JPH0319904A - 均一な太さの皮革繊維材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、皮革に由来するほぼ均一な太さの繊維材料
に関するものである。

本発明の繊維材料は、例えば、皮革屑中の結束コラーゲ
ン繊維を原料とし、これに高圧ホモジナイザー処理を施
し、天然状態では結束している皮革繊維を解繊せしめる
ことにより得られる。

この繊維材料は、ほぼ均一な太さア、事実上技別れのな
い、長い（太さの１００倍以上の長さを持つ）繊維が結
束しないで、全体として乱雑な方向で存在している■集
合体である。繊維の直径は、乾燥状態で測定したとき　
、０．１μ置前後（　０．０２〜０．３μｍの範囲）で
あるが、水中に懸濁している時は、膨潤している。以下
の記載では、繊維の太さは原則として乾燥状態の電子顕
微鏡写真に基づいて測定した値を示す。

この繊維材料は、単独で、又は他の材料と配合して、シ
ート状など所望の形に成形することができ、均一な品質
を有する、強靭で皮革の風合いのある繊維集合成形体を
得ることができる。

［従来技術及び発明が解決しようとする課８］皮革は、
美観、風合い、強度など極めて優れた性質を持つ天然繊
維材料であるが、供給上の制限、価格、均一な品質のも
のが大量に得にくいこと、厚さが自ずから制約されるこ
となどの問題点もある。

他方合成皮革など人工的な材料は、天然品と裏腹の長所
と短所を持つ。

ところで皮革製品を製造する際、不可避的に皮革屑が発
生する。しかし、タンニン社皮革、クロムＵ皮革共に強
靭なため、破砕は容易でなく、大部分は、廃棄もしくは
焼却されておりごく一部は肥料に用いられているのが現
状である。

従来このような皮革屑を有効利用するために、結束コラ
ーゲン繊維を解繊する方法がいくつか考えられている。

解繊手段は、回転刃式繊維破砕機、二−ダー等の機械的
解繊法と、酸、アルカリ、酵素を用いる化学的解繊法と
に大別される。これら解繊皮革を原料とした再生皮革の
製造法も種々提案されている。

たとえば、機械的粉砕によって皮革微粉を得る先行技術
例としては特開平１−７０５９９があり、又、特公昭４
４−７５４９には化学的解繊によって得られるコラーゲ
ン繊維のことについて記載がある。

従来の機械的解繊の場合、解繊を引きちぎる作用が強く
働き、解繊によって得られた繊維は、バンドル、ファイ
バー　ファイバーエレメント、フィプリル等、直径の異
なるものが不均一に混在し、また枝別れしているいわゆ
る「皮粉」である。

天然の結束繊維が主として長さ方向で引きちぎられた「
皮粉ｊは、この様な繊維の形状からして絡み合い難く、
自己接着性はない。この様な、比較的大きくかつ不均一
な太さのコラーゲン繊維も、バインダーと配合すること
により再生皮革を作ることができるが、一般的に強度、
耐久性に問題がある等充分満足できるものではない。

化学処理法は、従来の機械的解繊法に比べて、徹底的に
解繊できる特徴があるが、皮革繊維を分解し過ぎてゼラ
チン化し、皮革自体の特性は失われる。

この方法で解繊した皮革繊維を水に分散させて後、キャ
スティングして乾燥し、シート化したものを電子顕微鏡
で１０万倍に拡大して観察しても繊維状物質が認められ
ないことからもゼラチン化していることは明らかである
。

また、複雑な工程の増加、生産性の低下を伴い、処理コ
ストが高くなる事情もあり、異なる分野、例えばソーセ
ージケーシング等には適用できるが、廃棄物有効利用に
よる再生皮革としては適当でない。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、この様な先行技術をふまえて発明されたもの
で、繊維の直径については、従来になかった細さと均一
さを持ち、その方向については、従来になかった乱雑さ
を持つ、極めて細長い皮革繊維材料を提供するものであ
る。

本発明の皮革繊維材料は、結束した皮革繊維を含む原料
、例えば皮革屑を、水分散液状態で高圧ホモジナイザー
で処理することにより、分散安定性の優れた懸濁液とし
て得られる。

本発明の皮革のシートは直径の１００倍以上の長さを持
ち、乾燥時の直径が０．０２〜０．３μｍでありかつ太
さがほぼ均一で、結束しないで全体として乱雑な方向で
存在している皮革繊維から成っている。

更にこの皮革繊維はその直径分布において、直径が０．
ｌ〜０．２μ慣の範囲にあるものが全体の９９％以上を
占めるものがより好ましい。上記の直径分布は電子顕微
鏡観察によって測定できる。

本発明にいう皮革繊維シートは本発明による上述のよう
な細い皮革繊維よりも太い皮革繊維を含んでいても良い
。

本発明によるシートは１００〜２００ｋｇ／ｃｄの引張
強度と５　０　０−１０．０００秒／１Ｐ・１ｏｏｍｌ
の透気度を持っている。

皮革繊維シートの作り方は、先ず天然皮革を３ｕ以下の
小片にカッティングし、次にこの小片で１〜１０ｖｔ％
の水スラリーを作り、この水スラリーを粘稠な液となる
まで高圧ホモジナイザーで処理する。そして得られた粘
稠なスラリーをキャスティングして乾燥してシートを作
る。

ホモジナイズの方法は、商品名Ｇａｕｌｌｎモデル１５
Ｍ−８７Ａで代表されるようなホモジナイザーで処理さ
れる。その場合入口圧力は５００ｋｇ／ｃＪＧ，出口圧
力はＯ　ｋｇ　／　ｅｊ　Ｇが一般的である。キャステ
ィングはネットを使った抄紙法で実施するのが良い。

発明には上述の方法でホモジナイズされて得られるスラ
リーも含まれる。このスラリーの粘度は２ｖｔ％でｌＯ
．ｏ００ｃｐｓ又はこれ以下が望ましい。

本発明による高圧ホモジナイザー処理した２重量％の皮
革繊維スラリーのカナダ標準濾水度が抄紙に適した１０
０〜７００ｍｌであることからもわかるように本発明に
よってシートを作る場合、高圧ホモジナイザー処理した
１〜１０ｆｆｉｊ１％の水懸濁液を抄紙法によってもシ
ートを作ることが出来るのも本発明品の特徴の１つであ
る。

本発明の皮革繊維材料は、ほぼ均一な太さの極めて細長
い（直径の１００倍以上の長さを持つ）繊維が、結束を
解かれており、水中では比較的運動自由な状態で存在し
ているので、繊維が絡み合い易い。従って上記のように
して作られる分散液を、シート状その他の形に成形・乾
燥することにより、表面がほぼ平滑で強靭な繊維集合成
形体が得られる。勿論、所望により粗面にすることもで
きる。乾燥膜を電子顕微鏡写真により観察すると、先に
記したような繊維の特性がはっきりわかる。

即ち、太さがそろったほぼ均一な長い繊維が、結束せず
に、その１本１本の識別性を保持したまま、全体として
乱雑な方向で存在し、絡み合った３次元網目構造が観察
される。繊維の太さは、０．１μ一前後、およそ０．０
２〜０．３μ置、特に０．０４〜０．２μｓ、なかんづ
＜　０．０５　〜０．１５μｓ　（Ｄ範囲で、従来の機
械解繊皮革繊維のような多数の繊維が結束し、はっきり
した方向性を持ったバンドル、それが一部不規則に引き
ちぎられた部分に生じてぃる枝別れ、毛羽立ちなどの太
さの多様性、不均一性はなく、特に１本の繊維の中の太
さの均一性、平滑性は際立っている。

すなわち本発明は、直径（乾燥状態で測定した時の値）
が０．０２〜０．３μ鵬の範囲であり、直径の１００倍
以上の長さを持つ、ほぼ均一な太さの皮革繊維が、結束
しないで、全体として乱雑な方向で存在している皮革繊
維材料である。

以下、皮革屑を原料とする場合を例として、本発明の皮
革繊維材料を得る一般的な方法を説明する。

本発明の皮革繊維材料の代表的原料として用いる皮革屑
としては、クロム社工程で発生するシェービング屑或い
はクロム社革製品、タンニン社革製品の裁断屑等を用い
ることができる。これら皮革屑は、高圧ホモジナイザー
で処理するために、繊維長を３ｍｌ以下程度に機械的に
予備粉砕するのが好ましい。

この原料皮革繊維を例えば１〜１０％程度の水分散液と
して高圧ホモジナイザー処理に供する。

装置の処理能力の点から言えば、濃度の高い方が望まし
いが、処理液の流動性を保つ必要から、自ずから濃度の
限界がある。

本発明の皮革繊維材料の製造に用いられる高圧ホモジナ
イザーとして好適な装置は、本来、均質な液体エマルジ
ョンを製造するのに用いられている装置であり、例えば
ＭＢｎｔｏｎ−Ｇａｕｌｉｎ　　（商標）ホモジナイザ
ーとして市販されている。この装置は高圧ポンプ、高圧
ボンブから被処理液を高速で吐出する弁装置、吐出液が
衝突する弁座装置および処理液の高圧ポンプ吸入側への
循還流路とを備えている。この種の装置とその作動につ
いては、公知の文献（例えばＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇ
ｉｎｅｅｒｉｎｇ．　Ｍａｙ　１３，ｌ９７４のｐ．８
６〜９２）に記載されている。

高圧ホモジナイザー処理は、本質的に連続的であるが、
処理液の仕込みは回分式に、即ち半連続的操作として実
施することができる。処理回数ハ、液の吐出量と仕込み
量との比率から計算で求めることができる。処理圧力、
処理回数は、得られた処理液の解繊度を所望の解繊度と
比較することにより容易に決めることができる。処理圧
力が高いほど、処理回数が少なくても同程度のレベルの
解繊効果が期待できる。コラーゲン繊維のゼラチン化を
防ぐため高圧ホモジナイザー処理液は、温度５０℃、ｐ
１１５以下に調節することが望ましい。

この処理で得られた本発明の比較繊維材料の分散液は、
分散濃度、ｐＨ，処理圧力、処理回数、処理温度により
異なるが、一般的に非常に粘稠、均一、かつ安定なペー
スト状を呈している。この分散液を用いて、抄造法、キ
ャスティング法等公知の方法で製膜乾燥することにより
強靭な皮革繊維集合成形物が得られる。

この分散液は、また、例えばセラミック、ウイスカー、
合成繊維、天然繊維、樹脂エマルジョンなど、種々の無
機材料、有機材料と共に、複合化成型体を形或すること
ができる。

［発明の効果］ この発明は、極めて細く、かつ長くて絡み合い易い、均
一な皮革ｍ維の集合よりなる新規な材料を提供すること
により、他のバインダー物質の添加を必要とせずに、自
らの持つバインダー効果により皮革繊維成形品を作るこ
とを可能にする。これにより、例えば皮革の風合いを備
えたシート材料を均一な品質で大量に生産することを可
能にする。シートの密度は解繊の程度により異なるが、
例えば５〜５０バスのもので０．３８〜１．０である。

化学的解繊法によって得られたソーセージヶーシング用
フィルムの密度はこれより大き＜、１．１〜１，３であ
り、電子顕微鏡写真でも繊維が崩れてゼラチン化してい
る様子がうかがえる。

他の応用例としては、種々の無機、有機工業材料を結合
した摩擦板、被膜形成能力を利用した塗料、衣料用や工
業用素材として利用できる皮革繊維小独又は複合化した
シート材料などがある。これらの用途は、従来有効に利
用されていなかった皮革屑の活用にもなる。

実施例１ クロム社革製品の製造工程から発生するシェービング屑
（水分５０％）を遠心式粉砕機（日本精機製作所、タイ
プ２Ｍ１）で予備粉砕する。金網は、１　＋ｎ＋ｓ孔径
のものを用いる。

得られた皮粉の電子顕微鏡写真を第４〜６図に示す。５
０倍拡大写真（第６図）には、幅約１００μ曙前後、長
さはその数倍から１０数倍と見られる、定まらない太さ
の、枝別れのあるバンドルが見られる。１０００倍拡大
写真（第５図）を見るとバンドルが細い繊維で構成され
ている構造や、バンドルが引きちぎられた箇所などで、
一部毛羽立っているフィブリル化状態などが観察される
。

１００００倍拡大写真（第４図）を見ると、バンドルを
構成しているのは、約０．１μ厘の直径を持つ繊維が結
束し、全体としてはっきりした方向性を持った皮革繊維
集合物であることがわかる。

粉砕した皮粉８０ｇ（水分５０％）を水１９２０ｇに分
散して皮粉分２％懸濁液を調製する。これを高圧ホモジ
ナイザ−（Ｇａｕｌｌｎ　１５Ｍ−８ＴＡ）に常温（約
２５℃）で仕込み、圧力４　５　０　ｋｇ／ｃＪＧ　，
回数３０回の処理をする。

処理液は、通過回数が増えるに従い、粘稠なスラリー状
になる。処理による発熱を放置すると液温度は９０℃以
上になり、ゲル化、ゼラチン化を促進するので、冷却に
より５０℃以下に保つ。

得られた皮革繊維材料分散液の物性を以下に示す。

粘度（ＢＬ形粘度計） （ローターＮ０．　４、６０ｒｐｍ）：３２００ｃｐｓ ３４００ｃｐｓ　　（　２　０日経過後）カナダ標準濾
水度　　６　４　０　ｍｌｐＨ７２．６ この液を用い、ガラス板上にキャスティング法で製膜し
、５０℃以下で乾燥するとシートが得られる。

１００００倍拡大電子顕微鏡写真を第１図に示す。

皮革繊維は、ほとんど完全に直径約０．１μ備の均一な
細さの平滑な長い繊維に解繊された状態になっており、
全体として乱雑な方向に３次元網目構造で絡み合い存在
しているのがわかる。なお第７図は１０００倍拡大電子
顕微鏡写真であり、同じ拡大率の第５図と比較により、
本発明の材料と従来の皮粉との違いをはっきり示してい
る。このシートの物性を、遠心式粉砕機で得た皮粉の水
分散液を同じ条件で製膜して得たシートと比較して第１
表に示す。

第１表 実施例　　比較例 膜厚（＋ｓ）　　　　　　　　０．０Ｂ４　　　０．４
７引張強度（ｋｇ／ｃＩｉ）　　　ａｙｏ　　　　　Ｏ
．３伸度（％）８３ 密度（ｇ／ｃｍ３）　　　　　ＯＪ　　　　Ｏ．４引張
強度、密度はＪＩＳ　Ｋ８５５０皮革試験法による実施
例２ タンニン社革製品を製造する工程で発生する裁断屑（水
分１０％、第８図）を実施例１と同じ機械で予備粉砕す
る。粉砕皮粉４４．４ｇ　（水分１０％）を水に分散し
て２％分散液２０００　ｇを調製する。

例１と同じ装置で圧力４５０ｋｇ／ｃｄＧで５回，高圧
ホモジナイザー処理した。

得られた分散液の物性粘度 ＣＢＬ形粘度計）： ４　２　０　ｃｐｓ ４　０　０　ｃｐｓ　　（　２　０日経過後）カナダ標
準濾水度　　１　０　０　ｍｌｐＨ：２．８ この液を用い、例１と同様ガラス板上にキャスティング
法で製膜、乾燥して得たシートの物性を遠心式粉砕機で
得た皮粉の水分散液を同じ条件で製膜して得たシートと
比較して第２表に示す。

第２表 実施例２　比較例２ 膜厚（Ｉｌｍ）　　　　　　　０．１７　　　　０．７
８引張強度（　ｋｇ　／　ｃｄ　）　　　１　５　　　
　　０　．　１伸度（％）０．２　　　　０．２ 密度（　ｇ　／ｃｍ３）　　　　０．５　　　　０．３
引張強度、密度はＪＩＳ　Ｋ６５５０皮革試験法による
第２図、第３図は、それぞれタンニン社革、クロム社革
シェービング屑を用い、実施例２と同様の方法で１０回
処理したものの１００００倍電子顕微鏡写真である。第
１図（実施例１）に比べ、解繊の程度はやや不完全で、
数本の繊維の塊が所々見られるが、それでも全体として
は、かなりよく結束状態が解かれており、分離した繊維
が乱雑な方向に絡み合っている状態が観察される。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直径（乾燥状態で測定した時の値）が０．０２〜０
   ．３μｍの範囲であり、直径の１００倍以上の長さを持
   つ、ほぼ均一な太さの皮革繊維が結束しないで、全体と
   して乱雑な方向で存在している皮革繊維材料。 ２、皮革繊維の９９％以上の繊維の直径が０．１〜０．
   ２μｍの範囲にある請求項１記載の皮革繊維材料。 ３、請求項１又は２記載の皮革繊維材料から成るシート
   。 ４、引張強度が１００〜２００ｋｇ／ｃｍ＾２、透気度
   が５００〜１０，０００秒／１Ｐ・１００ｍｌである請
   求項１又は２記載の皮革繊維材料から成るシート。 ５、天然皮革を３ｍｍ以下に細断し、細断したもので１
   〜１０重量％の水分散液を作り、この分散液を高圧ホモ
   ジナイザーで処理して、安定で粘稠な懸濁液と成すこと
   による請求項１又は２記載の皮革繊維材料の製造法。 ６、２重量％の水スラリーの粘度が１０，０００ｃｐｓ
   又はそれ以下であるような請求項５の方法で得られる皮
   革繊維材料の水スラリー。 ７、カナディアン濾水度が１００〜７００ｍｌであるこ
   とを特徴とする請求項６記載の水スラリー。