JP2992590B2 - 絹の固形化物の製造方法 - Google Patents
絹の固形化物の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、各種の用途に用いることが期待される絹の
固形化物の製造方法に関する。
固形化物の製造方法に関する。
発明の技術的背景 絹は、衣料用素材として広く用いられてきている。
絹を衣料用として用いる場合には、繭から生糸に製糸
して利用されるが、繊維度が著しく異なる糸や、製糸工
程で生じる屑糸、繭に傷があるものは、絹糸として利用
されることなく、廃棄処分される。しかしながら、この
ようなことは省資源の観点からは好ましくなかった。
して利用されるが、繊維度が著しく異なる糸や、製糸工
程で生じる屑糸、繭に傷があるものは、絹糸として利用
されることなく、廃棄処分される。しかしながら、この
ようなことは省資源の観点からは好ましくなかった。
また、絹は、衣料用分野以外においても、多方面にわ
たる新規用途の開発、研究が進められている。たとえ
ば、絹フィブロインフィルム、絹フィブロインのゲル化
及びその食品化、手術用の縫合糸、生体酵素の固定化材
料等のバイオ材料等々に応用されることが期待されてい
る。
たる新規用途の開発、研究が進められている。たとえ
ば、絹フィブロインフィルム、絹フィブロインのゲル化
及びその食品化、手術用の縫合糸、生体酵素の固定化材
料等のバイオ材料等々に応用されることが期待されてい
る。
近年、繭の新規用途の開発、廃棄処分の有効利用及び
需要回復を含めて絹の利用拡大が切望されている。
需要回復を含めて絹の利用拡大が切望されている。
一方、各種機能材料として用いられる軽量な固形物と
しては、プラスチックが代表的である。しかしながら、
プラスチックは、廃棄処分とした場合に、酸化などによ
って腐食することなく長期間にわたり存在し、ゴミ処理
上社会的に問題となっている。
しては、プラスチックが代表的である。しかしながら、
プラスチックは、廃棄処分とした場合に、酸化などによ
って腐食することなく長期間にわたり存在し、ゴミ処理
上社会的に問題となっている。
発明の目的 本発明は、このような実情に鑑みてなされ、繭の有効
利用を図り、各種機能材料としても用いることが可能で
あり、しかも廃棄処分とした場合に早期に腐食し、ゴミ
処理上の不都合もない絹の固形化物を提供することを目
的とする。また、本発明は、絹の有する特殊な性質、た
とえば吸湿性、保湿性及び生体適合性などの特性を保持
しつつ、絹の固形化を有効に行うための絹の固形化物の
製造方法を提供することを目的とする。
利用を図り、各種機能材料としても用いることが可能で
あり、しかも廃棄処分とした場合に早期に腐食し、ゴミ
処理上の不都合もない絹の固形化物を提供することを目
的とする。また、本発明は、絹の有する特殊な性質、た
とえば吸湿性、保湿性及び生体適合性などの特性を保持
しつつ、絹の固形化を有効に行うための絹の固形化物の
製造方法を提供することを目的とする。
発明の概要 本発明に係る絹の固形化物の製造方法は、絹粉末を含
むと共に、２〜25重量％の割合で水分を含む成形材料を
金型内にて200℃以下の温度及び100kg/cm2以上の圧力で
加熱圧縮することを特徴としている。
むと共に、２〜25重量％の割合で水分を含む成形材料を
金型内にて200℃以下の温度及び100kg/cm2以上の圧力で
加熱圧縮することを特徴としている。
このような本発明に係る絹の固形化物の製造方法によ
れば、所定の機械的強度を有し、しかも絹の有する特殊
な性質を保持する絹の固形化物を容易に得ることができ
る。このようにして得られた絹の固形化物は、その性質
を利用して、たとえば生体適合材、または模造象牙、模
造鼈甲などとして利用することが期待される。しかも、
このような絹の固形化物は、廃棄処分に付された場合
に、容易に腐食することから、ゴミ処理上の不都合も解
消できる。
れば、所定の機械的強度を有し、しかも絹の有する特殊
な性質を保持する絹の固形化物を容易に得ることができ
る。このようにして得られた絹の固形化物は、その性質
を利用して、たとえば生体適合材、または模造象牙、模
造鼈甲などとして利用することが期待される。しかも、
このような絹の固形化物は、廃棄処分に付された場合
に、容易に腐食することから、ゴミ処理上の不都合も解
消できる。
発明の具体的説明 以下、本発明に係る絹の固形化物の製造方法について
具体的に説明する。
具体的に説明する。
本発明に係る絹の固形化物は、以下に述べるような製
造方法で製造される。
造方法で製造される。
まず、絹の粉末を準備する。絹の粉末の平均粒径は、
0.3〜100μｍであることが好ましい。このような絹の粉
末を製造するには、たとえば次のようにして行う。
0.3〜100μｍであることが好ましい。このような絹の粉
末を製造するには、たとえば次のようにして行う。
繭または絹を塩化カルシウムの水溶液に入れて絹溶液
とし、これを沸騰水中で処理し、透析膜を通して絹の濃
縮を行う（絹溶液のゲル化）。次いで、これを冷凍し、
再度常温に戻し、水と絹を分離状態とし、凍結乾燥して
粉末とし、絹の粉末を得る。
とし、これを沸騰水中で処理し、透析膜を通して絹の濃
縮を行う（絹溶液のゲル化）。次いで、これを冷凍し、
再度常温に戻し、水と絹を分離状態とし、凍結乾燥して
粉末とし、絹の粉末を得る。
また、その他の絹の粉末方法としては、種々の方法が
採用され得るが、たとえば、繭または絹を炭酸カルシウ
ムの水溶液に入れ、撹拌後、析出した凝固物を水に懸濁
させ、塩酸を加えて二酸化炭素を発生させ、その後絹の
粉末を得る方法もある（特開昭61−276825号公報）。
採用され得るが、たとえば、繭または絹を炭酸カルシウ
ムの水溶液に入れ、撹拌後、析出した凝固物を水に懸濁
させ、塩酸を加えて二酸化炭素を発生させ、その後絹の
粉末を得る方法もある（特開昭61−276825号公報）。
このようにして得られた絹の粉末を、本発明では、金
型内で加熱圧縮するが、その前に、絹の粉末に次のよう
な前処理を施してもよい。
型内で加熱圧縮するが、その前に、絹の粉末に次のよう
な前処理を施してもよい。
第１の前処理手段としては、ホルマール化処理があ
る。絹の粉末にホルマール化処理するのは、乾強度及び
湿潤強度の増大、耐アルカリ性の向上、耐膨潤性並びに
耐摩耗性の改善を図るためである。
る。絹の粉末にホルマール化処理するのは、乾強度及び
湿潤強度の増大、耐アルカリ性の向上、耐膨潤性並びに
耐摩耗性の改善を図るためである。
絹のホルマール化処理は、たとえば次のようにして行
う。すなわち、ヘキサメチレンテトラミン水溶液に酢酸
を加え、その溶液に絹粉末を所定割合で浸漬し、その溶
液を所定温度に加熱する。加熱を終えたところで、その
溶液を吸引濾過し、処理粉末を取り出して、所定温度で
キュアリングを行う。そして、それを硫酸ナトリウム溶
液などで洗浄し、さらに十分水洗して、脱水、乾燥し、
ホルマール化した絹粉末を得る。
う。すなわち、ヘキサメチレンテトラミン水溶液に酢酸
を加え、その溶液に絹粉末を所定割合で浸漬し、その溶
液を所定温度に加熱する。加熱を終えたところで、その
溶液を吸引濾過し、処理粉末を取り出して、所定温度で
キュアリングを行う。そして、それを硫酸ナトリウム溶
液などで洗浄し、さらに十分水洗して、脱水、乾燥し、
ホルマール化した絹粉末を得る。
第２の前処理手段としては、ウレタン化処理がある。
絹の粉末にウレタン化処理するのは、機械的性質を向上
させるためである。
絹の粉末にウレタン化処理するのは、機械的性質を向上
させるためである。
絹のウレタン化処理は、絹にイソシアネート類を反応
させることにより行い、具体的には、たとえば以下のよ
うにして行う。すなわち、たとえば熱反応型水溶液性ウ
レタン樹脂を濃度に応じて水と混合し撹拌する。次に、
この溶液に絹粉末を浸漬し、同時にウレタン化触媒を加
え、所定時間後に濾過、水洗、乾燥を順次行い、ウレタ
ン化した絹の粉末を得る。
させることにより行い、具体的には、たとえば以下のよ
うにして行う。すなわち、たとえば熱反応型水溶液性ウ
レタン樹脂を濃度に応じて水と混合し撹拌する。次に、
この溶液に絹粉末を浸漬し、同時にウレタン化触媒を加
え、所定時間後に濾過、水洗、乾燥を順次行い、ウレタ
ン化した絹の粉末を得る。
なお、絹の前処理手段としては、前述した例に限定さ
れるものではなく、種々の手段が考えられる。また、何
等前処理することなく、加熱圧縮するようにしてもよ
い。
れるものではなく、種々の手段が考えられる。また、何
等前処理することなく、加熱圧縮するようにしてもよ
い。
また、このような加熱圧縮前の絹の粉末に、バインダ
ーまたはその他の物質を含有させるようにしてもよい。
バインダーとしては、たとえば、ポリアミド樹脂の可塑
剤、金属塩、ポリマー、または水などが例示される。こ
の中でも、水がバインダーとして適していることが判明
している。水をバインダーとして用いる場合には、上記
のように、絹粉末やバインダー、その他の物質を含有す
る絹粉末含有成形材料全体に対して２〜25重量％、好ま
しくは８〜12重量％の割合で水分を含む。水分が過剰に
なると、加熱圧縮の際に水分が急激に蒸発し、そのため
に成形物の表面状態が悪くなることから、あまり好まし
くない。また、水分が少ないと、圧縮成形が困難にな
り、好ましくない。
ーまたはその他の物質を含有させるようにしてもよい。
バインダーとしては、たとえば、ポリアミド樹脂の可塑
剤、金属塩、ポリマー、または水などが例示される。こ
の中でも、水がバインダーとして適していることが判明
している。水をバインダーとして用いる場合には、上記
のように、絹粉末やバインダー、その他の物質を含有す
る絹粉末含有成形材料全体に対して２〜25重量％、好ま
しくは８〜12重量％の割合で水分を含む。水分が過剰に
なると、加熱圧縮の際に水分が急激に蒸発し、そのため
に成形物の表面状態が悪くなることから、あまり好まし
くない。また、水分が少ないと、圧縮成形が困難にな
り、好ましくない。
バインダーとしてポリアミドの可塑材を用いる場合に
は、絹の粉末の固形化時の加熱温度付近に可塑材の融点
及び軟化点がある物質が好ましい。また、バインダーと
して金属塩を用いる場合には、絹フィブロインと相性が
いいと言われる金属イオンを含むものが好ましい。たと
えばCuイオンを含むものが好ましい。さらに、バインダ
ーとしてポリマーを用いる場合には、たとえば、ポリビ
ニルアルコール（PVA）、ポリエチレン（PE）などが好
ましく用いられる。
は、絹の粉末の固形化時の加熱温度付近に可塑材の融点
及び軟化点がある物質が好ましい。また、バインダーと
して金属塩を用いる場合には、絹フィブロインと相性が
いいと言われる金属イオンを含むものが好ましい。たと
えばCuイオンを含むものが好ましい。さらに、バインダ
ーとしてポリマーを用いる場合には、たとえば、ポリビ
ニルアルコール（PVA）、ポリエチレン（PE）などが好
ましく用いられる。
絹粉末に含有させることが可能な充填剤としては、タ
ンパク質、キトサン、コラーゲン、架橋剤、例えばカル
ボジイミド、グルタルアルデヒドなどが例示される。
ンパク質、キトサン、コラーゲン、架橋剤、例えばカル
ボジイミド、グルタルアルデヒドなどが例示される。
本発明では、上述したような絹の粉末を金型内で加熱
圧縮する。加熱温度は、加熱圧力によっても最適温度は
相違するが、一般に、200℃以下が好ましい。あまりに
高温であると、絹の炭化分解が生じることから好ましく
ない。
圧縮する。加熱温度は、加熱圧力によっても最適温度は
相違するが、一般に、200℃以下が好ましい。あまりに
高温であると、絹の炭化分解が生じることから好ましく
ない。
また、プレス圧力は、100kg/cm2以上であることが好
ましい。プレス圧の上昇に応じて、得られる固形物の引
張強度が増大する傾向にある。さらにプレス時間は、特
に限定されないが、約５分間以上が好ましい。
ましい。プレス圧の上昇に応じて、得られる固形物の引
張強度が増大する傾向にある。さらにプレス時間は、特
に限定されないが、約５分間以上が好ましい。
このようにして得られた本発明に係る絹の固形化物
は、Ｘ線解析により観察すると、β構造をとっているこ
とが確認された。絹の粉末に圧力と熱とを加えることに
より、α−β転移が生じたと考えられる。また、本発明
に係る絹の固形化物は、引張強度が約60kg/cm2以上であ
り、硬度が80（JISショアＡ硬度）以上であり、伸びが
１〜５％である。しかも、このような本発明に係る絹の
固形化物は、絹繊維の持つ諸特性（吸湿性、保湿性、電
気絶縁性、紫外線防止作用など）を有効に保持している
ことが確認された。
は、Ｘ線解析により観察すると、β構造をとっているこ
とが確認された。絹の粉末に圧力と熱とを加えることに
より、α−β転移が生じたと考えられる。また、本発明
に係る絹の固形化物は、引張強度が約60kg/cm2以上であ
り、硬度が80（JISショアＡ硬度）以上であり、伸びが
１〜５％である。しかも、このような本発明に係る絹の
固形化物は、絹繊維の持つ諸特性（吸湿性、保湿性、電
気絶縁性、紫外線防止作用など）を有効に保持している
ことが確認された。
発明の効果 以上説明してきたように、本発明に係る絹の固形化物
の製造方法によれば、所定の機械的強度を有し、しかも
絹の有する特殊な性質を保持する絹の固形化物を容易に
得ることができる。このようにして得られた絹の固形化
物は、その性質を利用して、たとえば生体適合材、また
は模造象牙、模造鼈甲などとして利用することが期待さ
れる。しかも、このような絹の固形化物は、廃棄処分に
付された場合に、容易に腐食することから、ゴミ処理上
の不都合も解消できる。
の製造方法によれば、所定の機械的強度を有し、しかも
絹の有する特殊な性質を保持する絹の固形化物を容易に
得ることができる。このようにして得られた絹の固形化
物は、その性質を利用して、たとえば生体適合材、また
は模造象牙、模造鼈甲などとして利用することが期待さ
れる。しかも、このような絹の固形化物は、廃棄処分に
付された場合に、容易に腐食することから、ゴミ処理上
の不都合も解消できる。
（実施例） 以下、本発明をさらに詳細な実施例に基づき説明す
る。
る。
実施例１ 絹粉末として、平均粒径10μｍの鐘紡（株）製のSILK
POWDER IMを用い、この粉末2gに10重量％の水を含有さ
せて膨化させ、それを金型内に入れ、プレス温度常温、
プレス圧力500kg/cm2で加熱加圧してシート状の絹の固
形化物を作成した。引張強度試験の結果を表１に示す。
引張強度の試験は、万能型引張試験機にて、引張速度5m
m/分、JIS K 6301 1号ダンベルで行った。
POWDER IMを用い、この粉末2gに10重量％の水を含有さ
せて膨化させ、それを金型内に入れ、プレス温度常温、
プレス圧力500kg/cm2で加熱加圧してシート状の絹の固
形化物を作成した。引張強度試験の結果を表１に示す。
引張強度の試験は、万能型引張試験機にて、引張速度5m
m/分、JIS K 6301 1号ダンベルで行った。
また、上記水分含有量については、絹粉末を105℃±
２℃で２時間処理したときの減量値でもって水分含有量
を算出した。
２℃で２時間処理したときの減量値でもって水分含有量
を算出した。
結果を表１に示す。
実施例２ プレス温度を50℃とした以外は、実施例１と同様にし
てシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を行っ
た。
てシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を行っ
た。
結果を表１に示す。
実施例３ プレス温度を100℃とした以外は、実施例１と同様に
してシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を行っ
た。
してシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を行っ
た。
結果を表１に示す。
実施例４ プレス温度を150℃とした以外は、実施例１と同様に
してシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を行っ
た。
してシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を行っ
た。
結果を表１に示す。
実施例５ プレス温度を170℃とした以外は、実施例１と同様に
してシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を行っ
た。
してシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を行っ
た。
結果を表１に示す。
実施例６ プレス圧力を2600kg/cm2とした以外は、実施例１と同
様にしてシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を
行った。
様にしてシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を
行った。
結果を表１に示す。
実施例７ プレス圧力を2600kg/cm2とした以外は、実施例２と同
様にしてシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を
行った。
様にしてシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を
行った。
結果を表１に示す。
実施例８ プレス圧力を2600kg/cm2とした以外は、実施例３と同
様にしてシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を
行った。
様にしてシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を
行った。
結果を表１に示す。
実施例９ プレス圧力を2600kg/cm2とした以外は、実施例４と同
様にしてシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を
行った。
様にしてシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を
行った。
結果を表１に示す。
実施例10 プレス圧力を2600kg/cm2とした以外は、実施例５と同
様にしてシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を
行った。
様にしてシート状の絹の固形化物を作成し、引張試験を
行った。
結果を表１に示す。
実施例１〜10の評価 表１に示すように、プレス温度が高くなるほど、しか
もプレス圧力が高くなるほど引張強度が向上することが
確認された。
もプレス圧力が高くなるほど引張強度が向上することが
確認された。
また、これら実施例１〜10で得られた絹の固形化物の
硬度は、（JIS ショアＤ）87〜93度であった。
硬度は、（JIS ショアＤ）87〜93度であった。
また、プレス温度が140〜180℃の固形化物の表面は、
あめ色に変色しているのが観察された。また、これら固
形化物の燃焼試験を行ったところ、自己消火性の性質が
確認された。
あめ色に変色しているのが観察された。また、これら固
形化物の燃焼試験を行ったところ、自己消火性の性質が
確認された。
実施例11 絹粉末として、鐘紡（株）製のSILK POWDER IMを用
い、この粉末10gを、ヘキサメチレンテトラミン１％溶
液（1g/100cc）500ml（ヘキサレチレンテトラミン5g＝
0.036モル）に酢酸を理論値の２倍である８当量（0.29
モル＝17.3g）加えたものに、浴比1:50で加えた。これ
を95℃前後で加熱し50分間保った。加熱を終えたら、吸
引濾過により処理粉末を取り出して、100℃で45分間キ
ュアリングした。そして、これを１％Na2SO3溶液でよく
洗い、さらに十分水洗して、脱水、風乾してホルマール
化絹粉末を得た。それを金型内に入れ、プレス温度150
℃、プレス圧力500kg/cm2で加熱加圧してシート状の絹
の固形化物を作成した。
い、この粉末10gを、ヘキサメチレンテトラミン１％溶
液（1g/100cc）500ml（ヘキサレチレンテトラミン5g＝
0.036モル）に酢酸を理論値の２倍である８当量（0.29
モル＝17.3g）加えたものに、浴比1:50で加えた。これ
を95℃前後で加熱し50分間保った。加熱を終えたら、吸
引濾過により処理粉末を取り出して、100℃で45分間キ
ュアリングした。そして、これを１％Na2SO3溶液でよく
洗い、さらに十分水洗して、脱水、風乾してホルマール
化絹粉末を得た。それを金型内に入れ、プレス温度150
℃、プレス圧力500kg/cm2で加熱加圧してシート状の絹
の固形化物を作成した。
強度及び伸度試験の結果を表２に示す。
実施例12 まず、熱反応型水溶性ウレタン樹脂であるエラストロ
ンＥ−37（商品名；第一工業製薬株式会社製）を濃度に
応じて水と撹拌し、エラストロン濃度が10％のものを80
0ml準備した。この溶液に、実施例１と同様な絹粉末20g
を、浴比1:20で浸漬し、同時にエラストロンキャタリス
ト32（商品名）というエラストロン用触媒を溶液の0.3
％に当たる2.4ml加えた。絹粉末と触媒の入った溶液を
１時間放置した後、濾過、水洗、風乾を順次行い、ウレ
タン処理絹粉末を得た。それを金型内に入れ、プレス温
度150℃、プレス圧力500kg/cm2で加熱加圧してシート状
の絹の固形化物を作成した。
ンＥ−37（商品名；第一工業製薬株式会社製）を濃度に
応じて水と撹拌し、エラストロン濃度が10％のものを80
0ml準備した。この溶液に、実施例１と同様な絹粉末20g
を、浴比1:20で浸漬し、同時にエラストロンキャタリス
ト32（商品名）というエラストロン用触媒を溶液の0.3
％に当たる2.4ml加えた。絹粉末と触媒の入った溶液を
１時間放置した後、濾過、水洗、風乾を順次行い、ウレ
タン処理絹粉末を得た。それを金型内に入れ、プレス温
度150℃、プレス圧力500kg/cm2で加熱加圧してシート状
の絹の固形化物を作成した。
強度及び伸度試験の結果を表２に示す。
実施例13 エラストロン濃度が５％の溶液を用いた以外は、実施
例12と同様にしてシート状の絹の固形化物を得た。
例12と同様にしてシート状の絹の固形化物を得た。
強度及び伸度試験の結果を表２に示す。
実施例14 エラストロン濃度が１％の溶液を用いた以外は、実施
例12と同様にしてシート状の絹の固形化物を得た。
例12と同様にしてシート状の絹の固形化物を得た。
強度及び伸度試験の結果を表２に示す。
Claims (3)
- 【請求項１】絹粉末を含むと共に、２〜25重量％の割合
で水分を含む成形材料を、金型内にて200℃以下の温度
及び100kg/cm2以上の圧力で加熱圧縮することを特徴と
する絹の固形化物の製造方法。 - 【請求項２】前記絹粉末の粒径が、0.3〜100μｍである
請求項第１項に記載の絹の固形化物の製造方法。 - 【請求項３】前記絹粉末は、予めホルマール化処理また
はウレタン化処理されたものである請求項第１項または
第２項に記載の方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP792590A JP2992590B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 絹の固形化物の製造方法 |
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| JP792590A JP2992590B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 絹の固形化物の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211024A JPH03211024A (ja) | 1991-09-13 |
| JP2992590B2 true JP2992590B2 (ja) | 1999-12-20 |
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| JP (1) | JP2992590B2 (ja) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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| WO2021163495A1 (en) * | 2020-02-12 | 2021-08-19 | Bolt Threads, Inc. | Recombinant silk solids and films |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4783956B2 (ja) * | 2006-04-11 | 2011-09-28 | 独立行政法人農業生物資源研究所 | 熱伝導体とその製造方法 |
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1990
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