合糸は、鞘糸の難燃耐熱性繊維糸が芯糸の回りに捲き付きながら包みこんでいることが重要である。
このような構造の芯鞘構造を構成する方法として公知の仮撚り工程を通して混繊、交絡させることができるし、より好ましくは鞘糸が芯糸を旋回する構造の複合糸とする。鞘糸が芯糸を旋回する構造の複合糸の製造方法の一例として、カバーリングヤーン法が挙げられる。即ち、上記のポリエステルコンジュゲート糸を芯糸に用い、難燃耐熱性糸を鞘糸に用いて、公知の方法によりカバーリングヤーンを製造する。シングルカバリングでもダブルカバリングでも良い。難燃耐熱性を高める効果の点からダブルカバリングヤーンが好ましい。

本発明の難燃耐熱性複合糸を用いて製編織、精練、染色、リラックス工程により布帛とする。この一連の工程において、特に湿熱加工において芯糸のポリエステルコンジュゲート糸の捲縮が発現することにより複合糸のひいては布帛の伸縮特性が得られる。

本発明の難燃耐熱性複合糸の染色方法は、特殊な設備や特殊な方法を必要とせず、既存の合成繊維の染色設備を用いることができる。また染料としては、カチオン染料、分散染料、また更にはカチオン／分散混合染料の何れも用いることが出来るが、緻密な構造に浸透しやすく、また染着性は一般的にイオン結合であり染色後の堅牢性や色相安定性がよいカチオン染料が望ましい。

そのカチオン染料とは水に可溶性で、塩基性を示す基を有する水溶性染料をいい、アクリル繊維、天然繊維或いはカチオン可染型ポリエステル繊維等の染色に多く用いられており、ジ及びトリアクリルメタン系、キノンイミン（アジン、オキサジン、チアジン）系、キサンテン系、メチン系（ポリメチン、アザメチン）、複素環アゾ系（チアゾールアゾ、トリアゾールアゾ、ベンゾチアゾールアゾ）、アントラキノン系などがある。また、最近では塩基性基を封鎖することにより水分散型にしたカチオン染料もあるが、両者とも用いることが出来る。

染色温度は、１１５℃以上１５０℃以下が好ましく１２０℃以上がより好ましい。染色温度が１１５℃以下であると、染色性が不充分になる場合がある。また染色温度は高いほど染着性高まるものの、反面、染料の分解やアラミド繊維と他の素材を複合している場合には複合素材の劣化の問題も発生し始めるので、必ずしも高温にすればするほど良いわけではなく高くても１４０℃程度が好ましい。

またキャリヤーとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコール、アセトン、アセトフェノン、ＮＭＰ、ＤＭＳＯ、ＤＭＦ、エチレングリコール、アセトニトリル、プロピレンあるいはエチレングリコールフェニルエーテル、或いは市販キャリヤ、膨潤剤から選択された少なくとも１種以上用いて染色することを特徴とするが、染色環境に見合った（処理能力、作業環境など）環境負荷低減を考慮したキャリヤーを用いることが好ましい。

上述の布帛は常法により裁断、縫製し衣服とする。撥水や撥油などの防汚性を高めるために表面に皮膜を形成させたり、耐火性、熱防護性を高めるために上記布帛を用いた表地層と内層から構成して二枚重ね等することも好ましい。

以下、実施例を挙げて、本発明の構成および効果を詳細に説明する。
尚、実施例／比較例で行った被染色物の評価方法は下記の方法に従って行った。
ストレッチ率および伸長回復率
５×２０ｃｍの試験片を自動記録装置付き引張り試験機を用いて初荷重２０ｇ、間隔１０ｃｍになるように試験片をつかみ、荷重−伸張曲線を描いた。このときの伸長距離をＬとした。次いで直ちに元の位置まで戻し、残留伸びをＲｃｍとした。
ストレッチ率＝（（Ｌ−１０）／１０）＊１００ （％）
伸長回復率 ＝（（Ｌ−Ｒ）／Ｌ）＊１００ （％）

［実施例１］
イソフタル酸を１０モル％以上共重合した固有粘度０．６４のポリエチレンテレフタレートと、固有粘度０．４２のポリエチレンテレフタレートを重量比５０／５０をサイドバイサイドに貼り合わせたコンジュゲート糸を延伸熱処理して得た、５０デニール／１２フィラメント、伸度３５％、沸水収縮率１４％の延伸糸を用意した。

得られた延伸糸を芯糸として、鞘糸にポリメタフェニレンイソフタルアミド（商標名：コーネックス、帝人テクノプロダクツ(株)製）からなる短繊維とポリパラフェニレンテレフタルアミド（商標名：テイジントワロン、帝人アラミド株製）からなる短繊維を９０：１０の割合で略均一に混合した耐熱性繊維を用いてなる紡績糸（綿番手４０番）２本を用いて、ダブルカバリング法による下撚（Ｚ）および上撚（Ｓ）して芯鞘複合糸を得た。

得られた複合糸を、常法により製織して織物とし、精練−リラックス−セット（１９０℃で１分間処理）−染色−セットの仕上げ加工を施した。ここで、リラックス温度を普通より高めの１２０℃とし、強めの揉み効果を付与することによりコンジュゲート糸の捲縮がよく発現し、特にストレッチ性が発現した。経ストレッチ率２０％、緯ストレッチ率２３％と良好なストレッチ性を有し、またストレッチ回復率も経、緯ともに９０％以上と良好であった。
また染色はキャリヤを供した染色液で下記の通り染色し、均一良染色製織物を得ることができた。
またこの得られた染色物製織物の耐熱性（ＬＯＩ）は２８であった。

下記染浴で常温から２℃／分の速度で昇温し、１３５℃で６０分間染色処理した。
・カチオン染料（Ｋａｙａｃｒｙｌ Ｂｌｕｅ ＧＳＬ−ＥＤ）６ ％ｏｗｆ
・硝酸Ｎａ ２５ ｇ／ｌ
・酢酸 ０．５ ｃｃ／ｌ
・ベンジルアルコール（キャリヤ） ７０ ｇ／ｌ
浴比１：３０
結果を表１に示す。

［実施例２〜３、比較例１〜２］
コンジュゲートを構成するポリマー特性、あるいはカバーリング法を表１のように変更した以外は、実施例１と同様にした。また何れの染色製織物の難燃性（ＬＯＩ）も２８であった。
結果を表１に示す。

消防士が消火作業時に着用する耐熱性防護服として難燃性、耐熱性を維持し作業性、着用性が大幅に改善されるので有用である。

Claims (9)

1. 芯糸がポリエステルフィラメント糸、鞘糸が難燃性繊維糸からなる芯鞘型複合糸であって、芯糸がオルソクロロフェノール溶媒中、３０℃で測定される固有粘度の差が０．１〜０．４ｄＬ／ｇの範囲にある２種のポリエステルがサイドバイサイド型に張合わされたコンジュゲート糸の延伸糸であることを特徴とする伸縮性芯鞘型複合糸。
2. 難燃性繊維糸がらせん状にかつ芯糸と異なる方向に旋回してなる請求項１記載の伸縮性芯鞘型複合糸。
3. 難燃性繊維糸が鞘糸として芯糸と部分的に混繊・交絡しながら交互反転状に巻き付いてなる請求項１記載の伸縮性芯鞘型複合糸。
4. 難燃性繊維糸が紡績糸である請求項１〜３いずれかに記載の伸縮性芯鞘型複合糸。
5. 芯糸がイソフタル酸および／または、ビスフェノールＡ化合物を８〜１５モル％共重合した高収縮性ポリエチレンテレフタレートと、［η］ｆ（繊維固有粘度）が０．３６〜０．４７の低収縮性ポリエチレンテレフタレートとをサイドバイサイド型に複合した、伸度２５〜４５％のコンジュゲート糸の延伸糸である請求項１〜４いずれかに記載の伸縮性芯鞘型複合糸。
6. 難燃繊維が、アラミド繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、ポリイミド繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ノボロイト繊維、難燃アクリル繊維、ポリクラレート繊維、難燃ポリエステル繊維、難燃綿繊維、難燃ウール繊維、難燃レーヨン繊維からなる群から選ばれた少なくとも１種の繊維である請求項１〜５いずれかに記載の伸縮性芯鞘型複合糸。
7. 難燃繊維糸が、ａ）熱分解温度が４００℃以上であり、ｂ）ＪＩＳ Ｌ１０９１ Ｅ法でＬＯＩ値が２５以上であるメタ型アラミド繊維である請求項１〜５いずれかに記載の伸縮性芯鞘型複合糸。
8. 芯糸の単繊維デニールが３．０〜８．０デニールである請求項１〜７いずれかに記載の伸縮性芯鞘型複合糸。
9. 請求項１〜８に記載された伸縮性芯鞘型複合糸を含む布帛及び繊維製品。