JPS5984938A - キトサン懸濁液およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は安定なキトサンの水懸濁液およびその製造方法
に関するものである。

キトサンはキチンを脱アセチル化することによって得ら
れる天然高分子物質である。キトサンの原料であるキチ
ンは天然に多量に存在し、またセルロース等と同様にリ
ニーーアブル資源として注目されるものである。すなわ
ち、キチンはエビ、オキアミ、カニ等の甲殻類、カプト
ムシなどの昆虫類、菌類の細胞壁等に構造多糖として存
在しており、自然界では広く且つ多量に生成している。

しかしながら、これまでその資源としての利用はキトサ
ンが排水の凝集剤として僅かに使われているだけで、殆
んどが廃棄の対象となっているのみといっても過言では
ない。

キトサンの利用としては前述の凝集剤の他に化粧品、医
薬品、紙力増強剤、不織布バインダー等多くのものが提
案されているが、そのために（」、有効に利用し得るよ
うな形態にする必要がある。

キトサンは化学構造的には２−アミノ−２−デオキシ−
Ｄ−グルコースが１，４グルコシド結合で直鎖状に結合
した塩基性多糖類である。

従って稀酸水溶液には可溶で粘稠な溶液となるが、有機
溶剤に対しては特殊な系以外には不溶である。キトサン
の利用しやすい形態としては溶解する以外に微粒状ある
いは懸濁状にすることが考えられる。しかし、キトサン
はセルロース等より′　　さらに機械的粉砕は困難であ
り、凍結粉砕を行なっても粒径２００μｍが限度であり
、微粒状あるいは懸濁状とすることに成功した例はない
。

本発明者らは鋭意研究の結果、機械的作用のみにより安
定な微粒状キトサン水懸濁液を調整し得ることを見い出
し、本発明に到ったのである。

以下本発明について、さらに詳細に説明する。

本発明の製法は次の２つの工程から成り立っている。（
１）キトサンの懸濁液を小径オリフィスを通過させて、
その懸濁液に少なくとも２００　ｋｇ／ｃ、１の圧力差
で高速度を与え、次にこれを衝突により急速に減速させ
ることで剪断作用を行なわせる工程、（２）第１の工程
を繰返し行なうことで前記キトサン懸濁液が静置しても
固液分離しない安定な懸濁液となるようにする工程とか
らなる。

本発明方法の実施に好適な装置は乳製品製造業者などで
広（使われているエマルジョンおよび分散体製造用の高
圧均質化装置である。この種の均質化装置とその作動機
構についてはよく知られており、例えばＣｈｅｍｉｃａ
ｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、　１３（５）８６−９２
　（１９７４，）にも記載されている。

均質化装置については図面を参照して概要を説明する。

この種の装置では低粘性懸濁液にエネルギーを加えて狭
い場所から高速で流出させるようになっている。この装
置の心臓部は高圧ポンプの放出端に装着されている均質
化装置の弁装置と弁座装置である。第１図に代表的な弁
装置を示しである。弁装置１に懸濁液を矢印で示すよう
に流入させる。この液の流入場所では懸濁液は高圧下に
あるが、低速度の状態である。この液が弁４と弁座２間
の狭い間隙に形成された小径オリフィス３中に進入する
につれ圧力の作動により、その速度は２００ｍ１秒まで
急速に加速される。オリフィス３の入口側と出口側との
間で圧力は降下する。

懸濁液が弁４と弁座２の間から出てくるときにオリフィ
スを取り囲んでいる衝突リング５に衝突し、その高速度
は減速される。

本発明の実施に際しては、カニ、エビ等より分離し精製
して得たキトサンを水湿のまま、あるいは一旦乾燥した
後、最長部分が１〜２　ｖｕπ程度の小片に粉砕したも
のを原料に用いる。これを水に分散させ、懸濁液とする
が、そのキトサン分散量は重量百分率で最大１５％であ
り、好ましくは約１〜１０係の範囲である。

この懸濁液を前記均質化装置に導入して少なくとも２０
０１ｃｇ／、、ガ、好ましくは３５０〜５６０　ｋｇ／
　ｃＡの圧力を加える。その後、この懸濁液を均質化装
置を伺回も通過させ、安定なキトサンの懸濁液を得る。

懸濁液の温度はそれが均質化装置内を通過するにつれ上
昇する。圧力の降下と温度上昇の相互作用が本発明によ
る安定なキトザン懸濁液を生成させるのに必要であると
考えられる。

本発明によって得られるキトサンの水懸濁液は叩解パル
プの水懸濁液に類似した物性を有しており、高度の水保
持性と水中の懸濁安定性がある。

製造に際して均質化装置の通過回数を少なくすれば抄紙
法により紙状シートとすることができるし、通過回数を
多くすれば、流延法によりフィルム状シートとすること
が可能である。

以下に実施例によりさらに詳細に説明するが、実施例中
に示ずキトザン懸濁液の緒特性の定義、測定法等をまと
めて記す。

（ｌ］　　安定量；　キトサンのゲル状懸濁液を水で稀
釈して０．５ｗｔ％の分散液を調製する。これを１００
　ｍｌのメスシリンダーに入れ、室温で゛１時間放置し
た後に生ずる透明な上澄み液量をＡ　〃ｒｌとしたとき
安定量は１．００−　Ａで定義される値である。

１２）水保持力値；　キトサンのゲル状懸濁液試料を２
００メツシユの金網カニに入れ、これを遠心効果１．０
００の遠心力で１０分間処理し脱水する。その後試料を
とり出して、その重さくＷ＋ｇ）を測定する。

次に、この試料を１０５°Ｃで恒量になるまで乾燥し、
その重さくｗ２ｇ）を測定する。

実施例１ 市販のキトサン（共和油脂■製）４０ｇを水２石に分散
させ、２ｗｔ％のキトサン）Ｖ濁液を調製した。これを
Ｇａｕｌｉｎ均質化装置（１５Ｍ−８ＴＡ）に常温（約
２５℃）で仕込み、５６０”ｇ／ｃａの圧力で１５回通
過させた。懸濁液は通過回数が増すにつれて粘稠なゲル
状になってくる。１５回通過終了時点で液温は８７°Ｃ
となり安定なゲル状キトサン懸濁液が得られた。

これの安定量および水保持力値を測定したところ、それ
ぞれ１００および５８０チの値を得た。

実施例２および３ 均質化装置通過回数と生成物の特性の関連を把握するた
めの実験を行なった。実施例１と全（同様な実験を行な
い、通過回数だけを２０．３０回と変化させた。得られ
たゲル状キトサン懸濁液の特性は第１表に示す如（であ
った。

第１表 ４４　Ｓｅｅ”でのイ直から算出（２５℃）した。固形
分濃度は１ｗｔ％である。

また、これらゲル状キトサンｉｌＷ　ｉ’ｌ液はいづれ
もチクソトロピー性を示す。

第２図に実施例３で得られたゲル状懸濁液σ）ずり速度
〜ずり応力関係曲線を示す・ 実施例４゜ 均質化装置通過時の懸濁液温度の影響をみるための実験
を行なった。実施例１と同じように市販のキトサン（共
和油脂（１製）４０ｇを水２２に分散させた懸濁液を調
衷し、これを８０°Ｃに加熱した。これを均質化装置に
仕込み５６０ｋｇ　／　ｃ４の圧力で１５回通過させた
。懸濁液１ｔｉ３Ｎ！過回数と共に粘性を増し、ゲル状
になってくる。

１５回通過終了時点で液温は９５°Ｃて゛あり、安定な
ゲル状キトサン懸濁液が得られた。

これの安定量および水保持力値を測定したとこ）ろ、そ
れぞれ１　ｏ　ｏおよび８５０係のイ直を得た。この結
果から懸濁液スラリーを予めカロ剤シしておくことで、
同じ水保持力値を得るのに、より少ない通過回数ですむ
ことが確認された。

実施例５゜ 本発明によるキトサン懸濁液は紙力増’ｙｌ斉１］とし
て利用できる。実施例３で得られたキトシーンのゲル状
懸濁液をキトサン固形分換算で抄紙用パルプの０，５．
１．２．３ｗｔ　％添２１日して、混合機中でよく混合
分散させた。これをＪＩＳｐ８２０９４９６１　に従い
手すき抄紙器により４少紙した。得られた紙の特性試験
結果を第２表に示す。

第２表 （注）１．抄紙用バルブは晒りラフトノくルフ゛を用い
た。

２、紙の坪量は９０　ｊｉ　／　＋♂でル、ル。

この結果から、本発明によるキトサン７ＮＩＱｔ液（ま
紙力増強剤として顕著な効果を有１−ること力・拍」る
。

実施例６゜ キトサン懸濁液のフィルム形成能をみるため実施例３で
得られた試料をポリエチレン板上に流延し、室温で乾燥
した。半透明の厚さ２０〜３０μｍのフィルムか得られ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するのに適用される装置の
概略断面図。 １、弁装置　２弁座　３小径オリフイス４、弁　５衝突
リング 第２図は本発明によるキトザン懸濁液（２ｗｔ％固形分
）のすり速度とすり応力の関係を示した図で゛ある。 特許出願人 ダイセル化学工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　水保持力値が２００％以上であり、０５重量
   係の懸濁液を１時間放置した後の安定量が５０以上であ
   ることを特徴とするキトサン懸濁液。
2. （２）　　粉末状キトサンの懸濁液を小径オリフィスを
   通過させて、その懸濁液に少なくとも２００／ｃｇ　／
   　ｃ、ｌの圧力差で高速度を与え、次にこれを衝突させ
   て急速に減速させることにより、剪断作用を行なわせる
   工程と、前記工程を繰り返して前記キトサンの懸濁液が
   実質的に安定な懸濁液となるようにする工程とがら成る
   キトサン懸濁液の製造方法。