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【発明の名称】 抗菌性ポリエステル繊維
【発明者】 【氏名】磯貝 一成

【氏名】橋本 和典
【要約】 【課題】可紡性が良好で、良好な抗菌性を有し、アルカリ処理を行っても変色（着色）の少ない、色調に優れた抗菌性ポリエステル繊維を提供する。

【解決手段】銀系抗菌剤を0.1〜10質量％含有するポリエステル繊維であって、該抗菌剤が下記（１）〜（３）の要件を満たし、かつ、アルカリ処理前後の布帛の色調変化（ΔＥ）が5.0以下である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 銀系抗菌剤を0.1〜10質量％含有するポリエステル繊維であって、抗菌剤が下記（１）〜（３）の要件を満たし、かつ、アルカリ処理前後の布帛の色調変化（ΔＥ）が5.0以下であることを特徴とする抗菌性ポリエステル繊維。
（１）抗菌剤の主成分がリン酸の金属塩。
（２）抗菌剤中の銀量が0.05〜2.0質量％。
（３）抗菌剤中のナトリウム量が0.1質量％以下。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主成分がリン酸の金属塩である銀系抗菌剤を含有し、アルカリ処理を行っても変色の少ない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】ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステルは、優れた機械特性及び化学特性を有するため、広範囲に使用されている。また、近年消費者の価値観の多様性、衛生に対する意識の高まりにより種々の抗菌性繊維が実用化されている。
【０００３】ポリエステル繊維に抗菌防臭性を付与する方法はこれまで多く提案されている。布帛に後加工方法で抗菌剤を固定化する方法としては、シリコン系第４級アンモニウム塩を用いる方法や、脂肪族系第４級アンモニウム塩を用いる方法がある。しかしながら、これらは繊維表面に抗菌剤を固着させているので、洗濯や摩擦、摩耗により脱落し、抗菌性能が低下するという欠点を有する。
【０００４】また、特開昭56-148965号公報には、イオン交換基を表面に有する繊維に銀イオンを結合させる方法や、同様の繊維に遷移金属イオンを結合させる方法が提案されている。しかしながら、これらはイオン交換基を繊維表面に導入させることが必要であり、アクリル繊維には有効であってもポリエステル繊維のような官能基の少ないポリマーには不適である。
【０００５】このような問題点を解決するために、ポリエステルに抗菌性を有する粉体を含有させて、抗菌性ポリエステル繊維を得る方法もこれまでに数多く提案されており、特開昭59-133235号公報、特公昭63-54103号公報及び特開昭63-175117号公報には、抗菌性ゼオライト（銀ゼオライト）を溶融紡糸前にポリエステルに混合し、溶融紡糸して得られた抗菌性繊維が開示されている。
【０００６】銀を含有する抗菌性ゼオライト及び抗菌性リン酸塩を抗菌剤として含有する合成繊維は抗菌性が良好でその耐久性も優れているが、このような繊維は、ポリエステルの風合い改良の一手段であるアルカリ減量加工を行うと、抗菌成分である銀の酸化が生じて変色（着色）するため、白度が要求されるような用途への使用が制限されるという欠点があった。また、ゼオライトは吸湿性であるため、水分率を低く保つことが困難である。
【０００７】繊維中の銀量を減少させることで、アルカリ減量加工時の変色を抑制することは可能だが、銀量を減少させると十分な抗菌性を有するものとならないため、アルカリ減量加工を施す用途では、取り扱い難いという欠点がある。
【０００８】そこで本発明者らは、特開平11-158730号公報において、抗菌剤として銀化合物を芯部に含有させることによって、アルカリ減量加工後の変色が改善された芯鞘型複合抗菌ポリエステル繊維を提案している。しかしながら、この繊維は複合タイプの紡糸機を使用し、製造する必要があるため製造工程が複雑になり、また効果を十分に発揮させるためには、繊維の芯鞘比率及びアルカリ減量比率等を選定する必要があった。
【０００９】さらに、本発明者らは、特願平11-112122号公報において、銀系抗菌剤を亜鉛化合物と併用し、ポリエステル中に含有させ、アルカリ減量加工後の変色が改善された抗菌ポリエステル繊維を提案している。しかしながら、この繊維においては亜鉛化合物を添加する工程が必要となるため、工程管理が難しく、またコストの面から考えても不利であった。
【００１０】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような問題点を解決し、可紡性が良好で低コストで得ることができ、アルカリ処理を行っても変色（着色）の少ない、色調に優れた抗菌性ポリエステル繊維を提供することを技術的な課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、銀系抗菌剤を0.1〜10質量％含有するポリエステル繊維であって、抗菌剤が下記（１）〜（３）の要件を満たし、かつ、アルカリ処理前後の布帛の色調変化（ΔＥ）が5.0以下であることを特徴とする抗菌性ポリエステル繊維。
（１）抗菌剤の主成分がリン酸の金属塩。
（２）抗菌剤中の銀量が0.05〜2.0質量％。
（３）抗菌剤中のナトリウム量が0.1質量％以下。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明する。本発明の抗菌性ポリエステル繊維は、銀系抗菌剤を繊維中に含有するものであって、繊維全体に均一に含有されるようなものであっても、繊維断面の一部、例えば芯鞘型やサイドバイサイド型等の複合糸の一成分に含まれるものであってもよい。中でも抗菌剤成分の一部分が繊維表面に露出するような構造とすることが好ましい。また、繊維の形状は、丸断面、異形断面等のいずれであってもよい。
【００１３】本発明の抗菌性繊維を構成するポリエステルは、ポリアルキレンテレフタレート、ポリアルキレンナフタレート等があるが、中でもポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が好ましく用いられる。
【００１４】ポリアルキレンテレフタレート及びポリアルキレンナフタレートは、ポリエステル特有の性能を損なわない範囲であれば、共重合成分を含有していてもよく、共重合成分としては、イソフタル酸、無水フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸成分、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸成分、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−シクロヘキシルジメタノール、ビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物等のグリコール成分、４−ヒドロキシ安息香酸、ε−カプロラクトン等のヒドロキシカルボン酸成分等が挙げられる。
【００１５】本発明でいう銀系抗菌剤は、主成分がリン酸の金属塩からなるものであり、中でも、抗菌剤の主成分がリン酸ジルコニウム銀、リン酸カルシウム銀を用いることが好ましい。なお、従来使用している主成分がゼオライト銀である抗菌剤は、ゼオライトは吸湿性であり、水分管理を十分に行う必要がある（水分が存在すると、紡糸中にポリエステルの加水分解が生じ、色調の良好な繊維を得ることが難しい）ため好ましくない。
【００１６】本発明の抗菌性繊維中に存在する抗菌剤の含有量は、繊維全体に対して0.1〜10質量％の範囲であり、かつこの抗菌剤中の銀量は0.05〜2.0質量％、さらに抗菌剤中のナトリウム量が0.1質量％以下であることが必要である。アルカリ処理における銀の変色防止のメカニズムについては、明確ではないが、ナトリウムイオンの存在が銀イオンの溶出に影響する事によるものと推測されるので、銀量を抗菌剤中の0.05〜2.0質量％とし、かつ抗菌剤中のナトリウム量を0.1質量％以下とすることによって、抗菌効果と変色防止効果の両方を有する抗菌剤となる。
【００１７】まず、抗菌剤自体の含有量が10質量％を超えると、紡糸時の操業性が低下する。中でも操業性の面からは5質量％以下とすることがより好ましい。一方、抗菌剤の含有量が0.1質量％未満であると、抗菌剤中の銀量が0.05〜2.0質量％の場合に十分な抗菌性が得られない。
【００１８】抗菌剤中の銀量が2.0質量％を超えると、抗菌剤中のナトリウム量が0.1質量％以下であってもアルカリ処理後の色調が悪くなり、本発明の目的とする効果が得られない。より好ましくは、銀量は抗菌剤に対して1.0質量％以下とする。一方、抗菌剤中の銀量が0.05質量％未満の場合、繊維中の抗菌剤量が0.1〜10質量％では十分な抗菌性が得られない。
【００１９】抗菌剤中のナトリウム量が0.1質量％を超えると、銀量が0.05〜2.0質量％の範囲にあっても、アルカリ処理後の色調が悪くなり、本発明の目的とする効果が得られない。ナトリウム量は抗菌剤に対して0.05質量％以下とすることがより好ましく、さらには、抗菌剤中にナトリウムが含まれていないことが最も好ましい。
【００２０】本発明のポリエステル繊維は、上記のような抗菌剤を含有することでアルカリ処理後の変色を防止することができるものであり、具体的にはアルカリ処理前後の色差(ΔE)が5.0以下であることが必要であり、さらには2.0以下とすることが好ましい。なお、ここでいうアルカリ処理とは、本発明の抗菌性ポリエステル繊維を筒編みしたものを用い、色調を測定した後、７０#Cで３０分乾燥させ、７０#Cに調整した１０％水酸化ナトリウム溶液中で１００分間の処理を施すことをいう。ＰＥＴの場合、このときの減量率は１０〜３０％となる。
【００２１】そして、アルカリ処理前後の色差(ΔE)は、筒編状の布帛のアルカリ処理前およびアルカリ処理後の色調（Ｌ,ａ,ｂ値）をミノルタ（株）製色彩色差計CR-100で測定し、下式で算出するものである。
ΔE=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2ΔL*：アルカリ処理前後のＬ値の差Δa*：アルカリ処理前後のａ値の差Δb*：アルカリ処理前後のｂ値の差【００２２】色差(ΔE)が5.0を超えると、通常のポリエステルや他の素材と混繊し、織編した後、アルカリ減量加工と染色加工を行うと、抗菌性繊維の部分だけが発色性が悪くなり、くすんで見えるようになる。また、アルカリ減量加工中の変色（着色）がひどい場合には、減量加工中に抗菌性繊維から遊離した成分により他の素材も変色（着色）してしまう場合があり、その後の染色加工で染色斑や発色不良が起こり好ましくない。
【００２３】さらに、本発明の抗菌性ポリエステル繊維には、抗菌性の発現を阻害しないものであれば、例えば、紫外線吸収剤、制電剤、顔料、酸化チタン、二酸化珪素等を繊維製造中に添加したり、防ダニ剤、消臭剤等を繊維に付与してもよい。
【００２４】そして、本発明の抗菌性ポリエステル繊維は、常法により、溶融紡糸装置を用いて製造することができ、含有させる抗菌剤は、ポリマーを重合するときに添加してもよいし、製糸工程中のポリマー溶融時に添加し、均一に混練、分散するさせてもよい。さらには、抗菌剤を高濃度で含有するマスターポリマーとベースポリマーとを混練して使用し、繊維中に含有させてもよいし、抗菌剤を低濃度で含有するマスターポリマーをそのまま使用し繊維中に含有させてもよい。
【００２５】
【実施例】次に、実施例により、本発明を具体的に説明する。なお、実施例における特性値の測定は次の通りである。
(a) 金属分析蛍光Ｘ線法により定量を行った。
（b）極限粘度〔η〕
フェノールと四塩化エタンとの等重量混合液を溶媒とし、温度２０℃で測定した値から求めた。
（c）抗菌性の評価（統一試験法）
抗菌性は、繊維製品衛生加工協議会の統一試験法に準じて行った。滅菌後クリーンベンチ内で乾燥した検体（約18mmの正方形の試験片0.4g）に、予め高圧蒸気滅菌し氷冷した1/20濃度のニュートリエントブロスで生菌数を1±0.3×105個/mlに調整した試験菌懸濁液0.2mlを検体全体に均一に浸みるように接種し、滅菌したキャップを締め付ける。これを３７±１#Cで１８時間培養する。培養後の生菌数の生菌数を測定する。尚、試験菌としては、黄色フ゛ト゛ウ状球菌（Staphylococcus aureus ATCC 6538P）を用い、下記の方法で抗菌性の指標である静菌活性値を算出した。
静菌活性値：LogB - LogCただし、試験成立条件（LogB - LogA）＞1.5を満たすものとする。
Ａ：標準布の接種直後に回収した菌数の平均値Ｂ：標準布の１８時間培養後回収した菌数の平均値Ｃ：加工布の１８時間培養後回収した菌数の平均値標準布には、抗菌防臭加工製品の加工効果評価試験マニュアルに規定のものを使用した。静菌活性値が2.2以上のものを抗菌性ありと判定した。
（d）アルカリ減量率アルカリ処理前の試料を７０℃で３０分乾燥した質量を[Ｂ]とし、アルカリ処理後の試料を蒸留水で洗浄し、７０℃で３０分乾燥した後の質量を[Ａ]とし、下記の式によりアルカリ減量率を算出した。
アルカリ減量率(％)=｛（Ｂ-Ａ）/ Ｂ｝×１００（e）アルカリ処理前後の布帛の色調変化（ΔＥ）
前記の方法で測定した。
（f）操業性２４錘での製糸中における１日当たりの糸切れ数が、１錘当たり３回未満の場合は操業性○とし、３〜６回の場合は操業性△、６回を超える場合を×とした。
【００２６】実施例１通常用いられる単成分用溶融紡糸機台を用い、極限粘度が0.69、ガラス転移点温度77℃、結晶化温度125℃及び融点259℃のＰＥＴチップを使用して溶融紡糸を行った。その際、ポリマー溶融時に主成分がリン酸カルシウム銀であり、抗菌剤中の銀の割合が0.3質量％、ナトリウムの含有されていない抗菌剤をポリマー中に繊維重量に対し1.0質量％となるように添加し、紡糸速度3500m/分で84テ゛シテックス/24フィラメントの半未延伸糸(POY)を得た。この半未延伸糸を延伸速度650m/分、延伸倍率1.5倍で延伸し、56テ゛シテックス/24フィラメントの延伸糸を得た。なお、得られた繊維のアルカリ減量率は20.3％であった。
【００２７】実施例２〜９、比較例１〜６抗菌剤中の銀量、ナトリウム量及び抗菌剤の含有量を表１に示すように変更した以外は実施例１と同様に行った。
【００２８】実施例１０〜１５主成分がリン酸ジルコニウム銀である抗菌剤を用い、抗菌剤中の銀量、ナトリウム量及び抗菌剤の含有量を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００２９】比較例７主成分がゼオライト銀である抗菌剤を用い、抗菌剤中の銀量、ナトリウム量及び抗菌剤の含有量を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００３０】実施例１〜15、比較例１〜７で得られた繊維の色調変化、抗菌性、操業性の評価結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】

【００３２】表１から明らかなように、実施例１〜１５の繊維は、いずれも抗菌性に優れ、アルカリ処理前後の色差が小さいものであった。また、操業性よく得ることができた。一方、比較例１は、抗菌剤中の銀の含有量が0.05質量％未満であり、良好な抗菌性が得られず、比較例２、６は、繊維中の抗菌剤含有量が10質量％を超えていたため、操業性が悪化した。特に、比較例６は糸切れが多すぎて繊維を得ることができなかった。また比較例３〜４は、抗菌剤中の銀量が2.0質量％を超えていたため、いずれもアルカリ処理前後の色差(ΔE)が5.0を超える値となった。また、比較例５は、抗菌剤中のナトリウム量が0.1質量％を超えていたため、アルカリ処理前後の色差(ΔE)が5.0を超える値となった。比較例７は、主成分がゼオライト銀である抗菌剤を使用したため、ゼオライトの吸湿のため、ポリエステルの加水分解が生じ、アルカリ処理前の糸条のｂ値が高く、白度が劣り、色調の悪いものとなった。また、操業性も悪く、アルカリ処理後の色差(ΔE)も5.0を超える値となった【００３３】
【発明の効果】本発明の抗菌性ポリエステル繊維は、操業性よく低コストで得ることができ、良好な抗菌性を有しつつ、かつアルカリ減量加工を行っても変色（着色）が少なく、色調に優れている。このため、医療用白衣、料理店等の割烹着、婦人用ブラウス、学童用ワイシャツ等、白度と抗菌性能が要求される衣料に好適に用いることが可能となる。
【出願人】 【識別番号】０００２２８０７３
【氏名又は名称】日本エステル株式会社
【出願日】 平成１２年６月７日（２０００．６．７）
【代理人】
【公開番号】 特開２００１−３４８７３２（Ｐ２００１−３４８７３２Ａ）
【公開日】 平成１３年１２月２１日（２００１．１２．２１）
【出願番号】 特願２０００−１７００３７（Ｐ２０００−１７００３７）