JPH07188533A - ポリエステル樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ポリオキシアルキレン基を構成成分として含む
親水性ポリエステルを１〜４０重量％含有することを特
徴とするポリエステル樹脂組成物、並びに該樹脂を成形
してなるポリエステル成形品。 【効果】本発明によると、強度を損なうことなく、親水
性、吸水性、帯電防止能が恒久的に付与されたポリエス
テル樹脂組成物、並びに該樹脂を成形してなるポリエス
テル成形品を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、親水性に優れたポリエ
ステル樹脂組成物、並びに水耕栽培の培地、使い捨て雑
巾、鮮度保持材、衛生材料、各種ボトル、建材用結露防
止材、シップ薬の基布、マスク等の農業、園芸、食品、
流通、包装材料、土木建材、メディカル等の幅広い産業
分野に用いることができるポリエステル成形品に関す
る。

【０００２】

【従来の技術・発明が解決しようとする課題】従来、ポ
リエステル成形品に親水性や、吸水性、帯電防止能を付
与する方法として、実用上はポリエステル成形品の表面
に親水性皮膜を形成させる方法が主として採用されてい
る。更にその他、ポリエステル成形品に放電処理を施す
方法、ポリエステル成形品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
ル成形品の表面を薬品でエッチングする方法等が提案さ
れている。

【０００３】しかしながら、このように表面処理された
ポリエステル成形品は、洗濯、洗浄、ドライクリーニン
グなどにより表面処理の効果は低下し、また表面処理さ
れた成形品にさらに付加的な処理をすることが困難であ
るとされてきた。

【０００４】また、ポリエステル樹脂に親水性または水
溶性の物質をブレンドすることにより、成形品に親水性
や吸水性、帯電防止能を付与したものは、成形品に表面
処理を施したものに比べ洗濯、洗浄、ドライクリーニン
グに対する耐久性は改良される場合があるものの、やは
り性能的に満足のいくものではなかった。また、この場
合性能を高めようとすると親水性または水溶性物質の割
合を増やす必要があるが、単にその割合を増やすことの
みでは、大きく強度低下を起こし、親水性や吸水性、帯
電防止能が恒久的に付与された成形品は得られるに至っ
ていなかった。

【０００５】本発明の目的は、かかる課題を解決すべ
く、強度を損なうことなく、親水性、吸水性、帯電防止
能が恒久的に付与されたポリエステル樹脂組成物、並び
に該樹脂を成形してなるポリエステル成形品を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記に鑑
み鋭意検討の結果、ポリオキシアルキレン基を構成成分
として含む親水性ポリエステルを特定量、ポリエステル
樹脂に含有させることにより上記目的を達成できること
を見出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明の要旨は、（１）ポリオキシ
アルキレン基を構成成分として含む親水性ポリエステル
を１〜４０重量％含有することを特徴とするポリエステ
ル樹脂組成物、（２）親水性ポリエステルがポリオキシ
アルキレン基を構成成分として５０〜９５重量％含有す
ることを特徴とする前記（１）記載のポリエステル樹脂
組成物、（３）親水性ポリエステルが構造末端にヒドロ
キシル基を有するものである前記（１）記載のポリエス
テル樹脂組成物、（４）ポリオキシアルキレン基がポリ
オキシエチレン基である前記（１）記載のポリエステル
樹脂組成物、（５）前記（１）〜（４）いずれか記載の
ポリエステル樹脂組成物を成形してなるポリエステル成
形品、並びに（６）ポリエステル成形品が不織布である
前記（５）記載のポリエステル成形品、に関する。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おける親水性ポリエステルは、ポリアルキレングリコー
ル、それ以外のジオール化合物、及び二官能性カルボン
酸またはその反応性誘導体を主体とした反応により得ら
れる重合体又は共重合体である。

【０００９】ポリアルキレングリコールとしては、ポリ
エチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ
ブチレングリコール等、あるいはこれらのランダム又は
ブロック共重合体等が用いられ、親水性、吸水性や帯電
防止性の点から、特にポリエチレングリコールが好まし
い。これらのポリアルキレングリコールは、単独で又は
二種以上を併用してもよい。

【００１０】本発明で用いるポリアルキレングリコール
の分子量としては、５００〜１万のものが好適である
が、１０００から８０００のものがより好ましい。５０
０未満の場合、親水性、吸水性、帯電防止能への寄与が
乏しく、また１万を越える場合、熱安定性の低下等の問
題を生ずる。

【００１１】それ以外のジオール化合物としては、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリ
コール、ヘキシレングリコール、ネオぺンチルグリコー
ル、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール等
のごとき脂肪族ジオール、１，４−シクロヘキサンジメ
タノール等のごとき脂環族ジオール等、及びそれらの混
合物等を好適に用いることができる。

【００１２】二官能性カルボン酸またはその反応性誘導
体としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタ
ル酸、ナフタレンジカルボン酸等の二官能性芳香族カル
ボン酸、及びこれらのカルボン酸のジメチルエステル等
が挙げられ、特にテレフタル酸またはテレフタル酸ジメ
チルエステルが好ましく用いられる。これらの二官能性
芳香族カルボン酸またはその反応性誘導体は二種以上併
用してもよい。

【００１３】なお、少量であればこれらの二官能性芳香
族カルボン酸とともに、コハク酸、グルタル酸、アジピ
ン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカ
ンジオン酸等の二官能性脂肪族カルボン酸、マレイン
酸、フマル酸等の不飽和カルボン酸等を一種または二種
以上併用することができる。

【００１４】更に、親水性ポリエステルが実質的に線状
である範囲でトリメリット酸、ピロメリット酸等のごと
きポリカルボン酸、グリセリン、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトール等のごときポリオールを使用
することができる。

【００１５】親水性ポリエステルは、前記のような原料
化合物を用いてエステル化反応、もしくはエステル交換
反応等による公知の方法により合成される。合成に際し
て、ヒンダードフェノール類、燐酸化合物等の酸化防止
剤や安定剤を更に加えてもよい。

【００１６】このような親水性ポリエステルは、親水
性、吸水性、帯電防止性等の点及びポリエステル樹脂の
成形性の点から、構造末端にヒドロキシル基を有するも
のであることが好ましい。ヒドロキシル基を有するに
は、前記の単量体成分として、ポリアルキレングリコー
ル等のジオール成分のモル数を二官能カルボン酸または
その反応性誘導体のモル数に対し、例えば３％〜１００
％程度過剰にして仕込んで反応を行えばよい。また、親
水性ポリエステルの分子量は、８００〜５万のものが好
適であるが、１３００〜４万のものがより好ましい。８
００未満の場合、親水性、吸水性、帯電防止性への寄与
が乏しく、また５万を越えると、熱安定性の低下等の問
題を生ずる。

【００１７】親水性ポリエステル中のポリオキシアルキ
レン基の比率は、５０〜９５重量％含有することが好ま
しく、６０〜９０重量％がさらに好ましい。５０重量％
未満の場合、親水性、吸水性、帯電防止能が低く、９５
重量％を越える場合、エステル化反応が進行しづらく、
また成形時の熱安定性に乏しいものとなる。ここで、親
水性ポリエステル中のポリオキシアルキレン基の含有率
とは、ポリアルキレングリコールに由来するポリオキシ
アルキレン基成分の重量を、親水性ポリエステルの総重
量で除した数値に１００を乗じた数値を重量％として示
したものである。

【００１８】本発明のポリエステル樹脂組成物は、上記
の親水性ポリエステルと上記以外のポリエステル樹脂を
主成分として含有するものである。

【００１９】本発明における親水性ポリエステルの含有
量は、ポリエステル樹脂組成物中、通常１〜４０重量％
であり、３〜３０重量％が更に好ましい。１重量％未満
の場合、目的とする親水性、吸水性、帯電防止能が得ら
れず、また、４０重量％を越える場合、成形性が著しく
低下するばかりでなく、成形時の熱安定性の低下、強度
低下が著しく実用に耐えない。

【００２０】また、上記以外のポリエステル樹脂として
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフ
タレート・イソフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタ
レート等のような線状ポリエステルが挙げられ、糸、織
物、編物、不織布、フィルム、ボトル等に用いられるポ
リエステル樹脂であればいずれも用いることができる。

【００２１】本発明のポリエステル樹脂組成物に含有さ
れる他の成分としては、一般的に用いられる添加剤、顔
料、充填剤等が挙げられる。これらの含有量は、通常５
０重量％以下、好ましくは４０重量％以下である。これ
らの各種成分からなるポリエステル樹脂組成物を調製す
るには、公知の方法、例えば二軸混練機等による溶融混
練法等を用いることができる。

【００２２】本発明のポリエステル成形品は、以上のポ
リエステル樹脂組成物を成形してなるものである。具体
的には、フィルム、シート、繊維、不織布、織布、ボト
ル等の成形品が挙げられる。これらのうち、水洗処理後
においても親水性、吸水性が低下しにくいこと等を考慮
すると、特にポリエステル成形品が不織布である場合が
好ましい。

【００２３】本発明におけるポリエステル成形品を得る
方法としては、公知の成形方法、例えば押出成形、射出
成形、カレンダー成形、圧縮成形、紡糸、熱プレス法等
が用いられるが、特に限定されるものではない。

【００２４】

【実施例】次に本発明を親水性ポリエステルの製造例
と、それを用いた実施例、並びに比較例により説明する
が、これによって本発明はなんら限定されるものではな
い。なお、これらの実施例等に用いた原材料を表１に示
す。

【００２５】

【表１】

【００２６】製造例１ １リットルのガラス製セパラブルフラスコにテレフタル
酸１９９．４ｇと、エチレングリコール７４．５ｇと、
ポリエチレングリコール＃１５４０を４５０ｇと、三酸
化アンチモン０．４ｇとを仕込み、窒素雰囲気下、常圧
で２００〜２４０℃において７時間反応させてほぼ理論
量の水を留出してエステル化反応を完了させた。反応物
は室温で僅かに黄色の固体であった（分析値：酸価＝
１．１，水酸基価＝４７．２，分子量＝２３２０，ポリ
オキシアルキレン基含有率＝６６．１重量％）。尚、酸
価はＫＯＨｍｇ／ｇ（ＪＩＳ Ｋ００７０）、水酸基価
はＫＯＨｍｇ／ｇ（ＪＩＳ Ｋ００７０）、分子量は５
６１００／酸価の値＋水酸基価の値とする。

【００２７】製造例２ ２リットルのガラス製セパラブルフラスコにジメチルテ
レフタレート３１０．７ｇと、エチレングリコール９
９．３ｇと、ポリエチレングリコール＃４０００を１２
００ｇと、テトライソプロピルチタネート０．３２ｇを
仕込み、窒素雰囲気下、常圧で２００〜２４０℃におい
て７時間反応させてほぼ理論量のメタノールを留出し
て、エステル交換反応を完了させた。反応物は室温で白
色固体であった（分析値：酸価＝０．４，水酸基価＝２
９．５，分子量＝３７５０，ポリオキシアルキレン基含
有率＝７９．６重量％）。

【００２８】製造例３ 製造例２において、ジメチルテレフタレートを２３３ｇ
に、エチレングリコールを６２ｇに、ポリエチレングリ
コール＃４０００を９００ｇに、テトライソプロピルチ
タネートを三酸化アンチモン０．７２ｇにそれぞれ換え
て仕込み、同様のエステル交換反応において８時間反応
させ、ほぼ理論量のメタノールを留出して、エステル交
換反応を完了させた。反応物は室温で僅かに褐色を帯び
た固体であった（分析値：酸価＝０．３，水酸基価＝１
２．１，分子量＝９０５０，ポリオキシアルキレン基含
有率＝８０．４重量％）。

【００２９】製造例４ 製造例３において、３リットルセパラブルフラスコを用
い、エチレングリコールを５９．２ｇに、ポリエチレン
グリコール＃４０００をポリエチレングリコール＃６０
００、１８００ｇに、三酸化アンチモンを１．５ｇにそ
れぞれ換えた以外は、同様のエステル交換反応を１６時
間行ってほぼ理論量のメタノールを留出して、エステル
交換反応を完了させた。反応物は室温で少し褐色を帯び
た固体であった（分析値：酸価＝０．９，水酸基価＝
４．４，分子量＝２１１７０，ポリオキシアルキレン基
含有率＝８９．３重量％）。

【００３０】実施例１〜６ 製造例１〜４で得た親水性ポリエステルを用い、その他
のポリエステル樹脂（三井ペット（株）製，ＰＥＴ Ｊ
１３５）とともにあらかじめバンタムミルで粉砕後、
乾燥し、ラボプラストミル（東洋精器製）にて混練、押
し出し、ペレット化した。ポリマーのペレットを、厚さ
１ｍｍのステンレス板、厚さ０．１ｍｍのポリイミドフ
ィルム、厚さ０．２ｍｍのアルミニューム製スペーサ
ー、厚さ０．１ｍｍのポリイミドフィルム、厚さ１ｍｍ
のステンレス板、をこの順序で積層させてなる支持具の
２枚のポリイミドフィルムの間に挟んだ状態で、２７０
℃の温度で２０ｋｇ／ｃｍ² にて２分間予熱後、１００
ｋｇ／ｃｍ² で１分間プレスし、直ちに水冷式の冷却プ
レスすることによってポリマーシートを作製した。ポリ
マーシートの組成、及び接触角の評価結果を表２に示
す。

【００３１】

【表２】

【００３２】実施例７〜８ 製造例２及び４で得た親水性ポリエステルを用い、実施
例１と同様の方法にてペレット化した後、エクストルー
ダー型溶融紡糸機に投入し、紡出部の温度を２７０℃と
し、直径０．５ｍｍの紡糸ノズルから１ｇ／分の割合で
吐出した。紡出糸をノズルの直下２．５ｍの位置で２０
００ｍ／分で巻き取った。巻き取られた繊維を５０ｍｍ
に切断後、カード式解繊機にて解繊し、１３０℃で３分
間熱プレスし、坪量５０ｇ（実施例７）、３５ｇ（実施
例８）の不織布を得た。不織布の組成を表３に、吸水高
さ、水滴消滅時間、表面固有抵抗についての評価結果を
表４に示す。

【００３３】

【表３】

【００３４】

【表４】

【００３５】比較例１ 実施例１の方法に於いて親水性ポリエステルを除いたそ
の他のポリエステル樹脂単独のポリマーシートを作製
し、接触角を評価した。結果を表２に示す。

【００３６】比較例２ 比較例１のポリマーシートを１重量％の親水化処理剤
（花王（株）製，界面活性剤，エマール２０Ｃ）に５分
間浸漬した後、４０℃で３時間温風乾燥し、接触角を評
価した。結果を表２に示す。

【００３７】比較例３ 実施例７の方法に於いて親水性ポリエステルを除いたそ
の他のポリエステル樹脂単独の不織布を作製し、評価し
た。組成を表３に、吸水高さ、水滴消滅時間、表面固有
抵抗についての評価結果を表４に示す。

【００３８】比較例４ 比較例３の不織布を１重量％の親水化処理剤（花王
（株）製，界面活性剤，エマール２０Ｃ）に５分間浸漬
した後、４０℃で３時間温風乾燥し、評価した。組成を
表３に、吸水高さ、水滴消滅時間、表面固有抵抗につい
ての評価結果を表４に示す。

【００３９】以下、本発明における評価方法について示
す。親水性の評価として接触角を、吸水性の評価として
吸水高さと水滴消滅時間を、また帯電防止能の評価とし
て表面固有抵抗を評価した。また、効果が恒久的である
か否かを判断する目的で、各種評価項目について水洗処
理後の評価を合わせて行った。

【００４０】＜接触角＞ポリマーと水との接触角はポリ
マーシートのサンプルを相対湿度６０％、２０℃の条件
下に２日間置いたのち、平面上に水平に置き、シート上
に０．００５ｍｌの蒸留水を落とすことによって形成さ
れた水滴のシートとの接触角（°）である。

【００４１】＜吸水高さ＞不織布を幅２０ｍｍ、長さ２
００ｍｍに切り、２５℃、６０％ＲＨの条件下で、青色
１号で着色された水の入ったバットに１０ｍｍ浸し、２
分間後、毛管力で吸収した高さ（ｍｍ）を測定した。

【００４２】＜水滴消滅時間＞不織布を１００ｍｍ角に
切り、不織布上に０．１ｍｌの蒸留水を滴下し、これが
完全に吸収されるまでの時間（秒）を水滴消滅時間とし
た。

【００４３】＜帯電防止能＞ポリマーシートのサンプル
を相対湿度６０％、２０℃の条件下に２日間置いたの
ち、ハイレジスタンスメーターにて表面固有抵抗（Ω）
を測定した。

【００４４】＜水洗処理後の各種評価＞５リットルの容
器に試験サンプルを入れ、水道水を５リットル／分の流
量で３０分間流し、水洗処理を行った後、４０℃で３時
間温風乾燥して水洗処理サンプルとし、各々の評価項目
について評価した。

【００４５】実施例１〜６で得られた本発明のポリエス
テル成形品は、比較例１のポリエステル樹脂単独の成形
品と比較し、接触角が極めて低いものであった。また水
洗処理後の接触角は、比較例２に示すポリエステル樹脂
単独成形品（活性剤処理品）が、活性剤未処理品である
比較例１と同レベルまで接触角が上昇（親水性の低下）
するが、実施例のものは接触角の上昇は小さかった。

【００４６】実施例７〜８で得られた本発明のポリエス
テル成形品は、比較例３のポリエステル樹脂単独の成形
品と比較し、吸水高さが大きく、水滴消滅時間が極めて
短く、また表面固有抵抗が小さいものであった。また水
洗処理後の評価においては、比較例４に示すポリエステ
ル樹脂単独成形品（活性剤処理品）が、活性剤未処理品
である比較例３と同レベルまで、吸水高さや、水滴消滅
時間が低下し、また表面固有抵抗が高くなったのに比
べ、実施例のものは吸水高さや、水滴消滅時間の低下が
ほとんど見られず、また表面固有抵抗もほとんど劣化が
見られなかった。また、成形品強度については、実施例
７〜８において強度低下はほとんどなく比較例３と同様
に通常の条件にて紡糸や解繊を行うことができ、実用に
十分耐えうるものであった。

【００４７】

【発明の効果】本発明によると、強度を損なうことな
く、親水性、吸水性、帯電防止能が恒久的に付与された
ポリエステル樹脂組成物、並びに該樹脂を成形してなる
ポリエステル成形品を提供することができる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオキシアルキレン基を構成成分とし
   て含む親水性ポリエステルを１〜４０重量％含有するこ
   とを特徴とするポリエステル樹脂組成物。
2. 【請求項２】 親水性ポリエステルがポリオキシアルキ
   レン基を構成成分として５０〜９５重量％含有すること
   を特徴とする請求項１記載のポリエステル樹脂組成物。
3. 【請求項３】 親水性ポリエステルが構造末端にヒドロ
   キシル基を有するものである請求項１記載のポリエステ
   ル樹脂組成物。
4. 【請求項４】 ポリオキシアルキレン基がポリオキシエ
   チレン基である請求項１記載のポリエステル樹脂組成
   物。
5. 【請求項５】 請求項１〜４いずれか記載のポリエステ
   ル樹脂組成物を成形してなるポリエステル成形品。
6. 【請求項６】 ポリエステル成形品が不織布である請求
   項５記載のポリエステル成形品。