JP2011157663A

JP2011157663A - 綿繊維の精練方法

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Publication number: JP2011157663A
Application number: JP2010021479A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Oku; 竜一奥
Original assignee: SMILEY EARTH KK
Current assignee: SMILEY EARTH KK
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2011-08-18

Abstract

【課題】本発明は、綿繊維の精練方法を提供する。
【解決手段】本発明の綿繊維の精練方法は、シア石鹸を用いて綿繊維を精練しており、シア石鹸は天然物であると共に、綿繊維の精練時における処理液の温度も低く抑えることができ二酸化炭素の排出量の抑制も図ることができ、よって、地球環境の保護に資することができ、更に、精練された綿繊維は、優れた機械的強度及び吸水性を有していると共に、綿繊維からの綿フィラメントの飛散率（脱綿率）が低く、表面に発生する皺の量も少なくて優れた品質を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、綿繊維の精練方法に関する。

綿繊維は、第二次壁と、この第二次壁をワインディング層を介して被覆する第一次壁とからなり、この第一次壁の表面は、ワックス、ペクチン質、タンパク質を主成分としたクチクル層に形成されており、第一次壁に含まれる不純物を除去して綿繊維の吸水性を向上させるために、綿繊維は精練される。

このような綿繊維の精練方法としては、特許文献１に、プロトペクチナーゼ、α−アミラーゼ、界面活性剤及び綿ロウ除去剤を含有する綿繊維用精練剤及びこの綿繊維用精練剤を用いた綿繊維の精練方法が開示されている。

しかしながら、上記綿繊維の精練方法は、酵素の他に、イオン性界面活性剤や非イオン性界面活性剤などの合成界面活性剤や、シリコーン油などの合成化合物を用いており、地球環境面において問題を有している。

特開２００４−２１８１７９号公報

本発明は、地球環境への影響の少ない綿繊維の精練方法を提供する。

本発明の綿繊維の精練方法は、綿繊維をシアの実を原料として製造されたシア石鹸を含有する処理液を用いて処理することを特徴とする。なお、本発明の綿繊維の精練方法において、「精練」とは、綿繊維の第一次壁の不純物の一部を除去して吸水性を向上させることをいう。

上記綿繊維には、綿繊維の他に、麻、絹等の天然繊維やポリエステル繊維等の合成繊維が混合していてもよく、本発明の綿繊維の精練方法に適用される綿繊維の形態は、特に限定されず、例えば、綿花、スライバ、綿糸の他、タオルなどの織物、編み物、不織布などが挙げられ、更に、シャツなどの二次製品に縫製したものであってもよい。なお、本発明において用いられる綿繊維は、糊コーティング及び蝋引きが施されていないことが好ましい。

本発明の綿繊維の精練方法で用いられるシア石鹸は、シアの実を原料として製造されたものである。なお、シアの実とは、シアの木に実った実であり、このシアの木は、アフリカ大陸の北緯５〜１５°付近に分布するアカテツ科の双子葉植物であって学名は「Butyrospermun parkii」であり、常緑の小高木である。

シア石鹸は具体的には下記の要領で製造される。先ず、シアの実に含まれている種子を取り出す。この種子の殻を除去して種子内にある胚（シアカーネル）を取り出す。このシアカーネルを好ましくは半年から１年、室温にて保管した後、シアカーネルを粉砕した上で、シアカーネルの粉砕物を熱湯に供給してシアカーネル中に含まれているシアオイルを抽出、分離し、熱湯上に浮いた油分をシアオイルとして回収する。

次に、シアカーネルの粉砕物を麻袋などの圧搾袋内に収納し、この圧搾袋に入れた状態でシアカーネルの粉砕物を万力などを用いて圧搾してシアカーネルに含まれている油分をシアオイルとして絞り出す。なお、シアカーネルの粉砕物を熱湯に供給してシアオイルを抽出、分離する工程は省略してもよい。

しかる後、得られたシアオイル中には余分な水分が含まれており、シアオイル中に過剰の水分が含まれていると、シアオイルの保管中に酸化してシアオイルの品質の低下を招くので、得られたシアオイルを加熱して余分な水分を除去することが好ましい（水分低減化工程）。シアオイルの加熱温度としては、低いと、シアオイル中の水分量を低減させることができず、高いと、シアオイルが分解してしまう虞れがあるので、１００〜２００℃に加熱することが好ましい。又、シアオイルの加熱時間としては、短いと、シアオイル中の水分量を低減させることができず、長くても、シアオイル中の水分の低減効果に変化はないので、２０〜４０分が好ましい。次に、シアオイル中に含まれている不純物を除去するために濾過する（濾過工程）。このシアオイルの水分低減化工程及び濾過工程を一サイクルとして複数サイクル、好ましくは、２〜３サイクル行った後、室温まで冷却して精製されたシアオイルを得ることができる。

一方、アルカリ水溶液を用意する。アルカリ水溶液は、アルカリを水に溶解させて得られる。アルカリとしては、特に限定されないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましく、水酸化ナトリウムが好ましい。

アルカリ水溶液中におけるアルカリの含有量は、少ないと、後述するシアオイルとアルカリ水溶液とを混合して生じる反応が不充分となることがあり、多くても、シアオイルとアルカリ水溶液とを混合して生じる反応に変化はないので、水１００重量部に対して６０〜８０重量部が好ましく、７０〜７５重量部がより好ましい。

アルカリ水溶液を好ましくは３８〜４２℃に加熱、保持する。更に、上述のようにして得られたシアオイルも好ましくは３８〜４２℃に加熱、保持する。しかる後、シアオイルをアルカリ水溶液中に供給することによってシアオイルとアルカリ水溶液とを混合して好ましくは３０分〜２時間に亘って攪拌し、更に、室温（２０〜２５℃）にて３〜４週間に亘って放置して、シアオイル中の脂肪酸とアルカリとを反応させて固体状の脂肪酸の金属塩、即ち、シア石鹸を得ることができる。

シアオイルとアルカリ水溶液との混合比率は、シアオイル中に含まれている脂肪酸のモル数よりもアルカリ水溶液中に含まれているアルカリのモル数の方が多くなるように調整することが好ましく、具体的には、水１００重量部に対して水酸化ナトリウム６０〜８０重量部を溶解させて得られたアルカリ水溶液を用いる場合、アルカリ水溶液１００重量部と、シアオイル２００〜３５０重量部とを混合することが好ましい。

次に、上述のようにして得られたシア石鹸を用いて綿繊維を精練する。はじめに、綿繊維の表面に付着している不純物を除去して綿繊維の精練を円滑に進めるために、綿繊維を水で好ましくは４５〜６０分に亘って洗浄する（前処理工程）。綿繊維を洗浄する際の水の温度は、低いと、綿繊維の表面に付着している不純物を充分に除去できないことがある一方、高いと、綿繊維がいたみ、綿繊維が硬くなる虞れがあるので、５０〜９０℃が好ましい。

一方、上記シア石鹸を水に溶解させて処理液を作製する。処理液中におけるシア石鹸の含有量は、少ないと、綿繊維の精練が不充分となることがある一方、多いと、精練後の綿繊維が硬くなる虞れがあるので、水１００重量部に対して５０〜９５重量部が好ましく、５５〜６５重量部がより好ましい。

次に、精練対象となる綿繊維を処理液中に浸漬して綿繊維を精練する。綿繊維の精練時における処理液の温度は、低いと、綿繊維の精練が不充分となることがあり、高いと、精練後の綿繊維が硬くなる虞れがあるので、３０〜５０℃が好ましく、３５〜４５℃がより好ましい。

綿繊維を処理液中に浸漬して綿繊維を精練する方法（精練工程）としては、綿繊維が処理液に接触しておれば、特に限定されず、例えば、（１）綿繊維を処理液中に常時、浸漬した状態で処理液を攪拌し又は綿繊維を処理液中にて移動させることによって、綿繊維を処理液に対して相対的に移動させながら綿繊維を処理液に接触させて綿繊維を処理液を用いて精練する方法、（２）綿繊維を処理液中に浸漬して処理液を攪拌し又は綿繊維を処理液中にて移動させて綿繊維を処理液に対して相対的に移動させながら綿繊維を処理液に接触させた後、処理液から綿繊維を取り出し、再度、綿繊維を処理液に浸漬して処理液を攪拌し又は綿繊維を処理液中にて移動させて綿繊維を処理液に対して相対的に移動させながら綿繊維を処理液に接触させる工程を一サイクルとし、このサイクルを複数回に亘って繰返し行って綿繊維を処理液を用いて精練する方法などが挙げられる。なお、綿繊維の精練に用いられる処理液の量は、綿繊維中に処理液が均一に含浸し得る程度の量であればよい。

綿繊維を処理液を用いて精練する時間は、短いと、綿繊維の精練が不充分となる虞れがあり、長いと、精練後の綿繊維が硬くなる虞れがあるので、１００〜１４０分が好ましく、１１０〜１３０分がより好ましい。

そして、処理液を用いて精練された綿繊維を水洗する（水洗工程）ことによって綿繊維から処理液を除去して、精練された綿繊維を得ることができる。

上記では、処理液を用いて綿繊維を一回精練した後、この精練した綿繊維を水洗して、精練された綿繊維を得た場合を説明したが、上述のように、綿繊維を処理液を用いて精練した後に水洗する一連の工程を一サイクルとし、このサイクルを複数回、好ましくは２〜３回に亘って繰り返すことによって綿繊維の精練を繰返し行って、綿繊維を精練してもよい。なお、綿繊維の精練と水洗を繰返し行う場合、処理液及び水洗に用いる洗浄水は、綿繊維の精練時及び水洗時ごとに新しいものに取り替えることが好ましい。

以上のようにして精練した綿繊維は脱水処理された後に好ましくは６５〜７５℃にて熱風によって乾燥されて最終製品とされる。

本発明の綿繊維の精練方法は、上述のように、シア石鹸を用いて綿繊維を精練しており、シア石鹸は天然物であると共に、綿繊維の精練時における処理液の温度も低く抑えることができて二酸化炭素の排出量の抑制も図ることができ、よって、地球環境の保護に資することができる。

そして、本発明の綿繊維の精練方法によって精練された綿繊維は、優れた機械的強度及び吸水性を有していると共に、綿繊維からの綿フィラメントの飛散率（脱綿率）が低く、表面に発生する皺の量も少なくて優れた品質を有している。又、本発明の綿繊維の精練方法によって精練された綿繊維は、必要に応じて染色が施されるが染色ムラが少なく、美麗な綿製品を提供することができる。

更に、本発明の綿繊維の精練方法は、処理液を用いて綿繊維を精練する時間や精練回数を調整することによって、綿繊維の第一次壁からの不純物の除去度合いを容易に調整することができる。例えば、綿繊維の精練時間を短くし又は精練回数を少なくすることによって、綿繊維の第一次壁からの不純物の除去度合いを小さくして、精練して得られる綿繊維の仕上がり具合を柔らかくすることができる一方、綿繊維の精練時間を長くし又は精練回数を多くすることによって、綿繊維の第一次壁からの不純物の除去度合いを大きくして、精練して得られる綿繊維の仕上がり具合を硬くすることができ、精練して得られる綿繊維の仕上がり具合を用途毎に微調整することができ、精練後の綿繊維を種々の用途に展開することができる。

実施例で用いられた精練装置を示した模式縦断面図である。

（実施例１）
ウガンダ産のシアの実から種子を取り出し、種子の殻を取り除いて胚（シアカーネル）を取り出した。このシアカーネルを粉砕した上で熱湯に供給してシアカーネル中に含まれている油分をシアオイルとして抽出、分離した。更に、熱湯を用いて油分を抽出したシアカーネルの粉砕物を麻袋から形成された圧搾袋内に収納し、圧搾袋に入れた状態でシアカーネルの粉砕物を万力を用いて圧搾してシアカーネルに含まれている油分をシアオイルとして絞り出した。

次に、熱湯による抽出及び圧搾による絞り出しにて得られたシアオイルを１００〜２００℃にて３０分間に亘って加熱してシアオイル中に含まれている水分を蒸発させてシアオイル中の水分を低減した（水分低減化工程）。しかる後、シアオイル中に含まれている不純物を除去するために濾過した（濾過工程）。上述のシアオイルの水分低減化工程及び濾過工程を一サイクルとしてニサイクル行った後、シアオイルを室温まで冷却して精製された固体状のシアオイルを得た。

一方、水５００重量部に水酸化ナトリウム３６７重量部を完全に溶解させてアルカリ水溶液を作製した。なお、水酸化ナトリウムを水に溶解させた直後は発熱によってアルカリ水溶液が高温になっていたのでアルカリ水溶液が４０℃となるまで放置し、その後、アルカリ水溶液を４０℃に保持した。

しかる後、上記シアオイルを４０℃に保持して溶解させて液体状とした後、この液体状のシアオイル２７６０重量部を上記４０℃のアルカリ水溶液８６７重量部中に供給して一時間に亘って攪拌することによってシアオイルとアルカリ水溶液とを均一に混合した後に２５℃にて３週間に亘って放置して、シアオイル中に含まれている脂肪酸と水酸化ナトリウムとを反応させて固体状のシア石鹸を得た。

次に、図１に示した精練装置を用意した。この精練装置Ａは、内部に水を貯留することができる貯留部11を有する精練装置本体１内に、図示しない駆動装置によって図１において反時計周りに回転する回転体12と、ガイドロール13とが配設されていた。この回転体12は、回転軸体12aの外周面に複数本のアーム部12b、12b・・・が放射状に突設されていた。

そして、精練装置Ａにおける精練装置本体１の貯留部11内に洗浄水を供給して水温６０℃にて貯留した。次に、両端部を把持具（図示せず）によって接続一体化することによって無端状とされた未精練の綿繊維からなるタオルＢを精練装置本体１内に供給して回転体12及びガイドロール13に掛け渡して無端状のタオルＢの下方部分を貯留部11内の洗浄水に浸漬した。なお、綿繊維には糊コーティング及び蝋引き処理は施されていなかった。

しかる後、精練装置Ａの回転体12を図示しない駆動装置によって図１において反時計回りに回転させることによって、タオルＢをアーム部12bの外周面によって受止して回転方向に順次、搬送しつつ、ガイドロール13によってタオルＢを支持して、タオルＢを図１において反時計回りに搬送して、タオルＢの下方部分を順次、洗浄水に浸漬させて５０分に亘って水洗して、タオルを構成している綿繊維表面に付着している不純物を除去した（前処理工程）。

一方、上記シア石鹸５００重量部を水８００重量部に溶解させて処理液を作製した。そして、上記精練装置Ａの貯留部11内の洗浄水を除去した後、上記処理液を貯留部11内に供給して液温４０℃にて貯留した。

次に、精練装置Ａの回転体12を図示しない駆動装置によって図１において反時計回りに回転させることによって、タオルＢをアーム部12bの外周面によって受止して回転方向に順次、搬送しつつ、ガイドロール13によってタオルＢを支持して、タオルＢを図１において反時計回りに搬送して、タオルＢの下方部分を順次、処理液に浸漬させて１２０分に亘って精練した（精練工程）。

続いて、精練装置Ａにおける精練装置本体１の貯留部11内の処理液を除去した後、洗浄水を精練装置本体１の貯留部11内に供給して水温１５〜２０℃にて貯留した。次に、精練装置Ａの回転体12を図示しない駆動装置によって図１において反時計回りに回転させることによって、タオルＢをアーム部12bの外周面によって受止して回転方向に順次、搬送しつつ、ガイドロール13によってタオルＢを支持して、タオルＢを図１において反時計回りに搬送して、タオルＢの下方部分を順次、洗浄水に浸漬させて１５分に亘って水洗した（水洗工程）。

上記精練工程及び上記水洗工程を一サイクルとしてニサイクル行って綿繊維の精練を繰返し行った。精練したタオルＢを精練装置Ａから取り出して脱水した後、タオルＢをタンブラー乾燥機に供給して７０℃にて乾燥させて精練された綿繊維からなるタオルを得た。

（比較例１）
未精練の綿繊維からなるタオルを９０℃の水中に浸漬して１０分間に亘って洗浄して綿繊維の表面に付着している不純物を除去した。次に、タオルを２０〜３０℃の水中に浸漬して水洗した。

しかる後、アミラーゼ酵素（上中化成社製商品名「Ｋ−５０」）を含む７０℃の第一処理液中にタオルを６０分間に亘って浸漬して綿繊維の精練を行った後、タオルを第一処理液から取り出して水洗した。

次に、マルセル石鹸（ミヨシ油脂社製商品名「ミルクオールＨ」）を１ｇ／リットル含む９０℃の第二処理液中にタオルを１０分間に亘って浸漬してソーピング処理を行った後、タオルを第二処理液から取り出して水洗した。

しかる後、セルラーゼ酵素（洛東化成工業社製商品名「エンチロンＣＭ−４０Ｌ」）を含み且つｐＨが４．５に調整された５５℃の第三処理液中にタオルを４０分間に亘って浸漬して綿繊維の精練を行った後、第三処理液を加熱して８０℃に１５分間に亘って保持してセルラーゼ酵素を分解した上で、タオルを第三処理液から取り出して水洗した。

そして、マルセル石鹸（ミヨシ油脂社製商品名「ミルクオールＨ」）を１ｇ／リットル含む９０℃の第四処理液中にタオルを１０分間に亘って浸漬してソーピング処理を行った後、タオルを第四処理液から取り出して水洗して精練された綿繊維からなるタオルを得た。

得られた精練されたタオルの引裂強さ、脱綿性、耐光性、洗濯性及び吸水性を下記の要領で測定し、その結果を表１に示した。

（引裂強さ）
タオルの引裂強さをＪＩＳＬ１０１８Ａ法（ミューレン法）に準拠して測定した。

（脱綿性）
ＪＩＳＬ０２１７１０３法吊干しに準拠した洗濯による毛羽の脱落の処理条件下において採取した毛羽量（ｇ）を測定した。

（耐光性）
タオルの耐光性をＪＩＳＬ０８４２の第３露光法に準拠して測定した。

（吸水性）
タオルを水平面上に載置し、タオルの上面から垂直方向に５ｃｍの高さ位置からタオルの上面にスポイドを用いて一滴の蒸留水を滴下し、蒸留水がタオル上に到達してからタオルに完全に吸収されるまでの時間を測定した。この測定を３回行って測定された時間の相加平均値を吸水性の指標とした。

Claims

綿繊維をシアの実を原料として製造されたシア石鹸を含有する処理液を用いて処理することを特徴とする綿繊維の精練方法。
シア石鹸は、シアの実の種子の胚から得られるシアオイルとアルカリ水溶液とを混合し反応させて得られた石鹸であることを特徴とする請求項１に記載の綿繊維の精練方法。