纖維類用處理劑和纖維類的製作方法
2023-05-11 17:08:21
專利名稱：纖維類用處理劑和纖維類的製作方法
技術領域：
本發明涉及含有殼聚糖鋯鹽的纖維類用處理劑和通過離子結合殼聚糖使質量得到改良的纖維類。
然而，用這樣的方法存在著從制絲到加工成纖維製品費時過長，與市場的需求不相適應的問題。另外，即使僅從品質來講，中空纖維的場合，具有所說的彎曲性能差而彎折的缺點，使樹脂附著在天然纖維上將陶瓷固著的場合，即使有保溫性，但手感也變硬，在設計性方面存在問題。
最近，甲殼質的脫醯基化物的殼聚糖受到人們的注意，期待通過在纖維中含有它來賦予抗菌性和提高手感。以往，作為把殼聚糖固定於纖維中的技術已經知道的有如下2種。
其一是把殼聚糖混入纖維內部的方法，由此抑制了殼聚糖的脫落。但是，這個方法在技術上對棉花等天然纖維不能適用，是以聚酯或人造絲等特定纖維為對象。而且，由於這種混入的方法把殼聚糖混入纖維內部，因而在纖維的表面部分沒有太多的殼聚糖露出，因此幾乎不能期待具有抗菌性的效果。
再一個是低溫熱處理的方法，認為其目的是通過用殼聚糖簡單地低溫熱處理纖維，使其固定於纖維表面，對於天然纖維也可以適用。但是，由於僅簡單在低溫下把殼聚糖固定，因而存在經4～5次的洗滌就會脫落的缺點。通常，衣服，例如以內衣為對象的場合，如果最低不能耐洗50次以上就沒有實用性。
如上所述，儘管從殼聚糖便宜、抗菌效果來看，期待在纖維中的利用，但是，實際情況是迄今還沒有開發出實用性高的固定技術。
本發明者為了解決上述問題而進行了悉心研究，結果完成了本發明。
即，本發明是1)一種纖維類用處理劑，用鋯鹽離子結合殼聚糖而成；2)上述1)所述的纖維類用處理劑，賦予了纖維類抗菌性；3)上述1)所述的纖維類用處理劑，賦予了纖維類保溫性；4)一種纖維類，其特徵在於，是與用殼聚糖鋯鹽處理的殼聚糖離子結合的纖維類；5)上述4)所述的纖維類，被賦予了抗菌性；和6)上述4)所述的纖維類，被賦予了保溫性。
本發明的纖維類用處理劑的特徵在於，它是用鋯鹽離子結合(交聯)殼聚糖而成，通過用它處理纖維類使殼聚糖與纖維離子結合成為可能。
本發明的纖維類具有與水等液體接觸時不立刻吸收而與水蒸汽接觸時立刻吸收並發熱的特性。由此，作為衣料利用時，吸收液體汗的程度小，另一方面，吸收從皮膚表面揮發的水蒸汽的能力高，據此認為由於發熱而使保溫性變得優良。也就是說，通常衣料的場合，液體汗弄溼了衣料，該液體汗氣化時吸收大量的熱，因而保溫性變差，與此相對，本發明改善了這一點，而且效果長期維持。
本發明的纖維類用處理劑是用鋯鹽離子結合(交聯)殼聚糖的物質，該物質通過用酸把殼聚糖溶解，然後加入水溶性鋯鹽製得。
在用酸把殼聚糖溶解時，可以例如使殼聚糖為2～10％、酸濃度為3～8％，餘下的為水，進行適當攪拌，但這些濃度可以根據酸的種類或希望的殼聚糖濃度適當選擇。作為酸，並沒有特別的限制，一般優選有機酸，例如乙酸、甲酸、枸櫞酸或蘋果酸等。另一方面，鋯鹽用溫水溶解為1～10％的溶液。
把上述殼聚糖溶液和鋯水溶液按1∶99～99∶1的任意重量比混合，將溫度上升至50～80℃，使之反應約10～120分鐘，從而得到殼聚糖鋯鹽。此時，殼聚糖多為低聚糖狀態。本發明中，使用上述殼聚糖鋯鹽作為纖維類用處理劑。
其次，本發明所述纖維類包括所有使用絲狀纖維、原絲、纖維的加工製品或半加工製品等。可以是天然纖維(例如棉花、羊毛、絹、麻等)、合成纖維(例如尼龍、聚酯、丙烯酸、人造絲等)或它們的混紡物等任何纖維原材料。
通過把纖維類在前述殼聚糖鋯鹽的水溶液中於酸性(通常pH為3～5)條件、20～60℃左右的溫度下浸漬約10以上的處理方法，可以使殼聚糖與纖維類離子結合。把經此處理過的纖維類按通常方法進行脫水、乾燥。
推測本發明的作用、原理如下所述。
即，在本發明中，殼聚糖為基材，使它與鋯鹽離子結合。鋯是結合部位有8個的八配位離子，其中的1至3個與殼聚糖離子結合，餘下的3個與纖維結合。在餘下的部分與水分子結合時，引起發熱反應。在殼聚糖吸收水分子時，由於存在總會發生的可逆反應，因而鋯離子完全沒有變化地作為催化劑，進行水分子的接收，此時引起發熱反應。這一直持續到殼聚糖的陽離子基團完全吸收水分子為止。而且，如果再次乾燥，發生相同的現象。由於這種原理促進了纖維的保溫性。
實施例1
調製由殼聚糖5重量％、乙酸5重量％、水90重量％構成的殼聚糖溶解液。另一方面，用溫水把乙酸鋯溶解，調製5重量％的溶液。把50重量份該殼聚糖溶解液和50重量份乙酸鋯溶液混合，在60℃下反應60分鐘，得到殼聚糖低聚糖鋯鹽。
實施例2用加入10重量％的實施例1得到的殼聚糖低聚糖鋯鹽對羊毛絲進行處理。此時的處理條件是，浴比1∶20(重量比)、50℃、60分鐘、用乙酸0.2g/L把pH調整為3～4。處理後，脫水，在100℃下乾燥30分鐘。
試驗例1分別使用由實施例2得到的羊毛絲20g、未處理的羊毛20g，在同樣的條件下製作織物，作為供試驗用布。在氣溫18℃、溼度40％RH(相對溼度)的環境下，向各個織物滴加水滴1ml。此時，測定水滴相對於各種織物的沉降速度。這裡所說的沉降速度是指水滴被完全吸入到織物內部所需的時間。其測定結果如表1所示。表1
該結果表示用殼聚糖低聚糖鋯鹽處理的羊毛吸收水的時間與未處理的羊毛相比，非常慢。利用進行了本處理的羊毛作為衣料時，其吸收液體汗的程度低，由此可以防止因汗氣化時吸收大量的熱導致的保溫性下降。
試驗例2按照試驗例1，準備將本發明處理了的羊毛20g和未處理的羊毛20g在相同條件下製成織物的供試驗用布。在相同條件下向各種布噴蒸汽。蒸汽的條件是使用家用蒸汽熨鬥(Nasiunar制)，在開始噴出蒸汽10秒後確認蒸汽的噴出已經穩定，在各種供試驗用布上方距離15cm處各噴蒸汽30秒。接著，把各布摺疊起來放進200ml的燒杯中，在其正中間插入酒精溫度計，測定溫度變化。此時環境的條件為氣溫18℃、溼度40％RH(相對溼度)。其溫度變化的測定結果如表2所示。
表2 (℃)
此結果確認了本發明的處理品通過吸收水蒸汽而發熱。這表示進行了本發明處理的羊毛吸收水蒸汽的能力高，並由此發熱，即保溫性好。
試驗例3把試驗例1得到的羊毛制的各供試驗用布分別反覆進行10次乾洗，然後進行前述沉降速度和蒸汽的發熱試驗。其結果分別如表3和表4所示。
表3
表4 (℃)
上述表3和表4的結果表明，本發明的處理品在反覆經過多次洗滌後仍維持保溫性，耐久性高。工業實用性採用本發明，可以不管纖維原料的種類，以絲狀纖維、原絲、纖維製品等所有纖維類為適用對象。其加工方法通過短時間的處理容易進行，也不發生纖維類強度的降低。
另外，通過本發明離子結合了殼聚糖的纖維類，殼聚糖在纖維表面上普遍形成了被膜，長期維持保溫性、抗菌性，例如即使反覆洗滌50次以上，也能發揮抗菌效果。進行了這樣處理的纖維類，例如衣料，殼聚糖吸附了與汗一起從體內滲出的重金屬或汙染物質，由於殼聚糖的保溫性使其有潤溼的手感。這樣由於吸附、除去重金屬或汙染物質，因而保持皮膚清潔，在衛生方面也有效。
權利要求
1.一種纖維類用處理劑，用鋯鹽離子結合殼聚糖而成。
2.如權利要求1所述的纖維類用處理劑，賦予了纖維類抗菌性。
3.如權利要求1所述的纖維類用處理劑，賦予了纖維類保溫性。
4.一種纖維類，其特徵在於，是與用殼聚糖鋯鹽處理的殼聚糖離子結合的纖維類。
5.如權利要求4所述的纖維類，被賦予了抗菌性。
6.如權利要求4所述的纖維類，被賦予了保溫性。
全文摘要
本發明提供含有用鋯鹽離子結合殼聚糖而成的殼聚糖鋯鹽的纖維處理劑,通過用該處理劑處理纖維類可以使殼聚糖與纖維離子結合。該處理過的纖維類的殼聚糖固定力高,並良好地被賦予了抗菌性和保溫性,而且該效果即使反覆洗滌仍能長期維持。
文檔編號D06M16/00GK1390271SQ00815479
公開日2003年1月8日 申請日期2000年10月2日 優先權日1999年11月11日
發明者森竹典 申請人:森敏株式會社