JPWO2017199422A1 - 疎水化繊維及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

フッ素化合物を用いることなく、天然系繊維を含む繊維材を改質して、天然系繊維の十分な吸放湿性を維持しながら、速乾性、耐久性、Ｗ＆Ｗ性、防汚性を向上させた疎水化繊維及びその製造方法を提供する。疎水化繊維は、セルロース系繊維又は動物繊維の少なくとも何れか一方を含む繊維材の少なくとも一部の表面にシリコーンエラストマの膜が固着されることで、表面張力が７２ｍＮ／ｍより小さくなるように疎水化される。シリコーンエラストマの膜は、ステアリン酸亜鉛を架橋剤として架橋したメチルハイドロジエンポリシロキサンを有する。

Description

本発明は、セルロース系繊維又は動物繊維の少なくとも何れか一方を含む天然系繊維を改質して疎水化した疎水化繊維及びその製造方法に関する。

一般に、セルロース系繊維や動物繊維等の天然素材から得られる繊維（以下、天然系繊維ともいう）は、合成繊維に比して吸放湿性に優れるが、水を吸収して膨潤するため、速乾性、耐久性、洗濯後の形態安定性（Ｗ＆Ｗ性）等の面では劣ってしまう。また、天然系繊維は、油性汚れ等の付き難さ（防汚性）でも合成繊維に劣るといった欠点がある。

そこで、天然系繊維について、本来の吸放湿性を損なうことなく改質を行って、速乾性や耐久性等の物性値を向上させることが望まれている。例えば、特開平８−１３４７８０号公報には、天然系繊維中の羊毛に撥水撥油性能を付与することが提案されている。具体的には、酸化処理を行った羊毛繊維に対し、ジメチルポリシロキサン等のポリシロキサン系樹脂、ポリ四フッ化エチレン樹脂等のフッ素化合物をこの順に吸着付加させて、撥水・撥油性の被膜を形成している。

しかしながら、この場合、羊毛繊維と被膜との間に十分な結合力が得られず、洗濯等によって被膜が脱落し易いため、十分な洗濯耐久性を示す撥水撥油性能を得ることが容易ではない。また、フッ素化合物を用いると、羊毛繊維の吸放湿性が低下し易いため、着用時に蒸れ感等が生じるようになってしまう懸念がある。さらに、環境等への影響を考慮して、安全性をより一層高める観点からも、フッ素化合物の使用を避けることが好ましい。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、フッ素化合物を用いることなく、天然系繊維を含む繊維材を改質して、該天然系繊維の十分な吸放湿性を維持しながら、速乾性、耐久性、Ｗ＆Ｗ性、防汚性を向上させた疎水化繊維及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、セルロース系繊維又は動物繊維の少なくとも何れか一方を含む繊維材を改質して疎水化した疎水化繊維であって、前記繊維材の少なくとも一部の表面に、ステアリン酸亜鉛を架橋剤として架橋したメチルハイドロジエンポリシロキサンを有するシリコーンエラストマの膜が固着され、表面張力が７２ｍＮ／ｍより小さいことを特徴とする。

本発明に係る疎水化繊維は、セルロース系繊維又は動物繊維の少なくとも何れか一方を含む天然系繊維（以下、単に天然系繊維ともいう）を含む繊維材の少なくとも一部の表面に上記のシリコーンエラストマの膜が固着している。これによって、疎水化繊維の表面張力は７２ｍＮ／ｍより小さく、つまり、水の表面張力よりも小さくなっている。このようにシリコーンエラストマの膜を設けることによって、フッ素化合物を用いることなく繊維材を疎水化することができるため、天然系繊維の本来の吸放湿性が低下することを抑制できる。

また、この疎水化繊維は、上記の通り、シリコーンエラストマの膜により疎水化されることで、天然系繊維の欠点として知られる、水洗い洗濯時等に水を吸収して膨潤することを抑制できるため、速乾性、耐久性、Ｗ＆Ｗ性等を向上させることができる。また、日常生活において油性汚れの原因となり易い皮脂や調理油の表面張力に近づけられることで、疎水化繊維が撥油性を示すため、油性汚れを付着し難くして、防汚性も向上させることもできる。

さらに、上記のシリコーンエラストマの膜は、繊維材の変形に追従して自在に伸縮可能であるため、該繊維材の表面に強固に固着した状態を維持することができる。これによって、たとえ、洗濯や染色等の際に水中や薬剤中で、疎水化繊維に摩擦力等が加えられた場合であっても、シリコーンエラストマの膜が天然系繊維の表面から剥離することを抑制でき、シリコーンエラストマの膜自体の耐久性にも優れる。

以上から、疎水化繊維は、天然系繊維本来の優れた吸放湿性を備えながらも、速乾性、耐久性、Ｗ＆Ｗ性、防汚性等を向上させることができ、しかも、これらの物性値を向上させた状態を長期的に維持することができる。ひいては、未処理の天然系繊維に比べて、疎水化繊維の水洗い洗濯時に使用する水の量を少なくすることができるため、環境面においても好ましい。

また、上記のシリコーンエラストマの膜は、繊維材に対して、主にアンカー効果等の機械的な作用によって固着している。換言すると、天然系繊維中の大多数の官能基が、シリコーンエラストマの膜と共有結合等の化学結合を生じていない状態で存在する。このため、疎水化繊維を染色する際、天然系繊維中の官能基と染料とが十分に反応可能であり、色ムラを回避しつつ染料を良好に染着することができる。つまり、この疎水化繊維は、染色性に優れ、後染めすることも容易である。

上記の疎水化繊維において、前記シリコーンエラストマの膜は、酸化亜鉛を主成分とするｎ型半導体からなる導電性微粒子を含有することが好ましい。上記の導電性微粒子は、紫外線を吸収し、且つ赤外線を吸収及び反射する。その一方で、可視光を透過する。従って、シリコーンエラストマの膜が導電性微粒子を含有することで、疎水化繊維に対して、その発色を阻害することなく、紫外線遮蔽機能及び赤外線遮蔽機能を付加することができる。また、疎水化繊維に良好な導電性を付加することができるため、帯電を防止して静電気が発生することを効果的に回避できる。さらに、優れた消臭性及び抗菌性を付加することができる。

また、一般的に、衣類の着用者は、開いた毛穴に対して、衣類の表面等で発生した静電気が作用することや、柔軟性の低い繊維が接触することによって、該衣類からの刺激を感じ易い。一方、酸化亜鉛を主に含有する導電性微粒子は、収斂作用を有する。従って、この導電性微粒子を含有する疎水化繊維からなる衣類等の着用者の毛穴が開くことを抑制できる。さらに、この疎水化繊維では、上記の通り、導電性微粒子によって静電気の発生が防止されていることに加え、シリコーンエラストマの膜によって優れた柔軟性を示す。以上のことが相俟って、着用者に対する刺激を低減することが可能である。

さらにまた、この疎水化繊維では、導電性微粒子が、上記の通り繊維材に強固に固着されたシリコーンエラストマの膜に含有されている。これによって、繊維材の表面に導電性微粒子が強固に担持されるため、該導電性微粒子によって付加される上記の機能は、疎水化繊維の洗濯等によって低下することが抑制され、持続性にも優れる。

また、本発明は、セルロース系繊維又は動物繊維の少なくとも何れか一方を含む繊維材を改質して疎水化繊維を得る疎水化繊維の製造方法であって、メチルハイドロジエンポリシロキサンを主成分とするシリコーンエラストマの粒子を分散させた水性分散液に、ステアリン酸亜鉛を混合した混合溶液に、前記繊維材の少なくとも一部を浸漬する工程と、前記ステアリン酸亜鉛を架橋剤として、前記粒子間を架橋させた膜状の前記シリコーンエラストマを前記繊維材の少なくとも一部の表面に固着することで、表面張力が７２ｍＮ／ｍより小さい疎水化繊維を得る工程と、を有することを特徴とする。

このような過程を経ることで、シリコーンエラストマの膜を、天然系繊維の表面に強固に固着させて疎水化繊維を得ることができる。このシリコーンエラストマの膜によって、フッ素化合物を用いることなく、繊維材の表面張力を水の表面張力より小さくして疎水化することができる。このため、天然系繊維の優れた吸放湿性を損なうことなく、該天然系繊維の膨潤を抑制して、速乾性、耐久性、Ｗ＆Ｗ性等を向上させることができる。また、繊維材の表面張力を、皮脂や調理油の表面張力に近づけて、疎水化繊維に撥油性を付与することができるため、油性汚れを付着し難くして、防汚性を向上させることもできる。さらに、シリコーンエラストマの膜は、その弾力性によって、天然系繊維の変形に追従して自在に伸縮可能であるため、該天然系繊維の表面に強固に固着した状態を維持することができる。これによって、疎水化繊維の速乾性、耐久性、Ｗ＆Ｗ性、防汚性等を向上させた状態を長期的に維持することができる。

上記の疎水化繊維の製造方法において、酸化亜鉛を主成分とするｎ型半導体からなる導電性微粒子を前記混合溶液にさらに含有させ、表面に前記導電性微粒子を担持させた疎水化繊維を得ることが好ましい。この導電性微粒子によって、疎水化繊維の発色を阻害することなく、紫外線遮蔽機能及び赤外線遮蔽機能を有する疎水化繊維を得ることができる。また、この疎水化繊維は、優れた消臭性及び抗菌性を示す。さらに、帯電を防止して静電気の発生を回避でき、且つ収斂作用によって、疎水化繊維からなる衣類等の着用者の毛穴が開くことを抑制できる。加えて、疎水化繊維は、優れた柔軟性を示すため、これらによって、着用者に対する刺激を低減することが可能である。これらの導電性微粒子によって付加される上記の機能は、持続性にも優れる。導電性微粒子が上記のシリコーンエラストマの膜に含有されることで、繊維材の表面に強固に担持されるためである。

本発明の疎水化繊維は、ステアリン酸亜鉛を架橋剤として架橋したメチルハイドロジエンポリシロキサンを有するシリコーンエラストマの膜が繊維材の表面に固着されることで、表面張力が７２ｍＮ／ｍより小さくなっている。すなわち、フッ素化合物を用いることなく、天然系繊維を疎水化することができるため、該天然系繊維の優れた吸放湿性を損なうことなく、膨潤を抑制して、速乾性、耐久性、Ｗ＆Ｗ性等を向上させることができる。また、繊維材の表面張力を、皮脂や調理油の表面張力に近づけて撥油性を付与することができるため、油性汚れを付着し難くして、防汚性を向上させることもできる。

さらに、シリコーンエラストマの膜は、その弾力性によって、天然系繊維の変形に追従して自在に伸縮可能であるため、該天然系繊維の表面に強固に固着した状態を維持することができる。これによって、疎水化繊維の速乾性、耐久性、Ｗ＆Ｗ性、防汚性等を向上させた状態を長期的に維持することができる。

以下、本発明に係る疎水化繊維につき、それを製造する製造方法との関係で好適な実施形態を挙げ、詳細に説明する。

本発明に係る疎水化繊維は、セルロース系繊維又は動物繊維の少なくとも何れか一方を含む天然系繊維を含む繊維材を改質して得られる。すなわち、天然系繊維は、セルロース系繊維のみ、又は動物繊維のみであってもよいし、セルロース系繊維と動物繊維の双方を含んでもよい。また、繊維材は、上記の天然系繊維に加え、合成繊維が含まれていてもよい。

繊維材の形状は特に限定されるものではなく、例えば、ワタ、トウ、フィラメント、スライバー、糸、不織布、織物、編物、タオル等が挙げられる。

代表的なセルロース系繊維としては、天然植物繊維である綿（木綿）が挙げられる。又は、ラミー、リネン、大麻（ヘンプ）、ジュート、マニラ麻、サイザル麻等の麻であってもよい。また、セルロース系繊維は、天然セルロースを所定の溶剤で溶解した後に繊維状に成形して得られた、いわゆる再生繊維であってもよい。この種の再生繊維の具体例としては、レーヨン、ポリノジック、キュプラ、テンセル（オーストリア国レンジング社の登録商標）が挙げられる。

一方、動物繊維の代表例としては、絹、羊毛、又は獣毛繊維が挙げられる。具体的な獣毛繊維としては、アルパカ、モヘヤ、アンゴラ、カシミヤ、キャメル、ビュキューナ等を例示することができる。

なお、合成繊維の一例としては、ポリエステル、ポリウレタン、脂肪族ポリアミド系繊維（６−ナイロン、６，６−ナイロンを含む）、芳香族ポリアミド系繊維等が挙げられる。

繊維材（疎水化繊維）中のセルロース系繊維、動物繊維、合成繊維の割合は、特に限定されるものではなく、所望の割合に設定することが可能である。

疎水化繊維は、繊維材中の天然系繊維の表面の少なくとも一部に、ステアリン酸亜鉛を架橋剤として架橋したメチルハイドロジエンポリシロキサンを有するシリコーンエラストマの膜が固着されることで構成されている。

このシリコーンエラストマの膜によって、疎水化繊維の表面張力が７２ｍＮ／ｍより小さくなるように調整され、一層好ましくは、３５ｍＮ／ｍ以下になるように調整される。これによって、表面張力が７２ｍＮ／ｍである水や、表面張力が３５ｍＮ／ｍ付近である皮脂や調理油を浸透し難くすることができる。

なお、この表面張力は、いわゆるＤｕｐｏｎｔ法によって求めることができる。具体的には、先ず、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と蒸留水とを混合することで、互いに濃度の異なる１２種類の混合試薬を調製する。この１２種類の混合試薬は、表１に示す混合比率に応じ、１級〜１２級の１２等級に分類されている。表１には、各等級の表面張力を併せて示している。

この混合試薬を例えば、等級数の小さいものから大きいものへと順に、測定試料上に滴下することで、該測定試料の表面張力を判定することができる。すなわち、１回の滴下による混合試薬の測定試料上での直径が約３ｍｍとなるように、５回の滴下を行う。そして、１０秒間静置した後、２、３滴が液滴状に保たれている混合試薬の等級数を求める。この中、等級数が最大である混合試薬の表面張力を、測定試料の表面張力として認定することができる。

つまり、固体と液体の表面張力を比較した際に、液体の表面張力が大きい場合、該液体は固体に弾かれ易くなる。従って、表面張力が３５ｍＮ／ｍ以下に調整された本実施形態に係る疎水化繊維では、１級〜３級の混合試薬を滴下した際、該混合試薬が液滴状に維持されることとなる。

また、このシリコーンエラストマの膜は、酸化亜鉛を主成分とする導電性微粒子を含有することが好ましい。具体的には、この導電性微粒子は、酸化亜鉛に、３価の金属がドープされたｎ型半導体からなる。導電性を向上させる観点から、３価の金属として、アルミニウム又はガリウムの少なくとも何れか一方がドープされたものを好適に使用することができる。

また、同様に導電性向上の観点から、導電性微粒子の粒径は、一次粒子の平均粒径が約１００〜２００ｎｍであり、二次粒子の平均粒径が約４〜５μｍであることが好ましい。なお、平均粒径は、市販の粒度分析装置等で測定でき、例えば、レーザー回折・散乱法によって求められた粒度分布において積算値５０％（Ｄ５０）での粒径とすることができる。

基本的に以上のように構成される疎水化繊維を得る過程につき、本実施形態に係る製造方法との関係で説明する。

先ず、メチルハイドロジエンポリシロキサンを主成分とするシリコーンエラストマの粒子を、水等の水性分散媒に分散させて水性分散液を調製する。この種のメチルハイドロジエンポリシロキサンとしては、商品名「ライトシリコーンＰ−３１６」（北広ケミカル株式会社製）等の市販品を使用することができる。また、水性分散液は、例えば、上記のメチルハイドロジエンポリシロキサンと、シリコーンエマルジョンとを適宜の濃度で混合して得ることもできる。この種のシリコーンエマルジョンとしては、商品名「Ｘ−５１−１３１８」（信越化学工業株式会社製）等の市販品を使用することができる。なお、水性分散液は、シリコーンエマルジョンを含有することなく、メチルハイドロジエンポリシロキサンを主成分とするシリコーンエラストマの粒子と、水等の水性分散媒とのみから調製してもよい。

この水性分散液に、架橋剤としてステアリン酸亜鉛を混合して混合溶液を得る。この種のステアリン酸亜鉛としては、商品名「Ｆ−１２Ｅ」（北広ケミカル株式会社製）等の市販品を使用することができる。また、導電性微粒子を含有するシリコーンエラストマの膜を得る場合、混合溶液に導電性微粒子をさらに分散させる。導電性微粒子としては、商品名「Ｚ−ＳＤＮ」（里田化工株式会社製、導電性酸化亜鉛２５％分散体）等の市販品を使用することができる。

この混合溶液には、最終的に得られる疎水化繊維の表面張力を調整するための調整剤として、例えばアニオン系柔軟剤をさらに加えてもよい。つまり、この調整剤によって、例えば、シリコーンエラストマの粒子の架橋の度合いを調節することで、疎水化繊維の表面張力を適宜調整することができる。この種の調整剤としては、商品名「ハイソフターＡＴＳ−２」（明成化学工業株式会社製）等の市販品を使用することができる。

また、混合溶液について、シリコーンエラストマの粒子、ステアリン酸亜鉛、導電性微粒子、調整剤の各々の濃度は、疎水化繊維の表面張力が７２ｍＮ／ｍより小さく、好ましくは３５ｍＮ／ｍ以下となるように、繊維材の素材や形態、形状や寸法に応じて適宜調整されればよい。

上記のように調製した混合溶液に、天然系繊維を含む繊維材を浸漬した後、絞液する。その後、乾燥処理を行った繊維材に対して加熱処理等を行うことで、ステアリン酸亜鉛を架橋剤として、シリコーンエラストマの粒子同士を架橋させる。この加熱処理は、例えば、ヒートセッタ等の既存の加熱設備を用いて行うことができる。

これによって、シリコーンエラストマの膜が形成されるとともに、該膜が主にアンカー効果によって天然系繊維の表面に強固に固着する。その結果、表面張力が７２ｍＮ／ｍより小さい疎水化繊維が得られるに至る。

以上の過程を経て得られた疎水化繊維では、シリコーンエラストマの膜が設けられることによって、フッ素化合物を用いることなく疎水化されるため、天然系繊維の本来の吸放湿性が低下することを抑制できる。また、この疎水化繊維では、天然系繊維の欠点として知られる、水洗い洗濯時等に水を吸収して膨潤することを抑制できるため、速乾性、耐久性、Ｗ＆Ｗ性等を向上させることができる。また、日常生活において油性汚れの原因となり易い皮脂や調理油の表面張力に近づけられることで、疎水化繊維が撥油性を示すため、油性汚れを付着し難くして、防汚性も向上させることができる。

さらに、上記のシリコーンエラストマの膜は、その弾力性によって、繊維材の変形に追従して自在に伸縮可能であるため、該繊維材の表面に強固に固着した状態を維持することができる。これによって、たとえ、洗濯や染色等の際に水中や薬剤中で、疎水化繊維に摩擦力等が加えられた場合であっても、シリコーンエラストマの膜が繊維材の表面から剥離することを抑制できる。

従って、この疎水化繊維は、天然系繊維本来の優れた吸放湿性を備えながらも、速乾性、耐久性、Ｗ＆Ｗ性、防汚性等を向上させることができ、しかも、これらの物性値を向上させた状態を長期的に維持することができる。ひいては、未処理の天然系繊維に比べて、疎水化繊維の水洗い洗濯時に使用する水の量を少なくすることができるため、環境面においても好ましい。

また、シリコーンエラストマの膜は、繊維材に対して、主にアンカー効果等の機械的な作用によって固着している。換言すると、天然系繊維中の大多数の官能基が、シリコーンエラストマの膜と共有結合等の化学結合を生じていない状態で存在する。このため、疎水化繊維を染色する際、天然系繊維中の官能基と染料とが十分に反応可能であり、色ムラを回避しつつ染料を良好に染着することができる。つまり、この疎水化繊維は、染色性に優れ、後染めすることも容易である。

その結果、疎水化繊維を未染色、未縫製の状態で在庫とし、販売時期直前に収集した流行色の情報に基づいて染色を行い、そのまま縫製等を行って速やかに繊維製品化することが可能になる。すなわち、急速に変化する流行色や流行パターンを的確に捉えた商品を短納期に提供することが可能になり、不良在庫を削減して資源の有効活用を図ること、ひいては、疎水化繊維を用いた縫製製品を低コスト化することが可能になる。

また、シリコーンエラストマの膜に導電性微粒子を分散させた場合、疎水化繊維の表面に該導電性微粒子を強固に担持させることができる。このため、洗濯や染色等によっても、該導電性微粒子が疎水化繊維から離脱することを効果的に抑制することができる。これによって、以下に示す機能を疎水化繊維にさらに付加することができ、且つこれらの機能は疎水化繊維の洗濯後であっても低下し難く、良好な持続性を示す。

すなわち、この導電性微粒子は、紫外線を吸収し、且つ赤外線を吸収及び反射する。その一方で、可視光を透過する。従って、疎水化繊維の発色が導電性微粒子に阻害されることなく、紫外線遮蔽機能及び赤外線遮蔽機能を付加することができる。また、疎水化繊維に良好な導電性を付加することができるため、帯電を防止して静電気が発生することを効果的に回避できる。さらに、優れた消臭性及び抗菌性を付加することができる。

また、一般的に、衣類の着用者は、開いた毛穴に対して、衣類の表面等で発生した静電気が作用することや柔軟性の低い繊維が接触することによって、該衣類からの刺激を感じ易い。一方、酸化亜鉛を主に含有する導電性微粒子は収斂作用を有する。従って、この導電性微粒子を含有する疎水化繊維からなる衣類等の着用者の毛穴が開くことを抑制できる。さらに、この疎水化繊維では、上記の通り導電性微粒子によって静電気の発生が防止されていることに加え、シリコーンエラストマの膜によって優れた柔軟性を示す。これらによって、着用者に対する刺激を低減することが可能である。

上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

例えば、導電性微粒子を混合しない水性分散液から、導電性微粒子を含有しないシリコーンエラストマの膜が表面に固着した疎水化繊維を得てもよい。

以下、実施例により、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

以下に示す繊維材に、導電性微粒子を含有するシリコーンエラストマの膜又は導電性微粒子を含有しないシリコーンエラストマの膜を形成して得られる疎水化繊維の実施例について説明する。すなわち、綿１００％の素材Ａからなる繊維材の形態を、編物Ａ１、Ａ２、織物Ａ３とした。Ａ１は、４０単糸を用い、２６ゲージ２６インチとしたカノコである。Ａ２は、３０単糸を用い、３８ゲージ６７インチとした天竺である。Ａ３は、縦糸１２０本／インチ、横糸６０本／インチとした平織物（ブロード）である。

繊維材の形態として、織物Ｂ１は、４０単糸を用い、綿１００％の縦糸１１６本／インチ、綿とリネンとを５０対５０で混紡した横糸６８本／インチとした平織物（オックス）である。すなわち、Ｂ１は、綿とリネンとを８２対１８で混紡した。

綿とテンセルとを８０対２０で混紡した素材Ｃからなる繊維材の形態は、３０単糸を用い、縦糸１２６本／インチ、横糸７７本／インチとした２／２左綾織物である織物Ｃ１とした。

綿とテンセルとを８８対１２で混紡した素材Ｄからなる繊維材の形態は、２６単糸を用い、２６ゲージ２０インチとしたカノコである編物Ｄ１とした。

ビスコースレーヨン１００％の素材Ｅからなる繊維材の形態は、４０単糸を用い、縦糸１１２本／インチ、横糸９４本／インチとした平織物である織物Ｅ１とした。

これらの繊維材中、Ａ１、Ａ２、Ｄ１のそれぞれに対しては、先ず、糊抜き・精練、漂白、脱水、乾燥を行った。また、Ａ３、Ｂ１、Ｃ１、Ｅ１のそれぞれに対しては、先ず、糊抜き・精練、漂白を行った。

次に、繊維材に対して改質処理を行うべく、先ず、混合溶液を調製した。ここで、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１に対する改質処理では、導電性微粒子を含有するシリコーンエラストマの膜を形成し、Ａ３、Ｅ１に対する改質処理では、導電性微粒子を含有しないシリコーンエラストマの膜を形成することとした。

このため、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１に対する改質処理のためには、上記の「ライトシリコーンＰ−３１６」（メチルハイドロジエンポリシロキサン）を２０ｇ／Ｌと、「Ｘ−５１−１３１８」（シリコーンエマルジョン）を３０ｇ／Ｌと、「Ｆ−１２Ｅ」（ステアリン酸亜鉛）を２０ｇ／Ｌと、「Ｚ−ＳＤＮ」（導電性酸化亜鉛２５％分散体）を８０ｇ／Ｌとを含むように混合溶液を調製した。

また、Ａ３に対する改質処理では、上記の「ライトシリコーンＰ−３１６」（メチルハイドロジエンポリシロキサン）を２０ｇ／Ｌと、「Ｆ−１２Ｅ」（ステアリン酸亜鉛）を２０ｇ／Ｌとを含むように混合溶液を調製した。Ｅ１に対する改質処理では、上記の「ライトシリコーンＰ−３１６」（メチルハイドロジエンポリシロキサン）を５０ｇ／Ｌと、「Ｆ−１２Ｅ」（ステアリン酸亜鉛）を５０ｇ／Ｌとを含むように混合溶液を調製した。

これらの混合溶液のそれぞれに上記の対応する繊維材をそれぞれ浸漬した後、絞液した。これによって、浸漬前の繊維材の重量に対する付着した混合溶液の重量比率（ピックアップ）を７０％とした。これらの繊維材に対して、日星社製のヒートセッタ機を用いて１５０℃で１分３０秒の乾燥処理を行った。

次に、乾燥処理後の繊維材中、Ａ１、Ａ２、Ｄ１については、上記のヒートセッタ機を用いて、１７０℃で２分間の加熱処理を行って、疎水化繊維を得た。

また、他の繊維材（Ａ３、Ｂ１、Ｃ１、Ｅ１）については、山東エンジニアリング株式会社製のベーキング機を用いて、１７０℃で２分間の加熱処理を行った後、防縮加工を施して疎水化繊維を得た。

このようにして得られた疎水化繊維を実施例とする。その一方で、上記の改質を行っていない繊維材、すなわち、シリコーンエラストマの膜を具備しない繊維材を比較例とする。

〈表面張力〉
実施例及び比較例に係る繊維材のうち、Ｅ１を除く、Ａ１〜Ａ３、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１のそれぞれについて、水洗い洗濯を行う前（０回）の表面張力と、洗濯を１回行った後、２５回行った後、５０回行った後の表面張力とを測定した。また、Ｅ１については、水洗い洗濯を行う前（０回）の表面張力と、洗濯を１０回行った後、２０回行った後の表面張力をそれぞれ測定した。

洗濯は、株式会社東芝社製の家庭用電気洗濯機「ＶＨ−３０Ｓ」を用いて行った。具体的には、水３０Ｌに対して、測定試料が１ｋｇとなるように、つまり、１対３０の浴比となるように、水及び測定試料を洗濯槽内に投入する。この際、水温を３０〜４０℃とする。また、洗濯条件は、強水流に設定し、１５分間を１回の洗濯とした。また、表面張力は、上記のＤｕｐｏｎｔ法を用いて測定した。この比較結果を表２に示す。

表２に示すように、実施例に係る繊維材では、洗濯前及び洗濯後の何れも表面張力が７２ｍＮ／ｍよりも小さかった。これに対して、比較例の繊維材、すなわち、改質処理を施す前の繊維材の本来の表面張力は、洗濯前及び洗濯後の何れも表面張力が７２ｍＮ／ｍ以上であった。

従って、疎水化繊維では、繊維材の表面にシリコーンエラストマの膜を設けることで、その表面張力を水の表面張力よりも小さくして、良好に疎水化することができる。また、洗濯の際に水中で、疎水化繊維に摩擦力等が加えられた場合であっても、シリコーンエラストマの膜が天然系繊維の表面から剥離することを抑制できる。これによって、洗濯の回数を重ねても、疎水化繊維の上記の表面張力を維持することができる。

〈撥油性〉
実施例に係る繊維材について、ＡＡＴＣＣ １１８−２００２法に準拠して撥油性試験を行った。この方法では、表面張力の異なる８種類の炭化水素系溶媒が表面張力の大きいものが小さい等級数となるようにそれぞれ等級数を割り振られた試験液として規定されている。これらの試験液を例えば小さい等級数のものから順に、直径約５ｍｍの大きさとなるように、高さ約０．６ｃｍの位置から上記の繊維材の表面の５箇所にそれぞれ静置し３０秒放置していく。このとき、前記箇所で２、３滴が液滴状に保たれる試験液の等級数から繊維材の表面の撥油性を求めることができる。

このようにして求められた実施例に係る繊維材の撥油性は何れも、例えば、オリーブオイル（表面張力３５．８ｍＮ／ｍ）及び綿実油（表面張力３５．４ｍＮ／ｍ）等の調理油の浸透を十分に抑制できる等級数であった。このため、疎水化繊維は、日常生活において油性汚れの原因となり易い皮脂や調理油の表面張力に近づけられ、撥油性を示すため、未処理の繊維材に比して、油性汚れを付着し難くして、防汚性も向上させることができる。

〈速乾性〉
実施例及び比較例に係る繊維材のうち、Ｅ１を除く、Ａ１〜Ａ３、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１のそれぞれについて、速乾性を評価するべく、以下に示す速乾性試験を行った。

先ず、実施例及び比較例に係るＡ１〜Ａ３、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１の試験片を１０５°で２時間乾燥させた後の重量（乾燥後繊維材重量）を測定した。次に、これらの試験片を、洗濯時間を３０分に設定した以外は上記の洗濯方法と同様にして洗濯した後、５分間の脱水を行った後の重量（脱水後繊維材重量）を測定した。次に、これらの試験片を、温度が２５°±１°であり、湿度が５５％±５％（ＲＨ）である室内において吊干し乾燥させた。この際、５分経過毎に試験片の重量（吊干し乾燥中繊維材重量）を測定した。

上記の乾燥後繊維材重量と脱水後繊維材重量との差は、脱水後の試験片が含有する水分の重量（脱水後水分重量）である。このため吊干し乾燥時間が０分であるときの試験片の水分含有率（％）は、脱水後水分重量（ｇ）／乾燥後繊維材重量（ｇ）となる。また、吊干し乾燥時間毎の試験片の水分含有率（％）は、（吊干し乾燥中繊維材重量（ｇ）−乾燥後繊維材重量（ｇ））／乾燥後繊維材重量（ｇ）となる。このようにして算出した、実施例及び比較例の試験片の水分含有率について、吊干し乾燥時間とともに表３に示す。

表３から、先ず、吊干し乾燥時間が０分の時点で、すなわち、脱水を行ったのみの状態で、実施例に係る繊維材の水分含有率は何れも比較例に係る繊維材の水分含有率を下回る。このため、疎水化繊維では、水洗い洗濯時に水を吸収して膨潤することが抑制されていることが分かる。

上記の速乾性試験からさらに、実施例及び比較例に係る繊維材の水分含有率が１０％に減少するまでに要する吊干し乾燥時間（分）を求めて表４に示す。また、表４には、比較例に係る繊維材の吊干し乾燥時間Ｘに対して、実施例に係る繊維材の吊干し乾燥時間Ｙが短縮された短縮率（Ｙ／Ｘ）×１００（％）を求めた結果を併せて示す。

表４から、実施例に係る繊維材は、比較例に係る繊維材に比して、乾燥に要する時間が約３０〜５０％短縮されていることが分かる。従って、疎水化繊維では、未処理の繊維材に比して、効果的に速乾性を向上させることができる。

〈吸放湿性〉
実施例及び比較例に係る繊維材のうち、Ｂ１及びＥ１を除く、Ａ１〜Ａ３、Ｃ１、Ｄ１のそれぞれについて、一般財団法人ボーケン品質評価機構のボーケン法に準拠して吸放湿性（水分率）を評価した。具体的には、先ず、２０ｃｍ四方とした上記の繊維材の試験片を４０℃×９０％（ＲＨ）の環境下で４時間曝露することで、該試験片に吸湿させた。その後、２０℃×６５％（ＲＨ）の環境下で４時間曝露することで、試験片に放湿させた。この際、１時間経過毎に試験片の重量（ｇ）を測定し、この重量の変化から吸放湿性（水分率）（％）を求めた。その結果を表５に示す。なお、４０℃×９０％（ＲＨ）の環境は、人が軽い運動をしたときの衣服内の温度及び湿度に近い高温多湿状態である。２０℃×６５％（ＲＨ）の環境は、外気温に近い標準状態である。

表５から、実施例の疎水化繊維の吸放湿性は、比較例の繊維材の吸放湿性と同程度であることが分かる。すなわち、この疎水化繊維では、繊維材の本来の吸放湿性を十分に維持することができる。

〈紫外線カット率〉
実施例及び比較例に係る繊維材のうち、導電性微粒子を含有するシリコーンエラストマの膜を形成した、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｄ１のそれぞれについて、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計「ＵＶ−３１５０」（商品名）を用いて、紫外線カット率を評価した。具体的には、上記の繊維材の試験片について２２０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の透過率を測定し、得られた測定値を１００から差し引いた値を紫外線カット率（％）とした。その結果を表６に示す。

表６から、実施例の繊維材は、比較例の繊維材に比して、高い紫外線カット率を示すことが分かる。すなわち、この疎水化繊維では、シリコーンエラストマの膜に含有される導電性微粒子によって、効果的に紫外線を吸収することができる。

〈赤外線吸収性〉
導電性微粒子を含有するシリコーンエラストマの膜を形成したＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１のそれぞれについて、実施例と比較例との赤外線吸収性を以下に示す方法で比較した。具体的には、先ず、内部容量６０ｍｌであり、側壁に断熱用コルクが設けられた箱体の開口に試験片を設置した。また、試験片の箱体内側には、試験片との距離が２ｍｍとなるように熱電対温度センサを配置した。次に、試験片の両面のうち、熱電対温度センサと反対側の一方の面から、近赤外光ランプの１００Ｗの赤外光を照射した。なお、近赤外光ランプとしては、株式会社東芝社製ＩＲ１００／１１０Ｖ１００ＷＲを用い、試験片との距離を１５０ｍｍとした。また、試験室の温度を２５℃±２℃とし、湿度を４０±５％ＲＨとした。

これによって、試験片を介して赤外光が照射された箱体内の温度が上昇するため、この際の温度変化を熱電対温度センサによって経時的に測定した。測定結果中、近赤外光ランプの照射開始から１５分後、４時間後、８時間後のそれぞれの温度について、実施例と比較例との差をとり、互いの赤外線吸収性を比較した。その結果を表７に示す。

表７から、実施例の繊維材では、比較例の繊維材に比して、赤外線照射による温度上昇が少ないことが分かる。つまり、この疎水化繊維では、効果的に赤外線を吸収及び反射することができる。また、疎水化繊維の赤外線照射による温度上昇を抑制する効果は、赤外線の照射を開始してから８時間経過しても維持されていることから、優れた持続性を有することが分かる。

〈Ｗ＆Ｗ性〉
実施例及び比較例に係る繊維材Ａ１及び実施例に係るＥ１について、Ｗ＆Ｗ性の評価試験を行った。この試験は、一般財団法人ボーケン品質評価機構において実施した。

具体的には、先ず、上記の繊維材から４００ｍｍ四方の試験片を３枚ずつ作成した。これらに対して、ＪＩＳ Ｌ １０９６ Ｇ法（ＪＩＳ Ｌ ０２１７ １０３）に準拠して洗濯及び乾燥を行った。すなわち、１対４０の浴比となるように、水及び測定試料を洗濯槽内に投入する。この際、水温を４０℃とし、洗濯時に、商品名「アタック」（花王株式社製の合成洗剤）を１ｇ／Ｌとなるように加えた。また、洗濯条件は、強水流で１２分間の洗濯、排水、２分間の遠心脱水、２分間のすすぎ、排水、２分間の遠心脱水、２分間のすすぎ、排水、４分間の遠心脱水をこの順で行って１回の洗濯とした。そして、洗濯後に試験片のタテ方向が鉛直方向に沿うように吊干し乾燥を行った後に、そのＷ＆Ｗ性を評価した。

実施例及び比較例に係る繊維材Ａ１では、洗濯を１回行った後及び５回行った後のＷ＆Ｗ性をそれぞれ評価し、実施例に係る繊維材Ｅ１では、洗濯を５回行った後及び２０回行った後のＷ＆Ｗ性をそれぞれ評価した。その結果を表８に示す。

なお、ここでのＷ＆Ｗ性は、洗濯後のシワの残り具合を表す指標であり、ＡＡＴＣＣ ＴＥＳＴ ＭＥＴＨＯＤ １２４にて規定される判定用レプリカと見比べて、等級付け（１〜５級）を行うことで評価される。この等級が大きいほどシワの残り具合が少ないことを示す。

表８に示す結果から、実施例の繊維材では、比較例の繊維材に比して優れた等級のＷ＆Ｗ性を有し、且つ洗濯を繰り返してもＷ＆Ｗ性を３．２級以上に維持できることが分かる。つまり、疎水化繊維では、未処理の繊維材に比して、Ｗ＆Ｗ性を向上させて、洗濯後のシワカット率を５０％以上とすることができるため、形態安定加工として十分なＷ＆Ｗ性を長期的に発揮することができる。

〈破裂強度〉
実施例及び比較例に係る繊維材Ａ１、Ａ２、Ｄ１のそれぞれについて、ＪＩＳ Ｌ １０９６ Ａ法（ミューレン形法）に準拠して破裂強度を測定した。具体的には、先ず、１５ｃｍ×１５ｃｍの試験片をそれぞれ５枚採取した。そして、ミューレン型破裂試験機を用い、試験片の表面を上にして、均一な張力を加えてクランプで掴んだ。この試験片に裏面からゴム膜を介して圧力を加え、ゴム膜が試験片を突き破る強さＡ（ｋＰａ）及び破断時のゴム膜だけの強さＢ（ｋＰａ）を測定した。そして、次式（２）によって破裂強さＢｓ（ｋＰａ）を求め、その平均値を破裂強度として算出した。
Ｂｓ＝Ａ−Ｂ …（２）

試験片を２０℃６５％相対湿度下に２４時間放置することで乾燥させた状態及び試験片を水に浸漬し含有水分率が１００％となるように湿潤させた状態のそれぞれについて、上記の測定を行って破裂強度を算出した。その結果を表９に示す。

表９から、乾燥状態及び湿潤状態の何れにおいても、実施例の繊維材は、比較例の繊維材と略同等か、それより大きい破裂強度を示すことが分かる。このため、疎水化繊維は破裂強度にも優れる。

〈引き裂き強度〉
実施例及び比較例に係る繊維材織物Ａ３、Ｂ１、Ｃ１、Ｅ１のそれぞれについて、ＪＩＳ Ｌ １０９６ Ｄ法（ペンジュラム法）に準拠して引き裂き強度を測定した。具体的には、先ず、６３ｍｍ×約１００ｍｍの試験片をそれぞれ５枚採取した。そして、エレメンドルフ引裂強さ試験機を用い、短片をタテ方向とした試験片の両端を把持した。そして、試験片の長辺の略中央に該長辺と直角に２０ｍｍの切れ目を入れた後、試験片の両端を互いに反対方向に引っ張るように荷重を加えた。これによって、残りの４３ｍｍ分のヨコ糸が引裂かれたときの荷重（Ｎ）をタテ方向の引き裂き強度とした。なお、試験片の長辺をタテ方向とすることで、タテ方向の引き裂き強度と同様にヨコ方向の引き裂き強度を測定することができる。

試験片を２０℃６５％相対湿度下に２４時間放置することで乾燥させた状態及び試験片を水に浸漬し含有水分率が１００％となるように湿潤させた状態のそれぞれについて、引き裂き強度を測定した。その結果を表１０に示す。

表１０から、実施例の繊維材では、タテ方向及びヨコ方向の両方向において、比較例の繊維材に比して、引き裂き強度が大きいことが分かる。また、比較例の繊維材では、乾燥時の引き裂き強度に比して、湿潤時の引き裂き強度が約３０％低下する。これに対して、実施例の繊維材では、乾燥時の引き裂き強度に比して、湿潤時の引き裂き強度が低下する割合は約１０％程度である。すなわち、疎水化繊維では、未処理の繊維材に比して、引き裂き強度を向上させることができ、且つ湿潤時においても高い引き裂き強度を維持することができる。

Claims (4)

1. セルロース系繊維又は動物繊維の少なくとも何れか一方を含む繊維材を改質して疎水化した疎水化繊維であって、
   前記繊維材の少なくとも一部の表面に、ステアリン酸亜鉛を架橋剤として架橋したメチルハイドロジエンポリシロキサンを有するシリコーンエラストマの膜が固着され、表面張力が７２ｍＮ／ｍより小さいことを特徴とする疎水化繊維。
2. 請求項１記載の疎水化繊維において、
   前記シリコーンエラストマの膜は、酸化亜鉛を主成分とするｎ型半導体からなる導電性微粒子を含有することを特徴とする疎水化繊維。
3. セルロース系繊維又は動物繊維の少なくとも何れか一方を含む繊維材を改質して疎水化繊維を得る疎水化繊維の製造方法であって、
   メチルハイドロジエンポリシロキサンを主成分とするシリコーンエラストマの粒子を分散させた水性分散液に、ステアリン酸亜鉛を混合した混合溶液に、前記繊維材の少なくとも一部を浸漬する工程と、
   前記ステアリン酸亜鉛を架橋剤として、前記粒子間を架橋させた膜状の前記シリコーンエラストマを前記繊維材の少なくとも一部の表面に固着することで、表面張力が７２ｍＮ／ｍより小さい疎水化繊維を得る工程と、
   を有することを特徴とする疎水化繊維の製造方法。
4. 請求項３記載の疎水化繊維の製造方法において、
   酸化亜鉛を主成分とするｎ型半導体からなる導電性微粒子を前記混合溶液にさらに含有させ、表面に前記導電性微粒子を担持させた疎水化繊維を得ることを特徴とする疎水化繊維の製造方法。