JP4155903B2 - 撥水吸湿複合繊維 - Google Patents
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Description
(A)芯部ポリマーが吸湿性物質を含有するポリエステル系ポリマーで、鞘部ポリマーが撥水性物質を含有するポリエステル系ポリマーであり、鞘部ポリマーと芯部ポリマーとの重量比が、90:10〜10:90の範囲にあり、
(B)当該吸湿性物質として、下記式(I)
で示される有機スルホン酸金属塩Xと、下記式(II)
で示されるポリオキシアルキレングリコールYが、当該芯部ポリマー中、下記数式(1)、(2)、(3)を満たす範囲で含有し、
(C)当該撥水性物質として、下記式(III)で示されるエステル反応性シリコーン、下記式(IV)で示されるダイマー酸、下記式(V)で示されるダイマー酸、下記式(VI)で表されるダイマージオールおよび下記式(VII)で表されるダイマージオールからなる群のより少なくとも1種選ばれる化合物を、前記撥水性物質を含有する鞘部ポリマーの100重量部に対し、1〜80重量部含有する撥水吸湿複合繊維である。
本発明に用いられるポリエステル系ポリマーは、テレフタル酸成分を主たる酸成分とし、アルキレングリコール成分を主たるジオール成分とするポリアルキレンテレフタレートよりなる。この「主たる」とは、本発明の効果が実質的に損なわれない範囲内で、アルキレンテレフタレート酸以外の二官能性カルボン酸成分およびアルキレングリコール以外のジオール成分を共重合してもよいことを意味する。具体的には全繰り返し単位に対して70モル%以上がアルキレンテレフタレートよりなることが好ましい。
本発明において「吸湿性物質を含有する」には、吸湿性物質をブレンド成分として含むことの他に共重合によってポリマーAに含むことも含まれる。たとえば、上記式(I)で示される有機スルホン酸金属塩Xを吸湿性物質として含有するとは、この化合物をブレンド成分として含むことの他に、上記式(I)で示される有機スルホン酸金属塩Xに由来する構造単位がポリマーA中に含まれることも意味する。このような事情は、上記式(II)で示されるポリオキシアルキレングリコールYについても同様である。
X1とX2とについては、X1はポリエステルに対して反応しエステルを形成しうるエステル形成性官能基、X2はエステル形成性官能基又は水素原子である。エステル形成性官能基は、一般的にはヒドロキシル基、カルボキシル基またはそれらの低級エステルを表す。Mは、Na、K、Liなどのアルカリ金属原子、またはMg、Caなどのアルカリ土類金属原子であり、なかでもNa、Kであることが好ましい。iは、Mがアルカリ金属原子の時には1、アルカリ土類金属原子の時には2である。
すなわちポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールを用いることが好ましい。jは2〜1000の整数であり、jが1000を超えると共重合し難く、吸湿の洗濯耐久性が低下することが多い。jは2〜500の整数であることが好ましい。より好ましくはjが10〜300の範囲であり、更に好ましくは20〜100の範囲である。
x>15であるとポリマーの増粘が著しく、製糸に適切なポリマーが得られ難い。0≦x≦10であることがより好ましく、1≦x≦8であることが更に好ましく、3≦x≦5であることが更により好ましい。ポリマーA中におけるポリオキシアルキレングリコールYの割合は、上記数式(2)の範囲にあることが好ましい。y>80であると、ポリマーの溶融粘度が著しく下がり、形成に適したポリマーが得られ難い。20≦y≦70であることが好ましく、50≦y≦60あることが更に好ましい。
本発明において「撥水性物質を含有する」には、撥水性物質をブレンド成分として含むことの他に共重合によって含むことも含まれる。より具体的に言えば、例えば下記式(III)で示されるエステル反応性シリコーンを撥水性物質として含有することは、この化合物をブレンド成分として含むことの他に、このエステル反応性シリコーンの両端の水素が取れた構造単位がポリマーB中に含まれることも意味する。
このような事情は、上記式(IV)、(V)、(VI)、(VII)で表される化合物についても同様である。上記式(III)で表されるエステル反応性シリコーンの具体例としては、市販されているチッソ社製サイラプレーン(商品名)等が挙げられる。
上記式(IV)、(V)、(VI)、(VII)中のR3〜R6、R7〜R10、R11〜R14、及びR15〜R18それぞれの官能基群について炭素数の合計は24〜36の範囲である。この範囲より小さいと十分な撥水性を発現しない場合があり、この範囲より大きいと共重合をしない、若しくはポリエステル系ポリマーとの相溶性が悪い場合がでてくる。六員環内には不飽和結合が0〜3個あるが、好ましくは0〜2個である。
本発明におけるポリマーAやポリマーBは、ポリエステルの製造方法として公知の任意の方法で合成すればよい。通常、テレフタル酸とアルキレングリコールとを直接エステル化反応させる方法、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アルキレングリコールとをエステル交換反応させる方法、又はテレフタル酸とアルキレンオキサイドとを反応させる方法によってテレフタル酸のグリコールエステル及び/又はその低重合体を生成させる第1段階の反応をまず行う。この第1段階の反応においては必要に応じてエステル交換触媒の存在下で行ってもよい。続いて第1段階の反応生成物を重縮合触媒の存在下に減圧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段階の反応によって製造される。この際に上述した吸湿性物質や撥水性物質を製造完了前の適切な段階で反応系内に供給すればよい。この適切な段階は試行錯誤で容易に見出すことができる。
本発明に係る撥水吸湿複合繊維は、通常知られるポリエステル複合繊維に適用される方法と同様の方法で製造することができる。例えば500m〜2500m/minの速度で溶融紡糸し、延伸・熱処理する方法、1500m〜5000m/min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等任意に製糸条件を好ましく採用することができる。ここで延伸工程の熱セットのローラー温度としては130〜170℃が好ましく、この範囲にあると、熱セット性が十分であるとともに繊維が溶融切断することも無い。なお本発明における「芯鞘」構造としては単芯芯鞘であっても、多芯芯鞘であってもよい。ここで「単芯」とは鞘中に芯が1本のみある構造を、「多芯」とは芯が複数本ある構造のことを表す。後者の場合は、いわゆる海島型構造であってもよい。繊維断面中における多芯の配置は対称性があってもなくてもよい。海島型構造の場合、「島」部分が「芯」に該当する。繊維の断面形状は特に限定されるものではなく、円形断面の他、楕円形断面、三角断面、星型断面であってよい。
(ア)飽和吸湿率
サンプル筒編地を105℃で2時間乾燥した後、35℃・95%RHの環境に保ったデシケーター中に24時間放置した。放置前後の筒編地の重量より、下記数式(4)に従って求めた。
サンプル筒編地を二重にし、100mlのビーカーに輪ゴムでたるみのない様に固定した後、0.5mlの純水を滴下ロートを用いて、静かに繊維表面に滴下した。繊維表面の水分が布帛へ染み込み、水滴のふくらみがなくなった状態までの時間を撥水保持時間として測定した。この方法を水滴滴下撥水評価方法という。
(ウ)ポリマーの固有粘度
35℃のオルソクロロフェノール溶液で測定した値から求めた。
(エ)ポリマー組成分析評価
ポリマーサンプルを重水素化トリフルオロ酢酸/重水素化クロロホルム=1/1混合溶媒に溶解後、日本電子(株)製JEOL A−600 超伝導FT−NMRを用いて核磁気共鳴スペクトル(1H−NMR)を測定して、そのスペクトルパターンから常法に従って、有機スルホン酸金属塩、ポリオキシアルキレングリコール、エステル反応性シリコーンダイマー酸、ダイマージオールの成分含有量を定量した。
テレフタル酸ジメチル100重量部、テトラメチレングリコ−ル64重量部、エチレングリコール10重量部、有機スルホン酸金属塩Xとしてのジメチル−5−スルホイソフタル酸ナトリウム10重量部及びポリオキシアルキレングリコールYとしてのポリエチレングリコール(数平均分子量4000)100重量部を反応機に仕込み、エステル交換反応触媒としてテトラブチルチタネート及び酢酸ナトリウム3水和塩を更に添加して、副生するメタノールを系外に留去しつつ、エステル交換反応を実施しエステル交換反応を終了した。
参考例1において、ポリマーA100重量部に対してポリエチレングリコール(数平均分子量4000)30重量部が共重合の形態で含有するように、ポリエチレングリコールの仕込み量を変更する他は同様にしてポリマーを製造し、固有粘度0.85dl/gのポリマーを得た。
テレフタル酸ジメチル100重量部、エチレングリコ−ル60重量部、酢酸マンガン4水塩0.031部を反応機に仕込み、窒素ガス雰囲気下3時間かけて140℃から240℃まで昇温して生成するメタノールを系外に留出しながらエステル交換反応を行った。エステル交換反応を終了させたあと、安定剤としてリン酸0.024部および重縮合反応触媒として三酸化アンチモン0.04部を添加し、さらにエステル反応性シリコーン(分子量1000、チッソ社製サイラプレーンFM−4411{商品名})5重量部を添加し、ただちに285℃まで昇温して、減圧下、重縮合反応を行い、共重合ポリマーを得た。分析した結果、ポリマーB100重量部に対して、エステル反応性シリコーン5重量部が共重合の形態で含有していた。
上記参考例3と同様の操作で、5重量部のエステル反応性シリコーンのかわりに3重量部の同じ種類のエステル反応性シリコーンを使用し、共重合ポリマーを得た。分析した結果、ポリマーB100重量部に対して、エステル反応性シリコーン3重量部が共重合の形態で含有していた。
上記参考例3と同様の操作で、5重量部のエステル反応性シリコーンかわりに5重量部のダイマ−酸(コグニス社製エンポール1008{商品名})を用いて共重合ポリマーを得た(参考例5)。R3〜R6およびR7〜R10に対応する官能基部分の炭素数が24〜36の範囲であることも確認できた。得られたポリマーを分析した結果、ポリマーB100重量部に対して、ダイマ−酸5重量部が共重合の形態で含有していた。
更に上記参考例3と同様の操作で、5重量部のエステル反応性シリコーンの代わりに5重量部のダイマージオール(コグニス社製ソバモール650NS{商品名})を用いて共重合ポリマーを得た。R11〜R14およびR15〜R18に対応する官能基部分の炭素数が24〜36の範囲であることも確認できた。得られたポリマーを分析した結果、ポリマーB100重量部に対して、ダイマ−ジオール5重量部が共重合の形態で含有していた。
エステル反応性シリコーンを添加しない以外は、参考例3と同様の操作にて吸湿性物質、および撥水性物質を含まないポリエステルを製造した。
(芯鞘複合紡糸)
上記ポリマーAおよびBを乾燥した後、それぞれスクリュー型押し出し機で溶融し、ギアポンプを経て2成分複合紡糸ヘッドに供給した。なお比較例3における鞘部用ポリマー(ポリマーB)としては、上記ポリマーに代えて撥水物質を含まないポリマーを使用した。
小池製作所製の小型筒編み機(CR−B型:針 3.5インチ×220本)を用いて布帛の作成を行った。
実施例1において、芯の数が3本である紡糸口金を用いて紡糸を行う以外は同様の操作にて複合繊維、及び布帛を作成し、多芯芯鞘構造の複合繊維、その布帛を得た。得られた布帛について撥水保持時間と飽和吸湿率の評価を行った。
Claims (4)
- 芯部ポリマーと鞘部ポリマーとを芯鞘複合紡糸してなる撥水吸湿複合繊維において、
(A)芯部ポリマーが吸湿性物質を含有するポリエステル系ポリマーで、鞘部ポリマーが撥水性物質を含有するポリエステル系ポリマーであり、鞘部ポリマーと芯部ポリマーとの重量比が、90:10〜10:90の範囲にあり、
(B)当該吸湿性物質として、下記式(I)
で示される有機スルホン酸金属塩Xと、下記式(II)
で示されるポリオキシアルキレングリコールYが、当該芯部ポリマー中、下記数式(1)、(2)、(3)を満たす範囲で含有し、
(C)当該撥水性物質として、下記式(III)で示されるエステル反応性シリコーン、下記式(IV)で示されるダイマー酸、下記式(V)で示されるダイマー酸、下記式(VI)で表されるダイマージオールおよび下記式(VII)で表されるダイマージオールからなる群より少なくとも1種選ばれる化合物を、前記撥水性物質を含有する鞘部ポリマーの100重量部に対し、1〜80重量部含有する撥水吸湿複合繊維。
- 芯鞘構造が、単芯芯鞘型複合繊維である請求項1に記載の撥水吸湿複合繊維。
- 芯鞘構造が、多芯芯鞘型複合繊維である請求項1に記載の撥水吸湿複合繊維。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の撥水吸湿複合繊維を用いた布帛。
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