JP2020128610A - セルロース系編地及びその製造方法 - Google Patents

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【課題】風合いを損なうことなく強度を付与するとともに、強洗濯しても強度及び柔軟性の低下の度合いが小さく、寸法変化も抑制することが可能なセルロース系編地の処理方法を提供すること。【解決手段】セルロース系繊維を含む編地からなり、セルロースナノファイバー、樹脂及びブロックドイソシアネート系架橋剤を含有し、編地100質量部に対するセルロースナノファイバーの含有量が0.1〜0.8質量部、樹脂及びブロックドイソシアネート架橋剤の合計含有量100質量部に対するセルロースナノファイバーの含有量が2〜50質量部、樹脂とブロックドイソシアネート系架橋剤の含有質量比が1:2〜6:1であり、セルロースナノファイバーが、平均繊維径3〜100nm、アスペクト比100〜9000であることを特徴とするセルロース系編地。【選択図】図2

Description

本発明は、強度及び柔軟性が高く、強洗濯耐久性に優れるセルロース系編地及びその製造方法に関する。
セルロース系繊維を用いて編成されたセルロース系編地は、強洗濯(工業洗濯)後の強度及び柔軟性の低下や収縮などが避けられず、これらの抑制が課題とされてきた。これに対し、綿繊維を膨潤させるシルケット加工(苛性ソーダ)や液体アンモニア加工などの加工処理が施されてきた(特許文献1)。また綿繊維を架橋させる樹脂加工方法も検討されており、例えば、グルオキザール系樹脂等の綿繊維反応型樹脂を用いた化学架橋による改質加工が開示されている(特許文献2)。
しかし、特許文献1の方法は、一定程度強度は向上するものの、繰り返し洗濯後の寸法変化の抑制が十分とは言えず、柔軟性も低下し風合いが損なわれるおそれがある。また特許文献2の方法でも、強度自体が低下することに加え、洗濯後の強度及び柔軟性の低下が問題となる。特に、未シル、細番、スムース、天竺などの編地は、寸法変化が大きく、斜行が発生しやすいため、これらは有効な加工方法とはいえない。また、風合いの硬化や遊離ホルマリンの発生、光沢及び強度の低下などの問題から、これらの加工方法を適用し難い場合があり、特に薄地の編地に対して柔軟性を維持しながら、強度を向上させることは困難であるのが実情であった。
特開平5−230768号公報 特開平8−284068号公報
そこで、風合いを損なうことなく強度を向上させるとともに、強洗濯しても強度及び柔軟性の低下の度合いが小さく、寸法変化も抑制することが可能なセルロース系編地の処理方法が求められており、本発明は、そのような処理方法の提供を課題とする。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、セルロースナノファイバー、樹脂及びブロックドイソシアネート系架橋剤を含む処理液でセルロース系編地を処理することで、風合いを損なうことなく、その強度が向上するとともに、強洗濯後でも、強度及び柔軟性の低下が小さく、寸法変化も抑制されることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、セルロース系繊維を含む編地を、セルロースナノファイバー(以下、「CNF」ということがある)、樹脂及びブロックドイソシアネート系架橋剤を含有する処理液で処理する工程(以下、「CNF含有処理」ということがある)を含むセルロース系編地(以下、「CNF含有編地」ということがある)の製造方法である。
また本発明は、セルロース系繊維を含む編地からなり、セルロースナノファイバー、樹脂及びブロックドイソシアネート系架橋剤を含有し、編地(CNF含有処理前の編地を指す)100質量部に対するセルロースナノファイバーの含有量が0.1〜0.8質量部、樹脂及びブロックドイソシアネート架橋剤の合計含有量100質量部に対するセルロースナノファイバーの含有量が2〜50質量部、樹脂とブロックドイソシアネート系架橋剤の含有質量比が1:2〜6:1であり、セルロースナノファイバーが、平均繊維径3〜100nm、アスペクト比100〜9000であることを特徴とするセルロース系編地である。
本発明のセルロース系編地は、風合いを硬化させることなく強度が向上するとともに、強洗濯によってもその強度が維持され、かつ柔軟性の低下及び寸法変化が抑制されたものである。
実施例1のCNF含有編地を工業洗濯600分実施後の電界放出型走査電子顕微鏡(FE−SEM)2000倍拡大写真である。 実施例1のCNF含有編地を工業洗濯600分実施後の電界放出型走査電子顕微鏡(FE−SEM)30000倍拡大写真である。 比較例4の編地(CNF含有無)を工業洗濯600分実施後の電界放出型走査電子顕微鏡(FE−SEM)2000倍拡大写真である。 比較例4の編地(CNF含有無)を工業洗濯600分実施後の電界放出型走査電子顕微鏡(FE−SEM)30000倍拡大写真である。
本発明のセルロース系編地を構成する編地には、セルロース系繊維が含まれる。このセルロース系繊維としては、綿、麻等の植物繊維、レーヨン、リヨセル、キュプラ等の再生セルロース系繊維、ジアセテート、トリアセテート等の半合成繊維などが例示される。これらの中でも、吸水性、強度、柔軟性に優れるという観点から、綿が好適に用いられる。セルロース系繊維は、英式綿番手が20〜100番手であるものが好ましく、30〜80番手であるものがより好ましい。単糸、双糸の何れを用いてもよい。英式綿番手が大きすぎる(糸が細すぎる)と強洗濯後に編地の強度や寸法変化の抑制といった効果が低下するおそれがある。一方、英式綿番手が小さすぎる(糸が太すぎる)と、編地がさらに厚くなる又は編地の密度が高くなるため、柔軟性を損ねるおそれがある。
上記編地は、本発明の効果を損なわない範囲で上記セルロース系繊維以外の繊維を含んでいてもよい。このようなセルロース系繊維以外の繊維としては、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維等の合成繊維が挙げられる。編地を構成する繊維全体におけるセルロース系繊維の割合は、吸水性、柔軟性を維持するという観点から、好ましくは70質量%(以下、単に「%」で示す)以上であり、より好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上である。
上記編地は、常法に従って製編することにより得られる。編機は横編機、丸編機、経編機などいずれの編機も用いることができる。また編組織についても、平編、リブ編、パール編、インターロック、アトラス組織、デンビー組織、コード組織など特に制限されることなく適宜選択して使用できる。編地の目付量は100〜240g/mであることが好ましく、120〜220/mであることがより好ましい。編地の目付量が小さすぎる(軽すぎる)と強洗濯後に編地の強度や寸法変化の抑制といった効果が低下するおそれがある。一方、編地の目付量が大きすぎる(重すぎる)と、CNF加工編地は、編地がさらに厚くなるため又は編地の密度が高くなるため、風合いを損ねるおそれがある。
上記編地をセルロースナノファイバー、樹脂及びブロックドイソシアネート系架橋剤を含有する処理液で処理(CNF含有処理)することによって、セルロースナノファイバー、樹脂及びブロックドイソシアネート系架橋剤を含有するセルロース系編地(CNF含有編地)が得られる。
セルロースナノファイバーは、セルロースのミクロフィブリルからなる繊維である。セルロース原料は、植物、動物又はセルロース生合成系で得られた何れのものでもよい。原料が植物(以下、「パルプ」ともいう)の場合、広葉樹由来、針葉樹由来の何れでもよく、CNFの製法(解繊処理)は化学処理、機械処理、また化学処理と機械処理の組合せの何れでもよく、TEMPO触媒酸化、リン酸エステル化など何れの化学処理によるものでもよいが、疎水性のリグニン含有量が少なく保水性が高いため、化学処理によって得られるパルプを原料としたCNFが好ましく、針葉樹由来に比べリグニン含有量が少ない広葉樹由来のパルプを化学処理で解繊したものがさらに好ましく用いられる。また、理由は定かでないが、針葉樹由来のパルプに比べ広葉樹由来のパルプを化学処理で解繊したものの方が、繊維に含有処理後、繊維の強度に優れる傾向にあるため好ましい。CNFの平均繊維径は、3〜100nmが好ましく、20〜100nmがより好ましい。CNFの平均繊維径が小さすぎると、繊維自体の強度が低下し、編地の強度の向上や寸法変化の抑制としての補強効果が低下するおそれがある。一方、CNFの平均繊維径が大きすぎると、微細化が不十分で繊維の分散性が不十分となり、編地の強度の向上や寸法変化の抑制としての補強効果が低下するおそれがある。またアスペクト比は100〜9000の範囲にあることが好ましく、より好ましくは100〜5000、さらに好ましくは100〜3000である。CNFのアスペクト比が小さすぎると、繊維自体の強度が低下し、編地の強度の向上や寸法変化の抑制としての補強効果が低下するおそれがある。一方、アスペクト比が大きすぎると、微細化が不十分で繊維の分散性が不十分となり、編地の強度の向上や寸法変化の抑制としての補強効果が低下するおそれがある。本明細書におけるCNFの平均繊維径及びアスペクト比は、実施例に記載された方法によって測定された値を意味する。
樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、等が挙げられるが、編地の吸水性、柔軟性を損ね難くするという観点からアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂が好ましく、特にポリエステル系樹脂が好ましい。アクリル系樹脂としては、例えば、アクリル系エマルジョン(センカ株式会社製、商品名「センカEMX−03」)等が挙げられる。ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエステル系高分子樹脂(高松油脂製 商品名「DCOM C256」)等が挙げられる。
ブロックドイソシアネート系架橋剤としては、脂肪族、脂環式、芳香族の何れでもよい。例えば、脂肪族ブロックドイソシアネート系架橋剤として日華化学株式会社製、商品名「NKアシストNY」が、芳香族ブロックドイソシアネート系架橋剤として日華化学株式会社製、商品名「NKアシストV」が挙げられる。編地の風合いを損ね難くするという観点から、脂肪族ブロックドイソシアネート系架橋剤がより好ましい。
上記CNF、樹脂、ブロックイソシアネート系架橋剤を含有する処理液は、溶剤系処理液であってもよいが、水溶液、水分散液等の水系処理液であることが好ましい。処理液による処理方法は特に限定されるものではなく、パッドドライ法、パッド・スチーム法、パッド・ドライ・スチーム法、グラビアコーティング法、スプレー法、など種々の方法を用いて、浸漬、塗布等することにより行うことができる。例えば、パッドドライ法等において、処理液に浸漬した後の絞り率は、80〜100%であることが好ましく、90〜100%であることがより好ましい。グラビアコーティング法などにより処理液を塗布する場合は、公知の増粘剤を添加して処理液の粘度を調整することができる。
上記処理液による処理後、乾絨機等を用いて乾燥加熱処理を行う。乾燥加熱処理条件は、ドライ温度100〜120℃で2〜5分間ドライ乾燥後、キュアリング温度140〜160℃で1〜3分間加熱処理することが好ましい。
本発明のセルロース系編地に含まれるCNFの含有量(固形分換算)は、編地100質量部(以下、単に「部」と表記する)に対し0.1〜0.8部であることが好ましく、0.2〜0.7部の範囲がより好ましい。CNFが少なすぎると濃度が希薄となりすぎ、編地へ含有させる際に均一に含有しないおそれがあり、編地の安定的な強度向上や寸法変化の抑制が得られないおそれがある。一方、CNFが多すぎると溶液粘度の上昇という問題が発生し、含有処理し難くなるおそれがある。また樹脂の含有量(固形分換算)は、編地100部に対し、0.8〜5部が好ましく、0.8〜4部がより好ましい。ブロックドイソシアネート系架橋剤の含有量(固形分換算)は、編地100部に対し、0.7〜3部が好ましく、1〜2部がより好ましい。
また上記CNFの含有量は、樹脂及びブロックドイソシアネート系架橋剤の合計含有量100部に対し、2〜50部が好ましく、5〜30部がより好ましい。CNFが少なすぎると、濃度が希薄となりすぎ、編地へ含有させる際に均一に含有しないおそれがあり、編地の安定的な強度向上や寸法変化の抑制が得られないおそれがある。一方、CNFが多すぎると溶液粘度の上昇という問題が発生し、編地に含有処理し難くなるおそれがある。一方、樹脂とブロックドイソシアネート系架橋剤の含有質量比は、1:2〜6:1であることが好ましく、1:1〜4:1がより好ましい。ブロックドイソシアネート系架橋剤の含有比率が低すぎると、強洗濯後、編地に含有したCNFや樹脂が脱落し、編地の強度や寸法変化の抑制が低下するおそれがある。一方、ブロックドイソシアネート系架橋剤の含有比率が高すぎると、編地の柔軟性を損ねるおそれがある。
<製造方法>
本発明のセルロース系編地の製造方法は、セルロース系編地を精練・漂白処理する工程と、精練・漂白処理されたセルロース系編地を、上記CNF、樹脂及びブロックドイソシアネート系架橋剤を含有する処理液で処理する工程とを含む。
<精練・漂白工程>
精練・漂白工程は、精練・漂白処理前のセルロース系編地を、精練及び漂白するものである。精練・漂白することにより、編地の不純物を除去し、色素を漂白する。精練工程と漂白工程はそれぞれ別個に行ってもよく、1浴で同時に行ってもよい。精練・漂白処理は、例えば、液流染色機を使用し、精練処理に用いる水酸化ナトリウムと漂白処理に用いる過酸化水素とを含む水溶液中に、精練・漂白処理前のセルロース系編地を90〜95℃で30〜60分間浸漬・加熱処理することにより行うことが出来る。精練・漂白処理に用いられる水溶液中の水酸化ナトリウム濃度は、0.2〜2g/Lであることが好ましく、0.5〜1.5g/Lであることがより好ましい。また、水溶液中の過酸化水素濃度は、0.5〜7g/Lであることが好ましく、0.7〜5g/Lであることがより好ましく、0.7〜3g/Lであることがさらにより好ましい。また、水溶液中には、安定剤や浸透剤、金属イオン封鎖剤などが含まれていてもよい。安定剤としては、ケイ酸ナトリウムなどのケイ酸塩系などが挙げられる。安定剤として、例えば、大東薬品(株)製のハイパーN(商品名)、日華化学(株)製のネオレートPH−55F(商品名)などを用いることができる。水溶液中の安定剤濃度は1〜4g/Lであることが好ましい。浸透剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどの非イオン(ノニオン)性界面活性剤などが挙げられる。浸透剤として、例えば、北広ケミカル(株)製のスコアロールTS1169(商品名)、第一工業製薬(株)製のダイサーフTW20(商品名)などを用いることができる。水溶液中の浸透剤濃度は0.2〜4g/Lであることが好ましい。金属イオン封鎖剤としては、トリポリリン酸ソーダなどのポリリン酸塩、エチレンジアミン四酢酸塩、ニトリロ三酢酸塩、ジエチレントリアミン五酢酸塩などのアミノ酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸塩、グルコン酸塩、オキシカルボン酸塩、アミノトリメチレンホスホン酸塩、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸塩、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸塩、アクリル酸系重合体、マレイン酸系重合体などが挙げられる。金属イオン封鎖剤として、例えば、花王(株)製のセレッシュ200(商品名)、日華化学(株)製のネオクリスタル80(商品名)などを用いることができる。水溶液中の金属イオン封鎖剤の濃度は0.1〜1g/Lであることが好ましい。精練・漂白処理後、硫酸、塩酸等の無機酸、又は酢酸、蟻酸等の有機酸で中和する中和処理工程及び/又は水洗工程を設けてもよい。
<処理工程>
上記精練・漂白工程において精練・漂白したセルロース系編地を、CNF、樹脂及びブロックドイソシアネート系架橋剤を含有する処理液で処理する。上記CNF、樹脂、ブロックイソシアネート系架橋剤を含有する処理液は、水溶液、水分散液等の水系処理液であることが好ましい。処理液中のCNFの含有量(固形分換算)は、1〜8g/Lであることが好ましく、2〜7g/Lであることがより好ましい。また処理液中の樹脂の含有量(固形分換算)は、2〜70g/Lであることが好ましく、5〜60g/Lであることがより好ましい。また処理液中のブロックイソシアネート系架橋剤の含有量(固形分換算)は、2〜40g/Lであることが好ましく、5〜30g/Lであることがより好ましい。処理液による処理方法としては、パッドドライ法、パッド・スチーム法、パッド・ドライ・スチーム法、コーティング法、スプレー法など種々の方法を用いることができる。例えば、パッドドライ法では、乾絨機等を用いて、上記処理液中に、精練・漂白処理後のセルロース系編地を拡布状態で数秒浸漬後、マングルで絞るが、その絞り率は、例えば80〜100%が好ましく、90〜100%がより好ましい。次いで、ドライ温度100〜120℃で2〜5分間ドライ乾燥後、キュアリング温度140〜160℃で1〜3分間加熱処理することが好ましい。
本発明の製造方法は、上記工程の他、必要に応じて染色工程、仕上げ工程等を含んでいてもよい。
以下、実施例等により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
[参考例1]
<精練・漂白(編地A1)>
綿100%の綿番手40/1フライス(目付185g/m2、37インチ、18.5ゲージ)の生機を、1反(幅1m、長さ50m)、10kg液流染色機に投入した。
精練・漂白は、工業用水150Lを機台に給水後、工業用水中に、35%過酸化水素水溶液4g/L(工業用水中の過酸化水素濃度1.4g/L)、48%水酸化ナトリウム水溶液2g/L(工業用水中の水酸化ナトリウム濃度0.96g/L)、過酸化水素の安定剤(商品名:ハイパーN(大東薬品(株)製))2g/L、非イオン系浸透剤(商品名:スコアロールTS1169(北広ケミカル(株)製))2g/L、金属イオン封鎖剤(商品名:セレッシュ200(花王(株)製))0.5g/Lとなるように各成分を工業用水に添加した。編地の質量(kg):調製した工業用水の体積(L)の比が1:15となるように工業用水中に編地を浸し、液温を95℃に昇温し30分間精練漂白処理した。続いて、該編地を、76%蟻酸水溶液0.5g/Lを含む中和液150L中に入れ、常温で20分間処理し、水洗2回、脱水、乾燥した。
[参考例2]
<精練・漂白(編地A2)>
綿100%の綿番手60/2鹿の子(目付200g/m2、30インチ、28ゲージ)の生機を、1反(幅1m、長さ50m)、10kg液流染色機に投入し、編地A1と同じ方法で製造した。
[実施例1]
平均繊維径20〜30nmの広葉樹由来のパルプを化学処理で解繊したセルロースナノファイバー水分散液B1(商品名:ELLEX−S(大王製紙株式会社製)(固形分2%))を160g/L、ポリエステル系高分子樹脂からなる樹脂C1(商品名:DCOM C256(高松油脂株式会社製)(固形分14%))を60g/L、脂肪族ブロックイソシアネートからなる架橋剤D1(商品名:NKアシストNY(日華化学株式会社製)(固形分39%))を40g/Lとなるように工業用水に添加、混合して処理液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。電子顕微鏡(FE−SEM)で観察した。その画像を図1及び2に示す。また得られたセルロース系編地(CNF含有編地)におけるCNF含有処理前の編地100部に対するCNF、樹脂、架橋剤の含有量(部)を表1に示す。以下の実施例及び比較例でも同様である。
[実施例2]
樹脂C1の添加量を80g/Lにする以外は実施例1と同様の方法でセルロース系編地を製造した。すなわち、セルロースナノファイバー水分散液B1を160g/L、樹脂C1を80g/L、架橋剤D1を40g/Lとなるように工業用水に添加、混合し処理液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。
[実施例3]
架橋剤D1の添加量を60g/Lにする以外は実施例1と同様の方法でセルロース系編地を製造した。すなわち、セルロースナノファイバー水分散液B1を160g/L、樹脂C1を60g/L、架橋剤D1を60g/Lとなるように工業用水に添加、混合し処理液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。
[実施例4]
樹脂C1に代えて樹脂C2を使用する以外は実施例3と同様の方法でセルロース系編地の製造を行った。すなわち、セルロースナノファイバー水分散液B1を160g/L、アクリル系樹脂からなる樹脂C2(商品名:センカEMX−03(センカ株式会社製)(固形分55〜65%))を60g/L、架橋剤D1を60g/Lとなるように工業用水に添加、混合し処理液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。
[実施例5]
セルロースナノファイバー水分散液B1の添加量を60g/L、樹脂C2の添加量を80g/L、架橋剤D1の添加量を20g/Lにする以外は実施例4と同様の方法でセルロース系編地の製造を行った。すなわち、セルロースナノファイバー水分散液B1を60g/L、樹脂C2を80g/L、架橋剤D1を20g/Lとなるように工業用水に添加、混合し処理液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。
[実施例6]
セルロースナノファイバー水分散液B1の添加量を320g/Lにする以外は実施例1と同様の方法で行った。すなわち、セルロースナノファイバー水分散液B1を320g/L、樹脂C1を60g/L、架橋剤D1を40g/Lとなるように工業用水に添加、混合し処理液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。
[実施例7]
セルロースナノファイバー水分散液B1の添加量を320g/Lにする以外は実施例4と同様の方法でセルロース系編地の製造を行った。すなわち、セルロースナノファイバー水分散液B1を320g/L、樹脂C2を60g/L、架橋剤D1を60g/Lとなるように工業用水に添加、混合し処理液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。
[実施例8]
セルロースナノファイバー水分散液B1に代えてセルロースナノファイバー水分散液B2を使用した以外は実施例1と同様の方法でセルロース系編地の製造を行った。すなわち、平均繊維径20〜30nmの針葉樹由来のパルプを化学処理で解繊したセルロースナノファイバー水分散液B2(商品名:ELLEX−S(大王製紙株式会社製)(固形分2%))を160g/L、樹脂C1を60g/L、架橋剤D1を40g/Lとなるように工業用水に添加、混合し処理液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。
[実施例9]
編地A1に代えてA2を用いた以外は実施例1と同様の方法でセルロース系編地の製造を行った。すなわち、セルロースナノファイバー水分散液B1を160g/L、樹脂C1を60g/L、架橋剤D1を40g/Lとなるように工業用水に添加、混合し処理液を調製した。この処理液に参考例2で調製した編地A2を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。
[比較例1]
精練・漂白処理を行った編地A1をそのまま加工処理を行わず用いた。
[比較例2]
編地A1にグリオキザール系樹脂による樹脂加工を施した。すなわち、グリオキザール系樹脂E1(商品名:リケンレジンFJ−1(三木理研工業株式会社製))を60g/L、複合金属塩系助剤E2(商品名:リケンフィクサーMX−18(三木理研工業株式会社製))を24g/Lとなるように工業用水に添加、混合し、樹脂加工処理液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。
[比較例3]
編地A1にシルケット機を用いてシルケット加工を施した。すなわち、編地A1を20℃で26ボーメの20%水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、マングルで絞り、経方向に引張りながら1分間経過後、湯洗いし、76%蟻酸水溶液5g/L含む中和液に通して中和処理し、その後、湯洗・水洗、乾燥を実施した。
[比較例4]
架橋剤D1を使用しない点以外は実施例1と同様の方法でセルロース系編地の製造を行った。すなわち、セルロースナノファイバー水分散液B1を160g/L、樹脂C1を60g/Lとなるように工業用水に添加、混合しCNF/樹脂分散液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。得られた編地を下記に記載する工業洗濯600分で洗濯後、2000倍及び30000倍の倍率を用いて電界放出型走査2000倍及び30000倍の倍率を用いて電界放出型走査電子顕微鏡(FE−SEM)で観察した。その画像を図3及び4に示す。
[比較例5]
架橋剤D1を使用しない点以外は実施例4と同様の方法でセルロース系編地の製造を行った。すなわち、セルロースナノファイバー水分散液B1を160g/L、樹脂C2を60g/Lとなるように工業用水に添加、混合しCNF/樹脂分散液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。
[比較例6]
セルロースナノファイバー水分散液B1の添加量を40g/Lにする以外は実施例1と同様の方法でセルロース系編地の製造を行った。すなわち、セルロースナノファイバー水分散液B1を40g/L、樹脂C1を60g/L、架橋剤D1を40g/Lとなるように工業用水に添加、混合し処理液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。
[比較例7]
セルロースナノファイバー水分散液B1の添加量を40g/Lにする以外は実施例4と同様の方法でセルロース系編地の製造を行った。すなわち、セルロースナノファイバー水分散液B1を40g/L、樹脂C2を60g/L、架橋剤D1を60g/Lとなるように工業用水に添加、混合し処理液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。
[比較例8]
セルロースナノファイバー水分散液B1の添加量を500g/Lにする以外は実施例1と同様の方法でセルロース系編地の製造を行った。すなわち、セルロースナノファイバー水分散液B1を500g/L、樹脂C1を60g/L、架橋剤D1を40g/Lとなるように工業用水に添加、混合し処理液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。
[比較例9]
セルロースナノファイバー水分散液B1の添加量を500g/Lにする以外は実施例4と同様の方法でセルロース系編地の製造を行った。すなわち、セルロースナノファイバー水分散液B1を500g/L、樹脂C2を60g/L、架橋剤D1を40g/Lとなるように工業用水に添加、混合し処理液を調製した。この処理液に参考例1で調製した編地A1を、乾絨機を使用し、拡布状態で数秒浸漬処理後、編地をマングルで絞り(絞り率100%)、ドライ温度120℃で5分間、キュアリング温度150℃で2分間加熱乾燥処理を行い、セルロース系編地を得た。
(平均繊維径)
セルロースナノファイバー水分散液B1を使用して得られた実施例1のセルロース系編地より30000倍の倍率で電界放出型走査電子顕微鏡(FE−SEM)画像による観察を行った。具体的には、ランダムに合計50本の繊維の幅を目視で計測し、計測値の平均径を平均繊維径とした。
(平均繊維長)
平均繊維径の場合と同様にして、各繊維の長さを目視で計測し、計測値の中位長を平均繊維長とした。
(アスペクト比)
上記平均繊維長を平均繊維径で除して算出した。
上記測定の結果、セルロースナノファイバー水分散液B1を使用して得られた実施例1のセルロース系編は平均繊維径が30nm、アスペクト比が150であった。
<洗濯処理>
(洗剤)
「JAFET標準配合洗剤」(ポリオキシエチレンアルキルエーテル及びアルファオレフィンスルホン酸ナトリウムを配合)を使用した。
(洗濯条件)
一般社団法人繊維評価技術協議会が制定した「SEKマーク繊維製品の洗濯方法」に記載の高温加速洗濯法(洗濯50回規定の製品の洗濯方法)に準じて、以下の条件で洗濯を行った。
(1)ワッシャー洗濯機を用い、水量90Lに「JAFET標準配合洗剤」120mLを添加して洗濯液とした。
(2)この洗濯液に浴比が1:30になるよう編地(被洗濯物)及び負荷布を投入して運転を開始した。浴比を一定にするために負荷布を加え、編地(被洗濯物)と負荷布の合計重量を3Kgとした。
(i)80℃×120分洗い
(ii)排液
(3)家庭洗濯機を用いてすすぎを行う。
(iii)編地(被洗濯物)+負荷布を脱水(3〜5分間)
(iv)15分オーバーフローすすぎ
(v)排液
(vi)脱水
(4)(iv)〜(vi)の工程をトータル4回繰り返した。
(5)ワッシャー洗濯機及び家庭洗濯機を用いて(i)〜(vi)の工程を5回繰り返した。
(乾燥方法)
洗濯後、JIS L 1096:2010の乾燥方法(8.39.6)に準拠してタンブル乾燥又は吊干し乾燥を行った。
(1)タンブル乾燥は、G法(パルセーター形家庭用電気洗濯機法)、高温タンブル乾燥により乾燥を行った。
(2)吊干し乾燥は、ライン乾燥(吊干し乾燥)により乾燥を行った。
<試験方法(評価方法)>
実施例1〜9、比較例1〜9で得られた編地の寸法変化率、破裂強さ、柔軟性について、それぞれ以下の方法で測定、評価した。
(1)寸法変化率
乾燥処理した編地について、QTEC(財団法人日本繊維製品品質技術センター)品質基準に準拠して寸法変化率を測定した。タンブル乾燥の場合寸法変化率−8%〜0%、吊干し乾燥の場合、−6%〜+5%のものを合格とした。なお、[-]は縮み、[+]は伸びを表す。その結果を表1及び2に示す。
(2)破裂強さ
洗濯前(未洗)及び乾燥処理後の編地について、JISL1018(ミューレン法)に準じて破裂強さを測定した。試験片(15cm×15cm)5枚を、「ミューレン形破裂試験機」のクランプ(締めつけ具)にはさみ、圧力を加えてゴム膜が膨張し試験片を突き破ったときの強さと、クランプ(締めつけ具)を除いたときのゴム膜の強さを測り、2つの強さの差で表した。QTEC品質基準に準じ、乾燥時の破裂強さが400kPa以上を合格とした。結果を表1及び2に示す。
(3)柔軟性の判定(官能試験)
洗濯後タンブル乾燥した編地について、官能試験により柔軟性の判定を行った。編地に触ったときの柔軟性について、5段階で評価し、2以上を合格とした。判定は繊維製品の風合評価に関する熟練者1名にて行った。結果を表1及び2に示す。
5:良好
4:やや良好
3:可
2:やや劣る
1:劣る
表2に示すとおり、樹脂加工では強度が著しく低下し、シルケット加工では強洗濯後の寸法変化の抑制が合格基準を充たさず、柔軟性の低下も認められた(比較例1〜3)。CNF及び樹脂のみで処理し、架橋剤を使用しなかった比較例4及び5でも強洗濯後の寸法変化が大きくなり、強度も低下した。これに対し、CNF及び樹脂とともにブロックドイソシアネート系架橋剤を使用した各実施例の編地は強度が向上し、かつ、洗濯後の強度向上及び柔軟性の低下が小さく、寸法変化も抑制された。一方、CNFの量が少ない場合には強度低下や収縮が認められ(比較例6,7)、CNFの量が多い場合には柔軟性が低下した(比較例8,9)。なお、針葉樹由来のパルプに比べ、広葉樹由来のパルプの方が強度に優れていた(実施例1、9)。
本発明によれば、強度及び柔軟性が高く、耐洗濯性に優れるセルロース系編地を提供することができるため、編地の加工処理方法として利用可能である。

Claims (9)

  1. セルロース系繊維を含む編地からなり、セルロースナノファイバー、樹脂及びブロックドイソシアネート系架橋剤を含有し、編地100質量部に対するセルロースナノファイバーの含有量が0.1〜0.8質量部、樹脂とブロックドイソシアネート架橋剤の合計含有量100質量部に対するセルロースナノファイバーの含有量が2〜50質量部、樹脂とブロックドイソシアネート系架橋剤の含有質量比が1:2〜6:1であり、セルロースナノファイバーが、平均繊維径3〜100nm、アスペクト比100〜9000であることを特徴とするセルロース系編地。
  2. セルロースナノファイバーが、パルプを化学処理で解繊したものである請求項1記載のセルロース系編地。
  3. 樹脂が、アクリル系樹脂及び/又はポリエステル系樹脂である請求項1又は2記載のセルロース系編地。
  4. ブロックドイソシアネート系架橋剤が、脂肪族ブロックドイソシアネート及び/又は芳香族ブロックイソシアネートである請求項1〜3のいずれかの項記載のセルロース系編地。
  5. セルロース系繊維が、英式綿番手20〜100番手のものである請求項1〜4のいずれかの項記載のセルロース系編地。
  6. 編地が、目付量100〜240g/mのものである請求項1〜5のいずれかの項記載のセルロース系編地。
  7. セルロース系繊維を含む編地を、セルロースナノファイバー、樹脂及びブロックドイソシアネート系架橋剤を含有する処理液で処理する工程を含むセルロース系編地の製造方法。
  8. 処理液中の樹脂とブロックドイソシアネート架橋剤の合計含有量100質量部に対するセルロースナノファイバーの含有量が2〜50質量部である請求項7記載のセルロース系編地の製造方法。
  9. 処理液中の樹脂とブロックドイソシアネート系架橋剤の含有質量比が1:2〜6:1である請求項7又は8記載のセルロース系編地の製造方法。

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