JP2003336170A - 繊維構造物 - Google Patents
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Abstract
て、耐久性のある消臭性能を有する繊維構造物を提供せ
んとするものである。 【解決手段】本発明の繊維構造物は、繊維表面にチタン
とケイ素からなる複合酸化物とアルデヒド消臭剤が、樹
脂によって付着していることを特徴とするものである。
Description
群の原因物質と言われているホルムアルデヒドや揮発性
有機化合物に対して、耐久性のある消臭性能を有する繊
維構造物に関する。さらに詳しくは、ソファー、クッシ
ョン、ぬいぐるみ、座布団に用いる詰め物用中わた、掛
け布団、敷き布団、敷きマット、ブランケット、まく
ら、抱きまくら、ベッドマットなどの寝具、カーテン、
カーペット、じゅうたん、マット、カバー、のれん、ス
リッパ、シート材といったインテリアや自動車などの乗
物用内装材などに広く応用できる繊維構造物に関する。
に対する意識も高まっており、消臭加工を施した繊維製
品や消臭剤も次々と実用化されている。しかしながら、
あらゆる臭いに対して効力のある消臭剤は未だ開発され
ておらず、特に日常生活では生成されないホルムアルデ
ヒドや、キシレン、トルエン、エチルベンゼン、スチレ
ンといった揮発性有機化合物(以下VOCと略す)に対
して有効な消臭加工繊維製品や消臭剤は、未だ上市され
ていないのが実状である。特に、キシレンをはじめとす
るVOCは極性の低い芳香族化合物であるので、通常の
消臭加工が対象としてきた極性官能基をもつ臭気物質に
対する消臭機構では対応できなかったのである。
原因物質と言われており、建材に多用される結果、新築
住宅や新車などの内部に多く含まれる。慢性的にホルム
アルデヒドやVOCを呼吸により体内に取り込むと、様
々な健康障害が引き起こされることが近年明らかになっ
てきており、これらに対し有効な除去力を持つ消臭加工
繊維製品の登場が待ち望まれていた。
加工繊維製品の問題点に鑑み、ホルムアルデヒドやVO
Cに対して、耐久性のある消臭性能を有する繊維構造物
を提供せんとするものである。
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の繊維構造物は、繊維表面にチタ
ンとケイ素からなる複合酸化物とアルデヒド消臭剤が、
樹脂によって付着していることを特徴とするものであ
る。
を含む複合酸化物とは、主に光触媒としての作用効果を
発揮する。ここで光触媒とは、紫外線により励起され、
強い酸化力によって有機物を酸化分解する物性を有する
ものであり、具体的には、アナターゼ型、ルチル型と呼
ばれる結晶型の構造を持つものを含むものである。
果を上げるために粒子状であることが好ましく、特に多
孔質が好ましい。粒子径が大きすぎたり、比表面積が小
さすぎたりすると、有機物に対する分解速度が低下する
傾向にある。また消臭反応は、悪臭成分が触媒に吸着
し、その後紫外線酸化分解を受ける過程を経ると考えら
れるため、平均一次粒子径としては1〜20nm以下
で、比表面積が100〜300m2/gのものが、悪臭
成分を効率よく吸着する上から、好ましく使用される。
ME社製 QUANTA SORBOS−8の装置を用
いて測定したものである。
着量は、繊維に対して0.01〜10重量%が好まし
い。付着量が0.01重量%より少ないと、悪臭成分の
分解速度が遅くなり消臭性能が悪くなり、10重量%よ
り多いと、繊維布帛が光触媒の酸化作用によって劣化し
たりすることが懸念される。
合酸化物の製造方法としては、例えば、特公平5−55
184号公報に記載された方法が採用される。一般にチ
タンとケイ素からなる二元系複合酸化物は、例えば、触
媒(第17巻、No.3、72頁、1975年)に記載
されているように、固体酸として知られ、構成するおの
おの単独の酸化物には見られない顕著な酸性を示し、ま
た高表面積を有する。すなわりチタンとケイ素が二元系
酸化物を形成することにより、特異な特性が発現するの
である。さらに複合酸化物の消臭効果を効果的にする観
点では、X線回折による分析で、非晶質もしくは非晶質
に近い微細構造を有していることが好ましい。
が20〜95モル%、ケイ素が5〜80モル%の範囲に
あることが好ましい。酸化ケイ素の割合が多くなると、
酸化チタンの光触媒活性が弱まる傾向にあるので、使用
目的により最適割合を決めるのが好ましい。
い製造方法として、四塩化チタンをシリカゾルと共に混
合し、その中にアンモニア水を滴下して沈殿を生成さ
せ、この沈殿を濾過、洗浄、乾燥後、300〜650℃
で焼成する。一般的に知られている酸化チタン光触媒と
比較して、有機物の酸化分解特性に優れており、高い消
臭効果が期待できる。
は、ヒドラジド系化合物または窒素含有複素環化合物が
好ましく用いられる。これらの化合物は、ホルムアルデ
ヒドを始めとするアルデヒド類に対して化学反応を起こ
してこれを吸着するため、アルデヒドの再放散を防止す
ることができるので、好ましい。
ン酸ジヒドラジド、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジ
ヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジドなどが使用され
る。また、窒素含有複素環化合物としては、アゾール
類、アジン類が好ましく用いられ、3−メチルー5−ピ
ラゾロン、ピラゾール、6−メチルー8ーヒドロキシト
リアゾロピリダジン、1,2,4−トリアゾールなどが
使用される。
酸化物である光触媒と、ヒドラジドや窒素含有複素環化
合物との同時付与が肝要である。この2つの消臭剤を組
み合わせると、トルエンをはじめとするVOC物質に対
しての消臭性能が飛躍的に向上するのである。ヒドラジ
ドや窒素含有有機複素環化合物の分子内のπ電子とVO
Cの芳香環のπ電子の相互作用により、VOC物質が繊
維構造物の表面に引きつけられ、さらに繊維表面にある
複合酸化物によって酸化分解されて無害化するのであ
る。
は、チタンとケイ素を含む複合酸化物に対して0.5〜
100重量%であることが好ましい。100重量%より
多くアルデヒド消臭剤が含まれるとVOCはアルデヒド
消臭剤に吸着して光触媒側に移動しないため酸化分解さ
れず、また0.5重量%より少ないとVOCと生地表面
の接触回数が激減して光触媒がVOCを十分分解できな
いからである。
もちろん、帯状物、紐状物、糸状物など、その構造や形
状はいかなるものであってもよい。布帛状のもの、すな
わち織物、編物、不織布の他、わた、複合材料が好まし
く用いられる。
のであってもよいが、該繊維の種類が合成繊維もしくは
半合成繊維、再生繊維の場合、通常の丸形断面の他、中
空、H型、X型、W型、星型から選ばれた少なくとも1
つの形状を有していることも好ましい。かかる横断面形
状の繊維は、紡糸の際の口金形状を変更したり、異なる
種類のポリマーを複合紡糸し、後工程で一方を溶出させ
てしまうことにより容易に得ることができる。
天然繊維など、特に限定することなく用いることができ
る。合成繊維としては、ポリエステル、ナイロン6、ナ
イロン6,6などのポリアミド、ポリアクリル、ポリア
クリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニ
ル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、
半合成繊維としては、ジアセテート、トリアセテート、
再生繊維としては、レーヨン、キュプラ、テンセル、天
然繊維としては、羊毛、絹、木綿、麻などが挙げられる
が、これに限定されるものではない。またこれらが任意
の割合で2種以上混在していても何ら問題はない。中で
も洗濯耐久性の点から、ポリエステル系繊維が好ましく
用いられる。
エチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレン
テレフタレートなどが好ましく使用される。また、他成
分と共重合したものも好ましく用いられ、他成分として
は、イソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル
酸、メトオキシポリオキシエチレングリコールなどが好
ましく使用される。また、カーボンブラックを練り込ん
だポリエステル系繊維は、カーテンなどの遮光性が要求
される用途に好ましく用いられる。
ル系繊維を50重量%以上含有する場合に優れた効果を
示す。ポリエステル系繊維は化学耐性が強く、他の繊維
よりも光触媒作用に対して影響を受けにくいからであ
る。
不活性酸化チタンを含有することが好ましい。不活性酸
化チタンとしては、特定波長の光、特に好ましくは紫外
線に対して励起されることなく不活性である酸化チタン
が用いられ、好ましくは通常のポリエステル系繊維の製
造において艶消し剤として用いられる酸化チタンが使用
される。有機性100%のポリエステル系繊維中に無機
性の不活性酸化チタンを添加することで無機性が高めら
れ、繊維上層部に光触媒を設けた場合に起こる酸化還元
作用がポリエステル系繊維に及ぼす影響を減少させる効
果を期待できる。
繊維の重合時に添加でき、製糸性や糸物性の点で、平均
粒子径が、好ましくは0.1〜0.7μm、さらに好ま
しくは0.2〜0.4μmの範囲のものがよい。
繊維重量に対して好ましくは0.3〜5.0重量%、よ
り好ましくは0.5〜4.0重量%である。0.3重量
%未満であれば、ポリエステル系繊維が光触媒によって
分解されやすくなり、光触媒機能および繊維構造物とし
ての物性の耐久性が劣る傾向にある。また5.0重量%
を越えると、製糸性や糸物性の点で不十分となる傾向に
ある。
および/または表面に有することが好ましい。難燃効果
は、難燃剤の繊維中所在場所にはあまり左右されず、繊
維重量に対する難燃剤の重量比に大きく影響されるので
ある。難燃剤処理方法としては、染色同時処理、含浸処
理などいかなる処理方法であってもよい。
%の割合で含まれていることが好ましい。1重量%以下
では難燃性能が十分に得られず、30重量%以上では風
合いが粗硬となり、またコスト高となるからである。
素、アンチモン、ハロゲンを含むものが好ましく用いら
れる。
リン酸エステル系難燃剤や臭素系難燃剤が好ましく用い
られる。例えば、レゾルシオール・ビス(ジフェニルフ
ォスフェート)とレゾルシノール・ビス(ジキシレニル
フォスフェート)とリン酸トリフェニルの混合物、ヘキ
サブロムシクロドデカン、テトタブロムビスフェノール
Aなどが使用できる。
ビニル系モノマーが難燃剤として好ましく用いられる。
また、塩化ビニル系モノマーとアクリロニトリルと共重
合したポリマーを製糸して難燃性を付与することも、好
ましく行われる。
ヒドロキシメチルホスホニウム塩や、N−メチロールジ
メチルホスノプロピオンアミドなどが好ましく用いられ
る。
化物と該アルデヒド消臭剤を付与する際に同時に前記難
燃剤を付与させることも好ましく行われる。
消臭剤の付着に使われる樹脂としては、接着性が良く、
光触媒による分解を受けにくい、ポリウレタン樹脂、シ
リコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリエステ
ル樹脂、メラミン樹脂などが使用されるが、中でもポリ
ウレタン、シリコーン、アクリル、ポリエステルの成分
を1つ以上含有しているものが好ましく用いられる。ウ
レタン樹脂の中では水溶性のものが、環境への負荷が少
なく、好ましく使用される。また、架橋剤としては、イ
ソシアネート、シランカップリング剤が好ましく用いら
れる。
合、カード等の後工程の通過性の点からは粘着性の少な
いシリコーン樹脂および/またはポリエステル樹脂を用
いることが好ましい。
0.01〜5重量%であるのが好ましく、0.1〜1重
量%がより好ましい。樹脂付着量が0.01重量%より
少ないと、複合酸化物とアルデヒド消臭剤を接着する効
果が弱くなり、5重量%より多いと、繊維構造物の風合
いが粗硬となり、実用性に劣るからである。
例について説明する。
ち、チタンとケイ素の複合酸化物と樹脂とを加えて混合
して水分散液を作る。必要があれば、難燃剤も加え、こ
れを加工液とする。
せた後、マングルロールで絞り、ドライーキュアの工程
を経るか、あるいは、この加工液を適当な粘度に調整し
て、ナイフコーターやグラビアコーター、捺染、スプレ
ーなどで塗布した後、200℃以下の温度による固着工
程を経るのが好ましい。
耐久性も兼ね備えた繊維構造物を得るものである。
ション、ぬいぐるみ、座布団に用いる詰め物用中わた、
掛け布団、敷き布団、敷きマット、ブランケット、まく
ら、抱きまくら、ベッドマットなどの寝具、カーテン、
カーペット、じゅうたん、マット、カバー、のれん、ス
リッパ、シート材といったインテリアや自動車などの乗
物用内装材などを作成して使用すれば、使用環境中にあ
るホルムアルデヒドやVOCを効果的に消臭することが
できる。また、病院やホテルといった公共施設で使用さ
れるインテリア用品には、難燃性能を併せ持つ繊維構造
物の使用が好適である。
する。
性酸化チタンを0.35重量%含み、83dtexのポ
リエステル(ポリエチレンテレフタレート)マルチフィ
ラメント糸からなる、目付200g/m2のサテン織物
を、通常の加工条件により精錬、乾燥、中間セット、染
色を行った布帛(試供布A)および、同布帛を中間セッ
ト後、染色時に難燃剤を同時付与した布帛(試供布B)
を用いた。なお難燃剤同時付与の場合、臭素系難燃剤”
SDF−FR改良8”(R)(大京化学(株)製)を1
2%owf使用した。
ニールの丸形横断面を有するポリエステル繊維を、常法
により溶融紡糸した。これを束ねて50万デニールのト
ウ状とし、クリンパーにより機械捲縮を与えたトウを用
いた(試供トウC)。これを一定長にカットした後、カ
ード機にかけて中わたを得る。
た。 (洗濯)自動反転渦巻き式電気洗濯機VH−3410
(東芝(株)製)を用い、市販洗剤0.2%、温度40
±2℃、浴比1:50で5分間強反転で洗濯し、その後
排水、オーバーフローさせながらすすぎを2分間行う操
作を2回繰り返し、これを洗濯1回とした。 (検知管による消臭性評価)500mlの容器に試料を
3g入れ、初期濃度が4ppmとなるようにホルムアル
デヒド水溶液を入れて密閉し、30分放置後、ガス検知
管で残留ホルムアルデヒド濃度を測定した。下記の式に
従い消臭率(%)として算出した。なお、試供わたC
は、一辺が10cmの正方形を2つ縫い合わせたガーゼ
の袋に入れて、消臭評価を行った。
期濃度)}×100 VOCの代表としてはキシレンを測定した。
れた容器に、初期濃度が40ppmとなるようにキシレ
ンを入れて密閉し、2時間放置後ガス検知管で残留キシ
レン濃度を測定し、同様の式に従い消臭率(%)を算出
した。 (難燃性評価)試供布A、Bに対しては、JIS L
1091 繊維製品の燃焼性能試験法に準じて評価を行
った。A−1法とD法の試験を行い、消防法(イ)ラベ
ル基準での合否判定を行った。
バスケット法により評価を行った。
均比表面積が150m2/gであるチタンとケイ素の複
合酸化物を水溶液の分散体にし、平均粒子径が0.3μ
mとしたものを光触媒として、下記成分からなる加工剤
の水溶液を準備した。
アップ80重量%で絞り、130℃で2分乾燥した後、
170℃で1分間熱処理し、繊維表面に光触媒とアルデ
ヒド消臭剤を含む繊維構造物を得た。この繊維布帛につ
いて消臭性を評価した結果を、表1に示した。
成分からなる加工剤の水溶液を準備した。
アップ80重量%で絞り、130℃で2分乾燥した後、
170℃で1分間熱処理し、繊維表面に光触媒とアルデ
ヒド消臭剤を含む繊維構造物を得た。この繊維布帛につ
いて消臭性、難燃性を評価した結果を、表1に示した。
成分からなる加工剤の水溶液を準備した。
ーを用いて、試供トウCに上記加工剤水溶液を付与、1
50℃に設定した連続乾燥機で10分間乾燥した。これ
をさらに単繊維長が51mmになるようにカットした
後、カード機にかけ、わた状の詰め物中わたを得た。こ
の中わたについて消臭性を評価した結果を、表1に示し
た。
アルデヒド消臭剤を除いた液を準備し、この加工液に試
供布Bを浸し、実施例1と同様に加工して、繊維表面に
光触媒を含む繊維構造物を得た。この繊維布帛について
消臭性を評価した結果を、表1に示した。
光触媒を除いた液を準備し、この加工液に試供布Bを浸
し、実施例1と同様に加工して、繊維表面にアルデヒド
消臭剤を含む繊維構造物を得た。この繊維布帛について
消臭性と難燃性を評価した結果を、表1に示した。
光触媒とアルデヒド消臭剤を除いた液を準備し、この加
工液に試供布Bを浸し、実施例1と同様に加工した。こ
の繊維布帛について消臭性と難燃性を評価した結果を、
表1に示した。
リル樹脂のみの水溶液を準備した。
た。この繊維布帛について消臭性と難燃性を評価した結
果を、表1に示した。
燃性を評価した結果を、表1に示した。
難燃性を評価した結果を、表1に示した。
ものはホルムアルデヒドと、VOCの一種であるキシレ
ンに対して優れた消臭効果をもち、その効果は洗濯後も
持続する。特に実施例2は、消臭性能と難燃性能の両方
を持つことがわかる。
媒とアルデヒド消臭剤のどちらか1つでは、十分な消臭
効果を得られず、消臭剤を含まない比較例3,4,5,
6は、自明ながら消臭効果がほとんどない。
ン、ぬいぐるみ、座布団に用いる詰め物用中わた、掛け
布団、敷き布団、敷きマット、ブランケット、まくら、
抱きまくら、ベッドマットなどの寝具、カーテン、カー
ペット、じゅうたん、マット、カバー、のれん、スリッ
パ、シート材といったインテリアや自動車などの乗物用
内装材などに広く応用できる繊維構造物を提供すること
ができる。
Claims (24)
- 【請求項1】繊維表面にチタンとケイ素を含む複合酸化
物とアルデヒド消臭剤が、樹脂によって付着しているこ
とを特徴とする繊維構造物。 - 【請求項2】該複合酸化物が、平均一次粒子径が1〜2
0nmの範囲にある粒子であることを特徴とする請求項
1に記載の繊維構造物。 - 【請求項3】該複合酸化物が、100〜300m2/g
の比表面積を有することを特徴とする、請求項1または
2に記載の繊維構造物。 - 【請求項4】該複合酸化物の重量割合が、繊維に対して
0.01〜10重量%であることを特徴とする請求項1
〜3のいずれかに記載の繊維構造物。 - 【請求項5】該アルデヒド消臭剤が、ヒドラジド系化合
物または窒素含有複素環化合物を含むものであることを
特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の繊維構造
物。 - 【請求項6】該アルデヒド消臭剤が、該複合酸化物に対
して0.5〜100重量%含まれていることを特徴とす
る、請求項1〜5のいずれかに記載の繊維構造物。 - 【請求項7】該繊維構造物の形状が、織物、編物、不織
布、わたのいずれかであることを特徴とする、請求項1
〜6のいずれかに記載の繊維構造物。 - 【請求項8】該繊維が、ポリエステル系繊維を50重量
%以上含むものであることを特徴とする請求項1〜7の
いずれかに記載の繊維構造物。 - 【請求項9】該ポリエステル系繊維が、不活性酸化チタ
ンを0.3〜5重量%含むものであることを特徴とする
請求項8に記載の繊維構造物。 - 【請求項10】該繊維が、繊維の内部および/または表
面に難燃剤を有することを特徴とする請求項1〜9のい
ずれかに記載の繊維構造物。 - 【請求項11】該難燃剤が、繊維重量に対して1〜30
重量%の割合で含まれていることを特徴とする、請求項
10に記載の繊維構造物。 - 【請求項12】該難燃剤が、リン酸エステル系または臭
素系であることを特徴とする請求項10に記載の繊維構
造物。 - 【請求項13】該樹脂が、ポリウレタン、シリコーン、
アクリル、ポリエステルの成分を1つ以上含有している
ことを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の繊
維構造物。 - 【請求項14】該繊維が詰め物用中わたであることを特
徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の繊維構造
物。 - 【請求項15】請求項1〜13のいずれかに記載の繊維
構造物を用いて形成されていることを特徴とする寝具。 - 【請求項16】請求項1〜13のいずれかに記載の繊維
構造物を用いて形成されていることを特徴とするカーテ
ン。 - 【請求項17】請求項1〜13のいずれかに記載の繊維
構造物を用いて形成されていることを特徴とするカーペ
ット。 - 【請求項18】請求項1〜13のいずれかに記載の繊維
構造物を用いて形成されていることを特徴とするじゅう
たん。 - 【請求項19】請求項1〜13のいずれかに記載の繊維
構造物を用いて形成されていることを特徴とするマッ
ト。 - 【請求項20】請求項1〜13のいずれかに記載の繊維
構造物を用いて形成されていることを特徴とするカバ
ー。 - 【請求項21】請求項1〜13のいずれかに記載の繊維
構造物を用いて形成されていることを特徴とするのれ
ん。 - 【請求項22】請求項1〜13のいずれかに記載の繊維
構造物を用いて形成されていることを特徴とするスリッ
パ。 - 【請求項23】請求項1〜13のいずれかに記載の繊維
構造物を用いて形成されていることを特徴とするシート
材。 - 【請求項24】請求項1〜13のいずれかに記載の繊維
構造物を用いて形成されていることを特徴とする乗物用
内装材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003064770A JP2003336170A (ja) | 2002-03-14 | 2003-03-11 | 繊維構造物 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002069880 | 2002-03-14 | ||
JP2002-69880 | 2002-03-14 | ||
JP2003064770A JP2003336170A (ja) | 2002-03-14 | 2003-03-11 | 繊維構造物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=29714124
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