JPH06192963A - セルロース繊維の改質方法 - Google Patents

セルロース繊維の改質方法

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JPH06192963A
JPH06192963A JP32478892A JP32478892A JPH06192963A JP H06192963 A JPH06192963 A JP H06192963A JP 32478892 A JP32478892 A JP 32478892A JP 32478892 A JP32478892 A JP 32478892A JP H06192963 A JPH06192963 A JP H06192963A
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aqueous solution
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水溶液系においてセルロース繊維にビニル化
合物を効率よくかつ経済的にグラフト共重合させて改質
セルロース繊維を得る方法を提供する。 【構成】 あらかじめメルカプト基を導入したセルロー
ス繊維にビニル化合物をグラフト共重合させることを特
徴とするセルロース繊維の改質方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はセルロース繊維の改質方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、セルロース繊維の染色性や、耐熱
性及び耐微生物性等の物性向上のためや、陽イオン交換
性の付与のために、カルボキシメチル化や、シアノエチ
ル化、カルバモイルエチル化等の反応処理を施すことは
知られている。しかしながら、これらの反応処理法は、
反応処理効率の点や、反応装置効率の点等において未だ
問題があった。また、セルロース繊維を改質するため
に、セルロース繊維にビニル化合物をグラフト共重合さ
せることも試みられている。例えば、セルロース繊維の
耐シワ性を向上させるために、セルロース繊維にアクリ
ロニトリルを気相系でグラフト共重させることが提案さ
れている。しかし、この方法は、気相系であるために、
反応装置が大型になり、装置効率が悪いという欠点があ
る。一方、水溶液系においてセルロース繊維にビニル化
合物をグラフト共重合体させようとしても、この場合に
は、反応を円滑に進行させることはむづかしく、通常の
酸化剤系やレドックス系の重合開始剤の使用では、グラ
フト共重合は十分には進行せず、実用的なグラフト共重
合体は得られない。水溶液系においてセルロース繊維に
ビニル化合物を高反応率でグラフト共重合させる方法と
しては、セリウム(IV)化合物を重合開始剤として用
いる方法と、放射線下で反応を行う方法が知られてい
る。しかし、これらの方法は、いずれも製品コストが高
く、工業的に実用性ある方法とは言えない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、水溶液系に
おいてセルロース繊維にビニル化合物を効率よくかつ経
済的にグラフト共重合させて改質セルロース繊維を得る
方法を提供することをその課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、あらかじめメルカプ
ト基を導入したセルロース繊維にビニル化合物をグラフ
ト共重合させることを特徴とするセルロース繊維の改質
方法が提供される。
【0005】本発明で用いるセルロース繊維は、木綿や
麻等の各種のセルロース含有繊維であることができ、そ
の形状は、糸状や綿状、布状、トウ状、不織布状である
ことができる。また、セルロース繊維には、他の繊維が
混合されていてもよい。
【0006】本発明において、グラフト共重合反応工程
の実施に先立ち、セルロース繊維にあらかじめメルカプ
ト基を導入する。このための方法としては、従来公知の
方法、例えば、メルカプト基を含有するシラン系カップ
リング剤、チタネート系カップリング剤及びアルミニウ
ム系カップリング剤等をメルカプト基導入剤として用
い、これをセルロース繊維中の水酸基と反応させる方法
を採用することができる。これらのカップリング剤は、
その分子中にメルカプト基と、カップリング反応基とし
てのアルコキシ基やエステル基等の反応活性基を有する
金属部分から構成され、その金属部分が水酸基等の活性
水素と反応する特性を有するものである。このようなカ
ップリング剤は従来公知のものである。本発明では、一
般式 HS−R1−Si(OR23 (式中、R1はアルキレン基、R2はアルキル基を示す)
で表わされるシランカップリング剤が好ましく使用され
る。このようなシランカップリング剤としては、例え
ば、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを挙げ
ることができる。
【0007】セルロース繊維に対してメルカプト基含有
カップリング剤を反応させるには、そのカップリング剤
を含む反応溶媒中にセルロース繊維を浸漬して反応させ
ればよい。反応溶媒としては、水性媒体又は有機溶媒が
用いられ、水性媒体としては、水又は水と有機溶媒の混
合物が用いられる。有機溶媒としては、イソプロピルア
ルコール等のアルコールや、キシレンやベンゼン等の芳
香族系溶媒が用いられる。反応は、通常、50℃以上の
加温下で実施され、反応温度の上限は、使用する反応溶
媒の沸点に応じて決められる。水を反応溶媒とする場合
には、50〜100℃、好ましくは、80〜100℃の
温度が採用される。反応溶媒中のカップリング剤濃度
は、0.015〜0.08モル/l、好ましくは0.0
3〜0.05モル/lである。また、反応溶媒中には、
硫酸や塩酸、リン酸、ギ酸等の酸を適量添加することが
でき、これによりカップリング剤とセルロース繊維中に
含まれる水酸基との反応を促進させることができる。カ
ップリング剤の使用割合は、セルロース繊維100gに
対して、0.01〜0.06モル、好ましくは0.02
〜0.04モルの割合である。セルロース繊維中にこの
ような割合でメルカプト基を導入することにより、後続
のグラフト共重合反応工程において、ビニル化合物を円
滑にグラフト化し得るメルカプト基を繊維100g当り
0.005〜0.015モルの割合で含有するセルロー
ス繊維を得ることができる。
【0008】本発明では、前記のようにしてメルカプト
基の導入されたセルロース繊維に対し、触媒を含む水溶
液中において、ビニル化合物をグラフト共重合させる。
触媒としては、従来公知のグラフト共重合触媒、例え
ば、過硫酸塩や過酸化水素等の酸化剤が使用できる。繊
維中に導入したメルカプト基は、還元剤として作用し、
これらの酸化剤とメルカプト基の組合せは、レドックス
系触媒を構成し、セルロース繊維に対するビニル化合物
のグラフト共重合反応を促進させる。レドックス系触媒
は、酸化剤と環元剤との組合せからなるものであるが、
本発明においては、繊維中に導入されたメルカプト基は
還元剤として作用するので、特に外部からの還元剤の添
加は必要とされないが、もちろん、必要に応じて、従来
公知の還元剤、例えば、鉄(II)塩等を加えることも
できる。
【0009】また、水溶液中には、必要に応じ、酸を添
加することができる。この酸の添加により、ビニル化合
物の反応率(グラフト化率)を向上させることができ
る。酸としては、例えば、硫酸や塩酸等が挙げられる。
水溶液中の酸濃度は、0.01〜0.04モル/l、好
ましくは0.01〜0.02モル/lである。さらに、
この水溶液中には、従来公知の金属封鎖剤、例えば、リ
ン酸系やホスホン酸系のものや、EDTA、NTA等を
添加することができる。セルロース繊維(絶乾重量)に
対する水溶液の重量比(浴比)は、3〜30、好ましく
は5〜15である。反応温度は、50〜100℃、好ま
しくは60〜80℃であり、反応時間は、60〜180
分、好ましくは60〜120分である。本発明において
用いるビニル化合物の使用割合は、セルロース繊維(絶
乾重量)100重量部に対して、10〜100重量部、
好ましくは10〜30重量部である。ビニル化合物の使
用割合がこれより少ないと、ビニル化合物による十分な
繊維改質効果が得られず、一方、前記範囲より多くなっ
ても、格別の改質効果の向上はなく、経済的に不利にな
る。
【0010】本発明で得られる改質セルロース繊維にお
いて、ビニル化合物のグラフト化率(セルロース繊維に
対するビニル化合物の反応重量比)は、5〜30重量
%、好ましくは5〜15重量%である。このグラフト化
率が前記範囲を超えても、格別の繊維改質効果の向上は
得られず、一方、前記範囲より少ないと実用上充分な繊
維改質効果を得ることができない。グラフト化率は、繊
維に対するビニル化合物の使用割合及び反応条件によっ
て調節することができる。本発明で用いるビニル化合物
としては、各種のものが用いられる。このようなものと
しては、アクリロニトリル、アクリルアミド、アクリル
酸及びそのエステル、メタクリル酸及びそのエステル、
スチレン等が挙げられる。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、従来困難であったセル
ロース繊維に対するビニル化合物のグラフト共重合反応
を、円滑にかつ経済的に行わせることができる。そし
て、このようにしてビニル化合物により改質されたセル
ロース繊維は、一般的に耐シワ性や耐熱性、耐摩耗性等
の物性の向上したものである。また、カルボキシル基等
の酸性基を有するビニル化合物で改質された繊維は、ア
ンモニアやアミン等の塩基性悪臭物質に対する吸着性に
すぐれたもので、脱臭性繊維としての作用を示すもので
ある。
【0012】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳述する。
なお、以下において示す%は重量%を示す。
【0013】実施例1 シランカップリング剤として3−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン0.7%及び界面活性剤(トライポン
A、一方社油脂工業(株)製)0.3%を含む水溶液1
50mlに、精練した木綿の綿10gを浸漬し、100
℃で1時間処理した。このように処理された綿を、湯
洗、水洗して、未反応物を除去したのち、乾燥した。次
いで、この綿をメタクリル酸1.3%、過硫酸アンモニ
ウム0.3%、硫酸(50°Be′)0.3%を含む水
溶液150mlに浸漬し、80℃で2時間処理した。湯
洗水洗してモノマー、ホモポリマーを除去し、乾燥し
た。このようにして得られた処理綿のグラフト化率は
9.5%であった。
【0014】実施例2 3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン0.7%、
トライポンA0.3%及び硫酸(50°Be′)0.3%
を含む水溶液150mlに、精練した綿糸10gを浸漬
し、80℃で1時間処理してカップリング剤処理綿糸を
得た。湯洗水洗の後、乾燥することなしに、メタクリル
酸1.3%、過硫酸アンモニウム0.3%、硫酸(50
°Be′)0.3%を含む水溶液150mlに浸漬し、
80℃で2時間処理した。湯洗、水洗してモノマー、ホ
モポリマーを除去して乾燥する。得られた綿糸のグラフ
ト化率は10.2%であった。
【0015】実施例3 3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン0.7%、
トライポンA0.3%及び硫酸(50°Be′)0.3%
を含む水溶液150ml中に、綿糸を浸漬し、80℃で
1時間処理する。湯洗、水洗して未反応物を除したの
ち、乾燥することなく、アクリロニトリル1.5%、界
面活性剤(ノイゲンHC、第一工業製薬製)0.3%、過
硫酸アンモニウム0.3%を含む水溶液150ml中に
浸漬して、窒素雰囲気中で、80℃で2時間処理した。
メタノール、ついで非イオン活性剤で洗浄、湯洗、水洗
して乾燥する。得られた綿糸のグラフト化率は8.8%
であった。
【0016】実施例4 3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン0.7%、
トライポンA0.3%、硫酸0.3%を含む水溶液15
0ml中に、精製したレーヨン糸を浸漬して80℃で1
時間処理した後、湯洗、水洗し、乾燥することなしにメ
タクリル酸1.3%、過硫酸アンモニウム0.3%、硫
酸(50°Be′)0.3%を含む水溶液150ml中
に浸漬し、80℃で2時間処理した。湯洗、水洗してモ
ノマー、ホモポリマーを除去して乾燥する。得られたレ
ーヨン糸のグラフト化率は8.5%であった。
【0017】実施例5 実施例4において、レーヨン糸を麻(ラミースライバ
ー)に変えた以外は全く同様に処理を行い、グラフト化
麻を得た。このもののグラフト化率は7.3%であっ
た。
【0018】実施例6 綿糸を3−メルカプトプロピルトリメトキシシランの5
%キシレン溶液に常温で30分間浸漬した後、溶液含量
100%に絞り、100℃で1時間キュアした。エタノ
ール、ついで水で洗浄してグラフト共重合用原料とし
た。次いで、メタクリル酸5%、過硫酸アンモニウム
0.3%を含む水溶液を綿糸の重量に対して10倍量取
り、この水溶液中に前記で得た綿糸を浸漬し、70℃で
1時間、グラフト共重合を行った。湯洗、水洗して乾燥
した。この綿糸のグラフト化率は6.1%であった。
【0019】実施例7 イソプロピルアルコール(IPA)と水との混合溶媒中
に、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン1%、
塩酸(35%)1%を含む溶液200mlに、精練した綿
糸を各々10g浸漬して、50℃で1時間処理した後、
湯洗、水洗した。このメルカプト基含有綿糸10gを、
メタクリル酸5%、過硫酸カリウム0.27%を含む水
溶液150mlに浸漬して、70℃で1時間処理した
後、湯洗、水洗して乾燥した。このようにして得られた
綿糸のグラフト化率を表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】比較例1 実施例1において、木綿の綿をシランカップリング剤処
理することなしにそのままグラフト共重合処理した。こ
の場合に得られた綿のグラフト化率は0.77%であっ
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D06M 13/513

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 あらかじめメルカプト基を導入したセル
    ロース繊維にビニル化合物をグラフト共重合させること
    を特徴とするセルロース繊維の改質方法。
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