JPH0597500A - 繊維柔軟化粘土の製造方法および繊維柔軟化組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 膨潤力が１０ｍｌ／２ｇ以上の水膨潤性三層
粘土（モンモリロナイト、サポナイト、ヘクトライト等
のスメクタイト、雲母）を含む水懸濁液を、狭いギャッ
プを通して剪断、分散するホモジナイザー、コロイドミ
ル、ジェット粉砕機などにより、５００００ｓｅｃ^-1以
上の高剪断度下で処理する。 【効果】 木綿などの繊維に対して優れた柔軟性を付与
し、従来のカチオン界面活性剤系柔軟剤とは異なり、さ
らっとした手触りの得られる粘土を製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維に対して優れた柔
軟付与効果を示す粘土、およびこれを含む柔軟化組成物
に関する。

【０００２】

【従来の技術】洗濯した繊維製品の柔軟性や手ざわりを
改善することは家庭の洗濯において広く普及しており、
普通には少なくとも一つの長鎖アルキル基を有する第４
級アンモニウム塩が使用されている。一般には、これら
の繊維への柔軟付与剤は、すすぎ浴中にて使用する液体
エマルジョンの形で、いわゆる「柔軟剤」として販売さ
れてきた。しかし、これらのカチオン界面活性剤は優れ
た柔軟付与効果を有するものの、「ベタベタ」する、
「ヌルツキ感」があるなど手触りが良くないという欠点
を有している。

【０００３】これに対し、繊維への柔軟付与を行なう他
の方法として、粘土による方法が知られている。粘土
は、カチオン界面活性剤とは異なる「手触り」あるいは
良好な吸水性を有しているばかりでなく、安価でかつ安
全な優れた原料であるが、そのままでは柔軟付与効果が
カチオン界面活剤に比べ著しく劣るという欠点を有して
いる。

【０００４】このような粘土鉱物の欠点を補うため、繊
維表面への粘土の吸着量を高めることにより柔軟付与効
果を向上させる試みがなされてきた。例えば、多価金属
イオンの添加により、繊維表面の負の電荷と粘土表面の
負の電荷の橋渡しをして布帛への粘土の吸着量を増大さ
せる方法（特開昭５３−９４６９５号公報）、粘土にカ
チオン界面活性剤を吸着させ粘土表面を正に帯電させる
ことにより、負に帯電している繊維表面への粘土の吸着
量を高める方法（特開昭６０−２０９０６９号公報）、
あるいは沈降防止剤、さらには高分子凝集剤との併用
（特開平２−１０３２９９号公報）などが挙げられる。

【０００５】しかし、これらの方法はいずれも、吸着量
を増大すると柔軟付与効果は飽和してしまい、かつ飽和
した柔軟付与効果がまだまだ不十分なレベルであり、家
庭用柔軟剤として用いることはできない。

【０００６】なお、前述の特開平２−１０３２９９号公
報には、粘土と沈降防止剤との混合スラリーを１０００
０ｓｅｃ^-1よりも高い剪断速度で、具体的には１０００
０〜４００００ｓｅｃ^-1の剪断速度で剪断混合し、粘土
径を１μ以下に減少するとともに、沈降防止剤を十分に
分散させ且つ活性化させ、液体柔軟化組成物の沈降安定
性を改善することが記載されている。しかし、本発明の
如き柔軟付与効果の改善は一切示唆されておらず、実
際、上記の程度の剪断力では本発明の効果は得られな
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のカチオン界面活性剤からなる柔軟剤に替るものとし
て、粘土鉱物からなる「手触り感」の異なる無機系の柔軟
剤を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らが、上記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、意外にも、高膨潤
性の三層粘土を超高剪断速度下で処理することにより、
その目的を達成し得ることを見出した。

【０００９】すなわち、本発明の繊維柔軟化粘土の製造
方法は、日本薬局方で採用されているベントナイトの膨
潤力（容積法）測定方法（２．０ｇ／１００ｍｌ／２４
時間）により求められる膨潤力が１０ｍｌ／２ｇ以上の
水膨潤性三層粘度を含む懸濁液を、５００００ｓｅｃ^-1
以上の剪断速度下で処理することを特徴とする。

【００１０】また、本発明の繊維柔軟化組成物は、上記
の処理を経て製造された粘土を配合してなることを特徴
とする。

【００１１】

【発明の実施態様】本発明において用いる水膨潤性三層
粘土には、モンモリロナイト、サポナイト、ヘクトライ
ト等のスメクタイトおよび膨潤性の雲母などがあり、こ
れらの粘土は５００℃で１時間焼成後に９．６オングス
トロームにＸ線回折ピークを示す。また、これらの粘土
はいずれも水中に投入すると、著しく膨潤する性質を有
している。これは、これら粘土がＳｉＯ₂格子／Ａｌ₂Ｏ
₃またはＭｇＯ格子／ＳｉＯ₂格子と３層の格子が重なり
合った層状構造を形成し、この３層の格子単位と隣接の
格子単位との間、即ち層間に水分が入り込み層間が拡大
するためである。

【００１２】本発明に用いる粘土は、この膨潤性が高い
ものほど好ましく、膨潤性の指標である「膨潤力」が１
０ｍｌ／２ｇ以上、特に３０ｍｌ／２ｇ以上が好まし
い。ここでいう膨潤力は、日本薬局方で採用されている
ベントナイトの膨潤力（容積法）測定方法（２．０ｇ／
１００ｍｌ／２４時間）に基づいて測定される。即ち、
試料２．０ｇと純水１００ｍｌを入れた１００ｍｌの共
栓付メスシリンダーに約１０回に分けて加える。ただ
し、先に加えた試料がほとんど内壁に付着せず、スムー
ズにシリンダー底に沈着するように１回に加える量に加
減する。先に加えた試料がほとんど沈着してのち、次の
試料を加える。加え終ってから２４時間放置し、容器内
に堆積した試料の見掛け容積を読みとる。膨潤力の単位
は（ｍｌ／２ｇ）である。

【００１３】この膨潤力は、粘土の層間に存在するイオ
ン交換性の陽イオンの種類に影響される。本発明で用い
られる粘土の陽イオンとしては、１価のアルカリ金属、
特にＮａ，Ｋ，Ｌｉが好ましいが、アルカリ土類金属あ
るいは他の多価金属を含んでいてもよい。この場合、全
交換性イオンの少なくとも２０モル％はアルカリ金属イ
オンであることが好ましい。２０モル％以下の場合に
は、粘土の膨潤力は急激に低下し、柔軟付与効果は認め
られなくなる。

【００１４】本発明で用いられる粘土としては、モンモ
リロナイトを含有するものとして、クニミネ工業（株）
のクニピアＧおよびクニピアＦ、アメリカンコロイド社
のポーラゲル、アプライド・インダストリアル・マテリ
アルズ社のウエスタンボンド、ドレッサーミネラルズ社
のイエローストーンなどがある。サポナイトを含有する
ものとしては、バンダービルト社のビーガムＴ、ビーガ
ムＨＶ、ビーガムＦおよびビーガムＫなどがある。ヘク
トライトを含有するものとしては、アメリカンコロイド
社のヘクタブライトＡＷ、ヘクタライト２００およびベ
ントンＥＷ、ナショナルリード社のマカロイドなどが挙
げられる。膨潤性の雲母としては、コープケミカル
（株）社製の膨潤性合成雲母ＭＥシリーズ、トピー工業
（株）社製のナトリウム四ケイ素雲母（商品名、ＤＰ−
ＤＭおよびＤＭクリーン）などが挙げられる。

【００１５】本発明においては、膨潤性三層粘土を主体
とする粘土を、懸濁液の状態で５００００ｓｅｃ^-1（５
００００秒^-1）以上、好ましくは７００００ｓｅｃ^-1以
上の超高剪断速度下で処理することが必要であり、これ
により薄膜状の粘土粒子が得られ、優れた柔軟付与効果
が発揮される。剪断速度が５００００ｓｅｃ^-1未満の場
合は、通常の微細化、分散作用しか得られず、薄膜状の
粘土粒子が得られず、柔軟付与効果は発現しない。

【００１６】一般に、粘土鉱物は短冊状または板状をし
ていることが須藤俊男著「粘土鑛物」岩波全書ｐ８０に記
載されている。したがって、分散媒体に流れがある場
合、粘土粒子はその流れ方向に長軸を向けて配向する。
このような分散液が狭いギャップを通過する場合には、
粘土は層間に沿った方向に強い剪断力が掛かり、粘土の
層間はばらばらに剥れることが考えられる。そして、こ
のような扁平な薄膜状粒子の方が塊状の粒子よりも造膜
性が高く、繊維表面を均一にコートし易く、柔軟付与効
果が高いと推測される。したがって、本発明では、層間
に沿った方向に剪断力が掛けられる方法で粘土懸濁液を
処理することが好ましく、通常狭いギャップを通過する
際、剪断・破壊・分散作用を受けるホモジナイザー、コ
ロイドミル、ジェット粉砕機などが有効である。好まし
くは、０．５ｍｍ以下のクリアランスを有するギャップ
を通して処理する。

【００１７】また、剪断力を有効に掛けるためには、粘
土の懸濁液のＢ型粘度計による２５℃での粘度が５００
００ｃｐ以下、好ましくは１０００ｃｐ以下であること
が望ましい。粘度が５００００ｃｐを超える場合、ずり
応力が極端に上昇するため剪断速度が低下し、通常の場
合、５００００ｓｅｃ^-1以上の剪断速度は得られなくな
る。また、場合によっては懸濁液の降状値を超え、撹拌
部の空回りが生じ、懸濁液は流動しなくなり、優れた柔
軟付与効果は得られない。

【００１８】さらに、５００００ｓｅｃ^-1以上の剪断速
度下での処理時間は、粘土の種類によっても異なるが、
１０秒〜２４時間が好ましく、より好ましくは１分〜５
時間である。１０秒未満では処理時間が短かすぎて有効
な剪断効果が得られにくい。一方、２４時間を超える場
合は、粘土が除々に非晶質化を起し、柔軟付与効果が低
下し好ましくない。

【００１９】本発明の処理は粘土の分散液の温度０℃〜
１０５℃で行なえるが、特に２０℃〜９０℃が好まし
い。本発明の処理後の粘土は、遠心沈降法による平均粒
径が５μｍ以下に微細化されており、かつ、光学顕微鏡
および電子顕微鏡観察で殆どの粒子が薄片状となってい
る。

【００２０】本発明の繊維の柔軟化組成物は、上記の処
理粘土のみで構成されていてもよく、また、粘土以外の
成分として水溶性電解質、ノニオン界面活性剤、アニオ
ン界面活性剤などを少量含んでいてもよい。柔軟化組成
物は、水分散液、ペースト状、フレーク状、粉末状など
の適宜の形態で使用できる。

【００２１】本発明の繊維柔軟化組成物は、洗濯のすす
ぎ液中に添加して使用できるが、洗剤に配合して洗濯液
中で使用することもできる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、膨潤力が１０ｍｌ／２
ｇ以上の水膨潤性三層粘土の懸濁液を５００００ｓｅｃ
^-1以上の超高剪断力下で処理することにより、木綿等の
繊維に対して優れた柔軟性を付与する粘土が得られる。
しかも、柔軟化処理後の繊維の手触りはさらっとしてお
り、従来のカチオン界面活性剤とは異なった感触が得ら
れる。

【００２３】

【実施例】以下の実施例および比較例における柔軟付与
効果は、次のようにして行なった。

【００２４】柔軟付与効果の評価法 ５リットルの水道水を入れた家庭用ミニミニ洗濯機（松
下電器産業（株）製、電気洗濯機ＮＡ−３３型）に所定
量の粘土または粘土処理液を撹拌しながら加え、さらに
５分間撹拌して、粘土を分散させた。ここに、前処理し
た綿タオルを２枚（約１７０ｇ）入れ、５分間撹拌して
リンス処理した。処理後の綿タオルは、２分間脱水した
後、風乾し、さらに、２５℃、６０％ＲＨの恒温恒湿室
で１日間調湿した。評価は官能で、無処理の綿タオルを
０点、標準使用量の市販柔軟剤（ライオン（株）製、ソ
フト＆ドライ）で処理した綿タオルを４点とし、５点法
で行なった。

【００２５】また、用いた綿タオルの前処理は、以下の
ようにして行なった。すなわち、家庭用２槽式洗濯機で
洗剤（ライオン（株）製、ハイトップ）２５ｇを用い、
５０℃の水道水３０リットルで、無漂白の綿タオル１２
枚（約１ｋｇ）を１５分間洗濯した。５分間脱水した
後、同様の条件で洗濯、脱水を行ない、すすいだ。すす
ぎは、水道水をそのまま用い、ためすすぎ１５分間、脱
水５分間の操作を６回繰り返し、その後風乾した。

【００２６】実施例１〜３、比較例１〜３ 膨潤力４５ｍｌ／２ｇのバンダービルト社製サポナイト
（商品名：ビーガムＴ、水分：１４．７％）２３．５ｇ
を、３リットルビーカーにとった水１９７６．５ｇに撹
拌しながら加え、そのまま４日間撹拌して十分に膨潤さ
せた（撹拌羽根：平型パドル、回転数：２００ｒｐ
ｍ）。この懸濁液の粘度は２０ｃｐであった。その後、
キネマチカ社製ホモジナイザー（ポリトロンＰＴ３５
型、クリアランス：０．２ｍｍ、撹拌部半径：１０ｍ
ｍ）を用い、所定の回転数で２０分処理して、粘土処理
液を得、柔軟付与効果を評価した。

【００２７】また、回転数を変えて処理した粘土処理液
を用いて同様に評価した。以上の各例における柔軟付与
効果の評価では、粘土処理液７５ｇを用いた。また、剪
断速度は、ポモジナイザーの回転数から、次の数１によ
り求めた。

【００２８】

【数１】

【００２９】さらに、ホモジナイザーで処理しない粘土
分散液７５ｇを用いたもの（比較例２）、粘土処理液の
替りに、ビーガムＴ粉末０．８８ｇを直接水道水に加え
た場合（比較例１）についても同様に評価した。以上の
結果を表１に示した。

【００３０】実施例１〜３は、優れた柔軟付与効果を示
し、また、手触り感はさらっとしていて、従来のカチオ
ン界面活性剤とは違った感触であった。

【００３１】

【表１】表１：粘土の処理条件と柔軟付与効果 比較例 比較例 比較例 実施例 実施例 実施例 １ ２ ３ １ ２ ３ ホモジナイザー処理 なし なし あり あり あり あり 回転数(rpm) − − 5,000 10,000 15,000 20,000 剪断速度(sec^-1) − − 2.6×10⁴ 5.2×10⁴ 7.9×10⁴ 10.5×10 ⁴ 柔軟付与効果 ２ ２ ２ ３ ４ ４

【００３２】比較例４ 膨潤力８ｍｌ／２ｇのＣａ型モンモリロナイト（水分８
％）２１．８ｇを、３リットルビーカーにとった水１９
７８．２ｇに撹拌しながら加え、そのまま４日間撹拌し
て十分に膨潤させた（撹拌羽根：平型パドル、回転数２
００ｒｐｍ）。この懸濁液の粘度は１５ｃｐであった。
その後実施例３と同様にホモジナイザー処理を行ない、
粘土処理液を得た。次いで、この粘土処理液７５ｇを用
い柔軟付与効果を評価したところ、無処理のタオルと同
等の２点であり、また、手触りはごわごわした感触で、
柔軟付与効果は殆どなかった。

【００３３】実施例４ 実施例３と同様の条件で処理した粘土（ビーガムＴ）の
分散液（１ｗｔ％）を遠心分離し（８０００ｒｐｍ、１
時間）、得られたケーキをポリエステルのフィルム上に
薄く広げて、５０℃で５時間乾燥した。乾燥した粘土
を、弱く解砕し、フレーク状にした（固型分：９２
％）。この処理粘土フレーク０．８ｇを用いて柔軟付与
効果を評価したところ、市販の柔軟剤（ソフト＆ドラ
イ）と同等の４点であった。また、手触り感はさらっと
していて、従来のカチオン界面活性剤とは違った感触で
あった。

【００３４】実施例５ 膨潤力４５ｍｌ／２ｇのナショナルリード社製ヘクトラ
イト（商品名：マカロイド、水分１６．６％）４８．０
ｇを、３リットルのビーカーにとった水１９５２ｇに撹
拌しながら加え、そのまま５日間撹拌して粘土２％の水
懸濁液を調製した（撹拌羽根：プロペラ、回転数８００
ｒｐｍ）。この懸濁液の粘度は８０ｃｐであった。その
後、キネマチカ社製ホモジナイザー（ポリトロンＰＴ３
５型、クリアランス：０．２ｍｍ、撹拌部半径：３０ｍ
ｍ）を用い、２万ｒｐｍ、即ち、剪断速度１５．７×１
０⁴ｓｅｃ^-1 で１０分間処理して粘土処理液を得た。

【００３５】この粘土処理液３８．０ｇを用いて柔軟付
与効果を評価したところ、市販の柔軟剤（ソフト＆ドラ
イ）と同等の４点であった。また、手触り感はさらっと
していて、従来のカチオン界面活性剤とは違った感触で
あった。

【００３６】実施例６ 膨潤力７０ｍｌ／２ｇのアメリカンコロイド社製ヘクト
ライト（商品名：ヘクタブライトＡＷ、水分１６．６
％）４３０．０ｇを、水４５７０ｇに撹拌しながら加
え、そのまま５日間撹拌して粘土７．２％の水懸濁液を
調製した（撹拌羽根：平型パドル、回転数３００ｒｐ
ｍ）。この懸濁液の粘度は９８０ｃｐであった。その
後、細川ミクロン（株）製乳化機（ディスパーミル、ク
リアランス：０．２ｍｍ、撹拌部半径：１００ｍｍ）を
用い、回転数６０００ｒｐｍ、即ち、剪断速度３．２×
１０⁵ｓｅｃ^-1で２０分間処理して粘土処理液を得た。

【００３７】この粘土処理液２０．８ｇを用いて柔軟付
与効果を評価したところ、市販の柔軟剤（ソフト＆ドラ
イ）と同等の４点であった。また、手触り感はさらっと
していて、従来のカチオン界面活性剤とは違った感触で
あった。

【００３８】実施例７ 膨潤力４０ｍｌ／２ｇのアメリカンコロイド社製ヘクト
ライト（商品名：ヘクタブライトＡＷ、水分１６．６
％）４８．０ｇを、３リットルのビーカーにとった水１
９５２ｇに撹拌しながら加えた。得られた懸濁液の粘度
は５０ｃｐであった。その後、特殊機化工業（株）製ホ
モミキサーＨＶ−Ｍ型（クリアランス：０．５ｍｍ、撹
拌部半径：２０ｍｍ）を用い、１２０００ｒｐｍ、即
ち、剪断速度５０，０００ｓｅｃ^-1で６０分間処理して
粘土処理液を得た。

【００３９】この粘土処理液７５ｇを用いて柔軟付与効
果を評価したところ、市販の柔軟剤（ソフト＆ドライ）
と同等の３点であった。また、手触り感はさらっとして
いて、従来のカチオン界面活性剤とは違った感触であっ
た。

【００４０】比較例５ 実施例７で用いたものと同じヘクトライト１６７．９ｇ
を、３リットルのビーカーにとった水１８３２ｇに撹拌
しながら加えた。粘度は５２，０００ｃｐであった。こ
の粘土懸濁液を実施例５と同じホモミキサーで処理した
ところ、ずり応力が高く、最高出力で１，０００ｒｐｍ
の回転数が得られた。この時の剪断速度は４，１００ｓ
ｅｃ^-1であった。当該剪断速度で１０分処理して、粘土
処理液を得た。

【００４１】この粘土処理液２１．５ｇを用いて柔軟付
与効果を評価したところ、無処理のタオルと同等の２点
で、手触りもごわごわした感触で柔軟付与効果は殆どな
かった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 日本薬局方で採用されているベントナイ
   トの膨潤力（容積法）測定方法（２．０ｇ／１００ｍｌ
   ／２４時間）により求められる膨潤力が１０ｍｌ／２ｇ
   以上の水膨潤性三層粘土を含む懸濁液を５００００ｓｅ
   ｃ^-1以上の剪断速度下で処理することを特徴とする繊維
   柔軟化粘土の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の製造方法で得られた繊維
   柔軟化粘土を配合してなることを特徴とする繊維柔軟化
   組成物。