JPS5822589B2 - キユウシツセイノ ゾウダイシタ シンキモメンセンイアセンブリ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸湿性の増加した木綿繊維アセンブリーおよび
その製法に関するものである。

タオルやナプキン等の木綿繊維アセンブリーまたは製品
は、その吸湿性の為、およびその快い、丈夫な品質の為
に長い間需要がたえない。

染色および耐久プレス等の他の繊維加工処理に対する敏
感性もまたは木綿製品の人気に寄与している。

しかし、強度の増加した、および染色、他の繊維加工処
理に対する敏感性の増大したものと同様、吸湿性の増加
した木綿繊維アセンブリーまたは製品に対する研究は続
けられて来た。

未乾燥のボールのふさから注意深く取った木綿繊維は大
きな内部可動性といくらかの多孔性を示すということが
知られている。

例えばそれは乾燥され再び湿めらされた繊維よりも破断
前によく伸びることができ、弾性範囲は呻びの方向に拡
大するということが観察できる。

Ｘ線を使用することにより、未乾燥の植物的生長期にあ
る綿は乾燥前に坤ばさないならば、無定形であるかまた
は少なくとも極めて低い結晶性を有するということを一
般的に結論した者もあるが、または浸透 （ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ）とアクセシビリティ−の
研究、または加水分解の研究から反対の結論に達した者
もある。

例を−Ｌげると、Ｂｅｒｋｌｅｙ、Ｅ、Ｆ、およびＫｅ
ｒｒ、Ｔ、、“′不乾燥木綿繊維の構造と可塑性“Ｉｎ
ｄ、Ｅｎｇ、 Ｃｈｅｍ、 ３８．３０４（１９４６）
；ＢｅｒｒｉｍａｎｌＬ、Ｐ、、１１木綿の性質におけ
る生長環の役割” Ｔｅｘｔ、Ｒｅｓ、 Ｊ、、３６．
２７２（１９６６） ： ＵｓｍａｎｏｖｌＨ，Ｕ、”
天然セル。

−スの物理化学” 、 Ｊ 、 Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃ
ｉ 、、２３．８３１（１９５７）；Ｈｅｙｎ、 Ａ、
Ｎ、Ｈ，、Ｉｔ Ｘ線回折による未開ボールからの新し
い、乾燥天然木綿繊維におけるセルロースの結晶状態の
研究＋１Ｊ。

Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉ ０、Ａ−３，１２５１（１
９６５）；Ｃｏ１ｖｉｎ、 Ｊ、Ｒ，、” セ／Ｌ／
０− ス（Ｄ構造ト生合成” ＮＩＣＲＣＣｒ１ｔｉｃ
ａｌ Ｒｅｖｓ、 ｉｎ Ｍａｃｒｏｍｏｌ、５ｃ
ｉ６、■、４７ （１９７２） ； Ｎｅ１ｓｏｎ、Ｍ
、 Ｌ、およびＭａｒｅｓ、 Ｔ、、“開発した木綿繊
維におけるセルロースのアクセシビリティ−および横方
向分布１１”Ｔｅｘｔ、Ｒｅｓ、 Ｊ ｏ、 ３５．
５９２（１９６５）；Ｏｎｅ、Ｙ、、″綿紡績用の物質
としての木綿繊維の研究” Ｐａｒｔ Ｉ 、 日本
木綿繊維研究所（１９５８）大阪、日本、上述の文献に
おいてバイン（Ｈｅｙｎ ）は木綿繊維カンプルについ
てのＸ線回折の結果を報告しているか、該サンプルは直
接乾燥するかまたは以下の方法を用いる・・・・・・・
・・「水は元の構造をよりよく保持すると考えられる各
種の間接的方法により除去される。

該方法としては、（ａ）溶媒交換、（ｂ）フリーズドラ
イ法、（ｃ）液体の臨界温度以上での乾燥、（ｄ）湿っ
た繊維のセルロースを交差結合した後の乾燥がある。

」かなり大きな染料アクセシビリティ−が溶媒交換（ベ
ンセラおよびペンタン）サンプルによって明らかになっ
た。

しかし、有用な技術の進歩を促進させるような他の実際
的な考察は行なわれなかった。

本発明の主な目的は、吸湿性の増加した新規な木綿繊維
アセンブリーまたは製品を提供することである。

本発明の他の目的は強度（柔軟性）の向上した新規な木
綿繊維アセンブリーまたは製品の提供である。

本発明の他の目的は、各種繊維加工処理に対する敏感性
の向上した新規な木綿繊維アセンブリーまたは製品の提
供である。

別の目的は上記の新規な繊維アセンブリーまたは製品を
製造する方法の提供である。

本発明の他の目的は下記の技術に熟練した者にとって明
白となろう。

本発明によれば、吸湿性の増加した木綿繊維アセンブリ
ーが製造されるが、該アセンブリーは、不乾燥の植物的
生長段階（ｎｅｖｅｒ−ｄｒｉｅｄｂｏｔａｎｉｃａｌ
ｇｒｏｗｔｈ ５ｔａｔｅ ）に定着され、安定
化され、そして繊維または織物アセンブリーまたは製品
を形成する。

本発明の主な態様は、定着された、不乾燥木綿繊維のア
センブリーが、乾燥した木綿から形成した同様な繊維ア
センブリーと比較して、改良された透過性および拡散特
性と共に増大した吸湿性を有するという発見である。

本発明の繊維アセンブリーは向上した強度（柔軟性、ま
たは延性）、および防皺剤等の織物加工剤を用いた処理
に対する敏感性をも示すことができる。

他の態様および利点は、後述の好ましい実施例および添
付図面の見地に立つ技術の熟練した者にとって明らかに
なるであろう。

上で指摘した様に、本発明の新規な木綿繊維アセンブリ
ーは、木綿繊維をその不乾燥の植物重性長期に定着し、
次いでその固定された木綿繊維から繊維アセンブリーを
形成することを含む方法により準備または製造する。

ここで使用する、不乾燥な植物的生長期にある木綿繊維
は、余り乾燥されていない木綿ボールのふさから取り出
された、そして取り出された後余り乾燥されていない木
綿繊維を含む。

換言すると、不乾燥な植物的生長期にある木綿繊維は実
質的に元の水分量をそのまま保持している。

不乾燥木綿繊維は高い結晶性をもち、乾燥または伸長時
には繊維間の水素結合が不可逆的に起こるということが
わかる。

水の収着作用においては、不乾燥木綿は特色として一旦
乾燥し再び湿めらせた時よりも１００％多い水分を含む
。

更に、不乾燥木綿の特色として、一旦乾燥し再び湿めら
せた木綿繊維よりも少な（とも５０％大きな伸びを示す
。

不乾燥の植物的生長期にある木綿繊維は成熟した綿ボー
ルを１１クラツキング°１の直前に刈り取ることにより
得られる。

クランキングとは植物体上で成熟した木綿ボールが充分
に熟してその外殻が自然に開裂し始める現象であり、そ
れは勿論続いて木綿繊維のふさの乾燥を開始させること
になる。

定着する前には、ボールの乾燥および開裂およびそれに
よる木綿繊維の乾燥を防ぐためにこの未開のボールは完
全な湿った状態に保つ、すなわち水中に浸けておく必要
がある。

不乾燥な植物的生長段階の木綿繊維は、繊維を構成する
基本的な結晶状セルロース繊維内成分水素結合の不可逆
的形成を防ぐような状態で定着されるが、その水素結合
は通常最初の繊維乾燥中に起る。

好ましくは、不乾燥木綿繊維は、その不乾燥繊維を少な
くとも１つのブロッキング剤によって処理する。

ここで言う１１ブロツキング剤１１とは、それが不乾燥
繊維内に付着すると上述の様な水素結合の不可逆的形成
を防ぐような物質（ｃｈｅｍ ｉｃａｌｍｏｉｅｔいと
定義する。

これらのブロッキング剤は更に２つのクラスに分けるこ
とができる、すなわち（１）永久的ブロッキング剤およ
び（２）一時的ブロッキング剤である。

これら物質の非限定的な例を以下の見出しの下に与える
。

永久的ブロッキング剤（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｂｌｏｃ
ｋｉｎｇａｇｅｎｔ） このクラスのブロッキング剤は、セルロースとの反応ま
たはセルロース繊維内での物理的付着により不変化する
ような化合物を含んでいる。

ホルムアルデヒド、アクリルアミドおよび染料はこのク
ラスの好ましい一員である。

他の重合性化合物もこの方法に適用できる。

そのような化合物はセルロースに直接グラフトするかま
たは本来の位置で（ｉｎ ５ｉｔｕ）重合させて、木
綿繊維の最初の乾燥中での不可逆的水素結合形成を防ぐ
ことができる。

ビニルまたはビニリデン誘導体は、過酸化物、レドック
ス系、放射線等の従来の各種開始剤技術により、繊維に
直接グラフトさせるかまたは本来の位置で重合させるこ
とができる。

そのような化合物の非限定的な例としては、アクリル（
例：アクリロニトリル、アクリルアミド、メチルアクリ
レート、およびエチルアクリレート）、メタクリル（メ
チルメタクリレート、およびエチルメタクリレート）、
ジエン（ブタジェン、イソプレン、クロロプレン）およ
びピリジン（２−ビニルピリジンおよび４−ビニルピリ
ジン）がある。

網台型のポリマーもまたビニルまたは、ビニリデンと同
様な方法で使用できる。

これら化合物の非限定的な例としては、ポリエステル（
例：ポリエチレンテレフタレート）、ポリエステルアミ
ド（例：ナイロン６・６）、ポリウレタン、シリコーン
、ポリエーテル、アミノプラストおよびフラン樹脂を作
る先駆体（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ ）を含んでいる。

繊維組織内へのこれら物質の付着は織物仕上技術におい
て公知である。

不乾燥木綿状態のブロッキングまたは定着または安定化
の別の型としては、セルロース分子の水酸基との直接的
反応が含まれる。

エステル化およびエーテル化の両反応が使用できる。

エステル化反応には、アシルハライドまたは無水物との
カルボキシル化、ホスホリル化（例燐酸およびシアナミ
ド）、ハロゲン酸および有機ハライドのエステルの形成
が含まれる。

エステル化の例としては、メチロールアミドおよびその
誘導体、エポキシ、塩化シアヌルおよびビニルスルフォ
ーン等との反応が含まれる。

その様な化合物は織物技術において使用されて来たもの
であり、反応条件は本明細書の立場に立つ技術に習熟し
た者にとって明らかとなるであろう。

染料は本発明の方法に特別に適している。

すなわち、木綿繊維が不乾燥状態において染色されるな
らば、染色過程が同時に繊維定着過程となる。

というのは、染料が繊維に色彩を与えるのみでな（、染
料自体が、生の繊維の乾燥時に起こる通常の不可逆的な
水素結合の形成を防ぐからである。

各種の染料が化学者に知られている。

例には、アントラキノン誘導体、ラフタレン誘導体およ
び、セルロースの水酸基と反応するかまたは強い二次的
結合を形成するような官能基を含有する他の多環化合物
が含まれる。

他の永久的ブロッキング剤としては複分解により沈殿す
る不溶性の無機塩および酸化物が含まれる。

水に不溶であるが適当な溶媒には可溶な有機物質は溶媒
交換技術（例；パラフィンフックス）により付着される
。

一時的ブロッキング剤 水溶性塩または石ケン等の多く物質が水酸基の一時的ブ
ロックに使用できる。

一時的なブロックは本発明の好ましい態様ではないが、
特定の織物製造（例：使い捨てナプキン）には従来の永
久的ブロッキング剤以上の長期間の安定性は要求されな
いということが考えられる。

その様な場合には一時的ブロッキング剤を使用するのが
望ましいが、その例として代表的なものは、水溶性石ケ
ン、塩、洗浄、尿素および殿粉等がある。

この実施例に与えられている永久的または一時ブロッキ
ング剤または定着剤の例は純粋に模範的なものであり、
他の化合物は本明細書の立場に立つ関連技術に精通して
いる者には明らかであろう。

不乾燥木綿繊維は、不乾燥繊維を少な（とも１つの上述
のブロッキング剤で処理することにより定着される。

付着と定着の間は、その不乾燥繊維をその不乾燥状態に
保持すべきである。

例えば、ブロッキング剤は不乾燥繊維を浸漬する水溶液
に適用する。

付着に伴なうい（らかの過剰なブロッキング剤および他
の化学薬品を、乾燥前に繊維から洗い出すことは好まし
いが必ずしも必要ではない。

ブロッキング剤または定着剤の不乾燥木綿内での付着お
よび／または反応は抑制された拡散であり、低分子量の
ブロッキング剤を実際的処理時間という点で好適にする
。

この点で、１０〜１０００００ ｇｍｗの範囲に分子量
を有するブロッキング剤が有用である。

更に好適な分子量範囲は３０〜２０００ ｇｍｗであろ
う。

各種の反応型に対するｐＨの最適条件は、本明明書の見
解に立つ技術に習熟した者により決定できるであろう。

２〜１２０間の全てのｐＨは繊維の品質に有害ではない
が、ｐＨ３〜８の範囲が好適である。

同様な考察は定着反応時間および温度に適用できる。

適当な温度は約０℃〜１００℃の範囲で、好ましくは約
り０℃〜約９０℃である。

付着したブロッキング剤または定着剤の量は、乾燥繊維
物質の重量の０．１％〜１６０％であり、好ましくは約
０．１〜１０％である。

多くのブロッキング剤に可能な付着の最大量はほんの２
〜３％である。

その場合、約０．１重量％の量で十分であろう。

一度定着が完了すると、木綿繊維は全労の薬剤を洗浄除
去し、乾燥し、次いで綿繰機にかける。

所望の繊維の長さを得る為に１回以上の綿繰りを行なう
。

定着された木綿繊維から次に繊維アセンブリー、特に用
途という点で吸湿性が重要な考察となるような繊維アセ
ンブリーを形成することができる。

そのような木綿繊維は糸条にし、次に織物、不織布また
は編織物といった繊維アセンブリーを形成することがで
きる。

木綿繊維を、用い捨てナプキン等に使用するウェブまた
はバッティング（ｂａｔｔｉｎｇ）といった繊維アセン
ブリーに形成することもできる。

本発明の定着された不乾燥木綿繊維アセンブリーが通常
の乾燥木綿繊維アセンブリードより１００％多い水分を
吸収できるので、典型的な応用としては、乾燥タオル、
スウェットシャツ、おしめ、衛生ナプキンおよび吸収紙
等が含まれる。

他の応用は本明細書の立場に立つ技術に習熟した者にと
って明白であろう。

定着された不乾燥状態におけるこの吸湿性の増大の直接
の結果は、通常の乾燥木綿繊維よりも多（染料を吸収す
るということだけでなく、その吸収速度が速いというこ
とにもある。

その結果、より濃（、より輝かしい形を同じ染料により
極めて均一な染色で得ることができる。

定着された不乾燥木綿繊維または繊維アセンブリは、防
皺剤（例：メチロレーテッドメラミン、シメチロールジ
ヒドロキシエチレンユリア）、シみ除去剤（ｓｏｉ ｌ
ｙｅｌｅａｓｅ ａｇｅｎｔｓ ）、染料）防炎
剤、マーセル化合物、防水加工剤、繊維軟化剤等の織物
加工剤を用いる処理に特に敏感である。

これらの多くの織物加工剤を定着した不乾燥木綿繊維ま
たは繊維アセンブリーに使用した場合、従来の乾燥木綿
繊維または乾燥繊維アセンブリーの場合に比較して、協
力的若しくは改良された結果を得る。

本発明は下記実施例により更に例示されるが、実施例お
よび明細書中の全ての割合およびパーセンテージは指定
しない限り重量で表わす。

実施例 １ 湿った状態（４℃の蒸留水に浸漬）に貯蔵しておいた綿
ボールを水中で開き、約３００ηの木綿繊維サンプルを
取り出した。

次に木綿繊維サンプルを、下記の定着液を用いて、不乾
燥の植物生長状態において定着させる。

１２％のメタノールによって安定化された３７％ホルム
アルデヒド水溶液１０．２ｍｌ。

３８％の硫酸水溶液１７．２ｍｌ。

水７２．６ｍｌ 不乾燥木綿繊維サンプルは上記定着液中で２５℃で１時
間反応させる。

定着後、サンプルを蒸留水で３回洗浄し、空気乾燥する
。

上記方法で処理した繊維サンプルの分析によれば、木綿
は０．３５％のホルムアルデヒドを含んでいた。

また、再湿潤（ｒｅ −ｗｅｔｔｉｎｇ ）したサンプ
ルは、天然の再湿潤木綿に見られる通常の短いフラクチ
ャーチップ（Ｆ ｒａｃｔｕｒｅ ｔｉｐｓ、即ち木
綿繊維を伸張して破断させた時の破断端部ではなく、長
く尾を引くフラクチャーチップを示した。

更に、破断時の伸びは通常の再湿潤木綿が約１０％であ
るのに比して、定着サンプルでは２０％であったが、こ
のことはまた定着不乾燥木綿繊維が大きな内部可動性（
１ｎｔｅｒｎａｌ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ）をもつこと
を示している。

更に、未定着の乾燥木綿繊維に比して高い収着特性が見
い出された。

実施例 ■ １００グのサンプルを実施例■と同時な方法で未開ボー
ルから取り出した。

このサンプルを、５００〜のアクリルアミドおよび、Ｃ
ｕＣｌ２の５％水溶液１０ｍ１を含む水溶液中に入れ、
純粋の窒素により３０分間泡立てた。

サンプルをアンプルとして密封し、２５℃でコバルト６
０ガンマ源において、０．０５メガラットン時の割合で
０．１４５メガランドの量を照射した。

照射に続いてその定着不乾燥サンプルを水により充分抽
出し、乾燥した。

上記方法で処理したサンプルを分析したところ、木綿は
１４％のグラフトされたアクリルアミドを含んでいるこ
とがわかった。

実施例■と同様な様式で、破断時の伸びは、通常の再湿
潤乾燥繊維が約１０％であるのに比して上記サンプルは
再湿潤時２２％であった。

また、アクリルアミド定着繊維は長（尾を引くフラクチ
ャーチップを有し、大きな内部可動性を示した。

更に、アクリルアミドを使用して定着した不乾燥木綿繊
維は高い収着特性を示した。

実施例 ■ 不乾燥木綿繊維を実施例■と同様に水中で未開ボールか
ら取り出した。

その不乾燥木綿繊維を酸性ホルムアルデヒド水溶液中に
２５℃で３時間浸けておき、次いで水洗して残留薬剤を
除去した。

その後定着不乾燥木綿繊維を空気乾燥した。

ホルムアルデヒドによる定着段階を除いて同様な手順に
より、コントロールされた繊維を製造した。

コントロールした木綿繊維および定着した木綿繊維の両
方を集めて織物の形にした。

織物を製造する前に、両サンプルを綿繰りして繊維をそ
の元から分離した。

コントロールされた、および定着された木綿繊維の各々
から、１８インチの木綿紡ぎ糸を紡ぎ、織物構造に織っ
た。

各サンプルにより、紡ぎ糸を形成し、次いで１６インチ
中の織物を製造した。

各サンプルを織る前に、織った後に洗浄除去されるカル
ボキシメチルセルロースを用いてサイズした。

コントロール対照紡ぎ糸および織物、定着不乾燥紡ぎ糸
および織物に対する吸着等温線の数組を第１図にプロッ
トした。

明らかに、定着した材料はコントロール織物より多くの
水を吸収すると思われる。

各織物に対する相当する拡散定数、浸透定数（ｐｅｒｍ
ｅａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｎｓｔａｎｔ）を第２，３図
に与えた。

ここで総括的な浸透定数は、定着した不乾燥繊維から作
った織物の場合には約１００％大きいということがわか
る。

織物を製造に使用されるコントロール乾燥木綿繊維およ
び定着不乾燥木綿繊維（０，２５％ホルムアルデヒド分
）の他の特性を下表に示す。

試 験 コントロール 定着、不乾燥マイクロネ
アー ３．５２ ３，３５２．５％スパン
１．１８８ １．１４０％均等性
４６．７ ４２．０（［Ｊｎｉｆｏｒｍ １ｔ
ｙ） ％短繊維 ４．３３ １１．７７プレス
リー”０” ８３．５９０ ７３．１２０ゲージ
（ｐｓｉ） グラム／ｌｅｘ ２４．９８ ２１．０
７１／８“１ゲージ ％展伸性 ５．２５ ６．００％Ｎｏ
ｎ１ｉｎｔ １３．５０ １２．９上表で
明らかな様に、定着した不乾燥木綿繊維、紡ぎ糸および
織物の（水）浸透性は、通常の乾燥木綿繊維のコントロ
ール繊維、織物および紡ぎ条に対して改良された収着特
性が得られることを示している。

実施例 ■ ブルー直接染料（アマニルスカイブルーＦＦ）を用いて
、不乾燥木綿繊維、定着不乾燥木綿繊維、実施例■に述
べたコントロール回乾燥繊維を染色した。

結果をまとめて第４図に示すが、同図において定着され
た不乾燥木綿繊維および１回乾燥木綿繊維に対する染色
速度を示す。

第４図に見られる様に、不乾燥および定着不乾燥サンプ
ルに対する染色速度はほぼ等しい。

コントロール乾燥木綿繊維に対する染色速度の実質的増
加は約３７％である。

赤色反応性染料（プロジオンレッドＭＸ５Ｂ）を用いた
同様の染色は、このクラスに染料により不乾燥木綿繊維
に対する高度な染色を指示している。

反応性染料を用いた染色はまた植物的生長状態における
不乾燥木綿繊維の定着を助ける。

本発明の原理、好ましい具体例、および作業方法をこれ
までの明細書中に述べた。

しかしながら、ここで保護される様に意図された本発明
は、添付した請求範囲を逸脱しない限り、上述と別の方
法で実施しうるということが理解さるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、定着された不乾燥木綿繊維から製造された織
物および紡ぎ糸、および乾燥された木綿繊維から作られ
た織物および紡ぎ糸に対する、水収着等温線（ＣＨ２０
０，２５％；２５℃）を示している〔Ｊ印・・・・・・
・・・定着、不乾燥織物；■印・・・・・・・・・同紡
ぎ糸；○印−・−・・・・・°コントロール紡ぎ糸；・
印・・・・・・・・・コントロール織物（無定着、１回
乾燥）〕。 第２図は、定着された不乾燥木綿繊維から作られた織物
、および乾燥された木綿繊維から作られた織物における
水の拡散定数（２５℃）を示す〔・印−・・・・・・・
・定着、不乾燥織物；］印・−・・・・・・・無定着、
１回乾燥コントロール織物〕。 第３図は、定着された不乾燥木綿繊維から作られた織物
および乾燥された木綿繊維から作られた織物における透
過定数（２５℃）を示す（・印およびＪ印の意味は第２
図の場合と同じ）。 第４図は、定着された不乾燥木綿繊維および乾燥木綿繊
維に対する染色速度（ダイレクトブルー）（２５℃）を
示す〔口部・・・・・・・・・定着、不乾燥試料；・印
・・・・・・・・・無定着、不乾燥試料：○印・・・・
・・・・・無定着、１回乾燥コントロール試料〕。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）不乾燥の植物的生長段階において木綿繊維を定
   着するために、この不乾燥繊維を少なくとも１つのブロ
   ッキング剤で処理すること、および （Ｂ） 定着木綿繊維から繊維アセンブリーを形成す
   ること からなる段階により製造された吸湿性の増大した木綿繊
   維アセンブリー。