吸水速乾性ポリエステル複合繊維及びその製造方法
【課題】吸水速乾性の洗濯耐久性に優れ、かつ染色堅牢度、耐フィブリル性及び強度に優れた吸水速乾性ポリエステル複合繊維を提供する。
【解決手段】鞘芯型ポリエステル複合繊維であって、繊維の表面に繊維軸方向に平行な溝状の微細孔を有し、該微細孔により形成される繊維比表面積が特定の範囲であり、Ｗ断面で扁平度が２〜５であり、断面の少なくとも一つの凹部に繊維長に沿って連続した微細孔の溝を有し、繊維中に０．０５〜２．０％ポリエチレングリコールが含有されているポリエステル複合繊維。特定の共重合ポリエステルＡをポリエステルＢとブレンドしたポリエステルを鞘芯型複合繊維の鞘成分とした後、特定の条件でアルカリ減量処理することにより、繊維表面に繊維軸方向に平行な溝状の微細孔と同時に、繊維断面の凹部に繊維長に沿って連続した溝とを形成する前記のポリエステル複合繊維の製造方法。
【解決手段】鞘芯型ポリエステル複合繊維であって、繊維の表面に繊維軸方向に平行な溝状の微細孔を有し、該微細孔により形成される繊維比表面積が特定の範囲であり、Ｗ断面で扁平度が２〜５であり、断面の少なくとも一つの凹部に繊維長に沿って連続した微細孔の溝を有し、繊維中に０．０５〜２．０％ポリエチレングリコールが含有されているポリエステル複合繊維。特定の共重合ポリエステルＡをポリエステルＢとブレンドしたポリエステルを鞘芯型複合繊維の鞘成分とした後、特定の条件でアルカリ減量処理することにより、繊維表面に繊維軸方向に平行な溝状の微細孔と同時に、繊維断面の凹部に繊維長に沿って連続した溝とを形成する前記のポリエステル複合繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸水速乾性に優れたポリエステル複合繊維に関し、更に詳しくは、吸水速乾性能の洗濯耐久性に優れ、かつ染色堅牢性、耐フィブリル性及び強度に優れたポリエステル複合繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル繊維は、寸法安定性や弾性回復性など種々の特性に優れることから多量にかつ広い分野にわたって用いられており、なかでも、ポリエチレンテレフタレートを主体とするポリエステル繊維は、その機械的性質や化学的性質、ウォッシュアンドウェアー性などの優れた特性から、衣料用途に広く用いられている。
しかし、かかる特徴の反面、ポリエステル繊維は、他の繊維、例えば、木綿、レーヨン、アセテート、羊毛などの繊維に比べて吸水性や吸湿性に乏しいことから、衣料用途、なかでもインナーやスポーツウエアーなどに用いると発汗時などの「蒸れ」による着用不快感を生じるという問題がある。
こうした課題を解決するために、ポリエステル繊維の単糸断面形状を異型断面として単糸間に小さな空隙を作り毛細管現象により吸水性を高める提案（特許文献１）や、単糸繊度を１デシテックス以下の極細糸として毛細管現象を利用する提案、更には、前記ポリエステルを編織物とした後に親水性の加工剤を塗布して吸水性を高める提案（特許文献２）などが多数提案されている。
【０００３】
一方、ポリエチレングリコールやポリアルキレンオキシドなどの親水性ポリマーを混合したポリエステルを溶融複合紡糸して繊維にし、編織物とした後に減量加工することにより繊維表面に微細孔を形成させ、それにより吸水性を高める提案（特許文献３）がなされている。
しかしながら、この方法で減量加工された繊維の表面は光が乱反射する程度の孔は形成されるものの、親水性ポリマーであるポリアルキレンオキシドとポリエステルの相溶性が低いことから、繊維の比表面積を増加させるのに十分な凹部が形成されないことがわかった。更に、この方法で十分な吸水性を向上させるには、親水性ポリマーの混合比率を５重量％以上、好ましくは１０重量％以上含有させることが必要となり、製糸性の低下や残存する親水性ポリマーの影響で編織物の耐光堅牢性が低下し、商品価値が損なわれるという欠点があることがわかった。
【０００４】
また、前記の異型断面糸や極細繊維を編織物とした後に親水性の加工剤を塗布して吸水性を付与する方法は、確かに吸水性は向上するものの、繰り返しの洗濯によって加工剤が編織物から徐々に脱落するという問題があり、ほとんど脱落した後はもはや吸水性能が損なわれるという課題があった。
更に、有機スルホン酸塩とポリエチレングリコールを共重合したポリエステルを繊維化した後、アルカリ化合物で減量処理して繊維表面に多数の連続筋状溝を形成することにより、吸水性やドライ感を付与する提案（特許文献４）がなされている。
この方法によれば、繊維表面に存在する多数の連続筋状溝により吸水性能は向上するものの、編織物の長期使用時に繊維表面の筋状溝が磨耗によりフィブリル化して、毛玉や白筋欠点が発生するなど、耐フィブリル性が大きな課題となることが明らかになった。
【０００５】
【特許文献１】特許第３８４６９５５号公報
【特許文献２】特開平１１−２２２７２１号公報
【特許文献３】特許第３７６０８４４号公報
【特許文献４】特許第３２９３７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、上記従来の問題点を解消し、吸水速乾性の洗濯耐久性に優れ、かつ染色堅牢度、耐フィブリル性及び強度に優れた吸水速乾性ポリエステル複合繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するにあたり鋭意検討を重ねた結果、特定の共重合ポリエステルＡをポリエステルＢとブレンドしたポリエステルを単糸断面形状がＷ断面である鞘芯型複合繊維の鞘成分とした後、特定の条件でアルカリ減量処理することにより、繊維表面に繊維軸方向に平行な溝状の微細孔と同時に、繊維断面の凹部に繊維長に沿って連続した溝とを形成することにより、吸水性の洗濯耐久性に優れ、かつ染色堅牢度や強度にも優れたポリエステル複合繊維を提供し得ることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】
すなわち本発明の第１は、鞘芯型ポリエステル複合繊維であって、繊維の表面に繊維軸方向に平行な溝状の微細孔を有し、以下の（１）〜（３）の要件を満すことを特徴とするポリエステル複合繊維、である。
（１）該微細孔により形成される繊維比表面積が、光学顕微鏡観察による単糸断面形状か ら算出される繊維比表面積Ｓ１（ｃｍ2 ／ｇ）と、ＢＥＴ法で測定される繊維比表 面積Ｓ２（ｃｍ2 ／ｇ）の比（Ｓ２／Ｓ１）が１．５〜５．０であり、
（２）単糸断面形状がＷ断面で単糸の扁平度が２〜５であり、断面の少なくとも一つの凹 部に繊維長に沿って連続した微細孔の溝を有しており、
（３）繊維中に含有されるポリエチレングリコールの含有率が０．０５〜２．０重量％で ある。
本発明の第２の発明は、鞘芯型ポリエステル系複合繊維の製造方法であって、芯成分がポリエステルＢからなり、鞘成分が数平均分子量４０００〜５万のポリエチレングリコールを２〜１０重量％共重合したポリエステルＡと、ポリエステルＢからなり、該ポリエステルＡの鞘部での混合率を１０〜５０重量％としたポリエステル成分からなり、溶融複合紡糸した後、延伸熱処理し繊維化した後に、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドを含んだアルカリ水溶液を用いて、１００℃以下の温度で減量率４〜３５重量％となるようにアルカリ減量処理することを特徴とする上記第１のポリエステル複合繊維の製造方法、である。
【０００９】
以下、本発明の構成要件の作用効果について説明する。
本発明の鞘芯型ポリエステル複合繊維においての上記（１）〜（３）の要件については以下の通りである。
要件（１）の微細孔による比表面積の特定は、過度なフィブリルを抑制し、耐フィブリル性と強度を維持しつつ、吸水速乾性を増大させるのに重要な要件である。
要件（２）のＷ断面の凹部に形成される繊維長に沿って連続した溝の特定は、微細孔を過度に形成しないで、限定された比表面積に留めたにも係わらず、吸水速乾性を増大させるのに重要な要件である。
要件（３）のポリエチレングリコール含有率の特定は、微細孔と水との親和性を高め、かつ、染色堅牢性を維持するのに重要な要件である。
【００１０】
本発明では、（１）、（２）、（３）の要件を同時に満足することにより、吸水性の洗濯耐久性に優れ、かつ染色堅牢性や耐フィブリル性、強度に優れた吸水速乾性に優れた効果を発現するものである。
本発明の鞘芯型ポリエステル複合繊維の製造方法においては、芯成分に用いるポリエステルＡの特定は、アルカリ減量処理により繊維表面に溝状の微細孔を形成するための重要な要件であり、ポリエステルＡとポリエステルＢとのブレンド比率の特定は、過度なフィブリルを抑制するのに重要な要件であり、鞘芯の配合比率の特定は、アルカリ減量処理後のポリエチレングリコール含有率を制御するのに重要な要件であり、アルカリ減量処理条件の特定は、Ｗ字状断面の凹部に繊維長に沿って連続した溝を形成させるための重要な要件である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のポリエステル複合繊維は、編織物に用いた場合に、優れた吸水速乾性とその洗濯耐久性に優れ、かつ染色堅牢性、耐フィブリル性及び強度に優れた効果を有することから、スポーツ用やインナー用編織物に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明について、以下に詳細に説明する。
本発明の第１の発明であるポリエステル複合繊維は、繊維の表面に繊維軸方向に平行な溝状の微細孔を有し、（１）微細孔により形成される繊維比表面積が、光学顕微鏡観察による単糸断面形状から算出される繊維比表面積Ｓ１（ｃｍ2 ／ｇ）と、ＢＥＴ法で測定される繊維比表面積Ｓ２（ｃｍ2 ／ｇ）の比（Ｓ２／Ｓ１）が１．５〜５．０であり、（２）単糸断面形状がＷ断面で単糸の扁平度が２〜５であり、断面の少なくとも一つの凹部に繊維長に沿って連続した微細孔の溝を有しており、（３）繊維中に含有されるポリエチレングリコールの含有率が０．０５〜２．０重量％であることを特徴とする。
比表面積の測定は、後述するように従来公知のＢＥＴ法により測定される。
【００１３】
本発明では、繊維比表面積比Ｓ２／Ｓ１が１．５〜５．０であることが重要である。繊維比表面積比Ｓ２／Ｓ１は、繊維表面の微細孔に数や孔の断面方向への深さによって調整される指標である。繊維比表面積比Ｓ２／Ｓ１が、１．５未満では繊維表面の微細孔がほとんど存在せず、その結果吸水速乾性能が不足する。表面の微細孔が過多で、繊維比表面積比Ｓ２／Ｓ１が５．０を超えると、吸水性能は増大するものの、筋状溝が磨耗によりフィブリル化して、毛玉や白筋欠点が発生する。更に、繊維の強度が約３ｃＮ／ｄｔｅｘ未満となり、スポーツ衣料などへの展開が制約される。好ましい繊維比表面積比Ｓ２／Ｓ１は、２．０〜４．５である。例えば、特許文献４で得られる過多なフィブリルを有するポリエステル繊維のＳ２／Ｓ１比は、約１０以上である。
【００１４】
本発明のポリエステル複合繊維は、単糸断面形状がＷ断面で単糸の扁平度が２〜５であり、断面の少なくとも一つの凹部に繊維長に沿って連続した微細孔の溝を有していることが必要である。
単糸断面がＷ字状であることにより、単糸自体の比表面積が大きく、かつ、繊維表面に繊維軸方向に平行な溝状の微細孔を有することにより、格別に優れた吸水速乾性を発揮できることが明らかになった。単糸断面がＷ字であり、この扁平度が２〜５であることが必要である。扁平度は、Ｗ字断面を囲む外接長方形の短辺と長辺の比である。図１においては、長辺ｂを短辺ａで徐した値である。Ｗ字断面に存在する各凹部の開口角度が１００〜１５０度であれば、更に吸水速乾性能が向上し好ましい。
【００１５】
Ｗ断面の凹部の少なくとも１つには、繊維長に沿って連続した微細孔の溝を有していることが必要である。この連続した溝の存在によって、繊維表面の他の部分に存在させる繊維軸方向に平行な溝状の微細孔の溝深さや幅、長さなどを少なくしても、優れた吸水速乾性を発揮し得るのである。
繊維長に沿った微細孔の連続した溝は、Ｗ断面の３ヶ所凹部の全てにあることが好ましいが、少なくとも１つに存在すれば、本発明の効果が十分に達成される。ここで、連続したとは、複合繊維を構成する各単糸にあっては繊維の長さ方向に沿っておよそ数ｃｍ〜数十ｃｍであれば良く、実質的には複数の単糸が集合することにより、繊維全体としては実質的に連続した溝の作用を発揮する。
【００１６】
本発明では、かかるＷ断面の凹部の少なくとも１つに繊維長に沿って連続した微細孔の溝を有していることにより、この溝を介して編織物中の水があたかも毛細管現象により速やかに移動するものと推察される。
そしてこの効果により、繰り返しの洗濯を行っても吸水速乾性能の低下がなく、優れた洗濯耐久性を発揮するものと推察される。
本発明のポリエステル複合繊維の単糸表面には、上記凹部の溝以外に、繊維軸方向に平行な溝状の微細孔を有していることが必要である。溝の幅や長さ、個数は特に限定されないが、溝の幅０．１〜１．５μｍ、長さ３μｍ以上であれば、吸水速乾性能が向上し好ましい。より好ましくは、Ｗ字状断面の凹部に繊維長に沿って連続した溝を形成していることである。
【００１７】
図１に、本発明のポリエステル複合繊維の単糸の模式図を示す。
本発明のポリエステル複合繊維は、繊維中に含有されるポリエチレングリコールの含有率が０．０５〜２．０重量％であることが必要である。ポリエチレングリコールの含有率が０．０５重量％未満では、繊維表面に微細孔が存在しても、吸水速乾性能の洗濯耐久性が不足する。ポリエチレングリコールの含有率が２．０重量％を超えると、染色堅牢性が低下する。本発明のポリエステル複合繊維は、微量ながらもポリエチレングリコールを含有することと微細孔の存在により、吸水速乾性能が相乗的に向上するところに大きな特徴がある。ポリエチレングリコールの好ましい含有率は、０．１〜１．０重量％である。
ポリエチレングリコールの含有量をかかる微量にすることにより、特許文献３で課題となる耐光堅牢性の低下を解消したものである。
繊維中に含有されるポリエチレングリコールは、共重合やブレンドのいずれでも良いが、共重合されていることが洗濯耐久性を向上させる目的から、好ましい。
【００１８】
以下に、本発明の第２の発明であるポリエステル複合繊維の製造方法について説明する。
本発明の第２は、鞘芯型ポリエステル複合繊維の製造方法であって、芯成分がポリエステルＢからなり、鞘成分が数平均分子量４０００〜５万のポリエチレングリコールを２〜１０重量％共重合したポリエステルＡを鞘成分に対して１０〜５０重量％ブレンドしたポリエステル成分からなり、両者を溶融複合紡糸後、延伸熱処理して繊維化した後に、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドを含んだアルカリ水溶液を用い、１００℃以下の温度でアルカリ減量処理することを特徴とするポリエステル複合繊維の製造方法、である。
本発明のポリエステル繊維の製造に用いるポリエステルＡは、数平均分子量が４０００〜５万のポリエチレングリコールを２〜２０重量％共重合していることを特徴としている。
【００１９】
このようなポリエステルＡを、後述するように、ポリエステルＢにポリマーブレンドして複合繊維の鞘成分として繊維化した後に、特定の条件でアルカリ減量処理することにより、繊維軸方向に平行な溝状の微細孔を形成することができる。
ポリエチレングリコールの数平均分子量が４０００未満では、ポリエステルＢとの相溶性が良くなり、減量処理を行っても比表面積の増加が乏しいものとなり本発明の目的が達成されない。数平均分子量が５万を超えると、ポリエステルＢとの相溶性が乏しくなり、紡糸時の糸切れや複合繊維の強度が低下する。ポリエチレングリコールの数平均分子量の好ましい範囲は６０００〜２万である。
ポリエチレングリコールの共重合比率が２重量％未満では、ポリエステルＢとの相溶性が良くなり、減量処理を行っても比表面積の増加が乏しいものとなり本発明の目的が達成されない。共重合比率が２０重量％を超えると、ポリエステルＢの耐熱性が悪く、溶融複合紡糸時の糸切れや耐光堅牢性が低下し、本発明の目的が達成されない。好ましい共重合比率は、３〜８重量％である。
【００２０】
ポリエステルＡの最も好ましい組成は、数平均分子量６０００〜２万のポリエチレングリコールを４〜６重量％共重合していることである。
ポリエステルＡ及び／又はポリエステルＢは、エチレンテレフタレートの繰り返し単位からなることが好ましいが、これ以外にトリメチレンテレフタレート、テトラメチレンテレフタレートなどであっても良い。
また、本発明の効果を損なわない範囲で、他のポリエステル成分として、イソフタル酸、アジピン酸、ドデカン二酸、スルホイソフタル酸、シクロヘキサンジメタノールなどの酸成分や、ジエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール成分を共重合しても良い。更に必要に応じて、艶消し剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤、顔料などの第三成分を含有しても良い。
本発明に用いるポリエステルＡ及び／又はポリエステルＢの固有粘度は、０．５０〜０．８０であることが、溶融複合紡糸時の糸切れを抑制する点から好ましい。
【００２１】
本発明の鞘芯型ポリエステル複合繊維は、鞘成分と芯成分の配合比率が１０／９０〜５０／５０であることが好ましい。鞘成分の比率が１０％未満では、アルカリ減量処理により鞘成分中のポリエチレングリコール成分が脱落し、吸水速乾性能が不足することがある。鞘成分の比率が５０％を超えると、ポリエステル複合繊維の強度が約２ｃＮ／ｄｔｅｘ以下と低下し、編織物の機械的性能が低下することがある。鞘成分と芯成分の好ましい配合比率は、２０／８０〜４０／６０である。
本発明のポリエステル繊維の製造においては、アルカリ減量処理にあたり、低濃度の水酸化ナトリウムや水酸化カリウムの水溶液で処理することが好ましい。低濃度のアルカリ水溶液にて鞘芯構造のポリエステル複合繊維の繊維表面に筋状溝を形成させるには、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドを含んだアルカリ水溶液で処理をすることが必要である。アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドの併用により、ポリエステル複合繊維全体に対する減量率が低いにも係わらず、筋状溝を容易に形成させることがコントロールでき、過度なフィブリルの発生を抑制することができる。特に、Ｗ断面の少なくとも一つの凹部に繊維長に沿って連続した微細孔の溝を形成することが可能となった。
【００２２】
アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドにおけるアルキル基の大きさは炭素数１２〜１８の化合物が使用できる。炭素数１２のラウリル基をもつ具体的な例として、一方社油脂工業社製のＤＹＫ−１１２５（商品名）などが挙げられ、炭素数１８のステアリル基をもつ具体例として、一方社油脂工業社製のＤＸＫ−１０Ｎ（商品名）などが挙げられる。
アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドの使用濃度は、０．２５〜１．５ｇ／ｌの範囲が好ましい。使用濃度が０．２５ｇ／ｌ未満では、筋状溝の形成が軽度であり単糸間での筋状溝形成にバラツキが大きく、本発明の比表面積比は得られず吸水速乾性能の洗濯耐久性が不足することがある。また使用濃度が１．５ｇ／ｌを超えると加水分解反応が促進され所望の減量率にコントロールするのが難しくなることがある。
併用するアルカリ水溶液のアルカリ剤濃度は、２〜６ｇ／ｌであることが、ポリエステル複合繊維全体の減量率をコントロールしやすく好ましい。処理温度は１００℃以下、好ましくは９５℃にて、処理時間は５〜３０分の範囲が好ましい。
【００２３】
本発明のアルカリ減量率は４〜３５重量％であることが必要である。
アルカリ減量率が４重量％未満であると筋状溝の形成が不足し、本発明に特定する比表面積が得られず、吸水速乾性能の洗濯耐久性が不足する。またアルカリ減量率が３５重量％を越えると得られる比表面積が向上し、吸水速乾性能が向上するが、単糸切れによるフィブリル化による耐磨耗性の低下や、それに伴う織編物の外観品位の低下、破裂強度の低下が発生する。好ましいアルカリ減量率は、１０〜２５重量％、さらに好ましくは１０〜２０重量％に制御することによって、吸水速乾性能の洗濯耐久性と、耐磨耗性のバランスが最も良好となる。
本発明で特定されたアルカリ減量処理により、Ｗ断面の凹部の少なくとも１つに繊維長に沿って連続した微細孔の溝が形成される理由は明らかではないが、鞘芯型複合繊維であることにより、結晶化度など繊維構造が凹部のみ低く抑えられていることと、ポリエチレングリコールが含有されていて、凹部のアルカリ減量速度が大きくなり選択的にアルカリ減量されるものと推定される。
本発明のポリエステル複合繊維の溶融複合紡糸では、公知の複合紡糸機が採用できる。紡糸方式は、未延伸糸を一旦巻き取った後延伸熱処理する方法や、未延伸糸を一旦巻き取ることなく、引き続き延伸熱処理した後に巻取る紡糸直接延伸法が採用される。
【００２４】
本発明のポリエステル複合繊維は、特に限定はしないが、総繊度が３０〜２５０デシテックスの繊維であることが好ましい。また、単糸繊度が０．１〜２０デシテックスの繊維であることが好ましい。また繊維の形態は、長繊維でも短繊維でもよく、長さ方向に均一なものや太細のあるものでもよい。そして、繊維が加工される糸条の形態としては、リング紡績糸、オープンエンド紡績糸、エアジェット精紡糸等の紡績糸、甘撚糸〜強撚糸、仮撚加工糸（ＰＯＹの延伸仮撚糸を含む）、空気噴射加工糸、押し込み加工糸、ニットデニット加工糸等が挙げられる。
更に、本発明のポリエステル複合繊維と他のポリエステル繊維を混用しても良い。この場合には、ポリエステル複合繊維の編織物中に占める割合が２０重量％以上であることが好ましい。
混用して用いる他の繊維としては、スパンデックス、ポリアミド繊維、セルロース繊維等が混用される。
【００２５】
混用品の例としては、混紡（混綿、フリース混紡、スライバー混紡、コアヤーン、サイロスパン、サイロフィル、ホロースピンドル等）、交絡混繊、交撚、意匠撚糸、カバリング（シングル、ダブル）、複合仮撚（同時仮撚、先撚仮撚）、伸度差仮撚、位相差、仮撚加工後に後混繊、２フィード（同時フィードやフィード差）空気噴射加工等による混用形態が挙げられる。
一方、編織物の例としては、一般的な交編織があり、例えば交編では、両者を引き揃えて給糸したり、二重編地（例えばダブル丸編機、ダブル横編機、ダブルラッセル経編機）において表面及び又は裏面に各々給糸又は引き揃えて給糸する方法が挙げられる。交織では一方が経糸に他方を緯糸に用いる、経糸及び又は緯糸において両者を１〜３本交互に整経や緯入れにより配置する、さらには起毛織物やパイル織物において一方が地組織を構成し、他方が起毛部、パイル部を構成したり混用して地組織、起毛部等を構成する。二重織物において表面及び又は裏面を各々構成、又は混用して構成する等が挙げられる。またこれら各種の糸段階での複合と機上での複合を組み合わせてもよい。
【実施例】
【００２６】
以下に本発明を実施例などにより更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例などにより何ら限定されるものではない。尚、本発明で用いられる特性値の測定法を以下に示す。
（１）扁平度
扁平度は、図１に例示するように、単糸横断面の外接長方形の短辺ａと長辺ｂの比から求めた。
扁平度＝長辺ｂ／短辺ａ
（２）繊維比表面積比
ポリエステル複合繊維の繊維比表面積Ｓ２（ｃｍ2 ／ｇ）は、ＢＥＴ比表面積測定器（Ｍｏｕｎｔｅｃｈ社製）を用いて、比表面積を５回測定し、その平均値を用いた。
単糸断面形状から算出される繊維比表面積Ｓ１（ｃｍ2 ／ｇ）は、光学顕微鏡を用いて単糸断面の周長を測定して求めた。
繊維比表面積の比は次式により求めた。
繊維比表面積の比＝Ｓ２／Ｓ１
【００２７】
（３）ポリエチレングリコール含有率
1Ｈ−ＮＭＲ法によりポリエチレングリコールの含有率を測定した。
測定装置、条件は以下のようにした。
測定装置 ： 日本電子社製；ＪＮＭ−ＬＡ４００
溶媒 ： ＨＦＩＰ−ｄ2／ＣＤＣＬ3（５／５）
試料濃度 ： ５．０重量／ｖｏｌ％
測定温度 ： ２５℃
化学シフト基準： テトラメチルシラン（ＴＭＳ）を０ｐｐｍとした。
積算回数 ： ２５６回
待ち時間 ： ２．９秒
繊維を洗濯した後室温で２４時間乾燥したものを試料とし、各測定試料の 1Ｈ−ＮＭＲスペクトルを測定した。酸化チタンを分離するため、溶解液を遠心分離して上澄液について測定した。
ポリエチレングリコールのメチレン基シグナルを用いて、含有率を求めた。
測定は、各試料について３回行って平均値を求めた。
【００２８】
（４）吸水性
布帛を直径１５ｃｍの刺繍用丸枠に取り付け、布帛表面に水溶性青染料溶液（Ｃ．Ｉ．アシッドブルー６２を０．００５ｗｔ％含有）を０．１ｍｌ滴下し、３分後に濡れ拡がった吸水拡散面積を次式より求める。
吸水拡散面積（ｃｍ2 ）＝［縦の直径（ｃｍ）×横の直径（ｃｍ）］×π÷４
サンプル毎に測定を５回行い、平均吸水拡散面積を求めた。
耐洗濯性の評価は、市販の全自動洗濯機で洗剤１ｇ／１０リットル、浴比１：１０００で１００回繰り返した後に、同様の吸水拡散面積の測定を行った。
本測定によれば、吸水拡散面積が１０ｃｍ2 以上であれば、良好な吸水性を有する。
【００２９】
（５）速乾性
布帛（１０ｃｍ角）を水で十分に濡らし、脱水機にて２０００ｒｐｍで１分間脱水した後、布帛の重量を測定し、水分量を算出し、温度２０℃で相対湿度６５％の環境下で、布帛の水分量が２％（乾いたと感じる水分量）となるまでの時間（分）を測定した。
耐洗濯性は、吸水性の測定と同様に行った。
本測定において、乾燥時間が２５分以下であれば、良好な速乾性を有する。
（６）染色堅牢度
染色品について、ＪＩＳ−Ｌ−０８４６に準じて評価した。試験片の変褪色と添付白布片の汚染の程度をそれぞれ変褪色用グレースケール、汚染用グレースケールと比較して判定した。
本測定において、４級以上であれば、良好な染色堅牢度を有する。
【００３０】
（７）耐フィブリル性
染色品について、ＪＩＳ−Ｌ−１０９６法に準じて評価した。摩擦回数を４０００回として、摩擦後の表面を５等級に区分して判定した。
本測定において、４級以上であれば、良好な耐フィブリル性を有する。
（８）強度
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に基づいて測定した。
（９）紡糸安定性
１錘当たり８エンドの紡口を装着した溶融複合紡糸―連続延伸機を用いて、各実施例ごとに１日間の溶融複合紡糸―連続延伸を行った。
この期間中の糸切れの発生回数と、得られた複合繊維パッケージに存在する毛羽の発生頻度（毛羽発生パッケージの数の比率）から、以下のように判定した。
◎ ； 糸切れ０回、毛羽発生パッケージ比率 ５％以下
○ ； 糸切れ２回以内、毛羽発生パッケージ比率 １０％未満 × ； 糸切れ３回以上、毛羽発生パッケージ比率 １０％以上
【００３１】
［実施例１〜４、比較例１〜２］
鞘側に酸化チタン２．０重量％含有し、固有粘度 [η] が０．６２（オルソクロロフェノール中、１重量％で測定）のポリエチレンテレフタレートＢに対して、数平均分子量２万のポリエチレングリコールを４重量％共重合したポリエステルＡを表１に示すように鞘成分での混合比率を異ならせてブレンドしたポリマーを用い、芯側にはポリエチレンテレフタレートＢを用いて、２軸の押出機を用いて鞘芯重量比が２５／７５となるように押し出し、Ｗ型に穿孔された、紡糸孔３６個を有するノズルより、紡糸温度（スピンヘッド温度）２９２℃、紡糸速度２０００ｍ／分で押し出し、９０℃の第１延伸ロールでフィラメントを加熱し、１３０℃の第２延伸ロールにて熱セットを行い、延伸を行い、単糸断面形状がＷ字状断面を有した８４デシテックス／３６フィラメントの延伸糸を得た。得られた繊維は、Ｗ断面の凹部開口角度は１３０度、扁平度は３．５であり、繊維の伸度は、いずれも３４〜３６％であった。
【００３２】
得られたポリエステル複合繊維を、常法により２ヒーター仮撚機にて仮撚加工を行って仮撚加工糸を得た。
得られた仮撚加工糸を、３３インチの編機にて、通常の編成条件にてスムース編み地を調製した。この編み地目付は２２０ｇ／ｍ2 であった。
この編地を８０℃にて精練を行い、１９０℃でプレセットを行い、次に示す条件にてアルカリ減量率が１０重量％となるように処理時間を調整し、液流染色機にて減量加工を行った。
アルカリ減量加工条件
アルカリ：水酸化ナトリウム ４ｇ／リットル
ラウリルベンジルジメチルアンモニウムクロライド：ＤＹＫ−１１２５
（一方社油脂工業製） １．２ｇ／リットル
浴比 ： １：２５
処理温度： ９５℃
【００３３】
処理後は、水洗を行い、アニオン活性剤（７ＷＡ−６２；一方社油脂工業製）２ｇ／リットルを用い、６０℃で１０分間洗浄した後、水洗を行った。
次に下記の染色条件で染色した。
染色条件
染料：ダイアニックス ブルー Ｓ−２Ｒ（ダイスター社製） ２．２％ｏｍｆ
助剤：ニッカサンソルトＲＭ−３４０（日華化学社製） ０．５ｇ／リットル
酢酸： ０．５ｃｃ／リットル
酢酸ナトリウム： １ｇ／リットル
浴 比 ： １：２５
染色温度、時間： １３０℃、３０分
【００３４】
染色完了後、染色機から染色残液を排出し、染色機に水を入れ、温度を８０℃まで昇温し、これに下記薬剤を添加して下記の濃度の還元洗浄浴を調整し、８０℃で２０分間の還元洗浄を実施した。
ハイドロサルファイト ２ｇ／リットル
苛性ソーダ− ２ｇ／リットル
ビスノールＵＰ−１０（一方社油脂工業社製） ０．５ｇ／リットル
浴比： １：２５
この還元洗浄後、残液を排出し、温湯及び水により染色物をすすぎ洗いした後、脱水、乾燥後、１３０℃で４５秒間の乾熱セットを行い仕上げた。
仕上げた染色布帛の吸水拡散面積、脱水乾燥性、染色堅牢度、耐フィブリル性の評価結果を表１に示す。
得られた染色布帛を電子顕微鏡にて１８００倍の倍率にて観察したところ、ポリエステル複合繊維の表面には、幅０．３〜０．５μｍ、長さ３μｍ以上の筋状溝が繊維軸方向に多数見られ、Ｗ断面の凹部には幅０．３〜０．６μｍ、の連続した筋状溝が観察された。
【００３５】
［実施例５〜８、比較例３、４］
本実施例では、鞘芯型ポリエステル複合繊維の鞘成分と芯成分の配合比率の効果について説明する。
実施例１〜４と同様にして、ポリエステルＡのブレンド比率３０ｗｔ％において、鞘成分と芯成分の比率を表２のように異ならせた。
染色布帛の吸水拡散面積、脱水乾燥性、染色堅牢度、耐フィブリル性の評価結果を表２に示す。
［実施例９〜１３、比較例５、６］
本実施例では、アルカリ減量率の効果について説明する。
実施例１〜４と同様にして、ポリエステルＡのブレンド比率３０ｗｔ％で、鞘芯比率３０／７０において、アルカリ減量率を表３のように異ならせて布帛を得た。
染色布帛の吸水拡散性、脱水乾燥性、染色堅牢性、耐フィブリル性の評価結果を表３に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明のポリエステル複合繊維は、編織物に用いた場合に、スポーツ用やインナー用編織物に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の鞘芯型ポリエステル複合繊維の単糸を示す模式図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸水速乾性に優れたポリエステル複合繊維に関し、更に詳しくは、吸水速乾性能の洗濯耐久性に優れ、かつ染色堅牢性、耐フィブリル性及び強度に優れたポリエステル複合繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル繊維は、寸法安定性や弾性回復性など種々の特性に優れることから多量にかつ広い分野にわたって用いられており、なかでも、ポリエチレンテレフタレートを主体とするポリエステル繊維は、その機械的性質や化学的性質、ウォッシュアンドウェアー性などの優れた特性から、衣料用途に広く用いられている。
しかし、かかる特徴の反面、ポリエステル繊維は、他の繊維、例えば、木綿、レーヨン、アセテート、羊毛などの繊維に比べて吸水性や吸湿性に乏しいことから、衣料用途、なかでもインナーやスポーツウエアーなどに用いると発汗時などの「蒸れ」による着用不快感を生じるという問題がある。
こうした課題を解決するために、ポリエステル繊維の単糸断面形状を異型断面として単糸間に小さな空隙を作り毛細管現象により吸水性を高める提案（特許文献１）や、単糸繊度を１デシテックス以下の極細糸として毛細管現象を利用する提案、更には、前記ポリエステルを編織物とした後に親水性の加工剤を塗布して吸水性を高める提案（特許文献２）などが多数提案されている。
【０００３】
一方、ポリエチレングリコールやポリアルキレンオキシドなどの親水性ポリマーを混合したポリエステルを溶融複合紡糸して繊維にし、編織物とした後に減量加工することにより繊維表面に微細孔を形成させ、それにより吸水性を高める提案（特許文献３）がなされている。
しかしながら、この方法で減量加工された繊維の表面は光が乱反射する程度の孔は形成されるものの、親水性ポリマーであるポリアルキレンオキシドとポリエステルの相溶性が低いことから、繊維の比表面積を増加させるのに十分な凹部が形成されないことがわかった。更に、この方法で十分な吸水性を向上させるには、親水性ポリマーの混合比率を５重量％以上、好ましくは１０重量％以上含有させることが必要となり、製糸性の低下や残存する親水性ポリマーの影響で編織物の耐光堅牢性が低下し、商品価値が損なわれるという欠点があることがわかった。
【０００４】
また、前記の異型断面糸や極細繊維を編織物とした後に親水性の加工剤を塗布して吸水性を付与する方法は、確かに吸水性は向上するものの、繰り返しの洗濯によって加工剤が編織物から徐々に脱落するという問題があり、ほとんど脱落した後はもはや吸水性能が損なわれるという課題があった。
更に、有機スルホン酸塩とポリエチレングリコールを共重合したポリエステルを繊維化した後、アルカリ化合物で減量処理して繊維表面に多数の連続筋状溝を形成することにより、吸水性やドライ感を付与する提案（特許文献４）がなされている。
この方法によれば、繊維表面に存在する多数の連続筋状溝により吸水性能は向上するものの、編織物の長期使用時に繊維表面の筋状溝が磨耗によりフィブリル化して、毛玉や白筋欠点が発生するなど、耐フィブリル性が大きな課題となることが明らかになった。
【０００５】
【特許文献１】特許第３８４６９５５号公報
【特許文献２】特開平１１−２２２７２１号公報
【特許文献３】特許第３７６０８４４号公報
【特許文献４】特許第３２９３７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、上記従来の問題点を解消し、吸水速乾性の洗濯耐久性に優れ、かつ染色堅牢度、耐フィブリル性及び強度に優れた吸水速乾性ポリエステル複合繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するにあたり鋭意検討を重ねた結果、特定の共重合ポリエステルＡをポリエステルＢとブレンドしたポリエステルを単糸断面形状がＷ断面である鞘芯型複合繊維の鞘成分とした後、特定の条件でアルカリ減量処理することにより、繊維表面に繊維軸方向に平行な溝状の微細孔と同時に、繊維断面の凹部に繊維長に沿って連続した溝とを形成することにより、吸水性の洗濯耐久性に優れ、かつ染色堅牢度や強度にも優れたポリエステル複合繊維を提供し得ることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】
すなわち本発明の第１は、鞘芯型ポリエステル複合繊維であって、繊維の表面に繊維軸方向に平行な溝状の微細孔を有し、以下の（１）〜（３）の要件を満すことを特徴とするポリエステル複合繊維、である。
（１）該微細孔により形成される繊維比表面積が、光学顕微鏡観察による単糸断面形状か ら算出される繊維比表面積Ｓ１（ｃｍ2 ／ｇ）と、ＢＥＴ法で測定される繊維比表 面積Ｓ２（ｃｍ2 ／ｇ）の比（Ｓ２／Ｓ１）が１．５〜５．０であり、
（２）単糸断面形状がＷ断面で単糸の扁平度が２〜５であり、断面の少なくとも一つの凹 部に繊維長に沿って連続した微細孔の溝を有しており、
（３）繊維中に含有されるポリエチレングリコールの含有率が０．０５〜２．０重量％で ある。
本発明の第２の発明は、鞘芯型ポリエステル系複合繊維の製造方法であって、芯成分がポリエステルＢからなり、鞘成分が数平均分子量４０００〜５万のポリエチレングリコールを２〜１０重量％共重合したポリエステルＡと、ポリエステルＢからなり、該ポリエステルＡの鞘部での混合率を１０〜５０重量％としたポリエステル成分からなり、溶融複合紡糸した後、延伸熱処理し繊維化した後に、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドを含んだアルカリ水溶液を用いて、１００℃以下の温度で減量率４〜３５重量％となるようにアルカリ減量処理することを特徴とする上記第１のポリエステル複合繊維の製造方法、である。
【０００９】
以下、本発明の構成要件の作用効果について説明する。
本発明の鞘芯型ポリエステル複合繊維においての上記（１）〜（３）の要件については以下の通りである。
要件（１）の微細孔による比表面積の特定は、過度なフィブリルを抑制し、耐フィブリル性と強度を維持しつつ、吸水速乾性を増大させるのに重要な要件である。
要件（２）のＷ断面の凹部に形成される繊維長に沿って連続した溝の特定は、微細孔を過度に形成しないで、限定された比表面積に留めたにも係わらず、吸水速乾性を増大させるのに重要な要件である。
要件（３）のポリエチレングリコール含有率の特定は、微細孔と水との親和性を高め、かつ、染色堅牢性を維持するのに重要な要件である。
【００１０】
本発明では、（１）、（２）、（３）の要件を同時に満足することにより、吸水性の洗濯耐久性に優れ、かつ染色堅牢性や耐フィブリル性、強度に優れた吸水速乾性に優れた効果を発現するものである。
本発明の鞘芯型ポリエステル複合繊維の製造方法においては、芯成分に用いるポリエステルＡの特定は、アルカリ減量処理により繊維表面に溝状の微細孔を形成するための重要な要件であり、ポリエステルＡとポリエステルＢとのブレンド比率の特定は、過度なフィブリルを抑制するのに重要な要件であり、鞘芯の配合比率の特定は、アルカリ減量処理後のポリエチレングリコール含有率を制御するのに重要な要件であり、アルカリ減量処理条件の特定は、Ｗ字状断面の凹部に繊維長に沿って連続した溝を形成させるための重要な要件である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のポリエステル複合繊維は、編織物に用いた場合に、優れた吸水速乾性とその洗濯耐久性に優れ、かつ染色堅牢性、耐フィブリル性及び強度に優れた効果を有することから、スポーツ用やインナー用編織物に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明について、以下に詳細に説明する。
本発明の第１の発明であるポリエステル複合繊維は、繊維の表面に繊維軸方向に平行な溝状の微細孔を有し、（１）微細孔により形成される繊維比表面積が、光学顕微鏡観察による単糸断面形状から算出される繊維比表面積Ｓ１（ｃｍ2 ／ｇ）と、ＢＥＴ法で測定される繊維比表面積Ｓ２（ｃｍ2 ／ｇ）の比（Ｓ２／Ｓ１）が１．５〜５．０であり、（２）単糸断面形状がＷ断面で単糸の扁平度が２〜５であり、断面の少なくとも一つの凹部に繊維長に沿って連続した微細孔の溝を有しており、（３）繊維中に含有されるポリエチレングリコールの含有率が０．０５〜２．０重量％であることを特徴とする。
比表面積の測定は、後述するように従来公知のＢＥＴ法により測定される。
【００１３】
本発明では、繊維比表面積比Ｓ２／Ｓ１が１．５〜５．０であることが重要である。繊維比表面積比Ｓ２／Ｓ１は、繊維表面の微細孔に数や孔の断面方向への深さによって調整される指標である。繊維比表面積比Ｓ２／Ｓ１が、１．５未満では繊維表面の微細孔がほとんど存在せず、その結果吸水速乾性能が不足する。表面の微細孔が過多で、繊維比表面積比Ｓ２／Ｓ１が５．０を超えると、吸水性能は増大するものの、筋状溝が磨耗によりフィブリル化して、毛玉や白筋欠点が発生する。更に、繊維の強度が約３ｃＮ／ｄｔｅｘ未満となり、スポーツ衣料などへの展開が制約される。好ましい繊維比表面積比Ｓ２／Ｓ１は、２．０〜４．５である。例えば、特許文献４で得られる過多なフィブリルを有するポリエステル繊維のＳ２／Ｓ１比は、約１０以上である。
【００１４】
本発明のポリエステル複合繊維は、単糸断面形状がＷ断面で単糸の扁平度が２〜５であり、断面の少なくとも一つの凹部に繊維長に沿って連続した微細孔の溝を有していることが必要である。
単糸断面がＷ字状であることにより、単糸自体の比表面積が大きく、かつ、繊維表面に繊維軸方向に平行な溝状の微細孔を有することにより、格別に優れた吸水速乾性を発揮できることが明らかになった。単糸断面がＷ字であり、この扁平度が２〜５であることが必要である。扁平度は、Ｗ字断面を囲む外接長方形の短辺と長辺の比である。図１においては、長辺ｂを短辺ａで徐した値である。Ｗ字断面に存在する各凹部の開口角度が１００〜１５０度であれば、更に吸水速乾性能が向上し好ましい。
【００１５】
Ｗ断面の凹部の少なくとも１つには、繊維長に沿って連続した微細孔の溝を有していることが必要である。この連続した溝の存在によって、繊維表面の他の部分に存在させる繊維軸方向に平行な溝状の微細孔の溝深さや幅、長さなどを少なくしても、優れた吸水速乾性を発揮し得るのである。
繊維長に沿った微細孔の連続した溝は、Ｗ断面の３ヶ所凹部の全てにあることが好ましいが、少なくとも１つに存在すれば、本発明の効果が十分に達成される。ここで、連続したとは、複合繊維を構成する各単糸にあっては繊維の長さ方向に沿っておよそ数ｃｍ〜数十ｃｍであれば良く、実質的には複数の単糸が集合することにより、繊維全体としては実質的に連続した溝の作用を発揮する。
【００１６】
本発明では、かかるＷ断面の凹部の少なくとも１つに繊維長に沿って連続した微細孔の溝を有していることにより、この溝を介して編織物中の水があたかも毛細管現象により速やかに移動するものと推察される。
そしてこの効果により、繰り返しの洗濯を行っても吸水速乾性能の低下がなく、優れた洗濯耐久性を発揮するものと推察される。
本発明のポリエステル複合繊維の単糸表面には、上記凹部の溝以外に、繊維軸方向に平行な溝状の微細孔を有していることが必要である。溝の幅や長さ、個数は特に限定されないが、溝の幅０．１〜１．５μｍ、長さ３μｍ以上であれば、吸水速乾性能が向上し好ましい。より好ましくは、Ｗ字状断面の凹部に繊維長に沿って連続した溝を形成していることである。
【００１７】
図１に、本発明のポリエステル複合繊維の単糸の模式図を示す。
本発明のポリエステル複合繊維は、繊維中に含有されるポリエチレングリコールの含有率が０．０５〜２．０重量％であることが必要である。ポリエチレングリコールの含有率が０．０５重量％未満では、繊維表面に微細孔が存在しても、吸水速乾性能の洗濯耐久性が不足する。ポリエチレングリコールの含有率が２．０重量％を超えると、染色堅牢性が低下する。本発明のポリエステル複合繊維は、微量ながらもポリエチレングリコールを含有することと微細孔の存在により、吸水速乾性能が相乗的に向上するところに大きな特徴がある。ポリエチレングリコールの好ましい含有率は、０．１〜１．０重量％である。
ポリエチレングリコールの含有量をかかる微量にすることにより、特許文献３で課題となる耐光堅牢性の低下を解消したものである。
繊維中に含有されるポリエチレングリコールは、共重合やブレンドのいずれでも良いが、共重合されていることが洗濯耐久性を向上させる目的から、好ましい。
【００１８】
以下に、本発明の第２の発明であるポリエステル複合繊維の製造方法について説明する。
本発明の第２は、鞘芯型ポリエステル複合繊維の製造方法であって、芯成分がポリエステルＢからなり、鞘成分が数平均分子量４０００〜５万のポリエチレングリコールを２〜１０重量％共重合したポリエステルＡを鞘成分に対して１０〜５０重量％ブレンドしたポリエステル成分からなり、両者を溶融複合紡糸後、延伸熱処理して繊維化した後に、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドを含んだアルカリ水溶液を用い、１００℃以下の温度でアルカリ減量処理することを特徴とするポリエステル複合繊維の製造方法、である。
本発明のポリエステル繊維の製造に用いるポリエステルＡは、数平均分子量が４０００〜５万のポリエチレングリコールを２〜２０重量％共重合していることを特徴としている。
【００１９】
このようなポリエステルＡを、後述するように、ポリエステルＢにポリマーブレンドして複合繊維の鞘成分として繊維化した後に、特定の条件でアルカリ減量処理することにより、繊維軸方向に平行な溝状の微細孔を形成することができる。
ポリエチレングリコールの数平均分子量が４０００未満では、ポリエステルＢとの相溶性が良くなり、減量処理を行っても比表面積の増加が乏しいものとなり本発明の目的が達成されない。数平均分子量が５万を超えると、ポリエステルＢとの相溶性が乏しくなり、紡糸時の糸切れや複合繊維の強度が低下する。ポリエチレングリコールの数平均分子量の好ましい範囲は６０００〜２万である。
ポリエチレングリコールの共重合比率が２重量％未満では、ポリエステルＢとの相溶性が良くなり、減量処理を行っても比表面積の増加が乏しいものとなり本発明の目的が達成されない。共重合比率が２０重量％を超えると、ポリエステルＢの耐熱性が悪く、溶融複合紡糸時の糸切れや耐光堅牢性が低下し、本発明の目的が達成されない。好ましい共重合比率は、３〜８重量％である。
【００２０】
ポリエステルＡの最も好ましい組成は、数平均分子量６０００〜２万のポリエチレングリコールを４〜６重量％共重合していることである。
ポリエステルＡ及び／又はポリエステルＢは、エチレンテレフタレートの繰り返し単位からなることが好ましいが、これ以外にトリメチレンテレフタレート、テトラメチレンテレフタレートなどであっても良い。
また、本発明の効果を損なわない範囲で、他のポリエステル成分として、イソフタル酸、アジピン酸、ドデカン二酸、スルホイソフタル酸、シクロヘキサンジメタノールなどの酸成分や、ジエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール成分を共重合しても良い。更に必要に応じて、艶消し剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤、顔料などの第三成分を含有しても良い。
本発明に用いるポリエステルＡ及び／又はポリエステルＢの固有粘度は、０．５０〜０．８０であることが、溶融複合紡糸時の糸切れを抑制する点から好ましい。
【００２１】
本発明の鞘芯型ポリエステル複合繊維は、鞘成分と芯成分の配合比率が１０／９０〜５０／５０であることが好ましい。鞘成分の比率が１０％未満では、アルカリ減量処理により鞘成分中のポリエチレングリコール成分が脱落し、吸水速乾性能が不足することがある。鞘成分の比率が５０％を超えると、ポリエステル複合繊維の強度が約２ｃＮ／ｄｔｅｘ以下と低下し、編織物の機械的性能が低下することがある。鞘成分と芯成分の好ましい配合比率は、２０／８０〜４０／６０である。
本発明のポリエステル繊維の製造においては、アルカリ減量処理にあたり、低濃度の水酸化ナトリウムや水酸化カリウムの水溶液で処理することが好ましい。低濃度のアルカリ水溶液にて鞘芯構造のポリエステル複合繊維の繊維表面に筋状溝を形成させるには、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドを含んだアルカリ水溶液で処理をすることが必要である。アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドの併用により、ポリエステル複合繊維全体に対する減量率が低いにも係わらず、筋状溝を容易に形成させることがコントロールでき、過度なフィブリルの発生を抑制することができる。特に、Ｗ断面の少なくとも一つの凹部に繊維長に沿って連続した微細孔の溝を形成することが可能となった。
【００２２】
アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドにおけるアルキル基の大きさは炭素数１２〜１８の化合物が使用できる。炭素数１２のラウリル基をもつ具体的な例として、一方社油脂工業社製のＤＹＫ−１１２５（商品名）などが挙げられ、炭素数１８のステアリル基をもつ具体例として、一方社油脂工業社製のＤＸＫ−１０Ｎ（商品名）などが挙げられる。
アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドの使用濃度は、０．２５〜１．５ｇ／ｌの範囲が好ましい。使用濃度が０．２５ｇ／ｌ未満では、筋状溝の形成が軽度であり単糸間での筋状溝形成にバラツキが大きく、本発明の比表面積比は得られず吸水速乾性能の洗濯耐久性が不足することがある。また使用濃度が１．５ｇ／ｌを超えると加水分解反応が促進され所望の減量率にコントロールするのが難しくなることがある。
併用するアルカリ水溶液のアルカリ剤濃度は、２〜６ｇ／ｌであることが、ポリエステル複合繊維全体の減量率をコントロールしやすく好ましい。処理温度は１００℃以下、好ましくは９５℃にて、処理時間は５〜３０分の範囲が好ましい。
【００２３】
本発明のアルカリ減量率は４〜３５重量％であることが必要である。
アルカリ減量率が４重量％未満であると筋状溝の形成が不足し、本発明に特定する比表面積が得られず、吸水速乾性能の洗濯耐久性が不足する。またアルカリ減量率が３５重量％を越えると得られる比表面積が向上し、吸水速乾性能が向上するが、単糸切れによるフィブリル化による耐磨耗性の低下や、それに伴う織編物の外観品位の低下、破裂強度の低下が発生する。好ましいアルカリ減量率は、１０〜２５重量％、さらに好ましくは１０〜２０重量％に制御することによって、吸水速乾性能の洗濯耐久性と、耐磨耗性のバランスが最も良好となる。
本発明で特定されたアルカリ減量処理により、Ｗ断面の凹部の少なくとも１つに繊維長に沿って連続した微細孔の溝が形成される理由は明らかではないが、鞘芯型複合繊維であることにより、結晶化度など繊維構造が凹部のみ低く抑えられていることと、ポリエチレングリコールが含有されていて、凹部のアルカリ減量速度が大きくなり選択的にアルカリ減量されるものと推定される。
本発明のポリエステル複合繊維の溶融複合紡糸では、公知の複合紡糸機が採用できる。紡糸方式は、未延伸糸を一旦巻き取った後延伸熱処理する方法や、未延伸糸を一旦巻き取ることなく、引き続き延伸熱処理した後に巻取る紡糸直接延伸法が採用される。
【００２４】
本発明のポリエステル複合繊維は、特に限定はしないが、総繊度が３０〜２５０デシテックスの繊維であることが好ましい。また、単糸繊度が０．１〜２０デシテックスの繊維であることが好ましい。また繊維の形態は、長繊維でも短繊維でもよく、長さ方向に均一なものや太細のあるものでもよい。そして、繊維が加工される糸条の形態としては、リング紡績糸、オープンエンド紡績糸、エアジェット精紡糸等の紡績糸、甘撚糸〜強撚糸、仮撚加工糸（ＰＯＹの延伸仮撚糸を含む）、空気噴射加工糸、押し込み加工糸、ニットデニット加工糸等が挙げられる。
更に、本発明のポリエステル複合繊維と他のポリエステル繊維を混用しても良い。この場合には、ポリエステル複合繊維の編織物中に占める割合が２０重量％以上であることが好ましい。
混用して用いる他の繊維としては、スパンデックス、ポリアミド繊維、セルロース繊維等が混用される。
【００２５】
混用品の例としては、混紡（混綿、フリース混紡、スライバー混紡、コアヤーン、サイロスパン、サイロフィル、ホロースピンドル等）、交絡混繊、交撚、意匠撚糸、カバリング（シングル、ダブル）、複合仮撚（同時仮撚、先撚仮撚）、伸度差仮撚、位相差、仮撚加工後に後混繊、２フィード（同時フィードやフィード差）空気噴射加工等による混用形態が挙げられる。
一方、編織物の例としては、一般的な交編織があり、例えば交編では、両者を引き揃えて給糸したり、二重編地（例えばダブル丸編機、ダブル横編機、ダブルラッセル経編機）において表面及び又は裏面に各々給糸又は引き揃えて給糸する方法が挙げられる。交織では一方が経糸に他方を緯糸に用いる、経糸及び又は緯糸において両者を１〜３本交互に整経や緯入れにより配置する、さらには起毛織物やパイル織物において一方が地組織を構成し、他方が起毛部、パイル部を構成したり混用して地組織、起毛部等を構成する。二重織物において表面及び又は裏面を各々構成、又は混用して構成する等が挙げられる。またこれら各種の糸段階での複合と機上での複合を組み合わせてもよい。
【実施例】
【００２６】
以下に本発明を実施例などにより更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例などにより何ら限定されるものではない。尚、本発明で用いられる特性値の測定法を以下に示す。
（１）扁平度
扁平度は、図１に例示するように、単糸横断面の外接長方形の短辺ａと長辺ｂの比から求めた。
扁平度＝長辺ｂ／短辺ａ
（２）繊維比表面積比
ポリエステル複合繊維の繊維比表面積Ｓ２（ｃｍ2 ／ｇ）は、ＢＥＴ比表面積測定器（Ｍｏｕｎｔｅｃｈ社製）を用いて、比表面積を５回測定し、その平均値を用いた。
単糸断面形状から算出される繊維比表面積Ｓ１（ｃｍ2 ／ｇ）は、光学顕微鏡を用いて単糸断面の周長を測定して求めた。
繊維比表面積の比は次式により求めた。
繊維比表面積の比＝Ｓ２／Ｓ１
【００２７】
（３）ポリエチレングリコール含有率
1Ｈ−ＮＭＲ法によりポリエチレングリコールの含有率を測定した。
測定装置、条件は以下のようにした。
測定装置 ： 日本電子社製；ＪＮＭ−ＬＡ４００
溶媒 ： ＨＦＩＰ−ｄ2／ＣＤＣＬ3（５／５）
試料濃度 ： ５．０重量／ｖｏｌ％
測定温度 ： ２５℃
化学シフト基準： テトラメチルシラン（ＴＭＳ）を０ｐｐｍとした。
積算回数 ： ２５６回
待ち時間 ： ２．９秒
繊維を洗濯した後室温で２４時間乾燥したものを試料とし、各測定試料の 1Ｈ−ＮＭＲスペクトルを測定した。酸化チタンを分離するため、溶解液を遠心分離して上澄液について測定した。
ポリエチレングリコールのメチレン基シグナルを用いて、含有率を求めた。
測定は、各試料について３回行って平均値を求めた。
【００２８】
（４）吸水性
布帛を直径１５ｃｍの刺繍用丸枠に取り付け、布帛表面に水溶性青染料溶液（Ｃ．Ｉ．アシッドブルー６２を０．００５ｗｔ％含有）を０．１ｍｌ滴下し、３分後に濡れ拡がった吸水拡散面積を次式より求める。
吸水拡散面積（ｃｍ2 ）＝［縦の直径（ｃｍ）×横の直径（ｃｍ）］×π÷４
サンプル毎に測定を５回行い、平均吸水拡散面積を求めた。
耐洗濯性の評価は、市販の全自動洗濯機で洗剤１ｇ／１０リットル、浴比１：１０００で１００回繰り返した後に、同様の吸水拡散面積の測定を行った。
本測定によれば、吸水拡散面積が１０ｃｍ2 以上であれば、良好な吸水性を有する。
【００２９】
（５）速乾性
布帛（１０ｃｍ角）を水で十分に濡らし、脱水機にて２０００ｒｐｍで１分間脱水した後、布帛の重量を測定し、水分量を算出し、温度２０℃で相対湿度６５％の環境下で、布帛の水分量が２％（乾いたと感じる水分量）となるまでの時間（分）を測定した。
耐洗濯性は、吸水性の測定と同様に行った。
本測定において、乾燥時間が２５分以下であれば、良好な速乾性を有する。
（６）染色堅牢度
染色品について、ＪＩＳ−Ｌ−０８４６に準じて評価した。試験片の変褪色と添付白布片の汚染の程度をそれぞれ変褪色用グレースケール、汚染用グレースケールと比較して判定した。
本測定において、４級以上であれば、良好な染色堅牢度を有する。
【００３０】
（７）耐フィブリル性
染色品について、ＪＩＳ−Ｌ−１０９６法に準じて評価した。摩擦回数を４０００回として、摩擦後の表面を５等級に区分して判定した。
本測定において、４級以上であれば、良好な耐フィブリル性を有する。
（８）強度
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に基づいて測定した。
（９）紡糸安定性
１錘当たり８エンドの紡口を装着した溶融複合紡糸―連続延伸機を用いて、各実施例ごとに１日間の溶融複合紡糸―連続延伸を行った。
この期間中の糸切れの発生回数と、得られた複合繊維パッケージに存在する毛羽の発生頻度（毛羽発生パッケージの数の比率）から、以下のように判定した。
◎ ； 糸切れ０回、毛羽発生パッケージ比率 ５％以下
○ ； 糸切れ２回以内、毛羽発生パッケージ比率 １０％未満 × ； 糸切れ３回以上、毛羽発生パッケージ比率 １０％以上
【００３１】
［実施例１〜４、比較例１〜２］
鞘側に酸化チタン２．０重量％含有し、固有粘度 [η] が０．６２（オルソクロロフェノール中、１重量％で測定）のポリエチレンテレフタレートＢに対して、数平均分子量２万のポリエチレングリコールを４重量％共重合したポリエステルＡを表１に示すように鞘成分での混合比率を異ならせてブレンドしたポリマーを用い、芯側にはポリエチレンテレフタレートＢを用いて、２軸の押出機を用いて鞘芯重量比が２５／７５となるように押し出し、Ｗ型に穿孔された、紡糸孔３６個を有するノズルより、紡糸温度（スピンヘッド温度）２９２℃、紡糸速度２０００ｍ／分で押し出し、９０℃の第１延伸ロールでフィラメントを加熱し、１３０℃の第２延伸ロールにて熱セットを行い、延伸を行い、単糸断面形状がＷ字状断面を有した８４デシテックス／３６フィラメントの延伸糸を得た。得られた繊維は、Ｗ断面の凹部開口角度は１３０度、扁平度は３．５であり、繊維の伸度は、いずれも３４〜３６％であった。
【００３２】
得られたポリエステル複合繊維を、常法により２ヒーター仮撚機にて仮撚加工を行って仮撚加工糸を得た。
得られた仮撚加工糸を、３３インチの編機にて、通常の編成条件にてスムース編み地を調製した。この編み地目付は２２０ｇ／ｍ2 であった。
この編地を８０℃にて精練を行い、１９０℃でプレセットを行い、次に示す条件にてアルカリ減量率が１０重量％となるように処理時間を調整し、液流染色機にて減量加工を行った。
アルカリ減量加工条件
アルカリ：水酸化ナトリウム ４ｇ／リットル
ラウリルベンジルジメチルアンモニウムクロライド：ＤＹＫ−１１２５
（一方社油脂工業製） １．２ｇ／リットル
浴比 ： １：２５
処理温度： ９５℃
【００３３】
処理後は、水洗を行い、アニオン活性剤（７ＷＡ−６２；一方社油脂工業製）２ｇ／リットルを用い、６０℃で１０分間洗浄した後、水洗を行った。
次に下記の染色条件で染色した。
染色条件
染料：ダイアニックス ブルー Ｓ−２Ｒ（ダイスター社製） ２．２％ｏｍｆ
助剤：ニッカサンソルトＲＭ−３４０（日華化学社製） ０．５ｇ／リットル
酢酸： ０．５ｃｃ／リットル
酢酸ナトリウム： １ｇ／リットル
浴 比 ： １：２５
染色温度、時間： １３０℃、３０分
【００３４】
染色完了後、染色機から染色残液を排出し、染色機に水を入れ、温度を８０℃まで昇温し、これに下記薬剤を添加して下記の濃度の還元洗浄浴を調整し、８０℃で２０分間の還元洗浄を実施した。
ハイドロサルファイト ２ｇ／リットル
苛性ソーダ− ２ｇ／リットル
ビスノールＵＰ−１０（一方社油脂工業社製） ０．５ｇ／リットル
浴比： １：２５
この還元洗浄後、残液を排出し、温湯及び水により染色物をすすぎ洗いした後、脱水、乾燥後、１３０℃で４５秒間の乾熱セットを行い仕上げた。
仕上げた染色布帛の吸水拡散面積、脱水乾燥性、染色堅牢度、耐フィブリル性の評価結果を表１に示す。
得られた染色布帛を電子顕微鏡にて１８００倍の倍率にて観察したところ、ポリエステル複合繊維の表面には、幅０．３〜０．５μｍ、長さ３μｍ以上の筋状溝が繊維軸方向に多数見られ、Ｗ断面の凹部には幅０．３〜０．６μｍ、の連続した筋状溝が観察された。
【００３５】
［実施例５〜８、比較例３、４］
本実施例では、鞘芯型ポリエステル複合繊維の鞘成分と芯成分の配合比率の効果について説明する。
実施例１〜４と同様にして、ポリエステルＡのブレンド比率３０ｗｔ％において、鞘成分と芯成分の比率を表２のように異ならせた。
染色布帛の吸水拡散面積、脱水乾燥性、染色堅牢度、耐フィブリル性の評価結果を表２に示す。
［実施例９〜１３、比較例５、６］
本実施例では、アルカリ減量率の効果について説明する。
実施例１〜４と同様にして、ポリエステルＡのブレンド比率３０ｗｔ％で、鞘芯比率３０／７０において、アルカリ減量率を表３のように異ならせて布帛を得た。
染色布帛の吸水拡散性、脱水乾燥性、染色堅牢性、耐フィブリル性の評価結果を表３に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明のポリエステル複合繊維は、編織物に用いた場合に、スポーツ用やインナー用編織物に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の鞘芯型ポリエステル複合繊維の単糸を示す模式図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鞘芯型ポリエステル複合繊維であって、繊維の表面に繊維軸方向に平行な溝状の微細孔を有し、以下の（１）〜（３）の要件を満すことを特徴とするポリエステル複合繊維。
（１）該微細孔により形成される繊維比表面積が、光学顕微鏡観察による単糸断面形状か ら算出される繊維比表面積Ｓ１（ｃｍ2 ／ｇ）と、ＢＥＴ法で測定される繊維比表 面積Ｓ２（ｃｍ2 ／ｇ）の比（Ｓ２／Ｓ１）が１．５〜５．０であり、
（２）単糸断面形状がＷ断面で単糸の扁平度が２〜５であり、断面の少なくとも一つの凹 部に繊維長に沿って連続した微細孔の溝を有しており、
（３）繊維中に含有されるポリエチレングリコールの含有率が０．０５〜２．０重量％で ある。
【請求項２】
繊維比表面積Ｓ１と繊維比表面積Ｓ２の比（Ｓ２／Ｓ１）が２．０〜４．５であることを特徴とする請求項１に記載のポリエステル複合繊維。
【請求項３】
鞘芯型ポリエステル系複合繊維の製造方法であって、芯成分がポリエステルＢからなり、鞘成分が数平均分子量４０００〜５万のポリエチレングリコールを２〜１０重量％共重合したポリエステルＡと、ポリエステルＢからなり、該ポリエステルＡの鞘部での混合率を１０〜５０重量％としたポリエステル成分からなり、溶融複合紡糸した後、延伸熱処理し繊維化した後に、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドを含んだアルカリ水溶液を用いて、１００℃以下の温度で減量率４〜３５重量％となるようにアルカリ減量処理することを特徴とする請求項１又は２に記載のポリエステル複合繊維の製造方法。
【請求項４】
鞘成分と芯成分の配合比率が１０／９０〜５０／５０であることを特徴とする請求項３に記載のポリエステル複合繊維の製造方法。
【請求項１】
鞘芯型ポリエステル複合繊維であって、繊維の表面に繊維軸方向に平行な溝状の微細孔を有し、以下の（１）〜（３）の要件を満すことを特徴とするポリエステル複合繊維。
（１）該微細孔により形成される繊維比表面積が、光学顕微鏡観察による単糸断面形状か ら算出される繊維比表面積Ｓ１（ｃｍ2 ／ｇ）と、ＢＥＴ法で測定される繊維比表 面積Ｓ２（ｃｍ2 ／ｇ）の比（Ｓ２／Ｓ１）が１．５〜５．０であり、
（２）単糸断面形状がＷ断面で単糸の扁平度が２〜５であり、断面の少なくとも一つの凹 部に繊維長に沿って連続した微細孔の溝を有しており、
（３）繊維中に含有されるポリエチレングリコールの含有率が０．０５〜２．０重量％で ある。
【請求項２】
繊維比表面積Ｓ１と繊維比表面積Ｓ２の比（Ｓ２／Ｓ１）が２．０〜４．５であることを特徴とする請求項１に記載のポリエステル複合繊維。
【請求項３】
鞘芯型ポリエステル系複合繊維の製造方法であって、芯成分がポリエステルＢからなり、鞘成分が数平均分子量４０００〜５万のポリエチレングリコールを２〜１０重量％共重合したポリエステルＡと、ポリエステルＢからなり、該ポリエステルＡの鞘部での混合率を１０〜５０重量％としたポリエステル成分からなり、溶融複合紡糸した後、延伸熱処理し繊維化した後に、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドを含んだアルカリ水溶液を用いて、１００℃以下の温度で減量率４〜３５重量％となるようにアルカリ減量処理することを特徴とする請求項１又は２に記載のポリエステル複合繊維の製造方法。
【請求項４】
鞘成分と芯成分の配合比率が１０／９０〜５０／５０であることを特徴とする請求項３に記載のポリエステル複合繊維の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００８−１５０７２９（Ｐ２００８−１５０７２９Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３８１４８（Ｐ２００６−３３８１４８）
【出願日】平成１８年１２月１５日（２００６．１２．１５）
【出願人】（３０３０４６３０３）旭化成せんい株式会社 (548)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１５日（２００６．１２．１５）
【出願人】（３０３０４６３０３）旭化成せんい株式会社 (548)
【Ｆターム（参考）】
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