WO2023120440A1 - 生分解性を有するわた - Google Patents

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WO2023120440A1
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kapok
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cotton
fiber
kapok fiber
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涼太 小田
佐一 南
淳二 永野
宏美 井澤
和 植杉
真美 庭田
喜翔 深井
佑太 増田
南 古城
秀輔 神保
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Ｋａｐｏｋ Ｊａｐａｎ株式会社
三晶株式会社
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    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
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Definitions

  • the present invention relates to biodegradable cotton, particularly cotton mixed with kapok fiber.
  • Kapok fiber is about one-eighth the weight of cotton and has properties similar to down, such as absorbing moisture and generating heat. rice field.
  • Kapok fiber has a high hollowness of about 70 to 80%, so it is extremely lightweight. Exhibits moisture absorption and heat generation, and high heat insulation effect can be obtained by the air pack effect.
  • kapok fiber can make about 30 jackets from one tree every year, so animal It is extremely useful as a free material.
  • the fibers themselves contain a large amount of oil, so the kapok fibers scattered everywhere in the production factory can cause web damage. If the burner attached to the drying furnace catches fire, there is a risk of causing a major disaster.
  • kapok fibers are very short and do not have crimps, so it is difficult to entangle kapok with each other.
  • the biodegradability is lost, and even if it is incinerated, the burden on the environment cannot be ignored.
  • Patent Document 1 discloses a technique related to sheet-like cotton obtained by mixing cellulose fibers such as kapok fibers and hydrophobic fibers such as polyester fibers.
  • an object of the present invention is to safely and efficiently provide cotton in which over 40 wt% of kapok fiber is mixed.
  • the composition of the cotton of the present invention is immersed in a solution containing a thickening polysaccharide, a surfactant or other amphiphilic substance as a solute, or is soaked in alcohol, acetone, hexane or other It is characterized by kneading and drying a mixture containing kapok fiber that has been moistened by an appropriate method such as immersion in a solution containing an organic solvent and tencel or other biodegradable fiber material.
  • another configuration of the cotton of the present invention includes kapok fibers degreased by an appropriate method and kapok fibers attached with an amphiphilic substance, and the degreased kapok fibers contain the amphiphilic substance is mixed in water with kapok fibers to which is attached and dried.
  • the cotton of the present invention may optionally be formed into a sheet by adhering it to a biodegradable nonwoven fabric substrate such as rayon, and steam humidification may be used as a means for moistening the raw material kapok. It is possible. In addition, with the above configuration, it is possible to easily form cotton with a kapok fiber content of more than 40 wt %.
  • the cotton of the present invention can easily be formed by mixing kapok fibers in excess of 40 wt%, so it is extremely lightweight and has high heat retention and absorptive properties compared to conventional kapok sheets and other cotton. It becomes possible to provide cotton with heat resistance and moisture absorption heat generation.
  • the kapok fiber does not fall off from the web during the manufacturing process, resulting in production loss, and it does not scatter in the workshop, so it does not damage the health of workers and the drying furnace. It will be possible to eliminate the danger of igniting from the burner and causing a catastrophe.
  • the density of kapok fibers is increased by hydrogen bonding and entanglement between fibers that occur in degreased kapok, and the kapok fibers temporarily imparted with hydrophilicity by an amphipathic substance have Utilizing the decrease in density due to the inhibiting action of hydrogen bonding, etc., the fiber density is adjusted from the mixing ratio of two types of kapok fibers, and while maintaining the high heat retention effect of 100% kapok fiber, scattering and falling off are effectively prevented. be able to suppress it.
  • the Kapok sheet which is one embodiment of the cotton of the present invention, will be described below.
  • the cotton according to this embodiment includes kapok fiber and a biodegradable fiber material.
  • the cotton according to the present embodiment is immersed in a solution containing a polysaccharide thickener, a surfactant or other amphipathic substance as a solute, or immersed in a solution containing an organic solvent such as alcohol, acetone, hexane, etc. It is characterized by kneading and drying a mixture containing kapok fiber moistened by an appropriate method and tencel or other biodegradable fiber material.
  • the kapok fiber is moistened by being immersed in a solution containing an amphiphilic substance or the organic solvent, and the moistened kapok fiber is mixed with a biodegradable fiber material and dried.
  • the amphiphilic substance-added solution contains a polysaccharide thickener and a surfactant as solutes.
  • Solutions with organic solvents include alcohol, acetone, and hexane.
  • the cotton according to this embodiment is formed into a sheet by adhering it to a biodegradable nonwoven fabric base material such as rayon.
  • the blending ratio of the degreased kapok fiber and the kapok fiber to which the amphiphilic substance is attached or immersed in the solution to which the organic solvent is added is in the range of 1: 9 to 3: 7. be.
  • kapok fibers degreased by an appropriate method and kapok fibers to which surfactants, natural polysaccharides and other amphipathic substances are attached or immersed in a solution to which alcohol, acetone, hexane and other organic solvents are added. is mixed in water and dried.
  • the mixing ratio of kapok fiber exceeds 40 wt%.
  • thickening polysaccharides such as gum arabic, pectin, and soybean polysaccharides as solutes.
  • kapok fiber as a raw material is immersed in an aqueous solution of gum arabic, which is a thickening polysaccharide, and after being sufficiently moistened with water, it is taken out and squeezed to remove excess water.
  • gum arabic which is a thickening polysaccharide
  • the water content of the kapok fiber is preferably 15 wt% or more. If the moisture content is less than 15% by weight, the kapok fibers will not bind to each other and the apparent specific gravity will not increase sufficiently, and the kapok fibers will tend to come off. However, if the drying time is insufficient, or if there is no drying process and the laminated continuous fiber nonwoven fabric needs to be dried when completed, a moisture content of 15 to 50 wt% is preferable.
  • alcohols such as isopropyl alcohol and organic solvents such as acetone and hexane may be used as the solvent for the solution for wetting the kapok fiber.
  • amphiphilic substance As the amphipathic substance, as described above, organic solvents, natural polysaccharides with emulsifying action, or surfactants can be applied.
  • organic solvents that can be applied include isopropyl alcohol, acetone, and hexane.
  • Natural polysaccharides with emulsifying action include, for example, pectin, gum arabic, soybean polysaccharides, and the like.
  • moisten kapok without using a solute, such as by immersing kapok fiber in an organic solvent as it is to moisten it, or by moistening kapok by steam moistening with water in a high temperature and pressurized state.
  • the kapok fibers that have been moistened by the above process form bundles with each other as if they were viscous, and behave as if they were long fibers. Almost gone.
  • the lumpy kapok fibers from which excess moisture has been removed are then mixed and entangled with other long fiber materials, for example, in a rotating drum having claws.
  • Tencel registered trademark; hereinafter the same
  • Tencel is soft and stretchy, has high moisture absorption and quick drying properties, and is 100% biodegradable because it is made from wood pulp. Most preferred.
  • rayon having a fiber length and fineness that can be used in general bonding methods such as chemical bond, resin bond, thermal bond, needle punch, hydroentanglement, stitch bond, Polyethylene terephthalate, polypropylene, nylon, etc. are applicable, but in terms of compatibility with kapok, long fiber length and small fineness are preferred.
  • tencel, rayon, and polylactic acid fibers are biodegradable, and in particular, plant-derived polyolefins can contribute to the reduction of carbon dioxide emissions, making them ideal as eco-friendly cotton.
  • the entwined material can be spread on a net-like nonwoven fabric substrate made of rayon or polylactic acid fiber to form a web.
  • rayon like Tencel
  • rayon is biodegradable because it is made from wood pulp, and is suitable as a base material for forming the cotton of the present invention into a sheet.
  • a general nonwoven fabric substrate such as polyester or polypropylene.
  • chemical bonding with adhesive resin (chemical bond, resin bond), fusion bonding by heating (thermal bond), hydroentanglement or spun entanglement by jetting high pressure water jet. It is also possible to bond between fibers by one or a combination of two or more methods arbitrarily selected from lace, stitch bonding for sewing webs, and the like.
  • the bonding method is not particularly limited, but in the present embodiment, in order to effectively prevent the kapok fibers from falling off and scattering, a method of chemically bonding by spraying polylactic acid resin, which is an adhesive resin, onto the web surface.
  • polylactic acid resin is biodegradable and is also suitable for the present invention.
  • Example 3 The water content of the kapok fiber was adjusted to 20%, and the other conditions were the same as in Example 2. After blending, carding, lamination into a sheet to form a web, the average basis weight was 70 g / by the resin bond method. A laminated continuous fiber nonwoven fabric of m2 was obtained.
  • Example 4 Except that the weight ratio of Kapok fiber and Tencel before wetting is 55:45, the cotton is blended under the same conditions as in Example 1, carded, laminated into a sheet to form a web, and then resin-bonded. to obtain a laminated filament nonwoven fabric having an average basis weight of 70 g/m 2 .
  • the blend ratio of kapok fiber was measured and evaluated for the cotton of the present invention produced based on the above examples and comparative examples, and the following results were obtained.
  • the mixing rate is based on the dissolution method of the mixing rate test for textile products, which is a method of calculating from the weight of the fibers that remain undissolved. At this time, the remaining fibers themselves are not dissolved at all, and the blending ratio originally included is calculated by correcting the weight loss caused by partial dissolution using a correction coefficient.
  • the cotton of the present invention first, oil is removed from kapok fiber as a raw material with an aqueous sodium hypochlorite solution to obtain degreased kapok fiber. Next, another kapok fiber is coated with a surfactant and dried. By blending the defatted kapok fiber and the surfactant-attached kapok fiber by a wet method, the cotton of the present invention having a kapok fiber weight ratio of 100% can be obtained.
  • the thickness (mm), density (g/cm 3 ), oil absorbency (g/g) and shape of raw kapok fiber (usually kapok) and defatted kapok fiber are shown in Table 1. 1.
  • the sheet (A) made of 100% defatted kapok fiber has a thickness (mm) of 0.3 mm, a density (g/cm 3 ) of 0.666666667 (g/cm 3 ), and an oil absorbency (g/g) of 0. 0.8 (g/g), and the shape is a thin sheet of very hard paper, which hardly absorbs oil.
  • Sheet (C) which is a mixture of 75% normal kapok fiber (with arabic processing) and 25% defatted kapok fiber, has a thickness (mm) of 2 mm and a density (g/cm 3 ) of 0.1 (g/cm 3 ) . ), the oil absorption (g / g) is 7.9 (g / g), the density is further reduced, it becomes fluffy, but it is still somewhat hard, and when rubbed strongly, the fibers that come off increase, but the sheet shape is maintained. and improved oil absorption.
  • a sheet (D) made of 100% normal kapok fiber (with arabic processing) has a thickness (mm) of 3.5 mm, a density (g/cm 3 ) of 0.057142857 (g/cm 3 ), and an oil absorbing property. (g/g) is 12.1 (g/g), and although some fibers come off when strongly rubbed, it maintains a sheet shape and has high oil absorption. If it is not arabic processed, it will not form a sheet. Since the oil absorbency is affected by the density, that is, the voids between the fibers, even if the composition is the same, the density changes depending on the production conditions, and the oil absorbency changes accordingly.
  • the cotton of the present invention (sheet form) obtained by this has the characteristic that scattering and floating of fibers do not occur compared to the raw material kapok fiber, and it is used for oil strainers, sanitary materials, wiping materials, and food packaging materials. It is very suitable to apply.
  • a method for obtaining degreased kapok fiber includes immersion in an aqueous solution of sodium hypochlorite or sodium hydroxide, but is not limited to this.
  • amphipathic substance there are no particular restrictions on the amphipathic substance, as long as it does not evaporate after drying and can impart hydrophilicity to the fiber surface, such as surfactants and natural polysaccharides with emulsifying properties.
  • amphiphilic substances such as surfactants do not necessarily need to be adhered to and dried on kapok fibers, and it is optional to uniformly disperse them by mixing them in the papermaking system.
  • the degreased kapok is preferably 10% or more, and more preferably 30% or more for strength and prevention of fiber dropout.
  • fibers such as rayon, wood pulp, polyethylene terephthalate, polypropylene, acrylic, and nylon can be applied instead of degreased kapok.
  • Wood pulp and polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate and polypropylene fibers as binder fibers can also be used in combination.
  • the cotton of the present invention has a kapok fiber content of more than 40% by weight, and is lightweight and excellent in heat retention, moisture absorption and heat generation, and heat insulation.
  • a kapok fiber content of more than 40% by weight, and is lightweight and excellent in heat retention, moisture absorption and heat generation, and heat insulation.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
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Abstract

【課題】４０ｗｔ％を超えてカポック繊維を混合したわたを安全かつ効率的に提供すること。 【解決手段】溶質として増粘多糖類、界面活性剤その他の両親媒性物質を加えた溶液へ浸漬させ、又はアルコール、アセトン、ヘキサンその他の有機溶媒を加えた溶液へ浸漬させるなど適宜の方法により湿潤化したカポック繊維と、テンセルその他の生分解性を有する繊維素材とを含む混合物を混絡し乾燥させてなること。

Description

生分解性を有するわた
　本発明は、生分解性を有するわた、特にカポック繊維を混絡してなるわたに関するものである。
　カポック繊維は、重量がコットンの約８分の１と軽く、かつ、湿気を吸って発熱するなど、ダウンに似た性質を有することから、枕やクッションの中綿として、これまでも幅広く利用されてきた。
　もっとも、カポック繊維は、繊維自体が非常に短く、かつ、クリンプがないという形状から繊維を糸状に紡ぐことは容易ではなく、従来はクッションの詰め物や、海水に浮かべて使用するオイルキャッチャーなど、極めて限られた用途にのみ用いられてきた素材であった。
　その後、そうした用途の多くがポリエステル等の化学繊維やウレタンフォーム等の化成素材にとって代わられ、カポック繊維の流通は大幅に減少した。
　しかしながら、カポック繊維は、他の繊維と比べて中空率が約７０～８０％と高いことから非常に軽量であることに加え、大きな表面積を有することから空気中の水分子をよく吸着して高い吸湿発熱性を発揮し、エアパック効果によって高い断熱効果を得ることができる。
　これにより、一般的な薄手のコートと同等の重量でありながらダウンにも劣らない暖かさを保持できることに加え、さらに天然の絹のような光沢、ヌメリ、柔らかさを兼ね備えており、衣類等の中綿に用いて極めて好適である。
　また、一着につき３０羽以上の水鳥が犠牲になっているといわれる従来のダウンジャケットに対して、カポック繊維では、樹木１本から毎年約３０着ものジャケットを作ることが可能であるため、アニマルフリー素材としても極めて有用性が高い。
　しかも、カポック樹木の栽培は農薬や化学肥料が不要であり、かつ、伐採せずに綿毛を採取することができることから、環境負荷の少ない素材として近年大きな注目を集めている。
　もっとも、カポック繊維はとても軽いがゆえに空中を舞ってしまうため、シート状に成形するにあたっては、そのまま単にカポック混率を上げると大部分がウェブ形成に寄与せず生産ロスになるだけである。
　また、舞い上がったカポック繊維を吸い込んだ作業員の身体の健康を害するおそれがあることに加え、繊維そのものが多くの油分を含んでいることから、生産工場内のいたるところに飛散したカポック繊維にウェブ乾燥炉に併設されたバーナーの火が燃え移った際には大きな災害となる危険性を孕んでいる。
　さらに、カポック繊維は、前述のとおり繊維自体が非常に短くクリンプもないという形状ゆえにカポック同士での交絡は難しく、製品化にあたっては長繊維素材との混合によりシートを形成することが多いところ、ポリエステルなどプラスチック繊維との混合による場合は生分解性が失われてしまい、焼却するとしても環境に与える負荷が無視できない。
　以上のような問題から、カポック繊維のメリットを最大限発揮させるためには、できる限りカポックの混率を高くしてわたを形成することが最も重要な課題となる。
　カポック繊維を含むシートに関しては、特許文献１において、カポック繊維などのセルロース繊維とポリエステル繊維などの疎水性繊維とを混合して得られるシート状のわたに関する技術が開示されている。
特開２０２０―９０７３２号公報
　しかしながら、特許文献１においては、上述したようなカポック繊維の形状・特性から、シートにおけるカポック繊維の混率はせいぜい２０ｗｔ％～４０ｗｔ％に限定されており、特に４０ｗｔ％を超えてカポックを混合する技術については、開示も示唆も一切なされていなかったところ、本願発明者らは、４０ｗｔ％を超えてカポックを混合するカポック繊維には、従来のカポック・シートやその他のわたに比して、極めて軽量かつ高い保温性、吸放質性、および吸湿発熱性が備わることを見出した。
　そこで、本願発明は、４０ｗｔ％を超えてカポック繊維を混合したわたを安全かつ効率的に提供することを課題とする。
　上記の課題を解決するための手段として、本発明わたの構成は、溶質として増粘多糖類、界面活性剤その他の両親媒性物質を加えた溶液へ浸漬させ、又はアルコール、アセトン、ヘキサンその他の有機溶媒を加えた溶液へ浸漬させるなど適宜の方法により湿潤化したカポック繊維と、テンセルその他の生分解性を有する繊維素材とを含む混合物を混絡し乾燥させてなることを特徴とする。
　また、本発明わたの他の構成は、適宜の方法によって脱脂されたカポック繊維と、両親媒性物質を付着されたカポック繊維と、を含み、前記脱脂されたカポック繊維は、前記両親媒性物質を付着されたカポック繊維と水中で混抄されて乾燥させていることを特徴とする。
　本発明わたは、レーヨンその他の生分解性を有する不織布基材に付着させたものをシート状に形成することも任意であり、また、原料カポックの湿潤化の手段としては蒸気加湿により行うことも可能である。また、上記の構成により、容易にカポック繊維の混率が４０ｗｔ％を超えるわたを形成することが可能となる。
　本発明わたは、容易に４０ｗｔ％を超えてカポック繊維を混合して形成することが可能であるため、従来のカポック・シートその他のわたに比して極めて軽量でかつ高い保温性、吸放質性、吸湿発熱性を備えたわたを提供することができるようになる。
　また、本発明わたによれば、製造過程においてカポック繊維がウェブから脱落して生産ロスとなってしまうことがなくなると共に、作業場内を飛散することもなくなることから、作業員の健康被害や乾燥炉のバーナーから引火して大惨事となる危険性を排除することができるようになる。
　さらに、本発明わたの別の構成によれば、脱脂カポックにおいて生じる水素結合及び繊維同士の絡み合いによるカポック繊維の密度の高まりと、両親媒性物質により一時的に親水性を付与したカポック繊維が有する水素結合等の阻害作用による密度の低下を利用して、２種類のカポック繊維の混合比率から繊維密度を調整し、カポック繊維１００％による高い保温効果を維持しながら飛散・脱落については効果的に抑制することができるようになる。
　以下、本発明わたの一実施態様であるカポック・シートについて説明する。
　本実施形態に係るわたは、カポック繊維と、生分解性を有する繊維素材とを含む。
　本実施形態に係るわたは、溶質として増粘多糖類、界面活性剤その他の両親媒性物質を加えた溶液へ浸漬させ、又はアルコール、アセトン、ヘキサンその他の有機溶媒を加えた溶液へ浸漬させるなど適宜の方法により湿潤化したカポック繊維と、テンセルその他の生分解性を有する繊維素材とを含む混合物を混絡し乾燥させてなることを特徴とする。
　カポック繊維は、両親媒性物質を加えた溶液、又は前記有機溶媒へ浸漬されて湿潤化され、湿潤化されたカポック繊維は、生分解性を有する繊維素材と混絡されて乾燥されている。両親媒性物質を加えた溶液は、溶質として増粘多糖類、界面活性剤を含む。有機溶媒を加えた溶液は、アルコール、アセトン、ヘキサンを含む。
　本実施形態に係るわたは、レーヨンその他の生分解性を有する不織布基材に付着させてシート状に形成されている。
　本実施形態に係るわたでは、脱脂したカポック繊維と前記両親媒性物質を付着し又は前記有機溶媒を加えた溶液へ浸漬させたカポック繊維との配合比率は１：９～３：７の範囲にある。
　また、適宜の方法によって脱脂されたカポック繊維と、界面活性剤、天然多糖類その他の両親媒性物質を付着し又はアルコール、アセトン、ヘキサンその他の有機溶媒を加えた溶液へ浸漬させたカポック繊維とを、水中で混抄し乾燥させてなるものである。
　本実施形態において、カポック繊維の混率は４０ｗｔ％を超えている。
　また、溶質として、アラビアガム、ペクチン、大豆多糖類などの増粘多糖類を用いるのが高い生分解性を維持する観点からは好適である。
　次に、本実施形態に係るわたの製法ついて説明する。まず、原料となるカポック繊維を増粘多糖類であるアラビアガムの水溶液に浸漬させ、十分に水分を含ませた後に取り出して圧搾し、余分な水分を除去する。
　このときカポック繊維の含水率は１５ｗｔ％以上が好ましい。水分率が１５ｗｔ％未満であると、カポック繊維同士の結び付き、見かけ比重の増加が不十分となって、カポック繊維の脱落が生じやすくなる。もっとも、乾燥時間が十分に取れない、あるいは乾燥工程がなく、積層長繊維不織布完成時に乾燥しておく必要がある場合は１５～５０ｗｔ％の水分率が好ましい。
　カポック繊維を湿潤化させる溶液については、溶媒としては、水以外にもイソプロピルアルコールなどのアルコール類や、アセトン、ヘキサンなどの有機溶媒を用いてもよい。
　湿潤化の手段として、水の噴霧、水蒸気による蒸気加湿を含む直接的な湿潤化、両親媒性物質を介して湿潤化することももちろん可能である。もっとも、カポック繊維は、その表面が油分で覆われているため、単純に水に浸漬しても撥いてしまい、湿潤化は難しく、噴霧をして高い圧力をかけながら擦り込むようにするか、水蒸気を当てながら長時間処理をするなど、通常は多大な時間とエネルギーを要する。
　この点については、両親媒性物質を介して浸漬することで比較的短時間で湿潤化は可能である。両親媒性物質としては、上述のとおり有機溶剤、乳化作用のある天然多糖類、あるいは界面活性剤が適用可能である。
　具体的な有機溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコール、アセトン、ヘキサンなどが適用可能である。
　もっとも、有機溶剤は臭気が伴うことに加えて、引火性を有する物質であることから、作業環境を悪化させる危険性があるため、乳化作用のある天然多糖類を用いるのがより好ましい。乳化作用のある天然多糖類としては、例えば、ペクチン、アラビアガム、大豆多糖類などが適用可能である。
　なお、有機溶媒にカポック繊維をそのまま浸漬させて湿潤化し、あるいは水を高温・加圧状態にして蒸気加湿によりカポックを湿潤化するなど、溶質を用いることなくカポックを湿潤化することはもちろん可能である。
上記のような工程により湿潤化されたカポック繊維は、粘性を帯びたかのように繊維同士がまとまって束を形成し、あたかも長繊維のようなふるまいを見せるようになり、飛散・ウェブからの脱落はほとんどなくなる。
　その後、余分な水分を除去された塊状のカポック繊維は、次に、例えば鉤爪を有する回転式のドラム内で他の長繊維素材と混合・混絡されることとなる。
　上記の長繊維素材としては、たとえば柔らかく伸縮性があり、保吸湿性・速乾性も高く、かつ、木材パルプを原料とするため生分解性１００％であるテンセル（登録商標。以下同じ。）が最も好適である。
この点について、他の繊維素材との混合に当たっては、ケミカルボンド、レジンボンド、サーマルボンド、ニードルパンチ、水流交絡、ステッチボンドなどの一般的なボンディング方法において使用可能な繊維長・繊度を有するレーヨン、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン、ナイロンなどが適用可能であるが、カポックとの相性においては、繊維長は長く、かつ、繊度は小さいものが好ましい。
また、テンセル、レーヨン、ポリ乳酸繊維は生分解性を有し、特に、植物由来のポリオレフィンであれば二酸化炭素排出の削減にも寄与できることから、環境に配慮したわたとして最適である。
　カポック繊維とテンセルを十分に混絡させた後は、例えば、その混絡物をレーヨン、ポリ乳酸繊維からなるネット状の不織布基材の上に展延してウェブを形成することが可能である。
　ポリ乳酸繊維はもちろんのこと、レーヨンはテンセル同様に木材パルプを原料とするため生分解性を有し、本発明わたをシート状に形成する際の基材として好適である。もっとも、ポリエステル、ポリプロピレンなど一般的な不織布の基材を用いて本発明わたをシート状にすることももちろん可能である。
　また、シート状に展延したカポックとテンセルの混絡物を不織布基材上に折り重なるように積層させてウェブを形成することも任意である。
　上記のウェブに対しては、混絡の度合いをより高めるためにニードルパンチによる処理が施され、さらに、その後ウェブ表面にポリ乳酸樹脂を噴霧して最終的なボンディングを行う。この点、従来のカポック・シートにおいては、４０ｗｔ％を超えてカポックを有するウェブに対してニードルパンチを施した場合、カポック繊維の大部分がウェブから脱落し、あるいは空中に飛散して生産ロスが生じることは前述のとおりであり、シート形状を維持することについても困難な場合があるところ、本発明わたにおいては、カポック繊維の脱落・飛散はほとんど認められず、カポック繊維の混率を高く維持したまま工程を進めることが可能となる。
　なお、最終的なボンディングの方法としては、上記以外にも接着剤樹脂による化学的接着（ケミカルボンド、レジンボンド）、加熱による融着（サーマルボンド）、高圧水流の噴射によって絡み合わせる水流交絡あるいはスパンレース、ウェブを縫い合わせるステッチボンド等の中から任意に選択した１又は２以上の方法の組み合わせにより繊維間を結合させることも可能である。
　結合方法に特に制限はないが、本実施形態では、カポック繊維の脱落・飛散を効果的に防止するために、接着剤樹脂であるポリ乳酸樹脂をウェブ表面に噴霧して化学的に接着する方法を採用しているところ、ポリ乳酸樹脂は生分解性を有することから、本発明わたにおいても好適である。
　以下に本発明わたの実施例におけるカポック混率の測定結果を示す。なお、本発明わたの技術的範囲はこれらの測定結果に限定されるものではない。
（実施例１）
　水分率を５０％に調整したカポック繊維（繊度：０．１５～０．３０ｄｔｅｘ、繊維長：９～１５ｍｍ）、テンセル（繊度：３．３ｄｔｅｘ、繊維長：６４ｍｍ）を、湿潤化前（すなわち製造後）の重量比率３０：７０にて混綿し、カーディングを施して、シート状に積層させウェブ化した後、レジンボンド法にて平均目付７０ｇ／ｍ２の積層長繊維不織布を得た。
（実施例２）
　水分率を３０％に調整したカポック繊維（繊度：０．１５～０．３０ｄｔｅｘ、繊維長：９～１５ｍｍ）、テンセル（繊度：３．３ｄｔｅｘ、繊維長：６４ｍｍ）を、湿潤化前の重量比率５０：５０にて混綿し、カーディングを施して、シート状に積層させウェブ化した後、レジンボンド法にて平均目付７０ｇ／ｍ２の積層長繊維不織布を得た。
（実施例３）
　カポック繊維の水分率を２０％に調整し、それ以外を実施例２と同じ条件として混綿し、カーディングを施して、シート状に積層させウェブ化した後、レジンボンド法にて平均目付７０ｇ／ｍ２の積層長繊維不織布を得た。
（実施例４）
　カポック繊維とテンセルの湿潤化前の重量比率を５５：４５とするほかは、実施例１と同じ条件にて混綿し、カーディングを施して、シート状に積層させウェブ化した後、レジンボンド法にて平均目付７０ｇ／ｍ２の積層長繊維不織布を得た。
（比較例１）
　湿潤化していないカポック繊維とテンセルの重量比率を３０：７０にして混綿し、カーディングを施して、シート状に積層させウェブ化した後、レジンボンド法にて平均目付７０ｇ／ｍ２の積層長繊維不織布を得た。
（比較例２）
　湿潤化していないカポック繊維とテンセルの重量比率を５５：４５にして混綿し、カーディングを施してシート状に積層させ、均一にウェブ化しようとしたものの、原料カポック繊維の脱落・飛散によってシートに著しいばらつきが発生したことから、有意な測定値を得ることはできなかった。
　上記の実施例・比較例に基づき製作した本発明わたについて、カポック繊維の混率を測定、評価したところ、以下のような結果が得られた。なお、混率は、溶解せず残った繊維の重量から算出する方法である繊維製品の混用率試験の溶解法によっている。このとき、残った繊維自身が全く溶解しないわけではなく、一部溶解して減量したその減量分を補正係数により補正することで元々含まれていた混率を算出している。
（実施例１）１７％
（実施例２）４１．１％
（実施例３）３９％
（実施例４）４３％
（比較例１）１０％
（比較例２）計測不能
　また、本発明わたの別の構成に係る実施例として、まず、原料となるカポック繊維を次亜塩素酸ナトリウム水溶液により油分を除去し、脱脂カポック繊維を得る。次に、別のカポック繊維に対し、界面活性剤を付着して乾燥させる。この脱脂カポック繊維と界面活性剤を付着させたカポック繊維とを湿式法によって混抄することにより、カポック繊維の重量比率１００％の本発明わたを得ることができる。
　原料カポック繊維（通常カポック）と脱脂カポック繊維とを、その配合比率を変えた時のわたの厚さ（ｍｍ）、密度（ｇ／ｃｍ３）、吸油性（ｇ／ｇ）及び形状について、表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　脱脂カポック繊維１００％から成るシート（Ａ）は、厚さ（ｍｍ）が０．３ｍｍ、密度（ｇ／ｃｍ３）が０．６６６６６６６６７（ｇ／ｃｍ３）、吸油性（ｇ／ｇ）が０．８（ｇ／ｇ）であり、形状は、薄板状の非常に硬い紙の状態であり、吸油をほとんどしない。
　通常カポック繊維（アラビア加工あり）と脱脂カポック繊維とを５０％ずつ配合したシート（Ｂ）は、厚さ（ｍｍ）が１．４ｍｍ、密度（ｇ／ｃｍ３）が０．１５（ｇ／ｃｍ３）で、脱脂カポック繊維１００％から成るシート（Ａ）よりも密度が下がるが硬い状態であり、強く擦ると繊維が一部離脱する。
　通常カポック繊維（アラビア加工あり）７５％と脱脂カポック繊維２５％とを配合したシート（Ｃ）は、厚さ（ｍｍ）が２ｍｍ、密度（ｇ／ｃｍ３）が０．１（ｇ／ｃｍ３）、吸油性（ｇ／ｇ）が７．９（ｇ／ｇ）で、さらに密度が下がり、ふわっとしてくるがそれでもやや硬く、強く擦ると抜ける繊維が増加するが、シート状は維持されており、吸油性は改善された。
　通常カポック繊維（アラビア加工あり）１００％％から成るシート（Ｄ）は、厚さ（ｍｍ）が３．５ｍｍ、密度（ｇ／ｃｍ３）が、０．０５７１４２８５７（ｇ／ｃｍ３）、吸油性（ｇ／ｇ）が１２．１（ｇ／ｇ）で、強く擦ると抜ける繊維はあるが、シート状を維持しており、吸油性も高い。アラビア加工していない場合はシート状にならない。なお、吸油性は、密度つまり繊維間の空隙の影響を受けるため、生産時の条件によって同じ配合でも密度が変わり、吸油性が変わる。
　これによって得られる本発明わた（シート状）は、原料カポック繊維と比較して、繊維の飛散、浮遊が起こらないという特徴を有しており、油こし、衛生材料、ワイピング材料、食品包装材料に適用して極めて好適である。
　なお、脱脂カポック繊維を得る方法としては、次亜塩素酸ナトリウムや水酸化ナトリウムの水溶液への浸漬などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
　また、カポック繊維は、その表面が油分で覆われているため、そのままで湿式抄紙を行うことは困難であるところ、両親媒性物質を介して一時的に親水性を付与することで湿式抄紙が行えるようになる。
　両親媒性物質としては、界面活性剤、乳化作用のある天然多糖類など乾燥後に気化せず、繊維表面に親水性を付与できれば特に制限はない。
　また、界面活性剤などの両親媒性物質は、必ずしもカポック繊維に付着・乾燥させる必要はなく、抄紙系中に混ぜることで均一に分散することも任意である。
　しかも、保温効果を高めるためには空気層が多い方が望ましいところ、脱脂カポックの比率が大きい場合、水素結合あるいは繊維同士の絡み合いによって繊維間の空隙が小さくなる（つまり密度は高くなる）が、両親媒性物質によって一時的に親水性を付与したカポック繊維は、脱水、乾燥後に脱脂カポックの水素結合を阻害することから、本発明わたの密度を低くすることができる。他方、一時的に親水性を付与したカポック繊維の割合が大きい場合には、繊維同士の結合が弱くなることから、乾燥後にシート形状その他の形状を維持できず、ウェブからのカポック繊維の脱落が起きてしまう。
　そこで、本発明わたにおいて、脱脂カポックは１０％以上、強度や繊維脱落防止のためにはより望ましくは３０％以上とするのがよい。
　なお、本発明わたにおいては、脱脂カポックの代わりに、レーヨン、木材パルプ、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン、アクリル、ナイロンなどの繊維が適用可能であり、強度や繊維脱落防止のためにフィブリル化したテンセル、木材パルプ、バインダー繊維としてのポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン繊維も併用できる。
以上のとおり、本発明わたは、カポック繊維の混率が４０ｗｔ％を超え、軽量でかつ保温性、吸湿発熱性、断熱効果に優れることから、ダウンなど従来の衣類の中綿素材に比べてシルエットへの影響を大幅に低減できるだけでなく、製造時における作業者の安全と作業環境を改善し、かつ生産ロスによる無駄を排除した環境配慮型カポック・シートの提供が可能となることに加え、二酸化炭素やプラスチックなど環境への負荷が大きな素材を排出することなく、アニマルフリーで社会・環境・人に配慮した製品を供給できるという効果を有することから、寝具用・衣料用の中わたその他のわたに適用してきわめて好適である。

 

Claims (6)

  1. 　溶質として増粘多糖類、界面活性剤その他の両親媒性物質を加えた溶液へ浸漬させ、又はアルコール、アセトン、ヘキサンその他の有機溶媒を加えた溶液へ浸漬させるなど適宜の方法により湿潤化したカポック繊維と、テンセルその他の生分解性を有する繊維素材とを含む混合物を混絡し乾燥させてなることを特徴とするわた。
  2. 　前記湿潤化は、蒸気加湿により行う請求項１のわた。
  3. 　適宜の方法によって脱脂したカポック繊維と、界面活性剤、天然多糖類その他の両親媒性物質を付着し又はアルコール、アセトン、ヘキサンその他の有機溶媒を加えた溶液へ浸漬させたカポック繊維とを、水中で混抄し乾燥させてなることを特徴とするわた。
  4. 　前記脱脂したカポック繊維と前記両親媒性物質を付着し又は前記有機溶媒を加えた溶液へ浸漬させたカポック繊維との配合比率は、１：９～３：７の範囲である請求項３のわた。
  5. 　請求項１～３のいずれかのわたであって、レーヨンその他の生分解性を有する不織布基材に付着させシート状に形成してなるわた。
  6. 　カポック繊維の混率が４０ｗｔ％を超える請求項１～４のいずれかのわた。

     
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