JP5726550B2 - 吸湿発熱性布帛の製造方法および吸湿発熱性布帛 - Google Patents
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Description
そのため、近年においては、上記問題を解決すべく、衣料に対して吸湿発熱性を部分的に付与することも提案されている。
さらに、特許文献1には、高吸湿性微粒子を構造体に付着させる方法として、繊維等に直接練り込む方法や、織物、不織布、フリース、紐状物、フィルム及び樹脂成形品などの表層にバインダー樹脂を介して付着させる方法が挙げられ、バインダー樹脂の付与方法としては、含浸法、パディング法、コーティング法、スプレー法が挙げられている。
さらに、前記布帛からなる構成部品を配置した際の縫製箇所が、着用時に肌に当たることによって、不快感を与えるおそれがあった。
インクジェット方式を用いて、水溶性の吸湿発熱化合物を含む処理液(A液)と、架橋剤を含む処理液(B液)とを、布帛上で混ざり合うように個別のノズルから吐出させ、布帛の一方の面に部分的に付与する工程と、
A液およびB液を、布帛の他方の面にまで浸透させる工程と、
A液およびB液を浸透させた布帛を熱処理する工程と、を有することにより、
布帛に対して吸湿発熱性を部分的に付与することを特徴とする、吸湿発熱性布帛の製造方法である。
A液、B液、および分散染料含有インクを、インクジェット記録装置に搭載した個別のインクジェットヘッドにそれぞれ供給し、さらに、各インクジェットヘッドに設けられたノズルから、布帛の一方の面に対して吐出することにより、各液を付与する工程と、
A液およびB液を、布帛の他方の面にまで浸透させる工程と、
A液およびB液を浸透させた布帛に対して、分散染料含有インクの発色工程を兼ねた熱処理を行う工程と、を有することにより、
布帛に対して、吸湿発熱性の部分的付与、および色柄の付与を行うことを特徴とする、吸湿発熱性布帛の製造方法である。
すなわち、本発明においては、A液およびB液を、インクジェット記録装置に搭載した個別のインクジェットヘッドにそれぞれ供給し、さらに、各インクジェットヘッドに設けたノズルから個別に吐出することにより、布帛の一方の面に対する各液の付与を行う。
すなわち、本発明においては、A液の着弾位置と、B液の着弾位置とが、布帛上の吸湿発熱性を付与したい位置で重複するように、調整する必要がある。
なお、A液およびB液が布帛に着弾する順序などは特に限定するものではなく、布帛上で、A液とB液とが、所望の位置で混ざり合う状態になる方法であれば、どのような手順で行っても構わない。
A液の付与量が10g/m2未満であると、布帛に十分な吸湿発熱性を付与することができないおそれがある。また、40g/m2以上であっても、それ以上の吸湿発熱効果が得られにくいため、コスト高となり、さらに、A液を付与した部分に、後述する色柄の付与を行う場合には、過剰に付与された吸湿発熱化合物によって、染色性が悪くなるおそれがある。
5g/m2未満となると架橋反応が不十分となり、吸湿発熱化合物を布帛に対して強固に架橋結合させることができないおそれがある。また、30g/m2以上であると、架橋剤を必要以上に布帛に付与することになり、布帛に残留した未反応の架橋剤によって、風合いが悪くなるおそれがある。
前記浸透工程を設けることにより、布帛の両面に差異のない吸湿発熱性を付与することができる。
放置時間が10分より短いと、放置時間が短いために、A液およびB液が布帛の他方の面にまで浸透しないおそれがある。
なお、放置時間の上限については特に限定するものではないが、浸透工程が長時間であると、生産効率が低下する傾向にあるため、長くとも60分程度に留めることが好ましい。
環境温度が15℃未満であると、A液およびB液の流動性が低下し、布帛の他方の面に到達するまでに時間がかかるため、生産効率が低下する傾向にある。
また、環境温度が30℃を超えると、付与したA液およびB液が、布帛の他方の面に到達するまでに乾燥してしまうおそれがある。
環境湿度が40%未満であると、付与したA液およびB液が、布帛の他方の面に到達するまでに乾燥してしまうおそれがある。また、70%以上となると、環境中の水分が結露することによって、布帛に付与した液が必要以上に滲むおそれがある。
布帛を熱処理することで、架橋反応が速やかに進行し、A液に含まれる吸湿発熱化合物を布帛に対し強固に架橋結合させることができる。
また、架橋反応は20分程度で完了するため、それを超えた熱処理は、エネルギーのロスとなる。さらに、長時間の熱処理は、A液およびB液を付与した部分が黄変するおそれがある。
なお、本発明における色柄は、特に限定するものではなく、布帛に付与可能な色および柄の中から適宜選定することができる。
また、前記色柄を付与する部分は、吸湿発熱性を付与する部分と重複していてもよく、異なっていてもよい。
さらに、インクジェット方式を用いることで、吸湿発熱性付与工程と色柄付与工程を、同一工程にて行うことも可能である。
なお、吸湿発熱性付与工程と色柄付与工程とを同一工程にて行う場合には、色柄を付与するためのインクとして、分散染料を含んでなるインクを用いることが好ましい。
分散染料含有インクは、発色適正温度が、前述した架橋反応の適正温度とほぼ同じであるため、後述するように、架橋反応工程とインク発色工程を、同一工程とすることができる。
このとき、A液、B液、および分散染料含有インクが、布帛に着弾する順序などは、特に限定するものではない。
また、A液とB液とは、布帛上の所望の位置で混ざり合うように、それぞれを着弾させる必要があるが、分散染料含有インクは、A液およびB液と、着弾位置が重複していてもよく、異なっていてもよい。
付与量が50g/m2以上であると、滲みによる染色ムラなどが発生するおそれがある。
これにより、布帛の両面に差異のない吸湿発熱性を付与することができる。さらに、吸湿発熱性付与工程と色柄付与工程とを同一工程にて行う場合、前記浸透工程を設けることによって、布帛の一方の面への色柄の付与と、布帛の両面への吸湿発熱性の付与とが、布帛の一方の面に対する各液の付与により可能となる。
このときの熱処理温度としては、150℃〜180℃が好ましく、また熱処理時間としては0.5分〜20分が好ましい。
熱処理温度および時間を上記範囲とすることで、架橋反応性、発色性のいずれについても良好な結果を得ることができる。
布帛に受容層を設けることによって、該受容層が、布帛上に着弾した液を直ちに受け止めて適度に保持するため、着弾した液が必要以上に滲むのを抑制することができる。
なお、前記水溶性高分子は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、耐アルカリ性に優れており、流動性が高く、安価である点で、カルボキシメチルセルロースが好ましい。
付与量が1g/m2未満であると、後に付与する処理液等を十分に受け止めることができず、付与した液が必要以上に滲んだり、裏抜けしたりする傾向がある。また、20g/m2を超えると、設けた受容層によって布帛が硬くなり、その後の加工工程において布帛を搬送する際に、搬送不良が発生したり、設けた受容層の脱落が生じたりする傾向がある。
なかでも、布帛の内部にまで受容層付与剤を浸透させて、布帛表面のみならず、基布全体に受容能力を付与することが可能な点で、パディング法が好ましい。
前記前処理に用いる前処理剤としては、例えば、水溶性ポリマー、難燃剤、紫外線吸収剤、還元防止剤、酸化防止剤、pH調整剤、ヒドロトロープ剤、消泡剤、浸透剤などが挙げられる。
また、これらの前処理方法は、特に限定するものではなく、パディング法、スプレー法、浸漬法、コーティング法、グラビア法、インクジェット法などから適宜選定すればよい。
ポリエチレンテレフタレート繊維からなる布帛に、下記処方からなる受容層付与剤を、パディング法により付与し、テンター方式乾燥機で150℃120秒の乾燥を行った。
<受容層付与剤処方>
DKSファインガムHEL−1 2.0重量%
(第一工業製薬(株)製、エーテル化カルボキシメチルセルロース)
リンゴ酸(扶桑化学工業(株)製、pH調整剤) 0.3重量%
水 97.7重量%
<A液処方:吸湿発熱化合物含有液>
パラファインAH−30 5.0重量%
(大原パラヂウム化学(株)製)、ポリカルボン酸系吸湿発熱加工剤)
カヤクバッファーP−7(日本化薬(株)製、pH調整剤) 0.2重量%
サンアイバックIT20(三愛石油(株)製、防腐剤) 0.1重量%
プロピレングリコール(湿潤剤) 2.0重量%
水 92.7重量%
<B液処方:架橋剤含有液>
アクアインCAT−100 2.0重量%
(大和化学工業(株)製、エポキシ樹脂系架橋剤)
サンアイバックIT20(三愛石油(株)製、防腐剤) 0.1重量%
プロピレングリコール(湿潤剤) 2.0重量%
水 95.9重量%
<インクジェット条件>
装置 :オンデマンド方式シリアル走査型インクジェット記録装置
ノズル径:50μm
駆動電圧:100V
周波数 :5kHz
解像度 :360dpi
付与量 :
A液 30g/m2
B液 20g/m2
上記インクジェット条件によって各液を付与することにより、布帛上に、ア)A液およびB液付与部分、イ)未加工部分の2つの領域を形成した。なお、ここでいう未加工部分とは、A液、B液のいずれも付与されていない部分を意味する。
その後、高熱スチーマーを用いて175℃で10分間湿熱処理を行った。
実施例1において受容層を形成した布帛に対し、下記処方のA液、B液、およびインクを、インクジェット方式を用いて布帛に付与した。
<A液処方:吸湿発熱化合物含有液>
アクアインHOT−2 10.0重量%
(大和化学工業(株)製、ポリアクリル酸系吸湿発熱加工剤)
カヤクバッファーP−7(日本化薬(株)製、pH調整剤) 0.2重量%
サンアイバックIT20(三愛石油(株)製、防腐剤) 0.1重量%
プロピレングリコール(湿潤剤) 2.0重量%
水 87.7重量%
<B液処方:架橋剤含有液>
キャタリストAQH 2.0重量%
(大原パラヂウム工業(株)製、エポキシ樹脂系架橋剤)
サンアイバックIT20(三愛石油(株)製、防腐剤) 0.1重量%
プロピレングリコール(湿潤剤) 2.0重量%
水 95.9重量%
<インク処方>
Kiwalon Polyester Blue BGF 10.0重量%
(紀和化学工業(株)製、分散染料、C.I.Disperse Blue 73)
Disper TL 2.0重量%
(明成化学工業(株)製、アニオン系界面活性剤)
ジエチレングリコール 5.0重量%
水 83.0重量%
<インクジェット条件>
装置 :オンデマンド方式シリアル走査型インクジェット記録装置
ノズル径:50μm
駆動電圧:100V
周波数 :5kHz
解像度 :360dpi
付与量 :
A液 30g/m2
B液 20g/m2
インク 20g/m2
上記インクジェット条件によって各液を付与することにより、布帛上に、ア)A液およびB液付与部分、イ)未加工部分、ウ)A液、B液、およびインク与部分、エ)インク付与部分、の4つの領域を形成した。なお、ここでいう未加工部分とは、布帛上におけるA液、B液、インクのいずれも付与されていない部分を意味する。
その後、高熱スチーマーを用いて175℃で10分間湿熱処理を行った。
次いで、トライポールTK(第一工業製薬(株)製、ノニオン界面活性剤)2g/L、ソーダ灰2g/L、ハイドロサルファイト1g/Lを含むソーピング浴にて、80℃で10分間洗浄した後、水洗、乾燥し、実施例2の吸湿発熱性布帛を得た。
実施例1においてA液およびB液を付与した直後に、インクジェット記録装置に備え付けられたヒーターにより布帛を加熱して、布帛の予備乾燥を行った後、高熱スチーマーを用いて175℃で10分間湿熱処理を行った。
ポリエチレンテレフタレート繊維からなる布帛に、下記処方からなる処理液を、パディング法を用いてピックアップ率100%で付与した。
<処理液処方>
パラファインAH−30 10.0重量%
(大原パラヂウム化学(株)製、ポリカルボン酸系吸湿発熱加工剤)
キャタリストAQH 2.0重量%
(大原パラヂウム工業(株)製、エポキシ樹脂系架橋剤)
水 88.0重量%
次いで、テンター方式乾燥機を用いて110℃で120秒の乾燥を行った後、高熱スチーマーを用いて175℃で10分間湿熱処理を行った。
実施例および比較例で得られた各吸湿発熱性布帛に対する評価は、次のように行った。
[吸湿発熱性評価1:発熱温度△Tmaxの算出]
実施例および比較例によって得られた布帛から、20cm×20cmの試験布を、下記条件に従って1枚ないし複数枚採取した。
<試験布採取条件>
ア)A液およびB液付与部分
イ)未加工部分(A液、B液、インクのいずれも付与されていない部分)
ウ)A液、B液、およびインク付与部分
エ)インク付与部分
また、実施例および比較例に用いた布帛(未加工布)からも、20cm×20cmの試験布を採取した。
次いで、各試験布を、乾燥機で乾燥させて絶乾状態にした後、シリカゲル入りのデシケータ内で5時間放置した。
次いで、各試験布を、各液を付与した面を内側にして二つ折りにし、その中心付近に温度センサーを取り付け、さらに二つ折りにした。
未加工布については、二つ折りにしてその中心に温度センサーを取り付け、さらに二つ折りにした。
次いで、温度センサーを取り付けた各試験布を、それぞれ、20℃×40%RH環境下の恒温恒湿器内に2時間放置した後、設定を20℃×90%RHに変化させ、その後の温度変化を1分毎に30分間測定した。
得られた測定結果から、下記式に従い、各試験布における1分毎の発熱温度を算出した。
(n分時の発熱温度△Tn[℃])=
(n分時の試験布温度Tn[℃])−(n分時の未加工布温度T′n[℃])
算出した△Tnの最大値を、各試験布の発熱温度△Tmax[℃]とした。
各実施例および比較例の布帛をそれぞれ用い、各液を付与した面が肌に当たらないようにして、運動用シャツを作製した。
このとき、実施例1と比較例1については、ア)A液およびB液付与部分が、冷えを感じやすい部位(背中、腹部、など)に配設されるようにして、縫製を行った。
また、実施例2については、ア)A液およびB液付与部分、および、ウ)A液、B液、およびインク付与部分が、冷えを感じやすい部位(背中、腹部、など)に配設されるようにして、縫製を行った。
このようにして作製した運動用シャツを10人の被験者に着用してもらい、冬場の運動を想定し、室温10℃の環境下で軽い運動を30分間した後の着心地が、次の3段階評価のいずれに該当するかを調査した。
寒い:(体が温まりにくいと感じた。/寒いと感じた。)
快適:(体が程よく温まった。/程よく温かいと感じた。)
暑い:(体が過剰に温まった。/暑いと感じた。/ムレを感じた。)
上記着用試験を各運動用シャツに対して実施し、各運動用シャツにおける項目毎の選択人数を調べた。
また、着用試験においては、実施例1の布帛を用いた運動用シャツの着心地について、「快適」と回答した人が10人中7人と最も多かった。
さらに、実施例2で得られた吸湿発熱性布帛は、ウ)の領域とエ)の領域(インク付与部分)とに形成された色柄についても、発色性、鮮明性ともに良好なものであった。
また、着用試験においては、実施例1と同様、「快適」と回答した人が、10人中8人と最も多かった。
また、着用試験においては、10人中5人の人が、「寒い」と回答した。
よって、比較例2で得られた吸湿発熱性布帛を使用した運動用シャツは、快適性に優れているとは言い難いものであった。
Claims (4)
- インクジェット方式を用いて、水溶性の吸湿発熱化合物を含む処理液(A液)と、架橋剤を含む処理液(B液)とを、布帛上で混ざり合うように個別のノズルから吐出させ、布帛の一方の面に部分的に付与する工程と、
A液およびB液を、布帛の他方の面にまで浸透させる工程と、
A液およびB液を浸透させた布帛を熱処理する工程と、を有することにより、
布帛に対して吸湿発熱性を部分的に付与することを特徴とする、吸湿発熱性布帛の製造方法。 - 前記吸湿発熱性付与工程に加え、さらに、色柄を付与する工程を有することを特徴とする、請求項1に記載の吸湿発熱性布帛の製造方法。
- A液、B液、および分散染料含有インクを、インクジェット記録装置に搭載した個別のインクジェットヘッドにそれぞれ供給し、さらに、各インクジェットヘッドに設けられたノズルから、布帛の一方の面に対して吐出することにより、各液を付与する工程と、
A液およびB液を、布帛の他方の面にまで浸透させる工程と、
A液およびB液を浸透させた布帛に対して、分散染料含有インクの発色工程を兼ねた熱処理を行う工程と、を有することにより、
布帛に対して、吸湿発熱性の部分的付与、および色柄の付与を行うことを特徴とする、請求項2に記載の吸湿発熱性布帛の製造方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の方法によって得られる、吸湿発熱性布帛。
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