JPH03130466A - 抗菌性繊維、樹脂及びその製造方法 - Google Patents

抗菌性繊維、樹脂及びその製造方法

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JPH03130466A
JPH03130466A JP2044346A JP4434690A JPH03130466A JP H03130466 A JPH03130466 A JP H03130466A JP 2044346 A JP2044346 A JP 2044346A JP 4434690 A JP4434690 A JP 4434690A JP H03130466 A JPH03130466 A JP H03130466A
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resin
antibacterial
polyacrylonitrile
pan
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Hiroyoshi Noto
裕義 埜渡
Yasuo Kuroda
泰男 黒田
Takeshi Mori
剛 毛利
Yuji Yamauchi
山内 勇次
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Nippon Kayaku Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、抗菌性ポリアクリロニトリル繊維又は樹脂及
びポリアクリロニトリル繊維又は樹脂(以後PANと略
す)を加工し抗菌性を付与する方法に関する。
抗菌性の素材は、今日生活の隅々にまで普及し利用され
ている。また食肉工場等の食品工業、医療等の現場、医
薬品等の製造業等におていは、不可欠なものとなりつつ
ある。将来的にも社会の高齢化と共に、その重要性は益
々増大するように考えられる。
(従来の技術) PANは汎用性の高い繊維であり、衣類はもちろん、ト
イレタリー製品など生活アミニティー分野においても広
く使用されている。したがってPANの抗菌加工に関す
る研究は盛んで、数多くの方法か提案されているが、い
まだ決定的なものはない。
スルホン酸基及び/又はスルホネート基を構造中に有す
るPANを金属銀、または銀化合物で処理し、抗菌性を
付与する考えは古くから存在し、公知である。しかし銀
イオンの反応性が一見速いせいもあり、その反応条件に
ついて詳しい検討を加えた文献は見あたらない。その結
果、従来の技術ではPANに銀化合物を付着させるに際
して、スルホン酸基及び/又はスルホネート基の量を増
加させた繊維を使用したり、またはPANの部分加水分
解によって繊維中のカルボキシル基の量を増加させたり
、付着させる銀量を多くして初めて、その有効性か証明
されるにすぎなかった。たとえば、特開昭52−920
00によると、銀の有効な濃度範囲はO,lミリ当量/
グラム繊維以上とされており、実施例では0.69 ミ
リ当量/グラム繊維の銀か使用されている。これはそれ
ぞれ、重量で繊維当たり1%及び7%と大量の銀を使用
したことになる。これは、経済的に見て実用上問題かあ
る。
(発明が解決しようとする課題) 従来の技術では繊維を特別な形で製造するとか、前もっ
て加水分解等の処理か必要であった。これらの処理は操
作として、繁雑であるばかりでなく繊維の強度、物性に
重大な影響を与える。また前述の様に使用される銀の量
か多いことも問題である。更に、本発明者等は従来の方
法で銀を付着させたPANについて鋭意検討を重ねた結
果、これらに付着した銀は不均一であり、とくに金属銀
として析出した銀はアグリゲートして、大きな粒子径で
存在していることを突き止めた。したかってPANに付
着している銀の表面積か小さいうえに、銀粒子の多くの
部分が数回の洗濯で急速に脱落してしまうことか判明し
た。また付着か不均一なため多量の銀を使用しないと安
定した効果か得られないということも判った。
(課題を解決するための手段) 本発明者等はPANに、均一に、かつ銀もしくは銀イオ
ンのアグリゲートを避けて銀を付着又は結合せしめる方
法について検討を尽くした結果本発明を完成するに至っ
た。
即ち、本発明は、 (1)銀スルホネートの形で銀を1〜11000pp好
ましくは10〜toooppm含有する抗菌性ポリアク
リロニトリル繊維又は樹脂、 (2)構造中にスルホン酸基及び/又はスルホネート基
を有するポリアクリロニトリル繊維又は樹脂に、水中で
水溶性銀化合物を反応させるに際して、ポリアクリロニ
トリルのガラス転移温度以上の温度で反応を行うことを
特徴とする抗菌性ポリアクリロニトリル繊維又は樹脂の
製造方法、(3)構造中にスルホン酸基及び/又はスル
ホネート基を有するポリアクリロニトリル繊維又は樹脂
に、水中で水溶性銀化合物をポリアクリロニトリルのガ
ラス転移温度以上の温度で反応させ、次いで還元剤で処
理することを特徴とする抗菌性ポリアクリロニトリル繊
維又は樹脂の製造方法、(4)ポリアクリロニトリル繊
維又は樹脂に水中で水溶性銀化合物を反応させる際に、
水溶液のpHを5以下とすることを特徴とする上記(2
)又は(3)の製造方法。
(5)上記(2)、(3)又は(4)の方法で得られる
抗菌性ポリアクリロニトリル繊維又は樹脂、に関するも
のである。
本発明で用いるPAN  (ポリアクリロニトリル繊維
又は樹脂)としては、特別にスルホン酸基及び/又はス
ルホネート基の量を増加させた繊維又は樹脂の使用も可
能であるか、カシミロン、トレロン、エクスラン、ベス
ロン、ボンネル、カネカロン等のスルホン酸基及び/又
はスルホネート基を有する市販のPANで充分である。
PANとしては、糸状、布状等の繊維の他にシート状、
粉状、粒状等様々の形状の樹脂か使用でき、とのような
形状のものでも本発明の方法により処理てきる。
これら本発明で用いるPANは、通常、少なくとも60
モル%のアクリロニトリルと該アクリロニトリルと共重
合可能なビニル基含有不飽和化合物との共重合体からな
り、前記(2)、(3)又は(4)の処理を行った場合
にl〜loooppm又はそれ以上の銀を付着又は結合
することかできるスルホン酸基量及び/又はスルホネー
ト基量を有するPANであれば、いずれも使用できる。
使用される水溶性銀化合物としては、硝酸銀が普通であ
るか、弗化銀、過塩素酸銀、硫酸銀、乳酸銀、テトラフ
ルオロ硼酸銀、酢酸銀等も使用することがてきる。PA
Nのガラス転移温度はPANの種類によって異なるか、
一般に60〜90°Cてあり、従って、一般には反応温
度(処理浴温度)を90°C以上とすれば、PANのガ
ラス転移温度以上となる。
常圧において、処理浴を沸騰させながら反応を行っても
良い。又、加工下で100°C以上の温度で反応を行っ
てもさしつかえない。反応温度は、PANのガラス転移
温度以上てあれば特に限定されないか、PANの特性を
損なわないためには、130°C以下であることか好ま
しく、特に85〜100°Cが好ましい。
本発明方法を実施するには、一般には水溶性の銀化合物
の水溶液にPANを加え、攪拌しなから加熱して、加え
たPANのガラス転移温度以上の温度で反応させる。又
、銀化合物の水溶液をあらかじめ加熱し、PANのガラ
ス転移温度以上の温度とした後に、PANを加え反応さ
せても良い。浴比(PAN:銀化合物水溶液)は1:1
0〜40 (重量比)か適当である。加熱処理時間は特
に限定されないが、通常10〜60分間行えば十分であ
る。
水溶性銀化合物の使用量は、PANに付着又は結合させ
たい銀の量、PANの種類及び反応条件に応じて決まる
。通常市販されているPANの場合、PANに付着又は
結合させたい銀量の1〜5倍の銀量になるような量の水
溶性銀化合物を使用すればよい。繊維の風合等PANの
特性をそこなわないようにするためには、処理後の浴温
の管理に注意するのが好ましい。即ち、浴液が60°C
を切るまては、自然に放冷させるのか望ましい。
上記の方法により、銀スルホネート基を有する本発明の
抗菌性PANを得ることかできる。
本発明の銀スルホネート基を有する抗菌性PANは、着
色か少なく、日光による変色、洗剤による還元等もほと
んどなく、生活衛生分野での応用を考える上で大変有利
である。
白地の布など、特に着色か問題になる場合には、pHを
調整して、酸性水溶液中で反応させる方か好ましい。p
Hの調整は、緩衝溶液、酸等を用いて行うことかできる
か、塩酸なと銀と反応して沈殿を生しる化合物の使用は
好ましくない。通常は、酢酸、乳酸あるいは酢酸緩衝溶
液を用いて、pHを調整する。好ましいpHの範囲は1
〜5である。酸を単独で用いる場合には、酸濃度はpl
により規定される。緩衝溶液の濃度は特に規定されない
か通常は、0.01mol/V (酢酸)程度で十分で
ある。
このようにして得られた抗菌性PANは、必要により、
更に還元処理することにより銀微粒子か付着した抗菌性
PANとすることか出来る。還元処理を行う場合、還元
剤としては作用の強いものか好ましく、たとえばヒドロ
キシルアミン、ヒドラジン、ぶとう糖−かせいアルカリ
、水素化硼素ナトリウム等が有効であり、この好ましく
は0.05〜5重量%の水溶液を、銀スルホネート基を
有する抗菌性PANに対し好ましくは2〜15重量倍使
用し、好ましくは95〜100°Cで5分以上加熱する
ことにより還元処理を行うことか出来る。このようにし
て銀を付けられた本発明の銀スルホネート基を有する抗
菌性PAN及び銀微粒子が付着した抗菌性PANは、銀
の含有濃度が1〜1000pp好ましくは10〜110
00ppという低濃度においても十分な抗菌効果を示す
。前記のとおり、従来の方法では繊維に抗菌性を付与さ
せるために1%とか7%という極めて高い濃度で銀を繊
維に含有させる必要かあった。これに対して、本発明に
よれば、意外にも、銀濃度かl−11000ppという
低濃度にもかかわらず強い抗菌効果を示し、又、洗濯堅
牢度も非常に優れている。これは、本発明の抗菌性PA
Nにおいては、繊維上に銀が均一に付着又は結合してお
り、又、金属銀として析出した銀はアグリゲートせず、
銀が非常に微細に粒子の状態か存在しているためである
上記本発明の方法に従って還元されて金属銀微粒子とな
したものは淡黄色であり、黒褐色になってしまう従来技
術品に対してこの面からも、本発明の方法により得られ
る繊維及び樹脂は有利である。
本発明の銀スルホネート基を有する抗菌性PANおよび
銀微粒子が付着した淡黄色の抗菌性PANは、カチオン
染料により、通常の処決で任意の色調に染色可能である
。或いは、PANを先ずカチオン染料により常法で染色
した後、本発明の方法で抗菌性を付与しても良い。さら
には、注意深く含有するハロゲン原子を除いたカチオン
染料を用いて本発明の方法に従い、染色と同時に抗菌性
を付与することもできる。
本発明の抗菌性PANは、銀の濃度か極めて低いにもか
かわらず高い抗菌効果を示すので、銀の量を微量用いれ
ば十分であり、従って、人体に何等影響を及ぼさない。
又、本発明の抗菌性PANは、有害な微生物に汚染され
る可能性のあるあらゆる場所に、抗菌性素材として利用
できる。例えば、パスマット、トイレマット、便座カバ
ー、カーペット、モツプ、エアーフィルター、タオル、
フキン等を製作することにより、微生物的に清浄に保つ
ことが出来る。更に、食品の加工又は製造の際に用いる
手袋や作業着等にも用いることかできる。
本発明の抗菌性PANは、そのまま単独で用いてもよく
、又、他の繊維との混紡若しくは交織として布地、ニッ
ト製品、又は不織布となし使用することも出来る。
(実施例) 次に具体的に実施例を示して本発明を説明する。
しかし本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
なお、抗菌力の試験は5taphy+ococus  
”aureus(スタフィロコッカス アウレウス)お
よびKlebsiella pneumoniae  
(クリブシーラ ブネウモニア)の培養液を一定量試験
片に付着させ37°Cに18時間保った後、生菌数を数
えることにより行った。また、洗濯堅牢度試験はJIS
 L 0217103にきめられた方法を30回繰り返
した後、残存している銀量の測定(原子吸光法による)
、および抗菌効果の測定で判断した。
実施例1 カシミロン(脂化成製PAN) 100重量部を硝酸銀
0、126重量部を含む水3000重量部に浸す。加温
して沸点にいたらしめ、30分沸騰状態をたもつ。つぎ
に加温をとめそのまま放置し50’C以下に冷えてから
カシミロンを取り出す。十分に水洗して乾燥すると銀−
スルホネート基を有するカシミロンかえられた。
抗菌性の評価 上記の方法で得られた処理布0.2グラムを採り、これ
に5taphylococas aureus ATC
C6538Pの普通ブイヨン懸濁液(菌数:8X105
/ミリリツトル)0.2ミリリツトルを付着させた。こ
れを37°Cで18時間たもった後燐酸塩を含む緩衝生
理食塩20ミリリツトルで抽出した。抽出液を、標準寒
天培地に接種して菌数を測定した。その結果本発明によ
る処理布からの抽出液には18個/ミリリットルの菌が
検出された。一方、銀を含まない無処理の対照布の抽出
液は9X103個/ミリリットルの菌を含んでいた。
実施例2 実施例1において、カシミロンの代りにトレロン(東し
製PAN) 100重量部、硝酸銀0.126重量部の
代りに0.063重量部を使用した以外は実施例1と同
様に処理して試験布(処理布)を得た。得られたトレロ
ンを用い実施例1と同じ方法で抗菌試験を行った結果、
抽出液から35個/ミリリットルの菌が検出された。一
方、銀を含まない無処理の布の抽出液から7X103の
菌か検出された。
実施例3−4 実施例1と同様にして、硝酸銀の量をそれぞれ0、03
2重量部、0.008重量部に代えた以外は、実施例1
と同様な方法で試験布(処理布)を得、同様に試験をお
こなった。
実施例1−4の結果を表1に示す。
表   l 実“例  @腎専震宇、ヤニ)37・。18h、つ。□
1      805ppm        18個/
mI2     397ppm        35個
/−3195pl)m        25個/−45
21)I)m        93個/一実施例5−8 実施例1〜4で得た銀イオンを含有する布100重量部
を、それぞれ水素化硼素ナトリウム0.5重量部を懸濁
させた500重量部の水に浸し、加温し30分間煮沸す
る。次いで、水洗、乾燥して、銀イオンが還元されて金
属銀として付着している布を得た。それぞれ実施例1の
場合と同様な方法で評価した。
結果を表2に示す。
実施例 5 (1) 6 (2) 7 (3) 8 (4) 表   2 布巾の 銀量(原子吸光法) 780pl)m 76ppm 88ppm 8ppm 37°C18hr後の菌数 8個/m1 25個/ ml 34個/− 51個/d 実施例9−12 実施例1.3.5.7て得た銀か付着又は結合している
布について、JIS L 0217103の方法に従い
、30回洗濯をくりかえした。それぞれの残存している
銀量、実施例1と同じ方法て行った抗菌試験の結果を表
3に示す。
表   3 実Mf′。   畠主0 (原子吸光法)37°C18hr後の菌数9  (1)
    713ppm        25個/m11
0 (3)    168ppm        61
個/ m111 (5)    699ppm    
    38個/m112 (7)    162pp
m        30個/一実施例13−16 実施例1.3.5.7て得た銀か付着又は結合している
布に、実施例1においてS taphy 1ococa
saureusの代りに、Klebsiella pn
eumoniae ATCC4352の普通ブイヨン懸
濁液(菌数9X105個/ミリリットル)0.2ミリリ
ツトルを付着させた以外は、実施例1と同様の方法でそ
れぞれの抗菌性能を試験した。結果を表4に示す。なお
、銀を含まない無処理の対照布の抽出液にはtxto’
個/ミリリットルの菌を含んでいた。
表   4 実施例  処理電点0 銀量(子吸光法)37°C18hr後の菌数13 (1
)    805pl)m        25個/ 
m114 (3)    195ppm       
31個/−15(5)    780ppm     
   42個/rnl!16 (7)    188p
pm        38個/rd!実施例17 実施例1において、硝酸銀の代りに乳酸銀0.124重
量部を用いた他の実施例1と同様にして試験布を得、抗
菌試験を行った。結果は実施例1とほぼ同様であった。
実施例18−19 実施例5において、水素化硼素ナトリウムの代りにヒド
ロキシルアミン2.5重量部又はヒドラジン2.5重量
部を用いた以外は実施例5と同様にして試験布を得、実
施例1と同様にして抗菌試験を行った。結果はいずれの
場合も実施例5とほぼ同様てあった。
実施例20 スルホネート基を有するエクスラン(日本エクスラン社
製PAN)100重量部を、硝酸根0.063重量部を
含有している500ppm酢酸水溶液(pH=3.4)
2500重量部に浸し、攪拌しながら、100°Cに昇
温した。
120°Cでlhr攪拌した後、冷却を行い、充分に水
洗し、乾燥して、銀スルホネート基を有するポリアクリ
ロニトリル布を得た。このポリアクリロニトリル布の銀
含量は、368ppmであった。
実施例21 実施例20と同様にして、硝酸銀0.063重量部を含
む500ppm酢酸水溶液の代りに硝酸銀0.063重
量水 部を含む氷(1)H=6.5)2500重量部を用いて
処理を行い、銀スルホネート基を有するポリアクリロニ
トリル布を得た。このポリアクリロニトリル布巾の銀含
量は、374ppmであった。
実施例20および実施例21て得たポリアクリロニトリ
ル布はいずれも実施例1−4と同様の抗菌効果を示した
実施例22 実施例20及び実施例21て得たポリアクリロニトリル
布について未処理ポリアクリロニトリル布との色差を色
差計を用いて測定した。結果表5に示す。
表  5 酢酸う度 pH△L  △a △b (ppm 実施例20  500  3.4 −0.10 0.1
1 0.09実施例21   0  6.5 −2.0
2 0.98 3.27上記、表5中△し、△a、△b
はそれぞれ、未処理ポリアクリロニトリル布からの明度
の差、色相の差、彩度の差を表わす。
表5で示した結果から明らかなように、実施例20で得
たポリアクリロニトリル布は色調において未処理ポリア
クリロニトリル布とほとんど変わりないか、実施例21
て得たポリアクリロニトリル布では、未処理ポリアクリ
ロニトリル布に比べ明度か減少しており△a、△b共に
大きな値となっている。△aは値か大きくなることは赤
みかかったことを示し、又、△bの値か大きくなること
は黄色みがかったことを表わしている。実施例20と2
1における結果の差は、処理溶液中のpHに起因してお
り、白色のポリアクリロニトリル布など特に着色が問題
となる場合には、pHを調整して酸性水溶液で反応を行
うことにより、色調変化のない抗菌性ポリアクリロニト
リル布を得ることかできる。
実施例23 スルホネート基を有するトレロン(東し製PAN)12
0部を、硝酸銀0.24部を溶解している水3600部
に浸す。徐々に加温して沸騰に至らしめ、30分保った
後、トレロンを取り出し水洗する。
次に3000部の水にカチオン染料カヤクリルライトブ
ルー4GSL 0.4部を溶解し、これに前の工程で硝
酸銀溶液で処理したトレロンを再び浸す。10%酢酸1
0部を加えてから加熱して沸騰させる。20分保った後
50℃以下まで徐冷してからトレロンを取り出し、充分
に水洗、乾燥すると、銀−スルホネート基を有する青色
に染まったトレロンか得られた。
抗菌性の評価 上記の方法で得た処理布約0.2gを採り、これにKl
ebsiella pneumoniae ATCC4
352の普通ブイヨン懸濁液(菌数; 9 X to’
 /d) 0.2 TLlを付着させた。これを37°
Cて18時間放置した後、りん酸塩を含む緩衝生理食塩
水20m1で抽出した。その結果、本発明による処理布
からの抽出液には、43個/mlのKlebsiell
a pneumoniaeか検出された。一方、銀を含
まない無処理の対照布の抽出液はlXl0’個/dの菌
を含んでいた。
実施例24 スルホネート基を有するトレロン(東し製PAN)12
0部を先ずカチオン染料カヤクリルレッドGLO03部
を用い、100°Cで赤色に染める。尚、浴比はl:3
0である。
次に、赤色に染め上った布を、0.2部の硝酸銀を含む
水1200部に浸し、徐々に加温して沸点で30分保つ
。その後、熱湯で充分洗滌する。
更に、硫酸ヒドロキシルアミンの0.4%溶液1200
部中に入れ30分間煮沸する。液か50’C以下に冷え
てから処理布を取り出し、充分に水洗し乾燥する。
このようにして得られた、銀微粒子が付着している赤色
の布について、実施例23と同様にして、Klebsi
ella pneumoniaseを用いた抗菌性試験
を行ったところ、強い効力を示した。
実施例25 実施例1において、カシミロンの代りに、スルホネート
基を有するポリアクリロニトリル粒子を用い、他の実施
例1同様にして、処理を行った。
得られた粒子状のポリアクリロニトリル樹脂は実施例1
同様の抗菌効果を示した。
(発明の効果) 本発明の抗菌性PANは、銀の付着又は結合量か従来の
もに比べ極めて少ないにもかかわらず、強い抗菌効果を
示し、又、洗濯堅牢度も優れている。
また、本発明の抗菌性PANは、安全性か高く、焼却時
などにも、抗菌性付与に起因する有害物質を発生するこ
とかない。更に、本発明の抗菌性PANは皮膚に対する
刺激性か極めて少なく、皮膚に接触するような用途にお
いても好適に使用できる。
又、本発明によれば、スルホン酸基を有するPANに、
手軽に、経済的に抗菌性を付与することかでき、銀の付
着又は結合による繊維又は樹脂の着色という問題もほと
んどない。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、銀スルホネートの形で銀を1〜1000ppm含有
    する抗菌性ポリアクリロニトリル繊維又は樹脂。 2、構造中にスルホン酸基及び/又はスルホネート基を
    有するポリアクリロニトリル繊維又は樹脂に、水中で水
    溶性銀化合物を反応させるに際して、ポリアクリロニト
    リルのガラス転移温度以上の温度で反応を行うことを特
    徴とする抗菌性ポリアクリロニトリル繊維又は樹脂の製
    造方法。 3、構造中にスルホン酸基及び/又はスルホネート基を
    有するポリアクリロニトリル繊維又は樹脂に、水中で水
    溶性銀化合物をポリアクリロニトリルのガラス転移温度
    以上の温度で反応させ、次いで還元剤で処理することを
    特徴とする抗菌性ポリアクリロニトリル繊維は樹脂の製
    造方法。 4、ポリアクリロニトリル繊維又は樹脂に水中で水溶性
    銀化合物を反応させる際に、水溶液のpHを5以下とす
    ることを特徴とする請求項2又は3の製造方法。 5、請求項2、3又は4に記載の方法で得られる抗菌性
    ポリアクリロニトリル繊維又は樹脂。
JP2044346A 1989-03-08 1990-02-27 抗菌性繊維、樹脂及びその製造方法 Pending JPH03130466A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5405644A (en) * 1992-11-17 1995-04-11 Toagosei Chemical Industry Co., Ltd. Process for producing antimicrobial fiber

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5405644A (en) * 1992-11-17 1995-04-11 Toagosei Chemical Industry Co., Ltd. Process for producing antimicrobial fiber

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