JPH0832798B2 - High mechanical strength molding material containing bacterial cellulose - Google Patents
High mechanical strength molding material containing bacterial celluloseInfo
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- JPH0832798B2 JPH0832798B2 JP61085021A JP8502186A JPH0832798B2 JP H0832798 B2 JPH0832798 B2 JP H0832798B2 JP 61085021 A JP61085021 A JP 61085021A JP 8502186 A JP8502186 A JP 8502186A JP H0832798 B2 JPH0832798 B2 JP H0832798B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はバクテリアの産生する特定のセルロースを圧
搾せしめることにより得られる引張り強さ、耐伸縮性に
すぐれた高弾性及び高強度の成形材料に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a molding material having high elasticity and high strength, which is excellent in tensile strength, stretch resistance and is obtained by compressing a specific cellulose produced by bacteria. It is a thing.
この成形材料は紙その他各種シートとして利用しうる
ほか、各種立体成形物として加工することもできる。This molding material can be used as various other sheets such as paper, and can also be processed into various three-dimensional molded products.
従来、バクテリアの産生するセルロースとしては、ア
セトバクター・キシリナム（Acetobacter xylinum）ATC
C23769が産生するシート状のものを医療用パッドに利用
することが知られている（特開昭59-120159号公報）。Conventionally, as the cellulose produced by bacteria, Acetobacter xylinum ATC
It is known to use a sheet-shaped product produced by C23769 for a medical pad (Japanese Patent Laid-Open No. 59-120159).
一方、従来の成形材料には種々のものが知られてお
り、セルロースについても繊維を糸状、シート状、各種
立体成形物に利用したもののほかセルロース誘導体を一
旦溶解して加工したセロファン、セルロイドなどがあ
る。また、合成高分子材料も各種開発されており、その
なかには分子鎖を一定方向に配列してその方向の力学強
度を特に高めたものもある。On the other hand, various conventional molding materials are known, and as for cellulose, fibers used in thread form, sheet form, various three-dimensional molded products as well as cellophane, celluloid, etc., in which a cellulose derivative is once dissolved and processed. is there. In addition, various synthetic polymer materials have been developed, and among them, there is one in which molecular chains are arranged in a certain direction to particularly increase the mechanical strength in that direction.
従来の各種植物由来のセルロース及びセルロース誘導
体の力学的強度はさほど大きくなく、例えばシート状の
セルロイドやセロファンの弾性率はせいぜい２〜3GPa程
度であった。The conventional mechanical strength of various plant-derived celluloses and cellulose derivatives is not so large, and for example, the elastic modulus of sheet-shaped celluloid and cellophane is about 2-3 GPa.
また、合成高分子材料のうち分子鎖が一定方向に配列
したものには、一方向については金属や無機物と同等の
弾性率を持つものもあるが、他の方向の弾性率が低いた
めに高強度素材として用いるには自から用途が限定され
ていた。そのため、分子の配列に異方性がなく構造素材
として強度的に秀れているものが求められているが、分
子がランダムに配列しているような高分子物質では弾性
率が低かった。合成高分子からなる成形材料で高性能の
ものとしては、ポリエステルフィルム、アラミドシー
ト、ポリイミドフィルム等が知られているが、弾性率は
たかだか４〜7GPa程度であった。Also, among synthetic polymer materials, some of which have molecular chains arranged in a certain direction have elastic modulus equivalent to that of metal or inorganic material in one direction, but have high elastic modulus in other directions. The use was limited by itself to use it as a strength material. For this reason, there is a demand for a structural material having excellent anisotropy in the arrangement of the molecules and excellent in strength, but the elastic modulus is low in a polymer substance in which the molecules are randomly arranged. Polyester films, aramid sheets, polyimide films and the like are known as high-performance molding materials made of synthetic polymers, but their elastic moduli were at most about 4 to 7 GPa.
バクテリアの産生するセルロースを利用したものとし
ては前述の例があるが、その利用は医療用パッドに限ら
れており、高力学強度分野における素材として利用価値
が高いことについては全く知られていなかった。Although there are the above-mentioned examples of using cellulose produced by bacteria, its use is limited to medical pads, and it was not known at all that it has high utility value as a material in the field of high mechanical strength. .
本発明の目的は、従来の成形材料を越えた、引張り強
さ、耐伸縮性にすぐれた高弾性及び高強度の成形材料を
提供することにある。An object of the present invention is to provide a molding material having high elasticity and high strength, which is superior to conventional molding materials in tensile strength and stretch resistance.
本発明の別の目的は、この高力学強度に加えて親水性
にすぐれかつ毒性上問題のない成形材料を提供すること
にある。Another object of the present invention is to provide a molding material which, in addition to this high mechanical strength, is excellent in hydrophilicity and has no toxicity problem.
本発明者らはこれらの目的を達成するべく種々研究を
行ない、微生物の産生するリボン状のミクロフィブリル
よりなるセルロースをミクロフィブリルがからみ合うよ
う高い圧力で圧搾することにより引張り強さ等の力学強
度の極めて大きい成形材料が得られることを見出し、こ
の知見に基いて本発明を完成するに至った。The present inventors have conducted various studies to achieve these objects, and by compressing cellulose consisting of ribbon-shaped microfibrils produced by microorganisms with high pressure so that the microfibrils are entangled, mechanical strength such as tensile strength is obtained. It was found that a molding material having an extremely large size can be obtained, and the present invention has been completed based on this finding.
すなわち、本発明は、幅100〜500Å、厚さ10〜200Å
のリボン状ミクロフィブリルよりなるバクテリアセルロ
ースを少なくとも1kg/cm2の圧力で圧搾して得られた、
弾性率が10GPa以上の高力学強度成形材料に関するもの
である。That is, the present invention has a width of 100 to 500Å and a thickness of 10 to 200Å
Obtained by squeezing bacterial cellulose consisting of ribbon-shaped microfibrils at a pressure of at least 1 kg / cm 2 .
The present invention relates to a high mechanical strength molding material having an elastic modulus of 10 GPa or more.
バクテリアセルロースは、第１図にその電子顕微鏡写
真を示すように、幅100〜500Å、厚さ10〜200Å程度の
リボン状ミクロフィブリルからなっている。一般にはゲ
ルの形で得られ、その含水率は95％（w/v）以上であ
る。Bacterial cellulose is composed of ribbon-shaped microfibrils having a width of 100 to 500Å and a thickness of 10 to 200Å as shown in the electron micrograph of FIG. Generally, it is obtained in the form of gel, and the water content is 95% (w / v) or more.
このセルロースはセルラーゼによって容易に分解さ
れ、グルコースを生成する。すなわち、本セルロースの
0.1％（w/v）懸濁液にセルラーゼ（EC3,2,1,4）（天野
製薬製）を0.5％（w/v）になるように溶かし、0.1M酢酸
緩衝液中で30℃で24時間反応させた。その結果、本物質
の一部が分解されることが観察され、上澄液をペーパー
クロマトグラフィーで展開したところグルコースのほか
に少量のセロビオース、セロトリオース及びその他のセ
ロオリゴ糖が検出された。このほかに少量のフラクトー
ス、マンノース等が検出される場合もあった。This cellulose is easily decomposed by cellulase to produce glucose. That is, the present cellulose
Cellulase (EC3,2,1,4) (Amano Pharmaceutical Co., Ltd.) was dissolved in a 0.1% (w / v) suspension to a concentration of 0.5% (w / v), and then dissolved in 0.1M acetate buffer at 30 ° C. The reaction was carried out for 24 hours. As a result, it was observed that part of this substance was decomposed, and when the supernatant was developed by paper chromatography, small amounts of cellobiose, cellotriose and other cellooligosaccharides were detected in addition to glucose. In addition to this, small amounts of fructose, mannose, etc. were sometimes detected.
すなわち、本発明のバクテリアセルロースはセルロー
ス及びセルロースを主鎖としたヘテロ多糖を含むもの及
びβ−1,3,β−1,2等のグルカンを含むものである。ヘ
テロ多糖の場合のセルロース以外の構成成分はマンノー
ス、フラクトース、ガラクトース、キシロース、アラビ
ノース、ラムノース、グルクロン酸等の六炭糖、五炭糖
及び有機酸等である。なお、これ等の多糖が単一物質で
ある場合もあるし、２種以上の多糖が水素結合等により
混在していてもよい。That is, the bacterial cellulose of the present invention includes cellulose and a heteropolysaccharide having cellulose as a main chain and glucans such as β-1,3, β-1,2. In the case of the heteropolysaccharide, the constituent components other than cellulose are hexoses such as mannose, fructose, galactose, xylose, arabinose, rhamnose and glucuronic acid, pentose sugars and organic acids. These polysaccharides may be a single substance, or two or more polysaccharides may be mixed due to hydrogen bonding or the like.
バクテリアセルロースは上記のようなものであればい
かなるものであっても使用可能である。Any bacterial cellulose can be used as long as it is as described above.
このようなバクテリアセルロースを産生する微生物は
特に限定されないが、アセトバクター・アセチ・サブス
ピーシス・キシリナム（Acetobacter aceti subsp・xyl
inum）ATCC10821あるいは同パストウリアヌス（Ａ・pas
teurianus）、同ランセンス（Ａ・rancens）、サルシナ
・ベントリクリ（Sarcina vntriculi）、バクテリウム
・キシロイデス（Bacterium xyloides）、シュードモナ
ス属細菌、アグロバクテリウム属細菌等でバクテリアセ
ルロースを産生するものを利用することができる。Microorganisms producing such bacterial cellulose are not particularly limited, but Acetobacter aceti subsp. Xylin (Acetobacter aceti subsp.
inum) ATCC10821 or the same Pastorianus (A ・ pas
teurianus, A. rancens, Sarcina vntriculi, Bacterium xyloides, Pseudomonas bacteria, Agrobacterium bacteria, etc. that produce bacterial cellulose can be used. .
これらの微生物を培養してバクテリアセルロースを生
成蓄積させる方法は細菌を培養する一般的方法に従えば
よい。すなわち、炭素源、窒素源、無機塩類、その他必
要に応じてアミノ酸、ビタミン等の有機微量栄養素を含
有する通常の栄養培地に微生物を接種し、静置又はゆる
やかに通気攪拌を行なう。炭素源としては、グルコー
ス、シュクロース、マルトース、澱粉加水分解物、糖蜜
等が利用されるが、エタノール、酢酸、クエン酸等も単
独あるいは上記の糖と併用して利用することができる。
窒素源としては、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウ
ム、リン酸アンモニウム等のアンモニウム塩、硝酸塩、
尿素、ペプトン等の有機あるいは無機の窒素源が利用さ
れる。無機塩類としては、リン酸塩、マグネシウム塩、
カルシウム塩、鉄塩、マンガン塩等が利用される。有機
微量栄養素としては、アミノ酸、ビタミン、脂肪酸、核
酸、さらにはこれらの栄養素を含むペプトン、カザミノ
酸、酵母エキス、大豆蛋白加水分解物等が利用され、生
育にアミノ酸等を要求する栄養要求性変異株を用いる場
合には要求される栄養素をさらに補添する必要がある。The method for culturing these microorganisms to produce and accumulate bacterial cellulose may be a general method for culturing bacteria. That is, a microorganism is inoculated into a normal nutrient medium containing a carbon source, a nitrogen source, inorganic salts, and if necessary, organic micronutrients such as amino acids and vitamins, and the mixture is allowed to stand or gently aerated and stirred. As the carbon source, glucose, sucrose, maltose, starch hydrolyzate, molasses and the like are used, but ethanol, acetic acid, citric acid and the like can also be used alone or in combination with the above sugars.
As the nitrogen source, ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium chloride and ammonium phosphate, nitrates,
Organic or inorganic nitrogen sources such as urea and peptone are used. As inorganic salts, phosphates, magnesium salts,
Calcium salt, iron salt, manganese salt, etc. are used. As organic micronutrients, amino acids, vitamins, fatty acids, nucleic acids, and peptones, casamino acids, yeast extracts, and soybean protein hydrolysates containing these nutrients are used, and auxotrophic mutations that require amino acids for growth are used. When using strains, it is necessary to further supplement the required nutrients.
培養条件も通常でよく、pHを５ないし９そして温度を
20ないし40℃に制御しつつ１ないし30日間培養すれば表
層にバクテリアセルロースがゲル状に蓄積される。The culture conditions may be normal, pH 5 to 9 and temperature
Culturing for 1 to 30 days while controlling at 20 to 40 ° C. causes bacterial cellulose to accumulate in the surface layer in the form of gel.
本発明で使用するバクテリアセルロースは微生物の培
養物から単離された精製品のほか、用途に応じある程度
不純物を含むものであっても良い。例えば培養液中の残
糖，塩類，酵母エキス等が微生物セルロースに残留して
いてもさしつかえない。また、菌体がある程度含まれて
いても良い。The bacterial cellulose used in the present invention may be a purified product isolated from a culture of a microorganism, or may contain impurities to some extent depending on the application. For example, residual sugar, salts, yeast extract, etc. in the culture solution may remain in the microbial cellulose. In addition, the cells may be contained to some extent.
このゲルを取り出して必要により、水洗する。この水
洗水には目的に応じて殺菌剤、前処理剤などの薬剤を添
加することができる。The gel is taken out and, if necessary, washed with water. A chemical such as a bactericide or a pretreatment agent can be added to the washing water according to the purpose.
バクテリアセルロースは引張り強度等の力学的強度を
高めるためにミクロフィブリルがからみ合った構造にす
るのがよく、そのために例えば培養物から取り出したゲ
ルを直角方向から加圧して圧搾することにより自由水の
大部分を除去してから乾燥する方法は有効である。圧搾
圧力は少なくとも1kg/cm2以上とし、１〜10kg/cm2程度
が適当である。この圧搾によって乾燥後のセルロースは
圧搾方向に応じて配向したものになる。また、圧力を加
えながら一方向に延ばす操作、すなわち圧延操作を行な
うことによって乾燥後のセルロースは圧搾方向に加えて
圧延方向に対しても配向性を有するに至る。圧搾装置は
市販の機種のなかから適宜選択して利用することができ
る。Bacterial cellulose preferably has a structure in which microfibrils are entangled in order to enhance mechanical strength such as tensile strength.For this reason, for example, by pressing a gel taken out from a culture in a direction perpendicular to the free water, The method of removing most of them and then drying is effective. Squeeze pressure was at least 1 kg / cm 2 or more, about 1 to 10 kg / cm 2 are suitable. By this pressing, the dried cellulose becomes oriented according to the pressing direction. By performing an operation of stretching in one direction while applying pressure, that is, a rolling operation, the dried cellulose has an orientation in the rolling direction in addition to the pressing direction. The pressing device can be appropriately selected and used from commercially available models.
本発明の高力学強度成形材料は、シート状、立体状な
ど各種形状に成形することができる。The high mechanical strength molding material of the present invention can be molded into various shapes such as a sheet shape and a three-dimensional shape.
シート状にする場合には、バクテリアセルロースを離
解してから層状にし、これを必要により圧搾して乾燥す
ればよい。圧搾によって面配向したものが得られるほ
か、圧延を加えることによって面配向するとともにさら
に一軸配向したシートを得ることができる。In the case of a sheet, the bacterial cellulose may be disintegrated and then layered, and this may be pressed and dried if necessary. In addition to pressing, a sheet having a plane orientation can be obtained, and a sheet having a plane orientation and a further uniaxial orientation can be obtained by applying rolling.
圧搾を終了したシートの乾燥は適当な支持体に固定し
て行なうことが望ましい。この支持体へ固定することに
よって面配向度がさらに高まり、力学的強度の大きなシ
ートを得ることができる。支持体には例えば網状構造を
もった板、ガラス板、金属板などを利用できる。乾燥温
度はセルロースが分解されない範囲であればよく加熱乾
燥法のほか凍結乾燥法も利用できる。It is desirable to dry the pressed sheet after fixing it to an appropriate support. By fixing to this support, the degree of plane orientation is further increased, and a sheet having high mechanical strength can be obtained. As the support, for example, a plate having a mesh structure, a glass plate, a metal plate or the like can be used. The drying temperature may be within a range where cellulose is not decomposed, and a freeze-drying method can be used in addition to the heat-drying method.
このようにして得られたシートは、第１図に示すよう
に、ミクロフィブリルがランダムにからみ合った構造を
している。そして、Ｘ線回折像によると圧搾したものは
面配向しており、圧延も加えたものは面配向と同時に一
軸配向もしている。シートの弾性率は10GPa以上、通常1
0〜20GPa程度である。The sheet thus obtained has a structure in which microfibrils are randomly entangled with each other, as shown in FIG. Then, according to the X-ray diffraction image, the compressed product has a plane orientation, and the rolled product has a plane orientation as well as a uniaxial orientation. The elastic modulus of the sheet is 10 GPa or more, usually 1
It is about 0 to 20 GPa.
シートの厚さは用途に応じて定められるが、通常１〜
500μｍ程度である。The thickness of the sheet is determined according to the application, but usually 1 to
It is about 500 μm.
シートには各種の添加剤を加えることができる。例え
ば、各種の高分子材料の溶液（水性又は非水性）、エマ
ルジョン、ディスパージョン、粉体、溶融物等を加える
ことにより、その添加物の特性に応じて、強度、耐候
性、耐薬品性、耐水性、撥水性、静電防止性等の幾つか
を付与することができる。アルミニウム、銅、鉄、亜鉛
などの金属又はカーボンを粉末状あるいは糸状で加えれ
ば導電性及び熱伝導性を高めることができる。また、酸
化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、カオリン、ベント
ナイト、ゼオライト、雲母、アルミナ等の無機質材料を
加えればその種類に応じて耐熱性、絶縁性などを改善
し、あるいは表面に平滑性を付与することができる。低
分子有機質あるいは接着剤を加えることによって強度を
さらに増すことができる。フタロシアニン、アゾ化合
物、アイ、ベニハナなどの色素で着色してもよい。着色
にはそのほか各種の塗料、染料、顔料を利用することが
できる。医薬品、殺菌剤を加えることによってメディカ
ルシートとして利用することもできる。Various additives can be added to the sheet. For example, by adding solutions (aqueous or non-aqueous), emulsions, dispersions, powders, and melts of various polymer materials, depending on the characteristics of the additives, strength, weather resistance, chemical resistance, Some of water resistance, water repellency, antistatic property, etc. can be imparted. If a metal such as aluminum, copper, iron or zinc or carbon is added in the form of powder or thread, the electrical conductivity and thermal conductivity can be improved. In addition, if an inorganic material such as titanium oxide, iron oxide, calcium carbonate, kaolin, bentonite, zeolite, mica, and alumina is added, heat resistance, insulation, etc. are improved depending on the type, or surface smoothness is imparted. be able to. Strength can be further increased by the addition of low molecular weight organics or adhesives. It may be colored with a dye such as phthalocyanine, an azo compound, eye, or safflower. Various other paints, dyes and pigments can be used for coloring. It can also be used as a medical sheet by adding pharmaceuticals and bactericides.
これらの混練物、添加剤は97％以下で目的の物性が得
られる適当な量が加えられる。これらの添加時期は問う
ところではなく、バクテリアセルロースゲルあるいはそ
の離解物に加えてもよく、圧搾後に加えてもよく、また
乾燥後に加えてもよい。さらに、培地中あるいは培養物
に加えてもよい場合もある。添加方法も混合のほか含浸
によってもよい。These kneaded products and additives are added in an appropriate amount so as to obtain the desired physical properties at 97% or less. The timing of addition of these is not critical, and they may be added to the bacterial cellulose gel or the disaggregated product thereof, added after squeezing, or added after drying. In some cases, it may be added in the medium or to the culture. The addition method may be mixing or impregnation.
このようなシートには他の物質の層を積層することも
できる。積層物はシートの使用目的に応じて適宜選択さ
れる。前述の混練物あるいは添加物のなかから選択する
こともでき、例えば耐水性の付与のために各種高分子材
料をコーティングすることができる。Layers of other materials can be laminated to such sheets. The laminate is appropriately selected depending on the purpose of use of the sheet. It can be selected from the above-mentioned kneaded materials or additives, and for example, various polymer materials can be coated to impart water resistance.
バクテリアセルロースはリボン状ミクロフィブリルか
らなっており、引張り強度、耐伸縮性、弾性などの力学
強度が大きい。この力学強度は各ミクロフィブリルがか
らみ合うことによって高まり、配向性を付与することに
よって当該方向への強度がさらに高まる。バクテリアセ
ルロースはプレスによって配向しやすいという性質をも
っている。Bacterial cellulose is composed of ribbon-shaped microfibrils and has high mechanical strength such as tensile strength, stretch resistance and elasticity. This mechanical strength is increased by the entanglement of the microfibrils, and the orientation is imparted to further increase the strength in that direction. Bacterial cellulose has the property of being easily oriented by pressing.
実施例１ シュクロース5g/dl、酵母エキス（Difco）0.5g/dl、
硫安0.5g/dl、KH2PO40.3g/dl、MgSO4・7H2O0.05g/dl（p
H5.0）の組成の培地50mlを200ml容三角フラスコに張込
み、120℃で20分間蒸気殺菌した。これに酵母エキス0.5
g/dl、ペプトン0.3g/dl、マンニトール2.5g/dl（pH6.
0）の組成の試験管斜面寒天培地で生育させた（30℃、
３日間）アセトバクター、アセチ、サブスピーシス、キ
シリナムATCC10821を１白金耳づつ接種し30℃で培養し
た。30日後、培養液の上層に白色のバクテリアセルロー
ス性多糖を含むゲル状の膜が形成された。Example 1 Sucrose 5 g / dl, yeast extract (Difco) 0.5 g / dl,
Ammonium sulfate 0.5g / dl, KH 2 PO 4 0.3g / dl, MgSO 4 · 7H 2 O0.05g / dl (p
50 ml of a medium having the composition of H5.0) was placed in a 200 ml Erlenmeyer flask and steam sterilized at 120 ° C. for 20 minutes. Yeast extract 0.5
g / dl, peptone 0.3g / dl, mannitol 2.5g / dl (pH 6.
The test tube was grown on a slope agar medium having a composition of (0) (30 ° C,
For 3 days, one platinum loop of Acetobacter, aceti, subsposis, and Xylinum ATCC 10821 was inoculated and cultured at 30 ° C. After 30 days, a gel-like film containing white bacterial cellulosic polysaccharide was formed on the upper layer of the culture solution.
こうして得られたゲル状膜を水洗して約1cmの厚さに
広げ、テストプレス機（テスター産業（株））を用いて
10kg/cm2程度の圧力でプレスして水分を絞り出した。こ
れをガラス板に貼り付けて105℃で２時間乾燥し、厚さ
約10μｍのシートを得た。The gel film thus obtained was washed with water and spread to a thickness of about 1 cm, and a test press machine (Tester Sangyo Co., Ltd.) was used.
Water was squeezed out by pressing at a pressure of about 10 kg / cm 2 . This was attached to a glass plate and dried at 105 ° C. for 2 hours to obtain a sheet having a thickness of about 10 μm.
得られたシートのＸ線回折図を第１図に示す。この図
は、シート面に対して平行の回転軸をとり、シートを回
転させつつＸ線を回転軸に対して直角に入射させて撮影
した回折像である。同図に示すように、（イ）101面、
（ロ）10面及び（ハ）002面のいずれも配向してお
り、このシートは極めて高度の面配向をしているもので
あった。The X-ray diffraction pattern of the obtained sheet is shown in FIG. This figure is a diffraction image taken by taking an axis of rotation parallel to the surface of the sheet and making X-rays incident at right angles to the axis of rotation while rotating the sheet. As shown in the figure, (a) 101 surface,
Both the (b) 10 plane and the (c) 002 plane were oriented, and this sheet was extremely highly oriented.
このシート及び既存のセルロース性シートさらには各
種高分子２次元材料について、弾性率を引張試験機を用
いて測定した結果を下表に示す。 シート 弾性率 本発明品 15.8GPa セロファン 1.5 セルロイド 2.0 Nomex*1 7.0 ルミラー*2 4.9 ＊１ ポリメタフェニレンイソフタールアミドのシート ＊２ 二軸延伸ポリエチレンテレフタレートシート 実施例２ 実施例１で使用したものと同じゲル状のバクテリアセ
ルロースをロールプレス機（吉田工業（株））を用いて
一方向に圧延しつつ圧搾した。このものをやはりガラス
板に貼り付けて105℃で２時間乾燥し、シートを得た。The following table shows the results of measuring the elastic modulus of this sheet, the existing cellulosic sheet, and various polymer two-dimensional materials using a tensile tester. Sheet Modulus of the Invention 15.8 GPa Cellophane 1.5 Celluloid 2.0 Nomex * 1 7.0 Lumirror * 2 4.9 * 1 Polymetaphenylene isophthalamide sheet * 2 Biaxially stretched polyethylene terephthalate sheet Example 2 Same as that used in Example 1 The gelled bacterial cellulose was unidirectionally rolled using a roll press (Yoshida Kogyo Co., Ltd.) and pressed. This product was also attached to a glass plate and dried at 105 ° C. for 2 hours to obtain a sheet.
得られたシートのＸ線回折図を第２図に示す。この図
は、シートを固定し、フィルム面に対してＸ線を垂直に
入射させて撮影した回折像である。図中、矢印は圧延方
向を示している。同図に示すように、（イ）101面、
（ロ）10面及び002面の全てに配向が見出され、一軸
配向性が明瞭である。また、面配向についても第１図と
ほぼ同様の配向性が認められた。The X-ray diffraction pattern of the obtained sheet is shown in FIG. This figure is a diffraction image taken with the sheet fixed and X-rays incident perpendicularly to the film surface. In the figure, the arrow indicates the rolling direction. As shown in the figure, (a) 101 surface,
(B) Orientation was found on all 10 and 002 planes, and uniaxial orientation was clear. Regarding the plane orientation, almost the same orientation as in Fig. 1 was recognized.
このシートの弾性率を実施例１と同様にして測定した
ところ圧延方向で20GPaであった。When the elastic modulus of this sheet was measured in the same manner as in Example 1, it was 20 GPa in the rolling direction.
実施例３ ゲル状のバクテリアセルロースをプレス、乾燥しシー
トを得た。振動リード法により測定したヤング率Ｅは次
の如くであった。Example 3 A gel-like bacterial cellulose was pressed and dried to obtain a sheet. The Young's modulus E measured by the vibration lead method was as follows.
Ｅ＝13.6GPa この値は木材パルプのみで作られた紙の通常のヤング
率の５〜10倍である。E = 13.6 GPa This value is 5 to 10 times the normal Young's modulus of paper made of wood pulp only.
実施例４ 実施例１で使用したものと同じゲル状のバクテリアセ
ルロースを150℃、5kg/cm2で５分間熱プレス（吉田工業
（株））し、シートを得た。得られたシートにポリエチ
レンイミン処理したポリエチレンフィルムを320℃でラ
ミネートしラミネートフィルムを作製した。このラミネ
ートフィルムを自動記録式引張り試験機により物性を測
定した。その結果、弾性率が16.2GPaと通常のセロハン
−ポリエチレンラミネートフィルムの弾性率1.7GPaより
大巾に向上したラミネートフィルムを得た。Example 4 The same gel-like bacterial cellulose as that used in Example 1 was hot pressed (Yoshida Kogyo Co., Ltd.) at 150 ° C. and 5 kg / cm 2 for 5 minutes to obtain a sheet. A polyethylene film treated with polyethyleneimine was laminated on the obtained sheet at 320 ° C. to prepare a laminated film. The physical properties of this laminated film were measured by an automatic recording type tensile tester. As a result, a laminated film having an elastic modulus of 16.2 GPa, which is much larger than the elastic modulus of 1.7 GPa of the ordinary cellophane-polyethylene laminated film, was obtained.
本発明の高力学強度成形材料は引張強度、耐伸縮性、
弾性等にすぐれている。特に弾性率が極めて高く、実施
例品においては、現在知られている２次元材料のなかで
は最も弾性率の高いポリメタフェニレンイソフタールア
ミドのシートの弾性率の２倍以上であった。The high mechanical strength molding material of the present invention has tensile strength, stretch resistance,
It has excellent elasticity. In particular, the elastic modulus was extremely high, and in the example products, it was more than twice the elastic modulus of the sheet of polymetaphenylene isophthalamide having the highest elastic modulus among the currently known two-dimensional materials.
従ってこの材料は高い強度が要求される複合プラスチ
ックス用の強化材として、例えば船、航空機、自動車な
どのボディ材料として、配線基盤等として、あるいは記
録紙などの高級紙、打楽器の振動板等として使用でき
る。Therefore, this material is used as a reinforcing material for composite plastics requiring high strength, for example, as a body material for ships, aircraft, automobiles, as a wiring board, or as a high-quality paper such as recording paper, a vibration plate for percussion instruments, etc. Can be used.
加えて、この材料は天然物であって人の皮膚に対して
炎症を生じさせなく、かつ通気性に優れているのでバン
リコー基材として優れている。In addition, this material is a natural product, does not cause irritation to human skin, and has excellent breathability, and thus is excellent as a Van Ricoh base material.
第１図はアセトバクターアセティーサブスピーシスキシ
リナムの生産するセルロース性物質の電子顕微鏡写真で
ある。第２図及び第３図はいずれも本発明品のＸ線回折
図形を示すものである。FIG. 1 is an electron micrograph of a cellulosic substance produced by Acetobacter aceti subspithii xylinum. 2 and 3 each show an X-ray diffraction pattern of the product of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市村 国宏 茨城県筑波郡谷田部町松代５丁目630棟 (72)発明者 山中 茂 神奈川県横浜市南区大岡３−40−13 (72)発明者 渡部 乙比古 神奈川県川崎市川崎区観音２−20−８ (72)発明者 西 美緒 東京都品川区北品川６丁目７番35号 (72)発明者 瓜生 勝 東京都品川区北品川６丁目７番35号 審査官 佐藤 邦彦 (56)参考文献 特開 昭59−120159（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (72) Inventor Kunihiro Ichimura 5-630 Matsushiro, Yatabe-cho, Tsukuba-gun, Ibaraki Prefecture (72) Inventor Shigeru Yamanaka 3-40-13 Ooka, Minami-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture (72) Invention Person Watanabe Otohiko 2-20-8 Kannon, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Mio Nishi 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo (72) Inventor Masao Uryu 6 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo 7-35, Examiner Kunihiko Sato (56) References JP-A-59-120159 (JP, A)
Claims (1)
ミクロフィブリルよりなるバクテリアセルロースを少な
くとも1kg/cm2の圧力で圧搾して得られた、弾性率が10G
Pa以上の高力学強度成形材料1. An elastic modulus of 10 G obtained by compressing bacterial cellulose composed of ribbon-shaped microfibrils having a width of 100 to 500Å and a thickness of 10 to 200Å at a pressure of at least 1 kg / cm 2.
High mechanical strength molding material of Pa or higher
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