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あいち産業科学技術総合センター 研究報告 2013

研 究 ノート

真空紫外光を利用した毛織物の深色加工技術
村井美保＊1

Deep Coloring Technology on Wool Fabrics Treated with Vacuum Ultra Violet
Miho MURAI * 1Owari Textile Research Center * 1
真空紫外光を利用した毛織物の深色加工技術に関する研究開発を行った。ブラックフォーマル用の深色加工を目的とし、染色加工工程の前処理として真空紫外光を照射することで羊毛繊維の表面を改質し、その深色効果について検討した。その結果、真空紫外光の照射により繊維表面に親水性官能基が導入され、染 色 性 が 向 上 し 、一 定 の 深 色 効 果 が 得 ら れ た 。ま た 、物 性 面 で は 、未 処 理 布 と 比 較 し て 風 合 い で は HARI、KOSHI が 向 上 し 、 染 色 堅 ろ う 度 や 引 裂 強 さ は 当 初 の 性 能 を 保 持 し て い る こ と を 確 認 し た 。

１．はじめに

2.5 染色堅ろう度

毛織物で市場価値の高いブラックフォーマル用生地

耐光

JIS L 0842

においても表面改質や構造制御によるナノテク技術をドライクリーニング駆使した加工技術に注目が集まり、如何に黒く、深みのホットプレスある色合いに見せるかという加工技術が求められてい摩擦

2.6 引裂強さ用して、羊毛繊維の表面改質を行い、染色性を向上させ

JIS L 1096

4 級照射JIS L 0860

JIS L 0850

JIS L 0849

る。本研究では、真空紫外光（以下 VUV と記す）を利

第３露光法

A-2 法

A-2 法
乾、湿（強）

乾、湿

引裂強さ

D 法（ペンジュラム法）

2.7 風合い特性

る新規な深色加工技術について検討した。

風合い試験機（カトーテック㈱製

２．実験方法KES）により、表面、曲げ、せん断特性を測定した。

2.1 真空紫外光（VUV）照射
羊毛布帛への VUV 照射には、キセノンエキシマラン
プ（Model: MEBF-380BQ、波長 172nm、光強度 50mW/cm

2３．実験結果及び考察
3.1 VUV 処理条件の検討

以上（メーカー公称値）、㈱エム・ディ・エキシマ製）を従前の試験結果 1)から照射距離は 1mm、照射速度は搭載した VUV 照射装置（㈱エヌ工房製）を用いた。

4cm/min とし、VUV 照射後に染色を行い、照射時間と2.2 染色条件深色効果の関係について検討した。その結果、照射時間

染料・助剤は、市販の羊毛用染料、均染剤及び試薬、が長い程Ｌ値は低くなり、目視で色差が確認できたのは染色機は、ミニカラー（㈱テクサム技研製）を使用した。

30 分以上であった。この結果から、照射時間は 30 分以

染色条件は、染料濃度 5%o.w.f.、温度及び時間 100℃
×45 分、浴比 1:30 とし、昇温は 40℃で 10 分間保持し上に設定し、実験を進めることにした。
染色前に 60 分 VUV を照射した場合のＬ値は 0.7 しかた後、2℃/min で行った。

低下しなかった。一方、染色後の羊毛布帛に VUV を照2.3 染色性射した後、樹脂加工を施した場合、樹脂加工後のＬ値は、Ｌ値は、分光測色計（CM3600d

コニカミノルタセン

シング㈱製）により測定し、評価した。

染色前に照射するよりも高い深色効果が認められた。
また、染色前と樹脂加工前に 2 回 VUV 照射した結果、2.4 表面分析
VUV 照射による染着座席の増加を確認するため、赤外分光光度計（FTIR-8300

クロム染料で 4 未処理布より低くなり、反応染料で 1.4、㈱島津製作所製）により、１回反射 ATR 測定装置を用いて測定した。

L≒11（試料Ｃ及びＤ）が得られた（図１）。
3.2 染色性の検討
染料濃度を 1～10％o.w.f.まで変えて染色を行った結果、染料濃度の低い方が未処理布との⊿Ｌは大きく、高＊1 尾張繊維技術センター 機能加工室

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3.3.3 風合い、表面摩擦
風合い測定の結果（表１）、曲げ剛性（B）（MIU）及び表面粗さ（SMD）は、未処理布に対して変化率が 90％以内であり、初期性能を維持していた。しかし、曲げ回復性（2HB）、せん断剛性（G）及びせん断回復性（2HG）は変化率が大きく、VUV 照射により悪くなった。表面粗さ（SMD）は照射時間が長いほど、凹凸
試料
ＡＢＣＤ

図１VUV 照射時間（分）
染色前
樹脂加工前
0003030306030

VUV 照射による深色効果（反応染料染め）

くなるに従い小さくなり、5%o.w.f.でほぼ一定となった。

が大きくなっていることを示した。これは表面観察の結果 1)、照射時間が長くなるほど、繊維表面の凹凸が大きくなっていたことと一致している。また、羊毛繊維の曲げ特性には、表皮層が大きく関与しているとの報告もあり 2)、エッヂングにより、表皮層のエキソキューティク
ルが削られ、曲げ剛性が小さくなることが考えられる。
表１VUV 照射による染着座席の増加について検討した結果、未処理羊毛では、1230cm-1 付近に C-N 伸縮振動によるピークが見られるが、VUV 照射により減少している。
また、1450 cm-1、1380 cm-1 付近の CH3、CH2 変角振動も同様に減少している。一方、1080 cm-1 付近の C-O 伸試料
試験項目
曲げせん断縮振動によるピークが増大しており、OH 基の生成を示唆している。これにより、繊維表面の親水性が増し、染VUV 照射による風合い特性変化

表面B
2HBG2HG
MIUSMD

未処理VUV30 分

VUV60 分0.05750.01340.520.420.185
6.3130.06080.0242
0.630.780.194
6.196

0.05920.02190.580.700.202
4.891

料との反応性も向上したと考えられる（図２）。
また、クロイ加工や VUV 処理により羊毛布帛の黄色４．結び度が高くなり、白度は低下した。しかし、VUV を 30 分

VUV を用いた毛織物の深色加工について検討した結照射してもクロイ加工よりその変化は小さく、問題ない果、深色効果が得られる VUV の最適照射条件を見出しと考えられる。また、クロム染料ではほとんど色相に変た。この条件により、Ｌ値 11 まで深色化することがで化は見られなかったが、反応染料では青みが強くなった。

き、一定の深色効果が得られた。また、せん断性や曲げ回復性等の風合いは低下するが、染色堅ろう度及び引裂強さは当初の性能を維持していることを確認した。

謝辞
本研究に当たり、ご助言・ご協力いただいた㈱ソトーに深く感謝いたします。

付記
本研究は、独立行政法人科学技術振興機構 平成 23 年
図２ 羊毛繊維の赤外スペクトル度研究成果展開事業研究成果最適展開支援プログラム

3.3 物性評価（A-STEP）フィージビリティスタディ【FS】ステージ探索タイプ

3.3.1 染色堅ろう度の研究開発にて実施した内容の一部である。

耐光、ドライクリーニング、ホットプレス、乾摩擦は５級、湿摩擦は４級又は４－５級であり、未処理布と比較しても遜色のない結果であった。
3.3.2 引裂強さ
VUV を 30 分照射した時の強度保持率はたて糸、よこ糸とも 95％であり、60 分照射では 92.3％であった。

文献
1）村井，杉本，山本：愛知県産業技術研究所研究報告，
10，98（2011）2）松崎ら：最新の毛髪科学，P65(2003)，フレグランス
ジャーナル社