染色方法
【課題】 バット染料又は硫化染料を用いて繊維を染色する染色方法において、摩擦堅牢度の良好な染色物が生産性良く得られる染色方法を提供すること。
【解決手段】 バット染料及び硫化染料から選択される少なくとも１種の染料を用いて繊維を染色する染色方法において、前記染料のロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させた後、非酸化性雰囲気中で乾燥させてから、前記繊維の水分率が６〜３０重量％の状態で酸素を含む気体と接触させることによって前記ロイコ体を酸化させることを特徴とする染色方法とする。
【解決手段】 バット染料及び硫化染料から選択される少なくとも１種の染料を用いて繊維を染色する染色方法において、前記染料のロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させた後、非酸化性雰囲気中で乾燥させてから、前記繊維の水分率が６〜３０重量％の状態で酸素を含む気体と接触させることによって前記ロイコ体を酸化させることを特徴とする染色方法とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バット染料又は硫化染料を用いて繊維を染色する染色方法に関する。特に、これらの染料のロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させた後に乾燥させてから、当該ロイコ体を酸化させる染色方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インジゴは単一の染料としては最も使用量が多く、主にジーンズ、藍染め、絣等に使用される染料である。インジゴはそのままでは被染物に対して染着性を有さず、染色を行うためには、インジゴを分散させた溶液に還元剤およびアルカリを添加し、生成した還元状態のインジゴを製品へ染着させた後に、空気中の酸素や各種酸化剤により還元状態のインジゴを酸化させる方法を適用する必要がある。一般的に、得られる製品に対する染着率は低く、濃色品を得るためには、通常、上記方法を数回から数十回繰り返す作業が必要となる。また一般に、得られる製品の堅牢度、特に摩擦堅牢度が十分ではなかった。
【０００３】
非特許文献１には、インジゴを用いて染色する際に、還元状態のインジゴを含む染色液に窒素雰囲気下で綿布を浸漬し、その後脱水してから酸化させる染色方法が記載されている。この染色方法によれば、染着量が増加し、均染性、摩擦堅牢度及び汗堅牢度が向上するとされている。また、非特許文献２には、インジゴを用いて染色する際に、窒素雰囲気下で還元状態のインジゴを含む染色液に綿布を浸漬して染色することによって、空気中で染色するよりも染色濃度を向上させることができると記載されており、染色液に対して塩を添加することによって、さらに染色濃度を向上させることができることも記載されている。当該文献の実施例には、窒素雰囲気下で還元状態のインジゴを含む染色液に綿布を浸漬し、さらに窒素雰囲気下で脱水してから、その後空気中で酸化させる染色方法が記載されている。しかしながら、上記いずれの文献に記載された方法によっても、インジゴの染着率を高めることはできるものの、なお摩擦堅牢度の不十分な染色物しか得ることができなかった。
【０００４】
これまでにインジゴ染色物の染色堅牢度を向上させる方法として、インジゴによる染色操作の前又は後に、薬剤を用いて繊維を処理する方法が知られている（例えば、特許文献１〜４を参照）。しかしながら、いずれも追加の薬剤を使用する方法であり、しかも工程が複雑になる方法なので、コスト増が避けられないし、未固着薬剤による環境汚染が発生するおそれもあった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１８１７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１７６２３８号公報
【特許文献３】特開平１０−２３７３４１号公報
【特許文献４】特開平９−２７９４８５号公報
【非特許文献１】國藤勝士、外１名、「インジゴの染着状態に及ぼす脱水処理の影響」、岡山県工業技術センター報告、２００４年、第３０巻、ｐ．５５−５６
【非特許文献２】本行節暉、外２名、「インジゴ染料によるセルロース系素材の製品染色技術」、岡山県工業技術センター報告、１９９６年、第２２巻、ｐ．１８−２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、バット染料又は硫化染料を用いて繊維を染色する染色方法において、摩擦堅牢度の良好な染色物が生産性良く得られる染色方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、バット染料及び硫化染料から選択される少なくとも１種の染料を用いて繊維を染色する染色方法において、前記染料のロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させた後、非酸化性雰囲気中で乾燥させてから、前記繊維の水分率が６〜３０重量％の状態で酸素を含む気体と接触させることによって前記ロイコ体を酸化させることを特徴とする染色方法を提供することによって解決される。
【０００８】
バット染料及び硫化染料は、いずれも還元性雰囲気では水溶性のロイコ体を形成し、当該ロイコ体の状態で繊維に含浸させられて、その後それが酸化されることによって、染色されるものである。したがって、ロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させた後、必要に応じて脱水操作を施してから、空気中で酸化させることによって前記ロイコ体を酸化させて所望の色に発色させる方法が採用されることが多い。特にインジゴでは、脱水操作を行った後に空気中で酸化させて染着させる場合がほとんどである。しかしながら、得られた染色物の堅牢度、特に摩擦堅牢度が不十分であることが多かった。
【０００９】
本発明者らが検討した結果、ロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させた後、非酸化性雰囲気中で乾燥させてから、前記繊維の水分率を一定範囲に調整し、酸素を含む気体と接触させることによって上記課題が解決されることが見出された。従来行われていたように水分量が多い状態で酸化処理を行うと、酸化によって生成した染料が、繊維中における水分の移動と共に繊維表面に移動し、繊維表面に析出しやすくなっていた。これに対し、水分量を適切な範囲に調整することによって移動媒体である水が少ない状態で酸化させられるので、酸化によって生成した染料が繊維表面に移動するのを抑制することができた。酸化される前のロイコ体は繊維に対する親和性を有するので、水の移動によって繊維表面に移動することが少ないようである。結果として、非酸化性雰囲気中で予め乾燥させてから酸化させることが、染料の繊維表面への析出を抑制するのに有効であることがわかった。このように、染料の繊維表面への析出を抑制することによって、摩擦堅牢度が向上することが明らかになった。
【００１０】
しかしながら、完全に乾燥させた状態では、今度は酸化反応の速度が大きく低下してしまうことが明らかになった。したがって、酸化された染料の移動にはあまり寄与しない程度の所定量の水分を含有させた状態で酸化させることによって効率よく酸化反応を進行させることができた。すなわち、非酸化性雰囲気中で乾燥させてから、繊維の水分率を一定範囲に調整して酸化させることによって、摩擦堅牢度の良好な染色物を、生産性良く得られることがわかった。
【００１１】
このとき、前記染料のロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させてから脱水し、その後非酸化性雰囲気中で乾燥させることが好ましく、前記脱水する操作を非酸化性雰囲気中で行うことがより好ましい。また、非酸化性雰囲気中で乾燥させて一旦６重量％未満まで水分率を低下させてから、再度吸湿させて、水分率が６〜３０重量％の状態で酸素を含む気体と接触させることも好ましい。
【００１２】
前記染料がインジゴであることが好適な実施態様である。前記繊維が天然繊維であること、前記繊維がセルロース系繊維であることがいずれも好適な実施態様である。また、染色に供される前記繊維が、縫製加工品であることも好適な実施態様である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の染色方法によれば、バット染料又は硫化染料を用いて繊維を染色して、摩擦堅牢度の良好な染色物を生産性良く得ることができる。特に、染料としてインジゴを用いた場合には、摩擦堅牢度の改善された、鮮やかな色調の染色物を効率良く得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明で使用される染料は、バット染料（建染染料）及び硫化染料から選択される少なくとも１種の染料である。これらの染料は、いずれも還元性雰囲気で水溶性のロイコ体を形成し、当該ロイコ体を含有する水溶液を繊維に含浸させてから、酸化させることによって染色するものである。使用されるバット染料及び硫化染料は特に限定されず、所望する色調などの各種性能を考慮して適宜選択される。このとき、これらのうちの複数の染料を同時に使用してもよく、バット染料と硫化染料の両方を同時に使用してもよい。また、バット染料と硫化染料以外の染料を同時に併用しても構わない。
【００１５】
これらの染料のうち、インジゴが特に重要である。インジゴは、バット染料の一種であり、藍染めやジーンズ用染料として広く使用されている染料である。インジゴは、そのままの状態では水に溶解せず、また繊維に対してほとんど染着性を有しない。そのため、インジゴによる染色においては、ハイドロサルファイト等の還元剤を用いてインジゴを還元してロイコ体（ロイコインジゴ）を調製する必要がある。このロイコインジゴは水に溶解し、繊維への染着性も有する。インジゴは脱水処理直後の試料ではロイコインジゴとして染着しており、その後、空気の酸素により酸化されて元の状態（インジゴ）に戻る。インジゴとロイコインジゴの構造を下記化学式に示す。インジゴは比較的分子サイズの小さい染料であり、水の移動に伴って繊維内を移動しやすいので、本発明の染色方法を採用する利益が大きい。
【００１６】
【化１】
【００１７】
本発明において使用される被染色物である繊維の種類は特に限定されず、綿、麻、羊毛などの天然繊維；レーヨン、アセテートなどの再生繊維；及びポリエステル、ナイロン、アクリルなどの合成繊維のいずれも使用することができる。染料との組合せという面からは、天然繊維が好適に使用される。また、素材としては、綿、麻、レーヨンなどのセルロース系繊維が好適に使用される。中でも、ジーンズや藍染めなどの用途を考慮すれば、綿が最も重要である。
【００１８】
染色される繊維の形態は特に限定されない。糸の形態であっても構わないし、布の形態であっても構わないし、縫製加工品であっても構わない。糸や布の形態である場合には、連続的に染色を行うことができる。例えば、糸の場合であれば、それを束ねた形態で連続的に染色する、いわゆるロープ染色方法を採用することもできる。一方、縫製加工品の場合には、通常バッチ操作で染色を行うことになる。
【００１９】
本発明においては、前記バット染料又は硫化染料が還元された化合物であるロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させる。前記水溶液には、通常、上記染料に加えてハイドロサルファイト等の還元剤が添加される。また、水溶液をアルカリ性にして染料の水溶性を向上させるなどの目的で、苛性ソーダなどのアルカリ化合物も添加されることが多い。使用する染料の量は、目的とする染色濃度や浴比などによって調整される。
【００２０】
含浸操作は、空気中で行っても構わないが、前記水溶液の酸化を防止するためには、非酸化性雰囲気下で含浸操作を行うことが好ましい。非酸化性雰囲気としては、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気が例示される。なおここで、本発明の趣旨を阻害しない範囲内であれば、当該雰囲気中に、大気に由来する少量の酸素が含まれていても構わない。前記水溶液を繊維に含浸させる方法は特に限定されない。通常水溶液の中に繊維を浸漬することによって含浸させるが、水溶液を噴霧して含浸させる方法や捺染によって含浸させる方法なども採用することができる。前記水溶液の温度や含浸時間は、染料や繊維の種類などに対応して適宜調整されるが、通常、温度は室温〜１００℃で、含浸時間は５秒〜１２０分である。特に、染料としてインジゴを使用する場合には、水溶液の温度は室温〜５０℃で、含浸時間は５秒〜６０分である。
【００２１】
前記水溶液を繊維に含浸させた後、非酸化性雰囲気中で乾燥させる前に、脱水処理を行うことが好ましい。脱水することによって繊維表面に染料が析出するのを抑制し、摩擦堅牢度を向上させることができる。また、染着ムラの発生を抑制することもできるし、水溶液の無駄を抑制することもできる。ここで脱水とは、繊維表面に付着している水溶液を機械的に分離することをいい、繊維内部の水分を徐々に放出させる乾燥と区別される。脱水に際しては、遠心力を利用した回転式の脱水機を使用することもできるし、マングルなど、ローラー間で挟んで絞る方法を採用することもできるし、ねじって絞る方法を採用することもできる。
【００２２】
上記脱水処理によって繊維の水分率を３０〜６０重量％にすることが好ましい。脱水後の水分率が３０重量％未満の場合には染色濃度が低くなるおそれがあるし、そのような水分率まで脱水するためには脱水操作に手間がかかるおそれもある。脱水後の水分率は、より好適には３５重量％以上である。一方、脱水後の水分率が６０重量％を超える場合には、繊維表面に流動水が残存して染料が析出したり、染色ムラが発生したりするおそれがある。脱水後の水分率は、より好適には５０重量％以下である。ここで、本発明における水分率とは、繊維表面への付着水も含めた繊維全体の重量の中に含まれる水分の割合（重量％）のことをいい、場所によって水分率にムラがあるような場合にはその平均値のことをいう。例えば絶乾試料１００ｇに水１００ｇを含ませた試料の水分率は５０重量％である。また、このような脱水操作は、非酸化性雰囲気中で行うことが好ましい。脱水後の繊維は雰囲気ガスに接触する面積が大きくなるので、脱水操作中あるいは脱水操作後に繊維内部のロイコ体が酸化されやすくなるからである。
【００２３】
水溶液を繊維に含浸させた後、必要に応じて前記脱水処理を施してから、非酸化性雰囲気中で乾燥させる。本発明においては、非酸化性雰囲気中で乾燥させることが非常に重要であり、これによって、乾燥操作中に繊維内部のロイコ体が酸化されるのを抑制することができる。ロイコ体は繊維との親和性を有するので、乾燥中に繊維内部の水分が繊維表面に移動するときであっても、それに付随して繊維表面に移動することが少ない。繊維内部に存在するロイコ体が酸化されない状態で乾燥してから、その後酸化させることによって、染料が繊維内部の水分の移動によって繊維表面に移動するのを抑制することができ、摩擦堅牢度に優れた染色物を得ることができる。非酸化性雰囲気中で乾燥させる方法は、特に限定されない。例えば、繊維を低湿度の不活性ガスと接触させる方法を採用することができ、このとき必要に応じて加熱することも好ましい。この方法によれば、連続的な染色操作が可能であるし、乾燥装置も簡単なものにすることができる。また、雰囲気を減圧することによって乾燥してもよい。
【００２４】
乾燥処理後の繊維の水分率を３０重量％以下にすることによって、酸化処理時に染料が移動するのを抑制することができる。染料の移動をより効果的に抑制するには、乾燥処理後の繊維の水分率を２０重量％以下にすることがより好ましく、１５重量％以下にすることがさらに好ましい。乾燥処理後の繊維の水分率の好適な下限値は、後の操作によって異なる。非酸化性雰囲気中で乾燥させて一旦水分率を十分に低下させてから、再度吸湿させて酸化させる方法を採用する場合には、乾燥処理後の繊維の水分率を６重量％未満にすることが好ましく、非酸化性雰囲気中で乾燥させてから、すぐに酸化させる方法を採用する場合には、乾燥処理後の繊維の水分率を６重量％以上にすることが好ましい。
【００２５】
本発明の染色方法では、繊維の水分率が６〜３０重量％の状態で酸素を含む気体と接触させることによってロイコ体を酸化させる。このような水分率で酸化処理を行うことが本発明の大きな特徴である。ここで、本発明の酸化処理において繊維の水分率が６〜３０重量％の状態であるとは、前記酸化処理中の全ての時間において当該水分率を維持することを要するものではなく、酸化処理中の一部の時間において上記水分率を満足すればよいという意味である。
【００２６】
酸化処理中の繊維の水分率の上限値は３０重量％である。酸化処理時の染料の移動をより効果的に抑制するには、繊維の水分率を２０重量％以下にすることがより好ましく、１５重量％以下にすることがさらに好ましい。ここで、前述のように、上記水分率の上限値は、酸化処理中の一部の時間において満足すればよいが、酸化処理開始時に、上記上限値以下の水分率であることが好ましい。酸化反応が特に進行しやすいときに好ましい水分率とすることができるからである。そして、酸化反応が実質的に進行している酸化処理期間中、上記上限値以下の水分率を維持することがより好ましい。一方、酸化処理中の繊維の水分率の下限値は６重量％である。酸化処理時の酸化反応をより迅速に進行させるには、繊維の水分率を７重量％以上にすることがより好ましく、８重量％以上にすることがさらに好ましい。ここで、上記水分率の下限値は、酸化処理中の一部の時間において満足すればよい。水分率が下限値以上である期間内において酸化反応は迅速に進行するので、そのような期間が酸化処理期間中の一部の期間だけであっても構わない。
【００２７】
酸素を含む気体と接触させる方法は、酸素によって酸化反応を進行させられる方法であれば特に限定されない。経済的観点からは、大気中の酸素によって酸化させるのが好ましいが、さらに酸素を添加して酸素濃度を上昇させても構わない。酸化処理操作中の繊維の水分率を上記範囲内に調整するためには、湿度をコントロールした槽の中で酸化反応を進行させることが好ましいが、周辺大気の湿度によっては、開放した状態で酸化反応を進行させることも可能である。湿度をコントロールする方法は特に限定されないが、酸化処理槽の中に水又は水溶液を共存させて、飽和水蒸気量に保つ方法が簡便である。その他には、水のミストや水蒸気を導入する方法を採用することもできる。酸化処理時の雰囲気の好適な相対湿度は６５〜１００％ＲＨである。より好適な相対湿度は、７０％ＲＨ以上であり、また９５％ＲＨ以下である。また、酸化処理時の温度としては、水が液体状態で存在し得る０〜１００℃の温度が採用可能であるが、より好適な温度は、室温〜１００℃である。また、処理時間は通常１分〜２４時間である。
【００２８】
非酸化性雰囲気中で乾燥させて一旦６重量％未満まで水分率を低下させてから、再度吸湿させて、水分率が６〜３０重量％の状態で酸素を含む気体と接触させる方法が好適に採用される。例えば、水分率が高い状態から、６〜３０重量％の水分率になるところまで乾燥させる場合には、ある程度の乾燥ムラが発生することは避けられないが、乾燥ムラを有したままで酸化処理を行うと、染色濃度や摩擦堅牢度のムラが発生するおそれがある。特に、被染色物が縫製加工品である場合には、縫製部分や重なり部分の乾燥が遅いので、特に乾燥ムラが発生しやすい。これに対し、被染色物である繊維の全ての部分について、一旦６重量％未満まで十分に乾燥させてから、適当な水分率まで上昇させるほうが酸化処理時の水分率のムラが発生しにくい。この場合に一旦低下させる水分率は、繊維の全ての部分において水分率を十分に下げることができるようにするために、より好適には３重量％以下、さらに好適には１重量％以下である。このように、水分率を下げてから、酸素を含む気体と接触させて酸化処理する。この場合には、吸湿させてから酸素を含む気体と接触させてもよいし、酸素を含む気体中で吸湿させてもよい。作業性の観点からは、酸素を含む気体中で吸湿させて、吸湿と酸化処理とを同時に進行させる方法が好ましい。具体的には、非酸化性雰囲気中で十分に乾燥させてから、調湿された空気が入った酸化処理槽の中に導入する方法が好適な方法として例示される。
【００２９】
以上のような酸化処理を施してから、未染着の染料をソーピングによって洗浄除去し、乾燥して、目的とする染色物が得られる。本発明の染色方法によって得られる染色物は、摩擦堅牢度に優れているし、洗濯時に洗濯液を汚染する度合いも低い。また、染色物の吸収スペクトルにおける長波長側の吸収端が従来の染色法によるものに比べて鋭くなり、色鮮やかな色調の染色物が得られる。
【００３０】
以上のような特徴を有する本発明の染色方法は、さまざまな繊維製品を製造するのに用いられる。例えば、ジーンズに代表されるパンツ、シャツ、ジャケット、和服、小物など、さまざまな繊維製品を製造することができる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本実施例中での試験方法は以下の方法に従って行った。
【００３２】
（１）水分率
試料となる繊維の重量（Ｗｓ）を測定し、次いでそれを１００℃のオーブンに１時間投入して乾燥した後の重量（Ｗｄ）を測定し、以下の式に従って、水分率（重量％）を算出した。
「水分率」＝［（Ｗｓ−Ｗｄ）／Ｗｓ]×１００ （重量％）
【００３３】
（２）インジゴ染着量
試料をジメチルホルムアミド溶液に浸漬して、抽出されたインジゴの量を分光光度計（株式会社島津製作所製「UV-3100PC」）により６０５ｎｍの吸光度を測定することにより求めた。
【００３４】
（３）繊維表面インジゴ抽出量
試料（１ｃｍ×３ｃｍ）をジメチルホルムアミド溶液１０ｍＬに室温で１０秒間浸漬し、直ちに染色布を取り出した。ジメチルホルムアミド溶液に抽出されたインジゴの量を分光光度計（株式会社島津製作所製「UV-3100PC」）により６０５ｎｍの吸光度を測定することにより求めた。
【００３５】
（４）染色濃度及び色相
染色濃度および色相は染色製品の反射率を色彩測定システム（クラボウ株式会社製「AUCOLOR-NF」、コニカミノルタ株式会社製「CM-3600d」）で測定し、トータルＫ／Ｓ並びにL*a*b*値により評価した。
【００３６】
（５）堅牢度
摩擦堅牢度については、JIS L 0849に基づき、「摩擦試験機II形」を用いて乾燥試験と湿潤試験の両方を行って評価した。洗濯堅牢度については、JIS L 0844の「A-2法」に基づき評価した。汗堅牢度については、JIS L 0848に基づき評価した。耐光堅牢度については、JIS L 0842に基づき、カーボンアーク灯光を２０時間照射して評価した。
【００３７】
実施例１
まず、予めインジゴストックバット溶液を調製した。三井ＢＡＳＦ染料株式会社製インジゴ染料「Indigo Pure」２ｇと、ナカライテスク株式会社製ハイドロサルファイト２ｇとを、水酸化ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）の３０ｇ／Ｌ溶液５０ｍＬに入れ、６０℃で３０分間撹拌した。インジゴが還元状態になったことを確認した後、窒素雰囲気下で室温まで冷却した。
【００３８】
炭酸ナトリウム１０ｇ／Ｌ、ハイドロサルファイト５０ｇ／Ｌを含む水溶液に上記インジゴストックバット溶液を加えて、インジゴの使用量が１０％ｏｗｆとなるようにした。被染物である綿添付白布（日本規格協会、JIS L 0803準拠）を浸漬し、浴比を１：５０とし、窒素雰囲気下で、３０℃、３０分間含浸処理した。含浸処理には、株式会社テクサム技研製「UR・MINI-COLOR」を使用した。含浸処理後、窒素雰囲気下でマングルを１回通して脱水処理を行い水分率４７重量％とした。こうして脱水処理された試料をヤマト科学株式会社製真空乾燥機「DP33」に入れ、５０℃で３時間、真空乾燥処理を行い、水分率を０重量％とした。乾燥処理が終わった試料を、室温で、相対湿度が１００％ＲＨに保たれた容器（水を入れたデシケータ）に入れた。色の変化から約８時間で十分に酸化されたことが確認されたので、容器から取り出した。容器から取り出された試料を０．５重量％マルセル石鹸液にて４０℃、３０分間ソーピングし、すすいでから乾燥させて評価した。得られた試料を用いて染色濃度、色相及び摩擦堅牢度を評価し、その結果を表１にまとめて示した。摩擦堅牢度以外の堅牢度の評価も行い、その結果を表２にまとめて示した。洗濯液汚染量をJIS L 0844の「A-2法」に従って評価したグラフを図３に示した。試料の反射スペクトルを図４に示す。また、ソーピング後の試料の表面を観察した電子顕微鏡写真を図５に示す。さらに、インジゴの使用量を３％ｏｗｆ、５％ｏｗｆ及び８％ｏｗｆとした試験も行い、これらについては、インジゴ染着量と繊維表面インジゴ抽出量のみを測定し、結果を図１及び図２に示した。
【００３９】
実施例２
実施例１において、真空乾燥処理を行った代わりに、空のガス洗浄瓶の中に試料を入れ、窒素を流しながら室温で２時間乾燥させた以外は実施例１と同様にして染色した。得られた試料を用いて染色濃度、色相及び摩擦堅牢度を評価し、その結果を表１にまとめて示した。摩擦堅牢度以外の堅牢度の評価は行わなかった。試料の反射スペクトルを図４に示す。また、ソーピング後の試料の表面を観察した電子顕微鏡写真を図６に示す。さらに、インジゴの使用量を３％ｏｗｆ、５％ｏｗｆ及び８％ｏｗｆとした試験も実施例１と同様に行い、これらについては、インジゴ染着量と繊維表面インジゴ抽出量のみを測定し、結果を図１に示した。
【００４０】
実施例３〜５
実施例１において、相対湿度が１００％ＲＨである容器中で酸化処理する代わりに、相対湿度が９３％ＲＨ（実施例３：飽和リン酸二水素ナトリウム水溶液を入れたデシケータ）、８１％ＲＨ（実施例４：飽和硫酸アンモニウム水溶液を入れたデシケータ）、７６％ＲＨ（実施例５：飽和酢酸ナトリウム水溶液を入れたデシケータ）の雰囲気で酸化処理した以外は実施例１と同様にして染色した。酸化に要する時間は、実施例１より長くなったが、外観上実施例１と同程度の染色濃度を得ることができた。摩擦堅牢度を評価し、その結果を表１にまとめて示した。染色濃度、色相及び摩擦堅牢度以外の堅牢度の評価は行わなかった。
【００４１】
実施例６
実施例１において、相対湿度が１００％ＲＨである容器中で酸化処理する代わりに、水の沸騰により発生した水蒸気に直接暴露した以外は実施例１と同様にして染色した。酸化に要する時間は、実施例１よりはるかに短くても、外観上実施例１と同程度の染色濃度を得ることができた。摩擦堅牢度を評価し、その結果を表１にまとめて示した。染色濃度、色相及び摩擦堅牢度以外の堅牢度の評価は行わなかった。
【００４２】
実施例７
まず、予めインジゴストックバット溶液を調製した。三井ＢＡＳＦ染料株式会社製インジゴ染料「Vat Blue BN s/f」３６ｇと、ナカライテスク株式会社製ハイドロサルファイト３６ｇとを、水酸化ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）の１８ｇ／Ｌ溶液３００ｍＬに入れ、６０℃で３０分間撹拌した。インジゴが還元状態になったことを確認した後、窒素雰囲気下で室温まで冷却した。
【００４３】
染色装置として、シャープ株式会社製のドラム式洗濯乾燥機「新乾洗ES-E60」を使用した。当該洗濯乾燥機には、窒素が導入される配管が接続され、内部を窒素置換できるようになっている。染色装置内に炭酸ナトリウム９ｇ／Ｌ、ハイドロサルファイト４５ｇ／Ｌ、硫酸ナトリウム４５ｇ／Ｌを含む水溶液にインジゴストックバット溶液を加えて、インジゴの使用量が１５％ｏｗｆとなるようにした。そこに、被染物である綿１００％Ｔシャツを浸漬し、浴比を１：３０とし、窒素の供給を継続しながら窒素雰囲気下、室温で１５分間含浸処理した。含浸処理後、窒素の供給を継続しながら窒素雰囲気下で遠心脱水処理して、水分率を約５５重量％とした。引き続き、窒素の供給とドラムの回転を継続しながら窒素雰囲気下で加熱乾燥した。乾燥直後のＴシャツの水分率は４重量％であった。乾燥処理が終わったＴシャツを染色装置から取り出して、室温で、相対湿度が１００％ＲＨに保たれた、エスペック株式会社製恒湿器「PV-221」に入れた。色の変化から約８時間で十分に酸化されたことが確認されたので、恒湿器から取り出した。恒湿器から取り出した直後のＴシャツの水分率は１６重量％であった。恒湿器から取り出された試料を０．５重量％マルセル石鹸液にて４０℃、３０分間ソーピングし、すすいでから乾燥させて評価した。得られた試料を用いて染色濃度、色相及び摩擦堅牢度を評価し、その結果を表１にまとめて示した。摩擦堅牢度以外の堅牢度の評価は行わなかった。
【００４４】
比較例１
実施例１において、含浸処理後、窒素雰囲気下でマングルを１回通して脱水処理を行い水分率４７重量％とした後で、乾燥処理を施さずに、そのまま大気中で空気酸化させた以外は、実施例１と同様にして染色を行った。得られた試料を用いて染色濃度、色相及び摩擦堅牢度を評価し、その結果を表１にまとめて示した。摩擦堅牢度以外の堅牢度の評価も行い、その結果を表２にまとめて示した。洗濯液汚染量をJIS L 0844の「A-2法」に従って評価したグラフを図３に示した。染色物の反射スペクトルを図４に示す。また、ソーピング後の試料の表面を観察した電子顕微鏡写真を図７に示す。さらに、インジゴの使用量を１％ｏｗｆ、３％ｏｗｆ、５％ｏｗｆ及び８％ｏｗｆとした試験も行い、これらについては、インジゴ染着量と繊維表面インジゴ抽出量のみを測定し、結果を図１及び図２に示した。
【００４５】
比較例２〜４
比較例１において、マングルを通す回数を増加させた（比較例２：２回、比較例３：３回、比較例４：４回）以外は、比較例１と同様にして染色した。水分率と摩擦堅牢度のみを測定して図１にまとめて示した。
【００４６】
比較例５
実施例１において、相対湿度が１００％ＲＨである容器中で酸化処理する代わりに、相対湿度が６０％ＲＨ、温度２５℃の恒温恒湿室の中で酸化処理した以外は実施例１と同様にして染色した。２４時間経っても酸化はほとんど進行せず、染色布は緑色であった。その他の評価は行わなかった。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
表１からわかるように、酸化処理時の水分率を６〜３０重量％とした実施例１〜７では、３０重量％を超える水分率で酸化処理を行った比較例１〜４に比べて摩擦堅牢度が大きく改善されていることがわかる。摩擦堅牢度に関しては、酸化処理時の水分率が低いほうが良好になる傾向があり、実施例６（水分率１８重量％）に比べて、実施例１（水分率１５重量％）の方が良好で、実施例３〜５（水分率１３〜８重量％）の方がさらに良好であった。図５及び図６からわかるように、本発明の染色方法（実施例１及び実施例２）では染料の繊維表面への析出は抑制されるが、図７に示されるように乾燥処理を施さない比較例１では繊維表面に染料が析出しているのが観察され、このことが摩擦堅牢度に影響を与えていると考えられる。図１及び図２からわかるように、比較例１に比べて実施例１及び実施例２のほうが、繊維内部に染料が染着していることがわかる。また、図３に示されるように、実施例１の試料における洗濯液の汚染量が比較例１の試料における洗濯液の汚染量に比べて約１／３に低減されていることもわかる。表２に示されるように、摩擦堅牢度以外の各種堅牢度については、実施例１と比較例１との間で大きな相違は認められなかった。
【００５０】
また、表１からわかるように、酸化処理時の水分率が５重量％であった比較例５では、２４時間酸化処理してもほとんどインジゴの色である青色の生成が認められなかった。このことから、ロイコインジゴがインジゴへと迅速に酸化されるには、繊維中に一定量の水分が含まれていることが重要であることがわかる。
【００５１】
色相については、表１からわかるように、比較例１に比べて、実施例１、２及び７はいずれもａ*値の増加、及びｂ*値の減少が確認され、色調が変化していることがわかる。図４に示されるように、長波長側の吸収端が鋭くなっており、鮮やかな色調であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施例１、２及び比較例１のインジゴ染着量を示したグラフである。
【図２】実施例１、２及び比較例１の繊維表面インジゴ抽出量を示したグラフである。
【図３】実施例１及び比較例１の洗濯液汚染量を示したグラフである。
【図４】実施例１、２及び比較例１の染色物の反射スペクトルである。
【図５】実施例１においてソーピング後の試料の表面を観察した電子顕微鏡写真である。
【図６】実施例２においてソーピング後の試料の表面を観察した電子顕微鏡写真である。
【図７】比較例１においてソーピング後の試料の表面を観察した電子顕微鏡写真である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バット染料又は硫化染料を用いて繊維を染色する染色方法に関する。特に、これらの染料のロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させた後に乾燥させてから、当該ロイコ体を酸化させる染色方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インジゴは単一の染料としては最も使用量が多く、主にジーンズ、藍染め、絣等に使用される染料である。インジゴはそのままでは被染物に対して染着性を有さず、染色を行うためには、インジゴを分散させた溶液に還元剤およびアルカリを添加し、生成した還元状態のインジゴを製品へ染着させた後に、空気中の酸素や各種酸化剤により還元状態のインジゴを酸化させる方法を適用する必要がある。一般的に、得られる製品に対する染着率は低く、濃色品を得るためには、通常、上記方法を数回から数十回繰り返す作業が必要となる。また一般に、得られる製品の堅牢度、特に摩擦堅牢度が十分ではなかった。
【０００３】
非特許文献１には、インジゴを用いて染色する際に、還元状態のインジゴを含む染色液に窒素雰囲気下で綿布を浸漬し、その後脱水してから酸化させる染色方法が記載されている。この染色方法によれば、染着量が増加し、均染性、摩擦堅牢度及び汗堅牢度が向上するとされている。また、非特許文献２には、インジゴを用いて染色する際に、窒素雰囲気下で還元状態のインジゴを含む染色液に綿布を浸漬して染色することによって、空気中で染色するよりも染色濃度を向上させることができると記載されており、染色液に対して塩を添加することによって、さらに染色濃度を向上させることができることも記載されている。当該文献の実施例には、窒素雰囲気下で還元状態のインジゴを含む染色液に綿布を浸漬し、さらに窒素雰囲気下で脱水してから、その後空気中で酸化させる染色方法が記載されている。しかしながら、上記いずれの文献に記載された方法によっても、インジゴの染着率を高めることはできるものの、なお摩擦堅牢度の不十分な染色物しか得ることができなかった。
【０００４】
これまでにインジゴ染色物の染色堅牢度を向上させる方法として、インジゴによる染色操作の前又は後に、薬剤を用いて繊維を処理する方法が知られている（例えば、特許文献１〜４を参照）。しかしながら、いずれも追加の薬剤を使用する方法であり、しかも工程が複雑になる方法なので、コスト増が避けられないし、未固着薬剤による環境汚染が発生するおそれもあった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１８１７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１７６２３８号公報
【特許文献３】特開平１０−２３７３４１号公報
【特許文献４】特開平９−２７９４８５号公報
【非特許文献１】國藤勝士、外１名、「インジゴの染着状態に及ぼす脱水処理の影響」、岡山県工業技術センター報告、２００４年、第３０巻、ｐ．５５−５６
【非特許文献２】本行節暉、外２名、「インジゴ染料によるセルロース系素材の製品染色技術」、岡山県工業技術センター報告、１９９６年、第２２巻、ｐ．１８−２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、バット染料又は硫化染料を用いて繊維を染色する染色方法において、摩擦堅牢度の良好な染色物が生産性良く得られる染色方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、バット染料及び硫化染料から選択される少なくとも１種の染料を用いて繊維を染色する染色方法において、前記染料のロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させた後、非酸化性雰囲気中で乾燥させてから、前記繊維の水分率が６〜３０重量％の状態で酸素を含む気体と接触させることによって前記ロイコ体を酸化させることを特徴とする染色方法を提供することによって解決される。
【０００８】
バット染料及び硫化染料は、いずれも還元性雰囲気では水溶性のロイコ体を形成し、当該ロイコ体の状態で繊維に含浸させられて、その後それが酸化されることによって、染色されるものである。したがって、ロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させた後、必要に応じて脱水操作を施してから、空気中で酸化させることによって前記ロイコ体を酸化させて所望の色に発色させる方法が採用されることが多い。特にインジゴでは、脱水操作を行った後に空気中で酸化させて染着させる場合がほとんどである。しかしながら、得られた染色物の堅牢度、特に摩擦堅牢度が不十分であることが多かった。
【０００９】
本発明者らが検討した結果、ロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させた後、非酸化性雰囲気中で乾燥させてから、前記繊維の水分率を一定範囲に調整し、酸素を含む気体と接触させることによって上記課題が解決されることが見出された。従来行われていたように水分量が多い状態で酸化処理を行うと、酸化によって生成した染料が、繊維中における水分の移動と共に繊維表面に移動し、繊維表面に析出しやすくなっていた。これに対し、水分量を適切な範囲に調整することによって移動媒体である水が少ない状態で酸化させられるので、酸化によって生成した染料が繊維表面に移動するのを抑制することができた。酸化される前のロイコ体は繊維に対する親和性を有するので、水の移動によって繊維表面に移動することが少ないようである。結果として、非酸化性雰囲気中で予め乾燥させてから酸化させることが、染料の繊維表面への析出を抑制するのに有効であることがわかった。このように、染料の繊維表面への析出を抑制することによって、摩擦堅牢度が向上することが明らかになった。
【００１０】
しかしながら、完全に乾燥させた状態では、今度は酸化反応の速度が大きく低下してしまうことが明らかになった。したがって、酸化された染料の移動にはあまり寄与しない程度の所定量の水分を含有させた状態で酸化させることによって効率よく酸化反応を進行させることができた。すなわち、非酸化性雰囲気中で乾燥させてから、繊維の水分率を一定範囲に調整して酸化させることによって、摩擦堅牢度の良好な染色物を、生産性良く得られることがわかった。
【００１１】
このとき、前記染料のロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させてから脱水し、その後非酸化性雰囲気中で乾燥させることが好ましく、前記脱水する操作を非酸化性雰囲気中で行うことがより好ましい。また、非酸化性雰囲気中で乾燥させて一旦６重量％未満まで水分率を低下させてから、再度吸湿させて、水分率が６〜３０重量％の状態で酸素を含む気体と接触させることも好ましい。
【００１２】
前記染料がインジゴであることが好適な実施態様である。前記繊維が天然繊維であること、前記繊維がセルロース系繊維であることがいずれも好適な実施態様である。また、染色に供される前記繊維が、縫製加工品であることも好適な実施態様である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の染色方法によれば、バット染料又は硫化染料を用いて繊維を染色して、摩擦堅牢度の良好な染色物を生産性良く得ることができる。特に、染料としてインジゴを用いた場合には、摩擦堅牢度の改善された、鮮やかな色調の染色物を効率良く得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明で使用される染料は、バット染料（建染染料）及び硫化染料から選択される少なくとも１種の染料である。これらの染料は、いずれも還元性雰囲気で水溶性のロイコ体を形成し、当該ロイコ体を含有する水溶液を繊維に含浸させてから、酸化させることによって染色するものである。使用されるバット染料及び硫化染料は特に限定されず、所望する色調などの各種性能を考慮して適宜選択される。このとき、これらのうちの複数の染料を同時に使用してもよく、バット染料と硫化染料の両方を同時に使用してもよい。また、バット染料と硫化染料以外の染料を同時に併用しても構わない。
【００１５】
これらの染料のうち、インジゴが特に重要である。インジゴは、バット染料の一種であり、藍染めやジーンズ用染料として広く使用されている染料である。インジゴは、そのままの状態では水に溶解せず、また繊維に対してほとんど染着性を有しない。そのため、インジゴによる染色においては、ハイドロサルファイト等の還元剤を用いてインジゴを還元してロイコ体（ロイコインジゴ）を調製する必要がある。このロイコインジゴは水に溶解し、繊維への染着性も有する。インジゴは脱水処理直後の試料ではロイコインジゴとして染着しており、その後、空気の酸素により酸化されて元の状態（インジゴ）に戻る。インジゴとロイコインジゴの構造を下記化学式に示す。インジゴは比較的分子サイズの小さい染料であり、水の移動に伴って繊維内を移動しやすいので、本発明の染色方法を採用する利益が大きい。
【００１６】
【化１】
【００１７】
本発明において使用される被染色物である繊維の種類は特に限定されず、綿、麻、羊毛などの天然繊維；レーヨン、アセテートなどの再生繊維；及びポリエステル、ナイロン、アクリルなどの合成繊維のいずれも使用することができる。染料との組合せという面からは、天然繊維が好適に使用される。また、素材としては、綿、麻、レーヨンなどのセルロース系繊維が好適に使用される。中でも、ジーンズや藍染めなどの用途を考慮すれば、綿が最も重要である。
【００１８】
染色される繊維の形態は特に限定されない。糸の形態であっても構わないし、布の形態であっても構わないし、縫製加工品であっても構わない。糸や布の形態である場合には、連続的に染色を行うことができる。例えば、糸の場合であれば、それを束ねた形態で連続的に染色する、いわゆるロープ染色方法を採用することもできる。一方、縫製加工品の場合には、通常バッチ操作で染色を行うことになる。
【００１９】
本発明においては、前記バット染料又は硫化染料が還元された化合物であるロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させる。前記水溶液には、通常、上記染料に加えてハイドロサルファイト等の還元剤が添加される。また、水溶液をアルカリ性にして染料の水溶性を向上させるなどの目的で、苛性ソーダなどのアルカリ化合物も添加されることが多い。使用する染料の量は、目的とする染色濃度や浴比などによって調整される。
【００２０】
含浸操作は、空気中で行っても構わないが、前記水溶液の酸化を防止するためには、非酸化性雰囲気下で含浸操作を行うことが好ましい。非酸化性雰囲気としては、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気が例示される。なおここで、本発明の趣旨を阻害しない範囲内であれば、当該雰囲気中に、大気に由来する少量の酸素が含まれていても構わない。前記水溶液を繊維に含浸させる方法は特に限定されない。通常水溶液の中に繊維を浸漬することによって含浸させるが、水溶液を噴霧して含浸させる方法や捺染によって含浸させる方法なども採用することができる。前記水溶液の温度や含浸時間は、染料や繊維の種類などに対応して適宜調整されるが、通常、温度は室温〜１００℃で、含浸時間は５秒〜１２０分である。特に、染料としてインジゴを使用する場合には、水溶液の温度は室温〜５０℃で、含浸時間は５秒〜６０分である。
【００２１】
前記水溶液を繊維に含浸させた後、非酸化性雰囲気中で乾燥させる前に、脱水処理を行うことが好ましい。脱水することによって繊維表面に染料が析出するのを抑制し、摩擦堅牢度を向上させることができる。また、染着ムラの発生を抑制することもできるし、水溶液の無駄を抑制することもできる。ここで脱水とは、繊維表面に付着している水溶液を機械的に分離することをいい、繊維内部の水分を徐々に放出させる乾燥と区別される。脱水に際しては、遠心力を利用した回転式の脱水機を使用することもできるし、マングルなど、ローラー間で挟んで絞る方法を採用することもできるし、ねじって絞る方法を採用することもできる。
【００２２】
上記脱水処理によって繊維の水分率を３０〜６０重量％にすることが好ましい。脱水後の水分率が３０重量％未満の場合には染色濃度が低くなるおそれがあるし、そのような水分率まで脱水するためには脱水操作に手間がかかるおそれもある。脱水後の水分率は、より好適には３５重量％以上である。一方、脱水後の水分率が６０重量％を超える場合には、繊維表面に流動水が残存して染料が析出したり、染色ムラが発生したりするおそれがある。脱水後の水分率は、より好適には５０重量％以下である。ここで、本発明における水分率とは、繊維表面への付着水も含めた繊維全体の重量の中に含まれる水分の割合（重量％）のことをいい、場所によって水分率にムラがあるような場合にはその平均値のことをいう。例えば絶乾試料１００ｇに水１００ｇを含ませた試料の水分率は５０重量％である。また、このような脱水操作は、非酸化性雰囲気中で行うことが好ましい。脱水後の繊維は雰囲気ガスに接触する面積が大きくなるので、脱水操作中あるいは脱水操作後に繊維内部のロイコ体が酸化されやすくなるからである。
【００２３】
水溶液を繊維に含浸させた後、必要に応じて前記脱水処理を施してから、非酸化性雰囲気中で乾燥させる。本発明においては、非酸化性雰囲気中で乾燥させることが非常に重要であり、これによって、乾燥操作中に繊維内部のロイコ体が酸化されるのを抑制することができる。ロイコ体は繊維との親和性を有するので、乾燥中に繊維内部の水分が繊維表面に移動するときであっても、それに付随して繊維表面に移動することが少ない。繊維内部に存在するロイコ体が酸化されない状態で乾燥してから、その後酸化させることによって、染料が繊維内部の水分の移動によって繊維表面に移動するのを抑制することができ、摩擦堅牢度に優れた染色物を得ることができる。非酸化性雰囲気中で乾燥させる方法は、特に限定されない。例えば、繊維を低湿度の不活性ガスと接触させる方法を採用することができ、このとき必要に応じて加熱することも好ましい。この方法によれば、連続的な染色操作が可能であるし、乾燥装置も簡単なものにすることができる。また、雰囲気を減圧することによって乾燥してもよい。
【００２４】
乾燥処理後の繊維の水分率を３０重量％以下にすることによって、酸化処理時に染料が移動するのを抑制することができる。染料の移動をより効果的に抑制するには、乾燥処理後の繊維の水分率を２０重量％以下にすることがより好ましく、１５重量％以下にすることがさらに好ましい。乾燥処理後の繊維の水分率の好適な下限値は、後の操作によって異なる。非酸化性雰囲気中で乾燥させて一旦水分率を十分に低下させてから、再度吸湿させて酸化させる方法を採用する場合には、乾燥処理後の繊維の水分率を６重量％未満にすることが好ましく、非酸化性雰囲気中で乾燥させてから、すぐに酸化させる方法を採用する場合には、乾燥処理後の繊維の水分率を６重量％以上にすることが好ましい。
【００２５】
本発明の染色方法では、繊維の水分率が６〜３０重量％の状態で酸素を含む気体と接触させることによってロイコ体を酸化させる。このような水分率で酸化処理を行うことが本発明の大きな特徴である。ここで、本発明の酸化処理において繊維の水分率が６〜３０重量％の状態であるとは、前記酸化処理中の全ての時間において当該水分率を維持することを要するものではなく、酸化処理中の一部の時間において上記水分率を満足すればよいという意味である。
【００２６】
酸化処理中の繊維の水分率の上限値は３０重量％である。酸化処理時の染料の移動をより効果的に抑制するには、繊維の水分率を２０重量％以下にすることがより好ましく、１５重量％以下にすることがさらに好ましい。ここで、前述のように、上記水分率の上限値は、酸化処理中の一部の時間において満足すればよいが、酸化処理開始時に、上記上限値以下の水分率であることが好ましい。酸化反応が特に進行しやすいときに好ましい水分率とすることができるからである。そして、酸化反応が実質的に進行している酸化処理期間中、上記上限値以下の水分率を維持することがより好ましい。一方、酸化処理中の繊維の水分率の下限値は６重量％である。酸化処理時の酸化反応をより迅速に進行させるには、繊維の水分率を７重量％以上にすることがより好ましく、８重量％以上にすることがさらに好ましい。ここで、上記水分率の下限値は、酸化処理中の一部の時間において満足すればよい。水分率が下限値以上である期間内において酸化反応は迅速に進行するので、そのような期間が酸化処理期間中の一部の期間だけであっても構わない。
【００２７】
酸素を含む気体と接触させる方法は、酸素によって酸化反応を進行させられる方法であれば特に限定されない。経済的観点からは、大気中の酸素によって酸化させるのが好ましいが、さらに酸素を添加して酸素濃度を上昇させても構わない。酸化処理操作中の繊維の水分率を上記範囲内に調整するためには、湿度をコントロールした槽の中で酸化反応を進行させることが好ましいが、周辺大気の湿度によっては、開放した状態で酸化反応を進行させることも可能である。湿度をコントロールする方法は特に限定されないが、酸化処理槽の中に水又は水溶液を共存させて、飽和水蒸気量に保つ方法が簡便である。その他には、水のミストや水蒸気を導入する方法を採用することもできる。酸化処理時の雰囲気の好適な相対湿度は６５〜１００％ＲＨである。より好適な相対湿度は、７０％ＲＨ以上であり、また９５％ＲＨ以下である。また、酸化処理時の温度としては、水が液体状態で存在し得る０〜１００℃の温度が採用可能であるが、より好適な温度は、室温〜１００℃である。また、処理時間は通常１分〜２４時間である。
【００２８】
非酸化性雰囲気中で乾燥させて一旦６重量％未満まで水分率を低下させてから、再度吸湿させて、水分率が６〜３０重量％の状態で酸素を含む気体と接触させる方法が好適に採用される。例えば、水分率が高い状態から、６〜３０重量％の水分率になるところまで乾燥させる場合には、ある程度の乾燥ムラが発生することは避けられないが、乾燥ムラを有したままで酸化処理を行うと、染色濃度や摩擦堅牢度のムラが発生するおそれがある。特に、被染色物が縫製加工品である場合には、縫製部分や重なり部分の乾燥が遅いので、特に乾燥ムラが発生しやすい。これに対し、被染色物である繊維の全ての部分について、一旦６重量％未満まで十分に乾燥させてから、適当な水分率まで上昇させるほうが酸化処理時の水分率のムラが発生しにくい。この場合に一旦低下させる水分率は、繊維の全ての部分において水分率を十分に下げることができるようにするために、より好適には３重量％以下、さらに好適には１重量％以下である。このように、水分率を下げてから、酸素を含む気体と接触させて酸化処理する。この場合には、吸湿させてから酸素を含む気体と接触させてもよいし、酸素を含む気体中で吸湿させてもよい。作業性の観点からは、酸素を含む気体中で吸湿させて、吸湿と酸化処理とを同時に進行させる方法が好ましい。具体的には、非酸化性雰囲気中で十分に乾燥させてから、調湿された空気が入った酸化処理槽の中に導入する方法が好適な方法として例示される。
【００２９】
以上のような酸化処理を施してから、未染着の染料をソーピングによって洗浄除去し、乾燥して、目的とする染色物が得られる。本発明の染色方法によって得られる染色物は、摩擦堅牢度に優れているし、洗濯時に洗濯液を汚染する度合いも低い。また、染色物の吸収スペクトルにおける長波長側の吸収端が従来の染色法によるものに比べて鋭くなり、色鮮やかな色調の染色物が得られる。
【００３０】
以上のような特徴を有する本発明の染色方法は、さまざまな繊維製品を製造するのに用いられる。例えば、ジーンズに代表されるパンツ、シャツ、ジャケット、和服、小物など、さまざまな繊維製品を製造することができる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本実施例中での試験方法は以下の方法に従って行った。
【００３２】
（１）水分率
試料となる繊維の重量（Ｗｓ）を測定し、次いでそれを１００℃のオーブンに１時間投入して乾燥した後の重量（Ｗｄ）を測定し、以下の式に従って、水分率（重量％）を算出した。
「水分率」＝［（Ｗｓ−Ｗｄ）／Ｗｓ]×１００ （重量％）
【００３３】
（２）インジゴ染着量
試料をジメチルホルムアミド溶液に浸漬して、抽出されたインジゴの量を分光光度計（株式会社島津製作所製「UV-3100PC」）により６０５ｎｍの吸光度を測定することにより求めた。
【００３４】
（３）繊維表面インジゴ抽出量
試料（１ｃｍ×３ｃｍ）をジメチルホルムアミド溶液１０ｍＬに室温で１０秒間浸漬し、直ちに染色布を取り出した。ジメチルホルムアミド溶液に抽出されたインジゴの量を分光光度計（株式会社島津製作所製「UV-3100PC」）により６０５ｎｍの吸光度を測定することにより求めた。
【００３５】
（４）染色濃度及び色相
染色濃度および色相は染色製品の反射率を色彩測定システム（クラボウ株式会社製「AUCOLOR-NF」、コニカミノルタ株式会社製「CM-3600d」）で測定し、トータルＫ／Ｓ並びにL*a*b*値により評価した。
【００３６】
（５）堅牢度
摩擦堅牢度については、JIS L 0849に基づき、「摩擦試験機II形」を用いて乾燥試験と湿潤試験の両方を行って評価した。洗濯堅牢度については、JIS L 0844の「A-2法」に基づき評価した。汗堅牢度については、JIS L 0848に基づき評価した。耐光堅牢度については、JIS L 0842に基づき、カーボンアーク灯光を２０時間照射して評価した。
【００３７】
実施例１
まず、予めインジゴストックバット溶液を調製した。三井ＢＡＳＦ染料株式会社製インジゴ染料「Indigo Pure」２ｇと、ナカライテスク株式会社製ハイドロサルファイト２ｇとを、水酸化ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）の３０ｇ／Ｌ溶液５０ｍＬに入れ、６０℃で３０分間撹拌した。インジゴが還元状態になったことを確認した後、窒素雰囲気下で室温まで冷却した。
【００３８】
炭酸ナトリウム１０ｇ／Ｌ、ハイドロサルファイト５０ｇ／Ｌを含む水溶液に上記インジゴストックバット溶液を加えて、インジゴの使用量が１０％ｏｗｆとなるようにした。被染物である綿添付白布（日本規格協会、JIS L 0803準拠）を浸漬し、浴比を１：５０とし、窒素雰囲気下で、３０℃、３０分間含浸処理した。含浸処理には、株式会社テクサム技研製「UR・MINI-COLOR」を使用した。含浸処理後、窒素雰囲気下でマングルを１回通して脱水処理を行い水分率４７重量％とした。こうして脱水処理された試料をヤマト科学株式会社製真空乾燥機「DP33」に入れ、５０℃で３時間、真空乾燥処理を行い、水分率を０重量％とした。乾燥処理が終わった試料を、室温で、相対湿度が１００％ＲＨに保たれた容器（水を入れたデシケータ）に入れた。色の変化から約８時間で十分に酸化されたことが確認されたので、容器から取り出した。容器から取り出された試料を０．５重量％マルセル石鹸液にて４０℃、３０分間ソーピングし、すすいでから乾燥させて評価した。得られた試料を用いて染色濃度、色相及び摩擦堅牢度を評価し、その結果を表１にまとめて示した。摩擦堅牢度以外の堅牢度の評価も行い、その結果を表２にまとめて示した。洗濯液汚染量をJIS L 0844の「A-2法」に従って評価したグラフを図３に示した。試料の反射スペクトルを図４に示す。また、ソーピング後の試料の表面を観察した電子顕微鏡写真を図５に示す。さらに、インジゴの使用量を３％ｏｗｆ、５％ｏｗｆ及び８％ｏｗｆとした試験も行い、これらについては、インジゴ染着量と繊維表面インジゴ抽出量のみを測定し、結果を図１及び図２に示した。
【００３９】
実施例２
実施例１において、真空乾燥処理を行った代わりに、空のガス洗浄瓶の中に試料を入れ、窒素を流しながら室温で２時間乾燥させた以外は実施例１と同様にして染色した。得られた試料を用いて染色濃度、色相及び摩擦堅牢度を評価し、その結果を表１にまとめて示した。摩擦堅牢度以外の堅牢度の評価は行わなかった。試料の反射スペクトルを図４に示す。また、ソーピング後の試料の表面を観察した電子顕微鏡写真を図６に示す。さらに、インジゴの使用量を３％ｏｗｆ、５％ｏｗｆ及び８％ｏｗｆとした試験も実施例１と同様に行い、これらについては、インジゴ染着量と繊維表面インジゴ抽出量のみを測定し、結果を図１に示した。
【００４０】
実施例３〜５
実施例１において、相対湿度が１００％ＲＨである容器中で酸化処理する代わりに、相対湿度が９３％ＲＨ（実施例３：飽和リン酸二水素ナトリウム水溶液を入れたデシケータ）、８１％ＲＨ（実施例４：飽和硫酸アンモニウム水溶液を入れたデシケータ）、７６％ＲＨ（実施例５：飽和酢酸ナトリウム水溶液を入れたデシケータ）の雰囲気で酸化処理した以外は実施例１と同様にして染色した。酸化に要する時間は、実施例１より長くなったが、外観上実施例１と同程度の染色濃度を得ることができた。摩擦堅牢度を評価し、その結果を表１にまとめて示した。染色濃度、色相及び摩擦堅牢度以外の堅牢度の評価は行わなかった。
【００４１】
実施例６
実施例１において、相対湿度が１００％ＲＨである容器中で酸化処理する代わりに、水の沸騰により発生した水蒸気に直接暴露した以外は実施例１と同様にして染色した。酸化に要する時間は、実施例１よりはるかに短くても、外観上実施例１と同程度の染色濃度を得ることができた。摩擦堅牢度を評価し、その結果を表１にまとめて示した。染色濃度、色相及び摩擦堅牢度以外の堅牢度の評価は行わなかった。
【００４２】
実施例７
まず、予めインジゴストックバット溶液を調製した。三井ＢＡＳＦ染料株式会社製インジゴ染料「Vat Blue BN s/f」３６ｇと、ナカライテスク株式会社製ハイドロサルファイト３６ｇとを、水酸化ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）の１８ｇ／Ｌ溶液３００ｍＬに入れ、６０℃で３０分間撹拌した。インジゴが還元状態になったことを確認した後、窒素雰囲気下で室温まで冷却した。
【００４３】
染色装置として、シャープ株式会社製のドラム式洗濯乾燥機「新乾洗ES-E60」を使用した。当該洗濯乾燥機には、窒素が導入される配管が接続され、内部を窒素置換できるようになっている。染色装置内に炭酸ナトリウム９ｇ／Ｌ、ハイドロサルファイト４５ｇ／Ｌ、硫酸ナトリウム４５ｇ／Ｌを含む水溶液にインジゴストックバット溶液を加えて、インジゴの使用量が１５％ｏｗｆとなるようにした。そこに、被染物である綿１００％Ｔシャツを浸漬し、浴比を１：３０とし、窒素の供給を継続しながら窒素雰囲気下、室温で１５分間含浸処理した。含浸処理後、窒素の供給を継続しながら窒素雰囲気下で遠心脱水処理して、水分率を約５５重量％とした。引き続き、窒素の供給とドラムの回転を継続しながら窒素雰囲気下で加熱乾燥した。乾燥直後のＴシャツの水分率は４重量％であった。乾燥処理が終わったＴシャツを染色装置から取り出して、室温で、相対湿度が１００％ＲＨに保たれた、エスペック株式会社製恒湿器「PV-221」に入れた。色の変化から約８時間で十分に酸化されたことが確認されたので、恒湿器から取り出した。恒湿器から取り出した直後のＴシャツの水分率は１６重量％であった。恒湿器から取り出された試料を０．５重量％マルセル石鹸液にて４０℃、３０分間ソーピングし、すすいでから乾燥させて評価した。得られた試料を用いて染色濃度、色相及び摩擦堅牢度を評価し、その結果を表１にまとめて示した。摩擦堅牢度以外の堅牢度の評価は行わなかった。
【００４４】
比較例１
実施例１において、含浸処理後、窒素雰囲気下でマングルを１回通して脱水処理を行い水分率４７重量％とした後で、乾燥処理を施さずに、そのまま大気中で空気酸化させた以外は、実施例１と同様にして染色を行った。得られた試料を用いて染色濃度、色相及び摩擦堅牢度を評価し、その結果を表１にまとめて示した。摩擦堅牢度以外の堅牢度の評価も行い、その結果を表２にまとめて示した。洗濯液汚染量をJIS L 0844の「A-2法」に従って評価したグラフを図３に示した。染色物の反射スペクトルを図４に示す。また、ソーピング後の試料の表面を観察した電子顕微鏡写真を図７に示す。さらに、インジゴの使用量を１％ｏｗｆ、３％ｏｗｆ、５％ｏｗｆ及び８％ｏｗｆとした試験も行い、これらについては、インジゴ染着量と繊維表面インジゴ抽出量のみを測定し、結果を図１及び図２に示した。
【００４５】
比較例２〜４
比較例１において、マングルを通す回数を増加させた（比較例２：２回、比較例３：３回、比較例４：４回）以外は、比較例１と同様にして染色した。水分率と摩擦堅牢度のみを測定して図１にまとめて示した。
【００４６】
比較例５
実施例１において、相対湿度が１００％ＲＨである容器中で酸化処理する代わりに、相対湿度が６０％ＲＨ、温度２５℃の恒温恒湿室の中で酸化処理した以外は実施例１と同様にして染色した。２４時間経っても酸化はほとんど進行せず、染色布は緑色であった。その他の評価は行わなかった。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
表１からわかるように、酸化処理時の水分率を６〜３０重量％とした実施例１〜７では、３０重量％を超える水分率で酸化処理を行った比較例１〜４に比べて摩擦堅牢度が大きく改善されていることがわかる。摩擦堅牢度に関しては、酸化処理時の水分率が低いほうが良好になる傾向があり、実施例６（水分率１８重量％）に比べて、実施例１（水分率１５重量％）の方が良好で、実施例３〜５（水分率１３〜８重量％）の方がさらに良好であった。図５及び図６からわかるように、本発明の染色方法（実施例１及び実施例２）では染料の繊維表面への析出は抑制されるが、図７に示されるように乾燥処理を施さない比較例１では繊維表面に染料が析出しているのが観察され、このことが摩擦堅牢度に影響を与えていると考えられる。図１及び図２からわかるように、比較例１に比べて実施例１及び実施例２のほうが、繊維内部に染料が染着していることがわかる。また、図３に示されるように、実施例１の試料における洗濯液の汚染量が比較例１の試料における洗濯液の汚染量に比べて約１／３に低減されていることもわかる。表２に示されるように、摩擦堅牢度以外の各種堅牢度については、実施例１と比較例１との間で大きな相違は認められなかった。
【００５０】
また、表１からわかるように、酸化処理時の水分率が５重量％であった比較例５では、２４時間酸化処理してもほとんどインジゴの色である青色の生成が認められなかった。このことから、ロイコインジゴがインジゴへと迅速に酸化されるには、繊維中に一定量の水分が含まれていることが重要であることがわかる。
【００５１】
色相については、表１からわかるように、比較例１に比べて、実施例１、２及び７はいずれもａ*値の増加、及びｂ*値の減少が確認され、色調が変化していることがわかる。図４に示されるように、長波長側の吸収端が鋭くなっており、鮮やかな色調であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施例１、２及び比較例１のインジゴ染着量を示したグラフである。
【図２】実施例１、２及び比較例１の繊維表面インジゴ抽出量を示したグラフである。
【図３】実施例１及び比較例１の洗濯液汚染量を示したグラフである。
【図４】実施例１、２及び比較例１の染色物の反射スペクトルである。
【図５】実施例１においてソーピング後の試料の表面を観察した電子顕微鏡写真である。
【図６】実施例２においてソーピング後の試料の表面を観察した電子顕微鏡写真である。
【図７】比較例１においてソーピング後の試料の表面を観察した電子顕微鏡写真である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バット染料及び硫化染料から選択される少なくとも１種の染料を用いて繊維を染色する染色方法において、前記染料のロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させた後、非酸化性雰囲気中で乾燥させてから、前記繊維の水分率が６〜３０重量％の状態で酸素を含む気体と接触させることによって前記ロイコ体を酸化させることを特徴とする染色方法。
【請求項２】
前記染料のロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させてから脱水し、その後非酸化性雰囲気中で乾燥させる請求項１記載の染色方法。
【請求項３】
前記脱水する操作を非酸化性雰囲気中で行う請求項２記載の染色方法。
【請求項４】
非酸化性雰囲気中で乾燥させて一旦６重量％未満まで水分率を低下させてから、再度吸湿させて、水分率が６〜３０重量％の状態で酸素を含む気体と接触させる請求項１〜３のいずれか記載の染色方法。
【請求項５】
前記染料がインジゴである請求項１〜４のいずれか記載の染色方法。
【請求項６】
前記繊維が天然繊維である請求項１〜５のいずれか記載の染色方法。
【請求項７】
前記繊維がセルロース系繊維である請求項１〜６のいずれか記載の染色方法。
【請求項８】
染色に供される前記繊維が、縫製加工品である請求項１〜７のいずれか記載の染色方法。
【請求項１】
バット染料及び硫化染料から選択される少なくとも１種の染料を用いて繊維を染色する染色方法において、前記染料のロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させた後、非酸化性雰囲気中で乾燥させてから、前記繊維の水分率が６〜３０重量％の状態で酸素を含む気体と接触させることによって前記ロイコ体を酸化させることを特徴とする染色方法。
【請求項２】
前記染料のロイコ体が溶解した水溶液を繊維に含浸させてから脱水し、その後非酸化性雰囲気中で乾燥させる請求項１記載の染色方法。
【請求項３】
前記脱水する操作を非酸化性雰囲気中で行う請求項２記載の染色方法。
【請求項４】
非酸化性雰囲気中で乾燥させて一旦６重量％未満まで水分率を低下させてから、再度吸湿させて、水分率が６〜３０重量％の状態で酸素を含む気体と接触させる請求項１〜３のいずれか記載の染色方法。
【請求項５】
前記染料がインジゴである請求項１〜４のいずれか記載の染色方法。
【請求項６】
前記繊維が天然繊維である請求項１〜５のいずれか記載の染色方法。
【請求項７】
前記繊維がセルロース系繊維である請求項１〜６のいずれか記載の染色方法。
【請求項８】
染色に供される前記繊維が、縫製加工品である請求項１〜７のいずれか記載の染色方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−４６１９０（Ｐ２００７−４６１９０Ａ）
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３１４６７（Ｐ２００５−２３１４６７）
【出願日】平成１７年８月１０日（２００５．８．１０）
【出願人】（５９１０６０９８０）岡山県 (96)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１０日（２００５．８．１０）
【出願人】（５９１０６０９８０）岡山県 (96)
【Ｆターム（参考）】
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