JPH11279384A - 吸湿性に優れた共重合ポリエステルおよびそれを用いた吸湿性合成繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸湿率の高い共重合ポリエステルを提供す
る。また、商品価値の高い吸湿性合成繊維を提供する。 【解決手段】 少なくとも一種の二官能性芳香族カルボ
ン酸またはそのエステル形成性誘導体と、少なくとも一
種のジオール化合物とからなる共重合ポリエステルであ
って、下記一般式 【化１】 （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はアルキレン基であり、１≦
ｋ＋ｌ＋ｍ≦４５０、Ｒ４、Ｒ５は水素あるいはアルキ
ル基、Ｒ６、Ｒ７は水素あるいはアルキレン基、Ｘ、Ｙ
はアミノ基、スルホン酸基、アミド基、カルボキシル
基、水酸基及びホスホン酸基の誘導体の中から選ばれる
１つの極性基を表す）で示される化合物を含有する吸湿
性に優れた共重合ポリエステル、およびこの共重合ポリ
エステルからなる吸湿性合成繊維である。

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
する共重合ポリエステルおよびそれを用いた合成繊維に
関し、更に詳しくはインナー、中衣、スポーツ衣料など
の衣料用素材に特に好適に使用することができる共重合
ポリエステルおよびそれを用いた合成繊維に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステルやポリアミドに代表される
熱可塑性合成繊維は、機械的強度、耐薬品性、耐熱性な
どに優れるため、衣料用途や産業用途などを主体に広く
使用されている。しかしながら、これらの合成繊維は、
極めて吸湿性が低いため、インナー、中衣、スポーツ衣
料などのように直接的に肌に触れてあるいは肌側に近い
状態で着用される分野に使用する場合には、肌からの発
汗によるムレやベタツキなどを生じ、快適性の点で天然
繊維よりも劣り、前記衣料用途への進出は限定されてい
るのが実状である。

【０００３】この欠点を解消するため、たとえば特公昭
６０−４７５号公報、実公昭６０−４０６１２号公報、
あるいは特開昭６０−２１５８３５号公報に記載されて
いるように、平衡水分率（吸湿率）の高い繊維との各種
の混繊、合撚、引揃えなどにより布帛として吸湿快適性
を得んとする試みが提案されている。これらの方法を用
いることで確かに快適性は向上するものの、その効果は
十分とはいえず、逆にその他の合成繊維特性において、
合成繊維を染色する際に一般的に使用される分散染料に
よって汚染を生じたり、同色性に劣ったり、合成繊維本
来の物理的特性が失われるという問題点があった。

【０００４】また、ポリエステル繊維にアクリル酸やメ
タアクリル酸をグラフト重合すること、更にグラフト重
合後にそれらのカルボキシル基をアルカリ金属で置換す
ることにより吸湿性を付与する方法が知られているが、
ポリエステルがグラフト重合しにくい素材であること、
および染色堅牢性や耐光性、繊維物理特性、風合いなど
の低下を潜在的に有していることから、実用化には到っ
ていない。

【０００５】後加工段階で吸湿性を付与する方法では、
染色時あるいは得られた布帛特性の点で種々の問題があ
ることから、繊維を製造する段階で吸湿性を付与し、か
つ前記問題点を解消するため、常湿度下で吸湿率が１０
％以上の吸湿性樹脂を芯部とし、それを鞘部であるポリ
エステルで覆った芯鞘型複合繊維が、特開平２−９９６
１２号公報で提案されている。しかしながら、この方法
では、染色などの熱水処理時に芯部の吸湿・吸水率が高
いが故、芯部と鞘部との水膨潤差により鞘部に歪みがか
かって繊維表面にひび割れが生じ、高次工程でのトラブ
ルを生じやすい等の欠点がある。

【０００６】また、特開昭５１−１３６９２４号公報に
は、親水性ポリエステルを芯成分、非親水性ポリエステ
ルを鞘成分とする芯鞘型複合ステープルについて提案さ
れている。親水性ポリエステルとしてポリアルキレング
リコール共重合体単独あるいは少量のポリアルキレング
リコール共重合体に少量のスルホン酸や酸性リン酸エス
テル誘導体を配合したものを用いるものであり、ステー
プルとして繊維両端面を増加させ吸水性を向上させよう
という提案である。しかしながら、本発明者の検討で
は、該ステープルで吸水性を向上させることはできる
が、吸湿性の向上は困難であることがわかった。

【０００７】また、特開昭５３−１１１１１６号公報
に、特定のポリエーテルエステルを芯成分とした芯鞘型
の制電性複合繊維が提案されている。しかし、該繊維の
効果は制電性であり、ポリエーテル成分を単独共重合し
たポリエステルを芯成分として用いているため、繊維物
性が経時的に変化するという問題がある。また、該ポリ
エーテルエステルの着色が激しく、得られる最終製品の
品位が損なわれるといった問題点がある。

【０００８】また、特開昭６２−２６７３５２号公報に
は、特定のポリアルキレングリコールを５０〜７０重量
％配合してなるポリエステル組成物が開示されている。
この組成物を単独で繊維化した場合、繊維物性が低く、
また耐水性に劣るため衣料用および産業用での使用は困
難である。

【０００９】さらに、特開平６−１２３０１２号公報に
は芯鞘型吸湿性ポリエステル繊維が開示されている。こ
れはアルキレンテレフタレート、アルキレンスルホイソ
フタレート、およびポリオキシアルキレングリコールよ
りなる共重合体にブロックポリエーテルエステルをブレ
ンドして芯ポリマとして用いたものであるが、該特許記
載の内容では十分な吸湿性が得ることは難しく、満足す
るレベルではない。

【００１０】また、本発明者は特開平８−８１８３１号
公報で親水性化合物を共重合した吸湿性に優れた共重合
ポリエステル並びに該共重合ポリエステルを用いた吸湿
性に優れた繊維を発明するに至ったが、更に鋭意検討を
行った結果、特定構造の化合物を含有することにより、
飛躍的に吸湿特性が向上することを見出し、本発明に至
った。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来の問題点を克服した吸湿率の高い共重合ポリエ
ステルを提供することにあり、また本発明の他の目的
は、該共重合ポリエステルの使用により商品価値の高い
吸湿性合成繊維を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、少
なくとも一種の二官能性芳香族カルボン酸またはそのエ
ステル形成性誘導体と、少なくとも一種のジオール化合
物とからなる共重合ポリエステルであって、下記一般式

【００１３】

【化２】

【００１４】（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれが
同じであっても、異なってもよい炭素数２〜４のアルキ
レン基であり、１≦ｋ＋ｌ＋ｍ≦４５０、Ｒ４、Ｒ５
は、それぞれが同じであっても、異なってもよい水素あ
るいは炭素数１〜１０のアルキル基、Ｒ６、Ｒ７は水素
あるいはアルキレン基、Ｘ、Ｙはアミノ基、スルホン酸
基、アミド基、カルボキシル基、水酸基及びホスホン酸
基およびこれらの誘導体の中から選ばれる１つの極性基
を表す。）を含有することを特徴とする吸湿性に優れた
共重合ポリエステルおよびそれを用いた合成繊維によっ
て達成することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】共重合ポリエステルを製造するに
あたり、ポリエステルの酸成分として、テレフテル酸、
イソフタル酸、ナフタレン−２、６−ジカルボン酸等の
芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪
族ジカルボン酸等があげられる。またグリコール成分と
して、エチレングリコール、プロピレングリコール、テ
トラメチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオ
ペンチルグリコール等があげられる。また、本発明の効
果を損なわない範囲で、トリメリット酸、ピロメリット
酸等の多官能カルボン酸、グリセリン、トリメチロール
プロパン、ペンタエリストールの如きポリオールを用い
ても良い。

【００１６】共重合ポリエステル中に含有させる化合物
としては、下記一般式

【００１７】

【化３】

【００１８】（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれが
同じであっても、異なってもよい炭素数２〜４のアルキ
レン基であり、１≦ｋ＋ｌ＋ｍ≦４５０、Ｒ４、Ｒ５
は、それぞれが同じであっても、異なってもよい水素あ
るいは炭素数１〜１０のアルキル基、Ｒ６、Ｒ７は水素
あるいはアルキレン基、Ｘ、Ｙはアミノ基、スルホン酸
基、アミド基、カルボキシル基、水酸基及びホスホン酸
基およびこれらの誘導体の中から選ばれる１つの極性基
を表す。）であり、具体例として好ましくは

【００１９】

【化４】

【００２０】

【化５】

【００２１】

【化６】

【００２２】で表される化合物等があり、特に好ましく
は

【００２３】

【化７】

【００２４】が好ましい（以下この化合物を化合物Ａと
称する）。共重合ポリエステル中の化合物（Ｉ）の共重
合量はいくらでも良いが、吸湿性および製糸性の点で用
いる目的に応じ好ましい範囲がある。例えば、共重合ポ
リエステルを単一成分として繊維化する場合は、製糸性
の点から３〜４０重量％が好ましく、更に好ましくは５
〜２０重量％である。また、共重合ポリマを複合あるい
はブレンド成分として用いる場合は、吸湿特性等の点か
ら４０〜９９重量％が好ましく、さらに好ましくは５０
〜９０重量％、特に好ましくは５５〜８５重量％であ
る。

【００２５】化合物（Ｉ）の分子量は、ポリエステルと
の相溶性およびポリエステル中の分散性の点で６００〜
２００００が好ましく、さらに好ましくは１０００〜１
００００であり、特に好ましくは２０００〜６０００で
ある。これらの化合物は、大部分ポリエステル中に共重
合されている必要があるが、一部についてはポリマ中に
分散した状態で存在していてもよい。

【００２６】また、共重合ポリエステルには、本発明の
目的を損なわない範囲で酸化チタン、カーボンブラック
等の顔料、アルキルベンゼンスルホン酸塩等の界面活性
剤、従来公知の抗酸化剤、着色防止剤、耐光剤、帯電防
止剤等が添加されても勿論良い。本発明の共重合ポリエ
ステルを繊維形成性重合体に含有させた複合繊維とする
ことで、今までにない高い吸湿特性を持ち、かつ繊維形
成性重合体の繊維物性を損なわない合成繊維を得ること
ができる。

【００２７】また、本発明において、繊維形成性重合体
として、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフ
ィン、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、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
等のポリエステルが挙げられるが、これらに限定される
ものではない。好ましくは、衣料用合成繊維として最も
汎用性の高いポリエチレンテレフタレートを主体とする
ポリエステルである。

【００２８】合成繊維の形態として、単独繊維、芯鞘型
複合繊維、芯鞘型複合中空繊維、海島型複合繊維、張り
合わせ型複合繊維、あるいはブレンド繊維等があげら
れ、本発明の吸湿性ポリエステルを任意の割合で構成成
分として用いることができる。

【００２９】例えば、芯鞘型複合繊維および芯鞘型複合
中空繊維の場合、芯部の本発明の共重合ポリエステルの
複合比率（重量％）は、芯／鞘＝５／９５〜９０／１０
とすることが好ましい。さらに好ましくは、７／９３〜
５０／５０、特に好ましくは１０／９０〜３０／７０で
ある。複合比率は、染色用途および染色なしの用途で任
意に選ぶことができる。芯部の複合比率の下限は十分な
吸湿性を付与する目的から設定され、複合繊維比率の上
限は紡糸性の低下や繊維物性の低下を防止する観点から
設定される。

【００３０】また、海島型複合繊維あるいは張り合わせ
型複合繊維においても、用いる本発明の共重合ポリエス
テル（島成分あるいは１成分）の複合比率は５〜９０重
量％が好ましい。さらに好ましくは７〜５０重量％、特
に好ましくは１０〜３０重量％である。

【００３１】染色用途および染色なしの用途で任意に選
ぶことができる。複合比率の下限は十分な吸湿性を付与
する目的から設定され、複合繊維比率の上限は紡糸性の
低下や繊維物性の低下を防止する観点から設定される。

【００３２】また、繊維形成性樹脂へ共重合ポリエステ
ルブレンドを配合した合成繊維の場合、本発明の共重合
ポリエステルの配合比率は全ポリマ量に対して３〜４０
重量％とする必要がある。好ましくは５〜３５重量％、
さらに好ましくは７〜３０重量％である。配合比率の下
限は十分な吸湿性を付与する目的から設定され、配合比
率の上限は紡糸性の低下や繊維物性の低下を防止する観
点から設定される。

【００３３】本発明において、繊維形成性重合体に複合
する主成分は、前記した共重合ポリエステルであるが、
その効果を損なわない範囲でポリオレフィン、ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリカーボネート等を含んでいても
よい。また、繊維形成性重合体には、酸化チタン、カー
ボンブラック等の顔料のほか従来公知の抗酸化剤、着色
防止剤、耐光剤、帯電防止剤等が添加されても勿論良
い。

【００３４】本発明において、共重合ポリエステル単独
繊維、あるいはポリエステルと上記共重合ポリエステル
を用いる複合繊維の製法としては、従来公知の方法で製
造することができるが、以下に代表して芯鞘型複合繊維
の製造法を示す。例えば、芯鞘複合繊維の場合、ポリエ
ステル（鞘部）と本発明の共重合ポリエステル（芯部）
をそれぞれ別々に溶融し、紡糸パックに導き口金装置内
で芯鞘複合流を形成し、吐出孔から紡出する。

【００３５】紡出したフィラメント糸を所定の速度で引
取った後、一旦パッケージに巻上げ、得られた未延伸糸
を通常の延伸機にて延伸する。また、この延伸は紡出糸
を引取った後巻取ることなく連続して行って巻上げても
よいし、４０００ｍ／分以上の高速で引取り、実質的に
延伸することなく一挙に所望の繊維性能を得る方法をと
ってもよい。

【００３６】直接紡糸延伸法としては、例えば、紡出糸
を１０００〜５０００ｍ／分で引取り、引続いて３００
０〜６０００ｍ／分で延伸・熱固定する方法が挙げられ
る。本発明の合成繊維の複合形態は、同心円状でも偏心
円状でも多島状でも良く、繊維断面形状は丸ばかりでな
く、三角、偏平、多葉型などの異形断面でも良い。ま
た、該合成繊維の糸状形態は、フィラメント、ステープ
ルのどちらでも良く、常法によって得ることができる。
布帛形態としては、織物、編物、不織布など目的に応じ
て適宜選択できる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。なお、実施例中の各特性値は、次の方法によっ
て求めた。 Ａ．ポリエステルの極限粘度［η］ オルトクロロフェノール溶液とし、２５℃で求めた。 Ｂ．ポリマおよび繊維の吸湿率差ΔＭＲ

【００３８】吸湿率は、ポリマの場合は、チップを約２
ｍｍ角の立方体上に裁断し、また繊維の場合は、原糸を
筒編地とし、絶乾時の重量と２０℃×６５％ＲＨあるい
は３０℃×９０％ＲＨの雰囲気下、恒温恒湿器（タバイ
製ＰＲ−２Ｇ）中に２４時間放置後の重量との重量変化
から、次式で求めた。

【００３９】吸湿率（％）＝〔（吸湿後の重量 − 絶
乾時の重量）／絶乾時の重量〕×１００ 上記測定した２０℃×６５％ＲＨおよび３０℃×９０％
ＲＨの条件での吸湿率（それぞれＭＲ１およびＭＲ２と
する）から、 吸湿率差ΔＭＲ（％）＝ＭＲ２−ＭＲ１ を求める。

【００４０】ここで吸湿率差ΔＭＲは、衣服着用時の衣
服内の湿気を外気に放出することにより快適性を得るた
めのドライビングフォ―スであり、軽〜中作業あるいは
軽〜中運動を行った際の３０℃×９０％ＲＨに代表され
る衣服内温度と、２０℃×６５％ＲＨに代表される外気
温湿度との吸湿率差である。

【００４１】本発明では、吸湿性評価の尺度として、こ
のΔＭＲをパラメーターとして用いるが、ΔＭＲは大き
ければ大きいほど吸湿性が高く、着用時の快適性が良好
であることに対応する。実用上として着用快適性を得る
ためには、繊維として１％以上が好ましい。

【００４２】Ｃ．強度、伸度 東洋ボールドウィン社製テンシロン引張り試験機を用い
て、試長20cm、引張り速度10cm／分の条件で測定した応
力−歪み曲線から値を求めた。

【００４３】実施例１ 共重合ポリエステルとして、ジメチルテレフタル酸１９
４部、エチレングリコール１２４部、酢酸マンガン０．
１部、及び三酸化アンチモン０．０６部を加え、１４０
〜２３０℃でメタノールを留出しつつエステル交換反応
を行った後、リン酸トリメチル０．０８部のエチレング
リコール溶液および分子量４０００の前記化合物Ａ２
１．３部、抗酸化剤としてIrganox 1010（チバガイキ
ー社製）０．２部、消泡剤としてシリコン０．２部を加
え、１．０ｍｍＨｇの減圧下、２５０℃〜２８０℃に昇
温した条件下に４時間重合を行い、共重合ポリエステル
を得た。また、この共重合体に共重合された化合物Ａの
割合は１０ｗｔ％であった。得られた共重合ポリエステ
ルの吸湿率ΔＭＲは２．４％であった。

【００４４】該共重合ポリエステルを溶融し、同心円口
金から吐出して未延伸糸を得、次いで延伸、熱処理する
ことにより、７５デニール、２４フィラメントの同心円
合成繊維を得た。この繊維を筒編みとし、精練後の筒編
地の吸湿特性を測定したところ、ΔＭＲ＝２．４％であ
り、強伸度特性も良好であった。 実施例２〜５、比較例１ 実施例１において、共重合ポリエステル中の化合物Ａの
共重合比率を変更させた以外は、実施例１と同様な方法
により共重合ポリエステルを得た。

【００４５】また、比較例１においては、吸湿特性が低
くなった。

【００４６】

【表１】

【００４７】実施例６〜１１ 実施例１において、化合物Ａの分子量を変更する以外
は、実施例１と同様な方法により共重合ポリエステルを
得た。実施例１と同様に繊維化して繊維特性を表２にま
とめた。化合物Ａの分子量が高くなると（実施例１１）
ΔＭＲが低くなる傾向にある。

【００４８】

【表２】

【００４９】実施例１２ 共重合ポリエステルとして、ジメチルテレフタル酸１９
４部、エチレングリコール１２４部、およびテトラブチ
ルチタネート０．１部を加え、１４０〜２３０℃でメタ
ノールを留出しつつエステル交換反応を行った後、リン
酸トリメチル０．０８部のエチレングリコール溶液およ
び分子量４０００の化合物Ａ２８８部、抗酸化剤として
Irganox 1010（チバガイキー社製）０．２部、消泡剤
としてシリコン０．２部、およびテトラブチルチタネー
ト０．１部を加え、１．０ｍｍＨｇの減圧下、２５０℃
の条件下に４時間重合を行い、共重合ポリエステルを得
た。また、この共重合体に共重合された化合物Ａの割合
は６０ｗｔ％であった。得られた共重合ポリエステルの
吸湿率△ＭＲは２８％であった。

【００５０】該共重合ポリエステルを芯成分とし、極限
粘度０．７０のポリエチレンテレフタレートを鞘成分と
して別々に溶融し、同心円芯鞘複合口金から芯／鞘比率
（重量比）＝１５／８５になるように吐出して未延伸糸
を得、次いで延伸、熱処理することにより、７５デニー
ル、２４フィラメントの同心円芯鞘複合繊維を得た。こ
の繊維を筒編みとし、精練後の筒編地の吸湿特性を測定
したところ、ΔＭＲ＝２．８％であった。

【００５１】実施例１３〜１７ 実施例１２において化合物Ａの含有量を変更する以外は
実施例１２と同様な方法により共重合ポリエステルを得
た。実施例１２と同様に繊維化して繊維特性を表３にま
とめた。

【００５２】

【表３】

【００５３】実施例１８〜２２ 実施例１２で得られた共重合ポリエステルを芯成分と
し、実施例１２と同様に極限粘度０．７０のポリエチレ
ンテレフタレートを鞘成分として別々に溶融し、同心円
芯鞘複合口金から芯鞘複合比を変更して未延伸糸を得、
次いで延伸、熱処理することにより、７５デニール、２
４フィラメントの同心円芯鞘複合繊維を得た。

【００５４】繊維特性を表４にまとめたが、芯比率を上
げるとともに、ΔＭＲは向上するが、強伸度の低下が認
められるようになる。

【００５５】

【表４】

【００５６】実施例２３〜２７ 実施例１で得られる共重合ポリエステルを、極限粘度
０．７０のポリエチレンテレフタレートに重量比を適宜
変更してエクストルーダーに同時に溶融混合し、これを
円状の口金より吐出して未延伸糸を得、次いで延伸、熱
処理することにより、７５デニール、２４フィラメント
のポリエステル繊維を得た。

【００５７】繊維特性を表５にまとめたが、ブレンド比
率を上げるとともに、ΔＭＲは向上するが、強伸度の低
下が認められるようになる。

【００５８】

【表５】

【００５９】

【発明の効果】上述したように、本発明によって得られ
た共重合ポリエステルは、非常に高い吸湿特性を有して
おり、またそれを用いた合成繊維は、着用快適性を得る
のに十分な吸湿性を有し、かつドライタッチな風合いと
高い染色堅牢性や耐光性を有している。本発明の合成繊
維は、下着、シャツ・ブラウス類、中衣、スポーツウェ
ア、スラックス類、外衣、裏地、さらには、シーツ、フ
トンカバー等の寝装用に適しており、極めて実用性の高
いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による芯鞘型複合中空繊維の横断面図で
ある。

【符号の説明】

１ （本発明の）共重合ポリエステル ２ 繊維形成性ポリエステル ３ 中空部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 敏弘 静岡県三島市4845番地 東レ株式会社三島 工場内 (72)発明者 中川 正男 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の１ 三洋化成工業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一種の二官能性芳香族ジカル
   ボン酸またはそのエステル形成性誘導体と、少なくとも
   一種のジオール化合物とからなる共重合ポリエステルで
   あって、下記一般式 【化１】 （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれが同じであって
   も、異なってもよい炭素数２〜４のアルキレン基であ
   り、１≦ｋ＋ｌ＋ｍ≦４５０、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ
   が同じであっても、異なってもよい水素あるいは炭素数
   １〜１０のアルキル基、Ｒ６、Ｒ７は水素あるいはアル
   キレン基、Ｘ、Ｙはアミノ基、スルホン酸基、アミド
   基、カルボキシル基、水酸基及びホスホン酸基およびこ
   れらの誘導体の中から選ばれる１つの極性基を表す。）
   で示される化合物を含有することを特徴とする吸湿性に
   優れた共重合ポリエステル。
2. 【請求項２】 前記一般式で示す化合物が全ポリマ重量
   に対して３〜９０重量％共重合されている請求項１に記
   載の吸湿性に優れた共重合ポリエステル。
3. 【請求項３】 前記一般式で示す化合物の分子量が６０
   ０〜２００００である請求項１または２に記載の吸湿性
   に優れた共重合ポリエステル。
4. 【請求項４】 請求項１〜３いずれか１項に記載の共重
   合ポリエステルからなる吸湿性に優れた合成繊維。
5. 【請求項５】 繊維形成性重合体および請求項１〜３い
   ずれか１項に記載の共重合ポリエステルを構成成分とし
   て用いた吸湿性に優れた複合繊維。
6. 【請求項６】 共重合ポリエステルの含有量が全ポリマ
   重量に対し３〜４０重量％である請求項５に記載の吸湿
   性に優れた合成繊維。