JP2007291537A

JP2007291537A - 染色布帛とその製造方法

Info

Publication number: JP2007291537A
Application number: JP2006117844A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ohashi; 一宏大橋; Takeichiro Baba; 武一郎馬場
Original assignee: Nippon Keori KK; Japan Wool Textile Co Ltd
Current assignee: Nippon Keori KK; Japan Wool Textile Co Ltd
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2007-11-08

Abstract

【課題】親水性が高くその持続性もあり、染色物の深色かつ濃色化をさらに高めることが可能な染色布帛とその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の染色布帛は、プラズマ処理前より濡れ張力が１０ｍＮ／ｍ以上高くかつ１週間以上持続する親水性を有する。この製法は、予め染色されている布帛(1)を、単位面積当たりの電力量：４００Ｗ・分／ｍ²以上、かつ常温・常圧であり、陰極ドラム(3,11)と、陰極ドラムの表面であって布帛の走行方向と直交する方向に配置された複数のセラミックでカバーされた陽極バー(4a-4c,12a-12c)を含み、陽極バーから陰極ドラムに向かってコロナ放電することにより、プラズマを発生させる大気開放型プラズマ装置を使用して表面処理する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマ処理した染色布帛とその製造方法に関する。

従来、低温プラズマやコロナ放電で羊毛（ウール）繊維を処理することにより、その表皮部分（スケール）を適度に破壊して繊維表面を親水化し、染色性の向上及び樹脂加工剤の均一な付着を可能にする羊毛繊維の処理方法が提案されている（例えば特許文献１）。また、ポリエステル等の合成繊維の染色製品を低温プラズマで染色製品の表面処理をして堅牢度の低下がなく耐久性の高い深色かつ濃色化を可能にする染色繊維製品の濃色化方法が提案されている（例えば、特許文献２〜４）。

しかし、特許文献１に提案されているコロナ放電による大気圧プラズマ処理は、布帛に対して１分間当り３０〜３００Ｗ／ｍ²の範囲内の処理しかできず、親水性に乏しいという問題があった。このため、現在に至るまでウール繊維は塩素処理し、スケールを除去して親水性を付与し、深色かつ濃色化をしているのが実情である。
特許第２８４９７４３号公報特開昭６１−６３７９１号公報特開昭６１−９７４９０号公報特開昭６１−１５２８８７号公報

本発明は、前記従来の問題を解決するため、親水性が高くその持続性もあり、染色物の深色かつ濃色化をさらに高めることが可能な染色布帛とその製造方法を提供する。

本発明の染色布帛は、プラズマ処理までのいずれかの工程で染色され、単位面積当たりの電力量：４００Ｗ・分／ｍ²以上、かつ常温・常圧であり、大気開放型プラズマ装置によりプラズマ処理された布帛であって、前記布帛は、前記プラズマ処理前より濡れ張力が１０ｍＮ／ｍ以上高くかつ１週間以上持続する親水性を有することを特徴とする。

本発明の染色布帛の製造方法は、予め染色されている布帛を、単位面積当たりの電力量：４００Ｗ・分／ｍ²以上、かつ常温・常圧であり、陰極ドラムと、前記陰極ドラムの表面であって布帛の走行方向と直交する方向に配置された複数のセラミックでカバーされた陽極バーを含み、前記陽極バーから前記陰極ドラムに向かってコロナ放電することにより、プラズマを発生させる大気開放型プラズマ装置を使用して表面処理することにより、前記プラズマ処理前より濡れ張力を１０ｍＮ／ｍ以上高くかつ１週間以上持続する親水性を付与した後、樹脂加工し、深色加工布帛を得ることを特徴とする。

本発明は、染色された布帛に単位面積当たりの電力量：４００Ｗ・分／ｍ²以上、かつ常温・常圧であり、大気開放型プラズマ装置によりプラズマ処理することにより、前記プラズマ処理前より濡れ張力が１０ｍＮ／ｍ以上高くかつ１週間以上持続する親水性を有する布帛を得ることができる。得られた布帛は、親水性が高くその持続性もあり、染色物の深色と濃色化をさらに高めることが可能である。とくに深色と濃色化を要求されるフォーマルウェアに好適である。

本発明は染色された布帛を対象とする。染色された布帛の親水性とその持続性を高め、染色物の深色と濃色化をさらに高めるためである。布帛を構成する繊維の親水性を高めると、後の工程において反応性樹脂加工をする際に、樹脂が繊維表面に強固にコーティングされるにより、染色物の深色と濃色化をさらに高めることができる。例えば同一色の染色布帛で比較すると、本発明の加工前の布帛に比較して加工後の布帛は、明度指数（Ｌ^*）を約１以上低くでき、深色かつ濃色にできる。

本発明で使用する布帛は、織物、編物、不織布等の種々の形態をした布帛であって、バラ毛染、トップ染、綛染、糸染、反染などの染色法により染色されている。染料及び染色方法はどのようなものであっても良い。

プラズマ処理においては、単位面積当たりの電力量を４００Ｗ・分／ｍ²以上とする。好ましくは４００〜１５００Ｗ・分／ｍ²、さらに好ましくは４４０〜１２００Ｗ・分／ｍ²、とくに好ましくは５８０〜１０００Ｗ・分／ｍ²の範囲である。前記において単位面積当たりの電力量が４００Ｗ・分／ｍ²以上であると、親水性の持続力が１週間以上、好ましくは２週間以上を経過しても保持しており、樹脂加工するまでの期間、布帛を待機させておいても親水性が変化することはない。したがって、親水性が安定した布帛を作成できる。プラズマ処理により繊維表面には、−Ｃ−ＯＨ，Ｃ＝Ｏ，−ＣＯＯなどの活性基が形成され、これらの活性基により親水性になると思われる。

プラズマ処理は、常温・常圧の大気開放型プラズマ装置を使用する。これにより特別なチャンバーやガス雰囲気を保持する装置は不要となる。このプラズマ処理により、オゾンなどのガスが発生するので、吸引ダクトなどの排気ガス装置を備えることが好ましい。

前記プラズマ処理された布帛は、処理前より濡れ張力が１０ｍＮ／ｍ以上高くかつ１週間以上持続する親水性を有する。処理前より濡れ張力が１０ｍＮ／ｍ以上高いと、良好な親水性となり、樹脂加工において樹脂のコーティングを強固にできる。好ましい濡れ張力は１０〜３０ｍＮ／ｍ、さらに好ましくは１２〜２５ｍＮ／ｍ、とくに好ましくは１４〜２０ｍＮ／ｍの範囲である。

本発明をウール等の獣毛繊維に応用すると、塩素を使用することなく安定した親水性を付与できる。ウール以外の天然繊維、化合成繊維又はこれらの混合繊維を使用した布帛にも適用できる。

前記布帛は、導電性繊維を含むことが好ましい。フォーマルウェアなどの深色と濃色化をした布帛を用いた衣服は、静電気によりほこりが付着すると目立つため、静電気を帯電させないために導電性繊維を混入するのが好ましい。導電性繊維はフィラメント（長繊維）でも、カットファイバー（短繊維）でも使用できる。導電性繊維としては、銅、アルミ、カーボンなどの導電材料を用いて１〜１０dtexの繊度とした繊維を、０．０５〜５重量％の範囲で通常の繊維に混合するのが好ましい。本発明においては、セラミックでカバーされた陽極バーを用いることにより、導電繊維が混合されていても導電繊維にコロナ放電が集中することはなく、他の繊維と均一にプラズマ処理される。

前記布帛は、プラズマ処理後に反応性シリコーン樹脂、反応性フッ素樹脂加工及び反応性ウレタン樹脂加工から選ばれる少なくとも一つの樹脂加工をするのが好ましい。
（１）反応性シリコーン樹脂の例：ニッカシリコンＡＭ−２０２（日華化学）３〜５wt%
（２）反応性フッ素樹脂の例：アサヒガードＡＧ７１０５（明成化学工業）３〜５wt%
（３）反応性ウレタン樹脂の例：シンタプレットＢＡＰ（DyStar）３〜５wt%
（４）加工法：パディング（Pick Up 60wt%）−乾燥−キュアー
前記布帛がウール又はウールを含む布帛の場合、プラズマ処理した後の布帛の濡れ張力は５７ｍＮ／ｍ以上であることが好ましい。ウール又はウールを含む布帛の場合、とくに高級なフォーマルウェアとして使用されており、これに適用する布帛の濡れ張力が５７ｍＮ／ｍ以上であると好ましい深色かつ濃色化ができる。

次に実施例を用いてさらに本発明を具体的に説明する。本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
［各種測定法］
（１）濡れ張力
日本工業規格ＪＩＳＫ６７６８
（２）色相
L*a*b*表色系ＣＩＥ（国際照明委員会）１９７６，日本工業規格ＪＩＳＺ８７３０
（３）バブリング
毛製品検査協会バブリング試験法
（４）染色堅ろう度
日本工業規格ＪＩＳＬ０８４８，ＪＩＳＬ０８４９
（実施例１）
図１に示すプラズマ処理装置を用いて実験を行った。図１は本発明の一実施例のプラズマ処理を示す概略断面図である。図１において、布帛１は矢印ａに沿って供給され、ロール２から陰極ドラム３へ供給し、陰極ドラム３の表面であって布帛の走行方向と直交する方向に配置された３つのセラミックでカバーされた陽極バー４ａ，４ｂ，４ｃから陰極ドラム３に向かってコロナ放電させた。５ａ，５ｂ，５ｃは前記陽極バーのハウジングである。陽極バー４ａ，４ｂ，４ｃはそれぞれ５本のセラミックでカバーされた陽極バーで構成されている。１０は第１段目のプラズマ処理装置である。片面８がプラズマ処理された布帛は、ロール３から取り出された。次に未処理面７を処理するため、ロール９から陰極ドラム１１へ供給し、陰極ドラム１１の表面であって布帛の走行方向と直交する方向に配置された３つのセラミックでカバーされた陽極バー１２ａ，１２ｂ，１２ｃから陰極ドラム１１に向かってコロナ放電させた。１３ａ，１３ｂ，１３ｃは前記陽極バーのハウジングである。陽極バー１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、それぞれ５本のセラミックでカバーされた陽極バーで構成されている。２０は第２段目のプラズマ処理装置である。

このようにして両面処理された布帛１９は、ロール１４，１５，１６，１７，１８を通過して矢印ｂ方向に取り出される。

図２は、第２段目のプラズマ処理の排出付近の拡大斜視図である。布帛は陰極ドラム１１の表面に沿って通過し、陽極バーハウジング１３ｃ内の陽極バーからのコロナ放電によりプラズマ処理され、ロール１４から取り出される。

なお本実施例においてはプラズマ処理装置を両面に配置したが、片面配置とし表裏２回通過させても良いし、片面配置で１回だけ通過させても良い。

以下に布帛とプラズマ処理条件を記載する。
１．布帛
（１）繊維：ウール８１重量％、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）１９重量％
（２）経糸：番手１／５０、撚数Ｚ１２００／ｍ、緯糸：番手１／５０、撚数Ｚ１２００／ｍ
（３）織物組織：１／２綾
（４）糸密度（仕上）：経糸１０３．４本／インチ、緯糸８１本／インチ
（５）目付け：１５５ｇ／ｍ²
２．プラズマ処理条件
（１）コロナ放電電力：５〜２５ｋＷ
（２）コロナ放電周波数：１６〜４５ｋＨｚ
（３）出力電圧（ＲＭＳ）：５２０〜６００Ｖ（供給電圧による）
（４）織物走行速度：１０〜２０ｍ／分
（５）単位面積当たりの電力量：１４７〜１４７１Ｗ・分／ｍ²
（６）温度：常温（２５℃）
（７）圧力：大気圧（常圧）、大気開放
（８）電極間間隙：２．５ｍｍ
以上の実験結果を表１に示す。

以上の結果から、単位面積当たりの電力量は４００Ｗ・分／ｍ²以上であれば、濡れ張力（親水性）は変化が少なく安定化することが確認できた。

（実施例２〜４）
図１に示すプラズマ処理装置を用いて実施例１と同様に実験を行った。使用した布帛は表２に示すとおりである。

プラズマ処理条件は次のとおりとした。
（１）コロナ放電電力：１５ｋＷ
（２）コロナ放電周波数：１６〜４５ｋＨｚ
（３）出力電圧（ＲＭＳ）：５２０〜６００Ｖ（供給電圧による）
（４）織物走行速度：２０ｍ／分
（５）単位面積当たりの電力量：４４１Ｗ・分／ｍ²
（６）温度：常温（２５℃）
（７）圧力：大気圧（常圧）、大気開放
（８）電極間間隙：２．５ｍｍ
比較例１〜３（塩素処理品）は染色前に塩素による脱スケール処理を行い染色したものを用い、プラズマ処理はしていない。得られた実施例２〜４（プラズマ処理品）と比較例１〜３（塩素処理品）を次の条件で樹脂加工した。
ａ．反応性シリコーン樹脂ニッカシリコンＡＭ−２０２（日華化学）４wt％
ｂ．加工法パディング（Pick Up 60wt%）−乾燥−キュアー
以上の実験結果を表３に示す。

表３から明らかなとおり、本発明の実施例品は明度指数（Ｌ^*）が比較例（塩素処理品）に比べて低く、深色かつ濃色の染色品が得られた。また、バブリングにおいても性能の向上が得られ、さらには堅ろう度でもアルカリ汗（汚染）、摩擦（湿）で改善が得られた。

図１は本発明の一実施例のプラズマ処理を示す概略断面図である。図２は第２段目のプラズマ処理の排出付近の拡大斜視図である。

符号の説明

１，１９布帛
２，６，９，１４，１５−１８ロール
３，１１陰極ドラム
４ａ，４ｂ，４ｃ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ陽極バー
５ａ，５ｂ，５ｃ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ陽極バーのハウジング
１０第１段目プラズマ処理装置
２０第２段目プラズマ処理装置

Claims

プラズマ処理までのいずれかの工程で染色され、
単位面積当たりの電力量：４００Ｗ・分／ｍ²以上、かつ常温・常圧であり、大気開放型プラズマ装置によりプラズマ処理された布帛であって、
前記布帛は、前記プラズマ処理前より濡れ張力が１０ｍＮ／ｍ以上高くかつ１週間以上持続する親水性を有することを特徴とする染色布帛。
前記布帛は、導電性繊維を含む請求項１に記載の染色布帛。
前記布帛は、天然繊維、化合成繊維又はこれらの混合物である請求項１又は２に記載の染色布帛。
前記布帛は前記プラズマ処理前に染色されており、かつプラズマ処理後に反応性シリコーン樹脂、反応性フッ素樹脂加工及び反応性ウレタン樹脂加工から選ばれる少なくとも一つの樹脂加工されている請求項１〜３のいずれかに記載の染色布帛。
前記布帛の親水性が、濡れ張力５７ｍＮ／ｍ以上である請求項１〜３のいずれかに記載の染色布帛。
予め染色されている布帛を、単位面積当たりの電力量：４００Ｗ・分／ｍ²以上、かつ常温・常圧であり、陰極ドラムと、前記陰極ドラムの表面であって布帛の走行方向と直交する方向に配置された複数のセラミックでカバーされた陽極バーを含み、前記陽極バーから前記陰極ドラムに向かってコロナ放電することにより、プラズマを発生させる大気開放型プラズマ装置を使用して表面処理することにより、前記プラズマ処理前より濡れ張力を１０ｍＮ／ｍ以上高くかつ１週間以上持続する親水性を付与した後、樹脂加工し、深色加工布帛を得ることを特徴とする染色布帛の製造方法。
前記布帛は、導電性繊維を含む請求項６に記載の染色布帛の製造方法。
前記布帛は、天然繊維、化合成繊維又はこれらの混合物である請求項６又は７に記載の染色布帛の製造方法。
前記樹脂加工が、反応性シリコーン樹脂、反応性フッ素樹脂加工及び反応性ウレタン樹脂加工から選ばれる少なくとも一つの加工である請求項６に記載の深色布帛の製造方法。