JPH07207531A - ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 体温や外気温による吸発熱性と撥水性とを有
するポリエステル繊維を提供する。 【構成】 融点が15〜50℃、融解熱が10mJ／mg以上、降
温結晶化温度が40℃以下、結晶化熱が10mJ／mg以上の熱
可塑性重合体Ａ、例えば、ポリペンチレンアジペート
と、融点が 100〜280 ℃、極限粘度が 0.5〜1.0 のフッ
素樹脂、例えば、ポリフッ化ビニリデン又はこれを主体
とする共重合体やテトラフルオロエチレンとエチレンと
の共重合体を 0.1〜20重量％含有したポリエステル樹脂
Ｂとからなり、ポリエステル樹脂Ｂが重合体Ａの表面を
覆っているポリエステル繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スポーツやレジャー用
衣料及び防寒衣料に適した吸発熱性と撥水性とを有する
ポリエステル繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、冬期に屋外で行われるスキー、ス
ケート、登山、釣り等のスポーツ、レジャー用衣料、防
寒衣料等の用途には、種々の機能性を付与したポリエス
テル繊維が利用されており、中でもこれらの用途には、
保温性と撥水性の二つの機能が不可欠である。

【０００３】従来、衣料に保温性を付与する方法とし
て、三層構造を形成し、中綿の空気層の厚みによって
保温性を得る方法、金属、半導体物質等を布帛表面に
蒸着し、太陽熱を効率的に吸収する方法、遠赤外線放
射能力を有する物質を繊維に練り込む方法、樹脂が相
変化する際の融解熱、結晶化熱を利用した繊維とする方
法（特願平２−409988号）等が提案されている。

【０００４】また、撥水性を付与する方法として、ポリ
エステル樹脂の合成時又は紡糸時に特殊な化合物を含有
させる方法や繊維に後加工で撥水処理する方法がある。
ポリエステル樹脂の合成時又は紡糸時に特殊な化合物を
含有させる方法としては、ポリエステルの合成時又は紡
糸時に不溶性、不活性無機粒子を添加する方法やポリオ
ルガノシロキサンを分散させる方法が知られているが、
粒子同士の凝集が避けられなかったり、ポリエステルと
の反応性に乏しく、ポリオルガノシロキサンがポリエス
テル表面にブリードアウトするという問題があった。一
方、繊維に後加工で撥水処理する方法としては、 (イ)
ビニル樹脂、ゴム物質等によって組織間を充填し、布帛
上に被膜をつくり、不通気性にする方法、 (ロ) 繊維表
面にパラフィン等の疎水性物質を付着させる方法、
(ハ) 撥水剤と繊維活性基とを、パッド、乾燥、キュア
の工程を経て化学的に反応させ、撥水処理をする方法等
があるが、これらの方法では耐洗濯性に乏しかったり、
後工程が必要であったりするという不都合があった。

【０００５】保温性と撥水性とを同時に付与するには、
上記の方法を組み合わせることが考えられるが、単に保
温性を付与する方法と、ポリエステル樹脂に特殊な化合
物を含有させる方法を組み合わせただけでは、形成被膜
と布帛表面との接合度合の関係から、割繊現象や界面剥
離を生じる等の問題が生じ、充分に機能性を付与するこ
とができないばかりか、紡糸時における糸切れ等により
操業性が低下するという問題があった。また、保温性を
付与する (イ) 〜 (ハ) の方法と、繊維に後加工で撥水
処理する方法を組み合わせただけでは、工程が煩雑にな
ったり、取り扱いが困難になったりして実用的でないと
いう問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このように
複雑な後加工等の工程を必要とせず、また、紡糸時のト
ラブルがなく、優れた吸発熱性と撥水性とを有するポリ
エステル繊維を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意研究を行った結果、特定の融点
と結晶化特性を有する熱可塑性重合体を繊維の内部に用
い、特定の融点と極限粘度を有するフッ素樹脂を特定量
含有したポリエステル樹脂で表面を覆った複合繊維とす
ると、衣料用繊維として必要な特性を有し、かつ、吸発
熱性と撥水性とを有する繊維が得られることを見出し、
本発明に到達した。

【０００８】すなわち、本発明の要旨は、融点が15〜50
℃、融解熱が10mJ／mg以上、降温結晶化温度が40℃以
下、結晶化熱が10mJ／mg以上である熱可塑性重合体Ａ
と、融点が 100〜280 ℃、極限粘度が 0.5〜1.0 のフッ
素樹脂を 0.1〜20重量％含有したポリエステル樹脂Ｂと
からなり、ポリエステル樹脂Ｂが重合体Ａの表面を覆っ
ていることを特徴とするポリエステル繊維にある。

【０００９】なお、本発明において、重合体Ａの融点及
び結晶化特性は、パーキンエルマー社製示差走査型熱量
計ＤＳＣ−２型を用い、次の条件で測定した値である。
すなわち、窒素気流中において、−30℃から昇温速度10
℃／分で 280℃まで昇温し、５分間保持した後、降温速
度10℃／分で−30℃まで降温して３分間保持し、再び昇
温速度10℃／分で 280℃まで昇温する。そして、再昇温
時の融解温度のピークを融点Ｔm、その時の融解ピーク
面積を融解熱△Ｈf、降温時の結晶化温度のピークを降
温結晶化温度Ｔc、結晶化ピーク面積を結晶化熱△Ｈcと
する。

【００１０】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の繊維は、重合体Ａが融解するときに吸収する融解
熱と結晶化するときに発する結晶化熱により吸発熱性を
示すものであり、この吸発熱能を有する重合体Ａは繊維
表面に露出せず、繊維表面は高融点又は高軟化点のポリ
エステル樹脂Ｂで覆われているため、衣料用繊維として
必要な特性を保持し、かつ、撥水性と吸発熱能とを示す
ものである。

【００１１】本発明における重合体Ａは、融点が15〜50
℃のものであることが必要であり、好ましくは20〜45
℃、最適には30〜40℃のものがよい。融点があまり低い
と室温で融解状態となり、逆にあまり高いと体温や外気
温では融解しないため、本発明の目的を達成することが
できない。

【００１２】また、重合体Ａは、降温結晶化温度が40℃
以下のものであることが必要であり、好ましくは35℃以
下、最適には30℃以下のものがよい。当然のことなが
ら、結晶化は融点より低い温度で起こるのであるが、外
気の温度が高い所から低い所へ移動したときに繊維が発
熱する必要があるため、降温結晶化温度が40℃以下でな
ければならない。

【００１３】さらに、重合体Ａは、融解熱及び結晶化熱
が10mJ／mg以上のものであることが必要であり、好まし
くは30mJ／mg以上、最適には50mJ／mg以上のものがよ
い。融解熱及び結晶化熱が10mJ／mg未満のものでは、実
質上吸発熱能が発現しない。

【００１４】重合体Ａの具体例としては、直鎖脂肪族ジ
カルボン酸成分と直鎖脂肪族ジオール成分とから得られ
るものがある。直鎖脂肪族ジカルボン酸成分の具体例と
しては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン
酸、スベリン酸、アゼライン酸、デカン二酸、ドデカン
二酸、オクタデカン二酸及びこれらのエステル形成性誘
導体が挙げられる。また、直鎖脂肪族ジオール成分の具
体例としては、エチレングリコール、プロパンジオー
ル、1,４−ブタンジオール、1,５−ペンタンジオール、
1,６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール等が挙
げられる。

【００１５】また、重合体Ａのジカルボン酸成分及びジ
オール成分は各々２種以上併用してもよく、吸発熱効果
を損なわない範囲で、テレフタル酸、イソフタル酸、５
−ナトリウムスルホイソフタル酸、トリメリット酸、ｐ
−ヒドロキシ安息香酸、1,４−シクロヘキサンジカルボ
ン酸、1,４−シクロヘキサンジメタノール等を共重合成
分として併用してもよい。

【００１６】このような直鎖脂肪族ポリエステルは、常
法によって、ジカルボン酸成分とジオール成分とをエス
テル化又はエステル交換反応させた後、重縮合反応を行
うことによって製造することができる。

【００１７】重合体Ａの降温時の結晶化温度は、結晶核
剤を含有させることによりコントロールすることもでき
る。結晶核剤としては、タルク、シリカ、チョップドガ
ラスストランド、二酸化チタン、珪酸カルシウム、三酸
化アンチモンのような無機化合物の微粒子、ステアリン
酸マグネシウム、安息香酸ナトリウムのような有機酸塩
の微粒子、ジナトリウムスルホビスフェノールＡのエチ
レンオキシド付加物、フッ素樹脂、有機シリコーン、ポ
リアクリル酸架橋体、ポリスチレン架橋体、ポリアリレ
ートのような有機化合物の微粒子等を用いることがで
き、２種以上併用してもよい。結晶核剤はエステル化又
はエステル交換反応時に添加してもよいし、重縮合反応
の段階で添加してもよい。

【００１８】本発明に用いられるポリエステル樹脂Ｂと
しては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート及びこれらを主体とし、イソフタル酸、５
−ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、トリメ
リット酸、ジエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1,４−シクロヘキサンジメタノール、1,４−ブタン
ジオール、ペンタエリスリトール等を共重合したものが
挙げられる。

【００１９】本発明において、フッ素樹脂は、融点が 1
00〜280 ℃のものであることが必要であり、特に 120〜
240 ℃のものが好ましい。融点が 100℃未満のもので
は、繊維が熱湯に耐えられなかったり、アイロンをかけ
にくいという問題があり、実用的でない。また、融点が
280℃を超えるものでは通常の紡糸温度ではパック圧が
上昇しやすいため、紡糸温度を高くしなければならず、
紡糸温度を高くするとポリエステルが熱分解する恐れが
あり、好ましくない。

【００２０】また、本発明におけるフッ素樹脂は、極限
粘度が 0.5〜1.0 のものであることが必要である。極限
粘度が 0.5未満のものでは撥水性付与効果が不充分であ
り、1.0 を超えるものではポリエステルに対する分散性
が悪く、紡糸時にパック圧が急上昇したり、糸切れが多
発して紡糸が困難となり、好ましくない。

【００２１】このようなフッ素樹脂の具体例としては、
ポリビニリデンフルオライド又はこれを主体とする共重
合体（例えば、ダイキン工業社製ネオフロンＶＤＦ、ネ
オフロンＶＴ-100) 、テトラフルオロエチレンとエチレ
ンとの共重合体（例えば、ダイキン工業社製ネオフロン
ＥＴＦＥ）等が挙げられる。

【００２２】フッ素樹脂のポリエステルへの配合量は、
0.1〜20重量％とすることが必要であり、好ましくは１
〜10重量％とするのが適当である。この配合量が 0.1重
量％未満であると、易滑性や平滑性、撥水性の付与効果
が不充分となり、20重量％を超えると効果が飽和するば
かりか、かえって紡糸が困難となるとともにポリエステ
ル繊維の特性が損なわれるようになる。

【００２３】フッ素樹脂は、紡糸以前の任意の段階でポ
リエステルに配合することが可能であるが、分散状態が
最も良好となる点で重合前に配合することが好ましい。

【００２４】フッ素樹脂含有ポリエステル樹脂Ｂは、例
えば、次のようにして得ることができる。まず、エステ
ル化反応物が存在するエステル化反応缶に、モル比１／
1.2 〜１／1.8 のテレフタル酸とエチレングリコールと
のスラリーを連続的に供給し、0.05〜1.5 kg／cm² の窒
素ガス制圧下、 240〜270 ℃の温度でエステル化反応を
行い、エステル化反応物を連続的に得る。得られたエス
テル化反応物を重合反応缶に移送し、必要量のフッ素樹
脂を添加し、次いで、 270〜290 ℃の温度で 0.5〜５時
間、１トル以下の減圧下で、所定の極限粘度のポリエス
テルが得られるまで重縮合反応を行う。重縮合反応は、
通常、重縮合触媒の存在下で行われ、従来一般に用いら
れているアンチモン、ゲルマニウム、スズ、チタン、コ
バルト等の金属の化合物やスルホサリチル酸、ｏ−スル
ホ安息香酸無水物等の有機スルホン酸化合物が用いられ
る。なお、エステル化工程で重縮合触媒を添加すること
もできる。

【００２５】本発明のポリエテル繊維は、ポリエステル
樹脂Ｂが重合体Ａの表面を覆うように複合紡糸すること
により、常法によって製造することができる。紡糸に際
しては、ポリエステル樹脂Ｂと重合体Ａの融点や溶融粘
度を考慮して、最適な条件を採用することが必要である
が、通常、紡糸温度 180〜300 ℃、好ましくは 200〜28
0 ℃で紡糸される。

【００２６】複合形態としては、ポリエステル樹脂Ｂが
鞘、重合体Ａが芯となった鞘芯型、ポリエステル樹脂Ｂ
が海、重合体Ａが島となった海島型、ポリエステル樹脂
Ｂの中に重合体Ａが層状に配列された多層型等が挙げら
れるが、鞘芯型が最も望ましい。繊維の断面形状は円形
に限られるものではなく、三角形や四角形等の異形断面
でもよい。

【００２７】ポリエステル樹脂Ｂと重合体Ａとの複合比
は、重量比で１／４〜４／１とするのが適当である。ポ
リエステル樹脂Ｂの割合があまり少ないと重合体Ａが繊
維表面に露出したり、繊維の強度が低くなったり、ま
た、撥水性が不充分となったりして、好ましくなく、逆
に重合体Ａの割合があまり少ないと吸発熱能が劣ったも
のとなる。

【００２８】なお、本発明の繊維には、必要に応じて、
吸湿剤、湿潤剤、艶消剤、着色剤、安定剤、難燃剤、制
電剤等を含有させることができる。

【００２９】本発明の繊維は、これまでのように複雑な
後加工や紡糸時のトラブルなしに製造することができる
ものであり、これを用いた布帛は、優れた吸発熱性と撥
水性とを有する。したがって、この布帛は、スキージャ
ケット、スキー用ワンピース、スキーパンツ等のスキー
ウェアをはじめ、ウィンドブレーカ、トレーニングウェ
ア等のスポーツ衣料、登山、フィッシング、ハンティン
グ等のアウトドアスポーツ用防寒衣料、帽子や手袋等の
スポーツ用グッズ、日常使用する防寒衣、作業着等の各
種各様の用途に用いることができる。

【００３０】

【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例における特性値の測定法等は次のとお
りである。 (a) 融点及び結晶化特性 前述の方法で測定した。 (b) 吸発熱性 試料繊維の平織物とポリエチレンテレフタレート繊維の
平織物とを金属板に貼り、常温から昇温し、40℃で保持
したものと、60℃で30分保持後、５℃に降温したものに
ついて、織物の表面温度を赤外線映像装置（日本電子社
製サーモビュアＪＴＧ−ＩＢ／ＩＢＴ型）で観察し、両
織物の表面温度差を求めて評価した。 (c) フッ素樹脂の極限粘度〔η〕 ジメチルホルムアミドを溶媒とし、35℃で測定した。 (d) ポリエステルの極限粘度 フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒と
し、20℃で測定した。 (e) 撥水度 JIS L-1079撥水度Ａ法（スプレー法）により測定した。

【００３１】実施例１ アジピン酸とその 1.6倍モルの1,５−ペンタンジオール
とを常法によりエステル化反応させ、エステル化反応生
成物にアジピン酸１モルに対して３×10^-4モルのテトラ
ブチルチタネートを触媒として加え、 270℃、１トルで
３時間重縮合反応を行い、重合体Ａを得た。得られた重
合体Ａは、極限粘度0.65、Ｔm 40℃、△Ｈf 53mJ／mg、
Ｔc 15℃、△Ｈc 55mJ／mgであった。また、ビス（β−
ヒドロキシエチル）テレフタレート及びその低重合体
（ＢＨＥＴ）の存在するエステル化反応缶にモル比が１
／1.6 のテレフタル酸とエチレングリコールとのスラリ
ーを連続的に供給し、温度 250℃、圧力0.05kg／cm² の
条件で反応させ、滞留時間を８時間として、エステル化
反応率が95％のＢＨＥＴを連続的に得た。このＢＨＥＴ
50kgを重合槽に移送し、 280℃に加熱し、触媒として三
酸化アンチモンをポリエステルを構成する酸成分１モル
に対し２×10^-4モルと、融点 120℃、極限粘度 0.9のフ
ッ化ビニリデンを主成分とする共重合体からなるフッ素
樹脂（ダイキン工業社製ネオフロンＶＴ-100）を生成ポ
リエステルに対し５重量％となる量で添加した。その
後、 280℃で最終的に 0.1トルの減圧下で 2.5時間重縮
合を行い、極限粘度0.68のポリエステル樹脂Ｂを得た。
このようにして得られた重合体Ａを芯成分、ポリエステ
ル樹脂Ｂを鞘成分とし、通常の芯鞘型複合繊維用溶融紡
糸装置を使用して、Ａ／Ｂの重量比を１／２として紡糸
し、冷却固化後、1000ｍ／分の速度で巻き取り、延伸し
て、75ｄ／24ｆのフィラメント糸を得た。このフィラメ
ント糸を用いて、平織物を製織し、吸発熱性及び撥水性
を評価した。

【００３２】実施例２〜５及び比較例１〜５ 重合体ＡとポリエステルＢに含有させるフッ素樹脂とし
て表１に示したものを用い、実施例１に準じて実施し
た。ただし、比較例２及び比較例３では、紡糸時にパッ
ク圧が急上昇し、ポリエステル繊維を得ることができな
かった。

【００３３】実施例６ 重合体Ａとポリエステル樹脂Ｂとの複合比を１／４と
し、実施例１に準じて実施した。

【００３４】実施例７ 実施例１と同じ重合体Ａを島成分、ポリエステル樹脂Ｂ
を海成分とし、海島型複合繊維用溶融紡糸装置を使用し
て、Ａ／Ｂの重量比を１／２として紡糸し、実施例１に
準じて実施した。

【００３５】実施例８ 重合体Ａとポリエステル樹脂Ｂとの複合比を２／１に
し、実施例７に準じて実施した。

【００３６】比較例６ 芯成分として実施例１と同じ重合体Ａ、鞘成分として極
限粘度0.68のポリエチレンテレフタレートを用い、実施
例１に準じて実施した。

【００３７】比較例７ 実施例１において、フッ素樹脂の代わりに平均粒径１μ
m のシリカを用いてポリエステルを製造し、紡糸しよう
としたが、糸表面が滑りやすく、巻取りができなかっ
た。

【００３８】比較例８ 実施例１において、フッ素樹脂の代わりに、ポリジメチ
ルシロキサンを用いてポリエステルを製造し、紡糸した
が、ポリジメチルシロキサンの分散が悪いためか、繊維
表面にブリードアウトしたり、糸切れが頻発したりして
製糸が困難であった。

【００３９】比較例９ 実施例１におけるポリエステル樹脂Ｂを単独で通常の溶
融紡糸装置を用いて紡糸し、実施例１に準じて実施し
た。

【００４０】上記の実施例及び比較例の結果を表１に示
す。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、スポーツ、レジャー用
衣料、防寒衣料に適した、体温や外気温の変化による吸
発熱性と、フッ素樹脂微粒子がポリエステルに良好に分
散されていることによる撥水性とを有し、複雑な後加工
の工程を必要とすることなく製造可能なポリエステル繊
維が提供される。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点が15〜50℃、融解熱が10mJ／mg以
   上、降温結晶化温度が40℃以下、結晶化熱が10mJ／mg以
   上である熱可塑性重合体Ａと、融点が 100〜280 ℃、極
   限粘度が 0.5〜1.0 のフッ素樹脂を 0.1〜20重量％含有
   したポリエステル樹脂Ｂとからなり、ポリエステル樹脂
   Ｂが重合体Ａの表面を覆っていることを特徴とするポリ
   エステル繊維。
2. 【請求項２】 フッ素樹脂がポリビニリデンフルオライ
   ドもしくはこれを主体とする共重合体又はテトラフルオ
   ロエチレンとエチレンとの共重合体である請求項１記載
   のポリエステル繊維。