JPH05117431A

JPH05117431A - 繊維−キトサン複合多孔質体、それを用いた吸収性パツド及び薬液含浸パツド

Info

Publication number: JPH05117431A
Application number: JP3286718A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Aoe; 誠一郎青江; Hiroshi Oda; 泰士小田; Kiyoshi Tatsumi; 清巽
Original assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Current assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Priority date: 1991-10-31
Filing date: 1991-10-31
Publication date: 1993-05-14
Anticipated expiration: 2015-05-29
Also published as: JP3046110B2

Abstract

(57)【要約】【構成】希酸溶液にキトサンと水溶性食物繊維を溶解
させ、中和処理を経て凍結乾燥しアセチル化処理し耐水
化する。【効果】このものは優れた吸水性、保形性を有し荷重
付加時の離水が少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はキトサン及び水溶性食物
繊維を主原料とした複合多孔質体、それを用いた吸収性
パッド及び薬液含浸パッドに関する。本複合多孔質体は
優れた吸収性、保水性を有する抗菌性多孔質構造体とし
て、医療用、公衆衛生用、化粧用の各種パッドとして広
く用い得るものである。

【０００２】

【従来の技術】キトサンは、カニ、エビ等の甲殻類、カ
ブトムシ等の昆虫に含まれるキチンを脱アセチル化して
誘導される高分子物質である。キチンは生物界ではセル
ロースに次いで多量に生産されており、これから誘発さ
れるキトサンはキチン同様、種種の分野への応用が期待
されている物質である。キトサンと食物繊維との組み合
わせでは、紙基材にキトサンを処理して食肉製品を充填
するケーシング用材料としての利用（特開平１−１７４
６９９号）、天然パルプシートにキトサンを塗布した農
業用シート（特開平２−２３０３号）等が知られてい
る。

【０００３】一方、食物繊維は近年になって、難消化性
成分として大きな関心を集め、第６の栄養素とも呼ば
れ、一躍脚光を浴びるようになっている。ところで、食
物繊維には大別して水溶性と水不溶性のものがあるが、
水溶性食物繊維と不溶性食物繊維とではそれぞれ物理化
学的特性が異なることも分かってきている。特に、水溶
性食物繊維は、イオン交換能、保水能、膨潤能、ゲル形
成能、高粘性を有するものが多く、物理化学特性を利用
した増粘剤・安定剤や食物繊維の生理効果を期待した食
品として広く用いられている。しかしながら、従来、キ
トサンの組み合わせで用いられてきた食物繊維は専ら水
不溶性繊維であり、その主要目的は強度の向上であっ
た。水溶性食物繊維を構造体として形成し保水能、膨潤
能等の特性を有効に利用した例は知られておらず、ま
た、水溶性食物繊維をそのまま溶解して使用したのでは
保形性がないため利用不可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の実情に鑑み、キトサンを利用し水溶性食物繊維の構
造体を図り、吸収性部材として優れた機能を発揮する食
物繊維素材を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的は、次に示す
手段により達成される。すなわち、本発明は、水溶性食
物繊維とキトサンを一体化して多孔質化してなる組織を
有する複合多孔質体のアセチル化処理物である、耐水性
の繊維−キトサン複合多孔質体であり、また、該複合多
孔質体を用いた吸収性パッド及び薬液含浸パッドであ
る。本発明の繊維−キトサン複合多孔質体は、耐水性及
び保水性に極めて優れており、保水性を有する構造体と
して医療、衛生、化粧等の各分野において広く利用でき
る。

【０００６】本発明において、複合体とは、キトサンが
水溶性食物繊維に化学的又は物理的に結合もしくは付着
した構造をいうが、この構造をアセチル化すると、キト
サンと水溶性食物繊維が固定化された安定複合体ができ
る。水溶性食物繊維は、キトサンに固定化されているた
め水を充分に含んで膨らむにもかかわらず保形性を保
ち、しかも水溶性食物繊維が流出することはない。

【０００７】以下、本発明を詳述する。本発明において
対象となる水溶性食物繊維とは、多糖類を主体とした水
溶性の難消化性成分をいい、その由来問わず、植物由来
多糖類、海藻由来多糖類、微生物由来多糖類、及び化学
修飾多糖類等があげられる。植物由来多糖類としては、
グアガム、ローカストビーンガム、タラガム、ペクチ
ン、マンナン、ヘミセルロース、β−グルカン等の穀物
ガム質が例示され、海藻由来多糖類としては、アルギン
酸、カラギーナン、ファーセレラン等があり、微生物由
来多糖類として、キサンタンガム、プルラン等があげら
れるし、化学修飾多糖類としては、ポリデキストロー
ス、カルボキシルメチルセルロース等がある。なお、上
述の水溶性食物繊維は１種又は２種以上の混合物として
用いることができる。

【０００８】次に、本発明において用い得るキトサンは
キチンの脱アセチル化物であり、製法は問わずに用いる
ことができる。キトサンの重合度及び脱アセチル化度
は、キトサンの溶解性、安定性等に影響を及ぼし、重合
度の低いものほど、溶解しやすく定着しやすいが、構造
体の強度が低下する傾向があり、また、脱アセチル化度
の低いものほど、反応性が乏しく溶解しにくい傾向があ
る。水溶性食物繊維と一体化し耐水生保形性を発揮させ
るためには、ある程度の構造性を有するキトサンが好ま
しく、上市されているものでは一般に高粘性キトサンと
称されているものがよい。

【０００９】次に、本発明の繊維−キトサン複合多孔質
体（以下、複合多孔質体という。）はその組織を形成す
るに際してまず水溶性食物繊維とキトサンを湿式混合に
より一体化する。ここに、湿式混合とは、水溶性食物繊
維とキトサンの両者を水溶液に溶解した状態で混合する
ことをいう。湿式混合により、はじめて水溶性食物繊維
はｐＨ４．８以下、好ましくはｐＨ４以下の酸性下でい
ずれも溶解するので、５０倍〜１００倍量程度の希酸溶
液に溶解・混合することができる。また、一体化とは、
均質に混合しポリイオンコンプレックスを形成すること
をいうが、ポリイオンコンプレックスの形成程度、態様
は特に限定されず、目的とする複合多孔質体により適宜
調整すればよい。すなわち、最終的な複合多孔質体が、
キトサンが水溶性食物繊維に結合もしくは付着した構造
を有するように調製する。

【００１０】次に、本発明の複合多孔質体の特徴は、上
述の構造に加え多孔質であることである。多孔質体であ
るため、軽量でかつ、充分な強度を有するにもかかわら
ず優れた吸収性を得ることが可能となり、さらに、所望
の力学的特性を付与する幅が広くなる。多孔質としての
嵩比重は０．０８〜０．４ｇ／ｃｃ程度が通常である
が、目的とする複合多孔質体の用途等により適宜設定す
ればよい。孔径は特に限定されるものでなく、目的とす
る力学的特性との関係で設計すればよい。通常１０〜５
００μｍ程度でよい。嵩比重が小さく、孔径が大きけれ
ば複合多孔質体は吸水性、弾力に富むが、強度、耐水性
が低下し、一方、嵩比重が大きく、孔径が小さければ、
硬くなり吸水性が低減し、強度及び耐水性が増大する。

【００１１】ところで、この構造体は水溶性食物繊維を
含有しているため優れた保水性、ゲル化性、膨潤性を発
揮するが、該繊維は基本的に水溶性であり、また、キト
サンも希酸可溶性であるため、構造上、水の影響を受け
る。水可溶性の構造体を目的とすれば、特別な処理は不
要であるが、耐水性構造体とする場合は、不溶化処理が
必要である。すなわち、得られた複合多孔質体は優れた
保水性を有するが、これを水に浸漬すると、構造を形成
しているキトサン及び繊維が膨潤し水に溶解してくるの
で、複合多孔質体は保形性を失う。

【００１２】したがって、比較的長時間使用するもので
は、どろどろになってくる場合がある。ところがこの複
合多孔質体をアセチル化処理により不溶化すると、水溶
性食物繊維と一体化しているキトサンがアセチル化する
ことで、該繊維の有する機能をほとんど損なうことなく
組織を維持し安定化させることができる。その理由はま
ず、アセチル化前にすでに、複合多孔質体が組織上分子
レベルで一体化しており、キトサン分子が、水溶性食物
繊維の分子とポリイオンコンプレックス等によりからみ
合い、水溶性食物繊維の分子を物理的又は化学的、電気
的に拘束していると考えられ、例えば、水溶性食物繊維
分子の親水性基であるカルボキシル基はキトサンのアミ
ノ基との間で結合を行い、親水性を低下させるとともに
架橋構造を形成する。この状態で、さらにキトサンがア
セチル化することで、構造は大幅に、分子レベルで安定
化し繊維の吸水性等の機能を維持したまま構造上の強度
及び耐水性を実現できると考えられる。

【００１３】通常、脱アセチル化度６０％以上のキトサ
ンを原料として用いても酢酸溶液等を用いる関係で最終
製品のアセチル化度は４０％〜５０％程度となってい
る。この程度のアセチル化度では、耐水性は期待できな
いので、アセチル化処理を施し、アセチル化度を６０〜
７０％又はそれ以上とすれば耐水化できる。

【００１４】水不溶性の機能を発揮させるためにはキト
サンと水溶性食物繊維の重量比は重要な要件である。す
なわち、キトサンと水溶性食物繊維との重量比は好まし
くは１：０．５〜１：５であり、この範囲内である場合
は、キトサンの結合もしくは付着性が有効に発揮され、
保形性を保つことができる。水溶性食物繊維の比率が多
すぎると固定化が充分でなく水溶性食物繊維が溶出して
しまう。また、水溶性食物繊維の比率が少なすぎる場合
は、水溶性食物繊維の物性を利用した保湿剤の目的に合
わない。

【００１５】次に、本発明の複合多孔質体の調製法の一
例について述べる。まず、水、キトサン、水溶性食物繊
維及び酢酸よりなる混合溶液を調製する。酢酸以外でも
乳酸、クエン酸、塩酸等も用い得る。キトサンと水溶性
食物繊維はｐＨ４．８以下、好ましくはｐＨ４以下の酸
性下でいずれも溶解するので、５０倍〜１００倍量の水
に溶解・混合することが可能である。混合液は中和後、
使用形態に応じて任意の形・厚さの型に入れて多孔質化
させ、次いでアセチル化すると、キトサンに水溶性食物
繊維が固定化されたキトサン複合体ができる。水溶性食
物繊維は、キトサンに固定化されているため水を充分に
含んで膨らむにもかかわらず保形性を保ち、しかも水溶
性食物繊維が流出することはない。

【００１６】多孔質化させる方法としては、炭酸水素ナ
トリウムや炭酸水素アンモニウム等熱分解型の発泡剤や
さらに酸性剤を加えたベーキングパウダー等の反応型の
発泡剤を混合する方法、あるいはミキサー等で機械的に
空気を混入させる方法等、一般に用いられている方法で
よい。微細な孔を形成させるには、溶液の凍結乾燥が最
も好ましく、この場合は吸水性及び保水性の双方を維持
したまま多孔質化と乾燥を同時にできる利点もある。

【００１７】アセチル化は、例えば無水酢酸のアルコー
ル溶液に浸漬又は、無水酢酸をガス状にした雰囲気中に
さらすことで実施できる。特にガス状無水酢酸を用いる
方法は、その後の中和水洗工程が不要であり、かつ、ア
セチル化度のコントロールも容易であるところから、秀
れた方法である。アセチル化度が高くなれば溶解性が低
くなり安定性が増す。通常は、ガス中では１時間で約６
８％がアセチル化できる。なお、その後一晩処理を続け
ても７０％ぐらいで横バイとなる。構造体の乾燥は通常
１００〜１５０℃、３〜１２時間程度で実施できる。

【００１８】本発明の複合多孔質体は保水性を維持した
状態での吸水性として、荷重の逆数と保水量との回帰式
から無限大荷重時の保水量を外挿して求めた値を用いて
表わせば、１５００〜３０００ｍｇ／ｇ（乾物）程度の
保水量を保持できる。すなわち、単に水を高度に吸収す
るだけではなく、加重をかけても離水量が小さく構造を
維持することができる。この機能は医療、化粧、衛生等
の分野における用途を想定した場合、極めて大きなメリ
ットとなる。さらに、本複合多孔質体はキトサンを含有
しているため抗菌性も発揮され、上記の分野での用途を
より有益なものとすることができる。また、乾燥状態で
もある程度の弾力があり、また形状の制限がないため用
途にほとんど制限がない。

【００１９】具体的な用途としては、まず、吸収性パッ
ドが挙げられる。吸収性パッドとは外部からの液体を吸
収する目的で用いられるパッドであるが、例えば止血用
パッド、傷当てパッド、生理用パッド等に好適である。
実際に用いる場合は、本複合多孔質体を適当な支持部材
等に固定し、適宜、目的に合った形態とすればよい。

【００２０】また、本複合多孔質体に薬液を含浸させ薬
液含浸パッドとすることもできる。含浸された薬液は荷
重が付加されても外部へしみ出しにくいため薬液を有効
に創傷患部等に接触させることができる。含浸できる薬
液は、複合多孔質体の組織を侵食しないものであれば、
いずれも適用できる。本複合多孔質体は生体適合体が高
く皮膚との親和性がよく患部治癒を助長することができ
る。適当な支持部材を組み合わせれば創傷被覆保護材等
とできる。

【００２１】

【実施例】以下実施例に基づき本発明を具体的に説明す
る。

【００２２】実施例１水溶性食物繊維は高メトキシルペクチン（ブラウンＮ
Ｆ、サノファイバイオインダストリーズ）を、キトサン
は高粘性キトサン（ＣＡＴ−２、カタクラチッカリン）
を用いた。ペクチン５ｇとキトサン５ｇを５００ｍｌの
水に混合し、酢酸５ｇを添加して酸性（ｐＨ３）にして
両者を溶解させた。溶解液は、パットにシート状に敷い
て凍結乾燥した後、５％の無水酢酸のエチルアルコール
溶液に１０分間浸漬してアセチル化した。次いで１％水
酸化ナトリウム溶液に浸漬して中和した後、試料をよく
水洗して通風乾燥（１０５℃、２時間）してシート状の
複合多孔質体を得た。このもののアセチル化度は７０％
で、吸水させると軟らかいスポンジゲル状になった。こ
のものの保水力については後述の試験例に示す。

【００２３】実施例２水溶性食物繊維は米ヌカヘミセルロース（ボーソー油脂
（株）製）を、キトサンは高粘性キトサン（キミツキト
サンＭＰ、キミツ化学）を用いた。米ヌカヘミセルロー
ス５０ｇとキトサン５０ｇを５リットルの水に混合し、
クエン酸５０ｇを添加して酸性（ｐＨ２．９）にして両
者を溶解させた。溶解液は凍結乾燥後、５％の無水酢酸
のエチルアルコール溶液に１０分間浸漬してアセチル化
した。次いで、１％水酸化ナトリウム溶液に浸漬して中
和した後水洗を行い、通風乾燥して薄いシート状の複合
多孔質体を得た。このものはアセチル化度６８％で、水
を加えればよく膨潤した。このものの保水力については
次の試験例に示す。

【００２４】試験例（方法）無限大荷重時の保水量の測定充分に水を含んだ複合多孔質体に１ｋｇ，３．３６ｋ
ｇ，１０ｋｇの荷重をかけ、該多孔質体乾物１ｇあたり
に保持された水分（ｍｇ）を算出した。荷重の逆数と保
水量との回帰式から無限大荷重時の保水量を外挿して求
めた。上記の測定法に従い実施例１及び２で得られた複
合多孔質体の無限大荷重時の保水量を測定した。比較の
ため、不溶性食物繊維であるパルプをキトサンに固定化
したものを対照として同様に試験した。結果を図１及び
表１に示す。この図及び表からも明らかなように実施例
１及び２の複合多孔質体ではいずれの荷重においても保
水力が対照品よりも優れていた。

【００２５】

【表１】実施例３実施例１の複合体を２５ｍｍ×２０ｍｍ（乾燥時の厚さ
約２ｍｍ）に裁断し、リバノール液に浸し、充分に膨潤
した後、約１ｋｇの加重で圧搾して、遊離する薬剤を除
去した。１０ｍｍ×１０ｍｍ以下で深さ１ｍｍ以下の創
傷を受けた人にその都度、この複合体貼付剤あるいは従
来のガーゼに同様にリバノール液を浸漬・圧搾した貼付
剤をつけてもらった。ガーゼ貼付剤（比較品）をつけた
ボランティア５名は、薬剤が一部流出して衣服にシミが
付いたこと、回復はあまり早まらないことを挙げた。一
方、複合体貼付剤をつけたボランティア５名は、薬剤の
流出がないこと、傷口から出る血液を複合体がよく吸収
し、かさぶたができるのが早かったことを挙げた。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の複合多孔
質体は優れた吸水性を有し、かつ保形性にも優れてお
り、荷重付加時の離水量が少ない。またキトサンの抗菌
性、生体適合性も発揮され医療、衛生、化粧等の各分野
で広汎に用い得る。特に、各種吸収性パッド、薬液含浸
パッドとして好適であり、高い有用性がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で得られた複合多孔質体の保水
力を、荷重の逆数と保水量との回帰式で表わした図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 5/08 ＬＡＸ 7415−4Ｊ // Ｃ０８Ｌ 5:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水溶性食物繊維とキトサンを一体化して
多孔質化してなる組織を有する複合多孔質体のアセチル
化処理物である、繊維−キトサン複合多孔質体。
【請求項２】水溶性食物繊維が、植物由来多糖類、海
藻由来多糖類、微生物由来多糖類、及び化学修飾多糖類
から選ばれた少なくとも１種である請求項１に記載の繊
維−キトサン複合多孔質体。
【請求項３】キトサンと水溶性食物繊維との重量比が
１：０．５〜１：５である請求項１に記載の繊維−キト
サン複合多孔質体。
【請求項４】請求項１に記載の繊維−キトサン複合多
孔質体を用いた吸収性パッド。
【請求項５】請求項１に記載の繊維−キトサン複合多
孔質体に薬液を含浸させてなる薬液含浸パッド。