(57)【要約】本発明は、ナイロン、ポリエステル、およびその他の布地材料および繊維基材材料のための、それらを親水性にする布地の仕上げまたは処理調製物を対象とする。本発明の仕上げは、カルボキシル基、カルボキシル基の塩、またはある種の化学反応によりカルボキシル基に変換できる部分を含んだ重合体を本質的に含んでいる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成繊維基材を処理する方法であって、
未処理の繊維基材を、カルボキシル含有重合体を含んだ溶液または懸濁液に接触させる工程と、
前記繊維基材を前記溶液から取り出す工程と、
前記繊維基材を乾燥して硬化させる工程と、
を含み、
前記未処理の繊維基材には存在しない親水性の特性を示す処理された繊維基材を提供することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記溶液または懸濁液が、少なくとも１種の触媒をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記溶液または懸濁液が、少なくとも１種の湿潤剤をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記溶液または懸濁液が、
ａ）約０．００１〜約２５重量％のカルボキシル含有重合体と、
ｂ）０〜約４重量％の触媒と、
ｃ）０〜約５重量％の湿潤剤と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記カルボキシル含有重合体が、アクリル酸、メタクリル酸、β−アクリル酸カルボキシエチル、マレイン酸、マレイン酸のモノエステル類、無水マレイン酸、フマル酸、フマル酸のモノエステル類、無水アクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸、イタコン酸、イタコン酸のモノエステル類、無水イタコン酸、カルボキシル基を含んだ糖類、カルボキシレート基を含んだ糖類、化学反応によりカルボキシルまたはカルボキシレート基に変換できる部分を含んだ糖類、カルボキシル基を含んだマクロモノマー類、カルボキシレート基を含んだマクロモノマー類、および化学反応によりカルボキシルまたはカルボキシレート基に変換できる部分を含んだマクロモノマー類の重合体および共重合体、ならびにこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記カルボキシル含有重合体が、ポリ（アクリル酸）であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記カルボキシル含有重合体が、架橋結合していることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記カルボキシル含有重合体が、分岐していることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記カルボキシル含有重合体が、約２５０〜約１２５０キロダルトンの分子量を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記未処理の繊維基材が、疎水性であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記疎水性の繊維基材がナイロンまたはポリエステルであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記処理された繊維基材の前記親水性の特性が、永続的であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
疎水性の繊維基材に永続的な親水性の特性を付与するための処理調製物であって、
カルボキシル含有重合体を含むことを特徴とする処理調製物。
【請求項１４】
少なくとも１種の触媒をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の処理調製物。
【請求項１５】
少なくとも１種の湿潤剤をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の処理調製物。
【請求項１６】
ａ）約０．００１〜約２５重量％のカルボキシル含有重合体と、
ｂ）０〜約４重量％の触媒と、
ｃ）０〜約５重量％の湿潤剤と、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の処理調製物。
【請求項１７】
前記カルボキシル含有重合体が、アクリル酸、メタクリル酸、β−アクリル酸カルボキシエチル、マレイン酸、マレイン酸のモノエステル類、無水マレイン酸、フマル酸、フマル酸のモノエステル類、無水アクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸、イタコン酸、イタコン酸のモノエステル類、無水イタコン酸、カルボキシル基を含んだ糖類、カルボキシレート基を含んだ糖類、化学反応によりカルボキシルまたはカルボキシレート基に変換できる部分を含んだ糖類、カルボキシル基を含んだマクロモノマー類、カルボキシレート基を含んだマクロモノマー類、および化学反応によりカルボキシルまたはカルボキシレート基に変換できる部分を含んだマクロモノマー類の重合体および共重合体、ならびにこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１３から１６のいずれか一項に記載の処理調製物。
【請求項１８】
前記カルボキシル含有重合体が、ポリ（アクリル酸）であることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか一項に記載の処理調製物。
【請求項１９】
前記カルボキシル含有重合体が、架橋結合していることを特徴とする請求項１３から１８のいずれか一項に記載の処理調製物。
【請求項２０】
前記カルボキシル含有重合体が、分岐していることを特徴とする請求項１３から１８のいずれか一項に記載の処理調製物。
【請求項２１】
前記カルボキシル含有重合体が、約２５０〜約１２５０キロダルトンの分子量を有することを特徴とする請求項１３から２０のいずれか一項に記載の処理調製物。
【請求項２２】
前記疎水性の繊維基材が、ナイロンまたはポリエステルであることを特徴とする請求項２１に記載の処理調製物。
【請求項２３】
繊維状の基材上に付加されたカルボキシル含有重合体連鎖を含み、同種繊維の未処理の合成繊維基材と比較して親水性の特性を示すことを特徴とする処理された合成繊維基材。
【請求項２４】
前記カルボキシル含有重合体が、アクリル酸、メタクリル酸、β−アクリル酸カルボキシエチル、マレイン酸、マレイン酸のモノエステル類、無水マレイン酸、フマル酸、フマル酸のモノエステル類、無水アクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸、イタコン酸、イタコン酸のモノエステル類、無水イタコン酸、カルボキシル基を含んだ糖類、カルボキシレート基を含んだ糖類、化学反応によりカルボキシルまたはカルボキシレート基に変換できる部分を含んだ糖類、カルボキシル基を含んだマクロモノマー類、カルボキシレート基を含んだマクロモノマー類、および化学反応によりカルボキシルまたはカルボキシレート基に変換できる部分を含んだマクロモノマー類の重合体および共重合体、ならびにこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項２３に記載の処理された合成繊維基材。
【請求項２５】
前記カルボキシル含有重合体が、ポリ（アクリル酸）であることを特徴とする請求項２３に記載の処理された合成繊維基材。
【請求項２６】
前記未処理の繊維基材が、疎水性であることを特徴とする請求項２３から２５のいずれか一項に記載の処理された合成繊維基材。
【請求項２７】
前記疎水性の繊維基材がナイロンまたはポリエステルであることを特徴とする請求項２６に記載の処理された合成繊維基材。
【請求項２８】
前記処理された繊維基材の前記親水性の特性が、永続的であることを特徴とする請求項２３から２７のいずれか一項に記載の処理された合成繊維基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は布地（fabric）の仕上げの分野、より詳細には繊維、糸、布地材料、またはその他の繊維基材（fibrous substance）に親水性およびその他の特性を付与する高分子の布地の仕上げを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
ナイロンおよびポリエステルなどの合成布地材料は、水に対する透過性が不十分なために身につけることが心地悪い。暑い気候では、汗がこれらの布地中を容易に浸透して（または吸い上げて）蒸発することができない。吸湿性および透過性が不十分であることは、ナイロンおよびポリエステル重合体の生来の疎水性のためである；水がこれらの材料からなる表面上に容易に広がらない。ナイロンおよびポリエステルではまた、その疎水性により静電気付着および汚れ保持がしばしば示される。
【０００３】
したがって、永続的な親水性の特性をナイロン、ポリエステル、およびその他の合成材料に付与する方法が望ましい。このことは親水性材料を疎水性の繊維に結合させることにより達成される。疎水性の基材に親水性の特性を付与することによりまた、静電気付着を減少または除去し、かつ洗濯中の汚れ落としが可能になる。
【０００４】
Ｍａｒｃｏの米国特許第３，３７７，２４９号には、ポリエステル、綿、およびポリエステル／綿混紡から作られた布地の汚れ落とし仕上げの応用例が開示されている（特許文献１）。この配合物は、アクリレート共重合体（少なくとも２０％のアクリル酸単量体からなる）乳濁液、アミノ樹脂、および樹脂触媒を含んでいる。このようにして処理された布地は、５〜１０回の間の家庭の洗濯に永続的な汚れ落とし特性を示す。
【特許文献１】米国特許第３，３７７，２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＭｉｃｈｉｅｌｓｅｎおよびＴｏｂｉｅｓｅｎは、ポリ（アクリル酸）（またはＰＡＡ）をナイロン６，６フィルム上にグラフト化する方法を報告している（Ｔｏｂｉｅｓｅｎ、Ｆ．Ａ．、Ｍｉｃｈｉｅｌｓｅｎ，Ｓ．；Ｊ．  Ｐｏｌｙ．  Ｓｃｉ．  Ａ；４０巻、７１９〜７２８頁（２００２年））（非特許文献１）。この方法では、ナイロン６，６フィルムをＰＡＡ、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（ＥＤＣ）およびＮ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）を含んだ水溶液中に浸積（dipping）した。ＰＡＡのカルボキシレートがＥＤＣとの反応により活性化され、次いで、活性化されたカルボキシレートのあるものがナイロン重合体の連鎖末端のアミン基と反応し、一方残りがカルボキシレートの形態に加水分解されて戻ることが報告されている。ＮＨＳは加水分解の速度を減速させるのを助けるものと考えられる。フィルムを０．５〜１８時間の範囲の間、および０〜６０℃の範囲の温度で溶液中に保温した後、処理されたフィルムを取り出し、脱イオン水で少なくとも６回すすいだ。著者等は、未処理のナイロン６，６フィルム上に置いた水滴は徐々に表面上に広がるのに対して、処理されたフィルム上に置いた水滴は直ちに広がって表面を覆ったと報告している。この方法の欠点は、高価な試薬ＥＤＣおよびＮＨＳがグラフト化のために、カルボキシル基の数に関して化学量論量より多くの量を必要とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書では、ポリエステル、ナイロン、およびその他の合成疎水性材料に対して、処理された材料を親水性にする本発明の処理を開示する。この処理は親水性材料を直接疎水性基材に永続的に結合させ、材料のその他の特性を変更することなく基材を親水性にする。
【０００７】
本発明は、ナイロン、ポリエステル、およびその他の合成または疎水性の布地材料を親水性にする、それらのための布地の仕上げまたは処理調製物を対象とする。
【０００８】
本発明の仕上げは、主としてカルボキシル基、カルボキシル基の塩、または化学反応によりカルボキシル基に変換できる部分（本明細書では「カルボキシル前駆体（carboxyl precursor）」と呼ぶ）を含んだ重合体からなる。布地材料またはウェブなどの繊維基材を、これらのカルボキシル含有重合体にさらし、次いで乾燥して硬化させる。このプロセスにより、処理された基材の繊維は「活性化剤」を使用することなく、親水性カルボキシル含有重合体と直接結合される。このようにして処理された布地材料またはウェブは、同じ繊維タイプの未処理の布地材料と比較して、改善された水の吸湿性および通気性を含む親水性の特性が付与される。
【０００９】
本発明はさらに、本発明の親水性処理調製物で処理された合成または疎水性の繊維、および糸、布地、布地材料、仕上り品、または不織品（本明細書では、用語「繊維基材」、「布地材料」または「ウェブ」に包含される）を対象とする。処理された繊維および繊維基材は、同じ繊維タイプの未処理の布地材料と比較して親水性の特性を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明によれば、繊維基材はカルボキシル、カルボキシレート、またはカルボキシル前駆体基を含んだ重合体またはオリゴマー（本明細書および特許請求の範囲では、これらの重合体またはオリゴマーのすべては用語「カルボキシル含有重合体」または「ポリカルボキシレート」に包含される）を含んだ溶液にさらす。次いで親水性の薬剤を繊維に永続的に固定させるために、処理されたウェブを乾燥して硬化させる。重合体のウェブへの付着を容易にするために湿潤剤を使用してもよい。「永続的に固定させる（durably fix）」または「永続的（durable）」とは、本発明の処理仕上げにより処理された基材に与えられた親水性の特性が、少なくとも約１０回の家庭の洗濯の間、好ましくは少なくとも約３５回の家庭の洗濯の間、より好ましくは少なくとも約５０回の家庭の洗濯の間残ることを意味する。好ましい実施形態では、処理は永久的である；すなわち、親水性の特性が処理された繊維基材の寿命の間存在する。
【００１１】
本発明によれば、カルボキシル含有重合体は、カルボキシル基、カルボキシレート、または化学反応によりカルボキシルまたはカルボキシレート基になることができる基（カルボキシル前駆体基）を含んだ１種または複数の単量体の重合または共重合により得ることができる。こうした単量体の非限定的な例としては、アクリル酸、メタクリル酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、β−アクリル酸カルボキシエチル、マレイン酸、マレイン酸のモノエステル類［ＲＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨＣ（Ｏ）ＯＨ、ただし、Ｒは水素ではない化学基を表す］、無水マレイン酸、フマル酸、フマル酸のモノエステル類［ＲＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨＣ（Ｏ）ＯＨ、ただし、Ｒは水素ではない化学基を表す］、無水アクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸、イタコン酸、無水イタコン酸、イタコン酸のモノエステル類［ＲＯＣ（Ｏ）ＣＨ２（＝ＣＨ２）Ｃ（Ｏ）ＯＨ、ただし、Ｒは水素ではない化学基を表す］、カルボキシル（たとえば、アルギン酸）、カルボキシレート、またはカルボキシル前駆体基を有する糖類、およびカルボキシル、カルボキシレート、またはカルボキシル前駆体基を含んだマクロモノマー類がある。カルボキシル前駆体類としては、これに限定されることなく、酸塩化物類、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルエステル類、アミド類、エステル類、ニトリル類、および無水物類がある。カルボキシル前駆体基を有する単量体の例としては、（メタ）アクリル酸塩化物、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、アスパラギン、およびグルタミンがある。本明細書では、名称「（メタ）アクリル」とは、アクリルおよびメタクリルの両タイプの単量体を示す。好ましいカルボキシレートのカチオンとしては、アルミニウム、バリウム、クロム、銅、鉄、鉛、ニッケル、銀、ストロンチウム、亜鉛、ジルコニウム、およびホスホニウム（Ｒ４Ｐ＋）がある。より好ましいカチオンとしては、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、アンモニウム、カルシウム、およびマグネシウムがある。重合体は直鎖または分岐してもよい。現在のところ好ましい実施形態では、重合体は分岐しており、より好ましくはこれらは約０．００１〜約１０％までの間の分岐を有する。好ましい単量体類はアクリル酸、メタクリル酸およびβ−アクリル酸カルボキシエチルである。
【００１２】
カルボキシル基を含んだアクリレート重合体は市販されている。特にポリ（アクリル酸）は、使い捨ておむつ中の「高吸収剤」として、およびなせんのり中の増粘剤として世界的に広く製造されている。ポリ（アクリル酸）は、他の供給源の中でもＰｏｌｙｃｒｙｌ  ＡＧ社、Ｂｏｈｌｅｒ、Ｐｏｓｔｆａｃｈ、ＣＨ−６２２１  Ｒｉｃｋｅｎｂａｃｈ、スイス（商品名：Ｐｏｌｙｃｒｙｌ）；Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ社、２４０１  Ｄｏｙｌｅ  Ｓｔｒｅｅｔ、Ｇｒｅｅｎｓｂｏｒｏ、ノースカロライナ州、２７４０６−２９１１；およびＢＦＧｏｏｄｒｉｃｈ社、Ｆｏｕｒ  Ｃｏｌｉｓｅｕｍ  Ｃｅｎｔｒｅ、２７３０  Ｗｅｓｔ  Ｔｙｖｏｌａ  Ｒｄ．、Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ、ノースカロライナ州、２８２１７−４５７８（商品名：Ｃａｒｂｏｐｏｌ）から入手することができる。現在のところ好ましいポリカルボキシレートはポリ（アクリル酸）（ＰＡＡ）である。
【００１３】
本発明はさらに、本発明の親水性の布地の仕上げ（finish）を用いて処理された合成または疎水性の糸、繊維、布地、仕上り品、またはその他の布地材料（本明細書では、用語「繊維基材」、「布地材料」および「ウェブ」に包含される）を対象とする。これらの布地材料またはウェブは、強度および耐久性などの合成布地材料の従来の利点を保持しながら、改善された濡れ性および水分の通気性などの、通常親水性の布地材料（たとえば綿）に連想される特性を示す。さらに、たとえば光沢を下げかつ合成繊維および布地の手触りを改善するように、繊維の光学的およびその他の特性もまた修正され得る。帯電防止および汚れ落とし特性もまた、本発明による処理により付与し得る。
【００１４】
これらの処理された繊維基材は、以下に限定されることなく、衣類、室内内張り、およびその他の内部の家具、病院およびその他の医療用途、ならびに工業用途を含めた、様々な方法で使用することができる。Ｗｅｌｌｉｎｇｔｏｎ  Ｓｅａｒｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｔｅｘｔｉｌｅｓ（Ｅｄ．  Ｓ．  Ａｄａｎｕｒ、Ｔｅｃｈｎｏｍｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．、Ｌａｎｃａｓｔｅｒ、ペンシルバニア州、１９９５年、８〜１１頁）には、多くの可能な用途が列挙されている。
【００１５】
本発明の親水性基材は、（１）カルボキシル基を含んだ重合体連鎖を含み、これは（２）繊維基材を構成する合成または疎水性の繊維上に、硬化され、固定される。任意選択で、重合体の繊維への固定を容易にするために、重合体と共に触媒を加えてもよい。本発明の繊維基材（fibrous substrate）は、繊維、布地、および布地材料を含むものとし、かつ繊維または構造要素からなるシート状の構造（織った、編んだ、タフテッド、ステッチボンド、または不織）であってもよい。繊維と共に粒状充填剤、結合剤、サイズ剤（size）などの非繊維状要素を含むことができる。疎水性の布地材料またはウェブとしては、繊維、天然または合成繊維またはこうした繊維の混紡から誘導された、織られたおよび不織の布地がある。これらは連続的または不連続的なモノフィラメント、マルチフィラメント、ステープルファイバ、およびこれらのフィラメントおよび／または繊維を含んだ糸の形態の疎水性の繊維を含むことができ、これらの繊維は任意の所望の組成物であり得る。天然繊維および合成繊維の混合物を使用してもよい。天然繊維の例としては、綿、羊毛、絹、ジュート、およびリネンがある。人造繊維の例としては、再生セルロースレーヨン、酢酸セルロース、および再生タンパク質がある。合成繊維の例としては、これに限定されることなく、ポリエステル類（ポリエチレンテレフタレートおよびポリプロピレンテレフタレートを含めて）、ポリアミド類（ナイロンを含めて）、アクリル類、オレフィン類、アラミド類、アズロン類、モダクリル類、ノボロイド類、ニトリル類、アラミド類、スパンデックス、ビニル重合体類および共重合体類、バイナル、ビニヨン、ビニロン、Ｎｏｍｅｘ（登録登録商標）（Ｄｕ  Ｐｏｎｔ社）およびＫｅｖｌａｒ（登録登録商標）（Ｄｕ  Ｐｏｎｔ社）がある。
【００１６】
本発明の繊維基材を調製するために、合成または疎水性の繊維、糸、布地、布地材料、仕上り品、または不織品（「繊維基材」または「ウェブ」）を、液浸（soaking）、スプレー、浸積（dipping）、液流（fluid-flow）、およびパジング（padding：布に溶液を均一に付着させて絞る）を含めた当技術分野で知られている方法により、カルボキシル含有重合体またはポリカルボキシレートの溶液または懸濁液にさらす。溶液または懸濁液は任意選択で、たとえば触媒類、消泡剤類、蛍光増白剤類、染料類、抗菌性物質類、および／または湿潤剤類を含んでもよい。溶媒は水、有機液体、または超臨界液流でもよい。次いで処理されたウェブをさらしから取り出し、乾燥して硬化させる。得られたウェブは、未処理のウェブに中には存在しない親水性の特性を示す。
【００１７】
理論により縛られることなく、繊維表面へのポリカルボキシレートの固定化機構（mechanism）は、両者の間の共有結合の形成と考えられる。ポリエステル繊維の場合は、ポリカルボキシレートとエステル結合を形成するヒドロキシル末端の両連鎖端があるのに対して、ナイロンのアミン末端の両連鎖端はポリカルボキシレートとアミド結合を形成する；これらの結合は硬化工程で形成されるものと考えられる。エステルおよびアミド結合は適度に強いが、それらは洗濯手順中になお加水分解を受け得る。仕上げの耐久性（durability）は、ポリカルボキシレートおよび繊維表面の間の共有結合の数に対応するものと考えられる；その結果、親水性仕上げの耐久性を最大化するためにはできるだけ多くの結合を形成することがより好ましい。しかし、所定の合成繊維表面積上の反応性基の「密度」は、非常に小さいものと予想される。Ｍｉｃｈｉｅｌｓｅｎは、ナイロン６，６は９０ｎｍ２当たり反応性アミン基を１個しか有するに過ぎないことを報告している（Ｍｉｃｈｉｅｌｓｅｎ，  Ｓ．；Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｏｌｙｍ．  Ｓｃｉ．１９９９年、７３巻、１２９〜１３６頁）。比較として、５キロダルトンのポリ（アクリル酸）は、５ｎｍ未満の回転半径、ＲＧを有する、それゆえ平均して各重合体連鎖および表面の間にただ１つのアミド結合しか形成されないことになる。繊維表面の反応性基の密度は、繊維に損害を与えないと増加させることはできないので、繊維／ポリカルボキシレート結合の数を最大化する利用可能な方法は、表面被覆率を最大化するために高分子量のポリカルボキシレートを使用する。こうしたポリカルボキシレートは、硬化工程の前に低分子量ポリカルボキシレートを架橋結合することにより調製し得る。この架橋結合は市販の重合体の製造中に実施されることが好ましい。
【００１８】
カルボキシル前駆体基を含んだ重合体を、カルボキシル含有重合体として使用する場合には、この前駆体は、布地材料に仕上げを適用中かあるいはその後に、カルボキシル基を形成するためにを加水分解させなければならない。加水分解する条件は前駆体の性質により決まる。好ましくは、繊維基材が処理されるｐＨおよび温度条件で加水分解が生じ、重合体が布地材料またはウェブに適用されたときにカルボキシル基の形成を容易にする。好ましい前駆体基は酸塩化物類および無水物類である。好ましくない前駆体基は、加水分解をするために酸性または塩基性の水性条件および高温が必要となり得る；こうした基としてはエステル類およびアミド類がある。
【００１９】
本発明で有用なカルボキシル含有重合体の好ましい分子量は、約９０〜約４，０００キロダルトンの分子量であり、より好ましい分子量は約１２５〜約３，０００キロダルトンの分子量であり、最も好ましい分子量は約７５０〜約１，２５０キロダルトンの分子量である。ポリカルボキシレートは約０．００１〜約１０％の間、より好ましくは約０．０１〜約１％の間で架橋結合しているのが好ましい。
【００２０】
処理溶液中のカルボキシル含有重合体およびその他の置換基の量は、使用した個々の重合体（単数または複数）、所望の親水性の程度、等などの諸要因により決まる。一般に、カルボキシル含有重合体は処理溶液中に、約０．００１〜約２５重量％、好ましくは約０．００５〜約５重量％、より好ましくは約０．０１〜約２重量％の量で存在する。触媒は、０〜約４重量％、好ましくは約０〜約２重量％、より好ましくは約０〜約１．５重量％の量で存在する。湿潤剤は、０〜約５重量％、好ましくは約０．０１〜約１重量％、より好ましくは約０．０５〜約０．５重量％の量で存在する。
【００２１】
本発明の親水性のカルボキシル含有重合体を繊維または繊維基材に適用する際、プロセス温度は反応物の反応性に応じて広範に変わり得る。しかし、温度は反応物が分解するほど高く、あるいは反応の阻害または溶媒の凍結を引き起こすほど低くするべきではない。別段の指示がなければ、布地材料は大気圧で５〜１１０℃、より好ましくは１５〜６０℃の温度範囲で、最も好ましくは室温、ほぼ２０℃で重合体にさらされる。カルボキシル含有重合体が適用されるｐＨは、ｐＨ０〜ｐＨ７で、好ましくはｐＨ１〜ｐＨ５で、より好ましくはｐＨ２〜ｐＨ４．５であり得る。本明細書の方法に必要な時間は、使用する温度、出発材料の相対反応性に大きく依存する。別段の指示がなければ、プロセス時間および条件はおよそとするものである。硬化条件は、５〜２５０℃、好ましくは１５０〜２００℃の間の範囲にある。
［実施例］
【００２２】
一般的情報：
Ｒｏｔａｗａｓｈ（登録商標）手順において、布地の正方形の１片（ほぼ２．５インチ×６インチまたは６．４ｃｍ×１５．２ｃｍ）を、１００個のステンレススチールのビーズおよび５０ｍＬの０．１５重量％洗濯洗剤溶液と共に金属缶に入れた。次いで缶を７１℃の水浴中で回転させた。Ｒｏｔａｗａｓｈ装置中の各９分間の周期が、通常の洗濯機中の１回の家庭の洗濯（home laundering）（ＨＬ）と等価であるとみなされる。所望の周期数が完了した後、試料を缶から取り出し、２分間流水ですすぎ、オーブン内で１００℃で乾燥する。
【００２３】
布片（fabric swatch）の親水性／疎水性は、布片の異なる位置上に６滴の水を置くことにより決定する。水滴を置いた領域が、水の吸湿性を引き起こすいかなる固体の支持体またはその他の材料に接触しないように、布片を浮かせる。各水滴が布地中に染みこむのに要した時間を測定し、記録し、平均化する。「染みこむ時間」が１２０秒を超える場合は、値を１２０秒と記録する。個々の布片の親水性はいずれも、その平均吸湿性時間により決定する。
【実施例１】
【００２４】
未仕上げのナイロン試料は、０．５重量％ポリアクリル酸（平均分子量９０，０００、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社）および０．１％Ｗｅｔａｉｄ（登録商標）ＮＲＷ湿潤剤（Ｂ．  Ｆ．  Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社）の水溶液中に浸積され、ほぼ１００％の溶液捕捉率になるようにパッド（pad：絞る）された。同様に対照試料は流水中に浸積し、パッドされた。試料を１２０℃で６０秒間乾燥し、次いで１８０℃で３０秒間硬化させた。試料を上述のｒｏｔａｗａｓｈ手順に従って１、６、１１、２１、３１、９６、および１１８周期で洗濯した。布片の親水性を上記のように測定し、結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
2005524786.tif 000002
【実施例２】
【００２６】
４種の０．２５％ＰＡＡおよび０．３％Ｗｅｔａｉｄ（登録商標）ＮＲＷ（Ｎｏｖｅｏｎ社）の溶液３００．０ｇを、４種の異なるＰＡＡ材料：Ｃａｒｂｏｐｏｌ  ８４６（Ｎｏｖｅｏｎ社）、Ｃａｒｂｏｐｏｌ  １３９２ＷＣ（Ｎｏｖｅｏｎ社）、Ｃａｒｂｏｐｏｌ  ＰＫＳ（Ｎｏｖｅｏｎ社）、および１．２５メガ（１０６）の分子量、０．１％の架橋結合（「ＡＬＤ」、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社）から調製した。表２に示す粘度測定は、水酸化アンモニウムで調整したｐＨ８．０をわずかに超えた溶液を用いて実施した；この情報は製造者により提供された。２タイプのナイロン（１および２）からの布片は各々処理浴の１つに浸積され、パッドされ、次いで２４８°Ｆ（１２０℃）で１分間乾燥し、３００°Ｆ（１４９℃）で３０秒間硬化された。各布地の未処理の布片を対照として使用した（表中で「データなし」として示した）。布片の親水性を上記のように測定し、次いで布片をＡＡＴＣＣ法１２４−９６に従って２回洗濯し、その後再び親水性を測定した。
【００２７】
【表２】
2005524786.tif 000003
【実施例３】
【００２８】
２種の水性パッド浴溶液（ＡおよびＢ）を、各溶液中に０．２５％ＰＡＡおよび０．３％Ｗｅｔａｉｄ  ＮＲＷを用いて調製した。溶液Ａは、１．２５百万の分子量、０．１％の架橋結合したＰＡＡ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社）を含んでいる；溶液Ｂは、１．０百万の分子量で、直鎖のＰＡＡ（Ｐｏｌａｃｒｙｌ  Ａｌ０，０００−１０Ａ）を含んでいる。２タイプのナイロン（１および２）の布片をいずれかの溶液に浸積し、一致した溶液捕捉率になるようにパッドされた。布片を２４８°Ｆで１分間乾燥し、次いで３００°Ｆで３０秒間硬化させた。布片を上記記載のような水滴試験により親水性を試験し、次いで洗濯し、所望時に再試験した。余分なすすぎ周期を用いたＡＡＴＣＣ法１２４−９６（ＩＩ．１．ＩＶ．Ａ）に従って洗濯を実施した。結果を表３に述べる。
【００２９】
【表３】
2005524786.tif 000004
【実施例４】
【００３０】
ナイロン６，６の２タイプ（１および２）の試料は、４種の０．２５重量％ポリアクリル酸および０．１％Ｗｅｔａｉｄ（登録商標）ＮＲＷ（Ｂ．  Ｆ．  Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社）の水溶液のうちの１つに浸積された。４種の市販されているポリアクリル酸（ＰＡＡ）配合物を試験した。
【００３１】
重合体：Ａ＝０．１％の分岐を有する１，２５０キロ（１０３）の分子量のＰＡＡ（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）
Ｐ２＝１，０００キロの分子量、直鎖のＰＡＡ、ｐＨ＝２．０（Ｐｏｌｙｃｒｙｌ社製）
Ｐ３３＝１，０００キロの分子量、直鎖のＰＡＡ、ｐＨ＝３．３（Ｐｏｌｙｃｒｙｌ社製）
Ｓ＝１，０００キロの分子量、直鎖のＰＡＡ（Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ社製）。
【００３２】
パッド浴を９０°Ｆ（３２℃）に加熱した。試料を浸積し、次いでほぼ５０％の溶液捕捉率になるようにパッドされ、２５０°Ｆ（１２１℃）で１分間乾燥し、３００°Ｆ（１４９℃）で１５秒間硬化させた。対照試料はなにも処理をしなかった。試料（対照を含めて）を指定された回数のＲｏｔａｗａｓｈ（登録商標）洗濯シミュレーション（上記参照）にかけ、乾燥し、前述の手順を続けた。布地の親水性を上記のように測定し、結果を表４に示す。
【００３３】
【表４】
2005524786.tif 000005
【実施例５】
【００３４】
０．２５％の１．２５メガ（１０６）分子量のＰＡＡ、０．１％の架橋結合（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社）および０．３％Ｗｅｔａｉｄ  ＮＲＷ（Ｎｏｖｅｏｎ社）の水溶液１２００ｇを調製した。溶液はｐＨ３．７４を有していた。溶液を６つの２００ｇの部分に分割した。各溶液のｐＨを３．０、３．２５、３．５、３．７５、４．０、および４．２５の値の１つに一致するように調整した。ｐＨの調整は水酸化ナトリウムか、あるいは硫酸溶液（１０％）を用いて行った。ｐＨ３．２１で白色沈殿を形成するために、ｐＨ３．０の溶液は廃棄した。ｐＨ４．２５で溶液はパッドするには粘性が高過ぎたので、これも廃棄した。残る４種の溶液を、各パッド浴溶液に対応するナイロン布地の布片用のパッド浴として使用した。第５の布片は水によりパッドされた。布片を２５０°Ｆで１分間乾燥し、次いで３００°Ｆで１５秒間硬化させた。布片を上記のように親水性試験をし、次いで本明細書で参照するＡＡＴＣＣ法１２４−９６に従って１０回洗濯し、再び試験した。親水性データを表５に示す。
【００３５】
【表５】
2005524786.tif 000006
【実施例６】
【００３６】
１．２５メガの分子量のＰＡＡ、０．１％の架橋結合（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社）および０．３％Ｗｅｔａｉｄ  ＮＲＷ（Ｎｏｖｅｏｎ社）を含んだ５種の水溶液を調製した。各溶液中のＰＡＡの重量パーセントは、５つ値：０．２５、０．２０、０．１５、０．１０、０．０５の１つに対応する。５種の溶液のそれぞれに対応する布片を、２タイプのナイロン布地（１および２）から調製した。布片を適当な溶液中でパッドされて、２５０°Ｆで１分間乾燥し、次いで３００°Ｆで３０秒間硬化させた。布片を上記のように親水性試験をし、次いで本明細書で参照するＡＡＴＣＣ法１２４−９６に従って１回洗濯し、再び試験した。親水性データを表６に示す。
【００３７】
【表６】
2005524786.tif 000007
【実施例７】
【００３８】
ＰＡＡ（１．２５メガの分子量、０．１％の架橋結合；Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社）および０．３％Ｗｅｔａｉｄ  ＮＲＷ（Ｎｏｖｅｏｎ社）を含んだ４種の水溶液を調製した。各溶液中のＰＡＡの重量パーセントは、４つ値：０．２５、０．２０、０．１５、０．１０の１つに対応する。４種の溶液のそれぞれに対応する布片を、３タイプのナイロン布地（１、２および３）から調製した。対照布片は水によりパッドされた。布片を適当な溶液中でパッドされ、２５０°Ｆで１分間乾燥し、次いで３００°Ｆで１５秒間硬化させた。布片を上記のように親水性試験をし、次いで本明細書で参照するＡＡＴＣＣ法１２４−９６に従って１９回洗濯し、再び試験した。親水性データを表７に示す。
【００３９】
【表７】
2005524786.tif 000008
【実施例８】
【００４０】
０．２５％ＰＡＡ（１．２５メガの分子量、０．１％の架橋結合；Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社）および０．３％ＷｅｔＡｉｄ  ＮＲＷの水溶液２リットルを調製した。４つのナイロン布地の布片をこの溶液中に浸積し、パッドされ、２５０°Ｆで１分間乾燥し、次いで３００°Ｆで０、１０、１５、あるいは３０秒間硬化させた。対照布片を水中に浸積し、パッドされ、乾燥し、同様のやり方で硬化させた。布片を上記のように親水性の試験をし、９回洗濯し、次いで再び試験した。結果を表８中に示す。
【００４１】
【表８】
2005524786.tif 000009
【実施例９】
【００４２】
７つの異なるタイプのナイロン（ナイロン１から７として識別する）およびポリエステル／ナイロン混紡を、０．２５％ＰＡＡ（１．２５メガの分子量；Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社）および０．３％ＷｅｔＡｉｄ  ＮＲＷ（ＢＦＧｏｏｄｒｉｃｈ社）の水溶液中に浸積し、パッドされ、２４８°Ｆで１分間乾燥し、３００°Ｆで３０秒間硬化させた。布片をＡＡＴＣＣ法１２４−９６（ＩＩ．１．ＩＶ．Ａ）（ＡＡＴＣＣ技術マニュアル２００１、２０５頁）に従って洗濯し、布片の０および１０ＨＬにおける親水性を試験した。結果を表９中に示す。
【００４３】
【表９】
2005524786.tif 000010
【実施例１０】
【００４４】
７つの濃紺色のポリエステル布地（１５．２ｃｍ×１５．２ｃｍ）の布片を、０．２５％ポリ（アクリル酸）（Ｃａｒｂｏｐｏｌ  ８２０；ＢＦＧｏｏｄｒｉｃｈ社）および０．３％ＷｅｔＡｉｄ  ＮＲＷ（ＢＦＧｏｏｄｒｉｃｈ社）の水溶液中に浸積した。対照布片を水中に浸積した。布片（複数）を７０％の溶液捕捉率になるようにパッドされ、２００°Ｆ（９３℃）で５分間乾燥し、表１０中に示すように様々な温度および時間で硬化させた；対照布片は乾燥のみ行った。布片をＡＡＴＣＣ法１２４−９６に従って洗濯し、０、１０、および２０回の家庭の洗濯（ＨＬ）における布片の親水性を試験した。親水性を上記のように測定し、結果を表１０中に示す。
【００４５】
【表１０】
2005524786.tif 000011
【実施例１１】
【００４６】
６つのオリーブ色のポリエステル布地（すべて１５．２ｃｍ×１５．２ｃｍ）の布片を、０．２５％ＰＡＡ（Ｃａｒｂｏｐｏｌ  ８２０；  Ｎｏｖｅｏｎ社）および０．２％ＷｅｔＡｉｄ  ＮＲＷ（ＢＦＧｏｏｄｒｉｃｈ社）の水溶液中に浸積した。布片（複数）を表１１に示すように様々な時間および温度で硬化させた。未処理の布地の布片を対照として使用した（表中、硬化時間および温度条件が「データなし」と示されている）。布片をＡＡＴＣＣ法１２４−９６に従って洗濯し、０、２０、および４０ＨＬに於ける布片の親水性を上記のように試験した。結果を表１１中に示す。
【００４７】
【表１１】
2005524786.tif 000012
【実施例１２】
【００４８】
７種のポリエステル布地の布片を、０．２５％ＰＡＡ（Ｃａｒｂｏｐｏｌ  ８２０、Ｎｏｖｅｏｎ社）、０．１％ＷｅｔＡｉｄ  ＮＲＷ（ＢＦＧｏｏｄｒｉｃｈ社）および０．１％２−ブチルオクタン酸の水溶液中に浸積した。布片（複数）をＡからＧとして識別した；これらはディッピングされかつパッドされた後、７９．５±１．９％の平均溶液捕捉率を有していた。表１２、１３、および１４中に示すように、様々な時間（滞留時間、秒単位）および温度で布片を硬化させた。未処理の布地の布片を対照として使用した（表中、硬化時間および温度条件が「データなし」と示されている）。布片をＡＡＴＣＣ法１２４−９６に従って洗濯し、０および３０ＨＬに於ける布片の親水性を上記のように試験した。結果を表１２、１３、および１４中に示す。
【００４９】
【表１２】
2005524786.tif 000013
【００５０】
【表１３】
2005524786.tif 000014
【００５１】
【表１４】
2005524786.tif 000015
【実施例１３】
【００５２】
０．２％ＰＡＡおよび０．１％ＷｅｔＡｉｄ（登録商標）ＮＲＷ（Ｎｏｖｅｏｎ社）を含み、３．６〜３．８の範囲のｐＨ値を有する、４種の溶液を調製した。各溶液は独自に以下の４種の分子量およびＰＡＡタイプの１つを持つ：
２５０キロダルトンの分子量、直鎖（２５０）
７５０キロダルトンの分子量、０．１％の架橋結合（７５０）
１．２５メガダルトンの分子量、０．１％の架橋結合（１．２５）
３．０メガダルトンの分子量、０．１％の架橋結合（３．０）
ポリエステルの布片を４つに切り離し、各々を溶液の１つに浸積した。第５の布片を酢酸でｐＨ３．８に調整した水中に浸積した。布片すべてを８６％の平均溶液捕捉率になるようにパッドした。布片を２２０°Ｆ（１０４℃）で５分間乾燥し、次いで３４０°Ｆ（１７１℃）で３０秒間硬化させた。布片を親水性の試験をし、ＡＡＴＣＣ法１２４−９６に従って２０回洗濯し、再び試験した。
【００５３】
結果を表１５に示す。
【００５４】
【表１５】
2005524786.tif 000016
【非特許文献１】Ｔｏｂｉｅｓｅｎ、Ｆ．Ａ．、Ｍｉｃｈｉｅｌｓｅｎ，Ｓ．；Ｊ．  Ｐｏｌｙ．  Ｓｃｉ．  Ａ；４０巻、７１９〜７２８頁（２００２年）
【非特許文献２】Ｗｅｌｌｉｎｇｔｏｎ  Ｓｅａｒｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｔｅｘｔｉｌｅｓ（Ｅｄ．  Ｓ．  Ａｄａｎｕｒ、Ｔｅｃｈｎｏｍｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．、Ｌａｎｃａｓｔｅｒ、ペンシルバニア州、１９９５年、８〜１１頁）
【非特許文献３】Ｍｉｃｈｉｅｌｓｅｎ，  Ｓ．；Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｏｌｙｍ．  Ｓｃｉ．１９９９年、７３巻、１２９〜１３６頁
【非特許文献４】ＡＡＴＣＣ法１２４−９６（ＩＩ．１．ＩＶ．Ａ）（ＡＡＴＣＣ技術マニュアル２００１、２０５頁）
【国際調査報告】
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