ｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法
【課題】従来は不可能であった、衣服を着用した状態により近い条件でｐＨ刺激に対する繊維製品の絶対的緩衝効果を迅速に判定できる試験方法を提供する。
【解決手段】ｐＨが７より小の酸性領域で２水準以上、ｐＨが７より大のアルカリ性範囲で酸性領域と同水準で、酸性領域およびアルカリ性領域での各水準のｐＨがｐＨ７に対してほぼ対称である異なったｐＨ試験液を試験片に含浸させ、試験片表面のｐＨを固体表面用のフラット型電極を使用して測定し、各水準のｐＨの試験液に対して得られた試験片表面の各ｐＨ測定値につきそれらの総平均と標準偏差とより緩衝効果を判定する。
【解決手段】ｐＨが７より小の酸性領域で２水準以上、ｐＨが７より大のアルカリ性範囲で酸性領域と同水準で、酸性領域およびアルカリ性領域での各水準のｐＨがｐＨ７に対してほぼ対称である異なったｐＨ試験液を試験片に含浸させ、試験片表面のｐＨを固体表面用のフラット型電極を使用して測定し、各水準のｐＨの試験液に対して得られた試験片表面の各ｐＨ測定値につきそれらの総平均と標準偏差とより緩衝効果を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法に関するものである。より詳しくは、衣服を着用した状態により近い条件でｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果を迅速判定できる試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸性雨や人体の汗のようなｐＨを変動させる（ｐＨ刺激）成分が付着しても皮膚表面と同じ弱酸性に保つ（緩衝効果）ということを謳ったいわゆるｐＨコントロール繊維またはｐＨ緩衝繊維が近年多く上市されてきている。これらの多くは繊維の表面上にｐＨ緩衝作用を持つ化合物を付着させたり、繊維そのものを化学装飾してｐＨ緩衝作用を付与することによって製造されている。
【０００３】
このようなｐＨ刺激に対する緩衝効果の試験方法についても色々の方法が提案されている。これら従来法の例を、主に試験片とｐＨ試験液との重量比に着目して分類してみると、次のようになる。
【０００４】
分類１：試験液中に試験片を浸漬し、浸漬液のｐＨを測定する方法。この場合、試験片と試験液との重量比は１：１０〜１：５０である（特許文献１〜５）。
【０００５】
分類２：ロート上に乗せた試験片に試験液を透過させ、ろ液のｐＨを測定する方法。この場合、試験片と試験液との重量比は１：２５である（特許文献６〜７）。また一般に、より少量の試験液を用いても、試験液は重力の影響でロートの円錐部の下部に移行する。
【０００６】
分類３：試験片に試験液を付着浸潤させたときの試料のｐＨを測定する方法。この場合、試験片と試験液との重量比は１：５である（特許文献８〜１０）。
【０００７】
分類４：試験片を浸漬した試験浴のｐＨを常に一定にするように試験液を添加し、等量点を測定する方法。この場合、試験片と試験液との重量比は１：５００である（特許文献１１〜１５）。
【０００８】
一方、例えば実際に綿製の衣服を着用して雨に濡れた場合を想定すると、衣服生地の含気率は平均７５％、綿の比重は１．５４であるから、空気が雨で置換されたとすると、生地と雨との重量比は１：１．９と計算される。したがって、上記の従来法では実際に衣服を着用した状態よりもかなり多量の試験液を使用しており、実際に衣服を着用した状態により近い条件でｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果を試験する方法の開発が望まれる。
【０００９】
また試験に要する時間を調べてみると、分類２〜分類４では不明であるが、分類１では１０分〜２４時間、特に６０分以上を要している例がほとんどである。したがって、より迅速に行える試験方法の開発が望まれる。
さらにｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果の判定方法を調べてみると、次のとおりである。
【００１０】
従来判定法１：特定のｐＨの試験液を使用して試験片を浸漬した際の、浸漬液のｐＨが中性に近いほどｐＨ緩衝性があると判断する。
【００１１】
従来判定法２：酸性液中でｐＨを０．２〜４．０上昇させかつアルカリ液中でｐＨを０．２〜４．０降下させる能力を有する場合にｐＨ緩衝性があると判断する。
【００１２】
従来判定法３：ｐＨ緩衝性を（μｅｑ／ｇ）＝１０００Ｙ／ｘ（ここにｘ:試料量、Ｙ：水溶液の消費量）と定義し、比較する。
【００１３】
従来判定法１では複数の試験片間のｐＨ緩衝効果の相対比較は可能であるが、一つの試験片について、ｐＨ緩衝効果の絶対的判定基準が不明確である。従来判定法２では一つの試験片についての判定基準は示されているが、異なるｐＨ試験液での測定結果それぞれについてｐＨ緩衝効果を判定しなければならず時間を要するうえ、広いｐＨ領域内での総合的ｐＨ緩衝効果の判定基準が不明確である。従来判定法３では平衡状態に達した際の絶対的判定には適しているが、実着用の際には例えば雨に濡れた直後の非平衡状態でのｐＨ緩衝効果の判定が必要である。したがってｐＨ緩衝効果の判定法も、衣服を着用した状態により近い条件での広い領域のｐＨ刺激に対する繊維製品の絶対的緩衝効果を迅速に判定する方法の開発が望まれる。
【００１４】
【特許文献１】特開平０６−０４１８７１号公報
【特許文献２】特開平０８−２４６３３４号公報
【特許文献３】特開平０９−０４９１６９号公報
【特許文献４】特開平０９−２１７２６９号公報
【特許文献５】特開２００３−０００６３６号公報
【特許文献６】特開平０６−０４１８７０号公報
【特許文献７】特開平０６−０４１８７１号公報
【特許文献８】特開平０６−０４１８７０号公報
【特許文献９】特開平０６−０４１８７１号公報
【特許文献１０】特開平１０−１３１０４６号公報
【特許文献１１】特開平０７−２１６７３０号公報
【特許文献１２】特開平０８−３２５９３８号公報
【特許文献１３】特開平０９−０５９８７２号公報
【特許文献１４】特開平０９−３０２５５３号公報
【特許文献１５】特開２００１−００９４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は衣服を着用した状態により近い条件でｐＨ刺激に対する繊維製品の絶対的緩衝効果を迅速判定できる試験方法を提供することにある。
【００１６】
本発明は第１に、ｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法において、ｐＨ試験液として、（１）ｐＨが７より小の酸性領域で２水準以上、（２）ｐＨが７より大のアルカリ性領域で酸性領域と同水準で、（３）酸性領域およびアルカリ性領域での各水準のｐＨがｐＨ７に対してほぼ対称である異なるｐＨをもつｐＨ試験液を用い、これらｐＨ試験液を試験片に含浸させた試験片表面のｐＨを測定し、各水準のｐＨの試験液に対して得られた試験片表面の各ｐＨ測定値につきそれらの総平均と標準偏差とより緩衝効果を判定することを特徴とするｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
【００１７】
本発明は第２に、ｐＨがおおよそ２〜１２の試験液を使用する上記のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
本発明は第３に、試験片とこれに含浸させる試験液との重量比が１：１〜１：３である上記のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
【００１８】
本発明は第４に、試験片表面のｐＨの測定を連続的に行う上記のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
本発明は第５に、試験液を試験片に含浸させてから３分以上経過後の試験片表面のｐＨの測定値を用いる上記のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
【００１９】
本発明は第６に、試験片表面のｐＨ測定値の総平均がｐＨ試験液のｐＨの総平均（理想的には７．０）未満でかつ、試験片表面のｐＨ測定値の標準偏差が１．２以下であることを基準として緩衝効果を判定する上記のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
【００２０】
本発明は第７に、試験液のｐＨの調整を、電離度の大きな強酸または強アルカリを使用して行う上記のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
本発明は第８に、試験片表面のｐＨの測定を固体表面用のフラット型電極を用いて行う上記のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、従来は不可能であった衣服を着用した状態により近い条件でｐＨ刺激に対する繊維製品の絶対的緩衝効果を迅速に判定できる試験方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明において、試験の対象とする試料は繊維製品で、主として織物、編物、コーティング布（基布）、不織布、シート等の繊維素材のほか、紙等の多孔質素材である。通常はこれら試料から試験片を採取して試験に用いる。
【００２３】
次に本発明では、試験液が、ｐＨが７より小の酸性領域で２水準以上、ｐＨが７より大のアルカリ性範囲で酸性領域と同水準で、酸性領域およびアルカリ性領域での各水準のｐＨがｐＨ７に対してほぼ対称である異なったｐＨ試験液を用いる。ここで、「ｐＨが７より小の酸性領域で２水準以上」とは、２水準の場合を例に説明すると、ｐＨがたとえば３と５という適宜の２水準の試験液を選択することをいい、「ｐＨが７より大のアルカリ性範囲で酸性領域と同水準で、酸性領域およびアルカリ性領域での各水準のｐＨがｐＨ７に対してほぼ対称である異なったｐＨ試験液」とは、酸性領域でたとえば上記の２水準を選択した場合には、アルカリ性領域でも２水準を選択すると共に、２水準のｐＨがｐＨ７に対して酸性領域で選択した３と５と対象である１１と９を選択することをいう。この条件を満たす限り、選択すべき水準の数とｐＨ値は基本的には任意であり、実質上全ｐＨ範囲に亘ってできるだけ詳細に試験することが理想だが、試験液のｐＨに対する試験片表面のｐＨは、試験液のｐＨが５以下および９以上で変化が大となる。それ故、実用的には例えばｐＨがおおよそ３、５、９、１１の試験液、３、５、７、９、１１の試験液、３、４、５、７、９、１０、１１、あるいは２、３、４、５、７、９、１０、１１、１２の試験液等を用いることが望ましい。試験液のｐＨは２〜１２の広い範囲から選択することが好ましく、５〜９の狭い範囲の例えばｐＨが５、６、７、８、９の試験液を用いると、強酸性領域あるいは強アルカリ性領域での緩衝効果も総合した判定が困難になる。尚ｐＨ７の試験液の使用は必須ではないが、ｐＨ７の試験液を用いることが好ましい。
【００２４】
本発明方法にしたがって試験液のｐＨを選択すると、これら試験液のｐＨの単純平均は７となる。しかしながらｐＨ試験液は空気中の二酸化炭素等を吸収してそのｐＨが徐々に変化するので、試験片の表面のｐＨを測定する際に、試験液のｐＨをすべて正確に整数のｐＨに調整しておくことは当業者でも困難である。したがって現実的にはｐＨ試験液のｐＨの総平均（理想的には７．０）を一つの基準として用いるのがよい。これら試験液を含浸させて一定時間後の試験片表面のｐＨの単純平均がｐＨ試験液のｐＨの総平均（理想的には７．０）未満であることを、ｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果があるという判断基準の一つの要件とすることができる。この場合意図する試験液のｐＨと実際のｐＨのずれは０．３以内であることが好ましい。即ちｐＨ７の試験液の調整を意図した場合には、その現実のｐＨは６．７〜７.３の範囲にあるように配慮することが望ましい。
【００２５】
ここで用いる試験液の調整について述べると、本発明は少量の試験液を用いて衣服を着用した状態を再現し、かつ迅速に試験を行うことを目的にしているので、従来の長時間の測定を行う方法や、さらに長時間の平衡状態での測定を行う方法をそのまま用いることはできない。その意味で本発明では電離度の大きな強酸および強アルカリを用いて試験液を調整することが好ましい。電離度の小さな試験液を用いた場合には、試験液の電離過程で試験液自身の緩衝効果が発現して全体として複雑な系となるので、測定したｐＨ緩衝効果を試験片によるものと試験液自身によるものとに区別することが困難になる。より具体的には、例えば無機の強酸および無機の強アルカリをそれぞれ希釈して調製することが、試験液自身の緩衝効果を排除し、試験片表面のｐＨの測定値の変動を抑制するために好ましい。無機の強酸としては、塩酸、臭酸、硫酸等適宜の強酸を用いうるが、塩酸が特に好ましく、無機のアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の適宜の強アルカリを用いうるが、水酸化ナトリイムが特に好ましい。
【００２６】
次に、使用するｐＨ試験液の量については、前述のように従来法では実際に衣服を着用した状態よりもかなり多量（重量比で１：５〜１：５００）の試験液を使用して、試験片を浸潤あるいは浸漬させている。しかしながら衣服を着用した状態により近い条件でｐＨ刺激に対する繊維製品の絶対的緩衝効果を試験するためには試験片と試験液との重量比はより小さくしなければならない。試験片と試験液との重量比をより小さくした本発明の状態を従来法の場合と区別するため、本発明では含浸ということにする。
【００２７】
衣服を着用した状態により近い試験を行うためには、試験片の含気率と繊維の比重とを勘案すると、試験片と含浸させるｐＨ試験液との重量比は１：１〜１：３であることが好ましい。重量比１：２程度であることがより好ましい。試験片と含浸させるｐＨ試験液との重量比が１：１より小となると、試験片表面のｐＨ測定値の変動がより大となり、試験片と含浸させるｐＨ試験液との重量比が１：３より大となると、衣服を着用した状態を再現することが困難になる。
【００２８】
このように試験片とこれに含浸させるｐＨ試験液との重量比を小さくすると、前述の従来法のように浸漬液のｐＨを測定したり、ろ液のｐＨを測定したり、浸潤液のｐＨを測定することはできず、新たなｐＨ測定法を工夫する必要がある。大量の試験液を用いる場合に使用されるｐＨセンサー、代表的には前述の従来法で使用されている汎用型ガラス電極（例えば商品名Ｆ−１２、１３等）や簡易型ガラス電極（例えば商品名ＴｗｉｎＢ等）を使用することは事実上不可能となる。本発明では、固体表面用のフラット型電極を使用することによって簡単に適正なｐＨの測定を行うことができる。
【００２９】
また試験片と含浸させるｐＨ試験液との重量比を小さくすると、ｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝作用は短時間で進行する。そのため、試験片にｐＨ試験液を含浸させた直後から試験片表面のｐＨの変化をｐＨメーターにより連続的に測定し、ｐＨメーターとパソコンとをネットワーク接続し、経時的なデータ採取や採取後のデータ処理等が簡便に行えるようにすることが好ましい。本発明者らの研究によれば、試験片にｐＨ試験液を含浸させた直後の試験片表面のｐＨの変化は複雑でかつ試料間で異なる挙動を示す。その意味で、少なくともこれらの変動要因がなくなった時点以後のｐＨの測定値を用いるべきであり、含浸後３分以上経過後の測定値を用いることが一つの目安となる。一例としては、試験片にｐＨ試験液を含浸させた直後から１０分間、さらに好ましくは試験片表面のｐＨ測定値がほぼ安定する５分間の短時間測定を行い、後述の測定値解析法と組み合わせることでより適切な結果を得ることができる。
【００３０】
さらに、試験片と含浸させるｐＨ試験液との重量比を小さくとすると、ｐＨの測定値の変動が大となる。したがって従来以上に注意して試験の準備や実施を行うべきである。例えば試験装置の静電気を事前に除去することが好ましい。さらに本発明で用いる固体表面用のフラット型電極の場合、測定の再現性を向上させるためには、ｐＨセンサーと試験片との接触圧力を５５〜６０ｇ／ｃｍ２とすることが好ましい。
【００３１】
同一のｐＨの試験液での試験では測定を繰り返すことが望ましいことは言うまでもないが、同一のｐＨの試験液での試験の繰り返しは１回であっても、後述の測定値解析法と組み合わせることによりｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果が明確に判定できるということは、驚くべきことである。
【００３２】
以上により得られた測定値の解析法について、次に述べる。上述のように広い範囲のｐＨ試験液を含浸させた試験片表面のｐＨ測定値は、試験液の１水準のｐＨについて試験片表面のｐＨ測定を１回行う場合はそのまま用いる。試験液の１水準のｐＨについて試験片表面のｐＨ測定を繰り返し行う場合は、測定値を平均して用いる。次いでこれら各水準のｐＨの試験液に対して得られた試験片表面の各ｐＨ測定値または各ｐＨ測定値の平均につきそれらの総平均と標準偏差とを求める。本発明者らの研究によると、試験片表面のｐＨ測定値の総平均が試験液のｐＨの総平均、理想的には７．０未満でかつ、生地表面のｐＨ測定値の標準偏差が１．２以下であると、ｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果があるといえることが判った。
以下に、本発明を実施例によって例証する。
【実施例１】
【００３３】
（試料）
ＪＩＳ Ｌ ０８０３に規定の添付白布（綿、絹、毛、アクリル、レーヨン、ナイロン、ポリエステル）７種類、および市販の加工商品５種類の、合計１２種類を用いた。５種の市販の加工商品はいずれもｐＨコントロール繊維として市販されている商品であり、市販試料の１はアクリル、２はポリエステル、３は綿、４はポリエステル、５は綿／ポリエステルの各改質品である。
【００３４】
（サンプリング）
上記試料より５ｃｍ×５ｃｍの試験試料を採取した。これを約１．７ｃｍの試験片に９分割した。この試験片の枚数を試料毎に変え、試験片の合計質量が各試料間でできるだけ同程度（０．０５ｇ〜０．０６ｇ）になるように揃えて試験に用いた。
【００３５】
（ｐＨ試験液）
無機の酸・塩基を使用し、酸性側では塩酸を用いた。ｐＨ３の溶液は０．２５％塩酸を１００倍稀釈して調整した。ｐＨ３用に調整した溶液を更に稀釈することによりｐＨ４およびｐＨ５の溶液を調整した。アルカリ側では水酸化ナトリウムを用いた。ｐＨ１１の溶液は５％水酸化ナトリウムを４００倍稀釈して調整した。ｐＨ１１用に調整した溶液を更に稀釈することによりｐＨ９およびｐＨ１０の溶液を調整した。ｐＨ７は純水を用いた。滴下液のｐＨは３、４、５、７、９、１０、１１の７種類に設定した。各液は測定前に煮沸処理を行って二酸化炭素を取り除き冷却したものを使用した。
【００３６】
（ｐＨメータおよび電極）
経時的に測定できる高速度応答のｐＨメーターとして、（株）堀場製作所製のｐＨメーター（Ｆ−５５Ｔ）を使用した。この装置はパソコンとのネットワーク接続が可能なため、経時的なデータ採取や採取後のデータ処理等が簡便に行える。
【００３７】
また試料へ溶液が含浸された状態での測定を実現するためには、電極に求められる性能として、微量の滴下液が試験片に含浸された状態で測定が可能であることが要求される。そこで（株）堀場製作所製フラット型電極（６２６１−１０Ｃ）を使用した。この電極はｐＨ応答腹と液絡部が同一面にあるため、皮膚・皮革・紙・植物の葉など物体の表面のｐＨ値を測定でき、また液が極微量でも測定できる。
【００３８】
（ｐＨ測定）
測定前にｐＨ４、７、９の標準液を使用して装置の校正を行った。次に試料ごとに設定した試験片枚数を金メッキの金属板の上に置き、その上にフラット型電極を試験片面に対して垂直になるように設置した。また金属板と測定装置間の電位差をなくすためアースを取った。これは静電気の帯電によるｐＨ値への影響をなくすためである。試験片表面のｐＨが安定した後に測定を開始し、測定開始１０秒後に０．１ｍｌのｐＨ試験液を試験片とフラット型電極の境界線上にマイクロピペットで滴下した。なお滴下後５分間の挙動を経時的に測定した。ｐＨ測定は７水準（３、４、５、７、９、１０、１１）で、上記１２試料について行った。
【００３９】
（測定結果）
上記１２試料、ｐＨ試験液７水準（試験液のｐＨ総平均は７．２）について、ｐＨ試験液滴下後５分目の試験片表面のｐＨ測定結果を表１に示す。
またその測定値の解析結果を表２に示す。
【００４０】
この際、各ｐＨ試験液の総平均ｐＨは７．２であった。
表２の判定結果から明らかなように、本発明の試験方法により試験および判定を行うことにより、絹、毛、および市販試料５種は衣服を着用した状態により近い条件でｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果があることを迅速に判定できることが判る。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【技術分野】
【０００１】
本発明はｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法に関するものである。より詳しくは、衣服を着用した状態により近い条件でｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果を迅速判定できる試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸性雨や人体の汗のようなｐＨを変動させる（ｐＨ刺激）成分が付着しても皮膚表面と同じ弱酸性に保つ（緩衝効果）ということを謳ったいわゆるｐＨコントロール繊維またはｐＨ緩衝繊維が近年多く上市されてきている。これらの多くは繊維の表面上にｐＨ緩衝作用を持つ化合物を付着させたり、繊維そのものを化学装飾してｐＨ緩衝作用を付与することによって製造されている。
【０００３】
このようなｐＨ刺激に対する緩衝効果の試験方法についても色々の方法が提案されている。これら従来法の例を、主に試験片とｐＨ試験液との重量比に着目して分類してみると、次のようになる。
【０００４】
分類１：試験液中に試験片を浸漬し、浸漬液のｐＨを測定する方法。この場合、試験片と試験液との重量比は１：１０〜１：５０である（特許文献１〜５）。
【０００５】
分類２：ロート上に乗せた試験片に試験液を透過させ、ろ液のｐＨを測定する方法。この場合、試験片と試験液との重量比は１：２５である（特許文献６〜７）。また一般に、より少量の試験液を用いても、試験液は重力の影響でロートの円錐部の下部に移行する。
【０００６】
分類３：試験片に試験液を付着浸潤させたときの試料のｐＨを測定する方法。この場合、試験片と試験液との重量比は１：５である（特許文献８〜１０）。
【０００７】
分類４：試験片を浸漬した試験浴のｐＨを常に一定にするように試験液を添加し、等量点を測定する方法。この場合、試験片と試験液との重量比は１：５００である（特許文献１１〜１５）。
【０００８】
一方、例えば実際に綿製の衣服を着用して雨に濡れた場合を想定すると、衣服生地の含気率は平均７５％、綿の比重は１．５４であるから、空気が雨で置換されたとすると、生地と雨との重量比は１：１．９と計算される。したがって、上記の従来法では実際に衣服を着用した状態よりもかなり多量の試験液を使用しており、実際に衣服を着用した状態により近い条件でｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果を試験する方法の開発が望まれる。
【０００９】
また試験に要する時間を調べてみると、分類２〜分類４では不明であるが、分類１では１０分〜２４時間、特に６０分以上を要している例がほとんどである。したがって、より迅速に行える試験方法の開発が望まれる。
さらにｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果の判定方法を調べてみると、次のとおりである。
【００１０】
従来判定法１：特定のｐＨの試験液を使用して試験片を浸漬した際の、浸漬液のｐＨが中性に近いほどｐＨ緩衝性があると判断する。
【００１１】
従来判定法２：酸性液中でｐＨを０．２〜４．０上昇させかつアルカリ液中でｐＨを０．２〜４．０降下させる能力を有する場合にｐＨ緩衝性があると判断する。
【００１２】
従来判定法３：ｐＨ緩衝性を（μｅｑ／ｇ）＝１０００Ｙ／ｘ（ここにｘ:試料量、Ｙ：水溶液の消費量）と定義し、比較する。
【００１３】
従来判定法１では複数の試験片間のｐＨ緩衝効果の相対比較は可能であるが、一つの試験片について、ｐＨ緩衝効果の絶対的判定基準が不明確である。従来判定法２では一つの試験片についての判定基準は示されているが、異なるｐＨ試験液での測定結果それぞれについてｐＨ緩衝効果を判定しなければならず時間を要するうえ、広いｐＨ領域内での総合的ｐＨ緩衝効果の判定基準が不明確である。従来判定法３では平衡状態に達した際の絶対的判定には適しているが、実着用の際には例えば雨に濡れた直後の非平衡状態でのｐＨ緩衝効果の判定が必要である。したがってｐＨ緩衝効果の判定法も、衣服を着用した状態により近い条件での広い領域のｐＨ刺激に対する繊維製品の絶対的緩衝効果を迅速に判定する方法の開発が望まれる。
【００１４】
【特許文献１】特開平０６−０４１８７１号公報
【特許文献２】特開平０８−２４６３３４号公報
【特許文献３】特開平０９−０４９１６９号公報
【特許文献４】特開平０９−２１７２６９号公報
【特許文献５】特開２００３−０００６３６号公報
【特許文献６】特開平０６−０４１８７０号公報
【特許文献７】特開平０６−０４１８７１号公報
【特許文献８】特開平０６−０４１８７０号公報
【特許文献９】特開平０６−０４１８７１号公報
【特許文献１０】特開平１０−１３１０４６号公報
【特許文献１１】特開平０７−２１６７３０号公報
【特許文献１２】特開平０８−３２５９３８号公報
【特許文献１３】特開平０９−０５９８７２号公報
【特許文献１４】特開平０９−３０２５５３号公報
【特許文献１５】特開２００１−００９４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は衣服を着用した状態により近い条件でｐＨ刺激に対する繊維製品の絶対的緩衝効果を迅速判定できる試験方法を提供することにある。
【００１６】
本発明は第１に、ｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法において、ｐＨ試験液として、（１）ｐＨが７より小の酸性領域で２水準以上、（２）ｐＨが７より大のアルカリ性領域で酸性領域と同水準で、（３）酸性領域およびアルカリ性領域での各水準のｐＨがｐＨ７に対してほぼ対称である異なるｐＨをもつｐＨ試験液を用い、これらｐＨ試験液を試験片に含浸させた試験片表面のｐＨを測定し、各水準のｐＨの試験液に対して得られた試験片表面の各ｐＨ測定値につきそれらの総平均と標準偏差とより緩衝効果を判定することを特徴とするｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
【００１７】
本発明は第２に、ｐＨがおおよそ２〜１２の試験液を使用する上記のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
本発明は第３に、試験片とこれに含浸させる試験液との重量比が１：１〜１：３である上記のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
【００１８】
本発明は第４に、試験片表面のｐＨの測定を連続的に行う上記のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
本発明は第５に、試験液を試験片に含浸させてから３分以上経過後の試験片表面のｐＨの測定値を用いる上記のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
【００１９】
本発明は第６に、試験片表面のｐＨ測定値の総平均がｐＨ試験液のｐＨの総平均（理想的には７．０）未満でかつ、試験片表面のｐＨ測定値の標準偏差が１．２以下であることを基準として緩衝効果を判定する上記のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
【００２０】
本発明は第７に、試験液のｐＨの調整を、電離度の大きな強酸または強アルカリを使用して行う上記のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
本発明は第８に、試験片表面のｐＨの測定を固体表面用のフラット型電極を用いて行う上記のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、従来は不可能であった衣服を着用した状態により近い条件でｐＨ刺激に対する繊維製品の絶対的緩衝効果を迅速に判定できる試験方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明において、試験の対象とする試料は繊維製品で、主として織物、編物、コーティング布（基布）、不織布、シート等の繊維素材のほか、紙等の多孔質素材である。通常はこれら試料から試験片を採取して試験に用いる。
【００２３】
次に本発明では、試験液が、ｐＨが７より小の酸性領域で２水準以上、ｐＨが７より大のアルカリ性範囲で酸性領域と同水準で、酸性領域およびアルカリ性領域での各水準のｐＨがｐＨ７に対してほぼ対称である異なったｐＨ試験液を用いる。ここで、「ｐＨが７より小の酸性領域で２水準以上」とは、２水準の場合を例に説明すると、ｐＨがたとえば３と５という適宜の２水準の試験液を選択することをいい、「ｐＨが７より大のアルカリ性範囲で酸性領域と同水準で、酸性領域およびアルカリ性領域での各水準のｐＨがｐＨ７に対してほぼ対称である異なったｐＨ試験液」とは、酸性領域でたとえば上記の２水準を選択した場合には、アルカリ性領域でも２水準を選択すると共に、２水準のｐＨがｐＨ７に対して酸性領域で選択した３と５と対象である１１と９を選択することをいう。この条件を満たす限り、選択すべき水準の数とｐＨ値は基本的には任意であり、実質上全ｐＨ範囲に亘ってできるだけ詳細に試験することが理想だが、試験液のｐＨに対する試験片表面のｐＨは、試験液のｐＨが５以下および９以上で変化が大となる。それ故、実用的には例えばｐＨがおおよそ３、５、９、１１の試験液、３、５、７、９、１１の試験液、３、４、５、７、９、１０、１１、あるいは２、３、４、５、７、９、１０、１１、１２の試験液等を用いることが望ましい。試験液のｐＨは２〜１２の広い範囲から選択することが好ましく、５〜９の狭い範囲の例えばｐＨが５、６、７、８、９の試験液を用いると、強酸性領域あるいは強アルカリ性領域での緩衝効果も総合した判定が困難になる。尚ｐＨ７の試験液の使用は必須ではないが、ｐＨ７の試験液を用いることが好ましい。
【００２４】
本発明方法にしたがって試験液のｐＨを選択すると、これら試験液のｐＨの単純平均は７となる。しかしながらｐＨ試験液は空気中の二酸化炭素等を吸収してそのｐＨが徐々に変化するので、試験片の表面のｐＨを測定する際に、試験液のｐＨをすべて正確に整数のｐＨに調整しておくことは当業者でも困難である。したがって現実的にはｐＨ試験液のｐＨの総平均（理想的には７．０）を一つの基準として用いるのがよい。これら試験液を含浸させて一定時間後の試験片表面のｐＨの単純平均がｐＨ試験液のｐＨの総平均（理想的には７．０）未満であることを、ｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果があるという判断基準の一つの要件とすることができる。この場合意図する試験液のｐＨと実際のｐＨのずれは０．３以内であることが好ましい。即ちｐＨ７の試験液の調整を意図した場合には、その現実のｐＨは６．７〜７.３の範囲にあるように配慮することが望ましい。
【００２５】
ここで用いる試験液の調整について述べると、本発明は少量の試験液を用いて衣服を着用した状態を再現し、かつ迅速に試験を行うことを目的にしているので、従来の長時間の測定を行う方法や、さらに長時間の平衡状態での測定を行う方法をそのまま用いることはできない。その意味で本発明では電離度の大きな強酸および強アルカリを用いて試験液を調整することが好ましい。電離度の小さな試験液を用いた場合には、試験液の電離過程で試験液自身の緩衝効果が発現して全体として複雑な系となるので、測定したｐＨ緩衝効果を試験片によるものと試験液自身によるものとに区別することが困難になる。より具体的には、例えば無機の強酸および無機の強アルカリをそれぞれ希釈して調製することが、試験液自身の緩衝効果を排除し、試験片表面のｐＨの測定値の変動を抑制するために好ましい。無機の強酸としては、塩酸、臭酸、硫酸等適宜の強酸を用いうるが、塩酸が特に好ましく、無機のアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の適宜の強アルカリを用いうるが、水酸化ナトリイムが特に好ましい。
【００２６】
次に、使用するｐＨ試験液の量については、前述のように従来法では実際に衣服を着用した状態よりもかなり多量（重量比で１：５〜１：５００）の試験液を使用して、試験片を浸潤あるいは浸漬させている。しかしながら衣服を着用した状態により近い条件でｐＨ刺激に対する繊維製品の絶対的緩衝効果を試験するためには試験片と試験液との重量比はより小さくしなければならない。試験片と試験液との重量比をより小さくした本発明の状態を従来法の場合と区別するため、本発明では含浸ということにする。
【００２７】
衣服を着用した状態により近い試験を行うためには、試験片の含気率と繊維の比重とを勘案すると、試験片と含浸させるｐＨ試験液との重量比は１：１〜１：３であることが好ましい。重量比１：２程度であることがより好ましい。試験片と含浸させるｐＨ試験液との重量比が１：１より小となると、試験片表面のｐＨ測定値の変動がより大となり、試験片と含浸させるｐＨ試験液との重量比が１：３より大となると、衣服を着用した状態を再現することが困難になる。
【００２８】
このように試験片とこれに含浸させるｐＨ試験液との重量比を小さくすると、前述の従来法のように浸漬液のｐＨを測定したり、ろ液のｐＨを測定したり、浸潤液のｐＨを測定することはできず、新たなｐＨ測定法を工夫する必要がある。大量の試験液を用いる場合に使用されるｐＨセンサー、代表的には前述の従来法で使用されている汎用型ガラス電極（例えば商品名Ｆ−１２、１３等）や簡易型ガラス電極（例えば商品名ＴｗｉｎＢ等）を使用することは事実上不可能となる。本発明では、固体表面用のフラット型電極を使用することによって簡単に適正なｐＨの測定を行うことができる。
【００２９】
また試験片と含浸させるｐＨ試験液との重量比を小さくすると、ｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝作用は短時間で進行する。そのため、試験片にｐＨ試験液を含浸させた直後から試験片表面のｐＨの変化をｐＨメーターにより連続的に測定し、ｐＨメーターとパソコンとをネットワーク接続し、経時的なデータ採取や採取後のデータ処理等が簡便に行えるようにすることが好ましい。本発明者らの研究によれば、試験片にｐＨ試験液を含浸させた直後の試験片表面のｐＨの変化は複雑でかつ試料間で異なる挙動を示す。その意味で、少なくともこれらの変動要因がなくなった時点以後のｐＨの測定値を用いるべきであり、含浸後３分以上経過後の測定値を用いることが一つの目安となる。一例としては、試験片にｐＨ試験液を含浸させた直後から１０分間、さらに好ましくは試験片表面のｐＨ測定値がほぼ安定する５分間の短時間測定を行い、後述の測定値解析法と組み合わせることでより適切な結果を得ることができる。
【００３０】
さらに、試験片と含浸させるｐＨ試験液との重量比を小さくとすると、ｐＨの測定値の変動が大となる。したがって従来以上に注意して試験の準備や実施を行うべきである。例えば試験装置の静電気を事前に除去することが好ましい。さらに本発明で用いる固体表面用のフラット型電極の場合、測定の再現性を向上させるためには、ｐＨセンサーと試験片との接触圧力を５５〜６０ｇ／ｃｍ２とすることが好ましい。
【００３１】
同一のｐＨの試験液での試験では測定を繰り返すことが望ましいことは言うまでもないが、同一のｐＨの試験液での試験の繰り返しは１回であっても、後述の測定値解析法と組み合わせることによりｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果が明確に判定できるということは、驚くべきことである。
【００３２】
以上により得られた測定値の解析法について、次に述べる。上述のように広い範囲のｐＨ試験液を含浸させた試験片表面のｐＨ測定値は、試験液の１水準のｐＨについて試験片表面のｐＨ測定を１回行う場合はそのまま用いる。試験液の１水準のｐＨについて試験片表面のｐＨ測定を繰り返し行う場合は、測定値を平均して用いる。次いでこれら各水準のｐＨの試験液に対して得られた試験片表面の各ｐＨ測定値または各ｐＨ測定値の平均につきそれらの総平均と標準偏差とを求める。本発明者らの研究によると、試験片表面のｐＨ測定値の総平均が試験液のｐＨの総平均、理想的には７．０未満でかつ、生地表面のｐＨ測定値の標準偏差が１．２以下であると、ｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果があるといえることが判った。
以下に、本発明を実施例によって例証する。
【実施例１】
【００３３】
（試料）
ＪＩＳ Ｌ ０８０３に規定の添付白布（綿、絹、毛、アクリル、レーヨン、ナイロン、ポリエステル）７種類、および市販の加工商品５種類の、合計１２種類を用いた。５種の市販の加工商品はいずれもｐＨコントロール繊維として市販されている商品であり、市販試料の１はアクリル、２はポリエステル、３は綿、４はポリエステル、５は綿／ポリエステルの各改質品である。
【００３４】
（サンプリング）
上記試料より５ｃｍ×５ｃｍの試験試料を採取した。これを約１．７ｃｍの試験片に９分割した。この試験片の枚数を試料毎に変え、試験片の合計質量が各試料間でできるだけ同程度（０．０５ｇ〜０．０６ｇ）になるように揃えて試験に用いた。
【００３５】
（ｐＨ試験液）
無機の酸・塩基を使用し、酸性側では塩酸を用いた。ｐＨ３の溶液は０．２５％塩酸を１００倍稀釈して調整した。ｐＨ３用に調整した溶液を更に稀釈することによりｐＨ４およびｐＨ５の溶液を調整した。アルカリ側では水酸化ナトリウムを用いた。ｐＨ１１の溶液は５％水酸化ナトリウムを４００倍稀釈して調整した。ｐＨ１１用に調整した溶液を更に稀釈することによりｐＨ９およびｐＨ１０の溶液を調整した。ｐＨ７は純水を用いた。滴下液のｐＨは３、４、５、７、９、１０、１１の７種類に設定した。各液は測定前に煮沸処理を行って二酸化炭素を取り除き冷却したものを使用した。
【００３６】
（ｐＨメータおよび電極）
経時的に測定できる高速度応答のｐＨメーターとして、（株）堀場製作所製のｐＨメーター（Ｆ−５５Ｔ）を使用した。この装置はパソコンとのネットワーク接続が可能なため、経時的なデータ採取や採取後のデータ処理等が簡便に行える。
【００３７】
また試料へ溶液が含浸された状態での測定を実現するためには、電極に求められる性能として、微量の滴下液が試験片に含浸された状態で測定が可能であることが要求される。そこで（株）堀場製作所製フラット型電極（６２６１−１０Ｃ）を使用した。この電極はｐＨ応答腹と液絡部が同一面にあるため、皮膚・皮革・紙・植物の葉など物体の表面のｐＨ値を測定でき、また液が極微量でも測定できる。
【００３８】
（ｐＨ測定）
測定前にｐＨ４、７、９の標準液を使用して装置の校正を行った。次に試料ごとに設定した試験片枚数を金メッキの金属板の上に置き、その上にフラット型電極を試験片面に対して垂直になるように設置した。また金属板と測定装置間の電位差をなくすためアースを取った。これは静電気の帯電によるｐＨ値への影響をなくすためである。試験片表面のｐＨが安定した後に測定を開始し、測定開始１０秒後に０．１ｍｌのｐＨ試験液を試験片とフラット型電極の境界線上にマイクロピペットで滴下した。なお滴下後５分間の挙動を経時的に測定した。ｐＨ測定は７水準（３、４、５、７、９、１０、１１）で、上記１２試料について行った。
【００３９】
（測定結果）
上記１２試料、ｐＨ試験液７水準（試験液のｐＨ総平均は７．２）について、ｐＨ試験液滴下後５分目の試験片表面のｐＨ測定結果を表１に示す。
またその測定値の解析結果を表２に示す。
【００４０】
この際、各ｐＨ試験液の総平均ｐＨは７．２であった。
表２の判定結果から明らかなように、本発明の試験方法により試験および判定を行うことにより、絹、毛、および市販試料５種は衣服を着用した状態により近い条件でｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果があることを迅速に判定できることが判る。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法において、ｐＨ試験液として、（１）ｐＨが７より小の酸性領域で２水準以上、（２）ｐＨが７より大のアルカリ性範囲で酸性領域と同水準で、（３）酸性領域およびアルカリ性領域での各水準のｐＨがｐＨ７に対してほぼ対称である異なるｐＨをもつｐＨ試験液を用い、これらｐＨ試験液を試験片に含浸させた試験片表面のｐＨを測定し、各水準のｐＨの試験液に対して得られた試験片表面の各ｐＨ測定値につきそれらの総平均と標準偏差とより緩衝効果を判定することを特徴とするｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項２】
ｐＨがおおよそ２〜１２の試験液を使用する請求項１記載のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項３】
試験片とこれに含浸させる試験液との重量比が１：１〜１：３である請求項１または２記載のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項４】
試験片表面のｐＨの測定を連続的に行う請求項１〜３のいずれか１項記載のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項５】
試験液を試験片に含浸させてから３分以上経過後の試験片表面のｐＨの測定値を用いる請求項１〜４のいずれか１項記載のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項６】
試験片表面のｐＨ測定値の総平均がｐＨ試験液のｐＨの総平均未満でかつ、試験片表面のｐＨ測定値の標準偏差が１．２以下であることを基準として緩衝効果を判定する請求項１〜５のいずれか１項記載のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項７】
試験液のｐＨの調整を、強酸または強アルカリを使用して行う請求項１〜６のいずれか１項記載のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項８】
試験片表面のｐＨの測定を固体表面用のフラット型電極を用いて行う請求項１〜７のいずれか１項記載のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項１】
ｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法において、ｐＨ試験液として、（１）ｐＨが７より小の酸性領域で２水準以上、（２）ｐＨが７より大のアルカリ性範囲で酸性領域と同水準で、（３）酸性領域およびアルカリ性領域での各水準のｐＨがｐＨ７に対してほぼ対称である異なるｐＨをもつｐＨ試験液を用い、これらｐＨ試験液を試験片に含浸させた試験片表面のｐＨを測定し、各水準のｐＨの試験液に対して得られた試験片表面の各ｐＨ測定値につきそれらの総平均と標準偏差とより緩衝効果を判定することを特徴とするｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項２】
ｐＨがおおよそ２〜１２の試験液を使用する請求項１記載のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項３】
試験片とこれに含浸させる試験液との重量比が１：１〜１：３である請求項１または２記載のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項４】
試験片表面のｐＨの測定を連続的に行う請求項１〜３のいずれか１項記載のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項５】
試験液を試験片に含浸させてから３分以上経過後の試験片表面のｐＨの測定値を用いる請求項１〜４のいずれか１項記載のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項６】
試験片表面のｐＨ測定値の総平均がｐＨ試験液のｐＨの総平均未満でかつ、試験片表面のｐＨ測定値の標準偏差が１．２以下であることを基準として緩衝効果を判定する請求項１〜５のいずれか１項記載のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項７】
試験液のｐＨの調整を、強酸または強アルカリを使用して行う請求項１〜６のいずれか１項記載のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【請求項８】
試験片表面のｐＨの測定を固体表面用のフラット型電極を用いて行う請求項１〜７のいずれか１項記載のｐＨ刺激に対する繊維製品の緩衝効果試験方法。
【公開番号】特開２００６−５８０４１（Ｐ２００６−５８０４１Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３７６８７（Ｐ２００４−２３７６８７）
【出願日】平成１６年８月１７日（２００４．８．１７）
【出願人】（５９３０１２７４５）財団法人日本化学繊維検査協会 (6)
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１７日（２００４．８．１７）
【出願人】（５９３０１２７４５）財団法人日本化学繊維検査協会 (6)
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