(57)【要約】【課題】繊維物性を低下させることなく、低コストで、長期間にわたり優れた抗菌効果を発現する抗菌性不織布の提供。【解決手段】キュプラ繊維から構成される抗菌性不織布であって、該キュプラ繊維が鞘芯構造を有し、該繊維内部全体に銅を５０００質量ppm以上２００００質量ppm未満、該繊維鞘部に銅を２００００質量ppm以上４００００質量ppm未満含むことを特徴とする前記抗菌性不織布。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
キュプラ繊維から構成される抗菌性不織布であって、該キュプラ繊維が鞘芯構造を有し、該繊維内部全体に銅を５０００質量ppm以上２００００質量ppm未満、該繊維鞘部に銅を２００００質量ppm以上４００００質量ppm未満含むことを特徴とする前記抗菌性不織布。
【請求項２】
前記キュプラ繊維の繊維径が３μm以上１２μm以下である、請求項１に記載の抗菌性不織布。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の抗菌性不織布からなる抗菌材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生セルロース繊維内部に銅を含む抗菌性不織布に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維に抗菌性を付与する方法としては、繊維に銀や銅等の抗菌性を有する金属を添加する方法、繊維製造時に原料中に薬剤を混合する方法等が提案されている。以下の特許文献１には、表面に金属をメッキ等で付着させた繊維からなる抗菌材が示されている。しかしながら、抗菌性金属微粒子等の抗菌材を後加工により繊維表面に付着させているため、使用時に抗菌材が繊維表面から脱落、剥離し易く、抗菌効果の持続の点で問題があった。
また、以下の特許文献２には、原料に抗菌剤を混合したものを紡糸することで製造される抗菌性不織布が示されている。しかしながら、製造工数が多くなって生産性が低下する結果、生産コストが高くなるなどの問題があった。
【０００３】
上記の問題に鑑み、長時間抗菌性が失われず、かつ、生産性が高い繊維の製造方法について、以下の特許文献３には、繊維内部にセルロース繊維１ｇあたり酸化銅換算で２０〜２００ｍｇの銅化合物を含有させたキュプラ繊維が示されている。
しかしながら、繊維内部の銅の含有量が多い場合、繊維強度が低下し、シート状に加工しにくいといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１９２３８号公報
【特許文献２】特許第３４１３６３１号公報
【特許文献３】特許第２５７７３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、繊維強度を低下させることなく、低コストで、長期間にわたり優れた抗菌効果を発現する抗菌性不織布を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者らは、かかる課題を解決すべく鋭意検討し実験を重ねた結果、抗菌性不織布を構成するキュプラ繊維の繊維径が３μｍ以上１２μｍ以下の範囲において、前記繊維が鞘部と芯部からなる鞘芯構造を有しており、前記繊維内部全体に銅を５０００質量ppm以上２００００質量ppm未満、前記繊維鞘部に銅を２００００質量ppm以上４００００質量ppm未満含むことで、繊維強度を低下させることなく、低コストで長期間にわたり優れた抗菌効果を発現することを見出し、本発明を完成するに至ったものである。ここで言う鞘部とは、２重式紡口外側の鞘部から紡糸された部分のことを言う。また、ここで言う芯部とは、２重式紡口内側の芯部から紡糸された部分のことを言う。すなわち、本発明は、以下の通りのものである。
【０００７】
［１］キュプラ繊維から構成される抗菌性不織布であって、該キュプラ繊維が鞘芯構造を有し、該繊維内部全体に銅を５０００質量ppm以上２００００質量ppm未満、該繊維鞘部に銅を２００００質量ppm以上４００００質量ppm未満含むことを特徴とする前記抗菌性不織布。
【０００８】
［２］前記キュプラ繊維の繊維径が３μm以上１２μm以下である、前記［１］に記載の抗菌性不織布。
【０００９】
［３］前記［１］又は［２］に記載の抗菌性不織布からなる抗菌材。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る抗菌性不織布は、好ましくは、繊維径が３μm以上１２μm以下の範囲において、繊維強度を低下させることなく、低コストで長期間にわたり抗菌効果を発現することが可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本実施形態のキュプラ繊維の繊維径の範囲は重要であり、３μm以上１２μm以下であることが好ましい。１２μmを超えると、比表面積が小さくなるため繊維内部の銅の溶出量が少なくなり、抗菌性が低下する。他方、３μm未満になると、生産性が低下する。
本実施形態のキュプラ繊維内部全体に含有される含銅量は自由にコントロールできるが、シート状に加工可能な繊維物性を得るには、繊維内部全体に銅を５０００質量ppm以上２００００質量ppm未満含有する必要がある。２００００質量ppm以上になると、繊維強度が低下し実用上不適である。他方、５０００質量ppm未満になると長期間における抗菌性が小さくなる。
【００１２】
本実施形態のキュプラ繊維表面に含有される含銅量は自由にコントロールできるが、長時間安定した抗菌性を得るには、繊維表面である鞘部に銅を２００００質量ppm以上４００００質量ppm未満含有することが必要である。４００００質量ppm以上になると、繊維強度が低下し実用上不適である。他方、２００００質量ppm未満になると長期間における抗菌性が小さくなる。これは、繊維内部に銅を含有するキュプラ繊維を水に浸漬しても、繊維内部の銅はほとんど水に溶出しない。他方、抗菌性を発揮するためには、銅の量は水中で０．１ppm以上であれば充分である。繊維表面に銅を２００００質量ppm以上含有するキュプラ繊維を２０℃の水中に１ヶ月浸漬した後の溶出量は、０．１〜０．２ppmであり、充分な抗菌性を有している。
【００１３】
本発明による抗菌性キュプラ繊維（銅アンモニアレーヨン再生セルロース繊維）は、白癬菌に属するトリコフイトン メンタグロフイテイ（Trichophyton mentagrophytee, IFO ５４６６）、トリコフイトンラブラム（Trichophyton rubrum, IFO ５４６７）、アスペルギルス フラバス（Aspergillus flavus, IFO ６３４３）、アスペルギルス ニゲル（Aspergillu niger, IFO６３４１）、ペニシリウムシトリウム（Penicillium citrium, IFO ６２５２）、フザリウム リニー（Fusalium lini, IFO ４４６８）、リゾフス ニグリカンス（Rhizopus nigricans, IFO ５７８１）、クラドスポリウム レジニー（Cladosporium resinae, IFO ８５８８）、シユウドモナス（Pseudomonas）菌、黄色ブドウ状球菌、大腸菌に対して強い抗菌作用を示すが、特にこれらの菌に限定するものではない。
【００１４】
本実施形態の抗菌性不織布の繊維強度はシート状に加工する際に重要であり、３０〜６０N/５０mmが好ましい。６０N/５０mmを超えると、生産性が低下する。他方、３０N/５０mm未満になると、シート状への加工性が低下する。
【００１５】
本実施形態の抗菌性不織布の好ましい態様は、キュプラ不織布であるが、例えば、旭化成せんい株式会社製のキュプラ不織布「ベンリーゼ（登録商標）」がこれに相当する。
キュプラ不織布の製造方法は、異物を除去し、重合度を調整したコットンリンターを銅アンモニウム溶液に溶解させた原液を、細孔（原液吐出孔）を有した紡糸口金（紡口）から押し出し、水と共に漏斗内を落下させ、脱アンモニアさせることにより原液を凝固させつつ、延伸を行い、ネット上へ振り落としウェブ形成させる。この際、ネットを進行させながら進行方向と垂直方向へ振動させることにより、ネットへ振り落とされる繊維はサインカーブを描くことになる。
【００１６】
本実施形態の抗菌性不織布を得るため、２重式紡口を用い、芯部から銅濃度の低い前記原液を押し出し、鞘部から銅濃度の高い前記原液を押し出す。２重式紡口の鞘部の直径は０．６〜０．８mm、芯部の直径は０．２〜０．４mmが好ましい。鞘部から押し出す前記原液の銅濃度は３．５〜４．５wt%、芯部から押し出す前記原液の銅濃度は０．８〜１．５wt%が好ましい。紡糸時の延伸は１００〜５００倍が可能であり、紡糸漏斗の形状と、その中を流下させる紡糸水量を変えることにより、延伸倍率の調整が任意に可能である。延伸倍率を変えることにより、単繊度や不織布の強度を変えることが可能である。また、紡糸水量や温度を変化させることにより原液内に微量残留する低分子量セルロース、いわいるヘミセルロースをコントロールすることも可能である。また、ネットの進行速度、振動幅を制御することにより、繊維配列方向を制御し、不織布としての強度や伸度等をコントロールすることが可能である。
【００１７】
紡糸漏斗の形状としては、短形型が好ましく、流下させる紡糸漏斗の長さは１００〜４００mm、流下出口のスリット幅は２〜５mmが好ましい。また、不織布の均一性を確保する意味から、ウェブを積層して不織布化することが好ましく、その積層は３〜１０枚が好ましい。この積層ウェブを硫酸と水を用いて再生、精練を行い、乾燥、巻き取り品として得ることができる。繊維内部全体に銅を５０００質量ppm以上２００００質量ppm未満、かつ、繊維表面に２００００質量ppm以上４００００質量ppm未満含有させる場合、硫酸温度４５〜６０℃、硫酸濃度０．２〜１．５vol%が好ましい。
本実施形態の不織布の形状は、特に限定されず用途の大きさに合わせて自由に調整可能である。
【００１８】
[繊維内の銅の分布]
本実施形態の抗菌性不織布を構成する繊維内の銅の分布は、X線マイクロアナライザー（日本電子社製JEOL JSM−T３００）により、繊維断面の銅の分布強度測定することで評価した。
【００１９】
[繊維内部全体の銅残留濃度]
本実施形態の抗菌性不織布の繊維内部全体の銅の残留濃度は、下記の方法で測定した。
２０±２℃、６５±２%RHにコントロールされている恒温室に１６時間以上放置した不織布を５g採取し、電気マッフル炉内において５００±５０℃、４時間以上で不織布を灰化する。純水１mlを注水し灰化物を湿らせ、１:４-HCl溶液４mlを加え加熱し溶解させる。その後、純水５０mlを用いて希釈したものをプラズマ発行分析装置（以下、ICPともいう。）に導入し残留銅濃度を測定した。不織布繊維内部全体の銅残留濃度は、下記式により算出した。
繊維内部全体の銅残留濃度=A×(５０/１０００)×１.１１５/S×１０００[ppm]
｛式中、A=ICPで求めた銅濃度[ppm]、S=試料採取量｝
【００２０】
[繊維鞘部の銅残留濃度]
本実施形態の抗菌性不織布の繊維鞘部の銅残留濃度は、前記の銅濃度の分布結果と繊維内部全体の銅残留濃度を用い、下記式により算出した。
繊維鞘部の銅残留濃度[ppm]=A×B/C
A=繊維内部全体の銅残留濃度[ppm]
B=繊維鞘部の銅濃度分布体積[m３]
C=繊維全体の銅濃度分布体積[m３]
【００２１】
[抗菌性]
本実施形態の抗菌性不織布の抗菌性は、JISL１９０２（菌液吸収法）に準じ静菌活性値を測定することで評価した。
即ち、不織布０．４gを細かく切りバイアル瓶に入れ、試験菌液（黄色ブドウ状球菌、Staphylococcus aureus ATCC ６５３８P）０．２mlを接種し、３７℃で１８時間培養する。非イオン界面活性剤０．２%を含む生理食塩水２０mlを加えて試料から菌を洗い出し、洗い出し液中の菌数をコロニー法により測定し、下記式によって静菌活性値を算出した。
静菌活性値=log(A/B)−log(C/D)
A：標準布、試験菌培養後の生菌数
B：標準布、試験菌接種直後の生菌数
C：加工布、試験菌培養後の生菌数
D：加工布、試験菌接種直後の生菌数
【００２２】
[繊維径]
不織布の繊維集合体の表面を、走査型電子顕微鏡（日本電子製ＪＳＭ−６３８０）を用いて１０，０００倍の倍率で観察し、任意の５０本の繊維を選び、１本につき任意の１箇所を選んで測定し、その平均値を繊維径（μｍ）とした。
【００２３】
[繊維強度]
繊維強度は、ＪＩＳ−Ｌ１０９６に準拠する引張強度を言う。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の抗菌性不織布を具体的に説明するが、本発明はかかる実施例により限定されるものではない。
（実施例１）
コットンリンター（重合度９００〜１０００）を銅アンモニア溶液で溶解し（コットンリンター１０．１５wt％、アンモニア６．０９wt%）、銅１．００wt%の芯部用原液と銅３．８０wt%の鞘部用原液を、芯部直径０．３mmの孔と鞘部直径０．６mmの孔を２３７４８組有する２重紡口を用いて紡糸し、紡糸水を満たした紡糸漏斗中に６８３ml/分の吐出量で押し出し、流下緊張下でウエブを形成させ、６０℃、１．２vol％の硫酸と水をウエブ上部からスプレーノズルを用いて噴射し、ウエブを再生させた。その後、ウエブを乾燥させ抗菌性不織布を得た。得られた不織布の繊維径は５．２μm、繊維内部全体の含有銅濃度は１５０００質量ppm、繊維鞘部の含有銅濃度は３１０００ppm、静菌活性値は３．７であった。
【００２５】
（実施例２）
実施例１で得られた抗菌性不織布を２０℃の水中に１ヵ月間浸漬し、その後、脱水、乾燥させた。得られた不織布の静菌活性値は３．３であった。
【００２６】
（比較例１）
コットンリンター（重合度９００〜１０００）を銅アンモニア溶液で溶解し（コットンリンター１０．１５wt％、アンモニア６．０９wt%、銅３．５０wt%）、直径０．６mmの孔を２３７４８組有する紡口を用いて紡糸し、紡糸水を満たした紡糸漏斗中に６８３ml/分の吐出量で押し出し、流下緊張下でウエブを形成させ、６０℃、１．１vol％の硫酸と水をウエブ上部からスプレーノズルを用いて噴射し、ウエブを再生させた。その後、ウエブを乾燥させ抗菌性不織布を得た。得られた不織布の繊維径は５．３μm、繊維内部全体の含有銅濃度は２００００質量ppm、静菌活性値は１．９であった。
【００２７】
（比較例２）
比較例１で得られた抗菌性不織布を２０℃の水中に１ヵ月間浸漬し、その後、脱水、乾燥させた。得られた不織布の静菌活性値は１．６であった。
【００２８】
（比較例３）
コットンリンター（重合度９００〜１０００）を銅アンモニア溶液で溶解し（コットンリンター１０．１５wt％、アンモニア６．０９wt%）、銅１．２０wt%の芯部用原液と銅３．５０wt%の鞘部用原液を、芯部直径０．３mmの孔と鞘部直径０．６mmの孔を２３７４８組有する２重紡口を用いて紡糸し、紡糸水を満たした紡糸漏斗中に６８３ml/分の吐出量で押し出し、流下緊張下でウエブを形成させ、６０℃、１．８vol％の硫酸と水をウエブ上部からスプレーノズルを用いて噴射し、ウエブを再生させた。その後、ウエブを乾燥させ抗菌性不織布を得た。得られた不織布の繊維径は５．２μm、繊維内部全体の含有銅濃度は６０００質量ppm、繊維鞘部の含有銅濃度は１８０００ppm、静菌活性値は１．６であった。
【００２９】
（比較例４）
比較例３で得られた抗菌性不織布を２０℃の水中に１ヵ月間浸漬し、その後、脱水、乾燥させた。得られた不織布の静菌活性値は１．２であった。
【００３０】
（比較例５）
コットンリンター（重合度９００〜１０００）を銅アンモニア溶液で溶解し（コットンリンター１０．１５wt％、アンモニア６．０９wt%）、銅１．００wt%の芯部用原液と銅３．５０wt%の鞘部用原液を、芯部直径０．４mmの孔と鞘部直径０．８mmの孔を２３７４８組有する２重紡口を用いて紡糸し、紡糸水を満たした紡糸漏斗中に６８３ml/分の吐出量で押し出し、流下緊張下でウエブを形成させ、６０℃、１．４vol％の硫酸と水をウエブ上部からスプレーノズルを用いて噴射し、ウエブを再生させた。その後、ウエブを乾燥させ抗菌性不織布を得た。得られた不織布の繊維径は１５．１μm、繊維内部全体の含有銅濃度は２００００質量ppm、繊維鞘部の含有銅濃度は３００００ppm、静菌活性値は１．７であった。
【００３１】
（比較例６）
比較例５で得られた抗菌性不織布を２０℃の水中に１ヵ月間浸漬し、その後、脱水、乾燥させた。得られた不織布の静菌活性値は１.４であった。
【００３２】
以上の実施例、比較例の紡糸条件、繊維特性、結果等を以下の表1に示す。
【表１】
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【００３３】
本発明の抗菌性不織は、少ない含銅量で、繊維強度を低下させることなく、長期間優れた抗菌性を示している。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の抗菌性不織布は、衣料分野、衛生材料分野、包装資材分野、産業資材分野、農業分野等に広く利用することが可能である。