JPH0116950B2 - - Google Patents

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JPH0116950B2
JPH0116950B2 JP59102474A JP10247484A JPH0116950B2 JP H0116950 B2 JPH0116950 B2 JP H0116950B2 JP 59102474 A JP59102474 A JP 59102474A JP 10247484 A JP10247484 A JP 10247484A JP H0116950 B2 JPH0116950 B2 JP H0116950B2
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JP
Japan
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monomer
grafting
fibers
monomers
weight
Prior art date
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JP59102474A
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Japanese (ja)
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JPS60246869A (en
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Takashi Iwatsubo
Koichi Saito
Shunroku Tooyama
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Publication date
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  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、合成繊維を、すぐれた反応効率の下
に、均一かつ経済的に改質する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for uniformly and economically modifying synthetic fibers with excellent reaction efficiency.

(従来の技術) 従来、疎水性合成繊維に親水性ビニルモノマー
を効率よくグラフトする方法として、特公昭48−
27744号や特公昭59−5126号などがある。
(Prior art) Conventionally, as a method for efficiently grafting hydrophilic vinyl monomers onto hydrophobic synthetic fibers,
These include No. 27744 and Special Publication No. 59-5126.

前者は効率のよいグラフト重合を達成するため
の前処理方法(活性化方法)を得案するものであ
るが、モノマーをグラフト重合する際の手段その
ものについては具体的な開示がなく、また、後者
はグラフト重合させるモノマーの組成に関する提
案をしているものであるが、そのグラフト重合手
段は、浸漬加熱やパツド、スプレー、塗布、転写
などにより単量体を付与してのち加熱スチーム処
理するか、熱処理する方法が開示されているにす
ぎない。かかる浸漬加熱法は未反応モノマーが多
くグラフト効率は向上しないし、排水問題も発生
する。また、その他の方法では高いグラフト効率
が得られず、場合によつては全くグラフト重合が
おこらないこともある。いずれの方法も経済的に
すぐれているものとは言い難い。
The former proposes a pretreatment method (activation method) to achieve efficient graft polymerization, but there is no specific disclosure of the means itself for graft polymerizing monomers, and the latter proposes the composition of monomers to be graft-polymerized, but the method for graft polymerization is to apply the monomers by immersion heating, padding, spraying, coating, transfer, etc., followed by heating and steam treatment, or Only a method of heat treatment is disclosed. Such immersion heating method has a large amount of unreacted monomer, does not improve grafting efficiency, and also causes drainage problems. In addition, other methods do not provide high grafting efficiency, and in some cases, graft polymerization may not occur at all. It is difficult to say that either method is economically superior.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、かかる従来欠点に鑑み、合成繊維を
すぐれたグラフト効率の下に、均一かつ経済的に
改質する方法を提供するものである。
(Problems to be Solved by the Invention) In view of these conventional drawbacks, the present invention provides a method for uniformly and economically modifying synthetic fibers with excellent grafting efficiency.

(問題点を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成するために次のような
構成を採る。すなわち、合成繊維にモノマーをグ
ラフト重合させて改質する方法において、該繊維
に3〜50%のモノマー水溶液をピツクアツプ量が
30〜150%の範囲で付与した後、密閉系で高周波
加熱方式により加熱処理することを特徴とする合
成繊維の改質方法である。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration. That is, in a method of modifying synthetic fibers by graft polymerizing monomers, a 3 to 50% monomer aqueous solution is picked up on the fibers.
This is a method for modifying synthetic fibers, which is characterized by applying heat in a range of 30 to 150% and then heat-treating in a closed system using a high-frequency heating method.

(手段の説明) 本発明でいう合成繊維とは、通常の繊維形成性
合成樹脂からなる繊維であつて、たとえばポリエ
ステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリアクリロ
ニトリル系繊維、ポリオレフイン系繊維などを含
むものであり、さらにこれらの変性ポリマーから
なる繊維、あるいはこれらの混合、あるいはこれ
らに天然繊維を併用した、各種形態の混用繊維を
含むものである。これらの合成繊維の形態はト
ウ、糸、編織物、不織布などその種類を問わな
い。
(Description of Means) The synthetic fibers used in the present invention are fibers made of ordinary fiber-forming synthetic resins, and include, for example, polyester fibers, polyamide fibers, polyacrylonitrile fibers, polyolefin fibers, etc. Furthermore, it includes fibers made of these modified polymers, mixtures thereof, or mixed fibers in various forms in which these are combined with natural fibers. These synthetic fibers may be in any form such as tow, thread, knitted fabric, or nonwoven fabric.

本発明でいうモノマーとは通常グラフト重合に
適用される、少なくとも1ヶの重合性不飽和基を
含有する化合物であり、分子量の大小にかかわら
ず適用され得る。
The monomer used in the present invention is a compound containing at least one polymerizable unsaturated group, which is usually applied to graft polymerization, and can be applied regardless of its molecular weight.

かかるモノマーとしては、たとえばアクリル
酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマール酸、イ
タコン酸などの不飽和カルボン酸類、ならびにア
クリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロー
ルアクリルアミド、ビニルピロリドンなどの不飽
和アミド類、ならびにビニルホスホン酸などの不
飽和リン化合物、ならびにビニルスルホン酸、ス
チレンスルホン酸などの不飽和芳香族化合物類な
ど各種不飽和化合物があげられる。本発明ではこ
れらモノマーの誘導体化合物も適用され得る。か
かる誘導体化合物としては、たとえば上記モノマ
ーにエチレンオキサイドを付加した、たとえばポ
リエチレングライコールモノアクリレート、ポリ
エチレングライコールジメタクリレート、アクリ
ルアミドEO付加物などや、パーフルオロエチル
アルコールをエステル結合したパーフルオロエチ
ルアクリレートなど各種のものがあげられるが、
これらのモノマーに限定される必要はなく、要す
るに重合可能な不飽和基を含有する化合物であれ
ば本発明のモノマーとして適用され得る。かかる
モノマーは単独または混合して適用することがで
きる。
Such monomers include, for example, unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid; unsaturated amides such as acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide, and vinylpyrrolidone; and vinylphosphones. Examples include various unsaturated compounds such as unsaturated phosphorus compounds such as acids, and unsaturated aromatic compounds such as vinyl sulfonic acid and styrene sulfonic acid. In the present invention, derivative compounds of these monomers can also be applied. Examples of such derivative compounds include, for example, polyethylene glycol monoacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, acrylamide EO adducts, which are obtained by adding ethylene oxide to the above monomers, and perfluoroethyl acrylate, which is an ester bond of perfluoroethyl alcohol. I can give you something,
It is not necessary to be limited to these monomers, and in short, any compound containing a polymerizable unsaturated group can be applied as the monomer of the present invention. Such monomers can be applied alone or in mixtures.

かかるモノマー組成物においてメタクリル酸ま
たは/およびアクリル酸を配合すること、メタク
リル酸を少なくとも約40重量%とすることなどの
構成をとること、さらにこのモノマー組成に加え
て、全モノマー組成物の20〜80重量%、の範囲で
他のモノマーを添加配合することなどはグラフト
効率を向上する上から好ましい。
In such a monomer composition, methacrylic acid and/or acrylic acid may be incorporated, including at least about 40% by weight of methacrylic acid; It is preferable to add and blend other monomers in a range of 80% by weight from the viewpoint of improving grafting efficiency.

本発明はかかるモノマーまたはモノマー組成物
を用いてグラフトする場合の溶液濃度に特徴を有
するものである。すなわち、特定なモノマー濃度
を有する処理液を使用して密閉加熱処理すること
によりグラフト重合を開始するところにある。
The present invention is characterized by the solution concentration when grafting is performed using such monomers or monomer compositions. That is, graft polymerization is initiated by performing sealed heat treatment using a treatment liquid having a specific monomer concentration.

ところで、先にも述べたように特公昭59−5126
号にはパツド、スプレー、塗布などの手段により
モノマーを繊維に付与した後、加熱スチーム処理
するか熱処理する記載があるが、モノマーの濃度
がグラフト効率に影響すること、また、モノマー
を付与した後の加熱処理はグラフト効率を高める
ために密閉系が必須であることについては全く触
れられておらず、これらに関する実施例もない。
By the way, as mentioned earlier, the
The issue describes applying monomers to fibers by padding, spraying, coating, etc., and then subjecting them to heated steam treatment or heat treatment. There is no mention at all that a closed system is essential for the heat treatment in order to improve the grafting efficiency, and there are no examples regarding this.

本発明者らはモノマー濃度が3%以上50%以下
の範囲で表面ホモポリマーを副成することなく高
い効率でグラフト重合が可能になる。この範囲の
濃度を越えるとグラフト率はやや上昇するもの
の、グラフト効率は低下して実用的かつ経済的な
加工処理を行うことはできなくなる。また上記加
工処理を行う系は加熱時にモノマー蒸気が飛散す
るのを妨げる意味で必要である。さらに残りの空
気を窒素などの重合禁止作用のない気体で置換す
ることは好ましい結果を与えるが必ずしも必須で
はない。
The present inventors are able to perform graft polymerization with high efficiency without producing a surface homopolymer as a by-product when the monomer concentration is in the range of 3% to 50%. If the concentration exceeds this range, although the grafting rate increases slightly, the grafting efficiency decreases, making it impossible to carry out practical and economical processing. Further, the system for performing the above-mentioned processing treatment is necessary in order to prevent the monomer vapor from scattering during heating. Furthermore, replacing the remaining air with a gas that does not inhibit polymerization, such as nitrogen, gives preferable results, but is not always essential.

密閉系を構成する素材は金属製の容器や装置が
挙げられるが、必ずしもこれに限定される必要は
なく、フイルムや糊剤で被処理物を被覆する手段
も密閉系を達成する簡便な手段として適用可能で
ある。
Materials constituting a closed system include metal containers and devices, but are not necessarily limited to these; covering the object with a film or glue is also a simple means to achieve a closed system. Applicable.

被処理物に活性点を付与する方法は、重合開始
剤を付与する場合に特公昭48−2774号の方法を採
用することやプラズマ照射ならびに放射線照射な
どにより活性点を形成することなどは適宜選択し
得る。
The method of imparting active points to the object to be treated may be selected as appropriate, such as by adopting the method described in Japanese Patent Publication No. 1982-2774 when imparting a polymerization initiator, or by forming active points by plasma irradiation, radiation irradiation, etc. It is possible.

かかる重合開始剤または重合活性点を付与した
被処理物は次にモノマーまたはモノマー組成物か
らなる処理液が付与される。この場合、処理液を
マングルなどで絞つて付着量を調整してもよい。
The object to be treated to which such a polymerization initiator or polymerization active site has been provided is then applied with a treatment liquid comprising a monomer or a monomer composition. In this case, the amount of adhesion may be adjusted by squeezing the treatment liquid with a mangle or the like.

その際のピツクアツプ量は30〜150%(対繊維
重量)が好ましい。30%以下では付着水分量が少
なすぎるため密閉加熱の際の熱伝導性が悪く、ま
た水そのもののキヤリヤー効果(繊維膨潤効果)
が小さくなり、グラフト効率が低下する。一方、
150%以上では逆に水分量が多すぎるため、全体
(被処理物、モノマー水溶液)の温度が上がりに
くくなり、また、モノマー水溶液の被処理物上で
の移動が大きくなりすぎ、不均一グラフトの原因
になる。
The pick-up amount at this time is preferably 30 to 150% (based on the weight of the fiber). If it is less than 30%, the amount of attached moisture is too small, resulting in poor thermal conductivity during sealed heating, and the carrier effect of water itself (fiber swelling effect).
becomes smaller and the grafting efficiency decreases. on the other hand,
On the other hand, if it exceeds 150%, the water content is too high, making it difficult to raise the temperature of the entire object (workpiece, monomer aqueous solution), and the movement of the monomer aqueous solution on the workpiece becomes too large, resulting in uneven grafting. become the cause.

モノマーを付与された被処理物は、次に密閉系
に移される。
The monomer-loaded workpiece is then transferred to a closed system.

密閉系に移された被処理物は静置して加熱処理
する場合は、処理液が自重により下方へ移動する
のが通常であり、好ましくは該被処理物を遠心力
により液移動が惹起しない程度に回転するなどし
て、液移動の少ない状態に、保持することが好ま
しい。
When a workpiece transferred to a closed system is heat-treated while being left still, the processing liquid usually moves downward due to its own weight, and preferably the workpiece does not move due to centrifugal force. It is preferable to maintain the liquid in a state with little liquid movement by rotating it to a certain degree.

本発明で用いられる加熱手段は高周波加熱方式
であり、この手段によれば昇温速度やコントロー
ルのし易すさで優れており、さらに短時間に優れ
たグラフト効率を達成する特徴を発揮する。かか
る加熱装置としては芦田製作所(株)製高周波加工
機、市金工業社製アポロテツクス電子リアクター
(マイクロ波加工機)などがある。
The heating means used in the present invention is a high-frequency heating method, and this means is excellent in temperature increase rate and ease of control, and also exhibits the characteristics of achieving excellent grafting efficiency in a short time. Examples of such heating devices include a high-frequency processing machine manufactured by Ashida Seisakusho Co., Ltd. and an Apollotex electronic reactor (microwave processing machine) manufactured by Ichikin Kogyo Co., Ltd.

この加熱方法による場合は周波数、誘電体の種
類や量、被処理物の移動速度などの要件によつて
昇温速度が異るが、それぞれを調整することによ
り、昇温速度や最高温度を規制することができき
る。
When using this heating method, the temperature increase rate varies depending on requirements such as frequency, type and amount of dielectric material, and movement speed of the object to be processed, but by adjusting each of these, the temperature increase rate and maximum temperature can be regulated. I can do it.

グラフト重合開始温度は活性点の種類や重合開
始剤、モノマーの種類などによつて多少異るが、
通常80℃以上、好ましくは100℃以上高くとも130
℃までの温度条件が適用される。
Graft polymerization initiation temperature varies somewhat depending on the type of active site, polymerization initiator, type of monomer, etc.
Usually 80℃ or higher, preferably 100℃ or higher and at most 130℃
Temperature conditions up to ℃ apply.

(実施例) 実施例 1 精練中間セツト上りの未加工ポリエチレンテレ
フタレート繊維よりなる加工糸織物(東レ製
#25)を、ラジカル重合開始剤として有機過酸化
物、(日本油脂製ナイパーMT−80)2g、ポリ
エチレンテレフタレート繊維の膨潤剤としてモノ
クロルベンゼン10g、界面活性剤(第一工業製薬
製プライサーフA−217E)5gを混合し、水で
希釈し1の乳化液を形成した。これを前処理液
として用い、浴比1:30で上記織物を浸漬し、80
℃×30分間処理し、水洗した。次いでアクリル酸
とメタクリル酸の等重量混合物の水溶液(前モノ
マー濃度10〜100%)に該織物を浸漬させた後、
マングルで絞り、ガラス棒を芯にして、該織物を
巻き付けた上からポリプロピレンフイルムでシー
ルし、この織物シール体を、芦田製作所(株)製高周
波加工機の容器内に入れ、蒸気で100℃に昇温し、
その温度に該容器内をコントロールしながら5分
間高周波加熱処理した。なお、マングルで絞つた
時点でのモノマー溶液のピックアツプ量は上記織
物の重量に対して88%であつた。
(Example) Example 1 A processed yarn fabric (#25 manufactured by Toray Industries, Ltd.) made of unprocessed polyethylene terephthalate fibers from the scouring intermediate set was treated with 2 g of organic peroxide (Niper MT-80 manufactured by Nippon Oil & Fats Corporation) as a radical polymerization initiator. 10 g of monochlorobenzene as a swelling agent for polyethylene terephthalate fibers and 5 g of a surfactant (Plysurf A-217E manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku) were mixed and diluted with water to form an emulsion (1). Using this as a pretreatment liquid, the above fabric was immersed at a bath ratio of 1:30, and
It was treated at ℃ for 30 minutes and washed with water. Then, after immersing the fabric in an aqueous solution of an equal weight mixture of acrylic acid and methacrylic acid (monomer concentration 10-100%),
The fabric was squeezed with a mangle, wrapped around a glass rod as a core, and then sealed with a polypropylene film.The fabric seal was placed in a container of a high-frequency processing machine manufactured by Ashida Seisakusho Co., Ltd., and heated to 100°C with steam. The temperature rises,
High frequency heat treatment was performed for 5 minutes while controlling the inside of the container to that temperature. The amount of monomer solution picked up at the time of squeezing with a mangle was 88% of the weight of the fabric.

加熱処理後に乾燥重量を測定し、初期重量に対
する重量増加を求めた。次いで、その重量増加分
のアクリル酸を中和するためと、ホモポリマーの
抽出のために、該アクリル酸当量の1.5倍量の
Na2CO3を溶解した水溶液中で60℃で30分間処理
した。その後、大過剰のアクリル酸水溶液で80℃
×1時間処理し、繊維内部のNa+イオンを除去し
た後、乾燥重量を測定し、初期重量に対する重量
増加率を求めた。
After the heat treatment, the dry weight was measured to determine the weight increase with respect to the initial weight. Next, in order to neutralize the increased weight of acrylic acid and to extract the homopolymer, 1.5 times the equivalent weight of acrylic acid was added.
It was treated in an aqueous solution containing Na 2 CO 3 at 60° C. for 30 minutes. Then, add a large excess of acrylic acid aqueous solution to 80°C.
After treating for 1 hour to remove Na + ions inside the fibers, the dry weight was measured and the weight increase rate with respect to the initial weight was determined.

重量増加率に対応するモノマーのグラフト効率
はピツクアツプ量を考慮に入れて、次のように算
出した。
The monomer grafting efficiency corresponding to the weight increase rate was calculated as follows, taking into account the amount of pick-up.

グラフト効率(%)=重量増加率(%)×100/0.88×
濃度(%) これらの結果を第1図に示した。
Grafting efficiency (%) = Weight increase rate (%) × 100/0.88 ×
Concentration (%) These results are shown in Figure 1.

第1図より明らかなように、被処理物を浸漬さ
せるモノマー溶液の濃度が50%以下の場合は、50
%以上という高いグラフト効率で繊維内にモノマ
ーをグラフトさせ得ることがわかる。
As is clear from Figure 1, if the concentration of the monomer solution in which the object to be treated is immersed is 50% or less, 50%
It can be seen that monomers can be grafted into fibers with a high grafting efficiency of more than %.

比較として、実施例の上記モノマー水溶液(濃
度:混合モノマー20g/)を用いて浴比1:30
で溶中処理法(110℃×1時間)によりグラフト
重合する以外は実施例1と同一処理をした。
For comparison, the above monomer aqueous solution (concentration: mixed monomer 20g/) of Example was used at a bath ratio of 1:30.
The same treatment as in Example 1 was carried out except that graft polymerization was carried out by the in-solution treatment method (110° C. x 1 hour).

このもののグラフト率は15%で、グラフト効率
は25%であつた。
The grafting rate of this product was 15% and the grafting efficiency was 25%.

さらに比較として、実施例1において、高周波
加熱方式の代りに、Hi−Di型染色機(轟産業(株)
製)を用い、前記マングルで絞つた織物を該染色
機のポツト内に入れ、窒素雰囲気下に密封し、
110℃×1時間加熱処理した(比較例2)。
Furthermore, as a comparison, in Example 1, instead of the high frequency heating method, a Hi-Di type dyeing machine (Todoroki Sangyo Co., Ltd.) was used.
The woven fabric squeezed by the mangle is put into the pot of the dyeing machine, and the dyeing machine is sealed in a nitrogen atmosphere.
Heat treatment was performed at 110°C for 1 hour (Comparative Example 2).

このもののグラフト率ならびにグラフト効率を
第1図に示す。第1図から明らかなように実施例
1によればグラフト率、グラフト効率共に比較例
2よりも格段に優れていることがわかる。
The grafting rate and grafting efficiency of this product are shown in FIG. As is clear from FIG. 1, Example 1 is significantly superior to Comparative Example 2 in both grafting rate and grafting efficiency.

次にモノマー濃度が30%である場合の、実施例
1の、比較例2の各方法における加熱時間とグラ
フト率の変化を追跡した。結果を第2図に示す。
Next, changes in heating time and grafting rate in each method of Example 1 and Comparative Example 2 were tracked when the monomer concentration was 30%. The results are shown in Figure 2.

第2図から明らかなように、実施例1の方式で
は2分間後でほぼグラフト率が平衡に達するが、
比較例2の方式では加熱時間50分後でやつと平衡
に達することがわかる。
As is clear from FIG. 2, in the method of Example 1, the grafting rate almost reaches equilibrium after 2 minutes, but
It can be seen that in the method of Comparative Example 2, equilibrium is reached after 50 minutes of heating time.

(発明の効果) 本発明は、合成繊維を、極めて経済的かつ短時
間に、すぐれたグラフト効率で均一改質すること
ができる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, synthetic fibers can be uniformly modified extremely economically and in a short time with excellent grafting efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のグラフト方法によるモノマー
濃度、グラフト効率、グラフト率の関係図であ
る。第2図は実施例1と比較例2における加熱時
間とグラフト率の変化を示すグラフである。 表中、1:実施例1のグラフト率、1′:比較
例2のグラフト率、2:実施例1のグラフト効
率、2′:比較例2のグラフト効率。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between monomer concentration, grafting efficiency, and grafting rate according to the grafting method of the present invention. FIG. 2 is a graph showing changes in heating time and grafting ratio in Example 1 and Comparative Example 2. In the table, 1: grafting rate of Example 1, 1': grafting rate of Comparative Example 2, 2: grafting efficiency of Example 1, 2': grafting efficiency of Comparative Example 2.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 合成繊維にモノマーをグラフト重合させて改
質する方法において、該繊維に3〜50%のモノマ
ー水溶液をピツクアツプ量が30〜150%の範囲で
付与した後、密閉系で高周波加熱方式により加熱
処理することを特徴とする合成繊維の改質方法。
1 In a method of modifying synthetic fibers by graft polymerizing monomers, a 3-50% monomer aqueous solution is applied to the fibers in a pickup amount of 30-150%, and then heat treatment is performed using a high-frequency heating method in a closed system. A method for modifying synthetic fibers, characterized by:
JP10247484A 1984-05-23 1984-05-23 Modification of synthetic fiber Granted JPS60246869A (en)

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