JPH0819258B2

JPH0819258B2 - 繊維用およびフイルム用抗菌性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0819258B2
Application number: JP17943689A
Authority: JP
Inventors: 弘明巽; 実多賀谷; 洋高橋
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1996-02-28
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: JPH0343457A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は抗菌性樹脂組成物に関し、さらに詳しくは抗
菌作用を有するリン酸塩粒子を含有した抗菌性樹脂組成
物に関する。

［従来の技術］ポリエステル、ナイロン、アクリルなどの合成繊維
は、耐熱性、耐薬品性などの特性に優れているため、衣
料、産業用資材、寝装具などの用途に広く利用されてい
る。

近年、これらの繊維用途において、快適性機能のひと
つとして抗菌性を付与した繊維に対する要望が高まって
きている。

一般に、繊維に抗菌性を付与する方法として芳香族ハ
ロゲン化合物、有機シリコン系第４級アンモニウム塩、
有機窒素化合物などを繊維に付着させる方法が採用され
ているが、これらの化合物は、洗濯等により脱落しやす
いため、耐久性に問題があった。そこで、抗菌剤として
銀、銅、亜鉛各イオンを担持したSiO₂/Al₂O₃モル比が14
以下、比表面積が150m²/g以上であるゼオライト粒子を
含有する樹脂（特公昭63−54013号公報）が提案されて
いる。この樹脂は抗菌効果の耐久性に優れている。しか
しながら、この粒子は吸湿しやすいため、この粒子を樹
脂に配合する際に発泡したり、樹脂へ配合した後でも粒
子が水分を吸着しやすいために成形性が低下したり、樹
脂が経時的に着色したりするという問題があった。その
ため、ゼオライト粒子を流動パラフィン、シリコーン系
コーティング剤またはフッ素系樹脂でコーティングして
疏水化処理することによって樹脂の成形性を改善する方
法（特開昭62−7746号公報、特開昭62−7747号公報、特
開昭62−7748号公報）や金属イオンとアンモニウムイオ
ンを保持したゼオライト粒子と変色防止剤を配合する方
法（特開昭63−265958号公報）が提案されている。しか
しながら、これらの改善効果は十分でなかった。

［発明が解決しようとする課題］本発明者らは、前記した従来法の欠点がなく、耐久性
のある抗菌作用を有し、かつ抗菌作用が優れた樹脂組成
物の提供を目的として検討を行なった結果、平均粒子径
が特定の範囲にあるリン酸塩粒子の抗菌性を有する金属
イオンを担持させ、該リン酸塩粒子の特定量を樹脂中に
配合することによって解決できることを見い出したもの
である。

［課題を解決するための手段］前記した本発明の目的は、銀、銅、亜鉛、金および白
金より選ばれる少なくとも１種の金属イオンを0.1〜20
重量％担持しており、平均粒子径が10μｍ以下であるリ
酸塩粒子を、樹脂中に0.01〜20重量％含有させてなる繊
維用または／およびフィルム用抗菌性樹脂組成物によっ
て達成することができる。

本発明で使用するリン酸塩粒子はその平均粒子径を10
μｍ以下とする必要があり、５μｍ以下が好ましく、３
μｍ以下がより好ましい。その平均粒子径が10μｍを越
えると、樹脂中におけるリン酸塩粒子の分散性が十分で
なくなるので、得られた樹脂の成形性が低下する。例え
ば繊維の場合、平均粒子径が大きいと糸切れが発生しや
すく、またフィルムの場合にも破れが発生しやすい。

また、リン酸塩粒子の比表面積は3m²/g以上が好まし
く、10m²/g以上がより好ましい。比表面積が3m²/g未満
のものではリン酸塩粒子の金属イオン担持量が低下する
ため、得られた樹脂の抗菌効果が低下する傾向があり好
ましくない。

本発明で使用するリン酸塩粒子は銀、銅、亜鉛、金お
よび白金より選ばれる金属イオンを0.1〜20重量％担持
している必要があり、0.3〜15重量％が好ましく、0.5〜
12重量％がより好ましい。金属イオンの担持量が0.1重
量％未満では、得られた樹脂の抗菌効果が十分でなく、
20重量％を越えると、得られた樹脂の抗菌効果が飽和す
るので経済的でない。なお、リン酸塩粒子には、従来公
知の方法、例えばイオン交換法、共沈法などにより、上
記金属イオンを担持させることができ、簡便な方法であ
るイオン交換法が好ましい。

前記リン酸塩粒子の具体例には、Ca₃（PO₄）_２、Ca₁₀
（PO₄）_６（OH）₂,Ca₂P₂O₇、Ca₁₀（PO₄）₆F₂、Ca₁₀（PO
₄）₆Cl₂等のリン酸カルシウム系化合物、Mg₃（PO₄）_２
等のリン酸マグネシウム系化合物、Sr₃（PO₄）_２等のリ
ン酸ストロンチウム系化合物、Ba₃（PO₄）_２等のリン酸
バリウム系化合物、Ti（HPO₄）_２等のリン酸チタン系化
合物、Zr（HPO₄）_２、NaZr₂P₃O₁₂等のリン酸ジルコニウ
ム系化合物、Sn（HPO₄）_２等のリン酸スズ系化合物、Hf
（HPO₄）_２等のリン酸ハフニウム系化合物、AlPO₄、Al
（H₂PO₄）_２等のリン酸アルミニウム系化合物、FePO₄等
のリン酸鉄系化合物などを挙げることができ、結晶性で
あっても非晶性であってもよく、天然品でも合成品でも
よいが、品質の均一な粒子が得られることから合成品が
好ましい。

リン酸塩粒子にイオン交換法等により前記金属イオン
を担持させるには、リン酸塩粒子中にLi、Na、Ｋ等のア
ルカリ金属イオンやＨイオンを含む構造であることが好
ましい。また、リン酸塩は結晶水を含有していてもよ
い。

なお、金属イオンの担持能が良好な点から、リン酸カ
ルシウム系化合物、リン酸マグネシウム系化合物および
リン酸アルミニウム系化合物が好ましく、リン酸カルシ
ウム系化合物がより好ましく、Ca₃（PO₄）_２がさらに好
ましい。

また、少量の金属イオン担持量で高い抗菌性を発現さ
せるという点からはリン酸ジルコニウム系化合物が特に
好ましい。

また本発明で使用するリン酸塩粒子は、前記した特定
の金属イオンの他に、目的に応じてアンモニウムイオン
など他のイオンを担持していてもよい。また、得られる
抗菌性樹脂においては、異なるイオン種を担持した２種
以上のリン酸塩粒子および／またはイオン保持量の異な
る２種以上のリン酸塩粒子を含有していてもよい。

本発明における抗菌性の樹脂組成物は、樹脂中に前記
の特定化したリン酸塩粒子を0.01〜20重量％含有する必
要があり、0.05〜15重量％が好ましく、0.1〜10重量％
がより好ましい。樹脂組成物中のリン酸塩粒子の含有量
が0.01重量％未満では、抗菌効果が十分でなくなり、20
重量％を越えると抗菌効果が飽和するので経済的でなく
なるだけでなく、成形性が低下する。例えば、繊維の場
合は糸切れ、フィルムの場合には破れが発生しやすい。
リン酸粒子は樹脂に対して任意の製造工程で配合するこ
とができる。

本発明で、前記した特定のリン酸塩粒子を配合するた
めの樹脂としては、特に制限はなく、具体的にはナイロ
ン６、ナイロン66等のポリアミド、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等のポリエステ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、ウレタン樹
脂などの合成樹脂などを挙げることができる。樹脂が親
水性であるほうが、得られた樹脂の抗菌効果が大きくな
るので、疏水性樹脂の場合には、親水性官能基を有する
共重合成分を共重合したり、親水性樹脂をブレンドする
ことが好ましい。

本発明における抗菌性の樹脂組成物には、艶消剤、消
臭剤、着色剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、難燃剤、
螢光増白剤、他のイオン吸着剤、他の抗菌剤などの添加
剤を目的に応じて含有させることができる。

本発明で得られる繊維用または／およびフィルム用抗
菌性樹脂組成物は、抗菌性はもちろんのこと、防臭性お
よび鮮度保持性を有しているので、ふとん綿や靴下等に
加え病院用カーテンやカーペット等の繊維用途、包装用
フィルム等のフィルム用途に使用することができる。繊
維またはフィルムとして使用する場合、表面積が大きく
なり、抗菌性の発現効果が高まる。特に、繊維は表面積
を最も高くとれるため好ましい形状である。

繊維用途に使用する際には、繊維芯部あるいは鞘部に
使用した芯鞘型複合等の複合繊維としても使用すること
ができ、混練あるいは交織、交編、混紡しても良い。

［実施例］以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。な
お、実施例中の各特性値は次の方法にしたがって求め
た。

（Ａ）粒子の平均粒子径：粒子の電子顕微鏡写真によって求めた。

（Ｂ）粒子の金属イオン担持量：原子吸光法により定量した。

（Ｄ）筒編み地の抗菌性評価：筒編み地に試験菌（大腸菌 Escherichia coil NIHJ
また黄色ブドウ状球菌Staphyloccocus aereus 1F01273
2）の懸濁緩衝液を注加し、密閉容器中で150回／分、１
時間振とう後の生菌数を計測し、注加懸濁液の菌数に対
する減少率を求めた（シェイク・フラスコ法）。

実施例１ Ca₃（PO₄）_２粒子100重量部を0.05モル/1の硝酸銀水
溶液400重量部に入れ、室温で２時間撹拌はんした。遠
心分離法によって分離した粒子をろ紙上で5000重量部の
脱イオン水をゆっくりと加えることにより、粒子表面に
物理吸着した金属イオンを完全に洗い落した。得られた
粒子を150℃で15時間真空乾燥することにより銀イオン
を2.1重量％担持したCa₃（PO₄）_２（平均粒子径0.7μ
ｍ）粒子を得た。この粒子30重量部と970重量部のナイ
ロン６とをエクストルーダにより混合したところ、発泡
を起こすことなく、粒子を3.0重量％含有したナイロン
６ペレットを得ることができた。

このペレットを通常の溶融紡糸法により紡糸した後、
延伸することにより、糸切れすることなく、75デニール
24フィラメントの延伸糸を得ることができた。

この延伸糸を筒編みして精練したものおよびさらに10
0回洗濯したものについて抗菌性を評価した。

菌数減少率は、精練後の試料で大腸菌に対して99.9
％、黄色ブドウ状球菌に対して97.2％、洗濯後の試料で
大腸菌に対して98.8％、黄色ブドウ状球菌に対して93.1
％であり、いずれの試料とも優れた抗菌効果を有してい
ることがわかった。

実施例２〜７、比較例１〜３種々のリン酸塩粒子を用い、実施例１と同様な操作を
行なって銀イオン担持量、平均粒子径の異なるリン酸塩
粒子を調製し、これをナイロン６に配合した。次いで、
実施例１と同様の方法で延伸糸を作成し、それを筒編み
して抗菌性を評価した。樹脂の成形性、抗菌性の評価結
果を表１表示した。

実施例２〜７に関しては、いずれのリン酸塩粒子を用
いても高い抗菌性を発現している。特に、実施例５〜７
のように、リン酸ジルコニウム塩を用いると、他の組成
の粒子より担持量が同等程度では洗濯前はもちろん洗濯
後も高い抗菌性を有している。

実施例８実施例１で得た銀イオンを保持したCa₃（PO₄）_２粒子
30重量部と970重量部の変性ポリエチレンテレフタレー
ト（５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を全カルボ
ン酸成分に対して５モル％共重合した数平均分子量が18
000のポリエチレンテレフタレート）とをエクストルー
ダにより混合したところ、発泡を起こすことなく、粒子
を3.0重量％含有した変性ポリエチレンテレフタレート
ペレットを得ることができた。

菌数減少率は、精練後の試料で大腸菌に対して98.9
％、黄色ブドウ状球菌に対して95.6％、洗濯後の試料で
大腸菌に対して94.9％、黄色ブドウ状球菌に対して91.7
％であり、いずれの試料とも優れた抗菌効果を有してい
ることがわかった。

実施例９ Ca₃（PO₄）_２粒子100重量部を0.05モル/lの塩化亜鉛
水溶液400重量部に入れ、室温で２時間攪はんした。延
伸分離法によって分離した粒子をろ紙上で5000重量部の
脱イオン水をゆっくりと加えることにより、粒子表面に
物理吸着した金属イオンを完全に洗い落した。得られた
粒子を150℃で15時間真空乾燥することにより亜鉛イオ
ンを1.3重量％担持したCa₃（PO₄）_２（平均粒子径0.7μ
ｍ）を得た。この粒子30重量部を970重量部のナイロン
６とエクストルーダにより混合したところ、発泡を起こ
すことなく、粒子を3.0重量％含有したナイロン６ペレ
ットを得ることができた。

菌数減少率は、精練後の試料で大腸菌に対して98.8
％、黄色ブドウ状球菌に対して95.6％、洗濯後の試料で
大腸菌に対して94.6、黄色ブドウ状球菌に対して92.0％
であり、いずれの試料とも優れた抗菌効果を有してい
た。

［発明の効果］本発明の繊維用または／およびフィルム用の抗菌性樹
脂組成物は、抗菌性と成形性とを同時に満足しているの
で、その工業的価値は極めて高い。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銀、銅、亜鉛、金および白金より選ばれる
少なくとも１種の金属イオンを0.1〜20重量％担持して
おり、平均粒子径が10μｍ以下であるリン酸塩粒子を、
樹脂中に0.01〜20重量％含有させてなる繊維用抗菌性樹
脂組成物。
【請求項２】銀、銅、亜鉛、金および白金より選ばれる
少なくとも１種の金属イオンを0.1〜20重量％担持して
おり、平均粒子径が10μｍ以下であるリン酸塩粒子を、
樹脂中に0.01〜20重量％含有させてなるフィルム用抗菌
性樹脂組成物。