説明

機能性ポリエステル系繊維及びその製造方法

【課題】 ポリエステル系繊維に機能剤を固着させるにあたり、繊維にアミノ基を導入し該アミノ基と機能剤を反応させて結合・固着させる事により、バインダーを使用せずに風合い変化が少なく且つ耐久性のある機能性ポリエステル系繊維を得る。
【解決手段】 ポリエステル系繊維にジアミン化合物を付着反応させてアミノ基を導入し、その後又は同時に該アミノ基と反応する機能剤を付着結合させる事により、機能剤がアミノ基を介して繊維と結合・固着し、その結果風合い変化が少なく耐久性のある各種機能性ポリエステル系繊維を容易に得る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、機能性ポリエステル系繊維及びその製造方法に関し、アミノ基を導入したポリエステル系繊維に該アミノ基と反応する機能剤が結合した機能性ポリエステル系繊維およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
通常、ポリエステル系繊維に機能性を付与する方法として、直接機能剤をポリマーに添加して練込む方法と繊維表面にバインダーと共に付着させる後加工法が用いられている。
しかし、前者の練込み法では、機能剤自身はポリエステル系ポリマーの紡糸温度(約300℃)に耐えるものであり、又ポリマーの粘度を大きく低下させず且つポリマー中の分散性が比較的良好なものが要求される。
これにより、機能剤が限定され且つ添加量も制限される為特定の機能性しか付与出来ず、その効果も十分に発揮されない問題があった。
【0003】
一方、後者の後加工法は、機能剤をバインダーで固着させる為繊維ひいては製品の風合いが硬くなったり、逆に柔軟性を維持しようとバインダーを少なくすると機能剤の脱落が多くなる欠点を有していた。
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、ホリエステル系繊維に多種の機能性が付与でき且つバインダーなしで機能剤が繊維と結合する為、風合い変化が少なくて耐久性のある高付加価値な機能性ポリエステル系繊維を、容易に製造しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、ポリエステル系繊維にジアミン化合物を付着反応させてアミノ基を導入し、その後又は同時に該アミノ基と反応する機能剤を付着結合させる事により、機能剤がアミノ基を介して繊維と結合し、その結果風合い変化が少なく耐久性のある多種の機能性ポリエステル系繊維を得るに至ったものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
本発明に言うポリエステル系繊維とは、主としてテレフタール酸とエチレングリコールが反応・重合したエチレンテレフタレート単位で構成されるポリマー(PET)を紡糸・延伸した繊維を意味する。
但しジカルボン酸成分において、テレフタール酸の一部がイソフタール酸,アジピン酸,2,6ーナフタレンジカルボン酸,ペンタエリスリトールなどが配合されたもの、またグルコール成分において、エチレングリコールの一部がジエチレングリコール,プオピレングリコール,1,4−ブタンジオール,1,4−シクロヘキサンメタノールなどが配合されたものも含まれる。
【0007】
なお、本発明ではジアミン化合物と反応するために末端カルボキシル基を多く含有する再生ポリエステル、例えばPETボトルやPETフィルムなどの回収品を粉砕・再溶融したポリエステルが好ましい。
また目的に合わせて、顔料,紫外線吸収剤,酸化防止剤,離型剤あるいは機能剤などを該ポリエステル系ポリマーに添加しても何ら支障ない。
【0008】
本発明のジアミン化合物としては、例えばエチレンジアミン,プロピレンジアミン,ブタンジアミン,ヘキサンジアミン,ペンタメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミン、あるいは2−アミノベンズアミド,フタルジアミド,3,3’ジアミノベンジジンなどの芳香族ジアミンが挙げられる。
【0009】
本発明では、これらのジアミン化合物を水又は溶剤に溶解するかあるいは分散した後ポリエステル系繊維に付着させ熱処理する事により、ポリエステルのカルボキシル基がジアミン化合物のアミノ基と反応し、片側に未反応のアミノ基が残った状態のものが得られる。なおカルボキシル基にはポリエステル分子末端のカルボキシル基以外に分子が切断されて出来るカルボキシル基も含まれる。
【0010】
またこのアミノ基をポリエステル系繊維に導入するもう1つの方法として、ジアミン化合物の水又は溶剤の溶液あるいは分散液を加熱して、カルボキシル基とアミノ基を反応させる方法も有効である。
【0011】
次いでアミノ基を導入したポリエステル系繊維に該アミノ基と反応する例えばカルボキシル基,エポキシ基,水酸基などを含有する機能剤を付着させ熱処理する事により、機能剤がアミノ基と反応してポリエステル系繊維に結合・固着し、風合い変化の少ない耐久性のある機能性繊維が得られる。
【0012】
なお、本発明ではジアミン化合物と機能剤を同時に付着させ熱処理したり、加熱された同浴液で処理する事も可能である。
特に両者を水溶液又は水分散液で同時に付着させ熱処理する方法は簡単な工程で効率良く反応が進むので好ましい。
【0013】
機能剤としては、アミノ基と反応する官能基を有し機能性があれば何ら制限はないが、特に撥水撥油性,防汚性,抗菌性,消臭性,防ダニ性,帯電防止性,保温性,吸発熱性,吸水性,及び難燃性などがポリエステル系繊維に要求されており、それらを容易に耐久性を持たせて付与する事は望ましい。
なおその他にも、耐光性,耐熱性,発色性,柔軟性,嵩高性,反発性,マイナスイオン性など要求にあった機能性を付与する事が可能である。
【0014】
本発明の特徴は、バインダーを使用せずに機能剤をポリエステル系繊維に結合・固着させ、風合い変化が少なく耐久性のある機能を付与する事にある。
さらに2種以上の機能性を同時に付与する事が可能であり、容易にろいろな種類の機能性を長期間持続できる高付加価値の繊維が得られる。
【0015】
本発明で得られた機能性ポリエステル系繊維は、衣料,インテリア,寝具,医療,産業資材,土木資材,建築資材,不織布などあらゆる用途に使用可能である。
【0016】
以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はその主旨を超えない限りこれらの例に何ら制約されるものではない。
【0017】
実施例1
使用済みPETボトルを粉砕・洗浄・乾燥して得られたフレークを260〜285℃で溶融押出して再生ポリエステルペレットを生産した。
次いで該ペレットを再度溶融混合して600ホールのノズル8個を並べて650m/分の速度で紡糸し約15万dtexのトウを得た。
得られたトウを28本合わせて80℃−95℃の水浴2段で合計4.3倍延伸し、続けてクリンパーで13ケ/inchの捲縮を施した後、エチレンジアミン3%+カルボキシル基変性シリコン3%+界面活性剤0.2%の水分散液を繊維重量に対して20%になる様にシャワー方式で付着させ、110℃の熱風処理を施して6dtexの130mmバイアスカット原綿を生産した。
本発明で得られた原綿と未処理原綿を50:50に混合して紡績糸を作成し、カーペットのパイル糸に用いてループカーペットを得た。
該カーペットはシリコンの柔軟性が付与され、且つJISL−1092のスプレー試験機に準じて撥水度を評価したところ4級を示し、明らかにシリコン未処理の対照カーペット1級に対して撥水性に優れる事が判明した。
更に該シリコン付着カーペットをJISL−1023の汚れ試験機を用いて5000回摩擦した後に撥水度を評価したが3ー4級を示し、十分耐久性のある撥水性を有し、従来に見られない柔軟で撥水性のあるカーペットが得られた。
【0018】
実施例2
PETボトルからの再生ポリエステルペレットを溶融して408ホールのノズルから吐出させ、ローラタッチで1,3プロピレンジアミン25%液を繊維に対して6%付着させて80℃と150℃の2対のローラ間で4倍延伸した後、分子量600のポリエチレングリコール20%液をギアポンプノズルにて繊維に1%付着させ200℃のクリンパーを通して1600dtex/408fのバルキーヤーンを500m/分で巻き取った。
次いで該フイラメントヤーンで編み地を作り100%含水させた時の表面温度変化をサーモグラフィで測定したが、20℃x5分放置の場合は、対照の未処理編み地に比べて平均1.2℃高い事が判明した。
これは、ポリエチレングリコールと反応していないアミノ基が水分と結合した時の水和熱および凝固温度が20〜25℃のポリエチレングリコールが凝固する時の発熱により温度が高くなったと思われる。
一方40℃x5分放置の場合は、水の気化熱とポリエチレングリコールの固体から液体への相変化による吸熱により、環境温度に対して平均2.4℃低い事が判った。
これより本発明の繊維は、水分により吸発熱し、人体にとって快適性が維持できる高付加価値繊維であった。
また、本発明の編み地を30回繰り返し洗濯した後、同様にサーモグラフィで温度変化を調べたが、洗濯前と0.1〜0.2℃の温度差しかなく、アミノ基を介してポリエチレングリコールがポリエステル繊維に結合して耐久性を有している事が判明した。
【0019】
実施例3
実施例1で得られた捲縮トウに、1,2プロピレンジアミン3%と平均粒径0.08μのエポキシ変性シリコンで表面処理した光抗菌の酸化チタン2%の水エマルジョン液を繊維に対し30%になる様にシャワー方式で付着させ、120℃の熱風処理を施して6dtexで64mmの原綿を生産した。
得られた原綿と対照の未処理原綿を50:50に混合してニードルパンチ方式で目付200g/mの不織布を作成し、JISZ−2801に準じて紫外線照射下35℃x24時間後の大腸菌生存数を調べたところ3.8x10個あり、対照不織布の4.6x10個に対して明らかに抗菌性を有する事が判明した。また、該不織布10gと20ppmのアセトアルデヒドガスを5Lのテトラバッグに封入して24時間紫外線を照射したところガス濃度は3ppmまで低下し、対照の16ppmに対して消臭効果の大きい事を認めた。
更に本発明の不織布を10回洗濯して同様に評価したが、抗菌性,消臭性共に洗濯前と変わらず耐久性のある事が判った。
【0020】
実施例4
実施例1において、再生ポリエステルペレットに顔料含有のマスターマッチと酸化チタン含有のマスターバッチを添加して紡糸した後、4.2倍延伸と捲縮・カットを施して5dtexで96mmのダル調ブラウンのポリエステル原着綿を生産した。
得られた原綿をオーバーマイヤー染色機に入れて、90℃の熱水に1,4ジアミノブタン及びブチルアシドホスフェート(OH基1コ又は2コ混合)をそれぞれ原綿重量に対して3%及び10%になる様に添加溶解して100℃x30分間処理した。
引き続き、ソーピングと水洗を施してから140℃熱風乾燥した原綿を用いて30番手の紡績糸を作成した後、それをヨコ糸に使用しタテ糸にSD300d/72fの仮撚加工糸を用いてカーテン用の1/1平織物を作成した。
次いで、JISL−1091のA−1法(45°ミクロバーナー法)に準じて難燃性を評価したところ、着炎3秒後で炭化面積27cm,残炎時間1秒以下,炭化距離18cmで区分3を示し難燃カーテンとして販売可能なものであった。
さらに該織物は、洗濯20回後でも炭化面積32cm,残炎時間2秒以下,炭化距離20cmと区分2−3を示し、洗濯耐久性のある事が判明した。
【発明の効果】
【0021】
本発明では、ポリエステル系繊維をジアミン化合物で処理してアミノ基を導入し、該アミノ基と反応する機能剤を結合させる事により、バインダー不要で風合い変化が少なく且つ耐久性のある機能性ポリエステル系繊維を得る事ができる。
特に、該ジアミン化合物と機能剤を含んだ液を同時に付着または処理する事により、特別な工程を要さずに容易に各種機能性を有するポリエステル系繊維が得られ、衣料,インテリア,寝具,医療,産業資材,土木資材,建材関係,不織布などへ幅広く利用可能になる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
アミノ基導入のポリエステル系繊維に該アミノ基と反応する機能剤が結合した機能性ポリエステル系繊維。
【請求項2】
請求項1において、該機能剤が撥水撥油性,防汚性,抗菌性,消臭性,防ダニ性,帯電防止性,保温性,吸発熱性,吸水性,及び難燃性の少なくとも1つ以上の効果を有するものである機能性ポリエステル系繊維。
【請求項3】
常法により得られるポリエステル系繊維にジアミン化合物を付着し乾燥熱処理で反応させか又は加熱されたジアミン化合物液で処理して、繊維にアミノ基を導入した後、該アミノ基と反応する機能剤を付着して熱処理する事により、該機能剤がアミノ基を介して繊維に結合した機能性ポリエステル系繊維の製造方法。
【請求項4】
請求項3において、ポリエステル系繊維にジアミン化合物と機能剤を同時に付着または同浴液で処理した機能性ポリエステル系繊維の製造方法。
【請求項5】
請求項3及び請求項4において、該機能剤が撥水撥油性,防汚性,抗菌性,消臭性,防ダニ性,帯電防止性,保温性,吸発熱性,吸水性,及び難燃性の少なくとも1つ以上の効果を有するものである機能性ポリエステル系繊維の製造方法。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アミノ基導入のポリエステル系繊維に該アミノ基と反応する機能剤が結合した機能性ポリエステル系繊維。
【請求項2】
請求項1において、該機能剤がエポキシ基,カルボキシル基,水酸基のいずれか1つ以上の官能基を有する化合物で表面処理された無機化合物で且つ抗菌消臭性,防ダニ性,帯電防止性,吸水性,保温性,及び難燃性の少なくとも1つ以上の効果を示す機能性ポリエステル系繊維。
【請求項3】
請求項1において、該機能剤がエポキシ基,カルボキシル基,水酸基のいずれか1つ以上の官能基を有する有機化合物で且つ撥水撥油性,抗菌消臭性,防ダニ性,防汚性,帯電防止性,吸水性,吸発熱性,及び難燃性の少なくとも1つ以上の効果を示す機能性ポリエステル系繊維。
【請求項4】
常法により得られるポリエステル系繊維に脂肪族または芳香族ジアミン化合物を付着し乾燥熱処理で反応させか又は加熱された脂肪族または芳香族ジアミン化合物液で処理して、繊維にアミノ基を導入した後、該アミノ基と反応する機能剤を付着して熱処理する事により、該機能剤がアミノ基を介して繊維に結合した機能性ポリエステル系繊維の製造方法。
【請求項5】
請求項4において、ポリエステル系繊維に該ジアミン化合物と機能剤を同時に付着または同浴液で処理した機能性ポリエステル系繊維の製造方法。
【請求項6】
請求項4及び請求項5において、該機能剤がエポキシ基,カルボキシル基,水酸基のいずれか1つ以上の官能基を有する化合物で表面処理された無機化合物で且つ抗菌消臭性,防ダニ性,帯電防止性,吸水性,保温性,及び難燃性の少なくとも1つ以上の効果を示す機能性ポリエステル系繊維の製造方法。
【請求項7】
請求項4及び請求項5において、該機能剤がエポキシ基,カルボキシル基,水酸基のいずれか1つ以上の官能基を有する有機化合物で且つ撥水撥油性,抗菌消臭性,防ダニ性,防汚性,帯電防止性,吸水性,吸発熱性,及び難燃性の少なくとも1つ以上の効果を示す機能性ポリエステル系繊維の製造方法。

【公開番号】特開2006−233400(P2006−233400A)
【公開日】平成18年9月7日(2006.9.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−84748(P2005−84748)
【出願日】平成17年2月22日(2005.2.22)
【出願人】(000171399)根来産業株式会社 (9)
【Fターム(参考)】