JP2024002360A

JP2024002360A - 布帛および繊維製品

Info

Publication number: JP2024002360A
Application number: JP2022101505A
Authority: JP
Inventors: 良藤堂; Makoto Todo
Original assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Current assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 2022-06-24
Filing date: 2022-06-24
Publication date: 2024-01-11

Abstract

【課題】紫外線カット性に極めて優れ、好ましくは、採光性および光拡散性にも優れた布帛および該布帛を用いてなる繊維製品を提供する。【解決手段】有機系紫外線吸収剤を含むポリエステル繊維を含む布帛であって、さらに布帛に有機系紫外線吸収剤が付与されている。【選択図】図１

Description

本発明は、紫外線カット性に極めて優れ、好ましくは、採光性および光拡散性にも優れた布帛および該布帛を用いてなる繊維製品に関する。

ポリエステル繊維は、強度、寸法安定性、イージーケアー性等多くの優れた特徴を備えているので、ポリエステル繊維からなる布帛は、その優れた特性により衣料用から産業用と広い範囲で用いられている。

他方、太陽光に含まれる紫外線の人体への影響が懸念され、また、住居内のインテリア製品や畳等が日焼けするという理由から、紫外線をカットする繊維製品が提案されている。例えば、特許文献１では、二酸化チタンなどの無機系の紫外線吸収、反射剤をポリエステル繊維に含ませることにより、紫外線をカットすることが提案されている。

しかしながら、無機系の紫外線吸収、反射剤を多量に含んだポリエステル繊維でレースカーテンなどの繊維製品を構成すると、紫外線カット性の点でまだ満足とはいえず、また、可視光線までもカットされてしまい、採光性が損なわれるという問題があった。その改善策として、例えば、扁平断面原糸などを使用した織物等が提案されているが、まだ満足とはいえなかった（例えば、特許文献１）。

特開２００６－２９９４３８号公報

本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、紫外線カット性に極めて優れ、好ましくは、採光性および光拡散性にも優れた布帛および該布帛を用いてなる繊維製品を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねることにより、本発明を完成するに至った。かくして、本発明によれば、以下の発明が提供される。

１．有機系紫外線吸収剤を含むポリエステル繊維を含む布帛であって、さらに布帛に有機系紫外線吸収剤が付与されてなることを特徴とする布帛。
２．前記ポリエステル繊維において、艶消し剤の含有量が０．５重量％以下である、上記１に記載の布帛。
３．前記ポリエステル繊維において、単繊維の断面形状が丸、扁平、くびれ付き扁平、三角、Ｗ型、Ｙ型、Ｔ型、Ｕ型、および雲型からなる群より選択される１種以上である、上記１または２に記載の布帛。
４．布帛が、カバーファクター（ＣＦ）が１５００～３５００の織物、またはコース数１０～５０本／２．５４ｃｍかつウェール数９～３０本／２．５４ｃｍの編物である、上記１～３のいずれかに記載の布帛。
ただし、カバーファクター（ＣＦ）は下記式により定義される。
ＣＦ＝（ＤＷｐ／１．１）^１／２×ＭＷｐ＋（ＤＷｆ／１．１）^１／２×ＭＷｆ
［ＤＷｐは経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｐは経糸織密度（本／２．５４ｃｍ）、ＤＷｆは緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｆは緯糸織密度（本／２．５４ｃｍ）である。］
［ＤＷｐは経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｐは経糸織密度（本／２．５４ｃｍ）、ＤＷｆは緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｆは緯糸織密度（本／２．５４ｃｍ）である。］
５．ＪＩＳＬ１９２５－２０１９により測定した紫外線遮蔽率が９５％以上である、上記１～４のいずれかに記載の布帛。
６．ＪＩＳＬ１９１３－２０１０により測定した採光率が１０％以上である、上記１～５のいずれかに記載の布帛。
７．光拡散率が５％以上である、上記１～６のいずれかに記載の布帛。
８．上記１～７のいずれかに記載の布帛を用いてなる、カーテン、テント、障子紙および帽子からなる群より選択されるいずれかの繊維製品。

本発明によれば、紫外線カット性、採光性、および光拡散性に極めて優れた布帛および該布帛を用いてなる繊維製品が得られる。

本発明において、ポリエステル繊維の単繊維の断面形状として採用することのできる、くびれ部を有する扁平断面形状を模式的に例示したものである。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明において、ポリエステル繊維を形成するポリエステルとしては、テレフタル酸を主たる酸成分とし、炭素数２～６のアルキレングリコール、すなわちエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコールからなる群より選ばれた少なくとも１種のグリコール、特に好ましくはエチレングリコールを主たるグリコール成分とするポリエステルが例示される。
かかるポリエステルには、必要に応じて少量（通常３０モル％以下）の共重合成分を有していてもよい。

その際、使用されるテレフタル酸以外の二官能性カルボン酸としては、例えばイソフタル酸、ナフタリンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、β－ヒドロキシエトキシ安息香酸、Ｐ－オキシ安息香酸、５－ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸のごとき芳香族、脂肪族、脂環族の二官能性カルボン酸をあげることができる。また、上記グリコール以外のジオール化合物としては、例えばシクロヘキサン－１，４－ジメタノール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳのごとき脂肪族、脂環族、芳香族のジオール化合物およびポリオキシアルキレングリコール等をあげることができる。

かかるポリエステルは任意の方法によって合成したものでよい。例えばポリエチレンテレフタレートの場合について説明すると、テレフタル酸とエチレングリコールとを直接エステル化反応させるか、テレフタル酸ジメチルのごときテレフタル酸の低級アルキルエステルとエチレングリコールとをエステル交換反応させるかまたはテレフタル酸とエチレンオキサイドとを反応させるかしてテレフタル酸のグリコールエステルおよび／またはその低重合体を生成させる第１段階の反応と、第１段階の反応生成物を減圧下加熱して所望の重合度になるまで重縮合反応させる第２段階の反応によって製造されたものでよい。

また、マテリアルリサイクルまたはケミカルリサイクルされたポリエステルであってもよい。さらには、ポリ乳酸やステレオコンプレックスポリ乳酸などの脂肪族ポリエステルであってもよい。

かかるポリエステル繊維において、ポリエステル中に有機系紫外線吸収剤が含まれることが重要である。その際、有機系紫外線吸収剤の含有量としては、ポリエステル重量に対し０．１～５．０重量％（より好ましくは０．５～３．０重量％）であることが好ましい。有機系紫外線吸収剤の含有量が０．１重量％よりも小さいと、十分な紫外線吸収性能が得られないおそれがある。逆に、有機系紫外線吸収剤の含有量が５．０重量％よりも大きいと、有機系紫外線吸収剤を含むポリエステルを紡糸してポリエステル繊維を得る際、紡糸の工程安定性が損なわれたり、時間の経過とともにポリエステル繊維が黄変するおそれがある。

ポリエステル中に含まれる有機系紫外線吸収剤としては、ベンゾオキサジン系有機紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系有機紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系有機紫外線吸収剤、ベンゾオキサゾール系有機紫外線吸収剤、トリアジン系有機紫外線吸収剤、サリチル酸系有機紫外線吸収剤などが例示される。なかでも、紡糸の段階で分解しないという点からベンゾオキサジン系有機紫外線吸収剤が特に好ましい。

かかるベンゾオキサジン系有機紫外線吸収剤としては、特開昭６２－１１７４４号公報に開示されたものが好適に例示される。すなわち、２－メチル－３，１－ベンゾオキサジン－４－オン、２－ブチル－３，１－ベンゾオキサジン－４－オン、２－フェニル－３，１－ベンゾオキサジン－４－オン、２，２’－エチレンビス（３，１－ベンゾオキサジン－４－オン）、２，２’－テトラメチレンビス（３，１－ベンゾオキサジン－４－オン）、２，２’－ｐ－フェニレンビス（３，１－ベンゾオキサジン－４－オン）、１，３，５－トリ（３，１－ベンゾオキサジン－４－オン－２－イル）ベンゼン、１，３，５－トリ（３，１－ベンゾオキサジン－４－オン－２－イル）ナフタレンなどである。

また、前記のポリエステル繊維を形成するポリエステルにおいて、艶消し剤（二酸化チタンなど）の含有量が０．５重量％以下であることが優れた採光性を得る上で好ましい。

本発明において、ポリエステル繊維は、有機系紫外線吸収剤を０．１～５．０重量％含有し、好ましくは艶消し剤の含有率が０．５重量％以下の、固有粘度が０．５５～０．８０の前記ポリエステルを、常法により紡糸し、２０００～４３００ｍ／分の速度で未延伸糸（中間配向糸）として一旦巻き取り、延伸したものでもよいし、延伸仮撚したものでもよいし、巻き取る前に延伸したものでもよい。また、中間配向糸を、１８０～２００℃に加熱されたヒーターを用いて、弛緩状態（オーバーフィード１．５～１０％）で熱処理することにより、加熱下で自己伸長性を有する未延伸糸（中間配向糸）であってもよい。

かかるポリエステル繊維において、単繊維繊度が０．１～５．０ｄｔｅｘの範囲内であることが好ましい。また、繊維の形態としては、短繊維でもよいし長繊維（マルチフィラメント）でもよい。なかでも、織編物とした場合の組織間空隙を小さくして紫外線の透過量を少なくする上で長繊維が好ましい。

なお、かかる長繊維の総繊度、フィラメント数としては、総繊度１６～３３０ｄｔｅｘ、フィラメント数１～１００本の範囲が好ましい。また、単繊維の断面形状は特に限定されず通常の丸断面でもよいし、扁平、くびれ付き扁平、三角、Ｗ型、Ｙ型、Ｔ型、Ｕ型、雲型、扁平断面、四角断面、３～１４葉断面、中空断面などの異型断面でもよい。特に、織編物とした場合の組織間空隙を小さくする上で異型断面が好ましい。特に、図１に示すような、２箇所以上のくびれ部を有する断面扁平度２～６の扁平断面を採用すると、織編物とした場合の組織間空隙を小さくすることができ、かつソフトな風合いが得られ好ましい。なお、断面扁平度とは、図１に示す、長辺の長さ（Ｂ）と短辺の長さ（Ｃ１）との比（Ｂ／Ｃ１）である。また、くびれ部とは図１に示すように、短辺の長さが短くなっている部分のことである。かかるくびれ部において、凹部の深さとしては、短辺の長さの最大値と最小値の比（Ｃ１／Ｃ２）で、１．０５以上（好ましくは１．１以上）となる深さであることが好ましい。なお、図１は、くびれ部が３個所の場合を示している。

また、かかるポリエステル繊維は、沸水収縮率に差がある２種類の糸条が布帛に含まれると、布帛表面にシボが発現することにより、紫外線のカット率および光拡散性が向上し好ましい。その際、収縮率の差としては５～２０％が好ましい。

本発明の布帛は、前記のポリエステル繊維を含む。その際、布帛重量に対し３０重量％以上（より好ましくは６０重量％以上、特に好ましくは１００重量％）含むことが好ましい。前記のポリエステル繊維の含有量が３０重量％よりも小さいと、十分な紫外線カット性が得られないおそれがある。

布帛の織編組織は特に限定されず、通常の方法で製編織されたものでよい。さらには、不織布であってもよい。例えば、織物の織組織としては、平織、綾織、朱子織等の三原組織、変化組織、たて二重織、よこ二重織等の片二重組織、たてビロードなどが例示される。編物の種類は、よこ編物であってもよいしたて編物であってもよい。よこ編組織としては、平編、ゴム編、両面編、パール編、タック編、浮き編、片畔編、レース編、添え毛編等が好ましく例示され、たて編組織としては、シングルデンビー編、シングルアトラス編、ダブルコード編、ハーフトリコット編、裏毛編、ジャガード編等が例示される。層数も単層でもよいし、２層以上の多層でもよい。

ここで、本発明の布帛が織物である場合は、下記式により算出されるカバーファクター（ＣＦ）が１５００～３５００であることが好ましい。該カバーファクターが１５００よりも小さいと、織物の組織間空隙が大きくなり、紫外線カット性が損なわれるおそれがある。紫外線カット性の点では、該カバーファクターは大きいほどよいが、３５００よりも大きいと布帛のソフト性が損なわれるおそれがある。
ＣＦ＝（ＤＷｐ／１．１）^１／２×ＭＷｐ＋（ＤＷｆ／１．１）^１／２×ＭＷｆ
ただし、ＤＷｐは経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｐは経糸織密度（本／２．５４ｃｍ）、ＤＷｆは緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｆは緯糸織密度（本／２．５４ｃｍ）である。

また、本発明の布帛が編物である場合は、コース数１０～５０本／２．５４ｃｍかつウェール数９～３０本／２．５４ｃｍの密度を有することが好ましい。密度が該範囲よりも小さいと、編物の組織間空隙が大きくなり、紫外線カット性が損なわれるおそれがある。紫外線カット性の点では、該密度は大きいほどよいが、該範囲よりも大きいと布帛のソフト性が損なわれるおそれがある。

また、布帛に有機系紫外線吸収剤が付与される。その際、有機系紫外線吸収剤は前記のようなものでよい。また、ポリエステル繊維に含まれる有機系紫外線吸収剤と同一種類でもよいし異なる種類でもよい。有機系紫外線吸収剤を布帛に固着させる量は、布帛に対して０．５～５．０％ｏｗｆの範囲内であることが好ましい。

また、バインダー樹脂を使用して有機系紫外線吸収剤を付与する場合に用いられるバインダー樹脂としては、特に限定されるものではなく、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、ナイロン樹脂などが例示される。バインダー樹脂の固着量は、樹脂固形分基準で布帛に対して、０．０１～４０ｇ／ｍ^２（より好ましくは１～３０ｇ／ｍ^２）の範囲内であることが好ましい。

通常、前記有機系紫外線吸収剤とバインダー樹脂は、両者の配合組成物として布帛に付与される。その際、かかる配合組成物は水系、溶剤系のいずれで構成してもよいが、加工工程の作業環境上、水系の方が好ましい。溶剤としては、トルエン、イソプロピルアルコール、ジメチルホルムアミド、メチルエチルケトン、酢酸エチルなどが例示される。この配合組成物には、エポキシ系などの架橋剤を併用してもよい。さらに、布帛本体に対する付着性を向上させる等の目的で適当な添加剤をさらに併用してもよい。

布帛への、有機系紫外線吸収剤とバインダー樹脂の付与手段として、まず両者を前述のような配合組成物となした後、該配合組成物を、パディング法、グラビヤコーティング法、スクリーンプリント法などの公知の付与手段を用いることができる。有機系紫外線吸収剤単独での付与手段として、吸尽法、パディング法などの公知の付与手段を用いることができる。

本発明の布帛には、本発明の目的が損なわれない範囲内であれば、常法の染色仕上げ加工、撥水加工、起毛加工、紫外線遮蔽あるいは抗菌剤、消臭剤、防虫剤、蓄光剤、再帰反射剤、マイナスイオン発生剤等の機能を付与する各種加工を付加適用してもよい。

本発明の布帛は、前記の構成を有するので、紫外線カット性、採光性、および光拡散性に極めて優れる。ここで、ＪＩＳＬ１９２５－２０１９により測定した紫外線遮蔽率が９５％以上（より好ましくは９５～９９．９％）であることが好ましい。また、ＪＩＳＬ１９１３－２０１０により測定した採光率が１０％以上（より好ましくは１１～４０％）であることが好ましい。また、光拡散性が５％以上（より好ましくは５～１５％）であることが好ましい。

次に、本発明の繊維製品は前記の布帛を含み、カーテン、テント、障子紙および帽子からなる群より選択されるいずれかの繊維製品である。かかる繊維製品は前記の布帛を含むので、紫外線カット性、採光性、および光拡散性に極めて優れる。

次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。

＜固有粘度＞
オルソクロロフェノールを溶媒として使用し３５℃で測定した。

＜繊度＞
ＪＩＳＬ１０１３－２０２１８．３．１正量繊度により測定した。

＜カバーファクター（ＣＦ）＞
下記式により算出した。
ＣＦ＝（ＤＷｐ／１．１）^１／２×ＭＷｐ＋（ＤＷｆ／１．１）^１／２×ＭＷｆ
ただし、ＤＷｐは経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｐは経糸織密度（本／２．５４ｃｍ）、
ＤＷｆは緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｆは緯糸織密度（本／２．５４ｃｍ）である。

＜紫外線遮蔽率＞
ＪＩＳＬ１９２５－２０１９により測定した。

＜採光率＞
ＪＩＳＬ１９１３－２０１０により測定した。

＜光拡散率＞
ＪＩＳＬ１０５５－２００９Ａ法を準用し測定した。試験箱の開口部に布帛を設置し、試験箱内の任意の点における照度（ｌｘ）を測定する。開口部直下の中心部分の布帛の照度Ａ（ｌｘ）と、中心部分から布帛の経方向へ約１０ｃｍの地点の布帛の照度Ｂ（ｌｘ）と、中心部分から布帛の緯方向へ約１０ｃｍの地点の布帛の照度Ｃ（ｌｘ）を測定し、下記式により算出した。
経方向の光拡散率Ｘ＝照度Ｂ／照度Ａ×１００
緯方向の光拡散率Ｙ＝照度Ｃ／照度Ａ×１００
光拡散率＝（Ｘ＋Ｙ）／２

［実施例１］
特開昭６２－１１７４４号公報に記載された方法で合成された２，２’－ｐ－フェニレンビス（３，１－ベンゾオキサジン－４－オン）有機系紫外線吸収剤を１．０重量％含み、艶消し剤を含まないポリエチレンテレフタレートを４つ山扁平断面（凹部６個所）に穿孔された口金より、紡糸温度３００℃で紡出し、４０００ｍ／ｍｉｎで引き取り、一旦巻き取ることなく引き続き１．３倍に延伸し、フィラメントの横断面形状が図１に示すような、くびれ部（短辺の長さＣの最大／最小＝１．２）を３個所有する扁平断面（断面扁平度３．２）のマルチフィラメント（Ａ）８４ｄｔｅｘ／３０ｆｉｌを得た。また、口金を丸断面に変更すること以外は前記と同様の方法で、マルチフィラメント（Ｂ）３３０ｄｔｅｘ／１０ｆｉｌを得た。得られたマルチフィラメント（Ｂ）を常法により分繊し、マルチフィラメント（Ｃ）３３ｄｔｅｘ／１ｆｉｌを得た。さらに、前記同様に紡出し、３５００ｍ／ｍｉｎで一旦巻き取り、巻き取ったフィラメントを常法により延伸仮撚加工を行い、マルチフィラメント（Ｄ）１６７ｄｔｅｘ／１４４ｆｉｌを得た。

次いで、経糸に前記マルチフィラメント（Ｃ）、緯糸に前記マルチフィラメント（Ａ）と（Ｄ）を９：９の配列で使用し、経密度１８３本／２．５４ｃｍ、緯密度９５本／２．５４ｃｍの５／１ツイル組織織物を製織した。そして、染料を使用せずに常法の染色加工を行い、仕上げ時に、上記と同様の有機系紫外線吸収剤を２．０％ｏｗｆ使用し、カバーファクター（ＣＦ）２３８４の織物を得た。かかる織物（布帛）の表面にはシボが発現していた。
得られた織物において、紫外線遮蔽率９９％、採光率１２％、光拡散率６％と優れた紫外線遮蔽性、採光性と光拡散性を有するものであった。

［実施例２］
有機系紫外線吸収剤を含まずかつ艶消し剤を０．３重量％含む固有粘度０．６０のポリエチレンテレフタレートを常法により紡糸、延伸してポリエステルマルチフィラメント（Ａ）８４ｄｔｅｘ／３６ｆｉｌを得た。得られた該マルチフィラメントに常法によりＳ１０００回／ｍの撚糸を行い、ポリエステルマルチフィラメント（Ｅ）を得た。

次いで、経糸に該マルチフィラメント（Ｅ）、緯糸に実施例１で記載のマルチフィラメント（Ａ）を使用し、経密度８５本／２．５４ｃｍ、緯密度１１０本／２．５４ｃｍの５／１ツイル組織織物を製織した。そして、実施例１に記載の染色加工を施し、カバーファクター（ＣＦ）１８６２の織物を得た。
得られた織物において、紫外線遮蔽率９６％、採光率１４％、光拡散率５％と優れた紫外線遮蔽率、採光性と光拡散性を有するものであった。

［比較例１］
実施例２において、染色加工時に有機系紫外線吸収剤を使用しないこと以外は実施例２と同様にして織物を得た。
得られた織物において、紫外線遮蔽率９３％、採光率１４％、光拡散率５％と紫外線遮蔽率は劣るものであった。

本発明によれば、紫外線カット性、採光性、および光拡散性に極めて優れた布帛および該布帛を用いてなる繊維製品が、その工業的価値は極めて大である。

１くびれ部

Claims

有機系紫外線吸収剤を含むポリエステル繊維を含む布帛であって、さらに布帛に有機系紫外線吸収剤が付与されてなることを特徴とする布帛。
前記ポリエステル繊維において、艶消し剤の含有量が０．５重量％以下である、請求項１に記載の布帛。
前記ポリエステル繊維において、単繊維の断面形状が丸、扁平、くびれ付き扁平、三角、Ｗ型、Ｙ型、Ｔ型、Ｕ型、および雲型からなる群より選択される１種以上である、請求項１に記載の布帛。
布帛が、カバーファクター（ＣＦ）が１５００～３５００の織物、またはコース数１０～５０本／２．５４ｃｍかつウェール数９～３０本／２．５４ｃｍの編物である、請求項１に記載の布帛。
ただし、カバーファクター（ＣＦ）は下記式により定義される。
ＣＦ＝（ＤＷｐ／１．１）^１／２×ＭＷｐ＋（ＤＷｆ／１．１）^１／２×ＭＷｆ
［ＤＷｐは経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｐは経糸織密度（本／２．５４ｃｍ）、ＤＷｆは緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｆは緯糸織密度（本／２．５４ｃｍ）である。］
ＪＩＳＬ１９２５－２０１９により測定した紫外線遮蔽率が９５％以上である、請求項１に記載の布帛。
ＪＩＳＬ１９１３－２０１０により測定した採光率が１０％以上である、請求項１に記載の布帛。
光拡散率が５％以上である、請求項１に記載の布帛。
請求項１～７のいずれかに記載の布帛を用いてなる、カーテン、テント、障子紙および帽子からなる群より選択されるいずれかの繊維製品。