JP6296059B2 - 吸湿性ポリエステル繊維及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は吸湿性ポリエステル繊維及びその製造方法に関する。具体的に言うと、ポリエステル内に吸湿成分及びリン系熱安定剤を添加することによって、下着、運動服地用材料として応用されることができる吸湿性ポリエステル繊維を得る。

ポリエステル繊維が典型的な熱可塑性合成繊維であり、誕生以来、その機械強度、耐薬品性、耐熱性等が優れるため、衣料及び産業面において汎用されている。

但し、ポリエステル繊維の吸放湿性が非常に低くて、汗をタイムリーに排出できず、皮膚に直接接触または皮膚に近づいて着用される時に、粘着している気持ちが感じられるため、ポリエステル繊維の下着類衣料用途における発展が制限されていた。

ポリエステル繊維の吸湿性を改善する方法は例えばポリエステル内に吸湿成分を共重合しまたは吸湿性を有する化合物を添加する方法等が挙げられる。例えば、ポリエステル反応過程において側鎖にヒドロキシルアルキレングリコールを有するジオールと共重合し、またはスルホン酸金属塩を含有するジカルボン酸と共重合する等の方法が挙がられる。但し、共重合によって得た吸湿性ポリエステル繊維は強度及び耐候性が低い等の問題を有する。

繊維原料ポリエステルに吸湿性を与え、繊維に吸湿性を具備させる前記方法以外に、さらに化学方法を通じて吸湿性化合物をポリエステル繊維に付着させることができる。例えば次の加工工程において織物におけるポリエステル繊維に対してアクリル酸またはメチルアクリル酸をグラフトし、さらにアルカリ金属によってそのうちのカルボキシル基を置換し、それによって、ポリエステル繊維の吸湿性を向上することができる。但し、吸湿性化合物が繊維の表面に付着しているため、使用過程において強度の降下、手触りの不良、耐光性の悪い等の問題が存在している。

特許文献１には、吸湿率が１０％以上である吸湿性樹脂を芯部にし、普通のポリエステルを鞘部にする芯鞘複合繊維が開示される。前記方法を使用して得た繊維が精練、染色等の熱処理を行われる時に、芯部の吸湿性樹脂が吸水しやすいため膨張し、繊維の表面にひび割れが形成され、且つ吸湿性樹脂は水に対する溶解性が高いため外に流出することによって、吸湿性が紛失されることになる。

特許文献２には、ポリビニルピロリドンをナイロンに添加することによってナイロン繊維の吸湿性を向上させる技術が開示される。ポリビニルピロリドンの添加がナイロン繊維の性能に対してマイナス作用を果たさないが、ポリビニルピロリドンをポリエステル内に添加し且つそれを繊維化させる技術がまだ報道されなかった。

特開平２−９９６１２号公報 特願平８−３１１３２６号

本発明の目的は吸湿性ポリエステル繊維及びその製造方法を提供することにあり、ポリエステルに吸湿性物質ポリＮ−ビニルラクタムを添加することによって、それをポリエステル内に微分散させ、それによって、ポリエステル繊維の吸湿性を向上する。且つ色調の優良、耐光堅牢度の優れた繊維を得るため、該繊維にはさらにリン系熱安定剤を添加する。

本発明の技術的解決手段は、吸湿性ポリエステル繊維であって、該ポリエステル繊維にはポリエステル、ポリＮ−ビニルラクタム吸湿成分及びリン系熱安定剤を含有し、そのうち、ポリＮ−ビニルラクタムがポリエステル繊維の重量の３〜１５ｗｔ％を占め、その分散径が２００ｎｍ以下であり、リン系熱安定剤の含有量がＰ元素として計算すると、ポリエステル繊維の重量の５０〜５００ｐｐｍを占める。

本発明の前記ポリエステル繊維において、ポリエステルの重量に対し、ポリＮ−ビニルラクタムの含有量が３〜１５ｗｔ％である。ポリエステルにおけるポリＮ−ビニルラクタムの含有量が３ｗｔ％より小さい時に、繊維が十分な吸湿性を有せず、実際の応用性が悪く、ポリエステルにおけるポリＮ−ビニルラクタムの含有量が１５ｗｔ％より高い時に、繊維は粘着感を有し、接触する時に気持ちが悪く、且つ繊維物性が下げられる。ポリエステルにより理想的な吸湿特性を具備させるため、ポリＮ−ビニルラクタムの含有量は５〜１２ｗｔ％が好ましい。

ポリＮ−ビニルラクタムの本発明の前記ポリエステル繊維における平均分散径は２００ｎｍ以下であることがよく、１５０ｎｍ以下であることが好ましい。平均分散径が２００ｎｍ以下であるポリＮ−ビニルラクタムはポリエステルと非常によく錯体化することができるため、ポリＮ−ビニルラクタムの溶出を阻害し、ポリエステル繊維の吸湿性の降下を防止し、ポリエステル繊維の吸湿耐久性を向上することができる。

本発明における前記ポリＮ−ビニルラクタムは例えばＮ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピペリドン、ポリＮ−ビニルカプロラクタム等のポリＮ−ビニルラクタム類の重合体であっても良い。比較的小さい空間障害を有し、水分子を吸着及び放出しやすい面から考慮し、本発明において、前記ポリＮ−ビニルラクタムとして、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンの重合体、即ちポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）が好ましい。

本発明において、Ｋ値が１５〜９０であるポリビニルピロリドンが好ましい。Ｋ値が２０〜７０であるポリビニルピロリドンがより好ましい。ポリビニルピロリドンのＫ値が低過ぎれば、ポリビニルピロリドンとポリエステルとの錯体化力が強くなく、押出し後の水冷過程において溶出しやすいため、繊維には良い吸湿性を貰えなくなる。一方、Ｋ値が高過ぎれば、ポリエステル体系の粘度が大幅に増加され、混練吐出が不良であり、造粒されにくく、生産効率の低下に至る。

本発明の前記ポリエステル繊維にはさらにＰ元素に基づいて計算すると、ポリエステル繊維の重量の５０〜５００ｐｐｍに相当するリン系熱安定剤を含有する。本発明において、リン系熱安定剤を添加することによって、ポリエステルが吸湿成分とブレンドを行われる時に熱分解及び加水分解が発生されることを抑制し、得たポリエステル繊維の色調を改善し、その耐光堅牢度を向上させることができる。

前記リン系熱安定剤はリン酸類、亜リン酸類、ホスフィン酸類、リン酸エステル類等であってもよい。具体的には、リン酸、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリフェノールアルデヒド、亜リン酸、亜リン酸トリメチル、メチルリン酸、フェノールアルデヒドリン酸、ジフェニルリン酸、メチルリン酸メチル、フェノールアルデヒドリン酸エチル、ジフェニルフェノールアルデヒドリン酸エステル、エチルホスホノアセテート、ジステアリルペンタエリスリトール二リン酸エステル、ビス（２，４，６−トリｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトール二リン酸エステル、レソルシノール−ビス〔ジ（ペンタエリスリトール）〕リン酸エステル、２，２’−ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノキシ）スピロ［４Ｈ−１，３，２−ジオキサホスホリン−５（６Ｈ），５’（６’Ｈ）−［４Ｈ−１，３，２］ジオキサホスホリン］または２，２’−ビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ）スピロ［１，３，２−ジオキサホスホリナン−５，５’−［１，３，２］ジオキサホスホリナン］等が例として挙げられる。

前記リン系熱安定剤は式１に示した二リン酸エステル系化合物が好ましい。

式中、Ｒ_１、Ｒ_２はそれぞれ独立に置換基を有することができる芳香族アルキル基である。前記芳香族アルキル基はＣ６〜Ｃ１０の芳香族アルキル基が好ましく、前記置換基が例えばＣ１〜Ｃ６のアルキル基、アミノ基、ヒドロキシル基及びスルホ基であっても良い。前記Ｒ_１及びＲ_２は例えばフェニル基、メタ位に炭素原子数が１〜５であるアルキル基置換基を有するフェニル基、ｐ−アルキルフェニル基、アミノ基に置換されることができる芳香族アルキル基またはスルホ基に置換されることができる芳香族アルキル基等であっても良い。本発明において、Ｒ_１、Ｒ_２はそれぞれ独立に下記の式２〜４に示したグループのうちの１種であることが好ましい。

前記式１に示した二リン酸エステル系化合物は安定剤として使用される時に、それのポリエステル繊維の色調に対する改善効果がより良いため、好ましい。

前記式１に示した二リン酸系化合物における２，２’−ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノキシ）スピロ［４Ｈ−１，３，２−ジオキサホスホリン−５（６Ｈ），５’（６’Ｈ）−［４Ｈ−１，３，２］ジオキサホスホリン］または２，２’−ビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ）スピロ［１，３，２−ジオキサホスホリナン−５，５’−［１，３，２］ジオキサホスホリナン］が安定剤として使用される時に、それのポリエステル繊維の色調に対する改善効果が特別良いため、最も好ましい。

本発明において使用されるポリエステルに対しては特に限定しなく、例えば脂肪族ポリエステルであってもよく、芳香族ポリエステルであっても良い。

二価アルコール重複ユニットは具体的に脂肪族二価アルコールまたは芳香族二価アルコール、例えばエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール及びその異性体、ペタンジオール及びその異性体、Ｃ６〜Ｃ２０の直鎖または側鎖状脂肪族二価アルコール及びその異性体、ビスフェノールＡ及びエチレンオキサイド付加生成物、ポリエチレングリコール、ポリプロパンジオール、ポリブタンジオール、シクロブタンジオール、シクロペタンジオール、シクロヘキサンジオール、ベンゼンジメタノール、ナフチルジメタノール等のうちの１種または複数種であってもよい。

二塩基酸重複ユニットは具体的にマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、Ｃ７〜Ｃ２０の脂環式二酸及びその異性体、ポリブチレンテレフタレート及びそのエステル化誘導体、イソフタル酸及びそのエステル化誘導体、ベンゼン環を含有するその他の二塩基酸、ナフタレンジ酸またはその誘導体等Ｃ８〜Ｃ１８芳香族二塩基酸であっても良い。

本発明に使用されるポリエステルとして、融点が２００℃〜２４０℃であるポリエステル、即ちポリエステルの融点Ｔｍが２００℃より大きいまたは等しい、２４０℃より小さいまたは等しいが好ましい。ポリＮ−ビニルラクタムは高温下での耐熱性が比較的悪く、ポリエステルとブレンドを行った後得た繊維の色調が黄色に変色しやすい。そのため、吸湿性がよい且つ色調が優良であるポリエステル繊維を製作し得るため、加工する時はなるべく比較的低い温度下で制御されることが必要である。その故、低い融点のポリエステルを選択することは前記効果を得ることができる。

前記融点が２００℃〜２４０℃であるポリエステルとしてはポリテレフタル酸エチレングリコール系ポリエステル、ポリテレフタル酸プロパンジオール系ポリエステル、ポリテレフタル酸ブタンジオール系ポリエステルが好ましい。

二価アルコール共重合ユニット及び／または二塩基酸共重合ユニットを含有するポリテレフタル酸エチレングリコール系ポリエステル、ポリテレフタル酸プロパンジオール系ポリエステル、ポリテレフタル酸ブタンジオール系ポリエステルがより好ましい。

共重合した二価アルコール重複ユニットは脂肪族ジオールまたは芳香族二価アルコールであってもよく、プロパンジオール、ブタンジオール、ビスフェノールＡとエチレンオキサイドとの付加化合物のうちの１種または複数種が好ましい。

共重合した二塩基酸重複ユニットは脂肪族ニ塩基酸、芳香族ニ塩基酸またはそれらの誘導体であっても良い。誘導体は前記二塩基酸のメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル等であってもよく、二塩基酸のメチルエステルが好ましい。脂肪族二塩基酸は炭素原子数が３〜２０である飽和脂肪族二塩基酸が好ましく、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸のうちの１種または複数種が最も好ましく、芳香族二塩基酸はイソフタル酸またはナフタル酸が好ましい。本発明の共重合二塩基酸重複ユニットはイソフタル酸またはイソフタル酸スルホン酸塩ユニットが最も好ましい。

さらにスルホン酸塩共重合ユニット及び／またはポリエーテル共重合重複ユニットを含有するポリテレフタル酸エチレングリコール系ポリエステル、ポリテレフタル酸プロパンジオール系ポリエステル、ポリテレフタル酸ブタンジオール系ポリエステルが最も好ましい。

共重合したスルホン酸塩成分はイソフタル酸５−スルホン酸ナトリウム、イソフタル酸５−スルホン酸リチウム、イソフタル酸５−スルホン酸カルシウム、イソフタル酸グリコールエステル５−スルホン酸ナトリウム、イソフタル酸グリコールエステル５−スルホン酸リチウム、イソフタル酸グリコールエステル５−スルホン酸カルシウム、イソフタル酸ジメチル５−スルホン酸ナトリウム、イソフタル酸ジメチル５−スルホン酸リチウム、イソフタル酸ジメチル５−スルホン酸カルシウムのうちの１種または複数種が好ましい。

共重合したポリエーテル成分はポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールのうちの１種または複数種であっても良い。

本発明の効果に影響を与えない状況下で、前記ポリテレフタル酸エチレングリコール系ポリエステル、ポリテレフタル酸プロパンジオール系ポリエステル、ポリテレフタル酸ブタンジオール系ポリエステルにはさらにベンゼントリカルボン酸、ベンゼンテトラカルボン酸、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多官能の共重合重複ユニットをさらに含有しても良い。

前記ポリエステルは工業上常用している重合方法によって生産されてもよく、即ちまずエステル化またはエステル交換反応を行い、低い分子量のポリエステル化合物を得た後、さらに高温高真空下で重縮合反応を行って、重合体を得る。エステル化またはエステル交換の段階で触媒を添加しても良く、前記触媒はナトリウム、リチウム、マグネシウム、カルシウム、マンガン、チタン、亜鉛、コバルトまたはスズ等の金属元素を含有する化合物で、前記金属元素の酢酸塩を含有することが好ましく、チタン酸エステル類化合物が最も好ましい。

本発明はさらに前記ポリエステル繊維の製造方法に関し、該方法において、ポリエステルとポリＮ−ビニルラクタムとを、ポリＮ−ビニルラクタムの添加量がポリエステル繊維の重量の３〜１５ｗｔ％を占めるよう、ロータ長さ比Ｌ／Ｄが４５以上である二軸エクストルダーにてブレンドを行うステップと、得たブレンド物を溶融紡糸して原繊維を得、該原繊維をさらに延伸を行ってポリエステル繊維を得るステップと、ブレンドを行う段階または溶融紡糸段階にて、リン元素として計算するとポリエステル繊維の重量の５０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍであるリン系熱安定剤を添加するステップと、を含む。

本発明はＬ／Ｄが４５以上である二軸エクストルダーを使用してブレンドを行うことは、ポリＮ−ビニルラクタムのポリエステルにおける分散性を向上でき、それの分散径を２００ｎｍ以下に達させ、それによって、ブレンド物の紡糸性を向上させることができる。Ｌ／Ｄが４５に達さない場合、ポリＮ−ビニルラクタムの分散径が増大され、その後の紡糸する過程において、頻繁的な断糸、繊維物の不良等の問題が発生されることになる。

一方、大部分のポリＮ−ビニルラクタムの失透温度が約１７０℃で、混練及び紡糸の温度が前記温度より高めに設定することによって、ポリＮ−ビニルラクタムに優れた流動性を具備させることが必要であるため、本発明において、融点が２００℃〜２４０℃であるポリエステルが好ましく、それはポリＮ−ビニルラクタムと比較的低い温度下でブレンドを行うことができ、混練する時に溶融部温度をポリＮ−ビニルラクタムの融点温度より１０〜２０℃高い範囲内に制御し、混練部温度が１８０〜２３０℃である。また、ポリＮ−ビニルラクタムのが空気において吸水して粘着になりやすいため、ブレンドエクストルダーの材料供給口に水冷装置を添加することができ、材料供給口の温度を８０℃以下に制御し、それによって、材料供給を順調に行わせる。

本発明はＫ値が１５〜９０であるポリビニルピロリドンが好ましい。Ｋ値が前記範囲内であるポリビニルピロリドンはポリエステルとより易くてブレンドを行うことができ、ポリエステルとの錯体化する能力が強く、ブレンドを行って押出し後の水冷過程において溶出しにくく、吸湿性のよいポリエステル繊維を得ることができ、また、Ｋ値が前記範囲内であるポリビニルピロリドンとブレンドを行った後のポリエステル体系の粘度が安定であり、混練吐出不良、造粒困難、生産効率低下等の問題が発生されない。より好ましくは、ポリビニルピロリドンのＫ値が２０〜７０である。

本発明において、リン系熱安定剤がブレンドを行う時に添加されてもよく、溶融紡糸する時に添加されてもよく、その添加量としてはＰ元素に基づいて計算すると、ポリエステル繊維の重量の５０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍに相当する。ブレンドを行う時にリン系熱安定剤を添加することが好ましい。ブレンドを行う時に熱安定剤を添加し、ブレンドを行う時のずり作用によって、熱安定剤を均一に分散させ、それの基材に対する熱安定化効果を最大程度で発揮させることができる。と同時に、均一に分散された熱安定剤がその後の溶融紡糸に対して影響を与える恐れが無い。

本発明の前記方法において、溶融紡糸は比較的低い温度下で行うことが好ましく、具体的には、紡糸温度は２２０℃〜２７０℃であることが好ましく、２３５℃〜２６０℃がより好ましい。比較的低い温度下で紡糸を行うことは、各のブレンド組成の受熱分解を減少でき、それによって、色調の優良な繊維を得る。

本発明において、好ましくは、前記吸湿性ポリエステル繊維の吸湿性パラメータΔＭＲが１．０％以上、色調ｂ値が５．０以下、耐光堅牢度が３級以上である。該繊維の破壊強さが１５．０以上であり、一般衣料用途用の機械特性を有する。

本発明において、得たポリエステル繊維に対して以下の方法で評価する。
（１）混練安定性
エクストルダー出口処のポリエステルの押出膨張程度を観察することによって判定する。押出膨張が無いのは○、軽微な押出膨張があるのは△、激しい押出膨張があるのは×を記し、そのうち、○及び△は合格と判定する。

（２）紡糸性
紡糸する２ｈ内の紡糸状況に対して以下の方法で評価し、断糸が無いのは○、少量の断糸がある（１〜３回）のは△、頻繁に断糸（４回以上）したのは×を記し、そのうち、○及び△は合格と判断する。

（３）ポリＮ−ビニルラクタムの平均分散径
長さ方向と直交して繊維をカットし、単繊維の断面を取って切片してルテニウム染色を行い、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（１０万倍）を使用してブレンド状態を観察、撮影する。繊維は、連続的な基材の成分（白い部分）を海成分、類似円状的に分散する成分（灰色成分）を島成分とする海島構造をしている。島成分を円に視し、島成分の面積から直径を算出する。該直径を島成分の構成するポリビニルピロリドンの分散径とし、２０つの島成分の平均値を平均分散径とする。

（４）ポリＮ−ビニルラクタムのＫ値
ポリＮ−ビニルラクタムを質量濃度が１％である水溶液に調製し、その相対粘度を測定し、さらにｆｉｋｅｎｔｓｃｈｅｒでそのＫ値を計算する。
ｌｏｇＺ＝Ｃ［７５Ｋ^２／（１＋１．５ＫＣ）＋Ｋ］
そのうちＫ：Ｋ値×１０^３、Ｃ：水溶液の濃度（Ｗ／Ｖ％）、Ｚ：濃度がＣである水溶液の相対粘度。

（５）繊維の破壊強さ
破壊強さ＝強度×（延伸度）^０．５
強度が繊維応力−引張り時の最大切断点を応変する応力／繊度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）で、伸びが繊維最大切断点の応変（％）である。

（６）吸湿性パラメータΔＭＲ
繊維から油剤を除去し、約１ｇのサンプルをガラス重量がＷである秤量瓶内に入れ、乾燥箱内に置き、１１０℃で２ｈ乾燥する。該秤量瓶を密封し、乾燥器内に置いて３０分間冷却させる。サンプルが収納されている秤量瓶の重量Ｗ_１を測定する。次ぎ、開放の状態で、２０℃、６５％ＲＨに設定されている恒温・恒湿器内に入れて、２４ｈ放置する。その後、さらに密封の状態下で乾燥器内に３０分間放置する。その次、さらに秤量瓶の重量Ｗ_２を測定する。続いて開放の状態で、３０℃、９０％ＲＨに設定されている恒温・恒湿器内に入れて、２４ｈ放置し、さらに密封の状態下で、乾燥器内に３０分間を放置した後、さらに秤量瓶の重量Ｗ_３を測定する。
ＭＲ_１＝（Ｗ_２−Ｗ_１）×１００％／（Ｗ_１−Ｗ）
ＭＲ_２＝（Ｗ_３−Ｗ_１）×１００％／（Ｗ_１−Ｗ）
ΔＭＲ＝ＭＲ_２−ＭＲ_１ 。

（７）耐光堅牢度
日本ＪＩＳ Ｌ−０８４２標準に基づいて測定を行い、級数が高ければ耐光堅牢度が良い。

（８）繊維内の吸湿性物質及びその含有量の測定
核磁気共鳴スペクトルに基づき、吸湿性物質の特徴ピックの位置及び強度を検出し、さらに化学式に基づいて、該吸湿性物質の含有量を推算する。

（９）ポリエステル内の金属含有量
６ｇ重合体をシート状に押圧し、蛍光Ｘ線分析装置（理学電気公司により製造されたＸ線分析装置３２７０型）を使用してその強度を測定し、既知金属含有量のサンプルで事前に製作した検出線を使用して換算する。

以下、実施例に合わせて、本発明に対してさらに説明する。
実施例１
テレフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジメチル−５−スルホン酸ナトリウム（ＳＩＰＭ）、エチレングリコール、アジピン酸及び触媒とするチタン酸テトラブチルをエステル化反応ケトル内に加え、そのうち、ＳＩＰＭの添加量がテレフタル酸ジメチルの添加量の２．６ｍｏｌ％に相当、アジピン酸の添加量がテレフタル酸ジメチルの添加量の５．４ｍｏｌ％に相当、チタン酸テトラブチルの添加量がチタン元素に基づいて計算すると共ポリエステルの１０．５ｐｐｍに相当、テレフタル酸ジメチル、ＳＩＰＭ及びアジピン酸から構成された総酸成分と二価アルコール（エチレングリコール）とのモル比が１：１．８で、エステル化反応ケトル内にさらにマンガン元素に基づいて計算すると共ポリエステル２００ｐｐｍに相当する酢酸マンガンを同時に添加し、２３０℃、常圧条件下で４ｈ反応し、メタノール留出分が９５％以上に到達した後、小分子のプレポリマーを得る。プレポリマーを２３０℃、常圧下に保持し、リン元素に基づいて計算すると共ポリエステル５０ｐｐｍに相当するリン系安定剤リン酸を添加し、５分間後減圧し始め、温度を上げる。９０分間を使用して温度を２５０℃から２９０℃まで上げ、圧力を８０Ｐａまで下げる。撹拌した後、反応体系に対して窒素ガスを注入して常圧まで復帰させ、重縮合反応を停止し、それによって、融点が２３０℃であるポリエステルを得る。

Ｋ値が３０であるポリビニルピロリドン（ＰＶＰ、ＢＡＳＦ社製品）、２，２’−ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノキシ）スピロ［４Ｈ−１，３，２−ジオキサホスホリン−５（６Ｈ），５’（６’Ｈ）−［４Ｈ−１，３，２］ジオキサホスホリン］及び前記方法で得た融点が２３０℃であるポリエステルを二軸エクストルダー（φ４４ｍｍ、Ｌ／Ｄ：５２）でブレンド押出を行う。そのうち、ＰＶＰの添加量がポリエステル繊維の３ｗｔ％を占め、二リン酸エステルの添加量がリン元素に基づいて計算するとポリエステル繊維の１５０ｐｐｍに相当する。エクストルダーの温度が溶融部２４５℃、混練部２００℃に設定される。押出し状況が良好である。得たブレンド物におけるＰＶＰの平均分散径が８０ｎｍである。得たブレンド物を溶融紡糸し、紡糸の温度が２５５℃、紡糸の速度が２５００ｍ／ｍｉｎで、原繊維を得、さらに原繊維を２．２倍延伸加工することによってポリエステル繊維を得る。該ポリエステル繊維に対して前記各パラメータ及び性能の評価を行う。結果は表１に示す。

実施例２〜４
ポリエステル繊維に対するＰＶＰの添加量をそれぞれ５ｗｔ％、１０ｗｔ％、１５ｗｔ％に変更し、その他の実施例１と同様である。評価結果は表１に示す。

比較例１〜２
ポリエステル繊維に対するＰＶＰの添加量をそれぞれ１ｗｔ％、２０ｗｔ％に変更し、その他の実施例１と同様である。評価結果は表１に示す。

表１の結果は、実施例１〜４において、得たポリエステル繊維の吸湿性パラメータΔＭＲが１．１％以上、色調ｂ値が４．８以下、破壊強さが１９．８以下、耐光堅牢度が３級以上であることを示した。実施例１〜３において、混練安定性及び紡糸性が良好で、実施例４において、混練安定性及び紡糸性が実用の要求に適する。もう一方、比較例１において、ポリエステル繊維に対するＰＶＰの添加量が１ｗｔ％で、混練及び紡糸が実用の要求に適したが、得た繊維の吸湿性が良くない。比較例２において、ポリエステル繊維に対するＰＶＰの添加量が２０ｗｔ％で、混練する時に押出し膨張が激しくて、造粒が難しい。

実施例５〜８
ポリエステル繊維に対するＰＶＰの添加量を７ｗｔ％に変更し、ポリエステル繊維に対する、Ｐ元素に基づいて計算すると２，２’−ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノキシ）スピロ［４Ｈ−１，３，２−ジオキサホスホリン−５（６Ｈ），５’（６’Ｈ）−［４Ｈ−１，３，２］ジオキサホスホリン］の添加量をそれぞれ５０ｐｐｍ、２５０ｐｐｍ、３５０ｐｐｍ、４５０ｐｐｍに変更し、その他の実施例１と同様である。評価結果は表２に示す。

比較例３
リン系熱安定剤を添加しない以外に、実施例５と同様な方法に基づいて繊維を得る。評価結果は表２に示す。

比較例４
テレフタル酸、エチレングリコール及び触媒三酸化アンチモンをエステル化反応ケトル内に加え、テレフタル酸とエチレングリコールとのモル比が１：１．８で、２３０℃、常圧条件下でエステル化反応を４ｈ行って、小分子のプレポリマーを得る。プレポリマーを２３０℃、常圧下に維持し、リン元素に基づいて計算すると共ポリエステル５０ｐｐｍに相当する安定剤リン化合物リン酸を加え、５分間後減圧、昇温し始める。９０分間を使用して温度を２５０℃から２９０℃に上げ、圧力を８０Ｐａまで下げる。撹拌した後、反応体系に対して窒素ガスを注入して常圧まで復帰させ、重縮合反応を停止し、それによって、融点が２５２℃であるポリエステルを得る。

ポリエステル繊維に対し、ＰＶＰの添加量が７ｗｔ％で、２，２’−ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノキシ）スピロ［４Ｈ−１，３，２−ジオキサホスホリン−５（６Ｈ），５’（６’Ｈ）−［４Ｈ−１，３，２］ジオキサホスホリン］の添加量が、リン元素含有量に基づいて計算すると１５０ｐｐｍである。

混練温度が２６５℃、紡糸温度が２８０℃である。評価結果は表２に示す。

表２の結果は、実施例５〜８において、得たポリエステル繊維の吸湿性パラメータΔＭＲ、色調ｂ値、破壊強さ及び耐光堅牢度、並びに混練安定性及び紡糸性が共に良好であることを示した。もう一方、比較例３及び４において、得た繊維の色調ｂ値がそれぞれ６．０及び１０．０で、繊維耐光堅牢度がそれぞれ３級以下及び１級である。

実施例９〜１１
ロータ長さ比Ｌ／Ｄがそれぞれ４５、４８、５５である二軸エクストルダーを選んでブレンドを行い、その他は実施例５と同様である。評価結果は表３に示す。

比較例５〜６
ロータ長さ比Ｌ／Ｄがそれぞれ３０、３５である二軸エクストルダーを選んでブレンドを行い、その他は実施例５と同様である。評価結果は表３に示す。

表３の結果は、実施例９〜１１において、得たポリエステル繊維において、ポリビニルピロリドンの平均分散径が１８０ｎｍ以下、実施例１１のポリエステル繊維の平均分散径が９０ｎｍまでも小さくなる。一方、比較例５及び６において、ポリエステル繊維の平均分散径が２５０ｎｍ以上であることを示した。特定ロータ長さ比Ｌ／Ｄの二軸エクストルダーを使用することはポリエステル繊維におけるポリビニルピロリドンの平均分散径を制御することに対して重要な意義を有することを表明した。

実施例１２
テレフタル酸５．７Ｋｇ、ブタンジオール５．４Ｋｇ、ポリエチレングリコール（分子量４０００）３．７５Ｋｇを取って十分に混合した後、撹拌及び加熱温度制御を有する反応器内に投入し、且つ触媒チタン酸テトラブチル８ｇ及び１５ｇ抗酸化剤ＩＲ１０１０を加え、徐々に温度を２３０℃まで上げて脱水のエステル化反応を行い、エステル化率が９５％及びそれ以上に達した時に、エステル化反応を中止し、徐々に温度を２５０℃まで上げ、同時に、反応圧力を１３０Ｐａ以下まで下げ、小分子を脱出する反応し、所定の重合体粘度まで達した後、吐出しせん断を行い、融点が２２０℃であるポリエステルを得る。

Ｋ値が６０であるＰＶＰ（ＢＡＳＦ社製品）と前記融点が２２０℃であるポリエステルとを二軸エクストルダー（φ４４ｍｍ、Ｌ／Ｄ：５２）でブレンド押出を行い、そのうち、ＰＶＰの添加量がポリエステル繊維の７ｗｔ％を占め、エクストルダーの温度が溶融部２３５℃、混練部１８０℃に設定され、押出し状況が良好である。得たブレンド物におけるＰＶＰの平均分散径が１００ｎｍである。得たブレンド物を溶融紡糸し、紡糸する過程において、リン元素に基づいて計算するとポリエステル繊維の１５０ｐｐｍに相当する２，２’−ビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ）スピロ［１，３，２−ジオキサホスホリナン−５，５’−［１，３，２］ジオキサホスホリナン］を添加する。紡糸の温度が２４５℃、紡糸の速度が２０００ｍ／ｍｉｎで、原繊維を得、さらに原繊維を２．４倍延伸加工することによってポリエステル繊維を得る。得たポリエステル繊維に対する評価結果は表４に示す。

実施例１３〜１４
実施例１に調製された融点が２３０℃であるポリエステル、及び融点が２４０℃であるポリエステル（アジピン酸の添加量がテレフタル酸メチルの添加量の４．０ｍｏｌ％に相当する以外に、実施例１と同様な方法に基づいて調製する）をそれぞれ選び、対応に、溶融紡糸する時の温度をそれぞれ２５５℃、２６０℃に変更し、その他は実施例１２と同じである。

実施例１５〜１７
Ｋ値が６０であるＰＶＰ（ＢＡＳＦ社製品）と前記実施例１に調製された融点が２３０℃であるポリエステルとを二軸エクストルダー（φ４４ｍｍ、Ｌ／Ｄ：５２）でブレンド押出を行い、そのうち、ＰＶＰの添加量がポリエステル繊維の７ｗｔ％を占め、エクストルダーの温度が溶融部２４５℃、混練部１８０℃に設定され、押出し状況が良好である。得たブレンド物を溶融紡糸し、紡糸する過程において、リン元素に基づいて計算するとポリエステル繊維の１５０ｐｐｍに相当するリン酸トリメチル（実施例１５）、リン酸メチル（実施例１６）、レソルシノール−ジ（ペンタエリスリトール）リン酸エステル（実施例１７）を添加する。紡糸の温度が２５５℃、紡糸の速度が３０００ｍ／ｍｉｎで、原繊維を得、さらに原繊維を１．７倍延伸加工することによってポリエステル繊維を得る。得たポリエステル繊維に対する評価結果は表４に示す。

比較例７〜８
Ｋ値が１０及び１２０であるＰＶＰ（ＢＡＳＦ社製品）を選び、その他は実施例１２と同じである。比較例７におけるＰＶＰのＫ値が１０である時に、混練が安定であるが、その耐熱性が悪いため紡糸する時に比較的多くの断糸が引き起こされた。比較例８におけるＰＶＰのＫ値が１２０である時に、混練体系の粘度が大きいため、押出し膨張が発生し、混練性が悪くなった。

表４における実施例１２〜１７の結果、本発明のポリエステル繊維の製造方法において、溶融紡糸段階にリン系熱安定剤を添加し、吸湿性パラメータΔＭＲ、色調ｂ値、破壊強さ及び耐光堅牢度並びに混練安定性と紡糸性が共に良好であるポリエステル繊維を同様に得られることを示した。

Claims (10)

1. 吸湿性ポリエステル繊維において、該ポリエステル繊維には融点２００〜２４０℃のポリエステル、ポリＮ−ビニルラクタム及びリン系熱安定剤を含有し、そのうち、ポリＮ−ビニルラクタムがポリエステル繊維の重量の３〜１５ｗｔ％を占め、その分散径が２００ｎｍ以下であり、リン系熱安定剤の含有量がＰ元素として計算すると、ポリエステル繊維の重量の５０〜５００ｐｐｍを占める、ことを特徴とする吸湿性ポリエステル繊維。
2. 前記ポリエステル繊維には、ポリＮ−ビニルラクタムがポリエステル繊維の重量の５〜１２ｗｔ％を占める、ことを特徴とする請求項１記載の吸湿性ポリエステル繊維。
3. 前記ポリＮ−ビニルラクタムがポリビニルピロリドンである、ことを特徴とする請求項１または２に記載の吸湿性ポリエステル繊維。
4. 前記ポリＮ−ビニルラクタムのＫ値が１５〜９０である、ことを特徴とする請求項３に記載の吸湿性ポリエステル繊維。
5. 前記リン系熱安定剤が式（１）に示した二リン酸エステル系化合物であり、
   

   

   式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立に置換基を有することができる芳香族アルキル基である、ことを特徴とする請求項１〜４に記載の吸湿性ポリエステル繊維。
6. リン系熱安定剤が２，２’−ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノキシ）スピロ［４Ｈ−１，３，２−ジオキサホスホリン−５（６Ｈ），５’（６’Ｈ）−［４Ｈ−１，３，２］ジオキサホスホリン］または２，２’−ビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ）スピロ［１，３，２−ジオキサホスホリナン−５，５’−［１，３，２］ジオキサホスホリナン］である、ことを特徴とする請求項５に記載の吸湿性ポリエステル繊維。
7. 該ポリエステル繊維の吸湿性パラメータΔＭＲが１．０％以上、色調ｂ値が５．０以下、耐光堅牢度が３級以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の吸湿性ポリエステル繊維。
8. 吸湿性ポリエステル繊維の製造方法において、融点２００〜２４０℃のポリエステルとポリＮ−ビニルラクタムとを、ポリＮ−ビニルラクタムの添加量がポリエステル繊維の重量の３〜１５ｗｔ％を占めるよう、ロータ長さ比Ｌ／Ｄが４５以上である二軸エクストルダーにてブレンドを行うステップと、得たブレンド物を溶融紡糸して原繊維を得、該原繊維をさらに延伸を行ってポリエステル繊維を得るステップと、ブレンドを行う段階または溶融紡糸段階にて、リン元素として計算するとポリエステル繊維の重量の５０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍであるリン系熱安定剤を添加するステップと、を含む、ことを特徴とする吸湿性ポリエステルの製造方法。
9. 前記リン系熱安定剤がブレンドを行う段階で添加される、ことを特徴とする請求項８に記載の吸湿性ポリエステル繊維の製造方法。
10. 前記溶融紡糸の温度が２２０〜２７０℃の範囲内である、ことを特徴とする請求項８または９に記載の吸湿性ポリエステル繊維の製造方法。