JP2005082900A - 衣料用繊維布帛の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 洗濯後においても吸水性、制電性及び防汚性を維持し続けることのできる、ポリ乳酸繊維布帛を用いた衣料用繊維布帛の製造方法を提供する。
【解決手段】 ポリ乳酸繊維布帛に低温プラズマ処理を施すことを特徴とする衣料用繊維布帛の製造方法、及びポリ乳酸繊維布帛にポリエチレングリコール系樹脂及び／又は水溶性ポリエステル系樹脂を付着させる処理を行った後、低温プラズマ処理を施すことを特徴とする衣料用繊維布帛の製造方法を要旨とする。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ポリ乳酸繊維布帛を用いた衣料用繊維布帛の製造方法に関するものである。

合成繊維は、その誕生以来多岐に渡る用途で用いられ、特に衣料用途おいてはその優れた機械的性能が市場に受け入れられ、天然繊維を凌駕する存在にあることは周知である。しかし、合成繊維は、大部分が石油などの限りある貴重な化石資源を原料としている。そして、このような化石資源を原料とする合成繊維は自然環境下ではほとんど分解されず、その廃棄処理が問題になっている。

これに対して、ポリ乳酸はトウモロコシなどの植物資源を原料としている。そして、ポリ乳酸は生体内埋材料として用いられている上、ポリ乳酸の分解産物である乳酸は人体中に広く存在しており、極めて安全性の高いポリマーである。ポリ乳酸を繊維化したポリ乳酸繊維は、その分子内にエステル結合を有していて脂肪族ポリエステル繊維に分類され、従来の合成繊維としての特性を有しながら、コンポスト又は土壌中などの自然環境下では最終的に炭酸ガスと水に分解されるほぼ完全な生分解性を有している。

このように、ポリ乳酸繊維は自然循環型の素材であって、環境問題に対応するための非常に有力な材料であり、種々の特徴を有している。

しかしながら、既述のようにポリ乳酸繊維もポリエステル繊維の一種であるため、分子中に親水基が存在しない。それゆえ、吸水性に劣り、この吸水性の悪さに起因して、制電性及び防汚性に劣るという問題が発生する。吸水性に劣ると布帛は静電気を帯び易くなるため、衣類に埃が付着し易い上、衣類が身体にまつわり付き易くなるという問題が発生し、さらに、布帛を構成する糸条間へ水分が十分に行き渡らないため、汚染物質を洗い流しづらいという問題も発生する。

布帛の吸水性を向上させる方法には、吸水加工剤であるポリオキシエチレングリコールジメタクリエートをパディング法によって布帛へ付着させる方法（例えば特許文献１参照）等がある。
特開平９−８７９１３号公報（〔００４１〕）

しかし、この方法では洗濯を繰り返すと吸水加工剤が欠落し、布帛の防汚性を著しく低下させる問題があり、改善が望まれている。

したがって、本発明の課題は、洗濯後においても吸水性、制電性及び防汚性を維持し続けることのできる、ポリ乳酸繊維布帛を用いた衣料用繊維布帛の製造方法を提供することである。

本発明は、上記の課題を解決するものであり、ポリ乳酸繊維布帛に低温プラズマ処理を施すことを特徴とする衣料用繊維布帛の製造方法、及びポリ乳酸繊維布帛にポリエチレングリコール系樹脂及び／又は水溶性ポリエステル系樹脂を付着させる処理を行った後、低温プラズマ処理を施すことを特徴とする衣料用繊維布帛の製造方法を要旨とするものである。

本発明では低温プラズマ処理により、ポリ乳酸繊維表面に水酸基が導入され、吸水性が向上する。この吸水性の向上により、制電性、防汚性も向上した衣料用ポリ乳酸繊維布帛が得られる。さらに、ポリ乳酸繊維にポリエチレングリコール系樹脂もしくは水溶性ポリエステル系樹脂、あるいはポリエチレングリコール系樹脂と水溶性ポリエステル系樹脂とを付与してから低温プラズマ処理を行うと、それぞれの樹脂が繊維と分子レベルで結合するので、上記性能の向上が顕著となり、洗濯耐久性も併せて良好となる。したがって、本発明により得られた衣料用繊維布帛から衣類を得れば、着用時に汗等の水分を吸わずに不快感を伴ったり、静電気の発生により身体に衣類がまつわり付いたり、付着した汚れが落ちない、といったことが起こりにくくなる。

上記のように、本発明は、環境に配慮したポリ乳酸繊維から衣料用繊維布帛を得るもので、当該衣料用繊維布帛の吸水性、制電性及び防汚性の向上が図れ、しかも優れた洗濯耐久性を発揮する衣料用繊維布帛を得ることができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明におけるポリ乳酸繊維を構成するポリ乳酸としては、例えばトウモロコシ等の植物資源から得られるデンプンを出発原料とし、これを酵素分解することによって得られるグルコースを乳酸菌発酵により乳酸とし、これを重合することにより得られるポリ乳酸や、乳酸単位を主たる繰り返し単位とし共重合成分として他のヒドロキシカルボン酸単位等を含む乳酸共重合体が挙げられる。

ポリ乳酸繊維は、上記のポリ乳酸を溶融紡糸して繊維化したものであり、長繊維であっても、短繊維であってもよい。短繊維である場合には、ポリ乳酸繊維単独で紡績した紡績糸であっても、他の繊維と混紡した紡績糸であってもよい。

本発明におけるポリ乳酸繊維布帛の形態は織物、編物、不織布のいずれであってもよい。ポリ乳酸繊維布帛は、ポリ乳酸繊維を単独で用いたものであっても、ポリ乳酸繊維に他の繊維を混用したものであってもよい。ポリ乳酸繊維に他の繊維を混用する場合の他の繊維としては、芳香族ポリエステル、アクリル、ナイロン、アラミド等の合成繊維、絹、綿、麻、獣毛等の天然繊維、ビスコースレーヨン、キュプラ、溶剤紡糸セルロース繊維等の再生繊維、トリアセテート繊維等の半合成繊維等を挙げることができる。この場合の混用方法としては、短繊維を混綿する方法、紡績における精紡工程で交撚する方法、合撚する方法、仮撚加工や嵩高加工等のような糸条に機能加工を施す際に引き揃え供給して混合する方法、布帛の製布段階で交織、交編する方法等が挙げられる。混用割合は、用途等に応じて任意に設定することができるが、ポリ乳酸繊維の割合が低すぎる場合、例えば、繊維布帛１００質量％に対し、ポリ乳酸繊維の割合が２０質量％未満となったような場合には、布帛全体の性能が他の繊維により支配されることになり、本発明の加工方法を実施してもポリ乳酸繊維の性能向上の布帛全体に対する影響は小さいものとなってしまう。したがって、ポリ乳酸繊維に他の繊維を混用するときは、ポリ乳酸繊維を２０質量％以上含有することが好ましい。

本発明は、上記のポリ乳酸繊維布帛に低温プラズマ処理を行うことを特徴としており、該低温プラズマ処理に供されるポリ乳酸繊維布帛には、予め公知の染色加工が施されていてもよい。

低温プラズマ処理によってポリ乳酸繊維表面のエステル結合は、部分的に切断され、切断された部分から水酸基が導入されるのである。

本発明で行う低温プラズマ処理に際しては、公知の装置、例えば、「繊維機械学会誌」第３８巻、Ｎｏ．４（１９８５年）の第１８８頁に記載されている装置を使用することができる。この装置は、低圧を維持できる真空容器中に放電用の一対の電極を設け、特定のガスを所定流量で導入でき、付設した真空ポンプにより容器内を排気し、一定圧に保つことができる構造と性能を有する装置である。この装置内の電極に電圧を印加すれば、グロー放電を起こし、導入したガスが低温プラズマ状態となる。最も一般的には１３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加する。電極間に形成された低温プラズマ雰囲気中に処理すべきポリ乳酸繊維布帛を所望の速度で通過させることにより、該ポリ乳酸繊維布帛の低温プラズマ処理を行うことができる。

具体的には、まず、処理すべきポリ乳酸繊維布帛を真空容器内に収容し、真空ポンプにより排気減圧して、内圧を０．０１〜１０．０Ｔｏｒｒに調整する。次いで、所定のガスを導入して、真空度０．１〜５．０Ｔｏｒｒに調整する。このとき用いるガスとしては、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、アンモニア、空気等各種のガスを使用できる。通常は、酸素、空気、アルゴンが望ましい。所定のガスを導入し、０．１〜０．５Ｔｏｒｒに調整した状態で容器内の電極に高周波電力を印加すると、導入されたガスが低温プラズマ状態となる。高周波電力は、０．１〜５．０Ｗ／ｃｍ^２（電極単位面積）程度が適当である。この低温プラズマ雰囲気中に予め収容しておいたポリ乳酸繊維布帛を通過させることにより、該ポリ乳酸繊維布帛の低温プラズマ処理を行う。処理時間は通常、数秒〜５００秒、好ましくは３０〜１８０秒である。

本発明においては、更に低温プラズマ処理の効率を高めるため、前処理として前記ポリ乳酸繊維布帛にポリエチレングリコール系樹脂及び／又は水溶性ポリエステル系樹脂を付着させる処理を行うのが好ましい。すなわち、ポリ乳酸繊維布帛にポリエチレングリコール系樹脂及び／又は水溶性ポリエステル系樹脂を付着させる処理を行った後、低温プラズマ処理を施して衣料用繊維布帛を得る。前記ポリエチレングリコール系樹脂及び水溶性ポリエステル系樹脂は、親水基を有しているので、低温プラズマ処理によってポリ乳酸繊維表面に水酸基が導入される際、ポリエチレングリコール系樹脂及び／又は水溶性ポリエステル系樹脂の分子がラジカル重合してポリ乳酸繊維と一体化し、親水基が増して吸水性が更に向上して、制電性及び防汚性の更なる向上に寄与するのである。

ここでいうポリエチレングリコール系樹脂とは、具体的には、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、アルコキシポリエチレングリコールメタクリレート等を挙げることができる。

また水溶性ポリエステル系樹脂とは、テレフタル酸又はスルホイソフタル酸と、ポリアルキレングリコールとの共重合物をいう。具体的な市販品としては、ＳＲ−１０００（高松油脂株式会社製）、パーマリンＭＲ−１００（三洋化成工業株式会社製）、ナイスポールＰＲ−８６（日華化学工業株式会社製）等を挙げることができる。

ポリ乳酸繊維布帛に対する樹脂の付着量は、ポリ乳酸繊維布帛１００質量％に対して０．５〜１５．０質量％が好ましい。上記樹脂を含む処理液の、ポリ乳酸繊維布帛への樹脂の付与は、パッド・ニップ法により行うのが好ましく、樹脂を含む処理液を付与した後に乾燥する。

次に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する。実施例における評価は、加工上り及び家庭洗濯(JIS L-0217 103法)１０洗後の試料について、次の方法により行った。
１）吸水性
JIS L-1096(滴下法)により行った。
２）制電性
JIS L-1094（Ｂ法）により摩擦帯電圧を測定し、制電性の指標とした。摩擦帯電圧は、低いほど制電性が良好といえる。
３）防汚性（再汚染防止性）
Ａ−１重油０．１ｇ／ｌ及び界面活性剤アクチノールＲ−１００（松本油脂株式会社製）０．５ｇ／ｌ含有する汚濁水溶液を試料の１００倍量用意し、その水溶液へ試料を浸漬し、８０℃で５分間処理し、水洗・乾燥後、汚染用グレースケールで等級判別（５（良）〜１（不良））した。
４）防汚性（汚れ除去性）
試料にダーティーモーターオイルを一滴滴下し、２０時間放置した後に家庭洗濯(JIS L-0217 103法)で１洗して、汚染用グレースケールで等級判別（５（良）〜１（不良））した。

ポリ乳酸繊維２．２ｄｔｅｘ×５１ｍｍからなる紡績糸２０番手単糸（「テラマック」（登録商標）ユニチカ株式会社製）を経緯に使用した平織物生機（経糸密度８５本／２．５４ｃｍ、緯糸密度５０本／２．５４ｃｍ、目付１８０ｇ／ｍ^２）を、酸化系糊抜剤（過硫酸塩「ビオテックスＳＬ」ナガセケムテックス株式会社製）０．５質量％、水酸化ナトリウム０．１質量％を含む処理液にて９０℃で３０分間精練し、乾燥して、これを未加工布帛とした。

次に、下記の低温プラズマ処理条件により低温プラズマ処理し、本発明による衣料用繊維布帛を得た。
（低温プラズマ処理条件）
ガス種：酸素
ガス流量：５ｌ／ｍｉｎ．
真空度：１Ｔｏｒｒ
高周波電力：０．５Ｗ／ｃｍ^２（電極単位面積）
処理時間：１分

実施例１で得た未加工布帛に、下記処方に示す混合樹脂液をピックアップ６０％でパッドし、ピンテンターを用いて１１０℃で９０秒間乾燥した後、実施例１と同じ低温プラズマ処理条件により低温プラズマ処理し、本発明による衣料用繊維布帛を得た。
（処方）
ポリエチレングリコール樹脂「ニューフロンティアＰＥＭ−３００」（第一工業製薬株式会社製）３０ｇ／ｌ
水溶性ポリエステル系樹脂「ナイスポールＰＲ−８６」（日華化学株式会社製）３０ｇ／ｌ
なお、本発明と比較のため、実施例１における低温プラズマ処理前の布帛（すなわち未加工布帛）を比較例１、実施例２における低温プラズマ処理前の布帛（すなわち樹脂加工のみ）を比較例２として性能評価した。

実施例１〜２及び比較例１〜２で得た布帛の性能評価結果を表１に示す。

表1から明らかなように、本発明による実施例１及び２の衣料用繊維布帛は、加工上り及び洗濯１０回後のいずれでも、良好な吸水性を保持しているため制電性及び防汚性が良好であることがわかる。

一方、比較例１の織物は、低温プラズマ処理を施していないため、洗濯如何にかかわらず吸水性に劣り、それに起因して制電性及び防汚性も劣るものであった。比較例２の織物は、親水基を含む樹脂で加工されていることから、加工上り（未洗濯）では吸水性が良好であり、それに伴って制電性及び防汚性も良好となる。しかし、低温プラズマ処理を施していないため、洗濯すると樹脂が欠落してこれらの性能が低下することがわかる。

Claims (2)

1. ポリ乳酸繊維布帛に低温プラズマ処理を施すことを特徴とする衣料用繊維布帛の製造方法。
2. ポリ乳酸繊維布帛にポリエチレングリコール系樹脂及び／又は水溶性ポリエステル系樹脂を付着させる処理を行った後、低温プラズマ処理を施すことを特徴とする衣料用繊維布帛の製造方法。