JP3022192B2

JP3022192B2 - 消臭、抗菌および防汚機能を有する繊維布帛

Info

Publication number: JP3022192B2
Application number: JP6208742A
Authority: JP
Inventors: 泰尚嶋野; 正嗣向; 順正金法; 肇村上
Original assignee: Ishihara Sangyo Kaisha Ltd; Komatsu Seiren Co Ltd
Current assignee: Ishihara Sangyo Kaisha Ltd; Komatsu Seiren Co Ltd
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1994-09-01
Publication date: 2000-03-15
Anticipated expiration: 2015-03-15
Also published as: JPH0874171A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、消臭、抗菌および防汚
機能を有する繊維布帛に関する。さらに詳しく述べるな
らば、本発明は、衣料、カーテンなどのインテリア用
品、衛生材料、衣料などに広く応用できる、消臭、抗菌
および防汚機能を有する繊維布帛に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、繊維、紙、塗料などの分野に
おいて、消臭機能を有する製品が知られている。しか
し、それらに使用されている消臭性の材料は、ごく一部
を除き、中和作用などによるものが主体であり、完全な
消臭性能を発揮し得るものではない。例えば、酸性の酸
化チタン、硫酸アルミニウムなどは、塩基性のアンモニ
アなどの消臭には効果を発揮しても、中性の悪臭に対し
ては無力である。また、消臭剤自体が塩基性である酸化
亜鉛は、酸性の悪臭であるメチルメルカプタン、硫化水
素などを中和して無臭物質に変えるけれども、中性の悪
臭に対しては無力である。また、これらの酸や塩基を用
いた中和作用による消臭方法では、消臭剤自体が飽和さ
れると効果を発揮できず、洗濯などの処理を行って初め
て機能が回復する。よって、これらの消臭剤は、悪臭の
処理能力に限度があり、しかも塩基性か酸性の物質に対
してだけ作用し、中性の悪臭や種々の成分が複合した悪
臭に対しては全く効果を発揮できない。

【０００３】また、活性炭やシリカなどの物理的な吸着
を利用した消臭剤も知られている。これらは、悪臭成分
を消臭剤に集め、周囲の濃度を低下させるが、トータル
で悪臭成分の量が減少することは無いため、本質的な解
決にはならない。理想的には悪臭成分を完全に無臭の成
分にまで分解させることが必要であり、このような作用
を行う化学物質はごくわずかにしか知られていない。例
えば、鉄／フタロシアニンがあり、酵素的に酸化分解作
用を行うこの物質はレーヨン繊維に練り込まれて用いら
れており、例えば、フトン綿に使用され、これによって
アンモニアが消臭されることが確認されている。また、
硫化水素は硫黄に、メルカプタンはジスルフィドに、ア
ルデヒドはカルボン酸に、アミンはケトンとアンモニア
にそれぞれ酸化されることが知られている。しかしなが
ら、これらの分解物の中には臭気を持つものもあり、ま
たこれらの化学物質はすべての悪臭に有効とは言えな
い。すなわち、タバコ臭や汗の臭気の除去には有効では
ない。

【０００４】また、複合された悪臭、例えば、タバコの
燃焼ガスは数千の成分を含んでおり、これらを消臭する
ことは技術的に不可能であった。さらに、人の汗の主成
分であるイソ吉草酸に対しては効果のある消臭剤がな
く、また腋臭の臭気成分は数種類の低級脂肪酸が混ざっ
たものであり、これらを完全に無臭化するのは困難であ
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来の問題点を一掃することのできる、極めて優れた消臭
機能に加えて抗菌性および防汚性をも有する繊維布帛を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、繊維布帛に酸化チタン光触媒がメラミン樹
脂、エポキシ樹脂およびフッ素樹脂から選ばれる硬化型
樹脂を架橋剤または硬化触媒で硬化した樹脂により固定
されてなり、酸化チタン光触媒の繊維布帛に対する付着
量が０．１〜２０重量％である、消臭、抗菌および防汚
機能を有する繊維布帛を提供する。本発明に有用な繊維
布帛としては、ポリエステル、ナイロン、アクリルなど
の合成繊維やレーヨンなどの再生繊維、木綿、羊毛、絹
などの天然繊維からなる編織物などがあり、通常の染色
加工やプリントが施されたものを使用することもでき
る。

【０００７】本発明は、繊維布帛に消臭、抗菌および防
汚機能を付与するための材料として酸化チタン光触媒を
用いることを特徴としている。光触媒用の酸化チタン
は、水中のハロゲン含有有機物を炭酸ガスと水分子にま
で分解したり、建築材料として無機物の表面に焼成付着
させ、アセトアルデヒドの消臭性を確認した例がある。
しかしながら、消臭性の繊維布帛の製造用として研究さ
れたり、商品化された例は無い。しかるに、本発明者ら
は、酸化チタン光触媒を使用し、これを繊維布帛に樹脂
接着剤を使用して固定することにより、従来消臭が困難
であったタバコ臭、汗臭、腋臭などを簡単に消臭するこ
とができ、また布帛に付着したタバコのヤニなどの着色
物質を分解させて、防汚効果を得ることができることを
見出したのである。

【０００８】さらに、酸化チタン光触媒は、その酸化力
により、大腸菌などを殺すことが知られている。本発明
で得られる繊維布帛は、公知の抗菌防臭繊維布帛と同様
に、黄色ブドウ球菌などの殺菌力があり、菌が人体代謝
物などを分解する時に発生する悪臭を抑制する効果もあ
る。本発明において、酸化チタン光触媒とは、紫外線に
より励起されて水から水素を発生させたり、有機物を分
解するものであり、具体的にはアナターゼ型およびルチ
ル型の結晶型をしているものをいう。

【０００９】また、酸化チタン光触媒の触媒活性を高め
るため、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムなど
の白金族金属を担持させたものや、銀、銅、亜鉛などの
殺菌性のある金属を担持させたものを使用することもで
きる。一方、従来、糸のダル化やクレーターの形成、顔
料に用いられていたアナターゼ型もしくはルチル型の酸
化チタンは、表面改質により光触媒活性を消去したもの
であり、光触媒活性を示さないものである。

【００１０】本発明に使用する酸化チタン光触媒は、水
または溶剤に分散した形態で、または粉末状で用いるこ
とができる。酸化チタン光触媒を繊維布帛に固定する方
法としては、酸化チタン光触媒の水分散液に、水分散性
の樹脂バインダーもしくは水溶解性の樹脂バインダーと
併用して、繊維布帛を浸漬し、マングルロールで絞り、
乾燥する方法を用いることができる。また、酸化チタン
光触媒と水系の樹脂バインダーを含む水性組成物を増粘
し、ナイフコーターなどの公知の装置でコーティングす
ることも可能である。また、微粉末状の酸化チタン光触
媒を使用する場合、溶剤可溶性の樹脂バインダーの溶液
に分散させ、さらに適当な粘度に溶剤で希釈した組成物
に布帛を浸漬し、マングルロールで絞り、次いで乾燥す
る方法を使用することもできる。また、繊維布帛の片面
にナイフコーターなどの公知の装置を使用し、コーティ
ングしたり、グラビヤロールを用いて付着させることも
可能である。

【００１１】本発明においては、単に、酸化チタン光触
媒を繊維布帛表面に樹脂バインダーとともに付着させれ
ばよいが、しかしながら、実際には、酸化チタン光触媒
の粒子特性や樹脂バインダーの酸化チタン光触媒による
分解により、次のような問題を生じることがある。すな
わち、酸化チタン光触媒の粒子径が大き過ぎると、悪臭
の分解速度が遅くなり、実用性が無い場合がある。ま
た、繊維布帛に対する付着量が少な過ぎると、悪臭の分
解速度が遅くなり、実用性に欠ける場合がある。一方、
量が多過ぎる場合には、繊維布帛が酸化チタン光触媒に
より劣化を起こしたり、手触りが硬化したりする場合が
ある。しかして、これらの問題を解決するためには、酸
化チタン光触媒の粒子径は、１００nm以下、特に５０nm
以下であるのが好ましい。

【００１２】本発明において、酸化チタン光触媒の粒子
径は、一般にＸ線粒径と呼ばれるものであって、通常粉
末Ｘ線回折法によって得られるＸ線回折図において、半
値幅をβとした時、以下のＳｃｈｅｒｒｅｒの式により
計算されるものである。Ｌ_c＝０．９λ／βｃｏｓθ ここで、Ｌ_cはＸ線粒径（Å）を表し、λはＸ線波長
（Å）を表し、θはピーク位置角度を表す。

【００１３】また、繊維布帛に対する酸化チタン光触媒
の付着量は、０．１〜２０％の範囲であり、０．５〜１
０％の範囲であるのが好ましい。また、本発明に用いる
樹脂バインダーに関しては、酸化チタンの強烈な酸化力
により、本来太陽光の短時間照射では着色しないはずの
樹脂が分解着色を起こす場合が見られる。例えば、繊維
布帛の撥水加工剤であるパーフルオロアクリレート共重
合体は、それ自体短時間の太陽光の照射で着色すること
はないが、酸化チタン光触媒を共存させると、分単位で
黄色く着色する。さらに、合成皮革用のウレタン樹脂で
無黄変型と称される樹脂であっても、酸化チタン光触媒
とともにコーティングすると、太陽光の照射で着色し、
臭気が発生する場合がある。一方、アクリル樹脂を酸化
チタン光触媒と共存させ、太陽光を照射した場合に特有
のアクリルモノマー臭を生じることがある。しかして、
このような着色は商品価値を低下させることがあるの
で、本発明においては着色や臭気の問題が無い樹脂バイ
ンダーを選択することが望ましい。

【００１４】さらに、樹脂バインダーそのものが臭気を
発生すると消臭繊維としての意味を失ってしまう。これ
らの樹脂バインダーを使用する場合には、洗濯やドライ
クリーニングでの酸化チタン光触媒粒子の繊維布帛から
の脱落を抑えるため、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、イ
ソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤などの架橋
剤を併用するのが好ましい。

【００１５】以上のことから、太陽光に照射しても着色
や臭気を生じない樹脂バインダーとして、メラミン樹
脂、エポキシ樹脂またはフッ素樹脂を用いるのがよい。
これらの樹脂は、水溶性のものやまたは溶剤に溶解した
形態のものとして容易に入手することができ、それぞれ
所定の硬化触媒を併用し、加熱条件下や常温下に硬化さ
せることができる。

【００１６】これらの樹脂を酸化チタン光触媒と共存さ
せ、固定化した繊維布帛は、太陽光を照射しても着色せ
ず、繊維布帛の色を保つことができる。また、樹脂バイ
ンダー自体の分解による臭気もない。本発明の繊維布帛
の製造に用いる酸化チタン光触媒含有組成物には、艶消
し用の微粒子、着色のための顔料や、その他特定の機能
付与のための添加剤、例えば、抗菌性や紫外線遮蔽効果
を得るための酸化亜鉛粒子、他の成分からなる消臭剤や
活性炭、酸性白土、シリカゲルなどの吸着剤が含まれて
いてもよい。

【００１７】本発明の繊維布帛においては、付着した悪
臭やヤニなどの汚染物質は、直射太陽光やガラス窓を通
過した太陽光、蛍光灯等からのわずかな紫外線を浴びる
だけで分解され、消失せしめられる。

【００１８】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づきさらに説明す
る。なお、実施例中の紫外線強度の測定は、ミノルタ製
ＵＶＲＡＤＩＯＭＥＴＥＲＵＭ−１（最大吸収波長
３６７nm）を用いて行った。なお、本発明の効果を得る
ために使用される紫外線の波長は特に限定されるもので
はない。

【００１９】実施例１ポリエステル短繊維の４０番手の糸を使用した目付１０
０ｇ／ｍ²の平織物であって、晒し加工がなされたもの
を繊維布帛として使用した。織物を処理するために、下
記組成の処理液を用意した。

【００２０】酸化チタン光触媒水分散液４．０重量％（粒子径１０nm、固形分４０％、石原産業製）トリメチロールメラミン（固形分７０％）０．５重量％有機アミン塩酸塩（メラミン硬化触媒）０．０５重量％水９５．４５重量％

【００２１】ポリエステル平織物を処理液に浸漬し、マ
ングルロールでピックアップ６０％に絞った。次いで、
１２０℃の乾燥機に入れ、３分間乾燥した。酸化チタン
光触媒の付着量は、織物に対して０．９６重量％であっ
た。次に、この織物に対して、汗の消臭試験を以下のよ
うにして行った。ガラス板上に約１０cm×１０cmの酸化
チタン光触媒処理布および未処理布を固定した。汗の臭
気成分としてイソ吉草酸をアセトンの１％濃度に溶解し
たものをピペツトを使用し、それぞれの布に４滴落と
し、アセトンを自然乾燥させた。ガラス板を３６５nmの
紫外線強度が５．０mW／cm²の太陽光の下に１時間曝し
た。試料をそれぞれ２０cm×２１．５cmの大きさのフリ
ーザーバッグに入れ、ジッパーで密閉し、酢酸用の検知
管で濃度を測定したところ、第１表の結果となり、酸化
チタン光触媒処理布は優れた消臭効果を示した。また、
官能試験でも、未処理布では激しい悪臭が感じられたの
に対して、酸化チタン光触媒処理布では殆ど臭気が感じ
られなかった。

【００２２】

【表１】

【００２３】比較例１ポリエステル短繊維の４０番手の糸を使用した目付１０
０ｇ／ｍ²の平織物でであって、晒し加工がなされたも
のを布帛として使用した。繊維布帛を処理するため、下
記の組成物を調製した。

【００２４】酸化チタン光触媒水分散液４．０重量％（粒子径１０nm、固形分４０％、石原産業製）アサヒガードＡＧ７１０５．０重量％（パーフルオロアクリレート共重合体、旭ガラス製撥水剤）水９１．００重量％

【００２５】ポリエステル平織物を処理液に浸し、マン
グルロールでピックアップ６０％に絞った。次いで、１
２０℃の乾燥機に入れ、３分間乾燥した。酸化チタン光
触媒の付着量は、織物に対して０．９６重量％であっ
た。次に、汗の消臭試験を実施例１と同様にしておこな
った。その結果、撥水剤が酸化チタン触媒作用で分解着
色し、白生地が黄褐色になった。また、汗の臭気は感じ
ることができなかったが別の刺激臭がした。

【００２６】比較例２実施例１と同一の繊維布帛を試験に用いた。ただし、酸
化チタン光触媒に代えて光触媒活性を消去した酸化チタ
ン（粒子径、２００nm）を用い、処理液を実施例１と同
一濃度に調製し、繊維布帛を処理し、次いで汗の消臭試
験を実施例１と同様にして行った。その結果、未処理の
布帛に対比して臭気の程度は同等であり、消臭効果は認
められなかった。

【００２７】実施例２実施例１において処理液の酸化チタン光触媒の濃度を
０．５重量％とし、水の量を９８．９５％にした以外は
全く同様な操作を行い、処理布を得た。酸化チタン光触
媒の付着量は、織物に対して０．１２重量％であった。
次に、汗の消臭試験を実施例１と同様に行ったところ、
イソ吉草酸の臭気は殆ど感じられなかった。

【００２８】実施例３ポリエステルフィラメント糸７５ｄ／７２ｆを用いた平
織物であって、目付１００ｇ／ｍ²のものを、高圧下に
１３０℃で、分散染料を使用し、ブルー色に染色した。
一方、この布帛の処理のため、下記組成の水系の処理液
を用意した。

【００２９】酸化チタン光触媒水分散液４．０重量％（粒子径１０nm、固形分４０％、石原産業製）水可溶性のエポキシ樹脂Ｒ２９（高松油脂製）０．５重量％硬化剤ポリカルボン酸ｃａｔ３１（高松油脂製）０．５重量％水９５．００重量％

【００３０】ポリエステル平織物を処理液に浸し、マン
グルロールでピックアップ６０％に絞った。次いで、１
２０℃の乾燥機に入れ、３分間乾燥した。酸化チタン光
触媒の付着量は、織物に対して０．９６重量％であっ
た。この繊維布帛を以下のタバコ臭気の消臭試験に使用
した。フィルター付きタバコに火をつけ、一度吸った
後、フィルターを下にして粘着テープの上に垂直に立て
た。５００mlの広口ポリエチレンボトルをこの上にかぶ
せ、燃焼ガスを１分間集めた。次に、酸化チタン光触媒
処理布をボトルに入れ、密栓した。比較のため、未処理
の布についても同じ操作を行った。次いで、５分間放置
して臭気を吸着させた後、布を取りだし、ポリエチレン
製の袋に入れて密封し、ガラス板の上に固定し、３６５
nmの紫外線強度が５．０mW／cm²の太陽光を４時間照射
した。

【００３１】その結果、酸化チタン光触媒処理布では臭
気がほとんど感じられなかったのに対して、未処理布で
は強いタバコ臭がした。

【００３２】実施例４ポリエステルフィラメント糸７５ｄ／３６ｆを使用した
サテン織物であって、目付２００ｇ／ｍ²のものを、高
圧型染色機を使用し、分散染料を用い、１３０℃でベー
ジュ色に染色した。酸化チタンを付着させるための樹脂
バインダーとして下記の組成のインクを作成した。

【００３３】酸化チタン光触媒粉末２０部（粒子径１０nm、石原産業製）常温硬化フッ素樹脂ディツクフローＡ．ＤＡタイプ１００部（大日本インキ製）希釈液＃１０５（大日本インキ製）５０部

【００３４】上記のインクを、１２５メッシュのグラビ
ヤロールを用いて織物の裏面に塗布し、１３０℃で乾燥
した。酸化チタン光触媒の織物に対する付着量は、０．
５９重量％であった。次に、汗の消臭試験を以下のよう
にして行った。ガラス板上に約１０cm×１０cmの酸化チ
タン光触媒処理布および未処理布を裏面を上にして固定
した。汗の臭気成分としてイソ吉草酸をアセトンの１％
濃度に溶解したものをピペツトを使用し、それぞれの布
に一滴落とし、アセトンを自然乾燥させた。

【００３５】ガラス板を３６５nmの紫外線強度が５．０
mW／cm²の太陽光の下に２０分間曝した。試料をそれぞ
れポリエチレン製の袋に入れ替え、臭気を官能的に評価
した。その結果、酸化チタン光触媒処理布では臭気はほ
とんど感じられなかったが、未処理布では激しい汗臭気
がした。

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】実施例５ポリエステルフィラメント糸から
なる目付２００ｇ／ｍ²のサテン織物をベージュ色に染
色した。一方で、下記組成の処理液を調製した。酸化チタン光触媒粉末（粒子径１０nm、石原産業製）２０部酸化亜鉛トルエン分散液ＺＳ３０３（住友セメント製）１０部常温硬化フッソ樹脂ディツクフローＡ．ＤＡタイプ１００部（大日本インキ製）希釈液＃１０５（大日本インキ製）５０部

【００４０】次に、この処理液を、１２５メッシュのグ
ラビヤロールを用いて、ポリエステル織物の裏面に適用
した。酸化チタン光触媒の織物に対する付着量は、０．
５６重量％であった。次いで、この布帛を以下のタバコ
臭気の消臭試験に使用した。フィルター付きタバコに火
をつけ、一度吸った後、フィルターを下にして粘着テー
プの上に垂直に立てた。５００mlの広口ポリエチレンボ
トルをこの上にかぶせ、燃焼ガスを１分間集めた。次い
で、酸化チタン光触媒処理布をボトルに入れ、密栓し
た。未処理の布についても同じ操作を行った。１分間放
置して臭気を吸着させた後、ボトルから布を取り出し、
窓ガラスの内側にグラビヤ加工面を外側にして固定し
た。この時の紫外線強度は０．５mW／cm²であった。こ
の状態で４時間放置した後、臭気を官能的に評価した。
その結果、未処理布にはタバコ臭気が強く残っていたの
に対して、酸化チタン光触媒処理布では臭気が殆ど感じ
られなかった。

【００４１】実施例６ポリエステル短繊維の４０番手の糸を使用した目付１０
０ｇ／ｍ²の平織物であって、晒し加工がなされたもの
を繊維布帛として使用した。織物を処理するために、下
記組成の処理液を用意した。

【００４２】酸化チタン光触媒水分散液８．０重量％（粒子径１０nm、固形分４０％、石原産業製）トリメチロールメラミン（固形分７０％）０．５重量％有機アミン塩酸塩（メラミン硬化触媒）０．０５重量％水９１．４５重量％

【００４３】ポリエステル平織物をこの処理液に浸し、
マングルロールでピックアップ６０％に絞った。次い
で、１２０℃の乾燥機に入れ、３分間乾燥した。酸化チ
タン光触媒の付着量は、繊維重量に対して１．９２％で
あった。次に、繊維製品衛生加工協議会で定められた菌
数測定法により、抗菌性の評価を行った。菌種には黄色
ブドウ球菌を使用し、培養時にオーブン中で光のない状
態と蛍光灯下の２条件で実施した。結果を下記の表２に
示す。

【００４４】

【表２】

【００４５】この結果から、酸化チタン光触媒処理布は
蛍光灯照射下で抗菌性があることがわかる。

【００４６】実施例７実施例６で得られた酸化チタン光触媒処理布を、タバコ
のヤニの防汚性評価のために使用した。フィルター付き
タバコに火をつけ、一度吸った後、フィルターを下にし
て粘着テープの上に垂直に立てた。５００mlの広口ポリ
エチレンボトルをこの上にかぶせ、燃焼ガスを１分間集
めた。この操作を５回繰り返すとポリエチレンボトルは
茶褐色に汚染された。アセトンを２０mlボトルの中に添
加し、振ると茶褐色のヤニは溶解した。

【００４７】ガラス板の上に酸化チタン光触媒処理布と
未処理布を固定し、上記で得られたヤニのアセトン溶液
をピペツトを使用して３滴滴下した。滴下した箇所はそ
れぞれ茶褐色に着色した。ガラス板を直射太陽光のもと
で合計１６時間照射したところ、酸化チタン光触媒処理
布の着色は消失していたのに対して、未処理布の着色は
変化が無かった。

【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】

【発明の効果】本発明は、優れた消臭、抗菌および防汚
機能を有する繊維布帛を提供することができる。本発明
のこの繊維布帛は、衣料、カーテンなどのインテリア用
品、衛生材料などとして有利に用いることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金法順正石川県能美郡根上町浜町ヌ167番地小松精練株式会社内 (72)発明者村上肇滋賀県草津市西渋川二丁目３番１号石原産業株式会社中央研究所内 (56)参考文献特開平２−289184（ＪＰ，Ａ) 特開平３−40865（ＪＰ，Ａ) 特開平４−248943（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06M 11/00 - 11/84

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維布帛に酸化チタン光触媒がメラミン
樹脂、エポキシ樹脂およびフッ素樹脂から選ばれる硬化
型樹脂を架橋剤または硬化触媒で硬化した樹脂により固
定されてなり、酸化チタン光触媒の繊維布帛に対する付
着量が０．１〜２０重量％である、消臭、抗菌および防
汚機能を有する繊維布帛。
【請求項２】酸化チタン光触媒の粒子径が１００nm以
下である請求項１記載の繊維布帛。
【請求項３】酸化チタン光触媒の付着量が０．５〜１
０重量％である請求項１または２記載の繊維布帛。