JPS60137938A - 高分子材料の改質加工方法 - Google Patents

高分子材料の改質加工方法

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JPS60137938A
JPS60137938A JP58244339A JP24433983A JPS60137938A JP S60137938 A JPS60137938 A JP S60137938A JP 58244339 A JP58244339 A JP 58244339A JP 24433983 A JP24433983 A JP 24433983A JP S60137938 A JPS60137938 A JP S60137938A
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cellulose ether
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上出 健二
Kunihiko Okajima
邦彦 岡島
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
シ、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9
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。
炊!虱!旦 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・あシ
、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アシ、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卑した場合
、例えば化学的な改質加工法だけを取ってみてもその数
は膨大なものである。しかし、本発明者らの知る限p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っ
た。
一方1970年代には、セルロースの種々の弔機溶剤、
例えばDMSO/PFA、DMF/クロラール/ピリジ
ン、ホルムアミド/802/アミン。
DMAC/N2O4、N−メチルモルポリ/N−オキシ
ド、ヒドラソ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p、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シ工業的には、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
に溶かしてコーティ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、t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ッ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、シかも改質効果の
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1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。
上記処理によって、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、それによって
セルロースエーテルが高分子材料上に固定される。
3、発明の詳細な説明 本発明方法の特徴は、高分子材料特に好ましくは糸、布
帛、不絨布等の繊維材料に吸水性、訓電性の付与、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ィング
、あるいは、ディッピング等の手段で該材料に付着させ
る点にあシ、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、制電能を容易にかっ、経済的に付与することが
可能であシ、これらの効果に付随して風合い1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シ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
バそイルエチル基。
メチル基、エチル基、プロピル基、シアンエチル基、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銹導体から選ばれる。
置換度が0.03よシ小さい場合、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、仮シに溶液を得る
ことができたとしても溶液の安定性が低く、ダル化が生
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よシ大きくても、置換基の種類や
置換度によっ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よシ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
的に水に膨潤したシ溶解する性質を持っている。このた
め処理自体可能であったとしても得られる改質材料の水
−・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
おることが更に好ましい。重合度が100よシ小さいと
改質剤の皮膜形成性が不十分となシ、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7
00よシ大きくなると、得られるセルロースエーテル/
アルカV溶液の粘性が高くなったシ、均−溶解化が困難
となることがあシ実用上好ましくない。一方、処理液を
構成する水溶液中のセルロースエーテル濃度は、通常、
0.5〜10重箪チの範囲内にあることが好ましい。該
濃度が100重量%シ人きくなると得られる溶液の粘性
が巨大となって処理が難しくなったシ、過付着や不均一
化が起シやすく好ましくない。また、逆に濃度が0.5
重量%よシ小さくなると、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多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1it%でわるうまた、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it′チ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
ルカリとしてはこの他、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7コーティ
/ダ、スプレーI!lj霧、!1ヶ塗り。
ディッ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υ返し
て行々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[1)の範
囲で付着される。前記処理工程に引続き、中和工程を、
処理液付着後直接に、または一旦付着した処理液を乾燥
させてから施す。中和工程に用いられる中和液は酸性で
あれば水溶液であってもアルコール溶液であっても良い
が、特に数多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
、条件によっ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ってポリアクリロニトリル分子
の側鎖のニトリル基が7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
っても、染色後であっても適用可能であシ、両者でその
改質効果に相異がある。
以下、実施例にょフ本発明を説明するが、本発明はこれ
らによっ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饅に制御した人
工気候室で48時間コンディショニンクシタ後、JIS
 L−1094OA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、その測定時間をもって表し
た。
吸水性能は、パイシック法に準拠して25 cm X2
.50の布帛の一端(2,5cmサイド)を水に1゜分
間浸し、その時点に於いて、水面から吸水高さまでの距
離を読みとシその値をもって表示した。
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のカルメキシエチルセルロースト苛性ソーダとの水
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451を10重量−の苛性ソーダ水溶液3Lに溶解し
た改質処理液を調製した。15°Cに保持された該溶液
に、各試料布帛5fを浸漬し充分浸透せしめた後、処理
液付着率が約200チになるように絞った。しかる後、
これを1重iチ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。
表中洗濯層とは、洗剤としてニュービーズを用いて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。
以下余白 ちなみに改質加工前の布帛の半減期はいずれも90 s
ec以上であシ、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.
8備、ポリアミド織物の場合11cIn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、改質加工前であっても
後であってもよく、染色効果に差異の無いことも判かる
ヌ111 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のシアンエチルセルロース30tを
12wt%の苛性ソーダ1t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チ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251を、
上記処理液(20℃)に浸漬し、光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3.9 secであり、
吸水性能が15crnであった。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シ、
所謂耐へたシ性の改善を示すことが判かった。
発明の効果 本発明の効果は下記の通シである。
■ 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偏すことによシ、風合いや
耐へたp性が改善される。
従って、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 (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、高分子材料を、0゜03〜0.10の置換度を有ス
    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、置換基としてカルがキ
    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、fロピル基、シアノエチル基
    、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシエチル基からなる群
    から選ばれた少くとも1種t−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。 車 7、 前記アルカリがアルカリ金属の水酸化から選ばれ
    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%の童で付着する、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。
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