(57)【要約】      （修正有）【課題】使用時や加工時の折り曲げによっても導電性の低下が少なく、導電性部分が剥離したり脱落したりし難く、しかも安価に製造できる導電性繊維、及びそれを用いた繊維製品並びに導電性繊維の製造方法の提案。【解決手段】セルロース系繊維に導入された金属イオンの還元処理物が前記繊維内部に分散していることを特徴とする。また、茶葉由来のポリフェノール類と植物タンパク質とを溶解させた処理浴中に浸漬するという工程を追加でき、この場合、導電性と共に茶葉由来のポリフェノール類による優れた優れた抗菌性、抗アレルゲン性、抗ウイルス性、防カビ性、消臭性、紫外線吸収性を得ることができる導電性繊維。金属イオンが鋼イオンであり還元処理により硫化銅である、導電性繊維。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース系繊維に導入された金属イオンの還元処理物が前記繊維内部に分散していることを特徴とする導電性繊維。
【請求項２】
セルロース系繊維に金属イオンと共に茶葉由来のポリフェノール類が導入されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性繊維。
【請求項３】
茶葉由来のポリフェノール類が金属イオンと反応することにより繊維に定着していることを特徴とする請求項２に記載の導電性繊維。
【請求項４】
茶葉由来のポリフェノール類が植物タンパク質と反応することにより繊維に定着していることを特徴とする請求項２又は３に記載の導電性繊維。
【請求項５】
セルロース系繊維が、綿、麻、パルプ、レーヨン及びアセテートから選ばれる１種若しくはこれらの混合物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導電性繊維。
【請求項６】
金属イオンが銅イオンであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導電性繊維。
【請求項７】
金属イオンの還元処理物が硫化銅であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導電性繊維。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の導電性繊維を用いた繊維製品。
【請求項９】
金属イオンを含む化合物を溶解させた第一処理浴中にセルロース系繊維を浸漬し、次いで還元剤を溶解させた第二処理浴中に第一処理を経たセルロース系繊維を浸漬することを特徴とする導電性繊維の製造方法。
【請求項１０】
茶葉由来のポリフェノール類と植物タンパク質とを溶解させた第三処理浴中に第二処理を経たセルロース系繊維を浸漬することを特徴とする導電性繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性繊維、それを用いた繊維製品並びに導電性繊維の製造方法に関する。詳しくは長期に亘り機能が損なわれることがない導電性繊維、それを用いた繊維製品並びに導電性繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、導電性を有する繊維としては、合成繊維の表面に金属をメッキした繊維（特許文献１参照）、金属やカーボンブラック等の導電性物質をポリマー内に練り込んだ繊維、ポリマー中にカーボンブラックや金属等の導電性粒子を分散させた複合繊維等が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６２−１８６７０号公報
【特許文献２】特開２００８−１５６８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、これらの繊維のうち金属をメッキした繊維は、使用時や加工時の折り曲げによって導電性が低下するという問題があり、さらに多くの工程と高度の技術を要するために製造コストが高くなり、使用時や加工時により金属層が剥離しやすいという問題もあった。導電性物質をポリマー内に練り込んだ繊維では、優れた導電性を発現するためには導電性物質を多量に入れる必要があることから、繊維の強度が低下するという問題があり、また細繊化が困難であるという問題もあった。さらに、ポリマー中に導電性粒子を分散させた複合繊維では、導電性部分と非導電性部分とが剥離しやすいという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記不具合を解消すべく鋭意検討の結果、本発明を完成するに至ったものであり、使用時や加工時の折り曲げによっても導電性の低下が少なく、導電性部分が剥離したり脱落したりし難く、しかも安価に製造することができる導電性繊維、それを用いた繊維製品並びに導電性繊維の製造方法を提案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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、セルロース系繊維に導入された金属イオンの還元処理物が前記繊維内部に分散していることを特徴とする導電性繊維をその要旨とした。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、セルロース系繊維に金属イオンと共に茶葉由来のポリフェノール類が導入されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性繊維をその要旨とした。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、茶葉由来のポリフェノール類が金属イオンと反応することにより繊維に定着していることを特徴とする請求項２に記載の導電性繊維をその要旨とした。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、茶葉由来のポリフェノール類が植物タンパク質と反応することにより繊維に定着していることを特徴とする請求項２又は３に記載の導電性繊維をその要旨とした。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、セルロース系繊維が、綿、麻、パルプ、レーヨン及びアセテートから選ばれる１種若しくはこれらの混合物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送電性繊維をその要旨とした。
【００１１】
請求項６記載の発明は、金属イオンが銅イオンであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導電性繊維をその要旨とした。
【００１２】
請求項７記載の発明は、金属イオンの還元処理物が硫化銅であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導電性繊維をその要旨とした。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の導電性繊維を用いた繊維製品をその要旨とした。
【００１４】
請求項９記載の発明は、金属イオンを含む化合物を溶解させた第一処理浴中にセルロース系繊維を浸漬し、次いで還元剤を溶解させた第二処理浴中に第一処理を経たセルロース系繊維を浸漬することを特徴とする導電性繊維の製造方法をその要旨とした。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、茶葉由来のポリフェノール類と植物タンパク質とを溶解させた第三処理浴中に第二処理を経たセルロース系繊維を浸漬することを特徴とする導電性繊維の製造方法をその要旨とした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の導電性繊維およびその繊維製品は、セルロース系繊維に導入された金属イオンの還元処理物が前記繊維内部に分散していることから、優れた導電性と耐久性とを有する。
【００１７】
また、本発明の導電性繊維、紙、不織布、織物、編物などの繊維製品、カーペットやフロアマット、自動車用内装材、空調用フィルターに用いることが可能であって、その他にセンサー、電磁波シールド材、電子材料など多くの用途に極めて有用である。
【００１８】
また、本発明の導電性繊維の製造方法では、金属イオンを含む化合物を溶解させた第一処理浴中にセルロース系繊維を浸漬し、次いで還元剤を溶解させた第二処理浴中に第一処理を経たセルロース系繊維を浸漬するという簡単な工程で導電性繊維を得ることができ、従来の導電性繊維の製造方法に比べて、その製造コスト、時間、手間を大幅に削減できる。
【００１９】
また、この製造方法では、茶葉由来のポリフェノール類と植物タンパク質とを溶解させた第三処理浴中に第二処理を経たセルロース系繊維を浸漬するという工程を追加でき、この場合、導電性と共に茶葉由来のポリフェノール類による優れた優れた抗菌性、抗アレルゲン性（ダニ、ダニの死骸、ダニの糞、花粉などを構成するタンパク質を分解する性能）、抗ウイルス性（ウイルスを構成するタンパク質を分解する性能）、防カビ性、消臭性、紫外線吸収性を得ることができる。またこの態様の場合、茶葉由来のポリフェノール類が植物性タンパク質や金属塩と反応し、水に不溶な化合物となって繊維素材に定着することになり、クリーニングなどによっても容易に脱落することが無く、優れた耐久性を有している。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の導電性繊維の断面を示す拡大模式図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の導電性繊維、それを用いた繊維製品及びその製造方法についてさらに詳しく説明する。本発明の導電性繊維は、綿、麻、パルプ、レーヨン及びアセテートの中から選ばれる少なくとも１種からなるセルロース系繊維を素材とするものである。使用するセルロース系繊維の繊維径、繊維長、断面形状は特に限定されないが、入手容易性、コストの面で可能であれば、表面積が大きい異形繊維や多孔質繊維が好ましい。
【００２２】
このセルロース系繊維は多くの水酸基を持ち、金属イオンと強く結合する。金属イオンとしては、銅イオン、銀イオン、亜鉛イオン、鉄イオン及びアルミニウムイオンなどを挙げることができる。
【００２３】
セルロース系繊維に導入された金属イオンは、繊維の水酸基と結合して錯体を形成する。そして、繊維内部に導入された金属錯体は硫化物などの還元剤で還元されて活性化される。つまり導電性が発現するのである。この導電性繊維は、図１に示すように金属錯体の還元処理物の１〜１０ｎｍサイズの粒子が繊維内部に分散し、優れた導電性が発現するようになっている。図１に示す導電性繊維は、レーヨン繊維に銅イオンが導入されて錯体が形成され、この金属錯体が硫化還元されてその還元物粒子が繊維内部に分散し、優れた導電性が導かれるようになっている。
【００２４】
また、本発明の導電性繊維は、セルロース系繊維に金属イオンと共に茶葉由来のポリフェノール類が導入されている形態を採ることもできる。セルロース系繊維には多くの水酸基を持ち、この水酸基と金属イオンが結合して錯体を形成するのであるが、金属イオンと結合に関与しない水酸基は茶葉由来のポリフェノール類と結合し、錯体を形成する。
【００２５】
茶葉由来のポリフェノール類としては、緑茶などの茶葉に多く含まれ、抗菌性や抗ウイルス性に優れるカテキン、エピカテキン、エピガロカテキン、エピカテキン３−ガラート、エピガロカテキン−３−ガレート、エピガロカテキン−３−Ｏ−（３−Ｏ−メチル）−ガレート、Ｇ−ストリクチニン、テオガリン、ストリクチニンなどを挙げることができる。また茶葉由来のポリフェノール類は、生葉のほかに半発酵茶や発酵茶から得られるものも用いることができる。
【００２６】
茶葉の種類としては特に制限はなく、緑茶，紅茶，ウーロン茶など、いずれも用いることができる。また、茶葉中に含まれるポリフェノール類の量は、土質、肥料、天候、摘採の時期、芽葉の熟度、品種、栽培法などによって異なり、一番茶が最も少なく、二番茶，三番茶になると多くなる。また、茶葉に含まれるポリフェノール類の種類も、土質、肥料、天候、摘採の時期、芽葉の熟度、品種、栽培法などによって異なっている。例えば、さやまかおり、べにふうき、べにほまれなどの緑茶には、エピガロカテキン−３−Ｏ−（３−Ｏ−メチル）−ガレート、Ｇ−ストリクチニン及びデエオガリンなどのポリフェノール類が豊富に含まれており、これらの茶葉を用いることで、抗アレルゲン性に特化した抗菌繊維、繊維製品を得ることができる。茶葉由来のポリフェノール類は、茶葉を熱湯やアルコール水溶液などで抽出し、濃縮した茶葉抽出物（粉状、液状）の水溶液として繊維に適用することができる。また、茶葉エキス抽出後の残渣に含まれる成分も利用することができる。
【００２７】
また、セルロース繊維に導入される茶葉由来のポリフェノール類の導入量としては特に限定されないが、０．１〜１０重量％が好ましく、より好ましくは０．５〜５重量％、最適には１〜３重量％である。茶葉由来のポリフェノール類の導入量が０．１重量％を下回る場合、十分な機能が得られず、１０重量％を上回る場合には、繊維素材の風合いや染色や影響を与える恐れがある。
【００２８】
ポリフェノール類は、植物性タンパク質及び金属塩によって繊維に定着させることができる。植物性タンパク質としては、小麦粉に含まれるグリアジンやグルテニン、大豆に含まれるグリシニンなどを挙げることができる。これらの植物性タンパク質は、繊維に導入された茶葉由来のポリフェノール類と結合して水に不溶な化合物となり、ポリフェノール類を繊維に定着させる。植物性タンパク質の量としては任意であるが、好ましくはポリフェノール類に対して質量比で５：９５〜６０：４０が好ましい。最適には５０：５０である。植物性タンパク質の質量比が５を下回ると、十分な定着性を得ることができなくなる恐れを生じる。
【００２９】
ポリフェノール類を繊維素材に定着させる金属塩としては、酢酸アルミニウム、カルシウムミョウバン、硫酸アルミニウム、木酢酸鉄、酢酸第一鉄、硫酸第一鉄、塩化第一鉄、酸化亜鉛、硫酸亜鉛、硫酸銅、酢酸コバルト、塩化第一スズなどの金属塩を挙げることができる。これらの金属塩は、繊維に導入された茶葉由来のポリフェノール類と結合して水に不溶な化合物（金属キレート）となり、ポリフェノール類を繊維に定着させる。金属塩の量としては任意である。
【００３０】
尚、本発明の導電性繊維は、繊維表面に珪藻土、パーライト、シリカゲルから選ばれる多孔質粒子が付着している態様を採ることもできる。この場合、珪藻土などの多孔質粒子が温度変化によって空気中の湿気を吸排出する作用を奏することから、繊維に導入された茶葉由来のポリフェノール類に水分が供給され、優れた抗アレルゲン効果を導き出すことになる。また、珪藻土などの多孔質粒子は、アレルゲンやホルムアルデヒドを吸着する機能を有することから、茶葉由来のポリフェノール類の持つ抗アレルゲン性やホルムアルデヒド吸着能との相乗効果で、より効果的な抗アレルゲン性、ホルムアルデヒド吸着能が期待できる。
【００３１】
次に、本発明の導電性繊維の製造方法について説明する。尚、本発明の導電性繊維の箇所で説明したセルロース系繊維、金属イオンなどは、本発明と同じであるため、ここでの説明は割愛する。まず、金属イオンを含む化合物を溶解させた第一処理浴中にセルロース系繊維を浸漬する。金属イオンを含む化合物としては、酢酸銅、蟻酸銅、硝酸銅、くえん酸銅、塩化第一銅、塩化第二銅、臭化第一銅、臭化第二銅、沃化第一銅、沃化第二銅、硝酸銀、塩化銀、硫酸銀、塩化亜鉛、臭化亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化鉄、硫酸鉄、酢酸鉄、塩化鉄、ミョウバンなどを挙げることができる。これらの金属イオンを含む化合物の１種若しくは２種以上を水中に溶解させて第一処理浴とする。第一処理浴の金属イオン量としては特に限定されないが、好ましくは１０〜４００ｇ／Ｌの範囲である。この範囲外の場合、十分な金属イオン量を得られず、所望の物性を確保できなくなる。この工程により、金属イオンが繊維内部に入り込み、セルロース系繊維の水酸基と結合し、金属錯体を形成する。尚、この場合、金属イオンが繊維内部に入り込み易さを高めるために、浴中に繊維を膨潤させる膨潤剤を添加してもよい。
【００３２】
次いで、還元剤を溶解させた第二処理浴中に第一処理を経たセルロース系繊維を浸漬する。還元剤としては、錯体の金属を還元できるものであれば特に限定されず、例えば硫化ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウムなどの硫化物などを挙げることができる。この工程により、繊維内部に形成された錯体の金属が還元され、繊維内部に還元物粒子が分散し、導電性が発現することになる。
【００３３】
尚、第二処理浴の還元剤量としては特に限定されないが、好ましくは１〜１００ｇ／Ｌの範囲である。この範囲外の場合、還元がすすまず、金属の活性化が図れず、予定する導電性を得ることができなかたっり、後処理に多くの手間を要したりすることになる。
【００３４】
この製造方法では、茶葉由来のポリフェノール類と植物タンパク質とを溶解させた第三処理浴中に第二処理を経たセルロース系繊維を浸漬することができる。第二処理を経たセルロース系繊維（導電性繊維）をさらに茶葉由来のポリフェノール類と植物タンパク質とを溶解させた第三処理浴中に浸漬するのである。この工程を経ることにより、セルロース系繊維に導電性と共に茶葉由来のポリフェノール類による優れた優れた抗菌性、抗アレルゲン性（ダニ、ダニの死骸、ダニの糞、花粉などを構成するタンパク質を分解する性能）、抗ウイルス性（ウイルスを構成するタンパク質を分解する性能）、防カビ性、消臭性、紫外線吸収性を付与することができるのである。
【００３５】
またこの態様の場合、茶葉由来のポリフェノール類が植物性タンパク質や金属塩と反応し、水に不溶な化合物となって繊維素材に定着することになり、クリーニングなどによっても容易に脱落することが無く、優れた耐久性を有することになる。尚、導電性繊維に茶葉由来のポリフェノール類を導入する工程と繊維にポリフェノール類を定着させる工程を一工程で行うものであるが、二工程に分けて行うこともできる。
【００３６】
この工程において、第三処理浴は、茶葉抽出物（粉状、液状）或いは茶葉抽出物を抽出した後の残渣を水、好ましくは蒸留水に溶解させた水溶液に小麦タンパクなどの植物性タンパク質を溶解したものである。ポリフェノール類の量は、５〜３０重量％が好まししい。第三処理液は、ｐＨ１〜５、好ましくはｐＨ２〜４の酸性に調整、４０〜１２０℃、好ましくは６０〜８０℃の液温とし、浸漬時間は３０〜９０分が好ましい。浸漬、乾燥後、繊維に導入されるポリフェノール類の量が０．１〜１０重量％が好ましく、より好ましくは０．５〜５重量％、最適には１〜３重量％となるように調整する。尚、第三処理液中のポリフェノール類の酸化を抑えるため、処理液には酢酸やアスコルビン酸などの酸をさらに追加使用してもよい。尚、第三処理浴浸漬の後、任意ではあるがソーピング処理を行うこともできる。
【００３７】
第三処理浴中にさらに珪藻土、パーライト、シリカゲルから選ばれる多孔質粒子を配合することもできる。この場合、多孔質粒子を液中で均一な分散状態に置くために界面活性剤を用いるのが望ましい。第三処理浴で処理した導電性繊維には、茶葉由来のポリフェノール類を導入されると共に多孔質粒子が付着することになる。茶葉由来のポリフェノール類を導入されると共に多孔質粒子が付着した繊維は、珪藻土などの多孔質粒子が温度変化によって空気中の湿気を吸排出する作用を奏することから、繊維に導入された茶葉由来のポリフェノール類に水分が供給され、優れた抗アレルゲン効果を導き出すことになる。また、珪藻土などの多孔質粒子は、アレルゲンやホルムアルデヒドを吸着する機能を有することから、茶葉由来のポリフェノール類の持つ抗アレルゲン性やホルムアルデヒド吸着能との相乗効果で、より効果的な抗アレルゲン性、ホルムアルデヒド吸着能が期待できる。さらに、第三処理浴中に配合された多孔質粒子には、茶葉由来のポリフェノール類または植物性タンパク質と反応したポリフェノール類が吸着され、ポリフェノール類による効果が発揮されるようになる。
【００３８】
本発明の導電性繊維は、例えば住宅や自動車室内の床材、壁材、天井材、カーテン、カーペット、フロアマット、靴下や下着などの衣料、空調用フィルター、センサー、電磁波シールド材、電子材料など多くの用途に極めて有用である。
【００３９】
尚、本発明は、特許請求の範囲に記載された範囲で自由に変更することができる。
【実施例】
【００４０】
実施例１
酢酸銅（II）を２００ｇ／Ｌの割合で溶解した７５℃の水溶液浴（第一浴）を準備し、この浴中にレーヨン繊維（繊維径２．２〜３．２デシテックス、繊維長５〜１０ｍｍ）のわたを５分間浸漬する。次いで、硫化ナトリウムを５０ｇ／Ｌの割合で溶解した２５℃の水溶液浴（第二浴）を準備し、この浴中に第一浴で処理したレーヨン繊維のわたを２分間浸漬する。上記処理１及び２を４回繰り返した後、乾燥して試験用繊維とする。
【００４１】
実施例２
酢酸銅（II）を２００ｇ／Ｌの割合で溶解した７５℃の水溶液浴（第一浴）を準備し、この浴中にレーヨン繊維のわたを１０分間浸漬する。次いで、硫化ナトリウムを５０ｇ／Ｌの割合で溶解した２５℃の水溶液浴（第二浴）を準備し、この浴中に第一浴で処理したレーヨン繊維のわたを５分間浸漬する。上記処理１及び２を４回繰り返した後、乾燥して試験用繊維とする。
【００４２】
実施例３
硝酸銅（II）を２００ｇ／Ｌの割合で溶解した７５℃の水溶液浴（第三浴）を準備し、この浴中にレーヨン繊維のわたを５分間浸漬する。次いで、硫化ナトリウムを５０ｇ／Ｌの割合で溶解した２５℃の水溶液浴（第二浴）を準備し、この浴中に第一浴で処理したレーヨン繊維のわたを２分間浸漬する。上記処理１及び２を４回繰り返した後、乾燥して試験用繊維とする。
【００４３】
実施例４
硝酸銅（II）を２００ｇ／Ｌの割合で溶解した７５℃の水溶液浴（第三浴）を準備し、この浴中にレーヨン繊維のわたを１０分間浸漬する。次いで、硫化ナトリウムを５０ｇ／Ｌの割合で溶解した２５℃の水溶液浴（第二浴）を準備し、この浴中に第一浴で処理したレーヨン繊維のわたを５分間浸漬する。上記処理１及び２を４回繰り返した後、乾燥して試作４の繊維とする。
【００４４】
実施例５（導電性抗菌繊維）
緑茶抽出物の粉末（サンフェノン  ＤＫ、太陽化学株式会社製）を溶解したポリフェノール水溶液からなる第三処理浴に実施例１で得た導電性繊維のわたを浸漬する。第三処理浴は酢酸を用いてｐＨ２〜４に調整し、液温を６０〜８０℃に維持して３０〜６０分間処理した後、水洗、乾燥を行う。第一処理後の繊維素材に導入されたポリフェノール量は３重量％とする。
【図１】
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