JPS6385163A - ポリエステル系繊維 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、カルボキシル基の導入により改質されたポ
リエステル系繊維であって、吸湿性を始めとする親木性
能およびアンモニア性ガスの吸着性能と合わせて、他の
性能（たとえば、抗菌性あるいは脱臭性など）を同時に
保有するポリエステル系繊維に関する。

〔従来の技術〕

合成繊維に親水性ビニル七ツマ−をグラフト重合させて
改質する方法は、特公昭４８−２７７４４号公報、特開
昭５９−５１２６号公報、特開昭６０−２４６８６９号
公報などに示されている。

これらは、グラフト重合方法に関するものであり、多く
の場合、親水性とニルモノマーとしてメタクリル酸また
はアクリル酸が使用され、グラフト重合の後、導入され
たカルボキシル基をソーダ灰を用いてナトリウムで置換
させ、より高い親木性能を与えている。このソーダ灰に
よるナトリウムの置換は、導入されたカルボキシル基の
全量に対して行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ポリエステル系繊維に導入されたカルボキシル基の水素
をすべてナトリウムで置換させると、つぎのような問題
点がある。

すなわち、ポリエステル系繊維が、吸湿性を始めとする
親木性能と、アンモニア性ガス吸着性および抗菌性など
の他の性能を合わせ持つことができず、より幅広い快適
素材としての展開や消費者ニーズを満足させるには不充
分である。

さらに、ナトリウム置換と同時に、ポリエステル系繊維
を構成する幹ポリマーの加水分解も進行する。このため
、ソーダ灰等の濃度や処理温度などの条件によっては、
強力を始めとする繊維の物性が著しく低下し、製品とし
ての価値を大きく損なうことがある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕この発明は
、上記の問題点を解決するために、■カルボキシル基、
■アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンか
らなる群の中から選ばれた少なくとも１種の陽イオンで
置換されたカルボキシル基、ならびに、■アルカリ金属
イオンおよびアルカリ土類金属イオン以外の陽イオンで
置換されたカルボキシル基が混在しているポリエステル
系繊維を要旨とする。

以下に、この発明の詳細な説明する。

この発明でいうカルボキシル基とは、式−ＣＯＯＨで表
されるものである。この発明の目的を達成するためには
、ポリエステル系繊維のポリマー１ｇ中に前記カルボキ
シル基を１×１Ｏ−３グラム当量以上導入させればよい
が、より十分な効果を得るためには、ポリエステル系繊
維のポリマー１ｇ中にカルボキシル 以上導入させることが好ましい。

ポリエステル系繊維へカルボキシル基を導入させる手段
としては、カルボキシル基を持つポリマー（たとえば、
ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸またはこれらの共重
合物、カルボキシル基を持つモノマーと他の重合性上ツ
マ−との共重合物などが挙げられるが、これらに限定さ
れない。）とポリエステル系繊維ポリマーとをブレンド
したあと紡糸する方法、分子内にカルボキシル基を持つ
重合性ビニルモノマー（たとえば、アクリル酸、メタク
リル酸、イタコン酸等が挙げられるが、これらに限定さ
れない。）を用いてポリエステル系繊維をグラフト重合
する方法等があるが、これらに限定されない。ポリエス
テル系４ｍ１１ｉヘカルボキシル基を導入させるには、
製糸のしやすさ、得られる糸物性または経済性等を考慮
に入れ、各々の用途などに応じた手段を用いうる。

この発明でいうポリエステル系繊維とは、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
トなどに代表されるポリアルキレンテレフタレート系繊
維、または、これらと他の繊維形成ポリマーとの共重合
物などであるが、これらに限定されるものではない。す
なわち、繊維形成ポリマー中に、カルボキシル基をＩＸ
ＩＯ−”グラム当量／繊維１ｇ以上導入させることが可
能であれば、この発明の目的を達成しうる。

この発明でいうアルカリ金属イオンとは、たとえば、カ
リウムイオン、ナトリウムイオン、リチウムイオンなど
であり、これらのアルカリ金属イオンにより水素が置換
されたカルボキシル基は、よりすぐれた吸湿性を始めと
する親水性能を発現させる。また、アルカリ土類金属イ
オン、たとえば、カルシウムイオン、マグネシウムイオ
ン等も用いることが可能である。その得られる性能の点
からは、アルカリ土類金属イオンよりもアルカリ金属イ
オンの方がすぐれており、好ましい。

この発明でいう第４級アンモニウムイオンとは、オクチ
ルピリジニウムイオン、オレイルピコリニウムイオン、
オクチルトリメチルアンモニウムイオン、ラウリルジメ
チルベンジルアンモニウムイオン、テトラｎ−ブチルア
ンモニウムイオン、トリブチルベンジルアンモニウムイ
オン、トリメチルステ７リルアンモニウムイオンなどや
、側鎖に第４級アンモニウムイオンを有するポリマー、
たとえば、次の一般式で表されるモノマーから得られる
ポリマーなどであるが、これらに限定するものではなく
、抗菌性を有する第４級アンモニウムイオンであればよ
い。

などのカビ類、あるいは、悪臭の元となるブドウ状球菌
などの菌類の繁殖を防ぐことが知られており、これらの
第４級アンモニウムイオンを繊維内へ導入させることに
より、耐久性に富む抗菌性能が得られる。

この発明でいう第１鉄とＬ−アスコルビン酸からなる錯
イオン、および、鉄コバルト−フタロシアニンからなる
錯イオンは、良く知られた脱臭性を有する錯化合物であ
る。この発明者らは、これら錯イオンとカルボキシル基
の反応性を利用し、繊維内へ導入させ、耐久性に冨む脱
臭繊維を得たのである。

さらに、カルボキシル基は、アンモニアに代表される低
級アミン類に対してすぐれた吸着性能を有する。

この発明は、カルボキシル基が持っているアンモニアガ
ス等に対する吸着性、アルカリ金属またはアルカリ土類
金属で水素が置換されたカルボキシル基により得られる
吸湿性・制電性・防汚染性に加えて、他の性能、たとえ
ば、 （ａ）第４級アンモニウムイオンで、Ｈ−が置換された
カルボキシル基から得られる抗菌性、（ｂ）第１鉄とＬ
−アスコルビン酸からなる錯イオンまたは鉄コバルト−
フタロシアニンからなる錯イオンで、Ｈ−が置換された
カルボキシル基から得られる脱臭性、 （Ｃ）上記（ａ）と（ｂ）との合わさった性能、といっ
た諸性能を同時に保有するポリエステル系繊維を提供す
るものである。

つぎに、この発明のポリエステル系繊維を作る方法の１
例を、工程を追って説明する。

親水性ビニルモノマー、グラフト重合開始剤および界面
活性剤を含む水系混合液に、リラックス精練乾燥後のポ
リエステル系繊維構造物を浸漬したのち、ニップ等によ
り所望の付与液量を調整する。上記水系混合液の付与方
法としては、ニップ方法のほかに、パッドバキューム方
法、スプレー方法、遠心脱水方法、あるいは、塗布方法
などが利用できる。被処理物の形態や付与液量などによ
りいずれかの方法が適宜選択されうる。

このようにして、親水性とニルモノマーを含む水系混合
液を付与された被処理物は、次に加熱系に移される。加
熱手段は、通常の加熱機構が適用されうるが、マイクロ
波、あるいは、マイクロ波と蒸気の併用による加熱が昇
温速度等に利点が多く好ましい。

処理温度は、重合開始剤やモノマーの種類によって多少
異なるが、通常８０℃以上、より好ましくは１００℃以
上で、高くても１８０’Ｃまでの温度条件が適用される
。

加熱処理により、グラフト重合を終えた被処理物はオー
プンリーバ−等で湯水洗したあと、乾燥させ、中間セッ
トと残渣物除去を兼ねた乾熱処理を行う。この場合、通
常のセット条件をそのまま適用することができるが、温
度は１６０℃以上が好ましく、処理時間は少なくとも２
０秒以上が好ましい、セット後、重量を測定し、重量増
加率をグラフト率とする。

次に、染色工程へ移る。染色は通常の染色条件を採りう
る。

次に、この発明の特徴を発現させるための処理に移る。

まず、アンモニアガス吸着性能と吸湿性などの親木性能
および抗菌性を同時に保有させるための処理法を説明す
る。

染色、水洗を終えた上記被処理物は、ソーダ灰と第４級
アンモニウムイオンを含む水溶液中にて処理される。こ
の水溶液中のソーダ灰と第４級アンモニウム塩の量が導
入したカルボキシル基の当量の１．５倍を越えると、ア
ンモニアガスの吸着性能は不充分なものとなることがあ
る。このため、水溶液中のソーダ灰と第４級アンモニウ
ム塩の量は、導入されたカルボキシル基の当量の１．５
倍以下であることが好ましい。ソーダ灰と第４級アンモ
ニウム塩での処理は各々別浴で行うことも可能である。

この場合も、ソーダ灰と第４級アンモニウム塩の合計量
は、導入されたカルボキシル基の当量の１．５倍以下で
あることが好ましい。

次に、アンモニアガス吸着性と吸湿性などの親水性およ
び脱臭性を同時に保有させるための処理法を説明する。

染色、水洗を終えた被処理物は、ソーダ灰と上記錯イオ
ンを含む水溶液で処理される。この水溶液中のソーダ灰
と上記錯イオンの量が、導入されたカルボキシル基の当
量の１．５倍を越えると、アンモニアガスの吸着性は不
充分なものとなる。ソーダ灰と上記錯イオンでの処理は
、各々別浴で行うことも可能である。この場合も、ソー
ダ灰と上記錯イオンの合計量は、導入されたカルボキシ
ル基の当量の１．５倍以下であることが好ましい。

カルボキシル基の置換処理は８０℃までの処理温度下で
行う。これは、８０℃よりも高い温度でソーダ灰を使用
すると、繊維の強力低下を招くからである。したがって
、好ましい処理温度は、４０〜６０℃程度である。

上述のようにして得られた繊維は、吸湿性およびアンモ
ニアガス吸着性と、抗菌性・抗かび性あるいは脱臭性を
同時に兼ね備えている。これらのポリエステル系繊維を
用い、たとえば、ふとん綿とした場合、ポリエステルの
軽さ、木綿なみの吸？Ｗ　性、汗臭・尿臭の元であるア
ンモニアガスを吸着する性能、抗菌性・抗かび性を同時
に保有する、あるいは、抗菌性・抗かび性の代わりにア
ンモニア以外の脱臭性を同時に保有することから、特に
寝たきり老人の方々等のふとん綿には最適である。また
、布帛とした場合も、シーツ、ふとん地、ふとんカバー
、寝間着、おむつ、おむつカバー等に適し、利用者の抱
くむれ感、臭い、かびの発生といった不快感を最小限に
抑えることが可能である。また、腋臭や体臭の強い人々
の衣料や激しい発汗を伴うスポーツ衣料等に用いれば、
すぐれた机面性能により、ブドウ状球菌等、腋臭や体臭
の元となる菌の生育を抑えるので、不快な体臭を抑える
ことができる。もちろん、肌着やナースウェアへの適応
も申し分ない。

〔実施例〕

つぎに、実施例および比較例をあげて、この発明をさら
に詳細に説明する。

（実施例１） グラフト重合開始剤として有機過酸化物（ベンゾイルパ
ーオキサイドの誘導体：日本油脂型ナイパーＭＴ−８０
）Ｉｇ、親水性ビニルモノマーとしてメタクリル酸３０
ｇ、工業用酢ｆ１１０　ｇを水で希釈して１００ｇの水
系混合液を調製した。

他方、リラックス精練して乾燥上がりのポリエチレンテ
レフタレート加工糸編物（東し■製＃１６３０）　２０
　ｇを前記の水系混合液に浸漬したのち、マングルで絞
り、ロールに巻き取って塩化ビニリデンフィルムでシー
ルした。

このシールされた加工糸編物をマイクロ波処理装置（重
金ａ菊製アポロペット）に入れ、１００℃のスチームと
マイクロ波で１０分間加熱処理したのち、湯水洗して乾
燥させた。この乾燥後の加工糸編物の初期の重量に対す
る重量増加率を求めてグラフト率とした。このときのグ
ラフト率は２２％であった。

ついで、この乾燥後の加工糸編物を、オープンを用いて
１８０℃で３０秒間、乾熱処理した。

この乾熱処理した加工糸編物を、グラフト重合により導
入したカルボキシル基の当量の０．６倍量のソーダ灰と
、グラフト重合により導入したカルボキシル基の当量の
０．７倍量のラウリルジメチルベンジルアンモニウムク
ロライド（第一工業製薬■製カチオーゲンＰＡＮ）をそ
れぞれ含む水溶液で、浴比１：２０、温度６０℃で３０
分間処理した。処理後、水洗して乾燥させ、ポリエステ
ル系繊維製品を得た。このポリエステル系繊維製品の、
吸湿性、アンモニアガス吸着性、抗菌性および抗かび性
を評価し、それらの結果を第１表に示した。

（実施例２） 実施例工において、グラフト重合により導入したカルボ
キシル基の当量の０．７倍量のラウリルジメチールベン
ジルアンモニウムクロライドの代わりに、塩化第一鉄と
Ｌ−アスコルビン酸から得た錯化合物を、グラフト重合
により４大したカルボキシル基の当量の０．６倍量用い
た以外は、実施例１と同様にしてポリエステル系繊維製
品を得た。このポリエステル系繊維製品の、吸湿率、ア
ンモニアガス吸着性および脱臭性を評価し、それらの結
果を第１表に示した。また、グラフト率も同表に併せて
示した。

（実施例３） 実施例２において、塩化第一鉄とＬ−アスコルビン酸か
ら得た錯化合物の代わりに、鉄コバルト−フタロシアニ
ンから得た錯化合物を用いた以外は、実施例２と同様に
してポリエステル系繊維製品を得た。このポリエステル
系繊維製品の、吸湿率、アンモニアガス吸着性および脱
臭性を評価し、それらの結果を第１表に示した。また、
グラフト率も同表に併せて示した。

（比較例１） 実施例１と同様にしてグラフト重合および乾熱処理を行
った被処理物を、その後置換処理せずに、吸湿率、アン
モニアガス吸着性、脱臭性、抗菌性および抗かび性を評
価し、それらの結果を第１表に示した。グラフト率も同
表に併せて示した。

（比較例２） 実施例１と同様にしてグラフト重合および乾熱処理を行
った被処理物を、導入したカルボキシル基の当量の５倍
量のソーダ灰を含む水溶液で、浴比１：２０、温度６０
℃で３０分間処理した。処理後、水洗して乾燥させ、吸
湿率、アンモニアガス吸着性、脱臭性、抗菌性および抗
かび性を調べ、それらの結果を第１表に示した。グラフ
ト率も同表に併せて示した。

（比較例３） 実施例１と同様にしてグラフト重合および乾熱処理を行
った被処理物を、導入したカルボキシル基の当量の３倍
量のラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド
（第一工業製薬■製カチオーゲンユニ）を用いて、浴比
１：３０、温度８゜℃で３０分間処理して水洗した。つ
ぎに、グラフト重合により導入したカルボキシル基の当
量の０゜８倍量のソーダ灰を用いて、浴比ｌ：３０、温
度６０℃で３０分間処理したあと、水洗して乾燥させ、
比較例１と同様にして物性を調べた。それらの結果を第
１表に示した。グラフト率も同表に併せて示した。

なお、吸湿率、アンモニアガス吸着性、脱臭性、抗菌性
および抗かび性は、それぞれ、つぎのようにして調べた
。

吸湿性は、絶乾した被処理物を２０℃、６５％ＲＨの雰
囲気下に２４時間放置したのち、重量測定を行い、下式
により算出する。

アンモニアガス吸着性能は、密栓付き５００ｍ１の広口
びん中に、３０％のアンモニア水を０．２ｍ１滴下し、
ついで被処理物２０ｇを投入し、密栓する。ついで、２
０分間放置したあと、残留するアンモニア臭をかぎ、次
の３段階評価する。

（１）・・・残留するアンモニア臭が強烈：不良（ＩＩ
）・・・残留するアンモニア臭が中程度：やや不良 （ＩＩＩ）・・・残留するアンモニア臭力なし〜わずか
に：良好 脱臭性評価は、密栓付き５００ｍｌの広口びんにエタノ
ールで１００倍に希釈したメチルメルカプタンを、注射
器で一滴滴下する。ついで、試料２０ｇを投入し、密栓
したあと２０分間放置する。放置したあと、残留するメ
ルカプタン臭をかぎ、３段階で評価する。

（１）・・・残留するメルカプタン臭が強烈：不良（ｎ
）・・・残留するメルカプタン臭が中程度：やや不良 （Ｉ［ｒ）・・・残留するメルカプタン臭がなし〜わず
かに：良好 抗菌性は、ＡＡＴＣＣＴｅ５ｔ　Ｍｅｔｈｏｄ　９０（
１９７７）で行い、クリアゾーンの幅によって表す。

同時にＪＩＳ　ｚ２９１１かび抵抗性試験方法により抗
かび性の評価も行う。判定は次の３段階評価である。

（Ｉ）・・・抗かび性不良 （ＩＩ）・・・抗かび性やや不良 （ＩＩ［）・・・抗かび性良好 第１表から明らかなように、実施例１はすぐれたアンモ
ニアガス吸着性、吸湿性、抗菌性および抗かび性を兼ね
備えた素材となっている。実施例２および３は抗菌性お
よび抗かび性がないものの、メルカプタンなど悪臭の元
を吸着する性能に加え・吸湿性およびアンモニアガス吸
着性を兼ね備えた素材となっている。これらの性能の調
節は、グラフト率、ソーダ灰、第４級アンモニウム塩、
錯化合物などの処理浴中の濃度を変更することにより可
能である。

比較例１は、繊維中にカルボキシル基のみを保有させた
場合であり、アンモニアガス吸着性だけが認められる。

比較例２は、カルボキシル基の全量をナトリウムイオン
で置換した場合である。吸湿率は木綿を越える値を示し
ているが、他の性能は認められない、比較例３は、カル
ボキシル基の約１／２をナトリウムイオンで、残りを第
４級アンモニウムイオンで置換した場合である。すぐれ
た吸湿性と抗菌性を持っているが、悪臭に対しては無防
備であるため、実施例１に比べると、快適素材としては
やや劣るものとなっている。

〔発明の効果〕

この発明のポリエステル系繊維は、以上にみてきたよう
に、■カルボキシル基、■アルカリ金属イオンおよびア
ルカリ土類金属イオンからなる群の中から選ばれた少な
くとも１種の陽イオンで置換されたカルボキシル基、な
らびに、■アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属
イオン以外の陽イオンで置換されたカルボキシル基が混
在しているので、吸湿性を始めとする親水性能と、不快
臭のアンモニアガス吸着性能を兼ね備えていて、しかも
、他の性能（たとえば、抗菌性・抗かび性および／また
は脱臭性など）を同時に兼ね備えている。

このため、この発明のポリエステル系繊維は、真の快適
衣料や、快適寝装用素材、病院用の衣料・寝装素材、あ
るいは、寝たきり老人の方々のための衣料・寝装用素材
などに用いることが可能である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）［１］カルボキシル基、［２］アルカリ金属イオ
   ンおよびアルカリ土類金属イオンからなる群の中から選
   ばれた少なくとも１種の陽イオンで置換されたカルボキ
   シル基、ならびに、［３］アルカリ金属イオンおよびア
   ルカリ土類金属イオン以外の陽イオンで置換されたカル
   ボキシル基が混在しているポリエステル系繊維。
2. （２）アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオ
   ン以外の陽イオンが、第４級アンモニウムイオン、第１
   鉄とＬ−アスコルビン酸からなる錯イオン、および、鉄
   コバルト−フタロシアニンからなる錯イオンからなる群
   の中から選ばれた少なくとも１種の陽イオンである特許
   請求の範囲第１項記載のポリエステル系繊維。