JPH0959868A - 機能性ポリエステル繊維及びその製造法 - Google Patents

機能性ポリエステル繊維及びその製造法

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JPH0959868A
JPH0959868A JP21477795A JP21477795A JPH0959868A JP H0959868 A JPH0959868 A JP H0959868A JP 21477795 A JP21477795 A JP 21477795A JP 21477795 A JP21477795 A JP 21477795A JP H0959868 A JPH0959868 A JP H0959868A
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JP
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polyester fiber
fiber
functional polyester
carboxyl group
quaternary ammonium
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JP21477795A
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Masao Seki
昌夫 関
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、脱臭効果、抗菌効果が大きいにも拘
らず、洗濯耐久性に優れ、かつ、繊維強度の大きい機能
性ポリエステル繊維及びその製造法を提供せんとするも
のである。 【解決手段】本発明の機能性ポリエステル繊維は、X線
光電子分光法(XPS)により光電子検出角度θ=90
°で測定したときの繊維表層部のカルボキシル基の濃度
が、全炭素数に対するカルボキシル基の炭素の割合の値
で0.01以上であるポリエステル繊維であり、かつ、
該カルボキシル基がZn2+、Cu2+、Mn2+、Fe2+
Ag+ 、Ni+ からなる群より選ばれた少なくとも一種
の金属イオンおよび/または第4級アンモニウムイオン
で置換されていることを特徴とするものであり、また、
かかる機能性ポリエステル繊維の製造法は、ポリエステ
ル繊維を紫外線照射した後、Zn2+、Cu2+、Mn2+
Fe2+、Ag+ 、Ni+ からなる群より選ばれた少なく
とも一種の金属イオンおよび/または第4級アンモニウ
ムイオンを含有する水溶液で処理することを特徴とする
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐久性に優れた脱
臭性や抗菌性を有する上に、繊維強度の高い機能性ポリ
エステル繊維及びその製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、衣料分野、産業資材分野を問わ
ず、ポリエステル繊維に脱臭、抗菌、抗カビの機能を付
与する方法が数多く提案されている。機能付与の方法と
して、原糸段階で改質する方法と後加工で改質する方法
の二つに大別される。原糸改質のとしては、機能性セラ
ミックなどをポリマーに混合して製糸するものである
が、紡糸時の糸切れによるトラブルが発生しやすく、ま
た延伸性が低下するため十分な強度の糸が得られにくい
などの問題がある。後加工改質は現在、最も数多く検討
されており、例えば、銅化合物、シリコーンの第4級ア
ンモニウム塩、硫酸第一鉄とL−アスコルビン酸の混合
物、金属フタロシニアン化合物、また天然のツバキ科植
物からの抽出物等をバインダー樹脂を併用しながら繊維
表面に固着させるいわゆる樹脂加工方法は、洗濯等の耐
久性が劣るという欠点があり、耐久性を向上させるため
に架橋剤を併用すると風合いが粗硬化するという問題点
がある。近年、耐久性ある後加工法として、アクリル酸
やメタクリル酸などのビニルカルボン酸を過酸化物を併
用したり、または電子線照射を利用してグラフト重合し
て、カルボキシル末端を金属イオンで置換する方法が提
案されているが、かかる方法は、繊維の強度が著しく低
下するという重大な欠点を有するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な機能性繊維が有する欠点を解消し、脱臭効果、抗菌効
果が大きいにも拘らず、洗濯耐久性に優れ、かつ、繊維
強度の大きい機能性ポリエステル繊維及びその製造法を
提供せんとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するため、次の手段を採用する。すなわち、本発明
の機能性ポリエステル繊維は、X線光電子分光法(XP
S)により光電子検出角度θ=90°で測定したときの
繊維表層部のカルボキシル基の濃度が、全炭素数に対す
るカルボキシル基の炭素の割合の値で0.01以上であ
るポリエステル繊維であり、かつ、該カルボキシル基が
Zn2+、Cu2+、Mn2+、Fe2+、Ag+ 、Ni+ から
なる群より選ばれた少なくとも一種の金属イオンおよび
/または第4級アンモニウムイオンで置換されているこ
とを特徴とするものであり、また、かかる機能性ポリエ
ステル繊維の製造法は、ポリエステル繊維を紫外線照射
した後、Zn2+、Cu2+、Mn2+、Fe2+、Ag+ 、N
+ からなる群より選ばれた少なくとも一種の金属イオ
ンおよび/または第4級アンモニウムイオンを含有する
水溶液で処理することを特徴とするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明は、従来、ポリエステル繊
維の物理的特性を維持して、風合いの変化が小さく、洗
濯耐久性に優れた機能性、特に脱臭性、抗菌性などの機
能を有するポリエステル繊維を得ることは極めて難しい
とされていた技術的背景に鑑み、鋭意検討したところ、
化学的な方法ではなく、物理的な方法によって繊維表層
部にカルボキシル基を形成することにより、かかる目的
を以外に簡単、合理的に達成することを究明したもので
ある。すなわち、かかる物理的に形成した該カルボキシ
ル基を金属イオンで置換することにより、繊維強度、風
合いの低下がなく、洗濯耐久性に優れた、高度な脱臭、
抗菌機能をポリエステル繊維付与することができること
を究明したものである。
【0006】本発明でいうポリエステル繊維とは、たと
えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレートあるいはこれらに第3成分、例えばイソフタル
酸、アジピン酸、イソフタル酸スルホネート、ポリエチ
レングリコールなどを共重合またはブレンドして得られ
る繊維であり、これらの繊維からなる織編物、不織布、
ロープ、紐などの繊維構造物も含まれる。かかるポリエ
ステル繊維は、該ポリエステル繊維単独はもちろん、本
発明の効果を阻害しない範囲で、他の合成繊維、半合成
繊維、天然繊維を混合、含有するものであっても良い
し、また、かかるポリエステル繊維には、本発明の効果
を阻害しない範囲で、他の抗菌剤、防カビ剤、防臭剤、
さらに着色剤、帯電防止剤、防炎剤、防汚剤、柔軟剤、
撥水剤、高発色剤などをブレンドまたは付着させること
ができる。
【0007】本発明のポリエステル繊維は、表層部にカ
ルボキシル基を物理的に形成して含有させた点に特徴を
有するものであり、かかるカルボキシル基を含有する該
表層部の厚みは、使用するポリマー、製糸条件、繊維の
熱履歴などにより一概にいえないが、繊維表面から2
μ、さらには0.5μの範囲であるのが好ましい。また
該カルボキシル基の濃度は、X線光電子分光法(XP
S)により光電子の検出角度θ=90°で酸素濃度を測
定し、気相化学修飾法でカルボキシル基を測定したとき
の値として、全炭素数に対するカルボキシル基の炭素の
割合が0.01以上、好ましくは0.015以上、さら
に好ましくは0.02以上であるのがよい。
【0008】本発明のポリエステル繊維は、脱臭性能お
よび/または抗菌性能を有するものであり、かかる機能
を付与するため、該カルボキシル基の水素イオンは、Z
2+、Cu2+、Mn2+、Fe2+、Ag+ 、Ni+ からな
る群より選ばれた少なくとも一種の金属イオンで置換し
たものである。
【0009】かかる金属イオンによる置換量は、該カル
ボキシル基の水素イオンの全量の好ましくは20〜98
%であるのがよい。20%より小さいと脱臭効果が不足
する場合があり、98%より大きくても脱臭または抗菌
効果にほとんど差がない。また、本発明においては、所
定の金属イオンで置換されたカルボキシル基の他に、遊
離のカルボキシル基やK+ 、Na+ 、Ca2+、Mg2+
Al3+など他の金属イオンで置換されたものが一部混在
していてもよい。
【0010】また、本発明のポリエステル繊維のカルボ
キシル基の水素イオンは、第4級アンモニウムイオンで
置換されるものである。かかる第4級アンモニウムイオ
ン源としては、飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基あ
るいは芳香族炭化水素基、あるいは該窒素化合物の窒素
の複素環を構成する炭化水素基およびこれらの基を組み
合わせた炭化水素基からなる第4窒素化合物であって、
抗菌性、抗カビ性を有するものであればとくに限定され
るものではない。なかでも、上記炭化水素基の総炭素数
が10以上、好ましくは15以上である第4窒素化合物
の代表的なものとして下記一般式で示される第4級アン
モニウム塩がある。
【0011】
【化1】 ここでR1〜R4は1価の炭化水素基を表すが、これら
の炭化水素基のうち任意の2つまたは4つに代えて、窒
素を含む複素環を形成するような結合を有する2価の炭
化水素基を1つまたは2つ有する構造であっても良い。
またXはハロゲンイオンを表し、一般的には、塩素イオ
ン、臭素イオンが用いられる。具体的には、ラウリルジ
メチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルジメチ
ルベンジルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメ
チルアンモニウムクロライド、セチルピリジウムクロラ
イドなどを例示することができ、これらを単独あるいは
2種以上の混合物として使用することができる。
【0012】本発明の機能性ポリエステル繊維を製造す
る際に照射される紫外線とは、光源として、高圧水銀ラ
ンプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、低圧水
銀ランプなどによって発生する300nm以下の波長を
含む紫外線をいう。かかるランプによって発生される紫
外線のうち、300nm以下の波長を含む紫外線以外
は、ポリエステル繊維との反応速度が早すぎるので、低
波長のものが好ましく使用される。かる紫外線のなかで
も、特に184.9nmおよび253.7nmにピーク
を持つ低圧水銀ランプによって発生した紫外線が好まし
く使用される。
【0013】本発明の紫外線照射条件としては、空気、
酸素、窒素、アルゴンなどのガス雰囲気下で、好ましく
は酸素を含有する雰囲気下で、好ましくは253.7n
mの波長の紫外線で、かつ、照度が、好ましくは3mW
/cm2 以上、さらに好ましくは10mW/cm2 以上、特
に好ましくは30mW/cm2 以上で、好ましくは数秒か
ら数分の処理時間のものを使用する。また、紫外線照射
雰囲気の温度は、好ましくは40℃以上、さらに好まし
くは60℃以上、特に好ましくは80〜100℃であ
る。かかる条件は、目的に応じて照度とガス雰囲気、雰
囲気温度および処理時間を決定することができる。ま
た、紫外線照射の雰囲気圧力は、常圧のみならず、減圧
あるいは加圧などいずれの条件でも実施することができ
る。
【0014】本発明は、かかる紫外線照射により、ポリ
エステル繊維の繊維表層部にカルボキシル基を形成させ
たのち、上述の金属イオンおよび/または第4級アンモ
ニウムイオンを含有する水溶液中で、好ましくは20〜
130℃、さらに好ましくは60〜80℃の温度で、数
分から数十分の処理を行う。かくして得られる水素イオ
ンの金属イオンへの置換量は中和滴定法で測定すること
ができる。
【0015】なお、上述の金属イオンおよび第4級アン
モニウムイオンを、ポリエステル繊維の繊維表層部に同
時に存在させたい場合は、該繊維表層部に存在するカル
ボキシル基の水素イオン量の適宜の量だけ、金属イオン
を含有する水溶液で処理して、次いで、まだ置換可能な
水素イオンを残した状態にあるポリエステル繊維を、第
4級アンモニウムイオンを含有する水溶液で処理するこ
とによって達成することができる。すなわち、該繊維表
層部に存在するカルボキシル基の水素イオン量の何%を
どのイオンで置換するかによって、脱臭機能リッチに
も、また、抗菌機能リッチにもすることができ、もちろ
ん、単独機能のみを付与することもできる。
【0016】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0017】なお、実施例、比較例に示す性能は、次の
方法で測定した。
【0018】(カルボキシル基濃度の測定) 手法:X線光電子分光法(XPS) 装置:VG製ESCALAB−5 測定条件:X線源〜Mgkα1,2 X線出力〜10KV、20mA サンプリング〜両面テープで資料台に固定した。
【0019】横軸補正:中性炭素の1sピークを28
4.6eVとした。
【0020】光電子の検出角度〜θ=90° (θは試料表面に対する検出器の傾き角度) 気相化学修飾法解析:ポリアクリル酸標準試料から反応
率(r)とジシクロヘキシルカルビジイミドの残留率
(m)を求めた。各試料のF1s、C1sピーク面積強
度にrとmを考慮して全炭素量に対するカルボキシル基
炭素の割合を求めた。
【0021】(脱臭性A:アンモニア脱臭)500cc
のポリ容器に0.3%のアンモニア水80μl 滴下し、
該容器内に繊維を3g入れ、密閉し、20分後の残存ア
ンモニア濃度をガステック社製のガス検知管を使用し、
容器内のガス100cc中のアンモニア量を測定(pp
m)した。なお、スタート時のアンモニア濃度は約21
0ppmである。
【0022】(脱臭性B:硫化水素脱臭)臭気成分を硫
化鉄300mg、0.6%硫酸100μl とした以外は
アンモニア脱臭と同一の方法で測定した。なお、スター
ト時の硫化水素濃度は約25ppmである。
【0023】(抗菌a)滅菌シートに黄色葡萄状球菌
(Staphylococcusaureus 127
32)のブイヨン懸濁液を注加し、密閉容器内で37
℃、18時間培養後の生菌数を計測し、植菌数に対する
増減値を求めた。
【0024】(抗菌b)滅菌シートに、クレブシラ菌
(Klebsiellapneumoniae ATC
C 4352)の懸濁液を注加し、密閉容器内で150
回/分、1時間振とう後の生菌数を計測し、注加懸濁液
の菌数に対する減少率を求めた。(繊維の物性)JIS
L 1017に基づき、織物の緯糸分解糸の強度(g
/d)を測定した。
【0025】(洗濯耐久性)家庭用洗剤ザブ(花王株式
会社製)0.2%水溶液を用い、東芝株式会社製の家庭
用洗濯機で、浴比1/50とし、40℃で10分間洗濯
後、5分間のオーバーフロー水洗2回を洗濯回数1回と
し、5回繰り返し洗濯した後、脱臭性能、抗菌性能を測
定した。
【0026】実施例1〜15、比較例1〜4 75デニール36フィラメントのポリエチレンテレフタ
レート加工糸(東レ株式会社製)を経糸、緯糸に使用し
て平織物を製織し、常法により精練、乾燥し、180℃
の温度でヒートセットした。該織物を次に示す処理を行
い、性能を評価した結果を表1に示した。
【0027】 [紫外線処理]照射装置:低圧水銀ランプ 500W 照度:35mW/cm2 雰囲気ガス:空気 雰囲気温度:80℃ 処理時間:15〜120秒 [金属塩処理]紫外線照射したものを2%濃度の各種金
属塩水溶液にて、浴比1/50で、80℃で30分間処
理した後、水洗し、2cc/lの酢酸水溶液で25℃で
5分間処理を行った。
【0028】[処理あ:第4級アンモニウム塩処理]紫
外線照射したものを3%濃度のラウリルジメチルアンミ
ニウムクロライド水溶液で、浴比1/50で、80℃で
30分間処理し、水洗した。
【0029】比較例として、紫外線処理しないものと,
アクリル酸とベンゼンパーオキサイド、ジクロルベンゼ
ンの混合水溶液で120℃の温度で45分間処理し、繊
維重量に対し12%の重量増加になるグラフト加工した
ものを実施例と同様に評価した。
【0030】
【表1】 表1から、本発明によるものは繊維強度の低下がなく、
耐久性に優れた脱臭性、抗菌性を有することが判る。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、繊維強度の低下がな
く、耐久性に優れた脱臭性、抗菌性を有するポリエステ
ル繊維を安定に供給し得る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線光電子分光法(XPS)により光電
    子検出角度θ=90°で測定したときの繊維表層部のカ
    ルボキシル基の濃度が、全炭素数に対するカルボキシル
    基の炭素の割合の値で0.01以上であるポリエステル
    繊維であり、かつ、該カルボキシル基がZn2+、C
    2+、Mn2+、Fe2+、Ag+ 、Ni+ からなる群より
    選ばれた少なくとも一種の金属イオンおよび/または第
    4級アンモニウムイオンで置換されていることを特徴と
    する機能性ポリエステル繊維。
  2. 【請求項2】 ポリエステル繊維を紫外線照射した後、
    Zn2+、Cu2+、Mn2+、Fe2+、Ag+ 、Ni+ から
    なる群より選ばれた少なくとも一種の金属イオンおよび
    /または第4級アンモニウムイオンを含有する水溶液で
    処理することを特徴とする機能性ポリエステル繊維の製
    造法。
  3. 【請求項3】 紫外線が300nm以下の波長を含むも
    のである請求項2記載の機能性ポリエステル繊維の製造
    法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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