JPH03503552A - 繊維状基材の変性方法 - Google Patents
繊維状基材の変性方法Info
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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】
繊維または布帛処理用ポリマー塩錯体
本発明は天然繊維及び合成繊維両繊維の性質の変性法に関する。%に#I及びそ
れからつくられた製品の摩耗抵抗性なsf!−カルボキシレート塩を含有するポ
リマーで特別に処理して改良するものである。
長い間M製品を人工有機繊維のより望ましい属性に近い属性をもつよう綿を変性
することが行なわれている。
Kirt Olhmer Vo、1.7. l 87 ” 188頁によれば、
綿セルロースの最も重要な変性の一つくアミドメチルエーテル結合を介して隣間
セルロース鎖を架橋するバッド−バンク法がある。このパッド−バック法は「ア
イロン耐性」、「易乾燥性」及び「防しゎ性」を与えるが、強度、摩耗抵抗性、
伸展性及び吸湿性が大巾に犠牲になることを防き′得なかった。綿布帛を液体ア
ンモニア処理して架橋する方法は強度の低下と摩耗の低下を少なくする。
エチレン/アクリルば及びエチレン/メタクリル酸その他及びそれらの塩の水性
分散体を用いて、木、セルロース又はM繊維等の繊維及び紙及び布帛(fabr
ics )を処理することが開示されている。これらの処理は上記の酸コポリマ
ー又はこれらコポリマーのイオノマーを、繊維な紙又は布帛にする前又は後に、
付与するものである。
しかし、これらのポリマーがいづれかの試薬と反応してその場で固定するような
従来例は全く存在しなかった。
しばしば従来例では約「50重量−のサイズ」の使用(製紙フェルトに関する米
国特許第452QO59におけるような)及び/又は「仕上加工した製品の使用
前の一時的サイズの除去」(ウォータージェットルーム上で使用するテキスタイ
ル繊維のサイジングに関する米国特許第4015317におけるような)が開示
されている。
エチレン又はOs + C1tの(l−アルケン)としても知られるα−オレフ
ィンとa、β−エチレン性不飽和カルボン歌のコポリマーが多年の特許及び/又
は文献に開示されている。これらオレフィンとカルボン機上ツマ−の;ポリマー
も開示されている。これらのコポリマーを製造する方法として多くの方法が開示
されており、たとえば1以上の他の共重合性モノマーとの共重合によりターポリ
マー、テトラポリマー等と呼ばれるコポリマーをつくることも含まれる。これら
の方法の大部分は少なくとも次の1つを含んでいる。
a) 予め組合された化ツマ−のバッチ反応の使用、これは通常、化ツマ−のコ
ポリマーの転換率を非常に低(゛)寸−セントに抑えない場合はモノマーの反応
速度が遅(なるため不均一、不均質の生成物を生ずる。
(2)第1の化ツマ−の他の化ツマ−を反応器に交互に供給してブロックコポリ
マーをつくる、各々のモノマーの供給を次のモノマーの供給前に全体のかなりの
ノ<−セントを行なうことができ、それにより、別の化ツマ−の「ブロック」の
間にある与えられたモノマーの「ブロック」からなる高度に規則正しい、本質的
に非ランダムな鎖を生ずる、この場合各ブロックは通常多数の与えられた七ツマ
一群をもつ。
(3)チューブラ−反応器等の非攪拌(又はわずかに攪拌した)反応器の一部に
供給した予め組合せた化ツマ−を反応器中の供給点から離れた点で生成ポリマー
を除きなから共重合する、それにより、モノ!−の反応性が異なり反応器全体の
反応混合物が不均一であることから、均買且つ均一なコポリマーを与えずまたコ
ポリマー分子中にホモポリマー分子さえ生ずる(符にモノマーの一方が他のモノ
マーがポリ!−に転換する前に完全に転換する場合)ようなポリマーを連続的に
生ずる。
(船 オレフィンポリマー又はコポリマーC%にポリエチレン)等の有機ポリマ
ー上に不飽和カルボン酸(たとえばアクリル教、メタクリル酸、クロトン酸等)
又はジカルボン阪(たとえばマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン
酸等)をグラフトする。
(5) 予め組合せたモノマーを十分な攪拌状態の連続操作オートクレーブに
、温度、圧力2反応剤の比及び流速を笑貿上一定にして供給して、実買上均−か
つ均質でポリマー鎖に6つだ酸基の分布がランダムなコポリマーを連続的に生成
する。
化ツマ−の混合物を共1合して得られるコポリマーは化ツマ−が互い同時に1合
するところからしばしば1−インターポリマー」と称され、モノマーを予めつく
ったポリマー鎖と反応させることによってつくられる、プロツり又はグラフトポ
リマー等のコポリマーと区別される。
以下に述べる本発明の好ましい態様にとっては、均一。
均質、ランダム共重合体が通常好ましい。これは特にバッチ対バッチ均一性が本
発明においてより容易に制御できること及び懸垂酸基のランダムな分布によりそ
の主要部がポリマー鎖に沿った隣接炭素原子上にあるのを防ぐため懸垂酸基を含
む反応がより容易に最適化できることを本発明者寺が見出したことによる。かか
るコポリマーの製造は米国特許第352 Q861号、同4351.931号及
び同459C4392号に開示されている。米国特許第424EL99o号に従
ってつくられたいわゆる「非ランダム」コポリマーでさえ懸垂カルボキシル基は
十分なランダム性をもっており、本発明に有用である。懸垂カルボキシル基と苛
性アルカリ又はアミン等のアルカリ性化合物との反応のためのエチレン/不飽和
酸コポリマーの特に有用な製造法は米国特許第466L634号に開示されてい
る。
懸垂カルボン酸基をもつエチレンコポリマー、籍にエチレン/アクリル酸(又は
メタクリル11ie)コポリマー、がNaOH又はKOHと反応してコポリマー
鯖に沿って懸垂する一〇〇〇H基が−COONa又は−COOK金属塩基に変換
されうろことは公知である。上の懸垂−〇〇〇H基がNH4OHと反応して−C
OONH,基を形成しうろことも公知である。このH基はまた他のカチオンとも
置換し5る。
またエチレン/アクリルエステルコポリ!−を加水分解するとエステル基が−C
OOH基に&換すること又はケン化するとエステル基が一〇〇〇Na基等に変換
することも公知である。エチレン/アクリル酸(又はメタクリル#R)はイオン
マーとして知られている。懸垂酸基の一価金属塩形又はアンモニウム塩形はその
ポリマーを水により容易に分散して安定な分散体を形成することも公知である。
アミン基又はアンモニウム基又は与えられた一価の金属カチオン、たとえばアル
カリ金属、籍にNa+又はに+、をCo 、Cu 、Zn 、Mg 等
の多価金属カチオンで置き換える対イオン又は試薬の使用も公知である。
Ls 、 Rb 及びCs カチオンは一価のカチオンとして用いうるがN
a+及びに+よりは好ましくなくまた高価である。
懸垂酸基をもつ分散性ポリマーの酸基上のカチオンを、該分散性ポリマーを非分
散形に変換しうる(即ち予め分散していた液体中にて非分散性にする)カチオン
で置き換える試薬と反応しうる懸垂酸基をもつ長鎖分散性ポリマーの微粒子分散
体の使用は本発明に含まれる。
本発明は好ましい態様であるカルボキシル−含有エチレンコポリマーを例に主に
説明するが、懸垂酸基をもつ分散性ポリマーを該酸基上のカチオンを置換する試
薬を用いて非分散形に変換するという本質は他のポリマーにも通用でき、繊維、
布帛、ウェブ、紙等の有用な変性をもたらす。
従来例と対熱的に、本発明者等は上記したポリマーを分散体として、紙、不織布
、糸(yarns )又は布帛(又は紙、不織布、糸又は布帛(fabrics
)にする前の繊維)等にポリマーが分散形、たとえばイオノマー形(−価の金
属カチオン、アンモニウム又はアミン形を用いて)にある間に付与し、次いでポ
リマーを非分散形に変換してポリ!−をその場で「固定」又は「錯体化」するこ
とにより極めて有効にして予期せざる効果が得られることを見出した。またこの
ポリマーを非分散形に変換する試薬はポリマー分散体を加える前の紙、不織布、
糸又は布帛(又はそれらの前駆体繊維)に付与しうる。
本発明の第1の広いW4様は、
(1)繊維状物質、又は該繊維状物質からつくられた紙。
ウェブ又は布帛からなる基材に、(A)懸垂酸基をもつ通常固体のポリマーの液
体キャリヤーに分散させた分散状物、及び(B)該分散ポリマーと反応して該ポ
リマーを非分散性にする試薬を付与し、酸基材上でその場で該試薬と酸基とを反
応させ、そして
(―) 該繊維状物質を乾燥して該液体キャリヤーを除去する諸工程を有する
ことを特徴とする繊維状物質、又は該繊維状物質からつくられた紙、ウェブ又は
布帛からなる基材の変性方法である。
本発明の第2の広い態様は、(a)少なくとも24i!Jの金属カチオンを与え
る化合物、(b)第3級アミン又はその塩、(C)第4級アンモニウム塩、(d
)第1級アミン又はその塩、(e)第2@アミン又はその塩、及び<f)ポリア
ミン又はその塩からなる群から選ばれた少なくともlの試薬と錯体を形成してい
る懸垂カルボン酸基をもつオレフィンポリマーを塗布又は含浸した天然又は合成
繊維。
又は#繊維からつくられた布帛2紙、ニット又はウェブからなる基材からなるこ
とを特徴とする物品である。
本発13AKよれば、懸垂酸基をもつ有機ポリマー、籍に懸垂カルボキシル基を
その一価カチオン塩を形成する化合物、たとえば−価カチオン性金属塩、アミン
塩又はエステ補抄形のものを包含するオレフィン/不飽和カルボン酸(ECA)
コポリマー、の分散形の分散体で繊維又は糸を処理する。エチレン/敵コポリマ
ーの一価カチオン塩形を形成する目的はコポリマーをより容易に分散形にするこ
とKある。このコポリマーの分散体の製造法は懸垂カルボキシル基が、分散体を
所望の基材に付与した後、基材繊維上でその場で(iH5itu)所望の非分散
性塩を形成するような反応性をもつかぎりどのような方法でも用いうる。「分散
(性)形」とはポリマーが適宜の液体、特に水又は水と有機物質との混合物中に
微粒子として分散しうろことをいう。この液体はコポリマーを微粒子として添加
する化合物の作用によってコポリマーを非分散性にすることを意図した償維状構
造内の位置に運ぶものが適当である。その場の反応で生ずる生成物の乾燥1量は
基材重量当り、α1〜10.%に0.4〜5重量%の範囲が好ましい。
このように処理した轍轍が紙、不織布、糸又は布帛(織物2編物、不繊布のいづ
れか)その他に形成され、コポリマーが酸基上の一画のカチオンを二価又は三価
又はそれ以上の価の金属カチオンで(カルボキシル基の酸形が生じないような低
いpHで行ないうる)、又は水分散性コポリマー上のカチオン基よりも高い極性
のカチオン性アミンで置換する試薬と、反応する。二価又は三価のカチオンはこ
れらの価をもついづれかの金属カチオンでありうるし、又は2又はそれ以上の元
素(そのうちの少なくとも1つは金属)をもつカチオン性基でありうる。
カチオン性アミン化合物は極性溶媒、特に水に溶解するか又は非常に微細な粒子
として分散する限り、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン、第4級アミ
ン2少なくとも2個のアミノ基をもつポリアミン、又は式RIHz R3H’
NX (但し各Rは独立に水素及び/又はアルキル基、エーテル基、エステル基
又は炭素数1〜20又はそれ以上をもつアミノ基であり、R基の少な(とも1つ
は炭素数が約5以下、好ましくは2以下であり、Xは無機アニオン、たとえばハ
ロゲン、又は原性価の基である)のいづれでもよい。モルホリン又はピロリジン
等の環状音素化合物、アミド、ヒンダードアミン等も用いうる。
第4級アミン塩は水溶性にすぐれ良好な親水性、カルボキシル基との反一応性を
もたらし且つ本発明により水不溶性の非分散繊維−被横性化合物を形成しうると
ころから特に好ましい。
また、分散性−価基形又はエステル形のコポリマーで処理する前に繊維を予めM
、糸又は布帛(織物、堀物又は不繊布いづれか)又はそれらと類似する形にして
おいて、その後コポリマーを試薬と反応させ紙、糸又は布帛中及び/又は上でそ
の場で所望の錯体をつくることもできる。かくして処理した糸は次いで減成、機
成又はホットプレスして布帛、布地、ウェブ又は不滅布を含む他の所望の製品に
することができる。
また、分散性ECAと引き続いての試薬による繊維の処理は繊維を紙、糸、布帛
、ウェブ又は他の製品に加工する前に行なうこともできる。また繊維をECA分
散体を加える前に試薬で処理してECAを非分散性形に変換することもできる。
重要なことは試薬と酸基を基材上でその場で反応させることKある。
上記方法でつくられた紙、糸、布帛又はウェブ製品は新規でありすぐれた耐摩耗
性をもちまた本発明方法を用いる結果その他の高度にすぐれた特性ももっている
。
この開示において用いる用語を説明するに、「天然又は合成有機繊維」とは通常
固体の高分子量分子からなり、通常少なくとも炭素及び又は水素原子をもちまた
多くの場合酸素原子、4累原子又は他の原子を分子中にもつ繊維をいう。たとえ
ば天然繊維の例には綿、7ラツクス。
木、麻、絹、グラファイト、変性セルロース(マーセル化綿など)等がある。合
成有機mmの例には通常固体のポリオレフィン(たとえばポリエチレ/、ポリプ
ロピレン、ポリブテン等)、オレフィンコポリマー、ポリアミド、ポリエステル
、ポリカーボネート、ポリビニル、ポリシラン、ポリシリコーン等がある。通常
固体の繊維形成性、高分子量炭化水素も、それらの繊維が布帛1紙。
ウェブ又は他の同様の製品に成形しうる限り包含される。
単純表示の目的でl’−ECAJをポリ!−鎖に沿ってカルボキシル基を有する
エチレンポリマーを示すために用いる。これには少量の1又は2以上の他の共重
合性不飽和モノマー等を含むポリマーも包含される。少量とは塩又はエステル形
のとき分散体を形成するポリマーの能力に重大な悪影響を与えず且つポリマー鎖
に浴う酸基上のカチオン又は陽性価の基の交換に1大な悪影響を与えない量であ
る。
ポリマー@ K 沼5カルボキシル基にはアクリル酸、メタクリル歇、クロトン
准又は炭素数約12以下のa、β−不艷和カルボン酸のカルボキシル基が含まれ
る。好ましい改はアクリル酸及びメタクリル酸でなり、特にアクリルばか好まし
い。このポリマーは夾賀上、均一で、ランダムで、η質なインターポリマーを生
ずる方法でつくられたものが好ましい。
最初の処理工程を行なう際のECAの水分散形を説明する際に用いる「塩形」な
る飴はカルボン況のH基の少なくとも認めうる量が一価の金属カチオン、アンモ
ニア基又はアミノ基又はECAを水−分散性にし且つ少なくとも実實上安定な分
散体を形成しうるいづれかの基で置換されていることをいう。これらの塩形は通
常、淑がアクリル酸又はメタクリル酸である場合にはアクリレート基又はメタク
リレート基とも称される、数基のエステル形であることが好ましい。エステル形
を用いる場合にはメチル、エチル、プロピル、ブチル又はイソブチルエステル等
の低級エステルが好ましい。−COOH基のH+イオンが置換されていない未変
性ECAは安定な水分散体を形成し難いため本発明の第1処理工程用の出発物質
としてのみ用いうる。これは水中でECAの微粒子を形成しうるが、水がアンモ
ニア、苛性又は認めうる量の−COOH基を−cooH(ここでMはカチオン又
は塩を含む陽性価の基である)に変換し5る他の試薬を含まない場合には結果は
よくなく不安定な分散体が得られる。
有機液体又は水性/有機液体中のポリマーの分散体は、液体中の溶融ポリマーを
液体をポリi−の融点以下に冷却しながら強制的にせん断攪拌するか又はポリマ
ー溶液く攪拌下非溶媒を加えてポリマーを沈澱させることによりつくることがで
きる。この分散体をつくる方法自体は本発明の一部ではなく、緻−ポリマー(又
はその塩形)の微細分散体をもたらすいづれの方法も用い5る。微細分散体を効
果的にうろことのできるコロイドミルを含むfi%ilJミキサー等を用いうる
。
次の記載は本発明の好ましいEC^ポリマーの水性分散体の製造と使用に関する
ものであるが本発明は以下に記載の特定例には限定されない。
好ましいECAポリマー中の懸垂カルボキシル基の1は全ポリ−q−重量の約4
−以上であることが好ましい。
この量より少ないとECAが水分散性になり姦く、分散体を形成するために余分
の処理が必要となりうる。本発明の使用に適する懸垂カルボン酸基の量の上限は
約45重量%である。この量より多いと所望の分子量のポリマーをつくり躯(ま
たECAが非分散性にならない濃度に近ずく。約2−といった低酸濃度でも許容
しうる結果は得られるが、4〜45−が好ましく、特に6〜25%が好ましい。
ECAポリマーの分子量は外界温度及び処理した布帛が通常の使用、取扱い及び
クリーニングの際にさらされる温度において固体であるに十分なものであるべき
である。この理由から分子量はECAポリマーが約70℃以上、好ましくは約8
0℃以上の融点をもつに十分なものであるべきである。ASTM D−1238
で測定したメルトフローレート(MFR)が3〜4000t/10分を与えるに
十分な分子量が本発明の使用に%に適している。
分散体の製造はECAポリマーを粒形(粉末又はベレット等)又は繊維形で開始
して、水分散性ECA塩の製造で一価カチオンとの反応用の表面積を十分にする
ことが好ましい。
苛性、アンモニア又はアミン等との反応等によってECAの分散性塩形を形成す
るだめの一価カチオンとの反応は、ECA中のカルボキシル基線度が高い、即ち
約30%以上、の場合には呈温で十分に行なえる。もちろん加熱により反応速度
を高めることもできる。反応混合物を攪拌して分散体の生成を助けることは好ま
しい。懸垂カルボン酸の強度が約15m1lt%より低い場合には約70℃以下
又はそれ以上といった比較的高い温度を用いるべきだが、キャリヤー液体の沸点
やポリマーの融点近くの温度は粒子の凝集が起こり及び/又はポリマーの再分散
に強制攪拌が必要となることから避けるべきである。
分散体の製造にアンモニアその他の揮発性反応剤を用いる場合には、更なる取扱
い又はリサイクルのため蒸気をトラップするか凝縮する必要がある。実質上安定
な分散体をつくる忙は凍結−融解安定性のテストをしなかった場合は凍結温度K
まで冷却しないことが望ましい。凍結によって悪影響が及はされうる態様も本発
明の範囲に含まれうる。
最初のECA塩(又はエステル等)分散体の製造法は本発明の主題ではな(、E
CA塩分散体製造に用いうるいづれの方法も用いうる。勿論、本発明での使用に
他の方法より通した方法はある。分散体の製法は微細な粒子サイズのポリマーを
生ずる。ここでおそらく苛性又はアンモニア等との反応でイオノマーが生成する
ため、ポリマー分子の凝集物がより小さい凝集物に実質上分けられる。
この製法は最初の粒子が膨潤し、より小さい粒子に分割する傾向がある。コポリ
マーに対する苛性の「ダイジェスチョン」作用は前記した公知舟FFK記載され
ている。
また苛性、アンモニア等は水の表面張力を下げ最初の粒子の!#潤を助けまた生
成分散体を安定化する。
より高い価のカチオン又は基を与えるために用いうる試薬KG! Cu” 、
Co” 、 Mg” 、 Ca” 、 Ba”、u+1゜Zn”、 Cr”、
Fe”、 Fe”、 Pb”、 sn”、 Ru+ζt7+2等があり、%
K kl” 、 Cr” 、 Mg” 、 Ca”及びzn+2が好ましい。一
般的には、この試薬はECA上のカチオン基(これはECAを第lQ場で水分散
性にする)を、ECAを寮質上水に不活性にして水に実質上非分散性にする(吸
湿性は残りうる)基で置換するいづれの化合物でもよい。
ここで「錯体」 「錯体化」等の用語はポリマー鏡上の7ニオン性カルボキシル
基と多価カチオン性金属又はカチオン性アミノ基、アミド、環状窒素化合物、ポ
リアミン、又は第4級アンモニウム化合物等との反応で得られる効果又は結果物
を示しており、該錯本は最初の未錯化。
水分散性ECA塩に比し水性攻撃に対し極めて顕著な抵抗性を示す。
本発明の多くの態様で最も好ましい試薬として用いられる第4級アンモニウム化
合物は立体障害を防ぐに足る十分小さな分子サイズをもちECA化合物との錯体
の形成を可能とするものであればいづれでもよい。式BI BI BJR4NX
において各Rは独立に1〜約20又はそれ以上の炭素数をもつアルキル着、アリ
ール基又はアラルキル基であり、凡の少なくとも2つは5以下、好ましくは2以
下の炭素原子をもつ。R基の少なくともl・りが3以上、より好ましくは5以上
の炭素原子をもつことが好ましい。
これは疎水性のより大きいR基が繊維、特にオレフィンポリマー、アクリルポリ
マー、ビニルポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ビニリデンクロリドポリマ
ー、塩化とニルポリff −、酢酸セルロース、セルローストリアセテート等の
合成有機ポリマー又はコポリマーと有利に会合する傾向があることによる。前記
したように、Xはハロゲン、陰性価の基等のいづれの無機アニオンでもよい。こ
れらの陰性価の基の中には第4級アミン化合物を水にとかしたときく得られると
思われるOH−がある。
本発明に従って処理され、つくられる繊維1紙、糸。
布帛、ウェブ、不織布等は、多くの態様において、たとえば改良された摩耗抵抗
性、改良された湿@(タイツキング)性、改良された吸水性、改良された染着性
、改良された引裂き抵抗性、寿命、すき切れ抵抗性、ラン抵抗性、弾性、寸法安
定性、染色性、色保持性(オゾン及びU、 V、光に対しても)、風合、静電気
消散性、糸潤滑性、ミシン糸潤滑性、糸強匿、布帛強度、ファスナールーム速度
、稙維対稙維接看性、ラテックス又は他の接着剤(カーペットのバッキング上に
用いるような)に対する付着性、生化学的性實、及び酸性染料、反応性染料等の
異なる種類の染料を受は入れる叱方(混合繊維の均一染色を促進する)等の利益
をもつことがわかった。
ここでの記載の多くはエチレン/アクリル2(EAA)コポリマーの使用につい
てのものだが、懸垂カルボン酸基をもつ他のエチレンポリマーが簡略化の目的で
用いる頭文字[cAJ K含まれることを理解されたい。エチレン以外のオレフ
ィンコポリマーも用い5るがここでは好ましいECAポリマーについて述べる。
方法の概要
次の代表的方法1−Vの概要は酸基と試薬とのその場の反応を含む本発明方法の
一般化した態様を示している。
L アンモニア水中でECAの分散体をつくる:これは−COOH基の少なくと
も実質的部分を分散体生成の助けをするアンモニア塩形−COONH4に変換す
る。
2 必要なら水性分散体を稀釈して、基材に付与したとき予め定めた量のポリマ
ーがその上及びその中に残るように計算されたポリマー景を与える濃度とする。
λ 基材(繊維、布帛、糸、ウェブ、不織布等)を水性分散体につけてパッダー
その他の適当な手段を用いて余分の分散体を除く。
屯 基材をその材料に悪影響を与えない温度で乾燥する。
ポリマー及び/又は基材の融点が異常に高くないとした場合20〜100℃の範
囲の乾燥温度が通常適当である。
この乾燥で通常水とすべてではないが大半のアンモニア基を除き、かくしてカル
ボキシル基を酸形−COOHで残す。
五 基材を(浸漬又はスプレー等により)アルカリ金属水酸化物(NaOH等)
の補水溶液で処理し、布帛又は繊維なパンダーを通す等により過−jの溶液を除
く。これKよりカルボキシル基の少な(とも実質的部分をアルカリ金属塩形、た
とえば−〇〇〇Naに変換する。
α 基材を(浸漬又はスプレー等により)錯体化試薬の槽水浴液で処理し、カル
ボキシル基上のアルカリ金属カテオ/の少なくとも実質的部分を、イオン交換で
、錯体化試薬によって供給されたカチオ/で置換する。錯体化試薬によって供給
されるカチオンは少な(とも二価の金属カチオン、又はカチオン性アミン又はア
ミノ基又は第4級アンモニウム基でありうる。
7 基材を水ですすぎ水溶液中の過剰のイオンを除き、次いで布帛又は繊維上に
付着したポリマーの微孔性(もしあれば)を減少するに必要な温度で布帛又は繊
維を「キュア」する。ここで「キュア」とは繊維質基材にイオノマーが接着する
のを促進するに適する熱履歴に基材をさらすことをいう。
方法■
1、 アルカリ金属水酸化物溶液又はアルカリ金属水酸化物とアンモニア溶成と
の混合物にECAを分散させた分散体をつくる。この分散体を#終処理した基材
中に所定量のポリマーが残るようなIIk度に稀釈する。
2 基材を分散体中に浸漬し、次いでパディング等によって過剰の分散体を除く
;二重含浸/二重パディング技術を用いると分散体のより均一なコーティングが
得られる。
λ 基材を乾燥する。
4 基材をスチーム処理してポリマ一層を膨潤させる。
五 基材を稀試薬金属イオン溶液又はカチオン性アミン(又はアミノ)溶液(金
属イオンは少なくとも二価をもつ)又は第4級アンモニウム塩溶液に浸漬する。
& 基材をすすぎ、乾燥し、基材上に形成したポリマーフィルムの微孔性(もし
あれば)を減少するに必要な温度でキュアする。
方法■
LECAと、金属水酸化物又はカチオン性アミン又はアミノ化合物、又は第4級
アミンをアンモニア及び水にとかしたような選択された水性試薬との分散体をつ
くる。
選択された金属水酸化物としては水酸化亜鉛や水酸化第1銅又はアンモニアの存
在下にECAと安定な分散体をつくる他の水酸化物がある。処理した基材中及び
上に所定量のポリマーが残るような濃度に分散体を稀釈する。
2 基材を分散体中に浸漬し、次いで方法■におけると同様パディング等により
過剰の分散体を除く。
3、基材を乾燥し、ポリマー構造をこわしたり、たとえば亜鉛と亜鉛アミン錯体
カチオンのその近くのカルボン酸基へのイオン結合の促進−?微孔性の減少等に
よって、個々の繊維上のフィルムインテグリテイを改良するに必要な@度でキュ
アする。
方法■
1、水性アンモニアECA分散体(好ましくは眩の少な(とも実質的部分がアン
モニア塩形である)をつくる。
2 基材を分散体に&潰し、方法■におけると同様に過東の分散体を除去する。
λ 基材を、好ましくは二重浸漬、二重パディング技術を用いて、第4級アミン
又は第3級アミンの水浴液につける。
4、基材を乾燥し、ポリマー構造をこわしたり、たとえば亜鉛と亜鉛アミン錯体
カチオンのその近くのカルボン酸基へのイオン結合の促進や微孔性の減少等によ
って、個々の繊維上のフィルムインテグリテイを改良するに必要な温度でキュア
する。
L 試薬を基材に加える。
2 任意の第2工程は工程1で処理した基材の乾燥及びキュアを含む。これは基
材表面上に試薬の濃縮フィルムを残すよう#!媒を蒸発するためのものであるま
た、特に合成物の場合には、試薬と基材物質との相互作用及び部分溶解を、乾燥
完了後に軟化点近(の温度に加熱しその温度を数分間維持することによって、行
な5ことができる。
l ECA分散体を基材に加え、試薬との反応を行なってECAを基材に被膜
し、ECAを非分散性とする。
4、基材を、好ましくは二京反漬、二重パディング技術を用いて第4級アミン又
は第3級アミンの水浴液に浸漬する。これはポリマー被膜中のカルボン酸基の多
くと反応してより高い架橋度と望まれる場合にはvl膜へのより大きな試薬官能
性を与える。布地基材に試薬官能性が所望の特性を付与する例は試薬が第4Mア
ミンの場合である。分散体被膜の外層と反応した追加の第4級アミンが親水性と
苛性臀性な布帛に与えることにより、その吸湿性、吸水性及び染色性が向上する
。
i こうしてつくった複合体を、好ましくは超外界(5uper ambien
t )温度で、乾燥して架橋したポリマー被膜をつくりポリマーの微孔性を減少
させる。
次の例は本発明のい(つかの態様を例証するものであり、本発明はそれらによっ
て制限されるものではない。
例1
エチレン/アクリル緻うンダム共1合体(AA20%。
MFR300)255重量の水酸化ナトリウム水浴成分散体(即ちNa+イオノ
マー形)を水で残層1%に稀釈する。(A) l OO%続シート、(B) 1
00チ綿タオル、(C)50150ポリ工ステル/Mシート及び70/30ポリ
エステル/綿タオルの布帛サンプルを上記分散体中につけ、次いでパディングに
より過剰の液体を除く。パンダーの軟り圧力を分散体から約45N量−ゲイン(
湿潤ピックアップ)を与えるよう調節する。次の実験では荷に断わらない限り成
分用の溶媒又はキャリヤーは水である。湿った布帛を次に以下に示す棟々の方法
で処理し、結果を表1に示す。
布帛を風乾し、次いで塩化アルミニウムの2ムtチ溶液につける。次いでこのよ
うに処理した布帛をオーブンで乾燥し水ですすぐ。この処理した布帛を洗剤で洗
い、すすぎ、乾燥し、テストする。
実験2
布帛を風乾し次いで3/1モル比の塩化マグネシウム/塩化アルミニウムの2m
tチ溶液につける。この処理した布帛をオーブンで乾床し水ですすぐ。この処理
した布帛を洗剤で抗い、すすぎ、乾燥し、テストする。
実験3
布帛をオーブンで乾燥し、次いで0.5重量%水歌化ナトリウム溶液に室温でつ
ける。この処理した布帛を水ですすぐ。次いでこの処理した布帛を2重量%塩化
アルミニウム溶液につけ、80℃でオープン乾燥す、この処理した布帛を洗剤で
洗い、すすぎ、乾燥し、テストする。
実験4
布帛をオーブン乾燥し、次いで0.5%水酸化ナトリウム溶液に室温でつける。
処理した布帛を次いで水ですすぐ。処理した願出を次に371のモル比の塩化マ
グネシウム/fX化アルミニウムの2重量%浴液につける。処理した布帛を次い
でオープン乾燥し、水ですすぐ。処理した布帛を洗剤で抗い、すすぎ、乾探し、
テストする。
分散体をチオシアノゲy化した1li−t%の分散体にかえて布帛処理をより親
水性にする。布帛をこの分散体につけた後、オープン乾燥し、久にα51Ef%
水は化ナトリウム溶液に室温でつける。処理した布帛を次いで水ですすぐ。処理
した布帛を次いで2重量−の塩化アルミニウム浴液につけ、80℃でオープン乾
燥する。処理した布帛を洗剤溶液で況い、すすぎ、乾燥し、テストする。
冥練6
EAA分散体を再びチオシアノゲン化したl重量−の分散体にかえて布帛処理を
より親水性にする。この151t後亜吊なオープン乾燥しα5皿f%水酸化すl
−1jウム溶液に室温でつける。処理した布帛を次いで水ですすぐ。
処理した布帛を次いでモル比3/1の塩化マグネシウム/塙化アルミニウムの2
li%溶液につける。処理した布帛を次いでオープン乾燥し、水ですすぐ。この
布帛を洗剤溶液で洗い、すすぎ、乾燥シ2、テストする。
実験7
FAA分散体をチオシアノゲン化したx、szi%の分散体にかえて布帛処理を
より親水性にする。この浸漬後布帛をオープン乾燥し0.5重量チ水酸化ナトリ
ウム浴辰に室温でつける。処理した布量を次いで水ですすぐ。処理した布帛を次
いでジデシルジメチルアンモニウムクロリド(第4敏アミン)の1li%溶液に
つける。処理した布帛を次いでオープン乾燥し、水ですすぐ。この布帛を洗剤溶
液で仇い、すすぎ、乾燥し、テストする。
実線8
L5東破チのチオシアノゲン化EAA分散体を用いる。
この浸漬の後、布帛をオープン乾燥し、次いで0.5%水水化化ナトリウム溶液
室温でつける。処理した布帛を次いで水ですすぐ。処理した布帛を次に371の
モル比のffl化マグネシウム/塩化アルミニウムの2!itチ溶液につける。
処理した布帛を次いでオープン乾燥し、水ですすぐ。処理した布帛を洗剤で況い
、すすぎ、乾燥し、テストする。
爽雇9
11Lf%のチオシアノゲン化FAA分散体を用いる。
この浸漬の後、直接、布帛を塩化アルミニウムの2重責qb溶液につけ、次いで
すすぐ。この布帛をオープン乾燥し、洗剤溶液で洗い、すすぎ、乾燥し、テスト
する。
実験10
1重量%のチオシアノゲン化EAA分散体を用いる。
この浸漬の後、直接、布帛をモル比3/1の塩化iグネシウム/塩化アルミニウ
ムの2重量%溶液につけ、次いですすぐ。この布帛をオープン乾燥し、洗剤溶液
で洗い、すすぎ、乾燥し、テストする。
実験11
11jt%のテオシアノゲン化FAA分散体を用いる。
この浸漬の後、直接、布帛を1菫量チのジデシルジメチルアンモニウムクロリド
溶液につける。この布帛をオープン乾燥し、洗剤溶液で洗い、すすぎ、乾燥し、
テストする。
次表!では破壊強度をグラブ/ブレーキ法を用いasTM D=4687シKm
つ’ff:lbs、T 1.1定する。摩耗抵抗はASTMD−1175(スト
−417レンクス法)忙従ってワープアンドフィリング(グプ七3.:y)で測
定する。、1表■の未処理サンプルは比較のためのものであり本発明の実施例で
はない。
表1
3 A 51 34 1218 572 C784858241849
4A 77 41 1036 879 c roo 62 414337
579 B 42 31 292 255 D 9343 4291
48810 B 70 51 806 201 D 10747 3
556316311 B 73 38 1681 762 D 107
45 6861 864桓12
エチレン/アクリル11%!之ングム共カ合体(AA20%9MFR300)2
53輌−〇”7 :/−C:ニア水沁液分散体(即チNH; m体形) ’4を
水テW6釈1.、L3mN−111%、ZOOit−及び27fli;、tチの
3つの異なる濃度にする。4゜z、/yd”の100%続シーツの布帛サンプル
を上記分散体中に−クけ、次いでパディングにより過刺の液体を除(。
パッダーの級り圧力を分散体から約75重量%ゲイン(湿潤ピックアップ)を与
えるよ5調節する。サンプルを2重浸漬と2重ニップ法に供して処理均一化を図
る。
この湿ったサンプルを付与される物性のちがいをしらべるため異なる4級アミン
でそれぞれ処理する。この布帛サンプルを風乾し、3制空気対流オーブン中で1
05℃で15分キュアする。この処理した布吊す/プルをDサイクルと0WF0
.5%(布帛1景に対し) (Tide 等の市販のホスフェート系洗剤を用
いて)を用いてシェアーメモデル2000洗瘤機中で洗う。布帛サンプルを次い
でケンモア乾燥機中で回転乾燥させる。サンプルA5はポリマーなし添加4級化
物(quat )なしオーブン加熱なしの対照例である。
次表■では破壊張度をグラブ/ブレーキ法を用いASTMD−1683に従って
lbs、で測定する。摩耗抵抗はASTM、D−1175(ストールフレック
ス法)に従ってワープアンドフィリング(タテとヨコ)で測定する。
用いた3種の第4に&アミンは(1)ジメテルジ7アテイー77モニウAりCl
!J )”% (2)ステアリルジメチルベンジルアンモ二ウムクロリド、
及び(3)ジメチルジデシルアンモニウムクロリドである。各4軟化物圃度は2
チである。
例3
エチレン/アクリル酸ランダム共重合体(A*20%。
MFR15)10重量−のアンモニア水浴液分散体(即ちNH49体形)を水で
稀釈し、α67重量%、L33夏量チ及びzo ox量−の3つの異なる#度に
する。4゜z−/yd”の10018シーツの布帛サンプルを上記分散体中につ
け、次いでパディングにより過剰の液体を除く。
パンダーの殺り圧力を分散体から約75重tSゲイン(湿潤ピックアップ)を与
えるよう調節する。1つのサンプルは20重を一〇II[に稀釈したアンモニア
水溶液中のエチレン/アクリルI&ランダムコポリ1−(AA20チ、MFR3
00)(即ちNH4錯体形)を用いてつくる。分散体で湿ったサンプルをジメチ
ルジデシルアンモニウムクロリドで更に処理する。この布帛サンプルを風乾し、
預制空気対流オーブン中で105℃で15分キュアする。この処理した布帛サン
プルをDサイクルと0WF0.5%(布帛重量に対し) (Tide 等の市
販のホスフェート系洗剤を用いて)を用いてシエアーズモテル2000洗省機中
で洗う。布帛サンプルを次いでケンモア乾燥機中で回転乾燥させる。未処理の4
Qz、/平方ヤードの100%綿シーツの対照サンプルを処理したサンプルと同
様に洗い乾燥し相対的な物性を調べ表mに示す。
次衣用では破壊頻度をグラブ/ブレーキ法を用いASTM D−16821C従
ってlbs、で測定する。Ja耗低抵抗ASTMD−1175(ストールフレッ
クス法)に従ってワープアンドフィリング(タテとヨコ)で測定する。引裂強度
はエルメンドル7ベンジユラン法を用いてASTM 1424に従ってlbs、
で測定する。寸法安定性は処理の前と後の布帛サンプルの物性を測定しAAT(
χテスト法135−1978を用いて前後の寸法を比較して測定する。
表1
ポリマー分子量
Gl 15 0.67 0.5 745 60 72675838G2
15 1.33% 1 723 [569585262G3 15 2
.0% L5 78 643 10101 8295対照1 300 10%
1.5 70 58 8580 6541対照2 なし N、A、
N、A、 78 59 646 519表1it(続き)
Gl −−−24)6 L65 &875 &75 139178G2 −
−− L99 L698475 &8125 L39 ZO8G3 4762
39181.991.71 &9375 &8i250.69108対照1 1
038 795別41.63 −− −− −− −一対照2 −− −
− ZOI 1.648B125&31252087.64例4
エチレン/アクリル酸ランダム共重合体(AA20チ。
MFR300)10]11量チのアンモニア水溶液分散体(即ちNH7錯体形)
を、NH4OHで錯体化した可溶性酸化亜鉛を、コポリマーを加熱乾燥して水と
アンモニアを除去したときコポリマー中のカルボン酸官能性の85チを中和する
に足る該教化亜鉛錯体のモル量用いることによって、つ(る。最初の分散体から
α75重it%、1.5重量%及び2−25東i%の3つの異なる水性稀釈物を
つくる。40 z、/yd”の100%綿シーツの布帛サンプルを上記分散体中
につけ、次いでパディングによr)過剰の液体を除く。パンダーの絞り圧力を分
散体から約1001葉チゲイン(湿潤ピックアップ)を与えるよう調節する。こ
の布帛サンプルを風乾し、預制空気対流オーブン中で105℃で15分キュアす
る。この処理した布帛サンプルなりサイクルとOWFα5%(布帛重量に対し)
(Tide 等の市販のホスフェート系洗剤を用いて)を用いてシュア−メモ
デル2000洗擢機中で洗う。布帛サンプルを次いでクンモア乾燥機中で回転乾
燥させる。
次表■では破壊強度をグラブ/ブレーキ法を用いASTMD−1682に従って
lbs、で測定する。Jlk粍抵抗はASTMD−1175(ストールフレック
ス法)に従ってワープ7ンドフイリング(タテとヨコ)で測定する。引裂強度は
エルメンドルフベンジ;L27法を用いてASTM1424に従ってlbs、で
測定する。
表■
AI 225 87 1.96 77 64 1628852 遥274A2
L5 94 1.41 76 62 941 6693.061.98A
3 α75 95 0.71 ?8 69 870 7171.77 12
2A” Ncce N、A、 −7859612449Z81 164A”
は未処理対照であり、本発明の実施例ではない。
例5
異なる組成の5枚の布帛サンプルを処理とIv価のために選ぶ。石高サンプルの
内容は次のとおりである。A−セルローストリアセテートフィラメントシャ・−
クスキ〉〆。
テスト布帛スタイル115;D−ダクロンタイプ54゜テスト布帛スタイル76
7、P−スパンポリプロピレン6テスト布帛スタイル976、及びN−スパンナ
イロン6.6デユポンタイプ200.テスト布帛スタイル361゜これらサンプ
ルの各々を1重責チの第41I&アミン沼液につけた。この第4耐アミンは布基
材の広いスペクトルに対する適合性。これら基材をカチオン性にし水性系により
湿潤しやすい能力から選択した。この処理用に選択1゜た第4級アミンはポリオ
キシエチレンタローアンモ=7ムクロリドである。布帛サンプルを次いで二重浸
漬、二重ニップ法で湿潤ピックアップ5oまでパッドする。次いで各サンプルを
風乾し表■に示す温度と間隔でキュアする。次いで各サンプルをエチレン/アク
リル酸ランダム共重合体(AA20チ、MFR300)の21量−のアンモニア
水浴液分散体(即ちNH;N体形)Kつける。
役槓後、各サンプルを分散体の湿潤ピッ、クアップ5oまでパッドする。分散体
で湿っている各サンプルをジデシルジメチルアンモニウムクロリドの1基量チ水
溶液につけ、2回浸漬とパテソングを行ない湿陶ピックアップ50重量−にする
。サンプルを乾燥し次いで強制空気対流オープン中で105℃で15分キュアす
る。サンプルをホスフェート系洗剤を用いてDサイクルと0WFO35%(布帛
電量に対し)を用いてシェアーメモデル2000洗瘉機中で洗う。布帛サンプル
を次いでケンモア乾燥機中で回転乾燥させる。
次表■では湿濁性をAATCCテスト法79−1979に従って1つの水滴が布
帛忙完全KI&収される間隔な計ることによって測定する。静電防止特性はエレ
ク1oテツクシステムズモデル406C装置と7エデラステスFスタンダード4
046・lを用いて麹J定する。この方法はバリヤー包装フィルム用に開発され
たものだが、今日では施々の材料やサンプル構造物用に用いられている。
布帛サンプルの各々な台系について工業的に受入れられている染色法を用いて3
つの染料系の各々で染色した。
用いた3つの染料はCI(カラーインデックス)ダイレクトブルーm80.CI
アシドvyドNai、14.CI反応性ブルー階7である。
手続補正書C方式)
平成3年5月23日
特許庁長官 植 松 敏 殴
1、事件の表示
2、発明の名称
繊維または布帛処理用ポリマー塩錯体
3補正をする者
事件との関係 特許出願人
名称 ザ ダウ ケミカル カンパニー明細書、請求の範囲の翻訳文及び代理
権を証明する書面7補正の内容
国際調査報告
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.(I)繊維状物穴、又は該繊維状物質からつくられた紙,ウエブ又は布帛か らなる基材に、(A)懸垂酸基をもつ通常固体のポリマーの液体キャリヤーに分 散させた分散状物、及び(B)該分散ポリマーと反応して該ポリマーを非分散性 にする試薬を付与し、該基材上でその場て該試薬と酸基とな反応させ、そして (II)該繊維状物質を乾燥して該液体キャリヤーを除去する諸工程を有するこ とを特徴とする繊維状物質、又は該繊維状物質からつくられた紙,ウエブ又は布 帛からなる基材の変性方法。 2.該試薬が(3)少なくとも二価の金属カチオンを与える金属化合物、(b) 第3級アミン又はその塩、(c)第4級アンモニウム塩、(d)第1級アミン又 はその塩、(e)第2級アミン又はその塩、及び(f)ポリアミン又はその塩か らなる群から選ばれた少なくとも1つである請求項1記載の方法。 3.分散性ポリマーが懸垂カルボキシル基をもつオレフインポリマーからなる請 求項1記載の方法。 4.該オレフインポリマー上の酸基が不飽和カルボン酸コモノマーの懸垂基てあ り、該懸垂基が該ポリマーの2〜45重量%からなる請求項3記載の方法。 5.該オレフインポリマー上の酸基が不飽和カルボン酸コモノマーの懸垂基であ り、該懸垂基が該ポリマーの4〜45重量%からなる請求項3記載の方法。 6.該オレフインポリマー上の酸基が不飽和カルボン酸コモノマーの懸垂基であ り、該懸垂基が該ポリマーの6〜25重量%からなる請求項3記載の方法。 7.該基材が綿繊維からなる請求項1記載の方法。 8.該基材が繊維からなる編物,織物又は不織布のいづれかてある布帛からなる 請求項1記載の方法る9.該基材が繊維からなる紙からなる請求項1記載の方法 。 10.該基材が繊維からなるウエブからなる請求項1記載の方法。 11.該試薬が少なくとも二価をもつ金属カチオンを与える金属化合物からなる 請求項1記載の方法。 12.該試薬が第3級アミン又はそり塩,第4級アミン又はその塩,ポリアミン 又はその塩,又は第4級アンモニウム塩からなる請求項1記載の方法。 13.該試薬が第1級アミン又はその塩,又は第2級アミン又はその塩からなる 請求項1記載の方法。 14.該酸基がアクリル酸,メタクリル酸,クロトン酸,イタコン酸,又はマレ イン酸によって与えられている請求項1記載の方法。 15.該酸基がアクリル酸又はメタクリル酸によって与えられている請求項1記 載の方法。 16.該酸基がアクリル酸によって与えられている請求項1記載の方法。 17.該分散性ポリマーが共重合したエチレン及びアクリル酸からなる請求項1 記載の方法。 18.該分散性ポリマーがエチレンとアクリル酸又はエチレンとメタクリル酸の 均質て均一なランダムコポリマーからなる請求項1記載の方法。 19.該分散性ポリマーが塩の形である請求項1記載の方法。 20.該分散性ポリマーがナトリウム塩又はカリウム塩の形である請求項1記載 の方法。 21.(a)少なくとも二価の金属カチオンを与える化合物、(b)第3級アミ ン又はその塩、(c)第4級アンモニウム塩、(d)第1級アミン又はそり塩、 (c)第2級アミン又はその塩、及び(f)ポリアミン又はそり塩からなる群が ら選ばれた少なくとも1の試薬と錯体を形成している懸垂カルボン酸基をもつオ レフインポリマーを塗布又は含浸した天然又は合成繊維、又は該繊維からつくら れた布帛,紙,ニット又はウエブからなる基材からなることを特徴とする物品。
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