(57)【要約】【課題】    繊維布帛の柔らかな風合いを維持し、光触媒の酸化作用による繊維布帛の変色や劣化を完全に防いだ、消臭、抗菌および防汚機能を有する繊維布帛を提供する。【解決手段】    アクリルシリコン系バインダー樹脂を用い、酸化チタン光触媒を繊維布帛にシラノール結合によって担持させることによって、光触媒の酸化作用による繊維布帛やバインダー樹脂の変色や劣化を防ぎつつ、消臭、抗菌および防汚機能に優れ、しかも柔らかな風合いを維持した繊維布帛を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維布帛に酸化チタン光触媒がアクリルシリコン系バインダー樹脂により固定されてなる、消臭、抗菌、および防汚機能を有する繊維布帛。
【請求項２】
前記酸化チタン光触媒の粒径が５ｎｍ〜２０μｍである請求項１記載の消臭、抗菌、および防汚機能を有する繊維布帛。
【請求項３】
前記酸化チタン光触媒の繊維布帛への付着量が、繊維布帛１００重量部に対し、０．５〜２５重量％である請求項１又は２記載の消臭、抗菌、および防汚機能を有する繊維布帛。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衣料や、カーテン、カーペット、壁紙等のインテリア用品、衛生材料などに広く応用でき、消臭、抗菌および防汚機能を有するようにした繊維布帛に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、消臭、抗菌および防汚等の機能に関する技術は良く知られている。例えば、活性炭の優れた吸着作用を利用した消臭剤が知られているが、これらは悪臭成分を吸着し、周辺の臭気濃度を短期的に低下さす働きには優れているが、悪臭成分の量が減少するわけではなく、有効期間に限りのある消臭方法である。
【０００３】
また、消臭スプレーを、直接臭気を発するものに吹きつけ消臭するものもあるが、この方法は、芳香剤の働きにより、一時的に臭いは消えるものの時間がたてば再び臭気が発生し、根本的な解決にはつながらない。
【０００４】
次ぎに、悪臭成分を分解して消臭する方法としては、フタロシアニンが良く知られているが、全ての悪臭に有効なものではなく、タバコ臭や、人体の汗の臭いであるイソ吉草酸等の悪臭に対しては有効な消臭方法とは言いがたいものである。
【０００５】
フタロシアニンの他では、悪臭成分を分解して消臭する方法として、酸化チタン光触媒が良く知られている。酸化チタン光触媒は、水中のハロゲン含有有機物を炭酸ガスと水に分解したり、たばこ臭や人体の汗の臭いであるイソ吉草酸等の悪臭を消臭したり、布に付着したたばこのヤニ等の着色物質を分解して防汚効果もあることが知られている。
【０００６】
また、酸化チタン光触媒は、その強力な酸化力によって、大腸菌などを殺す機能もあることは確認されており、抗菌効果のあることが知られている。
【０００７】
しかしながら、光触媒はそのような有益な機能を有する反面、光触媒を直接繊維布帛にバインダー樹脂によって担持させると、光触媒の強い酸化分解力によって、バインダー樹脂や繊維布帛が有機質の炭化水素を含む樹脂であるため分解したり、着色したり、異臭が発生するなどの諸問題が生じていたため、使用が限定され、酸化に強いタイルやガラス等の無機の担持素材へ応用されることが多かった。
【０００８】
これを改善するため特許文献１においては、繊維布帛に酸化チタン光触媒をシリコーン架橋型樹脂で固定することにより、使用に際して繊維布帛に変色や劣化がなく、持続性のある優れた消臭、抗菌および防汚機能を有する繊維布帛の技術を開示している。
【０００９】
また、特許文献２においても、繊維布帛の表面にフッ素樹脂からなる耐食性皮膜を形成し、この耐食性被膜の上に光触媒皮膜を形成することにより、繊維布帛に変色や劣化がない消臭性布帛の技術を開示している。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１８７９
【特許文献２】特願平１０−２１６２１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記方法では、繊維布帛の風合いが硬くなり、また、光触媒の酸化作用から完全に繊維布帛を保護することが不可能で、繊維布帛やバインダー樹脂の変色や劣化を防ぐことに満足のできるものは出来ていない。本発明の課題は、上述の事情に鑑み、繊維布帛の柔らかな風合いを維持し、光触媒の酸化作用による変色や劣化を完全に防いだ消臭、抗菌および防汚機能を有する繊維布帛を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、繊維布帛の柔らかな風合いを維持し、変色や劣化を完全に防いだ消臭、抗菌および防汚機能を有する繊維布帛を提供すべく検討を行なった結果、アクリルシリコン系バインダー樹脂で、酸化チタン光触媒を繊維布帛に担持させることによって、柔らかな風合いのままで消臭、抗菌および防汚機能に優れた繊維布帛が得られることを見出し、本発明に至ったものである。
【００１３】
すなわち第１の発明は、繊維布帛に酸化チタン光触媒がアクリルシリコン系バインダー樹脂により固定されてなる、消臭、抗菌、および防汚機能を有する繊維布帛である。  
【００１４】
本発明は衣料用や、カーテン、カーペット、壁紙等のインテリア用品、衛生材料などに広く有用な繊維布帛として使用することができる。また、繊維布帛の繊維としては、ポリエステル、ポリアミド、アクリルなどの合成繊維、アセテート、レーヨンなどの半合成繊維、羊毛、絹、木綿、麻などの天然繊維などから選ばれる、1種または複数の繊維を使用することができる。
【００１５】
本発明のメカニズムは十分解明されていないが、酸化チタン光触媒は、アクリルシリコン系バインダー樹脂のシリコン基とシラノール結合 で接合し、又アクリルシリコン系バインダー樹脂のアクリル基は、繊維布帛と強力に接合する。このよう、酸化チタン光触媒が繊維布帛に直接結合するのではなく、シリコン基と酸化チタン光触媒、アクリル基と繊維布帛がそれぞれ選択的に結合することから、光触媒の酸化作用から繊維布帛の変色や劣化を防ぐことができるものである。また、アクリル基を介して繊維布帛と酸化チタン光触媒とが間接的に接合することから、繊維の柔らかい風合いが守られるものである。
【００１６】
また、酸化チタン光触媒をアクリルシリコン系バインダー樹脂のシリコン基を介して、繊維布帛と間接的に固定することにより、酸化チタン光触媒によって繊維やバインダー樹脂が侵されない状態を確保したうえで、従来消臭が困難であったタバコ臭、汗臭などを簡単に消臭することができ、また付着したタバコのヤニなどの着色物質を分解して、防汚効果も得ることができるものである。
【００１７】
さらに、酸化チタン光触媒は、その酸化力により、黄色ブドウ球菌などに殺菌力があることは知られており、菌が人体代謝物などを分解する時に発生する悪臭を抑制し、抗菌効果も得ることができるものである。
【００１８】
第２の発明は、前記酸化チタン光触媒の粒径が５ｎｍ〜２０μｍである請求項１記載の消臭、抗菌、および防汚機能を有する繊維布帛である。酸化チタン光触媒の粒径が２０μｍを越えると悪臭の分解速度が遅くなり好ましくない。また、５ｎｍを下回る粒径とすることは技術的に製造することは困難で、コスト的にも採算が合わず好ましくない。より好ましくは７ｎｍ〜５μｍがよい。
【００１９】
第３の発明は、前記酸化チタン光触媒の繊維布帛への付着量が、繊維布帛１００重量部に対し、０．５〜２５重量％である請求項１又は２記載の消臭、抗菌、および防汚機能を有する繊維布帛である。
【００２０】
酸化チタン光触媒の繊維布帛への付着量が２５重量％を越えると風合いが硬くなり、また繊維布帛が白化して好ましくない。また、０．５重量％を下回ると悪臭の分解速度が遅く、消臭効果が弱くなり好ましくない。より好ましくは０．７〜１０重量％である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、アクリルシリコン系バインダー樹脂のシリコン基とアクリル基が選択的に酸化チタン光触媒と繊維布帛に強く結合することから、酸化チタン光触媒の強い酸化作用の影響が回避され、使用に際して繊維布帛の変色や劣化がなく、かつ持続性のある優れた消臭、抗菌、および防汚機能を有する繊維布帛を得ることができる。本発明の繊維布帛は、衣料、カーテン、カーペット、壁紙等のインテリア用品、衛生材料などに広く有用な繊維布帛として用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の消臭、抗菌および防汚機能を有する繊維布帛について詳細に説明する。酸化チタン光触媒はアクリルシリコン系バインダー樹脂のシリコン基とシラノール結合で接合し、又アクリルシリコン系バインダー樹脂のアクリル基は繊維布帛とそれぞれ選択的に強力に接合する。
【００２３】
このように、選択的にシリコン基が酸化チタン光触媒とシラノール結合するため、アクリルシリコン系バインダー樹脂と酸化チタン光触媒との混合液をつくる時に、優先してシリコン基は酸化チタン光触媒と結合を完了している。その後繊維布帛に浸漬・塗布されることにより、アクリルシリコン系バインダー樹脂のアクリル基が繊維と直接接合することから、酸化チタン光触媒が繊維と直接接合するのを防ぎ、さらに柔軟性を保ちながら繊維と接合するものである。
【００２４】
アクリルシリコン系バインダー樹脂によって酸化チタン光触媒を繊維布帛に担持させる方法は、浸漬法とコーティング法を例示できる。アクリルシリコン系バインダー樹脂は水溶性であるので、容易に酸化チタン光触媒との混合液を得ることができる。
【００２５】
浸漬法は、繊維布帛をアクリルシリコン系バインダー樹脂と酸化チタン光触媒の混合液に浸漬した後マングルで絞り、これを乾燥させることによって繊維布帛に酸化チタン光触媒を担持させるもので均一に担持することができる。
【００２６】
コーティング法は、繊維布帛にアクリルシリコン系バインダー樹脂と酸化チタン光触媒の混合液をコーティングした後乾燥させることによって繊維布帛に酸化チタン光触媒を担持させるもので、生産性を顕著に向上でき、担持量も精度高く制御できる。前記コーティング方法は、特に限定されるものではないが、例えばグラビアロール加工、スプレー加工、ロールコーター加工、ジェットプリント加工、転写プリント加工、スクリーンプリント加工等を例示することができる。
【００２７】
コーティング法は、アクリルシリコン系バインダー樹脂を繊維布帛上に皮膜状に層となって全面接着するよりも、網目状に接着させることが可能な加工方法として有用な加工である。これは、バインダー樹脂が層となって全面接着するのではなく、網目状に接着させることにより、繊維布帛を構成する糸が相対的に動きうることから、繊維布帛の柔軟性が確保されることと、繊維布帛に消臭、抗菌、防汚以外の機能性を付与する部分としての空間を残すことができ、難燃、撥水、撥油等の機能をさらに付与することができる。
【００２８】
酸化チタン光触媒はアナターゼ型酸化チタン光触媒、ルチル型酸化チタン光触媒、ブルカイト型酸化チタン光触媒が好ましく、中でも、アナターゼ型酸化チタン光触媒が特に好適である。酸化チタン光触媒は、紫外線により励起されて水や酸素が・ＯＨや・Ｏ２−となり、強い酸化作用で有機物を、水とニ酸化炭素に分解し、消臭するものである。また、酸化チタン光触媒の触媒活性を高めるため、白金、パラジウム、ロジウムなどの白金族金属を担持させたものや、銀、銅、亜鉛などの殺菌性のある金属を担持させたものを使用することもできる。
【００２９】
また、本発明においては、酸化チタン光触媒としてアパタイト被覆酸化チタン光触媒を用いることもできる。アパタイト被覆酸化チタン光触媒は、酸化チタン光触媒の表面がリン酸カルシウムアパタイトにより被覆された複合材料である。アパタイト被覆酸化チタン光触媒は、酸化チタン光触媒が直接繊維布帛やバインダー樹脂と接合するのを防ぎ、強い酸化作用によって繊維布帛やバインダー樹脂が侵されることから守るものである。
【００３０】
また、酸化チタンの一部にＮドープ等を行なった、可視光域で励起する可視光応答型酸化チタン光触媒も知られており、これらも本発明において使うことができる。例えばＮやＳで酸化チタンのＯの一部を置換したアニオンドープ型や、Ｔｉの一部を別の原子で置換したカチオンドープ型が挙げられる。
【００３１】
酸化チタン光触媒の粒径は酸化作用の効果から小さいほど好ましく、また繊維径の１０分の１以下の粒径のものが、脱落のし易さの面から好ましく、２０μｍ以下が推奨される。
【００３２】
本発明に使用されるアクリルシリコン系バインダー樹脂は、共栄社化学製Ｓ−６０ＮＦＥを使用した。
【００３３】
シリコン基の末端が
【化０１】
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であるため、酸化チタン光触媒と優先的にシラノール結合で強く接合する。
【００３４】
また、アクリル基は繊維との密着性に富み、物理的に強く結合する。特に、有機繊維であるアクリル、ナイロン、ポリエステル等の繊維との結合力は非常に強く、アクリル基が優先的に繊維布帛に結合し、接着部の柔軟性が確保され、耐久性も十分なものとなる。
【００３５】
酸化チタン光触媒とアクリルシリコン系バインダー樹脂の配合割合は特に限定しないが、酸化チタン光触媒の配合量が増えると、酸化チタン光触媒の繊維布帛に結合する確率が増え、繊維布帛を劣化させる原因となる。また、アクリルシリコン系バインダー樹脂配合量が増えると、酸化チタン光触媒とアクリルシリコン系バインダー樹脂と結合する割合が増加し、酸化チタン光触媒の表面を覆ってしまうようになり、消臭、抗菌、防汚の機能性が低下する。
【００３６】
酸化チタン光触媒が無駄なくその消臭能力を十分発揮するために、繊維布帛へ担持する工程を２工程に分けて加工することも可能である。まず、第１の工程において、繊維布帛へアクリルシリコン系バインダー樹脂のみを担持させる。次に第２の工程において、酸化チタン光触媒を第１の工程で得た繊維布帛上に塗布することによって、酸化チタン光触媒を無駄なく均一に塗布することができる。
【００３７】
酸化チタン光触媒の繊維布帛への付着量は、繊維布帛１００重量部に対し、０．５〜２５重量％であることが好ましい。酸化チタン光触媒の繊維布帛への付着量が２５重量％を越えると風合いが硬くなり、また、白化して好ましくない。また、０．５重量％を下回ると悪臭の分解速度が遅く、消臭効果が弱くなり好ましくない。さらに好ましくは、０．７〜１０重量％である。
【００３８】
次ぎに実施例により、本発明を具体的に説明する。なお実施例における各種消臭性能の測定は次のように行った。
（アンモニア消臭性能）
酸化チタン光触媒を５重量％担持した繊維布帛（１０×１０ｃｍ角）を内容量２リットルのテトラバッグ袋内に入れた後、袋内において濃度が１００ｐｐｍとなるようにアンモニアガスを注入し、この袋を紫外線ランプ（ナショナル・ブラックライト・ブルーＦＬ２０Ｓ・ＢＬ−Ｂ・２０ワット）の直下３０ｃｍに設置し、紫外線照射強度が３．０ｍワット／ｃｍ２になるように微調整を行なった。１００時間経過後にアンモニアガスの残存濃度を測定し、この測定値よりアンモニアガスを除去した総量を算出し、これよりアンモニアガスの除去率（％）を算出した。
【００３９】
（硫化水素消臭性能）
アンモニアガスに代えて硫化水素ガスを用いて袋内において濃度が１０ｐｐｍとなるように注入した以外は、上記アンモニア消臭性能測定と同様にして硫化水素ガスの除去率（％）を算出した。
【００４０】
（メチルメルカプタン消臭性能）
アンモニアガスに代えてメチルメルカプタンガスを用いて袋内において濃度が１０ｐｐｍとなるように注入した以外は、上記アンモニア消臭性能測定と同様にしてメチルメルカプタンガスの除去率（％）を算出した。
【００４１】
（酢酸消臭性能）
アンモニアガスに代えて酢酸ガスを用いて袋内において濃度が１０ｐｐｍとなるように注入した以外は、上記アンモニア消臭性能測定と同様にして酢酸ガスの除去率（％）を算出した。
【００４２】
（アセトアルデヒド消臭性能）
アンモニアガスに代えてアセトアルデヒドガスを用いて袋内において濃度が１０ｐｐｍとなるように注入した以外は、上記アンモニア消臭性能測定と同様にしてアセトアルデヒドの除去率（％）を算出した。
【００４３】
（ホルムアルデヒド消臭性能）
アンモニアガスに代えてホルムアルデヒドガスを用いて袋内において濃度が１０ｐｐｍとなるように注入した以外は、上記アンモニア消臭性能測定と同様にしてホルムアルデヒドの除去率（％）を算出した。
【００４４】
（トルエン消臭性能）
アンモニアガスに代えてトルエンガスを用いて袋内において濃度が１０ｐｐｍとなるように注入した以外は、上記アンモニア消臭性能測定と同様にしてトルエンの除去率（％）を算出した。
【００４５】
そして、除去率が９５％以上であるものを「◎」、除去率が９０％以上９５％未満であるものを「○」、除去率が８５％以上９０％未満であるものを「△」、除去率が８５％未満であるものを「×」と評価した。
【００４６】
（ニ酸化炭素発生試験）
酸化チタン光触媒を５重量％担持し、バインダー樹脂が、アクリルシリコン系バインダー樹脂、アクリルバインダー樹脂である繊維布帛と、酸化チタン光触媒を担持していない未加工の布帛の３種類の繊維布帛をそれぞれ内容量２リットルのテトラバッグ袋内に入れた後、アンモニアガスに代えて空気を注入し、上記アンモニア消臭性能測定と同様にしてニ酸化炭素発生量を１０時間ごとに測定し図１のようなグラフを得た。これにより、アクリルシリコン系バインダー樹脂による酸化チタン光触媒を担持させる方法が、アクリルバインダー樹脂によるものより繊維布帛やバインダー樹脂が酸化チタン光触媒に侵されることなく（ニ酸化炭素発生量も少なく）、未加工の布帛に近い値で推移し、優れていることが確認された。
【実施例】
【００４７】
＜実施例１＞
粒径１０ｎｍの酸化チタン光触媒１重量部を７９重量部の水に加えた後、攪拌機により攪拌を行ない、分散液を得た。この分散液にさらに２０重量部のアクリルシリコン系バインダー樹脂（固形分５０％)を加え、良く攪拌して均一な分散液（処理液)を得た。この処理液に、ポリエステル製のスパンボンド不織布（目付４０ｇ／ｍ２) を浸漬した後、取り出してマングルで絞って乾燥させて、消臭繊維布帛を得た。酸化チタン光触媒のスパンボンド不織布への付着量は１．５重量％であった。この酸化チタン光触媒をスパンボンド不織布へ担持させた繊維布帛を、上記の各種ガスの消臭試験をおこない除去率を表に記載した。
【００４８】
＜実施例２＞
次に、実施例１において、酸化チタン光触媒２重量部を７８重量部の水に加えた以外は実施例１と同様にして、消臭繊維布帛を得た。酸化チタン光触媒のスパンボンド不織布への付着量は３．０重量％であった。
【００４９】
＜実施例３＞
次に、実施例１において、粒径１０ｎｍの酸化チタン光触媒を粒径５μｍとした以外は実施例１と同様にして、消臭繊維布帛を得た。酸化チタン光触媒のスパンボンド不織布への付着量は１．５重量％であった。
【００５０】
＜比較例１＞
実施例１において、アクリルシリコン系バインダー樹脂（固形分５０％)をアクリル樹脂（固形分５０％) とした以外は実施例１と同様にして、消臭繊維布帛を得た。酸化チタン光触媒のスパンボンド不織布への付着量は１．５重量％であった。
【００５１】
＜比較例２＞
実施例１において、粒径１０ｎｍの酸化チタン光触媒を粒径５０μｍとした以外は実施例１と同様にして、消臭繊維布帛を得た。酸化チタン光触媒のスパンボンド不織布への付着量は１．５重量％であった。
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の技術は、酸化チタン光触媒を繊維と結合させるもので、利用される分野は広く、衣料や、カーテン、カーペット、壁紙等のインテリア用品、車両等のシート地、天井材、衛生材料などに広く利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】ニ酸化炭素の発生量を比較したグラフ
【図１】
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