JP7450326B2 - 機能性繊維およびその製造方法 - Google Patents
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- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Description
本発明は、JIS L 1096記載のG法に準じて洗濯処理を10回繰り返した後の防ダニおよび防カビの少なくとも一方の機能を有する成分の合計含有量が繊維重量あたり0.01重量%以上の機能性繊維である。
本発明の繊維の種類としては、例えば、綿、麻等の植物繊維、絹、羊毛等の動物繊維等の天然繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、アクリル系繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリエチレン繊維、ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、アラミド繊維、ポリアリレート系繊維、ポリ-パラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、エチレンビニルアルコール繊維、アクリレート系繊維、ポリ乳酸等の合成繊維、アセテート繊維、トリアセテート繊維、プロミックス等の半合成繊維、レーヨン繊維、ポリノジック繊維、キュプラ繊維、リヨセル繊維等の再生繊維、ガラス繊維、金属繊維、炭素繊維等の無機繊維等の化学繊維を用いることができる。なかでも本発明において、ポリエステル繊維を用いるものである。また、これらの繊維は、2種類以上を交撚、混紡、混繊、交織等されていてもよい。
本発明で用いる防ダニ機能を有する成分、防カビ機能を有する成分は、通常、上記成分と任意成分とを含有する処理剤組成物として用いられる。そして、この処理剤組成物は、通常、水等の溶媒に分散もしくは溶解させた処理液として繊維の処理に供せられる。以下、処理剤組成物に含まれる各成分について説明する。まず、本発明で用いる防ダニ機能を有する成分について説明する。
上記防ダニ機能を有する成分としては、例えば、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジイソプロピル、ドデカン二酸ジブチル等のジカルボン酸エステル系化合物、3-ヨード-2-プロピニルブチルカーバメート等の有機ヨード系化合物、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン、ベンゾイル安息香酸メチル、ヒドロキシメトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシベンゾフェノン等の芳香族ケトン系化合物、サリチル酸ベンジル、パラオキシ安息香酸ブチル、サリチル酸フェニル、安息香酸ベンジル、安息香酸フェニル等の芳香族エステル系化合物、イソプロピルメチルフェノール等のフェノール系化合物等があげられる。これらの化合物は、単独で、もしくは2種類以上併せて用いることができる。これらのなかでも、ジカルボン酸エステル系化合物および有機ヨード系化合物が好ましく、より好ましくはセバシン酸ジブチル、3-ヨード-2-プロピニルブチルカーバメートであり、特には、セバシン酸ジブチルと3-ヨード-2-プロピニルブチルカーバメートとを併用することが好ましい。
上記防カビ機能を有する成分としては、例えば、3-ヨード-2-プロピニルブチルカーバメート等の有機ヨード系化合物、等があげられる。これらの化合物は、単独で、もしくは2種類以上併せて用いることができる。これらのなかでも、有機ヨード系化合物が好ましく、特に好ましくは3-ヨード-2-プロピニルブチルカーバメートである。
上記防ダニおよび防カビの少なくとも一方の機能を有する成分(以下、「機能性成分」と称する。)を含む処理剤組成物は、前述のとおり、通常、水等の溶媒に分散もしくは溶解させた処理液として用いるが、上記機能性成分の多くは、疎水性物質である。そのため、溶媒への分散性を高めるため処理剤組成物に界面活性剤を配合することが好ましい。
本発明で用いる処理剤組成物には、繊維に機能性成分をより多く含有させるために、親水性ポリマーを配合することが好ましい。
また、上記処理剤組成物に親水性ポリマーを配合する場合は、さらに浸透促進剤を配合することが好ましい。親水性ポリマーと浸透促進剤とを併用することにより、機能性成分の繊維への含有量をより増加させることができる。
上記処理剤組成物は、通常、下記の溶媒に分散もしくは溶解させ処理液とした状態で用いられる。なお、上記処理剤組成物の各成分は、上記処理液とする前に、全て混合しておいてもよいし、溶媒中に各成分を同時、もしくは順次添加して混合してもよい。また、任意の成分を溶媒に分散もしくは溶解させた溶液同士を混合して処理液としてもよい。
本発明の機能性成分を含有する繊維は、繊維と機能性成分を含有する処理液とを接触させる工程、上記処理液と接触した繊維を100~190℃、0.5~60分間乾燥する工程を経ることにより得ることができる。以下、各工程について詳述する。
[式]
絞り率(重量%)={(処理液と接触後の繊維の重量-処理液と接触前の繊維の重量)/処理液と接触前の繊維の重量}×100 ・・・(1)
上記製造方法によって得られた機能性成分を含有する繊維は、機能性成分を機能性繊維重量あたり、通常1~15重量%、好ましくは1~10重量%含有する。
[式]
脱落率(重量%)=100-(洗濯処理を10回行った後の機能性繊維重量あたりの機能性成分の含有量/洗濯処理直前の機能性繊維重量あたりの機能性成分の含有量×100) ・・・(2)
なお、例中「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。
〔防ダニ機能を有する成分〕
・安息香酸フェニル
・ベンゾイル安息香酸メチル
・セバシン酸ジエチル
・ヒドロキシメトキシベンゾフェノン
・セバシン酸ジメチル
・安息香酸ベンジル
・イソプロピルメチルフェノール
・フェノトリン
・ベンゾインイソプロピルエーテル
・ベンゾイン
・ベンゾインエチルエーテル
・セバシン酸ジイソプロピル
・ベンジルサリチレート
・サリチル酸フェニル
・ヒドロキシ安息香酸ブチル
・ヒドロキシベンゾフェノン
・セバシン酸ジブチル(以下、「DBS」と称する)
・3-ヨード-2-プロピニルブチルカーバメート(以下、「IPBC」と称する)〔防カビ機能を有する成分〕
・IPBC
〔界面活性剤〕
・ポリオキシアルキレンポリスチルフェニルエーテル(日本乳化剤社製、N-2607)
・ポリオキシエチレン硬化ひまし油エーテル(日本乳化剤社製、N-1520HC)
安息香酸フェニル50部およびポリオキシアルキレンポリスチルフェニルエーテル20部、ポリオキシエチレン硬化ひまし油エーテル12.5部、溶剤としてフェニルジグリコール17.5部を混合し処理剤組成物を調製した。この処理剤組成物の含有量が処理液中20%となるように水と混合し、処理液を調製した。その後処理液に繊維(色染社製、試験用繊維ダブルピケ〔ポリエステル系繊維〕)を浸漬し、マングルにて処理液含有繊維の絞り率を調整した。この際、処理液含有繊維の絞り率を70%になるようにした(繊維重量に対し安息香酸フェニル7%)。次に、絞り率を調整した繊維を連続染色機(ピンテンター)にて150℃で1分間乾燥し機能性成分を含有する繊維を得た。
実施例1において防ダニ機能を有する成分、処理液中の処理剤組成物含有量、絞り後の含有量、乾燥温度および乾燥時間を後記の表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして実施例2~30、参考例1、2の機能性成分を含有する繊維を得た。
繊維に付着、および内部浸透している機能性成分の合計含有量は、以下の測定方法で定量した。
(i)試料溶液Aの調製
機能性繊維1gを5mm角に裁断し、そこに20mLのクロロホルムを加えた。この繊維入りの溶液を静置状態で超音波処理を3時間行い、機能性成分を抽出し、この抽出液を試料溶液Aとした。
(ii)標準試料溶液Bの調製
標準物質として各実施例で用いた機能性成分500mgをクロロホルムに溶解させ、全量を100mLとし、さらにこの溶液をクロロホルムで5倍希釈を行い、標準試料溶液Bとした(標準物質濃度:100mg/100mL)。
(iii)内部標準液Cの調製
内部標準物質としてフタル酸ジイソブチル500mgをクロロホルムに溶解させ、全量を100mLとし、これを内部標準液Cとした。
(iv)試料溶液Dおよび標準溶液Eの調製
上記試料溶液A20mLに上記内部標準液C5mLを添加し、試料溶液Dとした。また、上記標準試料溶液B20mLに上記内部標準液C5mLを添加し、標準溶液Eとした。(v)試料溶液Dおよび標準溶液Eの測定
試料溶液および標準溶液をガスクロマトグラフにより分析を行った。得られたクロマトグラムから、標準物質と内部標準物質とのピーク面積比を求め、各機能性成分を定量した。
使用機器 :GC-2014[島津製作所社製]
検出機 :FID
使用カラム :Rtx-200(30m)[GLサイエンス社製]
カラム温度 :240℃
キャリアガス流量:1.45mL/分
注入量 :1μL
JIS L 1920記載の侵入阻止法に準じてダニ忌避率の評価を行った。
IPBC20部、ポリオキシエチレン硬化ひまし油エーテル6部およびポリオキシアルキレンポリスチルフェニルエーテル29部、溶剤としてフェニルジグリコール45部を混合し処理剤組成物Iを得た。
上記処理剤組成物Iの含有量が処理液中1%となるように水と混合し、処理液とした。次に、繊維(色染社製、試験用繊維ダブルピケ〔ポリエステル系繊維〕)を処理液に浸漬し、マングルにて処理液含有繊維の絞り率を調整した。この際、処理液含有繊維の絞り率が100%となるようにした(繊維重量に対しIPBC0.2%)。次に、上記の繊維を連続染色機(ピンテンター)にて150℃で1分間乾燥し機能性成分を含有する繊維を得た。得られた機能性成分を含有する繊維の、洗濯10回後の機能性成分の含有量を実施例1と同様にして評価した。結果を下記の表2に示す。
上記実施例31において、処理液中の処理剤組成物含有量、絞り率、乾燥温度、乾燥時間および絞り後の含有量を下記表2のように変更した以外は、実施例31と同様にして実施例32~47および比較例1~6の機能性成分を含有する繊維を得た。なお、実施例32、36および比較例1、2では、マングルによる絞り率の調整は行わず、自然乾燥により絞り率を調整した。得られた機能性成分を有する繊維の、洗濯10回後の機能性成分の含有量を実施例1と同様にして評価した。結果を下記の表2に示す。
DBS60部、ポリオキシエチレン硬化ひまし油エーテル6部、ポリオキシアルキレンポリスチルフェニルエーテル34部とを混合し処理剤組成物IIを得た。
上記処理剤組成物IIの含有量が処理液中2%となるように水と混合し、処理液とした。次に、繊維(色染社製、試験用繊維ダブルピケ〔ポリエステル系繊維〕)を処理液に浸漬し、マングルにて処理液含有繊維の絞り率を調整した。この際、処理液含有繊維の絞り率が100%となるようにした(繊維重量に対しDBS0.2%)。次に、上記の繊維を連続染色機(ピンテンター)にて150℃で1分間乾燥し機能性成分を含有する繊維を得た。得られた機能性成分を有する繊維の、洗濯10回後の機能性成分の含有量を実施例1と同様にして評価した。結果を下記の表3に示す。
上記実施例48において、処理液中の処理剤組成物含有量、絞り率、乾燥温度および乾燥時間を下記表3のように変更した以外は、実施例48と同様にして実施例49~65および比較例7~11の機能性成分を含有する繊維を得た。なお、実施例52、53および比較例7では、マングルによる絞り率の調整は行わず、自然乾燥により絞り率を調整した。得られた機能性成分を有する繊維の、洗濯10回後の機能性成分の含有量を実施例1と同様にして評価した。結果を下記の表3に示す。
DBS45部、IPBC20部とポリオキシエチレン硬化ひまし油エーテル6部、ポリオキシアルキレンポリスチルフェニルエーテル29部とを混合し処理剤組成物Aを得た。
上記処理剤組成物A83.3部と浸透促進剤として安息香酸16.7部とを混合し、処理剤組成物Bを得た。
上記処理剤組成物A83.3部と浸透促進剤として安息香酸ベンジル16.7部とを混合し、処理剤組成物Cを得た。
親水性ポリマーとしてキサンタンガム100部と溶剤として1,3-ブチレングリコール100部とを混合し、親水性ポリマー分散剤を得た。次に、親水性ポリマー分散剤0.375部、イオン交換水99.625部を80℃で15分間加温・撹拌し、親水性ポリマー分散液aを得た。
親水性ポリマーとしてポリアクリル酸Na100部と溶剤として1,3-ブチレングリコール100部とを混合し、親水性ポリマー分散剤を得た。次に、親水性ポリマー分散剤0.75部、イオン交換水99.25部を80℃で15分間加温・撹拌し、親水性ポリマー分散液bを得た。
処理剤組成物A6.25部、イオン交換水93.75部を混合し、処理液Iを得た。
処理剤組成物A6.25部、親水性ポリマー分散液a93.75部を混合し、処理液IIを得た。
処理剤組成物A6.25部、親水性ポリマー分散液b93.75部を混合し、処理液IIIを得た。
処理剤組成物B12部と親水性ポリマー分散液a88部とを混合し、処理液IVを得た。
処理剤組成物C12部と親水性ポリマー分散液a88部とを混合し、処理液Vを得た。
処理剤組成物C12部と親水性ポリマー分散液b88部とを混合し、処理液VIを得た。
上記処理液Iに繊維(色染社製、試験用繊維ダブルピケ〔ポリエステル系繊維〕)を浸漬し、マングルにて処理液含有繊維の絞り率を調整した。この際、処理液含有繊維の絞り率が80%になるようにした(繊維重量に対しDBS2.25%、IPBC1%)。次に、絞り率を調整した繊維を連続染色機(ピンテンター)にて160℃で1分間乾燥し機能性成分を含有する繊維を得た。得られた機能性成分を有する繊維の、洗濯10回後の機能性成分の含有量を実施例1と同様にして評価した。結果を下記の表4に示す。
実施例66において、用いる処理液および乾燥温度を下記の表4のように変更した以外は、実施例66と同様にして実施例67~74の機能性成分を含有する繊維を得た。得られた機能性成分を有する繊維を実施例66と同様にして評価した。それらの結果を下記の表4に示す。
DBS45部とIPBC20部、ポリオキシエチレン硬化ひまし油エーテル6部、ポリオキシアルキレンポリスチルフェニルエーテル29部とを混合し処理剤組成物Dを得た。
上記処理剤組成物D91部と浸透促進剤として安息香酸ベンジル9部とを混合し、処理剤組成物Eを得た。
処理剤組成物D12.5部とイオン交換水87.5部とを混合し、処理液VIIを得た。
処理剤組成物E13.8部と親水性ポリマー分散液a86.2部とを混合し、処理液VIIIを得た。
上記処理液VIIに繊維(色染社製、試験用繊維ダブルピケ〔ポリエステル系繊維〕)を浸漬し、マングルにて処理液含有繊維の絞り率を調整した。この際、処理液含有繊維の絞り率が80%になるようにした(繊維重量に対し、DBS4.5%、IPBC2%)。次に、絞り率を調整した繊維を連続染色機(ピンテンター)にて160℃で1分間乾燥し機能性成分を含有する繊維を得た。得られた機能性成分を有する繊維を実施例1と同様にして評価した。結果を下記の表5に示す。
前記処理液VIIIに繊維(色染社製、試験用繊維ダブルピケ〔ポリエステル系繊維〕)を浸漬し、マングルにて処理液含有繊維の絞り率を調整した。この際、処理液含有繊維の絞り率が80%になるようにした(繊維重量に対し、DBS4.5%、IPBC2%)。次に、絞り率を調整した繊維を連続染色機(ピンテンター)にて170℃で1分間乾燥し機能性成分を含有する繊維を得た。得られた機能性成分を有する繊維を実施例1と同様にして評価した。結果を下記の表5に示す。
DBS65部、ポリオキシエチレン硬化ひまし油エーテル6部、ポリオキシアルキレンポリスチルフェニルエーテル29部を混合し処理剤組成物を得た。この処理剤組成物の含有量が処理液中20%となるように水と混合し、処理液を調製した。次に繊維としてポリエステル綿を用い、繊維重量の10%の処理液を繊維にスプレーした。この処理液を含有する繊維を150℃、2分間オーブンで乾燥し、実施例77の機能性成分を含有する繊維を得た。得られた機能性成分を有する繊維を実施例1と同様にして評価した。結果を下記の表6に示す。
実施例77において乾燥温度および乾燥時間を下記表6のように変更した以外は、実施例77と同様にして実施例78~80、比較例12、13の機能性成分を含有する繊維を得た。得られた機能性成分を有する繊維を実施例77と同様にして評価した。結果を下記の表6に示す。
IPBC20部、溶剤としてフェニルジグリコール45部、ポリオキシエチレン硬化ひまし油エーテル6部、ポリオキシアルキレンポリスチルフェニルエーテル29部を混合し処理剤組成物を得た。この処理剤組成物の含有量が処理液中20%となるように水と混合し、処理液を調製した。次に繊維としてポリエステル綿を用い、繊維重量の10%の処理液を繊維にスプレーした。この処理液を含有する繊維を150℃、2分間オーブンで乾燥し、実施例81の機能性成分を含有する繊維を得た。得られた機能性成分を有する繊維を実施例77と同様にして評価した。結果を下記の表6に示す。
実施例81において乾燥温度および乾燥時間を下記表6のように変更した以外は、実施例81と同様にして実施例82~84、比較例14、15の機能性成分を含有する繊維を得た。得られた機能性成分を含有する繊維を実施例77と同様にして評価した。結果を下記の表6に示す。
JIS L 1921(2015)の記載の吸収法に準じ、アオカビを用いて求めた抗カビ活性値を、下記の評価基準に基づいて評価した。
[評価基準]
A:抗カビ活性値 3.0以上(強い効果がある)
B:抗カビ活性値 2.0以上、3.0未満(効果がある)
C:抗カビ活性値 1.0以上、2.0未満(弱い効果がある)
D:抗カビ活性値 1.0未満(効果が認められない)
Claims (7)
- 防ダニ機能を有する成分を含有する繊維であって、
上記防ダニ機能を有する成分が、上記繊維の分子間隙に導入されて繊維と固着しており、
上記防ダニ機能を有する成分が、3-ヨード-2-プロピニルブチルカーバメートとセバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジイソプロピルからなる群から選ばれる少なくとも一つであり、
上記繊維がポリエステル繊維であり、
JIS L 1096記載のG法に準じて洗濯処理を10回繰り返した後の上記成分の合計含有量が繊維重量あたり0.01重量%以上であることを特徴とする防ダニ繊維。 - 上記JIS L 1096記載のG法に準じて洗濯処理を10回繰り返した後において、JIS L 1920記載の侵入阻止法に準じて測定するダニの忌避率が30%以上であることを特徴とする請求項1記載の防ダニ繊維。
- 上記繊維の形状が綿状または布帛であることを特徴とする請求項1または2記載の防ダニ繊維。
- さらに親水性ポリマーを含有することを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の防ダニ繊維。
- さらに浸透促進剤を含有することを特徴とする請求項4記載の防ダニ繊維。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の防ダニ繊維を製造する方法であって、繊維と防ダニ機能を有する成分を含有する処理液とを接触させる工程と、上記処理液と接触した繊維を100~190℃、0.5~60分間乾燥する工程とを有することを特徴とする防ダニ繊維の製造方法。
- 上記繊維と防ダニ機能を有する成分を含有する処理液とを接触させる工程が、繊維と防ダニ機能を有する成分を含有する処理液とを接触させ、接触させた繊維の絞り率を0~120重量%に調整する工程であることを特徴とする請求項6記載の防ダニ繊維の製造方法。
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