(57)【要約】      （修正有）【課題】有機電解質をベースポリマおよび、制電剤の双方に含有し、低温低湿度環境下でも優れた制電性能を発揮し、かつ、高タフネスな制電性ポリエステル繊維およびその織編物を提供する。【解決手段】ポリエーテルエステルアミド系制電剤が繊維軸に沿って、筋状に分散した独立相を形成したポリエステル繊維であって、該繊維中に有機電解質が０．０５〜１０重量％、および該ポリエーテルエステルアミド系制電剤が０．２〜５重量％であり、かつ下記（１）、（２）の要件を同時に満足する制電性ポリエステル繊維。（１）該有機電解質の重量配合比が、ポリエステル相：ポリエーテルエステルアミド系制電剤相＝５：９５〜９９：１（２）該ポリエーテルエステルアミド系制電剤相の平均直径が４０〜１２０ｎｍ【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエーテルエステルアミド系制電剤が繊維軸に沿って、筋状に分散した独立相を形成したポリエステル繊維であって、該繊維中に有機電解質が０．０５〜１０重量％、およびポリエーテルエステルアミド系制電剤が０．２〜５重量％であり、かつ下記（１）、（２）の要件を同時に満足する制電性ポリエステル繊維。
（１）有機電解質の重量配合比が、ポリエステル相：ポリエーテルエステルアミド系制電剤相＝５：９５〜９９：１
（２）ポリエーテルエステルアミド系制電剤相の平均直径が４０〜１２０ｎｍ
【請求項２】
ポリエーテルエステルアミド系制電剤の独立相のアスペクト比が３０以上、かつ平均相間隔が０．５〜２μｍである請求項１に記載の制電性ポリエステル繊維。
【請求項３】
温度１０℃、湿度１０％ＲＨの測定環境下における、原糸比抵抗が１００×１０８Ω・ｃｍ未満である請求項１または２記載の制電性ポリエステル繊維。
【請求項４】
繊維中において、ポリエーテルエステルアミド系制電剤の相が繊維軸に沿って筋状に分散した独立相を形成し、独立相の総数に対する連通筋の数の割合が繊維縦断面１μｍ２当たり５０％以上である請求項１〜３のいずれかに記載の制電性ポリエステル繊維。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の制電性ポリエステル繊維を５０重量％以上含む制電性織編物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は優れた制電性能とタフネス特性を有するポリエステル繊維およびその織編物に関するものであり、更に詳しくは、有機電解質をベースポリマおよび、制電剤の双方に含有し、低温低湿度環境下でも優れた制電性能を発揮し、かつ、高タフネスな制電性ポリエステル繊維およびその織編物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステルは優れた機械的特性および化学的特性を有するため、合成繊維として衣料用途をはじめ広範な分野に用いられている。しかしながら、ポリエステル繊維は、絹などの天然繊維、レーヨンやアセテートなどの再生繊維、アクリル系繊維に比べて疎水性であるために、静電気が発生しやすく、ほこり付着や衣服のまとわりつきが起こり易いという欠点がある。かかる欠点を改良するために、これまで種々の手段が提案されており、例えば、糸表面に後加工で帯電防止剤を塗布する方法、糸表面に親水性物質をグラフト重合する方法などが挙げられる。しかしながら、これらの方法は、いずれもその耐久性、耐候性や織編物工程において品位欠点を引き起す問題があった。
【０００３】
例えば、糸表面に帯電防止剤を塗布する方法は、染色工程や洗濯によって帯電防止剤が消失しやすく、耐久性の不足や、布帛とした際の風合いが硬くなる、あるいは他の後加工との併用ができないなど、種々の問題がある。また、糸表面に親水性物質をグラフト重合させる方法は、洗濯による帯電防止剤の消失防止には一定の効果が得られるが、繰り返し洗濯による性能低下は避けられず、耐候性や風合いの問題は未解決のままであった。
【０００４】
一方、耐久性や風合いの課題を改善した技術としては、繊維成分中に制電性物質を練り込む方法が挙げられる。制電剤を練り込む方法としては、制電剤を溶融時にメルトブレンドする方法（特許文献１，２）や、予め重合段階で配合する方法（特許文献３）などが提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、有機スルホン酸金属塩を含有したブロックポリエーテルエステルアミド系制電剤を繊維中に高濃度で配合し、これら制電剤を筋状に微分散させることによって制電機能を得ている。また、特許文献２では、有機電解質を含有したポリエーテルエステルアミド系制電剤を繊維中に高濃度で配合し、これら制電剤を筋状に微分散させることによって制電機能を得ている。しかしながら、これらの方法では、少量の制電剤の配合では満足しうる十分な制電性能が得られず、また、制電性能を向上させる目的で制電剤配合量を増加すると、製糸安定性、耐熱性、原糸強度特性等が低下するとともに、布帛とした際にくすみ等の色目の悪化を誘発するといった欠点がある。
【０００６】
また、特許文献３に代表されるような重合工程にて有機電解質および制電剤を練り込む方法においても、制電性を得るためには、制電剤の筋形成が多密的に近接して存在している必要があり、一般のポリエステル繊維に比べて、製糸安定性、耐熱性、原糸強度特性等に劣るといった欠点に加え、多密的な筋が高次加工によりフィブリル化し、白化現象を誘発する等の課題を有する。
【０００７】
これら従来の方法において、少量の制電剤配合で十分な制電性能が発現しない原因の一つは、繊維に発生する静電気（電荷）を繊維外にリークさせる際、電荷移動回路の形成が不十分であり、配合した制電剤が有効に機能しないことにある。
【０００８】
一方で、制電剤を高濃度配合しつつ、原糸強度を維持できる方法としては、繊維自体を芯鞘型等の複合構造とする技術が提案されている（特許文献４）。この方法によれば、芯部に制電剤を高濃度に配することにより十分な電荷移動回路を形成しつつ、鞘部に強度や色目等を補う性質のポリエステルを配することで、前述の欠点を改善している。しかし、ポリアルキレングリコールやポリエーテルエステルアミドといった制電剤は、空気中の水分を利用した制電機構を有するため、芯鞘構造の原糸では水分を有効活用できず、低温低湿度の環境下（例えば気温１０℃、湿度１０％ＲＨなど）では著しく制電性能が低下するといった問題がある。また、特殊な複合紡糸機を必要とするほか、製造コストが高騰する等の欠点を内在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２７８９４６号公報
【特許文献２】特開２００８−１３８６８号公報
【特許文献３】特開平１０−９６１２１号公報
【特許文献４】特開２００６−２２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は優れた制電性能とタフネス特性を有するポリエステル繊維およびその織編物に関するものであり、更に詳しくは、有機電解質をベースポリマおよび、制電剤の双方に含有し、低温低湿度環境下でも優れた制電性能を発揮し、かつ、高タフネスな制電性ポリエステル繊維およびその織編物を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、ポリエーテルエステルアミド系制電剤が繊維軸に沿って、筋状に分散した独立相を形成したポリエステル繊維であって、該繊維中に有機電解質が０．０５〜１０重量％、およびポリエーテルエステルアミド系制電剤が０．２〜５重量％であり、かつ下記（１）、（２）の要件を同時に満足する制電性ポリエステル繊維。
（１）有機電解質の重量配合比が、ポリエステル相：ポリエーテルエステルアミド系制電剤相＝５：９５〜９９：１
（２）ポリエーテルエステルアミド系制電剤相の平均直径が４０〜１２０ｎｍ、により達成できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明はポリエーテルエステルアミドおよび有機電解質を繊維中に効率的に配し、低温低湿度環境下においても優れた制電性能を発揮する高タフネスな制電性ポリエステル繊維を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１４】
本発明の基本となるポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートなどの芳香族ポリエステル系繊維および芳香族ポリエステルに第三成分を共重合した芳香族ポリエステル系繊維、Ｌ−乳酸を主成分とするもので代表される脂肪族ポリエステル系繊維などのポリエステル系繊維であることが好ましい。かかるポリエステルは任意の方法で製造されたものでよく、例えばポリエチレンテレフタレートについて説明すれば、テレフタル酸とエチレングリコールを直接エステル化反応させるか、テレフタル酸ジメチルの如きテレフタル酸の低級アルキルエステルとエチレングリコールとをエステル交換反応させるか、又はテレフタル酸とエチレンオキサイドを反応させるかして、テレフタル酸のグリコールエステル及び／またはその低重合体を生成させ、ついでこの生成物を減圧下加熱して所望の重合度になるまで縮重合反応させることで容易に製造される。なお、このポリエステルはそのテレフタル酸成分の一部を他の二官能基カルボン酸成分で置き換えてもよい。かかるカルボン酸としては、例えばイソフタル酸、フタル酸、ジブロモテレフタル酸、ナフタリンジカルボン酸、ジフェニルキシエンタンカルボン酸、β−オキシエトキシ安息香酸の如き二官能性芳香族カルボン酸、セバシン酸、アジピン酸、シュウ酸の如き二官能性脂肪族カルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸の如き二官能性脂環族カルボン酸等を挙げることができる。また、上記グリコール成分の一部を他のグリコール成分と置き換えてもよく、かかるグリコール成分としてはシクロヘキサン−１，４−ジメタノール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、２，２−ビス〔３，５−ジブロモ−４−（２−ハイドロキシエトキシ）フェニル〕プロパンの如き脂肪族、脂環族、芳香族のジオールが挙げられる。更に上述のポリエステルに必要に応じて他のポリマーを少量ブレンド溶融したもの、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、トリメリット酸等の鎖分岐剤を少割合使用したものであってもよい。この他、本発明のポリエステルは通常のポリエステルと同様に酸化チタン、カーボンブラック等の顔料のほか、従来公知の抗酸化剤、着色防止剤が添加されてもよい。ただし、このポリエステル中（ベースポリマ）には有機電解質を０．０５〜１０重量％の範囲で配することが好ましい。有機電解質を０．０５重量％以上とすることで制電性を発現させることが出来るので好ましく、１０重量％以下とすることで繊維のタフネスを保ち製糸性を悪化させないので好ましい。より好ましくは２〜７重量％である。
【００１５】
本発明における有機電解質とは、ドデシルベンゼンスルホン酸、トリデシルベンゼンスルホン酸、ノニルベンゼンスルホン酸などのアルキルベンゼンスルホン酸とナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属から形成される塩や、アルキルスルホン酸とナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属から形成される塩であり、なかでもドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムが特に好ましい。
【００１６】
ポリエステルベースポリマに有機電解質を配する効果は、繊維に発生する静電気（電荷）を有機電解質によって伝達し、繊維中の電荷移動を促進することである。さらに、従来のように制電剤を添加することで、繊維中に制電剤および有機電解質によって繊維全体に電荷移動回路が形成されて、静電気を繊維外へリークし易くなる。すなわち、ポリエステルベースポリマに有機電解質を配することで、静電剤のみによる制電性能に比べて良好な効果が得られる。また、従来では十分な制電性能が発現しない少量の制電剤配合でも、ポリエステルベースポリマに有機電解質を添加することで、静電気を繊維外にリークさせるために十分な電荷移動回路を形成できる。さらに制電剤の少量化により、従来の制電性ポリエステル繊維に比べて良好な製糸安定性、耐熱性、原糸強度特性を得ることができ、制電剤の筋のフィブリル化を抑制し、単糸細繊度化が可能となる。
【００１７】
次に、本発明で用いるポリエーテルエステル系の制電剤とは、好ましくは、（１）アミノカルボン酸、またはラクタムもしくはジアミンとジカルボン酸の塩、（２）ポリ（アルキレンオキシド）グリコール、および（３）ジカルボン酸から構成されるポリエーテルエステルアミドでポリエーテルエステル単位が３０重量％以上、７０重量％以下であるポリエーテルエステルアミド１００重量部と、有機電解質３重量部以上１０重量部以下からなる制電剤である。
【００１８】
ポリエーテルエステルアミドの構成成分である（１）アミノカルボン酸、またはラクタムもしくはジアミンとジカルボン酸の塩としては、炭素数６以上のアミノカルボン酸、またはラクタムもしくは炭素原子数６以上のジアミンとジカルボン酸の塩が好ましく、より好ましくはω−アミノカプリル酸、ω−アミノエナント酸、ω−アミノカプロン酸、ω−アミノベルコン酸、ω−アミノカプロン酸、及び１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸などのアミノカルボン酸あるいはカプロラクタム、エナントラクタム、カプリルラクタム及びラウロラクタムなどのラクタム及びヘキサメチレンジアミン−アジピン酸塩、ヘキサメチレンジアミン−セバシン酸塩、及びヘキサメチレンジアミン−イソフタル酸などのジアミン−ジカルボン酸の塩が用いられ、その中でもカプロラクタム、１，２−アミノドデカン酸、ヘキサメチレンジアミン−アジピン酸塩が更に好ましく用いられる。
【００１９】
ポリエーテルエステルアミドの構成成分である（２）ポリ（アルキレンオキシド）グリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリ（１，２−プロピレンオキシド）グリコール、ポリ（１，３−プロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、ポリ（ヘキサメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロックまたはランダム共重合体などが好ましく用いられるが、これらの中でも、制電性が優れる点で、特にポリエチレングリコールが好ましく用いられる。
【００２０】
ポリエーテルエステルアミドの構成成分である（３）ジカルボン酸としてはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸、ジフェニル−４，４’−ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸及び５−スルホイソフタル酸のごとき芳香族ジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸及びジシクロヘキシル−４，４’−ジカルボン酸のごとき脂環族ジカルボン酸、及びコハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸およびドデカンジ酸（デカンジカルボン酸）のごとき脂肪族カルボン酸などが挙げられ、特にテレフタル酸、イソフタル酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、セバシン酸、アジピン酸およびドデカジン酸が重合性、色調及び物性の点から好ましく用いられる。
【００２１】
ポリ（アルキレンオキシド）グリコールとジカルボン酸は反応上１：１のモル比で反応するが、使用するジカルボン酸の種類により、仕込み比を変えて供給しても良い。
【００２２】
本発明のポリエーテルエステルアミドの構成単位で、ポリエーテルエステル単位は３０重量％以上７０重量％以下の範囲が好ましい。該範囲に設定すると、高速製糸にも対応可能な製糸性と、優れた制電性、良好な繊維物性を得られ易いので好ましい。
【００２３】
本発明においてポリエステルに含有させるポリエーテルエステルアミド系制電剤の量はポリエステル繊維に対し０．２重量％以上、５重量％以下であり、特に好ましくは０．５重量％以上、３重量％以下である。０．２重量％以上とすることで低湿度環境下でも得られるポリエステル繊維の制電性能が十分となり、５重量％以下とすることで繊維のタフネスを保ち製糸性を悪化させない。
【００２４】
本発明における制電剤中には有機電解質を配合する必要がある。ここで言う有機電解質とは、前述したポリエステルベースポリマに配合する有機電解質と同一のものが制電性を高め、繊維のタフネスを保ち製糸性を悪化させないので好ましい。
【００２５】
該有機電解質のポリエーテルエステルアミドへの配合量は、ポリエーテルエステルアミドが１００重量部に対し３重量部以上、１０重量部以下が好ましい。３重量部以上とすることで優れた制電性能が得やすく、１０重量部以下とすることで、繊維のタフネスを保ち製糸性を悪化させないので好ましい。
【００２６】
なお、本発明においてポリエーテルエステルアミド系制電剤には、従来公知の抗酸化剤、着色防止剤等が添加されても良く、添加剤は制電剤に対して１０重量％以下とすると制電機能や機械的特性を損なわず好ましい。
【００２７】
そして、ベースポリマと制電剤との双方に含まれる有機電解質の重量配合比が、ベースポリマ：制電剤＝５：９５〜９９：１とする必要がある。ベースポリマ：制電剤＝５：９５以上とすることで制電性を発現させることが出来、９９：１以下とすることで繊維のタフネスを保ち製糸性を悪化させない。より好ましくは９０：１０〜９９：１である。
【００２８】
なお、ベースポリマと制電剤との双方に含まれる有機電解質の総量、即ち、繊維中に含まれる有機電解質の総量は０．０５〜１０重量％とすることが必要である。より好ましくは、２〜７重量％である。有機電解質を０．０５重量％以上とすることで制電性を発現させることが出来、１０重量％以下とすることで繊維のタフネスを保ち製糸性を悪化させない。
【００２９】
本発明のポリエーテルエステルアミド系制電剤のポリエステル繊維内での分散状態は良好な制電性能を発揮させ、繊維の高タフネス、製糸性の安定化を図る上で重要である。この分散状態は溶融された制電剤が繊維長手方向に複数の独立した筋状の独立相を形成していることが好ましい。独立した相を形成している状態とは、隣り合う筋同士が交わらない状態を指す。長手方向に筋状に存在することにより、制電性成分の比界面積が広くなり制電効果が向上する。
【００３０】
この分散状態は制電剤の筋を観察・測定（後述）することで容易に測定でき、その筋状に分散した独立相の平均直径は、４０〜１２０ｎｍの範囲であることが必要である。好ましくは、５０〜１００ｎｍの範囲である。４０ｎｍ以上の場合は、制電性が良好となり、一方、１２０ｎｍ以下で有れば各フィラメントの太さ斑が発生せず、繊維物性が不良とならず、製糸時に糸切れの発生も抑えられる。制電剤の筋状に分散した独立相の平均直径が１２０ｎｍを超えると、口金吐出時に引き伸ばされた制電剤の筋が、吐出後にポリマ間の界面張力により球形に戻ろうとする力も大きくなり、吐出孔直下でバラス効果と呼ばれる吐出孔径の数倍もの直径を有する膨らみが発生する。このため、紡糸での細化変形過程で太細異常が発生しやすく、糸長手方向で繊度斑等の品質の問題が生じたり、太細が大きいときには糸切れが生じたりする。従って、筋状に分散した独立相の平均直径は１２０ｎｍ以下に抑えておく必要がある。筋状に分散した独立相の平均直径を５０ｎｍ以上とすることで、繊維の細化時の筋切断による制電性の低下や、物性低下を抑制でき、１００ｎｍ以下とすることで、繊度斑等の品質問題および糸切れをさらに抑えることができるので好ましい。
【００３１】
上記した如く、筋状に分散した独立相については、アスペクト比（繊維表面の筋状部分の長さ（Ｌ）／幅（Ｄ））で表すことが出来、この値は３０以上が好ましい。さらに好ましくは、５０〜１２０である。制電性を高めるには、制電剤が繊維内で、長く連なった状態で電荷の移動をスムースにさせることが重要で、そのため、制電剤の繊維軸方向の長さは長いほど好ましい。アスペクト比が３０以上であると、帯電した電荷が単繊維表面を流れやすくなり、より良好な制電性が得られ、１２０以下とすることで良好な制電性をキープしたまま糸切れが少なく、高タフネスの繊維が得られるので好ましい。
【００３２】
本発明のポリエーテルエステルアミド系制電剤のポリエステル繊維中における筋状に分散した独立相の平均相間隔は０．５μｍ〜２μｍが好ましい。０．５μｍ以上２μｍ以下であると帯電した電荷がスムースに流れ良好な制電性能が得られ好ましい。
【００３３】
本発明の制電性ポリエステル繊維は、低温・低湿度の環境である温度１０℃、湿度１０％ＲＨ条件下で比抵抗が１００×１０８Ω・ｃｍ未満が好ましい。因みに、一般のポリエステル繊維の原糸比抵抗は１．０×１０１４Ω・ｃｍレベルである。そして、静電気は、空気中の水分量に左右され、湿度の高い環境下では静電気は起こりにくく、乾燥した環境下では静電気が発生しやすい。十分な制電性を発揮するために、低温・低湿度の環境である温度１０℃、湿度１０％ＲＨの過酷な条件下で１００×１０８Ω・ｃｍ未満の原糸比抵抗で有れば十分な制電性能を発揮出来るので好ましい。
【００３４】
本発明の制電性ポリエステル繊維においては、ポリエーテルエステルアミド系制電剤が、繊維中において、繊維軸方向に多数の独立し、連通した筋を形成しており、この筋は高度に分散し、かつ、連続した相をなしている。この時の独立相の平均長さは１μｍ以上、平均相間隔は２μｍ以内で、独立相の総数に対する連通筋の数の割合は、繊維縦断面１μｍ２当たり５０％以上が好ましい。この割合が５０％以上あることで十分な制電性が発現されるので好ましい。
【００３５】
本発明の制電性織編物は上記制電性ポリエステル繊維を、布帛においては経糸、緯糸の少なくとも一方に使用し、布帛の全重量に対して５０重量％以上の割合で含有することが好ましい。５０重量％以上であると着用時に十分な制電性能が得られ好ましい。また、摩擦によって発生する静電気に対処するためには、制電性ポリエステル繊維が直接、人体や、表地あるいは裏地に触れる位置に有ることが好ましい。
【００３６】
こうして得られた制電性織物は、温度２０℃、湿度４０％ＲＨの条件下で摩擦帯電圧が１５００Ｖ以下であることが好ましい。更に過酷な温度１０℃、湿度１０％ＲＨの条件の環境下で摩擦帯電圧が１５００Ｖ以下であれば、より好ましい。摩擦帯電圧が低くなるほど制電性が良好であるが、一般のポリエステル繊維の摩擦帯電圧は、標準状態（温度２０℃、湿度６５％ＲＨ）でおよそ５〜６ｋＶ程度であり、制電性が良好であると言われる帯電防止加工を施した織物などで３ｋＶ程度である。本発明の制電性布帛は、裏地として好ましく用いられる。静電気の発生によって起きる好ましくない問題として、ワンピースやスカートなどの裏地が、歩行時に足にまとわり付いたり、ジャケットの裏地と中衣のセーターやシャツとの摩擦でおこる火花放電がある。本発明の制電性織物を裏地に使用することにより、これらの問題が解消し、着用時の快適性を得ることができるのである。
【００３７】
本発明の制電性ポリエステル繊維において、単糸繊度とフィラメント数も同様に機能面および風合面において商品価値を高める上で重要な要件である。単糸繊度は、０．３〜５ｄｔｅｘが好ましい。
単糸繊度が０．３ｄｔｅｘ以上有ると、安定した製糸性が得られ、また、５ｄｔｅｘ以下で有れば、風合も軟らかく好ましい。さらに好ましくは、０．５〜２ｄｔｅｘである。
【００３８】
本発明の制電性ポリエステル繊維のフィラメント数は、好ましくは１２〜１４４本である。１２本以上有ると、紡糸吐出量も安定し、ポリマの耐熱安定性の悪影響も少なくなり、好ましい。また、フィラメント数が１４４本以内であると、紡糸冷却工程が各フィラメント間で不均一にならず、均一冷却が可能となり、単糸繊度も均一となり好ましい。
【００３９】
強度は２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、タフネスは２０以上であることが好ましい。強度３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上〜５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、タフネス２０以上〜３０以下であることが好ましい。強度２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることで、布帛にした際にその強力も高く、衣料用布帛の薄地化，高密度化，軽量化に適している。強度５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることで、延伸倍率が高すぎることによる毛羽の発生を抑えることができ工程通過性が良好になる。また、繊維強度を高くするには製造時の延伸倍率を高くするのが一般的であるが、このようにすると強度は高くなるものの伸度が低くなり、毛羽が発生しやすく、製織などの工程通過性が悪くなる。このため、伸度を十分に保ちつつ高い強度を得るにはタフネスが２０以上であることが好ましく、２３以上であることがより好ましい。また、製糸条件の適正化によるタフネスの向上には限界があり、タフネスは汎用ポリエステルにて到達可能な３０以下であることが好ましい。
【００４０】
以下、本発明の制電性ポリエステル繊維を好ましく製造する方法について、その留意すべき事項を説明する。
【００４１】
まず、ポリエステルベースポリマの製造方法について説明する。詳細は前記した如く、ベースポリマにエチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とするポリエステルポリマを用い、これに有機電解質を０．０５〜１０重量％添加することが好ましい。この添加時期は、ポリエステルの重縮合反応が完結する前の反応系に添加することが好ましく、より好ましくは重縮合反応の途中の系に添加し、重縮合反応を完結する方法が、製糸工程の安定性を確保するために好ましい。
【００４２】
次に、制電剤としては、有機電解質を添加したポリエステルポリマに、詳細は前記した如く有機電解質を３〜１０重量部添加したポリエーテルエステル系制電剤を０．２〜５重量％添加する必要がある。
【００４３】
制電剤の添加時期について説明する。制電剤はポリエステルの重合工程から紡糸工程における紡出までの任意の段階で添加することが出来るが、紡糸機内で混合させる方法が好ましい。チップブレンドの方法としては、計量供給装置により溶融押出装置の供給部へ、各チップを所定の比率にて連続的に計量・供給するコンスタントフィーダーにて供給し、チップブレンドする方法が好ましい。
【００４４】
このようにして供給・混合された制電剤は、周知の紡糸方法で製糸することができる。混合溶融された制電剤は、ポリエステル繊維中にて、繊維長手方向に複数の独立した筋状態を形成していることが好ましい。独立した筋状態を形成している状態とは、隣り合う筋同士が交わらない状態を指す。長手方向に筋状態に存在することにより、制電性成分の比界面積が広くなり制電効果が向上する。複数の独立した筋状態については、アスペクト比３０以上が好ましく、５０以上であることで、帯電した電荷が単繊維表面を流れやすくなり、より良好な制電性が得られるので好ましい。また、１２０以下とすることで良好な制電性をキープしたまま糸切れが少なく、高タフネスの繊維が得られるので好ましい。
【００４５】
本発明において、有機スルホン酸金属塩が添加されたポリエステルポリマに有機電解質を添加したポリエーテルエステル系の制電剤をチップブレンドした新規制電性ポリマを溶融紡糸するに当たっては、紡糸工程においては、紡糸パック内での分散径を制御するために、ハイメッシュの濾層（＃１００〜＃２００）や濾過径の小さい不織布フィルター（濾過径５〜３０μｍ）を口金上に配置してもよい。中でも、複数の線径の金属不織布からなる多層フィルターが分散径の制御に最も効果的である。
【００４６】
口金吐出孔の形状は、通常の丸断面、Ｙ断面、三角断面、四角断面、扁平断面あるいはこれらの中空断面等、公知のものを用いることができ、用途に応じたものを選択することができる。
【００４７】
口金下の冷却方法は、一方向から冷却するユニフロータイプのチムニーでも、糸条の内側から外側へ、もしくは糸条の外側から内側へ冷却風を当てる環状チムニーでもよい。この際に、冷却風はマルチフィラメントに直交する方向から、マルチフィラメントに冷却気体を当てて冷却することが望ましい。このときの冷却風の速度は、０．１ｍ／秒以上１ｍ／秒以下が好ましく、０．２ｍ／秒以上０．８ｍ／秒以下がより好ましい。また、冷却風の温度は、均一冷却するために低い方が好ましいが、冷却風の温調コストとの兼ね合いから、１５℃以上２５℃以下にすることが現実的であり好ましい。
【００４８】
紡出したマルチフィラメントは公知の紡糸油剤を給油して表面被覆するが、このときの油剤の付着量は、糸に対し、純油分として０．３重量％以上３重量％以下付着させる。紡糸油剤には、衣料用ポリエステル繊維の油剤として広く用いられている通常油剤を用いることが出来る。
【００４９】
引取工程は、（１）巻き取られるプロセスおよび（２）巻き取られたフィラメントをさらに熱延伸するプロセスで成り立つ。上記（１）のプロセスにおいて直接制電性ポリエステル繊維を得ることも可能であり、また冷却風による冷却に引き続いて加熱域で延伸し、次いで（１）のプロセスを経て制電性ポリエステル繊維を得ることも可能である。また（１）のプロセスにおいて引き取った制電性ポリエステル繊維を一旦巻き取ることなく加熱ローラーで延伸、熱処理した後巻き取る１工程法によっても制電性ポリエステル繊維を得ることが可能である。好ましくは、紡糸速度は８００ｍ／分以上で引取り、連続して延伸を行う１工程法の直接紡糸方式である。２工程法の大きな課題として、巻き取った未延伸糸ドラムの温湿度等の保管環境の影響による、巻き取ったドラムの糸質の経時変化、また、ドラム巻き層別の糸質の内外層差、ドラム端面、中央部との部位別が糸質の物性斑として顕著に発生しやすい等の問題を抱えている。一方、直接紡糸方式の１工程法を採用することで上記の物性斑は改善することが可能となるので好ましい。そして、好ましい紡糸速度は１２００ｍ／分以上３０００ｍ／分以下である。３０００ｍ／分以下で紡糸することで、紡糸張力を０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以下に抑えることができ、繊維内部構造の歪みを抑制できるため好ましい。そして、引取後連続して延伸を行う直接紡糸延伸方式が品質の安定、工程の省略化によるコストダウンが図れるので好ましい。
【００５０】
延伸温度としては、未延伸糸のガラス転移温度付近である６０℃以上１４０℃以下で行なうことが好ましい。６０℃以上とすることで均一延伸でき、１４０℃以下とすることで延伸ロールへの融着や繊維の自発伸長による操業性悪化を防ぐことができる。
【００５１】
また、延伸後には、未延伸糸の結晶速度が最大となる温度で熱セットすることが好ましく、１００℃以上２２０℃以下が好ましく、より好ましくは１２０℃以上２００℃以下である。熱セットすることで繊維の結晶化を促進し、強度を高くでき、遅延収縮率、沸騰水収縮率の安定化が図れるので好ましい。
【００５２】
熱セットした繊維は巻取機で巻き取るが、巻取張力は０．０２ｃＮ／ｄｔｅｘ〜０．１５ｃＮ／ｄｔｅｘとすることが好ましい。パッケージに巻いた際に糸物性の内外層差の軽減、サドルやバルジの軽減、そして、遅延収縮率、沸騰水収縮率の安定化が図れるので好ましい。
【００５３】
上記の条件で延伸することで、工程安定性が高く、かつ高強度で高タフネス、高制電性の延伸糸にすることができるのである。
【００５４】
本発明の制電性ポリエステル繊維は、紡糸〜延伸しただけの生糸でもよく、捲縮を付加した加工糸でもよく、また、適宜撚りやエアーなどによる交絡があっても良い。また、ポリエステル系熱可塑性合成繊維は、マルチフィラメントであることが好ましい。スパン糸を用いた場合は、繊維表面の毛羽により摩擦係数が高くなり、摩擦によって静電気が発生しやすくなるため好ましくない。
【００５５】
本発明の制電性布帛は、上記特徴を有する制電性ポリエステル繊維を、その経糸、緯糸の少なくとも一方に５０％以上用いることが好ましく、５０％以上であると、制電性能が発揮され好ましい。更に好ましくは７０％以上、特に好ましくは１００％である。
【実施例】
【００５６】
次に、実施例により本発明を詳細に説明する。各種評価方法は次の方法で行なった。
（繊維の比抵抗測定方法）
試料を、０．２重量％のアニオン界面活性剤の弱アルカリ水溶液中で十分に精練して油剤などを除いた後、十分にすすぎ、乾燥する。ついで、該試料を、長さ（Ｌ）５ｃｍ、総繊度（Ｄ）２０００デニール（２２００ｄｔｅｘ）の繊維束に引き揃えて、温度１０℃、湿度１０％ＲＨ（水蒸気分圧０．９３ｍｍＨｇ）の各条件下で２日間放置調湿した後、振動容量型微少電位測定装置により、印加電圧５００Ｖで試料の抵抗を測定し、次式によって算出する。
ρ＝（Ｒ×０．９Ｄ）／（９×１０５×Ｌ×ｄ×１０４）
ρ：体積固有抵抗（Ω・ｃｍ）
Ｒ：抵抗（Ω）
Ｄ：繊度（ｄｔｅｘ）
Ｌ：試料長（ｃｍ）
ｄ：試料密度（ｇ／ｍ２）    。
【００５７】
（摩擦帯電圧の測定方法）
ポリエステル繊維をＪＩＳ  Ｌ  １０９４（２００８）  摩擦帯電圧測定法に準じて測定し、摩擦開始から６０秒後の帯電圧（Ｖ）を測定した。測定は、温度２０±１℃、相対湿度４０±２％ＲＨおよび温度１０±１℃、相対湿度１０±２％ＲＨの状態の試験室中で実施した。経糸方向、緯糸方向、各ｎ＝５にて測定し、摩擦布にはＪＩＳ  Ｌ  ０８０３（２０１１）に規定の綿添付白布を用いる。
【００５８】
（アスペクト比）
制電性ポリエステル繊維をＮａＯＨ濃度０．１ｋｇ／Ｌ溶液で処理して制電剤部分を溶かした後に、繊維表面に現れた筋を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し、アスペクト比＝繊維表面の筋状部分の長さ／幅で示した。
【００５９】
（繊維の強度，破断伸度，弾性率およびタフネス）
試料を引張試験機（オリエンテック製“テンシロン”（ＴＥＮＳＩＬＯＮ）ＵＣＴ−１００）でＪＩＳ  Ｌ  １０１３（２０１０）８．５．１標準時試験に示される定速伸長条件で測定した。この時の掴み間隔は２０ｃｍ、引張り速度は２０ｃｍ／分、試験回数１０回であった。なお、破断伸度はＳ−Ｓ曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。弾性率は、チャート紙にチャート速度１００ｃｍ／分、応力フルレンジ５００ｃＮとして記録して、引張初期の曲線の傾きから求めた。
タフネスは以下の式から求めた。
【００６０】
タフネス＝強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）×（伸度（％）０．５）
（制電性ポリエステル繊維の制電剤の筋の平均直径）
繊維の長さ方向に対して垂直に切断した単糸の断面スライスをルテニウム染色し、ＳＥＭにてブレンド状態を観察・撮影した。制電剤の筋の分散径を直径換算（制電剤の筋を円と仮定し、制電剤の筋の面積から換算される直径）して求めたものを制電剤の筋の分散径とし、２０個の制電剤の筋の平均値を平均直径とした。
【００６１】
（連通筋の測定方法）
制電性ポリエステル繊維をＮａＯＨ濃度０．１ｋｇ／Ｌ溶液で処理して制電剤部分を溶かした後に、繊維軸に対し平行方向に切断したとき、繊維縦断面に現れた筋をＳＥＭにて観察し、１μｍ２当たりの繊維軸方向の独立相の総数に対する連通筋の数の割合を求め、測定回数１０回の平均値を独立相の総数に対する連通筋の数の割合とした。
【００６２】
（工程張力）
インテック（株）製Ｐ／Ｃ対応型テンションメーター（型番：ＩＴ−ＮＰ）を用いて工程張力を測定した。最終的に得られる繊維の繊度と延伸倍率から、張力を測定する段階での糸の繊度を算出し、以下の式で張力を求めた。
【００６３】
張力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）＝張力計の表示値（ｃＮ）／繊度（ｄｔｅｘ）
（製糸性）
３週間連続運転し、発生した糸切れ回数を記録し、判定した。
【００６４】
○○：糸切れ回数が１日に０〜２回  合格
○  ：糸切れ回数が１日に３〜４回  合格
×  ：糸切れ回数が１日に５回以上  不合格    。
【００６５】
（風合い）
熟練技能者３名による張り感、腰感、しなやか感、極細感、ヌメリ感、ドライ感、パウダー感等を官能試験で評価。
【００６６】
○○：良好な風合い              合格
○  ：多少劣るが許容レベル      合格
×  ：不良                      不合格
総合評価
○○：良好                      合格
○  ：多少劣るが許容レベル      合格
×  ：不良                      不合格    。
【００６７】
（実施例１）
［ポリエステルベースポリマの作成］
ジメチルテレフタレート１００重量部、エチレングリコール６５重量部およびエステル交換反応触媒として酢酸カルシウム０．０９重量部、重縮合反応触媒として三酸化アンチモン０．０３重量部を加え、１４０〜２２０℃の間で、ほぼ理論量のメタノールを留出させた後、トリメチルホスフェート０．０４重量部を加え、３０分後、有機電解質としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム２重量％と分子量４０００のポリエチレングリコール１重量％を添加した。次いで系内を徐々に減圧とし、１ｍｍＨｇの減圧下で２９０℃の温度にしてエチレングリコールを留去し４時間で反応を終了した。得られたポリエステルポリマをチップ化後、１６０℃で６時間真空乾燥し、紡糸機に供給した。
【００６８】
［制電剤の処方］
一方、制電剤として、カプロラクタム５０重量％、ポリエーテルエステル単位４７．３重量％、アジピン酸２．７重量％からなるポリエーテルエステルアミド１００重量部に、スルホン酸金属塩化合物として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを１０重量部配合し、ポリエーテルエステルアミド系制電剤のチップを調整した。調整時には、抗酸化剤として１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリ（３，５−ジ−ｔｅｒブチル−４−ヒドロキシル）ベンゼンを、ポリエーテルエステルアミド１００重量部に対し５．５重量部添加した。得られたポリエーテルエステルアミド系制電剤のチップを８０℃で６時間乾燥した後、有機電解質を２重量％含むポリエステルポリマチップに対してポリエーテルエステルアミド系制電剤チップ１重量％の割合で、コンスタントフィーダーで供給し、ブレンドして紡糸温度２９０℃にて溶融し、引き続き、ギアポンプにて計量，排出し、内蔵された紡糸パックに溶融ポリマを導き、紡糸口金から紡出した。なお、紡糸パックの口金直上には所定のＳＵＳ不織布フィルターを組み込んだ。紡出後、温度２０℃、速度０．４ｍ／秒の冷却風で糸条を冷却固化し、給油装置により油剤を付与した。引き続いて、第１加熱ロール（延伸）にて温度を９０℃として１８００ｍ／分にて引き取り、さらに第２加熱ロール（熱セット）の温度を１５５℃として４６１７ｍ／分にて延伸（延伸倍率：２．５６５倍）を行い、さらに第３、第４非加熱ロールにてそれぞれ周速度４６５４ｍ／分にて糸条を冷却した後、巻取速度４６１０ｍ／分で巻き取った。得られた制電性ポリエステル繊維から構成されるマルチフィラメントは、５６ｄｔｅｘ、４８フィラメントであった。単糸繊度は１．１７ｄｔｅｘで期間中、制電性ポリエステル繊維の製糸性は良好であった。また、延伸糸の物性は、強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が４０％、タフネス２５で実用上なんら問題のないものであった。
【００６９】
また、制電性ポリエステル繊維の筋形成状態は良好であり、ＳＥＭ写真判定にて平均直径は６１ｎｍ、アスペクト比は６０であることを確認した。温度１０℃、湿度１０％ＲＨ環境下における比抵抗は、４０×１０８Ω・ｃｍと良好であった。
【００７０】
また、繊維軸に対し垂直方向に切断したとき、繊維横断面におけるそれぞれの制電剤の筋の平均相間隔は、１．２μｍであり、また、繊維軸に対し平行方向に切断したとき、繊維縦断面における１μｍ＾２当たりの繊維軸方向の独立相の総数に対する連続した連通筋の数の割合は７０％であった。
【００７１】
得られた制電性ポリエステル繊維を経緯糸に使用し、平織物を製織した。得られた生機を、９８℃×１００ｍ／ｍｉｎで精錬し、引き続いて１３０℃×９０ｍ／ｍｉｎで乾燥後、１３０℃で紺色に高圧染色した。この染色サンプルを用いて摩擦耐電圧を測定した。温度２０℃、湿度４０％ＲＨ条件下での摩擦耐電圧は６０２Ｖ、温度１０℃、湿度１０％ＲＨ条件下で９０４Ｖと良好な制電性能を示した。以上の結果を表１に示した。
【００７２】
（実施例２〜５）
ベースポリマであるポリエステルへの有機電解質の添加量を表１の如く変更した以外は実施例１に準じて実施した。制電性能、糸物性、布帛の制電性能とも良好であった。結果を表１に示した。
【００７３】
（実施例６,７）
制電剤への有機電解質の添加量を表１の如く変更した以外は実施例１に準じて実施した。制電性能、糸物性、布帛の制電性能とも良好であった。結果を表１に示した。
【００７４】
【表１】
2015007297.tif 000002
【００７５】
（実施例８〜１１）
繊維全体への制電剤の添加量を表１の如く変更した以外は実施例１に準じて実施した。制電性能、糸物性、布帛の制電性能とも良好であった。結果を表２に示した。
【００７６】
（実施例１２,１３）
ベースポリマであるポリエステルへの有機電解質の添加量および繊維全体への制電剤の添加量を表１の如く変更した以外は実施例１に準じて実施した。制電性能、糸物性、布帛の制電性能とも良好であった。結果を表２に示した。
【００７７】
（実施例１４）
紡糸口金を１４４Ｈに変更した以外は実施例１に準じて実施した。単糸繊度は０．３９ｄｔｅｘであった。制電性能、糸物性、布帛の制電性能とも良好であった。結果を表２に示した。
【００７８】
（実施例１５）
紡糸口金を１８Ｈに変更し、繊度を８４ｄｔｅｘに修正した以外は、実施例１に準じて実施した。単糸繊度は４．７ｄｔｅｘであった。制電性能、糸物性、布帛の制電性能とも良好であった。結果を表２に示した。
【００７９】
（実施例１６）
経糸に５６ｄｔｅｘ、２４フィラメントのホモポリエチレンテレフタレート繊維、緯糸に本発明の制電性ポリエステル繊維を用いた以外は実施例１に準じて実施した。布帛の摩擦耐電圧が多少大きくなったが本発明の範囲内であった。結果を表２に示した。
【００８０】
【表２】
2015007297.tif 000003
【００８１】
［比較例１,２］
表３に記載のベースポリマへの有機電解質の添加量を変更した以外は実施例１と同じ方法で実施した。比較例１は製糸性が悪く、比較例２は制電性能が不足した。
［比較例３,４］
表３に記載の繊維全体への制電剤の添加量を変更した以外は実施例１と同じ方法で実施した。比較例３は原糸のタフネスが不足し、製糸性も悪かった。一方、比較例４は制電性能が不足していた。
【００８２】
【表３】
2015007297.tif 000004