JP2003268628A - 抗菌性ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アルカリ減量用途へ展開可能な抗菌性ポリエス
テル繊維を提供する。 【解決手段】金属イオンを含有するリン酸塩系抗菌粒子
の繊維内重量比率が０．３〜５．０重量％となるエチレ
ンテレフタレート繰り返し単位が８５モル％以上のポリ
エチレンテレフタレートにおいて残留伸度が３０〜２０
０％であることを特徴とする抗菌性ポリエステル繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ減量後の金
属イオンを含有するリン酸塩系抗菌粒子の脱落を抑制
し、アルカリ減量用途へ展開可能な抗菌性ポリエステル
繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル、ナイロンなどの合成繊維
は耐熱性、耐薬品性などの特性に優れているため、衣
料、産業用資材、寝装具などの用途に広く展開されてい
る。これらの合成繊維の高比重化や風合い向上、消臭等
の機能性を高めるために無機粒子を含有させる技術は多
数開示されている。例えば、特開昭６４−４０６１４号
公報には縮合リン酸ジルコニウムを消臭剤として含有し
たポリエステル繊維について技術が開示されている。近
年、更に抗菌性を付与した快適性繊維に対する要望が高
まってきている。

【０００３】一般に、繊維に抗菌性を付与する方法とし
て芳香族ハロゲン化合物、有機シリコン系第４級アンモ
ニウム塩、有機窒素化合物などの繊維に付着させる方法
が採用されているが、これらの化合物は洗濯等により脱
落し易いため、耐久性に問題があった。そこで、抗菌剤
として銀化合物を付着した基材を光照射することにより
金属塩を析出させる方法（特開昭５０−６７１７号公
報）、金、銀、銅などの金属およびその酸化物粒子を繊
維表面に固着させる方法（特開昭５４−８２５００号公
報）が提案されている。しかしながら、これら粒子は高
価であるだけでなく、粒子が脱落したり、粒子自体が着
色しているため製品に好ましくない着色をもたらした
り、比重が大きいため樹脂に配合しようとすると粒子が
沈降するので成形性が悪いなどの問題があった。

【０００４】特開平３−４３４５７号公報にはリン酸塩
系の抗菌性粒子を樹脂に配合する技術が開示されてい
る。また、特開平３−８３９０５号公報および特開平３
−８３９０６号公報にはリン酸塩系の抗菌性粒子につい
て開示されており、前記した着色等の問題は一応解消さ
れた。しかしながら、これらの抗菌性粒子を配合して溶
融紡糸した抗菌性ポリエステル繊維は抗菌性粒子周辺の
結晶性が低く、アルカリ減量した際に、抗菌性粒子周辺
のポリエステルから浸食し、減量されるため、抗菌性粒
子が脱落し、性能が著しく低下、あるいは性能がなくな
るという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
を解決し、アルカリ減量後の金属イオンを含有するリン
酸塩系抗菌粒子の脱落を抑制し、アルカリ減量用途へ展
開可能な抗菌性ポリエステル繊維に関するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに鋭意研究した結果、 エチレンテレフタレート繰り
返し単位が８５モル％以上のポリエチレンテレフタレー
ト繊維において、金属イオンを含有するリン酸塩系抗菌
粒子を０．３〜５．０重量％含有し、残留伸度が３０〜
２００％であることを特徴とする抗菌性ポリエステル繊
維によって、本発明の目的を達成できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【０００８】本発明の制菌性ポリエステル繊維は、金属
イオンを含有するリン酸塩系抗菌粒子を０．３〜５．０
重量％含有している必要がある。金属イオンを含有する
リン酸塩系抗菌粒子の含有量は０．３％以上であること
で安定した抗菌性能が得られ、一方、５．０重量％以下
とすることで安定した製糸が行える。より好ましくは
１．０〜３．０重量％である。

【０００９】また本発明の金属イオンを含有するリン酸
塩系抗菌粒子は、濾過層交換周期や糸切れ等の工程安定
面で２次粒径の平均値で０．５μｍ以下であることが好
ましい。より好ましくは０．３μｍ以下である。 本発
明の金属イオンを含有するリン酸塩系抗菌粒子における
金属イオンとは、銀、銅、亜鉛、金および白金が挙げら
れるが、抗菌性能およびコスト面から銀イオンが好適で
ある。また、その金属イオンの含有量は制菌性能の安定
面から０．１重量％以上であることが好ましく、原糸の
着色性を抑えるためには２０重量％未満であることが好
ましい。

【００１０】また、リン酸塩系抗菌粒子は、Ｃａ₃（Ｐ
Ｏ₄）₂、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆（ＯＨ）₂、Ｃａ₂Ｐ₂Ｏ₇等の
リン酸カルシウム系粒子、ＨＺｒ₂（ＰＯ₄）₃、ＬｉＺ
ｒ₂（ＰＯ₄）₃、Ｈ_XＬｉ_1-XＺｒ₂（ＰＯ₄）₃（０＜Ｘ＜
１）、Ｚｒ（ＨＰＯ₄）₂、ＮａＺｒ₂Ｐ₃Ｏ₁₂等のリン酸
ジルコニウム系粒子が挙げられる。勿論、これらの粒子
は幾分結晶水を含んでいても良い。リン酸塩系抗菌粒子
としてはリン酸ジルコニウム系粒子を用いると抗菌性が
最も高く、本発明の効果を最も良く発現出来るので好ま
しい。

【００１１】粒子へ金属イオンを含有させることは従来
公知の方法で行うことができるが、簡便な方法であるイ
オン交換法、共沈法が好適である。

【００１２】本発明の抗菌性ポリエステル繊維の残留伸
度が３０〜２００％であることが必要がある。残留伸度
が２００％以下であることで延伸や延伸仮撚り工程にお
ける金属イオンを含有するリン酸塩系抗菌粒子周辺の抗
菌性ポリエステルの結晶性の促進を緩和でき、アルカリ
減量処理の際、抗菌性ポリエステル繊維の浸食・減量状
態が均一となるため、金属イオンを含有するリン酸塩系
抗菌粒子の保持力を向上することが出来る。金属イオン
を含有するリン酸塩系抗菌粒子の保持力の観点から製糸
安定面で抗菌性ポリエステル繊維の残留伸度は３０％以
上である必要がある。より好ましくは４０〜１８０％で
ある。

【００１３】本発明の抗菌性ポリエステル繊維の断面形
状は特に限定されるものではなく、丸断面以外に異型断
面化しても良い。異型断面化することにより、３葉断面
化による光沢感や４葉以上の多葉断面化による吸水性や
速乾性能、中空断面化によるハリコシ感や保温性、軽量
感などの機能性を付与させることが出来る。

【００１４】更に、本発明の抗菌性ポリエステル繊維に
用いるポリエステル成分には本発明の目的を損なわない
限り、必要に応じてイソフタル酸、２，２−ビス｛４−
（β−ヒドロキシエトキシ）フェニル｝プロパン等の共
重合成分や、酸化チタン等の艶消し剤、ヒンダートフェ
ノール系化合物等の酸化防止剤、その他無機粒子を併有
しても良い。本発明におけるポリエステルはエチレンテ
レフタレート繰り返し単位が８５モル％以上のポリエチ
レンテレフタレートである必要がある。８５モル％以上
がポリエチレンテレフタレートであることで耐熱性が良
好となり、安定した製糸を行える。

【００１５】本発明の抗菌性ポリエステル繊維はエチレ
ンテレフタレート繰り返し単位が８５モル％以上のポリ
エチレンテレフタレートであるポリエステル成分（Ａ）
を金属イオンを含有するリン酸塩系抗菌粒子を１０〜５
０重量％含有する抗菌性ポリエステル成分（Ｂ）を各々
溶融計量した後に溶融ブレンドすることが好ましい。抗
菌性ポリエステル成分（Ｂ）中の金属イオンを含有する
リン酸塩系抗菌粒子が５０重量％未満であることで金属
イオンを含有するリン酸塩系抗菌粒子とポリエステル成
分によるポリエステル成分（Ｂ）の混練・作製工程で２
次凝集を抑制することが出来る。一方、抗菌性ポリエス
テル成分（Ｂ）中の金属イオンを含有するリン酸塩系抗
菌粒子が１０重量％以上であることで混練時の加工コス
トが安価となり、原糸を安価に提供することが出来る。
なお、本原糸の製造方法はポリエステル成分（Ａ）と金
属イオンを含有するリン酸塩系抗菌粒子を含有する抗菌
性ポリエステル成分（Ｂ）を各々溶融計量した後に、溶
融ブレンドすることが好ましく、金属イオンを含有する
リン酸塩系抗菌粒子を繊維中に均一分散させることが出
来、抗菌性能や、その他原糸物性等の品質バラツキを抑
制することが出来る。

【００１６】本発明の溶融ブレンドとは公知技術を活用
でき、エクストルーダーやパック内にスタティックミキ
サーを設置してブレンドする方法等が挙げられる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。なお、実施例における評価方法は次の通りであ
る。

【００１８】１．製糸性 １６８時間連続紡糸を行い、製糸性を次の判定方法に従
った。 ○○：糸切れ率が３．０％未満 ○：糸切れ率が３．０％以上６．０％未満 △：糸切れ率が６．０％以上１０．０％未満 ×：糸切れ率が１０．０％以上 −：評価不可 ２．抗菌性能 殺菌活性値（−）を繊維製品新機能評価協議会の定める
統一試験法（ＪＩＳＬ １９０２−１９９８）に則り、
黄色ブドウ球菌の菌転写法による生息菌数を下記式
（１）を用いて評価し、平均値による抗菌性能および性
能バラツキの評価を行った。

【００１９】（１）抗菌性能 １０回測定し、平均値で評価した。 殺菌活性値（−）＝ｌｏｇＡ／Ｂ・・・・・（１） 但し、Ａは粒子無含有ポリエステル繊維上における植え
付け直後の生息菌数（個／ｃｍ²）、Ｂは本実施例の抗
菌性ポリエステル繊維上における１８時間培養後の生息
菌数（個／ｃｍ²） ○○：殺菌活性値が−１．０未満 ○：殺菌活性値が−１．０以上０．０未満 ×：殺菌活性値が０．０以上 （２）性能バラツキ 評価は前述（１）項と同一試験において９サンプル中１
サンプルでも０．０以上であった場合は不合格とした。 ○：合格 ×：不合格 ３．製品風合い ハンター法による色調、染色斑を主体に表面品位の均一
性の総合評価を熟練者５名にて４段階判定法で評価し
た。 ○○：優 ○：良 △：可 ×：不可 ４．極限粘度 ２５℃オルソクロロフェノール中で測定した値である。
以降、ＩＶと記す。

【００２０】実施例１ 紡糸温度２９０℃の条件下、ポリエステル成分（Ａ）と
してポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）１００％か
らなるＩＶ＝０．６５のポリエチレンテレフタレートを
抗菌性ポリエステル成分（Ｂ）として銀担持リン酸ジル
コニウム粒子“ノバロン”（東亜合成（株）製、平均粒
径０．５μｍ、銀含有量３．５重量％）を３０重量％含
有したポリエチレンテレフタレートからなるＩＶ＝０．
６５のポリエチレンテレフタレートを、複合比率がポリ
エステル成分（Ａ）／抗菌性ポリエステル成分（Ｂ）＝
９０／１０となるよう各々溶融計量し、総吐出量４５ｇ
／分の溶融ポリマーをスタティックミキサーにてパック
内で溶融ブレンドした後に３６ホールの口金ノズル（φ
０．２８ｍｍ）より吐出させて紡速３０００ｍ／分で紡
糸し、１５０ｄｔｅｘ−３６フィラメント、残留伸度１
６０％の半延伸糸を得た。得られた半延伸糸を延伸温度
９０℃、熱セット温度１４５℃、倍率１．８倍で延伸熱
セットし、８４ｄｔｅｘ−３６フィラメントの延伸糸を
得た。得られた延伸糸を経糸と緯糸に用い、生機密度５
４×５７本／ｉｎの平織物を得、次いで精練を行った後
にアルカリ濃度２ｇ／ｌの条件下、８０℃、３０分のア
ルカリ減量処理を施し、浴比が分散染料／染色液＝１／
２０の条件下、１３０℃×６０分の染色を実施した。ま
た同時にポリエステル成分（Ｂ）に粒子無含有ポリエス
テルを使用して評価用ブランクのポリエステル繊維の布
帛も同様にして得た。抗菌性ポリエステル繊維中に銀担
持リン酸ジルコニウム粒子を３．０重量％含有する織物
（水準１）は銀担持リン酸ジルコニウム粒子が抗菌性ポ
リエステル繊維内で均等かつ適当に分散しており、本発
明の目的とする抗菌性能および製品風合いを有し、均一
性が非常に優れたものであった。

【００２１】水準２から水準４は水準１の条件を基本と
して、抗菌性ポリエステル成分（Ｂ）中の銀担持リン酸
ジルコニウム粒子の添加量を変更した実験である。

【００２２】水準２と水準３は抗菌性ポリエステル成分
（Ｂ）中の銀担持リン酸ジルコニウム粒子の添加量をそ
れぞれ１０重量％，５０重量％に変更した実験である
が、製糸段階での糸切れなく、製品の品質および品位共
に水準１と同等レベルのものが得られた。

【００２３】水準４は抗菌性ポリエステル成分（Ｂ）中
の銀担持リン酸ジルコニウム粒子の添加量を６０重量％
に変更した実験であるが、抗菌性ポリエステル成分
（Ｂ）中の銀担持リン酸ジルコニウム粒子が２次凝集し
ており、その影響から濾過層交換周期が極端に短いばか
りか糸切れが多発した。また銀担持リン酸ジルコニウム
粒子が２次凝集により濾過層に部分的捕捉され、粒子の
均一分散性に乏しく、抗菌性能のバラツキが大きかっ
た。評価結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】 実施例２ 水準１の製糸条件を基本として、抗菌性ポリエステル成
分（Ｂ）中の銀担持リン酸ジルコニウム粒子の添加量を
一定として複合比率を変更し、水準５から水準８を得
た。

【００２５】水準５及び水準６は抗菌性ポリエステル繊
維中の銀担持リン酸ジルコニウム粒子の添加量をそれぞ
れ０．３重量％、５．０重量％に変更した実験である
が、製糸工程の安定性に優れ、本発明を満足する抗菌性
能を有していた。

【００２６】水準７は抗菌性ポリエステル繊維中の銀担
持リン酸ジルコニウム粒子の添加量を０．２重量％とし
た実験であるが、銀担持リン酸ジルコニウム粒子の添加
量が低すぎるため絶対的に殺菌活性値が低く、抗菌性基
準値を下回っていた。

【００２７】水準８は抗菌性ポリエステル繊維中の銀担
持リン酸ジルコニウム粒子の添加量を６．０重量％とし
た実験であるが、銀担持リン酸ジルコニウム粒子の添加
量が多すぎるため、製糸工程において吐出糸条の曳糸性
に乏しく、糸切れが多発した。また、原糸段階で毛羽が
多発しており、得られた布帛は染色斑・組織斑の大きな
ものであった。評価結果を表２に示す。

【００２８】

【表２】 実施例３ 水準９は水準１の製糸条件を基本として、ブレンド方式
をチップブレンド方式に変更した実験であるが、ポリエ
ステル成分（Ａ）と銀担持リン酸ジルコニウム粒子を含
有する抗菌性ポリエステル成分（Ｂ）のチップ比重が大
きく異なるため、得られた原糸の複合ブレンド状態の均
一性が若干低下したものの、満足のいく抗菌性能が得ら
れた。評価結果を表３に示す。

【００２９】

【表３】 実施例４ 水準１０から水準１３は水準１の製糸条件を基本として
それぞれ紡糸速度を変更し、残留伸度を変更した実験で
ある。

【００３０】水準１０および水準１１は紡糸速度をそれ
ぞれ２５００ｍ／分、６０００ｍ／分に変更し、残留伸
度をそれぞれ１９０％、３５％とした実験であるが、製
糸性および最終製品の品質ともに非常に優れたものであ
った。

【００３１】水準１２は紡糸速度を２０００ｍ／分に変
更し、残留伸度を２０５％とした実験であるが、残留伸
度が高い分、高倍率延伸を実施した結果、アルカリ減量
の際に、銀担持リン酸ジルコニウム粒子周辺の抗菌性ポ
リエステル成分が大きく浸食・減量され、抗菌性ポリエ
ステル繊維表面の銀担持リン酸ジルコニウム粒子が脱落
し、抗菌性能は基準値を大きく下回った。

【００３２】水準１３は紡糸速度を７０００ｍ／分に変
更し、残留伸度を２７％とした実験であるが、紡糸速度
が吐出糸条の曳糸性の限界を超えており、糸切れが頻発
した。評価結果を表４に示す。

【００３３】

【表４】

【００３４】

【発明の効果】本発明は抗菌性ポリエステル繊維におい
てアルカリ減量後の金属イオンを含有するリン酸塩系抗
菌粒子の脱落を抑制し、従来展開が困難であったアルカ
リ減量用途への展開を可能にした。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 CF061 DH046 FD206 GK00 4L035 BB33 BB34 EE11 JJ05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エチレンテレフタレート繰り返し単位が８
   ５モル％以上のポリエチレンテレフタレート繊維におい
   て、金属イオンを含有するリン酸塩系抗菌粒子を０．３
   〜５．０重量％含有し、残留伸度が３０〜２００％であ
   ることを特徴とする抗菌性ポリエステル繊維。
2. 【請求項２】エチレンテレフタレート繰り返し単位が８
   ５モル％以上のポリエチレンテレフタレートであるポリ
   エステル成分（Ａ）と金属イオンを含有するリン酸塩系
   抗菌粒子を１０〜５０重量％含有する抗菌性ポリエステ
   ル成分（Ｂ）を各々溶融計量した後に、金属イオンを含
   有するリン酸塩系抗菌粒子の繊維内重量比率が０．３〜
   ５．０重量％となるように溶融ブレンドし、紡速２５０
   ０〜６０００ｍ／分で紡糸することを特徴とする抗菌性
   ポリエステル繊維の製造方法。