JP3400014B2 - 抗菌性ポリビニルアルコ−ル系成形物およびその製造方法 - Google Patents

抗菌性ポリビニルアルコ−ル系成形物およびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明はポリビニルアルコール系ポリマー
(以下PVAと略記)からなり、耐薬品性に優れ、かつ
安価な抗菌性繊維およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】抗菌性成形物としては、特開昭59−1
33235号公報には抗菌性の金属イオンをゼオライト
(以後、抗菌性ゼオライトと称す)などの固体粒子に保
持させたものを、ポリマ−に混合したものを成形材料と
して用いる方法が提案されている。
【発明が解決しようとする課題】
【0003】しかしながら、かかる抗菌性ゼオライトは
一般に高価であり、また酸やアルカリに対して不安定で
あることなどの理由により、その用途が制限されてい
た。特に、PVA系繊維では繊維に耐熱水性を付与する
ために、アルデヒド化合物でホルマ−ル化をする方法が
一般に用いられており、ホリマ−ル化する際に触媒とし
て酸が使用されるために、抗菌性ゼオライトを用いた場
合は、このホルマ−ル化処理をすることが困難であり、
従って耐熱水性に優れた繊維を得ることは不可能であっ
た。
【0004】またホルマール化が行われない場合であっ
ても、PVA繊維はその製造過程あるいは繊維となった
後や布帛化された後の加工工程において、酸性あるいは
アルカリ性の処理剤で種々の改質加工が通常行われる
が、その際に抗菌性ゼオライトは抗菌性を失うこととな
る。本発明の目的は、耐薬品性に優れ、かつ安価なPV
A系抗菌性繊維とその効率的な製造方法を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の成形物
は、難溶性銀塩化合物を成形物を構成するPVAに対し
て0.1〜30重量%含有することを特徴とする抗菌性成形
物であって、高価な抗菌ゼオライトのかわりに難溶性銀
塩化合物を含有することが、その第一の特徴である。抗
菌性成形物としては、繊維、フィルム状物などがあげら
れるが、便宜上、繊維を例にとり説明することにする。
また、ここで述べる難溶性とは、25℃の水100gに対し
て1g以下の溶解度を示し、易溶性とは、溶解度が、25
℃の水100gに対して1gよりも大きいことを意味す
る。
【0006】金属イオンのうち、抗菌性が最も高いの
は、銀イオンであるといわれており、実質的に銀イオン
を繊維に含有させれば、抗菌性繊維が得られる。しかし
PVA系繊維は通常、芒硝、食塩、炭酸ソ−ダなどのP
VAに対して凝固能を有する無機塩類の水溶液を凝固浴
として用いて湿式あるいは乾湿式で紡糸されるため、易
溶性の銀塩を単に紡糸原液中に添加した場合には、紡糸
原液中で銀塩が溶解、電離して凝固浴に銀イオンが溶出
してしまい、成形後の繊維は抗菌性能が極めて低いもの
となる。そのため、銀塩として難溶性銀塩化合物を用い
ることは、銀イオンの溶出を防止するにあたって、最も
有効な手段であり、しかも難溶性銀塩化合物は抗菌性ゼ
オライトよりも安価で、かつ耐酸性、耐アルカリ性に優
れているため、ホルマ−ル化も可能となる。
【0007】使用する難溶性銀塩化合物の溶解度として
は,上述したように25℃の水100gに対して1g以下で
あることが必要である。具体的には、塩化銀、硫酸銀、
ロダン銀などであり、特に成形物が白色であることが求
められる場合は、硫酸銀、ロダン銀が好ましい。銀塩化
合物の溶解度が、25℃の水100gに対して1gを越える
場合は、繊維製造或いは加工工程において、銀イオンの
溶出の割合が大きくなり、さらに製造された繊維からも
銀イオンが速やかに流出してしまい、短期間に抗菌性が
消失してしまう。
【0008】特に好ましい銀塩化合物は、25℃の水1
00gに対して、10−3 以下の溶解度を持つもので
あり、具体的な銀塩化合物としてはロダン銀が挙げられ
る。また銀塩化合物の溶解度が25℃の水100gに対
して、10−6g未満の場合には、使用時に繊維表面に
存在する銀イオンが不足し、充分な抗菌効果が得られな
くなる可能性があり、これを補うために多量の銀塩化合
物を添加することが必要となり、繊維性能及びコストの
点で不利となるため、使用する銀塩化合物の溶解度は2
5℃の水100gに対して、10−6g以上であること
が好ましい。
【0009】かかる銀塩の添加量は繊維を構成するPV
Aに対して、0.1〜30重量%の範囲内が必要で、好まし
くは、0.5〜10重量%、更に好ましくは、1〜5重量%で
ある。銀塩の添加量が、0.1重量%未満の場合には、繊
維の使用時に銀イオンが不足するために十分な抗菌性を
保有することが難しくなり、銀塩の添加量が30重量%を
越える場合には、PVAの結晶化が阻害されることによ
って、繊維の強度や耐水性などの性能が低下する。本発
明でいうPVAとは、酢酸ビニルで代表されるビニルエ
ステルを重合して得られるポリマ−をケン化することに
より製造されるポリマ−であり、勿論ビニルエステル以
外のモノマ−が少量共重合されていても良い。
【0010】本発明の繊維は、難溶性銀塩化合物を紡糸
原液に添加して、湿式或いは乾湿式で紡糸することによ
って得ることができる。しかし、一般にこれらの塩化合
物は、極めて凝集しやすいために、紡糸原液に該銀塩化
合物を添加し、直ちに紡糸する場合には紡糸可能であっ
ても、工業的に一般に行われているように、紡糸原液を
一定時間放置してから紡糸を行う場合には、該凝集物が
フィルタ−に詰まったり、単糸切れ等が生じて長時間の
連続紡糸は難しいという欠点を有している。
【0011】そのため、かかる難溶性銀塩化合物の紡糸
原液中での分散性を向上させるべく、分散剤について種
々検討した結果、紡糸原液すなわちPVA水溶液中にお
いて、易溶解性銀塩(A)と、該銀塩(A)から発生し
た銀イオンと反応して難溶性塩を生成する化合物(B)
とを反応させるという方法を用いることによって、難溶
性銀塩化合物を紡糸原液中に安定に分散させることに成
功した。
【0012】しかしながら、(A)と(B)を同時に混
合すると、難溶性の銀塩化合物を生成して、沈殿し凝集
しやすいため、まずいずれか一方を原液に添加し、つい
で他方を紡糸原液に添加する方法を用いるのが好まし
い。その際の(A)と(B)の添加順序は特に限定され
ない。紡糸原液中で難溶性の銀塩化合物を生成させた場
合に、銀塩化合物の凝集がおこりにくい理由は明確では
ないが、原液に溶解しているPVAが、保護コロイドと
して作用しているものと推定される。(A)と(B)を
同時に添加し混合する場合であっても、紡糸原液を十分
に攪拌しながら(A)と(B)を時間をかけて添加する
ことによって、生成する銀塩化合物の凝集を防ぐことが
できる。しかしながら、本発明において(A)と(B)
を共に水溶液の状態で紡糸原液に添加する方法が、生成
する難溶性銀塩化合物をより安定に分散させる上でより
好ましい。
【0013】次に、本発明の抗菌性繊維の好適な製造例
の1例をを説明する。紡糸原液としては、重合度600以
上であるPVAの水溶液を用い、PVAの濃度として
は、5〜40重量%が適当である。このPVA濃度は、使
用するPVAの重合度により、適宜変化させればよい。
また、紡糸原液中に、他の高分子物質或いは、顔料や界
面活性剤、各種安定剤等を添加せしめることも可能であ
る。
【0014】この紡糸原液に易溶解性銀塩(A)と銀イ
オンと反応して難溶性塩を生成する化合物(B)を順次
添加する。このときの銀イオンと反応して難溶性塩を生
成する化合物(B)としては、アニオン性化合物が好ま
しい。具体的な好適な組み合わせとしては、以下のよう
なものが挙げられる。無論ナトリウム塩をカリウム塩に
置き換えても好適な組み合わせであることに変わりはな
く、またこのときの(A)及び(B)の添加順序は特に
限定されるものではない
【0015】
【表1】
【0016】各銀塩化合物の溶解度を以下に示す。なお
以下の溶解度の表示は各温度の水100gに溶解する該銀塩
化合物の質量で行った。 塩化銀 ;100℃ 8×10↑−5g 硫酸銀 ; 20℃ 8×10↑−1g ロダン銀 ; 25℃ 2×10↑−5g
【0017】凝固浴としては、芒硝、食塩、炭酸ソ−ダ
などのPVAに対して凝固能を有する無機塩類の水溶液
が用いられる。これらの凝固浴中に直接紡糸原液を吐出
する方法する方法(いわゆる湿式紡糸)あるいは、一旦
気体中に紡糸原液を吐出した後に凝固浴中に導く方法
(いわゆる乾湿式紡糸法)により凝固させた繊維を、2
〜8倍の湿延伸を行い、次に水洗、あるいはPVAに対
して凝固能を有する無機塩類の水溶液中で洗浄し、乾燥
する。この繊維を220〜240℃の温度で1.7〜9倍(全延伸
倍率5〜30倍)の熱延伸を行い、必要によりさらに上記
範囲の温度で0〜15%の熱収縮処理を施すが、特に高強
度の繊維を得るには5%以下の収縮率であることが好ま
しい。更に、ホルムアルデヒド、ベンズアルデヒドある
いは、グリオキザ−ルなどのアルデヒド類によるアセタ
−ル化による不溶化処理も可能である。
【0018】
【実施例】以下、実施例を以て本発明を説明する。抗菌
作用の評価は、繊維製品衛生加工協議会で定めたシェ−
ンフラスコ法により、菌減少率を求めた。また、試料に
は抗菌剤混合のPVA繊維をそのまま用いた。菌株は、
大腸菌IF03301で、菌減少率=(A−B)/A×100%と
した。A、Bはそれぞれ振とう前と後のフラスコ内の1m
l当たりの菌数である。また、繊維の耐水性は、単繊維2
5本を合わせ、1/500gグラム/デニ−ルの荷重をかけ、
加圧可能なガラス容器に水に浸漬して入れ、1℃/分の
割合で昇温し、繊維が破断する温度を測定して評価し
た。例中、断らない限り、%は重量%である。
【0019】実施例1、2、比較例1、2 濃度18%の完全ケン化で重合度1700のPVAの水溶液
に、まず、各濃度の硝酸銀水溶液をPVA量に対し10重
量%添加し、攪拌した後、硝酸銀水溶液の添加量に対し
て等モルとなるような各濃度のロダンソ−ダ水溶液をP
VA量の対して10重量%添加して紡糸原液を調製した。
添加後の紡糸原液のPVA濃度はすべて15%とし、硝酸
銀及びロダンソ−ダ水溶液の各濃度は、反応の結果生成
するロダン銀の量が,0.05%/PVA (比較例1),
0.5 %/PVA(実施例1),20%/PVA(実施例
2)、35%/PVA(比較例2)になるように設定し
た。
【0020】次に、該原液を飽和芒硝水溶液からなる凝
固浴に湿式紡糸し、得られた糸篠を湿熱延伸、水洗、乾
燥、乾熱延伸して1.5デニ−ルのPVA繊維を製造し
た。尚、延伸倍率は乾熱延伸において、繊維が破断する
倍率の80%とした。結果を表2に示す。これら実施例及
び比較例の製造において、ロダン銀の凝集はほとんど見
られず、安定に長時間紡糸を続けることが可能であっ
た。
【0021】
【表2】 比較例2では、抗菌性評価中に繊維が溶解した。
【0022】表1から明らかなように、ロダン銀の混合
比が、0.05%/PVA(比較例1)の場合は、抗菌性能
が不十分であり、逆に、ロダン銀の混合比が、35%/P
VA(比較例2)の場合には、繊維の延伸性、強度、耐
水性が低下し、実用に耐えなくなる。また18%のPVA
水溶液に、PVA量に対して20重量%ロダン化銀の水分
散液を添加混合し前記実施例1と同組成の紡糸原液を調
製し、実施例1と同様に繊維を製造した。しかし、安定
に長時間紡糸することは、ロダン化銀が紡糸原液中に凝
集するために困難であった。得られた繊維の性能は、硝
酸銀とロダンソ−ダを順次紡糸原液中に添加することに
より得られた実施例2の繊維よりも若干劣るものであっ
たが抗菌性は十分に有していた。
【0023】実施例3、比較例3 銀を4%保持した抗菌性ゼオライトを、PVAに対して2
0%添加した紡糸原液を前記実施例2と同様にして繊維
化した。該繊維は実施例2と同様の強度、耐水性を有し
ていた。さらに、引き続いてホルムアルデヒド25g/
l,硫酸250g/l,芒硝150g/lの組成の浴で、65℃、30
分間ホルマ−ル化を行い、得られたホルマ−ル化繊維の
耐水性と菌減少率を測定した(比較例3)。また、実施
例1の繊維についても同様にホルマ−ル化を行い、得ら
れた繊維の耐水性と菌減少率を測定した(実施例3)。
得られた繊維の性能を比較するため、実施例1と合わせ
て、表3に示す。
【0024】
【表3】 比較例3において、ホルマ−ル化しない場合の菌減少率
は96%である。
【0025】表3のように、抗菌性オライトを用いてホ
ルマ−ル化を行うと、得られた繊維の抗菌性能が大幅に
低下するのに対して、ロダン化銀のような難溶性銀塩化
合物を添加させた場合には全く変化なく、酸に対して極
めて安定であることがわかる。
【0026】
【発明の効果】本発明は、紡糸原液に、易溶解性銀塩
(A)と、銀イオンと反応して難溶性塩を生成する化合
物(B)を添加することによって、紡糸原液中で難溶性
銀塩化合物を生成させるものであり、これにより抗菌ゼ
オライトを用いた従来の繊維に比べ、安価かつ耐薬品性
に優れ、従来不可能であったホルマ−ル化による耐水性
の付与も可能となった。このため、価格、耐水性の点で
展開困難であった用途にも適応できる。例えば織物、編
み物、不織布、紙、あらゆる形状に加工して用いること
ができ、用途の例としては、ナプキン、ワイパ−、フィ
ルタ−、衛生用品などをあげることができるが、無論こ
れらに限定されるものではない。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−80826(JP,A) 特開 平3−200702(JP,A) 特開 平3−45709(JP,A) 特開 平3−287861(JP,A) 特開 平2−9852(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D01F 1/00 - 9/04 C08K 3/00 - 13/08 C08L 1/00 - 101/14 D06M 11/00 - 11/84

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】難溶性銀塩化合物を、繊維を構成するポリ
    ビニルアルコール系ポリマーに対して、0.1〜30重
    量%含有することを特徴とするポリビニルアルコール系
    繊維
  2. 【請求項2】紡糸原液に対し、易溶解性銀塩(A)と銀
    イオンと反応して難溶性銀塩を生成する化合物(B)を
    添加混合し、湿式あるいは乾湿式で紡糸する請求項1記
    載のポリビニルアルコール系繊維の製造方法。
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