JPS6112920A - 合成繊維の親水加工法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、合成繊維に親水性を付与する加工法に関す
るものである。

（従来技術） 合成繊維、特にポリエステル繊維は、吸水性が小さいた
めに衣料として使用する場合、発汗時にむれ易く、汚れ
が落ちにくく、また帯電し易いなどの欠点があった。上
記の欠点を除くためにポリエステル繊維を親水性とする
方法として、繊維表面に親水性皮膜を形成する加工法が
多く提案されている。例えば未延伸ポリエステルフィラ
メントを、そのフィラメントを構成するポリエステルの
反復単位と同じエステル単位およびポリオキシアルキレ
ン単位を含む共重合体の処理液で処理したのち延伸処理
し、次いで短時間加熱処理して帯電防止性を付与する方
法（特公昭５１−１２７３３号公報）が知られている。

　　′ （解決しようとする問題点） 上記公知の方法は、延伸フィラメントに帯電防正性を付
与する方法に比べて、制電性、吸汗性、防汚性能の洗濯
などに対する耐久性が改良されるけれども耐久性はなお
不十分であり、また処理剤の付着むらが生じ易いなどの
問題があった。

（問題点を解決するための手段） この発明は、ノズルから溶融紡出された糸条に、親水加
工剤を粒径１０ミクロン以下のミスト状にした親水加工
剤ミストと、該親水加工剤ミストと糸条が逆帯電してい
る状履下で噴霧し、糸条に親水加工剤粒子を付着させな
から糸条を引取ることを特徴とする合成繊維の親水加工
法である。

この発明における糸条は、熱可塑性樹脂を溶融しノズル
孔から押出して成形されるものであり、熱可塑性樹脂と
しては、ポリエステル、ナイロン、ポリオレフィンなど
の溶融紡糸可能なものである。

この発明に使用する親水性加工剤としては、ポリアルキ
レンオキシド基を含むポリアミンが挙げられ、例えばポ
リアルキレンゲリコールにエピクロロヒドリンを反応さ
せて得られるポリアルキレンゲリコールのビスクロロヒ
ドリンエーテルと、ジエチレントリアミン等のポリアミ
ンとを反応させることによって得られたポリオキシアル
キレンポリアミンである。このポリオキシアルキレンポ
リアミンは１分子中に１個以上のエポキシドおよび／ま
たはハロヒドリン基を有する化合物と反応する。これら
の化合物としては、エビクロロヒドリン、ジクロロヒド
リン、またはこれらの化合物とグリコール、ジグリコー
ル、ポリアルキレンオキシド、グリセリン等との反応物
があげられる。

また親水加工剤としては、上記のほかに、ポリアルキレ
ンゲリコールのアクリル酸エステル誘導体、アクリル酸
アミド誘導体、ビニルエーテル誘導体のようなポリオキ
シアルキレン鎖を有するエチレン性不飽和モノマ−１ま
たはこれらの七ツマ−と共重合し得る他のエチレン性不
飽和モノマーとの共重合体、またはジアルキルアミノメ
タクリレートを共重合して得られるカチオン系ポリマー
、ポリエチレングリコールとポリエチレンテレフタレー
トのブロック共縮合物、ポリエチレングリコールジアミ
ンとポリアミドブロック共重合体等があげられ、さらに
、アニオン系、カチオン系、両性系、ノニオン系の界面
活性剤を始めとする市販の帯電防止剤や親水加工剤が使
用できる。さらにまた、ポリアルキレングリコールジク
リシジルエーテルとポリオキシアルキレンジアミンとの
併用物でもよい。上記の親水加工剤のうち特の好ましい
ものは、ポリオキシアルキレン鎖を有するポリアミン、
および被加工繊維の構成ポリマーと同一繰返し単位とポ
リオキシアルキレン鎖を有する化合物である。

上記親水加工剤をミスト化するためには、分散剤、加工
助剤１通常の紡糸油剤を添加してもよい。

ただしこの添加剤は、溶融状態で紡出された高温の糸条
に対して耐熱性の良好な成分であることが必要である。

耐熱性に欠ける成分が多いと、糸条の強力低下が著しく
、実用性に欠けるので好ましくない。

上記の親水性加工剤は、水溶液または水性分散液として
使用され、液中の濃度は０．２〜３０重量％、好ましく
は２〜２０重量％である。繊維に対する親水性加工剤の
付着量は、０．０１〜２重量％、好ましくは０．０２〜
０．５重量％であり、付着量が０．０１重量％未満であ
ると制電性、吸汗性、防汚性などの改質効果およびそれ
らの耐久性が不十分であり、また２重量％を越えると繊
維の風合いが硬くなり、また加工剤が剥離し易く、また
紡糸工程で糸ガイドに堆積するなどの問題がある。

親水加工剤のミストの粒径は１０ミクロン以下、好まし
くは巨ミクロン以下、さらに好ましくは１ミクロン以下
である。粒径が１０ミクロンを越えると、溶融状態であ
る糸条にミストを噴霧した場合、糸条の表面が荒れるの
で好ましくない。また糸条表面に付着したミストの粒径
が大きいと、糸条内部への拡散が不十分であるため、加
工むらを生じるので好ましくない。親水加工剤ミストの
粒径は、噴霧ノズルの口径、噴霧速度、噴霧角度などに
よって調節すればよい。粒径の大きさは、親水加工剤ミ
ストの噴出部に、シリコーン液膜を形成したシャーレを
配置して該液膜で親水加工剤ミストを０．２秒間キャッ
チし、直ちに日本光学社製プロフイルプロジエクタ−で
ミスト粒子像を写真撮影し、得られた写真（倍率１００
倍）からランダムに５００個を選択してその粒径を測定
し、最大粒径１０個の平均粒径を求めたものである。

上記の親水加工剤ミストを噴霧するためのスプレーは、
アトマイザ−、ネブラノリスなどの公知のものが使用で
きる。親水加工剤ミストは、冷却媒体を片側から糸条に
吹付けるワンウェイ方式、または周辺から内側に吹付け
るサーキュラ一方式の公知のクエンチチャンバーを利用
して供給し、ノズルから溶融状態で紡出される糸条に、
冷却媒体の流れに乗せて噴霧する方法が好ましい。

この発明においては、糸条と親水加工剤ミストとは互い
に逆に帯電させることが必要であり、糸条と親水加工剤
ミストとが逆に帯電されることによって、糸条に親水加
工剤ミストを吹付けたときに親水加工剤ミストは糸条に
効率よくかつ均一に付着し、特に糸条の温度が高い場合
には親水加工剤ミストは糸条の表面から内部に拡散する
。糸条と親水加工剤ミストとの帯電圧差が大きいほど親
水加工剤ミストは均一に糸条に付着するので、帯電圧差
は大きいことが好ましい。帯電圧差は通常０．１〜１０
０ＫＶ、好ましくは０．２〜３０Ｋｖである。

帯電圧差が大き過ぎると絶縁破壊を生ずる原因とする。

糸条と親水加工剤ミストとの帯電が互いに逆でない場合
、又はいずれか一方が帯電していない場合には、糸条に
親水加工剤ミストは付着しにくい。

糸条を帯電させるには、ノズルもしくはノズル直下に高
電圧の静電気を印加する。また親水加工剤ミストを帯電
させるには、スプレーに近接して高電圧の静電気を印加
する。親水加工剤ミストに印加するには、高電圧の印加
電極をクエンチチャンバー内の親水加工剤ミストの通過
点に設置し、印加電極より発生するイオンをミスト粒子
に帯電させる。上記印加電極は、できるだけ糸条に近い
位置で安全性を確保できる距離に設置することが好まし
い。静電気印加装置は一般の市販品が使用できる。

上記に説明したように、ノズルから紡出された糸条が冷
却媒体によって冷却されつつある時に、親水加工剤ミス
トを糸条に付着させることが好ましいが、糸条が冷却固
化後に親水加工剤ミストのみを吹付けるゾーンを設けて
糸条に付与させてもよく、この場合は静電気の帯電圧を
通常０．２ＫＶ以上高くすることが好ましい。

上記の親水加工剤ミストが付着された未延伸糸条は、巻
取られ、または振落され、次いで加熱処理後延伸するか
、又は熱処理延伸する。熱処理によって糸条表面に付着
した親水加工剤が糸条内部に拡散されて耐久性が向上さ
れる。特に未延伸段階では分子が配向されて・いないの
で親水加工剤粒子が糸条内部に拡散する効果が大きい。

また、未延伸糸条を引取る前に加熱ゾーンを通過させて
熱処理し、その後引取って延伸する方法、および熱処理
後引取らずに連続して延伸する方法を採用してもよく、
これらの方法は効率的である。特に高速紡糸では、ドロ
ーフレームレススピンドロ一方式が採用できるため、生
産性が著しく向上され、かつ分子量が大きい親水加工剤
でも糸条内部に拡散できて特に耐久性が一層向上される
。

以下に図面によってこの発明に方法を実施するための一
例を説明する。

ノズル１から溶融状態で紡出された未固化糸条Ａは、ノ
ズル１の下方に設けられた糸条印加用電極２で負電圧に
帯電され、クエンチチャンバー３の冷却気流人口４から
導入された冷却気流によって冷却固化される。一方、親
水加工剤はクエンチチャンバー３内に配置されたスプレ
ー５によってミスト化され、スプレー５前方に近接配置
されたミスト印加用電極６を通過して正電圧に帯電され
、印加された親水加工剤ミストは未固化糸条Ａに付着す
る。親水加工剤ミストを付着した未延伸糸条Ｂは、加熱
筒７に導入され、熱処理と同時に延伸され、この延伸糸
条Ｃは引取ローラ８によって引取られ、ボビン９に巻か
れる。上記の引取速度は３０００ｍ／分以上の高速引取
りが好ましく、ポリマーの特性上残留伸度が大き過ぎる
場合は、紡糸工程に引続いて連続的に延伸するか、一旦
巻取った後に再度延伸するのが好ましい。この際の延伸
倍率は約２倍径度までである。上記の親水処理された糸
条は、捲縮を付与したのち所望の長さに切断して熱処理
されて短繊維として使用されるが、またはボビンに暑か
れた状態、更に加工処理されてフィラメント糸として使
用される。

（実施例） 実施例１ 固有粘度０．６３のポリエチレンテレフタレートを２８
５℃にて口径０．２３ｎｏ、孔数３６個のノズルより単
孔当りの吐出量０．６ｇ／分で紡出した溶融状態の糸条
に、ノズル直下で負電圧５０ＫＶを印加し、温度２０℃
、風速０．３５ｍ／秒の冷却空気にて冷却しつつ親水加
工剤ミストを付着させた。

親水加工剤は、（Ａ）分子量１ｏｏｏのポリエチレング
リコールのビスクロルヒドリンエーテル０．３モルに、
ジプロピレントリアミン０．３５モルを反応させて得ら
れたポリオキシエチレンポリアンに、エピクロルヒドリ
ン０．６モルを反応させた反応生成物、または（Ｂ）分
子量６００のポリエチレングリコールのビスクロロヒド
リンエーテル８０ｇにジプロピレントリアミン１３．２
ｇを反応させて得られた反応物に、更に上記のポリエチ
レングリコールのビスクロロヒドリンエーテル１６０ｇ
　　を反応させた反応生成物を使用した。

上記親水加工剤の水溶液をネブライザーで圧力２．５ｋ
ｇ／ｄで噴出させて粒径１．２ミクロンのミスト状とし
、このミストをクエンチチャンバー内に供給し、上記チ
ャンバー内で正電圧５０ＫＶを印加し、糸条に親水加工
剤ミストを付着させた状態でノズル下方２ｍの位置にあ
る長さ１００Ｃ１１、雰囲気温度３１０℃の円筒形ヒー
タ内を通過させ速度４０００ｍ／分で引取り、切断して
親水性短繊維を得た。親水加工剤の付着量は繊維重量に
対して０．２重量％とじた。得られた親水性短繊維を常
法により紡績し、スパン織物を製造し、その制電性を評
価した結果を第１表に示す。

比較のために、ノズル直下で電圧を印加せず、かつ親水
性付加剤ミストを噴霧しないで引取った短繊維で織物を
製造し、この織物を第１表に示す親水加工剤水溶液に浸
漬したのち絞り率６０％に絞り、１２０℃で乾燥後、１
８０℃、２分間キュアを行なった織物（比較例１−１．
ｒ−２）、および親水加工剤を全く付与しない織物（比
較例１−３）について制電性を評価した。

第１表 第１表の制電性はロータリスタチックテスターを使用し
、２１℃、４０％ＲＨの雰囲気中で摩擦布木綿金巾にて
測定した値であり、制電性が小さいほど親水性が大きい
。洗濯条件は、無りんトップ洗剤（Ｉｇ／Ｑ）を含んだ
洗濯液に４０℃、１０分間洗濯したのち、さらに１０分
間流水で水洗し、この洗濯を１０回繰返したのち乾燥し
た。

実施例２ 実施例１において、親水加工剤の種類を変え。

ミスト粒子径１．５ミクロンとして実施例１と同様にし
て親水性フィラメント糸（１５０ｄ／４８本）を製造し
、この親水性フィラメントをテキスチュアード加工し、
この加工糸を用いてフライスに編立てたのち常法により
精練を行なった。制電性の評価を第２表に示す。

比較のために、比較例１−１と同様に紡糸中に親水加工
剤を付与せず、フライスに一覇′支てたのち比較例１−
１と同様に親水加工剤浴に浸漬したのち絞り、乾燥、キ
ュアした（比較例２−１）、また常法により１０００ｍ
／分の引取速度で溶融紡糸し、冷却して得られた未延伸
フィラメント糸に対して油剤とともに親水加工剤を付与
し、次いで８０”Ｃで４倍に延伸して得られたフィラメ
ント糸を用いて上記と同様にフライスに編成した（比較
例２−２）。なお、上記の加工剤の付着量は実施例、比
較例ともに繊維重量に対して０．２重量％とじた。

第２表 第２表中の帯電防止剤（Ｉ）は、アルカリアミドから誘
導された下記構造の化合物と、メチロール帯電防止剤（
ＩＩ）は、ポリエーテルポリエステル系親水加工剤にし
て商品名５Ｒ−１０００（高松油脂工業社製）である。

第２表中の吸水性はＪＩＳ−Ｌ１０６９で測定して評価
し、数字が小さいほど吸水性が良好である。

実施例３ 実施例２−３においてミスト粒子径を０．９ミクロンと
して親水性フィラメント糸を製造し、この糸を使用して
チューブ編地を作り、このチューブ編地を下記の常法に
よる精練、染色したのち２０回洗濯をし、この染色編地
をＪＩＳ−Ｌ１０９６によるウィッキング測定法にて水
滴吸水性を測定したところ、ウィッキング値は３〜５秒
であった。

比較のために比較例２−１で得たフィラメント糸を上記
と同様に精練、染色、２０回洗濯して測定したウィッキ
ング値は２０〜３０秒であって、上記実施例３に比べて
親水化効果は劣っていた。

なお、上記精練は、商品名ノイゲンＨＣ（第一工業製薬
社製）　２　ｇ　／　Ｑ　、Ｎ　ａ２ＣＯＢ、１ｇ／Ｑ
の液で８０℃、２０分で行なった。また染色は、商品名
ダイアミックス・プリューＫＢ−ＦＳ　（三菱化成工業
社製）０．５重量％、酢酸０．２ｃｃ／Ω、酢酸ナトリ
ウム０．２ｃｃＩＱの染液で１３０℃、６０分間染色し
た。

（発明の効果） この発明の加工法によれば、洗濯したのちにおいて親水
性の低下が少なく、また風合いが硬くならない。また、
処理剤の付着が均一であり、均一な処理効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の方法を実施するための説明図である。 ｌ：ノズル、２：糸条印加用電極、５ニスプレー、６：
ミスト印加用電極。 特許出願人　　東洋紡績株式会社 代理人　弁理士　　坂　野　威　夫 〃　吉田了司

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕ノズルから溶融紡出された糸条に、親水加工剤を
   粒径１０ミクロン以下のミスト状にした親水加工剤ミス
   トを、該親水加工剤ミストと糸条が逆帯電している状態
   下で噴霧し、糸条に親水加工剤粒子を付着させながら糸
   条を引取ることを特徴とする合成繊維の親水加工法。 〔２〕親水加工剤ミストと糸条とが逆帯電するように静
   電気を印加する特許請求の範囲第１項に記載の合成繊維
   の親水加工法。 〔３〕親水加工剤ミストを付着させた糸条に加熱処理を
   行なう特許請求の範囲第１項または第２項に記載の合成
   繊維の親水加工法。 〔４〕親水加工剤ミストを付着させた糸条を延伸または
   延伸熱処理する特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
   ずれかに記載の合成繊維の親水加工法。