DE69923502T2

DE69923502T2 - Modifizierte hydrophobe Textilprodukte

Info

Publication number: DE69923502T2
Application number: DE69923502T
Authority: DE
Inventors: Yuichiro Osaka-shi Omote; Seiichi Otsu-shi Ochi; Hisao Osaka-shi Nishinaka; Shinichiro Osaka-shi Inatomi; Seiji Otsu-shi Ishida
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2019-07-24
Also published as: EP0974695A1; TW490515B; DE69923502D1; EP0974695B1; US6214461B1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein modifiziertes hydrophobes Textilprodukt. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Textilprodukt, das wünschenswerte Eigenschaften wie eine hohe Hygroskopie sowie eine Ammoniak-deodorierende Eigenschaft, eine SR-Verschmutzungsbeständigkeit und eine antistatische Eigenschaft aufweist, das durch Pfropfpolymerisation eines hydrophoben Textilprodukts mit einer radikalisch polymerisierbaren Verbindung, wie einer ethylenisch ungesättigten organischen Säure, erhalten wird, und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
Der Ausdruck "Textilprodukt", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf eine Faser oder ein Produkt, das durch die Verarbeitung einer Faser erhalten wird, einschließlich Stapelfaser, Baumwolle, Towgarn, Filament, Falschdrahtgarn, Mischgarn, Zweikomponentengarn, Fasergarn, Webwaren, Maschenwaren und Faservlies, sowie solche, in denen dieselben verwendet werden, einschließlich Bekleidung, Fußbodenbeläge, Innenausstattungen, Bettwaren und dergleichen. Der Ausdruck "Baumwolle", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf eine physikalische Form einer Faser, die eine Form hat, die derjenigen einer natürlichen Baumwollkapsel ähnlich ist.
Beschreibung der verwandten Technik
Eine hydrophobe Faser (der Ausdruck "hydrophobe Faser" wird hierin im Singular verwendet, obwohl er eine Mehrzahl von Fasermaterialien einschließen soll, wie nachstehend definiert wird), wie eine Polyesterfaser und eine Polyamidfaser wird in einer großen Vielfalt von Anwendungen verwendet, die von Bekleidung bis zu industriellen Materialien reichen, und zwar wegen ihrer vorteilhaften physikalischen und chemischen Eigenschaften und der geringen Kosten. Aufgrund der ihr innewohnenden Eigenschaften weist die hydrophobe Faser jedoch eine relativ schlechte Wasserabsorptionseigenschaft und Hygroskopie auf und hat daher die folgenden Probleme: sie wird leicht elektrisch aufgeladen, eine ölige Verschmutzung klebt leicht an ihr, und es ist schwierig, dieselbe von ihr zu entfernen, sie wird während des Waschens leicht erneut verschmutzt, sie hat im Wesentlichen keine deodorierende Eigenschaft usw. Diese Probleme sind stärker ausgeprägt, insbesondere wenn die Faser bei Textil-Anwendungen verwendet wird. Z.B. aufgrund der im Wesentlichen nicht vorliegenden Wasserabsorptionseigenschaft oder Hygroskopie ist Textilprodukt aus einer hydrophoben Faser beim Tragen nicht komfortabel, da das Produkt klebrig werden kann und dem Träger ein heißes und verschwitztes Gefühl verleihen kann, wobei es leicht elektrisch aufgeladen werden kann. Darüber hinaus ist der praktische Nutzen eines solchen Textilprodukts auch gering, da Staubflug in der Luft aufgrund der statischen Elektrizität leicht an ihm haftet und auch gewöhnlicher öliger Schmutz leicht an dem Produkt klebt wie Lipid-Verschmutzung (einschließlich Schmutz von den Händen, Schmutz am Kragen, Körperfett und dergleichen), Speiseöl, Maschinenöl und Haarpomade. Ein solcher Schmutz lässt sich durch Waschen schwer entfernen, und das Produkt wird während des Waschens erneut leicht verschmutzt.
Herkömmlicherweise wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, um diese Probleme zu lösen. Z.B. schließen vorgeschlagene Verfahren zur Verbesserung der Wasserabsorptionseigenschaft und Hygroskopie einer Polyesterfaser Folgendes ein: Ein Verfahren, in dem im Polymerisationsschritt die Co-Polymerisation verschiedener hydrophiler Verbindungen (z.B. eine Verbindung vom Alkylenglycol- oder Polyalkylenglycol-Typ, eine Polyalkylenglycol-Verbindung vom denaturierten Polyester-Typ oder andere hygroskopische Verbindungen) verwendet wird; ein Verfahren, in dem solche hydrophilen Verbindungen im Aufwickelschritt vermischt werden, und ein Verfahren, in dem solche hydrophilen Verbindungen mit einem Bindemittel oder dergleichen bei einer Nachbehandlung zugegeben werden. In Verfahren, in denen eine hydrophile Verbindung im Polymerisationsschritt oder im Aufwickelschritt in eine Polyesterfaser eingefügt wird, hat das Produkt keinen steifen Griff, und es wird eine wünschenswerte Waschbeständigkeit erhalten. Wenn die Menge des Additivs jedoch erhöht wird, um eine ausreichende Hygroskopie bereitzustellen, verschlechtern sich die mechanischen Eigenschaften, die einer Polyesterfaser innewohnen, während die Aufwickelbarkeit wesentlich reduziert wird. Daher werden diese Verfahren nur in eingeschränktem Maße bei Anwendungen verwendet, bei denen es annehmbar ist, wenn nur die Hygroskopie verbessert wird. Demgegenüber können bei Verfahren, in denen eine hydrophile Verbindung in einer Nachbehandlung zugegeben wird, eine erwünschte Wasserabsorptionseigenschaft und Hygroskopie bereitgestellt werden, das Produkt hat aber einen steifen Griff und eine schlechte Waschbeständigkeit.
Als Verfahren zur Verbesserung der Waschbeständigkeit, einschließlich der Wasserabsorptionseigenschaft und der Hygroskopie nach dem Waschen, wurde ein Verfahren vorgeschlagen, in dem ein synthetisches Polymer-Produkt mit einer ethylenisch ungesättigten organischen Säure wie Acrylsäure oder Methacrylsäure pfropfpolymerisiert wird, wonach die Carbonsäure-Endgruppe, die durch die Pfropfpolymerisation eingeführt wurde, in ein Alkalimetallsalz überführt wird. Das Verfahren der Pfropfpolymerisation eines hydrophoben Polymer-Produkts mit einer derartigen ethylenisch ungesättigten organischen Säure ergibt jedoch im Allgemeinen eine geringe Polymerisationseffizienz und es ist wahrscheinlich, dass die Pfropfpolymerisation ungleichmäßig ist.
Beispielhafte Pfropfpolymerisationsverfahren, die in der Technik bekannt sind, schließen die folgenden ein: Ein Zweibad-Verfahren, in dem eine wässrige emulgierte Dispersion, umfassend einen hydrophoben radikalischen Initiator, ein Initiator-Lösungsmittel, ein Quellmittel für ein hydrophobes synthetisches Polymer und einen Emulgator, auf ein hydrophobes synthetisches Polymer aufgebracht und erwärmt und mit Wasser gewaschen wird, um so im Polymer ein Polymerisationsaktivitätszentrum einzuführen, wonach ein Monomer, das eine Doppelbindung aufweist, die zu einer radikalischen Polymerisation befähigt ist, mit dem Polymer reagieren kann (Japanische Einspruchsveröffentlichung Nr. 45-502); und ein Einbad-Verfahren, in dem ein aromatisches Polyester-Produkt mit einer wässrigen Dispersion verarbeitet wird, die ein hydrophobes organisches Lösungsmittel, einen hydrophoben radikalischen Initiator, ein hydrophiles Monomer, das eine Doppelbindung aufweist, die zu einer radikalischen Polymerisation befähigt ist, und einen Emulgator umfasst (Japanische Einspruchsveröffentlichung Nr. 48-27743). Das Zweibad-Verfahren beinhaltet komplizierte Schritte und benötigt eine lange Zeitspanne. Darüber hinaus ist es schwierig, eine stabile und gleichmäßige Pfropfpolymerisation durchzuführen, und zwar aufgrund der Fluktuation der Pfropfrate und der Ungleichmäßigkeit der Pfropfpolymerisation. Andererseits hat das Einbad-Verfahren den dahingehenden Vorteil, dass es ein Einstufen-Verfahren ist, es ergeben sich dabei aber Nachteile, wie eine ungleichmäßige Pfropfpolymerisation und eine geringe Effizienz der Pfropfpolymerisation. Wenn die Konzentration des hydrophilen Monomers erhöht wird, während das Bad-Verhältnis in diesem Verfahren reduziert wird, kann die Pfropfeffizienz signifikant verbessert werden, aber die Gleichmäßigkeit der Pfropfpolymerisation nimmt weiterhin ab, während das nicht gepfropfte Polymer, das ein Nebenprodukt der Pfropfpolymerisation ist, wahrscheinlich an dem Polymer Produkt klebt.
In der Technik wird auch ein Verfahren vorgeschlagen, in dem ein Polyester-Kräuselgarn zu einem Wickelkörper aufgewickelt wird, und ein hydrophober radikalischer Initiator, ein hydrophobes organisches Lösungsmittel und ein hydrophiles Monomer bereitgestellt werden, um eine Pfropfpolymerisation zu ermöglichen (Japanische Offenlegungsschrift Nr. 48-096894). Aufgrund schädlicher Dämpfe und einer schlechten Arbeitsumgebung durch die Verwendung eines organischen Lösungsmittels weist das Verfahren jedoch Probleme auf.
Darüber hinaus ist es in der Technik auch herkömmlicherweise bekannt, einen Träger als Quellmittel für ein hydrophobes Polymer in dem Pfropfpolymerisationsschritt zu verwenden, um die Pfropfeffizienz zu verbessern. Der Geruch des Trägers ist jedoch sehr kennzeichnend und stark und kann in dem Endprodukt zurückbleiben.
Bei Anwendungen wie Bekleidung, Bettwaren, Haushaltswaren und Innenausstattungen, ist der Ammoniakgeruch aus Schweiß und Urin oft das Problem, dem man sich zuwenden muss.
Um Polyester mit einer Ammoniak-deodorierenden Funktion bereitzustellen, wurde ein Verfahren vorgeschlagen, in dem ein funktionelles Mittel, das eine Ammoniakdeodorierende Eigenschaft aufweist, in einer Nachbehandlung zugegeben wird. Das Produkt, das gemäß diesem Verfahren hergestellt wird, hat jedoch einen steifen Griff und eine geringe Waschbeständigkeit.
Man nimmt an, dass die Haltbarkeit einer Faser oder eines Textilprodukts durch Pfropfpolymerisation eines organischen Säure-Monomers verbessert werden kann. Die mechanischen Eigenschaften der Faser verschlechtern sich jedoch wesentlich durch die Pfropfpolymerisation. Wenn eine eingeführte saure Gruppe in ein Metallsalz überführt wird, um die Hygroskopie zu verbessern, nimmt die Ammoniak-deodorierende Funktion ab. Somit ist es in der Technik nicht möglich, sowohl die Ammoniak-deodorierende Eigenschaft als auch die Hygroskopie zu verbessern.
EP-A-0811718 und EP-A-0814191 offenbaren ein Textilerzeugnis, das Polyesterfasern und Cellulosefasern umfasst, in dem die hydrophoben Fasern nicht pfropfpolymerisiert sind.
JP-A-55-107514 (1980) offenbart ein hydrophobes Polyamid-Textilerzeugnis mit verbesserter Hygroskopie. Ethylenisch ungesättigte Säuregruppen werden auf die Polyamidfasern gepfropft.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Textilprodukt bereitgestellt, umfassend
eine hydrophobe Polymerfaser, auf die eine ethylenisch ungesättigte Säure gepfropft ist,
wobei das Textilprodukt Folgendes aufweist:

(i) eine Pfropfpolymerisationsrate von mehr als 8%,
(ii) im Wesentlichen keine Agglutination eines Nebenprodukt-Polymers aus dem Pfropfpolymerisationsverfahren,
(iii) eine Hygroskopie von 2,5 Gew.-% oder mehr, wobei die Hygroskopie (M%) aus der Zunahme des absoluten Trockengewichts (S0) des fertigen Produkts zum Gewicht (S1) nach dem Liegenlassen während einer Zeitspanne von etwa 48 Stunden unter einer Umgebungstemperatur/feuchtigkeit (20°C/65% RH)-Standardumgebung wie folgt berechnet wird: (M%) = (S1 – S0) × 100/S0,

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das hydrophobe Textilprodukt ein Textilprodukt auf Polyesterbasis.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden 40% oder mehr saure Gruppen, die durch das Pfropfpolymerisationsverfahren eingeführt werden, in ein Alkalimetallsalz überführt.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden 40–95% der sauren Gruppen in ein Alkalimetallsalz überführt.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Hygroskopie 5 Gew.-% oder mehr.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Pfropfpolymerisationsrate 10–40 Gew.-%.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Textilprodukt eine Stapelfaser, und der Stapelfaser/Metall-Haftreibungskoeffizient derselben ist 0,17 oder weniger.
In einer Ausführungsform der Erfindung hat das Textilprodukt eine Hygroskopie von 4 Gew.-% oder mehr unter einer Umgebung von 20°C/65% RH nach 10 Wiederholungen eines Waschtests, der in JIS-L-0217-103 beschrieben ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung hat das Textilprodukt eine SR-Verschmutzungsbeständigkeit und eine antistatische Eigenschaft.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Textilprodukt auf Polyester-Basis ein Polyethylenterephthalat-Textilprodukt.
In einer Ausführungsform der Erfindung hat das Textilprodukt auf Polyester-Basis einen hohlen Querschnitt.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Textilprodukt bereitgestellt, umfassend
eine hydrophobe Polymerfaser, auf die eine ethylenisch ungesättigte Säure gepfropft ist,
wobei das Textilprodukt Folgendes aufweist:

(i) eine Pfropfpolymerisationsrate von mehr als 8%,
(ii) im Wesentlichen keine Agglutination eines Nebenprodukt-Polymers aus dem Pfropfpolymerisationsverfahren
(iii) eine Hygroskopie von 2,5 Gew.-% oder mehr, wobei die Hygroskopie (M%) aus der Zunahme des absoluten Trockengewichts (S0) des fertigen Produkts zum Gewicht (S1) nach dem Liegenlassen während einer Zeitspanne von etwa 48 Stunden unter einer Umgebungstemperatur/feuchtigkeit (20°C/65% RH)-Standardumgebung wie folgt berechnet wird: (M%) = (S1 – S0) × 100/S0,

In einer Ausführungsform der Erfindung schließt das Verfahren weiterhin den Schritt der Zugabe einer wässrigen Lösung ein, die eine basische Alkalimetall-Verbindung enthält, um den pH so einzustellen, dass er 8 oder mehr und weniger als 11 beträgt.
In einer Ausführungsform der Erfindung schließt das Verfahren weiterhin den Schritt der Zugabe einer wässrigen Lösung ein, die eine basische Alkalimetall-Verbindung enthält, um den pH so einzustellen, dass er 8 oder mehr und weniger als 10 beträgt.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält die wässrige Emulsion weiterhin ein Maskierungsmittel.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Menge der Verbindung vom Phthalimid-Typ, die in dem erhaltenen Textilprodukt zurückbleibt, 2000 ppm oder weniger.
In einer Ausführungsform der Erfindung schließt die ethylenisch ungesättigte organische Säure Acrylsäure und/oder Methacrylsäure ein.
Die wie oben beschriebene vorliegende Erfindung stellt Folgendes bereit: ein sicheres und effizientes Pfropfpolymerisationsverfahren mit einem sehr geringen Geruch aus dem Pfropfpolymerisationsverfahren, im Wesentlichen keine Agglutination eines Nebenprodukts, eine hohe Pfropfpolymerisationsrate, eine große Gleichmäßigkeit des Verfahrens und eine hohe Reproduzierbarkeit des Verfahrens und ein modifiziertes hydrophobes Textilprodukt, das durch ein solches Verfahren hergestellt wird, das eine hohe Waschbeständigkeit, eine große Hygroskopie, eine Ammoniak-deodorierende Eigenschaft, eine SR-Verschmutzungsbeständigkeit und eine antistatische Eigenschaft hat.
Somit lassen sich durch die hierin beschriebene Erfindung die folgenden Vorteile erreichen: (1) die Bereitstellung eines hydrophoben Textilprodukts mit einer großen Haltbarkeit, einer hohen Hygroskopie, einer Ammoniak-deodorierenden Eigenschaft, einer SR-Verschmutzungsbeständigkeit, einer antistatischen Eigenschaft usw., ohne dass die Faserfestigkeit wesentlich reduziert wird; (2) die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Textilprodukts mit derartigen Eigenschaften und insbesondere ein Verfahren der Pfropfpolymerisation einer radikalisch polymerisierbaren Verbindung, wie einer ethylenisch ungesättigten organischen Säure, in dem der Geruch aus dem Pfropfverfahren reduziert ist, die Pfropfpolymerisation gleichmäßig ist und die Polymerisationswirksamkeit hoch ist; und (3) die Bereitstellung eines Pfropfpolymerisationsverfahrens mit im Wesentlichen keiner Agglutination eines Nebenprodukts aus dem Pfropfpolymerisationsverfahren und keinen zurückbleibenden Geruchsproblemen.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann nach dem Lesen und Verstehen der folgenden ausführlichen Beschreibung klar ersichtlich sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Elektronenmikrophotographie (× 1000), die die Oberfläche einer nicht verarbeiteten Polyester-Stapelfaser zeigt, und
2 ist eine Elektronenmikrophotographie (× 1000), die die Oberfläche einer gepfropften Polyester-Stapelfaser gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Zuerst werden verschiedene Ausdrücke, die in dieser Patentschrift verwendet werden, beschrieben.
"Hydrophobe Faser" – so wie hierin verwendet – bezieht sich auf eine hydrophobe Faser aus einem Polymer. Vorzugsweise ist die hydrophobe Faser eine Faser aus einem organischen Polymer wie Polyester, Polyamid, Polyethylen und Polypropylen. Ein Polyester und ein Polyamid werden mehr bevorzugt und ein Polyester wird am meisten bevorzugt. Polyethylenterephthalat wird besonders bevorzugt.
"Nebenprodukt-Polymer" – so wie hierin verwendet – bezieht sich auf ein Nebenprodukt-Polymer, das zurückbleibt, ohne dass es nach der radikalischen Polymerisation einer ethylenisch ungesättigten organischen Säure auf dem Textilprodukt pfropfpolymerisiert ist.
"Agglutination eines Nebenprodukt-Polymers" – so wie hierin verwendet – bezieht sich auf die Agglutination zwischen Nebenprodukt-Polymeren oder zwischen einem Nebenprodukt-Polymer und einer hydrophoben Faser.
"Im Wesentlichen keine Agglutination eines Nebenprodukt-Polymers" – so wie hierin verwendet – bedeutet, dass im Wesentlichen keine Agglutination zwischen Nebenprodukt-Polymeren oder im Wesentlichen keine Agglutination zwischen einem Nebenprodukt-Polymer und einer hydrophoben Faser erfolgt. "Im Wesentlichen keine Agglutination" – so wie hierin verwendet – bedeutet, dass eine im Wesentlichen vernachlässigbare oder keine Agglutination in einem Elektronenmikroskop bei einer etwa 1000fachen Vergrößerung beobachtet wird. In verschiedenen Beispielen der Erfindung, die später in dieser Patentschrift bereitgestellt werden, wurde im Wesentlichen keine Agglutination in Proben beobachtet, die so bewertet wurden, dass sie "keine" Agglutination aufweisen, während solche Proben, die so bewertet wurden, dass sie eine "geringe" Agglutination aufweisen, eine geringe Agglutination aufwiesen, die im Wesentlichen vernachlässigbar war.
"Ammoniak-deodorierende Eigenschaft" – so wie hierin verwendet – bezieht sich auf eine Funktion der Deodorierung von Ammoniak aus Schweiß, Urin usw. Insbesondere wird die Ammoniak-deodorierende Eigenschaft – wo wie hierin verwendet – z.B. wie folgt gemessen: Ammoniakwasser wird in einen 3-l-Kunststoffbehälter tropfen gelassen, so dass die Ammoniak-Konzentration in der Behälteratmosphäre 100 ppm ist. Dann werden etwa 3 g einer Probe in den Kunststoffbehälter gegeben und der Behälter wird verschlossen. Nach dem Liegenlassen des Behälters während einer Zeitspanne von etwa 20 Minuten wird die Ammoniak-Konzentration in dem Kunststoffbehälter gemessen, um die Ammoniak-deodorierende Eigenschaft zu bestimmen. Wenn in diesem Test die Ammoniak-Konzentration nach dem etwa 20minütigen Liegenlassen geringer als 100 ppm ist, nimmt man an, dass Ammoniak absorbiert wurde. Wenn die Ammoniak-Konzentration auf weniger als 70 ppm reduziert wurde, wird angenommen, dass die Probe eine Ammoniak-deodorierende Eigenschaft hat. Es wird bevorzugt, dass die Ammoniak-deodorierende Eigenschaft nach dem etwa 20minütigen Liegenlassen 50 ppm oder weniger ist, mehr bevorzugt 30 ppm oder weniger und am meisten bevorzugt 10 ppm oder weniger ist. Eine derartige Ammoniak-deodorierende Eigenschaft, dass die Ammoniak-deodorierende Eigenschaft nach dem etwa 20minütigen Liegenlassen 10 ppm oder weniger ist, weist in einem in der Praxis verwendeten Textilprodukt eine ausgezeichnete Ammoniak-deodorierende Eigenschaft auf.
"Faser auf Polyester-Basis" – so wie hierin verwendet – bezieht sich auf eine Faser, deren Hauptkomponente Polyester ist. Insbesondere schließt die hierin verwendete Faser auf Polyester-Basis Folgendes ein: eine gebräuchliche Polyesterfaser und eine Faser, die Polyester und eine geringe Menge eines anderen Harzes umfasst, so dass die wesentliche Funktion des Polyesters nicht verloren geht. Die hierin verwendete Faser auf Polyester-Basis schließt auch eine Faser ein, die irgendein in der Technik bekanntes Additiv umfasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat eine Faser auf Polyester-Basis einen hohlen Querschnitt. Eine solche Faser auf Polyester-Basis mit einem hohlen Querschnitt kann durch irgendein in der Technik bekanntes Verfahren hergestellt werden.
"Eine saure Gruppe, die durch Pfropfpolymerisation eingeführt wird" – so wie hierin verwendet – bezieht sich auf eine saure Gruppe, die durch Pfropfpolymerisation in ein hydrophobes Polymer eingeführt wird, und insbesondere auf eine Carboxylgruppe und eine saure wasserfreie Gruppe.
"Stapelfaser" – so wie hierin verwendet – bezieht sich auf eine kurze Faser, die aus einem gesponnenem Filament geschnitten wurde.
"Statischer Stapelfaser/Metall-Reibungskoeffizient" – so wie hierin verwendet – bezieht sich auf den statischen Reibungskoeffizienten einer Stapelfaser gegen Metall. Dieser kann z.B. unter Verwendung der Reibungskoeffizient-Messmethode gemessen werden, die in JIS L-1015, 7.13 beschrieben wird, aber anstatt eine zylindrische Spinnkanne (sliver) zu verwenden, wird die gemessene Probe direkt um einen Zylinder gewickelt. Ein Zylinder, der bei dieser Messung verwendet werden kann, kann z.B. durch Hartchrom-Plattieren auf Edelstahl erhalten werden, so dass die maximale Höhe (R_max) – gemessen durch eine Oberflächenrauigkeits-Messapparatur – etwa 7,0 μm ist und die durchschnittliche Mittellinien-Rauigkeit (Ra) etwa 1,0 μm ist. Die Oberflächenrauigkeit kann gemessen werden, indem man z.B. SURFTEST SV402, erhältlich von Mitsutoyo, verwendet. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der statische Stapelfaser/Metall-Reibungskoeffizient vorzugsweise 0,17 oder geringer. In einer mehr bevorzugten Ausführungsform ist der Koeffizient 0,16 oder geringer.
"SR-Verschmutzungsbeständigkeit" – so wie hierin verwendet – bezieht sich auf eine Eigenschaft, durch die eine ölige Verschmutzung wie Schmutz der Hände, Schmutz am Kragen, Körperfett, Speiseöl oder Maschinenöl beim Waschen von der Faser entfernt wird. "Eine "SR-Verschmutzungsbeständigkeit aufzuweisen" – so wie hierin verwendet – bedeutet, dass eine solche ölige Verschmutzung beim Waschen im Wesentlichen von der Faser entfernt wird. Insbesondere kann die SR-Verschmutzungsbeständigkeit z.B. wie folgt bestimmt werden. Nachdem Heizöl B auf ein Textilprodukt getropft wurde, wird das Textilprodukt einmal gemäß dem Verfahren gewaschen, das in JIS-L-0217-103 beschrieben ist. Dann kann die verbleibende Verschmutzung visuell bestimmt werden, um eine solche der Stufe 1 bis zur Stufe 5 zu sein, wobei man den Grau-Maßstab verwendet, um eine Verschmutzung zu bestimmen, wie er in JIS-L-0805 beschrieben ist. Während die Stufe 2 oder höher eine ausreichende SR-Verschmutzungsbeständigkeit bedeutet, wird die Stufe 3 oder höher bevorzugt und die Stufe 4 oder höher wird mehr bevorzugt, und die Stufe 5 wird in der vorliegenden Erfindung am meisten bevorzugt.
"Antistatische Eigenschaft" – so wie hierin verwendet – bezieht sich auf die Eigenschaft des Verhinderns, dass ein Textilprodukt elektrisch aufgeladen wird. Insbesondere kann die antistatische Eigenschaft unter einer Umgebung von 20°C/40% RH gemessen werden, wie in JIS-L-1094, 5.2 beschrieben ist. Wenn z.B. gemessen wird, dass ein Textilprodukt eine durch Reibung aufgeladene Spannung von 1000 V oder weniger hat, kann angenommen werden, dass das Textilprodukt eine antistatische Eigenschaft hat. Die durch Reibung aufgeladene Spannung ist vorzugsweise 900 V oder weniger und mehr bevorzugt 800 V oder weniger.
"Wässrige Flüssigkeit" – so wie hierin verwendet – bezieht sich auf eine Flüssigkeit auf wässriger Basis wie eine Lösung, eine Suspension und eine Emulsion.
In der vorliegenden Erfindung bezieht sich "ein Textilprodukt" auf eine Stapelfaser, Baumwolle, Towgarn, Fasergarn, Filament, Mischgarn, einfacher Zwirn, Falschdrahtgarn, Webwaren, Maschenwaren und Faservlies, sowie Bekleidung, Bettwaren, Innenausstattungen, Haushaltswaren und dergleichen, in denen dieselben verwendet werden.
In der vorliegenden Erfindung bezieht sich ein hydrophobes Polymer auf ein faserbildendes Polymer wie einen Polyester, ein Polyamid und ein Polyolefin. Ein Polyester wird bevorzugt, weil er den Effekt des Pfropfpolymerisationsverfahrens der vorliegenden Erfindung am besten ausdrückt.
In der vorliegenden Erfindung umfasst ein Polyester als bevorzugtes Material für ein Textilprodukt Folgendes: eine Carbonsäure-Komponente, die aus Terephthalsäure, Isophthalsäure und 2,6-Naphthalindicarbonsäure ausgewählt ist, und eine Glycol-Komponente, die aus Ethylenglycol, Propylenglycol und Tetramethylenglycol ausgewählt ist. Z.B. wird ein linearer Polyester wie Polyethylenterephthalat, Polytrimethylenterephthalat, Polyethylenisophthalat, Polybutylenterephthalat oder Polyethylen-2,6-naphthalat bevorzugt. Polyethylenterephthalat wird besonders bevorzugt.
Falls es notwendig ist, kann eine Verbindung oder ein anorganisches Teilchen, das (die) erwünschte Eigenschaften bereitstellt, wie Flammschutz, Färbbarkeit, antibakterielle Eigenschaft, elektrische Leitfähigkeit, Wärmebeständigkeit oder Lichtbeständigkeit, mit dem Polymer, das in dem Textilprodukt der vorliegenden Erfindung verwendet wird, copolymerisiert oder vermischt werden. Ein solches Polymer kann in Form eines Filaments oder einer Stapelfaser mit einer erwünschten Querschnittsform und einem erwünschten Titer verwendet werden.
Ein texturiertes Filamentgarn – unter verschiedenen Textilprodukten – kann bei der Verarbeitung eines gebräuchlichen schmelzgesponnenen Filaments durch ein Verfahren, wie ein Falschzwirn-Verfahren, ein Luftdüsen-Verwirbelungsverfahren (Taslan-Verfahren) oder ein gepacktes Kräuselungsverfahren, erhalten werden. Alternativ dazu kann ein texturiertes Filamentgarn als Zweikomponentengarn mit einem anderen Material verwendet werden.
Ein texturiertes Filamentgarn wird zuerst zu einem Wickelkörper oder Wickel aufgewickelt und dann in einer Packfärbeapparatur wie einer Apparatur vom Obermayer-Typ einem Pfropfpolymerisationsverfahren unterzogen. Um eine gleichmäßige Pfropfpolymerisation zu erhalten, ist es wichtig, die Aufwicklungsdichte des Wickelkörpers oder Wickels richtig zu steuern. Obwohl die zweckmäßige Aufwicklungsdichte in Abhängigkeit von der Kräuselungsmenge des texturierten Garns geringfügig variiert, wird das texturierte Filamentgarn zuerst normalerweise mit 0,15–0,45 g/cm³ und vorzugsweise 0,25–0,4 g/cm³ weich aufgewickelt, und dann wird das aufgewickelte Garn in ein Beuchfass bei 60–100°C gelegt, um so die Form des Wickelkörpers oder Wickels zu stabilisieren. Dann wird nach einem Waschen mit heißem Wasser oder einem Reinigungsverfahren durch ein übliches Verfahren ein Pfropfpolymerisationsverfahren durchgeführt. Wenn die Aufwicklungsdichte zu gering ist (z.B. 0,15 g/cm³ oder weniger), tritt wahrscheinlich eine Unebenheit der Textur ein, und zwar aufgrund einer möglichen Änderung der Form des Wickelkörpers oder Wickels in einem Strom von Verfahrensflüssigkeit. Wenn andererseits die Aufwicklungsdichte zu hoch ist (z.B. etwa 0,45 g/cm³ oder mehr), tritt wahrscheinlich eine Unebenheit der Textur zwischen einer Innenschicht und einer Außenschicht ein.
Das in dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendete Pfropfpolymerisationsverfahren wird nachstehend beschrieben. Zuerst schließt die ethylenisch ungesättigte organische Säure, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, Folgendes ein: Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Styrolsulfonsäure, Crotonsäure, Butentricarbonsäure und dergleichen. Diese ethylenisch ungesättigten organischen Säuren können einzeln oder als Mischung von zweien oder mehreren für die Pfropfpolymerisation verwendet werden. Insbesondere Acrylsäure und/oder Methacrylsäure werden im Hinblick auf die Pfropfpolymerisationswirksamkeit und die Kosten bevorzugt. Ein ethylenisch ungesättigtes Monomer, das von einer ungesättigten organischen Säure verschieden ist, kann zusätzlich dazu verwendet werden.
Ein solches ethylenisch ungesättigtes Monomer kann Folgendes sein: ein ethylenisch ungesättigter Ester einer organischen Säure, eine Verbindung eines solchen Esters, in den Fluor oder Brom eingeführt wurden, oder eine Verbindung eines solchen Esters, in den Phosphor oder Schwefel eingeführt wurden. Indem man zusätzlich dazu ein ethylenisch ungesättigtes Monomer verwendet, ist es möglich, weitere Funktionen, wie Wasser/Öl-Abstoßungseigenschaft oder Flammschutz, bereitzustellen.
Die Pfropfpolymerisationsrate (GT%) (d.h. die Geschwindigkeit der Gewichtszunahme aufgrund der Pfropfpolymerisation der ethylenisch ungesättigten organischen Säure und anderer ethylenisch ungesättigter Monomere in Bezug auf ein Textilprodukt auf Polyester-Basis) ist 8% oder mehr, vorzugsweise 10% oder mehr und mehr bevorzugt 15% oder mehr. Wenn die Pfropfpolymerisationsrate übermäßig klein ist, ist es nicht möglich, eine erwünschte Hygroskopie, eine Ammoniak-deodorierende Eigenschaft, eine SR-Verschmutzungsbeständigkeit und eine antistatische Eigenschaft in ausreichendem Maße zum Ausdruck zu bringen. Wenn die Pfropfpolymerisationsrate übermäßig groß ist, ist es möglich, einen hohen Grad an Hygroskopie oder Ammoniak-deodorierender Eigenschaft bereitzustellen. Jedoch klebt wahrscheinlich ein nicht gepfropftes Nebenprodukt-Polymer an der Faser, und die Faser Eigenschaften verschlechtern sich deutlich. Die Pfropfpolymerisationsrate (GT%) kann aus der Zunahme des absoluten Trockengewichts der nicht umgesetzten Faser (W0) gegenüber dem absoluten Trockengewicht der Faser nach der Pfropfpolymerisation und dem Waschen (W1) gemäß dem nachstehend aufgeführten Ausdruck berechnet werden. Pfropfpolymerisationsrate (GT%) = (W1 – W0) × 100/W0
Das in dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendete Pfropfpolymerisationsverfahren kann jedes geeignete Verfahren sein, das in der Technik bekannt ist, einschließlich eines Strahlungseinwirkungsverfahrens, eines Elektronenstrahleinwirkungsverfahrens, eines Ionenentladungsverfahrens, eines thermischen Oxidationsverfahrens, eines Ozon-Oxidationsverfahrens, eines Katalysator-Verfahrens und dergleichen. Insbesondere das Katalysator-Verfahren kann in einer großen Vielfalt von Anwendungen verwendet werden. Darüber hinaus besteht ein anderes erwünschtes Verfahren darin, ein Textilprodukt auf Polyester-Basis in eine wässrige Emulsion, die einen hydrophoben radikalischen Initiator, eine Verbindung vom Phthalimid-Typ, ein Alkylenglycol und eine ethylenisch ungesättigte organische Säure umfasst, einzutauchen und zu erwärmen. Unter Verwendung dieser Verfahren ist es möglich, ein gleichmäßiges Pfropfpolymerisationsverfahren mit einer reduzierten Verschlechterung der Fasereigenschaften und auf wirksame Weise durchzuführen.
Die Konzentration der ethylenisch ungesättigten organischen Säure in einer Flüssigkeit eines Pfropfpolymerisationsverfahrens ist vorzugsweise 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, mehr bevorzugt 3 Gew.-% bis 8 Gew.-%. Wenn die Monomer-Konzentration übermäßig hoch ist, ergibt sich eine große Menge an nicht gepfropftem Nebenprodukt-Polymer, wobei sehr wahrscheinlich die Agglutination des Nebenprodukt-Polymers eintritt. Normalerweise kann die Pfropfpolymerisationsrate auf einen Bereich von 2–100% eingestellt werden, indem man ein Pfropfpolymerisationsverfahren durchführt, wobei die Monomer-Konzentration in zweckmäßiger Weise ausgewählt wird. In der vorliegenden Erfindung wird eine Pfropfpolymerisationsrate von 8% oder mehr verwendet.
Wenn die Pfropfpolymerisationsrate zunimmt, nehmen die Eigenschaften wie die Hygroskopie und die SR-Verschmutzungsbeständigkeit auch zu, aber dann verschlechtern sich häufig die Faserfestigkeit oder der Griff. Daher wird eine Pfropfpolymerisationsrate von 35% bei einer praktischen Anwendung bevorzugt. Die pfropfpolymerisierte Faser hat eine Hygroskopie von 2,5 Gew.-% oder mehr, mehr bevorzugt von 3,0 Gew.-% oder mehr.
Der hydrophobe radikalische Initiator kann Benzoylperoxid, Toluylperoxid, aromatisches Alkylperoxid, Dichlorbenzoylperoxid, Dicumylperoxid, Azobisbutyronitril, Cumolhydroperoxid, Perbenzoesäureester oder dergleichen sein. Sie können einzeln oder als Mischung von zweien oder mehreren verwendet werden. Die verwendete Menge eines solches hydrophoben radikalischen Initiators liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Pfropfpolymerisationsbad.
Eine Verbindung vom Phthalimid-Typ bezieht sich auf eine Verbindung mit einer Phthalimid-Gruppe. Eine N-substituierte Phthalimid-Verbindung wird bevorzugt, die eine aliphatische oder aromatische Alkylgruppe oder dergleichen an der N-Gruppe von Phthalimid aufweist.
Eine Verbindung vom N-Alkyl-Phthalimid-Typ mit einer niedermolekularen aliphatischen Alkylgruppe wie Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl oder Isobutyl wird im Hinblick auf die Menge an Verbindung vom Phthalimid-Typ, die nach dem Verfahren zurückbleibt, den Geruch, die Sicherheit und die Handhabungseigenschaft mehr bevorzugt. Diese Verbindungen können einzeln oder als Mischung von zweien oder mehreren derselben verwendet werden.
Die Menge der Verbindung vom Phthalimid-Typ, die in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beträgt vorzugsweise 0,01 Gew.-% bis 2,0 Gew.-% und mehr bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Pfropfpolymerisationsbad. Verglichen mit einem konventionellen Quellmittel (Träger) hat eine Verbindung vom Phthalimid-Typ einen geringeren Geruch und stellt eine bessere Arbeitsumgebung bereit. Wenn die verwendete Menge übermäßig gering ist, ist die Pfropfpolymerisation wahrscheinlich nicht gleichmäßig und die Polymerisationsrate wird wahrscheinlich nicht verbessert. Wenn andererseits die verwendete Menge der Verbindung größer ist als der oben beschriebene Bereich, wird die Polymerisationsrate nicht weiter verbessert, während die Menge der Phthalimid-Verbindung, die in dem Endprodukt zurückbleibt, zunimmt. Demgemäß bleibt wahrscheinlich ein Geruch zurück, und es werden sich auch andere Probleme in Form der Sicherheit, der Kosten für die Verarbeitungsflüssigkeit und der Reaktivität ergeben.
Ein Tensid, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, um das Polymerisationsbad zu stabilisieren, kann irgendeines vom nichtionischen Typ, anionischen Typ, kationischen Typ und amphoteren Typ sein. Hinsichtlich der Stabilität des emulgierenden Systems und der Pfropfeffizienz werden der nichtionische Typ, der anionische Typ oder die Kombination des nichtionischen Typs und des anionischen Typs bevorzugt.
Anders als bei den üblicherweise verwendeten Tensiden kann vorzugsweise ein Alkylenglycol verwendet werden. Dieses dient als wässriger Emulsionshilfsstoff für die Verbindung vom Phthalimid-Typ und den hydrophoben radikalischen Initiator. Solche, die vorzugsweise verwendet werden, schließen ein wasserlösliches Alkylenglycol oder Polyalkylenglycol mit einer Anzahl von Kohlenstoffatomen von 2 bis 10 ein, wie Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol oder Diethylenglycol. Das Alkylenglycol kann in einer Konzentration von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Verbindung vom Phthalimid-Typ, zugegeben werden. Wenn die zugegebene Glycol-Menge übermäßig klein ist, sind die wässrige Emulsion der Verbindung vom Phthalimid-Typ und der hydrophobe radikalische Initiator ungenügend, wodurch kein gleichmäßiges und effizientes Pfropfpolymerisationsverfahren erhalten werden kann. Selbst wenn darüber hinaus die zugegebene Glycol-Menge über den oben beschriebenen Bereich erhöht ist, wird die Polymerisationsrate nicht weiter verbessert, während die Abfallflüssigkeitslast in dem Verfahrensbad zunimmt. Somit ergeben sich Probleme im Hinblick auf die Sicherheit, die Kosten für die Verarbeitungsflüssigkeit und die Reaktivität.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Emulgieren oder Dispergieren der Verbindung vom Phthalimid-Typ und des hydrophoben radikalischen Initiators zu bewirken, ohne dass ein üblicherweise verwendetes Tensid verwendet wird. Daher kann ein gleichmäßiges und effizientes Pfropfpolymerisationsverfahren durchgeführt werden. Um die Verbindung vom Phthalimid-Typ und die Alklyenglycol-Komponente, die an der Oberfläche oder Innenseite der verarbeiteten Faser adsorbiert sind, zu entfernen, wird es bevorzugt, ein trockenes Erwärmen oder ein Hochtemperatur-Dampfbehandlungsverfahren bei 140°C oder darüber durchzuführen, nachdem die Verfahren nach der Pfropfpolymerisation durchgeführt worden sind, einschließlich eines Neutralisationsverfahrens durch Zugabe eines Alkalimetallsalzes oder eines Waschverfahrens mit heißem Wasser. Gemäß diesem Verfahren kann die Menge an Verbindung vom Phthalimid-Typ auf einen Gehalt reduziert werden, der praktisch frei von dem Geruchsproblem ist, d.h. 2000 ppm oder weniger und mehr bevorzugt 1000 ppm oder weniger.
Um die Pfropfwirksamkeit bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zu erhöhen, kann es notwendig sein, eine Alkalimetall-Verbindung zu verwenden, um den pH des Pfropfpolymerisationsbades, das die oben beschriebene Zusammensetzung bei Raumtemperatur hat, so einzustellen, dass er 2,5 bis 3,5 und mehr bevorzugt 2,7 bis 3,4 beträgt. Wenn der pH übermäßig niedrig ist, wird die Pfropfrate reduziert, wodurch das Nebenprodukt aus nicht gepfropftem Polymer zunimmt und mit der Faseroberfläche zusammenklebt, während es leicht zu einer Verschlechterung der Faser-Eigenschaft kommt. Wenn der pH übermäßig hoch ist, ist die Pfropfrate reduziert.
Das Mittel zur pH-Einstellung kann Folgendes sein: eine wasserlösliche alkalische Verbindung wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid, ein Alkalimetallcarbonat (z.B. Kaliumcarbonat), ein Alkalimetallsalz einer anorganischen schwachen Säure (z.B. Dinatriumphosphat, Trinatriumphosphat, Natriumpyrophosphat, Natriumtripolyphosphat, und Trikaliumphosphat), ein Alkalimetallsalz einer organischen Säure (z.B. Natriumacetat, Natriumpropionat, Natriumacrylat und Natriummethacrylat). Ein Alkalimetallsalz einer anorganischen schwachen Säure ist besonders geeignet, da es sich leicht handhaben lässt.
Wenn z.B. ein texturiertes Filamentgarn auf Polyester-Basis verwendet wird, wird ein texturiertes Filamentgarn auf Polyester-Basis, das durch ein übliches Verfahren zu einem Wickelkörper oder Wickel weich gewickelt und gespült wurde, in das eingestellte Propfpolymerisationsbad unter Stickstoffgasatmosphäre eingetaucht und erwärmt. Die Wärmebehandlung wird normalerweise 5 Minuten bis 3 Stunden lang bei 50°C bis 150°C, vorzugsweise 15 Minuten bis 2 Stunden bei 70–130°C durchgeführt. Eine üblicherweise verwendete Färbeapparatur vom Obermayer-Typ kann für diese Behandlung verwendet werden. Für die Gleichmäßigkeit des Pfropfverfahrens zwischen einer Innenschicht und einer Außenschicht wird das Propfpolymerisationsverfahren durchgeführt, während die Stromzirkulationsrichtung, die Strömungsgeschwindigkeit und die Heizzeit in passender Weise optimiert werden. Das erhaltene Propfpolymerisationsprodukt weist eine hohe Pfropfrate von 8% oder mehr, im Wesentlichen keine Agglutination und eine Ammoniak-deodorierende Eigenschaft auf.
Das Propfpolymerisationsprodukt kann weiterhin mit einer wässrigen Lösung, die eine basische Alkalimetall-Verbindung und ein Maskierungsmittel umfasst, verarbeitet werden, so dass etwa 40 Äquivalent-% bis etwa 95 Äquivalent-% der gesamten Carbonsäuregruppen, die durch die Propfpolymerisation eingeführt wurden, in ein Alkalimetallsalz überführt werden, wodurch man ein Textilprodukt erhält, das eine erwünschte Waschbeständigkeit, eine hohe Hygroskopie, eine Ammoniak-deodorierende Eigenschaft, eine SR-Verschmutzungsbeständigkeit und eine antistatische Eigenschaft aufweist.
Somit wird das pfropfpolymerisierte Textilprodukt der vorliegenden Erfindung durch Umwandlung von 40–95%, vorzugsweise 50–90% der (Carbon)säuregruppen der ethylenisch ungesättigten organischen Säure, die auf ein Alkalimetallsalz pfropfpolymerisiert wurde, erhalten, wodurch eine hohe Hygroskopie, Verschmutzungsbeständigkeit und antistatische Eigenschaft bereitgestellt werden. Aufgrund des Effekts der 5–60 Äquivalent-%-Menge der verbleibenden (Carbon)säuregruppen wird darüber hinaus eine Ammoniakdeodorierende Eigenschaft zum Ausdruck gebracht. Aufgrund eines zusätzlichen Effekts, der durch Ca-Ionen und Mg-Ionen bereitgestellt wird, die durch wiederholtes Waschen adsorbiert werden, ist es weiterhin möglich, einem Textilprodukt eine ausgezeichnete Waschbeständigkeit zu verleihen, dessen Hygroskopie, SR-Verschmutzungsbeständigkeit und antistatische Eigenschaft sich sonst durch wiederholtes Waschen leicht verschlechtern. Zusätzlich zu diesem Merkmal kann das Endprodukt auch einen pH-puffernden Effekt gegenüber saurem Regen und alkalischen Schweiß haben. Um diese Eigenschaften in einer wohlausgeglichenen Weise zum Ausdruck zu bringen, wird es bevorzugt, ein Neutralisationsverfahren in dem Verfahren mit einer wässrigen Lösung durchzuführen, die eine basische Alkalimetall-Verbindung und ein Maskierungsmittel umfasst, indem man zunehmende Mengen an Alkali zugibt oder indem man mehrere Male eine niedrige Konzentration an Alkali zugibt, so dass der abschließende pH der Verfahrensflüssigkeit 7 oder höher und niedriger als 11 ist, vorzugsweise 7 oder höher und niedriger als 10 ist, und mehr bevorzugt 7,5 oder höher und niedriger als 9,5 ist. Wenn der pH der wässrigen Lösung niedriger als 7 ist, ist es schwierig, eine ausreichende Hygroskopie zu erhalten. Wenn der pH der wässrigen Lösung 11 oder höher ist, nimmt häufig die Ammoniak-deodorierende Eigenschaft ab, wodurch sich auf einfache Weise die Faser-Eigenschaften verschlechtern.
Metalle, die in dem Alkalimetallsalz-Umwandlungsverfahren verwendet werden können, schließen Natrium, Lithium, Kalium und dergleichen ein. Spezielle Beispiele der basischen Alkalimetall-Verbindungen schließen Folgendes ein: ein alkalisches Metallhydroxid (z.B. Natriumhydroxid, Lithiumhydroxid und Kaliumhydroxid), ein Alkalimetallsalz einer schwachen anorganischen Säure (z.B. Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Dinatriumphosphat, Trinatriumphosphat), ein Alkalimetallsalz einer schwachen organischen Säure (z.B. Natriumacetat und Natriumpropionat) und eine wasserlösliche alkalische Verbindung (z.B. Natriumsulfit und Natriumsilicat). Diese Verbindungen können einzeln oder als Mischung von zweien oder mehreren verwendet werden. Die verwendete Konzentration der Alkalimetall-Verbindung ist normalerweise 1 g/l bis 10 g/l, obwohl dies von der Konzentration der zugefügten ethylenisch ungesättigten organischen Säure, der Temperatur des Metallsalz-Umwandlungsverfahrens und der Anzahl der Wiederholungen des Verfahrens abhängt.
Das Maskierungsmittel, das mit der oben beschriebenen Alkalimetall-Verbindung in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann jede geeignete Verbindung sein, die in der Technik bekannt ist. Typischerweise ist das Maskierungsmittel ein kondensiertes Phosphat (z.B. Natriumpyrophosphat, Natriumtriphosphat, Natriumtrimetaphosphat, Natriumtetrametaphosphat oder Natriumpolyphosphat), ein Ethylendiamintetraacetat (z.B. Ethylendiamintetraessigsäure-Diammoniumsalz, Ethylendiamintetraessigsäure-Tetraammoniumsalz, Ethylendiamintetraessigsäure-Dinatriumsalz oder Ethylendiamintetraessigsäure-Tetranatriumsalz), ein N-Hydroxyethylethylendiamin-N,N',N'-triacetat, Diethylentriaminpentaacetat, Glycoletherdiamintetraacetat, Cyclohexantetraacetat oder ein Nitrilotriacetat. Die Konzentration eines solchen Maskierungsmittels, die verwendet wird, ist typischerweise 0,01 g/l bis 5 g/l, obwohl dies von der Menge des mehrwertigen Metallions abhängt, das in Wasser gelöst ist. Das oben beschriebene Alkalimetallsalz-Umwandlungsverfahren wird typischerweise bei einer Temperatur durchgeführt, die von Raumtemperatur bis 100°C reicht.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein hydrophobes Textilprodukt, dessen Propfpolymerisationsrate mit einer ethylenisch ungesättigten organischen Säure 8% oder mehr beträgt, weiterhin verarbeitet, so dass eine Äquivalentmenge von 40% oder mehr, vorzugsweise eine Äquivalentmenge von 40–95% der gesamten Carbonsäuregruppen, die durch die Propfpolymerisation eingeführt wurden, in ein Alkalimetallsalz überführt wird, wodurch ein Textilprodukt erhalten wird, das eine Hygroskopie von etwa 5% oder mehr unter einer Umgebung von 20°C/60% RH, eine wünschenswerte Ammoniakdeodorierende Eigenschaft, eine SR-Verschmutzungsbeständigkeit, eine antistatische Eigenschaft und Waschbeständigkeit aufweist, einschließlich Hygroskopie, Ammoniak-deodorierender Eigenschaft, SR-Verschmutzungsbeständigkeit und antistatischer Eigenschaft. Die Ammoniak-deodorierende Eigenschaft kann wie folgt quantifiziert werden. Nachdem etwa 3 g einer zu messenden Probe in einen 3-l-Kunststoffbehälter gegeben wurden, wurde eine äquivalente Menge von 100 ppm Ammoniakwasser in den Behälter tropfen gelassen. Dann, nachdem der Behälter etwa 20 Minuten lang bei Raumtemperatur verschlossen gehalten wurde, wird die Ammoniak-Konzentration in dem Behälter mit einem Gasnachweisrohr gemessen. Der Grad der Deodorierungseigenschaft wird festgestellt, indem man bestimmt, ob die Ammoniak-Konzentration 70 ppm oder weniger beträgt, nachdem der Behälter während einer Zeitspanne von 20 min liegengelassen wurde. Die SR-Verschmutzungsbeständigkeit ist ein Maß der Schmutzfreisetzungseigenschaft eines Produkts, wenn dasselbe gewaschen wird, und zwar im Hinblick auf eine ölige Verschmutzung wie der Schmutz der Hände, der Schmutz am Kragen, Körperfett, Speiseöl oder Maschinenöl. Nachdem Heizöl B auf ein Textilprodukt getropft wurde, wird das Textilprodukt einmal gemäß dem Verfahren gewaschen, das in JIS-L-0217-103 beschrieben ist. Dann wird bestimmt, welche der Stufen 1 bis 5 der verbleibende Schmutz, der am Textilprodukt haftet, aufweist, wobei man den Graumaßstab zur Bestimmung der Verschmutzung verwendet, der in JIS-L-0805 beschrieben ist. Eine übliche hydrophobe Faser auf Polyester-Basis hat normalerweise die Stufe 1, was auf eine sehr schlechte SR-Verschmutzungsbeständigkeit hinweist. Demgegenüber hat die propfpolymerisierte Faser auf Polyester-Basis einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine verbesserte SR-Verschmutzungsbeständigkeit der Stufe 3. Die antistatische Eigenschaft wurde bestimmt, indem man (unter einer Umgebung von 20°C/65% RH) die durch Reibung aufgeladene Spannung des Textilprodukts durch das Verfahren maß, das in JIS-L-1094, 5.2 beschrieben ist. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Textilprodukt die verschiedenen Merkmale der vorliegenden Erfindung hat. Durch das Waschen wird insbesondere die Hygroskopie nicht wesentlich verschlechtert.
Eine Filament- oder Stapelfaser des Textilprodukts der vorliegenden Erfindung hält die oben beschriebenen wünschenswerten Merkmale und eine erwünschte Waschbeständigkeit bei, so dass die Wasserabsorptionseigenschaft, die Hygroskopie, die SR-Verschmutzungsbeständigkeit und die antistatische Eigenschaft sowie die Ammoniak-deodorierende Eigenschaft wesentlich verbessert werden, bei denen allen gemäß dem Stand der Technik eine Verbesserung schwierig zu erreichen ist.
Somit kann die Filament- oder Stapelfaser der vorliegenden Erfindung bei verschiedenen funktionellen Material-Anwendungen verwendet werden, bei denen eine Verbesserung von Komfort/Zweckmäßigkeit erwünscht ist, wie Bekleidung, Bettwaren, Innenausstattungen, Fahrzeug-Innenausstattung, Haushaltswaren oder industrielle Materialien.
Ein Polyester-Textilprodukt mit hoher Hygroskopie und einer Ammoniakdeodorierenden Eigenschaft gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat Eigenschaften, die sich durch das Waschen nicht wesentlich verschlechtern. Nach 10 Wiederholungen des Waschtests, der in JIS-L-0217-103 beschrieben ist, hatte das Polyester-Textilprodukt eine Hygroskopie von etwa 4% oder mehr unter einer Umgebung von 20°C/65% RH, wobei sich im Wesentlichen keine Verschlechterung der Ammoniak-deodorierenden Eigenschaft ergab. Somit ist ein solches Polyester-Textilprodukt bei praktischen Anwendungen sehr brauchbar.
Wenn ein Öl-Agens weiterhin zu einer Stapelfaser gegeben wird, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, so dass der statische Stapelfaser/Metall-Reibungskoeffizient derselben 0,17 oder kleiner ist, hat die Stapelfaser eine gute Eigenschaft, um eine Kardiermaschine zu passieren, und sie ist für verschiedene Anwendungen, wie Faservlies, Wattierung für Bettwaren und Spinnen brauchbar.
Das Öl-Agens kann ein Öl-Agens auf Polyether-Basis oder ein Öl-Agens auf Silicon-Basis sein. Ein zusätzliches funktionelles Agens, wie ein antibakterielles Mittel oder ein Antimilbenmittel, kann zusammen mit dem Öl-Agens zugegeben werden.
Wenn eine Hohlfaser mit einem hohlen Querschnitt und dreidimensionaler Kräuselung als Stapelfaser verwendet wird, ist es möglich, eine leichte, voluminöse und komfortable Wattierung bereitzustellen. Eine Hohlfaser mit einem derartigen Querschnitt, dass der modifizierte Querschnittkoeffizient R (Summe der Längen des Innen- und Außenumfangs des Faserquerschnitts/(Querschnittsfläche der Faser)^½) ≥ 4,5, kann für eine Wattierung mit hohem Komfort, einem geringen Gewicht, einer hohen Hygroskopie und einer Ammoniak-deodorierenden Eigenschaft optimal verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird nun durch erläuternde Beispiele beschrieben. In den gesamten folgenden Beispielen werden verschiedene Eigenschaften wie folgt bestimmt.
(1) Waschbeständigkeit
Der Waschtest, der in JIS-L-0217-103 beschrieben ist, wird zehnmal wiederholt.
(2) Propfpolymerisationsrate (GT%)
Sie wird aus der Zunahme des absoluten Trockengewichts der nicht umgesetzten Faser (W0) gegenüber dem absoluten Trockengewicht der Faser nach der Propfpolymerisation und dem Waschen (W1) wie folgt berechnet: Pfropfrate (GT%) = (W1 – W0) × 100/W0.
(3) Alkalimetallsalz-Umwandlungsrate, bezogen auf die gesamte Menge an Carbonsäure-terminaler Gruppe (NA%):
Sie wird aus der Abnahme der Gesamtmenge der Carbonsäure-terminalen Gruppen vor der Alkalimetallsalz-Umwandlung (A0), gegenüber der Menge an Carbonsäure-terminaler Gruppe, die nach der Alkalimetallsalz-Umwandlung (A1) zurückbleibt, wie folgt berechnet: Alkalimetallsalz-Umwandlungsrate (NA%) = (A0 – A1) × 100/A0.
Hierbei wurde die Gesamtmenge an Carbonsäure-terminalen Gruppen wie folgt quantifiziert. Drei Proben von jeweils etwa 0,1 g wurden in etwa 10 ml Benzylalkohol gelöst, während man etwa 3 Minuten, etwa 5 Minuten bzw. etwa 7 Minuten lang erwärmte, um so drei Proben-Lösungen herzustellen. Die Proben-Lösungen wurden einer Neutralisationstitration mit 0,1 N NaOH unterzogen. Der Titerwert zur Zeit 0 wurde extrapoliert, und die Menge an Carbonsäure-terminaler Gruppe (äquivalente Menge/10⁶ g) wurde aus dem extrapolierten Titerwert zur Zeit 0 berechnet.
(4) Hygroskopie (M%)
Sie wurde aus der Zunahme des absoluten Trockengewichts (S0) des Endprodukts gegenüber dem Gewicht (S1) nach dem 48stündigen Stehenlassen unter einer Standard-Temperatur/Feuchtigkeits (20°C/65% RH)-Umgebung wie folgt berechnet. Hygroskopie (M%) = (S1 – S0) × 100/S0.
(5) Ammoniak-deodorierende Eigenschaft
Ammoniakwasser wurde in einem 3-Liter-Kunststoffbehälter tropfen gelassen, so dass die Ammoniak-Konzentration darin eine äquivalente Konzentration von etwa 100 ppm war. Dann wurden etwa 3 g einer Probe in den Behälter gegeben, und der Behälter wurde verschlossen. Nach dem Liegenlassen des Behälters während einer Zeitspanne von etwa 20 Minuten wurde die Ammoniak-Konzentration in dem Kunststoffbehälter unter Verwendung eines Gasnachweisrohres von Gas-Tech gemessen.
(6) SR-Verschmutzungsbeständigkeit
Ein einziger Heizöl-B-Tropfen wurde auf eine Probenoberfläche getropft. Nach etwa 30 Minuten wurde die Probe einmal gemäß dem Verfahren gewaschen, das in JIS-L-0217-103 beschrieben ist, und getrocknet. Dann wurde bestimmt, welche der Stufen 1 (schlecht) bis 5 (ausgezeichnet) der verbleibende Verschmutzungsgrad aufweist, wobei man den Graumaßstab zur Bestimmung der Verschmutzung verwendet, der in JIS-L-0805 beschrieben ist.
(7) Antistatische Eigenschaft
Die durch Reibung aufgeladene Spannung unter einer Umgebung von 20°C/40% RH wurde durch die Methode gemessen, die in JIS-L-1094, 5.2 beschrieben ist.
(8) Menge der verbleibenden Verbindung vom Phthalimid-Typ
Etwa 5 g eines Endprodukts wurden in ein gepacktes Rohr gegeben und etwa 15 Minuten lang bei etwa 180°C erwärmt. Das gebildete Gas wurde mit Chloroform extrahiert, und die Menge der verbleibenden Verbindung vom Phthalimid-Typ wurde durch Gaschromatographie gemessen.
(9) Agglutination
Das Vorliegen/die Abwesenheit von Agglutination wurde bestimmt, indem man ein Reflektionselektronenbild mit einem Rasterelektronenmikroskop (S-3500N von Hitachi, Ltd.) bei einer Beschleunigungsspannung von etwa 15 kV, einem Vakuum von etwa 1 Pa und einer etwa 1000fachen Vergrößerung beobachtete.
(10) Umwandlung

1 Denier (d) = 1,111 dtex

Beispiele 1, 3, 4 und Vergleichsbeispiele 1, 2, 3
Zu jeweils etwa 0,1 Gew.-% Benzoylperoxid als hydrophobem radikalischen Initiator wurden verschiedene Mengen an N-Butylphthalimid gegeben, wie in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben ist, und Polyethylenglycol und ein Tensid vom anionischen Typ wurden weiterhin zugegeben, wodurch wässrige Emulsionen erhalten wurden. Weiterhin wurden zu den wässrigen Emulsionen jeweils etwa 3 Gew.-% eines Monomergemisches gegeben, das die gleiche Menge an Acrylsäure und Methacrylsäure umfasst, und weiterhin wurde Natriumcarbonat zugegeben, wodurch die entsprechenden pH-Werte der Propfpolymerisationsbäder eingestellt wurden, wie in der Tabelle 1 gezeigt wird. Ein Textilerzeugnis aus einem texturierten Polyethylenterephthalat-Filamentgarn (75 d/36 f), das ein Gewicht hat, das etwa 1/15 des Gewichts des erhaltenen Propfpolymerisationbades ausmacht, wurde in das Propfpolymerisationbad eingetaucht, und man ermöglichte eine etwa einstündige Propfpolymerisation unter einer Stickstoffgas-Atmosphäre bei etwa 100°C. Dann wurde das erhaltene Textilerzeugnis etwa 30 Minuten lang mit siedendem Wasser gewaschen und mit einem Trockner getrocknet (etwa 5 Minuten bei etwa 150°C), wodurch ein Endprodukt erhalten wurde.
Beispiel 2
Ein Endprodukt wurde auf die gleiche Weise wie derjenigen des Beispiels 1 erhalten, außer dass ein Textilerzeugnis aus texturiertem Nylon-6-Filamentgarn (75 d/36 f) als hydrophobes Textilprodukt verwendet wurde.
Für jedes der in den obigen Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Textilprodukte wurden die Agglutination des Polycarbonsäure-Nebenprodukts nach der Propfpolymerisation, die Pfropfrate (eine Rate der Gewichtszunahme bezogen auf das anfängliche Gewicht), die Menge des verbleibenden N-Alkylphthalimids und der Geruch des Endprodukts bestimmt. Die Ammoniak-deodorierende Eigenschaft wurde auch gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
Gemäß diesen Beispielen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein hydrophobes Textilprodukt zu erhalten, das mit einer hohen Reaktionsrate propfpolymerisiert wird und im Wesentlichen keine Agglutination des Nebenprodukt-Polymers und eine wünschenswerte Gleichmäßigkeit aufweist. Darüber hinaus hat ein Endprodukt, das aus einem solchen hydrophoben Textilprodukt hergestellt wird, einen sehr geringen Geruch und somit eine gute Verbraucherakzeptanz. Weiterhin hat das Produkt eine Propfpolymerisationsrate, die gut reproduzierbar ist, und das Nebenprodukt-Polymer kann leicht von demselben entfernt werden, wodurch ein signifikanter industrieller Vorteil bereitgestellt wird, da das Produkt in der Praxis annehmbar ist, selbst wenn die Anzahl der Extraktionsverfahrensschritte reduziert ist.
Beispiele 5, 6 und Vergleichsbeispiele 4, 5
Wässrige Emulgator-Lösungen wurden aus Benzoylperoxid (BPO), N-Butylphthalimid, Polyethylenglycol und einem Tensid vom anionischen Typ hergestellt. Zu jeder der hergestellten Lösungen wurde ein Monomergemisch, das gleiche Mengen von Acrylsäure und Methacrylsäure umfasst, gegeben und weiterhin wurde Natriumcarbonat zugegeben, um den pH auf etwa 3,0 einzustellen, wodurch Pfropf-Polymerisationsbäder erhalten wurden. Die Mengen an N-Butylphthalimid und Monomer, die zu jedem Bad gegeben wurden, sind in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführt. BPO hatte eine Konzentration von etwa 0,1 Gew.-% in jedem Polymerisationsbad. Ein texturiertes Textilerzeugnis aus texturiertem Polyethylenterephthalat-Filamentgarn (75 d/36 f), das ein Gewicht hat, das etwa 1/15 des Gewichts des erhaltenen Polymerisationsbades ausmacht, wurde in das Polymerisationsbad eingetaucht und unter einer Stickstoffgas-Atmosphäre ermöglichte man während einer Zeitspanne von etwa 1 Stunde eine Pfropfpolymerisation bei etwa 100°C. Dann wurden die erhaltenen Textilerzeugnis-Proben etwa 10 Minuten lang mit heißem Wasser bei etwa 80°C gewaschen und etwa 10 Minuten lang bei etwa 70°C unter Verwendung von Industriewasser (Gesamthärte etwa 38 ppm in Natriumcarbonat-Äquivalent) verarbeitet, und weiterhin unter Verwendung einer wässrigen Lösung, die Natriumhydroxid und Tetranatrium-Diethylendiamintetraacetat (EDTA4Na) (Beispiele 5, 6 und Vergleichsbeispiel 5) enthält, oder einer wässrigen Lösung von Natriumhydroxid ohne EDTA4Na (Vergleichsbeispiel 4) verarbeitet. Dann wurde jede Probe mit heißem Wasser gewaschen und mit einem Trockner getrocknet (etwa 10 Minuten bei etwa 140°C), wodurch ein Endprodukt erhalten wurde.
Für jedes der Textilprodukte, die in den oben beschriebenen Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, wurde die Pfropfpolymerisationsrate, die Hygroskopie, die Menge an verbleibendem N-Alkylphthalimid und der Geruch des Endprodukts bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführt.
Gemäß diesen Beispielen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein hygroskopisches Textilprodukt mit einer erwünschten Waschbeständigkeit zu erhalten. Das Produkt, das ein solches Textilerzeugnis enthält, hat eine sehr gute Verbraucherakzeptanz, da es einen sehr geringen Geruch, eine wünschenswerte Waschbeständigkeit, einschließlich Hygroskopie, sowie eine Ammoniak-deodorierende Eigenschaft aufweist, die sich nach dem Waschen nicht wesentlich ändert.
Beispiele 7 bis 11 und Vergleichsbeispiel 6
Wässrige Emulsionen wurden aus Benzoylperoxid, N-Butylphthalimid, Polyethylenglycol und einem Tensid vom anionischen Typ hergestellt. Zu jeder der hergestellten Emulsionen wurde ein Monomergemisch, das gleiche Mengen von Acrylsäure und Methacrylsäure umfasst, gegeben und weiterhin wurde Natriumcarbonat zugegeben, um den pH auf etwa 3,3 einzustellen, wodurch Pfropf-Polymerisationsbäder erhalten wurden. Die Konzentrationen an N-Butylphthalimid und dem Monomer in jedem Pfropfpolymerisationsbad sind in der nachstehenden Tabelle 3 aufgeführt. Etwa 0,1 Gew.-% Benzoylperoxid wurden in jedem Pfropf-Polymerisationsbad verwendet. Ein texturiertes Textilerzeugnis aus texturiertem Polyethylenterephthalat-Filamentgarn (75 d/36 f), das ein Gewicht hat, das etwa 1/15 des Gewichts des erhaltenen Polymerisationsbades ausmacht, wurde in das Polymerisationsbad eingetaucht und unter einer Stickstoffgas-Atmosphäre ermöglichte man während einer Zeitspanne von etwa 1 Stunde eine Pfropfpolymerisation bei etwa 100°C. Dann wurden die erhaltenen Textilerzeugnis-Proben etwa 10 Minuten lang mit heißem Wasser bei etwa 80°C gewaschen. Die Proben wurden etwa 10 Minuten lang unter Verwendung einer wässrigen Lösung, die etwa 3 g/l Natriumcarbonat und etwa 0,5 g/l Tetranatrium-Diethylendiamintetraacetat enthält, bei etwa 70°C verarbeitet. Dieses Verfahren wurde mehrere Male wiederholt, bis die Lösung einen vorher bestimmten pH hatte. Dann wurde jede Probe mit heißem Wasser gewaschen und mit einem Trockner (etwa 10 Minuten lang bei etwa 140°C) getrocknet, wodurch ein Endprodukt erhalten wurde.
Beispiel 8
Ein Endprodukt wurde auf die gleiche Weise wie derjenigen des Beispiels 7 erhalten, außer dass ein Polyethylenterephthalat-Baumwollstoff (6 d-64 mm), der ein Gewicht hat, das etwa 1/10 desjenigen des Polymerisationsbades ausmacht, verwendet wurde, und nicht das Textilerzeugnis aus texturiertem Polyethylenterephthalat-Filamentgarn.
Für jedes der Textilprodukte, die in den oben beschriebenen Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, wurde die Pfropfpolymerisationsrate, die Hygroskopie, die Ammoniak-deodorierende Eigenschaft, die Menge an verbleibendem N-Alkylphthalimid und der Geruch des Endprodukts bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 aufgeführt.
Gemäß diesen Beispielen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Textilprodukt zu erhalten, das eine erwünschte Waschbeständigkeit, einschließlich Hygroskopie, und eine Ammoniak-deodorierende Eigenschaft aufweist, das bei verschiedenen Anwendungen, wie Bekleidung, Bettwaren, Haushaltswaren und Innenausstattungen, geeignet ist. Ein Produkt, das ein solches Textilerzeugnis einschließt, hat einen sehr geringen Geruch, und die wünschenswerten Eigenschaften können nach dem Waschen beibehalten werden.
Beispiele 12 bis 15
Ein Polyethylenterephthalat-Filament-Falschdrahtgarn (150 d/48 f) wurde unter Verwendung einer Allzweck-Wickelkörper-Aufwicklungsvorrichtung mit einer Aufwicklungsdichte von etwa 0,3 g/cm³ weich aufgewickelt und dann durch ein gebräuchliches Verfahren mit einer Färbeapparatur vom Obermayer-Typ gereinigt. Ein Monomergemisch, das gleiche Mengen an Acrylsäure und Methacrylsäure umfasst, wurde zu einer wässrigen Emulsion gegeben, die etwa 0,1 Gew.-% Benzoylperoxid und N-Butylphthalimid/Ethylenglycol in einem Gewichtsverhältnis von etwa 8/2 enthält, wodurch ein Pfropfpolymerisationsbad erhalten wurde. Der pH des Pfropfpolymerisationsbades wurde mit Natriumcarbonat auf etwa 3,3 eingestellt. Das Pfropfpolymerisationsbad wurde auf etwa 50°C eingestellt, so dass das Gewichtsverhältnis von Probe:Bad (= Badverhältnis) etwa 1:15 ist. Das Bad wurde erwärmt, während die Stromrichtung in die Rein → Raus-Richtung eingestellt wurde, und die Pfropfpolymerisation wurde während einer Zeitspanne von etwa 1 Stunde unter einer Stickstoffgas-Atmosphäre bei etwa 100°C ermöglicht. Die Pfropfpolymerisationsflüssigkeit wurde bei einer hohen Temperatur abgelassen, und jede Probe wurde etwa 10 Minuten lang mit heißem Wasser bei etwa 80°C gewaschen. Jede Probe wurde etwa 10 Minuten lang einem Alkalimetallsalz-Umwandlungsverfahren bei etwa 70°C unterzogen, wobei man eine alkalische wässrige Lösung verwendete, die etwa 3 g/l Natriumcarbonat und etwa 0,5 g/l Tetranatrium-Diethylendiamintetraacetat enthält. Dieses Verfahren wurde mehrere Male wiederholt, bis die Lösung einen vorher bestimmten pH hatte. Dann wurde jede Probe mit heißem Wasser gewaschen, durch ein übliches Verfahren entwässert und unter einem reduzierten Druck bei etwa 100°C getrocknet. Nachdem das erhaltene Polyester-Filament-Falschdrahtgarn wieder aufgewickelt (corn-rewound) wurde, wurde eine kreisförmige Maschenware mit einer nominellen Dichte von etwa 200 g/m² hergestellt. Das Textilerzeugnis wurde auf übliche Weise gereinigt und getrocknet und während einer Zeitspanne von etwa 10 min einem Trockenheizverfahren bei etwa 160°C unterzogen, wodurch ein Endprodukt erhalten wurde.
Für jede der texturierten kreisförmigen Maschenwaren, die in den oben beschriebenen Beispielen erhalten wurden, wurde die Pfropfpolymerisationsrate, die Alkalimetallsalz-Umwandlungsrate, die Hygroskopie, die Ammoniak-deodorierende Eigenschaft, die SR-Verschmutzungsbeständigkeit, die antistatische Eigenschaft, die Menge an verbleibendem N-Alkylphthalimid und der Geruch des Endprodukts bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 4 aufgeführt.
Tabelle 4
Gemäß diesen Beispielen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Textilprodukt auf Polyester-Basis auf sichere und effiziente Weise durch Pfropfpolymerisation einer ethylenisch ungesättigten organischen Säure zu erhalten, das eine erwünschte Waschbeständigkeit, Hygroskopie, Ammoniak-deodorierende Eigenschaft, SR-Verschmutzungsbeständigkeit und antistatische Eigenschaft aufweist und das bei verschiedenen funktionellen Materialanwendungen verwendet werden kann, bei denen eine Verbesserung von Komfort/Bequemlichkeit erwünscht ist, wie Bekleidung, Bettwaren, Innenausstattungen, Fahrzeug-Innenausstattungen, Haushaltswaren oder industriellen Materialien. Das Produkt hat einen sehr geringen Geruch und die erwünschten Eigenschaften können nach dem Waschen beibehalten werden.
Beispiele 16, 17
Eine Polyester-Stapelfaser (Toyobo Co., Ltd.: ESUP R) von etwa 6 Denier, die eine Faserlänge von etwa 64 mm und eine dreidimensionale Kräuselung mit einem hohlen Querschnitt aufweist, wurde etwa 40 Minuten lang einem Pfropfpolymerisationsverfahren bei etwa 10°C unterzogen, wobei man eine Färbeapparatur vom Obermayer-Typ und eine wässrige Lösung mit einer Monomer-Konzentration von etwa 5% bei einem Badverhältnis von etwa 1:15 verwendete.
Das in dem Verfahren verwendete Monomer enthielt Acrylsäure und Methacrylsäure in einem Verhältnis von etwa 1:1. Benzoylperoxid wurde als Polymerisationsinitiator, N-Butylphthalimid als Träger und wasserfreie Soda als Mittel zur pH-Einstellung verwendet.
Nach der Pfropfpolymerisation wurde ein Alkali-Verfahren etwa 20 Minuten lang bei etwa 70°C durchgeführt, wobei man wasserfreie Soda und Natriumtripolyphosphat verwendete, so dass der pH der Abfallflüssigkeit etwa 7 war.
Die Pfropfpolymerisationsrate betrug an diesem Punkt etwa 35% und der Feuchtigkeitsgehalt im normalen Zustand war etwa 12%. Das Produkt hatte eine Alkalimetallsalz-Umwandlungsrate von etwa 60% und eine erwünschte deodorierende Eigenschaft mit einer Ammoniak-deodorierenden Eigenschaft von etwa 0 ppm.
Die Eigenschaften der nicht verarbeiteten Polyester-Stapelfaser und der pfropfpolymerisierten, stark hygroskopischen Polyester-Stapelfaser sind in der nachstehenden Tabelle 5 aufgeführt.
Dann wurden Öl-Agenzien, die entsprechende Zusammensetzungen haben, wie sie in der Tabelle 6 aufgeführt sind, zu der stark hygroskopischen Polyester-Stapelfaser gegeben. Der Stapelfaser/Metall-Haftreibungskoeffizient, die Menge, die die Kardiermaschine passiert und die Kardiermaschinen-Durchlaufzeit in Sekunden wurden wie folgt gemessen. Die Ergebnisse sind auch in der nachstehenden Tabelle 6 aufgeführt.
(A) Messung des Stapelfaser/Metall-Haftreibungskoeffizienten
Gemäß der Reibungskoeffizienten-Messung, die oben in JIS-L-1015-1992, 7.13 beschrieben ist; aber anstelle der Verwendung einer zylindrischen Spinnkanne wurde die zu messende Probe direkt um einen Zylinder gewickelt.
Der verwendete Zylinder wurde durch Hartchrom-Beschichten eines Edelstahls erhalten, so dass die maximale Höhe (R_max) – gemessen durch SURFTEST SV402, erhältlich von Mitsutoyo – etwa 7,0 μm betrug und die durchschnittliche Mittellinien-Rauigkeit (Ra) etwa 1,0 μm war.
(B) Die die Kardiermaschine passierende Menge und die Kardiermaschinen-Durchlaufzeit
Etwa 20 g Baumwolle wurden per Hand entwirrt und durch eine Miniatur-Kardiermaschine in Teilfäserchen aufgespalten.
Die Kardiermaschinen-Durchlaufzeit wurde als eine Zeitspanne gemessen, und zwar von dem Zeitpunkt an, an dem die Probe in die Kardiermaschine gegeben wurde, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Baumwolle vollständig von der Abnehmerwalze abgelassen wurde, und die die Kardiermaschine passierende Menge wurde als die Gesamtmenge der abgelassenen Baumwolle gemessen. Die die Kardiermaschine passierende Menge ist ein Hinweis auf die Menge an Baumwolle, die in die Kardiermaschine gefallen ist, und die Kardiermaschinen-Durchlaufzeit zeigt die Fibrillenbildungsfähigkeit der Baumwollprobe an, die ein Maß der Produktivität ist. Eine größere die Kardiermaschine passierende Menge und eine kürzere Kardiermaschinen-Durchlaufzeit weisen auf eine bessere Produktivität mit einer Kardiermaschine hin (die Kardiermaschinen-Durchlaufeigenschaft).
Tabelle 5
Tabelle 6
(Anmerkungen)

A:

Etwa 70 Teile PO/EO-Polyether, etwa 20 Teile POE-Alkylether und etwa 10 Teile einer Kationen-Verbindung vom Alkylamidammonium-Typ und andere Komponenten.

B:

Etwa 75 Teile eines Amino-denaturierten Silicons, etwa 5 Teile Diaminodimethoxysilan und etwa 20 Teile eines Emulgators, eines antistatischen Mittels und andere Komponenten.

C:

Etwa 90 Teile Stearylphosphat-K-Salz, etwa 10 Teile POE-Alkylether und andere Komponenten.

Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, dass eine Polyester-Stapelfaser, deren statischer Stapelfaser/Metall-Reibungskoeffizient reduziert ist, eine erwünschte Produktivität mit einer Kardierungsmaschine hat (die Kardiermaschinen-Durchlaufeigenschaft).
Die Stapelfaser gemäß diesen Beispielen hat eine hohe Hygroskopie, die in der Vergangenheit nicht erhältlich war, und eine erwünschte Produktivität mit einer Kardierungsmaschine, d.h. eine wünschenswerte Kardiermaschinen-Durchlaufeigenschaft. Somit ist die Stapelfaser für verschiedene Anwendungen brauchbar, wie Faservlies, Wattierung für Bettwaren und das Spinnen.
Beispiele 19, 20
Wässrige Emulsionen wurden aus etwa 0,1 Gew.-% Benzoylperoxid, N-Butylphthalimid, Natriumcarbonat, Polyethylenglycol und einem Tensid vom anionischen Typ hergestellt. Zu jeder der hergestellten Emulsionen wurde ein Monomergemisch gegeben, das gleiche Mengen Acrylsäure und Methacrylsäure umfasst, wodurch Propfpolymerisationsbäder erhalten wurden. Eine Polyethylenterephthalat-Baumwolle (6 d-64 mm), die ein Gewicht hat, das etwa 1/15 des Gewichts des erhaltenen Bades ausmacht, wurde in das Polymerisationsbad eingetaucht, und man ermöglichte eine etwa einstündige Propfpolymerisation unter einer Stickstoffgas-Atmosphäre bei etwa 100°C. Dann wurden die erhaltenen Textilerzeugnis-Proben etwa 10 Minuten lang mit heißem Wasser bei etwa 80°C gewaschen. Die Proben wurden unter Verwendung einer wässrigen Lösung, die etwa 3 g/l Natriumcarbonat und etwa 0,5 g/l Tetranatrium-Diethylendiamintetraacetat enthält, etwa 10 Minuten lang bei etwa 70°C verarbeitet. Dieses Verfahren wurde mehrere Male wiederholt, bis die Lösung einen vorher bestimmten pH hatte. Dann wurde jede Probe mit heißem Wasser gewaschen und mit einem Trockner (etwa 10 Minuten bei etwa 140°C) getrocknet, wodurch ein Endprodukt erhalten wurde.
Für jedes der Produkte, die in den oben beschriebenen Beispielen erhalten wurden, wurden der modifizierte Querschnittskoeffizient, die Propfpolymerisationsrate, die Alkalimetallsalz-Umwandlungsrate, die Hygroskopie, die Ammoniak-deodorierende Eigenschaft, die Menge des verbleibenden N-Alkylphthalimids und der Geruch des Endprodukts bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 7 aufgeführt. Die Alkalimetallsalz-Umwandlungsrate betrug etwa 80% im Beispiel 19 und etwa 90% im Beispiel 20.
Der modifizierte Querschnittskoeffizient wurde wie folgt erhalten.
Modifizierter Querschnittskoeffizient (R): Der Querschnitt einer Faser wurde durch ein im Handel erhältliches optisches Mikroskop abgebildet, und die Summe der Längen des Innenumfangs und Außenumfangs des Faserquerschnitts und die Querschnittsfläche der Faser wurden unter Verwendung einer Software zur Verarbeitung von Abbildungen berechnet. Dann wurde der Koeffizient (R) gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet. Modifizierter Querschnittskoeffizient (R) = Summe der Längen des Innenumfangs und Außenumfangs des Faserquerschnitts/(Querschnittsfläche der Faser)½
Gemäß diesen Beispielen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Polyester-Textilprodukt durch Propfpolymerisation einer ethylenisch ungesättigten organischen Säure zu erhalten, das eine erwünschte Waschbeständigkeit, ein geringes Gewicht, eine niedrige Schüttdichte, eine hohe Hygroskopie, eine Ammoniak-deodorierende Eigenschaft hat und das für verschiedene Anwendungen, wie Bekleidung, Bettwaren, Haushaltswaren und Innenausstattungen, brauchbar ist. Das Textilprodukt oder ein Produkt, das das Textilprodukt einschließt, hat einen sehr geringen Geruch, und die erwünschten Eigenschaften können nach dem Waschen beibehalten werden.

Claims

Textilprodukt, umfassend eine hydrophobe Polymerfaser, auf die eine ethylenisch ungesättigte Säure gepfropft ist, wobei das Textilprodukt Folgendes aufweist: (i) eine Pfropfpolymerisationsrate von mehr als 8%, (ii) im Wesentlichen keine Agglutination eines Nebenprodukt-Polymers aus dem Pfropfpolymerisationsverfahren (iii) eine Hygroskopie von 2,5 Gew.-% oder mehr, wobei die Hygroskopie (M%) aus der Zunahme des absoluten Trockengewichts (S0) des fertigen Produkts zum Gewicht (S1) nach dem Liegenlassen während einer Zeitspanne von etwa 48 Stunden unter einer Umgebungstemperatur/feuchtigkeit (20°C/65% RH)-Standardumgebung wie folgt berechnet wird: (M%) = (S1 – S0) × 100/S0,(iv) eine Ammoniak-deodorierende Eigenschaft, so dass, wenn 3 g des Textilerzeugnisses 20 Minuten lang in einem verschlossenen 3 l Behälter, der 100 ppm Ammoniak enthält, angeordnet werden, der Ammoniak auf 70 ppm oder weniger reduziert wird.
Textilprodukt gemäß Anspruch 1, wobei das Textilprodukt ein Textilprodukt auf Polyester-Basis ist.
Textilprodukt gemäß Anspruch 1, wobei 40–95% der Säuregruppen in ein Alkalimetallsalz überführt werden.
Textilprodukt gemäß Anspruch 1, wobei die Hygroskopie 5 Gew.-% oder mehr ist.
Textilprodukt gemäß Anspruch 1, wobei die Pfropfpolymerisationsrate 10–40 Gew.-% ist.
Textilprodukt gemäß Anspruch 1, wobei das Textilprodukt eine Stapelfaser ist und der statische Stapelfaser/Metall-Reibungskoeffizient derselben 0,17 oder weniger ist.
Textilprodukt gemäß Anspruch 1, wobei das Textilprodukt eine Hygroskopie von 4 Gew.-% oder mehr in einer Umgebung von 20°C/65% RH nach 10 Wiederholungen eines Waschtests, der in JIS-L-0217-103 beschrieben ist, hat.
Textilprodukt gemäß Anspruch 1, wobei das Textilprodukt Folgendes aufweist: eine SR-Verschmutzungsbeständigkeit, gekennzeichnet durch einen Verschmutzungsgrad der Stufe 3 oder höher gemäß JIS-L-0805 nach dem Verschmutzen des Produkts mit Brennöl und Waschen der Schmutzstelle gemäß JIS-L-0217-103, und eine antistatische Eigenschaft, gekennzeichnet durch eine durch Reibung aufgebrachte Spannung von 900 V oder weniger, wenn dieselbe bei einer Umgebung von 20°C/40% RH gemessen wird, wie in JIS-L-1094,5.2 beschrieben ist.
Textilprodukt gemäß Anspruch 2, wobei das Textilprodukt auf Polyester-Basis ein Polyethylenterephthalat-Textilprodukt ist.
Textilprodukt gemäß Anspruch 2, wobei das Textilprodukt auf Polyester-Basis einen hohlen Querschnitt hat.
Verfahren zur Herstellung eines Textilprodukts gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst: die Erwärmung eines hydrophoben Textilprodukts in einer wässrigen Emulsion, die einen hydrophoben radikalischen Initiator, eine Verbindung vom Phthalimid-Typ und eine ethylenisch ungesättigte organische Säure enthält, um so eine Pfropfpolymerisation zu ermöglichen, wobei die wässrige Emulsion durch eine basische Alkalimetall-Verbindung so eingestellt wird, dass ihr pH 2,5 bis 3,5 bei Raumtemperatur beträgt, und die Behandlung des Produkts unter Verwendung einer wässrigen Lösung, die eine basische Metall-Verbindung enthält, um 40% bis 95% der Säuregruppen, die durch das Pfropfpolymerisations-Verfahren eingeführt wurden, in ein Alkalimetallsalz zu überführen.
Verfahren gemäß Anspruch 11, das weiterhin den Schritt der Zugabe einer wässrigen Lösung umfasst, die eine basische Alkalimetall-Verbindung enthält, um den pH so einzustellen, dass er 8 oder mehr und weniger als 11 beträgt.
Verfahren gemäß Anspruch 11, das weiterhin den Schritt der Zugabe einer wässrigen Lösung umfasst, die eine basische Alkalimetall-Verbindung enthält, um den pH so einzustellen, dass er 8 oder mehr und weniger als 10 beträgt.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die wässrige Emulsion weiterhin ein Maskierungsmittel enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Menge der Verbindung vom Phthalimid-Typ, die in dem erhaltenen Textilprodukt zurückbleibt, 2000 ppm oder weniger ist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die ethylenisch ungesättigte organische Säure Acrylsäure und/oder Methacrylsäure umfasst.