JPH0425972B2

JPH0425972B2 -

Info

Publication number: JPH0425972B2
Application number: JP58244339A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kamiide; Kunihiko Okajima
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1983-12-26
Filing date: 1983-12-26
Publication date: 1992-05-06
Also published as: JPS60137938A

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野本発明は、高分子材料の改質加工方法に関する
ものであり、更に詳しく述べるならば、セルロー
スエーテルを、改質剤として用い、高分子材料の
吸水性、帯電防止性、色調、風合い、および光沢
などの特性を改善する加工方法に関するものであ
る。技術的背景一般に、高分子材料を繊維形態で利用する場合
数多くの性能が要求されるが、材料固有の性質だ
けではその要求性能のすべてを満たすことは出来
ず、材料の使用目的に応じて何らかの改質加工が
必要とされている。しかしながら改質の目的は
様々であることから、画一化された方法論がある
わけではない。高分子材料の性能としては、セル
ロースを含む天然系高分子と合成高分子の両者の
性質を合せ持つように改質を設計することが理想
であり、この目的のために種々の角度・方向から
改質方法が考案あるいは検討されている現状にあ
る。本発明も目的を同じくするものであり、思想
的には被改質材料にセルロースエーテルを付着さ
せて改質しようとする化学的な加工法として位置
付けられる。高分子材料の改質を目的とした従来技術を考察
した場合、例えば化学的な改質加工法だけを取つ
てみてもその数は膨大なものである。しかし、本
発明者らの知る限り高分子材料にセルロースエー
テルを付与して改質を試みた例がなく、関連先行
技術文献を見出すことはできなかつた。一方1970年代には、セルロースの種々の有機溶
剤、例えばDMSO／PFA、DMF／クロラール／
ピリジン、ホルムアミド／SO₂／アミン、
DMAC／N₂O₄、Ｎ−メチルモルホリンＮ−オキ
シド、ヒドラジン水溶液等が見出され、その利用
方法が広く検討された。これらの有機溶剤を利用
して、本発明方法と同じカテゴリーの処理は可能
と考えられる。しかし、この場合性能面では基本
的に同程度の効果が期待できるものの、プロセス
的に多くの問題点を抱えており、工業的実現性は
極めて低い。また、セルロースの有機溶剤溶液を利用する場
合には溶剤自体の毒性や爆発性等の潜在的な問題
とともに溶媒回収コストが高い等の経済性の問題
もあり工業的には、その利用の実用性が乏しい。更に、比較的置換度の高いセルロース誘導体を
有機溶媒に溶かしてコーテイングする方法も考え
られるが、このような誘導体ではセルロース本来
の性質が失なわれているため改質効果は半減す
る。例えばセルロースジアセテートの場合、アル
カリ媒体中でケン化してセルロースに戻すことが
できるが、経済的にもプロセス的にもメリツトは
少なく全く実用的でない。本発明者らは、かかる問題点に鑑み、安価で安
全でしかも改質効果の優れた改質剤を見い出すべ
く鋭意検討した結果、実質的にセルロースエーテ
ルとアルカリとから成る系が改質に対して効果的
であることを発見し、本発明に到達したものであ
る。発明の目的本発明は特に安価で危険性が少なく、しかも改
質効果のすぐれた、高分子材料の改質加工方法の
提供を目的とするものである。本発明の他の目的は、高分子材料の吸水性、制
電性、風合い、色調、光沢等を改善することので
きる、高分子材料の改質加工方法を提供すること
にある。発明の構成本発明の高分子材料の改質加工方法は、高分子
材料を、0.03〜0.10の置換度を有するセルロース
エーテルと、アルカリとの水溶液からなる処理液
で処理することを特徴とするものである。上記処理によつて、高分子材料に付着したセル
ロースエーテル含有アルカリ処理液は、中和さ
れ、それによつてセルロースエーテルが高分子材
料上に固定される。発明の具体的説明本発明方法の特徴は、高分子材料に好ましくは
糸、布帛、不織布等の繊維材料に吸水性、制電性
の付与、並びに、風合い・色調調整を行うため
に、セルロースエーテルとアルカリとの水溶液か
らなる処理液をコーテイング、あるいは、デイツ
ピング等の手段で該材料に付着させる点にあり、
その後に、処理された材料を中和、洗浄、乾燥処
理し、該繊維材料に低置換度セルロースエーテル
を付与する。本発明によれば、高分子材料、例えば、ポリエ
ステル、ポリアミドポリアクリロニトリル等の合
成高分子に対し吸水能・制電能を容易にかつ、経
済的に付与することが可能であり、これらの効果
に付随して風合い、色調等も改良される。特に改
質剤主成分との親和性の点から合成高分子とセル
ロースとの複合材料（例えば混用繊維）に対して
著しい効果を示す。また、他の利点として本発明
方法による処理はくり返して行なうことができる
ので、高分子材料に所望の機能を付与することが
容易となる。本発明方法の最大の特徴は、改質処理液として
セルロースエーテルとアルカリとから成る水溶液
を用いる点にある。本発明に使用できるセルロー
スエーテルは、置換度が0.03〜0.10の範囲内にあ
り、置換基として、例えばカルボキシメチル基、
カルボキシエチル基、カルバモイルエチル基、メ
チル基、エチル基、プロピル基、シアノエチル
基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基
のうち少なくとも１種以上を含むセルロース誘導
体から選ばれる。置換度が0.03より小さい場合、セルロースエー
テルのアルカリ水溶液に対する溶解性が著しく劣
り、均一溶液を得ることができなくなる。また、
仮りに溶液を得ることができたとしても溶液の安
定性が低く、ゲル化が生起するため、このような
セルロースエーテルを実用に付すことが出来な
い。一方、置換度が0.1より大きくても、置換基
の種類や置換度によつてはアルカリに可溶で本発
明法と同じ処理に付すことのできる溶液を調製す
ることが出来る場合もあるが、置換度が0.1より
大きくなるとそのようなセルロースエーテルはア
ルカリに溶けるだけでなく、基本的に水に膨潤し
たり溶解する性質を持つている。このため処理自
体可能であつたとしても得られる改質材料の水へ
の耐久性に問題があり実用的でない。本発明方法
では、水に耐久性を示し、しかもアルカリに溶け
る特定のセルロースエーテルを用いる点に特徴が
ある。本発明方法に使用できるセルロースエーテルの
重合度は、100以上であることが好ましく、200〜
700であることが更に好ましい。重合度が100より
小さいと改質剤の皮膜形成性が不十分となり、或
は形成された皮膜の耐久性が不十分となることが
ある。また重合度が700より大きくなると、得ら
れるセルロースエーテル／アルカリ溶液の粘性が
高くなつたり、均一溶解化が困難となることがあ
り実用上好ましくない。一方、処理液を構成する
アルカリ溶液中のセルロースエーテル濃度は、通
常、0.5〜10重量％の範囲内にあることが好まし
い。該濃度が10重量％より大きくなると得られる
溶液の粘性が巨大となつて処理が難しくなつた
り、過付着や不均一化が起りやすく好ましくな
い。また、逆に濃度が0.5重量％より小さくなる
と、溶液からセルロースエーテルが凝集する時の
均質化が困難となり部分的に剥離が生起し実用に
耐えなくなることがある。特に好ましいセルロー
スエーテル濃度は１〜３重量％である。また、セルロースエーテル／アルカリ水溶液中
のアルカリ濃度は６〜18重量％であることが好ま
しく、例えば苛性ソーダの場合、８〜12重量％が
好適に用いられる。アルカリとしてはアルカリ金
属の水酸化物が用いられ、苛性ソーダの他に、水
酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム
等が用いられる。かくして得られた水溶液を高分子材料に付着さ
せるには、通常の処理液付与方法や装置、例えば
ナイフコーテイング、スプレー噴霧、ハケ塗り、
デイツピング等の手段が用いられる。該水溶液を
付着させた後は、必要に応じてマングル、セント
ル遠心機、圧搾機等で脱液してもよく、又、付着
処理を数回くり返して行なつても何ら支障をきた
さない。処理液の高分子材料に対する付着量は、
高分子材料の種類、形態、セルロースエーテルの
種類および濃度、並びに期待する効果等を勘案し
て適宜調整すればよく、通常、１回の処理操作で
処理液が30〜500％（対高分子材料重量）の範囲
で付着される。前記処理工程に引続き、中和工程
を、処理液付着後直後に、または一且付着した処
理液を乾燥させてから乾す。中和工程に用いられ
る中和液は酸性であれば水溶液であつてもアルコ
ール溶液であつても良いが、特に数％の硫酸水溶
液が好適に用いられる。中和後は、処理された高
分子材料をよく水洗し所望の条件で乾燥して処理
を完了する。本発明方法は、基本的には、いずれの高分子材
料にも適用できるが、作用効果の著しい高分子繊
維材料に用いることが好ましい。例えば、ポリエ
ステル繊維材料の場合、条件によつてはアルカリ
減量処理と同時に、本発明方法による改質処理を
施すことができる。また、ポリアクリロニトリル
繊維材料の場合、改質剤を付着後、繊維材料に熱
を加えることによつてポリアクリロニトリル分子
の側鎖のニトリル基がアミドオキシム基やカルボ
キシル基に変化し、化学変性による効果が加味さ
れた改質が可能となる。一方、綿や再生セルロー
ス繊維からなる材料の場合、これらは本来アルカ
リ水溶液に膨潤する性質を有しているので繊維形
態や組織の改良に有効となる。このように本発明
方法では、改質処理液にアルカリを含んでいるた
め、種々の派生効果が期待できると共に、安価で
しかも安全な改質方法を提供しうる。また、本発
明方法は、高分子材料が繊維材料の場合、これが
染色前であつても、染色後であつても適用可能で
あり、両者でその改質効果に相異がある。以下、実施例により本発明を説明するが、本発
明はこれらによつて何ら限定されるものではな
い。実施例に於いて、帯電防止性の１つの尺度であ
る半減期時間は、試料を20℃で相対湿度を40％に
制御した人工気候室で48時間コンデイシヨニング
した後、JIS Ｌ−1094のＡ法に基き、帯電した電
位が半分に減少するまでの時間を測定し、その測
定時間をもつて表した。吸水性能は、バイレツク法に準拠して25cm×
2.5cmの布帛の一端（2.5cmサイド）を水に10分間
浸し、その時点に於いて、水面から吸水高さまで
の距離を読みとりその値をもつて表示した。実施例１本実施例は第１表に示した高分子材料を、置換
度が0.09のカルボキシエチルセルロースと苛性ソ
ーダとの水溶液からなる改質処理液で処理し、吸
湿性並びに制電性の付与を試みた例を示す。先ず、平均重合度が370のカルボキシエチルセ
ルロース45ｇを10重量％の苛性ソーダ水溶液３
に溶解した改質処理液を調製した。15℃に保持さ
れた該溶液に、各試料布帛５ｇを浸漬し充分浸透
せしめた後、処理液付着率が約200％になるよう
に絞つた。しかる後、これを１重量％硫酸水溶液
に浸漬して中和した後、流水下で洗浄し70℃にコ
ントロールした熱風乾燥機で乾燥した。第１表に加工各試料の性能（制電性、吸水性）
を示す。表中洗濯有とは、洗剤としてニユービー
ズを用いて40℃で50分間洗濯した後、流水下で10
分間すすいだものを意味する。

【表】ちなみに改質加工前の布帛の半減期はいずれも
90sec以上であり、この結果から本発明方法が帯
電防止性向上に極めて有効な方法であることが判
かる。又、吸水性能も、未処理のものが、ポリエ
ステル編物の場合0.8cm、ポリアミド織物の場合
11cmであるのに対し、各処理試料においては格段
の向上がみられる。一方、本発明法によれば染色は、改質加工前で
あつても後であつてもよく、染色効果に差異の無
いことも判かる。実施例２本実施例は置換度が0.06のシアノエチルセルロ
ースと苛性ソーダとからなる改質剤を用いた改質
例を示す。平均重合度が380のシアノエチルセルロース30
ｇを12wt％の苛性ソーダ１に溶解し改質処理
液を調製した。ポリアクリロニトリルを90％含有するアクリル
繊維紡績糸40番手双糸で三段両面に編成した編物
25ｇを、上記処理液（20℃）に浸漬し、充分浸透
せしめた後付着率が約150％になるように脱液さ
せ、２重量％塩酸水溶液中で中和した後良く水洗
し風乾した。得られた編物の静電気半減期は3.9secであり、
吸水性能が15cmであつた。また、得られた改質布
帛は、未処理布帛に較べてアイロンがけが容易で
あり、所謂耐へたり性の改善を示すことが判かつ
た。発明の効果本発明の効果は下記の通りである。合成高分子表面にセルロースエーテルを付与
できるため、制電性や吸水性が向上する。綿製品や不織布に処理を備すことにより、風
合いや耐へたり性が改善される。従つて、本発明方法は、高分子材料に対する化
学改質加工法として、極めて高い技術的意義を有
するものである。

Claims

【特許請求の範囲】１高分子材料を、0.03〜0.10の置換度を有する
セルロースエーテルとアルカリとの水溶液からな
る処理液で処理することを特徴とする、高分子材
料の改質加工方法。２前記高分子材料が、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリアクリロニトリルから選ばれた少くとも
１種の合成高分子を含む材料である、特許請求の
範囲第１項記載の方法。３前記セルロースエーテルが、置換基としてカ
ルボキシメチル基、カルボキシエチル基、カルバ
モイルエチル基、メチル基、エチル基、プロピル
基、シアノエチル基、ヒドロキシエチル基、ヒド
ロキシプロピル基からなる群から選ばれた少くと
も１種を有する、特許請求の範囲第１項記載の方
法。４前記セルロースエーテルが100以上の重合度
を有する、特許請求の範囲第１項記載の方法。５前記セルロースエーテルの重合度が200〜700
の範囲内にある、特許請求の範囲第４項記載の方
法。６前記処理液における前記セルロースエーテル
の濃度が0.5〜10重量％の範囲内にある、特許請
求の範囲第１項記載の方法。７前記アルカリがアルカリ金属の水酸化物から
選ばれる特許請求の範囲第１項記載の方法。８前記処理液におけるアルカリの濃度が６〜18
重量％の範囲内にある、特許請求の範囲第１項記
載の方法。９前記処理液が、前記高分子材料にその重量の
30〜500％の量で付着する、特許請求の範囲第１
項記載の方法。１０前記高分子材料に付着した前記処理液が中
和される、特許請求の範囲第９項記載の方法。