(57)【要約】【課題】機能性微粒子が疎水性バインダー樹脂を介して繊維構造体に付与された機能性繊維構造体であって、ソフトな風合いを損なうことなく、特に優れた耐久性を有する機能性繊維構造体を提供する。【解決手段】繊維構造体を構成する単糸繊維に皮膜状に均一に付着した疎水性バインダー樹脂により、機能性微粒子が付着してなる繊維構造体であって、前記疎水性バインダー樹脂からなる皮膜層の上に撥水剤を含む撥水層が積層されてなることを特徴とする機能性繊維構造体。【選択図】図１
2006200082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維構造体を構成する単糸繊維に皮膜状に均一に付着した疎水性バインダー樹脂により、機能性微粒子が付着してなる繊維構造体であって、単糸繊維に付着した前記疎水性バインダー樹脂からなる皮膜層の上に撥水剤を含む撥水層が積層されてなることを特徴とする機能性繊維構造体。
【請求項２】
前記機能性微粒子の径ｄ（μｍ）と前記疎水性バインダー樹脂の皮膜厚みｔ（μｍ）との比ｄ／ｔが１．５〜１０の範囲である、請求項１に記載の機能性繊維構造体。
【請求項３】
機能性微粒子の径が０．１〜２μｍの範囲である、請求項１または請求項２に記載の機能性繊維構造体。
【請求項４】
機能性微粒子が金属酸化物からなる消臭性微粒子である、請求項１〜３のいずれかに記載の機能性繊維構造体。
【請求項５】
疎水性バインダー樹脂からなる皮膜層の厚みが０．０１〜１．３μｍの範囲内である、請求項1〜４のいずれかに記載の機能性繊維構造体。
【請求項６】
疎水性バインダー樹脂が架橋型シリコーン樹脂である、請求項1〜５のいずれかに記載の機能性繊維構造体。
【請求項７】
前記撥水層の厚みが０．００１〜０．１μｍの範囲内である、請求項1〜６のいずれかに記載の機能性繊維構造体。
【請求項８】
機能性繊維構造体の形態が布帛状である、請求項1〜７のいずれかに記載の機能性繊維構造体。
【請求項９】
機能性繊維構造体を構成する単糸繊維がポリエステル樹脂からなる、請求項1〜８のいずれかに記載の機能性繊維構造体。
【請求項１０】
機能性繊維構造体を構成する単糸繊維の直径が５〜４０μｍの範囲である、請求項1〜９のいずれかに記載の機能性繊維構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性微粒子が疎水性バインダー樹脂を介して繊維構造体に付与された機能性繊維構造体であって、ソフトな風合いを損なうことなく特に優れた洗濯耐久性を有する機能性繊維構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、快適生活を目指した生活環境の多様化に伴い、消臭性や抗菌性などの各種機能を有する繊維やそれを用いた繊維構造体が提案されている。例えば、消臭性などの機能性微粒子を含有する繊維形成性熱可塑性高分子化合物を溶融紡糸して得られた機能性繊維や、機能性微粒子を後加工によりバインダー樹脂を介して繊維構造体に付与して得られた機能性繊維構造体などが提案されている。
【０００３】
しかしながら、機能性微粒子を含有する繊維形成性熱可塑性高分子化合物を溶融紡糸して得られた機能性繊維は、ソフトな風合いと良好な耐久性を有するものの、機能性微粒子の種類によっては、紡糸工程において機能性微粒子の機能が低下する、紡糸性が損なわれるという問題があった。
【０００４】
一方、消臭などの機能性を有する機能性微粒子を、後加工によりバインダー樹脂を介して繊維構造体に付与して得られた機能性繊維構造体では、バインダー樹脂により繊維構造体の風合いが硬くなり、また機能の耐久性が十分でないという問題があった。後加工により繊維構造体の風合いが硬くなることを防ぐ方法として、繊維構造体を構成する単糸繊維にバインダー樹脂を皮膜状に付着させることも提案されている（例えば特許文献１参照）が、耐久性の点でいまだ十分とはいえなかった。
【特許文献１】特開２００４−２７００４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、機能性微粒子が疎水性バインダー樹脂を介して繊維構造体に付与された機能性繊維構造体であって、ソフトな風合いを損なうことなく特に優れた耐久性を有する機能性繊維構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、疎水性バインダー樹脂と機能性微粒子を含む加工剤を繊維構造体に付与し加熱乾燥させた後、さらにその上に撥水処理を施すことにより洗濯耐久性が大幅に向上することを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明に想到した。
【０００７】
かくして、本発明によれば「繊維構造体を構成する単糸繊維に皮膜状に均一に付着した疎水性バインダー樹脂により、機能性微粒子が付着してなる繊維構造体であって、単糸繊維に付着した前記疎水性バインダー樹脂からなる皮膜層の上に撥水剤を含む撥水層が積層されてなることを特徴とする機能性繊維構造体。」が提供される。
【０００８】
その際、前記機能性微粒子の径ｄ（μｍ）と前記疎水性バインダー樹脂の皮膜厚みｔ（μｍ）との比ｄ／ｔが１．５〜１０の範囲であることが好ましい。前記機能性微粒子の径としては０．１〜２μｍの範囲であることが好ましく、機能性微粒子が金属酸化物からなる消臭性微粒子であることが好ましい。また、疎水性バインダー樹脂からなる皮膜層の厚みとしては０．０１〜１．３μｍの範囲内であることが好ましい。かかる疎水性バインダー樹脂が架橋型シリコーン樹脂であることが好ましい。前記撥水層の厚みとしては０．００１〜０．１μｍの範囲内であることが好ましい。
【０００９】
本発明の機能性繊維構造体において、機能性繊維構造体の形態が布帛状であることが好ましい。また、機能性繊維構造体を構成する単糸繊維がポリエステル樹脂からなることが好ましい。さらには、機能性繊維構造体を構成する単糸繊維の直径が５〜４０μｍの範囲であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、機能性微粒子が疎水性バインダー樹脂を介して繊維構造体に付与された機能性繊維構造体であって、ソフトな風合いを損なうことなく特に優れた耐久性を有する機能性繊維構造体が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
まず、本発明の機能性繊維構造体において、繊維構造体の形態としては２次元構造や３次元構造など特に限定されないが、織編物、不織布などの布帛状（２次元構造）であることが好ましい。
【００１２】
かかる繊維構造体を構成する繊維材料については特に限定されず、木綿、絹、麻、羊毛などの天然繊維、レーヨン、キュプラ、アセテートなどの半合成繊維、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレンなどの合成繊維、なかでもポリエステル繊維が好適である。
【００１３】
かかるポリエスエル繊維としては、テレフタル酸を主たるジカルボン酸成分とし、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコールから選ばれた少なくとも１種のアルキレングリコールを主たるグリコール成分とするポリエステルからなるポリエステル繊維が好適である。該ポリエステルには、必要に応じて第３成分が共重合及び／又はブレンドされていてもよい。
【００１４】
さらには、本発明の目的を損なわない範囲内で必要に応じて、艶消し剤、微細孔形成剤（例えば、有機スルホン酸金属塩など）、カチオン染料可染化剤（例えば、イソフタル酸スルホニウム塩など）、酸化防止剤（例えば、ヒンダーフェノール系酸化防止剤など）、熱安定剤、難燃剤（例えば、三酸化二アンチモンなど）、蛍光増白剤、着色剤、帯電防止剤（例えば、スルホン酸金属塩など）、吸湿剤（例えば、ポリオキシアルキレングリコールなど）などが添加剤として１種または２種以上、繊維中に含まれていてもよい。
【００１５】
繊維構造体を構成する単糸繊維の形態は特に限定されず、長繊維（マルチフィラメント）であってもよいし、短繊維（ステープル）であってもよい。該単糸繊維の横断面形状は、その用途に応じて丸、三角、扁平、中空など適宜選定される。かかる繊維の単糸繊維としては特に限定されないが、本発明の主目的のひとつであるソフトな風合いが損なわれないために、直径（異型の場合は真円の直径に換算して）で５〜４０μｍ（０．３〜１７ｄｔｅｘ）が好適である。かかる単糸繊維は、複数の単糸繊維の集合体である糸条として、繊維構造体を構成していることが好ましい。かかる糸条には、通常の仮撚捲縮加工や、タスラン加工やインターレース加工など通常の空気加工、撚糸加工が施されていてもよい。さらには、複数の糸条からなる複合糸として、繊維構造体を構成していてもよい。
【００１６】
次に、繊維構造体に付着する機能性微粒子は径、種類とも特に限定されないが、その径としては０．１〜２．０μｍ（より好ましくは０．５〜１．５μｍ）の範囲が適当である。該直径が０．１μｍよりも小さいと、後記の皮膜層厚みとの特定の比率を得ることが困難となる恐れがある。逆に、該直径が２μｍよりも大きい場合には、機能性微粒子が繊維構造体から脱落しやすくなる恐れがある。
【００１７】
かかる機能性微粒子の種類としては特に限定はされず、消臭性微粒子、赤外線吸収微粒子、マイナスイオン発生微粒子、芳香性微粒子、抗菌性微粒子、吸湿性微粒子などが例示される。前記の消臭性微粒子としては、無機物、有機物、天然物のいずれの消臭性微粒子を用いることができる。なかでも、熱的に安定な、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、ＡｌおよびＺｒの群より選ばれた少なくとも１種の元素の酸化物、あるいは複合酸化物が好適である。かかる機能性微粒子は光分解触媒能を有するものであってもよい。光分解触媒能を有する微粒子としては、光触媒酸化チタンが好適に例示される。該光触媒酸化チタンはアナターゼ型、ルチル型、アモルファス型のいずれでもよく、特に光触媒活性の強さからアナターゼ型酸化チタンが好適である。
【００１８】
次に、本発明でいう疎水性バインダー樹脂とは、親水基を有していないバインダー樹脂のことであり、かかる疎水性バインダー樹脂としては架橋型シリコーン樹脂、例えば、信越化学工業（株）、商品名ポロンＭＦ−２３などが好適である。
【００１９】
ここで、バインダー樹脂が水分散体用アクリル樹脂やメラミン樹脂のように親水基を有するものであると、機能性微粒子とバンダー樹脂を含む加工剤を繊維構造体に付与した後、加熱乾燥する際、機能性微粒子を含んだバインダー樹脂が水分と一緒に繊維構造体の表面に移動してしまい、バインダー樹脂が単糸繊維間に凝集し、その結果、繊維構造体の風合いが硬くなってしまうため好ましくない。また、このようにバインダー樹脂が繊維構造体の表面に偏在したものに後記の撥水処理を施しても、耐久性が格段に向上することはない。
【００２０】
本発明の繊維構造体において、繊維構造体を構成する単糸繊維は、前記の疎水性バインダー樹脂によって均一に被覆されており、かかる疎水性バインダー樹脂により前記機能性微粒子が付着している。
【００２１】
本発明でいう「均一に」とは、図１に模式的に示すように、バインダー樹脂が単糸繊維をほぼ均一に皮膜しており、かかるバインダー樹脂によって機能性微粒子が付着しているという意味である。ここで、図２に模式的に示すようにバインダー樹脂が単糸繊維間に凝集していると、繊維構造体の風合いが硬くなるため好ましくない。なお、図１および図２において機能性微粒子の図示は省略されている。
【００２２】
かかる均一性の目安として、ＳＥＭ（電子顕微鏡）を用いて繊維構造体表面を３５０倍に写真撮影した際、繊維構造体表面に位置する繊維（フィラメント）同士の間から観察される、内部の繊維に付着している機能性微粒子が０．２ｃｍ２あたり１０個以上（好ましくは２０個以上）であることが好ましい。
【００２３】
前記機能性微粒子の径ｄ（μｍ）と前記被膜層の厚みｔ（μｍ）との比ｄ／ｔが１．５〜１０（好ましくは２〜９）の範囲にあることが好ましい。該比ｄ／ｔが１．５よりも小さいと機能性微粒子がバインダー樹脂に埋もれてあまり露出せず、十分な機能効果が得られないおそれがある。逆に、該該比ｄ／ｔが１０よりも大きいと、機能性微粒子が脱落しやすくなるおそれがある。なお、かかるｄおよびｔはＳＥＭにより測定可能である。
【００２４】
前記疎水性バインダー樹脂からなる皮膜層の厚みとしては０．０１〜１．３μｍの範囲内であることが好ましい。疎水性バインダー樹脂からなる皮膜層の厚みをこの範囲とするには、前記機能性微粒子を含んだバインダー樹脂（加工剤）の付着量を、加工剤を付与する前の繊維構造体の重量に対して、０．２〜３０重量％（より好ましくは０．５〜５重量％）の範囲とするとよい。
【００２５】
なお、前記加工剤の付着量は下記式により求めるものとする。
付着量＝（（Ａ１−Ａ０）／Ａ０）×１００（％）
ここで、Ａ０は加工剤付与前の繊維構造体の重量であり、Ａ１は加工剤付与・乾燥後の繊維構造体の重量であり、該付着量には、機能性微粒子、バインダー樹脂、その他添加剤の純分が含まれる。
【００２６】
本発明の機能性繊維構造体は、前記疎水性バインダー樹脂からなる皮膜層の上に撥水処理が施され、撥水剤を含む撥水層が積層されてなるものである。
ここで、撥水処理は通常のものでよい。例えば、特許第３１３３２２７号公報や特公平４−５７８６号公報に記載された方法が好適である。すなわち、撥水剤として市販のフッ素系撥水剤（例えば、明成化学製、アサヒガードＡＧ７１０）を使用し、必要に応じてメラミン樹脂、触媒を混合して撥水剤の濃度が３〜６０重量％程度の加工剤とし、ピックアップ率５０〜９０％程度で、該加工剤を用いて織物の表面を処理する方法である。加工剤で織物の表面を処理する方法としては、パッド法、スプレー法などが例示され、なかでも、加工剤を織物内部まで浸透させる上でパッド法が最も好ましい。
【００２７】
かかる撥水層の厚みとしては０．００１〜０．１μｍの範囲内であることが好ましい。撥水層の厚みが０．００１μｍよりも小さいと、機能の十分な耐久性が得られないおそれがある。逆に、撥水層の厚みが０．１μｍよりも大きいと、機能性微粒子が埋もれてしまい、十分な機能が得られないおそれがある。
【００２８】
次に、本発明の機能性繊維構造体の製造方法について説明する。
まず、機能性微粒子および疎水性バインダー樹脂を含む水分散体を準備する。ここで、機能性微粒子及び疎水性バインダー樹脂としては前記のものを適宜用いることができる。そして、水分散体中の濃度としては各々０．１〜１５ｗｔ％（より好ましくは０．２〜５ｗｔ％）、０．１〜１５ｗｔ％（より好ましくは１〜８ｗｔ％）の範囲が適当である。
【００２９】
前記の水分散液には、必要に応じて触媒、仕上げ加工剤、例えば撥水剤、柔軟剤、難燃剤、抗菌防臭加工剤などを添加してもよい。
かかる水分散体を前述の繊維構造体に付与する。その際、付与方法としては、水分散体を繊維構造体の内部まで均等に浸透させる点で公知のパデング法（含浸、絞液法）が好適である。
【００３０】
次いで、水分散体を付与された繊維構造体を８０〜１４０℃の温度で１〜３０分乾燥し、必要に応じてさらに１６０〜１８０℃で０．５〜３分間加熱（キュアー）することにより、バインダー樹脂が疎水性であるため、機能性微粒子を含んだ疎水性バインダーは繊維表面に被覆状に残されたまま水分のみが繊維構造体の表面に移動・蒸発し、繊維構造体を構成する単糸繊維に皮膜状に均一に付着した疎水性バインダー樹脂により、機能性微粒子が付着した繊維構造体が得られる。そして、かかる繊維構造体に前記の撥水処理を施すことにより、本発明の機能性繊維構造体が得られる。
【００３１】
かくして得られた機能性繊維構造体には、前記の水分散体付与や撥水処理の前および／または後にアルカリ減量加工や常法の染色仕上げ加工が施されてもよい。また、常法の吸水加工、起毛加工、さらには、紫外線遮蔽あるいは制電剤、抗菌剤、消臭剤、防虫剤、蓄光剤、再帰反射剤、マイナスイオン発生剤等の機能を付与する各種加工を付加適用してもよい。
【００３２】
本発明の機能性繊維構造体において、繊維構造体を構成する単糸繊維に皮膜状に均一に付着した疎水性バインダー樹脂により、機能性微粒子が繊維に付着しており、さらに該皮膜層が撥水層によりガードされているので、ソフトな風合いを損なうことなく特に優れた洗濯耐久性が得られる。
【実施例】
【００３３】
次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。
（１）加工剤の付着量
下記式により求めた。
付着量＝（（Ａ１−Ａ０）／Ａ０）×１００（％）
ここで、Ａ０は加工剤付与前の繊維構造体の重量であり、Ａ１は加工剤付与・乾燥後の繊維構造体の重量である。
（２）機能性微粒子の径ｄおよびバインダー樹脂の皮膜層厚みｔ
ＳＥＭ（日本電子（株）製）を用いて繊維構造体断面を３５０倍に写真撮影し、ｎ＝５で測定し、その平均値をもとめた。
（３）撥水層の厚み
透過型電子顕微鏡（日本電子（株）製）を用いて繊維構造体断面を３５０倍に写真撮影し、ｎ＝５で測定し、その平均値をもとめた。
（４）繊維間に観察される機能性微粒子の個数
ＳＥＭを用いて繊維構造体表面を３５０倍に写真撮影し、繊維構造体表面に位置する繊維間に観察される機能性微粒子の個数（ケ／０．２ｃｍ２）をｎ数５でカウントした。
（５）洗濯  
ＪＩＳ  Ｌ０２１７法による洗濯を３０回行った。
（６）消臭率
洗濯前後の加工布帛１ｇをテドラーバッグに入れ、ここに、硫化水素４ＰＰＭを含む空気３リットルを導入した後、テドラーバッグを密栓し、ついで、２７０ｎｍに中心波長を持つ、強度５００μＷの紫外線を２４時間照射した後、消費された硫化水素量をガステック社製検知管にて測定し、当初の硫化水素量に対する百分率で表した。
（７）ソフト感
カトーテック社製純曲げ硬さ測定装置を用い、加工処理後で洗濯前の布帛について曲げ硬さを測定しソフト感の指標とした。
【００３４】
［実施例１］
経糸として、総繊度５６ｄｔｅｘ／２４ｆｉｌのポリエステル延伸糸を配し、緯糸として、８４ｄｔｅｘ／３６ｆｉｌのポリエステル延伸糸を配して目付け５５ｇ／ｍ２のタフタを製織した。
【００３５】
一方、下記の水分散体を用意した。
［処理液の組成］
・チタン系吸着型消臭剤                      １０ｇ／ｌ
（チタン工業社製  商品名ＴＺ−１００  粒子径０．８μｍ）
・疎水性架橋シリコーンバインダー            ４０ｇ／ｌ
（信越化学工業社製  商品名ＭＦ―２３）
・触媒                                        ２０ｇ／ｌ
（信越化学工業社製  商品名ＬＺ−１）
・水                                        ９３０ｇ／ｌ
【００３６】
次いで、該水分散液中に前記繊維構造体を浸漬し、マングルで絞った（パデング法）後、熱風乾燥機を用いて１３０℃、５分間乾燥し、さらに１７０℃で１分間熱処理（キュアー）することにより、消臭性（機能性）繊維構造体（加工剤の付着量１重量％）を得た。
【００３７】
次いで、以下に示すフッ素系撥水剤を含む加工剤を準備し、これに上記の消臭性繊維構造体を浸漬し、マングルで絞った（パデング法）後、熱風乾燥機を用いて１３０℃、５分間乾燥し、さらに１７０℃で１分間熱処理（キュアー）することにより、撥水性と消臭性を有する機能性繊維構造体を得た。
【００３８】
［加工剤の組成］
・フッ素系撥水剤                            ４０ｇ／ｌ
（明成化学製  商品名アサヒガードＡＧ７１０）
・メラミン                                    ５ｇ／ｌ
（住友化学製  商品名スミテックスレジンＲＦ）
・メラミン用触媒                              ５ｇ／ｌ
（住友化学製  商品名アクセレーターＡＣＸ）
・イソプロパノール                          ３０ｇ／ｌ
（和光純薬製  １級）
【００３９】
かくして得られた機能性繊維構造体において、バインダー樹脂が単糸繊維間に凝集することなく、繊維構造体を構成する単糸繊維に皮膜状に付着していた。該繊維構造体の表面に位置する単糸繊維間に消臭性微粒子が９０個／０．２ｃｍ２観察された。また、単糸繊維表面に形成されたバインダー樹脂皮膜層の厚みは０．１μｍ（ｄ／ｔ＝８．０）、撥水層の厚みは０．０５μｍであった。
【００４０】
該繊維構造体の消臭率はＬ０で１００％、Ｌ５０（５０回洗濯後）で９５％と耐久性に特に優れた消臭性を有するものであった。また、布帛のソフト感も布帛の曲げ硬さで０．０４ｇｃｍ３／ｃｍと良好であった。
【００４１】
［比較例１］
実施例１において、撥水処理を行わないこと以外は実施例１と同様にした。得られた消臭性繊維構造体において、布帛の曲げ硬さで０．０４ｇｃｍ３／ｃｍと良好であるものの、消臭率はＬ０で１００％、Ｌ５０（５０回洗濯後）で７０％と、実施例１で得られたものと比べて、洗濯耐久性に欠けるものであった。
【００４２】
［比較例２］
実施例１において、処理液組成中の疎水性架橋シリコーンバインダーをメラミン（住友化学製  商品名スミテックスレジン  親水性）５ｇ／ｌに、また触媒をメラミン用触媒（住友化学製  商品名アクセレーターＡＣＸ）２ｇ／ｌに変更すること以外は、実施例１と同様にして機能性繊維構造体を得た。
【００４３】
得られた機能性繊維構造体において、（親水性）バインダー樹脂が単糸繊維間に凝集しており、消臭率はＬ０で８０％、Ｌ５０（５０回洗濯後）で３０％と洗濯耐久性に劣るものであった。また、布帛のソフト感も布帛の曲げ硬さで０．２０ｇｃｍ３／ｃｍと大変硬いものであった。
【００４４】
なお比較例２において、撥水処理を施す前の繊維構造体では、消臭率はＬ０で８０％、Ｌ５０（５０回洗濯後）で３０％と洗濯耐久性に劣るものであった。また、布帛のソフト感も布帛の曲げ硬さで０．２１ｇｃｍ３／ｃｍと大変硬いものであり、バインダー樹脂が単糸繊維間に凝集したものに撥水処理を施しても、洗濯耐久性に格段の効果がないことが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、機能性微粒子が疎水性バインダー樹脂を介して付与された機能性繊維構造体であって、ソフトな風合いを損なうことなく、耐久性に特に優れた機能性を有する機能性繊維構造体が提供される。かかる機能性繊維構造体は、ユニフォーム、スポーツウエアー、シーツなどの用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の機能性繊維構造体において、疎水性バインダー樹脂が該繊維構造体を構成する単糸繊維に皮膜状に付着している様子を模式的に示すものである。なお、機能性微粒子の図示は省略されている。
【図２】機能性繊維構造体において、繊維構造体を構成する単糸繊維が、凝集したバインダー樹脂により接着している様子を模式的に示すものである。なお、機能性微粒子の図示は省略されている。
【符号の説明】
【００４７】
１，２，３，４  繊維構造体を構成する単糸繊維
５  単糸繊維同士を接着しているバインダー樹脂
【図１】
2006200082.tif 000003
【図２】
2006200082.tif 000004