JPH0734322A - 制電性能に優れたポリエステル繊維及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制電性能に優れたポリエステル繊維及びその
製造方法を提供する。 【構成】 主たる繰返し単位がエチレンテレフタレート
であるポリエステルからなる繊維であって、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８ｋ
Ｖ以下で、３０秒後の帯電圧Ｖ₃₀が３ｋＶ以下であり、
該繊維の断面において、偏平部を有し、該偏平部に制電
剤が含有されていることを特徴とする制電性能に優れた
ポリエステル繊維であり、この繊維は、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、溶融ポリマーの吐出孔がスリット形状である紡糸
口金を使用して紡糸す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。）

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
エステル繊維及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。
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
制電性能を得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。

【０００３】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。これら
の方法によれば、用いる帯電防止剤の量は軽減でき製糸
安定性は比較的改善される。しかし、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
きるものではない。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、工業的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
いるとはいえない。

【０００４】さらに、特開昭５６−１３４２１１号公報
においては、繊維の断面形状を中空断面とすることでポ
リマー中の帯電防止成分が中空部周辺に局在化し、前記
したようなスタティックミキサーを使用することなく、
帯電防止剤が少量であっても優れた制電性能を示すこと
を開示している。しかしながら、中空断面糸は一般に曲
げ応力が高く、得られる布帛は風合的に硬いものとな
り、制電性能が要求される裏地・薄地織物等ソフトな風
合が要求される用途では好ましくない。

【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し、風合的にも
ソフトでフクラミ感のあるポリエステル繊維及びその製
造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の要旨は、
主たる繰返し単位がエチレンテレフタレートであるポリ
エステルからなる繊維であって、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以下であり、該繊維の断
面において、偏平部を有し、該偏平部に制電剤が含有さ
れていることを特徴とする制電性能に優れたポリエステ
ル繊維である。

【０００７】従来の制電性能に優れたポリエステル繊維
とは、該繊維を使用した布帛を摩擦した時に帯電する電
圧の６０秒後の減衰率Ｄ₆₀が大きく、帯電圧の半減期Ｔ
_1/2が短いことを特徴としているのに対し、本発明の制
電性能に優れたポリエステル繊維は、該繊維を使用した
布帛を摩擦した時に帯電する初期帯電圧Ｖ₀ が非常に低
く、３０秒後の摩擦帯電圧Ｖ₃₀も低いことを特徴として
いる。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、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。

【０００８】本発明の制電性能に優れたポリエステル繊
維の断面において、偏平部が存在することが必要であ
る。なぜ、偏平部があると制電性能が向上するのかは明
かでないが、後述するように偏平部を有するために、制
電剤が局在化して制電性能が向上するものと考えられ
る。本発明に関わる繊維の断面形状は、図１に示すよう
な偏平断面により構成される中空断面、偏平断面、多葉
断面等である。

【０００９】該断面形状の制電性能繊維を使用した布帛
は、摩擦した時に帯電する電圧が極めて低く、すなわち
摩擦帯電圧が非常に低いことを特徴としている。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能に
優れたポリエステル繊維は、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。ところが本発明の制電性能繊維を使用した布帛は、
アルカリ減量加工において１０％程度まで減量しても、
制電性能がほとんど低下しない。

【００１０】このような特性を有する繊維とするため、
制電剤として、ポリエステルに平均分子量が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％含有させることが好ましい。 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。）

【００１１】本発明の第２の要旨は、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、溶融ポリマーの吐出孔がスリット形状である紡糸口
金を使用して紡糸することを特徴とする制電性能に優れ
たポリエステル繊維の製造方法である。 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。）

【００１２】本発明において、吐出孔がスリット形状で
ある紡糸口金を使用することが必要である。本発明でい
うスリット状の吐出孔とは、図２に示すように長辺（Ｌ
Ｌ）と短辺（ＳＬ）の比（ＬＬ／ＳＬ）が４以上で、ス
リット状オリフィス部の長さ（ＯＬ）が短辺（ＳＬ）の
２倍以上５倍未満であることが必要であり、スリット状
オリフィス部の断面形状は、図３に示すように直線状で
あっても円形状であっても構わない。

【００１３】このようなスリット状オリフィス部を有す
る紡糸口金より、上記ポリエステルポリマーの混合物を
紡出する時、溶融ポリマーの流路はその断面積に対しオ
リフィス壁面の面積が大きく、通常の丸断面や三角断面
に比べ、オリフィス壁面と溶融ポリマーの間に働く“ズ
リ応力”は大きくなる。本発明で用いるポリマーは、溶
融粘度の大きいポリエチレンテレフタレートと溶融粘度
の小さいポリアルキレングリコールおよびアルキルスル
ホン酸の混合物であるため、オリフィス壁面との間に働
く“ズリ応力”の大きさの違いから流速の差が生じる、
その結果、溶融ポリマー中に制電剤であるポリアルキレ
ングリコールおよびアルキルスルホン酸金属塩の局在化
が起こるものと推定される。それ故、繊維中に制電剤が
高濃度に局在化した部分が生成し、モルフォロジー的に
優れた制電性能が発現するものと考えられる。

【００１４】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
コールの平均分子量は、１，０００以上、好ましくは
５，０００以上である。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。

【００１５】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。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％である。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。

【００１６】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
ることがより好ましい。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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】本発明のポリエステル繊維は、紡糸口金よ
り紡出した糸条を冷却固化した後、給油しいったん巻取
って得られた未延伸糸を別工程で延伸してもよいし、紡
糸口金より紡出した糸条を冷却固化した後、巻取る前に
何らかの加熱体を介して延伸後、巻取るいわゆる直接紡
糸延伸法であっても構わない。また、均一に延伸された
繊維であっても、太細繊維のような不均一延伸された繊
維であってもよい。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。

【００２０】〔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。

【００２１】〔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（７５デニ
ール／３６フィラメント） 経糸密度：４０本／ｃｍ 緯糸密度：３０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、ＪＩＳ Ｌ 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。

【００２２】〈実施例１、２〉実施例１で用いたものと
同じ改質ポリエステルを、図２に示す外周２．０ｍｍ、
スリット幅０．２ｍｍ、紡糸孔を３０個有する中空断面
紡糸口金を用いて、紡糸温度２８５℃、巻取速度１，６
００ｍ／ｍｉｎで紡糸して、繊度１８０ｄの中空断面未
延伸糸を得た。この未延伸糸を延伸倍率１．０１１×
２．４３６、延伸温度８５℃で延伸、１４０℃で熱処理
して７５デニール／３０フィラメントの中空断面繊維糸
条を得た。この中空断面繊維糸条を織物に製織し、アル
カリ減量する前と１５％減量した後の制電性能評価結果
を表１に示した。なお、実施例１で得た本発明の制電性
能に優れたポリエステル繊維の摩擦帯電放電曲線を図５
（イ）に示す。

【００２３】〈実施例３、４〉実施例１で用いたものと
同じ改質ポリエステルを、図２に示すスリット長さ０．
６ｍｍ、スリット幅０．１ｍｍ、スリット数３のＹ字型
紡糸孔を３６個有するＹ型断面紡糸口金を用いて、紡糸
温度２８５℃、巻取速度１，８００ｍ／ｍｉｎで紡糸し
て、繊度１７０ｄのＹ型断面未延伸糸を得た。この未延
伸糸を延伸倍率１．０１１×２．３１３、延伸温度８５
℃で延伸、１４０℃で熱処理して７５デニール／３６フ
ィラメントのＹ型断面繊維糸条を得た。このＹ型断面繊
維糸条を織物に製織し、アルカリ減量する前と１５％減
量した後の制電性能評価結果を表１に示した。なお、実
施例３で得た本発明の制電性能に優れたポリエステル繊
維の摩擦帯電放電曲線を図５（ロ）に示す。

【００２４】〈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３６個有する紡糸口金を用いて、紡糸温度２８５
℃、巻取速度１，８００ｍ／ｍｉｎで紡糸し、１８０ｄ
／３６ｆ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熱処理を行なって、７５
デニール／３６フィラメントの円形断面繊維糸条とな
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１５％の織物を作成し、その制電性能を表１
に示した。なお、比較例１で得たポリエステル繊維の摩
擦帯電放電曲線を図５（ハ）に示す。

【００２５】〈比較例３、４〉実施例１で用いたものと
同じ改質ポリエステルを、図４に示す三角断面口金孔を
３６個有する紡糸口金を用いて、紡糸温度２８５℃、巻
取速度１，８００ｍ／ｍｉｎで紡糸し、１８０ｄ／３６
ｆの三角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熱処理を行なって、７５デニー
ル／３６フィラメントの三角断面繊維糸条となし、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
１５％の織物を作成し、その制電性能を表１に示した。
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Ｖ₃₀が低く、優
れた制電性能を示している。

【００２６】

【表１】

【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能に優れた
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】本発明の繊維の断面の例を示す断面図である。

【図２】本発明に係わる制電性能に優れたポリエステル
繊維の製造に用いる紡糸口金のスリット状オリフィス部
の形状を示す断面図及び正面図である。

【図３】本発明に係わる紡糸口金孔形の断面形状を示す
断面図である。

【図４】本発明の比較例に係わる紡糸口金孔形、及び紡
糸された繊維の断面図である。

【図５】本発明に係わる制電性能に優れたポリエステル
繊維、実施例１、３、比較例１の摩擦帯電放電曲線を示
す参考図である。

【符号の説明】

Ａ 導入孔 ＯＬ オリフィス長 ＳＬ 短辺 ＬＬ 長辺

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主たる繰返し単位がエチレンテレフタレ
   ートであるポリエステルからなる繊維であって、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
   り、該繊維の断面において、偏平部を有し、該偏平部に
   制電剤が含有されていることを特徴とする制電性能に優
   れたポリエステル繊維。
2. 【請求項２】 制電剤として、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％を含有する請求項１記載の制電
   性能に優れたポリエステル繊維。 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、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、溶融ポリマーの吐出
   孔がスリット形状である紡糸口金を使用して紡糸するこ
   とを特徴とする制電性能に優れたポリエステル繊維の製
   造方法。 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。）
4. 【請求項４】 スリット形状の紡糸口金の吐出孔断面に
   おいて、長辺と短辺の比が４以上である紡糸口金を用い
   る請求項３記載の制電性能に優れたポリエステル繊維の
   製造方法。
5. 【請求項５】 スリット形状の紡糸口金のオリフィス部
   の長さが、紡糸口金の吐出孔断面の短辺の２倍以上５倍
   未満である請求項３または４記載の制電性能に優れたポ
   リエステル繊維の製造方法。