JPH0226985A - 吸湿性ポリエステル繊維 - 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、吸湿性ポリエステル繊維に関する。

更に詳しくは、ポリエステル繊維の特徴をもち、かつ耐
洗濯性を有するポリエステル繊維に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕ポリエス
テル、特にポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
テレフタレートの如き芳香族ポリエステルは、優れた繊
維形成能を有し、繊維としての優れた性能を有するため
、広く一般的に使用されている。

しかしながら、かかるポリエステルは、疎水性であり、
それを成形して得られる繊維は着ごこち性と密接な関係
のある吸湿性に乏しく、インナー分野あるいはナイティ
ー分野への展開がきわめて困難であった。

そこで、従来よりポリエステル繊維に吸湿性を付与すべ
く、数々の提案がなされているが、未だに実用化された
ものはほとんどない。

例えば、ポリエステル繊維に吸湿性を付与するために、
製糸以前の段階でポリアルキレングリコールを配合する
方法（英国特許６８２８６６、あるいは特公昭３９−５
２１４）などが提案されている。しかしながら、この方
法で得られる吸湿性のレベルは低く、満足すべきレベル
に達しない。

また、特定のシニウ酸塩を配合し、紡糸後の工程で、一
部溶出させ毛管凝縮孔を形成させた吸湿性ポリエステル
繊維（特公昭６２−７２８５）が提案されている。しか
しながら、この繊維の吸湿レベルはナイロンの吸湿レベ
ルにも程遠いものである。

その他、金属スルホネート化合物を含むポリエステル繊
維をアルカリ処理する事によって毛管凝縮孔を形成させ
て吸湿性を付与するものとして（特開昭６Ｏ−１５５７
０）もあるが、前記同様、吸湿性レベルは満足すべきレ
ベルに達していない。

更にポリエステル繊維にビニルカルボン酸をグラフト重
合させ吸湿能を向上させる方法も公知技術として知られ
ている。しかしながら、この方法はグラフト重合による
繊維強度の低下、風合硬化のみならず、カルボン酸のカ
ウンターイオンがＬｉ　　、Ｎａ、に等のアルカリ金属
である場合に吸湿能が高く、洗濯等による多価金属イオ
ンへの置換により、吸湿性は大巾に低下し、その為実用
化された例はほとんど認められない。

さらに、ポリエステルに金属スルホネート化合物を共重
合し、染色性を改良する方法が特公昭３４−１０４９’
７号に提案されている。これは本願発明のように吸湿性
付与を目的とするものでなく、特に水和指数を特定する
ことにより従来技術の改良を行うという本願発明の技術
思想を全く有していない。

また、消臭性付与を目的とした特開昭６２−２４３８７
３号についても提案されているが、前記と同様本願発明
の目的及び技術思想を全く有していない。

本発明は、耐洗濯性のあるすぐれた吸湿性を有し、かう
ポリエステル繊維のすぐれた性能をかねそなえた繊維を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、前述の目的を達成すべく、まず酸性官能
基をポリエステルに導入し、その金属イオン種による吸
湿能との関係を追求した結果、水和傾向の高い多価金属
イオン類を強酸性官能基と結合した状態で特定量以上存
在させることにより恒久性のある高い吸湿性を付与し得
る事を見出した。

即ち、カルボン酸基に代表される弱酸性基を導入したポ
リエステルにあっては、前記したビニルカルボン酸のグ
ラフト重合と同じく、カウンターイオンがＬｉ　　・Ｎ
ａ　・Ｋのアルカリ金属イオンの場合に比較的優れた吸
湿性を有するものの、カウンターイオンが多価金属類と
なると吸湿能が大巾に低下し、その為実用性のない結果
となった。

それに対し、スルホン酸基に代表される強酸基を導入し
たポリエステルにあっては、そのカウンターイオンがア
ルカリ金属類であれば極めて低い吸湿性しか示さないの
に対し、おどろくべき事に多価金属イオン類においては
極めて高い吸湿性を示す事を見い出した。

そこで更に詳しくスルホン酸金属塩種と吸湿性との関係
の検討を進め、スルホン酸のカウンター金属イオンの水
和指数と、このスルホン酸金属塩基を結合してなるポリ
エステルの吸湿率が、はぼ対応関係を示す事を発見し、
本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、共重合したスルホン酸基含有成分
の金属塩が、水和指数１．５以上の金属原子からなり、
かつ繊維重量１　ｋｇ当り、少なくとも０．１グラムイ
オンを含有する事を特徴とする吸湿性ポリエステル繊維
である。ただし水和指数は下記式で表わす。

本発明でいう水和指数とは前記のように金属イオン電価
数をその金属イオン半径（人）で割った値であり、それ
ぞれの金属イオンの水和能力の程度を表わすパラメータ
ーである。ここでいう金属イオン半径とは、その金属の
イオン性化合物中の結合半径であり、本発明での水和指
数を計算するにあたりＲｌＤ、　５ｈａｎｎｏｎ（Ａｃ
ｔａ　Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒ、　）、　Ａ３２゜７５
１〜７６７頁（１９７６年）の値を使用し又、配位数は
６に統一し、遷移金属については低スピン状態での値を
用いた。

以下、各金属イオンの水和指数を例示すると、Ｌｉ”（
１，１１）　、Ｎａ”（０，８６）　、Ｋ”（０，６６
）　、　Ｒｈ”（０，６０）。

Ｃｓ”（０，５５）　、Ｂｅ”（３，３９）　、　Ｂａ
”（１，３４）　９Ｍｎ”（２，４７）　、Ｃｏ”（２
，５３）　、　Ｎｉ”（２，４１）　、Ｃｕ”（２，３
０）。

Ａ１３°（４，４１）　、Ｓｎ”（４，８２）　、　Ｚ
ｎ”（２，２７）　、Ｃｒ”（２，３０）　１Ｍｏ”　
（３，６１）等であり、このうちＬｉ”Ｎａ”　、　Ｋ
”　、　Ｒｂ”　、　Ｃｓ＋等の水和指数１．５未満の
金属イオンでは、その金属量を多くする事によっても、
満足すべき吸湿性を得る事は困難であり、又、その結果
、ポリエステルの繊維性能を低下させるので好ましくな
い。又、満足すべき吸湿性を得る為には水和指数１．５
以上の金属イオンを繊維型１１　ｋｇ当り少なくとも０
．１グラムイオン以上、更に好ましくは０．２５グラム
イオン以上含有されていることが肝要である。０．１グ
ラムイオン以下の場合には、いかに水和指数の高い金属
イオン種であっても、吸湿効果はほとんど認められなく
なる。

本発明において、ポリエステル！ｌＩ維と化学的に結合
したスルホン酸金属塩基を導入する方法としては、あら
かじめ水和指数の高い金属原子の金属塩となしたスルホ
ン酸型コモノマーを重合反応開始前に添加する方法があ
り、更には、−たんスルホン酸アルカリ金属塩のコモノ
マーとして添加重合し、紡糸延伸後の後工程において共
重合したスルホン酸成分の塩を該金属イオンを含有する
溶液等で処理をおこない、該金属イオンと置換させる方
法がある。

本発明はいずれの方法でも実施可能な部分があり、その
方法によって特に制限をうけるものではない。本発明に
おいて用い得るスルホン酸型コモノマーは、ポリエステ
ルと実質的に共重合可能であり、かつスルホネート基を
もった化合物であればいずれでもよく、例えば３・５−
ジ（カルボメトキシ）ベンゼンスルホン酸金属塩、３・
５−ビス（ヒドロキシエトキシ）ベンゼンスルホン酸金
属塩、１・８−ジ（カルボメトキシ）ナフタレン−３−
スルホン酸金属塩、２・６−ジ（カルボメトキシ）ナフ
タレン−４−スルホン酸金属塩、１・５−ジ（カルボメ
トキシ）ナフタレン−３−スルホン酸金属塩、３・４−
ジ（カルボメトキシ）ベンゼンスルホン酸金属塩、２・
５−ビス（２−ヒドロキシエチル）エーテル−ハイドロ
キノン−スルホン酸金属塩、２・２−ビス（４−ヒドロ
キシエ）−１−シーベンゼン−３−スルホン酸金属塩）
−プロパン、２・５−ビス（２−ヒドロキシエチル）エ
ーテル−ハイドロキノン−ジスルホン酸ジ金属塩等があ
げられる。

これらの前記金属スルホネート化合物の重合添加時期は
３・５−ジ（カルボメトキシ スルホン酸金属塩のごとき低級アルキルエステルの場合
は、エステル交換反応開始剤、３・５−ビス（ヒドロキ
シエトキシ）ベンゼンスルホン酸金属塩のごときビスグ
リコールエステルまたは、２・５−ビス（２−ヒドロキ
シ）ニーチル−ハイドロキノン−スルホン酸金属塩のご
ときエーテル類の場合は、エステル交換反応開始後から
エステル交換反応終了前、あるいは重縮合反応開始前が
好ましい。後工程においてスルホン酸の塩を金属イオン
と置換させる方法としては、−膜内な加工法例えば染色
工程において金属の水溶性金属塩を染浴中に溶解させる
事により、染色しながら置換する事が可能であり、又染
色後の仕上工程において金属イオンを含有する水浴中で
処理し、置換させる事もできる。その他パッドスチーム
法等が適用できるが特に限定されない。その際の加熱温
度と処理時間は共重合ポリエステルのガラス転移温度以
上１３０℃未満で３０分〜１８０分が適当である。ガラ
ス転移温度以下では置換が不充分であり、かつ１３０℃
以上にすると共重合ポリエステルの一部加水分解が発生
し好ましくない。又、処理時間は３０分未満では置換が
不充分であり、１８０分までの間には金属の置換が飽和
に達する。一方、水溶性金属塩としては、金属の無機塩
、有機カルボン酸塩の任意を選ぶことができ例えば塩化
物、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、コハク酸塩のいずれでも
水溶性を有するものであれば使用することができる。

具体的には、硫酸アルミニウム、硫酸マンガン、硝酸亜
鉛、硫酸コバルト、酢酸マグネシウム、塩化カルシウム
、硫酸ベリリウム、硝酸クロム、硫酸第一スズ、等をあ
げることができる。

本発明でいうポリエステルとは、テレフタル酸を主たる
酸成分とし、エチレングリコール、テトラメチレングリ
コール、シクロヘキサン−１，４−ジメタツール、ペン
タメチレングリコール及ヒヘキサメチレングリコールか
ら選ばれた少なくとも１種を主たるグリコール成分とす
るポリエステルであり、これに少量の、すなわち通常１
０モル％以下の第３成分を共重合してあってもよい。共
重合可能な第３成分としては、イソフタル酸、ナフタレ
ンジカルボン酸、アジピン酸、シクロヘキサン−１，４
−ジカルボン酸等のジカルボン酸ｐ−オキシ安息香酸等
があげられる。更にポリエステルが実質的に線状である
範囲内でトリメリット酸、ピロメリット酸のごときポリ
カルボン酸あるいはグリセリン、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトールのごときポリオールを使用す
る事ができる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

極限粘度はオルソクロロフェノール中３５℃で測定した
。実施例中、部および％はそれぞれ重量部及び重量％を
示す。また実施例における吸湿率とは、相対湿度６５％
及び９０％の２０℃の恒温恒湿器（タバイ製ＰＲ−２Ｇ
）中に２日間放置して得られた値をいい、下記の式より
求めた。

（Ａ）　改質ポリエステルポリマーの製造（Ｋ、）　　
テレフタル酸ジメチル１３６．４部、エチレングリコー
ル９９部、酢酸マンガン・４水塩０．０６４Ｌ５−ナト
リウムスルホイソフタル酸ジメチル１５．１部（全酸成
分中６．８モル％）酢酸リチウム・２水塩０．３３部を
加え、常法に従ってエステル交換反応を行い、メタノー
ルを留出後、トリメチルホスフェ−）０．０４５部、三
酸化アンチモン０゜０７５部を加え、２６０℃にて常圧
から６０分かけて２０ｍｍＨｇ以下まで減圧した後２８
０℃高真空下で５０分反応させ、極限粘度０．３３のポ
リマーを得た。これを常法によりチップ化後、固相重合
法により２１０℃高真空下で２５時間エバポレーター中
で反応させ、極限粘度０．６０とした。

（Ｋ２）　　テレフタル酸ジメチル１４４．７部、エチ
レングリコール１０１部、酢酸マンガン・４水塩０．０
６４部、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル６
．８部（全酸成分中３．０モル％）、酢酸リチウム・２
水塩０．１５部を加える他は〈Ｋ１）と全く同様にエス
テル交換反応、重縮合反応をおこない、極限粘度、０．
４５のチップを得た。

（Ｂ）改質ポリエステル糸の製造 （Ｋ１）で得たチップをタンブラ−乾燥機を用いて１２
０℃２０ｈｒ乾燥後、孔径０．２５順の円形紡糸孔２４
個ある直径６５φの紡糸口金にて２９０℃で溶融し、紡
口下に内径１２５φ長さ２００鮒の加熱筒をセットし、
３５０℃加熱下において、巻取速度６００ｍ／分で巻取
った。ついで常法により１０一ル温度ニア５℃、ホット
プレート温度：１４０℃、延伸倍率：４．２、延伸速度
：　６００ｍ／分、撚数１０ｔ／ｍの条件で延伸し、７
５デニール２４フイラメントの糸を得た。

一方（Ｋ２）は加熱筒をセットしないほかは、前記とま
ったく同様の方法でおこない同様のマルチフィラメント
の糸を得た。これらを丸編機で編立てて、次工程処理用
のサンプルとした。

実施例１ 前記、改質ポリエステルポリマー（Ｋ　Ｉ）を前記（Ｂ
）の製法により絹地サンプルとし、通常の精練、プリセ
ットして、ＺｎＳＯ４・７Ｈ２Ｏ濃度１ｇ／ｆ浴比ｉ　
／１００の水浴中で１時間煮沸処理した。

最後にファイナルセット後、吸湿率測定用サンプルとし
た。処理前物性が破断強度（以下Ｔ、Ｓと略）４．５ｇ
／ｄ、破断伸度（以下Ｔ、Ｂと略す）２５％、吸湿率（
６５％ＲＨ／２０℃＝０．８％、９０％ＲＨ／２０℃：
１．３％）に対し、処理後の絹地をほどき物性測定をお
こなったところ、Ｔ、Ｓ：３．Ｏｇ／ｄＴ、ｆＥ：３５
％、吸湿率（６５％ＲＨ／２０℃：３．８％、９０％Ｒ
Ｈ／２０℃＝６．２％）を示し、大巾に吸湿率の増加が
認められた。ケイ光Ｘ線による分析の結果Ｚｎ：０．８
６％、Ｎａ：０．１６％、Ｓ　：　１．０８％を示し、
金属イオン置換率は８０％であった。

更にこの処理サンプルを合成洗剤ザブ酵素（花王石ケン
＠呻２ｇ／Ｉ！の洗濯浴中に入れ４０℃で３０分洗濯後
、水洗を２０分行なこの洗濯水洗を５回繰り返したのち
、前記同様に吸湿性を測定したところ、６５％ＲＨ／２
０℃：３．５％、９０％ＲＨ／２０℃。

５．５％の吸湿率であり、洗濯による吸湿率の低下はほ
とんど認められなかった。

実施例２〜１５、比較例１〜１２ 前記（Ａ）及び（Ｂ）で得た編地サンプルを精練プリセ
ット後、各種金属イオン含有水で、浴比１／１００．１
時間煮沸処理し、その前後の糸物性及び吸湿率の変化を
測定した。更に吸湿性の耐洗濯性については実施例１と
同様の方法で測定をおこなった。

その結果を表１及び表２に示す。

〔発明の効果〕

本発明の吸湿性ポリエステル繊維は耐洗濯性のある優れ
た吸湿性を有し、かつポリエステル繊維としての特徴で
ある高ヤング率、耐熱性をあわせ持っている。よって、
今までポリエステルとして進出し得なかったインナー分
野あるいはナイティー分野に好適な繊維として利用でき
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、共重合したスルホン酸基含有成分の金属塩が、水和
   指数１．５以上の金属原子からなり、かつ繊維重量１ｋ
   ｇ当り、少なくとも０．１グラムイオンを含有する事を
   特徴とする吸湿性ポリエステル繊維。 ただし水和指数は下記式で表わす。 水和指数＝金属イオン電価／金属イオン半径（Å）