JP3260462B2 - 生分解性の耐水性薄膜の調製方法および生分解性の器材への耐水性付与方法 - Google Patents

生分解性の耐水性薄膜の調製方法および生分解性の器材への耐水性付与方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生分解性の耐水性薄膜
の調製方法に関するものであり、その応用として生分解
性ではあるが耐水性の乏しい器材に耐水性を付与する生
分解性の耐水性薄膜の調製方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年において、環境保護ないしは環境浄
化に対する意識の高揚から、従来から用いられていた生
活資材を生分解性の素材へ切り替えるための研究開発
が、世界的な規模で盛んになってきている。しかし、そ
れらの生分解性素材のうち、例えば澱粉系の天然物質は
耐水性に乏しく、そのために利用範囲も限られてしまう
という問題があった。これらの生分解性物質に耐水性を
付与することができれば、用途は拡大し生活資材の廃棄
に関する諸問題の一端の解決を図ることが可能となる。
耐水性の乏しい資材に耐水性を付与する手法の一つとし
て、防水加工の被覆をするいわゆるコーティングがある
が、この方法を適用するにあたり求められることは、長
時間水と接触しても吸水、膨潤あるいは脆弱化すること
のない耐水性を持ち、かつ生分解性をもった安定で容易
にコーティングされる薄膜の製造である。特に、素材と
して天然物を利用したものは、完全分解型素材として関
心が高まりつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、天然物
を素材とした薄膜からなる皮膜は、現在のところ耐水性
に乏しいために用途の制限が厳しく、例えば多水分系の
食品用容器の素材としてはほとんど実用的ではない。例
えば、Freeman Industries, INC カタログ「ツェイン」
には、コーティング素材としてトウモロコシ由来のタン
パク質であるツェインが紹介されているが、ツェインそ
のものや、既存の知見に基づいて調製したツェインの皮
膜は、水に対して溶解こそしないが、吸水・膨潤しさら
に脆弱化するため、充分な防水加工用の皮膜として利用
することはできない。
【０００４】本発明は、従来から用いられていた生活資
材を生分解性の素材へ切り替えることの時代の要請に基
づき、上記の現状並びに問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、水に溶解したり、吸水して膨潤しさ
らに脆弱化することがなく、かつ生分解性であって、食
品を直接包装したり、食品器材等を被覆することも可能
な薄膜の調製方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用】本発明者ら
は、上記の課題の解決について鋭意研究した。即ち、疎
水性タンパク質であるツェインは、Swallen(Industrial
And Engineering Chemistry 33(3),394-8, 1941)によ
ると、水を含んだ有機溶剤、例えばエタノールやアセト
ンに溶解する。またWilson(TIBS-July 306-8, 1984)ら
の筒状分子モデルによれば、ツェインの約４０％は親水
性アミノ酸で構成されており、これらは分子内に規則正
しく配列され親水性領域を形成している。そこで本発明
者らは、ツェインが溶媒に溶けるためには、疎水性領域
だけではなく親水性領域の安定化も要求され、水がこの
役割を担っていると推測し、種々の検討を行った。
【０００６】その結果、ツェインのような両親媒性物質
の溶液は、溶媒が蒸発してくい過程において、「耐水構
造」に配列するような水／有機溶剤の比が存在し、この
時点で耐水構造に配列するだけの時間を与えることによ
って、疎水領域を外側にし、水と接触し得る親水領域を
あまり有しない状態に膜構造を構築すれば、耐水性が飛
躍的に向上した膜を調製することができるという知見を
得た。即ち、両親媒性物質の疎水性、親水性は、例えば
乾燥条件等の物理的な手段でコントロールすることがで
きるということである。
【０００７】本発明は上記の知見に基づくものであり、
その要旨は、濃度６５〜７５ｖ／ｖ％のアセトン水溶液
にツェインを分散させてツェイン溶液を調製し、該ツェ
イン溶液を用いて薄層を形成し、該薄層を相対湿度８５
％以下の雰囲気下で、かつ加熱開始温度５５℃以下の条
件で乾燥することを特徴とする生分解性の耐水性薄膜の
調製方法と、濃度６５〜７５ｖ／ｖ％のアセトン水溶液
にツェインを分散させてツェイン溶液を調製し、該ツェ
イン溶液を生分解性器材の表面に塗布し、該器材を相対
湿度８５％以下の雰囲気下で、かつ加熱開始温度５５℃
以下の条件で乾燥することを特徴とする生分解性の器材
への耐水性付与方法である。
【０００８】本発明においては、濃度６５〜７５ｖ／ｖ
％のアセトン水溶液にツェインを分散させてツェイン溶
液を調製するが、このツェイン溶液は５〜２０ｗ／ｖ％
の濃度とすることが好ましい。そして、ツェイン分子を
乾燥中に配向させるために、水分とアセトンの蒸発バラ
ンスをとった乾燥条件が必要であるが、主に水分の蒸発
を促進するために、相対湿度が８５％以下の雰囲気中で
乾燥処理することが必要である。またさらに、アセトン
の急激な蒸発を防ぐため、加熱開始温度が５５℃以下の
条件で乾燥することにより、実用的な耐水性薄膜を調製
することができる。この乾燥の際は、常圧はもちろんの
こと減圧下における乾燥も可能である。そして、これら
の条件を整えるためには、恒温恒湿槽や減圧装置等を用
いることが好ましい。以下実施例等に基づいて本発明を
さらに詳細に説明する。
【０００９】
【実施例等】
実施例１ ツェイン１ｇを７０ｖ／ｖ％のアセトン水溶液１０ミリリッ
トルに分散させ、７０℃の恒温槽の中で５分間加熱して完
全に溶解させた後、これを恒温槽より取り出し、液温が
３０℃になるまで冷却した。次に、気温２５℃で相対湿
度７０％の恒温恒湿槽の中において、ホットプレート上
で予め３０℃に加熱しておいたプラスチックシート上
に、面積が１２０ｃｍ2となるようにこのツェイン溶液
を流涎して薄層を形成し、この薄層を乾燥させて平均膜
厚７０.２μｍの透明な薄膜を調製した。
【００１０】比較例１ 実施例１と同様にツェイン溶液を調製して処理し、乾燥
を気温６０℃相対湿度１０％の恒温槽内で行い薄膜を調
製した。
【００１１】比較例２ 比較例１と同様にツェインを処理するが、アセトン溶液
に替えて８０％のエタノール水溶液を用いて薄膜を調製
した。
【００１２】比較例３ 実施例１と同様にツェインを処理するが、アセトン水溶
液に替えて８０％エタノール水溶液を用いて薄膜の調製
を試みた。
【００１３】上記の実施例並びに各比較例により得られ
た薄膜を、直径８ｃｍのシリコン製Ｏ-リング２個の間
に挟んでしっかりと固定し、その中央に高さ６０ｃｍの
水柱を置き薄膜の吸水や膨潤の様子を観察し、薄膜裏面
への通過時間を測定した。その結果を表１に示す。な
お、ツェインの薄膜の耐水性ないし水の透過速度は、薄
膜の厚さによって異なるものでり、実施例等に示す測定
結果に限定されるものではない。
【００１４】
【表１】 (注)○ 変化なし △ やや変化あり(吸水、膨潤がみられる) × 変化あり(膜の裏側に水分が浸透) ××膜が崩壊
【００１５】実施例２ ツェイン１ｇを７０ｖ／ｖ％のアセトン水溶液１０ミリリッ
トルに分散させ、７０℃の恒温槽の中で５分間加熱して完
全に溶解させた後、これを恒温槽より取り出し、液温が
３０℃になるまで冷却した。次に、モナカの皮(厚さ２.
５ｍｍ、内側の面積８０ｃｍ2)の内側全面に、このツェ
イン溶液２.５ミリリットルを刷毛で塗布し、このモナカの皮
を気温３０℃で相対湿度５５％の恒温恒湿槽内で乾燥し
て被覆薄膜層を形成した。
【００１６】比較例４ ツェイン１ｇを８０％のエタノール水溶液１０ミリリットルに
分散させ、７０℃の恒温槽の中で５分間加熱して完全に
溶解させた後、これを恒温槽より取り出し、液温が３０
℃になるまで冷却した。次に、モナカの皮(厚さ２.５ｍ
ｍ、内側の面積８０ｃｍ2)の内側全面に、このツェイン
溶液２.５ミリリットルを刷毛で塗布し、このモナカの皮を気
温６０℃で相対湿度１０％の恒温恒湿槽内で乾燥して被
覆薄膜層を形成した。
【００１７】そして、上記の実施例２と比較例４で得ら
れたモナカの皮と被覆層を形成しない無処理のモナカの
皮の中に、２０℃の水３５ミリリットルを注ぎ入れ、水の漏出
までの時間を測定した結果を表２に示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】
【発明の効果】本発明は、濃度６５〜７５ｖ／ｖ％のア
セトン水溶液にツェインを分散させてツェイン溶液を調
製し、該ツェイン溶液を用いて薄層を形成し、該薄層を
相対湿度８５％以下の雰囲気下で、かつ加熱開始温度５
５℃以下の条件で乾燥することからなる生分解性の耐水
性薄膜の調製方法と、その応用としての耐水性の乏しい
器材への耐水性付与方法であるが、本発明による薄膜な
いしその被覆膜は、長時間にわたり水に接触させても溶
解したり、吸水して膨潤しさらに脆弱化することがな
い。そしてツェインを素材とする薄膜であるから、生分
解性であり、食品を直接包装したり、食品器材等を被覆
することも可能な薄膜を調製することができる。従っ
て、近時における環境保護ないしは環境浄化の要請に応
えることができる生分解性の資材を提供することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ３２Ｂ 31/00 Ｂ３２Ｂ 31/00 Ｃ０８Ｌ 89:00 Ｃ０８Ｌ 89:00 (56)参考文献 米国特許2397919（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08J 5/18 C09D 189/00 C09K 3/18 A23L 1/00 B32B 31/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 濃度６５〜７５ｖ／ｖ％のアセトン水溶
    液にツェインを分散させてツェイン溶液を調製し、該ツ
    ェイン溶液を用いて薄層を形成し、該薄層を相対湿度８
    ５％以下の雰囲気下で、かつ加熱開始温度５５℃以下の
    条件で乾燥することを特徴とする生分解性の耐水性薄膜
    の調製方法。
  2. 【請求項２】 濃度６５〜７５ｖ／ｖ％のアセトン水溶
    液にツェインを分散させてツェイン溶液を調製し、該ツ
    ェイン溶液を生分解性器材の表面に塗布し、該器材を相
    対湿度８５％以下の雰囲気下で、かつ加熱開始温度５５
    ℃以下の条件で乾燥することを特徴とする生分解性の器
    材への耐水性付与方法。
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