JPH04312534A - 羽毛微細粉末およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は羽毛の微細粉末の製造方
法、得られた微細粉末表面を化学的に改質する方法、こ
れらの方法によって得られた羽毛微細粉末およびこのよ
うな微細粉末の用途に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、香粧品および医薬品用途を目指し
たケラチン物質の有効利用の試みがなされてきた。ケラ
チン物質としては羽毛、獣毛、毛髪、爪、角、蹄、鱗等
を利用できることが、各々高含有量でケラチン蛋白質を
含有することからも明らかである。

【０００３】しかし、工業的にこれらケラチン物質を効
率よく利用するに際し、入手し易さを計る必要があり、
好ましくは近年の省資源、資源有効利用の観点からも廃
棄物の効果的再利用がなされるべきである。また、企業
的見地からより付加価値を向上できる再利用を計ること
が望まれる。これらの観点から、上述のケラチン物質に
おいて真に効果的再利用の意義を有するものは、排出量
の点から言っても羽毛であり、特に食肉用のニワトリの
屠殺は大量の羽毛を排出し、その後一部が細断され家畜
用飼料として配合利用されているにすぎない。その他に
ついては、実際に廃棄物として現存し、効率的に回収の
可能なものとは言えない。

【０００４】上述のケラチン物質の利用に際し、物理的
、化学的処理を施す事が実際上の課題である。即ち、水
に可溶性のケラチン蛋白質を効率よく得るための酸、ア
ルカリ処理および還元剤、酵素処理等による方法が工夫
されている。また、このような化学的処理を容易にする
ための物理的な前処理法として細断、粉砕法も検討され
ている。この細断、粉砕の程度については、後の化学的
処理にとって都合の良いもので充分であり、粉末性状の
良い微細粉末まで得る必要はない。実際、現状において
ケラチン物質の微細粉末を得るための効果的、合理的な
方法については見出されていない。その理由として必要
性のなさもあるが、やはりケラチン物質の素材としての
剛性のなさが、物理的な破壊、剪断力を受けにくくして
いるものと言える。この点に関して、特開昭５７−１６
３３９２号公報にはケラチン物質の含水物を−８０℃以
下で凍結し、粉砕することが開示されている。この発明
はさらに含水物を製する際に界面活性剤を使用するもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この方法では、凍結の
ための冷媒にコストがかかり、操作工程が煩雑でしかも
装置を冷却しておかなくてはならず、付帯設備が従来の
粉砕機に付与しにくいなどの問題がある。さらに同発明
がなされた時点以降に、微粉砕のために有効に利用でき
る磨砕機の開発もあり、ケラチン物質の微細粉末製造法
は今改めて、材料の物性に相応した磨砕技術の工程が検
討され開発される必要性を有していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、種々の粉砕
、磨砕技術の選択とケラチン物質の好ましい被粉砕試料
形態について鋭意検討した結果本発明を完成するに至っ
た。本発明の構成はケラチン物質として羽毛を採択し、
予備洗浄を行い、微粉砕工程のため石臼式磨砕そして連
続してボールミル式粉砕を実施し、濾過洗浄、乾燥処理
を行うものである。

【０００７】予備洗浄においては水洗にひきつづくアル
コール系溶媒による洗浄がなされる。アルコール洗浄の
意味は、羽毛に本来付着している油脂分を溶解除去する
目的もあるが、水になじみの悪い羽毛を次の石臼式磨砕
を湿式で処理するのに良好な浸漬物を提供するものであ
るものである。アルコール洗浄の利点は、水洗後の水分
の残存を問題とせずアルコールへの完全置換を必要とし
ない点にもあり、このアルコール洗浄から磨砕、粉砕の
一貫した工程においてのアルコール濃度については、０
．０１−９９．９９％とすることができる。しかし、羽
毛の殺菌消毒効果も同時にとり行える３０−７０％が実
用上好ましいものである。使用アルコールについては飽
和、不飽和の脂肪族および芳香族のモノ、ジ、そして多
価アルコールなどの広範な種類のものを使用できるが、
好ましくはエタノール、イソプロパノールであり、さら
に日本薬局方収載のものを７０％エタノール、３０％、
５０％イソプロパノールとして用いることができる。

【０００８】次いで、石臼式磨砕機へ投入するケラチン
物質は、前記最終アルコール浸漬物とすることができる
。磨砕機は上下２枚の特殊グラインダーによって構成さ
れ、固定された上部グラインダーと回転する下部グライ
ンダーの間に生じる衝撃、剪断、圧縮、ころがり摩擦等
の力により原料を粉砕するものである。用いるグライン
ダーには、従来どうりのものも使用できるが、最近、開
発された無気孔で割れない特性を有するセラミックスの
ものが適している。投入するケラチン物質のアルコール
浸漬物は、その浸漬比率が１：０．５（固体：分散媒（
Ｖ／Ｖ））以上であれば良く、好ましくは１：１から１
：１０までの範囲での使用が好ましい。運転に際して、
一度磨砕されたものを繰り返し磨砕機に投入する連続磨
砕処理も効果的である。さらに、連続磨砕処理の間にア
ルコール分散媒を交換することは、洗浄効果をさらに促
進するものである。

【０００９】石臼式磨砕を終えた磨砕物は、そのままボ
ールミル式粉砕機に投入する。ボールミル式粉砕には円
筒の中に被粉砕物と粉砕媒体（例えばジルコニアボール
）を入れて、円筒内の回転軸の動きにより回転粉砕する
か、円筒を振動させて粉砕する方法を利用することがで
きる。本工程においても被粉砕物であるケラチン物質の
アルコール浸漬比率は、前工程と同様のものとする。 本工程からの粉砕物の分離回収には、粉砕媒体のボール
の直径より小さい枡目のふるいを通してボールを捕捉し
ておき、下段に設けたマイクロフィルターで粉砕物懸濁
液を濾過することにより行う。ボールの洗浄と濾集粉砕
物は、アルコールまたは他の揮発性有機溶媒により、羽
毛由来の残存油脂分を洗浄除去後、乾燥され羽毛微細粉
末とされる。この最終段階での洗浄は、元の羽毛の容積
が小さくなっており、また逆に表面積が大きくなってお
り、油脂分の溶解除去にとって効果的とされ、洗浄溶媒
も各々単独もしくは併用出来るが、好ましくはアセトン
、エーテルを使用することが望ましい。

【００１０】石臼式回転磨砕処理及びボールミル式粉砕
処理を行なって得られた羽毛微細粉末の粒径は、数ミク
ロン程度と極めて小さなものになる。図１は本発明の羽
毛微細粉末の顕微鏡写真（１５×４０倍）である。図２
は直径１０ミクロンの標準ラテックス粒子の顕微鏡写真
（１５×４０倍）であって、これと比較すると本発明の
羽毛微細粉末の粒径がいかに小さいものであるかがより
一層明確になる。

【００１１】本発明の効果としては、以上の記述に示さ
れるように極めて省エネルギー的に効率良く、羽毛微細
粉末を得ることができるものである。さらに全工程が結
果として有効な洗浄効果をあげていることも本発明の特
長である。このようにして得られた羽毛微細粉末は、水
系溶媒に対する親和性が向上しており、水に対する分散
性が極めて良好であることから各種乳化組成物系におけ
る安定作用が期待される。さらに微細粉末化による表面
積の増大に伴い、化学的処理を受けやすくなっており、
従来技術におけるケラチンの効率的可溶化やまた粉末表
面への化学修飾による粉体改質にも有用となった。

【００１２】その他、このようにして得られた本発明の
羽毛微細粉末は次のような特長を有している。■皮膚上
での伸展性が良い。■水中への強制分散後、水との接触
で凝集しない。■皮膚上で粉末塗布面において、撥水性
を維持する。■公知の方法によるケラチンの可溶化抽出
効率が向上する。■元々たんぱく質であるが故に紫外線
吸収性であると同時に微細粒子がもたらす紫外線散乱を
保有する。

【００１３】化学的処理を受けやすくなった羽毛微細粉
末に対して更に、ミリスチル化、スルホン酸化およびサ
クシニル化のうち少なくとも１つの化学修飾もしくはこ
れらを組み合わせた化学修飾を施すことによって羽毛微
細粉末の表面が改質され、より優れた物性を有する羽毛
微細粉末を得ることができる。上記３つの化学修飾を組
み合わせて用いる場合、まず第１にミリスチル化を行な
い、次いでスルホン酸化又はサクシニル化を行なうのが
特に好適である。なお、ミリスチル化、スルホン酸化お
よびサクシニル化を行なう場合にそれぞれ使用するミリ
スチン酸誘導体、スルホン酸誘導体およびコハク酸誘導
体は特に制限はなく任意の適当な化合物を使用すること
ができる。このようにして表面を化学修飾した羽毛微細
粉末は次のような特長を有している。■スルホン酸化、
サクシニル化により皮膚上での伸展性が向上する。■ス
ルホン酸化、サクシニル化により水中への強制分散後、
水との接触で凝集しないようになる。■ミリスチル化に
より皮膚上で粉末塗布面において、撥水性が増大する。

【００１４】本発明により得られたこれらの羽毛微細粉
末は、その特性を利用して種々の用途に供することが可
能である。特に医薬品および化粧品等の香粧品の基剤と
して好適である。

【００１５】以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく
説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定
されるものではない。

【００１６】

【実施例】（実施例１）水洗したニワトリ羽毛約１００
ｇをエタノール１リットルに浸漬し、石臼式回転磨砕機
（マスコロイダー：増幸産業（株）製）を用い、１，２
００ｒｐｍで磨砕処理を実施し羽毛磨砕物のエタノール
浸漬物を得た。この磨砕物を再度、石臼式回転磨砕機を
用い磨砕処理を実施する。このような循環石臼式回転磨
砕処理を４回繰り返した。その後、得られたエタノール
浸漬羽毛磨砕物は振動ボールミルを用いさらに磨砕処理
を１時間行った。この振動ボールミル磨砕は、エタノー
ル浸漬状態での湿式で行われ、使用ボールに直径６ｍｍ
のジルコニアボールを使用した。こうして得られたエタ
ノール浸漬羽毛微細粉末は、ろ過により回収され、次い
でエーテル、アセトン、エタノールにより洗浄ろ過を順
次行った。そして乾燥後、羽毛微細粉末を得た。このも
のは顕微鏡観察により、数ミクロンの微細粉末であるこ
とを確認した。 （実施例２）水洗したニワトリ羽毛約１００ｇをエタノ
ール１リットルに浸漬し、石臼式回転磨砕機（マスコロ
イダー：増幸産業（株）製）を用い、１，２００ｒｐｍ
で磨砕処理を実施し羽毛磨砕物のエタノール浸漬物を得
た。この磨砕物を再度、石臼式回転磨砕機を用い磨砕処
理を実施する。このような循環石臼式回転磨砕処理を４
回繰り返した。その後、得られたエタノール浸漬羽毛磨
砕物は振動ボールミルを用いさらに磨砕処理を１時間行
った。この回転ボールミル磨砕は、エタノール浸漬状態
での湿式で行われ、使用ボールに直径６ｍｍのジルコニ
アボールを使用し、回転数１，２００ｒｐｍにて実施さ
れた。こうして得られたエタノール浸漬羽毛微細粉末は
、ろ過により回収され、次いでエーテル、アセトン、エ
タノールにより洗浄ろ過を順次行った。そして乾燥後、
羽毛微細粉末を得た。このものは、顕微鏡観察により、
数ミクロンの微細粉末であることを確認した。 （比較例１）水洗したニワトリ羽毛約１０ｇをコーヒー
ミル型粉砕機を用い磨砕した。磨砕物は二つに分け一方
はそのまま振動ボールミル磨砕を施し、もう一方は５０
ｍｌのエタノールに浸漬して振動ボールミル磨砕を施し
た。振動ボールミル磨砕の条件は実施例１と同様とした
。磨砕後、二つの磨砕物はエーテル、アセトン、エタノ
ールにより順次、洗浄ろ過された。これらの粉末は顕微
鏡観察により、１００ミクロンを越す針状物が多く確認
された。 （実施例３）実施例１で製した羽毛微細粉末２ｇをジメ
チルホルムアミド５００ｍｌ中に懸濁し、ピリジン１５
．８ｇの存在下、無水こはく酸２０ｇを加え、７日間室
温にて攪拌反応させた。反応式は下記に示すとおりであ
る。

【００１７】

【化１】 反応終了後、羽毛微細粉末はろ過により回収され、エタ
ノール、水、アセトン、エーテル、エタノールで順次、
洗浄ろ過された。このようにして得られたのをサクシニ
ル化羽毛粉末とする。（実施例４）実施例１で製した羽
毛微細粉末２ｇをアセトン５００ｍｌ中に分散し、プロ
パンスルトン２０ｇを加え、室温にて７日間攪拌反応さ
せた。

【００１８】反応終了後、羽毛微細粉末はろ過により回
収され、アセトン、エーテル、エタノールで順次、洗浄
ろ過された。このようにして得られたものをスルホン酸
化羽毛粉末とする。反応式は下記に示すとおりである。

【００１９】

【化２】 （実施例５）実施例１で製した羽毛微細粉末２ｇをジメ
チルホルムアミド５００ｍｌ中に懸濁し、ピリジン７．
９ｇの存在下、ミリスチン酸無水物２０ｇを加え、７日
間室温にて攪拌反応させた。反応式は下記に示すとおり
である。

【００２０】

【化３】 （実施例６）実施例１で製した羽毛微細粉末およびサク
シニル化羽毛粉末、スルホン酸化羽毛粉末そしてミリス
チル化羽毛粉末の各１００ｍｇを試験管に採取し、そこ
へ５％グルコースの適量を滴下し、各々の粉末を湿潤状
態に置いた。その後、５０℃にて１週間放置したところ
、実施例１で製した羽毛微細粉末のみが、褐変していた
。他のものは、還元糖と反応しうるアミノ基が、化学修
飾されているため褐変現象を来さなかった。これらのも
のは、化粧品や医薬品の基剤として用いる際に還元糖類
との配合を容易にするものである。 （実施例７）実施例１で製した羽毛微細粉末およびサク
シニル化羽毛粉末、スルホン酸化羽毛粉末そしてミリス
チル化羽毛粉末の各１００ｍｇを２０ｍｌ容バイアル瓶
に取り、精製水１０ｍを加えた後密栓し手動にて３０秒
間振とうした。ミリスチル化羽毛粉末以外は、すべて良
好な分散状態を示した。特に、サクシニル化羽毛粉末と
スルホン酸化羽毛粉末は、より軽度の振とうにより良好
な分散状態を示した。 （実施例８）実施例１で製した羽毛微細粉末およびサク
シニル化羽毛粉末、スルホン酸化羽毛粉末そしてミリス
チル化羽毛粉末の各々を適量皮膚上に取り、指で引き延
ばした。いずれも良好な伸展性を示し、皮膚上に白色の
残存は認められなかった。また、いずれにおいても刺激
感はなかった。ミリスチル化羽毛粉末だけは、ややベタ
つき感があったが、伸展後は不快なものではなく、他と
ともにファンデーション用化粧品などに利用性の高いも
のである。 （実施例９）実施例１および２で製した羽毛微細粉末と
別途水洗後、エタノール、エーテル、エタノール洗浄を
順次施した羽毛の各試料をケラチンの可溶化に関して公
知の方法であるチオグリコール酸ナトリウムによる還元
的可溶化に供した。

【００２１】各試料１ｇを予め２ＮＮａＯＨにてｐＨ１
１に調整した０．２Ｍチオグリコール酸ナトリウムの１
００ｍｌに浸漬し、５０℃にて３時間振とう攪拌した。 その後、遠心分離により不溶物を除去し、可溶化物を透
析チューブに入れ、精製水の流水中で２４時間透析した
。透析後、各々内容物を回収し凍結乾燥し、可溶化ケラ
チンの収量を比較したところ、羽毛からは０．６ｇ、実
施例１の羽毛微細粉末からは０．９ｇ、実施例２の羽毛
微細粉末からは０．８５ｇであった。

【００２２】このことから本発明により得られる羽毛微
細粉末は、可溶化ケラチンの製造のためにも最適のもの
である。

【００２３】

【発明の効果】本発明方法によれば極めて省エネルギー
的に効率良く羽毛微細粉末を得ることができる。また、
得られた羽毛微細粉末は、水系溶媒に対する親和性に優
れ、水に対する分散性が極めて良好である。更に、医薬
品および化粧品等の香粧品の基剤として特に好適な物性
を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法によって得られた羽毛微細粉末の顕
微鏡写真である。

【図２】直径１０ミクロンの標準ラテックス粒子の顕微
鏡写真である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　羽毛をアルコール系溶媒に浸漬し、石
   臼式回転磨砕を施したのちボールミル式粉砕することを
   特徴とする羽毛微細粉末の製造方法。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載の製造方法によって得
   られた羽毛微細粉末表面に対してミリスチル化、スルホ
   ン酸化およびサクシニル化のいずれか１つを単独でもし
   くはこれらの２つ以上を組み合わせて施すことを特徴と
   する表面改質された羽毛微細粉末の製造方法。
3. 【請求項３】　　請求項１に記載の製造方法によって得
   られた羽毛微細粉末。
4. 【請求項４】　　請求項２に記載の製造方法によって得
   られた羽毛微細粉末。
5. 【請求項５】　　請求項３および請求項４に記載の羽毛
   微細粉末のうち少なくとも一方を用いることを特徴とす
   る医薬品用または香粧品用の基剤。
6. 【請求項６】　　請求項３および請求項４に記載の羽毛
   微細粉末のうち少なくとも一方を含有することを特徴と
   する医薬品。
7. 【請求項７】　　請求項３および請求項４に記載の羽毛
   微細粉末のうち少なくとも一方を含有することを特徴と
   する香粧品。