(57)【要約】【課題】酸化亜鉛粒子を抗菌剤として含有した繊維であって、良好な抗菌性を有し、且つ光触媒活性が適度に抑制され、日光による繊維の物性の低下や変色が少なく、低コストで得ることができる抗菌性合成繊維及び抗菌性繊維布帛を提供する。【解決手段】比表面積８．０ｍ２／ｇ以下の酸化亜鉛粒子を０．１〜５．０質量％含有する合成樹脂からなり、ＪＩＳ　Ｌ−０８４２　第３露光法に準じて測定した耐光堅牢度における変退色が４級以上である抗菌性合成繊。及びこの合成繊維を用いた抗菌性繊維布帛。【選択図】　　　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
比表面積８．０ｍ２／ｇ以下の酸化亜鉛粒子を０．１〜５．０質量％含有する合成樹脂からなり、ＪＩＳ　Ｌ−０８４２　第３露光法に準じて測定した耐光堅牢度における変退色が４級以上であることを特徴とする抗菌性合成繊維。
【請求項２】
繊維を構成する合成樹脂がポリアミドであることを特徴とする請求項１記載の抗菌性合成繊維。
【請求項３】
請求項１又は２記載の合成繊維を含有することを特徴とする抗菌性繊維布帛。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抗菌剤として酸化亜鉛粒子を含有する合成樹脂からなる繊維であって、日光による変色が極めて少ない抗菌性合成繊維及びこの繊維を用いた抗菌性繊維布帛に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、酸化亜鉛は光を受けることにより、消臭、抗菌等の機能を発揮する光触媒活性を有することが知られている。また、酸化亜鉛が有する抗菌性については、光触媒活性以外に、その化学的性質として硫黄との高い親和性を有するため、菌類の細胞内に存在する酵素のチオール基に酸化亜鉛が配位することにより、代謝阻害を引き起こし、菌類の活性を低下させるものと類推されている。しかし、そのような効果的な機能を有する反面、酸化亜鉛を有機化合物等の支持体に担持させた場合、その光触媒活性により、支持体自体をも酸化し、劣化させるという問題があった。
【０００３】
ナイロン６をはじめとするポリアミド繊維等の合成繊維に抗菌性を有する粉体を含有させた抗菌性繊維は、これまでに数多く提案されている。中でも、銀系の無機抗菌剤として、銀イオンを担持させたリン酸塩系抗菌剤、銀イオンを担持させたゼオライト系抗菌剤、銀イオンを担持させたヒドロキシアパタイト焼成物系抗菌剤が広く用いられている。
そして、特許文献１や特許文献２に記載されているように、これらの抗菌剤を含有するポリマーからなる抗菌性繊維も多く提案されている。
【０００４】
酸化亜鉛微粒子を抗菌剤として合成繊維に含有させるという試みも今まで行われてきた。例えば、特許文献３には、粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子をポリエステルやポリアミド等の樹脂中に含有させ、紡糸して得た抗菌性繊維が記載されている。
【０００５】
しかしながら、酸化亜鉛微粒子をそのまま合成繊維に含有させると、上記したような光触媒活性による劣化を生じ、繊維の物性を低下させ、また褐色に変色させるという欠点がある。そこで、繊維中に含有させる酸化亜鉛微粒子自体の光触媒活性をある程度抑制させることが必要となる。その手段としては、マイクロカプセル化表面処理によって粒子表面と酸素や水分との接触を断つ方法があるが、この方法では、光学的には酸化亜鉛の性質を有するが、化学的には酸化亜鉛の性質が失われ、十分な抗菌性能が発揮されないという問題がある。
【０００６】
また、特許文献４に記載があるように、酸化亜鉛粒子表面をカップリング剤により被覆することで光触媒活性を抑制する方法も提案されている。これにより抗菌作用を維持したまま、光劣化を抑制することができるが、カップリング処理するためコストがアップするという問題点があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−８７９２８号公報
【特許文献２】
特開平８−２９１２２９号公報
【特許文献３】
特開平５−１５６５１０号公報
【特許文献４】
特開平８−５９８９０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決するものであって、酸化亜鉛粒子を抗菌剤として含有した繊維であって、良好な抗菌性を有し、且つ光触媒活性が適度に抑制され、日光による繊維の物性の低下や変色が少なく、さらに低コストで得ることができる抗菌性合成繊維及び抗菌性繊維布帛を提供することを技術的な課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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、本発明は次の（１）、（２）を要旨とするものである。
（１）比表面積８．０ｍ２／ｇ以下の酸化亜鉛粒子を０．１〜５．０質量％含有する合成樹脂からなり、ＪＩＳ　Ｌ−０８４２　第３露光法に準じて測定した耐光堅牢度における変退色が４級以上であることを特徴とする抗菌性合成繊維。
（２）（１）記載の繊維を含有する布帛であることを特徴とする抗菌性繊維布帛。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の繊維を構成する合成樹脂としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリルニトリル、ポリビニルアルコール等が挙げられる。ポリアミドとしては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６９、ナイロン４６等の単独あるいはこれらの共重合体、またはブレンドしたもの等が挙げられる。ポリエステルとしては、ポリアルキレンテレフタレート、ポリアルキレンナフタレートを用いることができ、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステルやポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリカプロラクトン等の脂肪族ポリエステルが挙げられる。
上記の合成樹脂の中でも、公定水分率の高いポリアミドは繊維化した場合、繊維表面の濡れ性が高く、菌類が繊維表面に接触しやすいため抗菌効果を発揮しやすく、また耐摩耗性等の実用耐久性にも優れるため好ましい。
【００１１】
また、これらの樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲であれば、艶消剤、改質剤、制電剤、顔料等を含んでいてもよい。
【００１２】
本発明は、抗菌剤として酸化亜鉛粒子を繊維に含有させるが、酸化亜鉛粒子は、上記したように光触媒作用による殺菌・抗菌作用を有しているが、この光触媒作用により繊維中に含有させると光劣化を生じ、繊維の物性を低下させ、また褐色に変色させるという欠点もある。
【００１３】
本発明者らは、酸化亜鉛粒子の光触媒活性は粒子表面における反応であり、その活性の強さは比表面積に左右されることを見出した。そこで、本発明においては、光劣化を抑制しながら、良好な抗菌作用を奏することができる光触媒活性量を有する酸化亜鉛微粒子として、比表面積が８．０ｍ２／ｇ以下のものを用いることが必要である。そして、さらには、比表面積が３．０〜６．５ｍ２／ｇのものが好ましい。
【００１４】
酸化亜鉛粒子の比表面積が８．０ｍ２／ｇを超えると、光触媒活性が強くなり、繊維に含有させた場合、光劣化が生じ、変色や物性の低下を引き起こす。一方、３．０ｍ２／ｇ未満になると上記濃度範囲で合成樹脂に含有させ繊維にした場合、十分な抗菌性が付与されにくくなるために好ましくない。
【００１５】
そして、本発明の繊維は、合成樹脂中の酸化亜鉛粒子含有量が０．１〜５．０質量％であり、好ましくは０．３〜３．５質量％である。含有量が０．１質量％未満であると、十分な抗菌性が付与されない。一方、含有量が５．０質量％を超えると、酸化亜鉛の持つ光触媒活性により、繊維に含有させた場合、光劣化が生じ、変色や物性の低下を引き起こしたり、染色を施す場合、酸化亜鉛粒子近傍において染料の分解量が多くなり、退色が促進されて、耐光性が低下する。また、酸化亜鉛粒子の量が多くなることにより、紡糸や延伸時に糸切れが発生したり、製編織時にガイド、筬、綜絖等の磨耗による糸切れや毛羽等が多発し、操業性が悪くなったり、強伸度等の糸質性能も低下する。
【００１６】
また、本発明に用いる酸化亜鉛粒子は、顕微鏡法による粒子径０．１μｍ以上１．０μｍ未満の範囲であることが好ましく、さらには０．１５μｍ以上０．４μｍ未満とすることが好ましい。粒子径が０．１μｍ未満になると二次凝集が起こりやすくなるため、紡糸時にノズルパック圧の上昇が大きくなり紡糸性が悪くなるため好ましくない。また、粒子径が１．０μｍ以上になると強伸度等の糸質性能が低下し、また紡糸から巻取りまでの工程および紡糸以降の製編織時におけるガイド、筬、綜絖等の磨耗や、染色加工工程における布帛自体のアタリ等の欠点が生じやすくなるため好ましくない。
【００１７】
本発明の繊維は、上記のような抗菌剤を含有することによって、光劣化抑制効果と抗菌性の両方を兼備するものであり、光劣化抑制効果を示す基準として、ＪＩＳ　Ｌ−０８４２　第３露光法に準じて測定した耐光堅牢度における変退色が４級以上であることが必要である。
【００１８】
本発明における耐光堅牢度の評価について説明する。まず、本発明の繊維を丸編み機を用い筒編みサンプルを作成し、精練や染色を行う。その後サンプルを水洗、脱水、乾燥させる。次に、サンプルを、ＪＩＳ　Ｌ−０８４２の染色堅牢度試験法に準じ、第３露光法によりカーボンアーク灯光で照射した後、ＪＩＳ　Ｌ−０８０４の変退色用グレースケールを基準として、照射前後の変退色の度合い（級）を目視にて判定をする。
【００１９】
この耐光堅牢度が４級未満であると、日光の暴露により変色する度合いが大きく、衣料品の場合屋外における着用や洗濯後の乾燥等によって、大きく色褪せするという問題がある。また、糸や生機の状態で保管している場合、日光の暴露により部分的あるいは全体が変色し、白物や淡色の製品に加工ができなくなるという問題もある。
【００２０】
本発明の繊維の形態としては、長繊維であるマルチフィラメントおよびモノフィラメント、また短繊維のいずれでもよい。
長繊維の場合、本発明の繊維を製造する方法としては、酸化亜鉛粒子を含有する樹脂を溶融紡糸し、未延伸糸を一旦巻き取った後延伸する二工程法でも、紡糸した糸条を冷却後、３０００ｍ／分以上の速度で巻き取る直接紡糸延伸法のどちらを採用してもよい。
【００２１】
また、本発明の繊維の断面形状は、丸断面の他、偏平、三角、十字、５葉、中空、井型等の異型断面でも何ら問題はない。また、形態としては、抗菌剤が均一にブレンドされた繊維、芯鞘型の少なくとも鞘部に抗菌剤が含有された繊維、サイドバイサイド型の少なくとも片方に抗菌剤が含有された繊維などが挙げられる。
【００２２】
さらに本発明の繊維には、抗菌性能を阻害しない範囲であれば、後加工により防ダニ剤、消臭剤、撥水剤等を繊維に付与しても良いし、仮撚加工、タスラン加工等を施しても良い。
【００２３】
次に、本発明の抗菌性繊維布帛は、上記した本発明の抗菌性合成繊維を含有しているものであり、織物、編物、不織布等の形態のものが挙げられる。そして、これらの布帛は本発明の抗菌性合成繊維のみからなるもの（１００％使いのもの）とするのが好ましいが、布帛の一部に本発明の抗菌性合成繊維を用いたものでもよい。なお、この場合は、十分な抗菌性を得るために、抗菌性合成繊維の含有率が１０質量％以上とすることが好ましい。
【００２４】
上記のように布帛の一部に本発明の抗菌性合成繊維を用いたものとする場合、抗菌性合成繊維と交編、交織する繊維としては、抗菌性を阻害しないものであれば特に限定はしないが、ポリアミド繊維やポリエステル繊維等の合成繊維等を用いることが好ましい。また、本発明の抗菌性合成繊維と他の繊維からなる混繊糸を用いた布帛としてもよい。
【００２５】
さらに、本発明の繊維布帛には、抗菌性能を阻害しないものであれば、後加工により帯電防止剤、柔軟剤、吸水剤、吸湿剤、消臭剤、撥水剤、撥油剤、防汚剤、防炎剤等を付与してもよいし、透湿防水加工を施したものでもよい。
【００２６】
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
なお、実施例における各種の性能の測定と評価は、次の方法で行った。
〔比表面積〕
酸化亜鉛粒子の比表面積は、ＢＥＴ法により測定した。測定器は島津製作所製のマイクロメリティックス比表面積自動測定装置を用いた。
〔強伸度〕
耐光試験機（ＵＶテスター　ＳＵＶ−Ｆ１１、光源：水冷式メタルハライドランプＭ０４−Ｌ２１ＳＵＶ）による１００時間照射前後の強伸度を、ＪＩＳ　Ｌ−１０９０に準拠して測定した。
〔抗菌性〕
得られた繊維からなる編地又は織物に精練・染色を行ったサンプルを、繊維製品新機能評価協議会（ＳＥＫ）が定める繊維製品の定量的抗菌性試験方法（統一試験法）マニュアルに準じ、試験菌として黄色ブドウ状球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ　ａｕｒｅｕｓ　ＡＴＣＣ　６５３８Ｐ）を用いて静菌活性値を測定し、抗菌性の評価を行った。そして、サンプルは、未処理、１０洗後について評価した。
〔耐光堅牢度〕
前記の方法で測定した。なお、精練のみのサンプルと精練・染色を行ったサンプルの２種について測定した。
〔その他染色堅牢度〕
得られた繊維からなる編地又は織物に精練・染色を行ったサンプルを、下記に示す洗濯堅牢度、汗堅牢度、摩擦堅牢度をそれぞれＪＩＳに準じて測定を行った。
洗濯堅牢度　ＪＩＳ　Ｌ−０８４４（Ｂ−３法）
汗　堅牢度　ＪＩＳ　Ｌ−０８４８（Ａ法）
摩擦堅牢度　ＪＩＳ　Ｌ−０８４９
【００２７】
実施例１
相対粘度（９６％硫酸を溶媒として、濃度１ｇ／ｄｌ、温度２５℃で測定）が２．５３、抗菌剤として酸化亜鉛粒子（ハクスイテック株式会社製、酸化亜鉛１種、一次粒子径０．１７μｍ、比表面積６．０ｍ２／ｇ）を１．０質量％含有するナイロン６チップを用い、このチップを水分率を１．０質量％に調整した後、エクストルーダー型溶融押出機に供給し、紡糸温度２６０℃で溶融し、紡糸口金より吐出させた。冷却装置により冷却風を吹き付けて糸条を冷却し、オイリングローラで油剤を付与した後、巻取り速度４０００ｍ／分で巻き取って、４４デシテックス／２４フィラメントの抗菌性繊維を得た。
【００２８】
実施例２〜３、比較例１〜３
抗菌剤である酸化亜鉛粒子の種類を変更し、比表面積、含有量を表１に示すように種々変更した以外は実施例１と同様の方法で行い、抗菌性繊維を得た。
【００２９】
実施例１〜３、比較例１〜３で得られた繊維の筒編地を作成し、非イオン系界面活性剤１ｇ／ｌの水溶液中にて８０℃×２０分間精練し、１００℃×３０分間、下記処方１のレサイプで染色した後、９０℃で乾燥した。続いて、１７０℃で１分間の仕上げセットを行い、筒編地を得た。
＜処方１＞
Ｎｙｌｏｓａｎ　Ｂｌｕｅ　ＮＦＬ（クラリアンドジャパン社製、酸性染料）　０．１％ｏｍｆ
レベランＮＫＤ（丸菱油化工業社製、均染剤）　　　　　　　　　１％ｏｍｆ
酢酸（４８％）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．２ｃｃ／ｌ
【００３０】
実施例１〜３、比較例１〜３得られた繊維の糸質物性及び編地性能の各種評価結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2004124300.tif 000002
【００３２】
表１から明らかなように、実施例１〜３で得られた繊維は、光劣化のない優れた糸質物性を有し、抗菌性、耐光性、染色堅牢度にも優れていた。
一方、比較例１の繊維は酸化亜鉛粒子の比表面積が大きかったため、抗菌性には優れていたが、光触媒活性が抑制されなかったため、日光による繊維の物性の低下や変色が生じた。比較例２の繊維は抗菌剤を含有していないため、強度劣化と耐光堅牢度は問題ないが、抗菌性は有していなかった。比較例３の繊維は抗菌剤の含有量が多すぎたため、紡糸や延伸時に糸切れが発生し、操業性が悪く、得られた繊維の強伸度等の糸質物性も低かった。また、酸化亜鉛粒子近傍において染料の分解量が多くなり耐光性も低いものとなった。
す。
【００３３】
実施例４
通常用いられる単成分用溶融紡糸機台を用い、極限粘度（フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒とし、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で測定した。）が０．６９、ガラス転移点温度７７℃、結晶化温度１２５℃及び融点２５９℃のＰＥＴチップを使用して溶融紡糸を行った。その際、ポリマー溶融時に抗菌剤として酸化亜鉛粒子（ハクスイテック株式会社製、酸化亜鉛１種、一次粒子径０．１７μｍ、比表面積６．０ｍ２／ｇ）をポリマー中に繊維質量に対し１．０質量％となるように添加し、紡糸速度３５００ｍ／分で８４デシテックス／２４フィラメントの半未延伸糸（ＰＯＹ）を得た。この半未延伸糸を延伸速度６５０ｍ／分、延伸倍率１．５倍で延伸し、５６デシテックス／２４フィラメントの延伸糸を得た。
【００３４】
比較例４
実施例４において、ポリマー溶融時に抗菌剤である酸化亜鉛粒子を添加しなかった以外は同様の方法で比較例５の５６デシテックス／２４フィラメントの延伸糸を得た。
【００３５】
実施例４、比較例４で得られた繊維の筒編地を作成し、非イオン系界面活性剤１ｇ／ｌの水溶液中にて８０℃×２０分間精練し、１３０℃×３０分間、下記処方２のレサイプで染色を行い、９０℃で乾燥した。続いて、１８０℃で３０分間の仕上げセットを行った。
＜処方２＞
Ｄｉａｎｉｘ　Ｂｌｕｅ　ＵＮ−ＳＥ（ダイスタージャパン社製、分散染料）　０．１％ｏｍｆ
ニッカサンソルトＳＮ−１３０（日華化学社製、均染剤）　　０．５ｇ／ｌ
酢酸（４８％）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．２ｃｃ／ｌ
【００３６】
実施例４、比較例４で得られた繊維の糸質物性及び編地性能の各種評価結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
2004124300.tif 000003
【００３８】
表２より明らかなように、実施例４で得られた繊維は、光劣化のない優れた糸質物性を有し、抗菌性、耐光性、染色堅牢度にも優れていた。
一方、比較例４の繊維は抗菌剤を含有していないため、強度劣化と耐光堅牢度は問題ないが、抗菌性は有していなかった。
【００３９】
実施例５
実施例１の繊維を経糸及び緯糸に用い、経密度１４０本／２．５４ｃｍ、緯密度１０８本／２．５４ｃｍの平織物を製織し、該繊維織物を界面活性剤１ｇ／ｌの浴中で８０℃で２０分間精練し、１３０℃で乾燥した後、１８０℃で１分間プレセットを行った。次に、該繊維織物を液流染色機中にて上記処方１のレサイプで１００℃、３０分間染色した後、１３０℃で乾燥した。続いて、１７０℃で１分間の仕上げセットを行い、平織物を得た。
【００４０】
実施例６
実施例１の繊維を経糸とし、比較例３の繊維を緯糸に用い、経密度１４０本／２．５４ｃｍ、緯密度１０８本／２．５４ｃｍの平織物（抗菌性繊維の混率５６％）を製織した以外は、実施例５と同様の方法で平織物を得た。
【００４１】
実施例７
実施例１の繊維を用い、スムース編地を製編した。該編地を界面活性剤１ｇ／ｌの浴中で８０℃で２０分間精練し、続いて液流染色機中にて処方１のレサイプで１００℃、３０分間染色した後、１３０℃で乾燥した。続いて、１７０℃で１分間の仕上げセットを行い、スムース編物を得た。
【００４２】
実施例８
実施例１の繊維と比較例３の繊維を用い、抗菌性繊維の混率を１２．５％となるようにスムース編物を製編した以外は、実施例７と同様の方法でスムース編物を得た。
【００４３】
比較例５
実施例５の経糸及び緯糸を比較例１の繊維に変更した以外は、実施例５と同様の方法で平織物を得た。
【００４４】
比較例６
比較例２の繊維を用い、スムース編物を製編した以外は、実施例７と同様の方法でスムース編物を得た。
【００４５】
実施例５〜８、比較例５および６で得られた布帛の抗菌性、耐光性、染色堅牢度の評価結果を表３に示す。
【００４６】
【表３】
2004124300.tif 000004
【００４７】
表３より明らかなように、実施例５〜８で得られた織編物は抗菌性、耐光性、染色堅牢度ともに優れていた。
一方、比較例５で得られた織物は、比表面積が大きすぎる酸化亜鉛粒子を含有する繊維からなるものであったため、耐光性に劣るものであった。また、比較例６で得られた編物は酸化亜鉛粒子を含有しない繊維からなるものであったため、抗菌性に劣るものであった。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の抗菌性合成繊維は、酸化亜鉛粒子を抗菌剤として含有した繊維であって、良好な抗菌性を有し、且つ酸化亜鉛粒子の光触媒活性が適度に抑制され、日光による繊維の物性の低下や変色が少なく、また、低コストで得ることができる。そして本発明の抗菌性合成繊維を用いた布帛は、抗菌性、耐光性、染色性堅牢度に優れ、衣料品、鞄、靴、タオル等の屋外で使用する繊維製品に好適に用いることができる。