(57)【要約】【課題】複写機、エアコン、空気清浄機、プリンター等から発生するＶＯＣや臭気ガス等を効率よく除去することができるポリアミド繊維であって、暗所な環境下においても十分な吸着性能を有し、かつ吸着性能の耐久性に優れ、加工性にも優れ、フィルター等の繊維製品に好適に使用することができるポリアミド繊維を提供する。【解決手段】単糸の横断面形状において、二酸化珪素、酸化亜鉛及びアルミノ珪酸塩の混合物微粒子を含有するポリアミドが繊維表面の少なくとも一部を占めるように配されており、繊維中の該混合物微粒子の含有量が繊維質量に対して0.1〜30質量％であるポリアミド繊維。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
単糸の横断面形状において、二酸化珪素、酸化亜鉛及びアルミノ珪酸塩の混合物微粒子を含有するポリアミドが繊維表面の少なくとも一部を占めるように配されており、繊維中の該混合物微粒子の含有量が繊維質量に対して０．１〜３０質量％であることを特徴とするポリアミド繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、キシレン等に代表されるＶＯＣ（有機性揮発物質）や悪臭成分等の汚染ガスの吸着性能に優れ、エアコン、空気清浄機、プリンター、複写機などから発生するＶＯＣを除去することができるフィルター等各種製品に好適に使用できるポリアミド繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、シックハウス症候群に代表されるように、住宅建材や家具等から発生するアルデヒド類の有害物質による生活環境の問題が深刻化してきている。また、住宅だけに限らず、オフィス内や車両内等においても、様々な悪臭に対する関心が高まり、例えば、複写機、エアコンや空気清浄機等の家電製品から発生する有害物質、壁紙等に使用されている塗料等から発生するトルエンやキシレン等の芳香環を有した難分解性のＶＯＣを軽減させる性能を有する製品が望まれている。
【０００３】
生活環境には塩基性臭気成分、酸性臭気成分、アルデヒド等の中性臭気成分等が存在し、これらの複数の臭気成分を同時に効率よく除去することは困難である。
例えば、家電製品等に使用されるフィルター用途等においては、悪臭成分ガス吸着性を改善する為に様々な方法が提案されている。例えば、活性炭を吸着剤として使用する方法や活性炭繊維を使用する方法は数多く提案されている。
【０００４】
活性炭を主とする固体吸着剤では、造粒または破砕状に加工されフィルター形状に成形されたものや、粒状活性炭に分解触媒等を担持させ、ハニカム構造のフィルター等も提案されている。ところが、従来の活性炭を採用したフィルターは、活性炭自体のホルムアルデヒドやＶＯＣなどの吸着能力が小さいために、例えば、アミン化合物等を表面に化学修飾させ吸着能力を高める必要があったのに加え、飽和容量を超えた場合には、吸着種の再放出の懸念や活性炭自体の脱落等起こり、取り扱いが困難であるという問題があった。
【０００５】
また、天然の針葉樹、広葉樹からの抽出物あるいは緑茶からの抽出物等を後加工により繊維製品の表面に付着させる方法が提案されているが、後加工により機能を付与するため耐久性に問題があった。
【０００６】
そこで、繊維や布帛の一部に吸着性能を有する多孔質物質と酸化チタン光触媒を用い、光触媒効果により有機物を分解・除去しようとする試みが広く行われている。しかしながら、上記の光触媒は、太陽光の紫外線が当たらなければ効果が生じず、また、チタン表面の表面効果であるため、離れたところでの吸着効果は全く得られないという大きな欠点があった。さらに、光触媒は有機物等を炭酸ガスと水に分解するという機能を有する反面、強い酸化力により繊維自体が分解したり着色するという問題があった。
【０００７】
このため、改善策として、例えば特許文献１や特許文献２において、架橋型樹脂やバインダー樹脂を用いて、繊維布帛の表面に光触媒を固着させる方法が開示されている。
【０００８】
しかしながら、この方法では光触媒自体が樹脂に覆われてしまい、せっかくの効果が得られ難く、また、加工途中などでコーティングされた吸着物質が脱落して、性能が低下するという問題や製造工程の増加に伴うコスト面等においても課題があった。
【０００９】
吸着剤を繊維に担持させた消臭繊維も提案されている。例えば、特許文献３や特許文献４には金属フタロシアニンを担持した消臭繊維が開示されており、触媒的に悪臭成分を分解する方法が挙げられているが、金属フタロシアニンの触媒活性が弱く、臭気成分の吸着効果は十分ではなかった。
【００１０】
さらに、特許文献５では、酸化亜鉛と二酸化ケイ素とで構成されたアモルファス構造のケイ酸亜鉛粒子を繊維中に練りこんだ消臭繊維、特許文献６や特許文献７では四価金属の水不溶性リン酸塩と二価金属の水酸化物を含有する吸着組成物を繊維中に複合または配合した消臭繊維が提案されている。しかしながら、これらも臭気成分の吸着効果は十分ではなく、ベンゼンやスチレンといったＶＯＣの吸着効果も不十分なものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１８７９号
【特許文献２】特開２００１−２５４２８１号
【特許文献３】特開昭６２−６９８５号
【特許文献４】特開昭６２−６９８６号
【特許文献５】特開平２−９１２０９号
【特許文献６】特表平５−５０４０９１号
【特許文献７】特開平６−４７２７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
複写機、エアコン、空気清浄機、プリンター等から発生するＶＯＣや臭気ガス等を効率よく除去することができるポリアミド繊維であって、暗所な環境下においても十分な吸着性能を有し、かつ吸着性能の耐久性に優れ、加工性にも優れ、フィルター等の各種製品に好適に使用することができるポリアミド繊維を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記課題を解決するために検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、単糸の横断面形状において、二酸化珪素、酸化亜鉛及びアルミノ珪酸塩の混合物微粒子を含有するポリアミドが繊維表面の少なくとも一部を占めるように配されており、繊維中の該混合物微粒子の含有量が繊維質量に対して0.1〜30質量％であることを特徴とするポリアミド繊維を要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のポリアミド繊維は、吸着剤として二酸化珪素、酸化亜鉛及びアルミノ珪酸塩の混合物微粒子を用い、この吸着剤を含有するポリアミドが繊維表面の少なくとも一部を占めるように配されているため、複写機、エアコン、空気清浄機、プリンター等から発生するＶＯＣに対して十分な吸着性能を有するものである。つまり、使用する環境が暗所であったり、低濃度のＶＯＣの場合であっても十分に吸着することができ、さらには吸着性能の耐久性にも優れる。
また、紡糸、延伸、後加工工程での工程通過性も良好であり、操業性よく得ることが可能である。
本発明のポリアミド繊維を織編物、不織布、シート等の少なくとも一部に用いることで、ＶＯＣに対する吸着性能を必要とする各種の製品（例えばエアコン等のフィルター）を得ることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のポリアミド繊維は、吸着剤として二酸化珪素、酸化亜鉛及びアルミノ珪酸塩の混合物微粒子を用い、この吸着剤を含有するポリアミドが単糸の横断面形状において、繊維表面の少なくとも一部を占めるように配されたものである。
【００１６】
つまり、本発明のポリアミド繊維は、マルチフィラメントでもモノフィラメントでもよいが、単糸の横断面形状（繊維軸方向に沿って垂直に切断した断面の形状）において吸着剤を含有するポリアミドが繊維表面の少なくとも一部を占めているものである。
【００１７】
吸着剤を含有するポリアミドが繊維表面の少なくとも一部を占める形状としては、吸着剤を含有するポリアミドのみからなるもの（単一成分型のもの）や、吸着剤を含有するポリアミドと他のポリマーからなる複合型のものがある。
【００１８】
本発明のポリアミド繊維において吸着性能を向上させるには、吸着剤を含有するポリアミドが繊維表面の全てを占めていることが好ましく、したがって、単一成分型のものや吸着剤を含有するポリアミドが鞘部を占める芯鞘複合型のものとすることが好ましい。
【００１９】
芯鞘複合型とする場合には、同心芯鞘型であっても偏心芯鞘型であってもよい。また、生産性を考慮すると芯部は１つのものとすることが好ましいが、複数有するものであってもよく、複数の芯部を有する場合は、芯部の数を２〜１０個とすることが好ましい。
【００２０】
なお、複合型の他の形状としては、サイドバイサイド型や多層型のもの、繊維表面の一部にのみ吸着剤を含有するポリアミドが露出した形状のもの等が挙げられる。
【００２１】
本発明において吸着剤を含有させるポリアミドとしては、分子内にアミド基を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えばナイロン４、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６９、ナイロン４６、ナイロン６１０、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６T、ナイロン９T、ポリメタキシレンアジパミドが挙げられ、これらの成分を共重合したものやブレンドしたものであってもよい。
【００２２】
また、本発明の効果を損なわない範囲であれば、上記したポリアミド（ホモポリマー、共重合物、ブレンド物ともに）は他の成分が共重合又はブレンドされていてもよい。このような場合、上記したポリアミドを８０モル％以上含むものとすることが好ましい。８０モル％未満であるとポリアミド成分が本来有している優れた強靭性、衝撃吸収性、柔軟性等を失うこととなりやすい。
【００２３】
さらには、ポリアミド中には必要に応じて、熱安定性、結晶核剤、艶消し剤、顔料、耐光剤、耐候剤、酸化防止剤、抗菌剤、香料、可塑剤、染料、界面活性剤、表面改質剤、各種無機及び有機電解質、微粉体、難燃剤等の各種添加剤や結節強度を高める脂肪酸アミド類、例えばメタキシレンビスステアリルアミド、メタキシリレンビスオレイルアミド、キシレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリルアミド、エチレンビスステアリル酸アミド等を本発明の効果を損なわない範囲で添加することができる。
【００２４】
本発明においては、このようなポリアミド中に含有させる吸着剤として、二酸化珪素、酸化亜鉛及びアルミノ珪酸塩の混合物微粒子を用いるものである。このような混合物微粒子はＶＯＣに対して十分な吸着性能を有するものであり、吸着性能の耐久性にも優れる。
【００２５】
混合物微粒子中の二酸化珪素の含有量は４０〜５０％、酸化亜鉛の含有量が１０〜２０％、アルミノ珪酸塩の含有量は１５〜３０％であることが好ましい。混合物微粒子中には水が含まれていてもよく、含有量は１５％以下とすることが好ましい。
【００２６】
また、混合物微粒子中にはアミンが混合されていてもよい。アミンはアルデヒド類の吸着に効果があり、ＶＯＣ吸着性能を向上させるには有効である。混合物微粒子中のアミンの含有量は０．５〜３．０％とすることが好ましい。
【００２７】
さらに、混合物微粒子は繊維表面に配されるポリアミド中に含有されるものであるため、紡糸、延伸、加工時の操業性を考慮すると、粒径は１〜２０μｍとすることが好ましい。
【００２８】
上記したような二酸化珪素、酸化亜鉛及びアルミノ珪酸塩の混合物微粒子の吸着剤としては、ラサ工業株式会社製の『シュークレンズ』ＫＤ−４１１を用いることができる。
【００２９】
そして、本発明のポリアミド繊維は、上記したように単一成分型でも複合型でもよいが、二酸化珪素、酸化亜鉛及びアルミノ珪酸塩の混合物微粒子の繊維中の含有量は、繊維質量に対して０．１〜３０質量％であり、中でも０．５〜２０質量％であることが好ましく、さらには１．０〜１５質量％であることが好ましい。
【００３０】
該混合物微粒子の含有量が繊維質量に対して０．１質量％未満であると、ＶＯＣ吸着性能に乏しいものとなり、吸着性能の耐久性にも乏しいものとなる。一方、該混合物微粒子の含有量が繊維質量に対して３０質量％を超えると、紡糸、延伸、加工時に糸切れ等が発生して操業性が悪化し、強度、伸度等の物性値や品位に劣るものとなる。
【００３１】
ポリアミド中に該混合物微粒子を含有させるには、重合時または重合直後に添加・含有する方法、予めポリアミド中に該混合物微粒子を高濃度に含有するマスターチップを製造しておき、それを使用する方法、紡糸工程までの任意の段階で該混合物微粒子をポリアミドに添加、混合する方法を採用することができる。
【００３２】
本発明のポリアミド繊維は、前記したようにマルチフィラメント、モノフィラメントのいずれであってもよいが、マルチフィラメントの場合、単糸繊度１〜２００dtex、総繊度３０〜３０００dtexとすることが好ましい。モノフィラメントの場合は、１００〜１００００dtexとすることが好ましい。
【００３３】
また、本発明のポリアミド繊維の単糸の横断面形状は丸断面のみならず、異形断面であってもよい。吸着性能を向上させるには比表面積の大きな繊維とすることが好ましく、このため、単糸の断面形状は異形にすることが好ましい。例えば、三角、四角等の多角形状のものや、３葉、４葉等の多葉形状のもの、Ｔ字型、Ｕ字型、Ｖ字型、Ｈ字型、Ｙ字型、Ｗ字型等のものを挙げることができる。また、中空部を有するものでもよい。
【００３４】
次に、本発明のポリアミド繊維（単一成分型）の製造方法について一例を用いて説明する。予めポリアミド中に混合物微粒子を高濃度に含有するマスターチップを製造しておき、これを紡糸時にポリアミドに添加、混合して溶融紡糸を行う。
紡糸口金より紡出された糸条を冷却固化し、紡糸油剤を付与し、一旦巻き取った後又は巻き取ることなく延伸する。延伸倍率、延伸温度等は得ようとするポリアミド繊維の強度、伸度等に応じて適宜調整する。そして、巻取機にて巻き取る。
【実施例】
【００３５】
次に、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、実施例における特性値（吸着性能）の測定は以下のとおりに行った。
（ベンゼンガス吸着性能）
試料として得られたポリアミド繊維１gを容量１．５リットルのテドラーバッグに入れ、初期濃度５０ppmになるようにベンゼンガスを入れて密閉した。３０分間放置後、検知管でテドラーバッグ中の残留ベンゼンガス濃度を測定し次式に従い除去率(％)を算出した。
除去率（％）＝[（初期濃度−残留ガス濃度）／初期濃度]×１００  
（スチレンガス吸着性能）
ベンゼンガスに代えてスチレンガスを用いて、上記のベンゼンガス吸着性能と同様にして測定を行い、スチレンガスの除去率（％）を算出した。
両性能の除去率を以下のように３段階で評価した。
○：除去率が９０％以上
△：除去率が７０％以上９０％未満
×：除去率が７０％未満
【００３６】
実施例１
ポリアミドとして、相対粘度が２．５（９６質量％硫酸を溶媒として、濃度１ｇ/ｄｌ、温度２５℃で測定）のナイロン６を用い、二酸化珪素、酸化亜鉛及びアルミノ珪酸塩の混合物微粒子として、ラサ工業株式会社製の『シュークレンズ』ＫＤ−４１１を用いた。
ナイロン６中に二酸化珪素、酸化亜鉛及びアルミノ珪酸塩の混合物微粒子が２０質量％含有されたマスターチップを作成しておき、このマスターチップとナイロン６チップとをエクストルーダー型溶融紡糸機に供給した。このとき、繊維中の該混合物微粒子の含有量が３．０質量％となるように調整した。
そして、紡糸孔の直径０．４ｍｍ、孔数４８の紡糸口金を用い、紡糸温度２６５℃で溶融紡糸を行った。紡糸速度６１３ｍ／分で紡糸し、紡出した糸条を冷却固化した後、紡糸油剤を付与し、速度２４５０ｍ／分で巻き取り、総繊度４７０dtexのポリアミド繊維（単一成分型、丸断面形状のマルチフィラメント）を得た。
【００３７】
実施例２、比較例１〜３
マスターチップの供給量を変更し、繊維中の二酸化珪素、酸化亜鉛及びアルミノ珪酸塩の混合物微粒子の含有量が表１に示す値となるようにした以外は、実施例１と同様にしてポリアミド繊維を得た。
【００３８】
比較例４
二酸化珪素、酸化亜鉛及びアルミノ珪酸塩の混合物微粒子に変えて、二酸化珪素と酸化亜鉛の混合物微粒子（ラサ工業株式会社製の『シュークレンズ』ＫＤ−２１１）を用いた以外は、実施例１と同様にしてポリアミド繊維を得た。
【００３９】
実施例１〜２、比較例１〜４で得られたポリアミド繊維の特性値を表１に示す。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１から明らかなように、実施例１〜２のポリアミド繊維は、二酸化珪素、酸化亜鉛及びアルミノ珪酸塩の混合物微粒子の繊維中の含有量が適量であったため、ベンゼン吸着性能、スチレン吸着性能ともに優れていた。
一方、比較例１のポリアミド繊維は二酸化珪素、酸化亜鉛及びアルミノ珪酸塩の混合物微粒子を含有しなかったため、比較例２のポリアミド繊維は該微粒子の繊維中の含有量が少なすぎたため、比較例４のポリアミド繊維は該微粒子に代えて、二酸化珪素と酸化亜鉛の混合物微粒子を含有したものであったため、いずれの繊維もベンゼン吸着性能、スチレン吸着性能に劣るものであった。比較例３では、該微粒子の繊維中の含有量が多すぎたため、紡糸、延伸時に糸切れが多発し、繊維を得ることができなかった。