JP2018075561A - 植物由来疎水化材料の製造方法、及び植物由来疎水化材料 - Google Patents
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Abstract
Description
<1> 植物に由来する植物材料が、不活性ガスの雰囲気下で、150〜550℃の温度条件で加熱されることにより、前記植物材料に疎水性が付与されてなる植物由来疎水化材料が得られる熱処理工程を含む植物由来疎水化材料の製造方法。
本発明の植物由来疎水化材料は、植物に由来する植物材料が、後述する植物由来疎水化材料の製造方法を経て疎水化されたものからなる。ここで、先ず、植物材料について説明する。
続いて、植物由来疎水化材料の製造方法について説明する。植物由来疎水化材料の製造方法は、植物に由来する植物材料が、不活性ガスの雰囲気下で、150〜550℃の温度条件で加熱されることにより、前記植物材料に疎水性が付与されてなる植物由来疎水化材料が得られる熱処理工程を含むものからなる。
(トマト残渣由来の植物材料の作製)
実の収穫を終えたトマト(ナス科植物の一例)の茎を、粗粉砕装置(リョービ株式会社製)を利用して、1cm程度の大きさに切断及び粉砕し、茎の粗粉砕物を得た。次いで、得られた粗粉砕物(500g)を、水(2リットル)中に入れ、ホモジナイザーを利用して2分間水中解砕した後、ろ過した。ろ過したもの(ろ過残渣)に対し再び同様に水中解砕処理を2回繰り返し、計3回の水中解砕を行った。
続いて、前記植物材料に対して、以下に示される熱処理工程を施した。前記植物材料(トマト残渣由来、0.8g〜1.2g)を、加熱用のボートに載せた状態で、小型電気炉(製品名「TMF−500」、アズサイエンス株式会社製)の炉心管内にセットした。炉心管の両端をシリコーンゴム製の栓で塞ぎ、その状態で、炉心管内に外部から窒素ガス(グレード3)を供給して、炉心管内を窒素ガスに置換した。このような状態で、前記植物材料に対して、10℃/分の昇温レートで、25℃(常温)から、各実施例及び比較例に設定されている各上限温度まで加熱した。上限温度に到達した後は、その上限温度で1分間保持し、その後、常温となるまで自然降温させた。
実施例1〜6及び比較例2の熱処理工程後の植物材料、並びに比較例1の未処理の植物材料の外観を、図1に示した。図1は、熱処理工程後のトマト残渣由来の植物材料の状態を撮影した写真を示す図である。図1に示されるように、未処理の状態(比較例1)と比べると、上限温度が高くなるにしたがって、植物材料が黒色化することが確かめられた。これにより、植物材料の炭化(炭素化)が進行しているものと推測される。
実施例1〜6及び比較例2の熱処理工程後の植物材料、並びに比較例1の未処理の植物材料について、ATR−FTIR測定を行った。測定装置は、「Nicolet 6700」(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製)を使用した。結果は、図2に示した。
実施例1〜6及び比較例2の熱処理工程後の植物材料、並びに比較例1の未処理の植物材料について、水に対する接触角を測定した。接触角は、ガラス基板上に両面テープを貼り、その両面テープに付けられた各材料について、水に対する接触角を常法により測定した。結果は、表1に示した。
実施例1〜6及び比較例2の熱処理工程後の植物材料、並びに比較例1の未処理の植物材料について、X線光電子分光法(XPS)を利用して、各材料を構成する物質を調べた。なお、使用したXPS装置は、「PHI QuanteraII(登録商標)」、アルバック・ファイ株式会社製である。XPS測定の結果は、表2に示した。
(竹由来の植物材料)
植物材料として、市販されている竹粉末(商品名「ゆめ竹」、有限会社八起産業製)を用意した。
上述した実施例1等のトマト残渣由来の植物材料に対する熱処理工程と同様の方法で、竹由来の植物材料に対して、熱処理工程を行った。
実施例7〜13の熱処理工程後の植物材料、並びに比較例3の未処理の植物材料の外観を、図3に示した。図3は、熱処理工程後の竹由来の植物材料の状態を撮影した写真を示す図である。図3に示されるように、未処理の状態(比較例3)と比べると、上限温度が高くなるにしたがって、植物材料が黒色化することが確かめられた。これにより、植物材料の炭化(炭素化)が進行しているものと推測される。
実施例7〜13の熱処理工程後の植物材料、並びに比較例3の未処理の植物材料について、上述した実施例1等と同様の方法で、ATR−FTIR測定を行った。結果は、図4に示した。
実施例7〜13の熱処理工程後の植物材料、並びに比較例3の未処理の植物材料について、上述した実施例1等と同様の方法で、水に対する接触角を測定した。結果は、表3に示した。
実施例7〜13の熱処理工程後の植物材料、並びに比較例3の未処理の植物材料について、上述した実施例1等と同様の方法で、XPSを利用して、各材料を構成する物質を調べた。XPS測定の結果は、表4に示した。
実施例8の植物材料(10質量部)と、100質量部のポリプロピレン樹脂(ランダムタイプのポリプロピレン、サンアロマー株式会社製、グレード名「PMA20V」)とを混練機に投入し、混錬温度180℃、スクリュー回転数30rpn、及び混錬時間10分の各条件で、それらを溶融混錬した。その後、混錬後の樹脂を、熱プレス機にて、180℃の温度条件でシート状(厚み0.5mm)に加工し、実施例8のシート(樹脂組成物)E8を得た。
得られた各シートE8,E11,C3から、それぞれ打抜刃を利用して、3号ダンベル形状の試験片を得た。それらの試験片の略中央部を、手で折り曲げることにより、試験片を破断させ、それらの破断面をSEM(Scanning Electron Microscope)で観察した。シートE8の破断面のSEM画像は、図5及び図6に示し、シートE11の破断面のSEM画像は、図7及び図8に示し、シートC3の破断面のSEM画像は、図9及び図10に示した。なお、図6、図8及び図10の各左上隅には、単位(走査幅)が1μmの場合のSEM画像も示されている。
Claims (8)
- 植物に由来する植物材料が、不活性ガスの雰囲気下で、150〜550℃の温度条件で加熱されることにより、前記植物材料に疎水性が付与されてなる植物由来疎水化材料が得られる熱処理工程を含む植物由来疎水化材料の製造方法。
- 前記不活性ガスが、窒素ガスからなる請求項1に記載の植物由来疎水化材料の製造方法。
- 前記植物材料が、ナス科植物の茎及び/又は葉を粉砕した粉砕物からなり、前記温度条件が、240〜460℃である請求項1又は請求項2に記載の植物由来疎水化材料の製造方法。
- 前記植物材料が、イネ科タケ亜科植物からなる請求項1又は請求項2に記載の植物由来疎水化材料の製造方法。
- 植物に由来する植物材料に疎水性が付与されたものからなり、水に対する接触角が70°以上である植物由来疎水化材料。
- 前記植物材料が、ナス科植物の茎及び/又は葉を粉砕した粉砕物からなる請求項5に記載の植物由来疎水化材料。
- 前記植物材料が、イネ科タケ亜科植物からなる請求項5に記載の植物由来疎水化材料。
- 前記接触角が110°以上である請求項5〜請求項7の何れか1項に記載の植物由来疎水化材料。
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