JP2004232167A

JP2004232167A - 繊維構造物

Info

Publication number: JP2004232167A
Application number: JP2003025683A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Shinozaki; 篤史篠崎; Masao Seki; 昌夫関; Masanobu Takeda; 昌信武田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】本発明は、マイナスイオン発生量に優れた繊維構造物を提供せんとするものである。
【解決手段】本発明の繊維構造物は、マイナスイオン発生性物質が、シリコーン樹脂を介して、繊維表面に固着されていることを特徴とするものである。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイナスイオンを発生する繊維構造物に関する。更に詳しくは、衣料、寝具、カーテン、車輌内装材、パーテーションおよび壁装材などのシート用途に広く応用できる柔軟で耐久性にも優れた繊維構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自然界の森林や滝壺、海岸線で人々の心が癒されるのは大気中に多くのマイナスイオンが存在するためと言われている。近年、空気中に放射線や電磁波などが放射されたり、排気ガスなどにより空気中のプラスイオンが増大し我々の身体や環境に悪影響を及ぼしていると言われている。マイナスイオンよりプラスイオンが多くなると、酸化腐敗、体内異常、老化が進むと言われており、近年の我々の身体や、環境、水までも弱酸性化している。このような状況の中で、大気中のマイナスイオンを多くする試みがされ、マイナスイオンを放出する除湿機や空気清浄機、エアコンを設置したり、マイナスイオンを放出する物質を繊維構造物に含有させることなどが例示される。後者のマイナスイオンを放出する物質を繊維に付着させる例が提案されている（特許文献１、２）。これらの無機物質を繊維に付着させるためのバインダー樹脂として従来から繊維加工に使用されるものが提案されているが、バインダー樹脂種によるマイナスイオン発生量がどう変動するかについては全く言及されていない。
【０００３】
【特許文献１】特許第３１９３６５３号明細書
【０００４】
【特許文献２】特開２００１−２７９５７３号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術に鑑み、マイナスイオン発生量に優れた繊維構造物を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、つぎのような手段を採用するものである。すなわち、本発明の繊維構造物は、マイナスイオン発生性物質が、シリコーン樹脂を介して、繊維表面に固着されていることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、マイナスイオンを効率よく放出する繊維構造物について鋭意検討したところ、マイナスイオン発生性物質を、特定なシリコーン樹脂を用いて、繊維表面に固着してみたところ、マイナスイオン発生量が大幅に増大することを究明したものである。
【０００８】
本発明の繊維構造物とは、合成繊維、半合成繊維、天然繊維等公知の繊維を単独あるいは２種以上の混合物からなる織物、編物、不織布、紐およびロープなどであり特に限定することなく使用できる。中でも、洗濯耐久性からポリエステル系繊維が好ましく用いられる。ポリエステル系繊維としては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、ポリプロピ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が好ましく使用される。また、他の成分と共重合したものも使用することができ、他成分としてはイソフタル酸、５−ナトリウムイソフタル酸、メトキシポリオキシメチレンエチレングリコールなどが例示できる。
【０００９】
本発明でいうマイナスイオンとは、マイナスに帯電した空気中の分子を指すものであるが、本発明では、摩擦や振動によって起きる静電気が、揮発性の高い分子に帯電し、その結果、空気中に放出された場合なども含むものである。
【００１０】
かかるマイナスイオンは、本発明では、次の方法により測定したものである。
＜マイナスイオンの測定＞
装置：ＡＩＲＩＯＮＣＯＵＮＴＥＲ（米国・アルファＬＡＢ社製））
測定条件：室温２０±１℃、湿度５０±３％、室内広さ３×５×５ｍ
測定時間５分、吸引量６０Ｌ／分
サンプルサイズ２０×２０ｃｍ
評価内容：測定時間５分間。
【００１１】
マイナスイオンおよびプラスイオンの平均発生量を測定する。
【００１２】
測定手順として、
（１）２０×２０ｃｍの評価対象布を３回重ね織りし、２．５ｃｍ× ２０ｃｍにする。
【００１３】
（２）（１）を経たサンプルの両端から７ｃｍの部分を両手で持ってＡＩＲＩＯＮＣＯＵＮＴＥＲの測定部から１０ｃｍ以内の距離に移動する。
【００１４】
（３）両手使ってサンプルの中央を中心に足が自転車のペダルを踏むがごとくぐるぐると回す。
【００１５】
（４）上記測定手順（１）〜（３）を３回繰り返し、平均値を発生イオン量とする（単位は個／ＣＣ）。
【００１６】
（５）（３）の条件下において、生地の表面荒さに起因するが摩擦は動摩擦において５０Ｐａ以上であり、繰り返し応力は５０Ｐａ以上となる。
【００１７】
かかるマイナスイオン発生性物質としては、竹、桐および茶葉から選ばれた少なくとも１種の植物、トルマリン鉱石などの磁性体鉱物および多孔性無機物質から選ばれた少なくとも１種などを好ましく使用することができる。
【００１８】
まず、竹、桐および茶葉は、これらに含まれる香り成分が非常にマイナスに分極しやすい性質を有することが判明したものである。これらが種々の加工により繊維に含有または付着され、摩擦や振動や熱を加えることにより揮発し、結果的にはマイナスイオンを放出することになる。かかる竹や桐の中でも、とれわけ真竹や桐を凍結乾燥後粉砕したものが好ましい。かかる微粒子化の際、微粒子の径としては、繊維に練り込みなどで含有させる場合には１０μｍ未満が好ましく、より好ましくは１μｍ以下がよい。繊維表面に付着させる場合には、０．１μｍ以上１００μｍ未満が好ましい。なお、茶葉の場合は、日本人が古来より愛飲している緑茶の香りであるから、精神的な癒し効果をも期待することができるのでより好ましい。
【００１９】
かかるトルマリン鉱石などの磁性体鉱物の粉末においては、繊維への加工の場合は、微粒子の形態を有し、粒径が０．１μｍから５０μｍのもの、さらには０．１μｍから１．０μｍのものが、加工する際、概微粒子がバインダーを主成分とする液状の様態をとる場合に分散性の点で好ましい。また、その構成成分としては非常に多くの元素から成り立つが、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ａｌ、Ｎａ、Ｂ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｏ、Ｈが含まれていることが望ましい。かかる磁性体鉱物の例としては、トルマリン鉱石の他に、例えば、モナザイト、バストネサイト等、さらにまた、松鉱石、レアアース鉱石等も使用することができる。
【００２０】
また、さらに別のマイナスイオン発生性物質として、平均細孔半径２０ｎｍ以上の細孔を有し、かつ比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上の無機の多孔質物を好ましく用いることができる。細孔半径が大きくなると、それだけ空隙が増して一般的には比表面積も大きくなる。細孔半径、比表面積が大きいことは、それだけ気体（空気）または液体（水）との接触面積が増えることで活性が高まることを意味する。本発明においては、その意味から、平均細孔半径２０ｎｍ以上の細孔を有し、かつ比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上のものが好ましく用いられる。平均細孔半径は、無機物中に入った空気などの気体や、水などの液体をスムーズに通過させ、マイナスイオンの発生や、遠赤外線の放射や、臭い成分の吸着などの活性を高めるためには大きい方がいいという点から、好ましくは２０ｎｍ以上であり、より好ましくは３０ｎｍ以上である。また、比表面積は、大きいほど空隙があることになり、細孔半径と同様に気体や液体との接触性が向上するという点から、２０ｍ^２／ｇ以上であり、好ましくは３０ｍ^２／ｇ以上である。ここで、平均細孔半径は、カルロエルバ２２００型の装置を用い水銀圧入法細孔分布測定（ＰＤ）方法に従い測定する。また、比表面積は、ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社製ＱＵＡＮＴＡＳＯＲＢＯＳ−８の装置を用い比表面積測定方法に従い測定する。
【００２１】
かかる無機多孔質物の素材としては、無機物であればよく、例えば、多孔質泥、粘土、ケイソウ土、竹炭、木炭、ヤシガラ活性炭、石炭系活性炭、ゼオライト、パーライト等が用いられる。中でも、天然無機物の多孔質泥が好ましく用いられ、主に数千年前に、海中や湖中の各種ネクトン（殻、魚類）、プランクトン（微生物）、藻類などが地殻変動で埋没、堆積したと推定される泥で、特定の地域に分布しているものが好ましく用いられる。例えば福島県東白川郡棚倉町や滋賀県甲賀郡信楽町の山中の断層に含まれている。これらの泥には、二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとが含まれていることが多く、特に、二酸化ケイ素を４０重量％以上、酸化アルミニウムを７重量％以上含む場合、天然物として多孔質構造になりやすいので特に好ましい。また、天然多孔質泥は、３５℃における遠赤外線の放射が認められ、好ましく使用される。
【００２２】
かかる無機多孔質物が焼成してなるものも本発明においては好ましく用いられる。焼成のときに多孔質物にガラス粉末と粘土質粉末を混練させて所定形状に焼結成形させる方法がセラミック化に好ましい。この時の焼成温度は微細多孔質になりやすい１０００〜１５００℃が好ましい。
【００２３】
また人工的に無機多孔質物を得ることも可能である。この際、二酸化ケイ素を１５重量％以上、酸化亜鉛または酸化ジルコニウムまたはアナターゼ型の酸化チタンの少なくとも１つ以上が８５重量％以上の複合酸化物が好ましく、左記の複合酸化物としては日本触媒（株）のＳＸ−Ｔ１（Ｒ）が好適に用いられる。
【００２４】
また、上記の天然および人工の多孔質物としては、水等への分散性の点で、その平均粒子径は０．０１〜５μｍであることが好ましい。また、分散安定剤として無機分散剤または有機分散剤を該多孔質物に対して０．０５〜２０重量％の割合で使用することが好ましい。また、多孔質物を微粒子化するためには、乾式粉砕器、湿式粉砕器等を使用することができる。
【００２５】
本発明において、かかるマイナスイオン発生性物質としては、前記の各種物質の少なくとも１種以上を使用することができるが、これらは、それぞれ単独にまたは複数種混ぜて使うこともできる。複数種混ぜて使う場合には、無機系粉末の発するマイナスイオンと有機系粉末の発する芳香性のあるマイナスイオンおよび抗菌性の相乗効果が期待できるものなどを混合するのが好ましい。
【００２６】
本発明の繊維構造物としては、合成繊維や天然繊維などからなるものを使用することができ、好ましくはポリエステル系繊維を５０重量％以上含む繊維構造物が効果の上からよい。かかるポリエステル系繊維としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピ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が好ましく使用される。また、かかるポリエステル系繊維を構成するポリエステルとしては、第３成分を共重合したものも使用することができ、かかる第３成分としては、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、メトオキシポリオキシエチレングリコールなどを共重合させたものが好ましく使用される。本発明の機能性は、ポリエステル系繊維を５０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上、さらに好ましくは１００重量％含有した繊維構造物である場合に優れた効果を示す。
【００２７】
かかる繊維構造物を構成する繊維としては、前記ポリエステル系繊維の他に、たとえばポリアミド、ポリアクリル等の合成繊維、アセテート、レーヨン等の半合成繊維、羊毛、絹、木綿、麻等の天然繊維が含まれていてもよい。
【００２８】
本発明でいう繊維構造物とは、布帛状物はもちろん、帯状物、紐状物、糸状物など、繊維から構成されるものを含むものである。構造、形状はいかなるものであってもさしつかえないが、好ましくは布帛状のもの、すなわち織物、編物、不織布がよく、複合材料であってもよい。
【００２９】
本発明でいうバインダーとは、マイナスイオン発生性物質を繊維製インテリア用品に固着させるための樹脂を意味するものであって、本発明では、かかるバインダーとして、特定なシリコーン樹脂を使用するところに特徴を有する。すなわち、アミノ変性シリコーン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、ジメチルポリシロキサン、アミド変性シリコーン、カルボキシル変性シリコーンおよびフェニルメチルシリコーンから選ばれた少なくとも１種を使用することができ、これらの中でも、マイナスイオン発生量、洗濯耐久性、風合いなどからアミノ変性シリコーン、メチルハイドロジェンポリシロキサンおよびジメチルポリシロキサンから選ばれた少なくとも１種を使用することができる。
【００３０】
かかるシリコーン樹脂は、たとえば、マイナスイオン発生性物質の水分散液とバインダー水溶液を混合した混合加工液として、この混合加工液に繊維構造物、たとえば布帛を含浸させた後、マングルロールなどで一定量に絞り、ドライ−キュア工程を経て固着させるか、あるいは、この混合加工液を適当な粘度に調整して、ナイフコータやグラビアロールコータ、捺染などで塗布したり、さらに別の方法としては、スプレーで繊維構造物の表面上に、該混合加工液を噴霧したり、グラビアコーター、ナイフコーター等で塗布することもできる。かかる付与処理をした後、８０〜１３０℃で乾燥し、必要に応じて１５０〜２００℃の温度で熱処理（キュア）して固着させることができる。この際、繊維構造物、たとえば生地の表面の表面粗度を向上させたり、捺染時のプリント柄を帯状にして、たとえばプリント柄の幅長さの１倍以上の間隔で帯状のプリントしたりすることは、静摩擦係数を高めるので、マイナスイオンが発生し易い条件となるので好ましいことである。
【００３１】
かかる後加工の場合、マイナスイオン発生性物質の繊維重量に対する付着量は風合いの点から、好ましくは０．１〜３０重量％、より好ましくは０．１〜１５重量％がよい。
【００３２】
また、かかるマイナスイオン発生性物質と該シリコーン樹脂の混合比は、対象とする繊維構造物の形態や用途に応じて設定することができるが、重量比で１：９〜９：１の範囲で選択することができる。
【００３３】
本発明の繊維構造物には、本発明の効果を阻害しない範囲で他の物質、例えば、着色剤、酸化防止剤、耐候剤、難燃剤、制電剤、抗菌剤、防カビ剤、消臭剤などが含有されていてもよい。
【００３４】
本発明の繊維構造物は、衣料、寝具、カーテン、空間仕切幕、車輌内装材、パーテーションおよび壁装材などのシートとして使用する用途に最適である。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、実施例中の品質評価は次の方法で実施した。
＜マイナスイオンの測定＞
装置：ＡＩＲＩＯＮＣＯＵＮＴＥＲ（米・アルファＬＡＢ社製）
測定条件：温度２０℃±１℃、湿度５０ ±３％、室内広さ３ｍ×５ｍ×５ｍ、測定時間５分、吸引量６０Ｌ／分、サンプル振動周期１秒、サンプルサイズ２０ｃｍ×２０ｃｍ。
評価：測定時間５分後におけるマイナスイオンの平均発生量個／ｃｃ。
【００３６】
イオン発生量は、（＋）表示はプラスイオン、（−）表示はマイナスイオンを示し、個／ｃｃで表示した。
＜洗濯耐久性＞
ドラム染色機を用いて、洗剤ザブ（花王株式会社製）０．２％濃度の洗濯液で温度４０±２℃、浴比１：５０で１０分間洗濯し、その後脱水し、オーバーフロー水洗を１０分間実施した。水洗後タンブラー乾燥機で２０分間乾燥した。これを洗濯１回として１０回繰り返したサンプルのマイナスイオン量を測定して洗濯耐久性の評価を行った。
〈付着量〉
付着量は熱処理後の重量増加量から計算しｇ／ｍ^２で表示した。
〈目ズレ抵抗度〉
ＪＩＳＬ１０９６Ｂ法「一般織物試験方法」にて、荷重１１７．７Ｎ条件にて測定した。
＜混合比率＞
全固形分付着量を１００として、その配合比率を重量％で記載。
【００３７】
実施例１〜１８、比較例１
ポリエチレンテレフタレート１１０デシテックス、７２フィラメントの仮撚り加工糸を経糸、緯糸に使用した平織物を常法により精練、乾燥した後、１８０℃の温度でヒートセットした（目付１９０ｇ／ｍ^２）。該織物を次に示す条件で処理し、性能を評価した結果を表１に示した。
＜多孔性物質、天然放射性稀有元素を含む磁性体鉱物＞
（Ａ）福島県棚倉町の山中の断層に含まれている古代海洋腐植質泥を用いた。この泥の平均細孔半径は４５ｎｍで、比表面積は４１．０ｍ^２／ｇであった。また組成物について分析結果、主なものは二酸化ケイ素５６．２％、酸化アルミニウム１２．５％、酸化鉄４．３％、酸化カルシウム３．５％、酸化マグネシウム１．６％、イオウ１．０％、水分８．０％であった。
【００３８】
該古代海洋腐植質泥を３０％濃度の水分散液とした。。
（Ｂ）トルマリン鉱石を均粒子径０．７μｍに粉砕した後、３０％濃度水分散液とした。
（Ｃ）モナザイト鉱石を平均粒子径０．７μｍに粉砕した後、３０％濃度水分散液とした。
（Ｄ）松鉱石を平均粒子径０．６μｍに粉砕した後、３０％濃度水分散液とした。
（Ｅ）複合酸化物として日本触媒（株）のＳＸ−Ｔ１（商品名）を用いた。この複合酸化物の平均一次粒子径は０．３μｍで、比表面積は１５０ｍ^２／ｇであり、該複合酸化物を３０％濃度の水分散液とした。
（Ｆ）茶葉を凍結後１０μｍに粉砕し、濃度３０％の水分散液とした。
（Ｇ）真竹を凍結後１０μｍに粉砕し、濃度３０％の水分散液とした。
（Ｈ）桐を凍結後１０μｍに粉砕し、濃度３０％の水分散液とした。
＜樹脂＞
（ａ）アミノ変性シリコン樹脂の乳化分散液（固形分３０％）
（ｂ）メチルハイドロジェンポリシロキサン樹脂の乳化分散液（固形分３０％）
（ｃ）ジメチルポリシロキサン樹脂の乳化分散液（固形分３０％）
（ｄ）アクリル樹脂の乳化分散液（固形分３０％）
上記無機物と有機物の水分散液と、上記水系樹脂とを混合した水系樹脂浴に織物を浸漬したのち、マングルで絞り（絞り率８０％）、１３０℃で乾燥し、１７０℃で熱処理した。
【００３９】
結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】

【００４１】
表１から明らかなように、実施例のものは、比較例のものに比して、マイナスイオンの発生量に優れ、洗濯耐久性、風合いに優れるものであることがわかる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、マイナスイオン発生量が多く、かつ、洗濯耐久性、風合いに優れた繊維構造物を提供することができる。

Claims

マイナスイオン発生性物質が、シリコーン樹脂を介して、繊維表面に固着されていることを特徴とする繊維構造物。
該マイナスイオン発生性物質が、竹、桐および茶葉から選ばれた少なくとも１種の植物、多孔性無機物質および磁性体鉱物から選ばれた少なくとも１種である請求項１記載の繊維構造物。
該磁性体鉱物が、モナザイト、バストネサイト、トルマリン鉱石、松鉱石およびレアアース鉱石から選ばれた天然放射性稀有元素を含む少なくとも１種であることを特徴とする請求項２記載の繊維構造物。
該多孔性物質が、平均細孔半径２０ｎｍ以上の細孔を有し、かつ、比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上である請求項２記載の繊維構造物。
該シリコーン樹脂が、アミノ変性シリコーン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、ジメチルポリシロキサン、アミド変性シリコーン、カルボキシル変性シリコーンおよびフェニルメチルシリコーンから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の繊維構造物。
該マイナスイオン発生性物質が、該繊維構造物に対して０．１〜１５重量％固着されているものである請求項１〜５のいずれかに記載の繊維構造物。
該マイナスイオン発生性物質と該シリコーン樹脂の混合重量比が１：９〜９：１である請求項１〜６のいずれかに記載の繊維構造物。
該繊維構造物が、衣料、寝具、カーテン、空間仕切幕材、車輌内装材、パーテーションおよび壁装材から選ばれた少なくとも１つの用途に用いられるものである請求項１〜７のいずれかに記載の繊維構造物。