JPH09188970A - 多機能繊維構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】ビニルスルホン酸および式[I] で示される
第４級アンモニウム塩が繊維表面に固着されていること
を特徴とする多機能繊維構造物。 【化１】 ここで、Ｒ₁ は炭素数６〜２０のアルキル基、Ｒ₂ は炭
素数１または２のアルキル基、Ｒ₃ は炭素数１または２
のアルキル基、Ｒ₄ は炭素数１または２のアルキル基、
Ｒ₅ はＨまたはＣＨ₃ 、ｎは１または２を表す。 【効果】吸放湿性、消臭性、制電性、しかも吸水性、防
汚性、抗菌性、難溶融性などの機能をも有しながら、実
用的に優れた風合いを併せ持つ繊維構造物を提供でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐久性のある優れ
た吸放湿性を有するとともに優れた消臭性、制電性を有
し、しかも吸水性、防汚性、抗菌性、難溶融性などの機
能をも有しながら、実用的に優れた風合いを併せ持つ繊
維構造物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステルやナイロンなどの合成繊維
は、優れた物理的および化学的特性を有しているため広
く利用されているが、その反面、吸湿性が低いために着
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、例えば、後加工の手段からは合
成繊維に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（特開平２−８４５６５
号公報、特開平２−１４５８７２号公報）が提案されて
いる。

【０００４】また、ポリアルキレングリコールセグメン
トを有する共重合体を浸漬処理でポリエステル繊維に付
着させたり（特公昭５３−４６９６０号公報）、ラジカ
ル重合可能な親水性モノマーを付与した後、ポリエステ
ル繊維上で重合させる方法（特公昭５８−４６５８９号
公報）も提案されている。

【０００５】原糸の改良手段からは、紡糸前に特定のシ
ュウ酸塩を配合し、紡糸後の工程で一部溶出させ、毛細
凝縮孔を形成させたり（特公昭６２−７２８５号公
報）、金属スルホネート化合物を含むポリエステル繊維
をアルカリ処理することによって毛細凝縮孔を形成させ
たり（特開昭６０−１５５７７０号公報）して吸湿性を
付与する方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記い
ずれの方法も性能や耐久性が不十分であったり、風合い
が硬くなる欠点があった。さらに、耐久性のある優れた
吸放湿性に加えて優れた消臭性、制電性、吸水性、防汚
性、抗菌性、難溶融性などの機能を併せ持つものは未だ
提供されていない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
達成するために、次の構成を有する。

【０００８】すなわち、ビニルスルホン酸および式[I]
で示される第４級アンモニウム塩が繊維表面に固着され
ていることを特徴とする多機能繊維構造物である。

【０００９】

【化２】 ここで、Ｒ₁ は炭素数６〜２０のアルキル基、Ｒ₂ は炭
素数１または２のアルキル基、Ｒ₃ は炭素数１または２
のアルキル基、Ｒ₄ は炭素数１または２のアルキル基、
Ｒ₅ はＨまたはＣＨ₃ 、ｎは１または２を表す。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明においてビニルスルホン酸
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、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
らのモノマーを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、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。

【００１１】本発明においてビニルスルホン酸は、優れ
た風合いと吸湿性を付与する観点から１〜２０%owfの範
囲で繊維表面に固着していることが好ましい。より好ま
しくは３〜１０%owfの範囲である。

【００１２】本発明において前記式[I] で示される第４
級アンモニウム塩は、Ｒ₁ をオクチル、ノニル、デシ
ル、ドデシル、テトラデシル、ペンタデシル、オクタデ
シル等の炭素数６〜２０のアルキル基とするものであっ
て、炭素数８〜１８のアルキル基のものが好ましく、炭
素数１０〜１２のものがさらに好ましい。炭素数５以下
または炭素数２１以上では抗菌力が不十分となる。

【００１３】また、Ｒ₂ ，Ｒ₃ ，Ｒ₄ は、それぞれ独立
に、メチルまたはエチルの炭素数１または２のアルキル
基とするものである。炭素数を３以上とすると粘度が上
がり製造上好ましくなく、また水に対する溶解性が低く
なり、一方炭素数が０すなわちＨではアンモニアガスと
なってアンモニウム塩がなくなってしまう。Ｒ₅ はＨま
たはＣＨ₃ とするものであり、炭素数を２以上とすると
粘度が上がり製造上好ましくなく、また水に対する溶解
性が低くなる。ｎは１または２とするものである。すな
わち、リン原子が５価でありそのうち２価を酸素が占め
ているので、残り３価を水酸基と式中二重結合を有する
特定の有機基とで分け合うものである。ｎが０では陰イ
オンがリン酸イオンとなり、二重結合を含む官能基がな
くなるため、ラジカル重合が起こりにくくなり耐久性が
なくなる。一方、ｎが３ではリン原子に結合する水酸基
がなくなり、第４級アンモニウム塩がなくなるため、制
電性能、抗菌性能が著しく低下してしまう。

【００１４】本発明において前記式[I] で示される第４
級アンモニウム塩は、優れた風合いと制電性、抗菌性を
付与する観点から、０．０２〜１０%owfの範囲で繊維表
面に固着されていることが好ましい。より好ましくは
０．０５〜２%owfの範囲である。

【００１５】本発明において、ビニルスルホン酸および
式[I] で示される第４級アンモニウム塩を繊維に固着さ
せる方法としては、ビニルスルホン酸および式[I] で示
される第４級アンモニウム塩を同時処理にて共重合させ
る１段処理、あるいはビニルスルホン酸を先に共重合さ
せ、次いで式[I] で示される第４級アンモニウム塩を付
与する２段処理のいずれも可能である。

【００１６】ビニルスルホン酸と式[I] で示される第４
級アンモニウム塩の繊維構造物に対する固着割合は、制
電性、抗菌性の効果を得かつ耐久性を保持する観点か
ら、重量比で１：１〜１０００：１とすることが好まし
い。

【００１７】本発明において、ビニルスルホン酸および
式[I] で示される第４級アンモニウム塩を重合させる方
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。これらの手段は、単独で適用しても
よいし、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よい。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。

【００１８】これらの重合方法の中では、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よいが、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１００〜１５０℃が好まし
い。スチーム処理時間は、１〜１０分程度でよい。

【００１９】なお、モノマー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われ
る。

【００２０】また、耐久性向上のために風合いをあまり
粗硬にしない程度に、架橋剤やバインダーを添加しても
よい。架橋剤の具体例としては、式[II]で表されるジビ
ニルモノマーやメチロール基を有するビニルモノマー、
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が挙げられる。

【００２１】

【化３】 ここで、ＸはＨまたはＣＨ₃ 、ｍは１〜２３を表す。

【００２２】バインダーとしては、とくに限定されない
が、なかでもアクリル酸エステル系樹脂、ポリウレタン
系樹脂、メラミン系樹脂、ポリエーテルエステルブロッ
クコポリマー、ポリアミド系樹脂、シリコーン系樹脂が
好ましい。シリコーン系樹脂は洗濯耐久性、衣料の柔軟
性を向上させるので好ましく、なかでも、８０℃以下の
低温でも造膜性に優れたシリコーン系樹脂、例えば、ヒ
ドロキシオルガノポリシロキサンにアルコキシシランを
カップリング剤として添加したものなどは特に好まし
い。

【００２３】重合開始剤としては、通常のラジカル重合
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、ノニオンなどの界面活性剤で乳化させて用い
てもよい。コスト、取扱の容易さの点から過硫酸アンモ
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重合開始剤を用いてもよ
い。

【００２４】本発明の繊維構造物を構成する繊維素材と
しては、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、および第３成分を共重合したポリエステ
ルなどのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６
６、および第３成分を共重合したポリアミドなどのポリ
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、タンパク質系繊維などが挙げられ、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、繊維構造物の形態としては、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も含まれるもの
である。なかでもポリエステル系繊維、ポリアミド系繊
維、アクリル系繊維、ポリオレフィン系繊維などの合成
繊維に本発明の効果が大きいので好ましい。

【００２５】

【実施例】以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的
に説明する。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。

【００２６】＜吸湿性＞ ΔＭＲ（％）＝ ＭＲ₂ （％）− ＭＲ₁ （％） 上式において、ＭＲ₁ とは絶乾状態から２０℃、６５％
ＲＨ雰囲気下に２４時間放置したときの吸湿率をいい、
洋服タンスの中に入っている状態、すなわち着用前の環
境に相当する。また、ＭＲ₂ とは絶乾状態から３０℃、
９０％ＲＨ雰囲気下に２４時間放置したときの吸湿率を
いい、運動状態における衣服内の環境にほぼ相当する。

【００２７】ΔＭＲは、ＭＲ₂ からＭＲ₁ の値を差し引
いた値で表されるものであり、すなわち衣服を着用して
から運動をしたときに、衣服内のムレをどれだけ吸収す
るかに相当し、ΔＭＲ値が高いほど快適であるといえ
る。一般に、ポリエチレンテレフタレートのΔＭＲは０
％、綿で３．５〜４％、ウールで６％と言われている。

【００２８】＜消臭性＞試料３ｇおよび下記表１の濃度
の四大悪臭ガス（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）をそれぞれ５００mlの洗浄
瓶に入れ、下記表１の時間放置後の残留ガス濃度を測定
する。

【００２９】消臭率は次式により算出した。

【００３０】消臭率（％）＝１００−（残留ガス濃度）
／（初期ガス濃度）×１００

【表１】 ＜抗菌性＞試験方法は、菌数測定法を採用した。試験菌
体は黄色ブドウ状球菌(Staphylo-coccus aureus ATTC65
38p)を用いた。試験方法は、減菌試料布に上記試験菌の
ブイヨン懸濁液を注加し、密閉容器中で３７℃、１８時
間培養後の生菌数を測定し、次の基準で評価した。

【００３１】ｌｏｇ（Ｂ／Ａ）＞２の条件下、ｌｏｇ
（Ｂ／Ｃ）を菌数増減値差とし、１．６以上を合格レベ
ルとした。ただし、Ａは無加工品の接種直後分散回収し
た菌数、Ｂは無加工品の１８時間培養後分散回収した菌
数、Ｃは加工品の１８時間培養後分散回収した菌数を表
す。

【００３２】＜制電性＞２０℃×３０％ＲＨ雰囲気にお
いて、京大化研式ロータリースタティックテスターを用
いて１分間回転後の摩擦帯電圧を測定した。

【００３３】なお、下記に示す実施例の供試生地には、
ポリエステルスパン織物（経糸、緯糸ともに４０番手、
織密度：経１２３本／inch、緯８３本／inch、平織物、
約１２０ｇ／ｍ² ）を精練、乾熱セット、２３％減量
後、分散染料Dianix Navy BlueBG-SE（三菱化成（株）
製）３%owfを用いて常法で染色し、還元洗浄、乾燥した
ものを用いた。

【００３４】実施例１ 供試生地を下記組成からなる処理液に浸漬後、マングル
で絞り率５０％になるように絞り、乾燥機で１２０℃、
２分乾燥した。

【００３５】 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸 １５ｗｔ％ 前記式[II]においてＸ＝ＣＨ₃ ，ｍ＝９のモノマー ３ｗｔ％ Ｎ−メチロールアクリルアミド １ｗｔ％ 前記式[I] においてＲ₁ ＝ヤシ油，Ｒ₂ 〜Ｒ₅ ＝ＣＨ₃ ，ｎ＝１が５０％／Ｒ₁ ＝ヤシ油，Ｒ₂ 〜Ｒ₅ ＝ＣＨ₃ ，ｎ＝２が５０％のモノマー １ｗｔ％ ２，２′−アゾビス−ジハイドロクロライド ０．３ｗｔ％ 乾燥後、１００℃の過熱スチーマーで３分間処理し、硫
酸亜鉛（７水塩）５％owf を用いて浴中で８０℃、２０
分（浴比１：２０）処理し、湯水洗、乾燥した。さら
に、乾燥機で１８０℃，１分間セットし、評価に供し
た。結果を表２に示す。

【００３６】実施例２ 処理液を下記組成とした以外は実施例１と同じ処理を施
して試料を作製し、評価に供した。結果を表２に示す。

【００３７】 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸 ３ｗｔ％ 前記式[II]においてＸ＝ＣＨ₃ ，ｍ＝９のモノマー ０．６ｗｔ％ Ｎ−メチロールアクリルアミド ０．２ｗｔ％ 前記式[I] においてＲ₁ ＝ヤシ油，Ｒ₂ 〜Ｒ₅ ＝ＣＨ₃ ，ｎ＝１が５０％／Ｒ₁ ＝ヤシ油，Ｒ₂ 〜Ｒ₅ ＝ＣＨ₃ ，ｎ＝２が５０％のモノマー ０．２ｗｔ％ ２，２′−アゾビス−ジハイドロクロライド ０．０６ｗｔ％ 実施例３ 処理液を下記組成とした以外は実施例１と同じ処理を施
して試料を作製し、評価に供した。結果を表２に示す。

【００３８】 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸 ４５ｗｔ％ 前記式[II]においてＸ＝ＣＨ₃ ，ｍ＝９のモノマー ９ｗｔ％ Ｎ−メチロールアクリルアミド ３ｗｔ％ 前記式[I] においてＲ₁ ＝ヤシ油，Ｒ₂ 〜Ｒ₅ ＝ＣＨ₃ ，ｎ＝１が５０％／Ｒ₁ ＝ヤシ油，Ｒ₂ 〜Ｒ₅ ＝ＣＨ₃ ，ｎ＝２が５０％のモノマー ３ｗｔ％ ２，２′−アゾビス−ジハイドロクロライド ０．９ｗｔ％ 実施例４ 処理液を下記組成とした以外は実施例１と同じ処理を施
して試料を作製し、評価に供した。結果を表２に示す。

【００３９】 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸 １５ｗｔ％ 前記式[II]においてＸ＝ＣＨ₃ ，ｍ＝９のモノマー ３ｗｔ％ Ｎ−メチロールアクリルアミド １ｗｔ％ 前記式[I] においてＲ₁ ＝ヤシ油，Ｒ₂ 〜Ｒ₅ ＝ＣＨ₃ ，ｎ＝１が５０％／Ｒ₁ ＝ヤシ油，Ｒ₂ 〜Ｒ₅ ＝ＣＨ₃ ，ｎ＝２が５０％のモノマー １５ｗｔ％ ２，２′−アゾビス−ジハイドロクロライド ０．３ｗｔ％ 実施例５ 処理液を下記組成とした以外は実施例１と同じ処理を施
して試料を作製し、評価に供した。結果を表２に示す。

【００４０】 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸 ４５ｗｔ％ 前記式[II]においてＸ＝ＣＨ₃ ，ｍ＝９のモノマー ９ｗｔ％ Ｎ−メチロールアクリルアミド ３ｗｔ％ 前記式[I] においてＲ₁ ＝ヤシ油，Ｒ₂ 〜Ｒ₅ ＝ＣＨ₃ ，ｎ＝１が５０％／Ｒ₁ ＝ヤシ油，Ｒ₂ 〜Ｒ₅ ＝ＣＨ₃ ，ｎ＝２が５０％のモノマー ０．０５ｗｔ％ ２，２′−アゾビス−ジハイドロクロライド ０．９ｗｔ％ 実施例６ 供試生地を下記組成からなる処理液に浸漬後、マングル
で絞り率５０％になるように絞り、乾燥機で１２０℃、
２分乾燥した。

【００４１】 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸 １５ｗｔ％ 前記式[II]においてＸ＝ＣＨ₃ ，ｍ＝９のモノマー ３ｗｔ％ Ｎ−メチロールアクリルアミド １ｗｔ％ 過硫酸アンモニウム ０．３ｗｔ％ 乾燥後、１００℃の過熱スチーマーで３分間処理し、硫
酸亜鉛（７水塩）５％owf を用いて浴中で、８０℃、２
０分（浴比１：２０）処理し、湯水洗、乾燥した。次い
で、下記組成からなる処理液に浸漬後、マングルで絞り
率５０％になるように絞り、乾燥機で１６０℃、２分乾
燥セットし、評価に供した。結果を表２に示す。

【００４２】 前記式[I] においてＲ₁ ＝ヤシ油，Ｒ₂ 〜Ｒ₅ ＝ＣＨ₃ ，ｎ＝１が５０％／Ｒ₁ ＝ヤシ油，Ｒ₂ 〜Ｒ₅ ＝ＣＨ₃ ，ｎ＝２が５０％のモノマー １ｗｔ％ ２，２′−アゾビス−ジハイドロクロライド ０．１ｗｔ％ メラミン樹脂：スミテックレジンM-3 （住友化学製） ０．５ｗｔ％ スミテックスアクセラレーター（住友化学製）０．３ｗｔ％ ウレタン樹脂：エラストロンW-11P （第一工業製薬製） ５ｗｔ％ キャタリスト６４（第一工業製薬製） ０．２ｗｔ％ 比較例１ 供試生地を下記組成からなる処理液に浸漬後、マングル
で絞り率５０％になるように絞り、乾燥機で１２０℃、
２分乾燥した。

【００４３】 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸 １５ｗｔ％ 前記式[II]においてＸ＝ＣＨ₃ ，ｍ＝９のモノマー ３ｗｔ％ Ｎ−メチロールアクリルアミド １ｗｔ％ 過硫酸アンモニウム ０．３ｗｔ％ 乾燥後、１００℃の過熱スチーマーで３分間処理し、湯
水洗、乾燥した。次いで、乾燥機で１８０℃，１分間セ
ットし、評価に供した。結果を表２に示す。

【００４４】比較例２ 供試生地を下記組成からなる処理液に浸漬後、マングル
で絞り率５０％になるように絞り、乾燥機で１６０℃、
２分乾燥セットし、評価に供した。結果を表２に示す。

【００４５】 前記式[I] においてＲ₁ ＝ヤシ油，Ｒ₂ 〜Ｒ₅ ＝ＣＨ₃ ，ｎ＝１が５０％／Ｒ₁ ＝ヤシ油，Ｒ₂ 〜Ｒ₅ ＝ＣＨ₃ ，ｎ＝２が５０％のモノマー １ｗｔ％ ２，２′−アゾビス−ジハイドロクロライド ０．１ｗｔ％ メラミン樹脂：スミテックレジンM-3 （住友化学製） ０．５ｗｔ％ スミテックスアクセラレーター（住友化学製）０．３ｗｔ％ ウレタン樹脂：エラストロンW-11P （第一工業製薬製） ５ｗｔ％ キャタリスト６４（第一工業製薬製） ０．２ｗｔ％

【表２】

【００４６】

【発明の効果】本発明の繊維構造物は、優れた吸放湿
性、消臭性、制電性に優れ、合成繊維の蒸れやすい、帯
電しやすいといった欠点が解消され、さらには吸水性、
防汚性、抗菌性、難溶融性などの機能をも有しながら、
実用的に優れた風合いを併せ持つものである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビニルスルホン酸および式[I] で示される
   第４級アンモニウム塩が繊維表面に固着されていること
   を特徴とする多機能繊維構造物。 【化１】 ここで、Ｒ₁ は炭素数６〜２０のアルキル基、Ｒ₂ は炭
   素数１または２のアルキル基、Ｒ₃ は炭素数１または２
   のアルキル基、Ｒ₄ は炭素数１または２のアルキル基、
   Ｒ₅ はＨまたはＣＨ₃ 、ｎは１または２を表す。
2. 【請求項２】前記ビニルスルホン酸の含有量が１〜２０
   %owf、前記式[I] で示される第４級アンモニウム塩の含
   有量が０．０２〜１０%owfであることを特徴とする請求
   項１記載の多機能繊維構造物。
3. 【請求項３】前記ビニルスルホン酸と前記式[I] で示さ
   れる第４級アンモニウム塩の重量比が１：１〜１００
   ０：１であることを特徴とする請求項１記載の多機能繊
   維構造物。
4. 【請求項４】前記ビニルスルホン酸が２−アクリルアミ
   ド−２−メチルプロパンスルホン酸および／またはスチ
   レンスルホン酸ナトリウムであることを特徴とする請求
   項１記載の多機能繊維構造物。