JP3326742B2 - 電気石練り込み抗菌機能性繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気石を練り込む
ことにより抗菌機能性が付与された繊維に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】電気石は、粉砕することによって自発的
に陽極・陰極が発生し、陰極からは半永久的に電子が放
出されることが知られている。この特性を生かしてサブ
ミクロン（０．１ミクロン）単位に超微粉砕して電気石
を繊維に練り込み、各種の機能を持つ繊維が開発されて
きた。例えば、特許第２７１５０３４号等に示され、ま
た特開平第６−２２８８０８号公報などに提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電気石の結晶
から放出される電子によって、水が電気分解されて、水
素イオンが水素ガスとして系外へ放出される状態を測定
する電極力価で判定すると、電気抵抗値に２桁の差があ
る再生繊維レーヨンのみが望ましい電子の放出を行い、
他の合成繊維に練り込んだ場合には、より少ない電子の
放出しか認められなかった。なお、電極力価とは、電気
石の微弱永久電極の相対的な大きさを判定するために設
定した用語であり、例えば上記特許第２７１５０３４号
では、試験試料の電気的な特性の変化、具体的にはｐＨ
の上昇と電気伝導度の減少を示し、併せて比較してい
る。これらｐＨの上昇率と電気伝導度の減少率という電
気的特性が高ければ、電極力価は高く、電気石の電極は
大きい、とする。

【０００４】本発明者らは、上記問題点に鑑み、より広
範囲の繊維に電気石を練り込むために鋭意研究を重ね、
電気石のみでは電気抵抗値の差が少なく、合成繊維のフ
ァイバー内で吸収されて、ファイバー外部へ電子が放出
されないことが、電極力価が非常に低い原因であること
を解明し、これに対して練り込まれる合成繊維の電気抵
抗値を下げる方法を見いだし、本発明を完成させた。

【０００５】また、多種多様な繊維製品に応用した場合
に、優れた抗菌性が得られるようにすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電気石練り込み
抗菌機能性繊維は、電気石を超微粉砕して練り込むこと
により、微弱電流発生能力、遠赤外線放射能力、抗菌能
力を備えたポリウレタン繊維であって、前記ポリウレタ
ン繊維に対する配合割合が、電気石２．０〜５．０重量
％、二酸化チタン０．２〜０．４重量％、二酸化珪素
０．３〜０．６重量％の範囲であることを特徴とする。

【０００７】このように、本発明は、電気石に二酸化チ
タンと二酸化珪素を適当な割合で配合することにより、
上記問題を解決し、ポリウレタン、ポリエステル、ナイ
ロン、アクリル等の合成繊維への練り込み技術を確立し
たものである。すなわち本発明者等は、電気石のみでは
合成繊維に対する電気抵抗値の差が少なく、発生した電
荷が合成繊維素材に吸収されて、合成繊維の外部へ放出
される電荷が少なく、これが電極力価が非常に低くなる
原因であることを解明し、電気石に二酸化チタンと二酸
化珪素を配合することにより、きわめて電極力価の高い
合成繊維を完成するに至った。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発
明の電気石練り込み抗菌機能性繊維は、合成繊維に、電
気石と、二酸化チタンおよび二酸化珪素とを配合した構
成を有する。電気石と、二酸化チタンと二酸化珪素との
配合比は、所望の特性が得られる範囲であれば特に制限
はないが、合成繊維の重量を基準として、電気石２．０
〜５．０重量％、二酸化チタン０．２〜０．４重量％、
二酸化珪素０．３〜０．６重量％の範囲が好ましい。

【０００９】また本発明において、合成繊維としては、
ポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、アクリル等が
例示され、またこれらの混紡でも良く、特にポリウレタ
ンは伸縮性があるので応用範囲が広い。さらに、電気石
と二酸化チタンと二酸化珪素を練り込んだ合成繊維の上
に、他の繊維をカバーリングしても良い。

【００１０】直径１０〜３０ミクロンと云う細い繊維に
練り込むには、１ミクロン以下、望むべくは０．５ミク
ロン平均で１．５ミクロンを越える大きさの結晶が存在
しないことが必要である。電気石をこのよう小粒径に超
微粉砕する技術としては、例えばアルミナ又はジルコン
ポールを使用するトロミルに３ミクロンまで予備粉砕さ
れた電気石粉末を水分散溶液として投入し、変質を防ぐ
ためのｐＨ調節として水酸化ナトリウムを使用し、２４
時間連続運転して粉砕するという技術が適用可能であ
り、これにより平均０．７ミクロン程度までの超微粉末
分散液を得ることができる。

【００１１】合成繊維への練り込みは、上記の超微粉砕
により得られた超微粉末分散液を、所望の含有量になる
ように計算された量で、紡糸される合成繊維の融液、例
えばポリウレタン原液に均一に混入し、通常の方法で紡
糸することにより行うことができる。合成繊維の太さと
しては、２〜６デニール程度から、経編用の４２０デニ
ール程度までの、広範囲の太さの繊維に適用することが
できる。

【００１２】本発明の機能性繊維の機能性は、例えば、
電極力価による判定、体温域での遠赤外線の放射測
定、抗菌性の測定により評価される。

【００１３】本発明の機能性繊維は、その優れた抗菌性
のために、病院などの院内感染を防ぐための、白衣など
の衣類、シーツ、カバー類、カーテン等に適している。
また、医療機関以外でも、例えば靴下、肌着、水着、ス
パッツ、ショートスパッツ、フィットネスレオタード、
ユニタード、ラグラントップ、ブルゾン、ストレッチブ
ーツ、バレエショーツ、スイムショーツなど、多種多様
な繊維製品に応用した場合にも、機能性繊維が持つ抗菌
性による衛生状態の改善、ならびに臭気の抑制等の効果
を得ることが可能である。

【００１４】

【実施例】次に、本発明を実施例、比較例を挙げて具体
的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。 （実施例１）電気石（平均粒径０．５ミクロン）２．５
重量％、二酸化チタン（平均粒径０．０１ミクロン）
０．２重量％、二酸化珪素（平均粒径０．０１ミクロ
ン）０．３重量％の配合比で、ナイロン繊維用融液に配
合し、通常の紡糸行程にしたがって２０デニールの繊維
に紡糸し、さらに７０デニールのナイロンをカバーリン
グした。得られた機能性繊維20/70を裏糸とし、既製の
ナイロン70/1-24F×綿80/1を表糸として用いてショーツ
を製造し、その製品、および比較のために標準綿布につ
いて、抗菌性試験を行った。 ［試験菌株］ 黄色ぶどう球菌−Staphylocollus aureus ATCC 6538P 肺炎桿菌−Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 ＭＲＳＡ−Staphylococcus aureus IID 1677 大腸菌−Escherichia coli IFO 3301 緑膿菌−Pseudomonas aeruginosa IFO 3080 ［試験方法］統一試験方法マニュアル（繊維製品新機能
評価協議会）に準拠。 ［洗濯方法］JIS L 0217 103 号の試験方法による。
（洗剤はJAFET標準洗剤を使用）試験結果をまとめて表
１に示す。また、上記の製品について、JIS-L-1094に定
める摩擦帯電圧測定法（20℃×40%）に基づいて帯電性
を測定した。その結果を表２に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】さらに、抗菌性の評価を、繊維製品新機能
評価協議会の繊維製品の「衛生加工製品の加工効果評価
試験方法マニュアルに定めるシェークフラスコ法による
肺炎桿菌（Lebsiella pneumoniae ATCC 4352）に対する
抗菌性として評価した。その結果を表３に示す。

【００１８】

【表３】

【００１９】（実施例２）実施例１と同じ電気石２．５
重量％、二酸化チタン０．２重量％、二酸化珪素０．３
重量％を、ポリウレタン繊維用融液に練り込み、通常の
紡糸行程にしたがって２０デニールの繊維に紡糸し、さ
らに７０デニールのナイロンをカバーリングした。得ら
れた機能性繊維20/70を裏糸とし、既製の綿ＦＣ−５１
０ 32/2を表糸として用いてクルーソックスを製造し、
この製品を試料として、実施例１と同様に抗菌性を評価
した。結果を表３に併記する。

【００２０】（実施例３、比較例１、２）実施例２と同
様にして、クルーソックスを製造し、この製品を試料と
して、電極力価測定試験を行った。比較例１として、二
酸化チタンと二酸化珪素を用いずに電気石を単独で３．
０重量％練り込んだ以外は、実施例２と同様にしてソッ
クスを製造し、この製品について電極力価を評価した。
比較例２として、二酸化チタン、二酸化珪素、電気石の
いずれも用いない以外は実施例２と同様にしてソックス
を製造し、この製品について電極力価を評価した。

【００２１】上記電極力価の測定方法を次に説明する。
図１に示すように、１０００ｍｌ容のビーカー１に、蒸
留水又は精製水９００ｍｌを取り、希塩酸によってｐＨ
３．０に調整した上で、ビーカー１中にステンレス金網
のバスケット１６を入れ、この外周に２０ｇの試験試料
（ソックス）３を巻きつけた。特殊な撹拌羽根２で１５
０ｒｐｍにて攪拌しながら、ｐＨ計４および電気伝導度
計５によりｐＨと電気伝導度ＥＣの変化を０分から３０
分に亘って測定記録した。なお、同図において、６は駆
動装置、７は駆動用の電源装置であり、測定温度は２５
℃とした。

【００２２】実施例３、比較例１、２のクルーソックス
のｐＨと電気伝導度ＥＣの変化のグラフを図２に示す。
また、ｐＨの変化（上昇）と電気伝導度の変化（減少）
を、それぞれΔｐＨ、ΔＥＣとして電極力価の比較を行
った。さらに、電気伝導度の変動をみるために、上記の
測定開始１０分後から３０分後までの安定した動きから
電気伝導度のlog の差を取り、５倍して判定することと
した（以下、log値という）。ここで０分から１０分間
は、繊維からの染料などが溶出したりする影響があるの
で計算に入れない。以上の結果を表４に示す。

【００２３】

【表４】

【００２４】（実施例４、比較例３）実施例４として、
実施例２と同じ機能性繊維20/70を裏糸とし、既製のナ
イロン40/2×綿80/1を表糸として用いて八部袖スリーマ
を製造した。５４歳の健康な女性に室温２２〜２３．５
℃、湿度５５±３％の中で安静位置を３０分間以上保
ち、上半身脱衣後体表温度が一定になったところで、椅
子に座り、このときを着衣前として背部のサーモグラフ
を記録した。その後前記スリーマを着用し３０分間座っ
たままの後、脱衣した。脱衣直後（０分）から５分間隔
で更に背部のサーモグラフを記録した。なお、サーモグ
ラフには、日本アビオニクス社のNeo Thermo （製品
名）TVS-600を使用し、記録にはソニー社のカラービデ
オプリンターUP-2300、東芝社のノートパソコンSatelli
te（製品名） 2520、キャノン社の BJC-400Jカラープリ
ンターを使用した。脱衣後２５分迄のサーモグラフの画
像と温度分布のヒストグラムを図３〜図６に、画面内最
高温度等の測定値を表５に示す。比較のために二酸化チ
タン、二酸化珪素、電気石を全く用いない以外は実施例
４と同様に製造したスリーマについても同様に測定した
（比較例３）。脱衣後２０分までのサーモグラフを図７
から図９に、測定値を表５に併記する。

【００２５】

【表５】

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、合成繊維に、電気石を
超微粉砕して合成繊維に練り込んだ繊維において、二酸
化チタン及び二酸化珪素を配合して抗菌性を付与したの
で、特に人体に接する状態で使用される繊維製品の素材
として極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】電極力価の測定方法を示す説明図である。

【図２】本発明の実施例３、比較例１、２について電極
力価を測定した結果を示すグラフである。

【図３】本発明の繊維を用いた肌着の着用者を背部から
見たサーモグラフの画像と温度分布のヒストグラム（脱
衣後０分）である。

【図４】本発明の繊維を用いた肌着の着用者を背部から
見たサーモグラフの画像と温度分布のヒストグラム（脱
衣後１０分）である。

【図５】本発明の繊維を用いた肌着の着用者を背部から
見たサーモグラフの画像と温度分布のヒストグラム（脱
衣後２０分）である。

【図６】本発明の繊維を用いた肌着の着用者を背部から
見たサーモグラフの画像と温度分布のヒストグラム（脱
衣後２５分）である。

【図７】従来の繊維を用いた肌着の着用者を背部から見
たサーモグラフの画像と温度分布のヒストグラム（脱衣
後０分）である。

【図８】従来の繊維を用いた肌着の着用者を背部から見
たサーモグラフの画像と温度分布のヒストグラム（脱衣
後１０分）である。

【図９】従来の繊維を用いた肌着の着用者を背部から見
たサーモグラフの画像と温度分布のヒストグラム（脱衣
後２０分）である。

【符号の説明】

１ ビーカー ２ 撹拌羽根 ３ 試験試料（ソックス） ４ ｐＨ計 ５ 電気伝導度計 ６ 駆動装置 ７ 駆動用の電源装置 １６ バスケット

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01F 1/00 - 8/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気石を超微粉砕して練り込むことによ
   り、微弱電流発生能力、遠赤外線放射能力、抗菌能力を
   備えたポリウレタン繊維であって、前記ポリウレタン繊
   維に対する配合割合が、電気石２．０〜５．０重量％、
   二酸化チタン０．２〜０．４重量％、二酸化珪素０．３
   〜０．６重量％の範囲であることを特徴とする電気石練
   り込み抗菌機能性繊維。