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| タイトル： | 公開特許公報(A)_合成繊維および繊維製品の処理方法 |
| 出願番号： | 2004328337 |
| 年次： | 2006 |
| IPC分類： | D06L 1/12,C12S 11/00,D06L 3/11 |
特許情報キャッシュ
池澤 正幸 上田 秀夫 JP 2006138033 公開特許公報(A) 20060601 2004328337 20041112 合成繊維および繊維製品の処理方法 カネボウ株式会社 000000952 カネボウ合繊株式会社 596154239 池澤 正幸 上田 秀夫 D06L 1/12 20060101AFI20060428BHJP C12S 11/00 20060101ALI20060428BHJP D06L 3/11 20060101ALI20060428BHJP JPD06L1/12C12S11/00D06L3/11 3 1 ＯＬ 10 本発明は、製編織用などの繊維、または繊維製品の製造、加工工程中に付着した糊剤や油剤などを低減、洗浄できる繊維および繊維製品の処理方法に関するものである。特に、合成繊維および繊維製品に含まれる油剤を、界面活性剤と酵素を併用した熱水処理で除去することを特徴とする処理方法である。 従来、紡糸油剤やシリコーンオイルなどが製糸工程用、サイジング油剤やサイジングレスオイルなどが製織工程用、或いはニッティングオイルなどが製編工程用などに使用されており、また鉱物油やワックス類などが繊維製品の工程油剤として利用されている。例えば、これらの油剤が染色工程時に繊維に付着していると、染色堅牢度の低下や染めムラなどの問題を生じさせる。その他、油剤などを含む研磨布でハードディスクを研磨すると、研磨時の溶剤や摩擦熱などの影響を受けて研磨布から油剤などが溶出し、被研磨面を再汚染する問題も生じる。こうした問題を改善するためには、油剤などの異物を洗浄除去する処理工程が必要となってくる。 従来、繊維用処理剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアリルエーテルなどの非イオン界面活性剤を単独で用いるか、またはこれとアルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪族アルコール硫酸エステル塩などのアニオン活性剤とを配合したものを用いるのが一般的である。また、これらの界面活性剤の溶液に、炭酸ナトリウムや水酸化ナトリウムなどのアルカリ剤を添加、または、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、ポリカルボン酸塩などのキレート剤と併用することも行われている。 減量斑や染色斑などの問題を防止するために、繊維に付着した油剤や糊剤を界面活性剤とテルペン化合物で処理する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。テルペン化合物は、油剤除去性が良好で、毒性も少なく、生分解性も比較的良好である。同様に、加水分解酵素もまた毒性が少なく、生分解性も良好であり、環境に負荷のかからない繊維用処理剤として期待される。 リパーゼ、エステラーゼ、ホスホリパーゼおよび／またはリゾホスホリパーゼなどの脂肪分解酵素および／またはバイオポリエステル加水分解酵素、もしくは界面活性剤と併用することによって、ポリエチレンテレフタレートから溶出する環状オリゴマーを加水分解できることが知られている（例えば、特許文献２参照）。しかし、ポリエチレンテレフタレート以外のポリマーにおける油剤などの低減効果については、検討されていなかった。また本発明では繊維製品として筒編みを使用し、リパーゼによる加水分解処理の検討を行ったけれど、油剤の低減に十分な効果があるとはいえなかった。本発明は、油剤を除去するために、界面活性剤と加水分解酵素と熱水処理を鋭意検討し、効果のある合成繊維および繊維製品の処理方法を見出した。特開平６−３４１０５５号公報特開２００２−０６５３００号公報 合成繊維を中心に異形断面糸、分割糸、極細繊維などが展開されるようになり、それらに対応して平滑性などを向上させた油剤を、多量に使用するようになってきた。それに伴い、従来からの界面活性剤だけでは、繊維に付着した多量の油剤を除去することが困難になり、油剤の残留および再付着による減量斑や染色斑などの問題が発生するようになってきた。 また、コンピュータ用ディスクなどの高精細化に伴い、さらに高性能な研磨が要求されている。わずかな汚れでさえもハードディスクなどの品質の低下につながることから、油剤などの溶出物の少ないテクスチャーテープやワイピングロスなどが求められている。 本発明は、合成繊維および繊維製品に含まれる油剤を、界面活性剤と併用して酵素加水分解しようとするものである。更に好ましくは、親油性ポリマーと親水性ポリマーからなる複合繊維および複合繊維製品に含まれる油剤を、界面活性剤と酵素を併用した熱水処理で除去することを特徴とする処理方法である。 合成繊維および繊維製品に含まれる油剤などを除去することで、染色工程時における染めムラの防止や染色堅牢度の向上などが期待される。或いは、研磨布から溶出した油剤などの異物による被研磨面の再汚染の防止だけでなく、拭き取り性の向上が期待される。その他、ポリプロピレンからなる油吸着材を本発明の処理方法で洗浄すれば、油の吸着性能をさらに向上させることも可能である。 本発明では、親油性ポリマーに付着した親油性の汚れだけでなく、親水性ポリマーに付着した親水性の汚れも、同時に洗浄、除去できる合成繊維および繊維製品の処理方法を示した。こうしたポリマーに付着した油剤などの汚れを除去する方法はこれまで検討されていなかった。また、極細繊維で見られるような微細な汚れを洗浄する方法を検討した例も、確認できなかった。さらに、親油性ポリマーは油剤の付着が多く、一般の界面活性剤を用いて洗浄しても、汚れや界面活性剤などの再付着の問題が看過できず、十分な効果を得ることができなかった。そこで油剤などの低減に効果がみられた酵素と界面活性剤、そして熱水処理の組合せからなる処理方法を長年検討してきた。 本発明に利用可能な繊維形成性ポリマーは、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレートなどの芳香族ポリエステル、ポリ乳酸、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリヒドロキシブチレート−ポリヒドロキシバリレート共重合体、ポリカプロラクトンなどの脂肪族ポリエステルおよびその共重合体、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１０、ナイロン１２、ナイロン６−１２などの脂肪族ポリアミドおよびその共重合体、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィンおよびその共重合体などが挙げられる。 界面活性剤としては、陽イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、およびそれらの混合物が挙げられる。 界面活性剤に配合できる好適な酵素としては、植物、動物、細菌、真菌および酵母起源のプロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、およびこれらの混合物の加水分解酵素などが挙げられる。好ましい処理条件は、ｐＨ活性、熱安定性、活性洗剤などに対する安定性によっても影響を受ける。 本発明に好適な繊維用処理剤を挙げると、台所用合成洗剤として市販されているパワープラスジョイ（登録商標、Ｐ＆Ｇ社製）が好ましい。こうした一般製品は安く製造され、取り扱いが容易である。 パワープラスジョイは、アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、アルキルアミンオキシド、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを主成分とする界面活性剤と、加水分解酵素からなっている。 パワープラスジョイを用いた熱水処理の条件は、突沸の危険を抑えるために１００℃未満が好ましい。特に、良好な洗浄効果を得るためには、９０〜９５℃の範囲が安全性の点からも好ましい。パワープラスジョイの使用濃度は、適用する繊維の種類によって種々選択できるが、１０％以上が洗浄効果の面からもより好ましく、また、合成繊維および繊維製品に含まれる油剤などの洗浄に適している。更に好ましくは、親油性ポリマーと親水性ポリマーからなる複合繊維および複合繊維製品に含まれる油剤などの洗浄に利用可能である。 本発明の処理方法は、脂肪族骨格を有するポリプロピレンと、アミド結合を有するナイロン６からなる分割型複合繊維の筒編みに付着した油剤などの洗浄に非常に有効である。さらに、ポリプロピレンの代わりにポリエチレンテレフタレートを用いた分割型複合繊維の筒編みについても、本発明の処理方法の洗浄効果が確認された。 本発明の処理方法は、油剤などの除去に優れた有機溶剤の四塩化炭素とほぼ同等の洗浄効果を有していたことから、多種多様な繊維および繊維製品、さらに使用する紡糸油剤に関わりなく、繊維および繊維製品に含まれる油剤などの低減に十分な効果が期待できる。 本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、下記の実施例に限定されるものではない。 ＭＦＲ値（ＪＩＳＫ７２１０：９９）２０のポリプロピレン（ＰＰ）と、２５℃、濃硫酸での１ｇ／１００ｍｌ溶液の相対粘度が２．５のナイロン６（６Ｎ）とを個別に溶融押出した。そして、ＰＰ：６Ｎの比率２：１で紡糸延伸して、放射断面の６Ｎを中心に、三角断面のＰＰが８分割された分割型複合繊維（以下、ＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸ）、１１０ｄｔｅｘ／５０ｆの延伸糸を得た。ＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの紡糸油剤は、ＴＥＲＯＮ ＰＰ−２６７（松本油脂製薬社製）を使用した。 なお、本発明の処理方法の有効性を確認するために、実施例４では、ＰＰの代わりに、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いて、上記の断面形状を有する分割型複合繊維（以下、ＰＥＴ／６Ｎ−ベリーマＸ）を作製し、油剤などの洗浄効果の検討を行った。ＰＥＴ／６Ｎ−ベリーマＸの紡糸油剤は、ＥＳＫ−２０５（竹本油脂社製）を使用した。 得られたＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの延伸糸は、６０〜１００℃、２０分間以上の熱水処理により、図１のような、０．５ｄｔｅｘ以下のポリプロピレンとナイロン６からなる極細繊維に容易に分割される。 本実施例で用いた試料は、ＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの延伸糸をもとに、筒編機ＣＲ−Ｂ型（小池機械製作所製）にて筒編み（１０ｃｍ×３０ｃｍ）を作製し、使用した。その筒編みに付着した油剤などは、パワープラスジョイを含む熱水処理にて洗浄した。 洗浄後の筒編みをソックスレー抽出法により、アセトン可溶性溶出物の含有量を算出した。その方法は、以下に示した通りである。 本発明の処理方法を実施した筒編み（Ａｇ）とアセトン（和光純薬工業社製）１００ｍｌとをソックスレー抽出器に加え、８０〜８５℃で６０分間、還流を行った。得られた溶出物は濃縮後、ヘキサフルオロイソプロパノール（セントラル硝子社製）：クロロホルム（和光純薬工業社製）＝１：１の溶液、アセトンの順に共洗いを行い、アルミカップに移して蒸発乾固した。さらに、そのアルミカップは１０５℃で１時間乾燥させ、常温に戻してから、アルミカップ中のアセトン可溶性溶出物の絶乾質量（Ｂｇ）を測定した。 なお、アセトン可溶性溶出物の含有量（重量％）は、下記式（１）によって決定した。溶出物含有量（重量％）＝（Ｂ／Ａ）×１００ （１） 上記含有量を測定後のアセトン可溶性溶出物は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）（Ｎｅｘｕｓ６７０、ＴｈｅｒｍｏＮｉｃｏｌｅｔ社製）にて分析し、油剤の成分を確認した。 対照例として図２では、本発明の処理方法を用いずに未処理のＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの筒編みをＦＴ−ＩＲで分析して、その吸収スペクトルを示した。図３では、ＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸに使用した紡糸油剤（ＴＥＲＯＮ ＰＰ−２６７）のＦＴ−ＩＲ吸収スペクトルを示した。 図４では、下記比較例２のアセトン可溶性溶出物のＦＴ−ＩＲ吸収スペクトルであり、図５は、下記実施例２のアセトン可溶性溶出物のＦＴ−ＩＲ吸収スペクトルである。図４と図５の吸収スペクトルとアセトン可溶性溶出物を比較することで、パワープラスジョイを加えた熱水処理の方が、油剤の低減に大きな効果があることが明らかとなった。［実施例１］ ＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの筒編みとパワープラスジョイ２０％の水溶液を用いて浴比１：５０、９０〜９５℃で２０分間攪拌し、熱水処理を行った。その後、水で洗浄、脱水後、７０℃の乾燥機で２時間乾燥させてから、ソックスレー抽出法にてアセトン可溶性溶出物の含有量［重量％］を測定した。その結果は表１に示した。［実施例２］ 実施例１のパワープラスジョイの濃度条件を１０％に変えて実施例１と同様に、ＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの筒編みからアセトン可溶性溶出物の含有量［重量％］を求めた。また、その溶出物はＦＴ−ＩＲにて分析し、油剤の成分を確認した。それらの結果は表１と図５に示した。［実施例３］ 実施例１のパワープラスジョイの濃度条件を６％に変えて実施例１と同様に、ＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの筒編みからアセトン可溶性溶出物の含有量［重量％］を求めた。その結果は表１に示した。［比較例１］ 本発明の処理方法を用いずに未処理のＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの筒編みは、ソックスレー抽出法にて、アセトン可溶性溶出物の含有量［重量％］を求めた。その結果は表１に示した。［比較例２］ ＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの筒編みを、繊維用処理剤を用いずに熱水処理のみで１００℃、１０分間で処理し、次に６０℃の温水で１０分間、洗浄してから、上記のソックスレー抽出法にて、アセトン可溶性溶出物の含有量［重量％］を求めた。また、その溶出物はＦＴ−ＩＲにて分析し、油剤の成分を確認した。それらの結果は表１と図４に示した。［比較例３］ ＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの筒編みを、９０〜９５℃、２０分間の熱水処理に続いて、脂肪分解酵素リパーゼＯＦ（Ｃａｎｄｉｄａ ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａの菌株、名糖産業社製）の濃度０．３×１０−２％の水溶液を用いて、３５〜４０℃で１２０分間攪拌した。そして、上記のソックスレー抽出法にて、アセトン可溶性溶出物の含有量［重量％］を求めた。その結果は表１に示した。［比較例４］ ＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの筒編みを、界面活性剤のＳＳＫ−４（松本油脂製薬社製）の濃度３％と水酸化ナトリウム（和光純薬工業社製）の濃度２％からなる水溶液を用いて、９０〜９５℃で２０分間攪拌した。そして、上記のソックスレー抽出法にて、アセトン可溶性溶出物の含有量［重量％］を求めた。その結果は表１に示した。［比較例５］ ＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの筒編みを、界面活性剤のスコアロールＣ−１１０（花王社製）の濃度２％からなる水溶液を用いて、９０〜１００℃で３０分間攪拌した。そして、上記のソックスレー抽出法にて、アセトン可溶性溶出物の含有量［重量％］を求めた。その結果は表１に示した。［比較例６］ ＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの筒編みを、四塩化炭素（和光純薬工業社製）溶液に室温で２４時間、浸漬させた後、その筒編みを乾燥させてから上記のソックスレー抽出法にて、アセトン可溶性溶出物の含有量［重量％］を求めた。その結果は表１に示した。［実施例４］ ポリプロピレンをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に変えたＰＥＴ／６Ｎ−ベリーマＸの分割型複合繊維の筒編みを作製し、評価した。なお、紡糸油剤は、ＥＳＫ−２０５（竹本油脂社製）を使用した。その筒編みは、パワープラスジョイ１０％の水溶液を用いて浴比１：５０、９０〜１００℃で３０分間攪拌し、熱水処理を行った。その後、水で洗浄、脱水後、７０℃の乾燥機で２時間乾燥させてから、上記のソックスレー抽出法にてアセトン可溶性溶出物の含有量［重量％］を測定した。その結果は表１に示した。［比較例７］ ＰＥＴ／６Ｎ−ベリーマＸの筒編みは、四塩化炭素（和光純薬工業社製）溶液に室温で２４時間、浸漬させた後、その筒編みを乾燥させてから上記のソックスレー抽出法にて、アセトン可溶性溶出物の含有量［重量％］を求めた。その結果は表１に示した。［比較例８］ ＰＥＴ／６Ｎ−ベリーマＸの筒編みは、界面活性剤のスコアロールＣ−１１０（花王社製）の濃度２％からなる水溶液を用いて、９０〜１００℃で３０分間攪拌した。そして、上記のソックスレー抽出法にて、アセトン可溶性溶出物の含有量［重量％］を求めた。その結果は表１に示した。 図２では、ポリプロピレンとナイロン６からなる未処理のＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの筒編みを用いて測定した赤外線吸収スペクトルであり、ナイロン６は、１５４４ｃｍ−１、１６４１ｃｍ−１、３３００ｃｍ−１付近に特徴的な吸収ピークが見られた。ポリプロピレンは、１３７７ｃｍ−１、１４６０ｃｍ−１、２８３９〜２９５８ｃｍ−１付近に特徴的な吸収ピークが見られた。 図３では、上記、ＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの延伸糸を得るために使用した、紡糸油剤（松本油脂製薬社製、ＴＥＲＯＮ ＰＰ−２６７）の赤外線吸収スペクトルを示しており、１１１４ｃｍ−１、１７３９ｃｍ−１、２８５７〜２９２６ｃｍ−１付近に特徴的なピークを有していた。 図４は、比較例２で得られたアセトン可溶性溶出物（０．５６重量％）の赤外線吸収スペクトルである。ポリプロピレン由来の溶出物は、１３７８ｃｍ−１、２８５６〜２９５６ｃｍ−１付近に特徴的な吸収ピークを有していた。また、紡糸油剤の吸収ピークは、１１１５〜１１５０ｃｍ−１、１７４２ｃｍ−１付近に特徴的な吸収ピークが確認された。しかし、ナイロン６由来の溶出物のピークは検出されておらず、熱水処理のみにてほとんど除去されたものと推定される。 図５は、実施例２で得られたアセトン可溶性溶出物（０．３３重量％）の赤外線吸収スペクトルである。図４と図５を比較すると、同様のポリプロピレン由来の溶出物と紡糸油剤の吸収ピークが見られた。また、繊維用処理剤として加えたパワープラスジョイの吸収ピークが１２０７〜１２４９ｃｍ−１などで確認されたが、アセトン可溶性溶出物の含有量は０．５６［重量％］から０．３３［重量％］へと減少しており、それに伴い筒編み中に多量に付着していた紡糸油剤も減少したと考えられる。 本発明の処理方法を用いて、合成繊維および繊維製品に含まれる油剤などを除去することで、合成繊維および繊維製品の染色性、拭き取り性、表面積効果などの機能性の向上が展望される。 例えば、合成繊維および繊維製品に付着した油剤を除去することで、染色工程時における染めムラの防止や染色堅牢度の向上が期待される。或いは、研磨布などから溶出した油剤などの異物による洗浄面の再汚染の防止だけでなく、拭き取り性の向上が期待される。ポリプロピレンとナイロン６からなる、分割型複合繊維の割繊後の断面写真である。未処理のＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸの筒編みの赤外線吸収スペクトルである。ＰＰ／６Ｎ−ベリーマＸで使用した紡糸油剤ＴＥＲＯＮ ＰＰ２６７（松本油脂製薬社製）の赤外線吸収スペクトルである。比較例２に記載の方法で得られたアセトン可溶性溶出物の赤外線吸収スペクトルである。実施例２に記載の方法で得られたアセトン可溶性溶出物の赤外線吸収スペクトルである。合成繊維および繊維製品に含まれる油剤を、界面活性剤と酵素と併用した熱水処理で除去することを特徴とする合成繊維および繊維製品の処理方法。パワープラスジョイ（登録商標、Ｐ＆Ｇ社製）に含まれる酵素と界面活性剤を用いた熱水処理からなる、請求項１に記載の合成繊維および繊維製品の処理方法。前記、繊維および繊維製品の構成成分が、脂肪族骨格を有する親油性ポリマーまたは／およびアミド結合を有する親水性ポリマーからなる、請求項１又は２に記載の合成繊維および繊維製品の処理方法。 【課題】合成繊維および繊維製品の製造、加工工程中に付着した糊剤や油剤などは、合成繊維および繊維製品の異物として、染色性やワイピング性、繊維製品の品質などを低下させる。上記課題を解決するために、合成繊維および繊維製品に含まれる油剤を、界面活性剤と併用して酵素加水分解することを特徴とする処理方法を提供する。【解決手段】合成繊維および繊維製品に含まれる油剤を、界面活性剤と酵素を併用した熱水処理で除去することを特徴とする処理方法。【選択図】図１