マイナスイオン発生材料及びその製造方法
【課題】トルマリンのような無機物質微粒子を含まず、素材のもつ特性を利用して、長期間にわたり安定してマイナスイオンを発生することができ、しかも従来のものに比べマイナスイオン発生能力が高い上に、使用後、焼却処理する際に有毒ガスを発生することがなく、環境汚染の原因とならないマイナスイオン発生材料を提供する。
【解決手段】質量平均分子量６０万〜３００万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸により被覆処理された絹繊維と、ポリプロピレン繊維との混合繊維布からなり、該ポリプロピレン繊維が負に帯電されているマイナスイオン発生材料とする。
【解決手段】質量平均分子量６０万〜３００万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸により被覆処理された絹繊維と、ポリプロピレン繊維との混合繊維布からなり、該ポリプロピレン繊維が負に帯電されているマイナスイオン発生材料とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイナスイオン発生材料、さらに詳しくいえば、両者を接触させてマイナスイオンを発生し得る状態とした２種の繊維からなる新規なマイナスイオン発生材料及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイナスの荷電をもつ空気イオン、いわゆるマイナスイオンは、人間の健康を維持する上で、重要な役割を果すこと、特に人間の免疫機能を高めるために重要な自律神経のバランスを保つ効果があることが知られていたが、近年、電子を用いる治療医学の進展により、マイナスイオンの人体への作用機序が解明されて以来、それについての関心は著しく高まり、これまでにマイナスイオンを人工的に発生させるための材料や、マイナスイオン発生方法が多数提案されている。
【０００３】
これらのマイナスイオン発生材料の中で、繊維自体にマイナスイオン発生能力を付与したものは、衣料、寝具などに加工して利用しやすいため、特に注目されている。そして、このようなマイナスイオン発生性繊維としては、マイナスイオンを発生する物質を合成繊維原料に練り込んで紡糸してマイナスイオン発生性繊維としたものや、繊維にマイナスイオンを発生する物質を付着させてマイナスイオン発生性繊維としたものが知られている。
【０００４】
前者としては、例えば、超微粒状トルマリンをアルカリセルロースに混練し、紡糸した帯電性レーヨン繊維（特許文献１参照）、トルマリン、シリカ、蛇紋石及び角閃石の微粉末を練り込んだ繊維と動物タンパク繊維又は絹繊維と織り込んで糸とし、これを網目状に織った織物（特許文献２参照）、トルマリンを直径〜１．５μｍの微粒子に粉砕し、合成繊維原料に混合し、紡糸したマイナスイオン発生繊維（特許文献３参照）、トルマリン微粉末を混入した合成繊維と絹糸とを重量比１：２の割合で混紡した混紡糸（特許文献４参照）、化学繊維中に、マイナスイオン放射性をもつ鉱石又はセラミックスからなる繊維性微粉末を練り込んだものであって、かつこの微粉末に近接して微小空間を有している機能性繊維（特許文献５参照）が、また後者としては、例えば空気中にマイナスイオンを生じる無機物の微粒子及び羊毛を溶解してケラチン化した羊毛溶解物質を分散させた処理水溶液と羊毛繊維とを接触させたのち乾燥し、１００〜１８０℃で１〜１５分間熱処理したもの（特許文献６参照）、マイナスイオン発生機能素材にアミノ酸誘導体の存在下でバインダーと触媒を含む水溶液で繊維を処理後、熱処理することにより得られるもの（特許文献７参照）、構成する繊維表面に、空気中にマイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する無機物質微粒子を付着させた布帛（特許文献８参照）などがある。
【０００５】
これらの欠点を改良したものとして、最近に至り、マイナスイオン発生のための無機物質微粒子を用いないで、構成材料自体の機能を利用してマイナスイオンを発生させる繊維又はその加工品が提案されている。
このようなものとしては、例えばポリアミド合成繊維又は羊毛からなる表地とポリ塩化ビニル繊維からなる裏地で構成された二重構造のマイナスイオン発生編地（特許文献９参照）、ポリ塩化ビニル繊維を２０重量％以上含む複合布帛であって、一方の面におけるポリ塩化ビニル繊維の表面露出率と、他方の面におけるポリ塩化ビニル繊維の表面露出率の比を１．２以上にしたもの（特許文献１０参照）、天然タンパク繊維と負電荷が帯電されたポリ塩化ビニリデン系繊維との混合繊維からなるマイナスイオン発生性繊維布（特許文献１１参照）、三次元立体織物層、天然タンパク繊維と負電荷が帯電されたポリ塩化ビニリデン系繊維との混合繊維からなる不織布層、マイナスイオン発生能力をもつ炭素繊維からなるフェルト層及び通気性ポリウレタン発泡体層を順次積層した積層体を、表生地及び裏生地で被覆した構造をもつ健康増進マット（特許文献１２参照）などがある。
【０００６】
しかしながら、これらの繊維又は材料においては、マイナス静電気を帯びやすい素材としてポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデンのような塩素含有成分を用いる必要があるが、これらは使用済後、焼却処理する際に有毒ガスを発生し、環境汚染の原因となる上に、ポリ塩化ビニリデンは、成形性が悪く、加工しにくいという欠点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−３２７２０７号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献２】特開平９−２５６２４２号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献３】特開平１１−３６１３２号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献４】特開平１０−３３１０４２号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献５】特開２００８−４５２４０号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献６】特開２００１−３５５１８２号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献７】特開２００３−３４２８７４号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献８】特開平１０−１９５７６４号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献９】特開２００３−２４７１５１号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献１０】特開２００６−９１９５号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献１１】特開２００７−１９１８３４号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献１２】特開２００８−２５９５９２号公報（特許請求の範囲その他）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、トルマリンのような無機物質微粒子を含まず、素材のもつ特性を利用して、長期間にわたり安定してマイナスイオンを発生することができ、しかも従来のものに比べマイナスイオン発生能力が高い上に、使用後、焼却処理する際に有毒ガスを発生することがなく、環境汚染の原因とならないマイナスイオン発生材料を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、ポリ塩化ビニル又はポリ塩化ビニリデンを成分として用いた従来のマイナスイオン発生材料がもつ欠点を克服し、さらに優れた性能を示すものを開発するために、鋭意研究を重ねた結果、絹繊維を超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸により被覆した絹繊維とポリプロピレン繊維とを組み合わせて混合繊維布を形成すれば、上記の目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、質量平均分子量６０万〜３００万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸により被覆処理された絹繊維と、ポリプロピレン繊維との混合繊維布からなり、該ポリプロピレン繊維が負に帯電されていることを特徴とするマイナスイオン発生材料、及び絹繊維をポリ‐γ‐グルタミン酸水溶液中に浸漬し、乾燥後、さらに二官能性エポキシ化合物水溶液中に浸漬し、架橋反応させることにより、質量平均分子量６０〜３００万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸で表面が被覆された絹繊維を形成させ、次いでこの絹繊維とポリプロピレン繊維とを混紡し、織布、編布又は不織布に加工することを特徴とするマイナスイオン発生材料の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来のマイナスイオン発生材料、例えばトルマリン微粒子を練り込んだビスコース繊維に比べ、マイナスイオン発生量が著しく大きく、長期間にわたって安定した性能を示すマイナスイオン発生材料が提供される。しかも、この材料において８０質量％まで含有可能なポリプロピレンは、従来用いられていたポリ塩化ビニリデンに比べ、比重が小さく、軽量である上に、熱伝導率も低いため、断熱性が良好であるし、これと組み合わせて用いられる絹繊維についても、それが本来有する親水性、手触り性が損なわれず保たれ、さらに耐摩耗性、耐紫外線性も改善されるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】マイナスイオンを定量するために用いられるゲルディエン法に基づく空気イオンの測定装置の原理を説明するための説明図。
【図２】図１における外筒１への印加電圧と内筒２に流れる電流との関係を示すグラフ。
【図３】測定装置の全体構造を示す側面略解図。
【図４】ポリ‐γ‐グルタミン酸の割合を変えたサク蚕糸とポリプロピレン繊維とブレンドで得られた不織布のポリ‐γ‐グルタミン酸の割合とマイナスイオンの発生量の関係を示すグラフ。
【図５】ポリ‐γ‐グルタミン酸被覆固着サク蚕糸とポリプロピレン繊維とのブレンド不織布における両繊維のブレンド比とマイナスイオンの発生量の関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のマイナスイオン発生材料は、超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸で表面が被覆された絹繊維と、ポリプロピレン繊維の混合物から構成されている。このように、ポリ‐γ‐グルタミン酸で被覆加工された絹繊維は親水性になり、疎水性のポリプロピレン繊維より帯電列は上位になる。そして、帯電列の上位にあるポリ‐γ‐グルタミン酸で被覆加工された絹繊維と帯電列の下位にあるポリプロピレン繊維とを組み合わせると、両者間で効果的にマイナスイオンが発生する。そして、超高分子量のポリ‐γ‐グルタミン酸を薄膜状に絹繊維に被覆固着すると、絹は摩擦によりフィブリル化することなく、そして優れた特性を損なうことなく、ポリプロピレン繊維との接触ないし摩擦によるマイナスイオンを発生することができる。
【００１４】
この絹繊維表面を被覆するポリ‐γ‐グルタミン酸としては、納豆の粘性物質中より分離されたバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属の菌を使用し、グルタミン酸を重合して得られる質量平均分子量６０万〜３００万の超高分子量のものを用いることが必要である。薄膜状に絹の表面に高強度の被覆を施すためには、質量平均分子量が２００万以上のものを用いるのが好ましい。
【００１５】
また、工業的に製造する場合には、小麦、大豆などを原料として用いて製造する豆腐、納豆、醤油などの製造工程で生じる廃棄物を原料として用いるのが好ましい。
【００１６】
従来、タンパク質の架橋剤としては、通常カルボジイミド基をもつ化合物と、エポキシ基をもつ化合物が使用されている。絹タンパク質のフィブロインの架橋に対しては、エポキシ基をもつ化合物がカルボジイミド基をもつ化合物に比較して好適に用いられる。したがって、絹繊維にポリ‐γ‐グルタミン酸を均一かつ強固な薄膜状に被覆固着するには架橋剤として二官能性エポキシ化合物を用いる。
二官能性エポキシ化合物としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジグリシジルベンゼン、ジグリシジルシクロヘキサン、ジグリシジル尿素などがある。
【００１７】
この二官能性エポキシ化合物の使用量は、絹繊維の質量に基づき０．００１〜０．１質量％の範囲内で選ばれる。０．００１質量％以下ではその効果が少なく、また０．１質量％以上であると、その加工性が悪くなる。
また、絹繊維とポリ‐γ‐グルタミン酸の使用割合は、絹繊維１００質量部当り、０．００１〜０．５質量部、好ましくは０．００３〜０．１質量部の範囲で選ばれる。
【００１８】
本発明のマイナスイオン発生材料を製造するには、所定量のポリ‐γ‐グルタミン酸を含む水溶液に絹繊維を浸漬し、ポリ‐γ‐グルタミン酸を絹繊維に十分に吸着させたのち、遠心分離又はろ過により水を除去し、乾燥する。
次いで、このポリ‐γ‐グルタミン酸を吸着した絹繊維を、例えばプラスチックパイプに巻き付けて、架橋剤を含む弱酸性に調整した液中に浸漬し、２０〜５０℃に保持したのち、８０℃まで昇温して架橋反応を行わせる。この反応時間は、通常０．５〜３時間程度である。この際の液性の調整は、例えば、酢酸、プロピオン酸のような有機酸、塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸によりｐＨ４．５に調節することにより行われる。架橋反応終了後、絹繊維を取り出し、水洗したのち、８０〜１００℃で乾燥する。
このようにして、質量平均分子量６０〜３００万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸により被覆された絹繊維が形成される。
【００１９】
上記架橋反応において、二官能性エポキシ化合物は、絹フィブロイン分子中の活性基であるセリンのヒドロキシル基との間でヒドロキシエーテル結合が、またポリ‐γ‐グルタミン酸のカルボキシル基との間でβ‐ヒドロキシエステル結合が形成される。
【００２０】
次に、本発明で用いるポリプロピレン繊維の素材のポリプロピレンは、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、アタクチックポリプロピレンのいずれのタイプのものでもよいが、結晶度が大きく、繊維成形性が良好である点で、アイソタクチックポリプロピレンが好ましい。また、分子量としては、質量平均分子量１０，０００〜１００，０００の範囲、特に４０，０００〜６０，０００の範囲のものが好ましい。
【００２１】
本発明のマイナスイオン発生材料におけるポリ‐γ‐グルタミン酸被覆絹繊維とポリプロピレン繊維との混合割合は、質量比で１：４ないし４：１、好ましくは１：２ないし２：１の範囲である。
上記のポリ‐γ‐グルタミン酸被覆絹繊維とポリプロピレン繊維とは、所望に応じさらに別繊維、例えば綿、麻、レーヨン、合成繊維などと本発明の効果をそこなわない割合で混合することもできる。
【００２２】
本発明のマイナスイオン発生材料は、ポリ‐γ‐グルタミン酸被覆絹繊維とポリプロピレン繊維との混合撚糸を用いて織成又は編成したものでもよいし、両繊維の短繊維を飛散堆積させて形成させた不織布でもよい。また別々に紡糸したポリ‐γ‐グルタミン酸被覆絹繊維の撚糸とポリプロピレン繊維の撚糸とを用いて織成又は編成したものでもよい。
【００２３】
このようにして得られる本発明のマイナスイオン発生材料を用いて、効率的にマイナスイオンを発生させるためには、使用時に人体の動きを効率的に繊維間の摩擦に変換できるように、材料中の繊維の自由度の大きな構造をとらせることが望ましい。材料の構造設計がマイナスイオンの発生に重要であり、例えば平面状の布状体ではニードルパンチの密度の少ない不織布、ニードルパンチ密度の大なる不織布、ウォータージェットでウェブを固定した不織布、編布、織布の順に繊維の動きの自由度が低下し、マイナスイオンの発生も減少する。
【００２４】
本発明のマイナスイオン発生材料より発生するマイナスイオンは、例えば二重コンデンサーの原理に基づいたゲルディエン法による空気イオン測定装置を用い、容易に測定することができる。
図１は、この測定装置の説明図であって、これはたがいに電気的に絶縁された外筒（印加電圧筒）１と内筒（集電極円筒）２から構成されている。そして、この外筒１は直流電源４に、内筒２はエレクトロメーター３にそれぞれ接続している。この外筒１と内筒２の間隙に、軸方向に空気イオンを含む空気を一定流速で通しながら、外筒１に負電流を印加すると、円筒間を通過する空気中のマイナスイオンはプラスに帯電した内筒２に捕捉され、外筒１への印加電圧を高めていくと、内筒２に流れる電流は次第に増大する。そして、Ｐ点を通過するイオンがすべてＴ点で捕捉可能な印加電圧下では、筒間に入ってくるイオンはすべて内筒２に捕捉され、印加電圧がこれ以上になると内筒２に流れる電流は一定値となる。
【００２５】
図２は、外筒１への印加電圧と内筒２に流れる電流との関係を示すグラフである。この図２において印加電圧とともに増大する内筒２に流れる電流（オーム電流）は、ある時点で印加電圧を上げても内筒２に流れる電流が一定値を示し飽和する（飽和電流）。
また、すべてのマイナスイオンが捕捉されるイオンの移動度すなわち臨界移動度をｋｃとすると、このｋｃは次の式（１）で示される。
ｋｃ＝［Ｆ／（４π・ａＶ）］ （１）
ただし、Ｆ：空気流の流量（ｃｍ3／ｓｅｃ）
Ｖ：印加電圧（ボルト）
ａ：装置定数
【００２６】
また、飽和電流において一定時間に流れた平均電流から、マイナスイオン数密度［Ｄ］は次式（２）で与えられる。
［Ｄ］＝Ｉ／（ｅ・Ｆ） （２）
上式において、Ｉ：飽和電流量域において、一定時間に流れた平均電流（アンペア／秒）
［Ｄ］：マイナスイオン数密度（個／ｃｍ3）
ただし、ｅ：１個の電子の荷電量（１．６×１０-17クローン）
【００２７】
式（２）のＩの値は、一定時間ｔ秒に内筒２に蓄積される荷電量Ｑ（クーロン）より次式（３）に従って求めることができる。
Ｉ＝（Ｑ／ｔ） （３）
【００２８】
そして、ゲルディエン法空気イオン測定装置から得られる測定値Ｉを代入することにより、（３）式に基づいてマイナスイオン数密度を求めることができる。この測定に際しては、マイナスイオンを測定しようとする試料をあらかじめ４０℃で２時間乾燥したのち、１２時間デシケーターに保管する。
【００２９】
図３は、マイナスイオン測定装置の全体構造を示す側面略解図であり、これを用いてマイナスイオンを測定する場合には、上記の試料を試料筒６に装入し、吸引機９を作動させ、一定量の空気を装置内に流し、試料上を通過させる。試料上を通過した空気は、外筒１と内筒２の間を通り、排気口１０より排出される。空気量が定常状態に達したならば、外筒１に以下に示すサイクルで電圧をｔ秒間印加する。なお、５は絶縁板、７は空気流入口、８は流量計を示す。３はエレクトロメーター、４は直流電源である。
０→４０Ｖ→０→６０Ｖ→０→８０Ｖ→０→１００Ｖ→０→１２０Ｖ→０→１４０Ｖ→０→１６０Ｖ
【００３０】
このようにして繰り返し電圧を印加し、このｔ秒間に蓄積された荷電量Ｑ（クーロン）を測定する。
そして、式（３）により内筒２に流れる電流Ｉを計算し、あらかじめ作成された電流Ｉと加電圧との関係グラフより飽和電流域において、一定時間に流れた平均電流値Ｉを求め、式（２）に従い、マイナスイオン数密度［Ｄ］を計算する。
【００３１】
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【００３２】
参考例１
中国産サク蚕糸（繊度２１デニール以上）１００ｇを、質量平均分子量３００万のポリ‐γ‐グルタミン酸（福岡醸造協同組合製）に、このサク蚕糸の質量に基づき０．００３４質量％（試料Ｎｏ．１）の割合で含有する水溶液１．５リットル中に、４０℃において１時間浸漬し、サク蚕糸にポリ‐γ‐グルタミン酸を吸着させたのち、遠心分離して水分除去し、次いで風乾した。
このようにして、ポリ‐γ‐グルタミン酸を被覆させたサク蚕糸を外径１０ｍｍのプラスチックパイプに巻いて、酢酸によりｐＨ４．５に調節したエチレングリコールジグリシジルエーテル（東京化成工業社製特級試薬）の１質量％水溶液３リットル中に浸漬し、１時間、４０℃に加熱したのち、８０℃に昇温して２時間反応させた。次いで処理した絹繊維を取り出し、水洗後、乾操し、５１ｍｍにカットして、ポリ‐γ‐グルタミン酸０．００３４質量％で均一に被覆されたクリンプ付き絹繊維のサンプルを製造した。
次に、ポリ‐γ‐グルタミン酸のサク蚕糸に対する量を変えて、同様に処理することにより、それぞれ０．０３質量％（試料Ｎｏ．２）、０．０６質量％（試料Ｎｏ．３）及び０．０９質量％（試料Ｎｏ．４）のポリ‐γ‐グルタミン酸で被覆された絹繊維のサンプルを製造した。
【００３３】
実施例１
ポリプロピレン繊維（ポリテック株式会社製、アイソタクチックポリプロピレン、質量平均分子量４７，０００）の２，２‐デシデックス、繊維長５１ｍｍのポリプロピレンステープルファイバー２．１ｋｇを予め６０℃の水で洗浄し、油剤を除き、乾燥後、参考例１で得たポリ‐γ‐グルタミン酸で被覆固着されたサク蚕糸０．９ｋｇとを混合し、解繊機により空気中に飛散解繊して、均一な混合状態のわた状物を形成した。次いで、このわた状物を移動する金網状ベルトコンベア上に捕集して層状体としたのち、回転シリンダー上に鋸歯ワイヤーを付したカード機に挿入し、移動方向に櫛削り、目付３００ｇ／ｍ2のウェブを形成させた。次いで、これにニードルパンチングを施し、不織布を製造した。
このようにして得た不織布について、測定用の空気流により、繊維相互の摩擦荷電を発生させ、マイナスイオンの数密度を次のように測定した。
不織布より１５ｃｍ×１５ｃｍの方形片を切り取り、４０℃で２時間乾操後、１２時間デシケーター中に保存する。
次いで試料をゲルディエン法測定装置の試料筒に入れ、外部より試料に２．０１リットル／分の空気を流す。この空気は測定装置の二重円筒の間を通過するとき外筒への印加電圧（Ｖ）に対応して内筒に流れる電流値（Ｉ）を求め、飽和電流値より（１）、（２）式によりマイナスイオン数密度［−Ｄ］を得る。
なお、測定値は流過する空気の２５℃、関係湿度３０％で求めた標準試料を同一日の温度、湿度が近い時刻帯に測定し、この値より補正を行う。
このようにして得た結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
また、この際のサク蚕糸に対するポリ‐γ‐グルタミン酸の被覆割合［Ｐ］とマイナスイオン数密度［−Ｄ］との関係をプロットすることにより図４が得られる。
【００３６】
表１から分るように、超高分子量のポリ‐γ‐グルタミン酸を架橋反応剤として、エチレングリコールジグリシジルエーテルを用い、絹に被覆した繊維とポリプロピレン繊維との混合繊維からなる不織布は、ポリ‐γ‐グルタミン酸を被覆しない絹繊維とポリプロピレン繊維との混合繊維からなる不織布に比べて、著しく多くのマイナスイオンを発生する。そして、絹に被覆加工するポリ‐γ‐グルタミン酸の割合が０．００３４〜０．０３と極めて少ない量でこの効果が発現するのはポリ‐γ‐グルタミン酸の薄膜が絹の表面を覆うことにより、絹の水に対する親和性の増大及び帯電系列の上位への変化のためにポリプロピレン繊維との摩擦帯電性の増加方向への大きな変化によるものと考えられる。
【００３７】
実施例２〜６
ポリ‐γ‐グルタミン酸を０．０６質量％で被覆したサク蚕糸と（前記実施例１の試料Ｎｏ．３）と、前記実施例１で用いたものと同じポリプロピレン繊維とを、質量比２０：８０（実施例２）、３０：７０（実施例３）、４０：６０（実施例４）、６０：４０（実施例５）、８０：２０（実施例６）の割合で混合した混合繊維を用い、前記実施例１と同様にして目付３００ｇ／ｍ2のウェブを形成し、これに回転シリンダー方式のカード機を通したウェブをニードルパンチングにより不織布を製造した。
これらの不織布のマイナスイオン数密度を前記実施例１と同様にして測定し、その結果を表２に示す。
なお、比較のためにポリ‐γ‐グルタミン酸被覆サク蚕糸単独の不織布（比較例１）、ポリプロピレン繊維単独不織布（比較例２）及び市販の粉末トルマリンを混練したビスコース繊維単独不織布（比較例３）についての測定結果も併記した。
【００３８】
【表２】
【００３９】
この表２から分かるように、ポリ‐γ‐グルタミン酸被覆サク蚕糸とポリプロピレン繊維との混合繊維からなる不織布は、それぞれの繊維単独から作られた不織布及び市販のトルマリン練り込みビスコース繊維不織布よりも多くのマイナスイオンを発生する。また、ポリ‐γ‐グルタミン酸被覆サク蚕糸とポリプロピレン繊維との混合比が広い範囲（２０：８０ないし８０：２０）に及んでほぼ同等でかつ高いマイナスイオンを発生する特色を有している。このことは最終製品の軽さ、保温性、弾力性などの設計に好都合である。
【００４０】
また、混合不織布中のポリ‐γ‐グルタミン酸被覆サク蚕糸とポリプロピレン繊維との割合と、マイナスイオン数密度［−Ｄ］との関係をプロットしたグラフとして図５に示す。
【００４１】
応用例
上掛けの製造
上記のようにして得た不織布を、長さ２．３ｍ、幅１．０ｍに裁断し、その外側両面を同じサイズに裁断したポリエステル繊維布で被覆し、キルティング機を用い、上糸と下糸により縦２０ｃｍ間隔、横３０ｃｍ間隔で、キルティング加工して、不織布を安定化させる。
次いで、側面部の布端を重ねて巻き込み、ミシンでヘム加工により固定し、上掛け用ふとんを作製した。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のマイナスイオン発生材料は、織布、編布、不織布に加工して、健康用衣料、寝具として広く用いることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１ 外筒
２ 内筒
３ エレクトロメーター
４ 直流電源
５ 絶縁板
６ 試料筒
７ 空気流入口
８ 流量計
９ 吸引機
１０ 空気排気口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイナスイオン発生材料、さらに詳しくいえば、両者を接触させてマイナスイオンを発生し得る状態とした２種の繊維からなる新規なマイナスイオン発生材料及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイナスの荷電をもつ空気イオン、いわゆるマイナスイオンは、人間の健康を維持する上で、重要な役割を果すこと、特に人間の免疫機能を高めるために重要な自律神経のバランスを保つ効果があることが知られていたが、近年、電子を用いる治療医学の進展により、マイナスイオンの人体への作用機序が解明されて以来、それについての関心は著しく高まり、これまでにマイナスイオンを人工的に発生させるための材料や、マイナスイオン発生方法が多数提案されている。
【０００３】
これらのマイナスイオン発生材料の中で、繊維自体にマイナスイオン発生能力を付与したものは、衣料、寝具などに加工して利用しやすいため、特に注目されている。そして、このようなマイナスイオン発生性繊維としては、マイナスイオンを発生する物質を合成繊維原料に練り込んで紡糸してマイナスイオン発生性繊維としたものや、繊維にマイナスイオンを発生する物質を付着させてマイナスイオン発生性繊維としたものが知られている。
【０００４】
前者としては、例えば、超微粒状トルマリンをアルカリセルロースに混練し、紡糸した帯電性レーヨン繊維（特許文献１参照）、トルマリン、シリカ、蛇紋石及び角閃石の微粉末を練り込んだ繊維と動物タンパク繊維又は絹繊維と織り込んで糸とし、これを網目状に織った織物（特許文献２参照）、トルマリンを直径〜１．５μｍの微粒子に粉砕し、合成繊維原料に混合し、紡糸したマイナスイオン発生繊維（特許文献３参照）、トルマリン微粉末を混入した合成繊維と絹糸とを重量比１：２の割合で混紡した混紡糸（特許文献４参照）、化学繊維中に、マイナスイオン放射性をもつ鉱石又はセラミックスからなる繊維性微粉末を練り込んだものであって、かつこの微粉末に近接して微小空間を有している機能性繊維（特許文献５参照）が、また後者としては、例えば空気中にマイナスイオンを生じる無機物の微粒子及び羊毛を溶解してケラチン化した羊毛溶解物質を分散させた処理水溶液と羊毛繊維とを接触させたのち乾燥し、１００〜１８０℃で１〜１５分間熱処理したもの（特許文献６参照）、マイナスイオン発生機能素材にアミノ酸誘導体の存在下でバインダーと触媒を含む水溶液で繊維を処理後、熱処理することにより得られるもの（特許文献７参照）、構成する繊維表面に、空気中にマイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する無機物質微粒子を付着させた布帛（特許文献８参照）などがある。
【０００５】
これらの欠点を改良したものとして、最近に至り、マイナスイオン発生のための無機物質微粒子を用いないで、構成材料自体の機能を利用してマイナスイオンを発生させる繊維又はその加工品が提案されている。
このようなものとしては、例えばポリアミド合成繊維又は羊毛からなる表地とポリ塩化ビニル繊維からなる裏地で構成された二重構造のマイナスイオン発生編地（特許文献９参照）、ポリ塩化ビニル繊維を２０重量％以上含む複合布帛であって、一方の面におけるポリ塩化ビニル繊維の表面露出率と、他方の面におけるポリ塩化ビニル繊維の表面露出率の比を１．２以上にしたもの（特許文献１０参照）、天然タンパク繊維と負電荷が帯電されたポリ塩化ビニリデン系繊維との混合繊維からなるマイナスイオン発生性繊維布（特許文献１１参照）、三次元立体織物層、天然タンパク繊維と負電荷が帯電されたポリ塩化ビニリデン系繊維との混合繊維からなる不織布層、マイナスイオン発生能力をもつ炭素繊維からなるフェルト層及び通気性ポリウレタン発泡体層を順次積層した積層体を、表生地及び裏生地で被覆した構造をもつ健康増進マット（特許文献１２参照）などがある。
【０００６】
しかしながら、これらの繊維又は材料においては、マイナス静電気を帯びやすい素材としてポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデンのような塩素含有成分を用いる必要があるが、これらは使用済後、焼却処理する際に有毒ガスを発生し、環境汚染の原因となる上に、ポリ塩化ビニリデンは、成形性が悪く、加工しにくいという欠点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−３２７２０７号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献２】特開平９−２５６２４２号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献３】特開平１１−３６１３２号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献４】特開平１０−３３１０４２号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献５】特開２００８−４５２４０号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献６】特開２００１−３５５１８２号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献７】特開２００３−３４２８７４号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献８】特開平１０−１９５７６４号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献９】特開２００３−２４７１５１号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献１０】特開２００６−９１９５号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献１１】特開２００７−１９１８３４号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献１２】特開２００８−２５９５９２号公報（特許請求の範囲その他）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、トルマリンのような無機物質微粒子を含まず、素材のもつ特性を利用して、長期間にわたり安定してマイナスイオンを発生することができ、しかも従来のものに比べマイナスイオン発生能力が高い上に、使用後、焼却処理する際に有毒ガスを発生することがなく、環境汚染の原因とならないマイナスイオン発生材料を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、ポリ塩化ビニル又はポリ塩化ビニリデンを成分として用いた従来のマイナスイオン発生材料がもつ欠点を克服し、さらに優れた性能を示すものを開発するために、鋭意研究を重ねた結果、絹繊維を超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸により被覆した絹繊維とポリプロピレン繊維とを組み合わせて混合繊維布を形成すれば、上記の目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、質量平均分子量６０万〜３００万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸により被覆処理された絹繊維と、ポリプロピレン繊維との混合繊維布からなり、該ポリプロピレン繊維が負に帯電されていることを特徴とするマイナスイオン発生材料、及び絹繊維をポリ‐γ‐グルタミン酸水溶液中に浸漬し、乾燥後、さらに二官能性エポキシ化合物水溶液中に浸漬し、架橋反応させることにより、質量平均分子量６０〜３００万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸で表面が被覆された絹繊維を形成させ、次いでこの絹繊維とポリプロピレン繊維とを混紡し、織布、編布又は不織布に加工することを特徴とするマイナスイオン発生材料の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来のマイナスイオン発生材料、例えばトルマリン微粒子を練り込んだビスコース繊維に比べ、マイナスイオン発生量が著しく大きく、長期間にわたって安定した性能を示すマイナスイオン発生材料が提供される。しかも、この材料において８０質量％まで含有可能なポリプロピレンは、従来用いられていたポリ塩化ビニリデンに比べ、比重が小さく、軽量である上に、熱伝導率も低いため、断熱性が良好であるし、これと組み合わせて用いられる絹繊維についても、それが本来有する親水性、手触り性が損なわれず保たれ、さらに耐摩耗性、耐紫外線性も改善されるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】マイナスイオンを定量するために用いられるゲルディエン法に基づく空気イオンの測定装置の原理を説明するための説明図。
【図２】図１における外筒１への印加電圧と内筒２に流れる電流との関係を示すグラフ。
【図３】測定装置の全体構造を示す側面略解図。
【図４】ポリ‐γ‐グルタミン酸の割合を変えたサク蚕糸とポリプロピレン繊維とブレンドで得られた不織布のポリ‐γ‐グルタミン酸の割合とマイナスイオンの発生量の関係を示すグラフ。
【図５】ポリ‐γ‐グルタミン酸被覆固着サク蚕糸とポリプロピレン繊維とのブレンド不織布における両繊維のブレンド比とマイナスイオンの発生量の関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のマイナスイオン発生材料は、超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸で表面が被覆された絹繊維と、ポリプロピレン繊維の混合物から構成されている。このように、ポリ‐γ‐グルタミン酸で被覆加工された絹繊維は親水性になり、疎水性のポリプロピレン繊維より帯電列は上位になる。そして、帯電列の上位にあるポリ‐γ‐グルタミン酸で被覆加工された絹繊維と帯電列の下位にあるポリプロピレン繊維とを組み合わせると、両者間で効果的にマイナスイオンが発生する。そして、超高分子量のポリ‐γ‐グルタミン酸を薄膜状に絹繊維に被覆固着すると、絹は摩擦によりフィブリル化することなく、そして優れた特性を損なうことなく、ポリプロピレン繊維との接触ないし摩擦によるマイナスイオンを発生することができる。
【００１４】
この絹繊維表面を被覆するポリ‐γ‐グルタミン酸としては、納豆の粘性物質中より分離されたバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属の菌を使用し、グルタミン酸を重合して得られる質量平均分子量６０万〜３００万の超高分子量のものを用いることが必要である。薄膜状に絹の表面に高強度の被覆を施すためには、質量平均分子量が２００万以上のものを用いるのが好ましい。
【００１５】
また、工業的に製造する場合には、小麦、大豆などを原料として用いて製造する豆腐、納豆、醤油などの製造工程で生じる廃棄物を原料として用いるのが好ましい。
【００１６】
従来、タンパク質の架橋剤としては、通常カルボジイミド基をもつ化合物と、エポキシ基をもつ化合物が使用されている。絹タンパク質のフィブロインの架橋に対しては、エポキシ基をもつ化合物がカルボジイミド基をもつ化合物に比較して好適に用いられる。したがって、絹繊維にポリ‐γ‐グルタミン酸を均一かつ強固な薄膜状に被覆固着するには架橋剤として二官能性エポキシ化合物を用いる。
二官能性エポキシ化合物としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジグリシジルベンゼン、ジグリシジルシクロヘキサン、ジグリシジル尿素などがある。
【００１７】
この二官能性エポキシ化合物の使用量は、絹繊維の質量に基づき０．００１〜０．１質量％の範囲内で選ばれる。０．００１質量％以下ではその効果が少なく、また０．１質量％以上であると、その加工性が悪くなる。
また、絹繊維とポリ‐γ‐グルタミン酸の使用割合は、絹繊維１００質量部当り、０．００１〜０．５質量部、好ましくは０．００３〜０．１質量部の範囲で選ばれる。
【００１８】
本発明のマイナスイオン発生材料を製造するには、所定量のポリ‐γ‐グルタミン酸を含む水溶液に絹繊維を浸漬し、ポリ‐γ‐グルタミン酸を絹繊維に十分に吸着させたのち、遠心分離又はろ過により水を除去し、乾燥する。
次いで、このポリ‐γ‐グルタミン酸を吸着した絹繊維を、例えばプラスチックパイプに巻き付けて、架橋剤を含む弱酸性に調整した液中に浸漬し、２０〜５０℃に保持したのち、８０℃まで昇温して架橋反応を行わせる。この反応時間は、通常０．５〜３時間程度である。この際の液性の調整は、例えば、酢酸、プロピオン酸のような有機酸、塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸によりｐＨ４．５に調節することにより行われる。架橋反応終了後、絹繊維を取り出し、水洗したのち、８０〜１００℃で乾燥する。
このようにして、質量平均分子量６０〜３００万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸により被覆された絹繊維が形成される。
【００１９】
上記架橋反応において、二官能性エポキシ化合物は、絹フィブロイン分子中の活性基であるセリンのヒドロキシル基との間でヒドロキシエーテル結合が、またポリ‐γ‐グルタミン酸のカルボキシル基との間でβ‐ヒドロキシエステル結合が形成される。
【００２０】
次に、本発明で用いるポリプロピレン繊維の素材のポリプロピレンは、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、アタクチックポリプロピレンのいずれのタイプのものでもよいが、結晶度が大きく、繊維成形性が良好である点で、アイソタクチックポリプロピレンが好ましい。また、分子量としては、質量平均分子量１０，０００〜１００，０００の範囲、特に４０，０００〜６０，０００の範囲のものが好ましい。
【００２１】
本発明のマイナスイオン発生材料におけるポリ‐γ‐グルタミン酸被覆絹繊維とポリプロピレン繊維との混合割合は、質量比で１：４ないし４：１、好ましくは１：２ないし２：１の範囲である。
上記のポリ‐γ‐グルタミン酸被覆絹繊維とポリプロピレン繊維とは、所望に応じさらに別繊維、例えば綿、麻、レーヨン、合成繊維などと本発明の効果をそこなわない割合で混合することもできる。
【００２２】
本発明のマイナスイオン発生材料は、ポリ‐γ‐グルタミン酸被覆絹繊維とポリプロピレン繊維との混合撚糸を用いて織成又は編成したものでもよいし、両繊維の短繊維を飛散堆積させて形成させた不織布でもよい。また別々に紡糸したポリ‐γ‐グルタミン酸被覆絹繊維の撚糸とポリプロピレン繊維の撚糸とを用いて織成又は編成したものでもよい。
【００２３】
このようにして得られる本発明のマイナスイオン発生材料を用いて、効率的にマイナスイオンを発生させるためには、使用時に人体の動きを効率的に繊維間の摩擦に変換できるように、材料中の繊維の自由度の大きな構造をとらせることが望ましい。材料の構造設計がマイナスイオンの発生に重要であり、例えば平面状の布状体ではニードルパンチの密度の少ない不織布、ニードルパンチ密度の大なる不織布、ウォータージェットでウェブを固定した不織布、編布、織布の順に繊維の動きの自由度が低下し、マイナスイオンの発生も減少する。
【００２４】
本発明のマイナスイオン発生材料より発生するマイナスイオンは、例えば二重コンデンサーの原理に基づいたゲルディエン法による空気イオン測定装置を用い、容易に測定することができる。
図１は、この測定装置の説明図であって、これはたがいに電気的に絶縁された外筒（印加電圧筒）１と内筒（集電極円筒）２から構成されている。そして、この外筒１は直流電源４に、内筒２はエレクトロメーター３にそれぞれ接続している。この外筒１と内筒２の間隙に、軸方向に空気イオンを含む空気を一定流速で通しながら、外筒１に負電流を印加すると、円筒間を通過する空気中のマイナスイオンはプラスに帯電した内筒２に捕捉され、外筒１への印加電圧を高めていくと、内筒２に流れる電流は次第に増大する。そして、Ｐ点を通過するイオンがすべてＴ点で捕捉可能な印加電圧下では、筒間に入ってくるイオンはすべて内筒２に捕捉され、印加電圧がこれ以上になると内筒２に流れる電流は一定値となる。
【００２５】
図２は、外筒１への印加電圧と内筒２に流れる電流との関係を示すグラフである。この図２において印加電圧とともに増大する内筒２に流れる電流（オーム電流）は、ある時点で印加電圧を上げても内筒２に流れる電流が一定値を示し飽和する（飽和電流）。
また、すべてのマイナスイオンが捕捉されるイオンの移動度すなわち臨界移動度をｋｃとすると、このｋｃは次の式（１）で示される。
ｋｃ＝［Ｆ／（４π・ａＶ）］ （１）
ただし、Ｆ：空気流の流量（ｃｍ3／ｓｅｃ）
Ｖ：印加電圧（ボルト）
ａ：装置定数
【００２６】
また、飽和電流において一定時間に流れた平均電流から、マイナスイオン数密度［Ｄ］は次式（２）で与えられる。
［Ｄ］＝Ｉ／（ｅ・Ｆ） （２）
上式において、Ｉ：飽和電流量域において、一定時間に流れた平均電流（アンペア／秒）
［Ｄ］：マイナスイオン数密度（個／ｃｍ3）
ただし、ｅ：１個の電子の荷電量（１．６×１０-17クローン）
【００２７】
式（２）のＩの値は、一定時間ｔ秒に内筒２に蓄積される荷電量Ｑ（クーロン）より次式（３）に従って求めることができる。
Ｉ＝（Ｑ／ｔ） （３）
【００２８】
そして、ゲルディエン法空気イオン測定装置から得られる測定値Ｉを代入することにより、（３）式に基づいてマイナスイオン数密度を求めることができる。この測定に際しては、マイナスイオンを測定しようとする試料をあらかじめ４０℃で２時間乾燥したのち、１２時間デシケーターに保管する。
【００２９】
図３は、マイナスイオン測定装置の全体構造を示す側面略解図であり、これを用いてマイナスイオンを測定する場合には、上記の試料を試料筒６に装入し、吸引機９を作動させ、一定量の空気を装置内に流し、試料上を通過させる。試料上を通過した空気は、外筒１と内筒２の間を通り、排気口１０より排出される。空気量が定常状態に達したならば、外筒１に以下に示すサイクルで電圧をｔ秒間印加する。なお、５は絶縁板、７は空気流入口、８は流量計を示す。３はエレクトロメーター、４は直流電源である。
０→４０Ｖ→０→６０Ｖ→０→８０Ｖ→０→１００Ｖ→０→１２０Ｖ→０→１４０Ｖ→０→１６０Ｖ
【００３０】
このようにして繰り返し電圧を印加し、このｔ秒間に蓄積された荷電量Ｑ（クーロン）を測定する。
そして、式（３）により内筒２に流れる電流Ｉを計算し、あらかじめ作成された電流Ｉと加電圧との関係グラフより飽和電流域において、一定時間に流れた平均電流値Ｉを求め、式（２）に従い、マイナスイオン数密度［Ｄ］を計算する。
【００３１】
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【００３２】
参考例１
中国産サク蚕糸（繊度２１デニール以上）１００ｇを、質量平均分子量３００万のポリ‐γ‐グルタミン酸（福岡醸造協同組合製）に、このサク蚕糸の質量に基づき０．００３４質量％（試料Ｎｏ．１）の割合で含有する水溶液１．５リットル中に、４０℃において１時間浸漬し、サク蚕糸にポリ‐γ‐グルタミン酸を吸着させたのち、遠心分離して水分除去し、次いで風乾した。
このようにして、ポリ‐γ‐グルタミン酸を被覆させたサク蚕糸を外径１０ｍｍのプラスチックパイプに巻いて、酢酸によりｐＨ４．５に調節したエチレングリコールジグリシジルエーテル（東京化成工業社製特級試薬）の１質量％水溶液３リットル中に浸漬し、１時間、４０℃に加熱したのち、８０℃に昇温して２時間反応させた。次いで処理した絹繊維を取り出し、水洗後、乾操し、５１ｍｍにカットして、ポリ‐γ‐グルタミン酸０．００３４質量％で均一に被覆されたクリンプ付き絹繊維のサンプルを製造した。
次に、ポリ‐γ‐グルタミン酸のサク蚕糸に対する量を変えて、同様に処理することにより、それぞれ０．０３質量％（試料Ｎｏ．２）、０．０６質量％（試料Ｎｏ．３）及び０．０９質量％（試料Ｎｏ．４）のポリ‐γ‐グルタミン酸で被覆された絹繊維のサンプルを製造した。
【００３３】
実施例１
ポリプロピレン繊維（ポリテック株式会社製、アイソタクチックポリプロピレン、質量平均分子量４７，０００）の２，２‐デシデックス、繊維長５１ｍｍのポリプロピレンステープルファイバー２．１ｋｇを予め６０℃の水で洗浄し、油剤を除き、乾燥後、参考例１で得たポリ‐γ‐グルタミン酸で被覆固着されたサク蚕糸０．９ｋｇとを混合し、解繊機により空気中に飛散解繊して、均一な混合状態のわた状物を形成した。次いで、このわた状物を移動する金網状ベルトコンベア上に捕集して層状体としたのち、回転シリンダー上に鋸歯ワイヤーを付したカード機に挿入し、移動方向に櫛削り、目付３００ｇ／ｍ2のウェブを形成させた。次いで、これにニードルパンチングを施し、不織布を製造した。
このようにして得た不織布について、測定用の空気流により、繊維相互の摩擦荷電を発生させ、マイナスイオンの数密度を次のように測定した。
不織布より１５ｃｍ×１５ｃｍの方形片を切り取り、４０℃で２時間乾操後、１２時間デシケーター中に保存する。
次いで試料をゲルディエン法測定装置の試料筒に入れ、外部より試料に２．０１リットル／分の空気を流す。この空気は測定装置の二重円筒の間を通過するとき外筒への印加電圧（Ｖ）に対応して内筒に流れる電流値（Ｉ）を求め、飽和電流値より（１）、（２）式によりマイナスイオン数密度［−Ｄ］を得る。
なお、測定値は流過する空気の２５℃、関係湿度３０％で求めた標準試料を同一日の温度、湿度が近い時刻帯に測定し、この値より補正を行う。
このようにして得た結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
また、この際のサク蚕糸に対するポリ‐γ‐グルタミン酸の被覆割合［Ｐ］とマイナスイオン数密度［−Ｄ］との関係をプロットすることにより図４が得られる。
【００３６】
表１から分るように、超高分子量のポリ‐γ‐グルタミン酸を架橋反応剤として、エチレングリコールジグリシジルエーテルを用い、絹に被覆した繊維とポリプロピレン繊維との混合繊維からなる不織布は、ポリ‐γ‐グルタミン酸を被覆しない絹繊維とポリプロピレン繊維との混合繊維からなる不織布に比べて、著しく多くのマイナスイオンを発生する。そして、絹に被覆加工するポリ‐γ‐グルタミン酸の割合が０．００３４〜０．０３と極めて少ない量でこの効果が発現するのはポリ‐γ‐グルタミン酸の薄膜が絹の表面を覆うことにより、絹の水に対する親和性の増大及び帯電系列の上位への変化のためにポリプロピレン繊維との摩擦帯電性の増加方向への大きな変化によるものと考えられる。
【００３７】
実施例２〜６
ポリ‐γ‐グルタミン酸を０．０６質量％で被覆したサク蚕糸と（前記実施例１の試料Ｎｏ．３）と、前記実施例１で用いたものと同じポリプロピレン繊維とを、質量比２０：８０（実施例２）、３０：７０（実施例３）、４０：６０（実施例４）、６０：４０（実施例５）、８０：２０（実施例６）の割合で混合した混合繊維を用い、前記実施例１と同様にして目付３００ｇ／ｍ2のウェブを形成し、これに回転シリンダー方式のカード機を通したウェブをニードルパンチングにより不織布を製造した。
これらの不織布のマイナスイオン数密度を前記実施例１と同様にして測定し、その結果を表２に示す。
なお、比較のためにポリ‐γ‐グルタミン酸被覆サク蚕糸単独の不織布（比較例１）、ポリプロピレン繊維単独不織布（比較例２）及び市販の粉末トルマリンを混練したビスコース繊維単独不織布（比較例３）についての測定結果も併記した。
【００３８】
【表２】
【００３９】
この表２から分かるように、ポリ‐γ‐グルタミン酸被覆サク蚕糸とポリプロピレン繊維との混合繊維からなる不織布は、それぞれの繊維単独から作られた不織布及び市販のトルマリン練り込みビスコース繊維不織布よりも多くのマイナスイオンを発生する。また、ポリ‐γ‐グルタミン酸被覆サク蚕糸とポリプロピレン繊維との混合比が広い範囲（２０：８０ないし８０：２０）に及んでほぼ同等でかつ高いマイナスイオンを発生する特色を有している。このことは最終製品の軽さ、保温性、弾力性などの設計に好都合である。
【００４０】
また、混合不織布中のポリ‐γ‐グルタミン酸被覆サク蚕糸とポリプロピレン繊維との割合と、マイナスイオン数密度［−Ｄ］との関係をプロットしたグラフとして図５に示す。
【００４１】
応用例
上掛けの製造
上記のようにして得た不織布を、長さ２．３ｍ、幅１．０ｍに裁断し、その外側両面を同じサイズに裁断したポリエステル繊維布で被覆し、キルティング機を用い、上糸と下糸により縦２０ｃｍ間隔、横３０ｃｍ間隔で、キルティング加工して、不織布を安定化させる。
次いで、側面部の布端を重ねて巻き込み、ミシンでヘム加工により固定し、上掛け用ふとんを作製した。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のマイナスイオン発生材料は、織布、編布、不織布に加工して、健康用衣料、寝具として広く用いることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１ 外筒
２ 内筒
３ エレクトロメーター
４ 直流電源
５ 絶縁板
６ 試料筒
７ 空気流入口
８ 流量計
９ 吸引機
１０ 空気排気口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量平均分子量６０万〜３００万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸により被覆処理された絹繊維と、ポリプロピレン繊維との混合繊維布からなり、該ポリプロピレン繊維が負に帯電されていることを特徴とするマイナスイオン発生材料。
【請求項２】
超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸による絹繊維の被覆処理が二官能性エポキシ化合物を架橋剤として用いて行われている請求項１記載のマイナスイオン発生材料。
【請求項３】
超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸被覆絹繊維において、絹繊維１００質量部に対するポリ‐γ‐グルタミン酸の含有割合が０．００１〜０．５質量部の範囲にある請求項１又は２記載のマイナスイオン発生材料。
【請求項４】
ポリプロピレン繊維が、質量平均分子量１０，０００〜１００，０００のポリプロピレンからなる請求項１ないし３のいずれかに記載のマイナスイオン発生材料。
【請求項５】
混合繊維における絹繊維とポリプロピレン繊維の割合が質量比で４：１ないし１：４の範囲にある請求項１ないし４のいずれかに記載のマイナスイオン発生材料。
【請求項６】
絹繊維をポリ‐γ‐グルタミン酸水溶液中に浸漬し、乾燥後、さらに二官能性エポキシ化合物水溶液中に浸漬し、架橋反応させることにより、質量平均分子量６０〜３００万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸で表面が被覆された絹繊維を形成させ、次いでこの絹繊維とポリプロピレン繊維とを混紡し、織布、編布又は不織布に加工することを特徴とするマイナスイオン発生材料の製造方法。
【請求項１】
質量平均分子量６０万〜３００万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸により被覆処理された絹繊維と、ポリプロピレン繊維との混合繊維布からなり、該ポリプロピレン繊維が負に帯電されていることを特徴とするマイナスイオン発生材料。
【請求項２】
超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸による絹繊維の被覆処理が二官能性エポキシ化合物を架橋剤として用いて行われている請求項１記載のマイナスイオン発生材料。
【請求項３】
超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸被覆絹繊維において、絹繊維１００質量部に対するポリ‐γ‐グルタミン酸の含有割合が０．００１〜０．５質量部の範囲にある請求項１又は２記載のマイナスイオン発生材料。
【請求項４】
ポリプロピレン繊維が、質量平均分子量１０，０００〜１００，０００のポリプロピレンからなる請求項１ないし３のいずれかに記載のマイナスイオン発生材料。
【請求項５】
混合繊維における絹繊維とポリプロピレン繊維の割合が質量比で４：１ないし１：４の範囲にある請求項１ないし４のいずれかに記載のマイナスイオン発生材料。
【請求項６】
絹繊維をポリ‐γ‐グルタミン酸水溶液中に浸漬し、乾燥後、さらに二官能性エポキシ化合物水溶液中に浸漬し、架橋反応させることにより、質量平均分子量６０〜３００万の超高分子量ポリ‐γ‐グルタミン酸で表面が被覆された絹繊維を形成させ、次いでこの絹繊維とポリプロピレン繊維とを混紡し、織布、編布又は不織布に加工することを特徴とするマイナスイオン発生材料の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２２２７２６（Ｐ２０１０−２２２７２６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６９７１５（Ｐ２００９−６９７１５）
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（５０７１１７０７２）株式会社エムエムエーム (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（５０７１１７０７２）株式会社エムエムエーム (4)
【Ｆターム（参考）】
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