KR20010052075A

KR20010052075A - 결정성 견 초미세분말의 제조방법

Info

Publication number: KR20010052075A
Application number: KR1020007003059A
Authority: KR
Inventors: 고조 츠보우치
Original assignee: 노링스이산쇼 산시.곤츄노교기즈츠켄큐쇼쵸가 다이효스루 닛본고쿠; 고조 츠보우치
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2001-06-25
Also published as: CN1122068C; US6427933B1; EP1116743A4; EP1116743B1; DE69923853T2; KR100393832B1; EP1116743A1; DE69923853D1; JP3362778B2; JP2001048989A; WO2000075219A1; CN1296505A

Abstract

각 용도등에 사용할 수 있는 평균입자경이 3㎛미만의 결정성 견 피브로인 분말을, 견사의 물리적인 분쇄에 의하여 공업적으로 제조하는 방법을 제공하는 것을 주된 과제로 한다.

고치의 실, 견사, 생사등의 견물질을 알칼리 수용액과 100℃∼150℃의 온도에서 1∼5기압의 가압하에 접촉시켜, 견물질의 인장강도를 약 0.02g/d이하로 저하시킨 후에, 얻어진 견물질의 탈알칼리와 건조를 행하고, 이어서 얻어진 건조 견물질을 평균입자경 3㎛미만으로 분쇄한다.

이로서 평균입자경 3㎛미만의 결정성 견 피브로인 분말이 제조된다.

Description

결정성 견 초미세분말의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING CRYSTALLINE SUPERFINE SILK POWDER}

견 분말은 음식물, 화장품, 도료 등에 대한 첨가물로서의 용도를 갖는다. 종래 견 분말, 특히 결정성의 견 피브로인 분말을 제조하는 방법으로서는

1) 견사를 분쇄하여 분말화하는 물리적 방법과 2) 화학적 방법, 예를 들면 견물질을 산이나 중성염 등을 포함하는 수용액에 용해시킨 후, 중화에 의하여 생성되는 염을 제거하여 피브로인 수용액을 만들고, 이 수용액에 침전제를 첨가하여 견 피브로인을 침전시키고, 이어서 이 침전물을 분리하여 건조하든가 또는 상기 수용액을 동결건조나 분무건조하는 등의 화학적 방법이 알려져 있다.

상기 물리적 방법에 의한 분말화의 예로는, 예전에는 300메시(평균입자 30∼50㎛정도)의 화장품용 견 분말을 얻는 예(일본특공소 27-3650호 공보)가, 최근에는 평균입경이 3.25㎛의 도료용 견 피브로인 미세분말을 얻는 예(일본특개평 6-339924호 공보)가 보고되어 있다.

그러나, 화학적 방법에서는 결정성이 낮은 분말이 생성되어, 견 본래의 특성을 갖는 결정성 견 피브로인 분말을 제조할 수가 없다.

견물질은 결정성이 낮아짐에 따라 흡습성이나 흡수성이 크게 되어, 흡습이나 흡수에 의하여 견은 연화하고, 변형되기 쉬워지는 성질을 갖고 있다.

그와 같은 결정성이 낮은 견 분말은 흡습, 흡수한 후에 건조하면 분말이 강고하게 응집하여 매우 단단한 덩어리로 되어버려, 사용가치가 없는 것으로 되기 때문에, 견 본래의 특성을 보유하기 위해서는, 견사의 본래의 구조가 남아 있는 결정성의 분말인 것이 필요하고, 따라서 결정성 분말의 공업적 생산방법으로는 물리적 분쇄방법을 채용하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

한편, 물리적 분쇄방법을 적용하더라도 상술한 바와 같이, 종래기술로는 평균입경이 3㎛정도까지의 분말을 얻는 것이 한도였다.

즉, 물리적인 분쇄기는 어느 형이거나 같은 형의 분쇄기를 사용하고 있는 한, 피분쇄원료의 성질에 따라 분쇄후의 입자의 크기에는 한계가 있고, 무제한으로 입자경이 작은 분말을 얻을 수 있는 것은 아니다.

일반적으로 충격속도가 큰 분쇄기 일수록 분말경은 작아지지만, 분말경이 작아질수록 입자의 충돌확률은 작아지고, 입자의 파괴속도를 초과하여 입자에 응력이 가해지는 확률도 낮게 되므로, 분쇄기의 에너지 효율은 입자경이 일정치 이하로 되면 가속도적으로 감소한다.

따라서, 견사를 분쇄하여 미세분말을 얻으려고 하는 종래의 방법에서는 평균입자경 3㎛정도가 한계로 생각된다.

또, 견물질의 용도에 관하여는 본 발명자 등은, 먼저 견물질이 피부에 잘 적합한 물질이고, 그 분말이 표피세포증식활성화 소재로서 유용하다는 것을 분명히하였지만(일본특원평 9-333560호), 더욱 더, 견물질의 미세분말은 기타 충전재, 코팅재, 화장용 소재등으로서도 유용한 소재로서 기대되어 오고 있다.

본 발명자등은 먼저, 견물질을 알칼리금속화합물의 수용액과 대기압하에 95℃이상의 온도에서 접촉시켜 강도를 열화시킨 후, 얻어진 견물질의 탈알칼리와 건조를 행하고, 이어서 분쇄함으로서 평균입경이 3∼6㎛의 결정성의 견 피브로인 분말을 얻는 방법을 개발하였지만(특허 제2615440호), 그 후 예의 연구를 거듭한 결과 견사본래의 구조가 남아있는 평균입자경 3㎛미만의 초미세분말인 결정성 견 피브로인 분말이 특유한 성질을 발휘하여 각종 용도에 극히 유용하다는 것을 발견 하였다.

즉, 평균입자경 3㎛미만의 초미세분말인 결정성 견 피브로인 분말은 성형성에 우수하고, 또 피부등에 대한 부착성, 신전성, 감촉 등에 있어서 매우 우수하고, 화장용 소재로서의 입술연지, 눈썹 그리는 먹, 머리염색, 아이라이너, 연지, 파운데이션 등의 용도에 극히 우수하다는 식견을 얻은 것이다.

본 발명은 이상과 같은 기술적 배경으로 이루어진 것으로, 상기의 각 용도등에 사용할 수 있는 평균입자경이 3㎛미만의 결정성 견 피브로인 분말을, 견사의 물리적 분쇄에 의하여 공업적으로 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 견물질로부터 평균입자경이 3㎛미만의 견 피브로인 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 실시예에 있어서 평균입자경이 약 0.9㎛의 초미세분말의 입자경분포 곡선을 도시한다.

도 2는 알칼리 처리후의 분쇄공정을 도시하는 플로차트이다.

도 3은 알칼리 처리후의 분쇄공정을 도시하는 플로차트이다.

도 4는 알칼리 처리후의 분쇄공정을 도시하는 플로차트이다.

도 5는 분체를 소재로서 지지빔의 파단시험을 도시하는 도면이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이하에 표시되는 기술적 사항을 채용하는 것이다.

즉, 본 발명은 (1) 고치의 실, 견사, 생사 등의 견물질을 알칼리 수용액과 1기압을 넘는 압력에서 접촉시켜 견사의 강도를 저하시킨 후에, 탈알칼리와 건조를 행하고, 이어서 얻어진 견물질을 분쇄하여 얻어지는 평균입자경 3㎛미만의 견사의 구조를 남기는 결정성 견 피브로인 분말을 제조하는 방법에 있다.

그리고 (2) 고치의 실, 견사, 생사 등의 견물질을 알칼리 수용액과 100℃∼150℃의 온도에서 1∼5기압의 가압하에 접촉시켜, 견물질의 인장강도를 약 0.02g/d 이하로 저하시킨 후에, 얻어진 견물질의 탈알칼리와 건조를 행하고, 이어서 얻어진 건조 견물질을 분쇄하여 평균입자경 3㎛미만의 결정성의 견 피브로인 분말을 제조하는 방법에 있다.

그리고, 또, (3) 알칼리 수용액의 알칼리도는 pH 9∼12.5인 상기(2)의 평균입자경 3㎛미만의 결정성 견 피브로인 분말을 제조하는 방법에 있다.

그리고, 또 (4) 건조 견물질을 분쇄함에 있어서, 충격식분쇄와 마찰식분쇄와 기류식 분쇄를 조합하여 분쇄를 행하는 상기 (2)의 평균입자경 3㎛미만의 결정성 견 피브로인 분말을 제조하는 방법에 있다.

그리고 또, (5) 건조 견물질을 분쇄함에 있어서, 충격식분쇄와 마찰식분쇄와 기류식분쇄를 조합하여 분쇄를 행하고, 이어서 분급하는 상기 (2)의 평균입자가경 3㎛미만의 결정성 견 피브로인 분말을 제조하는 방법에 있다.

그리고, 또 (6) 충격식분쇄와 마찰식 분쇄를 조합하여 분쇄를 행함에 있어서, 건조 견물질을 먼저 충격식분쇄-마찰식분쇄, 마찰식분쇄-충격식분쇄, 또는 마찰식분쇄-충격식분쇄-마찰식분쇄를 순차 행함으로서 평균입경이 4∼15㎛의 견분말로되고, 이어서 기류식분쇄에 의하여 평균입경이 3㎛미만의 초미세분말로되는 상기 (4)의 평균입자경 3㎛미만의 결정성 견 피브로인 분말을 제조하는 방법에 있다.

본 발명은 명세서 기재의 목적에 따른 것이면, 상기 1,3,4,5,6 중에서 선택된 2개이상을 조합한 구성, 상기 2,3,4,5,6 중에서 선택되는 2개이상을 조합한 구성도 채용이 가능하다.

본 발명에 따르면, 평균입자경 3㎛미만의 결정성의 견 피브로인 미세분말을 얻는데는

1) 원료의 고치의 실, 견사, 생사, 면포비단 등의 견물질을,

2) 알칼리 수용액과,

3) 100℃∼150℃의 온도에서,

4) 1∼5기압의 가압하에 접촉시켜,

5) 견물질의 인장강도를 약 0.02g/d 이하로 저하시킨 후에,

6) 얻어진 견물질의 탈알칼리와 건조를 행하고,

7) 이어서 얻어진 건조 견물질을 분쇄하는

구성을 채용함으로서, 평균입자경 3㎛미만의 결정성의 견 피브로인 분말을 얻을 수가 있는 것이다.

본 발명에 있어서, 견물질의 인장강도를 약 0.02g/d 이하로 저하시키도록 처리하는 것이 중요하고, 0.02g/d를 초과하는 정도의 인장강도의 저하로서는 평균입자경 3㎛미만의 분말을 얻는 것은 곤란하다.

또, 그 처리는 100℃∼150℃의 온도에서, 동시에 가압하에 행하고, 균일하게 강도가 열화하도록 처리를 행하는 것이 중요하다.

또, 분쇄공정은 충격식분쇄와 마찰식분쇄를 조합한 2단계 이상의 다단분쇄 방법을 도입하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 견물질에는 고치의 실, 생사, 견사(정련에 의하여 세리신이 제거된 실) 및 그들의 잔사등의 폐물이 포함된다.

또, 견물질은 이들의 각사에 의하여 형성된 직물, 편물, 부직포, 망물등도 적용이 가능하다.

본 발명을 실시하는데는, 먼저 견물질을 알칼리 수용액과 100℃를 초과하는 온도, 바람직하게는 120℃±10℃의 온도에서 가압하에 접촉시켜서 처리한다.

알칼리성 수용액에 있어서 알칼리성 물질로서는, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수가 있다.

알칼리성 수용액의 알칼리성의 정도(알칼리도)는 pH 9∼12.5, 바람직하게는 pH 10.5∼12.0이다.

pH 9 보다 작으면 강도저하가 균일하며 효율좋게 진행되지 않고, 또 pH 12.5를 초과하면 견사 등의 용해부분이 많아지고 회수율이 낮게 된다.

알칼리성 물질로서 탄산나트륨은 수용액으로서 완충작용이 있기 때문에, 농도를 높게 하더라도 pH가 12.5정도 이상으로는 되기 어려워, 매우 유용하다.

게다가, 탄산나트륨에 수산화나트륨 등을 소량 혼입함으로서 알칼리성물질 전체의 사용량을 저하시킬 수가 있다.

알칼리 수용액에 의한 견물질의 처리는 100℃를 초과하는 알칼리성 수용액중에 견물질을 침지함으로서 실시된다.

견물질을 알칼리성 수용액과 접촉시키는 시간(알칼리처리시간)은 가잠사, 야잠사를 불문하고, 견물질의 강도가 초미세분말화에 적합한 정도까지로 균일하게 저하하는 데 필요한 시간이다.

예를들면 견사의 경우, 그 인장강도가 약 0.02g/d 이하, 바람직하게는 인장시험에서 견사의 강도의 측정이 거의 곤란하게 될 정도(0.01g/d 이하), 즉, 견사의 측정가능한 형태를 구비하지 않는 상태로 될 때까지 알칼리성 수용액과 접촉시킨다.

일반적으로, 그 처리시간은 0.5∼5시간이고, 고치의 실, 생사, 견사등의 사섬도(絲纖度)가 큰 경우나 실에 세리신 고착이 보이는 경우 및 야잠사와 같이 강도가 저하하기 어려운 경우에는 2∼3시간 또는 그 이상의 시간을 가하든가 또는 알칼리성 물질의 농도를 높게 할 필요가 있다.

알칼리 처리에 필요한 구체적시간은 알칼리 처리후에 강도저하한 견물질의 분쇄화의 용이성과 알칼리에 접촉시키는 시간과 온도의 관계를 조사함으로서 정할 수가 있다.

알칼리 처리에 의하여 견사의 강도를 저하시키는 경우에 중요한 점은 견사의 강도를 균일하게 저하시키는 것이다.

이 경우, 특히 필요한 점은 알칼리 처리를 하는 견물질을 고치실의 또는 견사로까지 충분히 분섬(分纖)시키면, 알칼리 처리 온도는 100℃ 전후의 펄펄끓임(대기압)으로도 평균입자경 3㎛미만의 분말화는 불가능하지는 않지만, 강도에 분산이 생겨, 알칼리 처리시간이 길어지고, 알칼리성 물질의 양을 많이 필요로 하고, 회수율이 매우 저하된다.

따라서, 고치의 실이나 견사 등의 견물질의 부분에 의하여 알칼리 처리후의 강도에 분산을 적게하는 것이 중요하다.

본 발명에서는 대기압을 초과하는 압력하에 알칼리 처리하는 것으로, 이와 같은 문제점을 극복하고 있다.

대기압을 초과하는 압력은 밀폐용기내에 견물질, 알칼리성 물질 및 물을 넣어, 펄펄끓는 온도 이상으로 온도를 올림으로서 얻어지지만 그 압력범위는 1∼5기압 정도의 범위이고, 특히 실제로 공업적으로 생산하는 경우에서는 1∼3기압의 제어하기 쉬운 압력범위가 바람직하다.

예를들면 대기압에 0.01기압만 가하더라도 견물질에 대한 알칼리 처리의 정도는 대기압에서 행한 경우보다 더욱 더 균일하게 되고, 평균입자경은 미세하게 되지만, 바람직하게는 대기압에 0.1기압을 초과하는 압력, 더욱 더 바람직하게는 약 2기압의 압력하에서 120℃±10℃의 온도로 알칼리처리를 행하도록 하면 극히 효과적이다.

알칼리 처리한 후의 견물질은, 이것을 알칼리성 수용액으로부터 분리한 후, 거기에 부착하는 알칼리성 물질을 수세에 의하여 제거하여 탈알칼리하고, 이어서 건조한다.

탈알칼리에는 염산이나 타르타르산 등의 산으로 중화하면 탈알칼리나 피부적합성은 효과적이다.

또, 중화수세후에 천연의 산(예를 들면 레몬과 같은 감귤류의 짜낸 액)을 가하면 화장용 분말소재로서 피부에 적합하기 때문에 더욱 더 효과적이다.

건조는, 건조기에 의한 적극적인 건조를 행하는 것이 바람직하지만, 자연건조도 당연히 가능하다.

다음에, 이와 같이 하여 얻어지는 견물질을 분쇄처리한다.

이 견물질의 초미세분말화에는 충격식분쇄(조분쇄, 초미분쇄)에 마찰식분쇄(마쇄)를 조합하여 행한다.

예를들면, 다음의 a)∼c)의 어느 것이든가의 다단 분쇄방법이 채용된다.

a) 충격분쇄(조분쇄)→마쇄→충격분쇄(초미분쇄)→(분급)

b) 마쇄→충격분쇄(조분쇄)→충격분쇄(초미분쇄)→(분급)

c) 마쇄→충격분쇄(조분쇄)→마쇄→충격분쇄(초미분쇄)→(분급)

최후의 충격분쇄(초미분쇄)를 행하기전의 시점에서의 평균입경이 4∼15㎛까지 분쇄 되어지는 것이 바람직하다.

이 범위에서는 충격분쇄(초미분쇄)가 극히 효율좋게 행해지는 것이다.

그리고, 초미분쇄에 의하여 최종적으로 평균입경이 3㎛미만의 결정성의 견 초미분쇄가 얻어진다.

특히, 1㎛정도 이하의 분말은, 얻어진 견 초미분쇄물을 다시 분급에 의하여 얻을 수가 있다.

얻어진 견 초미분쇄는 극히 촉감이 좋고, 성형하기 쉽다.

특히, 1㎛정도의 분말은, 피부에 대한 부착성이나 퍼짐이 극히 우수하고, 화장용 소재나 수지복합 등을 포함하여 피부의 보호재로서 우수하다.

원료 견물질을 가압하에 100℃∼150℃의 온도로 알칼리 수용액과 접촉처리하는 경우에, 내압성의 스테인레스제 등의 금속용기나 유리용기에 알칼리성 수용액을 넣어, 이수용액중에 견물질을 침지한다.

이 경우, 원료견물질의 강도를 균일하게 저하시키기 위해서는 고치의 실, 생사, 견사등 섬유상의 견물질을 될 수 있는 한 분섬하여 두면 좋다.

알칼리 처리후의 탈알칼리는 수세와 탈수를 반복하여 중성으로 하는지, 또는 염산이나 타르타르산 등의 산으로 중화하고, 이어서 수세-탈수공정을 반복하여 세정한다.

탈수공정에 있어서는 베 모양 필터를 사용하는데, 예를 들면 입자경이 0.5㎛정도의 미세한 견 입자도 회수할 수 있는 눈이 미세한 필터를 사용한다.

알칼리 처리공정에 있어서는 원료견물질의 비결정성부가 알칼리 수용액에 서서히 용해되여 가고, 용해된 견물질은 탈수시에 물과 함께 제거되므로, 분쇄에 제공되는 견물질은 주로 견사 본래의 구조(피브로인 분자가 1축배향한 β형)를 남기는 결정성의 견물질로 이루어지고 있다.

본 발명의 가압하에서의 알칼리 처리에 있어서, 필요한 알칼리성 물질의 양은 상압하에서 알칼리처리를 행하는 상기 특허 제 2615440호의 경우보다 극히 적은 양으로 충분하고, 예를 들면 제 2615440호의 경우에는 견 대 탄산소다의 비가 1대1의 비율로 행할 필요가 있는데에 대하여, 가압하 120℃에서 알칼리처리를 행하는 본원 발명의 경우에는 견 대 탄산소다의 비가 1 대 0.5이하에서 행할 수가 있다.

이 사실은 알칼리처리후의 수세탈수의 횟수나 중화에 필요한 산의 양도 당연히 감소될 수 있다는, 견 의 결정성 초미세분말의 공업적 생산상 우수한 효과를 갖는 것을 의미한다.

본 발명에 의하면, 견물질로부터 평균입자경 3㎛미만의 견 피브로인 초미세분말을 효율좋게, 동시에 염가로 제조될 수가 있다.

본 발명에 의하여 얻어진 견 피브로인의 초미세분말은 결정성의 것으로, 상기한 바와 같이, 그 결정형태는 견사와 동일하게 일축배향한 β형이고, 물에 불용성으로 흡습성, 방습성, 투습성 등에 있어서 견사와 동등한 우수한 성질을 갖고 있다.

특히, 입자가 미세하기 때문에, 성형하기 쉽고, 피부에 대한 부착성, 신전성에 우수하고, 동시에 촉감등에 있어서, 극히 우수하고, 화장용 소재로서의 입술연지, 눈썹그리는 먹, 머리염색, 아이라이너, 연지, 파운데이션 등의 용도, 잉크용 첨가제, 수지복합소재 혹은 도료용 소재로서의 용도에 매우 유용하다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

실시예 1

에리 잠견층을 0.5%의 탄산나트륨수용액(욕비 50배)으로 펄펄끓여 세리신을 제거하고, 수세건조하여 에리 잠견사로 한다.

이 견사(피브로인 섬유)를 표 1의 조성하에 스테인리스 용기에 넣고, 밀폐하여, 120℃(2.02기압)에서 처리하였다.

히드로술파이트나트륨은 표백제이고, 구레와트는 금속봉쇄제의 상품명(데이고쿠화학 산업주식회사 제)이다.

이들은 알칼리 처리후의 에리 잠사의 흰정도에 영향을 주거나, 사용하는 용기의 재질에 따라 필요 되는 것으로, 반드시 사용하지 않더라도 분말화에는 특히 영향을 주지않는다.

탄산나트륨의 양과 알칼리 처리시간은 분말화에 영향을 준다.

표 1의 경우 견물질의 강도는 0.01g/d 점도까지 저하되었다.

알칼리 처리방법을 표 1에 표시하였다.

에리 잠견사	20(g)
탄산나트륨	8(g
금속봉쇄제(구레와트)	5(g)
히드로술파이트나트륨	1(g)
물	600(g)

인장강도는 텐실론 UTM-II형 장치에 의하여 측정되였다.

알칼리 처리한 에리 잠면사 함유 알칼리용액을 염산으로 pH 8.5로 내리고 이어서 타르타르산으로 중화한 후, 높은 메시도 직물의 자루모양 용기속에 넣고, 수세와 탈수를 4회 반복하고, 뒤이어 약 40℃로 건조하였다.

분쇄처리는 먼저 교반파쇄장치[이시가와식]으로 마쇄하고, 다음에 이것을 회전식 충격분쇄기[후지전기공업(주)제 샘플밀 KI·-1]로 타쇄함으로서 평균입자경이 약 12㎛의 견 미세분말을 얻었다.

더욱 더 이 미세분말을 기류식 분쇄기[닛신 제분(주)제 커런트제트 CJ-10]로 분쇄한 후, 분급장치[닛신제분(주)제 터보클래시파이어 TC-16N]로 분급하여, 평균입자경이 약 2.6㎛와 0.9㎛(도 1)의 초미세분말을 얻었다.

도 1로부터 명백한 바와 같이, 마쇄와 분급의 공정을 경유하여 얻어지는 평균입자경 1㎛정도 이하의 입자중에는 5㎛이상의 입자가 포함되어 있지 않다.

이 초미세분말은 섬유경 10㎛정도 이상의 섬유로 복합화시켜, 섬유의 개질을 도모할 수가 있다.

비교예 1

에리 잠견층을 0.5%의 탄산나트륨 수용액(욕비 50배)으로 펄펄끓이고, 수세건조하여 정련하여 세리신을 제거하고, 이 에리 잠견사(피브로인섬유)를 표 2의 조성하에, 스테인리스 용기에 넣고 상압에서 펄펄끓여 처리하였다.

가잠견사(家蠶絹絲)	20(g)
탄산나트륨	8(g)
금속봉쇄제(구레와트)	5(g)
히드로술파이트나트륨	1(g)
물	600(g)

얻어진 견물질의 강도는 0.06g/d 정도까지 저하하는데 그치었다.

알칼리 처리후의 에리 잠견사가 들어있는 용액을 염산으로 중화하고, 이것을 고밀도 직물의 자루 모양 물건속에 넣고, 수세와 탈수를 4회 반복하고, 약 40℃에서 건조하였다.

분쇄는, 먼저 교반 파쇄장치[이시가와식]로 마쇄하고, 다음에 이것을 회전식 충격분쇄기 [후지전기공업(주)제 샘플밀 KI·-1]로 타쇄하고, 이것을 기류식 분쇄기[닛신제분(주)제 커런트제트 CJ-10]로 분쇄하니 평균입자경은 5.7㎛이었다.

비교예 2

결정성 견 초미세분말을 편광현미경으로 관찰하였다.

본 발명의 결정성 견 초미세분말에는 견 본래의 구조를 남기는 것을 목적으로 하고 있다.

견사의 물리적 분쇄에 있어서, 견사의 구조는 깨지기 쉽지만, 견 분말 입자가 견사 본래의 구조를 갖고 있으면, 견사와 동일한 복굴절을 나타내고, 편광현미경하에서 검판을 사용하여 관찰하면 입자는 황색이나 청색을 나타내는데 대하여, 비결정화한 분말을 알코올로 결정화시켜서 얻은 분말은 복굴절은 나타내지 않는다.

나타나더라도 견사의 복굴절 만큼의 높은 값으로 되지 않으므로, 분말의 형상과 복굴절을 함께 관찰하면, 견사의 구조를 남기는 분말인가의 여부를 거의 구별할 수가 있다.

그래서, 본 발명의 결정성 견 미세분말을 편광현미경하에서 검판을 사용하여 관찰하면 평균입경이 1.2㎛의 것도, 입자의 90%이상으로 견사와 동일한 복굴절이 관찰된다.

한편, 일본특개평 6-339924호 공보기재의 견 피브로인 미세분말의 제조법에 의하여 견분말을 제조하였다.

그 평균입경은 5.2㎛이었다.

이 견분말을 편광현미경하에서 관찰하면, 입자 60∼70%에서 견사와 동일한 복굴절이 관찰되었다.

본 발명의 결정성 견 초미세분말에는 입자경 1㎛정도까지, 입자에 견사 본래의 구조를 남길 수가 있다.

실시예 2

원료견물질로서 견 방적공정에서 생기는 부우렛(가잠사 섬유길이가 2-3cm이하의 부잠사)을 사용하여, 이것을 표 3에 표시한 조성하에 유리병에 넣고, 밀폐하여 125℃(2.37기압)에서 2시간 처리하였다.

가잠견사	20(g)
탄산나트륨	4.5(g)
금속봉쇄제(그레와트)	4(g)
히드로술파이트 나트륨	2(g)
물	400(g)

처리후의 견물질을 중화, 수세, 건조한 후에 분쇄하였다.

중화는 염산으로 pH 7±1로하고, 이것을 4회 탈수와 수세를 반복한 후, 40℃에서 건조하였다.

분쇄처리는 실시예 1과 같은 분쇄기를 사용하였다.

즉, 분쇄는 먼저, 교반 뇌궤장치[이시가와식]로 마쇄하고, 다음에 이것을 회전식 충격분쇄기[후지전기공업(주)제 샘플밀 KI·-1]로 타쇄하고, 그 후 또 교반파쇄장치[이시가와식]로 마쇄하고, 입자경이 약 11㎛의 견 미세분말을 얻었다.

이것을 기류식 분쇄기[니세이저분(주)제 커런트제트 CJ-10]분쇄하니 기류식 분쇄처리후의 평균입자경은 2.0㎛이었다.

이것을 분급하여 평균입자경이 2.5㎛와 평균입자경 0.9㎛의 결정성의 견미세분말을 얻었다.

분쇄공정을 플로차트(도 2)에 나타내었다.

실시예 3

가잠의 생사를 생사의 50배량의 0.1% 탄산나트륨 수용액에서 1시간 펄펄끓이고 정련하여, 피브로인섬유(견사)로 되었다.

이 견사를 원료물질로서 사용하고, 알칼리 처리를 표 4의 조건하에 행하였다.

알칼리 처리후의 분쇄공정은, 표 4의 케이스(1), 케이스(2), 케이스(3)에 대하여는 도 2에서 도시하는 공정의 분급을 제외한 공정에서 행하고, 표 4의 케이스(4)에 대하여는 도 3에서 도시하는 공정, 표 4의 케이스(5)에 대하여는 도 4에서 도시하는 공정처럼 행하였다.

[분쇄공정을 플로차트(도 2,3)로 도시하였다.]

얻어진 분말의 평균입자경과 분말의 회수율을 표 4에 표시하였다.

또, 표 4의 케이스(3)에서 얻은 분말을 분급하여 평균입자 1.2㎛와 2.5㎛의 분말을 얻었다.

조건	(1)	(2)	(3)	(4)	(5)
처리온도(℃)	100	110	120	120	120
기압(atm)	1.03	1.46	2.02	2.02	2.02
처리시간(h)	8	5	2.5	2.5	2.5
탄산나트륨(g)	20	10	4	4	4
가잠견사(g)	20	20	20	20	20
히드로술파이트나트륨(g)	1	1	1	1	1
물(g)	500	500	500	500	500
평균입자경(㎛)	2.8	2.1	1.8	2.3	3.2
가루의 회수율(%)	50	55	60	60	60

실시예 4

실시예 2와 실시예 3의 방법 및 그들의 중간공정에서 얻어진 가잠의 견 분말에 관련하여, 견 분말입자의 평균입자경과 부착성와의 관계를 표 5에 나타내었다.

평균입자경이 다른 견분말 약 10g을 종이위에 놓고 약 50㎠로 넓히고, 이 분말위에 부착을 위한 시험편을 놓고, 더욱이 그 위에 같은 평균입자경의 견분말 약 10g으로 덮었다.

다음에 분말에 묻인 시험편을 수직으로 핀세트로 들어올리고, 분말이 시험편에 부착되고 있는 상태에서 시험편의 중량을 측정하고, 시험편의 표리양면에 부착된 분말의 단위면적당의 부착량을 산출하였다.

이들의 측정은 20℃, 65% HR실내에서 행하였다.

시험편은 편면이 약 10㎠(10㎠±0.5㎠)의 필름상 물건이다.

시험편의 재질은 금속(알루미늄), 합성수지(폴리에틸렌), 천연물(견 피브로인)의 3종을 사용하였다.

표 5로부터 명백한 바와 같이, 분말의 부착량은 어느 재질에 있어서도 평균입자경이 3㎛정도 이하로부터, 입자경이 작아질수록 큰 값으로 되어 있다.

견 분말입자의 평균입자경과 부착성과의 관계

평균입자경(㎛)	분말부착량(mg/㎠)
평균입자경(㎛)	견 피브로인	폴리에틸렌	알루미늄
0.9	3.003	0.863	1.418
1.21	2.887	0.761	1.233
2.32	1.390	0.589	1.045
2.57	1.148	0.520	0.904
3.65	0.613	0.311	0.566
5.40	0.452	0.297	0.491
12.20	0.304	0.206	0.281

실시예 6

실시예 1∼실시예 3의 방법으로 얻은 견 분말에 대하여, 성인여자 5명에 의한 패널실험을 행하고 접촉감을 평가하였다.

시험은 20℃ 65% RH의 항온항습실에서, 견 분말 약 1g을 한쪽의 앞팔안쪽에 놓고, 또 한쪽손으로 견 분말을 꽉 눌러 다방향으로 마찰하고, 이때의 접촉감을 앙케트 용지에 기입시켰다. 그 결과를 표 6에 표시하였다.

표 6에 표시한 바와 같이, 견 분말의 평균입자경이 3㎛정도이하, 특히 1㎛정도의 미세에서는 피부에 대한 부착성, 퍼짐, 매끈매끈함 등이 극히 우수하다는 것을 알았다.

입자경(㎛)	손에 닿는 감촉
12	깔끔거리다.
8	손에 닿는 감촉이 깔끔거리지 않다.
5	손에 닿는 감촉이 좋다.
3.7	손에 닿는 감촉이 좋다.
2.3	손에 닿는 감촉이 매우 좋고, 피부부착성 및 피부에 대한 퍼짐이 우수하다.
0.9	손에 닿는 감촉이 매우 좋고, 피부부착성 및 피부에 대한 퍼짐이 극히 우수하다.

실시예 7

평균입자경이 다른 견 분말 및 화장용분말로서 사용되고 있는 활석(JA-46R), 운모(No. 5500), 티탄(A-100), 카올린(JP-100)등의 분말 자신의 성형성을 조사하기 위하여 분체를 소재로서 지지빔의 파단시험을 행하였다.

시험은 도 5와 같이 지지간격 4cm, A로부터 하중되고, 빔의 파단시의 하중을 텐실론 UTM-II형장치로 측정하였다.

견 분말은 실시예 4의 표 5와 같은 것이다. 각 분말 4.0g을 10mm(W)×100mm(L)×30mm(H)의 형에 넣어 30kg/㎠의 하중을 가하여 성형하였다.

결과를 표 7에 표시하였다.

활석, 운모, 티탄, 카올린 등의 화장용 분말에 관하여도, 이들 분말(4.0g)을 10mm(W)×100mm(L)×30mm(H)의 형에 넣어 30kg/㎠의 하중을 가하여 측정하였다.

그런데, 이들의 성형품은 1g정도 이하의 하중에서 파단되어 버려, 성형된 형이 유지되기 어렵고, 이와 같은 방법에서의 파단강도측정을 할 수 없을 정도로 성형성이 좋지 않았다.

분말상의 화장품이 사용시의 충격으로도 파단되지 않게 하기 위해서는, 도 5와 같은 파단시험에서 20g정도의 강도가 필요하고, 바람직하게는 30g이상의 강도가 필요하다. 그래서, 평균입자경 1.21㎛의 상기의 견 분말 50%중량과 활석(JA-46R) 50%중량을 혼합한 분말 4.0g을 상기와 동일하게 10mm(W)×100mm(L)×30mm(H)의 형중에 넣어, 30kg/㎠의 하중을 가하여 성형하고, 파단하중을 측정하니, 31.2g으로 되었다. 견 분말은 조형재로서도 사용할 수 있다.

평균입자경(㎛)	0.9	1.21	2.32	2.57	3.65	5.40	12.20
파단하중(g)	53.8	63.5	36.3	44.8	21.6	12.2	4.3

본 발명에 의하여 제조된 결정성 견 초미세분말은, 화장용 소재로서의 입술연지, 눈섭그리는 먹, 머리염색, 아이라이너, 연지, 파운데이션 등의 용도, 잉크용 첨가제, 수지복합소재 혹은 도료용 소재로서의 용도에 매우 우수하다.

Claims

고치의 실, 견사, 생사등의 견물질을 알칼리 수용액과 1기압을 넘는 압력에서 접촉시켜 견사의 강도를 저하시킨 후에, 탈알칼리와 건조를 행하고, 이어서 얻어진 견물질을 분쇄하는 것을 특징으로 하는 평균입자경 3㎛미만의 결정성 견 피브로인 분말의 제조방법.
고치의 실, 견사, 생사 등의 견물질을 알칼리 수용액과 100℃∼150℃의 온도에서 1∼5기압의 가압하에 접촉시켜, 견물질의 인장강도를 약 0.02g/d 이하로 저하시킨 후에, 얻어진 견물질의 탈알칼리와 건조를 행하고, 이어서 얻어진 건조 견물질을 분쇄하는 것을 특징으로 하는 평균입자경 3㎛미만의 결정성 견 피브로인 분말의 제조방법.
제 2 항에 있어서, 알칼리 수용액의 알칼리도는 pH 9∼12.5인 것을 특징으로 하는 평균입자경 3㎛미만의 결정성 견 피브로인 분말의 제조방법.
제 2 항에 있어서, 건조 견물질을 분쇄함에 있어서, 충격식분쇄와 마찰식분쇄를 조합하여 분쇄를 행하는 것을 특징으로 하는 평균입자경 3㎛미만의 결정성 견 피브로인 분말의 제조방법.
제 2 항에 있어서, 건조 견물질을 분쇄함에 있어서, 충격식분쇄와 마찰식분쇄를 조합하여 분쇄를 행하고, 이어서 분급하는 것을 특징으로 하는 평균입자경 3㎛미만의 결정성 견 피브로인 분말의 제조방법.
제 4 항에 있어서, 충격식 분쇄와 마찰식분쇄를 조합하여 분쇄를 행하는 경우에 있어서, 건조 견물질을 먼저 충격식 분쇄-마찰식분쇄, 마찰식분쇄-충격식분쇄 또는 마찰식 분쇄-충격식분쇄-마찰식분쇄를 순차 행함으로서 평균입경이 4∼15㎛의 견 분말로 되고, 이어서 충격식분쇄에 의하여 평균입경이 3㎛미만의 초미세분말로 되는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평균입자경이 3㎛미만의 결정성 견 피브로인 분말의 제조방법.