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ケラチン由来のバイオプラスチック成形体の製造方法

国内特許コード P150012619
整理番号 S2014-0552-N0
掲載日 2015年11月26日
出願番号 特願2014-034762
公開番号 特開2015-160850
出願日 平成26年2月26日(2014.2.26)
公開日 平成27年9月7日(2015.9.7)
発明者
  • 河原 豊
  • 平井 伸治
  • 葛谷 俊博
出願人
  • 国立大学法人群馬大学
  • 国立大学法人室蘭工業大学
発明の名称 ケラチン由来のバイオプラスチック成形体の製造方法
発明の概要 【課題】化学薬品を使用することなく、安価かつ安全にケラチンタンパク質を樹脂化する方法を提供する。
【解決手段】化学薬品で処理されていない羽毛、羊毛、毛髪又は獣毛を繊維長が500μm以下になるまで機械力によって粉砕して粉末にし、前記粉末に蒸留水を粉末と蒸留水との混合物100質量%に対して0~30質量%の範囲になるように添加し均一に混合し、この混合物を熱圧成形した後、乾燥してケラチン由来のバイオプラスチック成形体を製造する。熱圧成形を6.0Pa以下の真空中でパルス通電焼結装置を用いて少なくとも20MPaの圧力下、120~140℃の範囲の温度で行うか、又は大気雰囲気下ホットプレスを用いて少なくとも10~30MPaの圧力下、130~160℃の範囲の温度で行う。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


ニワトリの食肉生産過程で廃棄されるニワトリの羽毛を有効活用するために、ニワトリの羽毛をアクリル酸メチルなどの化学薬品で処理してバイオプラスチックを作り出す(樹脂化する)ことに成功した記事が紹介されている(例えば、非特許文献1)。



またシルクフィブロインに代わる安価なタンパク質として従来から廃棄物として焼却処分されてきたニワトリの羽毛由来のケラチンをパルス通電焼結装置を用いて樹脂化する試みがなされている(例えば非特許文献2参照。)。この方法では、出発原料として中国産水鳥由来の羽毛をアルカリにより加水分解した非結晶性の羽毛由来ケラチン粉末を用いて、このケラチン粉末100質量%に対して0~5質量%の蒸留水を加えて混合したものを黒鉛ジグに充填し、パルス通電焼結装置で6.0Pa以下の真空中、20MPaの加圧下で353~443K(80~170℃)の温度で0~0.3ks(0~5分)の時間保持した後、直ちに冷却することにより成形体を作製している。



一方、羽毛を予め薬品処理しない方法として、粒径40μm以下、好ましくは20μm以下の羽毛の微粉末を出発原料として用い、所定量の水を混合してホットプレスすることにより曲げ強度などの優れた成形体を形成する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。この方法では、羽毛に対して30~50質量%の水又はアルコール水溶液を混合したスラリー状混合物を80kg/cm(8MPa)、好ましくは90~120kg/cm(9~12MPa)の圧力で95℃以上、好ましくは105℃以下の温度でホットプレス成形することにより含水量5~9質量%の成形体を得ている。上記方法では上記スラリー中に尿素のような変性剤、アルデヒドのような架橋剤を加えることもできる。上記方法では、羽毛粉末に水分を加えてホットプレス成形することにより、水が可塑剤及び結合剤として作用して組成物が溶融化し一体化すると考えられている。

産業上の利用分野


本発明は、羽毛、羊毛等のケラチンタンパク質を化学薬品を使用することなく樹脂化するケラチン由来のバイオプラスチック成形体の製造方法に関する。本明細書で「バイオプラスチック」とは、石油でなく有機物から作られたプラスチックをいう。

特許請求の範囲 【請求項1】
化学薬品で処理されていない羽毛、羊毛、毛髪又は獣毛を繊維長が500μm以下になるまで機械力によって粉砕して粉末にし、前記粉末に蒸留水を粉末と蒸留水との混合物100質量%に対して0~30質量%の範囲になるように添加し均一に混合し、この混合物を6.0Pa以下の真空中でパルス通電焼結装置を用いて少なくとも20MPaの圧力下、120~140℃の範囲の温度で熱圧成形した後、乾燥してケラチン由来のバイオプラスチック成形体を製造する方法。

【請求項2】
化学薬品で処理されていない羽毛、羊毛、毛髪又は獣毛を繊維長が125μm以下になるまで機械力によって粉砕して粉末にし、前記粉末に蒸留水を粉末と蒸留水との混合物100質量%に対して40~50質量%の範囲になるように添加し均一に混合し、この混合物を大気雰囲気下ホットプレスを用いて10~30MPaの圧力下、130~160℃の範囲の温度で熱圧成形した後、乾燥してケラチン由来のバイオプラスチック成形体を製造する方法。

【請求項3】
前記羽毛、羊毛、毛髪又は獣毛をボールミル又はジェットミルにより粉末にする請求項1又は2記載の製造方法。

【請求項4】
羽毛、羊毛、毛髪又は獣毛から製造されたバイオプラスチック成形体であって、成形体表面におけるビッカース硬度が20~40HVの範囲にあるバイオプラスチック成形体。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014034762thum.jpg
出願権利状態 公開
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