JPH08226017A - 複合ファイバーおよびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 臭気がほとんどなく、パーマネント性にすぐ
れた複合ファイバーを提供すること。 【構成】 その表面にケラチン層を有する複合ファイバ
ー、およびコラーゲンファイバーの表面にケラチン溶液
を付着させ、該ケラチンを架橋・乾燥させることを特徴
とする複合ファイバーの製法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複合ファイバーおよび
その製法に関する。さらに詳しくは、カツラや人形頭髪
などに好適に使用しうる複合ファイバーおよびその製法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カツラや人形頭髪などには、各種
の合成高分子化合物からなるファイバーなどが用いられ
ているが、パーマネント性、風合、光沢などの品質を充
分に満足するものがほとんどえられていないのが現状で
ある。

【０００３】また、旧来、人毛などの天然毛髪がカツラ
や人形頭髪などにも用いられているが、天然毛髪の品質
は、人種、年齢、手入れ度合などによって著しく変動す
るため、需要の増加に対応した天然毛髪の確保が困難視
されている。

【０００４】一方、これらの合成高分子化合物からなる
ファイバーや天然毛髪に代わるものとして、最近コラー
ゲンファイバーが開発されようとしている。これは、前
記欠点の多くを克服しうる素材として期待されている
が、実際にカツラや人形頭髪などに活用しようとする
と、たとえば動物特有の臭気があるほか、天然毛髪に匹
敵するパーマネント性をうることが困難であるなどとい
った欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術に鑑みてなされたものであり、臭気がほとんどなく、
パーマネント性および引張強度にすぐれた複合ファイバ
ーを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、その表面に
ケラチン層を有する複合ファイバーおよびコラーゲン
ファイバーの表面にケラチン溶液を付着させたのち、該
ケラチンを架橋・乾燥させることを特徴とする複合ファ
イバーの製法に関する。

【０００７】

【作用および実施例】本発明の複合ファイバーは、前記
したように、コラーゲンファイバーの表面にケラチン溶
液を付着させたのち、該ケラチンを架橋・乾燥させるこ
とによりえられ、その表面にケラチン層を有するもので
ある。

【０００８】本発明の最大のポイントは、外層にケラチ
ン層を設けてファイバーを複合化させた点にある。本発
明の技術分野においては、従来、もっぱらファイバー
は、単一材料で構成されるものとの暗黙の前提の中で開
発されてきた歴史がある。本発明は、この暗黙の前提を
覆すことにより、コラーゲンファイバーが遭遇していた
欠点を見事に克服したものである。本発明がこのような
欠点を克服した理由は、定かではないが、おそらく品質
のうちのいくつかは、内部にあるコラーゲンファイバー
が機能し、他のいくつかの品質は、外層にあるケラチン
が担うという相互補完によって全体として両者の相乗効
果にもとづくものと考えられる。

【０００９】本発明の複合ファイバーの内部を構成する
コラーゲンファイバーとは、いわゆる学術的にいわれて
いるとおりであり、その型、原料種、原料部位、等電点
などにとくに制約はない。主として、動物が生体的に組
織形成したものではなく、Ｉ型コラーゲンで構成された
人工的に繊維形成されたものであればよい。すなわち、
たとえば、牛や豚などの動物の皮を構成しているタンパ
ク質の一種である不溶性コラーゲンをアルカリや酵素な
どで可溶化した可溶化コラーゲン溶液を用いてファイバ
ー状に紡糸工程を経て作製されたものなどがあげられ
る。なお、前記コラーゲンは、前記不溶化処理などが施
されたものをも含む概念のものである。また、前記コラ
ーゲンは、すべてがコラーゲンである必要がなく、他の
物質が含まれていてもよい。すなわち、必要に応じて、
たとえばアルデヒド類、エポキシ類、フェノール誘導体
やタンニンに代表される水酸基を有する芳香族類、Ｎ−
メチロール誘導体、イソシアネート化合物、アルミニウ
ム系、クロム系、ジルコニウム系化合物などで代表され
るなめし剤や、紫外線などの放射線で不溶化処理が施さ
れたものであってもよい。また、たとえば、ポリビニル
アルコール、ポリＮ−メチロールアクリルアミド、ポリ
エチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリビニ
ルメチルエーテル、ポリアリルアミン、ゼラチン、アル
ブミン、グルコース、メチルセルロースなどの水溶性高
分子化合物、グリセリン、グリセライド、無機系または
有機系の着色剤、安定剤などのなかから害を及ぼさない
ものが前記コラーゲンに含まれていてもよい。

【００１０】本発明の複合ファイバーの外層を構成する
ケラチンとは、いわゆる学術的にいわれているとおりで
あり、真性ケラチンを含むものであればよく、とくに限
定がない。その原料としては、たとえば人の毛髪、羊毛
・馬毛・牛毛などの獣毛、鶏などの鳥類の羽毛、牛など
の動物の爪・角・ひずめ、魚の鱗などがあげられる。ま
た、たとえば人の毛髪や羊毛などを構成しているタンパ
ク質の一種である不溶性ケラチンを種々の方法で可溶化
させたケラチン溶液をファイバーの表面に塗布すること
により、層を形成させることができる。

【００１１】なお、前記ケラチンは、そのすべてがケラ
チンである必要がなく、他の物質が含まれていてもよ
い。すなわち、必要により、たとえばポリビニルアルコ
ール、ポリＮ−メチロールアクリルアミド、ポリエチレ
ンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチ
ルエーテル、ポリアリルアミン、ゼラチン、アルブミ
ン、グルコース、メチルセルロースなどの水溶性高分子
化合物、グリセリン、グリセライド、無機系または有機
系の着色剤、安定剤などのなかから害を及ぼさないもの
が前記ケラチンに含まれていてもよい。

【００１２】本発明の複合ファイバーは、その長さや断
面などの形状にとくに限定がなく、たとえば外周断面形
状が円形、楕円形、馬蹄形などがあげられ、これらの形
状は、用途に応じてそれぞれ選択すればよい。

【００１３】前記ケラチン層は、全面的にコラーゲンフ
ァイバーを覆っていることが望ましい。ケラチン層の平
均厚さは、０．１〜３０μｍであることが好ましい。前
記ケラチン層の平均厚さが０．１μｍ未満であるばあい
には、臭気およびパーマネント性のいずれもが実用的に
不充分となる傾向がある。前記ケラチン層の平均厚さ
は、望ましくは１μｍ以上、さらに望ましくは３μｍ以
上である。一方、前記ケラチン層の平均厚さが３０μｍ
をこえるばあいには、コラーゲンファイバーの特徴であ
る引張強度や腰の強さなどが乏しくなり、品質的に不満
足となる傾向がある。前記ケラチン層の平均厚さは、望
ましくは２５μｍ以下、さらに望ましくは２０μｍ以下
である。

【００１４】本発明の複合ファイバーの繊度は、２０〜
１００デニールであることが好ましい。前記繊度が２０
デニール未満であるばあいには、引張荷重や腰の強さが
乏しくなって取扱い時に破断のトラブルなどを生じやす
くなる傾向がある。前記繊度は、望ましくは３０デニー
ル以上、さらに望ましくは４０デニール以上である。一
方、前記繊度が１００デニールをこえるばあいには、風
合が硬くなり、頭髪らしさが乏しくなる傾向がある。前
記繊度は、望ましくは８０デニール以下、さらに望まし
くは７０デニール以下である。

【００１５】つぎに本発明の製法について説明する。

【００１６】本発明の複合ファイバーの内部を構成する
コラーゲンファイバーは、具体的には前記コラーゲン溶
液などを所望の形状を有する紡糸ノズルを介して吐出さ
せ、公知の乾式や湿式法によって形成させることができ
る。そのなかで効果的な方法としては、たとえば塩含有
凝固液中に吐出させるなどしてファイバーを作製する塩
凝固方式の湿式紡糸法などがあげられる。

【００１７】ケラチン溶液には、種々のものを用いるこ
とができる。すなわち、前記原料を酸またはアルカリ処
理してえられた加水分解物、還元剤および尿素系などの
タンパク質変性剤を用いてジスルフィド結合を開裂して
チオール基を形成させたケラチン水溶液、チオール基が
再結合するのを防止するためにモノヨード酢酸、亜硫酸
ナトリウム、テトラチオン酸ナトリウムなどを用いて不
可逆的に化学修飾したケラチン誘導体水溶液、開裂とタ
ンパク質分解酵素によって低分子量化させたケラチン水
溶液、還元剤と尿素系などのタンパク質変性剤にさらに
界面活性剤を含む可溶化処理を施したケラチンミセル水
溶液、還元剤および２−メトキシエタノールなどの特定
の有機溶剤のもとで可溶化処理を施したケラチン有機溶
剤溶液などがあげられる。なお、これらの種々の方法で
調製されるケラチン溶液のなかでも、とくにチオール基
を形成させたケラチン溶液などのように、首尾よく塗布
したのちにチオール基の反応性を活用しうるような系が
パーマネント性を付与する点で好ましい。

【００１８】表面にケラチン層を付着させるためには、
公知の種々の方法を用いることができる。たとえば、ケ
ラチン溶液にファイバーを浸漬する方法、エナメル銅線
の製造の際に用いられているようなコーティング方法な
どがあるが、本発明はかかる方法のみに限定されるもの
ではない。

【００１９】コラーゲンファイバーの表面に付着したケ
ラチンを架橋・乾燥させる方法には、公知の種々の方法
を用いることができる。その代表的な方法としては、た
とえば空気中で７０〜１００℃程度の加熱処理を施して
充分なジスルフィド結合の形成を行なわせる方法などが
あげられる。また、架橋・乾燥処理に要する時間を大幅
に短縮させるために、あらかじめケラチン溶液中に酸化
剤を瞬間的に混合しておき、比較的低温・短時間でも架
橋を充分に行なうことができるようにしておいてもよ
い。

【００２０】なお、用いるケラチン溶液が、付着される
ときまでにすでに多量のジスルフィド結合を伴っている
ばあいには、架橋形成を意図的に行なう必要がなく、単
に乾燥させるだけで充分なばあいもある。しかし、本発
明が奏する効果を実用的に充分に発揮させるためには、
前者すなわち、ほとんどが溶液段階でチオール基であっ
て、付着のあとで充分なジスルフィド結合の形成を施す
系のほうが望ましい。

【００２１】本発明の複合ファイバーは、臭気がほとん
どなく、パーマネント性にもすぐれ、しかもコラーゲン
ファイバーの長所を併せもつものである。したがって、
本発明の複合ファイバーは、カツラや人形頭髪などに好
適に使用しうるものである。

【００２２】つぎに、本発明の複合ファイバーおよびそ
の製法を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本
発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。

【００２３】実施例１ 牛の床皮を原料とし、アルカリで可溶化処理した可溶化
コラーゲンを乳酸水溶液で溶解し、ｐＨ３．７、コラー
ゲン濃度６重量％に調整した紡糸原液を調製した。これ
を減圧下で撹拌脱泡処理し、ピストン式紡糸原液タンク
に移送し、さらに減圧下で静置して脱泡処理を充分に行
なった。かかる原液をピストンで押し出したのち、ギア
ポンプで定量送液し、目開きが１０μｍの焼結フィルタ
ーで濾過したのち、孔径０．３５ｍｍ、孔長０．５ｍ
ｍ、孔数５０本の紡糸ノズルを通し、ホウ酸および水酸
化ナトリウムでｐＨを１１に調整した硫酸ナトリウム２
０重量％を含有した２５℃の凝固浴へ紡糸速度４ｍ／分
で吐出した。えられたファイバーを、ホウ酸および水酸
化ナトリウムでｐＨを９に調整し、ホルムアルデヒド１
重量％および硫酸ナトリウム１５重量％を含有した２５
℃の水溶液中に浸漬したのち、４．２ｍ／分の速度で巻
取り、ついで前記水溶液と同一組成の他の２５℃の水溶
液に２０時間浸漬して不溶化処理を行なった。

【００２４】えられたコラーゲンファイバーを水洗した
のち、８０℃の均熱風乾燥機を用いて緊張下で乾燥させ
た。

【００２５】羊毛１０ｇを８Ｍ尿素水溶液１８５ｍｌに
浸漬し、ドデシル硫酸ナトリウム６ｇと２ーメルカプト
エタノール１８ｍｌを添加した。ついで密封下で６０℃
にて１０時間撹拌しながら超音波処理（８０Ｗの出力）
を施した。冷却したのち、フィルターで濾過して不溶物
を除去した。濾液を塩酸でｐＨ５に調整し、硫酸ナトリ
ウム２８ｇを添加して塩析し、そののち遠心分離を施し
た。えられた沈澱物を２ーメルカプトエタノール０．３
重量％を含む水で洗浄したのち、ドデシル硫酸ナトリウ
ム１．５ｇと２ーメルカプトエタノール０．３ｇを添加
した水５０ｍｌに添加し、アンモニアでｐＨ８〜９に調
整しながら完全に溶解させた。この溶液中のケラチン濃
度は７重量％であった。

【００２６】このケラチン溶液に前記コラーゲンファイ
バーを浸漬し、４０℃で乾燥する操作を行なったのち、
緊張下で８０℃の空気循環式の乾燥機中で３０分間処理
を施して架橋・乾燥させた。さらに、ひき続いて浸漬と
４０℃乾燥の処理を９回繰り返した。最後に緊張下で８
０℃の架橋・乾燥処理を空気循環式乾燥機中で３０分間
施した。

【００２７】えられた複合ファイバーをミクロトームで
断面観察することができるように切断し、Ｘ線マイクロ
アナライザー（ＥＰＭＡ）でケラチン特有のイオウ元素
を二次元マッピングしてケラチン層の平均厚さを調べた
結果、２７μｍであった。

【００２８】一方、繊度計（サーチ制御電機（株）：デ
ニールコンピュータ：ＤＣ−１１）を用いて測定した結
果、繊度は６０デニールであった。

【００２９】かくしてえられた表面にケラチン層を有す
る複合ファイバーを用いて臭気、パーマネント性を以下
の方法にしたがって調べた。その結果を表１に示す。

【００３０】ケラチン層の平均厚さ エポキシ樹脂で包埋したファイバーの繊維軸に垂直に、
ダイヤモンドナイフとミクロトームを用いて面出しした
試料にカーボン蒸着処理を施したのち、Ｘ線マイクロア
ナライザー（ＥＰＭＡ）にてイオウ元素のプロファイル
を断面二次元マッピングにて観測する。そのあと、外層
を構成しているイオウ濃厚層の平均厚さを求める。ちな
みに、このイオウ元素は、主としてケラチン中のシスチ
ン残基由来のものである。

【００３１】なお、ケラチン層の平均厚さが１μｍ以上
であるばあいには、同様にして薄片試料化したものを直
接位相差顕微鏡で観察してコラーゲンファイバー部分と
ケラチン部分との屈折率の若干の相違を活用しても簡便
に求めることができる。

【００３２】臭気 ファイバー１０ｇを２０℃の蒸留水中に５分間浸漬させ
たあと、密封しうるポリエチレンの袋（約１５ｃｍ角）
に入れる。密封状態で５０℃で２時間処理を施したの
ち、ただちに袋を一部開封して臭気をチェックし、以下
の評価基準にもとづいて評価する。

【００３３】（評価基準） Ａ：ほとんど臭気なし Ｂ：わずかに臭気あり Ｃ：かなり臭気あり Ｄ：強烈に臭気あり パーマネント性 長さ４５ｃｍ、重量６．５ｇの繊維束をつくり、長手方
向の中央で２つ折りにして試験長さが２０ｃｍとなるよ
うに先端部分をカットするとともに、測長用のマークを
入れる。ついで、直径約１２ｍｍのロッドに、先端方向
から順に並べ巻きをマーク位置まで行なう。この状態で
市販パーマ液（ホーユー（株）製シモーヌ）を用いてパ
ーマ処理を施したあと、ロッドを除去して約４０℃のお
湯でカールした繊維束をすすぐ。このあとでマークした
ほうを上にしてぶらさげた状態にし、カール長さ（マー
クから繊維束先端までの垂直方向の直線長さ）を測定
し、これをＬ₀とする。

【００３４】つぎに、横に板上に寝かせたままで５０℃
で９０分間乾燥処理を自然体を保ちながら施し、ついで
約４０℃の温湯ですすぐ。この操作を合計５回繰り返し
たあと、再びマークしたほうを上にしてぶらさげ状態に
してカール長さ（マークから繊維束先端までの垂直方向
の直線長さ）を測定し、これをＬとする。えられたＬ₀
とＬとから以下の評価基準もとづいて評価する。

【００３５】（評価基準） Ａ：Ｌ−Ｌ₀の値が１ｃｍ未満 Ｂ：Ｌ−Ｌ₀の値が１ｃｍ以上、２ｃｍ未満 Ｃ：Ｌ−Ｌ₀の値が２ｃｍ以上、２．５ｃｍ未満 Ｄ：Ｌ−Ｌ₀の値が２．５ｃｍ以上またはＬ₀が１７ｃｍ
以上 引張強度 ＪＩＳ Ｌ１０６９に準拠して標準状態にて測定する。

【００３６】比較例１ ケラチン層を形成させる操作を行なわなかったほかは、
実施例１と同様にしてコラーゲンファイバーをえた。え
られたコラーゲンファイバーの繊度は６０デニールであ
った。

【００３７】えられたコラーゲンファイバーの物性を実
施例１と同様に調べた。その結果を表１に示す。

【００３８】実施例２〜３ ケラチン層の平均厚さを表１に示すように調整したほか
は、実施例１と同様にして複合ファイバーをえた。

【００３９】えられた複合ファイバーの物性を実施例１
と同様に調べた。その結果を表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１に示された結果から、実施例１〜３で
えられた本発明の複合ファイバーは、いずれもケラチン
層を有することにより、臭気がほとんどなく、パーマネ
ント性にすぐれたものであることがわかる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の複合ファイバーは、臭気がほと
んどなく、パーマネント性にすぐれたものであるので、
たとえばカツラや人形頭髪などに好適に使用しうるもの
である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その表面にケラチン層を有する複合ファ
   イバー。
2. 【請求項２】 ケラチン層の平均厚さが０．１〜３０μ
   ｍである請求項１記載の複合ファイバー。
3. 【請求項３】 繊度２０〜１００デニールを有する請求
   項１または２記載の複合ファイバー。
4. 【請求項４】 コラーゲンファイバーの表面にケラチン
   溶液を付着させたのち、該ケラチンを架橋・乾燥させる
   ことを特徴とする複合ファイバーの製法。