JP2009074200A

JP2009074200A - 改質セルロース系繊維材料の製造方法

Info

Publication number: JP2009074200A
Application number: JP2007244650A
Authority: JP
Inventors: Kiyokazu Shiku; 清和珠久
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2009-04-09

Abstract

【課題】
本発明はセルロース系繊維材料の湿潤発熱性を初めとする機能性と形態安定性を、ホルマリンなどの有害な薬剤を使用することなく、環境問題を生じない方法で付与し、着用快適性とウォッシャブル性を改善・向上する事によって、より広い用途を開拓することであり、その目的にそった機能性と形態安定性の改善されたセルロース系繊維材料を提供する。
【解決手段】
セルロース系繊維材料に、アミノエチル化剤を反応させた後、カチオン化剤と反応させるか、又はアミノエチル化剤とカチオン化剤とを同時に反応させることを特徴とする改質セルロース系繊維材料の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、セルロース系繊維材料の湿潤発熱性を高めるように改質加工された改質セルロース系繊維材料の製造方法に関する。

セルロース系繊維材料は吸湿性には優れているが、ウール等の蛋白質系繊維材料に比べると湿潤発熱性が乏しく保温性が弱いと言う欠点があり、肌着やインナーウエアに用いられた時の保温性が劣るため、特に湿潤発熱性の優れたセルロース系繊維材料の開発を目標に種々研究がなされ特許出願されている。

例えば、特許文献１にはケラチン分解物を浸漬法、樹脂加工法、化学的結合法で処理する方法が公開されている。特許文献２にはアミノ基、カルボキシル基を導入して改善する方法が記載されており、また、特許文献３には第４級アンモニュウム化合物を用いてセルロース系繊維にカチオン基を導入して湿潤発熱性を付与する方法が公開されている。しかしながらカチオン基のみを導入する特許文献３の方法によると、アニオンを吸い取る性質があり、洗濯を繰返すと汚れが目立つようになるという欠点がある。
特開平８−３５１７６号公報特開平８−３１１７６７号公報特開平１０−２５１９６９号公報

前記した通りセルロース系繊維材料の形態安定性を向上すると同時に湿潤発熱性を初めとする機能性を改善向上する研究は、ある程度なされているが、経済性、安全性、品質上の問題点も多く、本格的な実用化には至っていない。石油資源から製造される合成繊維の湿潤発熱性改善も試みられており、一部は実用化されているが、合成繊維材料は天然繊維材料に比べて、特にインナーウエアとして用いた時の着用快適性が著しく劣るだけでなく、生分解性やリサイクル性が劣っており、廃棄物問題などの環境問題を生じやすい等、多くの問題点を抱えている。

即ち本発明はセルロース系繊維材料の湿潤発熱性を初めとする機能性と形態安定性を、ホルマリンなどの有害な薬剤を使用することなく、環境問題を生じない方法で付与し、着用快適性とウォッシャブル性を改善・向上する事によって、より広い用途を開拓することであり、その目的にそった機能性と形態安定性の改善されたセルロース系繊維材料を提供しようとするものである。

本発明は、セルロース系繊維材料に、アミノエチル化剤を反応させた後、カチオン化剤と反応させるか、又はアミノエチル化剤とカチオン化剤とを同時に反応させることを特徴とする改質セルロース系繊維材料の製造方法である（請求項１）。
また、本発明は、アミノエチル化剤として、２−アミノエチル硫酸を用いることを特徴とする請求項１に記載の改質セルロース系繊維材料の製造方法である（請求項２）。
更に、本発明は、カチオン化剤として、第４級アンモニューム基をカチオン基として含有し、反応基としてエポキシ基或いはクロルヒドリン基を有する化合物を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れかに記載の改質セルロース系繊維材料の製造方法である（請求項３）。

更にまた、本発明は、セルロース系繊維材料が、綿、麻、ビスコースレーヨン、キュプラレーヨン、リヨセル、テンセル、モダール及び酢酸セルロースから選ばれることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の改質セルロース系繊維材料の製造方法である（請求項４）。
次に、本発明は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の方法によって製造された改質セルロース系繊維材料である（請求項５）。

本発明の改質セルロース系繊維材料の製造方法は、ノンホルマリンというキャッチフレーズからも分るように、環境に優しく、経済性に優れており、品質面からは湿潤発熱効果等の機能性を付与できるだけでなく、優れた形態安定性も付与できる点で注目される。

即ち、本発明によれば、セルロース系繊維材料の湿潤発熱性を初めとする機能性と形態安定性を、環境問題を生じない方法で付与することができ、かくして着用快適性とウォッシャブル性を改善・向上する事によって、より広い用途を開拓することが可能であり、その目的にそった機能性と形態安定性の改善されたセルロース系繊維材料を提供することが出来る。特に、カチオン基のみを導入する特許文献３の方法は、アニオン基を吸い取る性質があり、マスキング状態になって効果が半減するが、本発明によれば、アミノエチル化によってその欠点が補われるという特有の効果を奏する。

本発明の改質セルロース系繊維材料の製造方法は、セルロース系繊維材料に、アミノエチル化剤を反応させた後、カチオン化剤と反応させるか、又はアミノエチル化剤とカチオン化剤とを同時に反応させることを特徴とする。

本発明の改質セルロース系繊維材料の製造方法は、セルロース系繊維材料に、アミノエチル化剤とカチオン化剤とを同時に反応させる方法が好ましいが、先ずアミノエチル化剤と反応させ、次いでカチオン化剤を反応させる場合も場合により好ましい。

本発明にいうアミノエチル化剤として、安全性、経済性などの観点から２−アミノエチル硫酸が好ましく用いられるが、この他にもエチレンイミンなどのアミノエチル化剤を用いることが出来る。

本発明にいうカチオン化剤として、第４級アンモニューム基をカチオン基として含有し、反応基としてエポキシ基或いはクロルヒドリン基を有する化合物を用いる。本発明にいう該カチオン化剤としては、例えば、業界誌「加工技術」Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ１２（１９９１）「カチオン化剤とその応用」８０２頁第１表に記載されている低分子化合物を使用することができる。具体例をあげると、３−クロル−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニュウムクロライド、３−クロル−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニュウムクロライドから脱塩酸された対応するエポキシ化合物、クロルヒドリン基、エポキシ基或いはカチオン基を１分子中に２個以上有する多官能型カチオン化剤等をあげる事ができる。中でも、カチオン基を１分子中に２個以上有する多官能型カチオン化剤、具体的には、例えば、カチオノンＵＫ（一方社油脂工業社製多官能カチオン化剤）がより好ましく用いられる。

本発明の加工対象素材であるセルロース系繊維材料としては、例えば、綿、麻、ビスコースレーヨン、キュプラレーヨン、リヨセル、テンセル、モダール及び酢酸セルロースから選ばれるセルロース系繊維材料など、分子構造中にアルコール性水酸基を有するセルロース系繊維材料或いは再生繊維材料が好ましく用いられる。中でもビスコースレーヨン、キュプラレーヨン、リヨセル、テンセル、モダールなどがより好ましく用いられる。

本発明の製造方法によって改質加工されるセルロース系繊維材料は単品でも混合品でもよく、いわゆる合成繊維を含めた複合系繊維であってもよい。また、該セルロース系繊維材料或いは再生繊維材料を主要成分とする素材或いは織り編物である。これらの素材はわたやバラ毛、糸の段階、織編み物にした後、或いは工程途中の半製品の段階で加工することも可能である。これら加工対象素材はポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン等石油系合成素材との複合系であってもよい。

本発明のセルロース系繊維材料の加工条件として、糸（チーズ）を加工する場合の例をあげて概要を説明すると、チーズ染色機に水を糸の５〜２０倍量仕込み、その中へ室温で、チーズ染色法の常法に従って、消泡剤（具体的には、例えば、タスポンＳＮ-１（ランクセス社製）を０．１〜５％ｏｗｆ、同様に内外差防止剤（具体的には、例えば、ミレランＱＪ（チバスペシャリティケミカルズ社製）を１〜１０％ｏｗｆ、アミノエチル化剤を１０〜５０％ｏｗｆ、カチオン化剤を１０〜５０％ｏｗｆ、苛性ソーダなどのアルカリ剤を１０〜５０％ｏｗｆ仕込む。１〜２℃/分で１２０〜１６０℃まで昇温して、同温で１〜数時間程度保温しながら液を循環する。そのあと排液して、水洗、酸中和したあと、５０〜８０℃にて５〜１０分間湯洗い、水洗して乾燥する。

このように、本発明の反応を、アミノエチル化剤とカチオン化剤を同時に反応させる場合は、１２０〜１６０℃の温度で、より好ましくは、１２５〜１４５℃の温度で、１〜８時間、好ましくは２〜５時間程で行われる。

一方、アミノエチル化剤を反応させた後、カチオン化剤と反応させる段階的反応で行う場合は、先ずアミノエチル化剤を１００℃以下、好ましくは９０℃以下で行い、次いで１２０〜１６０℃、好ましくは１２５〜１４５℃の温度まで昇温して反応させる方法が好ましい。

布のパッド・スチーミング法の場合は、浸漬法と同様な染浴に繊維をパディングして絞り率５０〜２００％で薬剤水溶液を含浸させた繊維材料を、ドライした後或いは湿状のまま、加湿状態で１２０℃〜１６０℃、好ましくは１３０℃〜１５０℃で、３０分〜５時間、好ましくは３０分〜３時間程度、高温高圧スチーミングして、常法によりソーピングして乾燥すればよい。

これらの加工条件はセルロース系素材の種類並びに加工目的に応じて上記の条件に制約されることなく、例えば加工効果をより強くするには薬剤の使用量を増加させ、加工条件を強化するなど自由に変化させることが出来ることは言うまでもない。

以下実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に制約されるものではない。なお、例中、％は重量％を、部は重量部を意味する。

実施例１
３０／−（３０単糸）レーヨン１００％糸１ｋｇのチーズをチーズ染色機にセットし、水１２ｋｇ、消泡剤タスポンＳＮ-１（ランクセス社製）１０ｇ、内外差防止剤ミレランＱＪ（チバスペシャリティケミカルズ社製）３０ｇ、２−アミノエチル硫酸３００ｇ、カチオノンＵＫ（一方社油脂工業社製多官能カチオン化剤）２００ｇ、苛性ソーダ３００ｇを室温で液循環しながら投入したあと、１．５℃／分で昇温して１３５℃とする。１３５℃で４時間保温、液循環したあと、排液し、水洗、酸で中和し、更に６０℃にて５分間湯洗いしたあと、水洗して乾燥する。

この様に加工して得たレーヨン糸を用いてニット生地を編み、サーモグラフィ表面温度解析を実施した。即ち、試験品の回りの環境湿度を次の通り変化させ、生地の表面の温度変化を観察した。

実施例の資料及び比較例の資料（比較例は、同じレーヨン糸を６０℃で５分間湯洗い、水洗して乾燥した糸を用いたニット生地）を１０５℃で２４時間絶乾処理を行ったあと、２０±２℃、６５±５％ＲＨ（標準状態）で４８時間調湿したあと試験を行った。
試験環境条件２３±２℃
湿度を３０％ＲＨに安定（約３０分）→８０％ＲＨに上昇させた時の生地の表面温度を観察測定した。その結果、実施例の生地は比較例の生地に対して１．０〜２．０℃高い湿潤発熱性を示した。本発明加工品は明らかに未加工品に比べて１〜２℃の温度差が観察され、発熱感度が大きいことが裏付けられた。

この実施例の糸を用いてニットを編み、インナーウエアを縫製し、着用試験したところ、保温性、蒸れ性などの着用快適性並びに形態安定性が、未加工品に比べて著しく優れていることを確認した。

実施例２
実施例１に於けるレーヨン糸の代わりに綿糸を用いて同様に加工したところ、実施例１と同様の湿潤発熱効果を有する綿糸が得られた。

本発明方法によって改質加工されたセルロース系繊維材料は、未加工のセルロース系繊維材料に比べて、湿潤発熱量が大きくなり、その結果、保温性、蒸れ性などの着用快適性が改善され、かつ効果の持続性がある等、優れた改質効果が得られる。

更に本発明の特徴は、ホルマリンなどの有害な薬剤を使用することなく、安全で環境適合性の優れた安価な加工薬剤を用いて、優れた湿潤発熱効果をあげる事が出来る結果、着用快適性が向上し、優れた経済性の元で、例えば肌着、インナ−・ウエア、靴下、スポーツ用品、寝具、裏地など従来制約が多かった使用分野にもセルロース系繊維材料の用途を一層拡大できる点、実用的価値が高く、環境問題にも大いに貢献する。

Claims

セルロース系繊維材料に、アミノエチル化剤を反応させた後、カチオン化剤と反応させるか、又はアミノエチル化剤とカチオン化剤とを同時に反応させることを特徴とする改質セルロース系繊維材料の製造方法。
アミノエチル化剤として、２−アミノエチル硫酸を用いることを特徴とする請求項１に記載の改質セルロース系繊維材料の製造方法。
カチオン化剤として、第４級アンモニューム基をカチオン基として含有し、反応基としてエポキシ基或いはクロルヒドリン基を有する化合物を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れかに記載の改質セルロース系繊維材料の製造方法。
セルロース系繊維材料が、綿、麻、ビスコースレーヨン、キュプラレーヨン、リヨセル、テンセル、モダール及び酢酸セルロースから選ばれることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の改質セルロース系繊維材料の製造方法。
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の方法によって製造された改質セルロース系繊維材料。