JPH05331707A - 制電性能に優れたポリエステル繊維およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制電性能に優れたポリエステル繊維およびそ
の製造方法を提供する。 【構成】 摩擦帯電放電曲線測定法によって測定された
初期帯電圧Ｖ₀が８ｋＶ以下で、３０秒後の帯電圧Ｖ₃₀
が３ｋＶ以下である制電性に優れたポリエステル中空断
面太細繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、制電性能に優れたポリ
エステル繊維およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維は、その優れた特性か
ら衣料用のみならず産業資材用分野にいたるまで広く用
いられているが、電気抵抗が高く静電気を帯びやすいと
いう問題を有している。これは衣料分野においては、特
に冬期の乾燥時期にみられる脱着時の放電現象、身体へ
のまとわりつき等の不快感を与える原因となっている。

【０００３】この静電気を帯びやすい欠点を改善すべ
く、これまでに種々の帯電防止剤をポリエステルに添加
配合あるいは共重合する試みがなされている。しかしな
がら、実用的な制電性能をえるためには比較的多量の帯
電防止剤を用いる必要があり、その結果、製糸安定性あ
るいは熱安定性が低下してしまう等の問題があった。

【０００４】これらの問題点の解決手段として、特公昭
５７−４７２４号公報、特開昭５６−１３４２１１号公
報、特開平３−２０６１２０号公報には、制電剤が繊維
軸方向に筋状に連続的に存在するような繊維構造を作り
出す方法が開示されている。しかしながら、これらの方
法により、製糸安定性は比較的改善されるが、これらの
方法は、工業的安定生産技術及び制電性能の観点から
は、満足できるものでない。すなわちスタティックミキ
サーによる制電ポリマーと通常のポリエチレンテレフタ
レートとの混練技術においては、混練状態をコントロー
ルすることが難しく、製糸安定性、染品位等、品質的変
動要因が多く、生産技術としては未熟である。しかも、
静電気の帯電性及び永続性から、優れた制電性能を有し
ているとは言えない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の問題点を克服し、工業的に安定に生産ができ、し
かも、優れた制電性能とその永続性を有するポリエステ
ル繊維を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、摩擦帯電放電曲線測定法によって測定された初期
帯電圧Ｖ₀が８ｋＶ以下で、３０秒後の帯電圧Ｖ₃₀が３
ｋＶ以下であることを特徴とする制電性能に優れたポリ
エステル中空断面太細繊維である。

【０００７】従来の制電性糸が、該繊維を使用した織物
布帛を摩擦した時に帯電する電圧の６０秒後の減衰率Ｄ
₆₀が大きく、帯電圧の半減期Ｔ_1/2が短いことを優れた
制電性能としているのに対し、本発明の中空断面太細繊
維は、該繊維を使用した織物布帛を摩擦した時に帯電す
る初期帯電圧Ｖ₀が非常に低いこと、及び、帯電圧減衰
性として、３０秒後の摩擦帯電圧Ｖ₃₀が低いことを特徴
としている。

【０００８】初期帯電圧Ｖ₀が低いことにより、静電気
を帯びにくくなり、また、帯電圧減衰性が良いこと（３
０秒後の帯電圧Ｖ₃₀が低いこと）は、静電気を放出し易
いことを示している。従来にない制電性能を有するに
は、初期帯電圧が、８ｋＶ以下または、３０秒後の帯電
圧が３ｋＶ以下であることが必要である。これ以外の範
囲では、本発明の目的とする優れた制電性能とその永続
性を有するポリエステル繊維とならない。

【０００９】このような特性を持つ繊維は、平均分子量
が１，０００以上であるポリアルキレングリコールを
０．１〜１０重量％、及び、下記一般式（１）で示され
る有機スルホン酸金属塩を０〜２重量％含有する主たる
繰返し単位がエチレンテレフタレート単位であるポリエ
ステルを使用した中空率が５〜２０％である中空断面太
細繊維であって、該糸条を構成する各繊維の長手方向お
よび各繊維間において太部と細部とがランダムに存在さ
せることによって得ることができる。 Ｒ−ＳＯ₃ Ｍ ……………（１） （式中、Ｒは炭素数３〜３０のアルキル基、または炭素
数７〜４０のアリール基、もしくはアルキルアリール
基、Ｍはアルカリ金属を示す。）

【００１０】本発明を更に詳細に説明すると、本発明に
おいて、ポリエステルに配合させるポリアルキレングリ
コールは、平均分子量が１，０００以上、好ましくは
５，０００以上であることが必要である。平均分子量が
１，０００未満であると、十分な制電効果を発揮しがた
いばかりか、制電効果の永続性に劣ってしまう。ポリア
ルキレングリコールの平均分子量は１，０００以上であ
れば、いかに高分子量のものであっても差し支えない。
本発明に用いるポリアルキレングリコールの具体例とし
ては、ポリエチレングリコールのほか、例えばエチレン
オキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体等が挙げ
られる。

【００１１】配合させるポリアルキレングリコールの量
は、０．１〜１０重量％、好ましくは０．２〜５重量％
にする必要がある。０．１重量％未満である、得られる
繊維の制電性能が十分でなく、また、１０重量％を越え
ると溶融紡糸時の安定性が低下するばかりか、得られた
繊維の強度等の物性も低下するので好ましくない。

【００１２】本発明においてポリアルキレングリコール
は、単独で用いてもよいが、熱安定性を向上させる目的
で、公知の安定剤、抗酸化剤等を少量添加配合して用い
る方がより好ましい。添加配合する安定剤としては、ヒ
ンダードフェノール系化合物及びチオエーテル系化合物
等があげられる。これらは各々単独に添加してもよい
が、より耐熱性を向上させるために同時添加することが
好ましい。これらの添加量は、ポリアルキレングリコー
ルに対し、２〜１０重量％とすることが好ましい。

【００１３】さらに、本発明においては、ポリアルキレ
ングリコールの他に、前記（１）式で示される有機スル
ホン酸金属塩を配合する。かかる有機スルホン酸金属塩
の具体例としては、炭素数３〜３０のアルキルスルホン
酸のナトリウム塩もしくはカリウム塩、リチウム塩、ま
たはトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸
のナトリウム塩もしくはカリウム塩、リチウム塩、ある
いはこれらの混合物等があげられる。有機スルホン酸金
属塩のポリエステルへの配合量は０〜２重量％であり、
有機スルホン酸金属塩を配合しなくても差支えないが、
より優れた制電効果を発揮させるためには、２重量％を
越えない範囲内で添加した方が好ましい。配合量が２重
量％を越えると、溶融紡糸時の安定性の低下や得られる
繊維の強度等の物性低下を引き起こすので好ましくな
い。

【００１４】ポリエステルへのポリアルキレングリコー
ル及び有機スルホン酸金属塩の配合は、ポリエステル組
成物の賦形が終了するまでの任意の段階において、任意
の方法により実施することができる。すなわち、ポリエ
ステルの重合反応が完結する以前の段階で反応容器中に
添加混合する方法、重合反応終了後であってまだ溶融状
態にある段階で添加混合する方法、溶融紡糸段階におい
て添加混合する方法等があげられる。ただし、ポリアル
キレングリコール及び有機スルホン酸金属塩のポリエス
テルへの配合にあたっては、配合物とポリエステルが高
温、すなわちポリエステルの溶融開始温度以上の温度で
の混合状態で長時間経過するような方法は好ましくな
い。

【００１５】本発明の中空断面太細繊維糸条は、該糸条
を構成する各繊維の長手方向及び各繊維間において太部
と細部とがランダムに存在した繊維であり、上述のよう
にして得られた改質ポリエステルを図１に示す如き中空
紡糸口金孔を有する紡糸口金を用いて、中空率が５〜２
０％となるように紡糸した中空断面繊維の未延伸糸を、
該未延伸糸の結晶化温度以下の温度で、且つ延伸後の残
留伸度が７０〜９０％となる倍率で延伸し、次いで前記
未延伸糸のガラス転移点温度以上、結晶化温度以下の温
度で、且つ１．００１〜１．０４０倍の緊張比で熱処理
を実施することにより得られる。本発明に係わる繊維の
中空率は５〜２０％にする必要があり、５％未満である
と目的とする制電性能が得られない、また中空率が２０
％を越えると紡糸段階で正常な中空断面が得られないば
かりか紡糸安定性が低下する。

【００１６】このようにして得られた中空断面太細繊維
は、従来、実用上制電性能が不十分と言われている制電
剤が比較的少量、且つ均一系であるにもかかわらず、優
れた制電性能を示した。さらに特筆すべきことは、これ
まで報告されている制電性糸は、織物布帛の風合改良手
段として最も一般的なアルカリ減量加工により制電性能
が著しく低下するため、減量率を５％程度に設定せざる
を得ず風合的に満足できる織物が得られないことが知ら
れている。ところが本発明の中空断面太細繊維を使用し
た織物布帛は、アルカリ減量加工において２０％程度ま
で減量しても、制電性能がほとんど低下しない。本発明
の中空断面太細繊維がなぜこのような特性を有するのか
は不明であるが、後述する実施例、比較例に見られるよ
うに、中空断面糸と特殊延伸技術による太細繊維化の複
合化が関係しているものと思われる。

【００１７】

【実施例】以下本発明を実施例に基づいて更に具体的に
説明するが、実施例および比較例中における各特性値は
下記の方法により測定したものである。

【００１８】［極限粘度］試料をフェノール／テトラク
ロルエタン（５０／５０重量比）混合溶媒に溶解し、ウ
ベローデ粘度計により２５℃にて測定した値である。

【００１９】［制電性能］得られた原糸を次の条件で製
織した後、ＪＩＳ Ｌ １０９４（１９８８年）参考法
である摩擦帯電放電曲線測定法に従って制電性能の評価
を実施した。 経糸：ポリエチレンテレフタレート糸条（５０デニール
／１８フィラメント） 緯糸：本実施例、比較例により得られた糸条（１００デ
ニール／３０フィラメント） 経糸密度：４０本／ｃｍ 緯糸密度：２５本／ｃｍ 用いた装置はカネボウエンジニアリング株式会社製摩擦
帯電圧測定装置ＥＳＴ−３であり、測定は、温度２０±
１℃、相対湿度３０±２％の状態の試験室中で実施し
た。試料の洗濯処理、摩擦布の湯洗い、試料及び摩擦布
の調整等は、ＪＩＳＬ １０９４（１９８８年）に従っ
た。摩擦布には毛を用いた。各々の試料につき、各５回
ずつ測定して得られた摩擦帯電放電曲線から、３０秒後
の帯電圧Ｖ₃₀、６０秒後の減衰率Ｄ₆₀、半減期Ｔ_1/2 を
各々５回の平均値として求め、この操作をさらに各試料
につき５回ずつ実施し、最終的な３０秒後の帯電圧の平
均値Ｖ₃₀、６０秒後の減衰率の平均値Ｄ₆₀、半減期の平
均値Ｔ_1/2 を求めた。なお、帯電圧の単位はボルト
（Ｖ）であり、符号はマイナス（−）である。

【００２０】［実施例１］平均分子量が２０，０００の
ポリエチレングリコールを３．０重量％、アルキルスル
ホン酸ナトリウム（アルキル基の平均鎖長Ｃ₁₄〜Ｃ₁₅）
を０．５重量％、及び、酸化チタンを０．５重量％含む
極限粘度が０．６３のポリエチレンテレフタレートを、
図１に示す外周３ｍｍ、スリット幅０．１ｍｍ紡糸孔を
３０個有する中空紡糸口金を用いて、紡糸温度２８５
℃、巻取速度１，８００ｍ／ｍｉｎで紡糸して、中空率
１５％、繊度１６０ｄの未延伸糸を得た。この未延伸糸
のディラトメトリー法で測定したガラス転移点温度は７
２℃、走査型熱量計で測定した結晶化温度は１２９℃で
あった。この未延伸糸を延伸倍率１．５９５、延伸温度
１１０℃で延伸、引き続き緊張比１．０１５、処理温度
１２０℃で熱処理して１００デニール／３０フィラメン
トの中空断面太細繊維糸条を得た。この中空断面太細繊
維糸条を布帛に製織した後の制電性能評価結果を、表１
に示した。

【００２１】［実施例２、３、４］実施例１で得られた
中空断面太細繊維糸条を使用して得られた織物布帛を３
％ＮａＯＨ水溶液で減量加工して、減量率５％、１０
％、１５％の布帛とし、その制電性能を表１に示した。

【００２２】［実施例５］実施例３で得られた減量率１
０％の織物布帛を、ＪＩＳ Ｌ １０９４に記されてい
る前処理条件（７０℃×１時間の乾燥処理後、帯電圧測
定条件で２４時間熟成処理する）よりさらに厳しい乾燥
条件、８０℃真空下、２４時間の乾燥処理を実施後、帯
電圧測定条件で２４時間熟成処理する前処理を実施した
後、その制電性能を表１に示した。

【００２３】［比較例１、２］実施例１で用いたものと
同じ改質ポリエステルを、孔径０．２５ｍｍの円形口金
孔を３０個有する紡糸口金を用いて、紡糸温度２９０
℃、巻取速度１，８００ｍ／ｍｉｎで紡糸し、１６０ｄ
／３０ｆの円形断面未延伸糸を得た。この未延伸糸を実
施例１と同じ条件で延伸および緊張熱処理を行なって、
１００ｄ／３０ｆの円形断面太細繊維糸条となし、実施
例１と同様に製織およびアルカリ減量を施して、減量率
０％、５％の織物布帛を作成し、その制電性能を表１に
示した。

【００２４】［比較例３］制電剤とポリエチレンテレフ
タレートとを紡糸ノズルパック内に配設されたスタティ
ックミキサーによる混練技術により、制電剤が繊維軸方
向に筋状に独立相を形成している制電性繊維（市場で制
電性能が良好と認められている）７５ｄ／３６ｆを実施
例１と同様に製織して織物布帛を作成し、その制電性能
を表１に示した。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１から明らかなように、実施例において
は、アルカリ減量の有無に関係なく３０秒後の帯電圧Ｖ
₃₀が非常に低い、しかもこの特性が試料の乾燥不足に起
因するものではないことは、実施例５においても実施例
２と同様の制電性能を示している点から明らかである。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、後加工による帯電防止
処理等が全く不要な、優れた制電効果を有するととも
に、減量加工、洗濯処理等をしても制電効果が低下する
ことのない制電性能の永続性に優れた制電性ポリエステ
ル繊維を工業的に安定して提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる吸水性ポリエステル中空太細繊
維糸条の製造に用いる紡糸口金孔形、及び紡糸された繊
維の断面図である。

【図２】本発明に係わる制電性繊維の実施例１、３、比
較例１、３の摩擦帯電放電曲線である。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年７月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】初期帯電圧Ｖ₀が低いということは、静電
気を帯びにくいということであり、また、帯電圧減衰性
が良いこと（３０秒後の帯電圧Ｖ₃₀が低いこと）は、静
電気を放出し易いことを示している。従来にない制電性
能を有するには、初期帯電圧が、８ｋＶ以下で、かつ、
３０秒後の帯電圧が３ｋＶ以下であることが必要であ
る。これ以外の範囲では、本発明の目的とする優れた制
電性能とその永続性を有するポリエステル繊維とならな
い。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】配合させるポリアルキレングリコールの量
は、０．１〜１０重量％、好ましくは０．２〜５重量％
にする必要がある。０．１重量％未満の場合は、得られ
る繊維の制電性能が十分でなく、また、１０重量％を越
えると溶融紡糸時の安定性が低下するばかりか、得られ
た繊維の強度等の物性も低下するので好ましくない。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 摩擦帯電放電曲線測定法によって測定さ
   れた初期帯電圧Ｖ₀が８ｋＶ以下で、３０秒後の帯電圧
   Ｖ₃₀が３ｋＶ以下であることを特徴とする制電性能に優
   れたポリエステル中空断面太細繊維。
2. 【請求項２】 平均分子量が１，０００以上であるポリ
   アルキレングリコールを０．１〜１０重量％、及び、下
   記一般式（１）で示される有機スルホン酸金属塩を０〜
   ２重量％含有する主たる繰返し単位がエチレンテレフタ
   レート単位であるポリエステルを使用した中空率が５〜
   ２０％である中空断面太細繊維であって、該糸条を構成
   する各繊維の長手方向および各繊維間において太部と細
   部とがランダムに存在する請求項１記載の制電性能に優
   れたポリエステル中空断面太細繊維。 Ｒ−ＳＯ₃ Ｍ ……………（１） （式中、Ｒは炭素数３〜３０のアルキル基、または炭素
   数７〜４０のアリール基、もしくはアルキルアリール
   基、Ｍはアルカリ金属を示す。）
3. 【請求項３】 平均分子量が１，０００以上であるポリ
   アルキレングリコールを０．１〜１０重量％、及び、上
   記一般式（１）で示される有機スルホン酸金属塩を０〜
   ２重量％含有する主たる繰返し単位がエチレンテレフタ
   レート単位であるポリエステルを中空断面紡糸口金を用
   いて、中空率が５〜２０％となるように紡糸した中空断
   面繊維の未延伸糸を、該未延伸糸の結晶化温度以下の温
   度で、且つ延伸後の残留伸度が７０〜９０％となる倍率
   で延伸し、次いで前記未延伸糸のガラス転移点温度以
   上、結晶化温度以下の温度で、且つ１．００１〜１．０
   ４０倍の緊張比で熱処理することを特徴とする制電性能
   に優れたポリエステル中空断面太細繊維の製造方法。