JPH0544128A - 形状記憶能を有するコポリエステル紡績糸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 形状記憶能を有し，一旦高温で型付けする
と，型崩れしても軽い加熱で型付けした形状に戻る布帛
となり得るコポリエステル紡績糸を提供する。 【構成】 炭素数６以上の長鎖脂肪族ジカルボン酸，例
えばドデカン二酸を共重合した融点が１５０℃以上のポ
リエチレンテレフタレートからなり，単繊維強度2.５ｇ
／デニール以上の，形状記憶能を有するコポリエステル
繊維より構成された紡績糸。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，合成繊維からなる紡績
糸に関し，さらに詳しくは，形状記憶能を有するコポリ
エステルからなる紡績糸に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年，形状記憶能を有する合成樹脂が開
発，市販されつつある。この樹脂は，ガラス転移点前後
での弾性率変化の大きいものである。その機能は，例え
ば，まず，任意の形状Ａに成形し，その形状Ａの状態で
加熱して結晶化（結晶部分の絡み合い）あるいは分子間
架橋によって固定点を生ぜしめて形状を記憶させる。次
いで，ガラス転移点以上，上記加熱温度未満の温度雰囲
気下で外力を加え，形状Ｂに変形し，そのままガラス転
移点未満の温度にすると，形状Ｂに固定できる。これを
さらにガラス転移点以上に加熱することにより，外力を
加えることなく形状Ａに回復するという機能，すなわち
「形状記憶能」を有するものである。

【０００３】形状記憶能を有する樹脂材料としては，ポ
リトランスイソプレン系樹脂（特開昭５５−９３８０６
号），ポリノルボルネン系樹脂（特開昭５９−５３５２
８号），ビニル系樹脂とアクリル酸系樹脂または合成ゴ
ムとの混合物からなるもの（特開昭６３−１７９５２
号）等が知られている。さらに，ポリウレタン系の形状
記憶ポリマー糸（特開平２−１６９７１３号）が開示さ
れている。

【０００４】しかし，従来知られている樹脂材料では曳
糸性が悪く，紡績糸として用いられるような１〜３デニ
ール程度の細繊度で，紡績可能な強度の繊維を生産性良
く製造することは，ほとんど不可能であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，このような
課題を解決しようとするものである。すなわち，通常の
ポリエステルと同様に，生産性良く，細繊度の繊維を溶
融紡糸できる形状記憶能を有するコポリエステルを用い
た紡績糸を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は，前記課題を
解決すべく鋭意検討の結果，本発明に到達した。

【０００７】すなわち，本願の第１発明は，ガラス転移
点が８０℃以下，融点が１５０℃以上であり，単繊維強
度が2.５ｇ／デニール以上の形状記憶能を有するコポリ
エステル繊維からなることを特徴とするコポリエステル
紡績糸を要旨とするものであり，本願の第２発明は，炭
素数６以上の長鎖脂肪族ジカルボン酸を共重合した，ガ
ラス転移点が８０℃以下，融点が１５０℃以上であり，
単繊維強度が2.５ｇ／デニール以上の形状記憶能を有す
るポリエチレンテレフタレート繊維からなることを特徴
とするコポリエステル紡績糸を要旨とするものである。

【０００８】以下，本発明を詳細に説明する。

【０００９】本発明に用いる形状記憶能を有するコポリ
エステルとは，以下のような特性を有するものである。 (a) 溶融成形後，加熱雰囲気下で結晶化させると，形状
を記憶する。 (b) ガラス転移点よりも高く，形状を記憶させた温度よ
り低い温度範囲で外力をかけると，比較的容易に変形す
る。 (c) 変形した形状を保持したままガラス転移点未満の温
度にすると，変形した形状に固定される。（形状固定
能） (d) さらに，これに外力をかけない状態でガラス転移点
より高い温度にすると，(a)で記憶した形状に回復す
る。（形状回復能）

【００１０】コポリエステルのガラス転移点は８０℃以
下である必要がある。ガラス転移点が８０℃を超える場
合，形状回復に要する温度が高すぎ，実用的でない。な
お，ガラス転移点が４５℃程度以上の場合，室温あるい
は体温付近までは，本発明の紡績糸は通常のポリエチレ
ンテレフタレート紡績糸と同様のコシのある風合とな
り，ガラス転移点以上に加熱すれば，記憶させた状態に
戻る。ガラス転移点が室温あるいは体温に満たない場合
は，通常使用時にガラス転移点以上の温度となるため，
コシが柔らかく，また，常に記憶させた状態に戻ろうと
する性質があるので，例えば，本発明の紡績糸よりなる
布帛を予め高温でアイロンがけ等によってシワのない状
態を記憶させれば，使用時にシワがよりにくいものとな
る。

【００１１】また，コポリエステルの融点は１５０℃以
上とする必要がある。融点が１５０℃未満では，紡績糸
の加熱時収縮を防ぐための熱セツトや高温染色がしにく
くなり，実用的でない。

【００１２】さらに，コポリエステル繊維の単繊維強度
は2.５ｇ／デニール以上である必要がある。単繊維強度
が2.５ｇ／デニールに満たない場合，紡績工程での単繊
維切れに伴う紡績性や糸品位の低下が生じ，実用的でな
い。

【００１３】次に，形状記憶能を有するコポリエステル
を得る方法としては，芳香族ポリエステルセグメント
（ハードセグメント）と脂肪族ポリエステルセグメント
（ソフトセグメント）とを適度な割合で共重合してポリ
マーとする方法や，芳香族ポリエステルセグメント（ハ
ードセグメント）とポリアルキレングリコールセグメン
ト（ソフトセグメント）とを適度な割合で共重合してポ
リマーとする方法等が挙げられるが，前者が好ましい。

【００１４】芳香族ポリエステルセグメントとは，ポリ
エステルの繰り返し単位に少なくとも１つの芳香環を有
するポリエステルセグメントのことをいい，脂肪族ポリ
エステルセグメントとは，ポリエステルの繰り返し単位
が脂肪族化合物のみからなるポリエステルセグメントの
ことをいう。

【００１５】ハードセグメントを構成する芳香族モノマ
ー成分としては，例えば，テレフタル酸，イソフタル
酸，ビスフエノールＡ，ｐ−オキシ安息香酸等のジカル
ボン酸，ジオールおよびヒドロキシカルボン酸類が挙げ
られる。

【００１６】芳香族モノマーとハードセグメントを構成
したり，あるいはそれ自体でソフトセグメントを構成す
る脂肪族モノマー成分としては，例えば，アジピン酸，
アゼライン酸，ドデカン二酸，エイコサン二酸，エチレ
ングリコール，ブタンジオール，ヘキサンジオール，ε
−カプロラクトン等のジカルボン酸，ジオールおよびオ
キシカルボン酸（またはラクトン）類が挙げられる。ま
た，ポリエチレングリコール，ポリテトラメチレングリ
コール等のポリアルキレングリコールも，ソフトセグメ
ント成分として機能し得る。

【００１７】ハードセグメントとしては，エチレンテレ
フタレート単位やブチレンテレフタレート単位のポリエ
ステルが好ましいが，経済性，物性を考慮すれば，エチ
レンテレフタレート単位が最も好ましい。

【００１８】ソフトセグメントとしては，アゼライン
酸，セバシン酸，ドデカン二酸等の長鎖脂肪族ジカルボ
ン酸，とりわけ炭素数６以上の脂肪族ジカルボン酸とエ
チレングリコールとのエステル単位が好ましい。

【００１９】本発明に用いるコポリエステルにおいて
は，ソフトセグメントが分子内可塑剤の作用をしてポリ
マーの結晶化を促進させ，かつ結晶化部分の絡み合いを
引き起こして固定点を生ぜしめるものと思われる。これ
らハードセグメントとソフトセグメントのみよりなるコ
ポリエステルでも，十分な形状記憶能を有するポリエス
テルとなし得るが，さらに，分子間架橋が可能な分子構
造を導入しても，ゴムが加硫により形状を記憶する原理
と同様，ポリエステルの分子間を要所で架橋させ，記憶
すべき形状を固定させる固定点として機能し得る。分子
間架橋が可能な分子構造の具体例としては，不飽和結合
を有するモノマー成分を共重合し，ポリエステルの主鎖
に不飽和結合を導入する構造が挙げられる。この不飽和
結合を形状を固定記憶させる際に適当な手段で開裂させ
ることにより，分子間架橋が可能となる。

【００２０】ポリエステルに共重合が可能で，不飽和結
合を有するモノマー成分としては，例えば，無水マレイ
ン酸，マレイン酸，クロロマレイン酸，イタコン酸，フ
マル酸，シトラコン酸，ヘツト酸，無水ヘツト酸，２−
ブテン−1,４−ジオール，３−ブテン−1,２−ジオール
等の不飽和ジカルボン酸または不飽和ジオール類が挙げ
られる。

【００２１】また，ポリエステルに３官能以上のモノマ
ー成分を共重合させることも有力な手段である。この場
合は，形状を固定記憶させる際に，ポリエステルの水酸
基あるいはカルボキシル基，イソシアネート基，アミノ
基等を有する架橋剤を添加，反応させることにより分子
間架橋を行うことが可能となる。

【００２２】本発明におけるポリエステルには，必要に
応じて，本発明の目的を損なわない範囲であれば他の副
原料が共重合されていてもよいし，種々の添加剤等が含
まれていてもよい。

【００２３】本発明に用いるポリエステルを構成するモ
ノマーの構成成分およびその共重合割合は，広範囲に選
択し得るが，経済性，汎用性，物性等を勘案すれば，例
えば次のようなものが好ましい。すなわち，ジカルボン
酸としてテレフタル酸を５０〜９５モル％，好ましくは
６０〜９０モル％，ドデカン二酸を５〜５０モル％，好
ましくは１０〜４０モル％，ジオールとしてはエチレン
グリコールを１００モル％の割合で使用したポリエステ
ルである。この例においては，エチレングリコールとテ
レフタル酸からなる繰り返し単位がハードセグメント，
エチレングリコールとドデカン二酸からなる繰り返し単
位がソフトセグメントという機能をそれぞれ分担してい
る。

【００２４】本発明に用いるポリエステル繊維は，汎用
のポリエステル繊維と同様に，溶融紡糸，延伸方法で製
造すればよい。紡糸条件や延伸条件は，使用する形状記
憶性ポリエステルの物性により異なるが，概ね従来技術
を踏襲できる。すなわち，汎用の紡糸装置あるいは複合
紡糸装置を用いて紡糸すればよい。紡出された繊維は，
必要に応じて連続的または別工程で延伸，熱処理され，
捲縮加工，薬液処理等の高次加工に付される。また，紡
糸に際し，安定剤，蛍光剤，顔料，強化材といった添加
材を共存させてもよい。

【００２５】コポリエステル繊維の繊維形状は，丸断面
をはじめ，三角断面等の異形でもよく，中空繊維であっ
てもよい。

【００２６】得られたコポリエステル繊維は，常法によ
り，生産性よく紡績糸とすることができ，通常のポリエ
チレンテレフタレートと同様に製編織加工や染色加工を
することが可能である。

【００２７】なお，本発明の紡績糸は，形状記憶能を阻
害しない範囲で，形状記憶能を有しない通常のポリエチ
レンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート等の
ポリエステル繊維，ナイロン繊維，レーヨン繊維，ウー
ル，木綿，麻等の合成繊維，再生繊維，天然繊維と混紡
したものであっても差し支えない。

【００２８】

【作用】本発明の紡績糸のごとく，固定点が生じるよう
な熱処理を施した工程で形状を記憶させておくと，ガラ
ス転移点以上の温度になったとき，もとの形状に戻ろう
とする作用が働き，もとの形状に復帰することができる
ようになる。

【００２９】

【実施例】次に，実施例を挙げて本発明を記述する。な
お，実施例において，ポリエステルの特性値は次のよう
にして測定したものである。 （１）極限粘度 フエノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒と
し，温度２０℃で測定した。 （２）融点およびガラス転移点 示差走査熱量計（パーキンエルマー社製，ＤＳＣ−２
型）を用いて，昇温速度２０℃／min で測定した。

【００３０】実施例１ テレフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反応
により得られたビス（β−ヒドロキシエチルテレフタレ
ート）およびそのオリゴマー４5.０kgに，ドデカン二酸
5.８kg，マレイン酸0.４kg，エチレングリコール9.０k
g，触媒としてテトラブチルチタネート２６ｇを加え，
２５０℃，窒素ガス制圧下3.６kg／cm² で２時間，エス
テル化反応を行った。ドデカン二酸の共重合量は１０モ
ル％，マレイン酸の共重合量は1.５モル％であった。

【００３１】得られたエステル化物を重縮合反応器に移
して，２８０℃，0.４トルで３時間，重縮合反応を行
い，コポリエステルＡを得た。得られたコポリエステル
Ａは，ガラス転移点４９℃，融点２３２℃，極限粘度0.
６５であった。

【００３２】コポリエステルＡのチツプを減圧乾燥した
後，通常の溶融紡糸装置を使用して溶融し，紡糸孔数４
１５の紡糸口金を通し，紡糸温度２７０℃，総吐出量３
００ｇ／分で溶融紡出した。紡出繊維糸条を冷却後，引
取速度１０００ｍ／分で引き取って未延伸繊維糸条を得
た。得られた糸条を集束し，１０万デニールのトウにし
て，延伸倍率3.４，延伸温度６０℃で延伸し，１５０℃
のヒートドラムで熱処理してから，押込式クリンパを使
用して捲縮を付与した。続いて，長さ５１mmに切断し
て，単糸繊度２デニール，単繊維強度6.０ｇ／デニー
ル，伸度５７％の形状記憶能を有するコポリエステル繊
維を得た。この繊維を用い，カード，練条，粗紡，精紡
を経て，２０番手の本発明の紡績糸を得た。

【００３３】この紡績糸を，経糸１０３本／インチ，緯
糸８７本／インチ，幅９３cmの設計で製織し，常法に従
って糊抜き精練を行った。さらに高圧ビーム染色機を用
い，分散染料，分散剤によって１３０℃，１時間高温染
色して，青色の布帛を得た。この布帛４０cm四方を２つ
折りにし，１７５℃に加熱したアイロンをかけて熱セツ
トし，折り目を記憶させた。さらに，これを家庭用洗濯
機で洗濯後，６０℃の乾燥室で布帛の一辺を上にして吊
るし，乾かせた。乾燥後外に出してみると，通常のポリ
エチレンテレフタレート布帛に同条件でアイロン掛けし
たものと較べて，記憶させた折り目が明瞭に認められ，
形状記憶能は良好であった。

【００３４】実施例２〜３および比較例１ 実施例１においてマレイン酸を添加せず，ドデカン二酸
の共重合量を変更すること以外は，実施例１と同様にし
てコポリエステルＢ〜Ｄを得た。これらのコポリエステ
ルの物性を表１に示す。さらに，実施例１においてコポ
リエステルＡの代わりにこれらのコポリエステルを用
い，延伸工程でのヒートドラム温度を変更すること以外
は，実施例１と同様にして実施例２〜３および比較例１
の紡績糸を得た。これらの紡績糸を用い，折り目を記憶
させるアイロン熱セツト温度を変更すること以外は，実
施例１と同様に製織，染色加工して形状記憶能を評価し
た。その結果を併せて表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】実施例２および３の形状記憶能は，実施例
１と同様，折り目の記憶具合により目視で判定でき良好
であったが，ドデカン二酸の共重合量が多くて融点の低
いコポリエステル繊維である比較例１の場合，染色時に
繊維間の軽い融着が生じてゴワゴワした風合となり，形
状記憶能も不良であった。

【００３７】比較例２ 実施例１において，重縮合反応の時間を1.５時間として
極限粘度0.４４のコポリエステルＥを得た。このコポリ
エステルＥのガラス転移点は４７℃で，融点は２３０℃
であった。このコポリエステルＥを用いること以外は，
実施例１と同様にして実施し，単繊維強度2.３ｇ／デニ
ール，伸度５０％のコポリエステル繊維を得た。この繊
維を用いて紡績を行ったが，風綿発生，糸切れにより紡
績性が悪いため，以後の試験を取り止めた。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば，形状記憶能を有するポ
リエステル紡績糸を得ることができる。これを用いた布
帛は，一旦型付けすると，使用時に型崩れしても軽い加
熱で元の型付けした状態に戻る。すなわち本発明の紡績
糸を製編織して得た布帛は，シワ加工，熱プレスあるい
は立体形状に加熱処理し，その状態で結晶化あるいは架
橋反応を促進させれば，その形状を記憶する。そして，
使用時あるいは洗濯等により記憶した形状が崩れても，
ガラス転移点以上の軽い加熱により元の形状を回復す
る。従って，布団側地，枕カバー等の寝装品あるいはカ
ツターシヤツ，ポロシヤツ，ズボン，ネクタイ等の衣料
品に適用して，プレス加工によりシワ防止，折り目付の
効果を長続きさせたり，衣料用芯地，帽子材料に適用し
て，型崩れ防止効果を助長させたりできる。また本発明
の紡績糸をモケツト，カーペツト等のパイルに適用し
て，パイル倒れを修正する効果をもたらすことができ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス転移点が８０℃以下，融点が１５
   ０℃以上であり，単繊維強度が2.５ｇ／デニール以上の
   形状記憶能を有するコポリエステル繊維からなることを
   特徴とする紡績糸。
2. 【請求項２】 炭素数６以上の長鎖脂肪族ジカルボン酸
   を共重合した，ガラス転移点が８０℃以下，融点が１５
   ０℃以上であり，単繊維強度が2.５ｇ／デニール以上の
   形状記憶能を有するポリエチレンテレフタレート繊維か
   らなることを特徴とするコポリエステル紡績糸。