JP6823956B2 - 染色方法及び繊維製品 - Google Patents
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そして、その染色方法は、インジゴ染料が水不溶性であり、繊維に対する親和性が低いため、ハイドロサルファイトと水酸化ナトリウムを含むアルカリ性の還元浴で還元し水溶性のロイコ型(ロイコ塩)とし、当該ロイコ型インジゴ染料を繊維に吸着させた後に、空気酸化によって、元の水不溶性の染料に戻すという作業を繰り返して目的の濃度の染色物を得ている。
・高濃度のインジゴ染料の濃縮還元液を作製する必要があり作業が煩雑である。
・インジゴ染料の酸化、還元を複数回繰り返す必要があり染色処理に時間がかかったり作業が煩雑である。
・安定したインジゴ染料の濃縮還元液を作製するために、大量の濃縮還元液を作製しなくてはいけないためコストが高くなり、また、当該濃縮還元液の廃棄時には排水処理の負荷、環境負荷が大きい。
・インジゴ染料の濃度に対し、繊維へのインジゴ染料の染着量がすくなくコストが高くなる。
・酸化時の雰囲気中の湿度等の環境により酸化の程度に差が表れ、色の均一性や再現性に劣る。
・ソーピング処理が複数回必要となり生産性が悪い。
といった問題を有している。
・綿などの天然繊維では20〜30℃の低温で染色が可能なため、インジゴ染料の還元液の還元状態をある程度一定の状態で維持しやすいが、ナイロンなどの合成繊維の場合は、インジゴ染料の還元液の温度を少なくとも40℃以上にする必要があり、そのため還元剤の分解が始まり、還元液を一定の状態に保てない。
・還元液の状態を一定に保てないため、色の再現性が悪く、また、高い頻度で高濃度のインジゴ染料の還元液を廃棄する必要があり、排水負荷、環境負荷がさらに大きくなる。
・また、合成繊維をインジゴ染料で染色した場合は、染色堅牢度が悪く、摩擦堅牢度で1〜2級という状態であった。
したがって、本発明では、従来のインジゴ染料による染色に比べ、作業性がよく、色の均一性や再現性にすぐれ、優れた染色堅牢度を有するインジゴ染料で染色された繊維製品を提供することを課題としている。
すなわち、本発明の態様は、以下のようである。
インジゴ染料を含む糊剤が付与された繊維製品を還元剤とアルカリ剤とを含む処理液で還元処理し、
その後、ソーピング処理を行い繊維上のインジゴ染料を酸化することを特徴とする染色方法。
(2)前記インジゴ染料を含む糊剤には、アルカリ剤及び/又は還元剤が含まれないことを特徴とする前記(1)に記載の染色方法。
(3)前記還元処理がバッチ処理であることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の染色方法。
(4)前記繊維製品が合成繊維を含むことを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の染色方法。
(6)前記洗濯に対する染色堅牢度試験における試験後の洗濯液の汚染が3級以上であることを特徴とする前記(5)に記載の繊維製品。
また、得られた繊維製品は優れた摩擦堅牢度を有している。
また、繊維製品は、繊維を紡糸する段階で紡糸用樹脂に難燃剤等の薬剤を練り込んだものや糸や織物、編物、不織布等の繊維布帛若しくは衣服等の最終製品の形状とした後、難燃加工、制電加工、抗菌防臭加工、制菌加工、紫外線遮蔽加工、耐光向上加工などを施してあってもよい。
あらかじめ着色する方法は、繊維製品に用いられている素材に応じ、紡糸時に顔料を練り込む原着をはじめ、繊維素材に応じた染料を用い任意の染色方法で染色すればよい。
ここで本明細書中において、糊剤とはインジゴ染料と糊とを含むものをいう。
そして糊とは、インジゴ染料と混合することができ、繊維製品に付与後皮膜を形成し、インジゴ染料を繊維製品の少なくとも表面付近にとどめておくことができる固形物のことをいい、糊はバインダー樹脂を含むことができる。
バインダー樹脂とは、糊のうち合成樹脂であるものをいう。
一般に、バインダー樹脂は、ソーピング処理を行った後においても繊維製品の表面付近に残留することが可能である。
糊剤は、繊維製品に対し糊剤を付与した箇所1m2当たり、約5g以上、約500g以下付与されることができる。
また、インジゴ染料を含む糊剤の繊維製品への付与は、繊維製品の片面の全面や片面の一部に柄状に付与してもよい。また、繊維製品の両面にインジゴ染料を含む糊剤を付与してもよい。
繊維製品の少なくとも片面にインジゴ染料を含む糊剤を付与する際の条件は、特に限定されるものではないが、周囲環境(例えば、約25℃、相対湿度約50%〜約70%、大気圧)下で行えばよい。
合成インジゴ染料としては、C.I.Vat Blue 1、C.I.Vat Blue 3、C.I.Vat Blue 5などが挙げられる。
なお、糊剤中のインジゴ染料の濃度は、求められる染色濃度により任意の濃度であればよいが、100質量%の糊剤中で、下限は0質量%超であり、上限は40質量%程度であり、約0.5質量%以上、約1質量%以上、約2質量%以上、かつ約30質量%以下、約25質量%以下、約20質量%以下、約15質量%以下、約10質量%以下であることができる。40質量%を超えて糊中にインジゴ染料を含めても得られる繊維製品の濃度はさほど上がらないため、コストや環境負荷の観点より不利である。
得られる繊維製品の風合い、堅牢度、色相の観点からはアクリル系樹脂を用いるとよい。なお、糊として樹脂を用いる場合には、堅牢度の観点より架橋剤も用いるとよい。本明細書中において、架橋剤とは、樹脂のポリマー同士および/または樹脂のポリマーと繊維製品を構成する素材のポリマーとを連結し、物理的、化学的性質を変化させる化学物質をいう。一般に、架橋剤は、洗濯堅牢度、摩擦堅牢度などの洗濯および摩擦に対する耐久性を向上させるためにもちいることができる。架橋剤としては、メラミン系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、イミン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤などを挙げることができる。
さらに、糊として、バインダー樹脂を用いるとよい。バインダー樹脂を用いた場合には、還元処理をおこないインジゴ染料を水溶性のロイコ型にする必要はないように思われるが、バインダー樹脂を用い、還元処理、酸化処理を行うことにより、高濃度でかつ堅牢度にも優れた繊維製品が得られる。また、繊維製品の表面にインジゴ染料が多く染着させることができることにより、繊維製品の素材としてナイロンなどの合成繊維を用いた場合においても、繊維製品を洗濯処理することにより綿製品のような洗いざらし感を出すことができ、意匠性の観点からも好ましい。
糊剤の中にアルカリ剤や還元剤を含む場合には、このような乾燥や熱処理を大気中で行うと還元剤の分解や染料の分解がはじまり、十分な濃度のインジゴ染料で染色された繊維製品が得られなかったり、均一に着色された繊維製品が得られないおそれがあるが、糊剤の中にアルカリ剤及び/又は還元剤が含まれていないことによりこれらのリスクを軽減することができる。
還元処理を行うことにより、インジゴ染料がロイコ型となり、水溶性となり繊維に染着する。糊としてバインダー樹脂を用いた場合には当該バインダー樹脂の種類にもよるが一部染着する。
還元剤としては、ハイドロサルファイト、ソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート(ロンガリットC)、二酸化チオ尿素などが挙げられ、これらを単独または配合して用いるとよい。
還元剤の添加量は、インジゴ染料の還元の観点から、上限は処理液の酸化還元電位が約−600mV以下となるような量であることがよく、好ましくは約−700mV以下、より好ましくは約−750mV以下となるような量であるとよい。下限は特に限定されないが、染料が過還元されるおそれがあるため約−1000mV以上となるような量であるとよく、好ましくは約−900mV以上となるような量であるとよい。
また、アルカリ剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリポリン酸ナトリウムなどが挙げられる。
アルカリ剤の添加量は、インジゴ染料をロイコ型とするため、処理液のpHが約9.0以上、より好ましくは約10.0以上となるような量であるとよい。上限は特にないが、染料が加水分解するおそれがあるためpH約12.0以下、より好ましくはpH約11.0以下となるような量であるとよい。
また、処理時間は、得られる繊維布帛の染色濃度の観点から、約60℃以上の状態で約10分以上がよい。また、堅牢度の観点からは約60℃以上で約15分以上がよい。上限は特に限定されるものではないが、3時間程度以下である。
バッチ式であれば、還元処理中における処理槽内への新たな空気(酸素)の流入を防止し、処理槽内の空気(酸素)の量を管理できるため、繊維製品の濃度やインジゴ染料で染色された再現性や均染性にすぐれた繊維製品が得られる。また、処理槽内の空気を窒素などで置換しても再現性や均染性の観点から好ましい。
また、ソーピング処理により、繊維上の不要な糊剤中の糊や添加剤や未染着のインジゴ染料を除去することにより、洗濯堅牢度、乾燥及び湿潤摩擦堅牢度等の堅牢度も向上し、風合いも柔らかくなる。
ソーピング処理時の処理液には、ソーピングのための界面活性剤やアルカリ剤などを添加してもよい。また、必要に応じ、その後、さらに水のみですすぎを行ってもよい。
また、ソーピング処理は、ドラム型染色機、液流染色機、ウインス型染色機などをもちいたバッチ処理、拡布状連続ソーピング機、ロープ状連続ソーピング機などを用いた連続式処理をおこなえばよいが、十分に酸素とインジゴ染料が接触し、インジゴ染料が酸化されるようにするとよい。
ウオッシュ加工としては公知の方法を用いればよいが、ドラム型染色機を用い、水や湯を用い例えば約10℃〜約140℃で約5分〜約10時間洗えばよい。また、軽石やゴムボールを併用してもよい。また水や湯の中に界面活性剤やアルカリ剤を添加してもよい。
また、ウレタン樹脂膜、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂などからなる防水膜を繊維製品に付与し、防水加工を施してもよい。防水膜の繊維布帛への付与は、これらの防水膜を形成するための樹脂溶液を繊維布帛に塗布し湿式や乾式等により成膜させるコーティング法や、あらかじめ製造した防水膜と繊維を貼り合せるラミネート法であってもよい。
本実施形態の繊維製品は、インジゴ染料を含む糊剤を用いて染色された繊維製品であって、インジゴ染料で染色された部分の濃度がトータルK/S=約100以上であり、JIS L0849に規定の摩擦試験機II形(学振形)法に準じた摩擦堅牢度(以下、摩擦堅牢度ともいう。)が乾燥試験及び湿潤試験において3級以上、JIS L0844 A−1号に準じた洗濯に対する染色堅牢度(以下、洗濯堅牢度ともいう。)が変退色及び汚染とも3級以上である。
本発明では、インジゴ染料による染色が難しいと言われているナイロンなどの合成繊維であっても均一で淡色から濃色までの色を有することができ、また、濃色であっても優れた堅牢度を有している繊維製品が得られる。特に、濃度及び堅牢度の観点からはナイロンが好ましい。
また、繊維製品は、難燃性、制電性、抗菌防性、制菌性、紫外線遮蔽性、耐光向上性、撥水性、吸水性などを有しているものであってもよい。
なお、バインダー樹脂の厚みは風合い、タッチ、洗いざらし感の観点より約9μm未満であるとよい。好ましくは約5μm未満、更に好ましくは約3μm未満がよい。下限は特に限定されるものではないが、ウオッシュ加工により洗いざらし感を出すとの観点からは約0.1μm以上がよい。
トータルK/Sの上限は特に限定されないが、着色できる濃度は、発色性及び摩擦堅牢度、洗濯堅牢度の観点より800程度以下である。
より好ましく摩擦堅牢度は乾燥試験及び/又は湿潤試験において3〜4級以上、さらに好ましくは、摩擦堅牢度は乾燥試験及び/又は湿潤試験において4級以上であるとよい。
なお、本実施形態においてJIS L0844 A−1号に準じた洗濯に対する染色堅牢度の試験時には、洗剤として中性洗剤「エマール」(登録商標:花王株式会社製)を1.5ml/l使用して試験をおこなったものいう。
しかしながら、本実施形態の繊維製品であれば、天然繊維だけではなく、再生繊維、半合成繊維をはじめ、ナイロンなどの合成繊維からなる繊維布帛、特にナイロンを含むものであっても高濃度で染色でき、且つ、優れた堅牢度を有する繊維布帛が得られる。また、ウオッシュ加工をおこなえば中白の表現が可能な合成繊維製の繊維製品が得られる。
以下の実施例における評価は次の方法によった。
トータルK/Sは、クラボウ株式会社製の分光光度計KURABO COLOR―7x、システムAUCOLOR NF−2、波長380nm〜720nmにて周囲環境下で測定をおこなった。なお、K/Sは、Kubelka−Munkの関数で定められるものであって、下記(1)式で表され、Rは可視光線領域での最大吸収波長での反射率を表す。
なお、測色時の試料は二つ折りにし、インジゴ染料が付与された面を測色面とした。また、二つ折りにした試料の下に白色の台紙を敷いて測定した。
K/Sは、数字の大きい方が濃く染まっていることを表す。
JIS L0842 紫外線カーボンアーク灯光に対する染色堅牢度試験方法 第3露光法に準じて、2級と3級と4級の試験をおこなった。
C.摩擦堅牢度
JIS L0849に規定の摩擦試験機II形(学振形)法に準じた摩擦堅牢度にて乾燥試験及び湿潤試験を行い、判定した。
JIS L0844 A−1号に準じた洗濯に対する染色堅牢度試験を行い、判定した。
なお、洗剤は、中性洗剤「エマール」(登録商標:花王株式会社製)を1.5ml/l使用して試験をおこなった。
また、添付白布は、ナイロンと綿を用いた。
また、洗濯堅牢度測定時の洗濯液の汚染(色落ちともいう。)を、汚染用グレースケール(JIS L0805)にて判定した。
JIS L0848に規定の汗に対する染色堅牢度試験方法に準じた汗堅牢度の試験を行い、判定した。 また、添付白布は、ナイロンと綿を用いた。
ナイロン6のみからなる平織物(実施例1)、綿のみからなる平織物(実施例2)、絹のみからなる平織物(実施例3)、トリアセテートのみからなる平織物(参考例4)の片面に、周囲環境下で下記のインディゴ染料を含む糊剤1をロータリースクリーン捺染機(べた柄用の捺染型使用)を用いて付与し、100℃で30秒間乾燥を行い、次に150℃にて30秒間熱処理をおこなった。
アクリルスチレン樹脂水分散液(糊、バインダー樹脂、固形分25質量%) 85質量%
イソシアネート系架橋剤水分散液(固形分25質量%) 2質量%
Dystar Indigo 4B Coll liq(固形分30質量%) 6質量%
(C.I. Vat Blue 5:販売元:ダイスタージャパン(株))
水 7質量%
ソーピング処理時の処理装置は、還元処理と同様のドラム型染色機を用いバッチ処理をおこなったが、処理槽内には、外部から新たな空気が入ってくるようにした。上記のソーピング処理によりインジゴ染料の酸化をおこなった。
得られた実施例1、2、3の繊維製品は、鮮やかな赤みの藍色の繊維製品であった。また、摩擦堅牢度も洗濯堅牢度も優れていた。参考例4の繊維素材としてトリアセテートを用いたものは実施例1〜3に比べると色が薄く、やや黄味の藍色の布帛状の繊維製品であったが、摩擦堅牢度も洗濯堅牢度も優れていた。
また、電子顕微鏡を用い実施例1の繊維製品の糊剤1を付与した面の表面と断面を500倍で観察したところ、布帛の表面を構成する繊維表面の所々に厚さ2μm〜6μmの樹脂が付着しており、布帛の表面全体を樹脂膜が覆っているものではなかった(若しくは0.1μm以下のごく薄い樹脂皮膜が繊維表面に形成していた。)。したがって、インジゴ染料は、バインダー樹脂および繊維そのものに染っていると考えられる。
なお、得られた布帛状の繊維布帛の濃度及び各種堅牢度を表1に記載した。
また、実施例1の繊維布帛状の繊維製品を縫製し得られたズボンにウオッシュ加工を施したところ、中白効果も表れ、ところどころ白く見える綿製のジーンズのような洗いざらし感のあるパンツが得られた。なお、ウオッシュ加工は、ドラム型染色機にゴムボールを入れ、50℃で1時間行った。
実施例1で用いた平織物を下記の処理液を用い95℃で60分間染色をおこなった(浸染法)。処理装置は液流染色機(メーカー名:(株)オノモリ、型番:KSPD D7)を用い、染色処理中は処理槽内に新たな空気が入らないようにして染色を行った。次に、実施例1と同様の方法でソーピング処理を行い、次に、80℃で1時間乾燥し、インジゴ染料で染色した繊維製品を得た。得られた繊維布帛の濃度及び各種堅牢度を表1に記載した。
二酸化チオ尿素 6g/l
水酸化ナトリウム 2.5g/l
Dystar Indigo 4B Coll liq 5%owf
実施例1で用いた平織物を拡布状で下記の処理液に60秒浸漬した後、周囲環境下で空気中に引き上げ60秒間空気にさらすことにより酸化する工程を5回繰り返した。その後、実施例1と同様の方法でソーピング処理を行い、次に、シリンダー乾燥機を用い120℃で1分間乾燥し、インジゴ染料で染色した繊維製品を得た。得られた繊維布帛の濃度及び各種堅牢度を表1に記載した。
ハイドロサルファイト 4.5g/l
水酸化ナトリウム 0.5g/l
Dystar Indigo 4B Coll liq 60g/l
実施例1と同様の平織物の片面に、上記糊剤1中の各成分を、それぞれ表2に記載の質量%で含む糊剤2をロータリースクリーン捺染機を用いて周囲環境下で付与し、100℃で30秒間乾燥を行い、次に150℃にて30秒間熱処理をおこなった。また、以降の還元処理、ソーピング処理、乾燥を実施例1と同様の条件にておこない繊維製品を得た。得られた繊維製品の濃度及び各種堅牢度を表2に記載した。
鹿の子(ナイロン6)用いて製造したポリシャツの片面に、下記のインジゴ染料を含む糊剤3をフラットスクリーンを用いて周囲環境下でワンポイントの花柄を付与し、100℃で30秒間乾燥を行い、次に150℃にて30秒間熱処理をおこなった。また、以降の還元処理、ソーピング処理も実施例1と同様の方法でおこなった。
グアガム系糊 45質量%
O/Wエマルジョン(レデューサ) 5質量%
Dystar Indigo 4B Coll liq 6質量%
水 44質量%
これに比べ捺染法を用いずに、浸染法にて染色された比較例1の織物は色も薄く、また、色が薄いにも関わらず摩擦堅牢度、洗濯堅牢度も実施例に比べ劣るものであった。
また、比較例2に記載の方法を用いて染色されたものは、濃度は実施例1と近いものであったが、摩擦堅牢度、洗濯堅牢度、汗堅牢度とも悪いものであった。
捺染糊に用いた糊としてバインダー樹脂を用いなかった実施例8の繊維製品は、バインダー樹脂を用いたものに比べ色はやや黄色の藍色であり濃度は低く、ややムラ感があったが、絹と同程度の濃度、堅牢度のものが得られた。
Claims (6)
- 繊維製品にインジゴ染料を含む糊剤を付与した後、
インジゴ染料を含む糊剤が付与された繊維製品を還元剤とアルカリ剤とを含む処理液を用いて60〜100℃で10分以上還元処理し、
その後、ソーピング処理を行い繊維上のインジゴ染料を酸化することを含むインジゴ染料を含む糊剤を用いて染色された繊維製品の製造方法であって、
前記染色された繊維製品は、インジゴ染料で染色された部分の濃度がトータルK/S=200以上であり、JIS L0849に規定の摩擦試験機II形(学振形)法に準じた摩擦堅牢度が乾燥試験及び湿潤試験において3級以上、JIS L0844 A−1号に準じた洗濯に対する染色堅牢度が変退色及び汚染とも3級以上である、製造方法。 - 前記インジゴ染料を含む糊剤には、アルカリ剤及び/又は還元剤が含まれないことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記還元処理がバッチ処理であることを特徴とする請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記繊維製品が合成繊維を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
- インジゴ染料を含む糊剤を用いて染色された繊維製品であって、インジゴ染料で染色された部分の濃度がトータルK/S=200以上であり、JIS L0849に規定の摩擦試験機II形(学振形)法に準じた摩擦堅牢度が乾燥試験及び湿潤試験において3級以上、JIS L0844 A−1号に準じた洗濯に対する染色堅牢度が変退色及び汚染とも3級以上であることを特徴とする繊維製品。
- 前記洗濯に対する染色堅牢度試験における試験後の洗濯液の汚染が3級以上であることを特徴とする請求項5に記載の繊維製品。
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