JP2002180373A - 改質されたポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 親水性、カチオン染料染色性、抗菌性に優れ
たポリエステル繊維材料を提供する。 【解決手段】 ポリエステル繊維表面に無水硫酸にてス
ルホン基を０．０１〜1モル％含有して、親水性とカチ
オン染料染色性を有し、更にスルホン基に塩基として、
第４級アンモニウム塩、またはホスホニウム塩をイオン
結合する事で、親水性、カチオン染色性を有したままで
抗菌性を有することを特徴とするポリエステル繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエステル繊維
表面にスルホン基及び又はスルホン基とイオン結合した
スルホン酸塩基を有してなることを特徴とする改質され
たポリエステル繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ポリエステル繊維製品を着用
すると、親水性が不足するためムレ易く汗などの代謝老
廃物が衣服内に付着して、そこへ生活環境中のさまざま
な細菌やかびにより腐敗現象を起こし、悪臭物質を発生
する。従ってより清潔で、快適で安全な繊維製品の開発
が望まれている。従来ポリエステル衣料の親水化法は親
水性に富んだ原糸と混紡することや親水性モノマーをグ
ラフトで改良加工される法でしかなかった。しかしなが
ら、次のような欠点を有している（ａ）親水性の原糸が
保水性が高い場合衣料内にいつまでも汗が残り不快感が
発生し、皮膚に菌による障害をもたらしたりすることが
あった。（ｂ）素材が異なる事により、染色する際、異
なる繊維を均質に染色することが難しく、ポリエステル
繊維においては分散染料を主として使われるが、鮮やか
さに劣るところがあった。従来の加工法ではポリエステ
ル繊維に親水性を満足に発揮し安全性で信頼きる物は未
だ出来ておらない。今ポリエステル繊維に求められてい
るのは高い吸湿性と放湿性であり、しかも、製造法が簡
単であることが求められて要る。これらを満足できるポ
リエステル繊維製品の製造法は未だ開発されていないの
が現状である。

【０００３】ポリエステルは吸湿性は低く公定水分率は
０．４％で他の合成繊維のナイロンが４．５％、アクリ
ルが２．０％であることと、天然繊維の木綿が８．５
％，羊毛が１５．０％，絹が１１．０％と比べても著し
く低い。これらのことよりポリエステル繊維に親水性を
付与し吸湿性を高めることが強く求められている。

【０００４】高分子材料自体を親水性にする方法として
は特開昭５６−３４２０３や特開昭６１−２４５３７８
さらに特開平５−３１０８２０ではポリエステル繊維を
合成する際に酸性基を有するモノマー成分を第三成分と
して含むことを特徴としていることが開示されている。
酸性基を有するモノマーとしては例えばスルホイソフタ
ール酸、スルホテレフタール酸、スルホフタール酸、４
−スルホナフタレンー２、７−ジカルボン等が挙げられ
ている。

【０００５】しかしながら、このようにして得られたポ
リエステル繊維は期待したような親水効果が得られてい
ない。即ち親水性成分を繊維表面に存在させることで目
的を達成することにあるが、親水成分であるスルホン基
を繊維表面に、親水性を十分発揮するに必要な量まで存
在させることが事実上できていないことによる。これは
親水性を付与するにはスルホン基を有するモノマーをポ
リエステル形成酸性成分中 １０モル％以上必要であ
り、１０モル％程度まで酸性基を有するモノマーを導入
すると繊維としての強度や風合を保持することが出来な
くなってしまうことにある。

【０００６】従来知られているような、親水性繊維原料
を混紡により使用した場合では、染色の際、均質な色調
を出すことが困難であたり、洗濯やクリーニングにより
本来の衣料の風合いや、色調が消失したりし、未だ満足
できるポリエステル繊維の親水性付与が得られていない
のが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
事情に鑑みなされたものであり、その目的は親水性が良
好なことは勿論の事、カチオン染料にて容易に鮮やかに
染色出来、更にスルホン基に４級アンモニウム塩やホス
ホニウム塩でスルホン酸塩とすることで、親水性やカチ
オン染料の染色性を損なう事なく抗菌性も併せて付与す
ることが出来、その効果が長時間維持され、繊維の風合
いを損なう事のない改質されたポリエステル繊維を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段としては、ポリエステル繊維表面に親水性組成物
が効果良く存在することを特徴とする改質されたポリエ
ステル繊維である。ポリエステル繊維表面に親水組成物
が存在するために、無水硫酸にてスルホン化して繊維表
面に酸性基を付与することを特徴とする。上記組成物と
して、ポリエステル繊維であり、これ以外の繊維を２種
類以上併用することもできることを特徴とする。

【０００９】ポリエステル繊維をスルホン化する際に無
水硫酸を使用することでポリエステル樹脂の加水分解を
最小限に押えることが出来た。従来のスルホン化剤であ
る発煙硫酸や濃硫酸、では反応系で水の存在や反応温度
が高いことによりポリエステル樹脂がスルホン化の際に
加水分解を起こし、本来もっているポリエステル樹脂の
物性を著しく低下させ、最悪の場合には繊維の形状をと
どめることが出来なくなってしまう。本発明によってこ
れらの問題点を解決しポリエステル繊維の表面に効率良
くスルホン化を行うことが出来、新規な親水性を有する
ポリエステル繊維材料を提供することが出来ることとな
った。無水硫酸をスルホン化剤として使うことで比較的
低温（室温から８０℃）、短時間（数秒から数分）でス
ルホン化することが出来、加水分解もほとんど認められ
なっかた事より本発明に至った。

【００１０】本発明でいう塩基成分はスルホン基と反応
し得る化合物であればいずれでも良く、従来から知られ
た塩基の中から適宜選択することができる。スルホン基
と反応する塩基として代表的なものとして挙げることが
出来る例として、アルカリ金属、アミン類、アミジン塩
基、グアニジン塩基、第４級アンモニュウム塩、第４級
ホスホニュウム塩等がある。アルカリ金属としては、リ
チュウム、カリウム、マグネッシウム、ナトリウム、カ
ルシウム等であり、アミン類として各種アミンとアンモ
ニア等であり、アミジン基を含有する化合物としては、
スチルバミジンイソチオン酸塩、グアニジン基を含有
する化合物としてクロールヘキシジンなどを、第４級ア
ンモニュウム塩としては、ベンザルコニウムクロライ
ド、ジメチルジミリスチルアンモニュウムブロマイドな
ど、第４級ホスホニュウム塩としては、テトラブチルホ
スホニュウムクロライド、トリブチルオクチルホスホニ
ュウムブロマイドなどをそれぞれ挙げる事が出来る。こ
れらの化合物の内、有機物の塩基のものは抗菌性を発現
することが出来る事も判明している。これらの化合物は
１例であり、上記以外の化合物、誘導体も適用でる こ
とは言うまでもない。これらの化合物の中から安全性が
高く、且つ親水性、抗菌性の高いものを目的に応じて選
択すれば良い。

【００１１】本発明で使用される布や繊維はポリエステ
ル樹脂を主成分としている。その他として綿のような天
然繊維や他の合成繊維で複合化されたものを挙げること
が出来る。織布ではない不織布では、例えば乾式法、湿
式法、スパンボンド法、メルトブロー法等によって作成
される。このような方法のうち、スパンボンド法、メル
トブロー法は繊維径の細い不織布を作成することが出来
るため、表面積が多くなり後のスルホン化で多くの酸性
基を付与することが出来、それに相当する塩基と結合す
ることが出来、親水性や抗菌効果を容易に発現すること
が出来ることより好ましい。

【００１２】ポリエステル系合成樹脂繊維と複合化され
る合成樹脂繊維としてはポリオレフィン系合成樹脂繊維
やナイロンを挙げることが出来る。前記ポリオレフィン
としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどを
挙げることが出来るが、特にこれらに限定されるもので
はない。

【００１３】前記シート状物や綿が親水性材料として効
果を示すのは表面に存在するスルホン基の量で決まって
くる。親水効果の程度を表面にあるスルホン基をモル％
で表すのが適正である。親水材料としてその効果を発現
するスルホン基の程度は０．０１〜１モル％であり、好
ましくは０．０２〜０．５である。前記スルホン基の量
を０．０１モル％未満にすると、親水性や抗菌性を発揮
するに必要な酸性基が不足することになり親水性や抗菌
効果が発揮できない。１モル％を越えると、前記シート
状物の強度を低下させたり、形状を損なったり、風合が
悪くなり、著しく着色する恐れがある。特にポリオレフ
ィン系の繊維を混紡するときに着色が著しくなるので好
ましくない。

【００１４】スルホン基の量は以下に説明する方法で求
めた。スルホン化する資料をあらかじめ１０５℃で１時
間乾燥させその重量（Ｗ１)を測定する。その資料を無
水硫酸にてスルホン化した後、水洗水のＰＨが６〜７に
なるまで水洗した後、１０５℃で１時間乾燥した後、そ
の重量（Ｗ２)を測定する。下記数１に示す式により算
出する。 Ｗ１:供試資料の乾燥重量（ｇ） Ｗ２:スルホン化後の乾燥重量(g) ８０：無水硫酸の分子量

【数１】

【００１５】

【発明の実施の形態】このようにして本発明の親水性を
有するポリエステル繊維材料が得られる。親水性を発現
する組成物を繊維表面に存在させることで従来より効率
的に親水性、カチオン染料染色性を発揮すると同時に、
抗菌性も発現することが可能になるため、快適な繊維衣
料材料を得ることができる。

【００１６】本発明で得られた改質されたポリエステル
繊維は優れた親水性、カチオン染料染色性と抗菌性、と
いう特長を生かして、生活の身の回りで要求される分野
で利用できる。これらの具体的な用途は、例えば、家屋
の壁材、天井材や包装材、衣料材料、寝具さらにオム
ツ、ガーゼ、マスク、等の衛生用品、クリーンルームの
フィルターが挙げられるが、特にこれらに限定されるも
のではない。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。 ＜スルホン化例＞十分に乾燥したポリエステル繊維（７
５ｄ×３６ｄ）からなる目付７1．８ｇ／ｍ2の織物を耐
酸性の密閉容器に入れ、予め窒素ガスにて３倍に希釈し
た無水硫酸を１０秒〜２分（２０〜８０℃）の間で接触
させスルホン化量の異なるサンプルを製作した。

【００１８】（実施例１）スルホン化処理を行った後こ
の織布を水洗して乾燥した。このようにして織布の表面
にスルホン基を付与した。その量はモル％で表すことが
できる。

【００１９】（実施例２）予め水酸化カリウム０．５％
水溶液を製作しておき、実施例１で得られたスルホン化
したモル％の異なる不織布を浸漬して反応させた。反応
終了後水洗し乾燥して供試材料とした。

【００２０】（実施例３）実施例２と同様にして予め作
った、トリーエチルオクタデシルホスホニュウムブロマ
イドの０．５％水溶液に前記と同様にして製作したスル
ホン化量の異なる不織布を浸漬し反応させた。反応終了
後水洗して乾燥し抗菌材料を得た。

【００２１】（比較例１）実施例１で用意した目付重量
が７１．８ｇ／ｍ2である、織布をそのまま比較テスト
用として供した。

【００２２】（比較例２）比較例１で用意した不織布を
０．５％トリエチルオクタデシルホスホニュウムブロマ
イド水溶液に浸漬した後、乾燥して 比較例２を得た。

【００２３】

【発明の効果】本発明の改質されたポリエステル繊維は
良好な親水性とカチオン染料染色性や抗菌性を示し、さ
らにその抗菌効果が長時間維持することができた。本発
明に係わる改質されたポリエステル繊維材料は、病院や
食品工場の壁材や天井材、クリーンルームのフィルター
としてや、マスク、オムツガーゼ等の衛生用品、衣料品
の分野で快適性、利便性の効果を得ることが出来る。

【００２４】

【表１】 *-１:トリエチルオクタデシルホスホニュムブロマイド ○ ：発育阻止帯がある △ : 発育阻止帯があるが、かなり不透明の部分がある ×：菌の発育阻止帯がない 抗菌性(ハローテスト):黄色ブドウ球菌１×１０ 8個／
ｍｌの濃度のものをトリプトソイヤー寒天１００ｍｌに
０．１ｍｌの比で混合したものを用意する。次に、ペト
リ皿に１０ｍｌを入れて薄層培地を作り、その上に３cm
×３cmの大きさの試験片を置き、37℃の孵卵器に24時間
入れ培養する。菌の発育を観察し、抗菌性の判定を行っ
た。 評価方法: a,洗濯法 家庭用電気洗濯機を用い、アタック(花王(株)製)2g/l,2
0℃、浴比1:50で5分間洗濯し、その後脱液、脱水後、オ
ーバーフォローさせながら5分間すすぎをする。これを
洗濯回数1回とする。今回のテストでは5回行った。 b,ドライクリーニング 回転式ドライクリーニング機を用い、パークレン3.7l,
常温、浴比1:12で、15分間行う。その後脱液し、ドラフ
ト内で風乾する。これをドライクリーニング1回とす
る。今回のテストでは５回行った。 ｃ,親水性 吸液高さにより親水性の程度を測定した。試験片（２０
０×２５ｍｍ）をそれぞれ５枚採取し、試験片の下端を
水（２０±２℃）に垂直に浸漬し、毛細管現象による水
の１０分後の上昇の高さ（ｍｍ)を測定しそれぞれの平
均値（ｍｍ）を値とする。（ＪＩＳ Ｌ １９０７に準
じる） ｄ，染色テスト カチオン染料（Basacryl Blue X-3GL 200%) : ２．０％ｏｗｆ 浴比 ： １：５０ 染色温度×時間 ： ８０℃×６０分 （染着率）染色前と染色後の染液の吸光度を測定し、６
００myの吸光度より算出した。 ｅ,風合特性（張り、腰、光沢感、軽量感） 各項目共、試料を基準試料との一対比較による官能試験
を実施し、３段階評価した。それぞれを総合評価して、
［極めて優れている］は◎、［優れている］は○、［劣
っている］は×で表した。尚、基準試料はスルホン化す
る前の試料を［優れている］とした。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステル繊維を無水硫酸にてスルホ
   ン化してスルホン基を付与することを特徴とする、改質
   されたポリエステル繊維。
2. 【請求項２】 ポリエステル繊維を無水硫酸にてスルホ
   ン基を付与した後アルカリ金属でスルホン酸塩とした改
   質されたポリエステル繊維。
3. 【請求項３】 ポリエステル繊維を無水硫酸にてスルホ
   ン基を付与した後第４級アンモニウム塩でスルホン酸塩
   とした改質されたポリエステル繊維。
4. 【請求項４】 ポリエステル繊維を無水硫酸にてスルホ
   ン基を付与した後ホスホニュウム塩でスルホン酸塩とし
   た改質されたポリエステル繊維。