JPH09241919A

JPH09241919A - トルマリン微粒子含有レーヨン繊維

Info

Publication number: JPH09241919A
Application number: JP8047463A
Authority: JP
Inventors: Toshio Sugihara; 俊雄杉原; Mitsuo Suzuki; 三男鈴木; Masaki Furumiya; 正樹古宮
Original assignee: BEAM KOGYO KK
Current assignee: BEAM KOGYO KK
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 1997-09-16
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: JP3297581B2; TW380169B

Abstract

(57)【要約】【課題】活性電子を大幅に放出して、生体細胞に賦活
効果を与え、健康衣料品などの材料として有用なトルマ
リン微粒子含有繊維を提供する。【解決手段】セルロースザンテートにより均一に分散
された粒子径２．０μｍ以下のトルマリン微粒子を０．
０５〜２．０重量％の範囲内で含有して成るレーヨン繊
維である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は新規なトルマリン微
粒子含有レーヨン繊維、さらに詳しくは、活性電子を放
出して、生体細胞に賦活効果を与えるトルマリン微粒子
含有レーヨン繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、活性電子は生体細胞を賦活し、生
体に対して好影響を与えることが注目されており、この
活性電子を、例えば自律神経系や運動神経系の調節、熟
睡、精神安定化、疲労回復の促進などに利用する研究が
積極的になされている。

【０００３】このような活性電子を放出する物質とし
て、天然産のトルマリンが見出されており、このトルマ
リンは永久自発電気分極をしている物質で、外部電界の
影響で分極のベクトルを変えず、また鉱物の中で最も強
い永久分極特性を示すとともに、遠赤外線の放射も認め
られている。

【０００４】本発明者らは、このような機能を有するト
ルマリンを用い、健康衣料品などの材料を開発するため
に研究を重ね、先に、トルマリンの微粒子を繊維に含有
させて、衣服やサポーターを作成し、これを装着するこ
とによって、身体の血行が良くなることを見出し、トル
マリン３〜４重量％を含有するエレクトレット繊維を提
案した（特公平６−１０４９２６号公報）。他方、レー
ヨン繊維は、合成繊維に比べて吸湿性に富み、かつ紡糸
性に優れ、染色性も良好である上、廉価であることか
ら、健康衣料品の繊維材料として適している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記エレク
トレット繊維をさらに改良し、活性電子を大幅に放出し
て、生体細胞に良好な賦活効果を与えるトルマリン微粒
子含有繊維を提供することを目的としてなされたもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、活性電子
の放出量が従来のエレクトレット繊維に比べて大幅に高
いトルマリン微粒子含有繊維を開発すべく鋭意研究を重
ねた結果、ビスコースレーヨン紡糸原液中にトルマリン
微粒子を加え混練すると、紡糸原液中に一時的に生成す
るセルロースザンテートは高分子電解質の一種であるの
で、その相互作用によりトルマリン微粒子が均一に分散
され、少ない含有量によっても高いエレクトレット性を
示すレーヨンが得られることを見出し、この知見に基づ
いて本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明は、セルロースザンテー
トにより均一分散された粒子径２．０μｍ以下のトルマ
リン微粒子を０．０５〜２．０重量％の範囲内で含有す
ることを特徴とするトルマリン微粒子含有レーヨン繊維
を提供するものである。

【０００８】本発明においては、粒子径０．３μｍ以下
のトルマリン微粒子を含有する前記レーヨン繊維、ある
いは活性電子発生試験において、試験開始後、３時間経
過した時点での水の電気伝導度が２．２μＳ／ｃｍ以上
である前記トルマリン微粒子含有レーヨン繊維が好まし
い。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のトルマリン微粒子含有レ
ーヨン繊維は、レーヨン繊維とトルマリンとを組み合わ
せたものである。一般に、繊維原料である高分子材料の
溶液に、第２の物質の微粉末を混入させる場合、この微
粉末は粒子が細かくなるほど、その表面エネルギーによ
り凝集しやすくなるため、均一に混入させることが困難
となる。したがって、このような微粒子の分散には、一
般に適当な分散剤を添加して行うが、粒径が０．３μｍ
程度以下の微粒子の均一混入は極めて困難である。他
方、トルマリンは永久自発電気分極性を有しており、微
細粉末にした方がより多くの活性電子を放出することが
できる。

【００１０】レーヨン繊維を製造する場合、その紡糸原
液中において、一時的にセルロースザンテートが形成さ
れるが、このセルロースザンテートが存在するとトルマ
リン微粒子を混入した場合、トルマリン微粒子が粒径
０．３μｍ以下のときは通常、粒子相互が凝集するが、
セルロースザンテートでは、凝集することがなく、均一
に分散することが分かった。これは、セルロースザンテ
ートのトルマリン微粒子とのイオン的な相互作用による
ためと考えられる。したがって、本発明においては、分
散剤を添加しなくても、粒子径０．３μｍ以下のトルマ
リン微粒子でも、極めて均一に分散させることができ
る。また、このような粒子径０．３μｍ以下のトルマリ
ン微粒子の調製は、乾式粉砕法では困難であり、通常水
砕法によって行われる。

【００１１】本発明のトルマリン微粒子含有レーヨン繊
維において用いられるトルマリンは、組成式ＭＸ₃Ｂ₃Ａｌ₃（ＡｌＳｉ₂Ｏ₉）₃（Ｏ，ＯＨ，Ｆ）₄ （式中のＭはＮａ又はＣａ、ＸはＡｌ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｍ
ｇ又はＭｎである）で表わされるものである。

【００１２】トルマリンの純粋なものは、宝石として用
いられ、現在では人工的に結晶を合成することもできる
が、本発明においては、このような人工的に得られるト
ルマリンも用いることができる。このトルマリンは、永
久自発電気分極を行う物質で、外部電界の影響で分極の
ベクトルを変えない。また、トルマリンは、鉱物の中で
最も強い永久分極特性を示すと共に、遠赤外線の放射を
行うことも知られている。そして、イオン結晶が外力に
よる応力に対応して誘電分極を生じる圧電効果や、結晶
の一部を熱したとき表面に電荷が現れる焦電効果も観測
される。さらに、このトルマリンを微粒子状にして繊維
に含有させたものから、活性電子が放出されることは、
すでに確認されている。

【００１３】トルマリンは自発永久分極性を有するの
で、微細粒子にすればより効果的である。したがって、
本発明においては、粒子径２．０μｍ以下、好ましくは
０．５μｍ以下、より好ましくは０．３μｍ以下のもの
が用いられ、特に粒子径が０．２μｍ以下で、かつ平均
粒子径０．１μｍ以下のものが、より一層活性電子を放
出するので好適である。この微粒子状トルマリンの含有
量は、レーヨン繊維に対して、０．０５〜２．０重量％
の範囲で選ばれる。この含有量が０．０５重量％未満で
は活性電子の放出量が少なすぎて、本発明の効果が十分
に発揮されないし、２．０重量％を超えるとその量の割
には効果の向上がみられず、むしろ経済的に不利とな
る。活性電子の放出量及び経済性のバランスなどの面か
ら、この微粒子状トルマリンの好ましい含有量は、レー
ヨン繊維に対して、０．０５〜１．０重量％の範囲であ
る。

【００１４】本発明のトルマリン微粒子含有レーヨン繊
維には、トルマリン以外に、所望により、他のセラミッ
クスを、レーヨン繊維に対して、通常１０重量％以下の
割合で含有させてもよい。他のセラミックスとしては、
例えばアルミナ、ケイ酸を主体とするコージェライトや
β‐スポジュメン、ジルコニア、ジルコン、マグネシ
ア、チタン酸アルミニウムなどの遠赤外線放射材料など
が好ましく挙げられる。さらに、二酸化マンガン、酸化
鉄、酸化クロム、酸化コバルト、酸化銅などの遷移金属
化合物や、窒化ケイ素、炭化ケイ素などを含有させても
よい。

【００１５】次に、本発明のトルマリン微粒子含有レー
ヨン繊維の製造方法の好適な例について説明する。ま
ず、トルマリンを微粉砕して、粒子径２．０μｍ以下、
好ましくは０．５μｍ以下、より好ましくは０．３μｍ
以下、特に好ましくは０．２μｍ以下の微粒子状トルマ
リンを調製する。トルマリンの微粉砕法としては、湿式
法、乾式法のいずれも用いることができるが、本発明に
おいては、特に水を用いた湿式法が操作性及び微細粒子
が得られる点から有利である。次いで、例えば湿式法で
調製された微粒子状トルマリン及び場合により用いられ
る他のセラミックスとを、ビスコースレーヨン紡糸原液
に加え、さらに必要に応じ水で希釈して、適当な濃度及
び粘度を有する紡糸原液を調製する。この原液には、所
望により、抗菌剤、防カビ剤、防臭剤などを適宜添加し
てもよい。次に、レーヨン繊維の製造において従来慣用
されている紡糸方法を用い、紡糸することにより、トル
マリン微粒子含有レーヨン繊維が得られる。

【００１６】本発明においては、このようにして得られ
たトルマリン微粒子含有レーヨン繊維の中で、特に、後
述する活性電子の発生試験において、試験開始後、３時
間経過した時点での水の電気伝導度が２．２μＳ／ｃｍ
以上であるものが好適である。この水の電気伝導度と活
性電子の放出量との間には相関性があり、水の電気伝導
度が高いほど、活性電子の放出量が多いことを示す。

【００１７】

【発明の効果】本発明のトルマリン微粒子含有レーヨン
繊維は、少ないトルマリン含有量にもかかわらず生体細
胞を賦活し、皮下血行の活性を促進する効果を有する活
性電子を大量に放出することができ、健康衣料品などの
材料として好適に用いられる。

【００１８】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。

【００１９】実施例１（１）トルマリン微粒子含有レーヨン繊維の製造常法に従い、パルプ１００重量部当り２０％濃度のか性
ソーダ水溶液３５０重量部を加え、室温において２時間
かきまぜることによりアルカリセルロースを調製する。
次いで、このアルカリセルロースに、二硫化炭素３０重
量部を加え室温で３時間かきまぜることによりセルロー
スキサントゲン酸ナトリウムの溶液を得る。次いでこれ
をか性ソーダ水溶液で希釈して紡糸原液（セルロース
８．７重量％、全アルカリ分６．０重量％、全硫黄分
２．４重量％）を調製し、これに水砕法で得られた粒子
径０．２μｍ以下（平均粒子径０．１５μｍ）のトルマ
リン微粒子を、繊維に対し、それぞれ０．０５、０．
１、０．２、０．３、０．５、１．０、２．０、３．
０、５．０、７．０重量％の割合で均一に混合した。

【００２０】このようにして得られたトルマリン微粒子
を含有する紡糸原液を孔径０．０８ｍｍ、孔数５０の紡
糸口金を使用し、紡糸速度６０ｍ／分にて、硫酸１２０
ｇ／リットルと硫酸ナトリウム２８０ｇ／リットルと硫
酸亜鉛１５ｇ／リットルとを含有する温度５０℃の紡糸
浴に紡糸したのち、通常の二浴緊張紡糸法により延伸
し、繊度１５ｄのトルマリン微粒子含有レーヨン繊維Ｎ
ｏ１〜Ｎｏ１０を得た。

【００２１】（２）水の電気伝導度の変化の測定前記（１）で得た各種トルマリン含有レーヨン繊維を用
いて、下記のようにして活性電子を発生させ、水の電気
伝導度の変化を測定した。図１は、活性電子の発生状況
を調べるための実験装置の概要図であり、試料活性装置
における試料活性器２の内部に設けた試料装着部３に各
試料を装着する。送風ポンプ１から試料活性器２に、脱
二酸化炭素などの処理が施された清浄な空気を１００ｍ
ｌ／分の速度で導入する。この際、試料装着部３の試料
は、試料活性器２に設けたセラミックスなどの発熱体４
により、３５℃に保持する。この温度調節のために、試
料活性器２には、温度計５と温度センサー６が装備され
ている。

【００２２】試料装着部３を通過した空気は、ビーカー
９中に収容されている蒸留水１０（恒温槽８により、２
１℃に保持され、２１℃における電気伝導度１．７μＳ
／ｃｍ）の水面上に吹き付けられる。蒸留水１０には白
金棒１１が挿入されており、その電気伝導度の変化を、
電気伝導度計１２（ヒューレットパッカード社製，プレ
シジョンＬＣＲメーター４２８５Ａ）で測定した。な
お、７は電源である。測定開始後、３時間経過した時点
の電気伝導度とトルマリン含有量との関係を図２にグラ
フ曲線Ａとして示すとともに、詳細な数値を表１に示
す。

【００２３】実施例２（１）トルマリン微粒子含有レーヨン繊維の製造実施例１（１）において、粒子径０．２μｍ以下のトル
マリン微粒子の代わりに、粒子径１．０μｍ以下（平均
粒子径０．８μｍ）のトルマリン微粒子を用いた以外
は、実施例１（１）と同様にして、トルマリン微粒子含
有レーヨン繊維Ｎｏ１２〜Ｎｏ２１を作成した。なお、
試料Ｎｏ１１は、トルマリン微粒子を含有しないレーヨ
ン繊維である。

【００２４】（２）水の電気伝導度の変化の測定前記（１）で得た各種トルマリン微粒子含有レーヨン繊
維及びトルマリン微粒子を含有しないレーヨン繊維を用
い、実施例１（２）と同様にして、水の電気伝導度の変
化を測定した。測定開始後、３時間経過した時点での電
気伝導度とトルマリン含有量との関係を図２にグラフ曲
線Ｂとして示すとともに、詳細な数値を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１及び図２から分かるように、粒径１．
０μｍ以下のトルマリン微粒子含有レーヨン繊維の電気
伝導度（曲線Ｂ）は２．０８〜２．１７μＳ／ｃｍの値
であり、トルマリンを含有していない試料Ｎｏ１１の
１．８４μＳ／ｃｍに比べれば高く、活性電子を多量に
放出していることを示しているが、含有量が０．０５〜
２．０重量％においてもほとんど変化がない。

【００２７】一方、粒子径０．２μｍ以下のトルマリン
微粒子含有レーヨン繊維の電気伝導度（曲線Ａ）は２．
０重量％から含有量が少なくなるに伴い、電気伝導度は
向上し０．２及び０．３重量％でピークに達し、含有量
がさらに少なくなると低下してくる。すなわち、実施例
２の試料Ｎｏ１２〜２１に比較して、電気伝導度は格段
に高い値を示し、活性電子が極めて多量に放出されてい
ることを示している。

【００２８】一方、実施例１で得られたトルマリン０．
２重量％及び５．０重量％を含有するレーヨン繊維を、
それぞれ高分解能透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ，日本電子
社製ＪＥＭ−２００ＣＸ）で、加速電圧１６０ｋｅＶに
て観察したところ、トルマリン含有量が０．２重量％の
ものは、トルマリン粒子の粒径が０．０２〜０．２μｍ
の範囲であり、かつ大部分が０．１μｍ以下で、しかも
均一に分散している。これに対し、トルマリン含有量が
５．０重量％のものは、トルマリンの０．１μｍ以下の
微粒子が凝集した状態となっており、この凝集体の大き
さは０．２〜１．８μｍのものが大部分を占めている。
すなわち、トルマリン含有量が少ないと極めて均一に分
散するが、トルマリン含有量が多すぎると凝集が起こり
やすいことを示している。このことは、表１及び図２で
示すように、トルマリン含有量が０．０５〜２．０重量
％の範囲で電気伝導度が著しく増大している事実と符合
している。

【００２９】応用例１サーモグラフィによる皮膚温度
の測定サーモグラフィは皮膚温度を超高感度の赤外線カメラで
とらえ、温度分布（サーモグラム）を１０色のカラーに
置き換えて表示するものである。恒温シールド室内にお
いて、実施例１で得られた試料Ｎｏ３の粒子径０．２μ
ｍ以下のトルマリン０．２重量％を含有するレーヨン繊
維を用いて作成した敷マットＡ（この繊維素材の３時間
後の水の電気伝導度２．４２μＳ／ｃｍ）と、実施例２
で得られた粒子径１．０μｍ以下のトルマリン０．２重
量％を含有するレーヨン繊維を用いて作成した敷マット
Ｂ（この繊維素材の３時間後の水の電気伝導度２．１７
μＳ／ｃｍ）と、試料Ｎｏ１１のトルマリンを含有しな
いレーヨン繊維を用いて作成した敷マットＣ（この繊維
素材の３時間後の水の電気伝導度１．８４μＳ／ｃｍ）
の上に、それぞれ健康成人の被験者を仰臥位とし、サー
モグラム（皮膚温分布）の測定を行った。その結果、粒
子径０．２μｍ以下のトルマリン含有敷マットＡでは、
仰臥中及びその後においても、両足の皮膚温は１．１℃
上昇し、皮下血行を盛んにしていることが分かる。次
に、粒子径１．０μｍ以下のトルマリン含有敷マットＢ
では、両足の皮膚温は０．６℃上昇した。そして、トル
マリンを含まない敷マットＣでは、仰臥中及びその後に
おいてもほとんど皮膚温に変化がみられなかった。

【００３０】この知見により、トルマリン微粒子含有レ
ーヨン繊維は、皮膚温を上昇させ、皮下血行を盛んにさ
せることが判明するとともに、トルマリン微粒子の粒子
径に対応して皮膚温が上昇し、かつ電気伝導度の測定値
と対応することが判明した。このことより、水の電気伝
導度を測定することにより、活性電子の放出量を知り、
かつ生体細胞に対する賦活効果、すなわち、皮下血行の
活性度合いを推測できることが分かった。

【図面の簡単な説明】

【図１】活性電子の発生状況を調べるための実験装置
の概要図。

【図２】トルマリン微粒子含有レーヨン繊維における
トルマリン含有量と水の電気伝導度との関係の例を示す
グラフ。

【符号の説明】

１送風ポンプ２試料活性器３試料装着部４発熱体８恒温槽９ビーカー１０蒸留水１２電気伝導計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セルロースザンテートにより均一分散さ
れた粒子径２．０μｍ以下のトルマリン微粒子を０．０
５〜２．０重量％の範囲内で含有することを特徴とする
トルマリン微粒子含有レーヨン繊維。
【請求項２】トルマリン微粒子の粒子径が０．３μｍ
以下である請求項１記載のトルマリン微粒子含有レーヨ
ン繊維。
【請求項３】活性電子の発生試験において、試験開始
後、３時間経過した時点での水の電気伝導度が２．２μ
Ｓ／ｃｍ以上である請求項１又は２記載のトルマリン微
粒子含有レーヨン繊維。