コラム

Column09

手抄き

 日本における製紙の始まりは、600年頃に高句麗の僧から伝わったと言われています。当時は麻や楮、雁皮などの天然繊維を原料としており、伝わった手法を日本独自に改良し、抄紙したものを一般的に「和紙」と呼び出しました。

 

 1800年後半には紙の需要が高まり、ヨーロッパから大型の抄紙機を輸入して製造したものを「洋紙」と呼んでいます。

 

 製紙会社では新しい紙を開発する際に、まずは「手抄き」で繊維配合などを見極めてから生産設備での試作に進みます。三晶の中央研究所にも手抄きでシートサンプルを作製できる各種抄紙設備、および物性などを評価できる装置一式を揃えています。

 

ビーター

繊維の叩解機(ビーター)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

シートBOX ドライヤー

手抄きシートマシン          乾燥用ドライヤー

 

 三晶は製紙会社、商社、大学などの研究機関と共同での開発も行っています。 ビニロン繊維からなる機能紙「パピロン®」もその一例で、三晶は商社であるため多種多様な合成繊維を数多く取り扱っており、これからも今までにない新しい機能を持った紙の開発を続けていきます。

 

研究所の設備一覧は、こちらをご覧ください。

http://sansho.co.jp/equip/

 

 

Column08

カラギナン(Carageenan)

カラギナン(カラギーナン)は寒天と同様に海藻から抽出される多糖類です。アイルランド地方に生息するアイリッシュモス(コンドラスクリスパスの別名)という海藻をミルクのゲル化剤として使用していたことがカラギナン利用の起源とされていますが、19世紀初期にはアイリッシュモス粉末をビールのオリ下げ剤や繊維用糊料として利用されていました。 その後、カラギナンを精製抽出した製品が工業的に生産されるようになり、現在では様々な製品に利用されています。

カラギナンの基本的な構造は寒天とよく似ていますが、カラギナンは寒天よりも多くの硫酸基を持っており、カチオンやタンパク質との反応性に優れます。また、カラギナンにはカッパ、イオタ、ラムダという代表的な3つのタイプがあり、それぞれ粘性、ゲル化性などの物性が異なります。

特にカッパタイプは少量で強いゲルを形成することから幅広い製品に利用されていますが、カッパカラギナン単体ではゲルの弾力性が弱く、離水が多い為、ローカストビーンガムとの相乗効果を利用して弾力性と離水状態を調節しながら利用されています。

図4図3

食品でのカラギナンの主な用途はカッパタイプの強いゲル化性を利用したデザートゼリーやミルクプリンのゲル化剤としての用途ですが、その他にもアイスクリームの安定剤や畜肉製品の品質改良剤、タレやソースの増粘剤としても利用されている他、食品以外ではビールのオリ下げ剤、芳香剤や練り歯磨きの増粘・ゲル化剤としても利用されています。

また、近年ではゼラチンに代わる原料としての用途も増えており、ゼラチンフリーのグミキャンディーや植物性カプセルの原料としても利用されています。

 

三晶()ではCPケルコ社の製品を取り扱っており、一般的なタイプの他にゼラチン食感タイプ、冷水・冷ミルク溶性タイプ等の特徴的なタイプのカラギナンもご紹介しています。

 

製品、アプリケーション例についての詳細はこちらを御覧ください。

(http://sansho.co.jp/find/polthknr/carrageenan/)

 

Column07

製紙用合成繊維について

 60年以上前の1950年代前半において、「紙」といえば、その主原料はいわゆる木材パルプであり、合成繊維のみで紙を作るということは想像もできませんでした。そのような中、京都大学岡村誠三研究室、廣瀬製紙㈱、倉敷レーヨン(現在の㈱クラレ)ならびに弊社との協力により、PVAとビニロンそれぞれの短繊維を用い、100%合成繊維から成る「紙」を作りました。これが現在の「機能紙」の誕生でした。弊社はフィブリボンド®(1958年登録)ならびにパピロン®(1959年登録)の商標を取得しております。フィブリボンドとは製紙用合成繊維のPVAバインダーであり、パピロンはPVAとビニロンの短繊維から成る機能紙です。このパピロンの発想、技術を基に、繊維技術の発展も伴って多くの機能紙が開発されてきています。

 

 合成繊維を用いて紙を作る場合、紙を構成する「主体繊維」と主体繊維同士をくっつける役目を持つ「バインダー繊維」が必要です。主体繊維としては、合成繊維はもちろんのこと、金属繊維や無機繊維なども使用できます。まずは、求めている機能(例えば耐熱性、耐薬品性など)によって、主体繊維を選択します。次に、その主体繊維をくっつけるバインダー繊維では、主体繊維と馴染みがよいものを一般的に選択します。とはいえ、馴染みが良くても、耐熱性の機能紙を作るときに低融点のバインダー繊維を使用しては、耐熱性のある紙は作れませんので、繊維の選択では、総合的に判断する必要があります。

 

 またバインダー繊維には、芯鞘繊維が使用されることもあります。芯鞘繊維とは、チーズ竹輪のような構造をしており、真ん中の「芯」(チーズ竹輪でいうチーズ)の部分と外側の「鞘」(チーズ竹輪でいう竹輪)の部分が異なる素材でできている繊維です。このような構造の繊維を用いて、例えば鞘部分には熱で溶けてバインド性能を発揮する素材とし、芯部分は熱で溶けない素材にすることで、バインダーとして働きつつも、繊維全体が溶けるバインダー繊維よりも繊維強度が保持されるようになり、結果的に機能紙全体の強度向上に繋がります。また合成繊維は円状(丸)だけでなく、三角やT字、扁平など様々な形状にすることができ、太さや長さも変えることができるので、同じ素材の繊維でも形状の異なる繊維を用いて機能紙を作ることによって、繊維自身が持つ機能(耐熱性、耐薬品性など)だけでなく、機能紙全体としての性能(密度、表面積など)を変え、新たな機能紙をデザインすることができます。

 

TT字

 

               <芯鞘繊維の例>                <T字繊維の例>

 

 

 合成繊維から構成される機能紙は、その原料の繊維には多くの素材や様々な形状、太さや長さがあり、その組み合わせは無限です。新たな機能紙のデザインをお考えの場合、是非とも弊社にご相談ください。

 

 製紙用合成繊維に関しての詳細は、こちらをご覧ください。

 http://sansho.co.jp/find/forpaper/

Column06

キサンタンガム (Xanthan gum)

 キサンタンガムは、キサントモナス・キャンペストリス菌(Xanthomonas campestris)という微生物がつくり出す多糖類の一つで、食品をはじめ、医薬品、化粧品、工業製品など幅広い分野において、水に“とろみ”を付ける、いわゆる増粘剤として主に利用されています。キサントモナス・キャンペストリス菌は植物の葉を枯らす原因菌の一種ですが、菌が増える際に体外に排出するキサンタンガムの特性が注目され、1960年代にアメリカ農務省によって生産に関する研究が行われ、1964年にケルコ社(現CPケルコ社)が工業生産を開始し、三晶ではケルコ社製キサンタンガムの取り扱いを1967年に開始しました。

 

 キサンタンガムは、他の増粘剤よりも優れた特徴がいくつかありますが、その最大の特徴は水中に分散した固形分を沈まないように保つ性能です。通常、固形分を沈まないようにするには単に水をドロドロの状態にすればいいのですが、それでは中身を容器から注いだり、移したりすることが難しくなります。一方、キサンタンガムを使用すると、水のように流れる状態にも関わらず、分散した固形分を沈みにくくすることができます。この性能を利用した製品例としては、細かく刻んだ食材が分散しているドレッシングやソース類、粒子が分散している研磨剤、塗料、インク類、農薬などがあります。  その他の特徴として、温度やpH(酸、アルカリ)の変化に対して安定だったり、塩類や界面活性剤が存在しても安定だったりすることから、液体クリーナー、接着剤、セラミック、化粧品(洗顔料、スキンローション、クリームなど)、練り歯磨きなど多種多様な製品に利用されています。

 

paint

cleanercosmetic

 

 

         <製品使用例1>          <製品使用例2>           <製品使用例3>

 

 現在、三晶ではCPケルコ社のキサンタンガムの中で、工業用グレードとしてKELZAN(ケルザン)シリーズ、化粧品・医薬部外品グレードとしてKELTROL(ケルトロール)シリーズの取り扱いを行っています。

 

KELZANとKELTROLに関しての詳細は、こちらをご覧ください。 (http://sansho.co.jp/find/polthknr/xanthangum/

 

Column05

ゲルの調製と評価のポイント

「ゲル」とは何か?

 一般的に「ゲル」は、液体と固体の中間の性質を持ったものと言われます。身近なもので言えば、豆腐、ヨーグルト、こんにゃく、ゼリー等の食品や芳香剤、練り歯磨き等です。これらのゲルには水の中に分散(溶解)した高分子が存在しているのですが、条件が整うと高分子同士がくっついて網目構造をつくります。この網目の中に水分が封じ込まれたものがゲルで、多いものでは95%以上が水分のゲルもあります。豆腐やヨーグルトの様に原料に元々ゲル化性のある成分(この場合はタンパク質)があってゲル状になるものもありますが、身近にあるゲルの多くは、ゲル化剤を添加してゲル化させています。

 

 三晶株式会社では各種ゲル化剤を取り扱っており、その大半は天然の水溶性高分子である多糖類です。例えば、ペクチンカラギナンジェランガム等がありますが、これらの多糖類をゲル化剤として上手く使いこなすには、使用する多糖類の溶解性やゲル化条件等の特徴を把握しておくことがポイントです。また、求める機能性(ゲルの物性、離水、凍結解凍安定性、熱安定性)、使用する系の条件(水分含量、pH、イオン濃度、他の固形分)、製造工程の条件(加熱条件、撹拌、混合等の条件)も同様に重要なポイントです。

 

「調製したゲルをどのように評価するのか?」

 その評価方法には色々な方法がありますが、一つは、ゲルの硬さや弾力等の物性です。一般的にはゲル強度計でその物性を測定しますが、測定用のゲルの調製に使用する器具や加熱条件等を細かく決めて、測定誤差を減らすことがポイントになります。また動的粘弾性測定装置(レオメーター)を使えば、ゲルの物性に加え、何度でゲル化するのか、逆に何度でゲルが溶けるのかを知る事もできます。他に、ゲルから染み出てくる水(離水)や、ゲルの粘着性等を評価することもありますが、何れの測定に於いても測定機器の条件設定と同様にゲルの調製条件が大きく数値に影響するので注意が必要です。

 

gel strength

ゲル強度・弾力性の測定例

 

 三晶株式会社 中央研究所では、ゲルの調製、評価に必要な器具・機器を取り揃えており、最適なゲル化剤の選択からゲルの試作・評価までをサポートできる体制を整えています。

 

「ゲル化」でお困りの場合は、お気軽に弊社までお問い合わせください。

http://sansho.co.jp/contact/

Column04

テンセル(Tencel)

テンセル(一般名リヨセル)はユーカリの木から取れるパルプを原料としており、繊維を紡糸する際に使われる有機溶剤は完全に再利用され、また天然由来の原料のため焼却できるといった環境に非常に優しい繊維です。
当社はオーストリアのLenzing社が製造するリヨセル繊維を扱っており、我々の業界ではLenzing社の登録商標である「テンセル TENCEL®」と呼んでいます。
   
世界で初めて三晶が「テンセル(リヨセル)」を製紙用繊維として販売!
   
1990年頃にリヨセルが日本に輸入された当初は、衣類などのアパレル用途向けとして紹介されていました。しかし当社はリヨセルが紙の原料繊維としても使用できるのではと考え、製紙会社や濾紙会社向けにリヨセルを紹介することにしました。そして濾紙会社と三晶研究所での取り組みの結果、1995年頃リヨセルを原料とした紙が世に出ることになったのです。
    
リヨセル繊維は叩解する(機械的な剪断力を与える)ことで繊維表面が綺麗に毛羽立ち、フィブリルと呼ばれる微細繊維が生じます。この叩解は繊維間の水素結合を多くして紙力増強のためにパルプ紙などで一般的に利用されています。叩解したリヨセルをシートにした場合、リヨセルのフィブリルは非常に微細であるため微小な粒子を捕捉でき、さらに叩解しても繊維の幹が潰れず空隙率の高い構造を保持しているため、空気や液体も透過しやすいといった優れたフィルター性能を発揮します。

  HPコラム用写真1 HPコラム用写真2
      <テンセル叩解繊維>             <パルプ叩解繊維>
   
他にも、吸水性・保水性、湿潤強さ、高い密着性などを利用した製品で使用されていますし、フィブリルに微粒子を担持できるため機能性シートの基材など様々な用途が期待されています。近年、より微細なセルロースナノファイバーへの関心が高くなっていますが、三晶ではこのリヨセルもまだまだ高い潜在能力を秘めた繊維と信じ、新たな製品開発に取り組んでいます。

   
製品に関しての詳細は、こちらをご覧ください。

( http://sansho.co.jp/find/forpaper/riyosel/)

 

Column03

ペクチン(Pectin)

ペクチンは植物に含まれる多糖類で、その存在が明らかにされるずっと前から食品に利用されていました。特にヨーロッパでは古くから保存食としてフルーツを砂糖と一緒に煮込んでジャムを作っていましたが、これはフルーツに含まれているペクチンのゲル化性を利用した代表的な食品の1例です。

 18世紀になると、この植物に含まれているゲル化力を持つ成分の研究が進み、ギリシャ語の「ペクトス:凝固する、固まる」という言葉から「ペクチン」と名づけられました。 ペクチン成分の特定により、その後、抽出、加工の研究が進み、20世紀はじめには工業生産が可能となりました。現在、ペクチンにはレモンやライムなどの柑橘類またはリンゴから、果汁を搾った残渣部分が主な原料として使われています。従来では果汁を搾った残渣部分(のこりカス)を使い製造されていたペクチンですが、近年では高品質なペクチンを製造するために搾汁後の原料は厳密に管理されています。また、急速に増加し続ける世界のペクチン需要に対応する為、いくつかのペクチンメーカーでは柑橘農家や中間加工業者への支援・指導を行い、生産効率の改良と安定供給に勤めています。

 

 ペクチンはジャムのゲル化や果汁飲料の増粘以外にも、酸性乳飲料(ヨーグルトドリンクや乳酸菌飲料)のタンパク質の安定剤や乳に含まれるタンパク質のゲル化剤としても利用されます。20世紀後半に日本で商品化された発酵乳飲料やミルクと混ぜて固まるデザートベース等は、ペクチンのこうした性質を利用しており、現在でも人気のロングセラー商品です。

  図3  図2

 ここ数年ではパンや麺などの小麦粉製品の食感改良剤、介護用食品の物性調整剤としての利用が始まりました。特に介護用食品では食感・流動性の他に、細やかな製品設計による反応性の微調節が重要視される中でペクチンは注目されている素材の一つとなっています。フルーツ加工品のゲル化剤、増粘剤として利用が始まったペクチンは、今後もその用途は時代に応じて広がっていくものと予想されています。

 

三晶(株)ではペクチンのリーディングカンパニーであるCPケルコ社の製品を取り扱っており、日本国内には柑橘類を原料としたペクチンをご紹介しています。

 

製品、アプリケーション例についての詳細はこちらを御覧ください。

(http://sansho.co.jp/find/polthknr/pectin/)

 

Column02

サフロン (ビスコース加工紙)

 サフロン®は、一言でいうと「ビスコース加工紙」です。このビスコースとは、木材由来のセルロースを水酸化ナトリウムと二硫化炭素によって、コロイド溶液としたものです。ビスコースを原料とし、フィルム状にすればセロハン、糸にすればレーヨンになります。ビスコース加工紙であるサフロン®は、紙の表面にビスコースを塗布、凝固させることで、湿潤強度向上、耐熱水性、静電気フリー、リントフリー、表面平滑性向上、高透気抵抗度および感湿性、透湿性などの機能性を持たせた紙です。サフロン®は、例えば、徐放性を活用し防虫剤の包剤に使用されたり、乾燥強度と湿潤強度が高いことを活用しハムなどの加工肉生産時にケーシング材として使用されたりしています。また、ビスコース自体は、天然物由来なので、木材由来のいわゆる普通の紙に加工することで焼却、分別が容易にもなります。

 ところで、サフロンというネーミングですが、最初の「サ」は、弊社三晶株式会社の頭文字「サ」を、「フ」は福井化学工業株式会社(現在のレンゴー株式会社武生工場、金津工場)の頭文字「フ」を冠しております。では、「ロン」とは何から来ているのか?これは「ナイロン」に端を発し、新しい合成高分子や繊維に対してよく使用されたものです。では、ナイロンというネーミングは…というと、伝線しないという意味の「No Run」が語源とされています。ナイロンが開発された当時、ストッキングには、絹が使用されていましたが、よく伝線してしまっていたようです。これに対しナイロンは伝線しない(しにくい)というのが、宣伝文句の1つであったことから、「No Run」をもじって、ナイロンというネーミングになったとされています。

 ネーミングも技術もその歴史を紐解くと興味深いことばかりです。1981年に開発されたサフロン®は、決して新しいものではありませんが、温故知新、現在のニーズや技術によって更なる利用価値が生まれると思います。

サフロン®に関しての詳細は、こちらをご覧ください。(http://sansho.co.jp/find/nonwoven/safuron/

Column01

カロブ樹(Carob Tree)

カロブ樹は乾燥した気温の高い地中海沿岸地方に生育する常緑樹で、普通日本で目にする機会は殆ど無い樹木です。1月から2月にかけて小さな花をつけ、5月ごろから実が成長します。力ロブ樹は他の植物が生育しにくい岩場の土地にも生育し、その高さは10m以上になります。その強い生命力によって、何千年もの昔から歴史に登場してきました。聖書に由来してカロブ樹は、聖ヨハネが荒野で修行試練を重ねた際にその果実を食べたことが伝承されています。このため果実は「聖ヨハネのパン(Saint John’s Bread)」とも呼ばれています。果実の鞘は甘く、チョコレートの風味にも富んでいるため、健康食の飲料や菓子類として現在でも応用されています。

 

ダイヤモンドの宝石の質量の単位として知られる「カラット」は、力ロブの種子1個分の重さである約0.2グラムに由来しています。その種子の胚乳部分にローカストビーンガムと呼ばれる多糖類が含まれています。このローカストビーンガムは、エジプトではミイラをくるむ包帯の接着剤として使用され、民間療法では利尿剤や緩下剤として古くから汎用されてきました。 三晶では、設立当初よりカロブ樹の種子の胚乳から作られるローカストビーンガムを取り扱っています。そこで2002年の中央研究所新築移転を期に、三晶発足の礎でもあり、永続性の象徴でもあるカロブ樹を玄関横に記念植樹いたしました。その当時は小さな苗木でしたが、現在では写真の様に立派な樹木に育っています。

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