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JP2014163030A - 吸水撥油防汚加工剤ならびにそれを用いて処理した繊維製品 - Google Patents

吸水撥油防汚加工剤ならびにそれを用いて処理した繊維製品 Download PDF

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JP2014163030A
JP2014163030A JP2013052385A JP2013052385A JP2014163030A JP 2014163030 A JP2014163030 A JP 2014163030A JP 2013052385 A JP2013052385 A JP 2013052385A JP 2013052385 A JP2013052385 A JP 2013052385A JP 2014163030 A JP2014163030 A JP 2014163030A
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water
oil
absorbing
repellent
weight
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JP2013052385A
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English (en)
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Rika Okamoto
りか 岡本
Kazuya Imai
和也 今井
Koichi Waki
浩一 脇
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Ohara Paragium Chemical Co Ltd
Original Assignee
Ohara Paragium Chemical Co Ltd
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Abstract

【課題】 繊維布帛に対して、吸水性および防汚性と、かつ優れた撥油性を付与した繊維製品を提供することを課題とする。
【解決手段】(1)(A)フルオロアルキル基の炭素数が6以下のフッ素系ビニルモノマー、および(B)ポリアルキレングリコール含有親水性ビニルモノマー、および(C)非ポリアルキレングリコール系ビニルモノマー、および(D)スルホン酸系ビニルモノマーから誘導された繰返単位を必須成分とする含フッ素共重合体において、(A)と(B)と(C)の量がそれぞれ、10〜70重量部と20〜80重量部と1〜30重量部である撥油性を重視した含フッ素共重合体(a)と、(A)と(B)と(C)と(D)の量がそれぞれ、10〜70重量部と20〜80重量部と1〜30重量部と5〜50重量部である吸水性を重視した含フッ素共重合体(b)において、(a)単独もしくは、(b)単独もしくは、(a)と(b)とを任意の割合で併用することを特徴とする吸水撥油防汚加工剤(I)、ならびにそれを用いて吸水撥油防汚加工を施したものであることを特徴とする繊維製品ならびに加工方法。
(2)前記に記載の吸水撥油防汚加工剤(I)、多価カルボン酸成分とグリコール成分との縮合または重縮合体などの公知の親水性ポリエステル樹脂(II)、耐久性向上剤(III)において、(I)と(II)もしくは、(I)と(II)と(III)とを用いて繊維布帛類を加工・処理することを特徴とする吸水撥油防汚加工方法、およびその加工方法にて吸水撥油防汚加工を施したものであることを特徴とする繊維製品。
【選択図】なし

Description

本発明は、繊維製品などに対し、優れた吸水性(吸汗性)、撥油性、防汚性(汚れ脱離性)を付与し、かつ吸水性(吸汗性)、撥油性、防汚性(汚れ脱離性)の洗濯耐久性に優れた含フッ素共重合体および含フッ素繊維加工剤、ならびにそれを用いた繊維布帛への加工方法に関する。
これまでに繊維製品に関する防汚加工には様々な技術があり、それに伴う加工剤、加工技術が色々と出されており、公知技術としては、以下の特許文献1〜7に記載されているものが挙げられる。
繊維織物等に撥水性及び撥油性を付与し、かつ繊維に付着した汚れを洗濯などにより除去しやすくする防汚加工剤として、フルオロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル(以下、フッ素含有化合物ともいう)と親水性基含有化合物との共重合体が知られている。
撥水撥油系の防汚加工によって得られる繊維製品は、汚れ成分が生地に付着し難く、優れた防汚性を持つ反面、一度付着すると洗濯により汚れ成分が落ち難くなり、また撥水性が付与されるため汗を吸収せず、着心地が悪いといった欠点を有している(特開昭49−75472号、同53−134786号、同53−134787号、特開平11−21765号公報参照)。
一方で吸水撥油系の防汚加工、すなわち吸水性、撥油性、および防汚性を兼ね備えた加工剤、加工方法はあったが、吸水性を重視すると防汚性が悪くなったり、防汚性を重視すると吸水性が満足できなかったりと、それらの全ての性能をバランス良く付与することは困難であった。(特開昭59−204980号、同62−7782号公報参照)。
また、合成繊維においては、ポリエステル樹脂を用いた吸水防汚加工が一般的であるが、ポリエステル樹脂の加工では、優れた吸水性と防汚性は得られるが、撥油性は得られなかった(特開2011−32608号公報参照)。
特開昭49−75472号公報 特開昭53−134786号公報 特開昭53−134787号公報 特開平11−21765号公報 特開昭59−204980号公報 特開昭62−7782号公報 特開2011−32608号公報
繊維布帛に対して、吸水性および防汚性と、かつ優れた撥油性を付与した繊維製品を提供することを目的とする。
本発明は、次の2つがある。
まず、1つ目として、
(A)フルオロアルキル基の炭素数が6以下のフッ素系ビニルモノマー、および
(B)ポリアルキレングリコール含有親水性ビニルモノマー、および
(C)非ポリアルキレングリコール系ビニルモノマー、および
(D)スルホン酸系ビニルモノマー
から誘導された繰返単位を必須成分とする含フッ素共重合体において、(A)と(B)と(C)の量がそれぞれ、10〜70重量部と20〜80重量部と1〜30重量部である撥油性を重視した含フッ素共重合体(a)と、(A)と(B)と(C)と(D)の量がそれぞれ、10〜70重量部と20〜80重量部と1〜30重量部と5〜50重量部である吸水性を重視した含フッ素共重合体(b)において、(a)単独もしくは、(b)単独もしくは、(a)と(b)とを任意の割合で併用することを特徴とする吸水撥油防汚加工剤(I)、ならびにそれを用いて吸水撥油防汚加工を施したものであることを特徴とする繊維製品ならびに加工方法である。
次に、2つ目として、
吸水撥油防汚加工剤(I)、多価カルボン酸成分とグリコール成分との縮合または重縮合体などの公知の親水性ポリエステル樹脂(II)、耐久性向上剤(III)において、(I)と(II)もしくは、(I)と(II)と(III)とを用いて繊維布帛類を加工・処理することを特徴とする吸水撥油防汚加工方法、およびその加工方法にて吸水撥油防汚加工を施したものであることを特徴とする繊維製品である。
吸水性および防汚性と、かつ優れた撥油性を付与する吸水撥油防汚加工剤、およびそれを用いて加工・処理を施した繊維製品を提供する。
本発明で用いられるフッ素系ビニルモノマー(A)とは、フルオロアルキル基を有するアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルモノマーを言う。
具体的には、一般式(1):
Rf−XOCOC=CH (1)
[式中、Rfはフルオロアルキル基であり、Rは水素原子または、メチル基であり、Xはアルキレン基、下記一般式:
−SO、NR−R
(式中、Rは水素原子またはアルキル基であり、Rはアルキレン基である)で表される基、または下記一般式:
−CHCH(OR)CH
(式中、Rは水素原子またはアシル基である)で表される基である]で表されるものが挙げられる。
前記Rfのフルオロアルキル基としては、例えば下記一般式:
2y+1
(式中、yは4〜6の整数である)で表される直鎖状または分岐状のパーフルオロアルキル基、または該基の一部のフッ素原子が水素原子もしくは塩素原子で置換されたフルオロアルキル基が挙げられ、特に代表的なものは、炭素原子数が4〜6のパーフルオロアルキル基である。
このようなRfの具体例としては、例えば、
CF(CF
CF(CF
CF(CF
(CFCFCF
(CFCF(CF
(CFCF(CF
H(CF
H(CF
H(CF
CFCl(CF
CFCl(CF
CFCl(CF
などが挙げられる。
前記Xのアルキル基としては、例えば炭素数が1〜10の直鎖状または分岐状のものが挙げられ、具体例としてはメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、エチルエチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、2−メチルプロピレン基などが挙げられる。前記Rのアルキレン基としては、例えば、炭素原子数が1〜10の直鎖状または分岐状のものが挙げられ、具体例としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。
前記Rのアルキレン基としては、前記Xとして例示したものと同様のものが挙げられる。前記Rのアシル基としては、例えば炭素原子数が1〜10のものが挙げられ、具体例として、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基などが挙げられる。
このような一般式(1)で表される化合物の具体例としては、例えば、
CF(CF(CHOCOCH=CH
CF(CF(CHOCOCH=CH
CF(CF(CHOCOCH=CH
CF(CFCHOCOC(CH)=CH
CF(CFCHOCOC(CH)=CH
CF(CFCHOCOC(CH)=CH
(CFCFCF(CHOCOCH=CH
(CFCF(CF(CHOCOCH=CH
(CFCF(CF(CHOCOCH=CH
CF(CF(CHOCOCH=CH
CF(CF(CHOCOCH=CH
CF(CF(CHCOCH=CH
CF(CF(CHOCOC(CH)=CH
CF(CF(CHOCOC(CH)=CH
CF(CF(CHOCOC(CH)=CH
CF(CFSONCH(CHOCOCH=CH
CF(CFSONCH(CHOCOCH=CH
CF(CFSONCH(CHOCOCH=CH
CF(CFSONCH(CHOCOCCH=CH
CF(CFSONCH(CHOCOCCH=CH
CF(CFSONCH(CHOCOCCH=CH
(CFCFCFCHCHOCOCHCHOCOCCH=CH
(CFCF(CFCHCHOCOCHCHOCOCCH=CH
(CFCF(CFCHCHOCOCHCHOCOCCH=CH
H(CFCHOCOCH=CH
H(CFCHOCOCH=CH
H(CFCHOCOCH=CH
CFCl(CFCHOCOC(CH)=CH
CFCl(CFCHOCOC(CH)=CH
CFCl(CFCHOCOC(CH)=CH
などが挙げられる。このようなモノマー成分は、1種を単独で使用しても2種以上を併用しても良い。
次に、本発明で用いられるポリアルキレングリコール含有親水性ビニルモノマー(B)とは、一般式(2):
CH=CRCO−(OR−R (2)
(式中、Rは水素原子またはメチル基、Rはアルキレン基で、Rはヒドロキシル基またはアルコキシ基またはアミノ基であり、nは2〜50の整数である)で表される(メタ)アクリル酸エステル、また、一般式(3):
CH=CRCO−(OR−OCOCR=CH (3)
(式中、Rは水素原子かまたはメチル基で、Rはアルキレン基であり、nは3〜50の整数である)で表されるジ(メタ)アクリル酸エステルを言う。
このような一般式(2)、ならびに(3)で表される化合物の具体例としては、例えば、
CH=CHCOO(CHCHO)10
CH=CHCOO(CHCHCH
CH=CHCOO(CHCHO)23
CH=CHCOO(CHCHO)30
CH=CCHCOO(CHCHO)
CH=CCHCOO(CHCHO)23
CH=CCHCOO(CHCHO)40
CH=CHCOO(CHCHO)10OCOCH=CH
CH=CHCOO(CHCHO)23OCOCH=CH
CH=CHCOO(CHCHO)36OCOCH=CH
CH=CCHCOO(CHCHO)10OCOCHC=CH
CH=CCHCOO(CHCHO)23OCOCHC=CH
CH=CCHCOO(CHCHO)36OCOCHC=CH
などが挙げられる。これらのモノマー成分は、1種を単独で使用しても2種以上を併用しても良い。
次に、本発明で用いられる非ポリアルキレングリコール系ビニルモノマー(C)とは、一般式(4):
CH=CRCO−(OR−R (4)
(式中、R、R、Rは前記と同様であり、mは0もしくは1の整数である)で表される(メタ)アクリル酸エステルを言う。
このような一般式(4)で表される化合物の具体例としては、例えば、
CH=CHCOOCHCHOH
CH=CCHCOOCHCHOH
CH=CHCONH
CH=CCHCONH
CH=CHCONH・CHOH
CH=CCHCONH・CHOH
CH=CHCOOH
CH=CCHCOOH
などが挙げられる。このようなモノマー成分は、1種を単独で使用しても2種以上を併用しても良い。
次に、本発明で用いられるスルホン酸系ビニルモノマー(D)とは、ビニル基とその末端にスルホン酸基またはスルホン酸塩基を含有するモノマーであり、その具体例としては、例えば、アクリルアミド−tert−ブチルスルホン酸、2−アクリルアミドプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、イソプレンスルホン酸、アリルスルホン酸、アクリルスルホン酸、メタクリルスルホン酸、2−スルホエチルアクリレート、2−スルホエチルメタクリレート、2−スルホプロピルアクリレート、4−スルホフェニルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−スルホプロピルアクリレート、4−メタクリルアミドベンゼンスルホン酸などのビニルスルホン酸系モノマー、もしくはビニルスルホン酸系モノマーのアルカリ金属塩またはアミン塩などが挙げられる。このようなモノマー成分は、1種を単独で使用しても2種以上を併用しても良い。
上述の各々のモノマーを共重合する方法としては通常のビニル重合方法を適用するが、重合開始剤としてはベンゾイルパーオキサイドおよびその誘導体、アゾビスブチロニトリル、アゾビスバレロニトリルなどの有機系重合開始剤が好ましく、これらの重合開始剤ならびに、前述のモノマーを重合釜に入れ窒素パージにより、酸素を除去した状態で加熱重合させる。
上述の各々のモノマーを共重合することにより吸水撥油防汚剤を形成する。本発明においては、撥油性を重視した共重合体(a)または吸水性を重視した共重合体(b)を単独で使用しても良いが、(a)と(b)とを併用しても良い。ここで、防汚加工剤に通常の吸水剤を併用すると、吸水性は向上しても撥油性および防汚性を著しく阻害するが、本発明における吸水防汚加工剤(b)を用いることで、(a)と(b)各々の長所を高めあうことができる。すなわち、撥油性および防汚性を阻害することなく吸水性を付与することができる。
繊維布帛に十分な吸水性、撥油性、および防汚性を付与することは困難であることから、本発明の撥油性を重視した含フッ素共重合体(a)において、(A)と(B)と(C)の量はそれぞれ10〜70重量部と20〜80重量部と1〜30重量部である。好ましくはそれぞれ15〜45重量部と45〜75重量部と3〜20重量部である。(A)と(B)と(C)の量の合計は100重量部であることが好ましい。
また、吸水性を重視した共重合体(b)においては、(A)と(B)と(C)と(D)の量はそれぞれ10〜70重量部と20〜80重量部と1〜30重量部と5〜50重量部である。好ましくはそれぞれ15〜45重量部と45〜75重量部と3〜20重量部と5〜20重量部である。(B)と(D)の量の合計は20〜90重量部であり、(A)と(B)と(C)と(D)の量の合計は100重量部であることが好ましい。
なお、撥油性を重視した共重合体(a)および吸水性を重視した共重合体(b)のモノマー量について、(A)モノマーが70重量部よりも多い場合、水溶性が低下し、製品化することができない。逆に、(A)モノマーが10重量部よりも少ない場合、本発明の目的であるSR性能および撥油性能が得られない。そのため、(A)の量は10〜70重量部、特に15〜45重量部が好ましい。
また、撥油性を重視した共重合体(a)および吸水性を重視した共重合体(b)のモノマー量について、(B)モノマーが80重量部よりも多い場合、撥油性能が得られない。逆に、(B)モノマーが重量部20重量部よりも少ない場合、水溶性が低下し、製品化することができない。そのため、(B)の量は20〜80重量部、特に45〜75重量部が好ましい。
また、撥油性を重視した共重合体(a)および吸水性を重視した共重合体(b)のモノマー量について、(C)モノマーが30重量部よりも多い場合、SR性能が低下する。逆に、(C)モノマーが1重量部よりも少ない場合、耐久性向上剤との反応基が少なくなり洗濯耐久性が得られない。そのため、(C)の量は1〜30重量部、特に3〜20重量部が好ましい。
また、吸水性を重視した共重合体(b)のモノマー量について、(D)モノマーが50重量部よりも多い場合、SR性能が低下する。逆に、(D)モノマーが5重量部よりも少ない場合、撥油性を重視した共重合体(a)と併用した時に撥水性を低下させずに吸水性を向上させることができない。そのため、(D)の量は5〜50重量部、特に5〜20重量部が好ましい。
したがって、上述の配合割合が必須であることが理解できる。
本発明に用いられる親水性ポリエステル樹脂(II)は、公知のポリエステル製造方法により、多価カルボン酸成分とグリコール成分を層状珪酸塩の存在下で反応させて縮合または重縮合させて生成される。
上記の多価カルボン酸成分は、二価以上の多価カルボン酸と、この多価カルボン酸の無水物、エステル、酸クロライド、ハロゲン化物などの誘導体であって、後述するグリコール成分と反応してエステルを形成するもの(多価カルボン酸のエステル形成性誘導体)から選択される1種以上の化合物からなる。
この前記多価カルボン酸としては、例えば芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸などのジカルボン酸が挙げられる。芳香族ジカルボン酸としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ジフェン酸、ナフタル酸、1,2−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸及び2,6−ナフタレンジカルボン酸のアルカリ金属塩またはアミン塩などを挙げることができ、脂肪族ジカルボン酸としては、例えば直鎖、分岐および脂環式のシュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、グルタール酸、アジピン酸、ピメリン酸、2,2−ジメチルグルタール酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ジグリコール酸、チオジプロピオン酸のアルカリ金属塩またはアミン塩などが挙げられる。
これらの多価カルボン酸およびそのエステル形成性誘導体は、1種を単独で使用しても2種以上を併用しても良い。これらの多価カルボン酸およびそのエステル形成性誘導体のうち、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸類、ならびにコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸類が、反応の容易性、得られる樹脂の耐候性、耐久性などの点から好適に使用される。
上記グリコール成分には、グリコールのほか、グリコールに対応するジアセテート化合物などのようなグリコールの誘導体であって、前記多価カルボン酸成分と反応してエステルを形成するもの(グリコールのエステル形成性誘導体)も含まれ得る。
このグリコールとしては、例えばエチレングリコールおよびジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、ヘプタエチレングリコール、オクタエチレングリコールなどのポリエチレングリコール、ならびにプロピレングリコールおよびジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコールなどのポリプロピレングリコール、ならびに1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−イソブチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、4,4’−ジヒドロキシビフェノール、4,4’−メチレンジフェノール、4,4’−イソプロピリデンジフェノール、1,5−ジヒドロキシナフタリン、2,5−ジヒドロキシナフタリン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、ビスフェノールSなどが挙げられる。
これらのグリコールおよびそのエステル形成性誘導体は、1種を単独で使用しても2種以上を併用しても良い。これらのグリコールおよびそのエステル形成性誘導体のうち、特にエチレングリコール、ジエチレングリコール、ならびに1,4−ブタンジオールなどのブタンジオール類、ならびに1,6−ヘキサンジオールなどのヘキサンジオール類、ならびに1,4−シクロヘキサンジメタノール類、ネオペンチルグリコールおよびビスフェノールAなどが、反応の容易性、得られる樹脂の耐久性などの点から好適に使用される。
本発明に用いられる親水性ポリエステル樹脂(II)の合成方法は特に制限はなく、公知の方法を採用することができる。例えば、ジカルボン酸エステルとジオール類とを適当な触媒の存在下でエステル交換反応させた後、ポリエチレングリコールを添加して減圧下で重縮合反応を行う方法;ポリエステルオリゴマーを合成し、これとポリエチレングリコールを反応させる方法;比較的高分子量のポリエステルをポリエチレングリコールの存在下で解重合させる方法などが挙げられる。
本発明に用いられる耐久性向上剤(III)とは、本発明の目的である、繊維布帛の吸水性、撥油性、防汚性に関する洗濯耐久性能を著しく向上させるための併用加工薬剤(架橋剤・樹脂)であり、具体的には、例えば、ブロックドイソシアネート系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、エポキシ変性架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、グリオキザール樹脂、メラミン系樹脂などが挙げられる。このような架橋剤および樹脂は、1種を単独で使用しても2種以上を併用しても良い。
また、本発明において、架橋反応を促進させるため、前述の共重合体に触媒を含有させてもよい。また、必要に応じて、抗カビ剤、抗酸化剤、光安定剤、制電剤、導電剤、難燃剤、顔料などの添加剤を含有もしくは併用してもよい。
以上記述した吸水撥油防汚加工剤(I)、親水性ポリエステル樹脂(II)ならびに耐久性向上剤(III)からなる加工液で繊維布帛類を処理・加工するが、その際の処理・加工方法としては、以下の2つが挙げられる。
吸水撥油防汚加工剤(I)、親水性ポリエステル樹脂(II)、および耐久性向上剤(III)において、(I)単独もしくは、(I)と(II)の併用もしくは、(I)と(III)の併用もしくは、(I)と(II)と(III)の併用によるパディング法での加工方法。ここで言うパディング法とは、共重合体水分散液とブロックドイソシアネート系架橋剤などの薬剤を水で希釈した加工処理液に繊維布帛を浸漬し、ロールで絞りウェットピックアップが100質量%となるようにし、次いで、布を110℃で4分間乾燥し、さらに160℃で2分間の熱処理をすることである。
吸水撥油防汚加工剤(I)、親水性ポリエステル樹脂(II)、および耐久性向上剤(III)において、(II)による浸漬処理後、(I)単独もしくは、(I)と(III)の併用によるパディング法での加工方法。ここで言う浸漬処理とは、高圧吸尽法により、ミニカラー染色機(日金加工(株)製)を使用して、加工薬剤を繊維布帛に吸着および/または吸収させることである。すなわち、親水性ポリエステル樹脂(II)を水で希釈した加工処理液を仕込んだ加工浴(浴比1:40)に繊維布帛を浸漬し、130℃で15分程度加工処理を施した後、ロールで絞りウェットピックアップが100質量%となるようにし、次いで、布を110℃で4分間乾燥させることである。
本発明に用いられる繊維布帛は、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリウレタン等の合成繊維、レーヨン、バンブー繊維、大豆蛋白繊維などの再生繊維、アセテートなどの半合成繊維、綿、麻、絹、毛などの天然繊維などのいずれの繊維からなるものであっても良く、またこれらの繊維の混繊、混紡、交織、交編などの複数の繊維を組み合わせたものであっても良く、特に限定されるものではない。
また、その形態は、織物、編物、不織布、あるいはステープルや糸などのいかなるものであっても良く、特に限定されるものではない。
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
洗濯耐久性試験方法
実施例および比較例において得られた加工布を、JIS L−0217 103法に基づいて10回洗濯(2槽式電気洗濯機を用い、洗剤は花王(株)製アタックを使用)後、自然乾燥させた布(以下、「L−10布」という)と、洗濯前の加工布(以下、「L−0布」という)について、以下の方法により吸水性、撥油性、防汚性を評価した。
水滴吸水性試験方法
JIS L−1907 滴下法6a−1に基づいて評価した。
撥油性試験方法
AATCC 118法に基づいて評価した。すなわち、
処理済試験片を温度21℃、湿度65%の恒温恒湿機に4時間以上保管する。試験液(表1に示す)も温度21℃で保存したものを使用する。試験は温度21℃、湿度65%の恒温恒湿室で行う。試験片上に試験液を0.05ml静かに滴下し、30秒間放置後、液滴が試験片上に残っていればその試験液をパスしたものとする。撥油性はパスした試験液の最高級数とし撥油性不良なものから良好なレベルまで、0,1,2,3,4,5,6,7および8の9段階で評価する。撥油性が低い場合は、空気中で油汚れが被処理物品に浸透して除去が困難となるため、防汚性試験と並び重要な評価指標となる。
Figure 2014163030
防汚性試験方法
下記の汚れ物質:ダイヤペーストを各々0.05ml滴ずつ試験片に滴下し、該布上にPEフィルムをかぶせ、500gの加重下で1分間汚れを圧着した後、除重し、室温にて1時間放置する。その後、JIS L−0217 103法に基づいて1回洗濯を行い、汚れの除去性をJIS L−0805に規定する汚染用グレースケールに照らし合わせて1〜5級の判定を行なった。
(汚れ物質:ダイヤペースト)
カーボンブラック 0.167重量部
牛脂硬化油 0.208 〃
流動パラフィン 0.625 〃
モーターオイル 100.000 〃
(合成例1)
下記レサイプにて共重合反応を行い、本発明の吸水撥油防汚加工剤を合成した。すなわち、
(A) 2−(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート 100g
(B) メトキシ−ポリエチレングルコールアクリレート 100g
(C) アクリルアミド 8g
トリプロピレングリコールメチルエーテル 180g
をフラスコに入れ、系内の酸素を窒素で置換した。攪拌しながら温度を60℃に設定した後、アゾビス2,4−ジメチルバレロニトリルを2g入れ、70〜75℃で7時間重合反応を行い、冷却後、イオン交換水を加えて共重合体を20.0%含有する水性液1000gを得た。この際の各モノマーの割合は、(A):48.1部、(B):48.1部、(C):3.8部であった。
(合成例2)
下記レサイプにて共重合反応を行い、本発明の吸水撥油防汚加工剤を合成した。すなわち、
(A) 2−(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート 28g
(A) 2−(パーフルオロブチル)エチルアクリレート 19g
(B) メトキシ−トリエチレングルコールアクリレート 140g
(C) アクリルアミド 8g
(D) アリルスルホン酸ナトリウム 28g
トリプロピレングリコールメチルエーテル 180g
をフラスコに入れ、系内の酸素を窒素で置換した。攪拌しながら温度を60℃に設定した後、アゾビス2,4−ジメチルバレロニトリルを2g入れ、70〜75℃で7時間重合反応を行い、冷却後、イオン交換水を加えて共重合体を20.0%含有する水性液1000gを得た。この際の各モノマーの割合は、(A):21.1部、(B):62.8部、(C):3.5%、(D):12.6%であった。
(合成例3)
下記レサイプにて共重合反応を行った。すなわち、
(A) 2−(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート 150g
(B) メトキシ−トリエチレングルコールアクリレート 40g
(C) アクリルアミド 6g
(D) アリルスルホン酸ナトリウム 4g
トリプロピレングリコールメチルエーテル 180g
をフラスコに入れ、系内の酸素を窒素で置換した。攪拌しながら温度を60℃に設定した後、アゾビス2,4−ジメチルバレロニトリルを2g入れ、70〜75℃で7時間重合反応を行ったが、水溶性が低く、製品化できなかった。
(合成例4)
下記レサイプにて共重合反応を行った。すなわち、
(A) 2−(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート 10g
(B) メトキシ−トリエチレングルコールアクリレート 150g
(C) アクリルアミド 20g
(D) アリルスルホン酸ナトリウム 20g
トリプロピレングリコールメチルエーテル 180g
をフラスコに入れ、系内の酸素を窒素で置換した。攪拌しながら温度を60℃に設定した後、アゾビス2,4−ジメチルバレロニトリルを2g入れ、70〜75℃で7時間重合反応を行い、冷却後、イオン交換水を加えて共重合体を20.0%含有する水性液1000gを得た。この際の各モノマーの割合は、(A):5.0%、(B):75.0%、(C):10.0%、(D):10.0%であった。
(合成例5)
下記レサイプにて共重合反応を行った。すなわち、
(A) 2−(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート 20g
(B) メトキシ−トリエチレングルコールアクリレート 170g
(C) アクリルアミド 10g
トリプロピレングリコールメチルエーテル 180g
をフラスコに入れ、系内の酸素を窒素で置換した。攪拌しながら温度を60℃に設定した後、アゾビス2,4−ジメチルバレロニトリルを2g入れ、70〜75℃で7時間重合反応を行い、冷却後、イオン交換水を加えて共重合体を20.0%含有する水性液1000gを得た。この際の各モノマーの割合は、(A):10.0%、(B):85.0%、(C):5.0%であった。
(合成例6)
下記レサイプにて共重合反応を行った。すなわち、
(A) 2−(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート 130g
(B) メトキシ−トリエチレングルコールアクリレート 30g
(C) アクリルアミド 20g
(D) アリルスルホン酸ナトリウム 20g
トリプロピレングリコールメチルエーテル 180g
をフラスコに入れ、系内の酸素を窒素で置換した。攪拌しながら温度を60℃に設定した後、アゾビス2,4−ジメチルバレロニトリルを2g入れ、70〜75℃で7時間重合反応を行ったが、水溶性が低く、製品化できなかった。
(合成例7)
下記レサイプにて共重合反応を行った。すなわち、
(A) 2−(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート 60g
(B) メトキシ−トリエチレングルコールアクリレート 60g
(C) アクリルアミド 70g
(D) アリルスルホン酸ナトリウム 10g
トリプロピレングリコールメチルエーテル 180g
をフラスコに入れ、系内の酸素を窒素で置換した。攪拌しながら温度を60℃に設定した後、アゾビス2,4−ジメチルバレロニトリルを2g入れ、70〜75℃で7時間重合反応を行い、冷却後、イオン交換水を加えて共重合体を20.0%含有する水性液1000gを得た。この際の各モノマーの割合は、(A):30.0%、(B):30.0%、(C):35.0%、(D):5.0%であった。
(合成例8)
下記レサイプにて共重合反応を行った。すなわち、
(A) 2−(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート 90g
(B) メトキシ−トリエチレングルコールアクリレート 90g
(D) アリルスルホン酸ナトリウム 20g
トリプロピレングリコールメチルエーテル 180g
をフラスコに入れ、系内の酸素を窒素で置換した。攪拌しながら温度を60℃に設定した後、アゾビス2,4−ジメチルバレロニトリルを2g入れ、70〜75℃で7時間重合反応を行い、冷却後、イオン交換水を加えて共重合体を20.0%含有する水性液1000gを得た。この際の各モノマーの割合は、(A):45.0%、(B):45.0%、(D):10.0%であった。
(合成例9)
下記レサイプにて共重合反応を行った。すなわち、
(A) 2−(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート 40g
(B) メトキシ−トリエチレングルコールアクリレート 40g
(C) アクリルアミド 10g
(D) アリルスルホン酸ナトリウム 110g
トリプロピレングリコールメチルエーテル 180g
をフラスコに入れ、系内の酸素を窒素で置換した。攪拌しながら温度を60℃に設定した後、アゾビス2,4−ジメチルバレロニトリルを2g入れ、70〜75℃で7時間重合反応を行い、冷却後、イオン交換水を加えて共重合体を20.0%含有する水性液1000gを得た。この際の各モノマーの割合は、(A):20.0%、(B):20.0%、(C):5.0%、(D):55.0%であった。
(合成例10) 親水性ポリエステル樹脂(II)の合成
攪拌機、温度計、メタノール流出管、精留管を備えた反応容器に、テレフタル酸ジメチル77.6g(0.4モル)、ポリエチレングリコール(三洋化成工業(株)製「PEG4000」、平均分子量:約3100)279g(0.09モル)、モノエチレングリコール68.2g(1.1モル)、三酸化アンチモン0.1gおよび酢酸亜鉛0.1gを仕込み、Nガスを通入した。反応容器内を130℃まで加熱し、さらに130℃から180℃まで2時間かけて徐々に昇温してエステル交換反応を行った。この間、反応容器内の温度が140℃になった時点でメタノールの流出が始まった。その後、180℃から250℃まで2時間かけて徐々に昇温した後、Nガスの通入を停止し、250〜260℃、約5mmHgの減圧下でさらに2時間反応させた。さらに、260℃、約2mmHgの減圧下で30分間反応させて、ポリエステルポリエーテル共重合体400gを得た。
その後、このポリエステルポリエーテル共重合体100gを、N−メチル−2−ピロリドン50gに溶解し、熱水850g中に乳化して10質量%の水乳化分散液を調製した。
合成例1で得られた水性液(共重合体水分散液)とブロックドイソシアネート系架橋剤(大原パラヂウム化学(株)製パラキャットPGW−4:以下同様のものを使用)とをイオン交換水で希釈し表2の割合で調整した加工処理液に、綿100%織物を浸漬し、ロールで絞りウェットピックアップが100質量%となるようにし、次いで、布を110℃で4分間乾燥し、さらに160℃で2分間の熱処理をするパディング加工処理を行った。このように処理された布について、L−0布、およびL−10布の吸水性、撥油性、防汚性を評価した。結果を表3に示す。
実施例1の共重合体水分散液を、合成例2で得られたものに変更する以外は、実施例1と同様の手順で処理液を調整し、布を加工処理し、L−0布、およびL−10布の吸水性、撥油性、防汚性を評価した。結果を表3に示す。
合成例1で得られた水性液(共重合体水分散液)と合成例2で得られた水性液(共重合体水分散液)とブロックドイソシアネート系架橋剤パラキャットPGW−4とをイオン交換水で希釈し表2の割合で調整した加工処理液にて、実施例1と同様の手順で布を加工処理し、L−0布、およびL−10布の吸水性、撥油性、防汚性を評価した。結果を表3に示す。
(比較例1〜5)
実施例1の共重合体水分散液を、合成例4、5、7、8、9で得られたものに変更する以外は、実施例1と同様の手順で処理液を調整し、布を加工処理し、L−0布、およびL−10布の吸水性、撥油性、防汚性を評価した。結果を表3に示す。
(比較例6)
合成例1で得られた水性液(共重合体水分散液)と吸水性シリコン(大原パラヂウム化学(株)製パラシリコンSQ−11)とブロックドイソシアネート系架橋剤パラキャットPGW−4とをイオン交換水で希釈し表2の割合で調整した加工処理液にて、実施例1と同様の手順で布を加工処理し、L−0布、およびL−10布の吸水性、撥油性、防汚性を評価した。結果を表3に示す。
Figure 2014163030
Figure 2014163030
以上の結果より、本発明の吸水撥油防汚加工剤の(A)、(B)、(C)、および(D)の重量比が、本発明の限定範囲を外れると、良好な吸水性、撥油性、防汚性、ならびに洗濯耐久性などが得られず、本発明の目的を達成することが難しい。したがって、本発明の限定範囲が必須であることが分かる。
合成例10で得られたポリエステル水乳化分散液と合成例1で得られた水性液(共重合体水分散液)とメラミン樹脂(大日本インキ(株)製ベッカミンM−3:以下同様のものを使用)とメラミン樹脂触媒(大日本インキ(株)製キャタリストACX:以下同様のものを使用)とをイオン交換水で希釈し表4の割合で調整した加工処理液に、ポリエステル100%織物を浸漬し、ロールで絞りウェットピックアップが100質量%となるようにし、次いで、布を110℃で4分間乾燥し、さらに160℃で2分間の熱処理をするパディング加工処理を行った。このように処理された布について、L−0布、およびL−10布の吸水性、撥油性、防汚性を評価した。結果を表6に示す。
合成例10で得られたポリエステル水乳化分散液をイオン交換水で希釈し表5の1浴目の割合で調整した加工処理液を仕込んだ加工浴(浴比1:40)にポリエステル100%織物を浸漬し、130℃で15分程度加工処理を施した後、ロールで絞りウェットピックアップが100質量%となるようにし、次いで、布を110℃で4分間乾燥させる浸漬処理を行った。その後、合成例1で得られた水性液(共重合体水分散液)とメラミン樹脂ベッカミンM−3とメラミン樹脂触媒キャタリストACXとをイオン交換水で希釈し表5の2浴目の割合で調整した加工処理液に、1浴目で処理を行ったポリエステル100%織物を浸漬し、ロールで絞りウェットピックアップが100質量%となるようにし、次いで、布を110℃で4分間乾燥し、さらに160℃で2分間の熱処理をするパディング加工処理を行った。このように処理された布について、L−0布、およびL−10布の吸水性、撥油性、防汚性を評価した。結果を表6に示す。
(比較例7)
合成例10で得られたポリエステル水乳化分散液とメラミン樹脂ベッカミンM−3とメラミン樹脂触媒キャタリストACXとをイオン交換水で希釈し表4の割合で調整した加工処理液にて、実施例4と同様の手順で布を加工処理し、L−0布、およびL−10布の吸水性、撥油性、防汚性を評価した。結果を表6に示す。
(比較例8)
合成例10で得られたポリエステル水乳化分散液をイオン交換水で希釈し表5の1浴目の割合で調整した加工処理液を仕込んだ加工浴(浴比1:40)にポリエステル100%織物を浸漬し、130℃で15分程度加工処理を施した後、ロールで絞りウェットピックアップが100質量%となるようにし、次いで、布を110℃で4分間乾燥させる浸漬処理を行った。このように処理された布について、L−0布、およびL−10布の吸水性、撥油性、防汚性を評価した。結果を表6に示す。
Figure 2014163030
Figure 2014163030
Figure 2014163030
Figure 2014163030
以上の結果より、合成繊維においては、親水性ポリエステル樹脂のみでは吸水性と防汚性は得られるが撥油性が得られず、本発明の目的を達成することが難しい。したがって、本発明の吸水撥油防汚加工剤(I)と親水性ポリエステル樹脂(II)を併用することが、洗濯耐久性のある良好な吸水性、撥油性ならびに防汚性を得るための必須条件であることが分かる。
本発明の吸水撥油防汚加工剤によれば、繊維製品に優れた吸水性、撥油性、防汚性と共に、これらについてより高い洗濯耐久性を付与することが可能となる。

Claims (2)

  1. (A)フルオロアルキル基の炭素数が6以下のフッ素系ビニルモノマー、および
    (B)ポリアルキレングリコール含有親水性ビニルモノマー、および
    (C)非ポリアルキレングリコール系ビニルモノマー、および
    (D)スルホン酸系ビニルモノマー
    から誘導された繰返単位を必須成分とする含フッ素共重合体において、(A)と(B)と(C)の量がそれぞれ、10〜70重量部と20〜80重量部と1〜30重量部である撥油性を重視した含フッ素共重合体(a)と、(A)と(B)と(C)と(D)の量がそれぞれ、10〜70重量部と20〜80重量部と1〜30重量部と5〜50重量部である吸水性を重視した含フッ素共重合体(b)において、(a)単独もしくは、(b)単独もしくは、(a)と(b)とを任意の割合で併用することを特徴とする吸水撥油防汚加工剤(I)、ならびにそれを用いて吸水撥油防汚加工を施したものであることを特徴とする繊維製品ならびに加工方法。
  2. 請求項1に記載の吸水撥油防汚加工剤(I)、多価カルボン酸成分とグリコール成分との縮合または重縮合体などの公知の親水性ポリエステル樹脂(II)、耐久性向上剤(III)において、(I)と(II)もしくは、(I)と(II)と(III)とを用いて繊維布帛類を加工・処理することを特徴とする吸水撥油防汚加工方法、およびその加工方法にて吸水撥油防汚加工を施したものであることを特徴とする繊維製品。
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