JP2009249801A - 抗菌性繊維 - Google Patents

Abstract

【課題】 新たな後加工を必要とせずに、また、光の有無に拘らずに抗菌機能を発揮し、さらに、光の有る環境下では、さらなる抗菌機能や消臭機能を発揮する衣料品やインテリア品等の繊維製品を製造可能な抗菌性繊維を提供することを目的とする。
【解決手段】 光触媒金属酸化物系抗菌剤と銀系抗菌剤とを所定割合配合したポリエステル系紡糸原料を溶融紡糸して製造する抗菌性繊維とした。
【選択図】なし

Description

本発明は、抗菌性繊維に関し、特に、衣料用、インテリア用等の用途において、優れた抗菌性、および、永続した抗菌性を発揮する抗菌性繊維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高まっており、衣料品や室内装飾品において、消臭、抗菌、防カビまたは防汚機能を備えていることが望まれている。

表面が何ら処理されていない布や繊維製品は、抗菌性や防臭性が不十分であり、消臭機能や抗菌機能等の各種の機能を付与するためには、織成した後や編成した後の布や繊維製品に所定の消臭剤や抗菌剤を担持させる後加工により消臭剤や抗菌剤などを繊維に付着させることで、布や繊維製品に抗菌性能を持たせている。

また、化合繊糸を紡糸する繊維原料中に消臭機能や抗菌機能を有する素材原料を配合することも既に行われており、カーテンの繊維構造物中にバインダーと光触媒剤を含有させて光触媒機能として知られている抗菌機能や消臭機能を付与するとしたカーテン類が既に出願されている（例えば、特許文献１参照）。

また、衣料品や寝装具等に広く使用されているポリエステル繊維に銀系無機抗菌剤を含有した抗菌性ポリエステル繊維も既に出願されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−２４５７８１号公報 特開２００３−１４７６３７号公報

衣料品やインテリア品等の繊維製品を製編織後に所定の後加工を施すことで、所定の機能を付加することは容易である。しかし、後加工によって消臭剤や抗菌剤を付着させた衣料品やカーテンなどのインテリア品では、洗濯の度に付加した薬剤等が脱落していき、機能を発揮する寿命が短くなるという問題がある。

また、光触媒剤を配合した布地やカーテン類は、光が照射されて初めて光触媒機能を発揮して消臭・抗菌機能を発揮するので、夜間や暗くした室内等の光の無い環境下では、消臭・抗菌作用を及ぼすことはできない。

さらに、銀系無機抗菌剤を含有した抗菌性ポリエステル繊維は、光を照射しなくても抗菌性を発揮するが、その性能は十分でなく、また、抗菌機能の向上を図ることは容易ではない。

本発明は、上記問題点に鑑み、新たな後加工を必要とせずに、また、光の有無に拘らずに抗菌機能を発揮し、さらに、光の有る環境下では、さらなる抗菌機能や消臭機能を発揮する衣料品やインテリア品等の繊維製品を製造可能な抗菌性繊維を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、光触媒金属酸化物系抗菌剤と銀系抗菌剤とを所定割合配合したポリエステル系紡糸原料を溶融紡糸して製造する抗菌性繊維としたことを特徴とする。

この構成によると、光が照射される環境下では、光触媒機能により抗菌効果と消臭効果を発揮し、光のない環境下では、銀系抗菌剤による抗菌機能を発揮する抗菌性繊維を得ることができる。

また本発明は、光触媒金属酸化物系抗菌剤と銀系抗菌剤とを所定割合混合してポリエステル樹脂に混練してマスターバッチを生成し、生成したマスターバッチとポリエステル樹脂とをさらに混練した紡糸原料を溶融紡糸して製造する抗菌性繊維としたことを特徴とする。

この構成によると、抗菌剤固形分を予め高濃度に配合したマスターバッチを、さらに樹脂原料と混練して溶融紡糸することで、光照射を受けて抗菌機能と消臭機能を発揮する光触媒金属酸化物系抗菌剤、および光がなくても抗菌機能を発揮する銀系抗菌剤を均一に分散することができる。

また本発明は、上記構成の抗菌性繊維において、前記マスターバッチが、ポリエステル樹脂８５重量％と固形分１５重量％とからなり、この固形分１００重量％に対して、８０〜２０重量％の光触媒金属酸化物系抗菌剤と、２０〜８０重量％の銀系抗菌剤を含有していることを特徴としている。この構成によると、光の強い場所で使用することの多い繊維製品では光触媒金属酸化物系抗菌剤の配合割合を多くし、光の弱い場所で使用することの多い繊維製品では銀系抗菌剤の配合割合を多くすることで、光の有無に拘らずに抗菌機能を発揮する抗菌性繊維を得ることができる。

また本発明は、上記構成の抗菌性繊維において、前記紡糸原料が、ポリエステル樹脂原料９３重量％と７重量％のマスターバッチとからなることを特徴としている。この構成によると、固形分が１重量％程度と少量となるので、ポリエステル繊維を容易に溶融紡糸することができる。

また本発明は、上記構成の抗菌性繊維において、前記光触媒金属酸化物系抗菌剤が酸化チタンであり、前記銀系抗菌剤が銀とシリカとを９２：８の割合で混合した二酸化ケイ素銀であることを特徴としている。この構成によると、所望の光触媒機能を発揮する光触媒金属酸化物系抗菌剤を容易に入手することができる。また、銀とシリカを混合することで、銀の凝集を防止して均一に分散することができる。

また本発明は、ポリエステル系素材８５重量％と酸化チタンと銀化合物を６：４の割合で配合した固形分１５重量％とを混練したマスターバッチ７重量％と、ポリエステル樹脂原料９３重量％とを混練した紡糸原料を溶融紡糸して、０，６重量％の酸化チタンと０，４重量％の銀化合物とを含有する抗菌性繊維としたことを特徴としている。この構成によると、固形分が１％程度であるので、紡糸工程中に糸切れすることなく、安定して溶融紡糸することができ、ポリエステル繊維中に抗菌性固形分を均一に分散配合することができる。

本発明によれば、光触媒金属酸化物系抗菌剤と銀系抗菌剤とを所定割合配合したポリエステル系紡糸原料を溶融紡糸した抗菌性繊維としたので、新たな後加工を必要とせずに光の有無に拘らずに抗菌機能を発揮する。さらに、光の有る環境下では、光触媒機能を発揮して、さらなる消臭・抗菌効果を発揮する衣料品やインテリア品等の繊維製品を製造可能な抗菌性繊維を得ることができる。

以下、本発明に係る抗菌性繊維の実施形態について詳細に説明する。

本実施の形態では、衣料品やインテリア品等の繊維製品を編織成する抗菌性繊維として、抗菌機能を有する抗菌剤を配合したポリエステル繊維を用いた。これは、予め、繊維内部に抗菌剤を配合しておくことで、カーテン地自体に抗菌機能を付与するためであって、このように、抗菌機能を有するポリエステル繊維を用いた経編地からなる衣料品やインテリア品などの繊維製品を製造することで、繊維製品周囲の菌の繁殖を抑制して、着衣環境や居住環境を良好に維持することができる。

ポリエステル繊維を製造する化合繊製造紡糸工程では、例えば、消臭機能や抗菌機能を備える機能性付与剤を混入して溶融紡糸することで、繊維内部に消臭・抗菌剤を含有した（練りこんだ）ポリエステル繊維を製造することができる。このように、ポリエステルあるいはポリアミドのような溶融紡糸可能な熱可塑性ポリマーに着色剤や各種の機能性付与剤を添加して、所望の機能を発揮する化合繊糸を製造することができる。

また、ポリエステル繊維を溶融紡糸する際に、予め原料ポリマーの一部へ消臭機能や抗菌機能を有する機能性付与剤を高濃度に含有せしめたマスターバッチを製造し、これを紡糸時に、さらにポリエステル樹脂に混練し所定の濃度に希釈してから紡糸することで、固形分をポリマー中に均一に分散することができる。さらに、添加する機能性付与剤を変更することで種々の機能を発揮するポリエステル繊維を得ることができる。また、機能性付与剤を練りこんで溶融紡糸したポリエステル繊維は、当然に機能性を付加するための後加工が不要であり、加工工程を短縮することができる。

また、予め繊維内部に機能性付与剤を練りこんでいるので、洗濯等によって付与剤が剥離することもなく、長期にわたって安定した機能を発揮することができる。つまり、本発明に係る抗菌性繊維を用いて製造された繊維製品は、半永久的に安定した消臭・抗菌機能を発揮可能となる。

消臭・抗菌機能を発揮する機能性付与剤として、本実施形態では、光触媒金属酸化物系抗菌剤と銀系抗菌剤とを採用し、これらを所定割合配合するポリエステル系紡糸原料を溶融紡糸して抗菌性繊維を製造する構成とした。また、光触媒金属酸化物系抗菌剤として酸化チタンを採用した。酸化チタンは白い粉末であって、微粉末として溶融紡糸工程で原料ポリマーに混入しやすい素材であり、光触媒酸化物として代表的な素材として一般に用いられており入手容易だからである。

また、前記銀系抗菌剤として、銀とシリカとを９２：８の割合で混合した二酸化ケイ素銀を用いたが、その他の銀化合物を採用することもできる。さらに、酸化チタンと銀系抗菌剤を６：４の割合で混合してポリエステル樹脂に混練してマスターバッチを生成し、この生成したマスターバッチをさらにポリエステル樹脂に混練した紡糸原料を溶融紡糸する構成とした。この際に、マスターバッチを、ポリエステル系素材８５重量％と酸化チタンと銀系抗菌剤を所定割合で配合した固形分１５重量％とを混練して生成し、この生成されたマスターバッチ７重量％と、ポリエステル樹脂原料９３重量％とを混練して溶融紡糸した。つまり、抗菌性繊維として繊維中に、略１％の固形分（０，６重量％の酸化チタンと０，４重量％の銀系抗菌剤）を含有するポリエステル繊維を紡糸することになる。

繊維中に配合する固形分は凝集せずに均一に分散していることが望ましく、銀とシリカとを混合することで、銀が凝集することなく均一に分散できる。また、繊維の主成分となるポリエステル樹脂に酸化チタンと銀系抗菌剤を比較的高濃度に練り込んだマスターバッチをさらにポリエステル樹脂と溶融混練して紡糸することで、さらに固形分を繊維中に均一に分散することができる。

上記したように、光触媒金属酸化物系抗菌剤と銀系抗菌剤とを所定割合混合してポリエステル樹脂と混練してマスターバッチを予め生成し、生成されたマスターバッチとポリエステル樹脂とをさらに混練して紡糸原料を生成することで、原料ポリマー中に、光触媒金属酸化物系抗菌剤と銀系抗菌剤とを均一に分散して配合することができる。そのために、この光触媒金属酸化物系抗菌剤と銀系抗菌剤とが均一に分散された紡糸原料ポリマーを溶融紡糸して、光触媒金属酸化物系抗菌剤と銀系抗菌剤とを、繊維内部に所定割合含有するポリエステル繊維を製造することができる。

光触媒金属酸化物系抗菌剤として微粉末状の酸化チタンを予め繊維原料に練りこんで溶融紡糸することで、光触媒機能を発揮する化合繊糸を得ることができる。そのために、本発明に係る繊維は、酸化チタンが有する光触媒機能を発揮する糸となる。つまり、光を照射することで消臭機能や防菌機能や防汚機能などの光触媒機能を発揮する。

また、銀系抗菌剤としてそれぞれ微粉末状の銀とシリカ（二酸化ケイ素）を配合しているので、光の有無に拘らずに抗菌機能を発揮する。そのために、光の無い環境下では、配合する銀系抗菌剤が抗菌機能を発揮し、光の有る環境下では、銀系抗菌剤および光触媒金属酸化物系抗菌剤が抗菌機能を発揮する。

さらに、照射する光を増減することで、光触媒金属酸化物系抗菌剤が発揮する抗菌機能と消臭機能の強弱を加減することも可能となり、夜間や閉め切った部屋内でも、照射する光の明るさを加減して抗菌性能を調節することもできる。

また、光触媒金属酸化物系抗菌剤と銀系抗菌剤との配合割合を、繊維製品が主に使用される環境の光の多少により変更することも可能であって、光の多い環境下で使用することが多い繊維製品には、光触媒金属酸化物系抗菌剤の配合割合を多くした抗菌性繊維が好適であり、光の少ない環境下で使用することの多い繊維製品には、銀系抗菌剤の配合割合を多くした抗菌性繊維が好ましいといえる。そのために、マスターバッチを生成する際にポリエステル樹脂に混練する固形分１００重量％に対して、８０〜２０重量％の光触媒金属酸化物系抗菌剤と、２０〜８０重量％の銀系抗菌剤を配合することができる。この構成であれば、光の強い環境下で主に使用する繊維製品では光触媒金属酸化物系抗菌剤の配合割合を多くし、光の弱い環境下で主に使用する繊維製品では銀系抗菌剤の配合割合を多くすることで、光の有無に拘らずに抗菌機能を発揮する抗菌性繊維を得ることができる。

特に病院内で使用する病衣やカーテン類は、抗菌性を有していることが好ましい。また、病室内の各ベッド間に設置する間仕切り用のカーテンとしては、光が弱くても高い抗菌性を発揮する銀系抗菌剤の配合割合の多い、例えば、銀系抗菌剤が８０重量％で光触媒金属酸化物系抗菌剤が２０重量％の抗菌性繊維が好適である。

しかし、外出時に着用する衣料品や窓際に設置するカーテン類用としては、日中は光の強い環境下で使用するので、光触媒金属酸化物系抗菌剤の配合割合を多くした抗菌性繊維が好ましい。また、夜間でも抗菌作用を発揮したい場合は、光触媒金属酸化物系抗菌剤と銀系抗菌剤との配合割合を６：４程度とすることで、日中でも夜間でも所定の抗菌効果を発揮する繊維製品となり好ましい。

上記したように、ポリエステル系素材８５重量％と酸化チタンと銀系抗菌剤を６：４の重量割合で配合した固形分１５重量％とを混練したマスターバッチ７重量％と、ポリエステル樹脂９３重量％とを混練した紡糸原料を溶融紡糸して、０，６重量％の酸化チタンと０，４重量％の銀系抗菌剤とを含有する抗菌性繊維は、紡糸されるポリエステル繊維中に略１％の抗菌性固形分を均一に分散配合した抗菌性繊維となる。

固形分が１％程度であるので、紡糸工程中に糸切れすることなく、安定して溶融紡糸することができる。また、繊維の強度が劣化することもなく、糸強度も安定する。また、抗菌剤が１％程度の配合量であれば、所定の抗菌機能を発揮することが明らかとなり、これ以上増加する必要はない。

配合する酸化チタンの種類は特に限定されず、例えばアナターゼ型、ブルッカイト型、ルチル型、アモルファス型などのいずれであっても良いが、日光に対する光触媒活性が高いアナターゼ型酸化チタンがより好ましい。また、紡糸用ポリマー原料に配合する酸化チタンの粒径は小さい方が好ましく、例えば、平均粒子径０．０１〜２μｍ程度が好ましい。さらに０．５μｍ以下の微粉末状であることが、消臭機能や抗菌機能を発揮する比表面積が大きくなる観点より好ましい。

上記したように、本発明によれば、光触媒金属酸化物である酸化チタンと銀系抗菌剤とを所定割合配合したポリエステル系紡糸原料を溶融紡糸した抗菌性繊維としたので、新たな後加工を必要とせずに光の有無に拘らずに抗菌機能を発揮する。さらに、光の有る環境下では、酸化チタンの光触媒機能を介して、さらなる消臭・抗菌効果を発揮する繊維製品を製造可能な抗菌性繊維を得ることができる。

また、光触媒金属酸化物抗菌剤と銀系抗菌剤とからなる固形分の割合を、全紡糸ポリマー中の重量比で１％程度とすることで、紡糸する繊維物性を悪化せず、紡糸中の糸切れを防止することができる。

また、紡糸の際に、予めポリエステル樹脂に固形分を高濃度に配合したマスターバッチを生成し、このマスターバッチをさらにポリエステル樹脂と混練して溶融紡糸するようにしたので、固形分を均一に紡糸ポリマー中に分散することができる。

そのために、本発明に係る抗菌性繊維は、抗菌機能を発揮する衣料品に好適に適用可能であり、遮光性を有するだけでなく、室内の細菌の繁殖を抑制し、消臭効果を発揮する室内用カーテンの素材としても好適に適用される。

また、ジメジメした環境下で繁殖しやすいカビなどの増殖も抑制するので、雨が多く湿度の高いシーズンを有する日本の気候に適したインテリア用の抗菌性繊維ともなる。

特に、光の有無に拘らずに抗菌機能を発揮する銀系抗菌剤を多く配合した抗菌性繊維であれば、日光の当らない室内でも有効な抗菌機能を発揮するので、病院内で着用する病衣や、病室内の間仕切り用カーテンの素材として好適である。

Claims (6)

1. 光触媒金属酸化物系抗菌剤と銀系抗菌剤とを所定割合配合したポリエステル系紡糸原料を溶融紡糸して製造することを特徴とする抗菌性繊維。
2. 光触媒金属酸化物系抗菌剤と銀系抗菌剤とを所定割合混合してポリエステル樹脂に混練してマスターバッチを生成し、生成したマスターバッチとポリエステル樹脂とをさらに混練した紡糸原料を溶融紡糸して製造することを特徴とする抗菌性繊維。
3. 前記マスターバッチが、ポリエステル樹脂８５重量％と固形分１５重量％とからなり、この固形分１００重量％に対して、８０〜２０重量％の光触媒金属酸化物系抗菌剤と、２０〜８０重量％の銀系抗菌剤を含有していることを特徴とする請求項２に記載の抗菌性繊維。
4. 前記紡糸原料が、ポリエステル樹脂９３重量％とマスターバッチ７重量％とからなることを特徴とする請求項２または３に記載の抗菌性繊維。
5. 前記光触媒金属酸化物系抗菌剤が酸化チタンであり、前記銀系抗菌剤が銀とシリカとを９２：８の割合で混合した二酸化ケイ素銀であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の抗菌性繊維。
6. ポリエステル系素材８５重量％と酸化チタンと銀化合物を６：４の重量割合で配合した固形分１５重量％とを混練したマスターバッチ７重量％と、ポリエステル樹脂９３重量％とを混練した紡糸原料を溶融紡糸して、０，６重量％の酸化チタンと０，４重量％の銀化合物とを含有することを特徴とする抗菌性繊維。