JPH02234914A - 耐久性を有する吸水性のすぐれたポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はすぐれた吸水性を有するポリエステル系繊維に
関するものであり、その目的とするところは特に耐久性
にすぐれた吸水性を有するポリエステル系繊維に関する
ものである。

（従来技術） 疎水性合成繊維例えばポリエステルやポリプロピレン系
繊維は文字通り疎水性であって木綿や再生繊維などにく
らべていわゆる吸水性が著しく劣っており吸水性を必要
とされる用途には使用上問題があった。それ故に合成繊
維の特徴である例えば良好なパー・７ネントセット性を
有しながらいかに吸水性を向上させるかということは重
要な研究テーマとして従来エリとりあげられてきたが、
残念なことに天然繊維に匹敵するような吸水性を得るに
到っていないか、あるいは到っているとしても高度な改
質工程を経る必要があるために一般に多量に使用される
には高価すぎるなどの難点を有するものしかできなかっ
た。

近年、繊維分野特に不織布分野でポリエチレンテレフタ
レートを代表するポリエステル繊維の役割が大きくなり
、特に最近ベビーおむつやおむつライナー、生理用品な
どの衛生材料分野や外食産業向けのカウンタークロス、
台所用品の流し台の水切り袋などの非衛生材料分野や、
シップ薬の基布や固定用シート、病院用手術衣、マスク
等のメディカル分野などに、不織布が広く使用されてき
ている。これらの多くの不織布製品の中で特に、ベビー
おむつ、生理用品などのものについては、従来のもの以
上に耐久性のある親水性能が求められていた。しかるに
今迄のものは、油剤等による表面処理の後加工方法によ
るものがＩミとんどで、これは初期性能はあっても、あ
る程度使用した場合に表面油剤が脱落し、性能が極端Ｋ
低下するものが多かった。

その中でも、おむつの表面材や生理用バットの表面材の
湿式用不織布用途では、夷造工程上必ず水中での抄紙工
程を経るため、繊維表面への親水化剤のコーティング方
法では抄紙時に該親水化剤が脱落してしまい、最終製品
では十分な性能が保持されていないものしか得られない
。

（問題点を解決するための手段） 本発明の繊ｍは，高分子量ポリオキシアルキレングリコ
ール及びスルホン酸金属塩誘導体を所定量、特定の繊維
断面形状を有するポリエステル中へ含有分散せしめるこ
とを特徴とする耐久吸水性を有するポリエステル礒維で
ある。

本発明をより具体的に説明すると、本発明で用いる、ポ
リオキシアルキレングリコールとしては、後述するポリ
エステルとは実質的に反応性をＭしないことが必要であ
る。ここで実質的に反応性を有しないとは、ポリエステ
ルと共重合しないことを意味する。ポリオキシアルキレ
／グリコール７５Ｅポリエステルと反応すると紡糸性が
不良となるので好ましくない。特にポリエステルの重合
度を低下させ紡糸時の溶融粘度が喚端に低丁することと
なり、紡糸性が不安定となり断面異常が発生しその結果
単糸切れ、断糸が多発してくるとともに、連続運転が不
可能となってくる。

従ってポリオキシアルキレングリコールトシテは、分子
量が１０００以上好ましくは３０００以上が良い。分子
量が低すぎるとポリエステルとの反応性が大きくなり前
述の問題点が発生してくるので好ましくない。組成とし
てはポリオキシエチレ／グリコール単独ボリマーでもよ
いし、オキシエチレン単位とオキシプロピレン単位をラ
ンダム又はブロック状に共重合したポリマーでもよい。

ただし、オキシエチレン単位とオキシプロピレン単位の
組成比によっては、水に対して親水性が低下してくる場
合があるので、本発明の目的を阻害しない範囲でオキシ
エチレン単位が主成分である方が好ましい。また、ポリ
オキシアルキレングリコールとしてはボリオキシエチレ
ングリコールトボリオキシエチレンーボリオキシプロピ
レン共重合の混合物を使用してもかまわない。

ポリオキシアルキレングリ；−ルの末端は水酸基であっ
ても、非エステル形成性有機基で封鎖されていても、ま
たはエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合等
によって他のエステル形成性有機基と結合していてもよ
い。末端が非エステル形成性有機基で封鎖されたものに
あっては、ポリオキシアルキレングリコールの平均分子
量が８００〜３０００程度の低いものでもよい。

ボリオキ７アルキレングリコールのポリエステルボリマ
ー中の含有量は、０．２重量チから１０Ｘ量チの範囲が
好ましい。０．２重量チ未満では目的とする吸水性が不
十分である。１０重量係を越えると紡糸性が不良とな抄
好ましくない。またポリオキシアルキレングリコール中
に酸化防と剤を含んでいてもかまわない。特に、ポリエ
チレンテレ７タレート等の高融点のボリマーを用いる場
合、紡糸温度が高くなるためポリオキシアルキレングリ
コールは酸化分解、熱分解を発生しやすくなるので、こ
れを防ぐためにヒンダートフェノール系の酸化防止剤を
添加して繊維化することは有効である０ これに対して上記ポリオキシアルキレングリコールと併
用されるスルホン酸金属塩の誘導体は、１分子内に少な
くとも１個のスルホン酸金礪塩の親水基とアルキル基な
どの適度な疎水性基を有する界面活性な化合物が好まし
い。たとえば下記の構造をもつものが例示されるがむろ
んこれに限定されるものではない。

（１）　Ｒ−＠−ＳＯ３Ｍ，　（２）　４ＳｏａＭ，　
（８）Ｒ−ＳＯａＭ，（４）　　Ｒ−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ
ＣＯＯＲ，　　（５）　　Ｒ−ＣＯＮ−ＳＯｓＭ，ＳＯ
ｓＭ （６）　ＲＯＳ０３Ｍ，　（７）　　Ｒ−０（０２ＨＪ
Ｏ）ｎＳ０３Ｍ１（８１　Ｒ−＠−０（Ｃ２Ｈ２０）ｎ
ＳＱＩＭ，　（９３　ｚａｗ−ｏｓｃｂＭここでＭはア
ルカリ金属を示し、通常、ナトリウム、カリウム、リチ
ウムであり、特にナトリウムが好ましい。Ｒは炭素数が
８以上のアルキル基が好ましい。炭素数７以丁のアルキ
ル基の場合は、ポリエステルとの相溶性がやや悪くなる
。また上記化合物の混合物を用いてもかまわない。

スルホン酸金属塩誘導体のポリエステル成分への含有量
は０．１重量チから５．０重量パーセントであることが
好ましい。０．１重量チ未満では目的とする吸水性が不
モ分である。また５．０重量パーセントを越えると紡糸
時の曳糸性が不良となり、単糸切れ、断糸が多くなり好
ましくない上延伸性も不良となり、延伸倍率が低いため
糸物性的にも低強度の糸となり好ましくない。

また、ボリオキシアルキレングリコールとスルホン駿金
属塩誘導体の存在比率は、スルホン酸金属塩誘導体に対
してポリオキシアルキレングリコールの方が多い方がポ
リエステルとポリオキシアルキレングリコール及びスル
ホン酸金属塩誘導体の王者の相溶性が良好でミクロな海
鳥状の安定した分散状態を形成し安定な紡糸ができ好ま
しい０好ましくは、ポリオキシアルキレングリコールと
スルホン酸金属塩誘導体の比率は６対４〜７対３の範囲
で存在していることが、目的とする吸水惟能の面からも
好ましい。スルホン酸金属塩誘導体の存在比車が多くな
ると、ポリエステル中での分散状態が不均一となり紡糸
性、延伸性等の工程性が不良であることがわかった。

本発明で、もう一つ重要な要件は、特定の繊維断面形状
を有する必要がある。すなわち凹部の形状として入口両
端部分を結ぶ最短距離をｄ１凹部の最深部までの距離を
ｔとしたときｄ／ｔ≦２を満足するようなもので、単に
少しへこんでいる程度のものや、通常のＴ型とか星型異
型断面繊維は除外される。凹部の数としては１〜５程度
で目的とする性能を達成できる。このうち１個のものが
最も簡便である。凹部の存在効果は繊維中に練込んだ前
記練込剤の吸湿性と、その凹部にすみやかに水分を吸引
する一種の毛管現象の相乗効果により、すばらしい吸水
効果が発現してくると推定される。

従ってｄ／ｔとしては小さい数になるような凹部形状に
す・るのが好ましい。ｄ／ｔの良好な範囲は０．４〜１
．５より好ましくは、０．６〜１．　２である。

本発明の繊維は例えば特開昭５１−１０９３２０号、同
５２−１４８２２１号、同５２−１４８２１８号などで
例示された方法によっても得ることができる。これらの
方法によって得られた断面としてはＵ形形状をしており
、必要によりコイル状の捲縮、機械捲縮等任意の形の捲
縮を付与することができる。

もちろん実質的に１涸もしくは１個以上の凹部を有して
いるものであれば上記の方法外で得たものでもよい。Ｕ
形析面綿は若干横方向の力に対して変形を受けやすい傾
向はあるものの、コイル状捲縮を付与した場合は繊維に
ねじれが発生するために、丁度Ｕ形の開孔部が若干閉め
られる様な形態となり、より目的にかなう形状となる。

本発明で言うポリエステルとは、テレフタル酸と炭素数
２〜６の脂肪族ジオールからなる芳香族ポリエステルを
さす・が、この池にこれらに２０モル冬以下の第３成分
を共重合したものでもよい。共爪合成分としてはイソフ
タル酸、ナフタリンジカルボン酸、スルホイソフタル酸
金属塩などの芳香族ジカルボン酸、ｐ−オキシ安息香酸
、ｐ−β一十キシエトキン安息香酸などのオキンカルゲ
ン酸、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン
酸、シクロヘキサンジメタノール酸などの脂環族ジオー
ル、１．３プロパンジオール、１．４−ブタンジオール
、１，６−ヘキサンジオール、ネオペ／チルグリコール
などの脂肪族ジオール、ペンタエリスリトール、ポリエ
チレングリコール、ポリブ升レングリコール、メトキシ
ボリエテレングリコールなど従来知られている化合物が
ある。本発明の繊維には、従来公知のつや消し剤、添加
剤、触媒、着色剤、改質剤などを含むことが出来る。本
発明の繊維としては通常１〜５０程度のデニールのもの
が適当であるが、必ずしもこれらに限定されない。デニ
ールは用途に応じて選定される。例えば本発明の繊維は
吸水性を必要とされる分野に用いるのが好ましい。具体
的な用途としては掛および敷ふとん、不織布、ナプキン
、モップやぞうきん、タオルやタオルケット、足ふき、
サインペン用芯などがある。湿式用不織布用途にも好適
でおる。

本発明で言うすぐれた吸水性とは、繊維を綿状あるいは
不織布状等にした場合その開繊状態の表面に水滴を滴下
したときのぬれ部分の広がりが大きいこと、および綿状
物を水に浸したのち遠心分離器にかけて余分の水分を除
去したあとの残存水分量が多いことである。さらに必要
ならば細いガラス管に綿をつめて水を入れた皿の上に垂
直にたてて、水の吸上速度をみることによっても判断す
るＣとができる。これらの現象を判断することにより、
本発明の繊維は従来のポリエステル合成繊維にくらべて
すぐれた大きな吸水性を示すことが認められた。

より具体的には、水分拡散面積と抱水率を測定すること
により評価することが可能であった。水分拡散面積とは
原綿を開繊し密度が約０．　０　２　Ｐ／ｊになるよう
にし、これに例えば赤インキ等で着色された水をその上
に０．３７±０．０２ＷＬｌ！滴下し、１０分間後の水
溶液の広がり面積として定義される。

また抱水車とは開繊綿５２を水に５分間浸漬後遠心分離
器にかけ１５００ＧｘｌＯ分遠心分離し、ついで処理後
の水分を測定し繊維重量に対する百分率で表示したもの
である。

本発明繊維の大きな特徴は、すぐれた吸水性能が洗濯処
理をした後でも全く低下しないというすぐれた耐久性を
有することである。本発明で述べている繊維表面凹部へ
、種々の加工剤、処理剤、仕上剤などで被覆させること
により、初期の吸水性を付与させることは可能である。

例えば、ポリビニルアルコール系処理剤、ノクーマロー
ズＴ（ＩＣＩ社製）の如き親水防汚加工剤、ノニオン、
アニオン、カチオン系の各種親水性油剤もしくはこれら
の組合せ加工剤などがある０これらはいずれも、初期性
能があるが、洗たく処理を実施すると極端に性能が低下
してしまうのに対して、本発明線維はほとんど性能が低
下しないことが確認された。洗濯耐久性については、測
定試科をＪＩＳＬＯ２１７−１０３法に従って洗潅を１
０回くりかえし、１０回後の水分拡散面積と抱水率を測
定し、吸水性能の評価を実施した。

上記の方法で測定した水分拡散面積は通常の疎水性合成
繊維の場合１０〜１８一程度である。例えば通常の油剤
（防４力を有し、カード工程等の工程通過性を充分に有
するもの）が付与されている掛ふとん用ポリエチレンテ
レ７タレートからなる単糸デニール６、中空断面の場合
には１２−の値を示した。また天然木綿（綿ろう付着原
綿ふとん綿用）は１０ｍｍ２以上であった。それに対し
て本発明の繊維は少くと，も４〇ｍｍ２以上の水分拡散
面積を有し、しかも１０回洗たく処理をしても全く性能
は低下しなかった。本発明繊維と同様の断面形状の繊維
へ、吸湿性加工剤を表面処理した場合も、初期性能は４
〇ｍｍ２以上発現する場合があるが、１０回洗たく処理
後ではかなり低下してしまう。

また、抱水量を比較してみると、通常の疎水性合成繊維
の場合高々８チ程度であって、しかも繊維の表面あるい
は繊維間に付着して保持しているにすぎない。しかるに
本発明繊維は少くとも１４チ以上の値を示し、しかも１
０回洗たく後でも全く性能が低下しなかった０最も好ま
しい形の繊維では木綿（綿ろう付ふとん用）並の１７％
の値を示した。

このような吸水特性を示す繊維は、単に繊維表面に凹部
を付与するだけでは不充分で、前記で説明した親水化剤
をボリマー中へ練込むことにより、洗たく耐久性のある
本発明のごときおどろくべき吸水特性を有する繊維が得
られたわけである。

以上説明してきたように本発明における高分子量ポリオ
キシアルキレングリコールとスルホン酸金属塩誘導体を
含有した、少くとも１個の凹部を有する繊維断面形状の
繊維は、元来疎水性ボリマーでありながらすぐれた耐久
性のある吸水性を育してかり、かかる事実は従来知られ
なかったことであった。このようにすぐれた吸水性を有
する理由としては、横断面に存在する凹部が丁度毛管様
に水分等を吸い込み、その際繊維内部に含有された高分
子量ポリオキシアルキレングリコールトスルホン酸金属
塩誘導体の親水化剤が繊維表面のぬれやすさを助長させ
るためと考えられる。以下、本発明を実施例により説明
するが、これに限定されるものではない。

く実施例１〜３〉 フェノールとテトラクロルエタンの等量混合液中３０℃
で測定した極限粘度〔η〕が０．６２ｄｔ／？のポリエ
チレンテレフタレートを溶融し，該溶融ボリマー中へ、
重合度１１０００のポリエチレングリコールとドデシル
ベンゼンスルホン酸ソータヲ２７１に混合したものへヒ
ンダートフェノール系酸化防屯剤を少量加えたものを所
定量添加し、その後スタチツクミキサーにより均一混合
した後、２８５℃に保温された第１図ク１）に示したノ
ズルから押出し、ノズル直下５〜２０ｔＭを冷却風速１
、３ｍ汚で冷却して捲取った。得られ九原糸を７５℃の
水浴で１９０％延伸し、ついで１インチ当り６〜８個の
機械捲縮をかけ、ついでステアリルホスフエートのエチ
レンオキシド付加物を主成分とする油剤を０．１　ｗｔ
　％になるように付与し、１５０℃で１０分間弛緩熱処
理してコイル状捲縮を発現させ、ついで５８■の長さに
切断して単糸デニール６のふとん用の綿にした。その後
密度０．０　２　Ｆ／智になるようにウエプにし、標準
状態（２０℃，６５チＲＨ）で赤インキ水溶液を０．３
５ｄ滴下し１０分後に溶液の広がり面積を測定した。ま
た綿５？をとって抱水量を測定した。結果を第１表に示
したが耐久性のある良好な吸水性を有した礒維が得られ
た。

注）洗たくは、ＪＩＳ　　ＬＯ２１７−１０３法に従っ
て実施。液温４０℃の水１ｔに２２の割合で衣料用合成
洗剤を添加溶解し、洗たく液とする０この洗たく液に浴
比が１対３０になるように試料及び必要に応じて負荷布
を投入して運転を開始する。５分間処理した後、運転を
止め、試料及び負荷布を脱水機で脱水し、次に洗たく液
を常温の新しい水に替えて同一の浴比で２分間すすぎ洗
いをした後脱水し、再び２分間すすぎ洗いを行い風乾さ
せる。以上の操作を１０回くりかえし１０回後の測定サ
ンプルとした。

く実施例４，５〉 実施例４は、練込剤として、平均分子景１５０００のエ
チレンオキシドとプロピレンオキシドが７５対２５゜重
量係のランダム共重合体であるポリアルキレンエーテル
ｆ　Ｚ　ｉ量％、トデシルベンゼンスルホン酸ノーダを
１重量係、ヒンダートフェノール系酸化防止剤０．１重
量チとなるよう添加し、実施例５は、練込剤として重合
度１１０００のポリエチレングリコールと炭素数がＣＩ
２〜Ｃ１５のアルキルスルホン酸ソーダを２／１に混合
したものへ少量のヒンダートフェノール系酸化防止剤を
加えポリエステル中に混合物で３重童チとなるよう、す
なわちポリエチレングリコール２：ｆＫｉＬ％ｍ　アル
キルスルホン酸ソーダ１重量チとなるよう添加し、その
他は実施例１と閤様の方法により実施した。結果を第１
表に示した。いずれもすぐれた耐久性のある吸水性能が
得られた。

〈実施例６，７〉 それぞれ第１図（２）及び第１図（８）のノズルを用い
、他は実施例１と同様の条件で実施した。結果を第１表
に示し念。

く比較例１〜３〉 第１表に示した様な異型断面繊維を得るためのノズルを
用い、実施例１に準じた条件で綿を得た。

結果を第１表に示したが、いずれも低いレベルの吸水性
能しか得られなかつ九。

く比較例４，５〉 比較例４は、重合度１１０００のポリエチレングリコー
ルとドデシルベンゼンスルホン酸ソータヲＶ１に混合し
、少量のヒンダートフェノール系酸化防止剤を添加した
ものをポリエステル中に混合物でｏ．ｉｓｔｔｓとなる
よう、すなわちボリエチレングリコール０．１重４１％
、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．０５重ｆｉｔ
％となるよう添加し、その他は実施例１と同様の条件で
実施した。吸水性レベルとしては実施例１より低いレベ
ルであったＯ 比較例５は、重合度１１０００のボリエチレングリコー
ルとドデシルペンピンスルホン酸ソータヲ２７１に混合
し、ヒンダートフェノール系酸化防止剤を少量添加した
ものをポリエステル中に混合物で２２．５重量チとなる
よう、すなわちポリエチレンクＩＪ　コ−ル１　５　重
ｉ％、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ７．５重量チ
となるよう添加し、その池は実施例１と同様の条件で実
施した。しかしながら紡糸時の粘度低下が激しく安定な
紡糸をすることができなかった。

〈比較例６〉 〔η１　０．　６　２のポリエチレンテレフタレートを
用い、実施例１と同様のノズルにより繊維化を実施した
。得られた綿へポリビニルアルコール系の吸湿加工剤を
約１．５ｗｔ％付与したのち、吸水性能を測定した。初
期性能は良好な吸水性が得られたが、洗たく処理後は性
能が低下した。

〈実捲例８，９、比較例７，８〉 フェノールとテトラクロルエタンの等量混合液中３０℃
で測定した極限粘度〔η〕が０．８　ｓ　ｔｉｇ’ｔの
ポリプチレンテレフタレートを用い、第１表の条件で溶
融紡糸した後、水浴延伸、捲縮処理をし、単糸デニール
５の綿を得、この綿について同様に吸水特性を測定した
。結果を第１表に示した。

く実施例１０．１１＞ フェノールとテトラクロルエタンの等量混合液中３０℃
で測定した極限粘度〔η〕が１．０　５　ｄｔ／ｔのポ
リへキサメチレンテレフタレートを用い、第１表の条件
で２００℃で溶融紡糸した後、水浴延伸、捲縮処理をし
、単糸デニール５の綿を得、この綿について同様に吸水
特性を測定した。ｑｃｌ表にその結果を示した。　　　
　　　　　　　　　，、７下余白（発明の効果） 以上本発明は特定の親水化剤を特定の断面形状を有する
ボソエステル中に含有せしめることにより、耐久性のあ
る良好な吸水性能を有するポリエステル繊維を提供する
ことにある。

【図面の簡単な説明】

第１図（１）％　（２Ｌ　Ｃ８）は本発明の繊維を得る
ためのノズル孔の例であり、第２図は凹部の入口間距離
ｄと深さｔとを説明するためのモデル図である。 特許出顆人　株式会社　ク　ラ　レ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　高分子量ポリオキシアルキレングリコールを０
   ．２〜１０．０重量％、スルホン酸金属塩誘導体を０．
   １〜５．０重量％それぞれ含有し、しかも繊維断面形状
   が少くとも１個の凹部を有し、該凹部は、入口両端を結
   ぶ最短距離をｄ、凹部の最深部までの距離をｌとしたと
   きｄ／ｌ≦２を満足することを特徴とする耐久吸水性の
   すぐれたポリエステル繊維。
2. （２）　洗たく処理後の水分拡散面積が４０ｍｍ＾２以
   上あり、かつ洗たく処理後の抱水量が１４％以上である
   、請求項第１項記載の耐久性を有する吸水性のすぐれた
   ポリエステル繊維。