JP2003213524A - 吸湿性ポリエステル繊維およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸湿性が高く、高品位の織編物等として下着、
スポ―ツウェア等の快適素材として用いることができ
る。 【解決手段】親水性成分および繊維形成性重合体をブレ
ンドしたポリエステル繊維であり、かつ吸放湿パラメー
ター（ΔＭＲ）が１．０％以上であり、繊維中の親水性
成分の分散径が２ミクロン以下であり、該繊維軸の長さ
方向の太さムラ（ウースタノーマルＵ％）が５〜２０％
であることを特徴とする太細を有する吸湿性ポリエステ
ル繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は優れた光沢および新
規風合いを有する吸湿性ポリエステル繊維に関するもの
であり、さらに詳しくはインナー、中衣、スポーツ衣料
などの衣料用素材に特に好適に使用することができる吸
湿性ポリエステル繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステルやポリアミドに代表される
熱可塑性合成繊維は機械的強度、耐薬品性、耐熱性など
に優れるため、衣料用途や産業用途などを主体に広く使
用されている。

【０００３】これらの合成繊維は極めて吸湿性が低いた
め、インナー、中衣、スポーツ衣料などの直接的に肌に
触れる、あるいは肌側に近い状態で着用される分野で
は、肌の発汗によるムレやベタツキなどを生じ、快適性
の点で天然繊維よりも劣り、前記衣料用途への進出は限
定されている。

【０００４】この欠点を解消するため、たとえば特開昭
５１−６７４６８号公報、実開昭５９−１６５４８５号
公報、あるいは特開昭６０−２１５８３５号公報に記載
されているように、平衡水分率（吸湿率）の高い繊維と
の各種の混繊、合撚、引揃えなどにより布帛として吸湿
快適性を得んとする試みが提案されている。これらの方
法を用いることで確かに快適性は向上するものの、その
効果は十分とはいえず、逆にその他の合成繊維特性にお
いて合成繊維を染色する際に一般的に使用される分散染
料によって汚染を生じたり、同色性に劣ったり、合成繊
維本来の物理的特性が失われるという問題点があった。

【０００５】また、ポリエステル繊維にアクリル酸やメ
タアクリル酸をグラフト重合すること、さらにグラフト
重合後にそれらのカルボキシル基をアルカリ金属で置換
することにより吸湿性を付与する方法が知られている
が、ポリエステルがグラフト重合しにくい素材であるこ
と、および染色堅牢性や耐光性、繊維物理特性、風合い
などの低下を潜在的に有していることから、実用化には
到っていない。

【０００６】後加工段階で吸湿性を付与する方法では染
色時あるいは得られた布帛特性の点で種々の問題がある
ことから、繊維を製造する段階で吸湿性を付与し、かつ
前記問題点を解消するため、常湿度下で吸湿率が１０％
以上の吸湿性樹脂を芯部とし、それを鞘部であるポリエ
ステルで覆った芯鞘型複合繊維が特開平２−９９６１２
号公報で提案されている。しかしながら、この方法では
染色などの熱水処理時に芯部の吸湿・吸水率が高いが
故、芯部と鞘部との水膨潤差により鞘部に歪みがかかっ
て繊維表面にひび割れが生じ、高次工程でのトラブルを
生じやすい等の欠点がある。

【０００７】また、特開昭５１−１３６９２４号公報に
は親水性ポリエステルを芯成分、非親水性ポリエステル
を鞘成分とする芯鞘型複合ステープルについて提案され
ている。親水性ポリエステルとしてポリアルキレングリ
コール共重合体単独あるいは少量のポリアルキレングリ
コール共重合体に少量のスルホン酸や酸性リン酸エステ
ル誘導体を配合したものを用いるものであり、ステープ
ルとして繊維両端面を増加させ吸水性を向上させようと
いう提案である。しかしながら、本発明者らの検討では
該ステープルで吸水性を向上させることはできるが、吸
湿性の向上は困難であることがわかった。

【０００８】また、特開昭５３−１１１１１６号公報に
特定のポリエーテルエステルを芯成分とした芯鞘型の制
電性複合繊維が提案されている。しかし、該繊維の効果
は制電性であり、ポリエーテル成分を単独共重合したポ
リエステルを芯成分として用いているため、繊維物性が
経時的に変化するという問題がある。また該ポリエーテ
ルエステルの着色が激しく、得られる最終製品の品位が
損なわれるといった問題点がある。

【０００９】また、特開昭６２−２６７３５２公報には
特定のポリアルキレングリコールを５０〜７０重量％配
合してなるポリエステル組成物が開示されている。この
組成物を単独で繊維化した場合、繊維物性が低く、また
耐水性に劣るため衣料用および産業用での使用は困難で
ある。

【００１０】さらに、特開平６−１２３０１２号公報に
は芯鞘型吸湿性ポリエステル繊維が開示されている。こ
れはアルキレンテレフタレート、アルキレンスルホイソ
フタレート、およびポリオキシアルキレングリコールよ
りなる共重合体にブロックポリエーテルエステルをブレ
ンドして芯ポリマとして用いたものであるが、該特許記
載の内容では十分な吸湿性が得ることは難しく、満足す
るレベルではない。

【００１１】また、本発明者は特開平８−１９８９５４
号公報で親水性化合物を共重合した吸湿性に優れた共重
合ポリエステルならびに該共重合ポリエステルを用いた
吸湿性に優れた繊維を発明するに至った。しかしなが
ら、しかしながら、共重合ポリエステルを繊維形成性重
合体にブレンドする際、単純にチップブレンドするだけ
では満足する吸湿性を発現しないことがわかった。ま
た、該繊維は展開用途を拡げるためにはドライ感を向上
させる必要があることが判明した。一方、特開平９−１
１１５３８号公報には染色性を異とする２種のポリエス
テルを用いた太細繊維に関する技術が開示されている
が、該公報の主目的は異なる色相および異なる濃度の多
色表現を可能にするものであって、吸湿性に関する記載
は全くされていない。以上のことを鑑み、鋭意検討した
結果、共重合ポリエステルを繊維形成性重合体にブレン
ドする際、共重合ポリエステルの分散径を小さくし、か
つ吸湿性繊維を太細化することにより、接触冷感とタッ
チ感の相乗効果によってドライ感が発現することがわか
り、本発明に至った。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の問題点を克服し、商品価値の高い、太細を有
する吸湿性の優れた吸湿性ポリエステル繊維を提供する
ことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的
は、親水性成分および繊維形成性重合体をブレンドした
ポリエステル繊維であり、かつ吸放湿パラメーター（Δ
ＭＲ）が１．０％以上であり、繊維中の親水性成分の分
散径が２ミクロン以下であり、該繊維軸の長さ方向の太
さムラ（ウースタノーマルＵ％）が５〜２０％であるこ
とを特徴とする太細を有する吸湿性に優れたポリエステ
ル繊維で達成することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】親水性成分は本発明の目的である
繊維に吸湿性を付与する成分であり、ベースとなる繊維
形成重合体よりも高い吸湿性を有することが重要であ
る。親水性成分としては繊維形成性重合体よりも高い吸
湿性を有する化合物であれば特に限定しないが、親水成
分の吸湿特性（ΔＭＲ）は４％以上が好ましい。代表的
な化合物として、ポリエーテルエステル系化合物、ポリ
エーテルエステルアミド系化合物、ポリオキシアルキレ
ン化合物、ポリオキサゾリン類、ポリアクリルアミドと
その誘導体、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリ
（メタ）アクリレート、ポリ（メタ）アクリル酸および
その塩、ポリヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、
ポリビニルアルコール、およびポリビニルピロリドンな
どが挙げられる。その中でもポリエーテルエステル系化
合物が好ましい。

【００１５】具体的にポリエーテルエステル化合物と
は、同一分子鎖内にエーテル結合とエステル結合を有す
る共重合体である。より具体的にはジカルボン酸とジオ
ールとのポリエステル成分とポリオキシアルキレングリ
コールからなるポリエーテル成分の共重合体である。ポ
リエステルの酸成分としてテレフタル酸、イソフタル
酸、ナフタレン−２、６−ジカルボン酸等の芳香族ジカ
ルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボ
ン酸等が挙げられる。またグリコール成分としてエチレ
ングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレン
グリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリ
コール等が挙げられる。また、本発明の効果を損なわな
い範囲でトリメリット酸、ピロメリット酸等の多官能カ
ルボン酸、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペン
タエリストール如きポリオールを用いても良い。ポリオ
キシアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリ
コール、ポリ（１，２−および１，３−プロピレンオキ
シド）グリコール、ポリテトラメチレンオキシドグリコ
ール、ポリヘキサメチレンオキシドグリコール、エチレ
ンオキシドとプロピレンオキシドまたはテトラヒドロフ
ランとのランダムまたはブロック共重合等が挙げられ、
特にポリエチレングリコールが好ましい。また、ポリエ
チレングリコールの共重合量は２０〜９０重量％である
ことが好ましい。より好ましくは２０〜４０重量％であ
る。共重合比率の上限は製糸性の観点から設定され、下
限については吸湿特性から設定される。

【００１６】本発明において、快適性を得るためには繊
維として吸放湿パラメーター（ΔＭＲ）が１．０％以上
であるるものである。

【００１７】また、親水性成分のブレンド率は５〜４０
重量％とすることが好ましい。さらに好ましくは１０〜
３５重量％である。ブレンド率は染色用途および染色な
しの用途で任意に選ぶことができる。ブレンド率の下限
は十分な吸湿性を付与する目的から設定され、ブレンド
率の上限は紡糸性の低下や繊維物性の低下を防止する観
点から設定される。

【００１８】また、本発明においては繊維形成性重合体
中の親水性成分の分散状態が非常に重要であり、親水性
成分を微分散させることで吸湿性が向上する。親水性成
分の分散径は２ミクロン以下であり、好ましくは１．５
ミクロン以下である。分散径が２ミクロンより大きい場
合、期待する吸湿効果が発現しない。なお、ここでいう
親水性成分の分散径は、たとえば親水性成分がポリエー
テルエステルの場合繊維断面をオスミニウム酸で染色
し、ＴＥＭ写真撮影をすることで確認できる。このとき
分散径はオスミニウム酸で染色された領域の最大長を写
真で任意の１０点の平均で求めて測定したものである。

【００１９】本発明において親水性成分を微分散させる
ためには親水性成分および繊維形成性重合体をブレンド
する際、両成分を個別に溶融しパック内に組み込んだ静
止混練子（ハイミキサー）にて溶融ブレンドすることが
重要である。また、目的とする分散径を得るためには静
止混練子は５段以上とすることが好ましく、さらに好ま
しくは１０段以上である。

【００２０】また親水性成分には、本発明の目的を損な
わない範囲で酸化チタン、カーボンブラック等の顔料、
アルキルベンゼンスルホン酸塩等の界面活性剤、従来公
知の抗酸化剤、着色防止剤、帯電防止剤、耐光剤等が添
加されても勿論良い。

【００２１】また本発明において繊維形成性重合体とし
てポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、
ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポ
リエステルが挙げられるがこれらに限定されるものでは
ない。好ましくは衣料用合成繊維として最も汎用性の高
い、ポリエチレンテレフタレートを主体とするポリエス
テルである。

【００２２】本発明において繊維形成性重合体に複合す
る主成分は、前記した共重合ポリエステルであるが、そ
の効果を損なわない範囲でポリオレフィン、ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリカーボネート等を含んでいても
よい。

【００２３】また繊維形成性重合体には、酸化チタン、
カーボンブラック等の顔料のほか従来公知の抗酸化剤、
着色防止剤、帯電防止剤、耐光剤等が添加されても勿論
良い。

【００２４】本発明においてＵ％を５〜２０％とするこ
とで、該繊維を用いた布帛は、染色による濃淡コントラ
ストが小さく自然な斑感を有し、かつ布帛表面にも微少
な凹凸感を有することによって視覚的、触覚的にドライ
感素材が得られるものである。ウースタノーマルＵ％は
好ましくは６〜１５％である。

【００２５】また、本発明においてＵ％を５〜２０％と
するためには、未延伸糸を（１＋応力伸長域伸度×１．
２）以下で延伸することで得ることができる。

【００２６】本発明においてポリエステル繊維の製法と
しては以下の方法で製造することができる。

【００２７】ポリエステルと親水性成分をそれぞれ別々
に溶融し、紡糸パックに導き図１に示す静止混練子１０
段を組み込んだパックに導入しブレンドし、吐出孔から
紡出する。

【００２８】紡出したフィラメント糸を所定の速度で引
取った後、一旦パッケージに巻上げ、得られた未延伸糸
を延伸機にて延伸する。繊維に太細を付与するために
は、特定条件で得られた未延伸糸を不均一延伸するもの
である。具体的に例示すると紡速３０００ｍ／分で得ら
れた未延伸糸を延伸倍率１．４倍、熱ピン温度８０℃に
設定し低倍率延伸することで得ることができる。

【００２９】本発明の合成繊維の複合形態は、同心円状
でも偏心円状でも多島状でも良く、繊維断面形状は丸ば
かりでなく、三角、偏平、多葉型などの異形断面でも良
い。また、該繊維の糸状形態はフィラメントであり、常
法によって得ることができる。布帛形態としては、織
物、編物、不織布など目的に応じて適宜選択できる。

【００３０】本発明の糸状形態は、フィラメント、ステ
ープルのどちらでも良く、常法によって得ることができ
る。布帛形態としては、織物、編物、不織布など目的に
応じて適宜選択できる。

【００３１】

【実施例】以下本発明を実施例により、さらに詳細に説
明する。なお、実施例中の各特性値は次の方法によって
求めた。 Ａ．ポリエステルの極限粘度［η］ オルトクロロフェノール溶液とし、２５℃で求めた。 Ｂ．ポリマおよび繊維の吸放湿パラメーター（吸湿率
差）ΔＭＲ 吸湿率はポリマの場合、チップを約２ｍｍ角の立方体状
に裁断し、また繊維の場合は原糸をカセ取りして、いず
れの場合も６０℃で１２時間真空下で乾燥し、乾燥後の
重量をおよそ１ｇとし、２０℃×６５％ＲＨあるいは３
０℃×９０％ＲＨの雰囲気下、恒温恒湿器（タバイ製Ｐ
Ｒ−２Ｇ）中に２４時間放置後の重量との重量変化か
ら、次式で求めた。 吸湿率（％）＝（吸湿後の重量−乾燥後の重量）／乾燥
後の重量 ×１００ 上記測定した２０℃×６５％ＲＨおよび３０℃×９０％
ＲＨの条件での吸湿率（それぞれＭＲ１およびＭＲ２と
する）から、吸湿率差ΔＭＲ（％）＝ＭＲ２−ＭＲ１を
求める。ここで吸湿率差ΔＭＲは衣服着用時の衣服内の
湿気を外気に放出することにより快適性を得るためのド
ライビングフォ―スであり、軽〜中作業あるいは軽〜中
運動を行った際の３０℃×９０％ＲＨに代表される衣服
内温度と２０℃×６５％ＲＨに代表される外気温湿度と
の吸湿率差である。

【００３２】本発明では吸湿性評価の尺度としてこのΔ
ＭＲをパラメーターとして用いるが、ΔＭＲは大きけれ
ば大きいほど吸湿性が高く着用時の快適性が良好である
ことに対応する。実用上として着用快適性を得るために
は繊維としてΔＭＲは１％以上とするものである。 Ｃ．強度、伸度 東洋ボールドウィン社製テンシロン引張り試験機を用い
て試長20cm、引張り速度10cm／分の条件で応力−歪み曲
線から値を求めた。 Ｄ．親水性成分の繊維中での分散径 親水性成分の繊維中での分散径は繊維断面をオスミニウ
ム酸で染色し、ＴＥＭ写真撮影をすることで確認した。 Ｅ．ウースタノーマルＵ％ 繊維の長さ方向の太さムラは、USTER TESTER MONITOR C
で測定した。糸速度８ｍ／分、チャート速度25cm/min、
TWIST S1.5、YARN TENTION 1.5、EVALUTION TIME １
分、測定モードはノーマルで平均偏差Ｕ％を測定する。
測定値は試料の任意の３ヶ所を測定し、その平均値を用
いる。 Ｆ．ドライ感 布帛のドライ感については５人のパネラーによる官能評
価によって判定した。５人全てがドライ感を感じた場合
◎、３〜４人の場合○、２人以下の場合×とした。

【００３３】実施例１ 共重合ポリエステルとして、ジメチルテレフタル酸１９
４部、エチレングリコール４８部、およびテトラブチル
チタネート０．１部を加え、１４０〜２３０℃でメタノ
ールを留出しつつエステル交換反応を行った後、リン酸
トリメチル０．０８部のエチレングリコール溶液および
分子量４０００のポリエチレングリコール１２８部、抗
酸化剤としてIrganox 1010（チバガイギー社製）０．
２部、消泡剤としてシリコン０．２部、およびテトラブ
チルチタネート０．１部を加え、１．０ｍｍＨｇの減圧
下２８０℃の条件下４時間重合を行い共重合ポリエステ
ルを得た。またこの共重合体に共重合されたポリエチレ
ングリコールの割合は２０ｗｔ％であった。得られた共
重合ポリエステルの吸湿率ΔＭＲは５％であった。

【００３４】該共重合ポリエステルを１成分とし、極限
粘度０．７０のポリエチレンテレフタレートを別々に溶
融し、図１に示す静止混練子１０段を組み込んだパック
からブレンド比率（重量比）＝３０（親水性成分：ポリ
マー流路１）／７０（ポリエチレンテレフタレート：ポ
リマー流路２）になるように吐出して、紡糸速度３００
０ｍ／分で未延伸糸を得た。得られた未延伸糸の定応力
伸長域伸度は０．４５であった。次いで延伸倍率１．４
倍、熱ピン温度８０℃に設定し低倍率延伸することによ
り８４デシテックス２４フィラメントの太細を有するブ
レンド繊維を得た。該繊維のＵ％は１０％であり、吸湿
成分の繊維中の分散径を確認したところ１．３ミクロン
であった。この繊維を筒編みとし、精練後の筒編地の吸
湿特性を測定したところΔＭＲ＝１．４％であった。ま
た染色布帛のドライ感は良好であり５人全てがドライ感
があると感じた。

【００３５】実施例２〜４、比較例１、２ 実施例１において延伸倍率を変更し繊維のＵ％を変えた
以外は同様に繊維化を行った。得られた繊維特性を表１
にまとめた。比較例２においてＵ％ムラを２０以上にし
てしまうと未延伸部が多く残り、満足のいくレベルの原
糸を得ることができなかった。

【００３６】

【表１】

【００３７】実施例５〜７、比較例３、４ 実施例１において静止混練子の段数を変更した以外は実
施例１と同様な方法によりブレンド繊維の染色布帛を得
た。結果を表２にまとめる。実施例５〜７において静止
混練子の段数を増やすことで親水性成分の分散径を細か
くでき、ΔＭＲ向上効果が見られた。比較例３、４にお
いては親水性成分の分散径が小さくならず満足のいくΔ
ＭＲが得られなかった。

【００３８】

【表２】

【００３９】実施例８〜１０、比較例５ 実施例１で得られた共重合ポリエステルを構成成分と
し、実施例１と同様に極限粘度０．７０のポリエチレン
テレフタレートを別々に溶融し、ブレンド比を変更して
未延伸糸を得、次いで延伸、熱処理することにより８４
デシテックス２４フィラメントのブレンド繊維を得た。
繊維特性を表３にまとめた。実施例８〜１０においてブ
レンド率を上げることでΔＭＲを向上することができ
る。また、比較例５においては紡糸時糸流れが多発し紡
糸できなかった。

【００４０】

【表３】

【００４１】実施例１１〜１３、比較例６ 実施例１において共重合ポリエステル中のポリエチレン
グリコールの共重合量を変更する以外は同様な方法で共
重合ポリエステルを得た。該共重合ポリエステルを構成
成分とし、実施例１と同様な方法で８４デシテックス２
４フィラメントのポリエステル繊維を得た。繊維特性を
表４にまとめた。実施例１１〜１３においてＰＥＧの共
重合量を増やすことでΔＭＲを高くできる。また、比較
例６においては満足いくΔＭＲが得られなかった。

【００４２】

【表４】

【００４３】

【発明の効果】本発明によって得られた吸湿性ポリエス
テル繊維は、着用快適性を得るのに十分な吸湿性を有
し、かつ発色性に優れ高い染色堅牢性や耐光性を有して
いる。本発明の吸湿性ポリエステル繊維は、下着、シャ
ツ・ブラウス類、中衣、スポーツウェア、スラックス
類、外衣、裏地、さらには、シーツ、フトンカバー等の
寝装用に適しており、極めて実用性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸湿性ポリエステル繊維を得るための
静止混練子組み込みパックの一例を示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１：ポリマー流路１ ２：ポリマー流路２ ３：静止混練子 ４：口金

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4L035 AA05 BB33 DD12 EE05 EE08 EE20 FF04 FF10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】親水性成分および繊維形成性重合体をブレ
   ンドしたポリエステル繊維であり、かつ吸放湿パラメー
   ター（ΔＭＲ）が１．０％以上であり、繊維中の親水性
   成分の分散径が２ミクロン以下であり、該繊維軸の長さ
   方向の太さムラ（ウースタノーマルＵ％）が５〜２０％
   であることを特徴とする吸湿性ポリエステル繊維。
2. 【請求項２】親水性成分としてΔＭＲが４％以上の化合
   物を用い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. 【請求項３】親水性成分としてポリエーテルエステル系
   化合物を用いることを特徴とする請求項１〜２のいずれ
   か１項記載の吸湿性ポリエステル繊維。
4. 【請求項４】親水性成分をブレンド率として５〜４０重
   量％ブレンドしたことを特徴とする請求項１〜３のいず
   れか１項記載の吸湿性ポリエステル繊維。
5. 【請求項５】親水性成分および繊維形成性重合体をブレ
   ンドする際、両成分を個別に溶融しパック内に組み込ん
   だ静止混練子にて溶融ブレンドし、得られた未延伸糸を
   （１＋定応力伸長域伸度×１．２）以下の延伸倍率で延
   伸することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記
   載の吸湿性ポリエステル繊維の製造方法。