(57)【要約】【課題】ラジカル形成性繊維集合体に高級脂肪酸エステルを結合させ形状記憶機能を発現する繊維集合体及びその製造方法を提供する。【解決手段】ラジカル形成性繊維に炭素数１６〜２２の高級脂肪酸エステル及び１分子当たり２個以上の官能基を含む架橋剤を接触させた状態で電子線照射し、高級脂肪酸エステルを前記繊維にグラフト結合させるとともに、高級脂肪酸エステルを架橋させ、アイロン掛けにより所定の形状に維持し、形状記憶性を発現させる。本発明の製造方法は、電子線加工により形状記憶加工した繊維集合体の製造方法であって、溶媒に炭素数１２〜２２の高級脂肪酸エステル及び１分子当たり２個以上の官能基を含む架橋剤を溶解させた処理液をラジカル形成性繊維に接触させ、乾燥させた後、電子線照射することにより、形状記憶性繊維集合体を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジカル形成性繊維に炭素数１６〜２２の高級脂肪酸エステル及び１分子当たり２個以上の官能基を含む架橋剤を接触させた状態で電子線照射することにより、
前記高級脂肪酸エステルを前記繊維にグラフト結合させるとともに、前記高級脂肪酸エステルを架橋させ、
アイロン掛けにより所定の形状に維持し、形状記憶性を有することを特徴とする形状記憶性繊維集合体。
【請求項２】
前記高級脂肪酸エステルが、ヘベニル（メタ）アクリレート及びステアリル（メタ）アクリレートから選ばれる少なくとも一つである請求項１に記載の形状記憶性繊維集合体。
【請求項３】
前記ラジカル形成性繊維に対して前記高級脂肪酸エステルを０．１〜１５質量％グラフト結合させる請求項１又は２に記載の形状記憶性繊維集合体。
【請求項４】
前記架橋剤が、電子線架橋型である請求項１に記載の形状記憶性繊維集合体。
【請求項５】
前記架橋剤の結合量が、前記ラジカル形成性繊維に対して０．１〜１０質量％である請求項１又は４に記載の形状記憶性繊維集合体。
【請求項６】
前記ラジカル形成性繊維が、セルロース繊維、獣毛繊維及びポリアミド繊維から選ばれる少なくとも一つである請求項１〜５のいずれか１項に記載の形状記憶性繊維集合体。
【請求項７】
前記繊維集合体が、わた、糸、織物、編物又は不織布の形態である請求項１〜６のいずれか１項に記載の形状記憶性繊維集合体。
【請求項８】
電子線加工により形状記憶加工した繊維集合体の製造方法であって、
溶媒に炭素数１６〜２２の高級脂肪酸エステル及び１分子当たり２個以上の官能基を含む架橋剤を溶解させた処理液をラジカル形成性繊維に接触させ、乾燥させた後、電子線照射することにより、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の形状記憶性繊維集合体を得ることを特徴とする形状記憶性繊維集合体の製造方法。
【請求項９】
前記処理液をラジカル形成性繊維に接触させる方法が、パディングである請求項８に記載の形状記憶性繊維集合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線加工を用いた形状記憶性繊維集合体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生地の形状記憶性は、アイロン掛けなどのヒートセットにより、所望の形状にセットした後は皺を入れたり揉んで形状を崩しても元の形状に戻る性質である。この性質は、シャツやズボンなどの衣類、シーツや枕カバーなどの寝具、ハンカチなどにとっては好ましい。
【０００３】
従来、形状記憶性生地は形態安定加工生地とも呼ばれ、セルロース繊維にポリエステル繊維を混紡したり、セルロース繊維生地をホルマリン処理するとか、液体アンモニア処理等をして加工していた（非特許文献１）。また特許文献１には、保湿性、抗菌性、防臭性を付与するため、べへニルアルコール等の高級アルコールをアクリル酸エステルなどのバインダーで固定することが提案されている。特許文献２には、塩基性窒素を含む化合物と高級脂肪酸エステルとを繊維表面にグラフト化させ、糊付け不要で製織できる糸が提案されている。特許文献３には、高級脂肪酸などの油脂をポリエステルなどに混合して紡糸し、繊維にすることが提案されている。
【０００４】
近年、セルロース繊維生地を形状記憶することの要求が市場からあるが、従来技術ではこのような要求に応ずることはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平10-245782号公報
【特許文献２】特表2007-517990号公報
【特許文献３】特開2010-195735号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】繊維学会編「繊維便覧」第3版,395〜396頁,平成16年12月15日,丸善
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来の技術を解決するため、ラジカル形成性繊維集合体に高級脂肪酸エステルを結合させ形状記憶機能を発現する繊維集合体及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の形状記憶繊維集合体は、ラジカル形成性繊維に炭素数１６〜２２の高級脂肪酸エステル及び１分子当たり２個以上の官能基を含む架橋剤を接触させた状態で電子線照射することにより、前記高級脂肪酸エステルを前記繊維にグラフト結合させるとともに、前記高級脂肪酸エステルを架橋させ、アイロン掛けにより所定の形状に維持し、形状記憶性を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の形状記憶繊維集合体の製造方法は、電子線加工により形状記憶加工した繊維集合体の製造方法であって、溶媒に炭素数１６〜２２の高級脂肪酸エステル及び１分子当たり２個以上の官能基を含む架橋剤を溶解させた処理液をラジカル形成性繊維に接触させ、乾燥させた後、電子線照射することにより、前記の形状記憶性繊維集合体を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、ラジカル形成性繊維に炭素数１６〜２２の高級脂肪酸エステル及び１分子当たり２個以上の官能基を含む架橋剤を接触させた状態で電子線照射することにより、前記高級脂肪酸エステルを前記繊維にグラフト結合させるとともに、前記高級脂肪酸エステルを架橋させ、アイロン掛けにより形状固定可能とした形状記憶繊維生地を提供できる。すなわち、ラジカル形成性繊維に前記高級脂肪酸エステル及び前記架橋剤を接触させておき、電子線照射することにより、前記繊維に前記高級脂肪酸エステルが共有結合しかつ架橋する。したがって、本発明の繊維を含む集合体を洗濯した後などにアイロン掛けすると、アイロンの熱により前記高級脂肪酸エステルは溶融し、個化点以下で固化し、形状が固定される。これにより、形状記憶性を有する繊維集合体とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａ−Ｄは本発明の一実施例における形状記憶保持試験の測定方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１．ラジカル形成性繊維
本発明のラジカル形成性繊維、特に電子線照射によりラジカル形成可能な繊維は、一例としてセルロース系繊維、獣毛繊維及びポリアミド繊維から選ばれる少なくとも一つである。この中でもセルロース系繊維が好ましい。セルロース系繊維は、木綿、麻（亜麻、ラミー、ジュート、ケナフ、大麻、マニラ麻、サイザル麻、ニージーランド麻を含む）、カポック、バナナ、ヤシなどの天然繊維のほか、レーヨン、ポリノジック、モダール、キュプラ、テンセル、リヨセルなどの再生繊維、トリアセテート及びジアセテートなどの半合成繊維も含む。天然セルロースには天然のままのほか、シルケット加工されたもの、及び液体アンモニア処理されたものも含む。セルロース系繊維に生じるラジカルは、セルロース分子の構造単位における５位の炭素、次に４位や１位の炭素に生成し易く、さらには２，３，６位の炭素にも生成するものと考えられる。レーヨンの場合は、普通レーヨンのほか難燃加工したレーヨンであっても良い。難燃性は寝具類に有用である。
【００１３】
獣毛繊維としては、羊毛、モヘア、カシミヤなどが挙げられる。ポリアミド繊維はナイロン繊維とも呼ばれているものである。ナイロン６繊維、ナイロン６，６繊維のほか、公知のいかなるナイロンも含む。
【００１４】
２．炭素数１６〜２２の高級脂肪酸エステル
炭素数１６〜２２の高級脂肪酸エステルとしては、セチルアクリレート、セチルメタクリレート、ヘプタデシルアクリレート、ヘプタデシルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート、ノナデシルアクリレート、ノナデシルメタクリレート、エイコシルアクリレート、エイコシルメタクリレート、ベヘニルアクリレート、ベヘニルメタクリレート、などが挙げられる。これらの中で好ましい高級脂肪酸エステルは、セチルアクリレート、セチルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート、ベヘニルアクリレート、ベヘニルメタクリレートである。特に好ましいのはベヘニルアクリレート及び／又はベヘニルメタクリレートである。前記ラジカル形成性繊維に対して前記高級脂肪酸エステルは０．１〜１５質量％グラフト結合させるのが好ましい。さらに好ましくは０．５〜１０質量％である。前記高級脂肪酸エステルのグラフト結合率は、架橋剤の結合率と合計し、下記により算出する。
結合率(omf%)＝[(EB加工後の生地質量−EB加工前の生地質量)/(EB加工前の生地質量)]×100
但し、ＥＢ加工とは電子線照射加工のことである。また、omfはon the mass of fiberの略である。
【００１５】
炭素数１２未満の高級脂肪酸エステルは固化温度が室温以下であり、形状記憶性を出すことは困難である。また、炭素数２２を超える高級脂肪酸エステルは溶剤に溶解させることが困難であり、繊維に付着させることも困難である。
【００１６】
３．架橋剤
これらの架橋剤はいずれも１分子当たり２個以上の官能基を含む。好ましい架橋剤としては、熱架橋型であるメチロールメラミン（官能基数：２）、グリオキザール（官能基数：２）並びに電子線架橋型であるジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（官能基数：４）、ウレタンアクリレート（一例の官能基数：９）、ポリグリセリンアクリレート（一例の官能基数：１２）、ジペンタエリスリトールポリアクリレート（官能基数：６）及びペンタエリスリトールテトラアクリレート（官能基数：４）から選ばれる少なくとも一つである。特に好ましい架橋剤としては、電子線架橋型の架橋剤であり、具体的にはジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリグリセリンアクリレート、ジペンタエリスリトールポリアクリレート及びペンタエリスリトールテトラアクリレートである。前記架橋剤の結合量は、前記ラジカル形成性繊維に対して０．１〜１０質量％であるのが好ましい。さらに好ましくは０．５〜７質量％である。
【００１７】
４．電子線架橋
電子線を照射は、通常は１〜２００ｋＧｙ、好ましくは５〜１００ｋＧｙ、より好ましくは１０〜５０ｋＧｙの照射量が達成されればよい。雰囲気条件は、窒素雰囲気下で照射を行うことが好ましく、また透過力があるため、素材の片面に照射するだけでよい。電子線照射装置としては市販のものが使用可能であり、例えば、エリアビーム型電子線照射装置としてＥＣ２５０／１５／１８０Ｌ（（株）アイ・エレクトロンビーム社製）、ＥＣ３００／１６５／８００（（株）アイ・エレクトロンビーム社製）、ＥＰＳ３００（（株）ＮＨＶコーポレーション製）などが使用される。
【００１８】
電子線を照射した後は通常、水洗により未反応成分を除去し、乾燥が行われる。乾燥は例えば、素材を２０〜８５℃で０．５〜２４時間保持することによって達成される。
【００１９】
５．繊維集合体
本発明の繊維集合体としては、わた、糸、織物、編物又は不織布の形態であるのが好ましい。繊維集合体が織物、編物又は不織布の場合は、単位面積当たりの質量はとくに制限されるものではないが、５０〜４００ｇ／ｍ2が好ましく、さらに好ましくは１００〜３５０ｇ／ｍ2である。本発明の形状記憶繊維は、繊維集合体中２０質量％以上であればよく、洗濯耐久性のさらなる向上の観点から好ましくは５０質量％以上であり、とくに好ましくは１００質量％である。
【００２０】
６．製造方法の一例
本発明の形状記憶繊維集合体は、一例としてソルフィットＡＣ（３メトキシ−３−メチル−１−ブチルアセテート）などの溶媒にベヘニル（メタ）アクリレート、及び１分子当たり２個以上の官能基を含む架橋剤を溶解させた処理液をラジカル形成性繊維集合体に接触させ、乾燥させた後、電子線照射する。前記処理液をラジカル形成性繊維に接触させる方法は、パディング、浸漬、スプレーなどがあるが、操作しやすいパディングが好ましい
【００２１】
セルロース分子は下記一般式（化１）で示され（但し、ｎは１以上の整数）、反応性に富む水酸基をグルコース残基のＣ−２、Ｃ−３、Ｃ−６の位置に持ち、この部分にベヘニル（メタ）アクリレートがグラフト結合する。例えばグルコース残基のＣ−２の位置にヘベニルアクリレートがグラフト結合した例を下記（化２）に示す。下記（化３）にはベヘニルメタアクリレートがグラフト結合した例を示す。下記（化２〜３）において、「Ｃｅｌｌ」はセルロースを示し、ベヘニル（メタ）アクリレートがグラフト結合している−ＣＨ2−基はセルロース鎖内の炭化水素基である。ｍは１以上の整数である。
【００２２】
【化１】
2012219403.tif 000003
【００２３】
【化２】
2012219403.tif 000004
【００２４】
【化３】
2012219403.tif 000005
【００２５】
以上の処理をした繊維集合体は、通常のアイロン掛けにより所定の形状に維持でき、形状記憶性を発現させることができる。この形状記憶性は、後に説明するカール保持特性と平面保持特性を測定することにより、定量的に評価することができる。カール保持特性と平面保持特性は、ＪＩＳ  Ｌ１０５９に規定されているモンサント形試験器を使用して測定できる。
【実施例】
【００２６】
以下実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。なお本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００２７】
＜形状記憶性の評価方法＞
カール保持特性と平面保持特性を測定することにより評価した。測定方法は次のとおりである。
１．測定環境：室温
２．試験片：縦１０ｍｍ，横４０ｍｍ
３．操作・測定
（１）カール保持特性
ａ．図１Ａに示すように、試験片１を直径１５ｍｍの金属棒２にセットした。試験片１がずれないよう試験片１の両端を両面粘着テープ３で固定した。
ｂ．固定した SHAPE  \* MERGEFORMAT 試験片１ごと金属棒２を加温（１００℃、１０分間）し、ヒートセットした。
ｃ．室温（２０℃程度）になるまで試験片１ごと金属棒２を十分に冷却した。
ｄ．試験片１を金属棒２から慎重にピンセットで外した。
ｅ．図１Ｂに示すように、モンサント形試験器用金属板ホルダ４に形状が崩れないように慎重にピンセットでセットした。固定部分５：１６．５ｍｍ、フリー部分６：２３．５ｍｍとした。
ｆ．図１Ｃに示すように、セットした金属板ホルダ４をモンサント形試験器７（ＪＩＳ  Ｌ１０５９参照）のホルダ８に差込んだ。
ｇ．金属板ホルダ４の支持架が垂直になるように測定直前までセットした。矢印ａで示す指針９の角度＝１８０°とした。
ｈ．５分及び１０分後に、図１Ｄに示すように試験片６の自由端が垂線と重なるように回転板を回し、指針の角度を測定した。矢印ｂで示す指針９の角度＝１３０°であった。すなわち、開角度（どの程度円が開いたか＝指針の角度）＝１３０°であった。これが９０°に近い方が、形状記憶性がよいこととなる。
【００２８】
（２）平面保持特性
ａ．試験片を中温（140〜160℃）にて平らになるようにアイロン掛けした。
ｂ．室温（20℃程度）になるまで十分に冷却した。
ｃ． SHAPE  \* MERGEFORMAT 直径15mmの金属棒にセットした（室温、10分間）。
ｄ．試験片がずれないよう試験片の両端をテープで固定した。
以降は（１）ｄ〜ｈの手順にて評価した。
（備考）平面保持特性の場合、角度は１８０°の近い方が良いこととなる。
【００２９】
（実施例１）
１．処理液
形状記憶処理剤液として、下記の薬剤を調整した。
（１）高級脂肪酸エステル
ベヘニルアクリレート：５質量％
（２）架橋剤
ジペンタエリスリトールポリアクリレート：２質量％
（３）溶剤
ソルフィットＡＣ（３メトキシ−３−メチル−１−ブチルアセテート）：２５質量％
（４）界面活性剤
ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート：１質量％
（５）その他
水：６７質量％
【００３０】
２．パディング
前記処理液をコットン１００質量％紡績糸使用の平組織の織物（目付け１２０ｇ／ｍ2）にパディングで付着させ、１００℃、９０秒で乾燥した。
【００３１】
３．電子線照射
生地の一方の面に対して、エリアビーム型電子線照射装置ＥＣ２５０／１５／１８０Ｌ（岩崎電気（株）製）により窒素雰囲気下で電子線を照射線量４０ｋＧｙ、加速電圧２００ＫＶで照射した。
【００３２】
得られた処理織物の高級脂肪酸エステルと架橋剤の合計結合率は２．４質量％であった。また、処理織物の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）による熱吸収ピーク温度は６３℃であった。これは６３℃で高級脂肪酸エステル成分は溶融し、６３℃未満の温度で固化し、形状が固定されることを意味している。手でもんでシワを作った織物に対してアイロン掛けをすると、シワは伸び、さらにのり付けしたようなパリッとした触感が得られた。この性質は家庭洗濯を１０回繰り返しても変らなかった。
【００３３】
（実施例２〜９、比較例１）
高級脂肪酸エステルの種類と量を表１〜２に示す以外は実施例１と同様に実験した。条件と結果をまとめて表１〜２に示す。参考までに実施例１のデータもまとめて示す。比較例１は高級脂肪酸エステルを付与していない。
【００３４】
【表１】
2012219403.tif 000006
【００３５】
【表２】
2012219403.tif 000007
【００３６】
表１から明らかなとおり、本発明の実施例品は、手でもんでシワを作った織物に対してアイロン掛けをすると、シワは伸び、さらにのり付けしたようなパリッとした触感が得られ、形状記憶性が確認できた。この性質は家庭洗濯を１０回繰り返しても変らなかった。
【符号の説明】
【００３７】
１  試験片
２  金属棒
３  両面粘着テープ
４  金属板ホルダ
５  固定部分
６  フリー部分
７  モンサント形試験器
８  ホルダ
９  指針
【図１】
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