JP3552229B2

JP3552229B2 - 合成繊維濃色化剤

Info

Publication number: JP3552229B2
Application number: JP24236797A
Authority: JP
Inventors: 幸子根津; 芳人大沢
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1997-09-08
Filing date: 1997-09-08
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2017-09-08
Also published as: TW407172B; JPH1181147A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は合成繊維、特にポリエステル系合成繊維に安定性のある濃色効果、柔軟効果を与える合成繊維濃色化剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成繊維、特にポリエステル系合成繊維の欠点として、羊毛、絹等の天然繊維及びナイロン、アクリル系等の他の合成繊維に比較して、これを染色した場合に色の濃度が低く、鮮明さにおいて劣ること及び天然繊維に比較して、柔軟性、風合いが劣ることが指摘されている。
これらの欠点を解消する方法として、従来より種々の方法が提案されている。例えば、染色の色を濃くするために、繊維のポリマー中にスルホン酸基を有するカチオン性染料を吸着させる方法、微多孔形成剤を添加したポリエステル繊維をアルカリ処理して微多孔形成剤を除去する方法（特開昭５４−１２０７２８号公報参照）、繊維表面をプラズマエッチングして微細な凹凸を形成させる方法（特公昭５９−１７０９号、特公昭６０−３７２２５号各公報参照）、繊維表面をプラズマエッチングして凹凸を形成させた後、シリコーンのような低屈折率樹脂で処理する方法または低屈折率樹脂で処理後にプラズマエッチングする方法（特公昭６０−３７２２５号、特開昭６１−９７４９０号、特開平１−２３９１７９号、特開平２−９９６６８号、特開平３−１８０５７１号各公報参照）、繊維表面を酵素処理後シリコーン処理する方法（特開平２−１５４０８２号公報参照）、屈折率の異なる非相溶性樹脂で処理する方法（特開平２−１９１７７３号公報参照）、ポリエステル繊維をエポキシ樹脂で処理後、アミノシリコーンで処理する方法（特開平３−２６９１７４号、特開平４−２１４４８２号各公報参照）、アミノシリコーンのような低屈折率化合物で処理する方法（特開平３−１０４９８６号、特開平３−１５２２７６号各公報参照）、エポキシ基含有シルセスキオキサンとアミノシロキサンで処理する方法（特公平４−７８６５７号公報参照）、末端基反応性のアミノシロキサンにアルキルポリシリケート、オルガノポリシロキサンからなる処理剤で処理する方法（特開平８−３２５９５９号公報参照）などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし繊維のポリマー中にスルホン酸基などを導入する方法は濃色効果が不十分である。アルカリ処理、プラズマ処理、酵素処理、エポキシ樹脂処理などを伴う方法は特別な装置を必要としたり、工程が簡便ではないなどの問題点がある。屈折率の異なる樹脂や低屈折率化合物による処理では、濃色効果が不十分であったり、洗濯耐久性が不足しているなどの問題点があり、さらにエポキシ基含有シルセスキオキサンとアミノシロキサンによる処理では、柔軟性が不十分であるといった問題点がある。また、末端基反応性のアミノシロキサン、アルキルポリシリケート、オルガノポリシロキサンからなる処理剤による処理では、濃色効果、柔軟性、洗濯耐久性は十分であるものの、乳化時にゲル状物が発生しやすく、また調製した乳化物の安定性が悪いなどの作業性の問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
発明者等は前記従来の諸問題点を解決するために鋭意研究の結果、特定のアミノ変性シロキサンと特定のオルガノシランの部分加水分解物を界面活性剤で乳化してなる処理剤により合成繊維を処理すると表面濃色性が優れたものになり、且つ処理剤の安定性が良好なため、安定した濃色性付与効果が得られ、同時に洗濯耐久性が向上した。
即ち本発明は
（Ａ）下記一般式（化３）で示される２５℃における粘度が１００〜１，０００，０００センチポイズのオルガノポリシロキサン１０〜８０重量％
【化３】

［式中、Ｒ^１は炭素数１〜２０の非置換又は置換１価炭化水素基、Ｒ^２は水素原子または炭素数１〜２０の非置換又は置換１価炭化水素基、Ｒ^３は式−Ｒ^４−（ＮＨＣＨ_２ＣＨ_２）_ｄＮＲ^５Ｒ^６（式中Ｒ^４は炭素数１〜６の２価炭化水素基、Ｒ^５、Ｒ^６は水素原子または炭素数１〜２０の非置換又は置換１価炭化水素基、ｄは０〜４の整数）で示される１価の有機基、１．８≦ａ≦２．２、０．０００１≦ｂ≦０．１、０．０００１≦ｃ≦０．１である。］
（Ｂ）下記一般式（化４）で表されるオルガノシランの部分加水分解物０．０１〜１０重量％
【化４】

［ここでＲ^７は炭素数１〜１０の非置換又は置換１価炭化水素基、Ｘはハロゲン原子あるいはＯＲ^８、ここでＲ^８は炭素数１〜６の１価炭化水素基、Ｌは１〜３の整数］
（Ｃ）界面活性剤０．１〜２０重量％
（Ｄ）水残部
からなるシリコーンエマルジョンを主成分とする合成繊維濃色化剤である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明について詳細に説明する。
本発明で使用する（Ａ）成分のアミノ基含有オルガノポリシロキサンは前記一般式（化１）で示される。式中のＲ^１はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、オクタデシル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基等のアリール基、又はこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子、シアノ基等で置換したクロロメチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基などから選択される同一又は異種の炭素数が１〜２０の非置換又は置換１価炭化水素基である。しかし、Ｒ^１は処理対象の合成繊維の風合いの面からその９０モル％以上がメチルであることが望ましい。
【０００６】
（化１）の式中Ｒ^２は水素原子または前記のＲ^１と同じ炭素数１〜２０の非置換または置換１価炭化水素基である。Ｒ^２は反応性の面から水素原子又はメチル基、エチル基、プロピル基等が好ましく、より好ましくは水素原子である。
Ｒ^３は式−Ｒ^４−（ＮＨＣＨ_２ＣＨ_２）_ｄＮＲ^５Ｒ^６で示され、Ｒ^４はメチレン基、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基などの炭素数１〜６の２価炭化水素基であり、トリメチレン基が最も好ましい。Ｒ^５、Ｒ^６は水素原子又は前出のＲ^１と同じ炭素数１〜２０の置換または非置換１価炭化水素基から選択されるが、なかでも水素原子が最も好ましい。ｄは０〜４の整数であり、０あるいは１が好ましい。
【０００７】
また、（化１）の式中ａが１．８より小さくても、２．２より大きくても平滑性付与効果が乏しくなるため、１．８≦ａ≦２．２が好ましく、より好ましくは１．９≦ａ≦２．１である。また、ｂは０．０００１より小さいと処理した合成繊維のボリュウム感が劣るし、０．１より大きいと処理した合成繊維の平滑性に乏しくなるため、０．０００１≦ｂ≦０．１であり、好ましくは０．００１≦ｂ≦０．０１である。また、ｃは０．０００１より小さくても、０．１より大きくても処理した合成繊維の平滑性に乏しくなるため、０．０００１≦ｃ≦０．１であり、好ましくは０．００１≦ｃ≦０．０１である。また、（Ａ）の２５℃における粘度が１００センチポイズより小さいと処理した合成繊維の平滑性に乏しくなり、１，０００，０００センチポイズより大きいと本発明の合成繊維濃色化剤の主成分であるシリコーンエマルジョンの製造過程において乳化転相する際に取り扱い困難になるため、１００〜１，０００，０００センチポイズであり、好ましくは、５００〜１００，０００センチポイズである。
【０００８】
本発明における（Ａ）成分の具体例としては、下記（化５）の各化合物が挙げられるがこれらに限定されない。また、アミノ基含有オルガノポリシロキサン（Ａ）のアミノ基の一部をグリシジルエーテルのようなエポキシ化合物で封鎖したり、有機酸無水物で封鎖したり、（メタ）アクリル酸エステルで封鎖したものを使用することも可能である。さらに複数種の（Ａ）のアミノ基含有オルガノポリシロキサンを組み合わせて使用することも可能である。
【化５】

なお（化５）の式中ｍ，ｎ，ｐは各々１０〜２，０００の整数である。
【０００９】
本発明における（Ａ）成分の配合量は１０重量％未満であると柔軟性付与効果が不十分であるし、８０重量％を超えると得られるシリコーンエマルジョンの粘度が高く、乳化転相する際に取り扱いの困難なものとなることから、１０〜８０重量％が必要で、好ましくは２０〜６０重量％である。
【００１０】
本発明における（Ｂ）成分のオルガノシランの部分加水分解物は前記一般式（化２）で示されるオルガノシランの部分加水分解物である。式中Ｒ^７はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基のような炭素数１〜１０の非置換又は置換１価炭化水素基である。Ｘはハロゲン原子あるいはＯＲ^８で示され、Ｒ^８はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などの炭素数１〜６の１価炭化水素基であるが、反応性の面からメチル基、エチル基、プロピル基等が好ましい。またＬは１〜３の整数であり、特に１が好ましい。
【００１１】
このオルガノシランの部分加水分解物の配合量は０．０１〜１０重量％である。０．０１重量％未満の場合には架橋効果が少なく、耐洗濯性（耐久性）が不足する。また１０重量％を超える場合には架橋反応が進みすぎて柔軟性が低下する。このため配合量は０．０１〜１０重量％が必要であり、好ましくは０．１〜５重量％である。
【００１２】
本発明における（Ｂ）成分の具体例としては、トリアルコキシシランを部分加水分解させたものがあるが、これはトリアルコキシシラン１モルにギ酸、酢酸のような有機カルボン酸を溶解した水２モル以上を反応させて、例えば式
ＣＨ_３Ｓｉ（ＯＲ）_３＋Ｈ_２Ｏ →ＣＨ_３Ｓｉ（ＯＲ）_ａ（ＯＨ）_ｂ（ここにａは０，１，２、ｂは０，１，２または３でａ＋ｂ＝３である数）で示される反応でシラノール基を含む化合物にするが、これは安定でシラノール基を含むから親水性であり、後記するノニオンまたはアニオン界面活性剤水溶液中に滴下されたときにより均一に分散される。
【００１３】
本発明における（Ｃ）成分の界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン性界面活性剤、アルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩等のアニオン性界面活性剤、第４級アンモニウム塩、アルキルアミン塩等のカチオン性界面活性剤、アルキルベタイン、アルキルイミダゾリン等の両性界面活性剤などが挙げられる。なかでも処理布の濃色効果を高めるためにはＨＬＢが１２〜１６のポリオキシエチレンアルキルエーテルまたはポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルなどが好ましい。ＨＬＢが１２未満のものは乳化力が不足しており、安定なエマルジョンをつくれない。またＨＬＢが１６を超えるものはアミノ基含有オルガノポリシロキサンとの相溶性が悪く、濃色効果が低下する。このためＨＬＢが１２〜１６の範囲であることが必要で、より好ましくは１３〜１５である。
これら界面活性剤の配合量は０．１〜２０重量％が必要である。０．１重量％未満の場合はエマルジョンの安定性が不十分であり、２０重量％を超えても特性が変わらず却って不経済であるから、０．１〜２０重量％の範囲が必要であり、より好ましくは１〜１０重量％である。
【００１４】
本発明における乳化は、ホモミキサー、高圧ホモジナイザー、ウルトラミキサー、プラネタリーミキサー、コンビミキサー、アジホモミキサー等の公知の乳化機を用いて行うことができる。
本発明の処理剤を用いて合成繊維を処理するには、これを適当な溶剤で希釈し、所望の濃度に調整するか、または、界面活性剤を用いて水中に乳化分散しエマルジョンの形態にした後、水で希釈して所望の濃度に調整し、浸漬、スプレー等の手段を用いて繊維に付着させ、乾燥および熱処理を行えばよい。本発明の合成繊維濃色化剤に用いられるシリコーンエマルジョンの付着量については、通常、繊維に対して（Ａ）、（Ｂ）両成分の合計量ベースで０．１〜５重量％程度で十分な効果が得られる。。
また本発明の合成繊維濃色化剤は上述した（Ａ）成分のアミノ基含有オルガノポリシロキサンと（Ｂ）成分のオルガノシランの部分加水分解物および（Ｃ）成分の界面活性剤を必須成分として含有するが、その効果を阻害しない範囲において、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の架橋反応を促進させるための触媒、あるいは繊維用薬剤、例えば防しわ剤、難燃剤、帯電防止剤等を添加することも可能である。
【００１５】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。尚実施例に記載の粘度は２５℃における値である。
【００１６】
［エマルジョンの調製］
下記式（化６）で示されるアミノ基含有オルガノポリシロキサン（ａ）〜（ｄ）及びオルガノシラン部分加水分解物（ｅ）、界面活性剤（ｆ）〜（ｈ）を使用してエマルジョンを調製した。
【化６】

メチルトリメトキシシラン部分加水分解物（ｅ）
界面活性剤（ｆ）ポリオキシエチレントリデシルエーテル（ＨＬＢ１４．５）
界面活性剤（ｇ）ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（ＨＬＢ１４．１）
界面活性剤（ｈ）ポリオキシエチレントリデシルエーテル（ＨＬＢ１８．３）
【００１７】
（エマルジョンの調製例１）
アミノ基含有オルガノポリシロキサン（ａ）３００ｇ、メチルトリメトキシシラン部分加水分解物（ｅ）１ｇ及び界面活性剤（ｇ）２５ｇを配合し、ホモミキサーで均一に混合後、水２５ｇを投入し転相を行ない、転相完了後更に１０分間万能混合機で撹拌し、水６４９ｇを投入し白濁状の「エマルジョン１」を得た。
【００１８】
（エマルジョンの調製例２〜８）
各成分を（表１）に示した量配合し、調製例１と同様の方法で白濁状の「エマルジョン２〜８」を得た。各原料の数字の単位はｇである。
【００１９】
（実施例１〜４、比較例１〜４）
前記で得られたエマルジョン１〜８の６％水希釈液に、黒色ポリエステルジョーゼット布を浸漬後、マングルロールで絞り率１００％、即ち布に対する乳化物水希釈液の付着率が１００％となるように調整し、１２０℃で２分間乾燥後、更に１７０℃で１分のキュアーを行なった。この布の濃色性、柔軟性を後記の方法に従って評価した後、洗濯機で５回洗濯［ＪＩＳ−Ｌ準拠］し、洗濯後の濃色性を測定した。次いで洗濯前後の濃色性Ｌ値の差からその耐久性（安定性）を評価した。また、エマルジョンの６％水希釈液２００ｇを５００ｍｌビーカーに入れ、ホモミキサー５，０００ｒｐｍ、３０分撹拌後の水希釈液の安定性（機械安定性）を評価した。これらの結果をまとめて（表２）に示した。
（表１）、（表２）の結果から、本発明の合成繊維濃色化剤に用いられるシリコーンエマルジョンで処理された合成繊維は安定した濃色効果と柔軟性を付与されることが確認された。
【００２０】
（手触による柔軟性評価基準）
○：柔らかい感じ
△：やや硬くきしむ感じ
×：がさついた感じ
（濃色性の評価方法）
色差計：ＺＥ−２０００（日本電色工業製）を使用してＬ値を測定した。
Ｌ値：１２〜１３（濃色効果良好）
Ｌ値：１３〜１４（若干の濃色効果あり）
Ｌ値：１４（濃色効果なし）
（機械安定性の評価基準）
○：非常に安定
△：クリーミング、スカム有り
×：ゲル状物有り
【００２１】
【表１】

【表２】

【００２２】
【発明の効果】
本発明の合成繊維濃色化剤はそれに用いられるシリコーンエマルジョンの安定性が良好であり、且つ、この合成繊維濃色化剤で処理された合成繊維は安定した濃色効果と柔軟性が与えられる。

Claims

（Ａ）下記一般式（化１）で示される２５℃における粘度が１００〜１，０００，０００センチポイズのオルガノポリシロキサン１０〜８０重量％

［式中、Ｒ^１は炭素数１〜２０の非置換又は置換１価炭化水素基、Ｒ^２は水素原子または炭素数１〜２０の非置換又は置換１価炭化水素基、Ｒ^３は式−Ｒ^４−（ＮＨＣＨ_２ＣＨ_２）_ｄＮＲ^５Ｒ^６（式中Ｒ^４は炭素数１〜６の２価炭化水素基、Ｒ^５、Ｒ^６は水素原子または炭素数１〜２０の非置換又は置換１価炭化水素基、ｄは０〜４の整数）で示される１価の有機基、１．８≦ａ≦２．２、０．０００１≦ｂ≦０．１、０．０００１≦ｃ≦０．１である。］
（Ｂ）下記一般式（化２）で示されるオルガノシランの部分加水分解物０．０１〜１０重量％

［ここでＲ^７は炭素数１〜１０の非置換又は置換１価炭化水素基、Ｘはハロゲン原子あるいはＯＲ^８、ここでＲ^８は炭素数１〜６の１価炭化水素基、Ｌは１〜３の整数］
（Ｃ）界面活性剤０．１〜２０重量％
（Ｄ）水残部
からなるシリコーンエマルジョンを主成分とする合成繊維濃色化剤。
界面活性剤（Ｃ）がＨＬＢ１２〜１６のノニオン性界面活性剤である請求項１記載の合成繊維濃色化剤。