JPH0485367A - Color pigment based on chitosan - Google Patents

Color pigment based on chitosan

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Publication number
JPH0485367A
JPH0485367A JP19617490A JP19617490A JPH0485367A JP H0485367 A JPH0485367 A JP H0485367A JP 19617490 A JP19617490 A JP 19617490A JP 19617490 A JP19617490 A JP 19617490A JP H0485367 A JPH0485367 A JP H0485367A
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JP
Japan
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chitosan
water
colored pigment
colored
acid
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Application number
JP19617490A
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Japanese (ja)
Inventor
Susumu Shimoyama
下山 進
Ujiyou Maeda
前田 雨城
Keiko Maeda
景子 前田
Hiroko Noda
野田 裕子
Kunio Kataoka
片岡 邦雄
Eiichi Eto
江藤 栄一
Satoru Shimoyama
下山 覚
Yu Shimoyama
佑 下山
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DEN MATERIAL KK
KOSUME TECHNO KK
Ihara Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
DEN MATERIAL KK
KOSUME TECHNO KK
Ihara Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0485367A publication Critical patent/JPH0485367A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a color pigment having a stable color tone by treating chitosan with a specified naphthoquinone compound or anthraquinone compound. CONSTITUTION:A solution of a naphthoquinone compound of formula I (wherein R<1> and R<2> are each H, halogen, hydroxyl, lower alkyl or a sulfonate salt group or an anthraquinone compound of formula II in an organic solvent is added to a water bath, and chitosan is dispersed therein and treated at 60-90 deg.C for 30min to 2hr. An aqueous alkali of a concentration of 5-20wt.% is then dropped therein to deposit a color pigment.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、新規なキトサンを素材とする有色顔料、さら
に詳しくは、キトサンをナフトキノン系化合物又はアン
トラキノン系化合物で処理して成るキトサンを素材とす
る有色顔料に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a new colored pigment made from chitosan, more specifically, a colored pigment made from chitosan which is obtained by treating chitosan with a naphthoquinone compound or an anthraquinone compound. It concerns pigments.

従来の技術 カニ殻やエビ殻には25〜35%のキチンが含まれてお
り、これらの殻をアルカリ処理でタンパク質と色素を、
酸処理で炭素カルシウムなどの灰分をそれぞれ除去する
とキチンが得られ、このキチンをさらにアルカリ処理で
脱アセチル化するとキトサンが得られることが知られて
いる。
Conventional technology Crab shells and shrimp shells contain 25-35% chitin, and these shells are treated with alkali to remove proteins and pigments.
It is known that chitin can be obtained by removing ash such as carbon calcium with acid treatment, and that chitosan can be obtained by further deacetylating this chitin with alkali treatment.

近年、このようなキチンやキトサンは未利用の海洋資源
の1つとして注目され、種々の用途に用いられつつある
が、さらに最近では機能素材としての利用研究が積極的
になされており、例えば農業分野においては、キトサン
に有機酸と特殊アミノ酸を混ぜたものが土壌中の放線菌
を繁殖させる、植物根によるリン酸の吸収効率を高める
、エチレンを発生し植物を活性化させる、などの効果を
有することから、実用化されている。食品、医薬品分野
においては、キトサンがもつコレステロール降下作用を
応用した機能性食品や医薬品の開発が進められており、
また、キトサンの抗菌性と有機酸の静菌性との相乗効果
を利用して、キトサンと有機酸とを有効成分とする天然
保存料が食品添加物として開発されている。一方、化粧
品分野においては、キトサンの優れた保湿性、保水性を
生かして、化粧品素材としてキトサンを利用することが
試みられており、例えば紫外線防止効果を有する高純度
酸化チタンをキトサンで包み込んだ複合材料が化粧品原
料としてすでに商品化されている。
In recent years, such chitin and chitosan have attracted attention as one of the unused marine resources and are being used for various purposes.More recently, research has been actively conducted on the use of chitin and chitosan as functional materials, for example in agriculture. In the field, chitosan mixed with organic acids and special amino acids has the effect of propagating actinomycetes in the soil, increasing the absorption efficiency of phosphoric acid by plant roots, and activating plants by generating ethylene. Because of this, it has been put into practical use. In the food and pharmaceutical fields, the development of functional foods and medicines that utilize the cholesterol-lowering effect of chitosan is underway.
Furthermore, natural preservatives containing chitosan and organic acids as active ingredients have been developed as food additives by taking advantage of the synergistic effect between the antibacterial properties of chitosan and the bacteriostatic properties of organic acids. On the other hand, in the cosmetics field, attempts have been made to utilize chitosan as a cosmetic material by taking advantage of its excellent moisturizing and water-retaining properties. The material has already been commercialized as a cosmetic raw material.

さらに、キトサンの親水性を利用した機能性分離膜は、
高純度アルコールの製造をはじめ、発酵工業におけるエ
タノール濃縮、混合有機溶剤の脱水・精製、有機合成化
学工業でのアルコール系溶剤の再生処理、酵素反応を利
用したバイオリアクター系からの脱水などに有用である
ことが期待されている。
Furthermore, functional separation membranes that utilize the hydrophilic properties of chitosan,
It is useful for the production of high-purity alcohol, ethanol concentration in the fermentation industry, dehydration and purification of mixed organic solvents, regeneration of alcoholic solvents in the organic synthetic chemical industry, dehydration from bioreactor systems using enzymatic reactions, etc. It is expected that there will be.

このように、キチンやキトサンは種々の用途に有用な機
能素材として注目され、新用途の開発研究か盛んになさ
れているか、キトサンを有色顔料の素材として利用する
試みは、これまであまりなされていなかった。
As described above, chitin and chitosan have attracted attention as functional materials useful for various uses, and research and development of new uses has been actively conducted.However, there have been few attempts to use chitosan as a material for colored pigments. Ta.

発明か解決しようとする課題 本発明は、キ1−サンの新しい用途として、キトサンを
素材とする新規な有色顔料を提供することを目的として
なされlこものである。
Problems to be Solved by the Invention The present invention has been made for the purpose of providing a new colored pigment made from chitosan as a new use for chitosan.

課題を解決するだめの手段 本発明者らは、キトサンを素材とする有色顔料を開発す
るために鋭意研究を重ね、先に、キトサンを紫根の色素
で処理することにより、黒色顔料が得られることを見い
出した。
Means to Solve the Problem The inventors of the present invention have conducted intensive research to develop a colored pigment made from chitosan, and have discovered that a black pigment can be obtained by first treating chitosan with a purple pigment. I found out.

本発明者らは、さらに研究を進めた結果、キトサンをあ
る種のナフトキノン系又はアントラキノン系化合物によ
り処理することにより、種々の安定した色調を有する有
色顔料が得られることを見い出し、この知見に基づいて
本発明を完成するに至った。
As a result of further research, the present inventors discovered that colored pigments with various stable color tones could be obtained by treating chitosan with a certain naphthoquinone or anthraquinone compound, and based on this knowledge, As a result, the present invention was completed.

すなわち、本発明は、キトサンを、一般式(式中のR1
及びR2は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、水酸基
、低級アルキル基又は塩型スルホン酸基である) で表わされるナフトキノン化合物、又は一般式で表わさ
れるアントラキノン系化合物で処理して成るキトサンを
素材とする有色顔料を提供するものである。
That is, the present invention provides chitosan with the general formula (R1
and R2 are a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a lower alkyl group, or a salt-type sulfonic acid group, respectively. It provides colored pigments.

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明顔料の素材として用いられるキトサンは、カニや
エビなど自然界に広く存在する甲殻類の殻キチン質から
、炭酸カルシウムなどのミネラル分とタンパク質を除去
して得られるキチンを、水酸化ナトリウムなどのアルカ
リで脱アセチル化することにより得られる、D−グルコ
サミンかβ−(1,4)−結合した構造を有するもので
ある。
Chitosan, which is used as a material for the pigment of the present invention, is obtained by removing minerals such as calcium carbonate and proteins from the shell chitin of crustaceans, which are widely found in nature, such as crabs and shrimps. It is obtained by deacetylation with an alkali and has a structure in which D-glucosamine is linked to β-(1,4)-.

該キチンは、一般式 で表わされる、多数のN−アセチル−D−グルコサミン
残基かβ−(1,4)−結合した長い直鎖状の構造を有
する多糖類であり、一方キトサンは、前記一般式(nI
)で表わされるキチンの2位に結合したアセトアミド基
部分を脱アセチル化してアミノ基とした、一般式 で表わされる、多数のD−グルコサミンがβ−(1,4
)で結合した長い直鎖状のセルロースに近似した構造を
有する多糖類である。
The chitin is a polysaccharide having a long linear structure of a large number of N-acetyl-D-glucosamine residues linked to β-(1,4), represented by the general formula, while chitosan has the above-mentioned General formula (nI
) A large number of D-glucosamines are β-(1,4
) is a polysaccharide with a structure similar to long linear cellulose linked together.

通常のキトサンは、100%脱アセチル化されたもので
はなく、多少のアセチル基を含んでいる。
Ordinary chitosan is not 100% deacetylated and contains some acetyl groups.

本発明において用いられるキトサンは、一般式(IV)
で表わされるように、キチンの2位に結合するアセトア
ミド基部分が完全に脱アセチル化されたキトサンであっ
てもよいし、キチンの脱アセチル化の程度によって、そ
の分子中に一般式(III)で表わされるようなN−ア
セチル−D−グルコサミン残基か不特定に一部残存して
いるような部分脱アセチル化キトサンであってもよい。
The chitosan used in the present invention has the general formula (IV)
As shown, chitosan may be completely deacetylated in the acetamide group bonded to the 2-position of chitin, or depending on the degree of deacetylation of chitin, the molecule may contain the general formula (III). It may also be a partially deacetylated chitosan in which an unspecified portion of N-acetyl-D-glucosamine residues as shown in the following formula remain.

このようなキトサンの分子量については、甲殻類の殻の
キチン質からミネラル分とタンパク質を除去して、キチ
ンを分離する際の処理条件やキチンをアルカリで脱アセ
チル化する際に、分子間のグリコノド結合がどの程度切
断されているかによって異なるが、通常は100,00
0〜350,000程度である。
The molecular weight of chitosan is determined by the processing conditions used to separate chitin by removing minerals and proteins from the chitin of crustacean shells, and by the glyconolytic bond between molecules when deacetylating chitin with alkali. It depends on how much the bond is broken, but usually 100,000
It is about 0 to 350,000.

本発明におけるキトサンとしては、水不溶性の微粉末状
キトサンを用いてもよいし、ゲル状のキトサン塩を用い
てもよく、さらには水溶性キトサン、キトサンオリゴ糖
又はD−グルコサミンあるいはこれらの無機酸塩もしく
は有機酸塩を用いてもよい。
As chitosan in the present invention, water-insoluble finely powdered chitosan may be used, gel-like chitosan salt may be used, and water-soluble chitosan, chitosan oligosaccharide, D-glucosamine, or their inorganic acids may be used. Salts or organic acid salts may also be used.

水不溶性キトサンとしては、分子量が100,000〜
350.000前後の高分子の水不溶性キトサン、ある
いはこのような高分子のキトサンを塩酸なとの酸でさら
に部分的に加水分解し低分子化するか、もしくはStr
eptomyces sp、 No、6やPen ic
 i l l iumislandicum QN 7
571なとから生産されるキトサナゼで酵素分解するこ
とによって低分子化した、分子量が20,000〜30
,000前後の中分子のキトサンが挙げられる。このよ
うな水不溶性キトサンを用いることにより、微粉末状の
有色顔料が得られる。
As water-insoluble chitosan, the molecular weight is 100,000~
Water-insoluble chitosan with a high molecular weight of around 350,000, or chitosan with such a high molecular weight is further partially hydrolyzed with an acid such as hydrochloric acid to reduce the molecular weight, or Str
eptomyces sp, No. 6 and Pen ic
i l l iumislandicum QN 7
It has a molecular weight of 20,000 to 30, which has been reduced to a low molecular weight by enzymatic decomposition with chitosanase produced from 571.
One example is chitosan, which has a medium molecular weight of about 1,000 yen. By using such water-insoluble chitosan, a finely powdered colored pigment can be obtained.

ゲル状のキトサン塩は、前記の水不溶性キトサンを無機
酸又は有機酸の希釈水溶液に溶解して調製される。水不
溶性キトサンを溶解する酸としては、塩酸、硝酸、リン
酸などの無機酸及びギ酸、シュウ酸、酢酸、プロピオン
酸、乳酸、リンゴ酸、コハク酸、アジピン酸なとの有機
酸か用いられる。
A gel-like chitosan salt is prepared by dissolving the above water-insoluble chitosan in a dilute aqueous solution of an inorganic or organic acid. As acids for dissolving water-insoluble chitosan, inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, and phosphoric acid, and organic acids such as formic acid, oxalic acid, acetic acid, propionic acid, lactic acid, malic acid, succinic acid, and adipic acid are used.

酸の濃度は0.5〜5%(W/V%)が好ましい。水不
溶性キトサンを酸希釈水溶液に溶解していくと、溶液の
粘度は増加しゲル状となる。したがって、これらの酸希
釈水溶液に溶解する水不溶性キトサンの濃度は、得られ
るゲルが流動性を有する限り制限はないが、水不溶性キ
トサンの酸希釈水溶液に対する溶解濃度は、0.5〜3
%(W/V%)が好ましい。このようなゲル状のキトサ
ン塩を用いることにより、ゲル状の有色顔料が得られる
The acid concentration is preferably 0.5 to 5% (W/V%). When water-insoluble chitosan is dissolved in an acid diluted aqueous solution, the viscosity of the solution increases and becomes gel-like. Therefore, the concentration of water-insoluble chitosan dissolved in these acid-diluted aqueous solutions is not limited as long as the resulting gel has fluidity, but the concentration of water-insoluble chitosan dissolved in acid-diluted aqueous solutions is 0.5 to 3.
% (W/V%) is preferred. By using such a gel-like chitosan salt, a gel-like colored pigment can be obtained.

水溶性キトサンとしては、水不溶性のキトサンを加水分
解又は酵素分解して、低分子化することによって得られ
る、分子量が200〜10,000の水溶性キトサンが
用いられる。キトサンオリゴ糖としては、キトサンの重
合度が2〜8(前記一般式(TV)中のnがO〜6)で
ある、キトビオース、キトトリオース、キトテトラオー
ス、キトペンタオース、キトヘキサオース、キトヘプタ
オース、キトオクタオースなどが挙げられる。D−グル
コサミンはキチンを濃塩酸などで完全に加水分解するこ
とによって塩酸塩として得られ、用時アルカリにてこれ
を7り一部して用いる。これらの水溶解性キトサン、キ
トサンオリゴ糖及びD−グルコサミンは、無機酸塩又は
有機酸塩の形態であってもよい。塩の形成に用いる酸と
しては、ゲル状のキトサン塩を調製するために用いる前
記の無機酸又は有機酸と同様の酸が用いられる。このよ
うな水溶性キトサン、キトサンオリゴ糖又はD−グルコ
サミンあるいはこれらの無機酸塩もしくは有機酸塩を用
いると液状の有色顔料か得られる。
As the water-soluble chitosan, water-soluble chitosan having a molecular weight of 200 to 10,000 is used, which is obtained by hydrolyzing or enzymatically decomposing water-insoluble chitosan to reduce its molecular weight. Chitosan oligosaccharides include chitobiose, chitotriose, chitotetraose, chitopentaose, chitohexaose, chitoheptaose, in which the degree of polymerization of chitosan is 2 to 8 (n in the general formula (TV) is O to 6); Examples include chitooctaose. D-glucosamine is obtained as a hydrochloride salt by completely hydrolyzing chitin with concentrated hydrochloric acid, and when used, a portion of this is diluted with an alkali. These water-soluble chitosan, chitosan oligosaccharide and D-glucosamine may be in the form of an inorganic acid salt or an organic acid salt. As the acid used for forming the salt, the same acid as the above-mentioned inorganic acid or organic acid used for preparing the gel-like chitosan salt is used. When such water-soluble chitosan, chitosan oligosaccharide, D-glucosamine, or their inorganic or organic acid salts are used, a liquid colored pigment can be obtained.

本発明の有色顔料は、前記キトサンを、一般式(式中の
R1及びR2は前記と同じ意味をもつ)で表わされるす
7トキノン系化合物、又は一般式で表わされるアントラ
キノン系化合物で処理することにより得られる。前記一
般式(I)で表わされるす7トキノン系化合物としては
、例えばσ−す7トキノン、2−メチル−1,4−ナフ
トキノン、■、4−ナフトキノンー2−スルホン酸カリ
ウム、2.3−ジクoa−1,4−す7トキノン、2−
ヒトo キシ−L4−す−yトキノン(ラウソン)など
が挙げられ、前記一般式(I[)で表わされるアントラ
キノン系化合物としては、例えば1.4−ジヒドロキシ
アントラキノン(キニザリン)、1.2−ジヒドロキシ
アントラキノン(アリザリン)などが挙げられる。
The colored pigment of the present invention is obtained by treating the chitosan with a toquinone compound represented by the general formula (R1 and R2 in the formula have the same meanings as above) or an anthraquinone compound represented by the general formula. It is obtained by Examples of the so-7-toquinone compounds represented by the general formula (I) include σ-7-toquinone, 2-methyl-1,4-naphthoquinone, (2), 4-naphthoquinone-2-potassium sulfonate, and 2,3-dichloroquinone. oa-1,4-7toquinone, 2-
Examples of anthraquinone compounds represented by the general formula (I[) include 1,4-dihydroxyanthraquinone (quinizarin), 1,2-dihydroxy Examples include anthraquinone (alizarin).

これらの化合物は合成品であってもよいし、天然品であ
ってもよく、天然品としては、例えばミソハギ科Law
sonia arba Lam、などの葉から抽出され
るラウソン、アカネの根から得られるアリザリンなどが
挙げられる。
These compounds may be synthetic products or natural products, and examples of natural products include, for example, Lythraceae Law
Examples include lauson extracted from the leaves of sonia arba Lam, and alizarin obtained from the roots of madder.

水不溶性キトサンを前記のナフトキノン系化合物又はア
ントラキノン系化合物で処理して微粉末状の有色顔料を
得るには、通常、有機溶媒で該キノン系化合物を溶解し
た溶液を水浴に加えて加熱した染浴中で、かきまぜなが
ら、粉末状の水不溶性キトサンを染浴中に分散させるこ
とによって行われる。
In order to obtain a finely powdered colored pigment by treating water-insoluble chitosan with the above-mentioned naphthoquinone compound or anthraquinone compound, a solution of the quinone compound dissolved in an organic solvent is usually added to a water bath and heated. This is done by dispersing powdered water-insoluble chitosan in the dye bath while stirring.

染浴は、中性ないし弱アルカリ性であることが好ましく
、酸性であると水不溶性キトサンが溶解する。有機溶媒
で該キノン系化合物を溶解した溶液を水浴に加えた染浴
のpHは、4〜6で弱酸性であるが、キトサンは遊離ア
ミノ基に基づく緩衝能を自ら持っているため、染浴に水
不溶性キトサンを投入すると、染浴のpHは都合よくア
ルカリ側に移行し、I)H6〜8の範囲に調製される。
The dye bath is preferably neutral or weakly alkaline; if it is acidic, water-insoluble chitosan will dissolve. The pH of the dye bath obtained by adding a solution of the quinone compound in an organic solvent to a water bath is weakly acidic at 4 to 6. However, chitosan has its own buffering capacity based on free amino groups, so When water-insoluble chitosan is added to the dye bath, the pH of the dye bath conveniently shifts to the alkaline side and is adjusted to a range of I) H6 to 8.

したがって、アルカリ水溶液などでpoを調製すること
なく、キトサンを水不溶性のままで染着することができ
る。
Therefore, chitosan can be dyed while remaining water-insoluble without preparing po with an alkaline aqueous solution or the like.

所定温度で所定時間染着すると染浴中の水不溶性キトサ
ンは所定の色に着色する。着色したキトサンをろ過分数
し、乾燥して、又は、必要により湿式粉砕機などで粉砕
した後乾燥することによって、所望の微粉末状有色顔料
を得ることができる・得られた有色顔料は微粉砕しても
白色化して明度が高くなることはなく、堅牢度に優れて
いる。
When dyeing is carried out at a predetermined temperature for a predetermined time, the water-insoluble chitosan in the dye bath is colored in a predetermined color. The desired finely powdered colored pigment can be obtained by filtering and fractionating the colored chitosan and drying it, or if necessary, grinding it with a wet grinder and then drying it.The colored pigment obtained can be finely ground. It does not turn white or become brighter even when applied, and has excellent fastness.

キトサン塩を該キノン系化合物で処理してゲル状の有色
顔料を得るには、通常、有機溶媒で該キノン系化合物を
溶解した溶液を水浴に加えて、加熱した染浴中に、ゲル
状のキトサン塩を加え、ゲル状のキトサン塩が溶解した
染浴をかきまぜる方法、あるいは染浴中で無機酸又は有
機酸を水で希釈して、これに所定量の水不溶性キトサン
を溶解してゲル状のキトサン塩を調製し、これに有機溶
媒で該キノン系化合物を溶解した溶液を加えて、染浴を
かきまぜながら加熱する方法が用いられる。
To obtain a gel-like colored pigment by treating chitosan salt with the quinone-based compound, a solution of the quinone-based compound dissolved in an organic solvent is usually added to a water bath, and the gel-like pigment is added to the heated dye bath. Add chitosan salt and stir the dye bath in which gel-like chitosan salt is dissolved, or dilute an inorganic or organic acid with water in the dye bath and dissolve a predetermined amount of water-insoluble chitosan in the dye bath to form a gel. A method is used in which a chitosan salt is prepared, a solution of the quinone compound dissolved in an organic solvent is added thereto, and the dye bath is heated while stirring.

染浴に加えられるゲル状キトサン塩のpHは4〜5であ
るため、染浴のpH4〜5において染着が行われる。所
定温度で所定時間染着することによって、染浴中のゲル
状キトサン塩が溶解した溶液は着色する。この着色溶液
は必要とする粘度状態まで溶媒を減圧、濃縮することに
よって、所望のゲル状有色顔料を得ることができる。
Since the gelled chitosan salt added to the dye bath has a pH of 4 to 5, dyeing is performed at a pH of 4 to 5 of the dye bath. By dyeing at a predetermined temperature for a predetermined time, the solution in which the gelled chitosan salt is dissolved in the dye bath becomes colored. A desired gel-like colored pigment can be obtained from this colored solution by concentrating the solvent under reduced pressure to a required viscosity state.

このようにして得られたゲル状有色顔料は、例えばアル
カリ水溶液と接触させて粉末状有色顔料を得るのに用い
てもよいし、微粉末状高分子物質を処理して高分子ベー
ス有色顔料を得るのに用いてもよく、あるいは繊維など
を染色するのに用いることができる。
The gel-like colored pigment thus obtained may be used, for example, by contacting with an aqueous alkaline solution to obtain a powdered colored pigment, or by treating a finely powdered polymeric substance to obtain a polymer-based colored pigment. It can be used to obtain or dye fibers, etc.

水溶性キトサン、キトサンオリゴ糖又はD−グルコサミ
ンあるいはこれらの無機酸塩もしくは有機酸塩を該キノ
ン系化合物で処理して液状の有色顔料を得るには、通常
、有機溶媒で該キノン系化合物を溶解した溶液を水浴に
加えて加熱した染浴中に、水溶性キトサン、キトサンオ
リゴ糖又はD−グルコサミンあるいはこれらの無機酸塩
もしくは有機酸塩を加えて溶解し、この染浴をかきまぜ
る方法、あるいは水溶性キトサン、キトサンオリゴ糖又
はD−グルコサミンあるいはこれらの無機酸塩もしくは
有機酸塩を水に溶解し、これに有機溶媒で該キノン系化
合物を溶解した溶液を加えて、かきまぜながら加熱する
方法が用いられる。
To obtain a liquid colored pigment by treating water-soluble chitosan, chitosan oligosaccharide, D-glucosamine, or their inorganic or organic acid salts with the quinone compound, the quinone compound is usually dissolved in an organic solvent. A method of adding and dissolving water-soluble chitosan, chitosan oligosaccharide, or D-glucosamine or their inorganic or organic acid salts into a heated dye bath and stirring the dye bath; A method is used in which chitosan, chitosan oligosaccharide, D-glucosamine, or their inorganic or organic acid salts are dissolved in water, and a solution of the quinone compound dissolved in an organic solvent is added thereto and heated while stirring. It will be done.

水溶性キトサン、キトサンオリゴ糖又はD−グルコサミ
ンを用いた場合は、染浴のpHは7前後の中性であり、
これらの無機酸塩又は有機酸塩を用いた場合は、染浴の
pHは4〜5の弱酸性で染着が行われる。
When water-soluble chitosan, chitosan oligosaccharide or D-glucosamine is used, the pH of the dye bath is neutral around 7,
When these inorganic acid salts or organic acid salts are used, dyeing is carried out at a slightly acidic dye bath pH of 4 to 5.

所定温度で所定時間、染着することによって、染浴中の
溶液は所定の色に着色する。この着色溶液は、そのまま
液状の有色顔料としてもよいし、さらに溶媒を減圧除去
して必要とする濃度まで濃縮して、液状有色顔料として
もよい。
By dyeing at a predetermined temperature for a predetermined time, the solution in the dye bath is colored in a predetermined color. This colored solution may be used as a liquid colored pigment as it is, or may be further concentrated to a required concentration by removing the solvent under reduced pressure to be used as a liquid colored pigment.

このようにして得られた液状の有色顔料は、そのまま用
いてもよいし、微粉末状高分子物質を処理して高分子ベ
ース有色顔料を得るために用いてもよく、あるいは繊維
などを染色するのに用いることができる。
The liquid colored pigment thus obtained may be used as it is, or may be used to process a finely powdered polymeric substance to obtain a polymer-based colored pigment, or used to dye fibers, etc. It can be used for.

本発明において、キトサンを前記キノン系化合物で処理
して有色顔料を調製するには、通常適当な有機溶媒で該
キノン系化合物を溶解した溶液を水浴に加えて、かきま
ぜながら、この染浴中にキトサンを添加する方法が用い
られる。該有機溶媒としては、例えばメチルアルコール
、エチルアルコーノ呟プロピルアルコール、イソプロピ
ルアルコール、ブチルアルコール、エチレングリコール
プロピレンゲリコール、ジメチルエーテル、ジエチルエ
ーテル、イソプロピルエーテル、ジオキサン、アセトン
、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、酢酸
エチル、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、
トリクレン、パークレン、ベンゼン、トルエンなどの通
常の有機溶媒を挙げることができ、これらの溶媒は1種
用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい
In the present invention, in order to prepare a colored pigment by treating chitosan with the quinone compound, a solution in which the quinone compound is dissolved in a suitable organic solvent is added to a water bath, and the mixture is poured into the dye bath while stirring. A method of adding chitosan is used. Examples of the organic solvent include methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, ethylene glycol propylene gellicol, dimethyl ether, diethyl ether, isopropyl ether, dioxane, acetone, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride,
Usual organic solvents such as tricrene, perchlorene, benzene, and toluene can be mentioned, and these solvents may be used alone or in combination of two or more.

染浴中の水と有機溶媒との混合割合については特に制限
はないが、この水と有機溶媒とが混合した染浴中の溶媒
量は、通常キトサン類1重量部当り、5〜30容量部の
範囲で選ばれる。
There is no particular restriction on the mixing ratio of water and organic solvent in the dye bath, but the amount of solvent in the dye bath in which water and organic solvent are mixed is usually 5 to 30 parts by volume per 1 part by weight of chitosan. selected within the range.

また、該キノン系化合物の使用量は、キトサン類の脱ア
セチル化度や用いるキノン系化合物の種類などによって
異なるが、キトサン類に対して3重量%以上、好ましく
は10重量%以上であるのが望ましい。この使用量が3
重量%未満であっても、同様の染着処理を繰り返すこと
によって、所望の色調を有する有色顔料を得ることがで
きる。
The amount of the quinone compound to be used varies depending on the degree of deacetylation of the chitosan and the type of quinone compound used, but it is preferably 3% by weight or more, preferably 10% by weight or more based on the chitosan. desirable. This usage amount is 3
Even if the amount is less than % by weight, a colored pigment having a desired color tone can be obtained by repeating the same dyeing process.

染着温度は室温でもよいが、キトサン類が所望の色に着
色するのに長時間を要するので、60〜90°Cの範囲
の温度が好ましく、また、染着時間は30分ないし2時
間程度で十分である。また、冷却管などを装着した染浴
を用い、溶媒を還流させながら染着してもよいし、開放
系で溶媒を系外に拡散させながら染着を行ってもよい。
The dyeing temperature may be room temperature, but since it takes a long time for chitosan to be colored to the desired color, a temperature in the range of 60 to 90°C is preferable, and the dyeing time is about 30 minutes to 2 hours. is sufficient. Further, dyeing may be carried out using a dye bath equipped with a cooling pipe or the like while refluxing the solvent, or dyeing may be carried out in an open system while the solvent is diffused outside the system.

このようにして、微粉末状、ゲル状又は液状の有色顔料
が得られるが、ゲル状の有色顔料はアルカリ水溶液に接
触させることI:よって、微粉末状の有色顔料が得られ
る。
In this way, a colored pigment in the form of a fine powder, a gel, or a liquid is obtained, and the colored pigment in the form of a gel is brought into contact with an aqueous alkali solution.I: Therefore, a colored pigment in the form of a fine powder is obtained.

すなわち、前記のようにして得られたゲル状の有色顔料
を強くかきまぜながら、アルカリ水溶液に単に滴下すれ
ば粉末状の有色固形物が析出するので、この有色固形物
をろ別して乾燥したのち、粉砕することによって所望の
粉末状有色顔料が得られる。
That is, if the gel-like colored pigment obtained as described above is simply dropped into an alkaline aqueous solution while stirring vigorously, a powdery colored solid will precipitate, and this colored solid will be filtered out, dried, and then pulverized. By doing so, a desired powdered colored pigment can be obtained.

ここで、用いられるアルカリ水溶液としては、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウムなどの5〜
20重量%重量%水溶液が使用される。ゲル状有色顔料
をアルカリ水溶液に接触させる温度については特に制限
はないが、30〜50°Cの範囲が好ましい。このアル
カリ水溶液に接触して析出生成する有色顔料の粒度を細
かくするために、機械的な強かくはん下にゲル状有色顔
料を滴下することが望ましい。
Here, the alkaline aqueous solution used includes sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, etc.
A 20% w/w aqueous solution is used. The temperature at which the gel-like colored pigment is brought into contact with the alkaline aqueous solution is not particularly limited, but is preferably in the range of 30 to 50°C. In order to make the particle size of the colored pigment that is precipitated and produced in contact with this alkaline aqueous solution fine, it is desirable to drop the gelled colored pigment under strong mechanical stirring.

また、前記のようにして得られたゲル状の有色顔料から
有色の薄膜を形成し、これを粉砕することによって微粉
末状の別の有色顔料が得られる。
Further, a colored thin film is formed from the gel-like colored pigment obtained as described above, and this is pulverized to obtain another colored pigment in the form of fine powder.

さらに、前記のようにして得られたゲル状又は液状の有
色顔料で粉末状の天然もしくは合成高分子を染着するこ
とによって粉末状の高分子ベース有色顔料が得られる。
Furthermore, a powdered polymer-based colored pigment can be obtained by dyeing a powdered natural or synthetic polymer with the gel or liquid colored pigment obtained as described above.

同様に、ゲル状又は液状の有色顔料で天然又は人造繊維
を染色することによって所望の色調を有する繊維が得ら
れる。
Similarly, by dyeing natural or man-made fibers with gel or liquid colored pigments, fibers with the desired tone can be obtained.

発明の効果 本発明によると、D−グルコサミンを含む分子量の異な
るキトサン類又はその塩を、特定のナフトキノン系化合
物又はアントラキノン系化合物で処理することにより、
安定した色調を有する微粉末状、ゲル状又は液状の有色
顔料が得られる。
Effects of the Invention According to the present invention, by treating chitosans with different molecular weights including D-glucosamine or their salts with a specific naphthoquinone compound or anthraquinone compound,
A fine powder, gel or liquid colored pigment with stable color tone is obtained.

粉末状高分子物質を前記のゲル状又は液状顔料で処理す
れば微粉末状の高分子ベース有色顔料が得られ、また、
簡単な浸漬染色方法によって、繊維を前記のゲル状又は
液状顔料で染色すれば所望の色調を有する繊維を得るこ
とができる。
If a powdered polymeric substance is treated with the gel or liquid pigment described above, a finely powdered polymer-based colored pigment can be obtained, and
By dyeing fibers with the above-mentioned gel or liquid pigments using a simple dip dyeing method, fibers having a desired color tone can be obtained.

前記有色顔料は、従来の有色顔料と同様な分野に利用で
きるのみならず、新しい機能が付与されているため、新
規用途も期待できる。
The colored pigments can be used not only in the same fields as conventional colored pigments, but also have new functions, so new uses can be expected.

実施例 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。
Examples Next, the present invention will be explained in more detail with reference to examples.
The present invention is not limited in any way by these examples.

なお、キトサンの分解温度及び脱アセチル化度は次のよ
うにして求めた。
The decomposition temperature and degree of deacetylation of chitosan were determined as follows.

(1)脱アセチル化度 Q、5wt%酢酸水溶液99.5+++ffにキトサン
500mgを加えて溶解した。この溶液1gを2001
の三角フラスコに取り、水30m(lを加えて十分にか
きまぜ混合したのち、指示薬として帆1wt%メチレン
ブルー溶液を2〜3滴加え、l/400規定のボリヒニ
ル硫酸カリウムで滴定した。この滴定値から下記の計算
式に基づき脱アセチル化度を求めた。
(1) Deacetylation degree Q: 500 mg of chitosan was added and dissolved in a 5 wt% acetic acid aqueous solution 99.5+++ff. 1g of this solution is 2001
After adding 30 ml (l) of water and stirring thoroughly, 2 to 3 drops of 1 wt% methylene blue solution was added as an indicator, and the mixture was titrated with 1/400 normal potassium borihinyl sulfate. Based on this titration value. The degree of deacetylation was determined based on the following calculation formula.

V : l/40ONボリヒニル硫酸カリウムの滴定値
mQ f 州/40ONポリビニル硫酸カリウムの力価また、
得られた顔料の物性は次のようにして求め Iこ。
V: Titration value of l/40ON polyvinyl potassium sulfate mQ f State/Titer of 40ON polyvinyl potassium sulfate Also,
The physical properties of the pigment obtained were determined as follows.

(2)外 観 目視観察による。(2) Appearance By visual observation.

(3)色相H1明度v1彩度C 積分球を用いた分光光度計〔日本分光工業(株)製、分
光光度計rUbest 50J 〕によって、波長78
0〜380nmの反射スペクトルを測定し、C光源(青
空を含む昼光)を標準光源とし、国際照明委員会(CI
 B)の定めた2度視野に基づく表色針に従ったマンセ
ル座標を求める色彩計算プログラム〔日本分光工業(株
)製、TSV−433型色彩計算プログラム〕を用いて
、色相H1明度V、彩度Cを測定しjこ。
(3) Hue H1 Brightness v1 Saturation C A spectrophotometer using an integrating sphere [Spectrophotometer rUbest 50J, manufactured by JASCO Corporation] was used to measure wavelength 78
The reflection spectrum from 0 to 380 nm was measured, and the C light source (daylight including blue sky) was used as the standard light source, and the International Commission on Illumination (CI)
Using the color calculation program [TSV-433 type color calculation program manufactured by JASCO Corporation] that calculates the Munsell coordinates according to the color scale needle based on the 2-degree visual field determined in B), hue H1 brightness V, chroma are calculated. Measure the degree C.

実施例1 α−ナフトキノン5gをエタノール50mQに溶解した
ものを、精製水5Qm12に加えて染浴を調製しくpH
4,60、黄茶色)、次いで、これをかきまぜなから、
白色粉末状のキトサンPSL C焼津水産化学工業(株
)製、商品名、分解温度267.7°C1脱アセチル化
度78.1%〕5gを添加して還流下(80°C)に6
0分間染着処理したのち、固形分をろ別し、乾燥するこ
とにより、茶色の色調を有する顔料が得られた。また、
ろ液は焦茶色を呈し、pHは6.85であった。結果を
表に示す。
Example 1 A dye bath was prepared by dissolving 5 g of α-naphthoquinone in 50 mQ of ethanol and adding it to 5 Qm12 of purified water to adjust the pH.
4,60, yellowish brown), then stir this.
Add 5 g of white powdered chitosan PSL C (manufactured by Yaizu Suisan Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name, decomposition temperature 267.7°C, degree of deacetylation 78.1%) and boil under reflux (80°C) for 6 hours.
After dyeing for 0 minutes, the solid content was filtered off and dried to obtain a pigment with a brown tone. Also,
The filtrate was dark brown in color and had a pH of 6.85. The results are shown in the table.

このようにして得られた顔料の赤外吸収スペクトルを第
1図に示す。
The infrared absorption spectrum of the pigment thus obtained is shown in FIG.

実施例2〜7 表に示す化合物を用い、かつ表に示す条件で、実施例1
と同様にして粉末状のキトサンPSLの染着処理を行い
、顔料を調製した。その結果を表に示す。
Examples 2 to 7 Example 1 was carried out using the compounds shown in the table and under the conditions shown in the table.
Powdered chitosan PSL was dyed in the same manner as above to prepare a pigment. The results are shown in the table.

また、得られた顔料の赤外吸収スペクトルを第2図(実
施例2)、第3図(実施例3)、第4図(実施例4)、
第5図(実施例5)、第6図(実施例6)及び第7図(
実施例7)に示す。
In addition, the infrared absorption spectra of the obtained pigments are shown in Figure 2 (Example 2), Figure 3 (Example 3), Figure 4 (Example 4),
Figure 5 (Example 5), Figure 6 (Example 6) and Figure 7 (
Example 7).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図〜第7図は、 それぞれ本発明の有色顔料 の異なった例の赤外吸収スペクトル図である。 Figures 1 to 7 are colored pigments of the invention, respectively; It is an infrared absorption spectrum diagram of different examples of.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 キトサンを、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中のR^1及びR^2は、それぞれ水素原子、ハロ
ゲン原子、水酸基、低級アルキル基又は塩型スルホン酸
基である) で表わされるナフトキノン化合物で処理して成るキトサ
ンを素材とする有色顔料。 2 キトサンを、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされるアントラキノン系化合物で処理して成るキ
トサンを素材とする有色顔料。
[Scope of Claims] 1. Chitosan is defined by the general formula ▲ mathematical formula, chemical formula, table, etc. A colored pigment made from chitosan treated with a naphthoquinone compound represented by a sulfonic acid group. 2. A colored pigment made from chitosan, which is made by treating chitosan with an anthraquinone compound represented by the general formula ▲Mathematical formula, chemical formula, table, etc.▼.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996029046A1 (en) * 1995-03-22 1996-09-26 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Polymer dyestuffs and their use for dyeing fibres

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1996029046A1 (en) * 1995-03-22 1996-09-26 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Polymer dyestuffs and their use for dyeing fibres
US5891199A (en) * 1995-03-22 1999-04-06 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien (Kgaa) Polymer dyestuffs and their use for dyeing fibres

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