JP2000355872A

JP2000355872A - 光触媒含有繊維処理剤

Info

Publication number: JP2000355872A
Application number: JP11169461A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Shinohara; 久典篠原; Satoru Kasai; 覚笠井; Toshio Kadoi; 寿雄角井
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2000-12-26

Abstract

(57)【要約】【解決手段】スメクタイトの層間に光触媒微粒子を担
持させてなる光触媒含有繊維処理剤。【効果】光触媒の特性とスメクタイトの特性を同時に
発揮し得、繊維を劣化させることなく、柔軟性、防臭
性、抗菌性等の優れた性能を付与することができるもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒の抗菌性、
防臭性とスメクタイトの柔軟性とを兼ね備えると共に、
繊維の劣化を生じさせない新規な光触媒含有繊維処理剤
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、繊維に柔軟性を付与する方法とし
ては、スメクタイト系の粘土鉱物であるモンモリロナイ
トを付着させる方法が提案されている（特開平５−２６
３３５９号公報、特開平７−１８９１１５号公報）。

【０００３】また近年、環境汚染が社会問題としてクロ
ーズアップされてきており、人間の生活環境、特に不快
な臭気や細菌感染に対する意識が向上してきている。そ
のため、防臭性や抗菌性を有する素材として光触媒を含
有したものが着目されている。この光触媒は、紫外線照
射によりその表面で電子と正孔が発生し、周囲の水や酸
素から強力な酸化力を有する活性酸素を発生し、この発
生した活性酸素の作用により有機物や微生物が分解され
て防臭性や抗菌性を発現するものである。

【０００４】このような光触媒を利用した脱臭、抗菌方
法としては、例えば特開平２−２８０８１８号公報、特
開平３−９４８１４号公報などが報告されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
触媒を利用した脱臭、抗菌方法は、いずれも光触媒を担
持したセラミックスに紫外線を照射するものであり、こ
の光触媒は繊維のような有機物と接触した場合には、光
触媒そのものの特性、つまり有機物を分解するという特
性により、繊維自体が劣化してしまうという問題があっ
た。従って、光触媒を繊維に付着させることは現在まで
のところ困難であった。

【０００６】本発明は、かかる問題を解決すべく、繊維
に付着させた際の繊維の劣化を抑制しながら光触媒の特
性とスメクタイトの特性を同時に発揮し得る光触媒含有
繊維処理剤を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ねた結
果、スメクタイトの層間に光触媒微粒子を担持させてな
る光触媒含有繊維処理剤が、繊維に付着させても繊維の
劣化を生じることなく、柔軟性、抗菌性、防臭性等の優
れた特性を付与し得ることを知見した。

【０００８】即ち、スメクタイトとカチオン性有機化合
物とを含有する懸濁液に光触媒微粒子を混合するなどの
方法によりスメクタイトの層間に光触媒微粒子を担持さ
せた光触媒含有繊維処理剤を繊維に付着させた場合、直
接繊維と光触媒微粒子とが接触しないので繊維が劣化す
ることを防止できる一方、紫外線照射により光触媒作用
が有効に働いて、抗菌性、消臭性等の優れた特性を付与
し得ると同時に、スメクタイトにより優れた柔軟性を付
与することができることを見出し、本発明をなすに至っ
た。

【０００９】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明の光触媒含有繊維処理剤は、スメクタイトの
層間に光触媒微粒子を担持させてなるものである。

【００１０】ここで、上記スメクタイトとは、結晶性の
３層構造を有する無制限層膨張性の粘土鉱物であり、例
えばモンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイ
ト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト等が
挙げられる。これらの中でもモンモリロナイトが好まし
い。このスメクタイトの平均粒径は通常０．１〜１５μ
ｍ程度である。

【００１１】上記光触媒微粒子は、紫外線照射によりそ
の表面で電子と正孔が発生し、周囲の水や酸素から強力
な酸化力を有する活性酸素を発生させる物質である。具
体的には、Ｓｅ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａ
ｌ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｃ、Ｃｄ、
Ｓ、Ｔｅ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｓｒ、Ｗ、
Ｃｒ、Ｂａ、Ｐｂ等の酸化物などの化合物であって水に
不溶のものが挙げられる。これらの中でも酸化チタン、
酸化亜鉛及び酸化タングステンから選ばれる１種を単独
で又は２種以上を組み合わせたものが好適である。

【００１２】上記光触媒微粒子は、その一次粒子径が
０．００１〜０．３μｍ、好ましくは０．００３〜０．
２μｍの範囲である。光触媒微粒子の一次粒子径が大き
すぎると、光触媒の機能が発揮されにくい場合がある。

【００１３】本発明の光触媒含有繊維処理剤は、スメク
タイトとカチオン性有機化合物とを含有する懸濁液に光
触媒微粒子を混合することにより得ることができる。こ
の方法によれば、スメクタイト層間にまずカチオン性有
機化合物が侵入し、次いでスメクタイト層間のカチオン
性有機化合物が光触媒微粒子と置換してスメクタイトの
層と層との間に光触媒微粒子が担持されるものである。

【００１４】上記カチオン性有機化合物としては、アン
モニウム基、スルホニウム基、ホスホニウム基等のカチ
オン性基を有する有機化合物が挙げられ、特に、下記一
般式（１）で示されるカチオン界面活性剤が好ましい。

【００１５】

【化１】

【００１６】式（１）中、Ｒ¹は炭素数１０〜２４の水
酸基で置換されていてもよい直鎖状もしくは分岐鎖状の
飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基であり、例えば水酸基
で置換されていてもよいアルキル基又はアルケニル基を
表す。なお、アルキル基、アルケニル基は混合アルキル
基、混合アルケニル基であってもよい。

【００１７】Ｒ²，Ｒ³，Ｒ⁴はそれぞれ同一又は異種の
上記Ｒ¹と同じ炭素数１０〜２４の水酸基で置換されて
いてもよい直鎖状もしくは分岐鎖状の飽和又は不飽和脂
肪族炭化水素基、下記一般式（２）で示される置換基、
又は炭素数１〜３のアルキル基（例えばメチル基、エチ
ル基）を表す。

【００１８】

【化２】（但し、式中、ｍは１〜５の整数であり、Ｙは水素原子
又はメチル基である。）

【００１９】上記式（１）中Ｘ^-は、フッ素イオン、塩
素イオン、臭素イオン等のハロゲン化物イオン、水酸化
物イオン、又はグリコール酸、酢酸、酒石酸、プロピオ
ン酸、乳酸、クエン酸、サリチル酸、コハク酸、リンゴ
酸、酪酸、ｐ−トルエンスルホン酸、高級脂肪酸、Ｌ又
はＤＬ−ピロリドンカルボン酸、酸性アミノ酸、ピログ
ルタミン酸等の有機酸陰イオンを表す。

【００２０】このようなカチオン界面活性剤としては、
ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ミリスチ
ルトリメチルアンモニウムクロライド、パルミチルトリ
メチルアンモニウムクロライド等が挙げられる。

【００２１】上記懸濁液を作成する際の分散媒として
は、特に制限されず種々のものを用いることができる
が、好ましくは水が用いられる。この懸濁液中の３成分
（水、スメクタイト、カチオン性有機化合物）の混合比
率は重量比で水：スメクタイト＝１００：１〜１：３、
より好ましくは水：スメクタイト＝１００：１〜１：１
であり、スメクタイト：カチオン性有機化合物＝１０
０：０．１〜１：１０、より好ましくはスメクタイト：
カチオン性有機化合物＝１００：０．５〜１：３であ
る。

【００２２】なお、懸濁液中のｐＨは、特に制限されな
いが、効率よく光触媒微粒子をスメクタイトの層間に担
持させるため、アンモニア水や塩酸等を用いてｐＨを調
整することもできる。

【００２３】上記懸濁液を攪拌しながら光触媒微粒子を
添加する。この場合、光触媒微粒子は、微粉状であって
も水などに分散したスラリー状であっても構わない。光
触媒微粒子の懸濁液への添加量は、光触媒含有スメクタ
イト中の光触媒含有率で０．０１〜７０重量％、好まし
くは０．０２〜５０重量％、より好ましくは０．１〜５
０重量％、更に好ましくは０．２〜３０重量％である。
光触媒含有率が少なすぎると光触媒の性能が充分に発現
されない場合があり、一方、７０重量％を超えて添加し
ても光触媒効果の向上は得られにくく、経済的に不利と
なる場合がある。

【００２４】なお、懸濁液と光触媒微粒子との混合は常
温、常圧の条件で行うことができるが、必要に応じて、
加圧下や減圧下、又は加熱下や冷却下で行うことも可能
である。なお、混合時間は特に制限されず、通常１時間
程度である。

【００２５】このようにして得られる光触媒含有スメク
タイトは、濾過、遠心分離等の固液分離操作によって分
離回収し、回収されたケーキはそのまま乾燥して製品と
することができる。また、水やアルコールで洗浄した
後、自然乾燥又は加熱乾燥して製品とすることもでき
る。光触媒含有スメクタイト（光触媒含有繊維処理剤）
の平均粒径は０．１〜１５μｍ、好ましくは０．２〜１
０μｍである。

【００２６】本発明の光触媒微粒子をスメクタイトの層
間に担持させた光触媒含有繊維処理剤（光触媒含有スメ
クタイト）を繊維に付着させる方法としては、特に制限
はなく、例えば、予め、繊維処理剤を水に分散させたと
ころに繊維を投入し、浸漬するか、又は攪拌する方法を
採用することができる。また、洗剤を用いて洗濯する
際、繊維処理剤を一緒に添加して繊維に付着する方法を
採用することもできる。なお、いずれの方法においても
処理時間等の条件は、特に制限されず、普通に行われて
いる条件を適宜採用することができる。

【００２７】本発明の光触媒含有繊維処理剤は、繊維自
体を劣化させることなく、繊維に優れた柔軟性、防臭
性、抗菌性を通常の簡単な方法により付与することがで
きるものであり、対象となる繊維、繊維製品に特に制限
はなく、例えばシャツ、肌着類、シーツ、寝具寝装品、
タオル等の各種繊維製品などに好適に用いることができ
るものである。

【００２８】

【発明の効果】本発明の光触媒含有繊維処理剤によれ
ば、光触媒の特性とスメクタイトの特性を同時に発揮し
得、繊維を劣化させることなく、柔軟性、防臭性、抗菌
性等の優れた性能を付与することができ、特にこの繊維
処理剤で処理した繊維製品は生活環境を改善する素材と
して極めて有用なものである。

【００２９】

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を更に
具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定される
ものではない。

【００３０】スメクタイトの層間に１重量％の光触媒微
粒子を担持させた光触媒含有スメクタイトを下記のよう
にして調製した。なお、スメクタイトとしては平均粒径
約５μｍのアメリカンコロイド株式会社製のモンモリロ
ナイト：商品名「ポーラゲル」を使用した。

【００３１】水５６３ｇにモンモリロナイト１３９．６
ｇとカチオン界面活性剤（ラウリルトリメチルアンモニ
ウムクロライド）６．９７ｇを添加し、室温で１時間攪
拌した。その後、光触媒微粒子として酸化チタン（石原
テクノ株式会社製ＳＴ−０１平均粒径７ｎｍ）を
１．３９５ｇ添加し、室温で１時間攪拌した。次に、遠
心分離器で固形分を取り出し、イソプロピルアルコール
（ＩＰＡ）で攪拌洗浄を行い、再度、遠心分離器で固形
分を取り出した後、８０℃で乾燥させて平均粒径５μｍ
の光触媒含有モンモリロナイト（光触媒１重量％含有）
を得た。

【００３２】得られた光触媒含有モンモリロナイトにつ
いて下記方法により性能評価を行った。

【００３３】〔実施例１、比較例１〕（１）消臭性上記光触媒含有モンモリロナイト０．２ｇを６００ｍｌ
のバイアル瓶に入れて密栓した。このバイアル瓶中に７
０ｐｐｍのアンモニアをシリンジを用いて添加し、０．
５ｍＷ／ｃｍ²の紫外線を３時間照射した後、アンモニ
アガス濃度を検知管を用いて測定した（実施例１）。ま
た、光触媒含有モンモリロナイトの入っていないバイア
ル瓶を同様に処理して、アンモニアガス濃度を測定した
（比較例１）。結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】〔実施例２、比較例２〕（２）肌シャツでの性能評価水に懸濁させた分散液で処理する場合（懸濁液での処
理）、２０リットルの水を入れた家庭用２層式洗濯機に
６ｇの上記光触媒含有モンモリロナイトを加え、５分間
攪拌して分散させた。ここに、市販の肌シャツ３枚を入
れ５分間攪拌処理した。２分間脱水した後、太陽光の下
で風乾し、２５℃−６０％ＲＨの恒温恒湿室で２４時間
調湿した（実施例２）。また、光触媒を担持していない
モンモリロナイトを用いて、全く同様の処理を行った
（比較例２）。

【００３６】〔実施例３、比較例３〕洗剤を用いて洗濯
する際に処理する場合（洗濯処理）、２０リットルの水
を入れた家庭用２層式洗濯機に洗剤（ライオン株式会社
製ハイトップ）１７ｇと粉体６ｇを添加し、そこに市
販の肌シャツ３枚を入れて５分間洗濯した。その後、２
分間脱水した後、風乾し、２５℃−６０％ＲＨの恒温恒
湿室で２４時間調湿した（実施例３）。また、光触媒を
担持していないモンモリロナイトを用いて、全く同様の
処理を行った（比較例３）。

【００３７】実施例２，３、比較例２，３の処理済肌シ
ャツについて下記の性能評価を行った。結果を表２に示
す。

【００３８】柔軟性各処理済肌シャツについてパネラー３名による手触り感
を下記基準で評価した。 ○：柔軟性良好 ×：柔軟性無し消臭性各処理済肌シャツを１０ｃｍ四方に切り、これを６００
ｍｌのバイアル瓶に入れて密栓した。このバイアル瓶中
に７０ｐｐｍのアンモニアをシリンジを用いて添加し、
０．５ｍＷ／ｃｍ²の紫外線を３時間照射した後、アン
モニアガス濃度を検知管を用いて測定した。抗菌性各処理済肌シャツを２４時間大気中に放置して、３時間
日光に暴露した。その後、フードスタンプ（一般細菌用
標準寒天培地、日水製薬株式会社製）を用いて肌シャツ
上の生菌を採取し、培養後のコロニーの面積により、下
記基準で抗菌性を判定した。 ○：コロニーの発生なし ×：コロニーがかなり発生シャツ劣化性上記肌シャツの繊維処理（懸濁液での処理及び洗濯処
理）と太陽光下での乾燥処理を１０回繰り返した後、肌
シャツの損傷の程度を下記基準で評価した。 ○：損傷なし ×：損傷あり

【００３９】

【表２】

【００４０】表１，２の結果から、本発明の光触媒含有
繊維処理剤は、優れた消臭性を有すること、また、本発
明の光触媒含有繊維処理剤を付着した繊維製品は、劣化
を生じることなく、良好な柔軟性、消臭性、抗菌性を備
えたものであることが確認できた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者角井寿雄東京都墨田区本所１丁目３番７号ライオン株式会社内Ｆターム(参考） 4G030 BA14 BA32 BA34 CA01 HA05 4L031 AB01 BA20 BA24 DA05 DA12 DA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スメクタイトの層間に光触媒微粒子を担
持させてなる光触媒含有繊維処理剤。
【請求項２】スメクタイトとカチオン性有機化合物と
を含有する懸濁液に光触媒微粒子を混合することにより
得られる請求項１記載の光触媒含有繊維処理剤。