JPH0765269B2 - 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、第四級アンモニウム塩型界面活性剤、グラフト重合
開始剤ならびに親水性ビニルモノマーの水系混合液を該
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。

本発明でいう第四級アンモニウム塩型界面活性剤とは，
一般にカチオン系界面活性剤として市販されている，た
とえばハロゲン化テトラアルキルアンモニウム塩，ハロ
ゲン化トリアルキルベンジルアンモニウム塩，ハロゲン
化テトラアルキルピコリニウム塩，ハロゲン化トリアル
キルベンジルピコリニウム塩，ハロゲン化テトラアルキ
ルピリジニウム塩，ハロゲン化トリアルキルベンジルピ
リジニウム塩などであり，これらのもつアルキル基はメ
チル基からステアリル基などがあり，ハロゲンは塩素や
臭素などがあるが，これらに限定されるものではない。
これら第四級アンモニウム塩型界面活性剤は，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種以上の併用使用であつても良い。

他のアニオン，非イオン，両性イオン型界性剤では，安
定な水系混合液が得難く，短時間のうちに層分離を起
し，均一な反応に供することができない。しかしながら
相当量（40％以上）添加することにより，ある程度安定
な乳化分散液を形成するものもあるが，このような界面
活性剤の多量添加は，不経済であるだけでなく，グラフ
ト重合効率の低下や，洗浄時の泡立ちといつた諸問題の
発生を招くものである。

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
れ得る。

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
の誘導体化合物も適用され得る。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，たと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ノマーとして適用され得る。か
かるモノマーは単独または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などであるが，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，より高いグラフト重合効率を得るために，繊維膨潤
剤を加えてることも可能である。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
り一段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かつ安定な状態にせ
しめるために，第四級アンモニウム塩型界面活性剤を添
加するところに特徴を有するものである。該水系混合液
のモノマー濃度は５％から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によると思われるグラフト
効率の低下を招く。そして第四級アンモニウム塩型界面
活性剤の濃度はモノマー濃度により変化するために，必
要最少量におさえて添加するのがグラフト効率，経済性
の両面から好ましい。該界面活性剤の濃度範囲は,1％〜
20％である。グラフト重合開始剤濃度は0.1％から3.0％
の範囲である。この範囲をずれるとホモポリマーの発生
が多くなり，グラフト効率は低下する。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
の濃度は純品として５％以下が良い。これを越えるとグ
ラフト効率は低下する。

これらの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，しいていえば，まず
親水性ビニルモノマーにグラフト重合開始剤を溶解した
後他の水や第四級アンモニウム塩型界面活性剤を加える
のが良い。

このようにして調整して得られた，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。

グラフト重合開始温度は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10
0℃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,ポリエチレンテレフタレート繊維
の膨潤剤としてモノクロルベンゼン1g,親水性ビニルモ
ノマーとしてメタクリル酸30g,第四級アンモニウム塩型
界面活性剤（第一工業製薬製カチオーゲンANスーパー）
3gを水で希釈し100gの水系混合液を調整した。

次にこの水系混合液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）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。次にこの加工
糸織物をマイクロ波処理装置（市金製アポロペツト）に
入れ,100℃スチームとマイクロ波で５分間加熱照射後，
湯洗，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表に示した。

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％〕 比較例１および２ 実施例１の第四級アンモニウム塩型界面活性剤の代りに
非イオン系界面活性剤（第一工業製薬製ノイゲンET16
0）5gを添加した（比較例１）。

次に実施例１の第四級アンモニウム塩型界面活性剤の代
りにアニオン系界面活性剤（第一工業製薬製プライサー
フA217E）5gを添加した（比較例２）。

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および２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３ グラフト重合開始剤（日本油脂製ナイパーMT−80）2g,
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EA16
0）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）混合液20gを水で希釈し1000ml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。次いで湯洗，水
洗，乾燥後，初期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。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した織物は高いグラフ
ト効率を示したが，浴中１工程でグラフト重合処理を行
なつた比較例３のグラフト効率は低いものであつた。ま
た，第四級アンモニウム塩型界面活性剤の代りに非イオ
ン界面活性剤を使用した比較例１およびアニオン界面活
性剤を使用した比較例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致らなかつた。

比較例４ 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10.7％と極めて低いも
のであった。

（発明の効果） 本発明は，合成繊維をすぐれた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、グラフト効率の低下を防止
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、第四級アンモニウ
   ム塩型界面活性剤、グラフト重合開始剤ならびに親水性
   ビニルモノマーの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。