JPH1136176A - 制電撥水性布帛及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗濯耐久性に優れた制電性能および撥水性能
を有する合成繊維布帛およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 ナイロン繊維に含まれるアミノ末端と反
応可能な官能基を分子内に少なくとも２個以上もつ制電
性を有する樹脂化合物とナイロン繊維を繊維表面上で反
応せしめた後，低温プラズマ処理を行い，その上に撥水
性を有する樹脂層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，洗濯耐久性に優れ
た制電および撥水性能を有するナイロン繊維を主体とす
る合成繊維布帛およびその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から，合成繊維布帛は静電気を蓄積
しやすく，特にナイロン繊維布帛に関しては，その傾向
が顕著である。そのために，縫製時や縫製品の着用時に
静電気障害を生じ，電撃や身体へのまとわりつきによる
不快感を与えたり，空気中の埃を吸着して汚れたりしや
すいという問題があった。また，外衣用途としてこれら
の布帛を用いる場合が多いが，雨や雪等により衣服が濡
れる問題もあった。

【０００３】従来より，上述のそれぞれの問題に対処す
べく種々の方法が提案されている。制電加工に関して
は，イオン性高分子活性剤で処理して繊維表面にコンプ
レックスを形成する方法や，親水性高分子物質と酸性，
塩基性およびアミド系低分子物質の混合物を繊維に付与
し，乾熱，湿熱，放射線，マイクロ波，紫外線等によっ
て繊維表面にグラフトする方法や，さらには，エチレン
グリコールとプロピレングリコールのブロックポリマー
を含有し，末端をアクリルやメタクリルで構成した重合
性モノマーや，エチレングリコールとプロピレングリコ
ールのブロックポリマーを含有し，末端に架橋性官能基
をもつプレポリマー等を単独ないし架橋剤を併用して繊
維上で樹脂化する方法等が提案されている。

【０００４】一方，撥水加工に関しては，通常布帛に対
して最終仕上げ工程でフッ素系撥水剤やシリコン系撥水
剤等の撥水剤を含浸後，乾燥熱処理を行う方法で加工さ
れており，特に洗濯耐久性に優れているフッ素系撥水剤
を使用した撥水加工が多く行われている。また，合成繊
維布帛に対して制電性と撥水性を同時に付与する加工方
法も数多く行われており，一般的には，最終仕上げ工程
でフッ素系撥水剤にアルキルスルホン酸型あるいはアル
キルリン酸エステル型の帯電防止剤を混合し，パディン
グ法にて含浸付与する方法で加工されている。しかしな
がら，上記の方法により得られた制電撥水性布帛は，一
般的な性能には優れているものの，洗濯に対する性能の
低下が大きいという欠点を有しているため，洗濯後の衣
服が雨や雪により濡れやすくなり，かつ静電気の発生に
より埃が付着しやすいという問題がある。

【０００５】これらの要求に対し，ポリエステル素材に
おいては，例えば特開平６−１５８５３４等に代表され
るように，ポリエステル系繊維にポリエチレングリコー
ル系樹脂および水溶性ポリエステル樹脂を含む処理液を
付与，乾燥後，非重合性ガスの低温プラズマで処理し，
その後に撥水加工を行う公知の加工技術がある。ところ
で近年では，アウトドアスポーツの隆盛から，ナイロン
素材を中心とした軽量な合成繊維布帛を使用した耐久制
電撥水性布帛の要求がますます高まりつつある。しかし
ながら，前述のように，ナイロン素材に対しては，ポリ
エステル素材に比べて耐久制電性能や耐久撥水性能を付
与することが難しく，ましてや，この両機能を両立させ
ることは，非常に困難な技術であった。さらに，ナイロ
ン繊維は大気にさらされたり，紫外線に長時間暴露され
たりすると変色しやすく，白あるいは淡色系の場合，そ
の現象が特に顕著であるので現状である。本発明は，こ
のような現状に鑑みて行われたもので，洗濯耐久性に優
れた制電性能および撥水性能と同時に優れたＮＯｘ堅牢
度を有するナイロン繊維を主体とする合成繊維布帛を製
造することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
課題を解決するために鋭意検討の結果，ナイロン繊維に
含まれるアミノ末端と反応可能な官能基を分子内に少な
くとも２個以上もつ制電性を有する樹脂化合物とナイロ
ン繊維を繊維表面上で反応せしめた後，その表面に低温
プラズマ処理を行い，その上に撥水性を有する樹脂層を
形成することにより，耐久性に優れた制電撥水性合成繊
維布帛が得られるという事実を見出し，本発明に到達し
た。

【０００７】すなわち，本発明は，「１．ナイロン繊維
を主体とする合成繊維布帛の繊維表面に制電性を有する
樹脂層が形成され，その上に撥水性を有する樹脂層が形
成されてなる布帛であって，家庭洗濯２０回後の撥水度
が８０点以上，摩擦帯電圧が１０００Ｖ以下，半減期が
１０秒以下であり，ＮＯｘ堅牢度が４級以上の性能を有
することを特徴とする制電撥水性布帛。２．ナイロン繊
維に含まれるアミノ末端と反応可能な官能基を分子内に
少なくとも２個以上有し，かつ分子量が１００以上，１
２００以下の制電性を有する樹脂化合物を繊維布帛に対
して１〜５重量％付着せしめた後，その表面に低温プラ
ズマ処理を施し，しかる後に（１）パーフルオロアルキ
ル基含有アクリレート，メタクリレートまたはこれらに
共重合し得る化合物との共重合体，（２）トリアジン化
合物，（３）ブロックイソシアネート化合物の３成分を
繊維布帛に対してそれぞれ１〜１０重量％，0.０１〜１
重量％，0.０１〜１重量％付着せしめることを特徴とす
る制電撥水性布帛の製造方法」を要旨とするものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下，本発明を詳細に説明する。
本発明でいうナイロン繊維を主体とする合成繊維よりな
る繊維布帛とは，一般にポリアミド繊維と称されるナイ
ロン６，ナイロン６６，ナイロン４６，ナイロン６１
０，ナイロン１１，ナイロン１２等の繊維を５０％以上
の割合で含む合成繊維織物，編物，不織布を意味する。

【０００９】上述の繊維布帛に，本発明では，ナイロン
繊維中のアミノ末端と反応可能な官能基を分子内に少な
くとも２個以上有し，かつ分子量が１００以上，１２０
０以下の制電性を有する樹脂化合物を１〜５重量％付着
せしめる。ここで使用するナイロン繊維に含まれるアミ
ノ末端と反応可能な官能基を分子内に少なくとも２個以
上有し，かつ分子量が１００以上，１２００以下の制電
性を有する樹脂化合物としては，例えば，ポリエチレン
グリコールジグリシジルエーテル，グリセロールポリグ
リシジルエーテル，ポリグリセロールポリグリシジルエ
ーテル，ソルビトールポリグリシジルエーテル等を挙げ
ることができ，特にポリエチレングリコールジグリシジ
ルエーテルが好適に用いられる。これらの樹脂化合物の
分子量は１００から１２００のものが使用可能であり，
分子量がこの範囲以外のものは，繰り返しの洗濯に対し
て十分な耐久性を有する制電性を繊維に付与することが
できない。

【００１０】本発明では，上述の制電性を有する樹脂化
合物の水溶液を合成繊維布帛に付与し，繊維重量に対し
て固形分で１〜５重量％付着せしめる。ここで付着量が
１重量％未満であれば，十分な制電性能を得ることはで
きず，また，５重量％を超えると，風合が著しく硬化す
るので好ましくない。この水溶液を合成繊維布帛に付与
するには，繊維布帛を処理浴に浸漬した後，マングルで
均一に絞る公知の方法で行えばよく，本発明では特に限
定しない。本発明では，上述の樹脂化合物を付与した合
成繊維布帛に対し，乾燥，熱処理を行う。乾燥は，通常
の方法で行えばよく，本発明では特に限定するものでは
ない。続く熱処理は，１５０〜１７０℃で３０〜９０秒
間行う。熱処理温度が１５０℃未満では，十分な耐久制
電性が得られず，また，１７０℃を超えると，繊維布帛
が硬化し，好ましくない。

【００１１】本発明では，次に，合成繊維布帛に低温プ
ラズマ処理を行う。低温プラズマの発生は，繊維布帛を
収容した密閉容器を真空ポンプにて減圧し，その容器中
に処理を行うガスを導入する。導入ガスの種類は，不活
性ガス，酸素，窒素，空気など，プラズマ重合を起こさ
ない非重合性ガスであればいずれでもよく，特に経済性
を考慮すれば，空気や酸素ガスが好適に用いられる。ま
た導入するガスの圧力は，0.２〜２Torrの範囲に調整す
る必要があり，もしもその範囲を逸脱すると，低温プラ
ズマの発生が起こらず，本発明の布帛の特徴が得られな
い。本発明で用いるプラズマの発生は，上述の雰囲気中
に電気エネルギーを印加してグロー放電を起こすことに
より得られる。このときの電気エネルギー源としては，
直流電圧，交流電圧（１ＫHz〜３ＧHz）のいずれでもよ
いが，プラズマの発生の安定性，均一性，電波法の規則
等から，一般的には１3.５６ＭHzが使用される。出力は
0.１〜１Ｗ／cm² ，処理時間は１０〜１８０秒で，本発
明の目標とする性能を得ることができる。

【００１２】この後，本発明では，（１）パーフルオロ
アルキル基含有アクリレート，メタクリレートまたはこ
れらに共重合し得る化合物との共重合体，（２）トリア
ジン化合物，（３）ブロックイソシアネート化合物の３
成分よりなる撥水処理液を上記布帛に含浸せしめ，繊維
布帛に対し固形分でそれぞれ１〜１０重量％，0.０１〜
１重量％，0.０１〜１重量％付着せしめる。ここでいう
パーフルオロアルキル基含有アクリレート，メタクリレ
ートは，下記化１で示す一般式で表され，繊維に撥水性
を付与する化合物である。

【００１３】

【化１】

【００１４】（ただし，Ｒ₁ は水素または低級アルキル
基，Ｒ_f はＣ_m Ｆ_2m+1（ただし，ｍは２から２１の整
数）で表されるパーフルオロアルキル基，ｎは１０から
２００の整数である。） また，上記一般式で示される化合物に共重合し得る化合
物としては，アクリル酸，メタクリル酸，スチレン，塩
化ビニル等のビニル系化合物が挙げられる。パーフルオ
ロアルキル基含有アクリレート，メタクリレートまたは
これらに共重合し得る化合物との共重合体の付着量は，
布帛重量に対し１〜１０重量％の範囲にあることが好ま
しい。ここで付着量が１重量％未満であれば，本発明で
目的とする耐久撥水性が得られにくく，好ましくない。
また，付着量が１０重量％を超えると，本発明で目的と
する耐久撥水性が飽和に達するだけでなく，風合が硬く
なるので好ましくない。

【００１５】本発明で用いるトリアジン化合物は，下記
化２に示す一般式で表される化合物であり，前述のパー
フルオロアルキル基含有アクリレート，メタクリレート
またはこれらに共重合し得る化合物との共重合体と繊維
との密着性を向上せしめるものである。

【００１６】

【化２】

【００１７】（ただし，Ｒ₁ からＲ₆ はいずれも−Ｈ，
−ＯＨ，−ＣＨ₂ ＯＣＨ₃ ，−ＣＨ₂ＯＣ₂ Ｈ₅ ，−Ｃ
Ｈ₂ ＯＨ，−ＣＨ₂ ＣＨ₂ ＯＨ又は−ＣＨ₂ ＣＨ₂ ＣＨ
₂ ＯＨである。） 上記一般式で示される化合物の中で，特にトリメチロー
ルメラミン，ヘキサメチロールメラミン等が好ましく用
いられる。このようなトリアジン化合物の付着量は，布
帛重量に対して0.０１〜１重量％の範囲にあることが好
ましい。付着量が0.０１重量％未満では，本発明で目的
とする耐久撥水性が得られにくく，また，付着量が１重
量％を超えても，耐久撥水性が飽和に達するだけでな
く，風合が硬くなるので好ましくない。

【００１８】本発明で用いるブロックイソシアネート化
合物は，一般にイソシアネート基をケトオキシム，フェ
ノール，カプロラクタム等でブロックし，適度の熱処理
でブロックが外れ，フリーのイソシアネート基が現れる
ものであればよく，前述のパーフルオロアルキル基含有
アクリレート，メタクリレートまたはこれらに共重合し
得る化合物との共重合体同士を架橋したり，またはこの
共重合体とトリアジン化合物とを架橋したりして，撥水
性樹脂皮膜の強度を向上させるものである。このような
ブロックイソシアネート化合物の付着量は，布帛重量に
対し0.０１〜１重量％の範囲にあることが好ましい。付
着量が0.０１重量％未満では，本発明で目的とする耐久
撥水性が得られにくく，また付着量が１重量％を超えて
も，耐久撥水性が飽和に達するだけでなく，風合が硬く
なるので好ましくない。

【００１９】繊維布帛にこれらの撥水性樹脂を付与する
方法としては，前述のパーフルオロアルキル基含有アク
リレート，メタクリレートまたはこれらに共重合し得る
化合物との共重合体，トリアジン化合物，トリアジン化
合物の触媒，ブロックイソシアネート化合物，ブロック
イソシアネート化合物の触媒をエマルジョン，有機溶剤
溶液，水溶液等の混合処理液とし，公知のパッド法やス
プレー法等を用いて繊維布帛に付与する。この後，合成
繊維布帛に乾燥，熱処理を行う。乾燥は，通常の方法で
行えばよく，本発明では特に限定するものではない。続
く熱処理は，１６０〜１８０℃，より好ましくは１７０
〜１８０℃で行う。熱処理温度が１６０℃より低いと，
十分な耐久制電性が得られず，また，１８０℃より高け
れば，繊維布帛が硬化し，好ましくない。

【００２０】

【作用】ナイロン繊維に含まれるアミノ末端と反応可能
な官能基を分子内に２個以上もつ制電性を有する樹脂化
合物とナイロン繊維中のアミノ末端が反応すると，繊維
の表面に強固な制電性の皮膜が形成され，その上にプラ
ズマ処理を施すと，繊維表面がさらに親水化されて制電
性が向上すると同時に，該繊維表面上に多数の反応性に
富んだ官能基が生成されるため，この後に付与される耐
久性の撥水性樹脂皮膜と強固に結びつき，洗濯耐久性の
ある制電撥水性能が得られるようになる。一方，ＮＯｘ
堅牢度が向上する理由は，ナイロン繊維の変色の一因と
される反応性に富んだアミノ末端が，本発明で用いたア
ミノ末端と反応可能な官能基を分子内に少なくとも２個
以上もつ制電性を有する樹脂と反応することにより，繊
維のアミノ末端が封鎖されるために変色が抑制されるも
のと推測している。

【００２１】

【実施例】次に，本発明をさらに具体的に説明するが，
実施例における布帛の制電性および撥水度については，
加工上がりおよび家庭洗濯（ＪＩＳＬ−１０２７，１０
３法）２０回後の試料について，また，ＮＯｘ堅牢度に
ついては，加工上がりの試料について，下記の方法で測
定，評価を行った。 （１）制電性 摩擦帯電圧 ＪＩＳＬ−１０９４ Ｂ法 半 減 期 ＪＩＳＬ−１０９４ Ａ法 （２）撥水度 ＪＩＳＬ−１０９２ スプレー法 （３）ＮＯｘ堅牢度 ＪＩＳＬ−０８５５

【００２２】実施例１ ナイロン嵩高加工糸７０デニール／３４フィラメントを
経糸に，ナイロン加工糸１５５デニール／９６フィラメ
ントを緯糸に使用して製織した織物（経糸密度１５０本
／吋，緯糸密度７０本／吋）を，通常の精練，乾燥後，
下記処方１にて温度８５℃，時間３０分の条件で染色
し，続いて，通常の乾燥を行い，淡青色の染色布を得
た。 処方１ Tectilon Blue ４Ｒ 0.０５％o.w.f. （Ciba Geigy社製，酸性染料） レベラン ＮＫＤ ２％o.w.f. （丸菱油化社製，均染剤） 酢 酸（４８％濃度） 0.２ｇ／リットル

【００２３】次に下記処方２に示す水溶液を調液し，こ
れに上記染色布を浸漬し，マングルで絞り率７０％で均
一に絞った後，温度１１０℃，時間６０秒にて乾燥を行
い，続いて，温度１６０℃，時間９０秒にて熱処理を行
った。 処方２ ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル ３重量％ （ポリエチレングリコール分子量８８０）

【００２４】この布帛に下記低温プラズマ処理条件にて
低温プラズマ処理を施した。 低温プラズマ処理条件 使用ガス 酸 素 圧 力 １Torr 高周波周波数 １3.５６ＭHz 高周波出力 0.６Ｗ／cm² 処理時間 ６０秒

【００２５】次に，低温プラズマ処理後の布帛を下記処
方３に示す撥水処理液中に浸漬し，マングルにて絞り率
６０％で均一に絞った後，温度１１０℃，時間９０秒の
条件で乾燥し，続いて，温度１７０℃，時間６０秒の条
件にて熱処理を行い，本発明の加工布帛を得た。 処方３ アサヒガード ＬＳ−３１７ １０重量％ （明成化学工業株式会社製，有機含フッ素化合物系撥水撥油剤） スミテックスレジン Ｍ−３ 0.３重量％ （住友化学工業株式会社製，トリメチロールメラミン） スミテックスアクセレレーター ＡＣＸ 0.３重量％ （住友化学工業株式会社製，トリメチロールメラミン用触媒） ＢＰ−１０Ｍ 0.１重量％ （明成化学工業株式会社製，脂肪族系ブロックイソシアネート） パスアクセル Ｖ−２ 0.１重量％ （明成化学工業株式会社製，脂肪族系ブロックイソシアネート用触媒）

【００２６】本発明との比較のため，本実施例において
処方２に代えて下記処方４および処方５を用いる他は，
本実施例とまったく同一の方法により比較用の制電撥水
性布帛２点（それぞれ比較例１および比較例２とする）
を得た。 処方４ ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル 0.３重量％ （ポリエチレングリコール分子量８８０） 処方５ ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル ３重量％ （ポリエチレングリコール分子量２２００）

【００２７】また，本発明との比較のため，本実施例に
おいてプラズマ処理を省くほかは，本実施例とまったく
同一の方法により比較用の制電撥水性布帛（比較例３）
を得た。さらに，本発明との比較のため，本実施例にお
いて処方３に代えて下記処方６および処方７を用いる他
は，本実施例とまったく同一の方法により比較用の制電
撥水性布帛２点（それぞれ比較例４および比較例５とす
る）を得た。 処方６ アサヒガード ＬＳ−３１７ １０重量％ 処方７ アサヒガード ＬＳ−３１７ ５重量％ スミテックスレジン Ｍ−３ 0.３重量％ スミテックスアクセレレーター ＡＣＸ 0.３重量％ ＢＰ−１０Ｍ 0.１重量％ パスアクセル Ｖ−２ 0.１重量％

【００２８】本発明および比較用の加工布帛の性能を測
定，評価し，その結果を合わせて表１に示した。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１より明らかなように，本発明の加工布
帛は，初期はもとより，洗濯２０回後においても優れた
制電性と撥水性を兼ね備えており，ＮＯｘ堅牢度も良好
であることが分かる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば，制電性能および撥水性
能の洗濯耐久性に優れたＮＯｘ堅牢度の良好な合成繊維
布帛を得ることができる。本発明の耐久制電撥水性布帛
は，その性能から，ウィンドブレーカー，スキーウェ
ア，フィッシングウェア等のスポーツ衣料および作業衣
等のユニフォーム用途に利用することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ナイロン繊維を主体とする合成繊維布帛
   の繊維表面に制電性を有する樹脂層が形成され，その上
   に撥水性を有する樹脂層が形成されてなる布帛であっ
   て，家庭洗濯２０回後の撥水度が８０点以上，摩擦帯電
   圧が１０００Ｖ以下，半減期が１０秒以下であり，ＮＯ
   ｘ堅牢度が４級以上の性能を有することを特徴とする制
   電撥水性布帛。
2. 【請求項２】 ナイロン繊維に含まれるアミノ末端と反
   応可能な官能基を分子内に少なくとも２個以上有し，か
   つ分子量が１００以上，１２００以下の制電性を有する
   樹脂化合物を繊維布帛に対して１〜５重量％付着せしめ
   た後，その表面に低温プラズマ処理を施し，しかる後に
   （１）パーフルオロアルキル基含有アクリレート，メタ
   クリレートまたはこれらに共重合し得る化合物との共重
   合体，（２）トリアジン化合物，（３）ブロックイソシ
   アネート化合物の３成分を繊維布帛に対してそれぞれ１
   〜１０重量％，0.０１〜１重量％，0.０１〜１重量％付
   着せしめることを特徴とする制電撥水性布帛の製造方
   法。