(57)【要約】加工による黄変や風合いの硬化、着臭を伴うことなく、竹酢液を繊維に加工することによって、抗菌性を付与する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の供給を遮断した外熱式炉に竹材を投入して９５℃〜３００℃に加熱し、前記炉から排出されるガスを凝縮させることによって得られる竹酢液を用いて繊維に付着させてなる抗菌繊維。
【請求項２】
前記炉の加熱温度を２００℃〜２８０℃の範囲内としたことを特徴とする請求項１の抗菌繊維。
【請求項３】
前記炉の加熱温度を９５℃〜１１０℃の範囲内で一定時間保持したことを特徴とする請求項１の抗菌繊維。
【請求項４】
加工する繊維の重量に対して０．１重量％〜１０．０重量％の竹酢液を付与することを特徴とする請求項１、２または３の抗菌繊維。
【請求項５】
空気の供給を遮断した外熱式炉に竹材を投入して９５℃〜３００℃に加熱し、前記炉から排出されるガスを凝縮させることによって得られた竹酢液を繊維に付着させることを特徴とする抗菌加工方法。
【請求項６】
前記炉の加熱温度を２００℃〜２８０℃の範囲内としたことを特徴とする請求項５の抗菌加工方法。
【請求項７】
前記炉の加熱温度を９５℃〜１１０℃の範囲内で一定時間保持したことを特徴とする請求項５の抗菌加工方法。
【請求項８】
加工する繊維の重量に対して０．１重量％〜１０．０重量％の竹酢液を付与することを特徴とする請求項５、６または７の抗菌加工方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、竹酢液を利用して抗菌性を付与した繊維および抗菌加工方法に関する。
背景技術
各種樹木から抽出される木酢液には、優れた抗菌作用があることが知られている。特に竹を材料として抽出した竹酢液には、酢酸などの脂肪酸、フェノール類、低級アルコールなどの抗菌作用を有する物質が含まれている。
竹酢液の抗菌作用を利用した布製品としては以下のものがある。
特開平９−１７６９６５号には、竹を材料とした活性炭を作るときに採取される液体を含浸させたことを特徴とする布製品や紙製品が開示されている。
特開平１０−１３１０５７号には、竹酢液を含浸させた微粒子の徐放性担体をバインダーにより付着させたことを特徴とする繊維製品が開示されている。
しかしながら、従来の技術において作られる竹酢液は、活性炭を作るときの副生成物であり、蒸気のドレンとして採取される液体であって、通常４００℃〜６００℃の炭化温度で処理されている。そのため有効成分の一部が分解し、竹酢液自体が黄味を帯びるため、繊維に付着させると黄変するという問題点があった。
また、高温で処理しているため成分の一部が重合し、タール状成分が生成するため、加工後の風合いが硬くなるという問題点があった。
さらに、竹酢液が有する炭化時の焦げた臭いが、加工後もなくならないという問題点があった。
なお、上記問題点を解決するために竹酢液を蒸留等で精製する方法があるが、非常に手間とコストがかかり、実用的な方法ではない。
発明の開示
本発明は、従来技術における問題点であった加工による黄変や風合いの硬化、着臭を伴うことなく、竹酢液を繊維に加工することによって、抗菌性を付与することを課題とする。
本発明は、竹酢液を繊維に加工することによって、抗菌性を付与するものである。本発明で使用する竹酢液は、空気の供給を遮断した外熱式炉に竹材を投入し、９５℃〜３００℃、好ましくは９５℃〜２８０℃、さらに好ましくは９５℃〜１１０℃の比較的低温で加熱し、炉から排出される煙（ガス）を凝縮させることによって得る。かかる竹酢液の採取には、たとえば特願２０００−３２８７０９号（平成１２年１０月２７日出願）で開示した外熱式炉を用いることができる。ここで、外熱式炉とは、外部から加熱し、炉内の充填物（ここでは竹材）が自燃しないタイプの炉を意味する。加熱源は問わない。また、空気の供給を遮断することによって、竹材は自燃することなく熱分解を起こす。上記の比較的低温に保持することにより、タール分の発生を防止する一方、抗菌作用を発揮する成分の熱分解を抑制する。
従来の技術において作られる竹酢液は、活性炭を作るときの副生成物であり、蒸気のドレンとして採取される液体であって、通常４００℃〜６００℃の炭化温度で処理されている。そのため、竹酢液自体が黄味を帯び、さらに竹の炭化時に発生した臭いを有する。またタール状成分も含んでおり繊維に加工した場合には、抗菌性は付与されるものの、他の多くの問題点を有する。
一方、上記外熱式炉は竹酢液を採取することを目的としており、竹を上記の比較的低温で処理して竹酢液を採取するため、黄変がなく、有効成分の炭化や重合も起こらない。また、竹が焦げた臭いもほとんどない。
この竹酢液で加工した繊維は、黄変や竹の炭化時に発生した臭いがなく、素材本来の風合いを保持した抗菌素材である。
本発明によれば、竹酢液で繊維を加工することによる生地の黄変、生地への着臭がなく、素材本来の風合いが保持された、抗菌素材を得ることが確認された。
本発明に用いることができる繊維製品の形態としては、綿塊状、スライバー状、糸状、織物、編物、不織布、フィルター、縫製品などが含まれるが、これらに限定されるものではない。
本発明に用いることができる繊維物質には、セルロース系繊維としては、綿、麻等の天然セルロース系繊維、ビスコースレーヨン、銅アンモニア法レーヨン、ポリノジック等の再生セルロース系繊維、テンセル等の精製セルロース系繊維、アセテート、ジアセテート等の半合成繊維が含まれるが、これらに限定されることはない。動物性繊維としては、羊毛、カシミヤ等の獣毛繊維、絹等が含まれるが、これらに限定されることはない。合成繊維としては、ポリエステル系、ポリアミド系、アクリル系、ポリ塩化ビニル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリウレタン系、ポリビニルアルコール系、フッ素系等が含まれるが、これらに限定されるものではない。再生繊維としては、キチン・キトサン繊維、コラーゲン繊維等が含まれるが、これらに限定されることはない。
本発明に用いることができる糸状繊維物質には、単一の繊維の紡績糸又は複数の繊維の混紡糸、多層構造糸等が含まれるが、これらに限定されることはない。また、再生セルロース系繊維、半合成繊維、合成繊維、再生繊維の場合は、長繊維（フィラメント）であっても、紡績糸であってもよく、複数の繊維を混紡したものでもよい。
本発明における加工方法としては、竹酢液を含有する水溶液を調製し、これを繊維に含浸する。含浸は従来公知の浸漬法、パッド法、スプレー法、コーティング法等のいずれの方法も使用できる。また洗濯耐久性を向上させる目的で、適宜架橋剤や樹脂等のバインダーを用いてもよい。また竹酢液をポリウレタンやサイクロデキストリン等を機材としたマイクロカプセルに封入した後に、バインダーで繊維に固着してもよい。さらに再生セルロース系繊維、半合成繊維、合成繊維、再生繊維に竹酢液を練り込んでもよい。
本発明で使用する竹酢液は、加工する繊維の重量に対して０．１重量％〜１０．０重量％、好ましくは０．３重量％〜５．０重量％付与することによって、優れた抗菌性を発現させることができる。０．１重量％以下では初期の効果はあるが、洗濯耐久性が低く、１０重量％を越えるとコストの点から好ましくない。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を実施例を用いてより具体的に説明するが、これらの実施例は、特許請求の範囲に示された本発明の範囲を制限するものではない。
ａ．竹酢液の採取
例１（図１）
空気の供給を遮断した外熱式炉を用いて竹酢液を抽出した。竹材としては切り出したままの乾燥していない孟宗竹８ｋｇを使用し、炉に着火してから９時間で２４７０ｃｃの竹酢液を得た。炉の燃料はガスであって、炉内の温度を平均２５０℃前後に保った。その際の時間の経過に伴う収量の変化を図１に示す。折れ線に添えた数字は時間当たり収量を示す。炉から排出される煙を冷却して竹酢液を抽出するが、最初、竹材の水分に由来する水蒸気が出始める。着火後１時間経過した頃から竹酢液が抽出され始めた。着火後３ないし６時間の間は時間当たり３５０ｃｃ前後の竹酢液が抽出された。着火後６時間経過した頃から収量が減少し始め、着火後９時間経過した時点で２００ｃｃまで減少したため、この時点で抽出を打ち切った。抽出した竹酢液は無色透明で、タール分がほとんど認められなかった。
例２（図２）
空気の供給を遮断した外熱式炉を用いて竹酢液を抽出した。竹材としては切り出したままの乾燥していない孟宗竹１７５．５ｋｇを使用し、炉に着火してから２４時間で１９５８０ｍｌの竹酢液を得た。熱源として同心円状の４つのバーナーからなるリングバーナーを用い、センターから外側に向かって１番バーナー、２番バーナー、３番バーナー、４番バーナーと呼ぶならば、最初全バーナーに点火し、約５時間経過後の約９５℃に達した時点で１番バーナーを消化し、炉内を約１０５℃に保った。１１時間経過した時点で残りのバーナーもすべて消化した。時間の経過に伴う温度と収量の変化を図２に示す。図中、●は温度を表し、○は収量を表す。温度線図のうち破線部分は推測による。同図に示されるように、バーナー点火後２時間経過した頃から液滴が滴下し始める。最初から透明で焦げ臭のないものが得られた。３時間経過した頃から点滴状になり、その後次第に連続した流れとなった。約７時間経過した頃から収量が急激に増加し、１０分間で５００ｍｌ抽出した。１０時間経過した頃から１０分間で４６０ｍｌと収量が減少し始めた。全バーナーを消化した時点で１６０５５ｍｌに達し、消化後も抽出を続け、２４時間経過した時点で総抽出量は１９５８０ｍｌであった。抽出した竹酢液は無色透明で、タール分は全く認められなかった。なお、炉底に約２ｌ残留していた。
例３（図３）
空気の供給を遮断した外熱式炉を用いて竹酢液を抽出した。竹材としては切り出したままの乾燥していない孟宗竹１７２．３５５ｋｇを使用し、炉に着火してから２４時間で約２３ｌの竹酢液を得た。熱源として同心円状の４つのバーナーからなるリングバーナーを用い、センターから外側に向かって１番バーナー、２番バーナー、３番バーナー、４番バーナーと呼ぶならば、最初全バーナーに点火し、約４．５時間経過後の約９５℃に達した時点で１番バーナーを消化し、７時間経過後１番バーナーを再点火、１０時間経過後４番バーナーの火力を落とすなどの調整により炉内を約１００℃に保った。１１．５時間経過した時点で残りのバーナーもすべて消化した。時間の経過に伴う温度と収量の変化を図３に示す。図中、●は温度を表し、○は収量を表す。収量線図のうち破線部分は推測による。同図に示されるように、バーナー点火後１．５時間経過した頃から液滴が滴下し始めた。３時間経過した頃から点滴状になり、その後次第に連続した流れとなった。約４．５時間経過した頃２０分間で５００ｍｌ抽出した。全バーナーを消化した時点で約２０ｌに達し、消化後も抽出を続け、２４時間経過した時点で総抽出量は約２３ｌであった。抽出した竹酢液は無色透明で、タール分は全く認められなかった。なお、炉底に約４ｌ残留していた。
ｂ．実施例
実施例１
綿ブロード生地（糸の太さ：タテ５０番手単糸、ヨコ５０番手単糸、織密度：タテ１４４本／インチ、ヨコ７８本／インチ）に下記配合薬剤を浸漬し、マングルで絞り率６０％に絞った。続いて１３０℃で２分間乾燥した後、１６０℃で１分間キュアリングを行った。加工後、生地の黄変はなく、着臭もなかった。また生地の風合いは、加工前とほとんど変化がなかった。
薬剤配合組成
竹酢液（上記ａ．に記載の要領で採取したもの）            ：  １重量％
グリオキザール系樹脂〔商品名「ベッカミンＤＣ−Ｗ」
（大日本インキ工業株式会社製）〕：１０重量％
樹脂用触媒〔商品名「スミテックスアクセラレータＸ−８０」
（住友化学工業株式会社製）〕：  ２重量％
水                                                      ：８３重量％
ｃ．比較例
市販の竹酢液（製造販売元：株式会社日本漢方研究所）を１重量％使用する以外は、実施例と同じ条件で薬剤を配合し、加工を行った。この市販の竹酢液は、従来竹酢液一般がそうであるように濃黄色で、酢酸臭、タール臭が認められた。加工後に生地の黄変、着臭が認められた。また生地の風合いが硬くなった。
ｄ．抗菌試験
実施例および比較例で加工した生地について抗菌性を評価した。結果を表１に記載した。
【表１】
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抗菌性試験はＪＩＳ  Ｌ  １９０２（繊維製品の抗菌試験方法）に準拠して行い、未洗濯および１０回洗濯後の菌数を測定し、殺菌活性値を算出した。
試験菌は黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ  ＡＴＣＣ  ６５３８Ｐ）、肺炎桿菌（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ  ＡＴＣＣ４３５２）、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌：ＭＲＳＡ（Ｍｅｔｈｉｃｉｌｌｉｎ  ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ  ＩＩＤ１６７７）を用いた。洗濯方法はＪＩＳ  Ｌ  ０２１７  １０３法、洗剤はＪＡＦＥＴ標準洗剤（繊維製品新機能評価協議会指定洗剤）を用いた。
殺菌活性値が０の場合、１８時間培養後の菌数が初期菌数と同数であることを表す。また０を越える場合は菌数が減少したことを示し、０未満の場合は菌数が増加したことを表す。従って、殺菌活性値が大きいほど抗菌性効果が高いことを示す。
実施例は未洗濯、洗濯１０回後いずれも高い抗菌効果を有しているのに対し、比較例は未洗濯の段階で黄色ブドウ球菌以外は、実施例より効果が低く、さらに洗濯を行うことによって抗菌効果がなくなる。
実施例２
（ａ）マイクロカプセルの作成
▲１▼特許第１８１３４２９号（中空無機質粉粒体の製造方法）に従い、上記ａ．例１に記載の要領で採取した竹酢液を５０重量％内包した平均粒子径が０．５μｍの多孔質中空無機質球状微粒子（商品名「ゴッドボール：鈴木油脂工業（株）製」）を作成した。
▲２▼平均粒子径が約０．３μｍである以外はすべて同様の方法で、多孔質中空無機質球状微粒子（商品名「ゴッドボール：鈴木油脂工業（株）製」）を作成した。
▲３▼特許第１８６２２２５号（多孔質シリカ微小球体の製造方法）に従い、上記の方法で採取した竹酢液を５０重量％担持させた平均粒子径が約０．５μｍの多孔質非中空無機質球状微粒子（商品名「ゴッドボール：鈴木油脂工業（株）製」）を作成した。
（ｂ）生地加工
綿ブロード生地（糸の太さ：タテ５０番手単糸、ヨコ５０番手単糸、織密度：タテ１４４本／インチ、ヨコ７８本／インチ）に下記配合薬剤を浸漬し、マングルで絞り率６０％に絞った。続いて１３０℃で２分間乾燥した後、１５５℃で２分間キュアリングを行った。加工後、生地の黄変はなく、着臭もなかった。また生地の風合いは、加工前とほとんど変化がなかった。
薬剤配合組成
（１）無機質球状微粒子（商品名「ゴッドボール」）
鈴木油脂工業（株）製  ：  １重量％
バインダー（商品名：「ＮＫバインダーＫＭ」）
新中村化学工業（株）製  ：１２重量％
水                                                        ：８７重量％
（２）無機質球状微粒子（商品名「ゴッドボール」）
鈴木油脂工業（株）製  ：  ２重量％
バインダー（商品名：「ＮＫバインダーＫＭ」）
新中村化学工業（株）製  ：１２重量％
水                                                        ：８６重量％
（３）無機質球状微粒子（商品名「ゴッドボール」）
鈴木油脂工業（株）製  ：  ３重量％
バインダー（商品名：「ＮＫバインダーＫＭ」）
新中村化学工業（株）  ：１２重量％
水                                                        ：８５重量％
（ｃ）抗菌試験
加工した生地について杭菌性を評価した。結果を表２に記載した。
【表２】
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抗菌性試験はＪＩＳ  Ｌ  １９０２（繊維製品の抗菌試験方法）に準拠して行い、未洗濯および１０回洗濯後の菌数を測定し、殺菌活性値を算出した。
試験菌は黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ  ＡＴＣＣ  ６５３８Ｐ）を用いた。洗濯方法はＪＩＳ  Ｌ  ０２１７  １０３法、洗剤はＪＡＦＥＴ標準洗剤（繊維製品新機能評価協議会指定洗剤）を用いた。
殺菌活性値が０の場合、１８時間培養後の菌数が初期菌数と同数であることを表す。また０を越える場合は菌数が減少したことを示し、０未満の場合は菌数が増加したことを表す。従って、殺菌活性値が大きいほど抗菌性効果が高いことを示す。
実施例は未洗濯、洗濯１０回後いずれも高い抗菌効果を有していた。
【図面の簡単な説明】
図１は竹酢液の採取要領を説明する線図である。
図２は別の竹酢液の採取要領を説明する線図である。
図３はさらに別の竹酢液の採取要領を説明する線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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