JPS63105182A - 合成繊維の改質法 - Google Patents

合成繊維の改質法

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JPS63105182A
JPS63105182A JP24738986A JP24738986A JPS63105182A JP S63105182 A JPS63105182 A JP S63105182A JP 24738986 A JP24738986 A JP 24738986A JP 24738986 A JP24738986 A JP 24738986A JP S63105182 A JPS63105182 A JP S63105182A
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JP
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monomer
synthetic fibers
vinyl
graft polymerization
vinyl monomer
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JP24738986A
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公一 斉藤
敬治 岡本
遠山 俊六
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Toray Industries Inc
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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) 本発明は、合成繊維を高い反応効率の下に、均一かつ経
済的に改質する方法に関する。
(従来の技術) これまで、疎水性合成繊維に親水性ビニルモノマーをグ
ラフト重合する方法として、特公昭59−5126号公
報や特開昭51−87592号公報などが知られている
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おるが、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は高
くないし、浴中で多量に発生するホモポリマーによる加
工殿の汚染、ざらには排水を汚染する問題も発生してし
まう。
[発明が解決しようとする問題点〕 そこで、本発明においてはこれらの問題を解決し、効率
よくグラフト重合を行い、また優れた機能性を付与する
ことを目的とするものである。
[問題点を解決するための手段] 前記した本発明の目的は、合成繊維にビニルカルボン酸
、水不溶性有機触媒、第4綴アンモニウム塩型界面活性
剤からなる水系混合液を付与した後、シール状態で加熱
処理して、グラフト重合改質する方法において、水系混
合液中に下記化合物(I)〜(VI )で示される単量
体の少なくとも1種を混合することを特徴とする合成繊
維の改質法。
(1)エステル反応によりアルキル基またはヒドロキシ
アルキル基を導入したビニル単量体 (II>ビニル塁を2個以上を有する分子量500以下
の単量体 (Ill)塩基性ビニル単量体 (IV)アクリルアミド系単量体 (V)ポリオキシアルキレン部分を有するビニル単量体 (Vl)スルホン酸基を有するビニル単量体によって達
成される。
本発明は、ビニルカルボン酸モノマー、水不溶性有機触
媒、更には必要に応じ繊維膨腑剤などを含む水系混合液
を極めて均一かつ安定な状態に保ち、該水系混合液をパ
ディングなどにより合成繊維に付与した後、シール状態
で加熱処理することにより一段の加工工程でグラフト重
合を可能にしたものであり、その際、該水系混合液を極
めて均一かつ安定な状態にゼしめるために、第四級アン
モニウム塩型界面活性剤を添加、更にグラフト重合率お
よび機能性付与のために特定の単量体を添加するもので
おる。かかる手段を用いることにより、極めて高い反応
効率で、しかも均一で耐久性に冨んだ吸水、吸湿、制電
、防汚などの諸機能性を合成繊維に付与するとともに、
作業効率も向上できるものである。
本発明でいう合成繊維とは、通常の繊維形成性合成樹脂
からなる繊維で必って、たとえばポリアルキレンテレフ
タレート系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系
繊維、ポリアクリロニトリル系繊維などを含むものであ
り、ざらに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、あるい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。これらの合
成繊維の形態はトウ、糸、編織物、不織布などその種類
を問わない。
本発明にいうビニルカルボン酸とは、少なくとも1個の
重合性不飽和基を含有する化合物でおり、分子量の大小
にかかわらず適用されうる。
かかるモノマーとしては、たとえば、アクリル酸、メタ
クリル酸、マレイン酸、フマール鼠、イタコン酸などの
不飽和カルボン酸などがおる。
本発明でいう水不溶性布は触媒としては、たとえば、ビ
ス−メタ−トルオイルパーオキサイド、ベンゾイルパー
オキサイド、アゾビスイソブチロニトリルなどのラジカ
ル重合開始剤であるが、これらに限定するものではない
本発明でいう第4級アンモニウム塩型界面活性剤として
は、一般にカチオン系界面活性剤として市販されている
ものが好ましく用いられ、たとえばハロゲン化テトラア
ルキルアンモニウム塩、ハロゲン化トリアルキルベンジ
ルアンモニウム塩、ハロゲン化テトラアルキルピコリニ
ウム塩、ハロゲン化トリアルキルベンジルピコリニウム
塩、ハロゲン化テトラアルキルピリジニウム塩などがあ
げられる。これらのもつアルキル基としてはメチル基か
らステアリル基などが必り、ハロゲンとしては塩素や臭
素などがおるが、これらに限定されるものでない。これ
ら第4級アンモニウム塩型界面活性剤は、溶液の安定化
の目的のために添加せしめるものであり、これらの単独
使用あるいは2種以上の併用であっても良い。
他のアニオン、非イオン、両性イオン型界面活性剤では
、安定な水系混合液が得難く、短時間のうちに層分離を
起し、均一な反応を供するに好ましくない。また、これ
らの中でも相当量(40%以上)添加することにより、
おる程度安定な乳化分散液を形成するものもあるが、こ
のような界面活性剤の多串添力0は、不経済であるだけ
でなく、グラフト重合効率の低下や、洗浄時の泡立ちと
いった諸問題の発生も招く。
次に本発明にいう(1)エステル反応によりアルキル基
またはヒドロキシアルキル基を導入したビニル単量体と
してはメヂルアクリレート、エチルアクリレート、メチ
ルメタクリレート、エチルメタクリレート、ヒドロキシ
エチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート
、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピ
ルメタクリレート等があげられるが、これらに限定され
るものではない。
次に本発明にいう(II>ビニル基を2個以上有する分
子FA 500以下の単量体としてはエグレングリコー
ルジメククリレート、トリメチロールメタントリメタク
リレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート
、グリセロールジメタクリレ−1〜、ブチレングリコー
ルジアクリレート、デトラメヂロールメタンテトラアク
リレート等があげられるが、これらに限定されるもので
はない。
次に本発明にいう(I[I)塩基性ビニル単量体として
は、4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン、2−ビ
ニル−6−メチルピリジン、ジエチルアミノエチルメタ
クリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、2
−メチル−5−ビニルピリジン、2−ビニル−5−エチ
ルピリジン、4−(4−プロペニルブチニル)ピリジン
、ジメヂルアミノプロピルメタクリルアミド等があげら
れる。
次に本発明にいう(IV)アクリルアミド系単量体とし
てはアクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロー
ルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N
、N”−メチレンビスアクリルアミド、N、N−−メチ
レンビスアクリルアミドなどが必げられる。
また本発明にいう(V)ポリオキシアルキレン部分を有
するビニル単量体としては、下記構造のものがあげられ
るが、これらに限定されるものではない。
CHコ CH2=CHCH=CH2 Coo (0M2CH2012コQC Coo (C1(2CH20) 、40Cまた発明にい
う(Vl )スルホン1mを有するビニル単量体とは、
スチレンスルホン酸、2−アリロキシ−2−ヒドロキシ
プロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチル
プロパンスルホン酸などをいう。
本発明では前述したように、ビニルカルボン酸、水不溶
性有殿触媒、第4@アンモニウム塩型界面活性剤からな
る水系混合液でグラフト重合改質するに際し、前述の(
I)〜(VI)の少なくとも1種を混合する必要がある
が、その際の混合比率としては、ビニカルボン酸を1と
して次なる範囲が、グラフト重合効率の向上、ならびに
均一グラフト重合面から好ましい。
(イ)ビニルカルボン酸:’ (II) : (III
) : (V)=1:0.1〜1.5:0.1〜0.7
:0.5〜3.0 (ロ)ビニルカルボン酸: (I): (IV): (
V)=に〇、2〜4.0:O〜0.5:0.5〜3゜(
ハ)ビニルカルホン =]:0.1〜1.5:0.1〜0.5:O−0゜(ニ
)ビニルカルボン酸: (II): (1>: (IV
):  (Vl)〜1 :0.1〜1.5 :O−0,
7:0〜1.5:O−0,5 (ホ〉ビニカルボン!:  (I): (n):  (
1)(IV)  :  (V)  :  (Vl) 〜
1 : O〜2. O: O〜1.5 :0−0.8 
:O〜1.5:0〜4.O:0−0.5 かかる上述の混合比率をはずれると本発明の目的とする
グラフト重合効率の向上は十分でない。
なお、単量体(n)は、疎水性のものが多く、その使用
量は全単量体混合物中、10〜30重但%の割合で用い
るのが、グラフト重合効率ならびに付与した性能の耐久
性面から好ましい。
また単量体(1)の使用割合はビニルカルボン酸の使用
割合よりも少な目に設定し、全体の単量体混合物中、2
〜10!ffi%の割合で用いるのが、グラフト重合効
率を高める上で好ましい。
また単量体(1v)のN−メチロールアクリルアミドな
どは酸性側で脱水縮合を起し、架橋するので、pHは2
.5〜5.5の範囲に調整するのが好ましく、グラフト
重合効率も向上する。
また単量体(V>は耐久性に冨んだ訓電性能、吸水性能
等を付与する上で好ましい単量体であるが吸湿性能を付
与するためには単量体(V>よりもビニルカルボン酸の
使用割合の方を増やした方が好ましい。
単量体<Vl)は、ビニルカルボン酸よりも多量に用い
ると、むしろグラフト重合効率が低下するので、ビニル
カルボン酸1に対して0.5以下、好ましくは、0.2
以下が良い。
該水系混合液のビニルモノマー8度は5%から70%の
範囲に調整することが好まし・い。この範囲以下では溶
液の安定性が極端に低下し、グラフト効率も低下する。
またこの範囲を越えると、水のキャリア効果の低下によ
ると思われるグラフト効率の低下を招く。そして第4級
アンモニウム塩型界面活性剤の濃度は、ビニルモノマー
濃度により変化するが、必要最少量の添加がグラフト効
率、経済性の両面からも好ましい。その好ましい濃度範
囲としては巖手捗か歩2%〜20%程度である。
次に本発明において、グラフト重合効率を向上させるた
め、更に疎水性有機溶剤を用いてもよい。
なお本発明において疎水性有機溶剤とは、合成繊維に対
して、キャリア作用を有するもので必って、単量体の浸
透を助長し、繊維内部にまで改質効果をもたらすもので
おり、具体的には、モノクロルベンゼン、メチルナフタ
レン、O−フェニルフェノールなどがおるが、これらに
限定されるものではない。
グラフト重合開始剤を用いる場合その濃度は0゜1%か
ら3.0%の範囲が好ましく、これをはずれるとホモポ
リマーの発生が多くなり、グラフト重合効率は低下する
。また繊維膨潤剤を用いる場合純品として5%以下が好
ましい。これを越えるとグラフト重合率は逆に低下する
このようにして調整して得られた単量体を含む水系混合
液は合成繊維にパディング法などによって、必要量付与
される。パディング法以外の付与方法としてはスプレー
、塗布、浸漬後遠心脱水磯で絞る方法などが考えられる
が、被処理物の形態や、必要な付与量などにより適宜選
択し得る。かかる単量体を含む水系混合液を付与された
被処理物は、次に加熱系に移される。加熱系に移された
被処理物を静置して加熱処理する場合は、処理液が自重
により下方へ移行するのが通常でおり、好ましくは該被
処理物を遠心力により液移動が惹起しない程度に回転す
るなどして、液移動の少ない状態に保持することが好ま
しい。
また本発明においてはシール状態で加熱処理する必要が
ある。すなわち、本発明では、水の沸点あるいはそれ以
上に加熱処理するため、被処理物が直接スチームおるい
は熱風などにざらされると水やビニル単量体が蒸発やス
チームなどに同伴され飛散する。これら薬剤の蒸飛散は
グラフト重合を著しく低下させるため避けねばならない
。そこで、これら薬剤の蒸飛散を最小に抑えるためにシ
ール状態とすることが必要である。
シール材としての好ましい条件は、曲げ、押え、伸び等
の物理作用に耐え得る柔軟伸縮性と強力および耐熱、耐
薬品性を有し、かつシール材を構成する物質の熱伝導性
が良いことである。したがって、本発明においてはシー
ル材の熱伝導率は、O9’l Kcal/m −hr 
−deg、以上であれば十分本発明のシール材として好
ましい。またシール材を通して、水系混合液の蒸飛散や
、水分の蒸散を最小に抑えるため、シール材の被処理イ
「帛と接する面は不透水膜で被覆されている方が好まし
い。
本発明に適するシール材としては、たとえば炭素繊維、
アルミ繊維など熱伝導性にすぐれた繊維からなる布帛や
、ガラス繊維、ポリエチレンテレフタレートなど比較的
熱伝導性にすぐれた繊維からなる布帛の少なくとも片面
を、ポリテトラフロロエヂレンや延伸されたポリエチレ
ンテレフタレートなどの不透水フィルムをコーティング
おるいはラミネートにより被覆したものなどが好ましい
が、これらに限定されるものでなく、先に述べた条件を
満足するものであれば本発明の目的を達成しうる。
また、シール材はエンドレス方式等により繰返し使用す
ることが経済的であり好ましい。またシール材の両耳部
は接圧ロール等で圧着し、付与した親水性ビニルモノマ
ーを含む水系混合液の蒸、飛散を抑制さすことが好まし
く、ざらに、シール材および被処理イF帛のたるみを防
止するため、メツシュベルト上を並走させる等の措置を
講することも、より安定したグラフト重合による改質処
理を達成する上で好ましい。
本発明でいう加熱処理とは、(A>親水性ビニルモノマ
ーを含む水系混合液を付与された被処理布帛を巻き上げ
ることなく、シールされた状態で所定温度に加熱された
雰囲気中を止まることなく連続通過させる方法、(B)
同じくシールされた状態で所定温度に加熱させたシリン
ダーに密着させ連続通過する方法、(C)シール材に発
熱カーペット等に用いられているニクロム線や、面状発
熱体を配した発熱シートでシールと加熱の両者を満足さ
刊かつ連続走行さす方法、(D)加熱された雰囲気中に
設置された被処理イ5帛の厚みと同等のクリアランスを
有する角筒内を通過さす方法、(E)発熱体で被覆加熱
された該角筒内を通過さす方法などがあるが、これらに
限定されるものではなく、被処理イ「帛の最終製品とし
た場合の風合や、他の要件によって適宜選択し得る。
加熱手段としては、飽和スチーム、マイクロ波を含む高
周波加熱、赤外線加熱、おるいは電熱、ガス直火型加熱
等々が用い得るし、これらの併用も好ましい。
処理温度は被処理イロ帛をすみやかに80’C以上に加
熱保温することが好ましく、したがって雰囲気あるいは
、発熱シート等の温度は100’C以上に設定するのが
好ましい。特に好ましいのは処理時間の関係から、12
0’C以上’180’C未満でおる。180’C以上の
雰囲気市るいは発熱シート等で処理すると、ホモポリマ
ーの生成が箸しく、グラフト効率の低下をjGき不経済
である。
処理時間は経済性の面から、長くとも5分、好ましくは
3分以内である。処理時間の延長は、装置の大規模化や
、処理速度の低下を招き不経済でおる。
本発明はグラフト重合開始剤による活性化前処理を必要
としない一段グラフト重合改質方法について主に述べて
いるが、活性化前処理の後に親水性ビニルモノマーと接
触させグラフト重合を完結させる二段グラフト重合改質
方法に用いることも当然可能でおる。
加熱処理工程を通過した被処理布帛は、拡45状のまま
、オープンソーバー等で連続的に該被処理布帛に残留す
る薬剤やホモポリマーの洗浄除去を行い、さらにシリン
ダー乾燥機、ショートループドライヤー、ロングループ
ドライヤーなどの連続乾燥装置と連結させることにより
、グラフト重合工程、洗浄工程と乾燥工程が一連の作業
として行なうことができる。そのことから、作業の煩雑
さの低減、加工時間の短縮を達成でき、より経済的で安
定したグラフト重合による改質加工が達成される。
〔実施例〕
本発明を実施例により更に詳細に説明する。
尚 実施例において用いられる各測定値は次の様にし・
て求められる。
A、七ツマ−の反応効率 初期の加工糸編物重量に対する被処理編物の重量増加率
を求め、更に重量増加率に対応するモノマーの反応効率
はピックアップ率(パディング前後の重量増加率)(%
)を考慮に入れ次の様に算出した。
モノマー反応効率=グラフト効率(%〉グラフト効率=
〔Δ〜■/(P/100)xN)X100 ただし ΔW;処理前後の重量増加率(wt%)P:ピ
ックアップ率(wt%) N:モノマー濃度(wt%)とする。
B、吸湿率 ソーダ灰で処理した試料17を絶乾後の重量を(A>と
し、それを更に20’C165%RHの雰囲気下に24
時間放置した後の布帛の重量を(B>とした場合、((
B) −(A>/ (A)]x10O(%)で表わす。
C0摩隙帯電圧 京大化研弐ロータリースタチックテスターを用い、20
’C165%R,)−1,もしくは20’C130%R
,H,においで綿イ[に対する摩擦帯電圧を測定した(
J Is  Ll 094−1980法)。
D、吸水性 試料を水平に張り、5cmの高さから1滴(0゜03C
C)の蒸溜水を滴下し、完全に吸収され、反射光を示さ
なくなるまでの時間を秒単位で表わした。
E、油汚れの除去性(防汚性) 約15cm×15cmの試おlの中心部にB手油を1滴
吸収させた後、2時間放置した。ついでJISL−〇2
17−103法による家庭洗濯を3回くり返した後自然
乾燥し、汚染グレースケールを用い、原布に対する汚染
の残留度を判定した。
F、洗濯耐久性 JIS  L−〇217−103家庭洗濯法によった。
実施例1 グラフト重合開始剤として水不溶性有搬蝕媒であるベン
ゾイルパーオキサイド1g、ビニルカルボン リメチルアンモニウムクロライド(第4扱アンモニウム
塩型界面活性剤)103混合を1票準として、更に以下
に示されるものを混合し、水で希2L1003の水系混
合液を調整した(水準1〜5〉。
(水準1) グリセロールジメタクリレート(本文中の(n)の化合
物)5び、ジメルアミノエチルメタクリレート(本文中
の(I)の化合物)5J、下記溝造のポリオキシアルキ
レン部分を有するビニル単遺体(本文中の(V)の化合
物)203 (水準2) ヒドロキシエチルメタクリレート(本文中の<I)の化
合物)103、N−メチロールアクリルアミド(本文中
の(IV)の化合物〉39、水準1と同様のポリオキシ
アルキレン部分を有するビニル単伊体(本文中の(V)
の化合物)203〈水準3) ヒドロキシプロピルメタクリレート(本文中の(工>の
化合物)57、グリセロールジメタクリレート(本文中
の(II)の化合物)29、N−メチロールアクリルア
ミド(本文中の(IV)の化合物)37 (水準4) グリセロールジメタクリレート(本文中の(II)の化
合物)5g、ジエチルアミノエチルメタクリレート(本
文中の(III>の化合物)39、2−アクリルアミド
2−メチルプロパンスルボン酸(本文中の( IV )
の化合物)37 (水準5) ヒドロキシエチルメタクリレート(本文中の(1)の化
合物)3g、エチレングリコールシメタフリレート(本
文中の(If)の化合物)37、ジメチルアミノエチル
メタクリレート(本文中の(1)の化合物)37、N−
メチロールメタクリルアミド(本文中の■の化合物)3
9、下記描込のポリオキシアルキジン部分を人有するビ
ニル単量体(本文中の(V)の化合物)1032−アク
リルアミド2−メチルプロパンスルホン閑(本文中の(
Vl)の化合物〉33 次にリラックスj精練、乾燥上りのポリエチレンテレフ
テタレート加工糸昂物(東しく株)製#1630)を前
述の各水系混合液に浸漬後、マングルで絞りピックアッ
プ率を求め2軸延伸され四方をセロファンテープで止め
、4ケ所虫ピンで小穴を空は脱気孔をもうけた2枚のポ
リエチレンテレフタレートフィルムの間に挟み、さらに
、該フィルムよりA′)や大ぎい2枚のガラス板の間に
挟み両側をクリップで止めた。
次に、130’Cに予熱した、小型高圧スチーマ−中に
、先の2枚のガラス板で挟んだ被処理編物を投入し、次
いで、飽和スチームにより130’Cで2分間処理した
次に被処理編物は、湯水法、乾燥後、初期の加工糸編物
手足に対する重量増加率を求めた。
次に上記加工糸編物をソーダ灰1.0g/j、浴比1:
30.60’Cで30分処理し、水洗乾燥後、吸湿率、
摩擦帯電圧、吸水性、油汚れの除去性(防汚性)を求め
た。以上の値を表−1に示す。
実施例2 実施例1の標準および水準・1〜5と同様に準備した試
料(水系混合液をバッデングし更に2枚のポリエチレン
テレフタレートフィルムの間に挟みシールしたもの)を
2枚のガラス板の間に挟み、次いで、マイクロ波処理装
置(重金工業社製アポロペット)に入れ100’Cスチ
ームとマイクロ波で3分間、加熱処理を行ない、実施例
1と同様に標準にくらべ水準1〜5はグラフト効率が良
好に布帛を得ることができた。
[発明の効果] 本発明は、ビニルカルボン酸を合成繊維にグラフト重合
するに際し、本文中に詳記した如き、他の各種七ツマ−
を配合することにより、グラフト効率を向上させ、優れ
た殿能性(吸湿性、吸水性、制電性、防汚性など)を付
与できる。またその際、加熱手段として熱伝導率の大ぎ
いフィルム状物質でシールし、連続的に加熱するとによ
り、より効率的に、前述の効果を得ることが可能となる

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)合成繊維にビニルカルボン酸、水不溶性有機触媒
    、第4級アンモニウム塩型界面活性剤からなる水系混合
    液を付与した後、シール状態で加熱処理して、グラフト
    重合改質する方法において、水系混合液中に下記化合物
    ( I )〜(VI)で示される単量体の少なくとも1種を
    混合することを特徴とする合成繊維の改質法。 ( I )エステル反応によりアルキル基またはヒドロキ
    シアルキル基を導入したビニル単量体(II)ビニル基を
    2個以上有する分子量500以下の単量体 (III)塩基性ビニル単量体 (IV)アクリルアミド系単量体 (V)ポリオキシアルキレン部分を有するビニル単量体 (VI)スルホン酸基を有するビニル単量体
  2. (2)熱伝導率が0.1kcal/m・hr・deg以
    上のエンドレスベルト状シール材で圧着することにより
    シール状態とすることを特徴とする特許請求の範囲第(
    1)項記載の合成繊維の改質法。
  3. (3)加熱処理を、蒸気および/または高周波、赤外線
    、または熱板接触方式であることを特徴とする特許請求
    の範囲第(1)または(2)項に記載の合成繊維の改質
    法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06108362A (ja) * 1992-09-21 1994-04-19 Gunze Ltd 繊維へのグラフト加工法
JP2005537400A (ja) * 2002-08-28 2005-12-08 サイマット リミテッド 多孔性高分子物品

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