JP3146262B2 - 無機金属化合物を把持した天然セルロース繊維及びその製造法 - Google Patents
無機金属化合物を把持した天然セルロース繊維及びその製造法Info
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Description
した天然セルロース繊維及びその製造法に関する。
プタン、トリメチルアミン等の悪臭成分を亜鉛、アルミ
ニウム、銅等の金属化合物と反応させ、他の物質に変化
させて脱臭する方法は古くから知られている。
することが、ジルコニウムやセリウム等の酸化物は紫外
線吸収能を有していることが、またジルコニウムの酸化
物や炭化物は光を吸収し、熱として放散する性質を有し
ていることがそれぞれ知られており、これらの金属化合
物の諸性質を利用して、繊維に各種の機能性を付与すべ
く種々の方法が考案されている。
維に上記金属化合物を練り込み、該繊維に機能性を付与
する試みが行なわれている。この方法によれば、合成繊
維を製造する際に上記金属化合物が配合されるため、合
成繊維については所期の性能が満足できる程度に付与さ
れるのであるが、天然セルロース繊維等の天然繊維に対
してはこの練り込み法を到底適用することはできない。
ルロース繊維表面に金属化合物をポリウレタン等の樹脂
でコーティングして担持させる方法(特公平2−102
74号公報等)、遷移金属とタンニン酸との反応生成物
をセルロース繊維に担持させる方法(特開平1−292
169号公報、特開平1−266275号公報等)等が
提案されている。しかしながら、これらの方法は、いず
れも、付与された機能性を長期に亙って維持できる天然
セルロース繊維を製造し得るものではない。即ち、金属
化合物として例えば亜鉛化合物を用い、前者の方法を実
施した所、得られる消臭繊維は、仕上りが硬くなって風
合が悪いものであり、しかも洗濯堅牢性に乏しく、これ
を反復して洗濯すると、10回程度の洗濯回数で消臭性
が半分以下に低下する。また後者の方法では、タンニン
酸がセルロース繊維と遷移金属とを橋渡させる目的で使
用されているが、洗濯を繰り返して行なうことによって
加水分解等により徐々に遷移金属がセルロース繊維から
脱離するを避け得ず、この方法で得られる機能性繊維も
洗濯堅牢性に乏しいものである。従って、上記と同様、
金属化合物として亜鉛化合物を用い、後者の方法を実施
した所、得られる消臭繊維を反復して洗濯すると、10
回程度の洗濯回数で消臭性が半分以下に低下する。
属化合物により付与された諸機能を長期に亙って維持で
きる天然セルロース繊維及びその製造法を提供すること
にある。
水不溶性無機金属化合物を把持してなる天然セルロース
繊維、及びセルロース繊維の内部に金属イオンを侵入さ
せた後、水不溶性の無機金属化合物の形態に変換せしめ
ることを特徴とする水不溶性無機金属化合物を把持した
天然セルロース繊維の製造法に係る。
ス繊維の内部に無機金属化合物を把持させた点に特徴を
有している。従来の技術では、樹脂に金属化合物粉末を
混ぜたものをコーティングしたり、タンニン酸等の繊維
に吸着又は反応する第三物質を介在させ、その第三物質
と更に金属イオンと錯体等を形成させる方法であり、な
んらかの介在物質を必要とするものであった。これに対
して、本発明では、セルロース繊維の内部で金属イオン
を不溶性の金属化合物に変化させ、把持させるために、
樹脂や他の化学物質等の担持媒体を全く必要としない。
本発明の金属化合物を把持するセルロース繊維は、繰返
し洗濯によっても、金属化合物が失われ難く、セルロー
ス繊維に金属化合物が単に付着しているのではなく、あ
たかも繊維の非結晶構造中に封入されているような挙動
を示す。
ては、木綿、麻等が挙げられ、これらとポリエステル等
の合成繊維との混紡であってもよい。またその繊維形態
としては、特に制限がなく、糸、織物、編物、不織布等
あらゆる形態のものが包含される。
属化合物としては、水不溶性である限り特に限定される
ものではなく、銅、銀、亜鉛、チタン、ジルコニウム、
バナジウム、モリブデン、タングステン、クロム、鉄、
コバルト、ニッケル、マンガン、ゲルマニウム、セリウ
ム等の遷移金属の水酸化物、アルミニウム、珪素、ス
ズ、アンチモン等の両性金属の水酸化物、マグネシウム
等の水酸化物、アルカリ金属を除く金属の炭酸塩、リン
酸塩、珪酸塩、アルミン酸塩、ジルコン酸塩等が例示さ
れる。これら金属化合物は、セルロース繊維内部に1種
又は2種以上把持される。
ース繊維中に0.01〜10重量%、好ましくは0.1
〜5重量%把持されているのがよい。
ス繊維の内部に金属イオンを侵入させた後、水不溶性の
無機金属化合物の形態に変換せしめることにより製造さ
れるが、セルロース繊維中に把持させようとする金属化
合物の種類により、その詳細は異なっており、以下に述
べる通りである。
ース繊維に含浸させる第一浴処理と繊維中の水溶性金属
塩を不溶化させる第二浴処理とからなる。
塩を含浸付着させるために、その金属塩の水溶液で繊維
を処理する。金属塩水溶液で繊維を処理する方法として
は、浸漬法、パッド法、スプレー法、コーティング法等
が挙げられるが、実用上は浸漬法及びパッド法が好適で
ある。
0.01〜10重量%含有する金属塩水溶液に繊維を浸
漬し、室温〜100℃において3秒〜10分間処理す
る。この際の処理条件は、繊維の種類により異なり、対
象とする繊維の最適条件下で処理すればよい。浸漬処理
後は第二浴処理されるが、第二浴処理に先立ち該繊維に
水洗処理、乾燥処理を施してもよい。本発明では、金属
塩が水溶性であることより、乾燥工程のみを経て、第二
浴処理に移行するのが望ましい。
である。パッド法による場合、具体的には金属として
0.01〜10重量%含有する金属塩水溶液に繊維を浸
漬し、室温〜100℃において3秒〜10分間処理した
後、所定の均一な絞り率になるようにマングル等で絞
る。この際の処理条件としては、対象とする繊維の最適
条件を適宜選択すればよい。パッド処理後は第二浴処理
されるが、第二浴処理に先立ち該繊維に水洗処理、乾燥
処理を施してもよい。この方法でも、浸漬法と同様、乾
燥工程のみを経て、第二浴処理に移行するのが望まし
い。
カリ、酸及びアルカリ金属塩の水溶液のいずれか一つを
作用させて、繊維中に含浸付着させた水溶性金属塩を水
不溶性の金属化合物に変換させる。この方法にも、浸漬
法、パッド法、スプレー法、コーティング法等が適用で
きるが、実用上は浸漬法及びパッド法が好適である。浸
漬法はあらゆる形態の繊維に対して適用できるが、特に
織物や編物に対してはパッド法が適している。
リ、酸又はアルカリ金属塩を0.01〜10重量%含有
する水溶液に、第一浴処理後の繊維を浸漬し、室温〜7
0℃において3秒〜5分間処理した後、所定の均一な絞
り率になるようにマングル等で絞る。この際の処理条件
としては、対象とする繊維の最適条件を適宜選択すれば
よい。
てアルカリ、酸又はアルカリ金属塩を完全に除去した
後、乾燥処理を行なう。斯くして水不溶性の無機金属化
合物が繊維の非晶質領域内部に封入されたような挙動を
示す本発明の天然セルロース繊維が製造される。
の金属種が銅、銀、鉄、コバルト、ニッケル、マンガ
ン、亜鉛、チタン、ジルコニウム、セリウム、バナジウ
ム、モリブデン、ゲルマニウム、タングステン等の遷移
金属及びアルミニウム、マグネシウムである場合には、
第一浴中の水溶性金属塩は、該金属の塩化物、オキシ塩
化物、硫酸塩、硝酸塩等の鉱酸塩、酢酸塩、蟻酸塩等の
有機酸塩の形態がよく、また第二浴ではアルカリ水溶液
が用いられる。ここでアルカリとしては、アルカリ金属
の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、水酸化アン
モニウム等、好ましくは水酸化ナトリウムが挙げられ
る。
の金属種が亜鉛、チタン、ジルコニウム、バナジウム、
モリブデン、タングステン、アルミニウム、珪素、ス
ズ、アンチモン等の両性金属元素である場合には、第一
浴において該両性金属元素又はその塩に水酸化アルカリ
又は水酸化アンモニウムで溶解させて調製した両性元素
酸化物を陰イオンとする水溶液を用い、第二浴では酸水
溶液を用いるのがよい。ここで酸としては、塩酸、硫酸
等の鉱酸、蟻酸、酢酸等の水溶性有機酸等、好ましくは
酢酸が挙げられる。
の金属塩に含浸させた後、第二浴で別種の水溶性の金属
塩水溶液に通し、繊維内で水不溶性の無機金属塩を形成
させることもできる。ここで第一浴における水溶性金属
塩とは、アルカリ金属を除く全ての水溶性金属塩をい
い、第二浴における水溶性金属塩とは、第一浴の金属塩
と反応して水不溶性となる全ての無機金属塩をいい、具
体的には炭酸、リン酸、ピロリン酸、メタケイ酸、ケイ
酸、亜鉛酸、アルミン酸、チタン酸、モリブデン酸、バ
ナジン酸、ジルコン酸等のアルカリ塩、硫化アルカリ等
が例示される。
えば亜鉛化合物や銅化合物である場合には該繊維に消
臭、抗菌、防黴効果が、アルミニウム化合物及びマグネ
シウム化合物である場合には該繊維に消臭効果が、ジル
コニウム化合物である場合には該繊維に蓄熱、紫外線防
止、遠赤外線放射効果が、アンチモン化合物である場合
には該繊維に難燃効果がそれぞれ付与される。本発明に
よる不溶性無機金属化合物の把持の目的が消臭である場
合、セルロース繊維中に含浸付着した水溶性金属化合物
を不溶化した後、ブタンテトラカルボン酸等のポリカル
ボン酸水溶液で熱処理を施すと、消臭効果がより一層増
強される。
付与された諸機能を長期に亙って維持できる天然セルロ
ース繊維を製造し得る。本発明の天然セルロース繊維中
には不溶性無機金属化合物が把持されているので、洗濯
堅牢性に優れ、従って洗濯を繰返し行なっても、該繊維
から該金属化合物が脱離し難くなっており、各種金属化
合物により付与された諸機能を長期に亙って維持できる
のである。更に本発明の天然セルロース繊維は、風合も
申し分ないものである。
り一層明らかにする。
処理の後、塩化亜鉛1.16%を含む水溶液に浸漬後、
マングルで絞り、100℃で乾燥して、塩化亜鉛把持綿
織物を得た。次いで該織物を水酸化ナトリウム1.0%
を含む水溶液に3秒間浸漬の後、マングルで絞り、直ち
に水洗、乾燥し、水酸化亜鉛把持綿織物を得た。原子吸
光法による該織物の水酸化亜鉛含有量は4100mg/
kgであった。
配合しない以外は実施例1と同一の処理を行ない、綿織
物を得た。
の下晒処理の後、染色し、塩化亜鉛1.6%を含む水溶
液に浸漬後、マングルで絞り、次いで該織物を水酸化ナ
トリウム1.0%を含む水溶液に3秒間浸漬の後、マン
グルで絞り、更にブタンテトラカルボン酸6.9%及び
炭酸ナトリウム1.2%を含有する水溶液に浸漬後、マ
ングルで絞った。これを120℃で乾燥し、160℃で
2分間キュアリングして、水酸化亜鉛把持ブタンテトラ
カルボン酸架橋織物を得た。原子吸光法による該織物の
水酸化亜鉛含有量は3100mg/kgであった。
ブタンテトラカルボン酸を配合しない以外は実施例2と
同一の処理を行ない、織物を得た。
処理の後、塩化アルミニウム10%を含む水溶液に浸漬
後、マングルで絞り、60℃で乾燥して、塩化アルミニ
ウム把持織物を得た。次いで該織物を水酸化ナトリウム
1.0%を含む水溶液に3秒間浸漬の後、マングルで絞
り、直ちに水洗、乾燥し、水酸化アルミニウム把持綿織
物を得た。重量測定による該織物の水酸化アルミニウム
含有量は18500mg/kgであった。
ニウムを配合しない以外は実施例3と同一の処理を行な
い、綿織物を得た。
処理の後、オキシ塩化ジルコニウム20%を含む水溶液
に浸漬後、マングルで絞り、50℃で乾燥して、オキシ
塩化ジルコニウム把持織物を得た。次いで該織物を水酸
化ナトリウム1.0%を含む水溶液に3秒間浸漬の後、
マングルで絞り、直ちに水洗、乾燥し、水酸化ジルコニ
ウム把持綿織物を得た。重量測定による該織物の水酸化
ジルコニウム含有量は43000mg/kgであった。
ジルコニウムを配合しない以外は実施例4と同一の処理
を行ない、綿織物を得た。
処理の後、塩化マグネシウム・6水塩0.45%を含む
水溶液に浸漬後、マングルで絞り、次いで該織物を水酸
化ナトリウム0.5%を含む水溶液に3秒間浸漬の後、
更にブタンテトラカルボン酸2.5%及び炭酸ナトリウ
ム0.45%を含有する水溶液に浸漬後、マングルで絞
った。これを120℃で乾燥し、160℃で2分間キュ
アリングして、水酸化マグネシウム把持ブタンテトラカ
ルボン酸架橋織物を得た。原子吸光法による該織物の水
酸化マグネシウム含有量は1200mg/kgであっ
た。
シウム及びブタンテトラカルボン酸を配合しない以外は
実施例5と同一の処理を行ない、綿織物を得た。
処理の後、予め塩基性炭酸亜鉛5%及び水酸化ナトリウ
ム30%を配合攪拌して調製した亜鉛酸ナトリウム水溶
液に該織物を3分間浸漬した後、マングルで絞り、10
0℃で乾燥して、亜鉛酸ナトリウム把持綿織物を得た。
次いで該織物を0.4%酢酸水溶液に3秒間浸漬し、マ
ングルで絞った後、水洗、乾燥し、水酸化亜鉛把持綿織
物を得た。原子吸光法による該織物の水酸化亜鉛含有量
は25700mg/kgであった。
リウムを配合しない以外は実施例6と同一の処理を行な
い、綿織物を得た。
処理の後、塩化第二銅1%を含む水溶液に浸漬後、マン
グルで絞り、80℃で乾燥して、塩化第二銅把持織物を
得た。次いで該織物を珪酸ナトリウム1.0%を含む水
溶液に3秒間浸漬の後、マングルで絞り、直ちに水洗、
乾燥し、珪酸第二銅把持綿織物を得た。原子吸光法によ
る該織物の珪酸第二銅含有量は4800mg/kgであ
った。
を配合しない以外は実施例7と同一の処理を行ない、綿
織物を得た。
処理の後、塩化亜鉛8%を含む水溶液に浸漬後、マング
ルで絞り、80℃で乾燥して、塩化亜鉛把持織物を得
た。次いで該織物をアルミン酸ナトリウム1.0%を含
む水溶液に3秒間浸漬の後、マングルで絞り、直ちに水
洗、乾燥し、アルミン酸亜鉛(酸化アルミニウム酸化亜
鉛水和物)把持綿織物を得た。原子吸光法による該織物
のアルミン酸亜鉛含有量は38100mg/kgであっ
た。
びアルミン酸ナトリウムを配合しない以外は実施例8と
同一の処理を行ない、綿織物を得た。
シルケット処理したものを未処理織物1とした。また実
施例2で使用したポリエステル/綿混紡織物と同一の織
物で、シルケット処理したものを未処理織物2とした。
後、マングルで絞り、100℃で乾燥して、塩化亜鉛把
持綿織物を得た。原子吸光法による該織物の塩化亜鉛含
有量は5600mg/kgであった。
物、比較例1〜8で得られた織物及び未処理織物1〜2
を、それぞれ家庭用洗濯機で以下の条件で洗濯した。即
ち、家庭用洗剤[ニュービーズ,花王株式会社製]2g
/l、常温水で10分間洗濯を洗濯1回とみなす簡便法
を用い、洗濯10回は100分、30回は300分、5
0回は500分洗濯し、水洗、脱水、乾燥し、10回洗
濯織物(L−10)、30回洗濯織物(L−30)、5
0回洗濯織物(L−50)を得た。但し、実施例4及び
比較例4で得られた織物については、蛍光剤未添加の洗
剤[モノゲンユニ,P&G製]を用い、他の条件は同一
で行なった。
で得られた織物、比較例1〜3、5〜8及び10で得ら
れた織物並びに未処理織物1〜2と、それぞれの10回
洗濯織物、30回洗濯織物、50回洗濯織物の消臭性能
を次のようにして調べた。
サンプル10×10cmを入れ、密栓する。次に一定濃
度の悪臭化合物のガス又は液をマイクロシリンジを用
い、フラスコ上部より注入し60分間放置した。液状の
悪臭化合物については、注入後熱風エアーガンで加熱蒸
発させた後放置した。生地を入れないフラスコについて
も同一のガス又は液を注入し、60分間放置した。放置
後のガス濃度測定は、北川式ガス検知管を用いて行なっ
た。
0mlの三角フラスコに35%アンモニア水を20ml
入れて加熱し、アンモニアガスを発生させた。フラスコ
上部のガスをガスタイトシリンジで採取し、0.2ml
注入した。
クロシリンジで注入し、加熱蒸発させた。
た。
理織物の洗濯前後の消臭能力を測定し、結果を表1に示
す。また各実施例の織物の洗濯前後の把持金属化合物の
含有量を表2に示す。
で得られた織物並びに比較例1〜2及び6〜8で得られ
た織物の抗菌性能を下記の試験方法で調べた。
lococcus aureus IAM12082) 試験方法:ハローテスト法は、AATCC TEST
METHOD 90に準じた。
THOD 100に準じた。
を表4にそれぞれ示す。
た織物及び比較例4で得られた織物の紫外線防止効果を
次の方法で評価した。即ち、UV光源として、短波長、
長波長切り替え式紫外線ハンドランプUV−GL−58
(San Gabriel U.S.A製)を用い、ラ
ンプ直下にセンサー部を測定布で覆った紫外線強度計
(UM−1,ミノルタカメラ製)を置き、織物を透過し
てくる紫外線強度を測定した。紫外線センサーは長波長
用のUM−36と短波長用のUM−25を用い、それぞ
れの波長域での透過強度を測定した。透過率(%)を下
記式で算出した。
及び比較例4で得られた織物の蓄熱効果を次の方法で評
価した。即ち、それぞれの織物を20℃、60%Rhの
恒温室内において、織物から1.5mの距離に写真用5
00W白色電灯を置き、光を照射した。照射開始5分後
に照射面の反対側の織物表面温度を赤外線式非接触表面
温度計で測定した。結果を表6に示す。
Claims (2)
- 【請求項1】 セルロース繊維の内部に水不溶性無機金
属化合物を把持してなる天然セルロース繊維であって、
ブタンテトラカルボン酸で熱処理が施された天然セルロ
ース繊維。 - 【請求項2】 セルロース繊維の内部に金属イオンを侵
入させた後、水不溶性の無機金属化合物の形態に変換せ
しめ、次いでブタンテトラカルボン酸で熱処理を施すこ
とを特徴とする水不溶性無機金属化合物を把持した天然
セルロース繊維の製造法。
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