JP2851366B2 - 耐久性に優れた撥水性ポリエステル繊維の製造方法 - Google Patents

耐久性に優れた撥水性ポリエステル繊維の製造方法

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【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、耐久性に優れた撥水性能を有するポリエス
テル繊維の製造方法に関する。
<従来技術> 従来、ポリエステル繊維の撥水性を高める為の研究は
種々なされており、種々の方法が提案されている。例え
ば、フッ素化合物,シリコー化合物などの極性の低い化
合物で、染色加工されたポリエステル繊維布帛を処理
し、該化合物でポリエステル繊維表面を被覆する方法が
提案されている。確かにこれらの方法によれば、撥水性
の良好な布帛が得られる。しかしながら、これらの処理
剤のポリエステル繊維布帛への接着性は低いため、洗濯
や使用時の摩擦により、これら処理剤が脱落して撥水性
能が低減してしまうといった難点がある。
また、フッ素化合物を紡糸油剤に添加して繊維製造時
に付与する方法も提案されているが、かかる方法では、
フッ素化合物が繊維表面に単に存在しているだけなの
で、上記と同様に洗濯,摩擦等によって容易に脱落して
しまう。このため、撥水性能の耐久性は不十分なもので
あった。
<発明の目的> 本発明は、上述の従来技術が有する欠点に鑑みなされ
たものである。その目的とするところは、洗濯や着用時
の摩擦による性能低下をきたさない耐久性に優れる撥水
性能を有したポリエステル繊維の製造法を提供するとこ
ろにある。
<発明の構成> 本発明者らは、上記目的を達成する為に鋭意研究した
結果、驚くべきことに、紡糸直後のポリエステル未延伸
糸にエポキシ化合物を付与し、延伸後にアミノ変性シリ
コーン化合物を付与すると、極めて優れた耐久性のある
撥水性ポリエステル繊維が得られることを見い出し、本
発明に到達したものである。
即ち、本発明は、非晶部の複屈折率が0.08以下のポリ
エステル繊維に、分子内に2個以上のエポキシ基を有す
る脂肪族ポリエポキシ化合物を付与した後熱延伸及び/
又は熱処理し、次いでアミノ変性シリコーン化合物を付
与する、耐久性に優れた撥水性ポリエステル繊維の製造
方法である。
本発明におけるポリエステル繊維とは、エチレングリ
コール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリ
コールなどのグリコール成分とテレフタール酸、イソフ
タール酸、マロン酸、コハク酸などのジカルボン酸成分
との重縮合体、グリコール成分またはジカルボン酸成分
の一部として、他の3成分を共重合させたポリエステル
共重合体、あるいはこれらのポリエステル重合体と他の
重合体とのブレンドからなる繊維などである。
尚、かかるポリエステル繊維には必要に応じて任意の
添加剤、例えば、触媒、着色防止剤、耐熱剤、難燃剤、
酸化防止剤、無機微粒子等が含まれていてもよい。
次に、本発明で使用する脂肪族ポリエポキシ化合物と
しては、1分子中に少なくとも2個以上のエポキシ基
を、該化合物100g当り0.2g当量以上含有する化合物が好
ましく使用され、例えば、エチレングリコール、グリセ
ロール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、ポリエ
チレングリコール等の多価アルコール類とエピクロルヒ
ドリンの如きハロゲン含有エポキシ類との反応生成物、
過酢酸または過酸化水素等で不飽和化合物を酸化して得
られるポリエポキシ化合物、すなわち3,4−エポキシシ
クロヘキシルエチレンオキサイド、3,4−エポキシシク
ロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカル
ボキシレート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチル−シ
クロヘキシルメチル)アジペート等を挙げることができ
る。これらのうち、特に多価アルコールとエピクロルヒ
ドリンとの反応生成物、すなわち、多価アルコールのポ
リグリシジルエーテル化合物が優れた性能を発現するの
でこれらを使用するのが好ましい。かかるポリエポキシ
化合物は通常乳化液又は水溶液として使用に供する。乳
化液または溶液とするには、例えば、該ポリエポキシ化
合物をそのままあるいは必要に応じて少量の溶媒に溶解
したものを公知の乳化剤、たとえばアルキルベンゼンス
ルホン酸ソーダ、ジオクチルスルホサクシネートナトリ
ウム塩、ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物等
を用いて乳化又は溶解する。
これらエポキシ化合物を付与した繊維は、その後熱延
伸及び/又は熱処理等の工程を通るので、その工程通過
安定性を向上させるために、上記エポキシ処理液中には
平滑剤,制電剤等通常用いられる繊維用油剤を併用する
ことが望ましい。エポキシ成分と油剤成分との併用比
は、本発明の目的を損わない範囲内であれば特に限定す
る必要はなく、工程安定性とエポキシ化合物の固着性と
の関係で適宜設定すれば良い。しかし、あまりに油剤成
分が少ないと工程安定性は向上せず、一方多くなりすぎ
るとエポキシ化合物の固着性が損なわれるので、通常は
油剤成分/エポキシ化合物の重量比は10/90〜70/30が好
ましく用いられる。本発明においては上記のエポキシ化
合物をポリエステル繊維に付与せしめるわけであるが、
この時のポリエステル繊維の非晶部複屈折率(△na)を
0.08以下、好ましくは0.06以下、特に好ましくは0.01以
下とすることが肝要である。これを越えると、エポキシ
化合物の繊維中への拡散吸着が減少するためと推定され
るが、エポキシ化合物の固着性が低下し、得られる繊維
の撥水性能の耐久性は乏しいものとなる。
また、該エポキシ化合物の繊維への付与量は、繊維重
量に対して0.1〜0.5重量%であることが好ましい。0.1
重量%未満の場合には、得られる繊維の撥水性能の耐久
性が不足するし、逆に0.5重量%を超えても必ずしも撥
水性能の耐久性がよくなるものでなく、むしろ、風合い
低下等その他の欠点が生じてくるので好ましくない。
エポキシ化合物が付与された繊維は、エポキシ化合物
の固着を強固にするため、熱延伸及び/又は熱処理が施
される。この温度は、あまりに低いとエポキシ化合物が
繊維中に拡散しないためと推定されるがエポキシ化合物
の固着が低下して撥水性能の耐久性が低下するし、逆に
あまりに高くなりすぎるとエポキシ化合物が変質すると
ともに得られる繊維の風合も硬くなるため好ましくな
い。通常は、70〜250℃の温度が好ましく採用される。
次に、本発明で使用するアミノ変性シリコン化合物
は、アミノ変性基が−R−NH2若しくは−R−NH−CH2CH
2NH2(Rは2価のアルキレン基)であって、かつアミノ
当量が3,000以下のものが好ましい。
アミノ当量が3,000を超える場合には、撥水性の効果
が得難くなる傾向にある。
かかるアミノ変性シリコーン化合物を熱延伸及び/又
は熱処理後の繊維に付与するが、この時粘度があまりに
高いと繊維への付着に斑などが生ずるので、稀釈剤とし
て、又、得られる繊維の後加工工程での潤滑性を高める
為の潤滑剤として、低粘度の潤滑剤を相溶性稀釈として
用いることが望ましい。かかる低粘度の潤滑剤として
は、アミノ変性シリコーン化合物と相溶し、かつ非反応
性であれば特に制限はないが、例えば、200秒レッドウ
ッド粘度以下の鉱物油やイソブチルオレーエト,イソオ
クチルパルミテート等の一塩基酸エステル類が好ましく
用いられる。なお、アミノ変性シリコーン化合物と低粘
度潤滑剤との混合比率も特に限定されず、稀釈後の液粘
度が付着斑をきたさずかつ取扱いに支障のない範囲であ
ればよい。好ましくは、稀釈後の30℃下における粘度
が、60cst以下となるようにするのが望ましい。
又、これらの溶液中には、制電性の向上や耐熱性の向
上などの目的の為に他の添加剤を溶解していても良い。
但し、この場合には、アミノ変性シリコーン化合物と非
反応性でかつ粘度を増大させないことが必要であること
は言うまでもない。
次に、アミノ変性シリコーン化合物の付与量は、該化
合物の繊維表面に対する固着性を向上させるために、前
記エポキシ化合物との割合を特定の範囲内、すなわちエ
ポキシ化合物/アミノ変性シリコーン化合物(重量比)
を50/50〜5/95にするのが望ましい。かくすることによ
り、シリコーン化合物が繊維表面に極めて強固に固着さ
せることができ、その結果、撥水性能の耐久性が極めて
向上したものとなる。
<発明の作用・効果> 本発明の製造方法によれば、非晶部の複屈折率が低い
状態でエポキシ化合物が付与されているため、その後の
熱延伸又は熱処理時に該エポキシ化合物がポリエステル
繊維中に拡散吸着せしめられて強固に接着することにな
る。次いで付与されるアミノ変性シリコーン化合物は、
そのアミノ基が上記エポキシ化合物と反応して化合結合
されるため、該シリコーン化合物がポリエステル繊維表
面に極めて強固に固着されることになる。その結果、シ
リコーン化合物に基づく撥水性能は、洗濯,ドライクリ
ーニング,その他各種摩擦作用を伴なう処理に対して極
めて優れた耐久性を示すこととなる。
これに対して非晶部の複屈折率が高いもの、すなわち
非晶部の配向度の高い通常の延伸糸を用いたのでは、エ
ポキシ化合物の固着が不充分となるためと推定される
が、上記撥水性能の耐久性は得られなくなる。
なお、かくして得られるポリエステル繊維は、前記シ
リコーン化合物が一般に低屈折率であるため、深色性に
も優れたものであり、かつその効果の耐久性も優れたも
のである。
<実施例> 以下、本発明を実施例によって詳述する。
なお、ポリエステル繊維の非晶部複屈折率(△na)、
撥水性の測定、並びに洗濯,ドライクリーニング,およ
び摩擦処理に対する耐久性の評価及び深色性の評価は下
記の条件でおこなった。
(1) △na(非晶部複屈折率) 非結晶領域の分子鎖の配向性を示すパラメーターであ
り、比重から求められる結晶化度Xρ,複屈折率△n,結
晶配向関数fc(特開昭50−59526号公報記載)を用いて
次式により算出する。
ここで複屈折率(△n)は、繊維軸に対して直角に偏
光している光に対する屈折率(n)と、繊維軸に対し
て平行に偏光している光に対する屈折率(n)その差
(△n=n−n)で表わされる。ペレックコンペン
センターを装着した偏光顕微鏡を用い、常法により測定
した。但し、浸液としてトリクレジルフォスフェートを
使用した。
(2) 撥水性の測定 JIS L−1092−77のスプレー試験に準じ、試料を45
度の傾斜台に取り付け、上から蒸留水をスプレーした
後、試料上の水の残存状態から撥水性の評価を行った。
(3) 洗濯処理 家庭用電気洗濯機(ナショナル、NA−680L)を用い、
新酵素サブ(花王(株)製)2g/L溶液を30L入れ、試料
と共に錦の金巾を浴比が1:30になるように加え40℃の温
水30Lで5分間湯洗、脱水し、オーバーフロー水洗を10
分間行い、脱水し、風乾した。この処理を5回繰返し洗
濯5回処理とし、撥水性と深色性を評価した。
(4) ドライクリーニング処理 JIS−L−0844に定める方法によって行い、これを5
回繰り返してドライクリーニング5回処理とし、撥水性
と深色性を評価した。
(5) 摩擦処理 JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験に準じ、試料を試験
台に取り付け蒸溜水で約100%湿潤状態とした被摩擦試
料と同一試料を摩擦布として摩擦子の接触面に取り付
け、200gの荷重で20回往復摩擦し、摩擦布の摩擦部分の
撥水性と深色性を評価した。
(6) 深色性の測定 深色効果を示す尺度としては、深色度(K/S)を用い
た。この値は試料の500nmにおける反射率をRとする
と、次式(クーベルカムンクの式)から求められる。
K/S=(1−R)2/2R この値が大きいほど深色効果が大きいことを示す。測定
はマクベス カラーアイ、モデルM−2020PLを使用して
行った。
尚、ここで行なった織・染加工は次の要領によって行
った。
織; 組織−平織 経糸撚数−300T/m 緯糸撚数−無撚 経糸密度−120本/in 緯糸密度−115本/in 染色加工;通常方法で精練,ヒートセットしたあ
と、下記の染色・還元洗浄を行った。
その後、該織物を水洗し、温度120℃で1分間乾燥し
た後、温度160℃で1分間熱処理した。
実施例1 紡糸速度1000m/mで紡出された260de/36filの繊維束
に、ジオレイルアジペートを主成分とする油剤成分とエ
ポキシ化合物としてのデナコールEX512(ナガセ化成
製)を20/80の比率で配合した処理剤を10%エマルジョ
ンとして付与した。この時の処理剤の付与量は有効成分
量として繊維重量に対して0.3%であった。また、この
時の繊維の△naは0.003であった。
この繊維を更に120℃で熱延伸を行ない、75de/36fil
の延伸糸を得た。これにアミノ変性シリコーン化合物と
してKF857(信越化学社製)とブチルオレートとを50/50
に配合した処理剤(粘度は30℃で20cst)を繊維重量に
対して0.5%となるように付与し捲取った。
この繊維を更に捲取パッケージのまま60℃の雰囲気中
で2日間置きエポキシ化合物とアミノ変性シリコーン化
合物との反応を完結せしめた。
このようにして得られた繊維でもつて上述の織・染色
加工を行い、黒染織物を得た。この織物により撥水耐久
性を評価した。
比較例1 実施例1において、紡出糸に付与する処理剤としてエ
ポキシ成分を使用せず油剤成分のみを繊維重量に対して
0.5%付与し、更に延伸後何も付与せず捲取った他は実
施例1と同様にして染織物の撥水性を評価した。
比較例2 比較例1において得られた延伸糸(△na=0.14)にエ
ポキシ化合物としてデナコールEX512を繊維重量に対し
て0.25%付与し、その後、実施例1と同様にアミノ変性
シリコーン化合物を付与して染織物の撥水性及びその耐
久性を評価した。
実施例2 実施例1で紡糸速度を4500m/minの未延伸(△na=0.0
42,98de/36fil)とした以外は実施例1と同様にして黒
染織物となした。
比較例3 実施例2において、比較例1と同様処理によって比較
用黒染織物を得た。
比較例4 比較例3で得た延伸糸(△na=0.93)に、エポキシ成
分及びアミノシリコーン成分の付与を比較例2の条件で
付与した後、織・染加工を行ない黒染織物を得た。
以上の如くして得られたポリエステル繊維の撥水性能
評価結果を下記表1にまとめて示す。
この表から、△naが低い状態でエポキシ処理した糸は
撥水性発現効果もその耐久性も極めて高く、一方△naが
0.08以上の糸への処理糸は初期の撥水性はある程度ある
もののその耐久性に劣ることが明確である。
次に、実施例1及び、比較例1,2で得られた黒染織物
のK/S値を測定し、その深色性を評価した結果を表2に
示す。
なお、比較例1の染上り品のK/Sを100として指数表示
で表わす。
この結果から、本発明により得られる繊維は耐久性に
優れた撥水性能を有するだけでなく、深色発現性及びそ
の耐久性にも優れていることが明らかである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−23635(JP,A) 特開 平3−167374(JP,A) 特公 昭49−13955(JP,B1) 特公 昭49−47436(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D01F 11/08 D06M 13/11 D06M 15/643 - 15/657

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非晶部の複屈折率が0.08以下のポリエステ
    ル繊維に、分子内に2個以上のエポキシ基を有する脂肪
    族ポリエポキシ化合物を付与した後熱延伸及び/又は熱
    処理し、次いでアミノ変性シリコーン化合物を付与す
    る、耐久性に優れた撥水性ポリエステル繊維の製造方
    法。
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