| 【発明の名称】 |
合成繊維、布帛、合成繊維の製造方法、および合成繊維布帛の製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】鶴丸 洋一郎
【氏名】青木 正裕
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| 【要約】 |
【課題】空気や水の清浄化用フィルター等の環境浄化素材に好適に使用できる合成繊維及びその製造方法を提供する。
【解決手段】合成繊維１の表面に、光触媒として不活性な多孔質膜２２で覆われた酸化チタン粉末２を露出させて成る。この合成繊維１は、例えば、光触媒として不活性な多孔質膜２２で覆われた酸化チタン粉末２を含有させたポリエステルポリマーを繊維に成形した後、このポリエステル繊維の表面を苛性ソーダで溶解除去することにより該繊維の表面に酸化チタン粉末２を露出させることができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 繊維表面に、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を露出させていることを特徴とする合成繊維。
【請求項２】 未凝固の溶融状態にある紡出繊維を、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を浮遊分散させてある雰囲気内に通すことにより前記紡出繊維の表面に前記酸化チタン粉末を付着させてあることを特徴とする合成繊維。
【請求項３】 光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を含有させたポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等のアリカリ可溶性の溶融ポリマーを紡出延伸してアリカリ可溶性繊維に成形し、このアリカリ可溶性繊維の表面をアルカリで溶解して前記酸化チタン粉末を前記アリカリ可溶性繊維の表面に露出させてあることを特徴とする合成繊維。
【請求項４】 編織物もしくは不織布等の布帛であって、この布帛の全部または一部が、繊維表面に光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を露出させている合成繊維から構成されていることを特徴とする布帛。
【請求項５】 編織物もしくは不織布等の布帛であって、この布帛の全部または一部が、未凝固の溶融状態にある紡出繊維を、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を浮遊分散させてある雰囲気内に通すことにより前記紡出繊維の表面に前記酸化チタン粉末を付着させてある合成繊維から構成されていることを特徴とする布帛。
【請求項６】 編織物もしくは不織布等の布帛であって、この布帛の全部または一部が、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を含有させたポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等のアリカリ可溶性の溶融ポリマーを紡出延伸してアリカリ可溶性繊維に成形し、このアリカリ可溶性繊維の表面をアルカリで溶解して前記酸化チタン粉末を前記アリカリ可溶性繊維の表面に露出させてある合成繊維から構成されていることを特徴とする布帛。
【請求項７】 未凝固の溶融状態にある紡出繊維を、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を浮遊分散させてある雰囲気内に通すことにより前記紡出繊維の表面に前記酸化チタン粉末を付着させることを特徴とする合成繊維の製造方法。
【請求項８】 光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を含有させたポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等のアリカリ可溶性の溶融ポリマーを紡出延伸してアリカリ可溶性繊維に成形した後、このアリカリ可溶性繊維の表面をアルカリで溶解して前記酸化チタン粉末を前記アリカリ可溶性繊維の表面に露出させることを特徴とする合成繊維の製造方法。
【請求項９】 光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を含有させたポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等のアリカリ可溶性の溶融ポリマーをアリカリ可溶性繊維に成形した後、このアリカリ可溶性繊維を編織物もしくは不織布等の布帛にしてアルカリで前記アリカリ可溶性繊維の表面を溶解することにより前記酸化チタン粉末を前記アリカリ可溶性繊維の表面に露出させることを特徴とする合成繊維布帛の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気や水の清浄化用フィルター等の環境浄化素材に好適に使用できる合成繊維、合成繊維の製造方法、および合成繊維布帛の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光触媒酸化チタンは光を受けることによって、温度に換算すると３万゜Ｃ以上という強力な酸化力を発生し、この力によって消臭、水質浄化、抗菌等の機能を発揮するため、環境浄化素材として有効であることは知られている。しかし、酸化チタンはそのような有益な機能を有する反面、その強力な酸化力によって酸化チタンを担持する素材自体をも劣化させるため、酸化に強いタイルやガラス等の無機の担持素材への応用がほとんどであった。そこで、他の有機の担持素材への応用を広げるべく、光触媒酸化チタン粉末を光触媒として不活性な多孔質膜で覆ったものも提案されている。光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末は、光触媒機能を発揮できるとともに、担持素材と接するところの多孔質膜が不活性であるため担持素材の劣化を抑制できるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的は、上記のような光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を使用することにより合成繊維それ自体に消臭、殺菌、抗菌等の機能を賦与し、以て空気や水の清浄化用フィルター等の環境浄化素材として好適に使用できる合成繊維、布帛、合成繊維の製造方法、および合成繊維布帛の製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の合成繊維は、繊維表面に、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を露出させていることに特徴を有するものである。この場合において、上記合成繊維は、未凝固の溶融状態にある紡出繊維を、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を浮遊分散させてある雰囲気内に通すことにより前記紡出繊維の表面に前記酸化チタン粉末を付着させることで簡単に構成することができる。また、上記合成繊維は、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を含有させたポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等のアリカリ可溶性の溶融ポリマーを紡出延伸してアリカリ可溶性繊維に成形し、このアリカリ可溶性繊維の表面をアルカリで溶解して前記酸化チタン粉末を前記アリカリ可溶性繊維の表面に露出させることができる。
【０００５】このように構成された合成繊維は、表面に露出している酸化チタン粉末が光を受けることにより消臭、殺菌、抗菌等の光触媒機能を発揮し、したがって、例えば、空気や水の清浄化用フィルターなどの素材に好適に用いられる。酸化チタン粉末は多孔質膜で覆われているため光触媒機能の発揮を確保するとともに、合成繊維と接するところの多孔質膜は光触媒として不活性であるため合成繊維の劣化を抑制できる。
【０００６】本発明の布帛は、編織物もしくは不織布等の布帛であって、この布帛の全部または一部が上記合成繊維から構成されていることに特徴を有するものである。この場合において、上記布帛の全部または一部は、未凝固の溶融状態にある紡出繊維を、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を浮遊分散させてある雰囲気内に通すことにより前記紡出繊維の表面に前記酸化チタン粉末を付着させた合成繊維を使用することにより簡単に構成することができる。また、上記布帛の全部または一部は、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を含有させたポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等のアリカリ可溶性の溶融ポリマーを紡出延伸してアリカリ可溶性繊維に成形し、このアリカリ可溶性繊維の表面をアルカリで溶解して前記酸化チタン粉末を前記アリカリ可溶性繊維の表面に露出させた合成繊維を使用することにより簡単に構成することができる。
【０００７】このように構成された布帛においても、合成繊維の表面に露出している酸化チタン粉末が光を受けることにより消臭、殺菌、抗菌等の光触媒機能を発揮することができ、空気や水の清浄化用フィルターなどの素材に好適に用いられる。
【０００８】本発明の合成繊維の製造方法は、未凝固の溶融状態にある紡出繊維を、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を浮遊分散させてある雰囲気内に通すことにより前記紡出繊維の表面に前記酸化チタン粉末を付着させることに特徴を有するものである。
【０００９】このような合成繊維の製造方法によれば、酸化チタン粉末が繊維表面に強く付着し易く、上記した光触媒機能を発揮する合成繊維を溶融紡糸による成形と同時に簡単かつ能率よく製造することができる。
【００１０】また、本発明の合成繊維の製造方法は、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を含有させたポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等のアリカリ可溶性の溶融ポリマーを紡出延伸してアリカリ可溶性繊維に成形した後、このアリカリ可溶性繊維の表面をアルカリで溶解して前記酸化チタン粉末を前記アリカリ可溶性繊維の表面に露出させることに特徴を有するものである。
【００１１】このような合成繊維の製造方法によれば、繊維内に埋入している酸化チタン粉末も繊維表面によく露出させることができ、繊維表面への酸化チタン粉末の露出量を増大することができる。
【００１２】本発明の合成繊維布帛の製造方法は、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を含有させたポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等のアリカリ可溶性の溶融ポリマーをアリカリ可溶性繊維に成形した後、このアリカリ可溶性繊維を編織物もしくは不織布等の布帛にしてアルカリで前記アリカリ可溶性繊維の表面を溶解することにより前記酸化チタン粉末を前記アリカリ可溶性繊維の表面に露出させることに特徴を有するものである。
【００１３】上記合成繊維布帛の製造方法によれば、繊維内に埋入している酸化チタン粉末も繊維表面に露出させることができるとともに、布帛加工前の当該繊維の搬送時や布帛加工時に酸化チタン粉末が繊維表面からこすれ等で脱落して減少するということが無くなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明に係る合成繊維は、図１に示すように、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの溶融紡糸によって成形される繊維１の表面に、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末２を露出させて成るものである。酸化チタン粉末２は、図２に示すように、酸化チタン粒子２１と、この粒子２１の表面を被覆する光触媒として不活性な多孔質膜２２から構成されている。多孔質膜２２は、光触媒として不活性なアルミナ、シリカ等のセラミックスからなり、多数の細孔２３を有している。
【００１５】このような合成繊維は、図３に示すごとく溶融紡糸するに際し、溶融ポリマーを紡糸口金３の小さな穴から押し出し引っ張って、クーリングチムニー４内に通して冷たい空気で冷却して紡出繊維５にするが、その際、クーリングチムニー４内に吹き込まれる空気中に、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末２を浮遊分散させておき、このクーリングチムニー４内に紡糸口金３から紡出される未凝固状態の前記紡出繊維５を通すことによってその繊維表面に酸化チタン粉末２が付着する合成繊維１を得ることができる。合成繊維の材料としては、前述したようにポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの繊維で、溶融紡糸法によって製造可能なものに適用できる。
【００１６】他の製造方法としては、光触媒として不活性な多孔質膜２２で覆われた酸化チタン粉末２を含有させた溶融ポリマーを繊維に成形した後、この繊維の表面を苛性ソーダ等のアルカリで溶解する減量加工により酸化チタン粉末２を前記繊維の表面に露出させることによっても製造することができる。この製造方法にあたっては、強アルカリに対して溶解しにくいポリプロピレン繊維やポリエチレン繊維には不向きであり、溶解性を有するポリエステル、ポリエチレンテレフタレート繊維等が適している。
【００１７】アルカリで表面処理できる合成繊維としては長繊維に限らず、短繊維でも可能である。また、アルカリ処理は繊維状態で実施する以外に、光触媒として不活性な多孔質膜２２で覆われた酸化チタン粉末２を含有させたポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等のアリカリ可溶性の溶融ポリマーをアリカリ可溶性繊維にした後、この繊維を編物、織物もしくは不織布などの布帛にしたうえで強アルカリで前記アリカリ可溶性繊維の表面を溶解する減量加工により前記酸化チタン粉末２を前記繊維の表面に露出させることによっても製造することができる。
【００１８】合成繊維としては、図４に示すごとく溶融紡糸を芯鞘方式のコンジュゲート紡糸で実施して酸化チタン粉末２を含有する芯部１ａとこれの外周に同じく酸化チタン粉末２を含有する鞘部１ｂとを一体に成形し、この後強アルカリで鞘部１ｂの表面を溶かして酸化チタン粉末２を鞘部１ｂの表面に露出させることもできる。
【００１９】上記のように酸化チタン粉末を表面に露出した合成繊維は、特に空気や水の清浄用フイルターなどの環境浄化素材として好適に使用できるが、その他に同じような目的の用途をも予測するものである。
【００２０】
【実施例】（実施例１）平均粒径３〜５μm の酸化チタン粉末を、図３に示すごとくクーリングチムニー４に吹き込む空気の中に浮遊分散させて、この酸化チタン粉末の浮遊する空気を紡糸口金３から紡出される未凝固状態の紡出繊維５に吹きつけて１０００m ／min の速度でポリエステル糸５００Ｄ−２４Ｆ（２４本の単繊維からなる５００デニールの糸）を紡糸して、巻き取る。この巻き取られたポリエステル糸を約４．５倍に延伸して１１０Ｄ−２４Ｆのポリエステル繊維を製造した。
【００２１】（実施例２）５重量％の酸化チタン粉末を含有するポリエステルポリマーを使用して、通常の溶融紡糸延伸法によって２００Ｄ−１０Ｆのポリエステル繊維を製造した。このポリエステル繊維をかせ状に保持し、２０％苛性ソーダ溶液でポリエステル繊維の表面を溶解処理して図１に示すごとく酸化チタン粉末２をポリエステル繊維１の表面に露出させた。
【００２２】アセトアルデヒド、メチルメルカプタン、アンモニア、トリメチルアミンの四大悪臭ガスに対する消臭試験を行った。
【００２３】（試料）
（実施例３）縦糸、横糸ともに、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を５重量％含有するポリエステル糸を１００％使用することによってフィルターを織り、このフィルターを苛性ソーダで４％減量加工したもの（300mm ×200mm6g) である。
【００２４】（実施例４）縦糸に、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を５重量％含有するポリエステル糸を１００％使用し、横糸に、前記酸化チタン粉末を５重量％含有するポリエステル糸を５０％、前記酸化チタン粉末を含有しないポリエステル糸を５０％使用してフィルターを織り、このフィルターを苛性ソーダで４％減量加工したもの（300mm ×200mm 6g) である。
【００２５】（実施例５）縦糸に、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を５重量％含有するポリエステル糸を１００％使用し、横糸に、前記酸化チタン粉末を含有しないポリエステル糸を１００％使用してフィルターを織り、このフィルターを苛性ソーダで４％減量加工したもの（300mm ×200mm 6g) である。
【００２６】（比較例１）酸化チタン粉末を含有しないポリプロピレン糸を縦糸、横糸にしてフィルターを織ったもの（300mm ×200mm 6g) である。
【００２７】（分析方法）分析方法としては、容量５Ｌのテフロン（登録商標）製テドラーバックに試料（実施例３〜５、比較例１）を入れて密封し、空気を１．６Ｌ入れた。そこへ対象ガス物質（液体）を適量注入し、対象ガス物質がすべて気化しテドラーバック内にほぼ均一に拡散するまで静置した。テドラーバック内の対象ガス濃度を時間をあけて２〜３回ガス検知管により測定し、濃度の時間変化が小さいことを確認した。ブラックライトにより約1.8mW/cm2 の紫外線を照射し、時間を置いて対象ガス濃度を何回か測定した。ただし、対象ガス物質の初期濃度は次の通りである。アセトアルデヒドは約２００ｐｐｍ、メチルメルカプタンは約４０ｐｐｍ、アンモニアは約２００ｐｐｍ、トリメチルアミンは約６０ｐｐｍである。
【００２８】アセトアルデヒドに対する消臭試験の結果は図５に、メチルメルカプタンに対する消臭試験の結果は図６に、アンモニアに対する消臭試験の結果は図７に、トリメチルアミンに対する消臭試験の結果は図８にそれぞれ示す。
【００２９】以上の消臭試験の結果から、実施例３〜５のフィルターはポリエステル糸の表面に、光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を露出しているため、アセトアルデヒド、メチルメルカプタン、アンモニア、トリメチルアミンの悪臭ガスを効果的に分解して消臭することを確認できた。
【００３０】
【発明の効果】本発明の合成繊維、及びこの合成繊維からなる布帛によれば、繊維表面に光触媒として不活性な多孔質膜で覆われた酸化チタン粉末を露出させているので、光を受けることにより消臭、殺菌、抗菌等の光触媒機能を発揮し、とくに空気や水の清浄化用フィルター等の環境浄化素材に好適に使用できる。本発明の合成繊維及び合成繊維布帛の製造方法によれば、そのような合成繊維や合成繊維布帛を簡単かつ能率よく製造することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２９５４２
【氏名又は名称】日本バイリーン株式会社
【識別番号】５９８１５１６４７
【氏名又は名称】株式会社アオキ企画
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| 【出願日】 |
平成１２年６月９日（２０００．６．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７２３３８
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 孝一 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３５５１１９（Ｐ２００１−３５５１１９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１７３５９７（Ｐ２０００−１７３５９７） |
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