JP2017101357A - プライマー性消臭剤及びそれを用いた消臭性有機繊維 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
【解決手段】(A)酸化亜鉛と(B)アミノ酸を、水性溶媒中で(A):(B)=1:3〜1:20の質量比で混合して反応させることで得られるアミノ酸亜鉛錯体含有溶液に、有機繊維を接触させた後、該有機繊維を乾燥又は乾燥キュアして水分を除去することにより、該有機繊維に固着された状態プライマー性消臭剤を得る。
【選択図】なし
Description
また、本発明は、該プライマー性消臭剤が固着されている消臭性有機繊維、該プライマー性消臭剤を製造するためのアミノ酸亜鉛錯体含有溶液、該プライマー性消臭剤の製造方法に関する。
特許文献1では、加工剤含有成分が多い欠点があるともに、合成樹脂バインダーを使用しているため、燃焼性が高くなり、難燃剤も併用する必要があるという問題がある。
特許文献2では、合成樹脂バインダーの酸価が限定されている。
しかしながら、特許文献3では、バインダーを使用していることから燃焼性が高まるため、難燃剤を使用することが記載されている。
特許文献3では、ポリヒドラジド化合物として金属と配位結合したポリヒドラジド化合物との錯体を形成する金属錯体が記載され、金属の例としてアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属等が記載されているが、アミノ酸亜鉛錯体については記載されていない。
また、本発明の課題は、繊維(基材)の燃焼性を大幅に減ずることのできるプライマー性消臭剤を提供することにある。
このため、本発明では、風合いの低下による柔軟剤の添加を少量にすることができる。
また、特許文献1〜3等に記載のように、消臭性成分に樹脂製バインダーを併用する場合、該樹脂製バインダーに燃焼性がある等のため「処理された有機繊維」の燃焼性が増大する。そのため、難燃剤を添加する等の対策が必要となるが、本発明では、樹脂製バインダーを使用しなくてもよいので、このような問題が起こらない。すなわち、難燃剤を添加する必要がなく、難燃剤の添加に起因する種々の障害も起こり得ない。
アミノ酸亜鉛錯体含有溶液は、(A)酸化亜鉛と(B)アミノ酸を特定の比率で水性溶媒中において混合して反応させて得られるアミノ酸亜鉛錯体を主成分とするものである。
酸化亜鉛は、化粧品や医薬品等の原料として使用される人体に無害な物質であり、消臭作用の他に抗菌作用を有している。
酸化亜鉛は、非水溶性であるが、(B)アミノ酸と特定比率で混合して反応させることにより、水溶性のアミノ酸亜鉛錯体を形成し、水等の水性溶媒に溶解する。
(B)アミノ酸は、分子内にアミノ基(−NH2)とカルボキシル基(−COOH)を分子内に有し、これらの官能基の存在により、アンモニア、酢酸、ホルムアルデヒド等に対して、消臭効果を発揮する。
入手の容易さやコスト、消臭性能等の観点から、グリシン、アラニン、フェニルアラニン、サルコシンが好ましく、グリシンが特に好ましい。
(B)アミノ酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
アミノ酸の比率が上記範囲より少ないと、錯体形成が不十分となり、(A)酸化亜鉛が十分に水性溶媒に溶解しない場合がある。また、形成されたアミノ酸亜鉛錯体の周囲を余剰のアミノ酸が取り囲むことで「水性溶媒に対する溶解性」と「アンモニアやアルデヒドに対する消臭性能」を発揮していると考えられるが、それらの性能が十分に得られない場合がある。
なお、本発明のプライマー性消臭剤、その前段階のアミノ酸亜鉛錯体含有溶液(該溶液中のアミノ酸亜鉛錯体)、該プライマー性消臭剤が固着された消臭性有機繊維の化学的な形態(構造)は、何れも直接特定することが不可能であるか又はおよそ実際的でない。
本発明のプライマー性消臭剤は、従来方法のように、樹脂製バインダーを使用しなくても、疎水性の有機繊維表面に固着した状態になり、水洗を繰り返しても、消臭性能を十分に発揮する量が固着したままとなる。
本発明のプライマー性消臭剤は、水溶性のアミノ酸亜鉛錯体を含有するアミノ酸亜鉛錯体含有溶液から水分を除去して得られるものであり、疎水性の有機繊維の表面から容易に脱離しないことは、意外な知見である。
本発明のプライマー性消臭剤の媒体としては、水性媒体を用いることが好ましい。水性溶媒の例としては、イオン交換水、水道水等の水や、水と水溶性有機溶媒との混合溶媒;等が例示できる。消臭性能の観点等から、水性溶媒は、水が好ましい。
これらの混合溶媒は、添加剤(例えば香料等)の溶解性に優れる場合がある。
アミノ酸亜鉛錯体含有溶液には、他の成分として、樹脂製バインダー、界面活性剤、pH調整剤、香料、酸化防止剤、防カビ剤・殺菌剤、紫外線吸収剤等を添加剤として含有させることができる。
これらの成分は、酸化亜鉛とアミノ酸が、均一に溶解した後で溶液に添加してもよいし、酸化亜鉛とアミノ酸が錯体形成する前に、酸化亜鉛の懸濁液や、アミノ酸の水性溶液に予め添加しておいてもよい。
その場合、樹脂製バインダーとしては、市販の繊維加工用バインダーが使用でき、特に限定されない。具体的には例えば、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコン系樹脂が挙げられ、中でもウレタン系樹脂が好ましい。
含有比率の下限が上記以上であると、十分な固着性が得られる。含有比率の上限が上記以下であると、得られる消臭性有機繊維の風合いが良くなる傾向にある。
このため、本発明のプライマー性消臭剤は、樹脂製バインダーを含有しないことが好ましい。すなわち、アミノ酸亜鉛錯体含有溶液には樹脂製バインダーを含有させない方がよい。樹脂製バインダーを含有すると難燃性に劣るようになる場合がある。
中でも、亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩は、アセトアルデヒドの消臭効果が高く、また、アミノ酸と併用すると、アセトアルデヒド以外の悪臭も同時に除去する作用があり、pH調整剤として最適である。
酸化防止剤としては、アスコルビン酸ナトリウム、BHT(ジ−t−ブチルヒドロキシトルエン)、オイゲノール、イソオイゲノール、チモール等が例示できる。
防カビ剤・殺菌剤としては、塩化ベンザルコニウム、オイゲノール、オクタノール、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム等が例示できる。
紫外線吸収剤としては、タンニン、サポニン、桂皮酸エステル、サリチル酸エステル等が例示できる。
本発明のプライマー性消臭剤は、前記アミノ酸亜鉛錯体含有溶液を有機繊維に接触させた後、有機繊維を乾燥又は乾燥キュアして水分を除去することによって得られる。
アミノ酸亜鉛錯体含有溶液は、錯体を形成せずに余った余剰のアミノ酸を有し、余剰のアミノ酸の構造からアミノ基、カルボキシル基の存在によりアンモニア、酸などが消臭され、アミノ酸亜鉛錯体により硫黄系ガス、特に硫化水素が消臭される。有機繊維表面にはアミノ酸亜鉛錯体が固着し、その周囲に余剰のアミノ酸が存在すると推測される。
本発明において使用される有機繊維としては、更に具体的には、ポリエステル繊維、ポリアクリル繊維、ナイロン繊維、ポリウレタン繊維等の合成繊維が挙げられる。本発明のプライマー性消臭剤は固着性に優れるため、綿、絹等の天然繊維よりも一般に固着されにくいとされている合成繊維に対して、よりその効果(長所)を発揮する。
また、本発明において使用される有機繊維としては、ポリエステル単独で構成される繊維は勿論、ポリエステル繊維とそれ以外の繊維(例えば天然繊維、合成繊維)の混紡手法により得られた繊維であってもよい。
本発明のプライマー性消臭剤は、前記したアミノ酸亜鉛錯体含有溶液を、前記した有機繊維に接触させた後、有機繊維を乾燥又は乾燥キュアして水分を除去することにより有機繊維に固着された状態で得られる。
本発明のプライマー性消臭剤が固着されている有機繊維は、硫化水素、アンモニア、酢酸、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等の臭気が発生しやすい環境下に置かれても、これらの臭気を消臭しやすく(吸収しやすく)放出しにくい、消臭性有機繊維である。
「乾燥」とは有機繊維を加熱して水分を除去すること、「乾燥キュア」とは有機繊維を乾燥した後、更に高温に加熱して、樹脂等の加工剤を繊維表面に固着させることをいう。
アミノ酸亜鉛錯体含有溶液が、樹脂製バインダーを含有する場合は、「乾燥キュア」させるのが好ましい。
上記範囲内であると、乾燥に時間がかかり過ぎることが無く、また、得られるプライマー性消臭剤の性能に悪影響が出にくい。
上記範囲内は、十分に水分を除去するために必要かつ十分な時間の範囲である。
更に高温に加熱する(キュアする)場合の温度は、120℃以上140℃以下が好ましく、時間は、1分以上10分以下が好ましい。
上記範囲内であると、樹脂製バインダーを十分に有機繊維表面に固着することができ、また、得られるプライマー性消臭剤の悪影響が出にくい。
すなわち、有機繊維をアミノ酸亜鉛錯体含有溶液に含浸或いはスプレーし、乾燥或いは乾燥キュアすることにより製造することができる。より具体的には、アミノ酸亜鉛錯体含有溶液に有機繊維布を含浸し、70℃〜130℃で5分〜1時間乾燥させ水分を除去する。より好ましくは、100℃で10分から30分乾燥させる。
固着量(乾燥重量)の下限が上記以上であると、十分な消臭効果が得られる。固着量(乾燥重量)の上限が上記以下であると、得られる消臭性有機繊維の風合いが良くなる傾向にある。
柔軟剤としては、ふんわり感を必要とする場合は、界面活性剤(陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤等)を適宜添加することができる。しっとり感を必要とする場合は、保湿剤(グリセリン、ポリエチレングリコール等)を添加することができる。
酸化亜鉛とアミノ酸の反応により得られたアミノ酸亜鉛錯体含有溶液の原液に含浸すれば、固着量(乾燥重量)は当然多くなり、原液を希釈した溶液に含浸すれば固着量(乾燥重量)は減少する。
具体的には、例えば、以下のような方法により測定する。
10cm角に裁断した有機繊維をアミノ酸亜鉛錯体含有溶液(原液或いは希釈溶液)に含浸後、有機繊維を軽く絞り、70℃で1時間乾燥させ、秤量しプライマー性消臭剤の固着量を測定する。ついで、有機繊維を流水中で軽く水洗し、水分を除去するため70℃で乾燥し、秤量する。水洗を2回繰り返し、プライマー性消臭剤の固着量を測定する。
上記(1)において、アミノ酸亜鉛錯体含有溶液に有機繊維を含浸後、70℃で1時間乾燥させた後、更に、100〜130℃で5分間キュアする工程を加える。それ以外は上記(1)と同様の操作を行う。
本発明のプライマー性消臭剤は、アミノ酸亜鉛錯体が、有機繊維の表面に、余剰のアミノ酸を介して接着していると推定される。アミノ酸亜鉛錯体は、有機繊維の表面に、プライマーとして接着していると同時に、消臭剤の役割を果たすため、本発明のプライマー性消臭剤は、特に硫化水素等に消臭効果が高いと推測される。
また、プライマー性消臭剤は、アミノ酸亜鉛錯体同士の間に、余剰のアミノ酸が存在するため、余剰のアミノ酸のカルボキシル基により、アンモニア等に対しても、消臭性を発揮するものと推測される。
<プライマー性消臭剤の作製及び水洗後固着率の測定>
酸化亜鉛1gとグリシン4gを200mLコニカルビーカーに入れ、イオン交換水95gを添加し、70℃で30分間加熱攪拌してアミノ酸亜鉛錯体含有溶液を得た。
含浸後、上記ポリエステル布を、70℃で1時間乾燥させた。その後、水分除去後の上記ポリエステル布の乾燥重量を測定した結果、1.257gであったことから、ポリエステル布に固着された状態のプライマー性消臭剤の量は186mgと算出された。
下記式(1)で定義される1回目水洗後固着率は、53%であった。
下記式(2)で定義される2回目水洗後固着率は、31%であった。すなわち、本発明のプライマー性消臭剤は、樹脂製バインダーなしでもポリエステル布に十分に固着していることがわかった。
除去対象ガス注入口、圧力調整口、検知管測定口及び予備口を備えた容量3Lのガラス製セパラブルフラスコを用意し、それぞれのガス注入口から注射器を用いて、硫化水素ガスを所定の初期濃度になるように個別に注入して、10秒間攪拌した。その後、10分間静置して硫化水素濃度をガステック検知管にて測定したところ、30ppmだった。
上記<消臭試験(硫化水素)>において、使用するガスをアンモニアとし、初期濃度を50ppmにした点以外は、同様にして、消臭率(%)を算出した。
200mLコニカルビーカーにイオン交換水96gを入れ、次いで繊維処理剤であるテトラブタン酸1g及びクエン酸ソーダ3gを加え、室温下で1時間攪拌して無色透明溶液を得た。
一方、繊維処理剤を使用した比較例1では、1回目の洗浄後に乾燥して得られたポリエステル布への付着量は46%と高いものの、2回目洗浄後の付着率(残存率)は4.9%と低かった。
酸化亜鉛1gを200mLコニカルビーカーに入れ、イオン交換水99gを添加し、10分間攪拌して乳白色の懸濁溶液を得た。
含浸後、上記白色無地ポリエステル布を、70℃で1時間乾燥させた。その後、水分除去後の上記ポリエステル布の乾燥重量を測定した結果、1.090gであったことから、ポリエステル布に固着された状態の酸化亜鉛の量はわずか3mgであった。酸化亜鉛はポリエステル布に固着しにくいことがわかる。
グリシン4gを200mLコニカルビーカーに入れ、イオン水96gを添加し、透明溶液を得た。
含浸後、上記白色無地ポリエステル布を、70℃で1時間乾燥させた。その後、水分除去後の上記ポリエステル布の乾燥重量を測定した結果、1.099gであったことから、ポリエステル布に固着された状態のグリシンの量は48mgであった。
1回目水洗後、乾燥した後にポリエステル布に固着していたグリシンの量はわずか1mgであり、1回目水洗後固着率は、わずか2%であった。水洗により大半の(98%の)グリシンが流出してしまった。
また、1回目の水洗処理後、乾燥したポリエステル布について消臭試験を実施した。
グリシンの量を8g、イオン交換水を91gに変更した点以外は、実施例1と同様にして、1回目水洗後固着率を算出し、1回目の水洗処理後、乾燥したポリエステル布について消臭試験を実施した。
酸化亜鉛1gとグリシン20gを200mLコニカルビーカーに入れ、イオン交換水79gを添加し、70℃で30分間加熱攪拌してアミノ酸亜鉛錯体含有溶液を得た。
含浸後、上記綿−ポリエステル混紡布を、70℃で1時間乾燥させた。
グリシンが固着した綿−ポリエステル混紡布に対して、実施例1と同様に1回目の水洗処理をし、1回目水洗後固着率を算出した。
また、1回目の水洗処理後、乾燥した綿−ポリエステル混紡布について消臭試験を実施した。
酸化亜鉛1g、グリシン4g、ウレタン樹脂バインダー(村山化学研究所製PUR−1370)0.5gを200mLコニカルビーカーに入れ、イオン交換水94gを添加し、70℃で30分間加熱攪拌して樹脂製バインダー含有溶液を得た。
実施例1と同様にして、1回目水洗後固着率を算出し、1回目の水洗処理後、乾燥したポリエステル布について消臭試験を実施した。
グリシンをアラニンに変更した点以外は、実施例1と同様にして、1回目水洗後固着率を算出し、1回目の水洗処理後、乾燥したポリエステル布について消臭試験を実施した。
グリシンをサルコシンに変更した点以外は、実施例1と同様にして、1回目水洗後固着率を算出し、1回目の水洗処理後、乾燥したポリエステル布について消臭試験を実施した。
グリシンをフェニルアラニンに変更した点以外は、実施例1と同様にして、1回目水洗後固着率を算出し、1回目の水洗処理後、乾燥したポリエステル布について消臭試験を実施した。
ポリエステル布をポリアクリル布に変更した点以外は、実施例1と同様にして、1回目水洗後固着率を算出し、1回目の水洗処理後、乾燥したポリアクリル布について消臭試験を実施した。
ポリエステル布を木綿布に変更した点以外は、実施例1と同様にして、1回目水洗後固着率を算出し、1回目の水洗処理後、乾燥した木綿布について消臭試験を実施した。
グリシンをサルコシンに変更した点以外は、比較例3と同様にして、1回目水洗後固着率を算出し、1回目の水洗処理後、乾燥したポリエステル布について消臭試験を実施した。
グリシンをフェニルアラニンに変更した点以外は、比較例3と同様にして、1回目水洗後固着率を算出し、1回目の水洗処理後、乾燥したポリエステル布について消臭試験を実施した。
Claims (11)
- (A)酸化亜鉛と(B)アミノ酸を、水性溶媒中で(A):(B)=1:3〜1:20の質量比で混合して反応させることで得られるアミノ酸亜鉛錯体含有溶液に、有機繊維を接触させた後、該有機繊維を乾燥又は乾燥キュアして水分を除去することにより、該有機繊維に固着された状態で得られるものであることを特徴とするプライマー性消臭剤。
- 上記有機繊維は化学繊維である請求項1に記載のプライマー性消臭剤。
- 上記有機繊維はポリエステル繊維である請求項1又は請求項2に記載のプライマー性消臭剤。
- 上記水性溶媒は水である請求項1ないし請求項3の何れかの請求項に記載のプライマー性消臭剤。
- 上記有機繊維と上記アミノ酸亜鉛錯体含有溶液を接触させた後、70℃以上130℃以下で乾燥又は乾燥キュアして水分を除去したものである請求項1ないし請求項4の何れかの請求項に記載のプライマー性消臭剤。
- 上記(B)アミノ酸は、グリシン、アラニン、フェニルアラニン及びサルコシンの群から選ばれる少なくとも1種のアミノ酸である請求項1ないし請求項5の何れかの請求項に記載のプライマー性消臭剤。
- 上記(B)アミノ酸は、グリシンである請求項6に記載のプライマー性消臭剤。
- 樹脂製バインダーを含有しないものである請求項1ないし請求項7の何れかの請求項に記載のプライマー性消臭剤。
- 請求項1ないし請求項8の何れかの請求項に記載のプライマー性消臭剤が固着されていることを特徴とする消臭性有機繊維。
- 請求項1ないし請求項8の何れかの請求項に記載のプライマー性消臭剤を製造するために用いられることを特徴とするアミノ酸亜鉛錯体含有溶液。
- 有機繊維に固着されたプライマー性消臭剤の製造方法であって、(A)酸化亜鉛と(B)アミノ酸を、水性溶媒中で(A):(B)=1:3〜1:20の質量比で混合して反応させることで得られるアミノ酸亜鉛錯体含有溶液に、該有機繊維を接触させた後、該有機繊維を乾燥又は乾燥キュアして水分を除去することを特徴とするプライマー性消臭剤の製造方法。
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