JP2013108203A - 抗菌・消臭組成物の繊維素材への吸着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維素材（合繊織物・セルロース織物）に抗菌・消臭力の強い物質を付着させ抗菌・消臭のある繊維製品の製作。
【解決手段】銀ナノ粒子水溶液をカチオン化された繊維表面に吸着させ抗菌・消臭性のある繊維織物を製造する。
【選択図】図１

Description

従来より証明されている抗菌・消臭作用のある銀を繊維に吸着させる方法はいくつか見られますが繊維をカチオン化剤によりカチオン化して銀粒子を繊維に吸着させる事を可能にする方法である。

銀粒子を銀ナノ粒子水溶液（１０００ｐｐｍ）にして繊維素材をカチオン化剤によりカチオン化して繊維素材（合繊織物・セルロース織物など）に銀ナノ粒子を吸着させる。

繊維素材に吸着された銀ナノ粒子を洗濯しても脱落しないようにするものである。また吸着後の黄変等の変色も防止する方法である。

銀は従来より抗菌力があり皿・スプーン・箸等の食器に使われている。また銀はバクテリア・ウィルス・カビ等の単細胞動物には強い殺菌効果を発揮する。しかし多細胞動物である人間や動植物には全く無害である。

当銀ナノ粒子水溶液は他の抗菌・消臭剤とは違い抗菌・消臭力の強さもさることながら，その効力が年単位で持続する。

銀ナノ粒子はコアシェル型ナノ構造体の為，その表面積は従来に比べ非常に大きくなるため効果も絶大である。

銀ナノ粒子水溶液はナノレベルのコアシェルに更に小さなナノ銀が付着しているから実際の銀の使用料が極端に少なくすむ為低コストになる。

安全性については他の抗菌材とは違い人体に無害でナノによる危険性も粉体でなく液体の為安全性に優れている。

銀ナノ粒子は基本的に水の中ではマイナスの荷電になる。繊維素材のセルロース繊維はマイナスにポリエステルなどの合成繊維はノニイオンの性格を持ちタンパク繊維はカチオンの性格を持つ為イオン結合により水中で吸着される。

セルロース繊維・合成繊維はシオンテック社発明のカチオン化剤吸着剤を使用し繊維表面に炭素Ｃを出しカチオン化する。その繊維を染色機のなかにいれて銀ナノ粒子を投入しイオン結合によりナノ銀が繊維に吸着される。カチオン化は液流染色機に繊維素材を入れ８０℃・３０分ＰＨ１１〜１２のアルカリ性浴中で行います。処理後水洗して銀ナノ水溶液（１０００ＰＰＭ）を投入するとイオン結合で繊維表面に吸着する。

洗濯時など汚れた水の中では銀ナノ粒子がアニオンの表面電荷にならなく落下してくるもが出る。その防止として分子が小さく繊維の炭素に吸着する窒素をもった接着樹脂によりイオン化に耐えられる構造を作り防止する。

特開２００９−２７０２０８ 繊維用抗菌防臭加工剤並びに当該加工剤で加工処理されていない繊維製品。分子量２０〜２０００のシルクプロテインに粒子径２００ｎｍ以下の銀ナノコロイドを担持せしめ更にアミノシリコンからなる繊維用加工剤で木綿を３０％以上含有する繊維類を１０〜４０℃にて液中，浸漬処理する。 特開２０１０−１１１６５２ 抗菌性組成物および抗菌性織物の加工方法。銀ナノ粒子，保護剤（ＭＣｌ・ＮＢｒ・ＭＩ・ＭＳ２０３・ＮＨ４０Ｈ）による抗菌性織物の加工方法。

繊維素材に銀粒子を吸着させる方法はいくつか見られるが脱落性・黄変等の色変化そしてコスト的な要因（作業性）問題がある。またあらゆる濃度の銀粒子を吸着させ抗菌・消臭繊維素材の製品を製作可能にする。

銀粒子をナノ銀水溶液（コア‐シェル型５０〜８０ｎｍ粒子）１０００ｐｐｍに希釈した水溶液を使用する。

ナノ銀水溶液はマイナスに荷電しているので繊維素材をカチオン化する為にシオンテック社のカチオン化剤を使用する。カチオン化剤は第四級アンモニウム塩・ジメチルアルデヒドアルホナート・硫酸アルミニュウム・カチオンでんぷん・水酸化カリウム・ニカワタイプ・ポリアクリルレート・たんぱく質からなる。

カチオン化は繊維を改良し座席数を増やす技術であるが繊維の構造や成分が変わるのではなく繊維に溝をつけその上にのりを付けると考えた方が分かりやすい。第四級アンモニュウム塩とタンパク質がアルカリ反応で繊維に固着しイオン吸着ではずれにくくなる。繊維がプラスイオンであっても電子の数で吸着固定される物で透明ののりが付いていると考える。
カチオン化剤は合成繊維・セルロース繊維それぞれに適したものを使用する。
吸着量は銀ナノ粒子の濃度を変えることにより簡単に調整可能である。

繊維に吸着された銀ナノ粒子は洗濯時などの汚い水のなかでは落下するものが出てくる。銀ナノ粒子の落下防止の為に分子の小さい繊維分子の炭素に吸着する窒素化合物のアクリル系の接着樹脂を使用する。

銀ナノ粒子は１０００ｐｐｍ水溶液を繊維に対して２０・１０・５％の３水準で吸着させたところ約１０μｇ・５μｇ・３μｇの付着量を得ている。

色相変化は銀ナノ粒子１０μｇ付着で僅かにみられる。６μｇ以下で色相変化は見られない。

耐洗濯性については５μｇ付着で３０％前後の脱落がみられる。

処理工程

液流染色機・捺染機・色出し試験機（ミニカラー）で繊維素材を精練・カチオン化処理・銀ナノ粒子を吸着させる。

セルロース繊維

綿１００％織物を過酸化水素５ｇ／ｌ・苛性ソーダ３ｇ／ｌ・安定剤の存在下で９０℃３０分精練漂白する。その後シオールＣＨＰ１０％ＯＷＦ・苛性ソーダ５％ＯＷＦの存在下で８０℃３０分カチオン化処理する。水洗後銀ナノ水溶液（１０００ＰＰＭ）３〜１０％ＯＷＦ・浴比１：１０〜５０にて銀吸着させる。その後アクリル系樹脂で脱落防止する。

合成繊維

ポリエステル織物を苛性ソーダ３ｇ／ｌ・界面活性剤・キレート剤の存在下で糊抜精練し１９０℃ヒートセットする。そして分散染料で染色する。その後シオールＣＴ１０％ＯＷＦ・苛性ソーダ５％で８０℃３０分カチオン化処理して銀ナノ水溶液（１０００ＰＰＭ）３〜１０％ＯＷＦ・浴比１：１０〜５０にて銀を吸着させる。その後アクリル系樹脂で脱落防止する。

Claims (5)

1. 銀ナノ粒子水溶液を繊維素材にカチオン化剤を用いてあらゆる濃度で吸着させる方法。
2. 繊維素材をシオンテック社のカチオン化剤シオールＣＸにてアルカリ浴または中性浴でカチオン化する方法
3. カチオン化は浸染または捺染法で染色機または捺染機でアルカリ存在下・８０℃前後で行う方法。
4. カチオン化された繊維素材を染色機または捺染機であらゆる濃度の銀ナノ粒子を吸着させる方法。
5. 銀ナノ粒子の吸着後アクリル系接着樹脂にて落下防止処理する方法。

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