JPS5930919A - 合成繊維の撥水、撥油、防汚処理方法 - Google Patents

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】 本発明は合成繊維の撥水、撥油、防汚処理方法に関する
ものである。

従来、カーペットなどの繊維製品の分野シこおいては撥
水、撥油、防汚加工が広く行なわれ、それにはパーフル
オロアルキル基含有ポリアクリレート、各種のバー・フ
ルオロアルキル基含有ウレタン化合物あるいは特開昭５
４−７４０００、特開昭５６−１５１’６８７．特開昭
５７−５９２８５号公報などに記載の撥水、撥油、防汚
剤組成物（以下単に処理剤という）などが使われている
。そしてカーペットへの適用方法としては処理剤をカー
ペット加工中、あるいはカーペット加工後、スプレーｔ
こよる表面への塗布、又は浸漬などによって付与するい
わゆる後加工法が一般的である。しかしスプレーによっ
て処理剤を付与する場合ｔこは均一に付与できないこと
、又浸漬ｔこよって付与する場合には処理剤がカーペッ
ト基布あるいはパイル底部など実用上不要な部２分によ
り多く付着すること、そしていずれの後加工法も通常の
カーペット製造装置に、別途付与装置を組み入れなけれ
ばならないといった問題がある。特にサキソニー、プラ
ッシュまたはベロア調などのカットパイルスタイルカー
ベラ）１こ処理剤を付与せんとすると処理剤が繊維の交
絡部分ｔこ主として固着するため繊維相互の自由度が奪
われ、風合が著しく粗硬となるという問題がある。また
、繊維との密着：性も弱いため長時間の使用、あるいは
洗濯などによって性能が低下しやすいなどの犬ぎな問題
がある。

こう、した問題を改良するため特開昭５５−９０６７７
号公報などに記載のような合成繊維の紡糸時に紡糸油剤
と処理剤とを混合して付与する方法が知られている。し
かしこのような方法においては紡糸油剤と処理剤との相
容性の面で大きな制約を受けるという問題があった。撥
水、撥油、防汚性能の均一性および耐久性、カーペット
加工の生産性、カーペット風合などの面からも合成繊維
の紡糸時に処理剤を付与する方法が有利であることは明
らかであるが、公知の処理剤を適用しても満足な結果を
得ることは困難であった。

そこで本発明１者らは上記問題の解決を目的に鋭意検討
したところ、 （Ａ１　　合成重合体を溶融紡糸して未延伸の紡出糸を
得ること、 ｆＢ）　　得られた紡出糸に紡糸油剤を付与して油剤処
理処理系を得ること、 （Ｃ）　　油剤処理系に次の一般式で示，される化合物
を０．０５〜２０重量％付与すること、一般式　（　Ｒ
ｌｙ　Ａ　ＩＪ　−ＣＯＮＨ−Ｘ　ＮＨＯＯ−Ｂ２　）
ＨＹ（ただし上式中のＲｆは炭素数４〜１６個のパーツ
）Ｖオロアルキル基であり、Ａは（ＯＨ２）、６，・−
、−０ＯＮ（Ｒ１）　（ＯＨ２）１２−、−８０２　Ｎ
（Ｒ＋　）−（ＣＨ２　）１２−のいずれかであり、１
１は１〜２０の整数であり、１２は１〜１２の整数であ
り、Ｂ１゛は水素原子又は炭素数１〜６個のアルキル基
であり、Ｂ１、Ｂ２は一ｏー，ーｓ−、−Ｎ（Ｒ２）−
のいずれもであり、Ｒ２は水素原子又は炭素数１〜４個
のアルキμ基であり、Ｘは２価の有機基であり、Ｙは多
価の有機基であり、ｎは２〜１０の整数である。）　　
　゛ ＦＤ＋　　前記化合物が付与された紡出糸を延伸熱処理
すること、 さらに好ましくは、延伸熱処理された延伸糸を熱流体と
ともしこ流体ジェットノズルに通して連続した嵩高糸と
すること、 によって達成される。

以下、具体的に図面ｔこ治って更ｅこ詳細に説明する。

なお図面は本発明の好ましい実施態様を示す工程図であ
る。

合成重合体を溶融し、口金１から紡出された合成繊維は
冷却ゾーン２を通って冷却される。

ここでいう合成重合体とは溶融紡糸可能なものたとえば
ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリオレフ
ィンなどをいうが、本発明の□主たる実施用途がカーペ
ット分野であることから、発色性、耐久性、耐摩耗性、
回復性などにすぐれたポリアミドが最も好ましく採用さ
れる。

ポリアミドには染色能の異なったものがあるが必要に応
じて任意のものが使用される。溶融紡糸された未延伸の
紡出糸（未延伸糸）は種々の横断面形状のものとして得
られるが、本発明の目的物がカーペットであることから
前記形状は、Ｙ字形、用字形が好ましい。

冷却された未延伸糸３はついで油剤付与装置４で紡糸油
剤が付与される。ここでいう紡糸油剤とは平滑剤、乳化
剤、帯電防止剤などを含む通常の紡糸用油剤であり、水
分散系あるいは鉱物油などの溶剤系のいずれも使用でき
るが、後で付与される処理剤が水分散系の場合、この処
理剤が合成繊維の製糸性に悪影響を及ぼすのを防ぐため
水分率５％以下の非含水溶剤系紡糸油剤の採用が好まし
い。

このようｔこ紡出された未延伸糸３の表面を紡糸油剤で
十分なこかつ均一シこ被覆した後、処理剤付与装置Ｓで
処理剤が、好ましくは水分散系で付与される。処理剤は
、未延伸糸３の引取ローラ６と延伸ローラ７．８．９と
の間、場合によっては、延伸ローラ８、または９が加熱
ローラｅこなっているときその加熱ローラの直前で処理
剤を付与してもよい。要は処理剤が付与された後に延伸
糸が熱処理されればよい。本発明においてはかかる付与
方法をも含めて１１処理剤化合物が付与された紡出糸を
延伸熱処理する１１と称する。

本発明に使用される処理剤は、一般式 ％式％ 合物を主成分とする組成物であり、ここでＲｆは炭素数
４〜１６個のバー、フルオロアルキルであるが、特に炭
素数６〜１２個のものが好ましい。Ａは一ＣＣＵ２）佑
−、−（ｉＯＮ（Ｒ，　）−（ＯＨ２）４２−、８０２
Ｎ（Ｒ１　’）　（ＯＨｚ　）１２−のいずれかである
が、−　（　Ｏ　Ｂ２　）１１−、−８０２　Ｎ（Ｒ１
　）−（ＯＨ２　）１２−が好ましい。

Ｂ，、Ｂ２は一〇−、−８＋，−Ｎ（−）−が適用でき
るがＢ！とじては一〇−、Ｂ２としては一〇−又は−Ｎ
Ｈ−が好ましく採用される。Ｘは２価の有機基であり、
脂肪族、芳香族、脂環族の有機基などが適用できる。Ｙ
は多価の有機基であり、ｎは２〜１０の範囲で選ぶこと
ができるが、好ましくは２〜６である。

上式中のＸを導入する化合物として各種のジ　８　− イソシアネート化合物が適用できる。又Ｙを導入する化
合物としては各種のジオ−〃、トリオーツＶ，ホリエー
テルポリオール、ヒドロキシアルキルアクリレートまた
はメタクリレートの重合体あるいは各種のジアミン、ポ
リアミン、アクリルアミドまたはメタクリルアミドの重
合体などが適用できる。

そして上記一般式の化合物は単独でも２種以上の混合物
であってもよい。又、目的Ｖこ応じて他のパーフｌレオ
ロアルキ）Ｖ基含有化合物、非フツ素系重合体との混合
も可能である。

処理剤の付与装置５としてはそれ自体公知のものが使用
される。

処理剤の付与量は、撥水、撥油、防汚性組成物は前記化
合物が合成繊維を基準にしてα０５〜２，０重量％、好
ましくは００５〜１，０重量％になるように調節される
。

また処理剤を均一ｔこ付与し、なるぺ′く少量で効果的
ｔこ撥水、撥油、防汚性能を得るためには合成繊維の各
単糸が一列に並んだ状態に引き揃えて付与することが重
要であり、このため前述の位置で処理剤を付与する。

こうして処理剤を付与された合成繊維は、引き取りロー
ラー６の後、いったん巻き取られた後、延伸工程（こ供
されてもよいが、好ましくは図面に示す通り引き続いて
ただちに延伸ローラー７．８．９により延伸される。更
ｔこ好ましくは、延伸ローラー７を固定された延伸ピン
ｔこして使用すると、後述する熱流体による巻捲加工が
容易となる。熱処理ローラー８．９の温度は１００〜２
５０℃、好ましくは１５０〜１９０℃である。

そして延伸糸は熱処理ローラー８．９に１０〜２０回巻
きつけられることｔこよって、撥水、撥油、防汚性組成
物が合成繊維類ｅこ固着され熱固定される。そして１５
０〜３５０℃の熱流体ジェットノズル１０を通ることに
よって、さらに熱固定が進行すると同時に、合成繊維ｔ
こ三次元ランダム巻縮が付与される。熱流体ｔこは過熱
蒸気又は空気が用いられる。最後に嵩高糸は巻取装置１
１に巻き取られる。

このように本発明の処理方法は、合成繊維に紡糸油剤を
付与した後、撥水、撥油、防汚処理剤を付与することを
大きな特徴としている。これｔこよって前述のように処
理剤が合成繊維の製糸性に及ぼ゛す悪影響が防止でき、
かつ従来から知られているような紡糸油剤と処理剤とを
混合系で付与する場合問題となる相容性、安定性などの
制約を受けず非常に広い範囲の処理剤が適用可能となる
。特ｔこ非含水溶剤系の紡糸油剤と水分散系の処理剤の
組み合わせが最も効果的である。

こうして得られた撥水、撥油、防汚性合成繊維の嵩高糸
は撥水、撥油、防汚性以外の糸特性すなわち強度、伸度
、沸騰水収縮率、巻縮伸長率、水分率、染色性、耐光性
およびこれら緒特性の経時変化についても未処理の合成
繊維とほとんど差がない。

したがって通常（未処理）の合成繊維とまったく同様の
方法で高次加工製品ｔこすることができることが大きな
特徴である。たとえば一般的なカーペット加工において
は、合成繊維は撚糸機で撚りがかけられ目的によっては
スチームセットが施こされる。つぎｔこタフティング機
あるいは他のカーペット加工方法でカーペット形態にし
た後、バッチ染色あるいは連続染色などｔこよって染色
されカーペット製品に仕上加工される。また別のプロセ
スとして撚糸された後、チーズ染色、銚染色などの方法
で染色され、その後、タフディング機あるいは他のカー
ペット加工方法でカーペット形態にされる。本発明の実
施によって得られる撥水、撥油、防汚性、合成繊維連続
嵩高糸を使用するに際しては、従来後加工として必要で
あった処理剤のスプレー、浸漬などの付与装置を不用と
なすばかりでなく通常の未処理の合成繊維を使用する場
合とほとんど同じ加工条件が適用できる。そしてさら（
こ本発明の利点はカーペット製品の撥水、撥油性に悪影
響を及ぼす処理剤中の界面活性剤が染色工程で洗い落と
され、その後の乾燥工程で通常−１２− １００〜１５０℃で１０〜５０分乾燥されるこトｔ：　
Ｊｌ：　ツてパーフｌレオロアルキル基の配向が十分性
なわれるため非常ｅこすぐれた撥水、撥油、防汚性が発
現することである。

また本発明の実施によって得られたカーペットの長時間
使用あるいは洗濯などによる撥水、撥油、防汚性の性能
低下は従来の後加工法によるものに比べかなり小さい。

本発明は前述のカーペット分野以外にカーテン、壁材、
シートなどのインデリア材料、カバン、シューズ、作業
衣、エプロンなどの布帛などｅこも適用できる。

つぎｔこ本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例１ パ　−　）　ノＶ　オ　ロ　ア　ル　キ　ル　ア　ル　
コ　−　ル　ＯｇＦ＋ｙ（！Ｈ２０Ｈ２０Ｈにヘキサメ
チレンジイソシアネートを付加し、この反応物をグリセ
リンに付加させて次式の化合物とした。

Ｃａ　Ｆ１７　ＣＨ２ＣＨ２０−ＣＯＮＨ（ＯＨ２）６
　　ＮＨＣ［−０ＣＨ３Ｉ Ｏｓ　１ｇ７　ＣＨ２ＣＨ２０Ｃ０ＮＨ（ＣＨ２）６　
　ＮＨＯＯ００ＨＣｓ　Ｆ１７０Ｈ２ＣＨ２−０−０Ｏ
ＮＨ（ＣＨ２）ａ　−ＮＨＣＯ−０−ＣＨ２これを乳化
剤を用いて水ｐこ分散せしめ濃度１０％の水分散系処理
剤を得た。

ポリアミドペレットを特殊な口金を用いて溶融紡糸した
Ｙ型断面を有するポリアミド繊維の未延伸糸に非含水紡
糸油剤を０５％付与した後、上記化合物を合成繊維（こ
対して０４重量％の付着量になるように付与し、引き続
き延伸ピンを用いて４０倍ｔこ延伸した後、延伸糸を１
７０℃ｔこ加熱した熱ローラーに巻き付け、続いて２４
０℃の熱空気とともにジェットノズルに通しり後、巻き
取り機で巻き取った。

こうして得られた撥水、撥油、防汚性ポリアミド連続嵩
高糸は１５００デニール、６８フイラメントの三次元ラ
ンダム巻縮糸であり、この糸特性を未処理系と対比して
表１Ｑこまとめた。

上記処理系ｅこ１９０タ一ン／ｍの２撚りをかけこれを
２本合糸してさらに１６０タ一ン／ｍの８撚りをかけた
後オートクレーブで１５０℃、５０分の熱セットを行な
った。っぎｔこタフティング機記・用いてタフトゲージ
５１５２、ステッチ８／インチ、パイル高さ１１．５ｍ
のサキソニースタイルカーペットとし、ウィンス染色機
によって９５℃、６０分間酸性染料を用いて通常の染色
を行なった後、水洗、脱水し１１０℃２０分の乾燥を行
なって撥水、撥油、防汚性カーペットを得た。このカー
ペットの性能を未処理系を用いて上記と）同じ条件で加
工して得た未処理カーペット、およびこの未処理カーペ
ットの染色後ｔこ市販のカーペット用撥水、撥油、防汚
処理剤を合成繊維に対して０５重量％の固型分付着量ｅ
こなるようにスプレー付与し、１１０℃、２０分の乾燥
を行なって得た後加工カーペットと対比して表２にまと
めた。

実施例２ パーフルオロアルキルスルホンアミドアルコ−ンジイソ
シアネートを付加し、この反応物をヘキサメチレンジア
ミンｔこ付加させて次式の化合物とした。

これを乳化剤を用いて水ｔこ分散せしめ濃度１０％の水
分散系処理剤を得た。

ポリアミドベレットを特殊な口金を用いて溶融紡糸した
国字型断面を有するポリアミド繊維の未延伸糸に非含水
紡糸油剤を０５％付与した後、上記化合物を合成繊維に
対して０５％の付着量になるように付与し、引き続き延
伸ピンを用いて３５倍に延伸した後、延伸糸を１８０℃
に加熱した熱ローラ−に巻きつけ、続いて２５０℃の過
熱スチームとともｅこジェットノズ７Ｖに通した後巻取
機で巻き．取った。こうして得られた撥水、撥油、防汚
性ポリアミド連続嵩高糸は１５０Ｄグニール、８Ｑフイ
ラメントの三次元ランダム巻縮糸であり、この糸特性を
未処理系と対比して表１にまとめた。

さらにこの処理系を５本合糸し４ｏタ一ン／ｍの８撚り
を与えた後タフティング機を用いてタフトゲージ５１５
２、ステッチ８／インチ、パイｗ高さＢｗａのレベルル
ープスタイルットに加工し、っぎｔこウィンス染色機ン
こよって９５℃、６０分間酸性染料で通常の染色を行な
った後、水洗、脱水し１１０℃，２０分の乾燥を行なっ
て撥水、撥油、防汚性カーペットを得た。

このカーペットの性能を未処理系を用いて上記と同じ条
件で加工して得た未処理カーペットおよびこの未処理カ
ーペットの染色後ｐこ市販のカーペット用撥水、撥油、
防汚処理剤を合成繊維に対して０５重量％の固型分付着
量になるよノｔこスプレー付与し，１１０℃、２０分の
乾燥を行なって得た後加工カーペットと対比して表２（
こまとめた。

比較例１ パーフルオロアルキ 合物０８　Ｆ，７　ｃＩ（２０Ｈ２　−０−００−０（
ｔ１３　）＝ＣＨ２を重合して８量体としたものを乳化
剤を用いて水に分散せしめ濃度１０％の水分散系処理剤
を得た。

上記化合物に実施例２と同様の方法ｔこよって合成繊維
ｅこ対して０，４重量％の付着量ｔこなるよう（こ付与
し、さらｅこ実施例２と同条件でカーペット加工を行な
い撥水、撥油、防汚性カーペットを得た。このカーペッ
トの性能を実施例１および実施例２と比較して表２にま
とめた。

以上の実施例および比較例において記載した撥水性、撥
油性、および防汚性の測定は次のようにして行なった。

すなわち、撥水性はイソプロパツール２０容量％水溶液
をカーペット上１備の高さから約０、　０　４　ＣＣ滴
下し、液の浸み込むまでの秒数で表わす。なお測定は均
一性を判定するため５０個所以上行なった。

撥油性は表５（こ示した試験液をカーペット上１ｃｍの
高さから約０．　０　５　ＣＣ滴下し、６０秒後の浸透
状態により判定する（　ＡＡＴＣＣ−１１　８−１　９
７Ｊ　’）なお測定は均一性を判定するため５０個所以
上行なった。

防汚性はカーペットを歩行頻度の激しい通路に敷き、延
べ歩行者数４万人時点ｔこおける汚れ状態の肉眼判定と
、使用前後の反射率を測定して汚染率を求める。汚染率
は次のようにして算出する。

ＩＥ ＲＢ　：　未汚染カーペットの反射率 Ｒｓ−歩行汚染後のカーペットの反射率△汚れが目立つ Ｘ非常に汚れが目立つ 表　　１ （注１）　水分率：２０℃、６ｏ％ＲＨの室内ｔｎ１６
時間放置後の吸湿水分率 （注２）　染着率：　Ｎｙｌｏｍｉｎｅ　Ｅｌｕｅ　Ａ
−ＧＳを用いて　　−１９６ｏｗｆ、９０℃、９０分染
色後の染料吸着率 −２　〇　− 表　　２ （注１〕：〇ー未処理と同等の風合 △＝未処理と比較してやや粗硬 ×−未処理と比較して粗硬 （注２）：○−５０個所のうち異常な不良部分がほとん
どない△−　　　　　　　　　〃　　　　　１０％程度
Ｘ　＝　　　　　　　　　　ＬＬ　　　　　　２　０　
９６以上表　　５

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の好ましい実施態様を示す工程図である。 １：口金 ２：冷却ゾーン ３：合成繊維 ４：紡糸油剤付与装置 ５：処理剤付与装置 ６：引き取りローラー ７：延伸ピン又はローラー ８．９：熱ローラ− １０、熱流体ジェットノズル １１：巻き取り装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）合成重合体を溶融紡糸して未延伸の紡出糸を得
   ること、 ｆＥ）　　得られた紡出糸に紡糸油剤を付与して油剤処
   、理系を得ること、 ｆａ）　　油剤処理系に次の一般式で示される化合物を
   主成分とする組成物を、００５〜２．０重量％付与する
   こと、 一般式Ｈ（Ｒｆ−Ａ−ＩＪ　−０ＯＮＨ−Ｘ−ＮＨＣｉ
   Ｏ−Ｂ２−’）ｎＹ（ただし上式中のＲｆは炭素数４〜
   １６個ツバ−７７レオロアルキμ基であす、Ａは−（Ｃ
   Ｈ２）／、−１−０ＯＮ（Ｒ＋）−（ＯＨｄｄ２−１−
   Ｂｏｚ　Ｎ（Ｒ１）−（ＯＨ２）１２−のいずれかであ
   り、１１は１〜２０の整数であり、１２は１〜１２の整
   数であり、Ｒ１は水素原子又は炭素数１〜６個のアルキ
   ｙ基であり、　Ｂｌ、Ｂ２は−ｏ−１−８−１−Ｎ　（
   Ｒ２）−のいずれかであり、　Ｒ２は水素原子又は炭素
   数１〜４個のアルキｐ基であり、Ｘは２価の有機基であ
   り、Ｙは多価の有機基であり、ｎは２〜１０の整数であ
   る。） ＋Ｄ）　　前記化合物が付与された紡出糸を延伸熱処理
   すること、 を特徴とする合成繊維の撥水、撥油、防汚処理方法。 ２（Ａ）合成重合体を溶融紡糸して未延伸の紡出糸を得
   ること、 （Ｂ）　　得られる紡出糸に紡糸油剤を付与して油剤処
   理系を得ること、 ｆｏｌ　　油剤処理系ｔこ次の一般式で示される化合物
   を主成分とする組成物を、００３〜２０重量％付与する
   こと、 一般式　（Ｒ４−Ａ−Ｂｌ−ＣＯＮＨ−Ｘ−ＮＨＣＯ−
   Ｂ２−）ｎＹ（ただし上式中のＲｆは炭素数４〜１６個
   のパーフルオロアルキル は　ー（口Ｈ２　　）Ａｌ，−　　、：０ＯＮ（Ｒ＋　
   　）　　ＣＣＨ２　）４−　、−８０２Ｎ（、Ｒ４）　
   （ＣＨ２）１２−のいずれかであり、ｊ？＋は１〜２０
   の整数であり、１２は１〜１２の整数であり、Ｒ】は水
   素原子又は炭素数１〜６個のアルキル基であり、Ｂ、。 Ｂ２は一〇−１−ｓ−１−Ｎ（Ｒ２）−のいずれかであ
   り、Ｒ２は水素原子又は炭素数１〜４個のアルキル基で
   あり、Ｘは２価の有機基であり、Ｙは多価の有機基であ
   り、ｎは２〜１０の整数である。） （Ｄ）　　前記化合物が付与された紡出糸を延伸熱処理
   すること、 ｆｍ）　　延伸熱処理された延伸糸を熱流体とともｔこ
   流体ジェットノズｔｌｚｌこ通して連続した嵩高糸とす
   ること、 からなる合成繊維の撥水、撥油、防汚処理方法。