JPH0892485A - ゼラチンまたは粘土・ゼラチン複合多孔体およびその 繊維体とそれらの製造方法 - Google Patents

ゼラチンまたは粘土・ゼラチン複合多孔体およびその 繊維体とそれらの製造方法

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JPH0892485A
JPH0892485A JP25618494A JP25618494A JPH0892485A JP H0892485 A JPH0892485 A JP H0892485A JP 25618494 A JP25618494 A JP 25618494A JP 25618494 A JP25618494 A JP 25618494A JP H0892485 A JPH0892485 A JP H0892485A
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弘基 中沢
Shunichi Ota
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 地球環境親和素材のみを用い、かつ回収再利
用が容易で、やむを得ず廃棄するに際しては天然の土壌
に容易に変換され生態系のなかに組み込まれる材料で、
緩衝、断熱、吸音の効果があり、また包装、梱包、農業
利用が可能であり、発泡ポリスチレンあるいはスチレン
ペーパー、若しくはポリエチレンフィルムあるいはシー
ト等の従来のプラスチック材を代替することが可能な材
料とその製造方法を提供する。 【構成】 ゼラチン水溶液、またはゼラチン水溶液と粘
土ゾルを混合したゼラチン・粘土混合ゾルを1×10-2
ml/秒以上の平均凍結速度で急速に凍結し、この凍結
体を融解することなく乾燥して多孔体とする。また、ゼ
ラチン水溶液と粘土ゾルを混合したゼラチン・粘土の複
合ゾルを糸状に伸延して乾燥し、長繊維状またはフィラ
メント状複合体とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、地球親和素材である
ゼラチン、ゼラチンと粘土、あるいは、ゼラチンと粘土
と天然繊維とからなる多孔体もしくはこれらの複合体と
その製造方法に関し、特に、地球環境保全に配慮した包
装材、梱包材、緩衝材、断熱材、吸音材や農業資材とし
ての広い利用が可能である多孔体もしくは複合体とその
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来より、発泡スチロール
(ポリスチレン)あるいはスチレンペーパー等が、緩衝
材、断熱材、吸音材として、また、ポリエチレンフィル
ムまたはシート等が包装材、梱包材あるいは農業用資材
として、廉価であるが故に広く普及している。しかしな
がら、これらのプラスチック材の原料は地殻深部より人
為的に採掘された石油であり、使用後の焼却に際しては
高熱を出して焼却炉を破損し大量の炭酸ガスを発生する
など、地球環境汚染の典型な原因となる材料である。ま
た、焼却されずに放置されて河川や海浜を汚染するな
ど、社会問題として指摘されて久しい。このため、この
ような、従来のポリスチレン製等の緩衝材、断熱材、吸
音材やポリエチレン製等の包装材、梱包材あるいは農業
用資材を代替する地球環境親和素材の出現が待たれてい
るのが実情である。
【0003】そこで、この発明は、地球環境親和素材の
みを用い、かつ回収再利用が容易で、やむを得ず廃棄す
る場合にも天然の土壌に容易に同化され生態系のなかに
組み込まれる材料で、緩衝、断熱、吸音の効果があり、
また包装、梱包、農業資材等としての利用が可能であ
り、従来のプラスチック材を代替することが可能な新し
い素材とその製造方法を提供することを目的としてい
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するための手段として、ゼラチン水溶液の急速凍
結乾燥体、あるいはゼラチン水溶液と粘土ゾルとの混合
ゾルの急速凍結乾燥体からなる微細空孔を有する多孔体
(請求項1および3)を提供する。そして、この発明
は、上記の水溶液もしくは混合ゾルを1×10-2ml/
秒以上の平均凍結速度で急速に凍結し、この凍結体を融
解することなく乾燥することを特徴とする微細空孔を有
する多孔体の製造方法(請求項2および4)を提供す
る。
【0005】さらにこの発明では、ゼラチン水溶液と粘
土ゾル、さらには天然繊維の水分散体を混合したゼラチ
ン・粘土の複合ゾルの長繊維状またはフィラメント状の
乾燥体からなるゼラチン・粘土複合体(請求項6および
7)、並びにその製造法(請求項9)をも提供する。
【0006】
【作用】この発明では、ゼラチン水溶液、またはゼラチ
ン水溶液と粘土ゾルを混合したゼラチン・粘土混合ゾル
を凍結後、凍結体を融解することなく乾燥してゼラチ
ン、またはゼラチン・粘土複合多孔体を製造するに際
し、1×10-2ml/秒以上の平均凍結速度で急速に凍
結することにより、徐々に凍結したものに比し、多孔体
は弾力に富み強度が向上し、また、ゼラチンと粘土の比
率を変えることで圧縮強度を制御できる。
【0007】ゼラチン水溶液は、通常その固液比を1:
5〜15程度とすることが好ましく、粘土ゾルについて
は固液比1:5〜1:20程度とする。そして両者の混
合比は、20〜80:80〜20程度とする。用途に応
じてゼラチン水溶液と粘土ゾルの他に、水に分散した天
然繊維、色素または香料を加えることも可能である。
【0008】さらに、この発明の他の発明では、ゼラチ
ン水溶液と粘土ゾルを混合したゼラチン・粘土混合ゾ
ル、およびゼラチン水溶液と粘土ゾルと天然繊維の水分
散体の三者を混合したゼラチン・粘土・天然繊維複合ゾ
ルを一次元に伸延して乾燥することにより紡織可能な程
度の強度のある長繊維状またはフィラメント状の複合体
が得られ、またゼラチン、粘土、天然繊維の比率を変え
ることで強度を制御できる。天然繊維を加えると得られ
た長繊維状またはフィラメント状複合体は柔軟性をま
す。ゼラチン水溶液は、通常その固液比を1:5〜15
程度とすることが好ましく、粘土ゾルについては固液比
1:5〜1:20程度とする。そして両者の混合比は、
20〜80:80〜20程度とする。
【0009】この発明の方法に用いる粘土としては天然
の、例えばモンモリロナイト、サポナイト、パイデライ
ト、カオリナイト、アロフェン、ベントナイト等、また
は合成粘土であってもよい。用途に応じてゼラチン水溶
液と粘土ゾルと水に分散した天然繊維の他に、色素また
は香料を加えることも可能である。
【0010】
【実施例】実施例1 山形県左沢産の天然ベントナイトを水簸し、2μm以下
の鉱物粒のみを集めて、モンモリロナイト成分を濃集
し、NaCl水溶液を用いてモンモリロナイトの層間イ
オンをNa+ に置換し、水洗、風乾して原料とした。同
原料と水を計量、混合して固/液比1:9の粘土ゾルを
つくり、一昼夜放置して熟成した。また、ゼラチンは市
販の粉末を用い、固液比1:9として加熱により溶解
し、水溶液とした。この両者の比率を50/50に調整
して、加熱しながら混合した。この混合ゾルをステンレ
ス製の容器に取り、同容器を液体窒素に浸潤して、平均
凍結速度2×10-2ml/秒以上で急速凍結し、凍結体
を真空乾燥して、多孔体を作成した。容器より取り出し
て、それぞれの圧縮強度を測定したところ、市販の発泡
ポリスチレンの圧縮強度を凌駕した。また、これまで考
案されてきた多糖類などの副成分のものに較べて弾力性
に向上がみられた。容器の形状により、塊状、棒状など
形状を制御することもできた。実施例2 実施例1と同じゼラチン水溶液を用い、平均凍結速度4
×10-2ml/秒以上で急速凍結し、凍結体を真空乾燥
して多孔体を作成した。容器より取り出して、それぞれ
の圧縮強度を測定したところ、市販の発泡ポリスチレン
の圧縮強度を凌駕した。また、これまで考案されてきた
多糖類などの副成分のものに較べて弾力性に向上がみら
れた。実施例3 実施例1と同じゼラチン水溶液と粘土ゾルを用い、50
/50の混合ゾルを赤色の絵の具で着色し、ステンレス
製の容器に取り、同容器を液体窒素に浸潤して、平均凍
結速度を8×10-2ml/秒以上で急速凍結し、凍結体
を真空乾燥して、多孔体を作成した。容器より取り出し
て、それぞれの圧縮強度を測定したところ、絵の具を加
えない50/50の混合ゾルとほぼ同等の強度を得た。
また、これまで考案されてきた多糖類などの副成分のも
のに較べて弾力性に向上がみられた。比較例1 実施例1と同じゼラチン水溶液と粘土ゾルを用い、50
/50の混合ゾルをステンレス製の容器に取り、同容器
を家庭用冷蔵庫に入れ、徐々に凍結し、凍結体を真空乾
燥して、多孔体を作成した。容器より取り出したとこ
ろ、得られたゼラチン・粘土複合体は幅0.1mm長さ
数mmのレンズ状の空孔が整列してみられ、非常に強度
の低い物であった。実施例4 山形県左沢産の天然ベントナイトを水簸し、2μm以下
の鉱物粒のみを集めて、モンモリロナイト成分を濃集
し、NaCl水溶液を用いてモンモリロナイトの層間イ
オンをNa+ に置換し、水洗、風乾して原料とした。同
原料と水を計量、混合して固/液比1:9の粘土ゾルを
つくり、一昼夜放置して熟成した。ゼラチンは市販の粉
末を用い、固/液比1:9に計量して混合加熱して溶解
せしめた。
【0011】上記により製造したゼラチン水溶液/粘土
ゾルの比率を70/30、50/50、30/70に調
整して、加熱しながら混合した。この混合ゾルの各々を
剥離剤を塗った底部の平坦なアルミニウム板上に注射器
で押し出し、径1mm長さ50cmの糸状に成型し、そ
のまま乾燥器内で乾燥した。ゾルの射出成型径、濃度に
より、その太さを制御することもできた。
【0012】乾燥後、それぞれの比率のゼラチン・粘土
長繊維状またはフィラメント状複合体が得られた。それ
ぞれは紡織可能な程度の強度と感触を有していた。実施例5 実施例4と同じゼラチン水溶液と粘土ゾルに、紙パルプ
を水熱処理して短繊維化した市販品の天然繊維を1:9
の固/液比に調整した水分散体を加えたゼラチン・粘土
・天然繊維複合ゾルを用いた。
【0013】ゼラチン水溶液/粘土ゾル/天然繊維の水
分散体の比率を45/45/10および30/60/1
0に調整して、加熱しながら混合した。この混合ゾルを
剥離剤を塗った底部の平坦なアルミニウム板上に注射器
で押し出し、径1mm長さ50cmに成型し、そのまま
乾燥器内で乾燥した。ゾルの成型径、濃度により、太さ
を制御することもできた。
【0014】乾燥後、それぞれの比率のゼラチン・粘土
・天然繊維長繊維状またはフィラメント状複合体が得ら
れた。それぞれは紡織可能な程度の強度と感触を有して
いた。実施例4のゼラチン・粘土長繊維状またはフィラ
メント状複合体に比べて、柔軟性を有していた。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の多孔体
もしくは長繊維膜状またはフィラメント状複合体は、従
来の石化製品であるポリスチレン製の緩衝材、断熱材、
吸音材若しくはポリエチレン製の包装材、梱包材、農業
資材に十分匹敵できる圧縮強度や引張強度を有しなが
ら、上記の石化製品と異なり、地球と親和素材であるゼ
ラチン、粘土、天然繊維を原材料としているので、焼却
しても炉を破壊するほどの高熱を発することや大量の炭
酸ガス等の有害ガスを発生することなく、また、この発
明を材料とする製品はゴミとして廃棄しても天然の土壌
に容易に変換され、地球環境を損なうことはない。
【0016】さらに、この発明の多孔体若しくは長繊維
状またはフィラメント状複合体の原料のゼラチン水溶
液、粘土ゾル、天然繊維の水分散体の比率を変更するこ
とで、上記の圧縮強度や引張強度を容易に制御できる。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゼラチン水溶液の急速凍結乾燥体からな
    る微細空孔を有するゼラチン多孔体。
  2. 【請求項2】 ゼラチン水溶液を1×10-2ml/秒以
    上の平均凍結速度で急速に凍結し、この凍結体を融解す
    ることなく乾燥することからなる微細空孔を有するゼラ
    チン多孔体の製造方法。
  3. 【請求項3】 ゼラチン水溶液と粘土ゾルとの混合ゾル
    の急速凍結乾燥体からなる微細空孔を有する複合多孔
    体。
  4. 【請求項4】 ゼラチン水溶液と粘土ゾルを混合したゼ
    ラチン・粘土混合ゾルを1×10-2ml/秒以上の平均
    凍結速度で急速に凍結し、この凍結体を融解することな
    く乾燥することからなる微細空孔を有するゼラチン・粘
    土複合多孔体の製造方法。
  5. 【請求項5】 ゼラチン水溶液またはこの水溶液と粘土
    ゾルの他、天然繊維、色素および/または香料の少なく
    とも一種が配合されている請求項1または3の多孔体。
  6. 【請求項6】 ゼラチン水溶液と粘土ゾルとの複合ゾル
    の長繊維状またはフィラメント状乾燥体からなるゼラチ
    ン・粘土複合体。
  7. 【請求項7】 ゼラチン水溶液と粘土ゾルと天然繊維の
    水分散体との複合ゾルの長繊維状またはフィラメント状
    乾燥体からなるゼラチン・粘土・天然繊維複合体。
  8. 【請求項8】 ゼラチン水溶液と粘土ゾル、またはさら
    に水に分散した天然繊維の他、色素および/または香料
    の少なくとも一種が配合されている請求項6または7の
    複合体。
  9. 【請求項9】 ゼラチン水溶液と粘土ゾルを混合したゼ
    ラチン・粘土複合ゾルを繊維状に伸延して乾燥する請求
    項6または8の複合体の製造方法。
  10. 【請求項10】 ゼラチン水溶液と粘土ゾルと天然繊維
    の水分散体の三者を混合したゼラチン・粘土・天然繊維
    の複合ゾルを繊維状に伸延して乾燥する請求項7または
    8の複合体の製造方法。
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