JPH0233318A - 吸湿ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、吸湿性ポリエステル繊維に関する。

更に詳しくは、ポリエステル繊維の特徴をもち、かつ耐
洗濯性を有するポリエステル繊維に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕ポリエス
テル、特にポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
テレフタレートの如き芳香族ポリエステルは、優れた繊
維形成能を有し、繊維としての優れた性能を有するため
、広く一般的に使用されている。

しかしながら、かかるポリエステルは、疎水性であり、
それを成形して得られる繊維は着ごこち性と密接な関係
のある吸湿性に乏しく、インナー分野あるいはナイティ
ー分野への展開がきわめて困難であった。

そこで、従来よりポリエステル繊維に吸湿性を付与すべ
く、数々の提案がなされているが未だに実用化されたも
のはほとんどない。

例えば、ポリエステル繊維に吸湿性を付与するために、
製糸以前の段階でポリアルキレングリコールを配合する
方法（英国特許６８２８６６あるいは特公昭３９−５２
１４）などが提案されている。しかしながら、この方法
で得られる吸湿性のレベルは低く、満足すべきレベルに
達しない。

また、特定のシュウ酸塩を配合し、紡糸後の工程で、一
部溶出させ毛管凝縮孔を形成さ゛せた吸湿性ポリエステ
ル繊維（特公昭６２−７２８５）が提案されている。し
かしながら、この繊維の吸湿レベルはナイロンの吸湿レ
ベルにも程遠いものである。

その他、金属スルホネート化合物を含むポリエステル繊
維をアルカリ処理する事によって毛管凝縮孔を形成させ
て吸湿性を付与するものとして（特開昭６Ｏ−１５５７
０）もあるが、前記同様、吸湿性レベルは満足すべきレ
ベルに達していない。

更にポリエステル繊維Ｇこビニルカルボン酸をグラフト
重合させ吸湿能を向上させる方法も公知技術として知ら
れている。しかしながら、この方法はグラフト重合によ
る繊維強度の低下、風合硬化のみならず、カルボン酸の
カウンターイオンがＬｉ、Ｎａ、に等のアルカリ金属で
ある場合に吸湿能が高く、洗濯等による多価金属イオン
への置換により、吸湿性は大巾に低下し、その為実用化
された例はほとんど認められない。

さらに、ポリエステルに金属スルホネート化合物を共重
合し、染色性を改良する方法が特公昭３４−１０４９７
号に提案されている。これは本願発明のように吸湿性付
与を目的とするものでなく、特に水和指数を特定するこ
とにより従来技術の改良を行うという本願発明の技術思
想を全く有していない。

また、消臭性付与を目的とした特開昭６２−２４３８７
３号についても提案されているが、前記と同様本願発明
の目的及び技術思想を全く有していない。

本発明は、耐洗濯性のあるすぐれた吸湿性を有し、かつ
ポリエステル繊維のすぐれた性能をかねそなえた繊維を
提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、前述の目的を達成すべく、まず酸性官能
基をポリエステルに導入し、その金属、イオン種による
吸湿能との関係を追求した結果、水和傾向の高い多価金
属イオン類を強酸性官能基と結合した状態で特定量以上
存在させることにより恒久性のある高い吸湿性を付与し
得る事を見出した。

即ち、カルボン酸基に代表される弱酸性基を導入したポ
リエステルにあっては、前記したビニルカルボン酸のグ
ラフト重合と同じく、カウンターイオンがＬｔ、Ｎａ、
にのアルカリ金属イオンの場合に比較的価れた吸湿性を
有するものの、カウンターイオンが多価金属類となると
吸湿能が大巾に低下し、その為実用性のない結果となっ
た。

それに対し、スルホン酸基に代表される強酸基を導入し
たポリエステルにあっては、そのカウンターイオンがア
ルカリ金属類であれば極めて低い吸湿性しか示さないの
に対し、おどろくべき事に多価金属イオン類においては
極めて高い吸湿性を示す事を見い出した。

そこで更に詳しくスルホン酸金属塩種と吸湿性との関係
の検討を進め、スルホン酸のカウンター金属イオンの水
和指数と、このスルホン酸金属塩基を結合してなるポリ
エステルの吸湿率が、はぼ対応関係を示すという事を発
見した。

本発明者等は更に詳細に検討を重ねた結果、前記吸湿効
果がポリオキシアルキレングリコールを含有し、かつス
ルホン酸基含有成分を共重合したポリエステルにおいて
、きわめて高い事を発見し、本１発明を完成させた。

即ち本発明はオキシエチレン単位が５０重景％以上であ
り、かつ平均分子量が３００〜３００００のポリオキシ
アルキレングリコールを繊維重量当り０．５〜１０．０
重量％含有し、かつ共重合したスルホン酸基含有成分の
金属塩が水和指数１．５以上の金属原子からなり、繊維
重量１ｋｇ当り該金属原子を少なくとも０．１グラムイ
オンを含有する事を特徴とする吸湿性ポリエステル繊維
である。

ただし水和指数は下記式で表わす。

本発明でいうポリエステルとは、テレフタル酸を主たる
酸成分とし、エチレングリコール、テトラメチレングリ
コール、シクロヘキサン−１，４−ジメタツール、ペン
タメチレングリコール及びヘキサメチレングリコールか
ら選ばれた少なくとも１種を主たるグリコール成分とす
るボリエステルであり、これに少量の通常１０モル％以
下の第３成分を共重合してあってもよい。共重合可能な
第３成分としては、イソフタル酸、ナフタレンジカルボ
ン酸、アジピン酸、シクロヘキサン−１゜４−ジカルボ
ン酸等のジカルボン酸ｐ−オキシ安息香酸等があげられ
る。更にポリエステルが実質的に線状である範囲内でト
リメリット酸、ピロメリット酸のごときポリカルボン酸
あるいはグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタ
エリスリトールのごときポリオールを使用する事ができ
る。

本発明でいう水和指数とは前記のように金属イオン電価
数をその金属イオン半径（人）で割った値であり、それ
ぞれの金属イオンの水和能力の程度を表わすパラメータ
ー・である。ここでいう金属イオン半径とは、その金属
のイオン性化合物中の結合半径であり、本発明での水和
指数を計算するにあたりＲ，Ｄ、５ｈａｎｎｏｎ　（Ａ
ｃｔａ　Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒ、）　＋Ａ３２．　７
５１〜７６７頁（１９７６年）の値を使用し又、配位数
は６に統一し、遷移金属については低スピン状態での値
を用いた。

以下、各金属イオンの水和指数を例示すると、Ｌｉ’″
（１，１１）　、　Ｎａ”″（０，８６）　、　Ｋ”　
（０，６６）　。

Ｒｈ”　（０，６０）　、　Ｃｓ”　（０，５５）　、
　Ｂｅ”（３，３９）　、　Ｂ（Ｌ”（１，３４）　。

Ｍｎ”（２，４７）　、　Ｃｏ”（２，５３）　、　Ｎ
ｉ”（２，４１）　。

Ｃｕ”（２，３０）　、　Ａ　ｌ　”（４，４１）　、
　Ｓｎ”（４，８２）　。

Ｚｎ”（２，２７）　、　Ｃｒ”（２，３０）　、　Ｍ
ｏ”（３，６１）　、等であり、このうちＬｉ”　、　
、Ｎａ”　＋　　Ｋ”　＋　’Ｒｈ”　、　Ｃｓ＋等の
水和指数１．５未満の金属イオンでは、その金属量を多
くする事によっても、満足すべき吸湿性を得る事は困難
であり、又、その結果、ポリエステルの繊維性能を低下
させるので好ましくない。又、満足すべき吸湿性を得る
為には水和指数１．５以上の金属イオンを繊維重量１ｋ
ｇ当り少なくとも０．１グラムイオン以上、更に好まし
くは０．２５グラムイオン以上含有されていることが肝
要である。０．１グラムイオン以下の場合には、いかに
水和指数の高い金属イオン種であっても、吸湿効果はほ
とんど認められなくなる。

本発明において用いられるポリオキシアルキレングリコ
ールはオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位の重
量比（以下ＥＯ／ＰＯ比と略す）が５０１５０以上のも
のが好ましく、５０１５０未満では前記のような相乗的
吸湿効果は認められない。更に好ましくは８０／２０以
上がよい。ポリオキシアルキレングリコールの分子量に
ついては３００〜３００００のものが好ましく、３００
未満では、共重合ポリエステルの融点低下が大きく、吸
湿効果も認められない。又３００００をこえると実質的
にブレンド状態となり、前記のような相乗的吸湿効果が
認められない。

ポリオキシアルキレングリコールの含有量は、０．５〜
１０．０重量％が好ましく、０．５％未満では相乗的効
果が認められない。又１０．θ％をこえると相乗効果も
飽和状態となり又、物性低下も大きくなるので好ましく
ない。

このようなポリオキシアルキレングリコールの好ましい
具体例としては、平均分子量３００〜２００００のポリ
エチレングリコール、平均分子量３００〜２００００の
ＥＯ／ＰＯ比が８０／２０であるう゛ンダム共重合体、
平均分子量３００〜２００００のＥＯ／ＰＯ比が８０／
２０であるポリエチレングリコールとポリプロピレング
リコールのブロック共重合体、平均分子量３００〜２０
０００のＥＯ／ＰＯ比が６０／４０であるランダム共重
合体、平均分子量３００〜２００００のＥＯ／ＰＯ比が
６０／４０であるポリエチレングリコールとポリプロピ
レングリコールのブロック共重合体等を挙げる事ができ
る。

本発明において、ポリエステル繊維と化学的に結合した
スルホン酸金属塩基を導入する方法としては、あらかじ
め水和指数の高い金属原子の金属塩となしたスルホン酸
型コモノマーを重合反応開始前に添加する方法があり、
更には、−たんスルホン酸アルカリ金属塩のコモノマー
として添加重合し、紡糸延伸後の後工程において共重合
したスルホン酸成分の塩を該金属イオンを含有する溶液
等で処理をおこない該金属イオンと置換させる方法があ
る。

本発明はいずれの方法でも実施可能な部分があり、その
方法によって特に制限をうけるものではない。本発明に
おいて用い得るスルホン酸型コモツマーは、ポリエステ
ルと実質的に共重合可能であり、かつスルホネート基を
もった化合物であればいずれでもよく、例えば３・５−
ジ（カルボメトキシ）ベンゼンスルホン酸金属塩、３・
５−ビス（ヒドロキシエトキシ）ベンゼンスルホン酸金
属塩、１・８−ジ（カルボメトキシ）ナフタレン−３−
スルホン酸金属塩、２・６−ジ（カルボメトキシ）ナフ
タレン−４−スルホン酸金属塩、１・５−ジ（カルボメ
トキシ）ナフタレン−３−スルホン酸金属塩、３・４−
ジ（カルボメトキシ）ベンゼンスルホン酸金属塩、２・
５−ビス（２−ヒドロキシエチル）エーテル−ハイドロ
キノン−スルホン酸金属塩、２．２−ビス（４−ヒドロ
キシエトキシ−ベンゼン−３−スルホン酸金属塩）−プ
ロパン、２・５−ビス（２−ヒドロキシエチル）エーテ
ル−ハイドロキノン−ジスルホン酸ジ金属塩等があげら
れる。

これらの前記金属スルホネート化合物の重合添加時期は
３・５−ジ（カルボメトキシ）ベンゼンスルホン酸金属
塩のごとき低級アルキルエステルの場合は、エステル交
換反応開始前、３・５−ビス（ヒドロキシエトキシ）ベ
ンゼンスルホン酸金属塩のごときビスグリコールエステ
ルまたは、２・５−ビス（２−ヒドロキシ）エーテル−
ハイドロキノン−スルホン酸金属塩のごときエーテル類
の場合は、エステル交換反応開始後からエステル交換反
応終了前、あるいは重縮合反応開始前が好ましい。後工
程においてスルホン酸の塩を金属イオンと置換させる方
法としては、−ＩＩ的な加工法例えば染色工程において
金属の水溶性金属塩を染浴中に溶解させる事により、染
色しながら置換する事が可能であり、又染色後の仕上工
程において金属イオンを含有する水浴中で処理し、置換
させる事もできる。その他パッドスチーム法等が適用で
きるが特に限定されない。その際の加熱温度と処理時間
は共重合ポリエステルのガラス転移温度以上１３０°Ｃ
未満で３０分〜１８０分が適当である。

ガラス転移温度以下では置換が不充分であり、かつ１３
０°Ｃ以上にすると共重合ポリエステルの一部加水分解
が発生し好ましくない。又、処理時間は３０分未満では
置換が不充分であり、１８０分までの間には金属の置換
が飽和に達する。一方、水溶性金属塩としては、金属の
無機塩、有機カルボン酸塩の任意を選ぶことができ例え
ば塩化物、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、コハク酸塩のいず
れでも水溶性を有するものであれば使用することができ
る。

具体的には、硫酸アルミニウム、硫酸マンガン、硝酸亜
鉛、硫酸コバルト、酢酸マグネシウム、塩化カルシウム
、硫酸ベリリウム、硝酸クロム、硫酸第一スズ等をあげ
ることができる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

極限粘度はオルソクロロフェノール中３５°Ｃで測定し
た。実施例中、部および％はそれぞれ重量部及び重量％
を示す。また実施例における吸湿率とは、相対湿度６５
％及び９０％の２０°Ｃの恒温恒温器（タバイ製ＰＲ−
２Ｇ）中に２日間放置して得られた値をいい、下記の式
より求めた。

吸湿率（％） （Ａ）改質ポリエステルポリマーの製造（Ｋ＋）テレフ
タル酸ジメチル１２４．３部、エチレングリコール９９
部、酢酸マンガン・４水塩０．０６４部、５−ナトリウ
ムスルホイソフタル酸ジメチル１５．１部（全酸成分中
６．８モル％）酢酸リチウム・２水温０．３３部を加え
、常法に従ってエステル交換反応を行い、メタノールを
留出後ポリエチレングリコール（分子量２０００）　　
３部トリメチルホスフェート０．０４５部、三酸化アン
チモン０．０７５部を加え、２６０°Ｃにて常圧から６
０分かけて２０＋ｎｍＨｇ以下まで減圧した後２８０’
Ｃ高真空下で６０分反応させ、極限粘度０．４０のポリ
マーを得た。これを常法によりチップ化後、固相重合法
により２１０°Ｃ高真空下で２５時間エバポレーター中
で反応させ、極限粘度０．６０とした。

（Ｋ２）前出（Ｋ、）でポリエチレングリコール（平均
分子量２０００）のかわりにＥＯ／ＰＯ比８０／２０の
ランダム共重合ポリオキシアルキレングリコール（平均
分子１４０００）を使う以外は、まったく同様の方法で
おこない極限粘度０．４２のポリマーを得、これをチッ
プ化後固相重合法により極限粘度０．６０とした。

（Ｋ３）テレフタル酸ジメチル１４４．７部、エチレン
グリコール１０１部、酢酸マンガンの４水塩０．０６４
部、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル６．８
部（全酸成分中３０モル％）、酢酸リチウム、２水塩０
．１５部を加える他は（Ｋ、）と全く同様にエステル交
換反応、重縮合反応をおこない、極限粘度０．４５のチ
ップを得た。

（Ｋ４）前出（Ｋ、）でポリエチレングリコールを入れ
ない以外は、まったく同様の方法でおこない、極限粘度
０．６０のチップを得た。

（Ｂ）改質ポリエステル糸の製造 （Ｋ、）、（Ｋ２）、（Ｋ、）で得たチップをタンブラ
−乾燥機を用いて１２０°Ｃ２０ｈｒ乾燥後、孔径０．
２５ｍの円形紡糸孔２４個ある直径６５φの紡糸口金に
て２９０°Ｃで溶融し、紡口下に内径１２５φ長さ２０
０ｍ＋の加熱筒をセットし、３５０°Ｃ加熱下において
、巻取速度６００ｍ／分で巻取った。ついで常法により
１０一ル温度ニア５°Ｃ、ホットプレート温度：１４０
°Ｃ１延伸倍率：４．２、延伸速度＝６００ｍ／分、撚
数１０ｔ／ｍの条件で延伸し、７５デニール２４フイラ
メントの糸を得た。

一方（Ｋ、）は加熱筒をセットしないほかは、前記とま
ったく同様の方法でおこない同様のマルチフィラメント
の糸を得た。これらを丸編機で編立てて、次工程処理用
のサンプルとした。

夫隻貫よ 前記、改質ポリエステルポリマー（Ｋ、）を前記（Ｂ）
の製法により編地サンプルとし、通常の精薄、プリセッ
トして、ＺｎＺｎＳＯ４７）１　　濃度１ｇ／２浴比１
　／１００の水浴中で１時間煮沸処理した。

最後にファイナルセット後、吸湿率測定用サンプルとし
た。処理前物性が破断強度（以下Ｔ、Ｓと略）４．５ｇ
／ｄ、破断伸度（以下Ｔ、Ｅと略す）２５％、吸湿率（
６５％ＲＨ／２０°Ｃ：２．３％、９０％ＲＨ／２０”
Ｃ：　３．２％）に対し、処理後の編地をほどき物性測
定をおこなったところ、Ｔ、Ｓ　　：　３．２　ｇ／ｄ
Ｔ、Ｅ：３５％、吸湿率（６５％ＲＨ／　２０℃：４．
５％。

９０％Ｒ１＋／２０℃＝６．６％）を示し、大巾に吸湿
率の増加が認められた。ケイ光Ｘ線による分析の結果Ｚ
ｎ：１．０３％、　Ｎａ　　：　　３７０ｐｐｍ　　、
　Ｓ　：　１．０８％を示し、金属イオン置換率は９５
％であった。

更にこの処理サンプルを合成洗剤ザブ酵素（花王石ケン
■製、）２　ｇ　／　ｅの洗濯浴中に入れ４０℃で３０
分洗濯後、水洗を２０分行ないこの洗濯水洗を５回繰り
返したのち、前記同様に吸湿性を測定したところ、６５
％Ｒｔｌ／２０℃：４．２％、９０％ＲＨ／２０’Ｃ：
　６．２％の吸湿率であり、洗濯による吸湿率の低下は
ほとんど認められなかった。

２〜１５、　　　１〜１２ 前記（Ａ）及び（Ｂ）で得た編地サンプルを精Ｈプリセ
ント後、各種金属イオン含有水で、浴比１／１００．１
時間煮沸処理し、その前後の糸物性及び吸湿率の変化を
測定した。更に吸湿性の耐洗濯性については実施例１と
同様の方法で測定をおこなった。その結果を表１及び表
２に示す。

〔発明の効果］ 本発明の吸湿性ポリエステル繊維は耐洗濯性のある優れ
た吸湿性を有し、かつポリエステル繊維としての特徴で
ある高ヤング率、耐熱性をあわせ持っている。よって、
今までポリエステルとして進出し得なかったインナー分
野あるいはナイティー分野に好適な繊維として利用でき
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、オキシエチレン単位が５０重量％以上であり、かつ
   平均分子量が３００〜３００００のポリオキシアルキレ
   ングリコールを繊維重量当り０．５〜１０．０重量％含
   有し、かつ共重合したスルホン酸基含有成分の金属塩が
   水和指数１．５以上の金属原子からなり、繊維重量１ｋ
   ｇ当り該金属原子を少なくとも０．１グラムイオンを含
   有する事を特徴とする吸湿性ポリエステル繊維。 ただし水和指数は下記式で表わす。 水和指数＝［金属イオン電価］／［金属イオン半径（Å
   ）］