JP5770955B1 - 繊維製品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】銀を担持する繊維製品の抗菌性を向上させる。【解決手段】柿渋と銀とを含有する染色液を用いて繊維製品を染色する工程を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、繊維製品及びその製造方法に関する。

現代化学の発展に伴って、銀の抗菌性に注目が集まっている。特に、ナノ銀は迅速な殺菌作用と安全性とを備えているため、様々な分野において広く商品に応用されてきた。例えば、特許文献１には、ナノ銀を含有する組成物が、養殖場又は農場等において抗菌剤として使用可能であることが開示されている。

特開２０１１−０６３５２５号公報

近年病原体からの感染予防は重大な問題となっており、この観点から身近に用いられるマスク又はハンカチ等の繊維製品に抗菌性を付与することが望まれている。一般的に、化粧品又は液体素材等に銀を添加すること、及び多孔性物質に銀を付着させることは比較的容易である。一方で、パルプ又は綿等の繊維、特に植物繊維に銀を付着させることは容易でないとともに、洗濯により繊維からは容易に銀が脱離する。このために、銀を担持する繊維製品の抗菌性を保つことが困難であるという課題があった。

本発明は、銀を担持する繊維製品の抗菌性を向上させることを目的とする。

本発明の課題を解決するために、一実施形態に係る繊維製品の製造方法は以下の構成を備える。すなわち、柿渋と銀ナノ粒子とを含有する染色液を用いて、植物繊維製品を柿渋染めする工程を有することを特徴とする。

本発明によれば、銀を担持する繊維製品の抗菌性を向上させることができる。

一実施形態に係る製造方法を説明する図。 一実施形態に係る製造方法のフローチャート。

本願発明者は、柿渋を用いて繊維製品に銀を固定することを検討した。古来より魚網や蛇の目傘等に使用されてきた柿渋は、人体に対して安全な植物由来の材料である。また、柿渋は繊維製品、特に植物繊維に浸透しやすいとともに、柿渋自身も静菌作用を有している。このため、安全性が高く殺菌作用を有する銀と組み合わせて繊維製品に対して用いるのに適しているものと考えられる。

しかしながら、従来より蛇の目傘の製造において用いられていることからもわかるように、柿渋は繊維製品を固めて耐水性を向上させるという作用を有する。すなわち、柿渋で染色され乾燥した繊維製品を銀溶液に浸漬しても水をはじいてしまうため、柿渋で染色され乾燥した繊維製品に銀を担持させることは困難であった。

本願発明者が鋭意検討したところ、柿渋と銀とを含有する溶液を用いることにより、繊維製品を柿渋で染色しながら繊維製品に銀を担持させることが可能であることが見いだされた。また、こうして得られた繊維製品には銀が強固に固定されるため、銀を担持する繊維製品の抗菌性が飛躍的に向上することが見いだされた。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。

以下、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定されるわけではない。

本発明の一実施形態に係る繊維製品の製造方法は、柿渋と銀とを含有する染色液を用いて繊維製品を染色する工程を有している。例えば、繊維製品を染色液に浸漬することにより、繊維製品を染色することができる。この染色液には、柿渋と銀とが含まれている。このような染色液は、柿渋原液を適宜希釈し、銀を追加する、例えばナノ銀含有液を追加することにより、製造することができる。希釈材としては、例えば水を用いることができる。その後、脱水及び乾燥を行うことにより、柿渋により染色されかつ銀を担持する繊維製品を製造することができる。

このように、柿渋と銀とを含有する染色液を用いることにより、柿渋を用いて繊維製品に銀を固定することが可能となる。さらに、柿渋とナノ銀とを含有する染色液を用いる場合、複合体が染色液中で形成されることにより、柿渋の浸透に伴ってナノ銀が繊維の内部に浸透しやすくなることが想定される。

一方で、柿渋による耐水性は柿渋液で染色された繊維製品が乾燥した後に生じる。このために、繊維製品に柿渋液を接触させ、繊維製品が乾燥する前に繊維製品を銀溶液に接触させることによっても、柿渋により染色されかつ銀を担持する繊維製品を製造することができる。この場合も、柿渋液と銀溶液とが繊維製品の表面で混合されることにより生じた柿渋と銀とを含有する染色液を用いて、繊維製品が染色されていることに変わりはない。すなわち、このような場合も、柿渋と銀とを含有する染色液を用いて繊維製品を染色する場合に含まれる。

繊維製品の種類は特に限定されず、例えば綿を含む紡績される前の繊維原料、糸、タオル、ハンカチ、又はガーゼ等でありうる。一実施形態において、繊維製品は、柿渋で染色されやすい天然繊維を含んでいる。天然繊維の例としては、例えば、木綿又は麻のような植物繊維が挙げられる。繊維製品の原料は、天然繊維のみであってもよいが、天然繊維と人工繊維との混合物であってもよい。天然繊維は良い肌触りを有するものが多く、高品質な繊維製品の材料となりうる。

柿渋は、渋柿を圧搾することにより得られた搾汁を濾過し、発酵及び熟成することにより得られたものである。柿渋としては一般的に販売されている原液を使用することができる。柿渋は、抗菌性だけでなく、抗ウイルス性をも示すことが知られている（例えば、特開昭５４−１４５４５号公報）。臭気を低減するために、市販されている、脱臭処理が施された柿渋を使用することができる。

銀は、銀単体であっても銀イオンであってもよい。どちらの場合であっても抗菌力を期待することができる。一実施形態においては銀として銀粒子が用いられ、さらなる実施形態においては高い抗菌力を有する銀ナノ粒子（以下、ナノ銀と呼ぶ）が用いられる。ナノ銀は溶解しにくいために、ナノ銀を担持する繊維製品の抗菌作用が持続することが期待される。

ナノ銀の平均粒子径は、９０ｎｍ未満であることが好ましく、５０ｎｍ未満であることがさらに好ましく、２０ｎｍ未満であることがより好ましく、１０ｎｍ未満であることが特に好ましい。ナノ銀の平均粒子径の下限は特にないが、例えば１ｎｍより大きくてもよい。ナノ銀の平均粒子径は、例えば電子顕微鏡によって測定することができる。すなわち、電子顕微鏡で銀粒子を含む試料を観察し、観察された銀粒子の長径を粒子径とする。そして、一定の観察範囲内にある銀粒子の銀粒子径の平均を平均粒子径とすればよい。銀粒子の粒子径のばらつきを考慮すると、平均粒子径の算出には十分な数の銀粒子の粒子径を平均することが好ましく、例えば１５個以上の銀粒子の粒子径を平均することが好ましい。

銀の純度は、抗菌効果が得られるのであれば特に限定されない。例えば、銀粒子に微量の不純物が混入していても抗菌作用は期待できる。このような観点から、銀粒子に占める銀の割合は、一実施形態においては９０％以上であり、さらなる実施形態においては９９％以上である。

染色液中の銀の含有量は、繊維製品の美観が損なわれず、望ましい抗菌性が得られるのであれば、特に限定されない。例えば、染色液中の銀の含有量は、一実施形態においては１．０ｍｇ／Ｌ以上であり、別の実施形態においては５．０ｍｇ／Ｌ以上であり、さらなる実施形態においては１０ｍｇ／Ｌ以上である。また、一実施形態においては２００ｍｇ／Ｌ以下であり、別の実施形態においては５０ｍｇ／Ｌ以下であり、さらなる実施形態においては２０ｍｇ／Ｌ以下である。

染色液中の柿渋の含有量も、繊維製品の美観が損なわれず、望ましい抗菌性が得られるのであれば、特に限定されない。例えば、染色液中の柿渋の含有量は、染色液全体に対する柿渋原液の比として、一実施形態においては１％以上であり、別の実施形態においては２％以上であり、さらなる実施形態においては５％以上である。また、一実施形態においては３０％以下であり、別の実施形態においては２５％以下であり、さらなる実施形態においては２０％以下である。

一般的に、銀にも柿渋にも抗菌力が認められる。しかしながら、柿渋を高濃度で用いると繊維製品の色が濃くなりすぎ、ファッション性の観点から問題が生じることがある。他方、十分な量の柿渋を用いないと、繊維製品の抗菌力は十分に向上しない。銀にも同様の傾向がある。

本実施形態により製造された繊維製品は、高い抗菌力を有する。特に、繰り返しの洗濯後においても、高い抗菌力が認められる。これは、銀と柿渋との相乗作用により抗菌力が飛躍的に向上したためと考えられる。また、繊維製品の内部にまで浸透した柿渋が銀を良く吸着するために、銀が繊維製品の内部にまで均一に浸透し、菌が繁殖しうる抗菌力の低い領域が少なくなることも貢献していると考えられる。さらには、繊維製品に浸透している柿渋が銀をよく吸着するために、例えば繊維製品を洗濯する場合であっても、銀が繊維製品から脱離しにくくなることが考えられる。このような高い抗菌力のために、銀の使用量を抑えることができるとともに、淡い色合いを得るように柿渋の使用量も抑えることができる。

繊維製品の具体的な製造方法は特に限定されず、例えば上述のようにハンカチ等の繊維製品を染色液を用いて染色することができる。しかしながら、従来より蛇の目傘の製造において用いられていることからもわかるように、柿渋は繊維製品を固めて強くし耐久性を向上させるという作用を有する。このため、例えばハンカチ等の繊維製品を柿渋を含む染色液で染色した場合、繊維製品が硬くなってしまうという課題が存在した。また、柿渋を含む染色液を用いて繊維製品を均一に染色することも困難であった。

一方で、糸又は繊維原料を柿渋を含む染色液で染色し、この糸、又はこの繊維原料を紡績することにより得られた糸を用いてさらなる繊維製品を製造することにより、柔軟性を有しかつ均一に染色された繊維製品が得られることが見いだされた。特に、繊維原料を柿渋を含む染色液で染色してから紡績により糸を製造する方法によれば、繊維原料を紡績して糸を製造してから柿渋を含む染色液で染色するよりも、より柔軟性の高い繊維製品を製造できる。この効果は、上述した柿渋と銀とを含有する染色液を用いる場合にのみ得られるわけではなく、繊維製品を柿渋で染色する場合について一般的に得られるものと考えられる。

以下では、繊維原料を染色液で染色する工程（第１工程）と、第１工程で染色された繊維原料を紡績して糸を製造する工程（第２工程）と、第２工程で製造された糸を用いてさらなる繊維製品１００を製造する工程（第３工程）と、を用いて繊維製品１００を製造する場合について、図１及び図２を参照して説明する。

（第１工程：Ｓ２１０）
ステップＳ２１０においては、図１（Ａ）に示す紡績前の繊維原料１１０が、上述した柿渋と銀とを含有する染色液を用いて染色される。こうして、図１（Ｂ）に示す、柿渋により染色されかつ銀を担持する繊維原料１２０が得られる。

（第２工程：Ｓ２２０）
ステップＳ２２０においては、図１（Ｃ）に示されるように、柿渋により染色されかつ銀を担持する繊維原料１２０を用いて、紡績により糸１３０が製造される。こうして製造された糸１３０は、柿渋で染色されかつ銀を担持している。得られる糸１３０の形状は特に限定されない。

（第３工程：Ｓ２３０）
ステップＳ２３０においては、図１（Ｄ）に示されるように、ステップＳ２２０で製造された糸１３０を用いて繊維製品１００が製造される。繊維製品１００の製造方法は特に限定されず、従来より知られている方法を用いた編み又は織り等により任意の繊維製品１００を製造することができる。繊維製品１００の種類も特に限定されない。例えば、繊維製品１００としてタオル、ハンカチ、又はガーゼ等を製造することができる。

一方で、繊維製品１００は繊維原料そのものであってもよい。この場合ステップＳ２１０，Ｓ２２０を行うことは必須ではない。また、繊維製品１００は糸そのものであってもよい。この場合ステップＳ２３０を行うことは必須ではない。

このように、染色液を用いて紡績前の繊維原料１１０を染色する場合、繊維原料１１０の内部まで柿渋とナノ銀とが浸透しやすい。また、繊維原料１１０を均一に染色することは、ハンカチ等の繊維製品を均一に染色することよりも容易である。このために、染色された繊維原料１２０を用いて製造された繊維製品１００の色を均一とすることができ、また、繊維製品１００の全体が均一な抗菌性を発揮することができる。さらに、このようにナノ銀が繊維の内部まで浸透することにより、繊維製品１００の使用時に繊維製品１００からナノ銀が脱落しにくくなる。

別の実施形態においては、柿渋の代わりに銀を吸着する作用の高い物質を用いることもできる。このような物質は、繊維製品と銀とを結合する結合材として用いることができる。このような物質としては、例えばエチレンジアミン四酢酸のようなキレーション材、又はリグニンのようなポリフェノール類等が挙げられる。

［実施例１］
まず、紡績前のわた（木綿製）を染色した。染色液は、５０ｇとなるように水で希釈した柿渋原液（市販品，１６．６ｇ）と、５０ｇとなるように水で希釈したナノ銀溶液（ＵＦＳ−ＲＥＦＩＮＥ社製，ＵＦＳ−ＣＷ２０Ｆ，ナノ銀の平均粒子径５ｎｍ，銀含有量１６０μｇ／ｍｌ，１．０ｇ）と、を混合することにより作製した。わたを染色液に浸漬した後、脱水及び乾燥を行うことにより、柿渋で染色され及び銀を担持するわたを作製した。その後、わたを紡績することにより糸を製造し、この糸を用いた織り物としてガーゼを作製した。得られたガーゼは十分な柔軟性を有していた。

さらに、得られたガーゼを２４時間洗濯した。その後、バイアル中で、得られたガーゼを裁断して得られた試験片上に黄色ブドウ球菌液を接種し、３５℃において１８時間静置した。その後、生理食塩水を用いて試験片から菌を抽出し、生菌数を測定した。空試験として、同様の生菌数の測定を、空のバイアルに黄色ブドウ球菌液を添加した場合について行った。また、黄色ブドウ球菌液を接種した直後についても、同様の生菌数の測定を行った。測定結果を表１に示す。

［実施例２］
実施例１と同様の方法を用いて、木綿製のガーゼを染色した。実施例２によっても柿渋で染色され及び銀を担持するガーゼを作製することができたが、得られたガーゼには硬さが見られ、色むらも観察された。

［比較例１］
染色液の代わりに、５０ｇとなるように水で希釈したナノ銀溶液（ＵＦＳ−ＲＥＦＩＮＥ社製，ＵＦＳ−ＣＷ２０Ｆ，ナノ銀の平均粒子径５ｎｍ，銀含有量１６０μｇ／ｍｌ，１．０ｇ）を用いたことを除き、実施例１と同様にガーゼを作製した。得られたガーゼについて、実施例と同様に生菌数を測定した。測定結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例で得られたガーゼは黄色ブドウ球菌及び大腸菌に対して完全な滅菌効果を有することが確認された。一方で、比較例１で得られたガーゼは、黄色ブドウ球菌に対しては一定の抗菌効果が確認されたが、大腸菌に対しては全く抗菌効果が見られなかった。

Claims (7)

1. 柿渋と銀ナノ粒子とを含有する染色液を用いて、植物繊維製品を柿渋染めする工程を有することを特徴とする、繊維製品の製造方法。
2. 前記染色液を用いて糸又は繊維原料を柿渋染めする工程と、
   前記糸、又は前記繊維原料を紡績することにより得られた糸を用いて繊維製品を製造する工程と、
   を有することを特徴とする、請求項１に記載の繊維製品の製造方法。
3. 前記染色液中の銀ナノ粒子の含有量が２００ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の繊維製品の製造方法。
4. 前記染色液中の柿渋原液の含有量が５質量％以上であることを特徴とする、請求項１乃至３の何れか１項に記載の繊維製品の製造方法。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法により製造された繊維製品。
6. 柿渋で染色されかつ銀ナノ粒子を担持しており、柿渋及び銀ナノ粒子が繊維内部まで浸透していることを特徴とする、植物繊維製品。
7. 柿渋と銀ナノ粒子とを含有する柿渋染め液。

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