JPH11189919A

JPH11189919A - 抗菌性ポリプロピレンテレフタレート繊維

Info

Publication number: JPH11189919A
Application number: JP9355726A
Authority: JP
Inventors: Kouji Sugano; 幸治菅埜; Atsushi Taniguchi; 敦谷口
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-07-13

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ポリエステル繊維において、耐久性
のある抗菌作用を有し、かつ優れたストレッチ性のある
弾性回復性に優れたポリプロピレンテレフタレート繊維
を提供せんとするものである。【解決手段】前記した本発明の目的は、銀、銅、亜鉛、
金および白金より選ばれる少なくとも１種の金属イオン
を０．１〜２０重量％担持しており、平均粒子径が１０
μｍ以下であるリン酸塩粒子を、繊維中に０．０１〜２
０重量％含有させており、かつ繊維のヤング率が３０ｇ
／ｄ以下であり１０％伸長時の伸長回復性が９０％以上
の抗菌性ポリプロピレンテレフタレート繊維によって達
成され、特にストレッチ性と清潔性を要求されるインナ
ー用途に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は抗菌性ポリエステル
繊維に関し、さらに詳しくは抗菌作用を有するリン酸塩
粒子を含有し、繊維のヤング率が３０ｇ／ｄ以下であり
１０％伸長時の伸長回復性が９０％以上であり、清潔
性、ストレッチ性が要求されるインナー用途に好適な抗
菌性ポリプロピレンテレフタレート繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル、ナイロン、アクリルなど
の合成繊維は、耐熱性、耐薬品性などの特性に優れてい
るため、衣料、産業用資材、寝装具などの用途に広く利
用されている。

【０００３】近年、これらの繊維用途において、快適性
機能のひとつとして抗菌性を付与した繊維に対する要望
が高まってきている。その中でもインナー用途は肌に直
接触れるため特に抗菌性が要求される用途であるが、抗
菌性と共にストレッチ性、耐候性を兼ね備えている繊維
がないのが現状であった。

【０００４】一般に、繊維に抗菌性を付与する方法とし
て芳香族ハロゲン化合物、有機シリコン系第４級アンモ
ニウム塩、有機窒素化合物などを繊維に付着させる方法
が採用されているが、これらの化合物は、洗濯等により
脱落しやすいため、耐久性に問題があった。そこで、抗
菌剤として銀、銅、亜鉛各イオンを担持したＳｉＯ₂／
Ａｌ₂ Ｏ₃ モル比が１４以下、比表面積が１５０ｍ² ／
ｇ以上であるゼオライト粒子を含有する樹脂（特開昭５
９−１３３２３５号公報）が提案されている。この樹脂
は抗菌効果の耐久性に優れている。しかしながら、この
粒子は吸湿しやすいため、この粒子を樹脂に配合する際
に発泡したり、樹脂へ配合した後でも粒子が水分を吸着
しやすいために成形性が低下したり、樹脂が経時的に着
色したりするという問題があった。そのため、ゼオライ
ト粒子を流動パラフィン、シリコーン系コーティング剤
またはフッ素系樹脂でコーティングして疎水化処理する
ことによって樹脂の成形性を改善する方法（特開昭６２
−７７４６号公報、特開昭６２−７７４７号公報、特開
昭６２−７７４８号公報）や金属イオンとアンモニウム
イオンを保持したゼオライト粒子と変色防止剤を配合す
る方法（特開昭６３−２６５９５８号公報）が提案され
ている。しかしながら、これらの改善効果は十分とは言
い難いものであり、またこれらの出願で用いられるポリ
マは主にポリエチレンテレフタレートでありストレッチ
性も劣ったものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、前記し
た従来法の欠点がなく、耐久性のある抗菌作用を有し、
かつ優れたストレッチ性のある弾性回復性に優れた繊維
の提供を目的として検討を行なった結果、ポリプロピレ
ンテレフタレート繊維中に平均粒子径が特定の範囲にあ
るリン酸塩粒子に抗菌性を有する金属イオンを担持さ
せ、該リン酸塩粒子の特定量を配合し、繊維のヤング率
を３０ｇ／ｄ以下、１０％伸長時の伸長回復を９０％以
上とすることによって解決できることを見い出したもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的
は、銀、銅、亜鉛、金および白金より選ばれる少なくと
も１種の金属イオンを０．１〜２０重量％担持してお
り、平均粒子径が１０μｍ以下であるリン酸塩粒子を、
繊維中に０．０１〜２０重量％含有させており、かつ繊
維のヤング率が３０ｇ／ｄ以下であり１０％伸長時の伸
長回復性が９０％以上の抗菌性ポリプロピレンテレフタ
レート繊維によって達成することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明で使用するリン酸塩粒子は
その平均粒子径を１０μｍ以下とする必要があり、好ま
しくは５μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下である。
その平均粒子径が１０μｍを越えると、樹脂中における
リン酸塩粒子の分散性が十分でなくなるので、得られた
樹脂の成形性が低下したり、繊維中の欠陥となるため強
度低下の原因となる場合があり糸切れが発生しやすい。

【０００８】また、リン酸塩粒子の比表面積は３ｍ² ／
ｇ以上が好ましく、１０ｍ² ／ｇ以上がより好ましい。
比表面積が３ｍ² ／ｇ未満のものではリン酸塩粒子の金
属イオン担持量が低下するため、得られた樹脂の抗菌効
果が低下する傾向があり好ましくない。

【０００９】本発明で使用するリン酸塩粒子は銀、銅、
亜鉛、金および白金より選ばれる金属イオンを０．１〜
２０重量％担持している必要があり、好ましくは０．３
〜１５重量％、より好ましくは０．５〜１２重量％であ
る。金属イオンの担持量が０．１重量％未満では、得ら
れた樹脂の抗菌効果が十分でなく、２０重量％を越える
と、得られた樹脂の抗菌効果が飽和するので経済的でな
い。なお、リン酸塩粒子には、従来公知の方法、例えば
イオン交換法、共沈法などにより、上記金属イオンを担
持させることができ、簡便な方法であるイオン交換法が
好ましい。

【００１０】前記リン酸塩粒子の具体例として、Ｃａ₃
（ＰＯ₄）₂ 、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆（ＯＨ）₂ ，Ｃａ₂Ｐ₂
Ｏ₇ 、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆ Ｆ₂ 、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂
等のリン酸カルシウム系化合物、Ｍｇ₃（ＰＯ₄）₂ 等
のリン酸マグネシウム系化合物、Ｓｒ₃（ＰＯ₄）₂ 等の
リン酸ストロンチウム系化合物、Ｂａ₃（ＰＯ₄）₂ 等の
リン酸バリウム系化合物、Ｔｉ（ＨＰＯ₄）₂ 等のリン
酸チタン系化合物、Ｚｒ（ＨＰＯ₄）₂ 、ＮａＺｒ₂Ｐ₃
Ｏ₁₂等のリン酸ジルコニウム系化合物、Ｓｎ（ＨＰ
Ｏ₄）₂ 等のリン酸スズ系化合物、Ｈｆ（ＨＰＯ₄）₂ 等
のリン酸ハフニウム系化合物、ＡｌＰＯ₄ 、Ａｌ（Ｈ₂
ＰＯ₄）₂ 等のリン酸アルミニウム系化合物、ＦｅＰＯ₄
等のリン酸鉄系化合物などを挙げることができ、結晶
性であっても非晶性であってもよく、天然品でも合成品
でもよいが、品質の均一な粒子が得られることから合成
品が好ましい。

【００１１】リン酸塩粒子にイオン交換法等により前記
金属イオンを担持させるには、リン酸塩粒子中にＬｉ、
Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属イオンやＨイオンを含む構造
であることが好ましい。また、リン酸塩は結晶水を含有
していてもよい。

【００１２】なお、金属イオンの担持能が良好な点か
ら、リン酸カルシウム系化合物、リン酸マグネシウム系
化合物およびリン酸アルミニウム系化合物が好ましく、
リン酸カルシウム系化合物がより好ましく、Ｃａ₃（Ｐ
Ｏ₄）₂ がさらに好ましい。

【００１３】また、少量の金属イオン担持量で高い抗菌
性を発現させるという点からはリン酸ジルコニウム系化
合物が特に好ましい。

【００１４】また本発明で使用するリン酸塩粒子は、前
記した特定の金属イオンの他に、目的に応じてアンモニ
ウムイオンなど他のイオンを担持していてもよい。ま
た、得られる抗菌性樹脂においては、異なるイオン種を
担持した２種以上のリン酸塩粒子および／またはイオン
保持量の異なる２種以上のリン酸塩粒子を含有していて
もよい。

【００１５】本発明における抗菌性ポリプロピレンテレ
フタレート繊維は、該繊維中に前記の特定化したリン酸
塩粒子を０．０１〜２０重量％含有する必要があり、好
ましくは０．０５〜１５重量％、より好ましくは０．１
〜１０重量％である。該繊維中のリン酸塩粒子の含有量
が０．０１重量％未満では、抗菌効果が十分でなくな
り、２０重量％を越えると抗菌効果が飽和するので経済
的でなくなるだけでなく、紡糸中の糸切れが発生しやす
くなる場合がある。リン酸粒子はポリプロピレンテレフ
タレートに対して任意の製造工程で配合することができ
る。

【００１６】本発明の抗菌性ポリプロピレンテレフタレ
ート繊維は、該繊維のヤング率が３０ｇ／ｄ以下、１０
％伸長時の弾性回復率が９０％以上であることを同時に
満足することが必要である。ヤング率が３５ｇ／ｄを越
えると本発明の特徴である風合いの柔らかさが失われて
しまい、好ましくは２０〜３０ｇ／ｄである。さらに、
１０％伸長時の弾性回復率が８０％を下回るとストレッ
チ性に欠けてしまう。好ましくは９０％以上である。

【００１７】また、本発明の抗菌性ポリプロピレンテレ
フタレート繊維は、特定化したリン酸塩粒子を繊維に対
し０．０１〜２０重量％となるように含有させていれば
芯鞘複合繊維とすることもでき、芯成分に前記の特定化
したリン酸塩粒子を芯鞘複合糸に対し０．０１〜２０重
量％となるように含有させることにより表面に粒子が飛
び出すことを防ぎ、肌に優しい抗菌繊維とすることもで
きるし、より良い抗菌効果を得るためには鞘成分に前記
の特定化したリン酸塩粒子を芯鞘複合糸に対し０．０１
〜２０重量％となるように含有させることも好ましい。
この場合でも本発明の特徴であるソフト感、ストレッチ
性を備えるためには芯鞘ポリマ共にポリプロピレンテレ
フタレートであることが好ましい。

【００１８】本発明のポリプロピレンテレフタレートと
は、テレフタル酸を主たる酸成分とし、１，３プロパン
ジオールを主たるグリコール成分として得られるポリエ
ステルである。ただし、２０モル％、より好ましくは１
０モル％以下の割合で、他のエステル結合の形成可能な
共重合成分を含むものであっても良い。共重合可能な化
合物として、例えばイソフタル酸、コハク酸、シクロヘ
キサンジカルボン酸、アジピン酸、ダイマ酸、セバシン
酸などのジカルボン酸類、一方，グリコール成分とし
て、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロ
ヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコールなどを上げることができるが、こ
れらに限られるものではない。

【００１９】また、艶消剤、消臭剤、着色剤、紫外線吸
収剤、赤外線吸収剤、難燃剤、螢光増白剤、他のイオン
吸着剤、他の抗菌剤、滑剤としてのシリカやアルミナの
微粒子、抗酸化剤としてヒンダードフェノール誘導体、
着色顔料などを必要に応じて添加することができる。

【００２０】本発明で得られる抗菌性ポリプロピレンテ
レフタレート繊維は、抗菌性はもちろんのこと、良好な
ストレッチ性、弾性回復性、防臭性および鮮度保持性を
有しているので、ストレッチ性の要求されるインナー用
途に加え、ふとん綿や靴下等の衣料資材、病院用カーテ
ンやカーペット等の産業資材として幅広く使用すること
ができる。さらに、繊維構造であるため表面積が大きく
なり、抗菌性の発現効果が樹脂として用いる場合よりも
高いといった効果が発現される。

【００２１】また本発明の抗菌性ポリプロピレンテレフ
タレート繊維は、単独で使用するだけでなく混繊あるい
は交織、交編、混紡して用いても良い。

【００２２】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。なお、実施例中の各特性値は次の方法にしたがって
求めた。

【００２３】(A) 粒子の平均粒子径：粒子の電子顕微鏡
写真によって求めた。

【００２４】(B) 粒子の金属イオン担持量：原子吸光法
により定量した。

【００２５】(D) 筒編み地の抗菌性評価：筒編み地に試
験菌（大腸菌 Escherichia coil NIHJ また黄色ブドウ
状球菌Staphylococcus aereus IFO12732）の懸濁緩衝液
を注加し、密閉容器中で１５０回／分、１時間振とう後
の生菌数を計測し、注加懸濁液の菌数に対する減少率を
求めた（シェイク・フラスコ法）。

【００２６】実施例１Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂粒子１００重量部を０．０５モル／ｌ
の硝酸銀水溶液４００重量部に入れ、室温で２時間撹拌
した。遠心分離法によって分離した粒子をろ紙上で５０
００重量部の脱イオン水をゆっくりと加えることによ
り、粒子表面に物理吸着した金属イオンを完全に洗い落
した。得られた粒子を１５０℃で１５時間真空乾燥する
ことにより銀イオンを２．１重量％担持したＣａ₃（Ｐ
Ｏ₄ ）₂（平均粒子径０．７μｍ）粒子を得た。

【００２７】一方、ジメチルテレフタル酸１９．４ｋ
ｇ、１，３−プロパンジオール１５．２ｋｇにテトラブ
チルチタネートを触媒として用い、１４０℃〜２３０℃
でメタノールを留出しつつエステル交換反応を行った
後、さらに、２５０℃温度一定の条件下で３時間重合を
行い極限粘度［η］が０．８９のポリプロピレンテレフ
タレートを得た。

【００２８】上記方法で製造した、粒子３０重量部と９
７０重量部のポリプロピレンテレフタレートとをエクス
トルーダにより混合したところ、発泡を起こすことな
く、粒子を３．０重量％含有したポリプロピレンテレフ
タレートペレットを得ることができた。

【００２９】このペレットを通常の溶融紡糸法により紡
糸温度２６０℃にて孔径０．３ｍｍ×２４孔の口金を用
い、紡糸引き取り速度１８００ｍ／分で紡糸を行い未延
伸糸を得た。得られた未延伸糸を通常のホットロール延
伸機を用いて１ＨＲ６０℃、２ＨＲ９０℃、延伸比３．
１倍で延伸して７５デニール２４フィラメントの延伸糸
を得た。延伸糸の物性はヤング率２８．５ｇ／ｄ、１０
％伸長回復率９８．６％とソフトな風合いと、ストレッ
チ性を兼ね備えたものであった。

【００３０】この延伸糸を筒編みして精練したものおよ
びさらに１００回洗濯したものについて抗菌性を評価し
た。

【００３１】菌数減少率は、精練後の試料で大腸菌に対
して９９．９％、黄色ブドウ状球菌に対して９７．２
％、洗濯後の試料で大腸菌に対して９８．８％、黄色ブ
ドウ状球菌に対して９３．１％であり、いずれの試料と
も優れた抗菌効果を有していることがわかった。

【００３２】実施例２〜７、比較例１，２種々のリン酸塩粒子を用い、実施例１と同様な操作を行
なって銀イオン担持量、平均粒子径の異なるリン酸塩粒
子を調製し、これを実施例１で重合したポリプロピレン
テレフタレートに配合した。次いで、実施例１と同様の
方法で延伸糸を作成し、それを筒編みして抗菌性を評価
した。繊維の物性、抗菌性の評価結果を表１に表示し
た。

【００３３】

【表１】実施例２〜７に関しては、いずれのリン酸塩粒子を用い
ても高い抗菌性を発現し、ソフト感、ストレッチ性に優
れていた。特に、実施例５〜７のように、リン酸ジルコ
ニウム塩を用いると、他の組成の粒子より担持量が同等
程度では洗濯前はもちろん洗濯後も高い抗菌性を有して
いる。

【００３４】比較例３ポリマとしてポリエチレンテレフタレートを用いた以外
は実施例１と同様な方法で粒子を配合しポリエチレンテ
レフタレートペレットを得た。このペレットを通常の溶
融紡糸法により紡糸温度２９０℃にて孔径０．３ｍｍ×
２４孔の口金を用い、紡糸引き取り速度１８００ｍ／分
で紡糸を行い未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を通常
のホットロール延伸機を用いて１ＨＲ８５℃、２ＨＲ１
３０℃、延伸比２．４倍で延伸して７５デニール２４フ
ィラメントの延伸糸を得た。それを筒編みして抗菌性を
評価した。菌数減少率は、精練後の試料で大腸菌に対し
て９７．６％、黄色ブドウ状球菌に対して９３．６％、
洗濯後の試料で大腸菌に対して９２．７％、黄色ブドウ
状球菌に対して９０．５％であり、いずれの試料とも優
れた抗菌効果を有しているが、ヤング率が９５．２ｇ／
ｄと高く、また１０％伸長回復性が４８．５％と低く、
ソフト感、ストレッチ性に欠けるものであった。

【００３５】実施例８実施例１で得た銀イオンを保持したＣａ₃（ＰＯ₄）₂ 粒
子６０重量部と９４０重量部のポリプロピレンテレフタ
レートとをエクストルーダにより混合したところ、発泡
を起こすことなく、粒子を６．０重量％含有したポリプ
ロピレンテレフタレートペレットを得ることができた。

【００３６】このペレットを芯成分、粒子を配合してい
ないポリプロピレンテレフタレートを鞘成分に用い複合
紡糸機を使用し、それぞれ別のホッパーから供給し、紡
糸温度２６０℃にて芯対鞘の複合比が５０対５０（重量
比）の芯鞘複合糸を紡糸引き取り速度１８００ｍ／分で
紡糸した。得られた未延伸糸を通常のホットロール延伸
機を用いて１ＨＲ６０℃、２ＨＲ９０℃、延伸比３．１
倍で延伸して７５デニール２４フィラメントの延伸糸を
得た。延伸糸の物性はヤング率３２．５ｇ／ｄ、１０％
伸長回復率９５．３％とソフトな風合い、ストレッチ性
を有していた。

【００３７】この延伸糸を筒編みして精練したものおよ
びさらに１００回洗濯したものについて抗菌性を評価し
た。

【００３８】菌数減少率は、精練後の試料で大腸菌に対
して９６．５％、黄色ブドウ状球菌に対して９３．２
％、洗濯後の試料で大腸菌に対して９２．６％、黄色ブ
ドウ状球菌に対して９０．８％であり優れた抗菌効果を
有していることがわかった。

【００３９】実施例９実施例１で得た銀イオンを保持したＣａ₃（ＰＯ₄）₂粒
子６０重量部と９４０重量部のポリプロピレンテレフタ
レートとをエクストルーダにより混合したところ、発泡
を起こすことなく、粒子を６．０重量％含有したポリプ
ロピレンテレフタレートペレットを得ることができた。

【００４０】このペレットを鞘成分、粒子を配合してい
ないポリプロピレンテレフタレートを芯成分に用い複合
紡糸機を使用し、それぞれ別のホッパーから供給し、紡
糸温度２６０℃にて芯対鞘の複合比が５０対５０（重量
比）の芯鞘複合糸を紡糸引き取り速度１８００ｍ／分で
紡糸した。得られた未延伸糸を通常のホットロール延伸
機を用いて１ＨＲ６０℃、２ＨＲ９０℃、延伸比３．１
倍で延伸して７５デニール２４フィラメントの延伸糸を
得た。延伸糸の物性はヤング率３２．３ｇ／ｄ、１０％
伸長回復率９５．５％とソフトな風合い、ストレッチ性
を有していた。

【００４１】この延伸糸を筒編みして精練したものおよ
びさらに１００回洗濯したものについて抗菌性を評価し
た。

【００４２】菌数減少率は、精練後の試料で大腸菌に対
して９８．５％、黄色ブドウ状球菌に対して９５．４
％、洗濯後の試料で大腸菌に対して９４．３％、黄色ブ
ドウ状球菌に対して９１．８％であり優れた抗菌効果を
有していることがわかった。

【００４３】

【発明の効果】本発明で得られる抗菌性ポリプロピレン
テレフタレート繊維は、抗菌性はもちろんのこと、良好
なストレッチ性、弾性回復性、防臭性および鮮度保持性
を有しているので、ストレッチ性の要求されるインナー
用途に加え、ふとん綿や靴下等の衣料資材、病院用カー
テンやカーペット等の産業資材として幅広く使用するこ
とができる。さらに、繊維構造であるため表面積が大き
くなり、抗菌性の発現効果が樹脂として用いる場合より
も高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＤ０１Ｆ 1/10 Ｄ０１Ｆ 1/10 8/14 8/14 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銀、銅、亜鉛、金および白金より選ばれる
少なくとも１種の金属イオンを０．１〜２０重量％担持
しており、平均粒子径が１０μｍ以下であるリン酸塩粒
子を、樹脂中に０．０１〜２０重量％含有し、かつ繊維
のヤング率が３０ｇ／ｄ以下であり１０％伸長時の伸長
回復性が９０％以上であることを特徴とする抗菌性ポリ
プロピレンテレフタレート繊維。
【請求項２】銀、銅、亜鉛、金および白金より選ばれる
少なくとも１種の金属イオンを０．１〜２０重量％担持
しており、平均粒子径が１０μｍ以下であるリン酸塩粒
子を含有したポリプロピレンテレフタレートポリマが芯
成分を構成していることを特徴とする請求項１記載の抗
菌性ポリプロピレンテレフタレート繊維。
【請求項３】銀、銅、亜鉛、金および白金より選ばれる
少なくとも１種の金属イオンを０．１〜２０重量％担持
しており、平均粒子径が１０μｍ以下であるリン酸塩粒
子を含有したポリプロピレンテレフタレートポリマが鞘
成分を構成していることを特徴とする請求項１記載の抗
菌性ポリプロピレンテレフタレート繊維。