JPH0686549B2 - デンプン・キトサン系の微生物分解性素材及びその製造方法 - Google Patents
デンプン・キトサン系の微生物分解性素材及びその製造方法Info
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- JPH0686549B2 JPH0686549B2 JP2121488A JP12148890A JPH0686549B2 JP H0686549 B2 JPH0686549 B2 JP H0686549B2 JP 2121488 A JP2121488 A JP 2121488A JP 12148890 A JP12148890 A JP 12148890A JP H0686549 B2 JPH0686549 B2 JP H0686549B2
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- chitosan
- starch
- producing
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- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (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、包装用シートや発泡成形体など、使用後速や
かに分解される必要のある種々の用途に利用される。本
発明は透明ないし半透明で柔軟性を持ち、水中でも溶解
しない成形用素材及びその製造方法に関するものである
が、更に詳しく言えば、本発明はキトサン及び微細化デ
ンプン粒を複合させた天然多糖からなる複合素材であ
り、使用後は土壌中の微生物によって完全に分解されう
る成形用素材及びその製造方法に関するものである。
かに分解される必要のある種々の用途に利用される。本
発明は透明ないし半透明で柔軟性を持ち、水中でも溶解
しない成形用素材及びその製造方法に関するものである
が、更に詳しく言えば、本発明はキトサン及び微細化デ
ンプン粒を複合させた天然多糖からなる複合素材であ
り、使用後は土壌中の微生物によって完全に分解されう
る成形用素材及びその製造方法に関するものである。
従来技術及びその問題点 キトサンはそのままでは水溶液になりにくいため、酢酸
などの希薄水溶液に溶解させて一部塩の形にして用いる
のが一般的である。しかし、キトサンの塩水溶液からの
成形や製膜化は乾燥だけでは行えず、アルカリ固定する
煩雑な操作が必要であることと、キトサンが高価である
ことがその利用を妨げていた。
などの希薄水溶液に溶解させて一部塩の形にして用いる
のが一般的である。しかし、キトサンの塩水溶液からの
成形や製膜化は乾燥だけでは行えず、アルカリ固定する
煩雑な操作が必要であることと、キトサンが高価である
ことがその利用を妨げていた。
デンプンを用いる成形体については、水中での溶解を防
ぐためにホルムアルデヒド等の架橋剤を用いる例がある
が、これは人体にとって完全に無害であるとは言えな
い。またゲル化デンプンを乾燥誘導して得られるシート
はオブラートとして知られているが、これは水中はもち
ろん湿度の高い空気中でも容易に吸湿溶解する。一方、
セルロース系繊維とキトサン塩にデンプンを複合させる
ことで水中でも形状を保ち、一定期間後微生物分解性を
有する吸水性の複合素材となることを本発明者らは既に
特許出願した。このセルロース・キトサン・デンプン系
の吸水性複合素材は水に溶解するものではないが、この
素材は透明性に劣る欠点があった。また加熱溶解したデ
ンプン、キトサン塩、グリセリンからなる複合素材につ
いても特許出願したが、このデンプン・キトサン・グリ
セリン系の素材は製造過程でデンプン水溶液の濃度を高
め難い欠点があった。
ぐためにホルムアルデヒド等の架橋剤を用いる例がある
が、これは人体にとって完全に無害であるとは言えな
い。またゲル化デンプンを乾燥誘導して得られるシート
はオブラートとして知られているが、これは水中はもち
ろん湿度の高い空気中でも容易に吸湿溶解する。一方、
セルロース系繊維とキトサン塩にデンプンを複合させる
ことで水中でも形状を保ち、一定期間後微生物分解性を
有する吸水性の複合素材となることを本発明者らは既に
特許出願した。このセルロース・キトサン・デンプン系
の吸水性複合素材は水に溶解するものではないが、この
素材は透明性に劣る欠点があった。また加熱溶解したデ
ンプン、キトサン塩、グリセリンからなる複合素材につ
いても特許出願したが、このデンプン・キトサン・グリ
セリン系の素材は製造過程でデンプン水溶液の濃度を高
め難い欠点があった。
本発明はグリセリンなしでも水中で形状を保ち、透明で
柔軟な成形用素材として用い得るような新規複合素材と
その製造方法に関するものである。本発明は高濃度に容
易に調製成形でき、湿潤状態でも溶解せず、使用後は無
公害に分解する素材及びその製造方法をキトサン塩及び
微細化デンプン粒を複合させることによって提供するも
のである。このような複合素材を調製した例は未だない
し、また応用した例もない。
柔軟な成形用素材として用い得るような新規複合素材と
その製造方法に関するものである。本発明は高濃度に容
易に調製成形でき、湿潤状態でも溶解せず、使用後は無
公害に分解する素材及びその製造方法をキトサン塩及び
微細化デンプン粒を複合させることによって提供するも
のである。このような複合素材を調製した例は未だない
し、また応用した例もない。
発明が解決しようとする問題点 人間生活において身近に用いられている成形体のうち、
使用期間は短期間であり、廃棄後速やかに分解すること
を望まれる材料は多い。本発明は、一定期間後に海洋を
含む水中あるいは土壌中の微生物によって安全に分解さ
れ、燃焼もできる新規な従来の石油系プラスチックに代
わる成形用素材、及びその製造の方法を提供するもので
ある。
使用期間は短期間であり、廃棄後速やかに分解すること
を望まれる材料は多い。本発明は、一定期間後に海洋を
含む水中あるいは土壌中の微生物によって安全に分解さ
れ、燃焼もできる新規な従来の石油系プラスチックに代
わる成形用素材、及びその製造の方法を提供するもので
ある。
問題点を解決するための手段 本発明者らは微生物分解性のある成形用素材について鋭
意研究を行った結果、適度の微生物分解性を持つ微細化
デンプン粒・キトサン系の新規な複合素材及びその製造
方法を見いだし、本発明を完成させるに至った。
意研究を行った結果、適度の微生物分解性を持つ微細化
デンプン粒・キトサン系の新規な複合素材及びその製造
方法を見いだし、本発明を完成させるに至った。
本発明の主眼は、微細化デンプン粒・キトサン系の複合
素材が、水中で形状を保ちうる成形体となることにあ
る。またこの複合体は微生物分解性を有し、一定期間後
汚染物を残さず分解する。このような性質を持つ新規な
複合成形体を製造するものである。
素材が、水中で形状を保ちうる成形体となることにあ
る。またこの複合体は微生物分解性を有し、一定期間後
汚染物を残さず分解する。このような性質を持つ新規な
複合成形体を製造するものである。
デンプンを水と加熱するとゲル化してα型となる。この
ゲル化デンプンとキトサンとの複合素材は透明性は高い
が耐水性は低い。またゲル化デンプンは濃度を高めにく
いため、成形の操業性が悪い。
ゲル化デンプンとキトサンとの複合素材は透明性は高い
が耐水性は低い。またゲル化デンプンは濃度を高めにく
いため、成形の操業性が悪い。
一方、デンプンを粒のまま用いることも考えられる。デ
ンプン粒は原料植物によるが、いずれもβ型で硬い結晶
構造を持つ直径数μｍ以上の球である。デンプン粒をそ
のまま用いると耐水性は高いが、デンプンとキトサンと
の複合化が十分でなく、強度の低い複合体しか得られな
かった。そこでデンプン粒を機械的に微粉砕することに
よって加熱なしで一部結晶を壊したうえで、これをキト
サンと複合させると、上述の両者の利点を活かした複合
体が得られることを見いだしたものである。
ンプン粒は原料植物によるが、いずれもβ型で硬い結晶
構造を持つ直径数μｍ以上の球である。デンプン粒をそ
のまま用いると耐水性は高いが、デンプンとキトサンと
の複合化が十分でなく、強度の低い複合体しか得られな
かった。そこでデンプン粒を機械的に微粉砕することに
よって加熱なしで一部結晶を壊したうえで、これをキト
サンと複合させると、上述の両者の利点を活かした複合
体が得られることを見いだしたものである。
デンプン粒の微細化は、デンプン全体の２％以上が１μ
ｍ以下になれば十分であり、このような微細化は種々の
乾式粉砕機あるいは高圧ホモジナイザーのような湿式粉
砕機を用いることによって目的を達することができる。
ｍ以下になれば十分であり、このような微細化は種々の
乾式粉砕機あるいは高圧ホモジナイザーのような湿式粉
砕機を用いることによって目的を達することができる。
本発明で用いる材料のうち、デンプンについては種々の
植物由来のデンプン粒があるが、いずれも本発明の原料
として使用できる。またキチン質は甲殻類の殻や菌糸体
等に含まれる含窒素高分子物質であり、このうち脱アセ
チル化度の高いものをキトサンと称するが、本発明には
キトサンを使用する。キトサンは由来によって特に使用
を限定されない。本発明ではキトサンは水溶性とするた
め、原料中では酢酸や乳酸などの希薄水溶液に溶解して
用いる。
植物由来のデンプン粒があるが、いずれも本発明の原料
として使用できる。またキチン質は甲殻類の殻や菌糸体
等に含まれる含窒素高分子物質であり、このうち脱アセ
チル化度の高いものをキトサンと称するが、本発明には
キトサンを使用する。キトサンは由来によって特に使用
を限定されない。本発明ではキトサンは水溶性とするた
め、原料中では酢酸や乳酸などの希薄水溶液に溶解して
用いる。
これらの素材はいづれも微生物分解性を有し、分解後も
土壌汚染の心配はまったくない。またたとえ食しても、
人体に対しての安全性にも問題はない。この複合を基本
とする素材は成形でき、膜形成能も持つ固体であり、さ
らに微生物分解性を有する。成形体は水中でも溶解せ
ず、また成形条件によって微生物分解性を制御できる。
燃焼によって無公害に廃棄処理することも容易である。
土壌汚染の心配はまったくない。またたとえ食しても、
人体に対しての安全性にも問題はない。この複合を基本
とする素材は成形でき、膜形成能も持つ固体であり、さ
らに微生物分解性を有する。成形体は水中でも溶解せ
ず、また成形条件によって微生物分解性を制御できる。
燃焼によって無公害に廃棄処理することも容易である。
具体的にはキトサンを微細デンプン粒に対し１〜150
％、好ましくは５〜80％になるようキトサン塩水溶液の
形で混合し、加熱乾燥によって成形する。この混合物原
料中に填料、可塑剤、補強剤、発泡剤等を添加すること
を妨げるものではない。
％、好ましくは５〜80％になるようキトサン塩水溶液の
形で混合し、加熱乾燥によって成形する。この混合物原
料中に填料、可塑剤、補強剤、発泡剤等を添加すること
を妨げるものではない。
この混合物原料を加熱乾燥することによってデンプン・
キトサン系の複合化が完成し成形体が製造されるが、25
0℃以上では着色が著しいため、250℃以下での成形が好
ましい。高濃度の原料混合物の場合、加熱と共に加圧を
行って成形することを妨げるものではなく、その際の水
蒸気による発泡などは成形に利用できる。
キトサン系の複合化が完成し成形体が製造されるが、25
0℃以上では着色が著しいため、250℃以下での成形が好
ましい。高濃度の原料混合物の場合、加熱と共に加圧を
行って成形することを妨げるものではなく、その際の水
蒸気による発泡などは成形に利用できる。
発明の効果 本発明の方法で調製した成形体は海洋河川中あるいは土
壌中で容易に微生物分解され、且つ分解された後に有害
物質を生じない。またこの成形体は種々の程度の強度を
有する。このため成形体の種々の用途に利用でき、使用
後の廃棄処理が不要になる。このことから本発明の素材
を成形体として用いることにより、現在深刻化している
プラスチック廃棄物公害に対する問題の解決になる。
壌中で容易に微生物分解され、且つ分解された後に有害
物質を生じない。またこの成形体は種々の程度の強度を
有する。このため成形体の種々の用途に利用でき、使用
後の廃棄処理が不要になる。このことから本発明の素材
を成形体として用いることにより、現在深刻化している
プラスチック廃棄物公害に対する問題の解決になる。
実施例 次に実施例により、本発明の複合素材及びその製造方法
を更に詳細に説明するが、これに限定されるものではな
い。
を更に詳細に説明するが、これに限定されるものではな
い。
実施例１ ボールミルによって全体の約15％が１μｍ以下に微細化
されたコーンデンプンに対し、酢酸塩水溶液のキトサン
20％を混合し、加熱乾燥によって厚板片を複合化成形し
た。原料の水溶液のデンプン濃度は50％であった。乾燥
温度は30〜300℃とし、金属製容器で乾燥までの時間加
熱乾燥し、厚み約1mmの板片を成形した。成形物の強度
（単位kg/cm2）を表１に示す。成形物の強度はいずれも
十分であるが、複合化温度300℃以上で成形されたもの
では著しい着色がみられた。このことから温度は250℃
以下が好ましい。
されたコーンデンプンに対し、酢酸塩水溶液のキトサン
20％を混合し、加熱乾燥によって厚板片を複合化成形し
た。原料の水溶液のデンプン濃度は50％であった。乾燥
温度は30〜300℃とし、金属製容器で乾燥までの時間加
熱乾燥し、厚み約1mmの板片を成形した。成形物の強度
（単位kg/cm2）を表１に示す。成形物の強度はいずれも
十分であるが、複合化温度300℃以上で成形されたもの
では著しい着色がみられた。このことから温度は250℃
以下が好ましい。
またこれらの成形物（15mm×15mm×1mm）を25℃、水分1
2％の土中に埋没したところ、いずれも３ケ月以内に完
全に分解消失した。
2％の土中に埋没したところ、いずれも３ケ月以内に完
全に分解消失した。
実施例２ 高圧ホモジナイザーによって約15％１μｍ以下に微細化
した馬鈴薯デンプン粒に対し、キトサン１〜150％にな
るよう海老殻由来のキトサン（脱アセチル化度99％）の
酢酸水溶液と混合し、更にこの混合溶液にフィルムに柔
軟性をもたせるためポリオール系の可塑剤を添加（デン
プンに対して60％）した。水溶液のデンプン濃度は10％
とした。これをステンレスシャーレ上に流延し70℃で３
時間送風乾燥して厚み約60μｍの膜を製造した。得られ
たフィルムの乾燥、湿潤強度（単位kg/cm2）及び25℃、
水分12％の土中での分解時期を表２に示す。
した馬鈴薯デンプン粒に対し、キトサン１〜150％にな
るよう海老殻由来のキトサン（脱アセチル化度99％）の
酢酸水溶液と混合し、更にこの混合溶液にフィルムに柔
軟性をもたせるためポリオール系の可塑剤を添加（デン
プンに対して60％）した。水溶液のデンプン濃度は10％
とした。これをステンレスシャーレ上に流延し70℃で３
時間送風乾燥して厚み約60μｍの膜を製造した。得られ
たフィルムの乾燥、湿潤強度（単位kg/cm2）及び25℃、
水分12％の土中での分解時期を表２に示す。
この結果から、キトサン添加量１％以下では水中で強度
がないが、５％以上ではある程度の強度を持つことが分
かる。また強度もキトサン添加量が80％まで増加し続け
ることが分かる。
がないが、５％以上ではある程度の強度を持つことが分
かる。また強度もキトサン添加量が80％まで増加し続け
ることが分かる。
これらのフィルムは土中でいずれも３カ月以内に形跡を
とどめず分解されることが認められた。
とどめず分解されることが認められた。
実施例３ ボールミルによって種々の程度微細化したコーンデンプ
ン粒に対し、キトサンの乳酸塩水溶液をキトサンとして
20％、グリセリンを可塑剤として60％混合し、実施例１
と同様の方法で製膜し、得られたフィルムの強度（単位
kg/cm2）及び耐水性を調べた。その結果を表３に示す
が、１μｍ以下の微粒子を２％以上含むデンプンを用い
ると、フィルムの乾燥及び湿潤強度が大きいことが分か
る。しかし微粒子が80％あるデンプンを用いると湿潤強
度が低下した。
ン粒に対し、キトサンの乳酸塩水溶液をキトサンとして
20％、グリセリンを可塑剤として60％混合し、実施例１
と同様の方法で製膜し、得られたフィルムの強度（単位
kg/cm2）及び耐水性を調べた。その結果を表３に示す
が、１μｍ以下の微粒子を２％以上含むデンプンを用い
ると、フィルムの乾燥及び湿潤強度が大きいことが分か
る。しかし微粒子が80％あるデンプンを用いると湿潤強
度が低下した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 隆昌 香川県高松市花ノ宮町２丁目３番３号 工 業技術院四国工業技術試験所内 (56)参考文献 特開 昭64−81837（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−159430（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】機械的衝撃によって微細化したデンプン粒
にキトサンを複合させて成る微生物分解性素材。 - 【請求項２】微細化デンプン粒にキトサンの塩水溶液を
混合し、300℃以下で加熱乾燥する特許請求の範囲第１
項記載の微生物分解性素材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2121488A JPH0686549B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | デンプン・キトサン系の微生物分解性素材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2121488A JPH0686549B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | デンプン・キトサン系の微生物分解性素材及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0418437A JPH0418437A (ja) | 1992-01-22 |
| JPH0686549B2 true JPH0686549B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=14812405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2121488A Expired - Lifetime JPH0686549B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | デンプン・キトサン系の微生物分解性素材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0686549B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1423435A1 (de) * | 2001-09-04 | 2004-06-02 | Heppe GmbH Biotechnologische Systeme und Materialien | Werkstoffe aus modifizierten polysacchariden und verfahren zu ihrer herstellung |
| CN1314710C (zh) * | 2005-07-14 | 2007-05-09 | 华中农业大学 | 一种微细化淀粉的制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5426255A (en) * | 1977-07-29 | 1979-02-27 | Mitsubishi Electric Corp | Torch for tig welding |
| JPS61159430A (ja) * | 1985-01-07 | 1986-07-19 | Daicel Chem Ind Ltd | 再分散懸濁性の良好なキチン又はキトサン組成物の製法 |
| JPS6481837A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-28 | Lion Corp | Highly water-resistant composition |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP2121488A patent/JPH0686549B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0418437A (ja) | 1992-01-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |