特表 2024-537954 繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-18

(54)【発明の名称】繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法

(51)【国際特許分類】

   D01F 2/06 20060101AFI20241010BHJP

   D01F 6/60 20060101ALI20241010BHJP

   D01F 6/62 20060101ALI20241010BHJP

【ＦＩ】

D01F2/06 Z

D01F6/60 311Z

D01F6/62 302Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023572660

(86)(22)【出願日】2022-10-09

(85)【翻訳文提出日】2023-11-21

(86)【国際出願番号】 CN2022123963

(87)【国際公開番号】W WO2024065863

(87)【国際公開日】2024-04-04

(31)【優先権主張番号】202211217105.3

(32)【優先日】2022-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520409833

【氏名又は名称】青島邦特生態紡織科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＱＩＮＧＤＡＯ ＢＡＮＧＴＥ ＥＣＯＬＯＧＩＣＡＬ ＴＥＸＴＩＬＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】Ｒｏｏｍ ７１５，Ｐｏｌｙ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｎｏ．８ Ｑｉｎｇｄａ ｓａｎ Ｒｏａｄ，Ｌａｏｓｈａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｑｉｎｇｄａｏ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100146374

【弁理士】

【氏名又は名称】有馬 百子

(72)【発明者】

【氏名】山 伝雷

(72)【発明者】

【氏名】姜 明亮

(72)【発明者】

【氏名】劉 殷

(72)【発明者】

【氏名】楊 金宇

【テーマコード（参考）】

4L035

【Ｆターム（参考）】

4L035EE08

4L035EE11

4L035EE13

4L035JJ05

4L035JJ14

4L035JJ18

4L035JJ26

4L035KK10

(57)【要約】

本発明は、繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法であって、改質植物源粉末の作製ステップと、改質ナノシリカの作製ステップと、改質高分子マトリックスの作製ステップと、改質共同混合ステップとを備える繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法を提供する。改質された高分子マトリックスと改質植物源粉末との間には、分子間力がより強くなる。その結果、ポリブチレンサクシネートにおける植物源粉末中の活性物質の付着力が強化され、複合材料の作製や紡糸過程中の損失が減少される一方、複合材料の熱安定性及び耐酸・アルカリ性がある程度に向上される。その結果、作製された複合材料は、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、スパンデックス、リヨセル、モダール、アセテート繊維、ビスコース繊維、キュプラ繊維などの複数種類の繊維の紡糸工程に適用可能である。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法であって、
改質植物源粉末の作製ステップと、改質ナノシリカの作製ステップと、改質高分子マトリックスの作製ステップと、改質共同混合ステップとを備え、
前記改質植物源粉末の作製ステップは、
植物源粉末を無水エタノールに置き撹拌した後、濾過し、濾液を集めて植物源溶液を取得する手順と、
前記植物源溶液に界面改質剤を添加して改質することにより、改質植物源粉末を取得する手順と、
を備え、
前記界面改質剤は、γ－アミノプロピルトリエトキシシラン及び３－（２，３－エポキシプロピル）プロピルトリオキシシランであり、
前記γ－アミノプロピルトリエトキシシラン及び３－（２，３－エポキシプロピル）プロピルトリオキシシランは、質量比が１．５～２．５：０．２～０．８である、
ことを特徴とする繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法。

【請求項2】

前記改質の条件は、１５０～２００Ｗ、２０～４０℃の条件で５～１５ｍｉｎ超音波処理した後、ｐＨを７．５～８．５に調整し、温度を５０～６０℃に上昇して１０～２０ｍｉｎ反応させ、室温まで冷却し、無水エタノールを蒸発し、５５～７５℃で十分に乾燥することである、
ことを特徴とする請求項１に記載の繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法。

【請求項3】

前記界面改質剤の添加量は、植物源粉末の質量の０．５％～１％である、
ことを特徴とする請求項１に記載の繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法。

【請求項4】

前記改質ナノシリカの作製ステップは、
５０～６０℃の条件下で、ナノシリカをＮ－メチルピロリドンに添加し、８０～１００ｋＨｚの超音波周波数で２０～３０ｍｉｎ超音波分散し、シリコン含有不飽和改質剤及び安定化助剤をさらに添加し、１０～２０ｈ反応させた後、遠心分離、エタノール洗浄、真空乾燥を経て中間体を取得する手順と、
前記中間体を蒸留水に置き、１００～１２０ｋＨｚで１５～２５ｍｉｎ超音波処理し、窒素保護の条件でエチレングリコールジメタクリレートを添加し、温度を８０～１００℃に上昇し、過酸化安息香酸ｔｅｒｔ－ブチルエステルを添加して２～６ｈ反応させ、遠心分離、水洗、乾燥を経て改質ナノシリカを取得する手順と、
を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法。

【請求項5】

前記ナノシリカとシリコン含有不飽和改質剤と安定化助剤との質量比は、９０～１２０：０．５～１．５：０．０１～０．０５であり、
前記中間体とエチレングリコールジメタクリレートと過酸化安息香酸ｔｅｒｔ－ブチルエステルとの質量比は、６０～８０：９０～１００：１～２である、
ことを特徴とする請求項４に記載の繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法。

【請求項6】

前記シリコン含有不飽和改質剤は、質量比が０．４～１．２：１．５～２であるビニルトリス（β－メトキシエトキシ）シランとγ－メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランとの混合物であり、
前記安定化助剤は、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－ｐ－クレゾール、ｐ－ヒドロキシアニソール、及び１，１－ジフェニル－２－トリニトロフェニルヒドラジンの１種類又は複数種類の組み合わせを含む、
ことを特徴とする請求項４に記載の繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法。

【請求項7】

前記改質高分子マトリックスの作製ステップは、
ポリブチレンサクシネートにポリエチレングリコールとカチオン性デンプンと改質ナノシリカとの混合物を添加し、１５００～２５００ｒ／ｍｉｎの条件で十分に混合した後、ミキサーに置いて溶融・共同混合することにより、前記改質高分子マトリックスを取得する手順を備え、
前記ポリブチレンサクシネートとポリエチレングリコールとカチオン性デンプンと改質ナノシリカとの質量比は、４０～５０：１０～２０：４～８：１～５である、
ことを特徴とする請求項１に記載の繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法。

【請求項8】

前記改質共同混合ステップは、
前記改質植物源粉末及び前記改質高分子マトリックスを５５０～７５０ｒ／ｍｉｎの回転速度の条件で、比率で共同混合し、４～８℃／ｍｉｎの速度で温度を１１０～１２０℃までゆっくり上昇して６～１０ｈ反応させた後、乾燥的な改質助剤を添加し、温度を１３０～１４０℃まで上昇し続け、１０～２０ｍｉｎ溶融・共同混合し、押出、冷却を経て、前記繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料を取得する手順を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法。

【請求項9】

前記改質植物源粉末の添加量は、改質高分子マトリックスの質量の４～１２％である、
ことを特徴とする請求項８に記載の繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法。

【請求項10】

前記改質高分子マトリックスと改質助剤との質量比は、４～８：２～６であり、
前記改質助剤は、質量比が２～４：０．５～１．５である微結晶セルロースとポリヒドロキシブチレートとの混合物である、
ことを特徴とする請求項８に記載の繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高分子複合材料の技術分野に関し、具体的には、繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

繊維は、天然繊維と人工合成繊維との２種類に分類される。そのうち、天然繊維は、吸湿性、通気性及び着心地が良いなどの利点を有し、人工合成繊維は、耐摩耗性が強く、生地がスムーズであり、変形しにくいなどの利点を有する。人々の生活水準の向上及び概念の変化に伴い、繊維のヘルスケア機能への要求がますます高まるとともに、グリーン・環境保護の概念にも注目されている。また、植物は、コストが低くて安全で環境に優しいため、多くの企業は、植物抽出物を繊維に添加して天然の機能性を繊維に与える。

【0003】

特許番号が「ＣＮ２０１７１０８４６１７９．６」であり発明の名称が「植物源の抗菌機能付きの融点の異なる二成分系着色ポリエステル繊及びその作製方法」である中国特許には、ポリエステル繊維に植物抽出物を添加する植物源ポリエステルが提供されている。しかし、ポリエステルチップと植物抽出物との混合・押出中、温度が高すぎるため、多量の植物抽出物が失活し、植物活性成分が損失され、その結果、生産コストが高くなってしまう。

【0004】

特許番号が「ＣＮ２０１３１０１４０９６６．０」であり発明の名称が「植物源の抗菌機能及び芳香香り付きのビスコース繊維及びその作製方法」である中国特許には、植物源の抗菌剤及び芳香剤をビスコース繊維に添加することが記載されている。そのうち、植物源の抗菌剤はペパーミント抽出物とイサティス根抽出物との混合粉末であり、芳香剤はマイクロカプセルにより被覆されるペパーミント油である。しかし、抽出物は、粒径が小さすぎるため、紡糸原液において凝集・沈殿する現象が発生しやすいため、抽出物を繊維に直接添加すると、繊維の力学的性能がある程度に影響されてしまう。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、従来技術に存在する問題を解決するために、繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法を提供し、以下のような発明の目的を達成する。

【0006】

１．繊維の紡糸中に植物源の活性物質が大量に損失されるという問題を解決し、小粒径の植物活性顆粒がロードマトリックス中に凝集しやすくて不均一に分散する現象を回避し、

【0007】

２．熱安定性、耐酸・耐アルカリ性に優れ、各種の繊維の紡糸工程に適され、用途が広く、工業レベルの大量生産、販売及びプロモーションに適された多機能植物源の複合材料を作製し、

【0008】

３．さまざまな種類の繊維マトリックスに対する付着効果が優れ、植物源の活性成分の損失が軽減され、繊維に自然で持続的な生物学的活性が与えられるとともに繊維の力学的性能が改善される多機能植物源の複合材料を作製する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明は、以下の技術案を採用した。

【0010】

繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法であって、改質植物源粉末の作製ステップＳ１と、改質ナノシリカの作製ステップＳ２と、改質高分子マトリックスの作製ステップＳ３と、改質共同混合ステップＳ４とを備える繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法。
Ｓ１．改質植物源粉末の作製
Ｓ１１．粒径が５０～１００ｎｍである植物源粉末を無水エタノールに置き、１０～２０ｍｉｎ十分に撹拌した後、濾過し、濾液を集めて植物源溶液を取得し、

【0011】

Ｓ１２．Ｓ１１に記載の植物源溶液に界面改質剤を添加し、１５０～２００Ｗ、２０～４０℃で５～１５ｍｉｎ超音波処理した後、ｐＨを７．５～８．５に調整し、温度を５０～６０℃に上昇して１０～２０ｍｉｎ反応させ、室温まで冷却し、無水エタノールを蒸発し、５５～７５℃で十分に乾燥することにより、改質植物源粉末を取得する。
ただし、Ｓ１１に記載の植物源粉末は植物抽出物であり、その具体的な種類が限定されず、本システムに適用可能である。

【0012】

好ましくは、Ｓ１２に記載の界面改質剤は、質量比が（１．５～２．５）：（０．２～０．８）であるγ－アミノプロピルトリエトキシシラン及び３－（２，３－エポキシプロピル）プロピルトリオキシシランであり、前記界面改質剤の添加量は、植物源粉末の質量の０．５％～１％である。
Ｓ２：改質ナノシリカの作製

【0013】

Ｓ２１：５０～６０℃の条件下で、ナノシリカをＮ－メチルピロリドンに添加し、８０～１００ｋＨｚの超音波周波数で２０～３０ｍｉｎ超音波分散し、シリコン含有不飽和改質剤及び安定化助剤をさらに添加し、１０～２０ｈ反応させた後、遠心分離、エタノール洗浄、真空乾燥を経て中間体を取得し、

【0014】

Ｓ２２：Ｓ２１に記載の中間体を蒸留水に置き、１００～１２０ｋＨｚで１５～２５ｍｉｎ超音波処理し、窒素保護の条件でエチレングリコールジメタクリレートを添加し、温度を８０～１００℃に上昇し、過酸化安息香酸ｔｅｒｔ－ブチルエステルを添加して２～６ｈ反応させ、遠心分離、水洗、乾燥を経て改質ナノシリカを取得する。

【0015】

好ましくは、Ｓ２１に記載のナノシリカとシリコン含有不飽和改質剤と安定化助剤との質量比は、（９０～１２０）：（０．５～１．５）：（０．０１～０．０５）である。

【0016】

さらに、前記シリコン含有不飽和改質剤は、質量比が（０．４～１．２）：（１．５～２）であるビニルトリス（β－メトキシエトキシ）シランとγ－メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランとの混合物である。

【0017】

さらに、前記安定化助剤は、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－ｐ－クレゾール、ｐ－ヒドロキシアニソール、及び１，１－ジフェニル－２－トリニトロフェニルヒドラジンの１種類又は複数種類の組み合わせを含む。

【0018】

好ましくは、Ｓ２２に記載の中間体とエチレングリコールジメタクリレートと過酸化安息香酸ｔｅｒｔ－ブチルエステルとの質量比は、（６０～８０）：（９０～１００）：（１～２）である。
Ｓ３：改質高分子マトリックスの作製

【0019】

ポリブチレンサクシネートにポリエチレングリコールとカチオン性デンプンと改質ナノシリカとの混合物を添加し、１５００～２５００ｒ／ｍｉｎの条件で十分に混合した後、ミキサーに置いて溶融・共同混合することにより、前記改質高分子マトリックスを取得する。

【0020】

好ましくは、Ｓ３に記載のポリブチレンサクシネートとポリエチレングリコールとカチオン性デンプンと改質ナノシリカとの質量比は、（４０～５０）：（１０～２０）：（４～８）：（１～５）である。

【0021】

好ましくは、Ｓ３に記載のポリエチレングリコールは、水酸基価が１７０～２０８ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量が５４０～６６０であり、前記溶融・共同混合の温度は、１８０～２００℃である。
Ｓ４：改質共同混合

【0022】

Ｓ１２に記載の改質植物源粉末及びＳ３に記載の改質高分子マトリックスを５５０～７５０ｒ／ｍｉｎの回転速度の条件で、比率で共同混合し、４～８℃／ｍｉｎの速度で温度を１１０～１２０℃までゆっくり上昇して６～１０ｈ反応させた後、乾燥的な改質助剤を添加し、温度を１３０～１４０℃まで上昇し続け、１０～２０ｍｉｎ溶融・共同混合し、押出、冷却を経て、前記繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料を取得する。

【0023】

好ましくは、Ｓ４に記載の改質植物源粉末の添加量は、改質高分子マトリックスの質量の４～１２％であり、前記改質高分子マトリックスと改質助剤との質量比は、（４～８）：（２～６）であり、前記改質助剤は、質量比が（２～４）：（０．５～１．５）である微結晶セルロースとポリヒドロキシブチレートとの混合物である。

【0024】

前記多機能植物源の複合材料は、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、スパンデックス、リヨセル、モダール、アセテート繊維、ビスコース繊維、キュプラ繊維などの紡糸過程に適用可能である。

【発明の効果】

【0025】

本発明は、上記技術案を採用することにより、以下のような技術効果を達成した。

【0026】

１．本発明では、質量比が（１．５～２．５）：（０．２～０．８）であるγ－アミノプロピルトリエトキシシラン及び３－（２，３－エポキシプロピル）プロピルトリオキシシランによって改質植物源粉末を改質することにより、小粒径の植物源粉末と高分子マトリックスとの間の界面性能を改善し、ポリブチレンサクシネートにおける植物源粉末の分散均一度を向上させ、小粒径の植物活性顆粒がロードマトリックス中に凝集しやすくて不均一に分散する現象を軽減することができる。

【0027】

２．ナノシリカをシリコン含有不飽和改質剤に添加すると、シリコン含有不飽和改質剤とナノシリカの表面のシラノールとを相互作用することにより、ナノシリカの界面性能を改善することができる。また、安定化添加剤を添加することにより、改質をより安定に進行させ、改質反応の進行へある程度に影響するシリコン含有不飽和改質剤間の架橋を回避することができる。中間体にエチレングリコールジメタクリレート及び過酸化安息香酸ｔｅｒｔ－ブチルエステルを添加することにより、シリコン含有不飽和改質剤の一端をナノシリカに接続させ、もう一端をエチレングリコールジメタクリレートに接続させ、ナノシリカの表面にエチレングリコールジメタクリレートを被覆させて、ナノシリカに対する改質を完了させる。

【0028】

３．本発明では、改質された高分子マトリックスと改質植物源粉末との間には、分子間力がより強くなる。その結果、ポリブチレンサクシネートにおける植物源粉末中の活性物質の付着力が強化され、複合材料の作製や紡糸過程中の損失が減少され、検定によると、植物源活性成分の損失率が３％未満である一方、複合材料の熱安定性及び耐酸・アルカリ性がある程度に向上される。その結果、作製された複合材料は、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、スパンデックス、リヨセル、モダール、アセテート繊維、ビスコース繊維、キュプラ繊維などの複数種類の繊維の紡糸工程に適用可能である。この複合材料を上記繊維に添加することにより、優れた抗菌効果を奏し、黄色ブドウ球菌、カンジダ・アルビカンス、及び大腸菌に対する抗菌率がいずれも９５％以上であり（「ＧＢ／Ｔ２０９４４．３－２００８振動法」により検定される。）、１００回水洗濯後の抗菌性損失率が１％未満（平均値）であり、防ダニ効果が優れており、ダニ回避率が９９％まで高くなり（「ＧＢ／Ｔ２４２５３－２００９ 紡織物 防ダニ性能評価」により検定される。）、１００回水洗濯後のダニ回避損失率が２％未満（平均値）であり、帯電防止効果がよく、表面抵抗率がいずれも１×１０^９Ω・ｃｍ未満であり（「ＧＢ／Ｔ２４２４９－２００９帯電防止清潔織物」により検定される。）、改質助剤を添加するにより、改質植物源粉末を改質高分子マトリックスにより均一に付着させるともに複合材料の可塑性を向上させる。繊維マトリックスに添加することにより、繊維との適合性がよくなるため、繊維の力学性能が向上される。

【0029】

４．本発明で作製される多機能植物源の複合材料は、化学繊維の強度、分解可能性、抗菌、防ダニ、帯電防止等の効果を向上させる上に、繊維表面における各種の染料の作用力をさらに高め、化学繊維の染色性を向上させることができ、また、繊維の染色温度を低下させることができ、２０～４０℃でポリエステル及びナイロンに対して優れた染色効果を奏することができる。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、具体的な実施例を参照しながら本発明をさらに説明する。
実施例１ 繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法

【0031】

繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法は、改質植物源粉末の作製ステップＳ１と、改質ナノシリカの作製ステップＳ２と、改質高分子マトリックスの作製ステップＳ３と、改質共同混合ステップＳ４とを備える。
Ｓ１．改質植物源粉末の作製
Ｓ１１．粒径が１００ｎｍである植物源粉末を無水エタノールに置き２０ｍｉｎ十分に撹拌した後、濾過し、濾液を集めて植物源溶液を取得し、

【0032】

Ｓ１２．Ｓ１１に記載の植物源溶液に界面改質剤を添加し、２００Ｗ、４０℃で５～１５ｍｉｎ超音波処理した後、ｐＨを８．５に調整し、温度を６０℃に上昇して２０ｍｉｎ反応させ、室温まで冷却し、無水エタノールを蒸発し、７５℃で十分に乾燥することにより、改質植物源粉末を取得する。
Ｓ１１に記載の植物源粉末は、緑茶抽出物とスイカズラ抽出物とペパーミント抽出物と海藻抽出物との混合物である。

【0033】

ただし、Ｓ１２に記載の界面改質剤は、質量比が２．５：０．８であるγ－アミノプロピルトリエトキシシラン及び３－（２，３－エポキシプロピル）プロピルトリオキシシランであり、前記界面改質剤の添加量は、植物源粉末の質量の１％である。
Ｓ２：改質ナノシリカの作製

【0034】

Ｓ２１：６０℃の条件下で、ナノシリカをＮ－メチルピロリドンに添加し、１００ｋＨｚの超音波周波数で３０ｍｉｎ超音波分散し、シリコン含有不飽和改質剤及び安定化助剤をさらに添加し、２０ｈ反応させた後、遠心分離、エタノール洗浄、真空乾燥を経て中間体を取得し、

【0035】

Ｓ２２：Ｓ２１に記載の中間体を蒸留水に置き、１２０ｋＨｚで２５ｍｉｎ超音波処理し、窒素保護の条件でエチレングリコールジメタクリレートを添加し、温度を１００℃に上昇し、過酸化安息香酸ｔｅｒｔ－ブチルエステルを添加して６ｈ反応させ、遠心分離、水洗、乾燥を経て改質ナノシリカを取得する。
Ｓ２１に記載のナノシリカとシリコン含有不飽和改質剤と安定化助剤との質量比は、１２０：１．５：０．０５である。

【0036】

前記シリコン含有不飽和改質剤は、質量比が１．２：２であるビニルトリス（β－メトキシエトキシ）シランとγ－メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランとの混合物である。

【0037】

前記安定化助剤は、質量比が１：１である２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－ｐ－クレゾールとｐ－ヒドロキシアニソールとを含む。
Ｓ２２に記載の中間体とエチレングリコールジメタクリレートと過酸化安息香酸ｔｅｒｔ－ブチルエステルとの質量比は、８０：１００：２である。
Ｓ３：改質高分子マトリックスの作製

【0038】

ポリブチレンサクシネートにポリエチレングリコールとカチオン性デンプンと改質ナノシリカとの混合物を添加し、２５００ｒ／ｍｉｎの条件で十分に混合した後、ミキサーに置いて溶融・共同混合することにより、前記改質高分子マトリックスを取得する。
Ｓ３に記載のポリブチレンサクシネートとポリエチレングリコールとカチオン性デンプンと改質ナノシリカとの質量比は、５０：２０：８：５である。
Ｓ３に記載のポリエチレングリコールは、水酸基価が２０８ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量が６６０であり、前記溶融・共同混合の温度は２００℃である。
Ｓ４：改質共同混合

【0039】

Ｓ１２に記載の改質植物源粉末及びＳ３に記載の改質高分子マトリックスを７５０ｒ／ｍｉｎの回転速度の条件で、比率で共同混合し、８℃／ｍｉｎの速度で温度を１２０℃までゆっくり上昇して１０ｈ反応させた後、乾燥的な改質助剤を添加し、温度を１４０℃まで上昇し続け、２０ｍｉｎ溶融・共同混合し、押出、冷却を経て、前記繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料を取得する。
前記改質植物源粉末の添加量は、改質高分子マトリックスの質量の１２％である。

【0040】

Ｓ４に記載の改質高分子マトリックスと改質助剤との質量比は、８：６であり、前記改質助剤は、質量比が４：１．５である微結晶セルロースとポリヒドロキシブチレートとの混合物である。
実施例２ 繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法

【0041】

繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法は、改質植物源粉末の作製ステップＳ１と、改質ナノシリカの作製ステップＳ２と、改質高分子マトリックスの作製ステップＳ３と、改質共同混合ステップＳ４とを備える。
Ｓ１．改質植物源粉末の作製
Ｓ１１．粒径が７０ｎｍである植物源粉末を無水エタノールに置き１５ｍｉｎ十分に撹拌した後、濾過し、濾液を集めて植物源溶液を取得し、

【0042】

Ｓ１２．Ｓ１１に記載の植物源溶液に界面改質剤を添加し、１８０Ｗ、３０℃で１０ｍｉｎ超音波処理した後、ｐＨを８に調整し、温度を５５℃に上昇して１５ｍｉｎ反応させ、室温まで冷却し、無水エタノールを蒸発し、６５℃で十分に乾燥することにより、改質植物源粉末を取得する。
Ｓ１１に記載の植物源粉末は、緑茶抽出物とスイカズラ抽出物とペパーミント抽出物と海藻抽出物との混合物である。

【0043】

ただし、Ｓ１２に記載の界面改質剤は、質量比が２：０．５であるγ－アミノプロピルトリエトキシシラン及び３－（２，３－エポキシプロピル）プロピルトリオキシシランであり、前記界面改質剤の添加量は、植物源粉末の質量の０．８％である。
Ｓ２：改質ナノシリカの作製

【0044】

Ｓ２１：５５℃の条件下で、ナノシリカをＮ－メチルピロリドンに添加し、９０ｋＨｚの超音波周波数で２５ｍｉｎ超音波分散し、シリコン含有不飽和改質剤及び安定化助剤をさらに添加し、１５ｈ反応させた後、遠心分離、エタノール洗浄、真空乾燥を経て中間体を取得し、

【0045】

Ｓ２２：Ｓ２１に記載の中間体を蒸留水に置き、１１０ｋＨｚで２０ｍｉｎ超音波処理し、窒素保護の条件でエチレングリコールジメタクリレートを添加し、温度を９０℃に上昇し、過酸化安息香酸ｔｅｒｔ－ブチルエステルを添加して４ｈ反応させ、遠心分離、水洗、乾燥を経て改質ナノシリカを取得する。
Ｓ２１に記載のナノシリカとシリコン含有不飽和改質剤と安定化助剤との質量比は、１１０：１：０．０３である。

【0046】

前記シリコン含有不飽和改質剤は、質量比が０．８：１．７であるビニルトリス（β－メトキシエトキシ）シランとγ－メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランとの混合物である。
前記安定化助剤は、質量比が１：１であるｐ－ヒドロキシアニソールと１，１－ジフェニル－２－トリニトロフェニルヒドラジンとを含む。
Ｓ２２に記載の中間体とエチレングリコールジメタクリレートと過酸化安息香酸ｔｅｒｔ－ブチルエステルとの質量比は、７０：９５：１．５である。
Ｓ３：改質高分子マトリックスの作製

【0047】

ポリブチレンサクシネートにポリエチレングリコールとカチオン性デンプンと改質ナノシリカとの混合物を添加し、２０００ｒ／ｍｉｎの条件で十分に混合した後、ミキサーに置いて溶融・共同混合することにより、前記改質高分子マトリックスを取得する。

【0048】

Ｓ３に記載のポリブチレンサクシネートとポリエチレングリコールとカチオン性デンプンと改質ナノシリカとの質量比は、４５：１５：６：３である。
Ｓ３に記載のポリエチレングリコールは、水酸基価が１９０ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量が６００であり、前記溶融・共同混合の温度は１９０℃である。
Ｓ４：改質共同混合

【0049】

Ｓ１２に記載の改質植物源粉末及びＳ３に記載の改質高分子マトリックスを６５０ｒ／ｍｉｎの回転速度の条件で、比率で共同混合し、６℃／ｍｉｎの速度で温度を１１５℃までゆっくり上昇して８ｈ反応させた後、乾燥的な改質助剤を添加し、温度を１３５℃まで上昇し続け、１５ｍｉｎ溶融・共同混合し、押出、冷却を経て、前記繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料を取得する。
前記改質植物源粉末の添加量は、改質高分子マトリックスの質量の９％である。

【0050】

Ｓ４に記載の改質高分子マトリックスと改質助剤との質量比は、６：４であり、前記改質助剤は、質量比が３：１である微結晶セルロースとポリヒドロキシブチレートとの混合物である。
実施例３ 繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法

【0051】

繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料の作製方法は、改質植物源粉末の作製ステップＳ１と、改質ナノシリカの作製ステップＳ２と、改質高分子マトリックスの作製ステップＳ３と、改質共同混合ステップＳ４とを備える。
Ｓ１．改質植物源粉末の作製
Ｓ１１．粒径が５０ｎｍである植物源粉末を無水エタノールに置き１０ｍｉｎ十分に撹拌した後、濾過し、濾液を集めて植物源溶液を取得し、

【0052】

Ｓ１２．Ｓ１１に記載の植物源溶液に界面改質剤を添加し、１５０Ｗ、２０℃で５ｍｉｎ超音波処理した後、ｐＨを７．５に調整し、温度を５０℃に上昇して１０ｍｉｎ反応させ、室温まで冷却し、無水エタノールを蒸発し、５５℃で十分に乾燥することにより、改質植物源粉末を取得する。
Ｓ１１に記載の植物源粉末は、緑茶抽出物とスイカズラ抽出物とペパーミント抽出物と海藻抽出物との混合物である。

【0053】

ただし、Ｓ１２に記載の界面改質剤は、質量比が１．５：０．２であるγ－アミノプロピルトリエトキシシラン及び３－（２，３－エポキシプロピル）プロピルトリオキシシランであり、前記界面改質剤の添加量は、植物源粉末の質量の０．５％である。
Ｓ２：改質ナノシリカの作製

【0054】

Ｓ２１：５０℃の条件下で、ナノシリカをＮ－メチルピロリドンに添加し、８０ｋＨｚの超音波周波数で２０ｍｉｎ超音波分散し、シリコン含有不飽和改質剤及び安定化助剤をさらに添加し、１０ｈ反応させた後、遠心分離、エタノール洗浄、真空乾燥を経て中間体を取得し、

【0055】

Ｓ２２：Ｓ２１に記載の中間体を蒸留水に置き、１００ｋＨｚで１５ｍｉｎ超音波処理し、窒素保護の条件でエチレングリコールジメタクリレートを添加し、温度を８０℃に上昇し、過酸化安息香酸ｔｅｒｔ－ブチルエステルを添加して２ｈ反応させ、遠心分離、水洗、乾燥を経て改質ナノシリカを取得する。
Ｓ２１に記載のナノシリカとシリコン含有不飽和改質剤と安定化助剤との質量比は、９０：０．５：０．０１である。

【0056】

前記シリコン含有不飽和改質剤は、質量比が０．４：１．５であるビニルトリス（β－メトキシエトキシ）シランとγ－メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランとの混合物である。
前記安定化助剤は、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－ｐ－クレゾールである。
Ｓ２２に記載の中間体とエチレングリコールジメタクリレートと過酸化安息香酸ｔｅｒｔ－ブチルエステルとの質量比は、６０：９０：１である。
Ｓ３：改質高分子マトリックスの作製

【0057】

ポリブチレンサクシネートにポリエチレングリコールとカチオン性デンプンと改質ナノシリカとの混合物を添加し、１５００ｒ／ｍｉｎの条件で十分に混合した後、ミキサーに置いて溶融・共同混合することにより、前記改質高分子マトリックスを取得する。
Ｓ３に記載のポリブチレンサクシネートとポリエチレングリコールとカチオン性デンプンと改質ナノシリカとの質量比は、４０：１０：４：１である。
Ｓ３に記載のポリエチレングリコールは、水酸基価が１７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量が５４０であり、前記溶融・共同混合の温度は１８０℃である。
Ｓ４：改質共同混合

【0058】

Ｓ１２に記載の改質植物源粉末及びＳ３に記載の改質高分子マトリックスを５５０ｒ／ｍｉｎの回転速度の条件で、比率で共同混合し、４℃／ｍｉｎの速度で温度を１１０℃までゆっくり上昇して６ｈ反応させた後、乾燥的な改質助剤を添加し、温度を１３０℃まで上昇し続け、１０ｍｉｎ溶融・共同混合し、押出、冷却を経て、前記繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料を取得する。
前記改質植物源粉末の添加量は、改質高分子マトリックスの質量の４％である。

【0059】

Ｓ４に記載の改質高分子マトリックスと改質助剤との質量比は、４：２であり、前記改質助剤は、質量比が２：０．５である微結晶セルロースとポリヒドロキシブチレートとの混合物である。

【0060】

実施例１～３で作製された繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料を、それぞれビスコース繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維に３％の添加量で添加してそれらの性能を測定する。具体的には、表１、２、３を参照する。

【0061】

表１

【0062】

表２

【0063】

表３

【0064】

測定標準
力学性能：「ＧＢ／Ｔ３９２３．１－２０１３紡織物、織物の引張性能、破断強度及び破断伸び率の測定試料法」。
染色均一度：「ビスコースフィラメントの染色均一度の試験及び評価（ＦＺ／Ｔ５００１５－２００９）」により、グレーカードのレベルを測定する。
洗濯に対する色堅牢度：「ＧＢ－Ｔ／３９２１－２００８紡織物の色堅牢度試験、石鹸洗濯に対する色堅牢度」。
抗菌率：「ＧＢ／Ｔ２０９４４．３－２００８振動法」。
ダニ回避率：「ＧＢ／Ｔ２４２５３－２００９紡織物の防ダニ性能に対する評価」。
表面抵抗率：「ＧＢ／Ｔ２４２４９－２００９帯電防止清潔織物」。

【0065】

表から分かるように、実施例１～３で作製された繊維紡糸用の多機能植物源の複合材料を、ビスコース繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維に添加することにより、繊維の力学性能が優れ、紡糸過程中に植物源の活性成分の損失率が低くなり、繊維の染色性能及び洗濯に対する色堅牢度がよく、且つ抗菌率がよく、黄色ブドウ球菌、カンジダ・アルビカンス、及び大腸菌に対する抗菌率がいずれも９５％以上であり、１００回水洗濯後の抗菌性損失率が１％未満（平均値）であり、防ダニ効果が優れており、ダニ回避率が９９％まで高くなり、１００回水洗濯後のダニ回避損失率が２％未満（平均値）であり、帯電防止効果がよく、表面抵抗率がいずれも１×１０^９Ω・ｃｍ未満である。

【0066】

上記から分かるように、本発明で作製される多機能植物源の複合材料は、良好な熱安定性及び耐酸・アルカリ性を有し、複合材料の作製過程及び紡糸過程中での植物源の活性成分の損失を減少し、化学繊維をある程度に強化させて繊維機能性を与え、繊維表面における各種の染料の作用力をさらに高め、化学繊維の染色性を向上させ、また、繊維の染色温度を低下させることができ、２０～４０℃でポリエステル及びナイロンに対して優れた染色効果を奏することができる。
比較例１

【0067】

代表的な実施例２を選択し、質量比が３：０．１及び０．１：３であるγ－アミノプロピルトリエトキシシラン及び３－（２，３－エポキシプロピル）プロピルトリオキシシランをそれぞれに採用して改質植物源粉末を改質し、その他を実施例２と一致させる。改質共同混合時、比較例１で取得された改質植物源粉末は、改質高分子マトリックスにおいて凝集及び分散の不均一現象を依然として発生した。
比較例２

【0068】

代表的な実施例２を選択し、添加される界面改質剤の量を０とし、その他を実施例２と一致させる。比較例２としては、他の作製工程を変更させない場合、植物源粉末を高分子マトリックスと共同混合させる過程中に、凝集及び分散の不均一現象も発生した。これから分かるように、界面改質剤は、植物源粉末と高分子マトリックスとの混合性能を向上させ、改質植物源粉末と高分子全体との混合をより均一にさせ、さらに最終製品の品質をより安定させる。
比較例３

【0069】

代表的な実施例２を選択し、高分子マトリックスの作製ステップを除去し、改質植物源粉末とポリブチレンサクシネートとを直接に改質・共同混合させ、その他を実施例２と一致させる。比較例３としては、作製された複合材料を、それぞれビスコース繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維に３％の添加量で添加してそれらの性能を測定する。具体的には、表４を参照する。

【0070】

表４

【0071】

これから分かるように、改質された高分子マトリックスと改質植物源粉末との間には、分子間力がより強くなる。その結果、ポリブチレンサクシネートにおける植物源粉末中の活性物質の付着力が強化され、複合材料の作製や紡糸過程中の損失が減少さる一方、複合材料の熱安定性及び耐酸・アルカリ性がある程度に向上され、繊維の力学性能及び染色性能も向上される。
比較例４

【0072】

代表的な実施例２を選択し、改質助剤ステップを除去し、その他を実施例２と一致させる。比較例４としては、作製された複合材料を、それぞれビスコース繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維に３％の添加量で添加してそれらの力学性能を測定する。具体的には、表５を参照する。

【0073】

表５

【0074】

改質助剤を添加するにより、改質植物源粉末を改質高分子マトリックスにより均一に付着させるともに複合材料の可塑性を向上させる。繊維マトリックスに添加することにより、繊維との適合性がよくなるため、繊維の力学性能が向上される。
本発明に記載の比率は、特に断らない限り、いずれも質量比であり、上記パーセンテージは質量パーセンテージであり、原料はいずれも市場から購入される。

【0075】

最後に、上記は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するためのものではなく、前述実施例を参照しながら本発明を詳細に説明したが、当業者にとっては、依然として前述実施例に記載の技術案を修正したりその一部の技術特徴を同等に置き換えたりしてもよい。本発明の精神及び原理でなされたあらゆる修正、同等置換、改善などは、いずれも本発明の保護範囲に含まれる。

【国際調査報告】