JP3004054B2 - 染料抑制ナイロン６／６，６ブロック共重合体繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の利用分野 本発明は、ナイロン６ホモポリマー繊維に比べて酸性
染料速度（acid dye rate）を減少するナイロン6/6,6
溶融配合コポリマーを含有する繊維に関する。さらに、
ナイロン６ホモポリマーに比べて減速した染料速度を示
す製品を得るために、ナイロン6,6を約２〜30重量％、
およびナイロン６ポリマーを70〜98重量％を溶融配合す
ることによって製造されたブロック共重合体から紡糸さ
れた繊維に関している。染料速度の減少は、汚染遮断剤
（stain−blocker）の使用によって相乗作用的に増加さ
れる。

発明の背景 ナイロン６（ポリ（ε−カプロラクタム））糸の不利
な点は、糸が熱染色法で染色されるときにさらに増加さ
れた高い酸性染料速度を有することである。この高い染
料ストライク速度（dye strike rate）は、ナイロン
６糸を含む生地（substrate）の均一な染色を成すこと
を困難にする。クスタース（Kusters）、プリント、ス
プレー、および浸染（fluid dyeing）のような今日用
いられる多くの連続染色法において、染料は、高濃度で
直接布に適用され、素早く固定される。ベック方法（be
ck process）の場合のように、染料レベリングが生じ
る機会はほとんどない。

高い染料ストライク速度から生じるナイロン６糸のさ
らなる不利な点は、ナイロン6,6（ポリ（ヘキサメチレ
ン・アジパミド））より製造された類似の糸よりも酸性
染料を含む種々の食料品によってより容易に染色される
ことである。このことは、糸が慣用の染色法によって染
色されていようと、例えば、「白色（white）」糸また
は染色されていないが紡糸する前にポリマーに有色顔料
の添加によって着色された「製造者着色（producer−co
lored）」糸のように染色されてなかろうと事実であ
る。この理由のため、カーペットまたは他の編織布のよ
うな染色されたおよび染色されていない両方のナイロン
６生地の汚染を耐染色剤を用いて防止することはより困
難である。

本発明は、糸が染色されないときと、とくに染色のあ
ととの両方で、減少された酸性染料速度を有するナイロ
ン6/6,6溶融配合糸の製造手段を提供することによって
上記の不利な点を解決する。特に、予期されるより大き
な酸性染料速度の減少が、糸への汚染遮断剤の使用で達
成される。このことが、比較されるナイロン６ホモポリ
マー糸を含む製品に比べて、優れた耐汚染性を有するこ
れらの糸を含む染色されたおよび染色されていない製品
をもたらし、ある組成において、耐汚染剤で処理された
ナイロン6,6糸と同等物をもたらす。

発明の要旨 ナイロン６の酸性染料速度が、ナイロン6,6を２〜30
重量％とナイロン６とを溶融配合することにより相当に
減少し、ナイロン6,6の融点に近いもの、もう一つはナ
イロン６の融点に近いものの二つの異なる融点を有する
ブロック共重合体を形成する。これらのブロック共重合
体は、酸性染料による汚染に対し対応するナイロン６ホ
モポリマーより耐性がある。耐汚染剤を有するかかるナ
イロン6/6,6ブロック共重合体の染色されていないか染
色された繊維を含有する生地の後処理は、酸性染料によ
る汚染の速さにおいて予想されるより大きな減少をもた
らす。

従って、本発明は、ポリ（ヘキサメチレン・アジパミ
ド）２〜30重量％およびポリ（ε−カプロラクタム）70
〜98重量％を含有するブロック共重合体で形成された繊
維に関しており、このブロック共重合体は、ポリ（ヘキ
サメチレン・アジパミド）の融点に近い第一融点と、ポ
リ（ε−カプロラクタム）の融点に近い第二融点の両方
を有し、その表面に適用される汚染遮断剤を有する。

発明の詳細 70〜98重量％のナイロン６と２〜30重量％のナイロン
6,6の溶融配合は、当業界でよく知られている方法を用
いてなされる。好ましい方法において、溶融配合は、ナ
イロン６およびナイロン6,6ホモポリマーフレークを繊
維を押出すのに用いられる押出機の中で、配合すること
によってなされる。当業界で知られているように、ポリ
マー溶融物の湿分とその温度の調節は、望ましい分子量
の生成物ポリアミドを得るのに用いられる。典型的に、
分子量約12,000〜22,000、または相対粘度（RV）30〜約
100を有するものがナイロン繊維の紡糸に用いられる。
一般に、押出機、移動ライン、および紡糸ブロック内で
の溶融物保持時間は、溶融温度270〜300℃を用いて４〜
12分である。短縮された保持時間およびより低い温度の
使用で、ブロック共重合体というより配合物である製品
を生じるが、より長い保持時間またはより高い温度の使
用で、基本的にランダム共重合体である製品を生じる。

本発明は、フレーク配合されたナイロン６およびナイ
ロン6,6に制限されていない。当業界で知られている他
の溶融配合手段もまた用いられる。例えば、ナイロン6,
6は、近接して配置された第二の押出機から押出機の溶
融部分に供給してもよいし、または残留時間が、２つの
ナイロン成分のランダム共重合を防ぐのに十分な短さで
ある限り、ナイロン6,6を移動ライン注入を経由してナ
イロン６と結合してもよい。

本方法によって製造されたコポリマーは、一般に個々
のポリマー融点に近いが、いくらかそれより低い二つの
溶解ピークを有するものとして特徴づけられている。典
型的に、低い方の融点は、ナイロン６ポリマーの融点の
10℃以内であり、高い方の融点は、ナイロン6,6ポリマ
ーの融点の15℃以内である。融点は、大気中でのコポリ
マーの融点を測定する示差走査熱量計を用いて容易に決
定される。これらは、優勢なガンマ結晶構造中にアルフ
ァ結晶型の痕跡を示し、このことはナイロン６およびナ
イロン6,6が溶融配合法において、完全に共重合化され
ないか、または完全にランダム化されないことを意味し
ている。溶融配合ポリアミドはまた、約66cal/gより小
さい融解熱を示す。

コポリマー繊維は、全ての組成にわたってナイロン６
ホモポリマーの繊維の酸性染料速度より低い酸性染料速
度を示す。スルホン化されたフェノール−ホルムアルデ
ヒド縮合物のような汚染遮断剤の繊維に対する使用によ
って、予期したものよりさらに大きいこの染料速度の減
少が、達成される。

汚染遮断剤（ここでは耐汚染性（stain−resists）ま
たは耐汚染剤（stain−resist agents）として引用し
ている）は、その製品が適用される糸やカーペットに対
して、種々の食料および飲料に一般にみられる型の酸性
染料による汚染への耐性を与える製品である。スルホン
化されたナフトール−ホルムアルデヒドまたはスルホン
化されたフェノール−ホルムアルデヒド縮合物を含有す
る汚染遮断剤組成物および、酸性染料による汚染に耐え
るカーペットを与えるこれらの組成物とともにポリアミ
ドカーペットまたはカーペット糸を加工する方法は、Uc
ciおよびBlythによって米国特許第4,501,591号に、Blyt
hおよびUcciによって米国特許第4,592,940号に、Blyth
およびUcciによって米国特許第4,680,212号に、およびG
reschler、Malone、およびZinnatoによって米国特許第
4,780,099号に開示されている。

スルホン化されたフェノール−ホルムアルデヒド縮合
物と、無水マレイン酸の加水分解ポリマーおよびひとつ
以上のエチレン性不飽和芳香族モノマーとの混合物を含
有する耐汚染剤は、Fitzgerald、Rao、Vinod、およびAl
enderによる米国特許第4,883,839号に説明されている。

Olson、Chang、およびMuggliによる米国特許第4,822,
373号に、汚染遮断剤組成物を適用することによって、
酸性染料物による汚染に対する耐性を与えるようなポリ
アミド繊維生地の処理を開示しており、その汚染遮断剤
組成物は、（ａ）部分的にスルホン化されたノボラック
樹脂と、（ｂ）ポリメタクリル酸、メタクリル酸のコポ
リマー、またはポリメタクリル酸とメタクリル酸のコポ
リマーの組み合わせと、を含有する。

Chang、Olson、およびMuggliによる欧州特許公開公報
第332,342号に、ポリアミド繊維材料に対する耐汚染性
を与える方法を開示しており、これは、ポリメタクリル
酸、メタクリル酸のコポリマー、またはこれらの組み合
わせを含有する水溶液とその材料を接触させる工程を含
む。

Mossらによる米国特許第4,940,757号では、耐汚染組
成物を説明しており、これは、スルホン化された芳香族
ホルムアルデヒド縮合物の存在下で、種々のアルファ置
換されたアクリル酸のどれかを重合することによって製
造された生成物を含有する。

先の明細書に記載された繊維に適用されるためのいか
なる汚染遮断剤および方法も、本発明の繊維を処理する
のに用いられる。汚染遮断剤は、染色する前、または後
に適用されるが、染色工程の後に適用するのが最も一般
的である。汚染遮断剤はまた、「製造者着色」糸、すな
わち、これらの糸は、染色されていないが、紡糸する前
にポリマーに有色顔料の添加によって着色されているも
のに適用されてもよい。これらのブロック共重合体繊維
上の汚染遮断剤の効果は、染料遅延ファクターによって
測定され、ここで、その遅延ファクターは、汚染遮断剤
の適用前の繊維の酸性染料速度を、汚染遮断剤の適用後
の繊維の酸性染料速度で割ったものとして定義されてい
る。このファクターは、繊維の酸性染料速度における汚
染遮断剤の効果の大きさの測定である。本発明のコポリ
マー繊維は、蒸気で撚り止めされたかさ高くされていな
い繊維に対して35より大きな染料遅延ファクターを示
す。ナイロン6,6を２％含むコポリマーから紡糸された
「処理されたままの（as processed）」（ヒートセッ
トされない）糸に対するスルホン化されたフェノール−
ホルムアルデヒド耐汚染剤の適用により、ナイロン６ホ
モポリマー繊維に対する同じ汚染遮断剤の適用によって
達せられる酸性染料速度の減少よりも三倍大きい酸性染
料速度の減少が得られるということがわかった。ナイロ
ン6,6を６％含むコポリマー糸に対して、その減少は、
ナイロン６ホモポリマー糸のときに達せられるものより
四倍大きい。ナイロン6,6を２％含むコポリマーに対す
るときの蒸気ヒートセットされた糸に対する効果は、そ
れほど大きくなく、酸性染料速度減量は、ナイロン６ホ
モポリマー糸に対して達せられたものの二倍ほどであ
る。

試験方法 相対粘度（RV）は、Jenningsによる米国特許第4,702,
875号の第２カラム、第42〜51行に記載されたようにギ
酸相対粘度である。

アミン末端レベルは、John Wiley ＆ Sonsによって出
版された「工業化学分析の百科事典（Encyclopedia of
Industrial Chemical Analysis）」の第17号の第29
3頁で始まる記載の方法を用いて決定された。

融点は、空気中、温度を一分当たり２℃の速さで上昇
させて、Du Pontの示差走査熱量計を用いて測定した。

酸性染料速度は、Windleyによる米国特許第4,919,874
号に記載された洗われた糸の冷用染料速度（Cold Dye
Rate）の決定方法を用いて測定された。

実施例 次の実施例は、本発明を説明する目的で提供されてお
り、これに制限されることを意味しない。割合は、特に
記載のない限り、重量による。

コポリマー繊維および対照標準は、RV46およびアミン
末端40.5を有するナイロン6,6を約２〜15重量％と、RV4
3.6およびアミノ末端51.8を有するナイロン６を85〜98
重量％と、をフレーク配合することによって調製され
た。実施例１では、約98重量％のナイロン６を２重量％
のナイロン6,6と配合し、実施例２では、約94重量％の
ナイロン６を４重量％のナイロン6,6と配合し、実施例
３では、約90重量％のナイロン６を10重量％のナイロン
6,6と配合し、実施例４では、約85重量％のナイロン６
を15重量％のナイロン6,6に配合した。フレークは、二
軸スクリュー押出機Model402の入り口で配合された。こ
の押出機は、Werner−Pfleiderer Corp.（663 East Cre
scent Avenue、Ramsey、New Jersey 07446）によって
製造されたものである。配合されたフレークは、ポリマ
ーがスクリュー溶融機を通過するときに、温度を235〜2
77℃に上昇させて押し出し溶融された。そうして温度
は、ポリマーが移動ライン、紡糸ポンプおよび紡糸パッ
クを通過するとき、約279℃で一定に保持された。フレ
ーク添加点から紡糸口金までの停滞時間は、約10.5分で
あった。ポリマーは、1.9グラム／分／細管で紡糸さ
れ、丸い断面を有する17フィラメントにされた。フィラ
メントは、空気急冷され、第一の仕上げロール上を通
り、300m/分の表面速度で作動している供給ロールに移
動された。紡糸されたフィラメントは、周囲温度で、表
面速度900m/分で作動しているロールによって19デニー
ル／フィラメント（21dtex）に延伸され、速度860m/分
で管上に巻かれた。ナイロン６ホモポリマー対照標準サ
ンプルは、ナイロン6,6を含まないナイロン６より紡糸
された（対照標準Ａ）。ナイロン6,6の第二のホモポリ
マー対照標準サンプルもまた、製造された（対照標準
Ｂ）。表Ｉは、製造されたままのホモポリマーおよびブ
ロック共重合体糸の物性を示している。サンプル糸の部
分は、酸素を除外して標準カーペットヒートセットサイ
クルを用いて132℃でオートクレーブ内で蒸気でヒート
セットされた。

酸性染料速度に対してテストされる染色されていない
糸（ヒートセットしたおよびヒートセットされない）
は、洗われ、乾燥されて、正確なサンプル重量を得た。
28〜30gのサンプル糸が次の手順を用いて洗われた。

ペルオクソホウ酸ナトリウムの1.0gおよび仕上げオイ
ルを除去するための洗浄剤として用いられる陰イオン界
面活性剤IgeponT−51の0.25gの溶液を含んでいる１浴
は、回転ボイルに運ばれた。ここでの界面活性剤は、GA
F Chemical Company（1351 Alps Road、Wayne、New
Jersey 07470）で製造されたものである。次いでサ
ンプル糸28〜30gが、20分間にわたって時折撹拌しなが
ら、加えられた。次いでサンプルは、取り除かれ、少な
くとも３回水道水で、そして、少なくとも３階蒸留水で
洗われるか、または石鹸の跡が残らなくなるまで洗い、
できるだけ乾燥するように絞られ、アルミニウムパンの
中に置かれた。

洗浄の後、糸を含むパンは、40℃で強制通風炉内に一
晩置かれた。そして、これらを40℃の真空炉に移し、２
時間にわたって真空下で乾燥させた。

そして、洗浄された糸の部分は、次の手順に従って汚
染遮断剤で処理された。

洗浄され乾燥された（そして、任意にヒートセットさ
れた）糸は、水1000ml中一塩基酸リン酸ナトリウム5gか
らなるpH4でモック染料浴（mock dye bath）中のビー
カー内に置かれた。糸は、室温で15〜20分にわたって放
置した後、取り除かれ、水は圧出（pressed out）さ
れ、そして糸は過剰の水を取り除くために回転させられ
吸い取られた。

耐汚染剤浴は、エチルグリコール中のスルホン化され
たフェノールホルムアルデヒド縮合生成物（Mobay Che
mical Company（Penn Lincoln Parkway West、Pitt
sburgh、PA.15205）によって製造されたMesitol NBS）
の30重量％溶液の1gを、エナメルバケット中の水1200ml
中に加えることにより用意された。pHは、アミド硫酸を
用いて2.0に調整された。繊維40gが、80℃に加熱された
浴に加えられた。浴は、80℃に保たれ、25分間にわたっ
て穏やかに撹拌された。糸は、取り除かれ、濯がれ、40
℃でオーブン内で一晩乾燥され、酸性染料速度分析試験
に用いられた。

表IIは、染色されていない繊維、および汚染遮断剤を
用いて処理された染色されていない繊維の酸性染料速度
を表している。

染色された、洗浄された、ヒートセットされない糸の
部分は、汚染遮断剤を用いて処理される前に、下に記載
した類似ベック染色法で染色された。

染料保存溶液は、水1000mlに、テクチロンブルー2GL
（Tectilon Blue）（200％）（アシッドブルーC.I.4
0）1gを添加することによって製造された。モック浴（m
ock bath）（pH7）は、水1000mlに一塩基酸リン酸ナト
リウム5gを用いて製造された。重量約40gのサンプル糸
は、15分間にわたって21℃でモック浴中に置かれた。染
料浴は、40:1のリカー（liquor）割合で上述した染料保
存溶液40mlを用いて製造した。染料浴は、pH7に調整さ
れ、ホットプレート上に置かれた。糸が加えられ、染料
浴は１時間にわたり沸騰させた。そして、浴は撹拌しな
がら１時間にわたって沸騰させた。そして、染料はpHを
２にさげることによって繊維上に完全に消尽された。

染色されたサンプル糸の部分は、上述された手順を用
いて汚染遮断剤で処理された。汚染遮断剤処理されたも
のを含むこれらの染色された糸のそれぞれの酸性染料速
度が、測定された。結果は、表IIIに示す。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリ（ヘキサメチレン・アジパミド）２〜
   30重量％およびポリ（ε−カプロラクタム）70〜98重量
   ％のブロック共重合体より形成された繊維であり、ポリ
   （ヘキサメチレン・アジパミド）の融点に近い第一融
   点、およびポリ（ε−カプロラクタム）の融点に近い第
   二融点の両方を有し、これらの表面に適用された汚染遮
   断剤を有することを特徴とする繊維。
2. 【請求項２】ポリ（ヘキサメチレン・アジパミド）２〜
   15重量％およびポリ（ε−カプロラクタム）85〜98重量
   ％のブロック共重合体より形成されることを特徴とする
   請求項１に記載の繊維。
3. 【請求項３】繊維が染色されていることを特徴とする請
   求項２に記載の繊維。
4. 【請求項４】汚染遮断剤が、フェノール−ホルムアルデ
   ヒド縮合物であることを特徴とする請求項２に記載の繊
   維。
5. 【請求項５】汚染遮断剤が、フェノール−ホルムアルデ
   ヒド縮合物であることを特徴とする請求項３に記載の繊
   維。