JP3296561B2 - ポリアミド用防汚剤としてのビス(ヒドロキシフェニル)スルホンレゾール - Google Patents
ポリアミド用防汚剤としてのビス(ヒドロキシフェニル)スルホンレゾールInfo
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Description
分継続出願である。
ムアルデヒドのレゾール縮合生成物で処理することによ
り、ポリアミド織物基材に酸性染料に対して防汚性を付
与することに関する。
どのようなポリアミド基材は種々な物質、例えば食品や
飲料による汚染をうけやすい。酸性染料、例えば清涼飲
料調合物中に広く認められるFD&CのRed Dye No.40は
特に厄介な汚染物質である。酸性染料によるポリアミド
基材の汚染を防止するために、先行技術においては様々
なタイプの処理が提案されてきており、これには、スル
ホン化フェノール−ホルムアルデヒド縮合物を単独で含
むか、あるいはメタクリル酸、アクリル酸またはイタコ
ン酸の無水マレイン酸との加水分解されたコポリマーま
たはこれらの酸のポリマーと組合わせて含む防汚剤、ま
たはこのような防汚剤の組合わせを応用することが含ま
れる。これらの先行技術での処理に従う場合、上記の縮
合物およびポリマーに水溶性を与えるためには、酸基、
つまりスルホン化フェノール/ホルムアルデヒド縮合物
中ではスルホン酸基が、また上記のポリマー中ではカル
ボン酸基の存在が必要である。加えて、−SO3X基を一つ
含む単位と−SO3X基を含まない単位との比率が増大する
につれ、生成物はより良い汚染遮蔽剤となることもまた
報告されている。さらに、先行技術では、防汚剤は、有
効であるためには4.5より低いpH、望ましくは3.0より低
いpHにおいて施されねばならないことが報告されてい
る。しかしながら、このような低いpHでの操作はいずれ
も、装置の腐触ならびに安全性および環境問題を惹起す
る可能性がある。
基を含まずまた陰イオン染料に抑制効果を有するホルム
アルデヒド/ナフトール縮合物が述べられている。得ら
れる化合物の2,2′−ジヒドロキシ−1,1−ジナフチルメ
タン(化合物I)を、本明細書に記載する手順によって
試験すると、この化合物はポリアミド繊維用の防汚剤と
して受けいれられないことが示された。他方、先行技術
では、ビス(ヒドロキシ−フェニル)スルホンとホルム
アルデヒドとの塩基で接触される縮合生成物が、ポリア
ミド繊維の難燃性および熱安定性を改善するのに有用な
融解添加剤として述べられている。
維質の基材およびこれを製造する方法に関する。このよ
うな酸性染料への汚染抵抗力は、スルホネート基もカル
ボキシレート基も含まないレゾールとして知られる生成
物を与えるようにビス(ヒドロキシフェニル)スルホン
(BHPS)をホルムアルデヒドと反応させることによって
つくられる塩基で接触される縮合生成物を施すことによ
りポリアミド基材に付与される。本発明のスルホン化さ
れず、カルボキシル化されない防汚剤は、スルホン化ま
たはカルボキシル化されているあるいはともにスルホン
化およびカルボキシル化されている既知の防汚剤と比べ
ると、ポリアミド基材に防汚剤を施すpHに対する感受性
がより少ない。本発明の防汚剤は上記した先行技術の防
汚剤よりも高いpH値で応用することができ、またこの理
由から本発明の防汚剤は腐食性がより少なくまた環境適
合性が一層高い。
ための防汚剤として、ホルムアルデヒドとBHPSとの水溶
性または水分散性の、塩基で接触されるレゾール縮合生
成物を使用することに関する。本発明で用いるBHPSは、
4,4′−スルホニルジフェノールまたはその異性体、例
えば2,4′−スルホニルジフェノール、2,2′−スルホニ
ルジフェノールなどまたはこれらの混合物からなってよ
い。縮合において役立ちそして本記載で言及される塩基
は、水中に溶解される時に水を塩基性としまたホルムア
ルデヒドに付加しないpKaが8.5またはそれより大きい任
意の無機化合物であってよいが、例えばアンモニアは使
用すべきでない。本発明の目的のために使用する塩基の
例には、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、
アルカリ金属重炭酸塩、アルカリ金属硼酸塩、アルカリ
土類金属水酸化物、アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ
土類金属硼酸塩またはこれらの混合物が含まれるが、こ
れらに限定されはしない。好ましい塩基は水酸化ナトリ
ウムまたは水酸化カリウムであり、最も好ましいのは水
酸化ナトリウムである。
囲気中で高温および自圧のもとで塩基性で水性媒体中で
BHPSをホルムアルデヒドと縮合させることによりつくら
れる。ホルムアルデヒドとBHPSとのモル比は0.6:1.0〜
4.0:1.0の範囲、望ましくは0.6:1.0〜1.1:1.0の範囲そ
して最も望ましくは0.7〜0.9の範囲にある。塩基とBHPS
との比は、0.1:1.0〜3.0:1.0の範囲、望ましくは0.2:1.
0〜1.0:1.0の範囲にある。
1:1.0の範囲にある場合、塩基はすべて反応の開始時に
添加されてよく、また塩基とBHPSとの好ましいモル比は
0.2:1.0〜0.8:1.0の範囲内にある。塩基とBHPSとのモル
比が高すぎ、あるいは低すぎると、ポリアミド基材に酸
性染料への十分な防汚性を付与することのできないレゾ
ール生成物を生成する。反応条件は変化させてよく、つ
まり、縮合反応を完全にするためには、温度は100゜〜2
00℃の範囲内にあるべきであり、また反応は1/4〜24時
間の反応時間にわたって実施されるべきである。
1.0の範囲内にある場合、ゲル化を避けるために塩基は
2段階にわたって添加するのが好ましい。BHPS1モルあ
たり0.2〜0.8モルの範囲の塩基を反応の開始時に添加す
るのもまた好ましく、そして反応は80゜〜100℃におい
て、望ましくは100℃において4〜12時間、最も望まし
くは100℃において6時間実施するのがよい。4〜12時
間の反応時間の後、追加の塩基を添加する。追加の塩基
の量はBHPS1モルあたり0.4〜3.3モルの範囲にあり、望
ましくはBHPS1モルあたり1.0モルである。次いで、1/4
〜24時間、望ましくは1/4〜6時間にわたって、100゜〜
200℃、望ましくは125゜〜150℃の範囲の温度に反応体
を加熱する。生成のゲル化を防止するために100℃で越
える温度での反応時間を監視する。十分な塩基が存在せ
ずにホルムアルデヒドとBHPSとの比が高すぎると、ゲル
化が起きるであろうし、またホルムアルデヒドとBHPSと
の比が低すぎると生成物中にかなりの量の未反応のBHPS
が残留し、しかもポリアミド基材に満足すべき酸性染料
防汚性を付与することのできないレゾール生成物が反応
によって生成する可能性がある。縮合反応が1段であろ
うと2段であろうと、その終了時に生成物を室温まで冷
却し、そして必要なら、十分な量の塩基水溶液中に溶解
して褐色を帯びた半透明の溶液を得る。本発明のレゾー
ル樹脂を溶解するのに好適な塩基は縮合反応で使用する
のと同じ塩基である。
なら界面活性剤を含むpHが様々な値であるレゾール縮合
物の水溶液または水性分散液と接触され、引続いて水蒸
気にあてられまたは加熱されると、酸性染料に対して防
汚性となる。本発明のレゾール縮合物は当技術に熟達す
る者にとってよく知られた広汎な種類の方法、例えば ロール上のナイフによる溢流式塗布機(例えば、Kust
ers Roll)、 パジング、 噴霧(例えば、Otting−Spray Applicator)、 発泡剤とともに行う発泡(例えば、Kusters Form App
licator、Kusters Fluicon)、 ベック染料装置内での回分式吸尽あるいは連続的染色
操作に際しての連続的吸尽(例えばKusters Flex−Ni
p、またはKusters Fluidyer) によって効果的に施されうる。本発明のレゾール縮合物
は上記した方法によって、染色されたまたは染色されて
ないポリアミドの織物基材に対して、あるいはポリアミ
ドの繊維に対して、繊維の紡糸、撚糸またはヒートセッ
トの際の仕上げを介して施されてよい。加えて、本発明
のレゾール防汚剤はこのような基材に対して、油、水お
よび(または)泥を撥じく弗素化された物質の存在下ま
たは不存在下で施されてよい。別法としては、このよう
な弗素化された物質は、本発明のレゾール防汚剤を織物
基材に施す前または施した後に、織物基材に施されてよ
い。ポリアミドの繊維または織物の基材に施すべき本発
明のレゾール防汚剤の量は、防汚性を付与するのに有効
な量である。実用的な理由から、本発明のレゾールは、
商業的な応用にとって好適であるできるだけ低い濃度で
ポリアミドの繊維またはファブリックに施される。この
ような濃度は、以下に記載する方法のように当技術にお
いて周知である試験方法を用いると技術上熟達する者に
よって容易に決定できる。例えばこの防汚剤は繊維また
はファブリックの重量に基づき(owf)0.1〜5.0%、望
ましくは0.3〜2.0%owfの範囲の濃度で応用できる。浴
の濃度は水を用いて所望の重量百分率に調整される。
力をポリアミド基材に付与するために、4より低い(望
ましくは3またはそれより低い)pHでの応用を必要とす
る従来からの多くの技術とは対照的に、本発明のレゾー
ル縮合物は上記した技術のいずれによっても2〜9のpH
において応用されてよい。6より低いpHでの応用には、
界面活性剤が必要であり、低いpHでは6に近いpHに比べ
てより多くの界面活性剤が必要である。界面活性剤の量
は、防汚剤またはその混合物の均質で安定な水性分散液
を与えるのに必要な量である。従って技術上熟達する者
は、その中で防汚剤を使用する水性物質系を調べること
によってこの必要量を決めることができる。例えば、通
常0.1〜10%owf、望ましくは1〜5%owfの範囲の量
の、アルキル化され、ジスルホン化されたジフェニルオ
キシド(例えばDow Chemical Co.によりDowfaxという商
標で、Pilot Chemical Co.によりCalfaxという商標でそ
してAmerican Cyanamid Co.によりAerosol DPOSの商標
でそれぞれ販売の商品)、アルファ−オレフィンスルホ
ネート(例えばPilot Chemical Co.によりCalsoftの商
標で販売のもの)またはナトリウムラウリルサルフェー
ト(例えばWitco Chemical Co.によりDuponol WAQEの商
標で販売のもの)を使用できる。酸性染料に対する防汚
性はレゾール縮合物の重量に基づき2.5〜500%、望まし
くは50〜250%の範囲内に通常ある濃度の電解質の使用
によって増強される。電解質は1価または多価の陽イオ
ンまたは陰イオンを含む任意の水溶性化合物であってよ
い。アンモニウム、リチウム、ナトリウム、カリウムの
ような1価陽イオンは5.5より低いpHにおいて好まし
い。多価陽イオンにはバリウム、カルシウム、マグネシ
ウム、ストロンチウム、アルミニウム、亜鉛などの陽イ
オンがある。本発明においては1価または多価の陰イオ
ン、例えば弗化物、塩化物、臭化物、沃化物、次亜鉛素
酸塩、塩素酸塩、臭素酸塩、沃素酸塩、炭酸塩、重炭酸
塩、硫酸塩、亜硫酸塩、チオ亜硫酸塩、チオ硫酸塩、硝
酸塩、亜硝酸塩、燐酸塩、次燐酸塩、燐酸一水素塩、燐
酸二水素塩、ピロ燐酸塩、トリポリ燐酸塩、ポリ燐酸
塩、硼酸塩、硅酸塩、メタ硅酸塩、シアン酸塩、チオシ
アン酸塩、蟻酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、蓚酸塩、
酒石酸塩、くえん酸塩、グリコール酸塩、チオグリコー
ル酸塩、テトラ硼酸塩、ジチオン酸塩などからの陰イオ
ンが使用できる。レゾール縮合物の吸尽または固定は数
秒から1時間にわたって、20゜〜95℃、好ましくは50゜
〜80℃の範囲の浴または溶液の温度にて実施できる。
のであって、これを何ら制限するためではない。レゾー
ル防汚剤の動粘度は、Cannon−Fenskeガラス毛細管を用
いるASTM 446に従って、pH9および25℃において濃度10
重量%で測定した。
ン水中の98%の4,4′−スルホニルジフェノール16.7g
(67ミリモル)、37%のホルムアルデヒド水溶液4.05g
(50ミリモル)、および30重量%の水酸化ナトリウム1.
78g(13ミリモル)を装入した。振盪管を閉鎖する前に
空気を窒素で置換した。次に反応体を振盪しつつ150℃
に加熱し、この温度に24時間自圧下で24時間保った。次
いで振盪管を室温まで冷却しそして減圧の後、内容物を
取り出した。固形物が分散し灰色を帯びた生成物を10重
量%の水酸化ナトリウムで溶解して、13重量%のBHPSレ
ゾール縮合物を含有する黄褐色を帯びた溶液を得た。pH
を9.0に調整した10重量%である溶液の25℃で測定した
動粘度は1.38センチストークスであった。
脂を、表1に示すように実施例1と似た方法で調製し
た。
水中の90重量%の4,4′−スルホニルジフェノールと約1
0重量%の2,4′−スルホニルジフェノールとからなるBH
PS 83.4g(0.33モル)、37重量%のホルムアルデヒド水
溶液20.25g(0.25モル)、30重量%の水酸化ナトリウム
18.0g(0.13モル)を装入した。空気を窒素で置換した
後、振盪管を閉鎖しそして振盪しつつ150℃で24時間加
熱した。次いで振盪管を室温まで冷却しそして減圧の
後、内容物を取り出し、濾過の後、灰色がかった固形物
を得た。この生成物を10重量%の水酸化ナトリウムで溶
解して、19.8重量%のBHPSレゾール縮合物を含有する黄
褐色を帯びた溶液を得た。pHを9.0に調整した10重量%
である溶液の25℃で測定した動粘度は1.66センチストー
クスであった。
スコ内に、98重量%の4,4−スルホニルジフェノール33.
3g(133ミリモル)、37重量%のホルムアルデヒド水溶
液7.57g(93ミリモル)、30重量%の水酸化ナトリウム
7.2g(54ミリモル)および80gの脱イオン水を装入し
た。撹拌しつつ窒素下で反応体を24時間還流した。次い
でレゾール縮合物生成物を室温まで冷却し、そして黄褐
色を帯びた透明な溶液を得るのに十分な10重量%の水酸
化ナトリウムを添加した。pH値9.0に調節し、25℃で測
定した10重量%溶液の動粘度は1.45センチストークスで
あった。
脂を、表2に示すように実施例10と似た方法で調整し
た。
ホルムアルデヒド水溶液202.5g(2.5モル)、95重量%
の4,4′−スルホニルジフェノールと5重量%の2,4′−
スルホニルジフェノールとからなるBHPS 834.0g(3.34
モル)、30重量%の水酸化ナトリウム180g(1.35モル)
および水2000gを装入した。オートクレーブを密閉し、
窒素で掃気しそして150℃で24時間加熱した。30重量%
の水酸化ナトリウム300gを添加する前に、反応混合物を
約70℃まで冷却させた。90分間撹拌の後、反応生成物を
取り出すと、約24.7重量%のBHPS縮合物を含有する半透
明で均質な琥珀色の液体であった。pHを9.0に調整した1
0重量%である溶液の25℃で測定した動粘度は1.52セン
チストークスであった。
コに99.5重量%の4,4′−スルホニルジフェノール30g
(120ミリモル)、ホルムアルデヒドの37重量%水溶液1
5g(185ミリモル)、50重量%の水酸化ナトリウム4g(5
0ミリモル)、テトラ硼酸ナトリウム水和物2g(10ミリ
モル)および脱イオン水155gを装入した。内容物を窒素
下で4時間撹拌しつつ還流した。還流の終了後、透明な
溶液をステンレス鋼のオートクレーブ内で125℃に4時
間加熱し、黄−褐色の粘稠な液体を得た。
コに99.5重量%の4,4′−スルホニルジフェノール20g
(80ミリモル)、ホルムアルデヒドの37重量%水溶液1
0.5g(130ミリモル)、50重量%の水酸化ナトリウム2.5
g(30ミリモル)、および脱イオン水65gを装入した。内
容物を6時間撹拌しつつ還流しそして50重量%の水酸化
ナトリウム5g(60ミリモル)を追加した。得られる混合
物を100℃でさらに16時間加熱した。この後、琥珀色の
溶液を防汚剤として使用した。
コに99.5重量%の4,4′−スルホニルジフェノール20g
(80ミリモル)、ホルムアルデヒドの37重量%水溶液12
g(148ミリモル)、50重量%の水酸化ナトリウム2.5g
(30ミリモル)および脱イオン水65gを装入した。内容
物を6時間撹拌しつつ還流しそして50重量%の水酸化ナ
トリウム10g(120ミリモル)を追加した。得られる混合
物を100℃でさらに16時間加熱した。この後、琥珀色の
溶液を防汚剤として使用した。
コに99.5重量%の4,4′−スルホニルジフェノール20g
(80ミリモル)、ホルムアルデヒドの37重量%水溶液6g
(74ミリモル)、重炭酸ナトリウム2.7g(32ミリモル)
および脱イオン水70gを装入した。内容物を24時間撹拌
しつつ還流した。この後、琥珀色の溶液を防汚剤として
使用した。
コに99.5重量%の4,4′−スルホニルジフェノール20g
(80ミリモル)、ホルムアルデヒドの37重量%水溶液6g
(74ミリモル)、50%の炭酸ナトリウム水溶液11g(40
ミリモル)および脱イオン水60gを装入した。内容物を2
4時間撹拌しつつ還流した。この期、琥珀色の溶液を防
汚剤として使用した。
ムまたは硫酸ナトリウムのような電解質の存在または不
存在下で、品物と液体との比を1:32にしてナイロン繊維
を1.2%owfのレゾール縮合物防汚剤によって所望のpHに
おいて、60、70または80℃で45分間処理した。いくつか
の場合、アルキル化され、ジスルホン化されたジフェニ
ルオキシドの市販の界面活性剤(「Dowfax」2A−4、Do
w Chemical Co.)を0.1〜5%owf処理浴に添加した。次
に繊維を水洗し、空気乾燥しそして脱イオン水1中の
0.2gのFD&C Red Dye No.40と3.2gのくえん酸とからな
る染料溶液に品物と液体との比を1:40にして室温で接触
させた。約65時間の後、498〜502nmの波長において吸光
度を対照物のそれと比較することにより、繊維に吸着さ
れた染料を測定した。このことから、染料の吸収百分率
の値が90とは、染料の90%が吸着されることを意味し、
染料に対する防汚性がほとんどないことを示す。この値
が小さいほど防汚性が良い。評価の結果を表3、4、
5、6および7に示す。
ntron ナイロン1150のバルク−連続単繊維の2プラ
イ、3.75×3.75撚りのSuperbaヒートセット繊維の1平
方ヤードあたり40オンスのカーペットに、液体と品物と
の比を20:1とし、Launder−O−Meterを用いて吸尽的に
施した。Launder−O−Meterとは自動化された染色機で
ある。カーペットの試料をいくつかの(20個までの)ね
じ込み蓋のあるステンレス鋼の500mの缶のそれぞれに
入れた。これらの缶を、加熱速度、温度保持の時間およ
び冷却が自動制御される水浴の中で回転する棚に収納し
た。処理浴の温度も電解質の濃度も変化させた。20分間
熱処理の後、カーペットの試料を水ですすぎ洗いしそし
て残存する液体を遠心分離により除去した。次に試料を
90℃で30分間オーブン乾燥しそして下記に示す手順に従
って汚染試験を行った。結果を表7に示す。
平らな表面上においた。脱イオン水1中に0.2gのFD&
C Red No.40と3.2gのくえん酸とを含有する赤い染料溶
液の20mを試験片上に密着させた直径5cmの円筒内に注
入した。赤い染料溶液がすべて吸収された後、円筒を取
り除いた。汚染されたカーペット試験片を24時間そのま
まに保ち、その後、冷たい水道水で完全にすすぎ洗い
し、そして乾くように絞る。試験片を肉眼で検査しそし
て汚染された部分に残存する色の程度を以下の汚染評価
尺度で評価した。
を示すが、一方評点1は処理されていない対照試料と肩
をならべる最悪の評点である。
ェート(ドデシルナトリウムサルフェート)(1あた
り1.5g)からなり、稀炭酸ナトリウムによりpH値が10に
調整されている洗剤溶液に、処理済のカーペット試験片
(約3×5インチ)を室温で5分間浸漬した。次に試験
片を取り出し、水道水の下で十分にすすぎ洗いし、絞っ
て脱水し、そして空気乾燥した。乾いたカーペット試験
片を次に上記した汚染試験に従って試験した。
ntron ナイロン1150のバルク−連続撚りのSuperbaヒー
トセット繊維の1平方ヤードあたり40オンスのカーペッ
トにKustero Flex−Nipを用いて水性浴によりウェット
ピックアップ(WPU)を350%として染料の連続する範囲
にわたって施し、引続いて縦型の飽和水蒸気蒸し器内で
約2分間加熱した。次にカーペットを洗浄し、真空下で
吸引しそして水平型の電気式テンタの枠にはめて250゜F
で約15分乾燥した。
させながら環境温度(約20℃)において施用した。
の脱イオン水中の0.2gのFD&C Red No.40と3.2gのく
えん酸とからなる室温の溶液に、品物と液体との比を1:
40として接触させた。約24時間の後、吸光度を対照物の
それと比較することにより498〜502nmの波長において、
繊維に吸着された染料を測定した。このことから、染料
の吸収百分率の値が90とは、染料の90%が吸着されるこ
とを意味し、染料に対する防汚性がほとんどないことを
示す。この値が小さいほど防汚性が良い。評価の結果を
表8および9に示す。
Claims (3)
- 【請求項1】8.5またはそれより高いpKaを有する無機化
合物からなる塩基の存在下で、ホルムアルデヒドとビス
(ヒドロキシフェニル)スルホンとのモル比を0.6:1.0
〜4.0:1.0の範囲とし、また塩基とビス(ヒドロキシフ
ェニル)スルホンとのモル比を0.1:1.0〜3.5〜1.0の範
囲として、ビス(ヒドロキシフェニル)スルホンをホル
ムアルデヒドと反応させることによって製造されるレゾ
ール縮合物を含むスルホン化されていない防汚性組成物
が、酸性染料による汚染に対する抵抗力を付与するのに
有効な量で付着されているポリアミド基材。 - 【請求項2】8.5またはそれより高いpKaを有する無機化
合物からなる塩基の存在下で、ホルムアルデヒドとビス
(ヒドロキシフェニル)スルホンとのモル比を0.6:1.0
〜4.0:1.0の範囲とし、また塩基とビス(ヒドロキシフ
ェニル)スルホンとのモル比を0.1:1.0〜3.5〜1.0の範
囲として、ビス(ヒドロキシフェニル)スルホンをホル
ムアルデヒドと反応させることによって製造されるスル
ホン化されていないレゾール縮合物を含む水性組成物の
有効量を、2〜9の範囲のpHにおいてポリアミド基材に
施すことからなる、ポリアミド基材に酸性染料による汚
染に対する抵抗力を付与する方法。 - 【請求項3】水性組成物が、1価または多価の陽イオン
または陰イオンを含む水溶性化合物からなる電解質を含
有する、請求項2記載の方法。
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