JP6150526B2 - 吸放湿性セルロース繊維及びその製造方法 - Google Patents
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Description
グラフト率(owf%)=[(EB加工後の生地重量−EB加工前の生地重量)/(EB加工前の生地重量)]×100
但し、EB加工とは、電子線照射をして(メタ)アクリル酸塩をセルロース繊維に共有結合させる加工のことである。また、owfはon the weight of fiberの略である。
<アクリル酸グラフト綿の作製>
原綿15gをエレクトロカーテン型電子線照射装置EC250/15/180L((株)アイ・エレクトロンビーム製)にて加速電圧250kVで、窒素雰囲気下、40kGy照射した。電子線照射した綿をアクリル酸(ナカライテスク株式会社製)8重量%、INVADINE650(浸透剤)(ハンツマン・ジャパン株式会社製)0.5重量%、HT−150D(大阪ケミカル工業株式会社製)(消泡剤)0.1重量%の水溶液200mLを付与し、2分間静置した。その後、マングルでスライバー質量に対して約100重量%のピックアップ率となるように絞った。その後、未反応のアクリル酸を除去するため、水洗し、乾燥することによりアクリル酸グラフト率30重量%の綿を得た。なお、グラフト率は、加工前後の質量差より算出した。
上記のように作製したアクリル酸グラフト綿(グラフト率30重量%及び40重量%)、未処理綿を一般財団法人 ボーケン品質評価機構にてクイックスピンによる糸の作製及びその糸を用いて13Gで編地を編み立てた。
ボーケン品質評価機構にて作製した各種編地(未加工、アクリル酸グラフト率30重量%、アクリル酸グラフト率40重量%)に対して、水酸化ナトリウム(ナカライテスク株式会社製)20重量%、INVADINE650(浸透剤)(ハンツマン・ジャパン株式会社製)0.5重量%を浴比1:10で常温にて付与し、十分に編地に浸透させた。浸透後、十分水洗し、乾燥することにより、未処理、アクリル酸グラフト率30重量%及び40重量%の綿を使用した編地のマーセル化品 (未処理マーセル化品、グラフト率30重量%マーセル化品及びグラフト率40重量%マーセル化品) を得た。
水酸化ナトリウム(ナカライテスク株式会社製)水溶液、30重量%過酸化水素水(ナカライテスク株式会社製)およびスタビライザーWC(安定化剤)(クラリアント株式会社製)の水中混合液中で前記試料(未処理、アクリル酸グラフト率30重量%、アクリル酸グラフト率40重量%、未処理マーセル化品、アクリル酸グラフト率30重量%マーセル化品及びアクリル酸グラフト率40重量%マーセル化品)を98℃で30分処理後、湯洗、水洗を行った(浴比は1:15)。前記混合液中、水酸化ナトリウムの濃度は、3g/L、30%過酸化水素水の濃度は5mL/L、スタビライザーの濃度は1g/Lであった。次に、前記試料を酢酸(ナカライテスク株式会社製)およびチオ硫酸ナトリウム・五水和物(ナカライテスク株式会社製)の水中混合液で、60℃で10分処理後、湯洗、水洗を行い(浴比は1:15)、各試料の晒し上り品とした。前記混合液中、酢酸の濃度は1mL/L、チオ硫酸ナトリウム・五水和物の濃度は3g/Lであった。以上をまとめると次のようになる。
(1)実施例1:アクリル酸グラフト率30重量%マーセル化品
(2)実施例2:アクリル酸グラフト率40重量%マーセル化品
(3)比較例1:未加工品
(4)比較例2:アクリル酸グラフトなし、マーセル化品
(5)比較例3:アクリル酸グラフト率30重量%品
(6)比較例4:アクリル酸グラフト率40重量%品
吸湿条件:30℃、90%RH
放湿条件:20℃、65%RH
測定方法
(1)所定の大きさの試料を秤量瓶に採取した。
(2)試料を秤量瓶に入れたまま、110℃で2時間以上乾燥後の重量を絶乾重量(W0)とした。
(3)30℃、90%RHに調整した恒温恒湿槽内に試料を吊り下げ、15〜1380分経過時に試料を取り出し、秤量瓶に入れ、その重量を測定した。試料重量をW1とする。
(4)引き続き20℃、65%RHに調整した恒温恒湿槽内に試料を吊り下げ、15〜240分経過時に試料を取り出し、秤量瓶に入れ、その重量を測定した。試料重量をW1とする。
水分率は次の式によって求めた。
水分率(%)=[(W1−W0)/W0]×100
(1)比較例1:天然セルロース繊維の一例である綿(コットン)は、絶乾状態から吸湿時の最高水分率までの差は11.2%であり、放湿時に平衡状態になるまでの水分率の差は2.6%である。
(2) 比較例2:木綿(コットン)のマーセル化処理物は、絶乾状態から吸湿時の最高水分率までの差は14.9%であり、放湿時に平衡状態になるまでの水分率の差は3.8%である。
(3) 比較例3:木綿(コットン)にアクリル酸ナトリウムを30重量%結合させたものは、絶乾状態から吸湿時の最高水分率までの差は22.7%であり、放湿時に平衡状態になるまでの水分率の差は10.2%である。
(4) 比較例4:木綿(コットン)にアクリル酸ナトリウムを40重量%結合させたものは、絶乾状態から吸湿時の最高水分率までの差は23.2%であり、放湿時に平衡状態になるまでの水分率の差は9.7%である。
(5) 実施例1:木綿(コットン)にアクリル酸ナトリウムを30重量%結合させ、その後にマーセル加工したものは、絶乾状態から吸湿時の最高水分率までの差は37.5%であり、放湿時に平衡状態になるまでの水分率の差は17.1%である。
(6) 実施例2:木綿(コットン)にアクリル酸ナトリウムを40重量%結合させ、その後にマーセル加工したものは、絶乾状態から吸湿時の最高水分率までの差は44.0%であり、放湿時に平衡状態になるまでの水分率の差は20.9%である。
以上をまとめると表3のとおりとなる。
(1)実施例1で得られた繊維:図3
(2)実施例2で得られた繊維:図4
(3)比較例1の繊維:図5
(4)比較例2で得られた繊維:図6
(5)比較例3で得られた繊維:図7
(6)比較例4で得られた繊維:図8
図3〜4に示すように本発明の実施例1及び実施例2のセルロース繊維は、X線回折図の18〜25deg(2Θ)において双耳(2山)ピークを示し、図2 (b)のマーセル化セルロース(II型)を含むものであった。これに対して比較例1,3〜4(図5,7〜8)はI型であった。比較例2(図6)はアクリル酸グラフトなし、マーセル化品であったので、マーセル化セルロース(II型)であった。
実施例1〜2及び比較例1〜4の各試料を水を用いて全自動洗濯機で洗濯後、室温にて吊り干しし、経時的に水分率を測定した。
水分率(%)=(所定時間後重量−乾燥時重量)/(乾燥時重量)X100
結果を図9に示す。洗濯乾燥性試験の結果から、実施例1及び2では脱水直後の水分率が非常に高い。また、乾燥速度も非常に遅い。したがって、保水性が高いことがわかる。
比較例1:未処理(5cmX5.5cm編地の重量:0.448g、0.422g)
比較例2:グラフト30重量%(5cmX5.5cm編地の重量:0.282g、0.303g)
比較例3:グラフト40重量%(5cmX5.5cm編地の重量:0.250g、0.263g)
比較例4:未処理マーセル化(5cmX5.5cm編地の重量:0.538g、0.579g)
実施例1:グラフト30重量%マーセル化(5cmX5.5cm編地の重量:0.526g、0.533g)
実施例2:グラフト40重量%マーセル化(5cmX5.5cm編地の重量:0.422g、0.422g)
(2)上記生地を70℃で乾燥させた。
(3)発泡スチロール製の箱にお湯(約40℃)を入れ、30℃以上90%RH以上の雰囲気を作った。
(4)生地(比較生地(未処理)と対象生地)を温度センサーに被せて、チャック付きビニール袋内にシリカゲルシート上で湿度が10%RH以下に調湿すると共に比較生地と対象生地の温度がほぼ同じになるまで待った。
(5)(3)の雰囲気中に(4)の試料を素早く移し、10秒ごとに10分間の温度の経時変化を記録した。
試験結果を表4に示す。
Claims (7)
- 天然セルロース繊維に、カルボン酸塩を化学結合させたセルロースII型のセルロース繊維であって、
前記セルロースII型のセルロース繊維は、X線回折図の18〜25deg(2Θ)において双耳ピークを示すセルロースII型を含み、
前記セルロースII型のセルロース繊維は吸放湿性を有し、前記吸放湿性は、絶乾状態から温度30℃、湿度90%RHの状態にしたときの吸湿時の最高水分率までの差は25%以上50%以下であることを特徴とする吸放湿性セルロース繊維。 - 前記セルロースII型は、セルロースI型の天然セルロース繊維を無緊張下で水酸化ナトリウム水溶液に浸漬又は接触させるマーセル加工により発現する請求項1に記載の吸放湿性セルロース繊維。
- 前記カルボン酸塩は(メタ)アクリル酸塩である請求項1に記載の吸放湿性セルロース繊維。
- 前記化学結合による重量増加率は、0.1〜50重量%である請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸放湿性セルロース繊維。
- 前記吸放湿性セルロース繊維は、わた、不織布、糸又は生地の状態である請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸放湿性セルロース繊維。
- セルロースI型の天然セルロース繊維に電子線照射する工程と、
前記電子線照射した前記セルロースI型の天然セルロース繊維にカルボン酸基を含む化合物を接触させて化学結合させる工程と、
前記カルボン酸基を含む化合物を化学結合させた前記セルロースI型の天然セルロース繊維を無緊張下で水酸化ナトリウム水溶液に浸漬又は接触させるマーセル加工により前記セルロースI型のセルロース繊維をセルロースII型に変換させる工程を含むことを特徴とする吸放湿性セルロース繊維の製造方法。 - 前記マーセル加工はわた、不織布、糸又は生地の状態で処理する請求項6に記載の吸放湿性セルロース繊維の製造方法。
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JP2014133963A (ja) | 2014-07-24 |
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