JPS58156077A - 熱可塑性合成繊維の処理方法 - 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】 本発明は熱可塑性合成繊維の処理方法に関する。更に評
しくけ、本発明は水工離性または水難溶性の紫外線吸収
剤の水性分散液を、熱口」塑性合成＃に維表向に付与す
るに際し、水性分散液におりる紫外線吸収剤の分散性を
良好にせしめ、且つ、該水性分散液を、熱可塑性合成繊
維の製糸工程中で繊維表面上に付与処理（２ついで乾熱
処８！を施すことを％徴とするもので、紫外線吸収剤を
繊維に強く固着させるだめの処理方法に関する。

紫外線吸収剤（以下ＵＶ剤とする）を、光線（％に紫外
線）に対１〜で不安定な基質、特に有機高分子基質の内
部又は外部（表面）に混入又は伺与することにより、光
線（特に紫外線）あるいは光線と他要素（例えば熱、ガ
ス）との複合作用によって生じる不安定基質の劣化が減
少することは良く知られている。それ故、　ＵＶ剤は不
安定な基質の光劣化防止剤として広く用いられ、又ＵＶ
剤の紫外線選択吸収特性に応じた用途にも使用される。

ＵＶ剤の機能は、有害な入射光又は内部からの出射光を
選択的に吸収し、ついでこのエネルギーを無害連形（例
えば熱として）で消散させるものである。従って、基質
の内部あるいは外部（表面）でのＵＶ剤の分散状態によ
って、ＵＶ剤の効果は大きく左右きれ、分散が良い程（
ＵＶ剤粒子が細かく、且つ均一にムラなく分布）、ＵＶ
剤のツヤ光度は高まり、結果として劣化防止能も高くな
る。

ＵＶ剤を熱可塑性合成繊維からなる基質に付与する形態
の一つとして、基質の表面に付与する表面加工法がある
。この表面加工法とは、基質、例えば織物、成型物等の
表面上にＵＶ剤を単独に、あるいは溶媒中に分散もしく
は溶解せしめた状態で付与するものである。現在、工業
的に採用されている表面加工法としては、　（！’）Ｕ
Ｖ剤を分散もしくは溶解せしめた溶液中に織物等の製品
を浸漬する、いわゆるバンド法、（すＵＶＩ！Ｉ１１を
分散もしくは溶解せしめた溶液中（通常は１００°Ｃ付
近の高温）に織物等の製品を長時間浸漬させて、ＵＶ剤
を繊維に吸尽せしめる、いわゆる吸尽法、■コーティン
グ液中にＵＶ剤を分散させ、このコーテイング液をフィ
ルムや織物等の製品ノ表面にコーディングする、いわゆ
るコーティング法、■バンド法によシ付与Ｌ　ｆｃのち
、高温（例えば２００　’（Ｊ程度）で乾熱処理する、
いわゆるサーモゾル法などがある。

これらの表面加工法は、いずれも、前もって製糸した熱
可塑性合成繊維を、織物等に加二［シた製品に施すもの
で、業界では所謂［後加ニー１と呼称されているもので
ある。現状の表面加工法は、この［後加工１工程で実施
されており、熱可塑性合成繊維の製糸上程において、表
面加工する方法はほとんどみられない。もし、製糸工程
において表面加工することができれば、後加工工程を省
略することができるとともに、製糸］に工程と１司時に
処理できるので、生産性が大巾向上する利点がもたらさ
れるが、該工程で針先効果をもたらすような手段は未だ
提案されていない。

＠記したように、針先効果を高めるためには繊維表面に
存在するＵＶ剤がムラなく、均一に付着していることが
必要なので、繊維表面に処理すべ＠ＵＶ剤を金山する処
理液は、　ＵＶ剤ができるたけ良好に分散されていなけ
れはならない。その際処理液としては、作成が容易であ
り、また公害面及び排水処理面から、水性分散液である
こと、好ましくはメタノールやアセトンなどの溶剤等を
全く含まないことが適当である。

そして製糸］−程において、繊維表面に伺与すべき処理
液は、処理中の期間安定であることが必要なので、ＵＶ
剤を含有する処理液は、少なくとも数日間経時しても、
ｌＪＶ剤粒子粒子大化１−たり、あるいは、沈澱したり
することなく、安定であるべきである。処理液の経時安
定性が不良の場合は、その処理液を繊維に処理しても、
も株や、針先効果は多く期待できなくなる。更に製糸工
程で繊維表面上にＵＶ剤を付与せ１〜めたのみでは、　
ＵＶ剤の付着性は弱く、容易に繊維表面５− から脱落し易い欠点がある。

本発明者等は、製糸工程における表面加工法の各々の問
題点を解消すべく、水性処理液並びに処理条件について
鋭意検討」〜た結果、本発明に到達した。

すなわち、本発８ＡＦｉ、水不溶性または水難溶性の紫
外線吸収剤（Ａ）と下記のノニオン性界面活性剤（ｅ）
と（ｆ）を （ｅ）　：　（ｆ）　−１：　０〜１　：　１　（重量
比）なる比率で含有する乳化分散剤（Ｂ）とを含む水性
分散液を熱可塑性合成繊維にその製糸工程において付与
１２、ついで１００°Ｃ以上の温度で乾熱処理すること
を特徴とする熱可塑性合成繊維の処理方法である。

本発明におゆるＵＶ剤に）としては、公知のＵＶ　６　
− 剤を使用でき、例えばべ／シフエノン系、ベンゾトリア
ゾール系、フェニルサリチレート系するいはベンゾエー
ト系ＬＪＶ剤等がある。これらの内、ジャ光能力の高い
ベンゾトリアゾール系又はベンゾフェノン系ＵＶ剤がよ
り好ましく、更に水性液への分散が比較的良好なベンゾ
フェノン系ＵＶ剤が最も好ましい。水性液への分散性は
ＵＶ剤のタイプの外にＵＶ剤の構造や融点の高さにも影
響され、特に融点の低いＵＶ剤の分散性は比較的良好で
ある。

本発明における好ましいＵＶ剤としては、例えば２，２
′−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、　　
２．２’、４．４’−テトラヒドロギシベンゾフエノン
、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−
（２−ヒドロキシ−５−メチル−フェニル）　−２）］
ベンソトＩＪ　７　ソー　ル’４ヲ挙げることができる
。なお本発明に用いられるＵＶ剤（Ａ）は１種のみだけ
でなく、２種以上の異なるＵＶ剤で構成されても良い。

次に、紫外線吸収剤囚の乳化分散剤（Ｂ）について説明
する。本発明の（Ｂ）は、紫外線吸収剤（Ａ）を水性液
中に細かい粒子状態で均一に且つ安定に分散もしくは乳
化せしめる作用をもつ。

この（Ｈ）は、ノニオン性界面活性剤（ｅ）としてポリ
オキシエチレンが１０−２０モル付加のスチレン化フェ
ニルエーテル、必要に応じて（ｆ）としてポリオキシエ
チレンが１〜７モル付加のノニオン性界面活性剤、を配
合した形で用いられる。

そして（Ｂ）の−成分である（ｅ）ポリオキシエチレン
１０〜２０モル付加スチレン化フェニルエーテルは公知
の方法、例えばフェノールとスチレンとの縮合生成物に
エチレンオキノドを付加させることによって得られる。

ポリオキンエチレンの付加モル数は１０〜２０が好適で
あシ、これ以外の場合は乳化分散能が不足し良好な水性
分散液は得られなくなる。これらのポリオキゾエチ【ノ
ン−スチレン化フェノールｅ、！＝＜Ｋ　一般式（１〕
であられすならば下記のような構造で表わすことができ
る。

（Ｂ）は、（ｅ）単独で構成されていてもかまわないが
、（ｆ）成分と併用することで、　ＵＶ剤（４）の分散
性及び安定性は更に向上する。

（ｒ）はポリオキンエチレン１〜７モル付加のノニオン
性界面活性剤であれば良いが、その中でも好ましくはポ
リオキシエチレン１〜７モル（特に好ましくは２〜５モ
ル）付加のノニルフェニルエーテル、ヒマン油エーテＩ
し、硬化ヒマシ油エーテル及びオレイルエーテルである
。これらは単独に又は２種以上混合して（ｆ）として使
用できる。ここで最も好ましい（ｆ）　ＩＳｔポリオキ
ンエチレン２〜５モル付加のノニルフェニルエーテルで
ある。尚この（ｆ）成分は（Ａ）と水との相溶性向上に
寄与するものでこの意味でＨＬＢとして１０以下の価を
とるものが適当である。っ本発明における（Ｂ）として
は、（ｅ）及び（ｆ）成分を　９− 共に含有することがより好ましいが、この場合でも（ｅ
）と（ｆ）の使用割合には制限があって、（ｆ）の割合
は、重量基準で（、）を超えないことが必要である。す
なわち（ｅ）と（１）の割合（重量比）が（ｅ）〈（ｆ
）になると、得られる水性分散液の分散性あるいは、経
時安定性が悪化する。

この意味から、本発明において、（ｅ）と（ｆ）の使用
割合は１：０〜ｌ：１好ましくは１：０．２〜１：０．
７（重量比）の範囲に限定される。

一方、　ＵＶ剤（４）と乳化分散剤（Ｂ）の比率は、本
発明において特に限定はない。しかしくＢ）は、（４）
を乳化−分散させることを目的としたものであるので、
これを必要以上に存在させても意味がない。また紡糸油
剤、延伸油剤あるいは仕上げ油剤などに混入して使用す
る際には、精密に調整・された、これらの製糸油剤の成
分比を大きく変えてしまう結果となり、製糸性や後加工
性を阻害する場合も起る。勿論←）と（Ｂ）の比率は、
使用するＩＪＶ剤及びΦ）の組成によって異なり、更に
、製糸油剤中に併用される場合には、その製糸油　１０
− 剤の組成にかなり影響されることもあって一部に規定で
きないが、大′まかにみて（Ａ）　：　（Ｈ）−１：０
．５〜ｌ：　２０（重量比）が適当である。

製糸上程で繊維表面に付与する本発明の水性分散液は、
公知の方法により作成することができる。例えば、（４
）と（Ｂ）と水等その他の成分をボールミル、コロイド
ミル、サンドミル又はアトライザー等の粉砕装置を通し
て、ＵＶ剤（Ａ）を含有するマスター液を作り、このマ
スター液を水あるいは水性液中に添加分散ぢせる方法、
あるいは、（Ａ）と（Ｂ）更に必要ならば水あるいはそ
の他成分の混合物を用いて系全体が相溶するまで加熱し
、さらにこれを水又は水性液中に注入する方法などがあ
る。本発明の水性分散液は分散性及び経時安定性にとく
にすぐれているため、わざわざ粉砕装置を通さなくても
分散性の良好な水性分散液を得られるという特徴がある
。

本発明の水性分散液を製糸工程で繊維に付与する際、水
性分散液の組成としては、ＵＶ剤（Ａ）と乳化分散剤（
１３）を前記の範囲内で含有したものであれによい。熱
可塑性合成繊維の製糸工程では通常紡糸油剤、あるいは
更に延伸油剤、仕上油剤又はスプレー油剤などをそれぞ
れの段階で付与する処理過程があるので、ＵＶ剤（Ａ）
及び乳化分散剤（１３）は上記の水性油剤エマルジョン
中に併用［２て使用するのが特に好ましい。

本発明において、本発明の効果を阻害しない範囲であれ
ば、本発明の組成物に他の物質を併用１〜でもさしつか
えない。例えば、本発明以外の界面活性剤、酸化防止剤
、染料、充テン剤。

増粘剤、親水性又は水溶性ポリマーなどが一部併用され
ていてもよい。

一方、ＵＶ剤（Ａ）を含有する水性処理液を繊維表面に
製糸工程で付与したのみでは、　ＵＶ剤は繊維表面上に
単に弱く付着しているのみである。この様な弱い付着状
態では、繊維がこすられたりあるいは自動車シートや農
業用の寒冷紗等の製品として屋内又は屋外で使用された
場合には。

擦過や風雨のために、ＵＶ剤が繊維上から容易に脱落す
るので、ｔＪＶ剤の針先効果は短くなり耐久性に劣る。

史に、製糸工程でＵＶ剤が単に繊維上に付着しているの
みでは、製糸以降の工程、例えば精練や染色上程で繊維
表面からＵＶ剤がほとんど脱落してしまうので染色など
の処理を行うことができず、製品としての使用範囲が極
めて限定され不都合である。

本発明者等は、製糸工程で繊維表面に処理したＵＶ剤が
、繊維表面から脱落しにくくなる方策について鋭意検討
した結果、製糸工程内で本発明の水性分散液を繊維表面
に付与し、しかる後１００　’Ｏ以上の温度で乾熱処理
すれば、ｔＪＶ剤は繊維表面から脱落【７難くなること
を見い出した。

この際、熱処理は乾状態で行うことが必要であり、湿状
態で実施した場合は（例えば水溶液）ＵＶ剤の多くが繊
維上から脱落［７てしまう。乾熱処理温度が１００°０
未滴の場合には、たとえ長時間熱処理しても繊維表面へ
のＵＶ剤の付着強さＶｉ６まり向上せず、容易に脱落１
−でしまう。

ＵＶ剤の付着強きの面で、好ましい乾熱処理温度は、処
理時間にも依るが約１２０　’Ｏ〜熱可塑性　１３− 合成繊維の融点よシ少し低い温度の範囲である。

その際必要な熱処理時間としては、処理温度が高くなる
程短時間で良い。要は、ＵＶ剤が繊維表面から脱落しに
くくなる様必要に応じて乾熱処理の温度及び時間を設定
すれば良い。

熱可塑性合成繊維の製糸工程で、繊維表面にＵＶ剤を含
有する本発明で規定する水性分散液を伺与し、しかる後
乾熱処理することにより、　ＵＶ剤の繊維表面への付着
が強固になるという現象の原因については、現在の所明
確ではないがおそらく、乾熱処理によって、ｔＪＶ剤が
繊維表面層の内側へ多少とも入り込んでいるかあるいは
、ＵＶ剤と繊維との付着力が増加するために脱落しにく
くなると推察される。

以上の如く、本発明によれば水性分散液中における分散
性に関し可溶化傾向が強く良好である水性分散液を熱可
塑性合成繊維表面にその製糸工程で処理し、しかる後１
００°Ｃ以上の温度で乾熱処理するので、持続性のある
針元効果を有する繊維を大巾に向−卜した生産性の下に
提供　１４− できる。

以−ト、実施例によって本発明を説明するが、本発明は
これに限定されるものではない。以下（％）は重ｔ％、
（部）は重１部である。

実施例１〜９及び比較例１〜４ 表−１に示す所定割合のＵＶ剤＜Ａ）と乳化分散剤（Ｂ
）の混合物を、　ＵＶ剤が溶融するまで加温し均一可溶
体としたものを、８０°Ｃ〜９０°０のポリオキシエチ
レン３モル付加ラウリルサルフェートＮａ　２．５　％
水溶液中に注入し、攪拌しながら室温まで冷却して、Ｕ
Ｖ剤金含有水性分散液得た。

分散液中のＵＶ剤濃度は全て０６％である。なおポリオ
キンエチレン３モル付加ラウリルサルフエー）Ｎａは原
綿用油剤として併用したものである。

こうして得た水性分散液を室温で３日間放置したのち、
分散液の状態を観察し、次のように評価した。分散液が
ほぼ透明でＵＶ剤が可溶化状態にあり且つ沈澱物やクリ
ーミング等もみられず均一相であるものを０２分散液は
ディスパージョンであるが沈澱物等はなく均一相である
もの全０．わずかにＵＶ剤が沈澱しているものを△、　
ＵＶ剤が針状結晶としそ多量に析出したり、又は粉末状
あるいは液状のＵＶ剤が多いものを×とした。

このような評価による各水性分散液の判定結果を表−１
に合せて示す。

表−１ ＝　１７〜 但し Ａ１−サイアナミツド社　サイアソーブＵＶ−２４（融
点的ａｓ”Ｃベンゾフェノン系ＵＶ剤）ｅｌ−前記一般
式［１）においてｎ＝１３＋ｍ＝２．５のもの ｅ２−前ｉピ一般式Ｃ１）においてｎ−１８，【ｎ−２
，５のもの ｆｌ−ポリオキシエチレン３モル付加ノニルフェニルエ
ーテル ｆ２−ポリオキシエチレン５モル付加オレイルエーテル ｆ３−ポリオキシエチレン２０モル付加グリセリントリ
オレート ナール０−５Ｏ（融点的２００°０） Ａ５−チバガイギー社　チヌビン− ＝　１８− 実施例１０〜１２及び比較例５〜９ ケイ光増白削７−　（２Ｈ−ナフト−（Ｌ２−（１）ト
リアソール−２−イル」３−フェニルクマリンを０．０
８重ｉｔ％分散せしめたポリエチレンテレフタレート重
合体（オルソクロロフェノール浴液で測ボした極限粘度
が０．６５　）を常法により溶融紡糸して未延伸トウを
得た。この未延伸トウを常法により延伸し、ついで表−
２に示す組成物の水性分散液の浴中にトウを浸漬し、ス
タッフィングボックスでトウに捲縮を付与したのち、１
４０’Ｏの＃１風処理７二程を３０分間かけて通し、つ
いで、トウを３８顛長にカッターで切断して、短繊維原
綿を作成した。なお、ここで延伸〜カット工程までは連
続」程である。又短繊維原綿に付着されるＵＶ剤の蓋は
、水性分散液濃度及び該水性分散液に浸漬した後のトつ
に付着した分散液量から算出した値で、各々００８％（
対繊維重量比）であった。

１４０　’０熱風処理］−程に入る前のトウ及びカット
された原綿を各々約２７採取した（但し、１４０℃熱風
処理」、程に入る前のトウは、採取後、８０°０の乾燥
機で約３０分間乾燥した）。

前記した約２２の試料及び７０℃に加温したポリオキソ
エチレン３モル伺加ラウリルザルフェートＮａの１％（
［１水＃Ｑｌｏｏｃｃを三角フラスコに入れたのち、７
０’０に調整した温水バス中へ該三角フラスコを入れ、
２０分間三角フラスコを軽く振トウして洗浄Ｌ〜だ。次
いで三角フラスコ内より原綿を取り出し蒸留水で数回す
すいだのち、１０５’Ｏの熱風乾燥機で乾燥を行い、２
　ｏ　’ａ　ｘ　６ｓ　％　Ｒｈの家で２４時間調湿し
た。

この調湿原綿に暗室において２０ワツトのブランクライ
トを照射して、１４０　’Ｑ熱風処理ト程に入る前のト
ウ及びカットされた原綿について、洗浄前後の試料から
発せられる螢光の強さを肉眼判定した。ここで、繊維表
面にＵＶ剤が存在すると、繊維中咳含まれる螢光増白剤
がら発せられる螢光は、　ＵＶ剤により消光される。こ
のＵＶ剤による消光の度合、つまりは肉眼で観察される
螢光の度合は、処理した水性分散液が同一でめるなら繊
維表面における［ＪＶ剤の蓋及び付着均一性に左右され
る。従って、　ＵＶ剤の繊維表面からの脱落のしにくさ
の度合すなわち耐久性については簡便法として洗浄前後
の螢光の消光の度合によって判定した。

上記の方法で判定した結果を表−２に示す。

なお表中、ＵＶ剤の脱落１久性については、洗浄前後の
螢光強さが変らないものを０．増大するものを△、かな
り増大するものケ×として表示した。すなわち耐久性の
良いものを○、ないものが×ということになる。

　２１− 表−２ 表−２から、本発明中の水性分散液を付与したのち乾熱
処理した試料は、比較例に比べて耐久性があるのがわか
る。なお、比較例８の洗浄前試料は、実施例１１の洗浄
前試料よシも螢光が強く、比較例８は実施例１１よりも
、繊維上でＵＶ剤がより不均一に付着しているものと判
定した。

　２２−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　水不溶性または水難溶性の紫外線吸収剤（Ａ
   ）と下記のノニオン性界面活性剤（ｅ）と（ｆ）を（ｅ
   ）　：　（ｆ）　−１：　ｏ　〜］°１（重量比）なる
   比率で含有する乳化分散剤（Ｂ）とを含む水性分散液を
   、熱可塑性合成繊維に、その製糸工程において付与し、
   ついで１００°０以上の温度で乾熱処理することを特徴
   とする熱可塑性合成繊維の処理方法。
2. （２）　　（４）がヒドロキシ置換べ／シフエノン系紫
   外線吸収剤である特許請求の範囲第（１）項記載の紫外
   線吸収剤を熱可塑性合成Ｍ維の処理方法。