再生コラーゲン系人工毛髪用繊維
【課題】再生コラーゲン繊維の有する人毛に極めて近い触感を損なうことなく、光沢が抑制されボリュームの優れた人工毛髪用繊維を得る。
【解決手段】Ｙ字形、Ｓ字形、Ｃ字形、繭形、４〜８葉形、キ形よりなる群から選ばれる少なくとも１種の断面形状を有する再生コラーゲン系人工毛髪用繊維であり、再生コラーゲン繊維が単官能エポキシ化合物及び金属アルミニウム塩を含むことを特徴とする。
【解決手段】Ｙ字形、Ｓ字形、Ｃ字形、繭形、４〜８葉形、キ形よりなる群から選ばれる少なくとも１種の断面形状を有する再生コラーゲン系人工毛髪用繊維であり、再生コラーゲン繊維が単官能エポキシ化合物及び金属アルミニウム塩を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人毛に近い自然な光沢を有し、ボリューム感に優れた再生コラーゲン系人工毛髪繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
再生コラーゲン繊維は、蛋白繊維の中では絹と同様に高強度を発現することから、従来から様々な分野に応用されている。特に、再生コラーゲン繊維は、コラーゲン由来の特徴的な分子構造を保持した蛋白繊維であることから、天然の蛋白繊維でありきわめて複雑な微細構造を有している人毛と風合い及び触感が近似している。そのため、頭髪や、毛皮用などの獣毛調繊維に用いる試みがなされている（例えば、特許文献１、２）。一般に人毛の断面形状は短軸と長軸の比が１：１〜１：１．７５の楕円形であるが、再生コラーゲンからなり人毛と同様な断面形状を有する繊維は、人毛と異なり光沢が強く自然な外観を呈しているとは言えないのが現状である。
【０００３】
また、天然原料を使用した蛋白系繊維において、淡色の繊維を得るためには原料の純度を向上したり、着色しない架橋剤を用いて繊維を製造する必要があるが、このような方法で作製した繊維は人毛と比較して透明感が強く、光沢が強過ぎる傾向にある（特許文献３）。
【０００４】
光沢を抑制するために艶消し操作を施す場合には、金属化合物等の艶消し剤の添加が一般的に行われるが、反応基を多数有する蛋白質素材において金属化合物の艶消し剤の添加は紡糸原液中で蛋白質分子間の架橋反応が起こり、紡糸原液がゲル化して繊維化できなくなるという問題点がある。
【特許文献１】特開平１０−１６８６２８号
【特許文献２】特開平１０−１６８６２９号
【特許文献３】ＷＯ０１／００６０４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来の再生コラーゲン繊維で課題であった、光沢及びボリューム感の優れた人工毛髪を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記問題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、繊維断面に明確な凹部を有することで、光沢及びボリューム感を改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、
Ｙ字形、Ｓ字形、Ｃ字形、繭形、４〜８葉形、キ形よりなる群から選ばれる少なくとも１種の断面形状を有することを特徴とする再生コラーゲン系人工毛髪用繊維に関する（請求項１）、
再生コラーゲン繊維が単官能エポキシ化合物及び金属アルミニウム塩を含むことを特徴とする請求項１に記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維に関する（請求項２）、
単官能エポキシ化合物が下記一般式（１）で表される単官能エポキシ化合物である請求項２に記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維に関する（請求項３）、
再生コラーゲン繊維が金属アルミニウム塩で架橋されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維に関する（請求項４）、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維を含む、人工毛髪に関する（請求項５）、
ものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光沢及びボリュームの優れたコラーゲン系人工毛髪用繊維を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の人工毛髪用繊維は、Ｙ字形、Ｓ字形、Ｃ字形、繭形、４〜８葉形、キ形から選ばれる少なくとも１種の断面形状を有するものである。
【００１０】
Ｙ字形の代表的なものを図１に示す。図１でｑ／ｐの比は特に限定されるものではないが、繊維の触感、強度、紡糸性の観点から通常はｑ／ｐ＝０．３〜８である。また、突起部のなす角度（α、β、γ）についても特に限定されるものではない。
【００１１】
Ｓ字形の代表的なものを図２（２−１）、（２−２）、（２−３）に示す。Ｓ字状の形状をしていればよく、また図２（２−１）、（２−２）、（２−３）中の太さaについても特に限定されるものではない。
【００１２】
Ｃ字形の代表的なものを図３に示す。Ｃ字の形状を形成していればよいが、Ｃ字形を保持しやすいという理由から、図３の開口部の長さｂは大きい方が好ましい。小さくなりすぎると中空の円形状に近づき、光沢抑制の点から好ましくない。図３に示す外径ｃとｂの関係については特に限定されないが、以上の観点から、ｂ／ｃ＝０．０５〜０．８が好ましい。
【００１３】
繭形の代用的なものを図４に示す。繭形形状とは、楕円または卵型形状を連結したものである。図４で繭形状の長さｄと窪み部分の長さｅの大きさは特に限定されないが、光沢、触感の観点からｅ／ｄ＝０．２〜０．９５が好ましい。
【００１４】
４〜８葉形の代表的なものを図５（５−１）、（５−２）、（５−３）、（５−４）、（５−５）に示す。触感の観点から、４〜８葉形におけるＬ／Ｗは、Ｌ／Ｗ＝０．３〜３であることが好ましい。
【００１５】
キ形の代表的なものを図６に示す。キ形の形状を形成していればよいが、図６でｆ（またはｇ、ｈ、ｉ）がｊに対して大きくなりすぎるとがさついた触感になるため、ｆ（またはｇ、ｈ、ｉ、）／ｊ＝３〜０．２にすることが好ましい。
【００１６】
本発明に用いるコラーゲンの原料は、例えば牛などの動物から得られるフレッシュな床皮や塩漬けした生皮より得られる床皮の部分を用いるのが好ましい。これら床皮などは、大部分が不溶性コラーゲン繊維からなる。
【００１７】
この不溶性コラーゲン繊維には、脂質、糖タンパク質、コラーゲン以外のタンパク質など、不純物が存在しているため、繊維化にあたって紡糸安定性、光沢や強伸度などの品質、臭気などに多大な影響を及ぼすため、例えば石灰漬けにして不溶性コラーゲン繊維中の脂肪分を加水分解し、コラーゲン繊維を解きほぐした後、酸・アルカリ処理、酵素処理、溶剤処理等のような従来より一般に行われている皮革処理を施し、予めこれらの不純物を除去しておくことが好ましい。
【００１８】
前記のような処理の施された不溶性コラーゲンは、架橋しているペプチド部を切断するために可溶化処理が施される。かかる可溶化処理の方法としては、一般に採用されている公知のアルカリ可溶化法や酵素可溶化法等を適用することができる。
【００１９】
このように可溶化処理を施したコラーゲンにｐＨの調整、塩析、水洗や溶剤処理などの操作をさらに施した場合には、品質などの優れた再生コラーゲンを得ることが可能なため、これらの処理を施すことが好ましい。
【００２０】
次に、得られた可溶化コラーゲン皮片は、例えば、１〜１５重量％程度の所定濃度の原液になるように塩酸、酢酸、乳酸などの酸でｐＨ２〜４．５に調整した酸性溶液を用いて溶解され、コラーゲン水溶液となる。
【００２１】
尚、得られる可溶化コラーゲン水溶液には、例えば機械的強度の向上、耐水・耐熱性の向上、光沢性の改良、紡糸性の改良、着色の防止、防腐などを目的として安定剤、水溶性高分子化合物などの添加剤が適量配合されてもよい。
【００２２】
次に前記可溶化コラーゲン水溶液を、例えば紡糸ノズルやスリットを通して吐出し、ｐＨ２〜１３の硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸アンモニウムなどの無機塩水溶液に浸漬することにより再生コラーゲン繊維が形成される。
【００２３】
かかるｐＨは２未満である場合および１３を越える場合、コラーゲンのペプチド結合が加水分解を受けやすくなり、目的とする繊維が得られにくくなる傾向がある。また無機塩水溶液の温度は特に限定しないが、通常３５℃以下であることが望ましい。かかる温度が３５℃より高い場合、可溶性コラーゲンが変性したり、紡糸した繊維の強度が低下し、安定した糸の製造が困難となる。尚、前記温度の下限は特に限定はなく、通常無機塩の溶解度に応じて適宜調整されればよい。
【００２４】
前記コラーゲンの遊離アミノ基を、β−位又はγ−位に水酸基又はアルコキシ基を有する炭素教主鎖が２〜２０のアルキル基で修飾する。前記炭素教主鎖とは、アミノ基に結合したアルキル基の連続した炭素鎖を示すものであり、他の原子を介在して存在する炭素数は考慮しないものとする。遊離アミノ基を修飾する反応としては、通常知られているアミノ基のアルキル化反応を用いることができる。反応性、反応後の処理の容易さ等から前記β−位に水酸基又はアルコキシ基を有する炭素数２〜２０のアルキル基は、下記一般式（２）で表わされる化合物であることが好ましい。
−ＣＨ2−ＣＨ（ＯＸ）−Ｒ （２）
（式甲、Ｒは、Ｒ1−、Ｒ2−Ｏ−ＣＨ2−又はＲ2−ＣＯＯ−ＣＨ2−で表される置換基を示し、前記置換基中のＲ1は炭素数２以上２０以下の炭化水素基又はＣＨ2Ｃｌであり、Ｒ2は炭素数４以上２０以下の炭化水素基を示し、Ｘは水素又は炭化水素暴を示す。）
一般式（２）の好ましい例としては、グリシジル基、１−クロル−２−ヒドロキシプロピル基、１，２−ジヒドロキシプロピル基が挙げられる。加えて、グリシジル基がコラーゲン中の遊離アミノ基に付加した構造が挙げられる。さらには、前述の好ましい基に記載されたアルキル基に含まれる水酸基を開始点として、用いたエポキシ化合物が開環付加、及び又は開環重合した構造が挙げられ、このときの付加及び又は重合の末端構造として、前述のアルキル基の構造を有しているものが挙げられる。
【００２５】
前記再生コラーゲンの遊離アミノ基を構成するアミノ酸としては、リジン及びヒドロキシリジンが挙げられる。さらに、本来コラーゲンを構成ずるアミノ酸としてはアルギニンで存在するものの、前記再生コラーゲンを得るために、アルカリ条件下で加水分解を行う際に、一部加水分解が進行して生じたオルニチンのアミノ基もアルキル化反応される。加えて、ヒスチジンに含まれる２級アミンによっても反応が進行する。
【００２６】
遊離アミノ基の修飾率は、アミノ酸分析により測定することが可能であり、アルキル化反応前の再生コラーゲン繊維のアミノ酸分析値、又は原料として用いたコラーゲンを構成する遊離アミノ酸の既知組成を基準に算出される。尚、本発明におけるアミノ基の修飾では、β−位又はγ−位に水酸基又はアルコキシ基を有する炭素数２以上のアルキル基で修飾された構造が、遊離アミノ基の５０％以上であれば良く、その他の部分は遊離アミノ基のままでもよいし他の置換基で修飾された構造であっても良い。再生コラーゲンの遊離アミノ酸の修飾率は５０％以上である必要があり、より好ましくは、６５％以上、更に好ましくは８０％以上である。反応率が低い場合、耐熱性で良好な特性が得られない。
【００２７】
ここで、遊離アミノ基の修飾においては、通常、遊離アミノ基１つあたり１分子のアルキル化剤が反応する。もちろん２分子以上反応していてもよい。さらに、遊離アミノ基に結合したアルキル基のβ−位又はγ−位に存在する水酸基又はアルコキシ基又はその他の官能基を介して、分子内又は分子間での架橋反応が存在していても良い。アルキル化反応の具体例としては、エポキシ化合物の付加反応、α−位又はβ−位に水酸基又はこの誘導体を有するアルデヒド化合物の付加反応とこれに続く還元反応、β−位又はγ−位に水酸基又はアルコキシ基を有する炭素数２以上のハロゲン化物、アルコール及びアミン等の置換反応が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
本発明において、アルキル化反応剤として使用しうる有機化合物としては、アルデヒド類、エポキシ類、フェノール誘導体等が挙げられる。この中では反応性・処理条件の容易さからエボキシ化合物による修飾反応が、優れた特性を示すことから好ましい。特に単官能エボキシ化合物が好ましい。
【００２９】
ここで用いられる単官能エポキシ化合物の具体例としては、たとえば、酸化エチレン、酸化プロピレン．酸化ブチレン、酸化イソブチレン、酸化オクテン、酸化スチレン、酸化メチルスチレン、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、グリシドール等のオレフィン酸化物類、グリシジルメチルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、オクチルグリシジルエーテル、ノニルグリシジルエーテル、ウンデシルグリシジルエーテル、トリデシルグリシジルエーテル、ペンタデシルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、フェニルグリシシルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ジブロモフェニルグリシジルエーテル、ベンジルグリシジルエーテル、ポリエチレンオキシドグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類、蟻酸グリシジル、酢酸グリシジル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、安息香酸グリシジル等のグリシジルエステル類、グリシジルアミド類等が
挙げられるが、かかる例示のみに限定されるものではない。
【００３０】
単官能エポキシ化合物の中でも、再生コラーゲンの吸水率が低下するため、下記一般式（１）で表される単官能エポキシ化合物を用いて処理することが好ましい，
【００３１】
【化２】
但し、ＲはＲ1−、Ｒ2−Ｏ−ＣＨ2−またはＲ2−ＣＯＯ−ＣＨ2−で表される置換基を示し、Ｒ1は炭素数２以上２０以下の炭化水素基またはＣＨ2Ｃｌであり、Ｒ2は炭素数４以上２０以下の炭化水素基を示す。
【００３２】
このようにして得られた再生コラーゲンは、水又は無機塩の水溶液で膨潤した状態になっている。この膨潤体は再生コラーゲンの重量に対して４〜１５倍の水又は無機塩の水溶液を含有した状態が良い。水又は無機塩の水溶液の含有量が４倍以上では再生コラーゲン中のアルミニウム塩含有量が多いため、耐水性が充分となる。また１５倍以下であれば、強度が低下せず、取扱い性は良好である。
【００３３】
膨潤した再生コラーゲン繊維は、次いでアルミニウム塩の水溶液に浸漬する。このアルミニウム塩水溶液のアルミニウム塩としては、次の式、Ａｌ（ＯＨ）nＣｌ3-n、又はＡｌ2（ＯＨ）2n（ＳＯ4）3―n、（式中、ｎは０．５〜２．５である）で表される塩基性塩化アルミニウム又は塩基性硫酸アルミニウムが好ましい。具体的には、例えば硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ミョウバン等が用いられる。これらのアルミニウムは単独で又は２種以上混合して用いることができる。このアルミニウム塩水溶液のアルミニウム塩濃度としては、酸化アルミニウムに換算して０．３〜５質量％であることが好ましい。アルミニウム塩の濃度が０．３質量％以上であれば、再生コラーゲン繊維中のアルミニウム塩含有量が高く、耐水性が充分となる。また５質量％以下であれば、処理後もそれほど硬くなく、取り扱い性が良好である。
【００３４】
このアルミニウム塩水溶液のｐＨは、例えば塩酸、硫酸、酢酸、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等を用いて通常２．５〜５に調整する。このｐＨは、２．５以上であればコラーゲンの構造を良好に維持できる。ｐＨが５以下であれば、アルミニウム塩の沈殿も生じず、均一に浸透し易くなる。このｐＨは、最初は２．２〜３．５に調整して充分にアルミニウム塩水溶液を再生コラーゲン内に浸透させ、その後に、例えば水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等を添カロして３．５〜５に調整して処理を完結させることが好ましい。塩基性の高いアルミニウム塩を用いる場合には、２．５〜５の最初のｐＨ調整だけでもかまわない。また、このアルミニウム塩水溶液の液温は特に限定されないが、５０℃以下が好ましい。この液温が５０℃以下であれば、再生コラーゲンの変性や変質は起きにくい。
【００３５】
このアルミニウム塩水溶液に再生コラーゲンを浸漬ずる時間は、３時間以上、好ましくは６〜２５時間とする。この浸漬時間は、３時間以上であればアルミニウム塩の反応が進み、再生コラーゲンの剤水性が充分となる。また、浸漬時間の上限には特に制限はないが、２５時間以内でアルミニウム塩の反応は充分に進行し、耐水性も良好となる。なお、アルミニウム塩が再生コラーゲン中に急激に吸収されて温度むらを生じないようにするため、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化カリウム等の無機塩を適宜前記アルミニウム塩の水溶液に添加しても良い。
【００３６】
本発明においては、処理終了後の繊維に含有されるアルミニウム含量が１〜１０質量％となるように処理することが好ましい。さらに好ましい範囲は３〜９質量％である。アルミニウム含有量が、１質量％より少ないと、湿触感が不良となる傾向にある。また１０質量％をこえると、処理後の繊維が硬くなって風合いを損ねてしまう傾向にある。
【００３７】
このようにアルミニウム塩で処理された再生コラーゲン繊維は、ついで水洗、オイリング、乾燥を行なう。水洗は、たとえば、１０分間〜４時間流水水洗することにより行なうことができる。オイリングに用いる油剤としては、たとえば、アミノ変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーンなどのエマルジョンおよ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などを用いることができる。乾燥温度は、好ましくは１００℃以下、さらに好ましくは７５℃以下、乾燥時の荷重は、１ｄｔｅｘに対して０．０１〜０．２５ｇ、好ましくは０．０２〜０．１５ｇの重力下で行なうことが好ましい。
【００３８】
ここで、水洗を施すのは、塩による油剤の析出を防止したり、乾燥機内で乾燥時に再生コラーゲン繊維から塩が析出し、かかる塩によって再生コラーゲン繊維に切れが発生したり、生成した塩が乾燥機内で飛散し、乾燥機内の熱交換器に付着して伝熱係数が低下ずるのを防ぐためである。また、オイリングを施した場合には、乾燥時における繊維の膠着防止や表面性の改善に効果がある。
【００３９】
また、コラーゲン溶液の紡糸の際には、溶液中又は紡出直前に顔料や染料を混合して着色することもできる（原着法）。使用する顔料や染料は用途に応じて、紡糸工程での溶出分離が無いこと、また使用製品の要求品質に対応して種類や色相を選択することができる。また必要に応じて、充填剤、老化防止剤、難燃剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
【００４０】
このようにして製造される再生コラーゲン繊維の繊度は、頭髪用として使用されるため、３０ｄｔｅｘ〜９０ｄｔｅｘが好ましい。３０ｄｔｅｘより小さいと、櫛通り性が悪くなり、頭髪用としては好ましくない。また、９０ｄｔｅｘより大きくなると、頭髪用としては太すぎ、自然な外観を呈しないため好ましくない。
【００４１】
こうして得られた再生コラーゲン繊維は、天然蛋白繊維の持つ風合いを保ちながら、人毛に近い光沢及びボリュームを有しており、人毛の代替としてより好適に使用することができる。
【００４２】
本発明の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維は、複数の断面形状の繊維を組み合わせても構わない。複数の断面形状の繊維とは、Ｙ字形、Ｓ字形、Ｃ字形、繭形、４〜８葉形、キ形の繊維であっても構わないし、Ｙ字形、Ｓ字形、Ｃ字形、繭形、４〜８葉形、キ形よりなる群から選ばれる少なくとも１種の断面形状を含んでいればその他の断面繊維を含んでいても構わない。再生コラーゲン系人工毛髪用繊維におけるその他の断面繊維とは、例えば、楕円形、円形、三角形などの人工毛髪用繊維として用いられる繊維断面をいう。
【００４３】
また、本発明の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維は、他の合成繊維や人毛繊維と混繊しても構わない。他の合成繊維としては、例えば、アクリル系繊維、塩化ビニル系繊維、モダアクリル系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維などが挙げられる。
【００４４】
本発明の人工毛髪とは、本発明の再生コラーゲン繊維を含み、ウイッグ、ツーぺ、ブレード、エクステンションやウィービング等のヘアアクセサリー、ドールヘアー等に使用されるものである。
【実施例】
【００４５】
次に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００４６】
なお、特性の評価方法は以下の通りである。
（光沢）
長さ３０ｃｍ、総繊度１０万ｄｔｅｘのトウを、太陽光の下、目視により評価する。
【００４７】
Ａ：人毛に等しい光沢である。
【００４８】
Ｂ：人毛よりやや光沢が強い。
【００４９】
Ｃ：人毛より光沢が強い。
【００５０】
Ｄ：人毛よりかなり光沢が強すぎる。
（ボリューム）
長さ１０ｃｍ、７ｇの繊維を計量し、インシュロックにより最密充填させた後、その断面の面積を求めた。
【００５１】
Ａ：断面積０．６２ｃｍ2以上（人毛以上にボリュームがある）
Ｂ：０．６０ｃｍ2以上〜０．６２ｃｍ2未満（人毛並のボリュームがある）
Ｃ：０．５８ｃｍ2以上〜０．６０ｃｍ2未満（人毛よりボリュームが劣る）
Ｄ：０．５８ｃｍ2未満（人毛よりかなりボリュームが劣る）
（触感）
Ａ：人毛に等しいレベルの触感である。
【００５２】
Ｂ：人毛にやや劣るがソフトな触感である。
【００５３】
Ｃ：人毛に劣る触感である。
【００５４】
Ｄ：ガサツキ感が強く、人毛とかけ離れた触感である。
（実施例１）
牛の床皮を原料とし、アルカリで可溶化した皮片１２００ｇ（コラーゲン分１８０ｇ）に３０重量％に希釈した過酸化水素水溶液３０ｇを投入後、乳酸水溶液で溶解し、ｐＨ３．５、固形分７．５重量％に調整した原液を作製した。原液を減圧下で撹拌脱泡機（（株）ダルトン製、８ＤＭＶ型）により撹拌脱泡処理し、ピストン式紡糸原液タンクに移送し、さらに減圧下で静置し、脱泡を行った。かかる原液をピストンで押し出した後、ギアポンプ定量送液し、孔径１０μｍの焼結フィルターで濾過後、図６に示す断面形状及び孔径で、孔長０．５ｍｍ、孔数３００の紡糸ノズルを通し、硫酸ナトリウム２０重量％を含有してなる２５℃の凝固浴（ホウ酸及び水酸化ナトリウムでｐＨ１１に調整）へ紡出速度５ｍ／分で吐出した。
次に、得られた再生コラーゲン繊維（３００本、２０ｍ）を、エピクロロヒドリン１．７
重量％、水酸化ナトリウム０．０２４６重量％、及び硫酸ナトリウム１７重量％を含有し
た水溶液１．３２ｋｇに２５℃で４時間浸漬した後、さらに反応液温度を４３℃に昇温し
て２時間含浸した。
【００５５】
反応終了後に反応液を除去後、流動型装置にて１.３２ｋｇの２５℃の水を用いて３回バッチ水洗を行った。この後、硫酸アルミニウム５重量％、クエン酸三ナトリウム塩０．９重量％、水酸化ナトリウム１．２重量％を含有した水溶液１．３２ｋgに３０℃で含浸し、反応開始から２時間後、３時間後及び４時間にそれぞれ５重量％水酸化ナトリウム水溶液１３．２ｇを反応液に添加し、合計６時間反応させた。反応終了後に反応液を除去後、流動型装置にて１.３２ｋｇの２５℃の水を用いて３回バッチ水洗を行った。
【００５６】
ついで、作製した繊維の一部を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に浸漬して油剤を付着させた。５０℃に設定した熱風対流式乾燥機内部で繊維束の一方の端を固定し、他方の端に繊維１本に対して２．８ｇの重りを吊り下げ２時間緊張下で乾燥させ、その後測定を実施した。評価結果を表１に示す。また、得られた繊維の断面写真を図１９に示す
（実施例２〜６及び比較例１〜３）
実施例１同様に、図７〜図１６に示す紡糸ノズルを用いて再生コラーゲン繊維を作製し、評価した。評価結果を表１に示す。また、得られた繊維の断面写真を図２０〜図３０に示す。
（比較例４）
アクリロニトリル４９重量％、塩化ビニル５０重量％、スチレンスルホン酸ソーダ１重量％からなる共重合体をアセトンに溶解して２８．５重量％の紡糸原液を調整した。この原液を図１７に示すＹ字形の紡糸ノズル（孔数＝５０）を用いて、２５重量％のアセトン水溶液中に紡出し、６５℃の温水浴中で１．５倍延伸し、ついで１２０℃で乾燥後、１．８倍の熱延伸を行い、更に１６０℃で緩和熱処理（０．９２倍）を施して単糸繊度５０ｄｔｅｘのモダクリル繊維を作製した。評価結果を表１に示す。また、得られた繊維の断面写真を図３１に示す。
（比較例５、６）
比較例４と同様に、図１８，図１９に示す紡糸ノズルを用いてモダクリル繊維を作製した。評価結果を表１に示す。また得られた繊維の断面写真を図３２、図３３に示す。
【００５７】
【表１】
表１に示すように、実施例１〜８は比較例１〜３に比べて光沢及びボリュームに優れる事が判る。また、実施例１，２、７，８は比較例４〜６に比べて、触感に優れることが判る。従って、今回の繊維断面に明確な凹部を有する再生コラーゲン系人工毛髪繊維は、再生コラーゲン系人工毛髪繊維の特徴である自然な触感を損なうことなく、光沢、ボリュームが改善された人工毛髪用繊維として用いる事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は本発明における再生コラーゲン繊維のＹ字形断面説明図
【図２】（２−１）は本発明における再生コラーゲン繊維のＳ字形断面説明図 （２−２）は本発明における再生コラーゲン繊維のＳ字形断面説明図 （２−３）は本発明における再生コラーゲン繊維のＳ字形断面説明図
【図３】図３は本発明における再生コラーゲン繊維のＳ字形断面説明図
【図４】図４は本発明における再生コラーゲン繊維の繭形断面説明図
【図５】（５−１）は本発明における再生コラーゲン繊維の４葉形断面説明図 （５−２）は本発明における再生コラーゲン繊維の５葉形断面説明図 （５−３）は本発明における再生コラーゲン繊維の６葉形断面説明図 （５−４）は本発明における再生コラーゲン繊維の７葉形断面説明図 （５−５）は本発明における再生コラーゲン繊維の８葉形断面説明図
【図６】図６は本発明における再生コラーゲン繊維のキ形断面説明図
【図７】図７は本発明の実施例１に用いたノズル形状説明図
【図８】図８は本発明の実施例２に用いたノズル形状説明図
【図９】図９は本発明の実施例３に用いたノズル形形状説明図
【図１０】図１０は本発明の実施例４に用いたノズル形状説明図
【図１１】図１１は本発明の実施例５に用いたノズル形状説明図
【図１２】図１２は本発明の実施例６に用いたノズル形状説明図
【図１３】図１３は本発明の実施例７に用いたノズル形状説明図
【図１４】図１４は本発明の実施例８に用いたノズル形状説明図
【図１５】図１５は本発明の比較例２に用いたノズル形状説明図
【図１６】図１６は本発明の比較例３に用いたノズル形状説明図
【図１７】図１７は本発明の比較例４に用いたノズル形状説明図
【図１８】図１８は本発明の比較例５に用いたノズル形状説明図
【図１９】図１９は本発明の比較例６に用いたノズル形状説明図
【図２０】図２０は本発明の実施例１で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２１】図２１は本発明の実施例２で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２２】図２２は本発明の実施例３で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２３】図２３は本発明の実施例４で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２４】図２４は本発明の実施例５で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２５】図２５は本発明の実施例６で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２６】図２６は本発明の実施例７で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２７】図２７は本発明の実施例８で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２８】図２８は本発明の比較例１で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２９】図２９は本発明の比較例２で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図３０】図３０は本発明の比較例３で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図３１】図３１は本発明の比較例４で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図３２】図３２は本発明の比較例５で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図３３】図３３は本発明の比較例６で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【符号の説明】
【００５９】
α Ｙ字形断面の突起部分のなす角度
β Ｙ字形断面の突起部分のなす角度
γ Ｙ字形断面の突起部分のなす角度
ｐ Ｙ字形断面の突起部分の長さ
ｑ Ｙ字形断面の突起部分の幅
ａ Ｓ字形断面の幅
ｂ Ｃ字形断面の開口部の長さ
ｃ Ｃ字形断面の外径
ｄ 繭形断面の長さ
ｅ 繭形断面の窪み部分の長さ
ｆ キ形断面の突起部の長さ
ｇ キ形断面の突起部の長さ
ｈ キ形断面の突起部の長さ
ｉ キ形断面の突起部の長さ
Ｗ ４〜８葉形断面の突起部の幅
Ｌ ４〜８葉形断面の突起部の高さ
Ｒ 繭型断面の円形部の半径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人毛に近い自然な光沢を有し、ボリューム感に優れた再生コラーゲン系人工毛髪繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
再生コラーゲン繊維は、蛋白繊維の中では絹と同様に高強度を発現することから、従来から様々な分野に応用されている。特に、再生コラーゲン繊維は、コラーゲン由来の特徴的な分子構造を保持した蛋白繊維であることから、天然の蛋白繊維でありきわめて複雑な微細構造を有している人毛と風合い及び触感が近似している。そのため、頭髪や、毛皮用などの獣毛調繊維に用いる試みがなされている（例えば、特許文献１、２）。一般に人毛の断面形状は短軸と長軸の比が１：１〜１：１．７５の楕円形であるが、再生コラーゲンからなり人毛と同様な断面形状を有する繊維は、人毛と異なり光沢が強く自然な外観を呈しているとは言えないのが現状である。
【０００３】
また、天然原料を使用した蛋白系繊維において、淡色の繊維を得るためには原料の純度を向上したり、着色しない架橋剤を用いて繊維を製造する必要があるが、このような方法で作製した繊維は人毛と比較して透明感が強く、光沢が強過ぎる傾向にある（特許文献３）。
【０００４】
光沢を抑制するために艶消し操作を施す場合には、金属化合物等の艶消し剤の添加が一般的に行われるが、反応基を多数有する蛋白質素材において金属化合物の艶消し剤の添加は紡糸原液中で蛋白質分子間の架橋反応が起こり、紡糸原液がゲル化して繊維化できなくなるという問題点がある。
【特許文献１】特開平１０−１６８６２８号
【特許文献２】特開平１０−１６８６２９号
【特許文献３】ＷＯ０１／００６０４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来の再生コラーゲン繊維で課題であった、光沢及びボリューム感の優れた人工毛髪を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記問題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、繊維断面に明確な凹部を有することで、光沢及びボリューム感を改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、
Ｙ字形、Ｓ字形、Ｃ字形、繭形、４〜８葉形、キ形よりなる群から選ばれる少なくとも１種の断面形状を有することを特徴とする再生コラーゲン系人工毛髪用繊維に関する（請求項１）、
再生コラーゲン繊維が単官能エポキシ化合物及び金属アルミニウム塩を含むことを特徴とする請求項１に記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維に関する（請求項２）、
単官能エポキシ化合物が下記一般式（１）で表される単官能エポキシ化合物である請求項２に記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維に関する（請求項３）、
再生コラーゲン繊維が金属アルミニウム塩で架橋されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維に関する（請求項４）、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維を含む、人工毛髪に関する（請求項５）、
ものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光沢及びボリュームの優れたコラーゲン系人工毛髪用繊維を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の人工毛髪用繊維は、Ｙ字形、Ｓ字形、Ｃ字形、繭形、４〜８葉形、キ形から選ばれる少なくとも１種の断面形状を有するものである。
【００１０】
Ｙ字形の代表的なものを図１に示す。図１でｑ／ｐの比は特に限定されるものではないが、繊維の触感、強度、紡糸性の観点から通常はｑ／ｐ＝０．３〜８である。また、突起部のなす角度（α、β、γ）についても特に限定されるものではない。
【００１１】
Ｓ字形の代表的なものを図２（２−１）、（２−２）、（２−３）に示す。Ｓ字状の形状をしていればよく、また図２（２−１）、（２−２）、（２−３）中の太さaについても特に限定されるものではない。
【００１２】
Ｃ字形の代表的なものを図３に示す。Ｃ字の形状を形成していればよいが、Ｃ字形を保持しやすいという理由から、図３の開口部の長さｂは大きい方が好ましい。小さくなりすぎると中空の円形状に近づき、光沢抑制の点から好ましくない。図３に示す外径ｃとｂの関係については特に限定されないが、以上の観点から、ｂ／ｃ＝０．０５〜０．８が好ましい。
【００１３】
繭形の代用的なものを図４に示す。繭形形状とは、楕円または卵型形状を連結したものである。図４で繭形状の長さｄと窪み部分の長さｅの大きさは特に限定されないが、光沢、触感の観点からｅ／ｄ＝０．２〜０．９５が好ましい。
【００１４】
４〜８葉形の代表的なものを図５（５−１）、（５−２）、（５−３）、（５−４）、（５−５）に示す。触感の観点から、４〜８葉形におけるＬ／Ｗは、Ｌ／Ｗ＝０．３〜３であることが好ましい。
【００１５】
キ形の代表的なものを図６に示す。キ形の形状を形成していればよいが、図６でｆ（またはｇ、ｈ、ｉ）がｊに対して大きくなりすぎるとがさついた触感になるため、ｆ（またはｇ、ｈ、ｉ、）／ｊ＝３〜０．２にすることが好ましい。
【００１６】
本発明に用いるコラーゲンの原料は、例えば牛などの動物から得られるフレッシュな床皮や塩漬けした生皮より得られる床皮の部分を用いるのが好ましい。これら床皮などは、大部分が不溶性コラーゲン繊維からなる。
【００１７】
この不溶性コラーゲン繊維には、脂質、糖タンパク質、コラーゲン以外のタンパク質など、不純物が存在しているため、繊維化にあたって紡糸安定性、光沢や強伸度などの品質、臭気などに多大な影響を及ぼすため、例えば石灰漬けにして不溶性コラーゲン繊維中の脂肪分を加水分解し、コラーゲン繊維を解きほぐした後、酸・アルカリ処理、酵素処理、溶剤処理等のような従来より一般に行われている皮革処理を施し、予めこれらの不純物を除去しておくことが好ましい。
【００１８】
前記のような処理の施された不溶性コラーゲンは、架橋しているペプチド部を切断するために可溶化処理が施される。かかる可溶化処理の方法としては、一般に採用されている公知のアルカリ可溶化法や酵素可溶化法等を適用することができる。
【００１９】
このように可溶化処理を施したコラーゲンにｐＨの調整、塩析、水洗や溶剤処理などの操作をさらに施した場合には、品質などの優れた再生コラーゲンを得ることが可能なため、これらの処理を施すことが好ましい。
【００２０】
次に、得られた可溶化コラーゲン皮片は、例えば、１〜１５重量％程度の所定濃度の原液になるように塩酸、酢酸、乳酸などの酸でｐＨ２〜４．５に調整した酸性溶液を用いて溶解され、コラーゲン水溶液となる。
【００２１】
尚、得られる可溶化コラーゲン水溶液には、例えば機械的強度の向上、耐水・耐熱性の向上、光沢性の改良、紡糸性の改良、着色の防止、防腐などを目的として安定剤、水溶性高分子化合物などの添加剤が適量配合されてもよい。
【００２２】
次に前記可溶化コラーゲン水溶液を、例えば紡糸ノズルやスリットを通して吐出し、ｐＨ２〜１３の硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸アンモニウムなどの無機塩水溶液に浸漬することにより再生コラーゲン繊維が形成される。
【００２３】
かかるｐＨは２未満である場合および１３を越える場合、コラーゲンのペプチド結合が加水分解を受けやすくなり、目的とする繊維が得られにくくなる傾向がある。また無機塩水溶液の温度は特に限定しないが、通常３５℃以下であることが望ましい。かかる温度が３５℃より高い場合、可溶性コラーゲンが変性したり、紡糸した繊維の強度が低下し、安定した糸の製造が困難となる。尚、前記温度の下限は特に限定はなく、通常無機塩の溶解度に応じて適宜調整されればよい。
【００２４】
前記コラーゲンの遊離アミノ基を、β−位又はγ−位に水酸基又はアルコキシ基を有する炭素教主鎖が２〜２０のアルキル基で修飾する。前記炭素教主鎖とは、アミノ基に結合したアルキル基の連続した炭素鎖を示すものであり、他の原子を介在して存在する炭素数は考慮しないものとする。遊離アミノ基を修飾する反応としては、通常知られているアミノ基のアルキル化反応を用いることができる。反応性、反応後の処理の容易さ等から前記β−位に水酸基又はアルコキシ基を有する炭素数２〜２０のアルキル基は、下記一般式（２）で表わされる化合物であることが好ましい。
−ＣＨ2−ＣＨ（ＯＸ）−Ｒ （２）
（式甲、Ｒは、Ｒ1−、Ｒ2−Ｏ−ＣＨ2−又はＲ2−ＣＯＯ−ＣＨ2−で表される置換基を示し、前記置換基中のＲ1は炭素数２以上２０以下の炭化水素基又はＣＨ2Ｃｌであり、Ｒ2は炭素数４以上２０以下の炭化水素基を示し、Ｘは水素又は炭化水素暴を示す。）
一般式（２）の好ましい例としては、グリシジル基、１−クロル−２−ヒドロキシプロピル基、１，２−ジヒドロキシプロピル基が挙げられる。加えて、グリシジル基がコラーゲン中の遊離アミノ基に付加した構造が挙げられる。さらには、前述の好ましい基に記載されたアルキル基に含まれる水酸基を開始点として、用いたエポキシ化合物が開環付加、及び又は開環重合した構造が挙げられ、このときの付加及び又は重合の末端構造として、前述のアルキル基の構造を有しているものが挙げられる。
【００２５】
前記再生コラーゲンの遊離アミノ基を構成するアミノ酸としては、リジン及びヒドロキシリジンが挙げられる。さらに、本来コラーゲンを構成ずるアミノ酸としてはアルギニンで存在するものの、前記再生コラーゲンを得るために、アルカリ条件下で加水分解を行う際に、一部加水分解が進行して生じたオルニチンのアミノ基もアルキル化反応される。加えて、ヒスチジンに含まれる２級アミンによっても反応が進行する。
【００２６】
遊離アミノ基の修飾率は、アミノ酸分析により測定することが可能であり、アルキル化反応前の再生コラーゲン繊維のアミノ酸分析値、又は原料として用いたコラーゲンを構成する遊離アミノ酸の既知組成を基準に算出される。尚、本発明におけるアミノ基の修飾では、β−位又はγ−位に水酸基又はアルコキシ基を有する炭素数２以上のアルキル基で修飾された構造が、遊離アミノ基の５０％以上であれば良く、その他の部分は遊離アミノ基のままでもよいし他の置換基で修飾された構造であっても良い。再生コラーゲンの遊離アミノ酸の修飾率は５０％以上である必要があり、より好ましくは、６５％以上、更に好ましくは８０％以上である。反応率が低い場合、耐熱性で良好な特性が得られない。
【００２７】
ここで、遊離アミノ基の修飾においては、通常、遊離アミノ基１つあたり１分子のアルキル化剤が反応する。もちろん２分子以上反応していてもよい。さらに、遊離アミノ基に結合したアルキル基のβ−位又はγ−位に存在する水酸基又はアルコキシ基又はその他の官能基を介して、分子内又は分子間での架橋反応が存在していても良い。アルキル化反応の具体例としては、エポキシ化合物の付加反応、α−位又はβ−位に水酸基又はこの誘導体を有するアルデヒド化合物の付加反応とこれに続く還元反応、β−位又はγ−位に水酸基又はアルコキシ基を有する炭素数２以上のハロゲン化物、アルコール及びアミン等の置換反応が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
本発明において、アルキル化反応剤として使用しうる有機化合物としては、アルデヒド類、エポキシ類、フェノール誘導体等が挙げられる。この中では反応性・処理条件の容易さからエボキシ化合物による修飾反応が、優れた特性を示すことから好ましい。特に単官能エボキシ化合物が好ましい。
【００２９】
ここで用いられる単官能エポキシ化合物の具体例としては、たとえば、酸化エチレン、酸化プロピレン．酸化ブチレン、酸化イソブチレン、酸化オクテン、酸化スチレン、酸化メチルスチレン、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、グリシドール等のオレフィン酸化物類、グリシジルメチルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、オクチルグリシジルエーテル、ノニルグリシジルエーテル、ウンデシルグリシジルエーテル、トリデシルグリシジルエーテル、ペンタデシルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、フェニルグリシシルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ジブロモフェニルグリシジルエーテル、ベンジルグリシジルエーテル、ポリエチレンオキシドグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類、蟻酸グリシジル、酢酸グリシジル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、安息香酸グリシジル等のグリシジルエステル類、グリシジルアミド類等が
挙げられるが、かかる例示のみに限定されるものではない。
【００３０】
単官能エポキシ化合物の中でも、再生コラーゲンの吸水率が低下するため、下記一般式（１）で表される単官能エポキシ化合物を用いて処理することが好ましい，
【００３１】
【化２】
但し、ＲはＲ1−、Ｒ2−Ｏ−ＣＨ2−またはＲ2−ＣＯＯ−ＣＨ2−で表される置換基を示し、Ｒ1は炭素数２以上２０以下の炭化水素基またはＣＨ2Ｃｌであり、Ｒ2は炭素数４以上２０以下の炭化水素基を示す。
【００３２】
このようにして得られた再生コラーゲンは、水又は無機塩の水溶液で膨潤した状態になっている。この膨潤体は再生コラーゲンの重量に対して４〜１５倍の水又は無機塩の水溶液を含有した状態が良い。水又は無機塩の水溶液の含有量が４倍以上では再生コラーゲン中のアルミニウム塩含有量が多いため、耐水性が充分となる。また１５倍以下であれば、強度が低下せず、取扱い性は良好である。
【００３３】
膨潤した再生コラーゲン繊維は、次いでアルミニウム塩の水溶液に浸漬する。このアルミニウム塩水溶液のアルミニウム塩としては、次の式、Ａｌ（ＯＨ）nＣｌ3-n、又はＡｌ2（ＯＨ）2n（ＳＯ4）3―n、（式中、ｎは０．５〜２．５である）で表される塩基性塩化アルミニウム又は塩基性硫酸アルミニウムが好ましい。具体的には、例えば硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ミョウバン等が用いられる。これらのアルミニウムは単独で又は２種以上混合して用いることができる。このアルミニウム塩水溶液のアルミニウム塩濃度としては、酸化アルミニウムに換算して０．３〜５質量％であることが好ましい。アルミニウム塩の濃度が０．３質量％以上であれば、再生コラーゲン繊維中のアルミニウム塩含有量が高く、耐水性が充分となる。また５質量％以下であれば、処理後もそれほど硬くなく、取り扱い性が良好である。
【００３４】
このアルミニウム塩水溶液のｐＨは、例えば塩酸、硫酸、酢酸、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等を用いて通常２．５〜５に調整する。このｐＨは、２．５以上であればコラーゲンの構造を良好に維持できる。ｐＨが５以下であれば、アルミニウム塩の沈殿も生じず、均一に浸透し易くなる。このｐＨは、最初は２．２〜３．５に調整して充分にアルミニウム塩水溶液を再生コラーゲン内に浸透させ、その後に、例えば水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等を添カロして３．５〜５に調整して処理を完結させることが好ましい。塩基性の高いアルミニウム塩を用いる場合には、２．５〜５の最初のｐＨ調整だけでもかまわない。また、このアルミニウム塩水溶液の液温は特に限定されないが、５０℃以下が好ましい。この液温が５０℃以下であれば、再生コラーゲンの変性や変質は起きにくい。
【００３５】
このアルミニウム塩水溶液に再生コラーゲンを浸漬ずる時間は、３時間以上、好ましくは６〜２５時間とする。この浸漬時間は、３時間以上であればアルミニウム塩の反応が進み、再生コラーゲンの剤水性が充分となる。また、浸漬時間の上限には特に制限はないが、２５時間以内でアルミニウム塩の反応は充分に進行し、耐水性も良好となる。なお、アルミニウム塩が再生コラーゲン中に急激に吸収されて温度むらを生じないようにするため、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化カリウム等の無機塩を適宜前記アルミニウム塩の水溶液に添加しても良い。
【００３６】
本発明においては、処理終了後の繊維に含有されるアルミニウム含量が１〜１０質量％となるように処理することが好ましい。さらに好ましい範囲は３〜９質量％である。アルミニウム含有量が、１質量％より少ないと、湿触感が不良となる傾向にある。また１０質量％をこえると、処理後の繊維が硬くなって風合いを損ねてしまう傾向にある。
【００３７】
このようにアルミニウム塩で処理された再生コラーゲン繊維は、ついで水洗、オイリング、乾燥を行なう。水洗は、たとえば、１０分間〜４時間流水水洗することにより行なうことができる。オイリングに用いる油剤としては、たとえば、アミノ変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーンなどのエマルジョンおよ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などを用いることができる。乾燥温度は、好ましくは１００℃以下、さらに好ましくは７５℃以下、乾燥時の荷重は、１ｄｔｅｘに対して０．０１〜０．２５ｇ、好ましくは０．０２〜０．１５ｇの重力下で行なうことが好ましい。
【００３８】
ここで、水洗を施すのは、塩による油剤の析出を防止したり、乾燥機内で乾燥時に再生コラーゲン繊維から塩が析出し、かかる塩によって再生コラーゲン繊維に切れが発生したり、生成した塩が乾燥機内で飛散し、乾燥機内の熱交換器に付着して伝熱係数が低下ずるのを防ぐためである。また、オイリングを施した場合には、乾燥時における繊維の膠着防止や表面性の改善に効果がある。
【００３９】
また、コラーゲン溶液の紡糸の際には、溶液中又は紡出直前に顔料や染料を混合して着色することもできる（原着法）。使用する顔料や染料は用途に応じて、紡糸工程での溶出分離が無いこと、また使用製品の要求品質に対応して種類や色相を選択することができる。また必要に応じて、充填剤、老化防止剤、難燃剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
【００４０】
このようにして製造される再生コラーゲン繊維の繊度は、頭髪用として使用されるため、３０ｄｔｅｘ〜９０ｄｔｅｘが好ましい。３０ｄｔｅｘより小さいと、櫛通り性が悪くなり、頭髪用としては好ましくない。また、９０ｄｔｅｘより大きくなると、頭髪用としては太すぎ、自然な外観を呈しないため好ましくない。
【００４１】
こうして得られた再生コラーゲン繊維は、天然蛋白繊維の持つ風合いを保ちながら、人毛に近い光沢及びボリュームを有しており、人毛の代替としてより好適に使用することができる。
【００４２】
本発明の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維は、複数の断面形状の繊維を組み合わせても構わない。複数の断面形状の繊維とは、Ｙ字形、Ｓ字形、Ｃ字形、繭形、４〜８葉形、キ形の繊維であっても構わないし、Ｙ字形、Ｓ字形、Ｃ字形、繭形、４〜８葉形、キ形よりなる群から選ばれる少なくとも１種の断面形状を含んでいればその他の断面繊維を含んでいても構わない。再生コラーゲン系人工毛髪用繊維におけるその他の断面繊維とは、例えば、楕円形、円形、三角形などの人工毛髪用繊維として用いられる繊維断面をいう。
【００４３】
また、本発明の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維は、他の合成繊維や人毛繊維と混繊しても構わない。他の合成繊維としては、例えば、アクリル系繊維、塩化ビニル系繊維、モダアクリル系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維などが挙げられる。
【００４４】
本発明の人工毛髪とは、本発明の再生コラーゲン繊維を含み、ウイッグ、ツーぺ、ブレード、エクステンションやウィービング等のヘアアクセサリー、ドールヘアー等に使用されるものである。
【実施例】
【００４５】
次に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００４６】
なお、特性の評価方法は以下の通りである。
（光沢）
長さ３０ｃｍ、総繊度１０万ｄｔｅｘのトウを、太陽光の下、目視により評価する。
【００４７】
Ａ：人毛に等しい光沢である。
【００４８】
Ｂ：人毛よりやや光沢が強い。
【００４９】
Ｃ：人毛より光沢が強い。
【００５０】
Ｄ：人毛よりかなり光沢が強すぎる。
（ボリューム）
長さ１０ｃｍ、７ｇの繊維を計量し、インシュロックにより最密充填させた後、その断面の面積を求めた。
【００５１】
Ａ：断面積０．６２ｃｍ2以上（人毛以上にボリュームがある）
Ｂ：０．６０ｃｍ2以上〜０．６２ｃｍ2未満（人毛並のボリュームがある）
Ｃ：０．５８ｃｍ2以上〜０．６０ｃｍ2未満（人毛よりボリュームが劣る）
Ｄ：０．５８ｃｍ2未満（人毛よりかなりボリュームが劣る）
（触感）
Ａ：人毛に等しいレベルの触感である。
【００５２】
Ｂ：人毛にやや劣るがソフトな触感である。
【００５３】
Ｃ：人毛に劣る触感である。
【００５４】
Ｄ：ガサツキ感が強く、人毛とかけ離れた触感である。
（実施例１）
牛の床皮を原料とし、アルカリで可溶化した皮片１２００ｇ（コラーゲン分１８０ｇ）に３０重量％に希釈した過酸化水素水溶液３０ｇを投入後、乳酸水溶液で溶解し、ｐＨ３．５、固形分７．５重量％に調整した原液を作製した。原液を減圧下で撹拌脱泡機（（株）ダルトン製、８ＤＭＶ型）により撹拌脱泡処理し、ピストン式紡糸原液タンクに移送し、さらに減圧下で静置し、脱泡を行った。かかる原液をピストンで押し出した後、ギアポンプ定量送液し、孔径１０μｍの焼結フィルターで濾過後、図６に示す断面形状及び孔径で、孔長０．５ｍｍ、孔数３００の紡糸ノズルを通し、硫酸ナトリウム２０重量％を含有してなる２５℃の凝固浴（ホウ酸及び水酸化ナトリウムでｐＨ１１に調整）へ紡出速度５ｍ／分で吐出した。
次に、得られた再生コラーゲン繊維（３００本、２０ｍ）を、エピクロロヒドリン１．７
重量％、水酸化ナトリウム０．０２４６重量％、及び硫酸ナトリウム１７重量％を含有し
た水溶液１．３２ｋｇに２５℃で４時間浸漬した後、さらに反応液温度を４３℃に昇温し
て２時間含浸した。
【００５５】
反応終了後に反応液を除去後、流動型装置にて１.３２ｋｇの２５℃の水を用いて３回バッチ水洗を行った。この後、硫酸アルミニウム５重量％、クエン酸三ナトリウム塩０．９重量％、水酸化ナトリウム１．２重量％を含有した水溶液１．３２ｋgに３０℃で含浸し、反応開始から２時間後、３時間後及び４時間にそれぞれ５重量％水酸化ナトリウム水溶液１３．２ｇを反応液に添加し、合計６時間反応させた。反応終了後に反応液を除去後、流動型装置にて１.３２ｋｇの２５℃の水を用いて３回バッチ水洗を行った。
【００５６】
ついで、作製した繊維の一部を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に浸漬して油剤を付着させた。５０℃に設定した熱風対流式乾燥機内部で繊維束の一方の端を固定し、他方の端に繊維１本に対して２．８ｇの重りを吊り下げ２時間緊張下で乾燥させ、その後測定を実施した。評価結果を表１に示す。また、得られた繊維の断面写真を図１９に示す
（実施例２〜６及び比較例１〜３）
実施例１同様に、図７〜図１６に示す紡糸ノズルを用いて再生コラーゲン繊維を作製し、評価した。評価結果を表１に示す。また、得られた繊維の断面写真を図２０〜図３０に示す。
（比較例４）
アクリロニトリル４９重量％、塩化ビニル５０重量％、スチレンスルホン酸ソーダ１重量％からなる共重合体をアセトンに溶解して２８．５重量％の紡糸原液を調整した。この原液を図１７に示すＹ字形の紡糸ノズル（孔数＝５０）を用いて、２５重量％のアセトン水溶液中に紡出し、６５℃の温水浴中で１．５倍延伸し、ついで１２０℃で乾燥後、１．８倍の熱延伸を行い、更に１６０℃で緩和熱処理（０．９２倍）を施して単糸繊度５０ｄｔｅｘのモダクリル繊維を作製した。評価結果を表１に示す。また、得られた繊維の断面写真を図３１に示す。
（比較例５、６）
比較例４と同様に、図１８，図１９に示す紡糸ノズルを用いてモダクリル繊維を作製した。評価結果を表１に示す。また得られた繊維の断面写真を図３２、図３３に示す。
【００５７】
【表１】
表１に示すように、実施例１〜８は比較例１〜３に比べて光沢及びボリュームに優れる事が判る。また、実施例１，２、７，８は比較例４〜６に比べて、触感に優れることが判る。従って、今回の繊維断面に明確な凹部を有する再生コラーゲン系人工毛髪繊維は、再生コラーゲン系人工毛髪繊維の特徴である自然な触感を損なうことなく、光沢、ボリュームが改善された人工毛髪用繊維として用いる事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は本発明における再生コラーゲン繊維のＹ字形断面説明図
【図２】（２−１）は本発明における再生コラーゲン繊維のＳ字形断面説明図 （２−２）は本発明における再生コラーゲン繊維のＳ字形断面説明図 （２−３）は本発明における再生コラーゲン繊維のＳ字形断面説明図
【図３】図３は本発明における再生コラーゲン繊維のＳ字形断面説明図
【図４】図４は本発明における再生コラーゲン繊維の繭形断面説明図
【図５】（５−１）は本発明における再生コラーゲン繊維の４葉形断面説明図 （５−２）は本発明における再生コラーゲン繊維の５葉形断面説明図 （５−３）は本発明における再生コラーゲン繊維の６葉形断面説明図 （５−４）は本発明における再生コラーゲン繊維の７葉形断面説明図 （５−５）は本発明における再生コラーゲン繊維の８葉形断面説明図
【図６】図６は本発明における再生コラーゲン繊維のキ形断面説明図
【図７】図７は本発明の実施例１に用いたノズル形状説明図
【図８】図８は本発明の実施例２に用いたノズル形状説明図
【図９】図９は本発明の実施例３に用いたノズル形形状説明図
【図１０】図１０は本発明の実施例４に用いたノズル形状説明図
【図１１】図１１は本発明の実施例５に用いたノズル形状説明図
【図１２】図１２は本発明の実施例６に用いたノズル形状説明図
【図１３】図１３は本発明の実施例７に用いたノズル形状説明図
【図１４】図１４は本発明の実施例８に用いたノズル形状説明図
【図１５】図１５は本発明の比較例２に用いたノズル形状説明図
【図１６】図１６は本発明の比較例３に用いたノズル形状説明図
【図１７】図１７は本発明の比較例４に用いたノズル形状説明図
【図１８】図１８は本発明の比較例５に用いたノズル形状説明図
【図１９】図１９は本発明の比較例６に用いたノズル形状説明図
【図２０】図２０は本発明の実施例１で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２１】図２１は本発明の実施例２で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２２】図２２は本発明の実施例３で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２３】図２３は本発明の実施例４で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２４】図２４は本発明の実施例５で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２５】図２５は本発明の実施例６で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２６】図２６は本発明の実施例７で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２７】図２７は本発明の実施例８で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２８】図２８は本発明の比較例１で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図２９】図２９は本発明の比較例２で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図３０】図３０は本発明の比較例３で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図３１】図３１は本発明の比較例４で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図３２】図３２は本発明の比較例５で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【図３３】図３３は本発明の比較例６で得られた再生コラーゲン繊維の断面説明図
【符号の説明】
【００５９】
α Ｙ字形断面の突起部分のなす角度
β Ｙ字形断面の突起部分のなす角度
γ Ｙ字形断面の突起部分のなす角度
ｐ Ｙ字形断面の突起部分の長さ
ｑ Ｙ字形断面の突起部分の幅
ａ Ｓ字形断面の幅
ｂ Ｃ字形断面の開口部の長さ
ｃ Ｃ字形断面の外径
ｄ 繭形断面の長さ
ｅ 繭形断面の窪み部分の長さ
ｆ キ形断面の突起部の長さ
ｇ キ形断面の突起部の長さ
ｈ キ形断面の突起部の長さ
ｉ キ形断面の突起部の長さ
Ｗ ４〜８葉形断面の突起部の幅
Ｌ ４〜８葉形断面の突起部の高さ
Ｒ 繭型断面の円形部の半径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｙ字形、Ｓ字形、Ｃ字形、繭形、４〜８葉形、キ形よりなる群から選ばれる少なくとも１種の断面形状を有することを特徴とする再生コラーゲン系人工毛髪用繊維。
【請求項２】
再生コラーゲン繊維が単官能エポキシ化合物及び金属アルミニウム塩を含むことを特徴とする請求項１に記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維。
【請求項３】
単官能エポキシ化合物が下記一般式（１）で表される単官能エポキシ化合物である請求項２に記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維。
【化１】
但し、ＲはＲ1−、Ｒ2−Ｏ−ＣＨ2−またはＲ2−ＣＯＯ−ＣＨ2−で表される置換基を示し、Ｒ1は炭素数２以上２０以下の炭化水素基またはＣＨ2Ｃｌであり、Ｒ2は炭素数４以上２０以下の炭化水素基を示す。
【請求項４】
再生コラーゲン繊維が金属アルミニウム塩で架橋されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維を含む、人工毛髪。
【請求項１】
Ｙ字形、Ｓ字形、Ｃ字形、繭形、４〜８葉形、キ形よりなる群から選ばれる少なくとも１種の断面形状を有することを特徴とする再生コラーゲン系人工毛髪用繊維。
【請求項２】
再生コラーゲン繊維が単官能エポキシ化合物及び金属アルミニウム塩を含むことを特徴とする請求項１に記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維。
【請求項３】
単官能エポキシ化合物が下記一般式（１）で表される単官能エポキシ化合物である請求項２に記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維。
【化１】
但し、ＲはＲ1−、Ｒ2−Ｏ−ＣＨ2−またはＲ2−ＣＯＯ−ＣＨ2−で表される置換基を示し、Ｒ1は炭素数２以上２０以下の炭化水素基またはＣＨ2Ｃｌであり、Ｒ2は炭素数４以上２０以下の炭化水素基を示す。
【請求項４】
再生コラーゲン繊維が金属アルミニウム塩で架橋されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の再生コラーゲン系人工毛髪用繊維を含む、人工毛髪。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２０１０−２４５８６（Ｐ２０１０−２４５８６Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８８４２７（Ｐ２００８−１８８４２７）
【出願日】平成２０年７月２２日（２００８．７．２２）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２２日（２００８．７．２２）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
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