JPH05156510A - 繊維及び繊維製品の加工方法及び繊維及び繊維製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、繊維に持続性のある抗菌、抗カ
ビ、防臭機能を付与し、かつ繊維の色や風合いに影響を
与えない繊維及び繊維製品の加工方法及び繊維及び繊維
製品を提供することを目的としている。 【構成】 粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子を、
全体に対して０．０１重量％〜５０重量％の割合で繊維
の原料に練り込み、この樹脂を糸状に成形して繊維を加
工する。もしくは、粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛微
粒子を、全体の１重量％〜９０重量％の割合で配合した
分散液を製造し、この分散液を繊維の表面に塗布するこ
とにより繊維及び繊維製品を製造する。これら繊維及び
繊維製品は、酸化亜鉛微粒子により持続性のある抗菌、
抗カビ、防臭機能を有し、かつ、元々の繊維の色や風合
いが変化しないものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、酸化亜鉛微粒子を練り
込むか付着させることによって抗菌、抗かび、防臭機能
を有する繊維及び繊維製品の加工方法及び繊維及び繊維
製品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に各種の菌類は、動物性繊維（絹、
羊毛等）、植物性繊維（綿、麻等）あるいは合成繊維
（ナイロン、アクリル、ポリエステル等）などを着色、
劣化させたりすると共に、前記繊維からなる製品から悪
臭を発生させたりする。その為、昔から衣類、寝具等の
繊維製品においては、それを清潔に保ち、かつ太陽光で
干すことによる殺菌を行ってから乾燥状態で保管するこ
とで、保管中に発生する各種菌類による弊害が防止され
てきた。

【０００３】しかし、近年、単に従来から行われてきた
ような長期保存性を目的として保管時における菌の繁殖
を防止するだけでなく、各繊維製品の使用状態におい
て、有害な各種菌類の繁殖を抑制し、使用時における悪
臭の発生等を防ぎ、衛生状態をいかに保つかが重要視さ
れるようになってきた。

【０００４】たとえば、黄色ぶどう状球菌、大腸菌、カ
ンジダ菌等が繊維製品に悪影響を与えると言われている
代表的菌類であるが、繊維に抗菌、抗かび、防臭機能を
付与するならば、これら菌類の繁殖を抑制することがで
き、これら菌類の存在により形成された悪臭源となる物
質の発生を低減できるので、悪臭を防ぐことができる。
また、これらの菌類によって引き起こされる繊維素材の
脆化や劣化（変色を含む）あるいは、シミや汚れを防止
できる。さらには、病原菌の繁殖も防ぐため、周囲環境
に病原菌が波及するのを抑制することにもなる。

【０００５】以上のように、繊維に抗菌、抗かび、防臭
機能を付与するものとしては、従来、抗菌、抗かび、防
臭性を有する有機系化合物もしくは無機系のＡｇイオ
ン、Ｃｕイオンからなる抗菌、抗かび、防臭性を有する
化合物が用いられていた。

【０００６】これらの化合物を用いて繊維に、抗菌、抗
かび、防臭機能を付与するための加工方法としては、た
とえば、繊維内部に前記化合物を練り込むことにより、
表面にこれら化合物の一定割合が露出することで、抗
菌、抗かび、防臭機能を付与する方法と、繊維表面に前
記化合物を付着させることにより、抗菌、抗かび、防臭
機能を付与する方法とがある。

【０００７】なお、前記化合物を練り込む方法は、効果
の持続性に優れ、耐洗濯性等の特徴があり、一方の繊維
表面に前記化合物を付着させる方法では、表面に高密度
で抗菌、抗カビ、防臭剤を分布させることが可能なた
め、前記機能を効果的に発現させることが可能である
が、ただし耐洗濯性等に難がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の抗
菌、抗かび、防臭剤の多くは、前記有機系化合物からな
るものであるが、これら有機化合物を用いて、抗菌作用
等を有する繊維を製造しようとした場合には、例えば、
以下のような問題があった。

【０００９】第１に、前記有機化合物には、耐熱性が無
いものが多く、ナイロン、ポリエステル等のような溶融
紡糸（一般に２００°Ｃ〜３００°Ｃで熱可塑性高分子
物質を溶融）や、高温での結晶化のための熱処理を行う
工程があるものには、繊維の原料中に有機化合物を練り
込むことが困難である。それにもかかわらず、原料中に
前記有機化合物を配合した場合には、前記有機化合物が
揮散もしくは分解してしまい、十分な抗菌、抗カビ、防
臭機能を付与できないばかりか、繊維に変色等の物理
的、化学的な影響を及ぼす。

【００１０】第２に、前記有機化合物を練り込み可能な
繊維でも、長時間のうちに、前記有機化合物が繊維から
のブリードアウトにより消失するため、抗菌機能の持続
性に問題がある。第３に、また、前記有機化合物を繊維
の表面に付着させて抗菌、抗かび、防臭機能を付与する
方法では、ブリードアウトによる消失が大きく、効果の
持続性に問題がある。

【００１１】第４に、前記有機化合物を付着させる方法
では、効果を持続させるために、前記有機化合物を高密
度に配合する必要があるが、皮膚に直接、高密度の有機
化合物が触れた場合にアレルギーを引き起こすなどの可
能性があり、皮膚への安全性の点で問題があることが指
摘されている。

【００１２】上記欠点を改善した従来の無機系の抗菌剤
でも、次のような問題点が指摘されている。第１に、Ａ
ｇイオンもしくはＣｕイオンにより抗菌、抗カビ、防臭
機能を発現させるものが多く、この場合、これらイオン
が徐々に酸化して暗灰色に変色してしまう傾向がある。
このように時間と共に着色することが多いので、白色系
や、薄色系の色調の繊維への練り込みや付着での使用が
難しく、用途が限定される。

【００１３】第２に、これらイオンを含む無機系抗菌剤
は、粒径が１μｍ以上であるものが多く、繊維へ練り込
む方法では、細デニールの糸への加工が難しく、また、
繊維表面へ付着させる法では表面の滑らかさが失われる
ため、繊維の風合いに悪影響を及ぼす。

【００１４】また、Ｚｎイオンも抗菌性、抗カビ性、防
臭性を有することが知られている。しかし、通常の酸化
亜鉛等の粒子は、抗菌性、抗カビ性、防臭性が低く、実
用的なレベルで、これらの機能を発揮することができな
いものであった。

【００１５】本発明は前記事情に鑑みて提案されたもの
で、その目的とするところは、繊維及び繊維製品に持続
性のある抗菌、抗カビ、防臭機能を付与することがで
き、かつ、繊維の色や風合いに影響を及ぼすことがない
繊維及び繊維製品の加工方法及び繊維及び繊維製品を提
供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の繊維の加工方法
は、粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子を、全体に
対して０．０１重量％〜５０重量％の割合で人造繊維の
原料に練り込み、この原料を糸状に成形することを前記
課題の解決手段とした。また、本発明の繊維は、粒径が
０．１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子を、全体に対して０．
０１重量％〜５０重量％の割合で人造繊維の原料に練り
込み、この原料を糸状に成形することにより得られたも
のである。また、本発明の布、ロープ、織物等の繊維製
品は、粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子を、全体
に対して０．０１重量％〜５０重量％の割合で人造繊維
の原料に練り込み、この原料を糸状に成形することによ
り得られた繊維を用いて製造されたものである。

【００１７】そして、本発明の繊維及び繊維製品の加工
方法は、粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子が、全
体の１重量％〜９０重量％の割合で分散された分散液を
製造し、この分散液を繊維もしくは繊維製品の表面に塗
布して前記酸化亜鉛微粒子を繊維もしくは繊維製品の表
面に付着させることを前記課題の解決手段とした。ま
た、本発明の繊維は、粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛
微粒子が、全体の１重量％〜９０重量％の割合で分散さ
れた分散液を製造し、この分散液を繊維の表面に塗布し
て前記酸化亜鉛微粒子を繊維の表面に付着させることに
より得られたものである。また、本発明の布、ロープ、
織物等の繊維製品は、粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛
微粒子が、全体の１重量％〜９０重量％の割合で分散さ
れた分散液を製造し、この分散液を繊維もしくは繊維製
品の表面に塗布して前記酸化亜鉛微粒子を繊維もしくへ
繊維製品の表面に付着させ、これら繊維もしくは繊維製
品を用いて製造されたものである。なお、ここで言う繊
維製品とは、布、ロープ、織物のほかに、糸、わた、衣
料品、寝具等を含むもので、一般に繊維を用いて製造さ
れる製品のことである。

【００１８】そして、本発明で用いられる粒径が０．１
μｍ以下の酸化亜鉛微粒子は、例えば、特開平２−３１
１３１４に記載された加工方法により製造することがで
きる。以下に、粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子
を人造繊維の原料に練り込めて繊維及び繊維製品を製造
した場合について説明する。本発明の請求項１ないし３
に記載の繊維の加工方法及び繊維及び繊維製品に使用さ
れる繊維は、例えば、ナイロン、ポリエステル、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、レーヨン、ビニロン、アセテ
ート、アクリル、ポリビニルアルコール等からなる人造
繊維（合成繊維、半合成繊維、再生繊維、無機繊維を含
む）である。すなわち、製法上、前記酸化亜鉛微粒子を
練り込むことが可能な繊維ならば特に限定されるもので
はない。

【００１９】また、酸化亜鉛微粒子は、繊維全体の０．
０１重量％〜５０重量％割合で繊維の原料に練り込めら
れるが、亜鉛微粒子の量が０．０１重量％よりも少ない
場合には、実用レベルでの抗菌、抗かび、防臭機能を発
揮するには至らず、また、５０重量％より多くしても、
それ以上に抗菌、抗かび、防臭機能の向上を望むことが
できない。また、酸化亜鉛微粒子の粒径が０．１μｍよ
り大きい場合には、抗菌、抗カビ、防臭機能が弱く実用
レベルでの効果を期待することができない。なお、酸化
亜鉛微粒子の防臭機能とは、抗菌作用による防臭だけで
はなく、酸化亜鉛微粒子自体が防臭機能を有するもので
ある。

【００２０】また、上記人造繊維の紡糸方法としては、
その繊維の原料等により、溶融紡糸、乾式紡糸、湿式紡
糸等の方法があるが、本発明の繊維は、どのような方法
で紡糸されたものでも良い。例えば、熱可塑性高分子で
あるナイロン等を紡糸する際に用いられる溶融紡糸法の
場合には、繊維の原料を溶融する段階で、繊維原料の溶
融液に前記酸化亜鉛微粒子を混合分散するようにすれば
良い。また、アセテート等を紡糸する際に用いられる乾
式紡糸法の場合には、繊維の原料を揮発性溶媒に溶かし
た溶液に、前記酸化亜鉛微粒子を混合分散すれば良い。
また、レーヨン等を紡糸する際に用いられる湿式紡糸の
場合には、前記乾式紡糸と同様に、原料の溶液に前記酸
化亜鉛微粒子を混合分散すれば良い。

【００２１】次に、本発明の請求項４ないし６に記載の
酸化亜鉛微粒子を分散した分散液を作成し、この分散液
を繊維もしくは繊維製品に塗布して付着することによ
り、繊維もしくは繊維製品を製造する場合の加工方法及
び繊維及び繊維製品について説明する。まず、分散液に
用いられる結合剤の種類としては、例えば、アクリル樹
脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、けい酸ソーダのよう
なアルカリシリケート、シリカゾルやアルミナゾルのよ
うな無機コロイド、テトラエトキシシランのようなアル
キルシリケート、リン酸アルミニウムのようなリン酸
塩、金属アルコキシド、アルミニウムキレート、酢酸ス
ズ及び金属セッケンのような有機金属化合物が挙げられ
る。

【００２２】また、これらの結合剤は、キシレンやトル
エンのような芳香族炭化水素、ｎ−ブタノールのような
アルコール類、酢酸ブチルのようなエステル類、メチル
イソブチルケトンのようなケトン類、エチルセロソルブ
のようなグリコールエーテル類、ｎ−ヘキサン、リグロ
イン及びミネラルスピリットのような飽和炭化水素類及
び水に溶解して用いられる。

【００２３】そして、上記酸化亜鉛微粒子は、分散液の
透明性を高めるために結合剤中に均一に分散される必要
があるが、そのために例えば、ボールミル、アトライ
タ、サンドグライダ、三本ロール、高速インペラーミ
ル、ジェットミル、ニーダ、ペイントシーカ、ホモジナ
イザ、超音波分散機などが用いられる。そして、以上の
ような分散液の付着方法は、特に限定されるものではな
く、例えば、繊維もしくは糸の段階で、分散液中を潜ら
せるようにしても良く、また、繊維を布地に織った段階
や、衣類などの製品にした段階で、上記分散液を塗布も
しくはスプレーしても良い。

【００２４】なお、分散液全体に対しての酸化亜鉛微粒
子の量を１重量％〜９０重量％としたが、亜鉛微粒子の
量が１重量％よりも少ない場合には、実用レベルでの抗
菌、抗かび、防臭機能を発揮するには至らず、また、９
０重量％より多くしても、抗菌、抗かび、防臭機能の向
上を望むことができない。

【００２５】上記分散液を塗布される繊維は、上記酸化
亜鉛微粒子を練り込まれる繊維と異なり必ずしも人造繊
維である必要はなく、植物繊維や動物繊維等の天然繊維
でも良い。従って、分散液を塗布される繊維及び繊維製
品は、特にその種類を限定されるものではない。

【００２６】以上の構成によれば、上記加工方法で製造
された繊維及び繊維製品は、前記酸化亜鉛微粒子の粒径
を０．１μｍ以下とすることにより、通常の酸化亜鉛粒
子に比べ表面積が大きくなることで、酸化亜鉛の抗菌、
抗かび、防臭機能の活性が増大し、これら機能が顕著な
ものとなり、従って、酸化亜鉛を含有もしくは付着され
た繊維及び繊維製品の抗菌、抗かび、防臭機能を実用レ
ベルのものとすることができる。

【００２７】また、酸化亜鉛微粒子の粒径を０．１μｍ
以下とすることにより、粒径が小さいことから、可視光
を散乱することや吸収することがなく、透過してしまう
ので、繊維の透明感や色調を変化させることなく、繊維
及び繊維製品に抗菌、抗かび、防臭機能を付加すること
ができる。

【００２８】そして、酸化亜鉛微粒子は、安定な無機物
であるため、耐熱性があり、特に溶融紡糸法をとるナイ
ロン、ポリエステル、ポリプロピレン等への練り込みに
は有効である。また、本発明の酸化亜鉛微粒子は、粒径
を０．１μｍ以下とすることにより、細デニールの糸へ
の練り込みが可能である。そして、酸化亜鉛微粒子は、
経時的な物性変化を起こすことがなく、特に酸化亜鉛微
粒子を含有もしくは塗布された繊維及び繊維製品が変色
する恐れがない。

【００２９】また、酸化亜鉛自体は、日本薬局方、化粧
品原料基準に収載されているものでであり、人体に対す
る安全性が極めて高いものである。さらに、繊維は、そ
の抗菌、抗かび、防臭作用が、非溶出型のものであり、
繊維の表層の酸化亜鉛微粒子に、菌、かび、臭い分子が
接触することにより効果を発揮するものである。従っ
て、繊維に接触する水、空気に抗菌剤を溶解もしくは揮
散させる必要がないので効果の持続性があると共に、使
用の安全の面でも汎用性が高い。

【００３０】以上ように、粒径が０．１μｍ以下の酸化
亜鉛微粒子を繊維及び繊維製品に練り込んだり、表面に
付着させることで、抗菌、抗カビ、防臭機能をもつ繊維
及び繊維製品を作ることができる。特に、耐洗濯性の面
からは、練り込み型での使用において特に有効であり、
また、透明性が高いので色調を維持したい製品や素材の
意匠を変えたくないものにも有効である。以上のような
用途において、前記酸化亜鉛微粒子を用いるメリットを最
も引き出すことができる。なお、本発明では、酸化亜鉛
の超微粒子のみを用いた場合について述べたが、この酸
化亜鉛の超微粒子に加えて、銀、銅、スズ等の酸化物粒
子を用いても良い。また、本発明において製造される繊
維及び繊維製品は、酸化亜鉛微粒子のもつ優れた紫外線
吸収能力に起因して、これまで述べてきたような抗菌、
抗カビ及び防臭性に加え、優れた紫外線遮蔽機能をもつ
繊維及び繊維製品となり、この意味で多様な機能を持つ
繊維及び繊維製品にすることができる。

【００３１】

【実施例】以下に、実験例にもとづいて本発明を説明す
る。 （実施例１）ポリエステル繊維の製造工程において、紡
糸前に粒径が０．００５〜０．０１５μｍの酸化亜鉛微
粒子をポリエステル樹脂に添加することで、酸化亜鉛微
粒子を練り込んだ抗菌、抗カビ、防臭機能を有する繊維
を製造した。

【００３２】酸化亜鉛微粒子を５０重量％と添加したポ
リエステル用マスターバッチを製造し、これをポリエス
テル繊維製造工程中のポリエステルチップを３００°Ｃ
で加熱溶融する工程において、溶融したポリエステルに
酸化亜鉛微粒子の濃度が５重量％となるように前記マス
ターバッチを添加し、通常の溶融紡糸を行った。そし
て、１００°Ｃで５倍に熱延伸し、１９０°Ｃで後処理
したフィラメントを紡績、製織を行ない、試験用布を作
成した。この布について、抗菌機能について試験をし
た。 試験方法 ａ、試験菌体 Klebsiella pneumoniae（肺炎桿菌） Staphylococcus aureus（黄色ぶどう状球菌） Escherichia coli（大腸菌） Bacillus subtilis（枯草菌） ｂ、試験用布 ＺｎＯ５％練り込みポリエステル繊維（洗濯していない
もの） ＺｎＯ５％練り込みポリエステル繊維（１０回洗濯した
もの） 無添加ポリエステル繊維（対称） Ｃ、試験方法 繊維製品衛生加工協議会規定のシェーク・フラスコ法 ｄ、減菌率の計算方法 Ｓ ＝滅菌率（％） Ｂａ＝振盪前の生菌数の平均 Ａａ＝振盪後の生菌数の平均 Ｓ＝（Ｂａ−Ａａ）／Ｂａ＊１００ 試験結果を表１に示す。

【表１】

【００３３】（実施例２）粒径が０．００５〜０．０１
５のＺｎＯを用い、このＺｎＯ２０重量％、ポリエステ
ル樹脂系結合剤２８重量％、エタノール５２重量％の割
合で、亜鉛微粒子、結合剤、溶剤を混合すると共に、分
散機によりＺｎＯを分散して分散液を作成した。次に、
この分散液をパッドロールで、ポリエステル繊維から形
成された布に塗布し、乾燥後、カレンダーで熱処理を行
なってＺｎＯを繊維に固着させた。この繊維を用いて、
実施例１と同様の試験方法で抗菌機能の試験を行なっ
た。試験結果を表２に示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】表１及び表２に示す結果から明らかなよう
に、粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛粒子を繊維に練り
込むかもしくは付着させることにより、繊維に抗菌性を
付与することが可能である。また、前記酸化亜鉛粒子を
繊維に練り込んだ場合でも付着させた場合でも、洗濯後
に十分な抗菌性を有しており、耐洗濯性が高いことを示
している。

【００３６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
繊維及び繊維製品の加工方法及び繊維及び繊維製品によ
れば、以下のような優れた効果を奏する。 ａ、酸化亜鉛微粒子の粒径を０．１μｍ以下とすること
により、通常の酸化亜鉛粒子に比べ表面積が大きくなる
ことで、酸化亜鉛の抗菌、抗かび、防臭機能の活性が増
大し、これら機能が顕著なものとなり、従って、酸化亜
鉛を含有もしくは付着された繊維及び繊維製品の抗菌、
抗かび、防臭機能を実用レベルのものとすることができ
る。

【００３７】ｂ、また、酸化亜鉛微粒子の粒径を０．１
μｍ以下とすることにより、粒径が小さいことから、可
視光を散乱することや吸収することがなく、透過してし
まうので、繊維の透明感や色調を変化させることなく、
繊維及び繊維製品に抗菌、抗かび、防臭機能を付加する
ことができる。

【００３８】ｃ、そして、酸化亜鉛微粒子は、安定な無
機物であるため、耐熱性があり、特に溶融紡糸法をと
る、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン等への練
り込みには有効である。 ｄ、また、酸化亜鉛微粒子の粒径を０．１μｍ以下とす
ることにより、細デニールの糸への練り込みが可能であ
る。 ｅ、さらに、酸化亜鉛微粒子は、経時的な物性変化を起
こすことがなく、特に酸化亜鉛微粒子を含有もしくは塗
布された繊維または繊維製品が変色する恐れがない。

【００３９】ｆ、また、酸化亜鉛自体は、日本薬局方、
化粧品原料基準に収載されているものでであり、人体に
対する安全性が極めて高いものである。 さらに、繊維は、その抗菌、抗かび、防臭作用が、非溶
出型のものであり、繊維の表層の酸化亜鉛微粒子に、
菌、かび、臭い分子が接触することにより効果を発揮す
るものである。従って、繊維に接触する水、空気に抗菌
剤を溶解もしくは揮散させる必要がないので効果の持続
性があると共に、使用の安全の面でも汎用性が高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０２Ｇ 3/02 Ｄ０３Ｄ 15/00 Ｅ 7199−3Ｂ Ｄ０６Ｍ 11/44 23/08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子
   を、全体に対して０．０１重量％〜５０重量％の割合で
   人造繊維の原料に練り込み、この原料を糸状に成形する
   ことを特徴とする繊維の加工方法。
2. 【請求項２】 粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子
   を、全体に対して０．０１重量％〜５０重量％の割合で
   人造繊維の原料に練り込み、この原料を糸状に成形する
   ことにより得られた繊維。
3. 【請求項３】 粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子
   を、全体に対して０．０１重量％〜５０重量％の割合で
   人造繊維の原料に練り込み、この原料を糸状に成形する
   ことにより得られた繊維を用いて製造された布、ロー
   プ、織物等の繊維製品。
4. 【請求項４】 粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子
   が、全体の１重量％〜９０重量％の割合で分散された分
   散液を製造し、この分散液を繊維もしくは繊維製品の表
   面に塗布して前記酸化亜鉛微粒子を繊維の表面に付着さ
   せることを特徴とする繊維及び繊維製品の加工方法。
5. 【請求項５】 粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子
   が、全体の１重量％〜９０重量％の割合で分散された分
   散液を製造し、この分散液を繊維の表面に塗布して前記
   酸化亜鉛微粒子を繊維の表面に付着させることにより得
   られた繊維。
6. 【請求項６】 粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子
   が、全体の１重量％〜９０重量％の割合で分散された分
   散液を製造し、この分散液を繊維もしくは繊維製品の表
   面に塗布して前記酸化亜鉛微粒子を繊維もしくは繊維製
   品の表面に付着させ、これら繊維もしくは繊維製品を用
   いて製造された布、ロープ、織物等の繊維製品。