JP3579718B2

JP3579718B2 - 布帛の漂白方法

Info

Publication number: JP3579718B2
Application number: JP2001333267A
Authority: JP
Inventors: 秋比古大内
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2021-10-30
Also published as: JP2003138469A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は布帛の漂白を、薬液と紫外線、及び／可視光（以下、紫外・可視光ともいう）の光源からの光エネルギーを用いて行う方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
布帛の漂白は、布帛に付着している着色物質を酸化剤又は還元剤で処理し、発色に関与する共役π電子系を切断する事により行っている。これらの工程は、工業的には上記酸化剤又は還元剤による０．５ないし２時間程度の煮沸とその後の洗浄を行うか、これらの薬剤の適当濃度の溶液をパディング等により布帛に付着させた後、これを９５℃前後の蒸気雰囲気中で０．５〜１時間前後蒸熱することにより行っているが、一般的には木綿や麻などの植物性繊維織物の場合には酸化剤が多く用いられ、絹や毛織物の場合には還元剤が多く用いられている。また、家庭的には洗濯液等に漂白剤を加えることにより行われている。
【０００３】
このような従来の漂白方法では、酸化剤又は還元剤と繊維内着色物質との反応は溶媒である水の加熱を通した熱エネルギーにより行っている。この方法は熱容量の大きい水を沸点まで加熱し、かつその温度を反応に要する時間保持する必要がある為に大きな熱量を要するものである為に反応塔全体が大型化されてしまう等の不具合があった。
【０００４】
また、これらの漂白過程は高温で行われるので、大量のエネルギーを要する多消費型プロセスであり、その為に多量の二酸化炭素の放出を伴うという問題も有している。
【０００５】
現在では酸化剤として多くの場合、亜塩素酸塩や次亜塩素酸塩等のハロゲン系薬剤を用いた方法が用いられているが、これらのハロゲン原子を含む薬剤は環境に対する負荷が大きいという問題を有している。
【０００６】
また、これらのハロゲン原子を含む薬剤は人体に対する危険性も大きいので、操業安全性にも問題を有している。
【０００７】
その為に非ハロゲン系酸化剤として過酸化水素が用いられているが、過酸化水素は急激な反応により繊維を脆化する恐れがあるので、分解抑止剤を添加して分解を遅延させながら長時間掛けて徐々に反応させなければならないことから、蒸気熱を長時間に亘って使用しなければならず、その上繊維の仕上りが硬くなるという問題点がある。
【０００８】
また還元剤としては、ハイドロサルファイトやＳＯ₂等が使われるが、これらは漂白カが弱く漂白に対して十分な漂白効果が得られないという問題点もあった。
【０００９】
以上述べた問題点を解決するために、水素化硼素ナトリウムなどの還元剤や過酸化水素や大過剰の水酸化ナトリウムと過炭酸ソーダなどからなる酸化剤と通常の紫外光源による光照射が報告されているが（特開平１１−４３８６１号、特開平１１−４３８６２号）、ホウ素は近年環境基準健康項目に指定された為、その大量の使用は避ける必要が有るという問題が生じた。
【００１０】
この様に、いずれの場合も従来法と比べて、（I）十分な漂白効果が得られない、（II）長時間の処理時間を要する、（III）高温処理を要する、（IIII）環境負荷物質を用いる、等の少なくとも一つの問題点をかかえている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高温下での長時間の処理を要することなく室温で実施できると共に環境負荷が小さく操業安全性に優れ、しかも二酸化炭素排出の削減が可能な省エネルギー的漂白方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはこのような、布帛の漂白に際しての難点を克服するため鋭意研究を重ねた結果、有機光化学的知見、紫外・可視光反応、及びレーザー反応の特徴を組み合わせることにより、その目的が達成しうることを見い出し、この知見に基づき本発明をなすに至った。
【００１３】
すなわち本発明は、
（１）布帛を紫外線、及び／又は可視光により漂白する方法において、還元剤及び酸化剤の非在下、水酸基含有有機化合物を添加することを特徴とする布帛の漂白方法、
（２）水酸基含有有機化合物としてその溶液を用いることを特徴とする（１）に記載の方法、
（３）水酸基含有有機化合物と共に溶媒を用いることを特徴とする（１）又は（２）に記載の布帛の漂白方法、
（４）溶媒が水であることを特徴とする（２）又は（３）に記載の布帛の漂白方法。
（５）水酸基含有有機化合物が脂肪族アルコールであることを特徴とする（１）乃至（４）何れかに記載の布帛の漂白方法、
（６）水酸基含有有機化合物が芳香族アルコールであること特徴とする（１）乃至（４）何れかに記載の布帛の漂白方法、
（７）紫外線、及び／又は可視光の波長が１９０〜６００ｎｍであることを特徴とする（１）乃至（６）何れかに記載の布帛の漂白方法、
（８）紫外線、及び／又は可視光がそのレーザー光であることを特徴とする（１）乃至（７）何れかに記載の布帛の漂白方法、
を提供するものである。
【００１４】
すなわち、本発明方法は、布帛を紫外・可視光照射して漂白する方法において、高温下での長時間の処理を必要とせず室温で行え、環境負荷が小さく操業安全性に優れ、しかも二酸化炭素排出の削減が可能な省エネルギー的漂白方法を実現するために、還元剤及び酸化剤の非在下、水酸基含有有機化合物を添加することを特徴とする。
本発明の漂白方法は、基本的に、紫外・可視光照射により布帛に含まれている着色物質の芳香環や多重結合から成るπ電子共役系化合物が、基底状態から励起状態へ電子励起され、その結果、より活性な性質を有する状態に転じ、そのことにより水酸基含有有機化合物との反応性が高まり該着色物質の分解反応若しくは無色化反応が促進する機構、或いはその逆に該紫外・可視光照射により水酸基含有有機化合物がより活性な物質に転じ、そのことにより着色物質との反応性が向上し、該着色物質の分解若しくは無色化反応が増大する機構等を伴うものであると解釈できるが、必ずしもこの反応機構に限定されるものではなく、水酸基含有有機化合物の存在下で紫外・可視光を照射することにより起こる反応を包括する。
【００１５】
本発明方法で用いる水酸基含有有機化合物としては、分子内に少なくとも一つ以上の水酸基を有するものであればよく、脂肪族アルコール、芳香族アルコール、分子内にヘテロ原子を含む脂肪族及び芳香族アルコール等が挙げられる。この場合、脂肪族基としては、好ましくは炭素及びヘテロ原子の数１〜１０万、より好ましくは炭素及びヘテロ原子数１〜１万の脂肪族基、芳香族基としては、好ましくは炭素及びヘテロ原子数６〜１０万、より好ましくは炭素及びヘテロ原子数６〜１万の芳香族基が例示される。上記の芳香族基には部分構造としてピリジンやフラン等に代表されるヘテロ原子を含む複素環等も含む。
具体的には、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、１，１−ジメチルエチルアルコール、フェノール、１，２−ヒドロキシベンゼン、１，３−ヒドロキシベンゼン、１，４−ヒドロキシベンゼン、各種トリヒドロキシベンゼン、エチレングリコール、グリセリン、ポリビニルアルコール等である。
本発明で好ましく用いられる水酸基含有有機化合物は、脂肪族アルコール及び芳香族アルコールであり、更に好ましくは、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、１，１−ジメチルエチルアルコール等である。
【００１６】
水酸基含有有機化合物はその溶液として用いることが好ましく、また単独で使用しても良いが、紫外・可視光を透過する溶媒に溶解、若しくは混合等させて使用することができる。溶媒としては水、アルコール類、鎖状または環状のアルカン類、エーテル類、等の紫外可視光を透過する溶媒、或いはそれらの混合溶媒を用いることができる。好ましい溶媒は水である。
【００１７】
水酸基含有有機化合物を紫外・可視光を透過する溶媒と混合して用いる場合には、その混合比には特に制限は無い。また、水酸基含有有機化合物を紫外・可視光を透過する溶媒に溶解して用いる場合にも、その濃度に特に制限は無く、溶媒に対する水酸基含有有機化合物の飽和濃度以下であればよいが、好ましくは溶媒に対して０〜５０重量％、より好ましくは０〜３０重量％とするのが適当である。
【００１８】
本発明の漂白方法を行うには、水酸基含有有機化合物、その溶液又は該化合物と溶媒との混合物等をパディングやスプレー等により布帛に含ませ、この布帛が静止した状態、又は移動している状態で光照射を行えばよい。光照射温度には特に制限はなく、用いた水酸基含有有機化合物、その溶液あるいは該有機化合物と溶媒との混合物の凝固点以上、沸点以下であればよいが、好ましくは−８０℃〜１００℃、より好ましくは０〜５０℃である。
【００１９】
紫外・可視光としては１８０〜８００ｎｍの、好ましくは１９０〜６００ｎｍの紫外・可視光を用いることが望ましい。紫外・可視光源としては特に制限はなく、低圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノン灯等の通常の光源や、各種エキシマランプ等を用いることができる。照射光強度にも特に制限は無いが、紫外・可視光として０．１ｍＷ〜１０ｋＷの光源が適している。
【００２０】
レーザー光源としては特に制限はなく、レーザー光はパルス光でも連続照射光でもよいが、エキシマレーザー（ＡｒＦエキシマレーザー、ＫｒＦエキシマレーザー、ＸｅＣｌエキシマレーザー、ＸｅＦエキシマレーザー等）、アルゴンイオンレーザー、クリプトンイオンレーザー、ＹＡＧレーザーの第２、及び第３高調波等を用いることができる。紫外・可視レーザー光としては、特別な制約はないが、波長が１８０〜８００ｎｍ、好ましくは１９０〜６００ｎｍ程度のものを用いることが望ましい。レーザー照射光強度にも特に制限は無いが、パルス光では０．１ｍＪ／パルス〜１ｋＪ／パルス、連続光は０．１ｍＷ〜１０ｋＷの光源が適している。
【００２１】
光照射時間は、布帛の着色度、水酸基含有有機化合物や溶媒の種類、溶液の濃度、更には、照射紫外・可視光の種類や光強度等を考慮することにより適宜定められるが、通常、１〜６０分もあれば充分である。光照射後に、水酸基含有有機化合物及びその光反応等により生じた化合物等を、溶媒等により除去し引き続き乾燥することにより布帛の漂白を完了することができる。
【００２２】
【実施例】
次に実施例に基づき、本発明を更に詳細に説明する。
【００２３】
実施例１
糊抜精錬済み綿布を６％エチルアルコール水溶液にてパディングした後、４０ｍＪ／ｃｍ^２・パルス、５Ｈｚのクリプトンフッ素エキシマレーザーを５分間照射した後洗浄し、乾燥後に拡散反射装置の付いた紫外可視分光光度計により布帛（１枚）の白色度（ＪＩＳＺ８７１５）と黄色度（ＪＩＳＫ７１０３）を測定したところ、それぞれ４２．６２と５．５４であった。
【００２４】
実施例２
実施例１と同様の操作を、クリプトンフッ素エキシマレーザーを５分間照射する代わりに２０分照射して行ったところ、布帛（１枚）の白色度（ＪＩＳＺ８７１５）と黄色度（ＪＩＳＫ７１０３）は、それぞれ４７．４０と３．７４であった。
【００２５】
実施例３
実施例１と同様の操作を、６％エチルアルコール水溶液の代わりに６％メチルアルコール水溶液を用いて行ったところ、布帛（１枚）の白色度（ＪＩＳＺ８７１５）と黄色度（ＪＩＳＫ７１０３）は、それぞれ４２．１９と５．７０であった。
【００２６】
実施例４
実施例１と同様の操作を、６％エチルアルコール水溶液の代わりに６％メチルアルコール水溶液に変え、クリプトンフッ素エキシマレーザーを５分間照射する代わりに２０分照射して行ったところを用いて行ったところ、布帛（１枚）の白色度（ＪＩＳＺ８７１５）と黄色度（ＪＩＳＫ７１０３）は、それぞれ４８．２５と３．５７であった。
【００２７】
実施例５
実施例１と同様の操作を、６％エチルアルコール水溶液の代わりに６％イソプロピルアルコール水溶液を用いて行ったところ、布帛（１枚）の白色度（ＪＩＳＺ８７１５）と黄色度（ＪＩＳＫ７１０３）は、それぞれ４２．５１と５．４２であった。
【００２８】
実施例６
実施例１と同様の操作を、６％エチルアルコール水溶液の代わりに６％イソプロピルアルコール水溶液に変え、クリプトンフッ素エキシマレーザーを５分間照射する代わりに２０分照射して行ったところを用いて行ったところ、布帛（１枚）の白色度（ＪＩＳＺ８７１５）と黄色度（ＪＩＳＫ７１０３）は、それぞれ４８．１９と３．２５であった。
【００２９】
実施例７
実施例１と同様の操作を、６％エチルアルコール水溶液の代わりに６％１，１−ジメチルエチルアルコール水溶液を用いて行ったところ、布帛（１枚）の白色度（ＪＩＳＺ８７１５）と黄色度（ＪＩＳＫ７１０３）は、それぞれ４２．４４と５．６２であった。
【００３０】
実施例８
実施例１と同様の操作を、６％エチルアルコール水溶液の代わりに６％１，１−ジメチルエチルアルコール水溶液に変え、クリプトンフッ素エキシマレーザーを５分間照射する代わりに２０分照射して行ったところを用いて行ったところ、布帛（１枚）の白色度（ＪＩＳＺ８７１５）と黄色度（ＪＩＳＫ７１０３）は、それぞれ４７．４１と３．７１であった。
【００３１】
実施例９
実施例１と同様の操作を、６％エチルアルコール水溶液の代わりにエチルアルコールを用いて行ったところ、布帛（１枚）の白色度（ＪＩＳＺ８７１５）と黄色度（ＪＩＳＫ７１０３）は、それぞれ４６．１８と４．０５であった。
【００３２】
比較例１
糊抜精錬済み綿布を水で洗浄し、乾燥後に拡散反射装置の付いた紫外可視分光光度計により布帛（１枚）の白色度（ＪＩＳＺ８７１５）と黄色度（ＪＩＳＫ７１０３）を測定したところ、それぞれ３１．６３と９．７４であった。
【００３３】
比較例２
実施例１と同様の操作を、６％エチルアルコール水溶液の代わりに水を用いて行ったところ、布帛（１枚）の白色度（ＪＩＳＺ８７１５）と黄色度（ＪＩＳＫ７１０３）は、それぞれ４１．５１と５．８６であった。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に従うと、布帛の漂白を紫外・可視光照射下で、（還元剤及び酸化剤の非在下、非ハロゲン系の水酸基含有有機化合物を用いて室温で行うことができる。したがって、従来法の欠点であるハロゲン原子を含む漂白剤を用いることによる環境への大きな負荷と操業安全性の問題、及び高温で処理を行うことによる大量の二酸化炭素排出と多量のエネルギーの消費、という難点が除かれるので、本発明は布帛の漂白法として好適である。

Claims

布帛を紫外線、及び／又は可視光照射により漂白する方法において、還元剤及び酸化剤の非在下、水酸基含有有機化合物を添加することを特徴とする布帛の漂白方法。
水酸基含有有機化合物としてその溶液を用いることを特徴とする請求項１に記載の方法。
水酸基含有有機化合物と共に溶媒を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の布帛の漂白方法。
溶媒が水であることを特徴とする請求項２又は３に記載の布帛の漂白方法。
水酸基含有有機化合物が脂肪族アルコールであることを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の布帛の漂白方法。
水酸基含有有機化合物が芳香族アルコールであること特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の布帛の漂白方法。
紫外線、及び／又は可視光の波長が１９０〜６００ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至６何れかに記載の布帛の漂白方法。
紫外線、及び／又は可視光がそのレーザー光であることを特徴とする請求項１乃至７何れかに記載の布帛の漂白方法。