JPH0949170A

JPH0949170A - 抗菌性繊維製品及びその製造法

Info

Publication number: JPH0949170A
Application number: JP22847795A
Authority: JP
Inventors: Toshio Ozawa; 敏男小澤
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1995-08-01
Filing date: 1995-08-01
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】人体、生物に障害を与えることなく、繊維製
品に着色がなく、かつ耐洗濯性のある抗菌性、保湿性、
ｐＨバランス性等を付与する。【解決手段】親水性繊維もしくは疎水性繊維を含む繊
維製品に（要すれば前もって繊維表面に酸化層を設
け、）、カルシウム、亜鉛、マグネシウム及びアルミニ
ウムよりなる群から選択された少くとも１種の金属の水
溶性塩とキトサンを必須成分とする混合物もしくは複合
体が、該繊維に対してキトサン含有率として０．０１重
量％〜７重量％、水溶性金属塩の金属換算含有率として
０．０２重量％〜３重量％含有されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体、生物に障害を与
えることなく、親水性繊維もしくは疎水性繊維を含む繊
維製品に着色がなく、かつ耐久性のある抗菌性、保湿
性、ｐＨバランス性等の多機能を付与するものである。

【０００２】

【従来の技術】繊維製品に耐久性のある抗菌性を付与す
ることは、病院、老人ホームのカーテン、シーツ、寝衣
等の調度品、家庭の寝具、赤ちゃん用品、衣料等におい
て望ましいことであるが、この抗菌性付与は決して容易
なことではない。特に疎水性繊維を含む繊維製品に抗菌
性を付与することは困難であって、古くから殺菌剤、抗
菌剤が繊維処理剤として用いられているにもかかわらず
満足な結果をもたらすものは得られていない。

【０００３】特に最近では、ＭＲＳＡのような耐性菌の
出現により、抗生物質が抗菌性万能とはいえなくなり、
このような耐性菌への配慮も必要となっている。

【０００４】更に、ジフェニルエーテル系の抗菌剤のよ
うに加工繊維の焼却時に、発がん物質のダイオキシンが
生成する事例が報告されるなど、環境への配慮も必要と
なっている。

【０００５】耐性菌に対しても強い抗菌性を示し、かつ
発がん物質の生成もない抗菌剤として、ゼオライトの
銀、銅もしくは亜鉛のイオン交換体等の無機化合物が試
みられているが、耐久性に乏しいのが欠点である。

【０００６】特公昭５７−４１９５０公報には、キトサ
ン銅コンプレックスまたはキトサン銀コンプレックスを
活性成分として特に天然繊維に担持させて、反復使用可
能の殺菌性繊維シートを製造することが記載されてい
る。

【０００７】上記繊維シート、特に天然繊維または皮革
からなるシートに、キトサン銅コンプレックスまたはキ
トサン銀コンプレックスを担持させることによって耐久
性のある殺菌性、抗菌性を付与することはできるが、問
題点が多い。

【０００８】問題点のひとつは、綿、羊毛等の親水性繊
維製品や合成繊維等の疎水性繊維製品に施した場合に
は、なお耐久性が不充分なことである。また他の問題点
は、銅または銀のコンプレックスが着色しているため
に、所望の色彩の繊維製品が得られにくいことである。

【０００９】また特開平４−１９３２７５号には、無機
あるいは有機の粉末状物にキトサンを固定化し、その後
に原子番号１２〜１３、２０〜３０、３８〜５１、５７
〜８３及び８８〜８９の金属元素からなる群より選ばれ
た一種又は二種以上の金属元素を固定化させて粉末状消
臭材料を得る技術が記載されている。しかし、上記先行
技術では、処理手段は、本発明と似ているが、殺菌性の
付与について、なんらの示唆もなされていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した従
来の抗菌性繊維製品の欠点を改良して、耐洗濯性が卓越
し、着色がなく、しかも人体、生物等に障害のない抗菌
性繊維製品を得るものであり、合わせて耐久性のある保
湿性、吸水性、ｐＨバランス性等を付与することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、親水性繊維も
しくは疎水性繊維を含む繊維製品であって、カルシウ
ム、亜鉛、マグネシウム及びアルミニウムよりなる群か
ら選択された少くとも１種の金属の水溶性塩とキトサン
を必須成分とする混合物もしくは複合体が該繊維製品に
対してキトサン含有率として０．０１〜７重量％、金属
塩の金属換算含有率として０．０２〜３重量％含有され
ていることを特徴とする。ここに複合体とは、塩、錯塩
を形成したり、物理的に結合されたものを意味する。

【００１２】本発明の繊維製品は、上述した特公昭５７
−４１９５０公報で示された銅または銀のキトサンコン
プレックスによる処理と比較して親水性繊維、疎水性繊
維を問わず、着色せず、耐洗濯性が優れており、特にこ
れまで耐洗濯性のある抗菌性を付与するのが困難であっ
た合成繊維のような疎水性繊維を含む繊維製品に対し
て、卓越した耐洗濯性を付与することができ、しかも着
色がないという優れた利点がある。

【００１３】また本発明と前記特開平４−１９３２７５
号とを比較すれば分かるように、偶々共通の金属はある
ものの、効果は一致せず、被処理物に含有させるキトサ
ン及び金属塩の量も異なっている。

【００１４】例えば、鉄は悪臭ガス吸収能は優れている
が、殺菌性は乏しい。また本発明では、繊維製品に含有
されるキトサン含有率は０．０１〜７重量％、金属換算
金属化合物含有率は０．０２〜３重量％であるのに対
し、前記先行技術では、該技術の実施例によれば、キト
サン含有率で９．１〜１５．１重量％、金属化合物の金
属換算含有率で３．６〜５．３重量％となっていて、本
発明においては付着量が低いところにあることが分か
る。また、キトサン有機酸塩は、抗菌性を示すことは知
られているが、これのみでは充分な抗菌性は得られな
い。特にアルカリ性条件下では酸が脱離し、抗菌性の基
となるアミノ基の４級化塩が消失して、抗菌性を喪失す
る欠点がある。しかし、本発明のようにキトサンが金属
と複合体を形成して被処理体表層に皮膜を形成すると、
アルカリ性条件下でも抗菌性は消滅しない。

【００１５】本発明に使用する疎水性繊維としては、セ
ルロースアセテートのような半合成繊維、ポリアミド、
ポリアクリロニトリル等の合成繊維等が挙げられ、疎水
性繊維単独もしくは綿、羊毛、レイヨン等の親水性繊維
との複合による繊維、糸、織物、編物、不織布、紙等が
疎水性繊維を含む繊維製品として挙げられる。

【００１６】また親水性繊維としては、綿、羊毛、麻の
ような天然繊維、レイヨン、キュプラのような再生繊
維、ＰＶＡ繊維のような合成繊維等が挙げられ、親水性
繊維単独もしくはポリエステル、ポリアミド、ポリアク
リロニトリル等の疎水性繊維との複合による繊維、糸、
織物、編物、不織布、紙等が親水性繊維を含む繊維製品
として挙げられる。

【００１７】本発明を適用する繊維製品を構成する繊維
は、表面を酸化層にすることが極めて有効である。即
ち、酸化層にすることによって抗菌性の耐洗濯性が飛躍
的に向上する。

【００１８】酸化層を形成させる手段としては、硫酸、
苛性ソーダ等の薬品によって化学的に繊維表面を酸化す
る方法、またはプラズマ処理、コロナ放電処理、紫外線
照射処理、Ｘ線、電子線、γ線等の高エネルギー線照射
処理等の物理的処理により酸化する方法がある。

【００１９】酸化層は、形成手段によって構造的に相違
があると見られるが、特に物理的処理による酸化層が有
効であり、特にプラズマ処理、コロナ放電処理または紫
外線照射による酸化層が効果的であって、抗菌性の耐洗
濯性が飛躍的に向上する。

【００２０】紫外線照射処理もしくはコロナ放電処理、
プラズマ処理により酸化層を設けることは、繊維表面の
接着性、印刷性等を向上させるために、しばしば採られ
る手段であり、油性、即ち疎水性の溶剤を主体とした媒
体を用いた接着剤、インク等を疎水性の対象物に付与す
ると耐久性のある加工結果が得られることは知られてい
るが、親水性溶剤、例えば水系溶媒を用いた処理剤で処
理する場合には耐久性のある加工結果は得られない。

【００２１】特に親水性繊維もしくは疎水性繊維を含む
繊維製品の表面に酸化層を設けると、水系溶媒を用いた
処理剤では、酸化層を設けない場合よりも更に加工効果
が低下する。例えば、澱粉糊などの親水性接着剤では接
着性が反って低下し、酸性染料のような親水性染料では
染色性が反って低下する。

【００２２】高分子化合物を繊維表面に付与する場合も
同様であって、例えばポリアクリル酸ソーダ水溶液を前
に述べた酸化層を設けた疎水性繊維製品表面に付与して
も耐洗濯性のある加工効果は得られない。

【００２３】ところが、キトサン塩の水溶液を用いた場
合に限り、親水性繊維、疎水性繊維を問わず、繊維表面
に酸化層を設けることにより一層強固なキトサン被膜を
形成することができる。

【００２４】コロナ放電処理は、通常１０〜２５ｋＨｚ
の発振周波数で電極間距離数ｍｍでコロナ放電させ、そ
の間を被処理物を通過させることによって行う。

【００２５】紫外線処理は、好ましくは１５０〜３００
ｍｍの比較的短波長の紫外線を繊維製品に照射すること
によって達成される。照射時間は光源の種類、強度に左
右されるが１０〜６０秒間程度である。

【００２６】本発明に使用されるカルシウム、亜鉛、マ
グネシウムもしくはアルミニウムの水溶性塩は、中性も
しくは中性に近いこと、酸化性もしくは還元性が少ない
こと、着色が少ないものが好ましい。その理由は繊維製
品の着色、変色または劣化を防ぐために重要だからであ
る。またキトサンと結合して錯塩を形成しやすい金属塩
が好ましい。これによって金属塩を繊維製品に強固に接
着させることができる。

【００２７】これらの条件を充たす塩類としては、有機
酸の塩類が好ましい。有機酸の例としては、酢酸、修
酸、乳酸、酒石酸、りんご酸等が挙げられる。また止む
を得ず無機酸塩を使用する時には、揮発性酸の塩、即ち
塩化物を使用するのがよい。特に好ましい水溶性塩とし
ては酢酸塩、修酸塩、乳酸塩が挙げられる。

【００２８】上記金属の水溶性塩の繊維製品に対する付
着量は、金属換算含有率で０．０２〜３重量％、好まし
くは０．１〜２重量％である。金属塩の量が多すぎると
着色、変色、劣化等の障害が多いのみでなく、金属塩の
脱落も多く、脱落金属塩による弊害も起こる。

【００２９】本発明に使用するキトサンは蟹等の甲殻類
や「きのこ」等から得られるキチンを高濃度のアルカリ
で処理して脱アセチル化して得られる遊離アミノ基を有
するものであり、脱アセチル化度は３０％以上が好まし
い。

【００３０】また上記キトサンは、通常有機酸塩として
使用されるが、該有機酸としては、酢酸、修酸、乳酸、
蟻酸、りんご酸等が例示される。特に好ましい酸は、酢
酸、修酸、乳酸である。

【００３１】キトサンの繊維製品への付着量は、０．０
１〜７重量％であって、０．１〜５重量％が好ましい。
付着量が大きすぎると繊維が黄変したり、風合が硬化す
る障害が生ずる。従って上記金属塩とキトサンとの混合
物もしくは複合体の繊維に対する含有量は０．０３〜８
重量％であることが好ましい。

【００３２】上記金属塩とキトサンは、少なくとも一部
が複合体を形成して被処理繊維上に耐洗濯性の優れた皮
膜を形成し、特にキトサン塩は繊維に対して親和性が強
いために耐洗濯性の優れた抗菌性繊維を得ることができ
る。

【００３３】上記繊維製品に上記金属塩とキトサン塩と
を付与する手段としては、常法に従って上記両薬剤の水
溶液もしくは水分散液をパッディング法、浸漬法等の手
段を用いて施せばよい。ただし、この際、キトサン塩濃
度は２０％以下で、ｐＨは３〜６の範囲にあることが好
ましい。これは上記金属塩とキトサン塩とが複合体を作
って、耐久性が発現する条件である。

【００３４】更に、該複合体が繊維製品上で形成される
ことが、耐久性の点で最も好ましいことであり、そのた
めに上記金属塩とキトサン塩とを別々に繊維製品に付与
して（順序は問わない）、該製品上で複合体を形成する
のが好ましい。

【００３５】なお、この処理とともに染料、蛍光漂白
剤、帯電防止剤、柔軟剤、風合調節剤等を適宜添加して
もさしつかえない。

【００３６】次に実施例について、本発明を更に詳細に
説明する。なお、実施例中、抗菌性、吸水性、保湿性等
の試験は次の方法で行った。

【００３７】抗菌性：シェークフラスコ法で試験菌（黄
色ブドウ状球菌）１〜２×１０^４／ｍｌの懸濁液を調整
したのち、生菌数を測定する。次に０．７５ｇの試験片
を加えて２５℃、３２０ｒｐｍで１時間振盪したのち、
再度生菌数を測定して次式により滅菌率を求めた。

【００３８】保湿性：試験片を２０℃、６５％ＲＨの雰
囲気で４８時間放置した後の水分率（１）及び２０℃、
９５％ＲＨの雰囲気で６０分間放置した後の水分率
（２）によって示した。

【００３９】滅菌率、保湿性の耐洗濯性：各々ＪＩＳ
Ｌ０２１７−１０３号の方法によって洗濯を３０回繰
返したのちの滅菌率及び保湿性で示した。

【００４０】キトサン塩の耐洗濯性：キトサン塩のアミ
ノ基と酸性側で反応する酸性染料（カヤノールフロキシ
ンＮＫ保土谷化学社製）の１重量％水溶液の１：２０
の浴比の染浴で１００℃、１０分間染色し、呈色濃度に
よって判定する。即ち洗濯前の呈色濃度を５として、グ
レースケールの５段階法で比色し、濃度が濃い程、耐洗
濯性が良好と判定する。

【００４１】実施例１下記３種の試験布を常法に従い、各々精練、過酸化水素
漂白した。一部をそのまま残し（以下、試験布（Ｂ）と
いう）、他の漂白布に低電圧水銀ランプが放射する紫外
線（装置：セン特殊光源（株）、フォト・サーフェイス
・プロセッサー、１８５ｍｍ〜３１５ｍｍ波長）で約６
０秒間照射処理を施した（以下、試験布（Ａ）とい
う）。

【００４２】上記３種の試験布（Ａ）及び３種の試験布
（Ｂ）を、次の処方の処理液によってパッディング（絞
り率１００％）し、１００℃で２分間乾燥し、１２０℃
で２分間熱処理した。

【００４３】試験布（１）３０番手の綿糸使い天竺組織編布（試験布
（１））（２）ポリエステル、綿混紡（混紡率６０：４０）３
０番手糸使い天竺丸編布（試験布（２））（３）ポリエステル１００％３０番手糸使い天竺丸
編布（試験布（３））

【００４４】処方キトサン乳酸塩^＊０．５重量％乳酸亜鉛０．３重量％＊脱アセチル化度８０％のキトサンの乳酸（４８％水
溶液）１：１溶液

【００４５】なお、比較例１として試験布Ｂ（２）を用
い、キトサン乳酸塩０．５重量％のみの処方、及び比較
例２として乳酸亜鉛０．３重量％のみの処方によって実
施例１と同様に処理を行った。

【００４６】得られた処理布について、抗菌性、耐洗濯
性、保湿性、ｐＨバランス性を測定した。その結果は、
表１及び表２のとおりである。また各試験布とも着色は
なかった。

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】また試験布をｐＨが４，５，８，１１の液
の各々に浸して、浴から取出し、３０分後の試料布のｐ
Ｈを測ったが、ｐＨは７付近でｐＨバランスが良好であ
ることが分かった。

【００４９】実施例２下記３種の試験布を、常法に従って各々精練、過酸化水
素漂白した。次に、一部をそのまま残し（以下、試験布
（Ｂ）という）、他の漂白布に高周波コロナ放電処理
（発生器：発生周波数２０ｋＨｚ，交流１００Ｖ）を施
した。上記３種の試験布（Ａ）及び３種の試験布（Ｂ）
を、次の処方の処理液によってパッディング処理（絞り
率１００％）し、１００℃で２分間乾燥し、１２０℃で
２分間熱処理した。

【００５０】試験布（１）３０番手の綿糸使い天竺組織編布（試験布
（４））（２）ポリエステル長繊維、綿繊維複合糸使い天竺丸
編布（試験布（５））（３）ポリエステル１００％３０番手紡績糸使い天竺
丸編布（試験布（６））

【００５１】処方第１パッド浴乳酸カルシウム１．０重量％第２パッド浴キトサン乳酸塩^＊０．５重量％＊脱アセチル化度５０％のキトサンの乳酸（４８％水溶液）１：１溶液

【００５２】更に試験布（５）を用い、乳酸カルシウム
１．０重量％とキトサン乳酸塩０．５重量％とを含む浴
で１浴パッディング処理をした例についても行った。

【００５３】得られた処理布について抗菌性、耐洗濯
性、保湿性を測定した結果は表３、表４のとおりであ
る。なお、各試験布とも着色はなかった。

【００５４】

【表３】

【００５５】

【表４】

【００５６】表３、表４の結果から明らかなように、抗
菌性、保湿性、紫外線遮断性のいずれにおいても優れた
耐久性が見られた。特にコロナ放電処理により酸化層を
形成させた試験布Ａについては、各測定項目の洗濯耐久
性が極めて優れていることがわかる。また各試験布とも
着色はなかった。

【００５７】実施例３実施例１で使用した試験布Ａ３種類及び試験布Ｂ３種類
を用い、各々を次の処方の処理液でパッディング処理し
（絞り率１００％）、１００℃で２分間乾燥し、１２０
℃で２分間熱処理した。処方キトサン酢酸塩^＊０．５重量％酢酸アルミニウム１．０重量％＊脱アセチル化度５０％のキトサンの酢酸（４８％）
１：１溶液

【００５８】なお、比較例３として試験布（２）を用
い、キトサン酢酸塩０．５重量％のみの処方、及び比較
例４として酢酸アルミニウム１．０重量％のみの処方に
よって実施例１と同様に処理を行った。

【００５９】得られた処理布について、抗菌性、耐洗濯
性を測定した。その結果は、下記表５のとおりであり、
優れた耐洗濯性を示すことが分かる。特に紫外線照射処
理を施した試験布は特に優秀な耐洗濯性を示している。

【００６０】

【表５】

【００６１】実施例４実施例１で使用した試験布Ａ３種類及び試験布Ｂ３種類
を用い、各々を次の処方の処理液でパッディング（絞り
率１００％）処理し、１００℃で２分間乾燥し、１２０
℃で２分間熱処理した。処方キトサン酢酸塩^＊０．５重量％酢酸マグネシウム０．３重量％＊脱アセチル化度５０％のキトサンの酢酸（４８％）
１：１溶液

【００６２】なお、比較例５として試験布（８）を用
い、キトサン酢酸塩０．５重量％のみの処方、及び比較
例６として酢酸マグネシウム１．０重量％のみの処方に
よって実施例１と同様に処理を行った。

【００６３】得られた処理布について、抗菌性、耐洗濯
性を測定した。その結果は、表６のとおりであって、先
の実施例と同じく特に紫外線照射処理をしたものが優れ
た耐洗濯性を示すことが分かる。また各試験布とも着色
はなかった。

【００６４】

【表６】

【００６５】

【発明の効果】実施例で示したように、本発明の繊維製
品は、着色がなく、耐洗濯性が優れた抗菌性を示し、特
に酸化層を設けた繊維製品では、更に卓越した耐洗濯性
のある抗菌性が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】親水性繊維もしくは疎水性繊維を含む繊
維製品であって、カルシウム、亜鉛、マグネシウム、及
びアルミニウムよりなる群から選択された少くとも１種
の金属の水溶性塩とキトサンを必須成分とする混合物も
しくは複合体が、該繊維製品に対してキトサン含有率と
して０．０１重量％〜７重量％、水溶性金属塩の金属換
算含有率として０．０２重量％〜３重量％含有されてい
ることを特徴とする抗菌性繊維製品。
【請求項２】親水性繊維もしくは疎水性繊維を含む繊
維製品を構成する繊維の表面が酸化層となっていること
を特徴とする請求項１記載の抗菌性繊維製品。
【請求項３】繊維製品が疎水性繊維を含む請求項１も
しくは２記載の抗菌性繊維製品。
【請求項４】酸化層が物理的処理によるものである請
求項１ないし３記載の抗菌性繊維製品。
【請求項５】酸化層がコロナ放電処理、プラズマ処理
もしくは紫外線照射によるものである請求項１ないし４
記載の抗菌性繊維製品。
【請求項６】親水性繊維もしくは疎水性繊維を含む繊
維製品にカルシウム、亜鉛、マグネシウム及びアルミニ
ウムよりなる群から選択された少くとも１種の金属の水
溶性塩とキトサンを、水系媒体中で、該繊維製品に対し
てキトサン含有率として０．０１重量％〜７重量％、水
溶性金属塩の金属換算含有率として０．０２重量％〜３
重量％含有されるように、上記繊維製品に付与し、繊維
上に該水溶性金属塩とキトサンの複合体を形成すること
を特徴とする抗菌性繊維製品の製造法。
【請求項７】水溶性金属塩とキトサンを親水性繊維も
しくは疎水性繊維を含む繊維製品に付与するに先立っ
て、該繊維製品に酸化処理を施すことを特徴とする請求
項６記載の抗菌性繊維製品の製造法。
【請求項８】酸化処理が物理的処理である請求項６も
しくは７記載の抗菌性繊維製品の製造法。
【請求項９】酸化処理がコロナ放電処理、プラズマ処
理もしくは紫外線照射処理である請求項６ないし８記載
の抗菌性繊維製品の製造法。