JP2009108459A - セルロース・アクリル系混紡・交織繊維の改質加工法 - Google Patents

Abstract

【課題】アクリル系繊維材料を強アルカリ性水溶液の中で、ヒドラジン処理する事によって、吸放湿性に優れたアクリル繊維を製造する方法が公知であるが、抗ピリング性、強度、形態安定性、染色性、保温性等は不充分であった。
【解決手段】本発明者等は上記諸問題を解決し、肌に優しいセルロース・アクリル系繊維材料の改質加工法の実用化研究を進めた結果、ヒドラジンとアミノエチル化剤を用いて、アルカリ性で熱処理する事によって、これらの諸問題が一挙に解決する事を見出した。本発明は、特に湿潤発熱性、抗ピリング性並びに染色性が優れており、風合いと着用快適性にも優れたセルロース・アクリル系機能性繊維材料を提供する事が出来る。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明

本発明はセルロース・アクリル系混紡交織繊維にアミノエチル化剤とヒドラジンとをアルカリ性で反応させる事によって、アクリル繊維サイドにアミノトリアゾール基を導入し、セルロース繊維サイドにはアミノエチル基を導入する事を特徴とする、湿潤発熱性、抗ピリング性並びに染色性の優れたセルロース・アクリル混紡・交織繊維の製造法である。
更に詳しくは、本発明は、セルロース・アクリル系混紡交織繊維にアミノエチル化剤とヒドラジンとをアルカリ性で熱処理して反応させる事によって、アクリル繊維サイドにアミノトリアゾール基を導入すると同時に、或いは別個にセルロースサイドにはアミノエチル基を導入する事によって、湿度変化に伴う水分の吸着が発熱源になる湿潤発熱性機能と、抗ピリングを初めとする形態安定性並びに良好な染色性を兼ね備えたセルロース・アクリル系繊維を提供する改質加工法である。

近年、生活の質の向上と環境・安全・健康問題への関心の高まりに伴って、形状記憶繊維、難燃・防炎繊維、紫外線遮蔽繊維、防虫・防ダニ繊維、抗菌繊維、消臭繊維、高質感・高風合繊維、皮膚障害予防繊維、湿潤発熱性繊維等の機能性繊維が次々と開発されており、繊維業界の注目を集めている。
一方、中国に席捲されつつある日本の繊維産業が生き残り、中国と共生する為には、繊維に付加価値をつけた機能性繊維の開発が不可欠と考えられ、そのような観点からも機能性繊維の開発と実用化は日本の繊維業界にとって極めて重要な課題となっている。
セルロース系繊維はソフトな肌触り感を有しており、吸水性も優れている天然繊維であるが、セルロース系繊維にアクリル系繊維を混紡・交織されたセルロース・アクリル混繊維は、価格が安くなる事と、ソフト感が一層高まることから、靴下、インナー、セーター等によく用いられている。

しかしながら、セルロース・アクリル混繊維の欠点は、アクリル系繊維に起因する抗ピリング性や形態安定性が良くないこと、保温性と保湿性に改善の余地がある等、問題点が残っており、改良特許も多く出されている。
例えば特開平５−１３２８５８号公報には、アクリル系繊維のニトリル基の一部をヒドラジンで処理して架橋反応させたあと、苛性ソーダで残余のニトリル基を加水分解してカルボキシル基とし、更に該カルボキシ基を塩型に変える事による高吸放湿性繊維の製造方法が開示されている。

しかしながら、上記特開平５−１３２８５８号公報に記載された方法で製造された繊維には問題点が多い事は、特開２００１−１５９０７３号公報や、特開平９−１５８０４０号公報に指摘されている通りである。
即ち、特開２００１−１５９０７３号公報には、特開平５−１３２８５８号公報によって作られたアクリル系繊維は形態保持性に劣る問題があり、形態安定性が求められる用途には使用できないと記載され、また、繊維が脆化して強度が小さいので紡糸や混紡が困難で、これらの繊維を用いて衣類などを製造する事は実際上困難であると記載されている。この特許はこれらの問題点を改良する方法として苛性ソーダの代わりに炭酸ナトリウムを使用してマイルドに反応する事を提案しているのである。
特開平９−１５８０４０号公報もこれらの問題点、即ち、繊維強度が低い、繊維に濃いピンクや濃い茶色の着色が生じる等の問題点を改良する方法として、酸処理Ａを加える等の改良法が提案されている。
しかしながら、これらの改良特許は、第２工程に於いてアクリル系繊維のニトリル基を加水分解してカルボキシル基を導入する点は同じであり、ニトリル基をカルボキシル基に変換する事によって起きる問題、即ち、多かれ少なかれ染色性が低下する事、強度が低下する事、及びピリング性を初めとする形態安定性が不充分である事などの問題点を有する事は否めない。
特開平５−１３２８５８号公報 特開２００１−１５９０７３号公報 特開平９−１５８０４０号公報

発明が解決しようとする課題

前記した様に、アクリル系繊維の吸放湿性を改善し、抗菌性や難燃性を付与する特許が公開されており、更にその改良特許も公開されているが、これらの特許に記載された方法でアクリル系繊維を処理すると、多かれ少なかれ繊維強度が低下したり、ピリングが発生したり、染色性が低下することは避けて通ることは出来ない。
本発明者等はこれらの課題の解決、即ち抗ピリング性を初めとする形態安定性を付与すること、染色性を改善する事、湿潤発熱性を付与する事によって保温性を高める事を目標に研究を行った。

課題を解決するための手段

本発明者等は経済性、加工製品の風合・着用快適性、抗ピリング性、耐洗濯性、加工効果等、品質に優れた肌に優しい機能性繊維の製造法に関する開発研究を推進した結果、セルロース・アクリル混繊維材料に、アミノエチル化剤とヒドラジンとをアルカリ性で熱処理する事によって、アクリル繊維サイドにアミノトリアゾール基を導入すると同時にセルロースサイドにアミノエチル基を導入する事によって、湿潤発熱性、抗ピリング性、風合い並びに染色性の優れたセルロース系とアクリル系の混紡・交織繊維を製造することができることを見出した。

本発明はセルロース系とアクリル系繊維の混紡・交織繊維にヒドラジン系化合物とアミノエチル化剤を反応させてアクリル系繊維にポリアミノトリアゾール基を部分的に導入し、セルロースサイドにはアミノエチル基を導入することによって両繊維に湿潤発熱性を付与し、抗ピリング性を初めとする形態安定性と、良好な染色性並びに風合いを兼ね備えたセルロース・アクリル系混繊維を提供する改質加工法である。

本発明の実施形態をより詳しく具体的に説明する。
例えば、チーズ染色機を用い、浴比１：１０〜１：３０の水の中に、５〜３０％ｏｗｆのヒドラジン系化合物及びアミノエチル化剤を加え、更に、泡斑をなくすための脱気剤、及びチーズの内側と外側の加工斑をなくすための内外差防止剤を各１〜３％ｏｗｆ加え、セルロース・アクリル系繊維（Ｃ／Ａ比＝９０／１０〜１０／９０％）をセットして液を循環しながら１〜２℃／ｍｉｎ．で昇温する。１１０〜１３０℃に３０分〜３時間程度加熱・循環する。次いで５０〜８０℃まで冷却して、排水し、水洗、酸中和、湯洗・水洗して乾燥すればよい。

本発明で使用可能なヒドラジン系化合物は、アクリル系繊維のシアノ基と反応してアミノトリアゾール環を形成する事ができる化合物で、アミノ基を複数有する化合物が使用できる。ヒドラジン系化合物の具体例をあげると、次のような化合物を例示出来る。
例えば、水加ヒドラジン、中性硫酸ヒドラジン、硫酸ヒドラジン、炭酸ヒドラジン、燐酸ヒドラジン、塩酸ヒドラジン、臭化水素酸ヒドラジン等のヒドラジン系化合物を具体例として挙げる事ができる。

本発明で使用されるアミノエチル化剤としては、安全性、経済性などの観点から２−アミノエチル硫酸が好ましく用いられるが、この他にもエチレンイミンなど有機合成化学でよく知られたアミノエチル化剤を用いることができる。

本発明で使用されるアルカリ剤とは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、重炭酸塩、燐酸塩、珪酸塩等で、例えば炭酸ソーダ、炭酸カリ、重炭酸ソーダ、重炭酸カリ、炭酸リチウム、第３燐酸ソーダ、第２燐酸ソーダ、珪酸ソーダ等の単独或いは混合物である。苛性ソーダを部分的に混合使用することも可能であるが、苛性ソーダ単独ではアルカリ性が強すぎて糸を硬化収縮させたり強度低下を招いたりするので好ましくない。

本発明の加工対象繊維材料とは、アクリル系繊維とセルロース系繊維との混紡・交織繊維であり、混合比率は、１０：９０〜９０：１０（％）の範囲が好ましい。
セルロース系繊維とは、綿、レーヨン、キュプラ、テンセル、モダールなど、再生セルロース系繊維を含む全てのセルロース系繊維である。また、アクリル系繊維の中にはアクリル酸メチルなどのアクリレートとの共重合繊維であっても良いし、ポリウレタン、ポリエステル、ナイロン等、その他の合成繊維を数％含んでいてもよい。

本発明方法によって加工・改質されたセルロース・アクリル系繊維材料は、湿潤発熱性、抗ピリング性、形態安定性、風合良好性、着用快適性、良好な染色性等、優れた機能性繊維となり、皮膚に優しい暖かみのある風合いが付与され、強度、しなやかさにも優れ、繰り返し洗濯耐久性にも優れた機能性繊維が得られる。

以下実施例によって本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に制約されるものではない。なお、例中、部及び％は重量部及び重量％を意味する。

実施例１
綿：アクリル＝７０：３０％のチーズ巻き混紡糸（３２／−）１ｋｇを容量１２Ｌのチーズ染色機にセットし、水１２Ｌを仕込む。
次いで液を循環しながら、タスポンＳＮ−１（ランクセス社製、脱気剤）１％ｏｗｆ、ＭＩＲＡＬＡＮ ＱＪ（ＣＩＢＡ社製、内外差防止剤）３％ｏｗｆ、２−アミノエチル硫酸３０％ｏｗｆ、８０％ヒドラジン水溶液１５％ｏｗｆ、炭酸ソーダ２５％ｏｗｆを常温で加える。１．５℃／ｍｉｎ．で１３０℃まで昇温して、１３０℃で３時間保温循環する。次いで８０℃まで徐冷して排水してから水洗し、酢酸で中性まで中和し、更に６０℃で５分間湯洗後、水洗して常法によりカチオン染料と反応染料を用いて染色を行ったところ良好な染色性を示した。このようにして改質加工した綿・アクリル混の糸を編み機で偏みたてて、下記の通り試験した。
（１）抗ピリング試験［ＪＩＳ−Ｌ−１０７６ Ａ法（ＩＣＩ法）］：
本発明品＝４〜５級
未加工品＝１〜２級
上記試験結果から明らかなように、本発明加工品は抗ピリング性が著しく優れており、且つ引張り強度も同等以上に優れており、強度低下は起こっていないことを確認した。また形態安定性も優れている事が確認された。
（２）湿潤発熱性試験
［サーモグラフィ表面温度解析：試験品の環境温度を変化させ、生地の表面温度を観察した。
試験時の室温：２３．０±２℃
湿度を３０％ＲＨに安定（約３０分）→９０％ＲＨまで上昇させた湿度９０％のみ９０％に達した時点と、そこから１０分後の温度も測定した］：
その結果、未加工品に比べて加工品は１〜２℃高い湿潤発熱性を示した。
この値は羊毛に匹敵する値である。

実施例２
実施例１に於ける２−アミノエチル硫酸を１０％ｏｗｆ、８０％ヒドラジン水溶液を１８％ｏｗｆ、炭酸ソーダ２０％ｏｗｆを使用し、保温循環時間を２時間にする以外は同様に処理して得た綿・アクリル混の糸を編み機で編みたてて、実施例１と同様に試験した結果、抗ピリング性、強度、湿潤発熱性並びに染色性とも実施例１と同様に優れていた。

発明の効果

本発明によればセルロース・アクリル混繊維材料にアミノエチル基とアミノトリアゾール基を付与する事ができるので、その結果、羊毛に匹敵する湿潤発熱性を付与できるだけでなく、抗ピリング性、形態安定性、しなやかさ、強度、風合の耐久性並びに染色性にも優れたセルロース・アクリル混繊維材料を提供できる。

Claims (5)

1. セルロース・アクリル混紡・交織繊維をアミノエチル化剤とヒドラジンとでアルカリ性で熱処理する事によって、アクリル繊維サイドにアミノトリアゾール基を導入し、セルロース繊維サイドにアミノエチル基を導入する事を特徴とする、湿潤発熱性、抗ピリング性並びに染色性の優れたセルロース・アクリル混紡・交織繊維の製造法。
2. 請求項１において、ヒドラジンを用いてアクリル繊維サイドにアミノトリアゾール基を導入するに当って、ヒドラジンの使用量を、５〜３０％ｏｗｆ使用することを特徴とする湿潤発熱性、抗ピリング性並びに染色性の優れたセルロース・アクリル混紡・交織繊維の製法。
3. 請求項１におけるアミノエチル基を導入する反応条件として、アルカリ性でアミノエチル硫酸を用いて熱処理することを特長とするヒドラジン化反応とアミノエチル化反応を同時に或いは別個に行う事を特徴とする湿潤発熱性、抗ピリング性並びに染色性の優れたセルロース・アクリル混紡・交織繊維の製法。
4. 請求項１〜３におけるアルカリ剤として、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の炭酸塩、重炭酸塩、珪酸塩、或いは燐酸塩を使用する事を特徴とする湿潤発熱性、抗ピリング性並びに染色性の優れたセルロース・アクリル混紡・交織繊維の製法。
5. 請求項１〜４における改質加工対象繊維材料として、セルロースとアクリル系繊維の混合比率をセルロース１０〜９０％、アクリル系繊維９０〜１０％の範囲とし、場合によっては他の天然繊維、再生繊維或いは合成繊維を含んでいてもよい繊維材料を対象とする事を特徴とする湿潤発熱性、抗ピリング性並びに染色性の優れたセルロース・アクリル混繊維。