JPH09241514A

JPH09241514A - 水溶性コラーゲン組成物

Info

Publication number: JPH09241514A
Application number: JP8047594A
Authority: JP
Inventors: Tetsuyoshi Fujita; 哲良藤田; Mina Oonishi; 美奈大西
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 1997-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】合成繊維製品等に、天然素材のような外観、
感触、吸湿性、放湿性や吸水性等の機能を付与し、かつ
アイロン処理等に耐えうる耐熱性を保持する目的で用い
られる繊維処理用途に適したコラーゲン水溶液組成物に
関する。【解決手段】少なくとも重量平均分子量が１１０００
以上である水溶性コラーゲンを５重量％以上の濃度で溶
解、含有する水溶液であって、少なくとも２価以上の価
数を有する陽イオンを１０ミリモル／リットル量以上を
含有し、かつ１５重量％コラーゲン濃度水溶液組成にお
ける３０℃での粘度が、２０００ｃｐｓ以下であるコラ
ーゲン水溶液組成物を繊維処理用途に用いることにより
目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水系繊維処理剤に
用いることのできる水溶性コラーゲン組成物に関する。
さらに詳しくは、衣料や家具等の各種の用途に向けられ
る合成繊維製品等に、人肌様の風合いや天然素材のよう
な外観、感触、機能等を持たせること、すなわち、絹の
ような高級感のある光沢、触感や風合い、麻や木綿のよ
うな涼感、綿のような快適感、羊毛のような温かみ感等
の感触及び、吸放湿性、放湿性や吸水性等の機能を付与
し、かつアイロン処理等に耐えうる耐熱性を保持する水
系繊維処理剤として用いることのできる水溶性コラーゲ
ンを含む水溶液組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年繊維は高級化志向に伴い、合成繊維
であっても天然素材のような外観、感触、機能等を持つ
こと、すなわち、絹の様な高級感のある光沢、触感や風
合い、麻や木綿のような涼感、綿のような快適感、羊毛
のような温かみ感が要求されている。最近、前記のよう
な風合いを向上させたものとして、新合繊として知られ
ているような、繊維を構成する糸自体を高度に改良した
もの、あるいは特殊な樹脂を被覆したものがある。しか
しながら、吸放湿性、保湿性や吸水性等の機能において
天然素材に及ばないという問題点が残されていた。

【０００３】それらの問題の解決を目的として、天然物
による繊維処理を行う技術が開示されている。特開昭６
３−１５９５１３号公報や特開平２−１９１７０８号公
報には、合成繊維等に吸湿性を付与すること目的とし
て、実質的に水に不溶性の蛋白質粉末や皮革粉末を練り
込む技術が開示されている。しかしながらこの方法で
は、粉末を練り込むことによる合成繊維そのものの強度
や物性の低下や、繊維を製造するための大がかりな設備
が要する等の問題点がある。

【０００４】また特開昭６４−６１５７２号公報には、
コラーゲン物質を繊維に付着させることにより繊維製品
の光沢、風合いを改善する処理方法が開示されている。
７％濃度の平均分子量１００００のコラーゲン水溶液及
び２％ゼラチン水溶液による繊維処理の例が示されてお
り、光沢、風合い及び吸水性について改善効果が見とめ
られたとされるが、吸放湿性や保湿性等の機能について
の明確な記述はなく、またその効果は期待できない。ま
た当公報に記載されている一般的なコラーゲン水溶液や
ゼラチンでは、天然の蛋白質由来の耐熱性の低さが明ら
かであり、アイロン等の加熱加工に耐えうるものではな
く、繊維処理に用いるには極めて不適切なものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特定
の物性を有する水溶性コラーゲンを溶解、含有する水溶
液を、合成繊維用の処理剤として用いることによって、
上記の従来技術の問題点が改良され、人肌様の風合いや
天然素材のような外観、感触や、吸放湿性、保湿性や吸
水性等の機能を付与し、アイロン等に耐えうる耐熱性を
付与することを可能とする水溶性コラーゲン組成物を提
供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に種々検討した結果、特定の物性を有する水溶性コラー
ゲンを特定の割合で水に含有したコラーゲン水溶液を繊
維処理剤として使用することにより、合成繊維に処理し
た場合に、上記従来技術の問題点が改良され、人肌様の
風合いや天然素材のような外観、感触や、吸放湿性、保
湿性や吸水性等の機能を付与できることを見出し本発明
を完成するに至った。さらに詳しくは、少なくとも水溶
性コラーゲンを含有する水溶液であって、重量平均分子
量が１１０００以上である該水溶性コラーゲンを、５重
量％以上の濃度で溶解・含有し、さらに２価以上の価数
を有する陽イオンを特定の割合で含有する繊維処理用途
に使用されることを特徴とするコラーゲン水溶液組成物
に関する。

【０００７】本発明において用いられる水溶性コラーゲ
ンは、主にコラーゲンよりなり、かつ水溶性であること
が必要とされる。具体的には、天然のコラーゲン繊維そ
のものは実質的に水に不溶であるため、何らかの水可溶
化のための処理が行われていることが必要である。例え
ばコラーゲン繊維を、酸もしくはアルカリもしくは蛋白
質分解酵素もしくは加熱により、主鎖の酸アミド結合を
加水分解することやコラーゲン繊維間のシッフ塩基架橋
の開裂により好ましい分子量に調製し、天然コラーゲン
繊維の持つ高次構造を解きほぐすことによりコラーゲン
分子中の親水性基を遊離させ水溶性を付与することがで
きる。例えば水溶性コラーゲン類や、酸処理ゼラチン、
石灰処理ゼラチン、水溶性ゼラチン等のゼラチン類、も
しくはコラーゲン由来のペプタイド類として一般的に使
用されているものが該当する。またコラーゲン分子中の
アミノ基、カルボキシル基や水酸基等を、例えばサクシ
ルニル化やカルボキシメチル化等の化学的な修飾処理を
施すことにより水溶性を付与したものも同様に用いるこ
とができる。

【０００８】本発明におけるコラーゲンの水溶性の定義
は、天然の不溶性コラーゲンを上記の処理を施すことに
より、水に均一に溶解すること、もしくは水に均一に混
合され通常の濾過等の操作で分離できない状態を示す。
具体的には、水に溶解している状態やコロイダルな分散
状態を示し、不溶性コラーゲン繊維もしくは不溶性微粉
末の界面活性剤や高分子分散剤による分散液のように通
常の方法で濾別できるものは該当しない。

【０００９】また本発明で用いられるコラーゲン水溶液
組成物は、少なくとも水溶性コラーゲンを５重量％以上
の濃度で含有することが望ましい。本発明の目的のひと
つである合成繊維への吸放湿性、保湿性及び吸水性の付
与であるが、合成繊維に天然素材並の吸放湿性、保湿性
及び吸水性を付与するためには、樹脂種類によっても異
なるが、おおむね合成繊維に対して３重量％以上のコラ
ーゲンを保持させることが必要である。そのため水溶性
コラーゲン濃度が５重量％を下回ると、処理の対象の合
成繊維に目的とするのに充分な吸放湿、保湿及び吸水性
を付与することが困難になる。

【００１０】水溶性コラーゲンの分子量は、重量平均分
子量で１１０００以上であること、より好ましくは重量
平均分子量で１５０００以上であることが望ましい。水
溶性でありかつ重量平均分子量が大きいものほど、吸放
湿性及び保湿性に優れる。使用する水溶性コラーゲンの
重量平均分子量が１１０００未満であると、吸放湿性及
び保湿性に劣るほか、繊維処理時の固定化が困難になり
洗濯耐久性が極端に低下するため本発明における使用は
好ましくない。また本発明で用いられるコラーゲンは水
溶性のものであるため、分子量約１０００００もしくは
その３量体の分子量約３０００００の水不溶性の天然コ
ラーゲン繊維は本発明の目的には該当しない。水溶性コ
ラーゲンの重量平均分子量は、その水溶液を水系ＧＦＣ
液体クロマトグラフィーを用いて測定された分子量分布
をもとに、既知の分子量を持つ市販の標準蛋白質により
作成した分子量校正曲線を用いて、数値解析により求め
ることができる。

【００１１】水溶性コラーゲンの１５重量％濃度水溶液
組成における３０℃での粘度は、２０００ｃｐｓ以下で
あることが、より好ましくは１５００ｃｐｓ以下である
ことが望ましい。当条件下での粘度が２０００ｃｐｓを
越えると流動性を失い、繊維処理剤として常温条件下で
の使用が困難になる。上記コラーゲン水溶液組成物の粘
度は、あらかじめ５０〜６０℃条件下で水溶性コラーゲ
ンを１５重量％に溶解した後、３０℃恒温に調整したも
のを、ＢＬ型粘度計を用いて測定した。

【００１２】コラーゲン水溶液組成物の耐熱安定性を向
上させる目的で２価以上の価数を有する陽イオンを添加
・含有することが望ましい。特にマグネシウム、バリウ
ム、銅、マンガン、亜鉛、鉄、アルミニウム、ジルコニ
ウム、ニッケル、コバルト、カドミウム、銅、クロム、
チタン、マンガン、タングステン、錫、モリブデン等の
金属の２価以上の陽イオンを、１種もしくは複数種の併
用により用いることができる。

【００１３】これらは繊維処理時にコラーゲン分子中に
存在する電離カルボキシル基等の官能基にキレート架橋
することによりコラーゲンの耐熱性を極めて向上させ、
アイロン等の熱処理に耐えうる２００℃を越える耐熱性
を実現することができる。またその添加量は１０ミリモ
ル／リットル以上であることが好ましい。Ｉ型コラーゲ
ンの場合、分子中に約８５０ミリモル／ｋｇコラーゲン
のカルボキシル基を有していることが知られている。コ
ラーゲン分子中のフリーのカルボキシル基量さらには電
離カルボキシル基の量はコラーゲン分子の状態及び液性
等の条件によっても大きく変化し一概にはいえないが、
条件によらず２価以上の金属陽イオンのキレート効果に
よる耐熱性付与効果は、その添加量が１０ミリモル／リ
ットルを下回ると急激に低下するため好ましくない。

【００１４】またコラーゲン水溶液組成物の粘度及び凝
固点を調整する目的で塩類を添加することもできる。こ
の場合においても、特にマグネシウム、バリウム、銅、
マンガン、亜鉛、鉄、アルミニウム、ジルコニウム、ニ
ッケル、コバルト、カドミウム、銅、クロム、チタン、
マンガン、タングステン等の２価以上の価数を有する陽
イオンや、もしくは塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ
化物イオン、硝酸イオン等の１価の陰イオンを添加する
ことにより凝固点及び粘度を低下させることができる。
また上記塩類の添加効果はその添加量にほぼ比例する。

【００１５】一般にコラーゲン加水分解物のうち高分子
量のものは３０℃近辺にゲル化点を有し流動性を減ず
る。しかしながら上記の理由により、本発明で使用され
る水溶性コラーゲンは所望の重量平均分子量及び粘度を
同時に満たすものが望ましい。そのため水溶性コラーゲ
ンの適切な調製方法及び分子量を調整し、さらには水溶
液中に添加される塩の種類及び濃度を適切に調整して、
本発明の目的に合致するコラーゲン水溶液組成物を製造
することが必要である。

【００１６】本発明のコラーゲン水溶液組成物を繊維処
理剤として用いる方法は特に規定されないが、単独で用
いるほか、既存の水系繊維処理剤と併用して用いること
もできる。例えば本発明のコラーゲン水溶液組成物を他
の水系繊維処理剤に添加攬拌し、これを織布ないしは不
織布等の面にドクターコーティング、ローラーコーティ
ング、プリントコーティング、スプレーコーティング、
キャストフィルムコーティング等で塗布すること、また
はバッター等でパディングやディッピングなどドブ漬状
に含浸するなどの簡易な繊維処理を供しえる。また、本
発明のコラーゲン水溶液組成物は、絹、羊毛、木綿、麻
類などの天然繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、
アクリル繊維、ポリオレフィン系繊維、炭素繊維などの
合成繊維、アセテートなどの半合成繊維、レーヨンなど
の再生繊維、さらにガラス繊維、金属繊維、セラミック
ス繊維などの無機物繊維に利用することができる。

【００１７】また本発明でさらに、防腐の目的で、水溶
性の防腐剤を添加することが望ましい。水溶性防腐剤の
種類については、有機窒素系化合物、有機窒素硫黄系化
合物、有機窒素硫黄ハロゲン系化合物、有機硼素系化合
物、有機ハロゲン系化合物等であるビオサイド１５０
Ｅ、ビオサイド３７０Ｃ、ビオサイド２０００Ｙ、ビオ
サイド８１０（以上はすべてタイショー株式会社製）、
デルトップ^R 、スラオフ^R ７２Ｎ（以上は武田薬品工業
株式会社製）等、有機系化合物であるパラペン類（パラ
オキシ安息臭酸エステル）等の防腐剤を添加してもよい
が、もちろんこれらに限定されるわけではない。

【００１８】本発明で用いられるコラーゲン水溶液組成
物のｐＨについては、特に限定されないが、ｐＨ３から
ｐＨ１１といった広いｐＨ範囲で特に問題はなく、また
この範囲が好ましく用いられる。ｐＨ３を下回るもしく
はｐＨ１１を越えると、コラーゲン分子がさらに加水分
解を受けて、水溶性コラーゲンの分子量やコラーゲン水
溶液組成物の粘度が変化することがありうるので好まし
いとはいえない。

【００１９】

【実施例】以下に実施例及び比較例をあげて、本発明を
さらに詳細に説明するが、勿論これらに限定されるもの
ではない。実施例１水溶性コラーゲンとして、ウシ精製床皮を硫酸酸性条件
下にて処理し、中和、不溶分の濾過分離により作製した
重量平均分子量が約２００００のコラーゲン加水分解物
を、蒸留水に対して２０重量％濃度となるように溶解
し、さらに炭酸ジルコニウムアンモニウムを２重量％
（約１１０ミリモル／リットル）になるように添加して
調製したコラーゲン水溶液組成物の、３０℃における粘
度を測定したところ約３５０ｃｐｓであった。該コラー
ゲン水溶液に樹脂バインダーとしてバイプレットＵＳＶ
（バイエル社製）を固形分濃度で樹脂３％、コラーゲン
１２％となるように混合し、ポリエステル布にパディン
グ処理し、絞り率１００％で付着処理した。

【００２０】処理布は、その風合いを目視及び手指の腹
でなぜた時の感触で評価した。またその吸放湿性及び保
湿性を、試料布を予め８０℃・１晩絶乾した後、３０
℃, ８５％ＲＨ環境下に試料を移し、経時による重量増
加量を１時間まで測定して吸湿性能を評価した。その
後、すぐに３５℃，３０％ＲＨ環境下に移して１時間ま
で経時による重量減少量を測定し、その重量減少量から
試験終了時の残存湿水分重量を求め保湿性能として評価
した。吸湿性能及び保湿性能をそれぞれ吸湿率及び保湿
率であらわした。

【００２１】吸湿率は高湿度下での吸湿による重量増加
率をあらわし、保湿率は高湿度処理による吸湿の後に低
湿度下に移し放湿した後の残存水分量であらわされる。
吸湿・放湿評価を連続して行うことにより、それぞれの
状態となる任意時間の試料重量を測定することにより、
吸湿率及び保湿率は同じ次式により算出される。

【数１】

【００２２】また洗濯耐久性は、コラーゲン水溶液処理
布を家庭用洗濯機、乾燥機により水で１０回洗濯、乾燥
を行った後に、上記と同様にして吸湿率を測定して評価
した。耐熱性については該コラーゲン水溶液を１４０℃
条件下で水を蒸発乾固させた後、残留固形分を２００℃
条件下で１時間処理しその着色変化で評価した。耐熱性
の劣るものは褐色に着色する。評価結果を表１に示す。

【００２３】実施例２水溶性コラーゲンとして、ウシ精製床皮を水酸化ナトリ
ウムによるアルカリ性条件下にて処理した後、水酸化ナ
トリウム水溶液／メタノール混合溶媒下で大過剰の無水
コハク酸と反応させ、その後中和、不溶分の濾過分離に
より作製した重量平均分子量が約４００００のコラーゲ
ン加水分解物を、蒸留水に対して２０重量％濃度となる
ように溶解し、さらに塩化クロム(III）を０．５重量％
（約３２ミリモル／リットル）および水系防腐剤として
有機ハロゲン系化合物等であるビオサイド８１０（タイ
ショー株式会社製）を０．３重量％になるように添加し
て調製したコラーゲン水溶液組成物の、３０℃における
粘度を測したところ約６００ｃｐｓであった。該コラー
ゲン水溶液に樹脂バインダーとしてバイプレットＵＳＶ
（バイエル社製）を固形分濃度で樹脂３％、コラーゲン
１２％となるように混合し、ポリエステル布にパディン
グ処理し、絞り率１００％で付着処理した。処理布は実
施例１と同様の方法により評価した。その結果を表１に
示す。

【００２４】実施例３水溶性コラーゲンとして実施例１と同様のものを用い、
２重量％濃度となるように溶解し、さらに炭酸カルシウ
ム１重量％（１００ミリモル／リットル）を添加して調
製したコラーゲン水溶液組成物は、３０℃における粘度
を測定したところ５０ｃｐｓ以下であった。該コラーゲ
ン水溶液に樹脂バインダーとしてバイプレットＵＳＶ
（バイエル社製）を固形分濃度で樹脂３％、コラーゲン
１．２％となるように混合し、ポリエステル布にパディ
ング処理し、絞り率１００％で付着処理した。処理布は
実施例１と同様の方法により評価した。その結果を表１
に示す。

【００２５】実施例４水溶性コラーゲンとして重量平均分子量約４５０００の
酸処理ゼラチンを、６０℃の蒸留水に対して２０重量％
濃度となるように溶解し、さらに炭酸ジルコニウムアン
モニウムを２重量％（約１１０ミリモル／リットル）を
添加して調製したコラーゲン水溶液組成物は、３０℃に
放置しておいたところゲル化して増粘し、粘度を測定す
ることが困難であった。そのままでは繊維処理に用いる
ことはできなかったが、４０℃に加温することにより繊
維処理を行うことができた。処理布評価結果は、他実施
例と処理及び評価条件を合一にできた耐熱性のみを表１
に示す。

【００２６】比較例１水溶性コラーゲンの代わりに重量平均分子量５０００の
水溶性シルク蛋白質を用いた以外は実施例１と同様の濃
度、添加塩種及び量により繊維処理を行った。処理布
は、耐熱性に極めて劣り、外観上の黄変及びべたつく触
感が認められ、吸湿率の低さとともに好ましい結果とは
いえなかった。処理布の評価結果を表１に示す。

【００２７】比較例２水溶性コラーゲンとして重量平均分子量約３０００の加
水分解ペプタイドを、２０重量％濃度となるように溶解
した、調製したコラーゲン水溶液組成物は、３０℃条件
下における粘度を測定したところ１００ｃｐｓであっ
た。該コラーゲン水溶液に樹脂バインダーとしてバイプ
レットＵＳＶ（バイエル社製）を固形分濃度で樹脂３
％、コラーゲン１２％となるように混合し、ポリエステ
ル布にパディング処理し、絞り率１００％で付着処理し
た。処理布はコラーゲン特有の優れた風合い及び吸湿性
が認められたが、耐洗濯性が低く、また耐熱性も極めて
劣るために実用的とはいえない結果となった。処理布は
実施例１と同様の方法により評価した。その結果を表１
に示す。

【００２８】

【表１】風合いの評価の基準外観：黄変がなく、艶消しになるものを良しとした。触感：柔らかく、暖かみがあり、べたつきにくいものを
良しとした。

【００２９】

【発明の効果】本発明のコラーゲン水溶液組成物は、特
定の分子量を有する水溶性コラーゲンを用いて２価以上
の陽イオンを特定の濃度で含有し、特定の濃度・粘度に
調製されていることを特徴とし、繊維処理用途に適した
ものである。本発明のコラーゲン水溶液組成物を繊維処
理に用いることにより、衣料や家具等の各種の用途に向
けられる合成繊維製品等に、人肌様の風合いや天然素材
のような外観、感触、機能等を持たせること、すなわ
ち、絹のような高級感のある光沢、触感や風合い、麻や
木綿のような涼感、綿のような快適感、羊毛のような温
かみ感等の感触及び、吸放湿性、放湿性や吸水性等の機
能を付与し、かつアイロン処理等に耐えうる耐熱性を保
持することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水溶性コラーゲンを含有する水溶液であ
って、該水溶性コラーゲンの重量平均分子量が１１００
０以上であり、かつ該水溶液中に少なくとも２価以上の
価数を有する陽イオンを１０ミリモル／リットル量以上
を含有することを特徴とするコラーゲン水溶液組成物。
【請求項２】重量平均分子量が１５０００以上である
水溶性コラーゲンを含有することを特徴とする請求項１
記載のコラーゲン水溶液組成物。
【請求項３】コラーゲン水溶液中に、マグネシウム、
バリウム、銅、マンガン、亜鉛、鉄、アルミニウム、ジ
ルコニウム、ニッケル、コバルト、カドミウム、銅、ク
ロム、チタン、マンガン、タングステン、錫、モリブデ
ンから選ばれる少なくとも１種類の金属の２価以上の価
数を有する陽イオンを１０ミリモル／リットル量以上を
含有することを特徴とする請求項１記載のコラーゲン水
溶液組成物。
【請求項４】水溶性コラーゲンを５重量％以上の濃度
で含有することを特徴とする請求項１記載のコラーゲン
水溶液組成物。
【請求項５】１５重量％コラーゲン濃度水溶液組成に
おける３０℃での粘度が、２０００ｃｐｓ以下となる水
溶性コラーゲンを含有することを特徴とする請求項１記
載のコラーゲン水溶液組成物。
【請求項６】水溶性の防腐剤を含有することを特徴と
する請求項１記載のコラーゲン水溶液組成物。
【請求項７】繊維処理用途に使用することを特徴とす
る請求項１記載のコラーゲン水溶液組成物。