JP4789270B2 - 繊維処理剤付与方法 - Google Patents

Description

本発明は、繊維処理剤付与方法に関し、より詳細には、ポリエステル等の繊維素材及び繊維製品に対して高機能な繊維処理剤を付与する方法に関する。

近年、ポリエステルはそのポリエステル繊維加工用途、不織布用途等、又は他繊維との混紡、交織に用いられ、繊維業界においてポリエステルを使用する割合が大きくなってきた。これに伴い、ポリエステル繊維に対して高機能な繊維処理剤を付与することが行われている。

上記のように、ポリエステル繊維に対して繊維処理剤を付与する際に、バインダーが用いられるが、現在のバインダーとして用いられているものとして、例えばアクリル系エマルジョン（共栄社化学株式会社製のライトエポックＳ−８５）や、ブロックイソシアネートとして熱反応性ウレタン樹脂（共栄社化学株式会社製のＴＸ１３−７２）、触媒として脂肪酸金属塩・ポリオキシエチレンアルキルエーテル（共栄社化学株式会社製のＦ−１２）などの複数の素材が使用されている場合や、水分散型ウレタン樹脂（第一工業製薬のスーパーフレックス）、又は不織布の場合にはエチレン酢酸ビニル樹脂（昭和高分子製のポリゾール）等が使用されているがバインダーの効果は達成されていないのが現状である。これらの複数の素材のいずれも安全性、環境性、加工性の点で繊維バインダーとしては問題があり、様々な改良、検討が行われている。

上記の繊維バインダーに対して、安全性、環境性、繊維処理工程での生産効率、省エネルギーの観点から、８０〜２００℃程度の比較的低温で且つ短時間の熱処理で繊維処理剤を付与する方法が望まれるようになってきた。このような条件を満足できる繊維バインダーとしては、安全性、環境性、生産性、省エネルギー性に対して良好な特性を示すアミノ酸系バインダーが好適である。

最近では、特許文献１に記載の帯電防止剤のように、アミノ酸ポリマーのポリグルタミン酸ナトリウム塩をポリエステル布等にスプレー塗布することで、帯電防止効果が得られ、更に、これに抗菌剤（アミノ酸系カチオン活性剤、四級アンモニウム塩）を添加して、抗菌効果を得るようにしたものが知られているが、このアミノ酸ポリマーは帯電防止剤に含有されるもので、繊維バインダーとしての機能を意図したものではない。
特開２００５−８８３７号公報

前述のように、アミノ酸ポリマーは比較的低温且つ短時間の熱処理により、優れた熱接着性を示すため、繊維バインダーとして好適であるが、特許文献１をはじめとする従来技術においては、アミノ酸ポリマーを繊維バインダーとして用いるという技術思想はなかった。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、アミノ酸ポリマーを繊維バインダーとして、比較的低温且つ短時間の熱処理により、ポリエステル等の繊維素材及び繊維製品に対して高機能な繊維処理剤を付与するための繊維処理剤付与方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明者らは、上記目的を達成するべく鋭意研究した結果、特定のアミノ酸ポリマーがポリエステル等の繊維素材及び繊維製品への熱接着成分として有効であり、比較的低温且つ短時間の熱処理により、繊維素材及び繊維製品に対して高機能な繊維処理剤を付与することができることを見いだし、本発明を完成させた。

第１の技術手段は、アミノ酸ポリマーをバインダーとして、ポリエステル系の織布あるいは不織布である繊維素材又は繊維製品に対して繊維処理剤を、８０〜２００℃、０.５〜１０分の熱処理により付与することを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記バインダーとしてのアミノ酸ポリマーは、グルタミン酸あるいはアスパラギン酸の単一ポリマーであり、前記バインダー濃度は０.００１〜１５.０％量で処理されることを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記バインダーとしてのアミノ酸ポリマーのポリマー度は、アミノ酸単体の分子量で０.５万〜１００万のポリマーであることを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第１〜第３のいずれか１の技術手段において、前記繊維処理剤は、アミノ酸系の誘導体またはその塩を含むことを特徴としたものである。

本発明によれば、アミノ酸ポリマーをバインダーとして、ポリエステル等の繊維素材及び繊維製品に対して高機能性繊維処理剤を比較的低温且つ短時間で熱接着することができるため、安全性、環境性、繊維処理工程での生産効率性，省エネルギー性に優れ、抗菌性、柔軟性などの所望の機能が付与された繊維素材及び繊維製品を製造することができる。

本発明による繊維処理剤付与方法の場合、アミノ酸ポリマーをバインダーとして、繊維素材又は繊維製品に対して繊維処理剤を、約８０〜２００℃、約０.５〜１０分の熱処理により付与する。この熱接着成分となるアミノ酸ポリマーは、グルタミン酸あるいはアスパラギン酸の単一ポリマーであり、バインダー濃度は約０.００１〜１５.０％量、好ましくは０.０１〜１０.０％量で処理される。アミノ酸ポリマーの具体例としては、味の素株式会社製のポリアスパラギン酸ナトリウム塩（商品名：アクアデュＳＰＡ３０）、一丸ファルコス株式会社製のポリグルタミン酸ナトリウム塩（商品名：バイオＰＧＡ粉末及び溶液）などが挙げられる。

また、バインダーとしてのアミノ酸ポリマーのポリマー度は、アミノ酸単体の分子量で約０.５万〜１００万とし、好ましくは約０.５〜５万の単一アミノ酸ポリマーとする。

アミノ酸ポリマーを構成するアミノ酸は、一般的なアミノ酸で良く、好ましくは、ポリマー化の容易な、酸性アミノ酸、特にグルタミン酸、アスパラギン酸が好適である。

繊維素材及び繊維製品としては一般的な繊維で良いが、接着し難い繊維と言われているポリエステル系の繊維（不織布を含む）に用いて好適であり、単一繊維あるいは複合繊維のいずれでも良い。

アミノ酸ポリマーをバインダーとした繊維素材及び繊維製品と高機能性繊維処理剤との付着条件は、ポリエステル系の織布の場合は約１２０℃〜２００℃の温度で約１分〜５分熱接着する。また、ポリエステル系の不織布の場合は約８０℃〜１１０℃の温度で約３分〜１０分熱接着する。

上記バインダーにより繊維素材及び繊維製品に付与される繊維処理剤は、アミノ酸系の誘導体またはその塩を含み、さらに、他にキトサン等の抗菌剤、紫外線吸収剤、保湿剤、帯電防止剤等を含んでも良い。この繊維処理剤の一つの具体例としては、例えば、味の素ヘルシーサプライ株式会社製のアミノ酸系繊維処理剤（商品名：アミアートＦ）が好適である。この繊維処理剤の一形態として、アミノ酸誘導体を含む塩化第四級アンモニウム塩を、エチレングリコールを溶剤として、水に乳化分散させたものがある。

上記繊維処理剤を構成するアミノ酸誘導体は、下記の式（１）で示される。このアミノ酸誘導体は、リジン、アルギニン、オルニチン、等の塩基性アミノ酸の炭素数１２〜１８の脂肪酸のＮ−アシル化物であり、あるいは炭素数１〜６のアルコールのエステル化物である。また、上記塩基性アミノ酸のＮ−アルキル体、アミド体などであってもよい。
又塩は、酸性アミノ酸塩、あるいはクエン酸、りんご酸、酒石酸等の有機酸塩等であってもよく、特にアミノ酸のグルタミン酸から簡単に誘導されるピロリドンカルボン酸塩（以下ＰＣＡと略す）が好ましく、特にＮ−ココイル脂肪酸アルギニンエチルエステル・ピロリドンカルボン酸塩（略称「ＣＡＥ・ＰＣＡ」、味の素株式会社製）が最も良い。

また、塩化第四級アンモニウム塩は、２鎖、３鎖型どちらでも良いが、ジアルキルジメチルアンモニウムクロライドが良く、さらにジステアリルジメチルアンモニウムクロライドであっても良い。

また、アミノ酸誘導体と塩化第四級アンモニウム塩の他の配合剤には一般の溶剤でよいが、例えばイソプロピルアルコールや、エチレングリコールなどを溶剤として水に乳化分散させた混合溶液としたものを好適に用いることができる。なお、繊維処理剤は上記の混合溶液に限らず、粉体であってもよい。

なお、アミノ酸ポリマーで構成されたバインダーは、ポリエステル繊維を熱接着させて、その不織布を製造する際にも用いることができるが、その他の熱接着用途にも広く用いることが出来る。

以下、実施例（試料１〜６）を挙げて更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例中の数量を示す部分は重量部を示す。実施例中のアミノ酸系繊維処理剤は、Ｎ−ココイル−アルギニンエチルエステル・ピロリドンカルボン酸塩、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム塩、エチレングリコール等の配合成分とする。

評価に供した繊維素材及び繊維製品、バインダー、繊維処理剤は下記の通りである。
１.繊維素材及び繊維製品：
ａ）ポリエステル製の織布（以下、ポリエステル織布という）、商品名「Ｈ５０５０／ポリエステルツイル」、原糸：帝人株式会社製
ｂ）ポリエステル製の不織布（以下、ポリエステル不織布という）、商品名「オーダス」、東洋紡績株式会社製
ｃ）プリントポリエステル織布製品（上記ポリエステル織布をプリントした繊維製品）：株式会社たまき製
２.バインダー：
ａ）ポリアスパラギン酸ナトリウム塩３０％水溶液（以下、ＳＰＡと略す）、商品名「アクアデュウＳＰＡ３０」、味の素株式会社製
ｂ）ポリグルタミン酸ナトリウム塩１００％粉末(以下、ＳＰＧと略す）、商品名「バイオＰＧＡ Ｎａ」、一丸ファルコス株式会社製
３.繊維処理剤：
ａ）アミノ酸系繊維処理剤（Ｎ−ココイル−アルギニンエチルエステル・ピロリドンカルボン酸塩（ＣＡＥ・ＰＣＡ），塩化ジアルキルジメチルアンモニウム塩（４ＱＡ），エチレングリコール等を含む、以下、ＡＡＦと略す）、商品名「アミアートＦ」、味の素ヘルシーサプライ株式会社製
ｂ）非アミノ酸系抗菌剤（キトサン）、商品名「キトファイン」、トスコ株式会社製

＜試料１…繊維処理剤ＡＡＦ，バインダーＳＰＡ，熱処理有り＞
ポリエステル織布（約３０×３０ｃｍ，約５.９０ｇ)を、沈殿防止剤０.１％，ＡＡＦ５.０％，ＳＰＡ３.０％を含む溶液に約２〜５分間浸漬し、常温で２回パット処理し、１１０℃で１０分乾燥する。その後熱処理（キュアリング）を約１７５℃×２.５分間した後に、石鹸２ｇ／リットルで４０℃、５分のソーピングを行って、評価に供した。

＜試料２…繊維処理剤ＡＡＦ，バインダーＳＰＧ，熱処理有り＞
ポリエステル織布（約３０×３０ｃｍ，約５.８８ｇ)を、沈殿防止剤０.１％，ＡＡＦ５.０％，ＳＰＧ０.０１％を含む溶液に約２〜５分間浸漬し、常温で２回パット処理し、１１０℃で１０分乾燥する。その後熱処理（キュアリング）を約１７５℃×２.５分間した後に、石鹸２ｇ／リットルで４０℃、５分のソーピングを行って、評価に供した。

＜試料３…繊維処理剤ＡＡＦ，バインダーＳＰＡ，熱処理有り＞
ポリエステル織布（約３０×３０ｃｍ，約６.０５ｇ)を、沈殿防止剤０.１％，ＡＡＦ５.０％，ＳＰＡ１.０％を含む溶液に約２〜５分間浸漬し、常温で２回パット処理し、１１０℃で１０分乾燥する。その後熱処理（キュアリング）を約１６０℃×２.５分間した後に、石鹸２ｇ／リットルで４０℃、５分のソーピングを行って、評価に供した。

＜試料４…繊維処理剤キトサン，バインダーＳＰＧ，熱処理有り＞
ポリエステル織布（約３０×３０ｃｍ，約５.５０ｇ)を、沈殿防止剤０.１％，キトサン５.０％，ＳＰＧ０.１％を含む溶液に約２〜５分間浸漬し、常温で２回パット処理し、１１０℃で１０分乾燥する。その後熱処理（キュアリング）を約１７５℃×２.５分間した後に、石鹸２ｇ／リットルで４０℃、５分のソーピングを行って、評価に供した。

＜試料５…繊維処理剤ＡＡＦ，バインダーＳＰＧ，熱処理有り＞
ポリエステル不織布（約３０×３０ｃｍ，約６.２５ｇ)を、沈殿防止剤０.１％，ＡＡＦ５.０％，ＳＰＧ０.１％を含む溶液に約２〜５分間浸漬し、常温で２回パット処理し、１１０℃で１０分乾燥する。その後熱処理（キュアリング）を約１１０℃×１０分間して、評価に供した。

＜試料６…繊維処理剤ＡＡＦ，バインダーＳＰＡ，熱処理有り＞
プリントポリエステル織布製品（約３０×３０ｃｍ，約５.４４ｇ)を、沈殿防止剤０.１％，ＡＡＦ５.０％、ＳＰＡ３.０％を含む溶液に約２〜５分間浸漬し、常温で２回パット処理し１１０℃で１０分乾燥する。その後熱処理（キュアリング）を1６０℃×２.５分間した後に、石鹸２ｇ／リットルで４０℃、５分のソーピングを行って、評価に供した。

表１は、上記に示す試料１〜６についての評価結果を示す。また、表２は、表１に示す試料１〜６及び表３に示す比較試料ａ〜ｄの各評価項目（抗菌性，柔軟性）の評価方法を示す。なお、試料１〜６及び表３に示す比較試料ａ〜ｄの洗濯方法は、ＪＩＳ Ｌ ０２１７ １０３号に基づいて、ＪＡＦＥＴ標準洗剤であるモノゲン（Ｐ＆Ｇ製）を使用して、Ｌ１０は１０回洗濯，Ｌ０は洗濯なし（未洗濯）を示す。

＜比較試料ａ…繊維処理剤ＡＡＦ，アクリル系バインダー（従来），熱処理有り＞
ポリエステル織布（約３０×３０ｃｍ，約５.５２ｇ)を、沈殿防止剤０.１％，ＡＡＦ５.０％、従来バインダーとして、アクリル系エマルジョン（共栄社化学株式会社製のライトエポックＳ−８５）３.０％、熱反応性ウレタン樹脂（共栄社化学株式会社製のＴＸ１３−７２）６.０％、脂肪酸金属塩・ポリオキシエチレンアルキルエーテル（共栄社化学株式会社製のＦ−１２）０.２％を含む溶液に約２〜５分間浸漬し、常温で２回パット処理し、１２０℃で４分乾燥する。その後熱処理（キュアリング）を約１６０℃×１.０分間した後に、石鹸２ｇ／リットルで５０℃、５分のソーピングを行って、評価に供した。

＜比較試料ｂ…繊維処理剤ＡＡＦ，バインダー無し，熱処理有り＞
ポリエステル織布（約３０×３０ｃｍ，約５.８８ｇ)を、沈殿防止剤０.１％，ＡＡＦ５.０％を含む溶液に約２〜５分間浸漬し、常温で２回パット処理し、１１０℃で１０分乾燥する。その後熱処理（キュアリング）を約１７５℃×２.５分間した後に、石鹸２ｇ／リットルで４０℃、５分のソーピングを行って、評価に供した。

＜比較試料ｃ…繊維処理剤ＡＡＦ，バインダーＳＰＡ，熱処理無し＞
ポリエステル織布（約３０×３０ｃｍ，約５.８８ｇ)を、沈殿防止剤０.１％，ＡＡＦ５.０％，ＳＰＡ３.０％を含む溶液に約２〜５分間浸漬し、常温で２回パット処理し、１１０℃で１０分乾燥して、（熱処理せずに）石鹸２ｇ／リットルで４０℃、５分のソーピングを行って、評価に供した。

＜比較試料ｄ…繊維処理剤キトサン，バインダー無し，熱処理有り＞
ポリエステル織布（約３０×３０ｃｍ，約５.８８ｇ)を、沈殿防止剤０.１％，キトサン０.５％を含む溶液に約２〜５分間浸漬し、常温で２回パット処理し、１１０℃で１０分乾燥する。その後熱処理（キュアリング）を約１７５℃×２.５分間した後に、石鹸２ｇ／リットルで４０℃、５分のソーピングを行って、評価に供した。

表３は、上記に示す比較試料ａ〜ｄについての評価結果を示す。

表１及び表３より、抗菌性については、アミノ酸ポリマーをバインダーとした試料１〜６のいずれも基準値２.２以上を達成しているのに対して、比較試料ａ〜ｄの場合、比較試料ａのＬ０回で基準値２.２を上回っている以外は、軒並み基準値２.２を下回っている。この結果より、アミノ酸ポリマーをバインダーとして用いて熱処理することで、抗菌性の向上が期待できることが確認できた。また、柔軟性については、アミノ酸ポリマーをバインダーとした試料１，２，５，６では４点又は５点となっているのに対して、比較試料ｂ（バインダー無し，熱処理有り），ｃ（バインダーＳＰＡ，熱処理無し）の場合、３点又は４点となっている。この結果より、アミノ酸ポリマーをバインダーとして用いて熱処理することで、柔軟性の向上が期待できることが確認できた。

このように、アミノ酸ポリマーをバインダーとして、ポリエステル等の繊維素材及び繊維製品に対して高機能性繊維処理剤を比較的低温且つ短時間で熱接着することができるため、安全性、環境性、繊維処理工程での生産効率性，省エネルギー性に優れ、抗菌性、柔軟性などの所望の機能が付与された繊維素材及び繊維製品を製造することができる。

Claims (4)

1. アミノ酸ポリマーをバインダーとして、ポリエステル系の織布あるいは不織布である繊維素材又は繊維製品に対して繊維処理剤を、８０〜２００℃、０.５〜１０分の熱処理により付与することを特徴とする繊維処理剤付与方法。
2. 請求項１に記載の繊維処理剤付与方法において、前記バインダーとしてのアミノ酸ポリマーは、グルタミン酸あるいはアスパラギン酸の単一ポリマーであり、前記バインダー濃度は０.００１〜１５.０％量で処理されることを特徴とする繊維処理剤付与方法。
3. 請求項１又は２に記載の繊維処理剤付与方法において、前記バインダーとしてのアミノ酸ポリマーのポリマー度は、アミノ酸単体の分子量で０.５万〜１００万の単一ポリマーであることを特徴とする繊維処理剤付与方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の繊維処理剤付与方法において、前記繊維処理剤は、アミノ酸系の誘導体またはその塩を含むことを特徴とする繊維処理剤付与方法。