TW202021924A - 抗菌性纖維和抗菌性纖維的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供能夠通過使芯部的抗菌性玻璃的含量少於鞘部的抗菌性玻璃的含量而使抗菌性玻璃的配合量為少量即可、進而發揮優異的抗菌性的抗菌性纖維以及這樣的抗菌性纖維的有效的製造方法。所述抗菌性纖維包含熱塑性樹脂和抗菌性玻璃作為配合成分,使抗菌性纖維的平均直徑為1~50μm的範圍內的值,抗菌性纖維具備芯部和鞘部,使芯部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q1(重量%),且使鞘部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q2(重量%)時,Q1和Q2滿足下述關係式(1)。Q1<Q2 (1)。
Description
本發明涉及抗菌性纖維和抗菌性纖維的製造方法。
特別涉及通過具有芯部和鞘部並使芯部的抗菌性玻璃的含量少於鞘部的抗菌性玻璃的含量而使抗菌性玻璃的配合量為少量即可、進而發揮優異的抗菌性的抗菌性纖維和抗菌性纖維的製造方法。
一直以來,對纖維製品實施抗菌加工的抗菌性纖維製品不斷普及。作為製造這樣的抗菌性纖維的方法,存在:使抗菌性玻璃組合物(玻璃粒子)固定於合成纖維或天然纖維的纖維基質的表面的方法,以及使抗菌性玻璃組合物分散於纖維基質中的方法(專利文獻1)。
作為使玻璃粒子固定於纖維基質的表面的方法,公開了通過如下例子而得到抗菌性纖維,即,(a)介由形成於纖維基質的表面的黏接高分子層以黏接形態固定玻璃粒子,(b)將固定後的玻璃粒子的表面側進一步用由高分子等形成的被覆層覆蓋,(c)預先用固定樹脂層覆蓋玻璃粒子的表面,利用加熱使固定樹脂層軟化而附著於纖維基質的表面,然後,使樹脂層固化,由此將複合粒子固定。
另外,作為使玻璃粒子分散於纖維基質中的方法,公開了如下內容:預先在可成為纖維基質的紡絲原液中配合玻璃粒子,對其進行紡絲,由此得到分散形態的抗菌性纖維。
另一方面,專利文獻2中公開了如下抗菌性聚酯纖維:一種芯部含有抗菌劑的芯鞘型複合纖維,鹼減量加工後的鞘部的比例相對於纖維重量為2~20重量%,芯部的抗菌劑的含量相對於纖維重量為0.1~10重量%,且鹼減量加工前後的色差(ΔE)小於2.0。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2001-247333號公報
專利文獻2:日本特開平11-158730號公報
然而,對於專利文獻1中公開的通過使玻璃粒子固定於纖維基質的表面的方法而得到的抗菌性纖維,為了將玻璃粒子固定於纖維表面而利用黏結劑使其固定或者用被覆層覆蓋。因此,存在如下問題:為了使玻璃粒子固定,不僅麻煩,而且難以得到足夠的抗菌性,進而成本高,在經濟上也不利。
另外,對於專利文獻1所公開的通過使抗菌性玻璃粒子分散於纖維基質中的方法而得到的抗菌性纖維,體現出抗菌效果的僅為固定於纖維表面的抗菌性玻璃粒子,與此相對,纖維的中心部也含有玻璃粒子。因此,存在如下問題:必須大量添加含有昂貴的銀等的抗菌性玻璃粒子。
另一方面,專利文獻2所公開的抗菌性纖維為了防止因鹼減量加工而導致發生作為抗菌成分的銀的氧化、發生變色(著色)、其結果抗菌性降低,僅在芯部含有抗菌劑。因此,由於纖維表面不存在抗菌劑,所以存在得不到足夠的抗菌效果的問題。
因此,本發明的發明人等進行了深入研究,結果發現通過製成如下抗菌性纖維,從而即便抗菌性玻璃的配合量少也發揮優異的抗菌性,由此完成了本發明。所述抗菌性纖維包含熱塑性樹脂和抗菌性玻璃作為配合成分,使抗菌性纖維的平均直徑為1~50μm的範圍內的值,抗菌性纖維具備芯部和鞘部,使芯部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q1(重量%)、且使鞘部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q2(重量%)時,Q1和Q2滿足規定關係式。
即,本發明的目的在於提供:能夠通過使芯部的抗菌性玻璃的含量少於鞘部的抗菌性玻璃的含量而使抗菌性玻璃的配合量為少量即可、進而發揮優異的抗菌性的抗菌性纖維和這樣的抗菌性纖維的有效的製造方法。
根據本發明,提供一種抗菌性纖維,能夠解決上述問題。所述抗菌性纖維的特徵在於,包含熱塑性樹脂和抗菌性玻璃作為配合成分,使抗菌性纖維的平均直徑為1~50μm的範圍內的值,抗菌性纖維具備芯部和鞘部,在使芯部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q1(重量%)、且使鞘部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q2(重量%)時,Q1和Q2滿足下述關係式(1),
Q1<Q2 (1)
即,能夠將芯部的抗菌性玻璃的含量調節成少於鞘部的抗菌性玻璃的含量,進而即便相對於抗菌性纖維的總量是較少量的抗菌性玻璃的配合量也能夠從初期開始就發揮長期優異的抗菌性。
在構成本發明的抗菌性纖維時,優選使Q1為0重量%、或者小於1重量%(但、不包括0重量%)。
通過這樣構成,能夠減少難以參與抗菌效果體現的芯部的抗菌性玻璃的含量。
在構成本發明的抗菌性纖維時,優選使Q2為1~10重量%的範圍內的值。
通過這樣構成,能夠相對於抗菌性纖維的總量以更優選的範圍配合抗菌性玻璃。
在構成本發明的抗菌性纖維時,優選進一步含有凝聚二氧化矽粒子作為配合成分。
通過這樣構成,從而使富於親水性的二氧化矽粒子附著於抗菌性玻璃的周圍,因而不僅抗菌性玻璃的溶解速度變得均勻,而且作為抗菌性纖維的著色性也優異。
在構成本發明的抗菌性纖維時,優選使抗菌性玻璃的體積平均粒徑為0.1~5μm的範圍內的值。
通過這樣構成,不僅能夠使抗菌性玻璃更均勻地分散到樹脂成分中,而且能夠將抗菌性玻璃穩定地加工成抗菌性纖維。
在構成本發明的抗菌性纖維時,優選使熱塑性樹脂為聚酯樹脂、聚醯胺樹脂和聚烯烴樹脂中的任一種以上。
通過這樣構成,能夠使抗菌性玻璃更均勻地分散到樹脂成分中,因此能夠得到優異的抗菌效果。
在構成本發明的抗菌性纖維時,抗菌性纖維的形態優選為紡織品、無紡布和毛氈中的任一種。
即,如果是本發明的抗菌性纖維,由於為規定形狀的抗菌性纖維,因而即便減少抗菌性玻璃的配合量,也能夠得到發揮優異的抗菌性的紡織品、無紡布和毛氈。
另外,本發明的另一方式為抗菌性纖維的製造方法,其特徵在於,所述抗菌性纖維具備芯部和鞘部,包含熱塑性樹脂和抗菌性玻璃作為配合成分,所述抗菌性纖維的製造方法中包含下述工序(1)~(3)。
工序(1):準備抗菌性玻璃,
工序(2):在使芯部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q1(重量%)、且使鞘部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q2(重量%)時,以Q1和Q2滿足下述關係式(1)的方式使得到的抗菌性玻璃分散到熱塑性樹脂中,準備芯部用紡絲原液和鞘部用紡絲原液,
Q1<Q2 (1)
工序(3):使用芯鞘複合紡絲模頭,使芯部用紡絲原液成為芯部、使鞘部用紡絲原液成為鞘部而進行複合紡絲,製成平均直徑為1~50μm的抗菌性纖維,
即,通過包含工序(1)~(3),能夠使芯部的抗菌性玻璃的含量少於鞘部的抗菌性玻璃的含量。
因此,能夠使抗菌性玻璃的配合量相對於抗菌性纖維的總量為較少量即可,進而發揮優異的抗菌性。
[第1實施方式]
第1實施方式為一種抗菌性纖維,其特徵在於,包含熱塑性樹脂和抗菌性玻璃作為配合成分,使抗菌性纖維的平均直徑為1~50μm的範圍內的值,抗菌性纖維具備芯部和鞘部,在使芯部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q1(重量%)、且使鞘部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q2(重量%)時,Q1和Q2滿足下述關係式(1)。
Q1<Q2 (1)
以下,針對作為第1實施方式的抗菌性纖維,對各構成要件進行具體說明。
1.熱塑性樹脂
(1)主成分
(1)-1 種類
作為構成本實施方式的抗菌性纖維的樹脂的主成分,使用熱塑性樹脂。
作為這樣的熱塑性樹脂的種類,沒有特別限定,優選為聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚氨酯樹脂、聚烯烴樹脂(包括聚丙烯酸樹脂)、人造絲系樹脂、聚乙酸乙烯酯系樹脂、纖維素系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚縮醛樹脂中的至少一種。
其理由在於:如果為聚酯樹脂,則能夠比較便宜地得到機械強度、耐久性、以及耐熱性高另一方面具有優異的柔軟性、加工性的抗菌性纖維。
另外,原因在於:如果為聚醯胺樹脂,則能夠比較便宜地得到機械強度、耐久性、以及耐熱性高另一方面具有吸濕性的抗菌性纖維。
另外,原因在於:如果為聚氨酯樹脂,則能夠得到耐久性高另一方面具有優異的伸縮性的抗菌性纖維。
此外,原因在於:如果為聚烯烴樹脂(包括聚丙烯酸樹脂),則能夠便宜地得到透明性、加工性良好的抗菌性纖維。
在這些熱塑性樹脂中,更優選為聚酯樹脂或聚烯烴樹脂。
即,作為優選的聚酯樹脂,可舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚對苯二甲酸丙二醇酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、聚對苯二甲酸環己烷二甲醇酯樹脂、聚乳酸樹脂、聚丁二酸丁二醇酯樹脂、聚乙醇酸樹脂等中的至少一者,其中優選為聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂。
另外,作為優選的聚烯烴樹脂,可舉出聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂(高密度聚乙烯樹脂、直鏈狀聚乙烯樹脂、低密度聚乙烯樹脂等)、聚甲基戊烯樹脂、乙酸乙烯酯共聚物樹脂、丙烯共聚物樹脂等中的至少一者,其中優選為聚丙烯樹脂。
即,優選聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂的理由在於:與聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂等相比,耐熱性低,因此能夠將熱塑性樹脂組合物穩定地加工成要求優異的柔軟性的抗菌性纖維、抗菌性膜等。
更具體而言,原因在於:聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂與聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂相比,結晶速度小,且具有只要不為高溫就不進行結晶的特徵,通過熱處理和拉伸處理而使強度提高。
另外,如果為聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂,則不僅透明性高,耐熱性、實用強度都優異,而且可回收性也優異,因此在經濟上也有利。
更具體而言,例如,像PET瓶這樣由聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂構成的塑料製品目前已經大量流通,與其它樹脂材料相比,非常便宜。
此外,如果是聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂,則會積極地進行循環利用,根據如上現狀表明:與其它樹脂材料相比容易進行再利用,因此這使聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂成為更便宜的樹脂材料。
聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂也可以為含有其它共聚成分的共聚聚酯。
另外,如果為聚丙烯樹脂,則拉伸強度、衝擊強度、壓縮強度這樣的機械強度優異,可以根據用途進行調整。
此外,認為由於不僅耐磨損性、耐試劑性優異,而且速乾性、保溫性能也優異,因此能夠優選用於抗菌性纖維。
因此,通過使聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂或聚丙烯樹脂為主成分,能夠有效地抑制在抗菌性纖維的製造和成型的過程中的熱塑性樹脂組合物的結晶化,穩定地加工成抗菌性纖維、抗菌性膜等。
(1)-2 數均分子量
如果作為主成分的熱塑性樹脂為聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂或聚丙烯樹脂等,則優選使它們的數均分子量為5000~80000的範圍內的值。
其理由在於:通過使聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂或聚丙烯樹脂等的數均分子量為上述範圍內的值,能夠提高與後述的作為熱塑性樹脂的副成分的樹脂的相容性,能夠有效地抑制樹脂的水解,使抗菌性玻璃更均勻地分散。
因此,更優選使熱塑性樹脂的數均分子量為10000~60000的範圍內的值,進一步優選為20000~50000的範圍內的值。
(1)-3 熔點
另外,優選使作為主成分的熱塑性樹脂的熔點為150~350℃的範圍內的值。
其理由在於:如果熔點為150℃以上,則能夠充分確保熱塑性樹脂組合物的拉伸強度、撕裂強度等機械特性,在加熱熔融時成為適當的黏度,因而得到適度的加工性。
另一方面,原因在於:如果熔點為350℃以下,則熱塑性樹脂組合物的成型性好,容易與後述的熱塑性樹脂以外的樹脂成分混合。
因此,更優選使作為主成分的熱塑性樹脂的熔點為200~300℃的範圍內的值,進一步優選為230~270℃的範圍內的值。
應予說明,樹脂的熔點可以依據ISO 3146進行測定。
另外,看不到熔點時,優選使玻璃化轉變溫度為150~350℃的範圍內的值。
(1)-4 配合量
另外,將熱塑性樹脂組合物的總量設為100重量份時,優選使聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂或聚丙烯樹脂的配合量為80~99.4重量份的範圍內的值。
其理由在於:通過使聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂或聚丙烯樹脂的配合量為上述範圍內的值,能夠有效地抑制樹脂的水解,另一方面,容易將熱塑性樹脂組合物加工成抗菌性纖維、抗菌性膜。
因此,將抗菌性樹脂組合物的總量設為100重量份時,更優選使聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂或聚丙烯樹脂的配合量為85~99重量份的範圍內的值,進一步優選為90~98重量份的範圍內的值。
(1)-5 拉伸強度
另外,優選使作為主成分的樹脂的拉伸強度在依據JIS L 1015進行測定時為20~100MPa的範圍內的值。
其理由在於:如果樹脂的拉伸強度小於20MPa,則存在拉伸時發生纖維斷裂的情況,或者使用了抗菌性纖維的產品在洗滌等時存在產品撕裂的情況。
另一方面,原因在於:如果樹脂的拉伸強度超過100MPa,則作為抗菌性纖維的柔軟性並不充分,存在使用用途過於受限的情況。
因此,更優選使樹脂的拉伸強度為25~95MPa的範圍內的值,進一步優選為30~90MPa的範圍內的值。
(2)混合樹脂
(2)-1 種類
本實施方式中的熱塑性樹脂在以聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂為主成分時,優選為包含聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂作為其它樹脂成分的混合樹脂。
其理由在於:通過含有與聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂相比耐水解性優異的聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂,從而在抗菌性纖維的製造和成型中的熱塑性樹脂的加熱熔融時能夠有效地抑制由抗菌性玻璃中含有的水分所致的聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂的水解。
更具體而言,認為:聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂與聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂相比親油性高,每單位重量中含有的酯鍵數少,因此不易發生水解。
因此,通過含有聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂,能夠有效地抑制作為主成分的聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂的水解,能夠得到抗菌性玻璃的分散性優異且便宜的熱塑性樹脂。
即,通過預先將規定量的抗菌性玻璃與聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂混合,製成包含濃度較高的抗菌性玻璃的母料後,混合聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂,能夠抑制聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂的水解,而且最終能夠得到規定配合比率的抗菌性樹脂組合物。
另外,本實施方式中的聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂是指基本上通過作為酸成分的對苯二甲酸或其酯形成性衍生物與作為二元醇成分的1,4-丁二醇或其酯形成衍生物的縮聚反應而得到的聚合物。
其中,將酸成分的總量設為100莫耳%時,如果為20莫耳%以下的範圍內的值,則也可以含有其它酸成分。
(2)-3 配合量
另外,優選使聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂的配合量相對於聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂100重量份為0.5~25重量份的範圍內的值。
其理由在於:通過使聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂的配合量為上述範圍內的值,能夠得到使也可加工成抗菌性纖維、抗菌性膜的聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂為主成分而且具有耐水解性、進而抗菌性玻璃的分散性優異的熱塑性樹脂。
因此,更具體而言,更優選使聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂的配合量相對於聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂100重量份為2~15重量份的範圍內的值,進一步優選為3~10重量份的範圍內的值。
(3)不同的樹脂成分
另外,本發明中,在芯部和鞘部所使用的熱塑性樹脂的種類可以相同,也可以不同。如果在芯部和鞘部所使用的熱塑性樹脂的種類相同,則芯部與鞘部的親和性好,能夠穩定地得到抗菌性纖維。
另一方面,在芯部和鞘部所使用的熱塑性樹脂的種類不同時,通過將機械強度更高的樹脂用於芯部,能夠使得到的抗菌性纖維的拉伸強度、撕裂強度等機械特性強化。
2.抗菌性玻璃
本實施方式的抗菌性纖維包含抗菌性玻璃,抗菌性玻璃優選含有銀離子作為抗菌活性成分。
其理由在於:如果是這樣的抗菌性玻璃,則安全性高,抗菌作用持續時間長,且耐熱性也高,因此作為抗菌性纖維中含有的抗菌劑的適應性優異。
(1)組成
另外,優選使抗菌性玻璃的種類為磷酸系抗菌性玻璃和硼矽酸系玻璃或者兩者中的任一者。
其理由在於:如果為磷酸系抗菌性玻璃、硼矽酸系玻璃,則會吸收周圍的水分,一邊吸水溶解一邊釋放出抗菌活性成分,因此能夠防止熱塑性樹脂的變色,而且能夠將抗菌性纖維中的銀離子等抗菌活性成分的溶出量調節到適當範圍。
(1)-1 玻璃組成1
另外,作為磷酸系抗菌性玻璃的玻璃組成,含有Ag2
O、ZnO、CaO、B2
O3
和P2
O5
,且將總量設為100重量%時,優選使Ag2
O的配合量為0.2~5重量%的範圍內的值、使ZnO的配合量為2~60重量%的範圍內的值、使CaO的配合量為0.1~15重量%的範圍內的值、使B2
O3
的配合量為0.1~15重量%的範圍內的值、以及使P2
O5
的配合量為30~80重量%的範圍內的值、同時使ZnO/CaO的重量比率為1.1~15的範圍內的值。
這裡,Ag2
O作為玻璃組成1中的抗菌性離子釋放物質為必需構成成分,通過含有上述Ag2
O,玻璃成分溶解時能夠使銀離子以規定速度緩慢地溶出,能夠長期發揮優異的抗菌性。
另外,優選使Ag2
O的配合量為0.2~5重量%的範圍內的值。
其理由在於:如果Ag2
O的配合量為0.2重量%以上的值,則能夠發揮充分的抗菌性。
另一方面,原因在於:如果Ag2
O的配合量為5重量%以下,則抗菌性玻璃不易變色,而且能夠抑制成本,因而在經濟上有利。
因此,Ag2
O的配合量更優選為0.5~4重量%的範圍內的值,進一步優選為0.8~3.5重量%的範圍內。
另外,P2
O5
為玻璃組成1中的必需構成成分,基本上發揮作為網絡形成氧化物的功能,此外,在本發明中還與抗菌性玻璃的透明性改善功能、銀離子的均勻釋放性有關。
作為P2
O5
的配合量,優選為30~80重量%的範圍內的值。
其理由在於:如果上述P2
O5
的配合量為30重量%以上,則抗菌性玻璃的透明性就不易降低,且容易確保銀離子的均勻釋放性、物理強度。
另一方面,原因在於:如果上述P2
O5
的配合量為80重量%以下,則抗菌性玻璃就不易黃變,而且,硬化性良好,因而容易確保物理強度。
因此,P2
O5
的配合量更優選為35~75重量%的範圍內的值,進一步優選為40~70重量%的範圍內。
另外,ZnO為玻璃組成1中的必需構成成分,具有抗菌性玻璃中作為網絡修飾氧化物的功能,還具有防止黃變和提高抗菌性的功能。
作為ZnO的配合量,優選相對於總量為2~60重量%的範圍內的值。
其理由在於:如果上述ZnO的配合量為2重量%以上的值,則容易發揮黃變防止效果、抗菌性的提高效果,另一方面,理由在於:如果上述ZnO的配合量為60重量%以下的值,則抗菌性玻璃的透明性就不易降低,容易確保機械強度。
因此,更優選使ZnO的配合量為5~50重量%的範圍內的值,進一步優選為10~40重量%的範圍內的值。
另外,優選考慮後述的CaO的配合量來決定ZnO的配合量。
具體而言,優選使ZnO/CaO表示的重量比率為1.1~15的範圍內的值。
其理由在於:如果上述重量比率為1.1以上的值,則能夠有效地防止抗菌性玻璃的黃變,另一方面,原因在於:如果上述重量比率為15以下,則抗菌性玻璃就不易白濁或黃變。
因此,更優選使ZnO/CaO表示的重量比率為2.0~12的範圍內的值,進一步優選為3.0~10的範圍內的值。
CaO為玻璃組成1中的必需構成成分,基本上發揮作為網絡修飾氧化物的功能,同時具有使製成抗菌性玻璃時的加熱溫度降低、並與ZnO一起防止黃變的功能。
CaO的配合量優選相對於總量為0.1~15重量%的範圍內的值。
其理由在於:如果上述CaO的配合量為0.1重量%以上,則容易發揮黃變防止功能、熔融溫度降低效果,另一方面,理由在於:如果上述CaO的配合量為15重量%以下,則容易抑制抗菌性玻璃的透明性的降低。
因此,優選使CaO的配合量為1.0~12重量%的範圍內的值,進一步優選為3.0~10重量%的範圍內的值。
另外,B2
O3
為玻璃組成1中的必需構成成分,基本上發揮作為網絡形成氧化物的功能,另外,在本發明中是還與抗菌性玻璃的透明性改善功能、銀離子的均勻釋放性有關的成分。
作為B2
O3
的配合量,優選相對於總量為0.1~15重量%的範圍內的值。
其理由在於:如果上述B2
O3
的配合量為0.1重量%以上,就能夠充分確保抗菌性玻璃的透明性,且容易確保銀離子的均勻釋放性、機械強度。
另一方面,理由在於:如果上述B2
O3
的配合量為15重量%以下,則容易抑制抗菌性玻璃的黃變,而且硬化性變得良好,容易確保機械強度。
因此,作為B2
O3
的配合量,優選為1.0~12重量%的範圍內的值,進一步優選為3.0~10重量%的範圍內的值。
應予說明,作為玻璃組成1的任意構成成分,還優選在本發明的目標範圍內添加規定量的CeO2
、MgO、Na2
O、Al2
O3
、K2
O、SiO2
、BaO等。
(1)-2 玻璃組成2
另外,作為磷酸系抗菌性玻璃的玻璃組成,含有Ag2
O、CaO、B2
O3
和P2
O5
來代替實質上不含有ZnO,且將總量設為100重量%時,優選使Ag2
O的配合量為0.2~5重量%的範圍內的值、使CaO的配合量為15~50重量%的範圍內的值、使B2
O3
的配合量為0.1~15重量%的範圍內的值、以及使P2
O5
的配合量為30~80重量%的範圍內的值、同時使CaO/Ag2
O的重量比率為5~15的範圍內的值。
這裡,關於Ag2
O,可以為與玻璃組成1相同的內容。
因此,優選使Ag2
O的配合量相對於總量為0.2~5重量%的範圍內的值,更優選為0.5~4.0重量%的範圍內的值,進一步優選為0.8~3.5重量%的範圍內。
另外,通過在抗菌性玻璃中使用CaO,從而基本上發揮作為網絡修飾氧化物的功能,而且能夠使製成抗菌性玻璃時的加熱溫度降低並發揮黃變防止功能。
即,優選使CaO的配合量相對於總量為15~50重量%的範圍內的值。
其理由在於:如果上述CaO的配合量為15重量%以上,則即便實質上不含有ZnO,也發揮黃變防止功能、熔融溫度降低效果,另一方面,理由在於:如果上述CaO的配合量為50重量%以下,則能夠充分確保抗菌性玻璃的透明性。
因此,更優選使CaO的配合量為20~45重量%的範圍內的值,進一步優選為25~40重量%的範圍內的值。
應予說明,作為CaO的配合量,優選考慮Ag2
O的配合量而確定,具體而言,優選使CaO/Ag2
O表示的重量比率為5~15的範圍內的值。
更具體而言,更優選使CaO/Ag2
O表示的重量比率為6~13的範圍內的值,進一步優選為8~11的範圍內的值。
另外,關於B2
O3
和P2
O5
,可以是與玻璃組成1相同的內容。
此外,與玻璃組成1同樣地作為任意構成成分,也優選在本發明的目的範圍內添加規定量的CeO2
、MgO、Na2
O、Al2
O3
、K2
O、SiO2
、BaO等成分。
(1)-3 玻璃組成3
另外,作為硼矽酸玻璃的玻璃組成,含有B2
O3
、SiO2
、Ag2
O、鹼金屬氧化物,且將總量設為100重量%時,優選使B2
O3
的配合量為30~60重量%的範圍內的值、使SiO2
的配合量為30~60重量%的範圍內的值、使Ag2
O的配合量為0.2~5重量%的範圍內的值、使鹼金屬氧化物的配合量為5~20重量%的範圍內的值、使Al2
O3
的配合量為0.1~2重量%的範圍內的值、以及在總量不足100重量%時作為剩餘成分以0.1~33重量%的範圍內的值含有其它玻璃成分(鹼土金屬氧化物、CeO2
、CoO等)。
這裡,在鹼性抗菌性玻璃的配合組成中,B2
O3
基本上發揮作為網絡形成氧化物的功能,另外,還與透明性改善功能、銀離子的均勻釋放性有關。
另外,SiO2
發揮抗菌性玻璃中的作為網絡形成氧化物的功能,而且具有防止黃變的功能。
此外,Ag2
O為抗菌性玻璃中的必需構成成分,通過玻璃成分溶解,使銀離子溶出,能夠長期發揮優異的抗菌性。
鹼金屬氧化物、例如Na2
O或K2
O基本上發揮作為網絡修飾氧化物的功能,另一方面,能夠發揮抗菌性玻璃的溶解特性的調整功能,降低抗菌性玻璃的耐水性,調整來自抗菌性玻璃的銀離子溶出量。
作為鹼土金屬氧化物,通過添加例如MgO、CaO而發揮作為網絡修飾氧化物的功能,另一方面,與鹼金屬氧化物同樣能夠發揮抗菌性玻璃的透明性改善功能、熔融溫度的調整功能。
此外,通過另外添加CeO2
、Al2
O3
等,還能夠提高對電子束的變色性、透明性、或者機械強度。
(2)溶出速度
另外,優選使來自抗菌性玻璃的抗菌性離子的溶出速度為1×102
~1×105
mg/Kg/24Hr的範圍內的值。
其理由在於:如果上述抗菌性離子的溶出速度為小於1×102
mg/Kg/24Hr的值,則有時抗菌性明顯降低,另一方面,原因在於:如果上述抗菌性離子的溶出速度超過1×105
mg/Kg/24Hr,則有時難以長期發揮抗菌效果、或者得到的抗菌性纖維的透明性降低。因此,從更優選上述抗菌性與透明性等的平衡的觀點考慮,更優選使來自抗菌性玻璃的抗菌性離子的溶出速度為1×103
~5×104
mg/Kg/24Hr的範圍內的值,進一步優選為3×103
~1×104
mg/Kg/24Hr的範圍內的值。應予說明,上述抗菌性離子的溶出速度可以以下述測定條件進行測定。
(測定條件)
將抗菌性玻璃100g浸漬於500ml的蒸餾水(20℃)中,使用振盪器振盪24小時。接著,使用離心分離器對Ag離子溶出液進行分離後,進一步用濾紙(5C)過濾,作為測定試樣。然後,利用ICP發射光譜分析法對測定試樣中的Ag離子進行測定,算出Ag離子溶出量(mg/Kg/24Hr)。
(3)體積平均粒徑
另外,優選使抗菌性玻璃的體積平均粒徑(體積平均一次粒徑,D50)為0.1~5.0μm的範圍內的值。
其理由在於:通過使抗菌性玻璃的體積平均粒徑為上述範圍內的值,能夠使抗菌性玻璃更均勻地分散,能夠使含有抗菌性玻璃的熱塑性樹脂更穩定地加工成抗菌性纖維、抗菌性膜。
即,原因在於:如果抗菌性玻璃的體積平均粒徑為0.1μm以上,則容易進行向樹脂成分中的混合和分散,能夠抑制光散射,或者容易確保透明性。
另一方面,原因在於:如果抗菌性玻璃的體積平均粒徑為5.0μm以下,則可均勻地分散到樹脂成分中,容易確保抗菌性纖維的機械強度。
因此,更具體而言,更優選使抗菌性玻璃的體積平均粒徑為0.5~4.0μm的範圍內的值,進一步優選為1.0~3.0μm的範圍內的值。
應予說明,抗菌性玻璃粒子的體積平均粒徑(D50)可以根據使用激光方式的顆粒計數器(依據JIS Z 8852-1)或沉降式粒度分佈儀而得到的粒度分佈、或者基於抗菌性玻璃的電子顯微鏡照片實施圖像處理而得到的粒度分佈進行計算。
(4)比表面積
另外,優選使抗菌性玻璃的比表面積為10000~300000cm2
/cm3
的範圍內的值。
其理由在於:如果上述比表面積為10000cm2
/cm3
以上的值,則容易進行向樹脂成分中的混合分散或處理,且在製造抗菌性纖維時,容易確保表面平滑性、機械強度。
另一方面,如果上述比表面積為300000cm2
/cm3
以下,則容易進行向樹脂成分中的混合和分散,不易產生光散射,能夠抑制透明性的降低。
更具體而言,更優選使抗菌性玻璃的比表面積為15000~200000cm2
/cm3
的範圍內的值,進一步優選為18000~150000cm2
/cm3
的範圍內的值。
應予說明,抗菌性玻璃的比表面積(cm2
/cm3
)可以根據粒度分佈測定結果而求出,可以將抗菌性玻璃假設為球形,根據粒度分佈的實際測量數據而算出每單位體積(cm3
)的表面積(cm2
)。
(5)形狀
另外,抗菌性玻璃粒子的形狀優選為多面體,即,由多個角或多個面構成、例如由6~20面體構成的多面體。
其理由在於:通過使抗菌性玻璃粒子的形狀為如上所述的多面體,從而與球形等的抗菌性玻璃不同,容易使光在面內沿一定方向行進,能夠有效地防止由抗菌性玻璃引起的光散射,因此能夠提高抗菌性玻璃的透明性。
另外,通過這樣使抗菌性玻璃粒子成為多面體,從而不僅容易進行向樹脂成分中的混合和分散,還特別具有如下特徵:在使用紡絲裝置等來製造抗菌性纖維時,抗菌性玻璃粒子易於在一定方向取向。
因此,容易使抗菌性玻璃均勻地分散到樹脂成分中,而且能夠有效地防止因樹脂成分中的抗菌性玻璃所致的光的散射,發揮優異的透明性。
此外,如果這樣抗菌性玻璃的形狀為多面體,則後述的外添劑會變得容易附著,在製造時、使用時等不易發生再凝聚,因此抗菌性玻璃的製造時的平均粒徑、偏差的控制變得容易。
(6)表面處理
抗菌性玻璃粒子優選用聚有機矽氧烷・有機矽樹脂、矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑等對其表面進行處理。
由此,能夠調整抗菌性玻璃粒子與熱塑性樹脂的黏接力。
(7)外添劑
另外,還優選對抗菌性玻璃粒子外添凝聚二氧化矽粒子(乾式二氧化矽、濕式二氧化矽)。
如果以凝聚二氧化矽粒子為主成分,則還優選氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、氧化鋯、碳酸鈣、白砂微球、石英粒子、玻璃微球等中的單獨一種或二種以上的組合。
特別是,其中的凝聚二氧化矽粒子(乾式二氧化矽、濕式二氧化矽)或作為其水分散體的膠體二氧化矽由於數均一次粒徑小,在抗菌性玻璃中的分散性極其優異,因而為優選的外添劑。
即,原因在於:這樣的凝聚二氧化矽粒子一邊鬆開凝聚狀態一邊進行分散,因此附著於抗菌性玻璃的周圍,即便在樹脂成分中也能夠使該抗菌性玻璃均勻分散。因此,能夠將抗菌性玻璃沒有偏倚地均勻分散在抗菌性纖維內。
另外,優選使作為外添劑的凝聚二氧化矽中的數均二次粒徑為1~15μm的範圍內的值。
其理由在於:如果上述外添劑的數均二次粒徑為1μm以上的值,則抗菌性玻璃10的分散性良好,能夠抑制光散射,能夠確保透明性。
另一方面,原因在於:如果上述外添劑的數均二次粒徑為15μm以下,則容易進行向樹脂成分中的混合和分散或處理,且在製造抗菌性纖維、抗菌性膜時,容易確保表面平滑性、透明性、以及機械強度。
因此,更優選使外添劑的數均二次粒徑為5~12μm的範圍內的值,進一步優選為6~10μm的範圍內的值。
應予說明,外添劑的數均二次粒徑可以使用激光方式的顆粒計數器(依據JIS Z8852-1)、沉降式粒度分佈儀進行測定。
另外,也可以通過對它們的電子顯微鏡照片進行圖像處理而算出外添劑的數均二次粒徑。
在外添劑基本上凝聚時,優選使其鬆散的狀態下的數均一次粒徑為0.005~0.5μm的範圍內的值。
其理由在於:如果外添劑的數均一次粒徑為0.005μm以上的值,則容易得到使抗菌性玻璃的分散性提高的效果,能夠抑制光散射,並能夠抑制透明性降低。
另一方面,如果外添劑的數均一次粒徑為0.5μm以下,則同樣容易得到使抗菌性玻璃的分散性提高的效果,在製造抗菌性纖維、抗菌性膜時,同樣容易進行在樹脂成分中的混合和分散或處理,能夠充分確保表面平滑性、透明性以及機械強度。
因此,更優選使外添劑的數平均勻次粒徑為0.01~0.2μm的範圍內的值,進一步優選為0.02~0.1μm的範圍內的值。
應予說明,外添劑的數均一次粒徑可以用與數均二次粒徑相同的方法進行測定。
另外,優選使作為外添劑的凝聚二氧化矽的添加量相對於抗菌性玻璃100重量份為0.1~50重量份的範圍內的值。
其理由在於:如果上述外添劑的添加量為0.1重量份以上的值,則抗菌性玻璃的分散性良好。
另一方面,原因在於:如果上述外添劑的添加量為50重量份以下的值,則容易與抗菌性玻璃均勻混合,且得到的抗菌性樹脂組合物的透明性不易降低。
因此,更優選使外添劑的添加量相對於抗菌性玻璃100重量份為0.5~30重量份的範圍內的值,進一步優選為1~10重量份的範圍內的值。
(8)水分含量
另外,抗菌性玻璃粒子含有水分時,還優選使該水分的含量相對於抗菌性玻璃粒子的固體成分100重量份為1×10-4
~5重量份的範圍內的值。
其理由在於:通過使水分含量為上述範圍內的值,從而在製造熱塑性樹脂組合物時,即便在省略乾燥抗菌性玻璃的工序的情況下,也能夠有效地抑制熱塑性樹脂的水解,使抗菌性玻璃粒子均勻地分散。
即,如果上述水分含量為1×10-4
重量份以上的值,則作為抗菌性玻璃粒子的乾燥設備,無需使用過於大型的設備,乾燥工序所需時間不易變得過長,不會明顯損害經濟性。
另一方面,如果上述水分含量為5重量份以下的值,則能夠穩定地抑制上述的熱塑性樹脂的水解。
因此,更優選使抗菌性玻璃的水分含量相對於抗菌性玻璃的固體成分100重量份為1×10- 3
~1重量份的範圍內的值,進一步優選為1×10- 2
~1×10- 1
重量%的範圍內的值。
應予說明,抗菌性玻璃中的水分含量的測定例如可以用電子水分測定儀通過105℃下的加熱減量法進行,或者也可以利用卡爾費休法進行。
(9)配合量
另外,對於抗菌性玻璃的配合量,在使芯部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q1(重量%)、且使鞘部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q2(重量%)時,優選使Q1為0重量%或大於0重量%且小於1重量%、使Q2為1~10重量%的範圍內的值。
其理由在於:通過使抗菌性玻璃的配合量為上述範圍內的值,能夠有效地抑制熱塑性樹脂的水解,使抗菌性玻璃均勻地分散到樹脂成分中,得到優異的抗菌效果。
另外,通過這樣構成,能夠將芯部的抗菌性玻璃的含量調節成少於鞘部的抗菌性玻璃的含量,進而即便相對於抗菌性纖維的總量為少量的配合量,也能夠發揮優異的抗菌性。
即,原因在於:如果Q1為0重量%或小於1重量%的值,則不會使抗菌性纖維的中心部含有過量的抗菌性玻璃,絕對量足夠,因而能夠對抗菌性纖維賦予充分的抗菌性。
另一方面,如果Q2為1~10重量%的範圍內的值,則雖然隨著抗菌性玻璃的配合量的增加,抗菌性玻璃中含有的水分量也增加,但能夠充分抑制熱塑性樹脂的水解。另外,原因在於:容易加工成抗菌性纖維、抗菌性膜。
因此,更具體而言,更優選使Q1為0重量%或小於0.5重量%,更優選使Q2為1.5~9重量%的範圍內的值。進而,更優選使Q1為0重量%或小於0.1重量%,進一步優選使Q2為2~8重量%的範圍內的值。
3.抗菌性纖維
(1)形態
如圖1的電子顯微鏡照片(SEM圖像)和圖2的示意圖所示,本實施方式的抗菌性纖維1的特徵在於:具備芯部20和鞘部30,芯部20中的抗菌性玻璃10的含量少於鞘部30中的抗菌性玻璃10的含量。
而且,優選使抗菌性纖維的平均直徑為1~50μm的範圍內的值。
其理由在於:如果抗菌性纖維的平均直徑為1μm以上的值,則容易確保抗菌性纖維的機械強度,能夠進行穩定的製造。
另一方面,原因在於:如果上述抗菌性纖維的平均直徑為50μm以下的值,則能夠確保抗菌性纖維的柔軟性,因而能夠用於廣泛的用途。
因此,更優選使抗菌性纖維的平均直徑為2~49μm的範圍內的值,進一步優選為3~48μm的範圍內的值。
應予說明,對於抗菌性纖維的平均直徑,可以使用電子顯微鏡、千分尺或測徑尺實際測量幾點直徑(例如,5點),並取其平均值。另外,也可以作為等效圓直徑求出。
(2)芯部
(2)-1 熱塑性樹脂的種類
作為在芯部使用的熱塑性樹脂的種類,可以使用上述的熱塑性樹脂。另外,熱塑性樹脂的數均分子量、熔點也優選為上述範圍內的值。
(2)-2 平均直徑
另外,優選使本實施方式的抗菌性纖維1的芯部的平均直徑Φ為0.3~40μm的範圍內的值。
其理由在於:通過使芯部的平均直徑為上述範圍內的值,能夠充分確保拉伸強度、撕裂強度等機械特性。
因此,更優選使芯部的平均直徑為0.5~35μm的範圍內的值,進一步優選為0.7~30μm的範圍內的值。
應予說明,對於芯部的平均直徑,可以使用電子顯微鏡、千分尺實際測量幾點直徑(例如,5點),並取其平均值。
(3)鞘部
(3)-1 熱塑性樹脂的種類
作為在鞘部使用的熱塑性樹脂的種類,可以使用上述的熱塑性樹脂。另外,熱塑性樹脂的數均分子量、熔點也優選為上述範圍內的值。
(3)-2 鞘部的厚度
另外,優選使本實施方式的抗菌性纖維1的鞘部的厚度t為0.7~49.7μm的範圍內的值。
其理由在於:通過使鞘部的厚度為上述範圍內的值,能夠從初期開始就長期保持充分的抗菌性。
因此,更優選使鞘部的厚度為1~45μm的範圍內的值,進一步優選為5~40μm的範圍內的值。
應予說明,對於鞘部的厚度,可以使用電子顯微鏡、千分尺實際測量幾點t(例如,5點),並取其平均值。
(4)關係式 Q1<Q2
在本實施方式的抗菌性纖維中,使芯部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q1(重量%)、且使鞘部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q2(重量%)時,Q1和Q2滿足下述關係式(1)。
Q1<Q2 (1)
由此,能夠使芯部的抗菌性玻璃的含量少於鞘部的抗菌性玻璃的含量,因而能夠使抗菌性纖維中具有抗菌性玻璃的濃度分佈,進而能夠發揮優異的抗菌性。
另外,更優選Q1和Q2滿足下述關係式(2)。
0<Q2-Q1≤10 (2)
原因在於:由此能夠使抗菌性纖維中的抗菌性玻璃的濃度分佈為最佳範圍。
因此,作為滿足這樣的關係式的Q1和Q2,優選使Q1為0重量%或小於1重量%(但、不包括0重量%),優選使Q2為1~10重量%的範圍內的值。另外,更優選使Q1為0重量%或小於0.5重量%,更優選使Q2為1.5~9重量%的範圍內的值。進而,進一步優選使Q1為0重量%或小於0.1重量%,進一步優選使Q2為2~8重量%的範圍內的值。
其理由在於:如果Q1的值為該範圍內的值,則即便抗菌性纖維的平均直徑小時,也能夠有效地得到抗菌性玻璃的抗菌效果。另一方面,原因在於:如果Q2為該範圍內的值,則能夠使相對於抗菌性纖維整體的抗菌性玻璃的含量在適當範圍。
(5)拉伸強度
另外,作為本實施方式的抗菌性纖維,從加工成紡織品等時對產品賦予足夠的強度的觀點考慮,優選使依據JIS L 1015測量的拉伸強度(cN/dtex)為3~50cN/dtex的範圍內的值。
其理由在於:抗菌性纖維的拉伸強度(cN/dtex)小於3cN/dtex時,存在拉伸時產生纖維斷裂的情況,或者使用了抗菌性纖維的產品在洗滌等時存在產品撕裂的情況。
另一方面,原因在於:如果抗菌性纖維的拉伸強度(cN/dtex)超過50cN/dtex,則作為抗菌性纖維的柔軟性不充分,存在使用用途過度受到限定的情況。
因此,更優選使抗菌性纖維的拉伸強度(cN/dtex)為3.5~30cN/dtex的範圍內的值,進一步優選為4.5~20cN/dtex的範圍內的值。
(6)其它
抗菌性纖維的表觀纖度(見掛纖度)、捲曲數等沒有特別限定,可以根據抗菌性纖維的用途等而適當地調整。
抗菌性纖維的表觀纖度可以根據用途而適當地調整,例如優選為0.1~50dtex的範圍內的值,更優選為0.5~30dtex的範圍內的值,進一步優選為1~10dtex的範圍內的值。
另外,從彈性的賦予、手感等觀點考慮,抗菌性纖維的捲曲數可以根據用途而進行調整,捲曲數越多越富有彈性。
抗菌性纖維的捲曲數通常每25mm纖維為5~90個即可,如果為需要彈性的用途,就優選為50~90個。
4.分散助劑
另外,本實施方式中的抗菌性纖維優選含有抗菌性玻璃的分散助劑。
其理由在於:通過含有分散助劑,能夠使抗菌性玻璃更均勻分散。
(1)種類
作為分散助劑的種類,沒有特別限定,例如可以使用脂肪族醯胺系分散助劑、烴系分散助劑、脂肪酸系分散助劑、高級醇系分散助劑、金屬皂系分散助劑、酯系分散助劑等,其中,特別優選脂肪族醯胺系分散助劑。
另外,脂肪族醯胺系分散助劑可大致分為硬脂酸醯胺、油酸醯胺、芥酸醯胺等脂肪酸醯胺以及亞甲基雙硬脂酸醯胺、亞乙基雙硬脂酸醯胺等亞烷基脂肪酸醯胺,更優選使用亞烷基脂肪酸醯胺。
其理由在於:如果是亞烷基脂肪酸醯胺,則與脂肪酸醯胺相比能夠在不使抗菌性樹脂組合物的熱穩定性降低的情況下提高抗菌性玻璃的分散性。
另外,由於熔點為141.5~146.5℃,抗菌性纖維的成型時的穩定性優異,因此在亞烷基脂肪酸醯胺中特別優選使用亞乙基雙硬脂酸醯胺。
(2)配合量
作為分散助劑的配合量,將抗菌性玻璃設為100重量份時,優選為1~20重量份的範圍內的值。
其理由在於:如果分散助劑的配合量為1重量份以上的值,則能夠使抗菌性纖維中的抗菌性玻璃的分散性充分提高。
另一方面,理由在於:如果分散助劑的配合量為20重量份以下,則能夠充分確保抗菌性樹脂組合物的拉伸強度、撕裂強度等機械性能,並使分散助劑不易從抗菌性樹脂組合物中滲出。
因此,更優選使分散助劑的配合量相對於抗菌性玻璃100重量份為3~12重量份的範圍內的值,進一步優選為5~8重量份的範圍內的值。
5.其它配合成分
優選在不損害本來的目的的範圍內根據需要向本實施方式的抗菌性纖維添加穩定劑、脫模劑、成核劑、填充劑、染料、顏料、抗靜電劑、油劑、潤滑劑、增塑劑、集束劑、紫外線吸收劑、抗黴劑、抗病毒劑、阻燃劑、阻燃助劑等添加劑、其它樹脂、彈性體等作為任意成分。
作為將這些任意成分添加到抗菌性纖維的方法,沒有特別限定,例如,也優選通過與抗菌性玻璃一起熔融混煉到熱塑性樹脂中而進行。
6.形態
本實施方式的抗菌性纖維優選加工成棉狀或者紡織布、無紡布、紡織品、毛氈和網等片狀成型品。
另外,將本實施方式的抗菌性纖維加工成棉、紡織布、無紡布、編織品、毛氈、網等時,可以僅使用本實施方式的抗菌性纖維進行加工,也可以將其它種類的纖維和本實施方式的抗菌性纖維混織、混紡而加工成合捻紗、包覆紗、線繩。
作為其它種類的纖維,可舉出尼龍、聚酯、聚氨酯等合成纖維、棉花、絲線等天然纖維、碳纖維、玻璃纖維等。
即便與其它種類的纖維混織、混紡而加工成合捻紗、包覆紗、線繩,也具有與本實施方式的抗菌性纖維同等的抗菌性,具有即便反復洗滌也維持抗菌性這樣優異的特徵。
另外,在本實施方式的抗菌性纖維或將該抗菌性纖維根據用途進行加工而得到的棉、紡織品、編織品等加工品中,優選進一步進行染色、各種精加工(防皺、防汙、阻燃、防蟲、防黴、防臭、吸濕、防水、上光、抗起球等)。
由此,能夠賦予抗菌性以外的功能。
7.用途
作為上述形態中的片狀成型品的用途,沒有特別限定,可舉出衣物、寢具、室內裝飾品、吸收布、包裝材料、雜貨、過濾介質等。
作為衣物的例子,可舉出內衣、襯衫、運動服、圍裙、襪子、鞋墊、長筒襪、緊身衣、日本式短布襪、和服、領帶、手帕、披肩、圍巾、帽子、手套、家用或醫用口罩等。
作為寢具的例子,可舉出被褥罩、被褥芯、枕套、枕芯、毛巾、床單、床笠等。特別適用於羽絨被褥、羽絨枕頭等難以洗滌的寢具。
作為室內裝飾品的例子,可舉出窗簾、墊子、地毯、小毯子、坐墊、靠墊、壁掛、牆布、桌布、短毛絨織品等。
作為吸收布的例子,可舉出毛巾、抹布、手帕、拖布、尿布、衛生棉條、衛生巾、成人失禁用品等。
作為包裝材料的例子,可舉出包袱、包裝紙、食品包裝袋等。
作為雜貨的例子,可舉出牙刷、炊帚、板刷等各種刷子、手提包、午餐墊、筆袋、錢包、眼鏡盒、眼鏡擦拭巾、門簾、杯墊、鼠標墊、玩偶的填充棉絮、寵物床等。
作為過濾介質的例子,可舉出空調、通風扇、通風口和空氣淨化器用過濾器,以及淨水用過濾器等,可以用於家庭用、工業用、汽車用等的過濾器。
作為其它用途,可舉出人造毛髮、帳篷、草坪保護片等遮光片、隔音材料、吸音材料、緩衝材料等。
[第2實施方式]
第2實施方式的特徵在於:是第1實施方式記載的抗菌性纖維的製造方法,是具備芯部和鞘部並包含熱塑性樹脂和抗菌性玻璃作為配合成分的抗菌性纖維的製造方法,所述抗菌性纖維的製造方法包含下述工序(1)~(3)。
工序(1):準備抗菌性玻璃的工序
工序(2):在使芯部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q1(重量%)、且使鞘部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q2(重量%)時,以Q1和Q2滿足下述關係式(1)的方式使得到的抗菌性玻璃分散到熱塑性樹脂中,準備芯部用紡絲原液和鞘部用紡絲原液,
Q1<Q2 (1)
工序(3):使用芯鞘複合紡絲模頭,進行複合紡絲將芯部用紡絲原液形成芯部並將鞘部用紡絲原液形成鞘部,製成平均直徑為10~30μm的抗菌性纖維,
以下,針對作為第2實施方式的抗菌性纖維的製造方法,以與第1實施方式不同的點為中心進行具體說明。
應予說明,本實施方式的抗菌性纖維可以通過至少具有上述工序(1)~(3)的製造方法來製造,也可以根據需要追加下述工序(4)~(6)。
1.工序(1):準備抗菌性玻璃的工序
工序(1)是由含有抗菌活性成分的玻璃原材料來製造抗菌性玻璃的工序。
即,抗菌性玻璃可以利用以往公知的方法進行製造,例如,優選利用由下述(1)-1~3構成的方法進行製造。
(1)-1 熔融工序
熔融工序中,優選準確地稱量玻璃原材料後,進行均勻的混合,然後使用例如玻璃熔融爐進行熔融,製成玻璃熔液。
進行玻璃原材料的混合時,優選使用萬能攪拌機(行星式攪拌機)、氧化鋁磁擂潰機、球磨機、螺旋槳攪拌機等混合機械(攪拌機),例如當使用萬能攪拌機時,優選使公轉數為100rpm,使自轉數為250rpm,以10分鐘~3小時的條件攪拌混合玻璃原材料。
作為玻璃熔融條件,例如優選使熔融溫度為1100~1500℃,使熔融時間為1~8小時的範圍內的值。
其理由在於:如果為這樣的熔融條件,則能夠提高玻璃熔液的生產效率,而且能夠盡可能減少製造時的抗菌性玻璃的黃變性。
應予說明,優選在得到這樣的玻璃熔液後,將其注入到流動水中進行冷卻,兼帶進行水粉碎而製成玻璃體。
(1)-2 粉碎工序
接下來,優選作為粉碎工序,將得到的玻璃體粉碎,製成為多面體且具有規定的體積平均粒徑的抗菌性玻璃。
具體而言,優選進行如下述所示的粗粉碎、中粉碎和微粉碎。
通過這樣實施,能夠有效地得到具有均勻的體積平均粒徑的抗菌性玻璃。
其中,為了根據用途而更精細地控制體積平均粒徑,還優選在粉碎後,進一步實施分級,實施篩分處理等。
在粗粉碎中,優選對玻璃體進行粉碎以使體積平均粒徑為10mm左右。
更具體而言,優選在將熔融狀態的玻璃熔液製成玻璃體時進行水粉碎,或者徒手或用錘子等將無定形的玻璃體粉碎而成為規定的體積平均粒徑。
應予說明,從電子顯微鏡照片中確認了粗粉碎後的抗菌性玻璃通常為無角的塊狀。
在中粉碎中,優選對粗粉碎後的抗菌性玻璃進行粉碎以使體積平均粒徑為1mm左右。
更具體而言,例如優選使用球磨機,將體積平均粒徑為10mm左右的抗菌性玻璃製成體積平均粒徑為5mm左右的抗菌性玻璃,接著,使用旋轉磨或旋轉輥(輥破碎機)製成體積平均粒徑為1mm左右的抗菌性玻璃。
其理由在於:通過這樣以多階段進行中粉碎,能夠在不產生粒徑過小的抗菌性玻璃的情況下有效地得到具有規定粒徑的抗菌性玻璃。
應予說明,從電子顯微鏡照片中確認了中粉碎後的抗菌性玻璃為具有角的多面體。
在微粉碎中,優選在添加了體積平均粒徑為1~15μm的作為外添劑的凝聚二氧化矽粒子的狀態下將中粉碎後的抗菌性玻璃粉碎以使體積平均粒徑為1.0~5.0μm。
更具體而言,例如優選使用旋轉磨、旋轉輥(輥破碎機)、振動碾磨機、縱型碾磨機、乾式球磨機、行星式碾磨機、砂磨機、或噴射磨來粉碎抗菌性玻璃。
在這些乾式粉碎機中,特別更優選使用縱型碾磨機、乾式球磨機、行星式碾磨機和噴射磨。
其理由在於:通過使用縱型碾磨機或行星式碾磨機等,能夠賦予適當的剪切力,在不產生粒徑過小的抗菌性玻璃的情況下有效地得到具有規定粒徑的多面體的抗菌性玻璃。
使用縱型碾磨機、乾式球磨機、行星式碾磨機等進行微粉碎時,優選將氧化鋯球或氧化鋁球作為粉碎介質,使容器以30~100rpm旋轉,對中粉碎後的抗菌性玻璃進行5~50小時的粉碎處理。
另外,使用噴射磨時,優選在容器內使其加速,以0.61~1.22MPa(6~12Kgf/cm2
)的壓力使中粉碎後的抗菌性玻璃彼此碰撞。
應予說明,根據電子顯微鏡照片和粒度分佈測定可確認使用乾式球磨機或噴射磨等進行微粉碎後的抗菌性玻璃為具有比中粉碎後的抗菌性玻璃多的角的多面體,容易將體積平均粒徑(D50)、比表面積調整到規定範圍。
另外,使用行星式碾磨機等進行微粉碎時,優選實質上在乾燥狀態(例如,相對濕度為20%Rh以下)進行。
其理由在於:可以在將旋風分離器等分級裝置安裝於行星式碾磨機等不使抗菌性玻璃凝聚的情況下進行循環。
因此,能夠通過控制循環次數而容易地將抗菌性玻璃的體積平均粒徑、粒度分佈調整到期望範圍,而且能夠省略微粉碎後的乾燥工序。
另一方面,對於規定範圍以下的抗菌性玻璃,如果為乾燥狀態,則能夠使用袋過濾器而容易地除去。
因此,抗菌性玻璃的體積平均粒徑、粒度分佈的調整變得更加容易。
(1)-3 乾燥工序
接下來,優選在乾燥工序中使由粉碎工序得到的抗菌性玻璃乾燥。
其理由在於:通過乾燥抗菌性玻璃,能夠在下述工序中將抗菌性玻璃和熱塑性樹脂混合時減少熱塑性樹脂發生水解的可能性。
應予說明,作為乾燥工序,優選在進行固液分離處理後也進行乾燥處理,作為在這些處理中使用的設備,沒有特別限定,可以在固液分離中使用離心分離機等,可以在乾燥中使用乾燥機、烘箱等。
另外,在抗菌性玻璃的乾燥工序後,由於抗菌性玻璃的一部分成塊,因此優選利用解碎機將成塊後抗菌性玻璃解碎。
2.工序(2):準備紡絲原液的工序
工序(2)是使用由工序(1)得到的抗菌性玻璃來製造紡絲原液的工序。
在工序(2)中,優選將抗菌性玻璃或者使抗菌性玻璃分散於熱塑性樹脂而得的母料與樹脂顆粒或再生樹脂碎片熔融混煉來製造紡絲原液。
此外,還優選在工序(2)中進一步添加著色母料、抗氧化劑、內部潤滑劑、結晶劑等添加劑等。
而且,在工序(2)中,使芯部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q1(重量%)、且使鞘部的抗菌性玻璃的含量相對於抗菌性纖維的總量為Q2(重量%)時,以Q1和Q2滿足下述關係式(1)的方式對得到的抗菌性玻璃進行混合和分散來調整芯部用紡絲原液和鞘部用紡絲原液。
Q1<Q2 (1)
這裡,優選使Q1為0重量%或小於1重量%(但、不包括0重量%)、使Q2為1~10重量%的範圍內的值。
另外,作為熱塑性樹脂,使用聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂作為主成分時,優選混合並分散聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂。
這是由於:能夠有效地抑制作為主成分的聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂的水解,得到使最終濃度的抗菌性玻璃均勻分散的紡絲原液。
3.工序(3):抗菌性纖維的製造工序
本發明的抗菌性纖維可以利用與通常已知的用於複合纖維的方法相同的方法進行製造。在紡絲中存在熔融紡絲、溶液紡絲,根據所使用的樹脂而選擇其方法。
在工序(3)中,優選通過使用芯鞘複合紡絲模頭,將熔融後的芯部用紡絲原液導入於芯部,將鞘部用紡絲原液導入於鞘部,從模頭噴出,接著進行熱拉伸而形成纖維。
這裡,芯部用紡絲原液和鞘部用紡絲原液,在為熔融紡絲的情況下是指將樹脂熱熔化後的熔融樹脂,為溶液紡絲的情況下是指將樹脂溶解於溶劑的狀態的原液。
通常對從模頭噴出的紗線進行冷卻,冷卻方法沒有特別限定,可以優選例示對紡出的紗線吹冷風的方法。
紡絲還優選根據需要採用暫時捲繞或儲存於金屬罐等兩步方式後進行拉伸處理。
作為紡絲時使用的裝置,可以使用以往公知的裝置。
例如,優選使用壓熔式紡絲機、或者單螺杆或雙螺杆擠出機式紡絲機。
其理由在於:通過使用這樣的成型裝置,能夠有效地得到具有優異的表面平滑性的抗菌性纖維。
紡絲的形狀沒有特別限定,可以製成圓形、扁平形狀,也可以製成六邊形、星形等多邊形。
紡絲溫度雖然為一個例子,但優選為240℃~320℃,捲繞速度優選為100m/min~6000m/min。
接下來,對紡絲而得到的纖維進行拉伸。
拉伸工序可以使用以往公知的方法、裝置進行,例如優選採用直接紡絲拉伸法、輥式拉伸法。將紡絲和拉伸分開進行時,優選使用溫水浴。
直接紡絲拉伸法通過以下方式進行:在紡絲後將纖維暫時冷卻到玻璃化轉變溫度以下後,使其在玻璃化轉變溫度以上且熔點以下的溫度範圍的管型加熱裝置內行走並捲繞。
輥式拉伸法通過以下方法進行:將紡絲用以規定速度旋轉的牽引輥進行捲繞和牽引,利用設定為熱塑性樹脂的玻璃化轉變溫度以上熔點以下的溫度的輥組將牽引後的紗以一段或二段以上的多階段進行拉伸。
溫水浴通過將纖維浸漬於60℃~90℃、優選80℃的溫水而進行。
應予說明,作為拉伸倍率,從提高機械強度的觀點考慮,優選為1.2倍以上。
拉伸倍率的上限沒有特別限定,從防止過度拉伸而斷紗的觀點考慮,優選為7倍以下。
4.工序(4):捲曲工序
工序(4)的捲曲工序為任意工序,是將工序(3)中得到的拉伸紗導入到捲曲賦予裝置、對紗實施假捻加工而賦予蓬鬆性和伸縮性的工序。
捲曲工序中,可以使用以往公知的方法、裝置,例如優選使用通過使加熱流體與紗接觸而對紗實施假捻加工的加熱流體捲曲賦予裝置。
加熱流體捲曲賦予裝置是對紗線噴射例如蒸氣等加熱流體將紗線和加熱流體一起壓入壓縮調整部而賦予捲曲的裝置。
這裡,作為加熱流體的溫度,優選為100~150℃的範圍內的值。
其理由在於:如果為上述的範圍內的溫度,則能夠得到充分的捲曲,而且能夠避免纖維彼此融合。
因此,更具體而言,更優選使加熱流體的溫度為110~145℃的範圍內的值,進一步優選為115~140℃的範圍內的值。
5.工序(5):後處理工序
工序(5)的後處理工序也為任意工序,是對工序(4)中得到的捲曲紗賦予油劑、用乾燥機乾燥後導入熱固輥並根據加熱溫度來調整伸長率的工序。
從防止纖維加工時、製成布料時等的捲繞輥間的故障、縮皺不良等觀點考慮,熱固輥的溫度優選為130~160℃的範圍內的溫度。
更具體而言,更優選使熱固輥的溫度為135~155℃的範圍內的值,進一步優選為140~150℃的範圍內的值。
6.工序(6):染色工序
作為工序(6)的染色工序也為任意工序,是將拉伸後根據需要進行捲曲和/或熱固後的抗菌性纖維在鹼性條件或酸性條件下進行染色的工序。
上述染色工序中,可以使用以往公知的方法、裝置,例如優選使用手工染色、推積式染色、噴射式染色、循環式絞紗染色、奧氏染色、筒紗染色等。
而且,在染色液中,優選與染料一起根據需要包含勻染劑、促染助劑、金屬封閉劑等染色助劑、染色牢度增進劑、熒光增白劑。
以鹼性條件進行染色時,pH可以調整為7.5~10.5,在pH的調整中優選使用碳酸鈣等碳酸鹽、氫氧化鈉等。
以酸性條件進行染色時,pH可以調整為3.5~6.5,在pH的調整中優選使用乙酸、檸檬酸、蘋果酸、富馬酸、琥珀酸等有機酸及其鹽。
染色後,優選進行分批式清洗,還優選進一步進行還原清洗或皂洗。
清洗條件可以採用在以往的聚酯纖維中進行的條件,為還原清洗時,可以使用各自為0.5~3g/L的還原劑、鹼、連二亞硫酸鈉,優選以60~80℃進行10~30分鐘處理。
實施例
以下,使用實施例進行更具體的說明。
但是,本發明在沒有特別理由的情況下並不限定於下述的實施例的記載。
[實施例1]
1.抗菌性玻璃的製作
(1)熔融工序
以將抗菌性玻璃的總量設為100重量%時P2
O5
的組成比為50重量%、CaO的組成比為5重量%、Na2
O的組成比為1.5重量%、B2
O3
的組成比為10重量%、Ag2
O的組成比為3重量%、CeO2
的組成比為0.5重量%、ZnO的組成比為30重量%的方式,使用萬能混合機以轉速250rpm、30分鐘的條件將各玻璃原料攪拌至均勻混合。
接下來,使用熔融爐,以1280℃、3個半小時的條件加熱玻璃原料,製作玻璃熔液。
(2)粗粉碎工序
將從玻璃熔融爐中取出的玻璃熔液流入到25℃的靜水中,由此進行水粉碎,製成體積平均粒徑約10mm的粗粉碎玻璃。
應予說明,用光學顯微鏡對該階段的粗粉碎玻璃進行觀察,結果確認為塊狀,沒有角、面。
(3)中粉碎工序
接下來,使用氧化鋁製的一對旋轉輥(TOKYO ATOMIZER株式會社製,Roll Crusher),以間隙1mm,轉速150rpm的條件,一邊從料斗利用自重供給粗粉碎玻璃,一邊對其實施一次中粉碎(體積平均粒徑約1000μm)。
進一步,使用氧化鋁製的旋轉磨(中央化工機株式會社製,PremaX),以間隙400μm、轉速700rpm的條件,對一次中粉碎後的粗粉碎玻璃進行二次中粉碎,製成體積平均粒徑約400μm的中粉碎玻璃。
用電子顯微鏡對該中粉碎玻璃進行觀察,結果確認了至少50重量%以上為具有角、面的多面體。
(4)微粉碎工序
接下來,分別將作為介質的直徑10mm的氧化鋁球210kg、二次中粉碎後的中粉碎玻璃20kg、異丙醇14kg、矽烷偶聯劑A-1230(日本NUC株式會社製)0.2kg收容到內容積105升的振動球磨機(中央化工機商事株式會社製)內之後,以轉速1000rpm、振動幅度9mm的條件進行7小時微粉碎處理,得到微粉碎玻璃。
應予說明,用電子顯微鏡對該微粉碎玻璃進行觀察,結果確認了至少70重量%以上為具有角、面的多面體。
(5)固液分離和乾燥工序
使用離心分離機(株式會社kokusan製)將上一工序中得到的微粉碎玻璃和異丙醇以轉速3000rpm、3分鐘的條件進行固液分離。
接下來,使用烘箱,以105℃、3小時的條件對微粉碎玻璃進行乾燥。
(6)解碎工序
使用齒輪型解碎機(中央化工機商事株式會社製)對經乾燥而一部分成塊後的微粉碎玻璃進行解碎,製成體積平均粒徑1.0μm的抗菌性玻璃(多面體玻璃)。
應予說明,用電子顯微鏡對該階段的抗菌性玻璃進行觀察,結果確認了至少90重量%以上為具有角、面的多面體。
2.抗菌性纖維的製造
(1)紡絲工序
(1)-1 芯部用紡絲原液的準備
使用BMC(團狀模塑料)注塑成型裝置,以料筒溫度250℃、螺杆轉速30rpm將數均分子量為34000的聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂100重量份混合並分散而製成芯部用紡絲原液。
(1)-2 鞘部用紡絲原液的準備
使用BMC(團狀模塑料)注塑成型裝置,以料筒溫度250℃、螺杆轉速30rpm將抗菌性玻璃7重量份、數均分子量為34000的聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂95重量份、數均分子量為26000的聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂5重量份混合並分散而製成鞘部用紡絲原液。
應予說明,將規定量的抗菌性玻璃混合到聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂中,製成母料後,混合聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂,由此抑制聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂的水解,而且最終得到上述配合比率的抗菌性樹脂組合物。
(1)-3 複合紡絲
芯部使用芯部用紡絲原液,鞘部使用鞘部用紡絲原液,按照芯鞘重量比50/50,使用具有24個噴嘴口徑0.3mm的圓形複合紡絲孔的芯鞘複合紡絲模頭,以紡絲溫度285℃、捲繞速度3000m/min從模頭紡出抗菌性纖維。
(2)拉伸工序
接下來,使其在管型加熱裝置內通過而加熱到90℃,同時進行拉伸而拉伸為3倍,由此製成平均直徑40μm的抗菌性纖維。另外,芯部的平均直徑為30μm。
3.抗菌性纖維的評價
(1)電子顯微鏡觀察
利用掃描電子顯微鏡(日本電子株式會社製,JSM-6610LA)對得到的抗菌性纖維進行觀察,結果可以看到抗菌性玻璃以白點的形式僅分散於抗菌性纖維的鞘部。另外,黑點為氣泡。將結果示於圖3。
另外,利用掃描電子顯微鏡像和元素面掃描也能夠判斷有無金屬離子。即,進行EDX測定(日本電子株式會社製,JED-2300),利用面掃描分析對構成元素的分佈狀態進行定性。將結果示於圖4中的(a)~(c)。
這裡,圖4中的(a)~(c)示出使用P(磷)元素的K線(圖4中的(a))、C(碳)元素的K線(圖4中的(b))和O(氧)元素的K線(圖4中的(c))的特性X射線而得的EDX面掃描圖像。
根據圖4中的(a),即,使用P元素的K線的特性X射線的EDX面掃描圖像,可知:本發明的抗菌性纖維的抗菌性玻璃並未均勻地分佈於整個抗菌性纖維,在鞘部存在多個局部高濃度分佈的區域。另外,根據圖4中的(b),可知:分佈有抗菌性纖維的位置並未分佈有C元素。此外,根據圖4中的(c),可知:均勻分佈有O元素。
(2)化纖短纖維試驗
依據JIS L 1015對由實施例1得到的抗菌性纖維測定拉伸強度,按照以下基準進行評價。
拉伸強度測定時的初始載荷為5.88mN/1tex,拉伸速度為20mm/min,夾鉗間隔為10mm。將得到的結果示於表1。
◎:拉伸強度為3cN/dtex以上且小於8cN/dtex
〇:拉伸強度為2cN/dtex以上且小於10cN/dtex(其中,不包括3cN/dtex以上且小於8cN/dtex的範圍。)
△:拉伸強度為1cN/dtex以上且小於12cN/dtex(其中,不包括2cN/dtex以上且小於10cN/dtex的範圍。)
×:拉伸強度為小於1cN/dtex和12cN/dtex以上
(3)抗菌性評價1~2
將10g的抗菌性纖維製成抗菌性評價的試驗片。另一方面,將試驗菌在Trypticase Soy Agar(BBL)的瓊脂平板培養基中以35℃培養24小時,使發育集落懸浮於1/500濃度的普通肉湯培養基(榮研化學(株)製),調整為約1×106CFU/ml。
接下來,分別使金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus IFO#12732)的懸浮液0.5ml和大腸桿菌(Escherichia coli ATCC#8739)的懸浮液0.5ml與作為試驗片的抗菌性纖維均勻接觸,進而放置聚乙烯製薄膜(滅菌),分別製成薄膜覆蓋法的測定樣品。
接著,將測定樣品以濕度95%、溫度35℃、24小時的條件載置於恒溫槽中,分別測定試驗前的菌數(發育集落)和試驗後的菌數(發育集落),按照以下基準對抗菌性1(金黃色葡萄球菌)和抗菌性2(大腸桿菌)進行評價。
應予說明,對於試驗前的菌數(發育集落),金黃色葡萄球菌和大腸桿菌都各自為2.6×105(個/試驗片)。將分別得到的結果示於表1。
◎:試驗後的菌數小於試驗前的菌數的1/10000。
〇:試驗後的菌數為試驗前的菌數的1/10000以上且小於1/1000。
△:試驗後的菌數為試驗前的菌數的1/1000以上且小於1/100。
×:試驗後的菌數為試驗前的菌數的1/100以上。
[實施例2]
在實施例2中,使鞘部中的抗菌性玻璃為10重量份,使熱塑性樹脂為100重量份的數均分子量60000的聚丙烯樹脂,除此以外,與實施例1同樣地製作抗菌性纖維,與實施例1同樣地進行纖維評價和抗菌性評價。將得到的結果示於表1。
應予說明,利用掃描電子顯微鏡對由實施例2得到的抗菌性纖維進行觀察,結果與實施例1同樣地可以看到僅分散於抗菌性纖維的鞘部的抗菌性玻璃。將結果示於圖1。
另外,利用與實施例1相同的方法來進行EDX測定,通過面掃描分析對構成元素的分佈狀態進行定性。將結果示於圖5中的(a)~(c)。
這裡,圖5中的(a)~(c)示出使用P(磷)元素的K線(圖5中的(a))、C(碳)元素的K線(圖5中的(b))和O(氧)元素的K線(圖5中的(c))的特性X射線而得的EDX面掃描圖像。
根據圖5中的(a),可知:抗菌性玻璃並未分佈於整個抗菌性纖維,在鞘部存在多個局部高濃度分佈的區域。另外,根據圖5中的(b),可知:鞘部更亮,更加分佈有C元素。此外,根據圖5中的(c),可知:芯部更亮,這是由於芯部含有的聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯的O元素。
[實施例3]
在實施例3中,使鞘部用紡絲原液由抗菌性玻璃3重量份、數均分子量34000的聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂95重量份、數均分子量26000的聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂5重量份構成,除此以外,與實施例1同樣地製成抗菌性纖維,與實施例1同樣地進行纖維評價和抗菌性評價。將得到的結果示於表1。
應予說明,利用掃描電子顯微鏡對由實施例3得到的抗菌性纖維進行觀察,結果與實施例1同樣地可以看到僅分散於抗菌性纖維的鞘部的抗菌性玻璃。
[實施例4]
在實施例4中,使芯部用紡絲原液由抗菌性玻璃0.5重量份、數均分子量34000的聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂95重量份、數均分子量26000的聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂5重量份構成,除此以外,與實施例1同樣地製成抗菌性纖維,與實施例1同樣地進行纖維評價和抗菌性評價。將得到的結果示於表1。
應予說明,利用掃描電子顯微鏡對由實施例4得到的抗菌性纖維進行觀察,結果可以看到抗菌性玻璃更加分散於抗菌性纖維的鞘部。
[比較例1]
在比較例1中,使鞘部用紡絲原液與芯部用紡絲原液相同,除此以外,即,在芯部和鞘部中都不配合抗菌性玻璃,除此以外,與實施例1同樣地製成抗菌性纖維,與實施例1同樣地進行纖維評價和抗菌性評價。將得到的結果示於表1。
如以上所說明的那樣,根據本發明,可以得到能夠通過使芯部的抗菌性玻璃的含量少於鞘部的抗菌性玻璃的含量而使抗菌性玻璃的配合量為少量即可、進而發揮優異的抗菌性的抗菌性纖維和這樣的抗菌性纖維的有效的製造方法。
因此,可期待本發明對使用抗菌性纖維而成型的抗菌性物品、特別是紡織布、無紡布的高品質化作出顯著貢獻。
1:抗菌性纖維
10:抗菌性玻璃
20:芯部
30:鞘部
t:厚度
Φ:直徑
[圖1] 為本實施方式的抗菌性纖維的電子顯微鏡照片(SEM圖像,倍率2000)。
[圖2] 為本實施方式的具有芯部和鞘部的抗菌性纖維的示意圖。
[圖3] 為實施例1的抗菌性纖維的電子顯微鏡照片(SEM圖像,倍率2000)。
[圖4中的(a)~(c)] 為實施例1的抗菌性纖維的EDX面掃描分析結果。
[圖5中的(a)~(c)] 為實施例2的抗菌性纖維的EDX面掃描分析結果。
Claims (8)
- 一種抗菌性纖維,其特徵在於,包含一熱塑性樹脂和一抗菌性玻璃作為配合成分,使該抗菌性纖維的平均直徑為1~50μ m的範圍內的值,該抗菌性纖維具備一芯部和一鞘部,使該芯部中的該抗菌性玻璃的含量相對於該抗菌性纖維的總量為Q1,且使該鞘部中的該抗菌性玻璃的含量相對於該抗菌性纖維的總量為Q2時,該Q1和Q2滿足下述關係式(1),該Q1和Q2的單位是重量%, Q1<Q2 (1)。
- 如請求項1所述的抗菌性纖維,其特徵在於,該Q1為0重量%、或者大於0重量%且小於1重量%。
- 如請求項1或2所述的抗菌性纖維,其特徵在於,該Q2為1~10重量%的範圍內的值。
- 如請求項1~3中任一項所述的抗菌性纖維,其特徵在於,進一步含有凝聚二氧化矽粒子作為配合成分。
- 如請求項1~4中任一項所述的抗菌性纖維,其特徵在於,使該抗菌性玻璃的體積平均粒徑為0.1~5μ m的範圍內的值。
- 如請求項1~5中任一項所述的抗菌性纖維,其特徵在於,該熱塑性樹脂為聚酯樹脂、聚醯胺樹脂和聚烯烴樹脂中任一種以上。
- 如請求項1~6中任一項所述的抗菌性纖維,其特徵在於,所述抗菌性纖維的形態為紡織品、無紡布和毛氈中的任一種。
- 一種抗菌性纖維的製造方法,其特徵在於,該抗菌性纖維具備一芯部和一鞘部,包含一熱塑性樹脂和一抗菌性玻璃作為配合成分, 所述製造方法包含下述工序(1)~(3), 工序(1):準備該抗菌性玻璃, 工序(2):在使該芯部中的該抗菌性玻璃的含量相對於該抗菌性纖維的總量為Q1(重量%),且使該鞘部中的該抗菌性玻璃的含量相對於該抗菌性纖維的總量為Q2(重量%)時, 以該Q1和Q2滿足下述關係式(1)的方式使得到的該抗菌性玻璃分散於該熱塑性樹脂中來準備一芯部用紡絲原液和一鞘部用紡絲原液, Q1<Q2 (1) 工序(3):使用一芯鞘複合紡絲模頭,使該芯部用紡絲原液成為一芯部並使該鞘部用紡絲原液成為一鞘部而進行複合紡絲,製成平均直徑為1~50μ m的抗菌性纖維。
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