JP2004188690A

JP2004188690A - 蓄光性繊維構造体

Info

Publication number: JP2004188690A
Application number: JP2002357631A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yamashita; 昌浩山下; Atsushi Takahira; 高比良　　淳
Original assignee: Kanebo Synthetic Fibers Ltd; Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Synthetic Fibers Ltd; Kanebo Ltd
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】高い蓄光性能を保ちながら、尚且つ扱いやすいレベルの剛軟性を持った繊維構造体を提供する。
【解決手段】蓄光性繊維がパイル状に起毛している構造体であって、該蓄光性繊維が芯鞘複合繊維であって、芯成分は蓄光粒子を５〜５０重量％含有する熱可塑性ポリマーからなり、１平方ｍ当たりのパイル使用量：Ｐが５０ｇ／ｍ^２から３００ｇ／ｍ^２であり、そのパイル表面の残光輝度ＣＬが３ｍｃｄ／ｍ^２以上である事を特徴とする蓄光性繊維構造体。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高い蓄光性能を保ちながら優れる柔軟性と表面品位を有するパイル布帛、フロッキー加工布帛、ベルベットなどの立毛性布帛に関する物であって、具体的用途としては夜間用作業衣、帽子、非常通路用カーペット、ブライダル衣装、壁掛け、車両用内装材等などに関する物である。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、蓄光粒子を使用した蓄光性能を有する繊維が数多く提案されている。例えば、（１）アクリル樹脂をバインダーとして天然繊維または化学繊維の表面に蓄光粒子をコーティングしたもの（特開昭６１−１６７０８６号公報）、（２）繊維素材に蓄光粒子を配合した塗料を塗布した繊維（特開平１−３３２８７号公報）、（３）繊維表面にアクリル系樹脂、アミノプラスト樹脂またはオレフィン系樹脂などのバインダー成分を用いて蓄光粒子を固着一体化させ、撥水加工を施した発光性織物（特開平９−１１１６７８号公報）、（４）蓄光粒子を樹脂中に均一混合して紡糸したもの（特開平１０−２９２２５７号公報）などがある。
【０００３】
しかしながら、このような繊維素材に蓄光粒子を配合した塗料を塗布した繊維構造体や繊維にバインダー成分を用いて蓄光粒子を固着一体化させた繊維構造体は、洗濯や摩擦などにより蓄光粒子が繊維表面から脱落し易く、耐久性に劣るなどの問題点があった。一方、（４）のように樹脂に蓄光粒子を混入して得られた繊維を使用した織物や編物等の一般的な繊維構造体は、厚みが不足するため一定面積内の蓄光粒子の絶対量が不足し、十分な蓄光性能を発現すること非常に困難であった。
【０００４】
そのため繊維中の蓄光粒子の配合比率を大きくする、もしくは糸の繊度を上げるといった解決方法はあるものの、蓄光粒子の配合比率を大きくした場合には繊維強度が不足し繊維構造体を製作することが困難となり、繊度を充分な発光性能が出るまで上げて行くと剛軟度が高くなり、柔軟性を失ってしまうという問題点があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６１−１６７０８６号公報
【特許文献２】
特開平１−３３２８７号公報
【特許文献３】
特開平９−１１１６７８号公報
【特許文献４】
特開平１０−２９２２５７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は高い蓄光性能を保ちながら、尚且つ扱いやすいレベルの剛軟性を持った繊維構造体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、蓄光性繊維がパイル状に起毛している構造体であって、該蓄光性繊維が芯鞘複合繊維であって、芯成分は蓄光粒子を５〜５０重量％含有する熱可塑性ポリマーからなり、パイル使用量：Ｐが５０ｇ／ｍ^２から３００ｇ／ｍ^２であり、そのパイル表面の残光輝度ＣＬが３ｍｃｄ／ｍ^２以上である事を特徴とする蓄光性繊維構造体である。
【０００８】
本発明における蓄光性繊維のパイル繊度：Ｄは２ｄｔｅｘから２０ｄｔｅｘであることが好ましい。２ｄｔｅｘ未満では繊維カット面の断面積が小さいため蓄光性能を十分に発現することができない。２０ｄｔｅｘを超えると繊維径が太くなるため、カットされた繊維が垂直に立つ確率が低くなり、起毛した繊維の並びが歪になってしまうため、効率良く蓄光性能を出すことができない。その上、繊維構造体の剛軟度が上がってしまうからである。
【０００９】
本発明における蓄光性繊維のパイルはその使用量：Ｐが５０ｇ／ｍ^２から３００ｇ／ｍ^２であることが必要である。Ｐが５０ｇ／ｍ^２未満では、繊維構造体の基布が見えてしまい残光輝度が損なわれてしまう。また、Ｐが３００ｇ／ｍ^２を超えると、構造体のパイル面の目面が斑になり発光状態に斑が観られ、品位が著しく損なわれる。またパイルの使用量が多くなるためパイルの抜けが発生し、その防止策として接着剤を多目に付与する必要となるため、剛軟度が上り布帛の柔軟性も損なわれるなどの問題が発生する。
【００１０】
本発明における蓄光性繊維のパイル長Ｌは０．２ｍｍから５．０ｍｍであることが好ましい。０．２ｍｍ未満では、繊維構造体の基布が見えてしまい残光輝度が損なわれてしまうからである。また、パイル長５．０ｍｍを超える場合、構造体のパイル面の目面が斑になり発光状態に斑が観られ、品位が著しく損なわれる。
【００１１】
本発明における蓄光性繊維は芯鞘複合繊維であって、芯成分は蓄光粒子を含有する熱可塑性ポリマーから成ることを特徴とする。蓄光剤が繊維表面に露出すると繊維製造工程中においてガイド類等の接触体が著しく磨耗してしまい、生産性を阻害する。また蓄光剤自体非常に水に触れると失活してしまうため、蓄光性能を著しく低下させてしまう。
【００１２】
そのため芯成分を形成する蓄光粒子を混合する熱可塑性ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリテトラエチレンテレフタレートなどの芳香族ポリエステル類及びそれらの共重合体、ポリ乳酸等などの疎水性ポリマーが望ましい。
【００１３】
鞘成分を形成する繊維形成性ポリマーとしては、ポリアミドまたはポリエステルを用いることを特徴とする。ポリアミドまたはポリエステルは繊維形成性ポリマーとして十分な機械強度、耐熱性にも優れ繊維及び繊維構造体を製造する上でもハンドリング性に優れるためである。また、パイルとして用いても適度な剛軟性を発現可能である。一方、ポリプロピレンを始めとするポリオレフィン類では耐熱性に劣るため繊維構造体の加工工程における防皺を目的とした熱セット（プレセットや仕上げセット）において、繊維同士が融着してしまう等の問題点がある。ポリアミドの具体例としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２及び前述したポリアミドの共重合体などが挙げられる。中でもナイロン６は汎用的な繊維素材であり、本発明に好適である。また、ポリエステルの具体例としては、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート、ポリテトラエチレンテレフタレートなどの芳香族ポリエステル類及びそれらの共重合体、ポリ乳酸等が挙げられる。鞘成分には、必要に応じて流動性改善剤、熱安定剤などの添加も可能である。
【００１４】
本発明における蓄光性繊維の芯成分中に含まれる蓄光粒子は５〜５０重量％である必要がある。蓄光粒子の蓄光性能や粒径、また要求される蓄光性能によっても異なるが、好ましくは１５〜３０重量％である。５０重量％を超えた濃度で混入すると蓄光成分の流動性が著しく低下し、可紡性に乏しくなり複合繊維化できなくなるためである。また１０重量％未満では十分な蓄光性が得られない。
【００１５】
本発明における蓄光性繊維に含まれる蓄光粒子は公知のものが使用できる。このような粒子としては、例えばＢｉを賦活剤とするＣａＳｒＳ、Ｃｕを賦活剤とするＺｎＣｄＳなどの硫化物系蛍光体、Ｃｕを賦活剤とするＺｎＳなどの硫化亜鉛系蓄光性蛍光体及び母体結晶剤としてＥｕなどを賦活したＳｒ、Ｂａ、Ｃａなどのアルカリ土類金属のアルミン酸塩（ＳｒＡｌ_２Ｏ_４、ＣａＡｌ_２Ｏ_４など）が挙げられる。
【００１６】
このうちアルカリ土類金属のアルミン酸塩は残光時間が長く化学的にも安定であり、本発明に最も好適である。また、このような粒子として根本特殊化学（株）製の「Ｎ夜光」（商標名）、ケミテック（株）製の「ケミテックピカリコ」（商標名）が市販されている。
【００１７】
かかる蓄光粒子の平均粒径は０．１〜１０μｍであることが好ましい。より好ましくは０．５〜５μｍである。粒子径が０．１未満であると充分な蓄光性能が得られないし、１０μｍを超える粒径では可紡性に乏しくなり複合繊維化できなくなるためである。
【００１８】
本発明の蓄光複合繊維は、その断面形状は円形、多葉形などの非円形を問わないが、蓄光成分、繊維形成性の非蓄光成分の複合形態は、蓄光成分である芯部を非蓄光成分である鞘部が完全に包み込んだ芯鞘構造であり、かつ芯成分の内接円直径が１０μｍ以上であることが重要である。芯成分が複数の場合はその中での最大芯成分の内接円直径が１０μｍ以上なければならない。芯部が露出した場合、その後の製造工程において熱水・温水等に浸漬した際に最外層付近に存在する剤の蓄光性能が著しく低下してしまうからである。
【００１９】
本発明に用いる蓄光複合繊維は、その断面形状は円形、多葉形などの非円形を問わないが、蓄光成分、繊維形成性の非蓄光成分の複合形態は、蓄光成分である芯部を非蓄光成分である鞘部が完全に包み込んだ芯鞘構造が望ましい。
【００２０】
図１〜４は本発明に適した複合構造の一例を示す。図１は芯部が一つの芯鞘構造であり、図２は多芯型、図３は鞘部が３葉形、図４は鞘部が扁平形状の本発明の例である。
【００２１】
立毛繊維構造体としてはパイル布帛、フロッキー加工と呼ばれる０．２〜２．０ｍｍにカットした繊維を静電植毛したものや２重織のパイル面を切断したベルベットなどが挙げられる。特にフロッキー加工は表面の光沢感も優れ、適度な柔軟性やハリを持ちながらも優れた蓄光性能を両立したものを提供できる。
【００２２】
基材シート（１）としては剛軟度の低いシート状の物であれば良く、具体的には、織物、編物、不織布などの布帛であれば良い。特に表面の平坦な織物が好ましい。また接着剤としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、合成ゴムラテックスなど任意のバインダーが使用でき、特にアクリル系樹脂エマルジョンが好適である。その使用量は適宜異なるが柔軟性と接着性の両立させるためには１０ｇ／ｍ^２から３０ｇ／ｍ^２が望ましい。１０ｇ／ｍ^２未満では基材シートとパイルとの接着性が劣り、３０ｇ／ｍ^２を超えるとバインダーの厚みで柔軟性が低下するためである。
【００２３】
本願発明の蓄光性複合繊維は、公知の複合紡糸方法により製造できる。通常の速度５００から１５００ｍ／分程度で紡糸し、ついで延伸熱処理する方法、またスピンドロー法、高速紡糸法により製造することが可能である。
【００２４】
この繊維構造体は剛軟度を低く抑える事ができ、また表面品位に優れるため、衣料や資材へと幅広い用途展開が可能である。具体例としては夜間用作業衣、帽子、非常通路用カーペット、ブライダル衣装、壁掛け、車両用内装材等が挙げられる。特に車両用内装材に使用した場合、ファッション性のみではなく、夜間でもスイッチ類や、バイザー等の部位を容易に確認する事ができる。
【００２５】
パイル表面の残光輝度ＣＬが３ｍｃｄ／ｍ^２未満であると、発光の形状認識が十分にできないので、蓄光繊維製品としての機能を果たさない。より鮮やかに発光（蓄光）し、見栄え良くするためにはＣＬが５ｍｃｄ／ｍ^２以上が好ましく、更には８ｍｃｄ／ｍ^２以上であることが好ましい。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。実施例及び比較例における各測定・評価は次のとおり行った。
【００２７】
＜パイル表面の残光輝度ＣＬ＞
測定試料を２４時間光遮断した状態で保管した後、常用光源蛍光ランプＤ６５にて１０００ｌｘの環境下で３０分照射した後に暗室にて３０分間放置し試料の輝度を輝度計にて測定した。
【００２８】
＜目視による蓄光性認識評価＞
ＣＬ値の測定同様、蓄光性繊維構造体Ｍ１〜Ｍ９を２４時間光遮断した状態で保管した後、常用光源蛍光ランプＤ６５にて１０００ｌｘの環境下で３０分照射した後に暗室にて３０分間放置し、目視にて蓄光性能の評価を行った。
（１）はっきりと発光色、形を認識できるような明るさを○
（２）発光色、形を認識できる明るさを△
（３）ぼんやりと発光しているのは認識できるが発光色、形までは認識できない明るさを×とした。
【００２９】
＜蓄光性構造体の表面品位＞
（１）明るい場所における繊維構造体のパイルが直立にほぼ均一の長さで並んでおり、３箇所におけるＣＬ値を測定した結果、最大値と最小値の差が±１未満であったものを○とした。
（２）明るい場所における繊維構造体のパイルが直立にほぼ均一の長さで並んでいたが、３箇所におけるＣＬ値を測定した結果、最大値と最小値の差が±１以上であったものを△とした。
（３）明るい場所における繊維構造体のパイルが垂直に直立したものや斜立したものが混在し、３箇所におけるＣＬ値を測定した結果、最大値と最小値の差が±２以上であったものを×とした。
【００３０】
＜柔軟性＞
柔軟性の試験方法は、ＪＩＳＬ１０９６「一般織物試験方法」に記載の８．１９．１「Ａ法（４５°カンチレバー法）」に従い、５回の平均値で剛軟度の測定を行った。
（１）剛軟度６０ｍｍ未満を○とした。
（２）剛軟度６０ｍｍ以上８０ｍｍ未満を△とした。
（３）剛軟度８０ｍｍ以上のものを×とした。
【００３１】
［実施例１］
平均粒径３μｍ、比重３．６ｇ／ｃｍ^３の蓄光粒子をポリプロピレンに２０重量％の混合率で溶融混合して得たポリマーをＰ１とする。ナイロン６をＰ２とする。上記Ｐ１を芯成分としＰ２を鞘成分として３複合比率（芯成分：鞘成分の体積比）１：２で図１のような芯鞘構造に複合し、２８０℃の温度で直径０．２５ｍｍのオリフィスより紡出し、冷却、オイリングしつつ紡速７００ｍ／分で捲取った。さらに８０℃の熱ローラー上で２．７倍に延伸し、１００ｄｔｅｘ／１２フィラメントの糸Ｙ１を得た。次にこのＹ１を０．５ｍｍ長にカットし、Ｙ１をパイルとしてレーヨン３０％とポリエステル７０％で目付１５０ｇ／ｍ^２の織物である基材シートＳ１の上にアクリル系エマルジョンのバインダーＢ１を塗布した後、静電気植毛にて２００ｇ／ｍ^２の密度でパイルを接着させフロッキーＭ１を作製した。このＭ１の残光輝度ＣＬは１１ｍｃｄ／ｍ^２であった。
【００３２】
［実施例２］
実施例１で使用した蓄光性繊維Ｙ１、基材シートＳ１及び接着剤を使い、パイル長１．０ｍｍのパイルを静電気植毛にて２５０ｇ／ｍ^２の密度でフロッキーＭ２を作製した。このＭ２の残光輝度ＣＬは１０ｍｃｄ／ｍ^２であった。
【００３３】
［実施例３］
実施例１で使用した蓄光性繊維Ｙ１、基材シートＳ１及び接着剤を使い、繊維長０．２ｍｍのパイルを静電気植毛にて２５０ｇ／ｍ^２の密度でフロッキーＭ３を作製した。このＭ３の残光輝度ＣＬは９ｍｃｄ／ｍ^２であった。
【００３４】
［実施例４］
実施例１で使用した蓄光性繊維Ｙ１、基材シートＳ１及び接着剤を使い、繊維長４．０ｍｍのパイルを静電気植毛にて３００ｇ／ｍ^２の密度でフロッキーＭ４を作製した。このＭ４の残光輝度ＣＬは９ｍｃｄ／ｍ^２であった。
【００３５】
［実施例５］
実施例１で使用した蓄光性繊維Ｙ１、基材シートＳ１及び接着剤を使い、繊維長０．２ｍｍのパイルを静電気植毛にて５０ｇ／ｍ^２の密度でフロッキーＭ５を作製した。このＭ５の残光輝度ＣＬは４ｍｃｄ／ｍ^２であった。
【００３６】
［実施例６］
実施例１で使用した蓄光繊維Ｙ１、基材シートＳ１及び接着剤を使い、繊維長５．０ｍｍのパイルを静電気植毛にて３００ｇ／ｍ^２の密度でフロッキーＭ６を作製した。このＭ６の残光輝度ＣＬは９ｍｃｄ／ｍ^２であった。
【００３７】
［比較例１］
実施例１で使用した蓄光繊維Ｙ１、基材シートＳ１及び接着剤を使い、繊維長０．２ｍｍのパイルを静電気植毛にて３５０ｇ／ｍ^２の密度でフロッキーＭ７を作製した。このＭ７の残光輝度ＣＬは１１ｍｃｄ／ｍ^２であった。しかし、この加工により得られたＭ７の目面に発光状態に斑が見られ、品位が悪いものであった。
【００３８】
［比較例２］
実施例１で使用した蓄光繊維Ｙ１、基材シートＳ１及び接着剤を使い、繊維長０．５ｍｍのパイルを静電気植毛にて４０ｇ／ｍ^２の密度でフロッキーＭ８を作製した。このＭ８の残光輝度ＣＬは２ｍｃｄ／ｍ^２であった。
【００３９】
［比較例３］
平均粒径３μｍ、比重３．６ｇ／ｃｍ^３の蓄光粒子をポリプロピレンに４重量％の混合率で溶融混合して得たポリマーをＰ３とする。ナイロン６をＰ１とする。上記Ｐ３を芯成分としＰ１を鞘成分として３複合比率（芯成分：鞘成分の体積比）３：１で図１のような芯鞘構造に複合し、２８０℃の温度で直径０．２５ｍｍのオリフィスより紡出し、冷却、オイリングしつつ紡速７００ｍ／分で捲取った。さらに８０℃の熱ローラー上で２．７倍に延伸し、１００ｄｔｅｘ／１２フィラメントの糸Ｙ２を得た。次にこのＹ２を０．５ｍｍ長にカットし、それをパイルとして基材シートＳ１及び接着剤を使い、繊維長０．５ｍｍのパイルを静電気植毛にて２００ｇ／ｍ^２の密度でフロッキーＭ９を作製した。このＭ９の残光輝度ＣＬは１ｍｃｄ／ｍ^２であった。
【００４０】
［比較例４］
実施例１で使用した蓄光繊維Ｙ１を経糸、緯糸に用いて経糸密度：１１２本／２．５ｃｍ、緯糸密度：１００本／２．５ｃｍの朱子織物Ｍ１０を作製した。このＭ１０の残光輝度ＣＬは３ｍｃｄ／ｍ^２であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる蓄光性複合繊維の断面形状の一例
【図２】本発明に用いられる蓄光性複合繊維の断面形状の一例
【図３】本発明に用いられる蓄光性複合繊維の断面形状の一例
【図４】本発明に用いられる蓄光性複合繊維の断面形状の一例
【図５】本発明の繊維構造体の断面形状
【符号の説明】
Ａ蓄光成分
Ｂ非蓄光成分
１基材シート
２バインダー
３パイル

Claims

蓄光粒子を含有する合成繊維（以下、蓄光性繊維と記す）がパイル状に起毛している構造体であって、該蓄光性繊維が芯鞘複合繊維であって、芯成分は蓄光粒子を５〜５０重量％含有する熱可塑性ポリマーからなり、パイル使用量：Ｐが５０ｇ／ｍ^２から３００ｇ／ｍ^２であり、そのパイル表面の残光輝度ＣＬ（測定試料を２４時間光遮断した状態で保管した後、常用光源蛍光ランプＤ６５にて１０００ｌｘの環境下で３０分照射した後に暗室にて３０分間放置し試料の輝度を輝度計にて測定した時の値）が３ｍｃｄ／ｍ^２以上である事を特徴とする蓄光性繊維構造体。
該蓄光性繊維のパイル繊度：Ｄが２ｄｔｅｘから２０ｄｔｅｘであり、かつそのパイル長：Ｌが０．２ｍｍから５．０ｍｍである請求項１記載の蓄光性繊維構造体。
該蓄光性繊維が、鞘成分は繊維形成性のポリアミドまたはポリエステルからなる請求項１又は２記載の蓄光性繊維構造体。