JPS5851523B2 - コラ−ゲン繊維の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコラーゲン繊維の製造方法に関するものである
。

更に詳しくは、本発明は、皮の廃棄物の有効利用を図り
、かつ従来のコラーゲン繊維Ｍ造方法における多段的工
程を、極めて簡易な工程にすると共に、純度の高いコラ
ーゲン繊維を低床なコストで生産し得る新規な方法に関
するものである。

コラーゲンはを椎動物の結合組織を構成する基礎物質で
あり、皮、鍵、膜、靭帯、骨等を形成する主要蛋白質で
ある。

また、ゼラチン生産組織とも云われる白色の膠原体であ
り、常に繊維または繊維束の状態で存在する。

コラーゲンの原料たる床皮屑は、膠、ゼラチン等の接着
剤、畜産、水産練製品の添加料、あるいは可食性ソーセ
ージケーシング材等の食品類の原材料の製造に使用され
ている。

床皮屑の皮組織には、コラーゲン繊維以外の物質、例え
ば、ムチン、ムコイド等の糖蛋白質、グリセライド、燐
脂質等の脂肪類の加水分解生成物、皮下結合組織、また
は、コラーゲン繊維と交絡するエラスチン繊維、コラー
ゲン繊維束を包嚢スるレテイキュリン等の蛋白質、もし
くは毛滓、不溶石灰等が存在する。

動物皮のコラーゲン繊維組織は数％の黄色エラスチン繊
維と交叉しているが、コラーゲン繊維または繊維束自体
は、７０〜１８０ｎｍの太さのフイブリル（細繊維）が
数拾から数百本並んだファイバー（繊維）と、そのファ
イバー数本が平夕１ルしたファイバーバンドル（繊維束
）とで構成され、繊維束相互の複雑な交絡結合によって
支持されていると云われているが、その平列角度、交絡
密度等は、動物皮の種類、または部位あるいは年令等に
より相違している。

原料としての床皮のコラーゲン繊維組織は真皮中量も発
達しているが、コラーゲン繊維の製造用に使用する原料
床皮としては、一般に皮革製品用として不適当な、いわ
ゆる網状構造の最も粗い部位が使用されている。

一般にコラーゲン繊維の製造法においては、皮革製品製
造に従来から行われている水漬げ、裏打ち、脱毛石灰漬
け、分割等の処理を経た、いわゆるなめし処理の施され
ていない床皮の部位的切り出し屑を使用する。

この切り出し屑を、通常は、石灰、または蛋白質消化酵
素等と接触せしめ、コラーゲン繊維以外の異質物を滲出
または消化除去し、水を媒体とする湿式、または粉砕機
等を用いた乾式によって離解あるいは開繊して、個々の
繊維に分離する。

離解もしくは、開繊した後のコラーゲン繊維は、部分的
加水分解による溶性化のために、前者は、水分散性、水
切れ、ワイヤーすべりが悪く、後者は、機械的摩擦熱に
よる硬化を伴う。

従って、作業性の悪化を緩和するために、溶媒による撥
水、または加圧ローラーによる搾水、もしくはなめし処
理による改修を行っている。

更に、個々に分離された繊維の捕集に際しても、溶媒に
よる脱水が行われる。

この方法は、酵素及び酸抽出、または酸抽出のみによる
繊維再生の場合にも使用されている。

即ち、従来のコラーゲンの製造方法は、床皮屑を、例え
ば、再石灰漬け、酵解又は浸酸、脱脂、修飾、削去、緩
束、叩解又は開繊、脱水などの諸工程を組合わせてなる
ものであり、そのような多段的工程による場合には工業
的規模における生産性、労働安全性を高めることは困難
であり、従って製造コストも上昇する。

また、得られたコラーゲン繊維自体の品質も満足すべき
ものではなく、種々の用途に適合しない場合があるなど
の欠点があった。

本発明の方法は、これらの欠点を除去するために鋭意研
究を行った結果得られたげのである。

すなわち、コラーゲン繊維の製造に際し、各種の異なる
条件のもとに種々の処理を原料床皮に加えることなく、
従来の各処理の効果を併せ有する単一処理工程によって
床皮を処理するものである。

この処理法によれば、皮組織は原形を維持しているが、
溶化膠質蛋白を伴わず、精製されたコラーゲン繊維のみ
の交絡を生成することができる。

また、その生成物は、容易に解裂し、手摺りで簡単に個
々の繊維に分離することができるような状態になってい
る。

従って、本発明のコラーゲン繊維の製造方法に係る製品
は、純度が高く、そのまま使用者に提供することができ
、使用者は何等の特定的条件に拘束されずに、最終製品
の種類に応じた、必要な後続処理、例えば、混合、化合
、溶解等を適宜に施すことができるという利点がある。

更に、本発明の方法は、上記のように、簡易であり、か
つ製品の純度が高いという特色の他に、コラーゲンの残
脂率が極めて低く、従来の適宜のなめし法により良好に
なめすことができ、また、コラーゲン繊維に結着剤を添
加しなくとも抄紙することができる等幾多の特色を有す
るものである。

具体的には、本発明の方法は、水漬け、裏打ち、脱毛石
灰漬げ処理を施した床生皮を以下の組成から成る解膠液
に、常温において浸漬した後、湿式離解あるいは乾式開
繊を行う工程からなるもので、前記解膠液は床生皮の乾
量に対し以下のような組成を有する。

アルカリ金属またはアルカ ０．０１〜１ ％す土類
金属の炭酸塩 次亜塩素酸塩または亜塩素 ３ 〜１５ ％酸塩 多価アルコール １０ 〜３０ ％酸
０．０１〜０．５％水
１５ 〜３０ 倍前記アルカリ金
属またはアルカリ土類金属の炭酸塩としては、炭酸ナト
リウム、炭酸カリウム、ソーダ灰、炭酸カルシウム等が
あり、次亜塩素酸塩または亜塩素酸塩としては、晒粉、
高度晒粉、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸す） Ｉ
Ｊウム、徂塩素酸ナトリウムなどがあり、また多価アル
コールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピ
レングリコール、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、グリセリン等の例を挙げることができる。

酸としては鉱酸、特に塩酸が好ましい。

本発明の方法においては、前記の解膠液組成物中に床生
皮を浸漬し、コラーゲン以外の異質物を滲出または消化
せしめる。

浸漬処理温度は常温でよく、特に加熱する必要はないが
、寒冷期にはコラーゲンがゼラチン化しない程度に加温
してもよい。

また、浸漬温度が高くなれば処理時間は短くなり、解膠
液組成物の成分濃度によっても、処理時間は相違するが
、概ね２０時間から５日の範囲である。

前記の解膠液により床生皮を処理すると、床生皮のコラ
ーゲン以外の蛋白質、ムコイド、脂質等が分解され、あ
るいは溶性化するので、処理後の皮を水洗した後、湿式
法により離解するかまたは乾式法により開繊することに
よりコラーゲン繊維を個々に単離することができる。

この離解あるいは開繊の処理は、従来から知られている
装置、例えば離解機、種々の粉砕機等を使用して行えば
よい。

以下に本発明の方法を実施例により更に詳細に説明する
。

実施例 本漬げ、裏打ち、脱毛石灰漬は処理を施した牛皮真皮の
分割床皮半裁判４００ｋｇ（水分７５％）を原料として
使用し、ミートチョッパー（３ツ目礼プレート）を使用
して１０１００Ｘ２００＜程度の破片に荒切りした後、
ネット式ドラム洗浄機により、破片に付着している毛滓
等を除去した。

チェスト（垂直パドル式）に、表１に示す解膠液を調製
した。

表中の次亜塩素酸カルシウムは常法に準じ、水で稀釈攪
拌した後の上澄液を使用した。

前記解膠液中に洗浄後の床皮砕片を投入し、直後の解膠
液のｐＨを測定したところ８．３であり、液温は１３℃
であった。

床皮砕片を入れた解膠液をその後３日間連続的に、３４
回／ｈｒ で攪拌した。

床皮砕片の解膠状態は手触的にも充分ではなく、例えば
、脂質を多量に含有する皮下結合組織を付随する面にお
いてのみ解膠反応生成物である溶性化した膠質蛋白が付
着しており、更に、その面を手で引掻くと、粘稠性の低
い解膠反応生成物が滲出されたが、手で簡単に解裂でき
る解膠状態までには達していなかった。

従って更に２日間解膠処理を継続したところ、解膠され
た皮組織は原形を保持しており、水洗後の手触りはさら
りとしており、かつ吸脱水性が良好な海綿状のものとな
った。

また生成物は手で容易に解裂することができ、手摺りで
個々の繊維に分離できる状態になった。

引続き水洗を行い、洗浄の床皮浸漬液のｐＨを測定した
ところ生皮の等電点に等しい５．４であった。

次にパルパー（ドライドローフ式）を使用して離解な行
い、個々のコラーゲン繊維に分離した。

水媒体中のスラリーには繊維のもつれ、凝集等はなく、
水分散性は良好であった。

離解後のコラーゲン繊維はシリンダープレス（ワイヤー
８０メツシユ）で更に洗浄し、脱水して保水分１５％の
コラーゲン繊維を捕集した。

以上の湿式離解に対する比較として、カッターミル式粉
砕機（スクリーン孔径５ ｗｇ ）を使用して乾式によ
る開繊を行った。

開繊に使用した解膠原料は、上記湿式離解に用いた原料
と同様にして調製したが、粉化を抑えるために最終の保
水物を４０％にした。

次に上記工程で得たコラーゲン繊維を、紙パルプ用フラ
ットスクリーンを使用して精選した。

精週間収率は次の表２の通りであった。

なお、上記の精選コラーゲン繊維は、さらりとした質感
の良好な性状のものであった。

上記のコラーゲン繊維について以下の試験を行った。

（イ）単繊組長指数 紙パルプＴＡＰＰＩ式篩分試験機を使用し、ＪＩＳ
Ｐ８２０７の方法に準拠して試験を行った。

その結果を次の表３に示す。

単繊組長は、コラーゲン繊維を後になめした場合に、な
めし方法や温度により変化するが一つの目安として示し
た。

（ロ）濾水度（Ｃ，Ｓ、Ｆ、） 紙パルプ用カナダ標準フリーネステスターを使用し、Ｊ
ＩＳ Ｐ８１２１に準拠して濾水度を試験した。

その結果、湿式法のコラーゲン繊維では７６０ｄであり
、乾式法では６３０ｒＩＬｌであった。

以上のことから双方共木材パルプと同等あるいはそれ以
上の濾水度であることが解る。

←）紙葉の調製（未改修コラーゲン繊維）前記コラーゲ
ン繊維をボールミルにて叩解し、紙パルプ用ＴＡＰＰＩ
標準シートマシンを使用してシート化した後、紙葉の諸
物性を測定した。

測定条件は２２℃、６５℃ＲＨであった。

その結果を次の表４に示す。

（→ 紙葉の調製（改修コラーゲン繊維紙葉）湿式繊維
を変型ビータで叩解し、ナフタレン糸線金物からなる合
成なめし剤で改修した後、終バルブ用ＴＡＰＰＩ標準シ
ートマシンを使用してシート化した。

その紙葉を２２℃、６５％ＲＨで試験した。

比較のために堵紙についても同様に試験を行った。

その結果を次の表５に示す。

以上の試験結果から解るように、本発明の方法により調
製したコラーゲン繊維は純度が高く、かつ繊維としての
諸物性も極めて良好であり、その製造方法は簡単である
にも拘らず、従来の繁雑な方法に係る製品よりも優れて
いる。

なお、本発明の方法によって製造したコラーゲン繊維は
、原料、解膠液組成、その濃度、その他の処理条件など
の変化により、僅かに褐色味を帯びている場合もあるが
、漂白剤あるいは明ばんによって白変を８０％以上に向
上させることができる。

また透明度は、稀酸または稀アルカリ処理によりｐＨを
コラーゲンの等重点から離すことによって高くすること
が可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本漬げ、裏打ち、脱毛石灰漬は処理を施した床生皮
   を、該床生皮の乾量に対し、０．０１〜１％のアルカリ
   金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩、３〜１５％の次
   亜塩素酸塩または亜塩素酸塩、１０〜３０％の多価アル
   コール、０．Ｏ１〜０．５％の酸および１５〜３０倍の
   水からなる解膠液に浸漬した後、湿式離解または乾式開
   繊を施すことを特徴とするコラーゲン繊維の製造方法。 ２ 前記浸漬処理を、室温で２０時間以上行うことから
   なる特許請求の範囲第１項に記載のコラーゲン繊維の製
   造方法。 ３ 前記アルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩
   は炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ソーダ灰、炭酸カル
   シウムの内の少なくとも一種からなる特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載のコラーゲン繊維の製造方法。 ４ 前記次亜塩素酸塩または亜塩素酸塩は晒粉、高度晒
   粉、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウムおよ
   び亜塩素酸ナトリウムの内の少なくとも一種からなる特
   許請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載のコラ
   ーゲン繊維の製造方法。 ５ 前記多価アルコールはポリエチレングリコール、ポ
   リフロピレンゲリコール、エチレンクリコール、グロビ
   レングリコールおよびグリセリンの内の少なくとも一種
   からなる特許請求の範囲第１項から第４項のいずれかに
   記載のコラーゲン繊維の製造方法。 ６ 前記アルカリ金属炭酸塩は炭酸ナトリウムであり、
   次亜塩素酸塩は次亜塩素酸カルシウムであり、多価アル
   コールはポリエチレングリコールであり、酸は塩酸であ
   る特許請求の範囲第５項に記載のコラーゲン繊維の製造
   方法。