形态稳定性纤维素纤维缝制制品的制造方法.pdf

本发明涉及一种形态稳定性纤维素纤维缝制制品的制造方法，所述方法包括纤维素纤维缝制制品中含浸含有形态稳定剂的处理液的浸渍工序、从上述纤维素纤维缝制制品中除去多余的上述处理液的脱液工序、蒸发除去附着在上述纤维素纤维缝制制品中的处理液中的溶剂的干燥工序、展平上述纤维素纤维缝制制品皱褶的熨平工序、让附着在上述纤维素纤维缝制制品中的形态稳定剂反应以赋予形态稳定性的固化工序，上述形态稳定剂使用不副产甲醛水溶液的形态稳定剂，在上述浸渍工序前进行压皱除去，且上述浸渍工序、上述脱液工序及上述干燥工序在上述纤维素纤维缝制制品不发生皱褶的条件下实施。

1、  形态稳定性纤维素纤维缝制制品的制造方法，所述方法包括在纤维素纤维缝制制品中含浸含有形态稳定剂的处理液的浸渍工序、从上述纤维素纤维缝制制品中除去多余的上述处理液的脱液工序、蒸发除去附着在上述纤维素纤维缝制制品中的处理液中的溶剂的干燥工序、展平上述纤维素纤维缝制制品皱褶的熨平工序、让附着在上述纤维素纤维缝制制品中的形态稳定剂反应以赋予形态稳定性的固化工序，其特征在于，上述形态稳定剂不副产甲醛水溶液，且具有在上述浸渍工序前实施的压皱除去工序，上述干燥工序在上述纤维素纤维缝制制品不发生皱褶的条件下实施。

2、  根据权利要求1所述的制造方法，其中上述干燥工序通过旋转式干燥机实施，上述旋转式干燥机中充填的上述纤维素纤维缝制制品的充填条件为5～30kg/m³。

3、  根据权利要求1所述的制造方法，其中上述浸渍工序在上述纤维素纤维缝制制品不发生皱褶的条件下实施。

4、  根据权利要求3所述的制造方法，其中在上述浸渍工序中，其处理液不流动或相对于上述纤维素纤维缝制制品相对地朝一个方向流动，该流速在0～50m/分钟的范围内。

5、  根据权利要求1所述的制造方法，其中上述干燥工序在上述纤维素纤维缝制制品自由收缩的状态下实施。

6、  根据权利要求1所述的制造方法，其中形态稳定剂为4，5-二羟基-1，3-二甲基-2-咪唑烷酮或其二聚物。

7、  根据权利要求1所述的制造方法，其中上述干燥工序的温度条件为40～70℃的范围，上述熨平工序的温度条件为160～180℃的范围，上述固化工序的温度条件为150～170℃的范围。

8、  根据权利要求1所述的制造方法，其中在浸渍液中，上述形态稳定剂的含量为上述浸渍液总量的4.5～6.5质量％的范围，还含有催化剂，该催化剂的含量为上述形态稳定剂的15～30质量％的范围，pH为4～4.9的范围。

9、  根据权利要求6所述的制造方法，其中上述形态稳定剂的含有率为20～40质量％的范围。

10、  根据权利要求8所述的制造方法，其中上述催化剂为硫酸镁与硝酸镁的混合物，其比例，以镁量计，硝酸镁为20～25质量％，硫酸镁为80～75质量％。

11、  根据权利要求8所述的制造方法，其中脱液工序结束后的纤维素纤维缝制制品中含有的处理液的含量为纤维素纤维缝制制品的70～90质量％。

12、  形态稳定性纤维素纤维缝制制品，其中固定在纤维素纤维中的形态稳定剂树脂的固定比例，相对于纤维素纤维为1.5～3.0质量％的范围。

13、  由权利要求1所述的方法制造的形态稳定性纤维素纤维缝制制品。

14、  根据权利要求12所述的形态稳定性纤维素纤维缝制制品，其含有选自棉纤维、麻纤维、再生纤维素纤维及上述各纤维的丝光处理纤维的至少一种纤维。

15、  根据权利要求12所述的形态稳定性纤维素纤维缝制制品，其中制品形态为针织物或编织物。

16、  根据权利要求12所述的形态稳定性纤维素纤维缝制制品，其中制品的种类为外衣、衬衣、内衣、寝具用品或装饰用品。

形态稳定性纤维素纤维缝制制品的制造方法
技术领域
本发明涉及不副产甲醛水溶液的形态稳定性纤维素纤维缝制制品的制造方法及形态稳定性纤维素纤维缝制制品。
背景技术
一直以来都在制造即使洗涤也不起皱、可以免烫穿着的纤维制品。这种纤维制品被称作形态稳定制品，在外衣、衬衣、内衣、寝具品等广泛领域中使用。最近，从过敏问题及安全性等方面考虑，推荐使用不副产甲醛水溶液的形态稳定剂。作为赋予棉、麻等纤维素纤维制品形态稳定性的方法，一般是将纤维在成为布料或织物阶段进行形态稳定处理后，进行缝制加工的方法，关于这种方法已开发出多项技术。另一方面，布料或织物缝制后进行形态稳定处理的方法，认为有小批量能随机应变、易适应于制品多样化等优点。但是，将纤维素纤维加工成布料或织物，进一步缝制加工它们后进行形态稳定处理的方法还达不到实用化。因为缝制后即使对纤维素纤维缝制制品进行形态稳定处理，其表面也发生细小皱褶、外观品位发生问题。这是由于在布料或织物阶段进行形态稳定加工时，可以在给予上述布料等均匀张力的状态下进行热处理，但是缝制制品不能在给予均匀张力的状态下进行热处理。
发明内容
鉴于这种状况，本发明的目的是提供形态稳定性优良、具有制品表面没有皱褶的高外观品位、且不残留甲醛水溶液的形态稳定性纤维素纤维缝制制品的制造方法及形态稳定性纤维素纤维缝制制品。
为了达到上述目的，本发明的纤维素纤维缝制制品的制造方法包括纤维素纤维缝制制品中含浸含有形态稳定剂的处理液的浸渍工序、从上述纤维素纤维缝制制品中除去多余的上述处理液的脱液工序、蒸发除去附着在上述纤维素纤维缝制制品中的处理液中的溶剂的干燥工序、展平上述纤维素纤维缝制制品皱褶的熨平工序、让附着在上述纤维素纤维缝制制品中的形态稳定剂反应以赋予形态稳定性的固化工序，其特征在于上述形态稳定剂不副产甲醛水溶液，且具有在上述浸渍工序前实施的压皱除去工序，上述干燥工序在上述纤维素纤维缝制制品不发生皱褶的条件下进行。
本发明者等首先对形态稳定处理中发生皱褶的原因反复进行了一系列的研究。结果发现，在干燥工序中发生皱褶，该皱褶在其后的熨平工序中暂时消失，但这只是潜在的，在固化工序中，上述潜在的皱褶又表面化。基于这个发现，对在上述干燥工序中防止皱褶发生进行了研究，发现在浸渍工序前先实施除去压皱工序，再在不发生皱褶的条件下实施上述干燥工序，可以防止固化工序中的皱褶的发生，从而完成了本发明。根据本发明，可以不损坏外观品位、且不副产甲醛水溶液，直接对纤维素纤维缝制制品施以形态稳定处理。
附图说明
图1A、图1B及图1C是表示本发明实施例1的电子显微镜观察结果的图。
图2A、图2B及图2C是表示比较例1的电子显微镜观察结果的图。
图3A、图3B及图3C是表示本发明实施例1洗涤30次后的电子显微镜观察结果的图。
图4A、图4B及图4C是表示比较例1洗涤30次后的电子显微镜观察结果的图。
图5是表示实施例1表面皱褶状态的图。
图6是表示比较例1表面皱褶状态的图。
图7是表示比较例2表面皱褶状态的图。
图8是表示比较例4表面皱褶状态的图。
图9是表示本发明实施例1的纤维素纤维的溶解试验结果的电子显微镜观察结果的图。
具体实施方式
通过旋转式干燥机实施上述干燥工序，在上述旋转式干燥机中充填的上述纤维素纤维缝制制品的充填条件优选5～30kg/m³。如果在该条件下实施上述干燥工序，可以更有效地防止皱褶的发生。
在本发明的方法中，上述浸渍工序也优选在上述纤维素纤维缝制制品不发生皱褶的条件下实施。在上述浸渍工序中，其处理液不流动或相对于上述纤维素纤维缝制制品相对地朝一个方向流动，该流速优选0～50m/分钟的范围。通过旋转式干燥机实施上述干燥工序，在上述旋转式干燥机中充填的上述纤维素纤维缝制制品的充填条件优选5～30kg/m³。如果在该条件下实施上述浸渍工序，则可以更有效地防止皱褶的发生。
在本发明的制造方法中，优选上述纤维素纤维缝制制品在自由收缩的状态下实施上述干燥工序及上述固化工序。这样得到的缝制制品，可以更有效地防止皱褶的发生，且提高了耐洗涤性及柔软性。
在本发明的制造方法中，上述形态稳定剂优选4，5-二羟基-1，3-二甲基-2-咪唑烷酮或其二聚物。该形态稳定剂不副产甲醛水溶液。
在本发明的制造方法中，上述干燥工序的温度条件优选40～70℃的范围，上述熨平工序的温度条件优选160～180℃的范围，上述固化工序的温度条件优选150～170℃的范围。
在本发明的浸渍液中，上述形态稳定剂的含量优选为上述浸渍液总量的4.5～6.5质量％地范围，还含有催化剂，该催化剂的含量优选为上述形态稳定剂的15～30质量％的范围，pH优选4～4.9的范围。这样，可以赋予本发明的形态稳定纤维素纤维缝制制品以优良的手感。这种手感特性优良的形态稳定性纤维素纤维缝制制品，其纤维素纤维的上述形态稳定剂树脂的固定比例，相对于纤维素纤维为1.0～3.0质量％的范围。
上述形态稳定剂的含有率优选20～40％的范围。上述催化剂优选硫酸镁与硝酸镁的混合物，其比例，以镁量计，优选硝酸镁为20～25质量％，硫酸镁为80～75质量％。脱液工序结束后的纤维素纤维缝制制品中含有的处理液的含量优选为纤维素纤维缝制制品的70～90质量％。根据这些优选方式，可进一步提高手感特性。
其次，本发明的形态稳定性纤维素纤维缝制制品，是用上述本发明的制造方法制造的。该缝制制品，其表面没有细小皱褶，外观特性优良，而且没有残留甲醛水溶液。另外，本发明的形态稳定性纤维素纤维缝制制品，固定在纤维素纤维中的形态稳定剂树脂的固定比例，相对于纤维素纤维，为1.5～3.0质量％的范围。这种制品手感特性优良。
本发明的纤维素纤维缝制制品中也可以含有选自棉纤维、麻纤维、再生纤维素纤维及上述各纤维的丝光处理纤维的至少一种纤维。该制品形态例如为布料或织物，其制品种类例如有外衣、衬衣、内衣、寝具用品或装饰用品。
下面为本发明的形态稳定性纤维素纤维缝制制品的制造方法的一例。该制造方法是直接赋予纤维素纤维缝制制品以形态稳定性，如下所示，由浸渍工序、脱液工序、干燥工序、熨平工序及固化工序组成。在本发明中，加上这些工序，也可以进一步实施其他工序。
(浸渍工序)
该工序是在纤维素纤维缝制制品中含浸含有形态稳定剂的处理液的工序。纤维素纤维缝制制品没有特别限制，可以是适用于外衣、衬衣、内衣、寝具品或装饰品用途的纤维制品。上述处理液中含有不副产甲醛水溶液的形态稳定剂和催化剂。除此之外，上述处理液中也可以配合纤维素纤维制品的强度下降防止剂、柔软剂、荧光剂等纤维加工助剂。进入浸渍工序的纤维素纤维缝制制品应事先除去不需要的皱褶。有皱褶的纤维素纤维缝制制品进入浸渍工序时，在之后的工序熨平工序中即使赋予平滑性，在固化工序中皱褶也会表面化，得不到平滑的纤维素纤维缝制制品。浸渍工序中的处理液相对于纤维素纤维缝制制品的相对流动，应不断地相对于纤维素纤维缝制制品朝一个方向流动，相对流动速度例如为0～30m/分钟的范围，优选0～20m/分钟的范围，更优选0～10m/分钟的范围。相对流动不是使浸渍液流动，而是在静水状态的浸渍液中浸渍处理对象缝制制品，使缝制制品朝一个方向流动。另外，相对流动速度包括0，意思是包括在静水状态的浸渍液中原样浸渍缝制制品。
(脱液工序)
接着，为了从上述处理液中浸渍的纤维素纤维缝制制品中除去多余的处理液，优选用离心分离机进行脱液。这时，脱液中的纤维素纤维缝制制品负荷的离心力，例如为200～1000m/sec.²的范围，优选200～800m/sec.²的范围，更优选200～600m/sec.²的范围。
(干燥工序)
然后，对脱液处理的纤维素纤维缝制制品施以干燥。干燥机使用通常称作转鼓式干燥机的旋转式干燥机。也有提案在纤维素纤维缝制制品的干燥工序中使用吊在吊架上干燥的吊式干燥机，但是，在这种情况下，干燥初期处理液因重力下落，同一纤维素纤维缝制制品内处理液发生局部不均，处理液的不均使制品颜色变黄，得不到均匀的形态稳定性纤维素纤维缝制制品。旋转式干燥机内部，邻接的纤维制品互相接触旋转，具有干燥初期的流动性期间处理液分布均一化，可以得到均匀的形态稳定性纤维素纤维缝制制品。另外，纤维素纤维干燥时发生收缩，不限制该收缩，促使其自由收缩，有利于得到没有皱褶的纤维素纤维缝制制品。干燥机中充填的纤维素纤维缝制制品的充填量，例如为5～30kg/m³，优选5～25kg/m³，更优选5～20kg/m³的范围。如果该干燥机中充填的纤维素纤维缝制制品的充填量在上述范围内，则干燥后期各纤维素纤维缝制制品不受邻接的纤维素纤维缝制制品的限制，自由收缩，可得到柔软性高的形态稳定性纤维素纤维缝制制品，所以比较理想。干燥条件，例如为50～70℃，优选50～60℃，更优选50～55℃。如果在这样的干燥温度下，即使之后的熨平中纤维素纤维缝制制品平滑化，也能够更有效地防止固化工序中皱褶表面化。干燥工序中的干燥，例如可以以水分率8％以下为基准，根据干燥温度条件和干燥机内纤维素纤维缝制制品的充填量选择干燥时间。
(熨平工序)
接着对干燥处理的纤维素纤维缝制制品进行熨平处理从而展平皱褶。熨平条件例如为150～180℃，优选160～180℃，更优选165～175℃的条件。该熨平处理可以用业务用熨斗、衣服用熨衣机实施。熨平条件如果为150℃以上，则可以将纤维素纤维缝制制品更有效地熨平滑，如果为180℃以下，可以防止纤维素纤维缝制制品变色，得到更高的外观品质。
(固化工序)
接着对经熨平处理的纤维素纤维缝制制品进行固化处理，使形态稳定剂与纤维素纤维反应，赋予形态稳定性。固化条件例如为150～170℃下1～6分钟，优选150～170℃下1～4分钟，更优选150℃下3～4分钟、160℃下2～3分钟、170℃下1～2分钟。如果是这种条件下的固化工序，可更有效地防止形态稳定性纤维素纤维缝制制品穿着时及洗涤时发生皱褶，且还可防止变色，能够得到更高的外观品质。
下面所述为加上外观品质特性外，进一步提高手感特性及耐洗涤特性等的本发明的制造方法的一例。
(浸渍工序)
在浸渍工序中，将处理液含浸在纤维素纤维缝制制品中，处理液含有形态稳定剂和催化剂。形态稳定剂为4，5-二羟基-1，3-二甲基-2-咪唑烷酮及其二聚物的混合物，二聚物的混合率为20～40质量％，处理液中含有该混合物4.5～6.5质量％。催化剂为镁的金属盐，优选硫酸镁及硝酸镁的混合物，其中由镁量的20～25质量％的硝酸镁和镁量的80～75质量％的硫酸镁组成。处理液中含有形态稳定剂的15～30％的催化剂。处理液的pH为4～4.9的范围。如果处理液的形态稳定剂含量为4.5质量％以上，则得到的纤维素纤维缝制制品的形态稳定性更高，如果上述形态稳定剂的含量为6.5质量％以下，则可以防止纤维素纤维缝制制品变黄。如果处理液的催化剂含量为形态稳定剂的8质量％以上，则得到的纤维素纤维缝制制品的形态稳定性更高，如果上述催化剂的含量为12质量％以下，则可以防止纤维素纤维缝制制品变黄。且如果处理液的pH为4.9以下，则得到的纤维素纤维缝制制品的形态稳定性更高，如果上述pH为4以上，则可以防止纤维素纤维缝制制品的变黄。
(脱液工序)
脱液工序中将纤维素纤维缝制制品的70～90质量％的处理液附着在纤维素纤维缝制制品上进行脱液。如果处理液在纤维素纤维缝制制品上的附着为70质量％以上，则可以更有效地防止脱液工序中产生的皱褶在得到的纤维素纤维缝制制品中表面化，如果上述处理液的附着量在90质量％以下，则处理液的附着均匀，可以防止纤维素纤维缝制制品部分变黄。
(基于形态稳定剂与纤维素纤维反应的固定树脂)
如果在上述条件下处理纤维素纤维缝制制品，则相对于纤维素纤维，附着1.8～3.2质量％的固定树脂(形态稳定剂树脂)。如果纤维素纤维缝制制品的固定树脂为1.8～3.2质量％，则本发明的纤维素纤维缝制制品具有更有效的形态稳定性，即使反复洗涤，洗涤后的皱褶发生也不变，另外，本发明的纤维素纤维缝制制品即使反复洗涤，尺寸变化率也不变。且本发明的纤维素纤维制品的手感、洗涤时的耐破损性、外观的保持性及穿着舒适感比天然制品优良，而且不副产甲醛水溶液。
相对于纤维素纤维，1.8～3.2质量％的固定树脂的本发明的形态稳定性纤维素纤维缝制制品，与未加工的天然纤维素纤维制品相比，穿着时的感觉良好、反复洗涤伴随的外观品质的劣化及损伤少，作为纤维制品的耐久性高。一般把纤维素纤维制品列为有刚性的硬制品，而且，反复洗涤时该硬度进一步增加，这已广为人知。本发明的形态稳定性纤维素纤维缝制制品具有柔软、即使反复洗涤也保持初期的柔软性的特性。特别是麻纤维制品中，该硬度显著。麻纤维制品穿着时，微小纤维的弯曲部、突起部接触肌肤，对于不喜欢这种感觉、有敏感肌肤的人，这个问题特别严重。如果将本发明应用于麻制品，该麻制品具有柔软的手感，与未加工的天然制品相比，不仅具有优良的手感，而且反复洗涤也保持该柔软性，反复洗涤时与使用未加工的天然麻的制品相比，柔软性上显示出很大差别。由本发明的方法得到的纤维素纤维缝制制品与未加工的天然纤维素纤维制品相比，具有柔软的手感。因此，本发明的制品之所以具有优良的品质，认为可能是纤维素纤维因固定树脂引起单纤维表面改质，且纤维素纤维的针织品、编织品的纤维间的混合不固定，纤维能够自由活动的缘故。天然纤维素纤维中，伴随洗涤，纤维表面发生微细的破坏，结果，天然纤维素单纤维从分割成许多须状的原纤维开始，原纤维从单纤维表面剥离，该破坏过程反复进行，最终单纤维发生断裂。伴随单纤维的原纤化，天然纤维素制品的表面变成称作擦毛的模糊外观，外观性能发生劣化，通气性下降，穿着舒适感也下降。另外，像麻这种硬纤维容易发生单纤维断裂，纤维制品穿着时有针扎似的不舒服感。天然纤维素纤维中，如果单纤维的断裂继续，以那里作为基点，纤维制品发生目测即能知晓的大的损坏，变得不耐穿。由本发明方法得到的纤维素纤维缝制制品反复洗涤时，与未加工的天然纤维素制品相比，单纤维的原纤化的进行非常少，因此，穿着舒适感的变化、外观品质的劣化及损伤少，作为纤维制品的耐久性高。推测其理由与上述相同。
由本发明方法的反应得到的纤维素纤维缝制制品，该固定树脂从纤维素纤维的表面一直到内部，也包括微细部分，与全部纤维素发生强烈反应。如果在已知的纤维素溶解剂羟基乙二胺铜水溶液中浸渍未加工的纤维素纤维，纤维素纤维全部溶解，纤维形态完全消失，变成溶液状。在本发明的反应条件下得到的纤维素纤维即使浸渍在羟基乙二胺铜水溶液中也能保持纤维形态，认为这种固定树脂的反应形态赋予由本发明得到的纤维素纤维缝制制品洗涤时的高耐久性、高柔软性及高手感特性等。
这样得到本发明的形态稳定性纤维素纤维制品，本制品也可用其他制造方法制造。由本发明得到的纤维素纤维制品形态稳定性优良，作为形态稳定的尺度的洗涤后的皱褶为3.0级以上，即使反复洗涤该数值也不变化，洗涤收缩为初次洗涤时略微有收缩，之后即使反复洗涤，洗涤收缩也不增加。反复洗涤、干燥由本发明的制造方法得到的棉纤维制品和天然的棉纤维制品，结果表明，由本发明的制造方法得到的棉布表面只见微小的表面破坏，而天然的棉纤维发生大的原纤化，由本发明的制造方法得到的纤维素纤维缝制制品显示高的洗涤耐久性。由本发明的制造方法得到的纤维素纤维缝制制品与天然的未加工的纤维素制品相比，柔软性高、穿着舒适。
以下显示本发明的实施例。实施例所示的测定方法按下述方法测定。
(1)洗涤后的皱褶：JIS L 1096、洗涤方法JIS L 0217 103法 滚筒干燥、重复必要的次数。
(2)尺寸变化率：JIS L 1096、洗涤方法JIS L 02127 103法 滚筒干燥、重复5次。
(3)洗涤后的折皱：洗涤方法按JIS L 0217 103法 滚筒干燥、重复5次，目测判定纤维素纤维缝制制品的后身中发生的线状的长度，如果有5cm以上长度的皱褶，则判定为有皱褶发生。
(4)洗涤后的小皱纹：洗涤方法按JIS L 0217 103法 滚筒干燥、重复5次，目测判定纤维素纤维缝制制品的后身中发生的小皱纹，后身中发生小皱纹的试样判定为有小皱纹。
(5)洗涤50次后的皱褶：(1)中记载的洗涤后的皱褶测定法中，洗涤次数重复至50次。
(6)洗涤50次后的尺寸变化率：(2)中记载的尺寸变化率的测定法中，洗涤次数重复至50次。尺寸变化率的测定是测定变化率最大的缝制品的身长的尺寸变化率。
(7)纤维素纤维缝制制品表面的拍照：光源使用500W的侧灯，相机为Nikon F 50mm，1.4F上安装中间环(PR-11)进行拍照。
(8)纤维素单纤维原纤化判定：通过扫描电子显微镜(日本电子公司制JSM-6300F，加速电压5kv)，对纤维素纤维缝制制品的纤维素纤维单纱表面进行拍照，观察、判定纤维素纤维的破损状况。
(9)相对于纤维素纤维的树脂固定量：按照JIS 1041，变更部分试验方法进行测定。
(a)取试样的试验片约5g，将试验片放入200ml的烧杯中，用25℃±2℃的水洗涤。然后在含有肥皂(丝光皂0.25％)、碳酸钠0.25％的200ml 90℃溶液(水浴保温)中处理5分钟后，干透，再将冷却的试验片放入PP制称量瓶中称量。(ml)
(b)将试验片用200ml 20℃ 0.25％盐酸(水浴保温)处理30分钟后，用90℃的热水洗涤5次后，使试验片干透，冷却后，将试验片放入PP制称量瓶中称量。(m2)
(c)树脂固定量M2由下式求出。
M2＝[(m1-m2)/m2]×100
(10)羟基乙二胺铜膨胀、溶解性：切断纤维素单纤维，在1Mol羟基乙二胺铜的水溶液(关东化学株式会社)中浸渍30分钟，如果有纤维素单纤维的残渣，则用扫描电子显微镜拍摄纤维素单纤维的断面，判定纤维素单纤维的膨胀、溶解状态。
下述表1所示组成的处理液，将该处理液的pH调整为4.5。
                               表1