JP5260196B2 - 布帛および繊維製品 - Google Patents
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Landscapes
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Description
なお、本願出願人は、特願2008−182561号で制電性ナノファイバーを提案した。
式(1)
式(2)
本発明において、共重合ポリエステルフィラメント糸A(本発明において、「ナノファイバー」と称することもある。)はカチオン性官能基および/またはアニオン性官能基を有する共重合ポリエステルからなる。ここで、カチオン性官能基および/またはアニオン性官能基は主鎖に含まれることが好ましいが側鎖に含まれていてもよい。かかる共重合ポリエステルとしては、基体ポリエステルにエステル形成性スルホン酸基含有化合物を共重合した共重合ポリエステルが好ましい。
1及び数式2を同時に満足する条件で混合使用すると、常圧下でのカチオン染色が可能となり好ましい。
3.0≦c+d≦5.0 (数式1)
0.2≦d/(c+d)≦0.7 (数式2)
[ここで、cは式(1)の化合物の共重合量(モル%)、dは式(2)の化合物の共重合
量(モル%)を表す。]
本発明において、ポリエステルに共重合させる成分cと成分dの合計は酸成分を基準として、c+dが3.0〜5.0モル%の範囲であることが好ましい。3.0モル%より少ないと、常圧下でのカチオン染色では十分な染着を得ることができない。一方、5.0モル%より多くなると、得られるポリエステル糸の強度が低下するため実用に適さない。さらに染料を過剰に消費するため、コスト面でも不利である。
また、成分cと成分dの成分比は、d/(c+d)が0.2〜0.7の範囲にあることが好ましい。0.2以下、つまり成分cの割合が多い状態では、スルホイソフタル酸金属塩による増粘効果により、得られるポリエステルの重合度を上げることが困難になる。一方、0.7以上、つまり成分dの割合が多い状態では、反応が遅くなり、さらに成分dの比率が多くなると分解が進むため重合度を上げることができない。さらに、成分dの比率多くなると熱安定性が悪化し、溶融紡糸段階で再溶融した際の熱分解による分子量の低下が大きくなるため、得られるポリエステル糸の強度が低下するため、好ましくない。
繊維直径変動係数(CV)=σ/X×100(%)
ただし、ここで言う繊維直径は繊維横断面における長径と短径の平均値とし、σは繊維直径分布の標準偏差、Xは平均繊維直径を示す。
すなわち、好ましい実施態様(1)では、織物の経糸および/または緯糸に、前記ポリエステルフィラメント糸Aとフィラメント糸Bとが配されている。具体的には、1本交互または複数本交互(例えば、1本:複数本、複数本:1本、複数本:複数本、またはこれらの組合せ)に配されている。
経糸カバーファクターCFp=(DWp/1.1)1/2×MWp
緯糸カバーファクターCFf=(DWf/1.1)1/2×MWf
[DWpは経糸総繊度(dtex)、MWpは経糸織密度(本/2.54cm)、DWfは緯糸総繊度(dtex)、MWfは緯糸織密度(本/2.54cm)である。]
なお、経糸(緯糸)に複数種類の糸が交織される場合は、それぞれの経糸(緯糸)カバーファクターを算出した後、足し算する。
海・島成分の各々を0.3φ−0.6L×24Hの口金にて1000〜2000m/分の紡糸速度で糸を巻き取り、さらに残留伸度が30〜60%の範囲になるように延伸して、84dtex/24filのマルチフィラメントを作成する。これを各溶剤にて溶解しようとする温度で浴比100にて溶解時間と溶解量から、減量速度を算出した。
海成分溶解除去後の微細繊維の30000倍TEM観察により、繊維径を求めた。ここで繊維径は膠着していない単糸の繊維径を測定した。ランダムに選択した50本の微細繊維の繊維繊維径データにおいて、平均繊維径(X)と標準偏差(σ)を算出し、以下で定義する繊維直径変動係数(CV)を算出した。
繊維直径変動係数(CV)=σ/X×100(%)
海島型複合繊維を用いて重量1g以上の筒編みを作成し、海成分を溶解除去し、その後筒編をほどき、室温で初期試料長100mm、引っ張り速度200mm/分として荷重−伸長曲線を求めた。繊度は、JIS−1015に記載の方法に準拠して測定した。破断強度は破断時の荷重値を繊度で割った値、破断伸度は破断時の伸長値から求めた。
ナノファイバー試料は予め温度20℃、相対湿度65%の雰囲気中に一昼夜以上放置して調湿した後、スタチックオネストメーターを使用して電極に10KVを印加し、温度20℃、相対湿度65%において試料の初期帯電圧(V)と帯電圧の半減期(秒)を測定した。
布帛を精錬、プリセット後、Cathilon Black CDFH(保土谷化学(株)製カチオン染料)8%owfで芒硝3g/L、酢酸0.3g/Lを含む染浴中にて130℃で45分間染色後、ソーピング、乾燥、ファイナルセットを施した後、布帛の黒色度を視感判定する。評点2以下はカチオン染料可染繊維として不合格。
評価項目 評点 評価基準
カチオン染料染色性 1 汚染程度
2 淡色
3 中色
4 濃色
下記式で定義する。
経糸カバーファクターCFp=(DWp/1.1)1/2×MWp
緯糸カバーファクターCFf=(DWf/1.1)1/2×MWf
ただし、DWpは経糸総繊度(dtex)、MWpは経糸織密度(本/2.54cm)、DWfは緯糸総繊度(dtex)、MWfは緯糸織密度(本/2.54cm)である。
なお、経糸(緯糸)に複数種類の糸が交織される場合は、それぞれの経糸(緯糸)カバーファクターを算出した後、足し算した。
布帛表面の風合いを試験者3人が官能評価し、3級:超極細繊維(ナノファイバー)特有の柔らかくヌメリ感のある風合いを呈する、2級:普通、1級:超極細繊維特有の風合いを呈さない、の3段階に評価した。
島成分に、ポリエステルを構成する全酸成分に対してエステル反応性スルホン酸基含有化合物として5−ナトリウムスルホイソフタル酸を4.5モル%共重合したポリエチレンテレフタレート、海成分に、ポリエステルを構成する全酸成分に対して9モル%となる量の5−ナトリウムスルホイソフタル酸および共重合ポリエステル基準で3重量%となる量のポリエチレングリコール(平均分子量4000)とを共重合したポリエチレンテレフタレートを使用して、海成分:島成分を30:70の重量比率で、海島型複合繊維紡糸口金を用い、紡糸温度280℃で溶融吐出し、島数836の海島型複合繊維の未延伸糸を巻取り速度1000m/分で巻き取った。得られた未延伸糸を、延伸温度90℃、延伸倍率3.9倍でローラー延伸し、次いで170℃で熱セットして巻取り、61dtex/10filの延伸糸(海島型複合延伸糸)を得た。延伸糸の伸度は強度2.8cN/dtex、伸度18.0%であった。この延伸糸を常法に従って丸編地に製編した後、1.0%NaOH水溶液で60℃にて45%減量した。ここで、海島成分のアルカリ減量速度差は71倍であった。繊維断面を観察したところ、均一なナノファイバー群が形成されていた。得られたナノファイバー(共重合ポリエステルフィラメント糸A)の繊維直径、繊維直径変動係数、破断強度、破断伸度、制電性、カチオン染料可染性は表1に示す通りであった。また、超極細繊維(ナノファイバー)特有の柔らかくヌメリ感のある風合いを呈する(3級)ものであった。
紡糸時の吐出量を変更する以外は実施例1と同様に行って繊維直径がそれぞれ485nmおよび240nmであるナノファイバーを作製した。測定結果を表1に示す。
島成分ポリマーにおける5−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量を表1記載のように変更すること以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示した。
島成分ポリマーにおける共重合成分として5−ナトリウムスルホイソフタル酸に代えて5−テトラ−n−ブチルホスホニウムスルホイソフタル酸を使用すると共に、その共重合量を表1記載のように変更する以外は実施例1と同様に行った。結果は表1の通りであった。
全酸成分に対して4.5モル%となる量の5−ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合したポリエチレンテレフタレートを使用して、特開2007−303015号公報に記載されたエレクトロスピニング法を用い、下記の条件で静電紡糸を行い、平均繊維直径100nmのナノファイバーからなる繊維ウエブを得た。
ポリマー:全酸成分に対して2.6モル%となる量の5−ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合したポリエチレンテレフタレート
溶剤:ヘキサフルオロイソプロパノール
溶液濃度:10重量%
ノズル孔径:800μm
ノズル数:1
吐出量:0.12g/分
印加電圧:10〜30KV
ノズルと捕集面との距離:10cm
得られたナノファイバーウエブの測定結果は表1に示した通りである。
島成分ポリマーにおける共重合成分として5−ナトリウムスルホイソフタル酸と5−テトラ−n−ブチルホスホニウムスルホイソフタル酸を2.25モル%ずつ使用する以外は実施例1と同様に行った。結果は表1の通りであった。
実施例1において、エステル反応性スルホン酸基含有化合物として5−ナトリウムスルホイソフタル酸を0.05モル%とした以外は同様に行った。得られた結果を表1に示す。
実施例1において、エステル反応性スルホン酸基含有化合物として5−ナトリウムスル
ホイソフタル酸を11モル%とした以外は同様に行った。得られた結果を表1に示す。
全酸成分に対して2.6モル%となる量の5−ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合したポリエチレンテレフタレートを用いて、海成分:島成分を30:70の重量比率で、島数13の紡糸口金を用いて紡糸温度280℃で溶融紡糸し巻取り速度1000m/分で巻き取った。得られた未延伸糸を延伸温度90℃、延伸倍率4.6倍でローラー延伸し、次いで170℃で熱セットして巻取り、44dtex/36filの延伸糸を得た。延伸糸の伸度は強度5.0cN/dtex、伸度10.9%であった。延伸糸を丸編みし、編物を作成した後、3.5%NaOH水溶液で95℃にて30%減量した。得られた繊維の繊維直径は2.5μmであった。得られた結果を表1に示す。
実施例1において繊維直径が5nmと成るように口金の孔径を調整した以外は同様に行った。得られた結果を表1に示す。
実施例1において繊維直径が1100nmと成るように口金の孔径を調整した以外は同様に行った。得られた結果を表1に示す。
実施例1においてエステル反応性スルホン酸化合物を使用しないで行った。得られた結果を表1に示す。
経糸および緯糸に、実施例1と同じ61dtex/10filの海島型複合延伸糸を全量配し、経密度165本/2.54cm、緯密度107本/2.54cmの織密度にて、通常の製織方法により平組織の織物生機を得た。そして、前記海島型複合延伸糸の海成分を除去するために、3.5%NaOH水溶液で、55℃にて30%減量(アルカリ減量)した。経密度182本/2.54cm、緯密度118本/2.54cmの織物を製織した。
比較例4と同じ海島複合延伸糸を経糸と緯糸に全量配し、経密度197本/2.54cm、緯密度121本/2.54cmの織密度にて、通常の製織方法により平組織の織物生機を得た。そして、海島型複合延伸糸の海成分を除去するために、3.5%NaOH水溶液で、55℃にて30%減量(アルカリ減量)し、経密度217本/2.54cm、緯密度133本/2.54cmの織物を作成した。得られた織物を走査型電子顕微鏡SEMで織物表面および経糸および緯糸断面を観察したところ、海成分は完全に溶解除去されており、織物の経糸および緯糸全量が均一性に優れた極細繊維により構成されていることを確認した。得られた織物において、経糸カバーファクターCFpは1289、緯糸カバーファクターCFfは791であった。極細繊維特有の風合い(3級)は有していたが、摩擦帯電圧は5000Vと制電性は不十分であった。
Claims (6)
- カチオン性官能基および/またはアニオン性官能基を有する共重合ポリエステルであり下記一般式(1)で表わされるエステル形成性スルホン酸金属塩化合物および/または下記一般式(2)で表わされるエステル形成性スルホン酸ホスホニウム塩化合物であるエステル形成性スルホン酸基含有化合物を共重合した共重合ポリエステルからなり単繊維径が10〜1000nmの範囲内でありかつフィラメント数500本以上の長繊維からなる共重合ポリエステルフィラメント糸Aを含むことを特徴とする布帛。
式(1)
式(2)
- 前記共重合ポリエステルフィラメント糸Aが、海成分と島成分とからなる海島型複合繊維の海成分を溶解除去して得られた糸条である、請求項1に記載の布帛。
- 前記共重合ポリエステルフィラメント糸Aの破断強度が0.4cN/dtex以上である、請求項1または請求項2に記載の布帛。
- 布帛が前記共重合ポリエステルフィラメント糸Aのみで構成される、請求項1〜3のいずれかに記載の布帛。
- JIS L1094により測定した摩擦帯電圧が3000V以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の布帛。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の布帛を用いてなる、スポーツウエア、アウトドアウエア、レインコート、傘地、紳士衣服、婦人衣服、作業衣、防護服、人工皮革、履物、鞄、カーテン、防水シート、テント、カーシートの群より選ばれるいずれかの繊維製品。
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