JP2009235641A - 繊維構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】
耐久性のある抗菌性および制電性、吸水性に優れた繊維構造物を提供する。
【解決手段】
内部に抗菌剤を含有し、かつ吸湿性を有する樹脂皮膜が表面に形成された繊維を用いた繊維構造物であって、該繊維構造物がＪＩＳ Ｌ １９０２(２００２)「繊維製品の抗菌性試験方法・抗菌効果」に規定されている菌転写法による菌減少値が０．５以上であり、かつ、菌液吸収法による殺菌活性値が０より大きいことを特徴とする繊維構造物。
【選択図】なし

Description

本発明は耐久性のある抗菌性および制電性、吸水性に優れた繊維構造物に関するものである。

近年、国民の生活水準の向上に伴い、健康および衛生に関する意識もますます高まってきており、衣食住の各分野においては、抗菌、消臭機能などを付与した製品や技術が実用化されている。

繊維製品に関しては、社団法人繊維評価技術協議会（以下、繊技協という）が抗菌性を有するものには認証としてＳＥＫマークを発行しており、１９９８年には菌の増殖を抑える、いわゆる制菌性を有するものには特別な認証を行っている。かかる抗菌性の評価は、ＪＩＳ Ｌ １９０２（２００２）「繊維製品の抗菌性試験方法・抗菌効果」に基づく「菌液吸収法」と「菌転写法」の２種の方法があるが、湿潤状態で測定する「菌液吸収法」は抗菌性能が出やすいことから主にこの方法で評価されている。しかし、病院などでの各種ユニホームや介護衣、カーテンなどのインテリア製品が使用される環境は乾燥された雰囲気で使用されている実態から、乾燥状態で評価する「菌転写法」に合格する抗菌繊維製品の要望が高い。

「菌液吸収法」と「菌転写法」の両方の評価法で抗菌性を有するものとして、ピリジン系金属錯体、ポリグリシジル化合物およびポリグリシジル化合物用硬化剤を繊維製品に付与した後、常圧または加圧下で８０〜２５０℃で加熱処理する方法が提案されているが（特許文献１参照）、黄変しやすいことや染色した繊維製品では染色堅牢度が低下しやすいなどの問題があり、さらにはユニホームなどで要求される制電性や吸水性が十分でないものである。
特開２００７−１６３３４号公報

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、耐久性のあるＪＩＳ Ｌ １９０２（２００２）「繊維製品の抗菌性試験方法・抗菌効果」に基づく「菌液吸収法」と「菌転写法」の２種の方法で測定した抗菌性能が、繊技協が定める抗菌性の基準、すなわち、菌転写法で菌減少値が０．５以上、菌液吸収法で殺菌活性値が０より大である基準に合格し、かつ制電性と吸水性を兼備した繊維構造物を提供せんとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、
(1) 内部に抗菌剤を含有し、かつ吸湿性を有する樹脂皮膜が表面に形成された繊維を用いた繊維構造物であって、該繊維構造物がＪＩＳ Ｌ １９０２(２００２)「繊維製品の抗菌性試験方法・抗菌効果」に規定されている菌転写法による菌減少値が０．５以上であり、かつ、菌液吸収法による殺菌活性値が０より大きいことを特徴とする繊維構造物。
(2) 該皮膜を形成している樹脂の吸湿性が５％以上(２０℃×６５％RH)である上記(1)に記載の繊維構造物。
(3) 該樹脂皮膜が、ポリアルキレンオキサイドセグメントを主鎖として、その両末端または一方の末端あるいは主鎖の側鎖に少なくとも２個のアクリル基および／またはメタクリル基を有する重合性単量体を重合したものである上記(1)または(2)に記載の繊維構造物。
(4) 該抗菌剤がピリジン系化合物である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の繊維構造物。

本発明によれば、耐久性に優れる制菌性、制電性、吸水性を兼ね備えた繊維構造物を安定に提供することができる。

本発明は、前記課題、つまりＪＩＳ Ｌ １９０２（２００２）「繊維製品の抗菌性試験方法・抗菌効果」に基づく「菌液吸収法」と「菌転写法」の２種の方法での抗菌性能が、繊技協の基準を満たし、かつ制電性と吸水性を兼ね備えた繊維構造物について、鋭意検討した結果、繊維内部に抗菌剤を含有し、繊維表面に吸湿性化合物の皮膜を形成させることにより、かかる課題を一挙に解決することを究明したものである。

本発明の繊維構造物は、抗菌剤を繊維内部に含有し、かつ、吸湿性を有する樹脂皮膜を表面に有することにより、ＪＩＳ Ｌ １９０２(２００２)「繊維製品の抗菌性試験方法・抗菌効果」に規定されている菌転写法による菌減少値が０．５以上であり、かつ、菌液吸収法による殺菌活性値が０より大きいという性能を有する。ここで、本発明における菌減少値、殺菌活性値とは、菌液吸収法および菌転写法において、菌種として黄色ブドウ状球菌（Ｓ．ａ）、肺炎桿菌（Ｋ．ｐ）、ＭＲＳＡの３種を使用した場合の値をいい、本発明の繊維構造物は、３種いずれの菌を用いてもこれら性能を満たすことができ、かつ、洗濯５０回実施後においてもこれら性能を維持することができる。また、洗濯５０回実施後の性能とは、繊技協が定める方法に準じて、ＪＡＦＥＴ標準配合洗剤１２０mL、水９０L、浴比１：３０で、８０℃で１２０分洗濯し、脱水後、１５分の流水濯ぎ、脱水を４回繰り返し、これを洗濯１０回に該当するとし、この方法を５回繰り返した後、風乾したものを測定した値をいう。

本発明の繊維構造物は繊維内部に抗菌剤を含有しているものである。かかる抗菌剤としては、無機系抗菌剤並びにピリジン系化合物や第４級アンモニウム塩系化合物等の有機系抗菌剤が用いられるが、特にピリジン系化合物が好ましく用いられる。ピリジン系化合府物としては、２−ピリジルチオール−１−オキシド亜鉛、２−クロロ−４−トリクロロメチル−６−（２−フリルメトキシ）ピリジン、２−クロロ−６−トリクロロメチルピリジン、２−ピリジンチオール−１−オキシドナトリウム、１，４−（１−ジヨードメチルスルフォニル）ベンゼン、１０，１０’−オキシビスフェノキシアルシン、６−（２−チオフェンカルボニル）−１Ｈ−２−ベンズイミダゾールカルバミン酸メチル、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、などが好ましく用いられる。

該抗菌剤を含有させる方法としては、染色液中に分散させて染料と共に繊維内部に吸尽させる方法、布帛を抗菌剤液に浸漬してマングルで絞って所定量の抗菌剤を付着させて、１６０〜１９０℃の熱処理を施して繊維中に抗菌剤を含有させる方法などを単独で、あるいは２種以上の方法を組み合わせて含有させることができる。該抗菌剤は、繊維構造物の重量に対し０．０１〜１０重量％含有させることが好ましく、さらには０．０５〜５重量％が好ましい。

本発明の皮膜を形成する吸湿性樹脂としては、２５℃×６５％ＲＨで測定した吸湿率が５％以上であるものを好ましく用いることができ、さらには８〜３０％のものを好ましく使用することができる。かかる化合物（名称の後に吸湿率を記す）としては、ポリアクリルアミド―２―プロパンスルホン酸(約２５％)、ポリスルホエチルメタクリレート（約６０％）、ポリアリルスルホン酸ナトリウム（約７０％）、ポリアクリル酸ナトリウム（約７０％）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート（約８％）、ポリビニルアルコール（約１０％）、ポリアルキレンオキサイドセグメントを主体とする主鎖の両末端または一方の末端あるいは主鎖の側鎖として少なくとも２個のアクリルおよび／またはメタクリル基を有する重合性単量体からなる重合体（分子量１０００の場合約１５％）、ポリＮメチロールアクリルアミド（約１３％）、ポリアクリルアミド（約１０％）、ポリビニルピロリドン（約１５％）などを単独あるいは２種以上の混合物として使用することができ、繊維重量に対して０．１〜１０重量％付着させるのが好ましい。中でもポリアルキレンオキサイドセグメントを主体とする主鎖の両末端または一方の末端あるいは主鎖の側鎖として少なくとも２個のアクリルおよび／またはメタクリル基を有する重合性単量体を重合せしめてなる皮膜が、安定した皮膜を形成できるので好ましく使用できる。かかる単量体としては、例えばポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールジアクリレート、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物ジメタクリレート、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物ジアクリレート、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物ジメタクリレート、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物ジアクリレートなどが例示でき、これらを単独あるいは２種以上の混合物として使用することができる。

かかる重合性単量体を重合するために重合開始剤を使用することができ、重合開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリ、アゾビスイソブチロニトリル、硫酸アンモニウムなど、一般的なビニル重合開始剤を使用することができる。かかる重合開始剤を用いて、８０〜１６０℃の飽和水蒸気または過飽和水蒸気雰囲気中で０．５〜１０分間の処理をすることにより、繊維表面に連続または非連続的皮膜を形成させることができる。かかる被膜の厚みは樹脂付着量によってコントロールすることができる。すなわち、重合性単量体および重合触媒の混合液を作成する際の樹脂有効成分濃度と繊維構造物を樹脂液に含浸させてマングルで絞る際の絞り率、つまりマングルの加圧圧力を適宜調整することにより樹脂付着量つまり被膜の膜厚をコントロールすることができる。一般的には、一定圧力で絞り樹脂有効成分濃度を変更することによりコントロールするものであり、樹脂有効成分濃度を低くする、または絞り率を高くすれば被膜の厚みは薄くなる傾向にある。

かかる樹脂被膜を単繊維表面に被覆させることにより、抗菌性能が安定化し、かつ耐久性ある制電性、吸水性が得られるものである。該皮膜の厚みは５〜１００ｎｍであることが風合い柔軟で好ましい。これは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用い、１０００００倍で観察することにより確認することができる。

本発明の樹脂皮膜には無機微粒子を含むことができる。かかる無機微粒子としては、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、カオリナイト、タルク、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、酸化マグネシウムなどであり、これらを単独あるいは２種以上を混合して使用することができる。該粒子の粒子径としては５〜４００ｎｍであることが、より好ましくは１０〜２００ｎｍのものを使用する。該粒子範囲の無機粒子は、市販されている特定粒子範囲の無機粒子を使用することもできるが、分散液の状態で使用するのが好ましい。かかる分散液は特に限定されるものではないが、例えばケイ素の重合反応によって反応媒体にシリカの核粒子が生成し、その粒子成長をコントロールすることによって、特定の粒子径を形成したものなどが好ましい。かかる粒子の添加により、繊維表面への皮膜形成性が良くなり、形成された皮膜の強度が向上するものである。

本発明の重合性単量体に対する無機微粒子の重量混合比は、単量体１に対して好ましくは０．４以上、より好ましくは０．４〜１．０であり、０．４より少ないと皮膜特性の向上が小さく、１．０より多くなると風合いが粗硬になる場合がある。

本発明の繊維構造物の好ましい用途としては、合成繊維および天然繊維などを特に限定することなく用いることができる。なかでも、安価である利点から、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の素材ポリマーとしては、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およびポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリ乳酸などが好ましく使用される。また、他成分と共重合したポリエステルも好ましく用いられ、他成分としては、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸およびメトオキシポリオキシエチレングリコールなどが好ましく使用される。さらにポリエステル系繊維の他に、ナイロン６、ナイロン６，６などのポリアミド、ポリアクリル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコールなどの合成繊維、アセテート、レーヨンなどの半合成繊維、羊毛、絹、木綿、麻などの天然繊維を用いることも好ましい。

本発明の繊維構造物は、布帛状物はもちろん、わた状物、帯状物、紐状物、糸状物など、その構造、形状はいかなるものであっても差し支えない。また織物、編物、不織布は、複数の種類の繊維を混紡、混繊、交織、交編をした複合材料であってもよい。また、これらの繊維製品であってもかまわない。

また、繊維の横断面形状は如何なる形のものであってもよいが、該繊維の種類が合成繊維もしくは半合成繊維、再生繊維の場合、通常の丸形断面の他、中空、Ｈ型、Ｘ型、Ｗ型、星型から選ばれた少なくとも１つの形状を有していることが好ましい。

本発明の効果を阻害しない範囲で、帯電防止剤、吸水剤、吸湿剤、撥水剤、撥油剤、防汚剤、着色剤、増摩剤などで処理してもかまわない。

本発明の繊維構造物は、衣料品としてスポーツウエア、ホームウエア、コート、ブルゾン、ブラウス、シャツ、スカート、スラックス、室内運動着、パジャマ、寝間着、肌着、オフィスウェア、作業服、食品白衣、看護白衣、患者衣、介護衣、学生服、厨房衣などが挙げられる。雑貨用品としては、エプロン、タオル、手袋、マフラー、靴下、帽子、靴、サンダル、かばん、傘などが挙げられる。インテリア用品としては、カーテン、じゅうたん、マット、こたつカバー、ソファーカバー、クッションカバー、ソファー用側地、便座カバー、便座マット、テーブルクロスなどが挙げられる。寝具用品としては、布団用側地、布団用詰めわた、毛布、毛布用側地、枕の充填材、シーツ、防水シーツ、布団カバー、枕カバーなどが挙げられる。介護用品としては、サポーター、コルセット、リハビリ用靴や、肌着、おむつカバー、小物などが挙げられる。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

なお、実施例中における各種の品質評価方法は下記の方法を用いた。
（抗菌性）
ＪＩＳ Ｌ １９０２（２００２）「繊維製品の抗菌性試験方法・抗菌効果」に規定される菌液吸収法および菌転写法で測定した。

測定した菌種は、黄色ブドウ状球菌（Ｓ．ａ）、肺炎桿菌（Ｋ．ｐ）、ＭＲＳＡの３種を使用した。

抗菌性能は、繊技協が定める抗菌性の基準に従い、菌転写法では菌減少値が０．５以上、菌液吸収法では殺菌活性値が０より大の場合を合格とした。

さらに、以下の方法により、洗濯耐久性を評価した。

繊技協が定める方法に準じて、ＪＡＦＥＴ標準配合洗剤１２０mL、水９０L、浴比１：３０で、８０℃で１２０分洗濯し、脱水後、１５分の流水濯ぎ、脱水を４回繰り返し、これを洗濯１０回とした。この方法を５回繰り返した後、風乾した後に、上記と同様の方法で各性能を測定した。
（制電性）
ＪＩＳ Ｌ １０９４Ｂ法（摩擦帯電圧測定法）に規定される方法で、２０℃×３０％ＲＨの雰囲気中で、対象布を木綿として摩擦帯電圧を測定し、（ｋＶ）で表示した。数値が大きいほど、制電性が悪いことを示す。

さらに、抗菌性と同様に洗濯耐久性能についても評価した。
（吸水性）
ＪＩＳ Ｌ １０９６に規定される方法で水滴が吸収される時間を測定し、(ｓｅｃ)で表示した。

さらに、抗菌性と同様に洗濯耐久性能についても評価した。
（実施例１）
ポリエチレンテレフタレート繊維８４デシテックス、４８フィラメント／２本合糸をタテ糸に、１６７デシテックス、７２フィラメント／２本合糸をヨコ糸に使用して平織り物を製織し、常法に従い精練、乾燥、中間セットし、タテ／ヨコ密度が８３／５５本／2.54cmの織物とした。

次に市販の分散染料と抗菌剤として２−ピリジルチオール−１−オキシド亜鉛（有効成分２０％の水分散液）０．５％ｏｗｆを用い染色同時加工を行った。

その後、下記処理液に浸漬し絞り率８０％になるようマングルで絞り、１０６℃の飽和水蒸気雰囲気で５分の処理を行い、次いで７０℃で湯洗い、水洗し、１３０℃の温度で乾燥した。該重合体の吸湿率は１７％であった。

ポリエチレングリコールジメタクリレート ２％
（ポリアルキレンオキサイドセグメントの分子量１０００）
過硫酸アンモニウム ０．２％
得られた加工布は、表１に示すとおり菌転写法と菌液吸収法の両方に合格し、かつ吸水性と制電性を兼ね備えるものであった。
（実施例２）
抗菌剤の使用量を１％ｏｗｆとする以外は実施例１と同様の処理を行った。

得られた加工布は、表１に示すとおり菌転写法と菌液吸収法の両方に合格し、かつ吸水性と制電性を兼ね備えるものであった。
（実施例３）
ポリエチレンテレフタレート繊維８４デシテックス、４８フィラメント／２本合糸をタテ糸に、１６７デシテックス、７２フィラメント／２本合糸をヨコ糸に使用して平織り物を製織し、常法に従い精練、乾燥、中間セットし、市販の分散染料を用いて染色加工を行い、タテ／ヨコ密度が８３／５５本／2.54cmの織物とした。

次に抗菌剤として２−ピリジルチオール−１−オキシド亜鉛（有効成分２０％の水分散液）１％に調整した処理液に織物を浸漬し、絞り率８０％になるようにマングルで絞り、１３０℃、２分で乾燥し、ピンテンターで１８０℃、１分の熱処理を行った。

その後、下記処理液に浸漬し絞り率８０％になるようマングルで絞り、１０６℃の飽和水蒸気雰囲気で５分の処理を行い、次いで７０℃で湯洗い、水洗し、１３０℃の温度で乾燥した。該重合体の吸湿率は１７％であった。

ポリエチレングリコールジメタクリレート ２％
（ポリアルキレンオキサイドセグメントの分子量１０００）
過硫酸アンモニウム ０．２％
得られた加工布は、表１に示すとおり菌転写法と菌液吸収法の両方に合格し、かつ吸水性と制電性を兼ね備えるものであった。
（実施例４）
抗菌剤の使用量を３％とする以外は実施例３と同様の処理を行った。

得られた加工布は、表１に示すとおり菌転写法と菌液吸収法の両方に合格し、かつ吸水性と制電性を兼ね備えるものであった。
（比較例１）
実施例３において、抗菌剤を用いた処理を実施しなかった。

得られた加工布は、表１に示すとおり抗菌性能が劣るものであった。
（比較例２）
実施例３において、吸湿性樹脂を用いた処理を実施しなかった。

得られた加工布は、表１に示すとおり抗菌性能が劣るものであった。
（比較例３）
実施例４において、吸湿性樹脂を用いた処理を実施しなかった。

得られた加工布は、表１に示すとおり抗菌性能が劣るものであった。

Claims (4)

1. 内部に抗菌剤を含有し、かつ吸湿性を有する樹脂皮膜が表面に形成された繊維を用いた繊維構造物であって、該繊維構造物がＪＩＳ Ｌ １９０２(２００２)「繊維製品の抗菌性試験方法・抗菌効果」に規定されている菌転写法による菌減少値が０．５以上であり、かつ、菌液吸収法による殺菌活性値が０より大きいことを特徴とする繊維構造物。
2. 該皮膜を形成している樹脂の吸湿性が５％以上(２０℃×６５％RH)である請求項１に記載の繊維構造物。
3. 該樹脂皮膜が、ポリアルキレンオキサイドセグメントを主鎖として、その両末端または一方の末端あるいは主鎖の側鎖に少なくとも２個のアクリル基および／またはメタクリル基を有する重合性単量体を重合したものである請求項１または２に記載の繊維構造物。
4. 該抗菌剤がピリジン系化合物である請求項１〜３のいずれかに記載の繊維構造物。