(57)【要約】【課題】  蓄光性物質の蓄光や発光の効果が十分に発揮され、かつ繊維全体の色調が白色を呈しており、さらには、様々な用途に利用できるような強度を有している蓄光性ポリエステル繊維を提供する。【解決手段】  芯層が蓄光性物質を含有するポリエステル、鞘層がポリエステルからなる芯鞘構造の複合繊維であって、蓄光性物質は複合繊維の質量に対して５質量％以上含有されており、引張強度３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、ｂ値が＋６．５以下であることを特徴とする蓄光性ポリエステル繊維。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯層が蓄光性物質を含有するポリエステル、鞘層がポリエステルからなる芯鞘構造の複合繊維であって、蓄光性物質は複合繊維の質量に対して５質量％以上含有されており、引張強度３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、ｂ値が＋６．５以下であることを特徴とする蓄光性ポリエステル繊維。
【請求項２】
複合紡糸装置を用いて溶融紡出し、紡糸装置直下に設置した、壁面温度200〜500℃の加熱筒を通過させた後、冷却した未延伸糸を一旦巻き取ることなく連続して、温度300〜500℃の加熱蒸気を吹き付けながら延伸倍率３．５〜６．０倍で一段階で延伸を行い、巻き取ることを特徴とする請求項１記載の蓄光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、蓄光性物質を芯層に含有する芯鞘型の複合繊維であって、照明下や太陽光下等では光を蓄えることができ、夜間や暗室等で発光する繊維であり、繊維の外観は白色を呈し、産業用資材や家庭用資材及び衣料用資材に好適な蓄光性ポリエステル繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、夜間に屋外で着用する衣類、工事等で用いる看板や表示類等は、自動車のライトや作業照明等の光を反射する塗料やフィルムを利用し、安全性を確保したり、作業性を向上させること等が行われている。
【０００３】
近年では昼間に太陽や照明等の光を蓄え、夜間の屋内外の暗所で発光する蓄光性物質を成形加工時に練り込んだ蓄光性の成形品も利用されるようになってきた。中でも蓄光性物質を繊維中に含有させた蓄光性繊維は、産業用資材、家庭用資材、衣料用資材等に広く利用でき、用途に応じた要望も多くなっている。
【０００４】
蓄光性繊維としては、芯鞘型複合繊維とし、芯部に蓄光性物質を含有させ、鞘部は透明性の熱可塑性樹脂を用いた蓄光性複合繊維（特許文献１参照）や、同様に芯鞘型複合繊維であって、芯部に含有させる蓄光性粒子の平均粒径を２μｍ以下とし、蓄光及び発光効果を向上させるために、芯部と鞘部の断面形状を特定のものに限定した蓄光性複合繊維（特許文献２参照）も提案されている。
【０００５】
しかしながら、これらの繊維は芯部に蓄光性物質を含有しているが、鞘部が透明性の熱可塑性樹脂であるため、繊維全体の外観は、蓄光性物質の色に着色されたようなものとなり、いわゆる原着繊維（通常、黄緑がかった蛍光色）のようなものとなる。したがって、白昼の屋内外等の明るい所では白色が望まれる用途には適していなかった。
【０００６】
このような問題点を解決するものとして、鞘部に染料や酸化チタン等の顔料を含有させて、芯部の蓄光性物質の色を抑え、繊維の色や発光色を変化させた蓄光性着色糸（特許文献３参照）が提案されている。しかしながら、この繊維は鞘部に染料や顔料を含有しているため、蓄光性物質の蓄光や発光の働きが妨げられ、十分な蓄光や発光の効果を奏することができなかった。
【特許文献１】特開平２−１１２４１４公報
【特許文献２】特開２００１−１３１８２９公報
【特許文献３】特開２０００−９６３４９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決し、蓄光性物質の蓄光や発光の効果が十分に発揮され、かつ繊維全体の色調が白色を呈しており、さらには、様々な用途に利用できるような強度を有している蓄光性ポリエステル繊維を提供することを技術的な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく検討した結果、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち、本発明は以下の（１）、（２）を要旨とするものである。
（１）芯層が蓄光性物質を含有するポリエステル、鞘層がポリエステルからなる芯鞘構造の複合繊維であって、蓄光性物質は複合繊維の質量に対して５質量％以上含有されており、引張強度３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、ｂ値が＋６．５以下であることを特徴とする蓄光性ポリエステル繊維。
（２）複合紡糸装置を用いて溶融紡出し、紡糸装置直下に設置した、壁面温度200〜500℃の加熱筒を通過させた後、冷却した未延伸糸を一旦巻き取ることなく連続して、温度300〜500℃の加熱蒸気を吹き付けながら延伸倍率３．５〜６．０倍で一段階で延伸を行い、巻き取ることを特徴とする（１）記載の蓄光性ポリエステル繊維の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の蓄光性ポリエステル繊維は、蓄光性物質の蓄光や発光の効果が十分に発揮され、かつ繊維全体の色調が白色を呈しており、さらには、強度も高いので産業用資材、家庭用資材、衣料用資材等様々な用途に使用することが可能となる。
【００１１】
そして、本発明の製造方法によれば、本発明の蓄光性ポリエステル繊維を生産性よく製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１３】
本発明の蓄光性ポリエステル繊維は、芯層に蓄光性物質を含有する芯鞘型複合繊維である。まず、鞘層のポリエステルは、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタリン２，６ジカルボン酸、フタル酸、α，β−（４−カルボキシフェノキシ）エタン、５−ナトリウムスルホイソフタル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又はこれらの誘導体と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール、ポリエチレングリコール、テトラメチレングリコール等のジオール化合物とから重縮合されるポリエステル及びその共重合体や混合物等が挙げられる。中でも安価で汎用性や寸法安定性に優れたポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称す）が好ましい。
【００１４】
鞘層のポリエステルの極限粘度〔η〕は０．８５〜１．２０とすることが好ましい。この範囲より低くなると高強度の繊維とすることが困難となりやすく、一方、高くなり過ぎると製糸性が劣るようになったりコスト面で不利益となりやすい。
【００１５】
また、鞘層のポリエステルに染料や顔料等の着色剤を含有させて着色させると、芯層の蓄光や発光の作用を妨げるため、これらの染料や着色剤による着色がないこと（ブライトとすること）が好ましい。なお、後述するｂ値やＬ値の範囲を満足するものであれば、少量の染料や着色剤により着色されていてもよい。
【００１６】
次に、芯層のポリエステルとしては、鞘層と同様の上記したポリエステルを用いることができるが、蓄光性物質を含有させるため、流動性の向上を図り、均一な練り込みを可能とするために、ポリエステルの極限粘度〔η〕は、蓄光性物質を練り込む前で０．７〜１．０程度が好ましい。極限粘度がこれよりも低くくなると高強度の繊維とすることが困難となりやすく、一方、高くなりすぎると均一な練り込みが困難になったり、流動性が悪くなり、製糸性が劣ることとなる。
【００１７】
芯層に含有する蓄光性物質としては、特に限定されるものではないが、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＣａＳｒＳ：Ｂｉ、ＺｎＣｄＳ：Ｃｕ等の硫化物系蛍光体、ＺｎＳ：Ｃｕ等の硫化亜鉛系蓄光性蛍光体、特開平７−１１２５０号公報に記載されているようなユウロピウム等を賦活したアルカリ土類金属のアルミン酸塩を用いることができる。中でも、耐光性、化学的安定性、蓄光性能等の面でユウロピウム等を賦活したアルカリ土類金属のアルミン酸塩を使用するのが好ましい。このような蓄光性物質としてはアルミン酸ストロンチウムを母体結晶とする、商品名「Ｎ夜光」（根本特殊化学社製）が挙げられる。
【００１８】
また、蓄光性物質の粒子径は１〜１０μｍとすることが好ましく、この範囲より小さくなると蓄光性能が劣りやすく、この範囲を超えると製糸性が劣るようになるため好ましくない。また、芯層に含有させる際には、予め芯層に用いるポリエステルに２０〜５０質量％程度となるように練り込んだマスターバッチを作製しておき、複合繊維の質量に対して目的とする含有量になるようにマスターバッチの量を調整して用いることが好ましい。
【００１９】
さらに、蓄光性物質の含有量は複合繊維の質量に対して５質量％以上にする必要があり、好ましくは５〜１５質量％である。この範囲より少ないと蓄光性能が劣り、この範囲を超えると製糸性や強度が劣るようになるばかりでなく、高価であるためコスト面で不利益となりやすい。
【００２０】
また、芯層と鞘層の割合は、質量比で１：１〜１：５とすることが好ましい。この範囲より鞘層の割合が小さくなると製糸性や強度が劣るようになる。一方、この範囲より鞘層が大きくなると芯層割合が小さくなるので、十分な蓄光及び発光効果を奏するためには、芯層のポリエステル中への蓄光性物質の含有量を多くする必要があり、これにより芯層の流動性が悪くなり、製糸性が劣るようになる。
【００２１】
したがって、芯層に含有させる蓄光性物質の含有量は、芯層全体の質量の５０質量％以下とすることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の繊維の断面形状は特に限定するものではなく、丸断面のみならず、多角形や多葉形状の異形のものでもよい。中でも、高強度が得られやすく、延伸性も優れているため、芯層と鞘層が同心円状に配置された丸断面形状とすることが好ましい。
【００２３】
そして、本発明の繊維の強度は、３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、さらに好ましくは、３．５〜６．０ｃＮ／ｄｔｅｘである。後述する本発明の製造方法によれば、この範囲の強度の繊維を得ることができる。強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、高強度を必要とする産業用資材等には適さなくなり用途が限定されるようになる。
【００２４】
さらに、本発明の蓄光性ポリエステル繊維は、ｂ値が＋６．５以下であり、さらに好ましくは＋４．０〜＋５．５である。この値は繊維の色相を示す値であり、黄−青系の色相（＋は黄味、−は青味）を示す。この値が＋６．５以下であることで、黄色の着色が少なく、白色度に優れるものとなる。一方、青味がきつくなりすぎない白色とするために＋４．０以上とすることが好ましい。
【００２５】
また、明度を示すＬ値は、特に限定するものではないが、Ｌ値は大きいほど好ましく、具体的には９０以上であることが好ましい。
【００２６】
なお、ｂ値及びＬ値は、繊維を厚さ３ｃｍとなるようにチーズ形状に巻き取り、室内で３００ルクスの蛍光灯照明下で２４時間照射後、この蛍光灯照明下でチーズ表面の繊維に測定器（ミノルタ社製の色彩色差計ＣＲ−１００）をあてて測定した。このとき測定ポイント数を５個（ｎ＝５）とし、平均値とした。
【００２７】
次に、本発明の蓄光性ポリエステル繊維の製造方法について説明する。本発明の製造方法は、未延伸糸を一旦巻き取ることなく、連続して延伸を行うスピンドロー法によるものである。
【００２８】
まず、芯層と鞘層のポリエステルを複合紡糸装置を用いて溶融紡出し、紡糸装置直下に設置した、壁面温度200〜500℃の加熱筒を通過させた後、冷却させる。このように冷却させる前に高温の加熱筒内を走行させることにより、繊維の配向を抑え、後の延伸時に延伸点を固定しながら一気に配向（急延伸）させやすくすることができる。なお、加熱筒としては、長さ５〜50ｃｍ程度とすることが好ましく、繊維の繊度や用途等の条件により適宜長さを調整すればよい。
【００２９】
加熱筒の壁面温度が200℃未満であると、未延伸糸の配向を抑える効果が少なく、延伸時に１段階で急延伸を行っても延伸倍率が低くなり、延伸毛羽が発生する。一方、500℃を超えると、粘度低下による繊維の強度低下が生じたり、操業性が悪化する。
【００３０】
次に冷却した糸条を一旦巻き取ることなく連続して延伸する。このとき、温度300〜500℃の加熱蒸気を吹き付けながら延伸倍率３．５〜６．０倍で延伸を行う。延伸は、ローラ間の速度を変えて引き取ることにより行う（ローラ延伸する）ことが好ましく、延伸速度は生産性を考慮して１５００〜４０００ｍ／分とすることが好ましい。
【００３１】
次に、高強度にするには、上記した３．５〜６．０倍の延伸が必要であるが、本発明の場合、複合繊維の芯層に蓄光性物質を含有しており、しかもその含有量も比較的多いので、通常用いられるローラ間で２段延伸を行うと延伸毛羽が発生しやすく、高倍率の延伸は困難となる。
【００３２】
したがって、高温の加熱蒸気を繊維に吹き付けながら、１段階で延伸を行う。このとき、ローラ間にスチーム処理機を設置してローラ間を走行する糸条に加熱蒸気を吹き付けながら、１段延伸することが好ましい。なお、延伸前に引き揃えを行うためにローラに引き取るものは延伸には含めず、ローラ間での延伸においては、加熱蒸気が吹き付けられた後の糸条を引き取るローラの温度は、150〜250℃とすることが好ましい。
【００３３】
このような延伸方法により、通常の２段階で行われるローラ延伸と比べて延伸性が向上し、高倍率の一段延伸が可能になるので、高強度繊維が得られると共に繊維のｂ値も低くなることが判明した。つまり、ポリエステルを２段階でローラ延伸する場合、通常、延伸直前のローラを50〜100℃に加熱して２段延伸を行うため、徐々に延伸されるが、本発明のように高温の加熱蒸気を吹き付けて延伸を行うと、延伸点（加熱蒸気の吹き付け点）が固定されて急延伸することが可能となり、高倍率の延伸を一段階で行うことができ、高強度の繊維とすることができる。これと同時に、蓄光性物質が急延伸時（細化時）に芯層から露出し、鞘層の内壁を傷つけることにより磨りガラス効果が発生し、これにより芯層の蓄光性物質の着色が隠蔽され、白度に優れた繊維となるものと推測される。このような磨りガラス効果により、本発明においては鞘部が着色剤や染料により着色されていなくても（ブライトであっても）、芯層の蓄光性物質の着色を隠蔽することができるので、白度に優れた繊維とすることが可能となる。
【００３４】
このようにして延伸倍率３．５〜６．０倍の延伸を行うのであるが、延伸倍率が３．５倍未満であると、延伸が不十分となり強度の高い繊維を得ることができなくなり、また、蓄光性物質が急延伸時（細化時）に芯層から露出し、鞘層の内壁を傷つけることによる磨りガラス効果が十分に発生せず、得られる繊維は蓄光性物質の着色が繊維表面に現れ、ｂ値を＋６．５以下とすることができない。
【００３５】
一方、延伸倍率が６倍を超えると、芯部の蓄光性物質の含有量が多いため、延伸時に糸切れが生じたり、延伸毛羽が発生する。
【００３６】
延伸倍率は中でも４．０〜５．５倍とすることが好ましい。
【００３７】
また、加熱蒸気の温度は300〜500℃とし、好ましくは350〜450℃とする。300℃未満であると、延伸時に毛羽や糸切れが発生しやすくなり高倍率の延伸を行うことができず、一方、500℃を超えると、延伸時に糸切れが生じたり、高強度の繊維を得ることが困難となる。
【００３８】
加熱蒸気はスチーム処理機を用い、走行する糸条に対して対称となる２方向もしくは複数方向から吹きつけることが好ましい。また、加熱蒸気は温度300〜500℃、圧力０．１〜１．０ＭＰaの加熱蒸気とすることが好ましい。
【００３９】
そして、延伸後はローラ間で１〜１５％の弛緩処理を行うことが好ましく、その後、ワインダーに巻き取り、本発明の蓄光性ポリエステル繊維を得る。
【００４０】
また、本発明の蓄光性ポリエステル繊維の単糸繊度は３〜３０ｄｔｅｘ、総繊度２００〜２０００ｄｔｅｘとすることが好ましい。
【実施例】
【００４１】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、実施例における各物性値は、次の方法で測定した。
（ａ）ポリエステルの極限粘度
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒とし、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で測定した。
（ｂ）強伸度
ＪＩＳ  Ｌ−１０１３に従い、島津製作所製オートグラフＤＳＳー５００を用い、つかみ間隔２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／分で測定した。
（ｃ）Ｌ値、ｂ値
前記の方法で測定した。
（ｄ）蓄光性能
繊維を筒編みした試料（長さ１０ｃｍ）を、４８時間遮光した後、暗室で一灯式蛍光灯（日立製作所社製  グロースターター型、白色、40Ｗ、品番：FL40SSW/37-B）の下部５０ｃｍの位置で試料に２０分間照射した後、蛍光灯を消して９０分後の残光を目視で判定した。残光が肉眼で確認できるものを○、できないものを×とした。
実施例１
常用の複合紡糸装置に、孔直径が０．５ｍｍ、孔数が５０個の芯鞘型複合紡糸口金を装着して複合紡糸を行った。鞘層には極限粘度〔η〕１．０のＰＥＴを用いた。芯層には極限粘度〔η〕０．７５のＰＥＴを用い、これに蓄光性物質として、アルミン酸塩化合物を主成分に希土類元素の賦活剤を添加焼成した、商品名「Ｎ夜光（G−300FF）」（根本特殊化学社製、平均粒子径1.5μｍ）を含有させた。このとき、まず、マスターバッチとして蓄光性物質を含有するＰＥＴを作製し、マスターバッチの量を調整して、蓄光性物質の含有量が繊維質量の７．５質量％となるようにして、芯層と鞘層の質量比を１：３とし、温度２９０℃で複合紡糸を行った。
【００４２】
紡出した糸条を温度３００℃、長さ３０ｃｍの加熱筒を通過させた後冷却風で冷却し、油剤を付与して非加熱の１ローラに引き取り、引き続き非加熱の２ローラで１．０１倍の引き揃えを行った。続いて、２ローラと３ローラ間にスチーム処理機を設置し、走行する糸条に温度３５０℃、圧力０．５Ｍｐａの加熱蒸気を、走行する糸条の進行方向に４５度の角度で対称となる２方向から吹き付けながら、温度２００℃の３ローラで引き取り、５．０倍の延伸（一段延伸）を行った。その後、温度１５０℃の４ローラで引き取り、５％のリラックス率で弛緩処理を行い、２０００ｍ／分のワインダーに巻き取った。
【００４３】
得られた繊維は555ｄｔｅｘ／50フィラメント、断面形状が芯層と鞘層が同心円上に配置された丸断面糸であった。
実施例２、比較例１〜２
芯層と鞘層の質量比、蓄光性物質の含有量を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
比較例３
延伸時に加熱蒸気の吹き付けを行わず、１ローラの温度を９０℃、２ローラの温度を１５０℃に加熱し、１、２ローラ間で３．５倍、２、３ローラ間で１．４倍の延伸を行った以外は実施例１と同様に行った。
実施例３〜４、比較例４〜７
延伸倍率、加熱蒸気の温度を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様に行った。なお、比較例４では弛緩処理時のリラックス率を２％にした。
【００４４】
実施例１〜４、比較例１〜７で得られた繊維の物性値及び評価結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
2005054307.tif 000002
【００４６】
表１から明らかなように、実施例１〜４で得られたポリエステル繊維は、引張強度、伸度、ｂ値、蓄光性能いずれも満足し、延伸性も優れていた。
【００４７】
一方、比較例１の繊維は蓄光性物質の含有量が少ないために蓄光性能が劣り、また、比較例２の繊維は蓄光性物質の含有量が多すぎたために強伸度が劣り、延伸性も悪く、毛羽も発生した。比較例３は延伸時に通常の多段延伸を行ったものであったため、蓄光性物質が芯層から露出することによる磨りガラス効果が発生せず、芯層の蓄光性物質の着色が繊維表面に表れており、得られた繊維はｂ値が高いものであった。比較例４は延伸倍率が低いために磨りガラス効果が小さく、得られた繊維はｂ値が高く、強度が低いものであった。比較例５は加熱蒸気の温度が低すぎたため、延伸時に毛羽や糸切れが生じ、高強度の繊維を得ることができなかった。比較例６は加熱蒸気の温度が高すぎたため、比較例７は延伸倍率が高すぎたため、ともに延伸時に糸切れが生じ、繊維を得ることができなかった。