JPH04503686A - ポリエステルを含んだ繊維製品の繊維材料を仕上げ処理するためのアルコキシシラン基を末端に有するポリウレタン - Google Patents
ポリエステルを含んだ繊維製品の繊維材料を仕上げ処理するためのアルコキシシラン基を末端に有するポリウレタンInfo
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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】
ポリエステルを含んだ繊維製品の繊維材料を仕上げ処理するためのアルコキシシ
ラン基を末端に有するポリウレタン本発明は、ポリエステルを含んだ繊維製品の
繊維材料を仕上げ処理するためのアルコキシシラン基を末端に有するポリウレタ
ンに関する。
ポリニスチルで処理することによって、繊維製品の繊維材料の性質を改良するこ
とは公知である。繊維材料で作られた衣類の着心地の良さを向上することを目的
とするこの処理は、特に繊維材料の親水性および帯電防止性を改善し、良好な風
合特性を提供しようとするものである。
ヨーロッパ特許第110267号は、下記の一般式:%式%
(式中、基への80〜97モル%はp−)ユニレン、基Gの30〜90モル%は
1または2個の酸素原子で中断されていてよい3〜6個の炭素原子を有する2価
のアルカン基、基Gの10〜30モル%は平均分子量1000〜3000を有す
る2価のポリエーテル単位、基Gの0〜50モル%はエチレン単位を表す)で示
されるエステル単位からなる水に分散し得るポリニスチルを報告している。これ
らのポリエステルで仕上げ処理した繊維製品は良好な親水性および帯電防止性を
備えている。然しそのようなポリエステルを含んでいる仕上げ剤の難点は、耐久
性の欠如、即ち洗濯に対する抵抗性に乏しい点である。
米国特許第4617340号に報告されているポリマーは、ポリシロキサンおよ
び[(CH2:h−4−○]X−鎖を有するポリオール(例えばポリエチレング
リコール)からなる混合物を、触媒の存在下でジイソシアナートと反応すること
によって得られる。この反応は好ましくは有機溶媒中で実施される。得られたポ
リマーは仕上げした繊維材料に良好な風合特性と良好な親水性を与える。ただし
この仕上げ剤の洗濯に対する抵抗性を改良するため、樹脂を添加しなければなら
ない。
またドイツ特許第3723350号には、下記の一般式:%式%)
(式中、mは5〜75、nはO〜10SpはO〜3を表す)で示されるマクロモ
ノマーの1モルと、ビニルエステル2〜12モル、N−ビニルピロリドン1〜6
モル、およびアクリレートまたはメタクリレート0〜6モルとの共重合によって
得られたコポリマーを含有するポリマー化合物が報告されている。これらのポリ
マー化合物は処理した繊維製品に永久的な親水性および良好な風合特性を与える
。
本発明が解決しようとする課題は、それによって仕上げした繊維製品の繊維材料
に極めて良好な親水性および帯電防止性、良好な風合特性、ならびにそれらの繊
維材料をさらに加工する際に必要な滑らかさを提供することにある。また仕上げ
した織物類を反復して洗濯したあとでも、付与された特性を確実に保持し得るよ
うにするには、本発明によって提供される仕上げ剤が、高い耐久性、即ち、洗濯
に対する高い抵抗性を示すことが必要である。
ポリエステルを含んだ繊維材料のための仕上げ剤にめられるこれらの多数の要求
を十分に満たし得るものは、既知の処理剤にはなかった。この繊維製品仕上げ剤
にめられる高度の要求は、驚くべきことに、アルコキシシラン基を末端に有する
ポリウレタンによりて満たされる。
即ち、本発明は、脂肪族および/または芳香族ジーおよび/またはトリイソシア
ナートを
A、500〜6000の数平均分子量を有するポリエチレングリコールと、OH
:NC0(73当量比が1=1.5〜1:2となるように、
B、疎水性ジオールおよび/またはポリオールと、ジオールおよび/またはポリ
オールのOH基となお存在するNCo基との当量比が1:1.1〜1:10とな
るように、そしてC0一般式(■):
R1
X (CHz)、St (ORすs−(1)(式中、RおよびR1は同一または
異なってもよ<、Cl−4アルキル基であり、Xはアミノ基またはメルカプト基
、nは0または1、qは2〜4の整数である)
で示されるアルコキシシランと、NCO含量が0重量%となるまで反応する数段
階によって製造される、ポリエステルを含んだ繊維製品の繊維材料を仕上げする
ためのアルコキシシラン基を末端に有するポリウレタンに関する。
アルコキシシラン基を末端に有するポリウレタンの合成は、上記の順の段階にし
たがって実施される。個々の段階の−N=C=O基の理論含量(以下、単に理論
的NGO含量という)に達した後、反応混合物を次の段階の試薬と反応させる。
「理論的NGO含量」の表現は、すべてのOH基が−N=C=O基(以下、単に
NCo基という)と反応したため、反応生成物中に遊離OH基がもはや存在しな
いことを意味する。
本発明のアルコキシシラン基を末端に有するポリウレタンは、既知の方法によっ
て製造される[ウルマンズ・エンチクロペジー・デア・テフニツシエン・ヒエミ
ー、19巻、302〜310頁(フエアラーク・ヒエミー、1980年)]。所
望によりトリメチロールプロパンおよび/またはジメチロールカルボン酸(これ
は1〜6個の炭素原子を有する)との混合物として存在し得る、500〜600
0の数平均分子量を有するポリエチレングリコールを、溶媒の非存在下で、所望
により触媒(例えばジブチルすずジラウレート)の存在下で、ジーおよび/また
はトリイソシアナートと60〜100℃の温度で反応させる。ポリオール成分を
基準として、OH:NCOの当量比は1:1.5〜1:2、好ましくは1:1.
8〜1:2である。理論的NGO含量に達した後、疎水性ジオールおよび/また
はポリオールを反応混合物へ60〜100℃で添加する。その際、疎水性ジオー
ルおよび/またはポリオールのOH基となお存在するNCo基との当量比は、1
:1.1〜1:10、好マシ<l;!1 : 1.3〜1:5である。理論的N
GO含量に達した後、一般式(1)で示されるアルコキシシランを50〜70℃
の温度で添加する。なお存在するNGO当量に対して、アルコキシアミノアルキ
ルおよび/またはアルコキシメルカプトアルキルシランの等モル量を使用する。
なお存在するすべてのNCo基がアルコキシシランと反応した後に反応を終了す
る。得られたアルコキシシラン基を末端に有するポリウレタンは、室温、即ち1
5〜25℃の温度でろう状の固体であり、白色を呈する。
ポリウレタン化学で既知である脂肪族および/または芳香族、環式および/また
は非環式のジーおよび/またはトリイソシアナートが、アルコキシシラン基を末
端に有するポリウレタンの製造に好適である。そのようなジーおよび/またはト
リイソシアナートの例は、ジシクロヘキシルメタン−4,4“−ジイソシアナー
ト、1. 6−ヘキサンジイソシアナート、3−インシアナトメチル−3,5,
5−トリメチルシクロヘキシルイソシアナート(イソホロンジイソシアナート)
、テトラメチレンジイソシアナート、トリメチルへキサメチレンジイソシアナー
ト、1.4−フユニレンジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナート
、トルエン−2,4−および/またはトルエン−2,6−ジイソシアナート、2
. 4. 4°−トリイソシアナトジフェニルエーテルおよび/または4′、4
″、41′−トリイソシアナトトリフエニルメタンである。脂肪族ジイソシアナ
ートが好ましく、特にトリメチルへキサメチレンジイソシアナートが特に好まし
い。
ジイソシアナートの反応は、500〜6000の数平均分子量を有するポリエチ
レングリコール、トリメチロールプロパン、および所望により1〜6個の炭素原
子を有する脂肪族ジメチロールカルボン酸の混合物、一層好ましくは500〜2
500の数平均分子量を有するポリエチレングリコール、トリメチロールプロパ
ン、および所望により1〜6個の炭素原子を有する脂肪族ジメチロールカルボン
酸の混合物によって実施することが好ましい。トリイソシアナートは、500〜
6000の数平均分子量を有するポリエチレングリコールを、所望により1〜6
個の炭素原子を有する脂肪族ジメチロールカルボン酸と組み合わせ、さらに好ま
しくは500〜2500の数平均分子量を有するポリエチレングリコールを、所
望により1〜6個の炭素原子を有する脂肪族ジメチロールカルボン酸と組み合わ
せて反応することが好ましい。これらの反応は、例えば第3級アミン、ジブチル
すずジラウレートおよび/またはジブチルすずジアセテートのような触媒の存在
下で実施し得る。トリメチロールプロパンを含有するポリエチレングリコール混
合物では、トリメチロールプロパン含量を、ポリエチレングリコールOHの1当
量に対してトリメチロールプロパンのOH当量が0.33を超えないように選ぶ
。ジメチロールカルボン酸を含有するポリエチレングリコール混合物では、ポリ
エチレングリコールOHの1当量当たりジメチロールカルボン酸のOH当量を最
大1当量とする。1〜6個の炭素原子を有する脂肪族ジメチロールカルボン酸、
例えばジメチロール酢酸、ジメチロールプロピオン酸および/またはジメチロー
ル吉草酸を、ポリエチレングリコールと一緒に、またはポリエチレングリコール
とトリメチロールプロパンの混合物と一緒に使用し得る。ただしポリエチレング
リコール、および所望によりトリメチロールプロパンのすべてのOH基がNGO
基と反応した後だけに限って、脂肪族ジメチロールカルボン酸を反応混合物へ添
加することも可能である。
上述のようにOH:NGOの当量比、即ちポリエチレングリコール、所望により
トリメチロールプロパン、および所望によりジメチロールカルボン酸のOH基の
NGO基に対する当量比は、1:1.5〜1:2、好ましくは1:1.8〜1:
2である。
疎水性ジオールおよび/またはポリオールとしては、400〜2000の数平均
分子量を有するポリテトラヒドロフラン、CI2〜18脂肪酸ジェタノールアミ
ド、脂肪族08−2□脂肪酸のモノグリセリドおよび/または一般式(II)
:
(式中、Xは5〜15の数である)
で示されるポリシロキサンを使用することが好ましい。400〜2000の数平
均分子量を有するポリテトラヒドロフランが特に好ましい。
ポリテトラヒドロフランは工業的な生成物であって、例えばBASFによって市
販されている。ラウリン酸、ミリスチン酸、やし油脂肪酸および/またはオレイ
ン酸のようなCI2〜18脂肪酸とジェタノールアミンとの反応によって製造し
得るCI2〜I8脂肪酸ジェタノールアミド[カーク・オスマー、「エンサイク
ロペシア・オブ・ケミカル・テクノロジー」、22巻、373〜376頁(ジョ
ン・ワイリー・アンド・サンズ、ニューヨーク、1983年)コ、および油脂と
、例えばラウリン酸、やし油脂肪酸、ステアリン酸、オレイン酸および/または
獣脂脂肪酸のモノグリセリドのようなグリセリンとの反応によって製造し得る0
8〜22脂肪酸のモノグリセリド[カーク・オスマー、[エンサイクロペシア・
オブ・ケミカル・テクノロジー」、22巻、367〜368頁(ジョン・ワイリ
ー・アンド・サンズ、ニューヨーク、1983年)]もまた工業的に入手可能な
生成物である。一般式(II)で示されるポリシロキサンは、例えばワッカ−(
Wacker)によって市販されている。
一般式(1)[ここで、基RおよびR1は同一または異なってもよく、メチルま
たはエチルを表し、Xはアミノ基、nは0または1、qは2または3である]で
示されるアルコキシシラン、例えばアミノプロピルトリエトキシシランおよび/
またはアミノプロピルトリメトキシシランは、アルコキシシラン基を末端に有す
るポリウレタンの製造に特に好適である。アルコキシシランは工業的な生成物で
あって、例えばダイナミツト・ノベル(Dynamit Nobel)からグイ
ナシラン(Dynasilan)の商品名で市販されている。
本発明のポリウレタンは水性分散物の形で使用される。この分散物を製造するに
は、アルコキシシラン基を末端に有するポリウレタンを60〜100℃で溶融し
、ついで5〜60℃のアルカリ性水溶液へ撹拌しながら注入するか、あるいは5
〜60℃のアルカリ性水溶液と混合する。溶融したポリウレタンの粘度は、都合
よくは溶融温度で50000mPa、sの値を超えるべきではない。アルカリ性
水溶液として、好ましくは水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム溶液を使用す
る。得られた水性分散物のポリウレタン含量は、5〜30重量%、好ましくは1
0〜20重量%である。分散物のpH値は10以上である。
本発明のポリウレタンの適用は、既知の手順でバジング法または吸収法によって
行われる。好ましい態様において、ポリエステルを含んでいる繊維製品の繊維材
料へ、1リツトル当たり水性ポリウレタン分散物5〜150g、好ましくは30
〜75gを含有する水性浸液を5〜50℃の温度でパッディングにより適用する
。5〜50℃の温度で絞り、80〜200℃の温度で乾燥すると、繊維材料のポ
リウレタン含量は、繊維材料1kg当たり2.0g〜7.5gである。
ポリエステルを含んだ繊維製品の繊維材料はポリエステル繊維そのものを単独で
含有するか、あるいは例えば木綿、羊毛のような天然繊維、および/またはレー
ヨンステーブル、および/または例えばポリアミド、ポリエチレンおよび/また
はポリアクリルニトリルのような合成繊維と混ぜて含有し得る。繊維製品の繊維
材料は、フロック、スライバー、編み糸、織り糸、縫い糸、メリヤス製品(編布
)、織布、または不織布の形で存在でき、好ましくは編み糸、織り糸、縫い糸、
編布、または織布として存在する。本発明のアルコキシシラン基を末端に有する
ポリウレタンは、それで仕上げしたポリエステルを含む繊維材料に、極めて良好
な縫製能とともに極めて良好な耐洗性のある親水性および耐洗性のある帯電防止
性、および極めて良好な風合(触感)特性を与える。
ポリワックス(Polywachs) 1550 (ポリエチレングリコール、
数平均分子量1600、水分含量0.06重量%、製造会社ヒエミッシェ・ベル
ヶ・ヒュルス(Chemische Werke Ho1s) ) 72g5ト
リメチロールプロパン0.45gおよび塩化ベンゾイル0.02gを3頚フラス
コ中で窒素雰囲気下に混合した。トリメチルへキサメチレンジイソシアナート2
1gを添加した後、混合物を60℃に加熱した。1時間後、4.5重量%の理論
的NCO含量に達し、ポリテトラヒドロフラン(数平均分子量2000)50g
を添加した。
70℃で2時間撹拌後、理論的NGO含量は1.5重量%に達した。
ついでアミノプロピルトリエトキシシラン11.1gを徐々に添加した。50℃
で1時間撹拌後、NCO含量は0重量%の値に達した。
22℃に冷却すると、白色ろう状固体の生成物が得られた。
ポリワックス1550 (水分含量0.06重量%)64g、)リメチロールプ
ロパン0.45gおよび塩化ベンゾイル0.02gを3頚フラスコ中で窒素雰囲
気下に混合した。トリメチルへキサメチレンジイソシアナート21gを添加した
後、混合物を60℃に加熱した。1時間後、5.4重量%の理論的NCO含量に
達した。ついでジメチロールプロピオン酸0.67 gを添加した。70℃で2
時間撹拌後、理論的NGO含量は4.9重量%に達した。ポリテトラヒドロフラ
ン(数平均分子量2000)50gを添加後、混合物を70℃で2時間撹拌し、
1.5重量%の理論的NCO含量が得られた。
ついでアミノプロピルトリエトキシシラン11.1gを徐々に添加した。50℃
で1時間撹拌後、NCO含量は0重量%の値に達した。
22℃に冷却すると、白色ろう状固体の生成物が得られた。
実施例3 アルコキシシラン基を末端に有するポリウレタン(1)ポリウレタン
(1)125gを85℃で溶融した。ついで溶融物に、温度5℃の水酸化カリウ
ムの0.25重量%水溶液875gを60Or、p、m、で撹拌しながら1o分
間で加えた。均質な水性分散物が得られた。
ポリウレタンQI)100gを85℃で溶融した。ついで溶融物に、温度25℃
の水酸化カリウムの0.25重量%水溶液900gを60 Or、 p、m、で
撹拌しながら10分間で加えた。均質な水性分散物が形成した。
座里男
あらかじめ洗濯して空気乾燥したポリエステル編布を、1リツトル当たり、実施
例3または実施例4で製造した水性分散物60gを含有している水性浸液で20
℃の温度でパジングにより処理した。
パジング機における絞り効果は75%でめった。ついで編布を140℃で3分間
乾燥した。ポリエステル編布1kgに対する適用された活性物質の量は、ポリウ
レタン(I)を含有している分散物の場合は5、6 g1ポリウレタン(II)
を含有する分散物の場合は4.5gであった。
本発明のアルコキシシラン基を末端に有するポリウレタンで処理したポリエステ
ル編布の試験結果
耐久性を測定するため、編布を温和な洗剤[フェバ(F eta、登録商標)、
ヘンケルKGaA]で40℃で5回洗濯した。洗濯機プログラムは「ウオツシュ
アンドウェア」および回転式乾燥で行った。
表中、耐久性を「5回洗濯」の欄に示す。
A、糸の滑らかさく縫製能)の測定
縫製能の測定として、貫入力記録計を装備したブファッフ(Pfaff)483
型工業用ミシンで、針の貫入力を1分間で4000ステツチの速度で測定した。
50回ずつの貫入からめた平均値(縫い針の太さ:8ON+++)を下表に示し
た。
仕上げ処理したポリエステル編布の吸水性をDIN53924j、:よって測定
した。試験のため、編布の小切片を容器に入れ、その一端を水に浸した。15秒
および120秒後に、上昇した液の高さを帯電防止性を測定するため、本発明に
よりて仕上げ処理したポリエステル編布の電気的表面抵抗をシーメンス(S i
emens)電極で測定した(測定条件=20℃/65%相対空気湿度)[マハ
ル(Mahall)、「テクスティールフェアエーデルング(Textilve
redlung)」、15巻、80〜85頁(1980年)]。
電気抵抗の評価
lXl0’〜lXl0”オーム =極めて良好1x10s〜lX109オーム
壬良好 ′1×10@〜1x1010オーム =かなり良好lXl0”〜5X1
0”オーム =十分>5X10”オーム =不十分
ポリウレタン(I)を含有する水性分散物、またはポリウレタン(II)を含有
する水性分散物の何れかで処理したポリエステル編布は、快適で、柔軟なふっく
らとした風合を示したが、処理しなかったポリエステル編布は、滑らかで平坦な
標準的なポリエステルの風合を示した。
国際調査報告
国際調査報告
PCT/EP 90100260
Claims (17)
- 1.脂肪族および/または芳香族ジ−および/またはトリイソシアナートを A.500〜6000の数平均分子量を有するポリエチレングリコールと、OH :NCOの当量比が1:1.5〜1:2となるように、 B.疎水性ジオールおよび/またはポリオールと、ジオールおよび/またはポリ オールのOH基となお存在するNCO基との当量比が1:1.1〜1:10とな るように、そしてC.一般式(I): ▲数式、化学式、表等があります▼(I)(式中、RおよびR1は同一または異 なってもよく、C1〜4アルキル基であり、Xはアミノ基またはメルカプト基、 nは0または1、qは2〜4の整数である) で示されるアルコキシシランと、NCO含量が0重量%となるまで反応する数段 階によって製造される、ポリエステルを含んだ繊維製品の繊維材料を仕上げ処理 するためのアルコキシシラン基を末端に有するポリウレタン。
- 2.段階AのOH:NCO当量比が1:1.8〜1:2である請求項1に記載の アルコキシシラン基を末端に有するポリウレタン。
- 3.段階Bの当量比が1:1.3〜1:5である請求項1および2の1項または 双方に記載のアルコキシシラン基を末端に有するポリウレタン。
- 4.ポリウレタンが脂肪族ジイソシアナートの反応によって得られたものである 請求項1〜3の1項またはそれ以上に記載のアルコキシシラン基を末端に有する ポリウレタン。
- 5.ポリエチレングリコールが500〜2500の数平均分子量を有する請求項 1〜4の1項またはそれ以上に記載のアルコキシシラン基を末端に有するポリウ レタン。
- 6.ポリウレタンが、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、およ び所望により1〜6個の炭素原子を有する脂肪族ジメチロールカルボン酸を含有 する混合物とジイソシアナートとの反応によって得られたものである請求項1〜 5の1項またはそれ以上に記載のアルコキシシラン基を末端に有するポリウレタ ン。
- 7.疎水性ジオールおよび/またはポリオールが、400〜2000の数平均分 子量を有するポリテトラヒドロフラン、C12〜18脂肪酸ジエタノールアミド 、C8〜22脂肪酸のモノグリセリドおよび/または一般式(II): ▲数式、化学式、表等があります▼(II)(式中、xは5〜15の数である) で示されるポリシロキサンである請求項1〜6の1項またはそれ以上に記載のア ルコキシシラン基を末端に有するポリウレタン。
- 8.疎水性ジオールおよび/またはポリオールが、400〜2000の数平均分 子量を有するポリテトラヒドロフランである請求項1〜7の1項またはそれ以上 に記載のアルコキシシラン基を末端に有するポリウレタン。
- 9.一般式(I)で、基RおよびR1は同一または異なってもよく、メチルまた はエチルであり、Xはアミノ基、nは0または1、qは2〜3である請求項1〜 8の1項またはそれ以上に記載のアルコキシシラン基を末端に有するポリウレタ ン。
- 10.脂肪族および/または芳香族ジ−および/またはトリイソシアナートを A.500〜6000の数平均分子量を有するポリエチレングリコールと、OH :NCOの当量比が1:1.5〜1:2となるように、 B.疎水性ジオールおよび/またはポリオールと、ジオールおよび/またはポリ オールのOH基となお存在するNCO基との当量比が1:1.1〜1:10とな るように、そしてC.一般式(I): ▲数式、化学式、表等があります▼(I)(式中、RおよびR1は同一または異 なってもよく、C1〜4アルキル基であり、Xはアミノ基またはメルカプト基、 nは0または1、qは2〜4の整数である) で示されるアルコキシシランと、NCO含量が0重量%となるまで反応する数段 階によって製造されるアルコキシシラン基を末端に有するポリウレタンの、ポリ エステルを含んだ繊維製品の繊維材料を仕上げ処理する使用。
- 11.段階AのOH:NCO当量比が1:1.8〜1:2である請求項10に記 載の使用。
- 12.段階Bの当量比が1:1.3〜1:5である請求項10〜11の1項また は双方に記載の使用。
- 13.脂肪族ジイソシアナートを使用する請求項10〜12の1項またはそれ以 上に記載の使用。
- 14.500〜2500の数平均分子量を有するポリエチレングリコールを使用 する請求項10〜13の1項またはそれ以上に記載の使用。
- 15.アルコキシシラン基を末端に有するポリウレタンが、ポリエチレングリコ ール、トリメチロールプロパン、および所望により1〜6個の炭素原子を有する 脂肪族ジメチロールカルボン酸の混合物とジイソシアナートとの反応によって得 られたものである請求項10〜14の1項またはそれ以上に記載の使用。
- 16.400〜2000の数平均分子量を有するポリテトラヒドロフラン、C1 2〜18脂肪酸ジエタノールアミド、脂肪族C8〜22脂肪酸のモノグリセリド および/または一般式(II):▲数式、化学式、表等があります▼(II)( 式中、xは5〜15の数である) で示されるポリシロキサン、好ましくは400〜2000の数平均分子量を有す るポリテトラヒドロフランを疎水性ジオールおよび/またはポリオールとして使 用する請求項10〜15の1項またはそれ以上に記載の使用。
- 17.一般式(I)(ここで、基RおよびR1は同一または異なってもよく、メ チルまたはエチルであり、Xはアミノ基、nは0または1、qは2〜3の整数で ある)で示されるアルコキシシランを使用する請求項10〜16の1項またはそ れ以上に記載の使用。
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