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発明の名称 伸縮性織編物
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−214342(P2001−214342A)
公開日 平成13年8月7日(2001.8.7)
出願番号 特願2000−27018(P2000−27018)
出願日 平成12年2月4日(2000.2.4)
代理人
発明者 清水 憲治
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】下記(1)〜(3)の条件を満足するポリウレタン弾性糸と熱可塑性合成繊維を交編織してなることを特徴とする伸縮性織編物。
(1)小角X線散乱測定における方位角スキャンの最大ピーク強度の半価幅のなす角が60度以上。
(2)小角X線散乱測定における子午線方向の散乱の赤道方向への広がりの半価幅をサンプルからみた角度で表した場合その角度が2.5度以下。
(3)熱応力測定における最大収縮応力ピーク温度が135℃以下。
【請求項2】熱可塑性合成繊維がポリエステル繊維、ポリアミド繊維又はアクリル繊維のいずれかであることを特徴とする請求項1記載の伸縮性織編物。
【請求項3】下記(1)〜(3)の条件を満足するポリウレタン弾性糸と天然繊維を交編織してなることを特徴とする伸縮性織編物。
(1)小角X線散乱測定における方位角スキャンの最大ピーク強度の半価幅のなす角が60度以上。
(2)小角X線散乱測定における子午線方向の散乱の赤道方向への広がりの半価幅をサンプルからみた角度で表した場合その角度が2.5度以下。
(3)熱応力測定における最大収縮応力ピーク温度が135℃以下。
【請求項4】天然繊維が綿、羊毛又は絹であることを特徴とする請求項3記載の伸縮性織編物。
【請求項5】下記(1)〜(3)の条件を満足するポリウレタン弾性糸と再生繊維を交編織してなることを特徴とする伸縮性織編物。
(1)小角X線散乱測定における方位角スキャンの最大ピーク強度の半価幅のなす角が60度以上。
(2)小角X線散乱測定における子午線方向の散乱の赤道方向への広がりの半価幅をサンプルからみた角度で表した場合その角度が2.5度以下。
(3)熱応力測定における最大収縮応力ピーク温度が135℃以下。
【請求項6】再生繊維がポリノジック繊維であることを特徴とする請求項5記載の伸縮性織編物。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、伸縮性織編物、特に低温セット可能でかつこれを用いた製品においてソフトなフィット感を発現することを特徴とする伸縮性織編物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリウレタン繊維は高い弾性を有する特徴を活かして各種の用途に広く用いられている。その用途範囲の拡大に伴いポリウレタン繊維に新たな特性が要求されるようになってきた。特に昨今のストレッチブームにより、ポリウレタン繊維はさまざまな種類の繊維との組み合わせで用いられている。たとえば、湿熱耐熱性を向上させることにより高温高圧染色が出来、ポリエステルとの交編織が可能な溶融型ポリウレタン弾性糸が開示されている。さらに、耐熱性や弾性回復性向上を目的とたポリウレタン弾性糸も数多く報告されている。しかし、これらのポリウレタン弾性糸を用いた製品は低温でのセット性、およびソフトなフィット性を目的とするものではなかった。一方ナイロンやアクリルおよび天然繊維、例えばウール、綿、絹などとの交編織物の場合は、これらの相手素材に適正な加工条件を採用することになるが、これらの加工条件はマイルドである。従って、従来のポリウレタン弾性糸であっても加工後の物性を保持することはできるが、一方で十分なセット性を得ることが困難となる。逆に十分なセット性を得るために加工条件を過酷にすると(加工温度を上げると)組合わせる相手素材の風合いが損なわれるという問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような従来の問題を解決し、特にパンティーストッキングや綿ニットフライス及び羊毛織物等に有用な伸縮性織編物を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】発明者が鋭意検討した結果、上記課題を解決するための方策として以下の内容を見出した。低温セット可能でかつソフトなフィット性を発現させるためには、本発明に係る織編物を構成するポリウレタン弾性糸の構造として主としてウレタンハードセグメントから構成される結晶領域に着目し、当該領域の繊維軸方向に対して横方向の成長を抑え、且つ繊維軸に対する配向を乱すことにより達成できる。具体的には上記課題を解決するために本発明は以下の構成を採用する。即ち、本発明は下記(1)〜(3)の条件を満足するポリウレタン弾性糸と熱可塑性合成繊維、天然繊維もしくは再生繊維を交編織してなることを特徴とする伸縮性織編物である。
(1)小角X線散乱測定における方位角スキャンの最大ピーク強度の半価幅のなす角が60度以上。
(2)小角X線散乱測定における子午線方向の散乱の赤道方向への広がりの半価幅をサンプルからみた角度で表した場合その角度が2.5度以下。
(3)熱応力測定における最大収縮応力ピーク温度が135℃以下。
そして具体的には、熱可塑性合成繊維がポリエステル繊維、ポリアミド繊維又はアクリル繊維のいずれかであることを特徴とする上記記載の伸縮性織編物、天然繊維が綿、羊毛又は絹であることを特徴とする上記記載の伸縮性織編物、及び再生繊維がポリノジック繊維であることを特徴とする上記記載の伸縮性織編物である。以下、本発明を詳述する。
【0005】先ず本発明にかかるポリウレタン弾性糸の小角X線散乱測定における方位角スキャンの最大ピーク強度の半価幅のなす角が60度以上であることが望ましい。ここで言う、小角X線散乱測定における方位角スキャンの最大ピーク強度の半価幅のなす角とは、方位角スキャン測定を行い得られた回折像写真の中心と最大ピーク強度の半価幅とのなす角である。60度未満であると主としてウレタンハードセグメントからなる結晶領域の配向性が良好となり、伸縮力が過大となり、ひいては製品着用時のソフトフィット性を得ることが困難となるからである。本発明は、結晶領域の配向性をあえて乱すことにより、繊維軸方向に歪が生じる際に比較的低応力で歪変形するポリウレタン弾性糸となすものである。好ましくは75〜85度である。
【0006】本発明にかかるポリウレタン弾性糸は上記特徴に加えて小角X線散乱測定における赤道方向の半価幅のなす角が2.5度以下である構造を有するものである。ここで言う小角X線散乱測定における赤道方向の半価幅のなす角とは、回折像写真における子午線方向の散乱の赤道方向の半値幅とサンプルからつくられる二等辺三角形の頂角である。2.5度を超えると、結晶領域、特に繊維軸方向に対して横方向の成長が不十分となり得られた糸の強伸度が低くなり実用上に問題が生じる。好ましくは0.8度以上2.5度以下、さらに好ましくは0.8度以上1.5度以下である。0.8度未満ではウレタンハードセグメントからなる結晶領域の、特に繊維軸方向に対する横方向の広がりが大きくなり、伸縮力が過大となりひいては製品着用時のソフトフィット性を得ることが困難となる。
【0007】本発明にかかるポリウレタン弾性糸の熱応力測定における最大収縮応力ピーク温度は135度以下であることが望ましい。135度を超えると、アクリルおよびウール、綿、絹等の素材と組み合わせた場合、これらの素材の適性加工条件での十分なセット性が得られず、本発明の所期の目的を達成することが困難となる。従って最大収縮応力ピーク温度は低温であれば有るほど望ましく、130度以下、更には115度以下、更には100度以下が好ましい。
【0008】本発明にかかるポリウレタン弾性糸の熱応力測定における最大収縮応力は10mg/デニール以下であることが望ましい。10mg/デニールを超えるものはセット後の収縮力が高くなり、アクリルおよびウール、綿、絹等の素材と組み合わせた場合、これらの素材の適性加工条件での十分なセット性を得ることが困難にである。好ましくは7mg/デニール以下である。
【0009】本発明にかかるポリウレタン弾性糸の熱セット性は120℃での乾熱セット性(PSD120)が65%以上かつ105℃での湿熱セット性(PSW105)が75%以上であることが望ましい。このような特性を持つポリウレタン弾性糸ではアクリルおよびウール、綿、絹等の素材と組み合わせた場合、これらの素材の適性加工条件での十分なセット性を得ることが出来るからである。即ちPSD120が65%未満であれば後加工工程においてプリセット工程等乾熱処理下の熱セット性が不良となり目的とするソフトなフィット性を得ることが出来ない。同様にして、PSW105が75%未満であれば、染色工程等の湿熱処理下での耐熱性が良好となり、この場合ソフトなフィット性を得るという目的に対しては不都合である。好ましくはPSD120が70%以上かつPSW105が80%以上である。
【0010】本発明にかかるポリウレタン弾性糸をの原料となるポリウレタン重合体を構成する組成のイソシアネート基と水酸基とのモル比(NCO/OH比)が1以下であるであることが望ましい。これはすなわち実質的にアロハネート結合などの架橋を含まないポリウレタン弾性糸であることを意味する。NCO/OH比が1を越えると過剰NCOとウレタン基とが反応してアロハネート架橋を形成する。このような架橋が存在すると、熱セット性が低下しかつポリウレタン弾性糸の伸縮性が向上し、ソフトなフィット性を得ることが困難となる。
【0011】本発明にかかるポリウレタン弾性糸の、300%伸張の繰り返し応力測定における、150%伸張時の行き応力に対する戻り応力の百分率が20%以下であることが望ましい。20%を超えるとポリウレタン弾性糸の伸縮性が高くなりソフトなフィット性を得ることが困難になる。さらに望ましくは10%以下である。
【0012】以上、本発明にかかるポリウレタン弾性糸は低温セット可能でかつソフトなフィット感を発現するものであり、特に他素材と組み合わせたに布帛にあっては、両素材が持つ風合いや機能を損なうことなく製造することが可能となるものである。
【0013】次に、本発明にかかるポリウレタン弾性糸の製造例について述べる。本発明のポリウレタン弾性体に用いられるポリウレタン重合体は、ポリオールとジイソシアネートおよび鎖延長剤である低分子ジオールからなる。その際NCO/OH比が1以下で作られ、ポリマー末端は原則的にはOH基末端となるものが好ましい。具体的な製造法としてはプレポリマー法、ワンショット法が挙げられるが特に限定されるものではない。なお、本発明の効果を妨げない範囲でポリマー中にウレア結合が一部存在してもかまわない。
【0014】本発明のポリウレタン弾性体に用いられるポリウレタン重合体に用いられるポリオールとしては、ポリテトラメチレンエーテルグリコールに代表されるポリエーテルポリオール、ポリブチレンアジペートに代表されるポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカプロラクトン等のポリエステルグリコールとアルキレンカーボネートとの反応物などで例示されるポリエステルポリカーボネートポリオール、エチレンカーボネートをエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどの多価アルコールと反応させ、次いで得られた反応混合物とアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の有機カルボン酸との反応物、および1,4ブタンジオール、1,6ヘキサンジオール、2,2ジメチルー1,3プロパンジオール、1,8オクタンジオール等のようなポリヒドロキシル化合物と、アリールカーボネート、例えばジフェニルカーボネートとのエステル交換反応により得られるポリカーボネートポリオール等が挙げられる。これらは一種類で用いても2種類以上を混合して用いても差し支えない。
【0015】ポリオールの数平均分子量は通常500〜6000程度であり、好ましくは1000〜5000、さらに好ましくは1000〜3000である。数平均分子量が500未満である場合、得られる弾性糸の伸度が不十分となる傾向にあり、逆に6000を超える場合、強度および弾性回復率等の機械的強度が不十分となる傾向がある。
【0016】また、有機ポリイソシアネートとしては4,4’ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5ナフタレンジイソシアネート、1,4フェニレンジイソシアネート、2,4トリレンジイソシアネート、2,6トリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、mキシリレンジイソシアネート、pキシリレンジイソシアネート等のベンジル性ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、1,4シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートが挙げられる。これらは1種類で用いても2種類以上を用いて混合しても差し支えない。
【0017】また、鎖延長剤である低分子ジオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4ブタンジオール、1,6ヘキサンジオール、1,4シクロヘキサンジオール、1,4ビス(ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、 1,3ビス(ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,2ビス(ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、シクロヘキサンジメタノール、ビス(2ヒドロキシエチル)テレフタレート、ビス(2#ヒドロキシエチル)イソフタレート、ビス(2ヒドロキシルエチル)フタレート等が挙げられる。本発明のポリウレタン弾性体に用いられるポリウレタン重合体にの製造にあたっては通常使用されている触媒、活性剤、滑剤、紫外線吸収剤、耐光剤、酸化防止剤、帯電防止剤、防黴剤等を本発明の効果を損なわない程度に添加しても良い。
【0018】次に、上記組成物を押し出しノズルから紡糸するが、本発明においては、主としてウレタンハードセグメントから構成される結晶領域に着目し、当該領域の繊維軸方向に対する結晶の横方向の成長を抑え、且つ繊維軸に対する配向を乱すことにより構造を持たして、低温セット可能活ソフトなフィット性を発現させることが目的であり、かかる観点から溶融紡糸することが望ましい。さらに、溶融紡糸では、均整度が高くかつ単繊維で細物を得ることが出来るという利点があり、作業環境、コストといった面でも望ましい。
【0019】本発明のポリウレタン弾性糸に使用する紡糸装置や紡糸条件は、ポリウレタン重合体の組成、目的とする繊維の太さ等により種々異なり得るが、通常、ポリウレタン重合体を押出し式紡糸装置に供給し、紡糸温度180〜240℃、巻き取り速度1000m/分以下、特に600m/分以下で紡糸することが好ましい。さらに、本発明においては、主としてウレタンハードセグメントから構成される結晶領域に着目し、繊維軸方向に対する結晶の横方向の成長を抑え、且つ繊維軸に対する配向を乱すことで、低温セット可能かつソフトなフィット性を発現させるために紡糸筒内のクエンチから巻き取りに至るまでの環境温度は努めて低温であることが望ましく、特にクエンチ風を20℃以下に設定し、巻き取り時の糸温度を20℃以下とすることが肝要であり、0℃以上10℃以下とすることが望ましい。
【0020】本発明のポリウレタン弾性糸の単繊維繊度は特に限定される物ではなく、用途に応じて適宜設定することが出来る。一般にその単繊維度は5〜100デニール程度が好ましい。また、該ポリウレタン弾性糸はモノフィラメントの形態であっても良く、マルチフィラメントの形態であっても良い。マルチフィラメントの場合には、そのフィラメント数、総デニール数は特に限定されず適宜設定することが出来る。さらに、該ポリウレタン弾性糸の断面形状も特に限定されず、丸型、方形、三角形、楕円形、偏平形、アレイ型等、任意の断面形状にすることが出来る。さらに、中実繊維であっても中空繊維であっても良い。
【0021】次ぎに上記ポリウレタン弾性糸と交編織する相手素材について述べる。交編織素材は熱可塑性合成繊維、天然繊維及び再生繊維のいずれをも採用することができるが、熱可塑性合成繊維にあってはポリエステル繊維、ポリアミド繊維又はアクリル繊維のいずれかを、天然繊維にあっては綿、羊毛又は絹糸を、再生繊維にあってはポリノジック繊維を採用することが望ましい。特に、上記ポリウレタン弾性糸と染色加工での熱セット時に150℃以下の低温が必要な羊毛、絹糸及びアクリル繊維等との交織及び交編が好適である。
【0022】これらの相手素材とポリウレタン弾性糸は交編織されるが、具体的には交織の場合は、経糸に熱可塑性合成繊維、天然繊維及び再生繊維を、緯糸にポリウレタン弾性糸を配する方法が望ましい。また交編経編地の場合は後筬にポリウレタン弾性糸を前筬に相手素材を配する方法が望ましく、交編丸編地の場合はポリウレタン弾性糸を相手素材に添え糸編みする方法が望ましい【0023】かかる方法にて得られた伸縮性織編地の染色加工については、生機→リラックス・精練→プレセット→染色→乾燥→風合処理→仕上セットの一般的な加工工程にて染色加工するが、ポリウレタン弾性糸と交織編する相手素材に適正な加工工程温度条件を選択することが重要である。特に、羊毛、絹糸及びアクリル繊維等の染色加工で液熱100℃以下で染色し、乾熱150℃以下の低温で熱セットして柔軟な風合を表現する素材に適正である。
【0024】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、各種測定は、下記の方法に従った。
【0025】(小角X線散乱測定)糸をかせ取りし、約1800本の束の両端を結んで測定試料とした。写真撮影はRAD RC X線発生装置を用い、点収束カメラでカメラ距離350mm、30分露光で撮影を行った。X線源はCuKα線(Niフィルター使用、波長1.5418オングストローム)、出力40.0kvを用いた。
【0026】(熱応力測定法)セイコー電子工業(株)製、SSC#5200装置を用いて糸長2cmの一本の糸にデニールあたり、5mgの初期荷重をかけ、昇温速度20℃/分で測定を行った。
【0027】(繰返し応力測定法)JIS L1013の定義に準拠し、20℃、65%RHの温湿度管理された部屋で24時間放置後、引張試験機(島津製作所(株)製オートグラフDSS500)を用いて糸長5cm、引張り速度50cm/分で300%伸張後、直ちに50cm/分の引張り速度で引き戻した。
【0028】(PSD測定法)初期長22.5cm(L1)のポリウレタン弾性糸を100%伸張下で乾熱120℃で一分間処理した後、室温で10分間放縮、放冷させた後の糸長(L2)を測定し次式により求めた。
PSD(%)=(L2―L1)/L1×100【0029】(PSWの測定)初期長9.5cm(L3)の弾性糸を100%伸張下で40℃から105℃へ60分間で昇温後、室温で10分間放縮、放冷させた後の糸長(L4)を測定し次式により求めた。
PSD(%)=(L4―L3)/L3×100【0030】実施例1実質的にNCO/OH比が1以下であるポリブチレンアジペート系ポリオール/ジフェニルメタンジイソシアネート/1,4ブタンジオールからなるショアA硬度90のポリウレタン重合体を、単軸押出し機付き紡糸装置に供給して、紡糸温度220℃、孔径0.28mmΦ、孔長0.56mmすなわちL/D=2.0の口金を用い、巻き取り速度500m/分の条件下で溶融紡糸し、20デニールのモノフィラメントを得た。この時、紡糸筒内のクエンチ温度から巻き取り装置に至るまでの環境温度を10℃に制御して紡糸を行った。巻き取り時の接触糸温度は11℃であった。得られたポリウレタン弾性糸は、破断強度が27g(1.5g/デニール)、破断伸度が410%であった。得られた糸物性を表1に示す。この糸を用いて、ポリアミドフィラメントとのベア天竺交編編地を作製した。編地を90℃×1分間熱水中でリラックス処理後、98℃沸水中で40分間染色し、脱水120℃乾燥し、140℃×30秒の仕上げセットを行った。仕上げた生地は良好なセット性を示した。生地のフィット性、風合いについて被験者10名による官能試験にを行ったところ、10名中9名がソフトなフィット感がある、10名中8名がソフトな風合いであるとの評価をした。
【0031】実施例2実施例1記載のポリウレタン弾性糸30デニールと絹調プロミックス繊維(東洋紡商標「シノン」)75デニールとのベア天竺交編編地を作製した。編地を90℃×40秒でリラックス精練し、140℃×30秒でプレセット処理後、98℃×40分で染色し、脱水120℃乾燥した後、140℃×30秒の仕上げセットを行った。仕上げた生地は黄変のない良好なセット性を示した。生地のフィット性、風合いについて被験者10名による官能試験にを行ったところ、10名中9名がソフトなフィット感がある、10名中8名がソフトな風合いであるとの評価をした。
【0032】実施例3実施例1記載のポリウレタン弾性糸40デニール1本と羊毛1/60番手糸2本とで加撚被覆複合糸(通称プライヤーン)を作製した。この該糸を羊毛織物の緯糸にし、経糸は羊毛2/60番手双糸にして伸縮性毛織物を作製した。織物を80℃×30秒でパークレン溶剤精練し、130℃×30秒乾燥前処理後、98℃×45分染色し、乾燥→毛刈→釜蒸し→シュランク→フェルトの後処理工程を乾熱130℃×30秒、蒸気湿熱105℃×10分で整理仕上げした。仕上げた毛織物地はヨコストレッチのある良好なセット性を示した。生地のフィット性、風合いについて被験者10名による官能試験にを行ったところ、10名中9名がソフトなフィット感がある、10名中8名がソフトな風合いであるとの評価をした。
【0033】比較例1実質的にNCO/OH比が1以下であるポリブチレンアジペート系ポリオール/ジフェニルメタンジイソシアネート/1,4ブタンジオールからなるショアA硬度90のポリウレタン重合体を、単軸押出し機付き紡糸装置に供給して、紡糸温度220℃、孔径0.28mmΦ、孔長0.56mmすなわちL/D=2.0の口金を用い、巻き取り速度500m/分の条件下で溶融紡糸し、20デニールのモノフィラメントを得た。クエンチ温度を30℃、巻き取り装置に至るまでの環境温度を制御せずに紡糸を行った。この時、巻き取り時の接触糸温度は40℃であった。
【0034】得られたポリウレタン弾性糸は、破断強度が27g(1.5g/デニール)、破断伸度が440%であった。得られた糸物性を表1に示す。この糸を用いて、ポリアミドフィラメントとのベア天竺交編編地を作製した。編地を90℃×1分間熱水中でリラックス処理後、98℃沸水中で40分間染色し、脱水120℃乾燥し、160℃×30秒の仕上げセットを行った。仕上げた生地は比較的良好なセット性を示したが、生地のフィット性、風合いについて被験者10名による官能試験にを行ったところ、10名中2名がソフトなフィット感がある、10名中3名がソフトな風合いであるとの評価をし、残り5名はソフトなフィット感、ソフトな風合い示さないと判断をした。
【0035】比較例2比較例1記載のポリウレタン弾性糸30デニールと絹絹調プロミックス繊維(東洋紡商標「シノン」)75デニールとのベア天竺交編編地を作製した。編地を90℃×40秒でリラックス精練し、160℃×30秒でプレセット処理後、98℃×40分で染色し、脱水120℃乾燥した後、160℃×30秒の仕上げセットを行った。仕上げた生地は良好なセット性を示したが、熱によるプロミックス繊維の黄変が発生した。生地のフィット性、風合いについて被験者10名による官能試験にを行ったところ、10名中2名がソフトなフィット感がある、10名中3名がソフトな風合いであるとの評価をし、残り5名はソフトなフィット感、ソフトな風合い示さないと判断をした。
【0036】比較例3比較例1記載のポリウレタン弾性糸40デニール1本と羊毛1/60番手糸2本とで加撚被覆複合糸(通称プライヤーン)を作製した。この該糸を羊毛織物の緯糸にし、経糸は羊毛2/60番手双糸にして伸縮性毛織物を作製した。織物を80℃×30秒でパークレン溶剤精練し、150℃×30秒乾燥前処理後、98℃×45分染色し、乾燥→毛刈→釜蒸し→シュランク→フェルトの後処理工程を乾熱160℃×30秒、蒸気湿熱115℃×10分で整理仕上げした。仕上げた毛織物地はヨコストレッチのある良好なセット性を示した。生地のフィット性、風合いについて被験者10名による官能試験にを行ったところ、10名中2名がソフトなフィット感がある、10名中3名がソフトな風合いであるとの評価をし、残り5名はソフトなフィット感、ソフトな風合い示さないと判断をした。
【0037】
【表1】

【0038】
【発明の効果】本発明によると低温セット可能でかつこれを用いた製品においてソフトなフィット感を発現することを特徴とする伸縮性織編物の提供を可能とした。




 

 


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