JP4966935B2

JP4966935B2 - 繊維を抗菌加工する方法

Info

Publication number: JP4966935B2
Application number: JP2008231037A
Authority: JP
Inventors: 邦裕大島; 進勝圓; 良彦牧浦; 忠士唐川
Original assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Priority date: 2008-09-09
Filing date: 2008-09-09
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2028-09-09
Also published as: JP2010065334A

Description

本発明は、繊維を抗菌加工する方法に関する。

近年、抗菌性を付与した各種製品の需要が高まっている。この傾向に対応して、製品の材料に応じた抗菌性付与方法、付与材料等が開発されている。例えば、製品が繊維の場合、その方法としては、抗菌剤で繊維を処理する方法が知られている。この抗菌剤としては、オルガノシリコン第４級アンモニウム塩を用いる方法（例えば、特許文献１および２参照）が知られている。また、電子線を繊維に照射する方法も知られている（例えば、特許文献３参照）。さらに、抗菌剤で繊維を処理し、さらに電子線を照射する方法も知られている（例えば、特許文献４および５参照）。

しかしながら、これらの方法によれば、洗濯によって徐々に抗菌性が脱落し、抗菌性が低下するという問題があった。
特公平３−１６４２３号公報特開平６−２２７２号公報特開２００６−２４１６１５号公報特開２００４−８４１５３号公報特開２００２−３３９１８７号公報

そこで本発明は、前記従来の問題を解決するため、洗濯による抗菌性の脱落を防止する、繊維を抗菌加工する方法を提供する。

本発明の繊維を抗菌加工する方法は、セルロース系繊維を含む繊維に電子線を照射する工程、および、前記セルロース系繊維を含む繊維に、式（Ｉ）で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程を含む。

前記式中、Ｒ¹は炭素数１２〜１８のアルキル基であり、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴はそれぞれ独立して、炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｘはハロゲン原子である。

本発明の抗菌加工する方法によれば、洗濯による抗菌性が繊維から脱落するのを防止することができる。

本発明において抗菌性とは、黄色ブドウ球菌、枯草菌、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌などのグラム陽性菌；大腸菌、緑膿菌、肺炎桿菌などのグラム陰性菌；指間白癬菌、黒かびなどのかび等の微生物の増殖を抑制する特性を意味する。微生物の増殖を抑制した結果、例えば微生物を殺し（殺菌）、微生物を死滅もしくは除去し（滅菌）、または微生物は殺さないがその増殖を止める（静菌）等の結果が得られる。前記抗菌性が長期保存、洗浄、洗濯等を行った後にも維持されることを、抗菌性の耐久性と呼ぶ。

本発明において、セルロース系繊維とは、綿、麻等の天然セルロース系繊維、ビスコースレーヨン、銅アンモニア法レーヨン、ポリノジック等の再生セルロース系繊維、テンセル等の精製セルロース系繊維、ジアセテート、トリアセテート等の半合成セルロース系繊維が含まれる。

本発明の抗菌加工する方法において、前記セルロース系繊維を含む繊維は、セルロース系繊維を例えば１〜１００重量％、好ましくは１０〜１００重量％、より好ましくは３０〜１００重量％含有してもよい。前記繊維がセルロース系繊維以外の繊維を含む場合、その繊維としては、例えば、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリウレタン繊維等の合成繊維、ポリ乳酸繊維、ポリコハク酸ブチル繊維等の生分解繊維、羊毛等の獣毛繊維等が挙げられる。具体的には、前記セルロース系繊維を含む繊維は、セルロース系繊維のみを含む繊維、およびセルロース系繊維とポリエステル繊維を含む繊維が挙げられる。セルロース系繊維とポリエステル繊維を含む繊維において、その含有比は、例えばセルロース系繊維：ポリエステル繊維（質量比）＝９９〜１：１〜９９、好ましくは９９〜３０：１〜７０である。

本発明において、セルロース系繊維を含む繊維の形態は特に限定されず、どのような形態であってもよい。前記繊維の形態としては、例えば、繊維の集合体、フィルム、ボード、またはこれらの複合形態が挙げられる。前記繊維の集合体としては、例えば、塊状、紙、スライバー、紡績糸、フィラメント糸、織物、編物、不織布、縫製品等が挙げられる。

本発明において、前記のように薬液は、下記式（Ｉ）で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む。

前記炭素数１２〜１８のアルキル基は、直鎖状または分岐状であってもよい。前記炭素数１２〜１８のアルキル基としては、例えば、ドデシル、１−メチルドデシル、トリデシル、１，２−ジメチルトリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル等が挙げられる。前記炭素数１２〜１８のアルキル基は、炭素数１４〜１８のアルキル基が好ましく、炭素数１６〜１８のアルキル基がより好ましい。

前記炭素数１〜６のアルキル基は、直鎖状、分岐状または環状であってもよい。前記炭素数１〜６のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｉ−ペンチル、ｓｅｃ−ペンチル、ｔ−ペンチル、２−メチルブチル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル、４−メチルペンチル、１−エチルブチル、２−エチルブチル、１，１−ジメチルブチル、２，２−ジメチルブチル、３，３−ジメチルブチル、１−エチル−１−メチルプロピル等が挙げられる。前記炭素数１〜６のアルキル基は、炭素数１〜４のアルキル基が好ましく、炭素数１〜３のアルキル基がより好ましい。

前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子である。

前記式（Ｉ）で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤は、式中、Ｒ¹が炭素数１４〜１８のアルキル基であり、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴が、それぞれ独立して、炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘがハロゲン原子であるのが好ましい。また、前記式（Ｉ）で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤は、式中、Ｒ¹が炭素数１６〜１８のアルキル基であり、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴が、それぞれ独立して、炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｘが塩素原子であるのがより好ましい。また、前記式（Ｉ）で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤は、Ｒ¹が炭素数１８のアルキル基であり、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴が、炭素数１のアルキル基、すなわちメチル基であり、Ｘが塩素原子であるのがさらに好ましい。

本発明の抗菌加工する方法において、前記薬液に含まれる前記オルガノシリコン系抗菌剤の量は、前記セルロース系繊維を含む繊維に対して例えば０．０１〜０．１重量％、好ましくは０．０２〜０．０７重量％である。本発明の抗菌加工する方法によれば、前記薬液に含まれる前記オルガノシリコン系抗菌剤の含有量は、従来知られているオルガノシリコン系抗菌剤の含有量と比較して著しく少ないという利点がある。そのため、前記オルガノシリコン系抗菌剤の使用量を抑制でき、抗菌加工する方法に要するコストを下げることができる。

本発明の抗菌加工する方法において、前記薬液は、界面活性剤、触媒、電子線硬化剤等を更に含んでもよい。中でも、前記薬液は、界面活性剤を更に含むのが好ましい。

前記界面活性剤としては、例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤等が挙げられ、両性界面活性剤が好ましい。前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、エトキシ硫酸エステル塩、エトキシ酢酸エステル塩、リン酸エステル塩等が挙げられる。前記カチオン性界面活性剤としては、例えば、第１級アミン塩、第２級アミン塩、第３級アミン塩、第４級アンモニウム塩等が挙げられる。前記両性界面活性剤としては、例えば、アミノ酸型、ベタイン型、レシチン等が挙げられる。前記非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレン型、アシルグリセロール、脂肪酸アルキロールアミド、多価アルコール型、アミンオキシド等が挙げられる。前記薬液が界面活性剤を含む場合、前記薬液に含まれる前記界面活性剤の量は、前記セルロース系繊維を含む繊維に対して例えば０．０１〜０．５重量％、好ましくは０．０５〜０．３重量％である。

前記触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズイソオクチルマレエート、ジブチルスズ（２−エチルヘキソエート）等が挙げられ、ジブチルスズジラウレートが好ましい。前記薬液が触媒を含む場合、前記薬液に含まれる前記触媒の量は、前記セルロース系繊維を含む繊維に対して例えば０．００１〜０．０１重量％、好ましくは０．００２〜０．０７重量％である。

前記電子線硬化剤としては、例えば、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系等が挙げられ、ウレタンアクリレート系が好ましい。前記薬液が電子線硬化剤を含む場合、前記薬液に含まれる電子線硬化剤の量は、前記セルロース系繊維を含む繊維に対して例えば３〜１５重量％、好ましくは３〜７重量％である。

本発明の抗菌加工する方法において、セルロース系繊維を含む繊維を、式（Ｉ）で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程は、例えば１５〜６０℃、好ましくは２０〜４０℃で行うことができる。また、この処理工程は、例えば数秒間〜５分間、好ましくは数秒間〜２分間程度で行うことができる。

本発明において、セルロース系繊維を含む繊維を、式（Ｉ）で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程は、前記薬液の浴中に前記繊維を投入し、前記浴中に漬ける；前記薬液を前記繊維に塗布する；前記薬液をスプレー噴霧する等により行うことができる。

本発明の抗菌加工する方法においては、前記のように、繊維に電子線を照射する。照射条件としては、例えば１〜２００ｋＧｙ、好ましくは１〜５０ｋＧｙ、より好ましくは１０〜３０ｋＧｙの照射量が達成されるような条件である。

前記電子線の照射工程は、大気中、不活性雰囲気下（例えば、窒素、アルゴン等の雰囲気下）等で行ってもよいが、不活性雰囲気下で行うのが好ましい。

前記電子線の照射は、市販の電子線照射装置を用いて行うことができる。前記電子線照射装置としては、例えば、エレクトロカーテン型電子線照射装置（（株）アイ・エレクトロンビームのＥＣ３００／１６５／８００、（株）ＮＨＶコーポレーション製のＥＰＳ３００等）を用いることができる。

前記式（Ｉ）で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程及び電子線照射工程は、その順番を問わない。すなわち、（ｉ）式（Ｉ）で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程の後に、電子線照射工程を行う方法、（ｉｉ）電子線照射工程の後に、式（Ｉ）で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程を行う方法、（ｉｉｉ）電子線照射工程の後に、式（Ｉ）で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程を行い、さらに再度電子線照射工程を行う方法、等いずれであってもよい。

本発明の抗菌加工する方法は、前記電子線処理繊維を加熱することをさらに含んでもよい。前記加熱により、前記繊維は乾燥することができる。前記加熱条件は、例えば１００〜１５０℃、好ましくは１２０〜１４０℃で、例えば３０〜１２０秒間、好ましくは６０〜９０秒間行うことができる。更に、キュアリング処理を行うことも可能である。その条件としては、例えば、１５０〜１８０℃、好ましくは、１６０〜１７０℃で、例えば３０〜１２０秒間、好ましくは、３０〜６０秒間行うことができる。

また、本発明は、本発明の抗菌加工する方法により得られた繊維を提供する。本発明の抗菌加工する方法により得られた繊維は、抗菌性の耐久性が高いという利点を有する。前記繊維は、例えば、家庭用洗濯を５０回行った後、または工業用洗濯を５０回行った後であっても、洗濯前と同様な抗菌性を示す。

以下実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
まず、綿３５％とポリエステル６５％の混紡繊維からなるブロード生地の表に電子線照射した。電子線照射は、エレクトロカーテン型電子線照射装置（型式：ＥＣ２５０／１８／１８０Ｌ、(株)アイ・エレクトロンビーム社製）を用いて、窒素雰囲気下、２００ｋＶで照射線量２０ｋＧｙ照射した。次いで、常温の薬液に数秒間浸漬させた。前記薬液は、３−（トリメトキシシリル）−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド（ダウコーニング社製、商標名「ＤＣ５７００」）（０．０３重量％）と水（９９．９７重量％）で調製した。浸漬後、マングルで絞り（絞り率：７０％）、前記繊維の裏を電子線照射した。電子線照射は、先と同様に窒素雰囲気下、２００ｋＶで照射線量２０ｋＧｙ照射した。次いで、前記繊維をピンテンターで１３０℃で９０秒間加熱し、乾燥させた。その後、前記繊維をピンテンターで１６５℃で６０秒間加熱し、キュアリングした。

（比較例１）
前記電子線照射を行わない以外は、実施例１と同様にして行った。

（比較例２）
前記薬液での処理を行わない以外は、実施例１と同様にして行った。

（実施例２）
３−（トリメトキシシリル）−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライドの含有量を０．３重量％、水を９９．７重量％とした以外は、実施例１と同様にして行った。

（実施例３）
前記薬液が、３−（トリメトキシシリル）−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド（０．０３重量％）と水（９９．９７重量％）を含むのに代えて、３−（トリメトキシシリル）−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド（０．０３重量％）とラウリン酸アミドプロピルジメチルアミンオキシド（両性界面活性剤）（０．０１重量％）との混合物および水（９９．９６重量％）を含むとした以外は、実施例１と同様にして行った。

（比較例３）
前記電子線照射を行わない以外は、実施例３と同様にして行った。

（実施例４）
前記薬液が、３−（トリメトキシシリル）−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド（０．１重量％）とラウリン酸アミドプロピルジメチルアミンオキシド（両性界面活性剤）（０．０３重量％）との混合物および水（９９．８７重量％）とした以外は、実施例３と同様にして行った。

（実施例５）
前記薬液が、３−（トリメトキシシリル）−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド（０．３重量％）とラウリン酸アミドプロピルジメチルアミンオキシド（両性界面活性剤）（０．１重量％）との混合物および水（９９．６重量％）とした以外は、、実施例３と同様にして行った。

（実施例６）
前記薬液が、３−（トリメトキシシリル）−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド（ダウコーニング社製、商標名「ＤＣ５７００」）（０．０３重量％）と水（９９．９７重量％）を含む代わりに、３−（トリメトキシシリル）−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド（ダウコーニング社製、商標名「ＤＣ５７００」）（０．０３重量％）、ジブチルスズジラウレート（触媒）（ナカライ社製）（０．００３重量％）および水（９９．９６７重量％）を含む以外は、実施例１と同様にして行った。

（比較例４）
前記薬液が、３−（トリメトキシシリル）−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド（ダウコーニング社製、商標名「ＤＣ５７００」）（０．０３重量％）と水（９９．９７重量％）を含む代わりに、ウレタンアクリレート（電子線照射硬化剤）（荒川化学工業社製、商標名「ビームセットＡＱ１７」）（５重量％）と水（９５重量％）を含む以外は、実施例１と同様にして行った。

（比較例５）
前記薬液が、３−（トリメトキシシリル）−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド（ダウコーニング社製、商標名「ＤＣ５７００」）（０．０３重量％）と水（９９．９７重量％）を含む代わりに、ラウリン酸アミドプロピルジメチルアミンオキシド（両性界面活性剤、０．１重量％）と水（９９．９重量％）を含む以外は、実施例１と同様にして行った。

（比較例６）
前記薬液処理及び電子線照射を行わない、すなわち抗菌加工を行わない生地を用いた。

実施例１〜６および比較例１〜６で得られた繊維について、所定条件下で家庭洗濯を行った。

［家庭洗濯条件］
ＪＩＳＬ０２１７１０３法に準じて、洗濯を５０回行った。但し、洗剤は、ＪＡＦＥＴ洗剤（社団法人繊維評価技術協議会指定洗剤）を使用した。

なお、実施例１〜６で得られた繊維については、所定条件下で工業洗濯についても実施した。

［工業洗濯条件］
社団法人繊維評価技術協議会が指定する高温加速洗濯法に準じて、洗濯を５０回行った。洗剤は抗菌性評価に影響を与えないＪＡＦＥＴ標準合成洗剤（社団法人繊維評価技術協議会指定洗剤）を使用した。

［抗菌性試験］
洗濯を行った後の繊維について、ＪＩＳＬ１９０２に準じて黄色ブドウ球菌に対する抗菌性を測定した。実施例および比較例のそれぞれについて、サンプルは２つずつ用いた。得られた結果を表１に示す。なお、殺菌活性値については０より大きい値の場合、静菌活性値については２．２０以上の値の場合、抗菌性があると判断される。

表１に示すとおり、式（Ｉ）で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理し、次いで電子線を照射して得られた繊維には、洗濯後も抗菌性が高く、抗菌性の耐久性があることが確認できた。

Claims

セルロース系繊維を含む繊維に電子線を照射する工程、および、
前記セルロース系繊維を含む繊維に、式（Ｉ）で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程を含む、
繊維を抗菌加工する方法。

前記式中、Ｒ¹は炭素数１２〜１８のアルキル基であり、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴はそれぞれ独立して、炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｘはハロゲン原子である。
前記セルロース系繊維を含む繊維が、セルロース系繊維を３０〜１００重量％含有する請求項１に記載の抗菌加工する方法。
前記薬液に含まれる前記オルガノシリコン系抗菌剤の量が、前記セルロース系繊維を含む繊維に対して０．０２〜０．０７重量％である請求項１または２に記載の抗菌加工する方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の抗菌加工する方法により得られた繊維。