制電性複合繊維
【課題】 膠着や熱黄変色、溶出等のトラブルが生じず、優れた制電性能を有する制電性複合繊維を得ることを目的とする。
【解決手段】 単繊維の断面において、同心円状の三層構造を有する複合繊維であって、最外層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ、中間層がブロックポリエーテルアミドＢを５〜５０重量％含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃであり、最内層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ｄからなり、繊維表面から中間層までの距離が０．３〜４．０μｍであることを特徴とする制電性複合繊維を得る。
【解決手段】 単繊維の断面において、同心円状の三層構造を有する複合繊維であって、最外層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ、中間層がブロックポリエーテルアミドＢを５〜５０重量％含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃであり、最内層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ｄからなり、繊維表面から中間層までの距離が０．３〜４．０μｍであることを特徴とする制電性複合繊維を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は膠着や熱黄変色、溶出等のトラブルが生じず、優れた制電性能を有する制電性複合繊維を得ることを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル系熱可塑性樹脂からなる合成繊維は広く衣料用のみならず、産業用分野にまで利用されている。しかしながら、これらの合成繊維は電気抵抗が著しく高く、静電気を帯びやすいという致命的な欠点を有し、衣類においては脱着時の不快感、裾のまとわりつき、汚れの付着等の問題があり、これら静電気による欠点を排除すべく、これまで種々の方法が提案されている。
【０００３】
例えば繊維中に導電性カーボンブラック粒子を高濃度で分散させて得た導電性繊維を非導電性繊維と共に布帛とすることにより制電性を得る方法が提案されている。（特許文献１参照）しかしながら、導電性カーボンブラックを含有する導電性繊維は黒色あるいは灰色を呈するため、衣料分野での利用が実質困難であるという問題があった。この問題に対し、例えば酸化チタンに酸化アンチモンをドーピングした酸化錫をコートした粒子に代表される白色導電性金属化合物を繊維中に高濃度で分散させ、かつポリエステルのような繊維形成性熱可塑性樹脂とともに複合紡糸して白色導電繊維を得る方法が提案されている。（特許文献２参照）しかしながら、これらの繊維には高価な白色導電性金属化合物を多量に用いるため製造コストが高いばかりか、製糸性が著しく悪いという問題があった。
【０００４】
一方、上記のように導電性微粒子を含有させ、繊維に導電性能を付与する方法とは別に、制電性ポリマーを繊維中の１成分として複合紡糸することで、制電性繊維を得る方法が提案されている。例えば、特許文献３に示される発明には、複合繊維の芯にポリエステルを、鞘に制電ポリマーとしてブロックポリエーテルアミドを用いる技術が提案されている。しかしながら、制電性能を有するブロックポリエーテルアミドが繊維表面に露出しているため、製糸工程において単糸同士が膠着したり、仮撚工程や布帛形成後の熱セット工程において、ブロックポリエーテルアミドの熱黄変色が問題であった。他方、制電性能を有するポリマーを芯に、鞘にポリエステルを配すると、単糸同士の膠着や、熱黄変色は避けられるものの、制電ポリマーがポリエステルによって繊維最内層に封じ込められているため、制電性能が劣るという問題があった。
【０００５】
上記問題を解決するべく、特許文献４には三層構造を有する芯鞘型複合繊維において、最外層および最内層にポリエステルやポリアミド、ポリオレフィンを使用し、中間層に制電性を有するポリアルキレングリコールを共重合したポリエステルエーテルを使用する技術が提案されてる。確かにこの方法であれば、制電ポリマーが繊維表面に露出せず、薄い最外層を隔てて繊維表面近傍に存在するため、単糸同士の膠着や熱黄変色を抑制し、かつ優れた制電性能を得ることが出来る。しかしながら、ポリアルキレングリコールを共重合したポリエステルエーテルは、一般に耐アルカリ性が極端に低いため、布帛形成後の精練工程や染色工程、アルカリ減量等の工程によってポリエステルエーテルが加水分解され、溶出し、結果として得られる生地の制電性能が劣るという問題があった。
【特許文献１】特開昭５５−００１３３７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平０３−２４１０６７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特公昭４４−０００９１１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開昭５３−１１１１１７号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題を解決し、膠着や溶出等のトラブルが生じず、優れた制電性能を有する制電性複合繊維を得るためにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
単繊維の断面において、同心円状の三層構造を有する複合繊維であって、最外層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ、中間層がブロックポリエーテルアミドＢを５〜５０重量％含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃであり、最内層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ｄからなり、最外層厚みが０．３〜４．０μｍであることを特徴とする制電性複合繊維を得る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、膠着や溶出等のトラブルが生じず、優れた制電性能を有する制電性複合繊維を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明における制電性複合繊維の単繊維横断面形状は、図１の如く同心円状の三層構造を有し、最外層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ、中間層がブロックポリエーテルアミドＢを５〜５０重量％含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃ、最内層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ｄから構成される。最外層、最内層を構成するポリエステル系熱可塑性樹脂Ａは、ポリエステル繊維としての機械特性を受け持つ層であり、中間層を構成するブロックポリエーテルアミドＢを含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃは制電性能を受け持つ層である。
【００１０】
ブロックポリエーテルアミドＢは、ポリアミドとポリエーテルのブロック共重合体であり、ポリエーテル部が水分子を吸着する。この水分子が繊維中の静電気を漏洩することで制電性が発現される。また、ブロックポリエーテルアミドＢとポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃは相溶性が乏しいために、ブロックポリエーテルアミドＢを含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃを溶融紡糸すると、ポリエステル中にブロックポリエーテルアミドが繊維長軸方向に連続した筋状に局在化する。このように、ブロックポリエーテルアミドが筋状に局在化することが、制電性能を得るためには重要である。
【００１１】
ブロックポリエーテルアミドを含有するポリエステルは一般のポリエステルにはない優れた制電性を有するが、反面、単体で繊維とした場合には強度・耐摩耗性などの機械特性が劣るという問題があるため、単体で繊維とし、実使用上問題ない機械特性を得ようとするとブロックポリエーテルアミドの含有量を小さくする必要があり、結果として制電性能が劣るものとなる。従って、優れた制電性能と機械特性を両立するためにはブロックポリエーテルアミド含有するポリエステルと通常のポリエステルからなる複合繊維とする必要がある。
【００１２】
制電性複合繊維の断面形態を、繊維表面にブロックポリエーテルアミドを含有するポリエステルを配する形とした場合、繊維を加熱した際の単糸同士の膠着の問題、摩擦によるフロスティングが著しいという問題がある。従って、ブロックポリエーテルアミドを含有するポリエステルは、通常のポリエステルが繊維表面を覆う複合形態とする必要がある。一方、通常のポリエステルが繊維表面を覆う鞘として、ブロックポリエーテルアミドを含有するポリエステルを芯とした、いわゆる芯鞘型複合繊維とした場合、制電性を有するブロックポリエーテルアミドが完全にポリエステルに覆われるため、繊維表面からブロックポリエーテルアミドの層までの距離（鞘の厚み）が長くなるため、制電性に劣るという問題がある。芯鞘型複合繊維では、繊維全体に対するブロックポリエーテルアミドを含有するポリエステルの配合量を上げることで鞘厚みを薄くすることが出来るが、同時にブロックポリエーテルアミドの含有量が大となるため、前記のように機械特性が劣ることによる問題が発生する。
【００１３】
一方、制電性複合繊維の横断面形状を、図１の如く同心円状の三層構造とし、最外層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ、中間層がブロックポリエーテルアミドＢを５〜５０重量％含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃ、最内層がポリエステル系熱可塑性樹脂Ｄから構成される制電性複合繊維であれば、機械特性、制電性能共に優れたものが得られる。最外層の厚みは０．３μｍ以上であれば、上記の様なフロスティングの問題がなく、４μｍ以下であれば十分な制電性能が得られる。好ましくは０．５μｍ〜２μｍである。ここで、本発明の制電性複合繊維の中間層におけるブロックポリエーテルアミドの配合率は５〜５０重量％とする必要がある。ブロックポリエーテルアミドの配合率が５重量％以下の場合十分な制電性能が得られず、５０重量％を超えると得られる制電性複合繊維の機械特性が劣る。より好ましくは７〜３０重量％である。
【００１４】
さらに、上記の様に三層構造の横断面形状とし、中間層にブロックブロックポリエーテルアミドを含有するポリエステルを用いることで、得られた制電性複合繊維からなる布帛にアルカリ減量加工を施した場合、より優れた制電性能を有する布帛を得ることが出来る。一般にポリアルキレングリコールをブロック共重合した樹脂はポリエーテル部位がアルカリによる加水分解に弱く、容易に分子鎖が切断され溶出される。従って、三層構造とすれば、上記の様な膠着やフロスティングの問題を回避できるだけでなく、ブロックポリエーテルアミドの溶出を避けることが出来る。加えて、三層構造の横断面形状とすると、布帛のアルカリ減量加工によって溶出される最外層の厚みをもコントロールできるため、得られる布帛の制電性能・機械特性ともに優れたものとなる。
【００１５】
一方、本発明のようにブロックポリエーテルアミドを含有するポリエステルではなく、特開昭５３−１１１１１７号公報に示されるポリアルキレングリコールを共重合したポリエステルエーテルを用いた場合は上記の様な効果が得られない。前述の通り、ポリアルキレングリコールを共重合した樹脂はアルカリによる加水分解速度が速いが、通常のポリエステルによって繊維内層に封じ込める複合形態としても、過度のアルカリ減量によって通常のポリエステルよりも優先的に溶出する現象が生じる場合がある。特に、ポリアルキレングリコールを共重合したポリエステルエーテルは分子中のポリエステル部位、ポリエーテル部位ともにアルカリ加水分解により分解しやすいため、容易に低分子量化し、例え通常のポリエステルによって繊維内層に封じられていようとも外層のポリエステルの分子間を、低分子化したブロックポリエーテルエステルが移動し、溶出してしまう。しかし、本発明のブロックポリエーテルアミドは、ポリエーテル部位は同様にアルカリによる加水分解速度は速いが、ポリアミド部位のアミド結合はアルカリによって殆ど加水分解されないため、結果ブロックポリエーテルアミドは加水分解が生じるものの、溶出する程の低分子量化が起こり難い。さらに、本発明の制電性複合繊維における中間層は上記の通りポリエステル樹脂中に繊維長軸方向に連続した筋状に局在化しているため、本発明のおけるブロックポリエーテルアミド含有量の範囲であれば、アルカリによる加水分解によって中間層のみが優先的に溶出する現象が極めて起こり難い。
【００１６】
本発明に用いられるポリエステル系熱可塑性樹脂とは、ポリアルキレンテレフタレート、ポリアルキレンフタレート等が挙げられるが、中でも前者のテレフタル酸を主たる酸成分とし、炭素原子数２〜６のアルキレングリコール成分、即ち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、ペンタメチレングリコール、及びヘキサメチレングリコールから選ばれた少なくとも一種のグリコールを主たるグリコール成分とするポリエステルを対象とするものであり、ポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ，Ｃ，Ｄいずれも上記ポリエステルより選択することができる。このポリエステルは任意の方法で製造されたものでよく、例えばポリエチレンテレフタレートについて説明すれば、テレフタル酸とエチレングリコールを直接エステル化反応させるか、テレフタル酸ジメチルの如きテレフタル酸の低級アルキルエステルとエチレングリコールとをエステル交換反応させるか、又はテレフタル酸とエチレンオキサイドを反応させるかして、テレフタル酸のグリコールエステル及び／またはその低重合体を生成させ、ついでこの生成物を減圧下加熱して所望の重合度になるまで縮重合反応させることで容易に製造される。なお、このポリエステルはそのテレフタル酸成分の一部を他の二官能基カルボン酸成分で置き換えてもよい。この他、本発明のポリエステルは通常のポリエステルと同様に酸化チタン、カーボンブラック等の顔料のほか、従来公知の抗酸化剤、着色防止剤が添加されていてもよい。
【００１７】
本発明に用いられるブロックポリエーテルアミドＢとは、ポリアミドにポリエーテルがブロック状に結合したものを指す。ブロックポリエーテルアミドＢを構成するポリエーテルとしては、例えばポリエチレングリコール、ポリ（１，２−プロピレンオキシド）グリコール、ポリ（１，３−プロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピオンオキシドのブロックまたはランダム共重合体およびエチレンオキシドのテトラヒドロランのブロックまたはランダム共重合体などが用いられる。中でも、得られる繊維の機械特性・制電性の観点から、数平均分子量が２００〜６０００の範囲のポリエチレングリコールが好ましく用いられる。ポリアミドとしては、例えばω−アミノカプリル酸、ω−アミノエナント酸、ω−アミノベルコン酸、ω−アミノカプロン酸および１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸などのアミノカルボン酸あるいはカプロラクタム、エナントラクタム、カプリルラクタム、およびラウロラクタム等のラクタムおよびヘキサメチレンジアミン−セバシン酸塩およびヘキサメチレンジアミン−イソフタル酸等のジアミン−ジカルボン酸の塩が用いられる。ブロックポリエーテルを構成するポリアミドは、ブロックポリエーテルの構成単位で１０重量％以上ならば得られるブロックポリエーテルアミドの機械的性質が向上するため好ましく、また、８０重量％以下ならば得られる樹脂の帯電防止性が向上するため好ましい。さらに、ブロックポリエーテルアミドＢには、有機スルホン酸塩化合物を添加することで制電性をさらに向上させることが出来る。有機スルホン酸塩化合物とはドデシルベンゼンスルホン酸、トリデシルベンゼンスルホン酸、ノニルベンゼンスルホン酸などのアルキルベンゼンスルホン酸とナトリウム、カリウム等のアルカリ金属から形成される塩であり、なかでもドデシルベンゼンスルホン酸ソーダが特に好ましい。該有機スルホン酸塩化合物のポリエーテルエステルアミドへの配合量は、ブロックポリエーテルアミド１００重量％に対し２〜２０重量％が好ましい。有機スルホン酸塩化合物の配合量が２重量％以上ならば得られる繊維の制電性能が高く、２０重量％以下であれば得られる繊維の機械特性が優れるため好ましい。また、本発明におけるブロックポリエーテルアミドには耐熱性向上剤としてヒンダードフェノール化合物を加えることができる。ここでヒンダードフェノール化合物とはフェノール系水酸基の隣接位置に立体障害を有する置換基を持つフェノール誘導体であり、例えば１，３，５−トリメチル−２，４，６トリ（３，５−ｔｅｒｔブチルフェノール）、２，６−ジ−ｔｅｒｔブチル−ｐ−クレゾール、２，２−メチルビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔブチルフェノール）等が挙げられる。該ヒンダードフェノール化合物を配合する場合、ブロックポリエーテルアミド１００重量％に対し２〜１０重量％で用いられる。
【００１８】
本発明に用いられるブロックポリエーテルアミドは熱による分解を受け、制電性能が低下し易いという特性がある。これは、主としてポリエーテル部の酸化分解による分子鎖切断による影響と考えらる。従って、溶融紡糸の際に紡糸温度を出来る限り低くすることで、分子鎖切断を抑制し、より優れた制電性能を有する制電性複合繊維が得られる。そこで、本発明の制電性複合繊維を構成する、ブロックポリエーテルアミド以外のポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ，Ｃ，Ｄの融点を、好ましくは２４０℃以下とすることにより、溶融紡糸の温度を低く設定でき、より優れた制電性が得られる。融点２４０℃以下のポリエステルとしては前記のポリエステルの中から選択することが出来るが、特にポリエチレンテレフタレートの酸成分を５〜３０ｍｏｌ％イソフタル酸で置換した共重合ポリエチレンテレフタレートや、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレートが好ましく用いることが出来る。
【００１９】
本発明の制電性複合繊維を得る方法としては、通常の複合繊維の溶融紡糸方法を適用すればよく、ポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ、ブロックポリエーテルアミドＢを５〜３０重量％含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃ、最内層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ｄをそれぞれ別々の溶融押出機より溶融させ、それぞれ所定の量に計量したのち、図１の如き断面形態となるように設計された複合紡糸口金より紡糸する。紡糸した糸条は冷却、給油したのちに一旦巻き取り、加熱延伸を施す方法であっても、一旦巻き取ることなく加熱延伸を施す方法のどちらでもよく、公知の製糸方法を適用することが出来る。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。但し、本発明は実施例により限定されるものではない。なお、実施例中の評価は以下の方法に従った。
【００２１】
１．強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）・伸度（％）
ＴＯＹＯ ＢＡＬＤＷＩＮ社製ＴＥＮＳＩＬＯＮ／ＵＴＭ−ＩＩＩ−１００を使用し、試料長２０ｃｍ、引張り速度２０ｃｍ／分の測定条件でフィラメント破断点における強度・伸度を測定した。
【００２２】
２．原糸比抵抗
フィラメント糸を束ねて約２２００ｄｔｅｘとし、弱アニオン系洗剤を用い、十分に精錬して油剤などを除いた後、２０℃、４０％ＲＨの状態で２４時間放置し、同温度、湿度下にてその両端の電気抵抗を測定することによって原糸の比抵抗ρ［Ωｃｍ］を求めた。原糸比抵抗が５００×１０８Ωｃｍ以上を不合格とした。
【００２３】
３．鞘厚み
得られたフィラメントに２ｇ／ｄｔｅｘの荷重をかけたまま、スリーボンド社製紫外線感光性樹脂３０５５に浸漬し、セン特殊光源社製高圧水銀ランプＨＬ１００Ｇにて１０分間紫外線を照射し、紫外線感光性樹脂を固化させた。紫外線感光性樹脂により固められたサンプルを繊維横断面方向にミクロトームで切断し、断面観察用サンプルを得た。得られた断面観察用サンプルは光学顕微鏡にて断面形態を撮影し、各単繊維の鞘厚さを測定した平均値を鞘厚みとした。
【００２４】
４．溶出性評価
フィラメントを９８℃に加熱した４％ＮａＯＨ水溶液溶液に１０分浸漬したサンプルと、３０分浸漬したサンプルをそれぞれ取り出した後、水で洗浄してフィラメントを室温で乾燥した。このフィラメントを切断し、日立製作所製Ｅ１０１０ ＩＯＮ ＳＰＵＴＴＥＲにて 金属アルミニウム真空蒸着を施し、日立製作所製Ｓ−３０００Ｎ走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によりフィラメント横断面の観察を行い、浸漬時間１０分で中間層の溶出が確認された場合を×、浸漬時間３０分で溶出が確認された場合を△、いずれにおいても溶出が確認されなかった場合○とし、○および△を合格とした。
【００２５】
５．フロスティング性評価
経糸・緯糸共に得られた制電性複合繊維を生糸で用い、常法によって経糸密度９４本／２．５４ｃｍ（インチ）、緯糸密度８０本／２．５４ｃｍ（インチ）の平織物を得た。この織物を常法によって、リラックス精練、中間セット（１８０℃）を行った後、グレー色に染色した。染色後の織物を直径１０ｃｍの円形に切り出し、蒸留水で湿潤させて円盤に取り付けた。更に３０ｃｍ角に切り出した織物を乾いたまま水平の板の上に固定した。蒸留水で湿潤させた織物が取り付けられた円盤を水平な板の上に固定された織物に対して水平に接触させ、円盤の中心が直径１０ｃｍの円を描くように、５０ｒｐｍの速度で１０分間円盤を円運動させ、２枚の織物を摩擦させた。摩擦終了後４時間放置してから、円盤に取り付けた織物の変褪色の程度を、次の５段階に分けて視感評価し、３〜５級を○、１，２級を×とし、○を合格とした。
５級：変褪色が認められず良好
４級：良好
３級：普通
２級：変褪色が認められ不良
１級：変褪色が著しく不良
６．延伸性評価
後述する実施例の方法にて制電性複合繊維を延伸する際、未延伸糸３．０ｋｇが糸切れすることなく延伸可能であった確率（延伸満管率）が９５％以上が○、９０％以上が△、９０％未満を×とし、○および△を合格とした。
【００２６】
実施例１
常法によって得られた固有粘度０．６４のポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略）チップ状樹脂を１６０℃で６時間真空乾燥し、ポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ，Ｃ，Ｄとして用いた。尚、固有粘度は樹脂を０．８ｇをオルソクロロフェノール溶液１０ｍｌに溶解させ、２５℃にて測定した。
【００２７】
カプロラクタム４７．５３重量部、数平均分子量が２０００のポリエチレングリコール（以下ＰＥＧと略）５０重量部、アジピン酸３．７重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ（以下ＤＢＳと略）５重量部、“イルガノックス”１０９８（チバガイギー社製酸化防止剤）０．２重量部、および三酸化アンチモン触媒０．１重量部とともにヘリカルリボン攪拌翼を備えた反応容器にし込み、窒素置換して２４０℃で４０分間加熱攪拌して透明な均一溶液とした後、２６０℃、０．５ｍｍＨｇ以下の条件で５時間以上重合後、窒素下で常圧とし１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン（以下“イルガノックス”１３３０と略：チバガイギー社製酸化防止剤）５．５重量部を添加し、２０分間練りこみ後、１．０ｍｍＨｇ以下まで減圧し脱泡後ポリマーを冷却ベルト上にガット状に吐出し、冷却、カッティングし、ブロックポリエーテルアミド樹脂を作成した。得られたチップ状樹脂は、４０℃で２４時間真空乾燥し、ブロックポリエーテルアミドＢとして用いた。このブロックポリエーテルアミドＢを、ポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃと、それぞれ重量比で１：９となるように計量したのち、十分混合し、樹脂混合物Ｅを得た。
【００２８】
ポリエステル系樹脂Ａ、Ｄ、樹脂混合物Ｅをそれぞれ別々のエクストルーダー型押出機により溶融押し出しし、紡糸温度２８５℃にて、ポリエステル系樹脂Ａを最外層、ポリエステル系樹脂Ｄを最内層、樹脂混合物Ｅを中間層とした図１の如き三層構造の複合形態となる複合紡糸口金より紡糸した。このとき、ポリエステル系樹脂Ａ、Ｄ、樹脂混合物Ｅの配合比はそれぞれ２：６：２とした。紡糸した糸条は２０℃のエアーで冷却、油剤付与後、巻き取り速度１８００ｍ／分で巻き取り、２１８デシテックス３６フィラメントの未延伸糸を得た。得られた未延伸糸は熱板加熱式延伸機にて、延伸倍率２．６倍、熱板温度１４０℃、にて延伸し、８４デシテックス３６フィラメントの制電性繊維を得た。延伸の際の延伸満管率は９７％と良好な製糸性であった。
【００２９】
得られた制電性複合繊維の比抵抗値は４．２×１０８Ωｃｍと良好であり、溶出性評価では、アルカリ液３０分浸漬においても溶出が認められず、フロスティング性は４級であり、いずれも良好な結果が得られた。
【００３０】
実施例２、３
中間層を形成する樹脂混合物を調整する際に、ブロックポリエーテルアミドの配合率を表１の通り変更した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。実施例２は溶出性、フロスティング性、製糸性共に良好であったが、実施例１に比してブロックポリエーテルアミドの配合率が低いため、比抵抗値が２３３×１０８Ωｃｍと高めであったが、十分な制電性能が得られた。一方、実施例３では、実施例１に比してブロックポリエーテルアミドの配合率が高いために、溶出性評価ではアルカリ液３０分浸漬において中間層の溶出が認められ、フロスティング性は３級、延伸満管率は９４％といずれも実施例１対比劣位であったが問題ないレベルであった。実施例３にて得られた制電性複合繊維は１．１×１０８Ωｃｍであり、制電性能は良好であった。
【００３１】
実施例４、５
最外層の厚みを変更すべく、ポリエステル系樹脂Ａ、Ｄの配合比を表１の通り変更した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。実施例４は実施例１に比して最外層の厚みが大であるため、比抵抗値は１２０×１０８Ωｃｍと実施例１対比高めであったが、十分な制電性能が得られ、溶出性、フロスティング性、製糸性いずれにおいても実施例１同等レベルの良好な結果が得られた。一方、実施例５は実施例１に比して最外層の厚みが小であるため、溶出性評価ではアルカリ液３０分浸漬において中間層の溶出が認められ、フロスティング性は３級であったものの、いずれも問題ないレベルであり、比抵抗値は１．９×１０８Ωｃｍと良好な制電性能が得られた。
【００３２】
実施例６、７
ブロックポリエーテルアミドに含有されるＤＢＳの添加率を表１の通り変更した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。実施例６では溶出性、フロスティング性、製糸性ともに十分なレベルに達していたものの、実施例１に比してブロックポリエーテルアミド中のＤＢＳ含有量が低いため、得られた制電性複合繊維の比抵抗値は２８０×１０８Ωｃｍと高めであったが、十分な制電性能が得られた。一方、実施例７では制電性能、溶出性、フロスティング性ともに十分なレベルに達していたが、生産上問題ないレベルではあるものの延伸満管率が９２％と実施例１対比劣るものであった。
【００３３】
実施例８、９
ブロックポリエーテルアミドのＰＥＧ共重合率を表１の通り変更した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。実施例８は溶出性、フロスティング性、製糸性ともに良好であったが、実施例１に比してブロックポリエーテルアミドを構成するＰＥＧ共重合率が低いため、制電性能としては十分なレベルではあるが、比抵抗値４４５×１０８Ωｃｍと高めであった。一方、実施例９は実施例１に比してブロックポリエーテルアミドを構成するＰＥＧ共重合率が高いために、溶出性評価ではアルカリ液３０分浸漬において中間層の溶出が認められたものの、フロスティング性、製糸性は良好であった。実施例９にて得られた制電性複合繊維は１．３×１０８Ωｃｍであり、制電性能は良好であった。
【００３４】
実施例１０
ポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ，Ｃ，Ｄを全て、融点２２８℃である固有粘度０．８６のポリテトラメチレンテレフタレート（以下ＰＢＴと略）としたうえ、紡糸温度を２５５℃にて１７６ｄｔｅｘの未延伸糸を得た後、延伸倍率を２．１倍として延伸した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。得られた制電性複合繊維の比抵抗値は１．３×１０８Ωｃｍと良好であり、溶出性評価では、アルカリ液３０分浸漬においても溶出が認められず、フロスティング性は４級であり、延伸満管率９６％といずれも良好な結果が得られた。
【００３５】
実施例１１
ポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ，Ｃ，Ｄを全て、融点２２５℃である固有粘度１．５１のポリテトリメチレンテレフタレート（以下ＰＰＴと略）としたうえ、紡糸温度を２５５℃にて１９３ｄｔｅｘの未延伸糸を得た後、延伸倍率を２．３倍として延伸した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。得られた制電性複合繊維の比抵抗値は１．５×１０８Ωｃｍと良好であり、溶出性評価では、アルカリ液３０分浸漬においても溶出が認められず、フロスティング性は４級であり、延伸満管率９５％といずれも良好な結果が得られた。
【００３６】
実施例１２、１３
中間層を形成する樹脂混合物を調整する際に、ブロックポリエーテルアミドの配合率を表１の通り変更した以外、実施例１１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。実施例１２は溶出性、フロスティング性、製糸性共に良好であったが、実施例１１に比してブロックポリエーテルアミドの配合率が低いため、比抵抗値が２０１×１０８Ωｃｍと高めであったが、十分な制電性能が得られた。一方、実施例１３では、実施例１に比してブロックポリエーテルアミドの配合率が高いために、溶出性評価ではアルカリ液３０分浸漬において中間層の溶出が認められ、フロスティング性は３級、延伸満管率は９１％といずれも実施例１対比劣位であったが問題ないレベルであった。実施例１３にて得られた制電性複合繊維は０．８×１０８Ωｃｍであり、制電性能は良好であった。
【００３７】
実施例１４、１５
最外層の厚みを変更すべく、ポリエステル系樹脂Ａ、Ｄの配合比を表１の通り変更した以外、実施例１１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。実施例１４は実施例１１に比して最外層の厚みが大であるため、比抵抗値は８９×１０８Ωｃｍと実施例１対比高めであったが、十分な制電性能が得られ、溶出性、フロスティング性、製糸性いずれにおいても実施例１１同等レベルの良好な結果が得られた。一方、実施例１５は実施例１に比して最外層の厚みが小であるため、溶出性評価ではアルカリ液３０分浸漬において中間層の溶出が認められ、フロスティング性は３級であったものの、いずれも問題ないレベルであり、比抵抗値は０．８×１０８Ωｃｍと良好な制電性能が得られた。
【００３８】
比較例１、２
中間層を形成する樹脂混合物を調整する際に、ブロックポリエーテルアミドの配合率を表２の通り変更した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。比較例１では中間層に対するブロックポリエーテルアミドの配合率が低過ぎるため、比抵抗値７８２×１０８Ωｃｍと、十分な制電性能が得られなかった。一方、比較例２では中間層に対するブロックポリエーテルアミドの配合率が高過ぎるため、比抵抗値は０．９×１０８Ωｃｍと良好であったものの、溶出性評価ではアルカリ液１０分浸漬において溶出が認められ、延伸満管率８６％と製糸性も不良であった。
【００３９】
比較例３
最外層の厚みを変更すべく、ポリエステル系樹脂Ａ、Ｄの配合比を表２の通り変更した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。得られた制電性複合繊維は、最外層の厚みが０．２μｍと薄いため、溶出性評価ではアルカリ液１０分浸漬において溶出が認められ、フロスティング性評価では２級と、いずれも不良な結果であった。
【００４０】
比較例４
得られる制電性複合繊維の複合形態が三層構造の複合形態ではなく、芯に樹脂混合物Ｅを、鞘にポリエステル系熱可塑性樹脂Ａを配する芯鞘型複合となる口金を使用した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。溶出性、フロスティング性、製糸性いずれも良好な結果が得られたが、比抵抗値は５４４×１０８Ωｃｍであり、制電性は不十分であった。
【００４１】
比較例５
中間層に用いる樹脂混合物Ｅの代わりに、ＰＥＴに平均分子量が２０００のＰＥＧを３０重量％ブロック共重合したポリエステルエーテル（固有粘度１．１）を用いた以外、実施例１と同様の方法によって制電性複合繊維を得た。得られた制電性繊維はアルカリ液１０分浸漬において、著しく中間層が溶出していることが確認された。
【００４２】
以上実施例１〜１５の結果を表１へ、比較例１〜５の結果を表２へ示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態を示す、制電性複合繊維の横断面模式図
【符号の説明】
【００４６】
１：最外層
２：中間層
３：最内層
【技術分野】
【０００１】
本発明は膠着や熱黄変色、溶出等のトラブルが生じず、優れた制電性能を有する制電性複合繊維を得ることを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル系熱可塑性樹脂からなる合成繊維は広く衣料用のみならず、産業用分野にまで利用されている。しかしながら、これらの合成繊維は電気抵抗が著しく高く、静電気を帯びやすいという致命的な欠点を有し、衣類においては脱着時の不快感、裾のまとわりつき、汚れの付着等の問題があり、これら静電気による欠点を排除すべく、これまで種々の方法が提案されている。
【０００３】
例えば繊維中に導電性カーボンブラック粒子を高濃度で分散させて得た導電性繊維を非導電性繊維と共に布帛とすることにより制電性を得る方法が提案されている。（特許文献１参照）しかしながら、導電性カーボンブラックを含有する導電性繊維は黒色あるいは灰色を呈するため、衣料分野での利用が実質困難であるという問題があった。この問題に対し、例えば酸化チタンに酸化アンチモンをドーピングした酸化錫をコートした粒子に代表される白色導電性金属化合物を繊維中に高濃度で分散させ、かつポリエステルのような繊維形成性熱可塑性樹脂とともに複合紡糸して白色導電繊維を得る方法が提案されている。（特許文献２参照）しかしながら、これらの繊維には高価な白色導電性金属化合物を多量に用いるため製造コストが高いばかりか、製糸性が著しく悪いという問題があった。
【０００４】
一方、上記のように導電性微粒子を含有させ、繊維に導電性能を付与する方法とは別に、制電性ポリマーを繊維中の１成分として複合紡糸することで、制電性繊維を得る方法が提案されている。例えば、特許文献３に示される発明には、複合繊維の芯にポリエステルを、鞘に制電ポリマーとしてブロックポリエーテルアミドを用いる技術が提案されている。しかしながら、制電性能を有するブロックポリエーテルアミドが繊維表面に露出しているため、製糸工程において単糸同士が膠着したり、仮撚工程や布帛形成後の熱セット工程において、ブロックポリエーテルアミドの熱黄変色が問題であった。他方、制電性能を有するポリマーを芯に、鞘にポリエステルを配すると、単糸同士の膠着や、熱黄変色は避けられるものの、制電ポリマーがポリエステルによって繊維最内層に封じ込められているため、制電性能が劣るという問題があった。
【０００５】
上記問題を解決するべく、特許文献４には三層構造を有する芯鞘型複合繊維において、最外層および最内層にポリエステルやポリアミド、ポリオレフィンを使用し、中間層に制電性を有するポリアルキレングリコールを共重合したポリエステルエーテルを使用する技術が提案されてる。確かにこの方法であれば、制電ポリマーが繊維表面に露出せず、薄い最外層を隔てて繊維表面近傍に存在するため、単糸同士の膠着や熱黄変色を抑制し、かつ優れた制電性能を得ることが出来る。しかしながら、ポリアルキレングリコールを共重合したポリエステルエーテルは、一般に耐アルカリ性が極端に低いため、布帛形成後の精練工程や染色工程、アルカリ減量等の工程によってポリエステルエーテルが加水分解され、溶出し、結果として得られる生地の制電性能が劣るという問題があった。
【特許文献１】特開昭５５−００１３３７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平０３−２４１０６７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特公昭４４−０００９１１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開昭５３−１１１１１７号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題を解決し、膠着や溶出等のトラブルが生じず、優れた制電性能を有する制電性複合繊維を得るためにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
単繊維の断面において、同心円状の三層構造を有する複合繊維であって、最外層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ、中間層がブロックポリエーテルアミドＢを５〜５０重量％含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃであり、最内層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ｄからなり、最外層厚みが０．３〜４．０μｍであることを特徴とする制電性複合繊維を得る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、膠着や溶出等のトラブルが生じず、優れた制電性能を有する制電性複合繊維を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明における制電性複合繊維の単繊維横断面形状は、図１の如く同心円状の三層構造を有し、最外層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ、中間層がブロックポリエーテルアミドＢを５〜５０重量％含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃ、最内層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ｄから構成される。最外層、最内層を構成するポリエステル系熱可塑性樹脂Ａは、ポリエステル繊維としての機械特性を受け持つ層であり、中間層を構成するブロックポリエーテルアミドＢを含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃは制電性能を受け持つ層である。
【００１０】
ブロックポリエーテルアミドＢは、ポリアミドとポリエーテルのブロック共重合体であり、ポリエーテル部が水分子を吸着する。この水分子が繊維中の静電気を漏洩することで制電性が発現される。また、ブロックポリエーテルアミドＢとポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃは相溶性が乏しいために、ブロックポリエーテルアミドＢを含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃを溶融紡糸すると、ポリエステル中にブロックポリエーテルアミドが繊維長軸方向に連続した筋状に局在化する。このように、ブロックポリエーテルアミドが筋状に局在化することが、制電性能を得るためには重要である。
【００１１】
ブロックポリエーテルアミドを含有するポリエステルは一般のポリエステルにはない優れた制電性を有するが、反面、単体で繊維とした場合には強度・耐摩耗性などの機械特性が劣るという問題があるため、単体で繊維とし、実使用上問題ない機械特性を得ようとするとブロックポリエーテルアミドの含有量を小さくする必要があり、結果として制電性能が劣るものとなる。従って、優れた制電性能と機械特性を両立するためにはブロックポリエーテルアミド含有するポリエステルと通常のポリエステルからなる複合繊維とする必要がある。
【００１２】
制電性複合繊維の断面形態を、繊維表面にブロックポリエーテルアミドを含有するポリエステルを配する形とした場合、繊維を加熱した際の単糸同士の膠着の問題、摩擦によるフロスティングが著しいという問題がある。従って、ブロックポリエーテルアミドを含有するポリエステルは、通常のポリエステルが繊維表面を覆う複合形態とする必要がある。一方、通常のポリエステルが繊維表面を覆う鞘として、ブロックポリエーテルアミドを含有するポリエステルを芯とした、いわゆる芯鞘型複合繊維とした場合、制電性を有するブロックポリエーテルアミドが完全にポリエステルに覆われるため、繊維表面からブロックポリエーテルアミドの層までの距離（鞘の厚み）が長くなるため、制電性に劣るという問題がある。芯鞘型複合繊維では、繊維全体に対するブロックポリエーテルアミドを含有するポリエステルの配合量を上げることで鞘厚みを薄くすることが出来るが、同時にブロックポリエーテルアミドの含有量が大となるため、前記のように機械特性が劣ることによる問題が発生する。
【００１３】
一方、制電性複合繊維の横断面形状を、図１の如く同心円状の三層構造とし、最外層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ、中間層がブロックポリエーテルアミドＢを５〜５０重量％含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃ、最内層がポリエステル系熱可塑性樹脂Ｄから構成される制電性複合繊維であれば、機械特性、制電性能共に優れたものが得られる。最外層の厚みは０．３μｍ以上であれば、上記の様なフロスティングの問題がなく、４μｍ以下であれば十分な制電性能が得られる。好ましくは０．５μｍ〜２μｍである。ここで、本発明の制電性複合繊維の中間層におけるブロックポリエーテルアミドの配合率は５〜５０重量％とする必要がある。ブロックポリエーテルアミドの配合率が５重量％以下の場合十分な制電性能が得られず、５０重量％を超えると得られる制電性複合繊維の機械特性が劣る。より好ましくは７〜３０重量％である。
【００１４】
さらに、上記の様に三層構造の横断面形状とし、中間層にブロックブロックポリエーテルアミドを含有するポリエステルを用いることで、得られた制電性複合繊維からなる布帛にアルカリ減量加工を施した場合、より優れた制電性能を有する布帛を得ることが出来る。一般にポリアルキレングリコールをブロック共重合した樹脂はポリエーテル部位がアルカリによる加水分解に弱く、容易に分子鎖が切断され溶出される。従って、三層構造とすれば、上記の様な膠着やフロスティングの問題を回避できるだけでなく、ブロックポリエーテルアミドの溶出を避けることが出来る。加えて、三層構造の横断面形状とすると、布帛のアルカリ減量加工によって溶出される最外層の厚みをもコントロールできるため、得られる布帛の制電性能・機械特性ともに優れたものとなる。
【００１５】
一方、本発明のようにブロックポリエーテルアミドを含有するポリエステルではなく、特開昭５３−１１１１１７号公報に示されるポリアルキレングリコールを共重合したポリエステルエーテルを用いた場合は上記の様な効果が得られない。前述の通り、ポリアルキレングリコールを共重合した樹脂はアルカリによる加水分解速度が速いが、通常のポリエステルによって繊維内層に封じ込める複合形態としても、過度のアルカリ減量によって通常のポリエステルよりも優先的に溶出する現象が生じる場合がある。特に、ポリアルキレングリコールを共重合したポリエステルエーテルは分子中のポリエステル部位、ポリエーテル部位ともにアルカリ加水分解により分解しやすいため、容易に低分子量化し、例え通常のポリエステルによって繊維内層に封じられていようとも外層のポリエステルの分子間を、低分子化したブロックポリエーテルエステルが移動し、溶出してしまう。しかし、本発明のブロックポリエーテルアミドは、ポリエーテル部位は同様にアルカリによる加水分解速度は速いが、ポリアミド部位のアミド結合はアルカリによって殆ど加水分解されないため、結果ブロックポリエーテルアミドは加水分解が生じるものの、溶出する程の低分子量化が起こり難い。さらに、本発明の制電性複合繊維における中間層は上記の通りポリエステル樹脂中に繊維長軸方向に連続した筋状に局在化しているため、本発明のおけるブロックポリエーテルアミド含有量の範囲であれば、アルカリによる加水分解によって中間層のみが優先的に溶出する現象が極めて起こり難い。
【００１６】
本発明に用いられるポリエステル系熱可塑性樹脂とは、ポリアルキレンテレフタレート、ポリアルキレンフタレート等が挙げられるが、中でも前者のテレフタル酸を主たる酸成分とし、炭素原子数２〜６のアルキレングリコール成分、即ち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、ペンタメチレングリコール、及びヘキサメチレングリコールから選ばれた少なくとも一種のグリコールを主たるグリコール成分とするポリエステルを対象とするものであり、ポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ，Ｃ，Ｄいずれも上記ポリエステルより選択することができる。このポリエステルは任意の方法で製造されたものでよく、例えばポリエチレンテレフタレートについて説明すれば、テレフタル酸とエチレングリコールを直接エステル化反応させるか、テレフタル酸ジメチルの如きテレフタル酸の低級アルキルエステルとエチレングリコールとをエステル交換反応させるか、又はテレフタル酸とエチレンオキサイドを反応させるかして、テレフタル酸のグリコールエステル及び／またはその低重合体を生成させ、ついでこの生成物を減圧下加熱して所望の重合度になるまで縮重合反応させることで容易に製造される。なお、このポリエステルはそのテレフタル酸成分の一部を他の二官能基カルボン酸成分で置き換えてもよい。この他、本発明のポリエステルは通常のポリエステルと同様に酸化チタン、カーボンブラック等の顔料のほか、従来公知の抗酸化剤、着色防止剤が添加されていてもよい。
【００１７】
本発明に用いられるブロックポリエーテルアミドＢとは、ポリアミドにポリエーテルがブロック状に結合したものを指す。ブロックポリエーテルアミドＢを構成するポリエーテルとしては、例えばポリエチレングリコール、ポリ（１，２−プロピレンオキシド）グリコール、ポリ（１，３−プロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピオンオキシドのブロックまたはランダム共重合体およびエチレンオキシドのテトラヒドロランのブロックまたはランダム共重合体などが用いられる。中でも、得られる繊維の機械特性・制電性の観点から、数平均分子量が２００〜６０００の範囲のポリエチレングリコールが好ましく用いられる。ポリアミドとしては、例えばω−アミノカプリル酸、ω−アミノエナント酸、ω−アミノベルコン酸、ω−アミノカプロン酸および１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸などのアミノカルボン酸あるいはカプロラクタム、エナントラクタム、カプリルラクタム、およびラウロラクタム等のラクタムおよびヘキサメチレンジアミン−セバシン酸塩およびヘキサメチレンジアミン−イソフタル酸等のジアミン−ジカルボン酸の塩が用いられる。ブロックポリエーテルを構成するポリアミドは、ブロックポリエーテルの構成単位で１０重量％以上ならば得られるブロックポリエーテルアミドの機械的性質が向上するため好ましく、また、８０重量％以下ならば得られる樹脂の帯電防止性が向上するため好ましい。さらに、ブロックポリエーテルアミドＢには、有機スルホン酸塩化合物を添加することで制電性をさらに向上させることが出来る。有機スルホン酸塩化合物とはドデシルベンゼンスルホン酸、トリデシルベンゼンスルホン酸、ノニルベンゼンスルホン酸などのアルキルベンゼンスルホン酸とナトリウム、カリウム等のアルカリ金属から形成される塩であり、なかでもドデシルベンゼンスルホン酸ソーダが特に好ましい。該有機スルホン酸塩化合物のポリエーテルエステルアミドへの配合量は、ブロックポリエーテルアミド１００重量％に対し２〜２０重量％が好ましい。有機スルホン酸塩化合物の配合量が２重量％以上ならば得られる繊維の制電性能が高く、２０重量％以下であれば得られる繊維の機械特性が優れるため好ましい。また、本発明におけるブロックポリエーテルアミドには耐熱性向上剤としてヒンダードフェノール化合物を加えることができる。ここでヒンダードフェノール化合物とはフェノール系水酸基の隣接位置に立体障害を有する置換基を持つフェノール誘導体であり、例えば１，３，５−トリメチル−２，４，６トリ（３，５−ｔｅｒｔブチルフェノール）、２，６−ジ−ｔｅｒｔブチル−ｐ−クレゾール、２，２−メチルビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔブチルフェノール）等が挙げられる。該ヒンダードフェノール化合物を配合する場合、ブロックポリエーテルアミド１００重量％に対し２〜１０重量％で用いられる。
【００１８】
本発明に用いられるブロックポリエーテルアミドは熱による分解を受け、制電性能が低下し易いという特性がある。これは、主としてポリエーテル部の酸化分解による分子鎖切断による影響と考えらる。従って、溶融紡糸の際に紡糸温度を出来る限り低くすることで、分子鎖切断を抑制し、より優れた制電性能を有する制電性複合繊維が得られる。そこで、本発明の制電性複合繊維を構成する、ブロックポリエーテルアミド以外のポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ，Ｃ，Ｄの融点を、好ましくは２４０℃以下とすることにより、溶融紡糸の温度を低く設定でき、より優れた制電性が得られる。融点２４０℃以下のポリエステルとしては前記のポリエステルの中から選択することが出来るが、特にポリエチレンテレフタレートの酸成分を５〜３０ｍｏｌ％イソフタル酸で置換した共重合ポリエチレンテレフタレートや、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレートが好ましく用いることが出来る。
【００１９】
本発明の制電性複合繊維を得る方法としては、通常の複合繊維の溶融紡糸方法を適用すればよく、ポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ、ブロックポリエーテルアミドＢを５〜３０重量％含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃ、最内層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ｄをそれぞれ別々の溶融押出機より溶融させ、それぞれ所定の量に計量したのち、図１の如き断面形態となるように設計された複合紡糸口金より紡糸する。紡糸した糸条は冷却、給油したのちに一旦巻き取り、加熱延伸を施す方法であっても、一旦巻き取ることなく加熱延伸を施す方法のどちらでもよく、公知の製糸方法を適用することが出来る。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。但し、本発明は実施例により限定されるものではない。なお、実施例中の評価は以下の方法に従った。
【００２１】
１．強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）・伸度（％）
ＴＯＹＯ ＢＡＬＤＷＩＮ社製ＴＥＮＳＩＬＯＮ／ＵＴＭ−ＩＩＩ−１００を使用し、試料長２０ｃｍ、引張り速度２０ｃｍ／分の測定条件でフィラメント破断点における強度・伸度を測定した。
【００２２】
２．原糸比抵抗
フィラメント糸を束ねて約２２００ｄｔｅｘとし、弱アニオン系洗剤を用い、十分に精錬して油剤などを除いた後、２０℃、４０％ＲＨの状態で２４時間放置し、同温度、湿度下にてその両端の電気抵抗を測定することによって原糸の比抵抗ρ［Ωｃｍ］を求めた。原糸比抵抗が５００×１０８Ωｃｍ以上を不合格とした。
【００２３】
３．鞘厚み
得られたフィラメントに２ｇ／ｄｔｅｘの荷重をかけたまま、スリーボンド社製紫外線感光性樹脂３０５５に浸漬し、セン特殊光源社製高圧水銀ランプＨＬ１００Ｇにて１０分間紫外線を照射し、紫外線感光性樹脂を固化させた。紫外線感光性樹脂により固められたサンプルを繊維横断面方向にミクロトームで切断し、断面観察用サンプルを得た。得られた断面観察用サンプルは光学顕微鏡にて断面形態を撮影し、各単繊維の鞘厚さを測定した平均値を鞘厚みとした。
【００２４】
４．溶出性評価
フィラメントを９８℃に加熱した４％ＮａＯＨ水溶液溶液に１０分浸漬したサンプルと、３０分浸漬したサンプルをそれぞれ取り出した後、水で洗浄してフィラメントを室温で乾燥した。このフィラメントを切断し、日立製作所製Ｅ１０１０ ＩＯＮ ＳＰＵＴＴＥＲにて 金属アルミニウム真空蒸着を施し、日立製作所製Ｓ−３０００Ｎ走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によりフィラメント横断面の観察を行い、浸漬時間１０分で中間層の溶出が確認された場合を×、浸漬時間３０分で溶出が確認された場合を△、いずれにおいても溶出が確認されなかった場合○とし、○および△を合格とした。
【００２５】
５．フロスティング性評価
経糸・緯糸共に得られた制電性複合繊維を生糸で用い、常法によって経糸密度９４本／２．５４ｃｍ（インチ）、緯糸密度８０本／２．５４ｃｍ（インチ）の平織物を得た。この織物を常法によって、リラックス精練、中間セット（１８０℃）を行った後、グレー色に染色した。染色後の織物を直径１０ｃｍの円形に切り出し、蒸留水で湿潤させて円盤に取り付けた。更に３０ｃｍ角に切り出した織物を乾いたまま水平の板の上に固定した。蒸留水で湿潤させた織物が取り付けられた円盤を水平な板の上に固定された織物に対して水平に接触させ、円盤の中心が直径１０ｃｍの円を描くように、５０ｒｐｍの速度で１０分間円盤を円運動させ、２枚の織物を摩擦させた。摩擦終了後４時間放置してから、円盤に取り付けた織物の変褪色の程度を、次の５段階に分けて視感評価し、３〜５級を○、１，２級を×とし、○を合格とした。
５級：変褪色が認められず良好
４級：良好
３級：普通
２級：変褪色が認められ不良
１級：変褪色が著しく不良
６．延伸性評価
後述する実施例の方法にて制電性複合繊維を延伸する際、未延伸糸３．０ｋｇが糸切れすることなく延伸可能であった確率（延伸満管率）が９５％以上が○、９０％以上が△、９０％未満を×とし、○および△を合格とした。
【００２６】
実施例１
常法によって得られた固有粘度０．６４のポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略）チップ状樹脂を１６０℃で６時間真空乾燥し、ポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ，Ｃ，Ｄとして用いた。尚、固有粘度は樹脂を０．８ｇをオルソクロロフェノール溶液１０ｍｌに溶解させ、２５℃にて測定した。
【００２７】
カプロラクタム４７．５３重量部、数平均分子量が２０００のポリエチレングリコール（以下ＰＥＧと略）５０重量部、アジピン酸３．７重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ（以下ＤＢＳと略）５重量部、“イルガノックス”１０９８（チバガイギー社製酸化防止剤）０．２重量部、および三酸化アンチモン触媒０．１重量部とともにヘリカルリボン攪拌翼を備えた反応容器にし込み、窒素置換して２４０℃で４０分間加熱攪拌して透明な均一溶液とした後、２６０℃、０．５ｍｍＨｇ以下の条件で５時間以上重合後、窒素下で常圧とし１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン（以下“イルガノックス”１３３０と略：チバガイギー社製酸化防止剤）５．５重量部を添加し、２０分間練りこみ後、１．０ｍｍＨｇ以下まで減圧し脱泡後ポリマーを冷却ベルト上にガット状に吐出し、冷却、カッティングし、ブロックポリエーテルアミド樹脂を作成した。得られたチップ状樹脂は、４０℃で２４時間真空乾燥し、ブロックポリエーテルアミドＢとして用いた。このブロックポリエーテルアミドＢを、ポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃと、それぞれ重量比で１：９となるように計量したのち、十分混合し、樹脂混合物Ｅを得た。
【００２８】
ポリエステル系樹脂Ａ、Ｄ、樹脂混合物Ｅをそれぞれ別々のエクストルーダー型押出機により溶融押し出しし、紡糸温度２８５℃にて、ポリエステル系樹脂Ａを最外層、ポリエステル系樹脂Ｄを最内層、樹脂混合物Ｅを中間層とした図１の如き三層構造の複合形態となる複合紡糸口金より紡糸した。このとき、ポリエステル系樹脂Ａ、Ｄ、樹脂混合物Ｅの配合比はそれぞれ２：６：２とした。紡糸した糸条は２０℃のエアーで冷却、油剤付与後、巻き取り速度１８００ｍ／分で巻き取り、２１８デシテックス３６フィラメントの未延伸糸を得た。得られた未延伸糸は熱板加熱式延伸機にて、延伸倍率２．６倍、熱板温度１４０℃、にて延伸し、８４デシテックス３６フィラメントの制電性繊維を得た。延伸の際の延伸満管率は９７％と良好な製糸性であった。
【００２９】
得られた制電性複合繊維の比抵抗値は４．２×１０８Ωｃｍと良好であり、溶出性評価では、アルカリ液３０分浸漬においても溶出が認められず、フロスティング性は４級であり、いずれも良好な結果が得られた。
【００３０】
実施例２、３
中間層を形成する樹脂混合物を調整する際に、ブロックポリエーテルアミドの配合率を表１の通り変更した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。実施例２は溶出性、フロスティング性、製糸性共に良好であったが、実施例１に比してブロックポリエーテルアミドの配合率が低いため、比抵抗値が２３３×１０８Ωｃｍと高めであったが、十分な制電性能が得られた。一方、実施例３では、実施例１に比してブロックポリエーテルアミドの配合率が高いために、溶出性評価ではアルカリ液３０分浸漬において中間層の溶出が認められ、フロスティング性は３級、延伸満管率は９４％といずれも実施例１対比劣位であったが問題ないレベルであった。実施例３にて得られた制電性複合繊維は１．１×１０８Ωｃｍであり、制電性能は良好であった。
【００３１】
実施例４、５
最外層の厚みを変更すべく、ポリエステル系樹脂Ａ、Ｄの配合比を表１の通り変更した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。実施例４は実施例１に比して最外層の厚みが大であるため、比抵抗値は１２０×１０８Ωｃｍと実施例１対比高めであったが、十分な制電性能が得られ、溶出性、フロスティング性、製糸性いずれにおいても実施例１同等レベルの良好な結果が得られた。一方、実施例５は実施例１に比して最外層の厚みが小であるため、溶出性評価ではアルカリ液３０分浸漬において中間層の溶出が認められ、フロスティング性は３級であったものの、いずれも問題ないレベルであり、比抵抗値は１．９×１０８Ωｃｍと良好な制電性能が得られた。
【００３２】
実施例６、７
ブロックポリエーテルアミドに含有されるＤＢＳの添加率を表１の通り変更した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。実施例６では溶出性、フロスティング性、製糸性ともに十分なレベルに達していたものの、実施例１に比してブロックポリエーテルアミド中のＤＢＳ含有量が低いため、得られた制電性複合繊維の比抵抗値は２８０×１０８Ωｃｍと高めであったが、十分な制電性能が得られた。一方、実施例７では制電性能、溶出性、フロスティング性ともに十分なレベルに達していたが、生産上問題ないレベルではあるものの延伸満管率が９２％と実施例１対比劣るものであった。
【００３３】
実施例８、９
ブロックポリエーテルアミドのＰＥＧ共重合率を表１の通り変更した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。実施例８は溶出性、フロスティング性、製糸性ともに良好であったが、実施例１に比してブロックポリエーテルアミドを構成するＰＥＧ共重合率が低いため、制電性能としては十分なレベルではあるが、比抵抗値４４５×１０８Ωｃｍと高めであった。一方、実施例９は実施例１に比してブロックポリエーテルアミドを構成するＰＥＧ共重合率が高いために、溶出性評価ではアルカリ液３０分浸漬において中間層の溶出が認められたものの、フロスティング性、製糸性は良好であった。実施例９にて得られた制電性複合繊維は１．３×１０８Ωｃｍであり、制電性能は良好であった。
【００３４】
実施例１０
ポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ，Ｃ，Ｄを全て、融点２２８℃である固有粘度０．８６のポリテトラメチレンテレフタレート（以下ＰＢＴと略）としたうえ、紡糸温度を２５５℃にて１７６ｄｔｅｘの未延伸糸を得た後、延伸倍率を２．１倍として延伸した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。得られた制電性複合繊維の比抵抗値は１．３×１０８Ωｃｍと良好であり、溶出性評価では、アルカリ液３０分浸漬においても溶出が認められず、フロスティング性は４級であり、延伸満管率９６％といずれも良好な結果が得られた。
【００３５】
実施例１１
ポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ，Ｃ，Ｄを全て、融点２２５℃である固有粘度１．５１のポリテトリメチレンテレフタレート（以下ＰＰＴと略）としたうえ、紡糸温度を２５５℃にて１９３ｄｔｅｘの未延伸糸を得た後、延伸倍率を２．３倍として延伸した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。得られた制電性複合繊維の比抵抗値は１．５×１０８Ωｃｍと良好であり、溶出性評価では、アルカリ液３０分浸漬においても溶出が認められず、フロスティング性は４級であり、延伸満管率９５％といずれも良好な結果が得られた。
【００３６】
実施例１２、１３
中間層を形成する樹脂混合物を調整する際に、ブロックポリエーテルアミドの配合率を表１の通り変更した以外、実施例１１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。実施例１２は溶出性、フロスティング性、製糸性共に良好であったが、実施例１１に比してブロックポリエーテルアミドの配合率が低いため、比抵抗値が２０１×１０８Ωｃｍと高めであったが、十分な制電性能が得られた。一方、実施例１３では、実施例１に比してブロックポリエーテルアミドの配合率が高いために、溶出性評価ではアルカリ液３０分浸漬において中間層の溶出が認められ、フロスティング性は３級、延伸満管率は９１％といずれも実施例１対比劣位であったが問題ないレベルであった。実施例１３にて得られた制電性複合繊維は０．８×１０８Ωｃｍであり、制電性能は良好であった。
【００３７】
実施例１４、１５
最外層の厚みを変更すべく、ポリエステル系樹脂Ａ、Ｄの配合比を表１の通り変更した以外、実施例１１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。実施例１４は実施例１１に比して最外層の厚みが大であるため、比抵抗値は８９×１０８Ωｃｍと実施例１対比高めであったが、十分な制電性能が得られ、溶出性、フロスティング性、製糸性いずれにおいても実施例１１同等レベルの良好な結果が得られた。一方、実施例１５は実施例１に比して最外層の厚みが小であるため、溶出性評価ではアルカリ液３０分浸漬において中間層の溶出が認められ、フロスティング性は３級であったものの、いずれも問題ないレベルであり、比抵抗値は０．８×１０８Ωｃｍと良好な制電性能が得られた。
【００３８】
比較例１、２
中間層を形成する樹脂混合物を調整する際に、ブロックポリエーテルアミドの配合率を表２の通り変更した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。比較例１では中間層に対するブロックポリエーテルアミドの配合率が低過ぎるため、比抵抗値７８２×１０８Ωｃｍと、十分な制電性能が得られなかった。一方、比較例２では中間層に対するブロックポリエーテルアミドの配合率が高過ぎるため、比抵抗値は０．９×１０８Ωｃｍと良好であったものの、溶出性評価ではアルカリ液１０分浸漬において溶出が認められ、延伸満管率８６％と製糸性も不良であった。
【００３９】
比較例３
最外層の厚みを変更すべく、ポリエステル系樹脂Ａ、Ｄの配合比を表２の通り変更した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。得られた制電性複合繊維は、最外層の厚みが０．２μｍと薄いため、溶出性評価ではアルカリ液１０分浸漬において溶出が認められ、フロスティング性評価では２級と、いずれも不良な結果であった。
【００４０】
比較例４
得られる制電性複合繊維の複合形態が三層構造の複合形態ではなく、芯に樹脂混合物Ｅを、鞘にポリエステル系熱可塑性樹脂Ａを配する芯鞘型複合となる口金を使用した以外、実施例１と同様の方法にて制電性複合繊維を得た。溶出性、フロスティング性、製糸性いずれも良好な結果が得られたが、比抵抗値は５４４×１０８Ωｃｍであり、制電性は不十分であった。
【００４１】
比較例５
中間層に用いる樹脂混合物Ｅの代わりに、ＰＥＴに平均分子量が２０００のＰＥＧを３０重量％ブロック共重合したポリエステルエーテル（固有粘度１．１）を用いた以外、実施例１と同様の方法によって制電性複合繊維を得た。得られた制電性繊維はアルカリ液１０分浸漬において、著しく中間層が溶出していることが確認された。
【００４２】
以上実施例１〜１５の結果を表１へ、比較例１〜５の結果を表２へ示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態を示す、制電性複合繊維の横断面模式図
【符号の説明】
【００４６】
１：最外層
２：中間層
３：最内層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単繊維の断面において、同心円状の三層構造を有する複合繊維であって、最外層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ、中間層がブロックポリエーテルアミドＢを５〜５０重量％含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃであり、最内層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ｄからなり、繊維表面から中間層までの距離が０．３〜４．０μｍであることを特徴とする制電性複合繊維。
【請求項２】
ポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ、Ｃ、Ｄが融点２４０℃以下のポリエステルであることを特徴とする、請求項１記載の制電性複合繊維。
【請求項１】
単繊維の断面において、同心円状の三層構造を有する複合繊維であって、最外層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ、中間層がブロックポリエーテルアミドＢを５〜５０重量％含有するポリエステル系熱可塑性樹脂Ｃであり、最内層はポリエステル系熱可塑性樹脂Ｄからなり、繊維表面から中間層までの距離が０．３〜４．０μｍであることを特徴とする制電性複合繊維。
【請求項２】
ポリエステル系熱可塑性樹脂Ａ、Ｃ、Ｄが融点２４０℃以下のポリエステルであることを特徴とする、請求項１記載の制電性複合繊維。
【図１】
【公開番号】特開２００８−８１８８１（Ｐ２００８−８１８８１Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６２６８２（Ｐ２００６−２６２６８２）
【出願日】平成１８年９月２７日（２００６．９．２７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２７日（２００６．９．２７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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