(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022181224
(43)【公開日】2022-12-08
(54)【発明の名称】光触媒含有繊維
(51)【国際特許分類】
D01F 1/10 20060101AFI20221201BHJP
D01F 6/92 20060101ALI20221201BHJP
【ＦＩ】
D01F1/10
D01F6/92 301M
D01F6/92 303B
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021088029
(22)【出願日】2021-05-26
(71)【出願人】
【識別番号】521228260
【氏名又は名称】冨板 弘忠
(71)【出願人】
【識別番号】521228271
【氏名又は名称】冨板 弘一
(74)【代理人】
【識別番号】100185454
【弁理士】
【氏名又は名称】三雲 悟志
(74)【代理人】
【識別番号】100121337
【弁理士】
【氏名又は名称】藤河 恒生
(72)【発明者】
【氏名】冨板 弘忠
【テーマコード（参考）】
4L035
【Ｆターム（参考）】
4L035AA05
4L035BB31
4L035DD19
4L035EE07
4L035EE11
4L035FF01
4L035JJ05
4L035KK01
4L035KK05
(57)【要約】
【課題】可視光線の下で臭気を効果的に除去できる光触媒含有繊維を提供する。
【解決手段】光触媒含有繊維１０は繊維１２、酸化チタン粒子１４および酸化亜鉛粒子１６を含む。酸化チタン粒子１４および酸化亜鉛粒子１６の光触媒粒子は製造時に繊維１２の中に練り込まれている。酸化チタン粒子１４および酸化亜鉛粒子１６の平均粒子径が０．１～１．０ミクロンであり、酸化チタン粒子１４と酸化亜鉛粒子１６の合計重量に対する酸化チタン粒子１４の重量比が１０～４０％であり、酸化チタン粒子１４と酸化亜鉛粒子１６の合計重量が繊維重量に対して１～６％である。
【選択図】図１
【解決手段】光触媒含有繊維１０は繊維１２、酸化チタン粒子１４および酸化亜鉛粒子１６を含む。酸化チタン粒子１４および酸化亜鉛粒子１６の光触媒粒子は製造時に繊維１２の中に練り込まれている。酸化チタン粒子１４および酸化亜鉛粒子１６の平均粒子径が０．１～１．０ミクロンであり、酸化チタン粒子１４と酸化亜鉛粒子１６の合計重量に対する酸化チタン粒子１４の重量比が１０～４０％であり、酸化チタン粒子１４と酸化亜鉛粒子１６の合計重量が繊維重量に対して１～６％である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
繊維と、
前記繊維に含有される酸化チタン粒子と、
前記繊維に含有される酸化亜鉛粒子と、
を含み、
前記酸化チタン粒子および酸化亜鉛粒子の平均粒子径が０．１～１．０ミクロンであり、
前記酸化チタン粒子と酸化亜鉛粒子の合計重量に対する酸化チタン粒子の重量比が１０～４０％であり、
前記酸化チタン粒子と酸化亜鉛粒子の合計重量が繊維重量に対して１～６％である
光触媒含有繊維。
前記繊維に含有される酸化チタン粒子と、
前記繊維に含有される酸化亜鉛粒子と、
を含み、
前記酸化チタン粒子および酸化亜鉛粒子の平均粒子径が０．１～１．０ミクロンであり、
前記酸化チタン粒子と酸化亜鉛粒子の合計重量に対する酸化チタン粒子の重量比が１０～４０％であり、
前記酸化チタン粒子と酸化亜鉛粒子の合計重量が繊維重量に対して１～６％である
光触媒含有繊維。
【請求項2】
前記酸化チタン粒子の平均粒径をＡ、酸化亜鉛粒子の平均粒径をＢとした場合、Ｂ／Ａが０．５以下である請求項１の光触媒含有繊維。
【請求項3】
前記繊維が短繊維であり、太さが０．５～２．５ｄｔｅｘ、破断強度が２．０～５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度が３０～９０％である請求項１または２の光触媒含有繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光触媒含有繊維に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、家庭、学校、職場、病院およびスポーツシーンなど人間の活動領域全般において発生する臭気について関心が高まっている。そのため、生活環境に広く存在する悪臭であるアンモニア、酢酸、イソ吉草酸（３－メチルブタン酸）、ノネナール、ホルムアルデヒドおよびスカトールなどの臭気を軽減あるいは無臭化する機能が繊維製品に求められている。
【0003】
たとえば、下記特許文献１には可視光応答型の光触媒を塗布した消臭効果のある繊維製品が開示されている。可視光応答型の光触媒としてアナターゼ型とアモルファス結晶構造の酸化チタンを用いて結晶中に極少量のバナジウム他、遷移金属または異種元素を１種以上含有すれば小さなエネルギーで機能を発現することが特許文献１に記載されている。
【0004】
しかし、特許文献１は紫外線で反応することを説明しながら白熱灯を利用したりと、実際の効果に疑問のある部分がある。また、光触媒の粒子がコーティング剤に含まれることにより、コーティング剤が剥がれ落ちることで光触媒も剥がれ落ち、消臭機能もなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００４－２０９２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、可視光線の下で臭気を効果的に除去できる光触媒含有繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の光触媒含有繊維は、繊維と、前記繊維に含有される酸化チタン粒子と、前記繊維に含有される酸化亜鉛粒子と、を含み、前記酸化チタン粒子および酸化亜鉛粒子の平均粒子径が０．１～１．０ミクロンであり、前記酸化チタン粒子と酸化亜鉛粒子の合計重量に対する酸化チタン粒子の重量比が１０～４０％であり、前記酸化チタン粒子と酸化亜鉛粒子の合計重量が繊維重量に対して１～６％である。
【発明の効果】
【0008】
本発明によると種々の臭気、たとえば汗臭、靴下臭、加齢臭、タバコ臭、糞尿臭、食品集などの臭気を効率的に消臭することができる。本発明の光触媒含有繊維を用いて上記臭気を除去できる消臭機能を有する繊維製品を提供することができる。たとえば、衣料品、室内繊維製品、車内繊維製品、壁紙、パーティション、シーツ、布団カバーなどに用いて種々の臭気を除去することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の光触媒含有繊維の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の光触媒含有繊維について詳細に説明する。
【0011】
[構成]
本発明の光触媒含有繊維１０は繊維１２、酸化チタン粒子１４および酸化亜鉛粒子１６を含む（図１）。酸化チタン粒子１４および酸化亜鉛粒子１６の光触媒粒子は製造時に繊維１２の中に練り込まれている。従来技術のようにコーティング剤を使用していないため、光触媒粒子が剥がれ落ちて消臭機能がなくなることを防止できる。
本発明の光触媒含有繊維１０は繊維１２、酸化チタン粒子１４および酸化亜鉛粒子１６を含む（図１）。酸化チタン粒子１４および酸化亜鉛粒子１６の光触媒粒子は製造時に繊維１２の中に練り込まれている。従来技術のようにコーティング剤を使用していないため、光触媒粒子が剥がれ落ちて消臭機能がなくなることを防止できる。
【0012】
[繊維]
繊維１２はポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリトリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコールなどを少なくとも１つ含む繊維である。繊維１２はポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維が挙げられ、特にポリエステル繊維が好ましい。ポリエステル繊維の場合、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートまたはポリテトラメチレンテレフタレートの単独または複合である。複合の場合、芯鞘型、サイドバイサイド型、海島型のタイプがあり、いずれも本発明の繊維１２として有効である。芯鞘型の場合、鞘部に酸化チタン粒子１４および酸化亜鉛粒子１６を練り込むことが好ましい。サイドバイサイド型および海島型の場合、ポリマーに練り込んでもよい。
繊維１２はポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリトリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコールなどを少なくとも１つ含む繊維である。繊維１２はポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維が挙げられ、特にポリエステル繊維が好ましい。ポリエステル繊維の場合、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートまたはポリテトラメチレンテレフタレートの単独または複合である。複合の場合、芯鞘型、サイドバイサイド型、海島型のタイプがあり、いずれも本発明の繊維１２として有効である。芯鞘型の場合、鞘部に酸化チタン粒子１４および酸化亜鉛粒子１６を練り込むことが好ましい。サイドバイサイド型および海島型の場合、ポリマーに練り込んでもよい。
【0013】
光触媒粒子をポリエステル繊維に練り込むにあたっては、マスターバッチ方式と紡糸直前でエクストルーダーに注入する直接練り込み方式とのいずれもが適用できる。マスターバッチ方式ではマスターバッチのベースとなる樹脂は適宜選択することができる。繊維１２と同じポリエステルポリマーを用いてもよいし、組成や重合度が異なるポリエステルポリマーを用いることもできる。組成が異なるポリマーには第３成分を共重合したポリマー、光触媒粒子以外の無機物質を練り込んだポリマーなども含まれる。マスターバッチ方式の場合、繊維の紡糸にあたってマスターバッチのチップと繊維本体のチップを混合して溶融紡糸系統に供給される。
【0014】
繊維１２は長繊維と短繊維のいずれであってもよい。長繊維の場合、マルチフィラメントの製造が比較的容易であり、たとえば８４デシテックス７２フィラメントは細い繊維であり、表面に現れる光触媒粒子の面積が広くなり、消臭性能に有利である。
【0015】
短繊維は長繊維に比べて細い繊維を製造することが困難であるが、３８ｍｍなどにカットされることから、カット断面に現れる光触媒粒子が消臭に利用される。太さは、短繊維では０．５デシテックス以上２．５デシテックス以下が好ましく、より好ましくは１．０デシテックス以上２．０デシテックス以下である。０．５デシテックス未満では紡糸断糸が発生しやすい。２．５デシテックスを超えると同一重量当たりの繊維表面積が小さくなり消臭性能が出にくくなる。
【0016】
繊維１２の破断強度は２．０ｃN/dtex以上５．０ｃN/dtex以下である。繊維１２の破断伸度は３０％以上９０％以下であり、より好ましくは４０％以上８０％以下である。一般的にポリエステル短繊維の伸度は３０％程度より低めに調整されるので、本発明の短繊維は通常よりも大きな伸度を有する。伸度が大きいことは延伸倍率が低く、延伸による高分子鎖の配向をある程度抑制し、非晶部分を通常よりも大きくすることで光触媒と臭気ガスとの接触機会が多くなり、消臭効果が増進する。
【0017】
[光触媒粒子]
酸化チタン粒子１４は結晶形によりアナターゼ型とルチル型があるが、本発明はアナターゼ型を利用する。
酸化チタン粒子１４は結晶形によりアナターゼ型とルチル型があるが、本発明はアナターゼ型を利用する。
【0018】
酸化チタン粒子１４および酸化亜鉛粒子１６は無機物質を表面にコーティングしたものであってもよく、たとえばアパタイトまたはアルミナで表面をコーティングされてもよい。光触媒含有繊維１０が紫外線に照射される環境であれば、コーティングによってポリマー基質の劣化速度を遅くすることができる。紫外線が照射されない環境で光触媒含有繊維１０を使用するのであれば、コーティングが無くてもよい。
【0019】
酸化チタン粒子１４および酸化亜鉛粒子１６の平均粒径は０．１ミクロン以上、１．０ミクロン以下である。平均粒径は体積平均粒径である。たとえば平均粒径が０．２ミクロンであってもその累積粒径分布はＤ１０＝０．０９ミクロン、Ｄ５０＝０．１８ミクロン、Ｄ９０＝１．３６ミクロンのような分布となり、平均粒径よりも小さい粒子も大きい粒子も含む場合がある。
【0020】
一般的に光触媒の粒子は０．１ミクロン未満であるが、平均粒径が小さくなると製造コストが上昇したり、二次凝集が生じたりするため好ましくない。また、平均粒径が１．０ミクロンを超えると、同じ重量での表面積が小さくなり、消臭効果が小さくなるため好ましくない。さらに平均粒径が１．０ミクロンを超えると粗大粒子が多くなり、紡糸の際に紡糸フィルターでろ過されるが、短時間で紡糸フィルターの目詰まりが生じ、生産性が低下するため、好ましくない。
【0021】
酸化チタン粒子１４の平均粒径は０．１ミクロン以上１．０ミクロン以下、好ましくは０．４ミクロン以上１．０ミクロン以下である。酸化亜鉛粒子１６の平均粒径は０．１ミクロン以上０．８ミクロン以下、好ましくは０．１ミクロン以上０．５ミクロン以下である。そして、酸化亜鉛粒子１４の平均粒径１６は酸化チタン粒子の平均粒径よりも相対的に小さい方が好ましい。
【0022】
さらに、酸化チタン粒子１４の平均粒径をＡ、酸化亜鉛粒子１６の平均粒径をＢとした場合、Ｂ／Ａは０．５以下であることが好ましい。酸化亜鉛粒子１６の平均粒径は酸化チタン粒子１４の平均粒径の１／２以下であることが好ましい。平均粒径の異なる酸化チタン粒子１４と酸化亜鉛粒子１６が共存することで、入射光を直ちに反射させて系外に出すのではなく、複雑な粒子構造の中に長時間閉じ込めることができ、光触媒粒子が可視光線によって励起されることが考えられる。
【0023】
酸化チタン粒子１４と酸化亜鉛粒子１６の合計重量に占める酸化チタン粒子１４の重量比は１０％以上４０％以下であり、好ましくは１０％以上３３％以下である。
【0024】
酸化チタン粒子１４と酸化亜鉛粒子１６の繊維１２への練り込み量は、繊維１２に対して１．０重量％以上６．０重量％未満であり、好ましくは２．５重量％以上５．０重量％未満である。１．０重量％より小さいと消臭効果が小さく、６．０重量％以上であると繊維１２、たとえばポリエステル繊維の溶融紡糸工程で糸切れが頻発するため好ましくない。
【0025】
[その他の材料]
本発明は、光触媒効果を有しない金属酸化物、ガラス状物質が繊維１２に含有されてもよい。それらの物質が繊維１２に含有されることで、光触媒粒子の分散性が良くなる場合がある。この理由は、光触媒の見かけの表面積が増大するためと考えられる。
本発明は、光触媒効果を有しない金属酸化物、ガラス状物質が繊維１２に含有されてもよい。それらの物質が繊維１２に含有されることで、光触媒粒子の分散性が良くなる場合がある。この理由は、光触媒の見かけの表面積が増大するためと考えられる。
【0026】
[光触媒含有繊維を利用した繊維製品]
光触媒含有繊維１０を複数用いて糸にし、その糸は織物、編み物、不織布、その他の繊維製品に用いられる。光触媒含有繊維１２の消臭機能はアンモニア、酢酸、イソ吉草酸、ホルムアルデヒド、硫化水素ノネナール、生乾き臭などの臭気に対して優れた消臭性を示すので、様々な用途に使用することができる。たとえば、本発明の光触媒含有繊維は、肌着、スポーツウェア、作業服、シーツおよび枕カバーなどの寝具、カーテン、壁紙などの家庭用繊維製品、病院や介護施設で使用される各種繊維製品をはじめとして、種々の商品で使用される繊維に利用できる。
光触媒含有繊維１０を複数用いて糸にし、その糸は織物、編み物、不織布、その他の繊維製品に用いられる。光触媒含有繊維１２の消臭機能はアンモニア、酢酸、イソ吉草酸、ホルムアルデヒド、硫化水素ノネナール、生乾き臭などの臭気に対して優れた消臭性を示すので、様々な用途に使用することができる。たとえば、本発明の光触媒含有繊維は、肌着、スポーツウェア、作業服、シーツおよび枕カバーなどの寝具、カーテン、壁紙などの家庭用繊維製品、病院や介護施設で使用される各種繊維製品をはじめとして、種々の商品で使用される繊維に利用できる。
【0027】
織物および編み物では染色仕上げ工程を経るが、本発明の光触媒含有繊維１０は繊維１２の中に光触媒粒子を練り込んでおり、２００℃前後の乾熱ヒートセットおよび１３０～１３５℃での高圧染色とそれに続くアルカリ還元洗浄を経ても消臭機能を発揮する。光触媒粒子の練り込み量が比較的少量であるため、繊維１２の染色に悪影響を及ぼしにくい。
【0028】
光触媒含有繊維１０を用いた繊維製品における混用比率は通常１０～４０％であるが、光触媒粒子の練り込み量の多寡によって混用比率が変えられてもよい。この混用比率は繊維製品の使用用途によって適宜変更されてもよい。たとえば、光触媒粒子を２．２％混入したポリエステルステープルファイバーが２０％、光触媒粒子を混入していないポリエステルステープルファイバーが８０％から成る綿番手３２番のリング紡績糸を用いた２８ゲージの丸編み天竺はスポーツシャツとして好適であり、消臭機能も優れる。このシャツにおける本発明の光触媒含有繊維１０の混用比率は２０％である。
【0029】
同様に、縦糸に光触媒粒子を混入していないポリエステルフィラメント84dtex48filamentを用い、横糸に光触媒粒子を２．５％混入したポリエステルフィラメント84dtex72filamentを用いたタフタ（平織）は、病院施設等のパーティションとして使用すれば病室における優れた消臭機能を提供できる。この場合、本発明の光触媒含有繊維１０の混用比率は４０％である。
【0030】
なお、本発明の光触媒含有繊維１０を単繊維として種々の布帛などに使用してもよい。
【0031】
[製造方法]
次に光触媒含有繊維１０およびその繊維１０を使用した糸の製造方法について説明する。（１）チップ状になった繊維１２の原材料を溶融装置で熱溶融させる。（２）溶融された繊維１２の原材料に上述した光触媒粒子を混入させる。本工程は（１）の原材料を溶融装置に入れる前に、原材料に光触媒粒子を混入させてもよい。（３）溶融されて光触媒粒子が混入された材料を紡糸装置に入れ、その入れられた材料を紡糸装置の小孔から押し出して光触媒含有繊維にする。
次に光触媒含有繊維１０およびその繊維１０を使用した糸の製造方法について説明する。（１）チップ状になった繊維１２の原材料を溶融装置で熱溶融させる。（２）溶融された繊維１２の原材料に上述した光触媒粒子を混入させる。本工程は（１）の原材料を溶融装置に入れる前に、原材料に光触媒粒子を混入させてもよい。（３）溶融されて光触媒粒子が混入された材料を紡糸装置に入れ、その入れられた材料を紡糸装置の小孔から押し出して光触媒含有繊維にする。
【0032】
その後、光触媒含有繊維１０を用いてステープルにする場合、複数の光触媒含有繊維１０をまとめ、複数のローラで延伸させ、捲縮装置で捲縮し、最後に切断装置で切断する。また、フィラメントにする場合、光触媒含有繊維１０を延伸し、巻き取る。
【0033】
なお、上記製造方法は溶融紡糸であるが、湿式紡糸または乾式紡糸で製造されてもよい。
【0034】
[実施例]
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は説明する実施例に限定されるものではない。各実施例の光触媒含有繊維はポリエステル繊維に光触媒を含有させたものである。比較のために酸化チタン粒子又は酸化亜鉛粒子のいずれかのみを含有したポリエステル繊維を製造した。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は説明する実施例に限定されるものではない。各実施例の光触媒含有繊維はポリエステル繊維に光触媒を含有させたものである。比較のために酸化チタン粒子又は酸化亜鉛粒子のいずれかのみを含有したポリエステル繊維を製造した。
【0035】
[実施例１]
酸化チタン粒子は、アナターゼ型であり、累積粒度分布Ｄ１０、Ｄ５０およびＤ９０の粒子径がそれぞれ０．３２５ミクロン、０．５０４ミクロン、４．１２１ミクロンであり、体積平均粒径が０．８９４ミクロンであった。酸化亜鉛粒子は、累積粒度分布Ｄ１０、Ｄ５０およびＤ９０の粒子径がそれぞれ０．０９３ミクロン、０．１７７ミクロン、０．６７６ミクロンであり、体積平均粒径が０．２０５ミクロンであった。酸化チタン粒子と酸化亜鉛粒子の重量比を２５対７５の割合で混合した粉体を直接紡糸直前のエクストルーダーに添加した。紡糸ポリマーに混合された光触媒粒子は２．２５重量％であった。通常の紡糸、延伸、カットによってポリエステルステープルのファイバーを製造した。そのファイバーの太さは１．６７デシテックス、カット長は３８ｍｍ、破断強度は３．７ｇ／ｄｔｅｘ、破断伸度は４６％、断面は円形であった。
酸化チタン粒子は、アナターゼ型であり、累積粒度分布Ｄ１０、Ｄ５０およびＤ９０の粒子径がそれぞれ０．３２５ミクロン、０．５０４ミクロン、４．１２１ミクロンであり、体積平均粒径が０．８９４ミクロンであった。酸化亜鉛粒子は、累積粒度分布Ｄ１０、Ｄ５０およびＤ９０の粒子径がそれぞれ０．０９３ミクロン、０．１７７ミクロン、０．６７６ミクロンであり、体積平均粒径が０．２０５ミクロンであった。酸化チタン粒子と酸化亜鉛粒子の重量比を２５対７５の割合で混合した粉体を直接紡糸直前のエクストルーダーに添加した。紡糸ポリマーに混合された光触媒粒子は２．２５重量％であった。通常の紡糸、延伸、カットによってポリエステルステープルのファイバーを製造した。そのファイバーの太さは１．６７デシテックス、カット長は３８ｍｍ、破断強度は３．７ｇ／ｄｔｅｘ、破断伸度は４６％、断面は円形であった。
【0036】
[実施例２]
実施例１で使用した体積平均粒径０．８９４ミクロンのアナターゼ型の酸化チタン粒子と体積平均粒径０．２０５ミクロンの酸化亜鉛粒子を使用した。酸化チタン粒子と酸化亜鉛粒子の重量比３５対６５の割合で混合した粉体を直接紡糸直前のエクストルーダーに添加した。紡糸ポリマーに混合された光触媒粒子は２．２５重量％であった。通常の紡糸、延伸、カットによってポリエステルステープルのファイバーを製造した。そのファイバーの太さは１．６７デシテックス、カット長は３８ｍｍ、破断強度は３．５ｇ／ｄｔｅｘ、破断伸度は４２％、断面は円形であった。
実施例１で使用した体積平均粒径０．８９４ミクロンのアナターゼ型の酸化チタン粒子と体積平均粒径０．２０５ミクロンの酸化亜鉛粒子を使用した。酸化チタン粒子と酸化亜鉛粒子の重量比３５対６５の割合で混合した粉体を直接紡糸直前のエクストルーダーに添加した。紡糸ポリマーに混合された光触媒粒子は２．２５重量％であった。通常の紡糸、延伸、カットによってポリエステルステープルのファイバーを製造した。そのファイバーの太さは１．６７デシテックス、カット長は３８ｍｍ、破断強度は３．５ｇ／ｄｔｅｘ、破断伸度は４２％、断面は円形であった。
【0037】
[実施例３]
体積平均粒径０．６７０ミクロンのアナターゼ型の酸化チタン粒子と体積平均粒径０．２５５ミクロンの酸化亜鉛粒子を重量比３０対７０の割合で混合した。その混合した粉体を固有粘度[η]＝０．５２のポリエチレンテレフタレートチップと混合し、さらにエクストルーダーに添加し、光触媒粒子が２０重量％含有するマスターバッチを作成した。このマスターバッチ１５部と固有粘度[η]＝０．５８のポリエチレンテレフタレートチップ８５部とをポリエステル長繊維紡糸装置のエクストルーダーに導き、３５００ｍ／ｍｉｎで丸断面のポリエステル長繊維ＰＯＹを紡糸し、その後延伸と仮撚りを施して８４デシテックス４８フィラメントの２ヒーター仮撚り加工糸を製造した。
体積平均粒径０．６７０ミクロンのアナターゼ型の酸化チタン粒子と体積平均粒径０．２５５ミクロンの酸化亜鉛粒子を重量比３０対７０の割合で混合した。その混合した粉体を固有粘度[η]＝０．５２のポリエチレンテレフタレートチップと混合し、さらにエクストルーダーに添加し、光触媒粒子が２０重量％含有するマスターバッチを作成した。このマスターバッチ１５部と固有粘度[η]＝０．５８のポリエチレンテレフタレートチップ８５部とをポリエステル長繊維紡糸装置のエクストルーダーに導き、３５００ｍ／ｍｉｎで丸断面のポリエステル長繊維ＰＯＹを紡糸し、その後延伸と仮撚りを施して８４デシテックス４８フィラメントの２ヒーター仮撚り加工糸を製造した。
【0038】
[比較例１]
実施例１で使用した体積平均粒径０．８９４ミクロンのアナターゼ型の酸化チタン粒子を使用した。その酸化チタン粒子を直接紡糸直前のエクストルーダーに添加した。紡糸ポリマーに対する酸化チタン粒子は２．２５重量％であった。通常の紡糸、延伸およびカットによってポリエステルステープルのファイバーを製造した。そのファイバーの太さは１．６７デシテックス、カット長は３８ｍｍ、破断強度は４．０ｇ／ｄｔｅｘ、破断伸度は４０％、断面は円形であった。
実施例１で使用した体積平均粒径０．８９４ミクロンのアナターゼ型の酸化チタン粒子を使用した。その酸化チタン粒子を直接紡糸直前のエクストルーダーに添加した。紡糸ポリマーに対する酸化チタン粒子は２．２５重量％であった。通常の紡糸、延伸およびカットによってポリエステルステープルのファイバーを製造した。そのファイバーの太さは１．６７デシテックス、カット長は３８ｍｍ、破断強度は４．０ｇ／ｄｔｅｘ、破断伸度は４０％、断面は円形であった。
【0039】
[比較例２]
実施例１で使用した体積平均粒径０．２０５ミクロンの酸化亜鉛粒子を使用した。その酸化亜鉛粒子を直接紡糸直前のエクストルーダーに添加した。紡糸ポリマーに対する酸化亜鉛粒子は２．２５重量％であった。通常の紡糸、延伸およびカットによってポリエステルステープルのファイバーを製造した。そのファイバーの太さは１．６７デシテックス、カット長は３８ｍｍ、破断強度は４．８ｇ／ｄｔｅｘ、破断伸度は４８％、断面は円形であった。
実施例１で使用した体積平均粒径０．２０５ミクロンの酸化亜鉛粒子を使用した。その酸化亜鉛粒子を直接紡糸直前のエクストルーダーに添加した。紡糸ポリマーに対する酸化亜鉛粒子は２．２５重量％であった。通常の紡糸、延伸およびカットによってポリエステルステープルのファイバーを製造した。そのファイバーの太さは１．６７デシテックス、カット長は３８ｍｍ、破断強度は４．８ｇ／ｄｔｅｘ、破断伸度は４８％、断面は円形であった。
【0040】
上記実施例および比較例で製造したファイバーに対して下記の条件で消臭性能評価を行った。
【0041】
[試料の調整]
上記実施例および比較例の試料の消臭性能を測定する前に、蒸留水中にノニオン界面活性剤１ｇ／ｌを含む溶液を使用し、溶液１リットルに対して試料５グラム、９０℃、２０分ビーカー中で撹拌した。その後、蒸留水による６０℃、２０分の湯洗いを２回実施し、脱水後に自然乾燥し、２０℃６５％ＨＲの環境で２４時間以上かけて恒量になるようにした。
上記実施例および比較例の試料の消臭性能を測定する前に、蒸留水中にノニオン界面活性剤１ｇ／ｌを含む溶液を使用し、溶液１リットルに対して試料５グラム、９０℃、２０分ビーカー中で撹拌した。その後、蒸留水による６０℃、２０分の湯洗いを２回実施し、脱水後に自然乾燥し、２０℃６５％ＨＲの環境で２４時間以上かけて恒量になるようにした。
【0042】
[測定環境]
消臭性能を測定する部屋は暗室を利用した。暗室に備えられたランプは青色、緑色およびピンク色の波長の光を発光する各可視光線のランプと紫外線のランプであった。各ランプは下記のランプを使用した。いずれかのランプを点灯させるか、またはすべてのランプを消灯させて測定した。ランプと試料との距離は５ｃｍ、暗室の気温は２０℃、６５ＲＨ％であった。
紫外線ランプ：ＦＬ１５ＢＬ（１５Ｗ、ＮＥＣ社製）
可視光青色ランプ：ＦＬ２０ＳＢ（２０Ｗ、ＮＥＣ社製）
可視光緑色ランプ：ＦＬ２０Ｇ（２０Ｗ、ＮＥＣ社製）
可視光ピンク色ランプ：ＦＬ２０ＳＰＫ（２０Ｗ、ＮＥＣ社製）
消臭性能を測定する部屋は暗室を利用した。暗室に備えられたランプは青色、緑色およびピンク色の波長の光を発光する各可視光線のランプと紫外線のランプであった。各ランプは下記のランプを使用した。いずれかのランプを点灯させるか、またはすべてのランプを消灯させて測定した。ランプと試料との距離は５ｃｍ、暗室の気温は２０℃、６５ＲＨ％であった。
紫外線ランプ：ＦＬ１５ＢＬ（１５Ｗ、ＮＥＣ社製）
可視光青色ランプ：ＦＬ２０ＳＢ（２０Ｗ、ＮＥＣ社製）
可視光緑色ランプ：ＦＬ２０Ｇ（２０Ｗ、ＮＥＣ社製）
可視光ピンク色ランプ：ＦＬ２０ＳＰＫ（２０Ｗ、ＮＥＣ社製）
【0043】
[測定]
３００ｍｌパイレックス(登録商標)三角フラスコに試料を入れ、臭気ガスを基準濃度注入し、密閉した。ガス注入２時間後、６時間後にフラスコ内からガスを採取し、ガスの種類に応じた検知装置（検知管）でガスの濃度を測定した。測定回数は３回であり、平均値をとった。各実施例および比較例の試料の糸は０．３ｇであり、下記のガスを利用した。
アンモニア臭：１．４％アンモニア水溶液 ５μｌ
ホルマリン臭：３．７％ホルムアルデヒド水溶液 ５μｌ
イソ吉草酸臭：１０％イソ吉草酸水溶液 ５μｌ
３００ｍｌパイレックス(登録商標)三角フラスコに試料を入れ、臭気ガスを基準濃度注入し、密閉した。ガス注入２時間後、６時間後にフラスコ内からガスを採取し、ガスの種類に応じた検知装置（検知管）でガスの濃度を測定した。測定回数は３回であり、平均値をとった。各実施例および比較例の試料の糸は０．３ｇであり、下記のガスを利用した。
アンモニア臭：１．４％アンモニア水溶液 ５μｌ
ホルマリン臭：３．７％ホルムアルデヒド水溶液 ５μｌ
イソ吉草酸臭：１０％イソ吉草酸水溶液 ５μｌ
【0044】
[ブランク試験]
２６℃、６５ＲＨ％の暗室内で３００ｍｌパイレックス(登録商標)三角フラスコに試料を入れ、臭気ガスを基準濃度注入しておこなう試験をブランク試験とした。
２６℃、６５ＲＨ％の暗室内で３００ｍｌパイレックス(登録商標)三角フラスコに試料を入れ、臭気ガスを基準濃度注入しておこなう試験をブランク試験とした。
【0045】
[消臭率]
各時間経過後にブランク試験において残存するガス濃度に対して紫外線、可視光線を照射した試験体が減じた量を百分率で表現した。たとえば、ブランクのガス濃度が８０ｐｐｍ、紫外線照射試料のガス濃度が１０ｐｐｍであれば消臭率は（（８０－１０）／８０）×１００＝８７．５％である。
各時間経過後にブランク試験において残存するガス濃度に対して紫外線、可視光線を照射した試験体が減じた量を百分率で表現した。たとえば、ブランクのガス濃度が８０ｐｐｍ、紫外線照射試料のガス濃度が１０ｐｐｍであれば消臭率は（（８０－１０）／８０）×１００＝８７．５％である。
【0046】
[消臭性能判断]
以下の表に示す消臭性について、消臭率７０％以上を「良好」として記号「〇」で示し、消臭率７０％未満６０％以上を「消臭性あり」として記号「△」で示す。消臭率６０％に満たない場合を「消臭性なし」と判断して記号「×」で示す。
以下の表に示す消臭性について、消臭率７０％以上を「良好」として記号「〇」で示し、消臭率７０％未満６０％以上を「消臭性あり」として記号「△」で示す。消臭率６０％に満たない場合を「消臭性なし」と判断して記号「×」で示す。
【0047】
[アンモニアの消臭性]
実施例１と比較例１の繊維について、各光を照射した場合のアンモニアの消臭性を表１に示す。比較例１は紫外線下で限定的な消臭性しかなく、可視光線に対しては消臭性を示さなかった。一方、酸化チタン粒子と酸化亜鉛粒子を含有した本発明の実施例１はいずれの場合も比較例１よりも消臭性能が向上していた。
実施例１と比較例１の繊維について、各光を照射した場合のアンモニアの消臭性を表１に示す。比較例１は紫外線下で限定的な消臭性しかなく、可視光線に対しては消臭性を示さなかった。一方、酸化チタン粒子と酸化亜鉛粒子を含有した本発明の実施例１はいずれの場合も比較例１よりも消臭性能が向上していた。
【0048】
【表1】
【0049】
[ホルムアルデヒドの消臭性]
実施例１、実施例２、比較例１および比較例２のホルムアルデヒドに対する消臭性能を表２に示す。比較例１と比較例２では紫外線下で限定的な消臭性があったものの、可視光線下では消臭性を示さなかった。一方、実施例１と実施例２は、２時間後に一定の消臭性を示し、６時間後であればいずれの波長であっても消臭性を示した。また、実施例１と実施例２の２時間後の消臭率は実施例１が実施例２よりも消臭性が良く、実施例１が実施例２よりも短時間で消臭性を示すことがわかった。酸化チタン粒子と酸化亜鉛粒子の混合比率によって消臭性が異なり、実施例１の混合比率（２５対７５）の方が実施例２の混合比率（３５対６５）よりも良いことがわかった。
実施例１、実施例２、比較例１および比較例２のホルムアルデヒドに対する消臭性能を表２に示す。比較例１と比較例２では紫外線下で限定的な消臭性があったものの、可視光線下では消臭性を示さなかった。一方、実施例１と実施例２は、２時間後に一定の消臭性を示し、６時間後であればいずれの波長であっても消臭性を示した。また、実施例１と実施例２の２時間後の消臭率は実施例１が実施例２よりも消臭性が良く、実施例１が実施例２よりも短時間で消臭性を示すことがわかった。酸化チタン粒子と酸化亜鉛粒子の混合比率によって消臭性が異なり、実施例１の混合比率（２５対７５）の方が実施例２の混合比率（３５対６５）よりも良いことがわかった。
【0050】
【表2】
【0051】
[イソ吉草酸の消臭性]
実施例２と比較例２のイソ吉草酸に対する消臭性を表３に示す。比較例２は紫外線に対して消臭性を発揮するが、可視光線に対して消臭性を発揮しないことが分かった。一方、実施例２は紫外線と可視光線に対して消臭性を発揮することがわかった。
実施例２と比較例２のイソ吉草酸に対する消臭性を表３に示す。比較例２は紫外線に対して消臭性を発揮するが、可視光線に対して消臭性を発揮しないことが分かった。一方、実施例２は紫外線と可視光線に対して消臭性を発揮することがわかった。
【0052】
【表3】
【0053】
[ポリエステル長繊維の消臭性]
実施例３のポリエステル長繊維の消臭性を表４に示す。数字は消臭率（％）である。実施例３はマスターバッチ方式であり、上述した２種類の光触媒粒子を３．０％混入したポリエステル長繊維加工糸である。紫外線のみならず可視光線下でも優れた消臭性を有していることがわかった。
実施例３のポリエステル長繊維の消臭性を表４に示す。数字は消臭率（％）である。実施例３はマスターバッチ方式であり、上述した２種類の光触媒粒子を３．０％混入したポリエステル長繊維加工糸である。紫外線のみならず可視光線下でも優れた消臭性を有していることがわかった。
【0054】
【表4】
【0055】
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【符号の説明】
【0056】
１０：光触媒含有繊維
１２：繊維
１４：酸化チタン粒子
１６：酸化亜鉛粒子
１２：繊維
１４：酸化チタン粒子
１６：酸化亜鉛粒子
【図1】