JP4115880B2 - Special cross-section fiber - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来の熱可塑性ポリマーからなる繊維の製造技術では形成し得なかった表面構造を有し、マスク、カーペット、カーテン、病院用シーツ、おしめ、ワイピングクロス、衣料用素材等、臭気を嫌う用途に使用可能な消臭・抗菌繊維に関する。
【0002】
【従来の技術】
合成繊維の中でポリエステル繊維、ポリアミド繊維等は優れた寸法安定性、耐薬品性、強度、耐久性等の点から衣料素材のみならず、生活資材素材として不可欠なものとなっている。しかしながら、使用用途によってはさらに特殊機能の付与が望まれていた。たとえば、家庭、オフィス、病院等の生活環境において様々な悪臭に対する関心が高まり、カーペット、カーテン、病院用シーツ、おしめ等、悪臭を嫌う用途ではできるだけ原因となる悪臭(アンモニア、アミン類等の窒素含有化合物、硫化水素、メチルメルカプタン等の硫黄含有化合物、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド類、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、吉草酸等の低級脂肪酸類などが含まれる)を軽減させる性能を保持している繊維および繊維製品が望まれていた。
【0003】
しかしながら、生活環境には前記窒素含有化合物等の塩基性臭気成分、硫黄含有化合物、アルデヒド等の中性臭気成分、低級脂肪酸等の酸性臭気成分などの種々の臭気成分が存在し、種類の異なる複数の成分を有効に除去することは困難であった。これらの臭気成分を除去するために、種々の消臭繊維が提案されている。たとえば、天然の針葉樹、広葉樹からの抽出物あるいは緑茶からの抽出物等を後加工により繊維製品の表面に付着させる方法が提案されているが、後加工により機能を付与せしめるために耐久性に問題があった。とくに繰り返し洗濯を実施した場合、あるいは繊維製品に染色処理を施した場合など消臭性能が極端に低下する問題があった。
【0004】
また、吸着剤を繊維に担持させた消臭繊維も提案されている。しかし、このような消臭繊維では吸着剤の吸着容量に限界があるので、臭気成分の吸着量が飽和吸着量に達すると消臭できなくなり、消臭性能の持続性に問題があった。また、金属フタロシアニンを担持した消臭繊維により触媒的に悪臭成分を分解する技術も提案されている(特許文献1、2参照)が、金属フタロシアニンの触媒活性が小さいために消臭効果は十分ではなかった。
【0005】
さらに、耐久性を向上させる目的で、樹脂中に練り込む消臭剤として鉄の二価イオン化合物とL−アスコルビン酸を併合させたものがあるが、耐熱性が不十分であったり、悪臭成分を脱臭した後に変色を生じたりして繊維素材として特定の用途にしか使用できないという問題点があった。その他、消臭性成分としてリン酸ジルコニウム粒子を繊維中に練り込んだ消臭繊維(特許文献3参照)、酸化亜鉛と二酸化ケイ素とで構成されたアモルファス構造のケイ酸亜鉛粒子を繊維中に練り込んだ消臭繊維(特許文献4参照)、TiとZnの水和酸化物系の白色微粉末を繊維中に練り込んだ消臭繊維(特許文献5参照)が提案されている。さらに四価金属の水不溶性リン酸塩、二価金属の水酸化物を含有する吸着性組成物を繊維中に複合または配合した消臭繊維も提案されている(特許文献6、7参照)。しかし、これらの消臭繊維は酸性臭気成分、塩基性臭気成分および中性臭気成分のすべての臭気成分に対して優れた消臭性能を示すものではない。
【0006】
また、ある程度の消臭性能を具備していても、臭気成分を含んでいる空気との接触面積が少ないと臭気成分を完全に消臭することができず、臭いに敏感な人にとって臭気(悪臭)が残るものとなり、不快感を拭いきれない。
【0007】
従来、ある程度消臭性能を具備していて、空気との接触面積を多くするために極細繊維を利用したタイプが提案されているが(特許文献8参照)、元来繊維径が極めて細いために極細繊維が切断されやすくなり、所望の引張り強度を持つ極細繊維が得られにくいのである。さらに布帛にした場合の張り腰が不足していたため、他の繊維との混合が必要であった。
これら過去の多くの提案は、更に高品質なものを望む現代の消費者の要求を満たすには十分なレベルとはいえない状況となってきた
【0008】
【特許文献1】
特開昭62−6985号公報 特許請求の範囲
【特許文献2】
特開昭62−6986号公報 特許請求の範囲
【特許文献3】
特開昭63−29571号公報 特許請求の範囲
【特許文献4】
特開平2−91209号公報 特許請求の範囲
【特許文献5】
特開平2−80611号公報 特許請求の範囲
【特許文献6】
特表平5−504091号公報 特許請求の範囲
【特許文献7】
特開平6−47276号公報 特許請求の範囲
【特許文献8】
特開平10−204727公報 特許請求の範囲
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、塩基性臭気成分、中性臭気成分、酸性臭気成分等の種々の臭気成分を極めて効率的、また長期に亘って除去できる繊維であって、かつ微量の臭気成分をも除去できる消臭繊維を提供することにある。あわせて、抗菌性・ワイピング性も有した消臭繊維を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は四価金属のリン酸塩、二価金属の水酸化物および光触媒を含有する熱可塑性ポリマーからなり、繊維の長さ方向に沿って、繊維表面に20個以上の溝を有する繊維であって、該繊維の横断面の重心点から繊維外周部の一番遠い点までの直線距離をAとするとき、繊維横断面の外周長Bが該直線距離Aの10倍以上になっており、該溝の巾は外周長Bの50分の1以下であり、溝の巾の2倍以上の溝の深さを有していることを特徴とする繊維。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明においては、特に言及しない限り、光触媒および吸着剤の練り込みによる繊維への含有及び後加工による繊維表面への担持を含めて『含有』という。また周期表の族番号は、IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry )無機化学命名法委員会命名規則1970年版による。前述のように、四価金属のリン酸塩および二価金属の水酸化物で構成される組成物を単に「吸着剤」と称する場合があるとともに、該吸着剤と必要に応じて他の吸着剤とで構成される組成物を単に「吸着剤成分」と称する場合がある。また、光触媒と該吸着剤を合わせて「消臭剤」と称する場合がある。
【0012】
本発明の繊維の構造を図面により説明する。図1は本発明の繊維の一形態を示す写真である。図2は、本発明の繊維の横断面の形状を示す模式図である。
本発明において、第一の要件は、消臭剤を含有するX成分が繊維横断面の重心点(G)から繊維横断面の外周の一番遠い点までの直線距離をAとしたときに、繊維横断面の外周長BがAの10倍以上となっていることが重要である。外周長Bをこのように設定することにより、臭気成分を極めて効率よく除去でき、また消臭剤の使用量を低減することができ、少ない消臭剤量で大きな消臭効果を奏することができる。
さらに、本発明においては、用途に応じて繊維断面を異形断面や中空断面にすることも可能である。
【0013】
なお、本発明において、繊維横断面の重心Gは、繊維断面の拡大写真を用いてコンピュータ上でマスプロパティ計算によって求めることができる。また、単純な断面形状であれば拡大写真を繊維断面形状に沿って切り取り、例えば、針などの上に載せ、おおよそバランスする点を重心Gとして簡便的に求め、そこより繊維外周の一番遠い点までの直線距離をAとしてもよい。また繊維外周長Bについても同上の拡大写真を用い、繊維断面の外周に沿って適当な糸を重ねてトータルの糸長を簡便的に外周長Bとし、AとBとの比を求めることができる。
【0014】
本発明の繊維の第二の要件は、繊維横断面の外周長Bの50分1以下の巾を持ち、かつ該巾の2倍以上、好ましくは3倍以上の深さを有する溝が繊維表面に多数存在していることである。かかる大きさの溝を繊維表面に形成させることにより、臭気成分を極めて効率よく除去できる。溝巾Cが外周長Bの50分の1を超える場合や、溝深さDが溝巾Cの2倍未満である場合は、即効性の高い消臭性能を得ることは困難である。かかる観点から、本発明においては、溝巾Cは外周長Bの100分の1以下、より好ましくは200分の1以下、さらに好ましくは、250分の1以下であることが好ましい。下限値は特に制限されないが、例えば、10000分の1以上であることが好ましい。
また、溝深さDは、溝巾Cの3倍以上であることが好ましく、上限としては30倍以下、より好ましくは20倍以下、特には15倍以下とすることが好ましい。
なお、溝巾Cと溝深さDとの比は、図2の拡大図で示しているように溝巾Cの直線部分の中心点から溝の一番深い点まで下した垂線の直線距離を溝深さDとして求めるものである。
本発明においては、前記第1の要件と第2の要件とが相俟って目的とする性能が相乗的に発現されるものである。
【0015】
本発明における第3の要件は、上記のような大きさの溝構造が繊維横断面に20個以上形成されていることである。溝数が20個未満の場合は、即効性の高い消臭性能が十分でなく結果的に目的とする性能が十分に発揮されない。従って、溝の数は好ましくは25個以上、より好ましくは45個以上であることが好ましい。溝の数の上限は特に制限されないが、好ましくは200個以下、より好ましくは150個以下、さらに好ましくは100個以下である。
【0016】
本発明の繊維を構成するポリマーは、基本的には熱可塑性ポリマーであれば使用することが可能であり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸等のポリエステル系ポリマー、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12等の脂肪族ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチルなどのビニル系ポリマー、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリウレタンなどの縮合系ポリマー、ポリアリレート等の溶融液晶性ポリマーなどが適用可能であるが、好ましくは、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、重縮合系ポリマーの熱可塑性結晶性ポリマーが好適である。
【0017】
本発明で使用されるポリマーとしては、消臭効果の点からガラス転移温度(Tg)65℃以下が好ましい。ポリエステル系ポリマーについて詳しく説明すると、変性ポリエステル(共重合ポリエステルと称することもある)の場合、変性種としては、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸が挙げられ、変性量は該ポリエステルを構成する全酸成分に対して3mol%〜15mol%が好ましい、更に好ましくは、7mol%〜10mol%である。変性量が3mol%未満の場合、ガラス転移温度(Tg)が65℃以下に到達せず目的の消臭性能を発揮することが困難となり、15mol%を越える場合、繊維化工程性が悪化する。さらに、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリ乳酸、ポリトリメチレンテレフタレート等のポリエステルが使用され、好ましくはポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸であり、特にポリブチレンテレフタレートが好ましい。PBTは、テレフタル酸単位を主体とするジカルボン酸単位及び1,4−ブタンジオール単位を主体とするジオール単位から主としてなり、その代表例としてはテレフタル酸単位と1,4−ブタンジオール単位のみからなるポリブチレンテレフタレート(以下「PBT」ということがある)を挙げることができる。
【0018】
ポリエステルはアンモニアの消臭に有効なスルホネート基を含有する芳香族ジカルボン酸によってさらに変性されていることが好ましい。スルホネート基含有化合物の具体例としては、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルエステル、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジエチルエステル、5−カリウムスルホイソフタル酸、5−カリウムスルホイソフタル酸ジメチルエステル、5−カリウムスルホイソフタル酸ジエチルエステル、5−リチウムスルホイソフタル酸、5−リチウムスルホイソフタル酸ジメチルエステル、2−ナトリウムスルホテレフタル酸等の金属スルホネート基を有するベンゼンジカルボン酸またはその低級アルキルエステル;4−ナトリウムスルホ−2,6−ナフタレンジカルボン酸、4−ナトリウムスルホ−2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル、6−ナトリウムスルホ−1,4−ナフタレンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホ−1,4−ナフタレンジカルボン酸等の金属スルホネート基を有するナフタレンジカルボン酸またはその低級アルキルエステルなどが挙げられる。かかるスルホン酸塩基含有化合物は1種のみでも、2種類以上を用いてもよいが、該化合物の含有率は、該共重合ポリエステルを構成する全酸成分に対して0.5モル%〜7.0モル%の範囲内となる量が好ましく、さらには1.2モル%〜5.0モル%の範囲内の量、特に1.5モル%〜3.0モル%の範囲内の量であることが好ましい。該化合物成分が0.5モル%未満である場合、アンモニアの消臭性能が不十分となる傾向にあり、一方7.0モル%を越える場合は得られる繊維の繊維物性が低下する傾向にある。
【0019】
本発明の好適なポリマーとして用いられるポリアミド系ポリマーについて述べると、脂肪族ポリアミドとしては、前述したナイロン6、ナイロン66、メタキシレンジアミンナイロン、ナイロン12を主成分とするポリアミドが好ましい。目的によっては融点又はガラス転移点が高いポリアミドを用いることもよく、その場合、熱可塑性を有する半芳香族系ポリアミドが好ましく用いられる。そのようなポリアミドとしては、例えば、ジカルボン酸とジアミン成分とからなり、ジカルボン酸成分の60モル%以上が芳香族ジカルボン酸で、ジアミン成分の60モル%以上が炭素数6〜12の脂肪族アルキレンジアミンであるポリアミドが挙げられる。
【0020】
芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸が好ましく、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,4−フェニレンジオキシジ酢酸、1,3−フェニレンジオキシジ酢酸、ジフェン酸、ジ安息香酸、4,4‘−オキシジ安息香酸、ジフェニルメタン−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−4,4‘−ジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸を1種類、または2種類以上併用して使用することもできる。かかる芳香族ジカルボン酸の含有量はジカルボン酸成分の60モル%以上であることがこのましく、さらには75モル%以上であることが好ましい。
【0021】
上記芳香族ジカルボン酸以外のジカルボン酸としてはマロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、3,3−ジエチルコハク酸、グルタル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、アジピン酸、2−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸等の脂肪族ジカルボン酸;1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸を挙げることができ、これらの酸は1種類のみならず2種類以上を用いることができる。なかでもポリマーのガラス転移点を上げるためにはジカルボン酸成分が100%芳香族ジカルボン酸であることとが好ましい。
さらにトリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等の多価カルボン酸を繊維化が容易な範囲内で含有させることもできる。
【0022】
また、ジアミン成分の60モル%以上は炭素数が6〜12の脂肪族アルキレンジアミンで構成されることが好ましく、かかる脂肪族アルキレンジアミンとしては、1,6−ヘキサンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、3−メチル−1,5−ペンタンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、5−メチル−1,9−ノナンジアミン等の脂肪族ジアミンを挙げることができる。なかでも繊維化工程性と目的とする糸品質の点で1,9−ノナンジアミン単独または1,9−ノナンジアミンと2−メチル−1,8−オクタンジアミンとの併用が好ましい。
この脂肪族アルキレンジアミンの含有量はジアミン成分の60モル%以上であることが好ましく、より好ましくは75モル%以上、とくに90モル%以上であることが、繊維化工程性と糸品質の点から好ましい。
【0023】
上述の脂肪族アルキレンジアミン以外のジアミンとしてはエチレンジアミン、プロピレンジアミン、1,4−ブタンジアミン等の脂肪族ジアミン;シクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、ノルボルナンジメチルジアミン、トリシクロデカンジメチルジアミン等の脂環式ジアミン;p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、キシリレンジアミン、4,4‘−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4‘−ジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ジアミン、あるいはこれらの混合物を挙げることができ、これらは1種類のみならず2種類以上を用いることができる。
【0024】
本発明においては、その効果を損なわない範囲であれば、上記ポリアミド成分に銅化合物等の安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、潤滑剤、結晶加速度遅延剤を重合反応時またはその後の工程で添加することができる。特に熱安定剤としてヒンダードフェノール等の有機系安定剤、ヨウ化銅等のハロゲン化銅化合物、ヨウ化カリウム等のハロゲン化アルカリ金属化合物を添加すると、繊維化の際の溶融滞留安定性が向上するので好ましい。
【0025】
光触媒と吸着剤とからなる消臭剤を変性ポリエステルに含有させる方法としては、▲1▼変性ポリエステルの重合時または重合直後に消臭剤を添加含有させる方法、▲2▼変性ポリエステル中に消臭剤を添加してマスターバッチを作製しておき、それを使用する方法、▲3▼変性ポリエステルが紡糸されるまでの任意の段階(たとえば、ポリマーのペレットの作製段階、溶融紡糸段階など)で消臭剤を添加させる方法などがある。このうち、▲1▼方法では、繊維形成性ポリマーの原料スラリーに消臭剤を添加する方法、プレポリマーを製造した後に該プレポリマーをさらに重縮合させる直前に消臭剤を添加する方法、繊維形成性ポリマーの重合直後であって、未だ液状である間に消臭剤を添加する方法などを採用し得るが、本発明で使用する消臭剤は触媒活性が非常に高いのでポリマーの種類によっては重合反応が進行する場合があり注意が必要である。
【0026】
また、消臭剤は微粒子状態のものとして添加するが、粒子をそのままポリマー中に添加すると粒子の凝集により繊維化が困難となったり、繊維化できても強度の低いものしか得られない場合があるので、適当な分散媒に分散させたスラリー状態でポリマー中に添加することが好ましい。
【0027】
本発明で使用される消臭剤を構成する光触媒は、紫外線等の光線の照射により活性ラジカルを生成させ、多くの有害物、悪臭物を酸化分解し、光酸化触媒として機能するものをいう。そのために、光触媒は酸化性光触媒の範疇に属する場合が多い。このような光触媒を用いると、単なる吸着作用ではなく、触媒的な分解を利用して消臭できるため、消臭または脱臭効果が長期間に亘り持続できる。さらに、この光触媒は有害物、悪臭物を分解するだけでなく、殺菌作用、抗菌作用等も有している。
【0028】
光触媒としては、無機、有機を問わず、種々の光半導体が使用できるが、無機光半導体である場合が多い。光触媒としては、たとえば硫化半導体(CdS、ZnS、In23 、PbS、Cu2 S、MoS3 、WS2 、Sb33 、Bi33、ZnCdS2等)、金属カルコゲナイト(CdSe、In2Se3 、WSe3 、HgSe、PbSe、CdSe等)、酸化物半導体(TiO2 、ZnO、WO3 、CdO、In23 、Ag2O,MnO2 、Cu2O、Fe23 、V25 、SnO2等)などが挙げられ、硫化物と酸化物以外の半導体として、GaAs、Si、Se、CdP3 、Zn23等も含まれる。これらの光触媒は単独または2種以上の組合わせで使用できる。
【0029】
これらの光触媒のうち、CdS、ZnS等の硫化物半導体、TiO2 、ZnO、SnO2 、WO3等の酸化物半導体が好ましく、特に酸化物半導体、たとえばTiO2 、ZnO等が好ましい。前述の光触媒を構成する光半導体の結晶構造はとくに制限されない。たとえばTiO2はアナターゼ型、ブルカイト型、ルチル型、アモルファス型等のいずれであってもよい。とくに好ましいTiO2にはアナターゼ型酸化チタンが含まれる。
【0030】
光触媒はゾルやゲル状で使用できると共に粉粒状で使用してもよい。光触媒を粉粒状で使用する場合、光触媒の平均粒子径は、光活性および脱臭効率を損なわない範囲で選択でき、たとえば0.05〜5μm、好ましくは0.05〜1μmである。粒子径が5μmを越えると、たとえば溶融紡糸時にフィルター詰まりや毛羽断糸が生じ易くなる。とくに、本発明の繊維を各種衣料用繊維素材として使用する場合には、単糸繊度が1dtex前後の細繊度糸も必要とされ、光触媒の粒子径が大きくなると延伸時の糸切れが激しくなりやすい。
【0031】
該光触媒の使用量は、繊維の構造に応じて触媒活性を損なわない広い範囲から選択でき、たとえば繊維全体に対して0.1〜25質量%、好ましくは0.3〜20質量%、さらに好ましくは0.5〜15質量%の範囲であり、特に0.5〜10質量%の範囲が好ましい。
【0032】
一方、消臭剤を構成する吸着剤(四価金属のリン酸塩、二価金属の水酸化物)について説明する。リン酸塩を形成する四価金属は、四価の金属である限り、周期表における族はとくに制限されない。四価金属には周期表4族元素、たとえば、4A族元素(チタン、ジルコニウム、ハフニウム、トリウム等)、4B族元素(ゲルマニウム、錫、鉛等)が含まれる。これらの金属のうち、周期表4A族元素に属する金属、たとえばチタン、ジルコニウム、ハフニウムや、4B族元素、たとえば錫が好ましい。とくに、チタンおよびジルコニウムが好ましい。
【0033】
リン酸塩を構成するリン酸には種々のリン酸、たとえばオルトリン酸、メタリン酸、ピロリン酸、三リン酸、四リン酸等が含まれる。リン酸はオルトリン酸、メタリン酸またはピロリン酸である場合が多い。また、リン酸塩にはオルトリン酸水素塩等のリン酸水素塩も含まれる。なお、本明細書において、とくに言及しないかぎりリン酸とはオルトリン酸を意味する。
【0034】
これらの四価金属リン酸塩は、通常、水不溶性または難溶性である。さらに、前記リン酸塩は結晶質塩であってもよいが、好ましくは非晶質塩である。これらの四価金属リン酸塩は単独または2種以上を組合わせて使用できる。
【0035】
水酸化物を形成する二価金属は周期表の族の如何を問わず二価の金属であればよい。二価金属には、たとえば銅等の周期表1B族元素、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の周期表2A族元素、亜鉛、カドミウム等の周期表2B族元素、クロム、モリブデン等の周期表6A族元素、マンガン等の周期表7A族元素、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウム等の周期表8族元素などが挙げられる。これらの二価金属の水酸化物は単独で使用してもよく、2種以上混合して使用してもよい。
【0036】
好ましい二価金属には遷移金属、たとえば銅等の周期表1B族元素、亜鉛などの周期表2B族元素、マンガン等の周期表7A族元素、鉄、コバルト、ニッケル等の周期表8族元素が含まれる。好ましくは銅、亜鉛、鉄、コバルト、ニッケルである。
【0037】
これら二価金属の水酸化物は、通常、弱酸性〜弱アルカリ性領域(pH4〜10)で水不溶性または難溶性である。また該水酸化物は結晶質であってもよいが、非晶質である場合が多い。
【0038】
四価金属のリン酸塩と二価金属の水酸化物との割合は、触媒活性、臭気成分に対する吸着能や脱臭能を損なわない範囲で選択でき、たとえば金属原子比換算で、金属原子比(二価金属/四価金属)=0.1〜10、好ましくは0.2〜7、さらに好ましくは0.2〜5の範囲である。なお、複数のリン酸塩および/または水酸化物を組合わせて用いる場合には、それぞれの金属の総和量に基づく金属原子比が上述の範囲内であればよい。また、四価金属のリン酸塩と二価金属の水酸化物とで構成された組成物は、混合ゲル等のように共沈などにより複合化していてもよい。とくに四価金属のリン酸塩と二価金属の水酸化物とを組合わせて構成された吸着剤と、前述の光触媒とを混合または共沈などにより複合化して用いると、高い触媒活性を示し、長期間に亘り効率よく臭気成分などの種々の化合物を除去することができる。
【0039】
吸着剤の使用量も光触媒の使用量と同様に繊維の構造に応じて適宜選択でき、たとえば繊維全体に対して0.1〜25質量%、好ましくは0.5〜20質量%、さらには1〜10質量%の範囲が好ましい。なお、光触媒の量は、吸着剤100質量部に対して1〜1000質量部、好ましくは10〜750質量部、さらには20〜500質量部の範囲が好ましい。
【0040】
上述の消臭剤はさらに他の吸着剤(以下、付加的吸着剤と称する)を含有していてもよい。かかる付加的吸着剤として無機系吸着剤、有機系吸着剤のいずれであってもよく、黒色系であってもよいが、非黒色系吸着剤、好ましくは青色などの淡色ないし白色または無色の吸着剤を用いる場合が多い。無機系吸着剤には酸化アルミニウム(アルミナ)、シリカ(二酸化ケイ素)、酸化銅、酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケル等の金属酸化物;シリカゲル、シリカゾル、ゼオライト等のケイ酸塩;モンモリロナイト、アロフェン、セピオライト等の粘土鉱物などが挙げられる。他の吸着剤はこれらの成分が共沈などにより複合化した吸着剤であってもよい。有機系吸着剤にはカルボキシル基、スルホン基、アミノ基などのイオン交換性官能基を有する各種のイオン交換樹脂や前記酸性官能基を有する有機酸系吸着剤、多孔質ポリエチレン、多孔質ポリプロピレン、多孔質ポリスチレン、多孔質ポリメタクリル酸メチル等の多孔質樹脂を挙げることができる。
【0041】
付加的吸着剤の種類は繊維の用途や臭気成分に対応させて適宜選択でき、たとえば繊維の製造過程または使用時に高温に晒される場合には、無機系吸着剤の使用が好ましい。また付加的な吸着剤は単独でまたは2種以上組合わせて使用でき、光触媒、四価金属のリン酸塩、二価金属の水酸化物から選択された少なくとも1つの成分と混合、または共沈などにより複合化していてもよい。
【0042】
上述の消臭剤を構成する吸着剤は比表面積を増加させ、吸着容量を高める上で有用な二酸化ケイ素とを組合わせてもよい。二酸化ケイ素としては、それ自体が高分子量化した無機高分子、二酸化ケイ素と四価金属リン酸塩との複合化合物などが挙げられる。また二酸化ケイ素は含水二酸化ケイ素であってもよい。このような二酸化ケイ素は結晶質であってもよいが、非晶質であることが好ましい。二酸化ケイ素の含有量は、光触媒の触媒活性や吸着性能が低下しない範囲で選択でき、たとえば吸着剤に対して金属原子比換算で、ケイ素/吸着剤の金属=0.2〜10、好ましくは0.5〜8、さらには1〜7の範囲が好ましい。
【0043】
上述の消臭剤は、前記付加的吸着剤とともに、または付加的吸着剤を含むことなく、さらに抗菌性金属成分(たとえば銀、銅、亜鉛、鉛等)、とくに銀成分を含んでいてもよい。抗菌性金属成分のうち銀成分を含む組成物は高い抗菌性能を有しているとともに、幅広い抗菌スペクトルをも有している。銀成分は金属銀であってもよく、AgCl、AgF、AgF2等のハロゲン化銀、Ag2O、AgO等の酸化銀、AgS2等の硫化物、Ag2SO4、Ag2CrO4、Ag3PO4、Ag2CO3、Ag23等の酸素酸塩などの無機化合物であってもよい。銀成分は吸着剤、付加的吸着剤との複合化物であってもよい。また銀成分は水可溶性であってもよいが、水不溶性または水難溶性であることが好ましい。これらの銀成分は1種または2種以上組合わせて使用できる。なお、銀成分は慣用の方法、たとえばイオン交換法、共沈法等により光触媒、吸着剤、付加的吸着剤等に容易に導入できる。銀成分の含有量は消臭剤および付加的吸着剤全体に対して金属銀換算で0.1〜10質量%、好ましくは0.5〜8質量%、さらには0.5〜7質量%の範囲が好ましい。
【0044】
本発明において消臭剤、必要に応じて添加される付加的吸着剤や銀成分などの総量は、繊維の特性、繊維化工程性を損なわない範囲、たとえば繊維全体に対して0.1〜30質量%、好ましくは0.5〜25質量%、さらには1〜20質量%の範囲が好ましい。
【0045】
消臭性成分は慣用の種々の方法により得ることができる。たとえば四価金属リン酸塩、二価金属の水酸化物および光触媒を、必要に応じてさらに付加的な吸着剤(二酸化ケイ素等)および/または銀成分とともに混合するすることにより、消臭性成分を簡便に得ることができる。前記混合に際しては粉砕等により得られたそれぞれの粉粒状成分を混合してもよい。
【0046】
光触媒の調整は慣用の方法、たとえば光触媒に対応する金属イオンを含有する水溶液から水不溶性沈殿物を生成させる方法、金属アルコキシドから調整する方法、高温で酸化させる気相法等にしたがって行うことができる。
【0047】
光触媒の製造に際しては、触媒に対応する成分を含む化合物を用いることができる。酸化チタンを例にとって説明する。このような成分としてTiCl4、TiF4、TiBr4等のハロゲン化チタン、Ti(SO42、TiOSO4等の硫酸塩、(CH3O)4Ti、[CH3(CH2)O]4Ti、[(CH32CHO]4Ti、[CH3(CH23O]4Ti、[(CH32CHCH2O]4Ti等のC1-6アルコキシチタン等が使用できる。また予め調整された酸化チタンゾル等を用いてもよい。
【0048】
また、消臭性成分は四価金属イオン、二価金属イオンおよび光触媒に対応する成分を含む溶液や、これらの金属イオンのうち2種類以上の金属イオンを含む水溶液を使用して、それらの水不溶性物質の混合沈殿物を生成させる方法によっても得ることができる。この方法で得られた混合沈殿物は、通常ゲル状であり、乾燥により非晶質構造の混合物となる。なお、この方法において、光触媒に対応する成分は予め適切な結晶構造に調整して水溶液に添加することが好ましい。
【0049】
四価金属イオン、二価金属イオンおよび銀イオンを含む水溶液の調整には、各種の水溶液金属化合物が用いられる。このような二価金属、四価金属および銀の水溶性金属化合物としては、各種の金属塩、金属アルコキシド等を挙げることができる。金属塩としては、通常の金属塩(正塩)のほか、酸性塩、オキシ塩、さらに他の複塩、錯塩の形態の金属塩を用いてもよい。また、金属塩は水溶液のpHが中性付近で不溶性の化合物であっても、酸性溶液中で溶解する化合物であればよい。具体的には次のような化合物を挙げることができる。
【0050】
(1)金属のフッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物等のハロゲン化物、(2)硫酸塩、硫酸アンモニウム塩、その他の硫酸塩(無機酸塩)、(3)硝酸塩(無機酸塩)、(4)塩素酸塩、過塩素酸塩、チオシアン酸塩、ジアンミン銀硫酸塩、ジアンミン硝酸塩、クロム酸塩等のその他の各種無機酸塩、(5)酢酸塩、ギ酸塩、シュウ酸塩等の有機酸塩、(6)オキシ金属塩(ハロゲン化物、無機酸塩、有機酸塩の形態のオキシ金属塩)、(7)金属アルコキシド類などを挙げることができる。
【0051】
これらの金属のうち、無機酸塩、とくに硫酸塩や硝酸塩等の強酸塩を用いる場合が多い。なお、四価金属化合物のうちチタン化合物やジルコニウム化合物としてはオキシ金属塩を用いる場合が多い。
【0052】
二酸化ケイ素のためのケイ酸イオンの供給源である水可溶性ケイ酸塩化合物としてはケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等のケイ酸アルカリ金属塩、ケイ酸カルシウム、カイ酸バリウム等のケイ酸のアルカリ土類金属塩、ケイ酸アンモニウム等を例示することができる。また、二酸化ケイ素は水可溶性である必要はなく、たとえば、二酸化ケイ素のキセロゲル(シリカゲル)、ヒドロゾルやヒドロゲルを原料として使用することも可能である。ケイ酸イオン源としては、通常、アルカリケイ酸塩、好ましくはケイ酸アルカリ金属塩、ヒドロゾル、ヒドロゲルが使用され、とくにケイ酸ナトリウムは価格、取扱性の点で好ましい。
【0053】
四価金属のリン酸塩および二価金属の水酸化物を生成するには、四価金属のリン酸塩と二価金属イオンの共存下に二価金属の水酸化物を生成させればよい。たとえば、(i)四価金属イオンおよび二価金属イオンが共存する水溶液中で四価金属のリン酸塩を生成し、ついで二価金属の水酸化物を生成してもよく、また(ii)二価金属イオンを含有しない水溶液中で予め四価金属のリン酸塩を生成した後、二価金属イオンを含む水溶液を加え、二価金属の水酸化物を生成させてもよい。
【0054】
前記(i)の方法において、四価金属イオンおよび二価金属イオンが共存する水溶液を用いて組成物を生成させる場合、四価金属化合物および二価金属化合物を含む水溶液を撹拌しながら二価金属の不溶性水酸化物の生成を抑制しつつ、リン酸またはリン酸塩を添加して四価金属のリン酸塩の沈殿物を生成させればよい。この方法において、四価金属化合物および二価金属化合物を含む水溶液のpHは通常、酸性域、たとえばpHが0〜6の範囲であり、必要であれば二価金属水酸化物の生成を抑制するために酸を添加して酸性域であるpH4以下に調整し、リン酸またはリン酸塩を添加してもよい。
【0055】
前記水溶液のpHを調整する場合、適当なアルカリや酸を使用できる。アルカリとしてはアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等)、アンモニア等の無機塩基、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の有機塩基が使用できる。酸としては塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸、酢酸、トリクロロ酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、シュウ酸等の有機酸が使用できる。
【0056】
不溶性リン酸塩の生成に使用されるリン酸またはリン酸塩としては、オルトリン酸、メタリン酸、ピロリン酸およびそれらのアルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)やアンモニウム塩が例示される。具体的にはリン酸塩には第一リン酸ナトリウム、第二リン酸ナトリウム、第三リン酸ナトリウム[以下、これらを単にリン酸ナトリウムと称する]、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、メタリン酸ナトリウム、メタリン酸カリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等が含まれる。
【0057】
前記(i)の方法において、通常、生成した四価金属のリン酸塩を熟成より十分に析出させる場合が多い。熟成方法には、慣用の方法、たとえば、室温で長時間放置する方法、100℃以下に加熱した状態で長時間放置する方法、加熱還流する方法等が利用できる。
【0058】
熟成終了後、アルカリの添加によりpHを中性域、たとえばpH4〜12に調整すると、二価金属の水酸化物を生成させることができる。なお、上記水酸化物の生成は、アルカリと、熟成終了後の四価金属のリン酸塩と二価金属イオンを含む溶液とを中性域、たとえばpH4〜12の範囲で並行して液中に添加することにより行ってもよい。前記のようなpH領域では二価金属の水酸化物からなる沈殿物が生成し、生成した水酸化物の沈殿物と四価金属の不溶性リン酸塩の沈殿物とが沈殿または析出混合物または共沈混合物として生成する。二価金属の水酸化物の生成において、常温での反応が遅い場合には反応系を加温してもよい。また必要に応じて加圧下に100℃以上の温度で反応させてもよい。また撹拌は空気を用いたバブリングにより行ってもよい。
【0059】
前記(ii)の方法において、四価金属のリン酸塩の沈殿物と二価金属の水酸化物とは上記(i)の方法に準じて生成させることができる。すなわち、前記四価金属イオンを含み二価金属イオンを含まない水溶液にリン酸またはリン酸塩を添加して予めリン酸塩を生成させる。生成したリン酸塩を必要により熟成した後、必要によりpHを4以下の酸性域に調整し、二価金属イオンを含む水溶液(たとえば金属塩を含有する水溶液)を添加して混合し、前記と同様にpHを4以上の中性域に調整することにより混合沈殿物を生成させてもよい。この方法では四価金属のリン酸塩の熟成は比較的短時間であってもよい。
【0060】
光触媒は四価金属のリン酸塩および二価金属の水酸化物を生成させる反応系に、たとえば粉粒状で添加していてもよく、前記四価金属のリン酸塩および/または二価金属の水酸化物を生成させた後、反応系または生成した沈殿物に添加してもよい。
【0061】
さらに、光触媒は四価金属のリン酸塩および/または二価金属の水酸化物の生成とともに同時に生成させてもよい。光触媒の生成には、上記(i)および(ii)の方法が利用できる。たとえば酸化チタンを生成させる場合、塩化チタン等のハロゲン化チタン、無機酸塩(硫酸チタン等の硫酸塩)やアルコキシドを必要に応じて前記反応系に添加し、反応系のpHを中性またはアルカリ性に調整することにより生成させることができる。
【0062】
二酸化ケイ素を含む組成物を調整する場合には、前記沈殿物生成反応の少なくともいずれか1つの工程で、二酸化ケイ素および/またはケイ酸イオン種を添加してもよく、光触媒成分等を含む生成した沈殿物と二酸化ケイ素を混合してもよい。なお、前記沈殿物の生成とともに二酸化ケイ素を生成させる場合、アルカリ性ケイ酸塩溶液(たとえばケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等)をアルカリの代わりに使用することができる。ケイ酸イオン種を用いる場合、二価金属の水酸化物の生成とともに、pH4〜12の中性域に調整すると含水二酸化ケイ素を生成させることができる。
【0063】
さらに、銀成分に関し、前記二酸化ケイ素と同様に、沈殿生成物反応の少なくとも1つの工程で銀成分、たとえば銀の水不溶性化合物および/または銀イオン種を添加することにより銀成分を含む消臭成分を得ることができる。また銀イオン等の銀成分はイオン交換法、含浸法等の慣用の方法により、前記光触媒、リン酸塩、水酸化物、二酸化ケイ素やこれらの成分が少なくとも1種または2種以上の成分に容易に担持できる。
【0064】
このようにして得られた沈殿物は、必要に応じて慣用の方法により精製してもよい。たとえば、前記混合沈殿物等の沈殿物を含む反応液を濾過し、温水または水等の洗浄溶媒を用いて洗浄し、金属塩のアニオン種等の不純物を除去し、乾燥することにより、精製した消臭成分を得ることができる。前記濾過は濾紙や濾布等を用い、常温常圧下、減圧下または加圧下で行うことができ、遠心分離法、真空濾過法等を利用して行ってもよい。また、洗浄に際しては、傾斜洗浄法等を利用してもよい。前記乾燥操作は慣用の方法、たとえば風乾で行ってもよく、消臭性成分の分解温度未満の温度、たとえば約400℃以下、好ましくは200℃以下の温度に加熱した加温度下で行ってもよい。
【0065】
本発明の消臭繊維は、繊維の太さはとくに制限されるものではなく、繊維の長さ方向の形態も制限されるものではない。すなわち、繊維の長さ方向に程同じ直径を有する繊維であってもよく、太細を有するシックアンドシン繊維であってもよく、それ以外の繊維であってもよい。さらに繊維は短繊維または長繊維のいずれであってもよく、繊維製品が糸である場合、紡績糸、マルチフィラメント糸、短繊維と長繊維との複合糸であってもよい。さらに本発明の繊維には、用途や繊維の種類に応じて、仮撚加工、インターレース加工やタスラン(ヘバライン ファイバー テクノロジー Inc 登録商標)加工等の空気絡合処理、捲縮加工、防縮処理、防皺処理、親水加工、防水加工、防染加工などの任意の加工・処理が施されてもよい。本発明の消臭繊維は上述の消臭剤の他に、繊維の種類に応じて繊維に用いられている各種の添加剤、たとえば酸化防止剤、難燃剤、帯電防止剤、着色剤、滑剤、抗菌剤、防虫・防ダニ剤、防カビ剤、紫外線吸収剤、艶消剤等を含有してもよい。
【0066】
また本発明の消臭繊維は種々の繊維製品として利用することができ、糸;織布、編布、不織布等の布帛;パイル織物、パイル編物等のパイル布帛;これらのものから形成された衣類やその他の身体着用品;インテリア製品類;寝具類;食品用包装材などを挙げることができる。具体的には下着、セーター、ジャケット、パジャマ、浴衣、白衣、スラックス、靴下、手袋、ストッキング、エプロン、マスク、タオル、ハンカチ、サポーター、ヘッドハンド、帽子、靴のインソール、芯地等の衣類や身体着用品;各種カーペット、カーテン、のれん、壁紙、障子紙、襖、繊維製ブラインド、人工観葉植物、椅子等の布張用生地、テーブルクロス、電気製品カバー、畳、布団の中詰材(詰綿等)、布団の側地、シーツ、毛布、布団カバー、枕、枕カバー、ベッドカバー、ベッドの中詰材、マット、衛生材料、便座カバー、ワイピングクロス、空気清浄機やエアーコンディショナー等のフィルターなどを挙げることができる。
【0067】
本発明の消臭繊維および該繊維を用いた繊維製品は、太陽光、蛍光灯、紫外線ランプ等の照射下、アンモニア、アミン類等の塩基性臭気成分、酢酸等の酸性臭気成分、ホルマリン、アセトアルデヒド等の中性臭気成分などの多くに臭気成分を速やかに、しかも長期に亘り分解し、無臭化することができる。そのため、多数の臭気成分を含むたばこ臭等であっても効率よく除去でき、室内や車内の消臭に有効である。また家具や新建材などから発生するホルマリン、アセトアルデヒド等のアルデヒド類の消臭に対しても有効である。
【0068】
さらに消臭成分を含有する消臭性繊維は光を照射しなくても酸性臭気成分、塩基性消臭成分等を吸着して効果的に消臭し、太陽光や蛍光灯、紫外線ランプ等の光照射下においては光触媒の酸化分解作用と吸着剤の高い吸着作用との相乗効果により、酸性臭気成分や塩基性臭気成分に対する消臭性能を高めるだけでなく、アルデヒド類等の中性臭気成分に対しても高い消臭効果を示し、しかもその効果は長期に亘り持続する。また光触媒の作用により生成する酸化分解生成物(たとえばアセトアルデヒドの場合には酢酸が生成する)が一部放出され、新たな臭気の原因となる場合があったとしても、吸着剤を併用することにより酸化分解生成物を吸着することができる。そのため酸化分解生成物の放出または脱離を防止し、消臭効率をさらに高めることができるとともに、吸着剤に吸着された物質は光触媒によりさらに分解されるので消臭効果が長期に亘り持続するのである。
【0069】
なお光照射においては光触媒に応じた波長の光線が利用できる。この光線の波長は光触媒を励起する波長であればよいが、通常、紫外線を含む光線である場合が多い。光触媒として酸化チタンを用いた場合、太陽光や蛍光灯の光でも十分その触媒機能を有効に働かせることができる。なお、光照射は、通常、酸素、空気等の酸素含有基体の存在下で行われる。
【0070】
さらに、本発明においては光触媒を用いることにより、抗菌性能をも奏するのである。すなわち、酸化チタン等の光触媒にそのバンドギャップエネルギーを有する光で照射すると価電子帯から電子が励起され伝導体に電子が、価電子帯に正孔が生成する。これらの電子と正孔はそれぞれ反応性に富んだ還元能と酸化能を有しており、該触媒表面で触媒反応を喚起することができる。この高い還元能と酸化能とを利用して種々の有害物質を酸化分解して無害化すること、殺菌を行うことができる。
【0071】
本発明の消臭繊維は上述の消臭剤により長期に亘り消臭効果を持続することができる。ただ、該消臭剤のみでは、濃度の高い臭気成分をある程度まで低減することは可能であっても、濃度の低い臭気成分を完全に『ゼロ』にまで抑制することはできず、繊維の断面構造を特定化することと、四価金属のリン酸塩、二価金属の水酸化物および光触媒を含有することによりはじめて、低濃度の臭気成分を効率的にほとんど『ゼロ』にまで除去することができるのである。
【0072】
次に本発明の繊維の製造方法について説明する。図3の繊維の横断面写真は、本発明繊維を製造するための中間体繊維となる複合繊維の一例を示したものである。この例では、ポリマー成分Xよりなる繊維本体(図3中の灰色部)と、この成分Xよりも溶解性又は分解性の大きいポリマー成分Y(図3中の鋭いくさび状の白色部)とが繊維断面において放射状に複合されている。そしてこの複合繊維から成分Yを所定量溶解又は分解除去することにより、繊維本体は、毬栗状の断面を有する本発明の繊維となる。なお、毬栗状とは、例えば図2の模式図で示したような形状であることを意味している。
【0073】
繊維本体を形成しているポリマー成分Yとしては、ポリマー成分Xと比べて相対的に溶媒や薬剤に対して溶解又は分解しやすいものであれば、どのようなものでも採用できる。いま、Y成分にポリエステル系ポリマーを使用する場合、Y成分はX成分よりアルカリ溶解速度が5倍以上、好ましくは10倍以上速いポリエステルを用いることが好ましい。例えば、5−ナトリウムスルホイソフタル酸を1〜5モル%と、ポリアルキレングリコールを5〜30質量%と従来用いられているジオール成分及びジカルボン酸成分とを共重合してなる共重合ポリエステル等を採用することができる。
【0074】
本発明において、溝深さDのコントロールは、ポリマー成分Yの除去率を変更することや、溶解・分解速度の異なるポリマーの組み合わせを適切に設定することにより任意に可能である。溝巾Cのコントロールは、ポリマー成分Xとポリマー成分Yとの複合比率を変更したり、くさび部分の数を変更したノズル部品を使用することなどにより、任意にコントロールすることが可能である。
【0075】
ポリマー成分Yとしては、アルカリ溶解速度の速いポリエステルの代りに、水溶性熱可塑性ポリビニルアルコールを用いても本発明の繊維を得ることができる。用いるポリビニルアルコール重合体は、粘度平均重合度が200〜500、けん化度が90〜99.99モル%、融点が160〜230℃のポリビニルアルコールが好ましく、ホモポリマーであっても共重合体であってもよいが、溶融紡糸性、水溶性、繊維物性の観点からは、エチレン、プロピレンなど炭素数が4以下のα-オレフィンなどで0.1〜20モル%変成された共重合ポリビニルアルコールを用いることが好ましい。この場合、図3で示すような放射状複合繊維を製造した後、熱水処理をすることによりポリビニルアルコール成分を溶解除去し、本発明繊維を得ることができる。
また、本発明の中間体となる複合繊維は、ポリマー成分Xおよびポリマー成分Yの組み合わせさえ決定されれば、複合繊維化については従来公知の複合紡糸装置を用いて繊維化することが可能である。但し、溝の数を多くするほど安定した紡糸が困難になるので、紡糸パックの構造や紡糸条件などを慎重に設定することが好ましい。
【0076】
本発明においては、図2に示したようなくさび状の溝を多数形成させた丸断面形状の繊維とすること以外に、本発明の規定を満たす範囲内のものであれば、異形断面形状であってもよい。具体的には、仮撚捲縮加工等の高次加工により繊維断面が5角形、6角形に類似した形状に変化したものや、紡糸時に異形断面ノズルを用いることによって3葉形、T型、4葉形、5葉形、6葉形等の多葉形や一孔中空、二孔中空以上の多孔中空等の中空形状など、各種の断面形状としても何ら差し支えない。
【0077】
本発明の繊維の単繊維繊度は特に制限されないが、0.5〜10dtexのものが好ましい。また、長繊維のみならず短繊維としても用いることができる。
【0078】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の部及び%は断りのない限り質量に関するものである。
【0079】
(1)消臭性試験
a.初期性能
通常の白熱蛍光灯光照射下(500ルクス)、15cmに静置したテドラーバッグ(容積3リットル)に試料3gを入れて密封し、ついでシリンジを用いて所定の濃度の臭気成分を含む空気を、全ガス量3リットルとなるようにテドラーバッグ内に注入した。該注入ガスはアンモニア40ppm、硫化水素15ppm、(酢酸40ppm)、アセトアルデヒド50ppmであった。ガスを注入して特定時間経過後にテドラーバッグ内のガスをマイクロシリンジでサンプリングし、硫化水素、酢酸、アセトアルデヒドのガス濃度をガスクロマトグラフィ(島津製作所社製GC−7A型)にて測定し、臭気成分の除去率を下記式により算出した。アンモニアはガス検知管(北川社製、アンモニア用)を用い、直接テドラーバッグ内のガス濃度を測定し、臭気成分の除去率を算出した。同様にして遮光下での測定も行った。
除去率(%)=[(C0−C)/C0]×100
0:初期ガス濃度
C:1時間後のガス濃度
【0080】
(2)抗菌性能評価
試料に試験菌の菌液を滴下し、光照射(30W2本の蛍光灯下30cm)または遮光下で35℃×8時間培養後、生菌数を測定した。対照布として標準ナイロン布を用いた。
【0081】
実施例1
ポリマー成分Xとして、二軸押出機にて上記消臭剤5質量%添加した5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルエステル2.5mol%共重合ポリブチレンテレフタレート(PBT)を用い、一方、ポリマー成分Yとして熱溶融性の変性ポリビニルアルコール(クラレ製、ケン化度:98.5、エチレン含有量8.0モル%、重合度:380)を用い、成分Xと成分Yとの複合比を3:1の質量比とし、それぞれを別々の押出し機で溶融させ、図3に示す横断面で成分Yで形成されるくさび形状を50個有する放射状複合繊維を複合紡糸ノズルより吐出させた。ついで紡糸口金より吐出された糸条を長さ1.0mの横吹付け型冷却風装置により糸条を冷却した後、連続して紡糸口金直下から1.3mの位置に設置した長さ1.0m、内径30mmのチューブヒーター(内壁温度180℃)に導入してチューブヒーター内で延伸した後、チューブヒーターから出てきた繊維に油剤を付与し、引き続いてローラーを介して3500m/分の引取り速度で巻き取って、111dtex/24フィラメントの放射状複合繊維を製造した。
繊維化工程性は良好で問題なかった。得られた複合繊維を経糸及び緯糸として、経糸密度90本/25.4mm、緯糸密度85本/25.4mmの平織物を作成した。この平織物に精練を施した後、熱水中で織物に40分間処理を実施し、所定の溝深さになるように成分Yを選択的に溶解除去した。
その後、消臭性能および抗菌性能を評価した。結果を表2に示す。高い除去率で臭気成分は除去されていた。また、抗菌性能も優れたものであった。なお、同じ織物を、アンモニア18ppmの雰囲気中に静置して消臭効果を測定したところ(光照射下)、12時間でアンモニアは完全に消臭されていた。18ppmという低い濃度の臭気成分をも完全に除去することができた。
【0082】
実施例2〜3
繊維の表面溝形状及び繊維の断面形状を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして繊維化並びに織物の作成、評価を行なった。
【0083】
実施例4〜6
消臭剤種・添加量と、繊維の表面溝形状及び繊維の断面形状を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして繊維化並びに織物の作成、評価を行なった。
【0084】
実施例7、8
ポリマー成分Xをセバシン酸10mol%、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルエステル1.7mol%共重合ポリエステルに変更し、消臭剤種・添加量と繊維の表面溝形状及び繊維の断面形状を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして繊維化並びに織物の作成、評価を行なった。
【0085】
実施例9
ポリマーY成分に分子量2000のポリエチレングリコール8質量%と5−ナトリウムスルホイソフタル酸を5モル%共重合した〔η〕0.52のポリエチレンテレフタレートを用い、紡糸油剤としては、水を含む制電剤成分と平滑剤成分からなるものを用い、繊維の表面溝形状及び繊維の断面形状を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様の方法で繊維化を実施し、同様の方法で織物を作成した。その後か性ソーダ20g/l、浴比1:30のアルカリ水溶液(液温100℃)中に浸漬し、ポリマー成分Yを溶解除去した。
【0086】
実施例10
ポリマー成分Xをナイロン6に変更し、繊維の表面溝形状及び繊維の断面形状を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして繊維化並びに織物の作成、評価を行なった。
【0087】
比較例1〜4
表1に示す表面溝構造を形成させるように設定したこと以外は、実施例1と同様の方法で実施した。得られた織物は十分な良好な風合を有していなかった。
【0088】
比較例5,6
比較例5はポリマー成分Xとしてナイロン6を用い、表面構造を表1に示す構造に設定したこと以外は実施例18と同様に実施した。比較例6はポリマー成分Xとしてポリプロピレンを用い、表面構造を表1に示す構造に設定したこと以外は実施例19と同様に実施した。いずれも得られた編物を用いたワイピング性能は不十分なものであった。
【0089】
【表1】

Figure 0004115880
【0090】
【表2】
Figure 0004115880
【0091】
【発明の効果】
本発明の繊維は、表面溝構造に起因するさまざまな特徴を発揮し、高濃度の臭気成分の消臭のみならず、低濃度の臭気成分をほとんど完全に消臭することができ、さらに抗菌性能・ワイピング性をも合わせ持った繊維を提供することができる。また、衣料用としては良好なキシミ風合を有する。したがって、本発明の繊維は衣料用素材・生活資材素材など様々な用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の繊維の形態を示す電子顕微鏡写真。
【図2】 本発明の繊維の横断面の一例を示す模式図。
【図3】 本発明の繊維を得るための複合繊維の形態の一例を示す繊維断面写真。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention has a surface structure that could not be formed by conventional fiber manufacturing technology made of thermoplastic polymer, and hates odors such as masks, carpets, curtains, hospital sheets, diapers, wiping cloths, clothing materials, etc. It relates to deodorant and antibacterial fibers that can be used for various purposes.
[0002]
[Prior art]
Among synthetic fibers, polyester fibers, polyamide fibers, and the like are indispensable not only as clothing materials but also as daily life materials from the viewpoint of excellent dimensional stability, chemical resistance, strength, durability, and the like. However, depending on the intended use, it has been desired to provide a special function. For example, in the living environment such as homes, offices, hospitals, etc., interest in various bad odors is increasing, and bad odors (nitrogen containing ammonia, amines, etc.) that cause as much as possible in carpets, curtains, hospital sheets, diapers, etc. Compounds, sulfur-containing compounds such as hydrogen sulfide and methyl mercaptan, aldehydes such as formaldehyde and acetaldehyde, and lower fatty acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid and valeric acid) And textile products were desired.
[0003]
However, there are various odor components such as basic odor components such as nitrogen-containing compounds, neutral odor components such as sulfur-containing compounds, aldehydes, and acidic odor components such as lower fatty acids in the living environment. It was difficult to effectively remove these components. In order to remove these odor components, various deodorizing fibers have been proposed. For example, a method has been proposed in which an extract from natural conifers, broad-leaved trees, or an extract from green tea is attached to the surface of a textile product by post-processing. However, there is a problem in durability because functions are added by post-processing. was there. In particular, there has been a problem that the deodorizing performance is extremely lowered when repeated washing is performed, or when a textile product is dyed.
[0004]
Further, a deodorizing fiber in which an adsorbent is supported on the fiber has been proposed. However, since the adsorption capacity of the adsorbent is limited in such a deodorizing fiber, the deodorization cannot be performed when the adsorption amount of the odor component reaches the saturated adsorption amount, and there is a problem in sustainability of the deodorization performance. In addition, a technique for catalytically degrading malodorous components with deodorant fibers carrying metal phthalocyanine has been proposed (see Patent Documents 1 and 2). However, since the catalytic activity of metal phthalocyanine is small, the deodorizing effect is not sufficient. There wasn't.
[0005]
Furthermore, for the purpose of improving the durability, there is a deodorant kneaded in the resin, which is a combination of an iron divalent ion compound and L-ascorbic acid, but the heat resistance is insufficient or a malodorous component. There is a problem that discoloration occurs after deodorizing and can only be used as a fiber material for specific purposes. In addition, deodorant fibers in which zirconium phosphate particles are kneaded into fibers as a deodorant component (see Patent Document 3), and zinc silicate particles having an amorphous structure composed of zinc oxide and silicon dioxide are kneaded in fibers. There have been proposed deodorized fibers (see Patent Document 4) and deodorized fibers (see Patent Document 5) in which white fine powders of hydrated oxides of Ti and Zn are kneaded into the fibers. Further, a deodorant fiber in which an adsorbent composition containing a water-insoluble phosphate of a tetravalent metal and a hydroxide of a divalent metal is combined or blended in the fiber has been proposed (see Patent Documents 6 and 7). However, these deodorizing fibers do not exhibit excellent deodorizing performance with respect to all odor components such as acidic odor components, basic odor components and neutral odor components.
[0006]
In addition, even if it has a certain level of deodorizing performance, if the contact area with the air containing odorous components is small, the odorous components cannot be completely deodorized, and the odor (bad odor) will be felt for those who are sensitive to odors. ) Will remain, and discomfort will not be wiped away.
[0007]
Conventionally, a type using ultrafine fibers has been proposed that has a certain degree of deodorization performance and increases the contact area with air (see Patent Document 8), but the fiber diameter is originally extremely thin. The ultrafine fibers are easily cut, and it is difficult to obtain ultrafine fibers having a desired tensile strength. Furthermore, since the tension was insufficient when the fabric was used, mixing with other fibers was necessary.
Many of these past proposals have not been sufficient to meet the demands of modern consumers who want a higher quality.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-62-6985 Patent Claim
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-6986
[Patent Document 3]
JP 63-29571 A Claims
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 2-91209 Patent Claim
[Patent Document 5]
JP-A-2-80611 Patent Claim
[Patent Document 6]
Japanese translation of PCT publication No. 5-504091
[Patent Document 7]
JP, 6-47276, A Claims
[Patent Document 8]
JP, 10-204727, A Claims
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is a fiber that can remove various odor components such as basic odor components, neutral odor components, and acidic odor components extremely efficiently and over a long period of time, and also removes a trace amount of odor components. It is to provide a deodorant fiber that can be used. In addition, another object is to provide a deodorant fiber having antibacterial and wiping properties.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention comprises a thermoplastic polymer containing a tetravalent metal phosphate, a divalent metal hydroxide and a photocatalyst, and has 20 or more grooves on the fiber surface along the length direction of the fiber. When the linear distance from the center of gravity of the cross section of the fiber to the farthest point on the outer periphery of the fiber is A, the outer peripheral length B of the fiber cross section is more than 10 times the linear distance A. The fiber is characterized in that the width of the groove is 1/50 or less of the outer peripheral length B, and has a groove depth more than twice the width of the groove.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, unless otherwise specified, it is referred to as “containing” including inclusion in the fiber by kneading the photocatalyst and adsorbent and loading on the fiber surface by post-processing. The group numbers in the periodic table are based on the IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) Inorganic Chemical Nomenclature Commission naming convention 1970 edition. As described above, a composition composed of a tetravalent metal phosphate and a divalent metal hydroxide may be simply referred to as an “adsorbent”, and the adsorbent and other adsorbents as necessary. The composition composed of the adsorbent may be simply referred to as “adsorbent component”. Further, the photocatalyst and the adsorbent may be collectively referred to as “deodorant”.
[0012]
The structure of the fiber of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a photograph showing one embodiment of the fiber of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing the shape of the cross section of the fiber of the present invention.
In the present invention, the first requirement is that the X component containing the deodorant is A, where the linear distance from the center of gravity (G) of the fiber cross section to the farthest point on the outer periphery of the fiber cross section is A. It is important that the outer peripheral length B of the fiber cross section is 10 times or more than A. By setting the perimeter length B in this way, odorous components can be removed very efficiently, the amount of deodorant used can be reduced, and a large deodorizing effect can be achieved with a small amount of deodorant. .
Furthermore, in the present invention, the fiber cross section can be an irregular cross section or a hollow cross section depending on the application.
[0013]
In the present invention, the center of gravity G of the fiber cross section can be obtained by mass property calculation on a computer using an enlarged photograph of the fiber cross section. Also, if the cross-sectional shape is simple, cut out an enlarged photo along the cross-sectional shape of the fiber, for example, place it on a needle, etc., and simply find the point of balance as the center of gravity G, farthest from the fiber periphery A straight line distance to the point may be A. Also for the fiber outer peripheral length B, the above enlarged photograph is used, and appropriate yarns are stacked along the outer periphery of the fiber cross section to make the total yarn length simply the outer peripheral length B, and the ratio between A and B can be obtained. it can.
[0014]
The second requirement of the fiber of the present invention is that the groove having a width not more than 1/50 of the outer peripheral length B of the fiber cross section and having a depth not less than 2 times, preferably not less than 3 times the width. There are many. By forming grooves having such a size on the fiber surface, odorous components can be removed very efficiently. When the groove width C exceeds 1/50 of the outer peripheral length B, or when the groove depth D is less than twice the groove width C, it is difficult to obtain a deodorizing performance with high immediate effect. From this viewpoint, in the present invention, the groove width C is preferably 1/100 or less of the outer peripheral length B, more preferably 1/200 or less, and even more preferably 1/250 or less. Although a lower limit is not specifically limited, For example, it is preferable that it is 1 / 10,000 or more.
The groove depth D is preferably 3 times or more of the groove width C, and the upper limit is preferably 30 times or less, more preferably 20 times or less, and particularly preferably 15 times or less.
The ratio of the groove width C to the groove depth D is the linear distance of the perpendicular line extending from the center point of the straight part of the groove width C to the deepest point of the groove as shown in the enlarged view of FIG. This is obtained as the groove depth D.
In the present invention, the first requirement and the second requirement are combined to achieve the desired performance synergistically.
[0015]
The third requirement in the present invention is that 20 or more groove structures having the above sizes are formed in the fiber cross section. When the number of grooves is less than 20, the deodorizing performance with high immediate effect is not sufficient, and as a result, the intended performance is not sufficiently exhibited. Therefore, the number of grooves is preferably 25 or more, more preferably 45 or more. The upper limit of the number of grooves is not particularly limited, but is preferably 200 or less, more preferably 150 or less, and still more preferably 100 or less.
[0016]
The polymer constituting the fiber of the present invention can be basically used as long as it is a thermoplastic polymer. For example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polyhexamethylene terephthalate, polyethylene naphthalate. , Polyester polymers such as polylactic acid, aliphatic polyamides such as nylon 6, nylon 66, nylon 12 and the like, vinyl polymers such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyoxymethylene, polyphenylene Condensation polymers such as sulfides and polyurethanes, and molten liquid crystalline polymers such as polyarylates can be applied. Preferably, polyesters, polyamides, polyolefins, etc. System, a thermoplastic crystalline polymer of the polycondensation polymers are preferred.
[0017]
As a polymer used by this invention, the glass transition temperature (Tg) of 65 degrees C or less is preferable from the point of the deodorizing effect. The polyester polymer will be described in detail. In the case of a modified polyester (sometimes referred to as a copolyester), examples of the modified species include aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid and sebacic acid, and the amount of modification constitutes the polyester. 3 mol% to 15 mol% is preferable, more preferably 7 mol% to 10 mol%, based on the total acid component. When the amount of modification is less than 3 mol%, the glass transition temperature (Tg) does not reach 65 ° C. or less, making it difficult to exhibit the desired deodorizing performance, and when it exceeds 15 mol%, the fiberization processability deteriorates. Furthermore, polyesters such as polybutylene terephthalate (PBT), polylactic acid, and polytrimethylene terephthalate are used, preferably polybutylene terephthalate and polylactic acid, and polybutylene terephthalate is particularly preferable. PBT is mainly composed of dicarboxylic acid units mainly composed of terephthalic acid units and diol units mainly composed of 1,4-butanediol units, and typical examples thereof are composed only of terephthalic acid units and 1,4-butanediol units. And polybutylene terephthalate (hereinafter sometimes referred to as “PBT”).
[0018]
The polyester is preferably further modified with an aromatic dicarboxylic acid containing a sulfonate group effective for deodorizing ammonia. Specific examples of the sulfonate group-containing compound include 5-sodium sulfoisophthalic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid dimethyl ester, 5-sodium sulfoisophthalic acid diethyl ester, 5-potassium sulfoisophthalic acid, and 5-potassium sulfoisophthalic acid dimethyl ester. Benzenedicarboxylic acid having a metal sulfonate group such as 5-potassium sulfoisophthalic acid diethyl ester, 5-lithium sulfoisophthalic acid, 5-lithium sulfoisophthalic acid dimethyl ester, 2-sodium sulfoterephthalic acid or the like; Sodium sulfo-2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 4-sodium sulfo-2,6-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester, 6-sodium sulfo-1,4-naphthalenedicarboxylic acid Bon acid, naphthalene dicarboxylic acid or a lower alkyl ester having a metal sulfonate group such as 5-sodium sulfo-1,4-naphthalenedicarboxylic acid. Only one kind of the sulfonate group-containing compound may be used, or two or more kinds thereof may be used. The content of the compound is 0.5 mol% to 7.7% with respect to the total acid components constituting the copolymer polyester. An amount in the range of 0 mol% is preferred, more preferably in an amount in the range of 1.2 mol% to 5.0 mol%, in particular in an amount in the range of 1.5 mol% to 3.0 mol%. It is preferable. If the compound component is less than 0.5 mol%, the deodorizing performance of ammonia tends to be insufficient, whereas if it exceeds 7.0 mol%, the fiber physical properties of the resulting fiber tend to decrease. .
[0019]
The polyamide-based polymer used as a suitable polymer of the present invention will be described. As the aliphatic polyamide, polyamides mainly composed of the above-described nylon 6, nylon 66, metaxylenediamine nylon, and nylon 12 are preferable. Depending on the purpose, a polyamide having a high melting point or glass transition point may be used. In that case, a semi-aromatic polyamide having thermoplasticity is preferably used. Examples of such polyamide include a dicarboxylic acid and a diamine component, wherein 60 mol% or more of the dicarboxylic acid component is an aromatic dicarboxylic acid and 60 mol% or more of the diamine component is an aliphatic alkylene having 6 to 12 carbon atoms. Polyamide which is diamine is mentioned.
[0020]
As the aromatic dicarboxylic acid, terephthalic acid is preferable, and isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-phenylenedioxydiacetic acid, 1 , 3-phenylenedioxydiacetic acid, diphenic acid, dibenzoic acid, 4,4′-oxydibenzoic acid, diphenylmethane-4,4′-dicarboxylic acid, diphenylsulfone-4,4′-dicarboxylic acid, 4,4 ′ -Aromatic dicarboxylic acids such as biphenyldicarboxylic acid can be used alone or in combination of two or more. The content of the aromatic dicarboxylic acid is preferably 60 mol% or more of the dicarboxylic acid component, and more preferably 75 mol% or more.
[0021]
Examples of dicarboxylic acids other than the aromatic dicarboxylic acids include malonic acid, dimethylmalonic acid, succinic acid, 3,3-diethylsuccinic acid, glutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, adipic acid, 2-methyladipic acid, and trimethyl. Aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, pimelic acid, azelaic acid, sebacic acid, and suberic acid; and alicyclic dicarboxylic acids such as 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, These acids can be used alone or in combination of two or more. Among these, in order to increase the glass transition point of the polymer, it is preferable that the dicarboxylic acid component is 100% aromatic dicarboxylic acid.
Furthermore, a polyvalent carboxylic acid such as trimellitic acid, trimesic acid, pyromellitic acid or the like can be contained within a range where fiberization is easy.
[0022]
Further, 60 mol% or more of the diamine component is preferably composed of an aliphatic alkylene diamine having 6 to 12 carbon atoms. Examples of the aliphatic alkylene diamine include 1,6-hexanediamine and 1,8-octanediamine. 1,9-nonanediamine, 1,10-decanediamine, 1,11-undecanediamine, 1,12-dodecanediamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine, 3-methyl-1,5-pentanediamine, 2,2,4-trimethyl-1,6-hexanediamine, 2,4,4-trimethyl-1,6-hexanediamine, 2-methyl-1,8-octanediamine, 5-methyl-1,9-nonanediamine And the like. Of these, 1,9-nonanediamine alone or a combination of 1,9-nonanediamine and 2-methyl-1,8-octanediamine is preferred from the standpoint of fiberizing process properties and desired yarn quality.
The content of the aliphatic alkylene diamine is preferably 60 mol% or more of the diamine component, more preferably 75 mol% or more, and particularly preferably 90 mol% or more from the viewpoint of fiberizing process and yarn quality. preferable.
[0023]
Examples of diamines other than the above aliphatic alkylene diamines include aliphatic diamines such as ethylene diamine, propylene diamine, and 1,4-butane diamine; fats such as cyclohexane diamine, methyl cyclohexane diamine, isophorone diamine, norbornane dimethyl diamine, and tricyclodecane dimethyl diamine. Cyclic diamines; aromatic diamines such as p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, xylylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylether, or the like The mixture of these can be mentioned, These can use not only one type but 2 or more types.
[0024]
In the present invention, as long as the effect is not impaired, a stabilizer such as a copper compound, a colorant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, a flame retardant, and a plasticizer are added to the polyamide component. In addition, a lubricant and a crystal acceleration retarder can be added during the polymerization reaction or in a subsequent step. Addition of an organic stabilizer such as hindered phenol, a copper halide compound such as copper iodide, and an alkali metal halide compound such as potassium iodide as heat stabilizers improves the melt retention stability during fiberization. Therefore, it is preferable.
[0025]
The deodorant comprising a photocatalyst and an adsorbent can be added to the modified polyester by (1) a method of adding a deodorant during or immediately after the polymerization of the modified polyester, and (2) a deodorant in the modified polyester. A masterbatch is prepared by adding an agent, and a method of using the masterbatch, and (3) erasing at any stage until the modified polyester is spun (for example, polymer pellet preparation stage, melt spinning stage, etc.). There is a method of adding an odorant. Among these, in the method (1), a method of adding a deodorant to the raw slurry of the fiber-forming polymer, a method of adding a deodorant immediately after the prepolymer is produced and immediately before the prepolymer is further polycondensed, fiber A method of adding a deodorant immediately after polymerization of the forming polymer and still in a liquid state can be adopted, but the deodorant used in the present invention has a very high catalytic activity, so depending on the type of polymer. In some cases, the polymerization reaction may proceed, so care must be taken.
[0026]
The deodorant is added in the form of fine particles, but if the particles are added to the polymer as they are, fiber aggregation may be difficult due to aggregation of the particles, or only low strength can be obtained even if fiberized. Therefore, it is preferable to add it to the polymer in a slurry state dispersed in an appropriate dispersion medium.
[0027]
The photocatalyst constituting the deodorant used in the present invention refers to a photocatalyst that functions as a photooxidation catalyst by generating active radicals upon irradiation with light rays such as ultraviolet rays and oxidizing and decomposing many harmful substances and malodorous substances. For this reason, photocatalysts often belong to the category of oxidizing photocatalysts. When such a photocatalyst is used, deodorization can be performed over a long period of time because deodorization can be achieved using catalytic decomposition rather than a simple adsorption action. Furthermore, this photocatalyst not only decomposes harmful substances and malodorous substances, but also has a bactericidal action, an antibacterial action and the like.
[0028]
As a photocatalyst, various optical semiconductors can be used regardless of whether they are inorganic or organic, but they are often inorganic optical semiconductors. As the photocatalyst, for example, a sulfide semiconductor (CdS, ZnS, In 2 S Three , PbS, Cu 2 S, MoS Three , WS 2 , Sb Three S Three , Bi Three S Three ZnCdS 2 Etc.), metal chalcogenite (CdSe, In, etc.) 2 Se Three , WSe Three HgSe, PbSe, CdSe, etc.), oxide semiconductor (TiO 2 , ZnO, WO Three , CdO, In 2 O Three , Ag 2 O, MnO 2 , Cu 2 O, Fe 2 O Three , V 2 O Five , SnO 2 Etc.), and semiconductors other than sulfides and oxides include GaAs, Si, Se, CdP Three , Zn 2 P Three Etc. are also included. These photocatalysts can be used alone or in combination of two or more.
[0029]
Among these photocatalysts, sulfide semiconductors such as CdS and ZnS, TiO 2 ZnO, SnO 2 , WO Three Oxide semiconductors such as 2 ZnO and the like are preferable. There is no particular limitation on the crystal structure of the optical semiconductor constituting the above-described photocatalyst. For example TiO 2 May be any of anatase type, brookite type, rutile type, amorphous type and the like. Particularly preferred TiO 2 Includes anatase-type titanium oxide.
[0030]
The photocatalyst can be used in the form of a sol or gel and may be used in the form of a powder. When the photocatalyst is used in the form of powder, the average particle size of the photocatalyst can be selected within a range that does not impair the photoactivity and deodorization efficiency, and is, for example, 0.05 to 5 μm, preferably 0.05 to 1 μm. When the particle diameter exceeds 5 μm, for example, filter clogging and fluff cutting are likely to occur during melt spinning. In particular, when the fiber of the present invention is used as a fiber material for various garments, a fine yarn having a single yarn fineness of about 1 dtex is required, and when the particle size of the photocatalyst is increased, yarn breakage during stretching tends to be severe. .
[0031]
The amount of the photocatalyst used can be selected from a wide range that does not impair the catalytic activity depending on the fiber structure. For example, the photocatalyst is used in an amount of 0.1 to 25% by mass, preferably 0.3 to 20% by mass, and more preferably Is in the range of 0.5 to 15% by mass, particularly preferably in the range of 0.5 to 10% by mass.
[0032]
On the other hand, the adsorbent (tetravalent metal phosphate, divalent metal hydroxide) constituting the deodorant will be described. The group in the periodic table is not particularly limited as long as the tetravalent metal forming the phosphate is a tetravalent metal. Tetravalent metals include group 4 elements of the periodic table, for example, group 4A elements (titanium, zirconium, hafnium, thorium, etc.) and group 4B elements (germanium, tin, lead, etc.). Of these metals, metals belonging to Group 4A elements of the periodic table such as titanium, zirconium, hafnium, and Group 4B elements such as tin are preferable. Titanium and zirconium are particularly preferable.
[0033]
The phosphoric acid constituting the phosphate includes various phosphoric acids such as orthophosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, tetraphosphoric acid and the like. The phosphoric acid is often orthophosphoric acid, metaphosphoric acid or pyrophosphoric acid. Further, the phosphate includes a hydrogen phosphate such as hydrogen orthophosphate. In the present specification, unless otherwise specified, phosphoric acid means orthophosphoric acid.
[0034]
These tetravalent metal phosphates are usually water-insoluble or sparingly soluble. Furthermore, the phosphate may be a crystalline salt, but is preferably an amorphous salt. These tetravalent metal phosphates can be used alone or in combination of two or more.
[0035]
The divalent metal forming the hydroxide may be a divalent metal regardless of the group of the periodic table. Examples of the divalent metal include periodic table 1B elements such as copper, periodic table 2A elements such as magnesium, calcium, strontium and barium, periodic table 2B elements such as zinc and cadmium, periodic table 6A such as chromium and molybdenum. Examples include periodic group 7A elements such as group elements and manganese, and periodic group 8 elements such as iron, ruthenium, cobalt, rhodium, nickel and palladium. These divalent metal hydroxides may be used alone or in admixture of two or more.
[0036]
Preferred divalent metals include transition metals such as periodic table 1B elements such as copper, periodic table 2B elements such as zinc, periodic table 7A elements such as manganese, and periodic table 8 elements such as iron, cobalt and nickel. included. Copper, zinc, iron, cobalt and nickel are preferred.
[0037]
These divalent metal hydroxides are usually insoluble or hardly soluble in a weakly acidic to weakly alkaline region (pH 4 to 10). The hydroxide may be crystalline, but is often amorphous.
[0038]
The ratio of the tetravalent metal phosphate to the divalent metal hydroxide can be selected within a range that does not impair the catalytic activity, adsorption capacity for odorous components and deodorization capacity. For example, the metal atomic ratio ( (Divalent metal / tetravalent metal) = 0.1 to 10, preferably 0.2 to 7, and more preferably 0.2 to 5. In addition, when using combining a some phosphate and / or hydroxide, the metal atomic ratio based on the total amount of each metal should just be in the above-mentioned range. Further, a composition composed of a tetravalent metal phosphate and a divalent metal hydroxide may be combined by coprecipitation such as a mixed gel. In particular, when an adsorbent composed of a combination of a tetravalent metal phosphate and a divalent metal hydroxide and the above-mentioned photocatalyst are combined or used by coprecipitation, high catalytic activity is exhibited. In addition, various compounds such as odor components can be efficiently removed over a long period of time.
[0039]
The use amount of the adsorbent can be appropriately selected according to the structure of the fiber, similarly to the use amount of the photocatalyst. For example, 0.1 to 25% by mass, preferably 0.5 to 20% by mass, and further 1 The range of -10 mass% is preferable. In addition, the quantity of a photocatalyst is 1-1000 mass parts with respect to 100 mass parts of adsorbents, Preferably it is 10-750 mass parts, Furthermore, the range of 20-500 mass parts is preferable.
[0040]
The above deodorant may further contain another adsorbent (hereinafter referred to as an additional adsorbent). Such an additional adsorbent may be either an inorganic adsorbent or an organic adsorbent, and may be black, but it is a non-black adsorbent, preferably a light or white or colorless adsorbent such as blue. In many cases, an agent is used. Inorganic adsorbents include metal oxides such as aluminum oxide (alumina), silica (silicon dioxide), copper oxide, iron oxide, cobalt oxide and nickel oxide; silicates such as silica gel, silica sol and zeolite; montmorillonite, allophane, Examples include clay minerals such as sepiolite. The other adsorbent may be an adsorbent in which these components are combined by coprecipitation. Organic adsorbents include various ion exchange resins having ion-exchange functional groups such as carboxyl groups, sulfone groups, amino groups, organic acid adsorbents having the acidic functional groups, porous polyethylene, porous polypropylene, porous And porous resins such as porous polystyrene and porous polymethyl methacrylate.
[0041]
The type of the additional adsorbent can be appropriately selected according to the use of the fiber and the odor component. For example, when the fiber is exposed to a high temperature during the production or use of the fiber, the use of an inorganic adsorbent is preferable. Further, the additional adsorbent can be used alone or in combination of two or more, and mixed or coprecipitated with at least one component selected from a photocatalyst, a tetravalent metal phosphate and a divalent metal hydroxide. It may be combined by such as.
[0042]
The adsorbent constituting the deodorant described above may be combined with silicon dioxide useful for increasing the specific surface area and increasing the adsorption capacity. Examples of silicon dioxide include an inorganic polymer having a high molecular weight, a composite compound of silicon dioxide and tetravalent metal phosphate, and the like. The silicon dioxide may be hydrous silicon dioxide. Such silicon dioxide may be crystalline, but is preferably amorphous. The content of silicon dioxide can be selected within a range in which the catalytic activity and adsorption performance of the photocatalyst are not lowered. For example, the metal / silicon adsorbent metal is 0.2 to 10 in terms of metal atomic ratio with respect to the adsorbent, preferably 0. The range of .5 to 8, more preferably 1 to 7 is preferable.
[0043]
The above-mentioned deodorant may contain an antibacterial metal component (for example, silver, copper, zinc, lead, etc.), particularly a silver component, together with or without the additional adsorbent. . A composition containing a silver component among antibacterial metal components has high antibacterial performance and also has a broad antibacterial spectrum. The silver component may be metallic silver, AgCl, AgF, AgF 2 Silver halide such as Ag, Ag 2 Silver oxide such as O and AgO, AgS 2 Sulfides such as Ag 2 SO Four , Ag 2 CrO Four , Ag Three PO Four , Ag 2 CO Three , Ag 2 O Three It may be an inorganic compound such as an oxyacid salt. The silver component may be an adsorbent or a complex with an additional adsorbent. The silver component may be water-soluble, but is preferably water-insoluble or poorly water-soluble. These silver components can be used alone or in combination. The silver component can be easily introduced into a photocatalyst, an adsorbent, an additional adsorbent and the like by a conventional method such as an ion exchange method or a coprecipitation method. The content of the silver component is 0.1 to 10% by mass, preferably 0.5 to 8% by mass, and more preferably 0.5 to 7% by mass in terms of metallic silver with respect to the entire deodorant and additional adsorbent. A range is preferred.
[0044]
In the present invention, the total amount of the deodorant, additional adsorbent and silver component added as necessary is within a range that does not impair the properties of the fiber and the fiber forming process, for example, 0.1 to 30 with respect to the entire fiber. The range of mass%, preferably 0.5 to 25 mass%, more preferably 1 to 20 mass% is preferable.
[0045]
The deodorant component can be obtained by various conventional methods. For example, by mixing tetravalent metal phosphates, divalent metal hydroxides and photocatalysts with additional adsorbents (such as silicon dioxide) and / or silver components as necessary, deodorant components Can be easily obtained. At the time of mixing, the respective granular components obtained by pulverization or the like may be mixed.
[0046]
The photocatalyst can be adjusted according to a conventional method, for example, a method for producing a water-insoluble precipitate from an aqueous solution containing metal ions corresponding to the photocatalyst, a method for preparing from a metal alkoxide, a gas phase method for oxidizing at a high temperature, .
[0047]
In producing the photocatalyst, a compound containing a component corresponding to the catalyst can be used. A description will be given by taking titanium oxide as an example. TiCl as such component Four TiF Four , TiBr Four Titanium halide such as Ti (SO Four ) 2 , TiOSO Four Sulfates such as (CH Three O) Four Ti, [CH Three (CH 2 O] Four Ti, [(CH Three ) 2 CHO] Four Ti, [CH Three (CH 2 ) Three O] Four Ti, [(CH Three ) 2 CHCH 2 O] Four C such as Ti 1-6 Alkoxy titanium or the like can be used. In addition, a titanium oxide sol adjusted in advance may be used.
[0048]
Further, the deodorant component is a solution containing a component corresponding to a tetravalent metal ion, a divalent metal ion and a photocatalyst, or an aqueous solution containing two or more kinds of metal ions among these metal ions. It can also be obtained by a method of forming a mixed precipitate of insoluble substances. The mixed precipitate obtained by this method is usually gel-like and becomes a mixture having an amorphous structure upon drying. In this method, the component corresponding to the photocatalyst is preferably adjusted in advance to an appropriate crystal structure and added to the aqueous solution.
[0049]
Various aqueous solution metal compounds are used for the preparation of an aqueous solution containing tetravalent metal ions, divalent metal ions and silver ions. Examples of such water-soluble metal compounds of divalent metals, tetravalent metals, and silver include various metal salts and metal alkoxides. As a metal salt, in addition to a normal metal salt (normal salt), an acid salt, an oxy salt, another double salt, or a metal salt in the form of a complex salt may be used. The metal salt may be a compound that dissolves in an acidic solution, even if it is an insoluble compound in the vicinity of a neutral pH of an aqueous solution. Specific examples include the following compounds.
[0050]
(1) Halides such as metal fluorides, chlorides, bromides, iodides, (2) sulfates, ammonium sulfates, other sulfates (inorganic acid salts), (3) nitrates (inorganic acid salts), ( 4) Other inorganic acid salts such as chlorate, perchlorate, thiocyanate, diammine silver sulfate, diammine nitrate, chromate, (5) Organics such as acetate, formate, oxalate, etc. Examples thereof include acid salts, (6) oxymetal salts (oxymetal salts in the form of halides, inorganic acid salts, and organic acid salts), and (7) metal alkoxides.
[0051]
Of these metals, inorganic acid salts, particularly strong acid salts such as sulfates and nitrates, are often used. Of the tetravalent metal compounds, oxymetal salts are often used as titanium compounds and zirconium compounds.
[0052]
Water-soluble silicate compounds that are the source of silicate ions for silicon dioxide include alkali metal silicates such as sodium silicate and potassium silicate, and alkaline earth silicates such as calcium silicate and barium silicate. Examples thereof include metal salts and ammonium silicate. Silicon dioxide does not need to be water-soluble. For example, silicon dioxide xerogel (silica gel), hydrosol or hydrogel can be used as a raw material. As the silicate ion source, alkali silicates, preferably alkali metal silicates, hydrosols, and hydrogels are usually used. In particular, sodium silicate is preferable in terms of cost and handling.
[0053]
To produce tetravalent metal phosphates and divalent metal hydroxides, the divalent metal hydroxides can be produced in the presence of tetravalent metal phosphates and divalent metal ions. . For example, (i) a tetravalent metal phosphate may be produced in an aqueous solution in which a tetravalent metal ion and a divalent metal ion coexist, and then a divalent metal hydroxide may be produced, and (ii) A tetravalent metal phosphate may be generated in advance in an aqueous solution not containing a divalent metal ion, and then an aqueous solution containing a divalent metal ion may be added to generate a divalent metal hydroxide.
[0054]
In the method (i), when the composition is formed using an aqueous solution in which tetravalent metal ions and divalent metal ions coexist, the divalent metal is stirred while stirring the aqueous solution containing the tetravalent metal compound and the divalent metal compound. It is only necessary to add phosphoric acid or a phosphate while producing a precipitate of a tetravalent metal phosphate while suppressing the formation of the insoluble hydroxide. In this method, the pH of the aqueous solution containing the tetravalent metal compound and the divalent metal compound is usually in the acidic range, for example, the pH is in the range of 0 to 6, and if necessary, the formation of the divalent metal hydroxide is suppressed. Therefore, an acid may be added to adjust the pH to 4 or lower, which is an acidic range, and phosphoric acid or phosphate may be added.
[0055]
When adjusting the pH of the aqueous solution, an appropriate alkali or acid can be used. As the alkali, alkali metal or alkaline earth metal hydroxides (sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide and the like), inorganic bases such as ammonia, and organic bases such as trimethylamine, triethylamine and triethanolamine can be used. As the acid, inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid, and organic acids such as acetic acid, trichloroacid, trifluoroacetic acid, formic acid and oxalic acid can be used.
[0056]
Examples of the phosphoric acid or phosphate used for the production of the insoluble phosphate include orthophosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, and alkali metal salts (sodium salt, potassium salt, etc.) and ammonium salts thereof. Specifically, the phosphate includes monobasic sodium phosphate, dibasic sodium phosphate, tribasic sodium phosphate [these are simply referred to as sodium phosphate], potassium phosphate, ammonium phosphate, sodium metaphosphate. , Potassium metaphosphate, sodium pyrophosphate, potassium pyrophosphate and the like.
[0057]
In the method (i), the produced tetravalent metal phosphate is usually precipitated more sufficiently than aging. As the aging method, a conventional method, for example, a method of leaving at room temperature for a long time, a method of leaving at a temperature of 100 ° C. or less for a long time, a method of heating to reflux and the like can be used.
[0058]
When the pH is adjusted to a neutral range, for example, pH 4 to 12, by addition of alkali after completion of aging, a divalent metal hydroxide can be generated. In addition, the production | generation of the said hydroxide is carried out in liquid in parallel in neutral range, for example, the range of pH 4-12, for the alkali and the solution containing the tetravalent metal phosphate after completion | finish of ripening, and a bivalent metal ion. You may carry out by adding to. In the pH range as described above, a precipitate composed of a divalent metal hydroxide is formed, and the formed hydroxide precipitate and the precipitate of a tetravalent metal insoluble phosphate precipitate, precipitate mixture, or coexist. It forms as a sediment mixture. In the production of a divalent metal hydroxide, the reaction system may be heated when the reaction at room temperature is slow. Moreover, you may make it react at the temperature of 100 degreeC or more under pressure as needed. Stirring may be performed by bubbling using air.
[0059]
In the method (ii), a tetravalent metal phosphate precipitate and a divalent metal hydroxide can be produced according to the method (i). That is, phosphoric acid or a phosphate is added to an aqueous solution containing the tetravalent metal ion and not containing the divalent metal ion to form a phosphate in advance. After aging the produced phosphate as necessary, the pH is adjusted to an acidic range of 4 or less if necessary, an aqueous solution containing a divalent metal ion (for example, an aqueous solution containing a metal salt) is added and mixed, and Similarly, a mixed precipitate may be generated by adjusting the pH to a neutral range of 4 or more. In this method, the aging of the tetravalent metal phosphate may be performed in a relatively short time.
[0060]
The photocatalyst may be added to the reaction system for generating a tetravalent metal phosphate and a divalent metal hydroxide, for example, in the form of powder, and the tetravalent metal phosphate and / or the divalent metal. After the hydroxide is produced, it may be added to the reaction system or the produced precipitate.
[0061]
Furthermore, the photocatalyst may be formed simultaneously with the formation of a tetravalent metal phosphate and / or a divalent metal hydroxide. For the production of the photocatalyst, the above methods (i) and (ii) can be used. For example, when producing titanium oxide, titanium halide such as titanium chloride, inorganic acid salt (sulfate such as titanium sulfate) or alkoxide is added to the reaction system as necessary, and the pH of the reaction system is neutral or alkaline. It can be generated by adjusting.
[0062]
In the case of preparing a composition containing silicon dioxide, silicon dioxide and / or silicate ion species may be added in at least one step of the precipitate formation reaction, and a photocatalyst component and the like are produced. A precipitate and silicon dioxide may be mixed. In addition, when producing | generating silicon dioxide with the production | generation of the said precipitate, alkaline silicate solution (For example, sodium silicate, potassium silicate, etc.) can be used instead of an alkali. When using a silicate ion species, hydrous silicon dioxide can be produced by adjusting the pH to a neutral range of 4 to 12 together with the production of a divalent metal hydroxide.
[0063]
Further, regarding the silver component, as in the case of the silicon dioxide, a deodorizing component containing a silver component by adding a silver component, for example, a silver water-insoluble compound and / or a silver ion species in at least one step of the precipitation product reaction. Can be obtained. In addition, silver components such as silver ions can be easily converted into at least one or two or more of the above-mentioned photocatalyst, phosphate, hydroxide, silicon dioxide and these components by a conventional method such as an ion exchange method or an impregnation method. Can be supported.
[0064]
The precipitate thus obtained may be purified by a conventional method as necessary. For example, the reaction liquid containing a precipitate such as the mixed precipitate is filtered, washed with a washing solvent such as warm water or water, and purified by removing impurities such as anion species of the metal salt and drying. A deodorant component can be obtained. The filtration can be performed using a filter paper, a filter cloth, or the like, under normal temperature, normal pressure, reduced pressure, or increased pressure, and may be performed using a centrifugal separation method, a vacuum filtration method, or the like. Further, when cleaning, an inclined cleaning method or the like may be used. The drying operation may be performed by a conventional method, for example, air drying, or may be performed at a temperature lower than the decomposition temperature of the deodorant component, for example, at a heating temperature of about 400 ° C. or less, preferably 200 ° C. or less. Good.
[0065]
In the deodorant fiber of the present invention, the thickness of the fiber is not particularly limited, and the shape in the length direction of the fiber is not limited. That is, it may be a fiber having the same diameter in the length direction of the fiber, may be a thick and thin thick and thin fiber, or may be a fiber other than that. Further, the fiber may be either a short fiber or a long fiber, and when the fiber product is a yarn, it may be a spun yarn, a multifilament yarn, or a composite yarn of short fibers and long fibers. Furthermore, the fiber of the present invention includes an air entanglement process such as false twisting, interlacing, and Taslan (Hebaline Fiber Technology Inc registered trademark) process, crimping process, anti-shrinking process, and anti-corrosion depending on the use and type of fiber. Arbitrary processing / processing such as processing, hydrophilic processing, waterproof processing, and anti-dyeing processing may be performed. In addition to the deodorant described above, the deodorant fiber of the present invention includes various additives used for the fiber according to the type of fiber, such as an antioxidant, a flame retardant, an antistatic agent, a colorant, a lubricant, You may contain an antibacterial agent, an insecticide / acaricide, a fungicide, an ultraviolet absorber, a matting agent, etc.
[0066]
The deodorant fiber of the present invention can be used as various fiber products, such as yarns; fabrics such as woven fabrics, knitted fabrics and nonwoven fabrics; pile fabrics such as pile woven fabrics and pile knitted fabrics; clothing formed from these fabrics. And other body-wearable products; interior products; bedding; food packaging materials. Specifically, clothing and body such as underwear, sweater, jacket, pajamas, yukata, white robe, slacks, socks, gloves, stockings, apron, mask, towel, handkerchief, supporter, head hand, hat, shoe insole, interlining Wear items: various carpets, curtains, goodwill, wallpaper, shoji paper, paper, fiber blinds, artificial ornamental plants, fabrics for upholstery such as chairs, table cloths, electrical product covers, tatami mats, futon filling Etc.), futon side, sheets, blankets, duvet covers, pillows, pillow covers, bed covers, bed filling materials, mats, sanitary materials, toilet seat covers, wiping cloths, filters such as air purifiers and air conditioners Can be mentioned.
[0067]
The deodorant fiber of the present invention and the fiber product using the fiber are a basic odor component such as ammonia and amines, an acidic odor component such as acetic acid, formalin, and acetaldehyde under irradiation of sunlight, fluorescent lamp, ultraviolet lamp, etc. The odorous component can be decomposed quickly and for a long period of time to a large amount of neutral odorous components such as non-bromide. Therefore, even tobacco odors containing a large number of odor components can be efficiently removed, and it is effective for deodorizing indoors and cars. It is also effective for deodorizing aldehydes such as formalin and acetaldehyde generated from furniture and new building materials.
[0068]
Furthermore, deodorant fibers containing deodorant components effectively deodorize by adsorbing acidic odor components, basic deodorant components, etc. without irradiating light, such as sunlight, fluorescent lamps, ultraviolet lamps, etc. Under light irradiation, the synergistic effect of the oxidative decomposition action of the photocatalyst and the high adsorption action of the adsorbent not only enhances the deodorizing performance for acidic odor components and basic odor components, but also neutral odor components such as aldehydes. In contrast, it exhibits a high deodorizing effect, and the effect lasts for a long time. In addition, even if some oxidative decomposition products (for example, acetic acid is produced in the case of acetaldehyde) are released due to the action of the photocatalyst and may cause a new odor, Oxidative decomposition products can be adsorbed. Therefore, it is possible to prevent the release or detachment of oxidative decomposition products and further improve the deodorization efficiency, and the substance adsorbed on the adsorbent is further decomposed by the photocatalyst, so the deodorization effect lasts for a long time. is there.
[0069]
In the light irradiation, a light beam having a wavelength corresponding to the photocatalyst can be used. The wavelength of this light beam may be a wavelength that excites the photocatalyst, but usually it is a light beam containing ultraviolet rays. When titanium oxide is used as the photocatalyst, the catalytic function can be sufficiently effective even with sunlight or light from a fluorescent lamp. In addition, light irradiation is normally performed in presence of oxygen containing base | substrates, such as oxygen and air.
[0070]
Furthermore, in the present invention, antibacterial performance is also achieved by using a photocatalyst. That is, when a photocatalyst such as titanium oxide is irradiated with light having the band gap energy, electrons are excited from the valence band, and electrons are generated in the conductor and holes are generated in the valence band. These electrons and holes have a reducing ability and oxidizing ability rich in reactivity, respectively, and can induce a catalytic reaction on the catalyst surface. By utilizing this high reducing ability and oxidizing ability, various harmful substances can be oxidatively decomposed to be harmless and sterilized.
[0071]
The deodorizing fiber of this invention can maintain a deodorizing effect over a long period of time by the above-mentioned deodorant. However, even with this deodorant alone, even if it is possible to reduce the high concentration odor component to some extent, it is not possible to completely suppress the low concentration odor component to “zero”, and the cross section of the fiber Only by specifying the structure and containing tetravalent metal phosphates, divalent metal hydroxides and photocatalysts can efficiently remove low-concentration odor components to almost zero. Can do it.
[0072]
Next, the manufacturing method of the fiber of this invention is demonstrated. The cross-sectional photograph of the fiber of FIG. 3 shows an example of a composite fiber that is an intermediate fiber for producing the fiber of the present invention. In this example, a fiber body (gray portion in FIG. 3) made of polymer component X and polymer component Y (sharp rust-like white portion in FIG. 3) that is more soluble or decomposable than component X are present. They are compounded radially in the fiber cross section. Then, by dissolving or decomposing and removing a predetermined amount of component Y from the composite fiber, the fiber body becomes the fiber of the present invention having a chestnut-like cross section. The chestnut shape means, for example, a shape as shown in the schematic diagram of FIG.
[0073]
As the polymer component Y forming the fiber body, any polymer component Y can be adopted as long as it is relatively soluble or decomposed with respect to the solvent or the drug as compared with the polymer component X. Now, when using a polyester-type polymer for Y component, it is preferable to use polyester whose Y dissolution rate is 5 times or more, preferably 10 times or more faster than that of X component. For example, 1-5 mol% of 5-sodium sulfoisophthalic acid, 5-30 mass% of polyalkylene glycol, and a copolymerized polyester obtained by copolymerizing a diol component and a dicarboxylic acid component that have been used conventionally are employed. can do.
[0074]
In the present invention, the groove depth D can be arbitrarily controlled by changing the removal rate of the polymer component Y or appropriately setting a combination of polymers having different dissolution / decomposition rates. The groove width C can be arbitrarily controlled by changing the composite ratio of the polymer component X and the polymer component Y, or by using a nozzle component in which the number of wedge portions is changed.
[0075]
As the polymer component Y, the fiber of the present invention can also be obtained by using water-soluble thermoplastic polyvinyl alcohol instead of polyester having a high alkali dissolution rate. The polyvinyl alcohol polymer used is preferably a polyvinyl alcohol having a viscosity average polymerization degree of 200 to 500, a saponification degree of 90 to 99.99 mol%, and a melting point of 160 to 230 ° C., and even a homopolymer is a copolymer. However, from the viewpoint of melt spinnability, water solubility, and fiber physical properties, a copolymerized polyvinyl alcohol modified by 0.1 to 20 mol% with α-olefin having 4 or less carbon atoms such as ethylene and propylene is used. It is preferable. In this case, after manufacturing the radial conjugate fiber as shown in FIG. 3, the polyvinyl alcohol component can be dissolved and removed by hot water treatment to obtain the fiber of the present invention.
In addition, as long as the combination of the polymer component X and the polymer component Y is determined, the composite fiber serving as the intermediate of the present invention can be made into fiber using a conventionally known composite spinning apparatus. . However, since the stable spinning becomes more difficult as the number of grooves is increased, it is preferable to carefully set the structure of the spinning pack and the spinning conditions.
[0076]
In the present invention, as shown in FIG. 2, in addition to the round cross-sectional shape fiber having a large number of wedge-shaped grooves, the cross-sectional shape is not limited as long as it is within the range satisfying the provisions of the present invention. There may be. Specifically, the fiber cross-section has changed to a pentagonal or hexagonal-like shape by high-order processing such as false twist crimping, or by using a modified cross-section nozzle during spinning, a trilobal shape, a T-shape, Various cross-sectional shapes such as a multi-leaf shape such as a four-leaf shape, a five-leaf shape, and a six-leaf shape, and a hollow shape such as a single-hole hollow and a two-hole hollow or more are available.
[0077]
The single fiber fineness of the fiber of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 10 dtex. Moreover, it can be used not only as long fibers but also as short fibers.
[0078]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, unless otherwise indicated, the part and% in an Example are related with mass.
[0079]
(1) Deodorization test
a. Initial performance
Under normal incandescent fluorescent light irradiation (500 lux), 3 g of sample was placed in a Tedlar bag (volume: 3 liters) that was allowed to stand at a distance of 15 cm and sealed, and then air containing a predetermined concentration of odorous components was removed using a syringe. It poured into the Tedlar bag so that it might be 3 liters. The injected gas was ammonia 40 ppm, hydrogen sulfide 15 ppm, (acetic acid 40 ppm), and acetaldehyde 50 ppm. After injecting the gas, the gas in the Tedlar bag is sampled with a microsyringe after a specific time has elapsed, and the gas concentrations of hydrogen sulfide, acetic acid, and acetaldehyde are measured by gas chromatography (GC-7A type, manufactured by Shimadzu Corporation). The removal rate was calculated by the following formula. For ammonia, a gas detector tube (manufactured by Kitagawa, for ammonia) was used, and the gas concentration in the Tedlar bag was directly measured to calculate the removal rate of odor components. Similarly, measurement under light shielding was also performed.
Removal rate (%) = [(C 0 -C) / C 0 ] × 100
C 0 : Initial gas concentration
C: Gas concentration after 1 hour
[0080]
(2) Antibacterial performance evaluation
The bacterial solution of the test bacteria was dropped onto the sample, and the number of viable bacteria was measured after culturing at 35 ° C. for 8 hours under light irradiation (30 cm under 2 fluorescent lamps) or under light shielding. A standard nylon cloth was used as a control cloth.
[0081]
Example 1
As polymer component X, 2.5 mol% 5-sodium sulfoisophthalic acid dimethyl ester copolymerized polybutylene terephthalate (PBT) added with 5% by mass of the above deodorant with a twin-screw extruder was used. Using a melt-modified polyvinyl alcohol (manufactured by Kuraray, saponification degree: 98.5, ethylene content: 8.0 mol%, polymerization degree: 380), the composite ratio of component X and component Y is 3: 1 by mass. Each was melted with a separate extruder, and radial composite fibers having 50 wedge shapes formed of component Y in the cross section shown in FIG. 3 were discharged from the composite spinning nozzle. Next, after the yarn discharged from the spinneret was cooled by a 1.0 m long horizontal blowing type cooling air device, the length was continuously set at a position of 1.3 m from directly below the spinneret. , Introduced into a tube heater with an inner diameter of 30 mm (inner wall temperature 180 ° C.) and stretched in the tube heater, and then an oil agent was applied to the fiber coming out of the tube heater, followed by a take-up speed of 3500 m / min via a roller. To produce a 111 dtex / 24 filament radial composite fiber.
The fiberization processability was good and no problem. A plain woven fabric having a warp density of 90 yarns / 25.4 mm and a weft yarn density of 85 yarns / 25.4 mm was prepared using the obtained composite fibers as warp yarns and weft yarns. After scouring this plain woven fabric, the woven fabric was treated in hot water for 40 minutes, and the component Y was selectively dissolved and removed so as to have a predetermined groove depth.
Then, deodorant performance and antibacterial performance were evaluated. The results are shown in Table 2. The odor component was removed with a high removal rate. Moreover, the antibacterial performance was also excellent. In addition, when the same textile fabric was left still in the atmosphere of 18 ppm of ammonia and the deodorizing effect was measured (under light irradiation), ammonia was completely deodorized in 12 hours. An odor component having a concentration as low as 18 ppm could be completely removed.
[0082]
Examples 2-3
Except that the surface groove shape of the fiber and the cross-sectional shape of the fiber were changed as shown in Table 1, fiberization and production and evaluation of the woven fabric were performed in the same manner as in Example 1.
[0083]
Examples 4-6
Defibration, woven fabric preparation, and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the deodorant species / addition amount, the surface groove shape of the fiber, and the cross-sectional shape of the fiber were changed as shown in Table 1.
[0084]
Examples 7 and 8
Polymer component X was changed to 10 mol% sebacic acid, 1.7 mol% 5-sodium sulfoisophthalic acid dimethyl ester copolymer polyester, and the deodorant species / addition amount, fiber surface groove shape and fiber cross-sectional shape are shown in Table 1. Except for the changes as shown, fiberization, woven fabric preparation and evaluation were performed in the same manner as in Example 1.
[0085]
Example 9
The polymer Y component uses polyethylene terephthalate of [η] 0.52 obtained by copolymerizing 8% by mass of polyethylene glycol having a molecular weight of 2000 and 5 mol% of 5-sodium sulfoisophthalic acid, and the spinning oil agent includes water-containing antistatic component. And using a smoothing agent component, fiberizing was carried out in the same manner as in Example 1 except that the surface groove shape of the fiber and the cross-sectional shape of the fiber were changed as shown in Table 1, and in the same manner A woven fabric was created. Thereafter, it was immersed in an alkaline aqueous solution (liquid temperature: 100 ° C.) having a caustic soda of 20 g / l and a bath ratio of 1:30 to dissolve and remove the polymer component Y.
[0086]
Example 10
The polymer component X was changed to nylon 6 and fiberization, woven fabric preparation and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the surface groove shape of the fiber and the cross-sectional shape of the fiber were changed as shown in Table 1. .
[0087]
Comparative Examples 1-4
It implemented by the method similar to Example 1 except having set so that the surface groove | channel structure shown in Table 1 might be formed. The resulting woven fabric did not have a sufficiently good texture.
[0088]
Comparative Examples 5 and 6
Comparative Example 5 was carried out in the same manner as in Example 18 except that nylon 6 was used as the polymer component X and the surface structure was set to the structure shown in Table 1. Comparative Example 6 was carried out in the same manner as in Example 19 except that polypropylene was used as the polymer component X and the surface structure was set to the structure shown in Table 1. In any case, the wiping performance using the obtained knitted fabric was insufficient.
[0089]
[Table 1]
Figure 0004115880
[0090]
[Table 2]
Figure 0004115880
[0091]
【The invention's effect】
The fiber of the present invention exhibits various characteristics due to the surface groove structure, can deodorize not only high concentration odor components, but also almost completely low concentration odor components, and further antibacterial performance -It is possible to provide fibers that have both wiping properties. In addition, it has a good texture for clothing. Therefore, the fiber of the present invention is useful for various uses such as clothing materials and daily life materials.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an electron micrograph showing the form of the fiber of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a cross section of the fiber of the present invention.
FIG. 3 is a fiber cross-sectional photograph showing an example of the form of a composite fiber for obtaining the fiber of the present invention.

Claims (4)

四価金属のリン酸塩、二価金属の水酸化物および光触媒を含有する熱可塑性ポリマーからなり、繊維の長さ方向に沿って、繊維表面に20個以上の溝を有する繊維であって、該繊維の横断面の重心点から繊維外周部の一番遠い点までの直線距離をAとするとき、繊維横断面の外周長Bが該直線距離Aの10倍以上になっており、該溝の巾Cは外周長Bの50分の1以下であり、溝の巾の2倍以上の溝の深さDを有していることを特徴とする繊維。  A fiber comprising a thermoplastic polymer containing a tetravalent metal phosphate, a divalent metal hydroxide and a photocatalyst, and having 20 or more grooves on the fiber surface along the length direction of the fiber, When the linear distance from the center of gravity of the cross section of the fiber to the farthest point on the outer periphery of the fiber is A, the outer peripheral length B of the fiber cross section is more than 10 times the linear distance A, and the groove The width C of the fiber is 1/50 or less of the outer peripheral length B, and has a groove depth D that is at least twice the width of the groove. 熱可塑性ポリマーがガラス転移温度(Tg)65℃以下である請求項1に記載の繊維The fiber according to claim 1, wherein the thermoplastic polymer has a glass transition temperature (Tg) of 65 ° C or lower. 熱可塑性ポリマーが金属スルホネート基を含有するジカルボン酸成分を少なくとも0.5モル%〜7.0モル%共重合されている変性ポリエステルからなる請求項1に記載の繊維。The fiber according to claim 1, wherein the thermoplastic polymer comprises a modified polyester copolymerized with at least 0.5 mol% to 7.0 mol% of a dicarboxylic acid component containing a metal sulfonate group. 請求項1に記載の繊維からなるワイピングクロスA wiping cloth comprising the fiber according to claim 1.
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