JP4002158B2 - カチオン染料可染性セルロース系繊維及びその織編物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カチオン染料可染性を有するセルロース系繊維及びその織編物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、衣料用繊維分野においては、消費者ニーズの多様化、高級化の流れにより、各種の天然・化学繊維で様々な改質、改良が行われている。
【０００３】
従来、セルロース系繊維の染色特性は、天然のセルロースを原料とするため改質・改良が難しく、かつてセルロースへのイオン性反応基の導入などが試みられているが低分子量化を伴うために機械的特性に問題があった。
【０００４】
このため、染色浴中に助剤としてイオン性染料と結合する化合物を添加してコンプレックスを形成させたのち繊維中へ固着させる、いわゆるコンプレックス染色法による染色化技術、さらには繊維形成原料ドープ中にイオン性染料と結合する化合物を添加することでアニオン性やカチオン性の染料可染性を付与する技術など、いくつか開示されている。特に、セルロースアセテート繊維は、ポリエステル繊維やポリアミド繊維などの合成繊維には無い優れた発色性と絹様の光沢感及びドライ感を有し婦人衣料分野に広く用いられていることから、種々の改質、改良が行われている。
【０００５】
アセテート繊維の可染化技術としては、後者の繊維原料ドープ中へ可染剤を添加させておく方法が好ましく、カチオン染料に可染性となる添加剤としては、特公昭４６−４１４７３号公報には、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウムに代表されるイオウを含む酸性基から誘導される界面活性剤が、あるいは特開２０００−４５１２３号公報には金属スルホネート基含有二塩基脂肪酸エステルなどが開示されている。
【０００６】
また、近年セルロース系繊維は衣料用途として汎用性のあるポリエステル繊維と混繊する用途が増えている。ポリエステル繊維は１００℃から１３０℃の湿熱処理を必要とするが、従来のセルロース系繊維の可染剤は、湿熱処理で繊維中から溶出しやすく、繊維束間で染色濃度が異なって、得られる織編物の品質を大きく損なうなど、実用上満足すべき染色特性が得られるものではなかった。
【０００７】
特に、セルロース系繊維とカチオン染料可染性ポリエステルとの混繊素材では、セルロース系繊維の可染剤の溶出により染着速度が遅くなり、染料のほとんどがカチオン染料可染性ポリエステル繊維に着色されることから、カチオン染料可染性ポリエステル繊維が非常に濃色に染色され、一方のセルロース系繊維が非常に淡色でしか染色されないという染色濃淡差の問題を有していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来の問題点を解消し、湿熱処理に耐性のある染色発現を達成する、すなわち湿熱処理を採用する加工工程を行っても実用上満足できるカチオン染料染色特性および染色濃度を有するカチオン染料可染性セルロース系繊維及びその織編物を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の要旨は、１２０〜１３５℃の湿熱処理において、繊維からの溶出量がその添加量の１０％未満であるスルホネート基含有界面活性剤を、１〜３０ｗｔ％含有することを特徴とする、カチオン染料可染性セルロース系繊維にある。
【００１０】
また本発明の第２の要旨は、本発明のカチオン染料可染性セルロース系繊維を含有した織編物にある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について具体的に説明する。
【００１２】
本発明のカチオン染料可染性セルロース系繊維は、１２０〜１３５℃、３０分の湿熱処理において、繊維からの溶出量がその添加量の１０％未満であるスルホネート基含有界面活性剤を含有することが必要である。
【００１３】
本発明では、スルホネート基含有界面活性剤を含有することにより、セルロース系繊維に、スルホネート基によるカチオン可染性を付与するものである。繊維表面に存在しているスルホネート基含有界面活性剤の量がカチオン可染性に影響するが、スルホネート基含有界面活性剤は繊維中に均一に分散しており、湿熱処理により該活性剤は繊維表面に近いものから溶出していくと考えられる。
【００１４】
このため、ポリエステル布帛の処理条件である１２０〜１３５℃、３０分の湿熱処理において、スルホネート基含有界面活性剤が、セルロース系繊維からその添加量の１０％を超えて溶出する場合には、繊維表面近くに存在する該界面活性剤が減少するために、カチオン染料で染色する際に、セルロース系繊維自体の染色濃度のふれ、セルロース系繊維とポリエステル繊維との染色濃度差が生じる。
【００１５】
また、スルホネート基含有界面活性剤の含有量は、１〜３０ｗｔ％が必要である。カチオン染料による着色を強く表現するにはより多く含むほうが好ましいが、３０ｗｔ％を超えると紡糸安定性が不良となり、強伸度等の繊維物性も低下する。一方、１ｗｔ％未満であるとカチオン染料による染色濃度が不十分となり、染色効果が得られない。
【００１６】
なお、本発明において好ましいスルホネート基含有界面活性剤としては、トリスチリルフェニル構造を有するスルホネート基含有界面活性剤が挙げられる。該界面活性剤は、従来知られたジヘキシルスルホコハク酸ナトリウムやジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、あるいはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルカンスルホン酸ナトリウム等のアニオン基含有界面活性剤に比べて、湿熱処理における繊維中からの溶出量が非常に少ない。これは、トリスチリルフェニル基が、アルキル基やアルカン基あるいはアルキルベンゼン基に比べて、セルロース系繊維中により安定した状態で存在するためと考えられる。
【００１７】
さらに本発明では、セルロース系繊維に親水性を付与し、染着速度を速め濃色に染色性を向上する点から、スルホネート基含有界面活性剤が、繰り返し単位数が３０以下のオキシエチレン単位を含むポリオキシエチレントリスチリルフェニルエーテルサルフェートであることが好ましい。
【００１８】
また、オキシエチレン単位の繰り返し単位数が３０を超えると、同じイオン官能基数であっても繊維重量に対する添加剤の重量分率が大きくなるため繊維を形成するセルロース系成分の分率が小さくなり、繊維形成能すなわち紡糸安定性が不良となりやすく、繊維物性も低下しやすい。
【００１９】
さらに、本発明のセルロース系繊維は、優れた発色性と絹様の光沢感及びドライ感を有するセルロースアセテート繊維であることが好ましい。セルロースアセテート繊維としては、水酸基の７４％以上９２％未満が酢酸化されているセルロースアセテート繊維であってもよいし、水酸基の９２％以上が酢酸化されているセルローストリアセテート繊維であってもよい。
【００２０】
次に本発明のカチオン染料可染性セルロース系繊維の製造方法の一例を、以下セルロースアセテート繊維を例に挙げて説明する。
【００２１】
製糸に用いる紡糸原液は、セルロースアセテートをアセトン、塩化メチレン等の単独溶剤或いは塩化メチレン／メタノール等の混合溶剤に溶解し、セルロースアセテ−ト濃度１５〜３５ｗｔ％、好ましくは１８〜３０ｗｔ％とし、この原液にスルホネート基含有界面活性剤を添加、混合するか、或いはスルホネート基含有界面活性剤をアセトン、塩化メチレン、メタノール等の単独溶剤或いは塩化メチレン／メタノール等の混合溶剤に溶解した溶液を前記原液に添加、混合し、スルホネート基含有界面活性剤を所定濃度に調整する。
【００２２】
この際のスルホネート基含有界面活性剤添加量は、紡糸原液の全固形分に対して１〜３０ｗｔ％、好ましくは４〜１５ｗｔ％となるように調整する。
【００２３】
紡糸は、紡糸原液を紡糸口金装置に供給し、紡糸ノズルより高温雰囲気中に吐出する乾式紡糸法により行うことが好ましいが、紡糸ノズルよりセルロースアセテートの非溶剤の凝固中に吐出する湿式紡糸法により行ってもよい。また、紡糸の際、紡糸原液として界面活性剤の無添加紡糸原液や添加量の異なる紡糸原液、あるいは置換度が異なるアセテート紡糸原液や固形分濃度の異なる紡糸原液など、を併用し、サイドバイサイド型、芯鞘型等に複合紡糸してもよい。また、繊維の断面形状は円形、異形のいずれであってもよく、繊維形態もステープル、フィラメントのいずれであってもよい。
【００２４】
また本発明のカチオン染料可染性セルロース系繊維からなる織編物としては、該繊維の着色が十分に視認できるよう織編物中に配置させると好適であり、ストライプなどの配列用途や刺繍糸などが適している。その他、該繊維を繊維束の外側に配したカバーリングヤーンやループ状に配した攪乱流加工糸やループ調糸、モール調糸などの複合糸として用いることもできるが、複合糸の場合には該繊維の含有量を５％以上とすることが好ましい。５％未満の場合はたとえ濃色に染色されていても、織編物としては異色や濃淡色の表現が不十分となりやすい。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例をあげて本発明を説明する。評価は次に示す方法で行った。
【００２６】
（湿熱処理前の活性剤添加量の定量）
▲１▼サンプルを塩化メチレンに溶解させ、濃度０．１ｗｔ％の溶液を作る。
【００２７】
▲２▼試験管に、０．１ｗｔ％溶液を１０ｇ量り取る。
【００２８】
▲３▼さらに、メチレンブルー水溶液（濃度：０．４６９５×１０^−６ｍｏｌ／５ｇ）を添加（上層：水溶液、下層：塩化メチレン）して振とう機にて攪拌する。
【００２９】
このとき、メチレンブルーの添加量を変更し、上層が青からほぼ透明になるメチレンブルーの添加量すなわち消費されたメチレンブルーの量から、湿熱処理前の繊維中に存在する界面活性剤の量（繊維中への添加量）を算出する。
【００３０】
（湿熱処理時の添加剤溶出量の定量）
▲１▼サンプル１０ｇを、蒸留水３００ｍｌに浸して密閉圧力容器に仕込み、所定の温度で３０分間撹拌しながら湿熱処理する。
【００３１】
▲２▼試験管に、湿熱処理の残液５ｇ及びメチレンブルー水溶液５ｇ（濃度：０．４６９５×１０^−６ｍｏｌ／５ｇ）を添加。
【００３２】
▲３▼さらにクロロホルム１０ｇを添加（上層：水溶液、下層：クロロホルム）して振とう機にて攪拌する。
【００３３】
▲４▼クロロホルム層の着色により、錯体の有無を調べる。
【００３４】
▲５▼メチレンブルーの添加量を変更し、上層が青からほぼ透明になるメチレンブルーの添加量すなわち消費されたメチレンブルーの量から湿熱処理残液中の界面活性剤の量を算出する。
【００３５】
添加量に対する溶出分率の算出は（湿熱処理時の添加剤溶出量／湿熱処理前の活性剤添加量）×１００（％）で現す。
【００３６】
（染色）
繊維を浴比＝１：４０の染浴（密閉圧力容器）に仕込み、温度＝１２０℃、時間＝３０分間、撹拌しながら染色する。
【００３７】
染浴の調製
・カチオン染料：１％ｏｗｆ（Ｃａｔｈｉｌｏｎ Ｂｌｕｅ ＣＤ−ＦＢＬＨ 保土谷化学工業株式会社製）
・助剤：０．５ｇ／Ｌ（ウルトラ ＭＴ Ｎ２ 大和化学工業株式会社製）
（実施例１、２）
水酸基の９７％が酢酸化されているセルローストリアセテートを塩化メチレン／メタノールの混合溶剤（混合比９１／９）に溶解し、濃度を２１．９ｗｔ％の紡糸原液を調製した。全体の固形分に対して、スルホネート基含有界面活性剤として、ポリオキシエチレントリスチリルフェニルエーテルサルフェート（東邦化学（株）製、ＳＭ−２１０、オキシエチレン単位の繰り返し数＝１５〜１６、有効成分１００％）の添加率を実施例１は５ｗｔ％、実施例２は１０ｗｔ％とし、上記紡糸原液に攪拌混合して紡糸原液を作成した。この紡糸原液を用い、乾式紡糸で、紡速５００ｍ／分で巻き取り、８４デシテックス／２０フィラメントのセルローストリアセテート繊維を得た。得られた繊維を用いて筒編にし、８０〜１４０℃における湿熱処理時の添加剤溶出量を定量し、添加量に対する溶出百分率の結果を表１に示した。
【００３８】
また得られた繊維を筒編にして、１３０℃の湿熱処理を行い、湿熱処理を行わなかった筒編とを同一染色浴に投入し、１２０℃でカチオン染料染色したところ、両者の染色濃度にほとんど差が無く、カチオン染特有の鮮明な染め上がりとなった。
【００３９】
さらに、得られた繊維と５−ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合したカチオン染料可染性ポリエステル繊維５６ｄｔｅｘ／２４ｆとをインターレース複合し、１２００ｔ／ｍ加撚、８０℃×４０分のスチームセット後編み立てた（２８Ｇスムース）。これを１３０℃×３０分でリラックス湿熱処理した後、１２０℃でカチオン染色を実施した。得られた製品は均一な色合いの製品を得ることが出来た。
【００４０】
（実施例３）
スルホネート基含有界面活性剤として、ポリオキシエチレントリスチリルフェニルエーテルサルフェート（東邦化学（株）製、商品名：ＳＭ−２１０ ｅｘｐ−３、オキシエチレン単位の繰り返し数＝８、有効成分１００％）を３．６ｗｔ％添加した以外は、実施例１と同様の条件で、８４デシテックス／２０フィラメントのセルローストリアセテート繊維を得た。得られた繊維を用いて筒編にし、８０〜１４０℃における湿熱処理時の添加剤溶出量を定量し、添加量に対する溶出百分率の結果を表１に示した。
【００４１】
（比較例１）
スルホネート基含有界面活性剤として、ポリオキシエチレントリスチリルフェニルエーテルサルフェートを添加しない以外は実施例１と同様の条件で、８４デシテックス／２０フィラメントのセルローストリアセテート繊維を得た。
【００４２】
得られた繊維はカチオン染料に対し、染色は認められなかった。
【００４３】
（比較例２）
スルホネート基含有界面活性剤として、ポリオキシエチレントリスチリルフェニルエーテルサルフェートを３５％添加する以外は実施例１と同様の条件で紡糸を行ったが、糸切れが多発し、安定に紡糸が困難であった。
【００４４】
（比較例３）
界面活性剤として、ナトリウムスルホコハク酸ジオクチルのメタノール溶液（東邦化学（株）製、アンステックスＡＦ−８０）を３．６ｗｔ％添加した以外は、実施例１と同様の条件で、８４デシテックス／２０フィラメントのセルローストリアセテート繊維を得た。得られた繊維を用いて筒編にし、８０〜１４０℃における湿熱処理時の添加剤溶出量を定量し、添加量に対する溶出百分率の結果を表１に示した。
【００４５】
得られた繊維を用いて筒編にして、１３０℃の湿熱処理を行い、湿熱処理を行わなかった筒編とを同一染色浴に投入し、１２０℃でカチオン染色したところ、湿熱処理を行わなかった筒編は濃く染まり、１３０℃の湿熱処理を行った筒編は非常に淡色でしか染まらず、両者の染色濃度に大きな差が認められる染め上がりとなった。
【００４６】
また、得られた繊維と５−ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合したカチオン染料可染性ポリエステル繊維５６ｄｔｅｘ／２４ｆとをインターレース複合し、１２００ｔ／ｍ加撚、８０℃×４０分のスチームセット後編み立てた（２８Ｇスムース）。これを１３０℃×３０分でリラックス湿熱処理した後、１２０℃でカチオン染色を実施した。得られた製品はカチオン染料可染性ポリエステル繊維が染色された青色の編み地であるが、染色されていないカチオン染料可染糸セルローストリアセテート繊維が杢感となって混在する製品となった。
【００４７】
【表１】

【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、湿熱処理に耐性のある染色発現を達成する、すなわち湿熱処理を採用する加工工程を行っても実用上満足できるカチオン染料染色特性および染色濃度を有するカチオン染料可染性セルロース系繊維及びその織編物が得られる。

Claims (5)

1. １２０〜１３５℃、３０分の湿熱処理において、繊維からの溶出量がその添加量の１０％未満であるスルホネート基含有界面活性剤を、１〜３０ｗｔ％含有することを特徴とする、カチオン染料可染性セルロース系繊維。
2. スルホネート基含有界面活性剤が、トリスチリルフェニル構造を有する請求項１記載のカチオン染料可染性セルロース系繊維。
3. トリスチリルフェニル構造を有するスルホネート基含有界面活性剤が、繰り返し単位数が３０以下のオキシエチレン単位を含むポリオキシエチレントリスチリルフェニルエーテルサルフェートである請求項２記載のカチオン染料可染性セルロース系繊維。
4. セルロース系繊維がセルロースアセテート繊維である請求項１〜３のいずれか１項に記載のカチオン染料可染性セルロース系繊維。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のカチオン染料可染性セルロース系繊維を含有した織編物。