JPH09241925A

JPH09241925A - 吸湿性ポリエステル繊維

Info

Publication number: JPH09241925A
Application number: JP7943296A
Authority: JP
Inventors: Atsuko Ueda; 敦子植田; Tomoyuki Izumi; 智之和泉
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 1996-03-06
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 1997-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】製糸性良く製造することができ、かつ優れた
吸湿性と耐光性とを有するポリエステル繊維を提供す
る。【解決手段】ポリアルキレンテレフタレートに平均分
子量2000〜20000 のポリアルキレングリコールを３〜50
重量％含有させたポリエステルに、酸化セリウムとタル
クあるいは酸化セリウムとシリカとからなり、かつ表面
が不定形シリカで被覆された平均粒子径 0.1〜3.0 μm
の粒子を0.05〜10重量％含有させたポリエステルからな
る吸湿性ポリエステル繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた吸湿性を有
するポリエステル繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートで代表され
るポリエステルは、優れた機械的特性及び化学的特性を
有し、広範な分野において使用され、特に合成繊維とし
て極めて広い用途を有している。しかしながら、このよ
うなポリエステルからなる繊維は、疎水性であるため、
天然繊維と比較して吸湿性が著しく劣り、吸湿性が要求
される分野での利用が大きく制限されている。

【０００３】従来、ポリエステル繊維に親水性又は吸湿
性を付与しようとする試みが種々なされてきたが、大部
分は繊維形状の工夫や後加工によるものである。例え
ば、特公昭61− 60188号公報には、アルキルスルホン酸
塩を含有したポリエステルを用いて中空糸を作製し、こ
れをアルカリ減量することにより、微細孔が均一に分散
しており、しかも微細孔の一部が、表面から中空部への
貫通孔となっている繊維が開示されている。この繊維に
は、毛細管現象により、ある程度の吸水性は認められる
ものの、ポリマー自身が疎水性であるため、吸湿性には
限度がある。

【０００４】一方、ポリアルキレングリコール又はポリ
アルキレングリコールとスルホン酸金属塩誘導体等の親
水化剤を重合時あるいは紡糸時にポリエステルに添加す
る方法も提案されている。しかし、これらの親水化剤、
特にポリアルキレングリコールはエーテル結合を有する
ために、耐光性が非常に悪く、使用に耐えないという問
題があった。

【０００５】これを解決するために、これら親水化剤を
含むポリマーを芯成分とした複合繊維が提案されている
が、ポリアルキレングリコールが吸水によって膨張する
ために、鞘が割れて、減量加工時に吸湿成分が溶出して
しまうという問題があった。この鞘割れを防止するため
に、芯鞘構造の内部に中空部を設ける（特開平４−1081
13号）とか、吸湿成分をポリアルキレンテレフタレート
で挟む３層構造（特開平７−278960号）といった手段が
講じられているが、工程管理が非常に難しく、また、異
形化、高速化等の展開が難しいという問題があった。

【０００６】したがって、吸湿性ポリエステル自身の耐
光性の向上が強く望まれている。耐光性を改善するため
に、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系等の有機
耐光剤、微粒子酸化チタン、微粒子酸化亜鉛、酸化セリ
ウム (特開平２−210020号) 等の無機耐光剤をポリエス
テルに含有させる方法が提案されている。しかるに、ベ
ンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系等の有機耐光剤
は、熱安定性が悪く、ポリエステルの重合温度又は紡糸
温度に耐えうるものが少なく、これらの添加によりポリ
マーの色調が著しく損なわれるという問題があった。一
方、微粒子酸化チタン、微粒子酸化亜鉛等の無機耐光剤
は、熱安定性は良いが、粒子の分散性が悪い場合が多
く、紡糸時のパック圧の昇圧が速くなったり、糸切れが
多発したりして紡糸操業性が悪く、いずれも実用的では
なかった。

【０００７】本発明者らは、先に有機リン化合物を共重
合した難燃性ポリエステルに、酸化セリウムとタルク又
は酸化セリウムとシリカからなる粒子に無定形シリカを
被膜した無機耐光剤を添加することにより耐光性が向上
することを見出した (特開平７−258520号）。しかし、
この耐光剤も分散させるポリマーによっては、分散性が
十分でなく、耐光性と製糸性とを同時に満足させること
は困難であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、製糸性良く
製造することができ、かつ優れた吸湿性と耐光性とを有
するポリエステル繊維を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するもので、その要旨は、ポリアルキレンテレフタ
レートに平均分子量2000〜20000 のポリアルキレングリ
コールを３〜50重量％含有させたポリエステルに、酸化
セリウムとタルクあるいは酸化セリウムとシリカとから
なり、かつ表面が不定形シリカで被覆された平均粒子径
0.1〜3.0 μmの粒子を0.05〜10重量％含有させたポリ
エステルからなることを特徴とする吸湿性ポリエステル
繊維にある。

【００１０】なお、本発明において、ポリアルキレング
リコールは、末端をエーテル化したものやエステル化し
たものを含むものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【００１２】本発明においてベースとなるポリエステル
としては、ポリアルキレンテレフタレートであり、具体
的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ
ブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が好ましい。ポリア
ルキレンテレフタレートは、少量の共重合成分を含有し
ていてもよく、共重合成分としては、５−ナトリウムス
ルホイソフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、ナフ
タレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸成分、アジ
ピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸成分、ジエ
チレングリコール、プロピレングリコール、1,４−シク
ロヘキサンジメタノール、ペンタエリスリトール、ビス
フェノールＡやビスフェノールＳのアルキレンオキシド
付加物等のグリコール成分、４−ヒドロキシ安息香酸、
ε−カプロラクトン等のヒドロキシカルボン酸成分が挙
げられる。

【００１３】本発明においては、ポリエステルに吸湿性
を付与するためにポリアルキレングリコールを含有させ
るが、良好な吸湿性を付与するためには、平均分子量20
00〜20000 のポリアルキレングリコールを用い、これを
３〜50重量％、好ましくは５〜30重量％含有させること
が必要である。

【００１４】ポリアルキレングリコールの分子量があま
り小さいと十分な吸湿性が発現せず、逆に大きすぎると
紡糸時の操業性が著しく低下するため好ましくない。ま
た、ポリアルキレングリコールの含有量が少ないと十分
な吸湿性が発現せず、逆に多すぎると紡糸時の操業性が
著しく低下するため好ましくない。

【００１５】ポリエステルにポリアルキレングリコール
を含有させるには、ポリエステルの製造時にポリアルキ
レングリコールを添加してもよいし、ポリエステルとポ
リアルキレングリコールとを混合して紡糸してもよい。
後者の場合、ポリエステルとポリアルキレングリコール
とを予め、一軸又は二軸の混練機を用いて溶融混練して
マスターバッチを製造し、これを紡糸時に添加してもよ
いし、紡糸時に両者を溶融混合しながら紡糸してもよ
い。

【００１６】ポリアルキレンテレフタレートとして、５
−ナトリウムスルホイソフタル酸のようなスルホン酸塩
基を有する化合物を共重合したものを用いると吸湿性の
一層良好なものとすることができる。この場合、この共
重合成分の量は、全酸成分の５モル％以下とすることが
望ましく、この共重合成分の量があまり多いと繊維とし
た時の強度が著しく低下するため、好ましくない。

【００１７】本発明においては、上記のようなポリアル
キレングリコールを含有させたポリエステルに酸化セリ
ウムとシリカ又は酸化セリウムとタルクとからなり、表
面が不定形シリカで被覆された平均粒子径 0.1〜3.0 μ
m の粒子（耐光剤粒子）を0.05〜10重量％含有させる。

【００１８】酸化セリウムとシリカ（表面を被覆する不
定形シリカを除く）又はタルクとの割合は、重量比で1
5：85〜50：50とするのが適当である。酸化セリウムの
割合があまり少ないと紫外線を吸収して耐光性を向上さ
せる効果が不十分となり、逆に多すぎるとポリエステル
の明度が低下するという問題がある。

【００１９】また、粒子の表面を被覆する不定形シリカ
の量は、粒子の15〜25重量％とするのが好ましい。不定
形シリカの量が多すぎると酸化セリウムによる紫外線吸
収効果が損なわれ、一方、少なすぎると粒子の機械的強
度が低く、また、表面活性が強くなって光分解や熱分解
の触媒作用を生じたりするため、好ましくない。

【００２０】耐光剤粒子は、平均粒子径が 0.1〜3.0 μ
m のものであることが必要であり、0.1 μm 未満のもの
は製造が難しく、コストが嵩むばかりか、ポリエステル
への分散性が悪くなり、一方、3.0 μm を超えるもので
は紫外線吸収効果が低下して耐光性が悪くなったり、ポ
リエステルの色調が悪化したりする。

【００２１】このような耐光剤粒子としては、日本無機
化学工業社から「セリガード」の商品名で市販されてい
るものを使用することができる。

【００２２】耐光剤粒子の添加量は、ポリエステルに対
し、0.05〜10重量％とすることが必要である。この添加
量が0.05重量％未満であると優れた耐光性が得られず、
10重量％を超えると粒子が凝集しやすくなって紡糸操業
性を悪化させるばかりか、ポリエステルの色調を悪化さ
せる。

【００２３】耐光剤粒子は、必要に応じてアニオン活性
剤等の分散剤を使用して、エチレングリコールや1,４−
ブタンジオール等のグリコールに分散させてポリエステ
ルの製造時に添加するのが好ましい。また、予め耐光剤
粒子を多量に含有したポリエステル（マスターバッチ）
を調製し、これを紡糸時に添加する方法を採用してもよ
い。

【００２４】耐光剤粒子がポリエステル中に均一に分散
していないと、かえって紫外線吸収性が弱くなって耐光
性が悪化するとともに、ポリエステルの透明性が損なわ
れたり、紡糸時の生産性が低下したりする。耐光剤粒子
を添加する時期が適当でないと、粒子が凝集し、粒子の
分散性が悪くなる。

【００２５】ポリエステル中に耐光剤粒子を均一に分散
させるには、平均重合度４〜６のポリエステルオリゴマ
ーに耐光剤粒子を添加して重縮合反応を行うとよい。ポ
リアルキレンテレフタレートは、コスト及び生産性の点
で優れているため、通常、テレフタル酸とジオールとを
直接エステル化させて、平均重合度が７〜10のポリエス
テルオリゴマーを合成し、これを重縮合する方法で製造
されている。したがって、この平均重合度が７〜10のポ
リエステルオリゴマーにポリアルキレングリコールある
いはポリアルキレングリコールのジオール溶液を添加し
て、ポリエステルオリゴマーを解重合して平均重合度４
〜６のポリエステルオリゴマーとした後、耐光剤粒子を
添加し、重縮合する方法を採用すると、耐光性、透明
性、生産性の面で好ましい。

【００２６】ポリエステルを製造する際の重縮合反応
は、通常、0.01〜10トル程度の減圧下、 220〜310 ℃、
好ましくは 235〜290 ℃の温度で、極限粘度が 0.5以上
となるまで行われる。

【００２７】また、ヒンダードフェノール化合物のよう
な抗酸化剤、コバルト化合物、蛍光剤、染料のような色
調改良剤、二酸化チタンのような顔料等の添加物を含有
させても差し支えない。

【００２８】本発明のポリエステル繊維は、ポリアルキ
レングリコール及び耐光剤粒子を含有したポリエステル
組成物を常法によって製糸することにより得られる。な
お、本発明の効果が損なわれない限り、他の成分との複
合繊維としてもよい。

【００２９】本発明のポリエステル繊維は、長繊維とし
ても、短繊維としても用いることができ、必要に応じ
て、捲縮加工、仮撚加工、薬液による処理等の後加工を
施して用いることもできる。

【００３０】

【作用】本発明のポリエステル繊維が、優れた耐光性を
示す理由は明らかではないが、酸化セリウムとタルクあ
るいは酸化セリウムとシリカとからなる粒子が紫外線エ
ネルギーを吸収し、かつ吸収することにより発生するラ
ジカルを粒子を被覆しているシリカが遮断して、ポリマ
ーのラジカル発生を抑制する。したがって、ポリアルキ
レングリコールを含有したポリエステルが紫外線を吸収
して劣化するのを防ぐものと推定される。また、ポリア
ルキレングリコールによって酸化セリウムとタルクある
いは酸化セリウムとシリカとからなる粒子が凝集するこ
とによって起こる粗大粒子の発生を防ぐことができるた
め、粒径が大きくなることによる紫外線吸収能の低下が
抑制されるものと推定される。

【００３１】

【実施例】次に、実施例によって本発明を具体的に説明
する。なお、実施例における特性値の測定法は次のとお
りである。 (a) 極限粘度（〔η〕）フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒とし
て、温度20℃で測定した。 (b) 強伸度オリエンティック社製テンシロン UTM-4-100型を用い、
試料長50cm、引張速度50cm／分で測定した。 (c) 吸湿率筒編地を作製し、これを25℃、60％ＲＨで調湿して重量
Ｗ₀を測定する。次いで、この筒編地を、２トルの減圧
下、80℃で６時間乾燥し、34℃、90％ＲＨに設定した恒
温恒湿槽に６時間放置した後、重量Ｗ₁を測定する。そ
して、次式で吸湿率を算出する。吸湿率（％）＝〔（Ｗ₁−Ｗ₀）／Ｗ₀〕×100 (d) 耐光性 JIS L-0841-74 に準じて染色耐光堅牢度を測定した。

【００３２】なお、実施例及び比較例で使用した「セリ
ガード」は、日本無機化学工業社の商品名で、組成は次
のとおりである。セリガードT-3018；酸化セリウムとタルクとからなる粒
子の表面を不定形シリカで被覆したもので、酸化セリウ
ム：タルク：不定形シリカの重量比が30：52：18のものセリガードS-3018；酸化セリウムとシリカとからなる粒
子の表面を不定形シリカで被覆したもので、酸化セリウ
ム：シリカ：不定形シリカの重量比が30：52：18のものセリガードT-2018；酸化セリウムとタルクとからなる粒
子の表面を不定形シリカで被覆したもので、酸化セリウ
ム：タルク：不定形シリカの重量比が20：62：18のもの

【００３３】実施例１ビス（β−ヒドロキシエチル）テレフタレート及びその
オリゴマーの存在するエステル化反応装置にテレフタル
酸とエチレングリコールとのモル比１／1.6 のスラリー
を連続的に供給し、常圧下、250 ℃の温度で、滞留時間
を６時間としてエステル化応を行い、平均重合度 7.5の
エステル化生成物を連続的に得た。このエステル化生成
物49.5kgに平均分子量が8500のポリエチレングリコール
を5.4kg添加し、30分間攪拌混合後、セリガードT-3018
の10重量％エチレングリコール溶液11kgを添加し、全酸
成分１モルに対し２×10^-4モルの三酸化アンチモン、酢
酸ナトリウムの５重量％エチレングリコール溶液１kgを
加え、次いで、全酸成分の 1.5モル％の５−ナトリウム
スルホイソフタル酸のエチレングリコールエステル（Ｓ
ＩＰ）を加え、重合反応器中で減圧にして、最終的に
0.5トル、270℃の温度で４時間重縮合を行った。得られ
たポリエステルは、色調が良好で、〔η〕は0.69であっ
た。このポリエステルを紡糸温度 290℃で溶融紡糸し、
1400ｍ／分の速度で未延伸糸を巻き取った。この未延伸
糸を延伸機に供給し、80℃で予熱した後、温度 150℃の
ヒートプレートに接触させながら 3.5倍に延伸、熱処理
して巻き取り、75ｄ／36ｆのフィラメントヤーンを得
た。製糸性は良好であり、得られたヤーンは、強度 4.4
ｇ／ｄ、伸度38％で、吸湿率 4.2％、染色耐光堅牢度５
級と優れた特性を示した。

【００３４】実施例２〜９、比較例１〜７表１に示したポリアルキレングリコール、ＳＩＰ及び添
加粒子を用いて、実施例１と同様にして、ポリエステル
を製造し、製糸した。実施例では、いずれも製糸性が良
好であったが、比較例２では、パック圧の上昇速度が速
く、紡糸操業性が非常に悪く、比較例３では、ポリマー
の色調が著しく悪かった。

【００３５】参考例実施例１と同様にして得られたエステル化生成物49kgに
セリガードT-3018の10重量％エチレングリコール溶液10
kgを添加し、30分間攪拌混合後、全酸成分１モルに対し
２×10^-4モルの三酸化アンチモンを加え、重合反応器中
で減圧にして、最終的に 0.5トル、 285℃の温度で、２
時間重縮合反応を行った。得られたポリエスルは、色調
が良好で、〔η〕は0.69であった。このポリエステルを
実施例１と同様にして製糸したが、ポリエステル中に粗
大粒子が多く、紡糸時のパック圧の上昇速度が速くて操
業性が悪く、得られたヤーンは、ほとんど吸湿性を示さ
なかった。

【００３６】上記の実施例、比較例及び参考例で得られ
たポリエステル及びヤーンの特性値等を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、製糸性良く製造するこ
とができ、かつ優れた吸湿性と耐光性とを有するポリエ
ステル繊維が提供される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリアルキレンテレフタレートに平均分
子量2000〜20000 のポリアルキレングリコールを３〜50
重量％含有させたポリエステルに、酸化セリウムとタル
クあるいは酸化セリウムとシリカとからなり、かつ表面
が不定形シリカで被覆された平均粒子径 0.1〜3.0 μm
の粒子を0.05〜10重量％含有させたポリエステルからな
ることを特徴とする吸湿性ポリエステル繊維。