JP4063913B2 - キトサンとアニオン性多糖類水溶液とからなる紡糸用組成物およびその繊維 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
キトサン水溶液とアニオン性多糖類水溶液とからなる紡糸用組成物、繊維または中空繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反対電荷を持つ高分子電解質溶液を混合すると、両者はただちに対イオンを放出し、クーロン力を介して、ポリイオンコンプレックスを形成する。これを利用して、カチオン性多糖類であるキトサンとアニオン性多糖類からポリイオンコンプレックス、つまり水不溶性のゲル状物を形成し、その物性を調べるという研究が多かった。従って、両溶液の界面において形成されたポリイオンコンプレックス膜を引っ張り上げることにより連続的に紡糸できることなどは知られていなかった。
【０００３】
【発明の解決しようとする課題】
本発明は、キトサン水溶液とアニオン性多糖類の水溶液から紡糸用の組成物を得、繊維、特に中空繊維を得ることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、キトサン水溶液とアニオン性多糖類水溶液とからなる紡糸用組成物、その繊維および中空繊維である。本発明において、アニオン性多糖類としては、ジェランガム（ｇｅｌｌａｎｇｕｍ）、アルギン酸ナトリウム、カラギナン、低メトキシペクチン、ファーセレラン、Ｎａ−カルボキシメチルセルロース、ヘパリン、コンドロイチン硫酸、キサンタンガム、アラビアガム、グァーガム、アガロースなどとそれらの組合せが挙げられるが、好ましくはジェランガムである。
【０００５】
【発明の実施の態様】
キトサンは、脱アセチル化度が、５０〜１００％、好ましくは６０〜９０％、平均分子量はは１０万〜１００万、好ましくは８０万〜１００万である。脱アセチル化度が５０％未満であると希酸への溶解性が悪くなる。平均分子量が低すぎるとポリイオンコンプレックス形成時の紡糸性が失われ、逆に平均分子量が高すぎると溶媒への溶解性が悪くなり取扱にくくなる。
キトサンは、希酸、例えば塩酸，酢酸などの希酸に、その濃度が、0.１〜２％（ｗ／ｖ）、好ましくは、0.５〜1.５％（ｗ／ｖ）となるように溶解させる。希酸として好ましいのは希塩酸である。不溶物などを除去後、１Ｎ水酸化ナトリウムを用いて、ｐＨが5.８以下、好ましくは3.０〜5.５になるように調整する。濃度が0.１％未満では、ポリイオンコンプレックス形成時の紡糸性が悪くなり、２％を超えると粘度が高すぎて取扱にくくなる。またｐＨが5.８を超えると、解離基の解離度が小さくなり、良好なポリイオンコンプレックスが形成されにくくなる。
ジェランガムは、平均分子量が１０万〜１００万、好ましくは８０〜１００万である。平均分子量が低すぎると、ポリイオンコンプレックス形成時の紡糸性が失われ、逆に平均分子量が高すぎると、溶媒への溶解性が悪くなり取扱にくくなる。
ジェランガム水溶液は、その濃度が0.1 〜２％（ｗ／ｖ）、好ましくは0.５〜1.５％（ｗ／ｖ）となるように、蒸留水中に加え懸濁させ、加熱して溶解させ、４０〜５０℃に保ったものである。濃度が0.１％未満では、ポリイオンコンプレックス形成時の紡糸性が悪くなり、２％を超えると粘度が高すぎて取扱にくくなる。
ほぼ同容量の二つの溶液をともに５０℃程度に加熱しながら、二つの溶液のうち一方の溶液が入っている容器に、他方の溶液を上から加え、界面で形成された膜を引っ張り上げることにより糸状になる。
糸の引き出し方、液面のつくり方により、キトサンを内側に、ジェランガムを外側にすることも、また、その逆にすることも可能である。引き出す糸の太さ、中空繊維の膜厚などは引っ張り上げる速度、両液の濃度等により調節可能である。
【０００６】
【実施例】
次に実施例を挙げて、本発明化合物を更に具体的に説明する。
【０００７】
実施例
0.１Ｎ塩酸に濃度が0.５％（ｗ／ｖ）となるようにキトサン（脱アセチル化度７３％，平均分子量９４万）を溶解させた。キトサン溶液をガラスフィルターで濾過をした後に、１Ｎ水酸化ナトリウムを用いて溶液のｐＨを5.５に調整した。ジェランガム（平均分子量９０万）を熱水中に溶解させ、５０℃に保ち、0.７５％（ｗ／ｖ）水溶液とした。ほぼ同容量の二つの溶液をともに５０℃に加熱しながら、ジェランガム溶液が入っている容器に、キトサン溶液を上から加え、界面で形成された膜をピンセットで引っ張り上げた。このポリイオンコンプレックスの紡糸は、重力（自重）により連続自動的に行うことが可能であり、ナイロン６６の界面重合のように、次々と二溶液の界面において糸が形成され、二溶液のうちどちらかがすべて消費されるまで行われた。
【０００８】
【発明の効果】
キトサン溶液とジェランガム溶液の形成時の糸の形態は、数珠玉連鎖構造と直糸構造をとり、乾燥すると、両者とも直糸になる。
キトサンが糸の外側になる場合において、糸の形状は数珠状に玉が連鎖したようになり、クモの糸に類似していた。ジェランガムが糸の外側になる場合においても同様に、クモの糸状物質が得られた。
また、本発明の糸は、重力（自重）により連続的に紡糸できる優れた性質を有している。
得られた糸を室温で乾燥させ、顕微鏡（倍率１００倍）で観察したところ、中空糸であることが分かった。その直径は約５０〜２００ミクロンであった。
紡糸した直後に、糸を有機溶媒（エタノール，アセトン，ジオキサンなど）中をくぐらせると、脱水され、乾燥させたときと同じ糸が得られ、糸の巻取りが可能であった。
得られた糸は、中空であり、浸透性を有するので、内部に香料，防菌剤，消臭剤などを充填したものを布に織り込むなどの方法で使用することも可能である。
また、キトサンまたはアニオン性多糖類の水溶液の一方または両方に香料，防菌剤，消臭剤などを溶解または分散させることにより、これらの性質を中空繊維の中空部もしくは膜内に取り込んだ繊維、フィルムとすることも可能である。
さらに、生物付着防御物質，防汚塗料，医薬，生理活性物質，農薬などを中空部もしくは膜内に取り込ませ、スティック状，繊維束，網状，フィルム状など、それぞれの目的に応じた形態に加工しで用いることも可能である。
本発明の中空繊維は、内部に前記の各種有効成分などを充填し、徐放性剤として使用することが可能であり、また、本発明の繊維は、生分解性を有している。

Claims (10)

1. キトサン水溶液とアニオン性多糖類水溶液とからなる紡糸用組成物。
2. キトサン水溶液とアニオン性多糖類水溶液とからなる紡糸用組成物から紡糸される繊維。
3. 紡糸される繊維が中空繊維であることを特徴とする請求項２記載の繊維。
4. アニオン性多糖類がジェランガムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の組成物、繊維または中空繊維。
5. キトサンの脱アセチル化度が５０〜１００％、平均分子量が１０万〜１００万であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の組成物、繊維または中空繊維。
6. ジェランガムの平均分子量が１０万〜１００万であることを特徴とする請求項４または５のいずれかに記載の組成物、繊維または中空繊維。
7. キトサン水溶液が、希酸中０．１〜２％（ｗ／ｖ）の濃度であることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の組成物、繊維または中空繊維。
8. 希酸が希塩酸であることを特徴とする請求項７記載の組成物、繊維または中空繊維。
9. キトサン水溶液のｐＨを５．８以下に調整することを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記載の組成物、繊維または中空繊維。
10. ジェランガム水溶液の濃度が０．１〜２％（ｗ／ｖ）であることを徴とする請求項４〜９のいずれかに記載の組成物、繊維または中空繊維。