JPH02145815A

JPH02145815A - 防汚性原着糸およびその製造方法

Info

Publication number: JPH02145815A
Application number: JP29884188A
Authority: JP
Inventors: Teruhiko Adachi; 足立　照彦; Koji Tajiri; 田尻　浩二
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1988-11-26
Filing date: 1988-11-26
Publication date: 1990-06-05

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、防汚性原着糸に関し、さらに詳細には織編物
、特にカニベットの汚れを防止することが可能な防汚性
原着糸に関する。

〔従来の技術〕

従来より、無機顔料、有機顔料あるいは有機染料などを
、ポリアミド、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、
ポリエステルなどの熱可塑性合成繊維中にブレンドした
原着糸は、カーペット、マット類、カーシート地、人工
芝、ユニホームなどの卒業資材あるいは一般衣料などに
広く使用されている。その理由は、原着糸が、耐候堅牢
度、洗濯堅牢度などに優れているため、いつまでも新品
同様の色調を保つことによる。

しかしながら、一方では、原着糸によるカーペツトなど
の製品は、ごみが付きやす（、早く汚れて黒ずんでくる
という欠点があることが分かった。

また、−旦、黒ずんで汚れた製品は、洗濯してもなかな
かその汚れがしみ込んで落ちにく（、実質的に色調が変
わり、耐候堅牢度や洗濯堅牢度が良く色調が変化しにく
いという原着糸のメリットが半減していた。従来、この
原因については、充分な解明がなされていなかった。

本発明らは、この原因を究明したところ、繊維製品に付
着している油剤が、ごみ、油分、あるいは水性汚れを吸
着して汚れを促進させ、その結果繊維中にしみ込み黒ず
みとして色調の変化をきたすことが判明した。このよう
な原因は、原着系を用いた製品の場合、一般に染色工程
がないため、油剤の油分が洗い落とされず、製品中に残
っており、この油分が原着糸による製品特有の欠点とな
っていることが判明したのである。

しかしながら、この原因を解決するために、原着糸によ
る製品を、別途、水洗すると、コストが高くなり、現実
的には経済的ではない。また、熱可塑性合成繊維の紡糸
延伸工程は、高速で行われるために、繊維に油剤が付与
されていないと毛羽立って延伸できず、従って原着糸と
いえども油剤を付与することを除外することはできず、
油剤付与は製糸工程において必須の要件である。

一方、近年、耐候堅牢度、洗濯堅牢度などの原着糸の機
能性を充分に発揮させるために、耐久性のある撥水、を
６油性（いわゆる耐汚染性）を併せ持つことが要求され
るようになった。

従来より、耐汚染性を付与する手段としては、カーペッ
ト、マット類、布帛などに後加工において付与する方法
と、原糸段階において付与する方法とがあったが、耐久
性という観点からは原糸に付与する方法が優れている（
特開昭５５−９０６７７号公報、特開昭５７−１７１７
６０号公報、特開昭５７−１７１７６１号公報、特開昭
５７−１７１７６２号公報）。また、原着糸のメリット
の一つに染色工程が省略できることが挙げられるが、前
記各特許出願公開公報などに開示されている耐久性に優
れた原糸付与防汚性剤は、別途に、洗浄、湿潤加熱工程
あるいは染色工程を経ることがその防汚性を発現させる
ための条件となっていた。これは、水洗工程を経ないで
原着糸のままで製品にすると、前述したような理由から
、親水性あるいは親油性の油分が汚れを吸着し、かつそ
の親水性、親油性に起因し、フッ素化合物による撥水、
撥油機能の発現を大きく阻害するためである。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、前記従来技術の課題を背景になされたもので
、水洗または染色工程を経ないでも、耐汚染性（耐久性
のある撥水、撥油性）を有し、耐候堅牢度、洗濯堅牢度
に優れた防汚性を有するカーペットなどの最終製品を得
ることが可能な防汚性に優れた原着糸を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、原着顔料および／または原着染料を含有する
熱可塑性合成繊維からなる原着糸において、繊維表面に
付着しているフッ素化合物を除く油剤の油分（以下、単
に「油分」ということがある）が０．３重量％以下であ
り、かつ繊維表面をフッ素化合物により被覆されている
ことを特徴とする防汚性原着糸を提供するものである。

また、本発明は、原着顔料および／または原着染料を含
有する熱可塑性合成繊維形成ポリマーを溶融紡糸し、油
剤を付与し、加熱延伸および／または延伸・１壱縮加工
を行い原着糸を製造するに際し、油剤としてフッ素化合
物のみからなる油剤を用いるか、あるいいはフッ素化合
物を含む油剤を使用する場合には前記加熱延伸および／
または延伸・捲縮加工時の熱により油剤中のフッ素化合
物を除く油分を揮発・分解させるかおよび／または巻き
取り前に水を付与することにより油剤中のフッ素化合物
以外の油分を脱落させ、かくて繊維表面に付着している
油剤中のフッ素化合物以外の油分を０．３重量％以下と
なすとともに繊維表面にフッ素化合物を被覆させること
を特徴とする防汚性原着糸の製造方法を提供するもので
ある。

本発明の原着糸に使用される原着顔料および／または原
着染料としては、例えばカーボンブラック、二酸化チタ
ン、ベンガラなどの無機系顔料；銅フタロシアニングリ
ーン、ペリレン系レッド、ポリアゾレッド、アジン系イ
エローなどの有機系顔料；アゾ系染料、アンスラキノン
系染料、ペリノン系染料などの有機染料を挙げることが
できる。

これらの原着顔料および／または原着染料の原着糸中の
含有量は、特に限定されないが、通常は実用上充分な色
の濃度が得られる程度の量、例えば０．０１〜３．　Ｏ
ｉ景％、好ましくは０６０５〜２．０重量％程度である
。

なお、原着糸の繊維自体あるいは原着顔料および／また
は原着染料の耐候性を向上させるために、前記原着成分
以外にさらにヨウ化銅などの銅化合物を５０ｐｐｍ以上
、好ましくは１００〜１．０００ｐｐｍ程度添加するの
が好ましい。

また、原着糸を構成する熱可塑性合成繊維としては、ナ
イロン６、ナイロン６．６、ナイロン１２、ナイロン４
．６などのポリアミド；ポリエチレンテレフタレート、
ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル；ポリ
エチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン；ポリ
塩化ビニル、ポリアクリロニトリルなどのビニル系ポリ
マー；さらにはこれらの共重合体、あるいはブレンド物
からなるものを挙げることができる。

本発明の防汚性原着糸は、このような原着顔料および／
または原着染料を含有する熱可塑性合成繊維からなる原
着糸の繊維表面に付着している油剤中のフッ素化合物以
外の油分が、０．３重量％以下であり、しかも該フッ素
化合物により繊維表面を被覆されていることに大きな特
徴と有するものである。

一般に、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレンな
どの熱可塑性合成繊維に、紡糸工程で付与される油剤は
、通常、延伸性を良くするために鉱物油、植物油、動物
油、脂肪族炭化水素、脂肪酸エステルなどの疎水性油分
と、親水性のエチレンオキサイドを付加したり、極性の
ある末端基を有する界面活性剤（乳化成分）と、帯電防
止機能を有する界面活性剤とからなっている。

これらの油剤は、延伸時の平滑性を保ち、毛羽の発生を
抑えるために必要であり、その付着量は繊維重量に対し
て少なくとも０．３重量％を超える量、好ましくは０．
５重量％以上を要する。

そして、これらの油剤の大部分は、加熱延伸や捲縮加工
時の熱で分解・揮発されずに繊維表面に油分として固着
されて残存している。従って、この残存油分は、少なく
とも０．３重量％を超え、通常、０．５〜１．　０重量
％、多い場合には１〜２重量％にも達するものである。

これらの油剤成分のうちでも、親水性の界面活性剤は、
水性の汚れ、油性の汚れを吸着し、かつそれらがほこり
と−緒になって極めて悪質な汚れとなることが判明した
。また、エチレンオキサイド基が長く結合したりして分
子量が大きくなった界面活性剤は、繊維中に残存し易く
、かつ残存していると該成分が水分を吸着しほこり汚れ
を吸着し、特に汚れを助長し易いことも判明した。また
、疎水性の平滑剤の場合は、油性の汚れを吸着したり、
その結果、はこりを吸着して汚れ易いことも判明した。

この傾向は、分子量が大きいほど汚れ易いものである。

さらに、帯電防止剤は、使用量を少なく、かつそれ自身
静電気によるほこりの吸着を防止する作用があるため、
若干入っている方が好ましく、また後工程における加工
性の面からも必要最小限、最終製品に残存していてもよ
いことも判明した。

以上の知見より、前記原着糸に用いる油剤としては、延
伸まではその機能を有しているが、延伸・捲縮加工終了
後は、熱によって分解・揮発したり、あるいは水洗によ
って容易に流出してしまうような成分の組合せを必要と
する。

例えば、一般に熱可塑性合成繊維の熱処理温度は、例え
ばナイロン６の場合は１８０〜１９０°Ｃ、ナイロン６
．６の場合は２００〜２２０°Ｃ、ポリエチレンテレフ
タレートの場合は２００〜２２０°Ｃ，ポリプロピレン
の場合は１１０〜１３５℃でであるので、油剤は、それ
ぞれの熱処理温度で分解・揮発するような油剤成分を選
択する必要がある。

このような油剤としては、親水性の界面活性剤および親
油性の平滑剤を含有するものが好ましい。

この親水性界面活性剤としては、例えば適用される繊維
がナイロン６の場合、カプリルアルコールエーテルのエ
チレンオキサイド付加物、ラウリルアルコールのエチレ
ンオキサイド付加物が好ましく、アルコールの炭素数が
１０〜１２の比較的低分子量、低沸点のものが適してい
る。この場合、アルコールの炭素数が９以下では、乳化
能力が著しく低くなり、一方１３を超えるとナイロン６
繊維の表面に延伸・捲縮加工後も揮発せずに残存し好ま
しくない。

また、前記親油性の平滑剤も、熱により揮発させるため
には比較的低分子量のものが好ましく、例えばナイロン
６の場合、レッドウッド粘度計で６０秒以下の鉱物油、
好ましくは３０〜５０秒の鉱物油が適している。鉱物油
の粘度が６０秒を超えると、延伸あるいは捲縮加工中に
揮発せず、繊維中に残存して好ましくなく、また３０秒
未満では平滑性が低くなるので好ましくない。

また、脂肪酸エステルからなる平滑剤の場合にも、その
分子量や二重結合の導入などで、ナイロン６の場合、熱
処理温度が１８０〜１９０℃で分解・揮発するような成
分を選択すればよい。

この脂肪酸エステルとしては、例えばナイロン６の場合
には、ブチルステアレート、イソプロピルパルミテート
などの分子量が５００以下、好ましくは２５０〜３５０
程度のものよい。

以上、ナイロン６の場合について具体例を挙げたが、ナ
イロン６．６、ポリエステル、ポリプロピレンなどにつ
いても、前記加工温度を目安に、界面活性剤および平滑
剤の種類および分子量などを適宜選択すればよい。

また、油剤を除去する他の手段としては、加熱延伸、あ
るいは延伸・捲縮加工後の糸条に水を付与し、例えば水
中に浸漬し、あるいは水を吹きつけて冷却し、その際に
紡糸工程で付与した油剤を水で洗浄して脱落させてもよ
く、あるいは前記熱による分解・揮発と組み合わせて油
分を除去してもよい。

熱可塑性合成繊維がナイロン６の場合の水の付与条件の
一例を挙げると、該繊維と約同量の水を捲縮加工である
ジェット押し込み加工中の座屈堆積状態にある繊維糸条
に吹きつけることにより達成することができる。

かくして、本発明の防汚性原着糸は、最終的な仕上げ油
剤の油分を繊維重量に対して、０．３重量％以下、好ま
しくは０．１重量％以下とする必要がある。原着糸に、
油剤の油分が０．３重量％を超えて残存していると、カ
ーペットなどの最終製品の汚れが著しく増大する。この
油分は、汚れ防止の面からは全く残存していない方がよ
いが、静電気防止および後加工において平滑性が必要な
点から、若干の油分が残っている方がよい。

従って、若干量の界面活性剤（帯電防止剤）と疎水性の
平滑剤が、原着糸の繊維表面に残るように設定するのが
好ましく、前記油分の残存量は、好ましくは０．１重量
％以下である。

本発明では、さらに繊維表面にフッ素化合物により被覆
されているが、このフッ素化合物としては、下記一般式
（’Ｉ）あるいは（ＩＩ）で表されるフッ素化合物を挙
げることができる。

・　・　・　・　（１）・　・　・　・　（Ｉｆ）〔一般式（１，）あるいは（Ｉｆ）において、Ｘはフッ
素原子または炭素数１〜６のパーフルオロアルコキシ基
、ｍは２〜２６の整数、ｎは０または１、ＷとＹはアル
キレン基、シクロアルキレン基またはアルキレンオキシ
基で、その合計鎖長は炭素数２〜２６の炭素原子よりな
り、（ＣＦ２）、とＹは各々主鎖中に少なくも２個の炭
素原子を含み、Ｚは酸素原子または窒素原子で、Ｚが酸
素原子の場合ｐは１、Ｚが窒素原子の場合Ｐは２であり
、ＢはＣＨ２Ｒ’　ＣＨＯＨ，またはＣＨ２Ｒ’　Ｃｌ
−１０）１ｃＩ（２Ｒ’　ＣＨＯＨで、ここでＲ′は水
素原子またはメチル基、あるいはＢはＣＨ２Ｃ１（（Ｏ
ｆ（）ＣＨ２Ｏであり、ここでＱはハロゲン原子、水酸
基またはニトリル基、さらにはＢはＣ）１２Ｃ）Ｉ　（
ＯＨ）ＣＨ２ＱＣ）１２ＣＦ（（ＯＨ）ＣＨ２Ｏであり
、ここでＱは前記範回じ、Ｒは炭素数１〜１４の炭化水
素基、アリール基またはアラルキル基、ｑおよびｒは少
なくとも１の整数で、その合計量は３であり、Ｘ（ＣＦ
２）、　、ＷおよびＹは直鎖杖、分岐状または環状であ
り、前記式中の置換基は同一または異なる。〕前記一般
式（１）あるいは（Ｉりで表されるフッ素化合物のうち
、トリメリット酸エステル、ピロメリット酸エステルお
よびトリメリット酸および／またはピロメリット酸のビ
ス（ジアミド）／エステルノ群から選ばれ、ｘ（ｃｔ’
２）、　Ｗ（ＣＯＮＨ）　、　Ｙ基のフッ素化合物基の
主鎖は炭素数６以上で、かつ基中に４個以上のパーフル
オロ化炭素原子を含有したものが好ましい。

前記フッ素化合物の繊維への付与手段としては、通常、
フッ素化合物以外の油剤成分とともに紡糸油剤中に配合
することが好ましいが、アセトンなどの有機溶剤に溶解
して紡糸油剤として単独で使用することもでき、さらに
は延伸糸条あるいは延伸・捲縮加工糸条の巻き取り前に
、別途、オイリングローラなどで付与してもよい。紡糸
油剤中にフッ素化合物を含む場合には、該紡糸油剤は水
性エマルジョンでも、あるいは非水系溶剤でもよい。

また、本発明においては、少なくとも原着糸を構成する
繊維表面にフッ素化合物が被覆されていればよいが、そ
の付着量は、通常、繊維自体に対して０．０５〜２．０
重量％、好ましくは０．１〜０．６重量％程度であり、
フッ素原糸換算で５０〜２．０００ｐｐｍ、好ましくは
２００〜１．２００ｐｐｍ程度である。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げ、本発明をさらに具体的に説明する
。

なお、原着糸の繊維表面に付着している油分およびフッ
素化合物の付着量、ならびに撥水・撥油性の評価および
汚れ評価は、下記のようにして測定した。

およびフ　　　ム　の原着嵩高フィラメント糸（Ｂｕｌｋｅｄ　Ｃｏｎｔｉｎ
ｕｏｕｓＦｉｌａｍｅｎｔ、以下ｒＢＣＦ、という）を
製造する際に、まず油剤および／またはフッ素化合物を
付与しないで、水だけを付与して１０分間正確に巻き取
り、真空乾燥して水分率を０％にし、そのＢＣＦの重量
をＷｏとする。次いで、油剤および／またはフッ素化合
物を付着させて、延伸・捲縮加工前の未延伸糸の段階と
、延伸・捲縮加工したＢＣＦとでそれぞれ１０分間正確
に巻き取り、それぞれ真空乾燥して水分を０％にしたの
ち、それぞれの重量Ｗ、　、Ｗ、を測定した値から、延
伸・捲縮加工前の未延伸糸のＯＰＵ、とＯＰＵ、を下記
式より計算する。

次に、油剤および／またはフッ素化合物の付着した糸（
ＢＣＦ）を一定量Ｗ、とり、純水中で３０分間攪拌して
油分を熱水（８０°Ｃ）抽出する。

この熱水中に、ポリマー中のモノマー、オリゴマーなど
も一緒に抽出されるため、この抽出液を蒸発、乾燥した
のち、残分をシクロヘキサンに溶解し、可溶分（油剤）
と不溶分（モノマー、オリゴマーなど）に分離し、シク
ロヘキサン溶液のシクロヘキサンを揮発させて残った油
分ｗ４を計量し、油分０ＰＵ３を下記式より計算する。

なお、熱水中には、実質的にフッ素化合物は溶解せず１
．繊維表面に固着しているため、油分と分離でき、また
繊維に固着していないフッ素化合物は実質的にフッ素化
合物としての性能を発揮しないため、その量は無視する
ものとする。

■水性イソプロピルアルコール２０体積（Ｖ）％水溶液を用い
、試料の上に一滴滴下し、水滴が消滅までの時間（秒）
を測定した。

■抽並ＡＡＴＣＣ１１Ｂ−１９７２に準じ、水平に広げた試料
の表面に、下記試薬を一滴静かに滴下し、３分後の浸透
状態により判定した。

判定　　　試薬　　　　　　　　表面張力（ダイン／ｃ
１１１級　ホワイトミネラルオイル　　３２．８（ヌジ
ョール）２級　５５Ｖ％／３５ｖ％ヌジョール／　　　２９．５
ｎ−ヘキサン３級　ｎ−ヘキサデカン　　　　　２７．７４級　ｎ−
テトラデカン　　　　　２６，５５級　ｎ−ドデカン　
　　　　　２５．４６級　ｎ−デカン　　　　　　　　
２３．９７級　ｎ−オクタン　　　　　　　２１．７８
級　ｎ−へブタン　　　　　　　２０．０汚並圧伍汚れ評価は、毎日１回バキュームによる清掃を行いつつ
、歩行回数が５．０００回時の汚れの程度で新品に対比
した汚れ方を、ＪＩＳ汚染用グレースケールを目安に下
記の５段階の判定基準に別けて測定した。

５級；汚れなしく差なし）４級：汚れ極めて小３級；汚れ中位２級；汚れ大１級；汚れ極めて大実施例１〜４、比較例１極限粘度〔η）＝１．３４のナイロン６ポリマーに、銅
フタロシアニングリーン０．７重量％とカーボンブラッ
ク０．１重量％（系中の含存量は、合計０．８重量％）
、およびヨウ化銅０．１重量％を混合し、通常の溶融紡
糸−加熱延伸−ジェット押し込みによる捲縮加工（特公
昭５７−６０４５号公報参照）を行って、ポリアミドマ
ルチフィラメントからなる原着嵩高フィラメント糸（Ｂ
ｕｌｋｅｄＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｆｉｌａｍｅｎｔ　
ＳＢＣＦ　）を得た。

ここで、紡糸に用いた口金は、トライローバル断面で６
８ホールからなり、この口金より最終の延伸ＢＣＦのデ
ニールが１，２５０デニールになるように吐出量を調整
した。吐出時のポリマーの温度は２４５°Ｃで、延伸前
に２段のオイリングローラによって、第１表に示す種々
の紡糸油剤を付与したのち、３．５倍に延伸し、１９０
°Ｃのホットローラで０．１秒間加熱したのち、ジェッ
ト押し込み加工ノズルに導入して捲縮加工を行った。

その際、ジェット用気体には、２１０°Ｃに過熱した６
　、　　０　ｋｇｌｏｉｌ　Ｇの圧力の過熱スチームを
用いた。

このようにして得られた１、２５０デニール／６８フイ
ラメントからなる原着ＢＣＦを用いて製織した織物の溌
水・撥油性および汚れ評価の結果を第２表に示す。

第１〜２表から明らかなように、フッ素化合物のみ、あ
るいは疎水系成分しか含まない油剤■、あるいは■は、
洗浄、湿潤加熱工程を経ない未処理生機でも汚れを吸着
せず澄水・撥油性を充分に発揮している。また、親水性
成分ではあるが、低温で揮発性のカプリルアルコールポ
リエチレンオキサイド付加物あるいはラウリルアルコー
ルポリエチレンオキサイド付加物を含有する油剤■およ
び■は、いずれも油剤ｌ、■よりはやや劣るものの、未
処理生機でも充分な１發水・電油性を発現している。と
ころが、親水性成分を含む油剤Ｖでは、残存油分（ＢＣ
Ｆの油分付着量）が０．３重量％を超えており未処理生
機では澄水・撥油性に劣つているこが分かる。

第１表＊１）下記のピロメリット酸エステル（ＩＩ［）、（Ｉ
Ｖ）、（Ｖ）の混合物〔発明の効果］本発明によれば、耐候堅牢度、洗濯堅牢度に優れ、しか
も耐久性のある撥水・撥油性に優れた高度な機能性原着
糸が、洗浄または染色工程なしに生産でき、その工業的
意義は極めて大きい。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原着顔料および／または原着染料を含有する熱可
塑性合成繊維からなる原着糸において、繊維表面に付着
しているフッ素化合物を除く油剤の油分が０．３重量％
以下であり、かつ繊維表面をフッ素化合物により被覆さ
れていることを特徴とする防汚性原着糸。
（２）原着顔料および／または原着染料を含有する熱可
塑性合成繊維形成ポリマーを溶融紡糸し、油剤を付与し
、加熱延伸および／または延伸・捲縮加工を行い原着糸
を製造するに際し、油剤としてフッ素化合物のみからな
る油剤を用いるか、あるいいはフッ素化合物を含む油剤
を使用する場合には前記加熱延伸および／または延伸・
捲縮加工時の熱により油剤中のフッ素化合物を除く油分
を揮発分解させるかおよび／または巻き取り前に水を付
与することにより油剤中のフッ素化合物以外の油分を脱
落させ、かくて繊維表面に付着している油剤中のフッ素
化合物以外の油分を０．３重量％以下となすとともに繊
維表面にフッ素化合物を被覆させることを特徴とする防
汚性原着糸の製造方法。