JP7359364B2

JP7359364B2 - 布の漂白方法及び漂白後の布の色戻り低減方法

Info

Publication number: JP7359364B2
Application number: JP2019045301A
Authority: JP
Inventors: 剛落合; 悟隆木村; 康之土田; 俊成名倉; 洋輔石川
Original assignee: Nagaoka University of Technology; Nisshinbo Textile Inc; Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology
Current assignee: Nagaoka University of Technology; Nisshinbo Textile Inc; Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2023-10-11
Anticipated expiration: 2039-03-12
Also published as: JP2020020082A

Description

特許法第３０条第２項適用平成３０年７月１９日開催ＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＰｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（２０１８）、Ｒｏｏｍ３００，ＣｏｎｐｍｅｘＴｅａｃｈｉｎｇＢｕｉｌｄｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＥａｓｔＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎｏ．５２６８，ＲｅｎｍｉｎＳｔｒｅｅｔ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ，ＪｉｌｉｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ，１３００２４）［刊行物等］平成３０年８月３日掲載ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｉｓｅ－ｏｎｌｉｎｅ．ｏｒｇ／ｉｓｅ－ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｓ／ａｎｎｍｅｅｔ／ｆｏｌｄｅｒ／６９ｔｈ＿Ａｎｎｕａｌ＿ｍｅｅｔｉｎｇ－ＢｏＡ．ｐｄｆ［刊行物等］平成３０年９月１１日掲載ｈｔｔｐｓ：／／ｃｏｎｆｉｔ．ａｔｌａｓ．ｊｐ／ｇｕｉｄｅ／ｅｖｅｎｔ／ｅｃｓｊ２０１８ａ／ｔｏｐｈｔｔｐｓ：／／ｃｏｎｆｉｔ．ａｔｌａｓ．ｊｐ／ｇｕｉｄｅ／ｅｖｅｎｔ／ｅｃｓｊ２０１８ａ／ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ／ｌｉｓｔ平成３０年９月２５日開催２０１８年電気化学秋季大会、Ｓ２．光電気化学とエネルギー変換セッション３［１Ｌ０７］、金沢大学角間キャンパス（石川県金沢市角間町）［刊行物等］平成３０年１０月５日開催第１６回ＵＵＯサロン（光学技術者の集い）「光触媒最新技術と応用」板橋区立グリーンホール６階６０１会議室（東京都板橋区栄町３６－１）［刊行物等］平成３０年１１月１５日開催第８９回武蔵野地区高分子懇話会電気通信大学東５号館（東京都調布市調布ヶ丘１－５－１）［刊行物等］平成３０年１１月３０日開催第２４回シンポジウム「光触媒反応の最近の展開」，Ｐ４４東京理科大学神楽坂キャンパス１号館１７階（東京都千代田区富士見１－１１－２）

本発明は、植物性繊維を含む布の漂白方法、及び漂白された布の製造方法、並びに漂白後の布の色戻り低減方法に関する。

従来より、綿布の製造工程では、天然物由来の着色成分を漂白するために、亜塩素酸ナトリウム及び次亜塩素酸ナトリウム水溶液や熱処理等が用いられている。しかしながら、次亜塩素酸ナトリウム等の薬品は環境に対する負荷が大きく、また、熱処理はエネルギー効率が悪い。

一方、綿布の漂白方法として、酸化剤又は還元剤と光照射を併用する方法（特許文献１～３）や、オゾン水により綿布を処理する方法（特許文献４）が知られている。しかしながら、これらの方法も環境に対する負荷、エネルギー効率又は漂白効果の点で必ずしも満足できない。

また、漂白後の布にアイロンがけ等を行って加熱すると、漂白の効果が薄れて色戻りが起きることが知られているが、有効な防止方法は知られていない。

特開2005-273071号公報特開2008-240166号公報特開2009-68145号公報特開2011-6813号公報

本発明の目的は、環境に対する負荷が小さく、必要なエネルギーが少なく、漂白効果の優れた、植物性繊維を含む布の新規な漂白方法を提供することである。また、本発明の目的は、植物性繊維を含む布の、漂白後の色戻りを低減する方法を提供することである。

本願発明者らは、鋭意研究の結果、漂白対象となる布をオゾン水で処理すると同時に布に紫外線を照射することにより、小さなエネルギーで優れた漂白効果が得られることを見出し、本願第１の発明を完成した。また、漂白後の布を還元剤で処理することにより、漂白後の布を加熱処理することにより起きる色戻りを低減することが可能であることを見出し、本願第２の発明を完成した。

すなわち、本発明は以下のものを提供する。
(1) 植物性繊維を含む布の漂白方法であって、前記布をオゾン水で処理しながら前記布に紫外線を照射する、布の漂白方法であって、前記オゾン水による処理が、水の電気分解によりオゾン水を生成させるオゾン水生成装置から排出されるオゾン水を前記布に直接、連続的にかけ流すことにより行われる、布の漂白方法。
(2) 前記布が綿布又は麻布である(1)記載の方法。
(3) 前記布が精練されていない布である(1)又は(2)記載の方法。
(4) 水の電気分解に用いられる電極が、ホウ素ドープダイヤモンド電極である、(1)～(3)のいずれか１項に記載の方法。
(5) 漂白されていない、植物性繊維を含む布を準備する工程と、該布を、(1)～(4)のいずれか１項に記載の漂白方法により漂白する工程を含む、漂白された布の製造方法。

本発明の方法は、下記実施例に具体的に記載されるように、漂白効果が優れており、精練工程を経ていない布に対しても優れた漂白効果を発揮し、必要なエネルギーは小さい。また、使用するオゾン水に含まれるオゾンは、何らの処理を行わなくても、時間の経過と共に自然に酸素に転換されていくので、環境に対する負荷も小さい。また、本発明の、色戻り低減方法により、漂白後の布をアイロンがけする等の加熱処理による色戻りを低減することができる。

下記実施例に記載した本発明の漂白方法により綿布を漂白した後の綿布試料に各種波長の光を照射した際の、照射光の波長と反射率の関係を示す図である。下記実施例に記載した本発明の漂白方法により精練後又は精練前の綿布を漂白した後の綿布試料に各種波長の光を照射した際の、照射光の波長と反射率の関係を示す図である。下記実施例に記載した本発明の漂白方法により精練前の綿布を漂白した後の綿布試料に水滴を滴下した際の様子を示す写真である。下記実施例に記載した本発明の漂白方法により精練後の麻布を漂白した後の試料に各種波長の光を照射した際の、照射光の波長と反射率の関係を示す図である。紫外線照射及びオゾン水処理のいずれか一方を省略した漂白方法により漂白した、比較例の結果も併せて示す。下記実施例で行った、還元剤ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム（ロンガリット）処理による色戻り低減効果を示す図である。

本発明の漂白方法に供される布は、植物性繊維を含む布である。植物性繊維としては、綿、麻、マニラ麻を挙げることができるがこれらに限定されるものではなく、植物性であればよい。また、植物性繊維を含む布は、植物繊維を含んでいればよいが、好ましくは、重量基準で、布を構成する繊維の３０％以上、さらに好ましくは４０％以上、さらに好ましくは５０％以上、さらに好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９５％以上、最も好ましくは１００％が植物繊維である布を意味する。特に好ましい布は綿布及び麻布である。布は、織布であっても不織布であってもよいが、接着剤を用いない織布が好ましい。

本発明の方法に用いるオゾン水中のオゾン濃度は、満足できる漂白効果が発揮される濃度であれば特に限定されないが、通常0.1ppm～10ppm程度、好ましくは0.3ppm～4ppm程度、さらに好ましくは0.5ppm～2ppm程度、さらに好ましくは0.8ppm～1.2ppm程度である。

オゾン水は、水の電気分解により効率よく製造することができる。特に、電気分解の電極として、ホウ素ドープダイヤモンド（ＢＤＤ）電極を用いることにより、高効率でオゾンが生成されるので、ＢＤＤ電極を用いてオゾン水を製造することが好ましい。ＢＤＤ電極を用いたオゾン水の生成装置は種々のものが市販されているので、市販のオゾン水生成装置を用いることができる。

オゾン水による処理は、漂白効果を高めるために、布にオゾン水を連続的にかけ流すことにより行うことが好ましい。特に、常時生成直後のオゾンを布と接触させるために、水の電気分解によりオゾン水を生成させるオゾン水生成装置から排出されるオゾン水を連続的に布に直接かけ流すことにより行うことが好ましい。布にオゾン水を連続的にかけ流す場合、オゾン水の流量は、満足できる漂白効果が発揮される流量であれば特に限定されないが、通常、布面積1cm²当り5mL/分～500mL/分程度、好ましくは20mL/分～300mL/分程度、さらに好ましくは30mL/分～120mL程度、さらに好ましくは45mL/分～75mL/分程度である。オゾン水の温度は、特に限定されないが、常温でよい。

上記したオゾン水処理と同時並行して、布に紫外線を照射する。照射する紫外線の強度は、満足できる漂白効果が発揮される強度であれば特に限定されないが、波長310nm～380nmの光の合計として、布1cm²当り通常、20mW～1500mW程度、好ましくは40mW～700mW程度、さらに好ましくは80mW～350mW程度、さらに好ましくは130mW～200mW程度である。

漂白時間は、満足できる漂白効果が発揮される時間であれば特に限定されず、オゾン水のオゾン濃度、オゾン水流量、紫外線強度等に応じて適宜選択できるが、通常、３０分から４時間、好ましくは４５分～３時間程度である。

本発明の漂白方法は、優れた漂白効果を発揮し、精練前の布に対しても満足できる漂白効果を発揮する。すなわち、綿布や麻布の漂白に先立ち、通常、布に含まれる、植物由来の夾雑物を除去するために、界面活性剤等の薬剤を使用した精練工程が行われる。下記実施例にも記載するように、精練工程は、例えば、精練剤０．５～２．０ｇ/Ｌ、苛性ソーダ１．０～２．０ｇ/Ｌ、キレート分散剤０．５～１．０ｇ/Ｌを使用し、浴比１：１０～１５、９０～９５℃×４５～９０分で処理すること等により行われる。下記実施例において具体的に記載するように、本発明の漂白方法を実施した場合、精練前の布であっても、精練後の布とほぼ同程度の漂白効果を得ることができる。しかも、精練前の布は、ろう（ワックス）分等の夾雑物の故に撥水性を示すが、精練前の布に本発明の漂白方法を施した場合には、布が親水性になる。よって、本発明の漂白方法を採用することにより、精練工程を省略することが可能であり、精練工程に使用する薬剤が不要になるので、コスト面でも環境負荷の面でも非常に有利である。

上記のとおり、本発明はまた、植物性繊維を含む布の漂白後の色戻りを低減する方法であって、漂白後の前記布を還元剤で処理することを含む、漂白後の布の色戻りを低減する方法をも提供する。

色戻りを低減させる、漂白後の布の漂白方法は、特に限定されないが、光照射を含む方法により漂白したものが好ましく、特に、上記本発明の漂白方法により漂白したものが好ましい。

還元剤としては、色戻りを低減できるものであれば特に限定されないが、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム（ロンガリット）が好ましい。

還元処理は、例えば、通常、濃度0.1重量％～0.5重量％程度、好ましくは0.5重量％の還元剤溶液と漂白後の布を接触させることにより行うことができる。接触は、浸漬、噴霧、塗布等の方法により行うことができる。還元処理の時間は、色戻り低減効果が得られる時間であれば、特に限定されないが、通常、30分間～60分間程度、好ましくは60分間程度である。また、還元剤による処理温度は、特に限定されないが、90～100℃である。

以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

参考例１綿布の精練
寸法が5cm x 5cmの綿布試料を精練した。精練は次のようにして行った。マーポンＦＬ-７０Ｎ（松本油脂製薬株式会社製、精練剤）１．０ｇ/Ｌ、苛性ソーダ１．０ｇ/Ｌ、マーポンＡ－４７（松本油脂製薬株式会社製、キレート分散剤）０．５ｇ/Ｌを使用し、浴比１：１５、９０℃×６０分で処理を行った。

実施例１
１．綿布の漂白
参考例１で精練した綿布試料を本発明の方法により漂白した。市販のホウ素ドープダイヤモンド電極を用いたオゾン水生成装置により、連続的にオゾン水を生成させ、装置から排出される、生成直後のオゾン水を綿布試料に連続的にかけ流した。同時に、市販のスポット紫外線照射装置により、綿布試料の一部領域に紫外線を照射した。照射した紫外線強度は、波長310nm～380nmの光の合計として、175mW/cm²であった。漂白処理は、１５分、３０分、４５分又は６０分行った。一方、比較のため、同じ綿布を従来の方法で漂白した。従来法による漂白は、過酸化水素水（３５％）５．０～１５．０cc/L、苛性ソーダ１．０～３．０ｇ/L、過酸化水素安定剤０．３～１．０ｇ/L、浸透剤０．５～１．０ｇ/Lを使用し、浴比１：１０～１５、９０℃×３０～９０分の処理することにより行った。

２．結果
各種波長の光を漂白後の綿布試料に照射し、反射率を測定した。横軸に照射光の波長、縦軸に反射率をとったグラフを図１に示す。図１に示されるように、未漂白処理の綿布と比較して、本発明の方法により漂白した綿布試料では、漂白処理時間依存的に反射率が大きくなり、漂白が達成されることが示された。また、漂白処理時間が６０分の場合、従来法による漂白と同等の漂白効果が達成された。すなわち、本発明の漂白方法によれば、従来法のように次亜塩素酸ナトリウムのような環境に負荷を与える薬剤を用いることなく、同等の漂白効果を達成することができることが明らかになった。

実施例２
参考例１の精練工程を経ていない綿布試料及び精練工程を経た綿布試料について、実施例１と同じ操作を行った。ただし、漂白処理時間は３０分又は６０分とした。実施例１と同様、照射光の波長と反射率の関係を調べた。結果を図２に示す。

図２中、実線は、精練処理後の綿布試料を漂白処理した試料についての結果を示し、破線は、精練処理していない綿布試料を漂白処理した試料についての結果を示す。図２に示されるように、精練処理の有無にかかわらず、反射率はほぼ同じであり、本発明の方法によれば、精練工程を経ていない綿布についても、精練工程後の綿布と同様な漂白効果が発揮されることが明らかになった。さらに、精練工程を経ていない、未漂白処理の綿布試料に水滴を滴下したところ、綿布試料に水は染みこまずに滴状のまま綿布試料上に留まったが、３０分間漂白処理した後の試料に同様に水滴を滴下したところ、水は布に染みこんで広がった（図３参照）。このことから、未精練綿布は撥水性であるが、本発明の漂白処理を行うことにより、撥水性がなくなり、親水性に変化することが明らかになった。このように、精練工程の有無にかかわらず、同様な漂白効果と親水性が得られるので、本発明の漂白方法を使用することにより、精練工程を省略できることが示された。

実施例３、比較例１、比較例２
試料を麻布（精練後）に変更した点を除き、実施例１と同様な処理を行った。さらに、比較のため、オゾン水に代えて水道水を６０分間かけ流した例（比較例１）及び紫外線を照射せずにオゾン水のみを６０分間かけ流した例（比較例２）も実施した。また、実施例１と同様、従来法による漂白も行った。実施例１と同様、照射光の波長と反射率の関係を調べた。結果を図４に示す。

図４中、実線で示されている結果は、下から順に、未漂白処理、紫外線＋水道水６０分、オゾン水のみ６０分、オゾン水＋紫外線６０分、オゾン水＋紫外線１２０分の結果を示し、破線は、従来の漂白方法で漂白した試料についての結果を示す。これらの結果から、本発明の方法により６０分間漂白した場合には、紫外線照射及びオゾン水処理のいずれか一方のみを６０分間行った場合に比較して優れた漂白効果が達成された。また、漂白処理を１２０分間行った場合には、少なくとも可視光領域については、従来の漂白方法と同程度の漂白効果が得られた。

実施例４比較例３
過酸化水素水処理と紫外線照射との同時処理により精練後の綿布を漂白した。過酸化水素水処理の具体的な条件は、以下の通りであった。30%過酸化水素水に浸漬させ、高圧水銀ランプにて紫外線を照射した。紫外線の強度は、6 mW/cm²であった。処理時間は、60分間であった。漂白後の綿布をロンガリットで処理した。処理の具体的な条件は、次のとおりであった。酢酸を１滴加えpH=4程度に調整したロンガリット0.5重量％水溶液に浸漬し、100℃で１時間処理した。ロンガリット処理後、綿布を２００℃、１分間加熱した。漂白前、漂白処理後、及び加熱処理後における綿布の白色度を測定した。一方、漂白処理後、ロンガリット処理を行わなかった綿布（比較例３）についても、漂白前、漂白処理後、及び加熱処理後における綿布の白色度を測定した。結果を図５に示す。

図５に示されるように、ロンガリット処理により、加熱後の白色度の減少が大幅に低減された。水素化ホウ素ナトリウムにより色戻りが抑制されていることは既に知られているが、分解性が高く、水と反応して発火の危険があること、また価格が高いため、工業的に大量に使うのは困難である。それに対して、本法は安価で染色工業で広く用いられているロンガリットを使う点で非常に優れている。

Claims

植物性繊維を含む布の漂白方法であって、前記布をオゾン水で処理しながら前記布に紫外線を照射する、布の漂白方法であって、前記オゾン水による処理が、水の電気分解によりオゾン水を生成させるオゾン水生成装置から排出されるオゾン水を前記布に直接、連続的にかけ流すことにより行われる、布の漂白方法。
前記布が綿布又は麻布である請求項１記載の方法。
前記布が精練されていない布である請求項１又は２記載の方法。
水の電気分解に用いられる電極が、ホウ素ドープダイヤモンド電極である、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
漂白されていない、植物性繊維を含む布を準備する工程と、該布を、請求項１～４のいずれか１項に記載の漂白方法により漂白する工程を含む、漂白された布の製造方法。