JP2021195672A - パイナップルの素繊維の抽出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パイナップルの葉から素繊維を抽出する際に、粗繊維に含まれるペクチンなどを除去できるようにしたパイナップルの素繊維の抽出方法を提供する。【解決手段】パイナップルの葉から粗繊維を抽出する工程と、当該抽出された粗繊維からペクチンを取り除く工程と、当該ペクチンを除去した粗繊維から素繊維を抽出する工程とを備えてパイナップルから素繊維を抽出する。このペクチンを取り除く工程では、パイナップルの廃棄物を焼却した後に残る灰から得られる灰汁に浸漬して加熱させる方法や、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムなどの化学物質を用いたアルカリ水溶液に浸漬して加熱させる方法や、静水や流水に数日間浸漬させる方法などを用いる。【選択図】なし

Description

本発明は、パイナップルから素繊維を抽出する方法に関するものであり、より詳しくは、パイナップルの葉の粗繊維に含まれるペクチンなどの不純物を除去して、素繊維のみを抽出できるようにしたパイナップルの素繊維の抽出方法に関するものである。

熱帯地方や亜熱帯地方では、パイナップルなどが特産品として栽培されていることが多い。しかしながら、このようなパイナップルは、果物として使用される部分以外は廃棄されることが多いため、このようなパイナップルの葉などの廃棄物を有効活用させる方法が模索されている。

このような有効活用の方法としては、例えば、パイナップルの葉から繊維を抽出して樹脂に混入させる方法などが提案されている（特許文献１）。

具体的には、この特許文献には、パイナップルから繊維を抽出し、平均長約２０ｍｍから１００ｍｍ程度に裁断して樹脂になじませ、ペレットなどを生成し、これを用いて、絶縁材料や筐体材料、自動車部品、医療用途、日用品、住宅設備、コンテナ、パレット、洗剤容器、キャップ、飲料容器、ボトルキャップ、食品カップ、食品用フィルム、食品用シート、包装用フィルム、産業用フィルム、産業用シート、繊維、ヤーン、バンド及び発泡製品などの製品を生成できるようにした方法が提案されている。

このような方法によれば、従来廃棄されていたパイナップルの葉を有効活用できるため、果実だけでなく、工業用製品素材を生成する事業を育成することなどによって、地域の活性化に繋げることができるようになる。

特開２０１０−２０２７９７号公報

しかしながら、一般に、パイナップルの粗繊維には、粗繊維と素繊維を繋ぎ合わせるためのペクチンなどが多く含まれており、そのペクチンによって繊維が固くなったり、あるいは、樹脂に混入させて使用する場合に、その樹脂の強度が低下してしまったりするなどの問題があった。

そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、パイナップルから素繊維のみを抽出できるようにしたパイナップルの素繊維の抽出方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、パイナップルの葉から粗繊維を抽出する工程と、当該抽出された粗繊維からペクチンを取り除く工程と、当該ペクチンを取り除いた粗繊維から素繊維を抽出する工程とを備えてパイナップルの葉から素繊維を抽出するようにしたものである。

このようにすれば、抽出された素繊維を滑らかにすることができるとともに、樹脂に混入させて使用する場合には、その樹脂の強度を保つことができるようになる。

また、このような発明において、粗繊維を裁断してから素繊維を抽出することもできる。

また、このような発明において、ペクチンを取り除く場合、アルカリ水溶液を用いてペクチンを取り除く。

このようにすれば、ペクチンをアルカリ水溶液に溶解させて、より迅速ペクチンを取り除くことができるようになる。

また、このようなアルカリ水溶液を用いるとき、パイナップルの廃棄物を焼却した後に残る灰から得られた灰汁に浸漬させてペクチンを取り除くこともできる。

このようにすれば、パイナップルを焼却させた灰を再利用することで、環境に優しい方法でペクチンを取り除くことができるようになる。

もしくは、アルカリ水溶液として、水酸化ナトリウム水溶液を用いることもできる。

このとき、そのアルカリ水溶液を７５℃以上で加熱させてペクチンを除去させるようにすれば、短時間で効率的にペクチンを取り除くことができるようになる。

本発明によれば、パイナップルの葉から粗繊維を抽出する工程と、当該抽出された粗繊維からペクチンを取り除く工程と、当該ペクチンを取り除いた粗繊維から素繊維を抽出する工程とを備えてパイナップルの葉から素繊維を抽出するようにしたので、抽出された素繊維を滑らかにすることができるとともに、樹脂に混入させて使用する場合には、その樹脂の強度を保つことができるようになる。

以下、本発明の一実施の形態について説明する。

この実施の形態におけるパイナップルの素繊維の抽出方法は、パイナップルの葉から粗繊維を抽出する工程と、その抽出された粗繊維からペクチンなどを取り除く工程と、このペクチンなどの取り除かれた粗繊維から素繊維を抽出する工程などとを備えてなる。

このパイナップルは、パイナップル科の多年草に属するもので、イネ目パイナップル科アナナス属に属する単子葉植物である。このパイナップルの葉は、地下茎から叢生して剣状で硬く、縁にとげのある品種とない品種があるが、いずれを使用することもできる。このパイナップルの苗を植えると、１２ヶ月から１８ヶ月で下部の中心部から花穂が現れて開花し、その後、６ヶ月程度で実を結ぶ。そして、その実を果実として収穫した後、その周囲の葉を根本から切除して、その葉から繊維を抽出できるようにする。

このパイナップルの葉の繊維は、白色の絹糸状のものであって、差し渡し寸法が５０ミクロン以上、長さ寸法が４０センチメートルから５０センチメートルの粗繊維によって構成される。このパイナップルの粗繊維は、長手方向に重合した細い素繊維の間にペクチンを有するように構成されている。

このようなパイナップルの葉から素繊維を抽出する場合、乾燥状態では、強靭さが失われてしまい、繊維が切れてしまうといった問題がある。一方、パイナップルは収穫時期が決まっており、長期間放置させると乾燥してしまう。このため、パイナップルの葉を１０％以上の水分含有率とさせるようにしてから繊維を抽出する。このとき、収穫時期や労働時間などの要因によって、パイナップルの葉からすぐに素繊維を抽出することができない場合もあるため、このような場合は、一旦パイナップルの葉を乾燥させて保管し、素繊維を抽出できるタイミングで静水や流水中に漬けて水分含有量を１０％から５０％程度にする。これにより、水分含有量を高くして、繊維の強度を高めた状態で粗繊維を抽出する。

このような水分含有率を戻したパイナップルの葉から繊維を抽出する場合、まず、ピーラーによって表皮などを取り除き、粗繊維を抽出する。このとき、粗繊維の中には、ペクチンなどが含まれており、これを取り除く必要がある。

このペクチンを取り除く場合、次のような除去処理を行う。

まず、第一の除去方法では、パイナップルの廃棄物を焼却した後に残る灰を収集して水に入れ、その灰汁を２５℃以上（好ましくは、７５℃以上）に加熱する。このようにすれば、灰に含まれる炭酸カリウムによってアルカリ水溶液を生成することができ、より迅速にパイナップルを柔軟化させてペクチンを取り除くことができるようになる。この方法は、時間がかかるものの、不要な灰を再利用することができるため、環境に優しい方法でペクチンを取り除くことができるというメリットがある。

第二の除去方法としては、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液を用意し、これを第一の方法と同様に、７５℃以上に加熱させてペクチンを取り除く。このときも同様に、水溶液の温度を高くすればするほど、ペクチンを取り除く工程を短くすることができるようになる。

また、第三の除去方法として、静水または流水中に数日間浸漬させておく。このようにすると、バクテリアによって葉肉部と粗繊維、粗繊維内の素繊維の膠質を分解させることができ、粗繊維からペクチンを取り除いて柔軟化させることができるようになる。この方法は、時間がかかるものの、化学物質を必要としないため、環境に優しい方法でペクチンを取り除くことができるというメリットがある。

これらの方法は、いずれの方法を用いてもよく、また、二つ以上の方法を組み合わせて使用してもよい。

次に、このように除去処理によってペクチンを取り除いた後、粗繊維を解繊して素繊維を得る。この解繊処理においては、５０センチ程度の粗繊維の一端側を締結させておき、その粗繊維を吊るした状態で、櫛を通して解繊する。この解繊処理においては、粗繊維の長手方向に沿って櫛を通すようにし、最初は、目の粗い櫛で解繊処理を行い、その後、徐々に目の細かい櫛を用いて長手方向に解繊していく。そして、締結されている部分、すなわち、粗繊維に櫛が通されていない部分を切除し、櫛で解繊処理された素繊維のみを抽出する。

＜第二の実施の形態＞

次に、第二の実施の形態について説明する。

上記第一の実施の形態では、粗繊維を長い状態のまま吊るして解繊処理するようにしたが、第二の実施の形態では、長い粗繊維を短く裁断してから素繊維を得るようにしたものである。

まず、この実施の形態においても、同様に、パイナップルの葉を切除してピーラーなどを用いて表皮を取り除き、粗繊維を抽出する。

そして、その粗繊維からペクチンを取り除くべく、パイナップルの廃棄物を焼却した後に残る灰から得られる灰汁を用意し、その灰汁を２５℃以上（好ましくは、７５℃以上）に加熱して、灰汁に含まれる炭酸カリウムによってペクチンを取り除く。もしくは、第二の除去方法として、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液を用意し、これを第一の除去方法と同様に、加熱してペクチンを取り除く。もしくは、第三の除去方法として、静水または流水中に数日間浸漬させ、バクテリアによって葉肉部と粗繊維、粗繊維内の素繊維の膠質を分解させペクチンを取り除く。

そして、このようにペクチンを取り除いた後、水分含有率を５％から５０％程度に乾燥させた後、その粗繊維を裁断処理する。このとき、粗繊維を乾燥させることによって、その後の切断や梳綿処理などにおいて、切断処理や素繊維の抽出が容易になる。

そして、長手方向の寸法を３０ミリメートルから５０ミリメートルの範囲内となるように裁断し、これを梳綿処理機や混打綿機、反毛機、カード式解繊機などによって、残余のペクチンや果肉などの異物を取り除きながら解繊していく。具体的には、切断された粗繊維を梳綿処理することによって、１本の素繊維に分離し、その素繊維をまっすぐに引き伸ばして平行に揃えて、太い紐状のスライバーにする。そして、練条処理によって、８本から１０本程度のスライバーを併合して太さを均一にし、それを引き伸ばして繊維を平行にする。そして、その繊維を引き伸ばして細くし、よりをかけて粗糸にし、精紡していく。

このように上記実施の形態によれば、パイナップルの葉から粗繊維を抽出する工程と、当該抽出された粗繊維からペクチンを取り除く工程と、当該ペクチンを取り除いた粗繊維から素繊維を抽出する工程とを備えてパイナップルから素繊維を抽出するようにしたので、パイナップルの繊維に滑らかさを持たせることができるとともに、また、樹脂に混入させて使用する場合には、その樹脂に強度を持たせることができるようになる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。

例えば、上記第二の実施の形態では、ペクチンを除去した後、裁断するようにしたが、ペクチンを含む長い粗繊維を短く裁断した後、灰汁やアルカリ水溶液、静水・流水などを用いてペクチンを取り除くようにしてもよい。このようにすれば、溶液中で短い粗繊維を撹拌させやすくすることができるため、その撹拌処理によって、より多くのペクチンを取り除くことができるようになる。

また、上記実施の形態では、パイナップルの素繊維を抽出して紡糸するようにしたが、これに綿や絹を混合させるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、粗繊維から素繊維を抽出する場合に、溶液中に浸漬してペクチンなどを取り除くようにしたが、その際に、粗繊維をローラーで挟み込んで圧力を掛けてペクチンなどを取り除くようにしてもよい。この際、溶液中に粗繊維を浸漬し、一定時間後にローラーで挟み込んで押圧処理し、その後、アルカリ水溶液中に浸漬してペクチンなどを取り除くようにするとよい。

また、上記実施の形態では、素繊維から紡糸を生成する場合について説明したが、この素繊維を細かく裁断して、樹脂中に混入させて強化剤として使用するようにしてもよい。

Claims (6)

1. パイナップルの葉から粗繊維を抽出する工程と、
   当該抽出された粗繊維からペクチンを取り除く工程と、
   当該ペクチンを除去した粗繊維から素繊維を抽出する工程と、
   を備えたことを特徴とするパイナップルの素繊維の抽出方法。
2. 請求項１のパイナップルの素繊維の抽出方法において、さらに、
   粗繊維を裁断してから素繊維を抽出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のパイナップルの素繊維の抽出方法。
3. 前記ペクチンを取り除く工程が、アルカリ水溶液を用いてペクチンを取り除く工程である請求項１に記載のパイナップルの素繊維の抽出方法。
4. 前記アルカリ水溶液が、パイナップルの廃棄物を焼却した後に残る灰から得られた灰汁で構成されるものである請求項１に記載のパイナップルの素繊維の抽出方法。
5. 前記アルカリ水溶液が、水酸化ナトリウムである請求項３に記載のパイナップルの素繊維の抽出方法。
6. 前記アルカリ水溶液を７５℃以上で加熱してペクチンを取り除くようにした請求項３に記載のパイナップルの素繊維の抽出方法。