JP3478758B2 - 濃色化剤 - Google Patents

濃色化剤

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、着色繊維等の固体
表面の濃色化方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】合成繊
維、特にポリエステル系繊維の大きな欠点として、ウー
ル、絹などの天然繊維に比べ染色物の色に深みや鮮明性
が劣る点が挙げられている。この為、染色物の鮮明性や
色の深みを改善すべく研究が続けられ、いくつかの報告
がなされている。例えば、1.5 以下の屈折率を有しガラ
ス転移点20〜110 ℃の重合体の特定のゼータ電位を有す
るカチオン性エマルジョンを利用する方法(特開昭62-2
89685 号)、特定粒径の金属酸化型の微粒子を含有する
濃色化剤により繊維を処理する方法(特開平9-256280
号)、特定比率のカチオン性界面活性剤の存在下にエチ
レン性不飽和単量体混合物を重合させて得られる屈折率
1.5 以下の重合体の水性分散体を利用する方法(特開平
9-291486号)等が提案されている。
【0003】しかし、濃色効果に優れ、且つ摩擦堅牢性
や白化防止性に優れた濃色化剤は未だ見出されていなか
った。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、正に帯電した
金属酸化型微粒子(A成分)、屈折率1.50以下かつガラ
ス転移点110 ℃以下のカチオン性アクリル樹脂(B成
分)及びシリコーン化合物(C成分)を含有する水性分
散体からなる濃色化剤及び該濃色化剤を繊維構造物に付
着せしめ熱処理することを特徴とする濃色化方法に関す
る。
【0005】
【発明の実施の形態】(A成分)本発明の正に帯電した
金属酸化型の微粒子はアルミナ系化合物、ジルコニア系
化合物、シリカ系化合物等の化合物を挙げることができ
るが、本発明ではシリカ系化合物のものが好ましい。正
に帯電した金属酸化型の微粒子の存在はレーザー光を使
用した電気泳動を用いることで容易に確認することがで
きる。微粒子の粒子径は濃色効果に優れることから20〜
120nm が好ましい。この粒子径はBET 法による比表面積
から換算されるものである。
【0006】酸化ケイ素であるシリカ微粒子は負に帯電
しているが、本発明の正に帯電した微粒子は、シリカ微
粒子を塩基性塩化アルミニウム、及び/又はオキシ塩化
ジルコニウムで処理することによって得ることができ、
本発明では特に、塩基性塩化アルミニウムで処理したア
ルミナ被覆ものが好ましい。シリカ微粒子のアルミナ被
覆に関する製造方法は、米国特許第3007878 号に記載さ
れており、より安定な物質を製造する為には、特公昭47
−26959 号公報を参照することができる。また、シリカ
微粒子を、例えばγ-2- アミノエチル−プロピルトリメ
トキシシラン等のアミノ化合物系シランカップリング剤
で処理したアミノ化シリカ微粒子を使用することもでき
る。
【0007】(B成分)本発明に用いられるカチオン性
アクリル樹脂は、陽イオン性界面活性剤の存在下に、ア
クリル酸系単量体及び必要に応じてこれと共重合可能な
単量体を公知の方法で重合させて得られる重合体からな
り、反応後水性分散体として得られる場合はそのまま用
いることができる。
【0008】陽イオン性界面活性剤としては、第4級ア
ンモニウム塩、アルキルピリジウム塩、アルキルイミダ
ゾリニウム塩、アミン塩等が挙げられる。特にモノ長鎖
アルキル型の第4級アンモニウム塩、アルキル基にエス
テル結合、アミド結合が挿入された第4級アンモニウム
塩、アルキルヒドロキシエチル第4級アンモニウム塩等
の第4級アンモニウム塩が好ましい。陽イオン性界面活
性剤と重合性単量体との比率は、重合性単量体100 重量
部に対して陽イオン性界面活性剤が好ましくは0.5 〜50
重量部、より好ましくは5〜25重量部の量で使用され
る。
【0009】アクリル酸系単量体としては、アクリル
酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体であり、アクリル
酸エステル、フッ素化アクリル酸エステル、アクリルア
ミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロール
メタクリルアミド等が挙げられる。特にアクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル等のアク
リル酸もしくはメタクリル酸と炭素数1〜4のアルコー
ルとのエステル、N−メチロールアクリルアミド及びN
−メチロールメタクリルアミドが好ましい。
【0010】B成分の乾燥皮膜の屈折率は1.50以下、好
ましくは1.48以下であり、且つガラス転移点(以後Tgと
表記する)は110 ℃以下、好ましくは50℃以下、より好
ましくは20℃以下である。
【0011】(C成分)シリコーン化合物としては、ジ
メチルポリシロキサン、アミノ変性シリコーン、カルボ
キシ変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、エ
ポキシ変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン等
が挙げられ、濃色効果の観点からアミノ変性シリコーン
が好ましく、これらは通常エマルジョンの形態で用いら
れる。
【0012】アミノ変性シリコーンは、ジメチルポリシ
ロキサンのメチル基の一部に-R-NH2、-RNHR'NH2 (式
中、R,R'は炭化水素基を表す)等の、アミノ基が導入さ
れたものであり、オイル状物又は乳化物として使用でき
る。乳化物の調製は界面活性剤を用いてもよいし、自己
乳化させたものでもよい。乳化物の調製に用いられる界
面活性剤としては、高級アルコールの酸化エチレン縮合
物、脂肪酸モノグリセライド等の非イオン性界面活性
剤、アルキルアミン塩、第4級アンモニウム塩等の陽イ
オン性界面活性剤、高級アルコール硫酸エステル塩、ア
ルキルベンゼンスルホン酸塩等のアニオン系の界面活性
剤が挙げられる。着色された繊維構造物などの着色固体
の表面電位から考えて、非イオン性界面活性剤、陽イオ
ン性界面活性剤を用いて乳化されたアミノ変性シリコー
ンを用いるのが望ましい。特に非イオン性界面活性剤を
用いた場合には、著しく優れた効果が得られる。
【0013】(濃色化剤)本発明の濃色化剤は、上記A
成分を5〜55重量%、特に10〜50重量%、B成分を5〜
80重量%、特に15〜70重量%、C成分を15〜85重量%、
特に20〜70重量%含有することが好ましい。
【0014】また、本発明の濃色化剤は、通常はこれを
希釈した処理液として用いられる。その場合、処理液中
での全固形分濃度(A成分、B成分、C成分の合計)が
0.01〜5.0 重量%、特に0.1 〜2.0 重量%となるように
用いられるのが好ましい。
【0015】本発明の濃色化剤には上記A〜C成分の他
に、他の水溶性ないしエマルジョン型の樹脂を配合する
ことができる。本発明に用いられる水溶性ないしエマル
ジョン型樹脂の樹脂成分としては、酢酸ビニル樹脂、メ
ラミン樹脂、グリオキザール樹脂、エポキシ樹脂、アク
リル樹脂等が挙げられる。水溶性ないしエマルジョン型
樹脂は、濃色化剤中に0.01〜5.0 重量%(固形分とし
て)、好ましくは0.05〜2.0 重量%配合される。
【0016】更に本発明の濃色化剤には、ヒドロキシカ
ルボン酸及び/又はその塩を配合することができ、濃色
効果に加えて優れた帯電防止性を得ることができる。本
発明に用いられるヒドロキシカルボン酸としては、グル
コン酸、グリコール酸、乳酸、酪酸、リンゴ酸等があ
り、対イオンとしてはナトリウム、カリウム、エタノー
ルアミン類等が用いられる。ヒドロキシカルボン酸
(塩)は、濃色化剤中に0〜2.0 重量%、好ましくは0.
02〜1.0 重量%配合される。
【0017】本発明の濃色化方法は、上記本発明の濃色
化剤を用い、吸着量コントロール、装置面、作業面にお
いて優れている、パッド−ドライ−キュア法又は浸漬法
により本発明の濃色化剤を繊維構造物に付着せしめるの
が好ましく、その後、熱処理する。熱処理は濃色効果の
観点から110 〜200 ℃が好ましく、130 〜170 ℃が特に
好ましい。また、熱処理時間は濃色効果の観点から10秒
〜5分が好ましく、0.5 〜2分が特に好ましい。これに
より、濃色効果の高い皮膜が形成される。なお、本発明
での繊維構造物とは、ポリエステル、ナイロン、アクリ
ル、ポリアミド、ジアセテート、トリアセテート、ウー
ル、絹、木綿等の染色繊維で、織布、編布及び糸状等の
ものをいう。
【0018】本発明は繊維表面の処理のみならず、印刷
物の表面、インクジェット方式のインクのプリント物、
プラスチックの表面処理、タイヤ等のゴム成型品の表面
処理、毛髪着色剤などに使用可能である。特にインクジ
ェット方式のカラープリントではインクが紙面の内部に
浸透し、表面のインク量が少なくなるので、鮮やかなカ
ラーが得難い問題があるが、本発明により解決される。
【0019】
【実施例】例中、「%」「部」は特記しない場合は重量
%、重量部である。
【0020】<A成分> ・アルミ系微粒子I:粒子径30nmのアルミナを硝酸を安
定剤として用い、調製されたアルミナゾル水溶液。固形
分濃度はAl2O3 換算として20%。 ・シリカ系微粒子I:粒子径60nmのシリカ微粉末20gと
γ−2−アミノエチル−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン0.2 gとを水80gに添加し、混合して得られたアミ
ノ化シリカ分散溶液。この分散溶液の有効分は、SiO2
算として20%。 ・シリカ系微粒子II:粒子径150nm の30%シリカ水分散
液750 gに50%塩基性塩化アルミニウム(Al2(OH)5Cl)水
溶液25gと水355 gとを添加し、80℃で60分間加熱し、
冷却後水酸化マグネシウムでpH5〜6に調整して得られ
たアルミ被覆化シリカ分散溶液。この分散溶液中の有効
分は、SiO2換算として20%。 ・シリカ系微粒子III :シリカの粒子径を60nmにした以
外はシリカ系微粒子IIと同様の方法で得た。
【0021】<B成分>窒素雰囲気下、ステアリルトリ
メチルアンモニウムクロライド(花王(株)製:コータ
ミン86W 、固形分28%品)6部(固形分1.7 部)、イオ
ン交換水263.6部に、60℃で、メタクリル酸イソブチル
4.4 部、アクリル酸ブチル15.2部、N-メチロールアクリ
ルアミド0.4 部を添加し、2,2'- アゾビス(2- アミジノ
プロパン) 二塩酸塩0.4 部を添加して重合を開始した。
さらに、メタクリル酸イソブチル13.2部、アクリル酸ブ
チル45.6部、N-メチロールアクリルアミド1.2 部及びイ
オン交換水50部を1時間で滴下、60℃で2時間熟成し、
固形分20%のエマルジョン(重合体1)を得た。また、
表1に示すモノマーを用いて重合体1と同様な方法で重
合体2〜5を合成した。
【0022】
【表1】
【0023】MMA:メタクリル酸メチル IBMA:メタクリル酸イソブチル TBMA:メタクリル酸t-ブチル BA:アクリル酸ブチル N-MAM:N-メチロールアクリルアミド Q-86W:コータミン86W V-50:2,2'- アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸
塩。
【0024】<C成分> ・シリコーン化合物(I)〜(III) 下記一般式(I)、(II)又は(III) で表されるシリコ
ーン30部を、炭素数12〜14の2級アルコールエチレンオ
キサイド付加物(平均付加モル数=9)5部を用いて、
水65部に乳化したシリコーンエマルジョン。
【0025】
【化1】
【0026】
【化2】
【0027】
【化3】
【0028】1.濃色加工試験 表2、表3に示した組成の実施例1〜14、比較例1〜5
の濃色化剤(固形分20%)を水で希釈して固形分0.6 %
の処理液を調製した。この処理液にポリエステル黒色染
色布を20℃で5秒間浸漬した後、100 %に絞り、120 ℃
で3分間乾燥し、170 ℃で1分間キュアした。得られた
処理布を用いて、L値(明度)を測定した。L値は、分
光光度計(ミノルタ社製CM-3700d)を用いて測定した。
結果を表4に示す。未処理布のL値と比較して値が小さ
いほど濃色効果が大きい。
【0029】2.摩擦堅牢度試験 JIS L0849 に準拠した試験方法に準じて、学振型摩擦堅
牢度試験機を用いて、濃色加工処理布(上記1.で処理
した布と、それを水に浸漬した布)の摩擦に対する乾式
及び湿式染色堅牢度試験を行った。試験結果はグレース
ケールを用いて1級(悪い)〜5級(良い)の等級を判
定した。結果を表4に示す。なお、2つの等級の中間の
ものは、悪い方の級の数に0.5 を加えた等級とした。
【0030】3.耐白化試験 JIS L1076 に準拠したアピアランスリテンション型試験
機(東洋精機製作所製ピリングテスタ)の試料ホルダと
摩擦板の両方に濃色加工処理布(上記1.で処理した
布)を装着して、室温下、730 gの荷重条件にて10分間
(850回転) 濃色加工処理布同士を擦りあわせる。試料ホ
ルダ側に装着した試験布の擦りあわせた部分のL値と、
白化試験前の試験布のL値を測定し、白化度を、 白化度=(擦りあわせた部分のL値)−(試験前のL
値) として算出する。数値が大きくなるほど耐白化性に劣
り、0に近いほど耐白化性に優れることを示す。得られ
た数値から耐白化性を下記の基準で判定した。結果を表
4に示す。 ◎:0〜0.10 ○:0.11〜0.19 △:0.20〜0.30 ×:0.31〜0.40
【0031】
【表2】
【0032】
【表3】
【0033】
【表4】
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、高い濃色効果と共に、
優れた摩擦堅牢性や白化防止性が得られる濃色化剤が得
られる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−36449(JP,A) 特開 平9−256280(JP,A) 特開 平9−291486(JP,A) 特開 昭62−289685(JP,A) 特開 平4−214482(JP,A) 特開 平9−158057(JP,A) 特開 平1−92478(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D06P 5/02 - 5/10 D06M 11/79

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正に帯電した金属酸化型微粒子(A成
    分)、屈折率1.50以下かつガラス転移点110 ℃以下のカ
    チオン性アクリル樹脂(B成分)及びシリコーン化合物
    (C成分)を含有する水性分散体からなる濃色化剤。
  2. 【請求項2】 B成分のカチオン性アクリル樹脂のガラ
    ス転移点が20℃以下である請求項1記載の濃色化剤。
  3. 【請求項3】 正に帯電した金属酸化型微粒子がシリカ
    微粒子をアルミナで被覆することによって製造されるも
    のである請求項1又は2記載の濃色化剤。
  4. 【請求項4】 A成分を5〜55重量%、B成分を5〜80
    重量%、C成分を15〜85重量%含有する請求項1〜3の
    何れか1項記載の濃色化剤。
  5. 【請求項5】 繊維構造物用である請求項1〜4の何れ
    か1項記載の濃色化剤。
  6. 【請求項6】 請求項1〜の何れか1項記載の濃色化
    剤を繊維構造物に付着せしめ熱処理することを特徴とす
    る濃色化方法。
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