(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原綿、混打綿ラップ又はスライバーの形態から選ばれた繊維状の無緊張状態のセルロース繊維を、１０〜４０重量％のアルカリ金属水酸化物と架橋剤の混合水溶液で処理することを特徴とするセルロース繊維の加工方法。
【請求項２】
原綿、混打綿ラップ又はスライバーの形態から選ばれた繊維状の無緊張状態のセルロース繊維を、１０〜４０重量％のアルカリ金属水酸化物水溶液で処理した後、アルカリ金属水酸化物水溶液の絞り率７５〜１２０％とし、架橋剤水溶液で処理することを特徴とするセルロース繊維の加工方法。
【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の特徴である吸水性，吸湿性，放水性，染色性，風合いを更に向上させるための加工方法を提供するもので、これらの性能を発揮させる紡績糸，織物，編物，不織布，製紙等の分野に供される優れたセルロース繊維を提供するもである。
【０００２】
【従来の技術】
セルロース繊維をアルカリ金属水酸化物水溶液で処理すると、膨潤して偏平な断面が円形に近くなり、その後水洗しても円形を保ち染色性がよくなり、無緊張状態では収縮が起るが、緊張状態ではその長さが保たれ光沢が増加することは、マーセル化として一般によく知られている。
【０００３】
天然セルロース繊維を用いて製造した紡績糸，織物，編物をマーセル化すると寸法安定性と染色性が向上し、絹様光沢が得られる等の新たな機能が付与されるが、風合いが硬くなることも知られている。風合いが硬化する原因は、紡績糸，織物，編物はセルロース繊維が高度に束縛された状態にあり、マーセル化によって膨脹し、その後の水洗で収縮する際に、高度の緊張状態が保たれるためであることはよく知られている。紡績糸にする前にマーセル化する方法として、特開昭５９−１７３３２５号公報には、スライバー状のセルロース繊維をマーセル化し開繊し紡績することで寸法安定性に優れた天然セルロース繊維紡績糸が得られることが開示されている。この方法では、寸法安定性や染色性は向上するが、セルロース繊維がマーセル化後に収縮するため開繊性に劣る欠点がある。
【０００４】
一方、セルロース繊維に防しわ性や寸法安定性の機能を付与する方法としては、織物や編物に後加工で樹脂や触媒等を溶解させた繊維処理液を用いて樹脂等を架橋させ改質する方法が広く一般に知られている。しかしながら、これらの方法の架橋反応は繊維表面部分のみが架橋されるため、反応効率が低く、風合いが硬化する課題があった。
【０００５】
セルロース繊維内部に親水基を付加する方法として、特開平８−１００３６８号公報には、スライバー状態のセルロース繊維を親水化剤の溶解液に浸漬した後に、使用した同じ溶媒溶液で外側を洗浄した後、同じ溶媒に水酸化ナトリウムを１．０〜５０．０％溶解した溶液に浸漬し、３０〜１００℃でセルロース繊維の外側から内側へ親水基の置換度が高くなっていくように反応させる方法が開示されている。この方法で得られたセルロース繊維は、外側は繊維本来の風合いと柔らかい肌触りを維持しつつ、内側は機能化剤により吸水性が増すと記載されているが、親水化のための反応をマーセル化と同時に実施するとの記載はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、無緊張状態にあるセルロース繊維をアルカリ金属水酸化物と架橋剤で処理して、セルロース繊維が本来具備している吸水性，吸湿性，放湿性，染色性及び風合いを更に向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、無緊張状態のセルロース繊維をアルカリ金属水酸化物と架橋剤の混合水溶液で処理すること、または無緊張状態のセルロース繊維をアルカリ金属水酸化物水溶液で処理した後、架橋剤水溶液で処理することにより、セルロース繊維本来の風合いを損なうことなく、むしろ向上させ、更に吸水性，吸湿性，防湿性及び染色性をも向上させることができる。このような処理をしたセルロース繊維を用いて製編織して、同様に優れた性能を有する製品とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられるセルロース繊維としては、木綿，麻等の天然セルロース繊維や、レーヨン，ポリノジック，キュプラ，テンセル，リヨセル等の再生セルロース繊維が挙げられるが、本発明による処理により発現される効果は、天然セルロース繊維のほうが高い。セルロース繊維の形態としては、繊維が束縛されていない状態、すなわち、無緊張状態であればよく、本発明における無緊張状態のセルロース繊維は原綿，混打綿ラップ，スライバー等から適宜選ばれる。また、精練，漂白の前処理の有無に関係なく本発明を実施することは可能であるが、反応効率，反応の均一性を考慮すると精練，漂白の前処理済みのセルロース繊維が好ましい。
【０００９】
本発明で用いられるアルカリ金属水酸化物としては、セルロース繊維をマーセル化する効果があればよく、例えば、水酸化ナトリウム，水酸化カリウム，水酸化リチウム，水酸化セシウムが挙げられ、これらから適宜選択される。本発明ではこれらのアルカリ金属水酸化物を水溶液の状態で用いる。水溶液濃度は１０〜４０重量％が好ましく、使用時の温度は常温でよい。アルカリ金属水酸化物水溶液をセルロース繊維に浸漬させる方法として、スプレー法，コーティング法，含浸法が挙げられるが、いずれの方法であってもよい。また、アルカリ金属水酸化物水溶液中に浸漬する時間については、選定する浸漬方法によって様々であるが、通常２秒以上であり、アルカリ金属水酸化物水溶液が均一にセルロース中に浸透する時間であればよい。
【００１０】
本発明で用いられる架橋剤としては、アルカリ性でセルロース繊維と反応可能な官能基を有するものであればよく、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル，プロピレングリコールジグリシジルエーテル等のジグリシジルエーテル類，エピクロルヒドリン，エピブロモヒドリンのハロゲンヒドリン，ジクロルエタン等のハロゲン化アルキル，ヘキサメチレンジイソシアネート等のジイソシアネート，アジピン酸，セバシン酸，コハク酸等のポリカルボン酸類，ジエステル等及びエチレングリコール，グリセリン等のポリオール類が挙げられる。これらの架橋剤は単独、もしくは、混合して水溶液として用い、その濃度は目的によって適宜選択されるが、通常１．０〜１０．０重量％であればよく、処理温度は常温でよい。
【００１１】
本発明は、上述のアルカリ金属水酸化物と架橋剤の混合水溶液中に無緊張状態のセルロース繊維を浸漬処理する方法と、アルカリ金属水酸化物水溶液中で無緊張状態のセルロース繊維を浸漬処理した後、絞り、アルカリ金属水酸化物水溶液がセルロース繊維に残存している状態で架橋化剤水溶液中に浸漬処理する方法のいずれであっても良い。アルカリ金属水酸化物水溶液中で処理後に架橋剤で処理する場合に絞り率が高い場合には、即ち含水率が高い場合には架橋剤の濃度が希釈され好ましくなく、絞り率は７５〜１２０％の範囲に有るのが好ましい。
【００１２】
処理液で浸漬処理した後のセルロース繊維は、絞り、室温で長時間放置し架橋反応を完了させる。この時の時間は５時間〜２０時間の範囲であればよい。その後十分に水洗し、乾燥する。水洗工程に変え酸による中和処理をすることも出来る。処理後のセルロース繊維は、編織工程を経て各種製品とするが、これらの加工工程において、従来の未加工のセルロース繊維と何等相違する点はなく、製品の吸水性，吸湿性，放水性，染色性，風合いを更に向上させることが出来る。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明について、実施例により具体的に説明するが、本発明はこの範囲に限定されるものではない。本発明は、無緊張状態のセルロース繊維の加工方法であるが、発明の効果を明確にするために、加工後の繊維を用いて編成した編地について効果を評価した。本実施例での測定方法と評価方法は、以下の方法に基づいて実施した。
【００１４】
・吸水率の評価方法
試料約１０ｇ（Ｗ0）を秤量後、５０℃の０．２重量％界面活性剤水溶液（ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノオレート、商品名：Ｔｗｅｅｎ８０、関東化学（株）製）中に５分間浸漬し、次いで、家庭用電気洗濯機の遠心脱水機を用いて３分間脱水した。脱水後の試料の重量（Ｗ1）を秤量し、次式により吸水率を求めた。
【数１】
0003988020.tif 000002
【００１５】
・吸湿率及び放湿率の測定方法
重量Ｗhｇの既知の秤量瓶に試料約１ｇ入れ、蓋を開いた状態で１０５℃で６０分間乾燥した後、シリカゲル入りデシケータ中にて３０分間放置して冷却し、重量Ｗ2ｇを測定した。次いで、相対湿度５３％のデシケータ内に一晩放置した後、３５℃、相対湿度９０％に調湿した恒温恒湿器内に秤量瓶の蓋を開けて入れ、６０分後に蓋を閉めて秤量瓶を取り出し、重量Ｗ3ｇを測定した。更に２５℃、相対湿度５３％に調湿した高温恒湿器内に秤量瓶の蓋を開けて入れ、６０分後に蓋を閉めて秤量瓶を取り出し、重量Ｗ4ｇを測定した。これらの結果から、吸湿率，放湿率を次式により求めた。
【数２】
0003988020.tif 000003
【数３】
0003988020.tif 000004
【００１６】
・染色性の評価方法
編物とした試料を浴比１：３０で精練助剤（商品名：クリーンＮ−１５、一方社油脂工業（株）製）１．０ｇ／ｌ、ソーダ灰２ｇ／ｌを用いて８０℃で３０分間精練した後、浴比１：３０で反応性染料（商品名：Ｓｕｍｉｆｉｘ  Ｂｌａｃｋ  Ｂ  １５０％、住化染料テック（株）製）２．５％ｏｗｆ、芒酸５０ｇ／ｌ、ソーダ灰２０ｇ／ｌを含む染色中で、６５℃で６０分間染色した。次いで、水洗，湯洗，ソーピング，水洗した後、乾燥し染色した試料を得た。この試料の測色データをフラットベッドスキャナー（型式：ＧＴ−９５００、ＥＰＳＯＮ製）を用いて測定し、混合減色モデルのシアン（Ｃ），マゼンダ（Ｍ），イエロー（Ｙ）成分を各２５６段階で数値化し、次式により染色性を求めた。
【数４】
0003988020.tif 000005
【００１７】
・風合いの評価方法
１０名のパネラーで本発明の方法で得たセルロース繊維を用いて編物とした後、染色，乾燥した試料及び比較試料の風合いを触感測定し、風合いがよいもの１点、悪いもの０点とし、各人の評価の合計点から下記の基準に従い風合いを判定した。
▲１▼  ８〜１０点    ○（良好）
▲２▼  ４〜  ７点    △（ややよい）
▲３▼  ０〜  ３点    ×（悪い）
【００１８】
〔実施例１〕
常法により精練・漂白した木綿原綿（平均繊維長２９ｍｍ，平均繊度０．２２２ｔｅｘ）６０ｋｇを準備し、５，１０，１５，３０，４５，５０重量％の水酸化ナトリウム水溶液にエチレングリコールグリシジルエーテル（商品名：デナコールＥＸ−８１０、ナガセ化成（株）製）を３重量％になるように溶解した６種の１００ｌの水溶液に夫々３０分間浸漬した。次いで、浸漬処理した木綿原綿を絞り率１００％になるように遠心脱水した後に、室温で１８時間静置した。その後、静置した木綿原綿を洗浄液が中性になるまで十分に水洗して、遠心脱水した後、１０２℃で温風乾燥して６種の架橋原綿を得た。得られた架橋原綿夫々をクイックスピンシステム（型式：ＱＳＳ−Ｒ２０、ＳＤＬ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＬＴＤ製）を用いて６種の２９．５３ｔｅｘ番手の紡績糸を得、これらの紡績糸を使用して丸編機を用いて６種類の編地を作成し、試料１〜試料６とした。
【００１９】
また、比較のために上記の精練・漂白した木綿原綿を原料として、クイックスピンシステムを用いて２９．５３ｔｅｘ番手の紡績糸とし、この紡績糸を使用して丸編機を用いて編地を作成し、比較試料１とした。この１ｋｇの比較試料１を１５重量％の水酸化ナトリウム水溶液にエチレングリコールグリシジルエーテルを３重量％になるように溶解した水溶液１０ｌのに３０分間浸漬し、絞り率１００％になるように遠心脱水した後に、室温で１８時間静置し、次いで、洗浄液が中性になるまで十分に水洗して、遠心脱水した後、１０２℃で温風乾燥して比較試料２を得た。
【００２０】
得られた各試料の吸水率，吸湿率，放湿率，染色性，風合いを測定し、その結果を表１に示した。
【００２１】
【表１】
0003988020.tif 000006
【００２２】
表１より明らかな通り、水酸化ナトリウム水溶液の濃度１０．０〜４５．０重量％で架橋処理した試料２〜試料５はいずれも未処理の比較試料１と比較して、吸水性，吸湿性，放湿性が向上しており、また染色性も大きく向上した。更に風合いも柔らかく非常によい感触のものが得られた。また、水酸化ナトリウム５０．０重量％水溶液で処理した試料６は架橋原綿の強力低下があったため糸切れが多く、紡績糸を得ることができなかった。水酸化ナトリウム５．０重量％水溶液で処理した試料１の吸水性，吸湿性，放湿性，染色性，風合いは、精練，漂白した比較試料１と比べてほとんど差はなかった。また、編物成形後に加工した比較試料２は、ほぼ本発明品と同程度の吸水性，吸湿性，放湿性，染色性を示したが、風合いが非常に硬く、一般衣料の用途には不向きであった。
【００２３】
〔実施例２〕
常法により精練・漂白した木綿原綿（平均繊維長２９ｍｍ、平均繊度０．２２２ｔｅｘ）６０ｋｇを準備し、５，１０，１５，３０，４５，５０重量％の水酸化ナトリウム水溶液１００ｌの６種に夫々精練・漂白した木綿原綿１０ｋｇを常温で３０分間浸漬した。次いで、浸漬処理した木綿原綿を絞り率１００％になるように遠心脱水した後に、水酸化ナトリウム溶液が残存している状態で３．０重量％エチレングリコールグリシジルエーテル（商品名：デナコールＥＸ−８１０、ナガセ化成（株）製）水溶液１００ｌに夫々浸漬処理した木綿原綿を常温で３０分間浸漬した。次いで、浸漬処理した木綿原綿を絞り率１００％になるように遠心脱水した後に、室温で１８時間放置した。その後、浸漬処理した木綿原綿を洗浄液が中性になるまで十分に水洗した後、１０２℃で温風乾燥して架橋原綿を得た。
【００２４】
得られた架橋原綿夫々をクイックスピンシステム（型式：ＱＳＳ−Ｒ２０、ＳＤＬ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＬＴＤ製）を用いて２９．５３ｔｅｘ番手の紡績糸とし、この糸を使用して丸編機を用いて６種類の編地を作成し、試料７〜試料１２とした。
【００２５】
得られた各試料の吸水率，吸湿率，放湿率，染色性，風合いを測定し、その結果を表２に示した。参考までに比較試料１のデータを付記した。
【００２６】
【表２】
0003988020.tif 000007
【００２７】
表２より明らかな通り、予め水酸化ナトリウム水溶液の濃度１０．０〜５０．０重量％で処理した後に、アルカリ性の条件下で架橋処理した試料８〜試料１１は、上記実施例１と同様にいずれも未処理の比較試料１と比較して、吸水性，吸湿性，放湿性が向上しており、また染色性も大きく向上した。更に風合いも柔らかく非常によい感触のものが得られた。水酸化ナトリウム５．０重量％水溶液で処理した試料７の吸湿性，放湿性，染色性は未処理の比較試料１と比較してほとんど変化がなかった。また、水酸化ナトリウム５０．０重量％水溶液で予め処理した後、架橋反応させた試料１２は架橋原綿の強力低下があったので糸切れが多く紡績糸が得られなかった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のセルロース繊維の加工方法により得られるセルロース繊維を製編織してなる製品は、紡糸、製編織の工程において従来のセルロース繊維と何等相違するところがなく、しかも、セルロース繊維本来の特徴である吸水性，吸湿性，放湿性，染色性，風合いがより優れたものとすることができる。