JPH0151590B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

ａ 利用分野 本発明は吸湿性ポリエステル繊維に関する。更
に詳細には毛管凝縮能のある特殊な微細孔を有す
る吸湿性ポリエステル繊維に関する。 ｂ 従来技術 ポリエステルは多くの優れた特性を有するがた
めに合成繊維として広く用いられている。しかし
ながら、ポリエステル繊維は疎水性であるため、
吸水性、吸湿性が要求される分野での使用が制限
されている。 従来、ポリエステル繊維に吸水性（液体状態の
水を吸収する性能）を付与する方法としては、実
用上はポリエステル繊維の表面に親水性皮膜を形
成せしめる方法が主として採用されており、この
他にポリエステル繊維に放電処理を施す方法、ポ
リエステル繊維にアクリル酸やメタクリル酸等の
親水性化合物をグラフト重合する方法、ポリエス
テル繊維の表面を薬品でエツチングする方法等が
提案されている。また、ポリエステル繊維を多孔
質化することによつて毛細管現像を利用して吸水
性を向上せしめる方法も提案されている。 一方、ポリエステル繊維に吸湿性（気体状態の
水を吸収する性能）を付与する方法については、
これまで幾多の研究がなされ、数多くの提案が行
なわれているが、未だ実用化されたものはない。
例えば、ポリアルキレングリコールを共重合した
吸湿性ポリエステル繊維が提案されているが、ポ
リアルキレングリコール共重合による吸湿性向上
の効果は小さく、しかも耐熱性、耐光性の低下が
著しいため使用に耐えない。また、ポリエステル
繊維にアクリル酸、メタクリル酸をグラフト重合
した後ナトリウム塩化することによつて木綿と同
等の吸湿率を示す吸湿性ポリエステル繊維も提案
されているが、かかる繊維は吸湿性が洗濯によつ
て容易に低下し、また染色堅牢度の劣化も著し
く、更に風合が硬くなる欠点があり、実用に耐え
ない。 他方、特定のシユウ酸錯塩を配合せしめたポリ
エステル未延伸糸をスチーム延伸することにより
得られる毛管凝縮能を有する多孔組織をもつた吸
湿性ポリエステル繊維が提案されている（特開昭
54−93121号公報）。しかしながら、このようにし
て得られるポリエステル繊維は、耐熱性，耐光性
には優れるものの、毛管凝縮に係わる孔径30mμ
以下の繊維表面に連通したミクロボイド以下に繊
維表面に連通した１〜4μのマクロボイドを有す
るため、該マクロボイドによる光の乱反射によつ
て視感濃度が低下し、濃色に着色しても白つぽく
見えるという重大な問題点をもち、また繊維強度
が著しく低下し、更に繊維が容易にフイブリル化
するという重大な欠点を有する。 ｃ 発明の目的 本発明者は、発汗シユミレーシヨン実験により
衣服内湿度の変化を追跡検討した結果、吸湿性の
小さい繊維ほど着用時の衣服内湿度上昇開始時期
が早く、しかも湿度上昇速度が急で、発汗を増加
させ、着用感を悪くしていることを知つた。本発
明者はかかる知見からポリエステル繊維に吸湿性
を付与することの重要性に鑑み、上記欠点がな
く、毛管凝縮能をもつた微細孔を設けることによ
つて、特に高相対湿度雰囲気下で優れた吸湿性を
呈するポリエステル繊維を得んとして鋭意検討を
行なつた結果、ポリオキシアルキレン５−Naス
ルホイソフタレート単位よりなる低重合体を配合
したポリエステルからなる繊維をアルカリ減量処
理することによつて、毛管凝縮能をもつた孔径
30mμ以下の超微細孔を繊維の表層部に形成せし
めることができ、こうすることによつて優れた吸
湿性を呈するようになるとともに、染色した際の
色の深みや鮮明性にも優れ、しかも強度低下やフ
イブリル化が実用上支障のない範囲に抑えられた
ポリエステル繊維が得られることを見出した。本
発明はこれらの知見に基づいて更に重ねて検討し
た結果完成した。 ｄ 発明の構成 即ち、本発明はポリエステルよりなる繊維であ
つて、該繊維の横断面においてその周辺より少な
くとも0.1μの範囲となる表層部に、毛管凝縮能を
もつた孔径30mμ以下の微細孔を有する層を設け
た繊維であり、該微細孔が下記一般式 〔式中、R¹及びR²は水素原子、アルキル基、ア
リール基又はアラルキル基、Ｍは金属、ａは１〜
500の整数、ｂは０≦ｂ＜ａの整数、ｎは１以上
の整数を示す。〕 で表わされる有機スルホン酸化合物を１〜30重量
％均一に分散せしめたポリエステルよりその少な
くとも２重量％を該ポリエステルを溶解又は分解
可能な溶剤で減量処理することにより形成せしめ
た微細孔であることを特徴とする吸湿性ポリエス
テル繊維である。 本発明のポリエステル繊維を添付の写真により
説明する。第１図は本発明のポリエステル繊維の
横断面を3000倍に拡大した電子顕微鏡写真であ
る。この写真より明らかなように、本発明のポリ
エステル繊維にはその表層部に極めて微細かつ緻
密な多孔質層が存在している。（第１図では多孔
質層の層厚は約1μである。） 本発明者の数多くの検討結果の知見によれば、
本発明のポリエステル繊維はその表層部に微細孔
を有する層をもつていることが必要であり、この
微細孔の孔径が30mμ以下の範囲になければなら
ず、またこの微細孔層の層厚は0.1μ以上の範囲に
なければならない。 この微細孔の孔径が30mμを越えるときには、
雰囲気の水蒸気圧が飽和水蒸気圧に達しない環境
下、即ち相対湿度100％未満の環境下において毛
管凝縮による吸湿現象を生起せしめることができ
ない。また、この微細孔を有する表層部の層厚が
0.1μに達しないときには、相対湿度92％、温度20
℃における吸湿率が２％未満となり、最終的に着
用感を改善する効果が不充分となる。 上記した微細孔の孔径は水銀圧入法ポロシメト
リーにより測定することができ、繊維横断面にお
ける微細孔層の存在状態は繊維の横断面を3000倍
程度に拡大して観察することができる。 上記多孔質層における空隙率は、あまりに小さ
いと吸湿性が充分でなくなり、逆にあまりに大き
いと多孔質層の力学的強度が不足するようになる
ので、10〜90％の範囲が好ましく、なかでも20〜
80％の範囲が特に好ましい。 本発明のポリエステル繊維は中空部を有する中
空繊維であつても、又中空部を有しない中実繊維
であつてもよく、その繊維横断面における外形や
中空部の形状は円形であつても異形であつてもよ
い。繊度については約0.002デニール以上が好ま
しい。 本発明でいうポリエステルは、テレフタル酸を
主たる酸成分とし、少なくとも１種のグリコー
ル、好ましくはエチレングリコール、トリメチレ
ングリコール、テトラメチレングリコールから選
ばれた少なくとも１種のアルキレングリコールを
主たるグリコール成分とするポリエステルを主た
る対象とする。 また、テレフタル酸成分の一部を他の二官能性
カルボン酸成分で置換えたポリエステルであつて
もよく、及び／又はグリコール成分の一部を主成
分以外の上記グリコール、若しくは他のジオール
成分で置換えたポリエステルであつてもよい。 ここで使用されるテレフタル酸以外の二官能性
カルボン酸としては、例えばイソフタル酸、ナフ
タリンジカルボン酸、ジフエニルジカルボン酸、
ジフエノキシエタンジカルボン酸、β−ヒドロキ
シエトキシ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸、５−
ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、セ
バシン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸
の如き芳香族、脂肪族、脂環族の二官能性カルボ
ン酸をあげることができる。また、上記グリコー
ル以外のジオール化合物としては例えばシクロヘ
キサン−１，４−ジメタノール、ネオペンチルグ
リコール、ビスフエノールＡ、ビスフエノールＳ
の如き脂肪族、脂垓族、芳香族のジオール化合物
およびポリオキシアルキレングリコール等をあげ
ることができる。 更にポリエステルが実質的に線状である範囲で
トリメリツト酸、ピロメリツト酸の如きポリカル
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の如きポリオールを使用する
ことができる。 かかるポリエステルは任意の方法によつて合成
したものでよい。例えばポリエチレンテレフタル
レートについて説明すれば、通常、テレフタル酸
とエチレングリコールとを直接エステル化反応さ
せるか、テレフタル酸ジメチルの如きテレフタル
酸の低級アルキルエステルとエチレングリコール
とをエステル交換反応させるか又はテレフタル酸
とエチレンオキサイドとを反応させるかしてテレ
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段階の反応と、第１段階
の反応生成物を減圧下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段階の反応によつて
製造される。 本発明のポリエステル繊維において、その表層
部に存在する前記微細孔は、下記一般式 で表わされる有機スルホン酸化合物を１〜30重量
％均一に分散せしめたポリエステルよりその少な
くとも２重量％を減量することにより形成せしめ
たものである。 ここで使用する有機スルホン酸化合物を表わす
上記一般式中、R¹及びR²は水素原子、アルキル
基、アリール基又はアラルキル基を示し、R¹と
R²とは同一でも異なつていてもよい。Ｍは金属
を示し、なかでもアルカリ金属又はアルカリ土類
金属が好ましい。ａは１〜500の整数、ｂは０≦
ｂ＜ａの整数であり、なかでもａが１〜50の範囲
が特に好ましい。ｎは１以上の整数を示し、なか
でも１〜100の範囲が特に好ましい。 かかる有機スルホン酸化合物としては、例えば
｛エチレングリコール、ジエチレングリコール、
トリエチレングリコール及びテトラエチレングリ
コール｝よりなる群から選ばれた少なくとも１種
のグリコールと５−ナトリウム（又はカリウム）
スルホイソフタル酸とのエステル及び／又はその
重合体、平均分子量が200〜20000の｛ポリエチレ
ングリコール、ポリエチレングリコール・ポリプ
ロピレングリコール共重合体及び／又はそれらの
モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノ
フエニルエーテル等｝と５−ナトリウム（又はカ
リウム）スルホイソフタル酸とのエステル及び／
又はその重合体等をあげることができる。 上記有機スルホン酸化合物はポリエステルと混
合することによつて容易にポリエステル中に均一
分散させることができる。かかる有機スルホン酸
化合物の添加時期は、ポリエステルを溶融紡糸す
る紡糸工程が終了する以前の任意の段階でよい
が、有機スルホン酸化合物とポリエステルとの間
であまりに分配反応を生起せしめると、最終的に
得られるポリエステル繊維の微細孔の径が小さく
なりすぎ、極端な場合即ち分配反応が完全に進行
すると微細孔が生じなくなる傾向があるので、好
ましい添加時期は、前述したポリエステルの製造
における第１段階の反応終了後から溶融紡糸する
までの任意の段階である。いずれにしても、添加
後溶融状態で混合されるようにするのが好まし
い。好ましい混合方法としては、例えば、 ポリエステル製造の第２段階の反応中に有機
スルホン酸化合物を添加して溶融混合し、次い
で重合反応を完了する方法 重合終了時の溶融状態にあるポリエステルに
有機スルホン酸化合物を添加して溶融混合し、
そのまま又は一旦チツプ化して紡糸工程に供給
する方法 ポリエステルと有機スルホン酸化合物とを
夫々粉粒状で混合し、そのまま又は一旦チツプ
化して紡糸工程に供給する方法 ポリエステルと有機スルホン酸化合物とを、
夫々溶融状態で合流してスタチツクミキサー、
押出スクリユウ等により混合し、そのまま又は
一旦チツプ化して紡糸工程に供給する方法 等をあげることができる。 上記有機スルホン酸化合物とポリエステルとの
混合割合は、有機スルホン酸化合物の混合量があ
まりに少ないと、最終的に得られるポリエステル
繊維の毛管凝縮による吸湿性が不充分になり、あ
まりに多いと減量処理後の強度等の糸物性が著し
く低下するようになる。従つて、有機スルホン酸
化合物の混合量は、混合物を基準にして１〜30重
量％となる範囲の量である。なかでも、１〜20重
量％の範囲が特に好ましい。 上記有機スルホン酸化合物とポリエステルとの
混合物は溶融紡糸してポリエステル繊維になされ
る。この際、溶融紡糸する方法としては格別な方
法を採用する必要はなく、通常のポリエステル繊
維の溶融紡糸が任意に採用される。 かくして得られたポリエステル繊維に所定の微
細孔層を形成せしめるには、必要に応じて紡糸工
程中、紡糸終了後、延伸熱処理中、延伸熱処理後
又は織編物にした後該ポリエステルを溶解又は分
解可能な溶剤で処理することにより容易に行なう
ことができる。なかでも繊維を構成するポリエス
テル成分と繊維中に分散せしめた前記有機スルホ
ン酸化合物との共通の溶剤で処理するのが好まし
い。 かかる溶剤の好ましい具体例としては水、酸水
溶液、アルカリ水溶液等をあげることができ、な
かでもアルカリ水溶液が特に好ましい。アルカリ
水溶液で処理する方法としては、前記ポリエステ
ル繊維をアルカリ化合物の水溶液中で加熱する方
法、アルカリ化合物の水溶液をパツド／スチーム
処理する方法等をあげることができる。 ここで使用するアルカリ化合物としては、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイド、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム等をあげることができる。なか
でも水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが特に好
ましい。また、セチルトリメチルアンモニウムブ
ロマイド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウ
ムクロライド等の如きアルカリ減量促進剤を適宜
使用することができる。 このポリエステルを溶解又は分解可能な溶剤で
処理することによつて減量する量は、繊維重量に
対して２重量％以上の範囲にすべきであり、２重
量％未満の減量率では満足すべき微細孔層が形成
されず、充分な吸湿性が得られない。 このようにアルカリ減量処理することによつて
毛管凝縮能をもつ孔径30mμ以下の微細孔層をポ
リエステル繊維の表層部に形成せしめることがで
き、優れた吸湿性を呈するようになる。 ｅ 発明の効果 以上説明したように、本発明のポリエステル繊
維は、その表層部に毛管凝縮能をもつた孔径
30mμ以下の微細孔層を特定の層厚で有するため
気体状態の水を物理的に吸湿する機能を有し、優
れた吸湿性を程するとともに、ポリエステル繊維
の特徴である速乾性やイージーケア性は保持され
るので放湿性にも優れる。このため、気体状態の
水が衣服内から外界へ吸湿−放湿機構を通して円
滑にトランスポートされる結果、衣服内湿度が低
く保たれ、極めて快適な着用感が得られる。 また、本発明のポリエステル繊維には実質的に
マクロボイドを有しないため、染色した際に白つ
ぽく見えることがなく、むしろ微細孔層の存在に
より色の深みや鮮明性が向上する。 更に、本発明のポリエステル繊維は実用上支障
のない強度や耐フイブリル性等の糸物性を有し、
抗ピル性が改善される。 なお、本発明のポリエステル繊維には、必要に
応じて適宜の親水化後加工等を施すことができ
る。かかる親水化後加工としては、例えばテレフ
タル酸及び／又はイソフタル酸若しくはそれらの
低級アルキルエステル、低級アルキレングリコー
ル及びポリアルキレングリコールからなるポリエ
ステルポリエーテルブロツク共重合体の水性分散
液でポリエステル繊維を処理する方法、アクリル
酸、メタクリル酸等の親水性モノマーをグラフト
重合する方法等が好ましく採用できる。 また、本発明のポリエステル繊維には、必要に
応じて任意の添加剤、例えば触媒、着色防止剤、
耐熱剤，難燃剤、螢光増白剤、艷消剤、着色剤、
無機微粒子等が含まれていてもよい。 ｆ 実施例 以下に実施例をあげて更に説明する。実施例中
の部および％はそれぞれ重量部および重量％を示
し、得られるポリエステル繊維の吸湿率、色の深
み、アルカリ処理による強度低下率及び耐フイブ
リル性は以下の方法で測定した。 (i) 吸湿率 試料の絶乾重量と所定の温度および相対湿度
における重量とから下記式により求めた。 吸湿率＝（所定の温度・相対湿度における重量）−（
絶乾重量）／絶乾重量×100（％） (ii) 色の深み 色の深みを示す尺度としては、深色度（Ｋ／
Ｓ）を用いた。この値はサンプル布の分光反射
率（Ｒ）を島津RC−330型自記分光光度計にて
測定し（測定波長500mμ）、次に示すグベルカ
ームンク（Kubelka−Munk）の式から求め
た。この値が大きいほど深色効果が大きいこと
を示す。 Ｋ／Ｓ＝（１−Ｒ）²／2R (iii) アルカリ処理による強度低下率 アルカリ処理する前の布帛を解舒して得た繊
維の強度とアルカリ処理後の布帛を解舒して得
た繊維の強度を比較した。 (iv) 耐フイブリル性 摩擦堅ろう度試験用の学振型平面摩耗機を使
用して、摩擦布としてポリエチレンテレフタレ
ート100％からなるジヨーゼツトを用い、試験
布を500ｇの加重下で所定回数平面摩耗して、
変色の発生の程度を変褪色用グレースケールで
判定した。耐摩耗性が極めて低い場合を１級と
し、極めて高い場合を５級とした。 実施例 １ テレフタル酸ジメチル100部、エチレングリコ
ール60部、酢酸カルシウム１水塩0.06部をエステ
ル交換缶に仕込み、窒素ガス雰囲気下４時間かけ
て140℃から230℃まで昇温して生成するメタノー
ルを系外に留去しながらエステル交換反応を行な
つた。続いて得られた反応生成物に、0.058部の
リン酸トリメチルを添加し、次いで三酸化アンチ
モン0.04部を添加して重合缶に移した。次いで１
時間かけて760mmHgから１mmHgまで減圧し、同
時に１時間30分かけて230℃から285℃まで昇温し
た。１mmHg以下の減圧下、重合温度285℃で更に
１時間反応させた時点で、平均分子量が200であ
るポリエチレングリコールと、５−ナトリウムス
ルホイソフタル酸との重合体（OH価25.3、平均
分子量4400、融点62℃）5.3部（最終ポリマー中
の含有量5.0％）を添加し、引続き285℃で２時間
重合して極限粘度0.590、軟化点261.3℃のポリマ
ーを得た。反応終了後ポリマーを常法に従いチツ
プ化した。 このチツプを常法により乾操し、孔径0.3mmの
円形紡糸孔を24個穿設した紡糸口金を使用して
285℃で溶融紡糸し、次いで常法に従つて延伸倍
率3.5倍で延伸して75デニール／24フイラメント
のマルチフイラメントを得た。 このマルチフイラメントをメリヤス編地にな
し、常法により精練、プリセツトを施した後、１
％の水酸化ナトリウム水溶液で沸騰温度にて処理
し、減量率12％の布帛を得た。このアルカリ処理
後の布帛の単糸の横断面を3000倍の電子顕微鏡で
写した写真が第１図である。また、この繊維の多
孔状態をオートポア9200（島津製作所）を用いて
水銀圧入法により測定したところ、平均の孔径は
18mμであり、30mμ以下の孔容積は0.091c.c.／ｇ
であつた。 この布帛をDianix Black HG−FS（三菱化成
工業(株)製品）15％owfで130℃で60分間染色後、
水酸化ナトリウム１ｇ／およびハイドロサルフ
アイト１ｇ／を含む水溶液にて70℃で20分間還
元洗浄して黒染布を得た。この黒染色布の20℃、
80％RHおよび20℃、92％RHにおける吸湿率、
色の深み、アルカリ処理による強度低下率及び耐
フイブリル性を第１表に示した。 実施例 ２ 実施例１で使用したポリエチレングリコール
（平均分子量200）と５−ナトリウムスルホイソフ
タル酸との重合体の添加量を第１表記載の量に変
える以外は実施例１と同様に行なつた。結果を第
１表に示した。 実施例 ３ 実施例１で使用したポリエチレングリコール
（平均分子量200）と５−ナトリウムスルホイソフ
タル酸との重合体に代えてポリエチレングリコー
ル（平均分子量4000）と５−ナトリウムスルホイ
ソフタル酸のエステル（OH価13.5、平均分子量
8300）を使用する以外は実施例１と同様に行なつ
た。結果を第１表に示した。 実施例 ４ テレフタル酸成分に対して2.5モル％の５−ナ
トリウムスルホイソフタル酸成分を共重合したポ
リエチレンテレフタレートのチツプ（極限粘度
0.485、軟化点258℃）90部と実施例１にて使用し
たポリエチレングリコール（平均分子量200）と
５−ナトリウムスルホイソフタル酸との重合体10
部とを、二軸のスクリユウ式押出機を用いて285
℃で溶融混練してチツプ化した。 このチツプを用いて、以下実施例１と同様に、
溶融紡糸、延伸、編成、精練、プリセツト、アル
カリ減量、染色及び還元洗浄を行なつた。結果を
第１表に示した。 比較例 実施例１において使用したポリエチレングリコ
ールと５−ナトリウムスルホイソフタル酸との重
合体を使用しない以外は実施例１と同様に行なつ
た。結果を第１表に示した。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポリエステル繊維の横断面を
3000倍に拡大して写した電子顕微鏡写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリエステルよりなる繊維であつて、該繊維
   の横断面においてその周辺より少なくとも0.1μの
   範囲となる表層部に、毛管凝縮能をもつた孔径
   30mμ以下の微細孔を有する層を設けた繊維であ
   り、該微細孔が下記一般式 〔式中、R¹及びR²は水素原子、アルキル基、ア
   リール基又はアラルキル基、Ｍは金属、ａは１〜
   500の整数、ｂは０≦ｂ＜ａの整数、ｎは１以上
   の整数を示す。〕 で表わされる有機スルホン酸化合物を１〜30重量
   ％均一に分散せしめたポリエステルよりその少な
   くとも２重量％を該ポリエステルを溶解又は分解
   可能な溶剤で減量処理することにより形成せしめ
   た微細孔であることを特徴とする吸湿性ポリエス
   テル繊維。