纤维结构物及其制造方法与流程

1.本发明涉及防污性、吸水性、扩散性等性能较高的纤维结构物及其制造方法。


背景技术：

2.聚酯纤维是疏水性纤维，若原状使用则缺乏防污性、吸水性、扩散性，使用了该纤维的衣服存在穿着感差的问题。为此以往提出了多种提案。专利文献1中，提出了对含有聚酯纤维的纤维结构物赋予亲水性聚合物加工剂，通过金属盐催化剂使其固化(硬化)的方法。专利文献2中，提出了对含有聚酯纤维的纤维结构物赋予亲水疏油性聚合物加工剂，通过金属盐催化剂使其固化的方法。专利文献3中，提出了对含有聚酯纤维的纤维结构物赋予亲水性聚合物加工剂和制菌剂，通过低温等离子使其固化的方法。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2013-072164号公报
6.专利文献2：日本特开2012-012718号公报
7.专利文献3：日本特开2010-121230号公报


技术实现要素：

8.发明要解决的问题
9.可是，上述以往技术在对含有聚酯纤维的纤维结构物赋予了加工剂后，都需要通过催化剂、等离子等使其固化(硬化)，手感硬，不能充分发挥防污性、吸水性、扩散性等性能。
10.本发明为了解决上述以往的问题，提供一种不需要固化(硬化)、良好地保持手感、且防污性、吸水性、扩散性等性能都较高的纤维结构物。
11.用于解决课题的手段
12.本发明的纤维结构物是含有聚酯纤维的纤维结构物，其特征在于：亲水性聚酯树脂加工剂分子的至少一部分吸收在所述聚酯纤维内的至少一部分中，剩余部分被覆所述聚酯纤维表面而亲水化，所述纤维结构物具有下述性能：
13.(1)防污性：在涂抹了通过将标准污染土沙和蒸馏水按1∶1混合而成的200g泥水并放置24小时后，103法(jis l 0217：1995)洗涤、干燥后的灰色标度判定(jis l 0805：2005)为4级以上
14.(2)吸水性：滴下法(jis l 1907：2004)为10秒以下
15.(3)扩散性：扩散性残留水分率试验(iso 17617a-1法适用(水0.6ml滴下))在55分钟以内。
16.本发明的纤维结构物的制造方法的特征在于：在含有亲水性聚酯树脂加工剂分子的水溶液中对所述纤维结构物进行浸渍加热处理，使所述加工剂分子的至少一部分吸收在聚酯纤维内的至少一部分中，剩余部分被覆所述聚酯纤维表面而亲水化。
17.发明效果
18.本发明的纤维结构物是含有聚酯纤维的纤维结构物，通过使亲水性聚酯树脂加工剂分子的至少一部分吸收在所述聚酯纤维内的至少一部分中，剩余部分被覆所述聚酯纤维表面而亲水化，从而能够提供不需要固化(硬化)、良好地保持手感、且防污性、吸水性、扩散性等性能都较高的纤维结构物。另外，如果并用抗菌剂，则纤维结构物表面被亲水性聚酯树脂加工剂的至少一部分被覆，抗菌剂固附在聚酯系加工剂表面上、及/或抗菌剂的至少一部分吸收在聚酯纤维内的至少一部分中，可得到具有耐久性的抗菌性。
19.此外，本发明的纤维结构物的制造方法中，通过在含有亲水性聚酯树脂加工剂分子的水溶液中对所述纤维结构物进行浸渍加热处理，使所述加工剂分子的至少一部分吸收在聚酯纤维内的至少一部分中，剩余部分被覆所述聚酯纤维表面而亲水化，从而能够高效率且合理地制造本发明的纤维结构物。
附图说明
20.图1是表示将亲水性聚酯树脂加工剂分子的至少一部分吸收在本发明的一个实施方式的聚酯纤维内的一部分中、剩余部分被覆聚酯纤维表面而亲水化的状态的示意性剖视说明图。
21.图2是表示本发明的另一个实施方式的抗菌剂固附在聚酯系加工剂的表面上的状态的示意性剖视说明图。
22.图3是表示本发明的又一个实施方式的抗菌剂吸收在聚酯纤维内部的状态的示意性剖视说明图。
具体实施方式
23.本发明中使用的亲水性聚酯树脂加工剂通过与分散染料同样的功能，在聚酯纤维内吸收(吸尽扩散)所述加工剂的至少一部分。关于该亲水性聚酯树脂加工剂，作为一个例子，为直链状且聚酯基和亲水性基团的末端基彼此键合的共聚物，优选为嵌段共聚物。分子量优选为5000～8000，更优选为6000～7000。聚酯基和亲水性基团的重量比例优选为90/10～10/90，更优选为60/40～20/80。作为亲水性基团，有聚乙二醇、间苯二甲酸5-磺酸钠、偏苯三酸酐等，更优选聚乙二醇。作为这样的加工剂，有高松油脂公司制造的商品编号kmz-902。
24.如果在含有亲水性聚酯树脂加工剂的水溶液中对含有聚酯纤维的纤维结构物进行浸渍加热处理，则在聚酯纤维内的至少一部分、例如非晶部中吸收亲水性聚酯树脂加工剂分子的聚酯基部分的至少一部分，聚酯纤维的表面因被覆所述分子的亲水性基团而亲水化。通过浸渍加热处理，在玻璃化转变温度以上的温度下，存在于聚酯纤维的非晶部中的孔的尺寸增大，聚酯基的至少一部分进入到孔中。浸渍加热处理后，通过聚酯纤维的温度下降至玻璃化转变温度以下，非晶部的孔的尺寸返回到原状，聚酯基的至少一部分被封入在聚酯纤维中。通过该技术，虽然是非常强固的结合，但是成为手感软、不阻碍功能性的形态。能够进入到聚酯纤维的非晶部的孔内的成为聚酯基的基础的单体两倍份(二聚体)的分子量优选为200～1000，更优选为250～800。聚酯基是聚对苯二甲酸乙二酯等单体多个结合而成的聚合物，但不是形成直线，而是形成立体形状，因此二聚体的分子量的大小适合判断能否
进入孔内。当小于200时，成为聚酯基的基础的二聚体的尺寸小于非晶部的孔，聚酯基容易从聚酯纤维的非晶部的孔中脱落，耐久性减弱。此外，当大于1000时，在玻璃化转变温度以上的温度下，即使非晶部的孔的尺寸增大，由于成为聚酯基的基础的二聚体比其大，所以不能进入非晶部的孔中。也就是说，由于是含有具有优选分子量的聚酯基的亲水性聚酯树脂加工剂，所以不需要利用固化催化剂、电子射线、等离子照射等的固化(硬化)。由此，能够提供良好地保持手感、耐久性较高的防污性、吸水性、扩散性等性能都较高的纤维结构物。
25.纤维结构物具有下述的性质。
26.(1)防污性：在涂抹了通过将标准污染土沙和蒸馏水按1∶1混合而成的200g泥水并放置24小时后，103法(jis l 0217：1995)洗涤、干燥后的灰色标度判定(jis l 0805：2005)为4级以上，优选为4-5级。
27.(2)吸水性：滴下法(jis l 1907：2004)为10秒以下，优选为5秒以下，更优选为3秒以下，进一步优选为1秒以下。
28.(3)扩散性：扩散性残留水分率试验(iso 17617a-1法适用(水0.6ml滴下))在55分钟以内，优选编织物在55分钟以内，织物在45分钟以内。
29.纤维结构物具有下述性质的理由见下述。
30.(1)防污性：通过使纤维结构物的表面亲水化，与油性污垢即污泥的亲和性降低，接触面积减小。因此，容易发生水洗时的卷起(rolling up)现象，容易去掉污泥。此外，通过使纤维结构物的表面亲水化，水洗时的水与纤维结构物的亲和性提高，水容易进入到污泥与纤维结构物之间，容易使污泥脱落。
31.(2)吸水性：通过使纤维结构物的表面亲水化，水与纤维结构物的亲和性提高，从而提高吸水性。
32.(3)扩散性：通过使纤维结构物的表面亲水化，水与纤维结构物的亲和性提高，增大吸水性。因此，向纤维结构物的水平方向的扩散性也增大。通过增大扩散性而使水的蒸发量增大，纤维结构物的速干性也提高。
33.关于纤维结构物，进而抗菌性：基于抗菌性试验(jis l 1902：2015)测定的抗菌活性值优选为2.2以上，更优选为3以上，进一步优选为3.5以上。本发明中能够使用的抗菌剂有银系、银离子系、锌(zn)系、硅(si)系、季铵离子盐系、双胍系等。
34.锌(zn)系、硅(si)系、季铵离子盐系、双胍系等抗菌剂能够在不使用树脂粘合剂粘结的情况下通过浸渍加热处理而吸附在聚酯纤维上，所以不妨碍亲水性聚酯树脂加工剂的效果即防污性、吸水性、扩散性。在对聚酯纤维进行浸渍加热处理的时候，在玻璃化转变温度以上的温度下聚酯纤维的非晶部的孔的尺寸增大，在亲水聚酯树脂加工剂的聚酯基的至少一部分进入的同时，抗菌剂也进入其中。浸渍加热处理后，通过聚酯纤维的温度降低至玻璃化转变温度以下，非晶部的孔的尺寸恢复到原状，聚酯基的至少一部分和抗菌剂被封入在聚酯纤维中。通过聚酯基的至少一部分和抗菌剂进入到非晶部的孔中，可在进一步提高聚酯基的结合的同时，提高抗菌剂的结合。此外，用于与聚酯纤维的非晶部结合的抗菌剂的分子量优选为200～1000，更优选为250～800，若小于该范围则耐久性差，若大于该范围则难吸附。当小于200时，抗菌剂的尺寸小于非晶部的孔，抗菌剂容易从聚酯纤维的非晶部的孔中脱落，耐久性减弱。此外，当大于1000时，即使达到玻璃化转变温度以上的温度，由于抗菌剂比非晶部的孔大，所以不能进入到非晶部的孔内。例如吡啶硫酮锌(
ジンクピリチオン
，
zinc pyrithione)的分子量大约为317，为容易与聚酯纤维的非晶部结合的大小，耐久性好。
35.银离子系抗菌剂可与树脂一同溶于水溶液中。树脂优选为丙烯酸类树脂。水溶液的ph为碱性或酸性。例如为氨水溶液。水溶液中的银离子系抗菌剂的银离子量相对于每单位纤维重量为300ppm以下且1ppm以上，优选为200ppm以下且10ppm以上。可溶于水溶液中的树脂相对于每单位纤维重量需要为600ppm以下且2ppm以上。优选为400ppm以下且20ppm以上。银离子系抗菌剂水溶液通过热处理而使氨等挥发，水溶液成为中性。如果成为中性，则使可溶的树脂发生聚合物化，附着在聚酯纤维结构物上。此时，由于树脂量为微量，所以稀疏地附着在聚酯纤维结构物上。银离子附载在稀疏地附着的树脂上，得到抗菌性。由于树脂稀疏地附着，所以不会全部被覆聚酯纤维的表面，在抗菌剂与抗菌剂之间具有间隙。因此，抗菌剂不阻碍亲水性聚酯树脂加工剂的效果即防污性、吸水性、扩散性。此外，银离子由于分子量小至大约47，所以与使其进入到聚酯纤维的非晶部的浸渍处理相比，优选通过浸轧(
パッド
，padding)处理使其附着在纤维结构物的表面。作为理由，与聚酯纤维的非晶部的孔的尺寸适合的抗菌剂的分子量优选为200～1000，由于银离子小于200，所以容易从聚酯纤维的非晶部脱落，耐久性弱。因此，在银离子系抗菌剂水溶液中溶解有树脂，通过使其聚合物化而附载银离子，介由聚酯纤维和银离子形成提高了耐久性的结合。可是，也可以在聚酯纤维内的非晶部中吸收有银离子系抗菌剂的至少一部分。一般来讲，聚酯纤维和抗菌剂的结合方法为利用聚氨酯或硅等树脂粘合剂的粘结。例如，以往的银系抗菌剂中，银金属量相对于每单位纤维重量为7000ppm以下且1000ppm以上。树脂粘合剂不溶于水溶液中，相对于每单位纤维重量需要1000ppm以上。如果加工该量的树脂粘合剂，则在使抗菌剂附着的时候，树脂粘合剂被覆在纤维结构物的表面上。因此，以往的抗菌剂容易阻碍亲水性聚酯树脂加工剂的效果即防污性、吸水性、扩散性。
36.本发明的纤维结构物的制造方法中，在含有亲水性聚酯树脂加工剂分子的水溶液中对纤维结构物进行浸渍加热处理，使所述加工剂的至少一部分吸收在聚酯纤维内的至少一部分中，剩余部分被覆所述聚酯纤维表面而亲水化。由此，能够提供一种良好地保持手感、防污性、吸水性、扩散性等性能都较高的纤维结构物。
37.浸渍加热处理优选在含有亲水性聚酯树脂加工剂的水溶液中浸渍纤维结构物，从常温开始升温，进行温度：110～135℃、时间：20～120分钟的热处理，然后进行冷却、水洗。水洗后，通过加热进行拉幅定型加工的工序可按照常规方法进行。
38.本发明中，抗菌加工具有以下两种方法。
39.(1)当在含有亲水性聚酯树脂加工剂的水溶液中对纤维结构物进行浸渍加热处理的时候，加入抗菌剂进行同液处理(同液处理)。
40.(2)当在含有亲水性聚酯树脂加工剂的水溶液中对纤维结构物进行了浸渍加热处理后，对含有抗菌剂的水溶液进行浸轧处理，进行加热处理(逐次处理)。
41.通过所述同液处理或逐次处理，抗菌剂可保持在亲水性聚酯树脂加工剂中，可得到具有耐久性的抗菌性。
42.在浸渍加热处理的时候，也可以加入分散染料进行同液处理。这是因为本发明中使用的亲水性聚酯树脂加工剂可按与分散染料同样的加热条件进行处理。
43.以下，采用附图对本发明的适合的一个实施方式的服装用针织物进行说明。在以
weight of fiber的缩写)
65.·
抗菌剂：市售的吡啶硫酮锌系化合物：1％o.w.f
66.(2)处理条件(同液处理)
67.将上述编织物布料浸渍在放入了所述药剂的水溶液中，从常温到130℃以2℃/分钟升温，在130℃进行60分钟的处理，然后进行冷却、水洗、干燥及拉幅热定形。
68.结果在后面汇总地示于表1中。
69.(实施例2)
70.1编织物
71.使用聚酯(pet)复长丝(总纤度40d、长丝根数36根、使用比例5重量％、总纤度75d、长丝根数36根、使用比例74重量％、总纤度100d、长丝根数72根、使用比例21重量％)，采用圆形编织机编成针织品。所得到的编织物布料的质量(单位面积重量)为120g/m2。
72.2亲水性加工处理
73.(1)使用药剂
74.·
亲水性聚酯树脂加工剂：高松油脂公司制造的商品编号kmz-902：5％o.w.f(on the weight of fiber的缩写)
75.●
抗菌剂：市售的银离子系化合物：3％o.w.f
76.(2)处理条件(逐次处理)
77.将所述编织物布料浸渍在分散有上述亲水性聚酯树脂加工剂的水溶液中，从常温到130℃以2℃/分钟升温，在130℃进行60分钟的处理，然后进行冷却、水洗、干燥。
78.接着，对分散了抗菌剂的水溶液以轧液率100％进行浸轧处理，在150℃进行120秒的加热，然后进行拉幅定型加工。
79.结果汇总地示于表1中。
80.表1
[0081] 实施例1实施例2防污性4-5级4级吸水性(jis l 1907：2004)低于1秒1秒扩散性(iso 17617a-1适用，水0.6ml滴下)51.5分钟28.4分钟抗菌性(jis l 1902：2015)35.9
[0082]
从以上得知，各实施例的处理制品的防污性为4级以上、吸水性为10秒以下、扩散性为编织物55分钟以内、抗菌性为2.2以上，都为合格。此外，手感也良好，且柔软。
[0083]
工业上的可利用性
[0084]
本发明的布料例如适合于运动衫、t恤衫、内搭衫、内裤、紧身衣裤、普通衬衫、内裤等内衣，当然也适合于中衬衣、外衣。
[0085]
符号说明
[0086]
1：聚酯纤维
[0087]
2：亲水性聚酯树脂加工剂分子
[0088]
2a：聚酯基的至少一部分
[0089]
2b：亲水性基团
[0090]
3：抗菌剂