カルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法及びそれによって得られたカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲル
【課題】高弾性で強度が高い環境保全型のゲルを安価に、簡便に得るための製造方法及びその方法によって得られるゲルを提供する。
【解決手段】カルボキシメチルセルロースアルカリ塩（ＣＭＣ）に酸または酸水溶液と有機補強材とを添加し、これを混練してＣＭＣをゲル化させることとする。
【解決手段】カルボキシメチルセルロースアルカリ塩（ＣＭＣ）に酸または酸水溶液と有機補強材とを添加し、これを混練してＣＭＣをゲル化させることとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法及びそれによって得られたカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＣは、現在最も一般的に使用されている水溶性高分子である。ＣＭＣの分子同士を架橋させて３次元の網目構造を形成させ、この網目構造の内部に水をしっかり捕捉させたゲルを得る方法が従来知られている。具体的にはＣＭＣを多価金属イオンで架橋させてゲルを製造する方法（例えば、特許文献１及び２）、ＣＭＣに架橋剤を添加してゲルを製造する方法（例えば、特許文献３）がある。しかしながらこれらの製造方法は高弾性を有するゲルを製造することが困難という欠点を有する。また、ＣＭＣに水を加えペースト状に練り、放射線を照射することによってゲルを製造する方法（例えば、特許文献４）も知られている。しかしながらこの方法は、放射線照射装置という高価な設備が必要であり、従ってコスト高になる欠点を有するとともに、簡便性にかける欠点を有する。以上の方法の欠点を解決する方法として本発明者らにより、ＣＭＣに酸を加えるのみの製造方法、すなわち安価に、簡便にゲルが製造できる方法（例えば、特許文献５）が提案されている。しかしながらこの方法は、強度が高くならず、従って用途も限られるという欠点を有する。そこで、強度を上げるために、さらに本発明者らは非水溶性金属化合物を添加する方法（例えば、特許文献６）を提案しているが、この方法においては金属類の増加が避けられず、例えば廃棄処理した場合に環境保全型としての価値低下を招く欠点がある。
【特許文献１】特開平７−９０１２１号公報
【特許文献２】特開２００５−２６３８５８号公報
【特許文献３】特開平１０−２５１４４７号公報
【特許文献４】特開２００５−８２８００号公報
【特許文献５】特願２００６−２５０９４７号
【特許文献６】特願２００７−０７０１４５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、高弾性で強度が高い環境保全型のゲルを安価に、簡便に得るための製造方法及びその方法によって得られるゲルを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【０００５】
第１に、本発明のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法は、カルボキシメチルセルロースアルカリ塩（ＣＭＣ）に酸または酸水溶液と有機補強材とを添加し、これを混練してＣＭＣをゲル化させる。
【０００６】
第２に、上記第１の発明のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法において、ＣＭＣの含有率は、ＣＭＣに酸または酸水溶液と有機補強材とを加えた混合物の全体重量に対して、３〜６４重量％の割合である。
【０００７】
第３に、上記第１または第２の発明のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法において、酸または酸水溶液として、塩酸または塩酸水溶液をＣＭＣに添加する。
【０００８】
第４に、上記第１または第２の発明のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法において、有機補強材として、微結晶セルロース、ペクチン、アルギン酸、ジェランガム、カルボキシメチル化キトサン、ポリエチレン、ポリ乳酸から選択される一種以上の有機化合物をＣＭＣに添加する。
【０００９】
そして、第５に、本発明のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルは、前記いずれかのカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法によって得られるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば多価金属イオンを使用し架橋させて製造する方法や架橋剤を使用して製造するゲルと異なり、高弾性のゲルが得られ、放射線を使用する方法のように、放射線照射装置という高価な設備が不必要であり、従って安価に、簡便に製造でき、さらにまた酸のみを使用して製造する方法と異なり強度の高いゲルを製造することができる。また強度を高くするために、非水溶性金属化合物を添加する方法のように、廃棄処理した場合に環境保全型としての価値低下を招く欠点を改善することができる。すなわち当該製造方法よって得られるゲルは高弾性で強度が高く、安価で簡便に得られ、ＣＭＣという植物由来の材料を原料とした環境保全型のゲルであり、家畜排泄物処理材、排水処理材、脱臭材、触媒担体、衝撃吸収材、医療用粘着材、医療用パテ材等に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法は、図１にその概略構成をフローチャートで示すように、カルボキシメチルセルロースアルカリ塩（ＣＭＣ）に酸または酸水溶液と有機補強材とを添加し、これを混練機等により混練してＣＭＣをゲル化させることによって、カルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲル（以下、「ＣＭＣゲル」ともいう）を製造することができる。
【００１２】
本発明におけるＣＭＣは、そのアルカリ塩として、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等を例示することができる。また、ＣＭＣのエーテル化度、粘度は特に制限されるものではなく、適宜なものを用いることができる。ここでいう粘度とはＣＭＣを１重量％水溶液とした場合の粘度であり、粘度の高低は分子量の高低を間接的に示す。ＣＭＣは粉末として使用しても水溶液としても良く、酸または酸水溶液と湿潤状態で混練できる範囲であれば限定されない。より簡便に混練するには、好ましくは５重量％以上の濃度の溶液とすることが望ましい。
【００１３】
ＣＭＣの使用量としては、ＣＭＣに酸または酸水溶液と有機補強材とを加えた混合物の全体重量に対してＣＭＣの重量が３〜６４重量％、好適には１０〜３０重量％の割合となるようにＣＭＣを用いることが考慮される。３重量％未満の場合には十分な強度を持ったＣＭＣゲルを得られないおそれがあり、６４重量％を超える場合には均一に混練することが困難な場合があるので好ましくない。
【００１４】
本発明における酸は、有機酸または無機酸のいずれであっても良く、その種類は問わない。例えば、塩酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、硝酸、蟻酸、酢酸、乳酸、コハク酸、イタコン酸、マレイン酸、シュウ酸、クエン酸、あるいはこれらの酸水溶液を単独または混合して用いることができる。なかでも高強度、高弾性のＣＭＣゲルを得るためには、塩酸または塩酸水溶液を用いることが好ましい。
【００１５】
酸水溶液の濃度は問わないが、混練を簡便にするという観点からは０．１〜３ｍｏｌ／ｌの範囲であることが望ましい。酸水溶液の濃度が高いとゲル化の進行速度が速くなる傾向にある。このため酸水溶液の濃度が高すぎる場合には、ゲル化が瞬時に進行してしまい、有機補強材を十分にＣＭＣに混合させることができず、弾性および強度を向上させたＣＭＣゲルを得ることができない場合があるので好ましくない。
【００１６】
酸または酸溶液の使用量としては、ＣＭＣに酸または酸水溶液と有機補強材とを加えた混合物の全体重量に対して酸または酸水溶液の重量が３５〜９５重量％、好適には６０〜９０重量％の割合となるように酸または酸水溶液を用いることが考慮される。３５重量％未満の場合にはＣＭＣゲルが不均一となり十分な強度を持ったＣＭＣゲルを得られないおそれがあり、９５重量％を超える場合にはゲル形成が困難になる場合があるので好ましくない。
【００１７】
本発明における有機補強材は、得られるＣＭＣゲルの弾性と強度を向上させるために特に重要である。本発明では、ＣＭＣに酸または酸水溶液とともにこの有機補強材を加えることで、高弾性で強度が高いＣＭＣゲルを得ることができるのである。このような有機補強材としては、例えばセルロース誘導体、多糖類、アミノ酸、高分子、糖類等を例示することができる。具体的には、微結晶セルロース、三酢酸セルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロースなどのセルロース誘導体、寒天、アルギン酸、ジェランガム、ペクチン、サイリウムシードガム、グアーガム、アラビアガム、カルボキシメチル化キトサン、アラビノガラクタン、カラギーナン、タマリンドシードガム、マンナン、キチン、キトサンなどの多糖類、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン、ポリ乳酸などの高分子、グリシン、アラニン、グルタミン酸などのアミノ酸、スクロース、グルコース、フルクトースなどの糖類が使用できる。これらは単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。高強度、高弾性のＣＭＣゲルを得るためには、特に微結晶セルロース、ペクチン、アルギン酸、ジェランガム、カルボキシメチル化キトサン、ポリエチレン、ポリ乳酸から選択される一種以上の有機化合物を用いることが好ましい。
【００１８】
有機補強材の使用量としては、ＣＭＣに酸または酸水溶液と有機補強材とを加えた混合物の全体重量に対して有機補強材の重量が１〜３０重量％、好適には２〜１０重量％の割合となるように有機補強材を用いることが考慮される。１重量％未満の場合にはＣＭＣゲルの強度や弾性の増大がほとんど認められず、３０重量％を超える場合にはＣＭＣゲルが不均一となり十分な強度を持ったＣＭＣゲルを得られないおそれがあるため好ましくない。
【００１９】
本発明は、上述したように、ＣＭＣに酸または酸水溶液及び有機補強材を添加し、これを混練機等により混練してＣＭＣをゲル化させることによってＣＭＣゲルを製造することができるものであるが、ＣＭＣ、酸または酸水溶液、有機補強材の混練順は特に問わない。例えば、ＣＭＣに有機補強材を添加して混練した後、このものに酸または酸水溶液を添加してこれを混練してもよいし、有機補強材と酸または酸水溶液を同時にＣＭＣに添加してこれを混練してもよい。混練機については、ＣＭＣ、酸または酸水溶液、有機補強材の３者を効果的に混練できればよく、市販されている混練機を用いることができる。例えば、スクリュー状の攪拌棒等で材料を直接攪拌してもよいし、下記の実施例で用いた混練機「シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎」を用いてもよい。この混練機は原料を収納した容器を自転させながら公転させており、材料内に多量の気泡を残さずに均質な攪拌を実現している。
【００２０】
混練に際し、ＣＭＣと酸または酸水溶液を混練するときの温度は、ＣＭＣが加水分解しない温度、例えば約７０℃よりも低い温度に設定されることが考慮される。一般的に混練時の温度が高いほど速やかにゲル化が進行する傾向にあるため、用いる有機補強材の種類や使用量の違いによるＣＭＣとの混合度合いとゲル化の進行度を考慮して混練温度を適宜設定し、有機補強材が均一に混合された状態でゲル化を進行させるようにする。なお、ＣＭＣの水溶液濃度や酸水溶液の濃度が高い場合にもゲル化が速やかに進行する傾向にあるため、上記混練時の温度と合わせて適宜に設定することが考慮される。目的とするＣＭＣゲルは、混練後所定時間放置することで得ることができる。このときの放置する時間は問わない。一般的に放置時間が長いほど、水に不溶な部分、すなわちゲルの部分の割合が高くなる傾向にある。
【００２１】
以上の方法によれば、ＣＭＣと、酸または酸水溶液と、有機補強材とを単に混練してゲル化させることで、高弾性でかつ高強度なＣＭＣゲルを得ることができる。しかも、放射線装置等の高価な設備を用いることなしに非常に簡便な方法で製造することができるので、ＣＭＣゲルを安価に得ることができる。このＣＭＣゲルは、植物由来の材料を原料としているため環境保全型のゲルでもある。したがって、このようなＣＭＣゲルは、農業、工業、医療、食品等の広範囲の分野において利用可能で、例えば家畜排泄物処理材、排水処理材、脱臭材、触媒担体、衝撃吸収材、医療用粘着材、医療用パテ材等として好適に使用される。
【００２２】
実施例を比較例とともに表１に示し、以下実施例について詳細に述べるが、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。
【実施例】
【００２３】
＜実施例１＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇと市販の微結晶セルロース（フナコシ製カラム用）５ｇを１ｍｏｌ／ｌ塩酸７５ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのテフロン（登録商標）製の枠に入れ成型した。成型した試料を３０℃で７日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は１．３９Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１３６Ｎ／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．２６Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状を保持し、高回復力、高強度を示した。
＜実施例２＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇと市販のペクチン（伊那食品工業製、イナゲルＪＰ−２０）１０ｇを０．７５ｍｏｌ／ｌ塩酸７０ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡しペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を厚さ１０ｍｍに展ばし、コルクボーラーで打ち抜いた。打ち抜いた試料を３０℃で５日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。破壊強度は１．５９Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１６９Ｎ／ｍｍ２であった。また、島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．２４Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状を保持し、高回復力、高強度を示した。厚さ０．５ｍｍ、幅８ｍｍの短冊状に成型した試料の引っ張り試験を島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで行った結果、破断強度は４．１５Ｎ，ヤング率は２．４８Ｎであった。
＜実施例３＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇと市販のアルギン酸（伊那食品工業製、イナゲルＧＳ−３０）５ｇを１ｍｏｌ／ｌ塩酸７５ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのテフロン（登録商標）製の枠に入れ成型した。成型した試料を３０℃で７日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は１．０５Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１７７Ｎ／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．２８Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状を保持し、高回復力、高強度を示した。
＜実施例４＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇと市販のジェランガム（伊那食品工業製、イナゲルＧＰ−１５）５ｇを１ｍｏｌ／ｌ塩酸７５ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのテフロン（登録商標）製の枠に入れ成型した。成型した試料を３０℃で７日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は１．０５Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１６０／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．２３Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状を保持し、高回復力、高強度を示した。
＜実施例５＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇと市販のカルボキシメチルキトサン５ｇを１ｍｏｌ／ｌ塩酸７５ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのテフロン（登録商標）製の枠に入れ成型した。成型した試料を３０℃で７日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は２．５８Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１５０Ｎ／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．１０Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状を保持し、高回復力、高強度を示した。
＜実施例６＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇと市販のポリエチレン５ｇを１ｍｏｌ／ｌ塩酸７５ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのテフロン（登録商標）製の枠に入れ成型した。成型した試料を３０℃で７日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は１．０６Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１５４Ｎ／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．２３Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状を保持し、高回復力、高強度を示した。
＜実施例7＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇと市販のポリ乳酸５ｇを１ｍｏｌ／ｌ塩酸７５ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのテフロン（登録商標）製の枠に入れ成型した。成型した試料を３０℃で７日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は２．１２Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１３９Ｎ／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．１７Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状を保持し、高回復力、高強度を示した。
＜比較例１＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇを１ｍｏｌ／ｌ塩酸８０ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのテフロン（登録商標）製の枠に入れ、成型した。成型した試料を３０℃で７日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は１．０１Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１０５Ｎ／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．１４Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状に戻らなかった。
＜比較例２＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇを０．７５ｍｏｌ／ｌ塩酸８０ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を厚さ１０ｍｍに展ばし、コルクボーラーで打ち抜いた。打ち抜いた試料を３０℃で５日間保存してゲルを得た後、島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は１．２２Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１１６Ｎ／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．１３Ｎ／ｍｍ２であった。厚さ０．５ｍｍ、幅８ｍｍの短冊状に成型した試料の引っ張り試験を島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで行った結果、破断強度は３．６３Ｎ，ヤング率は１．１６Ｎであった。
【００２４】
以上の結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１の破壊強度について、１．０５（Ｎ／ｍｍ２）未満のものを「×」（１点）、１．０５〜１．３０（Ｎ／ｍｍ２）のものを「△」（２点）、１．３０（Ｎ／ｍｍ２）を超えるものを「○」（３点）と評価した。圧縮弾性率については、０．１１０（Ｎ／ｍｍ２）未満のものを「×」（１点）、０．１１０〜０．１３０（Ｎ／ｍｍ２）のものを「△」（２点）、０．１３０（Ｎ／ｍｍ２）を超えるものを「○」（３点）と評価した。５０％圧縮時の最大ストレスは、０．１５（Ｎ／ｍｍ２）未満のものを「×」（１点）、０．１５〜０．２０（Ｎ／ｍｍ２）のものを「△」（２点）、０．２０（Ｎ／ｍｍ２）を超えるものを「○」（３点）と評価した。総合評価として、合計点が７点以上を「○」、７点未満を「×」とした。
【００２７】
表１の結果より、実施例１〜７では高弾性でかつ強度が高いゲルが得られることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法の概略構成を示すフローチャートである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法及びそれによって得られたカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＣは、現在最も一般的に使用されている水溶性高分子である。ＣＭＣの分子同士を架橋させて３次元の網目構造を形成させ、この網目構造の内部に水をしっかり捕捉させたゲルを得る方法が従来知られている。具体的にはＣＭＣを多価金属イオンで架橋させてゲルを製造する方法（例えば、特許文献１及び２）、ＣＭＣに架橋剤を添加してゲルを製造する方法（例えば、特許文献３）がある。しかしながらこれらの製造方法は高弾性を有するゲルを製造することが困難という欠点を有する。また、ＣＭＣに水を加えペースト状に練り、放射線を照射することによってゲルを製造する方法（例えば、特許文献４）も知られている。しかしながらこの方法は、放射線照射装置という高価な設備が必要であり、従ってコスト高になる欠点を有するとともに、簡便性にかける欠点を有する。以上の方法の欠点を解決する方法として本発明者らにより、ＣＭＣに酸を加えるのみの製造方法、すなわち安価に、簡便にゲルが製造できる方法（例えば、特許文献５）が提案されている。しかしながらこの方法は、強度が高くならず、従って用途も限られるという欠点を有する。そこで、強度を上げるために、さらに本発明者らは非水溶性金属化合物を添加する方法（例えば、特許文献６）を提案しているが、この方法においては金属類の増加が避けられず、例えば廃棄処理した場合に環境保全型としての価値低下を招く欠点がある。
【特許文献１】特開平７−９０１２１号公報
【特許文献２】特開２００５−２６３８５８号公報
【特許文献３】特開平１０−２５１４４７号公報
【特許文献４】特開２００５−８２８００号公報
【特許文献５】特願２００６−２５０９４７号
【特許文献６】特願２００７−０７０１４５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、高弾性で強度が高い環境保全型のゲルを安価に、簡便に得るための製造方法及びその方法によって得られるゲルを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【０００５】
第１に、本発明のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法は、カルボキシメチルセルロースアルカリ塩（ＣＭＣ）に酸または酸水溶液と有機補強材とを添加し、これを混練してＣＭＣをゲル化させる。
【０００６】
第２に、上記第１の発明のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法において、ＣＭＣの含有率は、ＣＭＣに酸または酸水溶液と有機補強材とを加えた混合物の全体重量に対して、３〜６４重量％の割合である。
【０００７】
第３に、上記第１または第２の発明のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法において、酸または酸水溶液として、塩酸または塩酸水溶液をＣＭＣに添加する。
【０００８】
第４に、上記第１または第２の発明のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法において、有機補強材として、微結晶セルロース、ペクチン、アルギン酸、ジェランガム、カルボキシメチル化キトサン、ポリエチレン、ポリ乳酸から選択される一種以上の有機化合物をＣＭＣに添加する。
【０００９】
そして、第５に、本発明のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルは、前記いずれかのカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法によって得られるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば多価金属イオンを使用し架橋させて製造する方法や架橋剤を使用して製造するゲルと異なり、高弾性のゲルが得られ、放射線を使用する方法のように、放射線照射装置という高価な設備が不必要であり、従って安価に、簡便に製造でき、さらにまた酸のみを使用して製造する方法と異なり強度の高いゲルを製造することができる。また強度を高くするために、非水溶性金属化合物を添加する方法のように、廃棄処理した場合に環境保全型としての価値低下を招く欠点を改善することができる。すなわち当該製造方法よって得られるゲルは高弾性で強度が高く、安価で簡便に得られ、ＣＭＣという植物由来の材料を原料とした環境保全型のゲルであり、家畜排泄物処理材、排水処理材、脱臭材、触媒担体、衝撃吸収材、医療用粘着材、医療用パテ材等に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法は、図１にその概略構成をフローチャートで示すように、カルボキシメチルセルロースアルカリ塩（ＣＭＣ）に酸または酸水溶液と有機補強材とを添加し、これを混練機等により混練してＣＭＣをゲル化させることによって、カルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲル（以下、「ＣＭＣゲル」ともいう）を製造することができる。
【００１２】
本発明におけるＣＭＣは、そのアルカリ塩として、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等を例示することができる。また、ＣＭＣのエーテル化度、粘度は特に制限されるものではなく、適宜なものを用いることができる。ここでいう粘度とはＣＭＣを１重量％水溶液とした場合の粘度であり、粘度の高低は分子量の高低を間接的に示す。ＣＭＣは粉末として使用しても水溶液としても良く、酸または酸水溶液と湿潤状態で混練できる範囲であれば限定されない。より簡便に混練するには、好ましくは５重量％以上の濃度の溶液とすることが望ましい。
【００１３】
ＣＭＣの使用量としては、ＣＭＣに酸または酸水溶液と有機補強材とを加えた混合物の全体重量に対してＣＭＣの重量が３〜６４重量％、好適には１０〜３０重量％の割合となるようにＣＭＣを用いることが考慮される。３重量％未満の場合には十分な強度を持ったＣＭＣゲルを得られないおそれがあり、６４重量％を超える場合には均一に混練することが困難な場合があるので好ましくない。
【００１４】
本発明における酸は、有機酸または無機酸のいずれであっても良く、その種類は問わない。例えば、塩酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、硝酸、蟻酸、酢酸、乳酸、コハク酸、イタコン酸、マレイン酸、シュウ酸、クエン酸、あるいはこれらの酸水溶液を単独または混合して用いることができる。なかでも高強度、高弾性のＣＭＣゲルを得るためには、塩酸または塩酸水溶液を用いることが好ましい。
【００１５】
酸水溶液の濃度は問わないが、混練を簡便にするという観点からは０．１〜３ｍｏｌ／ｌの範囲であることが望ましい。酸水溶液の濃度が高いとゲル化の進行速度が速くなる傾向にある。このため酸水溶液の濃度が高すぎる場合には、ゲル化が瞬時に進行してしまい、有機補強材を十分にＣＭＣに混合させることができず、弾性および強度を向上させたＣＭＣゲルを得ることができない場合があるので好ましくない。
【００１６】
酸または酸溶液の使用量としては、ＣＭＣに酸または酸水溶液と有機補強材とを加えた混合物の全体重量に対して酸または酸水溶液の重量が３５〜９５重量％、好適には６０〜９０重量％の割合となるように酸または酸水溶液を用いることが考慮される。３５重量％未満の場合にはＣＭＣゲルが不均一となり十分な強度を持ったＣＭＣゲルを得られないおそれがあり、９５重量％を超える場合にはゲル形成が困難になる場合があるので好ましくない。
【００１７】
本発明における有機補強材は、得られるＣＭＣゲルの弾性と強度を向上させるために特に重要である。本発明では、ＣＭＣに酸または酸水溶液とともにこの有機補強材を加えることで、高弾性で強度が高いＣＭＣゲルを得ることができるのである。このような有機補強材としては、例えばセルロース誘導体、多糖類、アミノ酸、高分子、糖類等を例示することができる。具体的には、微結晶セルロース、三酢酸セルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロースなどのセルロース誘導体、寒天、アルギン酸、ジェランガム、ペクチン、サイリウムシードガム、グアーガム、アラビアガム、カルボキシメチル化キトサン、アラビノガラクタン、カラギーナン、タマリンドシードガム、マンナン、キチン、キトサンなどの多糖類、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン、ポリ乳酸などの高分子、グリシン、アラニン、グルタミン酸などのアミノ酸、スクロース、グルコース、フルクトースなどの糖類が使用できる。これらは単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。高強度、高弾性のＣＭＣゲルを得るためには、特に微結晶セルロース、ペクチン、アルギン酸、ジェランガム、カルボキシメチル化キトサン、ポリエチレン、ポリ乳酸から選択される一種以上の有機化合物を用いることが好ましい。
【００１８】
有機補強材の使用量としては、ＣＭＣに酸または酸水溶液と有機補強材とを加えた混合物の全体重量に対して有機補強材の重量が１〜３０重量％、好適には２〜１０重量％の割合となるように有機補強材を用いることが考慮される。１重量％未満の場合にはＣＭＣゲルの強度や弾性の増大がほとんど認められず、３０重量％を超える場合にはＣＭＣゲルが不均一となり十分な強度を持ったＣＭＣゲルを得られないおそれがあるため好ましくない。
【００１９】
本発明は、上述したように、ＣＭＣに酸または酸水溶液及び有機補強材を添加し、これを混練機等により混練してＣＭＣをゲル化させることによってＣＭＣゲルを製造することができるものであるが、ＣＭＣ、酸または酸水溶液、有機補強材の混練順は特に問わない。例えば、ＣＭＣに有機補強材を添加して混練した後、このものに酸または酸水溶液を添加してこれを混練してもよいし、有機補強材と酸または酸水溶液を同時にＣＭＣに添加してこれを混練してもよい。混練機については、ＣＭＣ、酸または酸水溶液、有機補強材の３者を効果的に混練できればよく、市販されている混練機を用いることができる。例えば、スクリュー状の攪拌棒等で材料を直接攪拌してもよいし、下記の実施例で用いた混練機「シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎」を用いてもよい。この混練機は原料を収納した容器を自転させながら公転させており、材料内に多量の気泡を残さずに均質な攪拌を実現している。
【００２０】
混練に際し、ＣＭＣと酸または酸水溶液を混練するときの温度は、ＣＭＣが加水分解しない温度、例えば約７０℃よりも低い温度に設定されることが考慮される。一般的に混練時の温度が高いほど速やかにゲル化が進行する傾向にあるため、用いる有機補強材の種類や使用量の違いによるＣＭＣとの混合度合いとゲル化の進行度を考慮して混練温度を適宜設定し、有機補強材が均一に混合された状態でゲル化を進行させるようにする。なお、ＣＭＣの水溶液濃度や酸水溶液の濃度が高い場合にもゲル化が速やかに進行する傾向にあるため、上記混練時の温度と合わせて適宜に設定することが考慮される。目的とするＣＭＣゲルは、混練後所定時間放置することで得ることができる。このときの放置する時間は問わない。一般的に放置時間が長いほど、水に不溶な部分、すなわちゲルの部分の割合が高くなる傾向にある。
【００２１】
以上の方法によれば、ＣＭＣと、酸または酸水溶液と、有機補強材とを単に混練してゲル化させることで、高弾性でかつ高強度なＣＭＣゲルを得ることができる。しかも、放射線装置等の高価な設備を用いることなしに非常に簡便な方法で製造することができるので、ＣＭＣゲルを安価に得ることができる。このＣＭＣゲルは、植物由来の材料を原料としているため環境保全型のゲルでもある。したがって、このようなＣＭＣゲルは、農業、工業、医療、食品等の広範囲の分野において利用可能で、例えば家畜排泄物処理材、排水処理材、脱臭材、触媒担体、衝撃吸収材、医療用粘着材、医療用パテ材等として好適に使用される。
【００２２】
実施例を比較例とともに表１に示し、以下実施例について詳細に述べるが、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。
【実施例】
【００２３】
＜実施例１＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇと市販の微結晶セルロース（フナコシ製カラム用）５ｇを１ｍｏｌ／ｌ塩酸７５ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのテフロン（登録商標）製の枠に入れ成型した。成型した試料を３０℃で７日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は１．３９Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１３６Ｎ／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．２６Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状を保持し、高回復力、高強度を示した。
＜実施例２＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇと市販のペクチン（伊那食品工業製、イナゲルＪＰ−２０）１０ｇを０．７５ｍｏｌ／ｌ塩酸７０ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡しペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を厚さ１０ｍｍに展ばし、コルクボーラーで打ち抜いた。打ち抜いた試料を３０℃で５日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。破壊強度は１．５９Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１６９Ｎ／ｍｍ２であった。また、島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．２４Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状を保持し、高回復力、高強度を示した。厚さ０．５ｍｍ、幅８ｍｍの短冊状に成型した試料の引っ張り試験を島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで行った結果、破断強度は４．１５Ｎ，ヤング率は２．４８Ｎであった。
＜実施例３＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇと市販のアルギン酸（伊那食品工業製、イナゲルＧＳ−３０）５ｇを１ｍｏｌ／ｌ塩酸７５ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのテフロン（登録商標）製の枠に入れ成型した。成型した試料を３０℃で７日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は１．０５Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１７７Ｎ／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．２８Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状を保持し、高回復力、高強度を示した。
＜実施例４＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇと市販のジェランガム（伊那食品工業製、イナゲルＧＰ−１５）５ｇを１ｍｏｌ／ｌ塩酸７５ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのテフロン（登録商標）製の枠に入れ成型した。成型した試料を３０℃で７日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は１．０５Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１６０／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．２３Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状を保持し、高回復力、高強度を示した。
＜実施例５＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇと市販のカルボキシメチルキトサン５ｇを１ｍｏｌ／ｌ塩酸７５ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのテフロン（登録商標）製の枠に入れ成型した。成型した試料を３０℃で７日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は２．５８Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１５０Ｎ／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．１０Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状を保持し、高回復力、高強度を示した。
＜実施例６＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇと市販のポリエチレン５ｇを１ｍｏｌ／ｌ塩酸７５ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのテフロン（登録商標）製の枠に入れ成型した。成型した試料を３０℃で７日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は１．０６Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１５４Ｎ／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．２３Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状を保持し、高回復力、高強度を示した。
＜実施例7＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇと市販のポリ乳酸５ｇを１ｍｏｌ／ｌ塩酸７５ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのテフロン（登録商標）製の枠に入れ成型した。成型した試料を３０℃で７日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は２．１２Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１３９Ｎ／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．１７Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状を保持し、高回復力、高強度を示した。
＜比較例１＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇを１ｍｏｌ／ｌ塩酸８０ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのテフロン（登録商標）製の枠に入れ、成型した。成型した試料を３０℃で７日間保存してゲルを得た後、このゲルを島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は１．０１Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１０５Ｎ／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．１４Ｎ／ｍｍ２であり、５０％圧縮を２回行ってもゲルは元の形状に戻らなかった。
＜比較例２＞
市販のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製、エーテル化度１．３６、濃度１％溶液の２５℃での粘度は１６４０ｍＰａ・ｓ）２０ｇを０．７５ｍｏｌ／ｌ塩酸８０ｇに加え、シンキー製スーパーミキサー泡とり練太郎を用いて２０００ｒｐｍで２０分間混練し、１０分間脱泡してペースト状の試料を得た。ペースト状になった試料を厚さ１０ｍｍに展ばし、コルクボーラーで打ち抜いた。打ち抜いた試料を３０℃で５日間保存してゲルを得た後、島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで物性測定した。直径５０ｍｍのテフロン（登録商標）製圧縮治具で圧縮し、ゲルの破壊強度、圧縮弾性率を測定した。破壊強度は１．２２Ｎ／ｍｍ２、圧縮弾性率は０．１１６Ｎ／ｍｍ２であった。また同試験機で５０％圧縮時の最大ストレスを測定した。最大ストレスは０．１３Ｎ／ｍｍ２であった。厚さ０．５ｍｍ、幅８ｍｍの短冊状に成型した試料の引っ張り試験を島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔで行った結果、破断強度は３．６３Ｎ，ヤング率は１．１６Ｎであった。
【００２４】
以上の結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１の破壊強度について、１．０５（Ｎ／ｍｍ２）未満のものを「×」（１点）、１．０５〜１．３０（Ｎ／ｍｍ２）のものを「△」（２点）、１．３０（Ｎ／ｍｍ２）を超えるものを「○」（３点）と評価した。圧縮弾性率については、０．１１０（Ｎ／ｍｍ２）未満のものを「×」（１点）、０．１１０〜０．１３０（Ｎ／ｍｍ２）のものを「△」（２点）、０．１３０（Ｎ／ｍｍ２）を超えるものを「○」（３点）と評価した。５０％圧縮時の最大ストレスは、０．１５（Ｎ／ｍｍ２）未満のものを「×」（１点）、０．１５〜０．２０（Ｎ／ｍｍ２）のものを「△」（２点）、０．２０（Ｎ／ｍｍ２）を超えるものを「○」（３点）と評価した。総合評価として、合計点が７点以上を「○」、７点未満を「×」とした。
【００２７】
表１の結果より、実施例１〜７では高弾性でかつ強度が高いゲルが得られることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法の概略構成を示すフローチャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルボキシメチルセルロースアルカリ塩（ＣＭＣ）に酸または酸水溶液と有機補強材とを添加し、これを混練してＣＭＣをゲル化させることを特徴とするカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法。
【請求項２】
ＣＭＣの含有率は、ＣＭＣに酸または酸水溶液と有機補強材とを加えた混合物の全体重量に対して、３〜６４重量％の割合であることを特徴とする請求項１に記載のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法。
【請求項３】
酸または酸水溶液として、塩酸または塩酸水溶液をＣＭＣに添加することを特徴とする請求項１または２に記載のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法。
【請求項４】
有機補強材として、微結晶セルロース、ペクチン、アルギン酸、ジェランガム、カルボキシメチル化キトサン、ポリエチレン、ポリ乳酸から選択される一種以上の有機化合物をＣＭＣに添加することを特徴とする請求項１または２に記載のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法によって得られたカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲル。
【請求項１】
カルボキシメチルセルロースアルカリ塩（ＣＭＣ）に酸または酸水溶液と有機補強材とを添加し、これを混練してＣＭＣをゲル化させることを特徴とするカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法。
【請求項２】
ＣＭＣの含有率は、ＣＭＣに酸または酸水溶液と有機補強材とを加えた混合物の全体重量に対して、３〜６４重量％の割合であることを特徴とする請求項１に記載のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法。
【請求項３】
酸または酸水溶液として、塩酸または塩酸水溶液をＣＭＣに添加することを特徴とする請求項１または２に記載のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法。
【請求項４】
有機補強材として、微結晶セルロース、ペクチン、アルギン酸、ジェランガム、カルボキシメチル化キトサン、ポリエチレン、ポリ乳酸から選択される一種以上の有機化合物をＣＭＣに添加することを特徴とする請求項１または２に記載のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲルの製造方法によって得られたカルボキシメチルセルロースアルカリ塩のゲル。
【図１】
【公開番号】特開２００９−２４０８９（Ｐ２００９−２４０８９Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８８８４５（Ｐ２００７−１８８８４５）
【出願日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【出願人】（５０７０８９５１７）財団法人群馬県産業支援機構 (15)
【出願人】（５０５３７４７８３）独立行政法人 日本原子力研究開発機構 (727)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【出願人】（５０７０８９５１７）財団法人群馬県産業支援機構 (15)
【出願人】（５０５３７４７８３）独立行政法人 日本原子力研究開発機構 (727)
【Ｆターム（参考）】
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