JP2001181387A - Water absorptive polymer and manufacturing method - Google Patents

Water absorptive polymer and manufacturing method

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JP2001181387A
JP2001181387A JP36781399A JP36781399A JP2001181387A JP 2001181387 A JP2001181387 A JP 2001181387A JP 36781399 A JP36781399 A JP 36781399A JP 36781399 A JP36781399 A JP 36781399A JP 2001181387 A JP2001181387 A JP 2001181387A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel water absorptive polymer obtained by crosslinking a polyglutamic acid with a metal. SOLUTION: The water absorptive polymer is constituted by crosslinking a polyglutamic acid and/or a polyglutamic acid salt with a trivalent metal. Use of aluminum, particularly its double salt which is alum as this metal can provide an edible water absorptive polymer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリグルタミン酸
等を主成分とする吸水性ポリマー及びその製造方法に関
する。
[0001] The present invention relates to a water-absorbing polymer containing polyglutamic acid or the like as a main component and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高分子材料により多種多様なもの
が開発されており、その一つとして吸水性ポリマーがあ
る。この吸水性ポリマーは、自重の数十倍から数百倍に
も及ぶ水分を吸収する能力を有し、このような性質を利
用して、紙おむつ等の衛生用品や体液吸収剤として医療
分野、鮮魚保持剤などとして食品分野、砂漠の緑化用な
どの農業園芸分野など、広範囲で用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, various kinds of polymer materials have been developed, and one of them is a water-absorbing polymer. This water-absorbing polymer has the ability to absorb water tens to hundreds of times its own weight. Utilizing such properties, it can be used as a sanitary article such as a disposable diaper or a body fluid absorbent, in the medical field, fresh fish, etc. It is widely used as a preservative in the food field, agricultural and horticultural fields such as desert greening, and the like.

【0003】この吸水性ポリマーにおいて幅広く用いら
れているものとして、デンプン、セルロースなどをアク
リロニトリルなどで共重合させたアクリル系の吸水性ポ
リマーがある。このアクリル系の吸水性ポリマーは、安
価である反面、生分解性に欠き、土中の細菌などにより
分解されないという問題がある。このようなポリマーに
おける生分解性は、高分子材料の廃棄処理問題を解決す
るために要求される性質であり、そのため、吸水性ポリ
マーにおいても、生分解性を有するものの開発が要請さ
れている。
An acrylic water-absorbing polymer obtained by copolymerizing starch, cellulose or the like with acrylonitrile or the like is widely used as the water-absorbing polymer. Although this acrylic water-absorbing polymer is inexpensive, it lacks biodegradability and has a problem that it is not decomposed by bacteria in the soil. The biodegradability of such a polymer is a property required to solve the problem of waste disposal of a polymer material. Therefore, the development of a biodegradable water-absorbing polymer is also required.

【0004】このような要請に対応すべく、生分解性を
有する吸水性ポリマーが開発されている。生分解性を有
する吸水性ポリマーとして、デンプン系吸水性樹脂、ヒ
アルロン酸系吸水性樹脂があり、これ以外にポリグルタ
ミン酸系架橋体が提案されている。例えば、特開平10
−251402号公報には、ポリ−γ−グルタミン酸に
放射線を照射してラジカル重合により架橋されたポリグ
ルタミン酸系架橋体が開示されている。
[0004] In order to meet such demands, biodegradable water-absorbing polymers have been developed. As biodegradable water-absorbing polymers, there are starch-based water-absorbing resins and hyaluronic acid-based water-absorbing resins, and polyglutamic acid-based crosslinked products have been proposed. For example, JP
-251402 discloses a polyglutamic acid-based crosslinked product obtained by irradiating poly-γ-glutamic acid with radiation and crosslinking by radical polymerization.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吸水性
ポリマーとしてポリグルタミン酸架橋体が提案されてい
るが、従来のポリグルタミン酸系架橋体は、放射線照射
により製造されるため、その製造に関しては設備等が制
約され、簡便に製造することは困難であった。
However, a crosslinked polyglutamic acid has been proposed as a water-absorbing polymer. However, since a conventional crosslinked polyglutamic acid is produced by irradiation with radiation, equipment and the like are required for the production. It was restricted and it was difficult to manufacture easily.

【0006】また、従来のポリグルタミン酸系架橋体
は、その用途においても制限が課される場合がある。例
えば、ポリグルタミン酸は、例えば納豆菌(枯草菌)ガ
ム等の食品の成分として含まれ、食用とすることができ
るが、放射線を照射して製造されたポリグルタミン酸架
橋体は食用に共することは制限されている。
[0006] The conventional polyglutamic acid-based crosslinked product may be limited in its use. For example, polyglutamic acid is included as an ingredient in foods such as Bacillus natto (B. subtilis) gum and can be edible, but a crosslinked polyglutamic acid produced by irradiation with radiation cannot be used for food. Limited.

【0007】一方、食用に共される吸水性ポリマーとし
てはコンニャクマンナンがある。しかし、コンニャクマ
ンナンは、吸水性があるものの、その吸水率が低いた
め、コンニャクマンナン以外に、食用で且つ高吸水性の
ポリマーの開発が望まれている。
On the other hand, konjac mannan is a water-absorbing polymer commonly used for food. However, although konjak mannan has water absorbency, its water absorption rate is low. Therefore, in addition to konjac mannan, development of an edible and highly water-absorbing polymer has been desired.

【0008】そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、製造が容易な生分解性を有
するポリグルタミン酸系の吸水性ポリマーや、食用に共
することが可能な高吸水性ポリマーを提供することであ
る。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide a biodegradable polyglutamic acid-based water-absorbing polymer which can be easily produced, and a highly edible polymer. It is to provide a water-absorbing polymer.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の吸水性ポリマーは、ポリグルタミン酸及び
/又はポリグルタミン酸塩(以下、「ポリグルタミン酸
及び/又はポリグルタミン酸塩」を「ポリグルタミン酸
等」という)が金属で架橋されていることを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, the water-absorbing polymer of the present invention comprises polyglutamic acid and / or polyglutamate (hereinafter referred to as "polyglutamic acid and / or polyglutamate"). Etc.) are crosslinked with a metal.

【0010】このようにポリグルタミン酸等を金属で架
橋することにより、従来のように放射線などを用いるこ
となく、ポリグルタミン酸等から吸水性ポリマーを生成
することができる。
By cross-linking polyglutamic acid or the like with a metal as described above, a water-absorbing polymer can be produced from polyglutamic acid or the like without using conventional radiation or the like.

【0011】上記吸水性ポリマー中の金属は、架橋形成
を行うためには、2価以上であればよいが、好ましくは
3価以上のものを用いる。
The metal in the water-absorbing polymer may be divalent or higher in order to form a crosslink, but preferably trivalent or higher.

【0012】ポリグルタミン酸等は、ポリ−γ−グルタ
ミン酸及び/又はポリ−γ−グルタミン酸塩であること
が好ましい。また、このポリグルタミン酸等は、ポリグ
ルタミン酸等であれば、合成されたもの、例えば、納豆
菌などの生物産生物を精製したもの、また、納豆菌など
の培養上清中に含まれるものなどが含まれる。
The polyglutamic acid or the like is preferably poly-γ-glutamic acid and / or poly-γ-glutamate. The polyglutamic acid or the like, if it is polyglutamic acid or the like, may be a synthesized product, for example, a product obtained by purifying a biological product such as Bacillus natto, or a product contained in a culture supernatant such as Bacillus natto. included.

【0013】また、本発明は、ポリグルタミン酸等が金
属で架橋された吸水性ポリマーの製造方法をも含み、こ
の製造方法には、ポリグルタミン酸等と金属を含む組成
物とを水溶液内で混合させる工程を含む。
[0013] The present invention also includes a method for producing a water-absorbing polymer in which polyglutamic acid or the like is crosslinked with a metal. In this method, polyglutamic acid or the like and a composition containing a metal are mixed in an aqueous solution. Process.

【0014】このようにポリグルタミン酸等と金属を含
む組成物とを水溶液内で混合させることにより、ポリグ
ルタミン酸等と金属との架橋が開始され、ポリグルタミ
ン酸等の重合体であるゲルが生成される。
By mixing polyglutamic acid and the like and the composition containing a metal in an aqueous solution, crosslinking of the polyglutamic acid and the like with the metal is started, and a gel which is a polymer of polyglutamic acid and the like is formed. .

【0015】なお、ポリグルタミン酸等と金属を含む組
成物とを水溶液内で混合させる場合には、ポリグルタミ
ン酸等及び金属を含む組成物の両者を水溶液として混合
する場合、ポリグルタミン酸等は粉末のままで金属を含
む組成物の水溶液に混合させる場合、ポリグルタミン酸
等の水溶液に金属を含む組成物を粉末のままで混合する
場合、さらに、両者とも粉末のままで適当な水溶液中に
添加し混合する場合が挙げられる。
When polyglutamic acid and the like and a composition containing a metal are mixed in an aqueous solution, when both the composition containing the polyglutamic acid and the like and the composition containing a metal are mixed as an aqueous solution, the polyglutamic acid and the like remain powdered. In the case of mixing with an aqueous solution of a composition containing a metal in the case where the composition containing a metal is mixed with an aqueous solution of polyglutamic acid or the like as a powder, further, both are added and mixed in an appropriate aqueous solution while the powder remains There are cases.

【0016】なお、金属を含む組成物は、金属化合物、
その復塩などが含まれる。
The composition containing a metal is a metal compound,
And its resalts.

【0017】前記製造方法において、前記水溶液は酸性
であることが好ましい。例えば、水溶液のpHを3〜6
に調整することができる。
In the above method, the aqueous solution is preferably acidic. For example, when the pH of the aqueous solution is 3 to 6
Can be adjusted.

【0018】なお、本発明における「吸水性」という語
は、単純に水分を吸収し得るものを意味し、一般の吸水
性ポリマーのように数百〜数千倍もの水分を吸収し得る
ものに限られず、例えば、自重よりも数十倍程度の水分
を吸収し得るものをも含まれる。
In the present invention, the term "water-absorbing" means a substance capable of simply absorbing water, and is a substance capable of absorbing several hundred to several thousand times as much as a general water-absorbing polymer. It is not limited, and includes, for example, those capable of absorbing about tens of times more moisture than its own weight.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本実施形態の吸水性ポリマー及び
その製造方法について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The water-absorbing polymer of this embodiment and a method for producing the same will be described.

【0020】1、吸水性ポリマー 本実施形態における吸水性ポリマーは、ポリグルタミン
酸及び/又はポリグルタミン酸塩を金属で架橋して構成
されている。以下、これら各構成について詳細に説明す
る。
1. Water-absorbing polymer The water-absorbing polymer in this embodiment is formed by crosslinking polyglutamic acid and / or polyglutamate with a metal. Hereinafter, each of these components will be described in detail.

【0021】上記ポリグルタミン酸は、好ましくはポリ
−γ−グルタミン酸を用いる。このポリ−γ−グルタミ
ン酸については、特に制限はなく、様々の製造方法によ
り製造されたものを用いることができる。例えば、微生
物による培養法、化学合成法、酸素合成法が考えられ
る。特に、バチルス・ズブチリスのような微生物により
生産される数百万以上の分子量を有するポリグルタミン
酸を用いることが好ましい(特開平1−17439号公
報)。また、微生物などにより生産されたものの場合、
培養上清中に存在した状態のポリ−γ−グルタミン酸で
もよく、また、培養上清から精製されたものでもよい。
The polyglutamic acid is preferably poly-γ-glutamic acid. The poly-γ-glutamic acid is not particularly limited, and those produced by various production methods can be used. For example, a culture method using a microorganism, a chemical synthesis method, and an oxygen synthesis method can be considered. In particular, it is preferable to use polyglutamic acid having a molecular weight of several millions or more, which is produced by a microorganism such as Bacillus subtilis (JP-A-1-17439). In the case of products produced by microorganisms,
It may be poly-γ-glutamic acid existing in the culture supernatant, or may be purified from the culture supernatant.

【0022】また、上記ポリグルタミン酸塩は、ポリ−
γ−グルタミン酸塩であることが好ましい。このポリ−
γ−グルタミン酸塩は、ポリ−γ−グルタミン酸と塩基
性化合物を反応させることにより得ることができる。
The above-mentioned polyglutamic acid salt is a poly-glutamic acid salt.
It is preferably γ-glutamate. This poly
γ-glutamic acid salt can be obtained by reacting poly-γ-glutamic acid with a basic compound.

【0023】ここで、塩基性化合物としては特に制限は
なく、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、水酸化セシウム、水酸化バリウム、水酸化マグネ
シウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化
物あるいはアミン類などの有機塩基性化合物が好適に用
いられる。
Here, the basic compound is not particularly limited, and alkali metals such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide, barium hydroxide, magnesium hydroxide, etc. Organic basic compounds such as oxides and amines are preferably used.

【0024】ポリ−γ−グルタミン酸と塩基性化合物と
からポリ−γ−グルタミン酸を生成する場合は、ポリ−
γ−グルタミン酸と塩基性化合物との割合を、ポリ−γ
−グルタミン酸のカルボン酸一当量に対し0.5〜1.
0当量の塩基性化合物とすることが好ましい。さらに好
ましくは、ポリ−γ−グルタミン酸のカルボン酸一当量
に対し塩基性化合物を0.7〜0.95の割合とする。
When poly-γ-glutamic acid is produced from poly-γ-glutamic acid and a basic compound,
The ratio of γ-glutamic acid to the basic compound is determined by poly-γ
-0.5 to 1. relative to one equivalent of carboxylic acid of glutamic acid.
It is preferable to use 0 equivalent of the basic compound. More preferably, the ratio of the basic compound is 0.7 to 0.95 with respect to one equivalent of the carboxylic acid of poly-γ-glutamic acid.

【0025】また、ポリ−γ−グルタミン酸と塩基性化
合物とを反応させる場合、反応系のpHを酸性、例えば
3〜6の範囲とすることができ、好ましくは、3.5〜
5.0とすることができる。
When poly-γ-glutamic acid is reacted with a basic compound, the pH of the reaction system can be acidic, for example, in the range of 3 to 6, and preferably 3.5 to 6.
5.0.

【0026】また、ポリ−γ−グルタミン酸又はポリ−
γ−グルタミン酸塩を架橋する金属は、複数のグルタミ
ン酸のカルボキシル基と反応しうるように、2価以上の
金属であればよいが、高い吸水性を有するポリマーを形
成させるためには、3価以上の金属を用いることが好ま
しい。例えば、3価金属としては、アルミニウム、クロ
ム(III)、鉄(III)などを挙げることができる。
Further, poly-γ-glutamic acid or poly-γ-glutamic acid
The metal that crosslinks γ-glutamate may be a divalent or higher-valent metal so that it can react with a plurality of carboxyl groups of glutamic acid, but in order to form a polymer having high water absorption, trivalent or higher is necessary. Is preferably used. For example, examples of the trivalent metal include aluminum, chromium (III), and iron (III).

【0027】架橋形成する場合には、これら金属を含む
金属化合物を用いて架橋を形成することができる。この
金属化合物としては、特に制限はないが、アルミニウム
化合物が好ましく、またその複塩も好適に使用すること
ができる。また、アルミニウム化合物およびその複塩で
あれば、特に制限はなく、硫酸アルミニウムカリウム・
12水和物(別名、ミョウバン)、硫酸アルミニウムカ
リウム(無水物)、硫酸アルミニウムアンモニウム・1
2水和物(別名、アンモニウムミョウバン)、硫酸アル
ミニウムアンモニウム(無水物)又はジヒドロキシアル
ミニウムアミノアセテートなどが挙げられる。
In the case of forming a crosslink, a crosslink can be formed using a metal compound containing these metals. The metal compound is not particularly limited, but an aluminum compound is preferable, and a double salt thereof can also be suitably used. There is no particular limitation as long as the compound is an aluminum compound or a double salt thereof.
Dodecahydrate (also known as alum), potassium aluminum sulfate (anhydride), ammonium ammonium sulfate 1
Examples include dihydrate (also known as ammonium alum), ammonium ammonium sulfate (anhydride), dihydroxyaluminum aminoacetate, and the like.

【0028】また、アルミニウム以外にも、クロム(II
I)化合物又はその復塩を好適に用いることもでき、例
えば、硫酸カリウムクロム(III)などを採用すること
ができる。
In addition to aluminum, chromium (II
I) A compound or a salt thereof can also be suitably used, and for example, potassium chromium (III) sulfate or the like can be used.

【0029】上記金属の種類として3価以上の金属、例
えば、アルミニウム、クロム(III)、鉄(III)などを
挙げたが、食用の吸水性ポリマーを形成させるために
は、食用として認められているアルミニウム、具体的に
は、その復塩であるミョウバンなどを用いることが好ま
しい。
The above-mentioned metals include trivalent or higher valent metals such as aluminum, chromium (III) and iron (III). However, in order to form edible water-absorbing polymers, they are recognized as edible. It is preferable to use aluminum, specifically, alum, which is a salt thereof.

【0030】このようにポリグルタミン酸の架橋に、ミ
ョウバンを用いることにより、ポリグルタミン酸、ミョ
ウバンともに食用として認めれているため、生成される
吸水性ポリマーも可食性を有することが期待される。そ
のため、コンニャクマンナンに変わる新規な吸水性ポリ
マーとなり得る。
By using alum for cross-linking polyglutamic acid, both polyglutamic acid and alum are recognized as edible, and the resulting water-absorbing polymer is expected to have edibility. Therefore, it can be a novel water-absorbing polymer replacing konjac mannan.

【0031】以上のように、本実施形態の吸水性ポリマ
ーは、化粧品、汎用品、医薬品、紙おむつなどの衛生用
品、埋立地等に用いられる土木資材、農薬資材等の従来
の吸水性ポリマーの用途に加えて、ミョウバンを用いた
ものについては、食品としての用途がある。
As described above, the water-absorbing polymer of the present embodiment is used for conventional cosmetics, general-purpose products, pharmaceuticals, sanitary articles such as disposable diapers, civil engineering materials used in landfills, agricultural chemicals, and other conventional water-absorbing polymers. In addition, those using alum have uses as foods.

【0032】2、吸水性ポリマーの製造方法 吸水性ポリマーの製造方法は、水溶液中での原料の添
加、混合攪拌、生成物の回収の大きく3つの工程から構
成される。
2. Method for producing water-absorbing polymer The method for producing a water-absorbing polymer comprises three main steps: addition of raw materials in an aqueous solution, mixing and stirring, and recovery of the product.

【0033】(1)ポリグルタミン酸等と上記金属化合
物又はその復塩との水溶液への添加工程 この添加工程は、水溶液内に、これら原料が添加されれ
ばよく、例えば、金属化合物の水溶液にポリグルタミン
酸等を固体のままで添加しても、また、金属化合物の水
溶液にポリグルタミン酸等の水溶液を添加してもよい。
しかし、吸水性が高く均質なポリマーを形成させるため
には、金属化合物を水溶液とし、これにポリグルタミン
酸等を固体のままで添加することが好ましい。
(1) Step of adding polyglutamic acid or the like and the above-mentioned metal compound or its salt to an aqueous solution In this addition step, these raw materials may be added to the aqueous solution. Glutamic acid or the like may be added in a solid state, or an aqueous solution of a polyglutamic acid or the like may be added to the aqueous solution of the metal compound.
However, in order to form a homogeneous polymer having high water absorption, it is preferable that the metal compound be an aqueous solution and polyglutamic acid or the like is added to the aqueous solution as it is.

【0034】なお、ここで用いる溶液はポリグルタミン
酸等と、金属化合物あるいはその複塩を溶解させ得るも
のであれば、特に制限はなく、水、ジメチルスルホキシ
ドなどを例示することができ、このうち、水が好適に用
いることができる。
The solution used here is not particularly limited as long as it can dissolve polyglutamic acid or the like and a metal compound or a double salt thereof, and examples thereof include water and dimethyl sulfoxide. Water can be suitably used.

【0035】これら水溶液中におけるポリグルタミン酸
等と金属化合物等との混合比は、ポリグルタミン酸等1
00重量部に対して金属化合物又はその復塩1〜20重
量部になるように混合することができる。例えば、金属
化合物等としてミョウバンを用いた場合には、1重量部
未満では充分に架橋反応が進行せず、高い吸水性を有す
る架橋体が得られない。一方、20重量部を越えると高
い吸水率が発現せず好ましくないという結果が得られて
いる。
The mixing ratio of polyglutamic acid and the like to the metal compound and the like in these aqueous solutions is 1
The metal compound or its salt can be mixed in an amount of 1 to 20 parts by weight with respect to 00 parts by weight. For example, when alum is used as the metal compound or the like, if less than 1 part by weight, the crosslinking reaction does not sufficiently proceed, and a crosslinked product having high water absorption cannot be obtained. On the other hand, when the amount exceeds 20 parts by weight, a high water absorption rate is not exhibited and an undesirable result is obtained.

【0036】但し、この割合は、金属種類等により若干
異なることが考えられるため、金属種によって、適宜変
更することができる。
However, this ratio may vary slightly depending on the type of metal and the like, and can be appropriately changed depending on the type of metal.

【0037】反応形態としては均一系または懸濁系いず
れも好適に用いることができ、ここでは均一系について
例示する。従って、上記においてポリグルタミン酸が用
いられた場合には、前記金属化合物及びポリグルタミン
酸が添加された水溶液に塩基性化合物を添加して、ポリ
グルタミン酸を反応液中に均一に溶解する。
As the reaction mode, either a homogeneous system or a suspension system can be suitably used. Here, the homogeneous system will be exemplified. Therefore, when polyglutamic acid is used in the above, a basic compound is added to the aqueous solution to which the metal compound and polyglutamic acid have been added, so that the polyglutamic acid is uniformly dissolved in the reaction solution.

【0038】ここで用いることができる塩基性化合物と
しては、上述したようにアルカリ金属化合物、アルカリ
土類金属化合物、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウムなどを用い
ることができる。このうち高い吸水率のポリマーを形成
させるためには、水酸化ナトリウムを用いることが好ま
しい。また、この塩基性化合物は、好ましくは、添加量
の調整を容易にするために、水溶液として添加すること
が好ましい。
As the basic compound that can be used here, as described above, an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and calcium hydroxide are used. Can be. Of these, it is preferable to use sodium hydroxide in order to form a polymer having a high water absorption. The basic compound is preferably added as an aqueous solution in order to easily adjust the amount of the basic compound.

【0039】塩基性水溶液の添加量は、ポリグルタミン
酸中のカルボン酸に基づいて決定することができる。例
えば、塩基性水溶液の添加量は、カルボン酸1当量に対
し0.5〜1.0当量の塩基性化合物となるように、さ
らに好ましくは、0.7〜0.95の割合となるように
することができる。
The amount of the basic aqueous solution to be added can be determined based on the carboxylic acid in polyglutamic acid. For example, the amount of the basic aqueous solution to be added is 0.5 to 1.0 equivalent of the basic compound with respect to 1 equivalent of the carboxylic acid, and more preferably 0.7 to 0.95. can do.

【0040】なお、塩基性化合物の割合を0.5未満と
しても、吸水性ポリマーを生成することができるが、ポ
リグルタミン酸塩の水への溶解性が低下し、高い吸水性
が得られない傾向にある。
When the ratio of the basic compound is less than 0.5, a water-absorbing polymer can be produced, but the solubility of polyglutamate in water is reduced, and high water-absorbing property is not obtained. It is in.

【0041】塩基性化合物の添加量は、水溶液のpHに
基づいて決定することもできる。例えば、ポリグルタミ
ン酸及び金属化合物等が添加された後、塩基性化合物を
添加し、水溶液のpHが3.0〜6.0、好ましくは、
pH3.5〜5.0となるまで添加することができる。
The amount of the basic compound to be added can also be determined based on the pH of the aqueous solution. For example, after polyglutamic acid and a metal compound are added, a basic compound is added, and the pH of the aqueous solution is 3.0 to 6.0, preferably,
It can be added until pH 3.5-5.0.

【0042】また、反応温度は、10℃〜100℃が好
ましく、特に、15℃〜40℃が好ましい。10℃未満
では、反応の進行に極めて長い時間が必要であり、また
100℃を越えると、分解反応などの副反応が併発し好
ましくない。従って、水溶液をこの好適な温度に保持し
て、以下の攪拌工程に進む。
The reaction temperature is preferably from 10 ° C. to 100 ° C., particularly preferably from 15 ° C. to 40 ° C. If the temperature is lower than 10 ° C., an extremely long time is required for the reaction to proceed. Therefore, the aqueous solution is maintained at this suitable temperature, and the process proceeds to the following stirring step.

【0043】(2)攪拌工程 水溶液を攪拌して、ポリグルタミン酸等及び金属化合物
を混合し、ポリマー形成を進行させる。
(2) Stirring Step The aqueous solution is stirred, and polyglutamic acid and the like and a metal compound are mixed to progress the polymer formation.

【0044】先ず、水溶液中でのポリグルタミン酸と金
属化合物との混合のための第一攪拌工程は、これら原料
が添加された後から開始され、原料が水溶液中に十分均
質に混合されるまで行う。従って、この工程は、原料が
十分均質に混合されれば、その攪拌時間、攪拌条件など
の制限はない。
First, the first stirring step for mixing the polyglutamic acid and the metal compound in the aqueous solution is started after these raw materials are added, and is performed until the raw materials are sufficiently homogeneously mixed in the aqueous solution. . Therefore, in this step, as long as the raw materials are sufficiently homogeneously mixed, there is no limitation on the stirring time and stirring conditions.

【0045】次に、第2攪拌工程は、最終的に得られる
ゲルの形成、及びその吸水性にも影響を与える工程でも
あり、この工程の攪拌条件は、最終的な吸水率などをモ
ニタしながら、適切な条件を決定することが望ましい。
Next, the second stirring step is also a step which affects the formation of the finally obtained gel and its water absorption. The stirring conditions in this step are to monitor the final water absorption and the like. However, it is desirable to determine appropriate conditions.

【0046】例えば、この第2攪拌工程は、上述したよ
うに金属化合物の水溶液中にポリグルタミン酸を溶解さ
せるために塩基性化合物を添加する際に、同時に行うこ
とができる。具体的には、塩基性化合物の水溶液を滴下
し、その間、50〜350rpmの速度で攪拌する。但
し、高い吸水率のポリマーを形成させるためには、15
0〜250rpm程度の攪拌速度が好ましく、さらに好
ましくは150rpm程度とすることがよい。また、こ
の第2攪拌工程をさらに前、後半とに分けて、前半を3
50rpmなどの比較的早い速度で攪拌し、後半は50
rpm〜100rpmという比較的緩やかな速度に落と
して攪拌することにより、第2攪拌工程の全行程を15
0rpmで攪拌した場合に近い高い吸水率を有する吸水
性ポリマーを製造することができる。
For example, the second stirring step can be performed simultaneously with the addition of the basic compound for dissolving the polyglutamic acid in the aqueous solution of the metal compound as described above. Specifically, an aqueous solution of a basic compound is added dropwise, and the mixture is stirred at a speed of 50 to 350 rpm. However, in order to form a polymer having a high water absorption, 15
The stirring speed is preferably about 0 to 250 rpm, and more preferably about 150 rpm. This second stirring step is further divided into the first half and the second half, and the first half is divided into three.
Stir at a relatively high speed such as 50 rpm, 50
By stirring at a relatively slow speed of about 100 rpm to about 100 rpm, the entire stroke of the second stirring step can be reduced by 15 minutes.
It is possible to produce a water-absorbing polymer having a high water absorption close to that when stirring at 0 rpm.

【0047】なお、この値は、ポリグルタミン酸20
g、0.2Mミョウバン水溶液35ml、蒸留水55m
lとを混合し、そこに14N水酸化ナトリウム水溶液1
0mlを1mlずつ滴下した場合結果に基づくものであ
るため、容量、材料等を変えた場合には、最終的に得ら
れるポリマーの吸水率をモニタしながら、この攪拌速度
を適宜変更することは当業者であれば容易である。
Note that this value corresponds to the polyglutamic acid 20
g, 0.2 M alum aqueous solution 35 ml, distilled water 55 m
and a 14N aqueous sodium hydroxide solution 1
Since the results are based on the results when 0 ml is dropped in 1 ml portions, it is not appropriate to change the stirring speed appropriately while monitoring the water absorption of the finally obtained polymer when the volume, material, etc. are changed. It is easy for a trader.

【0048】上記第2攪拌工程の後、第3攪拌工程とし
て、ゆっくりと、1〜2時間かけて攪拌を行い、攪拌操
作を終了する。
After the second stirring step, as a third stirring step, stirring is performed slowly for 1 to 2 hours, and the stirring operation is completed.

【0049】(3)吸水性ポリマーの回収工程 攪拌工程終了後、反応溶液をそのまま放置することによ
り、ゲル状の架橋体が得られる。このゲル状の架橋体か
ら未反応の原料などが除去され、さらに水分を除くこと
により、自重の数十〜数百に及ぶ吸水率を有する吸水性
ポリマーが回収される。
(3) Step of recovering water-absorbing polymer After completion of the stirring step, the reaction solution is left as it is to obtain a gel-like crosslinked product. Unreacted raw materials and the like are removed from the gel-like crosslinked product, and water is further removed, whereby a water-absorbing polymer having a water absorption rate of several tens to several hundreds of its own weight is recovered.

【0050】3、吸水性ポリマー製造装置 上記吸水性ポリマーを製造するための装置は、特に限定
はなく、撹拌装置を備えたセパラブルフラスコやウオー
ターバス中で反応することもできるが、例えば、以下の
構成を備えた装置を好適に用いることができる。
3. Apparatus for producing water-absorbing polymer The apparatus for producing the above-mentioned water-absorbing polymer is not particularly limited, and the reaction can be carried out in a separable flask or a water bath equipped with a stirring device. The device having the configuration described above can be suitably used.

【0051】例えば、この吸水性ポリマーの製造装置
は、架橋反応を行わせるための反応浴が備えられている
必要がある。また、この反応浴内に収容される反応系の
温度を調節するための温度調節部が備えられていること
が好ましい。
For example, the apparatus for producing a water-absorbing polymer needs to be provided with a reaction bath for performing a crosslinking reaction. Further, it is preferable that a temperature control unit for controlling the temperature of the reaction system accommodated in the reaction bath is provided.

【0052】さらに、反応浴内の溶液等を攪拌するため
の攪拌手段が備えられていることが好ましい。また、こ
の攪拌手段には、制御部などが備えられ、上述した第
1、第2、第3攪拌工程に対応して設定された攪拌速度
に自動調節させるように構成することもできる。
Further, it is preferable that a stirring means for stirring the solution or the like in the reaction bath is provided. The stirring means may be provided with a control section or the like, and may be configured to automatically adjust the stirring speed set in accordance with the above-described first, second, and third stirring steps.

【0053】さらに、必要に応じて、架橋反応終了後に
生成された架橋体から未反応の原料を洗浄除去するため
の洗浄手段、さらには、洗浄後、架橋体から水分を除去
する乾燥手段などを備えることもできる。
Further, if necessary, a washing means for washing and removing unreacted raw materials from the crosslinked product formed after the completion of the crosslinking reaction, and a drying means for removing water from the crosslinked product after washing, etc. It can also be provided.

【0054】このような装置によれば、ポリグルタミン
酸及び金属化合物などから簡便に吸水性ポリマーを製造
することができる。
According to such an apparatus, a water-absorbing polymer can be easily produced from polyglutamic acid and a metal compound.

【0055】[0055]

【実施例】以下、実施例を用いて、本発明をより詳細に
説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

【0056】[実施例1] 精製ポリ−γ−グルタミン酸
とカリミョウバンによるポリグルタミン酸架橋体の製造 硫酸アルミニウムカリウム12水和物(カリミョウバ
ン)を蒸留水に溶かし、0.2M水溶液を調製した。こ
の水溶液35mlと、蒸留水55mlとの混合水溶液を
ポリグルタミン酸20gに加えて混合した。14Nに調
製した水酸化ナトリウム水溶液を適下しながら、ポリグ
ルタミン酸が溶解するまで攪拌した。溶解が完了したら
攪拌を止め、2日間静置した結果、115gのゲル(ポ
リグルタミン酸架橋体)が得られた。
Example 1 Production of Crosslinked Polyglutamic Acid by Purified Poly-γ-Glutamic Acid and Kali alum Potassium aluminum sulfate dodecahydrate (Kali alum) was dissolved in distilled water to prepare a 0.2 M aqueous solution. A mixed aqueous solution of 35 ml of this aqueous solution and 55 ml of distilled water was added to 20 g of polyglutamic acid and mixed. While lowering the aqueous solution of sodium hydroxide adjusted to 14N, the mixture was stirred until the polyglutamic acid was dissolved. When the dissolution was completed, the stirring was stopped, and the mixture was allowed to stand for 2 days. As a result, 115 g of a gel (crosslinked polyglutamic acid) was obtained.

【0057】生成されたゲルの吸水率を測定するため
に、ゲルを大量の蒸留水中にて2日間静置した。その
後、濾過により未反応物等を除き、膨潤したゲルの重量
(g)を測定した。次いで、このゲルを凍結乾燥した
後、再び、その重量(b)を測定し、吸水率(a/b)
を求めた。この結果、ここで生成されたポリグルタミン
酸架橋体の吸水率は、約150倍であった。
In order to measure the water absorption of the formed gel, the gel was allowed to stand in a large amount of distilled water for 2 days. After that, unreacted substances and the like were removed by filtration, and the weight (g) of the swollen gel was measured. Next, after freeze-drying the gel, the weight (b) was measured again, and the water absorption (a / b) was measured.
I asked. As a result, the water absorption of the crosslinked polyglutamic acid produced here was about 150 times.

【0058】[実施例2] 水溶液の容量の影響 上記実施例1における0.2M硫酸アルミニウムカリウ
ム水溶液(又はカリミョウバン水溶液という)に混合す
る蒸留水の量を55mlから35mlに変更して、実施
例1と同様に架橋体を生成し、その吸水率を測定した。
Example 2 Influence of Capacity of Aqueous Solution The amount of distilled water to be mixed with the 0.2 M aqueous solution of potassium aluminum sulfate (or called alum solution) in Example 1 was changed from 55 ml to 35 ml. A crosslinked product was produced in the same manner as in Example 1, and the water absorption was measured.

【0059】すなわち、0.2M硫酸アルミニウムカリ
ウム水溶液35mlと、蒸留水35mlとの混合水溶液
中にポリグルタミン酸20gに加えて混合し、この混合
液に14Nに調製した水酸化ナトリウム水溶液を適下、
攪拌しながら、ポリグルタミン酸が溶解した。溶解が完
了後、2日間静置しポリグルタミン酸架橋体を得た。
That is, 20 g of polyglutamic acid was added to and mixed with 35 ml of a 0.2 M aqueous solution of potassium aluminum sulfate and 35 ml of distilled water, and an aqueous solution of sodium hydroxide adjusted to 14N was added to the mixture.
With stirring, the polyglutamic acid dissolved. After the dissolution was completed, the mixture was allowed to stand for 2 days to obtain a crosslinked polyglutamic acid.

【0060】次いで吸水率を測定するために、架橋体を
大量の蒸留水中にて2日間静置し、未反応物等を濾過
後、膨潤したゲルの重量(g)を測定した。その後、こ
のゲルを凍結乾燥し、再び、その重量(b)を測定し、
吸水率(a/b)を求めた。この結果、本実施例におけ
るポリグルタミン酸架橋体の吸水率は、約250倍であ
った。
Next, in order to measure the water absorption, the crosslinked product was allowed to stand in a large amount of distilled water for 2 days, unreacted substances and the like were filtered, and then the weight (g) of the swollen gel was measured. Thereafter, the gel was freeze-dried, and its weight (b) was measured again.
The water absorption (a / b) was determined. As a result, the water absorption of the crosslinked polyglutamic acid in this example was about 250 times.

【0061】このようにポリグルタミン酸を溶解する際
の水溶液の容量により吸水率が変化することが示され
た。従って、水溶液の容量を調整することにより、所望
の吸水率の吸水性ポリマーを製造することが可能とな
る。
As described above, it was shown that the water absorption varies depending on the volume of the aqueous solution when dissolving polyglutamic acid. Therefore, by adjusting the volume of the aqueous solution, a water-absorbing polymer having a desired water absorption can be produced.

【0062】[実施例3] 種々の金属化合物で架橋形成 硫酸アルミニウムカリウム12水和物以外の種々の金属
化合物を用いて架橋反応を行い、架橋形成による吸水性
ポリマーの有無、その吸水率の測定を行った。
Example 3 Crosslinking with Various Metal Compounds A crosslinking reaction was carried out using various metal compounds other than potassium aluminum sulfate dodecahydrate, and the presence or absence of a water-absorbing polymer due to crosslinking and the measurement of the water absorption were measured. Was done.

【0063】本実施例で検討を行った金属化合物は、
(1)硫酸アルミニウムカリウム12水和物、(2)硫
酸アルミニウムアンモニウム12水和物、(3)硫酸ア
ルミニウム14〜18水和物、(4)硫酸カリウムクロ
ム(III)12水和物、(5)硫酸鉄(III)n水和物、
(6)酢酸コバルト、(7)酢酸ニッケル、(8)硫酸
マグネシウム、(9)塩化カルシウムの9種である。
The metal compounds studied in this example are:
(1) potassium aluminum sulfate 12 hydrate, (2) aluminum ammonium sulfate 12 hydrate, (3) aluminum sulfate 14-18 hydrate, (4) potassium chromium (III) sulfate 12 hydrate, (5 ) Iron (III) sulfate n-hydrate,
(6) cobalt acetate, (7) nickel acetate, (8) magnesium sulfate, and (9) calcium chloride.

【0064】また、架橋反応は、それぞれ次の通り行っ
た。先ず、表1に示す通り、それぞれ混合水溶液を調製
した。これら混合水溶液を用いて、実施例1と同様の操
作により、架橋体の生成の有無および架橋体が生成され
たものについては、それらの吸水性の有無ならびに吸水
率の測定を行った。その結果を表2に示す。
The crosslinking reaction was carried out as follows. First, as shown in Table 1, mixed aqueous solutions were prepared. Using these mixed aqueous solutions, the same operation as in Example 1 was performed to determine whether or not a crosslinked product was formed, and for those in which the crosslinked product was formed, the presence or absence of water absorption and the measurement of the water absorption were measured. Table 2 shows the results.

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【表2】 表2に示す通り、(1)硫酸アルミニウムカリウム12
水和物以外に、(2)〜(4)の金属化合物を用いて吸
水性を有するポリグルタミン酸架橋体を生成することが
できた。
[Table 2] As shown in Table 2, (1) aluminum potassium sulfate 12
Using the metal compounds (2) to (4) other than the hydrate, a crosslinked polyglutamic acid having water absorbency could be produced.

【0066】これらのうち(3)硫酸アルミニウム14
〜18水和物を用いた場合では、(1)硫酸アルミニウ
ムカリウム12水和物と同様に250倍強という高い吸
水率の架橋体が生成された。また、(2)硫酸アルミニ
ウムアンモニウム12水和物、(4)硫酸カリウムクロ
ム(III)12水和物を用いた場合では、160倍を超
える吸水率を有する架橋体が生成された。
Among these, (3) aluminum sulfate 14
In the case where 1818 hydrate was used, a crosslinked product having a high water absorption of over 250 times as high as (1) potassium aluminum sulfate dodecahydrate was produced. When (2) aluminum ammonium sulfate dodecahydrate and (4) potassium chromium (III) sulfate dodecahydrate were used, a crosslinked product having a water absorption of more than 160 times was formed.

【0067】また、硫酸鉄(III)n水和物を用いた場
合には、ポリグルタミン酸との架橋によりゲル化はした
が、吸水性は示さなかった。
When iron (III) sulfate n-hydrate was used, gelation was caused by crosslinking with polyglutamic acid, but no water absorption was exhibited.

【0068】このように、種々の金属化合物を用いて架
橋体形成を試験した結果、3価の金属において、架橋体
形成が観察された。
As described above, the formation of a crosslinked body was examined using various metal compounds. As a result, formation of a crosslinked body was observed in a trivalent metal.

【0069】[実施例4] ポリ−γ−グルタミン酸と金
属化合物との混合比の検討 ポリグルタミン酸(PGA)および0.2M硫酸アルミ
ニウムカリウム水溶液の量を様々に変化させて、ゲル生
成の有無およびその際の吸水率を検討した。なお、硫酸
アルミニウムカリウム水溶液と蒸留水との混合水溶液の
量は、90mlに固定して行った。
Example 4 Examination of Mixing Ratio of Poly-γ-Glutamic Acid and Metal Compound The presence or absence of gel formation was determined by variously changing the amounts of polyglutamic acid (PGA) and a 0.2 M aqueous solution of potassium aluminum sulfate. The water absorption at the time was examined. The amount of the mixed aqueous solution of the aqueous solution of potassium aluminum sulfate and distilled water was fixed at 90 ml.

【0070】表3に、ポリグルタミン酸量、混合水溶液
(90ml)中の0.2M硫酸アルミニウムカリウム水
溶液量、およびこの混合水溶液を用いて架橋体を形成さ
せた際のゲル化の有無ならびにゲルの透明度(PGAの
溶解度)を検討した結果を示す。
Table 3 shows the amount of polyglutamic acid, the amount of 0.2 M aqueous solution of potassium aluminum sulfate in a mixed aqueous solution (90 ml), the presence or absence of gelation when a crosslinked product was formed using this mixed aqueous solution, and the transparency of the gel. (PGA solubility) is shown.

【0071】[0071]

【表3】 表3に示すように、PGAに対し0.2M硫酸アルミニ
ウムカリウム水溶液量が少ないと、ゲル化が生じない傾
向があることが示された。このことはゲル化には、ある
程度の0.2M硫酸アルミニウムカリウム水溶液量、す
なわち、アルミニウムイオンのような金属イオン量が必
要であることが示された。また逆に、0.2M硫酸アル
ミニウムカリウム水溶液量が多い場合には、ゲルの透明
度が低下する傾向が示された。
[Table 3] As shown in Table 3, when the amount of the 0.2 M aqueous solution of potassium aluminum sulfate was smaller than that of PGA, gelation was not likely to occur. This indicated that gelation requires a certain amount of 0.2 M aqueous solution of aluminum potassium sulfate, that is, an amount of metal ions such as aluminum ions. Conversely, when the amount of the 0.2 M aqueous solution of potassium aluminum sulfate was large, the transparency of the gel tended to decrease.

【0072】従って、溶解されていないPGAを残存さ
せることなくゲル(PGA架橋体)を形成させるために
は、適切な量の0.2M硫酸アルミニウムカリウム水溶
液が必要であることが示された。
Accordingly, it was shown that an appropriate amount of a 0.2 M aqueous solution of potassium aluminum sulfate was required to form a gel (a crosslinked PGA) without leaving undissolved PGA.

【0073】なお、本実施例では、0.2M硫酸アルミ
ニウムカリウム水溶液を用いて実施したが、他の硫酸ア
ルミニウム14〜18水和物、硫酸アルミニウムアンモ
ニウム12水和物、硫酸カリウムクロム(III)12水
和物などの水溶液についても、同様の実験により架橋体
を形成するために適切な量を決定することができる。
In the present embodiment, a 0.2 M aqueous solution of potassium aluminum sulfate was used, but other aluminum sulfate 14 to 18 hydrates, aluminum ammonium sulfate 12 hydrate, potassium chromium (III) sulfate 12 For an aqueous solution such as a hydrate, an appropriate amount for forming a crosslinked body can be determined by similar experiments.

【0074】[実施例5] 混合操作の検討 上述までの実施例では、ミョウバンなどの金属化合物を
溶解して水溶液とし、この水溶液にポリグルタミン酸粉
末を混合して溶解することとしたが、本実施例では、こ
の混合操作を以下の3通りで行った。そして、これら操
作の違いにより、架橋体形成によるゲル化およびそのゲ
ルの吸水率に与える影響を検討した。
Example 5 Examination of Mixing Operation In the above examples, a metal compound such as alum was dissolved to form an aqueous solution, and polyglutamic acid powder was mixed and dissolved in this aqueous solution. In the examples, this mixing operation was performed in the following three ways. Then, the gelation due to the formation of the crosslinked body and the influence on the water absorption of the gel were examined by the difference of these operations.

【0075】この3通りの操作としては、(1)ポリグ
ルタミン酸水溶液とミョウバン水溶液とを混合する場
合、(2)ポリグルタミン酸水溶液にミョウバンの固体
を混合する場合、(3)ポリグルタミン酸固体をミョウ
バン水溶液に混合する場合である。
The three operations include (1) mixing an aqueous solution of polyglutamic acid with an aqueous alum solution, (2) mixing an alum solid with an aqueous solution of polyglutamic acid, and (3) dissolving the solid polyglutamic acid in an alum aqueous solution. Is mixed.

【0076】より具体的には、第一の操作では、水酸化
ナトリウム水溶液を用いて最終的にpH5.0に調整さ
れた15%(W/V)ポリグルタミン酸水溶液10ml
を準備した。この水溶液に0.2Mミョウバン水溶液5
mlを滴下しながら、激しく攪拌し、架橋形成を行っ
た。
More specifically, in the first operation, a 10% aqueous 15% (W / V) polyglutamic acid solution finally adjusted to pH 5.0 using an aqueous sodium hydroxide solution was used.
Was prepared. 0.2 M alum aqueous solution 5
The mixture was vigorously stirred while dropping ml, to form crosslinks.

【0077】第二の操作では、上記第一の操作と同様に
水酸化ナトリウム水溶液を用いて最終的にpH5.0に
調整された15%(W/V)ポリグルタミン酸水溶液1
0mlを準備した。この水溶液にミョウバン0.474
4gを加えた後、攪拌して架橋形成を試みた。
In the second operation, similarly to the first operation, a 15% (W / V) aqueous solution of polyglutamic acid finally adjusted to pH 5.0 using an aqueous sodium hydroxide solution was used.
0 ml was prepared. To this aqueous solution, alum 0.474
After adding 4 g, stirring was attempted to form a crosslink.

【0078】第三の操作は、実施例2に示した通り、
0.2Mミョウバン水溶液35mlと蒸留水55mlと
の混合水溶液にポリグルタミン酸20gを混合し、ポリ
グルタミン酸が溶解するまで14N水酸化ナトリウム水
溶液を滴下しながら攪拌し、架橋形成を行った。これら
の結果、表4に示す。
The third operation is as shown in the second embodiment.
20 g of polyglutamic acid was mixed with a mixed aqueous solution of 35 ml of a 0.2M alum aqueous solution and 55 ml of distilled water, and the mixture was stirred while dropping a 14N aqueous sodium hydroxide solution until the polyglutamic acid was dissolved to form a crosslink. Table 4 shows the results.

【0079】[0079]

【表4】 表4に示す通り、第1及び第3の操作では、架橋体が形
成されてゲル化がみられたが、第2の操作ではゲル化が
生じなかった。このことから、架橋体を形成させるに
は、少なくともミョウバンのような金属化合物を予め水
溶液とし、これをPGAと混合させる必要があることが
示された。
[Table 4] As shown in Table 4, in the first and third operations, a crosslinked body was formed and gelation was observed, but no gelation occurred in the second operation. This indicates that in order to form a crosslinked product, it is necessary to prepare at least a metal compound such as alum as an aqueous solution and mix it with PGA.

【0080】また、第一の操作では、ゲルが生成された
ものの、生成されたゲルの均質性には劣っていた。その
ため、均質な架橋体ゲルを形成させるためには、金属化
合物水溶液にポリグルタミン酸固体を添加することが好
ましいことが示された。
In the first operation, a gel was produced, but the produced gel was inferior in homogeneity. Therefore, it was shown that it is preferable to add a polyglutamic acid solid to the aqueous metal compound solution in order to form a homogeneous crosslinked gel.

【0081】[実施例6] 反応系におけ最終るpHの検
討 本実施例では、ポリグルタミン酸水溶液におけるpH
が、ゲル化させる際に影響があるかを検討した。この検
討のために、ポリグルタミン酸を溶解さるために添加さ
れる14N水酸化ナトリウム水溶液の添加量を変えて、
酸性又はアルカリ性に偏らせたポリグルタミン酸水溶液
を準備した。
Example 6 Examination of pH Final in Reaction System In this example, the pH of the aqueous solution of polyglutamic acid was adjusted.
However, it was examined whether or not this had an effect on gelation. For this study, the amount of the 14N aqueous sodium hydroxide solution added to dissolve polyglutamic acid was changed,
An acidic or alkaline aqueous solution of polyglutamic acid was prepared.

【0082】これらpHが異なるポリグルタミン酸水溶
液を用いてゲルの精製を行った。その結果、酸性のポリ
グルタミン酸水溶液ではゲルが精製された。しかし、ア
ルカリ性のポリグルタミン酸水溶液では、ゲル化が起こ
らなかった。
The gel was purified using these aqueous solutions of polyglutamic acid having different pH values. As a result, the gel was purified in the acidic aqueous solution of polyglutamic acid. However, gelation did not occur in the alkaline aqueous solution of polyglutamic acid.

【0083】[実施例7] 攪拌速度の検討 ポリグルタミン酸を溶解する際の攪拌速度が、最終的に
得られるゲルの物性に影響を与えるかを検討した。
Example 7 Examination of Stirring Speed It was examined whether the stirring speed at the time of dissolving polyglutamic acid affects the physical properties of the finally obtained gel.

【0084】ここでは、ポリグルタミン酸20g、0.
2Mミョウバン水溶液35ml及び蒸留水55mlを混
合し、30分〜1時間攪拌する。その後、14N水酸化
ナトリウム水溶液を1mlずつ添加し、最終的に滴下量
が全10mlになるまで滴下した。この際、最初の5m
lを滴下する過程を「A過程」とし、残りの5mlを滴
下する過程を「B過程」とした。
Here, 20 g of polyglutamic acid, 0.1 g of polyglutamic acid were used.
35 ml of 2M alum aqueous solution and 55 ml of distilled water are mixed and stirred for 30 minutes to 1 hour. Thereafter, a 1N aqueous solution of 14N sodium hydroxide was added thereto in an amount of 1 ml each, and the mixture was added dropwise until the total amount of the final mixture became 10 ml. At this time, the first 5m
The process of dropping 1 was defined as “process A”, and the process of dropping the remaining 5 ml was defined as “process B”.

【0085】これら、A、B過程における攪拌速度を様
々に変化させ、ゲルの生成を行った。最終的に得られた
各ゲルの吸水率について測定し、その測定結果を表5に
示す。なお、吸水率の測定は、実施例1と同様に行っ
た。
A gel was formed by changing the stirring speed in the steps A and B variously. The water absorption of each gel finally obtained was measured, and the measurement results are shown in Table 5. The water absorption was measured in the same manner as in Example 1.

【0086】[0086]

【表5】 表5に示すように、最も高い吸水率を示した条件は、条
件6として示すA、B過程とも150rpmの条件で攪
拌を行った場合である。次いで、条件5、4、3、すな
わち、A過程が350rpmで、B過程が50、75、
100rpmで攪拌を行った場合と続いた。このよう
に、高い吸水率のゲルを生成するためには、至適な攪拌
速度があることが示された。
[Table 5] As shown in Table 5, the condition showing the highest water absorption was the case where stirring was performed at 150 rpm in both processes A and B shown as condition 6. Next, conditions 5, 4, and 3, that is, process A is 350 rpm and process B is 50, 75,
This was followed by stirring at 100 rpm. Thus, it has been shown that there is an optimal stirring speed for producing a gel having a high water absorption.

【0087】[実施例8] ポリグルタミン酸溶解用塩の
種類がゲルの吸水率に与える影響 上記実施例1では、ポリグルタミン酸の溶解に14N水
酸化ナトリウム水溶液を用いたが、ここでは表6に示す
塩を粉末のまま添加してゲルを生成し、生成されたゲル
の吸水率を測定した。その結果を表6に示す。なお、上
記点を除き、ゲル生成の条件は、実施例1と同様に行っ
た。
Example 8 Influence of the Type of Polyglutamic Acid Dissolving Salt on the Water Absorption of the Gel In Example 1 described above, a 14N aqueous sodium hydroxide solution was used for dissolving polyglutamic acid. A gel was formed by adding the salt as powder, and the water absorption of the formed gel was measured. Table 6 shows the results. Except for the above points, the conditions for gel formation were the same as in Example 1.

【0088】[0088]

【表6】 表6に示すように、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化リチウム、水酸化カルシウムのいずれの粉末
を用いても、吸水性ゲルを生成することができた。しか
し、各ゲルの吸水率は異なり、これらの中で最も高い吸
水率を示したのは、水酸化ナトリウムであった。次い
で、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウ
ムの順で吸水率が低下した。
[Table 6] As shown in Table 6, a water-absorbing gel could be produced using any powder of sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and calcium hydroxide. However, the water absorption of each gel was different, and sodium hydroxide showed the highest water absorption among these. Next, the water absorption decreased in the order of potassium hydroxide, lithium hydroxide, and calcium hydroxide.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、納豆菌ガ
ムであるポリグルタミン酸と、アルミニウムなどの多価
金属イオンとから吸水性を有するポリマーを生成するこ
とができた。この吸水性ポリマーは、従来の用途に加え
て、この金属イオンとして、ミョウバンなどの食品への
使用が認可されたものを選択することにより、食品とし
ての用途がある。
As described above, according to the present invention, a polymer having water absorbency can be produced from polyglutamic acid, which is a natto fungus gum, and a polyvalent metal ion such as aluminum. This water-absorbing polymer has a use as a food in addition to the conventional use, by selecting a metal ion that is approved for use in foods such as alum.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリグルタミン酸及び/又はポリグルタ
ミン酸塩が金属で架橋された吸水性ポリマー。
1. A water-absorbing polymer in which polyglutamic acid and / or polyglutamate is crosslinked with a metal.
【請求項2】 前記金属が3価以上の金属であることを
特徴とする請求項1に記載の吸水性ポリマー。
2. The water-absorbing polymer according to claim 1, wherein the metal is a trivalent or higher valent metal.
【請求項3】 ポリグルタミン酸及び/又はポリグルタ
ミン酸塩が、ポリ−γ−グルタミン酸及び/又はポリ−
γ−グルタミン酸塩であることを特徴とする請求項1又
は2に記載の吸水性ポリマー。
3. The method of claim 1, wherein the polyglutamic acid and / or polyglutamic acid salt is poly-γ-glutamic acid and / or poly-glutamic acid.
The water-absorbing polymer according to claim 1, which is a γ-glutamate.
【請求項4】 ポリグルタミン酸及び/又はポリグルタ
ミン酸塩が金属で架橋された吸水性ポリマーの製造方法
であって、 前記ポリグルタミン酸及び/又はポリグルタミン酸塩と
前記金属を含む組成物とを水溶液内で混合することを含
む、吸水性ポリマーの製造方法。
4. A method for producing a water-absorbing polymer in which polyglutamic acid and / or polyglutamate is crosslinked with a metal, wherein the polyglutamic acid and / or polyglutamate and a composition containing the metal are mixed in an aqueous solution. A method for producing a water-absorbing polymer, comprising mixing.
【請求項5】 前記金属が3価であることを特徴とする
請求項4に記載の吸水性ポリマーの製造方法。
5. The method for producing a water-absorbing polymer according to claim 4, wherein the metal is trivalent.
【請求項6】 前記ポリグルタミン酸及び/又はポリグ
ルタミン酸塩の100重量部と、前記金属を含む組成物
の1〜20重量部とを前記水溶液内で混合させることを
特徴とする請求項4又は5に記載の吸水性ポリマーの製
造方法。
6. The aqueous solution according to claim 4, wherein 100 parts by weight of the polyglutamic acid and / or polyglutamate and 1 to 20 parts by weight of the composition containing the metal are mixed in the aqueous solution. 3. The method for producing a water-absorbing polymer according to 1.).
【請求項7】 前記水溶液が酸性であることを特徴とす
る請求項4〜6のいずれかに記載の吸水性ポリマーの製
造方法。
7. The method for producing a water-absorbing polymer according to claim 4, wherein the aqueous solution is acidic.
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