JPH093334A - 蛋白質から得られる熱可塑性材料とその成形品、それらの製造方法 - Google Patents

蛋白質から得られる熱可塑性材料とその成形品、それらの製造方法

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JPH093334A
JPH093334A JP15182995A JP15182995A JPH093334A JP H093334 A JPH093334 A JP H093334A JP 15182995 A JP15182995 A JP 15182995A JP 15182995 A JP15182995 A JP 15182995A JP H093334 A JPH093334 A JP H093334A
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JP
Japan
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protein
thermoplastic material
press molding
temperature
press
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JP15182995A
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Inventor
Hajime Inagaki
始 稲垣
Hideshi Hori
秀史 堀
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】蛋白質を所定の条件下に加熱処理して得られる
材料であって、一般の熱可塑性樹脂と同様の熱可塑性を
有する材料と、そのような材料からなる成形品と、それ
らの製造方法を提供することにある。 【構成】本発明による熱可塑性材料は、蛋白質と有機多
価ヒドロキシ化合物との混合物を開放系で100℃以上
の温度で加圧して得られ、引張強度が10〜300kg/
cm2 の範囲にある。このような材料からなる成形品は、
上記熱可塑性材料を加熱成形することによって得ること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蛋白質から得られる熱
可塑性材料とその成形品、それらの製造方法に関し、詳
しくは、蛋白質を所定の条件下に加熱処理して得られる
材料であって、一般の熱可塑性樹脂と同様の熱可塑性を
有する材料と、そのような材料からなる成形品と、それ
らの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、食品加工会社等から、多量の蛋白
質が有効利用されることなく、産業廃棄物として廃棄さ
れている。例えば、魚介類や鳥獣類等を食品に加工した
残渣は、多くは産業廃棄物として廃棄されており、その
有効利用の方法が求められている。
【0003】そこで、例えば、特願平5−332484
号には、蛋白質を水及び/又は有機ヒドロキシ化合物の
存在下に密閉系で100℃を越える温度で一定時間加熱
することによって、熱可塑性を示す材料を得ることが提
案されている。しかし、この材料は、比較的小規模の密
閉系にて製造するものであるので、規模の拡大化や製造
方法の簡略化に改良の余地がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、蛋白質
の有効利用を目指して、上述した蛋白質からの熱可塑性
材料の製造方法の改良と生分解性を有する熱可塑性材料
の開発を目的として鋭意研究した結果、蛋白質を密閉系
でなく、開放系で所定の条件下に加熱処理することによ
っても、一般の熱可塑性樹脂とほぼ同じ熱可塑性を有
し、成形品とし得ることを見出して、本発明に至ったも
のである。
【0005】本発明による熱可塑性材料は、蛋白質から
導かれるものであるので、本来、安全衛生性にすぐれる
のみならず、放置された場合にも、自然に分解する生分
解性を備えており、例えば、使い捨て容器、キャップ
等、環境に優しい熱可塑性材料からなる成形品とするこ
とができる。
【0006】従って、本発明は、蛋白質を原料とする熱
可塑性材料であって、一般の熱可塑性樹脂と同様の熱可
塑性を有する材料と、そのような材料からなる成形品
と、それらの製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による熱可塑性材
料は、蛋白質と有機多価ヒドロキシ化合物との混合物を
開放系で100℃以上の温度で加圧して得られる引張強
度が10〜300kg/cm2 の範囲にある。本発明による
このような材料からなる成形品は、上記熱可塑性材料を
加熱成形することによって得ることができる。
【0008】先ず、本発明による熱可塑性材料の製造方
法について説明する。本発明において、原料として用い
る蛋白質は、代表的には、大豆蛋白質、蛋白アルブミ
ン、Zein、カゼイン等を挙げることができるが、こ
れらに限定されるものではなく、これら以外にも、種々
の蛋白質を用いることができる。例えば、これらの蛋白
質は、食品廃棄物、動物や魚の血液処理物、牛乳のカゼ
イン沈殿残渣等から得ることができる。
【0009】原料として、乾燥した蛋白質を用いるとき
は、通常、そのような蛋白質20〜95重量%と有機多
価ヒドロキシ化合物80〜5重量%とを混合し、撹拌し
て、均一な蛋白質ペーストを調製し、これを開放系で1
00℃を越える温度下で加熱、例えば、プレス成形すれ
ば、本発明による熱可塑性材料を得る。ここに、蛋白質
ペーストの調製に際して、有機多価ヒドロキシ化合物の
量は、好ましくは、10〜70重量%、特に好ましく
は、15〜50重量%の範囲である。
【0010】蛋白質ペーストにおける蛋白質の量が余り
にも少ないときは、通常、得られる熱可塑性材料が柔ら
かく、そのままでは一定の形状を保ち難いことがある。
他方、蛋白質量が多すぎるときは、得られる材料におい
て、有機多価ヒドロキシ化合物の可塑剤としての作用が
不十分となって、十分な熱可塑性をもたない場合があ
る。蛋白質に対する有機多価ヒドロキシ化合物の量を上
記の範囲とすることによって、引張強度が10〜300
kg/cm2 の範囲にある熱可塑性材料を得ることができ
る。
【0011】本発明において、上記有機多価ヒドロキシ
化合物の具体例としては、例えば、グリセリン、ジグリ
セリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ジプロピレングリコール、ソルビト
ール、ソルビタン、マンニトール、マルチトール、ショ
糖、ポリエチレングリコール等の脂肪族多価アルコール
や、或いはレゾルシン等の多価フェノール化合物又は芳
香族多価ヒドロキシ化合物を挙げることができる。これ
らのなかでは、特に、グリセリン、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール又はポリエチレングリコール
が好ましい。
【0012】本発明によれば、熱可塑性材料の製造に際
して、必要に応じて、有機多価ヒドロキシ化合物の一部
に代えて、水を用いることができる。このように、有機
多価ヒドロキシ化合物の一部に代えて、水を用いる場
合、水の量は、成形後の蒸散による成形物の脆さを防止
する点から、用いる有機多価ヒドロキシ化合物の50重
量%以下、好ましくは、30重量%以下の範囲であるこ
とが好ましい。
【0013】従って、本発明による熱可塑性材料や、そ
れから得られる成形品は、上述したように、有機多価ヒ
ドロキシ化合物を含み、場合によっては、有機多価ヒド
ロキシ化合物と共に水を含むものとして得られるが、水
分を多量に含む場合は、空気雰囲気下に長時間にわたっ
て放置すると、水分が経時的に蒸散し、硬さが増すこと
があり、場合によっては、強度に乏しく、割れやすいの
で、実用性に欠けることとなる。
【0014】本発明による蛋白質から得られる熱可塑性
材料は、有機多価ヒドロキシ化合物(及び場合によって
は水)の含量を適宜に調節した蛋白質ペーストを100
℃を越える温度の下で加圧、例えば、プレス成形するこ
とによって製造することができる。プレス成形のための
金型は、特に限定されるものではなく、例えば、空隙の
間隔が0.3〜1.0mmの金型を用いることができる。プレ
ス成形は、通常、加熱プレス成形と冷却プレス成形とか
らなる。
【0015】先ず、加熱プレス成形は、次のようにして
行なう。蛋白質ペーストを大気圧下に所定の温度で1分
乃至15分程度、予熱した後、この温度に保持しつつ、
蛋白質ペーストから発生するガス等を脱泡するために、
所定のプレス圧力まで、脱泡しながら、昇圧する。この
脱泡時間は、通常、0.5〜1分程度である。この昇圧操
作時に脱泡を効果的に行なうために、圧力を上下に変動
させながら、昇圧してもよい。
【0016】このようにして、所定の圧力に達したと
き、この圧力下で一定時間、所定の温度を保持して、加
熱プレス成形を行ない、この後、大気圧まで脱圧し、金
型から得られた成形品を取り出す。上記予熱温度とプレ
ス成形温度とは、通常、同じ温度であってよいが、或い
は予熱温度をプレス成形温度よりも低く設定し、昇圧操
作時にプレス成形温度まで昇温してもよい。
【0017】次に、冷却プレス成形は、上記加熱プレス
成形で得られた脱圧後の温かい成形品を直ちに別のプレ
ス成形機に取り付け、所定の圧力まで加圧し、通常、数
分間保持した後、通常、数分をかけて、加圧下に常温ま
で冷却し、脱圧すれば、本発明によるシート状の熱可塑
性材料を得ることができる。この冷却プレス成形におけ
る成形圧力は、加熱プレス工程における圧力と同じでよ
い。
【0018】しかし、本発明による熱可塑性材料の製造
において、上記冷却プレス成形は、必ずしも必要ではな
く、また、加熱プレス成形と合体させてもよい。また、
いずれのプレス成形も、不活性気体、例えば、窒素雰囲
気下に行なうのが好ましい。
【0019】本発明において、予熱温度及び成形温度
は、通常、100〜200℃、好ましくは、110〜1
90℃、最も好ましくは、130〜170℃の範囲の温
度であり、プレス時間は、通常、1〜100分程度であ
り、好ましくは、1〜10分間程度である。また、プレ
ス成形における加圧条件は、大気圧以上であればよい
が、通常、5kg/cm2 以上、好ましくは、50kg/cm2
以上である。冷却プレス成形における加圧条件は、通
常、加熱プレス成形と同じであるが、しかし、必ずしも
同じとする必要はない。
【0020】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。以下の実施例において用いた原料は次のとおりであ
る。 大豆蛋白質 :不二製油株式会社製ニューフジプロSE カゼイン :試薬 カゼインNa :試薬 Zein :試薬 グリセリン :特級試薬 ジエチレングリコール:一級試薬
【0021】実施例1〜8に本発明による熱可塑性材料
の製造の例を示す。これらにおいては、蛋白質ペースト
を10cm×10cm×0.5mmの金型を備えたプレス成形機
で加熱プレス成形した後、冷却プレス成形して、シート
状の熱可塑性材料を得たものであり、得られた熱可塑性
材料の引張強度を次の測定条件にて測定した。
【0022】 測定機器:インストロン社製 モデル4501型 測定条件:25℃、引張速度30mm/分 測定試料:チャック間距離30mm、試料幅5mm
【0023】実施例1 大豆蛋白質9gとグリセリン3gを混合し、よく撹拌し
た後、上記金型を備えたプレス成形機にて、予熱5分、
脱泡1分、プレス温度150℃、プレス圧力100kg/
cm2 、プレス時間5分の条件で表わされる加熱プレス成
形を行ない、次いで、冷却プレス成形を3分間行なっ
て、黄橙色、ほぼ透明のシート状熱可塑性材料を得た。
この材料の引張強度は170kg/cm2 であった。
【0024】実施例2 大豆蛋白質8gとグリセリン4gとを用いた以外は、実
施例1と同様にして、加熱及び冷却プレス成形を行なっ
て、引張強度112kg/cm2 のシート状熱可塑性材料を
得た。
【0025】実施例3 大豆蛋白質6gとグリセリン6gとを用いた以外は、実
施例1と同様にして、加熱及び冷却プレス成形を行なっ
て、引張強度56kg/cm2 のシート状熱可塑性材料を得
た。
【0026】実施例4 大豆蛋白質4gとグリセリン8gとを用いた以外は、実
施例1と同様にして、加熱及び冷却プレス成形を行なっ
て、引張強度25kg/cm2 のシート状熱可塑性材料を得
た。
【0027】実施例5 Zein6gとグリセリン6gを混合し、よく撹拌した
後、前記金型を備えたプレス成形機にて、予熱7分、脱
泡1分、プレス温度150℃、プレス圧力100kg/cm
2 、プレス時間5分間の条件で加熱プレス成形を行な
い、次いで、冷却プレスを3分間行なって、黄色のシー
ト状熱可塑性材料を得た。この材料の引張強度は119
kg/cm2 であった。
【0028】実施例6 カゼイン8gとグリセリン4gを混合し、よく撹拌した
後、前記金型を備えたプレス成形機にて、予熱5分、脱
泡1分、プレス温度150℃、プレス圧力100kg/cm
2 、プレス時間5分間の条件で加熱プレス成形を行な
い、次いで、冷却プレスを3分間行なって、淡黄色のシ
ート状熱可塑性材料を得た。この材料の引張強度は92
kg/cm2 であった。
【0029】実施例7 カゼインNa8gとグリセリン4gを混合し、よく撹拌
した後、前記金型を備えたプレス成形機にて、予熱5
分、脱泡1分、プレス温度150℃、プレス圧力100
kg/cm2 、プレス時間5分間の条件で加熱プレス成形を
行ない、次いで、冷却プレスを3分間行なって、淡黄色
のシート状熱可塑性材料を得た。この材料の引張強度は
77kg/cm2 であった。
【0030】実施例8 大豆蛋白質8gとジエチレングリコール4gを混合し、
よく撹拌した後、前記金型を備えたプレス成形機にて、
予熱5分、脱泡1分、プレス温度150℃、プレス圧力
100kg/cm2 、プレス時間5分間の条件で加熱プレス
成形を行ない、次いで、冷却プレスを3分間行なって、
淡黄色のシート状熱可塑性材料を得た。この材料の引張
強度は100kg/cm2 であった。
【0031】以上のようにして得られたシート状熱可塑
性材料のそれぞれ一部を土中に埋めたところ、多少の違
いはあったが、いずれも、1か月後には半分以上が分解
し、なかには殆ど形状を残していないものあった。
【0032】比較例1 カゼイン8gと蒸留水4gを混合し、よく撹拌した後、
前記金型を備えたプレス成形機にて、予熱5分、脱泡1
分、プレス温度150℃、プレス圧力100kg/cm2
プレス時間5分間の条件で加熱プレス成形を行ない、次
いで、冷却プレスを3分間行なって、シート状材料を得
た。この材料にはシート全体に泡が存在し、放置する
と、水分が蒸散し、強度もなく、割れてしまった。
【0033】比較例2 Zein6gと蒸留水6gを混合し、よく撹拌したが、
均一なペーストを得ることは困難であった。得られたペ
ーストを前記金型を備えたプレス成形機にて、予熱5
分、脱泡1分、プレス温度150℃、プレス圧力100
kg/cm2 、プレス時間5分間の条件で加熱プレス成形を
行ない、次いで、冷却プレスを3分間行なって、シート
状材料を得た。この材料にはシート全体に泡が存在し、
放置すると、水分が蒸散し、強度もなく、割れてしまっ
た。
【0034】比較例3 蛋白質として大豆蛋白質を用いた場合も、比較例1及び
2の場合と同様であって、得られたシート状材料は、放
置すると、水分が蒸散し、強度もなく、割れてしまっ
た。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、多くの種類の蛋白質よ
り熱可塑性を有する材料を得ることができる。食品加工
会社等により産業廃棄物として排出される蛋白質、例え
ば、魚介類、鳥獣類等を食品に加工した残渣として廃棄
される廃棄物中の蛋白質を、本発明の製造方法に従って
処理することによって、医療用のカプセル、使い捨て容
器、キャップ等に成形できる硬度を有する熱可塑性蛋白
質を得ることができる。本発明によるこのような蛋白質
由来の熱可塑性材料は、生分解性であるので、使用後に
放置されても、自然に分解するので、環境に優しい成形
品を提供することができる。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】蛋白質と有機多価ヒドロキシ化合物との混
    合物を開放系で100℃以上の温度で加圧して得られる
    引張強度が10〜300kg/cm2 の範囲にある熱可塑性
    材料。
  2. 【請求項2】有機多価ヒドロキシ化合物がグリセリン、
    エチレングリコール、ジエチレングリコール及びポリエ
    チレングリコールから選ばれる少なくとも1種である請
    求項1記載の熱可塑性材料。
  3. 【請求項3】蛋白質と有機多価ヒドロキシ化合物との混
    合物を開放系で100℃以上の温度で加圧することを特
    徴とする引張強度が10〜300kg/cm2 の範囲にある
    熱可塑性材料の製造方法。
  4. 【請求項4】有機多価ヒドロキシ化合物の一部に代え
    て、水を用いる請求項3記載の熱可塑性材料の製造方
    法。
  5. 【請求項5】有機多価ヒドロキシ化合物がグリセリン、
    エチレングリコール、ジエチレングリコール及びポリエ
    チレングリコールから選ばれる少なくとも1種である請
    求項3又は4記載の熱可塑性材料の製造方法。
  6. 【請求項6】請求項1又は2記載の熱可塑性材料を加熱
    成形することを特徴とする生分解性熱可塑性成形品の製
    造方法。
  7. 【請求項7】請求項6記載の方法によって得られる生分
    解性熱可塑性成形品。
JP15182995A 1995-06-19 1995-06-19 蛋白質から得られる熱可塑性材料とその成形品、それらの製造方法 Pending JPH093334A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009529592A (ja) * 2006-03-13 2009-08-20 ナトゥリン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー 生分解性タンパク質系熱硬化性組成物、その製造方法および用途

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