JP4375868B2

JP4375868B2 - 表面改質剤組成物および該組成物で処理された繊維

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Publication number: JP4375868B2
Application number: JP2000025871A
Authority: JP
Inventors: 秀数塩見; 英幸山田; 勝栄長田
Original assignee: Seiren Co Ltd
Current assignee: Seiren Co Ltd
Priority date: 2000-02-03
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2020-02-03
Also published as: JP2001214370A

Description

【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、表面改質剤組成物に関し、更に詳しくは、天然タンパク質と天然リン脂質を併用して、親水性、帯電防止性、平滑性、柔軟性などを付与する事ができる表面改質剤組成物と該組成物で処理された繊維に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
物質表面の改質手段としては、物理的方法、化学的方法、物理化学的方法の３つが考えられる。
物理的方法とは、疎水性の合成高分子表面にコロナ放電やプラズマ処理などを施し、親水性を付与する方法や、繊維状またはフィルム状に形成する前の疎水性高分子に親水基を有する物質を練り込むことにより親水性を付与する方法を指す。しかし、この方法は工程が複雑化し、特殊で高価な装置を必要とするなど困難が多い。
【０００３】
また、化学的方法とは疎水性繊維の表面に親水基を有する物質を直接化学結合させたり、物質表面でフィルム状の膜を形成させて表面を改質する方法の事である。やはり、この方法でも表面改質する上で、特殊な設備が必要となり、更には物質表面に不純物として触媒や未反応物質が残留するため、不都合が発生する。
【０００４】
物理化学的方法とは、界面活性剤や高分子ポリマー等の表面改質剤を水素結合やファンデルワールス力などによって、物質表面に吸着させることにより改質する方法である。この方法では、表面改質剤を分散させた溶液を物質表面に塗布又は噴霧するだけでよく、上記の２つの方法に比べ非常に簡便で、生産性が高いため、さまざまな分野において応用されている。例えば、繊維表面に多価アルコール型非イオン性界面活性剤やカチオン性界面活性剤を吸着させる事により、繊維表面の静摩擦係数が低下して、繊維に柔軟性が与えられている。また、洗髪により油分を失った毛髪表面にカチオン系界面活性剤やカチオン化ポリマーを吸着させて平滑性、柔軟性を与えていることが行われている。
【０００５】
具体的には、特開平１１−５９０５号で開示されているように、ポリエーテルアミド変性ポリシロキサン、乳化剤（界面活性剤）及び水からなる表面改質剤組成物がある。
このように従来の表面改質剤は、合成系界面活性剤や合成系高分子薬剤が使用されていた。これら合成物は生体への安全性が十分とは言えず、人に触れた場合にはアレルギーや肌荒れを起こす原因となっていた。また、廃棄した際には生分解性が悪いために環境汚染を引き起こしている。
そこで肌荒れを防ぐために特開平７−１４５５６０号には、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエステル、多価アルコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、レシチン、レシチン誘導体及び脂肪酸アマイドのいずれかであってＨＬＢが９以下の親油性界面活性剤の少なくとも１種が主成分として水に分散して成ることを特徴とする繊維用仕上げ処理剤組成物が開示されている。これによると、この仕上げ処理剤はカチオン界面活性剤系柔軟仕上げ剤を用いることを必須としないので、皮膚に対する刺激が少なく、乳幼児用の衣類にも使用できるとある。
しかしながら、やはり合成物を使用しているために皮膚に対して障害を引き起こす可能性があり、また、それらは経口摂取に対する安全性は確認されてないため、食品包装材等の用途には使用不可能であった。さらに、本発明の目的の一つである高い親水性を得るには十分なものではなかった。
【０００６】
これを解決するために、コラーゲンや絹タンパクなどの天然タンパク質を繊維などに付与する試みがなされている。しかし、天然タンパク質だけでは耐久性がないため、樹脂により固着するという方法や、タンパク質にアシル化等の化学修飾を施すことにより疎水基を導入し、繊維や髪などの疎水性物質への吸着性を向上させる方法が取られている。
つまり、天然物だけをそのままの形で使用した、安全性が高く、耐久性があり、十分な性能を持つ表面改質剤というのは知られていないのが現状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち本発明は、上記課題を解決するためのものであり、アレルギーや肌荒れ、環境汚染の一因となりうる合成物質を使用することなく、耐久性、親水性、帯電防止性、平滑性、柔軟性などを付与する事ができる毛髪の表面改質剤組成物を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討した結果、天然タンパク質及び天然リン脂質が水を主とした溶媒に溶解又は分散してなることを特徴とする表面改質剤組成物、さらには天然タンパク質がセリシンであることを特徴とする上記の表面改質剤組成物とすることにより、上記目的を達成し得ることを見出した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の表面改質剤組成物の好ましい実施形態を説明する。
本発明では、天然タンパク質と天然リン脂質を併用したことを第１の特徴としている。タンパク質のみでは、疎水性である表面との親和性に劣り、耐久性が得ることができなかったが、リン脂質と併用することにより、親水性部と疎水性部を共有したタンパク質とリン脂質の複合体を形成させ、耐久性と表面改質性能を兼備する表面改質組成物を得ることができたのである。
【００１０】
また使用するタンパク質、リン脂質をともに天然物としたので、人体への安全性が高く、環境負荷を低減することもできる。
【００１１】
天然タンパク質には卵白蛋白質、ホエー蛋白質、血清アルブミン、カゼイン、羊毛ケラチン、大豆蛋白質、エラスチン、ゼラチン、コラーゲン、絹フィブロイン、絹セリシン、血球グロビン及びこれらの分解生成物であるペプチドなどが挙げられるが、これに限定されるものではなく、特に人体への親和性などから絹セリシンが好ましい。またタンパク質は加水分解物、非加水分解物を問わない。
【００１２】
ここで、非加水分解物としての絹セリシンは、繭又は生糸から一般的に行われる抽出方法で得られるものを用いることができ、例えば次に示す（１）、（２）又は（３）のような方法で非加水分解物としての絹セリシンを得ることができる。
（１）絹セリシン水溶液を有機酸あるいは無機酸によってｐＨ３〜５に調整した後、有機凝集剤あるいは無機凝集剤を添加して絹セリシンを析出させ、濾過、乾燥して固体の絹セリシンを得る。
（２）絹セリシン水溶液をメタノール、エタノール、ジオキサンなどの水溶性溶媒と混合して絹セリシンを析出させた後、濾過、乾燥して固体のセリシンを得る。
（３）絹セリシン水溶液のうち透析膜を透過した物質を除去した後、透析膜を透過しなかった物質を乾燥して固体の絹セリシンを得る。
また、絹セリシンの加水分解生成物は、繭又は生糸に含まれるセリシンを、酸、アルカリ、あるいは酵素によって部分加水分解してから、例えば前述の（１）、（２）又は（３）のような方法で得ることができるが、これに限定されるものではない。
以下、絹セリシン及び絹セリシン加水分解物を単にセリシンとのみ表記する。
【００１３】
天然リン脂質にはホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルコリン（レシチン）、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸などが挙げられ、卵黄、大豆などの天然物から分離、抽出されたものが使用される。また、水素添加品やアゾリン脂質のように変性したものも使用可能である。
【００１４】
本発明の表面改質剤組成物を得るには以下の方法がある。
天然リン脂質と天然タンパク質をホモミキサー等の乳化機により、溶媒に溶解又は分散させることにより組成物を容易に調整できる。
また予め天然リン脂質と天然タンパク質を粉体で混合し、その混合物をホモミキサー等の乳化機により、溶媒に溶解又は分散させることでも調整できる。
さらに予め天然タンパク質を溶解又は分散させた液に、天然リン脂質を加え溶解又は分散させることでも調整できるし、予め天然リン脂質を溶解又は分散させた液に、天然タンパク質を加え溶解又は分散させることでも調整できる。
この時の溶媒は、水だけでもよいが、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、ヘキサン、ヘプタンなどの炭化水素類、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテルなどのエーテル類などの有機溶媒を併用することができる。
【００１５】
天然タンパク質／天然リン脂質の重量比は、好ましくは９９．５／０．５〜５／９５である。
【００１６】
本発明の表面改質剤組成物は、繊維，毛髪，フィルムなどの有機樹脂等の表面を改質するための処理剤として使用でき、例えば、綿，羊毛，絹，麻等の天然繊維の他、ナイロン，ポリエステル，アクリル，ポリプロピレン等の合成繊維又はそれらの複合繊維、あるいはフィルムに使用することができる。それらの形態も限定されるものではなく、糸、織物、編物、不織布、フィルム等が挙げられる。
それらへの付与手段としては、スプレーを用いたり、グラビアロール，キスロール等のロール類を用いて少量を均一に付着させる方法などがある。
【００１７】
以上、本発明の表面改質剤組成物をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更形態が可能である。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例及び参考例により本発明の有効性を説明する。しかし、本発明はかかる実施例に制限されない。
【００１９】
【実施例１】
天然タンパク質である牛血清アルブミン(ＢＳＡ)１０ｇと天然リン脂質であるレシチン１０ｇとを、水９０％とエタノール１０％の溶媒1リットルにホモミキサーにて均一に分散させ、本発明の表面改質剤組成物を調製した。
【００２０】
【実施例２】
天然タンパク質であるカゼイン１０ｇと天然リン脂質であるレシチン１０ｇとを、水９０％とエタノール１０％の溶媒1リットルにホモミキサーにて均一に分散させ、本発明の表面改質剤組成物を調製した。
【００２１】
【実施例３】
天然タンパク質であるセリシン１０ｇと天然リン脂質であるレシチン１０ｇとを、水９０％とエタノール１０％の溶媒1リットルにホモミキサーにて均一に分散させ、本発明の表面改質剤組成物を調製した。
【００２２】
【比較例１】
天然タンパク質である牛血清アルブミン(ＢＳＡ)１０ｇを用いて、水９０％とエタノール１０％の溶媒1リットルにホモミキサーにて均一に分散させ、表面改質剤組成物を調製した。
【００２３】
【比較例２】
天然タンパク質である牛血清アルブミン(ＢＳＡ)を用い、天然リン脂質を合成脂質のソルビタンステアリン酸モノエステルに変更し、実施例１と同様にして表面改質剤組成物を調製した。
【００２４】
【実験例１】
（ポリプロピレン不織布の親水化剤としての評価）
ポリプロピレンよりなる不織布(秤量２３ｇ／ｍ^２)を、実施例１〜３、比較例１、２の表面改質剤組成物に含浸させ、その後、マングル(圧力２ｋｇｆ／ｃｍ^２)で余剰の組成物を除去し、乾燥(８０℃、１分間)させて、親水化処理した。
このようにして得られた不織布には、実施例の表面改質剤組成物の場合は、天然タンパク質が１重量％、リン脂質が１重量％付与されている。又、比較例１の表面改質剤組成物の場合は天然タンパク質のみが、比較例２の場合は天然タンパク質と合成脂質がそれぞれ１重量％付与されている。
上記処理不織布において、吸水性試験を下記の方法で行った。その結果を表１に示す。
【００２５】
（吸水性試験の試験方法）
図１に示すように、１００×１００ｍｍの大きさに切断した上記処理した不織布を、１５０×１５０ｍｍに切断されたトーヨー濾紙（Ｎｏ．２）２０枚を重ねた上にのせて、軽く手で押さえ、不織布中央に円筒(内径６０ｍｍ、高さ５０ｍｍ、重さ６０ｇ)を置く。円筒の中央部、不織布の上方２０ｍｍの位置から、ビュレットを用いて蒸留水８０ｍＬを１０秒間で滴下する。ビュレットのコックを開いた時から、不織布上に水がなくなるまでの時間を測定した。尚、１２０秒(２分以上)の時間を必要としたものは、すべて１２０秒とした。これを１サイクルとして吸水性試験を３回繰り返し行った。
【００２６】
【表１】

【００２７】
表１から明らかなように、実施例１〜３の表面改質剤組成物で処理した不織布は親水性が高いために、１回目、２回目、３回目の測定ともに吸水時間が短く、吸水性が高かった。特に実施例３の表面改質剤組成物で処理した不織布は吸水性に優れ、しかも２回目、３回目の吸水時間が１回目と比較してほとんど変化ない高い耐久性を示した。一方、比較例１の場合には耐久性が非常に悪いために２回目、３回目の吸水時間が大変長い。又、比較例２の場合には吸水性が非常に悪く、耐久性も劣った。
【００２８】
【実験例２】
（ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)不織布の親水化剤としての評価）
上記のポリプロピレン不織布の親水化剤としての評価において用いたポリプロピレンをＰＥＴに代える以外は実験例１と同様の操作により、不織布の処理ならびに吸水性評価を行った。その結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】

【００３０】
表２から明らかなように、ＰＥＴ不織布の場合にもポリプロピレン不織布と同じく、実施例１〜３の表面改質剤組成物で処理した不織布は吸水性、耐久性が優れていた。
【００３１】
【実験例３】
（紙オムツの評価）
実験例１において用いた不織布を、図２に示す紙オムツの肌当接面に用い、得られたオムツで５人の赤ちゃんにオムツかぶれに関する着用試験を行い、赤ちゃんのおしり肌の状態を以下の評価基準で評価した。結果を表３に示す。
オムツかぶれ評価基準
Ａ：まったくかぶれがなかった。
Ｂ：一部赤くなった。
Ｃ：一部がかぶれた。
Ｄ：全体がかぶれた。
【００３２】
【表３】

【００３３】
表３を見てわかるように、比較例１、２の表面改質剤組成物で処理した不織布はオムツかぶれが確認されるのに対して、実施例１〜３の表面改質剤組成物で処理した不織布ではオムツかぶれが抑えられていた。特に、天然タンパク質としてセリシンを用いた実施例３の場合には、オムツかぶれがまったく見られなかった。
【００３４】
【実験例４】
（毛髪表面の改質）
１５ｃｍの毛髪２０ｇを束ねて、実施例１〜３、比較例１、２の表面改質剤組成物に１分間浸積して、１０秒間流水ですすいだ後、タオルで軽く水気を取り除き、ドライヤーで乾燥させて、毛髪表面を処理した。
上記毛髪において帯電性試験、官能試験を行った。
【００３５】
（帯電性試験の試験方法）
上記方法で毛髪表面を処理した毛髪を、塩化ビニル樹脂板で１００回擦り、毛髪の状態を以下の評価基準で評価した。
＜帯電防止性評価基準＞
Ａ：毛髪が広がらなかった。
Ｂ：毛髪がやや広がった。
Ｃ：毛髪が広がった。
Ｄ：毛髪が逆立った。
【００３６】
（官能試験の試験方法）
上記方法で処理した毛髪の柔軟性、平滑性について以下の評価基準で官能評価した。
＜評価基準＞
Ａ：非常に良好であった。
Ｂ：やや良好であった。
Ｃ：やや悪かった。
Ｄ：非常に悪かった。
表４に結果を示す。
【００３７】
【表４】

【００３８】
表４から明らかなように、実施例１〜３の表面改質剤組成物で処理した毛髪は、帯電性が低く静電気を帯びにくい。また、柔軟性、平滑性があがるために、官能的にも良好な結果となった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の表面改質剤組成物によれば、耐久性を持たせて、親水性、帯電防止性、平滑性、柔軟性などを物質表面に付与する事ができる。また、本発明の表面改質剤組成物は天然物だけを用いているので、アレルギーや肌荒れ等を生じる可能性が低く、生分解性があるため環境汚染の恐れもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸水性試験の試験方法を示す概略図である。
【図２】実験例３で使用した紙オムツを示す図である。
【符号の説明】
１ビュレット
２円筒
３不織布
４濾紙

Claims

天然タンパク質及び天然リン脂質が水を主とした溶媒に溶解又は分散してなることを特徴とする表面改質剤組成物であって、該天然タンパク質がセリシンである毛髪の表面改質剤組成物。