JP6291140B2 - 撥水機能を有する編物用原糸の製造方法 - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１４年９月２日付で出願された韓国特許出願第１０−２０１４−０１１６３３５号に基づいた優先権を主張し、前記特許文献の内容のすべては参照のために本発明に組み込まれる。

本発明は、撥水機能を有する編物用原糸の製造方法に関する。

天然繊維は、合成繊維に比べて強度が強くて丈夫であり、繰り返し洗濯に対する耐久性に優れた種類が結構多い。また、天然繊維は、合成繊維に比べて吸湿性及び保温性に優れるので、衛生的で着心地が良いという利点があり、生地に製織されて布などとして多く使用される。

ところが、天然繊維が、上述した多くの利点を有するものの、水を容易に吸収する親水性を有するため、天然繊維からなる生地は、湿気を容易に溜めて収縮してしまうという不具合がある。したがって、天然繊維生地で作られた衣類の場合、例えば梅雨時に湿気によって収縮したり降雨時に雨水により容易に濡れたりして、着心地を急激に低下させる。

かかる問題を解決するために、生地に撥水性を与えるための様々な技術が提案されているが、これらの技術は、生地の表面に撥水コーティング液を単にコーティングするなどのものであって、時間経過に伴って撥水性能が急激に低下するという欠点を持つ。

このような点を勘案し、韓国特許出願第２０１２−００５２８７２号では撥水生地の製作方法を開示している。この方法は、編物ではなく、経糸と緯糸で製織された織物を対象としている。

編物の場合、生地に比べて一般的に伸縮性、保温性及び柔軟性に優れるうえ、良好なフィット感により活動性がよく、しわがつき難いので手入れしやすいという利点がある。このような利点により、靴下、手袋、セーターにかつて使用されてきただけでなく、その他の衣類へも漸次分野を広げてきた。

織物の需要と一緒に編物の需要も増加するにつれて、機能性編物の必要性が浮き彫りになっており、その一環として、撥水機能を有する編物に関する研究が続けられてきた。

編物用原糸の場合、織物用原糸に比べて原糸の太さが太く、強度が弱いため、原糸の生産過程及び染色過程における糸の収縮、もつれ、加工糸の体積低下及び肌触りの変化に注意しなければならない。本発明者は、このような編物の特徴を考慮して、編物用原糸に適した撥水処理方法について研究を行ってきたとともに、長年の研究の末に、撥水機能を有する編物用原糸の製造方法を発明した。

そこで、本発明は、織物に比べて編物が持っている長所を維持しながら、織物にのみ偏重した撥水機能を編物にも適用するために案出されたものである。本発明は、撥水機能を有する編物用原糸の製造のために、従来の編物用原糸の代表的な染色方法であるかせ染色方式及びコーン染色方式を撥水剤コーティングに導入し、かせ形態及びコーン形態に適した編物用原糸の撥水処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一実施形態は、かせ形態またはコーン形態の編物用原糸を提供する段階と、提供された原糸の不純物と油剤を除去するための洗浄を行う段階と、洗浄された原糸に加圧条件下で撥水剤をコーティングする段階と、撥水された原糸を脱水した後、乾燥させる段階と、乾燥した原糸に熱を加えて撥水剤を原糸に固着させる段階とを含んでなる、撥水機能を有する編物用原糸の製造方法を提供する。

本発明の一実施形態によれば、撥水液が編物用原糸の組織内にまで浸透するので、原糸の撥水剤コーティングだけでも製織後の編物製品に撥水機能を維持し且つ多数回の洗浄またはドライクリーニング後にも撥水能力を長期維持することができる。

本発明に係る原糸の撥水処理方法を概略的に説明するためのブロック図である。 本発明に係る撥水前の編物用原糸のかせ形態を示す写真である。 本発明に係る撥水前の編物用原糸のコーン形態を示す写真である。

本発明は下記の説明によって達成できる。下記の説明は本発明の好適な実施形態を記述するものと理解されるべきであり、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。また、添付図面は、理解を助けるためのもので、本発明を限定するものではない。個々の構成に関する詳細は、後述する関連記載の具体的な趣旨によって適切に理解できる。

以下、上述した本発明に係る編物用原糸の撥水処理方法についてより詳細に説明する。

本発明の実施形態によって提供される編物用原糸の撥水処理方法は、編物用原糸をかせ形態とコーン形態に分け、それぞれの形態によって圧力条件、温度条件、撥水液の提供量などを調節して、従来の撥水方法とは区別される編物用原糸に適した特性を持つ撥水処理方法に該当する。

本発明に係る編物用原糸の撥水処理方法は、撥水処理の前に編物用原糸を洗浄した後、洗浄された編物用原糸に加圧条件で撥水液を噴射させて撥水処理を施すことができるように構成される。

すなわち、本発明に係る編物用原糸の撥水処理方法は、かせ形態またはコーン形態の編物用原糸を提供する段階（Ｓ１１０）と、提供された原糸の不純物と油剤を除去するための洗浄を行う段階（Ｓ１２０）と、洗浄された原糸に加圧条件下で撥水剤をコーティングする段階（Ｓ１３０）と、撥水された原糸を脱水した後、乾燥させる段階（Ｓ１４０）と、乾燥した原糸に熱を加えて撥水剤を原糸に固着させる段階（Ｓ１５０）とを含んでなる過程で行われる。

洗浄の後、洗浄された原糸に染色液を供給させて原糸を染色する段階（Ｓ１２１）と、その後、洗浄水を供給して、染色された原糸を水洗する段階（Ｓ１２２）とをさらに含むことができる。

まず、編物用原糸を提供する段階（Ｓ１１０）は、前記編物用原糸に撥水剤をコーティングするために容器に編物用原糸を提供する段階である。この際、前記編物用原糸はかせ形態またはコーン形態で容器に提供される。一般に、かせ形態の場合、コーン形態よりも撥水剤が接触できる接触面積が広いため、さらに低い圧力でも撥水剤のコーティングが可能であるという利点があるが、原糸が細いか張力が弱い場合、撥水後に糸車を巻く過程で高速で引かれて巻かれるため、原糸の損傷が発生するおそれがあるという欠点がある。そのため、相対的に細い織物用原糸の場合にはかせ形態の撥水剤コーティングを使用しない。コーン形態の場合にも、編物用原糸は織物用原糸とは原糸の組織及び太さが異なるので、撥水条件を異ならせなければならず、このような撥水条件の差異は下記撥水剤コーティング段階（Ｓ１３０）で説明する。前記編物用原糸は天然繊維、または天然繊維と合成繊維との混紡繊維からなる。具体的に、前記天然繊維は、綿（ｃｏｔｔｏｎ）または亜麻（ｆｌａｘ）などの植物性繊維とシルク（ｓｉｌｋ）またはウール（ｗｏｏｌ）などの動物性繊維を含む。また、前記合成繊維はナイロン、ポリエステル、アクリル繊維などを含む。前記混紡繊維は天然繊維を最大９９重量％まで含むことができる。

一実施形態において、前記編物用原糸は４５〜７５重量％のアクリル繊維と２５〜５５重量％のウール繊維から構成される。他の実施形態において、前記編物用原糸は６０〜９０重量％のウール繊維と１０〜４０％のナイロン繊維から構成される。前記編物用原糸の組成は、編物用原糸であって、通常使用される組成に該当する。

本発明における用語「原糸」は編物用原糸を意味する。前記編物用原糸の太さは恒重式番手（’Ｓ）で表すことができ、番手が大きいほど糸の太さは細くなる。一実施形態において、前記編物用原糸の太さは５〜７０番手である。

一方、洗浄段階（Ｓ１２０）は、前記原糸提供段階によって容器に提供された原糸に含まれている異物を除去するための段階である。

すなわち、前記洗浄段階は、前記原糸提供段階によって容器に原糸が提供されると、原糸に本来含まれている不純物と紡績過程で付着した油剤を除去するために、温度４０〜６０℃の石鹸水を原糸に２０分〜３０分間噴射させ、原糸に付着した異物を除去するための段階である。前記洗浄段階は、染色段階及び撥水段階における染色剤及び撥水剤のコーティングに影響を及ぼすことができる。

選択的な段階として、染色段階（Ｓ１２１）は、前記洗浄段階で洗浄された原糸を染色させるための段階である。前記染色段階は、所望の色相の撥水用原糸を製造するための段階であり、必要に応じて撥水段階の前に追加できる。

すなわち、前記染色段階は、前記洗浄段階によって、原糸に本来含まれている不純物と紡績過程で付着した油剤が除去されると、洗浄された原糸を染色させるために染色液を原糸に２時間〜４時間循環噴射させて原糸を染色させるための段階である。

水洗段階（Ｓ１２２）は、前記染色段階で原糸に染色が完了すると、洗浄水によって、染色された原糸から染色液が抜け出なくなるまで長時間洗浄する段階である。

撥水段階（Ｓ１３０）は、前記洗浄段階の後に、またはさらに前記染色段階を含む場合には染色段階及び水洗段階の後に、原糸に撥水液を噴射させて、染色された原糸を撥水させるための段階である。

すなわち、前記撥水段階は、洗浄段階または染色後の水洗段階を経た原糸に加圧条件下で撥水液を噴射する段階である。

ここで、前記撥水液は、水と撥水剤からなり、状況に応じて浸透剤、酢酸および柔軟剤などが含まれてもよい。

原糸の撥水コーティング過程は、１５０℃以上の高温の撥水剤を原糸に噴射してコーティングするのが一般的である。ところが、高温で撥水効果を示す撥水剤は、織物用原糸とは異なり、編物用原糸には適さない。編物用原糸は、高温処理の際に生地が損傷するおそれがあって、高温で編物用原糸を撥水コーティングする際に所望の程度の撥水効果を示すのは難しい。編物用原糸に適した撥水剤としては、低温でも撥水効果を示すフッ素系撥水剤が好ましい。前記フッ素系撥水剤は、フッ素モノマー及びアルキルアクリレートモノマーが共重合されたコポリマーでありうる。ここで、フッ素モノマーは撥水性を付与し、アルキルアクリレートは繊維の肌触りの調節に用いられる。一実施形態によれば、前記フッ素系撥水剤はフルオロアルキルアクリレートコポリマー（Ｆｌｕｏｒｏａｌｋｙｌ ａｃｒｙｌａｔｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）でありうる。

一実施形態によれば、前記撥水液は、原糸１００重量部に対して１０００〜１２００重量部の水及び３〜２０重量部の撥水剤を含む。撥水剤の量は実際撥水機能を確保するために重要な部分であり、撥水剤は水で希釈した後、撥水のために噴射装置に投入される。原糸の量に対して十分に撥水液を噴射することができるため、水の重量に対して原糸の約１０〜１２倍程度が好ましい。前記水の量に対して、撥水剤を投入して十分に撥水効果を示すためには、原糸１００重量部に対して３〜２０重量部の撥水剤を水に投入しなければならず、これは原糸の具体的な種類に応じて上記の範囲内で調節が可能である。前記撥水剤が３重量部未満で投入される場合には、所望の程度の撥水効果を発揮することができず、前記撥水剤が２０重量部を超えて投入される場合には、撥水剤の投入増加に比べて撥水効果の向上を期待するのは難しい。

前記撥水液は、編物用原糸の提供状態によってその組成が異なり得る。前記編物用原糸がコーン形態で容器に提供される場合、撥水液はさらに浸透剤および酢酸を含むことができる。コーン形態はかせ形態に比べて原糸が稠密な間隔で配置されており、撥水剤だけではすべての原糸に均一に撥水剤を浸透させることができないためである。但し、コーン形態で撥水を行う場合には、撥水した原糸が既にコーン形態で整理された状態なので、編成に入るときに原糸がより少なくもつれるという長所がある。

前記浸透剤は、撥水剤で処理するときに撥水性に影響を及ぼさず、優れた浸透、乳化性能を発揮する浸透剤であって、当業分野で知られている通常の浸透剤は制限なく使用することができる。一実施形態によれば、前記浸透剤は、脂肪族アミン（Ｆａｔｔｙ ａｍｉｎｅ）縮合物を含む浸透剤でありうる。浸透剤は、染色工程で使用された酸、アルカリおよび染色助剤を完全に除去して使用することが必要である。特に、残存のアルカリと染色助剤は、製品の乳化を破壊させて沈殿物を生成して製品の性能を低下させる原因となる。このような原因により製品の性能が低下することを防止するために酢酸を一緒に提供する。前記酢酸は、製品の残存アルカリを除去し、浸透剤が適切に活性化できるように適正のｐＨを維持する役目をする。

前記編物用原糸を撥水させるために使用される撥水剤、浸透剤および酢酸の場合、織物の種類及び撥水程度に応じて調節して使用しなければならない。一実施形態によれば、前記編物用原糸がかせ形態で容器に提供される場合、撥水液は、原糸１００重量部に対して１０００〜１２００重量部の水及び４〜７重量部の撥水剤を含む。一実施形態によれば、前記編物用原糸がコーン形態で容器に提供される場合、前記撥水液は、原糸１００重量部に対して０．１〜０．６重量部の浸透剤及び０．３〜１重量部の酢酸をさらに含む。浸透剤の含有量が０．１重量部未満である場合には、コーン形態の特性上、撥水剤が原糸に十分浸透しないという問題点が発生し、浸透剤の含有量が０．６重量部を超える場合には、浸透剤の使用量の増加に伴う浸透効果の増加が達成できない。酢酸は、製品の残存アルカリを除去するためのものである。残存アルカリ除去のためには０．３重量部未満が必要である。但し、酢酸が１重量部を超えて含まれる場合、むしろ酸の含有量が増加して原糸を損傷させるおそれがある。一実施形態によれば、撥水液における浸透剤と酢酸の重量比は３：５である。上記の比率で投入する場合には、実験によって浸透剤の浸透効果を達成する上で好ましい。

一実施形態によれば、撥水液は柔軟剤を含むことができる。柔軟剤の場合、当業分野で知られている通常の柔軟剤は制限なく使用することができる。柔軟剤は、撥水剤の使用により原糸の肌触りがこわく変わることを防止する役目をする。一般に、柔軟剤は撥水剤と一緒に使用可能であるが、撥水効果を増進させるためには、撥水液で撥水コーティングした後、柔軟剤で処理することが好ましい。柔軟剤が撥水機能を低下させるおそれがあり、一部の撥水剤に柔軟成分が含まれることがあるので、さらに好ましくは原糸の肌触りに問題がない場合には柔軟剤を使用しない方が良い。

撥水段階における撥水液は、撥水液が編物用原糸の内部まで短時間内に浸透して撥水処理が可能であるよう、０．４ｋｇｆ／ｃｍ^２〜１０ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力で供給される。例えば、前記撥水液の供給圧力は、約０．４以上、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０ｋｇｆ／ｃｍ^２であり、これらの数値の間のいずれかの範囲でありうる。加圧条件について、０．４ｋｇｆ／ｃｍ^２未満の場合には、撥水液が原糸に十分浸透することができず、１０ｋｇｆ／ｃｍ^２を超える場合には、圧力によって原糸が損傷するおそれがある。一般に、かせ形態の場合よりもコーン形態の場合がさらに高い圧力を必要とする。これは、コーン形態の場合が前述の如くかせ形態よりもさらに稠密な構造を持っており、撥水剤の浸透に制約があるためである。

前述した撥水液の温度および撥水時間は、撥水液が編物用原糸の内部まで浸透して撥水が行われるよう、３０〜６０℃の温度で１５分〜１時間噴射させることが好ましい。前記温度範囲は、撥水剤の使用に適した温度であって、３０℃未満の場合には撥水剤が十分にコーティングされ難く、６０℃を超える場合には原糸を傷つけるおそれがある。撥水液を噴射させる時間の場合には、撥水液の量を基準として撥水剤が十分にコーティングできる時間を意味する。

脱水および乾燥段階は、前記撥水段階で撥水した原糸のコーティングされていない撥水液を除去するための段階であり、前記乾燥段階で乾燥した原糸に熱を加えて撥水剤を原糸に固着させる熱セッティング段階を経る。熱セッティング段階は、約８０〜１２０℃の熱を加えることが通常的であるが、編物用原糸の場合、原糸の損傷を防止するために１００℃未満の熱を加えることが好ましい。

前記製造方法によって製造された編物用原糸は、原糸に撥水剤がコーティングされて撥水機能を持つ。原糸に吸収およびコーティングされる撥水剤の量は、撥水剤の提供量および繊維の種類によって異なり得る。一実施形態によれば、原糸１００重量部に対して撥水剤が２〜４重量部コーティングできる。コーティングされた撥水剤の量が原糸１００重量部に対して２重量部未満である場合には、適切な撥水機能を持たず、これとは異なり、４重量部を超える場合には、撥水剤の提供量に関連して経済性を持つのは難しい。

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。これらの実施例は、本発明の範囲を制限または限定しない。

［実施例］
（実施例１）
編物用原糸３０重量％のウールと７０重量％のアクリルで製造された原糸を使用し、前記編物用原糸の１ｋｇをかせ形態で容器に提供した。容器に提供された編物用原糸は、温度約５０℃の石鹸水を約３０分間約０．５ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力で噴射して異物を除去する洗浄段階を経た。その後、洗浄された原糸に撥水液を約４０℃の温度、約０．５ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力で約３０分間噴射して編物用原糸に撥水剤をコーティングした。前記撥水液は水１０ｋｇおよび撥水剤６０ｇから構成され、前記撥水剤は（株）ベネスコ社製のＪＣ−９０００を使用した。脱水および乾燥段階を経て水分を除去した後、乾燥した原糸に約９０℃の熱を加えて撥水剤を原糸に固着させる段階によって、撥水剤のコーティングされた編物用原糸を製造した。

（実施例２）
実施例１の撥水段階で撥水液を提供した後、柔軟剤１０ｇをさらに提供した。その他の残りの段階は実施例１と同様にして、撥水剤のコーティングされた編物用原糸を製造した。

（実施例３）
実施例１の撥水段階で撥水剤４０ｇを含む撥水液を提供した後、柔軟剤３０ｇをさらに提供した。その他の残りの段階は実施例１と同様にして、撥水剤のコーティングされた編物用原糸を製造した。

（結果は、ＦＩＴＩ試験研究院に依頼した撥水機能に対する結果値である。前記撥水機能に対する結果値は、その級数が大きいほど撥水機能性が大きいことを意味する。「適合」は４級以上の結果値を示し、「良好」は３級の結果値を示し、「不適合」は２級以下の結果値を示す。）

前述したように、柔軟剤は、撥水剤を提供した後に投入することが好ましい。柔軟剤が撥水効果に影響を与えるおそれがあるので、柔軟剤の投入なしで原糸の肌触りの維持が可能であれば柔軟剤を使用しない方が良い。

上述の方式で製造された、テストの結果が良好な編物用原糸の場合、前記編物用原糸で製造された編物は、５〜１０回のドライクリーニングまたは数回の洗濯後にも撥水機能が維持されることを確認した。

（実施例４）
編物用原糸は、７０重量％のウールと３０重量％のナイロンで製造された原糸を使用した。前記編物用原糸１ｋｇをコーン形態で容器に提供した。容器に提供された編物用原糸は、温度５０℃の石鹸水を３０分間約０．５ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力で噴射して異物を除去する洗浄段階を経た。その後、洗浄された原糸に撥水液を４０℃の温度、約２ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力で３０分間噴射して編物用原糸に撥水剤をコーティングした。前記撥水液は水１０ｋｇ、撥水剤５０ｇ、浸透剤３ｇおよび酢酸５ｇから構成され、前記撥水剤は（株）ベネスコ社製のＪＣ−９０００を使用し、前記浸透剤は（株）ベネスコ社製のＪＷ−１０００を使用した。脱水および乾燥段階を経て水分を除去した後、乾燥した原糸に９０℃の熱を加えて撥水剤を原糸に固着させる段階を介して、撥水剤のコーティングされた編物用原糸を製造した。

（実施例５）
編物用原糸は、８０重量％のウールと２０重量％のナイロンで製造された原糸を使用した。前記編物用原糸１ｋｇをコーン形態で容器に提供した。水１０ｋｇ、撥水剤５０ｇ、浸透剤１．２５ｇおよび酢酸０．３１ｇから構成された撥水液を使用した以外は実施例４と同様にして、編物用原糸を製造した。

（結果は、ＦＩＴＩ試験研究院に依頼した撥水機能に対する結果値である。前記撥水機能に対する結果値は、その級数が大きいほど撥水機能が大きいことを意味する。「適合」は４級以上の結果値を示し、「良好」は３級の結果値を示し、「不適合」は２級以下の結果値を示す。）

前記原糸は本発明の実験のためにランダムに選択されたものに過ぎず、前記実験例の結果は前記原糸にのみ限定されるものではない。前記実施例を介して、撥水液を構成する撥水剤、浸透剤、酢酸の適正提供量を確保した。また、酢酸は浸透剤との関係で浸透剤の活性のために使用されるもので、上記の結果から浸透剤と酢酸の提供量の比も確認することができる。

上述の方式で製造された、テスト結果が良好な編物用原糸の場合、前記編物用原糸で製造された編物は、５〜１０回のドライクリーニングまたは数回の洗濯後にも撥水機能が維持されることを確認した。

Claims (6)

1. かせ形態またはコーン形態の編物用原糸を提供する段階と、
   提供された原糸の不純物と油剤を除去するための洗浄を行う段階と、
   洗浄された原糸に、０．４ｋｇｆ／ｃｍ ^２ 〜１０ｋｇｆ／ｃｍ ^２ の加圧条件下で、撥水剤を含有する撥水液を３０〜６０℃の温度で噴射させて撥水剤をコーティングする段階と、
   撥水された原糸を脱水した後、乾燥させる段階と、
   乾燥した原糸に１００℃を超えない熱を加えて撥水剤を原糸に固着させる段階とを含み、
   前記撥水液は、原糸１００重量部に対して１０００〜１２００重量部の水および３〜２０重量部の撥水剤を含む撥水機能を有する編物用原糸の製造方法。
2. 前記洗浄段階の後、洗浄された原糸に染色液を供給させて原糸を染色する段階と、その後に洗浄水を供給して、染色された原糸を水洗する段階とをさらに含む、請求項１に記載の撥水機能を有する編物用原糸の製造方法。
3. 前記編物用原糸が４５〜７５重量％のアクリル繊維と２５〜５５重量％のウール繊維、または６０〜９０重量％のウール繊維と１０〜４０％のナイロン繊維で構成される、請求項１または２に記載の撥水機能を有する編物用原糸の製造方法。
4. 前記編物用原糸をかせ形態で提供する場合、前記撥水液は、原糸１００重量部に対して１０００〜１２００重量部の水および４〜７重量部の撥水剤を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の撥水機能を有する編物用原糸の製造方法。
5. 前記編物用原糸をコーン形態で提供する場合、前記撥水液は、原糸１００重量部に対して、０．１〜０．６重量部の浸透剤および０．３〜１重量部の酢酸をさらに含む、請求項４に記載の撥水機能を有する編物用原糸の製造方法。
6. 前記撥水機能を有する編物用原糸は、原糸１００重量部に対して撥水剤が２〜４重量部コーティングされることを特徴とする、請求項１または２に記載の撥水機能を有する編物用原糸の製造方法。