JP2004238770A - クリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】芳香族ポリカルボジイミドを繊維内重量比率で0.5〜5重量%含有するエチレンテレフタレート繰り返し単位が85モル%以上のポリエチレンテレフタレートからなるポリエステルマルチフィラメントであって、単糸繊度が0.8〜2.5dtex、沸水収縮率が5〜12%であることを特徴とするクリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維によって達成することが出来る。
【選択図】なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は防塵性に優れ、滅菌処理時の耐加水分解性に優れたクリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、病院等のクリーンルームに使用する布帛は相対湿度100%、115℃で20分程度の滅菌処理が施されていたが、近年、耐熱性細菌の問題が取り上げられ、相対湿度100%、135℃で20分間の処理を繰り返し70〜100回の特性が要求されており、かつ、このような過酷な滅菌処理後も安定した防塵性能を有する布帛が求められている。
【0003】
一方、単糸繊度の太い工業用ポリエステルフィラメントでは耐加水分解性を向上させる技術が種々検討されている。
【0004】
例えば、特開昭44−27911号公報にはフェニルグリシジルエーテルを添加する方法、また特開昭54−6051号公報にはN−グリシジルフタルイミドを添加する技術が開示されている。しかしながら、溶融紡糸時にこれら化合物との反応において生成されるアルコール基がゲル化してしまうため、原糸の残留伸度が低下し、満足する糸物性が得られない。更にはカルボキシル末端基封鎖剤として反応性が劣るため、トリフェニルホスフィン等の各種リン化合物やヨウ化カリウム等の各種開環触媒の添加を要し、重合度が低下するため、満足する耐加水分解性が得られないという問題があった。
【0005】
また、オキサゾリン環を分子骨格に持つカルボキシル末端基封鎖剤を用いる技術も知られているが、該方法では近年期待される耐久性を満足出来ず、また添加剤の熱分解により、添加剤の熱分解が生じ、発煙による原糸着色が著しく、衣料用途への展開が困難であった。
【0006】
また、カルボジイミド化合物を添加させる方法が開示されている。例えば、特開昭50−95517号公報にはモノまたはビスカルボジイミド化合物あるいは芳香族ポリカルボジイミドを短期間で溶融紡糸して未反応カルボジイミド化合物を含有させない方法、特公昭38−15220号公報には分子内に3個以上のカルボジイミド基を含有するカルボジイミド化合物を添加する方法が開示されている。更には特定のカルボジイミド化合物を未反応の状態で特定量残存させたポリエステルモノフィラメント(特公平1−15604号公報)が開示されている。しかしながら、これらの方法は単糸繊度が大きく、繊維表面積の小さいモノフィラメントでは有効な手段であるもののの、単糸繊度が小さく、繊維表面積の大きいマルチフィラメントにおいては滅菌処理時の耐加水分解に充分向上させる事が出来ず、原糸の強度低下や著しい着色が生じる問題があった。
【0007】
これら問題を解決するため、2,6,2’,6’−テトライソプロピルジフェニルカルボジイミドを添加することによって、遊離状態のカルボキシル末端基濃度を大幅に減少させることで耐加水分解を向上し、かつ濃染効果が得られる方法が開示されている(特許文献1参照)。 確かに該発明の効果によって、原糸そのものの耐加水分解性は向上した。しかしながら、クリーンルームウェア用途において、特に重要な防塵性が市場の要求を満足するまでに到底至らなかった。
【0008】
【特許文献1】
特開平8−109515号公報(p.2)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の問題を解決し、防塵性に優れ、滅菌処理時の耐加水分解性に優れたクリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維に関するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために鋭意研究した結果、芳香族ポリカルボジイミドを繊維内重量比率で0.5〜5重量%含有するエチレンテレフタレート繰り返し単位が85モル%以上のポリエチレンテレフタレートを構成成分とするポリエステルマルチフィラメントであって、単糸繊度が0.8〜2.5dtex、沸水収縮率が5〜12%であることを特徴とするクリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維によって、本発明の目的を達成出来る。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【0012】
本発明のクリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維は芳香族ポリカルボジイミドを繊維内重量比率で0.5〜5重量%含有するエチレンテレフタレート繰り返し単位が85モル%以上のポリエチレンテレフタレートを構成成分とすることが重要である。芳香族ポリカルボジイミドの含有量が0.5重量%以上であることによって、市場の要求する耐加水分解性が得られる。一方、芳香族ポリカルボジイミドの含有量が5重量%以下とすることによって、芳香族ポリカルボジイミドの過剰な添加を防ぎ、衣料用途において重要な原糸の着色問題を解決出来る。好ましくは1〜3重量%である。
【0013】
本発明のクリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維は単糸繊度を0.8〜2.5dtexとすることが重要であり、単糸繊度が0.8dtex以上とすることで、加水分解後でも実用に供することができる強度を保持でき、一方、単糸繊度が2.5dtex以下とすることで、衣料用途への展開出来る良好な風合いを発揮できるものであり、同時に優れた防塵性を得ることが出来る。好ましくは、単糸繊度を1.1〜2.3dtexとすることが好ましい。
【0014】
また、クリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維の沸水収縮率を5〜12%の範囲にあることが重要であり、沸水収縮率が5%以上であることで、布帛とした際に原糸の沸水収縮率が発現し、布帛組織が密になることで優れた防塵性が得られる。一方、沸水収縮率が12%以下であることで布帛の粗剛感を抑えることができ、着心地の良好なものになる。好ましくは、沸水収縮率を7〜10%の範囲にあることが好ましい。
本発明における沸水収縮率は主に結晶配向性によりコントロールされ、特に延伸倍率や熱セット温度により設定する。例えば、延伸倍率は延伸糸の残留伸度が30〜40%を目標に設定し、熱セット温度は115〜155℃の範囲に設定する。
【0015】
本発明のクリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維の断面形状は発明の効果を損なわない限り、特に限定されるものではなく、丸断面以外に異型断面化しても良い。異型断面化することにより、3葉断面化による光沢感や4葉以上の多葉断面化による吸水性や速乾性能、中空断面化によるハリコシ感や保温性、軽量感などの機能性を付与させることが出来る。また、本発明の効果を満足する限りで、芯鞘複合や海島複合、バイメタル複合などの多機能化を図ることも可能である。なお、本発明の目的を損なわない限り、必要に応じてイソフタル酸、2,2−ビス{4−(β−ヒドロキシエトキシ)フェニル}プロパン等の共重合成分や、ヒンダートフェノール系化合物等の酸化防止剤、その他無機粒子を併有しても良い。
【0016】
本発明のクリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維はエチレンテレフタレート繰り返し単位が85モル%以上のポリエチレンテレフタレートであるポリエステル成分(A)と芳香族ポリカルボジイミドを繊維内重量比率で10〜30重量%含有するエチレンテレフタレート繰り返し単位が85モル%以上のポリエチレンテレフタレートであるポリエステル成分(B)を各々溶融計量した後に溶融ブレンドして、繊維内重量比率で芳香族ポリカルボジイミドが0.5〜5重量%となるように調整することが好ましく、更なる耐加水分解性の向上と品質の安定化が得られる。なお、本発明の溶融ブレンドとは公知技術を活用出来、エクストルーダーやパック内にスタティックミキサーを設置してブレンドする方法等が挙げられる。
【0017】
更には、芳香族ポリカルボジイミドの平均分子量が5000〜20000であることが好ましく、平均分子量が5000以上であるとカルボキシル末端基封鎖剤の耐熱性が良好なため、優れた耐加水分解性が得られ、また平均分子量が20000以下であることでカルボキシル末端基の封鎖効率が向上し、反応速度が上がるため、紡糸機内の滞留時間を短縮化出来、カルボキシル末端基封鎖剤の熱劣化を抑制することが出来る。より好ましくは芳香族ポリカルボジイミドの平均分子量は8000〜10000である。
【0018】
本発明で好適に用いられる芳香族ポリカルボジイミドを化1に示す。
【0019】
【化1】
【0020】
本発明のクリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維は強度が4.0〜5.0cN/dtexであることが好ましく、4.0cN/dtex以上であることで、引裂強力の向上効果をもたらす。一方、5.0cN/dtex以上にすることで製品上の問題は少ないが、布帛の質感、クリーンルームウェアの着心地を考慮した場合には5.0cN/dtex以下とすることが好ましい。
【0021】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例における評価方法は次の通りである。
【0022】
1.引裂強力
JIS規格L−1096のD法(ペンジュラム法)に則り、タテ方向とヨコ方向をそれぞれN=10回評価し、平均値を次の判定方法に従った。
○○:引裂強力が2.0N以上
○:引裂強力が1.5N以上2.0N未満
△:引裂強力が1.0N以上1.5N未満
×:引裂強力が1.0N未満
2.耐水圧
JIS規格L−1092の低水圧法に則り、水柱の上昇速度60cm/分でN=10回評価し、平均値を次の判定方法に従った。
【0023】
なお、耐水圧は防塵性の評価指標として測定した。
○○:耐水圧が800mmH2O以上
○:耐水圧が650mmH2O以上700mmH2O未満
△:耐水圧が500mmH2O以上600mmH2O未満
×:耐水圧が500mmH2O未満
3.製品風合い
ハンター法による着衣快適性、色調、染色斑を主体に表面品位の均一性の総合評価を熟練者5名にて4段階判定法で評価した。
○○:優
○:良
△:可
×:不可
4.極限粘度
25℃オルソクロロフェノール中で測定した値である。以降、IVと記す。
【0024】
実施例1
IV=0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)100モル%からなるポリエステル成分(A)と、芳香族ポリカルボジイミドとして“スタバクゾールKE7646”(バイエル(株)製)を15重量%含有するエチレンテレフタレート繰り返し単位が85モル%、IV=0.85、遊離カルボキシル末端基濃度35eq/tonのポリエチレンテレフタレートからなるポリエステル成分(B)とを、複合比率がポリエステル成分(A)/ポリエステル成分(B)=90/10となるよう各々溶融計量し、総吐出量37g/分の溶融ポリマーをスタティックミキサーにてパック内で溶融ブレンドした後に、紡糸温度295℃の条件下、72ホールの口金ノズル(φ0.28mm)より吐出させて紡速3000m/分で紡糸し、140dtex−72フィラメント、残留伸度150%の半延伸糸を得た。得られた半延伸糸を延伸温度85℃、熱セット温度140℃、倍率1.7倍で延伸熱セットし、84dtex−72フィラメントの単糸繊度1.2dtexの延伸糸を得た。得られた延伸糸にそれぞれ1500T/Mの撚りを施し、経糸と緯糸に用い、加工反密度が153×80/160×86の平織物を得、135℃×20分のオートクレーブ処理を100回繰り返した(水準1)。
【0025】
水準1は優れた引裂強力と耐水圧および製品風合いを有していた。
【0026】
水準2から水準5は水準1の条件を基本として、ポリエステル成分(A)と芳香族ポリカルボジイミドを15重量%含有するポリエステル成分(B)の複合比率をそれぞれ変更して実施した。
【0027】
水準2および水準3は芳香族ポリカルボジイミドの含有量をそれぞれ0.5重量%、5.0重量%とした実験であるが、水準1と同等な耐加水分解性能と製品風合いを有していた。
【0028】
水準4は芳香族ポリカルボジイミドの含有量を0.3重量%とした実験であるが、芳香族ポリカルボジイミドの添加量が少なすぎたため、遊離カルボキシル末端基が充分封鎖されず、満足な耐加水分解性能が得られなかった。
【0029】
水準5は芳香族ポリカルボジイミドの含有量を5.4重量%とした実験であるが、芳香族ポリカルボジイミドの添加量が多すぎたため、布帛が茶褐色に着色しており、衣料用途への展開が不可能なものであった。評価結果を表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】
実施例2
水準6から水準11は水準1の製糸条件を基本として、ホール数の異なる口金に交換して実施した。
【0032】
水準6はホール数105の口金に交換し、単糸繊度を0.8dtexとした実験であるが、単糸繊度が細めであったため加水分解が進行しやすく、水準1対比では引裂強力が若干低かったものの、目標の耐水圧および優れた製品風合いを有していた。
【0033】
水準7はホール数34の口金に交換し、単糸繊度を2.5dtexとした実験であるが、単糸繊度が太めのため、布帛にした際に繊維間の空隙率が大きく、耐水圧が若干低目であったが、引裂強力は非常に優れたものであった。
【0034】
水準8はホール数72、水準9はホール数36の口金に交換し、単糸繊度をそれぞれ1.1dtex、2.3dtexとした実験であるが、いずれの製品も優れた引裂強力を有し、本発明を満足するものが得られた。
【0035】
水準10はホール数168の口金に交換し、単糸繊度を0.5dtexとした実験であるが、単糸繊度が細すぎたため、繊維表面積が大きくなり、加水分解による引裂強力の低下が著しく、本発明を満足できるものでなかった。
【0036】
水準11はホール数28の口金に交換し、単糸繊度を3.0dtexとした実験であるが、単糸繊度が太すぎるため、布帛とした際に繊維間の空隙率が過大となり、耐水圧が低く、防塵性が本発明を満足するものでなかった。評価結果を表2に示す。
【0037】
【表2】
【0038】
実施例3
水準1の製糸条件を基本として熱セット温度を変更し、水準12から水準17を得た。
【0039】
水準12から水準15は熱セット温度をそれぞれ155℃、115℃、145℃、125℃とした実験であるが、いずれの製品も優れた防塵性、引裂強力を有し、特に水準14と水準15が中でも優れていた。水準16は熱セット温度を165℃とした実験であるが、沸水収縮率が小さすぎたため、布帛とした際の織密度が小さく、充分な防塵性が得られなかった。
【0040】
水準17は熱セット温度を105℃とした実験であるが、沸水収縮率が大きすぎるため、得られた布帛に粗剛感があり、着衣快適性が得られなかった。評価結果を表3に示す。
【0041】
【表3】
【0042】
実施例4
水準1の製糸条件を基本として、平均分子量の異なる芳香族ポリカルボジイミドに変更し、水準18から水準21を得た。
【0043】
水準18は平均分子量が5000である芳香族ポリカルボジイミドを使用した実験であるが、優れた耐水圧と製品風合いを有していた。
【0044】
水準19は平均分子量が20000である芳香族ポリカルボジイミドを使用した実験であるが、本発明を満足する耐水圧を有し、特に優れた引裂強力を有していた。
【0045】
水準20は平均分子量が3000である芳香族ポリカルボジイミドを使用した実験であるが、若干の耐加水分解性が低く、引裂強力の低下が見られたものの、優れた製品風合いを有していた。
【0046】
水準21は平均分子量が30000である芳香族ポリカルボジイミドを使用した実験であるが、製品風合いに若干の硬さがあるものの、特に問題となるレベルではなく、優れた防塵性を有していた。評価結果を表4に示す。
【0047】
【表4】
【0048】
【発明の効果】
本発明はクリーンルームウェアにおける滅菌処理時の加水分解を抑制し、繰り返し使用しても防塵性や布帛の引裂強力が低下することがなく、着衣快適性に優れたクリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維を得ることが出来る。
Claims (2)
- 芳香族ポリカルボジイミドを繊維内重量比率で0.5〜5重量%含有するエチレンテレフタレート繰り返し単位が85モル%以上のポリエチレンテレフタレートを構成成分するポリエステルマルチフィラメントであって、単糸繊度が0.8〜2.5dtex、沸水収縮率が5〜12%であることを特徴とするクリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維。
- 芳香族ポリカルボジイミドの平均分子量が5000〜20000であることを特徴とする請求項1記載のクリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維。
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JP2003030628A JP2004238770A (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | クリーンルームウェア用耐加水分解性ポリエステル繊維 |
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Cited By (1)
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US20150090318A1 (en) * | 2011-08-22 | 2015-04-02 | Rhein Chemie Rheinau Gmbh | Novel film for solar cells |
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2003
- 2003-02-07 JP JP2003030628A patent/JP2004238770A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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