JPS622074B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はポリエステル系繊維の表面改質法に関
するものであり、ポリエステル系繊維製品に耐久
性のある制電性、吸水性、ソイルリリース性を付
与する方法を提供することを目的とするものであ
る。 ポリエステル系繊維は強力、寸法安定性、ウオ
ツシユ・アンド・ウエアー性、速乾性などの性能
において優れている一方、制電性、吸水性、ソイ
ルリリース性に劣り用途に限界があつた。そこで
これらの欠点を改良するため各種の改質が試みら
れてきたが、得られた性能、特に洗濯耐久性で充
分なものが少く、たとえある一つの性能（例えば
制電性）が満足すべきものであつても他の性能
（例えばソイルリリース性）が不良であつたり、
また染色堅牢度や風合いに悪影響があつたりして
不充分な性能のものしか得られなかつた。 これら従来の改良の方法としては親水性物質を
ポリエステル繊維表面に吸尽、吸着させるかある
いは物質間の架橋結合を利用してフイルムフオー
メイシヨンさせるか、さらには親水性グループを
有する重合性モノマーを繊維表面にグラフト重合
させるなどの方法がある。このいずれの方法にお
いても上記の欠点があり、改良の検討が続けられ
ているものの現在までに満足すべきものは得られ
ていない。最近これらの方法に加えて低温プラズ
マ処理によりポリエステル表面を改質する試みが
なされており非常に興味のある方法であるが、こ
の方法によればポリエステル繊維の吸水、ソイル
リリース性を改良することは出来ても制電性を改
良するには至らずこれも完全な方法にはほど遠い
ものである。 本発明者らはこのような問題点を解決するため
鋭意検討の結果、ポリエステル系繊維を低温プラ
ズマ処理と特定分子量範囲の特定濃度のポリアル
キレングライコールの付与とを組合せることによ
り、非常に優れた耐久性を有する制電性と吸水
性、ソイルリリース性を同時に満足させることが
できるという事実を見出し本発明に到達した。 すなわち本発明はポリエステル系繊維を、酸素
を含む気体の低温プラズマで処理したあと、該繊
維に分子量300〜2000の範囲内にあるポリアルキ
レングライコールを繊維重量に対して２〜10重量
％になるよう付与し、しかる後に該繊維を空気、
N₂、O₂、Arなどの低温プラズマで処理すること
を特徴とするポリエステル系繊維の改質方法であ
る。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明でいうポリエステル系繊維とはポリエチ
レンテレフタレートあるいはテレフタル酸とエチ
レングリコールに第三成分を含有する共重合ポリ
エステル繊維を指し、その形態は綿、糸、あるい
は布帛、不織布などのシート状成型物などどのよ
うなものであつてもよい。また低温プラズマとは
低圧下のAr、N₂、O₂、CO、空気などの気体中で
グロー放電を起すことにより生起される気体粒子
が電離状態で励起活性化状態にある非平衡プラズ
マのことである。低温プラズマで高分子物質を処
理するとその物質の表面改質効果があり、接着
性、吸水性、などが向上することは公知の事実と
なつている。ポリエステル系繊維の場合でも
O₂、Arなどの低温プラズマで処理することによ
り吸水性の向上効果が得られる。低温プラズマの
発生方法としては試料を入れた真空容器を真空ポ
ンプにより排気減圧し所定の気体を導入して0.1
〜2.0Torrの範囲内で一定の真空度に調整した後
電気エネルギーを印加してグロー放電を起させ
る。このとき空気エネルギー源としては直流電圧
印加、交流電圧印加いずれの方法でもよいが、通
常は1KHz〜3000MHzの高周波が使われ、
13.56MHzの高周波を0.1〜1W／cm²の出力で印加
する方法が代表的である。本発明でも上述のよう
な方法で生起する低温プラズマを使用する。本発
明ではまず第一の工程として酸素を含む気体の低
温プラズマでポリエステル系繊維を処理する。こ
の工程は次の工程であるポリアルキレングライコ
ールを付与する場合のポリアルキレングリコール
のポリエステル系繊維への濡れを改良し各単繊維
表面に均一に付着させる効果をもつ。またこの工
程はポリエステル系繊維表面にある不純物を除去
する効果やポリエステル系繊維表面に形成される
ラジカルによりポリアルキレングライコールをポ
リエステル系繊維へ付着しやすくする効果など各
種の効果がある。しかしこの工程単独で得られる
性能は吸水性とソイルリリース性のみであり、制
電性は得られないこの為本発明でのこの工程の低
温プラズマ処理は吸水性とソイルリリース性に重
点をおいた低温プラズマ条件を設定すればよく本
発明者らの研究の結果では酸素を含む気体すなわ
ちO₂、空気、炭酸ガス、一酸化炭素、H₂O（水
蒸気）などの気体を使用すれば最も効果よく処理
することが出来る。一例を示せばO₂を用い真空
度0.8Torrで13.56MHzの高周波を1W／cm²の出力
で印加し２分間処理する。次いで本発明の方法で
は第２の工程としてポリアルキレングライコール
を付与する。ここでいうポリアルキレングライコ
ールとはポリエチレングライコール（ポリエチレ
ンオキサイド）、ポリプロピレンオキサイド等の
エーテル化合物またはこれらの共重合物例えばエ
チレンオキサイドとポリプロピレンオキサイド共
重合物などをいう。第１の工程で低温プラズマ処
理したポリエステル系繊維製品にポリアルキレン
グライコールを付与する方法としてはポリアルキ
レングライコール水溶液をパツドして乾燥するか
あるいはスプレーするなどの方法があり、特に限
定されないが均一に付与することが重要である。
この第２の工程で最も重要な点は使用するポリア
ルキレングライコールの分子量と付与量である。
単に低帯電性高分子（本発明でいうポリアルキレ
ングライコールもこれにに含まれる）を合成樹脂
成型品に塗布したのち低温プラズマ処理する方法
は特開昭52−69985号公報にて既に提案されてい
るがこの提案の方法の実施例では分子量２万のポ
リエチレングライコールの１重量％をポリエステ
ルフイルムの上に厚さ0.5μになるよう塗布し乾
燥して低温プラズマ処理すれば良好な制電性が得
られるとしている。しかしながら本発明の対象と
するポリエステル系繊維品の場合は洗濯あるいは
これに準ずる水洗などの処理が使用中に必然的に
行われるため性能の耐久性が重要であるが前述の
提案の方法では洗濯による耐久性はほとんどなく
数回の洗濯で性能はほとんど無くなつてしまう。
本発明者らはこの点について厳密な検討を進め特
に洗濯耐久性を向上させる方法について詳細に検
討した結果、ポリアルキレングライコールの分子
量が300〜2000のものをしかも対繊維重量当り２
〜10％付与して低温プラズマ処理したときにのみ
良好な制電性が非常に耐久性のある状態で得られ
ることを見出した。 すなわち分子量が300未満あるいは2000を越え
る場合には加工直後には優れた制電性能を示すが
洗濯を繰り返すごとに性能は低下する。また２％
未満あるいは10％より多く付与した場合にも耐久
性は良くない。これらの理由については種々考え
られるが例えば分子量300未満の場合には低温プ
ラズマ処理によりポリアルキレングライコールが
架橋結合してもなお全体の分子量が小の為繰返し
洗濯で脱落し、反対に分子量が2000以上の場合に
は分子鎖が長すぎて低温プラズマ処理時の分子鎖
運動が困難な為に有効な架橋結合位置が限定され
てしまい耐洗濯性に寄与する架橋結合数が少くな
る結果と考えられる。ポリアルキレングライコー
ルの付与量については２％未満の場合には有効に
架橋結合されたポリアルキレングライコール皮膜
が均一にポリエステル系繊維を被覆しきれないた
めと考えられ、また10％より多い付与の場合には
低温プラズマ処理効果がポリアルキレングライコ
ール皮膜層の上層部のみにとどまりポリエステル
系繊維との接触部分にまで低温プラズマ処理効果
がおよばない為耐久性が得られないものと考えら
れる。 以上のように使用するポリアルキレングライコ
ールの分子量と付与量は耐久性のある制電性、吸
水性、ソイルリリース性を得るためには非常に重
要な要件となり、本発明のポイントとなるもので
ありこの点については従来まつたく考慮されてい
なかつた。 本発明の第３の工程は上記第２の工程で付与さ
れた特定の分子量範囲で特定付与量のポリアルキ
レングライコールを低温プラズマ処理によりポリ
エステル系繊維に固定する工程である。 この低温プラズマ処理によりポリアルキレング
ライコールは架橋結合し、本来の性能である制電
性、吸水性、ソイルリリース性を保持しながら繰
り返し洗濯に耐えるようになる。この第３の工程
の低温プラズマ処理の条件は特に限定されず、例
えばAr、空気、N₂、O₂などの気体を用いて直空
度0.5〜2.0Torrにて13.56MHzの高周波を0.5W／
cm²で印加し、発生する低温プラズマで30秒〜５分
処理することにより良好な結果が得られる。本発
明は以上の構成を有するものであり、本発明によ
れば上記第３工程を組合せることによりはじめて
良好な制電性能、吸水性能、ソイルリリース性能
とともに良好な性能の耐久性を得ることができ
る。ポリエステル系繊維は勿論疎水性であり油性
汚れは繊維内部に拡散して普通の洗濯では除去さ
れにくくなる。そこで特開昭52−69985の方法で
はポリエステル系繊維上にポリエチレングリコー
ル等の親水性高分子を付与してこれを改良せんと
するものであるが本発明者らの検討によれば単に
親水性高分子で被覆しても油性汚れが付着して一
定の時間例えば２時間以上経過すると油性汚れは
親水性高分子層を通過してポリエステル系繊維表
面に到達しさらにポリエステル系繊維内部に拡散
するためこれを洗濯しても容易に除去されずソイ
ルリリース性はほとんど改良されない。したがつ
て親水性高分子層を形成する前にポリエステル系
繊維表面を親水化して油性汚れが繊維内部に拡散
しないようにする必要があり本発明の方法ではそ
の第１の工程がこれにあたる。また吸水性につい
ても従来提案されてきた親水性高分子を付与して
低温プラズマ処理する方法では勿論未処理布より
も改善されてはいるもののポリエステル系繊維を
酸素を含む気体の低温プラズマで処理したものと
比較すると性能的には劣るものであつた。これは
いくら親水性高分子といえども洗濯耐久性のある
状態でポリエステル系繊維表面に固定された状態
では吸水性に限度があるということを意味するも
のである。しかるに本発明の方法によれば、酸素
を含む気体の低温プラズマで処理しポリアルキレ
ングライコールを付与後再度低温プラズマ処理す
る方法により良好な吸水性を保持したまま制電
性、ソイルリリース性が得られる。 次に実施例によつて本発明の説明を行うが、実
施例における試料の性能の測定は次の方法によつ
て行つた。 (1) ソイルリリース性：試料にＢ重油を0.2ml滴
下し20時間放置後家庭洗濯して汚れの残存
状態を汚染用グレースケールで等級判別
（５（良）〜１（不良））した。 (2) 吸水性：JIS L1096バイレツク法により10分
後の吸上長（mm）を測定した。 (3) 制電性：JIS L1094 Ａ法による半減期を測
定した。 実施例 １ ポリエステル加工糸織物（経糸150d、緯糸
150d２；経糸密度110本／吋、緯糸密度55本／
吋）の精練、染色、乾燥後のものを用意し、これ
を11等分してそれぞれに試料No.1〜11を付し、
試料No.3〜10については下記低温プラズマ処理
条件１にて低温プラズマ処理を行つた。この工程
が本発明方法における第一工程である。 低温プラズマ処理条件１ 使用ガス 空気 真空度 0.8Torr 高周波 13.56MHz 出力 1W／cm² 処理時間 ２分 ここでポリアルキレングライコールの水溶液で
ある下記処理浴Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆをそれぞ
れ用意し、処理浴Ａには試料No.1、２、３、５
を、処理浴Ｂには試料No.6を、処理溶Ｃには試
料No.7を、処理浴Ｄには試料No.8を、処理浴Ｅ
には試料No.9を、処理浴Ｆには試料No.10をそれ
ぞれ浸漬し、絞り率100％にて絞つたあと乾燥し
た。この工程が本発明方法における第二工程であ
る。 処理浴Ａ：ポリエチレングライコール分子量600
濃度 ５％ 処理浴Ｂ：ポリエチレングライコール分子量600
濃度 １％ 処理浴Ｃ：ポリエチレングライコール分子量600
濃度 12％ 処理浴Ｄ：ポリエチレングライコール分子量
20000 ５％ 処理浴Ｅ：ポリエチレングライコール分子量200
５％ 処理浴Ｆ：エチレンオキサイド／プロピレンオキ
サイド50／50共重合物 分子量800 ５％ 次に本発明方法の第三工程として下記低温プラ
ズマ処理条件２により試料No.2、３、６、７、
８、９、10の試料の低温プラズマ処理を行つた。
本発明方法はNo.3及No.10に該当し、その他はす
べて本発明方法との比較例である。 低温プラズマ処理条件２ 使用ガス N₂ 真空度 1Torr 高周波 13.56MHz 出力 1.5W／cm² 処理時間 30秒 得られた試料すべてについて吸水性、制電性、
ソイルリリース性の測定を行い、その結果を第１
表に示した。

【表】 第１表より分るように本発明の方法である
No.3、No.10は加工直後のみならず洗濯30回後も
非常に良好な吸水性、制電性、ソイルリリース性
が得られ性能の耐久性が認められた。これに対し
てその他の条件（比較例）では吸水性、制電性、
ソイルリリース性のいずれかの性能か、もしくは
その洗濯耐久性が不良であつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリエステル系繊維を酸素を、含む気体の低
   温プラズマで処理したあと、該繊維に分子量300
   〜2000の範囲内にあるポリアルキレングライコー
   ルを繊維重量に対して２〜10重量％になるよう付
   与し、しかる後に該繊維を空気、窒素、酸素、ア
   ルゴンなどの低温プラズマで処理することを特徴
   とするポリエステル系繊維の改質方法。