JPH02160918A - 耐摩耗性にすぐれた無麈衣用ポリエステル繊維およびその織物 - 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〉 本発明はポリエステル繊維、更に詳しくは極めてすぐれ
た耐摩耗性を有する無塵衣用ポリエステル繊維に関する
。

〈従来技術〉 近年、電子機器、精密機器、フィルム製造地条くの産業
分野において、幽埃による障害が問題視されるようにな
り、これらの産業分野ではクリーンルーム内で制電性を
有する無塵衣を着用して作業がなされている。この無塵
衣用の布帛としては衣服からの発塵（素材発塵）を防止
するために、繊維端を有せず、強度の大きいポリエステ
ルマルチフィラメントを用いた織物が良く使われている
。

しかしながらこれらの使用においては、衣服を洗濯する
回数（着用回数）の少ない初期の素材発塵は比較的抑え
られているものの、着用回数が多くなるにつれて発塵性
が高くなり、無塵衣としての機能失うという欠点がある
。

この性能低下の原因は、ポリエステルフィラメントのフ
ィブリル化にある。すなわち従来のポリエステル繊維で
は、洗濯時あるいは作業時等に繰り返し摩擦を受ける事
により、繊維軸に平行なフィブリルが発生し、その摩耗
片が飛散して発塵源となる。

更にこれら無塵衣の分野においても、制電剤その他の機
能を有する有機又は無機の改質剤を、ポリエステル中に
添加、練込む事が多い。これらの改質ポリエステル繊維
においては、前２フィブリル化は一層促進されるので、
発塵の抑制効果ｔよ更に低下してしまう。

また、無塵衣を構成するフィラメントの断面が角形状で
ある等真円形でない場合、フィブリル化は一層促進され
るため、無塵衣として大きな欠点となっている。

以上の様に、繊維のフィブリル化は無塵衣の発塵性に関
し好ましくない原因となっているが、これを解決する手
段は現在の所充分なものではない。

例えば、ポリエステルの分子量を高くする、あるいはフ
レキシブルなポリマーセグメントを共重合の形で導入す
る等ポリエステル自身のポリマー改質、更には延伸の倍
率を小さくして繊維の伸度を大きくする製糸方法の変更
等が提案されているが、上記問題点を解決するには至っ
ていない。

〈発明の目的〉 本発明は、かかる背景よりなされたもので、極めて優れ
た耐摩耗性を有してフィブリル化し難く、無塵衣用に好
適な布帛が得られるポリエステル繊維を提供することを
目的とする。

〈発明の構成〉 本発明者らは、前記問題点を解決するため、ポリエステ
ル繊維の高次構造を詳細に検討した結果、小角Ｘ線赤道
散乱強度と耐フィブリル性に強い相関があることを究明
し、本発明に到達した。

すなわち本発明は、実質的に延伸されることなく　６５
００ｍ　／分以上の速度で捲取られたポリエチレンテレ
フタレートを主体とするポリエステル繊維であって、該
繊維の中心部の複屈折が０．０９以下、小角Ｘ線赤道散
乱曲線の極大が０．０２ラジアン以下の回折角に存在す
ることを特徴とする、耐摩耗性にすぐれた無塵衣用ポリ
エステル繊維およびその織物である。

本発明においてポリエチレンテレフタレートを主体とす
るポリエステルとは、全量の９０重量％以上がポリエチ
レンテレフタレートであるようなポリエステルを指す。

但し、１０重量％未渦の割合で艶消し、染色性改良、制
電、風合改良その他の目的の無機・有機化合物が添加混
合あるいは／および共重合されていても差支えない。

本発明のポリエステル繊維においては、小角Ｘ線の赤道
散乱ピークが０．０２ラジアン以下の回折角に存在する
事が必要である。この認定については以下のようにして
行う。

小角Ｘ線散乱強喰は理学電機社製Ｘ線発生装置（ＲＬＩ
−３００）を使用し、Ｎｉ　フィルターを用いて単色化
したＣｕＫα線（１，５４１８人）を線源とし、理学電
機社製ゴニオメータ−（ＯＮ　２２０３５Ｆ　）を使用
して測定する。赤道方向の散乱強度は第１ピンホール０
．２＃φ、第２ピンホール０，１５　ｍφ。

サンプル、ｐｓｐｃからなるコリメーションにより測定
する。ｐｓｐｃプローブ（有効長５　ｃｒｎ　）の前面
には赤道方向以外からの散乱をカットするために高さ１
　ｍｍの横長スリットを挿入する。ここで、サンプルか
らＰＳＰＣまでの距離は２５０ｍである。

このようにして測定した散乱強度曲線を基に第１図に示
すようなＩ・８２〜ε図を作成する［Ｉ；敢乱強喰、ε
：散乱角（ｒａｄ）１゜本発明の繊維はこの■・ε２〜
ε曲線にピーク又はショルダの存在が認められる。

次に本発明のポリエステル繊維は、繊維中心部の複屈折
が０．０９以下である事が必要である。この測定にはＣ
ａｒｌ　Ｚ　ｅｉｓｓ　　Ｊ　ｅｎａ社製干渉顕微鏡イ
ンターフアコを使用し、繊維軸に平行方向（ｎ〃）と垂
直方向くｎ上）の屈折率を測定する事により、複屈折（
Δｎ　＝　ｎ　／／　−ｎ上）を求める。

浸液はα−ブロムナフタリンとオリーブ油の混合液を用
いた。屈折率の分布はＫｊｈｎｌｅらの方法［Ｍａｋｒ
Ｏｍｏｌ、Ｃｈｅｌｌ、　１７８．２７２５　（１９７
７）参照］により繊維最外層から計算を行なう。

本発明のポリエステル１１雑の中心部の複屈折は、以上
のように低い値で分子の配向性が低い事が必要であるが
、本発明の目的をさらに効果的にするためには繊維の中
心部を単に低配向とするに留めず非晶化させている方が
好ましい。この事はＤＳＣ−温度曲線の測定において、
結晶化による発熱ピークが観察される事より認定される
。

本発明のポリエステル１１維は、６５００ｍ　７分以上
好ましくは７５００Ｔｎ、７分以上の、実質的に延伸工
程を含まない高速紡糸−工程で製糸（高配向紡糸）する
必要がある。通常の紡糸・延伸を経る別延法、あるいは
紡糸・延伸を連続して行なう直延法等延伸工程を伴なっ
た製糸法では、本発明でいう小角Ｘ線赤道散乱強痕曲線
に極大を有する繊維は得られないので好ましくない。

更に６５００ｍ／分以上の高速紡糸においても、ポリエ
ステルの分子量を高目に設定する、できるだけ分子量分
布をシャープにする、紡糸口金の孔面積を大きくする、
溶融紡糸の渇痕を低目に設定する等の手段を適宜組合せ
る事がより好ましい。逆に、紡糸中に加熱筒を設けて走
行中の糸条を加熱する方法は、小角Ｘ線赤道散乱の極大
が消失する事が多く好ましくない。

いずれにしても、実質的に延伸することなく６５００ｍ
／分以上の速痩で製糸したポリエステル繊維が、前記特
定の微細構造を持っていることが肝要で、この時初めて
極めて耐摩耗性（耐フィブリル性）の向上した繊維が得
られるのである。

なお、上述の紡糸方法は一般に紡糸調子を悪化させる事
が多いので、空気ノズル等を用いて紡糸されたマルチフ
ィラメントを集束する、あるいは紡糸機と捲取機の間の
距離を短くして空気抗力の作用を軽減する等の手段を加
える事が好ましい。

以上に述べた本発明のポリエステルＩ！１Ｉｌｔを用い
て無塵衣織物を織成する方法については、従来公知の方
法を取る事ができる。但し、繊維端を有しない繊維、す
なわち長ａｍである事、本発明のポリエステル繊維を少
なくとも５０％以上使用する事が必要である。

〈発明の作用効果〉 比較のため、本発明のポリエステル糸（ωと、通常の紡
糸、延伸２工程により製糸されたポリエステル糸＜ｂ＋
について摩耗試験を行い、単糸の切断写真を第２図に示
す。＋ｂ＋においては顕著なフィブリル化が認められる
のに対し、（ωの場合にはフィブリル化は少なく、むし
ろ溶断のような形状を示す。

また同一条件での摩耗テストにおいては（ｂ）の毛羽発
生数に対して、くａの発生数は極めて少ない。

以上のように本発明のポリエステルｍ雑は従来にないす
ぐれた耐フィブリル性を有している。その第１の理由と
しては本発明の繊維の場合、太さの均一なミクロフィブ
リルによって構成されているためと推定される。従来の
ポリエステル繊維もミクロフィブリルの集合体として考
えられているが、これらの多くのミクロフィブリルは一
般に不均一であり、太いフィブリルもあれば細いフィブ
リルも混在している。このようにフィブリルの直径が不
揃いな場合（正確にはフィブリル間の距離が不揃いな場
合）小角Ｘ線の赤道散乱曲線上にピクは観察されないの
である。

そして、不均一なミクロフィブリルによって構成される
ポリエステル繊維にセン断力等の外力が作用すると、応
力は特に弱いフィブリル界面、おそらくは直径の小さな
フィブリルの界面に集中する。これらフィブリル界面で
の凝集力が応力に抗しきれなくなると、フィブリル配列
上の構造変化が起りマクロなフィブリル化瑛象に至る。

これに対し本発明のポリエステル１ＩｉＮは、小角Ｘ線
赤道散乱強度ピークの存在から示唆されるように、均一
な太さのミクロフィブリルの集合体であると考えられる
。したがってセン断力は各フィブリルに均等に分散され
応力の集中が少ない。この結果マクロなフィブリル化が
回避されると考えられる。

耐フイブリル性向上の第２の理由として、本発明のポリ
エステル繊維の場合フィブリル径が７７Å以上（第１図
におけるピーク位置が０，０２ラジアン以下）と太くな
っているため、それだけフィブリルの界面の面積が相対
的に減少している事が挙げられる。ミクロフィブリルの
界面が少なくなる事は当然、マクロなフィブリル化を防
止する上で有効であると考えられる。

耐フィブリル性が向上する第３の理由としては、繊維中
心部の分子配向が低くなっている事が指摘できる。繊維
表面部で作用するセン断力は繊維の内部の分子鎖にも伝
播するが、この部分の分子鎖が低配向であり（△ｎ≦０
．０９　）　、さらには結晶化も少ない場合には、この
力を繊維中心部における分子鎖の変形として吸収してし
まう事が考えられる。したがってこのような高次構造の
ポリエステル１！雑の場合にはマクロなフィブリル化が
抑えられると同時に単糸が切断した場合にも第２図（ａ
）のようにフィブリル化せず溶断の郊き形状をとるもの
と考えられる。

以上の様な理由により本発明のポリエステル繊維は従来
にないすぐれた耐フィブリル性を有しており、無塵衣織
物となした場合素材発塵量を極度に小さくする事ができ
る。更にポリエステル無塵衣織物の場合、風合改良、染
色性改良、吸水性付与等種々の目的で改質剤を加え、か
つアルカリ処理を施す事も多い。このような場合ｍｍの
フィブリル化は著しく顕著になる事が多いが、本発明の
場合かくの如きフィブリル化についても軽減する事がで
きる。

その池水発明のポリエステル繊維は、裏地、芯地等の織
物、薄地の作業衣、ワイピングクロス、スポーツ衣料、
スフどしては抗ビル（ノンフィブリル抗ビル）分野での
改良を期待できる。

〈実施例〉 実施例１ 極限粘度が０．６４であり、艶消剤として酸化チタンを
０．３重量％含むポリエチレンテレフタレＩ〜（ＰＥＴ
）チップを１６０℃で４時間乾燥した後、２８５°Ｃの
紡糸温度で直径ｏ、、３ｍの円形孔２４個を有する紡糸
口金から吐出した。吐出フィラメントは口金下１０〜９
０Ｃｍの部分を風速３０ｃｍ／秒の横吹き冷却風により
冷却され、紡糸口金下３ｍに位置するワインダーに毎分
５０００〜９０００ｍの各巻取速度で巻取られた。得ら
れたフィラメントは７５ｄｅ／　２４［であった。

また比較のため、毎分１５００ｍ、　４０００ｍで巻取
った後、予熱８０℃、スリットヒーター温度１８０°Ｃ
でそれぞれ３．２倍、１．５倍に延伸し７５ｄｅ／　２
４ｆ　ｉ　ｌのマルチフィラメントを得た。

以上のようにして得られたフィラメントを経１２０本／
インチ、緯１０６本／インチの平織物に織成し、通常の
リラックス精練、熱セット（１８０℃×１分）を施した
後、Ｊ　Ｉ　Ｓ　−Ｌ−０８２３−１９７１に基づき、
摩擦試験機■型を使用し、荷重２００ｇ。

５０００回往復の条件でテストを行った。

この時の毛羽（単糸切れ）の発生数、破断面の走査型電
子顕微鏡による観察結果を、小角Ｘ線の赤道散乱強度曲
線の極大、繊維中心部の複屈折とともに表−１に示す。

表−１ □ 実施Ｎｎ　６および７においては毛羽発生は多い。

しかも太くて長いフィブリルに分裂するため、耐フィブ
リル性の素材として適当ではない。これらのポリエステ
ル繊維においては中心部の複屈折は高く、小角Ｘ線赤道
散乱強度曲線に極大は観察されない。

次に実ＩＮα１および２の場合、毛羽発生は少なくなり
耐摩耗性は著しく改善される。しかし少数ではあるが、
破断面は長さが短く細かな多数のフィブリルに分裂して
いるため、無塵衣など要求の厳しい分野への適用には不
安がある。これらのポリエステル繊維は、小角Ｘ線赤道
散乱に極大が認められるが若干高角度側に位置している
点、あるいは中心部の複屈折が高い点が本発明のポリエ
ステル繊維と異なる。

これに対して本発明の実施Ｎα３〜５の場合では、毛羽
の発生数は少ない上被断面は溶断形状を示しているため
、耐フイブリル素材としては最適のポリエステル繊維素
材である。

実施例２ ＰＥＴデツプの極限粘度が種々異なる他は実施例１と同
様にして７５ｄｅ／　２４ｒｉ　ｌのマルチフィラメン
トを得た。但し巻取り速度は６７００ｍ　／分に固定し
た。この時のｍ雑構造、摩耗テスト結果を表２に示す。

表−２ 実施Ｎｏ、　１〜３の場合毛羽の発生が比較的多い。

これらは本発明に述べる微細Ｉ！３造が繊維中に形成さ
れていないためである。他方本発明の実施Ｎｏ、　４〜
６においては特有の繊維微細構造が発現しこの結果耐フ
ィブリル性、耐摩耗性が著しく改善されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は小角Ｘ線の赤道方向の散乱強度曲線（Ｉ・ε２
〜ε）を示す。図中（ωは本発明に該当する繊維、（ｂ
＋は通常の紡糸、延伸二工程により得られるポリエステ
ル繊維についてのものである。 第２図は摩耗試験による切断フィラメントの先端を示す
走査型電子顕微鏡写真である。図中（田は本発明に該当
する繊維、＋ｂ＋は通常の紡糸、延伸工程により得られ
るポリエステル繊維、（Ｃ）は市の縮小図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質的に延伸されることなく６５００ｍ／分以上
   の速度で捲取られたポリエチレンテレフタレートを主体
   とするポリエステル繊維であって、該繊維の中心部の複
   屈折が０．０９以下、小角Ｘ線赤道散乱曲線の極大が０
   ．０２ラジアン以下の回折角に存在することを特徴とす
   る、耐摩耗性にすぐれた無塵衣用ポリエステル繊維。
2. （２）長繊維である請求項（１）記載のポリエステル繊
   維を原糸として織成された無塵衣用織物。