JP2019143276A - 抗菌性金属イオンにより抗菌性を有するカチオン染色繊維 - Google Patents

Abstract

【課題】カチオン染色を行った糸や布地、及び該布地を原料とする繊維製品には、抗菌性金属イオンによる抗菌性の付与は難しい課題であった。本発明は糸や布地に銀系抗菌剤や銀糸或は抗菌性金属のイオンが持つ本来の抗菌性を発現できる糸や布地、及び繊維製品を得る事を可能にすることを課題とする。【解決手段】カチオン染色を行った後の糸や布地をカチオン剤溶液に浸漬し、糸や布地に必ず残留するアニオンを中和、消費させ抗菌性金属イオンのもつ本来の機能を有する糸や布地、繊維製品を得る事が出来る。【選択図】なし

Description

絹、アクリル、ポリエステルといった動物繊維、合成繊維にカチオンである抗菌性金属イオンによる永続的な抗菌性金属イオンによる抗菌機能を実現出来る技術分野に関する。

カチオン染色は、カチオン染料の持つカチオンと被染色体である糸、乃至は該糸を構成原料の少なくとも一部とする布地が持つアニオンが電気結合をして染着できる染色法である。アクリル繊維やカチオン染色用のポリエステル繊維も同じメカニズムで多量のアニオンを有する。
この場合、該糸や該布地にはアニオンが残留し抗菌性金属イオンもカチオンである事から、両イオンは電気結合をし、抗菌性金属イオンによる抗菌性は発現できない。抗菌性金属はイオン化して初めて抗菌力を発揮できるので、イオン状態にない抗菌性金属に抗菌機能はない。

特開２０１３−１４７７７４ 日本エクスラン工業株式会社 特開２０１３−１９９７１８ 三菱レーヨン株式会社 特開２０１３−０７６１８８ 東レ株式会社 特許第４１９６１７５号 株式会社ミューファン

カチオン染色の被染色体である糸や布地には豊富なアニオン基があり、染料にはカチオン基が多く存在する。凡そ１００℃以下の温度で両イオンは電気結合により糸や布地に染着する。
しかし、アニオン量よりカチオン量が多すぎると染めむらや企画している色の実現が問題となるので、カチオン染料の投入量はｆ値やｋ値といった投入染料の限界量値が定められていて、どうしてもアニオン基の残留が起こる。

片や、抗菌性金属による抗菌性を糸や布地に発現させるのは、該金属イオンであり該金属はカチオンになって抗菌性を発揮する。ゼオライトやシリカなどに担持された抗菌性金属イオンは少なくとも一部が錯体化されていても、該イオンの抗菌媒体への担持方法はナトリウムやカルシウムといったカチオンと置換させるために抗菌性金属イオンはカチオンである。しかし被染色体である糸や布地には多くのアニオンが残留しているので、該イオンが溶出しても電気結合により抗菌性金属イオンはイオンではなくなる。

繊維に利用される抗菌性金属イオンは、溶出するイオンが銀なら濃度はせいぜいｐｐｂオーダーであり、銅や亜鉛でも２桁ｐｐｍオーダー程度に過ぎないので、抗菌性金属イオンが糸や布地に残留するアニオンを全て消費させ本来の抗菌性金属イオンの抗菌性を発揮出来ない。又、ＪＩＳ−Ｌ−１９０２による抗菌試験は洗濯０回と洗濯１０回後程度まで、或は５０回後の試料を対象におこなわれ、抗菌活性値が２．０以上のデータを示すものが有効とされることから、抗菌性金属から溶出される金属イオンが糸や布地に残留するアニオンを全て消費させることはできず、抗菌性のあるカチオン染色繊維の実現は抗菌性金属イオンでは難しいとされていたため、第４級アンモニウム塩といった化学物質の抗菌性発現に頼って来た。

アニオンを多量に残留させている糸や布地からアニオンを全て消費させるためには残留アニオン量に匹敵する、乃至はより多くのカチオン量を持つ、例えばカチオン性界面活性剤や一部のヘアリンスにも市中に存在するカチオン性液剤で電気結合を促し、その後の洗浄により糸や布地をノニオン化するためカチオン染色後の処理をすることで抗菌性金属イオンを活性化できる状況を整えられる。

カチオン剤とすればいわゆる逆性石鹸が挙げられる。第４級アンモニア塩溶液はその代表例であるが、カチオン染色後の糸や布地を１〜３％程度の濃度の温度４０℃前後の条件で１０分程度浸漬してその後に十分な洗浄を行うと糸、或は布地に残留するアニオンを消費させることが出来る。合成繊維糸の原料段階で熱溶融している状態に銀系抗菌剤を配合して紡糸された抗菌性合成繊維から溶出してくる抗菌性金属イオンも十分抗菌機能を発揮できる。尚、アニオン消費を促す逆性石鹸やカチオン性液剤の濃度や温度・時間条件は上記例に限られるものではない。

上記と同様の処理を行う事で、特許文献４に記載の積層糸を撚糸した糸や織込や編込された布地も抗菌性を発揮できる。

カチオン染色を行ったアクリル繊維やポリエステル繊維による糸や布地の抗菌性を発現されるため、繊維業界は数々の挑戦を行っている。例えばアクリル樹脂を溶融させた状態で抗菌剤である第４級アンモニウム塩を配合した後に紡糸して糸を製造し、該糸を２０〜３０重量％で均等に織る、編むなどで得た布地の抗菌性を実現しているが、該抗菌剤の溶出速度が遅い乃至は該抗菌剤濃度が不十分に課題を解決できないが、本発明はその課題を解決できる。（特許文献３を参照）
又、抗微生物性や消臭機能を有するアクリル繊維もあるが、機能の実現は化学物質によるもので、抗菌性金属イオンによるものではない。（特許文献１・２を参照）

糸や布地をカチオン染色により着色した後に、カチオン剤の一つである第４級アンモニウム塩溶液を１〜３％程度の濃度に４０℃前後の温水で調整し、抗菌性金属イオンによる抗菌機能をセルロース繊維や分散染料染色型のポリエステルでは十分に発現できるが、カチオン染色では発揮できない糸や布地を１０分程度浸漬した後に、水道水で十分洗浄し、その後乾燥すると糸や布地に残留するアニオンを消費させてしまう事が可能になる。

本発明はあくまでも第４級アンモニウム塩液剤を抗菌剤としているのではなく、第４級アンモニウム塩溶液以外のカチオン性液剤でも足りて、糸や布地に残留するアニオンを中和、消費させるものである。ただ、本発明による方法により第４級アンモニウム塩溶液で処理した被染色体である糸や布地は、洗浄を含む染色工程を経ても、第４級アンモニウム塩が幾ばくか残留し洗濯０回ではＪＩＳ−Ｌ−１９０２の抗菌試験では有効値が出る可能性はあるが、洗濯１０回後やより多数の洗濯後の試料では有効値はでない。

アクリル混率１００％のセーターには特許文献４に記載の純銀蒸着層を２枚の９μ厚のポリエステルフィルムでサンドイッチ状にもつ偏平な銀糸とウーリーナイロン１２ｄ／２本左右逆に撚糸された糸が８ｍｍ間隔でほぼ全体に編込まれていた。第４級アンモニウム塩溶液の一種であるベンザルコニウム塩化物溶液（商品名オスバン＜登録商標＞ 日本製薬株式会社製）を温水で濃度１％、水温４０℃に調整し、プラスチックボールに注ぎ、前記銀糸の撚糸が編込まれた該セーターの袖の一部を切り出し、１０分間浸漬して乾燥させたものを試料として、（一財）ボーケン品質評価機構に抗菌試験を依頼した。

試料を１０回洗濯後に、菌種を黄色ブドウ球菌として行った抗菌試験では抗菌活性値＝３．７と有効なデータを得る事が出来た。

上記と同じセーターの袖の一部を本発明による処理をせずに、（一財）ボーケン品質評価機構に同様の抗菌試験を依頼した。洗濯１０回後の抗菌試験データは抗菌活性値＝−０．１という有効値では無かった。通常糸や布地の洗濯０回の抗菌試験では、構成繊維や染色後の染料や助剤の残留により有効値を得る事がありうるが、該試験機関の洗濯後試料は残留物が洗い流され、試料本来の機能性が確認される。

ポリエステルの経編生地であって、６５％がカチオン染色可能なポリエステル糸からなり３５％が分散染料染色可能なポリエステル糸からなる生地を、カチオン染色のみを施してビジネスシャツ用布地を得た。該布地には均等に７ｍｍ間隔で上記にある撚糸をされた銀糸が編込まれていた。該布地を凡そＡ４サイズに２枚切り出し、検体試料には上記と同じベンザルコニウム塩化物溶液（商品名オスバン＜登録商標＞ 日本製薬株式会社製）を温水で濃度１％、水温４０℃に調整し、プラスチックボールに注ぎ、１０分間浸漬して乾燥させたものを試料として（一財）ボーケン品質評価機構に洗濯１０回後の抗菌試験の依頼を行った。

抗菌試験の結果は、検体試料では抗菌活性値＝４．７で有効なデータを得た。

本発明による糸や布地に残留するアニオンを中和して消費させた糸や布地は、抗菌性金属イオンによる本来あるべき抗菌性の発現を可能にし、繊維業界にとって大きな意味、意義を有する。
実施例に挙げたアクリルセーターのみではなく、アクリル毛布といった寝具や肌着など繊維製品の衛生管理を考慮し抗菌性に意義や意味のある製品にも付加価値を与える事が出来る。又、分散染料によるポリエステル繊維の染色では不可能な鮮やかな発色が可能なカチオン染色ポリエステル繊維やアクリル繊維及びカチオン染色可能な絹やそれらの製品は、安全で有効で持続性のある抗菌性金属イオンによる抗菌性の付与が可能になった事で、大いに産業上の利用可能範囲を広げるものである。

Claims (4)

1. 化学繊維、動物繊維、或は合成繊維からなる糸であり、該糸で少なくとも一部が構成された織物・編物にカチオン染色を行い、銀、銅、亜鉛といった抗菌性金属の単独或は複数の金属イオンを以て永続的な抗菌機能を付与した布地。
2. 請求項１に記載の合成繊維がアクリル繊維である事を特徴とし、銀、銅、亜鉛といった抗菌性金属が単独或は複数の金属イオンを以て永続的な抗菌機能を付与した抗菌性布地。
3. 請求項１に記載の合成繊維がポリエステル繊維である事を特徴とし、銀、銅、亜鉛といった抗菌性金属が単独或は複数の金属イオンを以て永続的な抗菌機能を付与した抗菌性布地。
4. 請求項１、２、乃至は３に記載の布地からなる繊維製品