JPH1036644A - 吸湿性に優れた共重合ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸湿性が高く、かつ容易にチップ化が可能な
共重合ポリエステルを提供する。 【解決手段】 ポリオキシアルキレングリコールを共重
合したポリエステルであって、下記一般式（Ｉ） 【化１】 （式中Ｒ１は３〜６価の有機残基、Ｒ２は水素あるいは
アセチル基、Ｒ３は水素あるいはアルキル基、３≦ｍ＋
ｎ≦６）で示される架橋剤を０．０１〜３０モル％含有
し、次の３つを満足することを特徴とする吸湿性に優れ
た共重合ポリエステル樹脂組成物。 （ａ）吸放湿パラメータ（ΔＭＲ）が１２．０％以上で
あること。 （ｂ）該ポリマのポリオキシアルキレングリコールに由
来した融解ピークが３０℃以上に存在すること。 （ｃ）該ポリマの２８０℃、ずり速度５０ｃｍ^-1での溶
融粘度が５００〜５０００ポイズであること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は優れた吸湿性を有す
る共重合ポリエステルであり、更に詳しくは、混合紡糸
や、複合紡糸もしくは多層化繊維の１成分として用いる
ことが可能であり、かつチップ化に優れ成形性が良好な
共重合ポリエステルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステルやポリアミドに代表される
熱可塑性合成繊維は機械的強度、耐薬品性、耐熱性など
に優れるため、衣料用途や産業用途などを主体に広く使
用されている。

【０００３】しかしながら、これらの合成繊維は極めて
吸湿性が低いため、インナー、中衣、スポーツ衣料など
のように直接的に肌に触れて、あるいは肌側に近い状態
で着用される分野に使用する場合には、肌からの発汗に
よるムレやベタツキなどを生じ、快適性の点で天然繊維
よりも劣り、前記衣料用途への進出は限定されているの
が実状である。この欠点を解消するため、たとえば特開
昭５１−６７４６５号公報、実開昭５７−１２０４６６
号公報、あるいは特開昭６０−２１５８３５号公報に記
載されているように、平衡水分率（吸湿率）の高い繊維
と合成繊維との混繊、交撚、引揃えなどにより布帛とし
て吸湿快適性を得んとする試みが提案されている。これ
らの方法を用いることで確かに快適性は向上するもの
の、その効果は十分とはいえず、合成繊維を染色する際
に一般的に使用される分散染料によって汚染を生じた
り、同色性に劣ったり、合成繊維本来の物理的特性が失
われるという問題点があった。

【０００４】また、ポリエステル繊維にアクリル酸やメ
タアクリル酸をグラフト重合すること、更にグラフト重
合後にそれらのカルボキシル基をアルカリ金属で置換す
ることにより吸湿性を付与する方法が知られているが、
ポリエステルがグラフト重合しにくい素材であること、
および染色堅牢性や耐光性、繊維物理特性、風合いなど
の低下を潜在的に有していることから、実用化には至っ
ていない。

【０００５】後加工段階で吸湿性を付与する方法では染
色時あるいは得られた布帛特性の点で種々の問題がある
ので、繊維を製造する段階で吸湿性を付与しかつ前記問
題点を解消するため、常湿度下で吸湿率が１０％以上の
吸湿性樹脂を芯部とし、鞘部としてポリエステルで覆っ
た芯鞘型複合繊維が特開平２−９９６１２号公報で提案
されている。しかしながら、この方法では精練や染色な
どの熱水処理時に芯部の吸湿性樹脂が水を吸水し大きく
膨潤するため繊維表面にひび割れを生じせしめ、水に対
する溶解性が高いため外部へ流出してしまう等の欠点が
ある。

【０００６】そこで従来、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が、特公昭３９−５２１４号公報
に提案されている。しかし該方法では、ポリアルキレン
グリコールの配合量がたかだか２〜１５重量％であり、
この程度の配合量では満足のいく吸湿性をポリエステル
繊維に付与することは不可能である。

【０００７】また、特開昭５１−１３６９２４号公報に
は親水性ポリエステルを芯成分、非親水性ポリエステル
を鞘成分とする芯鞘型複合ステープルについて提案され
ている。親水性ポリエステルとしてポリアルキレングリ
コール共重合体単独あるいはポリアルキレングリコール
共重合体に少量のスルホン酸や酸性リン酸エステル誘導
体を配合したものを用いるものであり、ステープルとし
て繊維両端面を増加させ吸水性を向上させようという提
案である。しかしながら、本願発明者らの検討では該ス
テープルで吸水性を向上させることはできるが、吸湿性
の向上は困難であることがわかった。

【０００８】特開昭５３−１１１１１６号公報に特定の
ポリエーテルエステルを芯成分とした芯鞘型の制電性複
合繊維が提案されている。しかし、該繊維の効果は制電
性であり、ポリアルキレングリコールを単独共重合した
ポリエステルを芯成分として用いているため、繊維特性
（強伸度特性）が経時的に変化するという問題点があ
る。また該ポリエーテルエステルの着色が激しく、得ら
れる最終製品の品位が損なわれるといった問題点もあ
る。また、該ポリエーテルエステルを溶融重合反応後チ
ップ化するにあたっては、重合装置から吐出し水槽で冷
却後チップ化するのが一般的であるが、該ポリエーテル
エステルは水を用いて冷却した場合、吸水膨潤してしま
いチップ化の際に異常形状化が多発したり、またカッタ
ーの内部でポリマ詰まりの問題が発生したりして、チッ
プ化が非常に困難であるという問題点もある。

【０００９】また特開昭６２−２６７３５２号公報に特
定のポリアルキレングリコールを５０〜７０重量％配合
してなるポリエステル組成物が開示されている。この組
成物からなる繊維では、繊維形成性が低く、また耐水性
および染色堅牢性に劣るため衣料用および産業用での使
用は困難である。また、上述の通り該ポリエステル組成
物をチップ化およびシート化するには困難である。

【００１０】さらに、特開平６−１２３０１２号公報に
は芯鞘型吸湿性ポリエステル繊維が開示されている。こ
れはアルキレンスルホイソフタレートおよびポリオキシ
アルキレングリコールを共重合したポリエステルにブロ
ックポリエーテルエステルをブレンドして芯ポリマとし
て用いたものであるが、該芯鞘複合糸の芯成分中のポリ
アルキレングリコールの共重合量は少なく、十分な吸湿
性が得ることは困難である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の問題点を克服し、吸湿率が高く、かつ容易に
チップ化およびシート化が可能な共重合ポリエステルを
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、ポリオ
キシアルキレングリコールを共重合したポリエステルで
あって、下記一般式（Ｉ）

【化２】 （式中Ｒ１は３〜６価の有機残基、Ｒ２は水素あるいは
アセチル基、Ｒ３は水素あるいはアルキル基、３≦ｍ＋
ｎ≦６）で示される架橋剤を０．０１〜３０モル％含有
し、（ａ）〜（ｃ）の３つを満足することを特徴とする
吸湿性に優れた共重合ポリエステル樹脂組成物で達成で
きる。 （ａ）吸放湿パラメータ（ΔＭＲ）が１２．０％以上で
あること。 （ｂ）該ポリマのポリオキシアルキレングリコール由来
の融解ピークが３０℃以上に存在すること。 （ｃ）該ポリマの２８０℃、ずり速度５０ｃｍ^-1での溶
融粘度が５００〜５０００ポイズであること。

【００１３】

【発明の実施の形態】共重合ポリエステルは繊維に吸湿
性を付与する成分であり、ベースとなる繊維形成性重合
体よりも高い吸湿性を有することが必須である。

【００１４】共重合ポリエステルの酸成分としてテレフ
タル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボ
ン酸、４，４′−ジカルボキシジフェニル、５−ナトリ
ウムスルホイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、アジ
ピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸等があげら
れる。特に好ましいのはテレフタル酸である。また、グ
リコール成分としてエチレングリコール、プロピレング
リコール、テトラメチレングリコール、ジエチレングリ
コール、ネオペンチルグリコール等があげられる。特に
好ましいのがエチレングリコールである。

【００１５】共重合ポリエステルに吸湿性を付与するた
めにはポリオキシアルキレングリコールを共重合するこ
とが必要である。ポリオキシ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、ポリテトラメチレングリコール、メトキシポリエ
チレングリコール、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、エチレンオキサ
イドとプロピレンオキサイドのランダム共重合体、およ
びそれらの誘導体である。特に好ましいのがポリエチレ
ングリコールである。

【００１６】また、共重合ポリエステルの吸湿特性を示
す吸放湿パラメータ（以下ΔＭＲと記す）は、これを用
いた合成繊維の吸湿性を高めるため、高ければ高い方が
好ましいが、１２．０％以上であることが必要である。
好ましくは１５．０％以上、特に好ましくは１８．０％
以上である。ここでΔＭＲとは、３０℃×９０％ＲＨで
の吸湿率（ＭＲ２）から２０℃×６５％ＲＨでの吸湿率
（ＭＲ１）を引いた差である（ΔＭＲ（％）＝ＭＲ２−
ＭＲ１）。ΔＭＲは衣服着用時の衣服内の湿気を外気に
放出することにより快適性を得るためのドライビングフ
ォースであり、軽〜中作業あるいは軽〜中運動を行った
際の３０℃×９０％ＲＨに代表される衣服内温度と２０
℃×６５％ＲＨに代表される外気温湿度との吸湿率差で
ある。本発明では吸湿性評価の尺度としてこのΔＭＲを
パラメーターとして用いている。ΔＭＲは大きければ大
きいほど吸放湿能力が高く着用時の快適性が良好である
ことに対応する。

【００１７】さらに、共重合ポリエステルの示差走査熱
分析（ＤＳＣ、昇温条件１６℃／分）によって求めたポ
リオキシアルキレングリコール由来の融点が３０℃以上
であることが必要である。さらに好ましくは４０℃以上
である。ポリオキシアルキレングリコール由来の融点を
３０℃以上とすることで、共重合ポリエステルを重合装
置から冷却水中に吐出した際に、十分にポリマ表面が固
化しチップ化した場合もほとんど異常形状化することな
くチップ化することが可能である。

【００１８】また、共重合ポリエステルのチップ化およ
び製糸性の点で、共重合ポリエステルの２８０℃、ずり
速度５０ｃｍ^-1での溶融粘度は５００〜５０００ポイズ
が好ましく、さらに好ましくは６００〜３０００ポイ
ズ、特に好ましくは８００〜２０００ポイズである。

【００１９】共重合ポリエステル中のポリオキシアルキ
レングリコールの共重合量は、吸湿性および製糸性の点
で、４０〜９９重量％が好ましく、さらに好ましくは５
０〜９０重量％、特に好ましくは５５〜８５重量％であ
る。

【００２０】また、共重合ポリエステル中のポリオキシ
アルキレングリコールの数平均分子量はポリエステルと
の相溶性、分散性、およびチップ化の点から２０００〜
２００００が好ましく、さらに好ましくは４０００〜１
５０００であり、特に好ましくは６０００〜１２０００
である。

【００２１】また共重合ポリエステル中に含有させる架
橋剤としては該ポリエステルと反応し、架橋構造を形成
する化合物であれば特に限定はしないが一般には下記一
般式（Ｉ）

【化３】 （式中Ｒ１は３〜６価の有機残基、Ｒ２は水素あるいは
アセチル基、Ｒ３は水素あるいはアルキル基、３≦ｍ＋
ｎ≦６を示す）で表される多官能化合物を用いることが
必要である。ここで含有とは、ポリエステル中に分散す
ることも含むが、共重合により架橋構造をとることが好
ましい。化合物としてはトリメリット酸、ピロメリット
酸等の多官能カルボン酸、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ごときポリオールが好
ましいが、耐熱性という点で特に好ましいのはトリメリ
ット酸である。架橋剤を含有させることでポリマの吸湿
性がさらに高まるばかりか、ポリマ中に架橋構造が形成
し、ポリマのチップ化が容易になり、かつ繊維とした場
合に経時的な物性の変化が生じにくいという効果も持
つ。

【００２２】共重合ポリエステル中の架橋剤の割合は全
ポリマを構成する酸成分に対して０．０１〜３０モル％
であり、好ましくは０．５〜１５モル％、さらに好まし
くは１〜１０モル％である。該範囲とすることにより、
吸湿性を高く保持し、ポリマのチップ化が容易となり、
製糸性が良好となり、強度等の繊維物性が向上するので
好ましい。

【００２３】本願発明の共重合ポリエステルを製糸に用
いる場合、異常形状化したチップがほとんど存在しない
ため、紡糸機でのチッブ噛み込み不良等のトラブルなく
製糸することが可能である。

【００２４】また共重合ポリエステルには、本発明の目
的を損なわない範囲で酸化チタン、カーボンブラック等
の顔料、アルキルベンゼンスルホン酸塩等の界面活性
剤、従来公知の抗酸化剤、着色防止剤、耐光剤、帯電防
止剤等が添加されても勿論良い。

【００２５】

【実施例】以下本発明を実施例により、さらに詳細に説
明する。なお、実施例中の各特性値は次の方法によって
求めた。

【００２６】Ａ．共重合ポリエステルの吸放湿パラメー
タ（ΔＭＲ） 吸湿率はチップ１ｇを２ｍｍ角の立方体状に裁断し、絶
乾時の重量と２０℃×６５％ＲＨあるいは３０℃×９０
％ＲＨの雰囲気下、恒温恒湿器（タバイ製ＰＲ−２Ｇ）
中に２４時間放置後の重量との重量変化から、次式で求
めた。◎吸湿率（％）＝（吸湿後の重量−絶乾時の重
量）／絶乾時の重量×１００ 上記測定した２０℃×６５％ＲＨおよび３０℃×９０％
ＲＨの条件での吸湿率（それぞれＭＲ１およびＭＲ２と
する）から、吸湿率差ΔＭＲ（％）＝ＭＲ２−ＭＲ１を
求めた。共重合ポリエステルのΔＭＲは高いほどよく、
その評価としてΔＭＲ≧１８を○、１２≦ΔＭＲ＜１８
を△、ΔＭＲ＜１２を×と表示した。

【００２７】Ｂ．共重合ポリエステルの融点 共重合ポリエステルのポリオキシアルキレングリコール
に由来した融点はパーキンエルマ製示差走査熱分析（Ｄ
ＳＣ、昇温条件１６℃／分）で測定し、２ｎｄｒｕｎの
値を融点とした。

【００２８】Ｃ．共重合ポリエステルの溶融粘度 宝工業社製メルトインデクサーを用い、１２０℃×１２
時間の条件で乾燥した共重合ポリエステルを２８０℃、
ずり速度５０ｃｍ^-1の条件で測定した。

【００２９】Ｄ．共重合ポリエステルの水冷吐出時のチ
ップ形状（異常チップ） チップ長が３０ｍｍ以上のものを異常チップとし、全チ
ップ量に対する重量％で示した。

【００３０】実施例１ 共重合ポリエステルとして、ジメチルテレフタル酸１９
４部、エチレングリコール１２８部、、トリメリット酸
トリメチル（ＴＭＴＭ）（ｍ＝０、ｎ＝３、Ｒ１＝芳香
族、Ｒ３＝メチル基）７．８部およびテトラブチルチタ
ネート０．２部を加え、１４０〜２３０℃でメタノール
を留出しつつエステル交換反応を行った後、リン酸トリ
メチル０．０８部のエチレングリコール溶液および数平
均分子量８０００のポリエチレングリコール２８８部、
抗酸化剤としてIrganox 1010（チバガイキー社製）１
部、消砲剤としてシリコン１部、およびテトラブチルチ
タネート０．３部を加え、１．０ｍｍＨｇの減圧下２５
０℃の条件下４時間重合を行った。重合終了後の溶融ポ
リマを重合缶の吐出部より３ｋｇ／分となるよう、ガッ
ト状に吐出した。このガット状ポリマを冷却水中（水温
１８℃）に投入し、冷却後のポリマは通常のカッターに
て約５ｍｍ×３ｍｍφのチップとした。チップ化に際
し、カッティング性は良好であり、異常チップは１％で
あった。またこの共重合体に共重合されたポリエチレン
グリコールの割合は６０ｗｔ％であった。得られた共重
合ポリエステルのΔＭＲは２４．５％（ＭＲ１＝１．６
％、ＭＲ２＝２６．１％）であり、ポリエチレングリコ
ールに由来した融点は４６．４℃、溶融粘度は１５００
ポイズであった。

【００３１】実施例２〜５、比較例１、２ 実施例１において、得られる共重合ポリエステルの溶融
粘度を変更する以外は実施例１と同様な方法により共重
合ポリエステルを得た。結果を表１にまとめた。溶融粘
度が５００ポイズより低いもの（比較例１）は重合吐出
時溶融粘度が低すぎてガット状にならなかった。また溶
融粘度が５０００ポイズより高いもの（比較例２）は吐
出時に吐出斑が発生しチップ化が困難であった。

【００３２】

【表１】 実施例６〜９、比較例３、４ 実施例１においてポリエチレングリコールの共重合比率
を変更した以外は実施例１と同様な方法により共重合ポ
リエステルを得た。結果を表２にまとめた。ポリエチレ
ングリコールの共重合量が４０重量％より少ないもの
（比較例３）は十分な吸湿性が得られず、ポリエチレン
グリコールの共重合量が９９重量％より多い（比較例
４）と吸湿性が低く、また吐出時ガット化が困難であっ
た。

【００３３】

【表２】 実施例１０〜１３、比較例５、６ 実施例１においてポリエチレングリコールの分子量を変
更する以外は実施例１と同様な方法により共重合ポリエ
ステルを得た。結果を表３にまとめた。ポリエチレング
リコールの分子量が４０００より低いもの（比較例５）
はカッティング時に異常チップが多数発生した。また、
分子量が２００００より大きいもの（比較例６）は、十
分な吸湿性が得られなかった。

【００３４】

【表３】 実施例１４〜１７、比較例７、８ 実施例１においてトリメリット酸トリメチルの共重合量
を変更する以外は実施例１と同様な方法により共重合ポ
リエステルを得た。結果を表４にまとめた。

【００３５】ＴＭＴＭの共重合量が０．０１重量％より
少ないもの（比較例７）は吐出時チップ化が困難であっ
た。また、共重合量が３０重量％を越えると（比較例
８）、急激に架橋反応が進み、共重合ポリエステルを得
ることができなかった。

【００３６】

【表４】 実施例１５、比較例９ 実施例１記載の共重合ポリエステルを芯成分とし、極限
粘度０．７０のポリエチレンテレフタレートを鞘成分と
して別々に溶融し、同心円芯鞘複合口金から芯／鞘比率
（重量比）＝１５／８５になるように吐出して未延伸糸
を得、次いで延伸、熱処理することにより７５デニール
２４フィラメントの同心円芯鞘複合繊維を得た。紡糸す
る段階でチップの噛み込み不良、チップ配管詰まり等の
問題は生じることはなかった。一方、比較例１記載の共
重合ポリマを同様に紡糸したところ、チップ噛み込み不
良、チップ配管詰まりが多発した。

【００３７】

【発明の効果】本発明によって得られた共重合ポリエス
テルは高い吸湿特性を有しており、かつ共重合ポリエス
テルのチップ化が容易な共重合ポリエステルを得ること
が可能となる。またそれからなる合成繊維は、着用快適
性を得るのに十分な吸湿性を有しており、ドライタッチ
な風合いと高い染色堅牢性や耐光性を有している。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオキシアルキレングリコールを共重
   合したポリエステルであって、下記一般式（Ｉ） 【化１】 （式中Ｒ１は３〜６価の有機残基、Ｒ２は水素あるいは
   アセチル基、Ｒ３は水素あるいはアルキル基、３≦ｍ＋
   ｎ≦６）で示される架橋剤を０．０１〜３０モル％含有
   し、（ａ）〜（ｃ）の各要件を満足することを特徴とす
   る吸湿性に優れた共重合ポリエステル樹脂組成物。 （ａ）吸放湿パラメータ（ΔＭＲ）が１２．０％以上で
   あること。 （ｂ）該ポリマ中のポリオキシアルキレングリコールに
   由来する融解ピークが３０℃以上に存在すること。 （ｃ）該ポリマの２８０℃における、ずり速度５０ｃｍ
   ^-1での溶融粘度が５００〜５０００ポイズであること。
2. 【請求項２】 ポリオキシアルキレングリコールを全ポ
   リマ重量に対して４０〜９９重量％共重合することを特
   徴とする請求項１記載の吸湿性に優れた共重合ポリエス
   テル樹脂組成物。
3. 【請求項３】 共重合するポリオキシアルキレングリコ
   ールの数平均分子量が２０００〜２００００であること
   を特徴とする請求項１または２記載の吸湿性に優れた共
   重合ポリエステル樹脂組成物。