JPH0931101A - 澱粉粕を原料とする新規な吸水性材料及びその製造方法 - Google Patents

澱粉粕を原料とする新規な吸水性材料及びその製造方法

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JPH0931101A
JPH0931101A JP19928995A JP19928995A JPH0931101A JP H0931101 A JPH0931101 A JP H0931101A JP 19928995 A JP19928995 A JP 19928995A JP 19928995 A JP19928995 A JP 19928995A JP H0931101 A JPH0931101 A JP H0931101A
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幹雄 森田
Yuji Yokota
祐司 横田
Naoto Saito
直人 斎藤
Masakazu Aoyama
政和 青山
Kazuto Seki
一人 関
Mayumi Tsuda
真由美 津田
Minoru Kubota
實 窪田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 澱粉粕を原料とする新規な吸水性材料及びそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 澱粉粕から澱粉を除去して得られる繊維
素含有物のリン酸エステル化物からなる吸水性材料。澱
粉粕を酸性水溶液中で加熱処理して澱粉を除いた後、尿
素液中でリン酸エステル化することを特徴とする吸水性
材料の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、馬鈴薯等の農産物
又はその農産廃棄物から澱粉を採取後の粕を原料とする
新規な吸水性材料及びその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】紙おむつや生理用品を中心に吸水性材料
の用途及び需要が急増している。この材料は水溶性ポリ
マーを部分的に架橋して水不溶性とした物であり、原料
にはポリビニルアルコールやポリアクリル酸等が使われ
ている。従って、生分解性が悪く、埋立て処理したとき
に生分解されないため、廃棄処理上の問題があり、生分
解性を有する吸水性材料の開発が望まれている。一方、
北海道では馬鈴薯が年間250万t以上生産され、その
約6割が澱粉原料となっているが、馬鈴薯澱粉の製造時
には原料の約10重量%の粕(このような澱粉製造時の
粕を澱粉粕と云う)を廃出する。このような澱粉粕は飼
料に不適なので現在のところ堆肥用以外に用途がなく、
その用途開発が強く望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、澱粉粕を原
料とする新規な吸水性材料及びその製造方法を提供する
ことをその課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に到った。すなわち、本発明によれば、澱粉粕から澱粉
を除去して得られる繊維素含有物のリン酸エステル化物
からなる吸水性材料が提供される。また、本発明によれ
ば、澱粉粕を酸性水溶液中で加熱処理して澱粉を除いた
後、尿素液中でリン酸エステル化することを特徴とする
吸水性材料の製造方法が提供される。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の吸水性材料には澱粉粕を
原料とするもので、その澱粉粕としては馬鈴薯や甘薯の
澱粉粕が好適である。また、澱粉粕は摩砕又は粉砕して
用いるのが好ましい。
【0006】本発明により澱粉粕から吸水性材料を製造
するには、先ず、澱粉粕からそれに含まれる澱粉を除去
する。この澱粉除去は、例えば、澱粉粕を酸性水溶液中
で加熱処理することにより行うことができる。酸性水溶
液は、酢酸や乳酸、クエン酸等の有機酸や、塩酸、硫酸
等の無機酸を水に溶解させることによって得ることがで
きる。水溶液中の酸濃度は、有機酸の場合、0.1〜1
0重量%、好ましくは0.5〜2重量%であり、無機酸
の場合、0.001〜1規定、好ましくは0.01〜
0.2規定の溶液である。加熱処理温度は、20〜20
0℃、好ましくは100〜150℃であり、処理時間
は、1〜60分、好ましくは10〜60分である。本発
明においては、前記のようにして、澱粉粕中に含まれる
澱粉を、その澱粉含有率が25重量%(乾燥物基準)以
下、好ましくは5重量%以下になるまで除去する。澱粉
粕中の澱粉含有率が前記範囲を超えると、後続のリン酸
エステル化工程において、吸水性材料を収率よく得るこ
とができない。
【0007】前記のようにして得られた脱澱粉生成物
は、これを乾燥した後、リン酸エステル化させる。この
リン酸エステル化は、脱澱粉生成物を尿素液中でリン酸
と反応させる。脱澱粉生成物100重量部当り、リン酸
の使用割合は、10〜150重量部、好ましくは25〜
100重量部の割合であり、尿素の使用割合は、600
〜9000重量部、好ましくは1500〜6000重量
部の割合である。反応温度は、尿素が液状を示す温度で
あり、好ましくは140〜160℃が良好である。反応
時間は20〜80分、好ましくは20〜60分である。
前記のようにして得られたリン酸エステル化生成物は、
これを濾別し、水洗後、アセトン等の有機溶剤での洗浄
により、本発明の吸水性材料を得ることができる。
【0008】本発明により高吸水性材料を効率よく得る
場合、原料澱粉粕中の澱粉を、その含有量が25重量%
以下、好ましくは5重量%以下になるまで除去するとと
もに、この脱澱粉化生成物1重量部に対し、リン酸を
0.1〜1.5重量部、好ましくは0.25〜1重量部
を添加して反応させるのが好ましい。このようにして、
吸水能が190〜210g/gの高吸水性材料を得るこ
とができる。
【0009】前記リン酸エステル化反応においては、脱
澱粉化生成物中に含まれる繊維素がリン酸と反応してエ
ステル化される。この場合、脱澱粉化生成物中に含まれ
る澱粉やヘミセルロース等もリン酸エステル化される。
このようなリン酸エステル化された澱粉やヘミセルロー
ス及びリン酸エステル化された低分子量の繊維素は、前
記リン酸エステル化工程及び洗浄工程において溶出除去
される。
【0010】本発明の吸水性材料は、リン酸エステル化
繊維素からなるもので、その水不溶性と親水性により吸
水、保水するものである。また、吸水性材料中のリン含
有率は、1〜10重量%、好ましくは2〜8重量%、よ
り好ましくは3〜6.5重量%である。リン含有率が前
記範囲を逸脱すると、吸水能の良好な材料を得ることが
できなくなる。
【0011】本発明の吸水性材料は、場合によっては、
少量の澱粉質物質等の不純物を含むが、このようなもの
の少量の存在は、本発明の吸水性材料の製品価値を特に
低下させるものではない。
【0012】本発明により吸水性材料を製造する場合、
その原料である澱粉粕に馬鈴薯等のいも類の表皮が混入
すると、得られる吸水性材料が褐色味を帯びたものにな
る。このような場合は澱粉粕を亜塩素酸塩等の漂白剤で
脱色処理するのが好ましい。この脱色処理は澱粉粕から
の澱粉除去前に行っても良いが、通常は澱粉除去後に行
うのが好ましい。亜塩素酸塩による澱粉粕の脱色処理
は、希薄な酸水溶液中で加温下に行う常法で行えば良
く、例えば次のようにして行われる。先ず、酸性水溶液
中で加熱処理して澱粉を除去した乾燥澱粉粕1重量部と
精製水5〜60重量部、好ましくは15〜30重量部と
の混合物に対し、亜塩素酸ナトリウム0.1〜0.6重
量部、好ましくは0.2〜0.4重量部と氷酢酸0.0
2〜0.12容積部、好ましくは0.04〜0.08容
積部を60分間ごとに加えて、50〜100℃、好まし
くは60〜80℃に20〜360分間、好ましくは60
〜240分間保持する。このようにして得られる脱色生
成物は、これを洗浄し、乾燥した後、リン酸エステル化
処理に付す。
【0013】本発明の吸水性材料は一度完全に乾燥する
とその吸水能が大きく低下する。このような場合は、リ
ン酸エステル化物をアルカリ性のアルコール水溶液で加
熱処理することで、吸脱水の繰り返しにもその吸水能が
低下することのない吸水性材料に改質できる。これによ
り、製品の輸送や使用方法がより簡便となり、手軽な吸
水性材料として用途適性が拡大される。リン酸エステル
化物の改質処理は、親水性の金属イオンを導入処理する
常法で行えば良く、例えば次のようにして行われる。リ
ン酸エステル化物1重量部(乾燥重量)と水酸化ナトリ
ウム0.1〜16重量部、好ましくは1〜4重量部に対
し、エタノール:精製水の容積比1:1〜2:0の水溶
液15〜400容積部、好ましくは15〜100容積部
を加え、20〜100℃、好ましくは60〜100℃を
5分桂120分間、好ましくは10〜40分間加熱す
る。このようにして得られたアルカリ処理生成物は、洗
浄し、乾燥することで吸−脱水によっても吸水能が低下
しない吸水性材料となる。
【0014】
【実施例】次に、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明はこの実施例によって限定されな
い。なお、以下に記す%は重量%である。
【0015】実施例1〜6、比較例1 乾燥基準で澱粉を55%含有すると共に水分を78%含
み、40〜4000μmの粉末状馬鈴薯澱粉粕を原料と
し、この原料20kgに1%乳酸水溶液を20kg加え
て120℃で30分間処理してから、更に100℃で1
0時間加熱して澱粉を溶解除去した。そして、前記処理
後の生成物をさらし布で濾過して母液を除いてから得ら
れた固形物を水洗後に凍結乾燥し、澱粉を10%含む乾
燥物を2.4kg得た。該乾燥物は、直径40〜400
0μmの白色粉末であった。前記の乾燥物2gを内容積
300ミリリットルの三角フラスコに仕込み、これに表
1に示す量のリン酸と60gの尿素を加え、これを15
0℃の油浴中に浸漬して40分間反応させてから、フラ
スコ内容物をグラスフィルターで濾過して母液を除去し
た。そして、グラスフィルター上に捕集された反応固形
物に1リットルの精製水、0.5リットルのアセトンを
順次注下して収縮状態の反応固形物を得た。さらに、こ
の反応固形物を0.5リットルの精製水で洗浄してか
ら、反応固形物を含むグラスフィルターを110℃のオ
ーブンに6時間保持して乾燥し、表1に示す収率で表1
に示す性状の粉末状の固形物を得た。なお、表1に示し
た吸水量は乾燥前後の重量変化から算出し、リン含有率
はリンモリブデン酸の吸光度を利用する常法によって求
めた。また、前記未乾燥のアセトン洗浄固形物に水を吸
収させると、無色透明のものとなった。
【0016】
【表1】
【0017】
【発明の効果】本発明の吸水性材料は、生分解性を有す
るもので、その廃棄には特に問題を生じることはない。
また、吸水時に無色透明な上に攝食可能なので食品用の
添加物や増粘剤等にも使うことができる吸水性材料であ
る。さらに、この材料にはリンが含まれているから肥料
効果を有する保水材としても利用価値の高いものであ
る。本発明の方法は、本発明の吸水性材料を澱粉粕から
製造する方法であり、この方法によれば利用価値の少な
い澱粉粕を主原料とし、本発明の吸水性材料を効率よく
製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横田 祐司 北海道札幌市豊平区月寒東2条17丁目2番 1号 工業技術院北海道工業技術研究所内 (72)発明者 斎藤 直人 北海道旭川市西神楽1線10号174番地7 北海道立林産試験場内 (72)発明者 青山 政和 北海道旭川市西神楽1線10号174番地7 北海道立林産試験場内 (72)発明者 関 一人 北海道旭川市西神楽1線10号174番地7 北海道立林産試験場内 (72)発明者 津田 真由美 北海道旭川市西神楽1線10号174番地7 北海道立林産試験場内 (72)発明者 窪田 實 北海道旭川市西神楽1線10号174番地7 北海道立林産試験場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 澱粉粕から澱粉を除去して得られる繊維
    素含有物のリン酸エステル化物からなる吸水性材料。
  2. 【請求項2】 澱粉粕を、酸性水溶液中で加熱処理して
    澱粉を除いた後、尿素液中でリン酸エステル化すること
    を特徴とする吸水性材料の製造方法。
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