JP2018514664A - ファブリック及びテキスタイルの処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、布地に濡れ性を付与する方法に関し、該方法は、アルキルポリグルコシド（ＡＰＧ）の溶液と第４族金属塩の溶液を併用することを特徴とする。本発明はまた、布地に付与した濡れ性を低温乾燥により維持する方法に関し、該方法は、アルキルポリグルコシドの溶液と第４族金属塩の溶液を併用して布地を処理する工程、及び布地を低温、即ち１００℃未満で乾燥する工程を含むことを特徴とする。
Description
本発明は、テキスタイル若しくはファブリック（以下、布地と呼ぶことがある）に濡れ性を付与する方法、またはテキスタイル若しくはファブリックに撥水性を付与する方法に使用する新規な試薬の組合せに関する。
特に、本発明は、テキスタイルまたはファブリックを低温で乾燥すると濡れ性が維持される一方で、高温で乾燥するとその濡れ性が失われるという特徴を有する新規な試薬の組合せに関する。 尚、低温で乾燥することにより、布地が乾燥後の工程でも再び濡れ性を発現するようになることから、本方法は布地に「再濡れ性（ｒｅ−ｗｅｔｔｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）」を付与しているとも言える。以後、上記方法で保持され、後の工程で再度発現する濡れ性のことを「再濡れ性（ｒｅ−ｗｅｔｔｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）」と呼ぶこととする。
特に、本発明は、テキスタイルまたはファブリックを低温で乾燥すると濡れ性が維持される一方で、高温で乾燥するとその濡れ性が失われるという特徴を有する新規な試薬の組合せに関する。 尚、低温で乾燥することにより、布地が乾燥後の工程でも再び濡れ性を発現するようになることから、本方法は布地に「再濡れ性（ｒｅ−ｗｅｔｔｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）」を付与しているとも言える。以後、上記方法で保持され、後の工程で再度発現する濡れ性のことを「再濡れ性（ｒｅ−ｗｅｔｔｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）」と呼ぶこととする。
布地を、撥水処理用化学薬品や染料のような液体で処理する工程は、パッディング工程（ｐａｄｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）として知られている。上記の液体は、布地中の繊維に対する親和性が低い若しくは親和性が全くない場合が多い。
パッディング工程とは、基本的に以下の２つの工程からなる液浸工程である。
「浸漬（ｄｉｐ）」として知られている第１工程では、布地をパッディングタンク内で液体（染料または撥水処理剤など）に浸し、続いて、パッディングタンク内のローラーを通過させ、液体を完全に含浸させる。
パッディング工程とは、基本的に以下の２つの工程からなる液浸工程である。
「浸漬（ｄｉｐ）」として知られている第１工程では、布地をパッディングタンク内で液体（染料または撥水処理剤など）に浸し、続いて、パッディングタンク内のローラーを通過させ、液体を完全に含浸させる。
「挟み（ｎｉｐ）」として知られている第２工程では、布地をパッディングタンクから取り出した後、パッドマングル（ｐａｄ ｍａｎｇｌｅｓ）として知られる２つのローラーの間を通すことで、布地が含んでいた空気を絞り出し、布地中の繊維に液体を押し込んでゆく。布地は、最高で毎分５０ｍの速度でパッドマングルを通過し、搾り出された過剰な液体は、布地をつたってパッディングタンク内に返される。この工程を効果的に且つムラなく行うためには、過剰な液体がマングルで搾り出される前に、あらかじめ十分な量の液体が布地に吸収されている必要がある。
パッディング用浴槽中で布地に撥水処理をするにあたって、従来法では、布地表面及び布地内部に存在する界面活性剤（濡れ剤）により撥水性の付与が阻害されるという問題があった。この問題に対するアプローチとして従来行われていたものの１つに、熱を感知することで濡れ性を失う濡れ剤の使用があった。
このような濡れ剤は、パッディング工程後に行われる熱処理工程によって、蒸発するかまたは不可逆的に分解する。このような濡れ剤としてこれまでに使用されてきた製品には、市販のアミンオキシド界面活性剤があり、例えば、Ｃｅｔａｐｏｌ ＯＸ２０（Ａｖｏｃｅｔ Ｄｙｅｓ Ｌｔｄ製）、Ｓｕｌｆａｎｏｌｅ ２７０（Ｏｍｎｏｖａ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ製）が使用されてきた。また、揮発性界面活性剤としては、例えば、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ ６１（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ製）が使用されてきた。
しかしながら、これらの濡れ剤は、少ない使用量では強い濡れ性をもたらすことができない。即ち、強い濡れ性を布地に付与したい場合は、濡れ剤の使用量を増やすこととなり、濡れ性を失わせるためには長期間の熱処理が必要となってしまう。
このような濡れ剤は、パッディング工程後に行われる熱処理工程によって、蒸発するかまたは不可逆的に分解する。このような濡れ剤としてこれまでに使用されてきた製品には、市販のアミンオキシド界面活性剤があり、例えば、Ｃｅｔａｐｏｌ ＯＸ２０（Ａｖｏｃｅｔ Ｄｙｅｓ Ｌｔｄ製）、Ｓｕｌｆａｎｏｌｅ ２７０（Ｏｍｎｏｖａ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ製）が使用されてきた。また、揮発性界面活性剤としては、例えば、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ ６１（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ製）が使用されてきた。
しかしながら、これらの濡れ剤は、少ない使用量では強い濡れ性をもたらすことができない。即ち、強い濡れ性を布地に付与したい場合は、濡れ剤の使用量を増やすこととなり、濡れ性を失わせるためには長期間の熱処理が必要となってしまう。
布地に所望の濡れ性を付与し、且つ低温で乾燥すると濡れ性が維持される一方で、ある特定の温度以上で乾燥するとその濡れ性が失われるという特徴を有する新規な試薬の組合せが見出された。
本発明によれば、布地に濡れ性を付与する方法が提供され、該方法では、アルキルポリグルコシド（ＡＰＧ）の溶液と第４族金属塩の溶液を併用する。
該方法は、綿若しくは羊毛などの天然繊維、またはポリエステル若しくはナイロンのような人造繊維でできた布地に対して適用できる。
濡れ剤とは、布地のような材料の表面に、液体を浸透させやすくするか、または濡れ拡がりやすくする効果をもたらす物質である。パッディング工程では、パッディングタンク用またはパッディング浴槽用の溶液に濡れ剤を添加することで布地に溶液を浸透させやすくし、溶液の回収量を増大させ、なおかつ溶液の吸収を均一にすることが一般に行われている。濡れ剤は、パッディング工程の前に、布地に直接塗布してもよい。
液体が布地材料の表面に濡れ拡がる効果、または布地材料を構成する繊維若しくは材料に浸透する効果は、濡れ性として知られている。
アルキルポリグルコシド（以下ＡＰＧと呼ぶことがある）は濡れ剤として作用する。また、第４族金属塩は、ＡＰＧと併用することでＡＰＧの濡れ性を失活させることができる。
つまり、布地をＡＰＧ及び染料で処理した後に低温で乾燥し、続いて前記第４族金属塩の溶液及び撥水処理剤で処理し、その後高温、即ち１００℃以上で乾燥することで、前記第４族金属塩がＡＰＧに作用し、ＡＰＧの濡れ性が失われるというわけである。あるいは、ＡＰＧの溶液と第４族金属塩の溶液を同時に用いて布地を処理しても同様の効果が得られる。
本発明の方法で用いられる２種類の成分（ＡＰＧの溶液及び第４族金属塩の溶液）のそれぞれを、他の処理用組成物に加えて使用してもよく、そのような場合でも、依然として濡れ性付与効果は有効であり得る。例えば、第４族金属塩が撥水処理剤の一部を形成してもよい。
前記撥水処理剤としては、ワックス、シリコーン、ステアリン酸-メラミン系化合物、反応性ポリウレタン、デンドリマー化合物、及びＣ６若しくはＣ８フルオロテロマー由来のアクリレートをベースとしたポリマーなどの疎水性アルキル鎖フッ化化合物が挙げられる。
アルキルポリグリコシドは、糖及び脂肪族アルコールから誘導される非イオン性界面活性剤であり、グルコースから誘導されるものはアルキルポリグルコシドとして知られている。
アルキルポリグルコシドは、式（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）n（式中、nは少なくとも１、例えば少なくとも２である）で表される親水性端部を有する。実施形態としては、ｎが２０以下であることが好ましい。
また、アルキルポリグルコシドは、典型的には４〜２０個の炭素原子、好ましくは８〜１６個の炭素原子を有するアルキル基Ｒで表される疎水性端部を有する。実施形態としては、アルキル基Ｒは、４〜６個、８〜１０個、８〜１２個、１０〜１２個、１０〜１６個または１６〜１８個の炭素原子を有することが好ましい。
アルキルポリグルコシドは、式Ｈ（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）nＯＲによりその全体を表すことができる：
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アルキルポリグルコシドは、式Ｈ（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）nＯＲによりその全体を表すことができる：
アルキルポリグルコシドは、高級単官能アルコール及び粉末グルコース、特に無水グルコースまたはグルコース一水和物から、高温酸触媒の存在下での直接合成により製造される。この際、反応チャンバーは減圧に保持される。
アルキルポリグルコシドは、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（アメリカ）、Ｓｅｐｐｉｃ ＳＡ（フランス）及びＢＡＳＦ（ドイツ）から市販されている。上記のアルキルポリグルコシドは、約３０％ｗ／ｗ以上の水溶液として入手可能である。羽毛洗浄のための、アルキルポリグルコシド水溶液の濃度としては、０．１％〜０．５％ｗ／ｗの範囲が典型的である。
第４族金属塩としては、該第４族金属が、チタン、ジルコニウム及びハフニウムかなる群より選択され、その塩が、酢酸塩、アセチルアセトネート、アクリル酸塩、乳酸塩及びステアリン酸塩からなる群より選択されたものであることが好ましく、酢酸ジルコニウムが最も好ましい。第４族金属塩として適切なものは、ＭＥＬ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（イギリス）、Ｄｉｘｏｎ Ｃｈｅｗ（イギリス）及びＤｏｒｆ−Ｋｅｔａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（インド）から市販されている。
酢酸ジルコニウムは、水及び酢酸２２％ｗ／ｗ溶液として入手可能である。
使用に際して、アルキルポリグルコシドと第４族金属塩（好ましくは酢酸ジルコニウム）の比は、１０：１〜１５：１の範囲であることが好適である。
上記の方法で布地に濡れ性を付与した後、低温、即ち１００℃未満、例えば５０℃〜６０℃で乾燥を行うと、布地は水を吸収する能力、即ち濡れ性を保持するということが見出された。即ち、低温で乾燥することにより、布地が乾燥後の工程でも再び濡れ性を発現するようになることから、本方法は布地に「再濡れ性（ｒｅ−ｗｅｔｔｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）」を付与しているとも言える。
以後、上記方法で保持され、後の工程で再度発現する濡れ性のことを「再濡れ性（ｒｅ−ｗｅｔｔｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）」と呼ぶこととする。
以後、上記方法で保持され、後の工程で再度発現する濡れ性のことを「再濡れ性（ｒｅ−ｗｅｔｔｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）」と呼ぶこととする。
一方、上記の方法で布地の濡れ性を保持した後、少なくとも１００℃、即ち１００℃〜１６０℃、好ましくは１００℃〜１４０℃、最も好ましくは１１０℃〜１３５℃で乾燥を行うと、布地が水を吸収する能力、即ち濡れ性が失われる。
本発明の第２の態様によれば、布地に濡れ性または再濡れ性を付与する方法が提供され、該方法は、上記の方法により布地に濡れ性をもたらす工程（アルキルポリグルコシドの溶液と第４族金属塩の溶液とを併用する工程）、及びそれに続いて布地を低温、即ち１００℃未満で乾燥する工程を含む。
低温での乾燥は、２０℃〜８０℃、好ましくは５０℃〜６０℃で行うことができる。
布地を処理するのに、アルキルポリグルコシドの溶液及び第４族金属塩の溶液を同時に用いてもよい。
或いは、布地を、アルキルポリグルコシドの溶液で処理した後、第４族金属塩の溶液で処理する前に低温乾燥を行ってもよい。
低温乾燥した布地を、その後高温で乾燥する場合には、１００〜１６０℃、好ましくは１００〜１４０℃、最も好ましくは１１０〜１３５℃の温度で乾燥する。
アルキルポリグルコシドの溶液、第４族金属塩の溶液の順で布地を処理する場合、布地を着色することを目的として、アルキルポリグルコシドの溶液に染料を加えてもよい。
また、低温乾燥後に、第４族金属塩の溶液と撥水処理剤を混合したものを用いて処理を行い、その後１００℃〜１６０℃で乾燥してもよい。
また、低温乾燥後に、第４族金属塩の溶液と撥水処理剤を混合したものを用いて処理を行い、その後１００℃〜１６０℃で乾燥してもよい。
本発明の方法の利点は、低温乾燥により濡れ性が保持される一方、高温乾燥により濡れ性が失われる点にある。そのため、最終製品に求められる撥水性が阻害されるようなことは起こらない。即ち、パッドタンク内での処理の際は、布地に付与された濡れ性により、撥水処理剤が速やかに布地に行き渡る一方、その後の高温乾燥により濡れ性が消失するため、最終製品の撥水性が阻害されずにすむというわけである。
本発明は、更に次の例を参照にして説明される。
＜実施例１＞
炭素数１２〜１４の天然脂肪族アルコール由来のアルキルポリグルコシド（Ｇｌｕｃｏｐｏｎ ６００ ＣＵＳＰ， ＢＡＳＦ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）５ｇ、チタン乳酸塩（アンモニウム塩）（Ｔｙｚｏｒ ＬＡ， ＤｏｒｆＫｅｔａｌ）５ｇ及び蒸留水１０００ｇからパッディング浴槽用溶液を調製し、Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐａｄｄｅｒ Ｍａｔｈｉｓ ＨＶＦ３５０の浴槽に入れた。
炭素数１２〜１４の天然脂肪族アルコール由来のアルキルポリグルコシド（Ｇｌｕｃｏｐｏｎ ６００ ＣＵＳＰ， ＢＡＳＦ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）５ｇ、チタン乳酸塩（アンモニウム塩）（Ｔｙｚｏｒ ＬＡ， ＤｏｒｆＫｅｔａｌ）５ｇ及び蒸留水１０００ｇからパッディング浴槽用溶液を調製し、Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐａｄｄｅｒ Ｍａｔｈｉｓ ＨＶＦ３５０の浴槽に入れた。
ここに、撥水剤Ｔａｘｆｉｎ ＷＰ−ＮＦ（Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）を、パッディング浴槽用溶液に対して２００ｇ／Ｌの量で加え、更に０．５〜１．０ｇ／Ｌ酢酸を用いてｐＨを４〜５に調整した。
続いて、ポリエステルマイクロファイバー製の布地サンプル（目付量１２０ｇ／ｍ２）を、上記のパッディング浴槽用溶液に、毎分４メートルの速度で通し、その後４バールのニップ圧でマングルを通過させた。マングル通過時に布地から搾り出された溶液の重量は、布地の乾燥重量の５６％であった。
続いて、ポリエステルマイクロファイバー製の布地サンプル（目付量１２０ｇ／ｍ２）を、上記のパッディング浴槽用溶液に、毎分４メートルの速度で通し、その後４バールのニップ圧でマングルを通過させた。マングル通過時に布地から搾り出された溶液の重量は、布地の乾燥重量の５６％であった。
続いて、布地サンプルを１３０℃のオーブンで３分間乾燥した。乾燥した布地をＩＳＯ ４９２０：２０１２による布地の表面濡れ試験（スプレー試験）に付したところ、撥水剤の処理が成功したことを示すＩＳＯ ３の結果が得られた。
＜実施例２＞
油相が、ポリジメチルシロキサン（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ ２００ Ｆｌｕｉｄ， １００ＣＳＴ（粘度１００センチストーク、濃度２２％ｗ／ｗ））２２０ｇ、及びＣ８〜Ｃ１６の脂肪族アルコールグルコシド（Ｐｌａｎｔａｃａｒｅ ８１８ＵＰ， ＢＡＳＦ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）４４ｇから成り、水相が脱イオン水７３６ｇから成る水中油マクロエマルジョンを調製した。上記したエマルジョンの材料を、実験室用高剪断ミキサーに入れ、回転数２１０００ｒｐｍで回転させることで、エマルション中の油滴サイズが７ミクロン未満の水中油マクロエマルジョンを調製した。
油相が、ポリジメチルシロキサン（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ ２００ Ｆｌｕｉｄ， １００ＣＳＴ（粘度１００センチストーク、濃度２２％ｗ／ｗ））２２０ｇ、及びＣ８〜Ｃ１６の脂肪族アルコールグルコシド（Ｐｌａｎｔａｃａｒｅ ８１８ＵＰ， ＢＡＳＦ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）４４ｇから成り、水相が脱イオン水７３６ｇから成る水中油マクロエマルジョンを調製した。上記したエマルジョンの材料を、実験室用高剪断ミキサーに入れ、回転数２１０００ｒｐｍで回転させることで、エマルション中の油滴サイズが７ミクロン未満の水中油マクロエマルジョンを調製した。
前記エマルジョンを脱イオン水でエマルジョン１部対水４部の比で希釈した。続いて、軽量ポリアミドファイバー製布地のサンプル（目付量７５ｇ／ｍ２）を希釈エマルション中に１０分間完全に浸漬した。その後、酢酸ジルコニウム（２２％溶液、Ｍｅｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）および酢酸（８０％工業グレード）をそれぞれ溶液重量の１．２５％および２．５％の割合で添加し、布地を更に１０分間浸漬したままにしておき、その後低温乾燥、即ち１００℃未満での乾燥を行った。
低温乾燥した布地を水に浸漬することにより、吸水性の評価を行ったところ、吸水が直ちに飽和状態になることが判明した。
続いて、家庭用アイロンを用いて、布地を約１２０℃〜１３０℃の熱設定で加熱した。この際の熱処理時間は１〜２分であった。熱処理後、布地を水に浸漬して評価したところ、吸水が飽和するまでに１０分以上かかることが判明した。
続いて、家庭用アイロンを用いて、布地を約１２０℃〜１３０℃の熱設定で加熱した。この際の熱処理時間は１〜２分であった。熱処理後、布地を水に浸漬して評価したところ、吸水が飽和するまでに１０分以上かかることが判明した。
Claims (12)
- アルキルポリグルコシド（ＡＰＧ）の溶液と第４族金属塩の溶液を併用することを特徴とするファブリックまたはテキスタイルに対して濡れ性を付与するための方法。
- 前記アルキルポリグルコシドが、式（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）n（式中、nは少なくとも１である）で表される親水性端部と、炭素数４〜２０のアルキル基、好ましくは炭素数８〜１６のアルキル基からなる疎水性端部を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記第４族金属が、チタン、ジルコニウムまたはハフニウムからなる群より選択され、且つ前記第４族金属がカルボン酸塩である
請求項１または２に記載の方法。 - 前記カルボン酸塩が、酢酸塩、アセチルアセトネート、アクリル酸塩、乳酸塩またはステアリン酸塩からなる群より選択される請求項３に記載の方法。
- 前記第４族金属塩が酢酸ジルコニウムである請求項４に記載の方法。
- 前記第４族金属塩が撥水処理剤の一部を形成している請求項１〜５の何れかに記載の方法。
- 前記撥水処理剤が、ワックス、シリコーン、ステアリン酸‐メラミン系化合物、反応性ポリウレタン、デンドリマー化合物、及びＣ６若しくはＣ８フルオロテロマー由来のアクリレートをベースとしたポリマーなどの疎水性アルキル鎖フッ化化合物からなる群より選択される請求項６に記載の方法。
- アルキルポリグルコシド（ＡＰＧ）の溶液と第４族金属塩の溶液を併用し、ファブリックを１００℃未満の低温で乾燥することを特徴とする、テキスタイルまたはファブリックに濡れ性または再濡れ性を付与するための製造方法。
- 前記アルキルポリグルコシドの溶液及び前記第４族金属塩の溶液を同時に用いてテキスタイルまたはファブリックを処理する請求項８に記載の方法。
- 前記アルキルポリグルコシドの溶液での処理の後、且つ前記第４族金属塩の溶液での処理の前に、前記ファブリックを低温で乾燥する請求項８に記載の方法。
- 前記第４族金属塩の溶液での処理の後に、前記ファブリックを、１００℃〜１６０℃、好ましくは１００℃〜１４０℃、特に好ましくは１１０℃〜１３５℃で乾燥する請求項１０に記載の方法。
- 前記アルキルポリグルコシドの溶液での処理の際に染料を併用し、且つ前記第４族金属塩が撥水処理剤の一部を形成している請求項１０または１１に記載の方法。
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