JP4348327B2

JP4348327B2 - 光触媒機能を有する繊維布およびその製造方法

Info

Publication number: JP4348327B2
Application number: JP2005293362A
Authority: JP
Inventors: 茂野原
Original assignee: シルバーオックス株式会社
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2025-10-06
Also published as: JP2007098327A

Description

本発明は、主として汗や尿の悪臭を消臭すると共に、汗や尿が繊維布に染み込んで黄ばみの跡形がついても痕跡を消去できる光触媒機能を有する繊維布およびその製造方法に関するものである。

近年、衛生、清潔志向の意識が高まり、種々の分野において、消臭、抗菌、防汚といった機能に対する要求が高くなってきている。特に衣料品の分野においては、身体に直接着けることからその要望が大きく、例えば、汗をかいても悪臭を消臭する繊維を用いたインナーウエアーおよびアウターウエアーが多く用いられている。

一般的に悪臭の元としては、尿のアンモニア臭、汗の酢酸臭、足のムレのイソ吉草酸臭
、卵の腐った硫化水素臭、魚の腐ったトリメチルアミン臭、野菜の腐ったメチルメルカプタン臭などがあり、それぞれの消臭成分に対して消臭効果のある消臭性能を有する物質で消臭している。

すなわち、上記のような種々の悪臭を絶つ方法としては、臭いの元となる物質を化学的
に中和分解させる方法、および人の臭覚にマスキングをするために芳香剤を用いる方法などが主流になっているが、これは、臭いの元となる物質に直接働きかけて臭い元を断つというものではなく、居住空間に散布して臭いを感じなくさせると言うものであり無駄が多かった。

また、衣類などの繊維布への消臭加工としては、消臭剤や抗菌剤をバインダーで繊維表
面に固着したもの（例えば、特許文献１）、消臭剤や抗菌剤を繊維内部に練り込んだものなどがある（例えば、特許文献２）。
特開昭６３−１３５５１２号公報特開平２−２８９１４８号公報

しかしながら、上記特許文献１のバインダーで繊維表面に固着したものは、繰り返し行われる洗濯によって消臭剤が剥がれてしまい消臭機能が低下すると言う問題がある。他方
、上記特許文献２の繊維内部に練り込んだものは、耐久性に優れて長期間の使用に適するが、臭いの元と化学反応を誘引することができず、中和や分解で消臭成分を除去することが不充分となり、消臭機能そのものの効果を引き出すことに無理があった。

また、近年、光触媒機能を利用して活性酸素を発生させ、この活性酸素で消臭や抗菌だ
けでなく、汚れを除去することも提案されているが、例えば、失禁などによる尿の染み込みで繊維布に黄ばみの跡形が生じた場合、その跡形は消去できず、洗濯による消去にたよっているが跡形はなかなか消失できないと言った問題点があった。

本発明は、上記のような問題を解決することを課題として研究開発されたもので、汗や尿の悪臭を消す消臭性と抗菌性および汗や尿を吸い込んで繊維布に着いた黄ばみの跡形を消失することができる光触媒機能を有する繊維布およびその製造方法を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決し、その目的を達成する手段として、本発明では、銀ゼオライトと酸化亜鉛と二酸化ケイ素がバインダー樹脂により固着されている繊維布であって、該繊維布に銀ゼオライトの成分付着量が０．０３〜１％ｏｗｆ、酸化亜鉛の成分付着量が０．１〜１％ｏｗｆ、二酸化ケイ素の成分付着量が０．０１〜０．１％ｏｗｆ付着している光触媒機能を有する繊維布を開発し、採用した。

また、本発明の光触媒機能を有する繊維布の製造方法は、銀ゼオライトと酸化亜鉛と二酸化ケイ素とバインダー樹脂を含有する加工剤処理液中に繊維布を浸漬して、該繊維布に銀ゼオライトの成分付着量を０．０３〜１％ｏｗｆ、酸化亜鉛の成分付着量を０．１〜１％ｏｗｆ、二酸化ケイ素の成分付着量を０．０１〜０．１％ｏｗｆ付着させることを特徴とする光触媒機能を有する繊維布の製造方法を開発し、採用した。

本発明は、銀ゼオライトにより天然のイオン交換作用を働かせ陽イオン化した銀の働きで微生物、特に皮膚の常在菌であり臭いの元となる黄色ブドウ球菌の繁栄増殖を抑えこみ抗菌効果があって清潔で衛生的になる。また、ゼオライトの微細孔に臭気成分を吸い込み、天然鉱石であるがイオン交換樹脂作用と同等の働きをし、微細孔内部で臭気成分を中和分解する働きにより消臭効果がより強力になる。特にアンモニア（尿）、酢酸の消臭効果が大である。

さらに、酸化亜鉛と二酸化ケイ素とにより光触媒作用が働き、尿中の蛋白質他有機化合物の分解が起こり、併せて黄色い色素のビリルビンを無色透明のサイクロビリルビンに化学変化せしめることにより、これまで達成できなかった汗や尿などによる不純老廃物の跡形の汚れや黄ばみを解消できる。

また、繊維布に付着する銀ゼオライトの成分付着量が０．０３％〜１％ｏｗｆ、酸化亜鉛の成分付着量が０．１〜１％ｏｗｆ、二酸化ケイ素の成分付着量が０．０１〜０．１％ｏｗｆ付着し臨界的に規定したことにより、相互に関連し合って、光触媒の強い酸化作用の繊維布への悪影響が回避されると共に、長期間に亘って消臭、抗菌効果を有するばかりでなく、汗や尿などによる不純老廃物の跡形の汚れや黄ばみの解消を達成できる。

本発明に用いる銀ゼオライトは、アルカリまたはアルカリ土類元素の多孔質物質であるアルミノケイ酸塩からなる沸石（ゼオライト）に、銀をイオン交換によって担持した微粉末であり、ゼオライトの微細孔に臭気成分を引き寄せると共に、イオン交換によって微細孔内部で臭気成分を中和分解して消臭効果を発揮する。

上記アルミノケイ酸塩（銀ゼオライト）３０％、水７０％の混合液を加工剤処理液中に１〜３0ｇ／リットルの配合量で配合されるのが好適である。３０ｇ／リットルを超えると濃度過多になり、銀特有の化学反応を誘引し繊維布が経時変化で黄変、赤変または黒ずみ現象が起こり、繊維素材の本来の有する品質を損なう結果となり外観不良になる。また、添加濃度を１ｇ／リットル未満にすると、汗や尿の悪臭を除去する機能が低下することになる。

本発明に用いる酸化亜鉛は、酸化チタンや二酸化チタンなどと同様なエネルギーバンド構造を持ち、光触媒機能に優れていることが知られている。光触媒は光の触媒でなく光りが当ると働き始める触媒で、光りのエネルギーによって働く触媒であり、光りを吸収してエネルギーの高い状態となり、そのエネルギーを反応物質に与えて化学反応を起こす。

光触媒機能を有する酸化亜鉛は、太陽または照明灯の光りの存在下で空気中の酸素や水から活性酸素を発生させ、この活性酸素で空気中の雑菌を分解し、悪臭や黄ばみ汚れを除去することができる。また、酸化亜鉛は酸化チタンと較べると安価であり経済的であると共に、酸化力も弱いことから繊維布を傷めることが少なく、かつ二酸化ケイ素との混和性に優れていることから使用される。

上記酸化亜鉛２４％、ポリオキシアルキルエーテル３％、二酸化ケイ素３％、水７０％の混合液を加工剤処理液中に２０〜４０ｇ／リットルの配合量で配合される。４０ｇ／リットルを超えると酸化力が強くなりすぎて繊維布への染料の染色性に影響を及ぼしたり、繊維布そのものの脆化につながる虞れがあり適さず、また、２０ｇ／リットル以下になると汗や尿の黄ばみの跡形の消去機能が低下することで適さない。

本発明に用いる二酸化ケイ素は、主として分散安定剤として用いられるが、その機能だけでなく、多孔質表面に酸化亜鉛を担持することができ、繊維布を脆化させることがなく、かつ繊維布に附着して乾燥することによりバインダー効果を発揮すると共に、アクリルシリコン系樹脂バインダーとのさらなる結合相乗効果が働き、酸化亜鉛が強固に固着され、洗濯時による剥がれがなく長期に亘って光触媒機能が維持できる。

二酸化ケイ素は加工剤処理液中に３０ｇ／リットルの配合量で配合されるのが好適である。３０ｇ／リットルを超えると繊維布の風合いが硬くなりすぎて適さず、３０ｇ／リットル以下になると分散安定剤としての効果が少なくなり、結合力が弱くなることから適さない。

本発明に用いるバインダー樹脂としては、耐水性のものであれば良く、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、酢酸ビニル系樹脂等を挙げることができ、被膜強度、接着性が良好であれば、いずれのバインダー樹脂でも良い。バインダー樹脂は、加工剤処理液中に４０ｇ／リットルの配合量で配合されるのが好適である。

本発明の繊維布としては、使用するバインダー樹脂の選択によりポリエステル、ポリアミド、ポリアクリル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニールアルコールなどの合成繊維、アセテート、レーヨンなどの半合成繊維、羊毛、絹、木綿、麻などの天然繊維など用いることができる。

尿の成分は９６％が飲料によって摂取された、または炭水化物が代謝されてできた水であり、残りの４％に蛋白質が代謝されてできたアンモニアを元に肝臓の中で生合成される尿素、尿酸、クレアチニン、アンモニア、ウロビリン等の固形物が含まれる。尿が淡黄色、または黄褐色を呈しているのは胆嚢で作られるビリルビンと言う黄色い色素成分である。尿の臭いは、尿素が空気にふれてアンモニアに分解することによって発生するものである。

尿や汗の跡形の汚れや黄ばみが解消できる原因としては、酸化亜鉛による光触媒反応で尿中の蛋白質他有機化合物の分解が起こり、併せてビリルビン色素を無色透明のサイクロビリルビンに化学変化せしめるものと推察できる。

アンモニアなど異臭物質に関しては、銀ゼオライトの微細孔内への吸着分解、また尿中に含まれるナトリウム、カリウム、クロール、微量に存在するリン酸カルシウムにより、夜間など必ずしも光が当らない状況や光が微弱な場合でも多量の細菌や物質を吸着し除去する働きを助けることになる。

以下に、本発明の具体的実施例を述べる。
（実施例１）
微粒子酸化亜鉛と二酸化ケイ素とポリオキシアルキレンエーテルとの混合処理液３０ｇ／リットル、アルミノケイ酸塩含有の水溶液（シナネン（株）製商標；ゼオミック）１ｇ／リットル、アクリルシリコン系樹脂４０ｇ／リットルの溶液をベッグに注溜し、綿１００％のスムース編地（４０／１スムース）からなる繊維布を浸染しパディング法によりピックアップし、加工剤を繊維布に付着させた。その後、１０５℃で２分間乾燥し、続いて１４０℃で３分間熱処理して本発明の繊維布を得た。上記処方により得られた繊維布の加工剤の成分付着量は、微粒子酸化亜鉛０．７２％ｏｗｆ、二酸化ケイ素、ポリオキシアルキレンエーテル０．０９％ｏｗｆ、アルミノケイ酸塩０．０３％ｏｗｆであった。
（実施例２）

実施例１のアルミノケイ酸塩含有の水溶液５ｇ／リットルとした以外は実施例１と同様
とした。繊維布の成分付着量は、微粒子酸化亜鉛０．７２％ｏｗｆ、二酸化ケイ素、ポリオキシアルキレンエーテル０．０９％ｏｗｆ、アルミノケイ酸塩０．１５％oｗｆであった。
（実施例３）

実施例１のアルミノケイ酸塩含有の水溶液１０ｇ／リットルとした以外は実施例１と同様とした。繊維布の成分付着量は、微粒子酸化亜鉛０．７２％ｏｗｆ、二酸化ケイ素、ポリオキシアルキレンエーテル０．０９％ｏｗｆ、アルミノケイ酸塩０．３０％ｏｗｆであった。
（実施例４）

実施例１のアルミノケイ酸塩含有の水溶液２０ｇ／リットルとした以外は実施例１と同
様とした。繊維布の成分付着量は、微粒子酸化鉛０．７２％ｏｗｆ、二酸化ケイ素、ポリオキシアルキレンエーテル０．０９％ｏｗｆ、アルミノケイ酸塩０．６０％ｏｗｆであった。
（実施例５）

実施例１のアルミノケイ酸塩含有の水溶液３０ｇ／リットルと微粒子酸化亜鉛、二酸化ケイ素、ポリオキシアルキレンエーテルの混合溶液５ｇ／リットルとした以外は実施例１と同様とした。繊維布の成分付着量は、微粒子酸化亜鉛０．１２％ｏｗｆ、二酸化ケイ素、ポリオキシアルキレンエーテル０．０１５％ｏｗｆ、アルミノケイ酸塩０．９０％ｏｗｆであった。
（比較例１）

大和化学工業（株）製（商標；ニューザオバセットＬＥＫ）の消臭機能加工剤液を実施例１と同様にベッグに注溜し、綿１００％のスムース編地（４０／１スムース）の繊維布を実施例１と同一の過程を経て繊維布を得た。
（比較例２）

大和化学工業（株）製（商標；アモルデンＭＣＭ）の抗菌防臭機能加工剤液を実施例１と同様にベッグに注溜し、綿１００％のスムース編地（４０／１スムース）の繊維布を実施例１と同一の過程を経て繊維布を得た。

以上のようにして得られた各種の性能評価結果を下記に示す。
レサイプ汚れ変色抗菌性アンモニア酢酸イソ吉草酸
実施例１ △ 〇〇〇 ◎ ◎
実施例２〇〇〇 ◎ ◎ ◎
実施例３ ◎ 〇〇 ◎ ◎ ◎
実施例４ ◎ 〇〇 ◎ ◎ ◎
実施例５ △ △ 〇 △ 〇〇
比較例１ × 〇〇〇 ◎ ◎
比較例２ × 〇〇 × × ×
ブランク × 〇 × × × ×
上記における汚れ評価は、
尿液１００ccの入った容器中に繊維布５ｃｍ×１５ｃｍを浸漬した後、取り出して太陽光のもとで３時間天日干し行い、尿の黄ばみの消失度合いを目視で行った。
◎；染み汚れが全く見られず
〇；染み汚れが見られず
△；染み汚れがかすかに見られる
×；染み汚れが多く見られる
変色評価は、耐光堅牢度試験とジャングル性能試験と日光暴露試験で行った。
；耐光堅牢度試験
フェードメーター使用
６３℃×５時間
；ジャングル性能試験方法
７０℃、９０％ＲＨ(相対湿度)の恒温恒湿器中に３日及び、７日放置した後、取り
出して変褪色の有無を確認する。
；日光暴露試験方法
日光下に３日間放置し変色度合いをみる。
〇；変色みられず
△；ややピンク色に変色
抗菌性評価は、
抗菌性能試験ＪＩＳＬ１９０２菌液吸収法
〇；静菌活性値２．２以上
消臭性評価は、
消臭性能試験機器測定ＪＡＦＥＴ法
；アンモニア、酢酸減少率（％）＝{（Ａ−Ｂ）／Ａ}×１００
Ａ＝空試験の測定値
Ｂ＝試料の測定値
；イソ吉草酸減少率（％）＝{（Ｃ−Ｄ）／Ｃ}×１００
Ｃ＝空試験のピーク面積
Ｄ＝試料のピーク面積
◎；消臭率９０％以上
〇；消臭率８０％〜９０％
△；消臭率７０％〜８０％
×；消臭率７０％以下で不合格

以上、本発明の主要な実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に限らず、
本発明の目的を達成でき、かつ本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

インナーウエアーやアウターウエアーの衣料品だけでなく、おしめ、おしめカバーなどの介護用品、敷き布、まくら、座布団、各種カバーなどの寝装品、カーテン、カーペットなどのインテリア用品など広い分野で有効に活用されるものである。

Claims

銀ゼオライトと酸化亜鉛と二酸化ケイ素がバインダー樹脂により固着されている繊維布であって、該繊維布に銀ゼオライトの成分付着量が０．０３〜１％ｏｗｆ、酸化亜鉛の成分付着量が０．１〜１％ｏｗｆ、二酸化ケイ素の成分付着量が０．０１〜０．１％ｏｗｆ付着している光触媒機能を有する繊維布。
銀ゼオライトと酸化亜鉛と二酸化ケイ素とバインダー樹脂を含有する加工剤処理液中に繊維布を浸漬して、該繊維布に銀ゼオライトの成分付着量を０．０３〜１％ｏｗｆ、酸化亜鉛の成分付着量を０．１〜１％ｏｗｆ、二酸化ケイ素の成分付着量を０．０１〜０．１％ｏｗｆ付着させることを特徴とする光触媒機能を有する繊維布の製造方法。