JP2016079513A - 繊維およびそれを用いた繊維構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】親水基を有する保湿剤が繊維表面に固着されている繊維及び繊維構造物の提供。【解決手段】式（Ｉ）で示されるアルキレンオキサイド誘導体及び油分を内包するマイクロカプセルを繊維表面に固着させている繊維。前記油分がスクワランである繊維。Ｒ１Ｏ−［（ＡＯ）ｍ（ＥＯ）ｎ］−Ｒ２（Ｉ）（ＡＯはＣ３〜４のオキシアルキレン基；ＥＯはオキシエチレン基；ｍおよびｎは各々前記オキシアルキレン基、オキシエチレン基の平均付加モル数；１≦ｍ≦７０、１≦ｎ≦７０；Ｃ３〜４のオキシアルキレン基とオキシエチレン基の合計に対するオキシエチレン基の割合は、２０〜８０重量％；オキシアルキレン基とオキシエチレン基はブロック状に付加しても、ランダム状に付加しても良い）【選択図】なし

Description

本発明は特定のアルキレンオキシド誘導体を内包したマイクロカプセルを繊維表面に固着させたことを特徴とする繊維およびそれを用いた繊維構造物に関する。

衣類には単に美的な装飾機能のほか、体温調整等、各種の機能が要求される。特にインナーなど肌に直接触れる衣類には、肌に対する優れた感触は無論、調湿・保湿等の機能も要求される。
このように、繊維に各種機能を付与するため、機能性物質の繊維への付加が検討されているが、衣類は多数回の洗濯に供されるため、単に機能性物質により繊維を処理しただけでは短期間のうちに脱離してしまい、機能性の低下が生じる。
このため、例えば特許文献１などに示すように、機能性物質をカプセル化して繊維に付加する技術が開発されている。
しかしながら、これらのカプセル化技術は、カプセル壁材の水溶液中に機能性物質を分散させてカプセル化するため、機能性物質は疎水性のものに限られる。
一方、化粧品などに一般的に用いられる保湿剤は、その性質上水溶性のものが多く、繊維を単に保湿剤処理しただけでは洗濯により短期間のうちに機能低下が生じてしまい、また前記カプセル化技術を用いることもできなかった。
また、化粧品に用いられる保湿剤には、スクワランなど油性のものも存在するが、これらの油性保湿剤は皮膚上に被膜を形成し水分の蒸散を抑制するものが多く、カプセル化による保湿効果はあまり期待できない。

特開2005-273055

本発明は前記従来技術に鑑みなされたものであり、その解決すべき課題は特定のアルキレンオキシド誘導体を内包したマイクロカプセルを繊維表面に固着させたことを特徴とする繊維およびそれを用いた繊維構造物を提供することにある。

前記課題を解決するために本発明にかかる繊維は、
下記式Ｉで示されるアルキレンオキサイド誘導体及び油分を内包したマイクロカプセルが、繊維表面に固着されていることを特徴とする。
Ｒ_１Ｏ−［（ＡＯ）_ｍ（ＥＯ）_ｎ］−Ｒ_２ （Ｉ）
（式中、ＡＯは炭素数３〜４のオキシアルキレン基、ＥＯはオキシエチレン基、ｍおよびｎはそれぞれ前記オキシアルキレン基、オキシエチレン基の平均付加モル数で、１≦ｍ≦７０、１≦ｎ≦７０である。炭素数３〜４のオキシアルキレン基とオキシエチレン基の合計に対するオキシエチレン基の割合は、２０〜８０重量％である。炭素数３〜４のオキシアルキレン基とオキシエチレン基はブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよい。Ｒ_１，Ｒ_２は、同一もしくは異なってもよい炭素数１〜４の炭化水素基または水素原子であり、Ｒ_１およびＲ_２の炭化水素基数に対する水素原子数の割合が０．１５以下である。）

本発明にかかる繊維は、特定のアルキレンオキサイド誘導体及び油分を内包したマイクロカプセルを、繊維表面に固着することにより、該アルキレンオキサイド誘導体自体の有する親水性、保湿性を発揮させることができる。

洗濯耐久性試験前後の繊維構造物（ＡＯ誘導体１固着）の顕微鏡写真 洗濯耐久性試験前後の繊維構造物（ＡＯ誘導体２固着）の顕微鏡写真 洗濯耐久性試験前後の繊維構造物（ＡＯ誘導体３固着）の顕微鏡写真 洗濯耐久性試験前後の繊維構造物（ＡＯのみ固着）の顕微鏡写真

［マイクロカプセル］
本発明にかかるマイクロカプセルは、前記式（Ｉ）で示されるアルキレンオキシド（以下ＡＯと称す）誘導体及び油分を芯物質とする。
式（Ｉ）で示されるアルキレンオキシド誘導体において、ＡＯは炭素数３〜４のオキシアルキレン基であり、具体的には、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシイソブチレン基、オキシトリメチレン基などが挙げられる。好ましくは、オキシプロピレン基、オキシブチレン基が挙げられる。
ｍは炭素数３〜４のオキシアルキレン基の平均付加モル数であり、１≦ｍ≦７０、好ましくは２≦ｍ≦３０、より好ましくは２≦ｍ≦２０である。ｎはオキシエチレン基の平均付加モル数であり、１≦ｎ≦７０、好ましくは２≦ｍ≦３０、より好ましくは２≦ｎ≦２０である。炭素数３〜４のオキシアルキレン基またはオキシエチレン基が０であるとしっとり感が落ち、７０を越えるとべたつき感がでてきて、すべすべ感が十分に得られない。
また、炭素数３〜４のオキシアルキレン基とオキシエチレン基の合計に対するオキシエチレン基の割合が、２０〜８０重量％であることが好ましく、さらに好ましくは５０〜７０重量％である。オキシエチレン基の割合が５０重量％未満保湿性の効果が低くなり、７０重量％を超えるとアルキレンオキシド誘導体のカプセル化率が低下する傾向にある。
エチレンオキシドおよび炭素数３〜４のアルキレンオキシドの付加する順序は特に指定はない。またオキシエチレン基と炭素数３〜４のオキシアルキレン基はブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよい。ブロック状には２段ブロックのみならず、３段以上のブロックも含まれる。好ましくはランダム状に付加されているものが挙げられる。
Ｒ_１及びＲ_２は炭素数１〜４の炭化水素基もしくは水素原子で、炭化水素基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基などのアルキル基が挙げられる。好ましくはメチル基、エチル基であり、さらに好ましくはメチル基である。炭素数５以上の炭化水素基では親水性が低下し、しっとり感が低下する。Ｒ_１，Ｒ_２は、同一であっても異なっていても良い。
Ｒ_１およびＲ_２はそれぞれ一種のみを用いても、炭素数１〜４の炭化水素基と水素原子とが混在しても、異種の炭素数１〜４の炭化水素基が混在してもよい。ただし、Ｒ_１およびＲ_２の炭化水素基のうち、炭化水素基と水素原子の存在割合は、炭化水素基の数（Ｘ）に対する水素原子の数（Ｙ）の割合Ｙ／Ｘが０．１５以下、好ましくは０．０６以下である。Ｙ／Ｘの割合が０．１５を越えると、マイクロカプセルの製造適性の低下が認められる。
本発明において特徴的なアルキレンオキサイド誘導体は、公知の方法で製造することができる。例えば、水酸基を有している化合物にエチレンオキシドおよび炭素数３〜４のアルキレンオキシドを付加重合した後、ハロゲン化アルキルをアルカリ触媒の存在下にエーテル反応させることによって得られる。
本発明にかかる油分は特に限定されないが、アルキレンオキシド誘導体との相溶性の観点から、スクワラン、オクタン酸オクチル、ノナン酸ノニル、オクタン酸セチル、ミリスチン酸イソプロピル、ミリスチン酸オクチルドデシル、パルミチン酸イソプロピル、ステアリン酸ブチル、ラウリン酸ヘキシル、ミリスチン酸ミリスチル、オレイン酸デシル、ジメチルオクタン酸ヘキシルデシル、乳酸セチル、乳酸ミリスチル、酢酸ラノリン、ステアリン酸イソセチル、イソステアリン酸イソセチル、 １２−ヒドロキシステアリン酸コレステリル、ジ−２−エチルヘキサン酸エチレングリコール、ジペンタエリスリトール脂肪酸エステル、モノイソステアリン酸Ｎ−アルキルグリコール、ジカプリン酸ネオペンチルグリコール、ピバリン酸トリプロピレングリコール、リンゴ酸ジイソステアリル、ジ−２−ヘプチルウンデカン酸グリセリン、ジイソステアリン酸グリセリン、トリ−２−エチルヘキサン酸トリメチロールプロパン、トリイソステアリン酸トリメチロールプロパン、テトラ−２−エチルヘキサン酸ペンタエリスリトール、トリ−２−エチルヘキサン酸グリセリン、トリオクタン酸グリセリン、トリイソパルミチン酸グリセリン、トリイソステアリン酸トリメチロールプロパン、セチル２−エチルヘキサノエート−２−エチルヘキシルパルミテート、トリミリスチン酸グリセリン、トリ−２−ヘプチルウンデカン酸グリセライド、ヒマシ油脂肪酸メチルエステル、オレイン酸オレイル、アセトグリセライド、パルミチン酸２−ヘプチルウンデシル、アジピン酸ジイソブチル、Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−２−オクチルドデシルエステル、アジピン酸ジ−２−ヘプチルウンデシル、エチルラウレート、セバシン酸ジ−２−エチルヘキシル、ミリスチン酸２−ヘキシルデシル、パルミチン酸２−ヘキシルデシル、アジピン酸２−ヘキシルデシル、セバシン酸ジイソプロピル、コハク酸２−エチルヘキシル、クエン酸トリエチル等が挙げられる。好ましくはスクワランを用いる。
本発明にかかる油分は、マイクロカプセルの生成に必要であり、油分を配合しない場合は、マイクロカプセルの生成が困難になる。

本発明にかかるマイクロカプセルの製造方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができ、例えば、特許第３１８６７８３号で開示された方法を用いることができる。
マイクロカプセル中に内包されたアルキレンオキシド誘導体と油分の合計に対するアルキレンオキシド誘導体の重量比率は、２０〜８０であり、好ましくは３０〜７０である。アルキレンオキシド誘導体の比率が２０未満の場合 アルキレンオキシド誘導体の効果が小さくなり、８０を超えるとカプセル化率が低くなる傾向がある。
本発明の繊維に固着させるマイクロカプセルの粒子径は０．１〜１５μｍが好ましく、より好ましくは０．２〜１０μｍである。さらに好ましくは０．３〜８μｍである。マイクロカプセルの粒子径が０．１μｍ未満の場合はカプセルの強度が低くなる傾向があり、１５μｍを超えると粗粒子化して白化する場合がある。
なお、マイクロカプセルは、極めて真球に近いものであるが、真球でないものも含まれ、ここで伸べる粒子経とは各マイクロカプセルの最大径を意味する。

［繊維および繊維構造物］
本発明の繊維および繊維構造物は、前記のマイクロカプセルを、繊維ないし繊維製品にバインダー等により固着処理することで調製することができる。

本発明における繊維としては、綿、カポック、亜麻、黄麻、青麻、洋麻、ボウ麻、マニラ麻、サイザル麻、マゲー、マラオン、羊毛および絹等の天然有機繊維、レーヨン、強力レーヨン、銅アンモニアレーヨン、およびポリノジック等のビスコース繊維、ジアセテート、トリアセテート等のセルロース系半合成繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維およびポリクラール繊維等の合成繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、耐熱合成パルプ、全芳香族ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアクリロニトリル繊維、フェノール繊維、ポリフェニルサルホン繊維（ＰＰＳ）繊維およびポリイミド繊維等の高機能繊維を挙げることができる。また本発明における繊維構造物は前述の繊維を単独または複数組み合わせて製造されるものであり、繊維構造物としては、織物、編物、不織布、フェルト、皮革、人工皮革等の繊維製品を挙げることができる。

該マイクロカプセルを繊維ないし繊維製品に固着させる方法としては、該付着処理に際し、処理液・浸漬液には、さらにバインダー等を含有させることが好ましく、該バインダーを使用するとより強固な付着状態を得ることができる。
このバインダーを用いて固定化する方法としては、特に限定されるものでは無く、パディング法、スプレー法、コーティング法などを採用することができる。
バインダー樹脂としては、公知のバインダー樹脂を使用することができるが、例えば、
アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、シリコーン
系樹脂およびフッ素系樹脂などを使用することができる。中でも、１２０℃ 以下の低温でも造膜性を示すシリコーン系樹脂、例えば、ヒドロキシオルガノポリシロキサンにアルコキシシランをカップリング剤として添加したシリコーン系樹脂が好ましく用いられ、たとえば、かかる前記マイクロカプセルとバインダー組成物を水に分散して得たエマルジョン型バインダー組成物に、繊維および繊維製品を浸漬させたのち、一定の絞り率によってマングルで絞り、熱処理することが好ましく採用される。ここでいう熱処理とは、乾熱処理または湿熱処理のことをいう。湿熱処理にはスチーム処理が含まれる。スチーム処理には常圧飽和スチーム処理、加熱スチーム処理、加圧スチーム処理を採用することができる。かかる乾熱処理または湿熱処理の温度は１００℃から１９０℃が好ましい。また処理液に必要に応じて、任意量のカチオン系、アニオン系およびノニオン系などの柔軟仕上げ剤、帯電防止剤などを配合することができる。
本発明の繊維構造物は、親水性、保湿性に優れるため、肌に直接触れるインナーに代表される衣料品やスキンケアに用いるフェイスマスク等に好適に用いることができる。

以下、本発明の好適な実施例について説明する。

実施例１
冷却管つき四つ口フラスコに、２−メタクリロイルオキシエチル−２−トリメチルアンモニオエチルホスフェート１１.８質量部、ｎ−ブチルメタクリレート５.７質量部、メタクリル酸０.９質量部、Ｎ−メチルロールアクリルアミド１.０質量部及び５０容量％エタノール水溶液１００質量部を仕込み、均一に溶解した。フラスコ内部を十分に窒素置換したのち、６０℃に加熱して、アゾビスイソブチロニトリル０.１質量部を添加し、６０℃で
１０時間重合し、共重合体溶液を得た。得られた共重合体について、リン酸緩衝液を溶離
液としたゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより質量平均分子量を測定したとこ
ろ、１０４,０００であった。
芯物質として下記ＡＯ誘導体１としてアルキレンオキシド誘導体（ＡＯ誘導体）とスクワランの混合物（アルキレンオキシド誘導体含有率５０重量％）を１質量部、壁膜成分として上記の共重合体溶液１０質量部、乳化分散剤及び壁膜成分として１０質量％ポリビニルアルコール水溶液２０質量部、架橋剤としてヘキサメチレンジイソシアネート三量体１０質量部及び水５９質量部を混合し、室温で、ラボホモミキサーを用いて８,０００ｒｐｍで撹拌し、一次乳化物を得た。次いで、架橋補助剤としてジエチレントリアミン０.５質量部を加え、室温で２時間、さらに７０℃に昇温して２時間反応させ、マイクロカプセルを得た。得られたマイクロカプセルの平均粒子径は、２.５μｍであった。

Ｒ_１Ｏ−［（ＡＯ）_ｍ（ＥＯ）_ｎ］−Ｒ_２
化合物 Ｒ_１ Ｒ_２ Ａ ｍ ｎ カプセル化率（％）
ＡＯ誘導体１ ＣＨ_３ ＣＨ_３ Ｃ_３Ｈ_６ ３６ ４１ ４７．２
＊カプセル化率はマイクロカプセル化後の溶媒に残存するＡＯ誘導体の濃度をもとに算出した。

他方、ナイロンとポリウレタン弾性糸をそれぞれ９０重量％、１０重量％となる様に用いた丸編地を編み立てた後、精練、ナイロン染色、湯洗い、ナイロンフィックス処理工程を通した染色布を準備し、さらに前述のマイクロカプセル３０ｇ／ｌとシリコーン系樹脂バインダーＫＴ−７０１４（高松油脂社製、固形分２０重量％）5g/ｌで調整した加工液に染色布を浸漬し、絞り率７０％で絞った後、１００℃で乾燥し、さらに１２０℃で１分間熱処理を行って、加工布を得た。
得られた加工布を用いて、以下の条件で洗濯耐久性試験（１０回繰り返し）を行った。
［洗濯耐久性試験］
ＪＩＳ Ｌ０２１７ １０３（１９９５）
４０℃の水に弱アルカリ性洗剤を添加し洗濯液とする。５分間処理した後運転を止め、試料および負荷布を脱水機で脱水し３０℃以下の水で２分間すすぎ洗いを行い、また脱水し再び２分間のすすぎ洗いを行い直接日光の影響を受けない状態で吊り干し又は平干しをする。

洗濯前後の加工布表面の拡大写真を図１に示す。図１で明らかな通り、洗濯１０回後も繊維表面にマイクロカプセル（〇で示す）が固着されている様子が観察された。

なお、図面中、Ｌ−０：洗濯前、Ｌ−１０：洗濯１０回後を表す。

［保湿性の確認］
２０歳から５０歳までの前腕内側部の外観上異常のない日本人女性パネラー３名の前腕部に実施例１のＡＯ誘導体１を固着させた加工布と未加工布を接触して巻き付け、ネット包帯で固定し、入浴時以外はこの状態を継続し、２回／週、新しい生地に取り替えて４週間接触させ、試験前後での接触部のマイクロスコープ画像を専門判定者５名で目視判定することで保湿効果を測定した。評価基準は以下の通り、

２：試験前と比較して肌状態が良い
１：試験前と比較して肌状態がやや良い
０：変化なし
−１：試験前と比較して肌状態がやや悪い
−２：試験前と比較して肌状態が悪い

得られた判定スコアの１以上を有効、０以下を無効と分類し、判定者の判定数を表3に示す。

表１.
加工布 有効判定数 無効判定数
実施例１加工布（ＡＯ誘導体１） １３ ２
未加工布 ５ １０
P=０．０３（Fisherの正確確立判定。 有意水準＜０．０５）

表１から明らかなように、本発明の保湿繊維は未加工繊維と比較して有意に保湿効果が認められた。

実施例２
実施例１で用いたアルキレンオキシド誘導体（ＡＯ誘導体１）とスクワランの混合物（アルキレンオキシド誘導体含有率５０重量％）を下記のＡＯ誘導体２に変更する以外は実施１と同様の加工をし、加工布を得た。
実施例１と同様の洗濯耐久性試験前後の加工布の拡大写真を図２に示す。図２で明らかな通り、洗濯１０回後も繊維表面にマイクロカプセルが固着されている様子が観察された。

Ｒ_１Ｏ−［（ＡＯ）_ｍ（ＥＯ）_ｎ］−Ｒ_２
化合物 Ｒ_１ Ｒ_２ Ａ ｍ ｎ カプセル化率（％）
ＡＯ誘導体２ ＣＨ_３ ＣＨ_３ Ｃ_３Ｈ_６ １４ ７ ８８．９

なお、図面中、Ｌ−０：洗濯前、Ｌ−１０：洗濯１０回後を示す。

実施例３
実施例１で用いたアルキレンオキシド誘導体（ＡＯ誘導体１）とスクワランの混合物（アルキレンオキシド誘導体含有率５０重量％）を下記のＡＯ誘導体３に変更する以外は実施１と同様の加工をし、加工布を得た。
実施例１と同様の洗濯耐久性試験前後の加工布の拡大写真を図３に示す。図３で明らかな通り、洗濯１０回後も繊維表面にマイクロカプセルが固着されている様子が観察された。

Ｒ_１Ｏ−［（ＡＯ）_ｍ（ＥＯ）_ｎ］−Ｒ_２
化合物 Ｒ_１ Ｒ_２ Ａ ｍ ｎ カプセル化率（％）
ＡＯ誘導体３ ＣＨ_３ ＣＨ_３ Ｃ_３Ｈ_６ １７ ４ ４０．５

なお、図面中、Ｌ−０：洗濯前、Ｌ−１０：洗濯１０回後を示す。

比較例１
芯物質としてＡＯのみを１質量部用いた以外は実施例１同様の加工を行った。なお、マイクロカプセル化の工程後において、明確なカプセルは視認されなかった。
実施例１同様の洗濯耐久性試験前後の加工布の拡大写真を図４に示す。図４で明らかな通り、洗濯前後とも、繊維表面にマイクロカプセルの存在は確認出来なかった。

なお、図面中、Ｌ−０：洗濯前、Ｌ−１０：洗濯１０回後を示す。

これら実施例、比較例から明らかなように、本発明にかかわるアルキレンオキシド誘導体（ＡＯ）は親水性が比較的高いにもかかわらず、スクワランと混合することでマイクロカプセル化することができ、さらに洗濯耐久性良く繊維表面に固着できる事が判明した。

Claims (5)

1. 下記式（Ｉ）で示されるアルキレンオキサイド誘導体及び油分を内包するマイクロカプセルが、繊維表面に固着されていることを特徴とする繊維。
   
   Ｒ_１Ｏ−［（ＡＯ）_ｍ（ＥＯ）_ｎ］−Ｒ_２ （Ｉ）
   （式中、ＡＯは炭素数３〜４のオキシアルキレン基、ＥＯはオキシエチレン基、ｍおよびｎはそれぞれ前記オキシアルキレン基、オキシエチレン基の平均付加モル数で、１≦ｍ≦７０、１≦ｎ≦７０である。炭素数３〜４のオキシアルキレン基とオキシエチレン基の合計に対するオキシエチレン基の割合は、２０〜８０重量％である。炭素数３〜４のオキシアルキレン基とオキシエチレン基はブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよい。Ｒ_１，Ｒ_２は、同一もしくは異なってもよい炭素数１〜４の炭化水素基または水素原子であり、Ｒ１およびＲ２の炭化水素基数に対する水素原子数の割合が０．１５以下である。）
2. 該油分がスクワランである請求項１に記載の繊維。
3. アルキレンオキシド誘導体と油分の合計に対するアルキレンオキシド誘導体の重量比率が２０〜８０である請求項１に記載の繊維。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の繊維を一部に用いた繊維構造物。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の繊維を用いた衣料品。