JP2992654B2

JP2992654B2 - 紫外線遮断効果に優れたセルロース繊維及びその製造法

Info

Publication number: JP2992654B2
Application number: JP13873191A
Authority: JP
Inventors: 美明酒井; 博之三浦; 裕辻本; 貫剛藤谷; 幹郎中沢; 孝一村井
Original assignee: SHINNIPPON RIKA KK; Shikishima Boseki KK
Current assignee: SHINNIPPON RIKA KK; Shikishima Boseki KK
Priority date: 1991-06-11
Filing date: 1991-06-11
Publication date: 1999-12-20
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: JPH04361662A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紫外線遮断効果に優れ
たセルロース繊維及びその製造法に関する。

【０００２】

【従来技術とその課題】近年、オゾン層破壊による太陽
光の紫外線増加が世界的に問題になっており、繊維製品
に紫外線吸収能を付与する要求が強まっている。繊維中
に紫外線吸収剤を混練できる合成繊維とは異なり、セル
ロースでできた綿製品に紫外線吸収能を付与するにして
も、現在のところ該製品の表面に紫外線吸収剤をコーテ
ィングする方法しか知られていない。而してこの方法で
得られる綿製品では、洗濯を繰り返すことにより、綿製
品の表面から紫外線吸収剤が簡単に脱離するを避け得
ず、上記要望に合致するような優れた紫外線吸収能を長
期間に亙って保持し得る綿製品を提供することは到底困
難であった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、優れた紫
外線吸収能を長期間に亙って保持し得るセルロース繊維
を提供すべく鋭意研究を重ねて来た。その結果、少なく
とも一つの水酸基を残存させた脂肪族又は脂環族多価ア
ルコール及びアルキル置換又は非置換ヒドロキシ安息香
酸のエステルとポリカルボン酸とを、セルロース繊維に
作用させることにより、所望のセルロース繊維が得られ
ることを見い出した。本発明は斯かる知見に基づき完成
されたものである。

【０００４】即ち、本発明は、少なくとも一つの水酸基
を残存させた脂肪族又は脂環族多価アルコール及びアル
キル置換又は非置換ヒドロキシ安息香酸のエステルとポ
リカルボン酸とを、セルロース繊維に作用させて得られ
るセルロース繊維、並びに少なくとも一つの水酸基を残
存させた脂肪族又は脂環族多価アルコール及びアルキル
置換又は非置換ヒドロキシ安息香酸のエステルとポリカ
ルボン酸とを、セルロース繊維に作用させることを特徴
とするセルロース繊維の製造法に係る。

【０００５】本発明では、少なくとも一つの水酸基を残
存させた脂肪族又は脂環族多価アルコール及びアルキル
置換又は非置換ヒドロキシ安息香酸のエステルとポリカ
ルボン酸との二者を、セルロース繊維に作用させること
が必須の要件である。ポリカルボン酸を使用せず上記エ
ステルのみでセルロース繊維を処理するだけでは、本発
明の所期の目的を達成することは不可能である（後記比
較例２参照）。またポリカルボン酸を使用した場合であ
っても、上記エステルの代わりにヒドロキシ安息香酸の
代表的化合物であるサリチル酸を用いても、到底本発明
の所期の目的を達成することはできない（後記比較例１
参照）。

【０００６】本発明におけるセルロース繊維には、木
綿、麻、レーヨン及びこれらの繊維を含む混紡繊維を包
含し、またこれら繊維による製品には織物、ニット、不
織布等が包含される。

【０００７】本発明においてセルロース繊維に作用させ
る一成分は、少なくとも一つの水酸基を残存させた脂肪
族又は脂環族多価アルコール及びアルキル置換又は非置
換ヒドロキシ安息香酸のエステルである。

【０００８】上記エステルを構成する一成分であるアル
キル置換又は非置換ヒドロキシ安息香酸としては、フェ
ニル環上にフェノール性水酸基を１〜３個有し、更に該
フェニル環上にアルキル基を１〜３個有していてもよい
安息香酸である限り、従来公知のものを広く使用でき
る。ここでアルキル基としては、メチル基、エチル基、
プロピル基、ブチル基等の炭素数１〜４のアルキル基が
挙げられる。またフェノール性水酸基は、カルボキシル
基に対してｏ−位、ｍ−位及びｐ−位のいずれにあって
もよい。斯かるアルキル置換又は非置換ヒドロキシ安息
香酸の中で、ｏ−ヒドロキシ安息香酸、即ちサリチル酸
が経済面、製品の安全面及び入手の容易さの点から最適
である。

【０００９】また上記エステルを構成する他の一成分で
ある脂肪族又は脂環族多価アルコールとしても、従来公
知のものを広く使用できる。脂肪族多価アルコールとし
ては、具体的にはエチレングリコール、プロピレングリ
コール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサン
ジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナ
ンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、ネオ
ペンチルグリコール、メチルペンタンジオール、トリメ
チルペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエ
チレングリコール、エチレンオキシドの重合物、ジプロ
ピレングリコール、トリプロピレングリコール、プロピ
レンオキシドの重合物、１，２−ブチレンオキシドの重
合物、ポリテトラメチレングリコール等のジオールの
他、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロー
ルプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリ
トール、ジグリセリン、トリグリセリン、ポリグリセリ
ン、更にキシリトール、ソルビトール、マンニトール、
エリスリトール等の還元糖、キシロース、ソルボース、
アラビノース、リボース、エリスロース、ガラクトース
等の単糖類、ラクトース、ショ糖、マルトース等の二糖
類等が挙げられる。また脂環族多価アルコールとして
は、具体的にはシクロヘキサンジオール、シクロヘキサ
ンジメタノール、水添ビスフェノールＡ、スピログリコ
ール等やこれらの幾何異性体等が挙げられる。上記多価
アルコールのうち、アルキル置換又は非置換ヒドロキシ
安息香酸成分の含有量を高める目的での使用にはエチレ
ングリコールが好ましく、また処理液を均一な水溶液に
維持する目的での使用にはグリセリンや糖類が好まし
い。

【００１０】上記エステルの中でも、エステルの入手容
易性の観点からエチレングリコールのモノエステルが望
ましく、特にエチレングリコールモノサリシレートが望
ましい。

【００１１】斯かるエステルの使用量としては、用いら
れるエステルの種類により異なり一概には言えないが、
アルキル置換又は非置換ヒドロキシ安息香酸の含量が加
工すべきセルロース繊維に対して通常０．１〜１０重量
％、好ましくは０．５〜５重量％となるようにエステル
を使用するのがよい。相当するエステルの使用量が０．
１重量％より少なくなると、所期の紫外線遮断効果が期
待できなくなる傾向となり、一方１０重量％より多くエ
ステルを使用しても紫外線遮断効果がそれ程向上せず、
経済的ではない。

【００１２】本発明で用いられるポリカルボン酸として
は、直鎖状脂肪族ポリカルボン酸、分岐状脂肪族ポリカ
ルボン酸、脂環族ポリカルボン酸、芳香族ポリカルボン
酸等が挙げられ、これら酸の中に水酸基、ハロゲン原
子、カルボニル基、炭素−炭素二重結合等を有していて
もよい。斯かるポリカルボン酸としては、具体的には蓚
酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ス
ペリン酸、アゼライン酸、セバチン酸等やこれらの分岐
カルボン酸、マレイン酸、フマル酸、シクロヘキサンジ
カルボン酸及びその位置異性体、テトラヒドロフタル
酸、ナジック酸等の脂環族二塩基酸、トリカルバリル
酸、アコニチン酸、メチルシクロヘキセントリカルボン
酸等の三塩基酸、ブタンテトラカルボン酸、シクロペン
タンテトラカルボン酸、テトラヒドロフランテトラカル
ボン酸、メチルテトラヒドロフタル酸とマレイン酸のエ
ン付加物等の四塩基酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等
のヒドロキシ脂肪酸、トリメリット酸、ピロメリット
酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸等
の芳香族ポリカルボン酸等を例示できる。これらのポリ
カルボン酸の中でもブタンテトラカルボン酸が最適であ
る。

【００１３】斯かるポリカルボン酸の使用量としては、
用いられるポリカルボン酸の種類により異なり一概には
言えないが、加工すべきセルロース繊維に対して通常
０．１〜３０重量％、好ましくは０．３〜１０重量％と
なるようにポリカルボン酸を使用するのがよい。ポリカ
ルボン酸の使用量が０．１重量％より少なくなると、加
工布の紫外線遮断効果が洗濯により低下する傾向とな
り、一方３０重量％より多くポリカルボン酸を使用して
もその使用による効果がそれ程向上せず、経済的ではな
い。

【００１４】セルロース繊維に上記の基質、即ち上記エ
ステル及びポリカルボン酸を作用させるための溶媒とし
ては、有機溶媒を使用することもできるが、安全面及び
価格面を考慮すれば水を溶媒として用いるのが好まし
い。一方の基質が水に溶解しない場合には、一方の基質
含有液にセルロース繊維を浸漬した後、該繊維を別の基
質含有液に浸漬する二浴方式を採用することもできる
が、水不溶性の基質を界面活性剤により乳化乃至可溶化
させた液を調整し、この液にセルロース繊維を浸漬する
一浴方式がより好適である。ここで界面活性剤として
は、酸性水溶液中で活性なものである限り従来公知のも
のを広く使用でき、例えばアルキルフェノールのエチレ
ンオキシド付加物、高級アルコールのエチレンオキシド
付加物、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルサル
フェート、アルキルベタイン類、ソルビタン脂肪酸エス
テル及びそのエチレンオキシド付加物、脂肪酸モノグリ
セリド及びそのエチレンオキシド付加物等が挙げられ
る。本発明においては、酸性水溶液中で長時間安定で、
且つ下記に示すｐＨ調整のためのアルカリの影響を受け
難いアルキルフェノールのエチレンオキシド付加物及び
高級アルコールのエチレンオキシド付加物が特に好適で
ある。

【００１５】上記液（処理液）中のポリカルボン酸の濃
度やエステルの濃度は、処理液の絞り率及び必要とする
担持量より算出した濃度に設定すればよい。

【００１６】ポリカルボン酸を溶解した水溶液は、予め
アルカリを添加して該液のｐＨを調整しておくのが望ま
しい。ｐＨ領域は、通常１〜６、好ましくは２〜５の範
囲内とするのがよい。該液のｐＨが上記範囲より高くな
ると、紫外線遮断効果の洗濯による低下が著しくなる傾
向となり、一方該液のｐＨが上記範囲より低くなると、
セルロースの加水分解により繊維強度の低下が避けられ
なくなる傾向となるので、好ましくない。用いられるア
ルカリとしては、水酸化ナトリウム、重炭酸ナトリウ
ム、ホウ酸ナトリウム、メタホウ酸ナトリウム、ケイ酸
ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、リン酸ナトリウ
ム、メタリン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、ピ
ロリン酸ナトリウム、亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸
ナトリウム、ギ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム等が挙げ
られる。また上記アルカリのナトリウムに代わり、カリ
ウム、アンモニウム等や、メチルアミン、ジメチルアミ
ン、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の揮発性低
級アミンの塩も使用できる。これらは単独で又は二種以
上混合して用いられる。

【００１７】これらアルカリの使用量は、ポリカルボン
酸の溶解量や種類により異なり一概には言えないが、処
理液濃度として通常０．１〜１０重量％とするのがよ
い。また上記界面活性剤の使用量は、基質の一成分であ
るエステルが水に安定に分散できる量であればよく、通
常酸性水溶液中に０．１〜１０重量％の範囲で用いるの
がよい。

【００１８】本発明では、上記のようにして調製された
処理液に処理すべきセルロース繊維を浸漬し、必要とす
る担持量に応じて絞り、乾燥、熱処理する、所謂パッド
−ドライ−キュア方式によりセルロース繊維を処理する
のが望ましい。

【００１９】本発明の処理液のセルロース繊維に対する
浸透速度は充分に速く、浸漬時間及び浴温度に特に制限
はない。通常、浸漬時間０．５〜３００秒、浴温は１０
〜４０℃で行なわれる。絞りは加工する製品により異な
り、それぞれに適当な絞り方法、絞り率が採用できる。
通常、絞り率は４０〜２００％で行なうのが好ましい。
次に行なわれる乾燥の際の温度は４０〜１５０℃程度が
よく、乾燥時間は温度に応じて適宜設定すればよい。更
に熱処理の温度は、通常１００〜２５０℃、好ましくは
１２０〜２００℃、熱処理時間は３０秒〜１時間程度で
ある。熱処理の条件が上記より穏やかであると、加工布
の紫外線遮断効果が洗濯により低下する傾向になるし、
一方上記より厳しすぎる条件では、セルロース繊維の劣
化を引き起こす傾向にあり、強度低下や繊維黄変の原因
となるので、いずれも好ましくない。

【００２０】以上のようにして加工された布は、更に水
洗、ソーピング、繊維柔軟剤付与等の常套手段を施され
て所望の製品とされる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、優れた紫外線吸収能を
長期間に亙って保持し得るセルロース繊維が提供され
る。

【００２２】

【実施例】以下に実施例及び比較例を掲げて本発明をよ
り一層明らかにする。

【００２３】

【実施例１】エチレングリコールモノサリシレートを１
重量％溶解したイソプロパノール溶液に精練漂白及びマ
ーセライズ加工綿１００％布（以下「下晒加工」とい
う）を浸漬の後、マングルで絞り率１００％に絞った。
この布を８０℃で１５分間乾燥した後、１，２，３，４
−ブタンテトラカルボン酸５重量％と炭酸ナトリウム
１．２重量％の水溶液に浸漬、マングルで絞り率１００
％とした。この布を再度８０℃で１５分間乾燥した後、
１８０℃で９０秒間加熱した。

【００２４】このようにして得られた加工布を半分に切
り、Ｌ０布とし、残りをターゴットメーターを用いて３
回洗濯して、Ｌ３布とした。洗剤は無リン、アルキル硫
酸塩を使用した。

【００２５】加工布（Ｌ０及びＬ３）並びに未処理布の
紫外線遮断能を、ＵＶ光線の透過率を積分球により散乱
光まで捕らえて測定した。結果を図１に示す。図１から
明らかなように、２８０〜３２０ｎｍの有害紫外線領域
の吸収が洗濯により消失しなかったことから、上記で得
られる加工布は長期間に亙り紫外線遮断能に優れている
ことがわかる。

【００２６】

【実施例２】１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸
５重量％とリン酸モノナトリウム５重量％を溶解させた
水溶液にエチレングリコールモノサリシレート２重量％
と高級アルコールエチレンオキシド９モル付加体４重量
％を加えて、激しく攪拌し乳化液としたものを処理液と
した。この処理液に実施例１と同じ下晒加工綿布を１分
間浸漬し、マングルにより絞り率１００％とした。この
布を８０℃で１５分間乾燥した後、更に１８０℃で９０
秒間加熱した。

【００２７】このようにして得られた加工布を半分に切
り、Ｌ０布とし、残りを家庭用洗濯機を用いて３回洗濯
して、Ｌ３布とした。洗剤は無リン、アルキル硫酸塩を
使用した。

【００２８】加工布（Ｌ０及びＬ３）並びに未処理布の
紫外線遮断能を、ＵＶ光線の透過率を積分球により散乱
光まで捕らえて測定した。結果を図２に示す。図２から
明らかなように、２８０〜３２０ｎｍの有害紫外線領域
の吸収が洗濯により消失しなかったことから、上記で得
られる加工布は長期間に亙り紫外線遮断能に優れている
ことがわかる。

【００２９】

【実施例３】試験布をニット布（スムース）とし、絞り
率を１５０％とする以外は実施例２と同様に処理し、同
様に紫外線吸収能を調べた。

【００３０】結果を図３に示す。図３から明らかなよう
に、２８０〜３２０ｎｍの有害紫外線領域の吸収が洗濯
により消失しなかったことから、上記で得られる加工布
は長期間に亙り紫外線遮断能に優れていることがわか
る。

【００３１】

【比較例１】実施例２の処理液において、エチレングリ
コールモノサリシレートの代わりに飽和状態のサリチル
酸（約０．２重量％）を溶解した以外は実施例２と同様
に処理し、同様に紫外線吸収能を調べた。

【００３２】結果を図４に示す。図４から明らかなよう
に、２８０〜３２０ｎｍの有害紫外線領域の吸収が洗濯
により消失していることから、上記で得られる加工布は
長期紫外線遮断能を有していないことがわかる。

【００３３】

【比較例２】実施例２の処理液において、１，２，３，
４−ブタンテトラカルボン酸を添加しない以外は実施例
２と同様に処理し、同様に紫外線吸収能を調べた。

【００３４】結果を図５に示す。図５から明らかなよう
に、２８０〜３２０ｎｍの有害紫外線領域の吸収が洗濯
により消失していることから、上記で得られる加工布は
長期紫外線遮断能を有していないことがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で得られる処理布の紫外線吸収スペク
トル図である。

【図２】実施例２で得られる処理布の紫外線吸収スペク
トル図である。

【図３】実施例３で得られる処理布の紫外線吸収スペク
トル図である。

【図４】比較例１で得られる処理布の紫外線吸収スペク
トル図である。

【図５】比較例２で得られる処理布の紫外線吸収スペク
トル図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤谷貫剛京都府宇治市大久保町平盛６−128 (72)発明者中沢幹郎京都府宇治市伊勢田陰田１−91緑ヶ原Ｃ −71 (72)発明者村井孝一京都府長岡京市天神４丁目６−６ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D06M 13/00 - 15/72

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一つの水酸基を残存させた脂肪
族又は脂環族多価アルコール及びアルキル置換又は非置
換ヒドロキシ安息香酸のエステルとポリカルボン酸と
を、セルロース繊維に作用させて得られるセルロース繊
維。
【請求項２】少なくとも一つの水酸基を残存させた脂肪
族又は脂環族多価アルコール及びアルキル置換又は非置
換ヒドロキシ安息香酸のエステルとポリカルボン酸と
を、セルロース繊維に作用させることを特徴とするセル
ロース繊維の製造法。