(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース繊維からなる繊維構造物において、該セルロース繊維にスルホン酸および／またはスルホン酸塩を含有する親水性ビニル系モノマが重合されており、セルロース分解酵素による酵素減量加工によって該セルロース繊維の一部が加水分解されているとともに、ＫＥＳ（Kawabata Evaluation System）測定による曲げ剛性測定値（Ｂ）と目付（Ｗ）の比Ｂ／Ｗが０．０００１以上０．００５以下であって、かつ温度３０℃、湿度９０％における繊維構造物の吸湿率ＭＲ２（％）から温度２０℃、湿度６５％における繊維構造物の吸湿率ＭＲ１（％）を差し引いた値で表されるΔＭＲが、下記式を満足することを特徴とする繊維構造物。
４＜ΔＭＲ≦１４
【請求項２】
前記親水性ビニル系モノマの繊維構造物に対する反応率が１重量％以上２０重量％以下であることを特徴とする請求項１記載の繊維構造物。
【請求項３】
Ｂ／Ｗが０．０００１以上０．００４以下であることを特徴とする請求項１記載の繊維構造物。
【請求項４】
Ｂ／Ｗが０．０００１以上０．００３以下であることを特徴とする請求項１記載の繊維構造物。
【請求項５】
セルロース繊維からなる繊維構造物を、親水性ビニル系モノマと重合開始剤を含有するｐＨが６以上１２以下である水溶液の含浸処理を施した後に熱処理を施す重合加工の前または後に、セルロース分解酵素による酵素減量加工する繊維構造物の製造方法であって、前記親水性ビニル系モノマが前記水溶液中に１０重量％以上３０重量％以下含有されるスルホン酸および／またはスルホン酸塩を含有するビニル系モノマであることを特徴とする繊維構造物の製造方法。
【請求項６】
前記熱処理温度が８０℃以上２００℃以下であることを特徴とする請求項５記載の繊維構造物の製造方法。
【請求項７】
減量率が３％以上２０％以下であることを特徴とする請求項５記載の繊維構造物の製造方法。
【請求項８】
前記セルロース分解酵素の濃度が１ｇ／ｌ以上３０ｇ／ｌ以下の水溶液に繊維構造物を浸漬して３０℃以上９０℃以下の温度で処理することを特徴とする請求項５記載の繊維構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルロース繊維からなる繊維構造物であって、優れた吸湿性を有ししかも柔軟な風合いをもつ繊維構造物およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セルロース繊維は吸湿性を有する代表的な繊維として知られるが、近年、快適性の向上のためさらに高度な吸湿性が求められている。このためにはセルロース繊維からなる繊維構造物に親水性ビニル系モノマを重合して改質する加工が考えられる。しかし、このような技術では重合で生成した化合物が繊維に存在するため、繊維構造物の風合いが硬化する傾向にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のような吸湿性を向上させる加工による風合いの硬化の問題点を克服し、セルロース繊維からなる繊維構造物であって従来にない高度な吸湿性を有し、しかも高度に柔軟な風合いをもつ繊維構造物とその製造方法を得ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達するため、次の構成を有する。
【０００５】
すなわち、セルロース繊維からなる繊維構造物において、該セルロース繊維にスルホン酸および／またはスルホン酸塩を含有する親水性ビニル系モノマが重合されており、セルロース分解酵素による酵素減量加工によって該セルロース繊維の一部が加水分解されているとともに、ＫＥＳ（Kawabata Evaluation System）測定による曲げ剛性測定値（Ｂ）と目付（Ｗ）の比Ｂ／Ｗが０．０００１以上０．００５以下であって、かつ温度３０℃、湿度９０％における繊維構造物の吸湿率ＭＲ２（％）から温度２０℃、湿度６５％における繊維構造物の吸湿率ＭＲ１（％）を差し引いた値で表されるΔＭＲが、下記式を満足することを特徴とする繊維構造物である。
４＜ΔＭＲ≦１４
【０００６】
また、本発明の繊維構造物の製造方法は、次の構成を有する。
【０００７】
すなわち、セルロース繊維からなる繊維構造物を、親水性ビニル系モノマと重合開始剤を含有するｐＨが６以上１２以下である水溶液の含浸処理を施した後に熱処理を施す重合加工の前または後に、セルロース分解酵素による酵素減量加工する繊維構造物の製造方法であって、前記親水性ビニル系モノマが前記水溶液中に１０重量％以上３０重量％以下含有されるスルホン酸および／またはスルホン酸塩を含有するビニル系モノマであることを特徴とする繊維構造物の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００９】
本発明において、セルロース繊維としては、綿、麻などの天然セルロース繊維、レーヨン、ポリノジック、キュプラ、テンセルなどの再生セルロース繊維が挙げられるが、これに限定されるものではない。また、セルロース繊維からなる繊維構造物とは、実質的にセルロース繊維からなる織物、編物若しくは不織布、またはこれらの縫製品などを挙げることができる。
【００１０】
本発明の繊維構造物は、セルロース繊維に親水性ビニル系モノマが重合されているものからなる。
【００１１】
本発明において、親水性ビニル系モノマとは、分子構造内に重合性のビニル基を有し、かつカルボン酸、スルホン酸等の酸性基および／またはその塩、水酸基、アミド基等の親水性基を有するモノマをいう。
【００１２】
具体的には、アクリル酸、アクリル酸ナトリウム、アクリル酸アルミニウム、アクリル酸亜鉛、アクリル酸カルシウム、アクリル酸マグネシウム等のアクリル酸塩類モノマー、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、メタクリル酸、アリルアルコール、アリルスルホン酸ナトリウム、アクリルアミド、ビニルスルホン酸ナトリウム、メタリルスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム等を用いることができる。これらは、１種単独で用いてもよく、または２種以上を併用してもよい。
【００１３】
これらの中でも、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸および／またはそのナトリウム塩、アリルスルホン酸ナトリウム等の分子構造内にスルホン酸および／またはその塩を含有するモノマが、反応性に優れる点で好ましい。
【００１４】
親水性ビニル系モノマの繊維構造物に対する反応率は、繊維構造物の風合いを良好に保持しつつ優れた吸湿性を得る観点から、１重量％以上２０重量％以下であることが好ましい。３重量％以上１７重量％以下であることはより好ましく、５重量％以上１５重量％以下であることはさらに好ましい。なお、ここでいう反応率とは、繊維構造物が親水性ビニル系モノマの重合によって増加した重量の割合（重量％）のことをいい、１００×［（親水性ビニル系モノマの重合をした後の繊維構造物の絶乾重量）−（親水性ビニル系モノマの重合をする前の繊維構造物の絶乾重量）］／（親水性ビニル系モノマの重合をする前の絶乾重量）から算出される。
【００１５】
また、本発明の繊維構造物は、温度３０℃、湿度９０％における繊維構造物の吸湿率ＭＲ２（％）から温度２０℃、湿度６５％における繊維構造物の吸湿率ＭＲ１（％）を差し引いた値で表されるΔＭＲが、下記式を満足するものである。
【００１６】
４＜ΔＭＲ≦１４
なお、温度２０℃、湿度６５％における繊維構造物の吸湿率ＭＲ１（％）は、標準的な環境下での衣服のもつ吸湿性と考えることができるものであり、温度３０℃、湿度９０％における繊維構造物の吸湿率ＭＲ２（％）は、軽く運動した後の衣服のもつ吸湿性と考えることができるものである。
【００１７】
親水性ビニル系モノマを重合していないセルロース繊維のみからなる繊維構造物のΔＭＲは高々４である。
【００１８】
これに対して、本発明の繊維構造物はセルロース繊維に親水性ビニル系モノマが重合されてなるのでΔＭＲが４を超えるものであり、従来のセルロース繊維のみからなる繊維構造物に比べて優れた吸湿性を示す。
【００１９】
ここで「セルロース繊維に親水性ビニル系モノマが重合されている」とは、セルロース繊維に親水性ビニル系モノマがグラフト重合していること、セルロース繊維の空隙内（中空部など）で親水性ビニル系モノマがラジカル重合していること、またはセルロース単繊維内部で親水性ビニル系モノマがラジカル重合していることをいう。なお、親水性ビニル系モノマがセルロース繊維の空隙内やセルロース単繊維内部にグラフト重合やラジカル重合していることは、吸湿性の耐久性を格別なものとし、かつ織編物の風合いを阻害しないので好ましい。親水性ビニル系モノマが重合していることは、例えば切片染色法により確認できる。切片染色法は次のように行う。パラフィンで包埋した繊維束を繊維軸に垂直方向に切断し、切片を作製する。この切片を有機溶媒等で脱包埋した後、適切な染料（例えば塩基性染料）を用いて染色し、水洗する。これを光学顕微鏡で観察することにより親水性ビニル重合体の存在を確認できる。
【００２０】
本発明において、ＫＥＳ（Ｋａｗａｂａｔａ  Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）測定とは、川端季雄著、繊維機械学会誌（繊維工学），  ｖｏｌ．２６，  Ｎｏ．１０，  Ｐ７２１−Ｐ７２８（１９７３）に記載されているように、ＫＥＳの曲げ特性測定機（カトーテック製）を用いて繊維構造物を曲げたときの各曲率での反発力を測定するものである。そして、曲率０．５から１．５の間での反発力の平均値をＢ（単位：ｇ・ｃｍ２／ｃｍ）とし、さらに繊維構造物の縦、横の２つの方向それぞれについてこの測定を行い、平均値をＢとする。このＢの値と繊維構造物の目付Ｗ（単位：ｇ／ｍ２）との比Ｂ／Ｗを求めるものである。
【００２１】
本発明の繊維構造物は、このＫＥＳ（Ｋａｗａｂａｔａ  Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）測定による曲げ剛性測定値（Ｂ）と目付（Ｗ）の比Ｂ／Ｗが０．０００１以上０．００５以下であることが必要である。
【００２２】
このＫＥＳ測定によるＢ／Ｗが０．００５を超える場合は、風合いが硬くなり品位が低下する。このＢ／Ｗが０．００４以下であることが好ましく、０．００３以下であることはより好ましい。
【００２３】
次に、本発明の繊維構造物の製造方法について説明する。
【００２４】
セルロース繊維からなる織物、編物、または不織布等に織成、編成などして得られる繊維構造物を、親水性ビニル系モノマと重合開始剤を含有する水溶液の含浸処理を施した後に熱処理を施す重合加工の前または後に、減量加工することにより本発明の繊維構造物を得ることができる。
【００２５】
セルロース繊維からなる繊維構造物に親水性ビニル系モノマと重合開始剤を含有する水溶液の含浸処理を施す方法としては、例えば、一定時間浸漬する方法やパディングする方法を採用できる。含浸温度は、特に制限はなく、常温で行うことができる。
【００２６】
本発明において、重合開始剤にはラジカル重合で一般に用いられる重合開始剤が好ましく用いられる。具体的には、過硫酸アンモニウム、過酸化ベンゾイル等の過酸化物、アゾ系触媒、セリウム触媒等が好ましく用いられる。
【００２７】
親水性ビニル系モノマと重合開始剤を含有する水溶液中における親水性ビニル系モノマの濃度は、特に制限はないが、反応を効率的に行う観点から１０重量％以上３０重量％以下の濃度が好ましい。１３重量％以上２７重量％以下であることがより好ましく、１５重量％以上２５重量％以下であることがさらに好ましい。
【００２８】
親水性ビニル系モノマと重合開始剤を含有する水溶液中における重合開始剤の濃度は、特に制限はないが、反応を効率的に行うため観点から、親水性ビニル系モノマに対して１重量％以上５重量％以下であることが好ましく、２重量％以上４重量％以下であることがより好ましい。
【００２９】
また、セルロース繊維からなる繊維構造物の強度物性低下を抑制し、また反応を効率的に行う観点から、親水性ビニル系モノマと重合開始剤を含有する水溶液のｐＨは６以上１２以下であることが好ましく、ｐＨが７以上１１以下であることがより好ましい。
【００３０】
本発明の繊維構造物の製造方法では、含浸処理後、熱処理を行うが、熱処理は重合反応を行うために必須である。熱処理は、乾熱処理、湿熱処理など特に限定されず採用できる。
【００３１】
熱処理温度は、特に制限はないが、重合反応を効率的に行う観点から、８０℃以上２００℃以下の温度で行うことが好ましい。１段階または２段階以上で熱処理を行う。熱処理時間は、目的とする反応率との関係から熱処理温度を勘案して定められるが、２０秒以上５分以下であることがこのましい。
【００３２】
さらに、前記重合加工において、熱処理を行った後、繊維構造物に付着している未反応モノマなどを除去するために洗浄を行うことが好ましい。洗浄する方法としては、水洗、湯洗など特に限定されずに行えるが、洗浄効率などの観点から湯洗が好ましく採用できる。なお、重合加工を行った後で後述する減量加工を行う場合には、この減量加工が洗浄作用をも奏することとなる。
【００３３】
そして、前記重合加工に加えて、減量加工を施すことが必要である。ここでいう減量加工とは、繊維構造物を構成する繊維の一部を分解除去し、その重量を減少せしめる処理をいう。
【００３４】
セルロース繊維についての減量加工法として一般的に知られているのはセルロース分解酵素による処理や酸による加水分解などが知られているが、セルロース繊維についての減量加工としてはセルロース分解酵素による処理を用いることが好ましい。セルロース分解酵素としては、トリコデルマ（Ｔｒｉｃｏｄｅｒｍａ）属、フミコラ（Ｆｕｍｉｃｏｌａ）属、アスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｓ）属、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属などの菌体を培養して得られるものを用いることができる。これらのセルロース分解酵素は既に市販されており、そのものをそのまま用いて差し支えない。
【００３５】
本発明において、減量加工の減量率とは、加工の前後で分解除去された部分の割合をいい、具体的には、（重量減少分／加工前の重量）×１００から算出される。
【００３６】
本発明において、繊維構造物に柔軟性を付与しつつ強度を保持するという観点から、減量率としては３％以上１０％以下が好ましい。
【００３７】
減量加工方法としては、例えば、前述のセルロース分解酵素の濃度が１ｇ／ｌ以上３０ｇ／ｌ以下の水溶液に、繊維構造物を浸漬して３０℃以上９０℃以下の温度で処理することが好ましい。
【００３８】
本発明において、重合加工と減量加工の処理の順序は、重合加工を施した後に減量加工を施してもよいし、逆に減量加工を先に施してもよい。重合加工の後に減量加工を施す場合には、より大きな繊維間空隙が生じるため、風合い柔軟化効果を大きく得ることができる。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明を実施例を挙げてより具体的に説明する。なお、実施例中の各特性値は次の方法によって求めた。
【００４０】
（１）吸湿率
吸湿率は、繊維構造物を、絶乾した時の重量と、温度２０℃、湿度６５％あるいは温度３０℃、湿度９０％の雰囲気下、恒温恒湿器中に２４時間放置した後の重量との重量変化から、次式により求めた。
【００４１】
吸湿率（％）＝１００×［（一定温度、湿度下に放置後の繊維構造物の重量）−（繊維構造物の絶乾重量）］／（繊維構造物の絶乾重量）
上記した式により求めた、温度２０℃、湿度６５％の条件下での吸湿率ＭＲ１と、温度３０℃、湿度９０％の条件下での吸湿率ＭＲ２から、次式によりΔＭＲを算出した。
【００４２】
ΔＭＲ  ＝  ＭＲ２  −  ＭＲ１
ここでΔＭＲは大きければ大きいほど、吸湿性が高く快適性が良好であることに対応する。
【００４３】
（２）反応率
反応率は、繊維構造物を、親水性ビニル系モノマの重合を行う前の絶乾重量と、親水性ビニル系モノマの重合を行った後の、絶乾重量から、次式により算出した。
【００４４】
反応率（％）＝１００×［（親水性ビニル系モノマの重合をした後の繊維構造物の絶乾重量）−（親水性ビニル系モノマの重合をする前の繊維構造物の絶乾重量）］／（親水性ビニル系モノマの重合をする前の繊維構造物の絶乾重量）
（３）減量率
減量率は、減量加工を行う前の繊維構造物の絶乾重量と、加工を行った後の繊維構造物の絶乾重量から、次式により算出した。
【００４５】
減量率（％）＝（加工前の繊維構造物の絶乾重量−加工後の繊維構造物の絶乾重量）／（加工前の繊維構造物の絶乾重量）×１００
（４）Ｂ／Ｗ
ＫＥＳ（Ｋａｗａｂａｔａ  Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）測定機を用いての曲げ剛性のたて、よこの平均値Ｂ（単位：ｇ・ｃｍ２／ｃｍ）と繊維構造物の目付Ｗ（単位：ｇ／ｍ２）との比Ｂ／Ｗを測定した。
【００４６】
実施例１
精練、漂白処理を施した綿織物（糸使い：経糸４５番手、緯糸４５番手、平織物、織密度：経１１５本／ｉｎｃｈ×緯７６本／ｉｎｃｈ、目付：１１０ｇ／ｍ２）に、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸を２０％、過硫酸アンモニウムを０．６％（モノマ比３％）の濃度で含有する水溶液をパディングにより付与した。しぼり率は９０％であった。それからこの綿織物を１６０℃で３分間熱処理した。熱処理後６０℃の湯で洗浄を行った。この後上記の方法で反応率を測定するとその値は１６％であった。
【００４７】
その後、セルロース分解酵素（セルソフトＬ、ノボノルディスク社製）を５ｇ／ｌの濃度で含む処理液中にその綿織物を浸漬し、６０℃で１時間処理した。この結果、酵素処理前の織物に比べて織物の重量は５．２％減少した。
【００４８】
上記の重合加工と減量加工の後、染色、仕上げ処理を通常の方法で行い、その後上記の方法で各特性値を測定すると、ΔＭＲ＝１２．０％で、Ｂは０．３３９ｇ・ｃｍ２／ｃｍで、Ｗは１２１ｇ／ｍ２であり、Ｂ／Ｗは０．００２８であった。
【００４９】
一方、重合加工と減量加工が施されていない、精練、漂白処理をした直後の織物のＢは０．８８０ｇ・ｃｍ２／ｃｍで、Ｗは１１０ｇ／ｍ２であり、Ｂ／Ｗは０．００８０であった。
【００５０】
実施例２
精練、漂白処理を施した綿織物（糸使い：経糸４５番手、緯糸４５番手、平織物、織密度：経１１５本／ｉｎｃｈ×緯７６本／ｉｎｃｈ、目付：１１０ｇ／ｍ２）を、セルロース分解酵素（セルソフトＬ、ノボノルディスク社製）を５ｇ／ｌの濃度で含む処理液中に浸漬し、６０℃で１時間処理した。この結果、酵素処理前の綿織物に比べて織物の重量は６．５％減少した。
【００５１】
その後、この綿織物に２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸を２０％、過硫酸アンモニウムを０．６％（モノマ比３％）の濃度で含有する水溶液をパディングにより付与した。しぼり率は９０％であった。それからこの綿織物を１６０℃で３分間熱処理した。熱処理後６０℃の湯で洗浄を行った。この後上記の方法で反応率を測定するとその値は１２％であった。
【００５２】
上記の重合加工と減量加工の後、染色、仕上げ処理を通常の方法で行ったところ、ΔＭＲ＝８．８％で、Ｂは０．３４６ｇ・ｃｍ２／ｃｍで、Ｗは１１５ｇ／ｍ２であり、Ｂ／Ｗは０．００３０であった。
【００５３】
比較例１
精練、漂白処理を施した綿織物（糸使い：経糸４５番手、緯糸４５番手、平織物、織密度：経１１５本／ｉｎｃｈ×緯７６本／ｉｎｃｈ、目付：１１０ｇ／ｍ２）に、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸を２０％、過硫酸アンモニウムを０．６％（モノマ比３％）の濃度で含有する水溶液をパディングにより付与した。しぼり率は９０％であった。それからこの綿織物を１６０℃で３分間熱処理した。熱処理後６０℃の湯で洗浄を行った。この後上記の方法で反応率を測定するとその値は１６％であった。
【００５４】
この後、上記の方法で各特性値を測定すると、ΔＭＲ＝１１．５％で、Ｂは１．１７７ｇ・ｃｍ２／ｃｍで、Ｗは１２８ｇ／ｍ２であり、Ｂ／Ｗは０．００９２であった。この場合、高度の吸湿性は得られたが柔軟性に劣るものであった。
【００５５】
比較例２
精練、漂白処理を施した綿織物（糸使い：経糸４５番手、緯糸４５番手、平織物、織密度：経１１５本／ｉｎｃｈ×緯７６本／ｉｎｃｈ、目付：１１０ｇ／ｍ２）を、セルロース分解酵素（セルソフトＬ、ノボノルディスク社製）を５ｇ／ｌの濃度で含む処理液中に浸漬し、６０℃で１時間処理した。この結果、酵素処理前の綿織物に比べて織物の重量は７．５％減少した。
【００５６】
この後、上記の方法で各特性値を測定すると、ΔＭＲ＝３．４％で、Ｂは０．２７５ｇ・ｃｍ２／ｃｍで、Ｗは１０２ｇ／ｍ２であり、Ｂ／Ｗは０．００２７であった。この処理では柔軟性は得られたが、吸湿性に劣るものであった。
【００５７】
実施例３〜６
親水性ビニル系モノマの種類を変更したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。いずれも高い吸湿性と柔軟性を有していた。
【００５８】
【表１】
0003627410.tif 000002
実施例７〜１０
親水性ビニル系モノマと開始剤を含有する水溶液のｐＨを変更したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。いずれも高い吸湿率と柔軟性を有していた。
【００５９】
【表２】
0003627410.tif 000003
実施例１１〜１４
水溶液中の親水性ビニル系モノマの濃度を変更したこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表３に示す。いずれも高い吸湿性と柔軟性を有していた。
【００６０】
【表３】
0003627410.tif 000004
実施例１５〜１８
親水性ビニル系モノマに対する開始剤の濃度を変更したこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表４に示す。いずれも高い吸湿性と柔軟性を有していた。
【００６１】
【表４】
0003627410.tif 000005
実施例１９〜２２
熱処理温度を変更したこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表５に示す。いずれも高い吸湿性と柔軟性を有していた。
【００６２】
【表５】
0003627410.tif 000006
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、優れた吸湿性を有するため着用時に優れた快適性を有し、かつ柔軟性に優れるため、衣料用途で広範に利用できる繊維構造物を提供できる。