特開 2022-89549 複合糸及び生地

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022089549

(43)【公開日】2022-06-16

(54)【発明の名称】複合糸及び生地

(51)【国際特許分類】

   D02G 3/04 20060101AFI20220609BHJP

   D03D 15/40 20210101ALI20220609BHJP

   A41D 19/00 20060101ALI20220609BHJP

   A41D 31/00 20190101ALI20220609BHJP

   A42B 1/019 20210101ALI20220609BHJP

【ＦＩ】

D02G3/04

D03D15/00 C

A41D19/00 A

A41D31/00 503B

A41D31/00 503G

A42B1/00 J

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020202016

(22)【出願日】2020-12-04

(71)【出願人】

【識別番号】503247791

【氏名又は名称】アクトインテリア株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】519381458

【氏名又は名称】青島拜倫湾科技有限公司

(71)【出願人】

【識別番号】519381469

【氏名又は名称】青島紗支紡織科技有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】特許業務法人創成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荒川 康之

(72)【発明者】

【氏名】孫 石林

(72)【発明者】

【氏名】王 曉東

【テーマコード（参考）】

3B033

4L036

4L048

【Ｆターム（参考）】

3B033AB03

3B033AB07

3B033AC10

4L036MA04

4L036MA08

4L036MA09

4L036MA10

4L036MA35

4L036MA39

4L036PA31

4L036PA33

4L036UA25

4L048AA06

4L048AA16

4L048AA46

4L048AA48

4L048AB05

4L048AC09

4L048DA01

4L048DA13

4L048DA15

(57)【要約】

【課題】湿度が高い状況下において十分な強度を有し、かつ高い紡績性能を有する複合糸を提供する。
【解決手段】 複合糸は、ポリアクリロニトリルのニトリル基に塩型カルボキシル基及びアミド基のうち、少なくとも一方が導入された分子構造を有するアクリル改質繊維と、セルロース繊維又は、獣毛繊維を含む天然繊維と、蓄熱材を含有するポリエステル繊維と、を含む。
【選択図】 なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリアクリロニトリルのニトリル基に塩型カルボキシル基及びアミド基のうち、少なくとも一方が導入された分子構造を有するアクリル改質繊維と、
セルロース繊維又は、獣毛繊維を含む天然繊維と、
蓄熱材を含有するポリエステル繊維と、を含むことを特徴とする複合糸。

【請求項2】

前記蓄熱材は、備長炭、竹の炭、セラミックパウダー、炭化ジルコニアである請求項１に記載の複合糸。

【請求項3】

前記アクリル改質繊維を３～３０質量％、前記天然繊維を２０～８２質量％、前記ポリエステル繊維を１５～５０質量％含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の複合糸。

【請求項4】

請求項１乃至３にいずれかに記載の複合糸を含む生地。

【請求項5】

手袋、帽子、膝掛け等の衣類、ラグ等の敷物、掛布団、敷布団等の寝具、こたつ掛等から選ばれた１種に用いられる請求項５記載の生地。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸湿により発熱することが可能な複合糸及び生地に関する。

【背景技術】

【0002】

吸湿により発熱することが可能な吸湿発熱繊維としてレーヨン等が用いられている。レーヨンは、湿度が高い環境下において十分な強度を発揮することができない。このため、高湿度環境下においては、レーヨンを用いた織物や生地等の強度が低下する問題がある。

【0003】

そこで、レーヨンの代わりに改質したアクリル繊維を用いることにより、吸湿発熱繊維の高湿度環境下における強度を改善することが行われている。このようなアクリル改質繊維としては、例えば、架橋アクリル系繊維であって、ニトリル基の１部には塩型カルボキシル基が、残部にはアミド基が導入されている高吸放湿性繊維が特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０５－１３２８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載のアクリル改質繊維は、化学的方法により処理が施されるよって製造される。この処理によって、アクリル繊維の平滑な表面が破壊され、繊維の強度が低下する。このため、当該アクリル改質繊維を用いて繊維製品を製造する場合、紡績性能に影響を与える恐れがある。

【0006】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、吸湿により発熱することが可能であって、湿度が高い状況下においても十分な強度を有する複合糸を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の複合糸は、ポリアクリロニトリルのニトリル基に塩型カルボキシル基及びアミド基のうち、少なくとも一方が導入された分子構造を有するアクリル改質繊維と、セルロース繊維又は、獣毛繊維を含む天然繊維と、蓄熱材を含有するポリエステル繊維と、を含むことを特徴とする。

【0008】

本発明の複合糸によれば、アクリル改質繊維を含むことにより、湿度が高い状況下において十分な強度を有し、また、天然繊維を含むことにより、かつ高い紡績性能を有する。また、蓄熱材を含有するポリエステル繊維を含むことにより、蓄熱性を発揮することが可能となる。

【0009】

本発明の複合糸において、前記蓄熱材は、備長炭、竹の炭、セラミックパウダー、炭化ジルコニア、グラフェン、カーボンブラックであることが好ましい。

【0010】

本発明の複合糸において、前記アクリル改質繊維を３～３０質量％、前記天然繊維を２０～８２質量％、前記ポリエステル繊維を１５～５０質量％含むことが好ましい。

【0011】

本発明の生地は、上記の複合糸を含むことを特徴とする。

【0012】

本発明の生地は、手袋、帽子、膝掛け等の衣類、ラグ等の敷物、掛布団、敷布団等の寝具、こたつ掛等から選ばれた１種に用いられるものであること好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明の複合糸によれば、アクリル改質繊維を含むことにより、湿度が高い状況下において十分な強度を有し、また、天然繊維を含むことにより、かつ高い紡績性能を有する。また、蓄熱材を含有するポリエステル繊維を含むことにより、蓄熱性を発揮することが可能となる。したがって、本発明の複合糸を含有する生地の耐久性、紡績性及び発熱性能を高めることができる。

【発明を実施するための形態】

【0014】

［実施形態］
複合糸は、ポリアクリロニトリルのニトリル基に塩型カルボキシル基及びアミド基のうち、少なくとも一方が導入された分子構造を有するアクリル改質繊維と、セルロース繊維又は、獣毛繊維を含む天然繊維と、蓄熱材を含有するポリエステル繊維と、を含む。

【0015】

アクリル改質繊維は、下記の化学式１に示されるＰＡＮ（polyacrylonitrile）を、例えば、ＮａＯＨ等の適当な塩基で処理することによって得られる。アクリル改質繊維は、例えば、下記の化学式２に示される構造を有する。

【0016】

【化1】

【0017】

【化2】

【0018】

化学式２に示されるように、アクリル改質繊維は、ポリアクリロニトリルのニトリル基に塩型カルボキシル基及びアミド基のうち、少なくとも一方が導入された分子構造を有する。

【0019】

塩型カルボキシル基及びアミド基は、ＰＡＮのニトリル基の塩基との反応によって導入される。具体的には、まずニトリル基が塩基と反応すると、アミド基が導入される。このアミド基に対してさらに塩基が反応すると、塩型カルボキシル基が導入される。それぞれの反応は、可逆的に進行する。また、アミドイオンは非常に劣った脱離基である。したがって、アクリル改質繊維は、一般的には、塩型カルボキシル基及びアミド基が導入された構造となる。

【0020】

アクリル改質繊維は、水分率（moisture regain）が２０％以上であるとよく、好ましくは、２０～５０％、より好ましくは、２８～４５％であるとよい。

【0021】

水分率の測定は、例えば、紡績材料の水分含有率と水分率（moisture regain ）の測定オーブン乾燥法を用いて測定することができる。このような測定オーブン乾燥法としては、例えば、中華人民共和国推奨国家標準であるＧＢ／Ｔ ９９９５－１９９７が挙げられる。

【0022】

尚、アクリル改質繊維は、限界酸素指数（ＬＯＩ）が４０以下であることが好ましい。限界酸素指数（ＬＯＩ）が４０以下であることにより、難燃性の性質を付与することが可能となる。

【0023】

複合糸は、アクリル改質繊維を３～３０質量％、好ましくは１０～３０質量％、より好ましくは、１５～２５質量％含むとよい。

【0024】

天然繊維のセルロース繊維は、例えば、綿、木綿、レーヨン、トリアセテート繊維、ジアセテート繊維等を用いることができる。

【0025】

天然繊維の獣毛繊維は、例えば、絹、羊毛等を用いることができる。

【0026】

複合糸は、天然繊維を２０～８２質量％、好ましくは４０～８０質量％、より好ましくは、６０～８０ 質量％含むとよい。尚、天然繊維は、水分率（moisture regain）が８％以上であることが好ましい。水分率（moisture regain）が８％以上であることにより、複合糸の吸湿発熱効果を高めることができる。

【0027】

ポリエステル繊維は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等が挙げられる。

【0028】

蓄熱材は、備長炭、カーボンブラック、竹の炭、セラミックパウダー、炭化ジルコニア等であることが好ましい。蓄熱材は、平均粒径が２０～１０００ｎｍであるとよく、好ましくは、５０～８００ｎｍであるとよく、より好ましくは、５０～６００ｎｍであるとよい。平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定された、体積積算粒度分布における積算粒度で５０％の粒径（平均粒径Ｄ５０）を意味する。

【0029】

蓄熱材は、ポリエステル繊維に２～１０質量％含有されているとよく、好ましくは、３～９質量％含有されているとよく、より好ましくは、４～８質量％含有されているとよい。

【0030】

蓄熱材を含有するポリエステル繊維は、例えば、蓄熱材を含有するポリエステルのマスターバッチと、ポリエステルのチップを溶融混合して紡糸することによって作成される。

【0031】

複合糸は、このような蓄熱材を含有するポリエステル繊維を１５～５０質量％、好ましくは２５～４５質量％、より好ましくは、３０～４０質量％含むとよい。

【0032】

複合糸は、例えば、次のように作成される。すなわち、アクリル改質繊維及び天然繊維を用いて混紡糸を作成し、この混紡糸及びポリエステル繊維を用いて複合糸を作成する。

【0033】

混紡糸の紡績方法は、特には限定されないが、例えば、サイロコンパクトを用いることができる。サイロコンパクトは、サイロスピニングとコンパクトスピニングを併用したサイロコンパクトスピニングとも称される紡績方法である。

【0034】

サイロコンパクトによって紡がれた混紡糸は、２つの紡績法（コンパクト紡績、サイロ紡績）の優れた特性と品質を有する。この混紡糸は、伝統的なリング紡績やサイロ紡績と比べて、毛羽がより少なく、強度がより高くなる傾向がある。混紡糸の糸番手は、１０Ｓ～６０Ｓとするとよく、好ましくは、３０～６０Ｓ、より好ましくは、４０～５０Ｓとするとよい。

【0035】

複合糸の紡績方法は、特には限定されないが、例えば、空気紡績を用いることができる。空気紡績は、混紡糸とポリエステル繊維の絡み合い点（Entanglement point）を容易に制御することができるため好ましい。絡み合い点（Entanglement point）は、５０～５００個／ｍであるとよく、好ましくは、５０～３００個／ｍであるとよく、より好ましくは、１００～３００個／ｍであるとよい。

【0036】

複合糸の太さは、７５～３００Ｄとするとよく、好ましくは、７５～２１０Ｄ、より好ましくは、１００～２１０Ｄとするとよい。

【0037】

以上で説明した複合糸は、これを含有する生地とすることが好ましい。生地中に複合糸は、２０～１００質量％含まれているとよく、好ましくは、２５～８５質量％含まれているとよく、より好ましくは、２５～５０質量％含まれているとよい。

【0038】

生地は、目付量が７０～４００ｇ／ｍ^２であるとよく、好ましくは、１００～３５０ｇ／ｍ^２であるとよく、より好ましくは、１３０～３００g／ｍ^２であるとよい。

【0039】

また、この生地は、手袋、帽子、膝掛け等の衣類、ラグ等の敷物、掛布団、敷布団等の寝具、こたつ掛等から選ばれた１種に用いられることが好ましい。

【0040】

このような製品に生地が用いられることによって、ユーザは、これらの製品を使用する際に、温かさを感じることが可能となる。すなわち、繊維が水分を吸収すると、繊維分子と水分子が互いに引きつけて結合し、水分子の運動エネルギーが熱エネルギーとして放出される。

【0041】

以上のように、本発明の複合糸によれば、アクリル改質繊維を含むことにより、湿度が高い状況下において十分な強度を有し、また、天然繊維を含むことにより、かつ高い紡績性能を有する。また、蓄熱材を含むポリエステル繊維を含むことにより、蓄熱性を発揮することが可能となる。したがって、本発明の複合糸を含有する生地の耐久性、紡績性及び発熱性能を高めることができる。

【実施例0042】

［試験例１］（吸湿発熱試験１）
［試料の作成］
以下の要領で実施例１に係る試料を作成した。

【0043】

（工程１－１）
塩基として水酸化ナトリウム及び有機溶剤を用いて、アクリル繊維の改質処理を行いアクリル改質繊維を得た。水酸化ナトリウムの濃度は１０質量％とし、処理温度は９５℃とした。また、処理時間は３０分とした。すなわち、ニトリル基に塩型カルボキシル基及びアミド基のうち、少なくとも一方が導入されたアクリル改質繊維を得た。

【0044】

尚、工程１で得られたアクリル改質繊維の水分率（moisture regain）は２８％であった。水分率の測定は、中華人民共和国推奨国家標準であるＧＢ／Ｔ ９９９５－１９９７に基づいて行った。

【0045】

（工程１－２）
１５質量％のアクリル改質繊維と８５質量％のレーヨン（天然繊維）を混合して、４０番手の混紡糸を作成した。具体的には、サイロコンパクトスピニングで混紡糸（サイロコンパクト糸）を作成した。尚、サイロコンパクト紡績機としてＲＸ－２４０（製品型番、株式会社豊田自動織機製）を用いた。

【0046】

（工程１－３）
備長炭の粉末を含むポリエステルのマスターバッチとポリエステルのチップを混合し、溶融紡糸によって、太さが７５Ｄの蓄熱材として備長炭を含有するポリエステル繊維を作成した。当該ポリエステル繊維の備長炭の含有量を５質量％とした。尚、備長炭は、平均粒径が５００ｎｍのものを用いた。

【0047】

（工程１－４）
（工程１－２）で作成した混紡糸及び（工程１－３）で作成した蓄熱材を含有するポリエステル繊維を用いて、複合糸を作成した。複合糸の絡み合い点（Entanglement point）を７５個/ｍとした。複合糸の配合は、アクリル改質繊維１０質量％、レーヨン５５質量％、ポリエステル３５質量％とした。

【0048】

（工程１－５）
（工程１－４）で作成した複合糸を用いて、目付が１６０ｇ／ｍ^２のニット生地を作成した。

【0049】

［吸湿発熱試験］
コットンで作成した実施例１と同一の目付（１６０ｇ／ｍ^２）のニット生地を比較例１とした。実施例１及び比較例１について、吸湿発熱試験を行った。

【0050】

（試験方法）
試験は、ＢＯＫＥＮ中国上海分会社において、同社で規定されているＢＱＥ Ａ ０３５－２０１１に基づいて行った。具体的には、２０ｃｍ×２０ｃｍの試験片を４つ折りにして内部に熱電対温度センサーを取り付けた後、恒温機の中で２０℃，相対湿度４０％ＲＨの環境下で２時間載置した。その後、２０℃，相対湿度９０％ＲＨの環境に試験片を置いた際の温度変化を１分ごとに１５分間測定した。その結果を表１に示す。

【0051】

【表1】

【0052】

表１に示すように、実施例１は、測定開始から４分後に温度が最も高くなり、２４．９℃となった。これに対して比較例１は、測定開始から４分後に温度が最も高くなり、２３．９℃となった。したがって、実施例１の最高温度は、比較例１の最高温度よりも１℃高いことが分かった。

【0053】

［試験例２］（蓄熱試験１）
試験例１で作成した実施例１及び比較例１について、下記に示す態様で蓄熱試験を行った。

【0054】

（試験方法）
試験は、ＢＯＫＥＮ中国上海分会社において、同社で規定されているＢＱＥ Ａ ０３６－２０１１に基づいて行った。具体的には、１５ｃｍ×１５ｃｍの試験片の裏面中央部に熱電対温度センサーを取り付け、試料表面にレフランプ（擬似太陽光）を照射（１０分）及び消灯（１０分）させた際の温度変化を１分ごとに測定した。尚、実施例１及び比較例１を並べて測定し、試料を入れ替えて再度測定を行い、測定値の平均値を結果として記録した。その結果を表２に示す。

【0055】

【表2】

【0056】

表２に示すように、実施例１は、測定開始から１０分後において温度が最も高くなり、７４．０℃となった。これに対して、比較例１は、測定開始から１０分後において温度が最も高くなり、５４．７℃となった。したがって、実施例１と比較例１の最高温度における温度差は、１９．３℃であった。

【0057】

［試験例３］（吸湿発熱試験２）
［試料の作成］
以下の要領で実施例２に係る試料を作成した。
（工程２－１）
塩基として水酸化ナトリウム及び有機溶剤を用いて、アクリル繊維の改質処理を行いアクリル改質繊維を得た。水酸化ナトリウムの濃度は１０質量％とし、処理温度は９５℃とした。また、処理時間は３０分とした。すなわち、ニトリル基に塩型カルボキシル基及びアミド基のうち、少なくとも一方が導入されたアクリル改質繊維を得た。尚、工程１で得られたアクリル改質繊維の水分率（moisture regain）は３３％であった。

【0058】

（工程２－２）
２０質量％のアクリル改質繊維と８０質量％のレーヨン（天然繊維）を混合して、５０番手の混紡糸を作成した。具体的には、サイロコンパクトスピニングで混紡糸（サイロコンパクト糸）を作成した。

【0059】

（工程２－３）
主成分として、酸化ケイ素とアルミナを含み、かつ粒径が１μｍ以下のセラミックの粉末を含むポリエステルのマスターバッチとポリエステルのチップを混合し、溶融紡糸によって、太さが５０Ｄのセラミックの粉末を含有するポリエステル繊維を作成した。当該ポリエステル繊維のセラミックの含有量を５質量％とした。

【0060】

（工程２－４）
（工程２－２）で作成した混紡糸及び（工程２－３）で作成した蓄熱材を含有するポリエステル繊維を用いて、複合糸を作成した。複合糸の絡み合い点（Entanglement point）を２００個/ｍとした。複合糸の配合は、アクリル改質繊維１３．５質量％、レーヨン５４．５質量％、セラミックの粉末を含有するポリエステル繊維３２質量％とした。

【0061】

（工程２－５）
（工程２－４）で作成した複合糸を裏糸とし、太さが１５０ＤのＰＥＴ繊維を表糸とし、目付が２８０ｇ／ｍ^２の経編みのフランネル生地を作成した。生地の成分は、アクリル改質繊維４質量％、レーヨン１３質量％、セラミックの粉末を含有するポリエステル８質量％、普通のポリエステル７５質量％とした。

【0062】

［吸湿発熱試験］
レーヨン及び蓄熱材を含むポリエステル繊維で作成した実施例２と同一の目付（２８０ｇ／ｍ^２）のフランネル生地を比較例２とした。比較例２の配合は、レーヨン１７質量％、ポリエステル８３質量％とした。実施例２及び比較例２について、吸湿発熱試験を行った。試験は、試験例１と同一の方法で行ったので説明を省略する。試験結果を表３に示す。

【0063】

【表3】

【0064】

表３に示すように、実施例２は、測定開始から５分後に温度が最も高くなり、２４．７℃となった。これに対して比較例２は、測定開始から５分後に温度が最も高くなり、２３．６℃となった。したがって、実施例２の最高温度は、比較例２の最高温度よりも１.１℃高いことが分かった。

【0065】

［試験例４］（蓄熱試験２）
試験例３で作成した実施例２及び比較例２について、蓄熱試験を行った。尚、試験方法は試験例２と同一であるので説明を省略する。

【0066】

【表4】

【0067】

表４に示すように、実施例２は、測定開始から１０分後において温度が最も高くなり、５３．０℃となった。これに対して、比較例２は、測定開始から１０分後において温度が最も高くなり、５０．２℃となった。したがって、実施例２と比較例２の最高温度における温度差は、２．８℃であった。

【0068】

［試験例５］（保湿試験）
（試料の作成）
試験例３に記載の方法によって実施例３に係る試料を作成した。実施例３の生地は、アクリル改質繊維３質量％、レーヨン１３質量％、ポリエステル８４質量％とした。実施例３は、目付が２８０ｇ／ｍ^２の経編みのフランネル生地とした。

【0069】

また、太さが１５０Ｄ複合糸（アクリレートとレーヨンの混紡と備長炭ポリエステル）を裏糸に用い、ポリエステル１００％を表糸に用いて、目付が２８０ｇ／ｍ^２の経編みのフランネル生地を比較例３として作成した。

【0070】

（試験方法）
試験は、温度４０℃、湿度９０％の環境下における絶乾状態（絶対乾燥状態）の試料の質量変化を４時間測定した後、温度２０度、湿度６５％の環境下における質量変化を４時間測定した。水分率は、各環境下において１時間ごとに求めた。

【0071】

水分率は、次式に従って算出した。
水分率（moisture regain）＝(試料重量－絶乾状態の試料重量)／試料重量

【0072】

【表5】

【0073】

表５に示すように、実施例３は、いずれの温度湿度帯においても比較例３よりも高い水分率を有することが分かった。言い換えれば、実施例３は、比較例３よりも保湿性能が優れているといえる。言い換えれば、実施例３は、比較例３よりも、しっとりとした肌触りであり、かつ静電気の発生頻度を抑制することができる。