JP4195679B2

JP4195679B2 - 表面が平滑な綿繊維製品の製造方法

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Publication number: JP4195679B2
Application number: JP2004152557A
Authority: JP
Inventors: 徹太郎二三四; 金吾田中
Original assignee: Seiren Co Ltd
Current assignee: Seiren Co Ltd
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2024-05-21
Also published as: CN1763300B; JP2005330631A; CN1763300A

Description

本発明は、優れた風合い、光沢及び、染色性を有する綿繊維製品に関し、詳しくは繊維表面が平滑な綿繊維製品の製造方法に関するものである。ここでの綿繊維製品とは、綿繊維を含有する糸及び布帛並びに原綿である。

綿繊維の布帛は、表面の一部が脱落して繊維くずを生じたり、濃色染料を用いて染色した場合でも、濃色が得られにくく、白ぼけた状態になり、色に深みがでない等の問題を有していた。

そこで、染色性を改善し、光沢を与える方法として、いわゆる「シルケット加工」（マーセライズ加工）が知られている。この加工方法は、綿を主体とする糸、織物などを張力下で高濃度（２０％弱〜３０％弱の重量濃度）の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して、浸透させた後、洗浄、中和するものであり、染色性の向上、寸法安定性の向上、強度の向上などの効果があり、セルロース系繊維製品の加工に広く行われているものである。

また、ソフト性、ドレープ性、反発性を付与する方法として液体アンモニアによる加工方法が行われていた。

また、特許文献１には、綿などのセルロース繊維を、水酸基と反応する官能基を二つ以上有する化合物とアルカリ性物質とを含む液で処理する方法が記載されている。すなわち、アルカリ状態で化合物の官能基とセルロースの水酸基とを反応させることにより、セルロースを互いに架橋させるようにした、繊維のフィブリル防止方法が記載されている。
特開平８−９１４７２号公報

しかしながら、従来行われているシルケット加工では、どうしても風合が硬くなる欠点を有し、更に、濃色に染色することが困難であるという問題は残ったままであった。

また、液体アンモニア加工では、光沢が出ず、染色性が悪くなるという問題点があった。更に、特許文献１記載の、アルカリ状態で水酸基と反応する官能基を二つ以上有する化合物とセルロースの水酸基とを反応させることにより、セルロースを互いに架橋させるようにした繊維のフィブリル防止方法は、繊維表面が架橋するため繊維の風合いが硬くなるおそれがあり、セルロース系繊維をセルロース架橋剤で樹脂加工すると架橋度が進むにつれて、強度低下することが多い。この原因として、糸および織編物のそれぞれが持つ歪み、架橋に伴う繊維の剛直化、架橋反応のための酸触媒によるセルロース分子の切断などが挙げられている。

本件発明者は、上記問題点に鑑み鋭意検討した結果、綿繊維の表面に存在するケンプを十分に除去し、かつ繊維表面の平滑度を向上させることが、上記染色性等にとり重要であることに着目することとなった。ケンプとは、綿繊維表面に存在する、強度が弱く、染色性の悪い部分である。しかも、このような加工が、特定の条件のアルカリ金属水酸化物の水溶液を用いて容易に行えることを見出した。

すなわち、本発明は、シルケット加工や液体アンモニア加工の双方の欠点を有せず、表面に光沢があって風合がソフトであり、優れた染色性を有する綿繊維及び綿繊維含有布帛を製造することを目的とするものである。

本発明の加工綿繊維製品の製造方法は、第１の態様によると、２４℃における表面張力が７５dyn/cm²以下であるアルカリ金属水酸化物の水溶液により、綿繊維を含む糸もしくは布帛または原綿を、無張力下に、静摩擦係数が未加工品の５０〜７５％となるまで処理することを特徴とする。また、第２の態様によると、２４℃における表面張力が７５dyn/cm²以下であるアルカリ金属水酸化物の水溶液により、綿繊維を含む糸もしくは布帛または原綿を、張力下に、静摩擦係数が未加工品の４０〜６５％となるまで処理することを特徴とする。

アルカリ金属水酸化物の水溶液は、浸透剤としての界面活性剤成分その他の成分を含んでも良く、この場合、表面張力は、界面活性剤成分を含まない状態で、７５dyn/cm²以下となるものである。また、上記の処理は、ケンプを十分に除去して綿繊維の表面を平滑にするとともに、必要な繊維強度等を保持するように行われるものである。

本発明の製造方法により得られた綿繊維及び綿繊維含有布帛は、繊維表面が平滑であるため、染色性、特に濃色染色時に於いて、毛羽が少なく、色に深みがでて、優れた防皺性を有し、更に風合いが硬くならず、布帛に張り腰がでるので、従来の綿繊維含有布帛に比べ、優れた特性を持つ綿繊維及び綿繊維含有布帛を提供することができる。

本発明の対象となる綿繊維製品としては、(1) 原綿、(2) 綿繊維１００％よりなる糸、(3) 綿繊維を、レーヨン、キュプラ、ポリノジックなどの再生繊維、精製セルロース、麻などのその他のセルロース繊維、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリルニトリル、ポリウレタンなどの合成繊維、またはセルロースアセテート等の半合成繊維を混紡もしくは混繊した糸、及び、(4) これらの糸のみ、もしくはこれらの糸を構成成分とした織物、編物、不織布、（５）綿繊維と他の繊維との交織品、交編品などを挙げることができる。

これらを構成する綿繊維表面の静摩擦係数が、無張力でアルカリ金属化合物の水溶液で処理された場合は未加工品の５０〜７５％、張力を掛けて処理された場合は未加工品の４０〜６５％である。この様な摩擦係数変化率を示すことにより、綿繊維表面のケンプが例えば図１に示すように非常に少なくなり、染色性も改善される。

本発明の処理で使用するアルカリ性金属化合物水溶液の表面張力が７５dyn/cm²以下、特に好ましくは７１dyn/cm²以下である水溶液を使用する。７５dyn/cm²より大きいと、水溶液の浸透が悪くなり加工ムラの起こるおそれがある。

また前記方法においては、用いることのできるアルカリ金属化合物は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化フランシウム、水酸化セシウム、水酸化ルビジウムなどを挙げることができる。その中でも、水酸化カリウム（ＫＯＨ）を用いることが好ましい。水酸化カリウムを主に使用することにより、糸及び布帛の風合いが硬化することを抑えることができる。

用いられる、アルカリ金属化合物の水溶液は上記のものを使用したものが用いられ、その濃度は、好ましくは１０〜４５重量％、より好ましくは３０〜４５重量％、さらに好ましくは３５〜４５重量％である。濃度がこの範囲の下限未満では、十分な効果が得られず、４５重量％より大きいとそれ以上の効果は望めず、更に布帛の風合いが硬化するなどのおそれがある。処理温度は５〜５０℃、好ましくは１０〜３０℃程度のいわゆる常温付近が好ましい。処理時間は１秒〜６０分、好ましくは１０〜３０秒であり、適宜に決めることができる。

更に、水酸化ナトリウム以外のアルカリ金属化合物と水酸化ナトリウムを併用する場合には、水酸化ナトリウムの使用量は５重量％以下、さらに、再生繊維などとの混紡品、混繊品、交編織品などを処理する場合は２重量％以下が好ましい。５重量％より多くなると風合いが硬くなるおそれがある。

また、アルカリ金属化合物水溶液に、浸透剤を加えることにより均一に効率的に加工することができる。用いる浸透剤はアニオン系界面活性剤が好ましく用いられ、具体的にはポリエチレングリコールエーテル硫酸エステル塩系、オレフィン類硫酸エステル塩系、アミド結合硫酸エステル塩系、エステル結合スルホン酸塩系、エーテル結合スルホン酸塩系、アミド結合エステル塩系などが挙げられる。

繊維または布帛に処理液を付与する方法は、浸漬法、パッド・ロール法、カレンダー法、インクジェットプリント法、パッディング法、捺染法、スプレー法及びコールドバッチ法から選ばれる少なくとも一つの方法を用いることができ、処理液が均一に付与できれば特に限定されない。

綿繊維を含む繊維製品を常温付近でアルカリ金属化合物水溶液に浸漬、浸透させる。この時張力を掛けた状態を保持させても良いし、張力を掛けない状態で行っても良い。張力を掛けた状態を保持させる場合は、例えば、糸の場合は、カセ糸を２個のドラムに掛け、このドラムの間隔を広げることによって糸に張力を掛ける手段、織編物の場合はテンターを使用することによって、長さ及び幅方向に張力を掛ける手段などがある。

この処理に際し、処理液中に必要に応じて、浸透剤、蛍光剤、青味剤などを加えても差し支えない。

繊維または布帛に均一に水溶液を付与した後、５秒〜６０分間水または温水を用いて洗浄を行い、繊維または布帛からアルカリを除去することが好ましい。更に必要に応じて酸性浴を用いた洗い工程を加えてもよい。

この様に処理された綿繊維は、膨潤してねじれが減少し、光沢を生じるようになる。本発明においては、アルカリ金属化合物水溶液で処理することにより、綿繊維表面のケンプやフィブリルがほとんど除去されるため、更に優れた光沢を有するものとなる。

評価項目
〔アルカリ金属化合物水溶液の表面張力〕
ジュヌイ張力計を用いて、２４℃における表面張力を測定した。

〔綿繊維表面摩擦係数比率〕
ＪＩＳＬ１０９５に準じて糸摩擦試験機を用いて糸の状態で測定された摩擦係数値から、下記の式を用いて算出した。単位は％である。

加工した綿繊維の静摩擦係数÷未加工の綿繊維摩擦係数×１００
〔綿繊維表面状態〕
電子顕微鏡で綿繊維表面の状態を観察し、ケンプの状態を相対的に評価した。

○ ケンプが少なく平滑である
△ ケンプがある
× ケンプが目立つ
〔風合い〕
ＪＩＳＬ１０９６Ａ法（４５°カンチレバー法）により評価した。単位はｍｍ。

〔光沢〕
肉眼判定により、光沢の有無を相対的に評価した。

○ あり
△ 普通
× なし
〔染色性〕
染色した布帛の表面色濃度を分光光度計（グレタグマクベス社製、ＣＥ―３０００）を使用して測定した。なお、表面濃度比は比較例１のＫ／Ｓ値を基準値（１００％）とし、他の実施例、比較例のＫ／Ｓ値と比較した。単位は％。

〔ピリング〕
実施例、比較例で処理した織物を用いて、ＪＩＳＬ１０９６Ｄ−３法に準じて測定した。
〔実施例１〕

綿繊維からなる布帛として、アニオン・非イオン配合活性剤（日華化学製、サンモールＢＨ−７５）０．１重量％水溶液を用い８０℃で２０分で精錬した後、過酸化水素（35％）１５重量％と珪酸ナトリウム０．２重量％と水酸化ナトリウム０．１重量％水溶液を用い９０℃×６０分で漂白した綿繊維（３０番手単糸）からなる平織物を用いた。この平織物を、張力を掛けずに、水酸化カリウム４５重量％を含む２０℃の水溶液に６０秒間浸漬した後、８０℃で１０分間の湯洗いを２回行った。引き続いて、酢酸０．０５重量％水溶液にて８０℃で１０分間中和を行いアルカリを完全に除去した。その後、染料にＳＵＭＩＦＩＸＢＬＡＣＫＥ−ＸＦ（住友化学工業株式会社製）を濃度５％ｏｗｆ（繊維重量に対する染料化合物の重量％）にて用い、無水芒硝１０重量％とソーダ灰２重量％を添加し、液流染色機を使用し、５０℃で染色した。染色後、電子顕微鏡にて繊維表面の状態を観察し、繊維表面状態を観察した。

評価結果を表１にまとめて示すとともに、図１〜２に、加工後の繊維の電子顕微鏡写真を示す。処理に用いたアルカリ金属水酸化物の水溶液は、表面張力が７０dyn/cm²であって、通常のシルケット加工で用いられるアルカリ金属水酸化物の水溶液の値（比較例２；約８４dyn/cm²）に比べて、かなり低いものである。また、処理は、布帛の静摩擦係数が未加工品の約６０％になるまで行ったものである。この結果、染色性、光沢、及びピリングのいずれにおいても、通常のシルケット加工を行った場合（比較例２）に比べて、優れていた。特に、染色性及びピリング性では著しく優れていた。また、経方向及び緯方向での風合いは、通常のシルケット加工を行った場合（比較例２）と同等であった。

また、図１〜２に示すように、ケンプは若干見られるものの、かなりの平滑性が認められた。特に、平滑性は、通常のシルケット加工を行った場合（比較例２；図９〜１０）よりも、かなり良好であった。一方、表には示さないが、上記の加工処理の後における平織物の織り密度は経７７本／インチ、緯８２本／インチであり、通常のシルケット加工を行った場合（比較例２）と同様であった。なお、加工前の平織物の織り密度は、約６９本／インチ、緯４１本／インチである。
〔実施例２〕

実施例１で用いたものと同様の織物を、張力を掛けずに、水酸化ナトリウム５重量％、水酸化カリウム４０重量％、及びアニオン系界面活性剤（大同合成化学工業株式会社製ダイゾールＳ０６００）５重量％の水溶液に６０秒間浸漬した後８０℃で１０分間の湯洗いを２回行い、その後、酢酸０．０５重量％水溶液にて８０℃で１０分間中和を行いアルカリを完全に除去した。その後実施例１と同様の処方にて染色した。評価結果を表１に示す。

表１に示すように、浸透剤としての界面活性剤の添加により、処理液の表面張力は、３０dyn/cm²となっているが、界面活性剤の添加前には、実施例１と同様の約７０dyn/cm²である。また、処理は、静摩擦係数が未加工品の約５６％となるまで行ったものである。実施例２では、染色性、光沢及びピリング性のいずれに関しても、実施例１よりもさらに優れる結果となった。これは、界面活性剤の添加により処理液の浸透性がさらに向上した結果と考えられる。

図３〜４に、得られた綿繊維製品の電子顕微鏡写真を示すが、表面状態が実施例１の場合よりもさらに向上しており、ケンプが少なく非常に平滑であった。なお、このような加工の後における平織物の織り密度は、実施例１と同一の、経７７本／インチ、緯８２本／インチであった。
〔実施例３〕

実施例２とほぼ同様の条件で、張力を掛けて処理を行った。すなわち、実施例１で用いたものと同様の織物を、張力を掛けて、水酸化ナトリウム５重量％、水酸化カリウム４０重量％、及びアニオン系界面活性剤（大同合成化学工業株式会社製ダイゾールＳ０６００）５重量％の水溶液に６０秒間浸漬した後、８０℃で１０分間の湯洗いを２回行い、その後、酢酸０．０５重量％水溶液にて８０℃で１０分間中和を行いアルカリを完全に除去した。その後実施例１と同様の処方にて染色した。評価結果を表１に示す。

表１に示すように、処理液は同一であるものの、張力を掛けることにより、静摩擦係数の減少は、実施例２の場合より少し大きくなった。しかし、染色性、光沢及びピリング性、並びに、風合いは、実施例１〜２等の場合と全く同様であった。また、図５〜６の顕微鏡写真に示すように、繊維の表面状態においても、実施例２の場合と全く同様に、極めて良好であった。なお、加工の後における平織物の織り密度は、経６７本／インチ、緯７５本／インチであった。すなわち、張力の印加により、布帛の寸法減少が若干小さくなった。
〔比較例１〕

実施例１で用いた織物を、前処理を行わず、実施例１と同様の処方により染色を行った。評価結果を表１に示す。図７〜８に、綿繊維製品の電子顕微鏡写真を示すが、ケンプが多量に認められ、繊維表面の平滑性は非常に低かった。なお、平織物の織り密度は、染色後においても経６９本／インチ、緯４１本／インチであった。
〔比較例２〕

実施例１で用いた織物を、張力を掛けずに、水酸化ナトリウム１８．７重量％の２０℃水溶液に６０秒間浸漬した。ここで用いた処理水溶液の表面張力は、表１中に示すように８４dyn/cm²であった。浸漬後、８０℃で１０分間の湯洗いを２回行い、その後、酢酸０．０５重量％水溶液にて８０℃で１０分間中和を行いアルカリを完全に除去した。その後実施例１と同様の処方により染色を行った。表１中に示すように、比較例１に比べて染色性、光沢及びピリング性が向上しているが、上記実施例１〜３の場合よりも劣っている。また、図９〜１０に、綿繊維製品の電子顕微鏡写真を示すが、ケンプが多量に認められ、繊維表面の平滑性は低かった。なお、このような加工の後における織り密度は実施例１と同様の経７７本／インチ、緯８２本／インチであった。
〔比較例３〕

実施例１で用いた織物を、張力を掛けずに、−３３℃の液体アンモニアに５秒間浸漬した後、熱蒸発法よりアンモニアを完全に除去した。その後実施例１と同様の処方により染色を行った。評価結果を表１に示す。

図１１〜１２に、綿繊維製品の電子顕微鏡写真を示すが、繊維表面の状態は、実施例１と同様で、ケンプが若干認められる程度であり、平滑性は概ね良好であった。また、表１中に示すように、静摩擦係数の減少は実施例１と同様であった。しかし、表１下段に示す染色性、光沢及びピリング性は、いずれについても、比較例２より劣っている。なお、このような加工の後における織り密度は実施例１と同様の経７７本／インチ、緯８２本／インチであった。

実施例１に記載の綿繊維の電子顕微鏡側面写真である。実施例１に記載の綿繊維の電子顕微鏡断面写真である。実施例２に記載の綿繊維の電子顕微鏡側面写真である。実施例２に記載の綿繊維の電子顕微鏡断面写真である。実施例３に記載の綿繊維の電子顕微鏡側面写真である。実施例３に記載の綿繊維の電子顕微鏡断面写真である。比較例１に記載の綿繊維の電子顕微鏡側面写真である。比較例１に記載の綿繊維の電子顕微鏡断面写真である。比較例２に記載の綿繊維の電子顕微鏡側面写真である。比較例２に記載の綿繊維の電子顕微鏡断面写真である。比較例３に記載の綿繊維の電子顕微鏡側面写真である。比較例３に記載の綿繊維の電子顕微鏡断面写真である。

Claims

２４℃における表面張力が７５dyn/cm²以下であるアルカリ金属化合物の１０〜４５重量％の水溶液であって、アルカリ金属化合物として、５重量％以下の水酸化ナトリウムを含みうる他は、実質上、水酸化カリウムのみを含むものを用い、綿繊維を含む糸もしくは布帛または原綿を、無張力下に、静摩擦係数が未加工品の５０〜７５％となるまで処理するか、または、張力下に、静摩擦係数が未加工品の４０〜６５％となるまで処理することを特徴とする加工綿繊維製品の製造方法。
界面活性剤を含まない状態で測定した場合の２４℃における表面張力が７５dyn/cm ² 以下であるアルカリ金属化合物の水溶液であって、水酸化カリウムの濃度が３０〜４５重量％のものを用い、綿繊維の表面のケンプを除去して綿繊維表面の平滑度を向上させることを特徴とする請求項１に記載の加工綿繊維製品の製造方法。