JP2010043364A - 脱脂綿の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高温に加熱しなくても、圧縮綿塊の内部まで均一に漂白することのできる脱脂綿の合理的な製造する方法を提供する。
【解決手段】 綿繊維をオーバーマイヤー染色機に詰め込み圧縮綿塊となった状態にする。この圧縮綿塊に精錬処理を施す。精錬処理後に漂白処理を施す。漂白処理に用いる漂白剤水溶液は、過酸化水素水、３号珪酸ソーダ溶液及び水酸化ナトリウムを含有している。漂白剤水溶液中には、さらにポリ−α−ヒドロキシアクリル酸又はその塩が含有されていてもよい。漂白剤水溶液の温度は１００℃以下に調製されている。また、漂白剤水溶液のｐＨは１１〜１２に調製されている。この漂白剤水溶液を、オーバーマイヤー染色機の水溶液噴射筒から噴射させて漂白処理する。漂白処理時間は１．５〜２時間である。漂白処理後に水洗及び中和処理して、脱脂綿を得る。
【選択図】 なし

Description

本発明は、綿繊維を漂白して脱脂綿を製造する方法に関し、特に圧縮された状態の綿繊維（圧縮綿塊）を内部まで均一に漂白して脱脂綿を製造する方法に関するものである。

従来より、脱脂綿は、綿繊維に精錬処理及び漂白処理を施すことにより製造されている。大量の綿繊維を一挙に精錬処理及び漂白処理するには、綿繊維を圧縮してなる圧縮綿塊に精錬処理及び漂白処理するのが合理的である。たとえば、１２００ｋｇの綿繊維を６．５ｍ³程度の体積に圧縮したものに、精錬処理及び漂白処理するのが合理的である。

ところで、綿繊維等の天然セルロース系繊維を漂白するには、従来より、過酸化水素水と水酸化ナトリウムを含有する漂白剤水溶液を用いて行われている（特許文献１の００６２）。一般的には、この方法によって十分な漂白を行えるのであるが、圧縮綿塊を漂白するには、漂白剤水溶液が圧縮綿塊の内部まで行き渡るように、高温に加熱し沸騰させなければならなかった。

しかしながら、高温に加熱するのは熱エネルギー量が多くなり、省エネルギーに反し合理的ではない。また、高温加熱により、綿繊維の損傷、作業環境の悪化及び漂白装置の腐食等といった弊害もあった。

特開平１０−８８４７２号公報（第６頁の［００６２］）

本発明は、高温に加熱しなくても、圧縮綿塊の内部まで均一に漂白しうる方法を提供することを課題とするものである。

この課題の下に、本発明者が種々検討していたところ、漂白剤水溶液に３号珪酸ソーダ溶液を水酸化ナトリウムと共に含有させておけば、高温加熱しなくても、圧縮綿塊の内部まで均一に漂白しうることを偶然に見出した。３号珪酸ソーダ溶液の使用により、何故に、圧縮綿塊の内部まで均一に漂白しうるかという原理は不明である。しかしながら、本発明者は、３号珪酸ソーダ溶液が圧縮綿塊の内部まで浸透しやすい性質を持っており、これにより、過酸化水素等の漂白機能を持つものも、３号珪酸ソーダ溶液と共に圧縮綿塊の内部に至るまで持ち込まれるものと推定している。

すなわち、本発明は、オーバーマイヤー染色機に綿繊維を詰め込み圧縮綿塊となった状態で、精錬処理及び漂白処理を施して脱脂綿を製造する方法において、過酸化水素水、３号珪酸ソーダ溶液及び水酸化ナトリウムを含有し、かつ、その温度が１００℃以下に調整された漂白剤水溶液を使用して、漂白処理することを特徴とする脱脂綿の製造方法に関するものである。

本発明においては、まず、綿繊維をオーバーマイヤー染色機に詰め込む。オーバーマイヤー染色機とは、穿孔部を持つ内側円筒体と、内側円筒体の外側に同心で装着された外側円筒体と、内側円筒体及び外側円筒体の軸となる箇所に存在する水溶液噴射筒とよりなるものであり、主として繊維を染色するのに使用されるが、それ以外に精錬や漂白にも使用されるものである。たとえば、綿繊維の染色を具体例として、その使用方法を説明すれば、内側円筒体の中に綿繊維を詰め込んだ後、染色溶液を水溶液噴射筒から噴射し、内側円筒体の穿孔部からこの染色溶液を排出するのである。このような使用方法により、綿繊維に染色溶液が行き渡り、綿繊維が染色されるのである。

綿繊維を詰め込む量は適宜であるが、一般的には以下のとおりである。すなわち、オーバーマイヤー染色機の内側円筒体の体積が６．５ｍ³であると、その中に１２００ｋｇ程度綿繊維を詰め込む。したがって、詰め込んだ圧縮綿塊の密度は、０．１５〜０．２０ｇ／ｃｍ³程度になる。この程度の量を詰め込むと、綿繊維相互間の間隙は極めて微細なものとなっており、水溶液が通過しにくい状態となる。

綿繊維を詰め込んだ後、公知の方法によって精錬処理を行う。そして、精錬処理を行った後、漂白処理を行う。本発明は、この漂白処理に特徴を有するものであり、漂白剤水溶液として、過酸化水素水、３号珪酸ソーダ溶液及び水酸化ナトリウムを含有するものを用いる。漂白剤水溶液中における過酸化水素の濃度（過酸化水素水中の過酸化水素換算濃度）は、０．１〜１．０質量％程度であるのが好ましい。漂白剤水溶液中における３号珪酸ソーダ溶液の濃度は、０．５〜１．５質量％程度であるのが好ましい。水酸化ナトリウムの濃度は、１〜２質量％程度であるのが好ましい。なお、３号珪酸ソーダ溶液と水酸化ナトリウムの質量比は、３号珪酸ソーダ溶液：水酸化ナトリウム＝１：１．５〜３．０程度であるのが好ましい。ここで、３号珪酸ソーダ溶液とは、水飴状の溶液であって、Ｎａ₂Ｏ・３ＳｉＯ₂と水とから構成されているものである。３号珪酸ソーダ溶液は、酸化ナトリウムに対する酸化珪素のモル比が３となっており、そのモル比が２．５である２号珪酸ソーダ溶液やモル比が２である１号珪酸ソーダ溶液とは異なるものである。

漂白剤水溶液中には、更にポリ−α−ヒドロキシアクリル酸又はその塩を含有していてもよい。ポリ−α−ヒドロキシアクリル酸又はその塩は、過酸化水素水の安定剤として機能するものであり、漂白処理時間全体に亙って、過酸化水素による漂白作用を奏せしめるために用いられるものである。漂白剤水溶液中におけるポリ−α−ヒドロキシアクリル酸又はその塩の濃度は、０．１〜１．０質量％程度であるのが好ましい。ここで、ポリ−α−ヒドロキシアクリル酸又はその塩とは、化１で表される構成単位を含むポリマーである。そして、その質量平均分子量は、２０００〜１００００００であるのが好ましく、特に５０００〜８０００００であるのが最も好ましい。

（Ｍは、水素原子，アルカリ金属，アルカリ土類金属，炭素数１〜４の脂肪アミン，アンモニウム，モノアルカノールアミン，ジアルカノールアミン又はトリアルカノールアミンを表す。）

漂白剤水溶液中には、その他に、従来公知の任意の物質が含有されていても良い。たとえば、非イオン性界面活性剤や陰イオン性界面活性剤等の界面活性剤を含有させておくのが好ましい。非イオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテルやアルキルフェニルエーテル等が用いられる。陰イオン系界面活性剤としては、高級アルコールサルフェート、アルキルスルホネート、アルキルベンゼンスルホネート等が用いられる。これらの界面活性剤は、圧縮綿塊の内部に漂白剤水溶液を浸透させやすくするという機能を持ち、脱気浸透剤とも呼ばれる。漂白剤水溶液中における界面活性剤の濃度は、０．１〜１．０質量％程度であるのが好ましい。

漂白剤水溶液のｐＨは、１１〜１２の範囲内に調整されているのが好ましい。この範囲内であると、過酸化水素の漂白作用が最も効果的になるからである。ｐＨを１１〜１２の範囲内に調整するには、アルカリ成分である３号珪酸ソーダと水酸化ナトリウムの濃度を調整することによって行うことができる。ポリ−α−ヒドロキシアクリル酸又はその塩を併用するときは、これによってｐＨが変動するので、このときもｐＨが１１〜１２の範囲内となるよう、３号珪酸ソーダと水酸化ナトリウムの濃度を調整するのが好ましい。

漂白剤水溶液は、オーバーマイヤー染色機の水溶液噴射筒に導入され、圧縮綿塊に向けて噴射される。そして、漂白剤水溶液は、圧縮綿塊の綿繊維相互間の間隙を通って綿繊維に漂白処理を施した後、オーバーマイヤー染色機の内側円筒体の穿孔部を通過し、外側円筒体と内側円筒体の間から排出されるのである。なお、排出された漂白剤水溶液は回収され、再び水溶液噴射筒に導入され、循環させて使用するのが一般的である。オーバーマイヤー染色機の水溶液噴射筒に導入される漂白剤水溶液は、その温度を１００℃以下に設定する。１００℃を超える温度に設定すると、本発明の課題を解決できない。すなわち、本発明は高温加熱による綿繊維の損傷、作業環境の悪化及び漂白装置の腐食等といった弊害を除去することを課題とするものであるから、漂白剤水溶液を１００℃を超える温度に設定しない。漂白剤水溶液の温度は、好ましくは６０〜１００℃であり、より好ましくは８０〜１００℃である。なお、６０℃以下であっても漂白を行うことはできるが、漂白処理時間が長くなる。漂白剤水溶液の温度を６０〜１００℃で、オーバーマイヤー染色機に適用すると、漂白処理時間は１〜３時間程度で、圧縮綿塊の内部まで均一に漂白することができるが、特に１．５〜２時間程度が好ましい。

以上の方法によって、圧縮綿塊に漂白処理が施され、その後、水洗や中和処理等の後処理を行って脱脂綿を得ることができる。本発明においては、圧縮綿塊に漂白処理を施す前に、精錬処理を施すのが一般的である。好ましい精錬処理を説明すると、以下のとおりである。すなわち、有機ホスホン酸又はその塩及びポリカルボン酸又はその塩を含有し、ｐＨ７未満で、その温度が５０〜１００℃に調整された水溶液を用いて精錬処理するのが好ましい。

精錬処理のための水溶液中に含有されている有機ホスホン酸又はその塩は、圧縮綿塊中に含まれている不純物を除去する機能を発揮するものであり、圧縮綿塊中に含まれている灰分、特にカルシウム等のアルカリ土類金属を除去する性能に優れている。有機ホスホン酸としては、アミノトリ（メチレンホスホン酸）又はその塩等のアミノトリ（アルキレンホスホン酸）又はその塩、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸に代表されるヒドロキシエチリデンジホスホン酸又はその塩，ヒドロキシプロピリデンホスホン酸又はその塩等のヒドロキシアルキリデンジホスホン酸又はその塩、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）又はその塩，ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）又はその塩等のエチレンジアミンポリ（アルキレンホスホン酸）又はその塩、１，２，４−トリカルボキシブタン−２−ホスホン酸又はその塩，１，２，４−トリカルボキシヘキサン−１−ホスホン酸又はその塩等のポリカルボキシアルカンホスホン酸又はその塩等が用いられる。なお、塩となっている場合は、アルカリ金属塩，アルカリ土類金属塩，アンモニウム塩，有機アミン塩，モノアルカノールアミン塩，ジアルカノールアミン塩，トリアルカノールアミン塩等の形が一般的である。

精錬処理のための水溶液中に含有されているポリカルボン酸又はその塩も、圧縮綿塊中に含まれている不純物を除去する機能を発揮するものであり、圧縮綿塊中に含まれている灰分、特に鉄等の金属を捕捉し、除去する性能に優れている。ポリカルボン酸又はその塩としては、ポリアクリル酸又はその塩、ポリメタクリル酸又はその塩、ポリマレイン酸又はその塩等が用いられる。なお、塩となっている場合は、有機ホスホン酸塩のときと同様に、アルカリ金属塩，アルカリ土類金属塩，アンモニウム塩，有機アミン塩，モノアルカノールアミン塩，ジアルカノールアミン塩，トリアルカノールアミン塩等の形が一般的である。

精錬処理のための水溶液中には、前記した有機ホスホン酸又はその塩及びポリカルボン酸又はその塩の他に、任意の物質を含有させることができる。たとえば、漂白剤水溶液と同様に、圧縮綿塊の内部に精錬処理のための水溶液を浸透させやすくするため、界面活性剤等を含有させることができる。精練処理で用いる水溶液は、そのｐＨを酸性にすることが必要であり、各種の酸を加えて、ｐＨ調整を行う。ｐＨの値は、酸性であれば良いので７未満であるが、特に３〜４にｐＨ調整するのが好ましい。ｐＨ調整するために添加する酸としては、従来公知のものが用いられるが、特に有機酸を用いるのが好ましい。有機酸は、木綿繊維に損傷を与えにくいためである。有機酸としては、蟻酸、リンゴ酸、蓚酸又は酢酸等を用いることができる。

精錬処理のための水溶液中における各物質の濃度は、以下の程度であるのが好ましい。すなわち、有機ホスホン酸又はその塩の濃度は、０．０１〜０．０５質量％程度である。ポリカルボン酸又はその塩の濃度は、０．０１〜０．１質量％程度である。有機酸の濃度は、水溶液のｐＨにもよるが、０．０５〜２質量％程度である。界面活性剤の濃度は、０．０１〜０．１質量％程度である。

精錬処理は、漂白処理の前に行われるものであるが、漂白処理の場合と同様にオーバーマイヤー染色機を用いて行うのが一般的である。すなわち、オーバーマイヤー染色機の内側円筒体内に綿繊維を詰め込んで圧縮綿塊とした後、精錬処理のための水溶液を水溶液噴射筒に導入し、圧縮綿塊に向けて噴射し、以後は漂白処理の場合と同様に水溶液を循環させて、精錬処理を行うのが一般的である。水溶液噴射筒に導入する際の水溶液の温度は、５０〜１００℃で十分である。上記した組成の水溶液を用いれば、１００℃を超える温度にしなくとも、十分に精練処理が行える。水溶液を１００℃を超える温度にすると、綿繊維が損傷を受けるので好ましくない。

本発明は、３号珪酸ソーダを含有する特定の漂白剤水溶液を用いて漂白処理するため、オーバーマイヤー染色機に綿繊維を詰め込み圧縮綿塊となった状態において、しかも、漂白剤水溶液を１００℃を超える温度に設定しなくても、圧縮綿塊の内部まで均一に漂白しうるという効果を奏する。したがって、脱脂綿の製造を、省エネルギーで行いながら、綿繊維の損傷、作業環境の悪化及び漂白装置の腐食等といった弊害を防止できる。よって、本発明によれば、合理的に脱脂綿を得ることができる。

実施例１
内側円筒体の容積が６．５ｍ³のオーバーマイヤー染色機に、１２００ｋｇの綿繊維を詰め込んで圧縮綿塊とした。
そして、精錬処理のための水溶液を以下の組成で調製し、ｐＨ４．０で温度を９０℃とした。
［精錬処理のための水溶液組成］
ポリマレイン酸 ０．２ｇ／Ｌ
１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸 ０．１２５ｇ／Ｌ
蟻酸 ０．８５ｇ／Ｌ
非イオン界面活性剤 ０．３ｇ／Ｌ
（日華化学株式会社製、商品名「サンモールＣＳ−３００」）
浸透脱気剤 ０．２ｇ／Ｌ
（アルキルフェニルエーテル、日華化学株式会社製、商品名「ＮＳ−１０）
この水溶液を、オーバーマイヤー染色機の水溶液噴射筒に導入し、循環させながら約１０分間精錬処理を行った。精錬処理を行った後、常温の水を水溶液噴射筒に導入し、水を循環させて水洗を行った。

水洗後、漂白剤水溶液を以下の組成で調製し、ｐＨ１１．８で温度を８０℃とした。
［漂白剤水溶液組成］
３号珪酸ソーダ ８．０ｇ／Ｌ
過酸化水素水（過酸化水素濃度３５質量％） ８．０ｇ／Ｌ
非イオン界面活性剤 ５．０ｇ／Ｌ
（七福化学株式会社製、商品名「フクゾール７５」）
水酸化ナトリウム １５．０ｇ／Ｌ
ポリ−α−ヒドロキシアクリル酸ナトリウム ４．０ｇ／Ｌ
浸透脱気剤 ０．５ｇ／Ｌ
（アルキルフェニルエーテル、日華化学株式会社製、商品名「ＮＳ−１０）
この漂白剤水溶液を、オーバーマイヤー染色機の水溶液噴射筒に導入し、循環させながら約１．５時間漂白処理を行った。漂白処理を行った後、温水を水溶液噴射筒に導入し、水を循環させて水洗を行った。その後、さらに硫酸水溶液（濃度１．０ｇ／Ｌ）を、オーバーマイヤー染色機の水溶液噴射筒に導入し、循環させながら中和処理を行い、脱脂綿を得た。

実施例２
漂白剤水溶液の温度を１００℃とし、かつ、漂白時間を２時間にした他は、実施例１と同様の方法で脱脂綿を得た。

実施例１及び２で得られた脱脂綿を、日本薬局方脱脂綿規格に規定された測定方法に基づき、脱脂綿中の水溶性物質量（ｍｇ）、灰分量（質量％）、沈降速度（ｓｅｃ）及び吸水量（ｇ）を測定した。その結果を表１に示した。
［表１］
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水溶性物質量 灰分量 沈降速度 吸水量
（ｍｇ） （質量％） （ｓｅｃ） （ｇ）
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実施例１ ７．９ ０．１４ ２．０ １３３．１
実施例２ ８．４ ０．１８ ２．０ １３３．９
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表１の結果から、実施例１及び２に係る方法で得られた脱脂綿は、いずれも日本薬局方脱脂綿規格に適合する特性を有するものであった。また、漂白剤水溶液の温度や漂白時間が多少変動しても、得られる脱脂綿の特性は、殆ど変動しないことが分かる。

Claims (7)

1. オーバーマイヤー染色機に綿繊維を詰め込み圧縮綿塊となった状態で、精錬処理及び漂白処理を施して脱脂綿を製造する方法において、過酸化水素水、３号珪酸ソーダ溶液及び水酸化ナトリウムを含有し、かつ、その温度が１００℃以下に調整された漂白剤水溶液を使用して、漂白処理することを特徴とする脱脂綿の製造方法。
2. 漂白剤水溶液に、更にポリ−α−ヒドロキシアクリル酸又はその塩が含有されている請求項１記載の脱脂綿の製造方法。
3. 漂白剤水溶液の温度が６０〜１００℃に調整されている請求項１記載の脱脂綿の製造方法。
4. 漂白剤水溶液のｐＨが１１〜１２に調整されている請求項１記載の脱脂綿の製造方法。
5. 漂白剤水溶液中の３号珪酸ソーダ溶液の濃度が０．５〜１．５質量％である請求項１記載の脱脂綿の製造方法。
6. 漂白処理の時間が１．５〜２時間である請求項１記載の脱脂綿の製造方法。
7. 精錬処理が、有機ホスホン酸又はその塩及びポリカルボン酸又はその塩を含有し、ｐＨ７未満で、その温度が５０〜１００℃に調整された水溶液を用いて行われる請求項１記載の脱脂綿の製造方法。