JPS61108774A - 繊維に抗菌剤を混入する方法 - Google Patents

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】 本発明は一般に繊維製造プロセス中の溶融紡糸段階の次
に続く繊維中に抗菌剤を混入する技術に関する。本発明
の方法は、繊維断面の全体に渡って本質的に均一に抗菌
剤が分布した繊維を提供するものである。不発明は、繊
維断面の全体く渡って不質的に均一な薬剤分布を達成す
るために溶融混入かめるいは抗菌剤による表面処理に注
目している先行技術活動と対比するものである。表面処
理技術は米国特許第ダ、≠Ｏｒ、９９１．号に開示され
ている。

１０．１０’−オキシビスフェノキサルシン（ＯＢＰＡ
）の１うな抗菌剤は、ナイロン乙のような熱可塑性繊維
物質への細菌の攻撃に対する防護の働きをすることが知
られている。０ＢＰＡの混入は、カーペットのような最
終製品形態における繊維上でのカビの発生や他の好まし
からざるものの生長を減少させるようにも働く。０ＢＰ
Ａは紡いだままの（ａｓ−ｓｐｕｎ）繊維に含有させる
ために溶融ナイロンに混入されてきた。この混入は、繊
維断面に渡っての本質に均一な薬剤分布を与える。

米国特許第３　、．３１Ｉ！ｒ　、　３弘１号はくその
ような先行技術を開示する。

しかし、溶融混入はビス（トリ−ｎ−ブチルスズ）オキ
サイド（ＴＢＴＯ）の１うな多くの抗菌剤にとっては不
満足なもので６る。なぜなら、溶ｉｇＩ繊維物質温度は
該薬剤の有効性を破壊するのく十分なほど高いからであ
る。それゆえ低温混入代替技術は繊維工業に相当な魅力
を提供することとなる。

加うるに、当該工業においては、染色操作の間に約７，
０チまでに達する抗菌剤の損失が生ずることは珍しくな
いことである。これらの損失は、固相（繊維）と液相（
染料浴媒体）との間の該薬剤の平衡比率に至る抗菌剤の
浸出に工って生じるものと考えられる。

過去においてこの問題は、溶融紡糸段階で溶融物に抗菌
剤とともに染料を混入する溶液染色によって回避してき
た。例えば、溶融混入０ＢＰＡを含有するナイロンカー
ペットは、現在この方法によって製造されている。しか
し、溶液染色カーペットはむしろ限られた数の日よけ（
５ｈａｄｅ　）にのみ使用可能でありかつ、勿論繊維製
造業者によってのみ染色することができる。カーペット
製造業者にとっては、染色プロセスの間あるいは次に、
カーペット繊維全体に渡って抗菌剤を均一に混入するこ
とに工す、未染色のばら繊維をカーペットに加工するこ
とができることが好ましい。この方法は色の選択に関し
てより大きな自由を提供し、かつ全製造方法により大き
な柔軟性を提供するでめろう。本発明の方法は、染色段
階の間に繊維中に最終的に必要な量の抗菌剤を添加し又
は放出することによって、好都合かつ効率的に上述の問
題を解消すると考えられる。

本発明は、薬剤を含有していない繊維を、該繊維中に薬
剤の放出が生じるに十分な濃度の薬剤を含有する液中に
通すことＫよって処理することを含む、繊維中に抗菌剤
を混入する方法を包含する。

得られ九生成物は、繊維断面全体に渡って薬剤が本質的
に均一に分布していることによって特徴づけられる。こ
の生成物はこの形態で増加した持続力を発揮する。この
生成物は、溶融紡糸中に出金う温度の熱による劣化を受
けていない形態の抗菌剤の適量を含有する。そのような
劣化した薬剤は、通常酸化体である。

本発明の生成物は、繊維への細菌の攻撃に対する防護を
提供する抗菌剤の有効量を含有する繊維からなる。抗菌
剤は上記繊維全体に渡って本質的に均一な断面的な分布
で存在し、かつもし溶融状態の繊維中に等しい全量の薬
剤が混入された場合、それよりも多い量の活性抗菌剤の
存在によってさらに特徴づけられる。これは、強力な溶
融紡糸条件に暴露されることによる揮発及び（又は）分
解による潜在的損失が回避されるためである。生成物の
特に有用な形態は、繊維の融点において不安定な又は揮
発性の抗菌剤を含むものである。そのような薬剤にはビ
ス（）！ｊ−ｎ−ブチルスズ）オ　　　　′キサイド（
ＴＢＴＯ）を含む。

繊維中の抗菌剤濃度は、本発明゛の実施の際に容易に制
御することができる。基本的に、不方法は抗菌剤含有媒
体中に繊維を通すことによって繊維を処理することを含
む。該媒体中の薬剤濃度は、不方法の結果に応じて変化
しうる主な制御手段となろう。しかし、繊維と媒体の温
度と通過時間は不発明の方法の実施を考慮して変えられ
ることも指摘される。しかしこれらの変化は、当業者が
繊維、媒体、及び抗菌剤の種々の組合せに適したパラメ
ーターを容易に開発することができる性質のものである
。

ナイロンに０ＢＰＡとＴＢＴＯｔ−混入する場合、これ
ら疎水性、水不溶性殺生剤は、繊維相に非常に好都合な
繊維（固相）と浴媒体（液相）との間の平衡分配に達す
る。この方法は繊維の全体に渡って殺生剤を分配し、表
面適用の欠点を回避する。

抗菌剤は繊維と相溶性でめり、かりその表面にしみ出な
い。本方法は、殺生剤が溶融紡糸段階で混入された場合
に出会う不利な加工条件も回避し、その喪め相当量の分
解抗菌剤の形成めるいは揮発による損失を最小限にする
ことができる。

繊維の染色に利用されている従来型の装置は、繊維処理
用の媒体を保持するに好都合な容器を提供する。例えば
、火桶、原毛染色、かせ染色（５ｋｅｌｎ　ｄｙｅｉｎ
ｇ　）　％　ロープ染物屋（ｒｏｐｅ　ｄｙｅｒｓ　）
、連続染色範囲（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｄｙｅ　ｒａ
ｎｇｅｓ　）、クエスター（Ｋｕｅｓｔｅｒｓ　）又は
ペックス（Ｂｅｃｋｓ　）が適当であろう。

本発明に関して適切に使用しうるＰ！ｉ維は、合成、半
合成、又は天然繊維あるいはそれらの混合物を含む。殺
生剤混入のこの徹底的方法は、同様な疎水性／溶解性特
性を有する他の殺生剤でも有用で　　・おり、さらにア
クリル系誘導体及びポリエステルのような繊維組成物の
処理にも有用で６る。合成繊維は、ナイロン６及びナイ
ロン６６のようなポリアミド、ポリエステル、ポリアク
リル系誘導体、及び変性セルロースを含むがこれらに限
定されるものではない。

繊維を通過させるに適した媒体は、抗菌剤を溶解又は分
散できるものを包含する。明らかにそのような媒体の選
択は、薬剤の性質に依存する。そのような性質は、容易
に当業者によって決められているであろう。該媒体は溶
液であることが好ましい。普通には、抗菌剤水溶液が経
済性及び利用可能性という理由から好ましい媒体である
。ベック染浴は典型的な水性媒体である。その工うな染
浴は、典型的には連続水相、界面活性剤、染料及びｐＨ
調整剤からなる。連続気泡、クエスター、分散、ジェッ
ト等の従来型の染浴も適当でらる。

本発明の結果として得られた生成物は、繊維の断面にお
ける抗菌剤の本質的に均一な分布、すなわち実質的に均
一な分布を示す、この生成物とその断面的な抗菌剤の分
布は、米国特許第３．り品、−号に教示されている表面
処理繊維とは本質的に相異する。加うるに、本発明の生
成物は、先行技術である溶融混入によって製造された均
一な抗菌剤の分布を有する生成物より、著しく高い比率
の活性抗菌剤を含有するものである。

抗菌剤は好ましくは水性浴に溶解される。繊維と接触す
る浴の形成補助に界面活性剤を用い九場合には、容易に
水溶液を形成しない抗菌剤も適当でるる。

浴中の抗菌剤濃度は、最終繊維中に必要な抗菌剤濃度の
関数でおる。一般に浴は約θｏｏｉｓ〜／チの抗菌剤を
含有する。

使用することができる特定の抗菌剤は、以下に記載され
るものであるが、これらに限定されない。

本発明に使用することができる抗菌性化合物の種類の例
は、フェノキサルシン類（ｐｈｅｎｏｘａｒｓ　１ｎｅ
ｓ）（ビスフェノキサルシン類を含む）、フェナルサジ
ン＠（ビスフェナルサジン類を含ム）、マレイミド類、
イソインドールジカルボキシイミド類（ジカルボキシイ
ミド基の窒素原子に結合した硫黄原子を有する）、ハロ
ゲン化アリルアルカノール類及びインチアゾリノン化合
物を含むが、これらに限定されない。有機スズ化合物も
特に意図されるものである。

本発明の組成物に有用な抗菌性フェノキサルシン及びフ
ェナルサジン化合物は、式： （ただし、Ｘはハロゲンまたはチオシアネート、Ｙは酸
素または硫黄、２は酸素または窒素、Ｒはハロゲンまた
は低級アルキル、及びｎは１〜ｇである） に工つて表わされる化合物を含む。

これらのフェノキサルシン類及びフェナルサジン類の例
は、ＩＯ−クロロフェノキサルシン。

１０−インドフェノキサルシン、ＩＯ−ブロモフェノキ
サルシン、グーメチル−１０−クロロフエノキサルシ／
、−−ｔｅｒｔ−ブチルーＩＯ−クロロフェノキサルシ
ン、−一メチルーｇ、ｉｏ−ジクロロフェノキサルシン
＃　／＃Ｊ＃／　０−　トＩＪ　クロロフェノキサルシ
ン、２．６．１０−）リクロロフエノキサルシｙ＊　／
＋２＊’Ａｅ１０−チオシアネートフェノキサルタン、
及び１０，１０′−チオビスフェノ中サルシン、１０，
１０′−オキクビス７エナラジン、１０．１０’−チオ
ビスフエナルサジ／、及び１０，１０′−オキシビスフ
ェノキサルシン（ＯＢＰＡ）を含むが、これらに限定さ
れない。

本発明の組成物において有用な抗菌性マレイミド化合物
は、好ましいマレイミド、Ｎ−Ｃ２−メチルナフチル）
マレイミドによって例示される。

ジカルボキシイミド基の窒素原子に結合した硫黄原子を
有するイソインドールジカルボキシイミド類である本発
明の実施に有用な抗菌性化合物は、を有する少なくとも
／りの基を含む化合物である。

好ましいイソインドールジカルボキシイミド類は以下の
通りである。

ビス−Ｎ−［（／、／、２．２−テトラクロロエテル）
チオ）−４−シクロヘキセン−／ｅ２−ジカルボキシイ
ミド ｎ−トリクロロメチルチオ−弘−シクロヘキシル−７，
２−ジカルボキシイミド Ｎ−）リクロロメチルチオフタルイミド本発明の抗菌性
化合物として用いることができるハロゲン化アリルアル
カノールは、好ましい化合物、コ、弘−ジクロロペ／ジ
ルアルコールによって例示される。

本発明の組成物に有用な好ましいイソチアゾリノン化合
物の例は、２−（ｎ−オクチル−ダーイソチアゾリ／−
３−オン）である。

最も好ましい抗菌性化合物は、式： （ただし、Ｙは酸素または硫黄であり、かり２は酸素ま
たは窒素である） ヲ有するビスフェノ中サルシン類及びビスフェナルサジ
ン類でるる。これらビスフェノ中サルシン類及びビス７
エナルサジン類の中で、１０，１０’−オキシビスフェ
ノキサルシン、１０，１０′−チオビスフェノキサルシ
ン、１０．１０’−オキシビスフエナルサルジン、及び
１０，１０′−チオビスフェナルサジンが最も好ましい
。

ビス（トリーｎ−ブチルスズ）オキサイド（ＴＢＴＯ）
等のような他の典型的な公知の抗菌剤も不発明の範囲内
に含まれる。

本発明は、モノフィラメント、バルクト連続フィラメン
ト、ステープル、スカインヤーン、スタックヤーン、織
物、生繊維材料、不織スクリム、針押抜き物（ｎｅｅｄ
ｌｅ−ｐｕｎｃｈｅｄ　ｇｏｏｄｓ　）　、＝ット等を
含む（ただしこれらに限られない）繊維について一次加
工のいずれの段階においても実施することができること
を意図する。

本発明の実施には、以下に説明する典型的パラメーター
を含むが、それらに限定されるものではない。繊維重量
（ｒ）に対する浴容積（−）の範囲は、ｉｏｏ’、ｉ〜
／：１０）比率、好ましくは３０：／〜１０：１０）比
率でおる。後者の範囲が好ましい。

なぜなら、該範囲は商業的染色作業に普通に用いられて
いるからである。浴濃度範囲は／　ｐｐｍ〜／、ｌＯｐ
ｐｍ、好ましくは／　！ｒ　ｐｐｍ−弘Ｏｐｐｍの範囲
である。／　３　ｐｐｍ〜ｔθｐｐｍの範囲が好ましい
。

なぜなら、処理繊維が０ＢＰＡを好ましい範囲で含有す
ることとなるからである。繊維中の０ＢＰＡ濃度範囲は
、１０〜３３０θｌ）Ｐｍ　％好ましくは２！；０−！
ｒ００ｐｐｍでるる。後者の範囲が好ましい。このレベ
ルが良好な抗菌的防ａを提供するからである。処理時間
は７分〜６０分の範囲であり、好ましくは５分〜３０分
の範囲であり、処理温度は＝θ℃〜１０Ｏ℃の範囲でめ
り、好ましくはダＯ〜１００℃の範囲である。これらそ
れぞれの好ましい範囲は、０ＢＰＡ吸収に効率的でかつ
商業的染色に普通に用いられている温度において、中程
度のハンドリング時間内に効果的処理ができることから
、選ばれたのでめる。ｐＨはグ〜りの範囲であり、かつ
０ＢＰＡの分布にはほとんど又は全く影響を与えない。

この挙動は、ナイロン繊維中の染料付着のための普通の
部位である末端アミノ基と０８ＰＡとの不干渉を示唆す
る。

同本出願は、本出願と同時に出願され、普通に譲渡され
た他のダクの出願と主題について関連するものである。

それらは、ローレンスｊギルバウルト、トーマスＣマツ
ケンチー及びジエデイスＬクープによって発明され「繊
維の抗菌剤含有量の制御法」の名称の出願記録／コｑ６
−３ダーＯＯ号。

ローレンスＪギルパウルトトトーマスＣマツケンチーに
よって発明され「排水から毒物を除去する方法」の名称
の出願記録１３コ！？−，１−００号、ミカエル間タッ
クによって発明され「抗−調整法」の名称の出願記録／
、３０１．−３弘−ＱＯ号、及グー００号Ｃマツケンチ
ー、ローレンスＪギルバウルト。

ジエデイスＬクープとジェームスＦプロフィ−に工って
発明され「繊維中に抗菌剤を混入する方法」の名称の出
願記録１３Ｓクー、１−００号でめる。

擬ペック染浴をｉｔの水道水に／−のトライトンＸ−１
００界面活性剤を撹拌しながら添加することによって調
製した。ｐＨは氷酢酸または水酸化アンモニウムでｐｉ
−１１４０−＊たは７．０ＪＩＣ調整した。

粉末０ＢＰＡ（２０〜ｇＯη）を望みの濃度になるよう
に、添加し、１時間加熱かつ撹拌した。温擬染浴はワッ
トマン＝ｖ紙で一過し、望みの温度にした。この染浴は
必要により希釈した。

試料調製 θ５ｆの染色し、織った（　ｔｅｘｔｕｒｅｄ　）ナイ
ロン６カーペツト糸試料を風袋を量った小さな試験管に
Ｉ＃！きつけ、重さを量り、／！；×！；Ｏｗｎ試験管
中にコイルとして外し取った。蓋をした糸を含む試験管
は望みの処理温度に予熱した。

処理 ＩＱ−の処理浴を記録された時間に各試験管に添加した
。試料は、染浴中に完全に浸った。初期染浴の追加アリ
コート（７〜３ｗｔ”）を、各試料のヒ素分析開始時に
、採取した。一定濃度で時間を変動させて、３つの間隔
で初期浴のサンプリングを行′た・　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１蓋をした試験管をコｊ℃
の周囲の温度で撹拌せずにａＯＣまたは９０℃で定温水
浴中に保持した。

吸着等温系列用に、最終の染浴は３０分で分析のために
取り除いた。０ＢＰＡ吸収対時間系列のために、θ！、
ｉ０．ユｏ、ｓ、ｏ、ｓ、ｏ、ｉｏ。

／３−、．３０および６０分の間隔でアリコートを取り
出した。各管からはただ１７のアリコー）（／〜Ｓ−）
を取り出した。浴すンプリング後即座に、糸コイルはビ
ンセットで取り出し、かつ１０秒間排水し友。繊維コイ
ルはＳＯ−の脱イオン水で１５秒間洗浄し、指でｅｂ、
ｌｌ５ｃで一晩風乾した。０ＢＰＡを含む全ての試料が
抗菌活性を示した。

これら浴処理繊維のイソプロパツール洗浄物は検出可能
なヒ素を含有せず、０ＢＰＡが表面に分布している１秒
はむしろ繊維全体に渡って混入されていることを示した
。インプロパツールはナイロンを膨潤させることはない
が、０ＢＰＡを溶解する。

処理浴試料は酸蒸解し、５ｏｏｃ法によって全ヒ素量を
分析した。処理浴中のヒ素消費を概略の繊維（糸）濃度
（０ＢＰＡとして）を算出するのに用いた。いくつかの
繊維試料は、５ＤＤＣ法により直接分析した。

実施例Ｉ ナイロン６を上記一般法により、３０分間０ＢＰＡ含有
界面活性剤浴中で処理した。浴比率〔浴容墳（−）：繊
維重量（ｔ）〕としてココニ：を用いた。ｐＨダを用い
た。他の変数は表／に示す。

Ａ　　　　　２！；　　　　　　　　０−２９Ｂ　　　
　　≠０　　　　　　　０−３コ実験Ａ−Ｃの結果を図
／に表す。

実施例■ 実施例１の実験をｐＨ７で繰り返した。異なる他の変数
のみ表２に示す。

表　　　− Ｄ２！；０−３／ Ｅ　ダ０　　０−７２ Ｆ’？００−７！； 実＃Ｄ〜Ｆの結果を図−に示す。

実施例■ 実施例■を繰り返した。異なる他の変数のみ表３に示す
。

我　　３ 実験番号　　ナイロン６喝維　　浴０ＢＰＡ濃度　温度
（Ｃ）　　処理時間（分）Ｇ　　　染色した嵩高糸　　
　　＝ｑ　　　　≠ｏｏ、ｓ−ｂθＨ染色した嵩高糸　
　　２２　　　　デｏ　　　　ｏ、ｓ−ｂ。

実験Ｇ〜１の結果は図３に示す。

実施例■ ？ｇチのビス（トリ−ｎ−ブチルスズ）オキサイド（Ｔ
　Ｂ　Ｔ　Ｏ’）　、？　０．コｗｖｔＯ，！ｒｔｄ＋
７））５イ）：／ｘ−ｉｏｏを含有する水道水に加えた
。浴濃度は、約５０〜ｂ　Ｏｐｐｍ　Ｔ　Ｂ　Ｔ　Ｏで
らり九。浴は撹拌し、かり沸ｉ：＆まで加熱した。

ナイロン糸はａｉｏｔのかせにゆるく束ねられた。

２つの糸かせをそれぞれ２０及び１００重量部の９０〜
９ｊＣに保たれた沸騰処理浴中に３０分間浸し、かつ撹
拌した。試料は脱イオン水中で洗浄し、かクダ５℃で一
晩乾燥した。結果は表≠に示す。

表　　　ダ ／　ｌＯコ０：／　　６３９　７ ２　ｌＯ１００：／　　２３Ｊ４ｔ　　１１

【図面の簡単な説明】

図１とコはナイロン６繊維の０８ＰＡ吸収対初期浴濃度
のプロットでめる。図３はナイロン６繊維の０ＢＰＡ吸
収対時間のプロットである。 ＦＩＧ、　１ ）ｓｕＮのｏθＰＡ　３　ｆｉ　（ｐＰｍ）ＦＩＧ、　
２ １ａ　ｕ　’ｈの０８ＰＡ　刊７１（ｐｐｍ）ＦＩＧ、
　３ ｋＪ１樗閉　　（グ）

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. （１）抗菌剤を含有しない繊維を、有効量の抗菌剤が該
   繊維に放出されかつ該繊維全体に渡つて本質的に均一に
   断面的分布でもつて混入されるに十分な濃度で抗菌剤溶
   液を含有する液状媒体中に該繊維を通すことによつて処
   理することからなり、上記有効量が該繊維への細菌攻撃
   に対して十分な防護を提供するものである、繊維に抗菌
   剤を混入する方法。
2. （２）繊維が合成繊維、半合成繊維、天然繊維、及びそ
   れらの混合物からなる群から選ばれる一員である、特許
   請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）繊維がナイロンである、特許請求の範囲第２項記
   載の方法。
4. （４）抗菌剤が１０，１０′−オキシビスフェノキサル
   シン及びビス（トリ−ｎ−ブチルスズ）オキシドからな
   る群から選ばれる一員である、特許請求の範囲第１項記
   載の方法。
5. （５）抗菌剤が１０，１０′−オキシビスフェノキサル
   シンである、特許請求の範囲第４項記載の方法。
6. （６）抗菌剤が１０，１０′−オキシビスフェノキサル
   シンであり、繊維がナイロンであり、液状媒体中の抗菌
   剤濃度が約０．００１％〜１％である、特許請求の範囲
   第１項記載の方法。
7. （７）媒体が、該媒体中を繊維が通過する間、該繊維を
   染色するようにも働く水性染色媒体からなる、特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
8. （８）媒体がベック染浴である、特許請求の範囲第７項
   記載の方法。
9. （９）抗菌剤が１０，１０′−オキシビスフェノキサル
   シンである、特許請求の範囲第３項記載の方法。
10. （１０）加工の間、約１００：１〜１：１の繊維重量に
    対する浴容積比率を用いる、特許請求の範囲第９項記載
    の方法。
11. （１１）比率が約３０：１〜１０：１である、特許請求
    の範囲第１０項記載の方法。
12. （１２）媒体中の１０，１０′−オキシビスフェノキサ
    ルシン濃度が約１ｐｐｍ〜１２０ｐｐｍである、特許請
    求の範囲第９項記載の方法。
13. （１３）媒体中の１０，１０′−オキシビスフェノキサ
    ルシン濃度が約１５ｐｐｍ〜４０ｐｐｍである、特許請
    求の範囲第１２項記載の方法。
14. （１４）約１０ｐｐｍ〜３３００ｐｐｍの１０，１０′
    −オキシビスフェノキサルシンがナイロン繊維に放出さ
    れる、特許請求の範囲第９項記載の方法。
15. （１５）約２５０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの１０，１０′
    −オキシビスフェノキサルシンがナイロン繊維に放出さ
    れる、特許請求の範囲第１４項記載の方法。
16. （１６）繊維の細菌攻撃に対する防護を提供するに有効
    量の抗菌剤を含有する繊維からなり、抗菌剤が繊維全体
    に渡つて本質的に均一に断面的分布で存在し、かつさら
    に繊維が溶融状態で等しい全量抗菌剤が繊維に混入され
    た場合より多い量の活性抗菌剤の存在によつて特徴付け
    られる生成物。
17. （１７）抗菌剤が繊維の融点では不安定である、特許請
    求の範囲第１６項記載の生成物。
18. （１８）抗菌剤がビス（トリ−ｎ−ブチルスズ）オキサ
    イドである、特許請求の範囲第１７項記載の方法。
19. （１９）抗菌剤が１０，１０′−オキシビスフェノキサ
    ルシンである、特許請求の範囲第１６項記載の方法。
20. （２０）繊維がナイロンである、特許請求の範囲第１６
    項記載の方法。
21. （２１）繊維がナイロンである、特許請求の範囲第１９
    項記載の方法。
22. （２２）特許請求の範囲第１項記載の方法によつて製造
    される生成物。