説明

共重合ポリエステル及びポリエステル繊維

【課題】本発明の目的は、吸放湿性及びその耐久性が良好であり、また吸放水により可逆に伸縮する自己伸張収縮性を有し、リサイクルが可能な弾性体ポリエーテルエステル及びその繊維を提供することにある。
【解決手段】特定の有機スルホン酸金属塩を共重合した、ポリブチレンテレフタレートをハードセグメントとし、特定のポリオキシアルキレングリコール含むポリオキシアルキレングリコールをソフトセグメントとするポリエーテルエステルエラストマー及びその繊維によって上記課題を解決することができる。またポリエステルであるためリサイクル性に優れている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は吸放湿性が良好であり、吸放水により可逆に伸縮し、特に繊維にしたときに従来にない快適性を発現する布帛が得られる、共重合ポリエステル及びポリエステル弾性繊維に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、弾性体、特に衣料用や産業資材用の弾性繊維としては、ポリウレタン弾性繊維が主に用いられているが、耐熱性、耐薬品性、耐候(光)性が劣るという欠点がある。また、製造上、溶剤を用いる乾式紡糸プロセスが必要なため、溶剤回収が必要であり、低生産性、エネルギー多消費性であるという問題がある。更に、ポリウレタン弾性繊維はリサイクルが困難であり、燃焼時には含有する窒素原子に由来する有害ガスを発生するなどといった、今後の循環型社会の到来に向けて多くの課題を有している。
【0003】
このような背景のもと、溶融紡糸が可能な、ポリアルキレンテレフタレートのような高結晶性のポリエステルをハードセグメントとし、ポリアルキレングリコールをソフトセグメントとするポリエーテルエステル弾性繊維が、高生産性であること、耐熱性、耐熱セット性に優れることなどの利点を活かし実用化されている。さらに、リサイクルが可能で、有害ガスの発生もないことから、循環型社会に適した弾性繊維として今後の発展が期待されている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
【0004】
かかるポリエーテルエステル弾性繊維としては、弾性的性能がポリウレタン弾性繊維に匹敵できるものとして、ハードセグメントとしてポリブチレンテレフタレート、ソフトセグメントとしてポリオキシブチレングリコールを用いたポリエーテルエステル弾性繊維などが使用されている。しかしながら、これらのハードセグメント及びソフトセグメントはいずれも一般的には疎水性であり、吸湿性や吸水性などの親水性を有するポリエーテルエステル弾性繊維では実用化されているものはほとんど皆無である。
【0005】
一方、吸湿性能を付与した弾性繊維が提案されているが、吸水率500〜4,000重量%の吸水性樹脂を含有したポリウレタン弾性体の具体例が記載されているに過ぎない(例えば、特許文献4参照。)。また、従来提案されているように繊維自身に吸湿性を持たせるだけでは、これを布帛あるいはさらに衣服として、その快適性を向上させるのには限界があり、さらに新しい機能を持つ弾性繊維が求められている。
【0006】
これらの問題を解決する方法として、特定の有機スルホン酸金属塩を共重合した、ポリブチレンテレフタレートをハードセグメントとしポリオキシエチレングリコールをソフトセグメントとするポリエーテルエステルエラストマーからなる吸湿性弾性繊維が提案されている(例えば、特許文献5参照。)。しかしながら本法で得られるポリエーテルエステルエラストマー繊維の吸湿性が長期使用において低下する傾向があり、その耐久性の改善が求められていた。
【0007】
【特許文献1】特公昭47−14054号公報
【特許文献2】特開昭48−10346号公報
【特許文献3】特開昭57−77317号公報
【特許文献4】国際公開第00/047802号パンフレット
【特許文献5】国際公開第04/113599号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、吸放湿性が良好であり、吸放水により可逆に伸縮し、特に繊維にしたときに従来にない快適性を発現する布帛が得られる、共重合ポリエステル及びポリエステル繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、かかる背景の技術に鑑み検討を重ねた結果、本発明の目的は、次に示すポリエーテルエステル弾性繊維にて達成できることを見出した。すなわち本発明はポリブチレンテレフタレート成分に下記一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物成分が共重合され又は下記一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物成分及びポリオキシエチレングリコールが共重合され、更に下記一般式(2)で表される有機スルホン酸金属塩成分が共重合された固有粘度が0.6dL/g以上である共重合ポリエステルであり、
下記一般式(2)で表される有機スルホン酸塩金属塩成分の共重合率が共重合ポリエステルを構成する酸成分を基準として0.1〜20.0モル%であり、ポリブチレンテレフタレート成分及び一般式(2)で表される有機スルホン酸金属塩成分の合計と、下記一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物成分及びポリオキシエチレングリコール成分の合計の重量比率が30:70〜70:30である共重合ポリエステルであり、当該発明によって上記本発明の目的を達成する事ができる。
【0010】
【化1】

[上記式中、Xは−CHCHCHO−単位又は−CHCH(CH)O−単位と、−CHCHO−単位のモル比m:nのランダム共重合体又はブロック共重合体を表し、Rは炭素数1〜8の炭化水素基である。またm及びnは次の関係式(A)を満たす。]
20<m+n<200 (A)
[ただしm,n≠0 かつ n>m である。]
【0011】
【化2】

[上記式中、Rは芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基を、Xはエステル形成性官能基を、XはXと同一若しくは異なるエステル形成性官能基又は水素原子を表し、Mはアルカリ金属又はアルカリ土類金属であり、Mがアルカリ金属の場合jは1を、Mがアルカリ土類金属の場合jは2を表す。]
【0012】
更に本発明は有機スルホン酸金属塩成分が、下記一般式(3)で表される化合物である共重合ポリエステル、一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物のX部分がポリオキシエチレン単位とポリオキシトリメチレン単位のランダム共重合体である請求項1又は2記載の共重合ポリエステル、又はそのような共重合ポリエステルを紡糸して得られる35℃95%RHでの吸湿率が5.0%以上、吸水伸長率が10.0%以上であることを特徴とするポリエステル繊維を含む。
【0013】
【化3】

[上記式中、Rは芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基を表し、Mはアルカリ金属を表す。]
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、吸湿性が良好であり、その吸湿性には洗濯耐久性もあり、吸水により伸長するような繊維を得ることが出来る。また、特に編物にしたときに吸水時に網目の目開きが大きくなり、べたつき感・むれ感が少ないという従来にない快適性を発現する布帛を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本発明の共重合ポリエステルは、ポリブチレンテレフタレート成分に、下記一般式(1)で表されるエチレンオキシ単位、及び1,2−プロピレンオキシ単位又はトリメチレンオキシ単位を有するジヒドロキシ化合物成分が共重合されている必要がある。前者等の成分がハードセグメントとし、下記一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物成分等がソフトセグメントとして機能する場合にはポリエーテルエステルエラストマーとなる。
【0016】
【化4】

[上記式中、Xは−CHCHCHO−単位又は−CHCH(CH)O−単位と、−CHCHO−単位のモル比m:nのランダム共重合体又はブロック共重合体を表し、Rは炭素数1〜8の炭化水素基である。またm及びnは次の関係式(A)を満たす。]
20<m+n<200 (A)
[ただしm,n≠0 かつ n>m である。]
【0017】
ハードセグメントとなりうるポリブチレンテレフタレート成分は、他の成分が共重合されても良いがブチレンテレフタレート単位を少なくとも70モル%以上含有することが好ましい。ブチレンテレフタレートの含有率は、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上である。
【0018】
上記ポリブチレンテレフタレート成分には、本発明の目的の達成が実質的に損なわれない範囲内で他の成分が共重合されていてもよい。他の共重合成分としては、ジカルボン酸成分では、例えばナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルキシエタンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸のような芳香族、脂肪族、脂環族のジカルボン酸成分を挙げることができる。さらに、トリメリット酸若しくはピロメリット酸のような三官能性以上のポリカルボン酸、又はβ−ヒドロキシエトキシ安息香酸若しくはp−オキシ安息香酸のようなヒドロキシカルボン酸を共重合成分として用いても良い。また、ジオール成分では、例えばトリメチレングリコール、エチレングリコール、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、2,2’−ビス(4−β−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパンのような脂肪族、脂環族、芳香族のジオール成分を挙げることができる。さらに、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールのような三官能性以上のポリオールを共重合成分として用いてもよい。
【0019】
一方、ソフトセグメントとなり得る成分はエチレンオキシ単位、及び1,2−プロピレンオキシ単位又はトリメチレンオキシ単位を有するジヒドロキシ化合物は、下記一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物であるか、若しくは該ジヒドロキシ化合物と長鎖の両端にヒドロキシ基を有する一般のポリオキシアルキレングリコールの混合物であってもよい。なおここで言う長鎖の両端にヒドロキシ基を有するポリオキシアルキレングリコールのアルキル基はとくに限定されるものではないが、ポリオキシブチレングリコール、ポリオキシエチレングリコールが好ましく用いられる。
【0020】
【化5】

[上記式中、Xは−CHCHCHO−単位又は−CHCH(CH)O−単位と、−CHCHO−単位のモル比m:nのランダム共重合体又はブロック共重合体を表し、Rは炭素数1〜8の炭化水素基である。またm及びnは次の関係式(A)を満たす。]
20<m+n<200 (A)
[ただしm,n≠0 かつ n>m である。]
【0021】
この一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物は、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコール又はポリトリメチレングリコールの共重合体であることが必要である。またポリオキシアルキレン部分のポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールの重合度及び共重合比率については、mとnが共に正の数であって上記の関係式(A)を満たすことが必要である。m+nが20以下の正の数であれば得られた共重合ポリエステル及びそれを紡糸してなるポリエステル繊維のエラストマーとしての伸縮性能が不十分となり、またm+nが200以上の数であれば、ソフトセグメント部が多くなって耐熱性が低下するため好ましくない。さらにm<nであることも必要である。m>nであると、ポリエチレングリコール構造が減少し、本発明の共重合ポリエステルがエラストマーであり且つ親水性を有する発現させることができない。上記2種類のポリオキアルキレングリコール単位を含む化合物(一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物及び長鎖の両端にヒドロキシ基を有する一般のポリオキシアルキレングリコール)の数平均分子量としては、400〜8000が好ましく、なかでも1000〜6000が特に好ましい。特に一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物においては、さらに1000〜3000がさらに好ましい。
【0022】
また前述した高い吸湿率及び吸水伸長率を達成するために、上記ポリエーテルエステルエラストマー(共重合ポリエステル)に、下記一般式(2)で表される有機スルホン酸金属塩を共重合することが必要である。
【0023】
【化6】

[上記式中、Rは芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基を、Xはエステル形成性官能基を、XはXと同一若しくは異なるエステル形成性官能基又は水素原子を表し、Mはアルカリ金属又はアルカリ土類金属であり、Mがアルカリ金属の場合jは1を、Mがアルカリ土類金属の場合jは2を表す。]
【0024】
上記式中、Rは芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基であり、好ましくは炭素数6〜15個の芳香族炭化水素基又は炭素数10以下の脂肪族炭化水素基である。特に好ましい官能基Rは、炭素数6〜12個の芳香族炭化水素基、とりわけベンゼン環である。Mはアルカリ金属又はアルカリ土類金属であり、jは1又は2である。なかでもMがアルカリ金属(例えばリチウム、ナトリウム又はカリウム)であり、かつjが1であるものが好ましい。Xはエステル形成性官能基を表し、XはXと同一若しくは異なるエステル形成性官能基を表すか又は水素原子を表すが、エステル形成性官能基であることが好ましい。エステル形成性官能基としてはポリエーテルエステルの主鎖又は末端に反応して結合する基であればよく具体的には下記の官能基を挙げることができる。
【0025】
【化7】

[上記式中、R’は炭素数1〜6個の低級アルキル基又はフェニル基を表し、a及びdは1〜10の整数を示し、bは2〜6の整数を表す。]
【0026】
上記一般式(2)で表わされる有機スルホン酸金属塩の好ましい具体例としては、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸リチウム、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸カリウム、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸リチウム、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ナトリウム、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸カリウム、3,5−ビス(β−ヒドロキシエトキシカルボニル)ベンゼンスルホン酸リチウム、3,5−ビス(β−ヒドロキシエトキシカルボニル)ベンゼンスルホン酸ナトリウム、3,5−ビス(β−ヒドロキシエトキシカルボニル)ベンゼンスルホン酸カリウム、2,6−ジカルボメトキシナフタレン−4−スルホン酸リチウム、2,6−ジカルボメトキシナフタレン−4−スルホン酸ナトリウム、2,6−ジカルボメトキシナフタレン−4−スルホン酸カリウム、2,6−ジカルボキシナフタレン−4−スルホン酸リチウム、2,6−ジカルボキシナフタレン−4−スルホン酸ナトリウム、2,6−ジカルボキシナフタレン−4−スルホン酸カリウム、2,6−ジカルボメトキシスナフタレン−1−スルホン酸ナトリウム、2,6−ジカルボメトキシナフタレン−3−スルホン酸ナトリウム、2,6−ジカルボメトキシナフタレン−4,8−ジスルホン酸ナトリウム、2,6−ジカルボキシナフタレン−4,8−ジスルホン酸ナトリウム、2,5−ビス(ヒドロキシエトキシ)ベンゼンスルホン酸ナトリウム、α−ナトリウムスルホコハク酸などをあげることができる。上記有機スルホン酸金属塩は1種のみを単独で用いても、2種以上併用してもよい。
【0027】
本発明においては有機スルホン酸金属塩成分として、下記一般式(3)で表される有機スルホン酸金属塩を共重合させることが、得られるポリエステル弾性繊維の吸湿率及び吸水伸長率を格段に高くできる点で好ましい。我々の研究によれば、かかる有機スルホン酸金属塩成分を共重合させることにより、吸水伸長率10%以上といった極めて高い水準を達成でき、より快適性に優れた布帛が容易に得られることがわかった。
【0028】
【化8】

【0029】
上記式中、Rは芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基であり、前述した一般式(2)におけるRの定義と同じであり、Mはアルカリ金属であり、前述した一般式(2)におけるMの定義とほぼ同じある。かかる有機スルホン酸金属塩の好ましい具体例としては、3,5−ジ(β−ヒドロキシエトキシカルボニル)ベンゼンスルホン酸リチウム、3,5−ジ(β−ヒドロキシエトキシカルボニル)ベンゼンスルホン酸ナトリウム、3,5−ジ(β−ヒドロキシエトキシカルボニル)ベンゼンスルホン酸カリウム等が例示される。
【0030】
上記有機スルホン酸金属塩の共重合量は、あまり多すぎると得られたポリエーテルエステルエラストマー(共重合ポリエステル)の融点が低下して耐熱性、耐候(光)性、耐薬品性などが低下する傾向にあるため、ポリエーテルエステルエラストマーを構成する全酸成分を基準として0.1〜20.0モル%の範囲とするのが好ましい。逆に、上記共重合量が少なすぎても、吸湿率及び吸水伸長率が低下する傾向にあり、0.5〜15.0モル%の範囲とするのがより好ましい。
【0031】
本発明においては、ポリブチレンテレフタレート成分及び一般式(2)で表される有機スルホン酸金属塩成分の合計(以下、ハードセグメントと称することがある)と、上記一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物成分及びポリオキシエチレングリコール成分の合計(以下、ソフトセグメントと称することがある)の重量比率が30:70〜70:30の範囲にあることが好ましく、より好ましくは60:40〜40:60の範囲である。ハードセグメントの重量比率が70重量%を超えると、得られた共重合ポリエステルを弾性繊維にした場合に伸度が低くなり、高ストレッチ用途に使用することが難しくなり、吸湿性が低下する傾向にある。又ハードセグメントの重量比率が30重量%未満であると、ポリブチレンテレフタレート成分の結晶部の割合が低くなるため繊維とした場合の強度が低下する傾向にあり、更に添加した一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物(ポリオキシエチレングリコール)の未反応率が高まり、繊維にした場合に精練・染色などの高次加工工程や、製品として使用される場合の洗濯堅牢性が劣ったものになりやすい。
【0032】
本発明の共重合ポリエステル(ポリエーテルエステルエラストマー)を繊維とした場合、の35℃95%RH(相対湿度)での吸湿率が5.0%以上、吸水伸長率が10.0%以上であることが肝要である。これにより、かかるポリエステル繊維が弾性繊維であった場合には、その弾性繊維からなる織編物は、汗などを吸水した際には繊維が伸長し織編物の目が開いて衣料内部の湿度を逃がし、乾燥した際には繊維は収縮してもとの長さに戻り、織編物の目が詰まって、衣料内部の温度を逃がさない、いわゆる自己調節機能を有する、快適性に優れた布帛となる。
【0033】
吸湿率が5.0%未満では、ベタツキ感、ムレ感があり、吸水伸長率が10.0%未満では、吸放水による可逆的伸長収縮特性が不十分となり、織編物の目が十分に開いたり閉じたりせず、快適性に優れた布帛が得られない。一方、前述したポリエーテルエステルエラストマーからなる本発明のポリエステル(弾性)繊維においては、上記の、吸湿率あるいは吸水伸長率が大きくなり過ぎると、弾性性能、耐熱性、耐候(光)性、耐薬品性などが悪化する傾向がある。このため、吸湿率は5.0〜45.0%の範囲が好ましく、より好ましくは10.0〜40.0%の範囲である。また、吸水伸長率は10.0〜100.0%の範囲が好ましく、より好ましくは10.0〜80.0%の範囲であり、さらに好ましくは15.0〜60.0%の範囲である。
【0034】
本発明の共重合ポリエステル(ポリエーテルエステルエラストマー)は、たとえば、テレフタル酸ジメチル、テトラメチレングリコール及び一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物を含む原料を、エステル交換触媒の存在下でエステル交換反応させ、ビス(ω−ヒドロキシブチル)テレフタレート及び/又はオリゴマーを形成させ、その後、重縮合触媒及び安定剤の存在下で高温減圧下にて溶融重縮合を行うことにより得ることができる。上記のエステル交換触媒としては、ナトリウム等のアルカリ金属塩、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属塩、チタン、亜鉛、マンガン等の金属化合物を使用するのが好ましい。
【0035】
重縮合触媒としては、ゲルマニウム化合物、アンチモン化合物、チタン化合物、コバルト化合物、錫化合物を使用するのが好ましい。エステル交換触媒又は重縮合触媒の使用量は、エステル交換反応、重縮合反応を進行させるために必要な量であるならば特に限定されるものではなく、また、複数の種類のエステル交換触媒若しくは重縮合触媒を併用することも可能である。エステル交換触媒の供給は、原料調製時の他、エステル交換反応の初期の段階において行うことができる。また、安定剤の供給は重縮合反応終了までの任意の段階で行うことができるが、エステル交換反応終了時に添加することが好ましい。さらに、重縮合触媒は重縮合反応工程の初期までに供給することができる。
【0036】
また、上記ポリエーテルエステルエラストマーの溶融紡糸時のポリマーの固有粘度の低下や、得られた該ポリエステル(弾性)繊維の熱劣化、酸化劣化、光劣化などを抑制することを目的として、ヒンダードフェノール系化合物やヒンダードアミン系化合物が添加されていても良い。本発明の上記ポリエーテルエステルエラストマーには、必要により前記のヒンダードフェノール系化合物やヒンダードアミン系化合物のほか、紫外線吸収剤、難燃剤、蛍光増白剤、艶消剤、整色剤、消泡剤、又はその他の添加剤を、発明の効果を損なわない範囲で1種以上を配合してもよい。
【0037】
なお、ポリエーテルエステルエラストマーの固有粘度をさらに上げるために、上述した方法以外にも、ポリエーテルエステルエラストマーを固相重合する方法やポリエステルエーテルエラストマーの合成段階や溶融紡糸段階で鎖延長剤を使用する方法なども採用することができる。この際に使用する鎖延長剤の好ましい具体例としては、2,2’−ビス(2−オキサゾリン)などのオキサゾリン化合物やN,N’−テレフタロイルビスカプロラクタムなどを挙げることができる。
【0038】
以上に述べたポリエーテルエステルエラストマーの固有粘度は、0.6dL/g以上であることが必要である。上記の固有粘度が0.6dL/g以下では、使用に供するに十分な強度を得ることができない。一方で、固有粘度があまり大きくなり過ぎると製糸性が低下するだけでなく、製造コストが高くなる。このため、固有粘度は0.6〜1.2dL/gの範囲にあることがより好ましい。
【0039】
本発明のポリエーテルエステルエラストマーを弾性繊維とする際は、例えば、ペレット状としたポリエーテルエステルを、紡糸口金から溶融して押し出し、口金直下から少なくとも10cm、好ましくは少なくとも15cmの間は保温し、口金下直下から5m以内、好ましくは4m以内の位置で油剤を付与し、引取速度300〜1200m/分、好ましくは400〜980m/分で引取り、巻取ドラフト率をさらに該引取速度の1.3〜1.6倍、好ましくは1.4〜1.5倍で巻き取ることにより製造することができる。ただし、巻取ドラフト率が1.3未満では、ゴデットローラ間及びゴデットローラと捲取機の間において、繊維にかかる張力が不足し、繊維がゴデットローラに捲き付いて断糸してしまうため、好ましくない。上記のように、口金下を保温し、紡速をできるだけ低速に抑え、油剤付与装置までの距離が長くならないようにして配向が進まないようにし、さらに引取った後の弾性繊維ができるだけ繊維が引き伸ばされないように、繊維を巻取ることができる範囲内で巻取ドラフトをできるだけ小さくして巻取ることが、吸湿率を5.0%以上、吸水伸長率を10.0%以上とする上では好ましい。かかる観点から、弾性繊維は、これを巻取った後、あるいは、引取り後連続して、延伸、あるいはさらに熱処理することは好ましくない。
【0040】
また上記弾性繊維においては、破断伸度を400%以上とし、かつ弾性繊維の沸水収縮率を10%以上とすることが、吸湿性や吸水伸長率を高める点、また製織編の際に工程の僅かなブレによる断糸を少なくできる点で好ましい。上記破断伸度としては、400〜900%の範囲がより好ましく、さらに好ましくは400〜800%の範囲である。
【実施例】
【0041】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、実施例中の各物性は下記の方法より測定した。
【0042】
(1)固有粘度:
ポリエステル0.6gをオルトクロロフェノール50ml中に加熱溶解した後、室温に冷却し、得られたポリエステル溶液の粘度を、オストワルド式粘度管を用いて35℃の温度条件で測定した。得られた溶液粘度のデータから当該ポリエステルの固有粘度(IV)を算出した。
【0043】
(2)吸湿率
繊維試料を所定の条件に調節した恒温恒湿室中に24時間調湿し、絶乾試料の重量と調湿試料の重量から次式により吸湿率を求めた。
吸湿率(%)=(調湿試料の重量−絶乾試料の重量)×100/絶乾試料の重量
【0044】
(3)吸水伸長率・吸湿伸長率
繊維をかせ取りし、無緊張下にて30分間沸水処理後、20℃65%RH(相対湿度)で風乾・調湿した後に非接触の160℃環境下で無緊張下にて2分間乾熱処理した糸を20℃65%RH(相対湿度)の環境下に24時間放置し、これに0.88×10−3cN/dtexの荷重を掛けて測定した糸の長さを「乾燥時の糸の長さ」とし、その後この糸を20℃に調節された軟化水中に1分間浸漬後、水中から引き上げ、繊維表面に残存している水分を20℃65%RH(相対湿度)で風乾させた濾紙で挟み、水平な台の上に置いて1.5g/cmの重しを乗せ2秒間放置して繊維表面の余分な水分を拭き取った後、10秒後に0.88×10−3cN/dtexの荷重を掛けて測定した長さを「吸水時の糸の長さ」とし、下記の式により吸水伸長率を計算した。測定は全て20℃65%RH(相対湿度)の環境下で行った。
吸水伸長率=(吸水時の糸の長さ−乾燥時の糸の長さ)÷乾燥時の糸の長さ×100%
【0045】
また上記と同様にして「乾燥時の糸の長さ」を測定し、その後この測定をした糸を35℃95%RHに調節された恒温恒湿室内で24時間調湿後、恒温恒湿室内で0.88×10−3cN/dtexの荷重を掛けて測定した長さを「吸湿時の糸の長さ」とし、下記の式により吸湿伸長率を計算した。
吸湿伸長率=(吸湿時の糸の長さ−乾燥時の糸の長さ)÷乾燥時の糸の長さ×100%
【0046】
(4)べたつき感、むれ感
弾性繊維を、筒編み機を用いて132g/mのニットとし、これを任意に選んだ5人のひじとひざにつけ、1日過ごしてもらい、ベタツキ感、ムレ感を評価した。結果をそれぞれ、ベタツキ感、ムレ感が少ない(少)、大きい(大)で示した。
【0047】
(5)吸湿耐久性
繊維をメリヤス編みした布帛を作製し、試料とした。洗濯家庭用洗濯機を使用し、洗剤としてアタック(花王株式会社製)を用い、下記(イ)〜(ハ)の工程を100回繰り返した(L100と称す)。
(イ)2g/Lの洗剤を使用し、浴比1:30で40℃、10分間洗濯する。
(ロ)脱水後、浴比1:30で常温、2分間水洗する。これを2回繰り返す。
(ハ)脱水後、風乾する。
得られた試料を所定の条件に調節した恒温恒湿室中に24時間調湿し、前記の方法で吸湿率を求め、洗濯前の吸湿率と比較し、維持率を求めた。
吸湿耐久性(吸湿率の維持率,%)=[処理後吸湿率]/[処理前吸湿率]×100
【0048】
[実施例1]
ジメチルテレフタレート100重量部、3,5−ジ(β−ヒドロキシエトキシカルボニル)ベンゼンスルホン酸ナトリウムの40重量%エチレングリコール溶液23重量部(全酸成分に対して5.0モル%)、下記式(4)であらわされるポリオキシエチレン単位及びポリオキシトリメチレン単位を含むジヒドロキシ化合物(数平均分子量2000)113.4重量部、1,4−ブタンジオール73.5重量部(全酸成分の1.4モル倍)及び触媒としてテトラブチルチタネート0.4重量部を反応槽に仕込み、内温200℃でエステル交換反応を行った。理論量の約80%のメタノールが留出した時点で昇温、減圧による重縮合反応を開始した。重縮合反応は約30分かけて4.0kPa(30mmHg)とし、さらに30分かけて0.40kPa(3mmHg)とし、以後0.27kPa(1mmHg)の真空下で内温250℃にて220分間反応を行った。生成したポリエーテルエステルエラストマーの固有粘度は0.85dL/gであり、ポリブチレンテレフタレート成分等(ハードセグメント)/ポリオキシアルキレングリコール単位を含む成分(ソフトセグメント)の重量比率は50/50であった。
【0049】
【化9】

上記式中、Xは −(CHO−と−(CHO−のモル比6:35のランダム共重合体である。また数平均分子量はおよそ2000である。
【0050】
得られたポリエーテルエステルエラストマーを230℃で溶融し、紡糸口金より吐出量3.05g/分で押出した。この際、口金直下から9cmを保温した。この溶融ポリマーに口金下3mの位置で、30℃における粘度が1×10−5/sのポリジメチルシロキサン100%からなる油剤を繊維重量を基準として3.0重量%付与し、ゴデットローラで510m/分で引取り、さらに750m(巻取ドラフト1.47)で巻き取って44デシテックス/1フィラメントのポリエーテルエステル弾性繊維を得た。結果を表1に示した。
【0051】
次に上記弾性繊維を、筒編み機を用いて目付けが132g/mのニットとした。このニットを20℃65%RH(相対湿度)の環境下に24時間放置した後と、さらにこれを20℃軟化水中に1分間浸漬し水から取り出しニット表面に付着している水分を濾紙で挟んで取り除いた後とで、それぞれのニットの目開きを観察した。その結果、軟化水中に浸漬した後では、ニットの目開きが大きくなっているのが確認できた。実施例2以降も同様の操作にて、得られたニットを用いて吸水時の目開きを観察した。
【0052】
[実施例2]
下記式(4)であらわされるジヒドロキシ化合物の数平均分子量およそ3000のものに変更した以外は実施例1と同様に行い、固有粘度が0.86dL/gの弾性繊維を得た。結果を表1に示す。
【0053】
【化10】

上記式中、Xは −(CHO−と−(CHO−のモル比9:53のランダム共重合体である。また数平均分子量はおよそ3000である。
【0054】
[実施例3]
ソフトセグメントとして実施例1で用いた上記式(4)で表されるジヒドロキシ化合物の添加量56.7重量部、ポリオキシエチレングリコール(数平均分子量を4000)56.7重量部を混合して使用した以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0055】
[実施例4、5]
実施例1で用いた上記式(4)で表されるジヒドロキシ化合物の共重合量割合をハードセグメント/ソフトセグメントの重量比率が60/40又は40/60となるように変えた以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0056】
[実施例6、7]
5−Naスルホイソフタル酸ジヒドロキシエチルエステル(3,5−ジ(β−ヒドロキシエトキシカルボニル)ベンゼンスルホン酸ナトリウムに同じ)の共重合量を、ポリエーテルエステルエラストマーを構成する全酸成分に対して2.0モル%又は15モル%とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0057】
[比較例1]
得られたポリエーテルエステルエラストマーの固有粘度を0.58dL/gになった時点で重合反応時間を終了した以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0058】
[比較例2、3]
上記式(4)で表されるジヒドロキシ化合物の共重合量割合をハードセグメント/ソフトセグメントの重量比率が80/20又は20/80となるように変えた以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0059】
[比較例4]
5−Naスルホイソフタル酸ジヒドロキシエチルエステル(3,5−ジ(β−ヒドロキシエトキシカルボニル)ベンゼンスルホン酸ナトリウムに同じ)の共重合量を、ポリエーテルエステルエラストマーを構成する全酸成分に対して25モル%とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0060】
[比較例5]
下記式(4)であらわされる数平均分子量およそ2000の片末端2官能ポリオキシアルキレングリコールに変更した以外は実施例1と同様に行い、固有粘度が0.86dL/gの弾性繊維を得た。結果を表1に示す。
【0061】
【化11】

式中、Xは −(CHO−と−(CHO−のモル比29:5のランダム共重合体である。また平均分子量はおよそ2000である。
【0062】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0063】
本発明のポリエーテルエステルエラストマー(共重合ポリエステル)は、吸放湿性が良好であり、吸放水により可逆的に伸縮するため、繊維にした場合、吸放水により布帛の目開きが変化する自己調節機能を発現し、快適性に優れた布帛を得ることができる。このため、上記ポリエステル弾性繊維を衣料とし、特にスポーツ衣料、インナー、裏地、ストッキング、靴下など用途で優れた性能を発揮する。またポリエステルであるため、ケミカルリサイクルが可能であり、リサイクル性に優れていることが期待できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリブチレンテレフタレート成分に下記一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物成分が共重合され又は下記一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物成分及びポリオキシエチレングリコールが共重合され、更に下記一般式(2)で表される有機スルホン酸金属塩成分が共重合された固有粘度が0.6dL/g以上である共重合ポリエステルであり、
下記一般式(2)で表される有機スルホン酸塩金属塩成分の共重合率が共重合ポリエステルを構成する酸成分を基準として0.1〜20.0モル%であり、ポリブチレンテレフタレート成分及び一般式(2)で表される有機スルホン酸金属塩成分の合計と、下記一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物成分及びポリオキシエチレングリコール成分の合計の重量比率が30:70〜70:30である共重合ポリエステル。
【化1】

[上記式中、Xは−CHCHCHO−単位又は−CHCH(CH)O−単位と、−CHCHO−単位のモル比m:nのランダム共重合体又はブロック共重合体を表し、Rは炭素数1〜8の炭化水素基である。またm及びnは次の関係式(A)を満たす。]
20<m+n<200 (A)
[ただしm,n≠0 かつ n>m である。]
【化2】

[上記式中、Rは芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基を、Xはエステル形成性官能基を、XはXと同一若しくは異なるエステル形成性官能基又は水素原子を表し、Mはアルカリ金属又はアルカリ土類金属であり、Mがアルカリ金属の場合jは1を、Mがアルカリ土類金属の場合jは2を表す。]
【請求項2】
有機スルホン酸金属塩成分が、下記一般式(3)で表される化合物である請求項1に記載の共重合ポリエステル。
【化3】

[上記式中、Rは芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基を表し、Mはアルカリ金属を表す。]
【請求項3】
一般式(1)で表されるジヒドロキシ化合物のX部分がポリオキシエチレン単位とポリオキシトリメチレン単位のランダム共重合体である請求項1又は2記載の共重合ポリエステル。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1項記載の共重合ポリエステルを紡糸して得られる35℃95%RHでの吸湿率が5.0%以上、吸水伸長率が10.0%以上であることを特徴とするポリエステル繊維。

【公開番号】特開2009−235243(P2009−235243A)
【公開日】平成21年10月15日(2009.10.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−83344(P2008−83344)
【出願日】平成20年3月27日(2008.3.27)
【出願人】(302011711)帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Fターム(参考)】