JP2000265369A - 繊維用処理剤および繊維構造物の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【技術課題】従来は繊維構造物に付与できる樹脂が限ら
れていた浴中処理による樹脂付着効率を大きく向上し、
また従来付与できなかった樹脂を浴中処理で繊維構造物
に付与できるようにする。それにより、工程短縮や単繊
維皮膜化による高機能化の可能性がある浴中処理の適用
分野を飛躍的に広げる。 【解決手段】高分子系凝集剤、ポリ塩化アルミニウムお
よび硫酸アルミニウムからなる群から選ばれる少なくと
も１種と、樹脂エマルジョンとを含有してなる繊維用処
理剤を用いて繊維構造物を処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維構造物を浴中
で処理して樹脂を付着させるための繊維用処理剤と、そ
れを用いた繊維構造物の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】繊維構造物に樹脂を付与して機能性を高
める加工は広く行われているが、樹脂付与は通常樹脂液
に繊維構造物を浸漬した後マングルで絞り、さらに乾燥
と熱処理を施す、いわゆるＰａｄ／Ｄｒｙ法が主流であ
る。それに対し、樹脂液中に繊維構造物を浸漬した状態
で昇温、攪拌処理することにより樹脂を付着させる浴中
処理法は、工程短縮や単繊維皮膜化による高機能化の可
能性があるため多くの試みがあるが、この方法は従来付
与できる樹脂が限られ、汎用性に問題があった。

【０００３】例えば、特公昭５８−５１５５７号公報に
繊維構造物の表面に１．４５以下の屈折率を有する化合
物を浴中処理法により付着させる方法が開示されている
が、この方法では浴中に投入した樹脂のうち繊維構造物
に付着するものの割合が十分に高くないことや、付着し
ない樹脂が浴中で析出して装置汚れを生じるなどの問題
があり、実用には至っていない。

【０００４】さらに特開昭５６−１１２５８０号公報、
特開昭６０−２２４８８３号公報には電解質やアルカリ
土類金属塩を樹脂とともに用いて浴中処理する方法が開
示されているが、これらの方法は上記の問題を改善はす
るものの、付着する樹脂の割合を十分に高めることはで
きず、また装置汚れの問題も完全に克服することはでき
なかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
のような従来技術の問題点を解消し、浴中処理法で付与
できる樹脂の範囲を大きく広げること、または従来付与
されている樹脂が繊維構造物に付着する割合を大きく高
めること、さらには樹脂が浴中で析出して生じる装置汚
れを生産可能なレベルにまで抑制することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の繊維用処理剤
は、以下の構成を有する。

【０００７】すなわち、高分子系凝集剤、ポリ塩化アル
ミニウムおよび硫酸アルミニウムからなる群から選ばれ
る少なくとも１種と、樹脂エマルジョンを含有してなる
ことを特徴とする繊維用処理剤である。

【０００８】また本発明の繊維構造物の処理方法は、前
記繊維用処理剤を用いて繊維構造物を処理することを特
徴とする繊維構造物の処理方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明において、樹脂エマルジョ
ンとは、エマルジョン重合あるいは強制乳化などにより
調製された、水性媒体中に分散した樹脂粒子の集合体あ
るいは分散液そのものをいう。樹脂エマルジョン中の樹
脂粒子の粒子径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下である
のが好ましい。

【００１０】ここで樹脂エマルジョンを構成する樹脂と
しては、酢ビ系、アクリル系、ウレタン系、フッ素系、
シリコーン系、エポキシ系、メラミン系、その他特殊な
系統などの各種樹脂を挙げることができる。ここで、酢
ビ系樹脂としては、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル−エチ
レン共重合体、その他のモノマーと酢酸ビニルの共重合
体などを挙げることができる。アクリル系樹脂として
は、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステ
ル、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルとその
他のモノマーの共重合体などを挙げることができる。ウ
レタン系樹脂としては脂肪族や芳香族の各種イソシアネ
ートと、様々な化学構造の親水部や疎水部を有した種々
のグリコールから形成される非常に多様な分子構造のも
のが挙げられる。フッ素系樹脂としてはフルオロアルキ
ル基を含んだビニルモノマーの単独重合体あるいは他の
モノマーとの共重合体や、フルオロ基が主鎖に結合した
種々の高分子などを挙げることができる。シリコーン系
樹脂としては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルハ
イドロジェンシロキサン、アミノ変性シリコーン、エポ
キシ変性シリコーンなどを挙げることができる。エポキ
シ系樹脂としては、変性ビスフェノールＡ型樹脂、変性
クレゾール−ノボラック型樹脂などを挙げることができ
る。メラミン系樹脂としては、メチロールメラミン、メ
ラミン−尿素共縮合体などを主成分とするものなどを挙
げることができる。その他特殊な系統の樹脂としては、
制電性、難燃性、紫外線吸収などの機能を持つ化学種を
含有するもの、微粒子を含むもの、マイクロカプセルな
どを挙げることができる。

【００１１】本発明で用いる樹脂が有する機能として
は、繊維構造物の深色化、撥水、制電、防汚、難燃、耐
光など、近年の消費者が求めるあらゆる機能がありう
る。

【００１２】特に、本発明で用いる樹脂としては、特に
屈折率が１．５０以下であることが好ましい。この理由
は、屈折率が１．５０以下であると、合成繊維構造物、
特にポリエステル繊維構造物において顕著な深色化が得
られ、実用的なメリットが大きいためである。屈折率が
１．５０以下である樹脂としては、酢ビ系、アクリル
系、ウレタン系、フッ素系、シリコーン系に属する種々
の樹脂のうち、屈折率が１．５０以下となるようにモノ
マーや共重合比が設定されたものを用いればよい。また
より大きな深色化効果を得るために、本発明の樹脂は微
粒子を含んでいてもよい。深色化の効果を測定するに
は、市販の測色計により樹脂を付与する前後で色相を測
定し、そのＬ^*値の差を求めるなどすればよい。

【００１３】本発明で用いる樹脂エマルジョンは、上記
樹脂に分散剤を配合することにより水性液中で安定に分
散されている。ここで分散剤としてはアニオン性界面活
性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、
両性界面活性剤、高分子系分散剤などが挙げられる。

【００１４】本発明では、凝集剤として高分子系凝集
剤、ポリ塩化アルミニウムおよび硫酸アルミニウムから
なる群から選ばれる少なくとも１種を用いることによ
り、上記のように広い範囲にわたる樹脂エマルジョンを
浴中処理法で効率的に繊維構造物に付着させることが可
能になった。

【００１５】本発明において、凝集剤とは水性媒体中に
分散した種々の粒子の分散を不安定化して凝集・沈降な
どさせる凝集作用を持つ化合物の総称であるが、本発明
では特に高分子系凝集剤を用いる。高分子系凝集剤とは
主として有機高分子からなり、凝集作用を有する化合物
をいう。その例としては、ポリアクリル酸エステルやそ
の誘導体、ポリメタクリル酸エステルやその誘導体、ポ
リアクリルアミドやその誘導体、ポリアクリル酸ナトリ
ウムやその誘導体、アクリルアミドと３級アミンまたは
４級アミンを持つビニルモノマーとの共重合体、アクリ
ルアミドとアクリル酸ナトリウムの共重合体などを挙げ
ることができる。

【００１６】本発明においては、分子量が３００万以下
の高分子系凝集剤を用いることが好ましい。この理由は
分子量がこれより大きくなると処理液の粘度上昇が大き
くなって加工が難しくなるからである。高分子系凝集剤
の分子量の測定は光散乱法や液体クロマトグラフィーな
どによればよい。

【００１７】また本発明においては、凝集剤として無機
化合物であるポリ塩化アルミニウムまたは硫酸アルミニ
ウムを用いることも可能である。工業的には、ポリ塩化
アルミニウムはＰＡＣ、硫酸アルミニウムは硫酸バンド
と称され、水処理などに一般に利用されているものであ
る。

【００１８】本発明では、凝集剤として高分子系凝集
剤、ポリ塩化アルミニウムまたは硫酸アルミニウムを用
いることにより、樹脂エマルジョンを構成する樹脂粒子
の持つ電荷が中和され、ゼータ電位が大きく変化してゼ
ロに近づくと考えられる。ゼータ電位がゼロに近づく
と、粒子同士の電荷による反発が抑制されて、昇温ある
いは攪拌により集合しやすくなるため繊維構造物への付
着性が向上する。このような作用はすでに知られている
他の金属塩などを添加しても小さく、本発明のような効
果は得られない。この場合のゼータ電位の測定は、レー
ザードップラー法や流動電位法を用いて測定すればよ
い。

【００１９】また本発明では、高分子系凝集剤、ポリ塩
化アルミニウムまたは硫酸アルミニウムを用いることに
より樹脂エマルジョン粒子同士が架橋されて大きくな
り、この理由によっても繊維構造物への付着性が向上す
ると考えられる。このような作用も従来知られているす
でに知られている他の金属塩などを添加しても得られな
い。この場合の粒子の架橋の様子は、粒度分布測定や電
子顕微鏡などによる直接観察によって明らかにすること
ができる。

【００２０】本発明において、樹脂が付与される繊維構
造物としては、天然繊維、再生繊維、半合成繊維、合繊
繊維のうち少なくとも一つからなるフィラメント、紡績
糸、織物、編物、不織布などを用いることができる。天
然繊維としては綿、獣毛繊維、絹、麻など、再生繊維と
してはセルロース系再生繊維のレーヨン（ビスコースレ
ーヨン）、キュプラ（銅アンモニアレーヨン）など、半
合成繊維としてはセルロース系半合成繊維としてアセテ
ート（トリアセテート）など、また合成繊維としてはポ
リエステル、ナイロン、アクリル、アラミドなどの各種
繊維を挙げることができる。

【００２１】なかでも、樹脂を付与することによる機能
性向上が求められる汎用繊維の中でポリエステル繊維が
最も実用面で重要であり、そして近年のニーズの多様化
に伴いポリエステル繊維構造物における深色化、撥水、
制電、防汚、難燃、耐光、その他各種の機能加工の向上
への要求が大きくなっているため、ポリエステル繊維を
含有する繊維構造物を用いることがより有効である。ポ
リエステル繊維構造物としては、ポリエステルのみから
なる繊維構造物以外に、綿、羊毛などの天然繊維、アセ
テートなどの半合成繊維、レーヨンなどの再生繊維、ナ
イロンなどの合成繊維のうち少なくとも一つとポリエス
テル繊維を混紡または交撚、交織、交編などしたものな
どが含まれる。

【００２２】次に、本発明の繊維構造物の処理方法につ
いて説明する。

【００２３】前記した高分子系凝集剤、ポリ塩化アルミ
ニウムおよび硫酸アルミニウムからなる群から選ばれる
少なくとも１種と、樹脂エマルジョンを含む処理液を用
いて、繊維構造物を浴中で処理する。ここで浴中処理と
は、処理液中に繊維構造物を浸漬した状態で昇温および
／または攪拌処理することをいう。浴中処理を行う装置
としては、液流染色機、パッケージ染色機、ウインス型
染色機などを用いればよい。

【００２４】この処理液は、少なくとも樹脂エマルジョ
ンと高分子系凝集剤、ポリ塩化アルミニウムまたは硫酸
アルミニウムとを含有する。また、上記化合物以外に、
溶媒、補助剤などを含有して、処理液が形成される。こ
の処理液のｐＨは２〜１１とすればよい。本発明では、
上記化合物が樹脂エマルジョン粒子の持つ電荷を中和し
たり、粒子を架橋して大きくすることなどにより樹脂が
効率的に繊維構造物に付着する。

【００２５】本発明の処理方法において、処理液中の高
分子凝集剤、ポリ塩化アルミニウムまたは硫酸アルミニ
ウムの濃度は、０．００１ｇ／ｌ以上５ｇ／ｌ以下が好
ましい。この理由は濃度がこれより小さいと樹脂の繊維
構造物への付着促進が不十分であるからであり、濃度を
これ以上に増やしても樹脂の付着はそれ以上促進されな
いからである。

【００２６】処理液中の樹脂エマルジョンの濃度は、固
形分換算で０．０１ｇ／ｌ以上１０ｇ／ｌ以下が好まし
い。この理由は樹脂濃度がこれより小さいと繊維構造物
への樹脂の付着率が小さく機能の向上が不十分となるこ
とが多いからであり、樹脂濃度をこれ以上に増やしても
機能性の要求が満たされないことは少ないからである。

【００２７】本発明の処理方法を行う処理工程として
は、染色前に処理する、染色と同時に処理する、染色後
で還元洗浄前に処理する、還元洗浄後に処理するなどの
工程を用いればよい。本発明では、用いる樹脂によって
繊維構造物の染色堅牢度を低下させる可能性があるの
で、好ましくは還元洗浄前に処理を行う。

【００２８】また、処理を行う温度は６０℃以下が好ま
しい。この理由はより低い温度であるほど、本発明の繊
維用処理剤を含んだ処理液を常温から加熱する時間やエ
ネルギーが少なくて済み、より迅速で省エネルギーの加
工ができるためである。従来の浴中処理法では通常処理
温度は８０℃以上が必要であったが、本発明の処理方法
を用いることにより、それより低温での処理が可能にな
った。

【００２９】本発明の処理方法においては、従来の浴中
処理法よりも大幅に装置汚れが軽減されるが、それでも
処理温度や使用する装置により装置汚れを生じる場合も
ある。その場合処理液中に親水性の高分子化合物を併用
すると、装置汚れが抑制される。親水性の高分子化合物
の例としては、ポリビニルアルコールやその誘導体、ポ
リエチレングリコールやその誘導体などを挙げることが
できる。

【００３０】

【実施例】以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的
に説明する。

【００３１】なお、実施例および比較例における測定値
は、次の方法で得たものである。 ＜樹脂付着率と付着効率＞浴中処理後のサンプルへの樹
脂付着率は下記の式により算出した。

【００３２】 樹脂付着率（％）＝１００×（Ｗ１−Ｗ０）／Ｗ０ Ｗ０：浴中処理前のサンプルの絶乾重量（ｇ） Ｗ１：浴中処理後のサンプルの絶乾重量（ｇ） また樹脂付着効率は下記の式により算出した。

【００３３】 樹脂付着効率（％）＝１００×（Ｗ１−Ｗ０）／Ｗ２ Ｗ２：処理液中に加えた樹脂固形分の絶乾重量（ｇ） ＜ΔＬ^*＞測色計（ＣＭ３７００ｄ：ミノルタ製）によ
り樹脂を付与する前後でサンプルのＬ^*値を測定し、そ
の差の絶対値をΔＬ^*とした。 ［実施例１］樹脂エマルジョンとして酢ビ系のスミカフ
レックスＳ７５３（住友化学製）を固形分で０．５ｇ／
ｌ、凝集剤として高分子凝集剤であるハイセットＣ−２
８５（分子量２００万、第一工業製薬製）を固形分で
０．０１ｇ／ｌ含んだ処理液を１００ｍｌ調製した。

【００３４】この処理液に５ｇのポリエステルタフタ布
帛片（中間セット（１８０℃、３０秒）後の布帛、糸使
い：経糸、緯糸ともに７５デニール−３６マルチフィラ
メント、織密度：経９８×緯８４本／inch、目付：７０
ｇ／ｍ²）を浸漬して６０℃で２０分処理した。処理
後、上記の方法でその布帛片への樹脂付着率と付着効率
を算出した。その結果を表１に示す。 ［実施例２］高分子系凝集剤の濃度が０．１ｇ／ｌであ
ることを除いては実施例１と同様に行った。その結果を
表１に示す。 ［実施例３〜４］凝集剤としてポリ塩化アルミニウム
（大明化学製）を用いることを除いては実施例１〜２と
同様に行った。その結果を表１に示す。 ［実施例５〜６］凝集剤として硫酸アルミニウム（大明
化学製）を用いることを除いては実施例１〜２と同様に
行った。その結果を表１に示す。 ［比較例１］凝集剤の代わりに薬剤を何も用いずに実施
例１と同様に行った。その結果を表１に示す。 ［比較例２］凝集剤の代わりに硫酸ナトリウムを用いて
実施例１と同様に行った。その結果を表１に示す。 ［比較例３］凝集剤の代わりに硫酸カルシウムを用いて
実施例１と同様に行った。その結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１から、本発明の繊維用処理剤を用いて
繊維構造物を処理すると、非常に高い効率で樹脂を繊維
構造物に付与できることがわかる。 ［実施例７〜１２］実施例１で用いたのと同じポリエス
テルタフタ布帛片（中間セット後の布帛）を黒色に染色
した（処理前のＬ^*値：１６．５）。染色条件は、分散
染料（Vitasil Black T-MB、松浦製）を布帛重量に対し
て５％の濃度で用い、１３０℃、６０分で行った。

【００３７】樹脂エマルジョンとしてフッ素系のもので
乾燥皮膜の屈折率が１．４２であるアサヒガードＡＧ−
７１０（明成化学）を用いた以外は、黒色に染色した前
記布帛を実施例１〜６と同様に処理した。その結果を表
２に示す。

【００３８】また、これらのサンプルのΔＬ^*を上記測
定法により算出した結果を表３に示す。 ［比較例４〜６］樹脂エマルジョンとしてフッ素系のも
ので乾燥皮膜の屈折率が１．４２であるアサヒガードＡ
Ｇ−７１０（明成化学）を用い、布帛として実施例７で
用いたのと同じ布帛片を用いることを除いては、比較例
１〜３と同様に行った。その結果を表２に示す。

【００３９】また、これらのサンプルのΔＬ^*を上記測
定法により算出した結果を表３に示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】表２から、本発明の繊維用処理剤を用いて
繊維構造物を処理すると、非常に高い効率で樹脂を繊維
構造物に付与できることがわかる。

【００４２】

【表３】

【００４３】表３から、本発明の繊維用処理剤を用いて
繊維構造物を処理すると、顕著な深色化効果が得られる
ことがわかる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、従来付与できる樹脂が
限られていた浴中処理による樹脂付着効率を大きく向上
することができ、また従来付与できなかった樹脂を付与
できるようになる。これより、繊維構造物の処理工程を
短縮することができ、繊維構造物を構成する単繊維に皮
膜を作ることができるので高機能化が達成し得る浴中処
理の適用分野を飛躍的に広げ、深色化、撥水、制電、防
汚、難燃、耐光などの各種の機能加工が可能になる。特
に屈折率が１．５以下である樹脂を用いた場合は、顕著
な深色化効果が得られるものである。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高分子系凝集剤、ポリ塩化アルミニウムお
   よび硫酸アルミニウムからなる群から選ばれる少なくと
   も１種と、樹脂エマルジョンを含有してなることを特徴
   とする繊維用処理剤。
2. 【請求項２】該高分子系凝集剤の分子量が３００万以下
   であることを特徴とする請求項１記載の繊維用処理剤。
3. 【請求項３】該樹脂エマルジョンを構成する樹脂の屈折
   率が１．５以下であることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の繊維用処理剤。
4. 【請求項４】請求項１〜３いずれかに記載の繊維用処理
   剤を用いて繊維構造物を処理することを特徴とする繊維
   構造物の処理方法。
5. 【請求項５】該繊維構造物を浴中で処理することを特徴
   とする請求項４記載の繊維構造物の処理方法。
6. 【請求項６】処理する温度が６０℃以下であることを特
   徴とする請求項４または５に記載の繊維構造物の処理方
   法。
7. 【請求項７】請求項４〜６のいずれかにおいて、該繊維
   用処理剤がさらに親水性高分子化合物を含むことを特徴
   とする繊維構造物の処理方法。