JP2018109245A - Fiber structure having excellent antibacterial performance - Google Patents

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寿美 中村
Sumi Nakamura
寿美 中村
潔 義田
Kiyoshi Yoshida
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fiber structure having effects of excellent antibacterial properties and the like, its effects being excellent in washing durability and being friendly to human bodies, organisms, and the environment, and also having a flexible touch feeling.SOLUTION: A fiber structure of this invention comprises nanofiber which is adhered on the surface of the fiber structure in a mesh-like form, where the width of nanofiber is 4-100 nm and its length is 100-2000 nm, and the number of the nanofiber adhered is 25 or more per unit surface area 1 μmof the fiber structure.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、優れた抗菌性能を有する、セルロース系繊維、合成繊維、又はタンパク系繊維からなる繊維構造体に関する。さらに詳しくは、本発明は、優れた抗菌性能を有し、かつ該性能が持続するとともに、人体、生物、環境等に障害のないセルロース繊維や合成繊維や絹・毛などのタンパク系繊維からなる抗菌性繊維構造体に関する。   The present invention relates to a fiber structure composed of cellulosic fibers, synthetic fibers, or protein fibers having excellent antibacterial performance. More specifically, the present invention is composed of cellulose fibers, synthetic fibers, and protein fibers such as silk and hair that have excellent antibacterial performance, and that the performance is sustained, and that do not interfere with the human body, organism, environment, etc. The present invention relates to an antibacterial fiber structure.

近年、消費者の衛生に関する意識および衛生志向が高まっている。綿等のセルロース系繊維やナイロン繊維等の合成繊維は、肌着など皮膚に直接触れる衣服に多く使用されている。そのため、これらに抗菌性を付与した繊維構造体が強く要望されている。また特に医療分野においては様々な繊維構造体に高い抗菌性が強く望まれていることは言うまでもない。
セルロース系繊維や合成繊維やタンパク系繊維に、人体には安全で、しかも耐久性のある抗菌性を付与することは容易なことではなく、これまでに繊維処理剤として用いられている第4級アンモニウム塩系等の抗菌剤を用いた場合には、洗濯耐久性に乏しく、また敏感な肌の場合に皮膚がかぶれる等の問題があり、人体に優しく、かつ満足のいく抗菌性能を有する繊維構造体は得られていない。
さらに、ジフェニルエーテル系抗菌剤などの場合は、加工した繊維の焼却時に発がん物質のダイオキシンが生成する事例が報告されており、環境対策課題がある。
耐性菌に対しても強い抗菌性を示し、かつ発がん物質の生成もない抗菌剤として、ゼオライトに銀や銅または亜鉛などの金属を担持させた無機化合物の場合、これを繊維ポリマー中に練り込む等の方法において使用されているが、所望の抗菌効果を発揮させるためには使用量をかなり多くする必要がある。しかし、使用量が多くなると経時的酸化を受けて変色や変質を起こす問題がある。即ち、この技術でも製品での安定性、安全性が高く、抗菌性能に優れた繊維構造体は得られていない。
In recent years, consumer awareness and hygiene awareness about hygiene has increased. Cellulosic fibers such as cotton and synthetic fibers such as nylon fibers are often used in clothes such as underwear that directly touch the skin. For this reason, there is a strong demand for fiber structures having antibacterial properties. Needless to say, high antibacterial properties are strongly desired for various fiber structures, particularly in the medical field.
It is not easy to give cellulosic fibers, synthetic fibers, and protein fibers with antibacterial properties that are safe for the human body and durable. When using an antibacterial agent such as ammonium salt, the fiber structure has poor antibacterial properties that are gentle to the human body and have satisfactory antibacterial properties, such as poor skin durability and sensitive skin. The body is not obtained.
Furthermore, in the case of diphenyl ether antibacterial agents and the like, there have been reports of cases where carcinogen dioxins are generated during the incineration of processed fibers, and there are environmental countermeasure issues.
As an antibacterial agent that shows strong antibacterial properties against resistant bacteria and does not generate carcinogens, inorganic compounds in which a metal such as silver, copper or zinc is supported on zeolite are kneaded into the fiber polymer. However, it is necessary to use a considerably large amount in order to exert a desired antibacterial effect. However, when the amount used is increased, there is a problem of causing discoloration or alteration due to oxidization with time. That is, even with this technology, a fiber structure having high stability and safety in products and excellent antibacterial performance has not been obtained.

下記の特許文献1には、天然物質で安全性の高い脱アセチル化キチン(キトサン)を抗菌剤成分として用いる加工法が提案されている。しかしながら、繊維表面への固着には、バインダー樹脂、架橋剤が使用されており、人体に対する安全性に課題が残り、風合いが硬く皮膚への刺激も強い。また、バインダーや架橋剤によりキトサンが本来有する抗菌性効果が抑制されてしまうという重要な課題があった。
また、下記の特許文献2には、キトサンをセルロースと共にロダン酸塩水溶液に溶解した原液を紡糸するキトサン含有セルロース繊維が提案されている。しかしながら、キトサンが繊維内部に存在するため、菌と直接接する繊維構造体の表面に露出するキトサンが極めて少なく、含有しているキトサンの抗菌性が十分に発揮されなかった。
また、下記の特許文献3には、ビスコースの原液に粒径4mm以下のキチンを溶解させビスコース法にて紡糸するキチンキトサンビスコース繊維が提案されている。しかしながら特許文献2と同様に、キチンキトサンがビスコース繊維内部に存在するため、抗菌効果が低かった。
さて、ここで物質をナノ化して表面積を増やし、物質がもつ効果を著しく向上させるという技術が考えられる。抗菌剤についても同様である。
特許文献4には、ナノ化して得られたキチンナノファイバーをレーヨン中に分散させる方法が提案されている。キチンナノファイバーは、径がナノサイズではない一般的なキチンファイバーに比較して抗菌性が優れるが、この場合も、キチンナノファイバーの大部分が繊維内部に存在するため、抗菌性は低かった。
このように、これまでは、天然物質由来で安全性が高く、人体や環境にも優しく、柔らかな風合いを有し皮膚刺激も低く優秀ながら、かつ高い抗菌性能を有し、さらに抗菌性能の洗濯耐久性にも優れた繊維構造体は得られていなかった。
Patent Document 1 below proposes a processing method using deacetylated chitin (chitosan) which is a natural substance and high safety as an antibacterial agent component. However, a binder resin and a cross-linking agent are used for fixing to the fiber surface, and there remain problems in safety to the human body, the texture is hard, and skin irritation is strong. In addition, there is an important problem that the antibacterial effect inherent in chitosan is suppressed by the binder and the crosslinking agent.
Patent Document 2 below proposes a chitosan-containing cellulose fiber that spins a stock solution in which chitosan is dissolved in a rhodanate aqueous solution together with cellulose. However, since chitosan is present inside the fiber, the amount of chitosan exposed on the surface of the fiber structure in direct contact with the bacteria is extremely small, and the antibacterial property of the contained chitosan was not sufficiently exhibited.
Patent Document 3 below proposes a chitin chitosan viscose fiber in which chitin having a particle size of 4 mm or less is dissolved in a viscose stock solution and is spun by the viscose method. However, as in Patent Document 2, chitin chitosan is present inside the viscose fiber, so that the antibacterial effect is low.
Now, a technique of nano-materializing the material to increase the surface area and significantly improving the effect of the material can be considered. The same applies to antibacterial agents.
Patent Document 4 proposes a method of dispersing chitin nanofibers obtained by nanonization in rayon. The chitin nanofibers are superior in antibacterial properties compared to general chitin fibers whose diameter is not nano-size, but in this case as well, the antibacterial properties were low because most of the chitin nanofibers were present inside the fibers.
In this way, so far, it is derived from natural substances, is highly safe, is gentle to the human body and the environment, has a soft texture, low skin irritation and excellent antibacterial performance, and also has antibacterial performance. A fiber structure excellent in durability was not obtained.

特開平4−257301号公報JP-A-4-257301 特開平11−100712号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-1000071 特許第2822174号公報Japanese Patent No. 2822174 特開2016−74989号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-74989

本発明が解決しようとする課題は、セルロース系繊維や合成繊維やタンパク系繊維からなる構造体に、抗菌性などの特定の優れた効果を有するナノファイバーを、バインダー樹脂や架橋剤を使用せずに、構造体の表面に直接強固に付着させることにより、優れた抗菌性を有し、かつ洗濯耐久性に優れて柔らかい風合いを有し、さらに、人体や生物や環境にも優しい繊維構造体を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is that a nanofiber having a specific excellent effect such as antibacterial properties is not used for a structure composed of cellulosic fiber, synthetic fiber or protein fiber without using a binder resin or a crosslinking agent. In addition, by directly and firmly adhering to the surface of the structure, a fiber structure that has excellent antibacterial properties, has excellent washing durability and has a soft texture, and is also friendly to the human body, organisms and the environment. Is to provide.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討し、実験を重ねた。その結果、特定の官能基を有するナノファイバーを、最適な条件下で十分に分散させたナノファイバーの分散液を調製することによって、セルロース系繊維や合成繊維やタンパク繊維からなる構造体の表面にナノファイバーを直接に網目状に付着させることができるようになり、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、以下に示すものである。
[1]セルロース繊維、合成繊維又はタンパク系繊維からなる繊維構造体の表面に、4〜100nm、長さ100〜2000nmのナノファイバーが、前記構造体の表面積1μmあたり、25本以上あって、前記構造体の表面に固着していることを特徴とする繊維構造体。
[2]前記複数のナノファイバーの交絡数が、20個以上である、[1]に記載の繊維構造体。
[3]前記ナノファイバーが、多糖類からなる、[1]に記載の繊維構造体。
[4]前記ナノファイバーが、アセチルアミノ基を有する多糖からなる、[2]に記載の繊維構造体。
The inventor diligently studied to solve the above problems and repeated experiments. As a result, by preparing a nanofiber dispersion in which nanofibers with specific functional groups are sufficiently dispersed under optimal conditions, the surface of a structure composed of cellulosic fibers, synthetic fibers, or protein fibers can be obtained. The nanofibers can be directly attached in the form of a mesh, and the present invention has been completed.
That is, the present invention is as follows.
[1] There are 25 or more nanofibers having a length of 4 to 100 nm and a length of 100 to 2000 nm on the surface of a fiber structure made of cellulose fiber, synthetic fiber, or protein fiber, per 1 μm 2 of the surface area of the structure, A fiber structure characterized by being fixed to the surface of the structure.
[2] The fiber structure according to [1], wherein the number of entanglements of the plurality of nanofibers is 20 or more.
[3] The fiber structure according to [1], wherein the nanofiber is made of a polysaccharide.
[4] The fiber structure according to [2], wherein the nanofiber is made of a polysaccharide having an acetylamino group.

本発明の繊維構造体は、セルロース系繊維、合成繊維、又はタンパク系繊維からなる構造体であって、その表面にナノファイバーを網目状に直接固着させることにより、優れた抗菌性などを有し、洗濯耐久性に優れ、さらに、人体や生物や環境にも優しく、しなやかな風合いを有する繊維構造体である。   The fiber structure of the present invention is a structure composed of cellulosic fibers, synthetic fibers, or protein fibers, and has excellent antibacterial properties by directly attaching nanofibers to the surface thereof in a network form. The fiber structure has excellent washing durability, is gentle to the human body, living organisms and the environment, and has a supple texture.

図1(a)はTOF−SIMS解析の例として、実施例1の負イオンスペクトルを示す図である。Fig.1 (a) is a figure which shows the negative ion spectrum of Example 1 as an example of TOF-SIMS analysis. 図1(b)はTOF−SIMS解析の例として、実施例1の負イオンスペクトルを示す図である。FIG.1 (b) is a figure which shows the negative ion spectrum of Example 1 as an example of TOF-SIMS analysis. 図2(a)、(b)は実施例1の走査型電子顕微鏡写真を示す図である。2A and 2B are diagrams showing scanning electron micrographs of Example 1. FIG.

以下、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本実施形態の繊維構造体は、セルロース繊維、合成繊維、又はタンパク系繊維からなる繊維構造体の表面に、幅4〜100nm、長さ100〜2000nmのナノファイバーが、該構造体の表面積1μmあたり、25本以上、網目状に固着していることを特徴とする繊維構造体である。
Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.
In the fiber structure of this embodiment, nanofibers having a width of 4 to 100 nm and a length of 100 to 2000 nm are formed on the surface of a fiber structure made of cellulose fiber, synthetic fiber, or protein fiber, and the surface area of the structure is 1 μm 2. The fiber structure is characterized in that 25 or more are fixed in a mesh shape.

セルロース系繊維とは、綿、麻等の天然セルロース繊維や、ビスコースレーヨン、銅アンモニアレーヨン、ポリノジックレーヨン等の再生セルロース繊維や、溶剤紡糸によるリヨセル、テンセル、また半合成繊維であるアセテート系繊維などをいう。再生セルロース繊維が好ましく使用でき、中でも銅アンモニア法によって得られるキュプラ(旭化成(株)製ベンベルグ(登録商標))を用いると、繊維表面に存在する凹凸多孔構造がナノファイバーの固着性を高め、所望の効果が最も顕著に発現されるため好ましい。また、再生セルロースは皮膚と接触した場合に物理的・化学的刺激が低く、皮膚に接触する用途には非常に好ましい。本発明の繊維構造体中に再生セルロースが25%以上含まれていることが好ましく、45%以上含まれているとより好ましく、最も好ましくは再生セルロース70〜100%である。
また、合成繊維としては、ポリエステル系繊維、ポリアミド、ポリエチレン、ポロプロピレン、ポリアクリルニトリル、ポリウレタン、ポリ乳酸等が挙げられる。
また、タンパク系繊維としては、シルク、ウール、カシミア、モヘア、ビキューナなどの獣毛繊維が挙げられる。
繊維径は特に限定しないが、総繊度20〜300デシテックスの繊維であることが好ましい。単繊維繊度は0.01〜3.0デシテックスが風合いや皮膚に対する低物理刺激性の点で好ましく、さらに好ましくは0.01〜1.7デシテックスである。
さらに断面形状は、L型やW型断面などの扁平形状の場合、繊維の曲げ剛性が低くしなやかな風合いが得やすいとともに、比表面積が大きくナノファイバーの固着量を高めやすいので好ましい。
繊維の形態は、長繊維でも短繊維でもよく、長さ方向に均一なものや太細のあるものでもよい。そして、繊維が加工される糸状の形態としては、甘撚糸〜強撚糸、仮撚加工糸、空気噴射加工糸、押し込み加工糸、ニットデニット加工糸等や、リング紡績糸、オープンエンド紡績糸、エアジェット精紡糸等の紡績糸等が挙げられる。
繊維構造体としては、編物、織物、不織布及びこれらの複合体(例えば、積層体)が挙げられる。
種類の異なる繊維を混用する場合の糸条の形態の例としては、混紡(混綿、フリース混紡、スライバー混紡、コアヤーン、サイロスパン、サイロフィル、ホロースピンドル等)、交絡混繊、交撚、意匠撚糸、カバリング(シングル、ダブル)、複合仮撚(同時仮撚、先撚仮撚)、伸度差仮撚、位相差、仮撚加工後に後混繊、2フィード(同時フィードやフィード差)空気噴射加工等による混用形態が挙げられる。
具体例としては、いわゆる機上混用品があり、製編織時に他の裸糸又は被覆糸を機上にてセルロース繊維と他の繊維を引き揃えて又は合糸して混用した編織物が挙げられる。
本発明において、種類の異なる繊維と繊維の混用形態は上記に何ら制限されるものではなく、繊維同士が混用されていればよい。
Cellulosic fibers include natural cellulose fibers such as cotton and hemp, regenerated cellulose fibers such as viscose rayon, copper ammonia rayon and polynosic rayon, and lyocell, tencel by solvent spinning, and acetate fibers that are semi-synthetic fibers. Say. Regenerated cellulose fibers can be preferably used. Among them, when using cupra obtained by the copper ammonia method (Bemberg (registered trademark) manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), the uneven porous structure existing on the fiber surface improves the adhesion of the nanofibers. This is preferable because the effect is most prominent. In addition, regenerated cellulose has low physical and chemical irritation when it comes into contact with the skin, and is highly preferred for applications that come into contact with the skin. The fiber structure of the present invention preferably contains 25% or more of regenerated cellulose, more preferably 45% or more, and most preferably 70 to 100% of regenerated cellulose.
Examples of the synthetic fiber include polyester fiber, polyamide, polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile, polyurethane, polylactic acid, and the like.
Examples of protein fibers include animal hair fibers such as silk, wool, cashmere, mohair, and vicuuna.
The fiber diameter is not particularly limited, but is preferably a fiber having a total fineness of 20 to 300 dtex. The single fiber fineness is preferably 0.01 to 3.0 dtex in terms of texture and low physical irritation to skin, and more preferably 0.01 to 1.7 dtex.
Furthermore, the cross-sectional shape is preferably a flat shape such as an L-shaped or W-shaped cross section, because the bending rigidity of the fiber is low and a supple texture is easily obtained, and the specific surface area is large and the amount of nanofibers fixed can be easily increased.
The form of the fiber may be long fiber or short fiber, and may be uniform or thick in the length direction. And, as a thread-like form in which the fiber is processed, sweet twisted yarn to strong twisted yarn, false twisted yarn, air injection processed yarn, indented yarn, knitted knitted yarn, etc., ring spun yarn, open end spun yarn, Examples include spun yarn such as air jet fine spinning.
Examples of the fiber structure include knitted fabrics, woven fabrics, nonwoven fabrics, and composites (for example, laminates) thereof.
Examples of yarn forms when mixing different types of fibers include blends (blends, fleece blends, sliver blends, core yarns, silospans, silofills, hollow spindles, etc.), entangled blends, twists, design twists, Covering (single, double), composite false twist (simultaneous false twist, pre-twist false false twist), elongation difference false twist, phase difference, post-mixing after post-mixing, 2-feed (simultaneous feed and feed difference) air injection processing The mixed form by etc. is mentioned.
As a specific example, there is a so-called on-machine mixed article, and there is a knitted fabric in which other bare yarns or coated yarns are mixed and mixed with cellulose fibers and other fibers on the machine at the time of weaving or weaving. .
In the present invention, the mixed form of fibers of different types is not limited to the above, and it is sufficient that the fibers are mixed.

合成繊維としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、又はこれらの共重合体からなる繊維が挙げられ、特に、ポリエステル、ポリアミド繊維は好適である。
合成繊維の形態は、長繊維でも短繊維でもよく、長さ方向に均一なものや太細のあるものでもよく、断面においても丸型、三角、L型、T型、Y型、W型、M型、八葉型、扁平、ドッグボーン型等の多角型、多葉型、中空型や不定形のものでもよい。中でも凹部を1か所以上持つ異形断面形は固着させたナノファイバーの洗濯耐久性が高まるとともに、しなやかな風合が得やすいため好ましい。
合成繊維が加工される糸条の形態としては、リング紡績糸、オープンエンド紡績糸、エアジェット精紡糸等の紡績糸、甘撚糸〜強撚糸、仮撚加工糸、空気噴射加工糸、押し込み加工糸、ニットデニット加工糸等が挙げられる。
布帛形態としては、編物、織物、不織布及びこれらの複合布帛(例えば、積層布帛)が挙げられる。
また合成繊維を複数種混用して用いる場合の糸条の形態の例としては、混紡(混綿、フリース混紡、スライバー混紡、コアヤーン、サイロスパン、サイロフィル、ホロースピンドル等)、交絡混繊、交撚、意匠撚糸、カバリング(シングル、ダブル)、複合仮撚(同時仮撚、先撚仮撚)、伸度差仮撚、位相差、仮撚加工後に後混繊、2フィード(同時フィードやフィード差)空気噴射加工等による混用形態が挙げられる。
本実施形態の合成繊維は、特に限定しないが、単糸デシテックスが0.01〜3デシテックスが好ましく、より好ましくは0.05〜1.5デシテックスであり、トータルデシテックスが20〜250デシテックスであることが好ましい。
本実施形態の合成繊維は、酸化チタン、アルキルベンゼンスルホン酸塩等の界面活性剤、従来公知の抗酸化剤、着色防止剤、耐光剤、帯電防止剤、アルカリ金属等を含有していてもよく、従来公知の方法で製造することができる。
Although it does not specifically limit as a synthetic fiber, For example, the fiber which consists of polyester, polyamide, polyacrylonitrile, a polyurethane, or these copolymers is mentioned, Especially, a polyester and a polyamide fiber are suitable.
The form of the synthetic fiber may be long fiber or short fiber, and may be uniform or thick in the length direction, and round, triangular, L-shaped, T-shaped, Y-shaped, W-shaped, A polygonal shape such as an M shape, an eight-leaf shape, a flat shape, or a dogbone shape, a multi-leaf shape, a hollow shape, or an indefinite shape may be used. Among them, a modified cross-sectional shape having one or more recesses is preferable because the washing durability of the nanofibers fixed is enhanced and a supple texture is easily obtained.
Synthetic fibers are processed in the form of ring spun yarn, open-end spun yarn, air-jet spun yarn, etc., sweet-twisted yarn, high-twisted yarn, false twisted yarn, air-injected yarn, indented yarn And knit and knitted yarns.
Examples of fabric forms include knitted fabrics, woven fabrics, non-woven fabrics, and composite fabrics thereof (for example, laminated fabrics).
In addition, examples of the form of the yarn when a plurality of types of synthetic fibers are used are blended (mixed cotton, fleece blended, sliver blended, core yarn, silo span, silofill, hollow spindle, etc.), entangled blended fiber, twisted yarn, Design twisted yarn, covering (single, double), composite false twist (simultaneous false twist, pre-twist false false twist), elongation difference false twist, phase difference, post-mixing after false twisting, 2 feeds (simultaneous feed and feed difference) The mixed form by air injection processing etc. is mentioned.
The synthetic fiber of the present embodiment is not particularly limited, but the single yarn decitex is preferably 0.01 to 3 dtex, more preferably 0.05 to 1.5 dtex, and the total dtex is 20 to 250 dtex. Is preferred.
The synthetic fiber of this embodiment may contain surfactants such as titanium oxide and alkylbenzene sulfonate, conventionally known antioxidants, anti-coloring agents, anti-lighting agents, antistatic agents, alkali metals, etc. It can be produced by a conventionally known method.

本発明の繊維構造体は、表面に幅4〜100nm、長さ100〜2000nmのナノファイバーが、該構造体の表面積1μmあたり、25本以上、網目状に固着していることを特徴とする。
網目状とは、ナノファイバー同士が交差している状態をいい、表面積1μmあたりに交差点が20個以上ある場合をいう。30個以上であると固着性が高まるために好ましく、より好ましくは60個以上である。
ナノファイバーが繊維表面を網目状に覆うことにより、従来技術の繊維中に混練する方法に比較して、表面に露出するナノファイバーが飛躍的に多くなる。そのため得られる機能効果も圧倒的に高いものとなる。例えば、多糖系のナノファイバーを用いた場合、等量のナノファイバーを練り混んだ場合に比較して、表面を網目状に覆う場合は、我々の観察では表面に露出するナノファイバーが約1000倍に達することを把握している。
The fiber structure of the present invention is characterized in that 25 or more nanofibers having a width of 4 to 100 nm and a length of 100 to 2000 nm are fixed on the surface in a network shape per 1 μm 2 of the surface area of the structure. .
The network shape means a state in which nanofibers intersect each other, and refers to a case where there are 20 or more intersections per surface area of 1 μm 2 . It is preferable that the number is 30 or more, because the fixing property is increased, and more preferably 60 or more.
When the nanofibers cover the fiber surface in a mesh shape, the number of nanofibers exposed on the surface is dramatically increased as compared with the conventional method of kneading into fibers. Therefore, the functional effect obtained is also overwhelmingly high. For example, when polysaccharide nanofibers are used, compared to the case where equal amounts of nanofibers are kneaded and mixed, the surface of the nanofibers exposed on the surface is about 1000 times larger in our observation when the surface is covered with a network. Knows you will reach

本発明でいうナノファイバーは、径が100nm以下である。4〜60nmであると均一な網目状を形成しやすくより好ましく、4〜20nmであるとさらに、好ましい。
また長さは、100〜2000nmが適するが、200〜1000nm、より好ましくは270〜800nmであると、ナノファイバーの分散状態が良好で均一な網目状を形成しやすいため好ましい。長さが100nmより短いと固着性が低く、洗濯耐久性も低くなる。2000nmより長いと均一な網の目形状を構成しにくい。
The nanofiber referred to in the present invention has a diameter of 100 nm or less. It is more preferable that the thickness is 4 to 60 nm, and it is more preferable that the thickness is 4 to 20 nm.
The length is preferably from 100 to 2000 nm, but preferably from 200 to 1000 nm, more preferably from 270 to 800 nm, since the dispersion state of the nanofibers is good and a uniform network is easily formed. When the length is shorter than 100 nm, the adhesiveness is low and the washing durability is also low. When it is longer than 2000 nm, it is difficult to form a uniform mesh shape.

ナノファイバーは、セルロースナノファイバー、キチンナノファイバー、表面の一部をキトサン化させたキチンナノファイバー、表面を変成させ不溶化させたキトサンナノファイバーや、これらが適度な割合で混合したものなど、多糖類が繊維に固着させやすく好ましいが、多糖類に限定されるものではない。
多糖ナノファイバーが、アセチルアミノ基を有したキチンナノファイバー、および表面の一部が脱アセチルした表面キトサン化キチンナノファイバーであると、特に優れた抗菌性が発揮され好ましい。
キチンナノファイバーは、キチン含有生物由来の材料からなるものであり、例えば、特開2010−1830309号公報、特許第5186694号公報等の方法により得られたものや市販品として、例えば、(株)スギノマシン製のBiNFi−s(ビンフィス)等が挙げられる。
また、本発明においては、異なるナノファイバーを混合させて固着させることは好ましい実施形態である。また、異なるナノファイバーを積層して固着するも好ましい実施形態として挙げられる。
例えば、キチンナノファイバーとセルロースナノファイバーを混合させて固着させる場合が挙げられる。また他には、キチンナノファイバーとセルロースナノファバーを混合したものを繊維表面に固着させた後、さらにその上に繊維長の長いセルロースナノファイバーを少量付着させると洗濯耐久性が向上し好ましい。また、キチンナノファイバーとセルロースナノファイバーを混合したものを繊維表面に固着させた後、さらにその上にキチンナノファイバーを積層することも好ましい。
このように、異なるナノファイバーを積層することや、異なるナノファイバーの混合物を積層することは本発明において固着性を高めるために有効な方法である。
Nanofibers include cellulose nanofibers, chitin nanofibers, chitin nanofibers whose surface is chitosan-modified, chitosan nanofibers whose surface has been modified and insolubilized, and those mixed in an appropriate ratio. Is preferable because it is easy to fix to the fiber, but is not limited to polysaccharides.
It is preferable that the polysaccharide nanofibers are chitin nanofibers having an acetylamino group, and surface chitosanized chitin nanofibers with a part of the surface being deacetylated, since particularly excellent antibacterial properties are exhibited.
Chitin nanofibers are made of chitin-containing organism-derived materials. For example, as chitin nanofibers obtained by methods such as JP 2010-1830309 A and JP 5186694 A or commercially available products, for example, Co., Ltd. BiNFi-s (Binphis) manufactured by Sugino Machine and the like can be mentioned.
In the present invention, it is a preferred embodiment to mix and fix different nanofibers. Another preferred embodiment is to laminate and fix different nanofibers.
For example, the case where a chitin nanofiber and a cellulose nanofiber are mixed and fixed is mentioned. In addition, it is preferable that a mixture of chitin nanofibers and cellulose nanofabrics is fixed on the fiber surface, and then a small amount of cellulose nanofibers having a long fiber length is further adhered thereon to improve washing durability. It is also preferable that a mixture of chitin nanofibers and cellulose nanofibers is fixed on the fiber surface, and then chitin nanofibers are further laminated thereon.
Thus, laminating different nanofibers or laminating a mixture of different nanofibers is an effective method for enhancing the adhesion in the present invention.

本発明は、セルロース繊維はじめ合成繊維やタンパク繊維などからなる構造体の表面にナノファイバーを網目状に固着させることに特徴がある。この場合、繊維構造体の表面にナノファイバーが直接固着しているとより好ましい。
本明細書中、語句「直接固着している」とは、バインダー樹脂、架橋剤等を用いずに、ナノファイバーがセルロース繊維はじめ合成繊維やタンパク繊維などの表面に長期間存在している状態を意味する。
本発明において、バインダーや架橋剤を少量使用することは可能であるが、その場合は抗菌性などの機能効果を有する主たるナノファイバー側にはバインダーや架橋剤を直接作用させず、混用する他のナノファイバー側に、少量で硬くならないバインダーを一部に使用することで、間接的に機能効果をもつ主たるナノファイバー側の固着性を高めることが、抗菌性などの効果を維持するために好ましい。
たとえば、先に記載した、キチンナノファイバーとセルロースナノファイバーの混合形態の場合、セルロースナノファイバー側のみに、硬くならないバインダーとして少量のブロックイソシアネートを混ぜこみ、部分的ドット状に固着強化することにより、キチンナノファイバー側の固着性も間接的に高めることができ好ましい実施形態である。
The present invention is characterized in that nanofibers are fixed in a network form on the surface of a structure made of cellulose fibers, synthetic fibers, protein fibers, and the like. In this case, it is more preferable that the nanofibers are directly fixed to the surface of the fiber structure.
In the present specification, the phrase “directly adhered” means a state in which nanofibers are present on the surface of cellulose fibers, synthetic fibers, protein fibers, etc. for a long time without using a binder resin, a crosslinking agent, or the like. means.
In the present invention, it is possible to use a small amount of a binder or a cross-linking agent. In that case, the binder or cross-linking agent is not allowed to act directly on the main nanofiber side having functional effects such as antibacterial properties. In order to maintain the effects such as antibacterial properties, it is preferable to increase the adhesion on the main nanofiber side having a functional effect indirectly by partially using a binder that does not become hard in a small amount on the nanofiber side.
For example, in the case of the mixed form of chitin nanofiber and cellulose nanofiber described above, only a small amount of blocked isocyanate is mixed as a binder that does not become hard only on the cellulose nanofiber side, and it is fixed and strengthened in a partial dot shape. This is a preferred embodiment because it can indirectly increase the adhesion on the chitin nanofiber side.

本発明の実施形態の別の態様として、幅4〜100nm、長さ100〜2000nmの特定の官能基を有するナノファイバーを、pH3.5〜5.0に調整した酸性溶液に分散させた溶液を用いて、1粒滴あたりの大きさが20μm以下となる噴霧装置により、セルロース繊維や合成繊維などからなる繊維表面に噴霧して該ナノファイバーを付着させてなる工程が挙げられる他、前記の酸性分散溶液中に合成繊維やタンパク繊維などを25〜80℃の温度で15分〜45分間、浸漬し、該ナノファイバーを付着させた後に徐々に乾燥させる工程などが挙げられる。   As another aspect of the embodiment of the present invention, a solution in which nanofibers having specific functional groups having a width of 4 to 100 nm and a length of 100 to 2000 nm are dispersed in an acidic solution adjusted to pH 3.5 to 5.0 is provided. In addition, there may be mentioned a step in which the nanofibers are adhered by spraying onto the fiber surface made of cellulose fiber or synthetic fiber with a spraying device having a size per droplet of 20 μm or less. Examples include a step of immersing a synthetic fiber or protein fiber in the dispersion solution at a temperature of 25 to 80 ° C. for 15 to 45 minutes, allowing the nanofibers to adhere, and then drying gradually.

本発明形態において、繊維上にキチンナノファイバーを網目状に固着させる場合には、前処理としてキチンナノファイバー1本1本を単離分散させておくことが好ましい。
その方法として、例えばキチンナノファイバーをpH3.5〜5.0に調整した酸性水溶液に分散させ、超音波照射を行って、キチンナノファイバー1本1本を単離分散させるとともに、この分散溶液のゼータ電位をプラス側に高める方法がある。
この際、pH3.5〜5.0の酸性水溶液の調整においては、任意の酸を用いることができるが、オキシカルボン酸を用いるのが、超音波照射した際にキチンナノファイバーが凝集することなく1本1本離れやすく水溶液中での分散性を高め易く、また分散水溶液のゼータ電位をプラス側に高めることができる点で好ましい。オキシカルボン酸とは、有機化合物の1分子内にカルボキシル基と水酸基をもつものをいい、乳酸、リンゴ酸、酒石酸等が少ない使用量でpHのコントロールがし易い点で好ましい。
水溶液のpHは、3.5〜5.5に調整することが好ましい。水溶液のpHが3.5以上で5.5以下の範囲では、超音波照射後にキチンナノファイバー分散水溶液のゼータ電位を+40〜100mVまで高めることができ、さらに、キチンナノファイバーの分散安定性が良好となる。
超音波処理における超音波の周波数は、10〜200kHzであることが好ましい。この範囲であると、幅4〜100nm、長さ100〜2000nmのキチンナノファイバー1本1本に分離され分散安定性が高まるとともに、分散溶液のゼータ電位が+40〜100mVに高まる点でも固着させる目的上好ましい。また、キチンナノファイバーの比表面積を150m/g以上に高めることができるため好ましい。周波数が10kHz未満では、キャビテーションが強く発生し、1本1本の分離分散安定性が悪くなる点で好ましくなく、他方、200kHzを超えると、キャビテーション効果が小さくなり、分散溶液のゼータ電位を+40mV以上に高めることができない点で好ましくない。超音波処理は、超音波ホモジナイザー、超音波分散機、超音波洗浄機等の装置を用いて行うことができる。
また、超音波処理でキチンナノファイバーの分散性、分散溶液のゼータ電位を制御するための条件としては、キチンナノファイバーの含有濃度、処理温度、時間等が挙げられる。
pH3.5〜5.0の酸性水溶液に浸すキチンナノファイバーの含有濃度は、0.01〜1.0質量%が好ましく、0.02〜0.5質量%がより好ましい。
処理温度は25〜50℃が好ましく、処理時間は20〜120分間が好ましく、20〜60分間がより好ましい。
また、超音波処理を行うときは密閉系で処理することが、キチンナノファイバーの分散安定性を高める点で好ましい。
通常の撹拌機等にて水分散体を作製しようとすると、キチンナノファイバーの分散性、分散安定性が悪く、ゼータ電位も+40mV以下となる。前記したように好ましい条件にて超音波処理を行えば、キチンナノファイバー自体を1本1本に分散させることができ、分散溶液のゼータ電位も+40〜100mVに高められる。他方、繊維表面のゼータ電位は通常−30〜60mVであるから、樹脂バインダーを用いることなく繊維表面へ網目状の付着を強固に行うことが可能となる。
尚、超音波処理後の、キチンナノファイバー水分散体のゼータ電位は、ゼータ電位計を用いて計測できる。
In the embodiment of the present invention, when the chitin nanofibers are fixed on the fiber in a network form, it is preferable to isolate and disperse each chitin nanofiber as a pretreatment.
As the method, for example, chitin nanofibers are dispersed in an acidic aqueous solution adjusted to pH 3.5 to 5.0, and ultrasonic irradiation is performed to isolate and disperse each chitin nanofiber one by one. There is a method of increasing the zeta potential to the positive side.
At this time, any acid can be used in the adjustment of the acidic aqueous solution having a pH of 3.5 to 5.0, but the oxycarboxylic acid is used without agglomeration of chitin nanofibers when irradiated with ultrasonic waves. It is preferable in that it can be easily separated one by one and the dispersibility in the aqueous solution can be easily improved, and the zeta potential of the aqueous dispersion can be increased to the plus side. The oxycarboxylic acid means an organic compound having a carboxyl group and a hydroxyl group in one molecule, and is preferable in that the pH can be easily controlled with a small amount of lactic acid, malic acid, tartaric acid and the like.
The pH of the aqueous solution is preferably adjusted to 3.5 to 5.5. When the pH of the aqueous solution is in the range of 3.5 to 5.5, the zeta potential of the chitin nanofiber dispersed aqueous solution can be increased to +40 to 100 mV after ultrasonic irradiation, and the dispersion stability of the chitin nanofiber is good. It becomes.
The frequency of ultrasonic waves in the ultrasonic treatment is preferably 10 to 200 kHz. Within this range, the chitin nanofibers having a width of 4 to 100 nm and a length of 100 to 2000 nm are separated into individual chitin nanofibers to increase the dispersion stability, and also to fix the zeta potential of the dispersion solution to +40 to 100 mV. Preferred above. Moreover, since the specific surface area of a chitin nanofiber can be raised to 150 m < 2 > / g or more, it is preferable. If the frequency is less than 10 kHz, cavitation is strongly generated, and it is not preferable in that the separation stability of each one is deteriorated. On the other hand, if it exceeds 200 kHz, the cavitation effect is reduced, and the zeta potential of the dispersion is +40 mV or more. It is not preferable in that it cannot be increased. The ultrasonic treatment can be performed using an apparatus such as an ultrasonic homogenizer, an ultrasonic disperser, an ultrasonic cleaner, or the like.
The conditions for controlling the dispersibility of chitin nanofibers and the zeta potential of the dispersion solution by ultrasonic treatment include the concentration of chitin nanofibers, the treatment temperature, the time, and the like.
The concentration of chitin nanofibers immersed in an acidic aqueous solution having a pH of 3.5 to 5.0 is preferably 0.01 to 1.0% by mass, and more preferably 0.02 to 0.5% by mass.
The treatment temperature is preferably 25 to 50 ° C., and the treatment time is preferably 20 to 120 minutes, more preferably 20 to 60 minutes.
Moreover, when performing ultrasonic treatment, it is preferable to perform the treatment in a closed system from the viewpoint of improving the dispersion stability of chitin nanofibers.
If an aqueous dispersion is to be prepared using a normal stirrer or the like, the dispersibility and dispersion stability of chitin nanofibers are poor, and the zeta potential is +40 mV or less. If ultrasonic treatment is performed under the preferable conditions as described above, chitin nanofibers can be dispersed one by one, and the zeta potential of the dispersion can be increased to +40 to 100 mV. On the other hand, since the zeta potential on the fiber surface is usually −30 to 60 mV, it is possible to firmly adhere the network to the fiber surface without using a resin binder.
In addition, the zeta potential of the chitin nanofiber aqueous dispersion after ultrasonication can be measured using a zeta potentiometer.

本実施形態において、酸性溶液中に分散させたキチンナノファイバー水分散体を布帛の繊維表面に直接付与させる方法は、特に限定されるものではないが、例えば、1滴あたりの粒滴の大きさが径20μm以下、好ましくは15μm以下、より好ましくは10μm以下の大きさとなる噴霧(塗布)装置を用い、1滴あたりの水分量を少なくして布帛表面に直接噴霧する方法が、キチンナノファイバーを網目状に効率よく付着させることができる点で好ましい。1滴あたりの粒滴の大きさが20μmを超えると、繊維表面上に瞬間形成される水分量が多くなり、ナノファイバーが均一な網目を形成しにくく、洗濯耐久性も低下するため好ましくない。
本実施形態において、噴霧装置は、特に限定されるものはなく、二流体ノズルや静電スプレー装置等が好ましく使用することができる。ノズルの形状や塗布時の圧力、流量は、1滴あたりの粒滴の大きさが20μm以下となるように調整することが好ましい。また、噴霧パターンは、山形分布、均等分布のどちらでも構わない。
尚、噴霧加工は、繊維を染色した後にも実施することができる。
In the present embodiment, the method of directly applying the chitin nanofiber aqueous dispersion dispersed in the acidic solution to the fiber surface of the fabric is not particularly limited, but for example, the size of the droplets per droplet Is a method of spraying directly onto the fabric surface using a spraying (coating) device having a diameter of 20 μm or less, preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less, and reducing the amount of water per drop. It is preferable at the point which can be made to adhere to a mesh shape efficiently. If the size of the droplets per drop exceeds 20 μm, the amount of water instantaneously formed on the fiber surface increases, and it is difficult for the nanofibers to form a uniform network and the washing durability is also unfavorable.
In the present embodiment, the spray device is not particularly limited, and a two-fluid nozzle, an electrostatic spray device, and the like can be preferably used. The shape of the nozzle, the pressure during application, and the flow rate are preferably adjusted so that the size of the droplet per droplet is 20 μm or less. Further, the spray pattern may be either a mountain distribution or a uniform distribution.
The spraying process can also be performed after dyeing the fibers.

また、分散液中のナノファイバーの太さが20〜80nm、長さ300〜800nmであるような形状も、該ナノファイバーが網目状に付着するのに寄与する。ナノファイバーの太さ、長さが上記範囲を外れる場合には網目状が形成しにくい。
水分散溶液中のキチンナノファイバーの含有濃度は0.01〜1.0質量%が好ましく、より好ましくは0.02〜0.8質量%である。含有濃度が0.01質量%未満では、所望の抗菌性能が得られず、他方、1.0質量%を超えると、しなやかな風合が得られにくくなる点で好ましくない。
Further, a shape in which the nanofibers in the dispersion have a thickness of 20 to 80 nm and a length of 300 to 800 nm also contributes to the nanofibers adhering in a network shape. When the thickness and length of the nanofiber are out of the above range, it is difficult to form a network.
The concentration of chitin nanofibers contained in the aqueous dispersion is preferably 0.01 to 1.0% by mass, more preferably 0.02 to 0.8% by mass. If the content concentration is less than 0.01% by mass, the desired antibacterial performance cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 1.0% by mass, it is not preferable in that it is difficult to obtain a supple texture.

また、酸性溶液中に分散させたキチンナノファイバーの水分散体を合成繊維やタンパク繊維からなる布帛の繊維表面に直接付与させる方法は、工業生産において経済的で効率よく浸漬法での処理も適する方法として挙げられる。浸漬処理は、繊維の染色した後にも実施することができる。
浸漬法により繊維表面へキチンナノファイバーを付与する上での特徴は、超音波処理した後のキチンナノファイバーの水分散体の溶液に合成繊維布帛などを浸けて、繊維表面に比表面積が150m/g以上のキチンナノファイバーを網目状に直接付着させることである。
分散水溶液のpHは3.5〜5.0の酸性に調整し、浴比は1:10〜30、処理温度は25〜80℃、処理時間は15〜45分で加工するのが、キチンナノファイバーを分散状態で合成繊維表面に網目状に付着させ易く、網目状に付着することで洗濯耐久性が高まるので好ましい。このとき、処理温度は重要で、25℃未満や80℃超の場合、キチンナノファイバーの付着性が悪く、洗濯耐久性も悪い。加工液のpHが3.5以上の場合、キチンナノファイバーの水分散体のゼータ電位が低下しないでキチンナノファイバーの分散性が維持され凝集が起こり難く、またゼータ電位も低下しないため固着性が向上し、洗濯耐久性も向上するので好ましい。また、加工液のpHが5.0以下の場合、キチンナノファイバーの付着性が向上する傾向にあるので好ましい。
Further, a method of directly applying an aqueous dispersion of chitin nanofibers dispersed in an acidic solution to the fiber surface of a fabric made of synthetic fiber or protein fiber is economical and efficient in industrial production, and is also suitable for treatment by a dipping method. As a method. The dipping treatment can also be performed after the fibers are dyed.
A characteristic of applying chitin nanofibers to the fiber surface by the dipping method is that a synthetic fiber cloth or the like is immersed in an aqueous dispersion solution of chitin nanofibers after ultrasonic treatment, and the specific surface area is 150 m 2 on the fiber surface. / G or more of chitin nanofibers is directly attached in a network form.
The pH of the aqueous dispersion is adjusted to 3.5 to 5.0, the bath ratio is 1:10 to 30, the treatment temperature is 25 to 80 ° C., and the treatment time is 15 to 45 minutes. It is preferable because the fibers are easily attached to the surface of the synthetic fiber in a dispersed state in the form of a mesh, and the washing durability is increased by attaching the fibers to the mesh. At this time, the treatment temperature is important. When the treatment temperature is less than 25 ° C. or more than 80 ° C., the adhesion of chitin nanofibers is poor and the washing durability is also poor. When the pH of the processing liquid is 3.5 or more, the zeta potential of the chitin nanofiber aqueous dispersion is not lowered and the dispersibility of the chitin nanofiber is maintained and aggregation is difficult to occur. It is preferable because it improves the durability and washing durability. Moreover, since it exists in the tendency for the adhesiveness of chitin nanofiber to improve when the pH of a process liquid is 5.0 or less, it is preferable.

本実施形態においては、キチンナノファイバーを均一に分散させた溶液を用い、セルロース繊維、合成繊維、又はタンパク繊維からなる布帛の繊維表面にキチンナノファイバーを網目状に絡みつくように固着させるので、バインダー樹脂を使用しない場合でも、キチンナノファイバーの洗濯耐久性が得られる。尚、前述のように、バインダー樹脂を限定された条件で一部使用することは差支えない。
また、網目状に繊維表面に付着させることから、従来の練り混み法に比較して圧倒的に高い抗菌効果が得られる。
In the present embodiment, since a solution in which chitin nanofibers are uniformly dispersed is used, the chitin nanofibers are fixed to the fiber surface of the fabric made of cellulose fiber, synthetic fiber, or protein fiber so as to be entangled in a network. Even when no resin is used, the washing durability of chitin nanofibers can be obtained. As described above, it is possible to partially use the binder resin under limited conditions.
Moreover, since it is made to adhere to the fiber surface in a mesh shape, an overwhelmingly high antibacterial effect can be obtained as compared with the conventional kneading method.

本発明において、セルロース繊維や合成繊維やタンパク繊維からなる繊維構造体の表面に網目状に付着したナノファイバーの形状、本数、交差数は、電子顕微鏡で観察することができ、布帛表面積1μm内に、幅4〜100nm、長さ100〜2000nmのものが25本以上、網目状に付着していることを確認することができる。
また、繊維表面に網目状に付着したナノファイバーの成分は、TOF−SIMSによって解析可能である。例えば、キチンナノファイバーの場合は、負イオンとしてCNO(m/z=100)などの、正イオンとしてCNO(m/z=138)などの成分特有の質量スペクトルから同定することができる。図1にTOF−SIMS解析の例として、実施例1の負イオンスペクトルを示す。
また繊維構造体の表面をナノファイバーが占有する割合は、TOF−SIMSとXPSの組み合わせ解析で明らかにできる。
本発明において、セルロース繊維、合成繊維、及びタンパク繊維の複数が混用され、布帛表面に露出している場合には、繊維種別によってナノファイバーの付着状態が異なることがある。布帛表面における各々の繊維種表面の付着状態が全て上記形状であることが好ましい。
本発明のセルロース繊維や合成繊維からなる布帛の染色については、通常実施されている条件であればいずれの条件も適用することができる。また、染色布帛の仕上加工方法としては、特に限定されず、布帛特性に応じて適宜選択すればよい。
In the present invention, the shape, the number, and the number of crossings of the nanofibers adhering to the surface of the fiber structure composed of cellulose fiber, synthetic fiber, and protein fiber can be observed with an electron microscope, and within a fabric surface area of 1 μm 2 In addition, it can be confirmed that 25 or more of those having a width of 4 to 100 nm and a length of 100 to 2000 nm are attached in a mesh shape.
Moreover, the component of the nanofiber adhering to the fiber surface in a mesh shape can be analyzed by TOF-SIMS. For example, in the case of chitin nanofibers, mass specific to components such as C 4 H 6 NO 2 (m / z = 100) as negative ions and C 7 H 8 NO 2 (m / z = 138) as positive ions It can be identified from the spectrum. FIG. 1 shows a negative ion spectrum of Example 1 as an example of TOF-SIMS analysis.
The ratio of the nanofibers occupying the surface of the fiber structure can be clarified by a combined analysis of TOF-SIMS and XPS.
In the present invention, when a plurality of cellulose fibers, synthetic fibers, and protein fibers are mixed and exposed on the fabric surface, the nanofiber adhesion state may differ depending on the fiber type. It is preferable that the adhesion state of each fiber type surface on the fabric surface is the above-mentioned shape.
Any condition can be applied to the dyeing of the fabric comprising the cellulose fiber or synthetic fiber of the present invention as long as it is a commonly practiced condition. Moreover, it does not specifically limit as a finishing process method of dyeing | staining fabric, What is necessary is just to select suitably according to a fabric characteristic.

また、衣服の着用時、汗をかいたときに快適に感じるには、布帛が水分を吸い取る力を有することが必要であるが、汗を吸い取るだけでは一ヶ所に水分が保持されるのでベタツキ感が解消されずに不快感をもったままである。ベタツキ感を解消するためには、吸い取った水分をすばやく拡散させる必要がある。本実施形態においては、繊維表面にナノファイバーが網目状に直接付着しているので、繊維表面上に超微細な起伏ができ、この起伏と表面積の増大により水分をすばやく拡散させる力を発揮する。着用時、汗をかいたときの快適性は水滴消失時間と吸水拡散面積で表すことができる。水滴消失時間と吸水拡散と快適性との関係において、水滴消失時間が2秒以下、好ましくは1秒以下で吸水拡散面積が8cm以上、好ましくは10cm以上であると着用快適性に優れる。本実施形態の布帛においては、水滴消失時間が1秒以下、吸水拡散面積が11cmを達成し、肌着衣料に用いた場合、しなやかな風合を有していることから肌触りがよく、汗をかいたとき肌にはりつくことなく着心地のよい衣料が得られる。 In order to feel comfortable when sweating while wearing clothes, it is necessary for the fabric to have the ability to absorb moisture. Remains uncomfortable without being resolved. In order to eliminate the sticky feeling, it is necessary to quickly diffuse the absorbed water. In the present embodiment, since the nanofibers are directly attached to the fiber surface in a mesh shape, ultrafine undulations can be formed on the fiber surface, and the force of quickly diffusing moisture is exhibited by the increase of the undulations and surface area. The comfort when sweating when worn can be expressed by the water drop disappearance time and the water absorption diffusion area. With respect to the relationship between the water drop disappearance time, the water absorption diffusion and the comfort, the water drop disappearance time is 2 seconds or less, preferably 1 second or less, and the water absorption diffusion area is 8 cm 2 or more, preferably 10 cm 2 or more. In the fabric of this embodiment, the water drop disappearance time is 1 second or less, the water absorption and diffusion area is 11 cm 2, and when used in skin clothing, it has a supple texture, so it feels good and sweats. Comfortable clothing can be obtained without sticking to the skin.

このようにして得られた本発明による繊維構造体は、繊維製品衛生加工評議会(SEK)が定める認証基準に規定されている抗菌性能に優れたものとなる。具体的には、後術する黄色ブドウ球菌における静菌活性値が2.2以上、好ましくは2.5以上である。
本実施形態の抗菌性布帛は、繰り返し洗濯した後でも、上記試験における抗菌性能に優れることを特徴とする。具体的には、JIS−L−0217−103法による洗濯を20回繰り返した後の布帛でも、上記抗菌性能を維持することができる。
本実施形態の抗菌性繊維性布帛は、上記抗菌性能に加え、吸水性能にも優れ、具体的には洗濯20回後の水滴消失時間が2秒以下であり、吸水拡散面積が8cm以上であり商品価値の高い布帛品である。
The fiber structure according to the present invention thus obtained has excellent antibacterial performance as defined in the certification standard established by the Textile Products Sanitary Processing Council (SEK). Specifically, the bacteriostatic activity value in Staphylococcus aureus to be postoperatively is 2.2 or more, preferably 2.5 or more.
The antibacterial fabric of this embodiment is characterized by excellent antibacterial performance in the above test even after repeated washing. Specifically, the antibacterial performance can be maintained even in a fabric after 20 times of washing according to JIS-L-0217-103.
The antibacterial fibrous fabric of this embodiment is excellent in water absorption performance in addition to the above antibacterial performance. Specifically, the water drop disappearance time after 20 washings is 2 seconds or less, and the water absorption diffusion area is 8 cm 2 or more. It is a fabric product with high commercial value.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例等に限定されるべきものではない。
以下、実施例等で用いた特性値の測定法を示す。
(1)抗菌性評価
繊維製品衛生加工評議会(SEK)の統一試験法に準じて行った。滅菌後クリーンベンチ内で乾燥した検体(1辺が約18mmの正方形の試験片0.4g)に、予め高圧蒸気滅菌した後氷冷した1/20濃度のニュートリエントブロスで、生菌数を(1+0.3)×10個/mlに調整した試験菌懸濁液0.2mlを検体全体に均一に浸みるように接種し、減菌したキャップを締め付ける。これを37±1℃で18時間培養し、培養後の生菌数を測定した。
検体は、標準布(抗菌防臭加工製品の加工効果評価試験マニュアルに規定された布)と加工布の2種類であり、試験菌として、黄色ブドウ状球菌(Staphylococcus aureus ATCC 6538P)を用い、抗菌性の指標である以下の静菌活性値を算出し、静菌活性値が2.2以上のものを抗菌性ありと判断した。
静菌活性値:LogB−LogC
但し、試験成立条件(LogB−LogA)>1.5を満たすものとする
A:標準布の接種直後に回収した菌数平均値
B:標準布の18時間培養後の菌数平均値
C:試験布の18時間培養後の菌数平均値
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention should not be limited to these examples.
The characteristic value measurement method used in the examples and the like will be described below.
(1) Evaluation of antibacterial properties The antibacterial properties were evaluated in accordance with the unified test method of the Textile Products Hygiene Processing Council (SEK). After sterilization, dry specimens in a clean bench (0.4 g square test piece with a side of about 18 mm) were sterilized with high-pressure steam in advance and ice-cooled with 1/20 concentration nutrient broth. Inoculate 0.2 ml of the test bacteria suspension adjusted to 1 + 0.3) × 10 5 cells / ml so that the entire specimen is evenly immersed, and tighten the sterilized cap. This was cultured at 37 ± 1 ° C. for 18 hours, and the number of viable bacteria after the culture was measured.
There are two types of specimens: a standard cloth (cloth specified in the processing effect evaluation test manual for antibacterial and deodorant processed products) and a processed cloth, and Staphylococcus aureus ATCC 6538P is used as the test bacteria. The following bacteriostatic activity values, which are indicators of the above, were calculated, and those having a bacteriostatic activity value of 2.2 or more were judged to be antibacterial.
Bacteriostatic activity value: LogB-LogC
However, the test establishment condition (LogB-LogA)> 1.5 shall be satisfied. A: Average number of bacteria recovered immediately after inoculation with standard cloth B: Average number of bacteria after 18 hours of culture of standard cloth C: Test Average number of bacteria after 18 hours of culture

(2)繊維表面のナノファイバーの付着状態
走査型電子顕微鏡(日立製作所製、型式S−3500N)を用いて、試料の繊維構造体表面を5万倍に拡大して観察した。ナノファイバーの付着状態が、試料全体の平均的な状態に近いと判断される部位を10ヶ所選択して写真撮影し、スケールゲージと比較して、サンプル布帛の繊維表面積1μmに存在するナノファイバーの幅、長さ、数、交絡数を測定し各々の値の上下値を省く8点の平均値を求めた。
尚、ここでいう交絡数とは、ナノファイバーとナノファイバー同士の交差点の数を示す。
複数の繊維種が表面に露出している試料においては、それぞれの繊維種表面における付着状態を個別に測定した。
(2) Nanofiber adhesion state on fiber surface Using a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi, Model S-3500N), the surface of the fiber structure of the sample was magnified 50,000 times and observed. Nanofibers present on the fiber surface area of 1 μm 2 of the sample fabric as compared with the scale gauge are photographed by selecting 10 sites where the nanofiber adhesion state is judged to be close to the average state of the entire sample. The width, length, number, and number of entanglements were measured, and an average value of 8 points was obtained by omitting the upper and lower values of each value.
In addition, the number of entanglements here shows the number of the intersections of nanofibers and nanofibers.
In a sample in which a plurality of fiber types are exposed on the surface, the adhesion state on each fiber type surface was measured individually.

(3)キチンナノファイバーの同定と表面占有値の検出
表面分析装置TOF−SIMS(アルバック・ファイ社製、nanoTOF)を用いて試料の繊維構造体の表面分析を行った。負イオン質量スペクトルよりCNO(m/z=100)の検出をもってキチンを同定した。またCNO(m/z=100)の検出強度を、一般的な有機物由来の負イオンCHの検出強度で規格化して得られた規格化強度を、繊維構造体の表面に占めるキチンの表面占有値とした。
<計測条件>
一次イオンBi++、加速電圧30kV、イオン電流約0.1nA(DC換算)
分析面積500μm×500μm、検出イオン負
(3) Identification of chitin nanofibers and detection of surface occupancy value Surface analysis of the fiber structure of the sample was performed using a surface analyzer TOF-SIMS (manufactured by ULVAC-PHI, nanoTOF). Chitin was identified by detection of C 4 H 6 NO 2 (m / z = 100) from the negative ion mass spectrum. In addition, the normalized strength obtained by normalizing the detected intensity of C 4 H 6 NO 2 (m / z = 100) with the detected intensity of general organic-derived negative ions C 2 H is used as the surface of the fiber structure. The surface occupancy value of chitin in
<Measurement conditions>
Primary ion Bi ++, acceleration voltage 30 kV, ion current about 0.1 nA (DC conversion)
Analysis area 500μm × 500μm, negative detection ion

(4)洗濯条件
JIS L−0217 103法に従い、20回実施した。洗剤は花王製アタック1g/Lを用いた。
(4) Washing conditions According to JIS L-0217 103 method, it implemented 20 times. As a detergent, Kao Attack 1 g / L was used.

(5)水滴消失時間
加工品について、JIS−L−1097滴下法に準じて水滴消失時間を評価した。洗濯20回後のサンプルにつき5回測定を行い、平均水滴消失時間を求めた。このときの水滴1滴の平均量は0.039mlであった。
(5) Water drop disappearance time The water drop disappearance time of the processed product was evaluated according to the JIS-L-1097 dropping method. Measurement was performed 5 times for each sample after 20 washings, and the average water droplet disappearance time was determined. At this time, the average amount of one water droplet was 0.039 ml.

(6)吸水拡散面積
布帛を直径15cmの刺繍用の丸枠に取り付け、布帛表面に水溶性青染料(C.I.アシッドブルー62を0.005wt%含有)を0.1ml滴下し、3分後に濡れ拡がった吸水拡散面積を次式:
吸水拡散面積(cm)=[縦の直径(cm)×横の直径(cm)]×π÷4
により求めた。
サンプル毎に測定5回を行い、平均吸水拡散面積を求めた。
(6) Water-absorbing diffusion area The fabric is attached to a round frame for embroidery with a diameter of 15 cm, and 0.1 ml of a water-soluble blue dye (containing 0.005 wt% of CI Acid Blue 62) is dropped on the fabric surface for 3 minutes. The water-absorbing diffusion area that spreads after wetting
Water absorption diffusion area (cm 2 ) = [vertical diameter (cm) × horizontal diameter (cm)] × π ÷ 4
Determined by
Measurement was performed 5 times for each sample, and the average water absorption and diffusion area was determined.

(7)風合い評価
検査者(30人)の感触によって加工品の洗濯20回後の布帛を以下の評価基準で相対評価した。
○ : 肌触りのよいしなやかな風合
△ :肌触り感、しなやか感がやや劣る
× : 硬く、肌触り感が悪い
(7) Texture evaluation The fabric after 20 washings of the processed product was relatively evaluated according to the following evaluation criteria according to the feel of the inspector (30 persons).
○: A soft and supple texture △: A feeling of softness and a feeling of suppleness are slightly inferior ×: Hard and a feeling of softness is not good

[実施例1、2、3]
<キチンナノファイバー水分散体の作製>
スギノマシン(社)製キチンナノファイバー(商品名:ビンフィス(型式;SFo−20010)、濃度10wt%)を、リンゴ酸にてpH4に調製した水溶液に、実施例1として濃度0.1質量%となるように所定量を撹拌させながら溶解させた。実施例2では、別に調製されたpH4の水溶液に該キチンナノファイバーの濃度が0.2質量%となるように該ファイバーを攪拌しながら溶解させた。さらに、実施例3では、別に調製されたpH4の水溶液に、該キチンナノファイバーの濃度が0.4質量%となるように該ファイバーを攪拌しながら溶解させた。
次に、実施例1〜3に共通する条件として、この水溶液を超音波装置を用い、高周波出力80W、発信周波数40kHzにて、30℃に加温しながら45分間、密閉状態で照射し、キチンナノファイバーの凝集がなく分散された溶液を作製した。ここで、分散溶液を室温にて2昼夜放置後も、すべての溶液中でキチンナノファイバーの凝集や沈殿は全くなく、水溶液中での分散安定性が高いことを確認した。 また、分散溶液のゼータ電位は、濃度0.1質量%(実施例1)の場合、+56.4mV、濃度0.2質量%(実施例2)の場合、+62.6mV、濃度0.4質量%(実施例3)の場合、+63.8mVであった。また、キチンナノファイバーの比表面積は各々240m/gであった。
[Examples 1, 2, 3]
<Preparation of chitin nanofiber aqueous dispersion>
A chitin nanofiber (trade name: Vinfis (model: SFo-20010), concentration: 10 wt%) manufactured by Sugino Machine Co., Ltd. was added to an aqueous solution prepared at pH 4 with malic acid. A predetermined amount was dissolved while stirring. In Example 2, the fiber was dissolved in a separately prepared pH 4 aqueous solution with stirring so that the concentration of the chitin nanofibers was 0.2% by mass. Further, in Example 3, the fiber was dissolved in an aqueous solution having a pH of 4 prepared separately while stirring so that the concentration of the chitin nanofibers was 0.4 mass%.
Next, as a condition common to Examples 1 to 3, this aqueous solution was irradiated in a sealed state for 45 minutes while heating to 30 ° C. at a high frequency output of 80 W and a transmission frequency of 40 kHz using an ultrasonic device. A solution in which the nanofibers were not aggregated was prepared. Here, even after the dispersion solution was allowed to stand at room temperature for two days and nights, there was no aggregation or precipitation of chitin nanofibers in all the solutions, and it was confirmed that the dispersion stability in an aqueous solution was high. The zeta potential of the dispersion solution is +56.4 mV when the concentration is 0.1% by mass (Example 1), +62.6 mV when the concentration is 0.2% by mass (Example 2), and 0.4% by mass. % (Example 3), it was +63.8 mV. Moreover, the specific surface area of the chitin nanofibers was 240 m 2 / g.

<染色布帛の作製>
84dtex/45fのキュプラ(旭化成(株)製ベンベルグ(登録商標))と33dtexのポリウレタン繊維(旭化成(株)製ロイカ(登録商標))を用い、常法により36ゲージにてベア天竺丸編地を作製した。このときのキュプラ繊維の混率は87wt%であった。
次いで、拡布状で70℃にてプレウエットした後、185℃でプレセットを行い、下記条件にて染色した。
<染色条件>
反応染料:レマゾール ブリリアント レッド BB:0.15%omf
炭酸ナトリウム :10g/リットル
芒硝:20g/リットル
助剤:イマコール C2GL(浴中柔軟剤):4g/リットル
浴比 :1:20
染色温度、時間:60℃、40分
染色後は、90℃にて湯洗及び水洗を繰り返し、脱水を行い乾燥した。
染色布帛表面のゼータ電位は、−38.5mVであった。
<Preparation of dyed fabric>
Using a 84-dtex / 45f cupra (Asahi Kasei Co., Ltd., Bemberg (registered trademark)) and 33 dtex polyurethane fiber (Asahi Kasei Co., Ltd., Leuka (registered trademark)), a bare tengu-maru knitted fabric at 36 gauge in a conventional manner. Produced. The mixing ratio of the cupra fibers at this time was 87 wt%.
Subsequently, after pre-wetting at 70 ° C. in an expanded state, it was pre-set at 185 ° C. and dyed under the following conditions.
<Dyeing conditions>
Reactive dye: Remazole Brilliant Red BB: 0.15% omf
Sodium carbonate: 10 g / liter Sodium sulfate: 20 g / liter Auxiliary agent: Imacol C2GL (softener in bath): 4 g / liter Bath ratio: 1:20
Dyeing temperature, time: 60 ° C., 40 minutes After dyeing, hot water washing and water washing were repeated at 90 ° C., followed by dehydration and drying.
The zeta potential on the surface of the dyed fabric was -38.5 mV.

<繊維表面へのキチンナノファイバーの固着>
次に、上記で作製した、キチンナノファイバー濃度0.1質量%(実施例1)、0.2質量%(実施例2)、0.4質量%(実施例3)の分散溶液を各々、二流体ノズル(アトマックス(社)製AM−12)を用い、ノズルから布帛表面までの距離100mm、ノズル圧力0.4MPaにて、流量を調整し、以下の表1に記載の粒滴の大きさになるように調整し、染色布帛表面に噴霧した。噴霧後は90℃にて乾燥し、目付が120g/mになるように調整し、130℃の熱処理にて仕上げた。
得られた染色布帛の繊維表面上に固着しているキチンナノファイバーの形状、本数、交差点数、抗菌性能、風合、吸水性の評価結果を以下の表1に示す。表1の結果から実施例1、2、3で得られた布帛は、抗菌性能、吸水性能に優れ、しなやかな風合を有し、商品価値の高い染色布帛であることが分かる。
図1にTOF−SIMS解析の例として、実施例1の負イオンスペクトルを示す。図1(a)にはm/zが0〜200までの負イオンスペクトルが、図1(b)にはm/zが200〜1000までのスペクトルが示されている。
図2に実施例1の走査型電子顕微鏡写真を示す。図2(a)には倍率2万倍、図2(b)には倍率5万倍の場合が示されている。
<Adhesion of chitin nanofibers to the fiber surface>
Next, the chitin nanofiber concentration prepared in the above was 0.1% by mass (Example 1), 0.2% by mass (Example 2), and 0.4% by mass (Example 3), respectively. Using a two-fluid nozzle (AM-12 manufactured by Atmax Co., Ltd.), adjusting the flow rate at a distance of 100 mm from the nozzle to the fabric surface and a nozzle pressure of 0.4 MPa, the size of the droplets shown in Table 1 below It adjusted so that it might become, and it sprayed on the dyeing | staining fabric surface. After spraying, it was dried at 90 ° C., adjusted to have a basis weight of 120 g / m 2, and finished by heat treatment at 130 ° C.
Table 1 below shows the evaluation results of the shape, number, number of intersections, antibacterial performance, texture, and water absorption of chitin nanofibers fixed on the fiber surface of the obtained dyed fabric. From the results of Table 1, it can be seen that the fabrics obtained in Examples 1, 2, and 3 are excellent in antibacterial performance and water absorption performance, have a supple texture, and have high commercial value.
FIG. 1 shows a negative ion spectrum of Example 1 as an example of TOF-SIMS analysis. FIG. 1A shows a negative ion spectrum with an m / z of 0 to 200, and FIG. 1B shows a spectrum with an m / z of 200 to 1000.
FIG. 2 shows a scanning electron micrograph of Example 1. FIG. 2A shows a case where the magnification is 20,000 times, and FIG. 2B shows a case where the magnification is 50,000 times.

[比較例1、2、3]
実施例1にて得られたキチンナノファイバー水分散液を実施例1と同様に二流体ノズルにて、以下の表1に示す粒滴の大きさとなるようにノズル圧力、流量を調整し、直接噴霧し、90℃で乾燥後、130℃の熱処理にて、実施例1と同等の目付となるように仕上げた。
得られた染色布帛の抗菌性能、風合、吸水性能の評価結果を以下の表1に示す。
表1の結果から、本発明の実施例1〜3で得られた染色布帛は、比較例1、2、3で得られた布帛に比べ、抗菌性能、吸水性能共に優れ、さらに風合にも優れかつ商品価値の高い染色布帛であることが分かる。
[Comparative Examples 1, 2, 3]
The chitin nanofiber aqueous dispersion obtained in Example 1 was adjusted with a two-fluid nozzle in the same manner as in Example 1 with the nozzle pressure and flow rate adjusted to the particle size shown in Table 1 below. After spraying and drying at 90 ° C., it was finished by heat treatment at 130 ° C. so as to have the same basis weight as in Example 1.
The evaluation results of the antibacterial performance, texture, and water absorption performance of the obtained dyed fabric are shown in Table 1 below.
From the results in Table 1, the dyed fabrics obtained in Examples 1 to 3 of the present invention are superior in antibacterial performance and water absorption performance as compared to the fabrics obtained in Comparative Examples 1, 2, and 3, and also in the texture. It turns out that it is an excellent and high commercial value dyed fabric.

[実施例4]
ナイロン6繊維78dtex/68fのPOYを常法により185℃にて仮撚加工を行い、未解撚部を残し、加工工程中に56dtex/45fのキュプラを挿入し、インターレース混繊し、110dtex/113fの複合糸を得た。
得られた複合糸と33dtexのポリウレタン繊維を用い、常法により28ゲージにてベア天竺編地を作製した。この編地中のセルロース繊維の混用率は48%、ナイロン繊維の混用率は42%、ポリウレタン繊維の混用率は10%であった。
次いで、80℃で精練した後、185℃でプレセットを行い、下記に示す条件にて染色を行った:
<染色条件>
反応染料;カヤセロン リアクト レッド CN−3B:0.1%omf
酸性染料;ナイロサン レッド N−GZS:0.1%omf
均染剤 :リオゲン KSE 2%omf
カヤクバッファー P−7:2g/リットル
芒硝 :20g/リットル
浴比 :1:20
染色温度、時間:100℃、30分
染色後は、80℃にて湯洗及び水洗の順序で2回繰り返した後、脱水・乾燥を行った。染色布帛表面のゼータ電位は、−42.5mVであった。
<繊維布帛へのキチンナノファイバーの付着>
実施例2で作製した、キチンナノファイバー濃度0.2質量%の水分散液を二流体ノズル(アトマックス製AM−12)を用い、ノズルから染色布帛表面までの距離100mmにして、ノズル圧力0.4MPaにて、粒滴の大きさ7.9μmになるように流量を調整し、染色布帛表面に直接噴霧した。噴霧後は90℃にて乾燥し、目付が140g/mになるように調整し、130℃の熱処理にて仕上げた。
得られた染色布帛の繊維表面上に付着しているキチンナノファイバー、抗菌性能、風合、吸水性の評価結果を以下の表1に示す。表1の結果から実施例4で得られた布帛は、抗菌性能、吸水性能に優れ、しなやかな風合を有し、商品価値の高い染色布帛であることが分かる。
[Example 4]
A nylon 6-fiber 78 dtex / 68f POY is false twisted at 185 ° C. by a conventional method, leaving an untwisted portion, inserting a 56 dtex / 45 f cupra into the interlace, interlaced, 110 dtex / 113 f A composite yarn was obtained.
Using the obtained composite yarn and 33 dtex polyurethane fiber, a bare knitted fabric was produced by a conventional method at 28 gauge. The mixing ratio of cellulose fibers in the knitted fabric was 48%, the mixing ratio of nylon fibers was 42%, and the mixing ratio of polyurethane fibers was 10%.
Subsequently, after scouring at 80 ° C., a preset was performed at 185 ° C., and dyeing was performed under the following conditions:
<Dyeing conditions>
Reactive dye; Kayatheron React Red CN-3B: 0.1% omf
Acid dye; Nairosan Red N-GZS: 0.1% omf
Leveling agent: Liogen KSE 2% omf
Kayak buffer P-7: 2 g / liter Salt glass: 20 g / liter Bath ratio: 1:20
Dyeing temperature and time: 100 ° C., 30 minutes After dyeing, the mixture was repeated twice at 80 ° C. in the order of hot water washing and water washing, followed by dehydration and drying. The zeta potential on the surface of the dyed fabric was -42.5 mV.
<Adhesion of chitin nanofibers to fiber fabric>
A two-fluid nozzle (AM-12 manufactured by Atmax) was used for the aqueous dispersion of chitin nanofibers having a concentration of 0.2% by mass produced in Example 2, and the nozzle pressure was set to 100 mm from the nozzle to the surface of the dyed fabric. At 4 MPa, the flow rate was adjusted so that the size of the droplets was 7.9 μm, and sprayed directly onto the surface of the dyed fabric. After spraying, it was dried at 90 ° C., adjusted to have a basis weight of 140 g / m 2, and finished by heat treatment at 130 ° C.
Table 1 below shows the evaluation results of chitin nanofibers adhered to the fiber surface of the obtained dyed fabric, antibacterial performance, texture and water absorption. From the results shown in Table 1, it can be seen that the fabric obtained in Example 4 has excellent antibacterial performance and water absorption performance, has a supple texture, and has a high commercial value.

[比較例4]
実施例2で作製した、キチンナノファイバー濃度0.2質量%の水分散液を、二流体ノズルにて、粒滴の大きさが33.6μmとなるようにノズル圧力、流量を調整し、噴霧し、90℃で乾燥後、130℃の熱処理にて、実施例4と同等の目付となるように仕上げた。
得られた染色布帛の抗菌性能、風合、吸水性能の評価結果を以下の表1に示す。
[Comparative Example 4]
Spraying the aqueous dispersion of chitin nanofibers with a concentration of 0.2% by mass produced in Example 2 with a two-fluid nozzle, adjusting the nozzle pressure and flow rate so that the size of the droplets is 33.6 μm, and spraying Then, after drying at 90 ° C., it was finished by heat treatment at 130 ° C. so as to have the same basis weight as in Example 4.
The evaluation results of the antibacterial performance, texture, and water absorption performance of the obtained dyed fabric are shown in Table 1 below.

[実施例5]
ポリエステル繊維80dtex/48fの糸を常法により190℃にて仮撚加工を行い、未解撚部を残し、加工工程中に56dtex/45fのキュプラを挿入し、インターレース混繊し、108dtex/93fの複合糸を得た。
得られた複合糸と22dtexのポリウレタン繊維を用い、常法により28ゲージにて、ベア天竺編地を作製した。この編地中のセルロース繊維の混用率は49%、ポリエステル繊維の混用率は43%、ポリウレタン繊維の混用率は8%であった。
次いで、80℃で精練した後、190℃でプレセットを行い、下記に示す条件にて染色を行った。
<染色条件>
反応染料;カヤセロン リアクト ブルー CN−BL:0.1%omf
酸性染料;カヤロン ポリエステル ブルー AQ−LE:0.1%omf
カヤクバッファー P−7:2g/リットル
芒硝 :20g/リットル
浴比 :1:20
染色温度、時間:130℃、30分
染色後は、80℃にて湯洗及び水洗の順序で2回繰り返した後、脱水・乾燥を行った。
染色布帛表面のゼータ電位は、−43.8mVであった。
<繊維布帛へのキチンナノファイバーの付着>
実施例2で作製した、キチンナノファイバー濃度0.2質量%の水分散液を二流体ノズル(アトマックス製AM−12)を用い、ノズルから染色布帛表面までの距離100mmにして、ノズル圧力0.4MPaにて、粒滴の大きさ7.9μmになるように流量を調整し、染色布帛表面に直接噴霧した。噴霧後は90℃にて乾燥し、目付が135g/mになるように調整し、130℃の熱処理にて仕上げた。
得られた染色布帛の繊維表面上に付着しているキチンナノファイバー、抗菌性能、風合、吸水性の評価結果を以下の表1に示す。表1の結果から実施例5で得られた布帛は、抗菌性能、吸水性能に優れ、しなやかな風合を有し、商品価値の高い染色布帛であることが分かる。
[Example 5]
A yarn of polyester fiber 80 dtex / 48f is false twisted at 190 ° C. by a conventional method, leaving an untwisted portion, inserting a 56 dtex / 45 f cupra during the processing step, interlaced, and 108 dtex / 93 f A composite yarn was obtained.
Using the obtained composite yarn and 22 dtex polyurethane fiber, a bare tentacle knitted fabric was produced by a conventional method at 28 gauge. In this knitted fabric, the mixing ratio of cellulose fibers was 49%, the mixing ratio of polyester fibers was 43%, and the mixing ratio of polyurethane fibers was 8%.
Subsequently, after scouring at 80 ° C., presetting was performed at 190 ° C., and dyeing was performed under the following conditions.
<Dyeing conditions>
Reactive dye; Kayatheron React Blue CN-BL: 0.1% omf
Acid dye; Kayalon polyester blue AQ-LE: 0.1% omf
Kayak buffer P-7: 2 g / liter Salt glass: 20 g / liter Bath ratio: 1:20
Dyeing temperature, time: 130 ° C., 30 minutes After dyeing, it was repeated twice in the order of washing with hot water and washing with water at 80 ° C., followed by dehydration and drying.
The zeta potential on the surface of the dyed fabric was -43.8 mV.
<Adhesion of chitin nanofibers to fiber fabric>
A two-fluid nozzle (AM-12 manufactured by Atmax) was used for the aqueous dispersion of chitin nanofibers having a concentration of 0.2% by mass produced in Example 2, and the nozzle pressure was set to 100 mm from the nozzle to the surface of the dyed fabric. At 4 MPa, the flow rate was adjusted so that the size of the droplets was 7.9 μm, and sprayed directly onto the surface of the dyed fabric. After spraying, it was dried at 90 ° C., adjusted to have a basis weight of 135 g / m 2, and finished by heat treatment at 130 ° C.
Table 1 below shows the evaluation results of chitin nanofibers adhered to the fiber surface of the obtained dyed fabric, antibacterial performance, texture and water absorption. From the results shown in Table 1, it can be seen that the fabric obtained in Example 5 has excellent antibacterial performance and water absorption performance, has a supple texture, and has a high commercial value.

[比較例5]
実施例2で作製した、キチンナノファイバー濃度0.2質量%の水分散液を実施例5と同様に二流体ノズルにて、粒滴の大きさが33.6μmとなるようにノズル圧力、流量を
調整し、直接噴霧し、90℃で乾燥後、130℃の熱処理にて、実施例5と同等の目付と
なるように仕上げた。
得られた染色布帛の抗菌性能、風合、吸水性能の評価結果を以下の表1に示す。
[Comparative Example 5]
In the same manner as in Example 5, the aqueous dispersion of chitin nanofibers having a concentration of 0.2% by mass produced in Example 2 was subjected to nozzle pressure and flow rate so that the size of the droplets would be 33.6 μm. Was directly sprayed, dried at 90 ° C., and then heat treated at 130 ° C. to finish with a basis weight equivalent to that of Example 5.
The evaluation results of the antibacterial performance, texture, and water absorption performance of the obtained dyed fabric are shown in Table 1 below.

[実施例6]
ナイロン6繊維78dtex/68fのPOYを常法により180℃にて仮撚加工を行い、56dtex/68fの仮撚加工糸を得た。
得られた仮撚加工糸と33dtexのポリウレタン繊維を用い、常法により28ゲージにて、ベア天竺編地を作製した。この編地中のナイロン繊維の混用率は90%、ポリウレタン繊維の混用率は10%であった。
次いで、80℃で精練した後、190℃でプレセットを行い、下記に示す条件にて染色を行った。
<染色条件>
酸性染料;ナイロサン レッド N−GZS:0.1%omf
均染剤 :リオゲン KSE 2%omf
pH:4.5(酢酸調整)
浴比 :1:25
染色温度、時間:100℃、30分
染色後は、80℃にて湯洗及び水洗の順序で2回繰り返した後、脱水・乾燥を行った。
染色布帛表面のゼータ電位は、−40.5mVであった。
<繊維布帛へのキチンナノファイバーの付与>
実施例1において製造したキチンナノファイバー濃度を0.05質量%とする以外は実施例1と同様にして調製した分散溶液に、染色布帛を浸漬(浴比1:10)し、60℃で30分間処理した。処理後は脱水し、目付が120g/mになるように調整し、130℃の熱処理にて仕上げた。
得られた染色布帛の繊維表面上に付着しているキチンナノファイバー、抗菌性能、風合、吸水性の評価結果を以下の表1に示す。表1の結果から実施例6で得られた布帛は、抗菌性能、吸水性能に優れ、しなやかな風合を有し、商品価値の高い染色布帛であることが分かる。
[Example 6]
Nylon 6 fiber 78dtex / 68f POY was false twisted at 180 ° C. by a conventional method to obtain a 56 dtex / 68f false twisted yarn.
Using the obtained false twisted yarn and 33 dtex polyurethane fiber, a bare knitted fabric was produced by a conventional method at 28 gauge. In this knitted fabric, the mixture ratio of nylon fibers was 90%, and the mixture ratio of polyurethane fibers was 10%.
Subsequently, after scouring at 80 ° C., presetting was performed at 190 ° C., and dyeing was performed under the following conditions.
<Dyeing conditions>
Acid dye; Nairosan Red N-GZS: 0.1% omf
Leveling agent: Liogen KSE 2% omf
pH: 4.5 (acetic acid adjustment)
Bath ratio: 1:25
Dyeing temperature and time: 100 ° C., 30 minutes After dyeing, the mixture was repeated twice at 80 ° C. in the order of hot water washing and water washing, followed by dehydration and drying.
The zeta potential on the surface of the dyed fabric was −40.5 mV.
<Applying chitin nanofibers to fiber fabric>
The dyed fabric was immersed in a dispersion solution prepared in the same manner as in Example 1 except that the concentration of chitin nanofibers produced in Example 1 was 0.05% by mass (bath ratio 1:10), and 30 ° C. at 30 ° C. Treated for minutes. After the treatment, it was dehydrated, adjusted to have a basis weight of 120 g / m 2, and finished by a heat treatment at 130 ° C.
Table 1 below shows the evaluation results of chitin nanofibers adhered to the fiber surface of the obtained dyed fabric, antibacterial performance, texture and water absorption. From the results shown in Table 1, it can be seen that the fabric obtained in Example 6 has excellent antibacterial performance and water absorption performance, has a supple texture, and has a high commercial value.

[実施例7]
W型断面糸のポリエステル繊維84dtex/48fを常法により、28ゲージにて、スムース編地を作製した。
次いで、80℃で精練した後、190℃でプレセットを行い、下記に示す条件にて染色を行った。
<染色条件>
分散染料:C.I.ディスパースブルー167 0.2%omf
分散剤 :ニッカサンソルトRM−340 0.5g/リットル
酢酸 :0.5g/リットル
酢酸ナトリウム:1g/リットル
浴比 :1:20
染色温度、時間:130℃、30分
染色後は、80℃にて湯洗及び水洗の順序で3回繰り返した後、脱水を行った。
染色布帛表面のゼータ電位は、−45.4mVであった。
次に、実施例1において、キチンナノファイバー濃度を0.05質量%にする以外は実施例1と同様にして調製した分散溶液に、染色布帛を浸漬(浴比1:10)し、50℃で30分間処理し、処理後は脱水し、目付が120g/mになるように調整し、130℃の熱処理にて仕上げた。
得られた染色布帛の繊維表面上の付着しているキチンナノファイバー、抗菌性能、風合、吸水性の評価結果を以下の表1に示す。表1の結果から実施例7で得られた布帛は、抗菌性能、吸水性能に優れ、しなやかな風合を有し、商品価値の高い染色布帛であることが分かる。
[Example 7]
A smooth knitted fabric was produced by using a 28-gauge polyester fiber 84 dtex / 48f having a W-shaped cross section.
Subsequently, after scouring at 80 ° C., presetting was performed at 190 ° C., and dyeing was performed under the following conditions.
<Dyeing conditions>
Disperse dye: C.I. I. Disperse Blue 167 0.2% omf
Dispersant: Nikkasan Salt RM-340 0.5 g / liter Acetic acid: 0.5 g / liter Sodium acetate: 1 g / liter Bath ratio: 1:20
Dyeing temperature, time: 130 ° C., 30 minutes After dyeing, it was dehydrated after repeating three times in the order of washing with hot water and washing with water at 80 ° C.
The zeta potential on the surface of the dyed fabric was −45.4 mV.
Next, in Example 1, the dyed fabric was immersed in a dispersion solution prepared in the same manner as in Example 1 except that the chitin nanofiber concentration was 0.05% by mass (bath ratio 1:10), and 50 ° C. For 30 minutes, and after the treatment, it was dehydrated, adjusted to have a basis weight of 120 g / m 2, and finished by heat treatment at 130 ° C.
Table 1 below shows the evaluation results of chitin nanofibers attached to the fiber surface of the dyed fabric, antibacterial performance, texture, and water absorption. From the results of Table 1, it can be seen that the fabric obtained in Example 7 is a dyed fabric having excellent antibacterial performance and water absorption performance, a supple texture, and a high commercial value.

[比較例6]
1.4T×33mmのキュプラ短繊維(旭化成(株)製ベンベルグ(登録商標))に、重量比1%のキチンナノファイバーを練り混んで紡糸し、常法にて紡績糸50/−(綿番手)を得た。この50/−糸と33dtexのポリウレタン繊維(旭化成(株)製ロイカ(登録商標))を用い、常法により28ゲージにてベア天竺丸編地を作製した。このときのキュプラ短繊維の混率は91wt%であった。
次いで、拡布状で70℃にてプレウエットした後、185℃でプレセットを行い、下記条件にて染色した。
<染色条件>
反応染料:レマゾール ブリリアント レッド BB:0.15%omf
炭酸ナトリウム :10g/リットル
芒硝:20g/リットル
助剤:イマコール C2GL(浴中柔軟剤):4g/リットル
浴比 :1:20
染色温度、時間:60℃、40分
染色後は、90℃にて湯洗及び水洗を繰り返し、脱水を行い乾燥した。
染色布帛表面のゼータ電位は、−38.5mVであった。
得られた染色布帛の抗菌性能、風合、吸水性能の評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 6]
1.4T x 33mm cupra short fiber (Benberg (registered trademark) manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) is mixed with 1% by weight chitin nanofiber and spun, and then spun 50 /-(cotton count) in a conventional manner. ) Using this 50 / − yarn and 33 dtex polyurethane fiber (Roika (registered trademark) manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), a bare tengumaru knitted fabric was produced by 28 gauge according to a conventional method. The mixing ratio of the cupra short fibers at this time was 91 wt%.
Subsequently, after pre-wetting at 70 ° C. in an expanded state, it was pre-set at 185 ° C. and dyed under the following conditions.
<Dyeing conditions>
Reactive dye: Remazole Brilliant Red BB: 0.15% omf
Sodium carbonate: 10 g / liter Sodium sulfate: 20 g / liter Auxiliary agent: Imacol C2GL (softener in bath): 4 g / liter Bath ratio: 1:20
Dyeing temperature, time: 60 ° C., 40 minutes After dyeing, hot water washing and water washing were repeated at 90 ° C., followed by dehydration and drying.
The zeta potential on the surface of the dyed fabric was -38.5 mV.
Table 1 shows the evaluation results of the antibacterial performance, texture, and water absorption performance of the obtained dyed fabric.

本発明の繊維表面にナノファイバーを固着させたセルロース繊維や合成繊維からなる繊維構造体は、抗菌性能、吸水拡散性能に優れ、肌触りのよいしなやかな風合を有し着用感に優れる抗菌性布帛であるため、インナー分野、スポーツ衣料分野、医療分野、その他肌に接する様々な用途にて好適に利用可能である。   The fiber structure made of cellulose fiber or synthetic fiber with nanofibers fixed to the fiber surface of the present invention is excellent in antibacterial performance and water-absorbing and diffusing performance, has a soft and supple texture, and is excellent in wearing feeling. Therefore, it can be suitably used in various applications that come into contact with the skin, such as the inner field, sports clothing field, medical field, and the like.

Claims (4)

セルロース繊維、合成繊維又はタンパク系繊維からなる繊維構造体の表面に、幅4〜100nmかつ長さ100〜2000nmのナノファイバーが、前記構造体の表面積1μmあたり、25本以上あって前記構造体の表面に固着していることを特徴とする繊維構造体。 There are 25 or more nanofibers having a width of 4 to 100 nm and a length of 100 to 2000 nm per surface area of 1 μm 2 of the structure on the surface of a fiber structure made of cellulose fiber, synthetic fiber or protein fiber. A fiber structure characterized by being fixed to the surface of the fiber. 前記複数のナノファイバーの交絡数が、20個以上である、請求項1に記載の繊維構造体。   The fiber structure according to claim 1, wherein the entanglement number of the plurality of nanofibers is 20 or more. 前記ナノファイバーが、多糖類からなる、請求項1に記載の繊維構造体。   The fiber structure according to claim 1, wherein the nanofiber is made of a polysaccharide. 前記ナノファイバーが、アセチルアミノ基を有する多糖からなる、請求項2に記載の繊維構造体。   The fiber structure according to claim 2, wherein the nanofiber is made of a polysaccharide having an acetylamino group.
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