TWI481759B - 酸性染料可染性吸濕性纖維及其製造方法 - Google Patents

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Description

酸性染料可染性吸濕性纖維及其製造方法
本發明係關於一種係可以酸性染料進行染色且具有吸濕性之纖維及其製造方法。
交聯丙烯酸系纖維係已知具有pH緩衝性、抗靜電性、保水性等調和機能或高吸濕率、高吸濕速度、高吸濕率差或者因此產生之調溫、調濕機能等,並利用在服裝領域或產業資材領域。然而,交聯丙烯酸系纖維係有對於其染色性之課題,成為阻礙其用途擴展之要因。
交聯丙烯酸系纖維因係具有作為陽離子性染料之染色位之機能之羧基,原理上係可用陽離子性染料著色。但因陽離子性染料與羧基間形成之離子鍵為弱,容易因pH之變化等使陽離子性染料游離,加以因該纖維之水膨潤性為高,使得游離之陽離子性染料容易溶出。因此,僅以一般之處方作染色,係無法得到實用之耐性水準之染色堅牢度。
為了解決關於如此之染色性的問題,於專利文獻1、2中係提案了交聯丙烯酸纖維之藉由反應性染料之染色方法。在此等方法雖係藉由使用反應性染料改善染色堅牢度,但有染色時pH須為強酸性條件,混用纖維的限制或腐蝕對策等之設備對應成為必需之問題。又,將與賽璐蘇系纖維混用之纖維構造體染色之情況中,有產生與賽璐蘇系纖維不同之色相之情形,於實用上之合色有困難。
又,於專利文獻3係提案了將具有羧基之原料纖維以具有磺酸基之單體含浸、聚合導入磺酸基之纖維。此纖維因係具有多量之作為陽離子性染料之染著位之機能之磺酸基,可以陽離子性染料著色,但要得到充分之發色性或染色堅牢度或色相安定性係為困難。又,為了採用將原料纖維以具有磺酸基之單體含浸、聚合導入磺酸基如此之手段,有複雜之操作成為必要、費用變高之問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 特開2003-278079號公報
[專利文獻2] 特開2006-70421號公報
[專利文獻3] 特開2008-174849號公報
如上,以往之交聯丙烯酸系纖維係具有pH緩衝性、抗靜電性、保水性等調和機能或高吸濕率、高吸濕速度、高吸濕率差或者因此產生之調溫、調濕機能等者,但為留有關於染色性之課題者。本發明係基於關聯先前技術之現況而完成者,以提供保持高吸濕性、高吸濕率差等交聯丙烯酸系纖維之特徵的同時,可藉由酸性染料進行實用之染色的纖維為目的。
本發明者們係為達成上述目的而進行致力檢討之結果,達到以下所示之本發明。
(1)一種酸性染料可染性吸濕性纖維,其特徵為由具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域與具有交聯構造與羧基之聚合物之區域所構成之纖維,且相對纖維重量而言,酸性染料之飽和染著量係為3.5~10重量%,羧基量係為1.0~10mmol/g。
(2)如(1)的酸性染料可染性吸濕性纖維,其中具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物係以丙烯腈為主成分,且將至少含有陽離子性基之乙烯系單體作為共聚合成分之聚合物。
(3)如(1)的酸性染料可染性吸濕性纖維,其中具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物係對以丙烯腈為主成分之聚合物施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之處理而得者。
(4)如(1)的酸性染料可染性吸濕性纖維,其中具有交聯構造與羧基之聚合物係對以丙烯腈為主成分之聚合物施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之處理以及水解處理而得者。
(5)一種如(1)的酸性染料可染性吸濕性纖維之製造方法,其特徵為:對由以丙烯腈為主成分,且將至少含有陽離子性基之乙烯系單體作為共聚合成分之聚合物所構成之纖維表層施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之交聯處理以及水解處理。
(6)一種如(1)的酸性染料可染性吸濕性纖維之製造方法,其特徵為:係對以丙烯腈為主成分之聚合物所構成之纖維施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之交聯處理後施以水解處理之方法,其中施以前述水解處理之範圍較施以前述交聯處理之範圍為小。
本發明的酸性染料可染性吸濕性纖維係由具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域與具有交聯構造與羧基之聚合物之區域所構成,因而可藉由酸性染料進行實用之染色,吸濕性能亦為高。因此,本發明的酸性染料可染性吸濕性纖維關於顏色之制約為小,對於重視顏色之用途等在以往之交聯丙烯酸系纖維為難以擴展之用途亦能擴展。
以下將詳細說明本發明。本發明的酸性染料可染性吸濕性纖維係為由具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域與具有交聯構造與羧基之聚合物之區域所構成之纖維。
本發明的酸性染料可染性吸濕性纖維中具有交聯構造與羧基之聚合物之區域係該纖維的一個大特徵之主要負責吸濕性能之部分。如上所述,存在於關聯區域之羧基係可與陽離子染料形成離子鍵,但為了容易離子交換而使染色堅牢度不佳無法進行實用之染色。於本發明之纖維中,與上述區域一同,以關聯區域與設有別的具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域,作為可以酸性染料進行實用等級之染色者。
以具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物而言,可列舉以丙烯腈作為主成分且將至少含有陽離子性基之乙烯系單體作為共聚合成分之聚合物或對以丙烯腈為主成分之聚合物施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之處理而得者。另外於本發明中,將以丙烯腈作為主成分且將至少含有陽離子性基之乙烯系單體作為共聚合成分之聚合物以「具有陽離子性基之丙烯腈系聚合物」、將以丙烯腈作為主成分之聚合物以「丙烯腈系聚合物」表示。
於此處以成為酸性染料染著位之官能基而言,係無特別限定,但可列舉1級胺基、2級胺基、3級胺基、4級銨基等陽離子性基。
又,以丙烯腈為主成分而言,上述任一情形中皆可說丙烯腈以40~100重量%結合含有於聚合物中。以丙烯腈以外之單體成分而言,係無特別限制,可列舉(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等之(甲基)丙烯酸酯化合物,甲基烯丙磺酸、對-苯乙烯磺酸等含磺酸基單體及其鹽;苯乙烯、乙酸乙烯酯等單體。於此處將具有陽離子性基之乙烯系單體做為共聚合成分的情況,該單體之陽離子性基係為作為酸性染料之染著位之機能。
以關聯具有陽離子性基之乙烯系單體而言,可例舉如以式[I]、式[II]及式[III]表示之單體。於此處之式[I]、式[II]及式[III]中,R1係表示氫或C4以下之烷基,R2、R3及R4係各自表示C4以下之烷基,R5係表示C4以下之烯基或羥烯基,R6係表示C4以下之烯基,X係表示Cl、Br、I、CH3 COO、CH3 SO4 或SCN,m係表示2~4之整數,n係表示0或1之整數。
以此等具有陽離子性基之乙烯系單體之具體例而言,可列舉(甲基)丙烯酸二甲胺乙酯、(甲基)丙烯酸二乙胺乙酯等。
又,於對丙烯腈系聚合物施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之處理的情況,係考慮關於含氮化合物與由丙烯腈而來之腈基反應形成聚合物中之交聯構造,但此時沒有與腈基反應之官能基或不完全與腈基反應形成交聯構造而副產生之官能基等當作作為酸性染料染著位之官能基之機能。
以1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物而言,以具有2個以上之1級胺基之胺化合物或肼系化合物為佳。1分子中之氮原子數上限係無特別限制,但以12個以下為佳,6個以下為更佳,4個以下為最佳。若1分子中的氮原子數超過上述上限則交聯劑分子變大,有難以將交聯導入聚合物中地情況。
以具有2個以上之1級胺基之胺化合物而言,例示有乙二胺、六亞甲二胺等之二胺化合物,二伸乙三胺、3,3’-亞胺基雙(丙胺)、N-甲基-3,3’-亞胺基雙(丙胺)等三胺系化合物,三伸乙四胺、N,N’-雙(3-胺丙基)-1,4-丁二胺等四胺系化合物,聚乙烯胺、聚烯丙胺等具有2個以上之1級胺基之聚氨系化合物。
又,以肼系化合物而言,例示有水合肼、硫酸肼、鹽酸肼、溴化氫酸肼、肼碳酸鹽等。
另一方面,以具有交聯構造與羧基之聚合物而言,可列舉對丙烯腈系聚合物施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之處理,及水解處理而得者。前者之處理中係含氮化合物與由丙烯腈而來之腈基反應,形成聚合物中之交聯構造,後者之處理中係將腈基水解形成羧基。藉此得到具有交聯構造與羧基之聚合物。
以關聯丙烯腈系聚合物及1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物而言,可例示與上述者同樣者。又,關於水解處理,係可使用鹼金屬氫氧化物、鹼土類金屬氫氧化物、鹼金屬碳酸鹽等之鹼性金屬鹽化合物。
另外,關於此處例示之具有交聯構造與羧基之聚合物,係與以具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物作為例示之聚合物同樣地,對丙烯腈系聚合物施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之處理,但無法以酸性染料進行實用之染色。此應係由於雖以交聯處理一時形成有作為酸性染料染著位之官能基,但藉由其後之水解處理變化了關連官能基,使失去作為酸性染料染著位之機能之故。
又,本發明之酸性染料可染性吸濕性纖維係也可僅以上述具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域與具有交聯構造與羧基之聚合物之區域所構成,也可存在此等區域以外之構成此等區域之聚合物混合的區域或以構成此等區域之聚合物與不同之聚合物構成的區域。以此等區域之配置代表例而言,可列舉以具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域為中心部、以具有交聯構造與羧基之聚合物之區域為表層部之芯鞘構造、具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域與具有交聯構造與羧基之聚合物之區域交互積層之多層構造、或以具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域與具有交聯構造與羧基之聚合物之區域之一方為海部,另一方為島部之海島構造等。
關於具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域與具有交聯構造與羧基之聚合物之區域之比率,係具有交聯構造與羧基之聚合物之區域之比例較高則可得高吸濕率之纖維,但在另一方面具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域之比例變低,成為發色性下降之傾向。於得到吸濕性及發色性兩方兼顧之纖維,係以乾燥狀態下之纖維截面積的20~80%,較佳為30~70%之面積被具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域所佔有之方式為理想。
於此處之上述面積比率係可藉由以酸性染料染色處理後切斷乾燥過之纖維,將其纖維斷面以光學顯微鏡觀察而算出。亦即被染色之區域為具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域,而未被染色或無法確認之區域為具有交聯構造與羧基之聚合物之區域。
又,以於本發明之羧基量而言,相對於纖維重量而言較佳為1.0~10 mmol/g,更佳為2.0~6.0 mmol/g為理想。羧基量較1.0 mmol/g為少之情況係為無法得到充分之吸濕性能之情況,又較10 mmol/g為多之情況係具有交聯構造與羧基之聚合物之區域在吸濕或吸水時變為脆弱,引起聚合物之脫落,無法維持纖維形狀或吸濕性能之情況。
又,羧基係亦可為H型羧基亦可為鹽型羧基,該等為混合也沒關係,在纖維製造後的階段,係為了易於進行紡織等加工而採用H型羧基,在染色後或最終製品的階段,係為了得到高吸濕率而以羧基量的50%以上為鹽型羧基為理想。
作為關聯構成鹽型羧基之陽離子之例可列舉Li、Na、K等之鹼金屬,Be、Mg、Ca、Ba等之鹼土金屬,Cu、zn、Al、Mn、Ag、Fe、Co、Ni等之金屬,NH4 、胺等陽離子等,複數種之陽離子混合亦可。
以於本發明之酸性染料之飽和染著量而言,相對於纖維重量而言較佳為3.5~10重量%,更佳為4~9重量%為理想。於關聯飽和染著量為小於3.5之情況係不能染色至濃色,係為不適於實用之情況,於超過10%之情況係染色速度變快,容易引起染色不均。另外,關聯飽和染著量係藉由後述方法求得者。
又,本發明之酸性染料可染性吸濕性纖維係相對於以往之交聯丙烯酸系纖維為改善了染色堅牢度者,用以下記載之評估方法評估出染色堅牢度為3級以上者為理想。(評估方法)將試料投入加入相對於該試料之重量為5重量%之酸性染料Supranol Black VLG(DyStar公司製)之浴中,以乙酸調整至pH為4以後,以100℃浸漬30分鐘以後,進行皂洗、水洗、乾燥。對於所得之纖維,藉由JIS-L-0848評估汗染色堅牢度。
本發明之酸性染料可染性吸濕性纖維於溫度20℃、相對濕度65%大氣環境的飽和吸濕率係因視用途所必須之吸濕率不同而一律不規定,但以15重量%以上為佳,20重量%以上為更佳。
又,本發明之酸性染料可染性吸濕性纖維係膨潤度較佳為以2g/g以下,更佳為1.8g/g以下為理想。於膨潤度為超過2g/g之情況,係為纖維物性降低,且操作性成為不良。
以由上述之本發明之酸性染料可染性吸濕性纖維的製造方法而言,係可列舉幾個方法。例如,可舉出將由具有陽離子性基之丙烯腈系聚合物所構成之丙烯腈系纖維作為原料纖維,對於該纖維施以部份交聯處理及水解處理之方法。於相關方法中,具有陽離子性基之丙烯腈系聚合物的一部份藉由交聯處理或水解處理變換至具有交聯構造與羧基之聚合物之區域,未變換之部分成為具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域。
於此處,於由具有陽離子性基之丙烯腈系聚合物所構成之丙烯腈系纖維中,以具有相對於纖維重量為0.15mmol/g以上,較佳為0.17mmol/g以上之陽離子性基為理想。陽離子性基小於0.15mmol/g的情況,係為了得到充分之發色性,須使具有交聯構造與羧基之聚合物之區域為小之情況。另外,關於上限係無特別限制,但從染色的均一性之觀點來看的情況,以0.40mmol/g以下為理想。
又,以由丙烯腈系聚合物所構成之丙烯腈系纖維作為原料纖維,對於該纖維施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之處理之交聯處理後,施以水解處理之方法,亦可採用前述施以水解處理之範圍較前述施以交聯處理之範圍為小的方法。於相關方法中,係首先藉由交聯處理,與交聯構造一起形成具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域,藉由其後之水解處理使該區域的一部分變換至具有交聯構造與羧基之聚合物之區域。另外,於相關方法中,並無言及作為丙烯腈系聚合物,亦可使用具有陽離子性基之丙烯腈系聚合物。
更甚者,亦可採用以由不具有成為酸性染料染著位之官能基之丙烯腈系聚合物所構成之丙烯腈系纖維作為原料纖維,於此導入具有成為酸性染料染著位之官能基後施以部份交聯處理及水解處理之方法,或以丙烯腈系聚合物以外之含有具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之丙烯腈系纖維,於此施以部份交聯處理及水解處理之方法。
另外,於上述列舉之製造方法中,關於成為原料纖維之丙烯酸系纖維中的丙烯腈系聚合物的比例係與成為酸性染料染著位之官能基之有無無關,以80~100重量%為理想。
又,成為原料纖維之丙烯腈系纖維,至少係由丙烯腈之含有率不同的2種丙烯腈系聚合物所構成,關於含有率之差為2重量%以上為佳。藉此產生於進行交聯、水解之容易度之差別,變得容易形成具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域與具有交聯構造與羧基之聚合物之區域。
關聯丙烯腈系纖維,雖係2種之丙烯腈系聚合物側對側接合而成者,隨機混合而成者亦沒有關係,但以A-B-A層所構成之3層構造而成者或芯鞘構造者為佳,B層或芯的部份為丙烯腈的含有率高且具有多陽離子基者為佳。具體而言係B層或芯的部份的丙烯腈含有率為82重量%以上,較佳為85重量%以上,更佳為90重量%以上為理想,陽離子性基的含有量為0.15 mmol/g以上,較佳為0.17 mmol/g以上為理想。
另外,以得到由A-B-A層所構成之三層構造的丙烯腈系纖維之方法而言,可採用日本特開2000-45126號公報上記載之方法等,此時,以A成分的原液濃度較B成分的原液濃度為低的方式,使B成分較少露出纖維表面為理想。
以以上說明的之本發明的酸性染料可染性吸濕性纖維之製造方法而言,係將由具有陽離子性基的丙烯腈系聚合物所構成之丙烯腈系纖維藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物進行交聯處理後,藉由鹼性金屬鹽水溶液進行水解處理,或者係藉由同時進行此等之處理而在纖維之表層部形成交聯構造與具有羧基之聚合物之區域,在芯部留下具有陽離子性基之丙烯腈系聚合物之區域的方法,由製造設備或費用方面為理想。關於關聯方法在以下作詳述。
於關聯方法中,係將上述由具有陽離子性基的丙烯腈系聚合物所構成之丙烯腈系纖維藉由含有上述1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之水溶液進行交聯導入處理及藉由含有鹼性金屬鹽化合物之水溶液施以水解處理。此等之處理係亦可於交聯處理後施以水解處理,如此進行之個別處理;亦可以使用共存有1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物與鹼性金屬鹽化合物之水溶液進行同時處理。任一情況皆以1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物與丙烯腈系纖維之表層部之丙烯腈系聚合物所具有之腈基反應而形成交聯構造,或以鹼性金屬鹽化合物水溶液與腈基反應而形成羧基,使其被變換為具有交聯構造與羧基之聚合物。
以上述交聯處理及水解處理具體之方法而言,係採用在將纖維浸漬於用於處理之水溶液中之狀態下使其反應之方法。又,個別處理、同時處理任一之情況中,以1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物的濃度而言,係皆以0.1~5重量%為佳,0.1~3重量%為更佳。此濃度若過低則會有無法得到具有交聯構造與羧基之聚合物的溶出抑制效果之狀況。另一方面,於將交聯構造之導入止於纖維的表層部,係此濃度為5重量%以下為理想。又,關於鹼性金屬鹽化合物之濃度,係以0.5~5重量%為佳,以0.5~4重量%為更佳。鹼性金屬鹽化合物濃度若過低則會有產生之羧基量不充分之狀況。另一方面,以將此濃度控制在5重量%以下,可使羧基之導入止於纖維之表層部,可於芯部留下具有陽離子性基之丙烯腈系聚合物之區域。
又關於反應溫度及時間,其適當之範圍係相應於1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物及/或鹼性金屬鹽化合物的濃度而有不同。在同時處理之情況下,若係1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之濃度為0.5~2重量%之程度,鹼性金屬鹽化合物之濃度為1~2重量%之程度,所建議之條件為於90~100℃下進行2小時之程度。
上述之個別處理的情況,經過交聯處理之纖維係於水解處理前施以酸處理亦可。藉由關聯酸處理,可淡色化纖維之著色。以於此處所使用之酸而言,可列舉硝酸、硫酸、鹽酸等無機酸水溶液,有機酸等,但無特別限定。又以處理條件而言,係可舉出將被處理纖維以溫度50~120℃浸漬於酸濃度5~20重量%,較佳為7~15重量%之水溶液0.5~10小時之例。但,關聯酸處理係進於水解,為了要有減少最終所得纖維中應殘留之之丙烯腈系聚合物,亦即具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域之效果,酌量此事而設定條件係至為必要。
如上而行所得之水解或交聯、水解同時處理後之纖維係為原樣亦可作為本發明之酸性染料可染性吸濕性纖維利用,但進一步藉由酸性水溶液洗淨亦可。藉此,可得較高白度之纖維。以關聯酸性水溶液而言,可列舉硝酸、硫酸、鹽酸等無機酸水溶液,有機酸等,但無特別限定。
又,於如上述之纖維製造後的階段中,係為了容易進行紡織等加工採用H型羧基,於染色後或最終製品的階段中,變換至所欲之鹽型羧基或H型羧基,將不同種之鹽型混合而行為理想。關聯羧基型之調整係可藉由以硝酸鹽、硫酸鹽、鹽酸鹽等之金屬鹽施以離子交換處理、藉由緩衝液等施以pH調整處理而實施。另外,得到高吸濕率之情形係羧基量之50%以上為鹽型羧基為理想。
又,以上述丙烯腈系聚合體所構成之丙烯腈系纖維作為原料纖維,對該纖維施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之交聯處理後施以水解處理之方法,亦以施以前述交聯處理之範圍較施以前述水解處理之範圍為小之方法為佳。於關聯方法中,係為了使施以水解處理之範圍較施以交聯處理之範圍為廣,首先以將1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之濃度設定為高的溶液施以交聯處理,其後進行水解處理。例如,若為以芯鞘構造而行之情況,為了對纖維整體施以交聯處理,含氮化合物之濃度較佳係為7~20重量%,更佳係為10~20重量%。關於關聯處理後之纖維表層部之水解處理之條件係若採用上述條件為可,若應其需要亦同樣可進行酸處理或羧基型之調整。
[實施例]
藉由以下實施例具體說明本發明,但本發明係不為以下實施例所限定者。另外,實施例中的部及百分比係限於無斷定時以重量基準表示。實施例中的特性之評估方法係如以下所述。
(1)羧基量
精秤充分乾燥之試料約1 g(A[g]),將之加於200 ml之水中後,一邊加溫至50℃一邊添加1 mol/L鹽酸水溶液至pH2,接下來以常用方法以0.1 mol/L氫氧化鈉水溶液求得滴定曲線。從該滴定曲線求得被消耗於羧基之氫氧化鈉水溶液消耗量(B[ml]),藉由下式算出羧基量。
羧基量[mmol/g]=0.1×B/A
(2)原料纖維之陽離子性基量
精秤充分乾燥之試料約0.5g(C[g]),浸漬於裝有可充分進行離子交換之量的0.1 mol/L鹽酸水溶液(D[ml])的燒杯中。過濾試料,濾液作為指示藥品添加於酚酞溶液中。將此濾液以0.1 mmol/L之氫氧化鈉水溶液滴定,定量出殘留之鹽酸。將此時之氫氧化鈉水溶液的滴定量作為E[ml],藉由下式算出陽離子性基量。
陽離子性基量[mmol/g]=(0.1×D-0.1×E)/C
(3)飽和吸濕率
將試料浸漬於5.0g之水中,添加相對於羧基之中和度成為如70%之氫氧化鈉溶液,於70℃浸漬處理1小時後,水洗、脫水、風乾24小時。將經中和處理之該試料以熱風乾燥機於105℃乾燥16小時測定其重量(F[g])。接著將該試料調整至20℃、相對濕度65%之條件,放入恆溫恆濕器中24小時。測定如此進行吸溼之試料的重量。(G[g])。從以上的測定結果,藉由下式算出。
飽和吸濕率[%]=(G-F)/F×100
(4)膨潤度
將試料約3 g以熱風乾燥機於70℃乾燥3小時測定其重量(H[g])。接著將該試料浸漬於裝有300 ml水之燒杯中30分鐘後,將膨潤之試料以桌上離心脫水機(160G×5分鐘)脫水,測定試料之重量(J[g])。從以上的測定結果,藉由下式算出。
膨潤度(g/g)=(J-H)/H
(5)染色性
將試料投入裝有相對於該試料之重量為5%之酸性染料Supranol Black VLG(DyStar公司製)之浴中,並以乙酸調整至pH3.5後於100℃浸漬30分鐘後進行皂洗、水洗、乾燥。對所得之纖維,基於以下之判斷基準,藉由目視評估。
○:可充分染色
△:可淡色染色
╳:幾乎不能染色,或色相異常
(6)汗染色堅牢度
對以與「(5)染色性」同樣之方法染色之纖維,以JIS-L-0848評估汗染色堅牢度。
(7)丙烯腈系聚合物之區域之剖面積比率
將與「(5)染色性」同樣之方法染色之纖維切斷,藉由以光學顯微鏡觀察纖維斷面算出。
(8)飽和染色量
將含有相對於投入之試料重量為20%之酸性染料Sandolan Fast Blue P-L 125%(Sandoz公司製),並以乙酸調整至pH3之染色母液以浴比1:200作成,測定相關染色母液之對於波長590 nm之光之吸光度。接著,將試料投入該染色母液中,於100℃處理30分鐘。漸冷後以碳酸鈉將染色浴調整至pH7,於70℃處理30分鐘。接著補充於處理中蒸發掉之水分,再度將浴比調整為1:200,測定染色殘液之對於波長590 nm之光之吸光度。藉由以上的測定結果,使用下述之式算出相對於纖維重量之飽和染著量。飽和染著量(%)=(染色母液之吸光度-染色殘液之吸光度)/染色母液之吸光度×20另外,染色母液及染色殘液之吸光度係各自稀釋20倍後使用U-1100 Spectrophotometer(日立製作所製造)測定。
[實施例1]
將由丙烯腈86%、丙烯酸甲酯11%及(甲基)丙烯酸二甲胺乙酯3%所構成之丙烯腈系聚合物(在30℃二甲基甲醯胺中之極限黏度[η]=1.2)10部溶解於48%之硫氰酸鈉水溶液90部之紡紗原液,以常用方法紡紗、延伸(總延伸倍率:10倍)後,在乾球/溼球=120℃/60℃的空氣下乾燥後進行濕熱處理得到單纖維纖度2.2dtex之原料纖維(纖維長51mm)。在含有水合肼0.4%及氫氧化鈉2%之水溶液中對該纖維進行90℃×2小時之處理,藉由以pH2以下之硝酸水溶液洗淨、水洗、乾燥得到實施例1之纖維。所得纖維之評估結果表示於表1。
[實施例2]
在含有水合肼0.4%及氫氧化鈉2%之水溶液中對實施例1的原料纖維進行90℃×1.5小時之處理,藉由以pH2以下之硝酸水溶液洗淨、水洗、乾燥得到實施例2之纖維。所得纖維之評估結果表示於表1。
[實施例3]
將由丙烯腈90%、丙烯酸甲酯9.7%及甲基烯丙基磺酸鈉0.3%所構成之丙烯腈系聚合物(在30℃二甲基甲醯胺中之極限黏度[η]=1.2)10部溶解於48%之硫氰酸鈉水溶液90部之紡紗原液,以常用方法紡紗、延伸(總延伸倍率:10倍)後,在乾球/溼球=120℃/60℃的空氣下乾燥後進行濕熱處理得到單纖維纖度2.2dtex之原料纖維(纖維長51mm)。在含有水合肼10%之水溶液中對該纖維進行110℃×1小時之處理,其後,在含有氫氧化鈉1.6%之水溶液進行100℃×1小時之處理,藉由以pH2以下之硝酸水溶液洗淨、水洗、乾燥得到實施例3之纖維。所得纖維之評估結果表示於表1。
[實施例4]
在含有水合肼15%之水溶液中對實施例1的原料纖維進行110℃×1.5小時之處理,其後,在含有氫氧化鈉2%之水溶液進行100℃×1小時之處理,藉由以pH2以下之硝酸水溶液洗淨、水洗、乾燥得到實施例4之纖維。所得纖維之評估結果表示於表1。
[比較例1]
在含有水合肼15%之水溶液中對實施例1的原料纖維進行110℃×3小時之處理並洗淨。將所得之纖維浸漬於8%硝酸水溶液中並進行100℃×1小時之處理。接續在含有氫氧化鈉5%之水溶液進行100℃×1小時之處理,藉由以pH2以下之硝酸水溶液洗淨、水洗、乾燥得到比較例1之纖維。所得纖維之評估結果表示於表1。
[比較例2]
於實施例1中,使用實施例3之原料纖維作為原料纖維以外係相同而行,得到比較例2之纖維。所得纖維之評估結果表示於表1。
在實施例1係藉由酸性染料得到對染色具有良好之染色性與染色堅牢度,且具有良好吸溼性能之纖維。實施例2之吸溼性纖維係與實施例1之吸溼性纖維比較丙烯腈系聚合物之區域較廣,但作為吸溼性纖維具有充分之吸溼性能,同時為具有良好染色性與染色堅牢度者。在實施例3係以由不具有成為酸性染料染著位之官能基之丙烯腈系聚合物所構成之丙烯腈系纖維為出發原料,但得到具有良好之染色性與染色堅牢度之吸溼性纖維。此應係因為交聯處理條件為強而於纖維內層導入了從交聯劑而來之成為酸性染料染著位之官能基而造成者。在實施例4應係以由具有陽離子性基之丙烯腈系聚合物所構成之丙烯腈系纖維作為原料纖維,進一步藉由交聯處理條件亦為強而使對染色有效之成為酸性染料染著位之官能基變多,得到飽和染著量為高之吸溼性纖維。
另一方面,比較例1之纖維係成為飽和染著量為低,不能以所意圖之色相進行染色,染色堅牢度亦為低者。此應係將水解條件增加之故而在纖維整體引起水解,失去多數原料纖維所具有之陽離子性基之故。另外,關於由交聯劑而來之成為酸性染料染著位之官能基,應係亦藉由水解變化為其他的官能基,或該官能基之週邊因水解形成多量之羧基,成為容易吸水膨潤之構造,即使染劑染著,與水接觸亦容易流出而使其作為酸性染料染著位之機能充分地失去者。又,比較例2之纖維應係因對不具有成為酸性染料染著位之官能基之原料纖維,使交聯處理與水解處理僅止於纖維表層部,於芯部不存在成為酸性染料染著位之官能基,表層部係與比較例1之纖維為同樣之構造,染色性亦成為劣者。另外,關於此等之比較例之纖維,係因不能適當地染色,無法求得丙烯腈系聚合物之區域之剖面積比率。
[產業上之利用可能性]
本發明之酸性染料可染性吸溼性纖維係因具有高吸溼性能,且藉由酸性染料染色性為優良之故,可實用地染色。其故,因於先前之交聯丙烯酸系纖維之實用地染色為困難之故而限制了的使用用途亦可擴展。

Claims (4)

  1. 一種酸性染料可染性吸濕性纖維,其特徵為係由具有交聯構造與羧基之聚合物之區域、以及與前述區域不同之具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域所構成之纖維,且相對纖維重量而言酸性染料之飽和染著量係為3.5~10重量%,羧基量係為1.0~10mmol/g,該具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物係以丙烯腈為主成分,且將至少含有陽離子性基之乙烯系單體作為共聚合成分之聚合物,該具有交聯構造與羧基之聚合物係對以丙烯腈為主成分之聚合物施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之處理以及水解處理而得者。
  2. 一種酸性染料可染性吸濕性纖維,其特徵為係由具有交聯構造與羧基之聚合物之區域、以及與前述區域不同之具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物之區域所構成之纖維,且相對纖維重量而言酸性染料之飽和染著量係為3.5~10重量%,羧基量係為1.0~10mmol/g,該具有成為酸性染料染著位之官能基之聚合物係對以丙烯腈為主成分之聚合物施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之處理而得者,該具有交聯構造與羧基之聚合物係對以丙烯腈為主成分之聚合物施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之處理以及水解處理而得者。
  3. 一種如申請專利範圍第1項的酸性染料可染性吸濕性纖 維之製造方法,其特徵為:對由以丙烯腈為主成分,且將至少含有陽離子性基之乙烯系單體作為共聚合成分之聚合物所構成之纖維表層施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之交聯處理以及水解處理。
  4. 一種如申請專利範圍第2項的酸性染料可染性吸濕性纖維之製造方法,其特徵為:係對以丙烯腈為主成分之聚合物所構成之纖維施以藉由1分子中含有2個以上之氮原子之含氮化合物之交聯處理後施以水解處理之方法,其中施以前述水解處理之範圍較施以前述交聯處理之範圍為小。
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