(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１分子中に２個以上のエポキシ基を有する水溶性エポキシ化合物を、アルカリ剤を含むセルロースの染色浴中に添加して、溶剤紡糸セルロース繊維を染色と同時に該エポキシ化合物処理を行う、溶剤紡糸セルロース繊維のフィブリル化防止方法。
【請求項２】
水溶性エポキシ化合物が、一般式（I）
【化１】
0003655007.tif 000006
〔式中、
Ｒは酸素原子、−Ｏ−(ＣＨ２ＣＨ２Ｏ)ｎ−、−Ｏ−(ＣＨ(ＣＨ３)ＣＨ２Ｏ)ｎ−、−Ｏ−(Ｃ６Ｈ４)−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２Ｃ(ＣＨ３)２ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−(ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ)ｎ−、−Ｏ−ＣＨ２ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２Ｃ(ＣＨ２ＯＨ)２ＣＨ２−Ｏ−、または−Ｏ−ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ２−Ｏ−を表し、
ｎは１から２０の整数を意味する〕
で表される化合物から選ばれる１種または２種以上の混合物である請求項１記載の溶剤紡糸セルロース繊維のフィブリル化防止方法。
【請求項３】
溶剤紡糸セルロース繊維であって、染色前または染色後のセルロース繊維に、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する水溶性エポキシ化合物で処理する溶剤紡糸セルロース繊維のフィブリル化防止方法。
【請求項４】
水溶性エポキシ化合物が、一般式（I）
【化４】
0003655007.tif 000007
〔式中、
Ｒは酸素原子、−Ｏ−(ＣＨ２ＣＨ２Ｏ)ｎ−、−Ｏ−(ＣＨ(ＣＨ３)ＣＨ２Ｏ)ｎ−、−Ｏ−(Ｃ６Ｈ４)−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２Ｃ(ＣＨ３)２ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−(ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ)ｎ−、−Ｏ−ＣＨ２ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２Ｃ(ＣＨ２ＯＨ)２ＣＨ２−Ｏ−、または−Ｏ−ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ２−Ｏ−を表し、
ｎは１から２０の整数を意味する〕
で表される化合物から選ばれる１種または２種以上の混合物である請求項３記載の溶剤紡糸セルロース繊維のフィブリル化防止方法。
【請求項５】
水溶性エポキシ化合物のアルカリ水溶液中に溶剤紡糸セルロース繊維を浸漬しながら昇温すること、若しくは酸性触媒含有水溶性エポキシ化合物水溶液を溶剤紡糸セルロース繊維に付着させ、乾燥させた後酸性触媒の活性化する温度以上で加熱することを特徴とする請求項３または４記載の溶剤紡糸セルロース繊維のフィブリル化防止方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかの方法により処理された耐フィブリル化性に優れた溶剤紡糸セルロース繊維。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶剤紡糸セルロース繊維のフィブリル化防止方法およびそれにより耐フィブリル性の改良された溶剤紡糸セルロース繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶剤紡糸セルロース繊維は、高度に配向された繊維構造を有するため優れた物性を有するが、その反面その高配向のゆえに、特に湿潤状態で摩擦等の機械的な力が加えられるとフィブリル化しやすいという性質がある。このフィブリル化を利用して、ファンシーな風合を有する衣料製品が市販されてきた。例えば、織物や編み物の染色整理工程において極度にフィブリルを発生させ、次いでセルロース分解酵素セルラーゼを用いて大きな毛羽を除去することにより、微細なフィブリルのみが残存する製品が生み出されてきた。しかしながらこのようなフィブリル化は往々にして毛羽となって見栄えを落とし、またピリング等の原因ともなってきた。
また、最近、ニーズも多様化し全くフィブリルがなく、しかもクリアーで柔軟な感触のある製品が求められることも多くなってきている。
【０００３】
このような最近のニーズに応えるべく、溶剤紡糸セルロース繊維についてフィブリル化を防止する方法が多数検討されてきている。
特開平５−１１７９７０号公報においては、セルロースと反応する２〜６個の官能基を有する化学薬品を用いてセルロース繊維を処理する技術が開示されている。具体的な化学薬品としては多官能トリアジン化合物およびビニルスルホン、トリアジン系の複数の反応基を有する反応性染料が例示されているが、前者は防染剤として開発されたものであることからも明らかなように処理後の染色性を著しく阻害し、後者の場合、フィブリル化防止は濃色であればある程度達成できるが、淡色になればなるほどその効果は不十分となる欠点を有し、また複数の反応基を有する反応性染料は一般に低温タイプとして種別されるもので、ムラ、シワの問題により通常反物染色では敬遠される染法となっている。即ちこのフィブリル化防止の加工方法は被染色物の形状（例えば、スライバー、糸、織物、編み物）を意識せねばならず、衣料繊維製品を製造するうえで加工工程が大きく制限されることになる。
【０００４】
ＩＴＢ Ｄｙｅｉｎｇ／Ｐｒｉｎｔｉｎｇ／Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ Ｖｏｌ.４０，Ｎｏ.２、Ｐ.５−８、特開平６−１４６１６８号公報、特開平６−３２２６６６号公報、特開平７−７０９３０号公報などでは、Ｎ-メチロール化アミン系の架橋剤（グリオキザール、尿素、メラミン樹脂）で処理する方法が開示されている。この方法においても、処理後の染色性を著しく阻害することから染色後に実施することが必須となり、工程上後染めに対応できないばかりか、先染め時に発生するフィブリル化を防止できない欠点がある。またこのような樹脂加工を行った場合、繊維の風合を粗硬にすることが避けられない。
特開平８−０１３３３６号公報には、カチオン化剤を用いるフィブリル化防止法を開示しているが、導入された第４級アンモニウム塩によりアニオニックな染料（通常のセルロース系繊維用の染料）に対し著しく親和性を増し、初期染着性が高いため染めむらとなる欠点を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は溶剤紡糸セルロース系繊維に対し、繊維製品のいかなる製造工程時においても処理することが可能なフィブリル化防止方法を提供することである。すなわちスライバー、糸、織物、編み物などの形態を選ばず、しかもトップ染め機、チーズ染め機、カセ染め機、反染め機、あるいは整理工程中のパッド処理にて加工でき、後染めに対し何らの悪影響も及ぼさない技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、溶剤紡糸セルロース繊維を、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する水溶性エポキシ化合物で処理する溶剤紡糸セルロース繊維のフィブリル化防止方法およびそのように処理された耐フィブリル性に優れた溶剤紡糸セルロース繊維に関する。
【０００７】
本発明の処理方法の一つの態様では、水溶性エポキシ化合物をアルカリ剤とともに染色浴に加えることにより、当該繊維は染色工程で染色と同時にフィブリル化防止処理が行われる。
またもう一つの態様では、当該繊維は染色の前または染色の後に水溶性エポキシ化合物によりフィブリル防止処理が行われる。
【０００８】
衣料繊維製造工程は極めて多様である。耐フィブリル性を改良した溶剤紡糸セルロース繊維の生地糸販売にあってはスライバーなど原綿での前処理が必要となる。更に他の繊維との混紡糸を製造する場合においてもこの前処理が必須となる。また編めば製品となるメリヤス糸においても原綿あるいはメリヤス糸での加工が必要となる。この場合小ロットであればカセ染機あるいはチーズ染機による糸での加工が有利である。更に少量の柄織物（他繊維糸との交織、ジャガードを含む）、柄編物（他繊維糸との交編を含む）の場合も同様である。また大量同一ロットの織物の場合等は反物での後加工（染め前、染め後）による連続的処理の方が有利なことが多い。本発明は上記いずれの場合でも適用することが可能である。すなわち染色前、染色時を問わずトップ染め機、チーズ染め機、カセ染め機で加工できるし、布帛においても染色前後を問わずパディング処理により加工できる点に特徴がある。
【０００９】
本発明は、通常の加工工程にて処理するため、当該繊維の活性水素に反応する水溶性エポキシ化合物が用いられる。本発明のフィブリル化防止効果は、水溶性エポキシ化合物によりセルロース繊維の分子間に架橋が形成されることによると考えられる。
本発明で用いられる水溶性エポキシ化合物は、架橋を形成するために１分子内に２個以上のエポキシ基を有すること、および染色性に悪影響を及ぼさないためにセルロース構造中に存在しない官能基をセルロース中に導入しないところに特徴がある。例えばアミン、イミドなどが存在すると染色性に影響を与えるため、これらの官能基を含むエポキシ化合物は本発明では好ましくない。
【００１０】
本発明で用いることができる好ましいエポキシ化合物は、一般式（I）
【化２】
0003655007.tif 000002
〔式中、
Ｒは酸素原子、−Ｏ−(ＣＨ２ＣＨ２Ｏ)ｎ−、−Ｏ−(ＣＨ(ＣＨ３)ＣＨ２Ｏ)ｎ−、−Ｏ−(Ｃ６Ｈ４)−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２Ｃ(ＣＨ３)２ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−(ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ)ｎ−、−Ｏ−ＣＨ２ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２Ｃ(ＣＨ２ＯＨ)２ＣＨ２−Ｏ−、または−Ｏ−ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ２−Ｏ−を表し、
ｎは１から２０の整数を意味する〕
で例示される化学構造を有するものである。
【００１１】
この中、特に好ましいエポキシ化合物は、ジグリシジルエーテルおよびＲが-Ｏ-(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)n-Ｏ-でｎ＝１〜５のものである。
【００１２】
また別の好ましいエポキシ化合物は
【化３】
0003655007.tif 000003
で例示される化学構造を有するものである。
【００１３】
この中、特に好ましいエポキシ化合物は、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテルである。
【００１４】
しかし、本発明で用いることができる水溶性エポキシ化合物は、上記に例示したものに限定されるものではない。エポキシ化合物の分子量には特に制限はないが、セルロースの活性水素との架橋数はモル比で反応するため、比較的小さなものの方が使用量が少なくても同じ効果を発現できるため経済的に好ましい。すなわち、エポキシ当量（ＷＰＥ：weight per epoxy equivalent）が小さなものほど好ましい。また一般に分子量が大きくなるほど融点が上昇し常温ではゲル状物となり用いにくくなる。例えばポリエチレングリコールジグリシジルエーテルの場合、エチレングリコールの連鎖数は１〜２０程度が好ましい。
【００１５】
本発明の水溶性エポキシ化合物によるセルロース繊維の架橋は公知の種々の方法により問題なく行うことができる。
染色機を用いてバッチ処理で加工する場合は、水酸化ナトリウムなどアルカリ剤の存在のもとで反応させればよい。架橋処理後の染色性については未処理のものと比較して有意差なく全く問題がない。
しかもセルロース繊維に採用される染料は通常反応性染料でありその染色条件と、上記エポキシ化合物による架橋条件とは同じであり、染色とフィブリル化防止処理とは同時同浴で行うことができる。その動力学的なメカニズムはよく解らないが、良好な均染性と耐フィブリル性を一浴処理にて行え、工程の省力化に関して極めて有利となる。
【００１６】
また、染色前または染色後に本発明の架橋処理を行う場合も、バッチ処理では上記と同様にアルカリ剤の存在のもとで反応させればよい。使用する一般的なアルカリ剤の重量は、水酸化ナトリウムの場合用いた水溶性エポキシ化合物の１／１０〜１／２量である。セルロース分子間に均一に架橋反応を生ぜしめるためアルカリ剤の添加は分割して行うことも可能であり且つより有利である。布帛の加工等で耐フィブリル化処理を連続的に行う場合は、通常の公知の方法でパディング処理が可能である。例えば水あるいはイソプロピルアルコール水溶液媒体に上記エポキシ化合物と酸性触媒を添加してパディングを行い、乾燥、熱処理を行えばよい。酸化亜鉛などの安定剤とともに用いられる酸性触媒としては、ホウフッ化マグネシウム、ホウフッ化亜鉛、硫酸アルミニウムなどが挙げられる。
【００１７】
当該セルロース繊維のフィブリル化を完全に防止するために必要なエポキシ化合物の量は、その分子量および当該セルロース繊維で構成される糸、織物、編み物の性状により一概には言えないが、セルロース繊維１００ｇ当たりエポキシ当量を考慮してエポキシ化合物を０.０８モル以上、好ましくは０.０８〜０.８モル使用する。例えば、「デナコールＥＸ−８５０」（エチレンポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ｎ＝２、ＷＰＥ＝１２１）（長瀬産業（株）製、エポキシ化合物）を用いてメリヤス糸状の溶剤紡糸セルロース繊維「テンセル」（コートールズ社製）を処理する場合、デナコールＥＸ−８５０は１０％ｏｗｆ以上使用すればよい。
【００１８】
本発明がフィブリル処理を行う対象としている溶剤紡糸セルロース繊維とは、木材パルプやコットン等のセルロースを、それらを溶解しうる溶剤、例えばＮ-メチルモルホリン-Ｎ-オキシド、ジメチルスルホキシド、Ｎ-メチルピペリジン-Ｎ-オキシド、ジメチルアセトアミド等に溶解した溶液を乾式または湿式紡糸法により紡糸することにより製造される繊維を意味する。現在実用化されているものに、英国コートールズ社で開発され、市販されている「テンセル」（商品名）が挙げられる。これはパルプをＮ-メチルモルホリン-Ｎ-オキシドに溶解した紡糸原液から湿式防止して得られたセルロース繊維である。この溶剤紡糸セルロース繊維は、従来の化学的再生により製造されたセルロース繊維である、例えばビスコース法レーヨン、銅アンモニア法レーヨン、ポリノジック繊維とちがって高度に結晶性で且つ高配向性である。
【００１９】
本発明のフィブリル化防止方法は、溶剤紡糸セルロース繊維以外のセルロース系繊維にも適用することができる。しかし従来の再生セルロース繊維の場合フィブリル化はそれほど顕著でなく一般にはこのような処理は現状では必ずしも必要とされていない。
また本発明において処理されるセルロース繊維とは、単に糸の状態の繊維を意味するのみでなく、織物、編み物、スライバー等の繊維加工品、加工中間品を含むものである。
【００２０】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。
実施例 １
溶剤紡糸セルロース繊維「テンセル」（コートールズ社製）紡績原料（２.４ｄＴｅｘ、６０〜９０ｍｍカット）を用い常套の紡績（カード、トップ）工程により、スライバーのトップ玉を作成した。トップ玉２４個（トップ１玉当たり７ｋｇ）をトップ染め機に充填し、非イオン界面活性剤とＮａＯＨ水溶液を用いて常套の方法で精練した。改液後、浴比１：１５となるように水を加え、これにエポキシ化合物「デナコールＥＸ−８１０」（エチレングリコールジグリシジルエーテル、ｎ＝１、ＷＰＥ＝１１２）（長瀬産業（株）製）を４０％ｏｗｆとなるように添加してフィブリル化防止処理を開始した。エポキシ化合物を添加して１０分（水温）後に水酸化ナトリウム５％ｏｗｆを１０分間かけてゆっくり追加添加した。その後１℃／分の昇温速度で昇温し、８０℃に到達後６０分間保持して、改液、ソーピングおよび中和してフィブリル防止処理を終了した。スライバーを乾燥、コーミング後、常套の紡績工程により２／５０（下撚；Ｚ７００、上撚；Ｓ３６０）のメリヤス糸を製造した。紡調はエチレングリコール基が導入されるためか、適度の保湿性を有していて極めて良好であった。製造した糸をチーズ状にしチーズ染め機で、染料として反応性染料の“Ｃｉｖｂａｃｒｏｎ Ｓｃａｒｌｅｔ ２Ｇ-Ｅ”（チバ-ガイギー社製）３％ｏｗｆを使用して常套の方法で染色し、１２ゲージ（２本取り）天竺組織の横編みセーターを製造した。
【００２１】
実施例 ２
実施例１と同じテンセル紡績原料を用い、常套の紡績工程により、２／５０（下撚；Ｚ７００、上撚；Ｓ３６０）のメリヤス糸を製造した。製造したチーズ状の糸１００ｋｇ（１ｋｇ／チーズ）をチーズ染め機により常套の方法で精練した。水洗後浴比１：１０でエポキシ化合物「デナコールＥＸ-８５１」（エチレンポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ｎ＝２、ＷＰＥ＝１５４）（長瀬産業（株）製）を４０％ｏｗｆ添加してフィブリル化防止処理を開始した。常温で水酸化ナトリウム２％ｏｗｆを添加した。１℃／分で昇温中、５０℃で２％ｏｗｆ、更に８０℃で２％ｏｗｆの水酸化ナトリウムを追加し、８０℃で６０分間処理した。改液したのち、実施例１と同様に染色して横編みセーターを製造した。
【００２２】
実施例 ３
実施例２と同様にして紡績および精練して得た２／５０のメリヤス糸を、チーズ染め機により染色とフィブリル防止処理を同時同浴で行った。チーズ染め機に上記メリヤス糸１００ｋｇ、次いで浴比１：１０となるように水を入れ、均染剤（「テキスポート ＤＬ-９１」；日華化学工業（株）製）１ｇ／Ｌ、反応性染料「Ｐｒｏｃｉｏｎ Ｎａｖｙ Ｈ-ＥＸＬ」（ＩＣＩ社製）３％ｏｗｆ、エポキシ化合物「デナコールＥＸ-８５１」４０％ｏｗｆ、無水硫酸ナトリウム ４０ｇ／Ｌ、ソーダ灰 １５ｇ／Ｌの順で添加した。１℃／分で９５℃まで昇温し、その温度で３５分間処理したのち、６０℃まで徐冷し、水酸化ナトリウムを４％ｏｗｆ添加し、そのまま２０分間処理した。改液、ソーピング、中和して実施例２と同様にセーターを得た。
【００２３】
実施例 ４
常套の方法でテンセル紡績糸（品名；ＵＳＡ-１、３０／１、新内外綿（株）製）を用い、綾組織；３／１、密度：一目引込当たりのインチ間おさめ３３.０／４＝１３２本、打ち込み数；８８本の１００％テンセル織物を得た。これを通常の方法で下晒し乾燥した。水１００重量部、エポキシ化合物「デナコールＥＸ-８２１」（エチレンポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ｎ≒４、ＷＰＥ＝１９５）２５重量部、硫酸アルミニウム１.６重量部および酸化亜鉛０.２重量部を含むパディング浴を調整し、２ディップ２ニップ（絞り率８０％）し、８０℃で予備乾燥し、１５０℃で４分間熱処理した。次いでこの織物を液流染色機に入れ、ソーピング後、反応性染料Ｄｒｉｍａｒｅｎｅ Ｎａｖｙ Ｘ-ＧＮ（サンド社製）を３％ｏｗｆ用いて常套の方法（オールイン法）で９０℃で６０分間染色し、通常の方法で仕上げし、製品を得た。
【００２４】
実施例 ５
実施例４において、染色とパディングの順序を入れ換えて、染色後にパディング処理を行った以外は実施例４と全く同様にして、染色およびエポキシ化合物処理した製品を得た。
【００２５】
比較例 １
フィブリル化防止処理をしない以外は実施例２と同様にして染色した横編みセーターを製造した。
【００２６】
比較例 ２
パディング（フィブリル防止）処理を行わない以外は実施例４と同様にして染色織物を得た。
【００２７】
フィブリル化試験結果
実施例１〜５および比較例１〜２で得られた製品のフィブリル化試験を行い次の結果を得た。
〔評価１〕ＪＩＳ Ｌ−０２１７ １０３法の実用洗濯試験を１０回繰り返し、タンブラー乾燥機にて乾燥し、布帛表面のフィブリル発生状態を観察した。
0003655007.tif 000004
【００２８】
〔評価２〕学振型摩擦試験堅牢度器により湿摩擦テストを行い、試験後の編み物、織物の表面状態を評価した。
0003655007.tif 000005
染色性評価結果
実施例１〜５で処理したいずれの製品も、染めムラなどのトラブルもなく良好に染色され、対応する比較例との間に染色性（色）にほとんど有意差が認められなかった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の方法は、溶剤紡糸セルロース繊維のフィブリルの発生を完全に抑制でき、しかも染色性に悪影響を与えず、且つ一般の染色整理工程中のどのポジションでも採用することができる。