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技術 コットン繊維集合体の製造方法

出願人 丸三産業株式会社
発明者 片山滋雄
出願日 2015年5月15日 (5年9ヶ月経過) 出願番号 2015-100223
公開日 2016年12月22日 (4年2ヶ月経過) 公開番号 2016-216840
状態 特許登録済
技術分野 繊維製品への有機化合物の付着処理 不織物
主要キーワード 高保温性 コットン綿 抗菌性微粒子 石臼式粉砕機 短冊片 機能性微粒子 高吸水性 コットン繊維
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年12月22日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

コットン綿コットン不織布等のコットン繊維群中のコットン繊維相互間を、コットン繊維の高吸湿性高吸水性及び風合を損なわずに、接合する方法を提供する。

解決手段

脱脂されたコットンを粉砕処理してフィブリル化コットンを得る。フィブリル化コットンを水に分散させてコットンスラリーを得る。コットンスラリー中のフィブリル化コットンの濃度は1〜5質量%である。また、フィブリル化コットンの平均繊維長は0.1mm以下である。コットンスラリー中には、抗菌性無機微粒子や消臭性無機微粒子が含有されていてもよい。このコットンスラリーをコットン綿やコットン不織布等のコットン繊維群を付与する。これにより、コットン綿やコットン不織布等のコットン繊維相互間がフィブリル化コットンで接合される。

概要

背景

多数のコットン繊維からなるコットン不織布等のコットン繊維群は、コットン繊維の持つ高吸湿性高吸水性高保温性及び風合の良好さ等により、従来より、衣料品衛生用品として用いられている。コットン不織布等のコットン繊維群の引張強度等を向上させる場合、樹脂バインダーを用いて、コットン繊維相互間を接着するのが一般的である。また、コットン繊維群中のコットン繊維表面に、抗菌性、消臭性又は紫外線吸収性等を持つ機能性微粒子を付着させる場合においても、樹脂バインダーを用いるのが一般的である。

しかしながら、樹脂バインダーを用いてコットン繊維相互間を接着すると、コットン繊維表面も樹脂被覆されるため、コットン繊維の持つ高吸湿性、高吸水性及び風合の良好さ等が損なわれる。また、コットン繊維表面に機能性微粒子を付着する場合は、機能性微粒子表面が樹脂で被覆され、所望の抗菌性等が低下するという問題があった。

本発明者は、樹脂バインダーに代えて、コットン繊維と同種のものがバインダーとして機能しないか検討していたところ、コットンを粉砕処理したものが使用しうるのではないかと考え、種々検討した結果、本発明に至ったものである。なお、コットンを粉砕処理したものを、パルプと共に抄紙することが知られているが(特許文献1)、この粉砕処理したコットンはバインダーとして機能するものではない。この粉砕処理したコットンは、紙に柔軟さを付与するためのものである。

特許第5452154号公報(請求項1)

概要

コットン綿やコットン不織布等のコットン繊維群中のコットン繊維相互間を、コットン繊維の高吸湿性、高吸水性及び風合を損なわずに、接合する方法を提供する。脱脂されたコットンを粉砕処理してフィブリル化コットンを得る。フィブリル化コットンを水に分散させてコットンスラリーを得る。コットンスラリー中のフィブリル化コットンの濃度は1〜5質量%である。また、フィブリル化コットンの平均繊維長は0.1mm以下である。コットンスラリー中には、抗菌性無機微粒子や消臭性無機微粒子が含有されていてもよい。このコットンスラリーをコットン綿やコットン不織布等のコットン繊維群を付与する。これにより、コットン綿やコットン不織布等のコットン繊維相互間がフィブリル化コットンで接合される。

目的

本発明は、コットン繊維群中のコットン繊維相互間を、コットン繊維の高吸湿性、高吸水性及び風合を損なわずに、接合する方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

コットン粉砕処理して得られたフィブリル化コットンが水に分散しているコットンスラリーを、コットン繊維群に付与して、該コットン繊維群中の各コットン繊維相互間を該フィブリル化コットンで接合することを特徴とするコットン繊維集合体の製造方法。

請求項2

コットン繊維群がコットン繊維よりなるコットン乾式不織布又はコットン湿式不織布である請求項1記載のコットン繊維集合体の製造方法。

請求項3

コットンスラリー中に機能性微粒子が含有されている請求項1記載のコットン繊維集合体の製造方法。

請求項4

フィブリル化コットンの平均繊維長が0.1mm以下である請求項1記載のコットン繊維集合体の製造方法。

請求項5

コットンスラリー中のフィブリル化コットンの濃度が1〜5質量%である請求項1記載のコットン繊維集合体の製造方法。

請求項6

脱脂されたコットンを粉砕処理してフィブリル化コットンを得る請求項1記載のコットン繊維集合体の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、コットン粉砕処理して得られたフィブリル化コットンを、コットン不織布等のコットン繊維群に付与して、コットン繊維集合体を製造する方法に関するものである。

背景技術

0002

多数のコットン繊維からなるコットン不織布等のコットン繊維群は、コットン繊維の持つ高吸湿性高吸水性高保温性及び風合の良好さ等により、従来より、衣料品衛生用品として用いられている。コットン不織布等のコットン繊維群の引張強度等を向上させる場合、樹脂バインダーを用いて、コットン繊維相互間を接着するのが一般的である。また、コットン繊維群中のコットン繊維表面に、抗菌性、消臭性又は紫外線吸収性等を持つ機能性微粒子を付着させる場合においても、樹脂バインダーを用いるのが一般的である。

0003

しかしながら、樹脂バインダーを用いてコットン繊維相互間を接着すると、コットン繊維表面も樹脂被覆されるため、コットン繊維の持つ高吸湿性、高吸水性及び風合の良好さ等が損なわれる。また、コットン繊維表面に機能性微粒子を付着する場合は、機能性微粒子表面が樹脂で被覆され、所望の抗菌性等が低下するという問題があった。

0004

本発明者は、樹脂バインダーに代えて、コットン繊維と同種のものがバインダーとして機能しないか検討していたところ、コットンを粉砕処理したものが使用しうるのではないかと考え、種々検討した結果、本発明に至ったものである。なお、コットンを粉砕処理したものを、パルプと共に抄紙することが知られているが(特許文献1)、この粉砕処理したコットンはバインダーとして機能するものではない。この粉砕処理したコットンは、紙に柔軟さを付与するためのものである。

0005

特許第5452154号公報(請求項1)

発明が解決しようとする課題

0006

本発明は、コットン繊維群中のコットン繊維相互間を、コットン繊維の高吸湿性、高吸水性及び風合を損なわずに、接合する方法を提供することを課題とするものである。また、コットン繊維表面に機能性微粒子を付着させる際、その各種機能を低下させずに付着させる方法を提供することを課題とするものである。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、コットンを粉砕処理して得られたフィブリル化コットンを、コットン繊維相互間の接合材として使用することにより、上記課題を解決したものである。すなわち、本発明は、コットンを粉砕処理して得られたフィブリル化コットンが水に分散しているコットンスラリーを、コットン繊維群に付与して、該コットン繊維群中の各コットン繊維相互間を該フィブリル化コットンで接合することを特徴とするコットン繊維集合体の製造方法に関するものである。

0008

まず、フィブリル化コットンについて説明する。フィブリル化コットンは、コットンを粉砕処理して得られたものである。粉砕処理は、一般的な粉砕機を用いて行えるが、具体的には石臼形式の粉砕機を用いるのが好ましい。また、粉砕処理の前に、コットンを切断して、その繊維長を短くしておく方が効率が良い。具体的には、3mm程度以下にコットンを切断し、それを水に分散させて粉砕機に導入するのが好ましい。さらに、コットンは脱脂処理しておくのが好ましい。脱脂処理をしないと、コットンが水に分散しにくくなる傾向が生じる。

0009

コットンを粉砕処理すると、その繊維長が短くなると共に多数の枝分かれが生じて、フィブリル化コットンとなる。フィブリル化コットンの平均繊維長は任意であるが、一般的には、100μm以下であるのが好ましく、特に10μm以下となるように粉砕処理するのが好ましい。

0010

フィブリル化コットンは、水に分散した状態、すなわちコットンスラリーの状態で用いられる。コットンスラリー中におけるフィブリル化コットンの濃度は1〜5質量%程度であるのが好ましい。この濃度が1質量%未満になると、フィブリル化コットンによるコットン繊維相互間の接合強力が低下する傾向が生じる。

0011

コットンスラリー中には、抗菌機能消臭機能を持つ機能性微粒子を含有させておいてもよい。機能性微粒子は、コットンスラリー中に1〜5質量%程度含有させておくのが好ましい。機能性微粒子を含有させておくと、フィブリル化コットンと共に機能性微粒子がコットン繊維表面に付着する。機能性微粒子としては、一般的に、抗菌機能や消臭機能を持つ無機系微粒子が用いられる。具体的には、二酸化チタン微粒子酸化亜鉛微粒子等が採用されるが、これに限定されず公知の各種機能を持つ機能性微粒子を採用することができる。

0012

コットンスラリーは、コットン繊維群に付与される。コットン繊維は、綿花から摘み取った繊維であって、平均繊維長が20〜30mm程度のものである。コットン繊維群としては、複数本のコットン繊維よりなるもので、単にコットン繊維を集めたコットン綿やコットン繊維同士を堆積した後に水流等で絡み合わせてなるコットン乾式不織布が用いられる。また、平均繊維長が3mm程度以下に切断してなるコットン繊維を抄紙して得られたコットン湿式不織布も用いることができる。

0013

コットンスラリーをコットン繊維群に付与する方法としては、コットンスラリー中にコットン綿或いはコットン不織布を投入する方法、又はコットン綿或いはコットン不織布にコットンスラリーを滴下する方法等が挙げられる。コットンスラリーをコットン繊維群に付与した後は、適宜乾燥させてコットン繊維集合体を得ればよい。乾燥後には、コットン繊維相互間にフィブリル化コットンが多数存在し、コットン繊維相互間がフィブリル化コットンで接合された状態となる。

0014

したがって、得られたコットン繊維集合体はその強度が向上する。たとえば、コットン繊維群としてコットン綿やコットン不織布を用いれば、得られたコットン繊維集合体の引張強度が向上する。また、複数枚のコットン不織布を重ね合わせ、その間にコットンスラリーを付与した場合は、重ね合わせたコットン不織布よりなるコットン繊維集合体の剥離強度が向上する。さらに、コットンスラリー中に機能性微粒子を含有させておいた場合には、機能性微粒子がフィブリル化コットンと共に、強固にコットン繊維表面に付着する。

発明の効果

0015

本発明は、コットン繊維群中のコットン繊維相互間を、樹脂バインダーで接合するものではなく、コットン繊維と同種のフィブリル化コットンで接合するものである。したがって、得られたコットン繊維集合体は全てコットン類で構成されており、コットン繊維の持つ高吸湿性、高吸水性及び風合が損なわれないという効果を奏する。また、フィブリル化コットンと共に機能性微粒子を用いた場合には、樹脂バインダーで機能性微粒子をコットン繊維表面に付着させずに、フィブリル化コットンとコットン繊維の接合間に機能性微粒子が付着されるので、その抗菌性や消臭性等の機能が損なわれないという効果も奏する。

0016

[コットンスラリー1の製造例]
脱脂処理したコットンを約2.5mmに切断したものを、水に分散させて濃度2質量%の分散液を得た。この分散液を、石臼式粉砕機(増幸産業株式会社製の「スーパーマスコロイダーMK CA6−2J」)に投入した。石臼式粉砕機は、砥石としてMKGC6−80を用い、砥石の回転数を1800rpmとした。粉砕後の分散液を石臼式粉砕機にさらに4回の投入(合計で5回の投入)を繰り返してコットンスラリーを得た。そして、コットンスラリー中のフィブリル化コットンの濃度を1質量%に調整して、コットンスラリー1を得た。コットンスラリー1中のフィブリル化コットンの平均繊維長は125.6μmであった。なお、平均繊維長は、ベックマンコールター社製の粒度分布測定機LS200で測定したものである。なお、図1はコットンスラリー1中のフィブリル化コットンを取り出し、日本電子株式会社製の走査型電子顕微鏡JCM−5000で観察したSEM写真である。

0017

[コットンスラリー2の製造例]
石臼式粉砕機に投入する回数を6回にする他は、コットンスラリー1の製造例と同一の方法でコットンスラリー2を得た。コットンスラリー2中のフィブリル化コットンの平均繊維長は22.0μmであった。

0018

[コットンスラリー3の製造例]
石臼式粉砕機に投入する回数を8回にする他は、コットンスラリー1の製造例と同一の方法でコットンスラリー3を得た。コットンスラリー3中のフィブリル化コットンの平均繊維長は7.4μmであった。

0019

[コットンスラリー4の製造例]
石臼式粉砕機に投入する回数を10回にする他は、コットンスラリー1の製造例と同一の方法でコットンスラリー4を得た。コットンスラリー4中のフィブリル化コットンの平均繊維長は4.6μmであった。

0020

[コットンスラリー5の製造例]
コットンスラリー4に、ZnOを主成分とする平均粒子径80nmの抗菌性微粒子(大和化学工業株式会社製の抗菌剤FZO)を、その濃度が2質量%となるように投入し、均一に分散させてコットンスラリー5を得た。

0021

[コットンスラリー6の製造例]
コットンスラリー4の水量を減少させて、フィブリル化コットンの濃度が5質量%となるように調整して、コットンスラリー6を得た。

0022

[コットンスラリー7の製造例]
コットンスラリー4の水量を減少させて、フィブリル化コットンの濃度が2質量%となるように調整して、コットンスラリー7を得た。

0023

[コットンスラリー8の製造例]
コットンスラリー4の水量を増加させて、フィブリル化コットンの濃度が0.5質量%となるように調整して、コットンスラリー8を得た。

0024

実施例1
コットン繊維相互間が水流によって交絡されたコットン不織布(コットン乾式不織布、大きさ:100mm×100mm、目付:27g/m2)を、二枚準備した。二枚のコットン不織布を重ね合わせ、その中央部にコットンスラリー1を4g滴下した。そして、自然乾燥させて、二枚のコットン不織布を貼合させたコットン繊維集合体を得た。その後、コットン繊維集合体中の二枚のコットン不織布を剥離させたが、比較的容易に剥離しうるものであった。

0025

実施例2
コットンスラリー1に代えて、コットンスラリー2を使用した他は、実施例1と同一の方法で二枚のコットン不織布を貼合した。その後、二枚のコットン不織布を剥離させたが、比較的剥離しにくいものであった。

0026

実施例3
コットンスラリー1に代えて、コットンスラリー3を使用した他は、実施例1と同一の方法で二枚のコットン不織布を貼合した。その後、二枚のコットン不織布を剥離させたが、剥離は困難であった。

0027

実施例4
コットンスラリー1に代えて、コットンスラリー4を使用した他は、実施例1と同一の方法で二枚のコットン不織布を貼合した。その後、二枚のコットン不織布を剥離させたが、剥離は困難であった。

0028

実施例5
コットンスラリー1に代えて、コットンスラリー6を使用した他は、実施例1と同一の方法で二枚のコットン不織布を貼合した。その後、二枚のコットン不織布を剥離させたが、剥離は困難であった。

0029

実施例6
コットンスラリー1に代えて、コットンスラリー7を使用した他は、実施例1と同一の方法で二枚のコットン不織布を貼合した。その後、二枚のコットン不織布を剥離させたが、剥離は困難であった。

0030

実施例7
コットンスラリー1に代えて、コットンスラリー8を使用した他は、実施例1と同一の方法で二枚のコットン不織布を貼合した。その後、二枚のコットン不織布を剥離させたが、比較的容易に剥離しうるものであった。

0031

実施例1〜4の結果から明らかなように、フィブリル化コットンの平均繊維長が短いほど、コットン繊維相互間の接合強力が高くなることが分かる。特に、平均繊維長が100μmを超えると、接合強力が不十分になることが分かる。また、実施例4〜7の結果から明らかなように、コットンスラリー中のフィブリル化コットンの濃度が高いほど、コットン繊維相互間の接合強力が高くなることが分かる。特に、コットンスラリーの濃度が1質量%未満になると、接合強力が不十分になることが分かる。

0032

実施例8
200mlのコットンスラリー4中に、実施例1で用いたコットン不織布を投入し、攪拌しながら15分間浸漬させた後、引き上げてコットン不織布を自然乾燥し、コットン繊維集合体を得た。このコットン繊維集合体を50mm×100mmの短冊片に切断した試験片を、ミネベア株式会社製の万能引張圧縮試験機TCM−50Jで引張強度を測定したところ、引張強度は38.8N/50mmであった。なお、実施例1で用いたコットン不織布の引張強度は11.4N/50mmであり、コットン不織布の引張強度が向上していることが分かる。

0033

実施例9
200mlのコットンスラリー5中に、コットン綿3gを投入し、攪拌しながら15分間浸漬した後、コットン綿を引き上げて自然乾燥し、コットン繊維集合体を得た。得られたコットン繊維集合体を、日本電子株式会社製の走査型電子顕微鏡JCM−5000で観察したところ、抗菌性微粒子及びフィブリル化コットンがコットン繊維表面に多量に付着しているのが確認できた。なお、SEM写真を図2として示しておいた。

0034

比較例1
コットンスラリー5中からフィブリル化コットンを抜いたものを使用する他は、実施例9と同一の方法により、コットン繊維集合体を得た。このコットン繊維集合体を、日本電子株式会社製の走査型電子顕微鏡JCM−5000で観察したところ、抗菌性微粒子がコットン繊維表面に少量付着しているのが確認できた。なお、SEM写真を図3として示しておいた。

0035

実施例10
脱脂処理したコットンを石臼式粉砕機で粉砕処理して、平均繊維長が5.9μmのフィブリル化コットンが1質量%の割合で水に分散しているコットンスラリーを得た。200mlのコットンスラリー中に、コットン綿3gを投入し、攪拌しながら15分間浸漬した後、コットン綿を引き上げて自然乾燥し、コットン繊維集合体を得た。得られたコットン繊維集合体を、日本電子株式会社製の走査型電子顕微鏡JCM−5000で観察したところ、コットン繊維相互間がフィブリル化コットンで接合されてなる状態を確認することができた。なお、SEM写真を図4として示しておいた。

図面の簡単な説明

0036

コットンスラリー1中のフィブリル化コットンのSEM写真である。
実施例9で得られたコットン繊維集合体のSEM写真である。
比較例1で得られたコットン繊維集合体のSEM写真である。
実施例10で得られたコットン繊維集合体のSEM写真である。

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