JPH05179568A - 紫外線防止用繊維処理剤および紫外線防止処理した織布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 繊維に対する紫外線防止処理が容易で、かつ
紫外線防止効果が優れ、しかもその持続性が優れている
とともに、蛍光染料の蛍光励起現象に悪影響を及ぼさな
い紫外線防止用繊維処理剤を提供する。 【構成】 アクリル系、グリオキザール系、シリコーン
系、ウレタン系、メラミン系、フッ素系などの繊維加工
用の水溶性樹脂またはエマルジョン樹脂の固形分１００
重量部に対して平均粒子径０．０１〜０．１μｍの微粒
子状金属酸化物（たとえば、微粒子状二酸化チタンな
ど）を３〜６５重量部配合して、紫外線防止用繊維処理
剤とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維に対して紫外線防
止機能を付与する紫外線防止用繊維処理剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽光線中の紫外線（一般に１〜３８０
ｎｍの波長範囲の電磁波をいう）のうち、近紫外領域
（３００ｎｍ以上）に属するＵＶ−Ａ波は、皮膚を黒ず
ませ、シミ、ソバカスの原因になるなど、皮膚の老化を
促進し、また、ＵＶ−Ｂ波は、皮膚を赤くはれさせた
り、火照らせたり、水泡を生じさせるなど、皮膚に悪影
響を及ぼすことが知られている。

【０００３】そのため、化粧品においては、従来から紫
外線を防止するための種々の商品が開発されているが、
最近では衣服などの繊維製品にも紫外線を防止する機能
を保持させることが要望され、紫外線防止用の商品が開
発されはじめている。

【０００４】このような繊維製品に紫外線防止機能を付
与する手段としては、光反射セラミックスや紫外線吸収
剤を紡糸の段階で練り込んだり、紫外線吸収剤を繊維表
面に吸着させたり、あるいは紫外線吸収剤を樹脂に分散
させ、それを繊維表面にコーティングする方法などが採
用されている〔たとえば、「加工技術」、Ｖｏｌ．２
６，Ｎｏ．１０（１９９１）、ｐ６４９〕。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
で使用されてきた紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール
系、サリチル酸系、ベンゾフェノン系などの有機系紫外
線吸収剤であり、これらは、劣化しやすく、早期にその
効果を失ったり、あるいは劣化による着色を引き起こす
という問題があった。

【０００６】また、光反射セラミックスを紡糸の段階で
練り込む場合は、光反射セラミックスの分散性が悪いた
め、分散性を向上させるための特殊なマスター・バッチ
を必要としたり、糸切れを引き起こすなどの問題があっ
た。

【０００７】本発明は、上記従来技術における問題点を
解消し、繊維に対する紫外線防止処理を容易に行うこと
ができ、かつ紫外線防止効果が優れ、しかもその持続性
が優れた紫外線防止用繊維処理剤を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、繊維の樹脂加
工に通常に用いられている水溶性樹脂またはエマルジョ
ン樹脂の固形分１００重量部に対して平均粒子径０．０
１〜０．１μｍの微粒子状金属酸化物を３〜６５重量部
配合して、紫外線防止用繊維処理剤とすることにより、
上記目的を達成したものである。

【０００９】すなわち、本発明の紫外線防止用繊維処理
剤は、後に詳述するように適度の濃度に希釈した処理液
を調製し、その処理液にたとえば織布などを浸漬するこ
とによって、織布などの紫外線防止処理をすることがで
きるので、光反射セラミックスを練り込む場合のような
特殊なマスター・バッチを必要とせず、紫外線防止処理
を容易に行うことができ、しかも微粒子状金属酸化物の
紫外線遮蔽作用が優れているので、優れた紫外線防止効
果が得られ、かつ微粒子状金属酸化物が無機質であっ
て、有機系の紫外線吸収剤に比べて劣化に対する耐性が
はるかに優れているので、紫外線防止効果の持続性が優
れている。

【００１０】本発明の紫外線防止用繊維処理剤の調製に
あたって使用するエマルジョン樹脂としては、たとえ
ば、アクリル系樹脂（たとえば、商品名：プライマルＴ
Ｒ−４９、日本アクリル化学社製）、グリオキザール系
樹脂（たとえば、商品名：ユーラミンＴ−ＴＳ−１０、
三井東圧化学社製）、シリコーン系樹脂（たとえば、商
品名：ライトシリコンＲ−５５０Ｎ、共栄社油脂化学工
業社製）、ウレタン系樹脂（たとえば、商品名：エラス
トロンＭＦ−9 、第一工業製薬社製）、メラミン系樹脂
（たとえば、商品名：スミテックスレジンＭ−６、住友
化学工業社製）、フッ素系樹脂（たとえば、商品名：エ
ラスガード２００、第一工業製薬社製）などが好適なも
のとして挙げられる。

【００１１】本発明において使用する平均粒子径０．０
１〜０．１μｍの微粒子金属酸化物としては、たとえ
ば、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化
アルミニウム、酸化珪素、酸化アンチモンなどの白色系
金属酸化物の微粒子が好適に用いられる。特に二酸化チ
タンや酸化亜鉛の微粒子が好ましい。

【００１２】また、分散性、耐光性などを改善するため
に、上記微粒子状金属酸化物の表面にアルミナ、シリ
カ、チタニヤ、ジルコニウムなどをコーティングしたも
のも好適に用いることができる。

【００１３】本発明において、上記微粒子状金属酸化物
は平均粒子径が０．０１〜０．１μｍであることが必要
である。これは、微粒子状金属酸化物が波長の長い可視
光線を透過させ、着色せずかつ隠蔽力もなく透明である
ことが必要である上に、波長の短い紫外線を反射吸収し
て、紫外線を遮蔽する作用を有していることが必要であ
るからである。

【００１４】すなわち、微粒子状金属酸化物の平均粒子
径が０．０１μｍより小さい場合は紫外線遮蔽効果が小
さくなり、また微粒子状金属酸化物の平均粒子径が０．
１μｍより大きくなると可視光線も反射しはじめるため
不透明になる。

【００１５】本発明の紫外線防止用繊維処理剤において
は、繊維加工用の水溶性樹脂またはエマルジョン樹脂の
固形分１００重量部に対して上記平均粒子径０．０１〜
０．１μｍの微粒子状金属酸化物を３〜６５重量部配合
することが必要であり、特に８〜４５重量部配合するこ
とが好ましい。

【００１６】上記微粒子状金属酸化物の配合量が樹脂固
形分１００重量部に対して３重量部より少ない場合は、
繊維に対して紫外線防止機能を付与する効果が少なく、
また、上記微粒子状金属酸化物の配合量が樹脂固形分１
００重量部に対して６５重量部より多くなると、その紫
外線防止用繊維処理剤で処理した繊維の風合いが悪くな
り、また繊維に対する微粒子状金属酸化物の付着状態も
悪くなる。

【００１７】本発明の紫外線防止用繊維処理剤は、天然
繊維、人造繊維のいずれに対しても適用することができ
る。天然繊維としては、たとえば、木綿、絹、麻、羊毛
などが挙げられる。また、人造繊維としては、たとえ
ば、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ビニロン、ポ
リプロピレンなどの合成繊維、ビスコース・レーヨンな
どの再生繊維、アセテートなどの半合成繊維などを挙げ
られる。

【００１８】処理する際の繊維の形態としては、繊維そ
のもの自身、繊維製品、たとえば、フィラメント、糸、
織布、不織布、編物、さらには、ブラウス、スポーツウ
ェア、ストッキング、日傘の布地などの繊維完製品のい
ずれであってもよい。ただし、通常は、処理時の作業性
などの関係から、フィラメント、糸、織布などに対して
処理が行われ、処理後に必要に応じて所望の完製品に仕
上げられる。

【００１９】本発明の紫外線防止用繊維処理剤は、前述
したように繊維に対する紫外線防止処理が容易に行える
とともに、紫外線防止効果が優れ、しかもその持続性が
優れているが、従来の有機系の紫外線吸収剤に対して特
に優れている点は、蛍光染料の蛍光励起現象を消失させ
ないことである。

【００２０】これを詳しく説明すると、通常、織布の白
度を向上させるために蛍光染料が用いられている。特に
紫外線の遮蔽が最も必要となる夏物衣料においては、蛍
光白色が最も好まれる。

【００２１】蛍光白色染料を用いて蛍光処理した場合、
従来の有機系の紫外線吸収剤を使用すると、たとえば
「加工技術」、Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．１０（１９９
１）、第６５１頁に記載されているように、蛍光励起現
象が完全に消失されてしまい、所望の白度が得られなく
なる。

【００２２】しかし、本発明の紫外線防止用繊維処理剤
による場合は、微粒子状金属酸化物が蛍光染料に対して
悪影響を与えず、上記のような蛍光励起現象の消失が生
じない。それ故、蛍光白色染料で処理された織布などを
本発明の紫外線防止用繊維処理剤で後加工することによ
って、紫外線防止作用と白度の向上を併せて達成するこ
とができる。織布は白色系ばかりでなく、たとえば赤、
青、黄などで染色されたり、模様がデザインされたりし
ているが、本発明の紫外線防止用繊維処理剤は、その使
用する微粒子状金属酸化物の粒子径が可視光線の波長よ
り短いので、可視光線に対して透明であり、織布の色や
模様が白っぽくなるという、いわゆるカブリ現象を引き
起こさない。

【００２３】本発明の紫外線防止用繊維処理剤は、上述
した水溶性樹脂またはエマルジョン樹脂の固形分１００
重量部に平均粒子径０．０１〜０．１μｍの微粒子金属
酸化物を３〜６５重量部添加し分散させることによって
調製される。その際、必要に応じて、分散安定性の向上
をはかるため、分散剤としてアニオン活性剤、カチオン
活性剤、非イオン活性剤などを添加してよい。ただし、
活性剤を添加する場合は、樹脂の液性を考慮して凝固な
どが生じないように配慮することが望ましく、また、繊
維に蛍光処理を施さない場合は、紫外線吸収剤を併用す
ることもできる。

【００２４】本発明の紫外線防止用繊維処理剤を用いて
繊維を処理する際の具体的手段を、繊維として織布を用
いた場合を例に挙げて示すと、次の通りである。

【００２５】まず、本発明の紫外線防止用繊維処理剤を
水で３０〜２００ｇ／ｌ程度の濃度に希釈して処理液を
調製し、通常、その処理液中に織布を１〜６０秒間程度
浸漬し、絞り率６０〜９０％程度とした後、乾燥し、キ
ュア（焼付）する。そして、上記処理にあたっては、水
で希釈した場合に微粒子状金属酸化物が１〜２０ｇ／ｌ
程度の濃度になるようにすることが好ましい。

【００２６】

【実施例】つぎに、実施例および比較例を挙げて本発明
をより具体的に説明する。

【００２７】実施例１〜５および比較例１〜３ 下記に示す樹脂および微粒子状金属酸化物を表１に示す
組成で配合して実施例１〜５の紫外線防止用繊維処理剤
を調製し、試験布（綿ブロード４０番）に紫外線防止処
理をした。なお、表１に示す配合量はいずれも重量部で
あり、樹脂量は固形分量で示す。

【００２８】樹脂：プライマルＴＲ４９（商品名、アク
リル系樹脂、樹脂濃度５０重量％、日本アクリル化学社
製）

【００２９】微粒子状金属酸化物：ＭＴ−５００Ｂ（商
品名、二酸化チタン、平均粒子径０．０３５μｍ、テイ
カ社製）

【００３０】比較例１としては紫外線防止処理をしない
場合を選び、比較例２は樹脂だけで処理をし、比較例３
は水に従来の有機系の紫外線吸収剤を加えた処理液で処
理する場合を選んだ。紫外線吸収剤はサンガードＴ４０
（商品名、ベンゾトリアゾール系、センカ社製）を用
い、また、この紫外線吸収剤は実施例５の処理液にも添
加している。なお、表１の処理液濃度は試験布を浸漬す
る処理液中の紫外線防止用繊維処理剤の濃度を示してい
る。

【００３１】

【表１】

【００３２】処理および試験方法 試験布として綿ブロード４０番を使用し、この試験布を
表１に記載の各処理液に２５℃で１０秒間浸漬し、浸漬
後、マングル（ゴム・ローラー）で絞り率約７０％と
し、１００℃で３分間乾燥した後、１３０℃で１分間キ
ュアした。

【００３３】上記処理後の試験布の透過率を日立製作所
の自記分光光度計Ｕ−３４１０型で測定した。紫外線お
よび可視光線の一部を含む波長２９０〜４２０ｎｍの範
囲の透過率を表２に示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】表２に示すように、本発明の実施例１〜５
は、比較例１〜３に比べて、紫外領域の波長３８０ｎｍ
以下の透過率が小さく、紫外線防止効果が優れていた。

【００３６】なお、実施例５では従来使用の有機系紫外
線吸収剤を併用しているが、格別の相乗効果は認められ
なかった。

【００３７】実施例６〜７および比較例４〜６ 蛍光白色染料で蛍光処理した綿ブロード４０を紫外線防
止用繊維処理剤で処理して、その紫外線防止効果および
蛍光白度を調べた。

【００３８】蛍光処理、紫外線防止用繊維処理剤の組
成、紫外線防止処理、試験方法およびその結果は、次に
示す通りである。

【００３９】蛍光処理 試験布：綿ブロード４０ 蛍光白色染料：ＭｉＫｅｐｈｏｒ ＢＳｃｏｎｃ． （商品名、三井東圧染料社製）

【００４０】ＭｉＫｅｐｈｏｒ ＢＳｃｏｎｃ．の濃度
１重量％水溶液を調製し、その中に綿ブロード４０を浴
比１：３０にし、４０℃で３０分間浸漬することによ
り、蛍光処理を行った。

【００４１】紫外線防止用繊維処理剤の組成 表３に組成を示す。使用した樹脂、微粒子状金属酸化物
および紫外線吸収剤は前記実施例１などの場合と同じも
のである。

【００４２】なお、比較例４は蛍光処理した綿ブロード
４０に紫外線防止処理をまったく施さなかった場合を示
し、比較例５は水に従来の有機系の紫外線吸収剤（サン
ガードＴ４０、前出）を加えた処理液で処理した場合を
示し、比較例６は蛍光処理前の綿ブロード４０に紫外線
防止処理をまったく施さなかった場合を示す。

【００４３】

【表３】

【００４４】紫外線防止処理および試験方法 上記で蛍光処理した綿ブロード４０を表３の実施例６
〜７および比較例５に記載の処理液に２５℃で１０秒間
浸漬し、浸漬後、マングル（ゴムローラー）で絞り率約
７０％とし、１００℃で３分間乾燥した後、１３０℃で
１分間キュアすることによって、紫外線防止処理をし
た。

【００４５】上記のようにして紫外線防止処理をした綿
ブロード４０の反射率を日立製作所社製６０７形カラー
アナライザで波長３８０〜７８０ｎｍの範囲にわたって
測定した。波長３８０〜５８０ｎｍの範囲の反射率を図
１に示す。

【００４６】図１において、実施例６〜７と比較例４
は、同一の曲線で示されているが、これはそれらがほぼ
同じ反射特性を示したため、別の曲線で示すことが不可
能であったからである。

【００４７】図１に示すように、本発明の実施例６〜７
は、蛍光処理しただけで紫外線防止処理をしていない比
較例４とほぼ同じ反射特性を示し、有機系の紫外線吸収
剤で紫外線防止処理をした比較例５や綿ブロード４０そ
のものである比較例６に比べて、可視部の４２０〜４４
０ｎｍ付近の反射率が高く、紫外線防止処理を行ってい
るにもかかわらず、蛍光白度が高く保持されていた。

【００４８】つぎに、上記実施例６〜７および比較例４
〜６の綿ブロード４０について、前記実施例１などと同
様に透過率を測定した。波長２９０〜４２０ｎｍの透過
率を表４に示す。

【００４９】

【表４】

【００５０】表４に示すように、本発明の実施例６〜７
は、比較例４〜６に比べて、紫外領域の波長３８０ｎｍ
以下の透過率が低く、紫外線防止効果が優れていた。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、繊維
に対する紫外線防止処理が容易で、かつ紫外線防止効果
が優れ、しかもその持続性が優れた紫外線防止用繊維処
理剤を提供することができた。

【００５２】また、本発明の紫外線防止用繊維処理剤
は、蛍光染料の蛍光励起現象に悪影響を及ぼさないの
で、蛍光白色染料で蛍光処理された織布などに本発明の
紫外線防止用繊維処理剤で紫外線防止処理を行うことに
より、紫外線防止機能の付与と蛍光白度の向上とを併せ
て達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例６〜７と比較例４〜６の可視光
線反射特性を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０６Ｐ 5/00 ＤＢＡ 9160−4Ｈ １０４ 9160−4Ｈ (72)発明者 熊谷 安昭 岡山県岡山市西幸西1072 テイカ株式会社 岡山研究所内 (72)発明者 丹野 則幸 大阪市大正区船町１丁目３番47号 テイカ 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクリル系、グリオキザール系、シリコ
   ーン系、ウレタン系、メラミン系、フッ素系などの繊維
   加工用の水溶性樹脂またはエマルジョン樹脂の固形分１
   ００重量部に対して平均粒子径０．０１〜０．１μｍの
   微粒子状金属酸化物を３〜６５重量部配合してなること
   を特徴とする紫外線防止用繊維処理剤。
2. 【請求項２】 金属酸化物が二酸化チタンおよび／また
   は酸化亜鉛であることを特徴とする請求項１記載の紫外
   線防止用繊維処理剤。
3. 【請求項３】 蛍光染料で処理した繊布を請求項１記載
   の紫外線防止用繊維処理剤で処理したことを特徴とする
   紫外線防止機能を有する繊布。