説明

蛋白繊維品の熱オゾン処理方法

【課題】蛋白繊維品の繊維表面部分に作用し、風合いや強度に影響を及ぼさず優れた防縮効果を得ることができ、例えば、ニット布等に対して優れた防縮性、引っ張り特性や耐磨耗、触感、耐薬品性、耐光性を改善した今までにない蛋白繊維品の処理方法を提供することができる。
【解決手段】蛋白繊維品に加熱した希薄オゾン含有ガスを接触させることを特徴とする蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱オゾンによる羊毛、生糸等を含む蛋白繊維品の処理方法に関するものである。
具体的には、上記蛋白繊維品を熱オゾンで処理することにより、羊毛、生糸等の風合いを変えることなく、それらの蛋白繊維品に対し防縮性と水系洗濯での寸法安定性を付与する処理方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来からの天然蛋白繊維品の表面改質方法として、防縮加工を目的として、塩素化剤、酸化剤またはタンパク質分解酵素を使用して獣毛表皮組織であるスケールのソフト化や除去が行われてきたが、塩素化剤の使用はオゾン層の破壊やダイオキシンの発生による環境破壊が問題とされ、更に塩素化剤または酸化剤を用いた処理の場合、獣毛本来の風合いや撥水性を損ねたり、繊維の強度、耐摩耗性の低下を招く欠点があった。
【0003】
タンパク質分解酵素を使用する方法は、獣毛繊維に対する酵素の反応性が低いために、酵素処理に長時間を要し、さらに、処理後の強度低下などの問題点もあった。
また、上記方法以外に、蛋白繊維表面を樹脂で被覆する樹脂加工により、防縮効果を得る方法も試みられているが、樹脂被覆により風合いが悪くなること、色相が変化すること、用いる樹脂により染色性が悪化することなどの欠点を有していた。
【0004】
それらの欠点を改良する方法として、以下の非特許文献や特許文献に記載された方法が提案されている。
【0005】
【非特許文献1】Seni’ Gakkaishi, Vol.60(7), p213-219(2004)
【特許文献1】特開昭50−126997号公報
【特許文献2】特開2002−105851号公報
【特許文献3】特開2003−278080号公報
【0006】
上記の非特許文献1は、ガス状のオゾンを用いるものであるが、そのオゾンガス濃度が高く、前述の塩素化剤や酸化剤を用いる方法と同様に、繊維の損傷や強度低下を招く欠点があり、未だ満足できる処理方法ではない。
【0007】
特許文献1は、羊毛に酸類または酸性塩類の水溶液を含浸させた状態でオゾン含有ガスを接触させることにより、羊毛の風合いを変えることなく羊毛の染色性、防縮性及び羊毛−合繊混紡品の抗ピリング性を向上させる方法を開示している。
しかし、この方法では、処理の均一性が劣り、十分な防縮性及び抗ピリング性を得ることが難しく、また、ウェット加工を含むため、該処理に伴い洗浄、乾燥などの後処理が必要となる欠点もある。
【0008】
特許文献2は、獣毛繊維を酸化剤で一次酸化処理した後、さらに、水性オゾン処理により高次酸化状態へ酸化処理し、高次酸化状態の−S-S-結合を還元切断処理する獣毛繊維の処理方法が開示されている。
しかし、この処理方法は、水性オゾン処理を採用するウェット加工であるため、該処理に伴い洗浄、乾燥などの後処理が必要となり、結果的に高コストとなる難点があり、未だ普及が難しい状況である。
【0009】
特許文献3は、加温されたアンモニウム塩含有水溶液に蛋白繊維品を含浸処理する工程
、形態安定化剤とプロティンを含む水溶液に蛋白繊維品を含浸処理する工程、処理後の蛋白繊維品を乾燥する工程、加温された有機酸とプロティンを含む水溶液に前記の乾燥した蛋白繊維品を含浸処理する工程、さらに、加温されたアルカリ剤を含む水溶液に蛋白繊維品を含浸処理する工程を含む蛋白繊維品の処理方法が開示されている。
しかし、この処理方法も、特許文献2の処理方法と同様に、水溶液を使用するウェット加工であるため、該処理に伴い洗浄、乾燥などの後処理が必要となり、結果的に高コストとなる難点を有している。
【0010】
これらの特許文献に記載された処理方法は、いずれも水性媒体を使用する工程を含むウェット加工であるため後処理が必要となり、さらに、ドライ処理方法である非特許文献の方法では、繊維の損傷や強度低下を招き、満足のできる処理方法とは言えず、それらの処理方法の改善が求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
したがって、本発明は、後処理が必要な水性媒体を必要とせず、さらに、繊維の損傷や強度低下がなく、低コストでかつ効率よく、蛋白繊維製品を処理でき、羊毛、生糸等の風合いを変えることなく、それらの蛋白繊維製品に対し防縮性と水系洗濯での寸法安定性を付与する処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明では、上記課題を解決するために、次の構成1〜9を採用する。
1.蛋白繊維品に加熱した希薄オゾン含有ガスを接触させることを特徴とする蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
2.加熱した希薄オゾン含有ガスの温度が、35℃〜90℃であることを特徴とする1に記載の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
3.加熱した希薄オゾン含有ガスの濃度が、100ppm〜5000ppmであることを特徴とする1又は2に記載の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
4.加熱した希薄オゾン含有ガスの接触処理時間が30分〜180分であることを特徴とする1〜3のいずれかに記載の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
5.蛋白繊維品が羊毛を含むものであることを特徴とする1〜4のいずれかに記載の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
6.蛋白繊維品が生糸を含むものであることを特徴とする1〜4のいずれかに記載の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
7.蛋白繊維品が紡績糸であることを特徴とする1〜6のいずれかに記載の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
8.蛋白繊維品がニットであることを特徴とする1〜6のいずれかに記載の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
9.1〜8に記載のいずれかの熱オゾン処理方法により得られた蛋白繊維品。
【発明の効果】
【0013】
本発明の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法は、主に繊維の表面部分に作用し、風合いや強度に影響を及ぼさず、優れた防縮効果を得ることができ、例えば、ニット布等に対して優れた防縮性、引張特性や耐磨耗、触感、耐薬品性、耐光性を改善した今までにない蛋白繊維品を提供することができる。
【0014】
さらに、本発明の熱オゾン処理方法は、加熱した希薄オゾン含有ガスを使用するドライ処理であることから洗浄、乾燥等の後処理プロセスや排水処理システムを省略でき、低コストであるとともに、低濃度のオゾンガスを効率よく使用するため繊維の損傷や強度低下を避けることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本発明の蛋白繊維品を構成する蛋白繊維は、羊毛、カシミヤ、アルパカ、ラマ、ビキューナ、キャメル、アンゴラ、モヘヤ等の獣毛繊維、又は家蚕、野蚕等の繭から得られる絹繊維である。蛋白繊維品としては、これらの繊維から製織、縫製または不織布製造方式により製造された布帛類及びスライバーやトップ、糸等がある。
【0016】
本発明の蛋白繊維品は蛋白繊維100%である必要はなく、他の繊維、例えば綿繊維、麻繊維等のセルロース繊維、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル、アクリル等の化学繊維との混紡、混織、混編を行った繊維品であってもよい。
ただし、この場合であっても、蛋白繊維を少なくとも10重量%含むものである。
【0017】
本発明で使用する希薄オゾン含有ガスは、酸素または空気を原料ガスとし、無声放電方式、光化学作用方式、プラズマ放電方式等により酸素の一部を変換して製造されたオゾン含有ガスをそのまま使用することができる。
【0018】
熱オゾン処理する方法としては、密閉装置内に蛋白繊維品を入れ、次いで熱オゾン含有ガスを導入し蛋白繊維品と熱オゾン含有ガスと接触させるか、密閉装置内に熱オゾン含有ガスを導入した後、蛋白繊維品を入れ蛋白繊維品と熱オゾン含有ガスと接触させるかのいずれの方法でもよい。
【0019】
また、熱オゾン処理の処理条件として、加熱した希薄オゾン含有ガスの温度、ガス濃度及び処理時間は、互いにそれぞれ密接に関連しており、接触処理に必要な時間や被処理繊維に与える影響、オゾンの消費量等を考慮すると、オゾン含有ガスの温度については、おおむね35℃〜90℃で実施することが好ましく、さらに、50℃〜80℃での実施がより好ましく、オゾン含有ガスの濃度は100ppm〜5000ppmが好ましく、さらに好ましくは500ppm〜2000ppmであり、オゾン含有ガスとの接触処理時間は30分〜180分が好ましく、より好ましくは45分〜120分である。
【0020】
これらの条件の選定に関連して、熱オゾン処理を布状ニット(羊毛布)に対して、希薄オゾン含有ガスのオゾン濃度を1000ppm、温度を70℃に固定して処理時間のみを変えた場合の引張強度の変化を図7に示し、希薄オゾン含有ガスのオゾン濃度を1000ppm、処理時間を120分に固定して処理温度のみを変えた場合の引張強度の変化を図8に示す。
これらの図7及び8からも、処理時間及び処理温度がおおむね本願発明の範囲であれば、布状ニット(羊毛布)の損傷や強度低下の恐れがないことが理解できる。
【実施例】
【0021】
次に、本発明の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法について、実施例によりさらに詳細に説明するが、以下の具体例は本発明を限定するものではない。
なお、洗浄(洗濯)後の寸法収縮率は、図1に示す測定方法に基づき、以下の計算で求めたものである。
寸法収縮率(%)=[(初期平均寸法−洗浄後平均寸法)/初期平均寸法]×100
【0022】
(実施例1〜3及び比較例1,2)
蛋白繊維品として羊毛で形成された10cm×10cm、厚さ0.7mmの布状ニット(羊毛布)を選び、密閉した処理容器中に拡布した状態で入れた。
該処理容器中には、1.0N/minの流量下で780Torr(1Torr=133Pa)の酸素を用い、無声放電オゾナイザー(ZC60−MM,日本、シルバー精工(株))により発生させたオゾン濃度1000ppm、70℃の希薄オゾン含有ガスが充填されて
おり、さらに、上部注入部口から酸素(99.5%以上、日本、カネコ商会)の流量を200ml/minに調節した同濃度、同温度の希薄オゾン含有ガスを導入しながら30分間処理を行なった(実施例1)。
ここでは、オゾン濃度を固定するため4つのオゾナイザーユニットはスライダックを用いて100Vの電圧下で直列して接続した図9に示すものを用いた。
また、オゾン濃度は254nmのHartleyバンドの吸光度をみるためUV分光光度計(UV−190、シマズ)を用いることにより測定した。
さらに、オゾン濃度、希薄オゾン含有ガスの温度は実施例1と同じ条件で、処理時間のみを60分(実施例2)、または120分(実施例3)または15分(比較例2)にして処理を行なった。
【0023】
実施例1〜3の処理を施した各布状ニット及び未処理の布状ニット(比較例1)に対し、洗浄(洗濯)を行なった結果を図2に示す。
【0024】
また、実施例2の処理を施した布状ニット及び未処理の布状ニットについて、10回洗浄後のそれぞれの布状ニット(羊毛布)の写真を図3に示す。
【0025】
実施例1及び2の処理を施した羊毛繊維表面のSEM写真と未処理(比較例1)の羊毛繊維表面のSEM写真を図4に示し、処理時間別の各布状ニットの接触角を測定したものを図5に示す。
【0026】
(実施例4,5,6及び比較例3)
オゾン濃度、処理時間は実施例3と同じ条件で、希薄オゾン含有ガスの温度のみを40℃(実施例4)、50℃(実施例5)、60℃(実施例6)または25℃(比較例3)にして処理を行なった。
処理後の各布状ニットの接触角を測定したものを、実施例3の結果と併せて、図6に示す。
【0027】
図2は、処理品と未処理品について、オゾン濃度1000ppm、希薄オゾン含有ガス温度70℃の処理条件における、洗浄回数と寸法収縮率との関係を処理時間別に示すグラフである。
この洗浄回数と寸法収縮率の変化を示すグラフから、希薄オゾン含有ガスの温度が70℃の場合は、本願発明の処理品と未処理品とを洗浄回数5回以上で比較すると、処理時間が30分(b)であっても、X方向、Y方向のいずれにおいても未処理品(a)の半分以下の寸法収縮率であり、本願発明の処理方法の有効性を示している。
【0028】
また、図3は、実施例2の処理品(右側)と未処理品(左側)とを10回洗浄(洗濯)した後のそれぞれの写真であり、この図からも処理品の収縮が未処理品に比べて大幅に減少していることがわかる
【0029】
図4は、実施例1と実施例2の処理品と未処理品の羊毛繊維表面を撮影したSEM写真であり、処理品はいずれも羊毛繊維表面のスケールがエッチングされて少なくなっており、このことが処理品の性能改善に寄与していることが推測され、後述の親水性向上にも関係するものと考えられる。
【0030】
図5は、オゾン濃度1000ppm、希薄オゾン含有ガス温度70℃の処理条件で、処理時間と布状ニット(羊毛布)の接触角との関係を示すグラフである。
【0031】
このグラフから、処理条件が希薄オゾン含有ガス温度70℃、オゾン濃度1000ppmの場合は、処理時間が15分程度(比較例2)では処理効果がみられず、30分を過ぎ
ると接触角が急激に低下することを示しており、他の処理条件を考慮すれば、その程度の処理時間で十分な親水性を付与できることを示している。
この親水性の向上は、布状ニット(羊毛布)の染色性改善にもつながり、重要な改質効果である。
【0032】
図6は、処理条件をオゾン濃度1000ppm、希薄オゾン含有ガスによる処理時間を120分とした場合における、希薄オゾン含有ガス温度(処理温度)と布状ニット(羊毛布)の接触角との関係を示すグラフである。
【0033】
このグラフから、処理条件がオゾン濃度1000ppm、処理時間が120分の場合は、オゾン含有ガス温度(処理温度)が40℃(実施例4)を超えると接触角が急激に低下することを示しており、その程度のオゾン含有ガス温度(処理温度)であれば、オゾン濃度、処理時間を変更することにより十分な親水性を付与できることを示している。
【0034】
また、比較例3の処理品に対し、10回の洗浄(洗濯)行なったところ、その収縮の程度は図3に示す未処理品と同程度であり、上記の条件では本願発明の効果はみられなかった。
【0035】
(実施例7)
蛋白繊維品として生糸繊維布を使用した以外は実施例2と同じ処理条件で処理を行なった結果、肌に優しく、通気性に優れた軽い素材製品が得られた。
【産業上の利用可能性】
【0036】
本発明の熱オゾン処理方法は、蛋白繊維品に対して熱オゾン処理することにより、羊毛、生糸等の風合いを変えることなく、それらの蛋白繊維品に対し防縮性と水系洗濯での寸法安定性を付与できるものであり、さらに、加熱した希薄オゾン含有ガスを使用するドライ処理であることから洗浄、乾燥等の後処理プロセスや排水処理システムを省略でき、低コストであるとともに、低濃度のオゾンガスを効率よく使用するため繊維の損傷や強度低下を避けることが可能であることから、工業的にも優れた方法である。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】羊毛布の収縮率計算図。
【図2】羊毛布と熱-オゾン処理した羊毛布の洗浄回数での寸法収縮率変化。
【図3】10回洗浄後の処理羊毛布と未処理羊毛布。
【図4】未処理羊毛繊維及び処理羊毛繊維のSEM写真×2000。
【図5】処理温度70℃での熱-オゾン処理した羊毛布の処理時間に伴う接触角の変化。
【図6】処理時間120分での熱-オゾン処理した羊毛布の処理温度に伴う接触角の変化。
【図7】熱-オゾン処理した羊毛布の処理温度70℃での処理時間に伴う引張強度の変化。
【図8】熱-オゾン処理した羊毛布の処理時間120分での処理温度に伴う引張強度の変化。
【図9】オゾン発生装置及び熱-オゾン処理装置。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
蛋白繊維品に加熱した希薄オゾン含有ガスを接触させることを特徴とする蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
【請求項2】
加熱した希薄オゾン含有ガスの温度が、35℃〜90℃であることを特徴とする請求項1に記載の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
【請求項3】
加熱した希薄オゾン含有ガスの濃度が、100ppm〜5000ppmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
【請求項4】
加熱した希薄オゾン含有ガスの接触処理時間が30分〜180分であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
【請求項5】
蛋白繊維品が羊毛を含むものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
【請求項6】
蛋白繊維品が生糸を含むものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
【請求項7】
蛋白繊維品が紡績糸であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
【請求項8】
蛋白繊維品がニットであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の蛋白繊維品の熱オゾン処理方法。
【請求項9】
請求項1〜8に記載のいずれかの熱オゾン処理方法により得られた蛋白繊維品。

【図1】
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【図2】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2010−144292(P2010−144292A)
【公開日】平成22年7月1日(2010.7.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−324130(P2008−324130)
【出願日】平成20年12月19日(2008.12.19)
【出願人】(304021288)国立大学法人長岡技術科学大学 (458)
【出願人】(308020102)丸正ニットファクトリー株式会社 (1)
【Fターム(参考)】