JPH09241970A

JPH09241970A - 金属微粒子含有繊維とその製造方法

Info

Publication number: JPH09241970A
Application number: JP8357011A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Nishida; 良祐西田
Original assignee: Japan Exlan Co Ltd
Current assignee: Japan Exlan Co Ltd
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1996-12-25
Publication date: 1997-09-16

Abstract

(57)【要約】【目的】加工するに十分な繊維物性を有し、かつ各種
の金属微粒子を含有してなる繊維であり、該金属微粒子
の有する抗菌、防臭、導電性等の各種機能の発現能に優
れた金属微粒子含有繊維並びに該製造方法を提供する。【構成】イオン交換またはイオン配位可能な極性基を
有し、かつ架橋構造を有する繊維中に、金属微粒子を含
有してなることを特徴とする金属微粒子含有繊維。並び
にイオン交換またはイオン配位可能な極性基を含有する
架橋繊維中の極性基に金属イオンをイオン交換またはイ
オン配位せしめた後、直ちに還元反応により、架橋繊維
中に金属微粒子を析出せしめることを特徴とする金属微
粒子含有繊維の製造方法。【効果】金属微粒子が繊維中に高濃度、均一に含有さ
れてなるため、金属微粒子の有する各種の機能、抗菌、
防臭、導電性等を有する繊維、および該繊維の加工物を
提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属微粒子含有繊
維とその製造方法に関するものである。繊維中に金属微
粒子を含有することにより、金属微粒子が本来もってい
る様々な機能、例えば、抗菌性、防カビ性、防臭性、難
燃性、紫外線防止、蓄熱性、表面性の改善、意匠性の付
与、清涼感の付与、導電性、防錆性、潤滑性、磁性、光
反射性、光選択吸収、熱吸収、熱伝導、熱反射等の機能
を有する繊維とすることができ、これらの機能を活用で
きる各種分野に用いることが可能となる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、粒子径がミクロンオーダー程
度以下の金属微粒子を繊維マトリックス中に含有する様
々な機能を有する繊維が提案されている。最も一般的な
ものとしては、特開平１ー９６２４４号公報、特開平２
ー１６９４０号公報、特開平６ー２９３６１１号公報な
どにみられる通り、金属微粒子自体をポリマー中に添加
し分散後、繊維化することにより金属微粒子含有繊維を
得ている。また、特開平７ー１６５５１９号公報、特開
平７ー１７３３９２号公報等にみられる様に無機微粒子
に金属微粒子を担持させ、この無機微粒子を樹脂中に添
加、成形することにより金属微粒子含有繊維を得てい
る。しかしこれらの方法では、金属粒子または無機粒子
とポリマーとの比重の差、あるいは、親和性の不良等に
より金属微粒子または無機粒子をポリマー中に均一に分
散することが困難である。また、これらの方法において
添加する金属微粒子のうち、サブミクロン以下の金属粉
末は作製することが困難であり、コスト的にも高いもの
となる、そしてまた安全な取り扱いが難しいといった問
題がある。したがって、実際に工業的に使用できる金属
微粒子の粒子径には限界がある。また、これらの成形加
工工程においては熱履歴を受ける場合が多く、その際に
金属自体が変性するといった問題もある。

【０００３】特開平６ー２８７３５５号公報および特開
平６ー２９３６１１号公報では、母体である高分子中に
金属塩などを含有させたのち、加熱処理により金属塩を
還元することによって超微粒子を均一に含有した樹脂と
しこれを成形することにより繊維等の成形体としてい
る。しかし、これらの方法は、次のような問題点を含ん
でいる。１．金属錯体あるいは金属塩と、ポリマー原料
との混合の段階において不均一分散を生じる可能性があ
る。２．金属錯体あるいは金属塩自体のコストが高い。
３．金属錯体の配位子あるいは金属塩化合物の金属イオ
ンのカウンターイオンを有する化合物は、金属錯体ある
いは金属塩が金属微粒子に変換された後は不要物とな
る。また、これらの不要物は溶出等が起こるため基本物
性、他の物質等に影響をおよぼす。４．金属微粒子析出
後には不要物となる、金属錯体の配位子あるいは金属塩
化合物の金属イオンのカウンターイオンを有する化合物
を多量に含むため、金属微粒子の含有量をあまり高くす
ることはできない。５．前者の引用発明の場合ではマト
リックスが加熱成形加工できる熱可塑性樹脂であるため
耐熱性に優れるものは得られない。

【０００４】また、特開昭５６ー１４８９６５号公報に
おいては、金属銀を繊維表層部に含有してなる銀微粒子
含有繊維が記載されているが、この場合にも次のような
問題点を有している。１．繊維物性低下を防ぐためでき
るだけ繊維表層部の小さな部分にカルボン酸を局在化さ
せており、このため金属を担持できる極性基の量が少な
くなり、それに伴い含有できる金属微粒子の量に限界が
ある。２．一般に工業的に得られる繊維では、その繊維
径が１０μ程度以上であり、このため単位重量あたりの
表面積が小さく、金属微粒子の機能を発現させようとす
るばあい機能発現効率が悪い。さらには、表層部以外の
内部の金属微粒子は有効に活用できない。これら１およ
び２のような問題があるため、金属の機能を利用しよう
とする場合、例えば抗黴など多量の金属が必要となる場
合には、金属微粒子含有繊維自体の添加量、混紡率を極
度に高める必要があり、このためコストの高いものとな
る。またさらには、金属自体の量が十分でないため、目
的とする機能が発現できない場合もある。３．表層部に
のみ金属微粒子が局在化しいるため、比較的マイルドな
条件のときは問題ないが、後加工におけるような機械的
な摩擦等をうけた場合表面がこすれ、金属微粒子が脱落
して著しく機能低下を起こす。４．イオン交換された銀
イオンを一度銀化合物として析出沈殿させ、その後に還
元反応を行っているため、銀化合物析出の際銀化合物が
系外へ析出してしまい、銀イオンの利用効率を低下させ
てしまう、また２段で反応を行うため工程が複雑とな
る、そしてこのためコスト的に不利なものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属微粒子
を含有してなる繊維であって、製造的にもコスト的にも
優れており、上述のようなこれまでの技術にみられた問
題点を有しない金属微粒子含有繊維、並びに該繊維の製
造方法を提供することを課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、金属微粒子
を含有してなる繊維およびその製造法について、鋭意研
究を続けてきた。その結果、イオン交換またはイオン配
位可能な極性基を含有する架橋ポリマー中に、金属微粒
子を含有させることにより上記の課題を解決できること
を見いだし、本発明を完成するに至った。即ち本発明
は、イオン交換またはイオン配位可能な極性基を含有す
る架橋構造を有する繊維中に、金属微粒子を含有してな
る金属微粒子含有繊維である。

【０００７】さらに、本発明の金属微粒子含有繊維は、
イオン交換またはイオン配位可能な極性基を含有する架
橋繊維中の極性基に金属イオンをイオン交換またはイオ
ン配位せしめた後、還元反応により、架橋繊維中に金属
微粒子を析出せしめる方法により達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。ま
ず本願では、架橋構造を有する繊維あるいは重合体（又
はポリマー）を、場合によっては架橋繊維あるいは架橋
重合体（又はポリマー）と称し、「繊維」はその形態を
強調するときに、「重合体又はポリマー」は形態を問わ
ないときに用いる。本発明に用いる架橋ポリマーに含有
される極性基としては、アニオンあるいはカチオンのイ
オンをイオン交換またはイオン配位することが可能な極
性基であれば特に限定はなく例えば、カルボニル基、１
級アミノ基、２級アミノ基、３級アミノ基、４級アミノ
基、リン酸基、リン酸エステル基、水酸基、メルカプト
基、カルボキシル基、エーテル基、エステル基、スルホ
ン酸基、スルホニル基、硫酸エステル基、シアノ基など
があげられる。中でもカルボキシル基、スルホン酸基、
１級アミノ基、２級アミノ基、３級アミノ基、４級アミ
ノ基、リン酸基、シアノ基を用いた場合良好な結果が得
られ、特に金属イオンと錯体あるいは塩を形成し易いカ
ルボキシル基が優れている。

【０００９】なお、本発明の金属微粒子含有繊維のポリ
マーマトリックスが有しているイオン交換あるいはイオ
ン配位可能な極性基の、カウンターイオンあるいは配位
イオンとしては、特に限定はなく、その用途に応じて適
宜選択できる。そして、そのカウンターイオンあるいは
配位イオンにも機能を持たせることもでき、例えば、カ
ウンターイオンとして４級カチオン基を有する化合物を
用いることにより抗菌性を増長、あるいは付与させると
いった方法により本発明をより有益なものとすることが
できる。

【００１０】なお含有される極性基の量としては、含有
せしめるべき金属微粒子の量に応じて適宜選択すること
ができるが、骨格を形成するポリマー部分を差し引いた
量となるため、32ｍｍｏｌ／ｇ以下となる。一方金属微
粒子の機能を十分に発現する必要があることから、出来
るだけ極性基の量を増やす必要があり、実際には少なく
とも１ｍｍｏｌ／ｇ以上の極性基を含むことがこのまし
い。またポリマー中への極性基の導入方法においても特
に制限はなく、極性基を有したモノマーを、骨格ポリマ
ーの重合段階で使用することによる導入、あるいは骨格
ポリマー形成後化学的、物理的な変性による極性基の導
入などの方法を用いることができる。

【００１１】本発明に用いられるマトリックスとなるポ
リマーの基本骨格としては、架橋構造を有している限り
においては、天然ポリマー、半合成ポリマー及び合成ポ
リマーのいずれであってもよく特に制限はない。具体的
なポリマーとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピ
レン、塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ナイロン、ポリエステ
ル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリスチレン、
ポリアセタール、ポリカーボネイト、アクリル樹脂、フ
ッ素樹脂、ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエ
ラストマー、メラミン樹脂、ユリア樹脂、４フッ化エチ
レン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウ
レタン樹脂及びフェノール樹脂等のプラスチック；ナイ
ロン、ポリエチレン、レーヨン、アセテート、アクリ
ル、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、キュプ
ラ、トリアセテート、ビニリデン等の繊維；天然ゴム及
びシリコーンゴム、ＳＢＲ（スチレン・ブタジエン・ゴ
ム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＥＰＭ（エチレン・
プロピレンゴム）ＦＰＭ（フッ素ゴム）、ＮＢＲ（ニト
リルゴム）、ＣＳＭ（クロルスルホン化ポリエチレンゴ
ム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＩＲ（合成天然ゴ
ム）、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ウレタンゴム及びアクリ
ルゴム等の合成ゴム等があげられる。

【００１２】中でも金属微粒子を合成する際に伴う物理
的、化学的変化に耐えることができる様な特性、即ち耐
熱性、耐薬品性の点より炭素ー炭素結合に基ずく基本骨
格を有したポリマー、例えばビニル系ポリマーが好まし
く、特にイオン交換またはイオン配位可能な極性基を容
易に導入することのできるポリマー、具体的には、ポリ
スチレン系、アクリル酸エステル系、ポリアクリロニト
リル系の重合体を用いることにより良好な結果を得るこ
とができる。

【００１３】本発明の繊維を構成する基本骨格ポリマー
における架橋の構造としては、金属粒子を含有せしめる
工程において該ポリマーが物理的、化学的に変性をうけ
ない限りにおいては特に限定はなく、共有結合による架
橋、イオン架橋、ポリマー分子間相互作用または結晶構
造による架橋等いずれの構造のものでもよい。また、架
橋を導入する方法においても、特に限定はないが、繊維
を形成する必要があるため、繊維に成形後行う必要があ
る。

【００１４】なお、ポリアクリロニトリル系重合体を用
い、架橋構造としてヒドラジンによる架橋構造を導入し
たものは、化学的にも物理的にも安定であり、繊維物性
が良好で、金属微粒子の含有量を高めることができ、耐
熱性に優れ、コスト的にも良好な結果をえることができ
る。特に、窒素含有量の増加が１．０〜１５．０重量％
であるヒドラジン架橋による場合さらにこのましい結果
を得ることができる。

【００１５】また、ポリマーマトリックス骨格中の架橋
構造の割合である架橋度についても、ポリマーマトリッ
クス骨格の形状が金属微粒子生成に伴う物理的、化学的
反応においても保持できる限りにおいては特に制限はな
い。

【００１６】本発明における微粒子である金属として
は、還元反応により金属を析出する金属であれば特に限
定はないが、メッキ等の反応に用いられる金属、具体的
には、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔ
ｅ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，
Ｈｇ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉの群から選ばれた１種以上を用
いることが好ましい。なお、これらの金属のうち２種類
以上を同時に用いることにより合金の微粒子とすること
は本発明の範囲をなんら逸脱するものではない。なお含
有される金属の量としては、その機能が要求されるレベ
ルにおいて任意に設定することができ特に限定はない。

【００１７】本発明における金属微粒子の大きさは、利
用される用途に応じて任意に選択できるものであり特に
限定はないが、金属微粒子の表面特性を利用するもので
ある場合、できるだけ小さな粒子のほうが表面積を大き
くするという点で好ましく、１．０μ以下のサブミクロ
ンオーダー以下のものが適切である。また、その意匠性
を利用する、あるいはその体積を利用する場合ある程度
の粒子径が必要で１０μｍ以下の粒子径のものが好まし
く用いられる。

【００１８】本発明における金属微粒子の形状として
は、特に限定はなく、球状、針状、紡錘状、棒状、円柱
状、多面体状、多針状等あらゆる形状をとることができ
る。また、架橋ポリマー中への分散の状態としても、特
に限定はなく、利用される用途に応じて任意に選択する
とができる。特に、本発明は容易に繊維全体にわたり完
全均一に分散担持することができることに特徴がある。
ただ、表面と中心部に濃度差をもうける、ドメイン構造
とする等の方法もとることができ、この様な方法も本発
明をなんら逸脱するものではない。

【００１９】本発明における金属微粒子含有繊維の形状
としては、利用される用途に応じて任意に選択されるも
のであり特に制限はないが、機能発現能を向上させるた
め単位重量あたりの表面積を大きくし、繊維内部の金属
も有効に利用するという意味から、多孔質体である繊維
の場合が良好な結果を得ることができる。特に、０．８
５μｍ以下の細孔径を有し、かつその細孔が連結し、さ
らに繊維表面に連通開孔してなる多孔質繊維よりなる場
合特に好ましい。また、この様な多孔質体では、表面積
が大きく、多孔度も大きなもののほうが好ましく、実際
には、表面積は１ｍ２／ｇ以上、多孔度は０．０５ｃｍ
３／ｇ以上であるもので良好な結果が得られる。ただ
し、細孔径が０．８５μｍを超えるようなものである
と、繊維自体の物性が低下するとともに、表面積が減少
し好ましい結果とならない。

【００２０】なお表面積、多孔度、細孔径は、水銀封入
式多孔度測定装置を利用し、その累積押し込み体積（多
孔度のため）と累積表面積（内部表面積のため）とを２
０，０００ｐｓｉと２００ｐｓｉの圧力の間の差から計
算された。この圧力範囲は、０．００９から０．８５μ
ｍの細孔径を測定するものであり、気孔体積／気孔の表
面を、円筒状の形状とみなして測定するものである。

【００２１】本発明の製造法において、極性基に金属イ
オンをイオン交換またはイオン配位せしめる方法につい
ては、特に限定はなく、金属イオンを含んだ化合物を極
性基を有するポリマーマトリックスに接触せしめること
によりなされる。また、金属イオンを含んだ該化合物
は、無機系でも有機系でもよいが、イオン交換あるいは
イオン配位のし易さから無機系の化合物を用いた場合良
好な結果が得られる。また、ポリマーマトリックスとの
接触の方法としても特に限定はなく、有機あるいは水等
の溶剤へ金属イオンを溶解させこれをポリマーマトリッ
クスと接触させる方法によりなされる。

【００２２】本発明の製造法における還元反応方法とし
ては、金属イオンを金属に還元できる方法であれば特に
限定はない。例えば、金属イオンに電子を与える化合物
である、水素化ホウ素ナトリウム、ヒドラジン、ホルマ
リン、アルデヒド基を含む化合物、硫酸ヒドラジン、青
酸およびその塩、次亜硫酸およびその塩、チオ硫酸塩、
過酸化水素、ロッシェル塩、ブドウ糖、アルコール基を
含む化合物、次亜リン酸とその塩等の還元剤を用い溶液
中で還元させる方法、また、水素、一酸化炭素、硫化水
素などの還元性雰囲気中での熱処理による方法、光照射
による方法、あるいはこれらを組み合わせた方法などを
あげることができる。

【００２３】なお、溶液中での還元反応を行う際、反
応系中へ水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム等の塩
基性化合物、無機酸、有機酸等のｐＨ調整剤、クエン酸
ナトリウム、酢酸ナトリウム等のカルボン酸塩系統のも
のあるいはホウ素、炭酸等の無機酸、有機酸、無機酸の
アルカリ塩等の緩衝剤、硫化物、フッ化物等の促進剤、
塩化物、硫化物、硝化物等の安定剤、界面活性剤等の改
良剤等を加えることは本発明をなんら逸脱するものでは
ない。また還元性雰囲気中での熱処理による方法の際、
不活性ガスとして窒素、アルゴン、ヘリウム等を併用す
ることについても同様である。

【００２４】本発明の製造方法における還元法として
は、金属イオンをイオン交換あるいはイオン配位せしめ
た後に還元することによりに金属微粒子を析出させる方
法であれば特に限定はないが、金属イオンをイオン交換
せしめることにより、架橋繊維中の極性基に金属イオン
が固定された状態で、直ちに還元反応を行うという方法
により、より良好な結果を得ることが出来る。一般に、
イオン交換した金属イオンを一度金属化合物としてポリ
マーマトリックス中へ析出させ、その後に還元反応によ
り金属微粒子に変換せしめる方法もあるが、この方法の
場合、金属化合物としてポリマーマトリックス中へ析出
させる際に、金属化合物がポリマーマトリックス外で析
出し易いこと、また還元反応時にも同様な傾向が認めら
れ経済的にも好ましくない。この現象は、反応に伴う析
出化合物の大きさが変化し、ポリマーマトリックスの微
細孔からはずれてゆくために起こるのではないかと考え
られる。このような点から、特に好ましくは、本発明の
方法を用い、熱処理による還元法を用いた場合であり、
この場合イオン交換した金属イオンを完全に架橋繊維中
に含有することができ、良好な結果を得ることができ
る。

【００２５】また、上記の金属イオンをイオン交換ある
いはイオン配位せしめた後に還元するという操作の回数
に関しては、目的とする金属微粒子の量が含有させるこ
とができる場合は１回だけの操作でもよいが、さらに、
金属微粒子の含有量を増やす必要がある場合、該操作を
繰り返し行うことにより目的とする金属微粒子の含有量
を得るという方法もとることができ、使用される目的に
応じて適宜方法を選択することができる。特に、繰り返
す方法によるものでは、単位ポリマーマトリックス重量
あたりの金属微粒子の含有量を増やすことができるため
好ましい結果を与える場合がある。

【００２６】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、実施例中の部及び百分率は、断りのない限り重量
規準で示す。

【００２７】実施例１ＡＮ９０％及びアクリル酸メチル（以下、ＭＡという）
１０％からなるＡＮ系重合体（３０℃ジメチルホルムア
ミド中での極限粘度〔η〕＝１．２）l ０部を４８％の
ロダンソ−ダ水溶液９０部に溶解した紡糸原液を、常法
に従って紡糸、延伸（全延伸倍率；１０倍）した後、乾
球／湿球＝１２０℃／６０℃の雰囲気下で乾燥（工程収
縮率１４％）して単繊維繊強度１．５ｇ／ｄの原料繊維
Ｉａを得た。

【００２８】原料繊維Ｉａを、１０％ヒドラジン水溶液
中に添加し１２０℃で５時間ヒドラジン架橋反応を行っ
た。得られた架橋繊維は水洗、脱水後、さらに１０％苛
性ソーダ水溶液に添加し、１２０℃、５時間で加水分解
反応を実施した。洗浄、脱水、乾燥後得られた原料繊維
Ｉｂは、窒素増加量２．５％であり、カルボキシル基量
は、４．２ｍｍｏｌ／ｇであった。

【００２９】原料繊維Ｉｂを、１０％硝酸銀水溶液中に
添加し８０℃、３０分間イオン交換反応をした後、洗
浄、脱水、乾燥後、銀イオン交換処理繊維Ｉｃを得、次
に１８０℃で３０分間熱処理を実施した。その結果、平
均粒子径０．０２μｍの銀微粒子を６．５％含有した本
発明の金属微粒子含有繊維Ｉｄを得ることができた。

【００３０】実施例２銀イオン交換処理繊維Ｉｃを１０％ヒドラジン溶液に浸
漬し、５０℃で２０分間還元処理したこと以外は、実施
例１と同様な方法により本発明の金属微粒子含有繊維Ｉ
Ｉｄを得た。

【００３１】実施例３アクリロニトリル／アクリル酸メチル／メタアリルスル
ホン酸ソーダ＝９５／４．７／０．３の組成で作製した
AN系重合体を用い、４８％ロダン酸ソーダ水溶液に溶解
して紡糸原液を作製した。次に５℃の１２％ロダン酸ソ
ーダ水溶液中へ紡出、次いで水洗、１０倍延伸を施し、
得られた未乾燥繊維を１３０℃×１０分間の条件でスチ
ームを用いて湿熱処理を行い、さらに１００℃で２０分
間乾燥することにより平均細孔径０．０４μｍの多孔質
原料繊維ＩＩＩｂを得た。次にこの繊維を実施例１と同
様な方法により金属微粒子含有繊維ＩＩＩｄに変換せし
めた。

【００３２】実施例４ＤＭＦ６０部を容器中でかきまぜながらグリセリン１
７．５部と混合した、次にアクリロニトリル９３．６
％、アクリル酸メチル５．７％およびメタリルスルホン
酸ナトリウム０．７％からなるアクリロニトリル共重合
体２２．５部をかきまぜながら添加し、そしてかきまぜ
を８０℃で１時間続けた。次に濾過後、その溶液をホー
ル数５００の紡糸口金を通し、紡糸ダクトの温度を１８
０℃に設定し、常法により乾式紡糸した。尚、固体含量
２２．５％およびグリセリン含量１７．５％を有する溶
液の粘度は85落下球秒であつた。次にその得られたトウ
を沸騰水中で１：３．６の比率で延伸し、僅かに張力を
かけた状態で沸騰水中で３分間洗浄した。次いで、許容
収縮率l0％、温度１００℃でスクリーンドラム乾燥器中
において乾燥し平均細孔径０．１７μｍの多孔質原料繊
維ＩＶｂを得た。次にこの繊維を実施例１と同様な方法
により金属微粒子含有繊維に変換せしめた。

【００３３】実施例５実施例１で得た、原料繊維Ｉａを実施例１と同様な方法
によりヒドラジン架橋した後、洗浄、脱水、乾燥を行
い、加水分解処理をすることなくニトリル基の残存した
原料繊維Ｖｂを得た。得られた繊維を実施例１と同様な
方法により、銀イオン交換し、銀微粒子を析出させるこ
とにより本発明の金属微粒子含有繊維に変換せしめた。

【００３４】実施例１から５により得られた繊維の特性
値、評価結果を表１にまとめる。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１に示す通り、本発明の実施例１から５
は、紡績以降の後加工が可能な繊維物性、短繊維強度、
伸度、結節強度を有しており、かつ非常に小さな金属微
粒子が高濃度に含有されてなることが明らかであり、ま
た実施例３および４では多孔質の繊維中に金属微粒子が
含有されてなるものである。

【００３７】実施例６から１０は、表２に示すとおり金
属微粒子の金属種類を変えたことと、還元剤を変えたこ
と以外は実施例３と同様な方法により、本発明の金属微
粒子含有繊維を得た。得られた繊維の物性、特性等を表
２にあわせてまとめる。

【００３８】

【表２】

【００３９】表２でも示される通り、本発明の実施例６
から１０では、各種金属微粒子が多孔質体の繊維中に含
有されており、また、その繊維の物性も、表１と同様、
紡績以降の後加工が可能な繊維物性、単繊維強度、伸
度、結節強度を有していることがあきらかである。

【００４０】

【比較例１】実施例１で得られた原料繊維Ｉａを、苛性
ソーダ３％、ヒドラジン０．０１％の水溶液中で１００
℃で２０分間加熱して架橋処理および加水分解処理した
後、水洗し、次いで酢酸０．５％水溶液で１００℃で２
０分間処理した後、水洗、乾燥することにより表面にカ
ルボキシル基を有した原料繊維ｉｂを得た。この繊維を
硝酸銀０．５％水溶液中に４０℃で１０分間浸漬処理し
た後、水洗、乾燥し、銀イオンが結合した銀イオン結合
アクリル繊維ｉｃを得た。さらに該繊維は、０．５％炭
酸ナトリウム水溶液中に７０℃で３０分間浸漬し炭酸銀
を析出させた後、水洗、脱水、乾燥し、更に１３０℃の
熱風乾燥機を用いて３０分間乾燥処理し、表面に銀微粒
子を含有する比較例としての繊維ｉｄを得た。得られた
繊維の銀含有量は１．５％であり、金属微粒子の粒子径
は０．０５μｍであった。なおこの際の、銀イオン交換
結合アクリル繊維の銀濃度と最終的に得られた銀微粒子
含有原綿における銀濃度を実施例１および３と比較した
結果を表３に示す。表３に示されるとおり、一度金属化
合物を繊維中に析出させ、これを還元するという方法で
は、イオン交換された銀イオン量に比べ、最終的な原綿
の銀濃度は半分以下に低下しており銀イオンの利用効率
が悪くコスト的にも望ましくない。これに対し、本発明
の実施例１および３ではイオン交換された銀イオン量が
そのまま最終的な原綿に含有されており、銀イオンの利
用効率の優れたものとなっている。

【００４１】

【表３】

【００４２】実施例１および３と比較例１の原綿を用
い、それぞれ混率３０％で紡績、後加工を行い編み地を
作成した。その際の、原綿と編み地の銀含有量を測定し
た結果をあわせて表３に示す。表３に示される通り、比
較例１では、編み地での銀含有量が極端に低下してい
る。これは、紡績工程以降の加工工程において、ガイド
等の金属との摩擦により、繊維表面に存在していた銀微
粒子がはがれ落ちたためと考えられる。このような状態
では、金属の機能を利用するのに十分でないばかりか、
コスト的にも非常に不利であることは明らかである。一
方、実施例１および３でもやはり銀含有量の減少は認め
られるが、全体量に対する減少の割合は低く、また、最
終的に含有されている銀量も充分にあり、実用的なもの
である。

【００４３】同じく実施例１および３と比較例１の原綿
を用い、目付１３０ｇ／ｍ２で抄紙を行った。紙の原料
構成は、ビニロン１％と各原綿を表４に示すとおりと
し、残りをパルプとして混抄紙を作成した。得られた混
抄紙は、シェークフラスコ法による肺炎桿菌の菌減少率
と、ＪＩＳＺ２９１１の湿式法により黴抵抗性を評
価した。菌減少率は、コントロールに対しての菌が減少
した割合を示し、この値の大きいほうが抗菌性に優れて
いる。また、黴抵抗性は、１４日間黴を成育させた結果
に基づいて次ぎの３ランクで表示してある。１：黴の成育が試料面積の１／３以上２：黴の成育が試料面積の１／３未満３：黴の成育を認めない

【００４４】

【表４】

【００４５】表４にみられるとおり、比較例１では抗菌
性および黴抵抗性とともに不十分な結果となっている。
これは、繊維表面にしか銀微粒子が存在しないため、銀
自体の含有量が低すぎるためこの様な結果となったと考
えられる。特に銀の量が多量に要求される黴抵抗性で
は、混率５０％においても不十分となっている。抗菌性
および黴抵抗性ともに、混率を上げていけば効果は向上
すると考えられるが、コスト的に高いものとなり実用性
が無くなってしまう可能性がある。一方、実施例１およ
び３では、２％程度の添加でも抗菌、抗黴性が発現され
ていることが認められる。これは、比較例に比べ銀濃度
が高いため、容易にその機能が発現されたものと考えら
れる。また、特に多孔質である実施例３で、その効果が
顕著であり、２％混率でほぼ完全な抗菌、抗黴性が発現
されている。これは、多孔質となり表面積が増えたこと
により、外部と接触する銀微粒子が飛躍的に増えたこ
と、さらに、繊維内部まで細孔があるため、機能発現で
きる銀微粒子の量が実質的に増えたことによるものと考
えられる。

【００４６】

【発明の効果】本発明の金属微粒子含有繊維は、繊維中
に金属微粒子を含有することにより、金属微粒子が本来
もっている様々な機能、例えば、抗菌性、防カビ性、防
臭性、難燃性、紫外線防止、蓄熱性、表面性の改善、意
匠性の付与、清涼感の付与、導電性、防錆性、潤滑性、
磁性、光反射性、光選択吸収、熱吸収、熱伝導、熱反射
等の機能を有する繊維とすることがでる。そして繊維の
優れた加工性を利用することにより、紙、不織布、編み
物、織物等の加工品とすることができるため、これらの
機能を活用できる各種分野に用いることが可能となる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イオン交換またはイオン配位可能な極性
基を有し、かつ架橋構造を有する繊維中に、金属微粒子
を含有してなることを特徴とする金属微粒子含有繊維。
【請求項２】金属微粒子が、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，
Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｅ，Ｚ
ｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉ
ｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，
Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｈｇ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉの群から選
ばれた１種以上であることを特徴とする請求項１に記載
の金属微粒子含有繊維。
【請求項３】架橋構造を有する繊維が、細孔径が０．
８５μｍ以下の細孔を有する多孔質体でなり、該細孔は
連結し、かつ繊維表面に連通開孔したものであることを
特徴とする請求項１または２に記載の金属微粒子含有繊
維。
【請求項４】架橋構造を有する繊維が、ヒドラジン架
橋による架橋アクリロニトリル系重合体でなり、該重合
体の残存ニトリル基の０．１％以上がカルボキシル基に
変換されたものであることを特徴とする請求項１から２
のいずれかに記載の金属微粒子含有繊維。
【請求項５】架橋構造を有する繊維が、請求項４記載
の特徴を有する重合体でなり、かつ該重合体は請求項３
記載の特徴を有する多孔質体でなることを特徴とする請
求項１または２に記載の金属微粒子含有繊維。
【請求項６】イオン交換またはイオン配位可能な極性
基を含有する架橋繊維中の極性基に金属イオンをイオン
交換またはイオン配位せしめた後、直ちに還元反応によ
り、架橋繊維中に金属微粒子を析出せしめることを特徴
とする金属微粒子含有繊維の製造方法。
【請求項７】金属微粒子が、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，
Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｅ，Ｚ
ｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉ
ｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，
Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｈｇ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉの群から選
ばれた１種以上であることを特徴とする請求項６に記載
の金属微粒子含有繊維の製造方法。
【請求項８】架橋構造を有する繊維が、細孔径０．８
５μｍ以下の細孔を有する多孔質体でなり、該細孔は連
結し、かつ繊維表面に連通開孔したものであることを特
徴とする請求項６または７に記載の金属微粒子含有繊維
の製造方法。
【請求項９】架橋構造を有する繊維が、ヒドラジン架
橋による架橋アクリロニトリル系重合体でなり、該重合
体の残存ニトリル基の０．１％以上がカルボキシル基に
変換されたものであることを特徴とする請求項６または
７に記載の金属微粒子含有繊維の製造方法。
【請求項１０】架橋構造を有する繊維が、請求項９記
載の特徴を有する重合体でなり、かつ該重合体は請求項
８記載の特徴を有する多孔質体でなることを特徴とする
請求項６または７に記載の金属微粒子含有繊維の製造方
法。