(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点が２５５℃以下、アンチモン原子含有量が５０ｐｐｍ以下のポリエステルＡにポリ（Ｎ−ビニルラクタム）を溶融混練してマスターポリマーを作製し、次いで紡糸装置内でマスターポリマーとポリエステルＢとを重量比１：０．５〜１：１０となるようにブレンドした後、溶融紡糸することを特徴とする吸放湿性ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項２】
ベースポリマーのポリエステルＢが、マスターポリマーのポリエステルＡとは異なるポリエステルであることを特徴とする請求項１記載の吸放湿性ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項３】
ベースポリマーのポリエステルＢのアンチモン原子含有量が２００ｐｐｍ以上であることを特徴とする請求項１または２記載の吸放湿性ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項４】
マスターポリマーを作製後に、一旦冷却してチップ化することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の吸放湿性ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項５】
マスターポリマーを溶融状態のまま連続して紡糸装置に送り込むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の吸放湿性ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項６】
マスターポリマーとベースポリマーであるポリエステルＢとのブレンドを剪断速度１０〜５００（１／ｓｅｃ）で行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の吸放湿性ポリエステル繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸放湿性の良好なポリエステル繊維の製造方法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やポリブチレンテレフタレートに代表されるポリエステル繊維は機械的強度、耐熱性などに優れるため、衣料用途を主体に広く使用されている。しかしながら、これらのポリエステル繊維は極めて吸放湿性が低いため、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，ベタツキなどを生じ、吸放湿性の高い天然繊維に比較して快適性の点で劣るため、これらの分野への進出は限定されている。
【０００３】
このため、例えば特許文献１に記載されているように、ポリエステル繊維からなる布帛に、高次加工で吸放湿性成分を付与する技術が提案されている。しかしながら、この方法では布帛の風合いが硬くなったり、洗濯耐久性に劣ったりする問題があった。
【０００４】
そこで、ポリエステル繊維自体に吸放湿性を付与すべく、例えば特許文献２〜４に記載されているように、吸放湿性を持つポリマーを芯成分とし、これを鞘成分である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。この方法により吸放湿性は向上するものの、染色などの熱水処理時に、芯部の吸湿膨潤による体積膨張により鞘部に歪みがかかり、繊維表面にひびや割れ（鞘割れ）が生じ、商品価値が低下するばかりでなく工程トラブルを生じる等の欠点がある。繊維中に中空部を設けることで芯部の体積膨張を吸収し鞘割れを抑制する試みもなされているが、これにより界面での剥離が生じやすく商品価値を損なうという問題があった。
【０００５】
そこで、吸湿ポリマーの膨潤による体積変化の絶対値を小さくすることで鞘割れを抑制すべく、例えば特許文献５に記載されているように、吸湿ポリマーをポリエステル中に分散させる技術が提案されている。しかしながら、該技術ではポリオキシアルキレングリコールとポリエステルとを共重合したポリマーを吸湿ポリマーとして用いているため、吸放湿性を十分に発現させるためには島成分比率を高める必要があり、これにより操業性が不安定になり糸切れが多くなったり、得られた繊維の長手方向の繊度斑が大きくなったりする問題があった。
【０００６】
これに対して、例えば特許文献６に記載されているように、吸湿成分を共重合せずに単体で用いてポリエステル中に分散させる技術が提案されている。しかしながら、該技術はポリアミドに関するものであり、ポリエステル特有のハリ，コシを再現することは不可能であった。また、該技術をポリエステルに適用する技術が、例えば特許文献７に記載されている。しかしながら、該文献には一般的な製造方法の記載しかなく、実施例でもフィルムしか製造していない。該文献に則り繊維を製造したところ、繊維が黒く着色する，操業中の発煙および繊維の黄味が高くなる、紡糸操業性が悪く糸切れが多発し繊維の長手方向の繊度斑が大きい、巻取中に糸層が破裂する，巻取糸保管中に膨潤し延伸時の解舒性が悪くなるため延伸操業性が悪く繊度斑が大きい、など多くの問題が発生した。
【０００７】
以上の通り、吸放湿性繊維に関する研究は、上記の特許文献で示した如く検討が進められており、技術的進歩もなされてきている。しかしながら、製糸性が良好で、吸放湿性能の良好な吸放湿性繊維の製造法に関する研究は殆ど進んでおらず、吸放湿性と製糸性を満足する吸放湿性繊維の製造方法が待ち望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−６９８４６号公報
【特許文献２】特開平５−２０９３１６号公報
【特許文献３】特開平６−１３６６２０号公報
【特許文献４】特開平９−１１１５７９号公報
【特許文献５】特開２００４−２７７９１１号公報
【特許文献６】特公昭５５−４８５２号公報
【特許文献７】特開２００２−１５５４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、優れた繊維物性を有し、吸放湿性と製糸性が良好な吸放湿性ポリエステル繊維の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、融点が２５５℃以下、アンチモン原子含有量が５０ｐｐｍ以下のポリエステルＡにポリ（Ｎ−ビニルラクタム）を溶融混練してマスターチップを作製し、次いで紡糸装置内でマスターポリマーとポリエステルＢとを重量比１：０．５〜１：１０となるようにブレンドした後、溶融紡糸することを特徴とする吸放湿性ポリエステル繊維の製造方法によって解決することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来技術では成し得なかった優れた繊維物性が得られ、製糸性が良好で、着用快適性を得るのに十分な吸放湿性を有している吸放湿性ポリエステル繊維の製造方法によって達成できる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の製造方法で得られた吸放湿性ポリエステル繊維は、ポリエステルとポリ（Ｎ−ビニルラクタム）とがアロイ化されたポリマーを繊維にしたものである。ここで、アロイ化とは、複数のポリマーを混合し、新たな特性を持たせる操作である。本発明のポリマーアロイ繊維は、ポリエステルを海成分，ポリ（Ｎ−ビニルラクタム）を島成分とした海島構造を持つものである。
【００１３】
以下に本発明の吸放湿性ポリエステル繊維の製造方法の概略を示す。
融点が２５５℃以下、アンチモン原子含有量が５０ｐｐｍ以下のポリエステルＡと、ポリ（Ｎ−ビニルラクタム）を、スクリュ径４０ｍｍ以上１３０ｍｍ以下、Ｌ／Ｄ３５以上８０以下の二軸押出機の混練装置を用い、重量比９７：３〜５５：４５、繊維断面における平均分散径が５００ｎｍ以下となるように溶融混練してマスターポリマーを作成し、一旦冷却した後チップ化するか、または溶融状態のまま連続して紡糸装置に送り込む。
【００１４】
紡糸装置に送り込まれたマスターポリマーとベースポリマーＢとを重量比１：０．５〜１：１０となるように低温・低剪断速度でブレンドし、計量した後、口金上に配置された金属不織布からなるフィルターを通し、口金から吐出した繊維を冷却して給油した後、３００ｍ／分以上で引き取り、連続して延伸工程に導き、延伸温度３０℃以上、１４０℃以下にて１段または２段階で延伸して巻き取る。
【００１５】
次に、各製造工程の詳細について説明する。
本発明の製造方法で用いるポリエステルＡについて説明する。まず、ポリエステルＡの融点は２５５℃以下であることが必要であり、２４５℃以下であることが好ましい。これは、吸放湿成分として用いるポリ（Ｎ−ビニルラクタム）が高温下で熱劣化により黄変し、吸放湿繊維の性能を低下させ、製糸性の不良をきたし、色調ｂ値を悪化させる原因となる。このため、融点が２５５℃以下のポリエステルを用いることで混練温度や紡糸温度を低く抑えることができ、ポリ（Ｎ−ビニルラクタム）の熱劣化を抑制でき、吸放湿繊維の性能を低下させることなく、製糸性が良好で、色調ｂ値の悪化を抑制できる繊維が得られるのである。
【００１６】
そして、吸湿ポリマーと溶融混練するベースポリマーに用いるポリエステルＡは、アンチモン原子含有量は５０ｐｐｍ以下が必要であり、４０ｐｐｍ以下であることが好ましい。ポリエステルの重縮合時に用いられる触媒としては、三酸化アンチモンが広く用いられており、この場合ポリエステル中のアンチモン原子含有量は１００ｐｐｍ以上であるが、本発明に用いられるポリエステルＡはアンチモン原子含有量が５０ｐｐｍ以下であることが必要で、この場合、吸放湿性ポリエステル繊維のアンチモン原子含有量も５０ｐｐｍ以下となる。前述の通り、ポリエステルＡとポリ（Ｎ−ビニルラクタム）とを混練することで、マスターポリマーが黒く着色する問題が判明していたが、本発明者らは鋭意検討の結果、この着色の原因がアンチモン原子とポリ（Ｎ−ビニルラクタム）との反応によるものであることを突き止め、アンチモン原子の含有量が５０ｐｐｍ以下であるポリエステルを用いることで、マスターポリマーが黒く着色するのを抑制でき、繊維にした際に色調Ｌ値を７０以上にできることを見出したものである。ポリエステル中のアンチモン原子含有量を５０ｐｐｍ以下にするには、アンチモン系以外の重合触媒（チタン系，スズ系，ゲルマニウム系など）を用いるか、これらとアンチモン系重合触媒とを併用するなどにより達成できる。
【００１７】
一方、紡糸時にマスターポリマーとブレンドするポリエステルＢとしては、アンチモン原子含有量が２００ｐｐｍ以上であることが好ましい。チタン系触媒等のアンチモン系触媒以外の触媒はポリエステルと作用して着色することが知られており、アンチモン原子含有量２００ｐｐｍ以上とすることでアンチモン系触媒以外の触媒による着色を抑制できる。
【００１８】
本発明の製造方法で用いるポリエステルとしては、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステルのいずれを用いても良い。芳香族ポリエステルとしては、その酸成分がテレフタル酸および／またはイソフタル酸であり、ジオール成分がエチレングリコール，トリメチレングリコール，テトラメチレングリコールなどの脂肪族ジオールのうち少なくとも１種よりなるものがあげられる。これらの中でポリエチレンテレフタレート，ポリプロピレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート等が好ましい。また、芳香族ポリエステルの一部を共重合成分で置換したものでもよく、共重合成分としては、フタル酸，メチルテレフタル酸，メチルイソフタル酸，スルホイソフタル酸塩，コハク酸，アジピン酸，セバシン酸などが挙げられる。これらの非対称分子をポリマー中に共重合することで共重合ポリエステルの融点を低くすることができ、特にイソフタル酸はテレフタル酸に分子構造が近く組成物の物性を損なわないため好ましい。さらに上述の芳香族ポリエステルに分岐成分として、トリメシン酸，トリメリット酸などを共重合せしめたものでもよい。脂肪族ポリエステルとしては、グリコール酸，乳酸などのヒドロキシカルボン酸の単独重合体またはそれらの共重合体があげられる。これらの中で、ポリグリコール酸，ポリ乳酸などが好ましい。
【００１９】
本発明のマスターポリマーに用いる吸放湿成分のポリ（Ｎ−ビニルラクタム）としては、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン，Ｎ−ビニル−２−ピペリドン，Ｎ−ビニルカプロラクタムなどのＮ−ビニルラクタム類の重合体があげられる。本発明で使用されるポリ（Ｎ−ビニルラクタム）としては、立体障害が小さく水分子を吸着、放出しやすいことから、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンの重合体であるポリビニルピロリドンが好ましい。ポリビニルピロリドンは重量平均分子量０．５万〜２５０万のものが一般的であるが、このうち重量平均分子量１万〜１００万のものが好ましく、重量平均分子量３万〜５０万のものがより好ましい。重量平均分子量１万以上であることで、熱安定性が高くなり、また、溶融紡糸時のブリードアウトを抑制でき、さらに、高次加工時や製品として使用する際のポリビニルピロリドンの溶出を抑制でき吸放湿性を向上することができる。また、重量平均分子量１００万以下であることで、マスターポリマーの粘度が高くなり、ポリエステル中で凝集して分散性が低下することや、紡糸時に装置にかかるポリマー圧力が高くなることを抑制できる。
【００２０】
吸放湿繊維に用いるマスターポリマーの製造は、ポリエステルＡとポリ（Ｎ−ビニルラクタム）の合計量を１００重量部とし、ポリエステルＡ５５〜９７重量部，ポリ（Ｎ−ビニルラクタム）４５〜３重量部としてそれぞれ計量し、混練する。この際、吸湿しやすいポリエステルおよびポリ（Ｎ−ビニルラクタム）は予め８０〜１５０℃、減圧下、もしくは窒素雰囲気下で乾燥しておき、乾燥後は吸湿防止容器等にストックしておく。溶融混練前の水分率は、好ましくは０．０５重量％以下、より好ましくは０．０２重量％以下、最も好ましくは０．００８重量％以下である。
【００２１】
ポリ（Ｎ−ビニルラクタム）を３重量部以上とすることで吸放湿性を発現することができる。一方、ポリ（Ｎ−ビニルラクタム）を４５重量部以下とすることで、安定して混練することができる。ポリ（Ｎ−ビニルラクタム）を１０重量部以上４５重量部以下とすることが好ましい。
【００２２】
マスターポリマーの製造における混練工程で用いられる装置として好ましいのは、スクリュ径４０ｍｍ以上１３０ｍｍ以下、Ｌ／Ｄが３５以上８０以下の二軸押出機である。スクリュ径を４０ｍｍ以上とすることで生産性を高めることができ、１３０ｍｍ以下とすることで混練性を高めることができる。Ｌ／Ｄを３５以上とすることで微分散化でき、８０以下とすることで熱履歴を抑えることができる。本発明の吸放湿性ポリエステル繊維は、繊維横断面内の島成分の平均分散径が５００ｎｍ以下であり、これを達成できる混練装置であれば、これ以外の二軸押出機でもよく、一軸押出機でもよい。一方、ニーディングロールやバンバリーミキサーを用いて繊維横断面における島成分の平均分散径を５００ｎｍ以下にすることは困難である。また、混練後は、一旦チップ化してもよいし、そのまま連続して紡糸装置に送り込んでもよい。
【００２３】
一般的には、混練温度は、ポリエステルの融点（以下Ｔｍと記す）を基準に、Ｔｍ＋１０℃〜Ｔｍ＋５０℃で行うが、本発明で用いるポリ（Ｎ−ビニルラクタム）は高温下で熱劣化や黄色に着色、あるいは発煙することもあるので、通常より低温のＴｍ＋５℃以上、Ｔｍ＋２５℃以下で混練することが好ましい。Ｔｍ＋５℃以上であると混練するには十分な溶融温度であり、Ｔｍ＋２５℃以下であれば、熱劣化や黄色に着色、あるいは発煙することもないので好ましい。
【００２４】
本発明の製造方法で得られる吸放湿性ポリエステル繊維は、上記マスターポリマーとポリエステルＢとをブレンド紡糸して製造する。マスターポリマーとポリエステルＢとを重量比１：０．５〜１：１０とする必要があり、その結果良好な吸放湿性とｂ値を兼ね備えた繊維を得ることができる。
【００２５】
ポリエステルＢはポリエステルＡと異なるポリマであることで得られる繊維に多様な性質を付与することができる。ここで、異なるとは、ポリマー自体（共重合成分、共重合量等）が異なることを言い、添加される粒子等（酸化チタン、耐光剤等）およびその量のみが異なる場合は除く。また、ポリエステルＢに含まれるアンチモン原子量は２００ｐｐｍ以上４００ｐｐｍ以下であることが好ましい。アンチモン原子量を２００ｐｐｍ以上とすることでｂ値の悪化を抑制でき、４００ｐｐｍ以下とすることで繊維のＬ値の低下を抑制できる。
【００２６】
ブレンドする際の剪断速度は、高い剪断下ではポリ（Ｎ−ビニルラクタム）とアンチモンとが反応して黒く着色するので、低い剪断速度とすることが重要で、その剪断速度は１０（１／ｓｅｃ）〜５００（１／ｓｅｃ）とすることが好ましく、４００（１／ｓｅｃ）以下とすることがより好ましい。剪断速度を１０（１／ｓｅｃ）以上とすることで、混練時間が長くなることもなく効率的に混練ができ、また、剪断速度を５００（１／ｓｅｃ）以下とすることで、ポリ（Ｎ−ビニルラクタム）とアンチモンとが反応し黒く着色することがないので好ましい。これは、マスターポリマー中のポリ（Ｎ−ビニルラクタム）はポリエステルＡとのポリマーアロイになっているため、ポリエステルＢにアンチモンが含まれていても、上記剪断速度域ではポリ（Ｎ−ビニルラクタム）とアンチモンとの接触機会が少ないためである。上記剪断速度を達成できるブレンド装置であれば、二軸押出機でもよく、一軸押出機でもよいが、ポリマーを黒色に変色させず、島成分の平均分散径を５００ｎｍ以下にする最も好ましいブレンド装置はハイミキサーである。
【００２７】
本発明で用いるハイミキサーについて簡単に説明する。ハイミキサーは、ポリマーを分割混合することに効果的である。例えば、ブレンドする流体をブレンド比率に応じてハイミキサーに送り込むと、４等分されて通路管に流入する。この通路管内で捩れ羽根の作用により、それぞれの流体の位置移動をしながら流れ、中間室で再び合流する。入り口で２相に分かれた２種類の流体は、１エレメントを通過することによって８相に分割される。そして、分割層数をＮ、エレメント数をｎ，最初の流入層数ＮｏとするとＮ＝Ｎｏ×４ｎとなる。ちなみに５段のハイミキサーであれば２×４５＝２０４８分割となる。
【００２８】
本発明では５〜１２段のハイミキサーを用いると、黒色ポリマーが発生することもなく、良好な吸放湿性、均一な糸物性が得られ、かつ、製糸性が良好な吸放湿性繊維が得られるので好ましい。５段以上のハイミキサーであれば均一性の高いアロイ相構造とすることが可能となり、かつ島成分のドメインサイズを十分小さくすることが可能となるブレンド効果が得られる。１２段以下であれば剪断発熱も小さく、黒色ポリマーの発生も無く吸湿ポリマーの微分散が可能となり、かつ、装置も過大とならず配管内、パック内に組み入れることも可能であり、投資効率の観点からも好ましい。更に好ましくは６〜１０段、最も好ましくは７〜８段である。
【００２９】
ハイミキサーの組み込む位置は、ポリマー配管に組み込む方法、または、パック内に組み込む方法、両者の併用等があるが、黒色ポリマーが発生することもなく、良好な吸放湿性、均一な糸物性が得られ、かつ、製糸性が良好な吸放湿性繊維が得られるのであれば、特に組み込む位置は特定する必要はない。
【００３０】
溶融紡糸時のジャケット温度は、ポリエステルの融点（以下Ｔｍと記載）を基準に、Ｔｍ＋５〜Ｔｍ＋４０℃が好ましい。ジャケット温度は、樹脂の着色を抑制するためにも低い方が好ましく、特に本発明で用いるポリ（Ｎ−ビニルラクタム）は高温下で熱劣化し、黄色に着色したり発煙したりすることから、Ｔｍ＋５〜Ｔｍ＋２５℃であることがより好ましい。
【００３１】
また、紡糸パック内での島ドメインの再凝集を抑制して島成分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最も島成分分散径の制御に効果的である。
【００３２】
本発明の製造方法で得られた吸放湿性ポリエステル繊維は、ポリエステルを海、ポリ（Ｎ−ビニルラクタム）を島とした海島構造を持つポリマーアロイ繊維とすることが必要である。ポリエステルを海成分とすることで、高い機械特性をポリエステルが担うことができ、結果として高い機械物性を有する海島複合構造繊維とすることができる。また、ポリ（Ｎ−ビニルラクタム）を島成分とすることで、耐水溶性の低いポリ（Ｎ−ビニルラクタム）の繊維表面への露出を抑制し、高次加工時および製品として使用する際のポリ（Ｎ−ビニルラクタム）の溶出を抑制でき、吸放湿性を向上することができる。
【００３３】
吐出したフィラメントは、モノフィラメントであっても、マルチフィラメントであっても良い。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、用途に応じて選択することができる。ここで、丸断面以外であれば、繊維の比表面積が大きくなるので吸放湿速度が速くなり好ましい。
【００３４】
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が、好ましくは糸条の内側から外側へ冷却する環状チムニーが、均一冷却できる点で好ましい。この際に、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、０．２〜１ｍ／秒が好ましく、０．３〜０．８ｍ／秒がより好ましい。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、１５〜２５℃にすることが現実的であり好ましい。
【００３５】
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被覆するが、このときの付着量は、糸に対し、純油分として０．３〜３重量％である。紡糸油剤は衣料用ポリエステル繊維として広く用いられている含水油剤でもよいし、非含水油剤でもよい。
【００３６】
紡糸速度は３００ｍ／分以上で引取り、一旦巻き取るか、連続して延伸を行う。３００ｍ／分以上で巻き取ることで生産性を高めることができる。好ましい紡糸速度は５００〜３０００ｍ／分である。３０００ｍ／分以下で紡糸することで、紡糸時の糸切れを抑制し、生産性を高めることができる。
【００３７】
延伸は、１段でもよいし、２，３段でもよいが、２，３段延伸するとより強度を高めることができるので好ましい。延伸温度は未延伸糸のガラス転移温度付近である３０〜１４０℃で行なう必要がある。３０℃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。また、各段階の延伸倍率を掛け合わせた総合延伸倍率は、得られる延伸糸の伸度が２５〜１００％になる様に設定することが好ましく、例えば２．５〜５倍が好ましい。伸度２５％以上とすることで延伸による毛羽の発生抑制および延伸操業性向上でき、伸度１００％以下とすることで強度を高くでき、また、巻取時の吸湿膨潤を抑制できる。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、１００〜２２０℃が好ましく、より好ましくは１２０〜２００℃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、吸湿膨潤を抑制することができる。また、熱セットロールと巻取機との間に複数のローラーを配置することが好ましく、ここでリラックスを与えることがより好ましい。こうすることで、巻取後の繊維の収縮により、紙管がスピンドルから抜けなくなる巻き締まりや物性斑を抑制することができる。
【００３８】
上記の条件で延伸することで、繊維構造が形成され、巻取時および保管時の吸湿膨潤を抑制することができる。また、工程安定性が高く、かつ高強度で長手方向の繊度斑の小さい延伸糸にすることができる。
【００３９】
本発明の製造方法で得られた繊維の提供形態としては、本発明の吸放湿性ポリエステル繊維が紙管や金属管に巻きつけられた繊維パッケージでもよいし、本発明の繊維を少なくとも一部に含む繊維構造体であってもよい。繊維パッケージ１つあたりの繊維量は４〜１０ｋｇ以上とすることが好ましく、６〜１０ｋｇ以上とすることがより好ましい。４ｋｇ以上とすることで繊維製造時の紙管や金属管の交換周期を少なくすることができ、生産性が向上する。また、１０ｋｇ以下とすることで、作業者が繊維パッケージを運搬する際の負担を減らすことができる。
【００４０】
本発明の製造方法で得られた吸放湿性ポリエステル繊維の特徴を説明する。繊維横断面における島成分の分散径が５００ｎｍ以下であり、１０〜３００ｎｍ以下であると好ましく、２０〜１５０ｎｍであるとさらに好ましい。分散径を５００ｎｍ以下とすることで、海島界面の比界面積を十分大きくすることができ、島成分の吸湿膨潤による体積変化に起因した海成分の割れを抑制することができ、また、吸放湿速度が高くなり環境の変化への即応性に優れた吸放湿性を示すものとなる。さらに、島成分ポリマーのうち、繊維表層に露出する部分を持つ島成分ポリマーの割合が小さくなり、高次加工時および製品として使用する際の島成分ポリマーの溶出による吸放湿性低下を抑制することができる。また、島成分分散径が大きいと、口金吐出時に引き伸ばされた島成分が、吐出後にポリマー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が出やすく、長手方向の繊度斑等の品質に問題が生じたり、太細が大きいときには糸切れが生じたりする。また、分散径を１０ｎｍ以上とすることで、混練時にポリマーにかけられる剪断を抑えることができ、分子鎖切断による物性低下や色調悪化を抑制でき好ましい。
【００４１】
本発明の製造方法で得られた吸放湿性ポリエステル繊維の吸放湿性パラメータΔＭＲは１．０％以上であることが必要である。ここで、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ースであり、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湿度と２０℃×６５％ＲＨに代表される外気温湿度との間の吸湿率差である。本発明では吸放湿性評価の尺度としてこのΔＭＲをパラメータとして用いるが、ΔＭＲは大きいほど吸放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。ΔＭＲが１．０％以上であることで、繊維の吸放湿性能および快適性が良好である。ΔＭＲが１．５％以上であることが好ましく、ΔＭＲ２．０％以上であることがより好ましい。
【００４２】
強度は２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、タフネスは１５以上であることが必要である。強度２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、タフネス１７以上であることが好ましい。強度２．０ｃＮ／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。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、こう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１５以上である必要があり、１８以上であることが好ましく、２０以上であるとさらに好ましい。
【００４３】
本発明の製造方法で得られた吸放湿性ポリエステル繊維の長手方向の繊度斑Ｕ％（ｎ）は１．５％以下である必要があり、１．０％以下であることが好ましく、０．８％以下であることがより好ましい。１．５％以下であると染色後の染め斑を抑制することができる。染色工程において、繊度の大きな部分は分子配向が小さいために染料が多く吸尽されることが知られている。このことから、繊度に斑があると染め斑の原因となる。
【００４４】
色調Ｌ値は７０以上である必要がある。色調Ｌ値は繊維の明度を表すパラメータであり、Ｌ値が７０以上であることで、染色した際の発色性が良好となる。このため、Ｌ値は８０以上であることが好ましく、８５以上であるとより好ましい。
【００４５】
色調ｂ値は１０以下である必要がある。色調ｂ値は繊維の色度を表すパラメータであり、ｂ値が大きいほど黄味が強い。ｂ値が１０以下であることで、黄味が小さく外観的な色調に優れ、衣料用に好適な繊維となる。このため、ｂ値は８以下であることが好ましく、５以下であるとさらに好ましい。
【実施例】
【００４６】
以下に本発明を具体的に説明する。実施例中の測定方法は以下を用いた。
【００４７】
Ａ．ポリ（Ｎ−ビニルラクタム）の重量平均分子量
試料をジメチルホルムアミドに溶解し、これをゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）（Ｗａｔｅｒｓ製Ｗａｔｅｒｓ２６９０）で測定した。この時の標品には光散乱法で測定されたポリ（Ｎ−ビニルラクタム）を用いた。
【００４８】
Ｂ．ポリエステルおよび繊維の融点
示差走査型熱量計（パーキンエルマー製ＤＳＣ−７）を用い、試料２０ｍｇを昇温速度１０℃／分にて測定して得た融解吸熱曲線の極値を与える温度を融点（℃）とした。
【００４９】
Ｃ．ポリマー粘度（固有粘度）
オルソクロロフェノールを溶媒として、２５℃の温度で測定した。
【００５０】
Ｄ．Ｕ％（ｎ）（長手方向の繊度斑）
繊度斑測定装置Ｚｅｌｌｗｅｇｅｒ製（ＵＴ−４）を用いて、供糸速度２００ｍ／分、ツイスター回転数１２０００ｒｐｍ、測定長２００ｍの条件で、Ｕ％（ｎｏｒｍａｌ）を測定した。
【００５１】
Ｅ．繊維の強度，破断伸度およびタフネス
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  Ｌ１０１３（１９９９）  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。タフネスは以下の式から求めた。
タフネス＝強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）×（伸度（％）＾０．５）。
【００５２】
Ｆ．吸湿ポリエステル繊維の島成分の平均分散径
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、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（１０万倍）にてブレンド状態を観察・撮影した。連続したマトリックス成分（白色部分）を海成分、略円形状を成して分散した成分（灰色部分）を島成分とする海島構造となっている。島成分を構成するポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）の分散径を直径換算（島成分を円と仮定し、島成分の面積から換算される直径）して求めたものを島成分分散径とし、２０個の島成分の平均値を平均分散径とした。
【００５３】
Ｇ．吸放湿性ΔＭＲ
吸放湿性は原綿または布帛１〜３ｇを用い、絶乾時の重量と、恒温恒湿器（タバイ製ＰＲ−２Ｇ）にて２０℃×６５％ＲＨあるいは３０℃×９０％ＲＨの雰囲気下中に２４時間放置後の重量との重量変化から、次式で求めた。
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を求めた。
【００５４】
Ｈ．繊維の色調（Ｌ、ｂ）
繊維を金属プレートに巻取張力０．２ｇ／ｄｔｅｘで巻き取り、ＳＭカラーコンピュータ（スガ試験機製ＳＭ−３）を用いて２回測定し、平均値より求めた。
【００５５】
Ｉ．ポリエステルおよび繊維中のアンチモン原子含有量測定
波長分散型蛍光Ｘ線分析装置（リガク製ＺＳＸ）を用いて、ピーク位置の回折角で元素同定、回折Ｘ線強度で定量した。分析には付属の半定量分析ソフト（ＳＱＸ）を用いた。
【００５６】
Ｊ．各種ポリエステル原料
実施例で用いた表１の原料ポリエステルは常法で製造した。
【００５７】
【表１】
0006443127.tif 000002
【００５８】
前記原料ポリエステルの製造方法を下記例示する。
【００５９】
［製造例１］〈ＰＥＴ／Ｉ−Ｆ〉
エチレングリコール７８４ｇ、テレフタル酸９９３ｇ、イソフタル酸３３１ｇを用いてエステル化反応、次いで重縮合反応を行なった。まずテレフタル酸全量、イソフタル酸全量、エチレングリコール５３３ｇ、酢酸カルシウム１．２ｇ、チタンテトラ−ｎ−ブトキシド０．８８ｇを精留塔の付いた反応器に仕込み、１３０℃から２３５℃まで３時間で昇温し、エステル交換反応終了後、重縮合反応缶へ移し、真空下において２４０℃から２８５℃の温度で４時間重縮合反応を行なった。
【００６０】
［製造例２］〈ＰＥＴ／Ｉ−Ｊ〉
反応触媒としてチタンテトラ−ｎ−ブトキシドの代わりに、ポリエステルの重合触媒として一般的な三酸化アンチモン０．４５ｇを用いた以外は［製造例１］と同一とした。
【００６１】
［製造例３］〈ホモＰＥＴ−Ａ〉
エチレングリコール７８４ｇ、テレフタル酸１３２４ｇを用いてエステル化反応、次いで重縮合反応を行なった。まず、テレフタル酸全量、エチレングリコール５３３ｇ、チタンテトラ−ｎ−ブトキシド０．８８ｇを精留塔の付いた反応器に仕込み、２５０℃、４００ｍｍＨｇの条件下にエステル化反応を開始した後、徐々に昇温するとともに、残りのブチレングリコールを連続的に添加した。次に重縮合反応缶へ移し、真空下において２８５℃の温度で重縮合反応を行った。
【００６２】
［製造例４］〈ホモＰＥＴ−Ｅ〉
反応触媒としてチタンテトラ−ｎ−ブトキシドの代わりに、ポリエステルの重合触媒として一般的な三酸化アンチモン０．４５ｇを用いた以外は［製造例３］と同一とした。
【００６３】
［製造例５］〈ＰＥＴ／Ｉ−Ｉ〉
反応触媒としてチタンテトラ−ｎ−ブトキシドの代わりに、ポリエステルの重合触媒として一般的な三酸化アンチモン０．１１ｇを用いた以外は［製造例１］と同一とした。
［製造例６］〈ホモＰＥＴ−Ｂ〉
反応触媒としてチタンテトラ−ｎ−ブトキシドの代わりに、ポリエステルの重合触媒として一般的な三酸化アンチモン０．１１ｇを用いた以外は［製造例３］と同一とした。
【００６４】
［実施例１］
ＰＥＴ／Ｉ−Ｆと市販のポリビニルピロリドンＫ−３０（ＢＡＳＦ社、重量平均分子量５万）を、それぞれ７０：３０の割合でハンドブレンドし、二軸押出混練機（同方向２軸、軸径７０ｍｍ、Ｌ／Ｄ５０）にて混練した。なお、共重合ＰＥＴは１５０℃、真空下で約５時間乾燥し、水分率を８０ｐｐｍに調湿した。二軸押出混練機のジャケット温度を２４０℃、混練時の軸回転数を１５０ｒｐｍとして混練し、ダイから吐出後、水冷、ペレタイズ化し、マスターポリマーを作製した。
【００６５】
このマスターポリマーとホモＰＥＴ−Ｅとを、それぞれ別のホッパーからマスターポリマー１に対してポリエステルＢを２の割合で仕込み、一軸押出機（シリンダ温度＝マスターポリマー：２４０℃，ＰＥＴ：２９５℃）、さらにギアポンプにて計量，排出し、内蔵された紡糸パック（温度２７５℃）に溶融ポリマーを導き、紡糸パックに内蔵されたハイミキサー８段にてマスターポリマーとホモＰＥＴ−Ｅとをブレンドし、紡糸口金から紡出した。なお、紡糸パックの口金直上には絶対濾過径１０μｍのＳＵＳ不織布フィルター（不織布厚み：０．６ｍｍ）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。紡糸油剤にはポリエーテル系油剤１５、水８５の割合で混合した含水油剤を糸に対して７％付着させた（純油分として１．０％ｏｗｆ）。
【００６６】
さらに第１ロールにて紡糸速度１２００ｍ／分で引き取った後、第２加熱ロールの温度を５０℃として１２０６ｍ／分にて引き取り、さらに第３加熱ロールの温度を１５０℃として５０５０ｍ／分にて延伸（延伸倍率：４．１９倍）を行い、第４ロールにて周速度５０５０ｍ／分にて糸条を冷却した後、巻取張力５．６ｇ（０．１ｃＮ／ｄｔｅｘ）、巻取速度５０００ｍ／分（弛緩率１．０％）で巻き取った。すなわち、紡糸後巻き取ることなく、連続して延伸した。得られた繊維から構成されるマルチフィラメントは、５６デシテックス、２４フィラメントであった。
【００６７】
７２時間の紡糸中、糸切れも無く良好な製糸性であった。得られた繊維の横断面のＴＥＭ観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島成分平均分散径は直径換算で１００ｎｍであった。また、得られた繊維の吸放湿性、繊維物性および色調は良好であった。
【００６８】
［実施例２］
ポリエステルＡとして共重合ＰＥＴ／Ｉ−Ｋを用いた以外は、実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。得られた繊維の吸放湿性、繊維物性および色調は良好であった。
【００６９】
［実施例３］
ポリエステルＡとして共重合ＰＥＴ／Ｉ−Ｌを用いた以外は、実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。得られた繊維のｂ値がやや高かったものの、吸放湿性、繊維物性および色調は良好であった。
【００７０】
［実施例４］
ポリエステルＡとして共重合ＰＥＴ／Ｉ−Ｇを用いた以外は、実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。得られた繊維の吸放湿性、繊維物性および色調は良好であった。
【００７１】
［実施例５］
ポリエステルＡとして共重合ＰＥＴ／Ｉ−Ｈを用いた以外は、実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。得られた繊維のＬ値がやや低かったものの、吸放湿性、繊維物性および色調は良好であった。
【００７２】
［実施例６］
ポリエステルＡとしてホモＰＴＴ−Ｍのポリトリメチレンテレフタレートを用いた以外は、実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。得られた繊維の吸放湿性、繊維物性および色調は良好であった。
【００７３】
［実施例７］
ポリエステルＡとしてホモＰＢＴ−Ｎのポリブチレンテレフタレートを用いた以外は、実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。得られた繊維の吸放湿性、繊維物性および色調は良好であった。
【００７４】
［実施例８］
ポリビニルピロリドンとして、Ｋ−１７（ＢＡＳＦ社、重量平均分子量０．９万）を用いた以外は、実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。得られた繊維の吸放湿性、繊維物性および色調は良好であった。
【００７５】
［実施例９］
ポリビニルピロリドンとして、Ｋ−８０（ＢＡＳＦ社、重量平均分子量８５万）を用いた以外は、実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。得られた繊維の吸放湿性、繊維物性および色調は良好であった。
【００７６】
［実施例１０］
ポリエステルＢとしてホモＰＥＴ−Ｄを用いた以外は、実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。得られた繊維の吸放湿性、繊維物性および色調は良好であった。
【００７７】
［実施例１１］
ポリエステルＢとしてホモＰＥＴ−Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。得られた繊維のｂ値がやや高かったが、吸放湿性、繊維物性および色調は良好であった。
【００７８】
［実施例１２］
マスターポリマーとブレンドするベースポリマーにホモＰＥＴ−Ｅの代わりに共重合ＰＥＴ／Ｉ−Ｊを用いた以外は、実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。得られた繊維の吸放湿性、繊維物性および色調は良好であった。
【００７９】
［実施例１３〜１６］
［実施例１］のハイミキサー８段の代わりにハイミキサー５段をパックに組み入れ（実施例１３）、ポリマー通路に４段＋パック内に８段の計ハイミキサー１２段（実施例１４）、そしてハイミキサーの代りとしてポリマー通路に１軸押出機（実施例１５）、および、２軸押出機（実施例１６）をそれぞれ設置した以外は実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。
【００８０】
実施例１３は長手方向の繊度斑がやや高め、実施例１４〜１６はＬ値がやや低め、ｂ値が高めであったが、実用上問題ない範囲であった。
【００８１】
［実施例１７］
実施例１の紡糸時のマスターポリマーとポリエステルＢとのブレンド比率を１：０．５とした以外は実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。
【００８２】
得られた繊維はやや黄味がかっており、長手方向の繊度斑がやや大きいものの、実用上は問題なかった。
【００８３】
［実施例１８］
実施例１のポリエステルＡとポリビニルピロリドンＫ−３０（ＢＡＳＦ社）との混練比率を８５：１５とし、紡糸時のブレンド比率をマスターポリマー：ポリエステルＢ＝１：０．５とした以外は実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。
得られた繊維はやや黄味がかっているものの、実用上は問題なかった。
【００８４】
［実施例１９］
実施例１のポリエステルＡとポリビニルピロリドンＫ−３０（ＢＡＳＦ社）との混練比率を５５：４５とし、紡糸時のブレンド比率をマスターポリマー：ポリエステルＢ＝１：１０とした以外は実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。
【００８５】
吸放湿性がやや低めであったが許容レベルであり、繊維物性は特に問題はなかった。
【００８６】
［実施例２０］
実施例１で、紡糸機の溶融部に二軸押出機を用い、ＰＥＴ／Ｉ−ＦとポリビニルピロリドンＫ−３０との混練をここで行い、このマスターポリマーを溶融状態のまま連続して紡糸してマルチフィラメントを得た。得られた繊維は良好な物性を有していた。
【００８７】
［実施例２１］
パック内でブレンドするハイミキサーの段数を３段とした以外は、実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。得られた繊維の吸放湿性、繊維物性、色調は特に問題ないものの、ブレンド不足により長手方向の繊度斑がやや高めとなった。
【００８８】
［実施例２２］
紡糸工程での溶融時に高剪断の２軸押出機を用い、ハイミキサーの組み込んでない通常のパックを用いた以外は、実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。やや灰色の繊維となったが、得られた繊維の吸放湿性、繊維物性は特に問題なかった。
【００８９】
［実施例２３］
マスターポリマーとブレンドするベースポリマーにホモＰＥＴ−Ｅの代わりにホモＰＥＴ−Ａを用いた以外は、実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。
【００９０】
得られた繊維のアンチモンは実施例１に比べ低めであり、吸湿性は良好なもののやや黄味が強い繊維となった。
【００９１】
［比較例１］
ポリエステルＡとして共重合ＰＥＴ／Ｉ−Ｉ、ポリエステルＢとしてホモＰＥＴ−Ｂを用いたところ、マスターポリマー作製中および紡糸中に酸のような刺激臭が発生し、発煙も多く、マスターポリマーに黒着色が見られた。また、繊維中のアンチモン原子含有量は１００ｐｐｍと少ないものの、繊維にも黒着色が見られた。
【００９２】
［比較例２］
ポリエステルＡとして、ホモＰＥＴ−Ａを用いた以外は実施例１と同様にして紡糸を行なった。
【００９３】
押出機のジャケット温度および紡糸パック温度を２９５℃、第２加熱ロール温度を９０℃とした以外は実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。紡糸時に焦げ臭い異臭と煙の発生が見られたものの、繊維を得ることができた。得られた繊維は吸放湿性に劣り、色調も黄色い着色がみられ、実用に至るものではなかった。
【００９４】
［比較例３、４］
紡糸工程でマスターポリマーとブレンドするポリエステルＢの比率を１：０．３（比較例３）、１：１５（比較例４）と変更した以外は実施例１と同様にしてマルチフィラメントを得た。
【００９５】
比較例３では、得られた繊維の吸放湿性は高かったものの、強度，タフネスが低く、長手方向の繊度斑が高いため、工程通過性が悪く、衣料としての耐久性も実用上問題となるものであった。比較例４では、糸物性は良好なものの、吸放湿性に劣るものであった。
【００９６】
【表２】
0006443127.tif 000003
【００９７】
【表３】
0006443127.tif 000004
【００９８】
【表４】
0006443127.tif 000005
【００９９】
【表５】
0006443127.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【０１００】
このような特徴を有する本発明の製造方法で得られた吸放湿性ポリエステル繊維は、織物，編物，不織布，パイル織物等の立毛体，詰め綿等といった繊維構造体に加工して用いることができる。繊維構造体の用途としては、衣料，産業用資材，インテリア製品等といったものがあげられる。中でも、インナー，中衣，スポーツ衣料などのように直接肌に触れ、あるいは肌に近い状態で着用される分野に有効に活用することができる。