JPH09143883A

JPH09143883A - 繊維用制電処理剤

Info

Publication number: JPH09143883A
Application number: JP7307245A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Komatsubara; 知夫小松原; Mikio Nakagawa; 幹生中川
Original assignee: Matsumoto Yushi Seiyaku Co Ltd
Current assignee: Matsumoto Yushi Seiyaku Co Ltd
Priority date: 1995-11-27
Filing date: 1995-11-27
Publication date: 1997-06-03

Abstract

(57)【要約】【課題】制電性およびその耐久性に優れた繊維用制電
処理剤を提供すること。【解決手段】１０〜６０重量％のオキシエチレン鎖を
含有するウレタンプレポリマーの遊離イソシアネート基
を重亜硫酸塩でブロックした水溶性または水分散性のウ
レタンプレポリマー組成物を含有することを特徴とする
繊維用制電処理剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維に用いられる
制電処理剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、制電性を各種の繊維製品に付与す
るためには、種々のカチオン性界面活性剤、アニオン性
界面活性剤または両性界面活性剤からなる処理剤、もし
くはポリエチレングリコール、エチレンオキサイド鎖を
多く含むポリオールを使用したウレタンポリマーまたは
ウレタンプレポリマー等が提供されている。

【０００３】しかしながら、これらカチオン性界面活性
剤、アニオン性界面活性剤または両性界面活性剤からな
る処理剤を用いると、処理直後の制電性は優れている
が、耐久性が全くないという問題がある。

【０００４】また、ポリエチレングリコール、エチレン
オキサイド鎖を多く含むポリオールを使用したウレタン
ポリマーまたはウレタンプレポリマーを用いると、ある
程度の耐久性のある制電性を付与することはできるが、
前記処理剤に比べ制電性が低く、さらにエーテル基を多
く含有するため粘着性が発現し、繊維の処理剤としては
好ましくない。

【０００５】一方、特公昭５３−２９１９８号公報で
は、２個以上の活性水素原子を有する分子量が２００〜
２００００の化合物一種以上を過剰量のポリイソシアネ
ートと重付加反応させて製造した遊離イソシアネート基
を含有する低分子量ウレタンプレポリマーを改良したウ
レタン組成物であって、該プレポリマー中に１０重量％
以上４０重量％以下のオキシエチレン鎖を含有させ、か
つ、前記遊離イソシアネート基当量の３倍当量以下、１
５重量％以上の濃度とした重亜硫酸塩水溶液を用いて、
該遊離イソシアネート基を重亜硫酸塩でブロックすると
同時に親水化させて得られる改良された物性を与える親
水性かつ熱反応性のウレタン組成物が開示されている
が、制電処理剤への適用は一切言及されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みなされたものであり、制電性およびその耐久性に優
れた繊維用制電処理剤を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、１０〜６０重
量％のオキシエチレン鎖を含有するウレタンプレポリマ
ーの遊離イソシアネート基を重亜硫酸塩でブロックした
水溶性または水分散性のウレタンプレポリマー組成物を
含有することを特徴とする繊維用制電処理剤に関する。

【０００８】すなわち、本発明の処理剤には、オキシエ
チレン鎖を含有し、遊離イソシアネート基が重亜硫酸塩
でブロックされたカルバモイルスルホネート基を有する
ウレタンプレポリマー組成物が含有されている。これを
合成繊維に適用して、熱処理することにより、ブロック
剤、つまり重亜硫酸塩が解離し、イソシアネート基が再
生したウレタンプレポリマーを生成する。そして、かか
る活性イソシアネート基は繊維の活性水素、例えば、
綿、レーヨン、ビニロンの−ＯＨ基、あるいはポリエス
テルの−ＣＯＯＨ基、羊毛の有する官能基と結合した
り、他のウレタンプレポリマーと結合して、三次元的に
高分子化し網目構造をとるので耐久性に優れた制電性を
繊維に付与する。

【０００９】本発明により付与される制電性はオキシエ
チレン鎖含量が多いほど向上する。しかし、オキシエチ
レン鎖があまり多量に含有されていると、最終的に得ら
れるポリウレタン組成物の耐水性等の物性は必ずしも満
足できるものとはいえなくなるため、オキシエチレン鎖
の含量をウレタンプレポリマーに対し６０重量％以下と
すれば、耐水性等の物性に問題のない、優れた制電性を
有する制電処理剤が得られることを見いだした。また、
１０重量％未満とすると、制電性が著しく低下し、本発
明による効果が得られない。従って、他の物性に影響な
く制電性に優れた制電処理剤を得るためには、プレポリ
マー中のオキシエチレン鎖含量を１０〜６０重量％、好
ましくは３０〜６０重量％とすることが必要である。

【００１０】本発明において、イソシアネート基のブロ
ック剤として、重亜硫酸塩が使用されるのは、フェノー
ル類、オキシム類、ラクタム類等の他のブロック剤と比
べ、解離温度が低く、熱処理時間を短縮でき、加工条件
を容易にできるためである。また、このブロック剤はア
ニオン性親水基を付与することができ、溶液または分散
液の安定性という面からも有用であるためである。

【００１１】重亜硫酸塩は実質的に水にしか溶解しない
ため、ブロック化反応させる際は水系で行わねばなら
ず、また、ウレタンプレポリマーはオキシエチレン鎖含
量に依存して水溶性または水分散性となるため、該プレ
ポリマーが水分散性である場合は、高速撹拌などによ
り、該プレポリマーを重亜硫酸塩水溶液中に分散させ、
あるいは重亜硫酸塩水溶液の濃度を高くするなど、水の
絶対量をできるだけ減少せしめて混合することにより、
重亜硫酸塩によりウレタンプレポリマー中の遊離イソシ
アネート基をブロックすることができる。

【００１２】本発明による水溶性または水分散性のウレ
タン組成物を導くウレタンプレポリマーは、従来の公知
の方法により、通常ポリエーテルポリオール、ポリエス
テルポリオール、ポリエーテルエステルポリオールまた
はそれらの混合物と過剰量のポリイソシアネートと、場
合により低分子量の鎖長延長剤とを反応させて得られ
る。ただしこの際、前述のごとく１０〜６０重量％のオ
キシエチレン鎖を配合させることが重要である。この方
法としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコールなど単一オキシアルキレン重合体、
エチレンオキシドとプロピレンオキシド等のランダムま
たはブロック共重合ポリエーテルを適宜反応成分として
加える方法、またはあらかじめ製造したポリエステル等
にエチレンオキシドを付加させて合成したポリオールを
使用する等種々の方法がある。

【００１３】ポリイソシアネートとしては、従来公知の
ものを全て用いられるが、繊維製品への処理では、非黄
変を考慮することが多いため、特に、脂肪族ポリイソシ
アネート、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、
キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジ
イソシアネート、１,６,１１−ウンデカントリイソシア
ネート、１,８−ジイソシアネート−４−イソシアネー
トメチルオクタン、１,３,６−ヘキサメチレントリイソ
シアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、ト
リメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が好ましく
用いられる。

【００１４】イソシアネート基／活性水素原子のモル比
は１以上自由に選択できるが、得られるプレポリマー中
の遊離イソシアネート基含量をプレポリマーに対し２〜
１０重量％、好ましくは３〜７重量％とするのが望まし
い。２重量％未満になると最終製品の反応性が低下する
ため、架橋反応が進まず、良好な耐久性が得られなくな
り、１０重量％を越えると遊離イソシアネート基の残存
が多くなり、製品や希釈液の安定性が低下する結果とな
る。

【００１５】重亜硫酸塩による遊離イソシアネート基の
ブロック化反応は、上述のプレポリマーと重亜硫酸塩水
溶液とを６０℃以下の低温で５分〜１時間混合し撹拌す
ることにより進行させることができる。このとき、オキ
シエチレン鎖含量が少ないためにプレポリマーが溶解し
ない場合は、前述のようにして溶液中に分散させなけれ
ばならない。また、プレポリマーの粘度によりジオキサ
ン、酢酸エチル、トルエン、ジメチルホルムアミドまた
はその他のウレタン用溶剤を使用して、作業効率を向上
させることができる。

【００１６】このようにして得られたウレタンプレポリ
マー組成物は、水により適当な濃度、通常１〜１０重量
％、好ましくは１〜６重量％に調整し、浸漬または噴霧
等により繊維製品に処理し、必要により適度に絞液し、
場合により７０〜１００℃で５〜３分間予備乾燥し、そ
の後熱処理を行う。熱処理の一般的な条件としては、１
００〜１８０℃で１５〜１分間であるが、繊維製品の素
材によって適宜条件を選択して行うことが望ましい。例
えば、ポリエステルでは１６０〜１８０℃で１分間前
後、ナイロンでは１４０℃程度で３分間前後、アクリル
では１２０℃程度で３分間前後等の条件が考えられる。
また、処理液の調整にあたっては、必要により公知の紡
績油剤、非イオン系またはアニオン系の他樹脂、平滑
剤、柔軟剤、その他繊維用処理剤を添加することもでき
る。本発明の制電処理剤の繊維製品に対する付着量は、
通常、０．１〜１．０重量％である。０．１重量％未満
では制電性が不十分であり、一方、１．０重量％を越え
ると制電性が飽和し、また、０．５重量％を越えるとカ
ード工程で未解繊や紡績工程で巻付きのトラブルが発生
し易くなる。

【００１７】本発明の制電処理剤を適用することのでき
る繊維製品には、ポリエステル、ポリアミド、ポリアク
リルニトリル、ビニロン等の合成繊維、綿、羊毛、絹等
の天然繊維、レーヨン、アセテート等の再生繊維および
それらが混合された繊維素材からなるステープルファイ
バー、フィラメント、織編物、不織布等が含まれる。特
に、本発明は非粘着性で耐久性を有しているため、例え
ば、紡績油剤に混合して付与したり、ウェブに噴霧する
など、合成繊維のステープルファイバーを製造する工程
から紡績するまでの任意の工程で付着させることができ
る。それゆえ、合成繊維のステープルファイバー製品に
好適な制電処理剤であるということができる。

【００１８】以下、本発明を実施例により具体的に説明
するが、本発明はいかなる制限も受けるものではない。
尚、以下の実施例に示される％は特に限定されない限り
重量％を示す。

【００１９】実施例１（処理剤Ａの調製）ポリプロピレングリコール（平均分
子量１２００）にエチレンオキサイドを付加して平均分
子量を２４００としたブロック共重合型ポリエーテルジ
オール（ＯＨＶ４６．７）２１部、アジピン酸−１，６
ヘキサンジオール−ネオペンチルグリコール系ポリエス
テルジオール（ＯＨＶ４５．１、ＡＶ２．４）５６部、
１，６ヘキサンジオール３部およびヘキサメチレンジイ
ソシアネート２０部を１００〜１０５℃にて窒素気流中
で１時間反応させ、遊離イソシアネート基５．０％、プ
レポリマー中のオキシエチレン鎖含量１０．２％のウレ
タンプレポリマーを得た。

【００２０】得られたプレポリマー１００部を４０℃ま
で冷却し、ジオキサン２０部を加えて粘度を調製した
後、４０℃の２５％重亜硫酸ソーダ水溶液６５部を添加
し、よく撹拌した。その後、１５分間撹拌し続け、系全
体が透明感を帯び、粘度が低下したところで、水２０２
部を添加し、固形分約３０％の白色エマルジョンを得
た。これを処理剤Ａとした。

【００２１】実施例２（処理剤Ｂの調製）ポリプロピレングリコール（平均分
子量１０００）（ＯＨＶ１１０）４１部、アジピン酸−
１，６ヘキサンジオール−ネオペンチルグリコール系ポ
リエステルジオール（ＯＨＶ１１２、ＡＶ１．０）３６
部およびキシリレンジイソシアネート２３部を９５〜１
００℃にて窒素気流中で１時間反応させ、遊離イソシア
ネート基３．８％、プレポリマー中のオキシエチレン鎖
含量４０％のウレタンプレポリマーを得た。

【００２２】得られたプレポリマー１００部を４０℃ま
で冷却し、ジオキサン２０部を加えて粘度を調製した
後、４０℃の２５％重亜硫酸ソーダ水溶液６５部を添加
し、よく撹拌した。その後、１５分間撹拌し続け、系全
体が透明感を帯び、粘度が低下したところで、水２０２
部を添加し、固形分約３０％の半透明エマルジョンを得
た。これを処理剤Ｂとした。

【００２３】実施例３（処理剤Ｃの調製）ポリエチレングリコール（平均分子
量１０００）（ＯＨＶ１１０）６２部、アジピン酸−
１，６ヘキサンジオール−ネオペンチルグリコール系ポ
リエステルジオール（ＯＨＶ１１２、ＡＶ１．０）１５
部およびキシリレンジイソシアネート２３部を９５〜１
００℃にて窒素気流中で１時間反応させ、遊離イソシア
ネート基３．９％、プレポリマー中のオキシエチレン鎖
含量６０％のウレタンプレポリマーを得た。

【００２４】得られたプレポリマー１００部を４０℃ま
で冷却し、ジオキサン２０部を加えて粘度を調製した
後、４０℃の２５％重亜硫酸ソーダ水溶液６５部を添加
し、よく撹拌した。その後、１５分間撹拌し続け、水２
０２部を添加し、固形分約３０％のほとんど透明なエマ
ルジョンを得た。これを処理剤Ｃとした。

【００２５】実施例４（処理剤Ａ〜Ｃのナイロンタフタによる評価）実施例１
〜３で得られた処理剤の２．０％水溶液にナイロンタフ
タ（２０×２０cm）を浸漬し、そのナイロンタフタをマ
ングルにより５０％ピックアップに絞液し、１２０℃で
３分間、恒温乾燥機（三洋電機社製）により熱風乾燥さ
せた後、１５０℃で２分間熱処理を施した。その後、得
られたそれぞれの処理布をＪＩＳＬ−０２１７−１０
３法の洗濯条件にて１０回および２０回洗濯した。な
お、対照実験として洗濯しない処理布も用意した。

【００２６】その後、それぞれの洗濯済み処理布および
未洗濯処理布と綿布を１分間摩擦させ、摩擦開始１分後
および摩擦終了１分後の該処理布の摩擦帯電圧を京大化
研ロータリースタティックテスターにより測定し、制電
性およびその耐久性について評価した。そのときの湿度
は４０％、温度は２０℃であった。なお、処理剤Ａ〜Ｃ
の代わりに水（ブランク）を用いた以外は同様に処理し
たナイロンタフタについても同条件にて評価した。それ
らの結果をまとめて表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】また、一方で、それぞれの洗濯済み処理布
および未洗濯処理布を、スタティックオネストメーター
（宍戸商会社製）により回転数１０００ｒｐｍで電圧１
０ＫＶを３０秒間印加する条件で半減期を測定した。そ
のときの湿度は４０％、温度は２０℃であった。なお、
処理剤Ａ〜Ｃの代わりに水を用いた以外は同様に処理し
たナイロンタフタについても同条件にて測定した。それ
らの結果をまとめて表２に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】実施例５（処理剤Ａ〜Ｃのアクリルジャージによる評価）アクリ
ルのステープルファイバーに実施例１〜３で得られた処
理剤の１．０％水溶液を噴霧した後、１３０℃で熱風乾
燥し、０．３重量％付着させた。次いで定法に従い、紡
績糸とし、アクリルジャージを製編した。実施例４にお
いてと同様にして、摩擦帯電圧および半減期を測定した
結果をそれぞれ表３および表４に示す。

【００３１】

【表３】

【００３２】

【表４】

【００３３】比較例実施例２において、重亜硫酸ソーダでブロックしないプ
レポリマーのエマルジョンを、実施例５と同様にしてア
クリルのステープルファイバーに付着させたが、カード
工程で粘着による未解繊が発生した。

【００３４】以上より、本発明による繊維用制電処理剤
で処理したナイロンタフタおよびアクリルジャージは、
水処理のみのものと比較すると、帯電性に非常に優れて
おり、処理後の繊維製品に悪影響を及ぼさない範囲内で
オキシエチレン鎖含量を増大させると、それに伴い帯電
性能も向上することが明らかとなった。また、洗濯を２
０回しても、摩擦帯電圧はそれほど上がらず、耐久性に
も優れているといえる。さらに、半減期測定結果から、
本発明の繊維用制電処理剤による処理布は高電位を帯電
しても、非常に速く放電することがわかった。

【００３５】

【発明の効果】本発明の繊維用制電処理剤により処理す
ることにより、制電性およびその耐久性に優れた繊維製
品を容易に得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１０〜６０重量％のオキシエチレン鎖を
含有するウレタンプレポリマーの遊離イソシアネート基
を重亜硫酸塩でブロックした水溶性または水分散性のウ
レタンプレポリマー組成物を含有することを特徴とする
繊維用制電処理剤。