JP2008156776A

JP2008156776A - 機能性粒子の繊維への固着方法、そのための繊維処理剤及び得られた繊維

Info

Publication number: JP2008156776A
Application number: JP2006346495A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakamura; 憲司中村; Koji Nakamura; 興司中村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-07-10

Abstract

【課題】接着剤を用いることなく、機能性微粒子を繊維に固着することによって機能性微粒子の有する本来機能を発揮する、風合いのよい繊維製品の製造法の提供。
【解決手段】無機質又は有機質よりなる機能性微粒子を、一般式（１）のカチオン性ポリマーを含有する酸性水溶液に分散せしめ、次いで該スラリーを適量含む液に繊維を浸漬して該機能性微粒子を繊維に吸着させることによって接着剤を加えることなく吸着によって繊維に固着せしめる。

【選択図】なし

Description

持術分野

本発明は、無機質又は有機質の機能性微粒子を繊維に吸着させて機能性微粒子を繊維に固着する方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、無機質又は有機質の機能性微粒子を繊維に固着させて吸着性を付与するために、ポリクオタニウム−６４よりなるカチオン性のポリマーを使用し、繊維に機能性微粒子を吸着させて、接着剤を用いることなく繊維に固着する方法、そのための繊維処理剤及び得られた繊維に関する。

技術背景

従来、機能性効果を有する微粒子を繊維に固着して、該微粒子の有する機能性を繊維製品に活用することは公知であるが、このときの微粒子を繊維に固着する技術としては、合成繊維の中に該微粒子を混合して紡糸する手段や繊維表面に接着剤により固着する手段が知られている。
前者の微粒子を混合する手段では、例えば特開平０３−２０５４３６号公報や特開昭６２−１９５０３７号公報にあるように合成繊維製造用の原料ポリマーに５μｍ以下の銀抗菌剤の微粒子を練り込んで紡糸する方法がある。しかし、これら混練法では、微粒子がポリマーに練り込まれて微粒子が繊維の表面に突出することが少なく、わずかに繊維表面より突出した機能性微粒子の部分のみしか本来機能が発揮されないという欠点があった。
後者の繊維表面に接着剤により固着する手段の代表的なものは、特開平０２−０２１９１６号公報で報告されているが、この方法では、混練法の場合とは逆に機能性の微粒子が接着剤成分に微粒子全体が包み込まれてしまう、いわゆる“包埋”されることになって、効果面では混練法と同様に機能性微粒子の固有の機能が発揮されないばかりか、さらに用いた接着剤によって繊維の風合が硬くなるという繊維自体の本来機能にまで影響を及ぼすという欠点があり、繊維製品の用途が限られる問題があった。
さらに、接着剤を用いた方法を改良するものとして、特開昭５９−０３７９５６号公報が開示されているが、この技術によれば、低融点の合成繊維を含む繊維構造体を用いて、素材の低融点繊維の溶融によって機能性微粒子の銀抗菌剤粒子をホットメルトで固着するものであるが、銀抗菌剤微粒子を用いた接着剤による包埋の度合いは少ないが、隣接する低融点繊維同士を融着固化することによって出来上がり製品の風合が硬くなるという問題を解決するには至らなかった。
さらにまた、繊維表面に微粒子を固着する手段として、特開２００４−１１３９７５号公報（以下、「パッド法」という）が提案されたが、この技術は予めホスホリルコリン類似基を有する単量体（混合物）を機能性微粒子等の生理活性物質からなる芯物質の表面で重合して該ポリマーの壁膜成分とするマイクロカプセルを形成しておき、このカプセルのスラリーで繊維を処理して繊維にマイクロカプセルを固着させることによって皮膚の生理的状態を改善する繊維製品とするものである。
しかしながら、このようにして得られたマイクロカプセルでは、繊維に対する吸着力が弱く、固着性もよくなく、マイクロカプセルの有する機能の持続性あるいは機能繊維の耐久性という面で問題があった。
上述するように、従来技術では、繊維の風合い、本来機能に影響を及ぼすことなく、繊維に機能性微粒子を半永久的に固着して、機能性微粒子の有する固有の本来機能を永続的に発揮させる方法は存在していなかった。

特開平０３−２０５４３６号公報特開昭６２−１９５０３７号公報特開平０２−０２１９１６号公報特開昭５９−０３７９５６号公報特開２００４−１１３９７５号公報

従来、繊維への固着のための無機質の機能性微粒子としては、銀抗菌剤、光触媒チタン、鉱物微粒子等あるいは有機物等の機能性微粒子を固着するには、接着剤を使用するのが一般的であったが、接着剤を使用することによる種々の問題点があった。
これは、有効成分を徐放する典型的な微粒子として知られる、銀抗菌剤では接着剤使用による問題や、上述するようなマイクロカプセルを用いたパッド法でも同様に銀抗菌性やマイクロカプセルが目的とする粒子の機能性が得られず、繊維に対する吸着力が弱く、繊維に対する固着性もよくなく、マイクロカプセルの有する本来機能の持続性あるいは機能繊維の耐久性という面を解決することができなかった。

そこで、本発明は、浸漬処理という簡便な手段により、接着剤の使用を省略するので、機能性微粒子が接着剤に埋没することがなく、しかも機能性微粒子を繊維に半永久的に吸着、固着せしめ、機能性微粒子の本来機能を永続的に発揮させた上に、得られた繊維又は繊維製品の風合いを改善することを課題とするものである。
すなわち、本発明では、機能性微粒子を繊維に固着するのに、接着剤による固着でなく、機能性微粒子を繊維の吸着能を利用して、染色と同浴か又は続く工程としての浸漬の手段によって繊維に固着するものである。

本発明は、以下の構成を基本とするもので、特定構造を有するカチオン性のポリマーをカプセル形成材として用いる技術であり、該ポリマーによって機能性微粒子表面に薄くコーティングして、濃度調整したマイクロカプセルの水性スラリーからなる処理液によって繊維を浸漬処理し、機能性微粒子の本来機能を損ねることなく、繊維に吸着固着させて繊維又は繊維製品を柔軟な風合いに加工するものである。

本発明は、基本的には以下の構成を特徴とする。
（１）機能性微粒子を、下記一般式（１）で表されるポリクオタニウム−６４（日本化学工業協会；ＪＣＩＡ表示名称）よりなるカチオン性のポリマーを含有する酸性溶液に配合して、機能性微粒子を該ポリマーで包む前処理を行った後に、該機能性微粒子の濃度を調整した水性スラリーとし、該水性スラリーに繊維を浸漬することを特徴とする機能性微粒子の繊維への吸着固着方法。

一般式（１）
（２）上記カチオン性のポリマーが、分子量１０万〜２００万のものであることを特徴とする（１）に記載の機能性微粒子の繊維への吸着固着方法。
（３）上記水性スラリーは、機能性粒子が５〜４０重量％（配
合液基準）で、繊維重量に対して１〜５％の固着量なるように調整されてなることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の機能性微粒子の繊維への吸着固着方法。
（４）上記機能性微粒子が、無機質又は有機質よりなる微粒子であって、抗菌剤、光触媒用酸化チタン、マイクロカプセル、鉱物粉砕微粒子又は防臭用微粒子より選ばれたものであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の機能性微粒子の繊維への吸着固着方法。
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の吸着固着方法に用いる水性スラリーを有効成分とすることを特徴とする繊維処理剤。
（６）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の方法によって得られたことを特徴とする繊維製品。

本発明では、従来技術で用いていたウレタン系やアクリル系の接着剤を用いる必要はなく、毛髪処理時のリンスがヘアーに吸着するように、上記カチオン性ポリマーによって微粒子が繊維に吸着して固着し、しかも機能性微粒子は該カチオン性ポリマーが薄くコーティングされた状態で吸着するので、繊維に強力に固着する。
すなわち、本発明の方法では、機能性微粒子表面にポリマー成分として特定のカチオン性のポリマーを薄くコーティングすることによって、繊維の吸着性を利用して吸着させるもので、従来のように機能性微粒子を固着させるための接着剤を使用することがないから、機能性微粒子が接着剤に包埋することがなく、機能性微粒子の本来有する機能性を最大限に発揮させ得ることができ、得られた繊維又は繊維製品の風合が硬くなることはない。
本発明の適用によって、工程が大幅に合理化され、さらに接着剤を用いないので、上述するように微粒子の包埋による問題が解決され、しかも機能効果も風合も改善することのできる繊維の製造方法を提供することが可能となった。
本発明の加工方法は、繊維生地から肌着ストッキングのような繊維製品に至るまで幅広い適用範囲がある。
また、本発明の方法で得られた繊維製品は、接着剤を用いることなく、微粒子が繊維に完全に固定されており、繊維製品の風合いが硬いことがなく、染色を同時に又は同浴で処理することができる。

本発明では、先ず機能性微粒子を特定のカチオン性のポリマーを含有する酸性溶液に配合し、機能性微粒子を該ポリマーで包む前処理を行ない、しかる後に機能性微粒子の濃度を調整した水性スラリーとし、これに繊維を浸漬して目的とする機能性微粒子を繊維に吸着、固着するものであるが、この浸漬処理自体は簡便なもので、染色処理後に引き続いて、上記微粒子を吸着によって固着せしめる方法により容易に実施可能であり、機能性微粒子の本来機能を発揮し、しかも風合いも優れた繊維製品が容易に得られる。

本発明の方法を上述のパッド法と対比してより詳細に説明すると、上記パッド法は、マイクロカプセルを製造するにあたり、ホスホリルコリン類似基を含む重合体と他のポリマーとの混合重合体を用いて、皮膚の生理的状態を改善したセルを得る技術であるのに対して、本発明では後述するようなポリクオタニウム−６４よりなるカチオン性のポリマーを使用するものであるマイクロカプセルは公知の方法で製造したものを用いることが出来るので、用いるポリマーが全く異なり、得られた繊維又は繊維製品の物性でも機能性微粒子の固着の程度が全く異なるという明らかな相違がある。
これは、本発明はカプセル全体を特定のポリマーのポリクオタニウム−６４のカチオン性ポリマーで包むことによって、カチオンの分布がカプセル表面全体に存在するために、N^＋の分布が多いので、吸着力が強く、繊維又は繊維製品に対して強力に固着するものと考えられる。

また、上記パッド法の場合、繊維に固着を得るための要因のカプセルのセル表面に第４級アミンのN^＋イオンの含有が少ないので、繊維に対する高度の「吸着性」及び「吸着力」が得られない。このことは、上記パッド法では、繊維への固着方法として、スプレー法、パッド法、浸漬法又はコーティング法が例示されているが、これは上記パッド法で得られたカプセルの繊維に対する吸着力の弱いことを示す証左である。
一方、本発明では、上記パッド法等の公知の方法で製造したマイクロカプセルでは繊維に対する吸着性が低いので、これを改善して繊維に吸着性を与えるために特定構造のカチオン性ポリマーで予め機能性微粒子を包み込むことによって、繊維に対する吸着性、固着性を向上させ、浸漬という簡便な方法で該ポリマーで被覆の機能性微粒子を繊維に吸着、固着せしめるので、経済性がきわめて高く、得られた繊維製品も耐洗濯性にすぐれるという顕著な効果も備えている。

本発明で使用するカチオン性ポリマーは、下記一般式（１）で示されるが、このポリマーはポリクオタニウム−６４（ＪＣＩＡ：日本化粧品工業連合会の表示名称）で知られる公知のもので、市販品としてはリピジェアＣタイプ（日本油脂株式会社製品）があり、分子量が1万〜１００万のもの、その中でも１０万〜１００万のものが好適である。

一般式（１）

機能性微粒子をカチオン性のポリマーで処理する工程は、具体的には、予め調製した上記ポリクオタニウム−６４の０．１〜０．５重量％の水溶液をつくり、この中に上記機能性微粒子５〜４０重量％（配
合液基準）、好ましくは１０〜３０重量％を配合して、該ポリマー中の第４級アミンのN^＋イオンのカチオンで包んだ微粒子とし、さらに有機酸、好ましくはクエン酸又はリンゴ酸によりｐH４〜５に調整し、４０〜５０℃で３０分程度撹拌し、該スラリーを機能性微粒子に対して適量含有する液を繊維量に対して１０倍〜２０倍用いて（浴比１：１０〜１：２０）、通常の染色機を使用し、染色と同時あるいは染色後に、４０〜５０℃で１５分〜３０分浸漬処理することによって水中でマイナスイオンを有するセルロース繊維や合成繊維に吸着、固着することができる。
このことによって、機能性微粒子を繊維に対して優れた耐洗濯性の優れた固着性を与えることができる。

このときカチオン性ポリマー濃度が、０．１重量％以下では微粒子の吸着効果が低い。カチオン性ポリマー濃度が０．５重量％以上では、上述するような微粒子の包埋効果を生ずるので好ましくない。機能性微粒子としては、無機質のものとしては、銀抗菌剤微粒子、光触媒チタン、鉱物微粒子及びマイクロカプセル等があり、有機質の粒子としては、ポリウレタン系又はアクリル系のマイクロカプセルに機能性成分を包含したものがある。
機能性微粒子の大きさは、好ましくは６μｍ以下がよく、さらに好ましくは２〜３μｍがよい。６μｍ以上になると、繊維に対する固着力が低下する。
本発明は、繊維製品の風合いを硬くすることなく、微粒子を繊維に固定できる画期的な方法である。また、染色と同時に又は同浴で合理的に処理することができる。従来の接着剤により包埋することはないので、機能性が低下することはない。
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は実施例の態
様に限定されるものではない。

（銀ゼオライト抗菌剤のマイクロカプセルの製造・使用例）
機能性微粒子として、平均粒子径２μｍの銀ゼオライト（銀系抗菌剤）であるゼオミックＳＷ８０Ｄ（シナネンゼオミック株式会社製品）を用いる。
セル成分として上記一般式（１）で示されるポリクオタニウム−６４よりなるカチオン性のポリマー液としてのリピジュアＣＦ７２（日本油脂株式会社製品）を用いた。
ゼオミックＳＷ８０Ｄが１５重量％、リピジュアＣＦ７２が１５重量％、水が７０重量％よりなる配合液を４０℃で３０分撹拌処理して、上記重合体の酸性溶液によって繊維に吸着性を有する微粒子よりなる水性スラリーからなる前処理液を得た。
ロータリー染色機に、繊維製品重量の２０倍量の水を注液し、該水に上記前処理液３００ｇ（繊維に対して前処理液３重量％に該当）と、繊維製品はナイロンソックス１０ｋｇを加えて撹拌し４５℃で３０分撹拌して吸着させた。次いで取り出して遠心脱水を行い、ステンレス製のセット板に挿入して１００℃で乾燥セットをして仕上げた。
加工した製品は、洗濯の前後について銀ゼオライトを吸着法により繊維に耐洗濯性を有する固着が得られたことを示すものである。銀ゼオライトの吸着により、抗菌性と防臭性を有するソックスをソフト風合に得ることができた。

（石英斑岩粉末のマイクロカプセルの製造・使用例）
機能性微粒子として、平均粒子径３μｍの鉱物粉砕微粒子である石英斑岩粉末を芯成分として用い、セル成分としてポリクオタニウム−６４よりなるカチオン性のポリマーを含有する水溶性重合体のリピジュアＭＦ５（日本油脂株式会社製）を用いた。
石英斑岩粉末が２８重量％、リピジュアＭＦ５が２０重量％、水が６０重量％よりなる配合液を５０℃で３０分撹拌処理をして実施例1と同様に繊維に吸着性を有する微粒子よりなる水性スラリーからなる前処理液とした。
ロータリー染色機に、繊維製品重量の２０倍量の水を注液し、該水に上記処理液を４００ｇ（繊維重量に対して前処理液２％に該当）と、繊維製品として綿サポーター２０ｋｇを入れて撹拌し４０℃で２０分撹拌稼動し、取り出して乾燥機で１１０℃で乾燥した。
加工した製品は、洗濯の前後について石英斑岩粉末の吸着量が同程度であることが顕微鏡で確認された。石英斑岩より発する遠赤外線により、着用により暖められ、膝や肘の痛みの治療に有効なソフトなサポーターを得ることができた。

（月見草油含浸のマイクロカプセルの製造・使用例）
実施例３は、機能性微粒子として、予め月見草油を１０重量％含浸してなる平均粒子径４μｍのポリスチレンよりなるマイクロカプセルを用い、ポリクオタニウム−６４よりなるカチオン性のポリマーを含有する重合体液としてリピジュアＣＦ７２（日本油脂株式会社製）を用いた。
マイクロカプセルが２５重量％、リピジュアＣＦ７２が２５重量％、水が５０重量％よりなるｐＨ４．５の配合液を５０℃で４０分撹拌処理して、実施例1と同様に繊維に吸着性を有する微粒子よりなる水性スラリーからなる前処理液とした。
ロータリー染色機に繊維製品重量の２０倍量の水を注液し、該水に上記処理液を４００ｇ（繊維重量に対して前処理液２％に該当し、マイクロカプセル量は８０ｇ）、繊維製品として綿肌着２０ｋｇを入れて撹拌し４０℃で２０分間撹拌稼動し、取り出して乾燥機で１１０℃で乾燥した。

［比較例１］
特開２００４−１１３９７５号公報に記載の実施例２に準じて、ＰＣＰ２０重量部と、スチレン−無水マレイン酸共重合水溶液５０質量部よりなるマイクロカプセルに月見草油を１０重量％内包した平均粒子径４μｍのマイクロカプセルを調製した。
ロータリー染色機に繊維製品として綿肌着重量の２０倍量の水を注液し、該水に上記マイクロカプセルを８０ｇと繊維製品として綿肌着１０ｋｇを入れて撹拌し４０℃で２０分撹拌稼動し、取り出して乾燥機で１１０℃で乾燥した。
加工した製品を、洗濯を行って洗濯前後のマイクロカプセルの吸着状態を顕微鏡により観察した結果は、洗濯前はマイクロカプセルの固着がわずかに認められたが洗濯後には固着は全く認められなかった。比較例は吸着率が低いのみでなく固着の強さに著しい低いものであった。

［比較例２］
特開２００４−１１３９７５号（同）による繊維用マイクロカプセルとしてネオアージュＧＬ（カプセル形成時に２−メタクリロールオキシエチルホスホリルコリン含有ポリマーとウレタンの共重合体としたセルとしたもの；日華化学株式会社製品）を綿肌着重量に対して２重量％を秤量して添加し、浴比１：１５（繊維重量に対する水の量比）、ｐＨ４．５に調整して４０℃で２５分パドル染色機により吸着処理を行った。処理布を、洗濯の前と後について顕微鏡によりマイクロカプセルの繊維に対する吸着状態を調べた。
その結果、洗濯前では、マイクロカプセルの付着が認められたが、実施例３に比較して１／２以下の少ない状態であった。このことは、本比較例２の「吸着性」が弱いことを示すもので吸着法に適さないものである。
洗濯後では繊維にマイクロカプセルが認められなかった。洗濯により除去されたものと思われる。このことは比較例１及び比較例２の「吸着力」が洗濯に耐えられない弱いことを示すものである。本発明に於いて「吸着性」だけでなく「吸着力」にも優れていることは、実施例１〜３に示されている通りである。

Claims

機能性微粒子を、下記一般式（１）で表されるポリクオタニウム−６４（ＪＣＩＡ表示名称）よりなるカチオン性のポリマーを含有する酸性溶液に配合して、機能性微粒子を該ポリマーで包む前処理を行った後に、該機能性微粒子の濃度を調整した水性スラリーとし、該水性スラリーに繊維を浸漬することを特徴とする機能性微粒子の繊維への吸着固着方法。

一般式（１）
上記カチオン性のポリマーが、分子量１０万〜２００万のものであることを特徴とする請求項１に記載の機能性微粒子の繊維への吸着固着方法。
上記水性スラリーは、機能性粒子が５〜４０重量％（配合液基準）で、繊維重量に対して１〜５％の固着量になるように調整されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の機能性微粒子の繊維への吸着固着方法。
上記機能性微粒子が、無機質又は有機質よりなる微粒子であって、抗菌剤、光触媒用酸化チタン、マイクロカプセル、鉱物粉砕微粒子又は防臭用微粒子より選ばれたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の機能性微粒子の繊維への吸着固着方法。
請求項１〜４のいずれかに記載の吸着固着方法に用いる水性スラリーを有効成分とすることを特徴とする繊維処理剤。
請求項１〜４のいずれかに記載の方法によって得られたことを特徴とする繊維製品。