JP3586704B2 - 紫外線吸収性被膜とその製造法。 - Google Patents
紫外線吸収性被膜とその製造法。 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線を吸収する被膜とその製造法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
１９８５年に南極上空のオゾン層にオゾンホールが発見されて以来、紫外線による悪影響を回避する種々の技術が開発されている。酸化チタンの粉末を混入した紫外線反射材はその一例であるが、出願人は、先に特開平４−３３９８６号において、生分解性を有する天然高分子材料を利用した紫外線吸収材としてのリグノセルロース膜を提案した。
【０００３】
この発明は、リグニンとセルロースの相互溶解物を固化製膜して成る。具体的には、木材チップを蒸着・爆砕して繊維化させ、水抽出とアルカリあるいは有機酸抽出とを行ってリグノセルロース繊維を得た後、これを例えばビスコース法によって精製ビスコースとし、従来のセロファンの連続製造工程を経て紫外線吸収性を有する機能膜とするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記リグノセルロース膜は、セルロースの溶解効率が悪いために製膜の生成効率が低い。
また、リグノセルロース膜は、製造に際し、既存のセロファン製造工程にのりにくく工業化が困難である。
更に、膜自体にヒートシール性を有しないために加工や応用範囲に限界を生じるものであった。
本発明の目的は、こうした従来技術の抱える問題点に鑑み、工業的な量産が可能で、ヒートシール性を有し、かつエコロジカルな紫外線吸収性を有する被膜とその製造法を提供することにある。
【０００５】
【課題を達成するための手段】
本発明は上記した課題を達成するために次の構成を備えた点に特徴がある。すなわち、本発明の被膜は、有機溶媒溶解性のベンジル化リグノセルロースより成る。
また、本発明方法は、木材繊維をアルカリ化し、塩化ベンジルを反応させてベンジル化リグノセルロースを得、このベンジル化リグノセルロースを有機溶媒に溶解した後、薄膜状に固化させて被膜とするものである。
【０００６】
ベンジル化セルロースは、セルロースを濃い苛性ソーダ水溶液でアルカリ化し、このアルカリセルロースに塩化ベンジルを反応させて製造される。９０℃〜１５０℃に軟化点と融点があり、ヒートシールやホットメルト接着剤として望ましい特性を持つ。ベンジル基の置換度やセルロースの重合度によって有機溶媒への溶解性は異なるが、例えばテトラヒドロフランに溶解するベンジル化セルロースの合成は比較的容易である。
【０００７】
ベンジル化リグノセルロースは、上記したベンジル化セルロースの製法を木材繊維（リグノセルロース）に適用することによって製造される。木材繊維中のセルロースがベンジル化されると共にヘミセルロースとリグニンもベンジル化される。ベンジル化されたヘミセルロースとリグニンが可塑剤の働きをするために、ベンジル化セルロースよりも軟化点と融点が低くなる。ベンジル化された木材繊維はリグニンに由来する発色が淡くなる傾向がある。リグニンに加えてベンジル基も紫外線を吸収するので、紫外線波長と近紫外線波長は完全にカットし、可視波長にかけての透過率の立上がりの良好な若干黄色気味のほぼ理想に近い紫外線吸収フィルムが得られる。
【０００８】
前記被膜はガラス等のプレート材の表面に固化させることによって得られるが、セロファンなどのフィルム表面に固化させるようにしても良い。例えば普通セロファンに前記薄膜をコーティングすることによって紫外線をカットするだけでなく、ヒートシール性、防湿性、溌水性を付与できる。従来のセロファンにも防湿樹脂（塩ビ系、塩化ビニリデン系）をコーティングしたものもあるが、これらに比べて本発明は自然環境下での易崩壊性を有する。また、防湿樹脂は一般に燃焼カロリーが石油系合成フィルムよりも低いために焼却時に炉を傷める傾向がある。特に塩ビ系や塩化ビニリデン系等の防湿樹脂は塩素を含むので、焼却炉を傷めるばかりでなく、大気汚染の原因となる。ベンジル化セルロースは、精製して塩化ベンジルを十分取り除くことによりこうした問題を回避できる。
更に、ベンジル化リグノセルロースは水酸基が残っているので、セロファン等のフィルムやプレート材の表面への接着力は強力である。
【０００９】
【実施の最良の形態】
以下、本発明の具体的な実施例を説明する。
【００１０】
実施例１
溶解用パルプ（αセルロース９９％以上）３０重量部を４０（ｗ／ｗ）％水酸化ナトリウム１５０重量部に室温、窒素気流中で１時間アルカリ化した。これに塩化ベンジル２００重量部を加え、約１時間で１０５℃に昇温した。これを６時間１０５℃に保持してベンジル化した後、ベンジル化生成物をメタノール及び水で順次洗浄し、６０重量部のベンジル化セルロースを得た。
次いで、このベンジル化セルロース１０重量部をテトラヒドロフラン５００重量部に溶解し、不溶部を濾過して除去した濾液をロータリーエバポレーターで１００重量部に濃縮した。その濃縮液をセロファンにコーティングし（濃縮液１０ｇ／セロファン３０X３０ｃｍ２ )、テトラヒドロフラン溶媒を蒸発させたところセロファン上にベンジルセルロースの被膜が形成された。
【００１１】
実施例２
ヒノキチップを２２０℃、５分蒸煮し、爆砕した試料を水抽出、７０％アセトンで抽出した残渣繊維（リグニン含有率３２．９％）３０重量部を、４０（ｗ／ｗ）％水酸化ナトリウム２５０重量部に室温、窒素気流中で１時間アルカリ化した。これに塩化ベンジル３００重量部を加え、約１時間で１０５℃に昇温した。これを６時間１０５℃に保持してベンジル化した後、ベンジル化生成物をメタノール及び水で順次洗浄することにより、５５重量部のヒノキ蒸煮・爆砕残渣繊維のベンジル化物を得た。
次いで、上記操作によって得たヒノキ蒸煮・爆砕残渣繊維のベンジル化物１０重量部をテトラヒドロフラン５００重量部に溶解し、不溶部を濾過して除去した濾液を５０重量部にロータリーエバポレーターで濃縮した。その濃縮液をセロファンにコーティングし（濃縮液１０ｇ／セロファン３０X３０ｃｍ２ )、テトラヒドロフラン溶媒を蒸発させたところ、セロファン上にヒノキ蒸煮・爆砕残渣繊維のベンジル化物の被膜が形成された。
【００１２】
実施例３
ブナチップを２０ｋｇ／ｃｍ２
、６分蒸煮し、爆砕した試料を水抽出、１％水酸化ナトリウム水溶液抽出した残渣繊維（リグニン含有率１５．３％）２０重量部を４０（ｗ／ｗ）％水酸化ナトリウム１００重量部に室温、窒素気流中で１時間アルカリ化した。これに塩化ベンジル１００重量部を加え、４時間１０５℃に保持してベンジル化後、ベンジル化生成物をメタノール及び水で順次洗浄することにより、３４重量部のブナ蒸煮・爆砕残渣繊維ベンジル化物を得た。
次いで、上記操作によって得たブナ蒸煮・爆砕残渣繊維ベンジル化物１０重量部をテトラヒドロフラン５００重量部に溶解し、不溶物を濾過して除去した濾液を８００重量部にロータリーエバポレーターで濃縮した。その濃縮液をセロファンにコーティングし（濃縮液１０ｇ／セロファン３０X３０ｃｍ２ )、テトラヒドロフラン溶媒を蒸発させたところ、セロファン上にブナ蒸煮・爆砕残渣繊維のベンジル化物の被膜が形成された。
【００１３】
表１は、実施例１〜実施例３で得られた紫外線吸収性被膜による植物染色織物の紫外線による退色防止性能を調べたものである。
被検体フィルムをアカネ染色した織物の上に置き、波長２５３ｎｍの紫外線を３時間照射したときの退色の有無を視角で評価した。対照として、フィルムを置かないで織物に直接紫外線を同時間照射したものと、市販セロファンを織物の上に置いて紫外線を同時間照射したものと、織物の上にサランラップを敷いたものに紫外線を同時間照射したものとを用いた。
【００１４】
【表１】
【００１５】
この表から明らかなように、対照区では織物は全て完全脱色されたが、本発明に係る実施例１〜３の被膜をかけたものではいずれも織物の脱色が認められず、これはこれら被膜の紫外線吸収能を示すものである。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、有機溶媒溶解性のベンジル化リグノセルロースより成るものであるから、軟化点や融点が低いために薄膜にヒートシール性を付与でき、その応用範囲を広げることができる。
また、本発明方法は、木材繊維をアルカリ化し、塩化ベンジルを反応させてベンジル化リグノセルロースを得、このベンジル化リグノセルロースを有機溶媒に溶解した後、薄膜状に固化させて被膜とするものであるから、比較的容易に工業的な量産を行うことができる。
更に、本発明に係る薄膜は自然環境下での易崩壊性を有するので、エコロジカルな紫外線吸収性を有する被膜を提供できる。
また、この被膜は、防湿樹脂に比べて燃焼カロリーが低く、塩素を含んだりもしていないで、焼却時に炉を傷めたり、塩素ガスを発生させたりすることがなく、た易く、かつ安全に焼却できるものである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線を吸収する被膜とその製造法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
１９８５年に南極上空のオゾン層にオゾンホールが発見されて以来、紫外線による悪影響を回避する種々の技術が開発されている。酸化チタンの粉末を混入した紫外線反射材はその一例であるが、出願人は、先に特開平４−３３９８６号において、生分解性を有する天然高分子材料を利用した紫外線吸収材としてのリグノセルロース膜を提案した。
【０００３】
この発明は、リグニンとセルロースの相互溶解物を固化製膜して成る。具体的には、木材チップを蒸着・爆砕して繊維化させ、水抽出とアルカリあるいは有機酸抽出とを行ってリグノセルロース繊維を得た後、これを例えばビスコース法によって精製ビスコースとし、従来のセロファンの連続製造工程を経て紫外線吸収性を有する機能膜とするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記リグノセルロース膜は、セルロースの溶解効率が悪いために製膜の生成効率が低い。
また、リグノセルロース膜は、製造に際し、既存のセロファン製造工程にのりにくく工業化が困難である。
更に、膜自体にヒートシール性を有しないために加工や応用範囲に限界を生じるものであった。
本発明の目的は、こうした従来技術の抱える問題点に鑑み、工業的な量産が可能で、ヒートシール性を有し、かつエコロジカルな紫外線吸収性を有する被膜とその製造法を提供することにある。
【０００５】
【課題を達成するための手段】
本発明は上記した課題を達成するために次の構成を備えた点に特徴がある。すなわち、本発明の被膜は、有機溶媒溶解性のベンジル化リグノセルロースより成る。
また、本発明方法は、木材繊維をアルカリ化し、塩化ベンジルを反応させてベンジル化リグノセルロースを得、このベンジル化リグノセルロースを有機溶媒に溶解した後、薄膜状に固化させて被膜とするものである。
【０００６】
ベンジル化セルロースは、セルロースを濃い苛性ソーダ水溶液でアルカリ化し、このアルカリセルロースに塩化ベンジルを反応させて製造される。９０℃〜１５０℃に軟化点と融点があり、ヒートシールやホットメルト接着剤として望ましい特性を持つ。ベンジル基の置換度やセルロースの重合度によって有機溶媒への溶解性は異なるが、例えばテトラヒドロフランに溶解するベンジル化セルロースの合成は比較的容易である。
【０００７】
ベンジル化リグノセルロースは、上記したベンジル化セルロースの製法を木材繊維（リグノセルロース）に適用することによって製造される。木材繊維中のセルロースがベンジル化されると共にヘミセルロースとリグニンもベンジル化される。ベンジル化されたヘミセルロースとリグニンが可塑剤の働きをするために、ベンジル化セルロースよりも軟化点と融点が低くなる。ベンジル化された木材繊維はリグニンに由来する発色が淡くなる傾向がある。リグニンに加えてベンジル基も紫外線を吸収するので、紫外線波長と近紫外線波長は完全にカットし、可視波長にかけての透過率の立上がりの良好な若干黄色気味のほぼ理想に近い紫外線吸収フィルムが得られる。
【０００８】
前記被膜はガラス等のプレート材の表面に固化させることによって得られるが、セロファンなどのフィルム表面に固化させるようにしても良い。例えば普通セロファンに前記薄膜をコーティングすることによって紫外線をカットするだけでなく、ヒートシール性、防湿性、溌水性を付与できる。従来のセロファンにも防湿樹脂（塩ビ系、塩化ビニリデン系）をコーティングしたものもあるが、これらに比べて本発明は自然環境下での易崩壊性を有する。また、防湿樹脂は一般に燃焼カロリーが石油系合成フィルムよりも低いために焼却時に炉を傷める傾向がある。特に塩ビ系や塩化ビニリデン系等の防湿樹脂は塩素を含むので、焼却炉を傷めるばかりでなく、大気汚染の原因となる。ベンジル化セルロースは、精製して塩化ベンジルを十分取り除くことによりこうした問題を回避できる。
更に、ベンジル化リグノセルロースは水酸基が残っているので、セロファン等のフィルムやプレート材の表面への接着力は強力である。
【０００９】
【実施の最良の形態】
以下、本発明の具体的な実施例を説明する。
【００１０】
実施例１
溶解用パルプ（αセルロース９９％以上）３０重量部を４０（ｗ／ｗ）％水酸化ナトリウム１５０重量部に室温、窒素気流中で１時間アルカリ化した。これに塩化ベンジル２００重量部を加え、約１時間で１０５℃に昇温した。これを６時間１０５℃に保持してベンジル化した後、ベンジル化生成物をメタノール及び水で順次洗浄し、６０重量部のベンジル化セルロースを得た。
次いで、このベンジル化セルロース１０重量部をテトラヒドロフラン５００重量部に溶解し、不溶部を濾過して除去した濾液をロータリーエバポレーターで１００重量部に濃縮した。その濃縮液をセロファンにコーティングし（濃縮液１０ｇ／セロファン３０X３０ｃｍ２ )、テトラヒドロフラン溶媒を蒸発させたところセロファン上にベンジルセルロースの被膜が形成された。
【００１１】
実施例２
ヒノキチップを２２０℃、５分蒸煮し、爆砕した試料を水抽出、７０％アセトンで抽出した残渣繊維（リグニン含有率３２．９％）３０重量部を、４０（ｗ／ｗ）％水酸化ナトリウム２５０重量部に室温、窒素気流中で１時間アルカリ化した。これに塩化ベンジル３００重量部を加え、約１時間で１０５℃に昇温した。これを６時間１０５℃に保持してベンジル化した後、ベンジル化生成物をメタノール及び水で順次洗浄することにより、５５重量部のヒノキ蒸煮・爆砕残渣繊維のベンジル化物を得た。
次いで、上記操作によって得たヒノキ蒸煮・爆砕残渣繊維のベンジル化物１０重量部をテトラヒドロフラン５００重量部に溶解し、不溶部を濾過して除去した濾液を５０重量部にロータリーエバポレーターで濃縮した。その濃縮液をセロファンにコーティングし（濃縮液１０ｇ／セロファン３０X３０ｃｍ２ )、テトラヒドロフラン溶媒を蒸発させたところ、セロファン上にヒノキ蒸煮・爆砕残渣繊維のベンジル化物の被膜が形成された。
【００１２】
実施例３
ブナチップを２０ｋｇ／ｃｍ２
、６分蒸煮し、爆砕した試料を水抽出、１％水酸化ナトリウム水溶液抽出した残渣繊維（リグニン含有率１５．３％）２０重量部を４０（ｗ／ｗ）％水酸化ナトリウム１００重量部に室温、窒素気流中で１時間アルカリ化した。これに塩化ベンジル１００重量部を加え、４時間１０５℃に保持してベンジル化後、ベンジル化生成物をメタノール及び水で順次洗浄することにより、３４重量部のブナ蒸煮・爆砕残渣繊維ベンジル化物を得た。
次いで、上記操作によって得たブナ蒸煮・爆砕残渣繊維ベンジル化物１０重量部をテトラヒドロフラン５００重量部に溶解し、不溶物を濾過して除去した濾液を８００重量部にロータリーエバポレーターで濃縮した。その濃縮液をセロファンにコーティングし（濃縮液１０ｇ／セロファン３０X３０ｃｍ２ )、テトラヒドロフラン溶媒を蒸発させたところ、セロファン上にブナ蒸煮・爆砕残渣繊維のベンジル化物の被膜が形成された。
【００１３】
表１は、実施例１〜実施例３で得られた紫外線吸収性被膜による植物染色織物の紫外線による退色防止性能を調べたものである。
被検体フィルムをアカネ染色した織物の上に置き、波長２５３ｎｍの紫外線を３時間照射したときの退色の有無を視角で評価した。対照として、フィルムを置かないで織物に直接紫外線を同時間照射したものと、市販セロファンを織物の上に置いて紫外線を同時間照射したものと、織物の上にサランラップを敷いたものに紫外線を同時間照射したものとを用いた。
【００１４】
【表１】
【００１５】
この表から明らかなように、対照区では織物は全て完全脱色されたが、本発明に係る実施例１〜３の被膜をかけたものではいずれも織物の脱色が認められず、これはこれら被膜の紫外線吸収能を示すものである。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、有機溶媒溶解性のベンジル化リグノセルロースより成るものであるから、軟化点や融点が低いために薄膜にヒートシール性を付与でき、その応用範囲を広げることができる。
また、本発明方法は、木材繊維をアルカリ化し、塩化ベンジルを反応させてベンジル化リグノセルロースを得、このベンジル化リグノセルロースを有機溶媒に溶解した後、薄膜状に固化させて被膜とするものであるから、比較的容易に工業的な量産を行うことができる。
更に、本発明に係る薄膜は自然環境下での易崩壊性を有するので、エコロジカルな紫外線吸収性を有する被膜を提供できる。
また、この被膜は、防湿樹脂に比べて燃焼カロリーが低く、塩素を含んだりもしていないで、焼却時に炉を傷めたり、塩素ガスを発生させたりすることがなく、た易く、かつ安全に焼却できるものである。
Claims (7)
- 有機溶媒溶解性のベンジル化リグノセルロースより成る、紫外線吸収性被膜。
- 前記有機溶媒がテトラヒドロフランである、
ことを特徴とする請求項１に記載の紫外線吸収性被膜。 - 木材繊維をアルカリ化し、塩化ベンジルを反応させてベンジル化リグノセルロースを得、
このベンジル化リグノセルロースを有機溶媒に溶解した後、薄膜状に固化させる、
ことを特徴とする紫外線吸収性被膜の製造法。 - 請求項３に記載の紫外線吸収性被膜の製造法であって、
前記薄膜をフィルム表面に固化させる、
ことを特徴とする紫外線吸収性被膜の製造法。 - 請求項３に記載の紫外線吸収性被膜の製造法であって、
前記被膜をガラス等のプレート材の表面に固化させる、
ことを特徴とする紫外線吸収性被膜の製造法。 - 前記有機溶媒がテトラヒドロフランである、
ことを特徴とする請求項３に記載の紫外線吸収性フィルムの製造法。 - 前記フィルムがセロファンである、
ことを特徴とする請求項４に記載の紫外線吸収性フィルムの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08207596A JP3586704B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 紫外線吸収性被膜とその製造法。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08207596A JP3586704B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 紫外線吸収性被膜とその製造法。 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09241571A JPH09241571A (ja) | 1997-09-16 |
| JP3586704B2 true JP3586704B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=13764364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08207596A Expired - Lifetime JP3586704B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 紫外線吸収性被膜とその製造法。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3586704B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9769134B2 (en) | 2002-04-17 | 2017-09-19 | Visa International Service Association | Mobile account authentication service |
| US9864993B2 (en) | 2000-04-24 | 2018-01-09 | Visa International Service Association | Account authentication service with chip card |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4659958B2 (ja) * | 2000-09-28 | 2011-03-30 | 正光 舩岡 | リグノフェノール誘導体を含むセルロース系組成物 |
| CN110172257A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-08-27 | 贵州森塑宇木塑有限公司 | 一种耐腐蚀纤维板 |
-
1996
- 1996-03-11 JP JP08207596A patent/JP3586704B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9864993B2 (en) | 2000-04-24 | 2018-01-09 | Visa International Service Association | Account authentication service with chip card |
| US9769134B2 (en) | 2002-04-17 | 2017-09-19 | Visa International Service Association | Mobile account authentication service |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09241571A (ja) | 1997-09-16 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040330 |
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| A521 | Written amendment |
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