JPS62199875A - 改質ポリエステル系繊維 - 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】 （産業上の利用骨！Ｉ！？） 本発明は、改質による性能を維持しかつ繊維本来の有す
る物性低下を抑制したグラフト重合により改質されたポ
リエステル系合成繊維に関する。

（従来の技術） 合成繊維に親水性ビニルモノマーをグラフト重合させて
改質する方法は、特公昭５９−５１２６号や特開昭５１
−８７５９２号などに開示されている。

前者は活性化前処理の後にグラフト重合する浴中２段法
のためのモノマー組成に関するものであるが、活性化前
処理工程とグラフト重合工程の２工程を必要とするため
非経済的である。また後者は活性化前処理を必要としな
い浴中１段法に関するものであるが、かかる浴中浸漬加
熱法は未反応モノマーが多く残り、グラフト反応効率が
低く、加えて浴中で多量に発生するホモポリマーによる
加工機の汚染、さらには廃水汚染の問題も生ずる。

また、かかる浴中浸漬加熱法は通常、繊維ＩＩＩ！潤剤
の共存下において、１００℃以上の処理温度で昇温過程
も含め、２時間近くの加工時間を要する。

このようにして得られた改質ポリエステル系繊維は、染
色における染料の繊維内部拡散に似て、親水性ビニルモ
ノマーが繊維内部までほぼ完全に浸透し、全体が均一に
改質されている。その結果、かかる改質ポリエステル系
繊維は、グラフト重合による改質はなされても、本来の
ポリエステル系繊維の持つ物性を維持する乙とができず
、強力の低下や、寸法安定性不良、加工収縮の増大とい
った問題も発生する。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は従来技術にみられる上記したような問題
点を解決することにあり、特にグラフト重合により改質
されたポリエステル系合成繊維の親水性能を維持し、か
つ、かかる合成繊維のもつ本来の繊維物性も維持した改
質合成繊維の提供にある。

（問題点を解決するための手段） 上記本発明の目的は、ポリエステル系繊維に親水性ビニ
ルモノマーをグラフト重合して改質させた繊維の改質さ
れた部分の改質深さ（Ａ）と改質繊維直径（Ｄ）の比率
（Ａ／Ｄ）が、繊維断面方向への、グラフト重合により
改質された部分と未改質の部分の関係を表わす下式１〜
４で囲まれた領域に、存在することを特徴とする改質ポ
リエステル系繊維によって達成される： 式Ｉ　　Ａ／Ｄ≦（０，０７３）　＊　Ｅ　ＸＰ　（０
，１２＊　Ｍ）式２　　Ａ／Ｄ≧０．０１６＊　Ｅ　Ｘ
Ｐ　（０，１７＊　Ｍ）式３　　Ａ／Ｄ≦０．４ 式４Ｍ≧１ 式中Ａ：改質繊維表層からの改質深さくμ）Ｄ：改質繊
維直径（μ） Ｍ：改質繊維の標準状態での吸湿率（％）本発明でいう
ポリエステル系繊維とは、ポリアルキレンテレフタレー
ト系繊維、たとえば、ポリエチレンテレフタレート繊維
、ポリブチレンテレフタレート繊維、もしくはこれらの
変性ポリマーからなる繊維、あるいはこれらの混合もし
くはこれらに天然繊維を併用した各種形態の混用繊維を
含むものである。これらのポリエステル系繊維の形態は
トウ、糸、Ｉ！織物、不織布などその８１須を問わない
。

本発明でいう親水性ビニルモノマーとは、少なくとも１
ケの重合性不飽和基を含有する化合物であって、その重
合体が被処理繊維を構成する重合体よりも親水性である
ものをいい、このような化合物であれば分子量の大小に
かかわらず用い得る。

一般には親水性基をもつビニルモノマーが用いられろ。

かかろモノマーとしては、たとえばアクリル酸、メタク
リル酸、マレイン酸などの不飽和カルボン酸類、アクリ
ルアミド、Ｎ−ビニルピロリドンなどの不飽和アミド類
、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸などの不飽和
スルホン酸化合物など各種不飽和化合物があげられる。

またこれらモノマーの誘導体も用い得る。たとえば上記
モノマーにエチレンオキサイドを付加した、ポリエチレ
ングリコールモツアクリレート、アクリルアミドエチレ
ンオキサイド付加物など各種のもめがあげられる。特に
好ましい化合物はアクリル酸、メタクリル酸及びこれら
の誘導体である。これらは単独で用いても２種以上を併
用してもよい。

本発明の改質ポリエステル系繊維は改質部分と未改質部
分が前記関係を満足するよう、繊維内部の表層近傍に選
択的に親水性ビニルモノマーがグラフト重合されている
ことを要する。

かかる改質ポリエステル系繊維を製造するためのグラフ
ト重合方法としては、高濃度のモノマーを含む溶液を被
処理繊維へ直接付与し、短時間の加熱処理によりグラフ
ト重合反応を完結させることが望ましい。これに適する
液付与方法としては、たとえば、パディング、スプレー
、浸漬後の遠心脱水法などが考えられるが、被処理物の
形態、改質度合等々の条件により最適方法が選択されろ
。

また、これに適する加熱方法としては、温熱加熱、たと
えば、スチーム加熱、乾熱加熱、たとえば熱風加熱、赤
外線加熱等、享ろいは、高周波誘電加熱、たとえばマイ
クロ波や高周波による加熱などがあるが、特に好ましい
ものは、マイクロ波、あるいは高周波とスチームを併用
した加熱方法である。

本発明の改質繊維は、前記したように、繊維断面方向へ
のグラフト重合により改質された部分と未改質の部分を
有するスキンコア繊維である。スキン層が改質部分、コ
ア層が未改質部分である。

この関係と親水性能を表わす標準条件での吸湿率との関
係を示したのが先述の式１と式２の関係式である。本発
明によって得られる改質繊維はこれら２つの関係式を満
足するものである。たとえば、公定水分率８％を有する
改質ポリエステル系繊維の場合、改質繊維表層からの改
質深さ（Ａ）と改質繊維の直径（Ｄ）との比率（Ａ／　
Ｄ）はほぼ０．１４となり、未改質のコア層を多く残す
。この未改質のコア層が繊維本来の物性を維持すること
により従来のグラフト重合による改質ポリエステル系繊
維の低強力、寸法安定性不良などの物性低下が抑制され
る。

また、式２を下回る程にスキン層を薄くすることも可能
であるが、この場合、改質に使用される親水性ビニルモ
ノマーの利用効率が低くなることと、繊維表層部の改質
過多となり、制光、洗濯堅牢度をはじめとする染色堅牢
性の低下が著しく、商品としての展開が困難となる。

浴中浸漬加熱法によっても同一比率（Ａ／　Ｄ）のスキ
ンコア改質繊維を得ろことは可能であるが、その場合の
改質度合は本発明に比してはるかに小さく、得られた改
質繊維は、吸湿性などの親水性能が低いにもかかわらず
、未改質部が小さいため、強力などの物性低下は大きい
ものである。浴中浸漬加熱法による改質における親水性
モノマーの浸透は、染色における染料の拡散に似て改質
度合が低いにもかかわらず繊維内部にまでおよぶからで
ある。これは、加工時間の長さや繊維膨潤剤の影響によ
るものと考えられろ。しかしながら、被処理繊維の単糸
が０５デニ一ル未満の細い繊維であると前記の式の範囲
から外れ、同一改質度合での改質された部分（スキン層
）はより繊維中心部まで達し、未改質の部分（コア層）
の占める割合を減することとなる。したがって、本発明
の式の範囲は、被処理繊維の太さ、たとえば単糸デニー
ルによっても制限される。好ましい被処理ｔａ維の単糸
デニールは０．５以上、より好ましくは１デニ一ル以上
９デニール以下である。

本発明では、Ａ／Ｄの上限を０．４と定めているが、こ
の値以上の改質を行ったものは、未改質部分（コア層）
が小さくなりすぎ物性低下が著しく、布帛の通常の製品
として必要な強力等の保持が困難となる。また標準状態
での吸湿率の下限を１％と定めているが、この値以下の
改質では改質ポリエステル繊維としての性能に乏しい。

本発明の改質ポリエステル系１ａ維における改質部分の
スキン層と未改質部分のコア層の存在及びそれらと前記
式との関係は、たとえば次のようにして確認することが
できろ。

グラフト重合改質度合（グラフト率）を変化させて、ポ
リエステル系繊維にメタクリル酸をグラフト重合させ、
次いでソーダ灰で処理し、メタクリル酸グラフト共重合
体のカルボン酸の水素をＮａに置換させると同時に、繊
維表面に付着しているメタクリル酸のホモポリマーを除
去する。このようにして得られた改質ポリエステル繊維
を顕微鏡による断面観察用に切断する。その切片をカチ
オン染料で染色した後、その顕微鏡写真（倍率４００〜
８００）を撮る。改質された部分はメタクリル酸のグラ
フト共重合体のカルボキシル基にカチオン染料が容易に
染着しているため改質繊維の断面写真は単糸の中心部（
コア層）が白く、そして外ＦＪ（スキン層）が着色して
いる。

次いで、改質部分（スキン層：Ａ）の厚みと、改質繊維
の直径（Ｄ）を、写真から測定しこの比率（Ａ／Ｄ）と
、その改＊ｍａのもつ公定水分率の関係をプロットする
ことにより、グラフト重合ｌζよ秒改質された部分と未
改質の部分の関係を表わす曲線を描き、該曲線の関係式
を求める。

本発明でいう、標準条件での吸湿率は次のようにして求
められる。

試料繊維を秤量ビンに入れ、１１０℃で２時間乾燥後、
正確に重量を測定し、次いで亜硝酸ナトリウム飽和水溶
液を入れたデシケータ中に２０℃で２４時間放置後、再
度正確に重量を測定する。

そのときの重量増加率（％）を吸湿率（％）とす渇。

（発明の効果） 同一親水性能を有する従来の改質繊維と本発明による改
質繊維を比べろと、繊維軸方向に連続して残存する未改
質部分を多く保有する本発明による改質ｍ維の方がはる
かに繊維物性の低下が小さい。

本発明により、すぐれた改質性能を有し、かつ強力を始
めとする、繊維物性の低下を抑制した、改質ポリエステ
ル系ｗＡａが提供される。

（実施例） 次に実施例に基づいて本発明を説明する。

実施例−１ グラフト重合開始剤として有機過酸化物（日本油脂製ナ
イパーＭＴ−８０）Ｉｇ、親水性ビニルモノマーとして
メタクリル酸３０ｇ１第４級アンモニウム塩型界面活性
剤（第一工業■カチオーゲンＡＮスーパー）５ｇを水で
希釈し１００ｇの水系混合液を調整した。

次にリラックス精練、乾燥上がり、単糸デニール３ｄの
ポリエチレンテレフタレートの両面スムース編物（東し
製、７５−２４−２００の糸使い）を前記の水系混合液
中に浸漬後、マングルで絞り、ロールに巻き取った後、
塩化ビニリデンフィルムでシールした。このときのピッ
クアップ率は、上記乾燥した編物の重量に対して６２％
であった。

次に、このシールされた編物をマイクロ波処理装置（市
金製アポロペット）に入れ、１００℃スチームとマイク
ロ波で１０分間加熱照射後、湯水法、乾燥後、初期の乾
ｆｉｌｌ物重量に対する重量増加率を求めた。これをグ
ラフト率と称する。グラフト率を表−１に示す。

次いで、乾熱処理機（達弁染色工業製、熱風式試験用ピ
ンテンター）にて１８０℃で３０秒乾熱処理した。

次にソーダ灰１０ｇ／ｌの水溶液を浴比１：　３０にな
るよう調整し、６０℃で３０分間、浸漬加熱処理を行っ
た。次いで水洗、乾燥後、一部を公定水分率の測定へ、
他方は解編し、繊維断面観察しスキン部と繊維直径の比
率（Ａ／Ｄ）を求めた。

さらに、解編糸の強力変化を、引張試験機（東洋ボール
ドウィン■製テンシロン）にて測定し、リラックス精練
乾燥上がり、未加工編物の解編糸を基準として強力保持
率を算出した。次いで残布を通常の家庭洗濯機（中性洗
剤ザブ２ｇ／ｌ、浴比１：　５０．４０℃×５分洗濯、
すすぎ洗い５分×２回）を５回行った時の洗濯収縮率を
調べた。各々の結果を表−１に示し、Ａ／Ｄを第２図に
示す。

実施例−２ 試料の編物を２ｄのポリブチレンテレフタレート（東し
製、７５Ｄ−３６ｆ−Ｌ９１５）に変更し、実施例１と
同様の操作を行った。

比較例−１ 実施例１と同一編地試料をメタアクリル酸２０ｇ／ｌ、
モノクロルベンゼン１．０　ｇ／　ｌ　、　非イオン系
界面活性剤（第−工業製ニブライサーフＡ２１７Ｅ）５
ｇ／ｌ、グラフト重合開始剤（日本油脂製：ナイパーＭ
Ｔ−８０）２ｇ／ｊからなる乳化分散液に浴比が１　：
　’２５になるように浸漬し、１００℃まで昇温し、６
０分間加熱処理を行った。

次に湯水法、乾燥後、初期の乾燥編物重量に対する重量
増加率を求めた。これをグラフト率と称する。グラフト
率を表−１に示す。以下実施例−１と同様の操作を行い
得られた結果を表−１に示し、Ａ／Ｄを第２図に示す。

比較例−・２ 実施例−２と同一編物を用い、比較例−１と同一の操作
を行なった。得られた結果を表−１に示し、Ａ／Ｄを第
２図に示す。

表−１ 本　洗濯収縮率はタテ、ヨコ方向の平均値で示す。

表−１から明らかなように、コア部を多く残す。

実施例１および２は、公定水分率の割りにはコア部の少
ない、あるいはない比較例−１，２に比べ強力保持率が
高いことが判り、洗濯収縮率が小さいことから寸法安定
性にすぐれるものであった。

比較例−１では公定水分率５．８％であるのに、Ａ／Ｄ
は０２１と公定水分率１０．２％の実施例−２と同じま
で繊維内部深く改質されている。さらに比較例−２にお
いては、公定水分率９９％で改質は繊維の中心部までに
達し、未改質のコア部を残していないため強力保持率が
低く、寸法安定性にも欠けろものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明でいう改質ポリエステル系繊維の断面図
である。 図中：　１：改質部分、　Ａ：改質深さ、２：未改質部
分、　Ｄ：改質繊維直径。 第２図はＡ／Ｄと標準条件での吸湿率の関係を示すもの
である。 図中：たて軸Ａ／Ｄ：改質繊維直径と改質部分の深さの
比率 ヨコ軸間：標準条件での吸湿率（％） 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） ％式％ 事件の表示 昭和６１年特許願第４０４０４号 、発明の名称 改質ポリエステル系！ｌ維 補正をする者 事件との関係　　特許出願人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエステル系繊維に親水性ビニルモノマーをグ
   ラフト重合して改質させた繊維の改質された部分の改質
   深さ（Ａ）と改質繊維直径（Ｄ）の比率（Ａ／Ｄ）が、
   繊維断面方向への、グラフト重合により改質された部分
   と未改質の部分の関係を表わす下式１〜４で囲まれた領
   域に、存在することを特徴とする改質ポリエステル系繊
   維。 式１　Ａ／Ｄ≦（０．０７３）＊Ｅｘｐ（０．１２＊Ｍ
   ） 式２　Ａ／Ｄ≧０．０１６＊Ｅｘｐ（０．１７＊Ｍ） 式３　Ａ／Ｄ≦０．４ 式４　Ｍ≧１ 式中Ａ：改質繊維表層からの改質深さ（μ） Ｄ：改質繊維直径（μ） Ｍ：改質繊維の標準状態での吸湿率（％）