JP2681848B2 - 処理方法 - Google Patents

処理方法

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JP2681848B2
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隆徳 山南
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は繊維、紙、プラスチック
等に脱臭能、静菌性、染色性向上能等に代表される機能
性材料として注目を集めている水溶性キトサン誘導体を
複合させ、更に複合したキトサン誘導体に耐水性を付与
させる処理方法を提供する事を目的とする。
【0002】
【従来の技術】水溶性キトサン誘導体が皮膜形成剤、或
は繊維、紙、プラスチック等の処理剤として工業上利用
価値の高い事は、例えば「CHITIN」Pergomon Pre
ssLtd.1977等の総説に詳しく述べられている通り公知で
ある。又、特開昭62−83875号公報にはキトサン
をフイルムに付着させることによる抗菌性フイルムの製
造方法が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
実用にあたっては水溶性キトサン誘導体が文字通り水溶
性である為、耐水性や耐洗濯性を必要とする用途では、
これらを得る為工夫が必要であり、又、概してキトサン
誘導体から得られる皮膜は硬い為にこの改善を必要とす
る事も多い。前者の為には多官能の架橋剤、例えば、ア
ルデヒド、イソシアナート、エポキシ化合物等の使用が
有効である事が知られている。これらの中でアルデヒド
は適切な条件下では数時間程度であれば水溶性キトサン
誘導体と1液中に共存させる事が可能であり、従って両
者を同時に塗布及び架橋する事が可能であるが、その後
のアルデヒドの遊離が衣類等への応用では大きな問題で
ある。
【0004】一方、イソシアナート或はエポキシ化合物
ではアルデヒドの遊離の問題はないが、一般的に言って
これらは反応性が高く、特にアミン化合物とは極めて反
応性が高い為に、典型的なアミン化合物である水溶性キ
トサン誘導体とこれら架橋剤を安定に有効時間共存させ
ておく事は困難である。従って水溶性キトサン誘導体か
ら耐水性皮膜を得る為には一旦水溶性キトサン誘導体か
ら皮膜を得、これを架橋剤で後架橋する事が常である。
例えば、特開平2−4147号公報にはキトサン化合物
を利用した抗菌繊維とその製造方法として、キトサン水
溶液中に繊維を浸漬した後、一旦これを乾燥させ、次い
でこれを有機溶媒に浸漬し、ポリイソシアナート化合物
で架橋する方法が開示されている。この方法によって工
業上有意義な抗菌繊維が得られるが、一般のイソシアネ
ート化合物が水とも反応してしまう為に、キトサン水溶
液中に繊維を浸漬した後、一旦これを乾燥させる事が必
要であり、更にポリイソシアナート化合物が有機溶媒に
のみ可溶である為に、次いでこれを有機溶媒に浸漬し、
ポリイソシアネート化合物で架橋する事が必要で中間で
の乾燥と有機溶剤の使用が必須である。この事は言うま
でもなく製造上の不利である。
【0005】又、イソシアネートについては安定化した
ものが数種知られているが、これらは熱分解型であると
同時にアミンの存在によって容易に分解及び反応してし
まうと言うのが一般的な考え方である。本発明で使用す
る一方の主成分である分子末端にカルバモイルスルフォ
ネート基を有する水溶性ウレタンプレポリマーについて
も同様で、その代表的市販品であるエラストロン(商
標)の使用説明書にもアミン系の化合物との併用によ
り、不安定化する事があるので併用は避ける様に注意さ
れている。又、これら架橋剤の使用によって形成される
皮膜はより一層硬くなる傾向があり、これも問題であ
る。従って、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、繊維、紙、プラスチック等に水溶性キトサン誘
導体を複合させ、更に複合したキトサン誘導体に耐水性
を付与させる処理方法を提供する事である。
【0006】
【問題点を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明
によって達成された。即ち、本発明は、繊維、紙、木
材、プラスチック等の処理を行うに当たり、最初に水溶
性キトサン誘導体の水系溶液で処理し、その後分子末端
にカルバモイルスルフォネート基を有する水溶性ウレタ
ンプレポリマーの水系溶液で処理することを特徴とする
処理方法、及び繊維、紙、木材、プラスチック等の処理
を行うに当たり、最初に分子末端にカルバモイルスルフ
ォネート基を有する水溶性ウレタンプレポリマーの水系
溶液で処理し、その後水溶性キトサン誘導体の水系溶液
で処理することを特徴とする処理方法である。
【0007】
【作用】水溶性キトサン誘導体の水系溶液と分子末端に
カルバモイルスルフォネート基を有する水溶性ウレタン
プレポリマーの水系溶液とによって処理することで、得
られる処理物はキトサン本来のシャリ感を残しつつ、キ
トサン単独より柔軟で手触りも大幅に改善される。又、
処理によってキトサン本来の特徴、例えば、脱臭性、静
菌性が消失する事が多いが、本発明の組成物においては
これらの特徴は保持される。
【0008】
【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳しく説明する。本発明において使用するキ
トサンとは、カニ、エビ、昆虫等の甲殻或いはキノコ等
に含まれている天然高分子物の1種であるキチンの脱ア
セチル化物であり、2−アミノ−2−デオキシ−D−グ
ルコースを1構成単位とする塩基性多糖類である。この
様なキトサンそれ自体は既に工業的に生産されており、
種々のグレードのものが市場から入手でき、いずれも本
発明で使用することができる。上記キトサンの水溶性誘
導体としては、キトサンと酢酸、乳酸、クエン酸、ピロ
リドンカルボン酸等の有機酸或は塩酸等の無機塩との
塩、又はヒドロキシプロピルキトサン、或はカルボキシ
メチルキトサン及びそれらの混合物が挙げられる。
【0009】又、本発明で使用する分子末端にカルバモ
イルスルフォネート基を有する水溶性ウレタンプレポリ
マーは、一般的には、ポリエーテルポリオールの水酸基
に対して2倍モルのポリイソシアナートとポリエーテル
ポリオールを反応させ、末端イソシアナート基のウレタ
ンプレポリマーを得、これと亜硫酸ナトリウムを反応さ
せて分子末端にカルバモイルスルフォネート基を有する
水溶性ウレタンプレポリマーとして得られる。このもの
は水溶性であり、又、熱によって分子末端にカルバモイ
ルスルフォネート基が解離し活性なイソシアナート基を
生じる。上記の水溶性キトサン誘導体の水系溶液又は分
子末端にカルバモイルスルフォネート基を有する水溶性
ウレタンプレポリマーの水系溶液を調製方法は特に限定
されない。例えば、必要に応じて乾燥助剤としてイソプ
ロパノール等のアルコールを加えてもよい。水溶性キト
サン誘導体の固形分濃度は0.1重量%から20重量%
程度、0.5重量%〜10重量%程度が好適であり、水
溶液のpHは7以下、好ましくは3〜6である。
【0010】又、分子末端にカルバモイルスルフォネー
ト基を有する水溶性ウレタンプレポリマーの固形分濃度
は0.1重量%から50重量%程度、1重量%〜30重
量%程度が好適であり、必要に応じて炭酸ナトリウム等
の弱アルカリを加えて弱アルカリ性としたり、触媒等を
加えてもよい。上記水系溶液による処理は、被処理材で
ある繊維、紙、木材、プラスチック等に、最初に水溶性
キトサン誘導体の水系溶液で処理し、その後分子末端に
カルバモイルスルフォネート基を有する水溶性ウレタン
プレポリマーの水系溶液で処理するか或は逆の順序で処
理する。両者の使用比率は特に限定されないが、一般的
には水溶性キトサン誘導体(固形分)100重量部当た
り前記のプレポリマーが1〜1,000重量部(固形
分)の範囲が好ましい。処理後には乾燥し、必要に応じ
て更に加熱して反応を完結させる。
【0011】例えば、綿ニットの表面に上記の処理を行
って得られたものを市販の洗剤で3回洗濯して試験片を
得た。塗布量からの計算値と試験片の重量とを比較する
と、洗濯後もほぼ60〜90重量%の樹脂が試験片上に
残存していると考えられる。実際にキトサン骨格の確認
方法であるヨウ素法でこの試験片を調べたところ、キト
サン骨格の存在が確認できた。この試験片はシャリ感と
ソフト感を兼ね備えた独特の風合を示し、僅かに透明感
も増していた。更に8cm×10cmの処理した布地を
内容量1リットルのポリ袋に入れ、イソ吉草酸の脱臭に
ついて盲検テストを行ったところ、脱臭能が認められ
た。
【0012】
【効果】以上の本発明によれば、水溶性キトサン誘導体
と、分子末端にカルバモイルスルフォネート基を有する
水溶性ウレタンプレポリマーの水系溶液とで処理するこ
とにより、得られる処理物は耐水性、耐洗濯性となり、
キトサン本来のシャリ感を残しつつ、キトサン単独より
柔軟で手触りも大幅に改善された。又、架橋処理によっ
てキトサン本来の特徴、例えば、脱臭性、静菌性が消失
する事が多いが、本発明においてはこれらの特徴は保持
される。一方、分子末端にカルバモイルスルフォネート
基を有する水溶性ウレタンプレポリマーを主体としてみ
ると、水溶性キトサン誘導体が架橋反応の触媒として機
能するという効果も得られる。即ち、分子末端にカルバ
モイルスルフォネート基を有する水溶性ウレタンプレポ
リマー単独、或は一般的に推奨されている触媒使用時よ
り水溶性キトサン誘導体存在下では低温で硬化し得る。
又、順序を逆にして最初に分子末端にカルバモイルスル
フォネート基を有する水溶性ウレタンプレポリマーの水
系溶液で処理し、その後水溶性キトサン誘導体の水系溶
液で処理しても同様の効果が得られる。
【0013】この正確な理由は不明であるが、水溶性キ
トサン誘導体の架橋剤としてカルバモイルスルフォネー
ト基を有する水溶性ウレタンプレポリマーを選択した効
果であり、両者が共に水系の溶液であり、間に乾燥工程
を必要としない為、処理時に被処理材の上である程度混
合される為であろうと推測される。この様な事は単なる
ポリイソシアナート化合物又は他の安定化イソシアナー
ト化合物を使用したものでは望めない。以上の様に、分
子末端にカルバモイルスルフォネート基を有する水溶性
ウレタンプレポリマーの水系溶液と、水溶性キトサン誘
導体の水系溶液とで処理することによって、複雑な操作
無しに耐水性、耐洗濯性等に優れた繊維、紙、プラスチ
ック等の処理が可能となった。
【0014】
【実施例】以下実施例によって本発明を具体的に説明す
る。尚、文中部又は%とあるのは特に断りのない限り重
量基準である。 実施例1 (1)低粘度キトサンを1.25%酢酸溶液を溶媒とし
て溶解し、Gフイルターで濾過して2.5%キトサン
溶液を調製した。 (2)上記のキトサン溶液を綿ニットに約0.4mmの
厚さで塗布した。更に第一工業製薬株式会社製熱反応型
水溶性ウレタン樹脂エラストロン(MF−9)を約0.
05mmの厚さで重ね塗りした。この布地を100℃で
3分間予備乾燥した後、160℃で5分間熱処理して反
応させた。又、必要に応じて1%NaOH水溶液で布上
に残っている酢酸を中和した。その結果、シャリ感とソ
フト感を兼ね備えた独特の風合を持ち、僅かに透明感も
増した布地を得た。 (3)この布地の8cm×10cm片を内容量約1リッ
トルのポリ袋に入れ、0.03%イソ吉草酸水溶液1滴
を滴下して封印した。10分後に3名の被検者による盲
検テストを行った。その結果は下記表1に示す。
【0015】
【表1】
【0016】実施例2 (1)第一工業製薬株式会社製熱反応型水溶性ウレタン
樹脂エラストロン(MF−9)を綿ニットに約0.05
mmの厚さに塗布した。更に実施例1の(1)で調製し
たキトサン水溶液を約0.4mmの厚さに重ね塗りし
た。この布地を100℃で3分間予備乾燥した後、16
0℃で5分間熱処理して反応させた。又、必要に応じて
1%NaOH水溶液で布上に残っている酢酸を中和し
た。その結果、シャリ感とソフト感を兼ね備えた独特の
風合を持ち、僅かに透明感も増した布地を得た。 (2)この布地の8cm×10cm片を内容量約1リッ
トルのポリ袋に入れ、0.03%イソ吉草酸水溶液1滴
を滴下して封印した。10分後に3名の被検者による盲
検テストを行った。その結果は下記表2に示す。
【0017】
【表2】
【0018】実施例3 (1)低粘度キトサンを1.8%乳酸溶液を溶媒として
溶解し、Gフイルターで濾過して2.5%キトサン溶
液を調製した。 (2)上記のキトサン溶液を綿ニットに約0.4mmの
厚さで塗布した。更に第一工業製薬株式会社製熱反応型
水溶性ウレタン樹脂エラストロン(MF−9)を約0.
05mmの厚さで重ね塗りした。この布地を100℃で
3分間予備乾燥した後、160℃で5分間熱処理して反
応させた。又、必要に応じて1%NaOH水溶液で布上
に残っている乳酸を中和した。その結果、シャリ感とソ
フト感を兼ね備えた独特の風合を持ち、僅かに透明感も
増した布地を得た。 (3)この布地の8cm×10cm片を内容量約1リッ
トルのポリ袋に入れ、0.03%イソ吉草酸水溶液1滴
を滴下して封印した。10分後に3名の被検者による盲
検テストを行った。その結果は下記表3に示す。
【0019】
【表3】
【0020】実施例4 (1)第一工業製薬株式会社製熱反応型水溶性ウレタン
樹脂エラストロン(MF−9)を綿ニットに約0.05
mmの厚さに塗布した。更に実施例3の(1)で調整し
たキトサン水溶液を約0.4mmの厚さに重ね塗りし
た。この布地を100℃で3分間予備乾燥した後、16
0℃で5分間熱処理して反応させた。又、必要に応じて
1%NaOH水溶液で布上に残っている乳酸を中和し
た。その結果、シャリ感とソフト感を兼ね備えた独特の
風合を持ち、僅かに透明感も増した布地を得た。 (2)この布地の8cm×10cm片を内容量約1リッ
トルのポリ袋に入れ、0.03%イソ吉草酸水溶液1滴
を滴下して封印した。10分後に3名の被検者による盲
検テストを行った。その結果は下記表4に示す。
【0021】
【表4】
【0022】実施例5 (1)ヒドロキシプロピルキトサン(以下HPCとい
う)を1%酢酸溶液を溶媒として溶解し、GIフイルタ
ーで濾過して2.5%HPC溶液を調製した。 (2)第一工業製薬株式会社製熱反応型水溶性ウレタン
樹脂エラストロン(MF−9)25部とエラストロン
(S−24)25部にpH調整用5%重炭酸ナトリウム
1部を撹拌混合してウレタンプレポリマー組成物を得
た。 (3)上記のHPC溶液を羊毛布に約0.4mmの厚さ
で塗布した。更に上記のウレタンプレポリマー組成物を
約0.05mmの厚さで重ね塗りした。この布地を10
0℃で3分間予備乾燥した後、150℃で3分間熱処理
して反応させた。その結果、シャリ感とソフト感を兼ね
備えた独特の風合を持ち、僅かに透明感も増した布地を
得た。
【0023】実施例6 実施例5の(2)のウレタンプレポリマー組成物をを羊
毛布に約0.05mmの厚さで塗布した。更に実施例5
の(1)のHPC溶液を約0.4mmの厚さで重ね塗り
した。この布地を100℃で3分間予備乾燥した後、1
50℃で3分間熱処理して反応させた。その結果、シャ
リ感とソフト感を兼ね備えた独特の風合を持ち、僅かに
透明感も増した布地を得た。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D21H 19/10 D21H 1/34 M 19/24 B (56)参考文献 特開 昭62−53831(JP,A) 特開 昭58−7251(JP,A) 特開 平3−75665(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維、紙、木材、プラスチック等の処理
    を行うに当たり、最初に水溶性キトサン誘導体の水系溶
    液で処理し、その後分子末端にカルバモイルスルフォネ
    ート基を有する水溶性ウレタンプレポリマーの水系溶液
    で処理することを特徴とする処理方法。
  2. 【請求項2】 繊維、紙、木材、プラスチック等の処理
    を行うに当たり、最初に分子末端にカルバモイルスルフ
    ォネート基を有する水溶性ウレタンプレポリマーの水系
    溶液で処理し、その後水溶性キトサン誘導体の水系溶液
    で処理することを特徴とする処理方法。
  3. 【請求項3】 水溶性キトサン誘導体が、キトサンと酢
    酸、乳酸、クエン酸等の有機酸或は塩酸等の無機塩との
    塩、又はヒドロキシプロピルキトサン、或はカルボキシ
    メチルキトサン及びそれらの混合物である請求項1又は
    2に記載の処理方法。
  4. 【請求項4】 分子末端にカルバモイルスルフォネート
    基を有する水溶性ウレタンプレポリマーがポリオール、
    ポリエーテルポリオール及び/又はポリエステルポリオ
    ールを骨格成分とする請求項1又は2に記載の処理方
    法。
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