JP3970061B2

JP3970061B2 - 合成繊維用低起泡型染色助剤

Info

Publication number: JP3970061B2
Application number: JP2002067648A
Authority: JP
Inventors: 雅博鈴木
Original assignee: Toho Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Toho Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-02-06
Also published as: JP2003227077A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はポリエステル繊維、ポリアマイド繊維、ポリ塩化ビニル繊維およびアセテート繊維あるいはこれらの繊維と他繊維との混紡交織品を、分散染料にて高温染色する際に使用する染色助剤に関する。さらに詳しくは、液流染色において、優れた分散均染性を発揮できる低起泡型染色助剤およびこの低起泡型染色助剤を使用する染色方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、合成繊維の染色助剤としては、各種のエステル型界面活性剤が主として用いられてきたが、これらの界面活性剤では染料分散性が劣り、被染色物にターリング現象が生じる等の欠点があった。
近年、このエステル型界面活性剤の欠点を補うために、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートやポリオキシエチレンアリールエーテルサルフェート等のアニオン型界面活性剤を併用する試みがなされてきた。
しかしながら、これらのアニオン型界面活性剤を用いると、染色時に染色浴が発泡し、これが原因で染色不良をきたした。また、これを解決するために消泡剤を同時に添加する方法が行われてきたが、添加した消泡剤が原因でスカムや染斑が発生する欠点があった。
【０００３】
これらの欠点を解決する方法として、特開昭５５−７６１７６、特開昭５９−１７８４等では、ある種の限られたエステル型非イオン型界面活性剤とポリオキシエチレンアリールエーテルサルフェート型アニオン型界面活性剤を併用する方法が提案されている。しかしながら、これらの方法では未だ分散均染性および低起泡性の面で不十分である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の分散染料を使用する合成繊維の高温染色において、優れた分散均染性を発揮できる低起泡型染色助剤およびこの染色助剤を使用した染色方法を提供することが課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記問題を解決するために鋭意研究した結果、優れた分散均染性を発揮できる低起泡型染色助剤の完成に到達したものである。
即ち、本発明は、下記一般式（Ｉ）で示されるアニオン型界面活性剤（Ａ）
【化６】

（式中、Ｘはナフチル基、または
【化７】

（但し、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３は水素原子またはフェニル基またはベンジル基またはスチリル基または炭素数１〜１２のアルキル基または（モノ〜ジ）ベンジルフェニル基または（モノ〜ジ）スチリルフェニル基またはクミル基または（モノ〜ジ）ベンジルクミル基または（モノ〜ジ）スチリルクミル基を示す。）であり、ｙは、２〜１０、ｚは７〜２０の整数で、ｙ≦ｚである。ＭはＫ、Ｎａ、ＮＨ_４もしくは炭素数６以下のＮ−アルキルアンモニウムまたはＮ−アルカノールアンモニウムを示す。）
と、下記一般式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）で示されるエステル型非イオン型界面活性剤（Ｂ）
【化８】

【化９】

【化１０】

（但し、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７、Ｒ_８、Ｒ_９、Ｒ_１０、Ｒ_１１およびＲ_１２は炭素数６〜１８の高級脂肪酸残基、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇおよびｈはそれぞれ０〜４の整数、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏおよびｐはそれぞれ４〜８の整数を示す。）の一種または二種以上とを、Ａ：Ｂ＝（０．５〜１）：２の重量比率で配合してなることを特徴とする染色助剤である。
【０００６】
本発明において一般式（Ｉ）で示されるアニオン型界面活性剤（Ａ）のＸ基について例示すると、
フェニル基、モノベンジル化フェニル基、ジベンジル化フェニル基、ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、ジノニルフェニル基、クミルフェニル基、ビスフェニル基、モノベンジル化ノニルフェニル基、モノスチリル化ノニルフェニル基、ナフチル基等を挙げることができるが、このうち（モノ〜トリ）ベンジル化フェニル基または（モノ〜トリ）スチリル化フェニル基であることが効果の点で好ましい。
【０００７】
本発明において一般式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）で示されるエステル型非イオン型界面活性剤（Ｂ）のＲ_４〜Ｒ_１２について例示すると、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸およびイソステアリン酸等の脂肪酸残基を挙げることができ、好ましくはステアリン酸およびオレイン酸残基である。
【０００８】
また、一般式（Ｉ）のアニオン型界面活性剤（Ａ）において、ｙは２〜１０好ましくは３〜６、ｚは７〜２０好ましくは１０〜１５の整数であり、ｙ≦ｚである。ｙが１０より大きいと染料分散性が低下する。ｚが７より小さいと水溶性が低く、染料分散性が低下する。また、ｚが２０より大きい、あるいはｙが２より小さいと起泡による染色トラブルが生じる。
【０００９】
一般式（Ｉ）で示されるアニオン型界面活性剤（Ａ）は、公知の方法で、すなわち、既に例示したアリールフェノールもしくはアルキルアリールフェノールに、苛性ソーダ、苛性カリ等のアルカリ触媒を用い、加圧下１２０〜１７０℃にて所定量のプロピレンオキサイドおよびエチレンオキサイドを付加させた後、クロルスルホン酸、無水硫酸もしくはスルファミン酸等で硫酸化して得ることができる。
【００１０】
さらに、本発明に関わる一般式（Ｉ）で示されるアニオン型界面活性剤（Ａ）を得るためのプロピレンオキサイドおよびエチレンオキサイドの付加方法は、ブロック付加またはランダム付加いずれであっても良いが、プロピレンオキサイド付加の後にエチレンオキサイドを付加するブロック付加であることが特に低起泡性の面で好ましい結果を与える。
【００１１】
一般式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）で示されるエステル型非イオン型界面活性剤（Ｂ）は、公知の方法で容易に得られる。即ち、化合物（ＩＩ）はポリエチレングリコールにプロピレンオキサイドを付加させた後、これに脂肪酸と酸またはアルカリ触媒の存在下でエステル化すればよいし、化合物（ＩＩＩ）または（ＩＶ）については、それぞれグリセリン、ジグリセリンにプロピレンオキサイドおよびエチレンオキサイドを付加させた後、同様にエステル化すればよい。プロピレンオキサイドの付加モル数は水酸基１個あたり０〜４モルであり、これ以上であると疎水性が増大して染料の均染効果を減少させてしまう。また、エチレンオキサイドの付加モル数は水酸基１個あたり４〜８モルであってこれ以下では疎水性が増大して、染料の分散性破壊が著しく、これ以上では抑泡性に乏しくなり、また、染料の移染効果も減少し更には染料の分散性も必ずしも向上しない。
【００１２】
さらに、本発明に関わる一般式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）で示されるエステル型非イオン型界面活性剤（Ｂ）を得るためのプロピレンオキサイドおよびエチレンオキサイドの付加方法は、ブロック付加またはランダム付加いずれであっても良い。
【００１３】
また、本発明のアニオン型界面活性剤（Ａ）とエステル型非イオン型界面活性剤（Ｂ）との配合比率は、（Ａ）：（Ｂ）＝（０．５〜１）：２の範囲が必須であり、後者（Ｂ）の非イオン型界面活性剤２部に対して、前者（Ａ）のアニオン型界面活性剤をこの範囲から増減した場合あるいはそれぞれ単独で使用した場合には分散性劣化、移染性劣化または起泡性の増大のいずれかの現象を生じ、やはり本発明の目的とする染色助剤としては好ましくない結果を与える。
【００１４】
本発明の主旨とするところは、合成繊維の高温染色においてスカムの発生が無く、かつ、染斑の無い優れた被染色物を得るための染色助剤とこれを使用した染色方法を提供することにあるが、このためにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドが付加された特定の一般式（Ｉ）で示されるアニオン型界面活性剤（Ａ）と特定の一般式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）で示されるエステル型非イオン型界面活性剤（Ｂ）とを特定の割合で使用することであり、これが本発明の根幹をなすものである。
【００１５】
従来このような高温染色において、優れた染色性能を発揮できる染色助剤は提案されておらず、極めて有用な発明と言える。
本発明に使用される染色助剤が、染色性に優れる理由について完全に解明していないが、本発明に係わる一般式（Ａ）、（Ｂ）のアルキレングリコール鎖のバランスや特定の疎水基が作用し合い効果を発揮しているものと推察している。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の染色助剤は、合成繊維、天然繊維、およびこれらの混紡交織繊維に適用することができる。合成繊維としては、ポリエステル、ナイロン、アクリル、トリアセテート繊維等が挙げられる。天然繊維としては、綿、麻、羊毛等が挙げられる。混紡交織繊維としては、これらの混紡交織繊維が挙げられる。
【００１７】
本発明の染色助剤を用いて染色する場合には、従来の染色機械をそのまま使用することができ、染色浴に用いる染料、ｐＨ調整のための酸、キレート剤などは従来どおり使用できる。
【００１８】
本発明の染色助剤の使用量は、合成繊維の場合、通常０．２〜１．０ｇ／Ｌであり、低粘度化および溶解性を向上させるために溶剤等で希釈して使用してもよい。また、処理浴の浴比は、通常１：５〜１：３０であり、低浴比領域で優れた効果を発揮する。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例１
（１）温度計、滴下装置、撹拌装置を付した四つ口フラスコに、フェノール９４ｇ、無水塩化アルミ０．６ｇを入れ、９５℃に昇温しベンジルクロライド２５０ｇを約４時間要し徐々に滴下した。同温度で約５時間撹拌を続けた後、加圧反応装置に移し、苛性カリ２ｇを加え、１２０〜１３０℃にてプロピレンオキサイド２３２ｇを約５時間要して付加し、続いて１６０〜１７０℃にてエチレンオキサイド３５２ｇを約４時間要して付加させ、赤褐色油状物を得た。このものを触媒中和−脱水−濾過し、別の四つ口フラスコに４３０ｇ取り、４０℃以下でクロルスルホン酸５９ｇを約３時間要し徐々に滴下した後、窒素ガスを導入し約４時間脱塩酸を行い、得られた硫酸化物を苛性カリ溶液にて中和した。
（２）加圧反応装置に平均分子量２４０のポリエチレングリコール２４０ｇ、苛性カリ０．６ｇを加え、１２０〜１３０℃にてプロピレンオキサイド５８ｇを約１時間要して付加させる。その後、この付加物を温度計、水分受器、撹拌装置を付した四つ口フラスコに移し、苛性カリ１．４ｇ、ラウリン酸４００ｇを入れ、２２０℃まで昇温し、同温度で約８時間エステル化反応を行った。この得られたエステル化物を酢酸溶液にて中和した。
ビーカーに（１）で得られた合成物２０ｇ、（２）で得られた合成物８０ｇを取り、約３０分間撹拌し実施例１の混合物を得た。
【００２０】
実施例２
（１）加圧反応装置にα−ナフトールを１４４ｇ、苛性カリ１．１ｇを加え、１２０〜１３０℃にてプロピレンオキサイド１１６ｇを約３時間要して付加し、続いて１６０〜１７０℃にてエチレンオキサイド３０８ｇを約３時間要して付加させ、赤褐色油状物を得た。このものを触媒中和−脱水−濾過し、別の四つ口フラスコに２８４ｇ取り、４０℃以下でクロルスルホン酸５９ｇを約３時間要し徐々に滴下した後、窒素ガスを導入し約４時間脱塩酸を行い、得られた硫酸化物を苛性カリ溶液にて中和した。
（２）加圧反応装置にグリセリン９２ｇ、苛性カリ２．４ｇを入れ、１２０〜１３０℃にてプロピレンオキサイド１７４ｇを約４時間要して付加し、続いて１６０〜１７０℃にてエチレンオキサイド９２４ｇを約４時間要して付加させたあと、熟成させる。次にこの生成物５６０ｇ、苛性カリ１．９ｇ、オレイン酸４００ｇを、温度計、水分受器、撹拌装置を付した四つ口フラスコに入れ、２２０℃まで昇温し、同温度で約８時間エステル化反応を行った。この得られたエステル化物を酢酸溶液にて中和した。
ビーカーに（１）で得られた合成物２５ｇ、（２）で得られた合成物７５ｇを取り、約３０分間撹拌し実施例２の混合物を得た。
【００２１】
実施例３
（１）温度計、滴下装置、撹拌装置を付した四つ口フラスコに、ノニルフェノール２２０ｇ、無水塩化アルミ１．２ｇを入れ、９５℃に昇温しベンジルクロライド２５０ｇを約４時間要し徐々に滴下した。同温度で約５時間撹拌を続けた後、加圧反応装置に移し、苛性カリ２．３ｇを加え、１２０〜１３０℃にてプロピレンオキサイド３４８ｇを約６時間要して付加し、続いて１６０〜１７０℃にてエチレンオキサイド３９６ｇを約４時間要して付加させ、赤褐色油状物を得た。このものを触媒中和−脱水−濾過し、別の四つ口フラスコに５７０ｇ取り、４０℃以下でクロルスルホン酸５９ｇを約３時間要し徐々に滴下した後、窒素ガスを導入し約４時間脱塩酸を行い、得られた硫酸化物を苛性カリ溶液にて中和した。
（２）加圧反応装置にジグリセリン１７８ｇ、苛性カリ４ｇを入れ、１２０〜１３０℃にてプロピレンオキサイド４６４ｇを約５時間要して付加し、続いて１６０〜１７０℃にてエチレンオキサイド１３２０ｇを約４時間要して付加させたあと、熟成させる。次にこの生成物６００ｇ、苛性カリ１．６ｇ、カプリル酸１８０ｇを、温度計、水分受器、撹拌装置を付した四つ口フラスコに入れ、２２０℃まで昇温し、同温度で約７時間エステル化反応を行った。この得られたエステル化物を酢酸溶液にて中和した。
ビーカーに（１）で得られた合成物３０ｇ、（２）で得られた合成物７０ｇを取り、約３０分間撹拌し実施例３の混合物を得た。
【００２２】
実施例４〜１０
実施例１〜３と同様に反応を行って、表２および表３に示す本発明の化合物を得た。
【００２３】
比較例１
（１）温度計、滴下装置、撹拌装置を付した四つ口フラスコに、フェノール９４ｇ）無水塩化アルミ０．８ｇを入れ、９５℃に昇温しベンジルクロライド３７５ｇを約５時間要し徐々に滴下した。同温度で約５時間撹拌を続けた後、加圧反応装置に移し、苛性カリ２ｇを加え、１６０〜１７０℃にてエチレンオキサイド５２８ｇを約４時間要して付加させ、赤褐色油状物を得た。このものを触媒中和−脱水−濾過し、別の四つ口フラスコに４５０ｇ取り、４０℃以下でクロルスルホン酸５９ｇを約３時間要し徐々に滴下した後、窒素ガスを導入し約４時間脱塩酸を行い、得られた硫酸化物を苛性カリ溶液にて中和した。
（２）温度計、水分受器、撹拌装置を付した四つ口フラスコに、平均分子量２４０のポリエチレングリコール２４０ｇ、苛性カリ０．９ｇ、ラウリン酸２００ｇを入れ、２２０℃まで昇温し、同温度で約６時間エステル化反応を行った。この得られたエステル化物を酢酸溶液にて中和した。
ビーカーに（１）で得られた合成物３０ｇ、（２）で得られた合成物７０ｇを取り、約３０分間撹拌し比較例１の混合物を得た。
【００２４】
比較例２
（１）加圧反応装置にフェノール９４ｇ、苛性カリ２．６ｇを加え、１６０〜１７０℃にてエチレンオキサイド９６８ｇを約６時間要して付加し、続いて１２０〜１３０℃にてプロピレンオキサイド２３２ｇを約５時間要して付加させ赤褐色油状物を得た。このものを触媒中和−脱水−濾過し、別の四つ口フラスコに６４７ｇ取り、４０℃以下でクロルスルホン酸５９ｇを約３時間要し徐々に滴下した後、窒素ガスを導入し約４時間脱塩酸を行い、得られた硫酸化物を苛性カリ溶液にて中和した。
（２）温度計、水分受器、撹拌装置を付した四つ口フラスコに、平均分子量２４０のポリエチレングリコール２４０ｇ、苛性カリ１．３ｇ、ラウリン酸４００ｇを入れ、２２０℃まで昇温し、同温度で約８時間エステル化反応を行った。この得られたエステル化物を酢酸溶液にて中和した。
ビーカーに（１）で得られた合成物２０ｇ、（２）で得られた合成物８０ｇを取り、約３０分間撹拌し比較例２の混合物を得た。
【００２５】
比較例３
（１）加圧反応装置にノニルフェノール２２０ｇ、苛性カリ２ｇを加え、１６０〜１７０℃にてエチレンオキサイド８８０ｇを約６時間要して付加させ、赤褐色油状物を得た。このものを触媒中和−脱水−濾過し、別の四つ口フラスコに５５０ｇ取り、４０℃以下でクロルスルホン酸５９ｇを約３時間要し徐々に滴下した後、窒素ガスを導入し約４時間脱塩酸を行い、得られた硫酸化物を苛性ソーダ溶液にて中和した。
（２）温度計、水分受器、撹拌装置を付した四つ口フラスコに、平均分子量２４０のポリエチレングリコール２４０ｇ、苛性カリ１．６ｇ、オレイン酸５６０ｇを入れ、２２０℃まで昇温し、同温度で約８時間エステル化反応を行った。この得られたエステル化物を酢酸溶液にて中和した。
ビーカーに（１）で得られた合成物７０ｇ、（２）で得られた合成物３０ｇを取り、約３０分間撹拌し比較例３の混合物を得た。
【００２６】
実施例中の試験方法を下記に示す。
（ａ）起泡性試験
＜試験条件＞

＜試験方法＞
上記試験液３００ｍＬをジューサーミキサーに入れ、３０秒間撹拌を行ったあと撹拌を停止させ、撹拌停止直後（０秒）、１０、３０、６０秒後の泡高（ｍｍ）を測定した。
【００２７】
（ｂ）分散性試験
＜試験条件＞

＜試験方法＞
市販ポリエステルジャージをカラーペット１２（日本染色機械製）を用い、上記条件で６０℃から１１５℃まで昇温させて染色を行い、１１５℃に達したら直ちに冷却を開始する。水洗後試布上のケーシングスポットを視覚判定した。
＜判定基準＞
◎…染料スポットが試布上にほとんど見られない。
○…染料スポットが試布上の１／４程度しか見られない。
△…染料スポットが試布上の１／２程度まで見られる。
×…染料スポットが試布上の３／４以上見られる。
【００２８】
（ｃ）移染性試験
＜試験条件＞

＜試験方法＞
上記染料であらかじめ染色した市販ポリエステルトロピカルと同量同質の白布とを上記条件で同浴で処理し、水洗後試布の染料移染性を調べた。
＜判定方法＞
移染試験後の元染布（１）と移染布（２）の反射率を日立製カラーアナライザー６０７型で測定しＫｕｂｅｌｋａＭｕｎｋの式よりＫ／Ｓ値を算出し、移染率を計算した。数字の大きいものを移染性良好とする。
移染率（％）＝１００×（（２）のＫ／Ｓ）／（（１）のＫ／Ｓ）
【００２９】
表１、表２、表３および表４に示す本発明における染色助剤および比較染色助剤について、起泡性、分散性および移染性の試験を行った。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【表２】

【００３２】
【表３】

【００３３】
【表４】

【００３４】
【表５】

【００３５】
【表６】

【００３６】
【表７】

【００３７】
試験結果より、本発明の一般式（Ａ）および（Ｂ）の化合物をある比率で混合して使用した場合、比較化合物に比べ、低起泡性および分散均染性の両方が優れていることが確認された。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の合成繊維用低起泡型染色助剤を使用すれば、従来の染色助剤と比較しても、同等以上の染色性能を示し、特筆すべきは非常に低起泡性であり、発泡による染色トラブルが発生しやすい液流機染色において極めて有効である。

Claims

下記一般式（Ｉ）で示されるアニオン型界面活性剤（Ａ）

（式中、Ｘはナフチル基、または

（但し、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３は水素原子またはフェニル基またはベンジル基またはスチリル基または炭素数１〜１２のアルキル基または（モノ〜ジ）ベンジルフェニル基または（モノ〜ジ）スチリルフェニル基またはクミル基または（モノ〜ジ）ベンジルクミル基または（モノ〜ジ）スチリルクミル基を示す。）であり、ｙは２〜１０、ｚは７〜２０の整数で、ｙ≦ｚである。ＭはＫ、Ｎａ、ＮＨ_４もしくは炭素数６以下のＮ−アルキルアンモニウムまたはＮ−アルカノールアンモニウムを示す。）
と、下記一般式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）で示されるエステル型非イオン型界面活性剤（Ｂ）

（但し、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７、Ｒ_８、Ｒ_９、Ｒ_１０、Ｒ_１１およびＲ_１２は炭素数６〜１８の高級脂肪酸残基、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇおよびｈはそれぞれ０〜４の整数、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏおよびｐはそれぞれ４〜８の整数を示す。）の一種または二種以上とを、Ａ：Ｂ＝（０．５〜１）：２の重量比率で配合してなることを特徴とする染色助剤。
請求項１の染色助剤を使用することを特徴とする合成繊維の高温染色方法。