JP4928475B2 - 抗酸化性を有する布帛、衣類、寝装品及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、抗酸化性を有する白金ナノ粒子を担持した布帛及び衣類、寝装品及びその製造方法に関する。

近年、白金ナノ粒子の持つ抗酸化性能に着目した提案がされている。白金のコロイド中において、白金ナノ粒子は、保護剤に包囲された状態で１〜１００ｎｍ（ナノメーター）の粒径の懸濁液として存在し（以下、ナノ粒子とその周囲の保護剤との結合体をコロイド液と称する場合がある）、燃料電池用触媒、自動車用排ガス処理触媒に使用することが知られている（特許文献１）。この白金ナノ粒子は、還元性があることから、活性酸素の還元と、抗酸化性作用に着目して、化粧品に混合する提案もある（特許文献２〜３）。又、白金ナノ粒子の繊維への適用として、セルロース繊維に白金ナノ粒子を含有させた提案もある（特許文献４）。
特開２００４−２６３２２２号公報 特開２００５−１３９１０２号公報 ＷＯ２００５／０１８５９８号公報 特開２００５−２４５２５８号公報

従来、繊維束になった状態のセルロース繊維に白金ナノ粒子を担持させ、それを煙草フィルタープラグとして使用する試みはあった。しかし、白金ナノ粒子を直接担持した下着、肌着、パジャマ、シャツなどの衣類、シーツ、寝具類、タオル等の寝装品及び白金ナノ粒子を直接担持させた布帛を使った前記衣類や前記寝装品の提案はなされてこなかった。

当初、本発明者は、市販されているポリアクリル酸塩を保護剤とした白金ナノ粒子を使い布帛に担持させてみたものの、バインダーを使用しなければ脱落が多くて抗酸化性について満足する結果を得ることができなかった。そこで、鋭意研究の結果、白金ナノ粒子とそれを保護する保護剤の種類及び保護剤の配合割合に着目し、その保護剤の種類及びその保護剤の配合割合によっては、抗酸化性を有する布帛等が得られることを見出し本発明に至った。即ち、本発明は、白金ナノ粒子を担持させた抗酸化性のある布帛、及びこれを用いた衣類、寝装品並びに白金ナノ粒子を担持させた抗酸化性のある衣類、寝装品を提供する。
本発明の布帛は、水溶性高分子及び／又は界面活性剤で保護した白金ナノ粒子を直接担持した布帛であって、白金ナノ粒子１に対して水溶性高分子及び／又は界面活性剤が質量比で０．５〜２であることを特徴とする。又、本発明の布帛は、布帛１ｇに対して前記白金ナノ粒子を乾燥質量で０．１μｇ以上担持させたことをも特徴とする。即ち、本発明は、水溶性高分子及び／又は界面活性剤で保護した白金ナノ粒子を担持した布帛であって、前記白金ナノ粒子と水溶性高分子及び／又は界面活性剤の配合割合が、白金ナノ粒子：水溶性高分子及び／又は界面活性剤＝１：２〜１：０．５であり、前記布帛１ｇに対して前記白金ナノ粒子を乾燥質量で０．１μｇ以上直接担持させたことを特徴とする。本発明の衣類、寝装品は、前記の白金ナノ粒子を担持した布帛で形成されていてもよいし、前記白金ナノ粒子を直接、衣類又は寝装品に担持させていてもよい。
本発明の布帛は、布帛を、布帛１ｇに対して０．６μｇ以上の白金ナノ粒子を含み、バインダーを含まない処理液中に浴比１：３〜４０の範囲内で浸漬させ、布帛に白金ナノ粒子を選択吸着させた後に乾燥させることにより製造することができる。又、白金ナノ粒子を布帛染色後に担持させてもよいし、白金ナノ粒子をイオン性物質がない状態に精製する工程を含んでもよい。

本発明の布帛は、水溶性高分子及び／又は界面活性剤で保護した白金ナノ粒子を直接担持し、前記白金ナノ粒子１に対して水溶性高分子及び／又は界面活性剤が質量比で０．５〜２であり、前記布帛１ｇに対して前記白金ナノ粒子を乾燥質量で０．１μｇ以上担持させたことにより、抗酸化性のある布帛とすることができる。

本発明の衣類、寝装品は、前記の白金ナノ粒子を担持した布帛で形成されていることにより、身体周囲の空気層から身体に悪影響を及ぼすといわれている活性酸素やフリーラジカルを分解する効果が期待できる。又、衣類、寝装品に白金ナノ粒子を直接担持することによっても身体周囲の空気層から身体に悪影響を及ぼすといわれている活性酸素やフリーラジカルを分解する効果が期待できる。

本発明で用いられる白金ナノ粒子は、例えば、ＷＯ２００５／０１８５９８号公報記載の方法にて提供され、その平均粒径は、１〜５ｎｍであることが好ましく、１〜３ｎｍであるのがより好ましく、１．５〜２．５ｎｍであるのが特に好ましい。又、９０質量％以上の白金ナノ粒子の粒径が０．１〜１０ｎｍの範囲に入るのが好ましく、１〜３ｎｍの範囲に入るのがより好ましい。このように白金ナノ粒子の粒径分布が狭く、かつその平均粒径が１〜５ｎｍの範囲であると、白金ナノ粒子の個数割合が高く、良好な抗酸化性を有する。前記白金ナノ粒子は、イオン性物質は含まない状態が好ましい。白金ナノ粒子は、白金ナノコロイドとして作成する。その際に、酸根などが残らないように精製し、イオン性物質はない状態にするのが好ましい。

本発明の白金ナノ粒子を担持した布帛は抗酸化性を有する。抗酸化性の測定方法は後に説明する。本発明の布帛が抗酸化性を有することにより、前記特許文献２〜３に提案されているような化粧品と同様な人体に対する好ましい抗酸化性を発揮することが推定されるほか、布帛自体の劣化も抑えることが期待できる。又、白金ナノ粒子が触媒的に機能するため長期間使用することが可能となる。 本発明において布帛とは、編み物、織物、不織布等をいう。布帛は衣類、あるいは寝装品の素材ともなる。本発明の衣類は、下着、肌着、パジャマ、シャツ、帽子、セーター、ベスト、上着、コートなど様々なものがある。又、本発明の寝装品は、シーツ、布団側地、タオルケット、毛布、タオル、ハンカチなど様々なものがある。

本発明においては、保護剤として水溶性高分子及び／又は界面活性剤を使用し、その質量割合は、白金ナノ粒子１に対して水溶性高分子及び／又は界面活性剤が質量比で０．５〜２の範囲が適切である。白金ナノ粒子１質量部に対して水溶性高分子及び／又は界面活性剤が０．５質量部未満ではコロイドが安定せず、白金ナノ粒子の凝集・沈殿が起こりやすくなる。また、白金ナノ粒子１質量部に対して水溶性高分子及び／又は界面活性剤が２質量部を超えると抗酸化性が低くなる傾向となる。白金ナノ粒子の保護剤としては水溶性高分子及び／又は界面活性剤が使用される。これらは、白金の親溶媒性を向上させる働きをする。水溶性高分子としてはポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、シクロデキストリン、アミノペクチン、又はメチルセルロース等が挙げられる。これらを二種以上組み合わせて使用しても良い。中でもポリビニルピロリドンが選択的に好ましい。又、チオール系保護剤のような界面活性剤を使用することもできる。又、クエン酸塩を保護剤として使用することもできる。

前記布帛１ｇに対して前記白金ナノ粒子を乾燥質量で０．１μｇ以上担持させる。担持量が０．１μｇ以上であれば好ましい抗酸化性を有する。担持量が０．１μｇ／ｇ未満では抗酸化性と洗濯耐久性は低い傾向となる。また、担持量が２μｇ／ｇを超えると、抗酸化性は有するが、コストが高くなる傾向となると共に色のくすみともなることから、０．１〜２μｇ／ｇの範囲が好ましい。
前記布帛は、セルロース系繊維３０〜１００質量％で構成するのが好ましい。ここで、セルロース系繊維としては、綿、麻等の天然繊維、レーヨン、キュプラ、リヨセル等の再生セルロース繊維又はアセテート等の半合成繊維が挙げられ、これらは単独又は混用したものであっても構わない。この場合、セルロース系繊維は綿繊維を通常５０％以上のものが好ましい。綿は肌にやさしいからである。混紡する繊維としては、ポリエステル、ナイロン、アクリル系繊維等の合成繊維やシルク、ウール等の天然繊維等が挙げられ、用途に応じて適宜、選択することができる。

本発明において白金ナノ粒子を布帛に担持させる方法は、吸尽法である。ここで、吸尽法とは、仕上げ剤の希薄溶液を用い、温度及び浸せき時間、液循環回数等の条件を設定して、仕上げ剤を繊維に選択吸着させることで吸尽させる方法である。本発明の布帛は、布帛を、布帛１ｇに対して０．６μｇ以上の白金ナノ粒子を含み、バインダーを含まない処理液中に浴比１：３〜４０の範囲内で浸漬させ、布帛に白金ナノ粒子を選択吸着させた後に乾燥させることにより製造することができる。浴比が１：３未満であると白金ナノ粒子の担持ムラが発生し易くなると共に布帛のこすれが発生し、浴比が１：４０を超えると白金ナノ粒子をムラなく担持し易くなるものの資源やエネルギーのロスが大きくなる傾向がある。又、処理温度及び処理時間については、経済的な範囲で設定すればよい。本発明の布帛は、白金ナノ粒子とセルロース系繊維との親和性を利用して吸着させることで、洗濯耐久性を高めつつ、バインダー樹脂を使用しないで、白金ナノ粒子を繊維表面に存在するナノオーダーの微細孔に直接担持させることができる。又、本発明において白金ナノ粒子を直接、衣類或いは寝装品に担持させる方法も前記と同様に行うことができる。

前記白金ナノ粒子は、布帛染色完了後に担持することが好ましい。この場合、柔軟剤等の仕上剤を併用してもよい。セルロース系繊維本来の肌へのやさしさを生かすため、吸水性を損なわないように仕上げるのが好ましい。布帛染色完了後に白金ナノ粒子を担持すると最終製品にもそのままの状態で残る。糸の染色後に白金ナノ粒子を担持させることもでき、靴下やスカーフ等の繊維製品を作製することができる。但し、原綿又は原糸の状態で白金ナノ粒子を担持すると、布帛形成工程や精練晒染色工程で白金ナノ粒子が脱落する可能性がある。

以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
１．抗酸化性（ＤＰＰＨ法）
抗酸化性をインビトロ（試験管内）で分析を行う場合、ＤＰＰＨラジカル試薬を使う方法の利便性が高いことが知られている。本実施例では、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル（ＤＰＰＨ）ラジカル消去法を使用した。測定手順は次のとおりである。
（１）ＤＰＰＨラジカル試験液の調製
ＤＰＰＨ２５μＭ（マイクロモル）アルコール溶液を作成する。液は紫色を呈する。
（２）加工および未加工布帛を５ｃｍ×５ｃｍの大きさを採取した後、細かく裁断し試験管に入れる。サンプル数はｎ＝２とする。
（３）上記の比色管へＤＰＰＨラジカル試験液１０ｍｌを注入する。
（４）上部をシールした後、十分に振とうして静置する。時々振とうしながら液の色を観察する。ラジカルが減少すれば、紫色が薄くなる。
（５）紫色が薄くなり、加工および未加工布帛（又は、綿１００％染色堅牢度試験添付布）で明確な色差が確認できれば、抗酸化性ＤＰＰＨラジカル消去能ありと判定した（２４時間以内）。
２．抗酸化性（Ｈ₂Ｏ₂法）
測定手順は以下のとおりである。
（１）１質量％の過酸化水素液を調製する。
（２）加工および未加工布帛を１ｃｍ×１ｃｍの大きさに裁断し試験管に採取する。サンプル数はｎ＝２とする。
（３）上記の試験管へ過酸化水素液１０ｍｌを注入し、静置する。
（４）加工および未加工布帛で明確な泡の出方に差が確認できれば、抗酸化性ありと判定した（２４時間以内）。（効果があれば、通常は多量の泡により浮上する。）
（実施例１）
（１）白金ナノ粒子
白金ナノ粒子が平均粒径２ｎｍ（電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真による判定）で、保護剤としてポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を使用し、その質量比を白金ナノ粒子１に対して０．５〜２の範囲で変化させた白金ナノコロイド液を準備した。また、白金ナノコロイドを作成する際には、酸根などが残らないように精製し、イオン性物質はない状態にしている。性状は淡黒色液体であり、水に易溶であった。この白金ナノ粒子の濃度は２００ｐｐｍであった。
（２）布帛への担持
染色後の織物生地（綿１００質量％、綿番手３０番、平織組織、目付け１２０ｇ／ｍ²）に対し、吸尽法担持処理−水洗−遠心脱水−乾燥（７０℃、３０分）を行い、白金ナノ粒子を担持させた。担持処理条件は、浴比を布帛：処理液＝１：３０とし、温度は５０℃、時間２０分とした。得られた布帛の評価結果と併せて表１に示す。

（備考）owfはon the weight of fiberの略。

表１から、実験番号１〜７の布帛は、抗酸化性が合格であった。この布帛を男性用下着に縫製し、２０〜４０歳台の男性１０名に着用試験してもらったところ、いずれも着心地が良く、肌荒れもないとの感想を得た。又、実験番号８の布帛は、抗酸化性は合格であるものの、コストが非常に高くなる傾向になった。

（実施例２）
（１）白金ナノ粒子
実施例１と同様の白金ナノコロイド液を準備した。
（２）女性用下着への担持
女性用下着（組成が綿５０％、ナイロン４０％、ポリウレタン１０％、綿番手で６０番相当、フライス編、目付け２００ｇ／ｍ²）に対し、染色処理後、吸尽法担持処理−水洗−遠心脱水−乾燥（７０℃ ３０分）を行い、白金ナノ粒子を担持させた。担持処理条件は、実施例１と同様とした。得られた女性用下着の評価結果と併せて表２に示す。

表２から、実験番号１〜３の女性用下着は、抗酸化性が合格であった。又、洗濯１０回後（１０３法）の抗酸化性も合格であった。

（比較例１）
（１）白金ナノ粒子
白金ナノ粒子が平均粒径２ｎｍ（電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真による判定）で、保護剤としてポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を使用し、その質量比を白金ナノ粒子１に対して０．３及び３の白金ナノコロイド液を準備した。また、白金ナノコロイドを作成する際には、酸根などが残らないように精製し、イオン性物質はない状態にしている。性状は淡黒色液体であり、水に易溶であった。この白金ナノ粒子の濃度は２００ｐｐｍであった。
（２）布帛への担持
布帛として、実施例１と同様の布帛を使用し、実施例１と同様に白金ナノ粒子を担持させた。繰り返し３回実施した。得られた布帛の評価結果と併せて表３に示す。

表３から、実験番号１（比較例）は、白金ナノ粒子１質量部に対してポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）が０．５質量部未満であったのでコロイドが安定せず、白金ナノ粒子の凝集・沈殿が起こりやすく、抗酸化性がばらつくため、合格とは認められなかった。また、実験番号２（比較例）も抗酸化性がばらつくため、合格とは認められなかった。

Claims (13)

1. 水溶性高分子及び／又は界面活性剤で保護した白金ナノ粒子を担持した布帛であって、前記白金ナノ粒子と水溶性高分子及び／又は界面活性剤の配合割合が、白金ナノ粒子：水溶性高分子及び／又は界面活性剤＝１：２〜１：０．５であり、前記布帛１ｇに対して前記白金ナノ粒子を乾燥質量で０．１μｇ以上直接担持させたことを特徴とする白金ナノ粒子を担持した布帛。
2. 前記水溶性高分子が、ポリビニルピロリドンである請求項１に記載の白金ナノ粒子を担持した布帛。
3. 前記布帛は、セルロース系繊維を３０〜１００質量％含んでいる請求項１又は２に記載の白金ナノ粒子を担持した布帛。
4. 前記布帛１ｇに対して前記白金ナノ粒子を乾燥質量で０．１〜２μｇ直接担持させた請求項１〜３のいずれかに記載の白金ナノ粒子を担持した布帛。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の白金ナノ粒子を担持した布帛で形成されている衣類。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の白金ナノ粒子を担持した布帛で形成されている寝装品。
7. 水溶性高分子及び／又は界面活性剤で保護した白金ナノ粒子を担持した衣類であって、前記白金ナノ粒子と水溶性高分子及び／又は界面活性剤の配合割合が、白金ナノ粒子：水溶性高分子及び／又は界面活性剤＝１：２〜１：０．５であり、前記衣類１ｇに対して前記白金ナノ粒子を乾燥質量で０．１μｇ以上直接担持させたことを特徴とする白金ナノ粒子を担持した衣類。
8. 前記水溶性高分子が、ポリビニルピロリドンである請求項７に記載の白金ナノ粒子を担持した衣類。
9. 水溶性高分子及び／又は界面活性剤で保護した白金ナノ粒子を担持した寝装品であって、前記白金ナノ粒子と水溶性高分子及び／又は界面活性剤の配合割合が、白金ナノ粒子：水溶性高分子及び／又は界面活性剤＝１：２〜１：０．５であり、前記寝装品１ｇに対して前記白金ナノ粒子を乾燥質量で０．１μｇ以上直接担持させたことを特徴とする白金ナノ粒子を担持した寝装品。
10. 前記水溶性高分子が、ポリビニルピロリドンである請求項９に記載の白金ナノ粒子を担持した寝装品。
11. 布帛を、布帛１ｇに対して０．６μｇ以上の白金ナノ粒子を含み、バインダーを含まない処理液中に浴比１：３〜４０の範囲内で浸漬させ、布帛に白金ナノ粒子を選択吸着させた後に乾燥させることにより白金ナノ粒子を担持せしめる布帛の製造方法。
12. 前記白金ナノ粒子は、布帛染色後に担持されている請求項１１に記載の白金ナノ粒子を担持せしめる布帛の製造方法。
13. 前記白金ナノ粒子をイオン性物質がない状態に精製する工程を含む請求項１１又は１２に記載の白金ナノ粒子を担持せしめる布帛の製造方法。