JPH08232169A - 繊維材料の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ビニルカルボン酸および／またはビニルスルホ
ン酸、下記一般式［Ｉ］で示されるジビニルモノマなら
びに重合開始剤からなり、ビニルカルボン酸および／ま
たはビニルスルホン酸モノマと一般式［Ｉ］で示される
ジビニルモノマモノマの重量比が１：１〜２０：１であ
る処理液を、繊維材料に付与した後、繊維材料表面で重
合させ、導入された酸性基をZn²⁺、Cu²⁺、Ni⁺ 、Mn²⁺、
Ag⁺ 、Fe²⁺からなる群より選ばれた少なくとも１種の金
属イオンで置換することを特徴とする繊維材料の処理方
法。 【化１】 【効果】樹脂の付着ムラがなく、しかも洗濯や摩擦など
に対する耐久性にも優れ、風合いの柔軟な生地が得られ
る。また、この樹脂は優れた吸湿性および親水性を有し
ているため、合成繊維の蒸れやすい、帯電しやすい、汚
れが落ちにくいといった欠点が解消される。さらに優れ
た消臭性も兼ね備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維材料の処理方法に
関するものである。さらに詳細には、耐久性のある吸湿
性と消臭性を同時に兼ね備え、しかも柔軟な風合いおよ
び染色堅牢度が良好な繊維材料を得る処理方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル、ナイロンなどの合成繊維
は、優れた物理的特性および化学的特性を有しているた
め広く使用されているが、その反面、吸湿性が低いため
着用時に蒸れやすく、帯電しやすいという欠点があり、
改善が望まれている。

【０００３】このため、合成繊維に吸湿性を付与する方
法として、アクリル酸やメタクリル酸をグラフト重合さ
せたり（特公昭６０−３４９７９号公報）、セルロース
微粉末や特定のポリアミノ酸系樹脂などの吸湿性物質を
合成繊維に付与させたりする方法が提案されている（特
開平２−８４５６５号公報、特開平２−１４５８７２号
公報）。

【０００４】また、合成繊維に消臭性を付与する方法と
して、銅化合物（特開昭６１−２３１２０２号公報）や
有機シリコーンの４級アンモニウム塩化合物（特開昭６
１−２８２４７４号公報）、各種抗菌剤（特開昭６１−
２５８０７６号公報）を用いて消臭しようとする方法が
提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、いずれの方法
も性能や耐久性が不十分であったり、風合いが硬くなっ
たりする欠点があり、耐久性のある吸湿性と消臭性を同
時に兼ね備えた技術は望まれながら実現されなかったの
が現状である。

【０００６】本発明の課題は、薄地に対しても十分な耐
久性のある吸湿性と消臭性を同時に兼ね備え、しかも柔
軟な風合いおよび染色堅牢度が良好で性能の安定した繊
維材料を得る処理方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の処理方法は、上
記課題を解決するために、次の構成を有する。すなわ
ち、ビニルカルボン酸および／またはビニルスルホン酸
（以下、モノマＡ）、下記一般式［Ｉ］で示されるジビ
ニルモノマ（以下、モノマＢ）ならびに重合開始剤から
なり、モノマＡとモノマＢの重量比が１：１〜２０：１
である処理液を、繊維材料に付与した後、繊維材料表面
で重合させ、導入された酸性基をZn²⁺、Cu²⁺、Ni⁺ 、Mn
²⁺、Ag⁺ 、Fe²⁺からなる群より選ばれた少なくとも１種
の金属イオンで置換することを特徴とする繊維材料の処
理方法である。

【０００８】

【化２】 以下、本発明の内容について詳述する。

【０００９】本発明に用いるモノマＡとしては、ビニル
カルボン酸および／またはビニルスルホン酸が選ばれ
る。ビニルカルボン酸の具体例としては、アクリル酸、
メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ブテントリカ
ルボン酸などが挙げられる。ビニルスルホン酸の具体例
としては、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンス
ルホン酸（以下、ＡＭＰＳ）、２−アリルオキシ−２−
ヒドロキシプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸ナ
トリウム、イソプレンスルホン酸ナトリウム、スルホエ
チルメタクリレート、アリルスルホン酸ナトリウム、メ
タリルスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。本発明
では、これらのモノマを２種以上用いることも何ら差し
支えない。特に、重合効率と吸湿性の面からは、アクリ
ル酸、メタクリル酸、２−アクリルアミド−２−メチル
プロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウムが
好ましい。

【００１０】本発明に用いるモノマＢは、一般式［Ｉ］
において、ｎを５〜２３とするものである。ｎが５より
も小さいと、薄地に対して十分な耐久性を得るのが容易
でなく、加工中の水分制御が容易ではないことから樹脂
の付着ムラによる性能のバラツキが生じる。また、ｎが
２３より大きいと十分な耐久性が得られない。

【００１１】また、Ｘについては、Ｘ＝ＣＨ₃ の場合、
安全面から好ましい。なお、モノマＡと同様にモノマＢ
を２種以上用いることも何ら差し支えない。

【００１２】モノマＡとモノマＢの混合比は、重量比で
１：１〜20：１とするものである。この重量比が１：１
に満たない場合には、生地の風合いが粗硬なものになっ
てしまい、得られる吸湿性も低いレベルにとどまる。一
方、20：１を越える場合には、重合体の網目構造化が十
分に進まないため、繊維への固着が不十分になってしま
う。モノマＡとモノマＢの使用量については、特に限定
はなく、処理の目的に応じて任意に決めればよい。

【００１３】本発明に用いる重合開始剤としては、通常
のラジカル開始剤を使用できる。例えば、過硫酸アンモ
ニウム、過硫酸カリウム、過酸化水素などの無機系重合
開始剤や、２，２′−アゾビス（２−アミディノプロパ
ン）ジハイドロクロライド、２，２′−アゾビス（Ｎ，
Ｎ′−ジメチレンイソブチラミディン）ジハイドロクロ
ライド、２−（カルバモイラゾ）イソブチロニトリルな
どの有機系重合開始剤が挙げられる。また、過酸化ベン
ゾイル、アゾビスイソブチロニトリルなどの水不溶性重
合開始剤をアニオン、ノニオン等の界面活性剤で乳化さ
せて用いても良い。コスト、取扱いの容易さの点から
は、過硫酸アンモニウムが好ましく用いられる。 さら
に、重合効率を高めるために、重合開始剤としての過酸
化物と還元性物質を併用するいわゆるレドックス系開始
剤を用いても良い。この過酸化物としては、例えば、過
硫酸アンモニウムや過硫酸カリウム、還元性物質として
は、例えば、スルホキシル酸ナトリウムとホルマリンと
の反応物やハイドロサルファイトなどが挙げられる。重
合開始剤の使用濃度は、使用するモノマ濃度や処理条件
にもよるが、０．１〜３％が好ましい。

【００１４】本発明で用いる処理液には、必要に応じて
仕上げ加工剤、例えば、撥水剤、柔軟剤、難燃剤、抗菌
防臭加工剤などを添加しても良い。また、架橋促進のた
めに、風合いをあまり粗硬にしない程度に、メチロール
基を有するビニルモノマ、例えば、Ｎ−メチロールアク
リルアミドやＮ−メチロールメタクリルアミドなどを添
加しても良い。

【００１５】処理液を繊維材料に付与する方法として
は、通常用いられる手段が適用可能である。例えば、パ
ディング法、スプレー法、キスロールコータ、スリット
コータなどが挙げられる。これらの方法で処理液を付与
後、例えば真空脱水機で処理するなどして付与量を調整
することも好ましく行なわれる。

【００１６】本発明において、モノマＡとモノマＢを重
合させる方法としては、ラジカル重合に用いられるあら
ゆる手段が適用可能である。例えば、乾熱処理、スチー
ム処理、浸漬法、コールドバッチ法、マイクロ波処理、
紫外線処理などが挙げられる。マイクロ波処理とは、２
４５０ＭＨｚまたは９２０ＭＨｚの波長の高周波を被加
熱物に当てることで発熱させるものである。これら処理
手段は、単独で適用しても良いし、加熱効率を高めるた
めに、例えば、スチーム処理または乾熱処理時にマイク
ロ波処理または紫外線処理を併用するなどしても良い。
なお、空気中の酸素が存在すると重合が進みにくくなる
ので、乾熱処理、マイクロ波処理、紫外線処理の場合に
は、不活性ガス雰囲気下で処理するのが好ましく、コー
ルドバッチ法の場合にも、シール材で密閉するのが好ま
しい。

【００１７】これらの重合方法のなかでは、スチーム処
理が重合効率および処理の安定性の観点から好適であ
る。スチーム処理は、常圧スチーム、過熱スチーム、高
圧スチームのいずれでも良いが、コスト面からは、常圧
スチームまたは過熱スチームが好ましい。スチーム処理
温度は、８０〜１８０℃さらには１００〜１６０℃が好
ましい。スチーム処理時間は、１〜１０分間程度で良
い。

【００１８】なお、本発明の方法において、繊維材料に
処理液を付与した後、モノマＡとモノマＢを重合させる
前に、風乾あるいは乾燥機などで予備乾燥することも好
ましく行なわれる。

【００１９】本発明の処理による重合物の付着量は、吸
湿性能を優れたものにし、一方、風合いの粗硬化を防ぐ
観点から、繊維材料に対して１〜２０wt％とするのが好
ましい。

【００２０】本発明の処理方法においては、所定の処理
液を繊維材料に付与して、繊維材料表面で重合させた
後、導入されたカルボン酸および／またはスルホン酸か
らなる酸性基を、Zn²⁺、Cu²⁺、Ni⁺ 、Mn²⁺、Ag⁺ 、Fe²⁺
からなる群より選ばれた少なくとも１種の金属イオンで
置換するものである。これら群より選ばれた少なくとも
１種の金属イオンで置換しなければ、本発明の目的とす
る耐久性のある消臭性能を付与することはできない。な
お、これら金属イオンの置換は、常法により、これら金
属イオンを含む化合物の水溶液を繊維材料に付与するこ
とで達成することができる。付与の具体的手段の例とし
ては、炭酸ナトリウム水溶液などのアルカリ剤で処理し
た後、これら金属イオンを含んだ化合物を含有した仕上
加工剤に浸漬し、マングルで絞り、乾燥する方法などが
挙げられる。場合によっては、中固定や仕上剤の固着の
ために仕上セットを行なっても差しつかえない。

【００２１】また、仕上加工液に金属イオン化合物を併
用して仕上加工を行なう方法以外に、アルカリ処理後、
金属イオンを含んだ処理液で50〜80℃， 1〜30分程度処
理し、水洗、乾燥しても差しつかえない。

【００２２】金属イオン化合物の濃度は、耐洗濯性のあ
る消臭性能を容易に付与する一方、繊維強力の低下や色
相の変化を防止する観点から、固形分換算で繊維に対し
て0.05〜3 ％、さらには0.15〜0.6 ％付着させるのが好
ましい。

【００２３】また、本発明の処理方法において、これら
所定の金属イオンで置換された酸性基以外に、例えば、
K⁺ 、Na⁺ 、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺などの金属イオンで置換
された酸性基が本発明の目的を阻害しない範囲で一部含
まれていてもかまわない。

【００２４】また、本発明の処理方法において、上記の
金属イオンで置換した酸性基や遊離の酸性基に加え、４
級アンモニウムイオンで置換された酸性基を並存させる
ことも抗菌性、消臭性、防ダニ性を向上させる観点から
好ましい。その際の４級アンモニウムイオンの炭化水素
基としては、飽和脂肪族炭化水素基、不飽和脂肪族炭化
水素基および芳香族炭化水素基を任意に組合せたもので
あって、抗菌性、防ダニ性を有するものであれば好まし
く、なかでも、抗菌性を向上させる観点からは、炭化水
素基の総炭素数が１０以上、さらには１５以上のものが
特に好ましい。なお、これら炭化水素基のうちの任意の
２つまたは４つに代えて、窒素を含む複素環を形成する
ような２価の炭化水素基を１つまたは２つ有する構造で
あっても良い。このような４級アンモニウムイオンの置
換は常法により、これら４級アンモニウムイオンとハロ
ゲンイオンの塩からなる第４窒素化合物の水溶液を繊維
材料に付与することで達成することができる。このよう
な第４窒素化合物の具体例としては、ラウリルジメチル
ベンジルアンモニウムクロライド、セチルジメチルベン
ジルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルア
ンモニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド
などをあげることができる。また、４級アンモニウムイ
オンは単独でも２種以上を併用してもかまわない。

【００２５】４級アンモニウムイオンの置換具体的手段
は、前記した金属イオンの具体的置換方法と同様の手段
を用いることができる。

【００２６】本発明に用いうる繊維材料としては、ポリ
エチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート
などのポリエステル系繊維、ポリエステルに第３成分を
共重合したポリエステル系繊維、ナイロン６やナイロン
６６などのポリアミド系繊維、ポリアミドに第３成分を
共重合したポリアミド系繊維、ポリアクリロニトリルを
主成分とするアクリル系繊維、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリ塩化ビニル系
繊維、セルロース系繊維、蛋白質系繊維などがあげら
れ、これらを混紡、混繊、交織、交編した混用素材も含
まれる。また、繊維の形態としては、フィラメント、ス
テープル、織編物、不織布などいかなる形態であっても
良い。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により、さらに詳細に説明す
る。

【００２８】なお、実施例中に記載した各種性能の測定
は、次の方法による。

【００２９】＜吸湿率＞ 吸湿率（％）＝｛（吸湿時の生地重量−絶乾時の生地重
量）／（絶乾時の生地重量）｝×１００ ここで、吸湿時の生地重量とは、絶乾から２０℃・６５
％ＲＨあるいは３０℃・９０％ＲＨの環境下に２４時間
放置した時の重量をいう。

【００３０】＜消臭性能＞アンモニア、硫化水素、トリ
メチルアミン、メチルメルカプタンの４大悪臭について
評価する。

【００３１】アンモニア消臭性能： 500ccの密閉可能な
蓋付きポリエチレン製容器中に0.30％のアンモニア水溶
液を75μl 滴下した後、測定試料を3g入れて密閉し、２
０分放置後のポリエチレン製容器中の気体を 100cc採取
し、（株）ガステック製ガス検知管により残存アンモニ
ア濃度を測定する。測定試料を入れる直前のアンモニア
濃度は 250ppm であり、２０分放置後の残存アンモニア
濃度が25ppm 以下であれば良好なアンモニア消臭性能を
有するといえる。

【００３２】硫化水素消臭性能：アンモニア水溶液に代
えて0.50％の硫酸水溶液 100μl および0.50％の硫化ナ
トリウム水溶液30μl をポリエチレン製容器中に滴下す
るほかはアンモニア消臭性能と同様にして（株）ガステ
ック製ガス検知管により残存硫化水素濃度を測定する。
測定試料を入れる直前の硫化水素濃度は 20ppmであり、
２０分放置後の残存硫化水素濃度が2ppm以下であれば良
好な硫化水素消臭性能を有するといえる。

【００３３】トリメチルアミン消臭性能：アンモニア水
溶液に代えて0.50％のトリメチルアミン水溶液を40μl
ポリエチレン製容器中に滴下し、放置時間を２０分に代
えて４時間とするほかはアンモニア消臭性能と同様にし
て（株）ガステック製ガス検知管により残存トリメチル
アミン濃度を測定する。測定試料を入れる直前のトリメ
チルアミン濃度は 60ppmであり、４時間放置後の残存ト
リメチルアミン濃度が6ppm以下であれば良好なトリメチ
ルアミン消臭性能を有するといえる。

【００３４】メチルメルカプタン消臭性能：アンモニア
水溶液に代えて0.30％のメチルメルカプタンメタノール
溶液を120 μl ポリエチレン製容器中に滴下し、放置時
間を２０分に代えて２時間とするほかはアンモニア消臭
性能と同様にして（株）ガステック製ガス検知管により
残存メチルメルカプタン濃度を測定する。測定試料を入
れる直前のメチルメルカプタン濃度は 40ppmであり、２
時間放置後の残存メチルメルカプタン濃度が4ppm以下で
あれば良好なメチルメルカプタン消臭性能を有するとい
える。

【００３５】実施例の供試生地には、東レ（株）製ポリ
エステル織物＃８５２１５を精練、乾熱セット後、１５
％の減量加工を施し、分散染料を用いて常法で染色し還
元洗浄、乾燥したものを用いた。

【００３６】（実施例１）供試生地を下記組成の処理液
に浸漬後、マングルでピックアップ率１００％になるよ
うに絞り、乾燥機で１３０℃，３分乾燥させた。

【００３７】 ＡＭＰＳ 140g/l 一般式［Ｉ］において、Ｘ：−ＣＨ₃ ，ｎ＝９のモノマ 25g/l Ｎ−メチロールアクリルアミド 8g/l 過硫酸アンモニウム 3g/l その後、常圧スチーマで３分間処理し、湯水洗、乾燥し
た。次いで、重曹40％owf を用いて浴中で８０℃，３０
分（浴比１：２０）、ナトリウム置換処理を行なった。
さらに、硫酸亜鉛（７水塩）13％owf を用いて浴中で８
０℃，２０分（浴比１：２０）、亜鉛置換処理を行なっ
て得た試料を評価に供した。結果を表１に示す。

【００３８】

【表１】 （実施例２）供試生地を実施例１と全く同じ組成の処理
液に浸漬後、マングルでピックアップ率１００％になる
ように絞り、乾燥機で１３０℃，３分乾燥させ、常圧ス
チーマで３分間処理し、湯水洗、乾燥した。次いで、重
曹40％owf を用いて浴中で８０℃，３０分（浴比１：２
０）、ナトリウム置換処理を行なった。さらに、硫酸銅
（５水塩）10％owf を用いて浴中で８０℃，２０分（浴
比１：２０）、銅置換処理を行なって得た試料を評価に
供した。結果を表１に併せて示す。

【００３９】（比較例１）供試生地を実施例１と全く同
じ組成の処理液に浸漬後、マングルでピックアップ率１
００％になるように絞り、乾燥機で１３０℃，３分乾燥
させ、常圧スチーマで３分間処理し、湯水洗、乾燥して
得た試料を評価に供した。結果を表１に併せて示す。

【００４０】（比較例２）比較例１で得た試料に、さら
に、重曹40％owf を用いて浴中で８０℃，３０分（浴比
１：２０）、ナトリウム置換処理を行なって得た試料を
評価に供した。結果を表１に併せて示す。

【００４１】

【発明の効果】本発明の方法によれば、洗濯や摩擦など
に対する耐久性にも優れ、風合いの柔軟な生地が得られ
る。また、この樹脂は、優れた吸湿性および親水性を有
しているため、合成繊維の蒸れやすい、帯電しやすい、
汚れが落ちにくいといった欠点が解消され、さらに優れ
た消臭性も兼ね備えているために、発汗などに起因する
悪臭の発生も解消することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビニルカルボン酸および／またはビニルス
   ルホン酸、下記一般式［Ｉ］で示されるジビニルモノマ
   ならびに重合開始剤からなり、ビニルカルボン酸および
   ／またはビニルスルホン酸モノマと一般式［Ｉ］で示さ
   れるジビニルモノマモノマの重量比が１：１〜２０：１
   である処理液を、繊維材料に付与した後、繊維材料表面
   で重合させ、導入された酸性基をZn²⁺、Cu²⁺、Ni⁺ 、Mn
   ²⁺、Ag⁺、Fe²⁺からなる群より選ばれた少なくとも１種
   の金属イオンで置換することを特徴とする繊維材料の処
   理方法。 【化１】