JPH0559613A - 紫外線遮蔽性能を有するポリエステル系繊維の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリエステル中に酸化亜鉛の微粒子を凝集さ
せることなく均一に分散させ、そのポリエステルを紡糸
することによって優れた紫外線遮蔽性能を有するポリエ
ステル系繊維を高品質で効率よく製造することである。 【構成】 平均粒子径が０．１〜５μｍの酸化亜鉛をポ
リエステルポリオール系分散媒に分散させ酸化亜鉛の濃
度が１０〜５０重量％であるスラリーとなし、該スラリ
ーを重縮合反応完了後のポリエステルに添加して紡糸す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紫外線遮蔽性能を有す
る酸化亜鉛、酸化チタン等の微粉末を含有し、ブラウ
ス、サマースーツ、スポーツ衣料、カーテン、日傘、帆
布、自動車カバー等衣料分野や産資分野に好適なポリエ
ステル繊維の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、波長３８０ｎｍ以下の光をほぼ完
全に吸収し、実質的に紫外線を遮蔽する樹脂組成物は、
フィルムやボトル等に成形され写真等の退色防止や食
品、薬品、液晶などの変質防止あるいは窓ガラス等の用
途に使用されている。紫外線を吸収したり、遮蔽する能
力を有する添加剤としては、従来、ベンゾトリアゾー
ル、ベンゾフェノン等の紫外線吸収剤、有機染顔料、酸
化亜鉛、酸化チタン、タルク、炭酸ソーダ等の無機粒子
が知られている。ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン
等の紫外線吸収剤は、融点が高く熱可塑性樹脂へ溶融混
練する場合には熱安定性、耐昇華性、有機物質に対する
相溶性などの点において問題のあるものが多かった。ま
た、有機の紫外線吸収剤あるいは染顔料の中にはある程
度の紫外線吸収効果を有する物があるが、全般的には、
可視光線波長領域における吸収が極めて大きいため、こ
れらを用いる場合は高濃度着色が許される場合に限られ
るとか、その物または分解生成物が皮膚障害の危険性が
あるので注意を要する等の欠点があった。次に、可視光
域では吸収を持たない白色で屈折率の高い無機粒子は塗
料業界をはじめインキ、プラスチック業界等で顔料とし
て用いられているが、これらの中で、酸化チタン、酸化
亜鉛、タルク、カオリン、炭酸カルシウム等は従来から
紫外線遮蔽効果があることが知られている。中でも酸化
チタン、酸化亜鉛は、短波長の吸収端が３４０ｎｍ〜４
００ｎｍ近傍にあることから、これより高い波長域のエ
ネルギーは吸収されて優れた紫外線吸収効果を示すもの
である。これまで、酸化チタンを繊維中に添加した例は
あるが酸化亜鉛をポリエステル重合時に添加した例はな
い。その理由は、ポリエステル重合時に酸化亜鉛を添加
すると繊維中での分散性が悪く、重合時の凝集や紡糸性
不調を引き起こしたり紡糸できたとしても延伸時に酸化
亜鉛の凝集に起因する糸切れの発生等が頻発し延伸性の
低下を引き起こすなど繊維化が困難であったからであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ポリ
エステル中に酸化亜鉛の微粒子を凝集させることなく均
一に分散させ、そのポリエステルを紡糸することによっ
て優れた紫外線遮蔽性能を有するポリエステル系繊維を
高品質で効率よく製造することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、繊
維中に平均粒子径が０．１〜５μｍの酸化亜鉛を含有す
るポリエステル系繊維を製造するに当り、酸化亜鉛をポ
リエステル系分散媒を用いてスラリー化し、該スラリー
を紡糸直前の工程でポリエステル溶融物に添加して紡糸
することを特徴とするポリエステル系繊維の製造法であ
る。

【０００５】本発明において、酸化亜鉛を分散させるポ
リエステル系分散媒は、例えば、酸成分としてコハク
酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸などを用
い、グリコール成分としてエチレンリコール、トリメチ
レングリコール、１，４ブタンジオール、１，６ヘキサ
ンジオールなどを主体に用い重縮合反応を行って得られ
るポリエステル系分散媒であり平均分子量が２０００〜
４０００のものが好ましい。かかるポリエステル系分散
媒は、例えばアデカアーガス社、大日本インキ化学社、
Ｃ．Ｐ．Ｈａｌｌ社などから入手可能である。該ポリエ
ステル分散媒のポリエステルへの添加量は、添加するこ
とによりポリエステルの粘度低下が起こるので紡糸性を
考慮すると６重量％までが限界である。このとき、酸化
亜鉛のスラリー中濃度は１０〜５０重量％が好ましく、
さらに好ましくは２０〜４０重量％である。スラリー濃
度が低すぎると、所望量の酸化亜鉛を添加するために大
量の分散媒を添加することになり、上記のように紡糸性
に影響が出るので好ましくない。一方、スラリー濃度が
高すぎると、繊維化後の繊維中での酸化亜鉛粒子の分散
性が悪かったり、スラリーの粘度が高くなるため添加口
での吐出斑などが生じることがある。

【０００６】本発明において、紫外線遮蔽効果を有する
成分となる酸化亜鉛の平均粒子径は０．１〜５μｍでな
ければならない。平均粒径が０．１μｍ未満であると添
加後、紡糸までの工程において熱による凝集の可能性が
ありフィルター等の目詰まりの原因となる。一方、５μ
ｍを越えるとやはりフィルター詰まりや断糸等が発生し
やすくなる。仮に、紡糸できたとしても、延伸工程にお
いてローラー巻き付き、糸切れ発生などトラブルの原因
となる。したがって、本発明において平均粒径は０．３
〜１μｍであることが望ましい。

【０００７】本発明において、酸化亜鉛の添加量は紫外
線遮蔽効果を発揮し得る量であれば特別に限定されない
が、通常０．１〜６重量％，好ましくは１〜４重量％で
ある。また、より高度の紫外線遮蔽効果を期待する場合
は酸化亜鉛と酸化チタンと併用することが好ましい。こ
の場合、酸化チタンと酸化亜鉛の重量比率は特に限定さ
れないが、酸化チタンが多いほうが好ましく、具体的に
は酸化チタン：酸化亜鉛＝９０：１０〜５０：５０、特
に７０：３０〜５０：５０であることが望ましい。特
に、両者を併用する場合においては、両者の合計含有量
で１〜１０重量％となるように調整することが好まし
い。添加量が少なすぎると目標とする紫外線遮蔽効果が
得られず、また、多すぎると紡糸時に粘度低下が著しく
なり紡糸不可能となる。酸化亜鉛を多量に含有させよう
とする場合にはそれだけ分散媒の量が増すため粘度低下
の原因となりやすい。ただし、酸化チタンについては酸
化亜鉛ほど分散性が悪くないので必ずしも酸化亜鉛と同
時に添加する必要性はなく、ポリエステル重合の仕込み
時から紡糸の直前までの任意の段階で添加されていれば
よい。しかし、本発明において、酸化亜鉛を含むスラリ
ーの添加時期は紡糸直前でなければならず、例えば、ポ
リエステルの重合仕込み時や反応途中に添加すると酸化
亜鉛粒子の凝集が激しく起こり好ましくない。そして、
本発明における「紡糸直前」とは、実質的な重合完了後
から紡糸ノズルからポリマが吐出されるまでの間の任意
の段階と解されるべきである。

【０００８】さらに、本発明においては、酸化亜鉛や酸
化チタンのほかに公知の紫外線吸収剤を添加してもよ
く、熱安定性あるいは紫外線吸収性能を考慮すると２−
（２´−ヒドロキシ−５´−メチルフェニル）ベンゾト
リアゾール、２−（２´−ヒドロキシ−５´−ｔ−ブチ
ルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２´−ヒドロ
キシ−３´，５´−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾト
リアゾール等のベンゾトリアゾール系化合物や２，４−
ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メ
トキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−オクトキ
シベンゾフェノン、２，２´−ジヒドロキシ−４−メト
キシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物の紫外
線吸収剤を上記のスラリーに混練して使用するのが好ま
しい。これらの紫外線吸収剤は繊維中に１０００〜２０
０００ppm 含有するように添加することが好ましく、１
０００ppm 未満では紫外線の吸収効果が低く２００００
ppmを越えると過剰添加によるポリマの着色が目立つの
で好ましくない。紫外線吸収剤は、熱安定性の点から高
温（例えば２５０℃以上）下に長時間さらすと熱分解が
起こりやすくかつ着色するため紡糸直前に添加する本発
明の方法が好ましい。

【０００９】本発明におけるポリエステルとしてはポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
等のポリエステルや、テレフタル酸、イソフタル酸、ナ
フタリン２，６ジカルボン酸、フタール酸、α，β−
（４−カルボキシフェノキシ）エタン、４，４′−ジカ
ルボキシジフェニル５−ナトリウムスルホイソフタル酸
などの芳香族ジカルボン酸、もしくはアジピン酸、セバ
チン酸などの脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステ
ル形成性誘導体と、エチレングリコール、ジエチレング
リコール、１，４ブタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、シクロヘキサンジメタノール、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などのジオール
化合物とから合成される繊維形成性ポリエステルであ
り、その構成単位の８０モル％以上が、特には９０モル
％以上がポリエチレンテレフタレート単位またはポリブ
チレンテレフタレート単位であるポリエステルが好まし
く、尚且つ、融点が２００℃以上であることが望まし
い。融点が低くなると耐熱性不十分のため衣料用の繊維
として用途が限定されくるため好ましくない。また、ポ
リエステル中には少量の添加剤、例えば酸化防止剤、難
燃剤、抗菌剤、消臭剤、蛍光増白剤、安定剤等を含んで
いても差し支えない。

【００１０】本発明においては、ポリエステルの繊維化
の方法自体は従来公知の繊維化技術を採用することが可
能であり、繊維の断面形態についても丸断面の外、偏平
断面、ドッグボーン断面、Ｔ型断面、３〜６角断面、３
〜１４葉断面、中空断面等種々の断面繊維としたり、サ
イドバイサイド型、芯鞘型、多層貼合型、ランダム複合
型、海島型等の他成分系繊維としたり様々なバリエーシ
ョンが可能であるが、本発明においては、Ｔ型断面や８
〜１４葉程度の偏平多葉断面繊維とすることが得られる
繊維の光沢度等の点から好ましい。

【００１１】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は何等これらに限定されるものではない。
なお、実施例における紫外線透過率の評価は下記の方法
によるものである。紫外線透過率：紫外線強度積算計の
センサー部に不織布試料を１枚覆い、同時にもう１台の
センサー部には試料をつけずに紫外線を測定し、次式で
紫外線透過率を求める。 紫外線透過率（％）＝（Ｕ／Ｕ0）×１００ Ｕ ：試料側紫外線量 Ｕ0：無試料側紫外線量

【００１２】実施例１ テレフタル酸ジメチル１００重量部、エチレングリコー
ル３８重量部、三酸化アンチモン０．０４重量部、平均
粒径０．５μｍの酸化チタン（チタン工業社製）２重量
部をエステル化槽に仕込み、１６０〜２４０℃まで徐々
に昇温しながらエステル化反応を行い、その後、重縮合
反応槽にて減圧し、２８０℃まで昇温し、所定の重合度
まで重縮合した後、紡糸するにあたり、最終重合槽から
紡糸口金までのライン途中で添加剤仕込みラインを用い
て平均粒径０．６μｍの酸化亜鉛および紫外線吸収剤
（ＵＶＡ６３５Ｌ；ＢＡＳＦ社製）を含有した５０％濃
度のアジピン酸系ポリエステルスラリーをポリマ流に対
して１重量％添加し、２８０℃の紡糸温度、１０００ｍ
／分の引取速度で紡糸を行った。紡糸後、常法に従い延
伸、捲縮、熱処理、切断し、２デニール×５１ｍｍの原
綿を得た。繊維中の酸化チタン、酸化亜鉛の分散性は良
好であった。

【００１３】実施例２ 実施例１と同じ方法にて、仕込み時に平均粒径０．５μ
ｍの酸化チタンを３重量％添加し、所定の重合度となる
ようにポリエステルを重合した後、最終重合槽から紡糸
口金までのラインで酸化亜鉛を１重量％と紫外線吸収剤
（ＵＶＡ６３５Ｌ；ＢＡＳＦ社製）を１０００ppm 含有
するアジピン酸系ポリエステルスラリーを添加し、紡糸
を行った。紡糸後、常法に従い延伸、捲縮、熱処理、切
断し、２デニール×５１ｍｍの原綿を得た。繊維中の酸
化チタン、酸化亜鉛の分散性は良好であった。

【００１４】比較例１ ポリエステルの重合を行うにあたり、仕込み時に平均粒
径０．６μｍの酸化亜鉛０．５重量％と０．５μｍの酸
化チタン２重量％を添加すること以外は実施例１と同様
にしてエステル化を行った。この結果、エステル化槽に
おいて酸化亜鉛の凝集物の形成が認められ、エステル化
槽から重合槽への移送の際、フィルター詰まりが生じ重
合を中止せざるを得なかった。

【００１５】比較例２ 実施例１と同じ重合条件で、酸化チタンを０．５重量部
添加してポリエステルを重合し、実施例１と同様にして
原綿を得た。

【００１６】次いで、実施例１、２および比較例２で得
られた原綿を用いて同じ条件下で目付４０ｇ／ｍ↑2、
厚さ１ｍｍの不織布を作成し、各々の紫外線透過率を測
定した。その結果を表１に示した。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、従来、ポリ
エステルに微粒子の状態で均一に分散することが不可能
とされてきた酸化亜鉛を、凝集させずに均一に分散でき
るようになり、それによって、紡糸調子の良好な紫外線
遮蔽性ポリエステル系繊維を効率よく製造することが可
能となった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維中に平均粒子径が０．１〜５μｍの
   酸化亜鉛を含有するポリエステル系繊維を製造するに当
   り、酸化亜鉛をポリエステル系分散媒を用いてスラリー
   化し、該スラリーを紡糸直前の工程でポリエステル溶融
   物に添加して紡糸することを特徴とするポリエステル系
   繊維の製造法。
2. 【請求項２】 にさらに平均粒子径が０．１〜５μｍの
   酸化チタンを紡糸直前までの任意の段階で添加すること
   を特徴とする請求項１に記載のポリエステル系繊維の製
   造法。
3. 【請求項３】 酸化亜鉛と酸化チタンとの重量比が酸化
   チタン：酸化亜鉛＝９０：１０〜５０：５０となるよう
   に両者を同時または別々に添加することを特徴とする請
   求項１に記載のポリエステル系繊維の製造法。