JP2939688B2 - フィブリル状ポリエステル繊維及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィブリル状ポリエス
テル繊維及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、
連続した筋状溝から成る繊維表面を有し、かつ、繊維内
部に、少くとも一部が繊維表面と連通した不規則な空隙
を有することによって、高い吸水性を有するとともに、
レイヨン調の風合とドライ感を有するフィブリル状ポリ
エステル繊維及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維は多くの優れた特性を
有し、各種衣料用途等に広く用いられている。しかしな
がら、ポリエステル繊維は、溶融紡糸法により製造され
るため、一般に繊維表面が平滑であり、手触りが硬く、
独特のヌメリ感があるという風合い面での欠点を有して
いた。このような欠点を改良したフィブリル状繊維の製
造方法として、ポリエステルとポリエステルに非相溶性
のポリマーをブレンドして溶融紡糸する方法（特開昭５
５−１６９０６号公報など）やポリアミドとポリエステ
ルを複合紡糸して、ポリアミドの膨潤剤で処理する方法
（特公昭６１−９４２７号公報など）が提案されてい
る。

【０００３】また、ポリエステル繊維は、綿、絹、羊毛
のような天然繊維、レイヨン、アセテートのような半合
成繊維に比べ、吸水性、吸汗性に劣るという機能面での
欠点も有していた。これらを改良するため、有機スルホ
ン酸金属塩を添加したポリエステルからなる中空繊維を
アルカリ水溶液で処理することにより、一部が中空部ま
で連通している微細孔を有する吸水性ポリエステル繊維
が提案されている（特公昭６１−６０１８８号，特公昭
６２−４４０６５号公報など）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単に繊
維表面をフィブリル化する方法では、風合いは改良され
るが吸水性に劣るという欠点を有していた。また、繊維
表面を微多孔化した中空ポリエステル繊維は、吸水性は
改良されるが、風合いの改良はあまり期待できるもので
はなかった。さらに、中空ポリエステルとするために特
殊な紡糸口金を必要とし、製造コストが上昇するという
欠点を有していた。したがって、本発明は、手触りが硬
く、繊維表面に独特のヌメリ感があるといったような、
ポリエステル繊維が従来有していた風合い面における問
題点、及び、吸水性、吸汗性に劣るといった機能面での
問題点を解決しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】すなわち、本発
明の要旨は、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレ
ートであり、下記式（１）で示される有機スルホン酸金
属塩を０．１〜１０重量％含有するポリエステル繊維に
おいて、下記（Ａ），（Ｂ）条件を満足することを特徴
とするフィブリル状ポリエステル繊維である。

【０００６】 Ｒ−ＳＯ₃Ｍ ・・・・・ （１） ここで、Ｒは炭素数３〜３０のアルキル基，炭素数７〜
４０のアリール基Ｍはアルカリ金属を示す。 （Ａ）：繊維表面が、幅０．１〜３μｍ、長さ５μｍ以
上の、繊維軸方向に配向した連続筋状溝を有し、隣接す
る任意の筋状溝の間隔が５μｍ以下であること。

【０００７】（Ｂ）：繊維軸に垂直な任意の断面おい
て、繊維総断面積に対して空隙断面積が５％以上である
不規則な空隙を繊維内部に有し、該不規則な空隙の一部
が繊維表面と連通していること。

【０００８】このような、フィブリル状ポリエステル繊
維は、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートで
あり、上記式（１）で示される有機スルホン酸金属塩を
０．１〜１０重量％含有するポリエステルを溶融紡糸
し、得られた繊維を１２０℃以上の温度で１０秒以上乾
熱処理した後、アルカリ性化合物の水溶液で該繊維重量
の５％以上の減量処理を行うことによって得られる。

【０００９】本発明おいて、疎水性であるエチレンテレ
フタレート系ポリエステルは、親水性の有機スルホン酸
金属塩を含有させることによって、吸水性が改善される
とともに、本発明のフィブリル状繊維の製造方法におい
て有機スルホン酸金属塩は、アルカリ減量処理の活性点
となり、フィブリル化を発現させるための必須成分であ
る。また、本発明において、上記（Ａ）の条件は、主に
風合い改良のために必要な条件であり、溝幅が０．１μ
ｍ未満または長さ５μｍ未満では、本発明の目的とする
手触りの柔らかさ、ヌメリ感の改良が不十分となる。ま
た、溝幅が３μｍを越えるとフィブリル状繊維部分が１
本の繊維としての接着性に欠け、取扱い性が悪くなる。
さらに、表面がフィブリル化していることによって、毛
細管現象による吸水性が改良される。

【００１０】上記（Ｂ）の条件は、吸水性を高めるため
に、必要な条件であり、繊維内部に繊維表面と連通した
空隙を有するため、繊維表面の水分が内部に取り込ま
れ、吸水性が改良される。従来のような中空紡糸口金に
よる真円状中空部の形成では、表面のフィブリル状繊維
部分が１本繊維としての接着性に欠け、取扱い性が悪く
なる。そのため、本発明では、繊維空隙が不規則である
ことが必須条件となる。

【００１１】また、有機スルホン酸金属塩を含有させる
ことは、前述したように、吸水性、アルカリ減量処理に
よるフィブリル化の発現のために必要であり、特に本発
明の繊維を製造するためには、有機スルホン酸金属塩を
０．１〜１０重量％、好ましくは、０．５〜５重量％含
有させる必要がある。添加量が０．１重量％より少ない
と、最終的に得られるポリエステル繊維がフィブリル状
繊維とならず、また、添加量が１０重量％より多いと、
工程通過性が悪化するので好ましくない。

【００１２】また、溶融紡糸した後、必要に応じて、延
伸熱処理、仮撚加工を施した後、１２０℃以上、好まし
くは１４０℃以上の温度で１０秒以上好ましくは２０秒
以上、乾熱処理する必要がある。この乾熱処理は、繊維
内部に不規則な空隙部を形成させるために必要であり、
１２０℃未満または１０秒未満の乾熱処理では、本発明
の目的とする繊維内部の不規則な空隙部が得られない。
ここで、延伸熱処理、仮撚加工で、１０秒以上の乾熱処
理を行うことは、工程速度的に不利であり、また、工業
的には困難であるので、１２０℃以上の温度で、１０秒
以上の乾熱処理は、織編物にした後、行うのが好まし
い。

【００１３】また、アルカリ処理は、フィブリル状にす
るために繊維の一部を除去する処理として必要であり、
フィブリル状の繊維を形成するためには、５重量％以上
好ましくは１０重量％以上の減量処理を行う必要があ
る。

【００１４】以上のようにして得られた本発明のポリエ
ステル繊維は、図１にその１例を示したように、繊維表
面の全周にわたって、繊維軸方向に配向した連続筋状溝
を有し、フィブリル状ポリエステルとなる。図２示した
ように、連続筋状筋の少くとも一部は、繊維内部の空隙
部と連通している。また、図２，図３にその１例を示し
たように、繊維軸方向に垂直な任意の繊維断面におい
て、ランダムな空隙が繊維内部に存在する。

【００１５】このような、フィブリル状ポリエステル繊
維は、連続筋状溝、繊維内部空隙により、従来のポリエ
ステル繊維にはなかった、レイヨン調のドライな風合
と、吸水性能、吸汗性能を発現させる。

【００１６】本発明におけるポリエステルは、テレフタ
ル酸またはそのエステル形成性誘導体をジカルボン酸成
分とし、エチレングリコールまたはそのエステル形成性
誘導体をグリコール成分とするポリエステルが代表的な
ものであるが、このジカルボン酸成分の一部を他のジカ
ルボン酸成分で置き換えてもよく、及び／またはグリコ
ール成分の一部を他のグリコール成分で置き換えてもよ
い。

【００１７】他のジカルボン酸成分としては、イソフタ
ル酸、５−スルホイソフタル酸のモノアルカリ金属塩、
ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジ
フェニルスルホンジカルボン酸、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等のジカルボ
ン酸類またはそのエステル及びｐ−オキシ安息香酸、ｐ
−β−オキシエトキシ安息香酸等のオキシカルボン酸類
またはそのエステル等があげられる。

【００１８】また、他のグリコール成分としては、炭素
数２〜１０のアルキレングリコール、１，４−シクロヘ
キサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、１，４
−ビス（β−オキシエトキシ）ベンゼン、ビスフェノー
ルＡのビスグリコールエーテル、ポリアルキレングリコ
ール等があげられる。

【００１９】更に、ポリエステルが実質的に線状である
範囲で、トリメリット酸、ピロメリット酸等のポリカル
ボン酸、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパ
ン、グリセリン等のポリオール、モノハイドリックポリ
アルキレンオキサイド、フェニル酢酸等の重合停止剤を
用いても差支えない。

【００２０】かかるポリエステルは公知の任意の方法で
合成したものでよい。例えばポリエチレンテレフタレー
トについて説明すれば、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
メチルの如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
はテレフタル酸にエチレンオキサイドを付加反応させる
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合成し、次いで該生成物を常法に
より重縮合させる方法が一般的である。

【００２１】更に、本発明を実施するポリエステルの合
成にあたっては、公知の触媒、抗酸化剤、着色防止剤、
エーテル結合副生防止剤、難燃剤、その他の添加剤を適
宜用いてもよい。

【００２２】本発明に用いる有機スルホン酸金属塩は、
特に制限する必要はないが、好ましい具体例としては、
炭素数３〜３０のアルキルスルホン酸のナトリウム塩も
しくはカリウム塩、リチウム塩、または、トルエンスル
ホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸のナトリウム塩、
カリウム塩、リチウム塩、あるいは、これらの混合物等
があげられる。

【００２３】かかる有機スルホン酸金属塩は、単一の化
合物である必要はなく、式（１）で示される各種有機ス
ルホン酸金属塩の混合物であってもよい。しかしなが
ら、これら通常市販されている有機スルホン酸金属塩
は、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムなどの無機塩の不
純物を含んでいる。これら、不純物は、溶融紡糸の安定
性を阻害する。したがって、本発明に用いる有機スルホ
ン酸金属塩に含有される無機塩は少ない方が望ましい。
好ましくは、塩化ナトリウムが０．５重量％（対有機ス
ルホン酸金属塩）以下、硫酸ナトリウムが０．１重量％
以下（対有機スルホン酸金属塩）とすることによって、
溶融紡糸の際の背圧上昇や糸切れを抑制することができ
る。

【００２４】有機スルホン酸金属塩の添加時期は、ポリ
エステルの溶融紡糸工程が終了する以前の任意の段階で
よく、例えば、ポリエステルの原料中に添加配合して
も、ポリエステルの合成中に添加しても、また、合成終
了から溶融紡糸するまでの間に添加してもよいが、添加
後に溶融状態で充分に混合されるような添加手段を用い
ることが好ましい。

【００２５】有機スルホン酸金属塩配合ポリエステルを
溶融紡糸するにあたっては、格別の方法を用いる必要は
なく、任意のポリエステル繊維の溶融紡糸方法を用いる
ことができる。かかるポリエステル繊維は、変性ポリエ
ステルと未変性ポリエステルとからなり、変性ポリエス
テルを鞘成分とし、未変性ポリエステルを芯成分とする
芯鞘型複合繊維であっても、変性ポリエステルと未変性
ポリエステルとからなる二層またはそれ以上の多層のサ
イド・バイ・サイド型複合繊維であってもよい。

【００２６】本発明のアルカリ減量処理に用いるアルカ
リ化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、炭
酸ナトリウム、炭酸カリウム等をあげることができる。
なかでも水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが特に好ま
しい。かかるアルカリ化合物の水溶液の濃度は、アルカ
リ化合物の種類、処理条件等によって異なるが、通常
０．１〜３０重量％の範囲が好ましい。処理温度は常温
〜１００℃の範囲が好ましく、処理時間は１分〜４時間
の範囲で通常行われる。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により、本発明を具体的に説明
する。

【００２８】尚、実施例中の各特性値は下記の方法によ
り測定したものである。また、実施例中の％は、重量％
を意味し、表中の○、△、×は各々、良好、やや良好、
不良であることを意味する。

【００２９】（極限粘度）試料を、フェノール／テトラ
クロルエタン（５０／５０）混合溶媒に溶解し、ウベロ
ーデ粘度計により２５℃において測定した値である。

【００３０】（吸水性能）得られた原糸を次の条件の下
に製織した後、 経糸：ポリエステル通常糸（５０デニール１８フィラメ
ント） 緯糸：本発明の原糸（７５デニール３６フィラメント） 経糸織密度：４０本／ｃｍ 緯糸織密度：３６．３本／ｃｍ 常法に従って精練、プリセットを施し、２％水酸化ナト
リウム水溶液を用いて沸騰温度にて所定時間減量処理を
実施した。

【００３１】このようにして得られた布帛を直径１５ｃ
ｍの刺しゅう用丸枠に取り付け、水滴滴下法により布帛
上の水滴消失時間を計測して吸水性能を評価した。

【００３２】水滴には蒸留水を用い、ビュレットの先端
と布帛表面との距離を１．０ｃｍとし、布帛上に水滴を
１滴滴下して、その消失時間を測定した。測定は室温下
相対湿度５５〜６０％の状態で行い、サンプル毎に５〜
７回測定を繰り返し、平均水滴消失時間を求めた。尚、
このときの水滴１滴の平均量は０．０３９ｍｌであっ
た。

【００３３】〔実施例１〕テレフタル酸１００部、エチ
レングリコール５２部をエステル化槽に仕込み、４ｋｇ
／ｃｍ² の加圧下、２６０℃にてエステル化反応を行っ
た。引き続き、得られた反応生成物に、トリメチルホス
フェイト、三酸化アンチモン、二酸化チタンを、各々生
成ポリマーに対して実質上０．０１％，０．０４％，
０．５％となるようにエチレングリコール分散液として
加えた。更に、平均の炭素数が１５であるアルキルスル
ホン酸ナトリウム（不純物としての塩化ナトリウム、硫
酸ナトリウムの含有量は、それぞれ、０．０２％、０．
０５％）を生成ポリマーに対して１．０％となるよう
に、やはりエチレングリコール分散液として加え、重合
槽に移した。そして、高真空下２８５℃にて所定時間重
縮合反応を行ない、極限粘度０．７１のポリエステルポ
リマーを得た。

【００３４】このポリマーを常法によりチップ化、乾燥
し、孔径０．２５ｍｍの円形紡糸孔を３６個有する紡糸
口金を通して、２８５℃にて溶融紡糸した。吐出糸条を
冷却気流で冷却固化した後、油剤を付与し、１８００ｍ
／分の巻取速度で巻取った。次いでこの未延伸糸を常法
に従って延伸、熱処理し、７５デニール／３６フィラメ
ントのマルチフィラメントを得た。

【００３５】このようにして得られた繊維の吸水性能評
価結果を表１に示した。また、得られた繊維を常法によ
り製織、減量加工を施して得た布帛は、レーヨン調のド
ライで良好な風合を呈していた。

【００３６】〔実施例２〜４、比較例１，２〕アルキル
スルホン酸ナトリウムの添加量を各々表１のごとく変更
した以外は、実施例１と同様に実施した。結果を表１に
示した。

【００３７】比較例２は製糸工程通過安定性が悪く、繊
維化困難であった。

【００３８】

【表１】

【００３９】〔実施例５−１８、比較例３−９〕アルキ
ルスルホン酸ナトリウムの添加量を２．０％とする以外
は、実施例１と同様な条件で紡糸、延伸を行い、７５デ
ニール／３６フィラメントの延伸糸を得た。得られた延
伸糸をメリヤス編地に製編し、表２に示した条件で熱処
理を施した後、アルカリ減量加工を行った。各試料の繊
維内部空隙の形成状態を走査型顕微鏡で観察した結果を
同じく表２に示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】

【発明の効果】最終的に得られるアルカリ処理後の、本
発明のポリエステル繊維は、図１にその一例を示した様
な、連続した筋状溝からなる繊維表面を有し、かつ、図
２，３にその一例を示した様な、少くとも一部が繊維表
面と連通した不規則な空隙を繊維内部に有するフィブリ
ル状ポリエステル繊維であって、該繊維からなる織編物
は高い吸水性を有するとともに、ヌメリ感が改良された
レイヨン調の独特の風合とドライ感を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポリエステル繊維の表面構造の一例を
示す走査型電子顕微鏡写真である。

【図２】本発明のポリエステル繊維の表面及び断面構造
の一例を示す走査型電子顕微鏡写真である。

【図３】本発明のポリエステル繊維の断面構造の一例を
示す走査型電子顕微鏡写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｄ０１Ｆ 6/62 ３０６ Ｄ０１Ｆ 6/62 ３０６Ｃ ３０６Ｍ 6/84 ３０５ 6/84 ３０５Ａ // Ｄ０６Ｍ 101:32 (56)参考文献 特開 昭56−20638（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−31040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−148939（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D06M 11/00 - 11/84 D06F 6/62 301 - 306

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主たる繰り返し単位がエチレンテレフタ
   レートであり、下記式（１）で示される有機スルホン酸
   金属塩を０．１〜１０重量％含有するポリエステル繊維
   において、下記（Ａ），（Ｂ）条件を満足することを特
   徴とするフィブリル状ポリエステル繊維。 Ｒ−ＳＯ₃Ｍ ・・・・・ （１） ここで、Ｒは炭素数３〜３０のアルキル基，炭素数７〜
   ４０のアリール基Ｍはアルカリ金属を示す。 （Ａ）：繊維表面が、幅０．１〜３μｍ、長さ５μｍ以
   上の、繊維軸方向に配向した連続筋状溝を有し、隣接す
   る任意の筋状溝の間隔が５μｍ以下であること。 （Ｂ）：繊維軸に垂直な任意の断面おいて、繊維総断面
   積に対して空隙断面積が５％以上である不規則な空隙を
   繊維内部に有し、該不規則な空隙の一部が繊維表面と連
   通していること。
2. 【請求項２】 主たる繰り返し単位がエチレンテレフタ
   レートであり、上記式（１）で示される有機スルホン酸
   金属塩を０．１〜１０重量％含有するポリエステルを溶
   融紡糸し、得られた繊維を１２０℃以上の温度で１０秒
   以上乾熱処理した後、アルカリ性化合物の水溶液で該繊
   維重量の５％以上の減量処理を行うことを特徴とする請
   求項１記載のフィブリル状ポリエステル繊維の製造方
   法。