(57)【要約】      （修正有）【課題】産業廃棄物として処理されていた羽毛の再利用を図ることができ、軽量、断熱性、吸排水性及び吸音性に富み、繊維相互の絡み合いを良好ならしめた羽毛繊維を製造する方法、その方法により得られる羽毛繊維、その羽毛繊維を用いた形態安定性に優れる不織布並びに繊維製品の提供。【解決手段】本発明の羽毛繊維は、例えば、羽毛に形状固定剤を付着させ、この状態で前記羽毛に石臼式回転摩砕処理を施すことで得られ、軽量、断熱性、吸排水性及び吸音性に富み、かつ他の繊維と絡み合い易いとの性質を持つ。この羽毛繊維１を用いた不織布１０としては、羽毛繊維１と比重が１．０以下の合成繊維２とを構成繊維とし、これら構成繊維相互を熱融着性繊維及びバインダーからなる結合材３によって結合したものを挙げることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽毛に形状固定剤を付着させ、この状態で前記羽毛に摩砕処理を施すことを特徴とする羽毛繊維の製造方法。
【請求項２】
摩砕処理が石臼式回転摩砕処理であることを特徴とする請求項１に記載の羽毛繊維の製造方法。
【請求項３】
砥石間のクリアランスを５０〜５００μｍとした状態で石臼式回転摩砕処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の羽毛繊維の製造方法。
【請求項４】
摩砕処理と同時に加熱又は蒸気による熱処理を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の羽毛繊維の製造方法。
【請求項５】
蒸気による熱処理を０．１〜５ＭＰａ、１００〜２００℃の条件下で行うことを特徴とする請求項４に記載の羽毛繊維の製造方法。
【請求項６】
形状固定剤がシステインまたはシステイン誘導体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の羽毛繊維の製造方法。
【請求項７】
羽毛に形状固定剤と共に抗菌剤を付着させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の羽毛繊維の製造方法。
【請求項８】
抗菌剤が４級アンモニウム塩類であることを特徴とする請求項７に記載の羽毛繊維の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の羽毛繊維の製造方法により得られる羽毛繊維。
【請求項１０】
請求項９に記載の羽毛繊維を構成繊維とする不織布。
【請求項１１】
請求項９に記載の羽毛繊維と比重が１．０以下の合成繊維とを構成繊維とすることを特徴とする不織布。
【請求項１２】
熱融着性繊維をさらに含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の不織布。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の不織布を用いた繊維製品。
【請求項１４】
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の不織布を用いた自動車用フロアマット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽毛繊維の製造方法、その製造方法により得られた羽毛繊維、羽毛繊維を構成繊維とする不織布並びに繊維製品に関する。詳細には、産業廃棄物として処理されていた羽毛の新たな再利用の道を提案するものであり、羽毛から軽量、断熱性、吸排水性及び吸音性に富み、繊維相互の絡み合いを良好ならしめた羽毛繊維の製造方法、その製造方法により得られる羽毛繊維、その羽毛繊維を用いた形態安定性に優れる不織布、並びに繊維製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
羽毛、特に食肉用として飼育されているニワトリや七面鳥などの羽毛は、食肉製造の増加と相まってその発生量は年々増加している。その大部分は産業廃棄物として焼却処分されたり埋め立て処理されたりしており、これを工業資源として有効利用する試みは一部ではなされてはいるものの、未だ実用化に至っていないのが現状であった。
【０００３】
一方、グースやダックアイダーなどの水鳥の羽毛は、防寒用の衣服や布団などの詰め物として利用されている。しかしこの羽毛は、羽毛同士が絡まないためにシート化ができず、その羽毛を利用した防寒用の衣服や布団は、キルティングにより区画し、その区画した部分に羽毛を詰め込むという利用形態が採られていた。しかし、区画した部分の隅々に羽毛を詰め込むことは難しく、しかも一旦詰め込んだ羽毛相互は固定されていないために、使用により羽毛が区画内の一部に偏ってしまうという不具合も生じていた。
【０００４】
そこで、産業廃棄物として処理されていた羽毛の再利用の道を図ると共に、軽量であり、しかも保温性に富む羽毛を繊維原料として使用する提案もなされている（例えば特許文献１参照）。これは、羽毛と熱融着性繊維との混合物を熱処理することにより、羽毛間に熱融着性繊維による点接着を発生せしめた羽毛マットである。
【０００５】
しかし、ここに示される羽毛マットにあっては、羽毛間を結合する熱融着性繊維の熱融着物による融着力では十分な融着力が得られないために、取り扱い時に該羽毛マットに外力が加わることで、羽毛が脱落したり、マット自体の形態が安定に保持されずに欠落したりするなど、長くその形態を保つことができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−２１６０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、産業廃棄物として処理されていた羽毛の再利用を図ることができ、軽量、断熱性、吸排水性及び吸音性に富み、繊維相互の絡み合いを良好ならしめた羽毛繊維を製造する方法、その方法により得られる羽毛繊維、その羽毛繊維を用いた形態安定性に優れる不織布並びに繊維製品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、羽毛に形状固定剤を付着させ、この状態で前記羽毛に摩砕処理を施すことを特徴とする羽毛繊維の製造方法をその要旨とした。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、摩砕処理が石臼式回転摩砕処理であることを特徴とする請求項１に記載の羽毛繊維の製造方法をその要旨とした。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、砥石間のクリアランスを５０〜５００μｍとした状態で石臼式回転摩砕処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の羽毛繊維の製造方法をその要旨とした。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、摩砕処理と同時に加熱又は蒸気による熱処理を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の羽毛繊維の製造方法をその要旨とした。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、蒸気による熱処理を０．１〜５ＭＰａ、１００〜２００℃の条件下で行うことを特徴とする請求項４に記載の羽毛繊維の製造方法をその要旨とした。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、形状固定剤がシステインまたはシステイン誘導体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の羽毛繊維の製造方法をその要旨とした。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、羽毛に形状固定剤と共に抗菌剤を付着させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の羽毛繊維の製造方法をその要旨とした。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、抗菌剤が４級アンモニウム塩類であることを特徴とする請求項７に記載の羽毛繊維の製造方法をその要旨とした。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の羽毛繊維の製造方法により得られる羽毛繊維をその要旨とした。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の羽毛繊維を構成繊維とする不織布をその要旨とした。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の羽毛繊維と比重が１．０以下の合成繊維とを構成繊維とすることを特徴とする不織布をその要旨とした。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、熱融着性繊維をさらに含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の不織布をその要旨とした。
【００２０】
請求項１３に記載の発明は、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の不織布を用いた繊維製品をその要旨とした。
【００２１】
請求項１４に記載の発明は、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の不織布を用いた自動車用フロアマットをその要旨とした。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の羽毛繊維の製造方法は、羽毛に形状固定剤を付着させておき、この状態で前記羽毛に摩砕処理（好ましくは石臼式回転摩砕処理）を施すことから、摩砕処理の過程で羽毛に加わる圧縮力、せん断力及び転がり摩擦によって該羽毛が羽毛繊維の状態に破砕されると共に、その摩砕処理時の羽毛繊維の形状が形状固定剤によって固定されるようになっている。尚、羽毛繊維の状態に破砕されるとは、羽毛の原形は消失しているが、羽毛の羽枝を構成する分岐状の繊維形態が一部に残存する程度に破砕されることをいう。
【００２３】
また羽毛は、摩砕処理時に加わる圧縮力、せん断力及び転がり摩擦によって羽毛繊維の状態に破砕されると共に、破砕された羽毛繊維はそのときの力によって捻れて折れ曲がる。羽毛繊維表面並びに繊維間には形状固定剤が存在していることから、捻れて折れ曲がった羽毛繊維の形状は前記形状固定剤によって固定されることになる。
【００２４】
本発明の製法により得られた羽毛繊維は、捻れて折れ曲がった形態が形状固定剤によって保持されており、他の繊維と絡み合い易いことから、該羽毛繊維を構成繊維とする軽量、断熱性、吸排水性及び吸音性に富み、形態安定性に優れる不織布、繊維製品を得ることができる。またこの羽毛繊維の表面並びに繊維間には、システインまたはシステイン誘導体などの形状固定剤が付着しているので、これが接着成分としても機能し、形態安定性に優れる不織布、繊維製品を得ることができる。
【００２５】
このように、本発明によれば、産業廃棄物として処理されていた羽毛を有用な繊維原料として再利用することができ、産業の発達に大いに寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の方法により製造された羽毛繊維を用いた不織布を示した要部拡大模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の羽毛繊維の製造方法、その製造方法により得られる羽毛繊維、その羽毛繊維を用いた形態安定性に優れる不織布、並びに繊維製品についてさらに詳しく説明する。まず、本発明の羽毛繊維の製造方法（以下、単に方法という）について説明する。本方法は、羽毛に形状固定剤を付着させ、この状態で羽毛に摩砕処理を施すことを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の方法に用いる羽毛としては、グースやダッククァイダーなどの水鳥の羽毛、ニワトリや七面鳥などの陸鳥の羽毛を用いることができる。水鳥の羽毛にはフェザーとダウンとがあるが、陸鳥の羽毛にはダウンはなく、フェザーだけである。羽毛繊維の製造には、いずれの羽毛を用いても良いが、特に羽毛のフェザーは多数の羽枝を有する特殊な構造を持っており、比重が０．２〜０．３ときわめて軽く、かつ保温性に優れる。このため、そのフェザーの量を多くすればする程、フェザーの持つ性質を高くすることができることから、フェザーとダウンの混合割合は、得られる羽毛繊維の用途や使用形態を考慮して適宜決定すればよい。
【００２９】
本発明の方法に用いる羽毛には、除塵、洗浄、脱脂及び殺菌といった前処理が施される。これらの前処理は、水洗後、エタノールやイソパノールなどのアルコールで複数回洗浄を繰り返すことで除塵、洗浄、脱脂及び殺菌を行う従来より知られる方法の他、水洗後の羽毛を水やメタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類の蒸気で処理する方法を採ることもできる。処理に用いる蒸気は、例えば０．１〜５ＭＰａ、１００〜２００℃の蒸気が好ましく、この高温、高圧に維持した蒸気の雰囲気中に羽毛を５〜１０分程度晒すことで、羽毛の洗浄、脱脂及び殺菌を一度に行うことができる。尚、高温、高圧に維持した蒸気の雰囲気中に羽毛を処理する場合、例えば、振とう型オートクレーブなどを用いることができる。
【００３０】
次に、前処理された羽毛に形状固定剤を付着させる。使用する形状固定剤としては、システインまたはシステイン誘導体、チオグリコール酸及びそのアンモニウム塩、モノエタノールアミンサルファイド及びジサルファイド、亜硫酸ナトリウム、チオグリセリン、チオ乳酸などのチオール化合物の１種若しくは２種以上の混合物を挙げることができる。羽毛の主要蛋白であるβ−ケラチンの分子内にはジサルファイド結合（−S−S−）が多く含まれており、上掲のチオール化合物からなる形状固定剤は、該形状固定剤の−ＳＨ基と羽毛のβ−ケラチン分子内のジサルファイド結合（−S−S−）との間で交換反応が発生し、β−ケラチン分子内のジサルファイド結合（−S−S−）を再結合可能な状態で開裂し、形状固定化を容易にする作用効果を奏する。中でもシステインまたはシステイン誘導体は、ジサルファイド結合（−S−S−）を再結合可能な状態で開裂する作用効果に優れており、しかも形状固定時及び固定後等における悪臭の発生、蛋白繊維の脆化を引き起こすことがなく、染料に対する影響も少なく繊維の色相に変化を与えないといったメリットと共に羽毛繊維相互を接着して結合する結合材としての機能も有する。
【００３１】
システインには、Ｄ−システイン、Ｌ−システイン、これらのラセミ体がある。システイン誘導体には、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−カプロイル−Ｌ−システイン、Ｎ−プロピオニル−Ｌ−システイン等のＮ−アシル−システイン又はこれらの塩（ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩及び塩酸塩、酢酸塩などの有機酸塩）、エステル類（メチル、エチル、プロピル等）などを挙げることができる。
【００３２】
形状固定剤は、水又はアルコール等の有機溶媒を溶媒として形状固定剤を含む溶液の形態で羽毛に付与する。形状固定剤の付着量としては、十分な形状固定効果を引き出すため、０．１％ｏｗｆ（on the weight of fiber）以上が好ましく、２．０％ｏｗｆを超えると超えた分だけの効果が期待できず不経済となるから、２．０％ｏｗｆ以下が好ましい。形状固定剤は、含浸、塗布、噴霧といった方法で羽毛に付与する。また、形状固定剤溶液のｐＨは、溶液の安定化と十分で効果的な形状固定を実現するため、ｐＨ６．０〜９．０の範囲が好ましい。また溶液中には、界面活性剤、浸透剤、膨潤剤等を適宜添加することができる。
【００３３】
また、形状固定剤を含む溶液中には抗菌剤を添加することができる。抗菌剤としては、特に限定されないが、例えば、アルキルピリジニウム塩、ベンザルコニウム塩、アルキルイソキノリウム塩等の４級アンモニウム塩類が好ましい。形状固定剤と共に羽毛に付与され付着した４級アンモニウム塩類は、羽毛（羽毛繊維）のβ−ケラチンに強力に吸着する性質を有しており、４級アンモニウム塩類による殺菌性が安定的に保持される。また、羽毛繊維に強固に付着した４級アンモニウム塩類により、羽毛繊維の腐敗を効果的に防止することができる。
【００３４】
次に、形状固定剤を付着させた羽毛に摩砕処理を施す。摩砕処理とは、羽毛を羽毛繊維の状態に破砕する処理をいう。羽毛繊維の状態に破砕するとは、羽毛の原形は消失しているが、羽毛の羽枝を構成する分岐状の繊維形態が一部に残存する程度に破砕することをいう。この摩砕処理には、ミル、クラッシャーなどの各種の摩砕機や粉砕機、例えば石臼式回転摩砕機、遊星ボールミル摩砕機、振動ボールミル粉砕機などを用いることができる。摩砕処理により、羽毛は摩砕処理時に加わる圧縮力、せん断力及び転がり摩擦によって羽毛繊維の状態に破砕されると共に、破砕された羽毛繊維はそのときの力によって捻れて折れ曲がる。羽毛繊維表面並びに繊維間には上述の形状固定剤が存在していることから、捻れて折れ曲がった羽毛繊維の形状はこの形状固定剤によって固定されることになる。羽毛繊維の繊維長としては、他の繊維との絡み合いを良好ならしめるため、３０ｍｍ〜８０ｍｍが好ましい。
【００３５】
摩砕処理に用いる摩砕機や粉砕機の中でも石臼式回転摩砕機は、羽毛を回転する上下２枚の砥石間に挟んで磨り潰して羽毛繊維にまで破砕することから、そのときに加わる圧縮力、せん断力及び転がり摩擦力が大きく、より効果的に羽毛を羽毛繊維に破砕することが可能であると共に、その際、該処理により得られる羽毛繊維の捻れ、折れ曲がり形状は大きいことから、羽毛繊維表面及び羽毛繊維間に付着する形状固定剤によって形状固定された羽毛繊維は、さらに他の繊維と絡み合い易くなる。上下２枚の砥石間のクリアランスとしては任意であるが、余りにクリアランスを小さくすると、羽毛を羽毛繊維の状態に破砕することができず、粉状にまで破砕することになる。砥石間のクリアランスとして、好ましくは５０〜５００μｍである。
【００３６】
また摩砕処理と同時に、加熱又は蒸気による熱処理を行うこともできる。摩砕処理と同時に蒸気による熱処理を行う場合、その条件としては、０．１〜５ＭＰａ、１００〜２００℃が好ましい。この場合、使用する蒸気は、水又はアルコールが望ましい。摩砕処理と同時に、加熱又は蒸気による熱処理を行うことで、羽毛の摩砕効率が高まると共に、形状固定剤と羽毛のβ−ケラチン分子内のジサルファイド結合（−S−S−）との間で生じる交換反応をさらに効果的に促進することになる。
【００３７】
本発明の方法により製造される羽毛繊維は、軽量、断熱性、吸排水性及び吸音性に富み、しかも捻れて折れ曲がった形態が形状固定剤によって保持されており、他の繊維と絡み合い易いという特性を有している。このため、この羽毛繊維を繊維素材として用いることで軽量、断熱性、吸排水性及び吸音性に富む繊維製品を得ることができる。
【００３８】
以下、本発明の方法により製造された羽毛繊維を構成繊維とする不織布について説明する。図１には、本発明の方法により製造された羽毛繊維を用いた不織布が示されている。図１に示す不織布１０は、羽毛繊維１と比重が１．０以下であって、熱融着性繊維である合成繊維２とを構成繊維とするものであり、互いに絡み合う羽毛繊維１と合成繊維２の各構成繊維相互が熱融着性繊維を兼ねる合成繊維２の熱融着物及びバインダーからなる結合材３で結合されたものである。図１の例では、羽毛繊維１には、ニワトリ（ブロイラー）の羽毛を水洗、水蒸気処理後、これにシステインと４級アンモニウム塩類とを含む水溶液を浸漬し、システインが純分で１．０％ｏｗｆの付着量となるように付着させ、次いで、これを石臼式回転摩砕機を用いて繊維長３０ｍｍ〜８０ｍｍの長さに摩砕し同時に、摩砕処理により捻れて折れ曲がった繊維形状を固定したものを用いた。
【００３９】
比重が１．０以下の合成繊維２としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタンなどを挙げることができる。繊維の繊度は任意であるが、０．５〜１５デニール、繊維長３０ｍｍ〜１１０ｍｍのものが好ましい。羽毛繊維と合成繊維の比率としては任意であるが、後述の熱融着性繊維を用いる場合、重量比で５０：５０〜９０：１０の範囲が好ましい。羽毛繊維の比率が５０を下回ると、羽毛繊維が持つ軽量、保温性、断熱性及び吸排水性といった特性が期待できなくなり、羽毛繊維の比率が９０を上回ると形態安定性が悪くなるからである。
【００４０】
熱融着性繊維としては、ポリプロピレン／ポリエチレン、高融点ポリプロピレン／低融点ポリプロピレンを組み合わせたサイドバイサイド型或いは芯鞘型の複合繊維が好ましい。図１に示す例では、比重が１．０以下の合成繊維であって熱融着性繊維であるポリプロピレン／ポリエチレン芯鞘型複合繊維を用いた。
【００４１】
また、羽毛繊維と比重が１．０以下の合成繊維のウェブ形成法としては、従来より知られるエアレイ法や乾式パルプ法を用いることができる。図１に示す不織布の場合、羽毛繊維とポリプロピレン／ポリエチレン芯鞘型複合繊維を８０：２０の割合で混綿し、エアレイ装置で均一に開繊してウェブを形成した。
【００４２】
ウェブ形成後は、加熱オーブンやサクションドライヤーなどの加熱手段を用いて加熱することにより、熱融着性繊維を熱溶融させて構成繊維相互の接着を行い、羽毛繊維不織布を得ることができる。不織布の目付や厚さは用途や使用状態により適宜決定すると良い。
【００４３】
また、熱融着性繊維に代えて或いは熱融着性繊維と共に該不織布を構成する羽毛繊維と合成繊維の繊維相互の結合材として、バインダーを適用することもできる。使用するバインダーとしては、例えば、ポリウレンタン系、アクリル酸エステル系、ポリエステル系、エチレン−酢酸ビニル共重合体系などのバインダーを用いることができる。バインダーは、スプレー散布など従来より知られた方法により不織布（ウェブ）に付与することができる。
【００４４】
また、熱融着性繊維の熱融着などによって構成繊維相互を結合した不織布には、さらにニードルパンチや水流絡合などの絡合処理を施すこともできる。図１に示す不織布の場合、さらにニードルパンチにより繊維相互を絡合させた。
【００４５】
尚、本発明は、例えば、ニワトリと七面鳥の羽毛を併用するなど、特許請求の範囲に記載した範囲で自由に実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の方法により製造された羽毛繊維は、摩砕処理により捻れて折れ曲がった繊維形状を形状固定剤で固定したものであり、軽量、断熱性、吸排水性及び吸音性に富み、しかも他の繊維と絡み合い易いという特性を有している。このため、この羽毛繊維を用いた不織布は、軽量、断熱性、吸排水性及び吸音性に優れると共に形態安定性に優れており、自動車用フロアマット、自動車、列車、航空機或いは船舶などの輸送機の床面に敷設するカーペットや内装材、一般家屋やビルの床面に敷設するカーペットやマットなどの基布や中綿、或いは繊維質バッキング材として利用することができる。また、家屋やビルの室内の壁材や断熱材として、水道管やガス管の断熱材として、或いは家屋やビルの排水管カバーにおける吸音材として好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
羽毛繊維  ・・・１
合成繊維  ・・・２
結合材    ・・・３
不織布    ・・・１０
【図１】
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