JP5113094B2 - 撥水性布帛およびその製造方法および繊維製品 - Google Patents

Description

本発明は、マルチフィラメントを含む布帛を、撥水剤を含有する処理浴中に浸漬させることにより撥水剤を吸尽させた撥水性布帛であって、ソフトな風合いと優れた撥水性を有する撥水性布帛、およびその製造方法、および前記撥水性布帛を用いてなる繊維製品に関する。

従来、布帛に撥水性を付与する方法としては、撥水剤をパッドキュアする方法、スプレー加工する方法、撥水剤を含有する処理浴中に布帛を浸漬させることにより撥水剤を吸尽させる浸漬処理法などが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

この中で、浸漬処理法は、パッドキュア方法やスプレー加工方法と比較して耐久撥水性には優れるものの、浸漬処理法で得られた撥水性布帛において、布帛に含まれる単糸同士が撥水剤により凝集密着してしまい、ソフトな風合いが損われるという問題があった。

特開２００６−２９１３７２号公報 特開２００６−２０００８２号公報

本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、マルチフィラメントを含む布帛を、撥水剤を含有する処理浴中に浸漬させることにより撥水剤を吸尽させた撥水性布帛であって、優れた耐久撥水性だけでなくソフトな風合いをも有する撥水性布帛、およびその製造方法、および前記撥水性布帛を用いてなる繊維製品を提供することにある。

本発明者は上記の課題を達成するため鋭意検討した結果、マルチフィラメントを含む布帛を、撥水剤を含有する処理浴中に浸漬する際に、撥水剤と両性界面活性剤とを含む処理浴を用いて特定の温度条件および時間条件で処理すると、布帛に含まれるマルチフィラメントの単糸同士が、前記撥水剤により凝集密着せず独立状態を保ち、その結果、ソフトな風合いと優れた耐久撥水性を有する撥水性布帛が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。

かくして、本発明によれば「マルチフィラメントを含む布帛を、撥水剤を含有する処理浴中に浸漬させることにより、前記撥水剤を吸尽させた撥水性布帛であって、布帛に含まれるマルチフィラメントの単糸同士が、前記撥水剤により凝集密着せず独立状態を保っており、かつ前記撥水剤がフッ素系撥水剤であることを特徴とする撥水性布帛。」が提供される。

その際、前記マルチフィラメントがポリエステルマルチフィラメントであることが好ましい。また、前記マルチフィラメントの単繊維径が１ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。また、ＪＩＳ Ｌ１０９６により測定した撥水性がＬ１００で４級以上であることが好ましい。また、水滴の転がり開始角度が１５度以下であることが好ましい。また、ＪＩＳ Ｌ１０８６−７．１２．１により測定した剛軟度が１０ｍｍ以下であることが好ましい。

また、本発明によれば、「マルチフィラメントを含む布帛を、フッ素系撥水剤と両性界面活性剤とを含有し、かつ温度２０〜４０℃の処理浴中で３０分以上浸漬させることにより、前記マルチフィラメントに前記撥水剤を吸尽させる、請求項１に記載の撥水性布帛の製造方法。」が提供される。

また、本発明によれば、前記の撥水性布帛を用いてなる、スポーツ衣料、ファッション衣料、レインコート地、および傘地からなる群より選択されるいずれかの繊維製品が提供される。

本発明によれば、マルチフィラメントを含む布帛を、撥水剤を含有する処理浴中に浸漬させることにより撥水剤を吸尽させた撥水性布帛であって、優れた耐久撥水性だけでなくソフトな風合いをも有する撥水性布帛、およびその製造方法、および前記撥水性布帛を用いてなる繊維製品が得られる。

実施例１で得られた撥水性布帛の表面写真である。 比較例１で得られた撥水性布帛の表面写真である。

まず、本発明の撥水性布帛は、マルチフィラメントを含む布帛を、撥水剤を含有する処理浴中に浸漬させることにより、前記撥水剤を吸尽させた撥水性布帛である。
ここで、前記マルチフィラメントを形成する繊維材料については特に限定されず、木綿、絹、麻、羊毛などの天然繊維、レーヨン、キュプラ、アセテートなどの半合成繊維、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレンなどの合成繊維が例示される。なかでも撥水性の点でポリエステル繊維が好適である。

かかるポリエスエル繊維としては、ポリエチレンテレフタレートやポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ステレオコンプレックスポリ乳酸、ポリ乳酸、第３成分を共重合および／またはブレンドさせたポリエステルなどからなるポリエステル繊維が好適である。

前記マルチフィラメントには、本発明の目的を損なわない範囲内で必要に応じて、艶消し剤、微細孔形成剤（例えば、有機スルホン酸金属塩など）、カチオン染料可染化剤（例えば、イソフタル酸スルホニウム塩など）、酸化防止剤（例えば、ヒンダーフェノール系酸化防止剤など）、熱安定剤、難燃剤（例えば、三酸化二アンチモンなど）、蛍光増白剤、着色剤、帯電防止剤（例えば、スルホン酸金属塩など）、吸湿剤（例えば、ポリオキシアルキレングリコールなど）などが添加剤として１種または２種以上、繊維中に含まれていてもよい。

前記マルチフィラメントの単糸繊度、総繊度、フィラメント数は特に限定されないが、布帛のソフトな風合いを損わせない上で、単糸繊度３ｄｔｅｘ以下（より好ましくは０．００００１〜３ｄｔｅｘ）、総繊度３０〜２００ｄｔｅｘ、フィラメント数２０本以上（より好ましくは２０〜１００００本）であることが好ましい。特開２００７−２１７８３４号公報に記載されているような、ナノファイバーと称せられる単繊維径が１０００ｎｍ以下の極細繊維であってもよい。

前記マルチフィラメントを構成する単糸繊維の形態は特に限定されず、長繊維（マルチフィラメント）であってもよいし、短繊維（ステープル）であってもよい。該単糸繊維の横断面形状は、その用途に応じて丸、三角、扁平、中空など適宜選定される。前記マルチフィラメントには、通常の仮撚捲縮加工や、タスラン加工やインターレース加工など通常の空気加工、撚糸加工が施されていてもよい。さらには、複数の糸条からなる複合糸として、布帛を構成していてもよい。

布帛の組織は特に限定されず、織物、編物、不織布いずれでもよい。織編組織も特に限定されない。例えば、よこ編組織としては、平編、ゴム編、両面編、パール編、タック編、浮き編、片畔編、レース編、添え毛編等が例示され、たて編組織としては、シングルデンビー編、シングルアトラス編、ダブルコード編、ハーフ編、ハーフベース編、サテン編、ハーフトリコット編、裏毛編、ジャガード編等などが例示され、織物組織としては、平織、綾織、朱子織等の三原組織、変化組織、たて二重織、よこ二重織等の片二重組織、たてビロードなどが例示されるがこれらに限定されない。層数も単層でもよいし、２層以上の多層でもよい。

本発明の撥水性布帛は、前記布帛を、撥水剤を含有する処理浴中に浸漬させることにより、前記撥水剤を吸尽させた撥水性布帛であって、布帛に含まれるマルチフィラメントの単糸同士が、前記撥水剤により凝集密着せず独立状態を保っていることを特徴とする撥水性布帛である。このように、マルチフィラメントの単糸同士が独立状態を保っていることにより、布帛が撥水性だけでなくソフトな風合いをも呈することになる。

なお、本発明でいう「凝集密着せず独立状態を保っている」とは布帛に含まれるマルチフィラメントを電顕で撮影して５０％以上の単糸が他の単糸と密着していないことである。

このような、撥水性布帛は例えば以下の製造方法により製造することができる。すなわち、前記布帛を、撥水剤と両性界面活性剤とを含有し、かつ温度２０〜４０℃の処理浴中で３０分以上浸漬させることにより、前記マルチフィラメントに前記撥水剤を吸尽させることにより、本発明の撥水性布帛が得られる。

ここで、前記撥水剤は特に限定されず、特開２００６−２９１３７２号公報に記載されているような、フッ素系撥水剤、シリコーン系撥水剤、炭化水素系撥水剤などが好ましい。それらの配合物であってもよい。また、これらの化合物は自己乳化体または乳化剤の配合による水系エマルションとして使用してもよい。これらの中でもフッ素系撥水剤が特に好ましい。

前記撥水剤の有効成分量は布帛重量に対して０．０５〜１０重量％（より好ましくは０．２〜３．０重量％、特に好ましくは０．５〜２．０重量％）であることが好ましい。撥水剤の量が該範囲よりも大きいと、布帛に含まれるマルチフィラメントの単糸同士が、前記撥水剤により凝集密着してしまうおそれがある。逆に、撥水剤の量が該範囲よりも小さいと充分な撥水性が得られないおそれがある。

また、処理浴中に両性界面活性剤を含有させることが特に重要である。布帛に含まれるマルチフィラメントがポリエステルマルチフィラメントであり、撥水剤がフッ素系撥水剤である場合、通常、ポリエステルマルチフィラメントがアニオン荷電し、フッ素系撥水剤がカチオン荷電しているため、両性界面活性剤がポリエステルマルチフィラメントとフッ素系撥水剤との親和性や密着性をうまくコントロールし、布帛に含まれるマルチフィラメントの単糸同士が撥水剤により凝集密着せず独立状態を保つことになる。

前記両性界面活性剤の種類としては、アルキルベタイン、アルキルカルボン酸系の界面活性剤が好適に例示される。また、前記両性界面活性剤の量としては、処理浴に含まれる水１リットルあたり０．１〜０．３ｇｒの範囲内とすることが好ましい。

また、前記処理浴の温度は２０〜４０℃の範囲内であることが重要である。処理浴の温度が２０℃よりも低いと、撥水剤のマルチフィラメントへの吸尽量が少なく、充分な撥水性が得られないおそれがある。逆に処理浴の温度が４０℃よりも高いと、マルチフィラメントの単糸同士が、撥水剤により凝集密着してしまうおそれがある。

また、前記布帛を処理浴中に浸漬する時間としては、３０分以上（より好ましくは３０〜１２０分）であることが好ましい。該浸漬時間が３０分よりも短いと、撥水剤のマルチフィラメントへの吸尽量が少なく、充分な撥水性が得られないおそれがある。

前記処理浴中には、本発明の主目的が損われない範囲内であれば、水、撥水剤、両性界面活性剤以外に、撥水剤を架橋させるための架橋剤、柔軟材、消泡剤、制電剤などを適宜含有させてもさしつかえない。

また、布帛を処理浴中に浸漬させて撥水剤の吸尽処理を行う形態としては、布帛を液流染色機などの装置に入れ、前記の温度および時間で処理することが好ましい。
前記のような吸尽処理を行った後、通常、洗浄処理および乾燥処理および熱セット処理を行うことにより本発明の撥水性布帛が得られる。その際、洗浄処理は、洗浄剤を含む洗浄水を用いて５０〜７０℃の温度で１０分以上行うことが好ましい。また、乾燥温度としては１３０〜１５０℃、熱セット温度としては１８０℃程度が好ましい。

かくして得られた撥水性布帛において、布帛に含まれるマルチフィラメントの単糸同士が、前記撥水剤により凝集密着せず独立状態を保っているので、優れた耐久撥水性だけでなくソフトな風合いをも有する。かかる撥水性布帛において、５０〜３００ｎｍの撥水剤が単糸（単フィラメント）の長手方向に少なくとも７００ｎｍごとに１個以上吸尽（吸着）していることが好ましい。

その際、耐久撥水性としては、ＪＩＳ Ｌ１０９６により測定した撥水性がＬ１００で４級以上であることが好ましい。また、水滴の転がり開始角度が１５度以下であることが好ましい。ただし、水滴の転がり開始角度は下記の方法により測定する。

（水滴の転がり開始角度の測定方法）
布帛からタテ２ｃｍ、ヨコ５ｃｍの試験片およびタテ５ｃｍ、ヨコ２ｃｍの試験片をそれぞれ５枚採取し、クラーク型試験機に前記試験片をセットする。次に、試験片の上に注射器にて０．０５ｍｌの水滴を載せ、ハンドルをゆっくり回し、試験片上の水滴が転がり始める時の角度を読み取る。次に、タテ、ヨコそれぞれ５回測定し、タテとヨコの平均値を算出する。
また、風合いのソフトさとしては、ＪＩＳ Ｌ１０８６−７．１２．１により測定した剛軟度が１０ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明の撥水性布帛には、本発明の主目的が損われない範囲内であれば、常法の染色加工、起毛加工、紫外線遮蔽あるいは制電剤、抗菌剤、消臭剤、防虫剤、蓄光剤、再帰反射剤、マイナスイオン発生剤等の機能を付与する各種加工を付加適用してもよい。

次に、本発明の繊維製品は、前記の撥水性布帛を用いてなる、スポーツ衣料、ファッション衣料、レインコート地、および傘地からなる群より選択されるいずれかの繊維製品である。かかる繊維製品は前記の撥水性布帛を用いているので、優れた撥水性だけでなくソフトな風合いをも有する。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（１）撥水性
Ｌ０（洗濯前）とＬ５０（洗濯５０回後）とＬ１００（洗濯１００回後）で、ＪＩＳ Ｌ１０９６により測定した撥水性を測定した。
（２）水滴の転がり開始角度
布帛からタテ２ｃｍ、ヨコ５ｃｍの試験片およびタテ５ｃｍ、ヨコ２ｃｍの試験片をそれぞれ５枚採取し、クラーク型試験機に前記試験片をセットした。次に、試験片の上に注射器にて０．０５ｍｌの水滴を載せ、ハンドルをゆっくり回し、試験片上の水滴が転がり始める時の角度を読み取った。次に、タテ、ヨコそれぞれ５回測定し、タテとヨコの平均値を算出した。１５度以下を良好とする。
（３）布帛のソフトさ
ＪＩＳ Ｌ １０８６−７．１２．１（カンチレバー法）により測定した剛軟度（ｍｍ）を測定した。１０ｍｍ以下を良好とする。
（４）単糸の密着状態
布帛に含まれるマルチフィラメントを電顕で撮影（５００倍）して５０％以上の単糸が他の単糸と密着していない場合、「凝集密着せず独立状態を保っている」とした。

〔実施例１〕
まず、ポリエチレンテレフタレートからなるマルチフィラメント５６ｄｔｅｘ／２４ｆｉｌ（延伸糸、帝人ファイバー（株）製）を経糸に配し、一方、ポリエチレンテレフタレートからなるマルチフィラメント８６ｄｔｅｘ／３６ｆｉｌ（延伸糸、帝人ファイバー（株）製）を緯糸に配し、通常の織機でタフタ織物（平組織織物）を製織した。該織物の重量は４６ｋｇ、長さは４３０ｍであった。
次いで、該織物（原反）を、通常の液流染色機（ノズル径８０ｍｍ）を使用して、下記の処理浴中に浸漬させることにより、撥水剤を吸尽させた。その際の温度は３５℃で４０分間キープした。
水 ９００ｋｇ
フッ素系撥水剤（アサヒガードＡＧ８０２５ 明成社製） １％ｏｗｆ
フッ素系撥水剤（Ｎｕｖａ２０４９ クラリアント社製） １％ｏｗｆ
両性界面活性剤（ラウリルベタイン、アンヒトール２４Ｂ 花王社製）０．２ｇｒ／リットル
架橋剤（メイカネートＷＥＢ 明成社製） ０．１％ｏｗｆ

次いで、洗浄剤を含む洗浄液で、温度６０℃、１５分間洗浄した後、温度１３０〜１５０℃で乾燥し、温度１８０℃で熱セットすることにより、撥水性布帛を得た。
得られた撥水性布帛において、図１に示すように、布帛に含まれるマルチフィラメントの単糸同士が、前記撥水剤により凝集密着せず独立状態（９０％以上の単糸が他の単糸と密着していない）を保っていた。
該撥水性布帛において、風合いのソフトさは剛軟度で５ｍｍと極めてソフトであった。また、撥水性はＬ０（洗濯前）で５級、Ｌ５０（洗濯５０回後）で５級、Ｌ１００（洗濯１００回後）で４級、また、水滴の転がり開始角度は１２度と、優れた撥水性を有するものであった。なお、水滴の転がり開始角度は洗濯前のものについて測定した。

〔比較例１〕
実施例１と同じ原反を用いて、マングル式パッダー（絞り率６５％）でフッ素系撥水剤（ＮＫガードＮＤＮ−７Ｅ 日華化学社製）を原反に１．５重量％付着させ温度１２０℃で３分間ショートループ乾燥機で乾燥させた。
得られた撥水性布帛において、図２に示すように、布帛に含まれるマルチフィラメントの単糸同士が、前記撥水剤により凝集密着していた。
また、該撥水性布帛において、風合いのソフトさは剛軟度で１９ｍｍと極めて不良であった。また、撥水性はＬ０（洗濯前）で５級、Ｌ５０（洗濯５０回後）で２級、Ｌ１００（洗濯１００回後）で２級、また、水滴の転がり開始角度は２０度と、耐久性撥水性を有するものではなかった。なお、水滴の転がり開始角度は洗濯前のものについて測定した。

〔比較例２〕
実施例１において、両性界面活性剤のかわりにアニオン界面活性剤（花王（株）社製のエマール１０）を用いること以外は実施例１と同様にした。
撥水剤（カチオン性）の凝集が起こりやすくなり染色機内にスカム（スペック）が発生してしまった。また、得られた撥水性布帛において、布帛に含まれるマルチフィラメントの単糸同士が、前記撥水剤により凝集密着していた。

〔比較例３〕
実施例１において、両性界面活性剤のかわりにカチオン界面活性剤（第一工業製薬（株）社製のカチオゲンＴＭＬ）を用いること以外は実施例１と同様にした。
得られた撥水性布帛において、撥水剤のポリエステル繊維との親和性が悪いため、撥水剤の吸着量が減ってしまい、撥水性がＬ０（洗濯前）で３級と撥水性に劣るものであった。

〔比較例４〕
実施例１において撥水剤を吸尽させる際の処理浴の温度を９０℃と高温に設定すること以外は実施例１と同様にした。得られた撥水性布帛において、布帛に含まれるマルチフィラメントの単糸同士が、前記撥水剤により凝集密着していた。

本発明によれば、マルチフィラメントを含む布帛を、撥水剤を含有する処理浴中に浸漬させることにより撥水剤を吸尽させた撥水性布帛であって、優れた耐久撥水性だけでなくソフトな風合いをも有する撥水性布帛、およびその製造方法、および前記撥水性布帛を用いてなる繊維製品が提供され、その工業的価値は極めて大である。

Claims (8)

1. マルチフィラメントを含む布帛を、撥水剤を含有する処理浴中に浸漬させることにより、前記撥水剤を吸尽させた撥水性布帛であって、
   布帛に含まれるマルチフィラメントの単糸同士が、前記撥水剤により凝集密着せず独立状態を保っており、かつ前記撥水剤がフッ素系撥水剤であることを特徴とする撥水性布帛。
2. 前記マルチフィラメントがポリエステルマルチフィラメントである、請求項１に記載の撥水性布帛。
3. 前記マルチフィラメントの単繊維径が１ｄｔｅｘ以下である、請求項１または請求項２に記載の撥水性布帛。
4. ＪＩＳ Ｌ１０９６により測定した撥水性がＬ１００で４級以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の撥水性布帛。
5. 水滴の転がり開始角度が１５度以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の撥水性布帛。
6. ＪＩＳ Ｌ１０８６−７．１２．１により測定した剛軟度が１０ｍｍ以下である、請求項１〜５のいずれかに記載の撥水性布帛。
7. マルチフィラメントを含む布帛を、フッ素系撥水剤と両性界面活性剤とを含有し、かつ温度２０〜４０℃の処理浴中で３０分以上浸漬させることにより、前記マルチフィラメントに前記撥水剤を吸尽させる、請求項１に記載の撥水性布帛の製造方法。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載の撥水性布帛を用いてなる、スポーツ衣料、ファッション衣料、レインコート地、および傘地からなる群より選択されるいずれかの繊維製品。