JPH06192577A - 熱可塑性素材及びその製造方法 - Google Patents

熱可塑性素材及びその製造方法

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JPH06192577A
JPH06192577A JP35786392A JP35786392A JPH06192577A JP H06192577 A JPH06192577 A JP H06192577A JP 35786392 A JP35786392 A JP 35786392A JP 35786392 A JP35786392 A JP 35786392A JP H06192577 A JPH06192577 A JP H06192577A
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JP
Japan
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zein
gluten meal
corn gluten
thermoplastic material
thermoplasticizer
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JP35786392A
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English (en)
Inventor
Nobuhiro Hasegawa
信弘 長谷川
Kazumasa Suzuki
一正 鈴木
Takanori Ishii
孝典 石井
Mitsugi Hayashi
貢 林
Genichi Danno
源一 団野
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SANEI TOUKA KK
Original Assignee
SANEI TOUKA KK
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Publication date
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics

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  • Wrappers (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 コーングルテンミール、コーングルテンミー
ルからゼイン溶解溶媒で抽出したゼイン含有物質、コー
ングルテンミールのゼイン抽出残渣成分含有物質を用い
る他に、必要に応じて、熱可塑化剤を用いて熱可塑性素
材を製造する。 【効果】 生分解性を有する熱可塑性素材を提供するこ
とができ、廃棄物による環境問題の解決に貢献すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
【０００２】本発明は熱可塑性素材及びその製造方法に
関し、詳細には、とうもろこしの蛋白質であるゼイン又
はゼインを大量に含有するコーングルテンミール及びコ
ーングルテンミールからエタノール水溶液等ゼインを溶
解する溶媒で抽出したグルテリンを主成分とする残渣を
原料として作られた食品容器あるいは食品包装材料とし
ても安全なプラスチック様の生分解性の熱可塑性素材及
びその製造方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
【０００４】ゼインは１９４０年から１９６０年頃にか
けてアメリカのＣＯＲＮ ＰＲＯＤＵＣＴＳ ＲＥＦＩ
ＮＩＮＧ ＣＯ．，のＳＷＡＬＬＥＮ等により開発され
（INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY Vol.33,No.3
394-398 1941参照）、アルコール可溶の蛋白質として
樹脂様の皮膜を形成するところよりコーティング材、接
着剤、膜等に使用されたが石油化学の発展にともない安
価なプラスチック製品が出回り、その生産は極端に縮小
された。
【０００５】最近になって、ゼインは可食性のコーティ
ング材として見直され、二、三の研究も報告されている
が皮膜材の域を出ておらず、熱可塑性の素材を作ること
に関する研究はなかった（FOOD TECHNOLOGY Vol.44,No.
10, 63-69,1990、特開平４−７９８４６号公報参照）。
【０００６】又、とうもろこし蛋白質の類似品として大
豆蛋白、小麦蛋白がある。
【０００７】しかし、大豆蛋白や小麦蛋白は、熱硬化性
であり一度硬化すると加熱しても軟化せず、ゼインと全
く性質の異なるものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】現在は石油化学の発展により石油系合成プ
ラスチックの全盛時代であり我々もその恩恵に浴してい
るのであるが、一方廃棄プラスチックが公害問題として
深刻化しつつあるのが現状であり、生分解性のプラスチ
ック出現の要望が高くなっている。
【００１０】従って、廃棄物による環境問題の解決に貢
献することができるように、生分解性を有する、熱可塑
性素材が求められている。
【００１１】なお、一般的に動・植物に由来する天然高
分子物質、即ち澱粉、セルロース、リグニン、蛋白質は
生分解性素材として利用できると考えられている。
【００１２】しかし、植物性蛋白を利用した熱可塑性素
材の研究或は実用例は無く、これらのうち熱可塑性物質
として報告されているものは今までに全くない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
【００１４】そこで、本発明者らは、コーンスターチ工
場の副産物として大量生産される蛋白質であるコーング
ルテンミールに着目し、従来の皮膜材だけでなく熱可塑
性素材化について研究し、その素材を提供することによ
り環境問題にきびしい社会に役立てたいと考えた。
【００１５】本発明者等は、鋭意研究の結果、とうもろ
こし蛋白そのものに熱可塑性が存在することを見出し、
多目的の成型加工が可能であり、熱可塑性素材として利
用できることを明らかにした。
【００１６】即ち、本発明者らは、前記課題を解決する
ため鋭意研究した結果、コーングルテンミール、コーン
グルテンミールをエタノール等のゼインを溶解する溶媒
で抽出したゼイン含有物質、及び、その抽出残渣に熱可
塑性が存在することを発見した。
【００１７】更に、本発明者らは、それぞれのロール練
り加工温度は、グリセリン等の適当な熱可塑化剤を添加
する事により熱可塑性素材として実用可能な範囲まで低
下させる事が可能となることを発見した。
【００１８】コーングルテンミールは、コーンスターチ
工場の副産物として大量生産されており、工業原料とし
てよい原料でありそのまま使用が可能である。
【００１９】コーングルテンミールの成分組成の一例を
あげると下記の通り。
【００２０】蛋白質:６８％,油脂:６％,糖質:２２％,繊
維:１％,灰分:１％,その他:２％
【００２１】このものよりゼインを含有する溶媒抽出物
及び溶媒抽出残渣の調製は、次の通り行うことができ
る。
【００２２】ゼインの調製は、乾燥したコーングルテン
ミールを脱脂した後、含水エタノール、もしくは含水イ
ソプロパノール溶液で抽出する等公知の方法で得られる
ものをそのまま用いることが出来る。
【００２３】ゼイン以外の蛋白の調製は、前記ゼイン抽
出後の残渣を乾燥して得られる。
【００２４】こうして得られたコーングルテンミール、
ゼイン及びコーングルテンミールの７０％エタノールに
よるゼイン抽出残渣のロール練り加工温度及び組成は、
表１の通り。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１に示すように、コーングルテンミー
ル、ゼインを主成分として含有する溶媒抽出物（以後、
単に、ゼインと表現することもある。）及び溶媒抽出残
渣（以後、単に、ゼイン抽出残渣と表現することもあ
る。）の全てに熱可塑性は存在しているが、その軟化点
であるロール練り加工温度は非常に高い。
【００２７】下記の表２に示すように、熱可塑化剤の一
例としてグリセリンを種々の割合で混合した場合、それ
らのロール練り加工温度を低下させることができる。
【００２８】
【表２】
【００２９】表２に示すように、グリセリンの添加量
は、１０〜７０％変化させることが可能である。
【００３０】更に、熱可塑化剤としてのグリセリンの添
加量を増加させると、得られたロール練り品及びプレス
加工品には、柔軟性が認められる。
【００３１】又、他の熱可塑化剤を２０％添加した際の
ロール練り加工温度への影響を、表３に示す。
【００３２】
【表３】
【００３３】表３によると、熱可塑化剤としてグリセリ
ン、エチレングリコール、尿素、乳酸等を添加した場合
にロール練り加工温度を低下させる効果が顕著である。
【００３４】以上により、コーングルテンミール、ゼイ
ン及びゼイン抽出残渣に適当な熱可塑化剤を添加するこ
とにより比較的低温で成型加工が可能となり、加熱によ
る熱分解の虞もなく良好な成型品が出来ることを見出し
た。
【００３５】本発明の課題を解決するための手段は、下
記のとおりである。
【００３６】第１に、コーングルテンミールを用いて製
造された、熱可塑性素材である。
【００３７】
【００３８】第２に、コーングルテンミールからゼイン
溶解溶媒で抽出したゼイン含有物質を用いて製造され
た、熱可塑性素材である。
【００３９】第３に、コーングルテンミールのゼイン抽
出残渣成分含有物質を用いて製造された、熱可塑性素材
である。
【００４０】第４に、コーングルテンミールと、熱可塑
化剤とを用いて製造された、熱可塑性素材である。
【００４１】第５に、コーングルテンミールからゼイン
溶解溶媒で抽出したゼイン含有物質と、熱可塑化剤とを
用いて製造された、熱可塑性素材である。
【００４２】第６に、コーングルテンミールのゼイン抽
出残渣成分含有物質と、熱可塑化剤とを用いて製造され
た、熱可塑性素材である。
【００４３】第７に、熱可塑化剤として、多価アルコー
ル、尿素、有機酸、脂肪酸、合成プラスチック用可塑剤
の中から選択されるものを用いる、上記第４〜６のいず
れかに記載の熱可塑性素材である。
【００４４】第８に、コーングルテンミールを用いて製
造することを特徴とする、熱可塑性素材の製造方法であ
る。
【００４５】第９に、コーングルテンミールからゼイン
溶解溶媒でゼイン含有物質を抽出し、該ゼイン含有物質
を用いて製造することを特徴とする、熱可塑性素材の製
造方法である。
【００４６】第１０に、コーングルテンミールからゼイ
ン溶解溶媒によってゼイン含有物質を抽出した後のゼイ
ン抽出残渣成分含有物質を用いて製造することを特徴と
する、熱可塑性素材の製造方法である。
【００４７】第１１に、コーングルテンミールと、熱可
塑化剤とを用いて製造することを特徴とする、熱可塑性
素材の製造方法である。
【００４８】第１２に、コーングルテンミールからゼイ
ン溶解溶媒でゼイン含有物質を抽出し、該ゼイン含有物
質と、熱可塑化剤とを用いて製造することを特徴とす
る、熱可塑性素材の製造方法である。
【００４９】第１３に、コーングルテンミールからゼイ
ン溶解溶媒によってゼイン含有物質を抽出した後のゼイ
ン抽出残渣成分含有物質と、熱可塑化剤とを用いて製造
することを特徴とする、熱可塑性素材の製造方法であ
る。
【００５０】第１４に、熱可塑化剤として、多価アルコ
ール、尿素、有機酸、脂肪酸、合成プラスチック用可塑
剤の中から選択されるものを用いて製造する、上記第１
１〜１３のいずれかに記載の熱可塑性素材の製造方法で
ある。
【００５１】ここで、コーングルテンミールからゼイン
溶解溶媒で抽出したゼイン含有物質とは、コーングルテ
ンミールからエタノール水溶液等のゼインを溶解する溶
媒で抽出してなるゼイン又はゼインを主成分とする物質
のことを示している。
【００５２】また、ゼイン抽出残渣成分含有物質とは、
ゼインを抽出した残渣成分からなる物質のことを示して
いる。
【００５３】熱可塑化剤とは、熱可塑化を促進する物質
のことを示している。
【００５４】熱可塑化剤として用いる多価アルコールに
は、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ソルビット等を用いることができる。
【００５５】同じく熱可塑化剤としての有機酸には、乳
酸等を用いることができる。
【００５６】同じく熱可塑化剤としての脂肪酸には、オ
レイン酸、リノール酸等を用いることができる。
【００５７】同じく熱可塑化剤としての合成プラスチッ
ク用可塑剤には、フタル酸ジブチル、燐酸トリクレシ
ル、塩化パラフィン、塩化ビニール等を用いることがで
きる。
【００５８】これらの熱可塑化剤を用いると、とうもろ
こし蛋白を単独で用いるより、ロール練り加工温度を引
き下げることができる。
【００５９】
【実施例１】
【００６０】原材料は、とうもろこし蛋白としてコーン
スターチ工程で製造されるコーングルテンミールを８０
ｇ、熱可塑化剤としてグリセリンを２０ｇ使用し、ミキ
サーで充分混合した。
【００６１】この混合物を、(株)江藤製作所製ミキシン
グロール機（形式６−４）でロール練りを実施した。
【００６２】ミキシングロール機の加熱温度を変化さ
せ、ロール練りの出来る温度を求めた結果、コーングル
テンミール８０％、グリセリン２０％の配合では、１２
０℃〜１２５℃のロール練り加工温度が得られた。
【００６３】ロール練りについては、１２０℃〜１２５
℃で１５分間実施した。
【００６４】加熱時は柔軟性が認められ室温に放置する
と硬化した。
【００６５】ロール練り終了後ミキサーで粉砕し、プレ
ス成型を実施した。
【００６６】プレス成型には、(株)東邦インターナショ
ナル製油圧成型機（形式ＴＡ−５０、最大圧力２００ｋ
ｇ／ｃｍ2 ）を使用し、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１ｍ
ｍの板を作れる金型を使用した。
【００６７】この金型に前述の粉砕品６０ｇを投入、上
下の加熱板は１２５℃に設定し、２００ｋｇ／ｃｍ2 で
１分間プレス成型した。
【００６８】その結果、厚さ３．５ｍｍ×１５０ｍｍ×
１５０ｍｍの光沢があり、半透明の樹脂状の板が得られ
た。
【００６９】
【実施例２】
【００７０】原材料は、とうもろこし蛋白としてコーン
グルテンミールから抽出されたゼインを主成分とする蛋
白を使用した。
【００７１】熱可塑化剤としては、グリセリンを使用し
た。
【００７２】ゼインを主成分とする蛋白の調製法は、次
の通り行った。
【００７３】コーンスターチ工場で製造されるコーング
ルテンミール１ｋｇを原料として使用し、ｎ−ヘキサン
１０リットルを加え、５０℃に加温して脱脂した。
【００７４】この操作を３回繰り返すことで、粗脂肪含
有量は、６％から１％以下に減少した。
【００７５】次いで、ｎ−ヘキサンを除去し、脱脂グル
テンミール９４０ｇを得た。
【００７６】脱脂グルテンミール９４０ｇに対し、７０
％エタノール１０リットルを加え、６０℃に加温して、
ゼインを主成分とする蛋白を抽出した。
【００７７】抽出液は、スプレードライヤー法で乾燥
し、ゼインを主成分とする蛋白４００ｇを得た。
【００７８】本ゼインを主成分とする蛋白８０ｇに熱可
塑化剤としてグリセリン２０ｇを加え、ミキサーを使用
し充分に混合した。
【００７９】この混合物を、(株)江藤製作所製ミキシン
グロール機（形式６−４）でロール練りを実施した。
【００８０】ミキシングロール機の加熱温度を変化さ
せ、ロール練りの出来る温度を求めた。
【００８１】その結果、ゼイン８０％、グリセリン２０
％の配合では、８５℃〜９０℃のロール練り加工温度が
得られた。
【００８２】ロール練りについては、８５℃〜９０℃で
１５分間実施した。
【００８３】加熱時は柔軟性が認められ、室温に放置す
ると硬化した。
【００８４】ロール練り終了後ミキサーで粉砕し、プレ
ス成型を実施した。
【００８５】プレス成型には、(株)東邦インターナショ
ナル製油圧成型機（形式ＴＡ−５０、最大圧力２００ｋ
ｇ／ｃｍ2 ）を使用し、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１ｍ
ｍの板を作れる金型を使用した。
【００８６】この金型に前述の粉砕品６０ｇを投入し、
上下の加熱板は１００℃に設定し、２００ｋｇ／ｃｍ2
で１分間プレス成型した。
【００８７】その結果、厚さ３．５ｍｍ×１５０ｍｍ×
１５０ｍｍの光沢があり、しかも透明感のある樹脂状の
板が得られた。
【００８８】
【実施例３】
【００８９】原材料は、とうもろこし蛋白としてコーン
グルテンミールからゼインを主成分とする蛋白を抽出し
た残渣を使用した。
【００９０】熱可塑化剤としては、乳酸を使用した。
【００９１】コーングルテンミールからゼインを主成分
とする蛋白を抽出した残渣の調製法は、次の通り行っ
た。
【００９２】コーンスターチ工場で製造されるコーング
ルテンミール１ｋｇを原料として使用し、ｎ−ヘキサン
１０リットルを加え、５０℃に加温して脱脂した。
【００９３】この操作を３回繰り返すことで、粗脂肪含
有量は、６％から１％以下に減少した。
【００９４】次いで、ｎ−ヘキサンを除去し、脱脂グル
テンミール９４０ｇを得た。
【００９５】脱脂グルテンミール９４０ｇに対し、７０
％エタノール１０リットルを加え、６０℃に加温して、
ゼインを主成分とする蛋白を抽出した。
【００９６】その抽出残渣からエタノールを除去し乾燥
することにより、抽出残渣粉末５００ｇを得た。
【００９７】本抽出残渣粉末８０ｇに熱可塑化剤として
乳酸２０ｇを加え、ミキサーを使用し充分に混合した。
【００９８】この混合物を、(株)江藤製作所製ミキシン
グロール機（形式６−４）でロール練りを実施した。
【００９９】ミキシングロール機の加熱温度を変化さ
せ、ロール練りの出来る温度を求めた。
【０１００】その結果、抽出残渣粉末８０％、乳酸２０
％の配合では、１４５℃〜１５０℃のロール練り加工温
度が得られた。
【０１０１】ロール練りについては、１４５℃〜１５０
℃で１５分間実施した。
【０１０２】加熱時は柔軟性が認められ、室温に放置す
ると硬化した。
【０１０３】ロール練り終了後ミキサーで粉砕し、プレ
ス成型を実施した。
【０１０４】プレス成型には、(株)東邦インターナショ
ナル製油圧成型機（形式ＴＡ−５０、最大圧力２００ｋ
ｇ／ｃｍ2 ）を使用し、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１ｍ
ｍの板を作れる金型を使用した。
【０１０５】この金型に前述の粉砕品６０ｇを投入し、
上下の加熱板は１６０℃に設定し、２００ｋｇ／ｃｍ2
で１分間プレス成型した。
【０１０６】その結果、厚さ３．５ｍｍ×１５０ｍｍ×
１５０ｍｍの光沢のある樹脂状の板が得られた。
【０１０７】
【発明の効果】
【０１０８】本発明によれば、生分解性を有する熱可塑
性素材を提供することができ、廃棄物による環境問題の
解決に貢献することができる。
【０１０９】なお、本発明で用いる原材料のコーングル
テンミールは資源的に豊富で、価格も安く小麦グルテン
より安価であり、汎用生分解プラスチック素材として充
分に利用できる。
【０１１０】更に、熱可塑性であるため種々の加工成型
が可能であり、再利用も出来る。
【０１１１】又、熱可塑化剤の添加量により柔軟性を自
由にコントロール出来、種々の成型品の製造が可能であ
る。
【０１１２】同時に本発明品は生分解性であるため堆肥
化が可能であり、廃プラスチックによる環境問題解決に
大いに貢献する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 団野 源一 神戸市西区秋葉台３−45−34

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コーングルテンミールを用いて製造され
    た、熱可塑性素材。
  2. 【請求項２】 コーングルテンミールからゼイン溶解溶
    媒で抽出したゼイン含有物質を用いて製造された、熱可
    塑性素材。
  3. 【請求項３】 コーングルテンミールのゼイン抽出残渣
    成分含有物質を用いて製造された、熱可塑性素材。
  4. 【請求項４】 コーングルテンミールと、熱可塑化剤と
    を用いて製造された、熱可塑性素材。
  5. 【請求項５】 コーングルテンミールからゼイン溶解溶
    媒で抽出したゼイン含有物質と、熱可塑化剤とを用いて
    製造された、熱可塑性素材。
  6. 【請求項６】 コーングルテンミールのゼイン抽出残渣
    成分含有物質と、熱可塑化剤とを用いて製造された、熱
    可塑性素材。
  7. 【請求項７】 熱可塑化剤として、多価アルコール、尿
    素、有機酸、脂肪酸、合成プラスチック用可塑剤の中か
    ら選択されるものを用いる、請求項４〜６のいずれかに
    記載の熱可塑性素材。
  8. 【請求項８】 コーングルテンミールを用いて製造する
    ことを特徴とする、熱可塑性素材の製造方法。
  9. 【請求項９】 コーングルテンミールからゼイン溶解溶
    媒でゼイン含有物質を抽出し、該ゼイン含有物質を用い
    て製造することを特徴とする、熱可塑性素材の製造方
    法。
  10. 【請求項１０】 コーングルテンミールからゼイン溶解
    溶媒によってゼイン含有物質を抽出した後のゼイン抽出
    残渣成分含有物質を用いて製造することを特徴とする、
    熱可塑性素材の製造方法。
  11. 【請求項１１】 コーングルテンミールと、熱可塑化剤
    とを用いて製造することを特徴とする、熱可塑性素材の
    製造方法。
  12. 【請求項１２】 コーングルテンミールからゼイン溶解
    溶媒でゼイン含有物質を抽出し、該ゼイン含有物質と、
    熱可塑化剤とを用いて製造することを特徴とする、熱可
    塑性素材の製造方法。
  13. 【請求項１３】 コーングルテンミールからゼイン溶解
    溶媒によってゼイン含有物質を抽出した後のゼイン抽出
    残渣成分含有物質と、熱可塑化剤とを用いて製造するこ
    とを特徴とする、熱可塑性素材の製造方法。
  14. 【請求項１４】 熱可塑化剤として、多価アルコール、
    尿素、有機酸、脂肪酸、合成プラスチック用可塑剤の中
    から選択されるものを用いて製造する、請求項１１〜１
    ３のいずれかに記載の熱可塑性素材の製造方法。
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