JPS60167969A - 吸湿性ポリエステル繊維 - 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】

ａ、利用分野 本発明は吸湿性ポリエステル繊維に関する。 更に詳細には毛管＃！縮能のある特殊な微細孔を有する
吸湿性ポリエステル繊維に関する。 ｂ、従来技術 ポリエステルは多（の優れた特性を有するがために合成
繊維として広く用いられている。 しかしながら、ポリエステル繊維は疎水性であるため、
吸水性、吸湿性が要求される分野での使用が制限され℃
いる。 従来、ポリエステル繊維に吸水性（液体状態の水を吸収
する性能）を付与する方法としては、実用上はポリエス
テル繊維の表面に親水性皮膜を形成せしめる方法が主と
して採用されており、この他にポリエステル繊維に放電
処理を施す方法、ポリエステル繊維に７クリルーやメタ
クリル酸等の親水性化合吻をグラフト重合する方法、ポ
リエステル繊維の表両を薬品でエツチングする方法等が
提案されている。また、ポリエステル繊維を多孔質化す
ることによって毛細管現象を利用して吸水性を向上せし
める方法も提案されている。 一方、ポリエステル繊維に吸湿性（気体状態の水を吸収
する性能）を付与する方法については、これまで幾多の
研究がなされ、数多くの提案が行なわれているが、未だ
実用化されたものはない。例えば、ポリフルキレングリ
コールを共重合した吸湿性ポリエステル繊維が提案され
ているが、ポリフルキレングリコール共重合による吸湿
性向上の効果は小さく、しかも耐熱性、耐光性の低下が
著しいため使用に耐えない。また、ポリエステル繊維に
アクリル酸、メタクリル酸をグラフト重合した後ナトリ
ウム塩゛化することによって木綿と口笛の吸湿率を示す
吸湿性ポリエステル繊維も提案されているが、かかる繊
維は吸湿性が洗濯によって容易に低下し、また染色路牢
度の劣化も著しく、更に風合が硬（なる欠点があり、実
用に耐えない。 他方、特定のシュク酸錯塩を配合せしめたポリエステル
未延伸糸をスチーム延伸することにより得られる毛管凝
縮能を有する多孔組織をもった吸湿性ポリエステル繊維
が提案されている（特開昭５４−９３１２１号公報）。 しかしながら、このように

【５て得られるポリエステル
繊維は、耐熱性、耐光性には優れるものの、毛管凝縮に
係わる孔径ａｏｍμ以下の繊維表面に連通ｊ−たミクロ
ボイド以外に繊維表面に連通した１〜４μのマク−ボイ
ドを有するため、該マクロボイドによる光の乱反射によ
って視座濃度が低下し、績色に着色しても白つばく見え
るという重大な問題点をもち、また繊維強度が着しく低
下し、更に繊維か容易にフィブリル化するという重大な
欠点を有する。 Ｃ０発明の目的 本発明者は、発汗シミュレーション実験により衣服内湿
度の変化を追跡検討した結果、吸湿性の小さい繊維はど
着用時の衣服内湿度上昇開始時期か早く、（７かも湿度
上昇速度が急で、発汗を増加させ、着用感を悪くしてい
ることを知った。本発明者はかかる知見からポリエステ
ル繊維に吸湿性を付与することの重要性に鑑み、上記欠
点かな（、毛管凝縮能をもった微細孔な設−することに
よって、特に高相対潜度雰囲気下で、優れた吸湿性を呈
するポリエステル繊維な得んとして鋭意検討を行なった
結果、ポリオキシアルキレン５−Ｎａスルホインフタレ
ート単位よりなる低重合体を配合１．たポリエステルか
らなる繊維をアルカリ減量処理することによって、毛管
ａ！！縮能をもった孔径３０ｍμ以下の超微細孔を繊維
の表層部に形成せしめることができ、こうすることによ
つ【優れた吸湿性を呈するようにかｈとともに、染色し
た際の色の深みや鮮明性にも優れ、しかも強度低下’Ｐ
フィブリル化が実用上支障のない範囲に抑えられたポリ
エステル繊維が得られることを見出した。本発明はこれ
らの知見に基づいて更に重ねて検討１−だ結果完成した
。 ｄ６発明の構成 即ち、本発明はポリエステルよりなる繊維であって、該
繊維の横断面においてその周辺より少なくともｏ、ｉμ
の範囲となる表層部に、毛管凝縮能をもった孔径３０Ｗ
Ｌμ以下の微細孔を有する層を設けた繊維であり、該微
細孔が下記一般式 で表わされる有機スルホン酸化合物を１〜３０重量％均
一に分散せしめたポリエステルよりその少な（とも２重
量％な該ポリエステルを溶解又は分解可能な溶剤で減量
処理することにより形成せしめた微細孔であることを特
徴とする吸湿性ポリエステル繊維である。 本発明のポリエステル繊維を添付の写真により説明する
。Ｍ１図は本発明のポリエステル繊維の横断面を３００
０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。この写真より明
らかなように、本発明のポリエステル繊維にはその表層
部に極めて微細か□つ緻密な多孔質層が存在している。 （第１図では多孔質層Ｑ層厚は約１μである。） 本発明者の数多くの検討結果の知見によれば、本発明の
ポリエステル繊維はその表層部に微細孔を有する層をも
っていることか８賛であり、この微細孔の孔径が３ａｍ
μ以下の範囲になければならず、またこの微細孔層の層
厚は０．１μ以上の範囲になければならない。 この微細孔の孔径が３０ｆｉμを越えるときには、雰囲
気の水蒸気圧が飽和水蒸気圧に達しない環境下、即ち相
対湿度１００％未満の環境下において毛管凝縮による吸
湿現象を生起せしめることができない。また、この微細
孔を有する表層部Ｑ層厚が０．１μに達しないときＫは
、相対湿度９２％、温度２０℃における吸湿率が２チ未
満となり、最終的に着用感を改善する効果が不充分とな
る。 上記した微細孔の孔径は水銀圧入法ポｐシメトリーによ
り測定することができ、繊維横断面における微細孔層の
存在状態は繊維の横断面を３０００倍程度に拡大して観
察することができる。 上記多孔質層における空隙率は、あまりに小さいと吸湿
性か充分でなくなり、逆にあまりに大きいと多孔質層の
力学的強度が不足するようＫなるので、１０〜９０チの
範囲が好ましく、なかでも２０〜８０％の範囲が特に好
ましい。 本発明のポリエステル繊維は中空部を有する中空繊維で
あっても、又中空部を有しない中実繊維であってもよく
、その繊維横断面における外形や中空部の形状は円形で
あっても異形であってもよい。繊度については約０、Ｏ
Ｑ　２デニ一ル以上が好ましい。 本発明でいうポリエステルは、テレフタル酸を主たる酸
成分とし、少なくとも１種のグリコール、好ましくはエ
チレングリフール。 トリメチレングリコール、テトラメチレングリコールか
ら選ばれた少なくとも１種のフルキンングリコールを主
たるグリコール成分とするポリエステルを主たる対象と
する。 また、テレフタル酸成分の一部を他の二官能性カルボン
酸成分で置換えたポリエステルであってもよく、及び／
又はグリフール成分の一部を主成分以外の上記グリコー
ル、若しくは他のジオール成分で置換えたポリエステル
であってもよい。 ここで使用されるテレフタル酸以外の二官能性カルボン
酸としては、例えばイン７タル酸、ナフタリンジカルボ
ン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジ
カルボン酸、β−ヒトルキシエトキシ安息香酸＋ｐ−オ
キシ安息香酸、５−ナトリウムスルホインフタル酸、７
ジビン酸、セバシン酸、１．４−シクロヘキサンジカル
ボン酸の如き芳香族。 脂肪族、脂環族の二官能性カルボン酸をあげることがで
きる。また、上記グリコール以外のジオール化合物とし
ては例えばシクロヘキサン−１，４−ジメタツール、ネ
オペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノ
ールＳの如き脂肪族、脂環族、芳香族のジオール化合物
およびポリオキシアルキレッグリコール等をあげること
ができる。 更に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、ピルメリット酸の如きポリカルボン酸、グリセ
リン、トリメチＲ−ルプロパン、ペンタエリスリトール
の如きポリオールな使用することができる。 かかるポリエステルは任意の方法によつ、−て合成した
ものでよい。例えばポリエチレンテレフタレートについ
て説明すれば、通常、テレフタル酸とエチレングリコー
ルとを直接エステル化反応させるか、テレフタル酸ジメ
チルの如きテレフタル酸の低級アルキルエステルとエチ
レングリコールとをエステル交換反応させるか又はテレ
フタル酸とエチレンオキサイドとを反応させるかしてテ
レフタル酸のグリコールエステル及び／又はその低重合
体を生成させる第１段階の反応と、第１段階の反応生成
物を減圧下加熱して所望の重合度になるまで重縮合反応
させる第２段階の反応によって製造される。 本発明のポリエステル繊維において、その表層部に存在
する前記微細孔は、下記一般式で表わされる有機スルホ
ン識化合物を１〜３０重量％均一に分散せしめたポリエ
ステルよりその少なくとも２重量％を減量することによ
り形成せしめたものである。 ここで使用する有機スルホン酸化合物を表わす上記一般
式中、Ｒ’及びＲ１は水素原子、アルキル基、アリール
基又はアラルキル基を示し、Ｒ１とＢｙとは同一でも異
なってぃ℃もよい。 Ｍは金属を示し、なかでもアルカリ金属又はアルカリ土
類金属が好ましい。ａは１〜ＳＯＯの整数、ｂは０≦ｂ
くａの整数であり、なかでもａが１〜５０の範囲が特に
好ましい。ｎは１以上の整数を示し、なかでも１〜１０
０の範囲が特に好ましい。 かかる有機スルホン酸化合物としては、例えば（エチレ
ングリフール、ジエチレングリコール、トリエチレング
リコール及びテトラエチレングリフール）よりなる群か
ら選ばれた少なくとも１１％ｌのグリコールと５−ナト
リウム（又はカリウム）スルホイソフタル酸とのエステ
ル及び／又はその重合体、平均分子量が２００〜２０，
０００のＣポリエチレングリコール、ポリエチレングリ
コール・ポリプロピレングリコール共重合体及び／又は
それらのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル。 モノフェニルエーテル等）と５−ナトリウム（又はカリ
ウム）スルホイソフタル酸とのエステル及び／又はその
重合体等をあげることができる。 上記有機スルホン酸化合物はポリエステルと混合するこ
とによって容易にポリエステル中に均一分散させること
ができる。かかる有機スルホン酸化合物の添加時期は、
ポリエステルを溶融紡糸する紡糸工程が終了する以前の
任意の段階でよいが、有機スルホン酸化合物とポリニス
グルとの間であまりに分配反応を生起せしめると、最終
的に得られるポリエステル繊維の微細孔の径が小さくな
りすぎ、極端な場合即ち分配反応が完全に進行すると微
細孔が生じなくなる傾向があるので、好ましい添加時期
は、前述したポリエステルの製造における第１段階の反
応終了後から溶融紡糸するまでの任意の段階である。い
ずれにしても、添加後溶融状態で混合されるようにする
のが好ま１．い。好ましい混合方法としては、例えば ■　ポリエステル製造Ｑ）第２段階−の反応中に有機ス
ルホン酸化合物を添加し℃溶融混合し、次いで重合反応
を完了する方法 ■　重合終了時の溶融状態にあるポリエステルに有機ス
ルホン酸化合物を添加して溶融混合し、そのまま又は一
旦チツブ化して紡糸工程に供給する方法 ■　ポリエステルと有機スルホン酸化合物とを夫々粉粒
状で混合し、そのまま又は一旦チツブ化して紡糸工程に
供給する方法 ■　ポリエステルと有機スルホン酸化合物とを、夫々溶
融状態で合流し【スタチックミキサー、押出スクリュウ
等により混合し、そのまま又は一旦チツブ化して紡糸工
程に供給する方法 等をあげることができる。 上記有機スルホン酸化合物とポリエステルとの混合割合
は、有機スルホン酸化合物の混合量があまりに少ないと
、最終的に得られるポリエステル繊維の毛管凝縮による
吸湿性が不充分になり、あまりに多いと減量処理後の強
度等の糸物性が著しく低下するようになる。 従って、有機スルホン酸化合物の混合量は、混合物を基
準にし″ｃ１〜３０重量％となる範囲の量である。なか
でも、１〜２０重１％の範囲が特に好ましい。 上記有機スルホン酸化合物とポリエステルとの混合物は
溶融紡糸してポリエステル繊維になされる。この際、溶
融紡糸する方法とし℃は格別な方法を採用する必要はな
（、通常のポリエステル繊維の溶融紡糸法が任意に採用
される。 かくして得られたポリエステル繊維に所定の微細孔層を
形成せしめるには、必要に応じて紡糸工程中、紡糸終了
後、延伸熱処理中、延伸熱処理後又は織編物にした後該
ポリエステルを溶解又は分解可能な溶剤で処理すること
により容易に行なうことができる。なかでも繊維を構成
するポリエステル成分と繊維中に分散せしめた前記有機
スルホン酸化合物との共通の溶剤で処理するのが好まし
い。 かかる溶剤の好ましい具体例としては水。 酸水溶液、アルカリ水溶液等をあげることができ、なか
でもアルカリ水溶液が特に好ましい。アルカッ水溶液で
処理する方法としては、前記ポリエステル繊維をアルカ
リ化合物の水溶液中で加熱する方法、アルカリ化合物の
水溶液をパッド／スチーム処理する方法等をあげること
ができる。 ここで使用するアルカリ化合物としては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイ
ドロオキサイド、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等をあ
げることができる。なかでも水酸化ナトリウム、水酸化
カリウムか特に好ましい。また、セチルトリメチルアン
モニウムブロマイド、ラクリルジメチルベンジルアンモ
ニウムクｐライド等の如きアルカリ減量促進剤を適宜使
用することができる。 このポリエステルを溶解又は分解可能な溶剤で処理する
ことによって減量する量は、繊維重量に対し工２２１［
量チ以上の範囲にすべきであり、２重量％未満の減量率
では満足すべき微細孔層が形成されず、元号な吸湿性が
得られない。 このようにアルカリ減量処理することによって毛管凝縮
能をもつ孔径３０ｍμ以下の微細孔層をポリエステル繊
維の表層部に形成せしめることができ、優れた吸湿性を
呈するようになる。 ｅ１発明の詳細 な説明したように、本発明のポリエステル繊維は、その
表層部に毛管凝縮能をもった孔径３ｏｍμ以下の微細孔
層な特定の層厚で有するため気体状態の水を物理的に吸
湿する機能を有し、優れた吸湿性を呈するとともに、ポ
リエステル繊維の特徴である速乾性やイージーケア性は
保持されるので放湿性にも優れる。このため、気体状態
の水が衣服内がら外界へ吸湿−放湿機構を通して円滑に
トランスホードされる結果、衣服内湿度が低（保たれ、
極めて快適な着用感が得られる。 また、本発明のポリエステル繊維は実質的にマクロボイ
ドを有しないため、染色した際に白つぼ（見えることが
な（、むしろ微細孔層の存在により色の深みや鮮明性が
向上する。 更に、本発明のポリエステル繊維は実用上支障のない強
度や耐フイブリル性等の糸物性を有し、抗ビル性が改善
される。 なお、本発明のポリエステル繊維には、必要に応じて適
宜の親水化後加工等を施すことができる。かかる親水化
後加工としては、例えはテレフタル酸及び／又はイソフ
タル酸若しくはそれらの低級フルキルエステル、低級ア
ルキレングリコール及びポリフルキレングリコールから
なるポリエステルポリエーテルブロック共重合体の水性
分散液でポリエステル繊維を処理する方法、アクリル酸
、メタクリル酸等の栽水性七ノ１−をグラフト重合する
方法等が好ましく採用できる。 ｔた、本発明のポリエステル繊維には、必要に応じて任
意の添加剤、例えば触媒１着色防止剤、耐熱剤、ＩＩ！
燃剤２螢光増白剤、艶消剤１着色剤、無機微粒子等が含
まれていてもよい。 ｆ、実施例 以下に実施例をあげて更に説明する。実施例中の部およ
びチはそれぞれ重量部および重量％を示し、得られるポ
リエステル繊維の吸湿率１色の深み、アルカリ処理によ
る強度低下率及び耐フィブリル性は以下の方法で測定し
た。 （１）　吸湿率 試料の絶乾重量と所定の温度および相対湿度における重
量とから下記式によりめた♂・ （Ｉｆ）　色の深み 色の深みを示す尺度としては、深色度 （Ｋ／８）を用いた。この値はサンプル布の分光反射率
（６）を島津ＲＣ−３３０ｆｆｌ自記分光光度針にて測
定しく測定波長５００ｔｎμ　）、次に示すグベルカー
ムーンク（Ｋｕｂｅｌｋａ−Ｍｕｎｋ）の式からめた。 この値が大きいほど深色効果が大きいことを示す。 　Ｒ （ＩＩＩ）　アルカリ処理による強度低下率７／Ｌ−カ
リ処理する前の布帛を解舒して得た繊維の強度とアルカ
リ処理後の布帛を解舒して得た繊維の強度を比較した。 Ｏ切　耐フィブリル性 摩擦盛ろ５度試験用の学振臘平面摩耗機を使用して、摩
擦布としてポリエチレンテレフタレー）１００％からな
るジョーゼットを用い、試験布を５０Ｏｆの加重下で所
定回数平面摩耗〔、て、変色の発生の程度を変褪色用グ
レースケールで判定した。耐摩耗性が極めて低い場合を
１級とし、極めて高い場合を５級とした。 実施例１ テレフタル酸ジメチル１０．０部、エチレングリコール
６０部、酢酸カルシウム１水塩０１０６部をエステル交
換缶に仕込み、窒素ガス雰囲気１４時間か１す’Ｃｌ４
０℃から２３０℃まで昇温して生成するメタノールを系
外に留去しながらエステル交換反応を行なった。続いて
得られた反応生成物に、０．０５８部のリン酸トリメチ
ルを添加し、次いで二酸化７ンチモン０．０４部を添加
して重合臼に移した。次いで１時間かげて？　６０　ｍ
ｌｆｇから１ｍＨ９まで減圧し、同時に１時間３０分か
けて２３０℃から２８５℃まで昇温した。１ｍＢ９以下
の減圧下、重合温度２８５℃で更に１時間反応させた時
点で、平均分子量が２００であるポリエチレングリコー
ルと、５−ナトリウムスルホイソフタル酸との重合体（
ＯＨ価２５，３．平均分子量４４００、融点６２℃）５
．３部（最終ポリマー中の含有量ｓ、ｏ　％　）を添加
し、引続き２８５℃で２時間重合して極限粘度ＯＪ　９
０、軟化点２６１．３℃のポリマーを得た。 反応終了後ポリマーを常法に従いチップ化した。 このチップを常法により乾燥し、孔径０．３−の円形紡
糸孔を２４個穿設した紡糸口金を使用して２８５℃で溶
融紡糸し、次いで常法に従って延伸倍率３．５倍で延伸
して７５デニール／２４フイラメントのマルチフィラメ
ントを得た。 このマルチフィラメントをメリヤス編地になし、常法に
より精練、プリセットを施した後、１チの水酸化ナトリ
ウム水溶液で沸騰温度に【処理し、減量率１２チの布帛
を得た。このアルカリ処理後の布帛の単糸の横断面を３
０００倍の電子顕微鏡で写した写真が第１図である。ま
た。 この繊維の多孔状態をオートポア９２００（島津製作所
）を用いて水銀圧入法により測定したところ、平均の孔
径は１８ｍμであり、３０７Ｆ１μ以下の孔容積は０．
０９１ｃｃ／ｆであった。 この布帛をＤｉａｎｉｘ　Ｂｌａｃｋ　ＨＧ−ＦＳ　（
三菱化成工業■製品）ｌｓ％ｏｗｆで１３０℃で６０分
間染色後、水酸化ナトリウム１　ｆ／ｌおよびハイドｐ
サノνフフイトＩｆ／ｌを含む水溶液にて７０℃で２０
分間還元洗浄して黒染布を得た。この染色布の２０℃、
８０チＲＨおよび２０℃、９２％ＲＨにお１する吸湿率
、色の深み、アルカリ処理による強度低下率及び耐フイ
ブリル性を第１表に示Ｉ７た。 実施例２ 実施例１で使用したポリエチレングリコール（平均分子
量２００）と５−ナトリウムスルホイソフタル酸との重
合体の添加量を第１表記載の量に変える以外は実施例１
と同様に行なった。 結果を第ｉｍｌに示した。 実施例３ 実施例１で使用したポリエチレングリフール（平均分子
量２００）と５−ナトリウムスルホインフタル酸との重
合体に代えてポリエチレングリコール（平均分子量４０
００）と５−ナトリウムスルホイソフタル酸のエステル
（０６価１３．５、平均分子量８３００）を使用する以
外は実施例】と同様に行なった。結果を第１表に示した
。 実施例４ テレフタル酸成分に対して２．５モルチの５−ナトリウ
ムスルホイン７タル酸成分を共重合したポリエチレンテ
レフタレートのチップ（極限粘度０．４８５、軟化点２
５８℃）９０部と実施例１にて使用したポリエチレング
リコール（平均分子量２００）と５−ナトリウムスルホ
イソフタル酸との重合体１０部とを、二軸のスクリュウ
式押出機を用いて２８５℃で溶融混練してチップ化した
。 このチップを用いて、以下実施例１と同様に、溶融紡糸
、延伸１編成、精練、プリセット、アルカリ減量、染色
及び還元洗浄を行なった。結果を第１表に示した。 比較例 実施例１において使用したポリエチレングリコールと５
−ナトリウムスルホイソフタル酸との重合体を使用しな
い以外は実施例１と同様に行なった。結果を第１表に示
した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポリエステル繊維の横断面を３０００
倍に拡大して写した電子顕微鏡写真である。 特許出願人　帝人株式会社 矛１１蹟

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ポリエステルよりなる繊維であって、該繊維の横断面に
   おいてその周辺より少なくとも０．１μの範囲となる表
   層部に、毛管凝縮能をもった孔径３ｏｍμ以下の微細孔
   を有する層を設けた繊維であり、該微細孔が下記一般式 で表わされる有機スルホン酸化合物を１〜３０重量％均
   一に分散せしめたポリエステルよりその少なくとも２重
   量％を該ポリエステルを溶解又は分解可能な溶剤で減量
   処理することにより形成せしめた微細孔であることを特
   徴とする吸湿性ポリエステル繊維。