JP3927061B2

JP3927061B2 - Mannan fiber and production method

Info

Publication number: JP3927061B2
Application number: JP2002100639A
Authority: JP
Inventors: 陽一松本
Original assignee: 陽一松本; 株式会社オーカワ
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2022-02-26
Also published as: JP2003253524A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は，コンニャクの製造工程において大量に発生し，産業廃棄物となっている飛粉，に含まれるグルコマンナン類，ならびに天然セルロース系材料やシルクを原料とし，強度と透明性を有する新規マンナン繊維に関する。また，本発明は衣料用の繊維や糸などの繊維製品として使用できるほか，医療用，農業用，ならびに産業用にも使用でき，人間と地球に優しい環境適合型材料を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
グルコマンナン，あるいはコンニャク・マンナンにおける従来の技術としては，食品としてのコンニャクや糸コンニャクに関する製造方法および装置（たとえば特開２０００−０６１８９１，特開２０００−０６０４４８，特開平１１−１６９１０４，特開平０９−２３８６２１），コンタクトレンズ用の透明なグルコマンナンゲルの製造方法（特開平５−１６１４５９），グルコマンナンの被膜を有する紡績糸およびその製造方法（特開平０７−９０７７５，特願平１０−２６２８５８），グルコマンナンを主成分とする表面処理剤，擬革等の処理方法およびシート（特開平０７−２０７５８４）などが知られている。
【０００３】
しかし，糸コンニャクは「糸」という繊維の用語を冠しているが，細長い糸状の食品であり，一定の強度を有することが前提となる繊維，あるいは繊維集合体と呼ぶことはできず，繊維製品とはいえない。また，グルコマンナンを紡績糸，タオル，シートなどに被覆したものは，グルコマンナンを被覆材や表面処理剤として使用したにすぎず，グルコマンナン類自身をマンナン繊維としたものではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これに対して，本発明は、グルコマンナン類を主成分とし、求められる強力を有するマンナン繊維を得ることを課題としている。
【０００５】
本発明のマンナン繊維は，強度や透明性を有するほか，生体適合性，環境適合性に優れており，衣料用の繊維や糸などの繊維製品として使用できるほか，医療用，農業用，産業用に好適に使用でき，人間と地球に優しい生体・環境適合型材料である。しかも，グルコマンナン類は，コンニャクの製造工程において多量に発生する飛粉，すなわち産業廃棄物の有効利用法にも資することができるものである。紙おむつ，包帯，ガーゼ，生理用品，手術糸などの医療用，農・産業用ビニールシートなどの化学製品に対する生分解性の問題，各地域において異常発生している孟宗竹の公害問題，ならびに砂漠の緑化問題等を解決でき，しかも天然資源（バイオマス）を最大限に利用した人と環境にやさしい材料や製品を設計・開発できることである。
【０００６】
したがって，最終繊維製品としての快適な編織物への展開のみならず，環境問題への対応，すなわち天然資源の有効利用や生分解性，保水性等を必要とする材料等の設計・開発に資することができるマンナン繊維を提供することを目的とする。また，グルコマンナンとデンプン，あるいはセルロース系材料を均一な混合，あるいは相や層状に組み合わせてハイブリッドとしたマンナン繊維を簡単かつ安定的に製造できるマンナン繊維の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
グルコマンナンは，Ｄ−グルコースとＤ−マンノースをモル比約２：１で含んでおり，一般にはβ−１，４結合からなる主鎖に，β−１，３結合による分岐（側鎖）を有する複合多糖類である。代表的な原料はコンニャク薯の根茎であり，このグルコマンナンはコンニャク・マンナンと呼ばれているが，針葉樹のヘミセルロース画分などにも含まれている。グルコマンナンの主な用途は，生産量の約８０％がコンニャクやゼリーなどの食品用に供されており，残り約２０％が接着剤や表面処理剤などとして工業用に使用されているに過ぎない。
また，グルコマンナンは冷水に溶解して，粘性のあるゾルを形成する。さらに，水酸化カルシウムや炭酸ナトリウムなどのアルカリ化合物を添加・加熱することでゲル化する。ゲル化に必要なアルカリ量は極めて僅かであり，分子中のアセチル基が離脱し，水素結合によって３次元ネットワーク構造体，あるいは網状構造体を形成する。すなわち，ゲル化にはアセチル基の離脱が必須の反応であるが，その構造変化は比較的小規模なものであるために，架橋点は非常に少なく，部分的に結晶化して，結節点として網目構造体を形成する。しかし，ゾルとの比較においては，強さと弾性力を大幅に向上させて，吸水性と保水性を保有するようになる。その構造はコンニャクや糸コンニャクを凍結・解凍させると得ることができ，赤ちゃん用に市販されているスポンジからも確認できるが，乾燥時における構造体は実に脆い物で，手で触ったくらいでも容易に壊れてしまうほど強度が劣っている。
【０００８】
コンニャクはサトイモ科の植物であるコンニャク（ＡｍｏｒｐｈｏｐｈａｌｌｕｓｋｏｎｊａｃＫ．Ｋｏｃｈ）の球茎から製造されるゲル状食品である．その特有な風合いとテクスチャーが古くから日本人の間で広く賞味されており，日本人民族にとって約１５００年もの食用歴をもつ，まさに日本人固有の伝統食品である。また，コンニャクを日常的に食べている民族は日本人だけである。
ところで，コンニャク精粉の製造は，まずきれいに水洗いしたコンニャク薯を輪切りにし，天日または火力によって乾燥して，切干をつくる。この切干を粗く砕いたものが“荒粉”である。ついで，荒粉は石臼を用いて，長時間かけて杵で細かくひきながら，強い風をあてて選別され，マンナン粒子を取り出す。マンナン粒子は“精粉”と呼ばれ，コンニャク・マンナンを主成分とし，ずっしりと重いので石臼の中に残る。精粉の製造中に，石臼の周囲にコンニャク薯の表皮や夾雑物などを含む粉末が飛散する。この粉末は，比較的に軽く，非常に微細な粉末であり，“飛粉”と呼ばれている。しかし，これからはコンニャクができない。また，石臼のごく近くに飛散している粉末は，飛粉よりも大きいことから“中粉”と呼ばれている。この中粉は，消費者の嗜好を考慮して，コンニャクの着色用として，精粉に混入・利用されている。
精粉は，特等粉，ならびに一等粉から四等粉までに品質を区別されるが，コンニャクは主として特等粉と一等粉からつくられており，その他の粉は格落ち品となる。精粉の品質評価は，ほとんどの場合，薯の品質評価で決められている。すなわち，大玉の薯からとれた粘度約１４０（ｐｏｉｓｅ）以上が特等粉となり，玉が小さく，また粘度の低下とともに，精粉の品質・等級が下がっていく。
コンニャク粉の製造工程中において，多量に発生する飛粉は，産業廃棄物として取扱われており，その処理には莫大な経費が必要となっている。飛粉は，コンニャク・マンナンとデンプンを主成分として，約５０％の糖質を含んでおり，精粉の７０〜８０％に当たる量が生産されている。しかし，飛粉には，フェノール誘導体の収けん性による渋味，シュウ酸塩などのえぐ味，ならびに特異な刺激性の生臭さ，魚臭さや異臭があるために，その利用率は極めて低く，家畜用飼料としての利用だけである。
【０００９】
さらに，産業用，あるいは農業用ビニールシート等の化学製品における生分解性の問題や各地域で異常発生している孟宗竹の公害問題，地球の温暖化防止に役立つとしきりに栽培されるようになったケナフの繊維利用法，あるいは砂漠の緑化問題など，地球環境への配慮と対応は今世紀における重要な課題であり，対応策の検討も急務である。
そこで，ケナフや孟宗竹，ゴボウ，サツマイモなどのセルロース系材料を有効利用する方法として，グルコマンナン類と組み合わせることを考えた。すなわち，ハイブリッド・マンナンの製造である。
【００１０】
まず，ケナフ（洋麻，ｋｅｎａｆ）は，アオイ科フヨウ（ハイビスカス）属の一年生草で，アフリカのスーダン西部が原産地とされ，北方型のキューバケナフ（カナバイナス，ＨｉｂｉｓｃｕｓＣａｎｎａｂｉｎｕｓＬｉｎｎ．）と南方型のタイケナフ（サブダリファ，ＨｉｂｉｓｃｕｓＳａｂｄａｒｉｆｆａＬｉｎｎ．）に大別される。ケナフはジュート（黄麻）の代用として，ロープ，網，粗布，麻袋等産業用の繊維材料として利用されてきた。一般に麻類では，古くから高級衣料用として利用されているリネン（亜麻）とラミー（苧麻）を除いて，強度は優れているが，柔軟性に乏しく，粗剛で毛羽立ちやすく，衣料用に不向きであるとされている。ケナフの単繊維長は２〜６ｍｍ，繊度は通常７０〜８０ｄｔｅｘである。一方，茎の高さは約２ｍ，大きいものでは４〜５ｍにまで成長することから，近年における地球の温暖化防止，すなわち二酸化炭素（ＣＯ_２）の軽減に役立つと注目されるようになった。ここ数年，北海道から九州まで，日本各地の小中学校で環境教育のために栽培され，企業のイメージアップにも利用されるようになっている。また，森林資源の利用を減らせるようにと，木材パルプ以外の原料を使った紙の普及がすすめられており，飼料，切花，工芸品などの地場産業への拡大も検討されるようになった。
ついで，孟宗竹（ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓｐｕｂｅｓｃｅｎｓＭａｚｅｌ）は中国原産であるが，現在では日本各地に見られる普通の竹となっている。また，日本にある竹類の中では最も大きいもので，筍は食用になっており，ミネラルやビタミン，繊維質を豊富に含んでいる。その他，竹の機能性は，▲１▼放射線に対する抵抗力：紫外線よりもはるかに強力なガンマ線に対して強い抵抗力があること，▲２▼成長速度が速い：天然材料として，わずか二カ月で１４〜１５ｍの高さまで成長し，資源としての再生能力が大きいことなどである。孟宗竹は昔から農作業に必要な資材を得るために，その多くは里山に植栽され，人の手によってクヌギなどの雑木林とのすみわけがなされていた。食料品として，生活資材として，さらに我が国の輸出品の中で，竹製品は重要な位置を占めるようになり，１９４０年代までは竹材や筍が農家の重要な副収入の一つになっていた。しかし，この秩序ある生態系が農山村の疲弊と平行して壊れつつある。近年，放置されたままの竹林は年々拡大し，人工林や薪炭林，広葉樹林，農地などへの侵入被害が深刻さを増し，その異常繁殖と荒廃が問題となり，孟宗竹の有効利用が求められている。すなわち，パンやクッキーに混ぜたり，家畜飼料に使ったり，竹炭や竹酢液の機能成分に注目した商品開発などが検討されるようになった。
【００１１】
さらに，身近なセルロース系材料にはゴボウやサツマイモなどがある。ゴボウ（ｅｄｉｂｌｅｂｕｒｄｏｃｋ，ＡｒｃｔｉｕｍｌａｐｐａＬ．ｓｙｎ．）は中国から渡来し，平安末期からすでに各地で栽培され，野菜として使用されているが，根菜として重要な野菜の一つになっているのは日本だけである。根の成分はイヌリン４５％と少量のパルミチン酸を含んでいる。サツマイモ（ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ，ＩｐｏｍａｅａｂａｔａｔａｓＬＡＭ．）は中央アメリカ原産で，熱帯から温帯にかけて栽培されているが，温帯南部で最も普及しており，我が国には中国から渡来した。塊根の成分は品質・栽培条件・収穫時期・貯蔵期間などによって，著しく影響を受けるが，我が国で栽培されている品種の堀取期間におけるおよその含量は，水分６０〜７５％，デンプン１８〜２５％，繊維質０．５〜３％であり，中にはカロチンを含む品種がある。
このような天然資源（バイオマス）であるセルロース系材料やシルクとグルコマンナン類を主成分として，均一混合，あるいは相または層状に組み合わせたグルコマンナン繊維，およびマンナンシート，あるいはこれらと他の異種材料を組み合わせた材料を、ここではハイブリッド・マンナンと呼ぶ。
【００１２】
本発明者は，まず，コンニャクの製造工程において多量に発生する飛粉，すなわち産業廃棄物の有効利用法を検討するために，“糸コンニャクが繊維製品になり得るか，否か”という大命題に取り組み，鋭意工夫して，さまざまな実験を繰り返した。その結果，グルコマンナン，あるいは飛粉を含むコンニャク粉の適量を，銅アンモニア，および水酸化銅などの銅イオンを有する溶液中に溶解させてみたところ，予想外にも高粘度な溶液，すなわち曵糸性を得ることができた。
【００１３】
ついで，これらの粘性溶液をアルカリ溶液で処理してみると，それぞれの溶液がコンニャクのように凝固することを確認できたのである。また，小さな空孔の付いた適当な装置を用いて，この粘性溶液を凝固液中に紡糸したところ，細長い形状のままで凝固させることもできた。したがって，乾燥糸コンニャクなどにみられるようなスポンジ状の網目構造を微細化すること，また架橋点を増やすことに成功したものと考える。この繊維を水洗い後に乾燥したが，その形態は安定しており，軽く引っ張ったぐらいでは容易に切断しないほどの強度が得られたのである。
【００１４】
さらに，本発明者は化学製品に対する生分解性能や公害の問題，ならびに地球環境を改善するために，天然資源である孟宗竹やケナフなどのセルロース系材料について，上述したと同様な方法で実験したが失敗を繰り返した。しかし，それぞれの材料を石臼で微粉末化するなどの工夫と実験を繰り返した結果，やっと曳糸性のある溶液が作製できるようになった。
【００１５】
すなわち，上記の課題は，グルコマンナン、あるいは飛粉を含むコンニャク粉を用いて，銅イオンを有する溶液と反応・処理させた後，アルカリ凝固液中に紡糸し，水洗，ならびに乾燥させることによって，細長い糸状のマンナン繊維，あるいはテープ状のマンナンシートが製造できるようになった。また，マンナン繊維の製造時において，多種類の天然資源であるデンプンやセルロース系材料，すなわちケナフ，孟宗竹，ゴボウ，あるいはシルクなどの微粉末を混入・溶解させることによって，ハイブリッドのマンナン繊維が製造できるようになった。
【００１６】
【作用】
本発明は，コンニャクの製造工程中にグルコマンナンを含むコンニャク粉の飛粉を取得し、該飛粉を銅アンモニア溶液，および水酸化銅などの使用により，銅イオンと反応・溶解させた後，水酸化ナトリウムなどのアルカリ凝固液中に紡糸・延伸し，メタノールなどのアルコール類で水洗・乾燥，ならびに希硫酸などの酸性溶液で処理・乾燥することを特徴とするマンナン繊維、さらに、孟宗竹粉末あるいはシルク粉末を飛粉と同様に処理して取得する溶解液を飛粉の溶解液とを混合した原料からなるハイブリッドのマンナン繊維の製造方法からなるものであり，人と地球に優しい生体・環境適合型材料，ならびに生分解性や低刺激性，保水性等を有する長所を生かした，独特の風合いをもつ多様な新規マンナン繊維が得られる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明のマンナン繊維，ハイブリッドのマンナン繊維，およびそれらの製造法について，具体的な構成を実施例に基づいて説明するとともに，その特性を説明する。
【００１８】
実施例１
まず，濃アンモニア液（２８％）１０ｍｌに対して，水酸化銅０．１ｇを溶解させた銅アンモニア溶液を作製する。ついで，マグネット・スターラで本溶液を撹拌しながら，溶液１０ｍｌに対して各材料の粉末を完全溶解させた後，医療用の注射器（１２ｍｌ用）を使用して，凝固液（３０％ＮａＯＨ水溶液）中へ紡糸することによって，各材料を凝固させるために必要な溶解量について検討した。２０±２℃の常温状態における実験結果はつぎのとおりであった。

【００１９】
実施例２
アルカリ凝固液中に紡糸したグルコマンナン繊維を直ちにボビンに巻き取るならば，乾燥後のマンナン繊維はボビン上に貼り付くだけではなく，相互にくっついてしまい，１本ずつに分離することができない状態となった。一方，紡糸したマンナン繊維を長時間水中に放置するとき，繊維は分解したり，あるいはゲル化したりして，繊維の形態が安定しなかった。
そこで，蒸留水によるマンナン繊維の水洗時間について検討するために，水洗時間を１０ｓｅｃ，３０ｓｅｃ，１ｍｉｎ，３ｍｉｎ，１０ｍｉｎ，１ｄａｙの５水準で実験した結果，１０ｓｅｃでは短く，３０ｓｅｃ以上では繊維が膨潤しはじめるために，マンナン繊維は部分的な弱点をもつことが分かった。
加えて，蒸留水による短時間の水洗後，ボビン上に巻き取った状態のままで乾燥させた場合には，マンナン繊維の長さ方向の収縮率が大きいために，繊維の切断が起こり，長く連続した繊維を得ることは困難であった。さらに，乾燥時においてマンナン繊維に付着していた水分・蒸留水は，蒸発するまでの間にマンナン繊維上で水滴様となり，繊維を膨潤させるために付着部分が弱点となっていた。
【００２０】
実施例３
紡糸したマンナン繊維に対する乾燥時間の短縮化を図るために，アルコール（メタノール）で水洗することを検討した。その結果，意外にも，蒸留水による水洗時にみられたマンナン繊維の部分的な弱点は発生しないことが分かった。
また，メタノールでの水洗時間を３０ｓｅｃから５ｍｉｎと変化させた場合でも，水洗時間に依存せずに，マンナン繊維が形態的に安定していた。さらに，ボビン上に巻き取った状態で乾燥させた場合でも，蒸留水の場合と比較して，マンナン繊維の収縮率が小さく，繊維は切断することなく，連続した長い繊維を安定的に得ることができた。
それらの物性に関する一例を次表に示す。

【００２１】
実施例４
アルカリ凝固液中に紡糸されたゲル化物に対して，巻取速度の調製，あるいは延伸比を制御することにより，太さの異なるマンナン繊維も作製できた。
加えて，紡糸用ノズルを模倣した注射器の先端部を平らに加工したり，あるいはその他の適当な部品を先端部に装着したりすることで，容易に厚さと幅が異なるリボン状，あるいはテープ状をしたマンナンシートの作製にも成功した。
【００２２】
実施例５
上述した方法で得られた全てのマンナン繊維は，銅イオンの影響により，青色，あるいは水色を呈している。しかし，濃度２０〜３０％の希硫酸溶液で処理・乾燥することにより，一般的な化学繊維やフィルムと同様に，ほぼ無色透明なマンナン繊維，およびシートが簡便かつ安定的に製造できた。
また，これらの繊維やシートを複数本引き揃えることにより，マンナン繊維やシートの集合体を作製することにも成功した。
【００２３】
実施例６
一方，他種の天然セルロース系材料であるケナフや根曲り竹，孟宗竹等を原材料とするそれぞれの微粉末に対して，上述した製造方法を用いることにより，それぞれの再生繊維を簡単に製造することさえできた。
また，グルコマンナンとデンプンを主成分とした飛び粉，あるいはグルコマンナンとセルロース系材料，またはシルクとの均一混合紡糸液からでも，本製造方法を用いることにより，それぞれに特徴的なハイブリッド・マンナン，およびハイブリッド・シートが簡便かつ安定的に作製できた。
それらの物性に関する一例を次表に示す。

【００２４】
実施例７
さらに，グルコマンナンと他種材料の紡糸液を混合することなく，分離した状態でそれぞれに作製した後，適当な同一ノズルを用いて紡糸した場合には，両材料をサイド・バイ・サイド型に組み合わせたハイブリッド・マンナン，あるいはシース・コア型に組み合わせたハイブリッド・マンナンが作製できた。
【００２５】
実施例８
これらのマンナン繊維，およびハイブリッド・マンナンを使用するとともに，リング精紡機やカバリング機などの様々な繊維機械を援用することによって，多種類の短繊維束やフィラメント糸を，均一混合，相あるいは層状に組み合わせたハイブリッド・マンナンを製造できた。
【００２６】
実施例９
上述した全てのマンナン繊維やハイブリッド・マンナン，あるいは繊維集合体を経糸，あるいは緯糸に用いた編織製品などを製造することも可能であった。
【００２７】
本発明の製造方法によれば、飛粉に含まれるマンナン、該マンナンと孟宗竹やシルク等の粉末からなるハイブリッドのマンナン繊維は，その組み合わせによっては，独特の外観と構造，風合い，機能性をもつ広範囲な環境適合型材料となり、この新規なマンナン繊維ならびに繊維製品などが安定的にかつ安価に製造できる。すなわち，産業廃棄物の有効利用や地球の環境問題に対する改善に役立つだけではなく，快適な繊維製品が保有すべき性能，たとえば皮膚に対する安全性や低刺激性からは，子供服や肌着，ランジェリーなどの製品として，さらに加えて保水性を必要とする赤ちゃん用の紙おむつや生理用品などが製造できる。また，土中に埋めることを考えて，生分解性や保水性が求められるときには，農・産業用の寒冷紗やシート材，あるいは鉢植え等の植物栽培や砂漠の緑化などにも役立つ，球状やシート状などのマンナン基布やマンナン資材が多様かつ広範囲に製造できる。
【００２８】
さらに，各種繊維の集合体を芯糸や鞘糸として，化学繊維や金属繊維，あるいは天然繊維等の多種な糸を目的に応じて本発明のマンナン繊維と組み合わせ、たとえば金属繊維を芯糸としてマンナン繊維と一緒に撚り合わせた電磁波防止用ハイブリッド・マンナン繊維，および炭素繊維と組み合わせた特殊なハイブリッド・マンナン繊維なども製造できる。
【効果】
本発明によれば，天然の材料であるコンニャク薯を原料とするコンニャク粉のマンナンを含む飛粉を使用した使用した新規マンナン繊維が作製できるだけではなく，コンニャクの製造過程において大量に発生する産業廃棄物としての飛び粉や高頻度に栽培されているケナフ材，あるいは各地域において公害となっている孟宗竹などとの組み合わせを考えることにより，天然資源（バイオマス）の有効利用による人と地球にやさしい生体・環境適合型材料の創製も展望でき，しかも独特の外観や風合い，機能性などを特徴とする新規ハイブリッド・マンナン，ならびにそれらの繊維製品や農・産業用資材が安定的かつ安価に製造できる。
【００２９】
【図面の簡単な説明】
第１図，および第２図は，本発明のマンナン繊維横断面電子顕微鏡写真の一例である。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention is a novel mannan having strength and transparency using glucomannans contained in flying powder, which is generated in large quantities in the manufacturing process of konjac and contained in industrial waste, as well as natural cellulosic materials and silk. about the textiles. Further, the present invention provides an environment-friendly material that can be used not only as a textile product such as textiles and yarn for clothing, but also for medical use, agriculture, and industry, and is friendly to humans and the earth.
[0002]
[Prior art]
As a conventional technique in glucomannan or konjac mannan, a manufacturing method and an apparatus relating to konjac or yarn konjac as a food (for example, JP 2000-061891, JP 2000-060448, JP 11-169104, JP 09-09-A). 238621), a method for producing a transparent glucomannan gel for contact lenses (Japanese Patent Laid-Open No. 5-161459), a spun yarn having a glucomannan coating and a method for producing the same (Japanese Patent Laid-Open No. 07-90775, Japanese Patent Application No. 10-262858), A surface treatment agent mainly composed of glucomannan, a treatment method for artificial leather, a sheet (Japanese Patent Laid-Open No. 07-207584), and the like are known.
[0003]
However, Yarn Konjac has the fiber term “yarn”, but it is an elongated thread-like food and cannot be called a fiber or a fiber assembly that has a certain strength. Not a product. Further, the spun yarn glucomannan, covered towels, etc. on the sheet is only using the glucomannan as a coating material, surface treatment agent, not the glucomannans itself was mannan textiles.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In contrast, the present invention is mainly composed of glucomannans, it has an object to obtain a mannan fiber having a strong demanded Me.
[0005]
In addition to strength and transparency , the mannan fiber of the present invention is excellent in biocompatibility and environmental compatibility, and can be used as textile products such as clothing fibers and yarn, as well as medical, agricultural, and industrial use. It is a bio- and environment-friendly material that is suitable for use in humans and the earth. In addition, glucomannans can also contribute to the effective utilization of flying dust generated in the production process of konjac, that is, industrial waste. Biodegradability problems for chemical products such as disposable diapers, bandages, gauze, sanitary products, surgical threads, and chemical products such as agricultural and industrial vinyl sheets, pollution problems of Sosou bamboo that is abnormal in each region, and desert greening It is possible to design and develop human and environmentally friendly materials and products that can solve problems and make maximum use of natural resources (biomass).
[0006]
Therefore, it contributes not only to the development of comfortable knitted fabrics as final textile products, but also to the response to environmental problems, that is, the design and development of materials that require effective use of natural resources, biodegradability, water retention, etc. an object of the present invention is to provide a mannan textiles that can be. Further, the object of providing a grayed Rukoman'nan starch or manufacturing method of the cellulosic material a homogeneous mixture, or can be produced simply and stably mannan fibers with hybrid combined in phase and lamellar mannan textiles, To do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Glucomannan contains D-glucose and D-mannose in a molar ratio of about 2: 1. In general, the main chain composed of β-1,4 bonds is branched (side chain) by β-1,3 bonds. It is a complex polysaccharide having. A typical raw material is the rootstock of konjac koji. This glucomannan is called konjac mannan, but it is also contained in the hemicellulose fraction of conifers. The main use of glucomannan is about 80% of the production is used for foods such as konjac and jelly, and the remaining 20% is only used for industrial use as adhesives and surface treatment agents. Absent.
Glucomannan dissolves in cold water to form a viscous sol. Furthermore, it gels by adding and heating alkaline compounds such as calcium hydroxide and sodium carbonate. The amount of alkali necessary for gelation is extremely small, and the acetyl group in the molecule is released, and a three-dimensional network structure or network structure is formed by hydrogen bonding. In other words, acetyl group elimination is an essential reaction for gelation, but the structural change is relatively small, so there are very few cross-linking points, and it is partially crystallized as a nodal point. A network structure is formed. However, in comparison with sol, the strength and elasticity are greatly improved, and the water absorption and water retention properties are retained. Its structure can be obtained by freezing and thawing konjac and thread konjac, and it can be confirmed from a commercially available sponge for babies, but the structure when dried is very brittle and can be easily touched by hand. The strength is inferior enough to break.
[0008]
Konjac is a gel-like food produced from the bulb of konjac (Amorphophallus konjac K. Koch), a plant of the taro family. Its unique texture and texture have been widely appreciated among Japanese people since ancient times, and it is a traditional food unique to Japanese people with a edible history of about 1500 years for the Japanese people. The only people who eat konjac on a daily basis are Japanese.
By the way, in the production of konjac fine powder, we first cut konnyaku rice cake, which has been washed thoroughly with water, and then dry it by the sun or heat to make it. The coarsely crushed dried sardine is "rough powder". Next, the coarse powder is screened using a stone mortar and finely crushed over a long time with a strong wind, and then the mannan particles are taken out. Mannan particles are called “seed” and are mainly contained in konjac mannan and remain in the stone mill because they are heavy and heavy. During the production of fine powder, powder containing konjac epidermis and other impurities is scattered around the millstone. This powder is relatively light and very fine and is called “flying powder”. However, konjac cannot be done from now on. In addition, the powder scattered very close to the stone mill is called “medium powder” because it is larger than the powder. This medium flour is mixed and used in the fine powder for coloring konjac in consideration of consumer preference.
Fine powder is classified into special powder and first to fourth powder, but konjac is mainly made from special powder and first powder, and other powders are disqualified. In most cases, the quality assessment of the fine powder is determined by the quality assessment of the koji. That is, when the viscosity is about 140 (poise) or more from a large cocoon, the powder becomes small, and the quality and grade of the fine powder decrease as the viscosity decreases.
During the manufacturing process of konjac flour, a large amount of flying powder is handled as industrial waste, which requires enormous costs. Flying powder contains konjac mannan and starch as the main components and contains about 50% of saccharides, and the amount corresponding to 70-80% of the fine powder is produced. However, because of the astringent taste due to the astringency of phenol derivatives, the bitter taste of oxalate, and the unique irritating raw odor, fishy odor and nasty odor, the utilization rate is extremely low. It is only used as livestock feed.
[0009]
In addition, it has been cultivated everywhere to help prevent biodegradability in chemical products such as industrial or agricultural vinyl sheets, pollution problems of Sosetsu bamboo that is abnormal in each region, and prevent global warming. Consideration and response to the global environment, such as how to use kenaf fiber and the greening of deserts, are important issues in this century, and it is urgently necessary to consider countermeasures.
Therefore, we considered combining with glucomannans as a method to effectively use cellulosic materials such as kenaf, sect bamboo, burdock, and sweet potato. That is, the production of hybrid mannan.
[0010]
Kenaf is an annual plant of the genus Huibius, which originates in western Sudan in Africa. (Sub-Darifa, Hibiscus Sabdariffa Linn.). Kenaf has been used as an industrial textile material such as ropes, nets, sackcloth, and hemp bags as a substitute for jute. Generally in hemp, except for linen (flax) and ramie (linax), which have been used for high-class clothing for a long time, the strength is excellent, but the flexibility is poor, it is rough and stiff, and it is not suitable for clothing. It is said that. Kenaf has a single fiber length of 2 to 6 mm and a fineness of usually 70 to 80 dtex. Meanwhile, about the height of the stem 2m, it is so large since grow to 4-5 m, prevent global warming in recent years, namely began to be noted and helping to alleviate carbon dioxide (CO ₂₎ . Over the past few years, from Hokkaido to Kyushu, it has been cultivated for environmental education at elementary and junior high schools in various parts of Japan, and is now being used to improve the corporate image. Also, in order to reduce the use of forest resources, the spread of paper using raw materials other than wood pulp has been promoted, and expansion to local industries such as feed, cut flowers, and crafts has been considered. It was.
Secondly, phyllostachis pubescens mazel is native to China, but now it is an ordinary bamboo found throughout Japan. In addition, it is the largest bamboo in Japan, and cocoon is edible and is rich in minerals, vitamins and fibers. In addition, the functionality of bamboo is as follows: (1) Resistance to radiation: Strong resistance to gamma rays that are much stronger than ultraviolet rays, (2) High growth rate: Only 2 months as a natural material It grows to a height of 14 to 15m and has a large regeneration capacity as a resource. In order to obtain materials necessary for agricultural work, many of them were planted in satoyama, and were separated from other forests such as kunugi by human hands. Bamboo products have come to occupy an important position as a food product, a living material, and among Japanese exports. Until the 1940s, bamboo and bamboo were one of the important secondary incomes of farmers. . However, this orderly ecosystem is breaking in parallel with the exhaustion of farming and mountain villages. In recent years, bamboo forests that have been neglected have expanded year by year, and invasion damage to man-made forests, firewood charcoal forests, broad-leaved forests, farmland, etc. has become serious, and abnormal breeding and devastation has become a problem, and effective use of 孟宗竹 is required. ing. In other words, the development of products focusing on the functional components of bamboo charcoal and bamboo vinegar has been studied, such as mixing with bread and cookies, using it for livestock feed.
[0011]
Furthermore, familiar cellulosic materials include burdock and sweet potato. Burdock (edible burdock, Arctium lappa L. syn.) Came from China and has already been cultivated and used as a vegetable since the end of the Heian period, but it is one of the most important root vegetables in Japan. Only. The root component contains 45% inulin and a small amount of palmitic acid. Sweet potato (Sweet Potato, Ipomaea batatas LAM.) Is native to Central America and is cultivated from the tropics to the temperate zone, but is most prevalent in the southern temperate zone and came to Japan from China. The components of tuberous roots are significantly affected by quality, cultivation conditions, harvest time, storage period, etc., but the approximate content of cultivars cultivated in Japan during the digging period is 60-75% moisture, starch 18-25 %, Fiber content of 0.5 to 3%, some of which contain carotene.
Cellulosic materials such as natural resources (biomass), glucomannan fibers and mannan sheets, which are mainly mixed with silk and glucomannans, combined in phases or layers, or other dissimilar materials. The combined material is referred to herein as hybrid mannan.
[0012]
The present inventor, first, in order to examine the effective utilization method of flying powder generated in a large amount in the manufacturing process of konjac, that is, industrial waste, the major proposition “whether yarn konjac can be a textile product” or not. We worked on and repeated various experiments. As a result, when an appropriate amount of glucomannan or konjac flour containing flying powder was dissolved in a solution containing copper ions such as copper ammonia and copper hydroxide, an unexpectedly high viscosity solution, i.e. Yarn property could be obtained.
[0013]
Then, when these viscous solutions were treated with an alkaline solution, it was confirmed that each solution solidified like konjac. Moreover, when this viscous solution was spun into the coagulation liquid using a suitable device with small pores, it was possible to coagulate in an elongated shape. Therefore, we believe that we succeeded in refining the sponge-like network structure found in dried yarn konjac and increasing the number of cross-linking points. This fiber was dried after being washed with water, but its form was stable, and it was so strong that it could not be cut easily when pulled lightly.
[0014]
Furthermore, in order to improve the biodegradability and pollution problems of chemical products and the global environment, the present inventor conducted experiments on cellulosic materials such as Soso Takeshi and Kenaf, which are natural resources, in the same manner as described above. Repeated failure. However, as a result of repeated experiments and experiments such as making each material fine powder with a stone mortar, it was finally possible to produce a solution with a spinnability.
[0015]
That is, the above-mentioned problems are solved by reacting and treating with a solution having copper ions using glucomannan or konjac powder containing flying powder, spinning in an alkaline coagulation liquid, washing with water, and drying. It is now possible to produce elongated thread-like mannan fibers or tape-like mannan sheets. In addition, when mannan fibers are produced, hybrid mannan fibers can be produced by mixing and dissolving various kinds of natural resources such as starch and cellulosic materials, ie, fine powders such as kenaf, mulberry bamboo, burdock, or silk. It became so.
[0016]
[Action]
The present invention obtains konjac flour containing glucomannan during the manufacturing process of konjac, and reacts and dissolves copper ions with copper ions by using a copper ammonia solution and copper hydroxide. spinning and stretched in an alkaline coagulation solution such as sodium hydroxide, washed and dried with alcohol such as methanol, as well as features and to luma N'nan fibers to process and drying an acidic solution, such as dilute sulfuric acid, further, bamboo It consists of a method for producing hybrid mannan fibers consisting of raw materials obtained by mixing powder or silk powder treated in the same way as flying powder with a mixture of flying powder. eco-type material, as well as biodegradable and hypoallergenic, utilizing the advantage of having water retention characteristics and the like, various new mannan textiles with unique texture is obtained.
[0017]
【Example】
Hereinafter, mannan textiles of the present invention, a hybrid of mannan fiber, and for their preparation, as well as described with reference to the examples specific configuration thereof will be described properties.
[0018]
Example 1
First, a copper ammonia solution in which 0.1 g of copper hydroxide is dissolved in 10 ml of concentrated ammonia solution (28%) is prepared. Next, while stirring this solution with a magnetic stirrer, completely dissolve the powder of each material in 10 ml of the solution, and then use a medical syringe (for 12 ml) to coagulate the solution (30% NaOH aqueous solution). The amount of dissolution required to solidify each material by spinning in was investigated. The experimental results at room temperature of 20 ± 2 ° C. were as follows.

[0019]
Example 2
If the glucomannan fibers spun in an alkaline coagulation liquid are immediately wound on a bobbin, the dried mannan fibers not only stick on the bobbin but stick to each other and cannot be separated one by one It became. On the other hand, when the spun mannan fiber was left in water for a long time, the fiber decomposed or gelled, and the fiber morphology was not stable.
Therefore, in order to examine the washing time of the mannan fiber with distilled water, the washing time was tested at five levels of 10 sec, 30 sec, 1 min, 3 min, 10 min, and 1 day. As a result, the fiber started to swell after 30 sec. Therefore, it was found that mannan fiber has a partial weakness.
In addition, after washing with distilled water for a short time and drying in the state of being wound on a bobbin, the mannan fiber has a large shrinkage ratio in the length direction, and the fiber is cut and long. It was difficult to obtain continuous fibers. Furthermore, the water / distilled water adhering to the mannan fibers at the time of drying became droplets on the mannan fibers before evaporating, and the adhering part was a weak point because the fibers were swollen.
[0020]
Example 3
In order to shorten the drying time of the spun mannan fiber, we investigated washing with alcohol (methanol). As a result, it was unexpectedly found that the partial weakness of mannan fiber that occurred during washing with distilled water did not occur.
Further, even when the washing time with methanol was changed from 30 sec to 5 min, the mannan fiber was morphologically stable without depending on the washing time. In addition, even when dried on a bobbin, the mannan fiber shrinkage rate is smaller than that of distilled water, and a continuous long fiber can be stably obtained without cutting the fiber. I was able to.
An example of their physical properties is shown in the following table.

[0021]
Example 4
Mannan fibers with different thicknesses were prepared by adjusting the winding speed or controlling the draw ratio of the gelled product spun in an alkaline coagulation solution.
In addition, the tip of the syringe that mimics the spinning nozzle is processed into a flat shape, or other appropriate parts are attached to the tip. We succeeded in making the mannan sheet.
[0022]
Example 5
All mannan fibers obtained by the above-described method are blue or light blue due to the influence of copper ions. However, by treating and drying with a dilute sulfuric acid solution having a concentration of 20 to 30%, almost colorless and transparent mannan fibers and sheets could be easily and stably produced as in the case of general chemical fibers and films.
We have also succeeded in producing an assembly of mannan fibers and sheets by arranging a plurality of these fibers and sheets.
[0023]
Example 6
On the other hand, each regenerated fiber can be easily manufactured by using the above-mentioned manufacturing method for each fine powder made from other types of natural cellulosic materials such as kenaf, root bend bamboo, and sect bamboo. Even I was able to.
In addition, by using this production method, it is possible to use the hybrid mannan, which is characteristic of each of the powders of glucomannan and starch as the main components, or the homogeneously mixed spinning solution of glucomannan and cellulosic material or silk. And the hybrid sheet could be produced easily and stably.
An example of their physical properties is shown in the following table.

[0024]
Example 7
In addition, if the spinning solution of glucomannan and other types of materials is prepared separately without mixing them, and then spun using the same nozzle, both materials are made side-by-side. A hybrid mannan combined or a hybrid mannan combined with a sheath core type could be produced.
[0025]
Example 8
By using these mannan fibers and hybrid mannan, and by using various fiber machines such as ring spinning machines and covering machines, various types of short fiber bundles and filament yarns can be uniformly mixed, phased or layered. Combined hybrid mannan could be manufactured.
[0026]
Example 9
It has also been possible to produce knitted products using all the mannan fibers, hybrid mannans, or fiber assemblies described above as warps or wefts.
[0027]
According to the production method of the present invention, mannan contained in fly dust, hybrid mannan fibers made of powder such the mannan and bamboo and silk, by the combination of its is distinctive appearance and structure, texture, functionality It becomes extensive environmental adaptive material having, like textiles this new mannan textiles rabbi is stably and inexpensively manufactured. In other words, it not only helps improve the effective use of industrial waste and global environmental problems, but also the performance that comfortable textiles should have, such as safety and low irritation to the skin, children's clothes, underwear, lingerie, etc. In addition, baby diapers and sanitary products that require water retention can be manufactured. In addition, when biodegradability and water retention are required in consideration of embedding in the soil, it is useful for cold cultivation and sheet materials for agriculture and industry, or for plant cultivation such as potted plants, and for greening deserts. Mannan base fabric and mannan materials such as shapes can be manufactured in a wide variety of ways.
[0028]
Furthermore, the core of the assembly of various fibers as the core yarn and the sheath yarn, chemical fiber, metal fiber, or natural fibers such as wide yarn combination with mannan fiber of the present invention according to the purpose of the metal fibers For example other Hybrid mannan fibers for preventing electromagnetic waves twisted together with mannan fibers as yarns, and special hybrid mannan fibers combined with carbon fibers can also be manufactured.
【effect】
According to the present invention, not only the konjac tuber is a natural material new mannan textiles used can be manufactured using a flying powder containing mannan konjac flour as a raw material, industries large quantities occurring in the manufacturing process of konjac By considering the combination with flying powder as waste, highly cultivated kenaf wood, or sect bamboo that is polluted in each region, it is friendly to humans and the earth through the effective use of natural resources (biomass) The creation of biological and environmentally compatible materials can also be prospected, and new hybrid mannans with unique appearance, texture, and functionality, as well as their textile products and agricultural and industrial materials can be manufactured stably and inexpensively. .
[0029]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 and FIG. 2 are examples of mannan fiber cross-sectional electron micrographs of the present invention.

Claims

Acquired konjac powder containing glucomannan during the manufacturing process of konjac,
The flying powder is reacted and dissolved with cuprammonium solution to prepare a solution having spinnability,
Spinning the solution in an alkaline coagulation solution;
A method for producing a mannan fiber , wherein the spinning is washed with alcohol and then dried .

The manufacturing method of the mannan fiber of Claim 1 which further processed and dried with the dilute sulfuric acid solution after the said drying, and was clarified.

It is manufactured by the manufacturing method according to claim 1 and has a thickness of 14.5 ( tex ), The strength is 2.9 × 10 ^−２-2 ( N / tex) The elongation is 1.4% and the Young's modulus is 7.8 × 10 ^−４-4 ( N / tex ) Mannan fiber.

Acquired konjac powder containing glucomannan during the manufacturing process of konjac,
The flying powder reacts and dissolves with a copper ammonia solution to prepare a solution having spinnability, and the Sosetsu bamboo powder reacts and dissolves with a copper ammonia solution to prepare a solution having spinnability,
Obtain a mixed solution in which equal amounts of the flying powder solution and the Sosetsu bamboo powder solution were blended,
Spinning the mixed solution into an alkaline coagulation liquid,
A method for producing a mannan fiber, wherein the spinning is washed with alcohol and then dried.

When the thickness is 16.5 ( tex ), the strength is 2.1 × 10 ⁻² ( N / tex) , the elongation is 1.2%, and the Young's modulus. Is a mannan fiber having an N of 8.2 × 10 ⁻⁴ ( N / tex ) .

Acquired konjac powder containing glucomannan during the manufacturing process of konjac,
The above flying powder is reacted and dissolved with a copper ammonia solution to prepare a solution having spinnability, and the silk powder is reacted and dissolved with a copper ammonia solution to prepare a solution having spinnability,
Obtain a mixed solution in which the solution of flying powder and the solution of silk powder are blended in equal amounts,
The mixed solution is spun into an alkaline coagulation liquid,
A method for producing a mannan fiber, wherein the spinning is washed with alcohol and then dried.

When the thickness is 10.0 ( tex ), the strength is 2.7 × 10 ⁻² ( N / tex) , the elongation is 3.2%, and the Young's modulus. Is a mannan fiber having 10.4 × 10 ⁻⁴ ( N / tex ) .

The mannan fiber according to any one of claims 2, 5, and 7, wherein the mannan fiber has a ribbon shape or a tape shape.

The mannan fiber according to any one of claims 2, 5, 7, and 8, wherein a metal fiber is twisted together as a core yarn for electromagnetic spinning.

A woven product knitted from the mannan fiber according to any one of claims 2, 5, 7, 8, and 9.