JPH09250081A - 再生コラーゲン繊維の形状付与法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生コラーゲン繊維の形状付与に当たり縮れ
や収縮性の発生を抑制する。 【解決手段】 再生コラーゲン繊維を、形状付与時に１
価又は２価の陽イオンの硫酸塩を含む水溶液を用いて湿
潤処理し、次いで湿潤状態を保ちながら加温処理するこ
とを特徴とする再生コラーゲン繊維の形状付与法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、再生コラーゲン繊
維の形状付与法に関する。更に詳しくは、所望の形状を
容易に付与することができ、しかもその形状を記憶させ
ることができ、例えばカツラやヘアピース或いはドール
ヘア等ヘア素材へのカール付与、又は織布や不織布から
なる繊維製品の付形等に好適に使用し得る再生コラーゲ
ン繊維の形状付与法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウール、カシミア、モヘア等の毛
織物に使用する獣毛や、人毛やヤク等のカツラの原料と
なる天然の蛋白繊維に形状を付与し記憶させる方法とし
ては、１００℃を超える乾熱で処理する方法、１００℃
以上の高圧スチームで処理する方法、シスチン結合を開
裂する亜硫酸塩、チオグリコール酸を含むその誘導体及
びシステインに代表される還元剤と、開裂してできたシ
ステイン又はケラテインをシスチン結合に戻す臭素酸塩
や過酸化水素を含むその誘導体からなる酸化剤との処理
を組合せる方法、或いは樹脂を用いて処理する方法等が
知られている。一方、再生コラーゲン繊維への形状付与
は、耐水化処理した後水分の存在下で所定の温度に加熱
して処理することで形状記憶を付与している（特開平4-
333660号公報）。然しながら、獣毛や人毛等の天然の蛋
白繊維への形状記憶性付与の処理は、再生コラーゲン繊
維にとっては条件が過酷過ぎてコラーゲン蛋白が変性し
たり、或いは効果が弱く満足な形状が付与若しくは記憶
できない等の欠点を有している。また、特開平4-333660
号公報による処理では、短時間に目的の形状を付与する
ための高温処理を行うと目的以外の形状であるピッチの
小さいウエイブ即ち縮れが発生して外観を損なったり、
縮れ発生を抑制する条件下では処理時間が長くなり処理
能力が低下する欠点を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、このよ
うな従来技術に鑑みて、再生コラーゲン繊維への形状付
与で最も現実味のある技術の一つである特開平4-333660
号公報による処理について、未だ解決されていない欠点
について重点的に改良を加える検討を鋭意行った。即
ち、耐水化処理した再生コラーゲン繊維を水分の存在下
で加温処理を単に行うだけでは上記縮れの発生防止と処
理時間の短縮化のバランスをとることが困難であり、ま
た縮れの発生を防止するような穏やかな条件では形状付
与若しくは記憶も弱く、実際の使用においては満足でき
るものではないという課題を解決するための検討を行っ
た。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記検討
の過程で、形状付与に当たり水分の存在下でも条件によ
っては縮れや収縮性の発生が抑制できる事実を見出だし
たが、水分の存在下で再生コラーゲン繊維の表面上に存
在する水分量のみならず、各種水溶液についての条件に
ついて検討を加えた。なかでも、ある種の無機塩は本発
明を達成するのに重要な手段になることを突き止め、本
発明に至った。即ち、本発明は、再生コラーゲン繊維
を、形状付与時に１価又は２価の陽イオンの硫酸塩を含
む水溶液を用いて湿潤処理し、次いで湿潤状態を保ちな
がら加温処理することを特徴とする再生コラーゲン繊維
の形状付与に関するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明で使用する再生コラーゲン
繊維は、組成的には可溶性コラーゲンや酵素又はアルカ
リで可溶化したコラーゲンを原料として繊維化したもの
であって、例えば特公昭 40-9062号公報、特開平 3-271
10号公報や、特開平 4-91272号公報を初めとする従来技
術として開示されている方法で繊維化したものを使用す
ることができ、繊維化の方法には特に制限はない。ま
た、繊維化に当たって品質を向上させるため、例えば、
物理的強度の向上、光沢性の改良、耐熱・耐光のための
着色・消色防止、防腐・防黴性の付与、視覚性の改良の
ための着色等の目的で安定剤や改良・改質剤が添加され
たものであっても差支えない。更に、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、ポリアリルアミン等の水溶性合成高分子、ゼ
ラチン、アルブミン等の水溶性蛋白質、ジアルデヒドデ
ンプン、メチルセルロースやキトサン等の水溶性多糖類
誘導体等の添加剤が適量配合されたものであっても良
い。また、繊維化の状態としては、乾燥したステープル
やフィラメントだけではなく、紡糸工程を経た未乾燥又
は半乾燥の膨潤繊維であっても、本発明の処理対象とす
ることができる。

【０００６】また、これらの繊維は、耐水性の改良のた
め、繊維形成過程で、ホルマリン、グルタルアルデヒ
ド、スクシンアルデヒドやジアルデヒドデンプン等のア
ルデヒド類の他、多官能性のエポキシ化合物やイソシア
ネート化合物及びそれらの誘導体等で架橋処理したり、
或いは皮革業界で通常使用されるＣｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚ
ｒの各種塩基性の硫酸塩や塩化物で処理されている方が
好ましい。

【０００７】更に、これらの繊維は、品質改良・改善の
ために、一般的な繊維加工、例えば静電防止、撥水・撥
油、風合い調整、平滑、防炎、光沢、防縮等に関わる後
加工が施されていても特に差支えはない。

【０００８】本発明で湿潤処理時に使用する１価又は２
価の陽イオンの硫酸塩としては、Ｌｉ₂ ＳＯ₄ 、Ｎａ₂
ＳＯ₄ 、Ｋ₂ ＳＯ₄ 、Ｒｂ₂ ＳＯ₄ 等のアルカリ金属
塩、ＢｅＳＯ₄ 、ＭｇＳＯ₄ 、ＺｎＳＯ₄ 等のアルカリ
土類金属塩、（ＮＨ₄ ）₂ ＳＯ₄ を挙げることができ、
またこれらの成分を有する複塩、又は２種以上の硫酸塩
の組合せであっても良い。いずれの硫酸塩も水溶液で３
％以上溶解でき、且つ水溶液のｐＨが２．５〜１２、好
ましくはｐＨ５〜１０を示すか或いは調整できる塩であ
ればよい。ｐＨの調整に当たっては、皮革業界で通常使
用されるマスキング剤が併用でき、低級有機酸やオキシ
カルボン酸も使用することができる。硫酸塩の使用濃度
は、塩の種類によって異なるけれども、通常は５％以上
であり、形状を付与するときの再生コラーゲン繊維の収
縮率が１０％以下好ましくは８％以下になるように硫酸
塩濃度条件を設定するとよい。

【０００９】湿潤処理時の硫酸塩は、当初から所定の濃
度の水溶液として使用できるが、加工上不都合となる場
合には、形状付与温度に達するまでに所定の濃度の水溶
液として存在していれば特に調整方法が限定されるもの
ではない。

【００１０】湿潤処理した再生コラーゲン繊維は、次い
で加温処理するが、湿潤状態を保ちながら加温処理する
ことが重要である。湿潤状態を保つには、所定濃度の硫
酸塩水溶液で繊維表面が充分に湿潤された状態で再生コ
ラーゲン繊維を密閉容器に入れて加温する。加温温度と
しては、７０〜９５℃が好ましい。７０℃以下の場合
は、形状付与性において硫酸塩存在下で行う特徴が不明
確になるし、９５℃を超えると縮れの発生が硫酸塩の存
在下では抑制できなくなる。

【００１１】

【発明の効果】本発明によって形状付与時に硫酸塩の水
溶液を使用すると、単に水分の存在下で処理を行う場合
に比較して、形状付与時における収縮の抑制及び縮れ防
止の効果が奏される。従って、形状付与時の加温処理の
温度を上げることができ、処理時間の短縮化を図ること
ができると共に、理由は定かではないが形状の記憶性も
向上させることができる。

【００１２】本発明の再生コラーゲン繊維の形状付与法
により、従来は条件が過酷過ぎてできなかった高温下で
の湿熱による形状付与法に比較して、縮れ発生の抑制が
可能になる結果、処理時間を短縮化することができる
し、高温セットが可能になるため従来の形状付与性より
しっかりした形状が得られる。

【００１３】更に、これまで形状保持性が劣っていたＣ
ｒ以外の塩基性の金属塩で処理して耐水性を改良してい
た再生コラーゲン繊維に応用することも可能になる。そ
の結果、カツラやヘアピース或いはドールヘア等ヘア素
材へのカール付与、又は織布や不織布からなる繊維製品
のなかで、Ｃｒ処理しないと耐水性の面で使用し難いと
されていた濃色分野は勿論、Ｃｒ以外の塩基性の金属塩
で処理して耐水性を改良していた淡色〜白色分野へも応
用が広められるので、幅広いマーケットの要求に答える
ことが可能になる。

【００１４】

【実施例】次に、実施例を挙げて、本発明の再生コラー
ゲン繊維の形状付与法を詳しく説明するが、本発明は、
これらの実施例に限定されるものではない。なお、本発
明の再生コラーゲン繊維の形状付与はカール形状を代表
例とし、その形状付与及び特性値は、次の方法によって
測定した。

【００１５】カール形状付与とカール特性値測定法：次
の手順に従って行った。 (1) よく開繊して１３万デニールに調整した繊維束
（６．５ｇ／４５cm）を２つ折りにして糸でくくって束
ね、くくり目より試長２０cmのところで繊維束を切り落
として繊維長を揃えた。

【００１６】(2) この繊維束を４分割して、それぞれパ
ーマセット用ロッド（ニューエバーコールド^R ロッドＹ
型５号、安元化成株式会社製）に巻き付け、輪ゴムで固
定した。

【００１７】(3) 巻き終わったロッドに水又は硫酸塩水
溶液に２分間浸漬して湿潤させた後、軽く液切りを行っ
てシール機能付きポリ袋に入れて密閉し、所定温度で５
０分間均熱オーブンに入れて加熱処理した。

【００１８】(4) 次に、均熱オーブンからロッドを取り
出して約１０分間室温で冷した後、繊維束をロッドから
外して未乾燥のままスパイラル状態で吊り下げ、無荷重
でくくり目からカール先端迄の距離（Ｃ_R cm）、及び引
っ張ってカールを伸ばした状態（Ｌ_R cm）をそれぞれ測
定した。

【００１９】(5) 次いで、プレーンシャンプーとして４
０℃の温湯中２０回振り洗いを行い、取り出してタオル
で表面付着水を拭き取り、軽く振って脱水した。サンプ
ルは上記(4) と同様に、未乾燥のままスパイラル状態で
吊り下げ、無荷重でくくり目からカール先端迄の距離
（Ｃ_P cm）、及び引っ張ってカールを伸ばした状態（Ｌ
_P cm）をそれぞれ測定した後、５０℃の均熱オーブンに
入れて乾燥させた。

【００２０】(6) 乾燥した繊維束は、市販のシャンプー
剤０．２％に調整した４０℃の温湯中で２０回のコーミ
ング操作を行いながらシャンプーした後、４０℃の温湯
流水下で軽く揉み洗い濯ぎを行って、上記(5) と同様の
脱水操作を済ませた後、未乾燥のままスパイラル状態で
吊り下げ、無荷重でくくり目からカール先端迄の距離
（Ｃ_S cm）、及び引っ張ってカールを伸ばした状態（Ｌ
_S cm）をそれぞれ測定した後、再度５０℃の均熱オーブ
ンに入れて乾燥させた。

【００２１】(7) カールの耐シャンプー性（繰り返しシ
ャンプー回数によるカール形成率）は、上記(6) の操作
を繰り返して評価した。 (8) 評価のためのカール特性値は、次の式に従って表示
した。

【００２２】 カール付与直後のカール形成率＝（２０−Ｃ_R ）×１００／Ｌ_R （％） プレーンシャンプー直後のカール形成率 ＝（２０−Ｃ_P ）×１００／Ｌ_P （％） シャンプー直後のカール形成率＝（２０−Ｃ_S ）×１００／Ｌ_S （％） シャンプー直後のカール保持率 ＝（Ｌ_S −Ｃ_S ）×１００／（Ｌ_S −Ｃ_P ） （％） カール付与直後の収縮率 ＝（２０−Ｌ_R ）×１００／２０ （％） 繊度：オートバイブロ式繊度測定器「Denier Computer
^R 」タイプＤＣ−７７Ａ（サーチ（株）製）を使用し
て、温度２０±２℃、相対湿度６５±２％の雰囲気（以
下、標準時又は標準状態と記す）下で、繊度を測定し
た。

【００２３】繊維比重：標準状態にある繊維を、自動比
重計、タイプ高精度型Ｄ−Ｈ１００（（株）東洋精機製
作所製）を使用して水中で測定した値を採用した。 実施例１ 牛皮をアルカリ可溶化して得られる可溶化コラーゲンを
濃度７．５重量％に調整した乳酸酸性水溶液を紡糸原液
とし、硫酸ナトリウム２０重量％、硼酸及び水酸化ナト
リウムを用いてｐＨ１１に調整した温度２５℃の凝固液
に、孔径０．２５mmφ、孔数３００個を有するノズルを
通して紡出速度１０ｍ／min で吐出した後、硫酸ナトリ
ウム１５重量％、グルタルアルデヒド０．５重量％、硼
酸及び水酸化ナトリウムを用いてｐＨ９に調整した処理
浴に２５℃で２０秒間、巻取速度１０．３ｍ／min で連
続浸漬処理し、更に同組成浴に３０分間バッチ処理によ
り不溶化を行った。得られた繊維を水洗した後、アミノ
変性シリコーンのエマルジョン及びプルロニック型ポリ
エーテル系静電防止剤からなる油剤を満たした浴槽を経
て油剤を付着させ、７５℃の均熱風乾燥機を使用して緊
張下で乾燥させた。次に、この繊維を篩に振り込んでネ
オクローム^R （日本化学工業（株）製）４重量％の水溶
液で３０℃、１５時間の処理を行って水洗し、７５℃で
乾燥させた。得られた繊維は、繊度５７ｄ、繊維比重
１．４５を有していた。 実施例２〜７、比較例１、２ 実施例１で作成した繊維束をロッドに巻き付け浸漬液と
して各種の硫酸塩２０重量％の水溶液又は水単独を用い
て９０℃でカール形状付与を行った。その結果は、表−
１に示す通りである。また、硫酸塩を用いないで水単独
を用いた場合を比較例１として示し、更に温度を６５℃
に変更してカール形状付与を行った場合についても比較
例２として示した。

【００２４】

【表１】

【００２５】表−１から、硫酸塩水溶液を使用した９０
℃でのカール形状付与に関しては、水単独を使用したカ
ール形状付与の場合に見られる縮れの発生もなく、形状
付与即ちカール付与ができ、更にカールの耐シャンプー
性（繰返しシャンプー回数によるカール形成率）も優れ
ていることが分かる。また、６５℃で水単独使用による
形状付与の場合は、縮れの発生はないものの、カール特
性は９０℃での場合の方が優れていることが分かる。 実施例８〜１１ 実施例１で作成した繊維束をロッドに巻き付け、浸漬液
としてｐＨ未調整の各種濃度の硫酸ナトリウム水溶液を
用いて９０℃でカール形状付与を行った。その結果は表
−２に示す通りである。

【００２６】

【表２】

【００２７】表−２から、各種濃度の硫酸ナトリウム水
溶液を使用した９０℃セットに関しては、縮れの発生及
び収縮率も抑制され、更にカール特性が向上しているの
が分かる。 実施例１２ 実施例１で使用した紡糸原液の濃度を６％に調整し、硫
酸ナトリウム１７重量％、硼酸及び水酸化ナトリウムを
用いてｐＨ１０に調整した温度２５℃の凝固液に、孔径
０．２７５mmφ、孔数３００個を有するノズルを通して
紡出速度５ｍ／min で吐出した後、硫酸ナトリウム１５
重量％、ホルムアルデヒド１重量％、硼酸及び水酸化ナ
トリウムを用いてｐＨ８に調整した処理浴に２５℃で２
０秒間、巻取速度５．２ｍ／min で連続浸漬処理し、更
に同組成浴に３０分間バッチ処理により不溶化を行っ
た。得られた繊維を水洗した後、硫酸チタニウム系処理
剤であるゲルベスト１号^R （浅田化学工業（株）製）の
見掛け２０重量％の水溶液で３０℃、１５時間の処理を
行って水洗した。更に、アミノ変性シリコーンのエマル
ジョン及びプルロニック型ポリエーテル系静電防止剤か
らなる油剤を満たした浴槽を経て油剤を付着させ、３％
の緩和を与えながら風乾した後、７５℃の均熱風乾燥機
を使用して乾燥させた。得られた繊維は、繊度７２ｄ、
繊維比重１．６７を有していた。 実施例１３、比較例３ 実施例１２で作成した繊維束をロッドに巻き付け、浸漬
液としてｐＨ未調整の各種濃度の硫酸ナトリウム水溶液
（実施例１３）及び水のみ（比較例３）を用いて９０℃
でカール形状付与を行った。その結果は表−３に示す通
りである。

【００２８】

【表３】

【００２９】表−３から、Ｔｉ処理した繊維束でも９０
℃の高温時におけるカール形成付与条件下で、縮れの発
生及び収縮の抑制作用が認められる。即ち、皮革業界で
最も多く金属塩鞣しとして使用されているＣｒ以外の金
属塩処理においても本発明の有効性が認められ、白鞣し
として使用される金属塩処理にも応用できることが分か
る。 実施例１４、１５、比較例４、５ 実施例１で作成した繊維束をロッドに巻き付け、浸漬液
として実施例１４及び１５では硫酸ナトリウム２０重量
％水溶液を使用し、比較例４及び５では水のみを使用し
てそれぞれ各温度でカール形状付与を行った。その結果
は表−４に示す通りである。

【００３０】

【表４】

【００３１】表−４から、浸漬液に硫酸ナトリウムを含
まない比較例４及び５では、カール形成付与後は、縮れ
の発生が顕著で外観を損なうものであり、硫酸塩による
縮れ抑制作用が認められる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼田 雅彦 兵庫県加古川市平岡町高畑385−７ (72)発明者 柏倉 江里子 山形県山形市三社57−１ ホクヨー株式会 社内 (72)発明者 湯口 宗則 山形県山形市三社57−１ ホクヨー株式会 社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 再生コラーゲン繊維を、形状付与時に１
   価又は２価の陽イオンの硫酸塩を含む水溶液を用いて湿
   潤処理し、次いで湿潤状態を保ちながら加温処理するこ
   とを特徴とする再生コラーゲン繊維の形状付与法。
2. 【請求項２】 硫酸塩の濃度が５％〜飽和溶液であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の再生コラーゲン繊維の形
   状付与法。