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ポリエステルとは?製造方法から歴史、種類、用途まで

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こんにちは!エコバッグハウスです。

洋服からバッグやテントやカーテンなど色々なものに使われていて私たちの身近にある素材の一つである「ポリエステル」。
みなさまはそのポリエステルの製造方法や歴史や種類やその用途などご存知でしょうか?

今回はそのポリエステルについて考えてみたいと思います。

 

 

ポリステルの製造方法とは?

ポリエステルとは?

ポリエステルとは、合成繊維の1つで、「ポリ」とは大量とかたくさんのという意味でたくさんのエステルが重合しているという意味です。
アクリルと並んで生産量や使用料の最も多い繊維です。

ポリエステルとは多価アルコールと多価カルボン酸との縮合重合により作られる高分子化合物の総称のことです。
またエステル結合を分子内に有する高分子物質(樹脂(プラスチック))の総称のことで、とても多くの種類のものがあり、使用方法も多岐にわたっています。

代表的なものは熱可塑性(適当に加熱することにより変化し冷却すると再度固くなる性質)のポリエステル系合成繊維(ポリエチレンテレフタレートなど)やウレタンゴムやポリカーボネートがあります。
また熱硬化性(熱を加えることで硬化して再び温度を下げてももとに戻らない性質のこと)の不飽和ポリエステル樹脂(略してポリエステル)やアルキド樹脂などがあります。

ポリエチレンテレフタレートはペットボトルの原料としても有名で衣服の合成繊維としては半数近くがこのPET繊維です。

ポリエチレンテレフタレート、パラキシレン、などを重縮合反応させて作られる

ポリエチレンテレフタレート(略してPET)とはエチレングリコールとテレフタル酸を混合して過熱し、その時生成される水を減圧でとばして重縮合させていくことにより作られます。

ポリエステル繊維は石油を原料にして作られています。
石油をパラキシレンやエチレンに分離したそれぞれの物質を縮合重合という工程をへることにより小さなチップ状のポリエステルに加工します。

融解させて、繊維状にする

繊維状に加工する方法を「融解紡糸」といい一般的によく使われています。

重縮合反応で出来たちいさなチップ状のものを温めて溶かして液体状態にして、シャワーヘッドのように穴の開いたノズル(紡糸口金)に通過させ押し出すときに空気冷却することで、繊維状に加工されます。
その繊維状の物を巻き取っていきます。

紡糸口金の形を変えることで、丸だけでなくさまざまな断面の形の糸を作ることができます。
また、形だけでなく、糸の太さも紡糸口金の穴のサイズを変えることにより極細から太いものまでさまざまな物を作ることができます。
化学繊維のため単糸で構成される長繊維(フィラメント糸)の繊維です。

そして、ウールや綿や麻などの天然繊維を混ぜ合わせてお互いの良いところを取り入れた混紡繊維を作ることもできます。

ポリエステルの特徴と性質

化学繊維としては熱にとても強い繊維です。

実際の数字でいえば、軟化点が238度~240度で溶解点は255度~260度です。
強度は強い方ですが、繊維の場合湿った状態と乾燥状態では性能が違ってきます。

引っ張る強さは高強度繊維には劣ります。
また、薬品に強い繊維です。アルカリには注意が必要ですが酸には強いのが特徴と言えます。

電気絶縁性にも優れていますので電気部品や機械やフィルム材などにも使用されています。

ポリエステルのメリットとデメリット

メリット

ポリエステルにはたくさんの良い点があります。
早速そのメリットを見ていきましょう。

・耐久性がある。

とにかくポリエステルの一番のメリットといっていいのが耐久性です。
しかも圧倒的な耐久性があります。

という事は、着崩れもしにくいという事です。
強さは濡れても変化しませんし縮みにくい素材ですので洗濯してもシワになりにくくて傷みにくいのでとても扱いやすい素材です。

濡れても変化しないという事は、洗濯による型崩れがなく、逆に洗ってそのままノーアイロンで着られますのでお手入れがとても楽な素材と言えます。
しかも、同じように摩擦に対しても強い耐性があります。

・吸湿性が低くすぐに乾く

湿気を吸い込む性質のことを「吸湿性」と言いますが、その吸湿性が低いということは湿気を吸い込みにくい性質であるということですので、水に濡れても乾きやすいという特徴があります。

実は逆に言うとポリエステルには吸水性がほとんどありません。
すぐに乾く、いわゆる速乾性機能を持つのはこの特徴があるためです。
毎日汗をかいて毎日洗いたいお子さんのクラブ活動の体操服などのお洗濯には最適な素材だと言えます。

・高い温度にも耐えられる

繊維の特徴としては高い温度にも変化しませんが洋服の生地としてのポリエステルはアイロンを充てる場合は高温ではなく低温設定でしたらたえられるので万が一シワが出来てもアイロンで対応することができます

・とてもリーズナブルな価格

ポリエステルの生地は何といってもリーズナブルという点がメリットと言えるでしょう。

ポリエステル100%の生地を使った帽子やクッションやバックなどさまざまな商品になったものが100円ショップで売られていることを考えてもとても安価な繊維であることがお分かりいただけると思います。

・光沢が美しい

ナイロンタフタなどにも使われているように光沢がとても美しいのが特徴です。

・保管が簡単

型崩れしにくく、カビにも強くまた天然繊維と違い衣類を食べる虫にも強いのでシーズンの終わったものの保管もあまり気にせず簡単にすることが出来ます。

・熱可塑性がある(プリーツ加工に向いている)

熱可塑性があるので スカートなどのプリーツを付ける加工が簡単にできます。

・薬品に強い

特に酸には強く、薬品を扱う場所には向いているといえます。

デメリット

このようにたくさんの素晴らしいメリットがあるポリエステルですが、良いことばかりではありません。

次はデメリットも見ていきましょう。

・静電気がおきやすい

ポリエステルは静電気が起きやすいのも特徴です。

特に冬場は空気が乾燥していて電気を帯びやすいので帯電防止を心がける必要があります。

・毛玉ができやすい

摩擦しても摩擦には生地そのものは強くて傷みにくいのですが摩擦による毛玉ができやすいのがデメリットですのでその点には注意が必要となります。
しかも一度毛玉が出来てしまうともともと強い繊維ですので、ウールのように簡単には取れにくいケースが多くなっています。

お洗濯の時には専用の洗濯ネットに入れて洗ったり、洗濯ものを一度にたくさん押し込まないなど衣類同士がこすれあわないような工夫が必要となります。

お洗濯の時の注意点

ポリエステルの白い衣類を洗濯する場合に注意しなければならないことがあります。

真っ白なワイシャツなどをお洗濯したら逆に黒ずんでしまったという経験がある方もいるかと思います。

それは「逆汚染」(最汚染)と言われる現象で、色物の衣類と一緒に洗ってしまったり水の量や洗剤の量が少なすぎたりする場合に起こります。
一度離れた汚れなどが再度衣類に付着してしまう事があるので、洗剤や水の量を適量にしてできるだけ白い衣類は色物と一緒に洗わないように注意しましよう。

 

 

ポリエステルの歴史

1941年頃に誕生

まず初めにナイロンがアメリカのデュポン社で開発されました。
開発したのはカローザス博士という若い研究者でした。
1931年に「脂肪族ポリエステル」というものを開発することに成功しましたが、まだまだ問題があり製品として世に出すことはできませんでした。
そして1935年に「ナイロン6.6繊維」というものを開発。
それが工業化できたのは1938年でした。

カローザス博士の脂肪族ポリエステルをもとにイギリスのキャリコプリンターズ社の研究者が開発を重ね、1942年に特許を取り1955年から工業生産に入ります。
それがポリエステルのもとになるポリエチレンテレフタレートです。そ
の時の名前が「テリレン」です。

また、アメリカでも1946年に特許をとり、1953年に工業生産に入ります。
その時の名前は「ダクロン」です。
日本では1958年にキャリコプリンターズ社から「テトロン」という名で技術導入して生産を開始しはじめました。

そしてポリエチレンテレフタレートを糸状にして紡いだポリエステルが、1950~1960年頃に開発が進みました。開発当時は戦争時代というのもあり、軍事利用がたくさんされたようですが、現代では様々な用途にポリエステルが使用されています。

ポリエステルの主な種類

ポリエステルの種類 記号・略称 性質・特徴
ポリエチレンテレフタレート PET繊維 ペットボトルの原料としても有名ですが、衣服に使われている合成繊維の半数近くがこのPET繊維です。
強度や耐熱性ともに優れていて、染色性もよくて軽いという特徴があります。
製造時に糸の形状を変えたり、ほかの素材を練りこんだりして特殊な性質を持たせることも可能です。
原料の値段も安いのでよく使われています。
ポリエチレンナフタレート PEN繊維 PET繊維よりも強度において優れています。
そして紫外線バリア性やガスバリア性が高く、水蒸気や酸素が透過しにくいという特徴があります。
このため、フィルムとしての利用もされています。
ポリトリメチレンテレフタレート PTT繊維 とてもすぐれた伸縮性をもっていて形状記憶や形状安定性などに特徴があります。
また肌触りが柔らかいために直接肌に触れる衣類としても使われます。
ポリブチレンテレフタレート PBT繊維 優れた伸縮性を持つポリエステル繊維ですが、生産量がPET繊維に比べると限られています。

織り方とコーディングにより、さまざまな種類がある

ポリエステルはシリコーンなどの繊維処理剤を加えることにより撥水性や防水性を付け加えることができます。

また繊維の強さや収縮を幅広く変化させることができますので羊毛やシルクの性質に似せたり、麻やコットンの持つ性質を表したりすることもできます。

 

ポリエステルの主な用途

衣料品、カーテン、ホース、ロープ、人工皮革 など

一番多いのが衣料品としての用途ですが、衣料品の中でも意外なところでは高級でシルクを使っているイメージのある和服にも使用されています。
通常のシルクの着物より価格が抑えられご家庭で洗濯も出来るので普段に着る着物や肌に直接触れる機会の多いので汚れやすく、こまめに洗濯したい長じゅばんなどに使用され重宝されています。

また速乾性がありますので登山服やスポーツウエアなど、汗をかいてもすぐに乾いてほしいものにも利用されています。

そのほか、テーブルクロスやカーテンやカーペットなどに使用されており、あまり洗濯できないけどたまには洗濯したい時に家で洗えるので家計にも大助かりです。
寝具やベルトや様々な生地などにも使用されています。
また丈夫なので登山用のロープやホース、など数え上げるときりがない位ですが、その特性を生かしてさまざまな物に形を変えて使用されています。

 

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まとめ

いかがでしたでしょう。

現代では私たちの身近に当たり前のようにあるポリエステル素材の様々な品物。

当たり前すぎて「どれがポリエステルでどれが違うのかさえ気にせずに生活してしまっていますが、ポリエステル含め化学繊維の歴史は100年もたっていないという事に驚きを覚えました。

安価で様々な加工がしやすいことであらゆるところに使用されていました。

ポリエステルの製造方法や歴史や種類などおわかりいただけましたでしょうか?

このブログを参考にしていただき、少しでもお役にたてれば幸いです。

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