JP2001172375A - 改善された常温ソイルリリース性を有する共重合ポリエステルおよび防汚性ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 繊維用途に、ポリエステルの物性を損なわな
い範囲で改善された常温防汚性を有する共重合ポリエス
テルおよびポリエステル繊維を提供すること。 【解決手段】 トリメチレンテレフタレートを主たる構
成単位とし、該トリメチレンテレフタレート末端基の少
なくとも一部に、分子量６０００以下のポリオキシアル
キレン系ポリエーテルを、該共重合ポリエステルの全重
量を基準として０．５〜１０重量％共重合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、共重合ポリエステ
ルおよびそれからなる繊維に関し、さらに詳しくは改善
された常温ソイルリリース性を有する共重合ポリエステ
ルおよびそれからなる防汚性ポリエステル繊維に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維は寸法安定性に優れ、
強くかつしわになりにくい等の優れた特性を有すること
から、衣料のあらゆる分野で活用されている。その中で
ポリトリメチレンテレフタレートは、低弾性率に由来す
るソフトな風合い、優れた弾性回復性、易染性といった
特長を有し、ナイロンとポリエステルの中間の性能を併
せ持つ画期的なポリマー素材として資材分野のみならず
衣料分野で注目されてきている。

【０００３】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、吸湿性に著しく劣り、木綿等の親水
性繊維に比較して油性汚れが付着しやすい、除去が困難
である、洗濯中に再汚染されやすい、といった問題点が
ある。これはポリエステル繊維が衣料分野へ展開されて
以来常に提起されてきた問題であり、これを解消するた
め多くの方法が提案されている。

【０００４】ポリエチレンテレフタレートからなるポリ
エステルに対して、上記の課題を解決すべく、特に多く
の提案がおこなわれており、例えば、エチレンオキサイ
ドに特定のオレフィンオキサイドを共重合し水不溶化さ
せたポリオキシエチレン系ポリエーテルをポリエステル
中にブレンドすることにより、得られた組成物の防汚性
が著しく向上することを見いだした（特開平２−２６９
７６２号公報、特開平３−１８２５４６号公報等参
照）。しかしながらこの方法においては、ポリエーテル
がポリエステル中に単に物理分散されているにすぎない
ため、洗濯耐久性に限界があった。

【０００５】一方、ポリエステルに親水性を付与する方
法として、ポリオキシアルキレン系ポリエーテルをポリ
エステルに共重合する方法が知られており、例えばポリ
オキシエチレングリコールフェニルグリシジルエーテル
（特開平１−２３６２３６号公報）あるいはポリオキシ
エチレングリコールメチル１，２−ジヒドロキシプロピ
ルエーテル（特開平１−２３４４２０号公報）を共重合
することにより吸水性、吸汗性に優れたポリエステルが
得られることが開示されている。この方法によっても通
常のポリエチレンテレフタレート製品に比較してある程
度優れた防汚性を付与することができる。

【０００６】しかしながら、上記技術によって得られた
ポリエステル繊維はいずれも、ＪＩＳ評価法で定められ
た４０℃の温水中で洗濯した場合には、優れたソイルリ
リース性を示すものの、一般家庭で実際に行なわれる常
温の水道水で洗濯した場合ソイルリリース性が充分に発
揮されないという問題点があることが判った。

【０００７】本発明者らはさらに高度な親水性をポリエ
ステルに付与するべく、スルホン酸基を有するポリエー
テルとして公知であるω−ヒドロキシポリアルキレンベ
ンゼンスルホン酸アルカリ金属塩およびω−ヒドロキシ
ポリアルキレンクレゾールスルホン酸アルカリ金属塩
（英国特許第８６８１５０号明細書参照）をポリエステ
ルに共重合し、ソイルリリース性を評価した。しかし、
これらの改質剤は元来、染色性向上を目的とするもので
あって、上記技術と同様、常温水中でのソイルリリース
性は不充分であった。

【０００８】そこで本発明者らは、特定の構造のポリエ
ーテルを用いたときにのみ特異的に常温ソイルリリース
性の改善が見られることを知見し、提案した（特許第２
８２８５６７号参照）。しかしながら、防汚剤を、ポリ
エチレンテレフタレートを主体とするポリエステル（以
後、ＰＥＴと略記することがある。）に共重合させる場
合、ＰＥＴのガラス転移点が高いことから、親水性のポ
リオキシエチレン基で汚れ成分を除去するには自ずと限
界があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術が有していた問題点を解消し、改善された常温
ソイルリリース性を有する共重合ポリエステルを提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリエチ
レンテレフタレートを主鎖とする構造には限界があると
考え、物性を損なわない範囲でガラス転移点の低い主鎖
構造を有するポリエステルと防汚剤とを組み合わせるこ
とで防汚効果が格段に改善されることを見出し、本発明
を完成するに至った。

【００１１】すなわち、本発明の目的は、トリメチレン
テレフタレートを主たる構成単位とする共重合ポリエス
テルであって、該ポリエステル末端基の少なくとも一部
に、下記一般式（Ｉ）で表わされる分子量６０００以下
のポリオキシアルキレン系ポリエーテルが、該共重合ポ
リエステルの全重量を基準として０．５〜１０重量％共
重合されていることを特徴とする、改善された常温ソイ
ルリリース性を有する共重合ポリエステルによって達成
される。

【００１２】

【化２】

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明において用いられるポリオ
キシアルキレン系ポリエーテル（以下、ポリエーテルと
略記することもある。）は下記一般式（Ｉ）で表わされ
る。

【００１４】

【化３】

【００１５】式中、Ｒ₁は炭素数１〜２０の炭化水素基
であるが、該炭化水素基としてはメチル基、エチル基等
のアルキル基、シクロヘキシル基等の環状基、フェニル
基、ナフチル基等の芳香族基が好ましく、なかでも炭素
数６〜１４のフェニル基または置換フェニル基となると
きに防汚性が好適となり熱安定性にも優れ好ましい。

【００１６】ここで、置換フェニル基とは、フェニル基
上に置換基を有する化学基を指し、スルホン基等の親水
性基を有しても、炭素数が１〜２０の範囲のアルキル基
を有しても一向にかまわない。また、その置換位置また
は、置換基の数も特に制約されない。親水性の観点から
１または２つのスルホン酸ナトリウム基で置換されてい
ると、より好ましい。

【００１７】Ｒ₂は炭素数１〜２１の炭化水素基である
が、該炭化水素基としては、アルキル基、芳香属基のい
ずれであってもよいが、防汚剤であるポリエーテル分子
鎖の規則性を乱し運動性を上げるため、メチル基、エチ
ル基、ヘキシル基となるときに親水性−疎水性のバラン
スが好適であり好ましい。

【００１８】ｍはポリエーテル中のオキシエチレン単位
の数を表わし、ｎはポリエーテル中のオキシエチレン基
以外のオキシアルキレン単位の数を表す。ｍおよびｎ
は、ｍは１以上の整数、ｎは０または１以上の整数であ
って、かつｍ＋ｎ＝１５〜１２０を満たす整数である。

【００１９】ｍ＋ｎが１５未満のポリエーテルをポリエ
ステルに共重合させようとすると、十分なソイルリリー
ス性を得るためには多量のポリエーテルが必要となり、
このような場合ポリエステルの末端基が完全に封鎖され
るためにポリエステル自体の重合度を十分に上げること
ができず、得られる繊維の力学的特性を確保できない。

【００２０】一方、ｍ＋ｎが１２０より大きい場合に
は、ポリエーテルとポリエステルとの反応が十分に進ま
ず結局はポリエーテルがポリエステルに混合、分散した
ものと同一の結果となり高度な洗濯耐久性を維持できな
い。

【００２１】また、ｍおよびｎの好ましい量比はｍ／ｎ
＝（１／０．０）〜（１／０．５）である。ｍ／ｎが
（１／０．５）を越えると疎水性が高くなる傾向にあ
り、効果が必ずしも向上しなくなる。なお、ポリエーテ
ルの分子量は６０００以下、好ましくは５０００以下、
特に好ましくは４５００以下である。

【００２２】さらに、本発明においては、一般式（Ｉ）
で表わされるポリエーテルは、アルコキシドと適当な塩
基触媒を用いて高温高圧化でエチレンオキサイドを開環
重合させることにより容易に製造することができる。こ
の重合過程は段階的に進行することが知られており、エ
チレンオキサイドの仕込み量を調節することにより目的
に応じた分子量を有するポリエーテルを生成させること
が可能である。生成したポリエーテルの分子量は末端水
酸基量を定量することにより容易に求めることができ
る。

【００２３】本発明において上記ポリエーテルを共重合
するポリエステルは、テレフタル酸を主たる酸成分と
し、トリメチ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対象とする。このポリエステルの物
性を損なわない範囲は、ポリエステル成分の８０モル％
以上がトリメチレンテレフタレートである必要がある。
しかしこのポリエステルは、その酸成分であるテレフタ
ル酸の２０モル％以内を他の二官能性カルボン酸で置き
換えてもよい。

【００２４】このような他のカルボン酸としては、例え
ばイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、
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−オキシ安息香酸のごとき二官能性芳香族カ
ルボン酸、セバシン酸、アジピン酸、シュウ酸のごとき
二官能性脂肪族カルボン酸等を挙げることができる。

【００２５】また、エチレングリコール成分の２０モル
％以内を他のグリコール成分で置き換えてもよく、この
グリコール成分としては、例えばエチレングリコール、
テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコー
ル、ヘキサメチレングリコール等、及び他のジオール化
合物例えばシクロヘキサン−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のような脂肪族、脂環式、芳香族のジオール化合
物、両末端が未封鎖のポリオキシアルキレングリコール
等が挙げられる。なお、他のポリエステル成分の共重合
量が２０モル％を越えると熱安定性等の物性に劣り、風
合いも損なわれるので好ましくない。

【００２６】このようなポリエステルは任意の方法によ
って製造することができる。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、テレフ
タル酸ジメチルのようなテレフタル酸の低級アルキルエ
ステルとトリ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とトリメチレンオキサイ
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／またはその低重合体を生成させる第１段の
反応、ついで得られた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第２段の反応とによっ
て容易に製造される。

【００２７】本発明において、上記のポリエーテルをポ
リエステル鎖の末端に導入するには、前述したポリエス
テルの合成が完成する以前の任意の段階、例えば第１段
の反応開始前、反応中、反応終了後、第２段の反応中な
どの任意の段階で添加し添加後に製造反応を完結すれば
よい。

【００２８】この際のポリエーテルの使用量は、あまり
少ないと最終的に得られるポリエステル繊維のソイルリ
リース性およびその洗濯耐久性が不十分になり、逆にあ
まり多いと重縮合反応の過程においてポリエステルの重
合度が低いレベルで頭打ちになるため、最終的に得られ
るポリエステル繊維の強度等の糸物性が悪化するように
なる。また、ポリエーテルを多量に含むようになると、
得られる繊維の耐光性が悪化するので、共重合量は可及
的に少量にすることが望ましい。

【００２９】本発明においてポリエーテルの共重合量
は、ポリエステルの全重量を基準としてに対し０．５〜
１０重量％の範囲にすべきであり、特に２〜５重量％の
範囲が好ましい。このように、本発明ではポリエーテル
の共重合量を少量に抑制できるため、得られる繊維は充
分な耐光性をも保持することができる。

【００３０】なお、必要に応じて安定剤、艶消剤、酸化
防止剤、蛍光増白剤、触媒、着色防止剤、耐熱剤、着色
剤、無機粒子等を併用してもよい。特に、ポリエーテル
は溶融紡糸条件下のような高温に放置されると、容易に
酸化されて重合度低下や着色といった問題を発生しやす
いため、酸化防止剤や蛍光増白剤等の併用は好ましい場
合が多い。さらに、本発明における常温ソイルリリース
性を有するポリエステルは他の付加機能と併用すること
も容易で、例えばイオン性帯電防止剤を併用すれば、制
電性に優れた繊維を得ることもでき、その利用分野はさ
らに増大する。

【００３１】このようにして得られた本発明のポリエス
テルの重合度は、充分な繊維特性を発揮するため、極限
粘度で０．５８以上が好ましく、０．６以上が特に好ま
しい。

【００３２】得られたポリエステルを繊維化する場合に
は特別の方法を採用する必要はなく、ポリエステル繊維
の溶融紡糸法を任意の条件で採用することができる。例
えば、５００〜２５００ｍ／分の速度で溶融紡糸し、延
伸、熱処理する方法、１５００〜５０００ｍ／分の速度
で溶融紡糸し延伸と仮撚加工とを同時にまたは続いて行
う方法、５０００ｍ／分以上の高速で溶融紡糸し、用途
によっては延伸工程を省略する方法等任意の製糸条件が
採用される。ここで、紡出する繊維は中空部のない中実
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、紡出する繊維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。

【００３３】紡出された繊維は、充分な繊維性能を発揮
するため、好ましくは伸度が４０％以下、強度が４．４
４ｇ／ｄｔｅｘ以上になるように延伸され、必要に応じ
て熱処理される。

【００３４】

【発明の効果】本発明のポリエステル繊維は、例えばユ
ニフォーム等の洗濯頻度の高い衣類となした場合に、特
にその特徴が発揮され、過酷に繰り返される洗濯処理、
とりわけ２０℃以下の低温水を用いた洗濯においても耐
久性の優れた防汚性を呈する。このため本発明のポリエ
ステル繊維は、テキスタイルユニフォーム分野において
きわめて有用である。またリネンサプライ分野への応用
も有効である。

【００３５】さらに、本発明のポリエステル繊維は必要
に応じて、綿、羊毛等の天然繊維、レーヨン、アセテー
ト等の再生繊維及び本発明のポリエステル以外の合繊と
の混紡、交織等に使用することもできる。

【００３６】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれにより何等限定を受けるも
のではない。実施例中の部および％はそれぞれ重量部お
よび重量％を示す。ポリマーの極限粘度［η］は３５℃
のオルトクロロフェノール溶液で測定した値から求めた
結果、いずれの実施例においても０．６２〜０．７０で
あった。実施例のうち洗濯処理、汚染処理および汚染率
の求め方は下記の方法を採用した。

【００３７】（１）洗濯処理：家庭用洗濯機に液温１０
℃の水を入れ、これに水１リットルに対して２ｇの割合
で衣料用合成洗剤を添加して溶解し洗濯液とした。この
洗濯液に浴比が、１対３０になるように試料および負荷
布を投入し運転を開始した。５０分間処理した後、運転
を止め、試料および負荷布を脱水機で脱水し、次いでオ
ーバーフロー水洗を１５分行い脱水した。上記洗濯処理
をＬＬ５と定義し、これを連続して５回繰り返した。

【００３８】（２）汚染処理：下記組成の人工汚れ液に
ホルダーにはさんだ１０ｃｍ×１３ｃｍの織物を浸漬さ
せ汚れを付与した。 人工汚れ液組成： ・モーターオイル ９９．３３５重量％ （Ｄｉａ Ｑｕｅｅｎ Ｍｏｔｏｒ Ｏｉｌ Ｍ−２）
三菱自動車工業製 ・Ｃ重油 ０．６３４重量％ ・カーボンブラック ０．０３１重量％ その後、試料を濾紙の間に挟んで余分の汚染液を除き、
乾燥機中８０℃で８時間静置した。この汚染処理した試
料を家庭洗濯機の弱条件でマルセル石鹸を２ｇ／リット
ル含む１５℃の水中で２０分間洗濯した。その後、下記
方法によってソイルリリース性を評価した。

【００３９】（３）ソイルリリース性の評価：ミノルタ
色彩色差計ＣＲ−２００（ミノルタカメラ販売（株））
を用い、常法に従って試料のＣＩＥ表色計のΔＥ^*を求
め、ソイルリリース性を下記式により計算した。

【００４０】

【数１】

【００４１】［実施例１］テレフタル酸ジメチル１００
部、トリメチレングリコール６０部、触媒としてチタン
テトラブトキシド０．０７８部を、撹拌機、精留塔およ
びメタノール留出コンデンサーを備えたエステル交換反
応缶に仕込み、この反応物を窒素ガス雰囲気下で４時間
かけて１４０℃から２１０℃まで昇温し、反応缶中に生
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。エステル交換反応終了後、反応混合物に安定
剤としてのリン酸トリメチル０．０５８部および消泡剤
としてのジメチルポリシロキサンを０．０２４部加え
た。その後、反応混合物を重合反応缶に移し、この反応
混合物に、下記式（ＩＩ）、

【００４２】

【化４】

【００４３】で表される平均分子量２３０のポリエーテ
ルを４部添加し、反応缶内の圧力を１時間かけて常圧か
ら１３３Ｐａまで減圧し、同時に反応混合物の温度を２
１０℃から２６５℃まで昇温した。１３３Ｐａの減圧下
でさらに重合し、この段階で反応混合物に酸化防止剤と
してスミライザーＧＡ−８０（住友化学工業（株）製）
およびアデカスタブＡＯ−４１２Ｓ（旭電化（株）製）
をそれぞれ０．２部ずつ添加し、その後、系内の溶融粘
度が所定の値に達するまで重合した。得られたポリマー
は常法によりチップ化した。

【００４４】得られたチップを常法により乾燥した後、
孔径０．３ｍｍの円形紡糸孔を２４個穿設した紡糸口金
を有する押出紡糸機を用いて２６０℃で溶融し、吐出量
３７．５ｇ／分、引取り速度１５００ｍ／分で紡糸し、
得られた未延伸糸を、６０℃の加熱ローラーと１２０℃
のプレートヒーターとを有する延伸処理機に供し、その
伸度が３０％になるような延伸倍率で、延伸熱処理し、
８３．２５ｄｔｅｘ／２４ｆｉｌａｍｅｎｔの延伸糸を
得た。

【００４５】得られた延伸糸を用いてメリヤス編地を製
造し、これを常法により精練、プリセット（１８０℃×
１分）して編地を得た。これに前記の汚染処理を施し汚
れ除去性を評価した。結果を表１に示す。

【００４６】［実施例２〜７］実施例１において、表１
で示されるポリエーテルを用いたこと以外は、同様の操
作を行った。結果と併せて表１に示す。

【００４７】［比較例１］実施例１において、ポリエス
テルとしてトリメチレンテレフタレートから代えてポリ
エチレンテレフターレートを用い、表１で示されるポリ
エーテルを用いたこと以外は同様の操作を行った。結果
と併せて表１に示す。

【００４８】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J029 AA03 AB01 AB02 AC02 AC03 AD10 AE02 BA03 BA04 BA05 BA10 BB13A BD07A BF25 BF27 BF28 BH02 CB05A CB05B CB06A DB02 DB13 HA01 HB01 HB03A KB15 KB16 KH01 4L035 BB33 BB40 BB77 BB89 EE20 FF10 HH01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トリメチレンテレフタレートを主たる構
   成単位とする共重合ポリエステルであって、 該ポリエステル末端基の少なくとも一部に、下記一般式
   （Ｉ）で表わされる分子量６０００以下のポリオキシア
   ルキレン系ポリエーテルが、該共重合ポリエステルの全
   重量を基準として０．５〜１０重量％共重合されている
   ことを特徴とする、改善された常温ソイルリリース性を
   有する共重合ポリエステル。 【化１】
2. 【請求項２】 共重合ポリエステルを基準として、さら
   に５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−スルホイソ
   フタル酸テトラブチルホスホニウム塩、イソフタル酸、
   ブタンジオール、エチレングリコールの群から選ばれた
   少なくとも１種の化合物を２０モル％以下の範囲で共重
   合された、請求項１記載の共重合ポリエステル。
3. 【請求項３】 請求項１記載の共重合ポリエステルより
   なる、防汚性ポリエステル繊維。