JPS61215770A - 吸湿性ポリエステル繊維の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、利用分野 本発明は吸湿性ポリエステル繊維の製造法に関する。更
に詳細には毛管凝縮能のある特殊な微細孔を有する吸湿
性ポリエステル繊維の製造法に関する。

ｂ、従来技術 ポリエステルは多くの優れた特性を有するがゆえに合成
ｍ維として広く用いられている。しかしながら、ポリエ
ステル繊維は疎水性であるため、吸水性、吸湿性が要求
される分野での使用が制限されている。

従来、ポリエステル繊維に吸水性（液体状態の水を吸収
する性能）を付与する方法としては、実用上はポリエス
テル繊維の表面に親水性皮膜を形成させる方法が主とし
て採用されており、この他にポリエステル繊維に放電処
理を施す方法、ボリエステル繊維にアクリル酸やメタク
リル酸等の親水性化合物をグラフト重合する方法、ポリ
ニスアルｔｓｔｔの表面を薬品でエツチングする方法等
が提案されている。また、ポリエステル繊維を多孔質化
することによって毛細管現象を利用して吸水性を向上さ
せる方法も提案されている。

一方、ポリエステル繊維に吸湿性（気体状態の水を吸収
する性能）を付与する方法については、これまで幾多の
研究がなされ、数多く提案されているが、未だ実用化さ
れたものはない。例えば、ポリアルキレングリコールを
共重合した吸湿性ポリエステル繊維が提案されているが
、ポリアルキレングリコール共重合による吸湿性向上の
効果は小さく、しかも耐熱性、耐光性の低下が著しいた
め使用に耐えない。また、ポリエステル繊維にアクリル
酸やメタクリル酸をクラフト重合した後ナトリウム塩化
することによって木綿と同等の吸湿率を示す吸湿性ポリ
エステル繊維も提案されているが、かかる繊維は吸湿性
が洗濯によって容易に低下し、染色堅牢度の劣化も著し
く、更に風合が硬くなる等多くの欠点があり、実用に耐
えない。

他方、特定のシュウ酸錯塩を配合させたポリエステル未
延伸糸をスチーム延伸することにより得られる毛管凝縮
能を有する多孔組織をもった吸湿性ポリエステル繊維が
提案されている（特開昭５４−９３１２１号公報〉。し
かしながら、このようにして得られるポリエステル繊維
は、耐熱性、耐光性には優れでいるものの、毛管凝縮に
係わる孔径３０ｍμ以下の繊維表面に連通したミクロボ
イド以外に、繊維表面に連通した１〜４μのマクロボイ
ドを有するため、マクロボイドによる光の乱反射によっ
て視感濃度が低下し、濃色に着色しても白っぽく見える
という重大な問題点をもち、また繊維強度が著しく低下
し、更に繊維が容易にフィブリル化するという重大な欠
点も有する。

Ｃ０発明の目的 本発明者は、発汗シミュレーション実験等により衣服内
湿度の変化を追跡検討した結果、吸湿性の小さい繊維は
ど着用時の衣服内湿度の上昇開始時期が早く、しかも湿
度上昇速度が急で、発汗を増加させ、着用感を悪くして
いることを知った。

本発明者はかかる知見からポリエステル繊維に吸湿性を
付与することの重要性に鑑み、上記欠点がなく、毛管凝
縮能をもった微細孔を設けることによって、特に高相対
一度雰囲気下で、優れた吸湿性を呈するポリエステル繊
維を提供せんとして鋭意検討を重ねた。そして、ポリオ
キシアルキレングリコール及び／又は有機スルホン酸金
属塩を配合したポリエステル繊維のアルカリ処理による
吸湿性の変化について、アルキレン基の炭素数、共重合
組成及び平均分子量等を異にする種々のポリオキシアル
キレングリコールと、化学構造や金属種等を異にする種
々の有機スルホン酸金属塩とを使用して検討した結果、
驚くべきことに、特定のポリオキシアルキレングリコー
ルと特定の有機スルホン酸金属塩とを特定量ずつ組合わ
せ配合したポリエステル繊維のみが、アルカリ減量率を
特定の範囲内になるようアルカリ処理を施した際に、毛
管凝縮能を有する微細孔が多数形成されて著しく増大し
た吸湿性を呈するようになることを見出した。しかし、
こうして得られた繊維は染色した際の色の深みや鮮明性
も良好であり、また強度低下やフィブリル化が実用上支
障のないものであった。

本発明はかかる知見に基°づいて更に重ねて検討した結
果完成した。

ｄ１発明の構成 即ち、本発明はテレフタル酸を主とする二官能性カルボ
ン酸又はそのエステル形成性誘導体と少なくとも１種の
グリコール又はそのエステル形成性誘導体とを反応させ
てポリエステルを合成し、得られたポリエステルを溶融
紡糸して繊維となすに当り、該溶融紡糸が終了するまで
の任意の段階で、オキシエヂレン単位を２０重厘％以上
含有し且つ平均分子１４，０００以上のポリオキシアル
キレングリコールを前記ポリエステルに対して０．１〜
１０重間％及び下記一般式［Ｉ］ ＲＳＯ３Ｍ　　　　　　　・・・・・・［工］［式中、
Ｒは炭素数３〜３０のアルキル基１Ｍはアルカリ金属を
示す。］ で表わされるアルキルスルホン酸金属塩を前記ポリエス
テルに対して０．１〜１０重量％となる量添加し、得ら
れた繊維をアルカリ化合物の水溶液で処理してその２〜
４０重量％を溶出させることを特徴とする吸湿性ポリエ
ステル繊維の製造法である。

本発明でいうポリエステルは、テレフタル酸を主たる酸
成分とし、少なくとも１種のゲルコール。

好ましくはエチレングリコール、トリメチレングリコー
ル、テトラメチレングリコールから選ばれた少なくとも
１種のアルキレングリコールを主たるグリコール成分と
するポリエステルを主たる対象とする。

また、テレフタル醸成分の一部を他の二官能性カルボン
酸成分で置換えたポリエステルであってもよく、及び／
又はグリコール成分の一部を主成分以外の上記グリコー
ル、若しくは他のジオール成分で置換えたポリエステル
であってもよい。

ここで使用されるテレフタル酸以外の二官能性カルボン
酸としては、例えばイソフタル酸、ナフタリンジカルボ
ン酸、ジフェニルジカルボン酸。

ジフェノキシエタンジカルボン酸、β−ヒドロキシエト
キシ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸、５−ナトリウムス
ルホイソフタル酸、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の如き芳香族、脂肪族
、脂環族の二官能性カルボン酸をあげることができる。

また、上記グリコール以外のジオール化合物としては例
えばシクロヘキサン−１，４−ジメタツール、ネオペン
チルグリコース、ビスフェノールＡ、ビスフＩノールＳ
の如き脂肪族、脂環族、芳香族のジオール化合物等をあ
げることができる。

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、ピロメリット酸の如きポリカルボン酸、グリセ
リン、トリメチロールプロパン。

ペンタエリスリトールの如きポリオールを使用すること
ができる。

かかるポリエステルは任意の方法によって合成したもの
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、通常、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、又はテレフ
タル酸とエチレンオキサイドとを反応させるかしてテレ
フタル酸のグリコールエステル及び／又はその低重合体
を生成させる第１段階の反応と、第１段階の反応生成物
を減圧上加熱して所望の重合度になるまで重縮合反応さ
せる第２段階の反応とによって製造される。

本発明の方法において使用するポリオキシアルキレング
リコールはオキシエチレン単位を２０重Φ％以上含有し
且つ平均分子ｆｆｉ　４，０００以上のものである。オ
キシエチレン単位が２０重量％未満であったり、又は平
均分子量が４，０００未満であるものを使用したのでは
最終的に得られるポリエステル繊維の吸湿性が不充分で
ある。ポリオキシアルキレングリコールを構成するオキ
シエチレン単位の含有量は、なかでも５０重量％以上で
あるのが吸固性の点から好ましく、ポリオキシアルキレ
ングリコールの平均分子量は、なかでも４　、０００〜
１００，０００であるのが吸湿性の点から好ましい。か
かるポリオキシアルキレングリコールの末端は水酸基で
あってもよく、エーテル結合等の非エステル形成性有ｔ
ａＭ、又はエステル結合、カーボネート結合等のエステ
ル形成性有機基で封鎖されていてもよい。

かかるポリオキシアルキレングリコールの好ましい具体
例としては平均分子ｍ　４，０００〜２０，０００のポ
リオキシエチレングリコール、平均分子量が４．０００
〜２０，０００でオキシエチレン単位／オキシプロピレ
ン単位の重量比が８０／　２０であるエチレンオキナイ
ドとプロピレンオキサイドとのランダム共重合体、平均
分子量が４，０００〜２０，０００でオキシエチレン単
位／オキシプロピレン単位の重量比が７５／　２５であ
るエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのラン
ダム共重合体、平均分子口が４．０００〜２０，０００
でオキシエチレン単位／オキシプロピレン単位の１ａｆ
ｔｋ比が５０／　５０であるエチレンオキサイドとプロ
ピレンオキサイドとのランダム共重合体、平均分子量が
４，０００〜２０，０００でオキシエチレン単位／オキ
シプロピレン単位の重量比が７０／　３０であるポリオ
キシエチレングリコールとポリオキシプロピレングリコ
ールとのブロック共重合体、平均分子量が４，０００〜
２０，０００でオキシエチレン単位／オキシブＯピレン
単位の重量比が５０１５０であるポリオキシエチレング
リコールとポリオキシプロピレングリコールとのブロッ
ク共重合体、及び上記ポリオキシアルキレングリコール
の片末端又は両末端が水ＩＩではなくメチルエーテル。

ブチルエーテル、２−エチルヘキシルエーテル。

ラウリルエーテル、ステアリルエーテル又はフェニルエ
ーテルで封鎖されたもの等をあげることができる。

上記したポリオキシアルキレングリコールの添加量は、
前記ポリエステルに対して０．１〜１０重量％である。

添加量が０．１重１％より少ないと、最終的に得られる
ポリエステルＩＩａ雑の吸湿性が不足するようになり、
逆に１０重量％より多いとポリエステルｉ１ｍの強度、
耐フィブリル性等の物理的性質が不充分になる。添加量
は、なかでも０．５〜５重量％の範囲が好ましい。

上記ポリオキシアルキレングリコールと併用するアルキ
ルスルホン酸金属塩を示す下記式［Ｉ］Ｒ８０３Ｍ　　
　　　　−”、［Ｉ　］中、Ｒは炭素数３〜３０のアル
キル基であり、Ｍはアルカリ金属である。かかるアルキ
ルスルホン金属塩においてＲは直鎖状でも分岐した側鎖
を有していてもよく、また上記アルキルスルホン酸金属
塩は単一の化合物である必要はなく、各種のアルキル基
を有するアルキルスルホン酸金属塩の混合物であっても
よい。アルキルスルホン酸金属塩の好ましい具体例とし
てはステアリルスルホン酸ナトリウム（又はカリウム）
、ドデシルスルホン酸ナトリウム（又はカリウム）、オ
クチルスルホン酸ナトリウム（又はカリウム）、２−エ
チルへキシルスルホン酸ナトリウム（又はカリウム）。

炭素数８〜２０で平均の炭素数が１４であるアルキルス
ルホン酸ナトリウム（又はカリウム）混合物等をあげる
ことができる。

上記アルキルスルホン酸金属塩に代えて芳香族スルホン
酸金属塩を用いた場合には、単独使用でも又はポリオキ
シアルキレングリコールと併用してもＲＨ的に得られる
ポリエステル繊維の吸湿性は低く実用性がない。

上記アルキルスルホン酸金属塩の使用量は前記ポリエス
テルに対して０．１〜１０重量％である。

ｏ，ｉｔａ％より少ないとＲ柊的に得られるポリエステ
ル繊維の吸湿性が不足し、逆に１０重岱％より多いとポ
リエステル繊維の強度，耐フィブリル性等の物理的性質
が不足するようになる。添加使用量はなかでも０．３〜
５重２％の範囲が好ましい。

上述したポリオキシアルキレングリコール及びアルキル
スルホン酸金属塩をポリエステルに添加配合するに際し
ては、ポリエステルの溶融紡糸が終了するまでの任意の
段階で添加することができる。即ち、例えば前述のポリ
エステル製造の原料に予め添加しても、テレフタル酸若
しくはテレフタル酸アルキルエステルとグリコールとの
エステル化反応時若しくはエステル交換反応時又はこれ
に続く重縮合反応時に添加してもよい。また、ポリエス
テルとポリアルキレングリコール及び／又はアルキルス
ルホン酸金属塩とを例えば溶融押出し機を用いて溶融混
合する方法、溶融紡糸の吐出以前の段階でポリエステル
に添加し混合する方法などを採用することもできる。

かくして得られるポリエステルを溶融紡糸してｍＭとす
るには、格別な方法を採用する必要はなく、通常のポリ
エステル繊維の溶融紡糸方法が任意に採用される。ここ
で紡出する繊維は中空部を有しない中実繊維であっても
、中空部を有する中空繊維であってもよい。また、紡出
するＩ雑の横断面における外形や中空部の形状は円形で
あっても異形であってもよい。更に、紡糸するに際して
、上記のポリオキシアルキレングリコールとアルキルス
ルホン酸金属塩とを添加した変性ポリエステルと添加し
ない未変性ポリエステルとを使用し、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
型複合繊維にしても、変性ポリエステルを芯成分とし、
未変性ポリエステルを鞘成分とする芯鞘型複合繊維にし
ても、変性ポリエステルと未変性ポリエステルとを用い
て２層又はそれ以上の多層のサイド・パイ・サイド型複
合繊維にしてもよい。

かくして得られるポリエステル繊維に毛管凝縮型の吸湿
性を付与するには、必要に応じて延伸熱処理又は仮撚加
工等を施した後、又は更に布帛にした後、アルカリ化合
物の水溶液に浸漬処理するか又はアルカリ化合物の水溶
液をバッド／スチーム処理することにより容易に行なう
ことができる。

ここで使用す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、テトラメヂ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、水酸化カリウム等が特に好ましい。また、
セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、ラウリルジ
メチルベンジルアンモニウムクロライド等の如きアルカ
リ減量促進剤を適宜使用することができる。

このアルカリ化合物の水溶液の処理によって減量する量
は、繊維重量に対して２〜４０重量％の範囲にすべきで
ある。２重量％未満の減量率では満足すべき微細孔が形
成されず、充分な吸湿性が得られない。逆に４０重量％
を超えるとｍ維の強度。

耐フィブリル性等が不充分になる。

このようにアルカリ減量処理することによって毛管凝縮
能をもつ微細孔をポリエステル繊維に形成させることが
でき、優れた吸湿性を呈するようになる。

Ｃ１発明の詳細 な説明したように、本発明のポリエステル繊維は、毛管
凝縮能をもった微細孔を有するため気体状態の水を物理
的に吸湿する機能を有し、優れた吸湿性を呈するととも
に、ポリエステル繊維の特徴である速乾性やイージーケ
ア性は保持されるので放湿性にも優れている。このため
、気体状態の水が衣服内から外界へ吸湿−放湿機構を通
して円滑にトランスポートされる結果、衣服内′湿度が
低く保たれて極めて快適な着用感が得られる。

また、本発明のポリエステル繊維は実用上必要な程度の
強度や耐フィブリル性等の糸物性を有し、族ビル性も改
善されている。

なお、本発明のポリエステル繊維には、必要に応じて適
宜の親水化後加工等を施すことができる。

かかる親水化後加工としては、例えばテレフタル酸及び
／又はイソフタル酸若しくはそれらの低級アルキルエス
テル、低級アルキレングリコール及びポリアルキレング
リコールからなるポリエステルポリエーテルブロック共
重合体の水性分散液でポリエステル繊維を処理する方法
、アクリル酸。

メタクリル酸等の親水性モノマーをグラフト重合する方
法等が好ましく採用である。

また、本発明のポリエステル繊維には、必要に応じて任
意の添加剤、例えば触媒９着色防止剤。

耐熱剤、難燃剤、螢光増白剤、ｆｌ！消剤、＠色剤。

無機微粒子等が含まれていてもよい。

ｔ、実施例 以下に実施例をあげて更に説明する。実施例中の部及び
％はそれぞれ１ｆｆ１１部及び重量％を示し、得られる
ポリエステル繊維の吸湿率は以下の方法で測定した。

く吸湿率測定法〉 試料の絶乾重量と所定の温度および相対湿度における重
量とから下記式により求めた。

実施例１ テレフタル酸ジメチル１００部、エチレングリコール６
０部、酢酸カルシウム１水塩０．０６部をエステル交換
色に仕込み、窒素ガス雰囲気下４時間かけて１４０℃か
ら２３０℃まで昇温して生成するメタノールを系外に留
去しながらエステル交換反応させた。続いて得られた生
成物に、リン酸トリメチル０．０６部を添加し、次いで
三酸化アンチモン０．０４部を加えてから重合缶に移し
た。次いで、１時間かけて７６０＃ＩＩ　ＨＱから１１
１ＩＩＩＨｇまで減圧し、同時に１時間３０分かけて２
３０℃から２８５℃まで昇温した。減圧開始２時間後に
、平均分子量２０，０００のポリエチレングリコール４
部及び炭素数８〜２゜で平均炭素数１４であるアルキル
スルホン酸ナトリラムの混合物２部を減圧上添加し、引
続き撹拌しながら１　ｍｍ　ＨＧ以下の減圧下で１時間
重縮合反応させて極限粘度０．６４１．軟化点２６２℃
のポリマーを得た。反応終了後ポリマーを常法に従いチ
ップ化した。

このチップを常法により乾燥し、孔径０．３履の円形紡
糸孔を３６箇穿設した紡糸口金を使用して２９０℃で溶
融紡糸し、次いで常法に従って延伸倍率３．５倍で延伸
して７５デニール／３６フイラメントのマルチフィラメ
ントを得た。このマルチフィラメントを用いてメリヤス
編地を作り、常法により精練、プレセット後１％の水酸
化ナトリウム水溶液で？１ＩｉＩＢ！温度にて処理して
減量率２０％の布帛を得た。

この布帛の２０℃、８０％ＲＨ及び２０℃、９２％Ｒ１
−１における吸湿率は第１表に示した通りであった。

比較例１ 実施例１においてアルカリ減量処理しない時の吸湿率は
第１表の通りであった。

比較例２ 実施例１において添加した平均分子ｍ２０，０００のポ
リエチレングリコールを添加しない以外は実施例１と同
様に行なった。結果を第１表に示した。

比較例３ 実施例１において添加した炭素数８〜２０で平均炭素数
１４であるアルキルスルホン酸ナトリウムの混合物を添
加しない以外は実施例１と同様に行なった。結果を第１
表に示す。

比較例４ 実施例１において使用した平均分子ｉｔ　２０，０００
のポリエチレングリコールに代えて平均分子」ｉ、ｏｏ
ｏのポリエチレングリコール４部を使用する以外は実施
例１と同様に行なった。結果を第１表に示した。

比較例５ 実施例１において使用した炭素数８〜２０で平均炭素数
１４であるアルキルスルホン酸ナトリウムの混合物に代
えてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム２部を使用
する以外は実施例１と同様に行なった。結果は第１表に
示した通りであった。

実施例２ 実施例１において使用した平均分子Ｍ１２０，０００の
ポリエチレングリコールに代えて平均分子量がＩｓ、０
００でオキシエチレン単位／オキシプロピレン単位の重
量比が７５／　２５であるエチレンオキサイドとプロピ
１／ンオキサイドとのランダム共重合体４部を使用する
以外は実施例１と同様に行なった。

結果を第１表に示した。

実施例３ 実施例１において使用した平均分子Ｊｉ　２０，０００
のポリエチレングリコールに代えて平均分子量が１０．
０００でオキシエチレン単位／オキシプロピレン単位の
重量比が８０／　２０であるポリオギシエヂレングリコ
ールとポリオキシプロピレングリコールとのブロック共
重合体４部を使用する以外は実施例１と同様に行なった
。結果は第１表の通りであった。

実施例４ テレフタル酸ジメチル１００部、エチレングリコ−１１
６６部、３，５−ジ（カルボメトギシ）ベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム４部（テレフタル酸ジメチルに対して２
．６モル％）、酢酸マンガン４水塩０．０３部及びエー
テル生成抑制剤として酢酸ナトリウム３水塩０．１部を
エステル交換缶に仕込み、窒素ガス雰囲気１４時間かけ
て１４０℃から２３０℃まで昇温して生成するメタノー
ルを系外に留去しながらエステル交換反応さ往た。続い
て得られた生成物に正リン酸の５６％水溶液０．０３部
、三酸化アンチモン０．０７部及び二酸化チタンの２０
％エチレングリコールスラリー１．５部を添加してから
重合化に移した。以下実施例１と同様にして重縮合反応
途中で平均分子ｆｉ１１，０００のポリエチレングリコ
ール２部及び炭素数８〜２０で平均炭素数１４であるア
ルキルスルホン酸ナトリウムの混合物１部を添加して重
縮合反応させて極限粘度０，５１２．軟化点２５８℃の
カチオン可染型ポリエステルを得た。

以下このポリマーを用いて実施例１と同様に紡糸。

延伸１編成、精練、プリセット、アルカリ減量処理した
。結果を第１表に示した。

（以下余白）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 テレフタル酸を主とする二官能性カルボン酸又はそのエ
   ステル形成性誘導体と少なくとも１種のグリコール又は
   そのエステル形成性誘導体とを反応させてポリエステル
   を合成し、得られたポリエステルを溶融紡糸して繊維と
   なすに当り、該溶融紡糸が終了するまでの任意の段階で
   、オキシエチレン単位を２０重量％以上含有し且つ平均
   分子量４，０００以上のポリオキシアルキレングリコー
   ルを前記ポリエステルに対して０．１〜１０重量％及び
   下記一般式［ I ］ ＲＳＯ＿３Ｍ・・・［ I ］ ［式中、Ｒは炭素数３〜３０のアルキル基、Ｍはアルカ
   リ金属を示す。］ で表わされるアルキルスルホン酸金属塩を前記ポリエス
   テルに対して０．１〜１０重量％添加し、得られた繊維
   をアルカリ化合物の水溶液で処理してその２〜４０重量
   ％を溶出させることを特徴とする吸湿性ポリエステル繊
   維の製造法。