JPH0765268B2 - 合成繊維の改質方法 - Google Patents

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） 従来，疎水性合成繊維に親水性ビニルモノマーを効率よ
くグラフト重合する方法として，特公昭59−5126号や特
開昭51−87592号などがある。

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あるが，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
工機の汚染，さらには排水を汚染する問題も発生する。
したがつて，総合的に決して経済的とは言い難い。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため本発明の合成繊維の改質方法
は次の構成を有する。すなわち、合成繊維に親水性ビニ
ルモノマーをグラフト重合させて改質する方法におい
て、グラフト重合開始剤、親水性ビニルモノマーならび
にソルビリティーパラメータ（SP）値が9.5以上の水溶
性有機溶剤からなる水系混合液を該合成繊維に付与した
後、塩化ビニリデンフィルムでシールし、加熱すること
を特徴とする合成繊維の改質方法である。

（手段の説明） 本発明でいう合成繊維とは，通常の繊維形成性合成樹脂
からなる繊維であつて，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，ポリオレフイン系
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，さ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。各種化合物のSP値（ソルビリテイパラメー
タ値）とは，例えば繊維加工Vol.26No.6（1974）に記載
されている如く，溶剤の溶解能特性を示すパラメータの
一つである。

SP値はσとして示され，一般的には凝集エネルギー密度
の平方根として算出されるが，有極性の分子では蒸発熱
から求める方法，沸点から求める方法，表面張力から求
める方法あるいは溶解度から求める方法などがある。

本発明でいうSP値9.5以上の水溶性有機溶剤とは，通常
一般に有機溶剤や化学薬品として使用されている，たと
えばアルコール類としてはメタノール，エタノール，プ
ロパノールなどの一価のアルコールやエチレングリコー
ル，プロピレングリコール，グリセリンなどの多価アル
コールが含まれる。ケトン類としては，たとえばアセト
ン，アセトニトリルアセトンなどが含まれる。

アミン類としては，たとえばピリジン，モノエタノール
アミンなどが含まれる。エーテル類としては，ジエチレ
ングリコールモノエチルエーテル，ジエチレングリコー
ルモノメチルエーテル，エチレングリコールモノメチル
エーテル，エチレングリコールエチルエーテルなどが含
まれる。

酸アミド類としては，たとえばN,N−ジメチルホルムア
ミド,N,N−ジメチルアセトアミドなどが含まれる。酸類
としては，たとえばギ酸，酢酸，プロピオン酸などが含
まれる。オキシ酸類としてたとえば，乳酸などが含まれ
るが，これらに限定するものではない。これらSP値9.5
以上の水溶性有機溶剤は，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
種以上の併用使用又は界面活性剤との併用であつてもよ
い。

SP値が9.5以上の有機溶剤の中でも,SP値12以上のものが
好ましく，それらには特に酢酸，乳酸，ジメチルホルム
アミド，エチレングリコール，グリセリンなどが好まし
い。これらのうち，特に液安定化に要する使用量の低
さ，グラフト効率の両面から酢酸，ジメチルホルムアミ
ド，そして乳酸の使用が最も好ましいといえる。

SP値が9.5未満の水溶性有機溶剤，たとえばジアセトン
アルコールなど，あるいはSP値9.5以上の難水溶性の有
機溶剤たとえばキ酸メチルなどでは安定な水系混合液が
得がたく，短時間のうちに層分離を起こし，均一な反応
に供することができない。

本発明でいう親水性ビニルモノマーとは，通常グラフト
重合に適用される，少なくとも１ケの重合性不飽和基を
含有する化合物であり，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，フマール酸，イタコン酸などの
不飽和カルボン酸類，ならびにアクリルアミド，メタク
リルアミド,N−メチロールアクリルアミド，ビニルピロ
リドンなどの不飽和アミド類，ならびにビニルホスホン
酸などの不飽和リン化合物ならびにビニルスルホン酸，
スチレンスルホン酸などの不飽和芳香族化合物類など各
種不飽和化合物があげられる。本発明ではこれらモノマ
ーの誘導体も適用されうる。

かかる誘導体化合物としては，たとえば上記モノマーに
エチレンオキサイドを付加した，例えばポリエチレング
ライコールモノアクリレート，ポリエチレングライコー
ルジメタクリレート，アクリルアミドエチレンオキサイ
ド付加物など各種のものがあげられるが，これらのモノ
マーに限定される必要はなく，要するに重合可能な不飽
和基を含有する化合物であれば本発明のモクマーとして
適用されうる。かかるモノマーは単独あるいは２種以上
混合して適用することができる。

本発明でいうグラフト重合開始剤としては，たとえば，
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。

本発明では特に繊維膨潤剤を加えることを必要としない
が，目的に応じ繊維膨潤剤を加えることも可能であり，
かかる繊維膨潤剤としては，クロルベンゼン系，フエノ
ール系，安息香酸系などの化合物の適用が可能である。

本発明は親水性ビニルモノマー，グラフト重合開始剤，
必要に応じ繊維膨潤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イングに
より合成繊維に付与した後，加熱処理することにより，
一団の加工工程でグラフト重合を行なうものであり，そ
の際，該水系混合液を極めて均一安定な状態にせしめる
ために,SP値9.5以上の水溶性有機溶剤を添加するところ
に特徴を有するものである。

該水系混合液の親水性ビニルモノマー濃度は５〜70％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ヤリヤ効果の低下と思わ
れるグラフト効率の低下を招く。そしてSP値9.5以上の
水溶性有機溶剤の添加量はモノマー濃度，重合開始剤濃
度，繊維膨潤剤濃度，液の温度，さらにはSP9.5以上の
水溶性有機溶剤の種類によつて変化し，いちがいに決定
しがたいが，要は，均一かつ極めて安定な水系混合液と
なる量である。

グラフト重合開始剤濃度は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。また繊維膨潤剤は先
に述べたように特に必要としないが，添加する場合の濃
度としては純品として５％以下が好ましい。これを越え
るとグラフト重合効率は低下する。

これら親水性ビニルモノマーやグラフト重合開始剤を添
加する順序は特に限定しないが，強いていえば，まず親
水性ビニルモノマーグラフト重合開始剤を溶解した後,S
P値9.5以上の水溶性有機溶剤，水と加えていくことが好
ましい。

このようにして調整して得られたモノマーを含む水系混
合液は合成繊維にパデイング法などによつて，必要量付
与される。他の付与方法としてはスプレー，塗布，浸漬
後遠心脱水機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
かるモノマーを含む水系混合液を付与された被処理物
は，塩化ビニリデンフィルムでシールした後、次に加熱
系に移される。塩化ビニリデンフィルムでシールしない
と、親水性モノマーが蒸散してしまい、繊維に対するグ
ラフト効率が大幅に低下してしまう。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あり，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。

加熱手段は通常の加熱機構が適用され得るが，好ましく
はマイクロ波または蒸気とマイクロ波の併用による加熱
が昇温速度やコントロールのし易さなどの点で選択され
得る。

この加熱方法による場合は，周波数，誘電体の種類や
量，被処理物の移動速度などの要件によつて昇温速度
や，最高温度が異なるが，それぞれを調整することによ
り，昇温速度や最高温度を規制することができる。

グラフト重合開始剤の種類やモノマーの種類によつて多
少異なるが通常80℃以上，好ましくは100℃以上，高く
とも180℃までの温度条件が適用される。なお、不飽和
カルボン酸モノマーをグラフト重合して得られた改質合
成繊維は、さらに常法によりナトリウムやカリウムなど
のアルカリ金属と置換処理することによって、制電性能
や吸湿性などの親水性能の向上が望め、また、第４級ア
ンモニウム塩で置換処理すると抗菌性能を付与すること
ができる。

（実施例） 実施例１ グラフト重合開始剤として有機過酸化物（日本油脂製ナ
イパーMT−80）0.5g,親水性ビニルモノマーとして，メ
タクリル酸30g,SP値9.5以上の水溶性有機溶剤として，
酢酸5gを加え，水で希釈し100gの水系混合液を調整し
た。次に該水系混合液に精錬中間セツト上りのポリエチ
レンテレフタレート加工糸織物（東レ製＃2525）を浸し
マングルで絞り，ロールに巻き取つた後，塩化ビニリデ
ンフイルムでシールした。このときのピツクアツプ率は
上記加工糸織物の重量に対し70％であつた。次に該織物
をマイクロ波処理装置（市金製アポロペット）に入れ10
0℃スチームとマイクロ波で５分間加熱照射した後，湯
水洗，乾燥後，初期の加工糸織物重量に対する重量増加
率を求めた。

重量増加率に対応するモノマーの反応効率はピツクアツ
プ率を考慮に入れ，次のように算出した。その結果を第
１表に示す。

モノマー反応効率＝グラフト効率 グラフト効率（％） ＝〔重量増加率÷0.7×モノマー濃度〕×100 〔式中，重量増加率：重量％，モノマー濃度：重量分
率〕 比較例１ 実施例１のSP値9.5以上の水溶性有機溶剤ジメチルホル
ムアミドの代りに,SP値9.2の（水溶性有機溶剤）ジアセ
トンアルコール40％を添加した。

実施例１では均一かつ安定な水系混合液が得られたが，
比較例１では，混合液が２層に分離し，パツド液として
は不適なものであつた。

比較例２ グラフト重合開始剤（日本油脂製：ナイパーMT−80）2
g,ポリエチレンテレフタレート繊維の膨潤剤：モノクロ
ルベンゼン10g,乳化剤として（日本油脂製：ノイゲンEA
160）5g親水性ビニルモノマーとしてアクリル酸とメタ
クリル酸の1:1（重量）の混合液20gを水で希釈し,1000m
lとした。ついでこの液300mlに精練中間セツト上りのポ
リエチレンテレフタレート加工糸織物（東レ製＃2525）
10gを浸漬し100℃で60分間加熱処理した。次いで湯水
洗，乾燥後，初期の加工糸織物に対する重量増加率を求
め，次式によりグラフト効率を求めた。この結果を第１
表に示す。

〔式中：重量増加率：重量比〕 第１表から明らかなように実施例１で得た水系混合液を
用いて１工程でグラフト重合処理で得た織物のグラフト
効率は高いものであつたが，浴中１工程でグラフト重合
処理を行なつた比較例３でのグラフト効率は低いもので
あつた。またSP値9.5以上の水溶性有機溶剤の代りにSP
値9.5未満の水溶性有機溶剤を用いた比較例1,そしてSP
値9.5以上の有機溶剤を用いた比較例２は安定な水系混
合液を形成せず,1工程グラフト重合処理を行なうに至ら
なかつた。

比較例３ 水系混合液に浸漬し、マングルで絞り、ロールで巻き取
った後、塩化ビニリデンフィルムでシールしない以外
は、実施例１と同様の条件で、マイクロ波による加熱処
理をしたところ、グラフト効率は9.1％と極めて低いも
のであった。

（発明の効果） 本発明は，合成繊維を高い反応効率の下に，均一かつ極
めて経済的に改質することができる。また、加熱時、親
水性モノマの飛散を防ぎ、グラフト率の低下を防止でき
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合成繊維に親水性ビニルモノマーをグラフ
   ト重合させて改質する方法において、グラフト重合開始
   剤、親水性ビニルモノマーならびにソルビリティーパラ
   メータ（SP）値が9.5以上の水溶性有機溶剤からなる水
   系混合液を該合成繊維に付与した後、塩化ビニリデンフ
   ィルムでシールし、加熱することを特徴とする合成繊維
   の改質方法。
2. 【請求項２】加熱手段がマイクロ波または蒸気とマイク
   ロ波の併用である特許請求の範囲第１項に記載の合成繊
   維の改質方法。