JPH0598564A

JPH0598564A - 脱臭性および抗菌性を有する繊維構造物の製造方法

Info

Publication number: JPH0598564A
Application number: JP3285492A
Authority: JP
Inventors: Nobuhide Maeda; 前田信秀
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-10-07
Filing date: 1991-10-07
Publication date: 1993-04-20

Abstract

(57)【要約】【目的】脱臭性と抗菌性を有する複合セラミックスを
素材とする脱臭性と抗菌性を有する繊維構造物を得る。【構成】基材となるマグネシア微粉末に、セラミック
ス中、アルミナ、硅石、酸化亜鉛、チタン、ゼオライ
ト、蛇紋石、または角閃石の微粉末のうちいずれか一種
類を混合材として、更に前記アルミナ、硅石、酸化亜
鉛、チタン、ゼオライト、蛇紋石、または角閃石の微粉
末のうち、前記混合材とした以外のいずれか一種類を助
材として添加混合攪拌後、焼成して得られた複合セラミ
ックスを、ラジカル基を有するポリマーと混合して、該
混合物をラジカル基を有するポリマーから成る被覆層２
の内部に複合セラミックス層１として配置して形成され
た複合繊維Ａを用いて繊維構造物とした後、前記被覆層
２の少なくとも一部を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脱臭性および抗菌性を
兼ね備えた繊維構造物の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、脱臭性繊維または抗菌性繊維は知
られてるが、脱臭性と抗菌性を兼ね備えた繊維は存在し
ていなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来は
脱臭性と抗菌性を兼ね備えた繊維は存在していなかった
ため、例えば特に病院における下着、シ―ツ、ふとんカ
バ―、その他台所の布巾等はクリ―ニングや洗浄をして
も、汚臭や雑菌が除去されず、極めて不衛生であるとい
う問題点があった。

【０００４】本発明はかかる問題点を解決すべくなした
もので、脱臭性および抗菌性を有する繊維構造物の製造
方法を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、粒径１５μｍ
以下のマグネシア微粉末を基材とすると共に、該基材が
３０〜７５重量％に対して、単一成分のセラミックスで
ある粒径１５μｍ以下のアルミナ、硅石、酸化亜鉛、チ
タン、ゼオライト、蛇紋石、または角閃石の微粉末のう
ちいずれか一種類を混合材として、該混合材を１５〜３
５重量％の割合で前記基材に添加混合すると共に、更に
前記粒径１５μｍ以下のアルミナ、硅石、酸化亜鉛、チ
タン、ゼオライト、蛇紋石、または角閃石の微粉末のう
ち、前記混合材として添加混合した以外のいずれか一種
類を助材として、該助材を１５〜３５重量％の割合で前
記基材に添加混合して、混合機および粉砕機に順次複数
回に亘って投入して、前記基材と混合材および助材とを
混合攪拌および粉砕して均一に混合し、然る後２００〜
５００℃の仮焼温度で焼成機により焼成して得られた複
合セラミックスを、ラジカル基を有するポリマーと混合
して、該混合物をラジカル基を有するポリマーから成る
被覆層の内部に複合セラミックス層として配置して複合
繊維を形成し、且つ該複合繊維を使用して繊維構造物と
した後、前記被覆層の少なくとも一部を除去するという
手段を採用することにより、上記問題点を解決した。

【０００６】

【作用】上記脱臭性および抗菌性を有する複合セラミッ
クスは強アルカリ性状を呈し、且つ水素イオン濃度の経
時変化がなく陽イオンを発生して、一般生菌を死滅させ
ると共に、硫化水素およびアンモニアを分解する。そし
て、前記複合セラミックスをラジカル基を有するポリマ
ーと混合して、該混合物をラジカル基を有するポリマー
から成る被覆層の内部に複合セラミックス層として配置
して成る複合繊維を使用して繊維構造物とした後、前記
被覆層の少なくとも一部を除去して、前記複合セラミッ
クス層の一部を露出させることにより、繊維構造物に脱
臭性および抗菌性を保有させる。

【０００７】

【実施例】単一成分のセラミックスのうち、ゼオライト
および硅石は、夫々臭気の発生源であるアンモニアや硫
化水素に対して８０〜１００％の脱臭率を有し、脱臭性
において非常に優れているが、大腸菌やブドウ状球菌に
対しては全く抗菌性がないことが知られている。また、
単一成分のセラミックスのうち、マグネシアは大腸菌や
ブドウ状球菌に対してほぼ１００％に近い抗菌率を有
し、抗菌性において非常に優れているが、アンモニアや
硫化水素に対しては全く脱臭性がないことが知られてい
る。

【０００８】本発明者は前記観点から、単一成分のセラ
ミックスにつき、夫々脱臭率と抗菌率につき、個々に測
定し、脱臭率または抗菌率において優れたものを抽出す
ると共に、前記各セラミックスを基材、混合材および助
材のいずれかとして採用してこれを一定比率で混合攪拌
し、然る後仮焼して脱臭性および抗菌性を夫々有する複
合セラミックスを製造すると共に、該複合セラミックス
をラジカル基を有するポリマーと混合して、該混合物を
ラジカル基を有するポリマーから成る被覆層の内部に複
合セラミックス層として配置して成る複合繊維を使用し
て繊維構造物とした後、前記被覆層の少なくとも一部を
除去して、前記複合セラミックス層の一部を露出させる
ことにより、脱臭性および抗菌性を夫々有する繊維構造
物を完成した。

【０００９】本発明に使用される脱臭性と抗菌性を有す
る複合セラミックスの基材となる単一成分のセラミック
スの脱臭率と抗菌率を測定した処、表１に示す測定値を
得た。

【００１０】

【表１】

【００１１】表１の結果から、マグネシアが大腸菌およ
びブトウ状球菌のいずれにも、ほぼ１００％に近い抗菌
率を有し、アルミナは大腸菌に対してほぼ１００％に近
い抗菌率を有するが、ブトウ状球菌に対しては全く抗菌
性がないことが判った。更に、硅石は硫化水素に対して
１００％、アンモニアに対しては９３％の脱臭率を有す
るが、抗菌性はほとんどなく、酸化亜鉛は硫化水素に対
して１００％の脱臭率を有するが、アンモニアに対して
はほとんど脱臭性がなく、抗菌性もほとんどなく、また
チタンはアンモニアに対して６０％の脱臭率を有する
が、硫化水素に対してはほとんど脱臭性がなく、抗菌性
もほとんどないことが判った。更にまた、ゼオライト
は、前記したようにいずれも脱臭率は高いが、抗菌性は
ほとんどなく、蛇紋石は硫化水素に対して１００％の脱
臭率を有するが、アンモニアに対しては脱臭性がなく、
ブドウ状球菌に対しては１００％近い抗菌率を有する
が、大腸菌に対しては抗菌性が余りなく、角閃石は脱臭
性はほとんどなく、ブドウ状球菌に対し、やや抗菌性が
あることが判った。

【００１２】上記の結果より、大腸菌とブドウ状球菌の
いずれに対してもほぼ１００％に近い抗菌率を有するマ
グネシアを本発明に使用される脱臭性と抗菌性を有する
複合セラミックスの基材として採用し、この基材となる
３０〜７５重量％のマグネシアに、混合材として単一成
分のセラミックスであるアルミナ、硅石、酸化亜鉛、チ
タン、ゼオライト、蛇紋石、角閃石のうちの一種類を１
５〜３５重量％の割合で添加混合し、更に前記アルミ
ナ、硅石、酸化亜鉛、チタン、ゼオライト、蛇紋石、角
閃石のうち、前記混合材として添加混合した以外のいず
れか一種類を助材として、１５〜３５重量％の割合で前
記基材に添加混合することによって、脱臭性と抗菌性を
兼ね備えた複合セラミックスを得た。

【００１３】以下脱臭性と抗菌性を有する複合セラミッ
クスの製造方法について更に詳細に説明する。前記基材
となるマグネシアと、前記混合材および助材となる前記
各セラミックスの粒径は、好ましくは１５μｍ以下、特
に好ましくは１０μｍ以下の微粉末を使用する必要があ
り、そしてこれら各セラミックスを混合すると、各セラ
ミックスの比重、水分、湿度等の物理的特性が夫々異な
ると共に、これら原材料である前記各セラミックスは粒
径が１５μｍ以下の微粉末であるため、凝集化が安易に
作用して、前記各セラミックスを均一に混合することは
極めて容易ではない。

【００１４】そこで本発明者は、前記基材と混合材およ
び助材とを夫々所定比率で混合機に投入して混合攪拌し
た後、その混合物を粉砕機に投入して粉砕し、そして更
に、前記粉砕したものを再び混合機に投入して混合攪拌
し、その後また粉砕機に投入して粉砕するという工程を
順次約３０分間繰返すという手段を採用することによ
り、基材と混合材および助材とが均一に混合された複合
セラミックスを作ることができた。

【００１５】そして、前記均一に混合された複合セラミ
ックスの化学特性の安定化を図るため、複合セラミック
スを２００〜５００℃の仮焼温度で焼成機により焼成し
て、脱臭性と抗菌性とを有する複合セラミックスとする
のである。

【００１６】次に、前記基材であるマグネシアに、混合
材および助材となるアルミナ、硅石、酸化亜鉛、チタ
ン、ゼオライト、蛇紋石、角閃石を夫々単一成分毎に、
その混合比率を異にして得られた複合セラミックスの脱
臭率と抗菌率を測定した結果を表２に示す。

【００１７】なお、表２においてＮｏ．１〜Ｎｏ．８の
各複合セラミックスと混合比率の表示中の上段は基材で
あるマグネシア、中段は混合材、下段は助材と、その夫
々の混合比率を示している。

【００１８】

【表２】

【００１９】前記表２の結果から、特にマグネシアに、
チタン、酸化亜鉛、硅石，アルミナのいずれかを、混合
材および助材として添加混合した複合セラミックスおよ
び蛇紋石、角閃石を助材として添加混合した複合セラミ
ックスが、脱臭率および抗菌率において高い数値がで
て、脱臭性および抗菌性に優れていることが判った。

【００２０】なお前記複合セラミックスの材料である各
セラミックスの水素イオン濃度は、表３の通りアルカリ
性状を呈している。

【００２１】

【表３】

【００２２】表３所載の水素イオン濃度を有する各セラ
ミックスを複合した前記複合セラミックスの水素イオン
濃度は、前記のように２００℃〜５００℃で焼成されて
いるので、非常に安定して強アルカリ性状を呈し、表４
に示すように水素イオン濃度の経時変化がない。更に、
これら複合セラミックスは焼成によって結晶化されて、
陽イオンを発生する複合セラミックスになる。前記複合
セラミックスが強アルカリ性状を呈するのは、その焼成
加工中に不純物がガス化されるので、単一成分のセラミ
ックスよりも強アルカリ性に移行するからである。

【００２３】

【表４】

【００２４】前記表３，表４から前記製造方法によって
得られた複合セラミックスは、陽イオンを有する複合セ
ラミックスであり、強アルカリ域の水素イオンになり、
１年以上という長時間に亘って経時変化がなく安定して
いて、脱臭機構は分解作用であるという特性を有し、そ
の結果前記製造方法によって得られた複合セラミックス
は抗菌性と脱臭性の両作用を兼ね備えていることが判
る。

【００２５】すなわち、一般的に生菌の表層（壁）は陰
イオンであって、そのため中性領域（ｐＨ７．０〜７．
５）でしか生息が不可能であるが、前記製造方法によっ
て得られた複合化された複合セラミックスの最大の特性
として陽イオンを発生するので、陰イオンである菌体の
表層（壁）が、前記複合セラミックスの陽イオンによっ
て破壊されると同時に、菌体蛋白質が変性して、呼吸困
難となり死滅するのである。

【００２６】更に、硫化水素およびアンモニア等に対す
る脱臭作用は、物理的吸着または化学的吸着等の一般的
作用ではなく、分解作用のため飽和状態にならないの
で、抗菌力と同様に、脱臭力を半恒久的に有すると共
に、毒性をも有していないのである。

【００２７】本発明製造方法の素材となる複合セラミッ
クスの粒子の粒径は、繊維の生産に支障のない程度に充
分小さいことが好ましい。比較的太い繊維の場合は粒径
５〜１５μｍ程度のものの利用も可能であるが、通常は
０．１〜５μｍ程度のもの、特に０．２〜１．５μｍ程
度のものが好適である。逆に粒径が０．１μｍ以下の場
合は粒子の凝集が起り易く、不都合なことが多い。

【００２８】ポリマ―に対する前記複合セラミックスの
混合率（重量）は、１０〜８０％の範囲が好ましく、２
０〜７０％が特に好ましく、３０〜６０％が最も好まし
い。脱臭性および抗菌性の点では、前記複合セラミック
スの混合率が高い程好ましい。

【００２９】前記複合セラミックスは各セラミックス間
の粒間（異なるセラミックスとの間）に電界エネルギー
（陽イオン）を発生する。すなわち、母材（ポリマー）
のラジカル基は一般に不安定であるので、安定化するた
め光エネルギーによって励起されてそのエネルギーが大
きくなり、このエネルギーによって、複合セラミックス
が有している固有の特性（陽イオン）を励起し、これに
よって脱臭性および抗菌性が大きくなり、その作用効果
も大きくなる。

【００３０】前記複合セラミックスと混合するポリマー
は、高分子の構造式にＯＨ基、ＣＯＯＨ基、ＮＨ基、Ｃ
Ｎ基、Ｃｌ基、ＮＯ基、ＣＯ基なるラジカル基を有す
る、ポリアミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリウ
レタン、アクリル、ポリカーボネート、ポリアクリロニ
トリルが好適であり、これらポリマーが前記複合セラミ
ックスと混合されることによって、更に光作用で励起さ
れて電界エネルギーが大きくなり、脱臭性および抗菌性
の作用効果が大きくなる。

【００３１】本発明における被覆層は、繊維構造物への
製造工程において、複合セラミックス層を保護すること
を主目的として使用され、繊維構造物と成した後は少な
くとも一部は除去されるものなので、繊維形成性がよ
く、且つ除去しやすいポリマーが好ましく、この点では
ポリエステルが好適である。中でもポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート及びこれらの共
重合物、例えばポリエチレングリコールやスルホイソフ
タル酸の金属塩を共重合した場合は繊維構造物をアルカ
リ処理することにより、容易に加水分解除去することが
できる。被覆層の一部を除去し、一部を残す場合はホモ
ポリマーおよび共重合比率の少ない共重合ポリマーが好
ましいことが多く、また逆に全部を除去する場合は加水
分解速度の速い共重合ポリマーが好ましいことが多い。

【００３２】次に本発明繊維構造物を図によって説明す
る。図１〜図６は複合繊維の具体例を示す横断面図であ
り、複合繊維Ａはいずれも複合セラミックス層１が被覆
層２によって覆われて形成されており、複合セラミック
ス層１中の粒子は繊維表面に露出することはない。

【００３３】図１，図２，図５に示す複合繊維Ａは複合
セラミックス層１が１つで、ほぼ厚みの同じ被覆層２で
覆われている例であり、図３，図４に示す複合繊維Ａは
複合セラミックス層１が複数個の例である。繊維構造物
に成した後に被覆層２の全部を除去すれば、図３の複合
繊維Ａは３個、図４の複合繊維Ａでは４個の複合セラミ
ックス層１のみから成る細い繊維となり、軟らかい風合
が要求される平織物、起毛織物等に最適である。図５に
示す複合繊維Ａは中心部に中空層３を有する繊維の例で
あり、図６に示す複合繊維Ａは被覆層２の厚みが異なる
繊維の例であり、いずれも有用である。

【００３４】図７および図８は、それぞれ図４および図
６に示す複合繊維Ａを繊維構造物にした後に、該複合繊
維Ａの被覆層２の一部を除去した場合の具体例を示す横
断面図である。被覆層２は光エネルギーを吸収するの
で、被覆層２の一部を残す場合は図７，図８のように複
合セラミックス層１の一部を繊維表面に出すことが好ま
しいことが多い。

【００３５】前記被覆層２の一部を除去するのは、一般
的に繊維の持つ特性である風合・滑り摩擦等を得るため
であると共に、本発明繊維構造物の特性である脱臭、抗
菌力を少しでも阻害させないために必要な工程である。
例えば図１，図２，図５のような複合繊維Ａでは、光エ
ネルギーの減衰を防止するために残存被覆層２の厚みを
薄くして、複合セラミックス層１を外層に近づけること
が好ましく、通常は１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以
下、特に２μｍ以下にすることが望ましい。

【００３６】本発明の繊維構造物は、周知の複合紡糸方
法によって製造できる。通常の速度で紡糸、延伸、熱処
理等を行うことができ、高速紡糸により半配向または充
分に配向した繊維を得ることができる。前述の如く被覆
層２を有する繊維構造物は、複合セラミックス層１の芯
部が直接紡糸ノズル、ガイド、ローラー、トラベラー、
加熱プレート等へ接触しないから、それらの磨耗が少な
く通常の繊維と同様の工程で生産することができる。複
合繊維Ａは通常の繊維と同様の方法で巻縮加工すること
も可能であり、連続フィラメント状で、またはステープ
ル状で使用することができる。また目的によっては通常
繊維と混合して使用することもできる。これらの繊維を
使用して目的に応じて織物、編物、不織布、立毛織編
物、紙等の繊維構造物に加工した後、本発明繊維構造物
の被覆層２の一部を除去することにより、本発明の目的
は達せられる。

【００３７】本発明により得られた繊維は、周知の複合
紡糸方法によって製造できる。通常の速度で紡糸、延
伸、熱処理等を行うことができ、高速紡糸により半配向
または充分に配向した繊維を得ることができる。また本
発明によって得られた繊維は巻縮して、または巻縮しな
いで連続フィラメント状、またはステープル状でそれ単
独で、または通常繊維と混合して従来と同様の方法で、
目的に応じて織物、編物、不織布、立毛織編物にするこ
とができる。更に肌着、靴下、シーツ等、脱臭性と抗菌
性の要求される繊維品を従来と同様の方法で容易に生産
することができる。

【００３８】前記製造方法によって得られた繊維構造物
につき、抗菌性および脱臭性についてテストしたとこ
ろ、表５に示す結果が得られた。

【００３９】

【表５】

【００４０】前記のように、ラジカル基を有するポリマ
ーに混入している前記複合セラミックスが光エネルギー
によって励起されるために、脱臭率と抗菌率とにおいて
優れている。そしてこの場合、ポリマーがラジカル基を
有しているとその励起運動（移動）が大きく、その励起
運動によって、前記複合セラミックスの陽イオン作用で
ある脱臭力および抗菌力に効果的に作用する。すなわ
ち、光エネルギーが光イオンに変換し、その光イオンに
よって複合セラミックスが励起して陽イオンを発生させ
るのである。

【００４１】

【発明の効果】本発明製造方法の素材となるラジカル基
を有するポリマーと混合した脱臭性および抗菌性を有す
る複合セラミックスが、強アルカリ性状を呈し、且つ水
素イオン濃度の経時変化がなく、陽イオンを発生して一
般生菌を死滅させて抗菌性を有すると共に、硫化水素お
よびアンモニアを分解して脱臭性をも有し、その抗菌性
と脱臭性は恒久的にその作用を有するため、本発明製造
方法によって得られた繊維構造物は前記複合セラミック
スにより脱臭性と抗菌性を合わせ保有し、特に病院に於
ける下着、シーツ、ふとんカバーや、その他、布巾、靴
下等に使用され、その用途は極めて広い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって得られる繊維構造物の素材と成
る複合繊維の具体例を示す横断面図である。

【図２】本発明によって得られる繊維構造物の素材と成
る複合繊維の具体例を示す横断面図である。

【図３】本発明によって得られる繊維構造物の素材と成
る複合繊維の具体例を示す横断面図である。

【図４】本発明によって得られる繊維構造物の素材と成
る複合繊維の具体例を示す横断面図である。

【図５】本発明によって得られる繊維構造物の素材と成
る複合繊維の具体例を示す横断面図である。

【図６】本発明によって得られる繊維構造物の素材と成
る複合繊維の具体例を示す横断面図である。

【図７】図３に示す複合繊維を繊維構造物にした後、被
覆層の一部を除去した場合の具体例を示す横断面図であ
る。

【図８】図５に示す複合繊維を繊維構造物にした後、被
覆層の一部を除去した場合の具体例を示す横断面図であ
る。

【符号の説明】

１複合セラミックス層、２被覆層、Ａ複合繊
維。

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Ｄ０１Ｆ 6/92 ３０１Ｍ 7199−3Ｂ 8/12 Ｚ 7199−3Ｂ 8/14 Ｂ 7199−3ＢＣ 7199−3Ｂ 9/08 Ｚ 7199−3ＢＤ０２Ｇ 3/36 7199−3ＢＤ０３Ｄ 15/00 Ｅ 7199−3Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒径１５μｍ以下のマグネシア微粉末を
基材とすると共に、該基材が３０〜７５重量％に対し
て、単一成分のセラミックスである粒径１５μｍ以下の
アルミナ、硅石、酸化亜鉛、チタン、ゼオライト、蛇紋
石、または角閃石の微粉末のうちいずれか一種類を混合
材として、該混合材を１５〜３５重量％の割合で前記基
材に添加混合すると共に、更に前記粒径１５μｍ以下の
アルミナ、硅石、酸化亜鉛、チタン、ゼオライト、蛇紋
石、または角閃石の微粉末のうち、前記混合材として添
加混合した以外のいずれか一種類を助材として、該助材
を１５〜３５重量％の割合で前記基材に添加混合して、
混合機および粉砕機に順次複数回に亘って投入して、前
記基材と混合材および助材とを混合攪拌および粉砕して
均一に混合し、然る後２００〜５００℃の仮焼温度で焼
成機により焼成して得られた複合セラミックスを、ラジ
カル基を有するポリマーと混合して、該混合物をラジカ
ル基を有するポリマーから成る被覆層の内部に複合セラ
ミックス層として配置して複合繊維を形成し、且つ該複
合繊維を使用して繊維構造物とした後、前記被覆層の少
なくとも一部を除去することを特徴とする脱臭性および
抗菌性を有する繊維構造物の製造方法。
【請求項２】ポリマーに複合セラミックスを２０〜７
０重量％含有してなる請求項１記載の脱臭性および抗菌
性を有する繊維構造物の製造方法。
【請求項３】ポリマ−が、ポリアミド、ポリエステ
ル、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル、ポリカー
ボネート、ポリアクリロニトリルのいずれかである請求
項１記載の脱臭性および抗菌性を有する繊維構造物の製
造方法。