(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維表面にビニルカルボン酸および／またはビニルスルホン酸モノマーとジビニルモノマー若しくはトリビニルモノマーと重合開始剤及びアジリジン基を含む単量体を含む水溶液が繊維表面上に付与され重合してなる高吸放湿性ポリエステル繊維であり、測定周波数１１０Ｈｚでの力学的損失正接（Ｔａｎδ）曲線における主分散ピークが１２５〜１４０℃の間に存在し、副分散ピークが−３７〜−３０℃の間に存在することを特徴とする高吸放湿性ポリエステル繊維。
【請求項２】
ビニルカルボン酸および／またはビニルスルホン酸モノマーとジビニルモノマー若しくはトリビニルモノマーからなる、繊維表面に固着された樹脂重量が全繊維重量に対し５〜３０重量%を占め、密度勾配管法によって求めた比重ρと全繊維重量に対する繊維表面に固着された樹脂重量比（ｍ重量％）が下記要件を満足することを特徴とする請求項１記載の高吸放湿性ポリエステル繊維。
｛（１.３９６−ρ）／ｍ｝×１００≦０.０６０
【請求項３】
請求項１又は２に記載の高吸放湿性ポリエステル繊維を少なくとも一部に使用して構成されてなる布帛。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐久性のある吸放湿性と制電性能を兼ね備え、しかも風合いの柔軟な吸放湿性ポリエステル繊維及びそれを用いてなる布帛に関するものである。
【０００２】
ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン等の合成繊維は糸条や布帛の強度面に優れ、天然繊維と比較しても安価であるという利点を有し広く用いられている。その中でもポリエステルは染色性に優れ、皺になり難くウォッシュアンドウェア性にも優れており広く使用されている。
しかしながら、合成繊維は大半が疎水性繊維であり吸湿性に乏しい為、着用時には大変蒸れ易く、特に肌側面が結露することにより皮膚表面のべとつきなど不快感を感じるものとなり、特にスポーツ衣料用途や昨今の街着として広く認識されているカジュアルウエア分野では、機能面で不十分であり好ましいとはいえない。
【０００３】
【従来の技術】
従来より疎水性合成繊維の表面改質については多数提案されている。
例えば特公昭６０−３４９７９号公報記載のように合成繊維表面にアクリル酸、メタクリル酸を表面グラフト重合させる方法等が開示されているが、該方法では風合いが粗硬になる他、耐久性や性能面で不十分なものであり、衣料用途には好適とは言い難いものであった。
また更には特開昭５６−１５９３６３号公報、特開昭５７−１０６７７４号公報等に記載のように親水性モノマーを合成繊維布帛表面に付与した後に重合させる方法が提案されているが、これらは繊維の表面改質とはいっても制電性、汚れ除去性（ＳＲ性）、吸水性能付与が目的であり、十分な吸放湿性を得ることが出来ず、着用快適衣料とはなり難いものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、十分耐久性のある吸湿性、制電性を有し、然も風合いが柔軟であり染色堅牢度及び消費に耐え得る繊維物性を十分維持することが可能な吸放湿性ポリエステル繊維及びそれを用いてなる布帛を得ることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の構成よりなる。
１．繊維表面にビニルカルボン酸および／またはビニルスルホン酸モノマーとジビニルモノマー若しくはトリビニルモノマーと重合開始剤及びアジリジン基を含む単量体を含む水溶液が繊維表面上に付与され重合してなる高吸放湿性ポリエステル繊維であり、測定周波数１１０Ｈｚでの力学的損失正接（Ｔａｎδ）曲線における主分散ピークが１２５〜１４０℃の間に存在し、副分散ピークが−３７〜−３０℃の間に存在することを特徴とする高吸放湿性ポリエステル繊維。
２．ビニルカルボン酸および／またはビニルスルホン酸モノマーとジビニルモノマー若しくはトリビニルモノマーからなる、繊維表面に付与された樹脂重量が全繊維重量に対し５〜３０重量%を占め、密度勾配管法によって求めた比重ρと全繊維重量に対する繊維表面に付与された樹脂重量比（ｍ重量％）が下記要件を満足することを特徴とする高吸放湿性ポリエステル繊維。
｛（１.３９６−ρ）／ｍ｝×１００≦０.０６０
３．上記１．または２．に記載の高吸放湿性ポリエステル繊維を少なくとも一部に使用して構成されてなる布帛。
【０００６】
【発明の実施の形態】
発明者らは、高分子材料、特に高分子複合材料の分子鎖の運動性に着目し、繊維表面に処方する高吸放湿性樹脂からなる被膜とポリエステル繊維をひとつの複合材料として見なした場合の粘弾性を評価し、得られる高吸放湿性ポリエステル繊維の吸放湿性能や布帛とした場合の外観、風合い、消費性能など諸性能との対比を行い適正領域の導出に成功した。
【０００７】
本発明の高吸放湿性ポリエステル繊維は、溶融紡糸・延伸処理、仮撚等の糸加工熱処理、撚糸セットなどの製織編準備工程並びに精練リラックスやプレセット、アルカリ減量、染色及びファイナルセットにて多量の熱量を付与されるため工程が進行するにつれて結晶化度が増大し主分散（α転移）の強度は低下するがピークは高温側にシフトすることがわかった。
主分散ピークが１２５℃未満では、分散染料の移行昇華堅牢度や湿摩擦堅牢度が低下してしまい消費性能的に望ましくなく、１４０℃を超過する範囲では、風合いが剛直になり過ぎて衣料用途には適したものに仕上がらない。
【０００８】
また副分散ピークは、−３７〜−３０℃の間に存在することが必要である。副分散ピークが−３７℃未満の範囲では、ポリエステル繊維が吸放湿性を有するに十分な樹脂被膜が繊維表面に形成されておらず、殆どポリエステル系繊維単一相のみの性能しか有しないものとなってしまう。また副分散ピークが−３０℃を超過する範囲となると、ポリエステル繊維表面には厚い樹脂被膜が形成され、十分な吸放湿性を示すものとなるが、擦れやアタリが生じやすく、布帛の引裂強度も低下してしまうため好ましくない。またポリエステル布帛の染色堅牢度を著しく悪化させてしまい、特に赤や青系統の濃色では、一般消費性能を満足し得ぬものとなる。
【０００９】
本発明の高吸放湿性ポリエステル繊維の表面に固着するビニルカルボン酸および／またはビニルスルホン酸モノマーとジビニルモノマー若しくはトリビニルモノマーからなる重合物の重量は、全繊維重量に対して５〜３０重量%であることが望ましい。５重量％未満に留まる場合は十分な吸放湿性能を示さず、３０重量％を超過する領域では十分な吸放湿性能を示すが、湿摩擦堅牢度や洗濯堅牢度、移行昇華堅牢度等、各種染色堅牢度の低下が著しくなるばかりか、表面の白茶け感が強くなり、鮮明色が得られないばかりか、擦過により容易にアタリが生じてしまい、消費性能的に好ましいものには仕上がらない。
【００１０】
また本発明の高吸放湿性ポリエステル繊維は、密度勾配管法によって求めた比重ρと全繊維重量に対する繊維表面に付与された重合物（樹脂）の割合（ｍ重量％）が、下記要件を満足することが望ましい。
｛（１.３９６−ρ）／ｍ｝×１００≦０.０６０
上記数値が０.０６０を超過する範囲は、ポリエステル繊維表面に固着されるビニルカルボン酸および／またはビニルスルホン酸モノマーとジビニルモノマー若しくはトリビニルモノマーからなる重合物の割合が小さいものに留まってしまうか、或いは重合物の割合が大きくなり過ぎてしまうかの何れかであり、前者ではポリエステル繊維及び布帛に十分な吸放湿性能を与えることが出来ず、後者では高吸放湿性能が得られるものの各種堅牢度の低下、擦れやアタリの誘発、布帛の引裂強度の低下等、何れも満足な性能を保持することが出来ない。上記数値が０.０６０以下、より好ましくは０.０５５以下、更に好ましくは０.０５０以下に調整することによって吸放湿性に優れ、染色堅牢度など一般消費性能も満足する繊維及び布帛にすることが可能となる。
【００１１】
本発明に使用するポリエステルは、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、ポリトリメチレンテレフタレート等のホモポリマー、及びそれらを主成分とする共重合ポリマー、ブレンドポリマー等が挙げられ、溶融紡糸における曵糸性に支障がない範囲で、ポリアルキレンオキシド、ビスフェノールＡやビスフェノールＦ、及びそれらのエチレンオキシド誘導体等を添加させてもよい。上記ブレンドポリマーや他のモノマーの分散状態に関して、必ずしも略均一である必要はなく、例えば静止混練素子を用いて不均一な形状に混合されていても、曵糸性に支障がない範囲であればこれも包括される。
また必要に応じて二酸化珪素、二酸化チタン、硫酸バリウム、カオリナイト、カーボンブラック、タルク、その他顔料などの添加も可能であるし、制電剤や平滑剤等を添加しても構わない。
【００１２】
本発明の高吸放湿性ポリエステル繊維を得るに際し、使用するビニルカルボン酸モノマー、ビニルスルホン酸モノマー及びその他添加物として、ポリオキシアルキレン基を含みラジカル重合可能な二重結合を２個以上有する単量体Ａ、及び反応をより促進させる為に水酸基、カルボキシル基、アミノ基、スルホン酸基又は燐酸基を含む単量体Ｂ、アジリジン基を含む単量体Ｃ、及びラジカル重合開始剤を調合し水溶液として布帛に処方する。該水溶液中には任意の高吸湿性微粒子、高吸水性微粒子等の成分が添加・分散されていてもよい。
【００１３】
単量体Ａとしては、一般式(1)で示されるものが好ましく使用される。
【化１】
0004110447.tif 000002
(nは１〜６の整数)であり、ZはH又はCH3を示し、a及びbはa＋bが０〜５０となるような正の整数、X及びyはX＋yが０〜３０となるような０又は正の整数であり、a＋b＋X＋y≧１０を満足し、Phはフェニレン基を示すものである。
【００１４】
単量体Ａの具体例としては、例えば下記(2)〜(5)の化合物が挙げられる。
【化２】
0004110447.tif 000003
【００１５】
単量体Ｂとしては、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンスルホン酸、マレイン酸、イタコン酸、ビニルスルホン酸、２−アリルオキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート等が例示出来る。
【００１６】
単量体Ｃとしては、アジリジン基を１個含む単量体のみでなく２個以上含む単量体も含まれる。
【００１７】
本発明の高吸放湿性ポリエステル繊維の断面形状は特に限定を加えるものではなく、中実断面、中空断面何れも包含され、丸断面糸や三角断面、偏平断面、その他異型断面糸など何れであっても構わない。特に複合紡糸法等により繊維側面に横溝、縦溝を形成させた異型断面糸を使用すると、毛細管現象により水分拡散能がより向上するため好ましい。
更に本発明の高吸放湿性ポリエステル繊維は、短繊維、長繊維或いは長短複合繊維の何れであってもよく、特に異収縮成分を複合させた繊維束とし低熱収縮率繊維を上記の異型断面糸とすると、より本発明の効果が期待出来、好ましい。
【００１８】
また総繊度、単糸繊度、構成単糸本数も特に限定を加えるものではない。異繊度混、異収縮混、異断面混も含有される他、長繊維の場合は、糸長手方向に太細斑を有するシックアンドシン糸を構成原糸の一部に含まれていてもよい。総繊度については衣料用途を考慮した場合、大略３０〜６００デシテックスの範囲が必要に応じて選択される。更に長繊維の場合は、必要に応じて仮撚加工や常温高圧空気流を使用した流体撹乱処理など各種嵩高加工や交絡処理（インターレース）を施すことも可能である。
【００１９】
本発明の高吸放湿性ポリエステル繊維は、上記混合モノマー水溶液を重合開始剤の共存下で加熱処理し、重合を促進させるものであり、得られる共重合ポリマーが布帛を構成するポリエステル繊維表面と、繊維束間に繊維軸に沿った薄被膜を形成する。共重合ポリマーからなる被膜が、繊維軸に沿って形成されている為に、風合い硬化抑制、共重合ポリマー被膜の洗濯耐久性向上、制電性能の発現が可能となる。混合モノマー中には、必要に応じて高吸水性樹脂、顔料、金属酸化物など微粒子状固形物を分散させて処方してもよい。
【００２０】
繊維表面に上記混合モノマーを作用させて、共重合樹脂被膜を形成させる方法として、パッドドライキュア法、パッドスチームキュア法、コーティング法等を採用することが出来、マイクロ波処理の併用等で重合を更に促進させることが可能である。風合いが樹脂被膜の効果により硬化され過ぎる場合には、必要に応じて該樹脂加工以降の任意の工程で、カムフィットやエアータンブラー、冷カレンダー等により単繊維間、組織点に生じた樹脂被膜を細かく分散しソフト化することも好ましく実施される。仕上げセット条件は、特に限定されるものではないが、過度に滞留時間を長くしたり、処理温度を向上させ過ぎると、染料のブリード（色泣き）が生じ、各種染色堅牢度を低下させてしまうため、１６０〜１７０℃近傍のチャンバー温度で０.５〜１分程度の処理を行うことが好ましい。
【００２１】
上記混合モノマーを布帛表面に固着し、共重合樹脂被膜を形成させる工程としては染色、乾燥後であることが望ましく、特に分散染料を使用した染色を実施する場合には、十分な還元洗浄（ＲＣ）を実施し、余分な未吸着染料分子を除去することが、染色堅牢度を向上させる意味で有効である。上記共重合樹脂被膜を形成させる工程が染色前であると、該樹脂被膜にも染料分子が吸着、拡散されてしまい、染色堅牢度を著しく損ねてしまい好ましくない。
【００２２】
尚、本発明布帛の染色については、高圧液流染色機、ジッカー染色機、ウインス染色機等を使用した浸染法の他、フラットスクリーン、ロータリースクリーン、インクジェット等を含めた捺染法やサーモゾル法等の既存の染色方法を用いて実施することが出来、特に限定を加えるものではない。
分散染料による捺染の場合は、染料のブリード（色泣き）に留意した調色を実施するとともに、樹脂加工前には十分な還元洗浄を実施することが望ましい。
【００２３】
使用する重合開始剤については、特に限定を加えるものでないが、水に可溶且つ分散性の良い物質、更には比較的安価な薬剤を採用することが適当である。例えば過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、硫酸アンモニウム等の無機系重合開始剤、２，２'−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジハイドロクロライド、２，２'−アゾビス（Ｎ，Ｎ'−ジメチレンイソブチルアミジン）ジハイドロクロライド、２−（カルバモイルアゾ）イソブチロニトリル等の有機系重合開始剤が例示される。好ましくは比較的安価で水分散性能がよく、保管にも適した過硫酸アンモニウムが好適に使用される。
【００２４】
本発明の高吸放湿性ポリエステル布帛には、織物、編物、不織布等のシート状物の他、三次元やその他多次元織編物、多層布帛絡合体等も含まれるものであるが、加工工程等を考慮すると好適であるのは、織編物、不織布等のシート状物である。上記混合モノマー及び重合開始剤、その他助剤を含む樹脂溶液の布帛ピックアップ量についても、特に規定を加えるものでないが、乾燥重量として、加工後の布帛重量に対して５〜８０重量％が好適である。パッダーマングル圧や樹脂溶液濃度等の条件は、布帛の構成・形態に応じ適宜調整することが望ましい。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明を更に詳細に説明する。尚、本文及び実施例中の特性値は、以下の測定方法によるものである。また本発明は下記実施例に何等限定されるものではない。
【００２６】
（力学的損失正接・Ｔａｎδ）
東洋ボールドウィン社製レオバイブロンＤＤＶ−１１ｃ型 動的粘弾性測定装置を使用し、試料長４０mmの試料に対して、初荷重０.１８g／dtexで−１５０〜２００℃の測定温度領域（乾燥空気中）にて昇温速度１℃／分、加振モード＝単一波形（正弦波）、加振振幅＝８０μｍで測定周波数１１０Hzの動的粘弾性曲線（Ｔａｎδ）を描き、チャートより数値を直読した。
【００２７】
（比重）
ＡＳＴＭ Ｄ１５０５−６３Ｔ記載の如く臭化ナトリウム水溶液による密度勾配管によって２５℃にて測定を実施した。測定回数５回の平均値を以って比重とした。
【００２８】
（繊維表面に付与された重合物の全繊維に対する重量比（重量％））
[(処理後の重量−処理前の重量)／処理後の重量]×１００  (%)
但し、上記の各重量は、２０℃×６５%ＲＨ環境にて２４時間放置した後の試料について、電子天秤を用いて秤量したものである。測定回数５回の平均値を以ってその測定値とした。
尚、上記処理前とは、繊維表面に樹脂被膜が形成されていない状態であり、処理後とは、繊維表面に各種モノマーからなる水溶液を付与し、樹脂被膜が形成された状態を示すものである。
【００２９】
（吸放湿度ΔＷ）
布帛の２０℃、６５％ＲＨ環境下と３０℃、９０％ＲＨ環境下での吸湿量の差で示されるものであり、下記式にて算出する。尚、測定回数５回の平均値を以ってその測定値とした。
ΔＷ＝（３０℃、９０％ＲＨ環境下に試料を２４時間放置した時の重量増加率）−（２０℃、６５％ＲＨ環境下に試料を２４時間放置した時の重量増加率）
【００３０】
（吸湿率Ｈ）
下記式にて吸湿率Ｈを求める。
Ｈ＝｛（H1−H0）／H0｝×１００（％）
ここでH0は試料の絶乾重量であり、試料を１２０℃で３時間乾燥した後の重量である。またH1 は試料の吸湿重量であり、上記乾燥後に所定の温湿度雰囲気下に６時間放置して調湿した後の重量である。温湿度雰囲気は衣服内気候に相当する３０℃、９０％ＲＨと外気に相当する２０℃、６５％ＲＨとの２種類に設定した。
【００３１】
（洗濯試験）
ＪＩＳ Ｌ−０２１７  １０３法に準じ、洗濯４０℃、１２分、すすぎ４０℃、２．５分の３回繰り返しで洗濯を実施した
【００３２】
〔実施例１〕
公知の溶融紡糸法により、ポリエチレンテレフタレートセミダル丸断面２５０デシテックス９６フィラメント未延伸糸を得た後、三菱重工業社製ＬＳ−６型延伸仮撚機を使用し、延伸倍率１．５０倍、第一ヒーター温度１９５℃、加工速度１００m／min.の条件で延伸仮撚加工を実施し、１６７デシテックス９６フィラメントの仮撚加工糸を得た。
該仮撚加工糸に、Ｚ撚２００回／mの実撚を挿入し、経糸及び緯糸として使用、３／２（左上り２飛び）組織に製織した。織上時の経、緯密度は、それぞれ９４ends／2.54cm、８４picks／2.54cmである。
【００３３】
得られた生機をニッセン社製連続拡布型リラクサー（ソフサー）で精練リラックス処理した後、分散染料による１３０℃高圧染色を実施し十分な還元洗浄処理を施し、チャンバー温度１６０℃のヒートセッターで熱処理した。
得られた染色加工布の仕上密度は、１１１ends／2.54cm 、１０４picks／2.54cm
である。
【００３４】
上記染色加工布をパッダーマングルに乾燥状態で導入し、下記に示す樹脂剤処方の水溶液をパディング（含浸率７５％）した後に、１２０℃スチーム処理で樹脂剤を固着させその後、未反応の樹脂剤を洗浄除去し、雰囲気温度１５０℃の拡布型ドライヤーに無緊張下で導入し、チャンバー温度１６０℃のヒートセッターを用いて仕上げセットを施した。
【００３５】
（樹脂剤処方）
単量体Ａ；前記式(4)の化合物                 １５重量部
単量体Ｂ；メタクリル酸                       ３重量部
単量体Ｃ；アジリジン基を３個有する単量体
（日本触媒株式会社製 ＰＡＺ−３３） ２重量部
ラジカル重合開始剤；過硫酸アンモニウム       １重量部
【００３６】
得られた加工布の特性値、及びポリエステル繊維の粘弾性特性値を表１に纏めた。該加工布を用いてワーキングウエア（作業着）を縫製した。着用時の蒸れ感やべとつき感等の不快感を感じることがなく、適度の吸放湿性を有する為に着用時の静電気の発生も極小さいものに留まり、作業着として良好なものに仕上った。また洗濯時の性能劣化もごく小さいものに留まり、耐久性のあることが確認された。
【００３７】
〔比較例１〕
実施例１で得た染色加工布をパッダーマングルにウェット状態で導入し、下記に示す樹脂剤水溶液をパディング（含浸率７５％）した後に、表面温度１２０℃のシリンダードライヤーで固着乾燥させ、雰囲気温度１５０℃の拡布型ドライヤーに無緊張下で導入し、チャンバー温度１６０℃のヒートセッターを用いて仕上げセットを実施した。
（樹脂剤処方）
帯電防止剤；日華化学社製 ナイスポール ＮＦ−２０    １重量部
柔軟仕上剤；日華化学社製 ニッカシリコン Ｎ−１５４  ０．５重量部
【００３８】
得られた加工布の特性値、及びポリエステル繊維の粘弾性特性値を表１に纏めた。該加工布を用いてワーキングウエア（作業着）を縫製した。着用時は蒸れ感やベトツキを感じるものとなった他、制電性がやや劣る為に、繰り返し洗濯後の着用では、静電気による不快感を感じるものとなった。
【００３９】
〔比較例２〕
樹脂剤処理（パッドスチーム）のスチーム処理を９０℃とした他は、実施例１同様の方法で加工した。得られた加工布の特性値、及びポリエステル繊維の粘弾性特性値を表１に纏めた。該加工布を用いてワーキングウエア（作業着）を縫製した。着用時の蒸れ感、ベトツキ感は少々感じるが実施例１と比較すると明らかに劣っており、着用時の静電気による不快感も繰り返し洗濯により強く感じられるものになり、ワーキングウエアとして良好なものにはならなかった。
【００４０】
本発明の実施例、比較例の各特性値を表１に示した。
【表１】
0004110447.tif 000004
【００４１】
【発明の効果】
本発明の高吸放湿性ポリエステル繊維及びそれを用いてなる布帛は、従来のポリエステル繊維では実現が困難であった高い吸放湿特性を有する為、繊維表面に吸着した水分を素早く系外に排除し、湿気が衣服内に留まらず蒸れ感を感じさせない、快適な衣服とすることが可能である。また、適度な吸湿特性を有する為に静電気滞留による不快感を伴うことがない快適衣料を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のポリエステル繊維及び従来ポリエステル繊維の１１０Hzにおける力学的損失正接（Ｔａｎδ）曲線の模式図である。
【符号の説明】
Ａ：本発明の繊維
Ｂ：従来の繊維
ａ：主分散ピーク
ｂ：副分散ピーク
【図１】
0004110447.tif 000005