JP5339191B2 - マイナスイオン発生材料及びその製造方法 - Google Patents
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Description
このようなものとしては、例えばポリアミド合成繊維又は羊毛からなる表地とポリ塩化ビニル繊維からなる裏地で構成された二重構造のマイナスイオン発生編地(特許文献9参照)、ポリ塩化ビニル繊維を20重量%以上含む複合布帛であって、一方の面におけるポリ塩化ビニル繊維の表面露出率と、他方の面におけるポリ塩化ビニル繊維の表面露出率の比を1.2以上にしたもの(特許文献10参照)、天然タンパク繊維と負電荷が帯電されたポリ塩化ビニリデン系繊維との混合繊維からなるマイナスイオン発生性繊維布(特許文献11参照)、三次元立体織物層、天然タンパク繊維と負電荷が帯電されたポリ塩化ビニリデン系繊維との混合繊維からなる不織布層、マイナスイオン発生能力をもつ炭素繊維からなるフェルト層及び通気性ポリウレタン発泡体層を順次積層した積層体を、表生地及び裏生地で被覆した構造をもつ健康増進マット(特許文献12参照)などがある。
二官能性エポキシ化合物としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジグリシジルベンゼン、ジグリシジルシクロヘキサン、ジグリシジル尿素などがある。
また、絹繊維とポリ‐γ‐グルタミン酸の使用割合は、絹繊維100質量部当り、0.001〜0.5質量部、好ましくは0.003〜0.1質量部の範囲で選ばれる。
次いで、このポリ‐γ‐グルタミン酸を吸着した絹繊維を、例えばプラスチックパイプに巻き付けて、架橋剤を含む弱酸性に調整した液中に浸漬し、20〜50℃に保持したのち、80℃まで昇温して架橋反応を行わせる。この反応時間は、通常0.5〜3時間程度である。この際の液性の調整は、例えば、酢酸、プロピオン酸のような有機酸、塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸によりpH4.5に調節することにより行われる。架橋反応終了後、絹繊維を取り出し、水洗したのち、80〜100℃で乾燥する。
このようにして、質量平均分子量60〜300万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸により被覆された絹繊維が形成される。
上記のポリ‐γ‐グルタミン酸被覆絹繊維とポリプロピレン繊維とは、所望に応じさらに別繊維、例えば綿、麻、レーヨン、合成繊維などと本発明の効果をそこなわない割合で混合することもできる。
図1は、この測定装置の説明図であって、これはたがいに電気的に絶縁された外筒(印加電圧筒)1と内筒(集電極円筒)2から構成されている。そして、この外筒1は直流電源4に、内筒2はエレクトロメーター3にそれぞれ接続している。この外筒1と内筒2の間隙に、軸方向に空気イオンを含む空気を一定流速で通しながら、外筒1に負電流を印加すると、円筒間を通過する空気中のマイナスイオンはプラスに帯電した内筒2に捕捉され、外筒1への印加電圧を高めていくと、内筒2に流れる電流は次第に増大する。そして、P点を通過するイオンがすべてT点で捕捉可能な印加電圧下では、筒間に入ってくるイオンはすべて内筒2に捕捉され、印加電圧がこれ以上になると内筒2に流れる電流は一定値となる。
また、すべてのマイナスイオンが捕捉されるイオンの移動度すなわち臨界移動度をkcとすると、このkcは次の式(1)で示される。
kc=[F/(4π・aV)] (1)
ただし、F:空気流の流量(cm3/sec)
V:印加電圧(ボルト)
a:装置定数
[D]=I/(e・F) (2)
上式において、I:飽和電流量域において、一定時間に流れた平均電流(アンペア/秒)
[D]:マイナスイオン数密度(個/cm3)
ただし、e:1個の電子の荷電量(1.6×10-17クローン)
I=(Q/t) (3)
0→40V→0→60V→0→80V→0→100V→0→120V→0→140V→0→160V
そして、式(3)により内筒2に流れる電流Iを計算し、あらかじめ作成された電流Iと加電圧との関係グラフより飽和電流域において、一定時間に流れた平均電流値Iを求め、式(2)に従い、マイナスイオン数密度[D]を計算する。
中国産サク蚕糸(繊度21デニール以上)100gを、質量平均分子量300万のポリ‐γ‐グルタミン酸(福岡醸造協同組合製)に、このサク蚕糸の質量に基づき0.0034質量%(試料No.1)の割合で含有する水溶液1.5リットル中に、40℃において1時間浸漬し、サク蚕糸にポリ‐γ‐グルタミン酸を吸着させたのち、遠心分離して水分除去し、次いで風乾した。
このようにして、ポリ‐γ‐グルタミン酸を被覆させたサク蚕糸を外径10mmのプラスチックパイプに巻いて、酢酸によりpH4.5に調節したエチレングリコールジグリシジルエーテル(東京化成工業社製特級試薬)の1質量%水溶液3リットル中に浸漬し、1時間、40℃に加熱したのち、80℃に昇温して2時間反応させた。次いで処理した絹繊維を取り出し、水洗後、乾操し、51mmにカットして、ポリ‐γ‐グルタミン酸0.0034質量%で均一に被覆されたクリンプ付き絹繊維のサンプルを製造した。
次に、ポリ‐γ‐グルタミン酸のサク蚕糸に対する量を変えて、同様に処理することにより、それぞれ0.03質量%(試料No.2)、0.06質量%(試料No.3)及び0.09質量%(試料No.4)のポリ‐γ‐グルタミン酸で被覆された絹繊維のサンプルを製造した。
ポリプロピレン繊維(ポリテック株式会社製、アイソタクチックポリプロピレン、質量平均分子量47,000)の2,2‐デシデックス、繊維長51mmのポリプロピレンステープルファイバー2.1kgを予め60℃の水で洗浄し、油剤を除き、乾燥後、参考例1で得たポリ‐γ‐グルタミン酸で被覆固着されたサク蚕糸0.9kgとを混合し、解繊機により空気中に飛散解繊して、均一な混合状態のわた状物を形成した。次いで、このわた状物を移動する金網状ベルトコンベア上に捕集して層状体としたのち、回転シリンダー上に鋸歯ワイヤーを付したカード機に挿入し、移動方向に櫛削り、目付300g/m2のウェブを形成させた。次いで、これにニードルパンチングを施し、不織布を製造した。
このようにして得た不織布について、測定用の空気流により、繊維相互の摩擦荷電を発生させ、マイナスイオンの数密度を次のように測定した。
不織布より15cm×15cmの方形片を切り取り、40℃で2時間乾操後、12時間デシケーター中に保存する。
次いで試料をゲルディエン法測定装置の試料筒に入れ、外部より試料に2.01リットル/分の空気を流す。この空気は測定装置の二重円筒の間を通過するとき外筒への印加電圧(V)に対応して内筒に流れる電流値(I)を求め、飽和電流値より(1)、(2)式によりマイナスイオン数密度[−D]を得る。
なお、測定値は流過する空気の25℃、関係湿度30%で求めた標準試料を同一日の温度、湿度が近い時刻帯に測定し、この値より補正を行う。
このようにして得た結果を表1に示す。
ポリ‐γ‐グルタミン酸を0.06質量%で被覆したサク蚕糸と(前記実施例1の試料No.3)と、前記実施例1で用いたものと同じポリプロピレン繊維とを、質量比20:80(実施例2)、30:70(実施例3)、40:60(実施例4)、60:40(実施例5)、80:20(実施例6)の割合で混合した混合繊維を用い、前記実施例1と同様にして目付300g/m2のウェブを形成し、これに回転シリンダー方式のカード機を通したウェブをニードルパンチングにより不織布を製造した。
これらの不織布のマイナスイオン数密度を前記実施例1と同様にして測定し、その結果を表2に示す。
なお、比較のためにポリ‐γ‐グルタミン酸被覆サク蚕糸単独の不織布(比較例1)、ポリプロピレン繊維単独不織布(比較例2)及び市販の粉末トルマリンを混練したビスコース繊維単独不織布(比較例3)についての測定結果も併記した。
上掛けの製造
上記のようにして得た不織布を、長さ2.3m、幅1.0mに裁断し、その外側両面を同じサイズに裁断したポリエステル繊維布で被覆し、キルティング機を用い、上糸と下糸により縦20cm間隔、横30cm間隔で、キルティング加工して、不織布を安定化させる。
次いで、側面部の布端を重ねて巻き込み、ミシンでヘム加工により固定し、上掛け用ふとんを作製した。
2 内筒
3 エレクトロメーター
4 直流電源
5 絶縁板
6 試料筒
7 空気流入口
8 流量計
9 吸引機
10 空気排気口
Claims (6)
- 質量平均分子量60万〜300万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸により被覆処理された絹繊維と、ポリプロピレン繊維との混合繊維布からなり、該ポリプロピレン繊維が負に帯電されていることを特徴とするマイナスイオン発生材料。
- 超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸による絹繊維の被覆処理が二官能性エポキシ化合物を架橋剤として用いて行われている請求項1記載のマイナスイオン発生材料。
- 超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸被覆絹繊維において、絹繊維100質量部に対するポリ‐γ‐グルタミン酸の含有割合が0.001〜0.5質量部の範囲にある請求項1又は2記載のマイナスイオン発生材料。
- ポリプロピレン繊維が、質量平均分子量10,000〜100,000のポリプロピレンからなる請求項1ないし3のいずれかに記載のマイナスイオン発生材料。
- 混合繊維における絹繊維とポリプロピレン繊維の割合が質量比で4:1ないし1:4の範囲にある請求項1ないし4のいずれかに記載のマイナスイオン発生材料。
- 絹繊維をポリ‐γ‐グルタミン酸水溶液中に浸漬し、乾燥後、さらに二官能性エポキシ化合物水溶液中に浸漬し、架橋反応させることにより、質量平均分子量60〜300万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸で表面が被覆された絹繊維を形成させ、次いでこの絹繊維とポリプロピレン繊維とを混紡し、織布、編布又は不織布に加工することを特徴とするマイナスイオン発生材料の製造方法。
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