(57)【要約】【課題】均一な減量加工を施すことによってソフトな風合いを発現させることが可能であり、かつ、優れた吸湿性を有する複合繊維を提供する。【解決手段】平均分子量が４０００〜１５０００のポリエーテル化合物またはポリエーテル化合物誘導体を１０〜３０質量％含有し、スルホン酸塩基を有する芳香族ジカルボン酸及び／又はフェノール性水酸基を有する芳香族ジカルボン酸が全酸成分に対して０．５〜５モル％、及びダイマー酸が全酸成分に対して０．５〜５モル％、それぞれ共重合されており、かつ膨潤率が５％以下であるポリアルキレンテレフタレートを芯成分とし、アルキ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を鞘成分とする芯鞘型ポリエステル複合繊維であって、複合繊維の吸湿率（温度３４℃、湿度９０％ＲＨの雰囲気下における）が２．５質量％以上である、吸湿性ポリエステル複合繊維。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均分子量が４０００〜１５０００のポリエーテル化合物またはポリエーテル化合物誘導体を１０〜３０質量％含有し、スルホン酸塩基を有する芳香族ジカルボン酸及び／又はフェノール性水酸基を有する芳香族ジカルボン酸が全酸成分に対して０．５〜５モル％、及びダイマー酸が全酸成分に対して０．５〜５モル％、それぞれ共重合されており、かつ膨潤率が５％以下であるポリアルキレンテレフタレートを芯成分とし、アルキ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を鞘成分とする芯鞘型ポリエステル複合繊維であって、複合繊維の吸湿率（温度３４℃、湿度９０％ＲＨの雰囲気下における）が２．５質量％以上であることを特徴とする吸湿性ポリエステル複合繊維。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルカリ減量処理や染色などの後加工工程において鞘割れを生じることがなく、ソフトな風合いを発現させることが可能で、吸湿性に優れた芯鞘型ポリエステル複合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に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ており、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。
【０００３】
しかしながら、ポリエステル繊維は疎水性であるために極めて吸湿性が低く、インナー、中衣、スポーツ衣料等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は、肌からの発汗によるムレやベタつき等を生じ、快適性の点で天然繊維と比較して著しく劣り、このような衣料分野での利用が大きく制限されている。
【０００４】
従来、ポリエステル繊維に親水性または吸湿性を付与しようとする試みが種々なされてきた。例えば、特開昭６２−２６７３５２号公報には、ポリアルキレングリコール類を５０〜７０質量％配合してなるポリエステル組成物が開示されている。このような組成物からなる繊維は、耐薬品性に劣るものであり、特にアルカリによる減量速度が著しく速くなってしまうという欠点を有する
【０００５】
一般に、ポリエステル繊維は、アルカリ減量加工を施すことによりソフトな風合いを発現させることが行われているが、このようなアルカリによる減量速度が速い繊維では、減量率をコントロールして減量加工を均一に行うことができず、ソフトな風合いを有する繊維を得ることができないという問題があった。
【０００６】
このような問題点を解決する方法として、例えば、特開平２−９９６１２号公報には、常温下で吸湿率が１０質量％以上の吸湿性ポリマーを芯部とし、鞘部をポリエステルで覆った芯鞘型複合繊維が提案されている。しかしながら、このような方法でもアルカリ減量加工時の熱水により芯部の吸湿性ポリマーが大きく膨潤するため、複合繊維の表面にひび割れが生じ、水に対する親和性が高い芯部のポリマーが外部に流出してしまうという問題があった。
【０００７】
また、特開平９−２２８１５７号には、ポリエステルからなる外層と内層の間に、ポリエーテル化合物を含む吸湿性ポリマーの中間層が複合されており、かつ、中空部を有する中空状三層複合繊維が提案されている。このような繊維は、アルカリ減量加工時の熱水により、中間層の吸湿性ポリマーが膨潤しても中空部が変形することによって複合繊維の表面はひび割れを起こさず、水に対する親和性が高い中間層のポリマーが外部に流出することがないようにしたものである。このような繊維形態をとることにより、ある程度のアルカリ減量加工は可能となるが、繊維の断面形状が複雑であるために製糸の安定性に劣り、操業性が極めて悪いという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、操業性よく得ることが可能であり、減量加工を施しても吸湿性ポリマーの膨潤が小さく、繊維表面にひび割れが生じることなく、均一な減量加工を施すことができ、布帛にソフトな風合いを発現させることができ、かつ、優れた吸湿性を有する吸湿性ポリエステル複合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】
本発明者は、上記の課題を解決するために検討した結果、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、平均分子量が４０００〜１５０００のポリエーテル化合物またはポリエーテル化合物誘導体を１０〜３０質量％含有し、スルホン酸塩基を有する芳香族ジカルボン酸及び／又はフェノール性水酸基を有する芳香族ジカルボン酸が全酸成分に対して０．５〜５モル％、及びダイマー酸が全酸成分に対して０．５〜５モル％、それぞれ共重合されており、かつ膨潤率が５％以下であるポリアルキレンテレフタレートを芯成分とし、アルキ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を鞘成分とする芯鞘型ポリエステル複合繊維であって、複合繊維の吸湿率（温度３４℃、湿度９０％ＲＨの雰囲気下における）が２．５質量％以上であることを特徴とする吸湿性ポリエステル複合繊維を要旨とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の吸湿性ポリエステル複合繊維の芯成分及び鞘成分を形成するポリアルキレンテレフタレートは、具体的にはポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略す）、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート等が好適である。
そして、芯成分を形成するポリアルキレンテレフタレートは、平均分子量が４０００〜１５０００、好ましくは６０００〜１００００のポリエーテル化合物またはポリエーテル化合物誘導体を１０〜３０質量％含有することが必要である。
【００１１】
ポリエーテル化合物またはポリエーテル化合物誘導体の平均分子量が４０００未満であると、十分な吸湿性を示さず、添加量を増しても目的とする吸湿性能を持つ繊維が得られない。また、その平均分子量が１５０００を超える場合は、ポリアルキレンテレフタレートとの相溶性が悪く、操業性が低下したり、アルカリ減量加工時、または染色時においてポリエーテル化合物が溶出しやすくなるため好ましくない。
【００１２】
ここでいうポリエーテル化合物またはポリエーテル化合物誘導体の例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体などが挙げられる。中でもポリエチレングリコール（以下ＰＥＧと略す）が好適である。
【００１３】
このポリエーテル化合物またはポリエーテル化合物誘導体の含有量が１０質量％未満では充分な吸湿性が発現せず、一方、３０質量％を超えるとアルカリ減量加工時や染色時にポリマーが膨潤しやすくなったり、操業性が著しく低下するため好ましくない。
【００１４】
また、繊維の芯成分を形成するポリアルキレンテレフタレートは、スルホン酸塩基を有する芳香族ジカルボン酸、フェノール性水酸基を有する芳香族ジカルボン酸をそれぞれ単独、もしくは併用して、全酸成分に対して０．５〜５モル％共重合されていることが必要である。
スルホン酸塩基を有する芳香族ジカルボン酸、フェノール性水酸基を有する芳香族ジカルボン酸は、ポリアルキレンテレフタレートを親水化する効果があり、具体的には、前者は５−ナトリウムスルホイソフタル酸等のスルホン酸塩基を有するイソフタル酸、後者は５−ヒドロキシイソフタル酸が好適である。
【００１５】
これらの共重合割合は、全酸成分対して０．５〜５モル％の範囲とすることが必要であり、より好ましくは０．５〜２モル％の範囲とする。共重合割合が０．５モル％未満であると、繊維の吸湿性を向上させる効果が不充分となり、一方、５モル％を超えると、重合時にポリマーの溶融粘度が高くなり、操業性が低下したり、吸湿、吸水により膨潤しやすくなる。
【００１６】
さらに、繊維の芯成分を形成するポリアルキレンテレフタレートは、ダイマー酸が全酸成分に対して０．５〜５モル％共重合されていることが必要である。ダイマー酸とは炭素原子数が１０以上の脂肪族モノカルボン酸の二量体であり、例えばオレイン酸をニッケルの存在下に加圧系でカップリングして得ることができる。ダイマー酸の市販品としては、コグニス社製エンポール１００８等が挙げられる。
ダイマー酸はその嵩高な分子構造のため、共重合させるとポリアルキレンテレフタレートの疎水性が増加し、アルカリ減量処理や染色などの工程で、芯部のポリマーが吸湿、吸水して膨潤することにより生じる鞘割れを抑制することができる。
【００１７】
ダイマー酸の共重合割合が０．５モル％未満であると、芯部ポリマーの膨潤を防ぐ効果が不十分となり、５モル％を超えると、融点の低下など繊維の物性が著しく低下したり、吸湿性能が低下することがあるので好ましくない。
【００１８】
さらに、本発明の複合繊維の芯成分を形成するポリアルキレンテレフタレートは、以下に示す方法で測定した膨潤率が５％以下であることが必要である。この膨潤率が５％を超えるポリマーを芯成分として用いると、繊維のアルカリ減量加工時や染色時に鞘割れが生じやすくなる。
【００１９】
なお、ポリマーの膨潤率の値は、次の方法で測定した値をいう。
ポリマーを繊径約０．２ｍｍのモノフィラメントに加工し、正確な繊径を光学顕微鏡にて測定する。これを水とともにオートクレーブに入れ、１３０℃で６０分、加熱処理した後、再び繊径を測定する。そして、次式により膨潤率を求める。
膨潤率（％）＝〔（熱水処理後繊径−熱水処理前繊径）／熱水処理前繊径〕×１００
【００２０】
さらに、本発明の複合繊維は、温度３４℃、湿度９０％ＲＨの雰囲気下における吸湿率が２．５質量％以上であることが必要である。吸湿率が２．５質量％未満では、綿等の天然繊維と比較して充分な吸湿性が得られず、衣類とした場合の着用時に不快感を生じやすいので好ましくない。
なお、吸湿率の値は、次の方法で測定した値を言う。
繊維を筒編し、これを２５℃、６０％ＲＨで調湿して質量Ｗ０を測定する。次いで、この筒編地を、２ｈＰａ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、質量Ｗ１を測定する。そして、次式により吸湿率を求める。
吸湿率（質量％）＝〔（Ｗ１−Ｗ０）／Ｗ０〕×１００
【００２１】
なお、芯成分、鞘成分を形成するポリアルキレンテレフタレートには、本質的な特性を損なわない限り、上記した以外にも他の共重合成分を少量含有していてもよく、これらの共重合成分としては、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、１，４−シクロヘキサノンジメタノール、ダイマージオール、ビスフェノールＡのエチレンオキシド付加体、ビスフェノールＳのエチレンオキシド付加体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。
【００２２】
また、本発明の複合繊維において、芯／鞘の質量比は２０／８０〜７０／３０、好ましくは３０／７０〜６０／４０の範囲とする。鞘成分の割合がこれより小さいと、アルカリ減量処理の際に鞘部の厚みが極端に薄くなり、繊維表面に割れを生じやすくなる。また、芯成分の割合がこれより小さいと充分な吸湿性が得られにくい。
複合繊維の形態は、芯鞘状であれば、同心型、偏芯型のいずれでもよく、繊維の断面形状は、円形のみでなく、多角形、Ｈ型などの異形断面でもよい。
【００２３】
さらに、ポリエステル繊維の形態は長繊維としても短繊維としてもよく、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。
【００２４】
本発明の吸湿性ポリエステル複合繊維は、例えば、次のような方法により製造することができる。
テレフタル酸とジオールを直接エステル化させるか、テレフタル酸の低級アルキルエステルとジオールをエステル交換させて、ポリエステルオリゴマーを合成し、これにポリエーテル化合物またはポリエーテル化合物誘導体と、スルホン酸塩基を有する芳香族ジカルボン酸及び／又はフェノール性水酸基を有する芳香族ジカルボン酸、およびダイマー酸等を添加し、重縮合反応を行う。
重縮合反応は、通常アンチモン、ゲルマニウム、スズ、チタン、亜鉛、アルミニウム、コバルト等の金属化合物の存在下で、０．１２〜１２ｈＰａ程度の減圧下、２２０〜２９０℃の温度で、極限粘度が０．５以上となるまで行うことが好ましい。
また、効果を阻害しない範囲であれば、ヒンダードフェノール系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、酸化セリウムのような耐光性改良剤等の添加剤を含有させても差し支えない。
このようにして得られた吸湿性ポリエステル、および通常の重合方法で得られたＰＥＴ等を常法により乾燥し、溶融紡糸機に供給してポリエステルの融点より２０℃以上高い温度で、前者を芯成分、後者を鞘成分となるように同心円型複合繊維用口金から溶融紡糸する。紡糸された糸条を冷却後、１０００〜４０００ｍ／分の速度で引き取り、未延伸糸または半未延伸糸として、一旦捲き取るか、あるいは、捲き取ることなく引き続いて１．５〜４．０倍に延伸、熱処理等を行って本発明の複合繊維を得る。
【００２５】
【作用】
本発明のポリエステル複合繊維が、アルカリ減量加工や染色時に鞘割れせず、また優れた吸湿性を備えている理由について、本発明者は次のように推定している。
ポリエステルに吸湿性を付与するためには、ある程度のセグメント長を有するポリエーテル化合物またはポリエーテル化合物誘導体を含有させることが必要であり、例えば、ＰＥＧの場合、平均分子量が約４０００以上でないと良好な吸湿性は得られない。しかし、このような高分子量のポリエーテル化合物は、一般にポリエステルに対する相溶性が劣るために、全てがポリエステルに共重合されず、ある程度の量はポリエステル中に分散した状態となっている。このようなポリエステルからなる繊維にアルカリ減量加工を行うと、まず、熱水によって共重合されていないポリエーテル化合物またはポリエーテル化合物誘導体が溶出して繊維の表面積を増大させ、その結果、アルカリによるポリエステルの加水分解が急激に進行するものと考えられる。
本発明のポリエステル複合繊維は芯部が吸湿性ポリマーであり、その外側が疎水性ポリマーで覆われているため、アルカリ減量加工時や染色時においても熱水が直接吸湿性ポリマーに接触せず、ポリエーテル化合物またはポリエーテル化合物誘導体が溶出しにくい。
また、芯部の吸湿性ポリマーは、ダイマー酸を適量共重合することによって、ポリマーの吸湿性能に影響が無い範囲で疎水性を増加させ、アルカリ減量処理や染色などの工程において、吸湿、吸水することによって起こる芯部のポリマーの膨潤を、繊維の鞘割れが発生しない程度に抑えることが可能となる。
さらに、芯部の吸湿性ポリマー中には、スルホン酸塩基を有する芳香族化合物やフェノール性水酸基を有する芳香族化合物が共重合されているために、親水性が向上し、繊維の吸湿性能がアップする。
これらの結果として、繊維に優れた吸湿性を付与しつつ、アルカリ減量速度が実用上問題ない範囲にすることが可能であると推定される。
【００２６】
【実施例】
次に、実施例により本発明を具体的に説明する。
なお、測定法や評価は次の通りに行った。
（ａ）極限粘度（〔η〕）
フェノールとテトラクロロエタンとの等質量混合物を溶媒とし、温度２０℃で測定した。
（ｂ）膨潤率
前記した方法で測定した。
（ｃ）強伸度
オリエンティック社製テンシロンＲＴＣ−１２１０型を用い、５０ｃｍの資料を５０ｃｍ／分の速度にて引張試験を行い、そのストレス−ストレイン曲線から求めた。
（ｄ）アルカリ減量速度
繊維を筒編し、５質量％の水酸化ナトリウム水溶液で７０℃×４０分、浴比１：５０で処理したときの減量質量から、次式により求めた。
減量速度（質量％／分）＝〔（減量前質量−減量後質量）／減量前質量〕×１００／４０
（ｅ）吸湿率
前記した方法で測定した。
（ｆ）風合い
繊維を筒編し、５質量％の水酸化ナトリウム水溶液で７０℃、浴比１：５０で減量質量が２０質量％となるように処理し、処理前後の風合いを１０人のパネラーによる官能試験により、次の三段階で評価した。
○：１０人中７人以上が軟らかいと感じた。
△：１０人中４〜６人が軟らかいと感じた。
×：軟らかいと感じた人が１０人中３人以下であった。
【００２７】
実施例１
ＰＥＴオリゴマーの存在するエステル化反応缶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、温度２５０℃、圧力０．１ＭＰａ、滞留時間８時間の条件で、エステル化反応を行い、反応率９５％のＰＥＴオリゴマーを連続的に得た。
このＰＥＴオリゴマー４２．５ｋｇを重縮合反応缶に移送し、平均分子量６０００のＰＥＧを１３．３ｋｇ（生成するポリマーに対し２３質量％となる量）、ダイマー酸（コグニス社製エンポール１００８）を２．６ｋｇ（全酸成分に対して２モル％となる量）と、抗酸化剤として「イルガノックス１０１０」（チバスペシャルティケミカルズ社製、ヒンダードフェノール系抗酸化剤）を１１６ｇ（生成するポリマーに対して０．２質量％となる量）添加し、６０分間攪拌混合した。その後、三酸化アンチモンを２６ｇ（全酸成分１モルに対して４×１０−４モルとなる量）、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（以下ＳＩＰＧと略す）を４．３ｋｇ（全酸成分に対して２モル％となる量）添加し、重縮合反応缶内の温度を３０分間で２７５℃に昇温し、圧力を徐々に減じて６０分後に１．２ｈＰａ以下とした。この条件で、攪拌しながら４時間重縮合反応を行い、常法により払い出してペレット化した。
次に、このペレット、および通常の重合法によって得られた〔η〕が０．７０であるＰＥＴのペレットを常法により乾燥した後、溶融紡糸装置に供給し、前者を芯成分、後者を鞘成分となるように同心円型複合繊維用の口金を用いて紡糸温度２９０℃で芯部／鞘部の質量比率が４０／６０になるように溶融紡糸し、１４００ｍ／分の速度で未延伸糸を捲き取った。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、熱処理して捲き取り、８３デシテックス／３６フィラメントの芯鞘複合繊維を得た。
【００２８】
実施例２、３、比較例３〜６
ポリエーテル化合物またはポリエーテル化合物誘導体の種類および含有量、ＳＩＰＧ、およびダイマー酸の共重合割合を表１に示すように種々変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００２９】
実施例４、５　比較例１〜２、７〜８
ポリエーテル化合物またはポリエーテル化合物誘導体の種類および含有量、ダイマー酸の共重合割合を表１に示すように種々変更し、またＳＩＰＧの代わりに５−ヒドロキシイソフタル酸（以下ＨＩＰＡと略す）を添加し、その共重合割合を表１に示すように種々変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００３０】
実施例１〜５及び比較例１〜８における吸湿性ポリマーの性能、複合繊維の物性値及び評価結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2004084087.tif 000002
【００３２】
表１から明らかなように、実施例１〜５では、製糸、操業性が良好で、得られた繊維は、減量加工により繊維表面にひび割れを生じることなく、ソフトな風合いを発現させることが可能であり、吸湿性に優れていた。
一方、比較例１では、添加するポリエーテル化合物の分子量が小さく、それ自体の吸湿性が低いために、比較例３ではポリエーテル化合物の添加量が少なすぎるために、比較例５ではＳＩＰＧの共重合割合が少なすぎるために、ともに得られた複合繊維は吸湿率が不充分なものであった。比較例２ではポリエーテル化合物の分子量が大きく、ＰＥＴとの相溶性が悪いために、比較例４ではポリエーテル化合物の添加量が多すぎるために、比較例６ではＳＩＰＧの共重合割合が多すぎるために、得られた複合繊維の強度は低く、また、芯部の吸湿性ポリマーの膨潤率が大きくアルカリ減量処理時に複合繊維の鞘割れが生じ、結果的にアルカリ減量速度が速くなり、均一な減量加工ができなかったため、ソフトな風合いを持つ繊維が得られなかった。比較例７ではダイマー酸の共重合割合が少なすぎるために、芯部の吸湿性ポリマーの膨潤率が大きくアルカリ減量処理時に複合繊維の鞘割れが生じ、均一な減量加工を行うことができず、ソフトな風合いを持つ繊維が得られなかった。比較例８ではダイマー酸の共重合割合が多すぎるために、得られた複合繊維の強度が低く、また吸湿率も低いものであった。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のポリエステル複合繊維は、操業性よく得ることが可能であり、減量加工を施しても吸湿性ポリマーの膨潤が小さく、繊維表面にひび割れが生じることなく、均一な減量加工を施すことができる。これにより、布帛にソフトな風合いを発現させることができ、優れた吸湿性を付与することが可能となり、快適な着用感が得られる布帛が提供される。