JP2014509695A - 植物性脂肪酸を含有する合成繊維及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】
植物性脂肪酸を含有する合成繊維及びその製造方法を提供する。
【解決手段】
本発明の製造方法は、繊維形成高分子物質に、植物性脂肪酸を０．１〜１０．０重量％含有させて通常の方法で溶融紡糸することを含み、本発明の合成繊維は、植物性脂肪酸を０．０１〜１０．０重量％含有し、植物の香りを発散することを特徴とする。本発明の合成繊維は、強度、伸度などの基本物性が一般的な合成繊維より優れるとともに、バルキー性、伸縮性、白色度、肌触り性、吸湿性、染色性、光沢性などに極めて優れるうえ、帯電防止性も有し、植物の香りを発散するから、高級衣類用の素材として広く使用できる。
【選択図】なし
植物性脂肪酸を含有する合成繊維及びその製造方法を提供する。
【解決手段】
本発明の製造方法は、繊維形成高分子物質に、植物性脂肪酸を０．１〜１０．０重量％含有させて通常の方法で溶融紡糸することを含み、本発明の合成繊維は、植物性脂肪酸を０．０１〜１０．０重量％含有し、植物の香りを発散することを特徴とする。本発明の合成繊維は、強度、伸度などの基本物性が一般的な合成繊維より優れるとともに、バルキー性、伸縮性、白色度、肌触り性、吸湿性、染色性、光沢性などに極めて優れるうえ、帯電防止性も有し、植物の香りを発散するから、高級衣類用の素材として広く使用できる。
【選択図】なし
Description
本発明は、植物性脂肪酸を含有する合成繊維及びその製造方法に関するもので、より詳しくは、強度、伸度などの諸物性に優れ、外観特性及び帯電防止性能が顕著に改善された、植物性脂肪酸を含有する合成繊維及びその製造方法に関する。
ポリエステル繊維などの合成繊維は、強度、伸度及び耐久性などに優れ、衣類用素材として広く用いられている。
ところが、合成繊維は、その材質が硬く、皮膚への接触時に違和感があり、且つ静電気がひどく発生するなどの問題点を持っている。
かかる問題点を解決するために、多くの努力が行われてきた。その代表的な例として、特許文献１、特許文献２などのように、植物抽出物を合成繊維に直接塗布して固着させる方法を挙げることができる。ところが、このような方法で製造された合成繊維は、塗布された植物抽出物が洗濯の際に脱離するので、持続的な効果を発揮できないという問題点を持っている。
このような問題点を解決するために、植物抽出物をマイクロカプセル化して繊維の表面に付着させる方法も模索されたが、この方法で製造された繊維も、摩擦、洗濯、露光などの環境でマイクロカプセルが容易に脱離されてしまうという問題点がある。
植物抽出物を含有した繊維を製造する方法として溶融紡糸(melt spinning)が考えられるが、溶融紡糸時の温度が２００〜３００℃の温度範囲であるから、使用される植物抽出物の揮発、分解、変質などが起こり生産自体が不可能である、或いは得られた繊維の物性が極めて劣るという問題点がある。
かかる問題点を解決するためのものとして、特許文献３を挙げることができる。
この特許文献３に開示された技術は、「（ａ）植物性天然抽出物又は植物性天然精油(essential oil)から選ばれる１種以上の成分と、（ｂ）１種以上の繊維形成高分子と、（ｃ）前記（ａ）成分及び（ｂ）成分を溶解することが可能な溶媒とを混合した紡糸溶液を電気紡糸して製造された、植物性天然抽出物又はこの植物性天然精油を含有するナノ繊維」に関するものである。
電気紡糸の原理は、コレクターとノズルとの間に設けられた電気力によって、ノズルから吐き出された溶液がジェットストリームに変わり、ジェットストリームに含まれる溶媒が不完全領域に到達して揮発しながら純粋なナノ繊維が形成されるようにすることである。
この技術によって従来技術の諸問題点は殆ど解消された。ところが、この技術によって得られた繊維は、高分子自体の分子配向(molecular orientation)による強度向上が得られないため、諸物性に劣り、衣類用素材の用途には使用不可であるという問題点を持っている。
一方、特許文献４では、「植物性タンパク質とポリビニルアルコールから構成された植物性タンパク質合成繊維において、植物性タンパク質は２つの物質の全容量の５部以上２３部以下であり、ポリビニルアルコールは２つの物質の全容量の７７部以上９５部以下であることを特徴とする、植物性タンパク質合成繊維」が開示されている。
使用されるタンパク質は、大豆、落花生、綿実などを湿式粉砕して分離抽出されるタンパク質を破砕し、脱脂及び浸漬して得られたものである。
この技術によって得られた繊維は、通気性に優れるうえ、カシミヤのような特性を示すものの、強度及び耐久性に極めて劣るから、これも衣類用繊維としては不適である。
一方、合成繊維の最大の欠点である静電気の発生を低下させる技術としては、導電性カーボンブラック又は導電性金属を合成繊維に含ませる技術（特許文献５など）が開示されたことがある。
ところが、この技術で得られた導電性繊維はあまりに高価であるから、衣類用繊維の用途には適さない。
本発明の目的は、強度、伸度などの諸物性が顕著に向上した合成繊維を提供することである。
本発明の他の目的は、静電気の発生が顕著に減少した合成繊維を提供することである。
本発明の他の目的は、外観特性及び原糸の均斉度に優れた合成繊維を提供することである。
本発明の他の目的は、防虫性を有する合成繊維を提供することである。
本発明の他の目的は、染色性と肌触り性に優れた合成繊維を提供することである。
本発明の他の目的は、植物の香りを発散する合成繊維を提供することである。
本発明の他の目的は、静電気の発生が顕著に減少した合成繊維を提供することである。
本発明の他の目的は、外観特性及び原糸の均斉度に優れた合成繊維を提供することである。
本発明の他の目的は、防虫性を有する合成繊維を提供することである。
本発明の他の目的は、染色性と肌触り性に優れた合成繊維を提供することである。
本発明の他の目的は、植物の香りを発散する合成繊維を提供することである。
本発明の合成繊維は、植物性脂肪酸を０．０１〜１０．０重量％含有することを特徴とする。本発明の製造方法は、植物性脂肪酸０．１〜１０．０重量％を繊維形成高分子物質に含有させて溶融紡糸することを含む。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用される植物性脂肪酸は、亜麻仁油、ヒマワリ油、ナタネ油、ツバキ油、ヒマシ油などのように、リノール酸(Linoleic acid)、オレイン酸(Oleic acid)、ステアリン酸(Stearic acid)、パルミチン酸(Palmitic acid)、リカン酸(Licanic acid)、リシノール酸(Recinoleic acid)などの成分を主に含有している脂肪酸である。
亜麻仁油の場合、その構成成分は下記表１のとおりである。
合成樹脂に添加物を加える場合、通常、物性の低下が招かれるが、本発明の合成繊維の物性は通常の合成繊維の物性よりさらに向上するので、前記成分が繊維形成高分子物質と化学的に結合するものと思われる。
脂肪酸の抽出方法は、溶媒による抽出方法や、加熱圧搾による抽出方法などがあるが、後者の場合がより好ましい。これは、加熱圧搾による抽出方法では、通常８０〜２２０℃の温度で加熱圧搾する過程で、植物に含まれる低分子量の揮発性物質が自然に除去されるためである。低分子量の揮発性物質は相対的に低い温度で蒸発又は熱劣化するから、得られた繊維の物性に悪影響を及ぼす。
植物性脂肪酸を繊維形成高分子物質に含有させる方法としては、（i）植物性脂肪酸を合成樹脂チップにコートして乾燥させて得られたチップを、通常の方法で溶融紡糸する、或いはマスターバッチチップに製造する方法、（ii）植物性脂肪酸を添加してマスターバッチチップに製造した後、このマスターバッチチップを単独で又は一般の合成樹脂チップと混合して使用し、通常の方法で溶融紡糸する方法、（iii）溶融紡糸の際に植物性脂肪酸を押出機の溶融ゾーンに投入する方法、（iv）重合工程中に植物性脂肪酸を添加する方法などを挙げることができる。
添加される植物性脂肪酸の熱劣化を最小化するためには、前記（iii）の方法がより好ましい。（iii）の方法の場合は、押出機の圧力が低下しないように調節することが必要である。
前記（i）の方法、すなわち植物性脂肪酸を合成樹脂チップにコートする方法においては、乾燥方法は、ロータリー式熱風乾燥機又は高周波乾燥機を用いることが好ましい。乾燥過程で植物性脂肪酸が熱劣化することを最小化することができるためである。
前記（i）、（ii）の方法で作業性を向上させるために、植物性脂肪酸に水と乳化剤を添加し、乳化させて使用してもよい。
植物性脂肪酸の適切な添加量は０．１〜１０重量％であり、この範囲未満であれば、投入効果が足りなく、この範囲超過であれば、製造上の難しさがあり、得られた繊維の物性にも悪影響を及ぼす。
必要に応じて、溶融紡糸工程中で通常使用する添加剤、例えば酸化防止剤、熱安定剤、粘度改善剤などを添加してもよい。
また、混合工程やコーティング工程などで作業性を向上させるために、植物性脂肪酸に乾燥触媒剤を添加して使用してもよく、植物性脂肪酸を空気中で或いは空気のない状態で加熱して結合速度を向上させてもよい。
本発明の合成繊維は、強度や伸度などの基本物性が一般の合成繊維に比べて優れるとともに、バルキー性、伸縮性、白色度、肌触り性、吸湿性、染色性、光沢性などに極めて優れるうえ、表面抵抗率が１．０×１０１４（Ω）未満であって極めて優れた帯電防止性も有し、植物の香りを発散するから、高級衣類用の素材として広く使用できる。
本発明の実施例は、次のとおりである。
（製造実施例１）
亜麻仁８，５００Ｋｇを穀物温度１８０℃の温度で加熱した後、搾油器で加熱圧搾してオイルを抽出し、１５日間沈殿させた後、沈殿物を除いたオイルのみを濾過させて亜麻仁油２，０００Ｋｇを製造した。
（実施例１）
製造実施例１によって製造された亜麻仁油２重量％をポリプロピレンチップ９８重量％にコートして常温で１５日間放置した後、このコーティングチップを一般のポリプロピレンチップと１：２の比率で混合し、紡糸温度２３０℃でパイロット紡糸機を用いて通常の方法で溶融紡糸することにより、１５０デニール２８フィラメントのフィラメント糸を５００ｇ製造した。
製造した原糸を靴下の形状に編織して染色加工した結果、染色性、光沢性及び肌触り性などに優れるとともに、植物特有の香りを発散した。
（実施例２）
製造実施例１によって製造された亜麻仁油３Ｋｇをポリアミド破砕チップ９７Ｋｇと混合した後、ドイツＷ＆Ｐ社製のツインスクリューマスターバッチ設備で通常の方法によってマスターバッチチップを製造した。このチップと一般のポリアミドチップを１：３の比率で混合して通常の方法で乾燥させた後、パイロット紡糸機を用いて紡糸温度２４０℃で溶融紡糸することにより、１５０デニール２８フィラメントのフィラメント糸を製造した。
製造された原糸を靴下の形状に編織して染色加工した結果、染色性、光沢性及び肌触り性などに優れるとともに、植物特有の香りが発散した。
（実施例３）
市販のナタネ油３Ｋｇをポリプロピレン破砕チップ９７Ｋｇと混合してマスターバッチチップを製造した。このチップのみを用いてパイロット紡糸機によって紡糸温度２３０℃で溶融紡糸することにより、１５０デニール２８フィラメントのフィラメント糸を製造した。
製造された原糸を靴下の形状に編織して染色加工した結果、染色性、光沢性及び肌触り性などに優れるとともに、帯電防止性能も発揮した。
（実施例４）
市販のヒマシ油３Ｋｇをポリプロピレン破砕チップ９７Ｋｇと混合し、実施例３と同様にしてマスターバッチチップを製造した。このチップと一般のポリプロピレンチップを１：１で混合し、パイロット紡糸機を用いて紡糸温度２３０℃で溶融紡糸することにより、１５０デニール２８フィラメントのフィラメント糸を製造した。
製造された原糸を靴下の形状に編織して染色加工した結果、染色性、光沢性及び肌触り性などに優れていた。
（実施例５）
市販のツバキ油３Ｋｇをポリプロピレン破砕チップ９７Ｋｇと混合した後、実施例３と同様にしてマスターバッチチップを製造した。このチップと一般のポリプロピレンチップを１：２の比率で混合し、パイロット紡糸機を用いて紡糸温度２３０℃で溶融紡糸することにより、１５０デニール２８フィラメントのフィラメント糸を製造した。
製造された原糸を靴下の形状に編織して染色加工した結果、染色性、光沢性及び肌触り性などに優れていた。
（実施例６）
製造実施例１によって得られた亜麻仁油５重量％を重合テスト設備でＥＳ（エステル化）反応の直前に投入し、１：１．１２のモル比で、Ｓｂ２Ｏ３（２５０ｐｐｍ）、ＴｉＯ２（３０００ｐｐｍ）、Ｈ３ＰＯ４（２００ｐｐｍ）を用いて最終反応温度２５５℃、反応時間２１０分の条件でＥＳ（エステル化）反応を行わせた。次いで、最終温度２８７℃、反応時間２２０分、真空度０．４ｔｏｒｒの条件でＰＣ（重縮合）反応を行わせることにより、ポリエステル重合チップ７０ｇを製造した。
前記モル比は、｛（ＥＧ（エチレングリコール）投入量／ＥＧ（エチレングリコール）分子量６２．０７）／（ＴＰＡ（テレフタル酸）投入量／ＴＰＡ（テレフタル酸）分子量１６６．１３）｝を意味する。
得られた重合チップ７０ｇとポリエステルセミダルチップ３００ｇとを混合して１８０℃の温度で３時間乾燥させた後、パイロット紡糸機を用いて紡糸温度２８５℃で溶融紡糸することにより、１５０デニール２８フィラメントのフィラメント糸を製造した。
製造された原糸を靴下の形状に編織して染色加工した結果、染色性、光沢性及び肌触り性などに優れていた。
（実施例７）
亜麻仁を破砕してＰＰ不織布袋に２Ｋｇずつ入れた後、亜麻仁６Ｋｇ（３袋）と水３６Ｋｇを圧力式漢方煎じ器に仕込み、１３０℃で３時間煮詰めた後、油圧器で加圧して水と植物性脂肪酸との混合物２５Ｋｇを得た。これを濾過させた後、濃縮して濃縮液８Ｋｇを製造した。
得られた濃縮液３Ｋｇとポリエステル破砕チップ９７Ｋｇとを混合し、通常の方法でマスターバッチチップを製造した。
製造されたマスターバッチチップと一般のポリエステルセミダルチップを１：１の比率で混合して乾燥させた後、パイロット紡糸機を用いて紡糸温度２８５℃で溶融紡糸することにより、１５０デニール２８フィラメントのフィラメント糸を製造した。
製造した原糸を靴下の形状に編織して染色加工した結果、染色性、光沢性及び肌触り性などに優れていた。
（実施例８）
製造実施例１によって製造された亜麻仁油０．８重量％をポリエステルセミダルチップ９９．２重量％に含有させるために、亜麻仁油をメインチップ供給パイプラインと押出機との連結部分に別途の供給装置（歯車ポンプ）を用いて連続的に投入しながら、２８５±５℃の温度で溶融紡糸することにより、１．４デニール３８ｍｍのステープルファイバー５，３００Ｋｇを製造した。
製造されたステープルファイバーを４０Ｓ／１に紡績した後、これを用いてシングルジャージを編織した。得られた編織物を通常の方法で染色加工した。得られたステープルファイバーの物性を下記表２に、有害成分検出テスト（エコフルテスト、幼児基準）の結果を下記表３に示す。ステープルファイバー及び染色加工された編織物の特性を下記表４に示す。編織物の特性（伸縮性、肌触り性、光沢性など）は５回の洗濯後にも同一に維持された。
得られた染色加工済みの編織物に対して帯電防止性能を試験した結果、摩擦帯電性（ＫＳＫ０５５５：２０１０）は６７（Ｖ）（綿布）、９９（Ｖ）（毛布）｛試験条件：（２０±２）℃、（４０±２）％ＲＨ、４００ｒ／ｍｉｎ｝、表面抵抗率（ＫＳ Ｋ ０１７０：２００８）は１．４×１０１２（Ω）｛試験条件：（２０±２）℃、（４０±２）％ＲＨ、適用電圧：１００Ｖ、６０秒｝と非常に優れていた。一般的な合成繊維の表面抵抗率は１．０×１０１４〜１５（Ω）である。
ポリエステル４０ｓ／１紡績糸で編織したシングルジャージニット生地を染色し、脱水させた後、乾燥させた。次いで、製造実施例１で得た亜麻仁油５重量％を柔軟剤の添加された水（９５重量％）に混合し、ここにニット生地を浸漬させて脱水機を通過させ、テンター工程を経て試料を得た。
洗濯前の試料は光沢性及び触感性などが向上したが、５回の洗濯後には光沢性及び肌触り性などが顕著に低下した。
Claims (11)
- 繊維形成高分子物質に植物性脂肪酸を０．１〜１０．０重量％含有させて通常の方法で溶融紡糸する、植物性脂肪酸を含有する合成繊維の製造方法。
- 植物性脂肪酸を繊維形成高分子物質に含有させる方法が、植物性脂肪酸を溶融紡糸の前に繊維形成高分子物質にコートすることにより行われることを特徴とする、請求項１に記載の植物性脂肪酸を含有する合成繊維の製造方法。
- 植物性脂肪酸を繊維形成高分子物質に含有させる方法が、植物性脂肪酸を繊維形成高分子物質と混合してマスターバッチチップに製造することにより行われることを特徴とする、請求項１に記載の植物性脂肪酸を含有する合成繊維の製造方法。
- 植物性脂肪酸を繊維形成高分子物質に含有させる方法が、植物性脂肪酸を繊維形成高分子物質の重合段階で添加することにより行われることを特徴とする、請求項１に記載の植物性脂肪酸を含有する合成繊維の製造方法。
- 植物性脂肪酸を繊維形成高分子物質に含有させる方法が、植物性脂肪酸を別途の供給装置を用いて溶融紡糸の際に押出機に連続して投入することにより行われることを特徴とする、請求項１に記載の植物性脂肪酸を含有する合成繊維の製造方法。
- 繊維形成高分子物質は溶融紡糸が可能な高分子物質であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の植物性脂肪酸を含有する合成繊維の製造方法。
- 植物性脂肪酸が、リノール酸(Linoleic acid)、オレイン酸(Oleic acid)、ステアリン酸(Stearic acid)、パルミチン酸(Palmitic acid)、リカン酸(Licanic acid)、及びリシノール酸(Recinoleic acid)の中から選ばれた少なくとも１成分を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の植物性脂肪酸を含有する合成繊維の製造方法。
- 請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法によって製造され、植物性脂肪酸を０．０１〜１０．０重量％含有する、植物性脂肪酸を含有する合成繊維。
- 表面抵抗率が１．０×１０１４（Ω）以下であることを特徴とする、請求項８に記載の植物性脂肪酸を含有する合成繊維。
- 表面抵抗率が１．０×１０１３（Ω）以下であることを特徴とする、請求項９に記載の植物性脂肪酸を含有する合成繊維。
- 植物の香りを発散することを特徴とする、請求項８に記載の植物性脂肪酸を含有する合成繊維。
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