JP2002249979A

JP2002249979A - 消臭性敷物

Info

Publication number: JP2002249979A
Application number: JP2001051058A
Authority: JP
Inventors: Takekazu Shimono; 偉和霜野
Original assignee: BIORI KK
Current assignee: BIORI KK
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】結晶型酸化チタン光触媒を消臭剤に用いて消
臭性敷物の実用化を図る。【解決手段】パイル層の表面を構成しているパイル立
毛繊維の先端部分に、バインダー（接着剤）を用いるこ
となく、リン酸カルシウムの外殻に包んで粒径結晶型酸
化チタン光触媒微粒子を吸着させる。結晶型酸化チタン
光触媒微粒子の粒径は１０〜５０ｎｍとする。リン酸カ
ルシウムの微粒子全体に占める比率は５重量％以下にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウイルトンカーペ
ット、アキスミンスターカーペット、フック・ラッグ、
タフテッドカーペット、出入口マット、タイルカーペッ
ト、キッチンマット、電気カーペット、電気カーペット
表面カバー、炬燵敷きカーペット等の表面がパイル層に
覆われた消臭性敷物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】結晶型酸化チタン光触媒は、その強力な
還元・酸化作用がアンモニアやホルマリン等の臭気成分
を分解して無臭成分とする消臭機能を有することからし
て、それを適用して繊維製品に消臭性を付与することが
検討されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】その具体的方法として
は、結晶型酸化チタン光触媒をバインダーと共に繊維に
固着させる方法が挙げられるが、結晶型酸化チタン光触
媒の還元・酸化作用によるバインダーや繊維の劣化が危
惧される。そこで、その使用する繊維やバインダーに、
不活性物質であるゼオライトや非結晶質過酸化チタン、
リン酸カルシウム、シリコン樹脂、フッ素樹脂、メラミ
ン樹脂等を適用することが検討された。しかし、それら
の不活性物質は、繊維製品の色調や風合い（可撓性、吸
湿性、手触り等）を損ない、又、光を遮って結晶型酸化
チタン光触媒の消臭機能を損なう。このような理由で実
用上満足し得る消臭性繊維製品は得られない。

【０００４】

【発明の目的】そこで従来技術を具に検討するに、不活
性物質であるリン酸カルシウムに被覆された結晶型酸化
チタン光触媒では、そのリン酸カルシウムが汚染物質の
吸着剤として生体材料や濾過材料、環境浄化フイルタ
ー、歯磨き粉、漂白剤等に使用されていることからし
て、リン酸カルシウムが結晶型酸化チタン光触媒を繊維
に吸着させるバインダーの機能をも有し、それ故に、格
別シリコン樹脂やフッ素樹脂、メラミン樹脂等のバイン
ダーを用いる必要はないものと考えられた。特に、リン
酸カルシウムを超微粒子にすれば繊維との接触面積が増
えて吸着性を増し、更に、結晶型酸化チタン光触媒の外
殻を構成するリン酸カルシウムを微量にすれば光が遮ら
れることがなく、従って、結晶型酸化チタン光触媒の消
臭機能を妨げることがなく、却って、微粒子の核である
結晶型酸化チタン光触媒の表面に微細な凹凸が出来て益
々吸着性を増し、その結果、臭気成分を捕捉して結晶型
酸化チタン光触媒の消臭作用を促すことになる。そし
て、立毛繊維が細かく分かれていて表面積の大きいパイ
ル面では、空中に漂う臭気成分が立毛繊維に触れ易く、
そこに吸着している結晶型酸化チタン光触媒が極微量で
あっても効果的に消臭機能を営む。又、立毛繊維の太さ
に比して結晶型酸化チタン光触媒が限りなく微細であれ
ば、広い立毛繊維の表面に結晶型酸化チタン光触媒が点
在する恰好になり、結晶型酸化チタン光触媒が立毛繊維
に劣化作用をなすとしても、その劣化は結晶型酸化チタ
ン光触媒の付着している極微細な一部に止まり、立毛繊
維全体が劣化することはないものと考えられた。

【０００５】本発明は、かかる知見を得て完成されたも
のであり、結晶型酸化チタン光触媒による消臭性敷物の
実用化を図ろうとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明に係る消臭
性敷物は、パイル層の表面を構成しているパイル立毛繊
維の先端部分に、リン酸カルシウムの外殻に包まれた粒
径１０〜５０ｎｍの結晶型酸化チタン光触媒微粒子が吸
着しており、その微粒子全体に占めるリン酸カルシウム
の比率が５重量％以下であることを第１の特徴とする。

【０００７】本発明に係る消臭性敷物の第２の特徴は、
上記の第１の特徴に加えて、結晶型酸化チタン光触媒微
粒子が、パイル層全体の０．５重量％以下を占めている
点にある。

【０００８】

【発明の実施の形態】結晶型酸化チタン光触媒の外殻と
してのリン酸カルシウムは、カルシウムイオンやリンイ
オンを含む疑似体液に二酸化チタン超微粒子を投入し、
その表面に析出させて生成する。そのようにして形成さ
れるリン酸カルシウムの外殻は、結晶型酸化チタン光触
媒の表面で平坦ではなく微細な多孔質の突起を成してお
り、臭気成分を捕捉する上でも、又、繊維表面に吸着す
る上でも好都合な形状をなし、その突起間の窪みにおい
て結晶型酸化チタン光触媒の強い消臭機能が営まれるこ
とになる。

【０００９】結晶型酸化チタン光触媒の粒径を１０〜５
０ｎｍとするのは、通常のパイル立毛繊維の太さ（単糸
繊度）が５．５ｄｔｅｘ乃至２２．０ｄｔｅｘであり、
５．５ｄｔｅｘの立毛繊維の直径は約２６μｍ（２６０
００ｎｍ）、２２．０ｄｔｅｘの立毛繊維の直径は５３
μｍ（５３０００ｎｍ）であり、ｎｍ単位で拡大された
立毛繊維の表面には微細な凹凸や隙間が認められるか
ら、その微細な凹凸や隙間に結晶型酸化チタン光触媒が
吸着して離脱し難く、その結果、バインダーが不要にな
るからである。そのように結晶型酸化チタン光触媒が超
微細であれば、たとえ結晶型酸化チタン光触媒が立毛繊
維に劣化作用をしても、その劣化は超微細な一部に止ま
り、立毛繊維全体の劣化は回避される。又、そのように
超微細にすると、結晶型酸化チタン光触媒の比表面積も
大きくなり、それによる消臭効果も高まるので、その使
用量（吸着量）も微量で済み、結晶型酸化チタン光触媒
によって立毛繊維の色調や風合いが損なわれるような不
都合も回避される。

【００１０】微粒子全体に占めるリン酸カルシウムの比
率を５重量％以下にするには、先に述べた通り、リン酸
カルシウムによって完全に光が遮られて結晶型酸化チタ
ン光触媒の消臭機能が妨げられるようなことがないよう
にするため、そして、結晶型酸化チタン光触媒の表面に
臭気成分を捕捉するリン酸カルシウムの微細な多孔質の
突起が形成されるようにするためである。

【００１１】微量の結晶型酸化チタン光触媒を均一にパ
イル立毛繊維に吸着させるには、結晶型酸化チタン光触
媒を水分散液に調製し、パイル布帛のパイル面に散布或
いは塗布し、又は、パイルを形成する前のパイル糸を分
散液に浸漬・絞液して付与する。

【００１２】結晶型酸化チタン光触媒を配合した分散液
にパイル糸を浸漬・絞液して付与する場合、その分散液
にはモノウンデシレン酸グリセリド、塩化ステアリルト
リメチルアンモニウム、流動パラフィン、エチレングリ
コール、セチルアルコール、エタノール等を分散剤とし
て配合する。パイル糸への結晶型酸化チタン光触媒の付
着量は、０．１〜３．０重量％、好ましくは０．２〜
０．５重量％とする。

【００１３】結晶型酸化チタン光触媒を配合した分散液
をパイル面に塗布する場合、その分散液には結晶型酸化
チタン光触媒の分散剤としてタモール系分散剤、例えば
アルキルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物を配合
するとよい。パイル面への結晶型酸化チタン光触媒の付
着量は１〜１０ｇ／ｍ² 、好ましくは１〜５ｇ／ｍ²と
する。そうすると、一般にウイルトンカーペットでは、
厚み（パイル長）が７ｍｍ前後のパイル層の重量は概し
て１０００ｋｇであり、結晶型酸化チタン光触媒微粒子
は、パイル層全体の０．５重量％以下を占めることにな
る。パイルは、カットパイルとループパイルの何れでも
よく、又、カットパイルとループパイルが混在してパイ
ル層を形成していてもよい。

【００１４】パイル層の内部では、パイル立毛繊維に光
が遮られるので、そこに結晶型酸化チタン光触媒が付着
していても消臭機能は営まれず、又、室内の臭気成分が
パイル層の内部の繊維に触れる機会も少ないので、パイ
ル層の内部に結晶型酸化チタン光触媒を介在させても格
別な消臭効果は期待されないので、結晶型酸化チタン光
触媒の有効利用を図る上でも、特に、小サイズの敷物で
あるタイルカーペット等では、パイル面に散布（スプレ
ー）或いは泡状にして塗布（フロス）して結晶型酸化チ
タン光触媒を付与することが推奨される。そのようにパ
イル面に散布或いは塗布して結晶型酸化チタン光触媒を
付与するときは、全ての敷物に対してではなく、消臭性
の要求される敷物にだけ結晶型酸化チタン光触媒を付与
することになるので、結晶型酸化チタン光触媒を付与し
た消臭性敷物の在庫負担も軽減されてコストダウンを図
ることが出来、又、消臭性敷物の多品種少量生産に応え
ることも出来る。

【００１５】本発明における消臭性敷物の消臭性能は、
消臭試験と、その試験後の試験片からの臭気の放出を調
べる放出試験によって測定される。消臭性敷物の消臭性
能の耐クリーニング性については、ソーダ灰３９重量部
と蛋白同化剤（米国ファイザー社製・Ｎｅｏｄｏｌ）２
重量部とトリポリ燐酸ナトリウム２０重量部と五水和性
メタ珪酸ナトリウム３９重量部から成る洗剤１８０ｇｆ
を水１９リットルに溶解した約６０℃の洗浄液を、米国
製サーマックス掃除機を用い、試験の対象となる敷物
（縦横３０ｃｍ×３０ｃｍ）に対し、３０秒間、約８０
ｃｃ噴射し、同時に試料片に付着した洗浄液を吸引除去
する洗浄操作を２回繰り返して２４時間自然乾燥するエ
クストラクションクリーニングを４回行ってから、消臭
試験と放出試験によって消臭性能を調べる。消臭試験
は、５０００ｃｃのテドラーバックに５ｃｍ×５ｃｍの
試験片（敷物）を入れ、一定濃度に調整した臭気ガスを
２０００ｃｃ注入し、２２℃の部屋で、蛍光灯の直下約
１５ｃｍ（照度１１０００Ｌｕｘ）の下に放置し、１５
分間おきにガス検知管で臭気ガスの濃度を測定し、注入
した臭気ガスの減少率（消臭率、単位；％）を調べる。
放出試験は、消臭試験終了後、テドラーバック内のガス
を真空ポンプで完全に排出し、代わりに新鮮な空気を注
入し、乾燥機に入れ、１５分間おきにガス検知管で臭気
ガスの濃度（単位；ｐｐｍ）を測定して行われる。

【００１６】

【実施例１】流動パラフィン４．８重量部、モノウンデ
シレン酸グリセリド３．０重量部、エチレングリコール
４．０重量部、セチルアルコール４．８重量部、エタノ
ール５．０重量部、塩化ステアリルトリメチルアンモニ
ウム７．０重量部、シリコーン・エマルジョン３．０重
量部との混合溶液に、微粒子全体の重量の２重量％を占
めるリン酸カルシウムの外殻に包まれた粒径分布２０〜
３０ｎｍの結晶型酸化チタン光触媒微粒子を配合し、攪
拌しつつ水を加えて混合溶液全体量に対する結晶型酸化
チタン光触媒微粒子の配合量を０．３重量％に調製し、
吸尽染色機を用いて５０℃にて３０分間処理した５２８
０ｄｔｅｘ（１３２０ｄｔｅｘ単糸２本撚×２本引き揃
え）ナイロン・マルチフイラメント消臭性パイル糸を用
いて、パイル層重量１３００ｇｆｇ／ｍ² ・パイル層厚
み７ｍｍのナイロンパイル・消臭処理ウイルトンカーペ
ットを製織した。このナイロン・マルチフイラメント消
臭性パイル糸に対する結晶型酸化チタン光触媒の付着量
は０．２重量％であった。

【００１７】上記実施例１に係る消臭処理ウイルトンカ
ーペットＡと、上記実施例１の消臭無処理のナイロン・
マルチフイラメントパイル糸（５２８０ｄｔｅｘ）を使
用したパイル層重量１３００ｇｆｇ／ｍ² ・パイル層厚
み７ｍｍの消臭無処理ウイルトンカーペットＢと、他社
の消臭処理の施された１８８０ｄｔｅｘ（９４０ｄｔｅ
ｘ単糸２本撚）ナイロン・マルチフイラメント消臭性パ
イル糸を用いたハイカット・ローループ消臭処理他社タ
フテッドカーペットＣ（パイル層重量７５０ｇｆ／ｍ²
・７ｍｍカットパイル・３．５ｍｍループパイル）の消
臭性能とその耐クリーニング性について、アンモニアを
臭気ガスに用い、消臭試験と放出試験を行った。その消
臭試験の結果は表１と図１のグラフに、放出試験の結果
は表２と図２のグラフに示す通りである。図１と図２に
おいて、「□」は洗濯前のカーペットＡ、「・」は洗濯
後のカーペットＡ、「△」はカーペットＢ、「△」は洗
濯前のカーペットＣ、「×」は洗濯後のカーペットＣの
データをそれぞれ表す。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】上記実施例１に係る消臭処理ウイルトンカ
ーペットＡと、前記消臭無処理ウイルトンカーペットＢ
と前記他社他社タフテッドカーペットＣの消臭性能とそ
の耐クリーニング性について、酢酸を臭気ガスに用い、
消臭試験を行った。その消臭試験の結果は表３と図３の
グラフに示す通りである。図３において、「□」は洗濯
前のカーペットＡ、「・」は洗濯後のカーペットＡ、
「△」はカーペットＢ、「△」は洗濯前のカーペット
Ｃ、「×」は洗濯後のカーペットＣのデータをそれぞれ
表す。

【００２１】

【表３】

【００２２】

【実施例２】実施例１に用いた処理溶液を用い、吸尽染
色機を用いて５０℃にて３０分間処理した１．７メート
ル番手（５メートル番手単糸３本撚）羊毛繊維・消臭性
パイル糸を用いて、パイル層重量１３５０ｇｆ／ｍ² ・
パイル層厚み７ｍｍの羊毛繊維パイル・消臭処理ウイル
トンカーペットを製織した。この羊毛繊維・消臭性パイ
ル糸に対する結晶型酸化チタン光触媒の付着量は０．２
重量％であった。

【００２３】上記実施例２に係る消臭処理ウイルトンカ
ーペットＤと、上記実施例２の消臭無処理の羊毛繊維パ
イル糸（５メートル番手単糸３本撚）を使用したパイル
層重量１３５０ｇｆｇ／ｍ² ・パイル層厚み７ｍｍの消
臭無処理ウイルトンカーペットＥの消臭性能について、
アセトアルデヒドを臭気ガスに用い、消臭試験を行っ
た。その消臭試験の結果は表４と図４のグラフに示す通
りである。図４において、「□」はカーペットＤ、
「△」はカーペットＥのデータをそれぞれ表す。

【００２４】

【表４】

【００２５】上記実施例２に係る消臭処理ウイルトンカ
ーペットＤと、前記消臭無処理ウイルトンカーペットＥ
の消臭性能について、ピリジンを臭気ガスに用い、消臭
試験を行った。その消臭試験の結果は表５と図５のグラ
フに示す通りである。図５において、「□」はカーペッ
トＤ、「△」はカーペットＥのデータをそれぞれ表す。

【００２６】

【表５】

【００２７】

【発明の効果】本発明では、消臭機能を有する結晶型酸
化チタン光触媒が、粒径１０〜５０ｎｍの超微粒子であ
り、吸着剤として生体材料や濾過材料、環境浄化フイル
ター、歯磨き粉、漂白剤等に使用されているリン酸カル
シウムによって被覆されているので、バインダーを用い
ることなく立毛繊維に吸着させることが出来、消臭処理
によってパイル面の風合い（可撓性、吸湿性、手触り
等）が損なわれることがない。そして、結晶型酸化チタ
ン光触媒が超微粒子であるが故に比表面積が大きく、
又、リン酸カルシウムが汚染物質を吸着させて結晶型酸
化チタン光触媒の消臭機能を促進するので、その使用量
が微量で済み、パイル面の色調を損なうことがない。更
に、結晶型酸化チタン光触媒が超微粒子であり、その使
用量も微量なので、立毛繊維の表面に疎らに点在し、そ
れが仮に劣化作用をなすとしても、その劣化は極微細な
一部に止まり立毛繊維全体が劣化することはなく、特
に、結晶型酸化チタン光触媒の表面が不活性物質のリン
酸カルシウムに被覆されているので、立毛繊維の劣化は
回避される。

【００２８】本発明の実施の際に使用されるモノウンデ
シレン酸グリセリド、塩化ステアリルトリメチルアンモ
ニウム、流動パラフィン、アルキルナフタレンスルホン
酸ホルマリン縮合物等の分散剤が結晶型酸化チタン光触
媒の立毛繊維への吸着を促すものとして一種のバインダ
ーと見ることが出来るとしても、それらは低分子量の物
質であって接着性樹脂ではなく、それらの分散剤が結晶
型酸化チタン光触媒と共に立毛繊維に吸着しているとし
ても、そのことによって本発明の技術的範囲が縮減され
ることはない。即ち、本発明において「分散剤」とは、
結晶型酸化チタン光触媒を水に分散させる助剤であり、
それが洗濯時に立毛繊維からの結晶型酸化チタン光触媒
の離脱・流失を促さないものであればよく、従って、繊
維に耐水性の機能を付与する撥水剤、撥油剤、撥水・撥
油剤、防汚剤、帯電防止剤、防炎剤、抗菌剤、柔軟剤等
の機能性繊維仕上剤も、結晶型酸化チタン光触媒を水に
分散させる助剤となるのであれば、それを「分散剤」と
して使用することが出来る。その場合には、結晶型酸化
チタン光触媒による消臭性能に加えて、それらの繊維仕
上剤の機能性も敷物に付与されることになり、本発明の
産業上の利用性が助長されることになる。

【００２９】一方、表面を被覆する不活性物質のリン酸
カルシウムも微粒子全体の５重量％以下であるため、結
晶型酸化チタン光触媒がリン酸カルシウムに遮光されな
い微細な隙間に露出する恰好になり、その光触媒として
の消臭機能が格別損なわれることにもならず、却って、
リン酸カルシウムが微細な多孔質の突起を形成して臭気
成分を捕捉する機能も高まるので、結晶型酸化チタン光
触媒による消臭効果も高まる。本発明では、室内の全床
面積を占め、毛羽立っていて空気との接触面積の大きい
パイル面に結晶型酸化チタン光触媒を適用したので、そ
の消臭機能が遺憾なく発揮され、本発明の消臭性敷物は
室内空気の浄化装置としての実用価値も発揮することに
もなる。

【００３０】かくして本発明によると、結晶型酸化チタ
ン光触媒によって立毛繊維が劣化したり、色調や風合い
（可撓性、吸湿性、手触り等）が損なわれることがな
く、その消臭機能が臭気成分の吸収によるのではなく臭
気成分の分解作用によるものであるから消臭効果が長期
持続し、実用上満足し得る消臭性敷物が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】敷物による臭気成分の消臭率と放置時間の関係
を示すグラフである。

【図２】敷物からの臭気成分の放出率と放置時間の関係
を示すグラフである。

【図３】敷物による臭気成分の消臭率と放置時間の関係
を示すグラフである。

【図４】敷物による臭気成分の消臭率と放置時間の関係
を示すグラフである。

【図５】敷物による臭気成分の消臭率と放置時間の関係
を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パイル層に覆われた消臭性敷物におい
て、パイル層の表面を構成しているパイル立毛繊維の先
端部分に、リン酸カルシウムの外殻に包まれた粒径１０
〜５０ｎｍの結晶型酸化チタン光触媒微粒子が吸着して
おり、その微粒子全体に占めるリン酸カルシウムの比率
が５重量％以下である消臭性敷物。
【請求項２】前掲請求項１に記載の結晶型酸化チタン
光触媒微粒子が、パイル層全体の０．５重量％以下を占
めている前掲請求項１に記載の消臭性敷物。