JPS62283130A - 動物の毛の微粉末、およびその製法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野］ 本発明は、動物の毛を極めて微細に粉砕した微粉末特に
鱗片状微粉末およびその製法に関する。

〔従来の技術〕

獣毛、人間の毛髪、鳥類の羽毛および羽根等は主成分と
してケラチンを多量に含有している。ケチランは自然の
状態では不溶性であり、酵素および化学修飾反応に対し
て抵抗性を示す。しかしながら、構成アミノ酸としての
シスチンの含有量が高く、シスチン残基やその他の官能
性側鎖を多量に有するので、金属等との反応性に冨む。

従って、ケラチン物質の微粉末は、例えば重金属吸着剤
、重金属分離用クロマトグラフィーの担体、飼料、医用
高分子、酵素の固定化用担体、アフィニティークロマト
グラフィー用担体、医薬品基剤または化粧品基剤として
の用途が期待されている。

従来、獣毛等のケラチン物質を粉体とする方法として、
特開昭５７−１６３３９２号公報に１よ、ケラチン物質
を水などで処理して含水物としたのら、これを−８０°
Ｃ以下に凍結してから粉砕して粉末とする方法が開示さ
れている。また、特開昭５７−１９２３０９号公報には
、ケラチン物質を水蒸気ととも−に高温高圧処理して膨
潤させる方法が開示されており、これを粉砕する方法が
示唆されている。

更に、羊毛粉末を化粧品に応用する試みが特開昭４９−
１３２２４７号、特開昭５５−２７１２０号、および特
開昭５４−７０４３５号各公報明細載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記の凍結粉砕法（特開昭５７−１６３
３９２号）では、極めてかさ高い羊毛等を水で処理し、
液体窒素等で凍結する必要があるので、大型の設備が必
要であり、工程数も多くなり、費用が高くなるという欠
点があった。更に、得られる生成物の粒度も大きかった
。また、前記の膨潤粉砕法（特開昭５７−１９２３０９
号）では、前記と同様の欠点に加えて、高圧釜での処理
において羊毛が熱および酸素によって化学的に損傷され
る重大な欠点もあった。

羊毛、羽毛、人間の毛髪等は、柔軟で比重が軽く、極め
てかさ高いので、これを微粉末とするのは極めて困難な
ことである。一般に用いられている衝撃式微粉砕機等に
よって得られる羊毛粉末等の粒径は高々１００μｍ程度
までである。また、羊毛等の主成分であるケラチンはタ
ンパク質なので熱に弱（、数十℃以上の温度に曝される
と着臭または着色等の厄介な問題を生ずる。すなわち、
粉砕を繰り返してより粒度の細かい微粉末を得ようとし
でも、変型なる粉砕刃との接触の際の高温には耐えられ
ないのである。従って、羊毛等の微粉末であって平均長
径が３０μｍ以下程度のものを製造する方法は従来知ら
れておらず、そのような微粉末は勿論知られていなかっ
た。

化粧品に応用されていた前記特開昭４９−１３２２４７
号公報に記載の羊毛粉末も０．３〜３Ｑ＋ｕ程度の大き
なものである。また、前記の特開昭５５−２７１２０号
および特開昭５４−７０４３５号各公報明細、平均長径
３０μｍ以下の羊毛微粉末およびその製法は開示されて
いない。

従って、本発明の目的は、獣毛、人間の毛髪、烏の羽毛
または鳥の羽根等の微粉末であって、従来のものより飛
躍的に微細に粉砕されたものを、比較的安価に、しかも
ケラチンを変性させることな（提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、循環真空粉砕技術を利用することによって
、平均長径３０μｍ以下およびアスペクト比４以上の動
物の毛の微粉末を調製できることを見出した。従って、
本発明は、平均長径３０μｍ以下およびアスペクト比４
以上である動物の毛の微粉末を提供する。

更に、本発明は、動物の毛を循環真空粉砕することを特
徴とする、平均長径３０μｍ以下およびアスペクト比４
以上の動物の毛の微粉末の製法を提供する。

本明細書において「動物の毛」とは、獣毛、人間の毛髪
、鳥の羽毛および鳥の羽根を意味する。

獣毛としては、例えば羊毛、ミンク毛、普通山羊毛、モ
ヘア毛、チベット毛、らくだ毛、カシミア毛、ラマ毛、
アルバカ毛、グアナコ毛、アンゴラ兎毛、生毛、普通兎
毛、馬毛、猫毛、豚毛等がある。鳥の羽根および鳥の羽
根としては、例えばガ鳥、アヒル、その他の水鳥、ニワ
トリ等の羽毛および羽根がある。

本発明の微粉末は、例えば本発明方法により、前記の動
物の毛をｉ環真空粉砕することによって調製することが
できる。Ｖ１１環真空粉砕は、本発明者の発明になる公
知の真空式粉砕装置（特公昭５２−１１７８７号）を更
に改良した循環式真空粉砕装置を使用して実施する。前
記の公知の真空式粉砕装置は、前記公報Ｇこ記載されて
いるとおり、（イ）被処理原料を装填する被粉砕物収容
器、（ロ）ハンマーおよび突条片を備えた粉砕機、（ハ
）生成物を収集する粉砕物収容器および（ニ）それらの
間に介在する連結移送手段、ならびに（ホ）前記の被粉
砕物収容２Ｓ（イ）および粉砕物収容器（ハ）と連結す
る真空ポンプから主に構成されている。

本発明者はその真空式粉砕装置に改良を加え、前記粉砕
Ｊａ（ロ）内のハンマーおよび突条片を回転刃および固
定刃に置き換えると共に、前記粉砕物収容器（ハ）の出
口と被粉砕物収容器（イ）の入口とを連結して真空下で
循環粉砕を実施できるようにした。この改良装置を使用
して前記の動物の毛を循環真空粉砕すると、動物の毛は
従来のものより格段に微細に粉砕される。

本発明の循環真空粉砕は、２〜３０　龍１１ｇ、好まし
くは２〜１０１ｍ１１ｇの真空下で実施する。Ｖ８環は
２回〜ｌＯ回、好ましくは３回ｊテなう。前記の循環真
空粉砕を行なう前に、原料となる動物の毛を有機溶剤例
えばジエチルエーテル、アセトン、クロロホルムまたは
：・リクロルエタン等で脱脂するか、あるいは各種の界
面活性剤によって脱脂・洗浄することができる。

脱脂・洗浄処理後の市販製品をそのまま使用することも
できる。

Ｗｉ環真空粉砕処理後に、その生成物を分級する。

分級方法としては、それ自体公知の方法例えばフルイ分
け、湿式分級または乾式分級を使用することができる。

乾式分級装置例えば重力分級装置、慣性分級装置特には
遠心分級装置を使用するのが好ましく、強制渦遠心分級
装置を使用するのが特に好ましい。適当な分級手段を採
用することにより、動物の毛の最外層を形成するキュー
ティクル（毛小皮）を主成分とする微粉末〔この場合に
は、例えば強制渦遠心分級装置（分離径０．５〜５０μ
ｍ好ましくは０．５〜３０μｍ）を使用する〕、あるい
はその他の部分すなわちコーテソクス（皮質）およびメ
デュラ（毛胞）を多く含む微粉末を得ることができる。

前記の動物の毛の染色、漂白、ＵＶ処理、静電処理、ｔ
Ω水処理、防虫処理、防腐処理、防磁処理、その他の表
面処理等は、循環真空粉砕処理の前後または分級処理の
前後のいずれにおいても行なうことができるが、分級処
理後に行なうのが好ましい。

染色については、たとえば赤色３号、赤色１０４号、黄
色４号、黄色５号、緑色３号、青色１号、青色２号、赤
色２２７号、赤色２３０号、橙色２０６号、橙色２０７
号、黄色２０２号、緑色２０１号、緑色２０４号、緑色
２０５号等のタール色素、カルミン酸、ラッカイン酸、
カルサミン、ブラシリン、クロシン、アナトー、アンド
シアニン、サフロールエロー、紅鞠色素等の天然色素で
常法に従い染色することができる。ＵＶ処理については
、たとえばサリチル酸、パラアミン安息香酸、ウロカニ
ン酸等の紫外線吸収剤を常法に従い吸着させることがで
きる。

前記の循環真空粉砕および分級によって、平均長径３０
μｍ以下およびアスペクト比４以上の微粉末が得られる
。得られた微粉末は、主に鱗片状（平板状）の微粉末か
ら構成されている。

本明細書において、微粉末の寸法は以下のようにして測
定する。得られた微粉末をアセトン等の分散媒に四層さ
せ、これをアルミニウム類の試料台の上に乗せ、乾燥さ
せてから金蒸着を行なって試料とし、鱗片状微粉末を上
方から見た電子顕微鏡写真をとる。

微粉末の映像図形は不定形であるから、その一番長い径
を「長径」とし、少なくとも５０個好ましくは１００個
以上の微粉末について長径を測定し、その平均値を「平
均長径」とする。また、前記の「長径」と直角方向の径
の中で一番長い径を「短径」とし、個々の微粉末につい
て二軸平均すなわち（「長径」＋［短径Ｊ）Ｘｉ／２を
算出し、個別の二軸平均から前記と同様にして求めた平
均値を「平均二輪平均Ｊとする。一方、微粉末から前記
と同様にして試料を作製し、試料台を約４５＠に傾けて
、鱗片状微粉末を側面から見た電子顕微鏡写真をとり、
影像図形の最長の厚さを微粉末の「厚さ」とし、前記と
同様にして「平均厚さ」を求める。次に、「平均二軸平
均」／「平均厚さ」を計算し、これを「アスペクト比」
とする。

前記の方法で測定した本発明の微粉末は、平均長径３０
μｍ以下好ましくは１〜２０μｍ更に好ましくは２〜１
０μｍ、平均二軸平均１〜２０μｍ好ましくは２〜ＩＯ
μｍ、平均厚さ５μｍ以下好ましくは０１１〜２μｍ１
そしてアスペクト比４以上好ましくは７〜１００を有す
る。

本発明による微粉末の表面積をＢＥＴ法で測定するとＯ
，１ｍ／ｇ以上であり、特には０，５〜５ｍ／ｇである
。

本発明の微粉末を電子顕微鏡で観察すると、多数の鱗片
状粉体が見える。また、その微粉末のアミノ酸組成では
、セリン、プロリンおよびシスチンの量が多いので、キ
ューティクルが主成分になっているものと考えられる。

従って、本発明による循環真空粉砕処理によって個々の
キューティクルの単位にまで粉砕が行なわれている。前
記のとおり、個々のキューティクルの単位にまで粉砕が
行なわれるので、動物の毛のコーテックス（皮質）およ
びメデュラ（毛胞〉の部分においても各々少なくとも部
分的には同様の粉砕が行なわれているものと考えられる
。

〔発明の効果〕

本発明による微粉末は、従来の粉末と比べて極めて微細
にしかも比較的均一に粉砕されており、その上、全体と
して鱗片状（または平板状）であるので、ケラチン物質
の表面特性を更に有効に利用することができる。

従って、本発明の微粉末をそのままあるいは適当な処理
を施した後で、重金属（水銀、銅、カドミウム、クロム
等）吸着剤、重金属分離用クロマトグラフィー担体、飼
料、医用高分子、酵素の固定化用担体、アフィニティー
クロマトグラフィー用担体、医薬品基剤、化粧品基剤と
して使用することができる。また、本発明の微粉末は優
れた乳化作用を示すので、乳化剤としても使用すること
ができる。更に本発明の微粉末のうち、それ自体が色素
を含有している有色微粉末はそのままの形で、あるいは
それ自体が色素を含有していないかまたは所望の色調で
ない微粉末は適当に染色した後で、それらの有色または
着色微粉末を顔料または染料として使用することができ
る。

本発明による前記の循環真空粉砕法は、空気の不在下で
粉砕を行なうので、粉末のケラチン物質が酸素によって
酸化されることがなく、高速回転下の粉砕機の摩擦熱が
外部に放散され、熱によるケラチン物質の変性も発生し
にくい。従って、動物の毛が化学的に変質することなく
微粉砕され、続（分級処理においても化学的変性は起こ
らない。

〔実施例〕

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、
これは本発明を限定するものではない。

例　　１ （ａ）本発明による微粉末の調製 通常の方法によって脱脂・洗浄し、予め細切したメリノ
一種の羊毛５０　ｋｇを、真空式粉砕装置嶋 （酸相化成：　　ＳＷＭ−４８型）のＷｉ環式改良装置
の被粉砕物収容器に装填し、系内を真空（５＊ｍｌ１ｇ
）とした後、５．５　Ｋｗｈおよび３０００ｒｐｍの条
件下で６時間運転して粉砕を行なった。なお、この装置
を循環させずに同様に粉砕を行なった場合の所用時間は
２時間であったので、この処理によって平均３回の繰り
返し粉砕処理が行なわれたことになる。

続いて、強制渦遠心分級装置〔日清エンジニアリング：
ＴＣ−１５Ｎ型（分離径２０μｍ））を用いて分級を行
ない、２０μｍ以下の微粉末４．５　ｋｇを得た。得ら
れた微粉末を走査型電子顕微鏡（日本電子：　　ＪＳＭ
−Ｔ１００型）により観察した結果を第１図および第２
図に示す。

こうして得られた微粉末は実質的にキューティクルを主
成分とするものと考えられる。その理由は以下のとおり
である。

（１）微粉末のアミノ酸組成が、原料の羊毛のキューテ
ィクルのアミノ酸組成と良く一敗する〔後記（ｃ）項参
照〕。

（２）電子顕微鏡写真（第１図および第２図）に現われ
た微粉末の形状が鱗片状であり、キューティクルの形状
と一致する。

（３）微粉末の収率が羊毛におけるキューティクルの重
量比率（約１割）にほぼ−敗する。

（ｂ）対照用微粉末の調製 前記例１　（ａ）の改良装置を真空としないで同様に６
時間運転を行なって得られた生成物を同様にして走査型
電子顕微鏡により観察した結果を第３図の写真に示す。

第３図から明らかなとおり、部分的にキューティクルが
剥がれていたり、繊維Ｍｉ織の部分的破壊が見られるが
、大部分の羊毛が長い繊維状のままで残っていた。また
、肉眼で着色が認められ、イオウ様の着臭もあった。

次の第１表に各粉体の寸法を示す。

以下余白 】−」−一表 （ｃ）アミノ酸分析 例１　（ａ）の出発材料であるメリノ一種羊毛１０ｍｇ
および生成物である微粉末１０ｍｇを加水分解用の試験
管にそれぞれ精秤し、６Ｎ塩酸２ｍｌを加え、真空にし
てから封管した。続いて１１０℃で２４時間完全加水分
解した。得られた分解液を減圧濃縮して脱塩酸したのち
、希釈してアミノ酸分析用試料とした。これらの試料を
全自動高速アミノ酸分析機ＪＬＣ−３００（日本電子）
で分析した。データ処理はデータ処理装置７０００Ｂ　
（システムインスツルメンツ）によって行なった。得ら
れた結果を第２表に示す。

第２表から明らかなとおり、本発明の微粉末ではセリン
、シスチンおよびプロリンが多く、これを文献値と比較
すると、キューティクル含量が多いことが分かる。

（ｄ）粒度分布の測定 前記例１　（ａ）の本発明の羊毛微粉末の粒度分布を測
定した。粒度分布の測定は、マイクロトラック粒度分布
計７９９５−３０ＳＰＡ型（日機装）を用いてレーザー
解析法によって行なった。粒径区分と各粒径区分に於け
る分布率および平均粒径を以下の第３表に示す。

４２．２１　　　　　　　　　　　　　０．０２９．８
５　　　　　　　　　　　　　０．０２１．１０　　　
　　　　　　　　　　０．０１４．９２２．１ １０．５５２２．２ ７．４６　　　　　　　　　　　　１７．３５．２７　
　　　　　　　　　　　１１．７３．７３　　　　　　
　　　　　　　　　　　　１５．６２．６３　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１６．３１．６９９．１ １．０１　　　　　　　　　　　　　　　　　　３．８
０．６６　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．６
０．４３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．
００．３４　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．
００．２４　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．
０なお、前記のマイクロトランク粒度分布計による測定
方法では、試料分散液を一方向に流動させて試料を均一
に分散させる。前記の羊毛微粉末の場合には試料が鱗片
状であるので、はとんどの粒子の長径が流動方向とほぼ
平行になる。この流動方向に対して垂直方向からレーザ
ーを照射し、その散乱光の回折によって粒径を測定する
ので、第３表による平均粒径は、全粒子の二軸平均の平
均値すなわち平均二軸平均にほぼ近い値となる。

（ｅ）吸水量および吸油量の測定 粉体が液体を吸収し得る量の限度は通常吸液量と言われ
、粉体１００ｇに液体を少量ずつ加えて練り合わせなが
ら粉体の状況を観察し、ばらばらな分散状態からひとつ
の塊を成す点を見出し、そのときまでに加えた液体の重
量（ｇ）をその粉体の吸液〒としている。吸？ｆ！ｔＮ
は液体の表面の性質により大きく変化するが、特に粒子
の大きさの影響が大きく、粒度が小さいほど吸液量が大
きいとされている。

蒸溜水を用いて吸水量を、そして流動パラフィンおよび
ミリスチン酸イソプロピルを油として用いて吸油量を測
定した結果を以下の第４表に示す。

以下余白 茅−」ニー麦 例２ 前記例１　（ａ）と同様の方法によってガ鳥の羽毛を処
理したところ、同様の微粉末が得られた。

例　　３ 前記例１　（ａ）と同様の方法によってモヘアを処理し
たところ、同様の微粉末が得られた。

比較例 通常の方法によって脱脂・洗浄したメリノ一種の羊毛１
００ｇを水１．０　ｋｇに３時間浸漬し、続いて遠心脱
水を行い、含水量を８０ｇとした。これを液体窒素（−
１９６℃）中で凍結させ、粉砕機〔不二電機工業：サン
プルミル（ＫＩ［−１型）〕を用いて粉砕した。こうし
て得られた羊毛粉末を走査型電子顕微鏡（日本電子：　
　ＪＳＭ−Ｔ１００型）で観察した結果を第４図に示す
。第４図から明らかなとおり、従来の凍結粉砕法では羊
毛繊維を単に輪切りにすることができるだけであり、繊
維組織を実質的に破壊することができないことが分かっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、循環真空粉砕を利用して得た本
発明の羊毛微粉末の形状を示す電子顕微鏡写真であって
、第１図は倍率１０００倍、第２図は倍率５０００倍の
ものである。 第３図は、非真空下でＷｉ環粉砕して得た、羊毛粉末の
形状を示す倍率１００倍の電子顕微鏡写真である。 第４図は、凍結粉砕によって得た羊毛粉末の形状を示す
倍率１００倍の電子顕微鏡写真である。 ５Ｉ７１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平均長径３０μｍ以下およびアスペクト比４以上で
   あることを特徴とする、動物の毛の微粉末。 ２、動物の毛を循環真空粉砕することを特徴とする、平
   均長径３０μｍ以下およびアスペクト比４以上の動物の
   毛の微粉末の製法。