説明

繊維を抗菌加工する方法

【課題】洗濯による抗菌性の脱落を防止する、繊維を抗菌加工する方法を提供する。
【解決手段】本発明の加工方法は、セルロース系繊維を含む繊維に電子線を照射する工程、および、前記セルロース系繊維を含む繊維に、式(I)で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程を含む、繊維を抗菌加工する方法である。
【化1】


前記式中、R1は炭素数12〜18のアルキル基であり、R2、R3およびR4はそれぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基であり、Xはハロゲン原子である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、繊維を抗菌加工する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、抗菌性を付与した各種製品の需要が高まっている。この傾向に対応して、製品の材料に応じた抗菌性付与方法、付与材料等が開発されている。例えば、製品が繊維の場合、その方法としては、抗菌剤で繊維を処理する方法が知られている。この抗菌剤としては、オルガノシリコン第4級アンモニウム塩を用いる方法(例えば、特許文献1および2参照)が知られている。また、電子線を繊維に照射する方法も知られている(例えば、特許文献3参照)。さらに、抗菌剤で繊維を処理し、さらに電子線を照射する方法も知られている(例えば、特許文献4および5参照)。
【0003】
しかしながら、これらの方法によれば、洗濯によって徐々に抗菌性が脱落し、抗菌性が低下するという問題があった。
【特許文献1】特公平3−16423号公報
【特許文献2】特開平6−2272号公報
【特許文献3】特開2006−241615号公報
【特許文献4】特開2004−84153号公報
【特許文献5】特開2002−339187号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そこで本発明は、前記従来の問題を解決するため、洗濯による抗菌性の脱落を防止する、繊維を抗菌加工する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の繊維を抗菌加工する方法は、セルロース系繊維を含む繊維に電子線を照射する工程、および、前記セルロース系繊維を含む繊維に、式(I)で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程を含む。
【0006】
【化2】

【0007】
前記式中、R1は炭素数12〜18のアルキル基であり、R2、R3およびR4はそれぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基であり、Xはハロゲン原子である。
【発明の効果】
【0008】
本発明の抗菌加工する方法によれば、洗濯による抗菌性が繊維から脱落するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明において抗菌性とは、黄色ブドウ球菌、枯草菌、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌などのグラム陽性菌;大腸菌、緑膿菌、肺炎桿菌などのグラム陰性菌;指間白癬菌、黒かびなどのかび等の微生物の増殖を抑制する特性を意味する。微生物の増殖を抑制した結果、例えば微生物を殺し(殺菌)、微生物を死滅もしくは除去し(滅菌)、または微生物は殺さないがその増殖を止める(静菌)等の結果が得られる。前記抗菌性が長期保存、洗浄、洗濯等を行った後にも維持されることを、抗菌性の耐久性と呼ぶ。
【0010】
本発明において、セルロース系繊維とは、綿、麻等の天然セルロース系繊維、ビスコースレーヨン、銅アンモニア法レーヨン、ポリノジック等の再生セルロース系繊維、テンセル等の精製セルロース系繊維、ジアセテート、トリアセテート等の半合成セルロース系繊維が含まれる。
【0011】
本発明の抗菌加工する方法において、前記セルロース系繊維を含む繊維は、セルロース系繊維を例えば1〜100重量%、好ましくは10〜100重量%、より好ましくは30〜100重量%含有してもよい。前記繊維がセルロース系繊維以外の繊維を含む場合、その繊維としては、例えば、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリウレタン繊維等の合成繊維、ポリ乳酸繊維、ポリコハク酸ブチル繊維等の生分解繊維、羊毛等の獣毛繊維等が挙げられる。具体的には、前記セルロース系繊維を含む繊維は、セルロース系繊維のみを含む繊維、およびセルロース系繊維とポリエステル繊維を含む繊維が挙げられる。セルロース系繊維とポリエステル繊維を含む繊維において、その含有比は、例えばセルロース系繊維:ポリエステル繊維(質量比)=99〜1:1〜99、好ましくは99〜30:1〜70である。
【0012】
本発明において、セルロース系繊維を含む繊維の形態は特に限定されず、どのような形態であってもよい。前記繊維の形態としては、例えば、繊維の集合体、フィルム、ボード、またはこれらの複合形態が挙げられる。前記繊維の集合体としては、例えば、塊状、紙、スライバー、紡績糸、フィラメント糸、織物、編物、不織布、縫製品等が挙げられる。
【0013】
本発明において、前記のように薬液は、下記式(I)で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む。
【0014】
【化3】

【0015】
前記式中、R1は炭素数12〜18のアルキル基であり、R2、R3およびR4はそれぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基であり、Xはハロゲン原子である。
【0016】
前記炭素数12〜18のアルキル基は、直鎖状または分岐状であってもよい。前記炭素数12〜18のアルキル基としては、例えば、ドデシル、1−メチルドデシル、トリデシル、1,2−ジメチルトリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル等が挙げられる。前記炭素数12〜18のアルキル基は、炭素数14〜18のアルキル基が好ましく、炭素数16〜18のアルキル基がより好ましい。
【0017】
前記炭素数1〜6のアルキル基は、直鎖状、分岐状または環状であってもよい。前記炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、sec−ペンチル、t−ペンチル、2−メチルブチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、4−メチルペンチル、1−エチルブチル、2−エチルブチル、1,1−ジメチルブチル、2,2−ジメチルブチル、3,3−ジメチルブチル、1−エチル−1−メチルプロピル等が挙げられる。前記炭素数1〜6のアルキル基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましい。
【0018】
前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子である。
【0019】
前記式(I)で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤は、式中、R1が炭素数14〜18のアルキル基であり、R2、R3およびR4が、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基であり、Xがハロゲン原子であるのが好ましい。また、前記式(I)で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤は、式中、R1が炭素数16〜18のアルキル基であり、R2、R3およびR4が、それぞれ独立して、炭素数1〜3のアルキル基であり、Xが塩素原子であるのがより好ましい。また、前記式(I)で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤は、R1が炭素数18のアルキル基であり、R2、R3およびR4が、炭素数1のアルキル基、すなわちメチル基であり、Xが塩素原子であるのがさらに好ましい。
【0020】
本発明の抗菌加工する方法において、前記薬液に含まれる前記オルガノシリコン系抗菌剤の量は、前記セルロース系繊維を含む繊維に対して例えば0.01〜0.1重量%、好ましくは0.02 〜0.07重量%である。本発明の抗菌加工する方法によれば、前記薬液に含まれる前記オルガノシリコン系抗菌剤の含有量は、従来知られているオルガノシリコン系抗菌剤の含有量と比較して著しく少ないという利点がある。そのため、前記オルガノシリコン系抗菌剤の使用量を抑制でき、抗菌加工する方法に要するコストを下げることができる。
【0021】
本発明の抗菌加工する方法において、前記薬液は、界面活性剤、触媒、電子線硬化剤等を更に含んでもよい。中でも、前記薬液は、界面活性剤を更に含むのが好ましい。
【0022】
前記界面活性剤としては、例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤等が挙げられ、両性界面活性剤が好ましい。前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、エトキシ硫酸エステル塩、エトキシ酢酸エステル塩、リン酸エステル塩等が挙げられる。前記カチオン性界面活性剤としては、例えば、第1級アミン塩、第2級アミン塩、第3級アミン塩、第4級アンモニウム塩等が挙げられる。前記両性界面活性剤としては、例えば、アミノ酸型、ベタイン型、レシチン等が挙げられる。前記非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレン型、アシルグリセロール、脂肪酸アルキロールアミド、多価アルコール型、アミンオキシド等が挙げられる。前記薬液が界面活性剤を含む場合、前記薬液に含まれる前記界面活性剤の量は、前記セルロース系繊維を含む繊維に対して例えば0.01〜0.5重量%、好ましくは0.05〜0.3重量%である。
【0023】
前記触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズイソオクチルマレエート、ジブチルスズ(2−エチルヘキソエート)等が挙げられ、ジブチルスズジラウレートが好ましい。前記薬液が触媒を含む場合、前記薬液に含まれる前記触媒の量は、前記セルロース系繊維を含む繊維に対して例えば0.001〜0.01重量%、好ましくは0.002〜0.07重量%である。
【0024】
前記電子線硬化剤としては、例えば、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系等が挙げられ、ウレタンアクリレート系が好ましい。前記薬液が電子線硬化剤を含む場合、前記薬液に含まれる電子線硬化剤の量は、前記セルロース系繊維を含む繊維に対して例えば3〜15重量%、好ましくは3〜7重量%である。
【0025】
本発明の抗菌加工する方法において、セルロース系繊維を含む繊維を、式(I)で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程は、例えば15〜60℃、好ましくは20〜40℃で行うことができる。また、この処理工程は、例えば数秒間〜5分間、好ましくは数秒間〜2分間程度で行うことができる。
【0026】
本発明において、セルロース系繊維を含む繊維を、式(I)で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程は、前記薬液の浴中に前記繊維を投入し、前記浴中に漬ける;前記薬液を前記繊維に塗布する;前記薬液をスプレー噴霧する等により行うことができる。
【0027】
本発明の抗菌加工する方法においては、前記のように、繊維に電子線を照射する。照射条件としては、例えば1〜200kGy、好ましくは1〜50kGy、より好ましくは10〜30kGyの照射量が達成されるような条件である。
【0028】
前記電子線の照射工程は、大気中、不活性雰囲気下(例えば、窒素、アルゴン等の雰囲気下)等で行ってもよいが、不活性雰囲気下で行うのが好ましい。
【0029】
前記電子線の照射は、市販の電子線照射装置を用いて行うことができる。前記電子線照射装置としては、例えば、エレクトロカーテン型電子線照射装置((株)アイ・エレクトロンビームのEC300/165/800、(株)NHVコーポレーション製のEPS300等)を用いることができる。
【0030】
前記式(I)で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程及び電子線照射工程は、その順番を問わない。すなわち、(i)式(I)で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程の後に、電子線照射工程を行う方法、(ii)電子線照射工程の後に、式(I)で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程を行う方法、(iii)電子線照射工程の後に、式(I)で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程を行い、さらに再度電子線照射工程を行う方法、等いずれであってもよい。
【0031】
本発明の抗菌加工する方法は、前記電子線処理繊維を加熱することをさらに含んでもよい。前記加熱により、前記繊維は乾燥することができる。前記加熱条件は、例えば100〜150℃、好ましくは120〜140℃で、例えば30〜120秒間、好ましくは60〜90秒間行うことができる。更に、キュアリング処理を行うことも可能である。その条件としては、例えば、150〜180℃、好ましくは、160〜170℃で、例えば30〜120秒間、好ましくは、30〜60秒間行うことができる。
【0032】
また、本発明は、本発明の抗菌加工する方法により得られた繊維を提供する。本発明の抗菌加工する方法により得られた繊維は、抗菌性の耐久性が高いという利点を有する。前記繊維は、例えば、家庭用洗濯を50回行った後、または工業用洗濯を50回行った後であっても、洗濯前と同様な抗菌性を示す。
【実施例】
【0033】
以下実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【0034】
(実施例1)
まず、綿35%とポリエステル65%の混紡繊維からなるブロード生地の表に電子線照射した。電子線照射は、エレクトロカーテン型電子線照射装置(型式:EC250/18/180L、(株)アイ・エレクトロンビーム社製)を用いて、窒素雰囲気下、200kVで照射線量20kGy照射した。次いで、常温の薬液に数秒間浸漬させた。前記薬液は、3−(トリメトキシシリル)−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド(ダウコーニング社製、商標名「DC5700」)(0.03重量%)と水(99.97重量%)で調製した。浸漬後、マングルで絞り(絞り率:70%)、前記繊維の裏を電子線照射した。電子線照射は、先と同様に窒素雰囲気下、200kVで照射線量20kGy照射した。次いで、前記繊維をピンテンターで130℃で90秒間加熱し、乾燥させた。その後、前記繊維をピンテンターで165℃で60秒間加熱し、キュアリングした。
【0035】
(比較例1)
前記電子線照射を行わない以外は、実施例1と同様にして行った。
【0036】
(比較例2)
前記薬液での処理を行わない以外は、実施例1と同様にして行った。
【0037】
(実施例2)
3−(トリメトキシシリル)−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライドの含有量を0.3重量%、水を99.7重量%とした以外は、実施例1と同様にして行った。
【0038】
(実施例3)
前記薬液が、3−(トリメトキシシリル)−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド(0.03重量%)と水(99.97重量%)を含むのに代えて、3−(トリメトキシシリル)−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド(0.03重量%)とラウリン酸アミドプロピルジメチルアミンオキシド(両性界面活性剤)(0.01重量%)との混合物および水(99.96重量%)を含むとした以外は、実施例1と同様にして行った。
【0039】
(比較例3)
前記電子線照射を行わない以外は、実施例3と同様にして行った。
【0040】
(実施例4)
前記薬液が、3−(トリメトキシシリル)−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド(0.1重量%)とラウリン酸アミドプロピルジメチルアミンオキシド(両性界面活性剤)(0.03重量%)との混合物および水(99.87重量%)とした以外は、実施例3と同様にして行った。
【0041】
(実施例5)
前記薬液が、3−(トリメトキシシリル)−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド(0.3重量%)とラウリン酸アミドプロピルジメチルアミンオキシド(両性界面活性剤)(0.1重量%)との混合物および水(99.6重量%)とした以外は、、実施例3と同様にして行った。
【0042】
(実施例6)
前記薬液が、3−(トリメトキシシリル)−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド(ダウコーニング社製、商標名「DC5700」)(0.03重量%)と水(99.97重量%)を含む代わりに、3−(トリメトキシシリル)−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド(ダウコーニング社製、商標名「DC5700」)(0.03重量%)、ジブチルスズジラウレート(触媒)(ナカライ社製)(0.003重量%)および水(99.967重量%)を含む以外は、実施例1と同様にして行った。
【0043】
(比較例4)
前記薬液が、3−(トリメトキシシリル)−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド(ダウコーニング社製、商標名「DC5700」)(0.03重量%)と水(99.97重量%)を含む代わりに、ウレタンアクリレート(電子線照射硬化剤)(荒川化学工業社製、商標名「ビームセットAQ17」)(5重量%)と水(95重量%)を含む以外は、実施例1と同様にして行った。
【0044】
(比較例5)
前記薬液が、3−(トリメトキシシリル)−プロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド(ダウコーニング社製、商標名「DC5700」)(0.03重量%)と水(99.97重量%)を含む代わりに、ラウリン酸アミドプロピルジメチルアミンオキシド(両性界面活性剤、0.1重量%)と水(99.9重量%)を含む以外は、実施例1と同様にして行った。
【0045】
(比較例6)
前記薬液処理及び電子線照射を行わない、すなわち抗菌加工を行わない生地を用いた。
【0046】
実施例1〜6および比較例1〜6で得られた繊維について、所定条件下で家庭洗濯を行った。
【0047】
[家庭洗濯条件]
JIS L 0217 103法に準じて、洗濯を50回行った。但し、洗剤は、JAFET洗剤(社団法人 繊維評価技術協議会指定洗剤)を使用した。
【0048】
なお、実施例1〜6で得られた繊維については、所定条件下で工業洗濯についても実施した。
【0049】
[工業洗濯条件]
社団法人繊維評価技術協議会が指定する高温加速洗濯法に準じて、洗濯を50回行った。洗剤は抗菌性評価に影響を与えないJAFET標準合成洗剤(社団法人 繊維評価技術協議会指定洗剤)を使用した。
【0050】
[抗菌性試験]
洗濯を行った後の繊維について、JIS L 1902に準じて黄色ブドウ球菌に対する抗菌性を測定した。実施例および比較例のそれぞれについて、サンプルは2つずつ用いた。得られた結果を表1に示す。なお、殺菌活性値については0より大きい値の場合、静菌活性値については2.20以上の値の場合、抗菌性があると判断される。
【0051】
【表1】

【0052】
表1に示すとおり、式(I)で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理し、次いで電子線を照射して得られた繊維には、洗濯後も抗菌性が高く、抗菌性の耐久性があることが確認できた。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
セルロース系繊維を含む繊維に電子線を照射する工程、および、
前記セルロース系繊維を含む繊維に、式(I)で表わされるオルガノシリコン系抗菌剤を含む薬液で処理する工程を含む、
繊維を抗菌加工する方法。
【化1】

前記式中、R1は炭素数12〜18のアルキル基であり、R2、R3およびR4はそれぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基であり、Xはハロゲン原子である。
【請求項2】
前記セルロース系繊維を含む繊維が、セルロース系繊維を30〜100重量%含有する請求項1に記載の抗菌加工する方法。
【請求項3】
前記薬液に含まれる前記オルガノシリコン系抗菌剤の量が、前記セルロース系繊維を含む繊維に対して0.02〜0.07重量%である請求項1または2に記載の抗菌加工する方法。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれかに記載の抗菌加工する方法により得られた繊維。

【公開番号】特開2010−65334(P2010−65334A)
【公開日】平成22年3月25日(2010.3.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−231037(P2008−231037)
【出願日】平成20年9月9日(2008.9.9)
【出願人】(000001096)倉敷紡績株式会社 (296)
【Fターム(参考)】