JP3445865B2 - セルロース系繊維改質法 - Google Patents

セルロース系繊維改質法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セルロース系繊維を溶
解し得るセルロース溶解剤を用い、繊維が溶解しない温
和な条件下で処理することを特徴とし、セルロース系繊
維本来の風合いを損なわず、且つ繊維を脆化させること
なく吸水性、吸放湿性を向上させることのできるセルロ
ース系繊維改質方法に関する。
【0002】
【従来の技術】セルロース系繊維は、その自然な風合い
や高い親水性のため古くから親しまれ、化学繊維興隆の
昨今においても衣料素材の大部分を占めている。衣料素
材、あるいはタオル等の家庭用品には、吸水性能は勿論
のこと、その他に吸放湿性能等様々な機能が要求され
る。吸放湿性能は衣服内の湿度調整に重要な役割を果た
すことが知られており、また衣服内の温度調整も同時に
行っている。
【0003】セルロース系繊維においては、従来より、
カルボキシル基やその他の親水性置換基を導入したり、
あるいはセルラーゼ処理することでセルロース系繊維の
親水性をより高くする試みがなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、置換基
を導入することでセルロース系繊維本来の風合いが損な
われたり、またセルラーゼ処理によって繊維強度が低下
する等の欠点が指摘されてきた。従って、本発明の目的
は、セルロース系繊維本来の風合いを損なわず且つ繊維
を脆化させることなく、セルロース系繊維の吸水性、吸
放湿性を向上させる点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するために鋭意研究した結果、セルロース溶解剤を
用いて、セルロース系繊維が溶解しない温和な条件下で
処理することにより、セルロース系繊維本来の風合いを
損なわず、且つ繊維を脆化させることなく吸水性、吸放
湿性を向上させることができることを見出し、本発明を
完成するに至った。
【0006】すなわち本発明は、セルロース系繊維とセ
ルロース溶解剤とを、前記セルロース溶解剤が前記セル
ロース系繊維を溶解しない条件下で接触させることによ
り、当該セルロース系繊維の吸水性及び吸放湿性を向上
させることを特徴とするセルロース系繊維の改質法を提
供するものである。
【0007】本発明において、「セルロース溶解剤」と
は、特定の条件下でセルロース系繊維を溶解でき、セル
ロースの再生利用や溶解・紡糸等の分野において使用さ
れているものを意味する。このようなセルロース溶解剤
は、その種類によって温度、濃度、処理時間、浴比等の
条件を操作することにより、セルロース系繊維を溶解し
ない条件を見出すことができる。具体的には、低温で処
理すること、水や溶媒で希釈すること等が挙げられる。
なお本発明で言う“溶解しない”とは、繊維強度が全く
低下していない状態を指す。ここで、繊維強度は、 JIS
L−1096A法(ラベルドストリップ法)ににより測定さ
れた引張強度を意味する。
【0008】本発明に用いられるセルロース溶解剤は、
従来知られているものが使用でき、具体的には、セルロ
ースが塩基として作用するものとして、硫酸、リン酸、
硝酸、塩酸、三フッ化水素等の酸に、カリウム塩、アン
モニウム塩、ナトリウム塩、バリウム塩、マンガン塩、
マグネシウム塩、カルシウム塩、リチウム塩等の金属塩
を溶解した水溶液が溶解剤として挙げられる。
【0009】また、セルロースが酸として作用するもの
として、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシ
ド、ジベンジルジメチルアンモニウムヒドロキシドなど
の第4級アンモニウム塩基のほか、飽和環式アミン酸化
物、第3級アミン−N −オキサイドに加え、ヒドラジン
等が挙げられる。
【0010】また、セルロースと錯体を形成して溶解す
る溶解剤としては、 N,N−ジメチルアセトアミド/塩化
リチウム系のほか、銅アンモニア、銅エチレンジアミ
ン、カドキセン、ニオキセン、ニオキサム、酒石酸鉄ナ
トリウム、メチルアミン/ジメチルスルホキシド系、ビ
ス(β、γ−ジヒドロキシプロピル)−ジスルフィド等
が挙げられる。
【0011】また、セルロース誘導体を生成し溶解する
ものとしては、四酸化二窒素/ジメチルスルホキシドま
たはジメチルホルムアミド系、パラホルムアルデヒト/
ジメチルスルホキシド系、無水クロラール/ジメチルス
ルホキシドまたはジメチルホルムアミド系、 SO2/2級
または3級アミン/ジメチルスルホキシドまたはジメチ
ルホルムアミド系などが挙げられる。
【0012】これらのセルロース溶解剤のなかで、特
に、第3級アミン− N−オキサイド、或いは N,N−ジメ
チルアセトアミド/塩化リチウムが、本発明の目的を満
たす改質効果を得るための処理条件が広範にわたってい
ることから好ましい。
【0013】第3級アミン−N −オキサイドの場合、濃
度 0.1〜60重量%の水溶液として用いることが望まし
く、その際処理温度10〜85℃の範囲で処理することがで
きる。勿論希釈せずに用いることもできるが、その場合
にはセルロース系繊維を溶解しない条件にて処理するよ
うに注意する必要がある。第3級アミン−N −オキサイ
ドとしては、、 N−メチルモルホリン− N−オキサイ
ド、モノ長鎖アルキル (C4〜C14)ジ低級アルキルアミン
−N −オキサイド、具体的には、N,N −ジメチルドデシ
ルアミン−N −オキサイド、N,N −ジメチルノニルアミ
ン−N −オキサイド、N,N −ジメチルオクチルアミン−
N −オキサイド等が挙げられる。これらは市販品を用い
ることもできる。
【0014】一方、N,N −ジメチルアセトアミド/塩化
リチウムの場合は、塩化リチウム濃度が 0.1〜8重量%
になるよう溶解したN,N −ジメチルアセトアミド溶液中
で、セルロース系繊維を処理温度10〜85℃の範囲で処理
することができる。使用簡便さ等の点においても、第3
級アミン N−オキサイド或いは N,N−ジメチルアセトア
ミド/塩化リチウムが本発明に用いるセルロース溶解剤
として望ましい。
【0015】本発明においては、セルロース系繊維は溶
解剤中に浸漬処理されるのが一般的であるが、その浸漬
時間は限定されず、数分から必要ならば数日でも可能で
ある。
【0016】上記のセルロース溶解剤は、前述のように
従来セルロース系繊維を溶解して各種用途に供するため
に使用されるものであったが、セルロース系繊維を溶解
する条件は非常に限定されており、一般に、高濃度、高
温、低浴比処理、長時間等の過酷な条件が要求されてい
た。本発明では、そのような過酷な条件下ではなく、セ
ルロース系繊維を溶解しない温和な条件において、セル
ロース溶解剤でセルロース系繊維を処理するものであ
り、これによりセルロース系繊維本来の風合いや繊維強
度を低下させることなく、セルロース系繊維の吸水性、
吸放湿性を向上できるという、全く予期しない効果が得
られたものである。
【0017】本発明によるセルロース系繊維改質効果の
発現機作は必ずしも明らかではないが、セルロース繊維
非晶質領域の種々微細な構造変化に起因すると考えら
れ、セルロース系繊維を溶解し得る能力を持つ溶剤であ
れば、この構造変化を生じさせることができ、全て本発
明に用いることができると考えられる。それ故、本発明
は何らセルロース溶解剤の種類を限定するものではな
い。
【0018】本発明は、通常の衣服、下着類の素材とし
ては勿論、タオルや発汗の激しいスポーツ用衣服素材な
ど、高吸水性、吸放湿性の要求されるあらゆる用途に用
いられるセルロース系繊維の処理に利用できる。また、
繊維の形態も限定されず、パルプ、糸、布、繊維製品等
の何れにも本発明の改質方法は適用できる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、セルロース系繊維本来
の風合いを損なわず、且つ繊維を脆化させることなく吸
水性、吸放湿性を向上させることができる。しかも、本
発明の方法は、セルロース系繊維の種類を問わず、木
綿、麻等の天然繊維に限らず、レーヨン等の再生セルロ
ースでも、その処理効果が得られる。
【0020】
【実施例】以下実施例にて本発明を説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0021】実施例1<吸水性能> セルロース系繊維として、 1)木綿平織り布;洗濯科学協会から入手した平織り布
(2023布)、 2)木綿タオル;一般に市販されているもの、 3)レーヨン の3種類を用意した。処理剤を除去するため、予め前処
理(市販粉末洗剤で5回累積洗濯)したものを実験に供
した。
【0022】セルロース溶解剤として、 a)N−メチルモルホリン−N−オキサイド(アルドリッ
チ)、 b)N,N−ジメチルドデシルアミン−N−オキサイド(ア
ルドリッチ)、 c)N,N−ジメチルノニルアミン−N−オキサイド(アル
ドリッチ)、 d)N,N−ジメチルオクチルアミン−N−オキサイド(ア
ルドリッチ)、 e)N,N−ジメチルアセトアミド/塩化リチウム(和
光) の計5種類を用意した。
【0023】a)〜d)の場合、各1.7 重量%から30重
量%の水溶液を調製し、各繊維を30℃にて15分間攪拌浸
漬した。その後十分水洗し、室内で風乾後、20℃、65%
RHの環境下にて24時間放置してから吸水性試験に供し
た。また、e)の場合、塩化リチウムを4重量%になる
よう溶解したN,N −ジメチルアセトアミド溶液中に、各
繊維を20℃〜60℃にて15分間攪拌浸漬した。その後、a
〜d)と同様の行程を経た後、吸水性試験に供した。ち
なみに浸漬時にはいずれの場合も、繊維が液中に完全に
浸かるように液量を調製した。
【0024】吸水性試験法は、 JIS L−1096吸水速度B
法(バイレック法)に準じた。具体的には、上記方法で
処理した各試料から20×2.5cm の試験片を縦方向及び横
方向にそれぞれ5枚採取し、各試験片を20±2℃の水を
入れた水槽上の一定の高さに支えた水平棒上にピンで止
めた。試験片の下端を一線に並べて水平棒を降ろして、
試験片の下端がちょうど水に浸かるようにした。そして
10分間の水の上昇した高さ(cm)を測定した。試験回数
は縦方向及び横方向をそれぞれ5回とし、その平均値
(cm)で示した。その結果を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】全セルロース溶解剤及びセルロース系繊維
において、未処理布に比べ有意に吸水速度が向上してい
ることがわかる。
【0027】実施例2<吸放湿性能>吸湿速度 実施例1と同様に処理した各試料を、30℃、55%RHの
環境下に24時間放置した。同環境下で重量を測定した
後、素早く30℃、85%RHの環境下に移動し、5分後の
重量増加率(吸湿率)を測定した。
【0028】
【数1】
【0029】放湿速度 放湿速度を測定する場合には、逆に30℃、85%RHの環
境下に24時間放置し、同環境下で重量を測定した後、素
早く30℃、55%RHの環境下に移動し、5分後の重量減
少率(放湿率)を測定した。
【0030】
【数2】
【0031】結果を表2に示す。
【0032】
【表2】
【0033】全セルロース溶解剤及びセルロース系繊維
において、未処理布に比べ有意に吸放湿速度が向上して
いることがわかる。
【0034】実施例3<引張強度> 実施例1と同様に前処理した3種類のセルロース系繊維
(木綿平織り布、木綿タオル、レーヨン)を実験に用い
て、それぞれの引張強度試験を行なった。
【0035】a)〜d)の場合、実施例1の処理条件
中、最も高濃度条件である30重量%水溶液中に各繊維を
30℃にて15分間攪拌浸漬した。その後十分水洗し、室内
で風乾後、20℃、65%RHの環境下に24時間放置した
後、引張強度試験に供した。e)の場合も、実施例1と
同様に溶液を調製後、最も高温条件である60℃にて15分
間攪拌浸漬した。その後、同様の行程を経た後、引張強
度試験に供した。
【0036】引張強度試験法は、 JIS L−1096A法(ラ
ベルドストリップ法)に準じた。具体的には、上記方法
で処理した各試料から試験片の幅が2.5cm になるよう切
り出し、織物引張試験機にて荷重し、切断時の強さ(kg
f) を測定した。結果は縦方向、及び横方向それぞれ3
回の平均値で示した。その値を表3に示す。
【0037】
【表3】
【0038】全セルロース溶解剤及びセルロース系繊維
において、未処理布と同等の引張強度を示しており、本
発明の処理により繊維が何ら脆化(劣化)していないこ
とがわかる。
【0039】実施例4<風合い比較> 実施例3と同様に、最も高濃度(a〜d)、高温(e)
で処理した木綿タオルを実験に用いた。各試料を室内で
風乾後、20℃、65%RHの恒温恒湿室にて24時間放置し
た。その後、未処理布を対照にして一対比較を行い、下
記評価基準により評価した。その結果を表4に示す。 +2 対照より風合いがよい +1 対照よりやや風合いがよい 0 対照と同じ −1 対照よりやや風合いが悪い −2 対照より風合いが悪い
【0040】
【表4】
【0041】全てのセルロース溶解剤処理において、未
処理布と同等の風合いを示しており、本発明の処理によ
り木綿本来の風合いが損なわれていないことがわかる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭45−29203(JP,B1) 米国特許4970008(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D06M 13/00 - 13/535 D06M 1/00 - 1/24

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セルロース系繊維とN,N−ジメチルアセ
    トアミドと塩化リチウムの混合液からなるセルロース溶
    解剤とを、前記セルロース溶解剤が前記セルロース系繊
    維を溶解しない条件下で、処理温度10〜85℃の範囲で
    触させることにより、当該セルロース系繊維の吸水性及
    び吸放湿性を向上させることを特徴とするセルロース系
    繊維の改質法。
  2. 【請求項2】 前記混合溶液中の塩化リチウムの濃度が
    0.1〜8重量%である請求項1記載のセルロース系繊維
    改質法。
  3. 【請求項3】 前記セルロース溶解剤と前記セルロース
    系繊維とを、当該セルロース系繊維のJIS L−1096A法
    (ラベルドストリップ法)により測定される引張強度
    が、両者の接触前後で低下しない条件下で接触させる、
    請求項1又は2記載のセルロース系繊維改質法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜の何れか1項記載の方法に
    より改質されたセルロース系繊維。
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