機能性ポリエステル繊維の製造方法並びに機能性ポリエステル繊維を用いたポリエステル製品
【課題】ポリエステル繊維への反応基付加及びこの反応基と架橋剤との結合により、ポリエステル繊維への機能剤の結合を容易に実現させ、更に、ポリエステル繊維のもつ安定した状態を壊すことなく機能性の耐久性に優れたポリエステル繊維を実現し、生活資材、産業・工業資材など広い分野で活用することができる機能性ポリエステル繊維の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ポリエステル繊維に水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの反応基を付加し、この反応基を付加した前記ポリエステル繊維に前記反応基と反応する架橋剤を加え、この架橋剤と反応する機能剤を加える機能性ポリエステル繊維の製造方法。
【解決手段】ポリエステル繊維に水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの反応基を付加し、この反応基を付加した前記ポリエステル繊維に前記反応基と反応する架橋剤を加え、この架橋剤と反応する機能剤を加える機能性ポリエステル繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性、耐久性に優れたポリエステル繊維の製造方法並びにこの機能性、耐久性に優れたポリエステル繊維を用いたポリエステル製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリエステル繊維に機能性を付加する方法としては、機能剤をポリマーに添加して繊維化する練り込み方法と、バインダーと共に付着させる後加工法が用いられている。
【０００３】
しかし、前者の練り込み方法では、繊維の紡糸工程の高温（約３００℃）に絶えうる機能剤、且つ製造工程の阻害にならない粘度や分散性が求められ、機能剤の選択性や混入量に大きく制限され、更に特定の機能しか付加できず、その付加した機能性の効果も十分に発揮されていなかった。
【０００４】
一方、後者の後加工法は、機能剤をバインダーで固着させるため、生地風合いが硬くなってしまうという問題があり、この問題の改善策として、バインダーの量を少なくして風合いを維持しようとすると、このバインダーの量が少ないことによる機能剤の脱落が多発してしまうという欠点があった。
【０００５】
また、ポリエステル繊維は、衣料、産業用繊維にとどまらず、医療分野をはじめ幅広い分野に拡がっている。しかし、天然素材や再生繊維、セロロース系繊維と比較して繊維内部に水酸基、アミノ基、若しくはカルボキシル基などの活性な反応基を有さないため、種々の機能性を付加する際に機能の劣化や耐久性に問題があった。
【０００６】
この機能性付加の典型として、例えば、シリコーン系やフッ素系の撥水剤を、合成樹脂を用いて加工を施し、染色加工処理されたポリエステル繊維に疎水化を付加するものがある（特許文献１）。
【０００７】
このポリエステル繊維に疎水化を付加するため、例えば、複合、合成のコンプレックス技術は、帯電防止剤の付着量やイオン性バランス及び疎水性を付加するためのシリコーン系やフッ素系の撥水剤を、合成樹脂バインダーを用いて加工するものであるが、この技術は、高温条件下で行われ、更に、加工工程が複雑であるため、技術的にも非常に難しいとされている。
【０００８】
更に、これらの加工を実施し疎水化を実現させても、使用者からは充分に満足したとの評価は得られていないのが現状である。その理由としては、疎水化を付加するにあたり撥水剤の構成や塗布量のアップがなされているが、この機能剤の付加が合成樹脂によるポリエステル繊維表面への積層（ラミネート）や被膜（コーティング）のため、この繊維構造の粗硬化、強伸度の低下、着衣快適性の低さなど疎水性を付加されたポリエステル繊維の品質低下にある。
【０００９】
即ち、ポリエステル繊維は、本来、反応基を持たないことで安定状態にあるが、この安定状態にあるポリエステル繊維に機能性を付加することによって、ポリエステル繊維の安定構造を崩していることになる。
【００１０】
また、帯電防止と疎水性との複合、合成のコンプレックス技術においては、再現性が難しく加工に失敗すると復元できず、更に、有害な薬剤や合成樹脂の使用に起因する安全性にも問題があると言われている。
【００１１】
また、ウール，シルクなどの動物系繊維、綿、麻などのセルロース系繊維、レーヨン、テンセル、キュプラなどの更生繊維、或いはナイロン繊維などの有機繊維構造物に親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物を用いて二段階の熱処理加工を施して、この有機繊維構造物に疎水性機能を付加する製造方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９-１９３３号公報
【特許文献２】特開２００８-６３７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上記の有機繊維構造物の疎水化製造方法には、ポリエステル繊維が含まれていない。即ち、ポリエステル繊維は、架橋剤が反応すべく反応基を有しておらず、架橋反応が起こらないため、上記製造方法を用いて疎水化機能を付加することができないという問題があった。
【００１４】
更に、上記製造方法は、親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物の水溶液中に水系シリコーンソフナー、水系メラミン尿素誘導体、及び水系ウレタンから選ばれた少なくとも一種を含有させるのであり、このうち、水系メラミン尿素誘導体は毒性を有するものである。この毒性は人体への影響は非常に低く、また、環境リスクも低いものであるが、影響度が全く無いとは言えないので、このようなものは使用しないほうが望ましい。
【００１５】
そこで、本発明は、ポリエステル繊維に架橋剤と反応する反応基を安全で環境保護にも対応した製造方法を用いて付加することでポリエステル繊維と、架橋剤との結合を実現し、これによってポリエステル繊維に機能性を付加することを実現する。即ち、ポリエステル繊維への反応基付加及びこの反応基と架橋剤との結合により、ポリエステル繊維への機能剤の結合を容易に実現させ、更に、ポリエステル繊維のもつ安定した状態を壊すことなく機能性の耐久性に優れたポリエステル繊維を実現し、生活資材、産業・工業資材など広い分野で活用することができる機能性ポリエステル繊維の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１７】
ポリエステル繊維に水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの反応基を付加し、この反応基を付加した前記ポリエステル繊維に前記反応基と反応する架橋剤を加え、この架橋剤と反応する機能剤を加えることを特徴とする機能性ポリエステル繊維の製造方法に係るものである。
【００１８】
また、ヒドロキシル化合物、カルボン酸化合物、及びアミノ化合物からなる群より選択する少なくとも一つの化合物と、浸透剤とを用いて前記ポリエステル繊維に水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの前記反応基を付加することを特徴とする請求項１記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法に係るものである。
【００１９】
また、ポリエステル繊維にヒドロキシル化合物、カルボン酸化合物、及びアミノ化合物からなる群より選択する少なくとも一つの化合物と、浸透剤とを共存させ、浴中吸尽法を用いて第一次熱処理として８０℃〜１４０℃における熱処理を行い、続いて、架橋剤を加え、浴中吸尽法を用いて第二次熱処理として２０℃〜１３０℃における二段階の熱処理を行い、この第二次熱処理後に機能剤を付加することを特徴とする機能性ポリエステル繊維の製造方法に係るものである。
【００２０】
また、前記架橋剤は、親水性置換基を有する、下記構造式（１）で表される２，６−ジハロゲノ−４−Ｙ−１，３，５−トリアジン誘導体が付加されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法に係るものである。
【００２１】
【化１】
【００２２】
上記構造式（１）中、Ｘはハロゲン基、Ｙはスルホン基、カルボキシル基、水酸基、若しくはチオール基のいずれか、又はこれらの水素原子がアルカリ金属原子、若しくはアルカリ土類金属原子で置換されたものでもよい。
【００２３】
また、前記機能剤は、撥水性、撥油性、防汚性、抗菌性、消臭性、帯電防止性、保温性、吸発熱性、吸水性、若しくは難燃性の少なくともいずれかの効果を有するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法に係るものである。
【００２４】
また、請求項１〜５のいずれか１項に記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法で製造した機能性ポリエステル繊維を用いてなることを特徴とするスーツ地、シャツ地、ボトム、セーター、コートなど防寒衣、スキーウエア、ライフジャケット等のアウター類、靴下、ショーツ、ブラジャー等の下着類、水着類、傘、鞄、靴等の雑貨類、シーツ、テーブルクロス、シャワーカーテン、テント、セールクロス、各種カーシートのシート類、魚網、オイルフェンス等の資材類などのポリエステル製品に係るものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は上述のようにしたから、従来の機能性ポリエステル繊維のように、ポリエステル繊維表面への機能剤の積層や被膜形成ではなく、ポリエステル繊維自体の付加した反応基に架橋剤を共有結合し、この架橋剤と機能剤とが強固に結合するので、ポリエステル繊維構造の安定状態を崩さず、繊維構造の粗硬化や強伸度の低下が生じることによって着衣快適性を損ねてしまうといった品質低下を生じることがなくなる。
【００２６】
即ち、ポリエステル繊維同士の結び付きが解けず伸びたり縮んだりして形状が変化することがなく、更に、ポリエステル繊維自体が硬くなって着衣時にゴワゴワした感じがあったり、通気性が低下して着衣時に蒸れやすくなったりするなどの不具合を生じさせずに機能性の耐久性を向上させた実用性に優れたポリエステル繊維を容易に製造することができる機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【００２７】
更に、メラミンなどの毒性を有する有機化合物を用いないので、本発明を用いた製品を着用したり使用したりする人は勿論のこと、製造に携わる人にとっても安全なものであり、従って、環境への影響も全く問題ない安全性の高い機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【００２８】
しかも、本発明は、染色工場及び整理・仕上げ工場の現有設備、例えば、液流染色機、パディング染色機、ウィンス染色機などをそのまま活用でき、更にポリエステル繊維の染色前、染色後のいずれでも実施することができるため、新規設備導入が不要であるうえ、大幅な工程変更も不要なので、極めて容易に実現可能で経済性、実用性に優れた画期的な機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【００２９】
また、従来は制約が多かった衣料分野のみならず工業・産業資材の各種分野でポリエステル繊維の用途を拡大することができる。具体的には、一般的な衣類、帽子、防寒衣類、スキー衣類、カジュアル衣類、トレッキング衣類、ユニホーム類、介護用シーツ類、医療従事者用着衣類、調理師衣類、カバン、靴、手袋、テント、各種シート等の水・雨・水系液体から防御する用途、テーブルクロス等の水系汚れ防止用途、フィールドウェア、アスレチックウェア等の軽さが求められる用途、靴下、ショーツ、ガードル、スリップ、ブラジャー、パンティーストッキング、ボディースーツ、その他のランジェリー・ファンデーション等の下着用途などに使用することができるものとなる。
【００３０】
このように、技術的にもシンプルで、現有設備を用いて製造することが可能なため、実用的価値が高く、近年の地球規模クラスのエネルギー、環境問題にも充分対応できるものであり、産業界に大いに貢献することができる極めて実用性に優れた画期的な機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【００３１】
また、例えば、本発明に用いる機能剤において、撥水性の効果を有する機能剤を用いた場合は、従来の撥水機能の耐久性を大きく向上させた性能を付加させることができる実用性に優れた機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【００３２】
また、例えば、ポリエステル繊維生地への分散染料の乾式転写法と併用した場合は、従来法、例えば、練り込み方法や後加工法に比べ、風合い、耐久性、染色性が格段に向上することができる優れた機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００３４】
ポリエステル繊維に、親水性置換基を有する架橋剤、例えば、ジハロゲノトリアジン化合物を共有結合させるための反応基（水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基）を、例えば、ヒドロキシル化合物、カルボン酸化合物、若しくはアミノ化合物からなる群より選択する少なくとも一つの化合物と、浸透剤とを用いて反応させることでこのポリエステル繊維に付加したことによって、このポリエステル繊維に付加した反応基に対して前記架橋剤が共有結合することで、このポリエステル繊維に付加する。
【００３５】
このポリエステル繊維に付加した架橋剤と、種々の機能剤とが結合することで、ポリエステル繊維に機能剤が強固に結合し、機能性ポリエステル繊維の耐久性及び機能性の向上が実現できる。
【００３６】
即ち、従来の機能性付加、例えば、ポリエステル表面への機能剤のラミネートやコーティングと違い、ポリエステル繊維自体に反応基を結合させることで、機能剤をより強固に結合させる共有結合状態で結合することができるので、言い換えると、機能剤を無理やりポリエステル繊維に接着するような方法ではなく、ポリエステル繊維に付加した反応基と、機能剤とが化学的に反応して共有結合させる方法であり、従って、ポリエステル繊維自体が有する着衣快適性、即ち、着衣した際の柔らかさや通気性の良さを損なうことが無い画期的な機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【００３７】
具体的には、例えば、ポリエステル繊維を、ヒドロキシル化合物、カルボン酸化合物、アミノ化合物からなる群より選択された少なくとも一つの化合物と浸透剤との共存下で、第一次熱処理として、浴中吸尽法を用いて８０℃〜１４０℃の所定の温度に昇温して熱処理を行い、このポリエステル繊維に反応基（水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基）を付加する。
【００３８】
続いて、この反応基が付加したポリエステル繊維に、第二次熱処理として、浴中吸尽法を用いて２０℃〜１３０℃における二段階の熱処理、例えば、２０℃〜５０℃における所定温度での熱処理と、７０℃〜１３０℃における所定温度での熱処理の二段階の熱処理を行い、架橋剤、例えば、親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物を共有結合させる。
【００３９】
この第二次熱処理の後、即ち、架橋剤としての親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物が共有結合した状態のポリエステル繊維を乾燥することで、機能性を付与することができる状態のポリエステル繊維となり、このポリエステル繊維に、付与する機能性剤の加工方法に基づいて夫々の機能剤を付加することで、耐久性に優れた機能性を有するポリエステル繊維を製造することができることとなる。
【００４０】
また、本発明において、親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン系化合物としては、例えば、下記構造式(１)で表される２，６−ジハロゲノ−４−Ｙ−１，３，５−トリアジン誘導体が好ましい。
【００４１】
【化２】
【００４２】
上記構造式（１）中、Ｘはハロゲン基、Ｙはスルホン基、カルボキシル基、水酸基及びチオール基であり、その水素原子がアルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子で置換されてもよい。
【実施例】
【００４３】
本発明の具体的な実施例について説明する。
【００４４】
本実施例は、ヒドロキシル化合物、カルボン酸化合物、及びアミノ化合物からなる群より選択する少なくとも一つの化合物と、浸透剤とを用いて、ポリエステル繊維に水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの反応基を付加し、この反応基を付加したポリエステル繊維に、この反応基と反応する架橋剤を加えて、この架橋剤をポリエステル繊維と結合させ、このポリエステル繊維と結合した架橋剤に反応する機能剤を加えることを特徴とする機能性ポリエステル繊維の製造方法である。
【００４５】
また、本実施例においては、上記のポリエステル繊維に反応基を付加する際、及びこのポリエステル繊維に付加した反応基に架橋材を結合させる際のいずれにも浴中吸尽法を用いている。この浴中吸尽法とは、一般的には、染色する生地の重量よりも多い量の水に反応助剤と染料とを投入し昇温して生地に染料を吸わせる染色方法のことをいう。
【００４６】
即ち、本実施例は、第一次工程として、ポリエステル繊維をヒドロキシル化合物，カルボン酸化合物，アミノ化合物からなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物と浸透助剤との共存下で浴中吸尽法を用いて第一次熱処理として９０℃〜１３０℃の所定の温度に昇温して熱処理を行って、このポリエステル繊維に後述する架橋剤と反応、結合する水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの反応基を付加し、この反応基を付加したポリエステル繊維に、第二次工程として、架橋剤としての２，６−ジハロゲノ−４−Ｙ−１，３，５−トリアジン誘導体とアルカリ系染色助剤とを投入し、浴中吸尽法を用いて第二次熱処理として２０℃〜５０℃の所定の温度で５分〜２０分の熱処理を行い、続いて、７０℃〜１３０℃の所定の温度で１５分〜６０分の熱処理を行う二段階の熱処理を行い、２，６−ジハロゲノ−４−Ｙ−１，３，５−トリアジン誘導体由来の反応基を、前記反応基に反応、共有結合させて付加している。
【００４７】
尚、この第二次工程に用いる助剤及び設備は、反応性染料を染める際のものを改良する事無く、そのまま用いることができる。
【００４８】
更に、この第二次工程について具体的に説明すると、第一次工程で水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの反応基を付加したポリエステル繊維を高圧タイプの液流染色機へ投入して常温の水を所定量仕込む、その後、染色目的に応じた所定量の分散染料、架橋剤としての親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物と反応染料の染色助剤（ソーダ灰、芒硝など）とを投入してアルカリ浴に調液した後、徐々に昇温を開始する。
【００４９】
この親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物は、その電子置換性により３０℃〜５０℃で、第一次工程でポリエステル繊維に付加した反応基であるヒドロキシル基、カルボキシル基、若しくはアミノ基と反応し、第一次置換反応を引き起こし、更に昇温して、７０℃〜８０℃になった際に、前記反応基と第二次置換反応を引き起こして繊維と共有結合する二段階の反応によって安定した結合状態となる。
【００５０】
また、本実施例で用いている親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物は、下記構造式（１）で表される２，６−ジハロゲノ−４−Ｙ−１，３，５−トリアジン誘導体が付加されていることを特徴とする。
【００５１】
【化３】
【００５２】
上記構造式（１）中、Ｘは塩素、フッ素及び臭素からなる群より選ばれるハロゲン基、Ｙはスルホン基、カルボキシル基、水酸基、及びチオール基からなる群より選ばれる少なくとも１つの基により置換されたアリールアミノ基、アリールオキシ基、アリールメルカプト基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、トリアジニルアミノ基、トリアジニルオキシ基、トリアジニルチオ基、若しくはトリアジニルアミノスチルベンアミノ基であり、前記スルホン基、カルボキシル基、水酸基、及びチオール基はその水素原子がアルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子で置換されてもよい。
【００５３】
また更に、前記構造式（１）で表される繊維材料の架橋剤をより具体的に説明すると、トリハロゲノ−Ｓ−トリアジン、好ましくは塩化シアヌルを主原料として用い、カルボキシル基、水酸基、チオール基、アミノ基、スルホン基、スルホン酸基等水溶性、若しくは親水性置換基を有するアニリン類、フェノール類、チオフェノール類、ナフチルアミン類、ナフトール類、アミノ酸類、トリアジン類等の単体若しくは混合物を塩化シアヌル１モルに対して１モルを酸結合剤を共存させた中性、或いは弱アルカリ性で縮合させるか、或いは塩化シアヌルを重炭酸ソーダ、炭酸ソーダ、苛性ソーダ、苛性カリ、水酸化マグネシウム等を用いてアルカリ性で加水分解させることによって得られる。
【００５４】
尚、これらの化合物は、純粋である必要はなく、前記二種以上の混合物と塩化シアヌルを反応させたものであってもよいし、純粋に作られたものをあとから混合して多成分系として使用することが好ましい場合もあり、状況に応じて適宜採用するものである。
【００５５】
また、本実施例で用いている架橋剤としてのジハロゲノトリアジン化合物は、ドイツ公開特許第２３５７２５２号公報、或いはアメリカ特許第５６０１９７１号明細書等に記載があるように公知の合成法に準じて合成することができる。
【００５６】
また、親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン系化合物は、具体的には以下に示す化合物の単体或いは混合物を例として挙げることができる。
【００５７】
２，６−ジクロル−４−（３−スルホアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（４−スルホアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（２−スルホアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（２，５−ジスルホアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（３，５−ジスルホアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（３−カルボキシアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（４−カルボキシアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（２−カルボキシアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（β−カルボキシエチルアミノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−ウレイド−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−チオウレイド−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（４−カルボキシフェノキシ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（４−カルボキシフェニルチオ）−Ｓ−トリアジ
２，６−ジクロル−４−オキシ−Ｓ−トリアジンＮａ塩
２，６−ジクロル−４−オキシ−Ｓ−トリアジンＬｉ塩
２，６−ジクロル−４−オキシ−Ｓ−トリアジンＭｇ塩
２，６−ジクロル−４−チオ−Ｓ−トリアジンＮａ塩
【００５８】
尚、上記親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物は、この他にも数多くの有効な化合物が考えられるのであって、本実施例はこれらの具体例に制約されるものではなく、親水性置換基を有する化合物であることと、活性ハロゲン原子若しくはそれに類する反応性基を二個以上有するものであれば適宜採用し得るものとする。
【００５９】
このようにして、ポリエステル繊維に機能剤と結合可能な反応基を付加し、この付加した反応基に対して、種々の機能剤を反応させることで、従来方法に比して極めて容易にポリエステル繊維に機能剤を付加することができる。
【００６０】
この機能剤の主たるものとしては、撥水性がより顕著に評価でき、その他機能剤としては、洗濯や摩擦に対する耐久性を重視する、抗菌性、消臭性などが同じく評価される。
【００６１】
上述した第一次工程並びに第二次工程、即ち、ポリエステル繊維を、機能剤が結合可能な反応基を付加した状態までに形成する具体的な処理方法を以下の実施例１及び実施例２において説明する。
【００６２】
＜実施例１＞
先ず、第一次工程として、ポリエステル繊維を入れた高圧液流染色機内に、所定量の水と、５％ｏｗｆの水酸化ナトリウムと、浸透剤としての２％ｏｗｆのベンジルアルコールとを投入し、常温で５分間処理し、その後、９５℃に昇温して４０分間処理する。
【００６３】
この第一次工程が終了した後、一旦、槽内を排水して、水洗し、その後、第二次工程を行う。
【００６４】
この第二次工程としては、第一次工程の処理を施したポリエステル繊維を入れた高圧液流染色機内に、２０％ｏｗｆの２，６−ジクロル−４−（３−スルホアニリノ）−Ｓ−トリアジン１０％水溶液と、芒硝１５ｇ／Ｌと、ソーダ５g／Ｌと、重曹５ｇ／Ｌとを投入して、常温にて５分間処理した後、２０℃〜３０℃の間を毎分１℃ずつ昇温しながら熱処理を行い、ポリエステル繊維に付加した反応基と架橋剤との間で第一次置換反応を引き起こさせる。
【００６５】
更に、６０℃まで昇温し、６０℃〜９５℃までは毎分２℃ずつ昇温しながら熱処理を行い、ポリエステル繊維に付加した反応基と架橋剤との間で第二次置換反応を引き起こさせ、これを安定した共有結合とさせるため９５℃で４０分間処理する。
【００６６】
その後、槽内の処理液を排水して、４０℃の水の中でソーピングを実施、１ｇ／Ｌのクエン酸水溶液で酸水洗し、次いで水洗、脱水、乾燥を行うことで、反応基を有さないポリエステル繊維に対して、機能剤が結合可能な反応基を付加した状態に形成することができる。
【００６７】
＜実施例２＞
先ず、第一次工程として、ポリエステル繊維を入れた高圧液流染色機内に、所定量の水と、５％ｏｗｆのエチレンジアミンと、浸透剤としての２％ｏｗｆのベンジルアルコールとを投入し、常温で５分間処理し、その後、９５℃に昇温して４０分間処理する。
【００６８】
この第一次工程が終了した後、一旦、槽内を排水して、水洗し、その後、第二次工程を行う。
【００６９】
この第二次工程としては、第一次工程の処理を施したポリエステル繊維を入れた高圧液流染色機内に、２０％ｏｗｆの２，６−ジクロル−４−オキシ−Ｓ−トリアジンＮａ塩１０％水溶液と、芒硝１５ｇ／Ｌと、ソーダ５g／Ｌと、重曹５ｇ／Ｌとを投入して、常温にて５分間処理した後、２０℃〜３０℃の間を毎分１℃ずつ昇温しながら熱処理を行い、ポリエステル繊維に付加した反応基と架橋剤との間で第一次置換反応を引き起こさせる。
【００７０】
更に、６０℃まで昇温し、６０℃〜９５℃までは毎分２℃ずつ昇温しながら熱処理を行い、ポリエステル繊維に付加した反応基と架橋剤との間で第二次置換反応を引き起こさせ、これを安定した共有結合とさせるため９５℃で４０分間処理する。
【００７１】
その後、槽内の処理液を排水して、４０℃の水の中でソーピングを実施、１ｇ／Ｌのクエン酸水溶液で酸水洗し、次いで水洗、脱水、乾燥を行うことで、反応基を有さないポリエステル繊維に対して、機能剤が結合可能な反応基を付加した状態に形成することができる。
【００７２】
尚、上述した実施例１及び実施例２では、高圧液流染色機を用いているが、これ以外の設備としてパディング染色機やウィンス染色機などを用いても良い。
【００７３】
上述した実施例１及び実施例２で形成したポリエステル繊維に機能剤を付加して機能性ポリエステル繊維を形成する。
【００７４】
本実施例においては、撥水性の効果を有する機能性ポリエステル繊維に形成するため、機能剤として撥水剤を用いた。
【００７５】
具体的には、実施例１及び実施例２で形成した反応基を付加したポリエステル繊維を撥水剤に浸漬し、パッド、ドライ乾燥する。その後、水溶性パーフルオロアルキレート７ｋｇと、ブロックイソシアネート５００ｇとを混合して、更に、水を加えて合計１００リットルのパッディング浴液を調合し、このパッディング浴液中にポリエステル繊維を浸漬させた後、マングルにて絞り率７０％で均一に含浸させてから１１０℃にて乾燥した。
【００７６】
更に、テンター乾燥機を用いて、１７０℃で３０秒間乾燥処理を行うことで、この撥水剤がポリエステル繊維に強固に結合した状態となり、機能性ポリエステル繊維を得ることができる。
【００７７】
尚、本実施例で使用した撥水剤は、市販されている明成化学工業株式会社製アサヒガードＧＳ１０、日華化学株式会社製ＮＫガードの二種類の撥水剤を使用した。
【００７８】
また、本実施例で示した機能性ポリエステル繊維の製造方法で製造した機能性ポリエステル繊維の実用性、即ち、耐久性の向上を実証するために、この機能性ポリエステル繊維の耐久性の評価を行った。
【００７９】
具体的な評価方法は、実施例１及び実施例２で形成した反応基を付加したポリエステル繊維に上記二種類の撥水剤を用いて撥水機能を付与した機能性ポリエステル繊維と、反応基を付加させていないポリエステル繊維に撥水処理した計六種類のポリエステル繊維に対して、家庭洗濯Ｌ１０３法、ドライクリーニングＬ１０３法、摩擦試験Ｌ１０３法でそれぞれ処理を行い、撥水性試験ＪＩＳ−Ｌ１０３法に準拠し撥水度を評価した。
【００８０】
尚、撥水性に関する耐久性の評価をする上で、熱セット（アイロン）による撥水性の回復が評価項目として重要視されるので、本実施例では、ＪＩＳＬ１０９６法Ｈ−１に準拠し、１８０℃で熱処理後、スプレー法にて撥水の回復性を評価した。
【００８１】
より具体的には、家庭洗濯Ｌ１０３法で処理するものは、ＪＩＳＬ１０９２「繊維製品の防水性試験方法」Ｂ法「スプレー法」に準拠し初期撥水を評価し、その後、ＪＩＳＬ０２１７「繊維製品の取扱いに関する表示記号及びその表示方法」１０３法に準拠し家庭洗濯を繰り返し吊るし干し後、スプレー法にて撥水性に関する耐久性試験を行った。
【００８２】
また、ドライクリーニングＬ１０３法で処理するものは、初期撥水評価は上述同様で、その後、ＪＩＳＬ０２１７「繊維製品の取扱いに関する表示記号及びその表示方法」４０１法に準拠し繰り返しドライクリーニングし吊るし干し後、スプレー法にて撥水性に関する耐久性試験を行った。
【００８３】
また、摩擦試験Ｌ１０３法で処理するものは、初期撥水評価は上述同様で、その後、ＪＩＳＬ０８４９「摩擦に対する染色堅ろう度試験方法」II型学振法にて繰り返し摩擦し、スプレー法にて撥水性に関する耐久性試験を行った。
【００８４】
以下の表１に各処理を施したポリエステル繊維の耐久性試験結果を示す。
【００８５】
【表１】
【００８６】
この表１に示した実施例１、実施例２、及び未加工の夫々の耐久試験の結果から分かるように、本実施例で示した機能性ポリエステル繊維の製造方法は、家庭洗濯（水系洗濯）、ドライクリーニング、乾式摩擦への疎水化の耐久性が向上していていることから、水系防汚技術加工の優位性があることが実証できた。
【００８７】
尚、本実施例では、機能剤として撥水剤を用いて、撥水性効果を有する機能性ポリエステル繊維としての評価を行ったが、これに限らず、本実施例に示す機能性ポリエステル繊維の製造方法を用いて機能剤と反応、結合する反応基を付加したポリエステル繊維を形成することで、撥油性、防汚性、抗菌性、消臭性、帯電防止性、保温性、吸発熱性、吸水性、若しくは難燃性を有する機能剤とも容易に結合し、これらの機能を有する機能性ポリエステル繊維を容易に形成することができる実用性に優れた画期的な機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【００８８】
また、上述した製造方法を用いて製造した機能性ポリエステル繊維は、従来の機能性ポリエステル繊維よりも耐久性に優れたものとなり、衣料分野だけでなく、工業・産業資材の各分野においても幅広く活用できる機能性ポリエステル繊維となり、例えば、一般的な衣類、帽子、防寒衣類、スキー衣類、カジュアル衣類、トレッキング衣類、ユニホーム類、介護用シーツ類、医療従事者用着衣類、調理師衣類、カバン、靴、手袋、テント、各種シート等の水・雨・水系液体から防御する用途、テーブルクロス等の水系汚れ防止用途、フィールドウェア、アスレチックウェア等の軽さが求められる用途、靴下、ショーツ、ガードル、スリップ、ブラジャー、パンティーストッキング、ボディースーツ、その他のランジェリー・ファンデーション等の下着用途などの多種に渡るポリエステル製品に用いることができる。
【００８９】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性、耐久性に優れたポリエステル繊維の製造方法並びにこの機能性、耐久性に優れたポリエステル繊維を用いたポリエステル製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリエステル繊維に機能性を付加する方法としては、機能剤をポリマーに添加して繊維化する練り込み方法と、バインダーと共に付着させる後加工法が用いられている。
【０００３】
しかし、前者の練り込み方法では、繊維の紡糸工程の高温（約３００℃）に絶えうる機能剤、且つ製造工程の阻害にならない粘度や分散性が求められ、機能剤の選択性や混入量に大きく制限され、更に特定の機能しか付加できず、その付加した機能性の効果も十分に発揮されていなかった。
【０００４】
一方、後者の後加工法は、機能剤をバインダーで固着させるため、生地風合いが硬くなってしまうという問題があり、この問題の改善策として、バインダーの量を少なくして風合いを維持しようとすると、このバインダーの量が少ないことによる機能剤の脱落が多発してしまうという欠点があった。
【０００５】
また、ポリエステル繊維は、衣料、産業用繊維にとどまらず、医療分野をはじめ幅広い分野に拡がっている。しかし、天然素材や再生繊維、セロロース系繊維と比較して繊維内部に水酸基、アミノ基、若しくはカルボキシル基などの活性な反応基を有さないため、種々の機能性を付加する際に機能の劣化や耐久性に問題があった。
【０００６】
この機能性付加の典型として、例えば、シリコーン系やフッ素系の撥水剤を、合成樹脂を用いて加工を施し、染色加工処理されたポリエステル繊維に疎水化を付加するものがある（特許文献１）。
【０００７】
このポリエステル繊維に疎水化を付加するため、例えば、複合、合成のコンプレックス技術は、帯電防止剤の付着量やイオン性バランス及び疎水性を付加するためのシリコーン系やフッ素系の撥水剤を、合成樹脂バインダーを用いて加工するものであるが、この技術は、高温条件下で行われ、更に、加工工程が複雑であるため、技術的にも非常に難しいとされている。
【０００８】
更に、これらの加工を実施し疎水化を実現させても、使用者からは充分に満足したとの評価は得られていないのが現状である。その理由としては、疎水化を付加するにあたり撥水剤の構成や塗布量のアップがなされているが、この機能剤の付加が合成樹脂によるポリエステル繊維表面への積層（ラミネート）や被膜（コーティング）のため、この繊維構造の粗硬化、強伸度の低下、着衣快適性の低さなど疎水性を付加されたポリエステル繊維の品質低下にある。
【０００９】
即ち、ポリエステル繊維は、本来、反応基を持たないことで安定状態にあるが、この安定状態にあるポリエステル繊維に機能性を付加することによって、ポリエステル繊維の安定構造を崩していることになる。
【００１０】
また、帯電防止と疎水性との複合、合成のコンプレックス技術においては、再現性が難しく加工に失敗すると復元できず、更に、有害な薬剤や合成樹脂の使用に起因する安全性にも問題があると言われている。
【００１１】
また、ウール，シルクなどの動物系繊維、綿、麻などのセルロース系繊維、レーヨン、テンセル、キュプラなどの更生繊維、或いはナイロン繊維などの有機繊維構造物に親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物を用いて二段階の熱処理加工を施して、この有機繊維構造物に疎水性機能を付加する製造方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９-１９３３号公報
【特許文献２】特開２００８-６３７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上記の有機繊維構造物の疎水化製造方法には、ポリエステル繊維が含まれていない。即ち、ポリエステル繊維は、架橋剤が反応すべく反応基を有しておらず、架橋反応が起こらないため、上記製造方法を用いて疎水化機能を付加することができないという問題があった。
【００１４】
更に、上記製造方法は、親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物の水溶液中に水系シリコーンソフナー、水系メラミン尿素誘導体、及び水系ウレタンから選ばれた少なくとも一種を含有させるのであり、このうち、水系メラミン尿素誘導体は毒性を有するものである。この毒性は人体への影響は非常に低く、また、環境リスクも低いものであるが、影響度が全く無いとは言えないので、このようなものは使用しないほうが望ましい。
【００１５】
そこで、本発明は、ポリエステル繊維に架橋剤と反応する反応基を安全で環境保護にも対応した製造方法を用いて付加することでポリエステル繊維と、架橋剤との結合を実現し、これによってポリエステル繊維に機能性を付加することを実現する。即ち、ポリエステル繊維への反応基付加及びこの反応基と架橋剤との結合により、ポリエステル繊維への機能剤の結合を容易に実現させ、更に、ポリエステル繊維のもつ安定した状態を壊すことなく機能性の耐久性に優れたポリエステル繊維を実現し、生活資材、産業・工業資材など広い分野で活用することができる機能性ポリエステル繊維の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１７】
ポリエステル繊維に水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの反応基を付加し、この反応基を付加した前記ポリエステル繊維に前記反応基と反応する架橋剤を加え、この架橋剤と反応する機能剤を加えることを特徴とする機能性ポリエステル繊維の製造方法に係るものである。
【００１８】
また、ヒドロキシル化合物、カルボン酸化合物、及びアミノ化合物からなる群より選択する少なくとも一つの化合物と、浸透剤とを用いて前記ポリエステル繊維に水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの前記反応基を付加することを特徴とする請求項１記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法に係るものである。
【００１９】
また、ポリエステル繊維にヒドロキシル化合物、カルボン酸化合物、及びアミノ化合物からなる群より選択する少なくとも一つの化合物と、浸透剤とを共存させ、浴中吸尽法を用いて第一次熱処理として８０℃〜１４０℃における熱処理を行い、続いて、架橋剤を加え、浴中吸尽法を用いて第二次熱処理として２０℃〜１３０℃における二段階の熱処理を行い、この第二次熱処理後に機能剤を付加することを特徴とする機能性ポリエステル繊維の製造方法に係るものである。
【００２０】
また、前記架橋剤は、親水性置換基を有する、下記構造式（１）で表される２，６−ジハロゲノ−４−Ｙ−１，３，５−トリアジン誘導体が付加されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法に係るものである。
【００２１】
【化１】
【００２２】
上記構造式（１）中、Ｘはハロゲン基、Ｙはスルホン基、カルボキシル基、水酸基、若しくはチオール基のいずれか、又はこれらの水素原子がアルカリ金属原子、若しくはアルカリ土類金属原子で置換されたものでもよい。
【００２３】
また、前記機能剤は、撥水性、撥油性、防汚性、抗菌性、消臭性、帯電防止性、保温性、吸発熱性、吸水性、若しくは難燃性の少なくともいずれかの効果を有するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法に係るものである。
【００２４】
また、請求項１〜５のいずれか１項に記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法で製造した機能性ポリエステル繊維を用いてなることを特徴とするスーツ地、シャツ地、ボトム、セーター、コートなど防寒衣、スキーウエア、ライフジャケット等のアウター類、靴下、ショーツ、ブラジャー等の下着類、水着類、傘、鞄、靴等の雑貨類、シーツ、テーブルクロス、シャワーカーテン、テント、セールクロス、各種カーシートのシート類、魚網、オイルフェンス等の資材類などのポリエステル製品に係るものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は上述のようにしたから、従来の機能性ポリエステル繊維のように、ポリエステル繊維表面への機能剤の積層や被膜形成ではなく、ポリエステル繊維自体の付加した反応基に架橋剤を共有結合し、この架橋剤と機能剤とが強固に結合するので、ポリエステル繊維構造の安定状態を崩さず、繊維構造の粗硬化や強伸度の低下が生じることによって着衣快適性を損ねてしまうといった品質低下を生じることがなくなる。
【００２６】
即ち、ポリエステル繊維同士の結び付きが解けず伸びたり縮んだりして形状が変化することがなく、更に、ポリエステル繊維自体が硬くなって着衣時にゴワゴワした感じがあったり、通気性が低下して着衣時に蒸れやすくなったりするなどの不具合を生じさせずに機能性の耐久性を向上させた実用性に優れたポリエステル繊維を容易に製造することができる機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【００２７】
更に、メラミンなどの毒性を有する有機化合物を用いないので、本発明を用いた製品を着用したり使用したりする人は勿論のこと、製造に携わる人にとっても安全なものであり、従って、環境への影響も全く問題ない安全性の高い機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【００２８】
しかも、本発明は、染色工場及び整理・仕上げ工場の現有設備、例えば、液流染色機、パディング染色機、ウィンス染色機などをそのまま活用でき、更にポリエステル繊維の染色前、染色後のいずれでも実施することができるため、新規設備導入が不要であるうえ、大幅な工程変更も不要なので、極めて容易に実現可能で経済性、実用性に優れた画期的な機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【００２９】
また、従来は制約が多かった衣料分野のみならず工業・産業資材の各種分野でポリエステル繊維の用途を拡大することができる。具体的には、一般的な衣類、帽子、防寒衣類、スキー衣類、カジュアル衣類、トレッキング衣類、ユニホーム類、介護用シーツ類、医療従事者用着衣類、調理師衣類、カバン、靴、手袋、テント、各種シート等の水・雨・水系液体から防御する用途、テーブルクロス等の水系汚れ防止用途、フィールドウェア、アスレチックウェア等の軽さが求められる用途、靴下、ショーツ、ガードル、スリップ、ブラジャー、パンティーストッキング、ボディースーツ、その他のランジェリー・ファンデーション等の下着用途などに使用することができるものとなる。
【００３０】
このように、技術的にもシンプルで、現有設備を用いて製造することが可能なため、実用的価値が高く、近年の地球規模クラスのエネルギー、環境問題にも充分対応できるものであり、産業界に大いに貢献することができる極めて実用性に優れた画期的な機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【００３１】
また、例えば、本発明に用いる機能剤において、撥水性の効果を有する機能剤を用いた場合は、従来の撥水機能の耐久性を大きく向上させた性能を付加させることができる実用性に優れた機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【００３２】
また、例えば、ポリエステル繊維生地への分散染料の乾式転写法と併用した場合は、従来法、例えば、練り込み方法や後加工法に比べ、風合い、耐久性、染色性が格段に向上することができる優れた機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００３４】
ポリエステル繊維に、親水性置換基を有する架橋剤、例えば、ジハロゲノトリアジン化合物を共有結合させるための反応基（水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基）を、例えば、ヒドロキシル化合物、カルボン酸化合物、若しくはアミノ化合物からなる群より選択する少なくとも一つの化合物と、浸透剤とを用いて反応させることでこのポリエステル繊維に付加したことによって、このポリエステル繊維に付加した反応基に対して前記架橋剤が共有結合することで、このポリエステル繊維に付加する。
【００３５】
このポリエステル繊維に付加した架橋剤と、種々の機能剤とが結合することで、ポリエステル繊維に機能剤が強固に結合し、機能性ポリエステル繊維の耐久性及び機能性の向上が実現できる。
【００３６】
即ち、従来の機能性付加、例えば、ポリエステル表面への機能剤のラミネートやコーティングと違い、ポリエステル繊維自体に反応基を結合させることで、機能剤をより強固に結合させる共有結合状態で結合することができるので、言い換えると、機能剤を無理やりポリエステル繊維に接着するような方法ではなく、ポリエステル繊維に付加した反応基と、機能剤とが化学的に反応して共有結合させる方法であり、従って、ポリエステル繊維自体が有する着衣快適性、即ち、着衣した際の柔らかさや通気性の良さを損なうことが無い画期的な機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【００３７】
具体的には、例えば、ポリエステル繊維を、ヒドロキシル化合物、カルボン酸化合物、アミノ化合物からなる群より選択された少なくとも一つの化合物と浸透剤との共存下で、第一次熱処理として、浴中吸尽法を用いて８０℃〜１４０℃の所定の温度に昇温して熱処理を行い、このポリエステル繊維に反応基（水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基）を付加する。
【００３８】
続いて、この反応基が付加したポリエステル繊維に、第二次熱処理として、浴中吸尽法を用いて２０℃〜１３０℃における二段階の熱処理、例えば、２０℃〜５０℃における所定温度での熱処理と、７０℃〜１３０℃における所定温度での熱処理の二段階の熱処理を行い、架橋剤、例えば、親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物を共有結合させる。
【００３９】
この第二次熱処理の後、即ち、架橋剤としての親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物が共有結合した状態のポリエステル繊維を乾燥することで、機能性を付与することができる状態のポリエステル繊維となり、このポリエステル繊維に、付与する機能性剤の加工方法に基づいて夫々の機能剤を付加することで、耐久性に優れた機能性を有するポリエステル繊維を製造することができることとなる。
【００４０】
また、本発明において、親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン系化合物としては、例えば、下記構造式(１)で表される２，６−ジハロゲノ−４−Ｙ−１，３，５−トリアジン誘導体が好ましい。
【００４１】
【化２】
【００４２】
上記構造式（１）中、Ｘはハロゲン基、Ｙはスルホン基、カルボキシル基、水酸基及びチオール基であり、その水素原子がアルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子で置換されてもよい。
【実施例】
【００４３】
本発明の具体的な実施例について説明する。
【００４４】
本実施例は、ヒドロキシル化合物、カルボン酸化合物、及びアミノ化合物からなる群より選択する少なくとも一つの化合物と、浸透剤とを用いて、ポリエステル繊維に水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの反応基を付加し、この反応基を付加したポリエステル繊維に、この反応基と反応する架橋剤を加えて、この架橋剤をポリエステル繊維と結合させ、このポリエステル繊維と結合した架橋剤に反応する機能剤を加えることを特徴とする機能性ポリエステル繊維の製造方法である。
【００４５】
また、本実施例においては、上記のポリエステル繊維に反応基を付加する際、及びこのポリエステル繊維に付加した反応基に架橋材を結合させる際のいずれにも浴中吸尽法を用いている。この浴中吸尽法とは、一般的には、染色する生地の重量よりも多い量の水に反応助剤と染料とを投入し昇温して生地に染料を吸わせる染色方法のことをいう。
【００４６】
即ち、本実施例は、第一次工程として、ポリエステル繊維をヒドロキシル化合物，カルボン酸化合物，アミノ化合物からなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物と浸透助剤との共存下で浴中吸尽法を用いて第一次熱処理として９０℃〜１３０℃の所定の温度に昇温して熱処理を行って、このポリエステル繊維に後述する架橋剤と反応、結合する水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの反応基を付加し、この反応基を付加したポリエステル繊維に、第二次工程として、架橋剤としての２，６−ジハロゲノ−４−Ｙ−１，３，５−トリアジン誘導体とアルカリ系染色助剤とを投入し、浴中吸尽法を用いて第二次熱処理として２０℃〜５０℃の所定の温度で５分〜２０分の熱処理を行い、続いて、７０℃〜１３０℃の所定の温度で１５分〜６０分の熱処理を行う二段階の熱処理を行い、２，６−ジハロゲノ−４−Ｙ−１，３，５−トリアジン誘導体由来の反応基を、前記反応基に反応、共有結合させて付加している。
【００４７】
尚、この第二次工程に用いる助剤及び設備は、反応性染料を染める際のものを改良する事無く、そのまま用いることができる。
【００４８】
更に、この第二次工程について具体的に説明すると、第一次工程で水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの反応基を付加したポリエステル繊維を高圧タイプの液流染色機へ投入して常温の水を所定量仕込む、その後、染色目的に応じた所定量の分散染料、架橋剤としての親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物と反応染料の染色助剤（ソーダ灰、芒硝など）とを投入してアルカリ浴に調液した後、徐々に昇温を開始する。
【００４９】
この親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物は、その電子置換性により３０℃〜５０℃で、第一次工程でポリエステル繊維に付加した反応基であるヒドロキシル基、カルボキシル基、若しくはアミノ基と反応し、第一次置換反応を引き起こし、更に昇温して、７０℃〜８０℃になった際に、前記反応基と第二次置換反応を引き起こして繊維と共有結合する二段階の反応によって安定した結合状態となる。
【００５０】
また、本実施例で用いている親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物は、下記構造式（１）で表される２，６−ジハロゲノ−４−Ｙ−１，３，５−トリアジン誘導体が付加されていることを特徴とする。
【００５１】
【化３】
【００５２】
上記構造式（１）中、Ｘは塩素、フッ素及び臭素からなる群より選ばれるハロゲン基、Ｙはスルホン基、カルボキシル基、水酸基、及びチオール基からなる群より選ばれる少なくとも１つの基により置換されたアリールアミノ基、アリールオキシ基、アリールメルカプト基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、トリアジニルアミノ基、トリアジニルオキシ基、トリアジニルチオ基、若しくはトリアジニルアミノスチルベンアミノ基であり、前記スルホン基、カルボキシル基、水酸基、及びチオール基はその水素原子がアルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子で置換されてもよい。
【００５３】
また更に、前記構造式（１）で表される繊維材料の架橋剤をより具体的に説明すると、トリハロゲノ−Ｓ−トリアジン、好ましくは塩化シアヌルを主原料として用い、カルボキシル基、水酸基、チオール基、アミノ基、スルホン基、スルホン酸基等水溶性、若しくは親水性置換基を有するアニリン類、フェノール類、チオフェノール類、ナフチルアミン類、ナフトール類、アミノ酸類、トリアジン類等の単体若しくは混合物を塩化シアヌル１モルに対して１モルを酸結合剤を共存させた中性、或いは弱アルカリ性で縮合させるか、或いは塩化シアヌルを重炭酸ソーダ、炭酸ソーダ、苛性ソーダ、苛性カリ、水酸化マグネシウム等を用いてアルカリ性で加水分解させることによって得られる。
【００５４】
尚、これらの化合物は、純粋である必要はなく、前記二種以上の混合物と塩化シアヌルを反応させたものであってもよいし、純粋に作られたものをあとから混合して多成分系として使用することが好ましい場合もあり、状況に応じて適宜採用するものである。
【００５５】
また、本実施例で用いている架橋剤としてのジハロゲノトリアジン化合物は、ドイツ公開特許第２３５７２５２号公報、或いはアメリカ特許第５６０１９７１号明細書等に記載があるように公知の合成法に準じて合成することができる。
【００５６】
また、親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン系化合物は、具体的には以下に示す化合物の単体或いは混合物を例として挙げることができる。
【００５７】
２，６−ジクロル−４−（３−スルホアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（４−スルホアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（２−スルホアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（２，５−ジスルホアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（３，５−ジスルホアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（３−カルボキシアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（４−カルボキシアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（２−カルボキシアリニノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（β−カルボキシエチルアミノ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−ウレイド−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−チオウレイド−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（４−カルボキシフェノキシ）−Ｓ−トリアジン
２，６−ジクロル−４−（４−カルボキシフェニルチオ）−Ｓ−トリアジ
２，６−ジクロル−４−オキシ−Ｓ−トリアジンＮａ塩
２，６−ジクロル−４−オキシ−Ｓ−トリアジンＬｉ塩
２，６−ジクロル−４−オキシ−Ｓ−トリアジンＭｇ塩
２，６−ジクロル−４−チオ−Ｓ−トリアジンＮａ塩
【００５８】
尚、上記親水性置換基を有するジハロゲノトリアジン化合物は、この他にも数多くの有効な化合物が考えられるのであって、本実施例はこれらの具体例に制約されるものではなく、親水性置換基を有する化合物であることと、活性ハロゲン原子若しくはそれに類する反応性基を二個以上有するものであれば適宜採用し得るものとする。
【００５９】
このようにして、ポリエステル繊維に機能剤と結合可能な反応基を付加し、この付加した反応基に対して、種々の機能剤を反応させることで、従来方法に比して極めて容易にポリエステル繊維に機能剤を付加することができる。
【００６０】
この機能剤の主たるものとしては、撥水性がより顕著に評価でき、その他機能剤としては、洗濯や摩擦に対する耐久性を重視する、抗菌性、消臭性などが同じく評価される。
【００６１】
上述した第一次工程並びに第二次工程、即ち、ポリエステル繊維を、機能剤が結合可能な反応基を付加した状態までに形成する具体的な処理方法を以下の実施例１及び実施例２において説明する。
【００６２】
＜実施例１＞
先ず、第一次工程として、ポリエステル繊維を入れた高圧液流染色機内に、所定量の水と、５％ｏｗｆの水酸化ナトリウムと、浸透剤としての２％ｏｗｆのベンジルアルコールとを投入し、常温で５分間処理し、その後、９５℃に昇温して４０分間処理する。
【００６３】
この第一次工程が終了した後、一旦、槽内を排水して、水洗し、その後、第二次工程を行う。
【００６４】
この第二次工程としては、第一次工程の処理を施したポリエステル繊維を入れた高圧液流染色機内に、２０％ｏｗｆの２，６−ジクロル−４−（３−スルホアニリノ）−Ｓ−トリアジン１０％水溶液と、芒硝１５ｇ／Ｌと、ソーダ５g／Ｌと、重曹５ｇ／Ｌとを投入して、常温にて５分間処理した後、２０℃〜３０℃の間を毎分１℃ずつ昇温しながら熱処理を行い、ポリエステル繊維に付加した反応基と架橋剤との間で第一次置換反応を引き起こさせる。
【００６５】
更に、６０℃まで昇温し、６０℃〜９５℃までは毎分２℃ずつ昇温しながら熱処理を行い、ポリエステル繊維に付加した反応基と架橋剤との間で第二次置換反応を引き起こさせ、これを安定した共有結合とさせるため９５℃で４０分間処理する。
【００６６】
その後、槽内の処理液を排水して、４０℃の水の中でソーピングを実施、１ｇ／Ｌのクエン酸水溶液で酸水洗し、次いで水洗、脱水、乾燥を行うことで、反応基を有さないポリエステル繊維に対して、機能剤が結合可能な反応基を付加した状態に形成することができる。
【００６７】
＜実施例２＞
先ず、第一次工程として、ポリエステル繊維を入れた高圧液流染色機内に、所定量の水と、５％ｏｗｆのエチレンジアミンと、浸透剤としての２％ｏｗｆのベンジルアルコールとを投入し、常温で５分間処理し、その後、９５℃に昇温して４０分間処理する。
【００６８】
この第一次工程が終了した後、一旦、槽内を排水して、水洗し、その後、第二次工程を行う。
【００６９】
この第二次工程としては、第一次工程の処理を施したポリエステル繊維を入れた高圧液流染色機内に、２０％ｏｗｆの２，６−ジクロル−４−オキシ−Ｓ−トリアジンＮａ塩１０％水溶液と、芒硝１５ｇ／Ｌと、ソーダ５g／Ｌと、重曹５ｇ／Ｌとを投入して、常温にて５分間処理した後、２０℃〜３０℃の間を毎分１℃ずつ昇温しながら熱処理を行い、ポリエステル繊維に付加した反応基と架橋剤との間で第一次置換反応を引き起こさせる。
【００７０】
更に、６０℃まで昇温し、６０℃〜９５℃までは毎分２℃ずつ昇温しながら熱処理を行い、ポリエステル繊維に付加した反応基と架橋剤との間で第二次置換反応を引き起こさせ、これを安定した共有結合とさせるため９５℃で４０分間処理する。
【００７１】
その後、槽内の処理液を排水して、４０℃の水の中でソーピングを実施、１ｇ／Ｌのクエン酸水溶液で酸水洗し、次いで水洗、脱水、乾燥を行うことで、反応基を有さないポリエステル繊維に対して、機能剤が結合可能な反応基を付加した状態に形成することができる。
【００７２】
尚、上述した実施例１及び実施例２では、高圧液流染色機を用いているが、これ以外の設備としてパディング染色機やウィンス染色機などを用いても良い。
【００７３】
上述した実施例１及び実施例２で形成したポリエステル繊維に機能剤を付加して機能性ポリエステル繊維を形成する。
【００７４】
本実施例においては、撥水性の効果を有する機能性ポリエステル繊維に形成するため、機能剤として撥水剤を用いた。
【００７５】
具体的には、実施例１及び実施例２で形成した反応基を付加したポリエステル繊維を撥水剤に浸漬し、パッド、ドライ乾燥する。その後、水溶性パーフルオロアルキレート７ｋｇと、ブロックイソシアネート５００ｇとを混合して、更に、水を加えて合計１００リットルのパッディング浴液を調合し、このパッディング浴液中にポリエステル繊維を浸漬させた後、マングルにて絞り率７０％で均一に含浸させてから１１０℃にて乾燥した。
【００７６】
更に、テンター乾燥機を用いて、１７０℃で３０秒間乾燥処理を行うことで、この撥水剤がポリエステル繊維に強固に結合した状態となり、機能性ポリエステル繊維を得ることができる。
【００７７】
尚、本実施例で使用した撥水剤は、市販されている明成化学工業株式会社製アサヒガードＧＳ１０、日華化学株式会社製ＮＫガードの二種類の撥水剤を使用した。
【００７８】
また、本実施例で示した機能性ポリエステル繊維の製造方法で製造した機能性ポリエステル繊維の実用性、即ち、耐久性の向上を実証するために、この機能性ポリエステル繊維の耐久性の評価を行った。
【００７９】
具体的な評価方法は、実施例１及び実施例２で形成した反応基を付加したポリエステル繊維に上記二種類の撥水剤を用いて撥水機能を付与した機能性ポリエステル繊維と、反応基を付加させていないポリエステル繊維に撥水処理した計六種類のポリエステル繊維に対して、家庭洗濯Ｌ１０３法、ドライクリーニングＬ１０３法、摩擦試験Ｌ１０３法でそれぞれ処理を行い、撥水性試験ＪＩＳ−Ｌ１０３法に準拠し撥水度を評価した。
【００８０】
尚、撥水性に関する耐久性の評価をする上で、熱セット（アイロン）による撥水性の回復が評価項目として重要視されるので、本実施例では、ＪＩＳＬ１０９６法Ｈ−１に準拠し、１８０℃で熱処理後、スプレー法にて撥水の回復性を評価した。
【００８１】
より具体的には、家庭洗濯Ｌ１０３法で処理するものは、ＪＩＳＬ１０９２「繊維製品の防水性試験方法」Ｂ法「スプレー法」に準拠し初期撥水を評価し、その後、ＪＩＳＬ０２１７「繊維製品の取扱いに関する表示記号及びその表示方法」１０３法に準拠し家庭洗濯を繰り返し吊るし干し後、スプレー法にて撥水性に関する耐久性試験を行った。
【００８２】
また、ドライクリーニングＬ１０３法で処理するものは、初期撥水評価は上述同様で、その後、ＪＩＳＬ０２１７「繊維製品の取扱いに関する表示記号及びその表示方法」４０１法に準拠し繰り返しドライクリーニングし吊るし干し後、スプレー法にて撥水性に関する耐久性試験を行った。
【００８３】
また、摩擦試験Ｌ１０３法で処理するものは、初期撥水評価は上述同様で、その後、ＪＩＳＬ０８４９「摩擦に対する染色堅ろう度試験方法」II型学振法にて繰り返し摩擦し、スプレー法にて撥水性に関する耐久性試験を行った。
【００８４】
以下の表１に各処理を施したポリエステル繊維の耐久性試験結果を示す。
【００８５】
【表１】
【００８６】
この表１に示した実施例１、実施例２、及び未加工の夫々の耐久試験の結果から分かるように、本実施例で示した機能性ポリエステル繊維の製造方法は、家庭洗濯（水系洗濯）、ドライクリーニング、乾式摩擦への疎水化の耐久性が向上していていることから、水系防汚技術加工の優位性があることが実証できた。
【００８７】
尚、本実施例では、機能剤として撥水剤を用いて、撥水性効果を有する機能性ポリエステル繊維としての評価を行ったが、これに限らず、本実施例に示す機能性ポリエステル繊維の製造方法を用いて機能剤と反応、結合する反応基を付加したポリエステル繊維を形成することで、撥油性、防汚性、抗菌性、消臭性、帯電防止性、保温性、吸発熱性、吸水性、若しくは難燃性を有する機能剤とも容易に結合し、これらの機能を有する機能性ポリエステル繊維を容易に形成することができる実用性に優れた画期的な機能性ポリエステル繊維の製造方法となる。
【００８８】
また、上述した製造方法を用いて製造した機能性ポリエステル繊維は、従来の機能性ポリエステル繊維よりも耐久性に優れたものとなり、衣料分野だけでなく、工業・産業資材の各分野においても幅広く活用できる機能性ポリエステル繊維となり、例えば、一般的な衣類、帽子、防寒衣類、スキー衣類、カジュアル衣類、トレッキング衣類、ユニホーム類、介護用シーツ類、医療従事者用着衣類、調理師衣類、カバン、靴、手袋、テント、各種シート等の水・雨・水系液体から防御する用途、テーブルクロス等の水系汚れ防止用途、フィールドウェア、アスレチックウェア等の軽さが求められる用途、靴下、ショーツ、ガードル、スリップ、ブラジャー、パンティーストッキング、ボディースーツ、その他のランジェリー・ファンデーション等の下着用途などの多種に渡るポリエステル製品に用いることができる。
【００８９】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル繊維に水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの反応基を付加し、この反応基を付加した前記ポリエステル繊維に前記反応基と反応する架橋剤を加え、この架橋剤と反応する機能剤を加えることを特徴とする機能性ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項２】
ヒドロキシル化合物、カルボン酸化合物、及びアミノ化合物からなる群より選択する少なくとも一つの化合物と、浸透剤とを用いて前記ポリエステル繊維に水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの前記反応基を付加することを特徴とする請求項１記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項３】
ポリエステル繊維にヒドロキシル化合物、カルボン酸化合物、及びアミノ化合物からなる群より選択する少なくとも一つの化合物と、浸透剤とを共存させ、浴中吸尽法を用いて第一次熱処理として８０℃〜１４０℃における熱処理を行い、続いて、架橋剤を加え、浴中吸尽法を用いて第二次熱処理として２０℃〜１３０℃における二段階の熱処理を行い、この第二次熱処理後に機能剤を付加することを特徴とする機能性ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項４】
前記架橋剤は、親水性置換基を有する、下記構造式（１）で表される２，６−ジハロゲノ−４−Ｙ−１，３，５−トリアジン誘導体が付加されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法。
【化４】
上記構造式（１）中、Ｘはハロゲン基、Ｙはスルホン基、カルボキシル基、水酸基、若しくはチオール基のいずれか、又はこれらの水素原子がアルカリ金属原子、若しくはアルカリ土類金属原子で置換されたものでもよい。
【請求項５】
前記機能剤は、撥水性、撥油性、防汚性、抗菌性、消臭性、帯電防止性、保温性、吸発熱性、吸水性、若しくは難燃性の少なくともいずれかの効果を有するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法で製造した機能性ポリエステル繊維を用いてなることを特徴とするスーツ地、シャツ地、ボトム、セーター、コートなど防寒衣、スキーウエア、ライフジャケット等のアウター類、靴下、ショーツ、ブラジャー等の下着類、水着類、傘、鞄、靴等の雑貨類、シーツ、テーブルクロス、シャワーカーテン、テント、セールクロス、各種カーシートのシート類、魚網、オイルフェンス等の資材類などのポリエステル製品。
【請求項１】
ポリエステル繊維に水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの反応基を付加し、この反応基を付加した前記ポリエステル繊維に前記反応基と反応する架橋剤を加え、この架橋剤と反応する機能剤を加えることを特徴とする機能性ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項２】
ヒドロキシル化合物、カルボン酸化合物、及びアミノ化合物からなる群より選択する少なくとも一つの化合物と、浸透剤とを用いて前記ポリエステル繊維に水酸基、カルボキシル基、若しくはアミノ基の少なくともいずれかの前記反応基を付加することを特徴とする請求項１記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項３】
ポリエステル繊維にヒドロキシル化合物、カルボン酸化合物、及びアミノ化合物からなる群より選択する少なくとも一つの化合物と、浸透剤とを共存させ、浴中吸尽法を用いて第一次熱処理として８０℃〜１４０℃における熱処理を行い、続いて、架橋剤を加え、浴中吸尽法を用いて第二次熱処理として２０℃〜１３０℃における二段階の熱処理を行い、この第二次熱処理後に機能剤を付加することを特徴とする機能性ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項４】
前記架橋剤は、親水性置換基を有する、下記構造式（１）で表される２，６−ジハロゲノ−４−Ｙ−１，３，５−トリアジン誘導体が付加されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法。
【化４】
上記構造式（１）中、Ｘはハロゲン基、Ｙはスルホン基、カルボキシル基、水酸基、若しくはチオール基のいずれか、又はこれらの水素原子がアルカリ金属原子、若しくはアルカリ土類金属原子で置換されたものでもよい。
【請求項５】
前記機能剤は、撥水性、撥油性、防汚性、抗菌性、消臭性、帯電防止性、保温性、吸発熱性、吸水性、若しくは難燃性の少なくともいずれかの効果を有するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法で製造した機能性ポリエステル繊維を用いてなることを特徴とするスーツ地、シャツ地、ボトム、セーター、コートなど防寒衣、スキーウエア、ライフジャケット等のアウター類、靴下、ショーツ、ブラジャー等の下着類、水着類、傘、鞄、靴等の雑貨類、シーツ、テーブルクロス、シャワーカーテン、テント、セールクロス、各種カーシートのシート類、魚網、オイルフェンス等の資材類などのポリエステル製品。
【公開番号】特開２０１１−２３１４１７（Ｐ２０１１−２３１４１７Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１００１４０（Ｐ２０１０−１００１４０）
【出願日】平成２２年４月２３日（２０１０．４．２３）
【出願人】（５００１４７８０５）株式会社 きものブレイン (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２３日（２０１０．４．２３）
【出願人】（５００１４７８０５）株式会社 きものブレイン (13)
【Ｆターム（参考）】
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