(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
消臭機能及び吸湿発熱機能を有する紡績糸の製造方法であって、
短繊維を一方向に配列して長尺物の束状に成形した紡績用スライバーに、窒素雰囲気下で電子線を照射し、前記繊維表面に活性基を付与及び／又はラジカルを発生させ、
直後に連続的にエチレン性不飽和二重結合を含む化合物を前記繊維の表面に接触させ、化学結合させ、消臭機能及び／又は吸湿発熱機能を付与した紡績用スライバーとし、
前記紡績用スライバーとそれ以外のスライバーを混紡し、精紡して紡績糸とすることを特徴とする紡績糸の製造方法。
【請求項２】
前記紡績用スライバーが、梳綿スライバーから練条スライバーまでのスライバーである請求項１に記載の紡績糸の製造方法。
【請求項３】
前記エチレン性不飽和二重結合を含む化合物が、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸及びフマル酸から選ばれる少なくとも一つのカルボン酸、又はこれらのエステル若しくは塩である請求項１または２に記載の紡績糸の製造方法。
【請求項４】
前記短繊維に対して前記エチレン性不飽和二重結合を含む化合物を１〜３０質量％の範囲で付与した請求項１〜３のいずれかに記載の紡績糸の製造方法。
【請求項５】
前記短繊維が、綿、再生セルロース、酢酸セルロース、麻、ケナフ、ウール、絹、ナイロン、アクリル系繊維、ポリ乳酸繊維、アセテート繊維及びエチレンビニルアルコールから選ばれる少なくとも一つの繊維である請求項１〜４のいずれかに記載の紡績糸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消臭機能及び／又は吸湿発熱機能を有する紡績糸の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸湿発熱性は、乾燥した繊維が湿気（水分）を吸収する際に発熱する性質である。例えば昼間天日に当てた後、室内に取り込んだ布団が、数時間経過し室温と同じ温度になっていても、それを人体の皮膚を当てるとヒトが暖かく感ずる現象は、布団の繊維が有する吸湿発熱性のためであると知られている。【０００３】
従来、吸湿発熱性繊維の製造方法として、下記特許文献１〜２には、アクリル系繊維のヒドラジン架橋処理、加水分解処理及びカルボキシル基の塩型への転換からなる高吸放湿性繊維及びその製造方法が提案されている。【０００４】
しかし、これらの提案はアクリル系繊維そのものの改質であり、他の繊維に応用することは困難であった。【０００５】
放射線を用いて繊維表面に他の物質をグラフト重合し、抗菌加工等をする方法を既に本出願人らは提案している（下記特許文献３〜４）。【０００６】
しかし、消臭機能及び／又は吸湿発熱機能を付与したスライバー、紡績糸及びこれを用いた繊維製品を得るには、さらなる改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平5-132858号公報
【特許文献２】特開2003-089971号公報
【特許文献３】特開2002-339187号公報
【特許文献４】特開2006-241615号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、消臭機能及び／又は吸湿発熱機能を有する紡績糸の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の紡績糸の製造方法は、消臭機能及び吸湿発熱機能を有する紡績糸の製造方法であって、短繊維を一方向に配列して長尺物の束状に成形した紡績用スライバーに、窒素雰囲気下で電子線を照射し、前記繊維表面に活性基を付与及び／又はラジカルを発生させ、直後に連続的にエチレン性不飽和二重結合を含む化合物を前記繊維の表面に接触させ、化学結合させ、消臭機能及び／又は吸湿発熱機能を付与した紡績用スライバーとし、前記紡績用スライバーとそれ以外のスライバーを混紡し、精紡して紡績糸とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、短繊維を一方向に配列して連続した束状に成形した紡績用スライバーに電子線を照射し、前記繊維表面に活性基を付与及び／又はラジカルを発生させ、エチレン性不飽和二重結合を含む化合物を前記繊維の表面に化学結合させたことにより、紡績用スライバー全体に均一に消臭機能及び／又は吸湿発熱機能を付与できる。すなわち、紡績用スライバーは密度が小さいため、紡績用スライバーへ電子線を均一に照射できる。また、連続した束状に成形したスライバーを使用することから、前記スライバーを連続処理するのが可能である。また、紡績用スライバーを用いることから、後工程で構成繊維同士を混合したり、処理繊維と未処理繊維の混紡も可能である。すなわち、処理繊維を均一に分散することが可能である。また、処理繊維には比較的高濃度のエチレン性不飽和二重結合を含む化合物を化学結合させておき、後工程で未処理繊維と混紡することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明一実施例における布帛の吸湿発熱性を示すグラフである。
【図２】図２は本発明別の実施例における布帛の吸湿発熱性を示すグラフである。
【図３】図３は本発明さらに別の実施例における布帛の吸湿発熱性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を図面を参照しながら具体的に説明する。
１．紡績工程の概要
紡績工程の概要を説明すると、次のとおりである。
（１）混打綿工程
原綿を開俵し、各々の特性が異なる原綿を均等に調合混綿する。具体的には開綿・除塵・打綿の各工程を通過させ、原綿中の夾雑物を除去すると同時に混綿する。
（２）梳綿工程
針と針の間に繊維を通し、原綿に残留している夾雑物を櫛梳しながら除去し、繊維を平行に揃え梳綿スライバーを形成する。
（３）プレコーミング工程
梳綿スライバーを重ね合わせて引き延ばし、繊維をより平行に引き揃える。スライバー同士の重ね合わせをダブリングとも言う。例えばダブリング回数は約２００回である。
（４）コーマ工程
梳綿工程で得られた梳綿スライバーから、梳綿工程にて除去できなかった短繊維、ネップなどを針にて櫛梳作用を付与し除去して、重ね合わせ、均整かつ平行な繊維のコーマスライバーを作る。
（５）練条工程
梳綿又はコーマスライバーをさらに重ね合わせ、均整なスライバーを作る。例えばダブリング回数は６４〜２１６回である。前記スライバーを引き伸ばし繊維を平行にして、繊維の縮のない練条スライバーを得る。
（６）粗紡工程
練条スライバーを所定の太さに引き延ばし、軽い撚りを与えて取り扱いやすいボビンに巻き取る。
（７）精紡工程
粗紡糸を所定の太さにさらに引き延ばし、適正な撚りを与えてボビンに巻き取る。
【００１６】
本発明においては、前記（２）の梳綿工程上がりのスライバー〜（５）の練条工程上がりのスライバーを使用できる。好ましくは、（４）のコーマ工程上がりのスライバーである。
【００１７】
本発明においてスライバーは、密度が小さく（約０．００４〜０．１５ｇ／ｃｍ３）、電子線が均一に照射でき、連続処理が可能であり、有利である。また、スライバーの形態は、後工程で構成繊維同士を混合したり、処理繊維と未処理繊維の混紡も可能であり、有利である。スライバーの代わりとして、糸状物、綿塊状物、布帛も考えられるが、糸状物は、電子線が透過しにくく、実用的ではない。γ線（放射線）のような透過性のある放射線であれば糸状物を透過できるが、電子線を用いる場合には糸状物は好ましくない。また、綿塊状物では、処理がいわゆるバッチ式になってしまい、非常に処理効率が悪くなる。また、原綿自体を用いることは、原綿中の夾雑物が邪魔になり電子線付与は適切ではない。さらに布帛では繊維全体に電子線を照射することになり、後に繊維同士を混合することはできないので好ましくない。
【００１８】
スライバーの太さは、３．２ｇ／６ｙｄ〜９７．２ｇ／６ｙｄ（５０ゲレン／６ｙｄ〜１５００ゲレン／６ｙｄ）が好ましく、さらに好ましい範囲は５ｇ／６ｙｄ〜３５ｇ／６ｙｄ（８０ゲレン／６ｙｄ〜５５０ゲレン／６ｙｄ）である。ここで、１ｇ＝１５．４３２ゲレン、１ポンド（４５３．５９ｇ）は７０００ゲレン、１ｙｄ＝０．９１４４ｍである。
【００１９】
電子線照射量はスライバーの質量、本数、素材などによっても相違するが、一例として１〜２００ｋＧｙの範囲が好ましい。
【００２０】
本発明において、前記エチレン性不飽和二重結合を含む化合物は、例えば、１つのエチレン性不飽和二重結合と、１または２つのカルボン酸基とを含む化合物が挙げられ、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸及びフマル酸から選ばれる少なくとも一つのカルボン酸、又はこれらのエステル若しくは塩であることが好ましい。これらの化合物を繊維表面に化学結合させると、耐洗濯性のある消臭機能及び／又は吸湿発熱機能を繊維へ付与できる。前記化学結合は、電子線を照射することにより、前記繊維表面に活性基（−ＯＨ，−ＮＨ２，＞ＮＨ等）を付与及び／又はラジカルを発生させる反応、前記ラジカルがエチレン性不飽和二重結合を開裂させて繊維の表面にグラフト結合する反応、前記活性基がカルボン酸基(−ＣＯＯＨ)と反応して共有結合する反応等、様々な反応が関与して形成される。この中でも前記化学結合は、グラフト結合する反応がメインで形成される。
【００２１】
また、本発明の紡績用スライバーは、前記短繊維に対して前記エチレン性不飽和二重結合を含む化合物を１〜３０質量％の範囲付与されているのが好ましく、さらに好ましくは５〜２０質量％付与されている。前記の範囲であれば、本発明の紡績用スライバーは、未処理繊維と混紡しても消臭機能及び／又は吸湿発熱機能を発揮できる。
【００２２】
前記短繊維は、綿、再生セルロース（レーヨン、ポリノジック、リヨセル（レンチング社製商品名“テンセル”）、モダール（レンチング社製商品名“レンチングモダール”）、キュプラ（旭化成社製商品名“ベンベルグ”））、酢酸セルロース、麻、ケナフ、ウール、絹、ナイロン、アクリル系繊維、ポリ乳酸繊維、アセテート繊維及びエチレンビニルアルコール（クラレ社製商品名“ソフィスタ”）から選ばれる少なくとも一つの繊維であることが好ましい。これらの繊維は電子線照射を受けることによりその表面に活性基を付与及び／又はラジカルを発生させることができるからである。前記短繊維の繊維長は１５〜２００ｍｍの範囲が好ましい。
【００２３】
本発明において、消臭とは、悪臭の原因となる物質を中和或いは吸着することを意味する。悪臭の原因となる物質としては、窒素化合物類、脂肪酸類が挙げられる。前記窒素化合物類としては、アンモニア、トリメチルアミン等が、前記脂肪酸類としては、酢酸、イソ吉草酸等が挙げられる。悪臭の原因となる物質を中和或いは吸着するとは、中和或いは吸着なしの悪臭の原因となる物質の濃度に対する、中和或いは吸着後の前記物質の濃度の減少率が７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上であることを意味する。
【００２４】
また、本発明において、吸湿発熱性とは、水分を吸着したことにより熱（例えば水和熱）が発生する性質を意味する。
【００２５】
本発明方法においては、紡績用スライバーに対して、窒素雰囲気下で電子線を照射し、前記繊維表面に活性基を付与及び／又はラジカルを発生させ、直後に連続的にエチレン性不飽和二重結合を含む化合物を前記繊維の表面に接触させる。電子線照射直後にエチレン性不飽和二重結合を含む化合物を前記繊維の表面に接触させるのは、電子線照射により発生したラジカルを減衰させないためである。ラジカルは時間とともに減衰する傾向が高いので、電子線照射直後にエチレン性不飽和二重結合を含む化合物を前記繊維の表面に接触させるのがもっとも好ましい。この用語「直後に」が意図する範囲は、電子線照射を開始した時点から、全てのラジカルが減衰するまでの時点の範囲を意味し、好ましくは電子線照射が終了した時点から、約半分のラジカルが減衰する時点の範囲を意味する。また、電子線照射後、エチレン性不飽和二重結合を含む化合物を前記繊維の表面に接触させることを連続的に行うのは、エチレン性不飽和二重結合を含む化合物を前記繊維の表面に発生したラジカルに効果的に接触できるため、好ましい。さらに、この連続的に行うことは、長尺物の紡績用スライバーを処理するのに好都合である。この用語「連続的に」は、「電子線照射の後、他の工程を含まずに」を意味することを意図している。さらに、窒素雰囲気下で電子線を照射すると、繊維表面に活性基を付与及び／又はラジカルを発生させ易いので好ましい。
【００２６】
エチレン性不飽和二重結合を含む化合物を前記繊維の表面に接触させる方法は、浸漬法又はスプレイ法などいかなる方法でも良い。例えば、エチレン性不飽和二重結合を含む化合物を水溶液に調製して、スライバーを浸漬させるかまたは、スライバーにスプレーして、付与するのが好ましい。
【００２７】
本発明においては、前記処理後の紡績用スライバーとそれ以外の未処理スライバーを混紡し精紡することにより、消臭機能及び／又は吸湿発熱機能を有する紡績糸が得られる。混紡は通常はダブリング工程の入る練条工程が好ましい。しかし、粗紡工程や精紡工程でも可能であり、スライバー、フリース、粗紡糸を複数本引き揃え、所定倍率引き伸ばすことにより混紡できる。粗紡工程や精紡工程では、撚り掛けする際に構成繊維のマイグレーションにより混紡できる。未処理スライバーの素材としては、綿、再生セルロース（レーヨン、ポリノジック、リヨセル（レンチング社製商品名“テンセル”）、モダール（レンチング社製商品名“レンチングモダール”）、キュプラ（旭化成社製商品名“ベンベルグ”））、酢酸セルロース繊維、麻、ケナフ、ウール、絹、ナイロン、ポリエステル、アクリル系繊維、ポリ乳酸繊維、アセテート繊維及びエチレンビニルアルコール（クラレ社製商品名“ソフィスタ”）から選ばれる少なくとも一つの繊維であることが好ましい。
【００２８】
本発明において、消臭機能及び／又は吸湿発熱機能を有する繊維製品とは、前記紡績糸を含む、織物、編物、衣類、インテリア製品、寝具類（例えば布団側地、シーツ、枕カバー、クッションカバー、ベッドカバー）、椅子シート、乗り物用座席シートなどが挙げられる。このうちでもとくに肌に直接触れて着用する下着、Ｔシャツ、ソックス、手袋など、汗で汚れるスポーツウエア類、臭いが問題となるおむつ類、生理用品などに有用である。
【実施例】
【００２９】
以下実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。【００３０】
（実施例１）
＜スライバーの処理＞
再生セルロース（キュプラ：旭化成社製商品名“ベンベルグ”、単繊維繊度１．４ｄｔｅｘ，繊維長３８ｍｍ）からなるコーマ工程後の紡績用スライバー（単位長さあたりの質量、単位ゲレン：２１．０ｇ／６ｙｄ（３．８ｇ／ｍ））を容器から取り出し、連続的にエレクトロカーテン型電子線照射装置ＥＣ２５０／１５／１８０Ｌ（岩崎電気社製）に供給し、同装置内において窒素雰囲気下で電子線を２０ｋＧｙ照射した。電子線照射したスライバーを直後に連続してアクリル酸（ナカライテスク株式会社製）１０質量％水溶液に浸漬し、マングルでスライバー重量に対して約１００質量％のピックアップ率となるように絞った。その結果、スライバーの繊維に対して１０質量％アクリル酸を付与した。次に、連続して１００℃のスチームで１０分間前記スライバーを加熱処理した。次に連続して未反応のアクリル酸を除去するため前記スライバーを水洗し、通常の紡績用油剤をオイリングし、ついで８０℃で乾燥して容器にコイリングして収納した。このようにして得られたスライバーを“グラフトキュプラ”と呼ぶ。このグラフトキュプラにはアクリル酸が８質量％結合していた。【００３１】
＜混紡＞
前記のグラフトキュプラをそのまま精紡した。また、グラフトキュプラ糸と、下記の混率にて未処理のコットン繊維と練条工程で混紡し、綿番手３０番の糸を紡績した。これらグラフトキュプラを含む紡績糸３点の比較として未処理コットン１００質量％の紡績糸を使用した。
グラフトキュプラ１００質量％
グラフトキュプラ５０質量％：コットン５０質量％
グラフトキュプラ１０質量％：コットン９０質量％
＜編み立て＞
上記グラフトキュプラを含む紡績糸３点と比較用の未処理コットン１００質量％の紡績糸を丸編機（３０インチ−２８ゲージ）を使用してそれぞれ天竺編組織の編物を編成した。未処理コットン１００質量％から得られた編物を試料１、グラフトキュプラ１００質量％から得られた編物を試料２、グラフトキュプラ５０質量％：未処理コットン５０質量％から得られた編物を試料３、グラフトキュプラ１０質量％：未処理コットン９０質量％から得られた編物を試料４と呼ぶ。【００３２】
＜染色＞
前記天竺編した４点の試料について、以下の晒工程および染色工程を行って染色した。【００３３】
［晒工程］
水酸化ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）水溶液、３０％過酸化水素水（ナカライテスク株式会社製）およびスタビライザーＷＣ（安定化剤）（クラリアント株式会社製）の水中混合液中で前記試料を９８℃３０分処理後、湯洗、水洗を行った（浴比は１：１５）。前記混合液中、水酸化ナトリウムの濃度は３ｇ／Ｌ、３０％過酸化水素水の濃度は５ｍＬ／Ｌ、スタビライザーの濃度は１ｇ／Ｌであった。次に、前記試料を酢酸（ナカライテスク株式会社製）およびチオ硫酸ナトリウム・五水和物（ナカライテスク株式会社製）（３ｇ／Ｌ）の水中混合液で、６０℃１０分処理後、湯洗、水洗を行った（浴比は１：１５）。前記混合液中、酢酸の濃度は１ｍＬ／Ｌ、チオ硫酸ナトリウム・五水和物の濃度は３ｇ／Ｌであった。【００３４】
［染色工程］
４０℃にて染料溶液（Sumifix Supra Yellow 3RF 0.7%owf,Sumifix Supra Scarlet 2GF 0.7%owf,Sumifix Supra Blue BRF 0.7%owf（住友化学株式会社製））へ、最終濃度が３０ｇ／Ｌになるように硫酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）を投入して染色溶液混合物を調製した。前記染色溶液混合物中で、晒工程処理後の試料を６０℃で３０分処理した。その染色溶液混合物中へ、最終濃度が２０ｇ／Ｌになるように炭酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）を投入した。前記試料を前記染色溶液混合物中で６０℃で更に４０分処理し、その後、湯洗、水洗を行った（浴比は１：１５）。酢酸（ナカライテスク株式会社製）水溶液（１ｇ／Ｌ）中で６０℃で１０分前記試料を処理し、その後、水洗し、次いで乾燥させた（浴比は、１：１５）。【００３５】
＜性能の評価法＞
１．試料
（１）試料１  未処理コットン１００質量％（比較用）：編物目付け１９０ｇ／ｍ２
（２）試料２  グラフトキュプラ１００質量％：編物目付け１９０ｇ／ｍ２
（３）試料３  グラフトキュプラ５０質量％：未処理コットン５０質量％：編物目付け１９０ｇ／ｍ２
（４）試料４  グラフトキュプラ１０質量％：未処理コットン９０質量％：編物目付け１９０ｇ／ｍ２
各試料は、イニシャル（０回洗濯），１０回洗濯後，３０回洗濯後，５０回洗濯後，１００回洗濯後で消臭性能と吸湿発熱性能を評価した。洗濯はＪＩＳ  Ｌ  ０２１７  １０３法に準拠した。【００３６】
＜評価項目及び方法＞
１．消臭性能
（１）アンモニア及び酢酸
１Ｌテドラーバッグに所定回数の洗濯を行った試料１ｇを入れ、そこへ所定濃度の各種ガス（アンモニアまたは酢酸）を投入し、１時間後及び２時間後の残留ガス濃度（ｐｐｍ）を検知管により測定した。
（２）イソ吉草酸
社団法人繊維評価技術協議会  消臭加工繊維製品認定基準  機器分析実施マニュアル（ガスクロマトグラフィー法）に準拠し、財団法人日本紡績検査協会にて測定した。【００３７】
２．吸湿発熱性能
（１）試料生地を縦５ｃｍ、横５．５ｃｍに切り、生地が温湿度センサーを完全に覆う程度の袋を作った。
（２）上記生地を７０℃で乾燥させた。
（３）恒温恒湿機を温度３７℃，相対湿度９０％ＲＨにセットした。
（４）生地（比較生地：試料１と対象生地：試料２〜４）を温湿度センサーに被せて、チャック付きビニール袋内にシリカゲルシート上で湿度が湿度１０％ＲＨ以下に調湿すると共に、比較生地（未処理繊維から作成した編物）と、対象生地（処理繊維から作成した編物）の温度がほぼ同じになるまで待った。表２におけるセンサーＰ１が比較生地（未処理繊維から作成した編物）であり、センサーＰ２が対象生地（処理繊維から作成した編物）である。
（５）前記（３）の雰囲気中に前記（４）の試料生地を素早く移し、１０秒ごとに１０分間の温度の経時変化を記録した。【００３８】
＜評価結果＞
１．消臭性能評価結果
アンモニア及び酢酸についての消臭性能評価結果を表１に、イソ吉草酸についての消臭試験結果を表２に示す。【００３９】
【表１】
0005571557.tif 000002
【００４０】
【表２】
0005571557.tif 000003
【００４１】
表１より、アンモニアに関しては、試料１：コットン１００質量％品（比較例品）と比べて試料２〜４には明確な消臭効果が認められ、１時間後にはコットン１００質量％品を除く全ての試料２〜４で消臭率は７０％以上であり、２時間後には８０％以上であることが確認できた。一方、酢酸に関しては、試料１：コットン１００質量％品（比較例品）においても１時間後で消臭率は８０％以上であり、２時間後にはコットン１００％品を含む全ての試料１〜４で消臭率は９０％以上であることが確認できた。また、表２より、試料２〜４にはイソ吉草酸に対しても消臭効果の発現が認められ、詳細には、試料４のグラフトキュプラ１０％の試料であっても、十分な消臭効果が認められた。【００４２】
２．吸湿発熱性能評価結果
結果を表３に示す。【００４３】
【表３】
0005571557.tif 000004
【００４４】
表３より、試料２〜４は、試料１：コットン１００質量％品（比較例品）に対して、程度の差はあるものの高い吸湿発熱性が認められた。図１に表３のＮｏ．１の試料２つの吸湿発熱性をグラフで示し、図２に表３のＮｏ．６の試料２つの吸湿発熱性をグラフで示し、図３に表３のＮｏ．１１の試料２つの吸湿発熱性をグラフで示す。【００４５】
本発明は、本発明の性質または本質的な特徴から逸脱することなく、他の形態の実施形態であってもよい。本願に開示された実施形態は、全ての観点で例示であり、限定するものではない。本発明の範囲は、前記明細書によるよりむしろ、添付の特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲の意味および均等の範囲内にある変更全ては、本発明の範囲に含まれる。
【図１】
0005571557.tif 000005
【図２】
0005571557.tif 000006
【図３】
0005571557.tif 000007