JPH0625260B2 - 新規な生分解性複合材料及びその製造方法 - Google Patents
新規な生分解性複合材料及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0625260B2 JPH0625260B2 JP17007690A JP17007690A JPH0625260B2 JP H0625260 B2 JPH0625260 B2 JP H0625260B2 JP 17007690 A JP17007690 A JP 17007690A JP 17007690 A JP17007690 A JP 17007690A JP H0625260 B2 JPH0625260 B2 JP H0625260B2
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- JP
- Japan
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- chitosan
- composite material
- protein
- strength
- cellulose fibers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は優れた強度を有するとともに、土壌中の微生物
により分解可能な、新規な生分解性複合材料に関するも
のであり、包装用、農園芸用のフィルム及び資材、成形
トレー等の分野で有用である。
により分解可能な、新規な生分解性複合材料に関するも
のであり、包装用、農園芸用のフィルム及び資材、成形
トレー等の分野で有用である。
従来よりセルロース、澱粉、キトサン、蛋白質等の天然
物を素材とした成形体が数多く知られている。しかし、
これらはいずれも汎用のプラスチックに比べて強度が弱
く、また水中で溶解したり、湿潤状態での強度が極めて
弱い等の問題点を有している。
物を素材とした成形体が数多く知られている。しかし、
これらはいずれも汎用のプラスチックに比べて強度が弱
く、また水中で溶解したり、湿潤状態での強度が極めて
弱い等の問題点を有している。
これらの問題点を改良するために、例えば、澱粉を用い
る成形体の場合はホルムアルデヒド等の架橋剤を反応さ
せたり、蛋白質を用いる成形体の場合はイソシアネート
やジメチロール尿素等の架橋剤を反応させ、またキトサ
ンを用いる成形体の場合はアルカリ固定する等の、煩雑
な操作が行われている。
る成形体の場合はホルムアルデヒド等の架橋剤を反応さ
せたり、蛋白質を用いる成形体の場合はイソシアネート
やジメチロール尿素等の架橋剤を反応させ、またキトサ
ンを用いる成形体の場合はアルカリ固定する等の、煩雑
な操作が行われている。
本発明者等は天然素材であるセルロースとキトサンを複
合させるという簡単な方法により、汎用のプラスチック
と同等またはそれ以上の強度を有し、水中や湿潤状態で
も充分な強度を保持する新規な複合材料が得られること
を見出し特許出願した。（特開 平２−６６８９） この複合材料はまた土壌中の微生物により分解され、近
年、プラスチック公害が問題化する中で、無公害の成形
材料として有用であることも見出された。
合させるという簡単な方法により、汎用のプラスチック
と同等またはそれ以上の強度を有し、水中や湿潤状態で
も充分な強度を保持する新規な複合材料が得られること
を見出し特許出願した。（特開 平２−６６８９） この複合材料はまた土壌中の微生物により分解され、近
年、プラスチック公害が問題化する中で、無公害の成形
材料として有用であることも見出された。
上記、セルロースとキトサンよりなる新規な複合材料は
速い微生物分解速度を有し、またキトサン量や複合化の
際の温度を変えることにより、強度や微生物分解速度を
調整することが可能であるが、利用用途によれば更に速
い微生物分解速度が要求される場合がある。
速い微生物分解速度を有し、またキトサン量や複合化の
際の温度を変えることにより、強度や微生物分解速度を
調整することが可能であるが、利用用途によれば更に速
い微生物分解速度が要求される場合がある。
本発明者等は、上記セルロースとキトサンからなる新規
な複合材料の微生物分解速度を更に速めるとともに、そ
の速度を任意に調整できる方法を鋭意検討した結果、微
細セルロース繊維とキトサンに、蛋白質を添加して複合
化することにより、強度をあまり低下させることなく微
生物分解速度を速め、また添加量を変えることにより微
生物分解速度を調整できることを見出し本発明に至っ
た。
な複合材料の微生物分解速度を更に速めるとともに、そ
の速度を任意に調整できる方法を鋭意検討した結果、微
細セルロース繊維とキトサンに、蛋白質を添加して複合
化することにより、強度をあまり低下させることなく微
生物分解速度を速め、また添加量を変えることにより微
生物分解速度を調整できることを見出し本発明に至っ
た。
本発明において使用されるセルロース繊維としては木
材、藁、綿、麻、竹、バガス等の植物から得られるセル
ロース、ヘミセルロース、リグノセルロース、ペクトセ
ルロースや菌が生産するバクテリアセルロース等からな
る繊維が挙げられる。
材、藁、綿、麻、竹、バガス等の植物から得られるセル
ロース、ヘミセルロース、リグノセルロース、ペクトセ
ルロースや菌が生産するバクテリアセルロース等からな
る繊維が挙げられる。
これらのセルロース繊維は公知の種々の方法で微細化で
きるが、特に微細に叩解されたセルロース繊維が好まし
く用いられる。
きるが、特に微細に叩解されたセルロース繊維が好まし
く用いられる。
微細セルロース繊維の大きさについては、長さ３０００
μ以下、直径５０μ以下であり、特に長さ１０００μ以
下、直径３０μ以下が好ましい。微細セルロース繊維の
大きさが上記の範囲を越えると、強度や透明性が低下し
て好ましくない。
μ以下、直径５０μ以下であり、特に長さ１０００μ以
下、直径３０μ以下が好ましい。微細セルロース繊維の
大きさが上記の範囲を越えると、強度や透明性が低下し
て好ましくない。
本発明において使用されるキトサンは、カニ、エビ等の
甲殻類の殻、昆虫類の外皮、菌糸体等から得られるキチ
ンに化学的あるいは生物学的処理を加えて脱アセチル化
したものである。
甲殻類の殻、昆虫類の外皮、菌糸体等から得られるキチ
ンに化学的あるいは生物学的処理を加えて脱アセチル化
したものである。
キトサンの分子量、脱アセチル化度は特に制限はない
が、溶解性の点で脱アセチル化度は６０％以上のものが
好ましい。
が、溶解性の点で脱アセチル化度は６０％以上のものが
好ましい。
キトサンはそのままでは水に溶けないので、塩酸等の無
機酸、又は蟻酸、酢酸、乳酸等の有機酸でキトサン塩と
して水溶性にして使用される。
機酸、又は蟻酸、酢酸、乳酸等の有機酸でキトサン塩と
して水溶性にして使用される。
本発明において使用される蛋白質としては、カゼイン、
アルブミン、グルテン、大豆蛋白、ゼラチン、膠等、各
種の動植物や微生物から分離または濃縮して得られるも
のが挙げられる。
アルブミン、グルテン、大豆蛋白、ゼラチン、膠等、各
種の動植物や微生物から分離または濃縮して得られるも
のが挙げられる。
これらは各々の蛋白質の溶解に適したｐＨに調整した水
に溶解して使用される。
に溶解して使用される。
本発明の複合材料の製造方法を示すと、微細セルロース
繊維とキトサン塩の水溶液、及び蛋白質水溶液を混合
し、乾燥することにより、複合化が完成して、新規な生
分解性複合材料が得られる。
繊維とキトサン塩の水溶液、及び蛋白質水溶液を混合
し、乾燥することにより、複合化が完成して、新規な生
分解性複合材料が得られる。
尚、複合化の機構については明らかではないが、セルロ
ース中の水酸基やカルボニル基等、キトサン中のアミノ
基、及び蛋白質中のアミノ基やカルボキシル基が、乾燥
の間、互いに化学結合を生じ複合化していることが推測
される。
ース中の水酸基やカルボニル基等、キトサン中のアミノ
基、及び蛋白質中のアミノ基やカルボキシル基が、乾燥
の間、互いに化学結合を生じ複合化していることが推測
される。
使用原料の配合割合としては、微細セルロース繊維１０
０重量部に対し、キトサン２〜１００重量部、蛋白質２
〜１００重量部、特にキトサン５〜８０重量部、蛋白質
５〜８０重量部が好ましい。キトサンが２重量部未満、
又は１００重量部を越える場合は湿潤強度が弱くなり好
ましくない。また、蛋白質が２重量部未満では微生物分
解速度が速くならず、１００重量部を越える場合は湿潤
強度が弱くなって好ましくない。
０重量部に対し、キトサン２〜１００重量部、蛋白質２
〜１００重量部、特にキトサン５〜８０重量部、蛋白質
５〜８０重量部が好ましい。キトサンが２重量部未満、
又は１００重量部を越える場合は湿潤強度が弱くなり好
ましくない。また、蛋白質が２重量部未満では微生物分
解速度が速くならず、１００重量部を越える場合は湿潤
強度が弱くなって好ましくない。
また、乾燥温度としては室温〜２００℃、特に５０℃〜
１６０℃の範囲が好ましい。乾燥温度が２００℃を越え
ると一部分解が始まり好ましくない。
１６０℃の範囲が好ましい。乾燥温度が２００℃を越え
ると一部分解が始まり好ましくない。
尚、本発明の生分解性複合材料を製造するさいに、必要
に応じて澱粉、シリカ等の有機系、無機系の充填剤、可
塑剤、着色剤等の添加剤を添加することも可能である。
に応じて澱粉、シリカ等の有機系、無機系の充填剤、可
塑剤、着色剤等の添加剤を添加することも可能である。
本発明の新規な生分解性複合材料は、乾燥過程で微細セ
ルロース繊維、キトサンおよび蛋白質が複合化し、優れ
た乾燥強度と充分な湿潤強度を示す。また蛋白質を配合
することにより、微細セルロース繊維とキトサンからな
る複合材料に比べ微生物分解速度を速めることができる
とともに、その配合割合を変えることにより微生物分解
速度を調整することができる。
ルロース繊維、キトサンおよび蛋白質が複合化し、優れ
た乾燥強度と充分な湿潤強度を示す。また蛋白質を配合
することにより、微細セルロース繊維とキトサンからな
る複合材料に比べ微生物分解速度を速めることができる
とともに、その配合割合を変えることにより微生物分解
速度を調整することができる。
次に本発明を実施例、比較例によって更に詳細に説明す
る。これらの例において部は全て重量部を表わす。
る。これらの例において部は全て重量部を表わす。
引張強度はＡＳＴＭ Ｄ８８２−８２に準じて測定し、
湿潤強度は試料を２３℃の水に２４時間浸漬後、取り出
してすぐに測定した。
湿潤強度は試料を２３℃の水に２４時間浸漬後、取り出
してすぐに測定した。
微生物分解性試験は、フィルムをキトサン分解菌と共に
培養し、フィルムが細片化するまでの日数を見る促進試
験で測定した。
培養し、フィルムが細片化するまでの日数を見る促進試
験で測定した。
実施例１〜７、比較例１、２ 針葉樹漂白パルプを叩解して得た微細セルロース繊維の
水分散液（濃度１WT％）とキトサンの酢酸塩水溶液（濃
度１WT％）、及びゼラチン水溶液（濃度３WT％，ｐＨ
６）を、表１に示す組成になるように混合する。これを
ガラス板に流延し、７０℃で６時間送風乾燥して半透明
のフィルムを得た。
水分散液（濃度１WT％）とキトサンの酢酸塩水溶液（濃
度１WT％）、及びゼラチン水溶液（濃度３WT％，ｐＨ
６）を、表１に示す組成になるように混合する。これを
ガラス板に流延し、７０℃で６時間送風乾燥して半透明
のフィルムを得た。
得られたフィルムの引張強度、及び微生物分解日数を表
１に示す。
１に示す。
実施例８〜１１、比較例３ 針葉樹漂白パルプを叩解して得た微細セルロース繊維の
水分散液（濃度１WT％）とキトサンの酢酸塩水溶液（濃
度１WT％）、及び大豆蛋白水溶液（濃度３WT％，ｐＨ
８）を、表２に示す組成になるように混合する。これを
ガラス板に流延し、７０℃で６時間送風乾燥して半透明
のフィルムを得た。
水分散液（濃度１WT％）とキトサンの酢酸塩水溶液（濃
度１WT％）、及び大豆蛋白水溶液（濃度３WT％，ｐＨ
８）を、表２に示す組成になるように混合する。これを
ガラス板に流延し、７０℃で６時間送風乾燥して半透明
のフィルムを得た。
得られたフィルムの引張強度、及び微生物分解日数を表
２に示す。
２に示す。
実施例１２ 針葉樹漂白パルプを叩解して得た微細セルロース繊維の
水分散液（濃度１WT％）とキトサンの酢酸塩水溶液（濃
度１WT％）、及び乳製カゼイン水溶液（濃度３WT％，ｐ
Ｈ８）を、微細セルロース繊維１００部に対してキトサ
ン５０部、乳製カゼイン２０部になるように混合する。
これをガラス板に流延し、７０℃で６時間送風乾燥して
半透明のフィルムを得た。
水分散液（濃度１WT％）とキトサンの酢酸塩水溶液（濃
度１WT％）、及び乳製カゼイン水溶液（濃度３WT％，ｐ
Ｈ８）を、微細セルロース繊維１００部に対してキトサ
ン５０部、乳製カゼイン２０部になるように混合する。
これをガラス板に流延し、７０℃で６時間送風乾燥して
半透明のフィルムを得た。
得られたフィルムは乾燥引張強度１１３５kg／cm2湿潤
引張強度２１９kg／cm2で、微生物分解日数2.5日であっ
た。
引張強度２１９kg／cm2で、微生物分解日数2.5日であっ
た。
比較例４ 針葉樹漂白パルプを叩解して得た微細セルロース繊維の
水分散液（濃度１WT％）とキトサンの酢酸塩水溶液（濃
度１WT％）を、微細セルロース繊維１００部に対してキ
トサン５０部になるように混合する。これをガラス板に
流延し、７０℃で６時間送風乾燥して半透明のフィルム
を得た。
水分散液（濃度１WT％）とキトサンの酢酸塩水溶液（濃
度１WT％）を、微細セルロース繊維１００部に対してキ
トサン５０部になるように混合する。これをガラス板に
流延し、７０℃で６時間送風乾燥して半透明のフィルム
を得た。
得られたフィルムは乾燥引張強度１２１８kg／cm2湿潤
引張強度２００kg／cm2で、微生物分解日数４日であっ
た。
引張強度２００kg／cm2で、微生物分解日数４日であっ
た。
本発明により得られる、微生物により速やかに分解可能
な複合材料は、優れた乾燥強度と充分な湿潤強度を有
し、また天然物を原料としているため分解された後でも
有害物質を生じないという特徴を有しており、包装用フ
ィルム、農業用フィルム、成形トレー、育苗ポット等の
分野において無公害の成形材料として優れた効果を発揮
するものである。
な複合材料は、優れた乾燥強度と充分な湿潤強度を有
し、また天然物を原料としているため分解された後でも
有害物質を生じないという特徴を有しており、包装用フ
ィルム、農業用フィルム、成形トレー、育苗ポット等の
分野において無公害の成形材料として優れた効果を発揮
するものである。
フロントページの続き (72)発明者 吉原 一年 香川県高松市花の宮町２丁目３番３号 工 業技術院四国工業技術試験所内 (72)発明者 久保 隆昌 香川県高松市花の宮町２丁目３番３号 工 業技術院四国工業技術試験所内 (72)発明者 金岡 邦夫 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業株 式会社研究所内 (72)発明者 近藤 和夫 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業株 式会社研究所内 (72)発明者 丸山 覚志 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業株 式会社研究所内 (72)発明者 立石 健二 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業株 式会社研究所内 (72)発明者 上田 彰彦 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業株 式会社研究所内 審査官 小林 正巳
Claims (2)
- 【請求項１】微細セルロース繊維とキトサン、及び蛋白
質よりなることを特徴とする新規な生分解性複合材料。 - 【請求項２】微細セルロース繊維とキトサン塩水溶液、
及び蛋白質水溶液を混合し、乾燥することを特徴とする
新規な生分解性複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17007690A JPH0625260B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 新規な生分解性複合材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17007690A JPH0625260B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 新規な生分解性複合材料及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0459830A JPH0459830A (ja) | 1992-02-26 |
| JPH0625260B2 true JPH0625260B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=15898198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17007690A Expired - Lifetime JPH0625260B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 新規な生分解性複合材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625260B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2535817Y2 (ja) * | 1992-09-11 | 1997-05-14 | 日精樹脂工業株式会社 | ゴルフティー |
| DK1732399T3 (da) * | 2004-03-18 | 2011-04-26 | Oregon State | Lysozym-chitosan-film |
| CN119875340B (zh) * | 2024-04-09 | 2026-04-14 | 宁波大学 | 一种聚丙烯碳酸酯生物降解复合薄膜及其制备方法 |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP17007690A patent/JPH0625260B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0459830A (ja) | 1992-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |