技術 機能性熱可塑性繊維及びその製造方法

0001

本発明は、抗菌性、消臭作用、脱臭性、吸放湿性、遠赤外線線放射、マイナスイオン発生等の機能を付与せしめた機能性熱可塑性繊維とその製造方法に関する。

0002

従来より、機能性を付与した熱可塑性繊維としては、「銀イオン含有リン酸系水溶性ガラスを０．５〜３．０重量％含有する抗菌性ポリアミド繊維」（特公平７−６５２４５号公報）などが知られている。

0003

しかし、ただ単に機能性物質を添加しただけでは、機能性粒子の分散性不良による機能低下、分散性不良による繊維化時の歩留不良、後加工による機能性維持不良があり、これらの改善が求められている。

0004

つまり、繊維中に機能性粒子が均一分散され、繊維化する際の歩留向上、繊維化後の安定した糸物性が求められている。

0005

本発明は、機能性無機化合物を含有する樹脂（Ａ）と繊維形成性樹脂（Ｂ）からなり、２つの樹脂の相対粘度の差が０．２以下である事を特徴とする機能性熱可塑性繊維を要旨とする。

0006

〔発明の詳細な説明〕本発明に用いる機能性無機化合物を含有した樹脂（A）は、機能性粒子を熱可塑性樹脂に添加して溶融ペレット化する事により得られる。該機能性無機化合物を含有した樹脂は溶融ペレット化する際に機能性粒子を１０〜３０重量％含有したマスターバッチとして用いる。

0007

この樹脂Aと繊維形成性樹脂（B）との混合比率は機能性無機化合物の効果作用の十分な発現と得られる繊維の実用的な物性を得るということから樹脂組成物中の樹脂Aの比率が２〜４０重量％であることが好ましい。

0008

このような、マスターチップに他の樹脂を混合して繊維を得る方法は公知であるが、機能性無機化合物を含有した樹脂は機能性粒子を練り込み溶融ペレット化する際に、重合度が上昇し、機能性粒子添加前の熱可塑性樹脂の粘度より大きくなる。この結果、繊維形成性樹脂との粘度差が大きくなり過ぎて紡糸操業性、繊維物性の著しい低下を招いていた。

0009

そこで本願発明は、用いる２種の樹脂の相対粘度差をなるべく小さくする、具体的にはその差を０．２以下とする事で、紡糸操業性と繊維物性に優れる機能性繊維を得るものである。０．２を超えると、紡糸操業性が著しく低下するばかりでなく、機能性粒子が繊維中に偏在し易くなり結果として繊維物性も著しく劣るものとなる。

0010

樹脂Ａと樹脂Ｂの相対粘度の差を小さくする方法としては、例えば樹脂Aの原料として用いるポリマーに相対粘度が小さい物を用いると言う方法がある。

0011

前記機能性無機化合物を含有する樹脂中に練り込まれた機能性粒子は繊維化する上でその平均粒子径は０．５〜３μｍが望ましく、溶融ペレット化する際には繊維形成性樹脂に比べ低粘度である樹脂と溶融、混練し、十分な濾過が必要である。

0012

本発明は上述したように、機能性無機化合物を含有する樹脂を繊維形成性樹脂である熱可塑性樹脂中に分散させ繊維化するものである。

0013

前記機能性粒子とは、熱可塑性樹脂に添加する事により、樹脂自体には無い機能を樹脂に付与しうる粒子を指し、一般に無機系機能性粒子である。具体的には抗菌剤、消臭剤、脱臭剤、吸放湿性剤、遠赤外線放射剤、マイナスイオン発生剤、熱伝導率改良剤（接触冷温評価良好）といわれているものがある。

0014

特に無機系の抗菌剤には、銀イオン、亜鉛イオン、銅イオン等の抗菌性金属イオンを担持したガラス、ゼオライト、リン酸ジルコニウム、ハイドロキシアパタイト等があり、消臭剤には、トリポリリン酸ナトリウム、酸化チタン、酸化亜鉛等がある。

0015

遠赤外線放射剤にはアルミナセラミックス、ジルコニウム、シリカ、チタン等の遠赤外線を放射するものがあり、マイナスイオン発生としては木材炭化物粉の備長炭や松果炭、トルマリン等があげられる。これらの剤はパウダーで使用する。粒径は分散性不良、繊維化する際の生産性不良、2次凝集防止という観点から、０．５〜３μｍが好ましい。

0016

また炭の有する作用としては抗菌効果、消臭効果、遠赤外線放射がある。

0017

熱伝導率な良好な剤としてアルミナ、マグネシュウム等があげられる。

0018

以上、本発明に利用出来る機能性無機化合物の一例を示したが、本発明がこれらに限定されるものではない。又、本発明では２種類以上の機能性無機化合物を組み合わせて用いることも可能である。

0019

本発明に用いる繊維形成性熱可塑性樹脂とはポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等が例示される。用途、使用目的等に応じて適宜素材を選定すればよい。

0020

本発明において樹脂Ａのマトリックスポリマーと樹脂Ｂの組成の組み合わせは任意である。例えば、樹脂Ａのマトリックスポリマーとして６ナイロン、樹脂Ｂとして１２ナイロンを選択する事が出来る。しかしながら、紡糸操業性や繊維物性を考慮すると樹脂Ａのマトリックスポリマーと樹脂Ｂは同一・類似の組成の物か、互いに相溶性があるものどうしの組み合わせが好ましい。又、樹脂Ａのマトリックスポリマーや樹脂Ｂが複数のポリマーの混合物であってもよい。

0021

本発明の熱可塑性繊維の紡糸方法は、従来公知の溶融紡糸法が適宜利用出来る。樹脂Ａと樹脂Ｂを予め適当な組成で混合し、任意の温度で溶融紡糸する。紡速は６００〜５０００ｍ／ｍｉｎ程度まで設定可能である。

0022

本発明の繊維の断面形状は特に規定されない。用途、使用目的に合わせて適宜選定すればよい。又、単糸繊度についても特に規定はしないが、通常１〜５ｄｔｅｘ程度のものである。

0023

なお、本発明の繊維、及び製造方法は単独成分の繊維に限るものではなく、所謂複合繊維及びその製造方法も含まれる。例えば、樹脂Ａと樹脂Ｂからなる成分を芯成分とし、樹脂Ｂのみからなる成分を鞘成分とする芯鞘型複合繊維を例として挙げる事が出来る。この複合繊維を製造するには、樹脂Ａと樹脂Ｂの混合チップを溶融押し出し機に入れ、樹脂Ｂのみを別の溶融押し出し機に入れて定法に従って複合紡糸を行えばよい。

0024

次に、本発明の実施例について以下に説明する。なお、本発明において相対粘度は樹脂を適当な溶媒（ポリアミドの場合、９６％硫酸）に溶解させオストワルド粘度計を用いて測定した。

0025

（機能性粒子の製造例）表１に示した相対粘度の６ナイロンを溶融し、これに表１に示した機能性無機粒子を添加した。得られた機能性無機粒子を含む樹脂（Ａ）の相対粘度を測定した。結果を表１に示す。

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（実施例１）樹脂ＰＡＳ１と繊維形成性樹脂である相対粘度２．７のナイロン６とのブレンド比率１０，２０，３０重量％で溶融紡糸し、紡糸速度４０００ｍ／ｍｉｎで７８ｄｔｅｘ／２４ｆの半延伸ナイロンマルチフィラメントを得た。

0028

２週間紡糸したが糸切れは無く、紡糸口金パックの濾過圧上昇も無く、紡糸口金パックの交換の必要も無かった。得られたナイロンマルチフィラメントは繊維中に炭パウダー粒子が均一に分散されており、実用に適した強伸度を有していた。毛羽の発生も無かった。また、機能性として遠赤外線の効果による温かさが確認できた。抗菌性においても十分な効果が確認された。

0029

（比較例１）樹脂ＰＡＣ１と相対粘度２．７繊維形成性樹脂であるナイロン６とのブレンド比率１０，２０，３０重量％で溶融紡糸し、紡糸速度４０００ｍ／ｍｉｎで７８ｄｔｅｘ／２４ｆの半延伸ナイロンマルチフィラメントを得た。

0030

２週間紡糸したが糸切れが多く、紡糸口金パックの濾過圧上昇し、紡糸口金パックの交換が必要であった。得られた半延伸ナイロンマルチフィラメントは繊維中に炭パウダーが均一に分散されておらず、糸物性で強伸度が低く、毛羽、単糸切れの発生が見られた。

0031

（実施例２）樹脂ＰＡＳ２と相対粘度２．８の繊維形成性樹脂であるナイロン６とのブレンド比率１０，２０，３０重量％で溶融紡糸し、紡糸速度７００ｍ／ｍｉｎで巻取り後、冷延伸して７８ｄｔｅｘ／２４ｆのナイロンマルチフィラメントを得た。

0032

２週間紡糸したが糸切れは無く、紡糸口金パックの濾過圧上昇も無く、紡糸口金パックの交換の必要も無かった。得られたナイロンマルチフィラメントは繊維中に炭パウダーが均一に分散されており、糸物性では実用にてきした強伸度を有しており、毛羽・単糸切れの発生はなかった。

0033

（比較例２）樹脂ＰＡＣ２と相対粘度２．５の繊維形成性樹脂であるナイロン６とのブレンド比率１０，２０，３０重量％で溶融紡糸し、紡糸速度７００ｍ／ｍｉｎで巻取り後、冷延伸して７８ｄｔｅｘ／２４ｆのナイロンマルチフィラメントを得た。

0034

２週間紡糸したが糸切れが多く、紡糸口金パックの濾過圧上昇し、紡糸口金パックの交換が必要であった。得られたナイロンマルチフィラメントは繊維中に炭パウダーが均一に分散されておらず、糸物性では強伸度が低く、毛羽の発生があった。

0035

（実施例３）樹脂ＰＢＳ１と繊維形成性樹脂である相対粘度２．８のナイロン６とブレンド比率２，４，６重量％で溶融紡糸し、紡糸速度４０００ｍ／ｍｉｎで４０ｄｔｅｘ／１２ｆの半延伸ナイロンマルチフィラメントを得た。

0036

３週間紡糸したが糸切れは無く、紡糸口金パックの濾過圧上昇も無く、紡糸口金パックの交換の必要も無かった。得られた半延伸ナイロンマルチフィラメントは繊維中に抗菌性セラミックスが均一に分散されており、糸物性では実用に適した強伸度を有しており、毛羽の発生も見られなかった。得られた繊維は十分な抗菌性能を持っていた。また、得られた半延伸ナイロンマルチフィラメントは十分な抗菌性能を示していた。

0037

（比較例３）樹脂ＰＢＣ１と繊維形成性樹脂である相対粘度２．７のナイロン６とブレンド比率２，４，６重量％で溶融紡糸し、紡糸速度４０００ｍ／ｍｉｎで４０ｄｔｅｘ／１２ｆの半延伸ナイロンマルチフィラメントを得た。

0038

３週間紡糸したが糸切れが多く、紡糸口金パックの濾過圧上昇により紡糸口金パックの交換が必要で連続１週間以上の紡糸は不可能であった。得られた半延伸ナイロンマルチフィラメントは繊維中にに抗菌性セラミックスが均一に分散されておらず、糸物性では強伸度が低く、毛羽の発生が見られた。

0039

（実施例４）樹脂ＰＢＳ２と繊維形成性樹脂である相対粘度２．７のナイロン６とブレンド比率２，４，６重量％で溶融紡糸し、紡糸速度７００ｍ／ｍｉｎで巻き取り後、冷延伸して４０ｄｔｅｘ／１２ｆのナイロンマルチフィラメントを得た。

0040

３週間紡糸したが糸切れは無く、紡糸口金パックの濾過圧上昇も無く、紡糸口金パックの交換の必要も無かった。得られたナイロンマルチフィラメントは繊維中に抗菌性セラミックスが均一に分散されており、糸物性では実用に適した強伸度を有し、毛羽の発生もなかった。

0041

（比較例４）樹脂ＰＢＣ２と繊維形成性樹脂である相対粘度２．７のナイロン６とブレンド比率２，４，６重量％で溶融紡糸し、紡糸速度７００ｍ／ｍｉｎで巻き取り後、冷延伸して４０ｄｔｅｘ／１２ｆのナイロンマルチフィラメントを得た。

0042

２週間紡糸したが糸切れ多く、冷延伸時も糸切れが多発した。得られたナイロンマルチフィラメントは繊維化中に抗菌性セラミックスが均一に分散されておらず、糸物性では強伸度が低く、毛羽の発生が見られた。

0043

（実施例５）樹脂ＰＣＳ１と繊維形成性樹脂である相対粘度２．８のナイロン６とブレンド比率１０，２０，３０重量％でブレンドしたもので溶融紡糸を行った。紡糸速度７５０ｍ／ｍｉｎで巻取り後、冷延伸して８５ｄｔｅｘ／２４ｆのナイロンマルチフィラメントを得た。

0044

２週間紡糸したが糸切れは無く、紡糸口金パックの濾過圧上昇も無く、紡糸口金パックの交換の必要も無かった。得られたナイロンマルチフィラメントは繊維化中にトルマリンパウダーが均一に分散されており、糸物性では実用に適した強伸度を有し、毛羽の発生も無かった。

0045

（比較例５）樹脂ＰＣＣ１と繊維形成性樹脂である相対粘度２．８のナイロン６とブレンド比率１０，２０，３０重量％でブレンドしたもので溶融紡糸を行った。紡糸速度７５０ｍ／ｍｉｎで巻取り後、冷延伸して８５ｄｔｅｘ／２４ｆのナイロンマルチフィラメントを得た。

0046

２週間紡糸したが糸切れ多く、紡糸口金パックの濾過圧上昇し、紡糸口金パックの交換が必要であった。得られたナイロンマルチフィラメントは繊維中にトルマリンパウダーが均一に分散されておらず、糸物性では強伸度が低く、毛羽の発生が見られた。

0047

（実施例６）樹脂ＰＣＳ１と繊維形成性樹脂である相対粘度２．８のナイロン６とブレンド比率１０，２０，３０重量％でブレンドしたもので溶融紡糸を行った。紡糸速度４０００ｍ／ｍｉｎで８５ｄｔｅｘ／２４ｆの半延伸ナイロンマルチフィラメントを得た。

0048

２週間紡糸したが糸切れは無く、紡糸口金パックの濾過圧上昇も無く、紡糸口金パックの交換の必要も無かった。得られた半延伸ナイロンマルチフィラメントは繊維中にトルマリンパウダーが均一に分散されており、糸物性では実用に適した強伸度を有し、毛羽の発生も無かった。

0049

（比較例６）樹脂ＰＣＣ１と繊維形成性樹脂である相対粘度２．８のナイロン６とブレンド比率１０，２０，３０重量％でブレンドしたもので溶融紡糸を行った。紡糸速度４０００ｍ／ｍｉｎで８５ｄｔｅｘ／２４ｆの半延伸ナイロンマルチフィラメントを得た。

0050

２週間紡糸したが糸切れ発生しく、紡糸口金パックの濾過圧上昇にり紡糸口金パックの交換が必要で連続１週間以上の紡糸は不可能であった。得られたナイロンマルチフィラメントは繊維中にトルマリンパウダーが均一に分散されておらず、糸物性では強伸度が低く、毛羽の発生も見られた。

0051

（実施例７）樹脂ＰＤＳ１と繊維形成性樹脂である相対粘度２．８のナイロン６とブレンド比率１０，２０，３０重量％でブレンドしたもので溶融紡糸を行った。紡糸速度７５０ｍ／ｍｉｎで巻取り後、冷延伸して７８ｄｔｅｘ／２４ｆのナイロンマルチフィラメントを得た。

0052

２週間紡糸したが糸切れは無く、紡糸口金パックの濾過圧上昇も無く、紡糸口金パックの交換の必要も無かった。得られたナイロンマルチフィラメントは繊維中にアルミナセラミックスパウダーが均一に分散されており、糸物性では実用に適した強伸度を有し、毛羽の発生も無かった。得られたナイロンマルチフィラメントは遠赤外線効果で保温効果が実感できた。

0053

（比較例７）樹脂ＰＤＣ１と繊維形成性樹脂である相対粘度２．８のナイロン６とブレンド比率１０，２０，３０重量％でブレンドしたもので溶融紡糸を行った。紡糸速度７５０ｍ／ｍｉｎで巻取り後、冷延伸して７８ｄｔｅｘ／２４ｆのナイロンマルチフィラメントを得た。

0054

２週間紡糸したが糸切れ多く、紡糸口金パックの濾過圧上昇し、紡糸口金パックの交換が必要であった。得られたナイロンマルチフィラメントは繊維中にアルミナセラミックスパウダーが均一に分散されておらず、糸物性では強伸度が低く、毛羽の発生が見られた。

0055

（実施例８）樹脂ＰＤＳ１と繊維形成性樹脂である相対粘度２．８のナイロン６とブレンド比率１０，２０，３０重量％でブレンドしたもので溶融紡糸を行った。紡糸速度４０００ｍ／ｍｉｎで７８ｄｔｅｘ／２４ｆの半延伸ナイロンマルチフィラメントを得た。

0056

２週間紡糸したが糸切れは無く、紡糸口金パックの濾過圧上昇も無く、紡糸口金パックの交換の必要も無かった。得られた半延伸ナイロンマルチフィラメントは繊維中にアルミナセラミックスパウダーが均一に分散されており、糸物性では実用に適した強伸度を有し、毛羽の発生もなかった。

0057

（比較例８）樹脂ＰＤＣ２と繊維形成性樹脂である相対粘度２．８のナイロン６とブレンド比率１０，２０，３０重量％でブレンドしたもので溶融紡糸を行った。紡糸速度７５０ｍ／ｍｉｎで７８ｄｔｅｘ／２４ｆの半延伸ナイロンマルチフィラメントを得た。

0058

２週間紡糸したが糸切れが多発、紡糸口金パックの濾過圧上昇により紡糸口金パックの交換が必要であり、連続１週間以上の紡糸は不可能であった。得られた半延伸ナイロンマルチフィラメントは繊維中にアルミナセラミックスパウダーが均一に分散されておらず、糸物性では強伸度が低く、毛羽の発生が見られた。

0059

以上詳述したように、本発明によれば機能性熱可塑性繊維を製造する際に機能性無機化合物含有樹脂と線形成性樹脂の粘度差が小さく、混練性が向上し、分散性が良好となり均一に機能性粒子が練り込み可能とになり、生産性が向上し、歩留向上、安定した糸物性の繊維が得られる。