JPH05106106A - 獣毛蛋白質を結合した重合体繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 獣毛繊維の代替品にもなり、該繊維特有の諸
性質を具備する重合体繊維を提供する。 【構成】 獣毛可溶化処理によって調製された蛋白質と
ビニル系ポリマーとの重合体生成物を紡糸延伸して得ら
れる獣毛蛋白質と結合した重合体繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、獣毛の可溶化処理に
よって調製される蛋白質とビニル系モノマーとの重合体
を原料とする繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】羊毛等の獣毛繊維は、特有の暖感触があ
り、保温性が良く、柔軟で軽く、良好な吸湿性を示すだ
けでなく、優れた紡織性や染色性を有するので、繊維と
しては非常に有用なものであるが、天然物のため限られ
た繊度、繊維長の繊維しか得られずスト高であり、利用
が制限されている。

【０００３】このため、この種の繊維の代替品として、
主として食料蛋白質、例えば、牛乳蛋白質（カゼイ
ン）、トウモロコシ蛋白質、酵母蛋白質、大豆蛋白質、
落花生蛋白質およびゼラチン等やこれらの蛋白質の誘導
体をビスコースに混合紡糸したブレンド繊維（例えば、
特公昭３５−２０５３号および同３６−２０７６５号各
公報参照）およびこれらの蛋白質とビニル系モノマーと
の共重合体を紡糸して得られる繊維の（例えば、特公昭
３７−１８３８７号、同３８−９４３１号および同４０
−９０５９号各公報参照）が開発され、実用に供されて
いる。

【０００４】しかしながら、この種の繊維には、僅か約
３〜４０％程度しか含まれない蛋白質成分を貴重な上記
食料資源を犠牲にして精製しなければならない難点があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、当該分野
の従来技術においては全く認識されていなかったこの技
術的課題、即ち、獣毛蛋白質を再生繊維として利用する
という技術的課題（この理由は、獣毛はジサルファイト
結合で強固に架橋されているので、可溶化が非常に困難
であり、また、強い条件下で溶解するとアミノ酸まで分
解が進行するので、獣毛蛋白質を効率よく回収できない
ということに起因すると考えられる）を克服して上記の
問題点を解決するためになされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ちこの発明は、獣毛の
可溶化処理によって調製される蛋白質とビニル系モノマ
ーとの重合体生成物を紡糸延伸して得られる獣毛蛋白質
を結合した重合体繊維に関する。

【０００７】本発明に使用する獣毛は典型的には羊毛で
あり、その他、アルパカ、モヘア、アンゴラ、カシミ
ア、羽毛等が例示されるが、これらに限定されるもので
はない。

【０００８】獣毛の可溶化処理法としては、弱アルカリ
性液状媒体中において比較的高濃度の酸化剤を用いる酸
化分解法、獣毛の成分であるケラチンを加水分解する各
種の蛋白質分解酵素を用いる酵素法、およびメルカプト
エタノールやメルカプトエチルアミン等用いる還元法等
が例示されるが、酸化分解法が好ましく、これについて
はさらに詳述する。

【０００９】酸化分解法に使用する液状媒体としては
水、アルコール類（メタノール、エタノールおよびプロ
パノール等）が一般的であり、これらは所望により２種
以上併用してもよい。これらの液状媒体の弱アルカリ性
領域へのｐＨ調製剤としてはアンモニア、アルカリ金属
水酸化物、アミン類およびアルカリ金属炭酸塩等が例示
され、これらは使用する液状媒体や酸化剤の種類等に応
じて適宜選定すればよい。

【００１０】酸化剤としては、過酸化水素、過酢酸、過
蟻酸その他の過酸化物が例示されるが、安価で扱い易
く、獣毛の可溶化後の後処理が容易で可溶化物中に有害
成分を残存させない等の理由から過酸化水素が最も好ま
しい。酸化剤の濃度は通常２０％以上、好ましくは２５
％〜３５％である。獣毛の可溶化は使用する酸化剤の種
類や濃度および溶解媒体の種類によって左右されるが、
可溶化時間は一般的に約０．１〜１．０時間である。た
とえば３５％過酸化水素とアンモニアを用いてｐＨを約
８に調整した処理水を使用する場合には、獣毛を浸漬す
ると約１００℃近くまで自然に昇温し、１時間以内に可
溶化は完了し、未溶解物はほとんど残存しない。獣毛以
外の爽雑物が存在する場合には、１００メッシュ程度の
フィルターを用いる濾過処理をおこなえばよい。

【００１１】得られた獣毛溶液から獣毛を固体状蛋白質
として回収する方法としては、 (i)揮発性の無機酸を添加することによってゲルとして
回収する方法およびさらにアルコールやアセトン等の揮
発性溶媒で脱水する方法 (ii）有機酸と混合し獣毛可溶化物を沈殿させ分離する
方法および (iii)獣毛可溶化物溶液を架橋処理によって該可溶化物
を水不溶化物として回収する方法等が例示されるが、本
発明においては、(i)および(ii)の方法が好ましい。

【００１２】上記の方法によって回収された固体状蛋白
質を乾燥処理に付すことによって、粒径約１μ〜１００
μ程度の獣毛粉末が得られる。

【００１３】本発明に用いるビニル系モノマーは、上記
の獣毛の可溶化処理によって得られる蛋白質と重合し得
るビニル系モノマーであり、例えば、アクリロニトリ
ル、である。アクリロニトリルと他の複数のビニルモノ
マーとを併用することも可能である。例えばアクリル
酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタク
リレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ビニル
アセテート、ビニルクロライド、ビニルピリジン、ビニ
ルピロリドン、ビニルイミダゾール、ビニルスルホン
酸、アリルスルホン酸が挙げられる。高分子化した時の
凝集力の点でアクリロニトリルを全ビニル系モノマーの
７０％〜８０％にすることが好ましい。

【００１４】上記の獣毛蛋白質とビニル系モノマーとの
共重合をおこなう媒体としては、塩化亜鉛水溶液、ジメ
チルホルムアミドおよびジメチルアセトアミド等が例示
されるが、獣毛蛋白質の溶解性の点で、塩水亜鉛水溶液
が好ましい。例えば、塩化亜鉛６０％水溶液１００ｍｌ
には、上記羊毛粉末約２０ｇは、赤ベージュ色の溶液と
なって完全に溶解する。

【００１５】上記重合媒体に獣毛粉末を溶解させた溶液
にビニル系モノマーを加え、さらに重合開始剤を添加し
て獣毛蛋白質とビニル系モノマーとの重合をおこなう。

【００１６】獣毛蛋白質とビニル系モノマーとの反応比
は特に限定的ではないが、通常は獣毛蛋白質：ビニル系
モノマー＝１：９〜５：５であり、獣毛蛋白質の量が少
なすぎると、最終繊維製品に獣毛繊維の特性を十分に付
与できる。

【００１７】重合開始剤としては過硫酸アンモニウム、
過硫酸カリまたは過酸化水素等のラジカル重合開始剤を
ビニル系モノマーに対して約０．１〜５％使用するのが
好適であるが、レドツクス触媒、例えば、過硫酸塩−亜
硫酸塩、塩素酸−亜硫酸塩または過酸化水素−第一鉄塩
等を用いてもよい。

【００１８】一般的な重合反応温度は、ラジカル重合開
始剤を用いる場合には、約６０〜８０℃であり、レドッ
クス触媒を用いる場合には、約１５〜４０℃である。

【００１９】なお、獣毛蛋白質は、可溶化処理後、一
旦、粉末として分離せず、可溶化溶液のまま上記重合反
応に供してもよい。この場合、重合媒体として使用でき
る塩化亜鉛の高濃度水溶液中において、獣毛を過酸化水
素等の酸化剤の作用によって可溶化することによって重
合処理操作が一層簡便になる。

【００２０】上記重合反応によって調製される重合体を
常法に従って、紡糸工程に付すことによって、本発明に
よる獣毛蛋白質と結合した重合体繊維が得られる。この
場合、反応混合物から重合体を一旦分離して塩化亜鉛濃
厚水溶液に溶解して紡糸ドープを調製してもよく、また
該反応混合物をそのまま加温して紡糸ドープを調製して
もよい。

【００２１】即ち、上記紡糸ドープは、適当な孔径を有
するノズルから−４〜２５℃に保持した水性凝固液、例
えば塩化亜鉛水溶液（濃度約１０〜４０％）中に押出し
て凝固させ、該凝固糸を約５０〜８０℃の温水中で約
１．１〜３倍に予備延伸した後、１００℃もしくはそれ
以上の温度、例えば水蒸気中で約３〜７倍に延伸して巻
き取る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。実施例１ 羊毛／麻／ポリエステル＝５／１／４の混紡糸２００ｇ
に３５％の過酸化水素水と２８％アンモニウム水を用い
てｐＨ８に調製した処理水７００ｍｌを加え室温下で放
置した。３０分後に激しく反応し、放置から６０分後に
反応は終了した。反応混合物を１００メッシュフィルタ
ーで濾過したところ、ほぼ完全に麻、ポリエステルは炉
別できた。濾液である羊毛溶液に酢酸を加えｐＨを下げ
た。この液にアルコールを混合し、一晩放置した。次い
で上澄みを捨て、沈殿として回収された羊毛蛋白質を更
にアルコールで洗浄した。最後にアセトンで洗浄し、風
乾した。この操作により約７０ｇの淡黄色、無味無臭の
粉末が得られた。得られた粉末状蛋白質のアミノ酸分析
値およびＩＲチャートを表１および図１にそれぞれ示
す。

【００２３】

【表１】

【００２４】上記粉末１５ｇを塩化亜鉛３７．５％水溶
液（５０〜６０℃）２００ｍｌにゆるく撹拌しながら溶
解させて得られた赤茶色透明溶液に、撹拌下、液温を１
５℃に保ちながら、アクリロニトリル１５ｍｌ、２．５
％の亜硫酸ナトリウムを含む３７．５％塩化亜鉛水溶液
（以下、Ｉ液という）１０ｍｌおよび１．５％の過硫酸
アンモニウムを含む３７．５％塩化亜鉛水溶液(以下、
ＩＩ液という)８ｍｌを加え、重合反応をおこなった。
３０分間経過後、乳白色に変色した反応溶液に、さらに
Ｉ液１５ｍｌとＩＩ液１２ｍｌを添加して反応を続行し
た。３時間経過後、乳白色固体が析出し、アクリロニト
リルの特異臭は消失した。該反応物を６０℃の恒温器中
で１２時間放置することによって、透明で赤レンガ色の
粘稠なポリマー水溶液（粘度：１４４Ｐ）が得られた。
該ポリマーは極めて安定で、密栓保存下において、少な
くとも３０日間にわたって色相と粘度の変化は認められ
なかった。

【００２５】上記ポリマー水溶液を孔径０．１ｍｍ、孔
数２５ホールの紡糸口金を通して、塩化亜鉛２０％水溶
液（１５℃）中に押し出して凝固させ、凝固糸を紡出浴
（浴長：１ｍ）を通してさらに４倍に延伸した後、水蒸
気中でさらに４倍に延伸することによって、羊毛蛋白質
と結合した重合体繊維(乾強度：３．５ｇ／ｄ以上)をを
得た。該繊維のアミノ酸分析値およびＩＲチャートを表
２および図２にそれぞれ示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】実施例２ 上記粉末１１ｇを塩化亜鉛６０％水溶液２００ｍｌにゆ
るく撹拌しながら溶解させて得られた赤茶色透明溶液に
アクリロニトリル３２ｍｌを加えた後、撹拌しながら
２．３％の亜硫酸ナトリウムを含む６０％塩化亜鉛水溶
液と１．４％過硫酸アンモニウムを含む６０％塩化亜鉛
水溶液をそれぞれ４．０ｍｌ、３．２ｍｌを加え、３０
分後にそれぞれ８．０ｍｌ、６．４ｍｌを加えた。そし
てさらに１時間３０分撹拌を続け重合体溶液を得た。上
記重合体溶液は加温することなく透明で赤レンガ色の粘
稠な溶液である。上記重合体溶液を実施例の１の手順に
準拠して、紡糸延伸し、羊毛蛋白質と結合した重合体繊
維(３．２ｇ／ｄ以上)を得た。

【００２８】実施例３ 水６００ｇに塩化亜鉛１０００ｇを溶解させた溶液(８
５℃)に羊毛トップ８０ｇを浸漬し、次いで３５％過酸
化水素水５０ｍｌを添加し、撹拌しながら羊毛を溶解さ
せた。４５分後にほぼ透明なワイン色の溶液を得た。こ
の溶液１００ｍｌを分取し、アクリロニトリル１５ｍｌ
を添加した。次に３５％過酸化水素水０．０２ｍｌさら
に硫酸第１鉄溶液(０．０５ｇ、ＦｅＳｏ₄７Ｈ₂Ｏ／５
０ｍｌ ６０％ＺｎＣｌ₂水溶液)０．５ｍｌを添加し
た。ゆっくり撹拌しながら５０℃で５時間反応させた。
実施例２と同様に粘張な赤レンガ色、透明の反応液を得
た。その後実施例１の手順に準拠して紡糸延伸し、羊毛
蛋白質と結合した重合体繊維(３ｇ／ｄ以上)を得た。

【００２９】

【発明の効果】本発明による獣毛蛋白質と結合した重合
体繊維は、獣毛繊維特有の諸特性を十分に具備するの
で、獣毛繊維の代替品として有用なものであるばかりで
なく、天然獣毛繊維では得られない繊度、繊維長の繊維
とすることができるので、従来の天然獣毛繊維が利用さ
れている分野以外にもニーズに応じた各種繊維製品を供
給することができる。また、本発明によれば、獣毛繊維
業界において、獣毛繊維や該繊維製布地等の製造工程や
これらの繊維や布地等から衣類を作る際に多量に発生し
て廃棄処分されていた繊維屑や端切等から貴重な獣毛蛋
白質を効率良く回収して再生繊維として有効に利用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１で調製した羊毛蛋白質粉末のＩＲチ
ャートである。

【図２】 実施例１で製造した羊毛蛋白質と結合した重
合体繊維のＩＲチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近土 隆 京都府京都市左京区岩倉三宅町303番地 (72)発明者 坂井 史明 大阪府寝屋川市下木田町14番５号 倉敷紡 績株式会社技術研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 獣毛可溶化処理によって調製された蛋白
   質とビニル系モノマーとの重合体生成物を紡糸延伸して
   得られる獣毛蛋白質を結合した重合体繊維。
2. 【請求項２】 獣毛が羊毛である請求項１記載の繊維。
3. 【請求項３】 獣毛の可溶化処理によって調製された蛋
   白質とビニル系モノマーを重合媒体中で重合させ、得ら
   れた重合体生成物を紡糸延伸することを特徴とする獣毛
   蛋白質を結合した重合体繊維の製造方法。
4. 【請求項４】 重合媒体が塩化亜鉛水溶液である請求項
   ３記載の方法。