JPH11229236A

JPH11229236A - 抗菌性ポリエステル繊維

Info

Publication number: JPH11229236A
Application number: JP2947898A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Iwai; 茂樹岩井; Haruhiko Kanda; 晴彦神田; Hiroshi Ishida; 石田　　央
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 1998-02-12
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 1999-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】アルカリ減量処理を行っても変色（着色）が
起こらず、良好な抗菌性を発現する抗菌性ポリエステル
繊維を提供する。【解決手段】芯部に抗菌剤を含有する芯鞘型複合繊維
であって、芯部に抗菌剤が繊維重量に対し０．１〜１０
重量％、鞘部にメルカプト基を有しないアゾール化合物
が繊維重量に対し０．０１〜１０重量％含有されてお
り、アルカリ減量処理前後の色差（ΔＥ）が２．０未満
である、抗菌性ポリエステル繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ減量処理
により抗菌性が発現し、かつアルカリ減量処理による変
色（着色）のない抗菌性ポリエステル繊維に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートに代表され
るポリエステルは、その優れた機械的特性、および化学
的特性を有し、広範な分野において使用され、特に合成
繊維として極めて広い用途を有している。近年、消費者
の価値観の多様化、衛生に対する意識の高まりにより、
種々の機能を有するポリエステル繊維の需要が増えてお
り、種々の抗菌性繊維が実用化されている。

【０００３】ポリエステル繊維などの合成繊維に抗菌性
を有する粉体を付与する方法は、これまでに多く提案さ
れている。その一例としては、抗菌性銀ゼオライトをポ
リエステルに混合し、溶融紡糸する方法が特開昭５９−
１３３２３５号公報、特公昭６３−５４１０３号公報及
び特開昭６３−１７５１１７号公報に開示されている。
このような抗菌性ゼオライトを含有する合成繊維は、抗
菌性が良好でその耐久性も優れているが、このような抗
菌性繊維は、ポリエステルの風合い改良の一手段として
一般的に行われているアルカリ減量処理を行うと、抗菌
成分である銀の酸化が起こるため抗菌性が低下する。さ
らに、銀の酸化により変色（着色）が生じ、アルカリ減
量処理を行うような用途には使用できないという欠点が
あった。

【０００４】繊維の白度を向上させるために、特開平４
−５０３７６号公報や特開平６−２６４３６０号公報に
は、過炭酸ナトリウムや次亜塩素酸ナトリウムで処理し
た抗菌性繊維が提案されている。しかしながら、このよ
うな処理のみでは、アルカリ減量処理を行ったときの変
色（着色）を十分に回避することができず、これらの繊
維は衣料用などの白度が要求される用途には使用し難い
という問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題を
解決し、アルカリ減量処理を行っても変色（着色）が起
こらず、良好な抗菌性を有する抗菌性ポリエステル繊維
を提供することを技術的な課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究の結果、抗菌剤を芯鞘構造繊
維の芯部に含有させ、さらに、鞘部に変色防止剤を含有
させ、アルカリ減量処理によって鞘部を溶出させること
によって、アルカリ減量処理時の変色（着色）を防止す
ることが可能で、かつ、芯部の抗菌性が発現した抗菌繊
維となることを見出し、本発明に到達した。

【０００７】すなわち、本発明は、芯部に抗菌剤を含有
する芯鞘型複合繊維であって、芯部に抗菌剤が繊維重量
に対し0.1 〜10重量％、鞘部にメルカプト基を有しない
アゾール化合物が繊維重量に対し0.01〜10重量％含有さ
れており、アルカリ減量処理前後の色差（ΔＥ）が2.0
未満であることを特徴とする抗菌性ポリエステル繊維を
要旨とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の抗菌性ポリエステル繊維は、芯部に抗菌
剤を、鞘部にメルカプト基を有しないアゾール化合物を
含有する芯鞘型複合繊維であって、この繊維は、アルカ
リ減量処理を施して使用するものである。すなわち、本
発明の抗菌性ポリエステル繊維は、アルカリ減量処理を
施して、芯鞘型複合繊維の鞘成分の一部又は全部を溶出
させることによって、鞘部に含有されているアゾール化
合物が浴中に溶け出し、変色防止剤として作用して、ア
ルカリ減量処理時の変色（着色）を防止することがで
き、さらに、芯部に抗菌剤を含有していても、鞘部が溶
出するため、抗菌性が発現した繊維となるものである。

【０００９】本発明で芯部及び鞘部に使用するポリエス
テルは、ポリアルキレンテレフタレート、ポリアルキレ
ンナフタレートであり、具体的にはポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（Ｐ
ＢＴ）が好ましい。また、これらのポリエステルは、少
量であれば共重合成分を含有していてもよく、共重合成
分としては、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、イソ
フタル酸、無水フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の
芳香族ジカルボン酸成分、アジピン酸、セバシン酸等の
脂肪族ジカルボン酸成分、ジエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノー
ル、ビスフェノールＳのアルキレンオキシド付加物等の
グリコール成分、４−ヒドロキシ安息香酸、ε−カプロ
ラクトン等のヒドロキシカルボン酸成分が挙げられる。

【００１０】また、芯部と鞘部に使用するポリマーは、
同種のものでも異なる種類のものでもよいが、異なる種
類のポリマーを用いると、紡糸の段階でそれぞれのポリ
マーの溶融粘度の違いや冷却速度の違いなどによって、
繊維の物性が劣ったものとなったり、芯鞘比率を目的の
比率にすることが困難となる場合があるため、同種のポ
リマー（例えば、芯部、鞘部ともにＰＥＴ）を使用する
ことが好ましい。

【００１１】そして、芯部には、抗菌剤が繊維重量に対
して0.1 〜10重量％含有されている。鞘部に抗菌剤が含
有されている場合は、特に抗菌成分に銀を使用している
と、銀の酸化によりアルカリ減量処理中に変色（着色）
が起こり、さらに、抗菌性も低下する。芯部の抗菌剤の
含有量が0.1 重量％未満であると、十分な抗菌性が得ら
れない。一方、抗菌剤の含有量が10重量％を超えると、
紡糸、延伸時に糸切れが発生したり、操業性が悪化す
る。また、特に抗菌成分に銀を使用している場合、アル
カリ減量処理によって変色（着色）が生じる。

【００１２】抗菌剤の成分としては、耐熱性等の製造上
の問題が少なく、良好な抗菌性を発現する無機系の抗菌
剤が特に好ましく、主成分が銀ゼオライト、リン酸ジル
コニウム銀、リン酸カルシウム銀、酸化亜鉛、酸化チタ
ンのいずれかであるものを用いることが好ましい。

【００１３】そして、本発明の抗菌繊維の鞘部には、メ
ルカプト基を有しないアゾール化合物が含有されてい
る。このアゾール化合物は、アルカリ減量処理時にアル
カリ浴中に溶け出し、変色防止剤として作用する。した
がって、芯部にこれらの化合物を添加した場合、アゾー
ル化合物が溶け出しにくくなり、十分な変色防止効果が
得られない。

【００１４】アゾール化合物の含有量は、繊維重量に対
し0.01〜10重量％であることが必要である。アゾール化
合物の含有量が0.01重量％未満である場合、アルカリ浴
中に溶け出すアゾール化合物の量が少なくなりすぎ、変
色防止効果が得られない。一方、含有量が10重量％を超
える場合には、多量のアゾール化合物が鞘部に存在する
ため、ガイド摩耗等に起因する糸切れ等が生じ、操業性
が悪化する。

【００１５】アゾール化合物の成分としては、メルカプ
ト基を有しない化合物であることが必要である。メルカ
プト基を有する化合物は、特に銀系抗菌剤の抗菌成分で
ある銀イオンと結合するため抗菌性が低下する。本発明
に用いられるメルカプト基を有しないアゾール化合物と
しては、具体的にはイミダゾール、オキサゾール、チア
ゾール、セレナゾール、トリアゾール、テトラゾールな
どのアゾール類が挙げられ、ベンゼン環を有するベンゾ
チアゾール、ベンゾトリアゾールなど、アゾール環が他
の原子団と一緒になっているものでもよい。これらの化
合物のうち、特に主成分がベンゾチアゾール、ベンゾト
リアゾール、ベンゾテトラゾールであるアゾール化合物
が好ましい。

【００１６】なお、本発明の抗菌性繊維の芯鞘比率は、
芯：鞘＝５：５〜８：２とすることが好ましい。芯部、
鞘部ともに割合がこれより少なくなると、含有させる抗
菌剤やアゾール化合物のポリマーに対する割合が多くな
りすぎ、操業性が悪化しやすい。

【００１７】そして、本発明の抗菌性ポリエステル繊維
は、アルカリ減量処理前後の色差（ΔＥ）が2.0 以下で
あることが必要であり、さらには、1.0 未満とすること
が好ましい。本発明におけるアルカリ減量処理前後の色
差（ΔＥ）は、ミノルタ（株）製色彩色差計CR-100で測
定を行い、次式で算出したものである。 ΔＥ＝〔（ΔＬ）²＋（Δａ）² ＋（Δｂ）² 〕^1/2 ΔＬ：アルカリ減量処理前後のＬ値の差 Δａ：アルカリ減量処理前後のａ値の差 Δｂ：アルカリ減量処理前後のｂ値の差

【００１８】本発明でいうアルカリ減量処理は、特に限
定するものではなく、一般的な減量処理条件で行うもの
をいう。

【００１９】アルカリ減量処理前後の色差（ΔＥ）が2.
0 を超えると、アルカリ減量処理により繊維が着色する
度合いが大きく、白度が要求される用途には使用し難
く、品位の低下した繊維となる。また、抗菌剤の種類に
よっては、アルカリとの反応により抗菌性が著しく低下
している場合もある。

【００２０】そして、アルカリ減量処理によって鞘部の
一部又は全部を溶出させる減量率（溶出前の鞘成分を１
００％とした割合）は、２５％以上とすることが好まし
い。減量率が２５％未満であると、アゾール化合物の含
有量が少ない場合には、処理時に溶出するアゾール化合
物の量が少なくなり、十分な変色防止効果を得にくくな
る。そして、特に他素材（ポリアミド繊維やアクリル繊
維などの合成繊維や羊毛、木綿などの天然繊維）と混繊
あるいは混紡して使用する場合は、鞘部の全部を溶出さ
せる（鞘部の減量率を１００％とする）ことが好まし
い。これは、使用する抗菌剤の種類によっては、アルカ
リ減量処理によって鞘部をほぼ完全に除去し、抗菌剤を
繊維表面に露出させ、菌と接触させることによって、良
好な抗菌性が発現されるためである。

【００２１】さらに、本発明の抗菌性ポリエステル繊維
には、抗菌性の発現を阻害しないものであれば、例え
ば、紫外線吸収剤、制電剤、顔料等を繊維製造中に添加
したり、防ダニ剤、消臭剤等を繊維表面に付与してもよ
い。

【００２２】そして、本発明の抗菌性ポリエステル繊維
は、常法により、複合紡糸装置を用いて製造することが
でき、芯部に含有させる抗菌剤、鞘部に含有させるアゾ
ール化合物ともに、原料ポリマーを重合するときに添加
してもよいし、製糸工程中のポリマー溶融時に添加し、
均一に混練、分散させてもよい。

【００２３】

【作用】本発明の抗菌性ポリエステル繊維は、鞘部に含
有されているアゾール化合物がアルカリ減量処理時に溶
出し、変色防止剤としての働きをするために、アルカリ
減量処理後の着色や変色が少なくなるものであるが、こ
のアゾール化合物の変色防止のメカニズムについては、
明確ではないが次のように推定される。アルカリ浴中に
溶け出したアゾール化合物中のアミド基（ＮＨ）が、ア
ルカリ減量処理中に芯部より微量に溶け出した抗菌剤の
着色の原因となる成分（例えば銀イオン）とキレート化
合物を形成し、アルカリによる反応（酸化反応など）を
防止することによって、変色（着色）を防止しているも
のと推定される。

【００２４】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、実施例における特性値の測定は次の通りに
行った。（ａ）極限粘度〔η〕フェノールと四塩化エタンとの等重量混合液を溶媒と
し、温度２０℃で測定した。（ｂ）強伸度オリエンテック社製テンシロン UMT-4-100型を用い、試
料長50cm、引張速度50cm／分で測定した。（ｃ）抗菌性繊維製品衛生加工協議会（ＳＥＫ）の統一試験法に準じ
て行った。滅菌後クリーンベンチ内で乾燥した検体（約
18mmの正方形の試験片0.4g）に、予め高圧蒸気滅菌し氷
冷した１／20濃度のニュートリエントブロスで、生菌数
を１±0.3 ×10⁵個／mlに調整した試験菌懸濁液0.2ml
を検体全体に均一に浸みるように接種し、滅菌したキャ
ップを締め付ける。これを３７±１℃で１８時間培養
し、培養後の生菌数を測定する。検体は、標準布（抗菌
防臭加工製品の加工効果評価試験マニュアルに規定のも
の）と加工布（得られた繊維を筒編みしたもの）の２種
類であり、試験菌としては、黄色ブドウ状球菌（Staphy
lococcus aureus ATCC 6538P）を用いた。そして、下記
式で抗菌性の指標である静菌活性値を算出した。静菌活性値：ＬｏｇＢ−ＬｏｇＣただし、試験成立条件（ＬｏｇＢ−ＬｏｇＡ）＞1.5 を
満たすものとする。Ａ：標準布の接種直後に回収した菌数の平均値Ｂ：標準布の１８時間培養後回収した菌数の平均値Ｃ：加工布の１８時間培養後回収した菌数の平均値静菌活性値が2.2 以上のものを抗菌性ありと判定した。（ｄ）アルカリ減量率７０℃で３０分乾燥させた試料１ｇ（アルカリ減量処理
前）をアルカリ減量処理し、その後、アルカリを蒸留水
で洗浄し、７０℃で３０分乾燥させて重量（Ａ）を測定
し、下記の式によりアルカリ減量率を算出した。アルカリ減量率（％）＝｛（１−Ａ）／１｝×１００Ａ：アルカリ減量処理後の試料の重量（ｇ）（ｅ）アルカリ減量処理前後の色差（ΔＥ）前記の方法で測定した。（ｆ）操業性製糸中における糸切れ回数を、１錘で２４時間操業した
場合の回数で次のように評価した。糸切れ数が３回未満
の場合を○、３〜６回の場合を△、６回を超える場合を
×とした。

【００２５】実施例１通常用いられる二成分用溶融紡糸機台を用い、芯成分、
鞘成分共に極限粘度が0.69、ガラス転移点温度77℃、結
晶化温度125 ℃、融点259 ℃のポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）チップを使用して溶融紡糸を行った。そ
の際、芯部を構成するポリマー中に、主成分がリン酸ジ
ルコニウム銀である抗菌剤（東亞合成社製ノバロンAG
-1100 ）をポリマー溶融時に繊維重量に対し1.0 重量％
となるように添加した。鞘部を構成するポリマー中に
は、主成分がベンゾトリアゾールであるアゾール化合物
を、ポリマー溶融時に繊維重量に対し1.0 重量％となる
ように添加した。そして、繊維断面の面積比率（芯：
鞘）が７：３となるようにして75ｄ／24ｆの半未延伸糸
（ＰＯＹ）を紡糸速度3500ｍ／分で得た。この半未延伸
糸を通常用いられる延伸機を用い、延伸速度 650ｍ／
分、延伸倍率1.5 倍で延伸し、50ｄ／24ｆの延伸糸を得
た。得られた繊維の強伸度、操業性の評価結果を表１に
示す。得られた繊維を70℃で30分間乾燥させた後、100
℃に調整した３重量％水酸化ナトリウム溶液に入れ、攪
拌しながらアルカリ減量処理を行った。このとき、アル
カリ減量率が30％（鞘部の減量率が100 ％）となるよう
に行った。抗菌性、色差の評価結果を併せて表１に示
す。

【００２６】実施例２、３比較例１、２抗菌剤の含有量を実施例２、３は表１、比較例１、２は
表２のようにした以外は、実施例１と同様に行った。

【００２７】実施例４、５比較例３、４アゾール化合物の含有量を実施例４、５は表１、比較例
３、４は表２のようにした以外は、実施例１と同様に行
った。

【００２８】実施例６抗菌剤を、主成分が銀ゼオライトである抗菌剤（品川燃
料社製、ゼオミック）に変更した以外は、実施例１と同
様に行った。

【００２９】実施例７、８比較例５、６抗菌剤の含有量を実施例７、８は表１、比較例５、６は
表２のようにした以外は、実施例６と同様に行った。

【００３０】実施例９、１０比較例７、８アゾール化合物の含有量を実施例９、１０は表１、比較
例７、８は表２のようにした以外は、実施例６と同様に
行った。

【００３１】実施例１１アゾール化合物として、主成分がベンゾチアゾールであ
るアゾール化合物を用いた以外は、実施例１と同様に行
った。

【００３２】比較例９、１０抗菌剤の含有量を表２のようにした以外は、実施例１１
と同様に行った。

【００３３】実施例１２、１３比較例１１、１２アゾール化合物の含有量を実施例１２、１３は表１、比
較例１１、１２は表２のようにした以外は、実施例１１
と同様に行った。

【００３４】実施例１４アゾール化合物として、主成分がベンゾチアゾールであ
るアゾール化合物を用いた以外は、実施例６と同様に行
った。

【００３５】比較例１３、１４抗菌剤の含有量を表２のようにした以外は、実施例１４
と同様に行った。

【００３６】実施例１５、１６比較例１５、１６アゾール化合物の含有量を実施例１５、１６は表１、比
較例１５、１６は表２のようにした以外は、実施例１４
と同様に行った。

【００３７】実施例２〜１６、比較例１〜１６で得られ
た繊維のアルカリ減量処理前の強伸度、操業性の評価結
果、アルカリ減量処理後の繊維の抗菌性、色差の評価結
果を表１、表２に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】表１より明らかなように、実施例１〜１６
の繊維は、操業性よく得ることができ、強伸度に優れて
おり、アルカリ減量処理後の繊維は、処理前との色差が
小さく、白度にも優れ、抗菌性の評価も高かった。

【００４１】一方、表２より明らかなように、比較例
１、５、９、１３の繊維は、抗菌剤の含有量が0.1 重量
％未満であったため、アルカリ減量処理後に抗菌性が発
現せず、比較例２、６、１０、１４の繊維は、抗菌剤の
含有量が10重量％を超えたため、操業性が悪く、アルカ
リ減量処理による変色や着色が起こり、色差（ΔＥ）が
2.0 を超えるものであった。また、比較例３、７、１
１、１５の繊維は、アゾール化合物の含有量が0.01重量
％未満であったため、アルカリ減量処理時の変色を防止
することができず、色差（ΔＥ）が2.0 を超えるもので
あった。比較例４、８、１２、１６の繊維は、アゾール
化合物の含有量が10重量％を超えたため、ガイド摩耗等
に起因する糸切れ等が生じ、操業性が悪化した。

【００４２】

【発明の効果】本発明の抗菌性ポリエステル繊維は、ア
ルカリ減量処理を施しても変色や着色がなく、かつ良好
な抗菌性を発現するものであって、操業性よく得ること
ができ、アルカリ減量処理を施す用途に好適に使用する
ことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＡ０１Ｎ 59/16 Ａ０１Ｎ 59/16 ＡＺＤ０１Ｄ 5/34 Ｄ０１Ｄ 5/34 // Ｄ０１Ｆ 6/92 ３０６Ｄ０１Ｆ 6/92 ３０６Ｂ３０６Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯部に抗菌剤を含有する芯鞘型複合繊維
であって、芯部に抗菌剤が繊維重量に対し0.1 〜10重量
％、鞘部にメルカプト基を有しないアゾール化合物が繊
維重量に対し0.01〜10重量％含有されており、アルカリ
減量処理前後の色差（ΔＥ）が2.0 未満であることを特
徴とする抗菌性ポリエステル繊維。
【請求項２】芯部に含有される抗菌剤の主成分がリン
酸ジルコニウム銀、リン酸カルシウム銀、銀ゼオライ
ト、酸化亜鉛、酸化チタンである、請求項１記載の抗菌
性ポリエステル繊維。
【請求項３】鞘部に含有されるアゾール化合物の主成
分がベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾテ
トラゾールである請求項１又は２記載の抗菌性ポリエス
テル繊維。