JP2005076131A - 防炎消臭抗菌性繊維製品の製造方法及び該方法により得られる防炎消臭抗菌性繊維製品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】平均粒径が3.0μm以下の二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物微粒子と、平均粒径が5.0μm以下のハロゲン化脂環式化合物微粒子とを含有し、バインダーを含有しない分散液により、繊維素材を処理することを特徴とする防炎消臭抗菌性繊維製品の製造方法、及び、該製造方法により得られる防炎消臭抗菌性繊維製品。
【選択図】なし
Description
例えば、ポリエステル繊維に対して洗濯耐久性に優れた防炎性と同時に、洗濯耐久性に優れた防カビ性、抗菌性、消臭性、撥水性などの各種の機能を同時に付与する方法として、高融点脂環族ハロゲン化合物と低融点脂環族ハロゲン化合物を混合使用して防炎加工されたポリエステル繊維素材に、ハロゲン又はリンを構成成分として含有するウレタンポリマーをバインダーとして使用して、微粒子化された各種機能加工剤を付着させる方法が提案されている(特許文献1)。しかし、この方法は防炎加工の後に各種の機能加工剤で後加工する二段加工であり、加工に手間が掛かる上に、後加工時の防炎性の阻害を完全には防止することができないという問題がある。
また、優れた防炎性を発揮するとともに、該防炎性は、さらに抗菌、防黴、消臭、撥水などの各種機能を付与しても、劣化又は消失することのない防炎加工剤として、脂環族ハロゲン化合物、ポリオキシアルキレンアリールエーテルからなる分散剤及びポリオキシアルキレンハロゲン化アリールエーテルからなる吸尽向上剤を含有する防炎加工剤が提案されている(特許文献2)。しかし、これは防炎性に重点をおいた加工剤であって、その他の機能は洗濯耐久性が不十分であるという問題がある。
一方、防炎性以外の機能を複数付与させる方法も検討されてきており、例えば、脱臭性能を有する抗菌剤として、金属の酸化物と二酸化ケイ素との無定形の複合物からなる抗菌剤が提案されている(特許文献3)。しかし、この抗菌剤で繊維を処理した場合、洗濯前すなわち初期の抗菌性と脱臭性能はあるものの、洗濯耐久性を全く有しておらず、洗濯によって著しい性能低下を起こすという実用上の問題がある。
消臭効果と耐久性に優れ、繊維への付着力が強く、繊維の風合を損ねない消臭剤として、消臭機能を有する金属成分が担持された平均粒子径500nm以下の無機酸化物微粒子を含む消臭剤が提案されている(特許文献4)。しかし、この消臭剤は、洗濯耐久性の発現が不十分であって、防炎加工後に一般的に実施されるソーピング工程などの洗濯工程により有効成分が脱落し、消臭性や抗菌性が著しく低下してしまう。
さらに、繊維製品又は空調関係に使用されるフィルター部分に処理される鉱物質粉末消臭成分を、被処理物に機能を低下させずに強固に接着させる耐水性バインダーとして、自己架橋型アクリル酸エステルあるいは分子内にカルボキシル基を有する共重合樹脂などよりなる洗濯により機能を再生する消臭剤成分の耐洗濯性加工に使用する耐水性バインダーが提案されている(特許文献5)。しかし、このバインダーは、確かに洗濯耐久性のある消臭性及び抗菌性を付与することができるものの、バインダーによって防炎性が著しく低下してしまうという問題点がある。
このように、防炎性に加えて消臭性、抗菌性を併せ持ち、さらに各性能が洗濯耐久性に優れるような繊維製品は得られていないのが現状である。
すなわち、本発明は、
(1)平均粒径が3.0μm以下の二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物微粒子と、平均粒径が5.0μm以下のハロゲン化脂環式化合物微粒子とを含有し、バインダーを含有しない分散液により、繊維素材を処理することを特徴とする防炎消臭抗菌性繊維製品の製造方法、
(2)二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物微粒子と、ハロゲン化脂環式化合物微粒子との配合割合が、質量比で1:5〜5:1である第1項に記載の防炎消臭抗菌性繊維製品の製造方法、
(3)二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物微粒子において、二酸化ケイ素と酸化亜鉛の質量比が、1:1〜5:1である第1項又は第2項に記載の防炎消臭抗菌性繊維製品の製造方法、及び、
(4)第1項、第2項又は第3項に記載の製造方法により得られる防炎消臭抗菌性繊維製品、
を提供するものである。
本発明に用いる二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物に特に制限はなく、例えば、水ガラスの水溶液と塩化亜鉛、硫酸亜鉛などの亜鉛塩の水溶液とを混合して反応させ、ゲル状の二酸化ケイ素と酸化亜鉛との無定形複合物スラリーを調製し、乾燥することにより、二酸化ケイ素と酸化亜鉛との無定形の複合物を得ることができる。繊維素材処理用の分散液中に、二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物微粒子を含有させることにより、繊維素材に消臭性と抗菌性とを付与することができる。二酸化ケイ素と酸化亜鉛との無定形の複合物は、良好な初期吸着性能を有し、吸着した気体の再放出がほとんどなく、洗濯により飽和した吸着性能が回復するので、好適に用いることができる。
本発明方法において、ハロゲン化脂環式化合物微粒子の平均粒径は5.0μm以下であり、より好ましくは0.1〜2.0μmである。平均粒径が0.1μm未満であると、洗濯耐久性のある防炎性を付与することができるが、微粒子化に長時間を要するわりに、それに見合う性能の向上が見られないおそれがある。平均粒径が5.0μmを超えると、防炎性の洗濯耐久性が不十分となるおそれがある。
これらの乳化剤の使用量に特に制限はないが、二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物及びハロゲン化脂環式化合物のそれぞれに対して、0.01〜10質量%であることが好ましく、0.05〜8質量%であることがより好ましい。
本発明方法においては、二酸化ケイ素と酸化亜鉛の複合物微粒子と、ハロゲン化脂環式化合物微粒子を含有する分散液において、二酸化ケイ素と酸化亜鉛の複合物微粒子と、ハロゲン化脂環式化合物微粒子の質量比が1:5〜5:1であることが好ましく、1:3〜3:1であることがより好ましい。二酸化ケイ素と酸化亜鉛の複合物微粒子とハロゲン化脂環式化合物微粒子の質量比が1:5未満であると、消臭性及び抗菌性が弱くなるおそれがある。二酸化ケイ素と酸化亜鉛の複合物微粒子とハロゲン化脂環式化合物微粒子の質量比が5:1を超えると、防炎性が弱くなるおそれがある。分散液中の二酸化ケイ素と酸化亜鉛の複合物微粒子と、ハロゲン化脂環式化合物微粒子の濃度に特に制限はなく、繊維素材を処理する方法や、要求される性能に応じて適宜選択することができる。
本発明方法を適用し得る繊維素材に特に制限はなく、例えば、綿、絹、ウールなどの天然繊維、ポリアミド繊維、ポリウレタン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維などの合成繊維、アセテートなどの半合成繊維、レーヨンなどの再生繊維、綿/ポリエステル、ナイロン/スパンデックスなどの複合繊維、混紡繊維などを挙げることができる。また、繊維素材の形態にも特に制限はなく、例えば、織物、編物、不織布、糸、ワタなどを挙げることができる。
本発明方法において、二酸化ケイ素と酸化亜鉛の複合物微粒子とハロゲン化脂環式化合物微粒子とを含有する分散液で繊維素材を処理する方法に特に制限はなく、例えば、浸漬法、パディング法、コーティング法、スプレー法などを適用することができる。また、繊維素材に付着させる分散液の量は、二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物微粒子の付着量が0.01〜10質量%owfとなるように設定することが好ましく、0.05〜8質量%owfとなるように設定することがより好ましい。繊維素材に分散液を付着させたのち、ソーピング工程、乾燥工程を経ることにより、防炎消臭抗菌性繊維製品を得ることができる。ソーピング条件や、乾燥や熱処理の温度や時間については特に制限がなく、繊維素材に合わせて適宜設定することができる。
なお、実施例及び比較例において、得られた防炎消臭抗菌性繊維製品の防炎性、消臭性及び抗菌性は、下記の方法に従って試験し、評価した。
(1)防炎性
得られた処理布を、JIS L 1018(1999)のE−2法にしたがってドライクリーニングし、供試布とした。昭和48年消防庁告示第11号「防炎性能に係わる耐洗濯性能の基準」に従い、消防法の45度ミクロバーナー法(JIS L 1091(1999)A−1法、着炎時間3秒)によりドライクリーニング前後の防炎性を評価した。試験は5回行い、5回の残炎時間の平均値を求めた。
(2)消臭性
得られた処理布について、洗濯前及び洗濯10回後のアンモニアに対する消臭性能を評価した。洗濯方法は、JIS L 0217(1995)付表1の103法に従った。すなわち、JAFET洗剤40mLを使用し、浴比1:30として、40℃で5分間洗濯したのち、排水及び脱水し、2分間のオーバーフロー濯ぎを2回線り返した。この工程を洗濯1回とし、10回繰り返して洗濯10回とした。洗濯10回後、処理布をさらに5分間オーバーフロー濯ぎし、次いで、風乾させた。洗濯前及び洗濯10回後の処理布は、それぞれ、20℃、65%RHの条件下に24時間放置し、処理布の調湿を行った。
処理布(10cm×10cm)1枚を5Lテドラーバッグに入れ、バッグ中の空気を脱気したのち、アンモニア100ppm(容量比)を含有する空気3Lを注入し、密封した。20℃で2時間放置したのち、検知管にてアンモニアの残留濃度を測定した。また、空試験として、処理布を入れることなく、同様に試験を行って残留濃度を測定した。消臭率(%)を次式より産出した。
消臭率(%)={1−(試料の残留濃度)/(空試験の残留濃度)}×100
(3)抗菌性
得られた処理布について、洗濯前及び洗濯10回後の抗菌性を評価した。なお、洗濯は前記(2)消臭性で述べた方法と同様にして行った。
洗濯後、風乾した処理布について、JIS L 1902(2002)の定量試験法に準拠して、黄色ブドウ球菌を用いて試験し、静菌活性値を求めた。
二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物[ラサ工業(株)、シュークレンズKD−211G、二酸化ケイ素60質量%、酸化亜鉛22質量%、微粉末10μmカット品]300g、ポリエチレングリコールモノ(トリスチリルフェニル)エーテル[日華化学(株)、3SP−110]1g及び水699gを混合し、パールミルで微粒子化分散し、微分散液Aを得た。平均粒径は、0.50μmであった。
比較調製例1
二酸化ケイ素と酸化亜鉛の複合物[ラサ工業(株)、シュークレンズKD−211G、二酸化ケイ素60質量%、酸化亜鉛22質量%、微粉末10μmカット品]300g、ポリエチレングリコールモノ(トリスチリルフェニル)エーテル[日華化学(株)、3SP−110]1g及び水699gを混合し、微分散液aを得た。平均粒径は、3.65μmであった。
調製例2
1,2,5,6,9,10−ヘキサブロモシクロドデカン450g、ポリエチレングリコールモノ(トリスチリルフェニル)エーテル[日華化学(株)、3SP−110]10g及び水540gを混合し、パールミルで微粒子化分散して微分散液Bを得た。平均粒径は、0.50μmであった。
比較調製例2
1,2,5,6,9,10−ヘキサブロモシクロドデカン450g、ポリエチレングリコールモノ(トリスチリルフェニル)エーテル[日華化学(株)、3SP−110]10g及び水540gを混合し、分散液bを得た。平均粒径は、10μmであった。
調製例1で得られた微分散液A15質量部、調製例2で得られた微分散液B20質量部及び水65質量部を混合し、均一になるまで撹拝して繊維処理用の分散液を調製した。
この分散液を用いて、ポリエステル100%織物をピックアップ80質量%の条件でパディング処理したのち、120℃で2分間乾燥し、さらに190℃で1分間熱処理した。処理後、ソーダ灰2g/L及びソーピング剤[日華化学(株)、エスクードFR]2g/Lを含有するソーピング浴中で、80℃で2分間還元洗浄したのち10分間水洗いし、120℃で2分間乾燥し、次いで、190℃で1分間熱処理することにより、防炎消臭抗菌性ポリエステル織物を得た。
得られた防炎消臭抗菌性ポリエステル織物の残炎時間は0秒であり、消臭率は99%であり、静菌活性値は5.5超であった。ドライクリーニング後の残炎時間及び洗濯10回後の消臭率と静菌活性値にも、変化はなかった。
実施例2
ポリエステル100%織物の代わりに、アクリル100%編物を処理した以外は、実施例1と同様にして、防炎消臭抗菌性アクリル編物を得た。
得られた防炎消臭抗菌性アクリル編物の残炎時間は0秒であり、消臭率は99%であり、静菌活性値は5.5超であった。ドライクリーニング後の残炎時間は0秒であり、洗濯10回後の消臭率は98%であり、静菌活性値は4.0であった。
実施例3
ポリエステル100%織物の代わりに、ポリエステル65%綿35%織物を処理した以外は、実施例1と同様にして、防炎消臭抗菌性ポリエステル綿織物を得た。
得られた防炎消臭抗菌性ポリエステル棉織物の残炎時間は0秒であり、消臭率は99%であり、静菌活性値は5.5超であった。ドライクリーニング後の残炎時間は0秒であり、洗濯10回後の消臭率は99%であり、静菌活性値は5.4であった。
調製例1で得られた微分散液Aの代わりに、比較調製例1で得られた分散液aを使用して繊維処理用の分散液を調製した以外は、実施例1と同様にして処理布を得た。
得られた処理布の残炎時間は0秒であり、消臭率は99%であり、静菌活性値は5.5超であった。洗濯10回後に、消臭率が35%に低下した。
比較例2
調製例2で得られた微分散液Bの代わりに、比較調製例2で得られた分散液bを使用して繊維処理用の分散液を調製した以外は、実施例1と同様にして処理布を得た。
得られた処理布の残炎時間は0秒であり、消臭率は99%であり、静菌活性値は5.5超であった。ドライクリーニング後に残炎時間30秒となり、洗濯10回後に消臭率が45%に低下した。
比較例3
調製例1で得られた微分散液A15質量部及び水85質量部を均一になるまで撹拌して繊維処理用の分散液を調製した。この分散液を用いて実施例1と同様にして処理布を得た。
得られた処理布の残炎時間は50秒であり、消臭率は99%であり、静菌活性値は5.5超であった。ドライクリーニング後の残炎時間は50秒であり、洗濯10回後の消臭率は24%であり、静菌活性値は1未満であった。
比較例4
調製例2で得られた微分散液B20質量部及び水80質量部を均一になるまで撹拌して繊維処理用の分散液を調製した。この分散液を用いて実施例1と同様にして処理布を得た。
得られた処理布の残炎時間は0秒であり、消臭率は20%であり、静菌活性値は1未満であった。ドライクリーニング後の残炎時間及び洗濯10回後の消臭率と静菌活性値にも、変化はなかった。
比較例5
調製例1で得られた微分散液A15質量部、調製例2で得られた微分散液B20質量部、アクリル樹脂エマルジョン[日華化学(株)、ネオステッカーARS−2、加熱残分50質量%]10質量部及び水55質量部を混合し、均一になるまで撹拝して繊維処理用の分散液を調製した。この分散液を用いて実施例1と同様にして処理布を得た。
得られた処理布の残炎時間は30秒であり、消臭率は99%であり、静菌活性値は5.5超であった。ドライクリーニング後の残炎時間及び洗濯10回後の消臭率と静菌活性値にも、変化はなかった。
実施例1〜3及び比較例1〜5の繊維素材、二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物微粒子の平均粒径、ヘキサブロモシクロドデカン微粒子の平均粒径及びバインダーを第1表に示し、ドライクリーニング又は洗濯10回前後の残炎時間、消臭率及び静菌活性値を第2表に示す。
実施例1〜3と同一の物質を使用しているが、二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物微粒子の平均粒径が3.65μmである分散液を用いた比較例1においては、防炎性は良好であり、また、洗濯前の消臭性及び抗菌性も良好である。しかし、洗濯により、消臭性が著しく低下し、洗濯耐久性に劣っている。
また、ヘキサブロモシクロドデカン微粒子の平均粒径が10μmである分散液を用いた比較例2においては、ドライクリーニング前の防炎性、洗濯前の消臭性及び抗菌性は優れているが、ドライクリーニングにより防炎性が低下し、洗濯により消臭性が低下している。これらの結果から、各成分の平均粒径が、防炎性、消臭性、抗菌性の洗濯耐久性の発現に大きく影響を及ぼすことが分かる。
微分散液Aのみを用いた比較例3においては、防炎性が発現せず、消臭性及び抗菌性に洗濯耐久性が見られず、微分散液Bと混合してはじめて洗濯耐久性が発現することが分かる。微分散液Bのみを用いた比較例4においては、洗濯耐久性を有する防炎性が得られるが、消臭性と抗菌性は発現しない。
実施例1〜3と全く同じ二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物微粒子とヘキサブロモシクロドデカン微粒子を用いても、分散液にバインダーを配合した比較例5では、消臭性と抗菌性は良好であり、洗濯後も性能が維持されるが、防炎性はドライクリーニング前であっても著しく劣り、バインダーによる防炎阻害が生じることが分かる。
Claims (4)
- 平均粒径が3.0μm以下の二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物微粒子と、平均粒径が5.0μm以下のハロゲン化脂環式化合物微粒子とを含有し、バインダーを含有しない分散液により、繊維素材を処理することを特徴とする防炎消臭抗菌性繊維製品の製造方法。
- 二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物微粒子と、ハロゲン化脂環式化合物微粒子との配合割合が、質量比で1:5〜5:1である請求項1に記載の防炎消臭抗菌性繊維製品の製造方法。
- 二酸化ケイ素と酸化亜鉛との複合物微粒子において、二酸化ケイ素と酸化亜鉛の質量比が、1:1〜5:1である請求項1又は請求項2に記載の防炎消臭抗菌性繊維製品の製造方法。
- 請求項1、請求項2又は請求項3に記載の製造方法により得られる防炎消臭抗菌性繊維製品。
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