ポリエステル系処理剤及び該処理剤で処理された被処理品
【課題】 従来から知られているポリエステル、ポリエーテルブロック共重合体の帯電防止剤の耐洗濯性等の耐久性を向上する。
【解決手段】 酸成分としてテレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族２塩基酸、グリコール成分としてエチレングリコールからなるポリエステルと片末端が炭素数１〜５のアルキル基で置換されたポリエチレングリコールとのブロック共重合体であって、分子量が５，０００〜１５，０００、結晶融点が５０℃〜９０℃の高分子を主体とする高分子処理剤を用いる。
【解決手段】 酸成分としてテレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族２塩基酸、グリコール成分としてエチレングリコールからなるポリエステルと片末端が炭素数１〜５のアルキル基で置換されたポリエチレングリコールとのブロック共重合体であって、分子量が５，０００〜１５，０００、結晶融点が５０℃〜９０℃の高分子を主体とする高分子処理剤を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてポリエステルのような合成繊維、フィルム等に耐久性のある帯電防止性、吸収性、再汚染防止性、汚れ防止性、等を与えるポリエステル系処理剤及び該処理剤で処理された被処理品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から芳香族ポリエステルとポリアルキレングリコールとのブロック共重合体を用いた帯電防止剤、特にポリエステル系合成繊維を主体とする繊維製品用の帯電防止剤は知られており、帯電防止性の向上に効果を挙げている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【０００３】
【特許文献１】 特公昭４６−１３１９７号公報
【特許文献２】 特公昭５３−４６９６０号公報
【特許文献３】 特開２００２−２１２２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記各特許文献１〜３に記載のポリエステル処理剤は水分散液としてポリエステル系合成繊維製品を処理するものであるが、耐洗濯性等の耐久性が不足しているのが難点である。
本発明は、上記処理剤の耐洗濯性の向上はもちろん、フィルム、シートにも耐久性のある吸収性、再汚染防止性、汚れ防止性をも付与することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
即ち、本発明は、酸成分としてテレフタル酸、もしくはテレフタル酸とイソフタル酸、またはスルホインフタル酸、グリコール成分としてエチレングリコールからなるポリエステルと片末端が炭素数１〜５のアルキル基で置換されたポリエチレングリコールとのブロック共重合体であって、分子量が５，０００〜１５，０００、結晶融点（差動走査熱量計で測定して、セカンドスキャンの吸熱ピークを融点とする）が５０℃〜９０℃のものを主体とするポリエステル−ポリエチレングリコール系ブロック共重合体を処理剤として使用することによって耐久性のある帯電防止性等を付与するものである。上記酸成分における、イソフタル酸および（または）スルホイソフタル酸の使用量は、テレフタル酸を含む全酸成分重量に対して５〜１０重量％程度使用することが好ましい。
【０００６】
処理剤の分子量が５，０００以下になると繊維製品等の被処理品に処理剤を付着することはできるが付着力が弱く、耐久性が劣る。また分子量が１５，０００以上になると水分散性が悪くなって、これを分散させるために多量の界面活性剤を必要とし、水分散物の放置安定性も悪く、容易にゲル化する欠点がある。また界面活性剤の大量使用によってポリエステル系加工剤と繊維等との接着性が阻害され、耐洗濯性等の耐久性が低下する。
【０００７】
また、処理剤の結晶融点を５０℃〜９０℃に調整することによって、処理剤の有効成分が繊維等の被処理品に吸着され、ヒートセットされることにより、この有効性分と被処理品とが融合し、接着性が向上して耐洗濯性等の耐久性が増加する。
結晶融点が低いと、分子量の場合と同様に処理剤と被処理品との接着性が弱く、耐洗濯性等の耐久性が劣る。また結晶融点が９０°以上を示す結晶性の重合体では、水への分散が悪くなって、多量の界面活性剤を使用することになり、前述したように繊維等の被処理品への接着が悪くなり、耐洗濯性等の耐久性が低下する。
【０００８】
本発明の処理剤は、片末端が炭素数１〜５のアルキル基で置換されているポリエチレングリコールを使用するものであるから、当然に少なくとも一方の末端、もしくは両末端が上記アルキル基で封鎖されたポリエステル−ポリエーテルブロック共重合体を主体とするポリマーである。
【０００９】
従来のこの種の処理剤は芳香族ポリエステルのモル数が、ポリエチレングリコールのモル数よりも大きいブロック共重合体を使用していたため、末端に芳香族基を有するものが多かった。
本発明の処理剤は、末端にアルキル基が結合したポリエチレングリコールとポリエステルとのモル比が１：１．５以上となるために、従来の処理剤とは異なる。
【００１０】
ポリエチレングリコールの末端に結合したアルキル基の炭素数は１〜５の低分子のものであるが、特にメチル基、エチル基が好ましい。上記末端アルキル基置換ポリエチレングリコールは全置換ポリエチレングリコールの８０重量％以上を占めることが必要である。他の末端基としては長鎖脂肪族アルキル基、芳香族アルキル基、脂環基、複素環基などがあげられるが、その使用量はポリエチレングリコール中、２０重量％未満であることが必要である。
【００１１】
本発明の処理剤は、必要に応じて乳化剤を加えて水中で攪拌し、通常４〜１５重量％の水分散液に調整して使用する。実際の加工では、この処理剤を被処理品に対して５〜１５重量％になるように適用する。被処理品はその後、結晶融点以上の温度で熱処理するのが好ましい。
【００１２】
本発明の処理剤を適用する被処理品としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなプラスチック製品、特に、ポリエステルを主体とする繊維製品、フィルム、シートが含まれ、その中でもポリエステル繊維を主体とする繊維製品が好ましい。
【００１３】
本発明のポリエステル−ポリエーテルブロック共重合体は、従来のものよりも水分散性が良好であり、分散に際して多量の界面活性剤を使用する必要がないため、界面活性剤による耐洗濯性等の耐久性の低下が防止できる。
【００１４】
また、このブロック共重合体は被処理品への吸尽加工中の加湿状態での曇点現象が起こらず、分子状分散の状態で被処理物に吸着される。その結果、繊維上に均一に有効成分が吸着でき、ナノオーダーの分子状吸着が可能となり、有効成分との融合、特に被処理品がポリエステルの場合には両者の共晶化が理想的に起こり、その皮膜は耐洗濯性等の耐久性に大きく影響を与える良好な接着性を示し、いわゆるナノミクロンオーダーの加工が達成される。
【実施例】
【００１５】
次に実施例について、本発明を説明するが、実施例中の各種特性の測定は次表の方法で行った。
【ポリエステル−ポリエーテルブロック共重合体の製造例】
【００１６】
テレフタル酸、イソフタル酸、スルホイソフタル酸、片末端を置換基で置換したポリエチレングリコールとを重合後第２表の成分比率になるように混合し、触媒を少量添加して、常圧で１９０℃、１８０分間反応させてほぼ理論量のメタノールを留去して、エステル交換反応を完了させた。次いで、これに少量の触媒を添加して、これを５ｍｍＨｇの減圧下で２６０℃、２０分間、更に０．１ｍｍＨｇで３０分間反応させて共重合体を得た。第２表に重合体の成分重量比率と特性を示した。
【実施例１】
【００１７】
第２表の実施例１の欄における成分比率の共重合体を水中に分散させ、約１０重量％の水分散液を得た。
次にポリエステルタフタ布を上記に示した１０％の水分散液をタフタ重量の７％になるように採取して、生地と処理液の比（以下浴比と略す）１：３０に調整して、処理浴を調製した。処理温度下では処理液は無色透明であり、処理成分は完全に液中で分散されていた。ポリエステルとポリエチレングリコールとの共重合体の分散液で一般に見られるような処理温度での曇点現象は認められず、成分の液中での凝集は観察されなかった。加工剤のポリエステル繊維への吸尽後は常法にしたがって還元洗浄処理をおこない、その後１８０℃、１分間の加熱処理をした。
この蓄電防止加工布の摩擦帯電圧と水浸透性は第３表に示すように洗濯前、洗濯２０分後ともに良好な結果を示した。
なお、本実施例の加工布、及び後述する比較例１の加工布との摩擦帯電圧及び水浸透性の結果は第３表のとおりである。
【実施例２】
【００１８】
第２表の実施例２の欄に示したようにメチルテレフタレートと、メチルイソテレフタレートと、エチレングリコールと分子量２５００の片末端にメチル基を有するポリエチレングリコールとが重合後夫々の残基が２００部、２０部、６０部、７２０部になるように混合し、その後は製造例に示したように重合反応をして、結晶性白色樹脂を得た。樹脂の融点は５２℃であった。この樹脂を２００℃で再溶融して４０℃の湯に溶融物を滴下して樹脂成分が１０％になるように分散液を得た。
この液を使用して、実施例１と同条件下でポリエステル加工糸織物を帯電防止加工をした。得られた加工織物の家庭洗濯２０回後の摩擦帯電圧は３５０ボルト、水浸透性は１秒以下であった。また加工布の人工汚れ液による再汚染防止性は糸加工布に比べはるかに良好であった。
【比較例１】
【００１９】
ジメチルテレフタレートとジメチルイソテレフタレートと、エチレングリコールと平均分子量３０００の片末端にフェニル基を有するポリエチレングリコールとが重合後それぞれの残基が１７０部、４０部、７１０部、４０部になるように混合し、触媒を少量添加して、実施例１と同じ条件で重合をした。
得られた樹脂はロウ石状の不透明な塊状の樹脂であった。その結晶融点は４０℃、平均分子量は７６０であった。実施例２ののようにこの樹脂を１５０℃で溶融して、湯中に滴下して乳白色の分散液を得た。この処理液を使用して、実施例１と同じ条件でタフタに処理した。７０℃付近から処理液は濁りを増して、曇点現象を起こした。
有効成分が繊維に吸尽された後は処理液が透明になった。加工されたタフタは有効成分が微粒子状のまま吸着されていることを示す。
加工布の摩擦帯電圧と水浸透性を測定した。実施例１の表に併せて第３表に示した。これから、この加工剤の性能、特に２０回洗濯後の性能は劣る結果を示す。
これは有効成分が吸尽浴中で、凝集して、分子の集合状態のまま繊維上に吸着されたために、その集合体が洗濯で脱落して、摩擦帯電圧が高くなり耐洗濯性が劣る結果となった。
【００２０】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてポリエステルのような合成繊維、フィルム等に耐久性のある帯電防止性、吸収性、再汚染防止性、汚れ防止性、等を与えるポリエステル系処理剤及び該処理剤で処理された被処理品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から芳香族ポリエステルとポリアルキレングリコールとのブロック共重合体を用いた帯電防止剤、特にポリエステル系合成繊維を主体とする繊維製品用の帯電防止剤は知られており、帯電防止性の向上に効果を挙げている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【０００３】
【特許文献１】 特公昭４６−１３１９７号公報
【特許文献２】 特公昭５３−４６９６０号公報
【特許文献３】 特開２００２−２１２２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記各特許文献１〜３に記載のポリエステル処理剤は水分散液としてポリエステル系合成繊維製品を処理するものであるが、耐洗濯性等の耐久性が不足しているのが難点である。
本発明は、上記処理剤の耐洗濯性の向上はもちろん、フィルム、シートにも耐久性のある吸収性、再汚染防止性、汚れ防止性をも付与することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
即ち、本発明は、酸成分としてテレフタル酸、もしくはテレフタル酸とイソフタル酸、またはスルホインフタル酸、グリコール成分としてエチレングリコールからなるポリエステルと片末端が炭素数１〜５のアルキル基で置換されたポリエチレングリコールとのブロック共重合体であって、分子量が５，０００〜１５，０００、結晶融点（差動走査熱量計で測定して、セカンドスキャンの吸熱ピークを融点とする）が５０℃〜９０℃のものを主体とするポリエステル−ポリエチレングリコール系ブロック共重合体を処理剤として使用することによって耐久性のある帯電防止性等を付与するものである。上記酸成分における、イソフタル酸および（または）スルホイソフタル酸の使用量は、テレフタル酸を含む全酸成分重量に対して５〜１０重量％程度使用することが好ましい。
【０００６】
処理剤の分子量が５，０００以下になると繊維製品等の被処理品に処理剤を付着することはできるが付着力が弱く、耐久性が劣る。また分子量が１５，０００以上になると水分散性が悪くなって、これを分散させるために多量の界面活性剤を必要とし、水分散物の放置安定性も悪く、容易にゲル化する欠点がある。また界面活性剤の大量使用によってポリエステル系加工剤と繊維等との接着性が阻害され、耐洗濯性等の耐久性が低下する。
【０００７】
また、処理剤の結晶融点を５０℃〜９０℃に調整することによって、処理剤の有効成分が繊維等の被処理品に吸着され、ヒートセットされることにより、この有効性分と被処理品とが融合し、接着性が向上して耐洗濯性等の耐久性が増加する。
結晶融点が低いと、分子量の場合と同様に処理剤と被処理品との接着性が弱く、耐洗濯性等の耐久性が劣る。また結晶融点が９０°以上を示す結晶性の重合体では、水への分散が悪くなって、多量の界面活性剤を使用することになり、前述したように繊維等の被処理品への接着が悪くなり、耐洗濯性等の耐久性が低下する。
【０００８】
本発明の処理剤は、片末端が炭素数１〜５のアルキル基で置換されているポリエチレングリコールを使用するものであるから、当然に少なくとも一方の末端、もしくは両末端が上記アルキル基で封鎖されたポリエステル−ポリエーテルブロック共重合体を主体とするポリマーである。
【０００９】
従来のこの種の処理剤は芳香族ポリエステルのモル数が、ポリエチレングリコールのモル数よりも大きいブロック共重合体を使用していたため、末端に芳香族基を有するものが多かった。
本発明の処理剤は、末端にアルキル基が結合したポリエチレングリコールとポリエステルとのモル比が１：１．５以上となるために、従来の処理剤とは異なる。
【００１０】
ポリエチレングリコールの末端に結合したアルキル基の炭素数は１〜５の低分子のものであるが、特にメチル基、エチル基が好ましい。上記末端アルキル基置換ポリエチレングリコールは全置換ポリエチレングリコールの８０重量％以上を占めることが必要である。他の末端基としては長鎖脂肪族アルキル基、芳香族アルキル基、脂環基、複素環基などがあげられるが、その使用量はポリエチレングリコール中、２０重量％未満であることが必要である。
【００１１】
本発明の処理剤は、必要に応じて乳化剤を加えて水中で攪拌し、通常４〜１５重量％の水分散液に調整して使用する。実際の加工では、この処理剤を被処理品に対して５〜１５重量％になるように適用する。被処理品はその後、結晶融点以上の温度で熱処理するのが好ましい。
【００１２】
本発明の処理剤を適用する被処理品としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなプラスチック製品、特に、ポリエステルを主体とする繊維製品、フィルム、シートが含まれ、その中でもポリエステル繊維を主体とする繊維製品が好ましい。
【００１３】
本発明のポリエステル−ポリエーテルブロック共重合体は、従来のものよりも水分散性が良好であり、分散に際して多量の界面活性剤を使用する必要がないため、界面活性剤による耐洗濯性等の耐久性の低下が防止できる。
【００１４】
また、このブロック共重合体は被処理品への吸尽加工中の加湿状態での曇点現象が起こらず、分子状分散の状態で被処理物に吸着される。その結果、繊維上に均一に有効成分が吸着でき、ナノオーダーの分子状吸着が可能となり、有効成分との融合、特に被処理品がポリエステルの場合には両者の共晶化が理想的に起こり、その皮膜は耐洗濯性等の耐久性に大きく影響を与える良好な接着性を示し、いわゆるナノミクロンオーダーの加工が達成される。
【実施例】
【００１５】
次に実施例について、本発明を説明するが、実施例中の各種特性の測定は次表の方法で行った。
【ポリエステル−ポリエーテルブロック共重合体の製造例】
【００１６】
テレフタル酸、イソフタル酸、スルホイソフタル酸、片末端を置換基で置換したポリエチレングリコールとを重合後第２表の成分比率になるように混合し、触媒を少量添加して、常圧で１９０℃、１８０分間反応させてほぼ理論量のメタノールを留去して、エステル交換反応を完了させた。次いで、これに少量の触媒を添加して、これを５ｍｍＨｇの減圧下で２６０℃、２０分間、更に０．１ｍｍＨｇで３０分間反応させて共重合体を得た。第２表に重合体の成分重量比率と特性を示した。
【実施例１】
【００１７】
第２表の実施例１の欄における成分比率の共重合体を水中に分散させ、約１０重量％の水分散液を得た。
次にポリエステルタフタ布を上記に示した１０％の水分散液をタフタ重量の７％になるように採取して、生地と処理液の比（以下浴比と略す）１：３０に調整して、処理浴を調製した。処理温度下では処理液は無色透明であり、処理成分は完全に液中で分散されていた。ポリエステルとポリエチレングリコールとの共重合体の分散液で一般に見られるような処理温度での曇点現象は認められず、成分の液中での凝集は観察されなかった。加工剤のポリエステル繊維への吸尽後は常法にしたがって還元洗浄処理をおこない、その後１８０℃、１分間の加熱処理をした。
この蓄電防止加工布の摩擦帯電圧と水浸透性は第３表に示すように洗濯前、洗濯２０分後ともに良好な結果を示した。
なお、本実施例の加工布、及び後述する比較例１の加工布との摩擦帯電圧及び水浸透性の結果は第３表のとおりである。
【実施例２】
【００１８】
第２表の実施例２の欄に示したようにメチルテレフタレートと、メチルイソテレフタレートと、エチレングリコールと分子量２５００の片末端にメチル基を有するポリエチレングリコールとが重合後夫々の残基が２００部、２０部、６０部、７２０部になるように混合し、その後は製造例に示したように重合反応をして、結晶性白色樹脂を得た。樹脂の融点は５２℃であった。この樹脂を２００℃で再溶融して４０℃の湯に溶融物を滴下して樹脂成分が１０％になるように分散液を得た。
この液を使用して、実施例１と同条件下でポリエステル加工糸織物を帯電防止加工をした。得られた加工織物の家庭洗濯２０回後の摩擦帯電圧は３５０ボルト、水浸透性は１秒以下であった。また加工布の人工汚れ液による再汚染防止性は糸加工布に比べはるかに良好であった。
【比較例１】
【００１９】
ジメチルテレフタレートとジメチルイソテレフタレートと、エチレングリコールと平均分子量３０００の片末端にフェニル基を有するポリエチレングリコールとが重合後それぞれの残基が１７０部、４０部、７１０部、４０部になるように混合し、触媒を少量添加して、実施例１と同じ条件で重合をした。
得られた樹脂はロウ石状の不透明な塊状の樹脂であった。その結晶融点は４０℃、平均分子量は７６０であった。実施例２ののようにこの樹脂を１５０℃で溶融して、湯中に滴下して乳白色の分散液を得た。この処理液を使用して、実施例１と同じ条件でタフタに処理した。７０℃付近から処理液は濁りを増して、曇点現象を起こした。
有効成分が繊維に吸尽された後は処理液が透明になった。加工されたタフタは有効成分が微粒子状のまま吸着されていることを示す。
加工布の摩擦帯電圧と水浸透性を測定した。実施例１の表に併せて第３表に示した。これから、この加工剤の性能、特に２０回洗濯後の性能は劣る結果を示す。
これは有効成分が吸尽浴中で、凝集して、分子の集合状態のまま繊維上に吸着されたために、その集合体が洗濯で脱落して、摩擦帯電圧が高くなり耐洗濯性が劣る結果となった。
【００２０】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸成分としてテレフタル酸、もしくはテレフタル酸とイソフタル酸、またはスルホイソフタル酸、グリコール成分としてエチレングリコールからなるポリエステルと片末端が炭素数１〜５のアルキル基で置換されたポリエチレングリコールとのブロック共重合体であって、分子量が５０００〜１５０００、結晶融点（差動走査熱量計で測定して、セカンドスキャンの吸熱ピークを融点とする）が５０℃〜９０℃の高分子を主体とする高分子処理剤。
【請求項２】
片末端が炭素数１〜５のアルキル基で置換されたポリエチレングリコールが、片末端アルキル基置換ポリエチレングリコールの合計量に対して８０重量％以上である請求項１記載の高分子処理剤。
【請求項３】
請求項１または２に記載の高分子処理剤で処理された被処理品。
【請求項４】
被処理品がポリエステル繊維を主体とする繊維製品である請求項３記載の被処理品。
【請求項１】
酸成分としてテレフタル酸、もしくはテレフタル酸とイソフタル酸、またはスルホイソフタル酸、グリコール成分としてエチレングリコールからなるポリエステルと片末端が炭素数１〜５のアルキル基で置換されたポリエチレングリコールとのブロック共重合体であって、分子量が５０００〜１５０００、結晶融点（差動走査熱量計で測定して、セカンドスキャンの吸熱ピークを融点とする）が５０℃〜９０℃の高分子を主体とする高分子処理剤。
【請求項２】
片末端が炭素数１〜５のアルキル基で置換されたポリエチレングリコールが、片末端アルキル基置換ポリエチレングリコールの合計量に対して８０重量％以上である請求項１記載の高分子処理剤。
【請求項３】
請求項１または２に記載の高分子処理剤で処理された被処理品。
【請求項４】
被処理品がポリエステル繊維を主体とする繊維製品である請求項３記載の被処理品。
【公開番号】特開２００６−２９９４９４（Ｐ２００６−２９９４９４Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５３０５３（Ｐ２００５−１５３０５３）
【出願日】平成１７年４月２３日（２００５．４．２３）
【出願人】（３９７０７８２６２）東洋化学株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２３日（２００５．４．２３）
【出願人】（３９７０７８２６２）東洋化学株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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