JP2000256917A

JP2000256917A - ストレッチ性に優れた制電性ポリエステル繊維

Info

Publication number: JP2000256917A
Application number: JP11064786A
Authority: JP
Inventors: Mitsue Yoshimura; 三枝吉村; Koichi Iohara; 耕一庵原
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2000-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】ストレッチ性に優れ、鮮明な染色が可能でか
つ染色堅牢度も良好で、しかもソフトな風合を呈し、イ
ンナー素材として特に好適な制電性ポリエステル繊維を
提供する。【解決手段】全繰り返し単位の８５モル％以上がトリ
メチレンテレフタレートであるポリエステルに、（ａ）
該ポリエステルと実質的に反応性を有しないポリオキシ
アルキレングリコール、及び、（ｂ）イオン性帯電防止
剤を配合してなるポリエステル組成物からなり、１０％
伸長弾性回復率が９０％以上、１０％伸長時の仕事回復
率が７０％以上であるストレッチ性に優れた制電性ポリ
エステル繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ストレッチ性に優
れると共に鮮明な染色性とその優れた堅牢度を有し、ブ
ラジャー、スリップなどのインナー素材として有用な新
規な制電性ポリエステル繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ブラジャー、スリップなどのイン
ナー素材あるいは裏地素材としては、ソフトな肌触り、
優れたストレッチ性及び制電性が要求されることから、
ナイロン繊維が多用されている。しかし、ナイロン繊維
の染色性は良好であるものの、ポリエステル繊維と比較
すると染色堅牢度や風合が低いため、その改善が望まれ
ている。

【０００３】一方、帯電防止剤を配合したポリエチレン
テレフタレートやポリブチレンテレフタレートからなる
制電性繊維は、優れた風合を呈するものの、鮮明な染色
性と染色堅牢度とを両立させることが困難であり、また
ストレッチ性も不十分なためにインナー素材としては従
来受け入れられなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記背景を
鑑みなされたもので、その目的は、ストレッチ性に優
れ、鮮明な染色が可能でかつその堅牢度も良好で、しか
もソフトな風合を呈する制電性ポリエステル繊維を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らの研究によれ
ば、上記目的は、「全繰り返し単位の８５モル％以上が
トリメチレンテレフタレートであるポリエステルに、
（ａ）該ポリエステルと実質的に反応性を有しないポリ
オキシアルキレングリコール、及び、（ｂ）イオン性帯
電防止剤を配合してなるポリエステル組成物からなり、
１０％伸長弾性回復率が９０％以上で、かつ、１０％伸
長時の仕事回復率が７０％以上であることを特徴とす
る、ストレッチ性に優れた制電性ポリエステル繊維」に
より達成できることが見出された。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明が対象とするポリエステル
は、全繰り返し単位の８５モル％以上、好ましくは９５
モル％以上がトリメチレンテレフタレートで構成される
ポリエステルであり、なかでもポリトリメチレンテレフ
タレートが好ましい。ポリエステル中の共重合成分の割
合が１５モル％を越えると、得られる繊維の弾性回復性
能などが低下するため好ましくない。

【０００７】好ましく用いられる共重合成分としては、
酸成分として例えば、イソフタル酸、ナフタレンジカル
ボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタン
ジカルボン酸、β−オキシエトキシ安息香酸、ｐ−オキ
シ安息香酸の如き二官能性芳香族カルボン酸、セバシン
酸、アジピン酸の如き二官能性脂肪族カルボン酸、１，
４−シクロヘキサンジカルボン酸の如き二官能性脂環族
カルボン酸等をあげることができる。また、ジオール成
分として例えば、エチレングリコール、テトラメチレン
グルコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレ
ングリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノー
ル、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、ビス
フェノールＳの如き脂肪族、脂環族、芳香族のジオール
化合物をあげることができる。

【０００８】かかるポリエステルは任意の方法で製造さ
れたものでよく、ポリトリメチレンテレフタレートにつ
いて説明すれば、テレフタル酸とトリメチレングリコー
ルとを直接エステル化反応させるか、又はテレフタル酸
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
トリメチレングリコールとをエステル交換反応させるか
してテレフタル酸のビストリメチレングリコールエステ
ル及びまたはその低重合体を生成させ、次いでこの生成
物を減圧下加熱して所望の重合度になるまで重縮合反応
させることによって容易に製造される。通常、固有粘度
（オルソクロロフェノールを溶媒とし、温度３０℃にて
測定）は０．７〜１．２の範囲が好ましい。

【０００９】上記ポリエステルに配合されるポリオキシ
アルキレングリコールは、該ポリエステルと実質的に反
応性を有しないものであれば、ホモポリマーでもコポリ
マーでもよく、また２種以上のポリオキシアルキレング
リコールを併用してもよい。さらに、その末端基は水酸
基であっても、エステル形成性官能基を有するか又は有
さない有機基と結合していてもよい。具体的な例として
は、分子量４０００以上のポリオキシエチレングリコー
ル、分子量１０００以上のポリオキシプロピレングリコ
ール、ポリオキシテトラメチレングリコール、分子量２
０００以上のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイ
ドの１：１共重合体、分子量４０００以上のトリメチロ
ールエタンエチレンオキサイド付加物、分子量３０００
以上のノニルフェノールエチレンオキサイド付加物等が
あげられる。なかでも分子量が６０００以上のものが好
ましく、特に分子量１００００〜１０００００のポリオ
キシエチレングリコール、分子量１００００〜３０００
０のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの
１：３〜３：１のランダム共重合体が好ましい。

【００１０】かかるポリオキシアルキレングリコールの
配合量は、前記ポリエステルに対して０．１〜４．０重
量％、好ましくは０．５〜３．０重量％の範囲が適当で
あり、この範囲未満では後述するイオン性帯電防止剤を
適当量併用しても十分な制電性能を得難くなる。一方、
上記範囲を超えて多くなりすぎると、得られる繊維の熱
的性質や弾性回復性能が低下する傾向にある。

【００１１】上記ポリオキシアルキレングリコールと併
用されるイオン性帯電防止剤は、アニオン性帯電防止
剤、カチオン性帯電防止剤いずれでもよく、またこれら
の混合物であってもよい。例えば、ポリオキシエチレン
グリコール又はポリオキシブチレングリコールの硫酸部
分エステル金属塩、アルキル（又はアリールもしくはア
ラルキル）スルホン酸金属塩、アルキル（又はアリール
もしくはアラルキル）アミン、ポリアルキレンオキサイ
ド付加アルキル（又はアリールもしくはアラルキル）ア
ミンなどがあげられ、なかでも、化学式ＲＳＯ₃Ｍ（但
し、Ｒはアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表
し、Ｍはアルカリ金属）で表されるアニオン性帯電防止
剤が好ましく、具体的にはドデシルスルホン酸、ドデシ
ルベンゼンスルホン酸などの炭素数８〜２０のアルキル
基を有するスルホン酸のナトリウム塩又はカリウム塩が
特に好ましいものとして例示される。

【００１２】上記の化学式ＲＳＯ₃Ｍで表されるイオン
性帯電防止剤の配合量は、前記ポリエステルに対して
０．３〜３．０重量％の範囲が適当である。該配合量が
上記範囲未満の場合には、制電効果が低下しやすく、一
方、上記範囲を超えると制電効果の向上はもはや認めら
れず、かえって得られる繊維の耐熱性、弾性回復性能な
どが低下しやすく、また風合も低下しやすい。

【００１３】前記ポリオキシアルキレングリコールとイ
オン性帯電防止剤のポリエステル中への配合は、任意の
方法が採用され、また両者は同時に又は任意の順序で配
合できる。すなわち、ポリエステルの成形が終了するま
での任意の段階、例えばポリエステルの重縮合反応開始
前、重縮合反応途中、重縮合反応終了時であってまだ溶
融状態にある時点、粉粒状態、紡糸段階等において、両
者を同時に又は任意の順序で添加すればよい。また、両
者を予め溶融混合してから添加しても、２回以上に分割
添加しても、両者を予め別々にポリエステルに配合した
後紡糸前にこれらを混合してもよい。さらに、重縮合反
応中期以前に添加する場合には、グリコール等の溶媒に
溶解又は分散させて添加させてもよい。

【００１４】なお、本発明の組成物中には、立体障害フ
ェノール系化合物、トリアゾール系化合物等の酸化防止
剤、その他必要に応じて着色防止剤、艶消し剤などの添
加剤を配合してもよい。

【００１５】本発明の制電性ポリエステル繊維は、上記
の成分を添加したポリエステル組成物からなり、１０％
伸長時の弾性回復率が９０％以上で、かつ、１０％伸長
時の仕事回復率が７０％以上であることに特徴を有す
る。ここで、これらの回復率は、それぞれ以下のとおり
定義される。

【００１６】まず、１０％伸長時の弾性回復率（ＴＲ₁₀
と略記する）は、試料にデニール当たり１／３０ｇの初
荷重をかけ、毎分２０％の歪み速度で伸長して伸度１０
％まで伸長させ、次いで逆に同じ速度で収縮させて応力
−歪曲線を画く。収縮中、応力が初荷重と等しい１／３
０ｇにまで低下した時の残留伸度（％）をεとすると、
ＴＲ₁₀は下記式により算出される。ＴＲ₁₀＝（１０−ε）／１０×１００（％）

【００１７】また、１０％伸長時の仕事回復率（ＷＲ₁₀
と略記する）は、ＴＲ₁₀を求める時に画かれた応力−歪
み曲線から、次式によって求める。ＷＲ₁₀＝収縮曲線下の面積／伸長曲線下の面積×１００
（％）上記定義から明らかな様に、ＴＲ₁₀は歪みによる長さの
回復程度、ＷＲ₁₀はその時のエネルギー回復性を表す。

【００１８】従来の制電性ポリエステル繊維は優れた制
電性を呈するものの、ＴＲ₁₀が５０〜６０％で、ＷＲ₁₀
は１０〜２０％程度とストレッチ性が不十分であるだけ
でなく、染色性が不十分で鮮明に染色することが困難で
あり、この染色性の問題を改善しようとすると染色の堅
牢度が低下するという問題があった。一方、従来インナ
ー素材として多用されているナイロン繊維は、ストレッ
チ性、鮮明染色性、風合等の点では良好な性能を有する
ものの、染色堅牢度が不十分で、また、仕事回復率も５
０％程度と小さく、さらなる改善が望まれていた。

【００１９】これに対して、本発明の制電性ポリエステ
ル繊維は、トリメチレンテレフタレート単位から主とし
てなるポリエステルから構成されているので、優れた弾
性性能を呈するのみならず、鮮明染色性に優れ、その染
色堅牢度も良好で、しかもソフトな肌触りを呈し、イン
ナー素材としては極めて有用なものである。

【００２０】上記の回復性能を有する本発明の制電性ポ
リエステル繊維を製造するには、前記ポリエステル組成
物を、例えば以下の方法で溶融紡糸することにより得ら
れる。すなわち、５００〜２５００ｍ／分の速度で紡糸
し、次いで延伸・熱処理する方法、１５００〜５０００
ｍ／分の速度で部分配向糸を引き取り、引き続いて延伸
・熱処理・捲縮付与処理を同時に又は順次行う方法、あ
るいは、５０００ｍ／分以上の高速で紡糸し、用途によ
っては延伸工程を省略する方法等により製造することが
できる。

【００２１】この際、引き取った後の未延伸糸を別工程
で延伸する場合には、該未延伸糸をＴｇ−２０℃〜Ｔｇ
＋３０℃、好ましくは４０〜７５℃の範囲の温度で延伸
することが好ましい。延伸温度がＴｇ−２０℃よりも低
い場合には、延伸張力が高くなりすぎて断糸しやすくな
る他、均一な延伸を行うことが困難になるばかりか、ボ
イド発生のために繊維が白化しやくなり、鮮明な染色が
困難になる。一方、Ｔｇ＋３０℃を超える場合には、延
伸による配向は進まず単に伸ばされるだけのいわゆるフ
ロー延伸現象がおこりやすく、得られる繊維の回復性能
は不十分なものとなる。

【００２２】延伸倍率は、延伸温度における最大延伸倍
率の７０〜９９％、特に８０〜９５％の範囲が好まし
く、７０％未満では、繊維構造が未だ自然延伸倍率を残
しているような低配向なものとなり、伸長に対して非可
逆的な挙動を示すため、ＴＲ₁₀が例え９０％以上を満足
してもＷＲ₁₀は７０％未満となり、エネルギーロスが生
じやすく耐久性の低いものになる。一方、延伸倍率が９
９％を超える場合には、毛羽が生じ易くなるので不適当
である。一般に衣料用ポリエステル繊維では最大延伸倍
率の７５〜８０％、高くても８５％程度で延伸され、９
０％を超える様な高倍率延伸では伸度が極端に落ちるの
に対して、ポリトリメチレンテレフタレート系のポリエ
ステルでは、９０％と高倍率延伸しても得られる繊維の
伸度は２５％以上であり、伸長弾性回復性能も極めて良
好である。

【００２３】本発明の制電性ポリエステル繊維は、延伸
後、必要に応じて仮撚加工を施してもよく、また、２０
００〜３５００ｍ／ｍｉｎの紡糸速度で得られた部分配
向糸を延伸同時仮撚加工を施したものであってもよい。
例えば仮撚ヒーター温度１３０〜１８０℃の範囲で、仮
撚数１８７５０／（Ｄｅ）^1/2〜３２５００／（Ｄｅ）
^1/2（但し、Ｄｅは、仮撚後の糸条の総繊度）で仮撚加
工することにより、スチレッチ性捲縮糸としてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上に説明した本発明の制電性ポリエス
テル繊維は、１０％伸長時の弾性回復率及び仕事回復率
が極めて優れており、しかも鮮明染色性、染色堅牢度及
び制電性といった特性も良好なので、これらの特性が同
時に要求される分野、特にインナー素材として有用で、
しかも着用時の肌触りが良好で着用時の耐疲労性も良好
なストレッチ素材を提供することが可能となる。

【００２５】

【実施例】以下、実施例をあげて本発明をさらに詳細に
説明する。なお、実施例中の測定値は次の方法により測
定したものである。

【００２６】＜摩擦帯電圧＞得られたフィラメントを編
製したメリアス編布を、常法により精練、風乾した後、
下記染色条件で染色した後１６０℃で１分間プリセット
した。次いで、下記方法にそって摩擦帯電圧Ｌ₀を測定
した。（１）染色条件・染料：三菱化成工業（株）Dianix Black HG-FS; o
wf4% ・非イオン系分散剤：明成化成工業（株）DisperVG；0.
5g/L ・浴比；１：５０・染色温度×時間；１３０℃×４５分・還元処理；８０℃×２０分（２）摩擦帯電圧測定条件 (i)装置及び材料回転ドラム式摩擦帯電量測定装置オシロスコープ摩擦布：木綿ブロード３０／−清廉漂白無糊仕上げ (ii)試験片の調製巻き込み式：３．８ｃｍ×３０ｃｍ金わく式：４．０ｃｍ×８．０ｃｍそれぞれ縦長に３枚採取する。さらに摩擦布の木綿ブロ
ード（３０／−）を２．５ｃｍ×１４．０ｃｍ縦長に３
枚採取する。 (iii)試験の操作調湿：６５±２％ＲＨのデシケータ中に一昼夜以上放
置する測定室の雰囲気：２０±２℃、６５±２％ＲＨ試料：重ね枚数１枚ドラム回転数：７００ｒ．ｐ．ｍ．帯電平衡時間：１分間接圧荷重：６００ｇ試験片を１枚を上にしてロータリースタティックの回転
ドラムに取り付け、さらに下部の両端のクリップに摩擦
布１枚を試験片と接触する位置で平衡に取り付け、６０
０ｇの荷重をかける。記録計（５ｃｍ／分）−回転ドラ
ム−オシロスコープの順に操作し、帯電平衡に達した
時、摩擦帯電圧（Ｖ）を読み、３枚の平均値で表す。な
お、摩擦帯電圧が１５００Ｖ以下、好ましくは１０００
Ｖ以下であれば十分な制電効果が奏される。

【００２７】＜１０％伸長時弾性回復率及び１０％伸長
時仕事回復率＞（１）１０％伸長時弾性回復率（ＴＲ₁₀と略する）試料２００ｍｍにデニール当たり１／３０ｇの初荷重を
かけ、島津製作所製引張試験機テンシロンにセットし、
毎分２０％の歪み速度で伸長し、伸度１０％まで伸長し
たところで、こんどは逆に同じ速度で収縮させて応力−
歪曲線を画く。収縮中、応力が初荷重と等しい１／３０
ｇにまで低下した時の残留伸度をεとすると、ＴＲ₁₀は
下記式により算出される。ＴＲ₁₀（％）＝（１０−ε）／１０×１００（２）１０％伸長時仕事回復率（ＷＲ₁₀と略記する）ＴＲ₁₀を求める時に画かれた応力−歪み曲線から、次式
によって求める。ＷＲ₁₀（％）＝収縮曲線下の面積／伸長曲線下の面積×
１００

【００２８】＜制電性洗濯耐久性＞編布を、自動反転式
洗濯機に４０℃の温水２０リットルを満たし、市販の合
成洗剤を４０ｇ入れて２０分間洗濯し、その後流水にて
２０分間すすぎ洗いした後、６０℃で３０分間を要して
乾燥した。この洗濯−乾燥を５回および１０回繰り返し
たあとの摩擦帯電圧を各々Ｌ₅、Ｌ₁₀で示した。

【００２９】＜捲縮率（ＴＣ₁₀）＞試料捲縮糸に、１０
０ｍｇ／ｄｅの張力をかけて約３０００ｄｅのカセをつ
くる。選られたカセに、２００ｍｇ／ｄｅ相当の荷重を
負荷し、１分経過後の長さＬ₀ｃｍを測定する。次い
で、該荷重を除去した後に１０ｍｇ／ｄｅ相当の荷重を
負荷し、１００℃の沸水中で２０分間処理する。処理後
荷重を除去して２４時間乾燥する。乾燥後２ｍｇ／ｄｅ
相当の荷重と２００ｍｇ／ｄｅ相当の荷重とを負荷し、
１分経過後の長さＬ₁を測定する。Ｌ₁測定後直ちに２０
０ｍｇ／ｄｅ相当の荷重のみを除去し、さらに１分間経
過後の長さＬ₂を測定する。捲縮率（ＴＣ₁₀）は下記式
により算出される。ＴＣ₁₀（％）＝（Ｌ₁−Ｌ₂）／Ｌ₀×１００

【００３０】［実施例１］固有粘度０．７５で、艶消剤
として酸化チタンを０．３重量％、及び表１に記載のポ
リオキシアルキレングリコールとスルホン酸金属塩を重
合末期に添加して分散させたポリトリメチレンテレフタ
レートチップを１６０℃×５時間乾燥した後、直径２５
ｍｍの１軸フルフライト型溶融押出機にて３００℃で溶
融し、直径０．２５ｍｍφ−ランド長０．５ｍｍ（Ｌ）
の吐出孔を３６個有する紡糸口金から、口金温度２６０
℃にて延伸後の７５ｄｅ／３６ｆとなる割合で吐出し、
口金下下方９〜１００ｃｍに設けた横吹き紡糸冷却筒か
ら２５℃の空気を０．２ｍ／秒の速度で吹き付けて吐出
ポリマー流を冷却固化せしめ、ＯＰＵが０．２５〜０．
４重量％となるように調製して油剤を付与し、次いで１
５００ｍ／分の引取り巻き取った。選られた未延伸糸は
延伸温度６０℃、延伸速度５００ｍ／分で延伸し、温度
１２０℃のローラーで熱セットした後巻き取って７５ｄ
ｅ／３６ｆのフィラメントを得た。評価結果を表１にま
とめて示す。

【００３１】なお、実験Ｎｏ７は、テレフタル酸成分に
対してエチレングリコールを２０モル％共重合したポリ
トリメチレンテレフタレートを、また、実験Ｎｏ８は、
テレフタル酸成分に対してテトラメチレングリコールを
８モル％共重合したポリトリメチレンテレフタレートを
使用した。

【００３２】

【表１】

【００３３】［実施例２］固有粘度０．８５で、艶消剤
として酸化チタンを０．３重量％及び重量平均分子量が
１万のポリオキシエチレングリコール３重量％とドデシ
ルスルホン酸ソーダ３重量％を重合末期に添加して分散
させたポリトリメチレンテレフタレートチップを１６０
℃×５時間乾燥した後、直径２５ｍｍの１軸フルフライ
ト型溶融押出機にて３００℃で溶融し、直径０．２５ｍ
ｍφ−ランド長０．５ｍｍ（Ｌ）の吐出孔を３６個有す
る紡糸口金から、口金温度２６０℃にて仮撚り延伸後５
０ｄｅ／３６ｆとなるよう割合で吐出し、口金下下方９
〜１００ｃｍに設けた横吹き紡糸冷却筒から２５℃の空
気を０．２ｍ／秒の速度で吹き付けて吐出ポリマー流を
冷却固化せしめ、次いでＯＰＵが０．２５〜０．３重量
％の範囲内となるように油剤を付与した後、２５００ｍ
／分で引取り巻き取った。選られた部分配向糸は、ウレ
タンディスクの仮撚りユニットを用い、表２に記載の条
件にて仮撚加工を施し、５０ｄｅ／３６ｆの捲縮糸を得
た。得られた捲縮糸の結果結果をを表２に示す。

【００３４】

【表２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全繰り返し単位の８５モル％以上がトリ
メチレンテレフタレートであるポリエステルに、（ａ）
該ポリエステルと実質的に反応性を有しないポリオキシ
アルキレングリコール、及び、（ｂ）イオン性帯電防止
剤を配合してなるポリエステル組成物からなり、１０％
伸長弾性回復率が９０％以上で、かつ、１０％伸長時の
仕事回復率が７０％以上であることを特徴とする、スト
レッチ性に優れた制電性ポリエステル繊維。
【請求項２】ポリオキシアルキレングリコールの分子
量が６０００以上であり、ポリエステルに対するその配
合量が０．１〜４．０重量％である請求項１記載のスト
レッチ性に優れた制電性ポリエステル繊維。
【請求項３】イオン性帯電防止剤がＲＳＯ₃Ｍ（但
し、Ｒはアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表
し、Ｍはアルカリ金属を表す）であり、ポリエステルに
対するその配合量が０．３〜３．０重量％である請求項
１又は２記載のストレッチ性に優れた制電性ポリエステ
ル繊維。
【請求項４】ポリエステル繊維が、仮撚ヒーター温度
１３０〜１８０℃、仮撚数１８７５０／（Ｄｅ）^1/2〜
３２５００／（Ｄｅ）^1/2（但し、Ｄｅは、仮撚後の糸
条の総繊度）にて仮撚加工が施された捲縮加工糸である
請求項１〜３のいずれか１項に記載のストレッチ性に優
れた制電性ポリエステル繊維。