JPH02216217A - 消臭性芯鞘複合繊維 - 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） 本発明は、消臭機能を有する芯鞘複合繊維に関する。更
に詳しくは、鞘部に特殊な微細孔を有し、耐久性に優れ
た消臭機能と良好な機械的特性とを同時に有する芯鞘複
合繊維に関するものである。

〈従来技術） 従来より、ｍ維に防臭性、消臭性等を付与する方法とし
ては、活性炭素！ＩＩＩを併用する方法、後加工等によ
って繊維表面に消臭剤を含有する処理剤を付着させる方
法（例えば特公昭４７−２９９８４号公報参照）、臭い
吸着剤を配合した重合体を繊維となす方法（例えば実公
昭６１−３７２２７号公報参照）等が提案されている。

しかしながら、活性炭素繊維は１７７１Ｈ自体が着色し
ているとともに非常に脆いため、審美性の要求される衣
料分野１発塵を極度に嫌う衛生材料分野等には使用でき
ない。一方、後加工による方法は、使用中に消臭剤が脱
落し易く、消臭機能の耐久性の点で問題がある。また、
臭い吸着剤を配合する方法は、満足し得る消臭機能を付
与するためには、吸着剤をかなり多量に配合する必要が
有る。そのため、得られるｌｌ雑の機械的特性は不十分
なものとなる。かかる機械的特性を改善する方法として
は、消臭剤を配合しないポリマーを併用して複合繊維と
なすのが一般的であるが、十分な消臭機能を発現させる
ためには、消臭剤を配合したポリマーを繊維の外表面に
露出させる必要が有る。そのため、製糸工程、後加工工
程等における機械的摩擦によって、ｍ帷表面から消臭剤
配合ポリマーが脱落し、トラブルが多発するという問題
がある。

（発明の目的） 本発明は、前記従来技術の有する問題点を解消するため
なされたもので、その目的とするところは、十分な機械
的性能と優れた消臭機能とを同時に有し、かつ製糸・後
加工工程においてトラブル発生のない新規な消臭性複合
繊維を提供することにある。

（発明の構成） 本発明者は、上記目的を達成せんがため鋭意検討した結
果、繊維の中心部に消臭剤を高濃度に存在させ、かつ繊
維表面から該消臭剤存在領域まで連通孔を形成した繊維
は、繊維表層部に消臭剤を含有しないため、上記目的を
同時に達成できることを見い出し、本発明に到達した。

すなわち本発明は、微細孔を有するポリエステルよりな
る鞘部と、消臭剤を１〜５０重量％含有する熱可塑性重
合体よりなる芯部とから構成される芯鞘複合ＩＩＭであ
って、該鞘部中の微細孔は、その直径がｏ、ｏｏｉ〜５
μ而、その長さが該直径の５０倍以下であり、繊維横断
面に散在し、ｍ離軸方向に配列しかつその少なくとも一
部が芯部まで連通していることを特徴とする消臭性芯鞘
複合繊維に係るものである。

本発明の芯鞘複合繊維の鞘部に存在する微細孔は、その
形状においては直径が０．００１〜５μｍの範囲内で、
その長さは直径の５０倍以下でなければならず、またこ
の微細孔は繊維横断面全体に存在し且つｍ雑軸方向に配
列し、その少なくとも１８１Ｓは中空部まで連通してい
なければならない。

なおここで言う微細孔の直径とは、該微細孔が繊維表面
に開口している部分において、繊維軸に垂直な方向の巾
を言う。

この微細孔の直径が０．００１μｍに達しないときは消
臭ＩＩ能が充分でなく、５μｍを越えるとはきは充分な
繊維強度が得られず０．００１〜５μｍの範囲が好まし
く、特に０．０１〜３μｍの範囲が好ましい。また、特
に微細孔の長さが、その直径の５０倍より長くなると、
他の条件を全て満足しても、ｌｌａの強度及び耐フィブ
リル性が低くなり、特に３０倍以下が好ましい。

更に、この微細孔が繊維横断面全体に散在し且つｍ維軸
方向に配列し、その少なくとも１部が芯部まで連通して
いることにより、充分な消臭機能が得られる。微細孔が
、複合繊維横断面においてＩｌｌ衣表面近傍集中したり
、芯部まで連通していないときは、いかに多くの微細孔
を有する複合繊維であっても、消臭性は不充分となる。

この微細孔が繊維横断面においてどのように存在してい
るか、またその少なくとも１部が芯部まで連通している
か否かは、繊維横断面を３０００倍程度程度大して観察
することができる。

また、繊維横断面において上記微細孔の総断面積の占め
る割合は、あまりに小さいと消臭機能が低下するように
なり、あまりに大きいと繊維強度が低下するようになる
ので、繊維横断面積の０．０１〜５０％であるのが好ま
しく、特に０．１〜３０％の範囲が好ましい。

次に、本発明の複合Ｉ雑を構成する芯部は、消臭剤を１
〜５０重量％含有する熱可塑性重合体からなる。ここで
使用される熱可塑性重合体は特に限定する必要がなく、
単独重合体、共重合体いずれであっても良い。かかる重
合体としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン
、ポリスチレン。

ポリブタジェン、ポリイソプレン、ナイロン−６゜ナイ
ロン−１）６．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及びこれらを主体とした共重合体等
をあげることができる。これらは単独であっても、２種
以上混合したものであっても良い。

また消臭剤は、臭気成分を吸着するか、もしくは臭気成
分と反応して消臭効果を発現する剤であって、繊維形成
時に分解・揮散しないものであれば特に限定する必要は
ない。かかる剤としては、例えば、活性アルミナ、シリ
カゲル、活性白土。

ゼオライト、活性酸化チタン、活性酸化亜鉛等を主成分
とする無機系の極微細孔を有する吸着剤、及びフマル酸
、鉄アスコルビン酸化合物、金属フタロシアニン系化合
物、金属ポルフィリン系化合物、フラボノイド系化合物
、アミノ酸系化合物。

タンニン化合物、糖類、プリン塩基等の有機系消臭剤が
あげられる。かかる消臭剤の配合量は、用いる消臭剤の
種類により異なるが、１〜５０重量％、好ましくは５〜
３５重量％とする必要がある。配合量が１重量％未満で
は十分な消臭機能が得られず、一方５０重量％を越える
と製糸性が極めて低下すると共に、得られる門維の機械
的特性も不充分なものとなるため好ましくない。

また本発明の複合繊維は、芯鞘の複合繊維であれば特に
限定する必要はなく、横断面における芯部及び鞘部の形
状はいずれも任意で良い。例えば外形及び芯部がいずれ
も円形の場合、外形及び芯部のいずれか一方が円形で他
方が異形の場合、外形及び芯部共に類似又は非類似の異
形の場合等であってもよい。外形の大きさについても特
に制限する必要はない。また、芯部の数は１以上任意の
数をとることもできる。

繊維横断面における鞘部と芯部の割合も、きわめて広い
範囲をとることができるが、芯部の割合があまりに大き
くなると得られる複合繊維の強度が不充分となるので、
繊維横断面における芯部の占める割合は５０％以下が好
ましい。一方、芯部の割合があまりに小さくなると消臭
機能が低下する傾向に有るので、繊維横断面積の５％以
上にするのが好ましい。

本発明の複合繊維を製造するには、種々の手法が考えら
れるが、例えば、特定のスルホン酸金属塩を含有したポ
リエステル、又は有機スルホン酸を共重合したポリエス
テルを通常のポリエステルに配合したちのく以下これら
をあわせて変性ポリエステルという）を鞘部、前記消臭
剤を配合した熱可塑性重合体を芯部とし、芯鞘複合紡糸
口金を用いて溶融紡糸し、必要に応じて延伸、熱処理。

捲縮（嵩高）加工し、得られた複合繊維を直接又は編織
した後アルカリ水溶液で処理して鞘部の変性ポリエステ
ルの少なくとも１部を除去することによって所定の微細
孔を形成させる方法が好ましく採用される。

ここで使用する複合ＩＩ帷の鞘部を構成する変性ポリエ
ステルのうち、特定のスルホン酸金属塩を含有したポリ
エステルを例にあげて説明する。ここで対象とするポリ
エステルは、テレフタル酸を主たる酸成分とし、炭素数
２〜６のフルキレングリコール、すなわちエチレングリ
コール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリ
コール。

ペンタメチレングリコール、及びヘキサメチレングリコ
ールから選ばれた少なくとも一種の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である。かかるポリ
エステルは、その酸成分の１０モル％以下を他の二官能
性カルボン酸で置きかえてもよい。このような他のカル
ボン酸としては例えばイソフタル酸、ナフタリンジカル
ボン酸、ジフェニルジカルボン酸、β−オキシエトキシ
安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸の如き二官能性芳香族カ
ルボン酸、セバシン酸、アジピン酸、蓚酸の如き二官能
性脂肪族カルボン酸、及び１，４−シクロヘキサンジカ
ルボン酸の如き二官能性脂環族カルボン酸等をあげるこ
とができる。またポリエステルのグリコール成分の１０
モル％以下を他のグリコール成分で置きかえてもよく、
かかるグリコール成分としては主成分以外の上記グリコ
ール及び他のジオール化合物、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
及び芳香族のジオール化合物等があげられる。

かかるポリエステルは任意の製造法によって得ることが
できる。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、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段反応、次いでかかる生成物を減圧上加熱して所望
の重合度になるまで重縮合反応させる第２段の反応とに
よって容易に製造される。

上記ポリエステルを鞘成分として溶融紡糸して複合繊維
となすに当り、溶融紡糸が終了するまでの任意の段階で
下記一般式［、Ｉ］ で表わされるスルホン酸金属塩の少なくとも１種を該ポ
リエステルを構成する酸成分に対して０．３〜１５モル
％となる量添加する。

式中、Ｍｌ及びＭ２は金属であり、Ｍｌとしては特にＬ
ｉ、に、アルカリ土類金属、　Ｍｎ１／２　。

Ｃｏｔ／２　、又はＺｎ１／２が好ましく、なカテモし
＋　、に、Ｃａ１／２　、ＭＧ１／２が特に好ましく、
Ｍ２としてはとくにアルカリ金属又はアルカリ土類金属
が好ましく、なかでもしｉ　、　Ｎａ　、　Ｋ。

Ｃａ１／２　、Ｍａｔ／２が特に好ましく、Ｍｌ及びＭ
２は同一でも異なっていてもよい。ｎは１又は２である
。Ｒは水素原子又はエステル形成性官能基であり、エス
テル形成性官能基としては−Ｃ０ＯＲ’　　（但し、Ｒ
′は水素原子、炭素数１〜４のアルキル基又はフェニル
基）又は −ＧＯ［０（ＣＨ２）ｕ　］ｍ　ＯＨ（但し、９は２以
上の整数、鋤は１以上の整数）等が好ましい。

かかるスルホン酸金属塩の好ましい具体例としては、３
−カルボメトキシベンゼンスルホン酸Ｎａ−５−カルボ
ン酸Ｌｉ、３−カルボメトキシベンゼンスルホン１に−
５−カルボン酸に、３−カルポメトキシベンゼンスルホ
ン！！Ｎａ−５−力ルボン酸Ｃａ１／２．３−カルボメ
トキシベンゼンスルホン酸Ｎａ　−５−カルボン酸Ｍｇ
ｌ／２　、３−ヒドロキシエトキシカルボニルベンゼン
スルホンＭＮａ　−５−カルボン酸Ｍｇ１／２　、３−
力）レホキシエトキシカルボニルベンゼンスルホン酸Ｎ
ａ５−カルボン酸Ｚｎ１／２．ベンゼンスルホン酸Ｎａ
−３，５−ジ（カルボン酸［ｉ）、ベンゼンスルホン酸
Ｎａ　−３，５−ジ（カルボン酸Ｋ）、ベンゼンスルホ
ン酸Ｎａ　−３，５−ジ（カルボン酸Ｃａｌ／２　）　
、ベンゼンスルホン酸Ｎａ−３，５−ジ（カルボン酸Ｍ
（Ｊ１／２　）等をあげることができる。

上記スルホン酸金属塩は１種のみ単独で使用しても、ま
た２種以上併用してもよい。その添加時期は、ポリエス
テルを複合ＩＮに溶融紡糸する紡糸工程が終了する以前
の任意の段階でよく、例えばポリエステルの原料中に添
加しても、ポリエステルの合成中に添加しても、また合
成終了後から溶融紡糸するまでの間に添加してもよい。

いずれにしても、添加侵溶融状態で混合されるようにす
るのが好ましい。

上記スルホン酸金属塩の添加量は、あまりに少ないと、
前記の微細孔が充分に形成されず最終的に得られる複合
繊維の消臭性が不充分となる。逆にあまりに多いと、そ
の添加時期がポリエステルの合成が終了する以前では、
充分な重合度のポリエステルが得られ難く、またその添
加時期が合成終了後から溶融紡糸終了以前のときは紡糸
時にトラブルを発生し易い。このため添加量は、ポリエ
ステルを構成する酸成分に対し０．３〜１５モル％の範
囲にすべきであり、０．５〜５モル％の範囲が好ましい
。

次に、有機スルホン酸化合物を共重合したポリエステル
を通常のポリエステルと混合した変性ポリエステルとし
ては、例えば特開昭５６−２０６１２号公報に例示され
ている変性ポリエステルをそのまま使用することができ
る。

かくして得られる変性ポリエステルと消臭剤を含有する
熱可塑性ポリマーとも溶融紡糸して芯鞘複合繊維となす
には、格別な方法を採用する必要はなく、通常の複合紡
糸方法が任意に採用される。

かくして得られる複合ｌ！雑から変性ポリエステルの一
部を除去するには、必要に応じて延伸熱処理又は仮撚加
工等を施した後、又は更に布帛にした後アルカリ化合物
の水溶液に浸漬処理することにより容易に行なうことが
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２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、水酸化カリウムが特に好ましい。

かかるアルカリ化合物の水溶液のＩＩは、アルカリ化合
物の種類、処理条件等によって異なるが、通常０．０１
〜４０重量％の範囲が好ましく、特に０．１〜３０重量
％の範囲が好ましいａ処理温度は常温〜１００℃の範囲
が好ましく、処理時間は１分〜４時間の範囲で通常行な
われる。また、このアルカリ化合物の水溶液の処理によ
って溶出除去する変性ポリエステルの量は、複合繊維の
鞘部重量に対して２〜５０重量％の範囲にすべきである
。このようにアルカリ化合物の水溶液で処理することに
よって複合繊維横断面の鞘部全体に散在し、繊維軸方向
に配列し且つその少なくとも１部は芯部まで連通してい
る直径が略０．００１〜５μｍ１長さは直径の５０倍以
下の微細孔が形成され、優れた消臭性を呈するようにな
る。

なお、本発明の方法により得られる複合繊維には、必要
に応じて任意の添加剤、例えば触媒２着色防止剤、耐熱
剤、ａ燃剤、螢光増白剤、艶消剤。

着色剤、無機微粒子等が含まれていてもよい。

（効果） 本発明の複合繊維は、消臭剤を含有しない鞘部によって
消臭剤を高濃度に含有した芯部がとりかこまれているた
め、充分な機械的特性を有するともに、使用中等の摩擦
によっても消臭剤の脱落を生ぜず、耐久性に優れた消臭
性能を呈する。また、鞘部には芯部まで連通した微細孔
を有するため、消臭性能のレベルも極めて優れたものと
なり、衣料、衛生材料用途等ＩＪ広い分野での使用が可
能となる。

（実施例） 以下、実施例をあげて本発明をさらに詳述する。

実施例１ テレフタル酸ジメチル１００！　１部、エチレングリコ
ール６６重量部、酢酸マンガン４水塩０，０３重量部を
エステル交換色に仕込み、窒素ガス雰囲気１４時間かけ
て１４０℃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。

続いて得られた生成物に安定剤として正リン酸の５６％
水溶液０．０３重吊部。

三酸化アンチモン０．０４重量部、ベンゼンスルホン酸
Ｎａ　−３，５−ジ（カルボンｌｌｉ！２Ｍ（１１／２
　）の２０％エチレングリコールスラリー　１．５重量
部を添加して重合缶に移した。次いで１時間かけて　７
６０ＭＨ９から１部鵬まで減圧し、同時に１時間３０分
かけて２３０℃から２８５℃で更に２時間３０分、合計
４時間重合し、極限粘度０，６５０．軟化点２６１℃の
変性ポリエステルを得た。

ポリエチレン１００重量部と消臭剤トミックスへ〇　−
７００（冨田製薬製）５０重型部を混練機で充分加熱混
合して得られたブレンド組成物を芯部とし、上記変性ポ
リエステルを鞘部として、同心円型芯鞘複合紡糸機を用
いて紡糸し、１００℃で４倍に延伸後、１６０℃で熱固
定して芯鞘複合繊維を（ワた。

この複合繊維の横断面における複合比（面積比芯／鞘）
は１／３であり、＄１ｉｌｉ構成は３０デニール／３フ
イラメントであった。この複合繊維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、減量率が
鞘部の重量に対して２０％になるよう、１％のカセイソ
ーダ水溶液中潮Ｗ１温度にて処理した。

得られた布帛５ｇの入った１５００ｃｃの容器中に、濃
度１４００１）［１１のアンモニアガスを入れ、１時間
後にアンモニアの残濃度を測定したところ６０ｐｐｍで
あった。（消臭率９６％） 実施例２ テレフタル酸ジメチル２９７部、エチレングリコ−／し
２６５部、３．５−ジ（カルボメトキシ）ベンゼンスル
ホン酸ナトリウム５３部（テレフタル酸ジメチルに対し
て１１．１モル％）、酢酸マンガン４水塩０．０８４部
及び酢酸ナトリウム３水塩１．２２部を精昭塔付ガラス
フラスコに入れ、常法に従ってエステル交換反応を行な
い、理論量のメタノールが留出した後反応生成物を精留
塔付重縮合用フラスコに入れ、安定剤として正リン酸の
５６％水溶液０．０９０部及び重縮合触媒として三酸化
アンチモン０．１３５部を加え、温度２７５℃、常圧下
２０分、　３０ｒｒｒｔｓ　Ｈ９の減圧下１５分反応さ
せた後高真空下で１００分間反応させた。最終内圧は０
．３８訓１であり、得られた共重合ポリマーの極限粘度
は８，４０５、軟化点は２００℃であった。反応終了後
共重合ポリマーを常法に従いチップ化した。

この共重合ポリマーのチップ１５部と極限粘度０．６４
０のポリエチレンテレフタレートのチップ８５部とをナ
ウタ・ミキサー（網側鉄工所製）中で５分間混合した後
、窒素気流中にて１１０℃で２時間、更に１５０℃で７
時間乾燥した後、二軸のスクリウ式押出機を用いて２９
０℃で溶融混練してチップ化した。このチップの極限粘
度は０，５２０．軟化点は２６２℃であった。

このポリマーを鞘成分とする以外は実施例１と同様にし
て、芯鞘複合繊維を得たく但し、芯鞘比を１１５とした
）。これを実施例１と同様にメリヤス編地となし、アル
カリ減量処理（減量率１５％）して布帛を得た。この布
帛のアンモニアガス消臭率は９１％であった。

実施例３ 実施例１において、ポリエチレンに配合する消臭剤の配
合量を第１表に記載の如く変更する以外は実施例１と同
様にして布帛を得た。

この布帛の消臭性を第１表に示す。

第１表 比較例１ 実施例１において得られたメリヤス編地にアルカリ処理
を行なわない場合のアンモニアガス消臭率を実施例１と
同様に測定したところ、２５％であった。

比較例２ テレフタル酸ジメチル２９７部、エチレングリコール２
６５部、酢酸マンガン４水塩０．０８４部を精留塔付ガ
ラスフラスコに入れ、常法に従ってエステル交換反応を
行ない、理論量のメタノールが留出した後、反応生成物
を精留塔付重縮合用フラスコに入れ、正リン酸の５６％
水溶液０．０９０部及び三酸化アンチモン０．１３５部
を加え、温度２１５℃で常圧下２０分、３０ＭＨ９の減
圧下１５分反応を進行させた後、−旦常圧にもどし、炭
素数８〜２０で平均炭素数が１４であるアルキルスルホ
ン酸ソーダ混合物を７．５部添加した後系内を徐々に減
圧し、撹拌下８０分間反応させた。最終内圧は０，３２
ｒＮＲＨｓであり、得られたポリマーの極限粘度は０．
６２２であった。反応終了後常法に従ってチップ化した
。

このポリマーを鞘成分とする以外は実施例１と同様に紡
糸、延伸し、３０デニール／３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
編地となし、精練、プリセット後０．５％のカセイソー
ダ水溶液で沸騰温度にて１８０分処理してアルカリ減量
率１５％（鞘部の重量に対して）の布帛を得た。この布
帛のアンモニアガス消臭率は９５％であった。

また、アルカリ減量処理侵の単糸の表面を３０００倍の
電子顕微鏡で観測したところ、微細孔は筋状で細長く、
はとんどが細孔の径の１００倍以上であった。

この布帛の染色品の摩耗２００回後の顕微鏡観察でのフ
ィブリルの発生が認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の消臭性複合繊維の好ましい一例を示す
概略図である。 １　微細孔を有する鞘部 ２　消臭剤を含有する芯部 ３　微細孔 ４　芯部まで連通した微細孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 微細孔を有するポリエステルよりなる鞘部と、消臭剤を
   １〜５０重量％含有する熱可塑性重合体よりなる芯部と
   から構成される芯鞘複合繊維であって、該鞘部中の微細
   孔は、その直径が０．００１〜５μｍ、その長さが該直
   径の５０倍以下であり、繊維横断面に散在し、繊維軸方
   向に配列しかつその少なくとも一部が芯部まで連通して
   いることを特徴とする消臭性芯鞘複合繊維。