JP5010175B2 - セルロース系繊維材料の改質加工法 - Google Patents

Description

本発明は、セルロース系繊維材料の改質加工法に関する。

近年、生活の質の向上と環境・安全・健康問題への関心の高まりに伴って、形状記憶繊維、難燃・防炎繊維、紫外線遮蔽繊維、防虫・防ダニ繊維、抗菌繊維、消臭繊維、高質感・高風合繊維、皮膚障害予防繊維等の機能性繊維が次々と開発されており、繊維業界の注目を集めている。一方、中国に席捲されつつある日本の繊維産業が生き残り、中国と共生する為には、繊維に付加価値をつけた機能性繊維の開発が不可欠と考えられ、そのような観点からも機能性繊維の開発と実用化は日本の繊維業界にとって極めて重要な課題となっている。

セルロース系繊維はソフトな肌触り感を有しており、吸水性も優れている天然繊維であることから肌着に用いられる事が多い。中でも近年関心が高まりつつあるモダル等の高級再生セルロース系繊維はセルロース繊維本来の物性の他に、光沢感、強度或いは高弾性率、しなやかさ、温かさ、吸湿性等、優れた物性を有するため、おしゃれなアウターウエアやインナーとしてよく用いられるようになっている。
しかしながらセルロース系繊維の欠点は、洗濯を繰返す事で、毛羽立ちが生じ、光沢が失われ、肌触り等の風合が劣化して次第に硬くなる事である。その結果、ピリングを生じて見映えも悪くなるし、肌触りも益々悪くなる。例えば特許文献１には、リヨセルのフィブリル化を問題視して、その解決法として、ジクロルトリアジン系化合物を用いて改善する加工法が提案されている。

この場合使用される架橋薬剤は、ジクロルトリアジン系薬剤であるが、この架橋薬剤には幾つかの欠点がある。最も問題なのはこれらの化合物が不安定である点である。例えば、この特許の請求項−３に記載されている（１６）なる化合物は不安定で、この１０％水溶液を冷蔵庫内５℃で保管しておくと１〜３ヶ月間で相当量分解が進んでしまい使い物にならなくなってしまう。不安定であると言う事は加工効果にも良くない影響を及ぼす可能性を示唆している。即ち加工工程中、繊維と反応する前に薬剤自身の加水分解が進行して架橋能力を失ってしまう割合が高くなる可能性が大きい。その結果、品質の再現性や充分な加工効果が期待できないと言う問題がある。同じ様な特許として特許文献２、特許文献３等が公開されている。

特許文献４や特許文献５には樹脂加工による風合改善の特許が公開されているが、本発明の様に分子単位で架橋反応する場合と違い、繊維表面に樹脂皮膜を作ると言う考え方であって、合成樹脂類は繊維の風合や吸湿性を損なうのが一般的であり、本来のセルロース繊維の物性に悪影響が現れる可能性が大きい。
特開平１１−１５２６８１号公報 特許第３３６６０００号公報 特開２００３−０４９３６２号公報 特開平８−１５８２６４号公報 特開２００１−６４８７４号公報

前記した様に、風合や毛羽立ちを改善する方法が多くの公知文献に記載されているが、加工効果や効果の耐久性に問題を抱えており、架橋薬剤が不安定で加工製品の品質に再現性が得がたい等の問題点に着目して、我々は経済性と環境問題適応性に優れ、抗ピリング性、風合や光沢の維持、形態安定性などの機能性付与効果も大きく、繰り返し洗濯に対する耐久性にも優れた実用的価値の高い架橋薬剤のスクリーニングと加工方法の実用化研究を行った。

本発明者等は経済性、加工製品の風合・着用快適性、抗ピリング性、耐洗濯性、風合良好性、形態安定性、高弾性などの機能性加工効果等、品質に優れた肌に優しい機能性繊維の加工法に関する開発研究を推進した結果、セルロース系繊維材料に、ポリハロゲノピリミジンからなるピリミジン系化合物を架橋剤として用いて、アルカリ性で加熱反応処理することによってセルロース系繊維材料を効果的に改質加工する新規な改質加工法を見出し、本発明を完成した。

本発明は、ポリハロゲノピリミジン系化合物を架橋剤として用い、アルカリ剤の共存下、セルロース系繊維材料を改質加工する事を特徴とするセルロース系繊維材料の改質加工法である（請求項１）。
また、本発明は、ポリハロゲノピリミジン系化合物として、２，４，６−トリクロロピリミジン、４，５，６−トリクロロピリミジン、２，６−ジクロロピリミジン、４，６−ジクロロピリミジン、２，４−ジクロロピリミジン、５−シアノ−２，４，６−トリクロロピリミジン、２−アミノ−４，６−ジクロロピリミジン、２，４−ジクロロ−５−メトキシピリミジン、６−メチル−２，４−ジクロロピリミジン、４，６−ジクロロ−２−メチルチオピリミジン、２−エトキシ−４，６−ジクロロピリミジン及びジフルオロモノクロロピリミジンからなる群から選ばれた１種以上のポリハロゲノピリミジン系化合物である請求項１に記載のセルロース系繊維材料の改質加工法である（請求項２）。

更に、本発明は、セルロース系繊維材料の改質加工条件として、水中にポリハロゲノピリミジン系化合物を乳化剤或いは分散剤と共に乳化・分散させ、アルカリ性で加熱反応処理することを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れかに記載のセルロース系繊維材料の改質加工法である（請求項３）。

次に、本発明は、アルカリ剤として、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属の炭酸塩、重炭酸塩、燐酸塩、珪酸塩、水酸化物から選ばれたアルカリ剤を使用する事を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のセルロース系繊維材料の改質加工法である（請求項４）。

次にまた、本発明は、セルロース系繊維材料として、綿、麻、モダル及びレーヨン（ポリノジックレーヨン、ビスコースレーヨン、キュプラレーヨン等）から選ばれたセルロース系繊維材料を含む織物、編物、不織布の単独、混紡或いは交織品からなる繊維材料である事を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のセルロース系繊維材料の改質加工法である（請求項５）。

更にまた、本発明は、セルロース系繊維材料として、セルロース系繊維材料とポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリル、ポリ乳酸、アセテートから選ばれた合成繊維材料及び／又は絹、羊毛、獣毛から選ばれた蛋白質系繊維材料との混紡、交織、複合系繊維材料である事を特徴とする請求項５に記載のセルロース系繊維材料の改質加工法である（請求項６）。

そして、本発明は、請求項１乃至請求項６の何れかに記載の改質加工法によって改質されたセルロース系繊維材料である（請求項７）。

本発明によればセルロース系繊維材料にポリハロゲノピリミジンを強固に架橋結合させることが可能で、その結果、着用快適性、風合い、光沢、形態安定性、しなやかさ、強度並びに洗濯耐久性の優れたセルロース系繊維材料を得る事ができる。
また、粉塵飛散性と刺激性の強い塩化シアヌルや、不安定なジクロルトリアジン系化合物、或いは風合が粗硬となりやすい樹脂加工系薬剤に代わって、安定性に優れたポリハロゲノピリミジンを使用するので、加工繊維素材は安定した品質の製品が得られ、実用的価値が著しく高まった点も本発明の重要な要素である。

本発明はポリハロゲノピリミジンからなるピリミジン系化合物を架橋薬剤として用い、セルロース系繊維材料に強固に架橋結合させる事によって、セルロース系繊維材料が基本的に有する優れた物性を安定化或いは向上させ、いつまでも肌に優しい状態を維持或いは向上させる事を主たる目的とする加工法である。
その目的を達成する為に、ポリハロゲノピリミジン系架橋薬剤を乳化剤或いは分散剤を用いて水中に乳化・分散させ、次いでアルカリ剤と繊維材料とを加え、更に必要に応じて均染剤、脱気剤及び無機塩類等の加工助剤を加えて昇温し、アルカリ性で数１０分乃至１時間程度加熱反応したあと、洗浄、ソーピングすることによってセルロース系繊維材料を改質加工する方法である。

本発明の実施形態をより詳しく具体的に説明する。
例えば、チーズ染色機を用い、浴比１：１０〜１：３０の水の中に、０．２〜６％ｏｗｆのポリハロゲノピリミジン系化合物を適量の乳化剤と共によく攪拌・乳化させ、１〜３％ｏｗｆの脱気剤及び均染剤を加え、更にぼう硝を濃度で５〜１５％と炭酸ソーダ１〜１０％ｏｗｆとを加えて溶解する。この中にセルロース繊維を加えて液を循環しながら昇温する。この間、ＰＨは８〜１０程度のアルカリ性に保つ。この溶液を加熱昇温して８０〜１２０℃に数１０分〜１時間程度攪拌する。次いで冷却して洗浄、ソーピング、洗浄、乾燥すればよい。

本発明で使用可能なポリハロゲノピリミジン系化合物は特許第３３６４８９６号公報、特許第２８２５５８１号公報等に記載された方法に準じて合成できる。ポリハロゲノピリミジン系化合物の具体例をあげると次のような化合物をあげる事が出来るが、要は反応性ハロゲン原子を２個以上有するポリハロゲノピリミジン系化合物であれば良いのであって、これらの具体例に制約されるものではない。

例えば、２，４，６−トリクロロピリミジン、４，５，６−トリクロロピリミジン、２，６−ジクロロピリミジン、４，６−ジクロロピリミジン、２，４−ジクロロピリミジン、５−シアノ−２，４，６−トリクロロピリミジン、２−アミノ−４，６−ジクロロピリミジン、２，４−ジクロロ−５−メトキシピリミジン、６−メチル−２４−ジクロロピリミジン、４，６−ジクロロ−２−メチルチオピリミジン、２−エトキシ−４，６−ジクロロピリミジン及びジフルオロモノクロロピリミジン等のポリハロゲノピリミジン系化合物を具体例として挙げる事ができる。

本発明で使用されるアルカリ剤とは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、重炭酸塩、燐酸塩、珪酸塩、水酸化物等で、例えば炭酸ソーダ、炭酸カリ、重炭酸ソーダ、重炭酸カリ、炭酸リチウム、第３燐酸ソーダ、第２燐酸ソーダ、珪酸ソーダ、苛性ソーダ、カセイカリ、水酸化マグネシューム等の単独或いは混合物である。
本発明で使用される乳化剤或いは分散剤の具体例としては次の様な公知の化合物が使用可能である。具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系、グリセリン脂肪酸エステル系、ショ糖脂肪酸エステル系、サポニン系、レシチン系、ナフタリンスルフォン酸のホルマリン縮合物、シェファー酸のホルマリン縮合物、リグニンスルフォン酸等を具体例として挙げる事ができる。

本発明の加工対象となるセルロース系繊維材料とは、セルロース系天然繊維材料で、具体的には綿、麻、モダル、ポリノジックレーヨン、ピスコースレーヨン、キュプラレーヨン等の単独或いは混紡、交織品を主体とする繊維材料であるが、他の合成繊維、半合成繊維或いは蛋白質系繊維、例えばポリウレタン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、アセテート、ポリ乳酸、絹、羊毛、獣毛などとの混紡・交織繊維であっても良い。また、糸、織物、編物或いは不織布など、あらゆる形態の繊維材料に適用できる。
本発明方法によって加工・改質されたセルロース系繊維材料は、抗ピリング性、風合良好性、着用快適性、光沢耐久性、高弾性率等に優れた機能性繊維となり、皮膚に優しい暖かみのある風合いが付与され、強度、しなやかさにも優れ、繰り返し洗濯耐久性にも優れた機能性繊維が得られる。

以下実施例によって本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に制約されるものではない。なお、例中、部及び％は重量部及び重量％を意味する。

実施例１
容量１２Ｌのチーズ染色機に水１２Ｌを仕込み、キュプラレーヨンのチーズ巻きの糸（３０／２）１ｋｇをセットする。次いで液を循環しながら、ＡＬＢＥＧＡＬＦＦＡ（ＣＩＢＡ社製、脱気剤）１％ｏｗｆ、ＡＬＢＥＧＡＬ ＢＦ（ＣＩＢＡ社製、均染剤）１．５％ｏｗｆ、ＴＤＳ−８０（第一工業製薬社製、乳化剤）３％ｏｗｆと２，４，６−トリクロロピリミジン３％ｏｗｆとを少量の水に乳化させたもの、無水芒硝を１００ｇ／Ｌ、最後に炭酸ソーダを１０％ｏｗｆ仕込む。
１〜２℃／分で９５℃に昇温し、９５℃で１時間保温する。冷却して排液し、水洗を２回繰り返し、酢酸を加えたＰＨ４の水中で５０℃５分間中和処理して、更に水洗して乾燥する。このようにして改質加工したキュプラレーヨンの糸を編み機で編みたてて、下記の通り試験した。

（１）抗ピリング試験：
本発明品＝５級
未加工品＝２級
上記試験結果から明らかなように、本発明加工品は抗ピリング性が著しく優れており形態安定性も優れている事が確認された。
（２）着用快適性試験：
モニターによって上記２種類の製品について（１）肌触り感、（２）なめらかさ、（３）しなやかさ、（４）さらっとした感じ、（５）蒸れ感、について洗濯を２０回繰返したあとの着用官能試験を行った結果、本発明加工品がいずれにおいても最も優れていた。

実施例２
容量１２Ｌのチーズ染色機に水１２Ｌを仕込み、マイクロモダルのチーズ巻きの糸（４０／ ）１ｋｇをセットする。次いで液を循環しながら、ＡＬＢＥＧＡＬ ＦＦＡ（ＣＩＢＡ社製、脱気剤）１％ｏｗｆ、ＡＬＢＥＧＡＬ ＢＦ（ＣＩＢＡ社製、均染剤）１．５％ｏｗｆ、ＴＤＳ−８０（第一工業製薬社製、乳化剤）１％ｏｗｆと２，４，６−トリクロロピリミジン１％ｏｗｆとを少量の水に乳化させたもの、無水芒硝を１００ｇ／Ｌ、最後に炭酸ソーダを１０％ｏｗｆ仕込む。
１〜２℃／分で９０℃に昇温し、９０℃で４０分間保温する。
冷却して排液し、水洗を２回繰り返し、酢酸を加えたＰＨ４の水中で６０℃１０分間中和・湯洗してから更に水洗して乾燥する。
このようにして改質加工したマイクロモダルの糸を編み機にて編みたてて、実施例１と同じ様に試験した結果、抗ピリング性、着用快適性とも実施例１と同様に優れていた。

Claims (5)

1. ２，４，６−トリクロロピリミジン、４，５，６−トリクロロピリミジン、２，６−ジクロロピリミジン、４，６−ジクロロピリミジン、２，４−ジクロロピリミジン、５−シアノ−２，４，６−トリクロロピリミジン、２−アミノ−４，６−ジクロロピリミジン、２，４−ジクロロ−５−メトキシピリミジン、６−メチル−２，４−ジクロロピリミジン、４，６−ジクロロ−２−メチルチオピリミジン、２−エトキシ−４，６−ジクロロピリミジン及びジフルオロモノクロロピリミジンからなる群から選ばれた１種以上のポリハロゲノピリミジン系化合物を架橋剤として用い、
   水中で前記ポリハロゲノピリミジン系化合物を乳化剤或いは分散剤により乳化・分散させた後、セルロース系繊維材料を、アルカリ剤の共存下、アルカリ性で加熱反応処理する事を特徴とするセルロース系繊維材料の改質加工法。
2. アルカリ剤として、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属の炭酸塩、重炭酸塩、燐酸塩、珪酸塩、水酸化物から選ばれるアルカリ剤を使用する事を特徴とする請求項１に記載のセルロース系繊維材料の改質加工法。
3. セルロース系繊維材料が、綿、麻、モダル及びレーヨンからなる群より選ばれたセルロース系繊維を含む、織物、編物、不織布の単独、混紡或いは交織品からなる繊維材料である事を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセルロース系繊維材料の改質加工法。
4. セルロース系繊維材料が、セルロース系繊維材料とポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリル、ポリ乳酸、アセテートから選ばれた合成繊維材料及び／又は絹、羊毛、獣毛から選ばれた蛋白質系繊維材料との混紡、交織又は複合系繊維材料である事を特徴とする請求項３に記載のセルロース系繊維材料の改質加工法。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の改質加工法によって改質加工されたセルロース系繊維材料。