JPH0379451B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は耐光性の優れた熱可塑性合成繊維の製
造方法に関し、詳細には合成繊維の溶融紡出後延
伸前の段階で特定の紫外線吸収剤を付着せしめ、
耐光性の優れた熱可塑性合成繊維を製造する方法
に関するものである。 染色物の日光堅牢度を向上させる方法は種々提
案されているが実用化されているものは殆んどな
く、通常は日光堅牢度の優れた染料を選択使用し
ているのが実情である。しかし近年自動車内装用
として繊維製品が多く使用される傾向にあり、こ
の場合の耐光性に対する要求性能は衣料における
ブルースケール４級以上という程度のものではな
く、フエードメータ83℃で300時間或いは400時間
の照射で変退色グレースケール４級以上という極
めて厳しいものとなつている。ところがこの様な
規格に適合し得る染料は殆んどなく、一部で高耐
光性含金属染料によりポリアミド繊維を染色する
方法が採用されてはいるものの、この染料では染
斑が発生し易くしかも色相に制限があつて鮮明色
が得られず、加えて熱やガスによつて基質が黄変
し易い等の問題がある。又ポリエステル繊維を分
散染料で染色すると、染料によつてはかなりの耐
光性を与えることができるが、夏期に屋外で放置
された自動車の内部温度は100℃程度にも達する
ことがあり、分散染料の昇華による変色や他部材
への昇華汚染が問題となる。 更にポリエステル繊維染色物の日光堅牢度を向
上させ或いは日光照射による劣化を防止する方法
として、紡糸以前の段階或いは染色直前の後処理
で紫外線吸収剤や酸化防止剤を付与する方法も知
られており、また紡糸以前に酸化防止剤を含有せ
しめたポリエステル樹脂を用いて紡糸した後、更
に紫外線吸収剤で後処理を行なう方法も提案され
ている（特公昭51−27788号等）。しかし紡糸以前
の段階でポリエステル樹脂に紫外線吸収剤を含有
させておくと、溶融紡糸時にこれらが昇華して作
業環境を悪化させたり繊維を黄変させる等の問題
を招き、他方後処理で耐光性を付与する方法で
は、紫外線吸収剤の溶解度が低い為分散不良とな
り易く且つその利用率が低いので多量の紫外線吸
収剤を使用しなければならず、それに伴つて紫外
線吸収剤が繊維外層部へ不均一に沈着し易く、特
に綿染めやチーズ染めなどでは最内層や最外層に
タール状となつて付着したり、又布染めの場合は
染斑となつて均一な耐光性向上効果が得られな
い。また紫外線吸収剤を溶剤に溶解して付着させ
ることも考えられるが、この方法では染色と同時
に処理することが不可能である他、特殊な付着
装置が必要になる、溶剤が繊維に吸着されて堅
牢度を低下させるので脱溶剤工程が不可欠とな
る、耐光剤の吸尽処理ができない、等の難点が
ある。 本発明者等はこうした状況のもとで、ポリエス
テル繊維等の合成繊維の表層部へ紫外線吸収剤を
容易に浸透・固定させることのできる様な技術を
確立しようとして鋭意研究を進めてきた。本発明
はかかる研究の結果完成されたものであつて、そ
の構成は、ポリエステル樹脂等の熱可塑性合成樹
脂を溶融紡出して得られる未延伸糸に粒径5μｍ
以下のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の水性
分散液を付着せしめた後延伸するところに要旨を
有するものである。 即ち本発明では溶融紡出後延伸前における結晶
化度及び配向度の低い未延伸糸に対して、特定の
紫外線吸収剤の水性分散液を付着させて繊維の表
層部へ浸透せしめ、次いで延伸することにより紫
外線吸収剤を繊維表層部内部に固定させるもので
あり、繊維への付着は通常のオイリング処理と同
様にして簡単に行なうことができると共に、紫外
線吸収剤を繊維表層部内部へ均一且つ強固に付着
させることができ、得られた繊維のフエードメー
タ等により照射後の強度保持率は大幅に向上す
る。しかも延伸後染色を行なつた場合でも染色物
の耐蝕性を著しく高めることができ、更には合成
樹脂に着色物質を配合して溶融紡糸を行なつた繊
維に適用した場合においても、フエードメータ等
の照射後の変色及び退色が抑制されると共に強度
劣化を大幅に抑えることができる。 本発明が適用される熱可塑性合成繊維の素材は
特に制限がなく、溶融紡糸の可能な熱可塑性合成
樹脂であればその種類の如何を問うものではない
が、使用する紫外線吸収剤との関連において本発
明の目的が最も有効に発揮されるのは、繰り返し
単位がアルキレンテレフタレートを主体とするポ
リエステル、たとえばポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、カオチン可染
性エチレンテレフタレート系コポリエステル等が
例示される。 次に本発明で使用する紫外線吸収剤はベンゾト
リアゾール系化合物の水性分散液であり、該化合
物の中でも最も好ましいのは下記一般式で示され
る化合物である。 （式中R₁、R₂は水素原子、炭素数１〜５のアル
キル基、アルコキシ基を表わし、Ｘは水素原子又
はハロゲン原子） 上記一般式の化合物のうち特に好ましいのは、
R₁がメチル基、R₂がターシヤリーブチル基、Ｘ
が塩素原子である化合物、或いはR₁がメチル基、
R₂及びＸが共に水素原子である化合物であり、
繊維に対する好ましい付着量は0.15〜５％owf.特
に好ましくは0.2〜２％owf.である。 上記ベンゾトリアゾール系化合物は前述の如く
水性分散液として未延伸糸に付着されるが、水性
分散液の調整に当つては界面活性剤を用いて粒径
が5μｍ以下の分散液とする必要がある。この様
な微細分散液とする為の手段は特に制限されない
が、好ましいのはベンゾトリアゾール系化合物、
界面活性剤及び水をサンドミル、ボールミル、コ
ロイドミル等の粉砕機中でスチールボールやガラ
スビーズ、磁製ボール等と共に強制撹拌する湿式
摩砕法である。この際摩砕が不十分で粒径が5μ
ｍを越えると分散液の安定性が不十分となり、放
置すると一夜でベンゾトリアゾール系化合物が沈
降分離して再分散が困難になる。その結果調整さ
れた紫外線吸収剤（水性分散液）を単独で未延伸
糸に付着させるにしても、或いは油剤中に浸入し
て油剤と共に付着させるにしても、貯槽の底部に
ベンゾトリアゾール系化合物が沈降して目標とす
る付着量が確保し得なくなる。これに対し粒径が
5μｍ以下の水性分散液ではこの様な問題が起こ
らず、所定量のベンゾトリアゾール系化合物を未
延伸糸の表面へ均一に付着させることができる。
尚界面活性剤としてはポリエチレングリコールア
ルキルエーテル、ポリエチレングリコールアルキ
ルフエニルエーテル、ポリエチレングリコール・
ポリプロピレングリコールブロツク共重合体及び
そのエーテル又はエステル、ポリエチレングリコ
ール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステ
ル、脂肪酸モノグリセリド、アルキルアミンのエ
チレンオキサイド付加物等の非イオン界面活性
剤、又は高級アルコールサルフエート、アルキル
ベンゼンスルホン酸塩、石けん、ポリアルキレン
グリコールフエニルエーテルのサルフエート等の
アニオン界面活性剤が好ましく、これらは単独で
使用してもよいが、ノニオン界面活性剤とアニオ
ン界面活性剤を併用することにより最も高い分散
性を得ることができる。その使用量はベンゾトリ
アゾール系化合物に対して２〜50重量％、より好
ましくは５〜30重量％である。 上記水性分散液に対する他の好ましい配合成分
として芳香族スルホン酸のホルムアルデヒド縮合
物が挙げられ、この成分は水性分散液の安定性を
高めると共に繊維の耐光性を更に高める作用も発
揮する。この様な縮合物の具体例としてはナフタ
レンスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物、フエ
ノールスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物等が
挙げられ、その好ましい配合量はベンゾトリアゾ
ール系化合物に対して通常20〜200重量％、好ま
しくは50〜150重量％である。またベンゾトリア
ゾール系化合物の分散安定性を更に高める為、分
散時或いは分散後にカルボキシメチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピル
セルロース等の高分子糊剤やグリセリン、ジエチ
レングリコール、ポリエチレングリコール等の吸
湿剤を少量配合することも有効である。特にノニ
オン界面活性剤単独で分散させようとするとき
は、分散安定性を高める意味で上記高分子糊剤を
併用することが望まれる。 尚本発明においても通常の紡糸と同様ラウリル
フオスフエートのカリウム塩やラウリルアルコー
ルのエチレンオキサイド付加物等の紡糸油剤が使
用されるが、上記紫外線吸収剤は該紡糸油剤の
前・後適当位置で紡糸油剤とは個別に付着させて
もよく、或いは紡糸油剤に上記紫外線吸収剤を混
入させて同時に付着させてもよい。また紡糸後の
延伸は、加熱された延伸プレート上で熱延伸する
方法或いは加熱された水浴中で浴中延伸する方法
の何れを採用してもよく、この場合紡糸から延伸
までの間には室温（20〜25℃程度）で６時間以
上、好ましくは12時間以上の放置時間を取るのが
よい。 本発明は概略以上の様に構成されており、溶融
紡糸後延伸前の段階でベンゾトリアゾール系紫外
線吸収剤の水性分散液を付着させて繊維の表層部
内部へ紫外線吸収剤を浸透せしめ、次いで延伸す
ることにより該紫外線吸収剤を表層部内部へ固定
する様にしたから、紫外線吸収剤の歩留りが向上
すると共にこれを繊維表層部内部へ均一に付与す
ることができた。しかもその付着は、通常のオイ
リング工程と同時或いはその前・後で同様の方法
で行なうことができるので付着の為の設備及び作
業も極めて簡単である。かくして合成繊維自体の
耐光性を大幅に向上し得ると共に、着色剤の配合
された繊維に適用した場合は着色剤の変色・退色
が大幅に改善され、高温下の耐光性及び耐久性に
卓越した合成繊維を得ることができる。 次に実施例及び比較例を挙げて本発明の効果を
明確にする。 実施例 １ フエノール／テトラクロロエタン混合溶媒
（６／４重量比）中30℃で求めた固有粘度0.65の
ポリエチレンテレフタレートに第１表に示す色材
をマスターバツチ方式で混練して溶融紡糸し、直
ちに下記成分組成の油剤を10％owf.付着させた。
得られた単繊維を集束してトウとトウ缶に入れて
20時間放置した。次いで70℃のドロ−バス中で約
3.5倍に延伸し乾燥後クリンパにかけて捲縮付与
を施してカツトし、更に抱束状態にて160℃×
2min熱処理して捲縮セツトを行ない、6^d×64^mm
のフアイバーを得た。これをニードルパンチ機で
処理してニードルパンチ布を作成し、バツキング
なしでフエードメータにより耐光性試験を行なつ
た。結果を第１表に併記する。尚油剤(A)はベンゾ
トリアゾール系紫外線吸収剤を含むもの（実施
例）、油剤(B)は同紫外線吸収剤を含まないもの
（比較例）である。

【表】

【表】

【表】 実施例 ２ 固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレートを
溶融紡糸した後、直ちに実施例１と同一組成の油
剤を付着せしめ、得られた未延伸糸をパーンに巻
取り、20℃で24時間放置した後3.5倍に熱延伸し
た（150^d−48^f）。この糸をチユーブ編にし常法に
よりソーダ灰２ｇ／とノニオン活性剤１ｇ／
を含む水溶液中で80℃×30分精錬した。次いで第
２表に示す染料を用いて130℃×30分染色し、還
元洗浄後十分に水洗し170℃×20秒で熱セツトし
た。この編地をフエードメータで耐光性試験を行
ない、第２表に併記する結果を得た。 又精錬した編地を再びデニツトし、ストレート
ヤーンの状態でフエードメータ照射を300時間行
ない照射による強力及び伸度の低下率を調べたと
ころ、油剤(A)を用いたものは強力低下率10％、伸
度低下率18％に対し、油剤(B)を用いたものは強力
低下率45％、伸度低下率50％と何れも極めて高か
つた。

【表】

【表】 実施例 ３ 第３表に示した各種化合物を夫々ナフタレンス
ルホン酸ナトリウムのホルムアルデヒド縮合物及
びポリエチレングリコールラウリルエーテルを
５：１（重量比）で混合した活性剤と共に混合破
砕して粒径が1μｍ以下の紫外線吸収剤を得た。
この紫外線吸収剤が純分換算で２％owf.紡糸油
剤としてのラウリルフオスフエートカリウム塩が
0.2％owf.となる様に油剤浴を調整し、この油剤
を、５−ナトリウムスルホイソフタル酸（全酸成
分に対して2.5モル％）を含むポリエチレンテレ
フタレート系ポリエステルの溶融紡糸直後に付着
させた。この未延伸糸を一旦パーンに巻取り、25
℃で18時間放置した後3.5倍に熱延伸した（150^d
−48^f）。得られたチユーブ編とし、常法により精
錬を行なつた後下記組成の染色液で染色した。 染色液組成 マキシロンブル−GRL（チバ・0.2％owf.ガイギ
ー社製、カチオン染料） 芒 硝 ３ｇ／ 酢酸／酢酸ソーダ PH＝4.0 浴 比 １：20 染色条件：120℃×60分 得られたチユーブ編地の耐光性を第４表に示
す。

【表】

【表】

【表】 ースケール評価
比較例 １ ポリエチレンテレフタレートを常法により紡糸
及び熱延伸した後、第３表の紫外線吸収剤〔〕
を実施例３と同様の水性分散液として延伸糸の表
面に付着させ（純分換算で５％owf.）次いで25
℃で24時間放置した後チユーブ編とし、同様にし
て精錬を行なつた。その後再びデニツトした後フ
エードメータで63℃×300時間照射し、照射前・
後の強力保持率を調べたが、紫外線吸収剤〔〕
を使用しないものに比べて差は認められなかつ
た。即ちベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を使
用した場合でも、これを延伸後に付着させたので
は耐光性改善効果を与えることができない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性合成樹脂を溶融紡出して得られる未
   延伸糸に粒径5μｍ以下のベンゾトリアゾール系
   紫外線吸収剤の水性分散液を付着せしめた後、延
   伸することを特徴とする耐光性合成繊維の製造方
   法。 ２ ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が、下記
   一般式で示される化合物である特許請求の範囲第
   １項記載の耐光性合成繊維の製造方法。 （式中R₁、R₂は水素原子、炭素数１〜５のアル
   キル基、アルコキシ基、Ｘは水素原子又はハロゲ
   ン原子） ３ 未延伸糸が熱可塑性合成樹脂に着色剤を加え
   て溶融紡出したものである特許請求の範囲第１又
   は２項記載の耐光性合成繊維の製造方法。