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この項目の情報は公開日時点(2003年2月13日)のものです。
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図面 (4)

課題

種々の無機質微粉末を繊維の外側に集中的に配設して無機質の有する特有の効果を奏することができ、所望の引張強度を有する複合繊維を提供する

解決手段

芯部を構成する第1の樹脂2と部を構成する第2の樹脂4とが同時に溶融紡糸されてなる鞘芯型の複合繊維において、第2の樹脂中に炭等の無機質微粉末15が含有されてなる。また、別の実施形態では、サイドバイサイド型の複合繊維において、その繊維を構成する第1の樹脂2の横断面積が第2の樹脂4の横断面積よりも大きく、第2の樹脂中に炭等の無機質微粉末15が含有されてなる

概要

背景

無機質の中には、銅のように殺菌作用を有する金属とか、トルマリンのように電位を帯びた石とか、セラミックスのように遠赤外線効果に優れた石とか、炭のように多孔質脱臭効果を奏する物質とか、フェライトのように着磁された永久磁石とか色々あり、これらを人体衣服に付着させると、これら無機質の有する効果を有効に発揮させることができるとされ、そのためのいろいろな工夫がされている。

そして、これらの無機質を繊維に付着させることによって上記のような効果を発揮させようとする試みは色々なされているが、繊維の外表面に接着剤などで付着させたものは、洗濯の際に脱落して徐々に効果が低減してしまう。一方これらを微粉末として合成繊維の製造時にその内部に含有させようとすると、その繊維の引張強度が著しく低下して所望の強度を得るための延伸をすることができず、実用的な長繊維を得ることができない。また、未延伸糸とするばあいでも、これらの無機質の微粉末はほとんどが繊維の内部に埋設された形となるので、その微粉末の有する特有の効果を十分に発揮することができない。

概要

種々の無機質の微粉末を繊維の外側に集中的に配設して無機質の有する特有の効果を奏することができ、所望の引張強度を有する複合繊維を提供する

芯部を構成する第1の樹脂2と部を構成する第2の樹脂4とが同時に溶融紡糸されてなる鞘芯型の複合繊維において、第2の樹脂中に炭等の無機質微粉末15が含有されてなる。また、別の実施形態では、サイドバイサイド型の複合繊維において、その繊維を構成する第1の樹脂2の横断面積が第2の樹脂4の横断面積よりも大きく、第2の樹脂中に炭等の無機質微粉末15が含有されてなる

目的

本願発明は上記のような従来の欠陥に鑑みてなされたもので、その目的は上記のような種々の無機質の微粉末を長繊維中に含有させるとともに繊維の外側に集中的に配設して無機質の有する特有の効果を奏する複合繊維及びその製造方法並びにこの複合繊維を用いてなる繊維製品を提供するにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

芯部を構成する第1の樹脂部を構成する第2の樹脂とが同時に溶融紡糸されてなる鞘芯型複合繊維において、該第2の樹脂中に炭等の無機質微粉末が含有されてなることを特徴とする複合繊維。

請求項2

第1の樹脂と第2の樹脂が同時にノズルから押し出されて第1の樹脂の側面と第2の樹脂の側面が融着してなるサイドバイサイド型の複合繊維において、該繊維を構成する該第1の樹脂の横断面積が該第2の樹脂の横断面積よりも大きく、該第2の樹脂中に炭等の無機質微粉末が含有されてなることを特徴とする複合繊維。

請求項3

前記複合繊維が延伸されて前記無機質微粉末の一部が外部に露出されてなることを特徴とする請求項1または2記載の複合繊維。

請求項4

前記無機質微粉末が平均粒径5μm以下の微粉末で、前記第2の合成樹脂中に3重量%以上含有されてなることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載された複合繊維。

請求項5

前記前記無機質微粉末が備長炭微粉末、トルマリン微粉末永久磁石微粉末、銅微粉末遠赤外線放射物質微粉末のうちから選ばれたものを少なくとも1種以上含むものであることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載された複合繊維。

請求項6

前記第1の樹脂と前記第2の樹脂が共にPETボトル再生樹脂であるポリエステル樹脂を含有してなることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の複合繊維。

請求項7

請求項1乃至6のいずれか1項に係る複合繊維を用いてなる衣服等の繊維製品

請求項8

第1の樹脂と第2の樹脂を同時にノズルから押し出して第1の樹脂が芯部を第2の樹脂が鞘部を構成する鞘芯構造の複合繊維を溶融紡糸する方法において、該第2の樹脂中に予め炭等の無機質微粉末を均一に混合して該ノズルから押出し、このようにして押し出された繊維を延伸してなることを特徴とする複合繊維の製造方法。

請求項9

第1の樹脂と第2の樹脂を同時にノズルから押し出して第1の樹脂の側面と第2の樹脂の側面が融着してなるサイドバイサイド型の複合繊維を溶融紡糸する方法において、該繊維を構成する該第1の樹脂の横断面積を該第2の樹脂の横断面積よりも大きくし、該第2の樹脂中に予め炭等の無機質微粉末を均一に混合して該ノズルから押出し、このようにして押し出された繊維を延伸してなることを特徴とする複合繊維の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、無機質微粉末を含有してなる複合繊維及びその製造方法並びにこの複合繊維を用いてなる繊維製品に関するものである。

背景技術

0002

無機質の中には、銅のように殺菌作用を有する金属とか、トルマリンのように電位を帯びた石とか、セラミックスのように遠赤外線効果に優れた石とか、炭のように多孔質脱臭効果を奏する物質とか、フェライトのように着磁された永久磁石とか色々あり、これらを人体衣服に付着させると、これら無機質の有する効果を有効に発揮させることができるとされ、そのためのいろいろな工夫がされている。

0003

そして、これらの無機質を繊維に付着させることによって上記のような効果を発揮させようとする試みは色々なされているが、繊維の外表面に接着剤などで付着させたものは、洗濯の際に脱落して徐々に効果が低減してしまう。一方これらを微粉末として合成繊維の製造時にその内部に含有させようとすると、その繊維の引張強度が著しく低下して所望の強度を得るための延伸をすることができず、実用的な長繊維を得ることができない。また、未延伸糸とするばあいでも、これらの無機質の微粉末はほとんどが繊維の内部に埋設された形となるので、その微粉末の有する特有の効果を十分に発揮することができない。

発明が解決しようとする課題

0004

本願発明は上記のような従来の欠陥に鑑みてなされたもので、その目的は上記のような種々の無機質の微粉末を長繊維中に含有させるとともに繊維の外側に集中的に配設して無機質の有する特有の効果を奏する複合繊維及びその製造方法並びにこの複合繊維を用いてなる繊維製品を提供するにある。

課題を解決するための手段

0005

上記の目的を達成するため、本発明では芯部を構成する第1の樹脂部を構成する第2の樹脂とが同時に溶融紡糸されてなる鞘芯型の複合繊維において、該第2の樹脂中に炭等の無機質微粉末が含有されてなるのである。

0006

また、本発明では、第1の樹脂と第2の樹脂が同時にノズルから押し出されて第1の樹脂の側面と第2の樹脂の側面が融着してなるサイドバイサイド型の複合繊維において、該繊維を構成する該第1の樹脂の横断面積が該第2の樹脂の横断面積よりも大きく、該第2の樹脂中に炭等の無機質微粉末が含有されてなるのである。

0007

これにより、無機質微粉末は繊維全体に分散されることなく複合繊維の外周に集中的に配設され、これにより少量の無機質微粉末によって繊維の強度を充分に保った状態で、無機質微粉末の有する特有の効果を発揮することができる。

0008

好ましくは、前記複合繊維が延伸されて前記無機質微粉末の一部が外部に露出されてなることである。

0009

この延伸工程を経ることにより複合繊維に所望の引張強度を付与することができ、また、第2の樹脂は延伸によって薄層に形成されることにより、その一部を突き破るようにして無機質微粉末が外部に露出するので、無機質微粉末が有する特有の効果を有効に発揮することができる。例えば、その無機質が、備長炭などの炭微粉末であれば、備長炭の有する脱臭効果、吸湿効果帯電防止効果、遠赤外線効果等の種々の効果を奏する繊維を得ることができる。更にまた、複合繊維としては表面があれた状態となり、繊維の光沢が消え肌触りが良い布地などを得ることができる。

0010

また、本発明では繊維樹脂中に無機質微粉末を混入するため完全には透明とならないため、PETボトル再生樹脂であるポリエステル樹脂を有効利用することができる。このため、PETボトルの再生樹脂の用途を著しく拡大し、省資源の環境に寄与した繊維とすることができる。

0011

前記無機質微粉末としては、備長炭微粉末、トルマリン微粉末、永久磁石微粉末、銅微粉末、遠赤外線放射石微粉末のうちから選ばれたものを少なくとも1種以上含むものであることが好ましい。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下に本発明の好適な実施例について、添付の図面を参照にして説明する。図1は本発明に係る複合繊維を製造するための溶融紡糸装置を示している。この装置では紡糸ノズル1の両側に第1の樹脂2の吐出装置3と第2の樹脂4の吐出装置5が配置され、各吐出装置3,5はシリンダー6の外端上面に連通したホッパー7とシリンダー6内に配設された加熱装置(図示せず)と送りスクリュー8とを有している。紡糸ノズル1の下端には多数の紡糸口が開口し、その各々の紡糸口から第1の樹脂2と第2の樹脂4が混合されて溶融紡糸され、それらの紡糸された繊維9はガイドローラー10を通って延伸装置11に至る。延伸装置11では、第1のローラー12と第2のローラー13の速度差によって繊維9を所定の延伸倍率に延伸し、この延伸された繊維は巻取機14によって巻き取られる。

0013

本発明の好適な実施形態では、第1の樹脂2としてPETボトルの再生フレーク樹脂を使用し、第2の樹脂4としてはPETボトルの再生フレーク樹脂とPBTポリブチレンテレフタレート)樹脂の混合樹脂を使用する。第2の混合樹脂の使用に当たっては、先ず、平均粒径5μm(1000メッシュ通過)程度の備長炭微粉末をPBT(ポリブチレンテレフタレート)樹脂に均一に混合撹拌して備長炭マスターバッチを作成し、このマスターバッチをPETボトルの再生フレーク樹脂とほぼ等量混合することが好ましい。そして、第2の樹脂中における備長炭微粉末15の混合割合は、好ましくは、3〜6wt%程度とする。上記のように、PBT樹脂を用いてマスターバッチを作成する理由は、備長炭微粉末は極めて吸湿性に富んでいるためPETボトルの再生フレーク樹脂と直接混合することが困難なことによる。

0014

紡糸口の形状は、中心孔の外周に環状孔画成されており、第1の樹脂2は紡糸口の中心孔に圧送されてそこから押し出され、備長炭微粉末15と第2の樹脂4との混合樹脂は紡糸口の環状孔に圧送されてそこから押し出され、第1の樹脂が芯となり上記混合樹脂が鞘となった鞘芯構造の複合繊維が溶融状態で押し出される。この鞘芯構造の複合繊維はガイドローラー10を通った後に延伸装置によって1.5から3倍程度の倍率に延伸され、図2に示したような複合繊維16を得る。好ましくは、この複合繊維の芯部の横断面積は鞘部の横断面積の約2倍から2.5倍に形成される。

0015

尚、この鞘芯構造の複合繊維の溶融紡糸に当たっては、上記のように外周に環状孔が画成された紡糸口形状に限らず、単一円孔の紡糸口の中心部に第1の樹脂を押出し、その外周に第2の混合樹脂を押し出しても、その流量や押出し圧力を調整することによって、樹脂の流動性により自動的に鞘芯構造の複合繊維を紡糸することが可能である。

0016

この複合繊維16では延伸によって鞘部の樹脂(第2の樹脂)4は非常に薄い1〜5μm程度の薄層に形成されるので、その内部の備長炭微粉末15のった先端は鞘部の樹脂4を破って外部に露出されるようになる。

0017

これにより、この複合繊維は表面があれた状態となるので、繊維の光沢が消え、この繊維を織成した織物は肌触りの良いものとなる。また、備長炭の一部が外部に露出されているため、この繊維は脱臭効果、吸湿効果、帯電防止効果、遠赤外線効果に優れたものとなり、この繊維を織成した織物は今までにない優れた特性を備えたものとなり、その利用範囲は極めて広いものとなる。

0018

図3は本発明の第2の実施形態に係るサイドバイサイドの複合繊維を示し、この複合繊維では備長炭微粉末15を含んだ第2の樹脂(ポリエステル樹脂+PBT樹脂)4が第1の樹脂(ポリエステル樹脂)2の側面に一体的に付着されて延伸され、延伸の結果、第2の樹脂が薄肉化し、その内部の備長炭微粉末15が第2の樹脂を突き破って表面に一部露出している。

0019

この第2の実施形態の複合繊維では、紡糸ノズル1の紡糸口金の平面形状は円孔を直線で2分割したように、2つの開口が横方向に並んで形成され、第1の樹脂の開口は第2の樹脂の開口の2〜3倍程度平面積が大きく、第2の樹脂の押出し開口三日月に近い形状となっている。従って、この三日月状の押出し開口は第1実施形態の環状孔の場合よりも大きな粒径の備長炭微粉末を第2の樹脂4と共に通過させることができる。このため、第2の実施形態では、第1の実施形態の場合よりも粒径の大きな備長炭を使用することができる。備長炭のコストはその粒径が小さくなればなるほど大きくなるので、大きな粒径の備長炭を使用することができるということはコストダウンにつながる。

0020

この第2の実施形態の場合にも、第1の実施形態の場合と同様に、備長炭の微粉末の一部が外部に露出しているため、優れた備長炭の効果を具えた繊維を提供することができる。

0021

以下に、無機質微粉末として備長炭微粉末を使用して製造した本発明の実施例1,2に係る鞘芯構造の複合繊維と鞘芯構造を採用しない比較例1,2及び無機質微粉末を使用しない比較例3とを対比する。

0022

==実施例1==
図1に示した溶融紡糸装置を用いて鞘芯型複合繊維を紡糸した。芯部を構成する第1の樹脂2としてPETボトルの再生樹脂を用いた。鞘部を構成する第2の樹脂としてPETボトルの再生樹脂とPBT(ポリブチレンテレフタレート)樹脂の混合樹脂を用いるとともにこれに平均粒径5μmの備長炭微粉末を4重量%混入し、芯部の樹脂:鞘部の樹脂+備長炭の重量比は2:1とした。紡糸ノズルから8本のフィラメントを溶融紡糸し、第1のローラーの回転速度1500m/分、表面温度90℃とし第2のローラー回転速度を2400m/分、表面温度140℃として延伸倍率1.60で延伸した。総デニール数は95で単糸当たりのデニール数は11.9であった。この繊維を5サンプ採集し、単位デニール当たりの引張強度を測定したら平均で1.18gf/dであった。

0023

==実施例2==
実施例1と同様の樹脂と備長炭微粉末および備長炭混入率で鞘芯型複合繊維を紡糸した。但し、芯部の樹脂:鞘部の樹脂+備長炭の重量比は2.4:1とした。また、紡糸ノズルから8本のフィラメントを溶融紡糸し、第1のローラーの回転速度1650m/分、表面温度90℃とし第2のローラーの回転速度3000m/分、表面温度140℃として延伸倍率1.82で延伸した。総デニール数は45で単糸当たりのデニール数は5.6であった。この繊維を5サンプル採集し、単位デニール当たりの引張強度を測定したら平均で1.95gf/dであった。

0024

==比較例1==
PBT樹脂5kgに平均粒径3μmの備長炭600gを均一に混合撹拌して備長炭マスターバッチを作成し、このマスターバッチ対PETフレーク樹脂を47:53の重量比で混合した備長炭含有率5wt%の混合樹脂を作成し、混合樹脂を48個の平面円形の紡糸口を有する口金のノズルから紡糸し、48本のフィラメントを得た。次いで、これらのフィラメントを引き揃えて第1ローラーと第2ローラーとの間で延伸処理を行ったが、第1のローラーの回転速度1000m/分(表面温度90℃)に対して第2のローラーの回転速度が1300m/分(表面温度140℃)の延伸倍率1.30を越えると繊維は切断され延伸倍率を1.30以上にあげることができなかった。このときの総デニール数は155で、単糸当たりのデニール数は3.2であった。この繊維5サンプルの単位デニールあたりの引張強度は平均で0.30であった。

0025

==比較例2==
上記比較例1の方法で溶融紡糸したフィラメントを延伸することなくただ単に引き揃えた繊維とした。その繊維の総デニール数は63で、単糸あたりのデニール数は1.3であった。この繊維5サンプルの単位デニールあたりの引張強度は平均で0.80であった。

0026

==比較例3==
PBT樹脂47wt%:PETフレーク樹脂53wt%を混合し、備長炭微粉末を含まない混合樹脂を比較例1と同様の構成のノズルから溶融紡糸し、第1のローラーの回転速度1500m/分、表面温度90℃とし第2のローラーの回転速度2200m/分、表面温度140℃として延伸倍率1.47で延伸した。総デニール数は74で単糸当たりのデニール数は1.5であった。この繊維を5サンプル採集し、単位デニール当たりの引張強度を測定したら平均で2.03gf/dであった。

0027

以上の結果を纏めると以下の表1に示すようになる。

0028

0029

上記の表1から明らかなように、実施例1及び2と比較例1及び2とを対比すると、実施例1,2では鞘部の備長炭含有量が4wt%となっており、また比較例1,2では全体の備長炭含有量は5wt%となっている。従って、表層部の備長炭含有量は実施例と比較例とで1%の差があるにすぎない。しかしながら、単位デニール当たりの引張強度を見ると、実施例2は比較例2の2倍以上で、比較例3の備長炭を含まない繊維の引張強度に近い値となっている。また、実施例1と2で比較すると、延伸倍率の高い実施例2の方が引張強度が大きくなっている。

0030

以上の結果、鞘芯構造の複合繊維において、鞘部に備長炭微粉末を含有させたものは、繊維の断面全体に備長炭微粉末を含有させたものよりもはるかに大きな引張強度を有し、備長炭を含まない樹脂のみの繊維の引張強度に近く、充分に実用に耐える繊維とすることができる。

0031

本発明は上記の実施形態に限られることなく、以下のような種々の変更が可能である。
(1)複合繊維に含有される物質としては、備長炭微粉末以外に、備長炭以外の炭、トルマリン微粉末、銅微粉末、永久磁石微粉末、遠赤外線放射物質微粉末など、種々の無機物質の微粉末を使用することができる。
(2)ポリエステル樹脂以外にナイロンアクリルビニロンポリ塩化ビニルポリプロピレンなどの合成繊維に適用される樹脂及びこれらのリサイクル樹脂を使用することができる。なお、リサイクル樹脂を使用する場合には所望の引張強度を得るために同種のバージン樹脂を混合する場合もある。

0032

また、本発明の優れた効果により、本発明の繊維を用いて肌着や種々の衣服等の繊維製品に適用できる。

発明の効果

0033

以上のように、本発明に係る複合繊維では、無機質微粉末は繊維全体に分散されることなく複合繊維の外周に集中的に配設され、これにより少量の無機質微粉末によって繊維の強度を充分に保った状態で、無機質微粉末の有する特有の効果を発揮することができるといった優れた効果を発揮するものである。

0034

また、前記複合繊維が延伸されて前記無機質微粉末の一部が外部に露出されてなる場合には、延伸工程を経ることにより複合繊維に所望の引張強度を付与することができ、また、第2の樹脂は延伸によって薄層に形成されることにより、その一部を突き破るようにして無機質微粉末が外部に露出するので、無機質微粉末が有する特有の効果を有効に発揮することができる。例えば、その無機質が、備長炭などの炭微粉末であれば、備長炭の有する脱臭効果、吸湿効果、帯電防止効果、遠赤外線効果等の種々の効果を奏する繊維を得ることができる。更にまた、複合繊維としては表面があれた状態となり、繊維の光沢が消え肌触りが良い布地などを得ることができる。

図面の簡単な説明

0035

図1本発明に係る複合繊維を製造するための溶融紡糸装置の説明図である。
図2本発明に係る鞘芯構造の複合繊維を示す図で、その側面の一部を拡大して示している。
図3本発明に係るサイドバイサイドの複合繊維を示す図で、その側面の一部を拡大して示している。

--

0036

1紡糸ノズル
2 第1の樹脂
4 第2の樹脂
11延伸装置
12 第1のローラー
13 第2のローラー
15備長炭微粉末
16 複合繊維

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