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後藤, 良造

猪川, 三郎

高月, 昭

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Title手漉和紙に関する研究 : 第7報 黄蜀葵粘質液の弾性についてAuthor(s)猪川, 三郎; 後藤, 良造; 高月, 昭Citation木材研究 : 京都大學木材研究所報告 (1959), 21: 26-33Issue Date1959-03URL http://hdl.handle.net/2433/52860RightType Departmental Bulletin PaperTextversionpublisherKyoto University手 渡 和 紙 に 関 す る 研 究第7報 黄萄英粘察液の弾性について木材化学第3研究室 猪川三郎 ･後藤良造 ･高月 昭(昭和33年12月2日受理)SaburoINOKAWA,RyozoGoTOand.AkiraTAKATSUKI:StudiesonJapaneseHand-madePaperVII.On theColoidalNatureof TororoaoiMucilage管AbelmoshusMan,ihoIMEDIC).tね り"ほ和紙の抄造に必要欠 くことのできないもので, 和紙の優美さと強さとは, このtね り"の性質に依存するところが極めて大きい｡ この tくね り"の中で最も広 く使われているのほ,黄萄葵 (AbelmoshusManihotMEDIC)の株から水で抽増される粘質液で,その粘質液は,そのままでは,ろ紙でろ過することか極めて困難であるが,これを ミキサ-に掛けることによって,ろ過できるようになり1㌦ そのために,デンプンその他の爽難物を除 くことができる｡しかし,このろ液は,まだ,非常に大きな弾性を有しており,しかもこの弾性は,粘質液を加熱するか,長期間数置するかすると,顕著に減少していく｡本報では,この弾性に着員して実験を行い,得られた2,3の新しい知見について報告する｡1 弾性におよぽす ミキサー処理の影響抽出後綿布でろ過した粘質液を ミキサーで処理し,処理時間と弾性の変化との関係を調べたところ Tablelのようになった｡Table1treatmenttimebymixer(min.)G300(dyne/cm2)71300(poise)17:M/G30〇0 0.55.8 1 3.5G800 : Elasticityat30oC 77300:Viscosityat30oCこれを図で示すとFig.1のようで,はじめ急速に低下し,やがてはぼ一党 値となること,また 紬 o/G 30｡もはじめ急速に低下し,やがてほぼ-.定借となることがわかった｡2 弾性と粘質液濃度との関係ミキサー処理を行った粧質液からプルコ-ル ･エーテル (8 :2)混液を加えて得られた沈殿物を所定の濃度になるように水に溶かし,弾性と粧質液 の濃度 との関係を測定すると,Table2および Fig.2のようになった0- 26-狩川･後藤 ･高月:手渡和紙に関する研究Table2? ? ??ー?〜????? ?ー???0 1 2 ち 4 5｢分)trentmenttimebymker(mir)__ ~-■･.Fig.1.3 弾性におよぽす塩化ナ トリウム,塩化カルシウム,EDTA(disodiumethylenediaminetetra-aceticacid),*およびシュウ酸ナ トリウムの影響ミキサ-処理を行った粘質液に塩化ナ ト1)ウム,塩化カルシウム,EDTA,シュウ酸ナ トリconcentration (形)∴ ･･14151-2G508il｢ 1室6545210 0.1 02 03 04 05%- - concentr･otionFig.2.ウムを種;Tの割合に加えたときの弓単性のの変化を調らべると,Table3および Fig.3 に示すようになった｡黄萄葵粘質物の灰分中には,カルシウムが多 く含まれており,黄萄葵粘質液の曳糸性は, このカルシウムによるものであるともいわれている2) が,カルシウム塩をアルカ リ塩におきかえる能力のある EDTA およびシュウ酸ナ トリウムが,粘質液の弾性を増加させる傾向にあり,Table3*EDTAの構造式は "Ha.0.0cc:≡)N-CH2-1CH2-Nく;H"2c.0.0:a- 27-木 材 研 究 第21号 (昭34)0 01020504 0506･070.809 10(%)concentmtionFig.3.十方,塩化カ}t,シウムが野性を低下させる傾向にあることは,この場合カルシウムがあまり弾性に寄与していないことを示すものと思われる｡ このことは,また,次の電気透析の実験からも支持される｡4 弾性におよぽす電気透析の影響ミキサー処理を行った粧質液 (♪H5.0)を濃度が変化 しないように電気透析にかけると,♪H が約3になり,G3｡0 は,はじめの 生5から10に増加 した｡この電気透析した精液に炭酸ナ トリウムを加えて♪Hを変え,それにともなう弾性の変化をみるとTable4および Fig.4のようであって, 極大のある曲線が得られた｡ 一方, 電気透析 してG:{oOが10に増加 した精液に酸化カルシウムを加えPH を4.2にすると,G300は4.2に下った｡Table4???? ???Gfi(,0(dyne/cm2)このことから,弾性には電解基3'が大きな役割を持っていること,また,カルシウムは弾性に寄与 していないことがわかる｡5 アノ｢コ･-JIJ･エーテル沈殿物を再び水に溶か したときの弾性ミキサ-処理を行った粧質液にアルコール ･エーテル (8:2)混液を加えて生じた沈殿をろ過して採取し,これを再び水に溶解して,原液 と同-IBL･度にしたときの弾性を測定すると,Table5に示すように,もとの精質液の弾性 とほとんど変化がないことがわかった｡このことは,原粧質液において弓単 性をあらわしている物質がほとんど完全にアルコール ･エーテル混液で沈殿することを示すOなお沈殿物を再溶解する際,沈殿ろ液*を濃縮した液を加えても,し聖者 )5 4 5 6 7 8 9 10 11--- pHFig.4.*ミキサー処理を行った粘質液に,アルコ-ル.エーテル混液を加えて生じた沈殿をろ過したろ液からアル コ ール･エーテルを留去した液0- 28-猫用･後藤.･高月:手渡和紬こ関する研究弾性には,ほとんど変化がなかった｡また,加熱によって弾性をなくした粘質液からの沈殿物を水に再溶解しても,やはり弾性はあらわれなかった｡′Table5sampleorlglnalmucilagesolution～conce(?vat)ration]G300(dyke/cm2)*Thesolutionobtainedbydissolvingthealcoboトetherprecipitateなすことができる｡7 弾性におよぽす加熱の影響ミキサ 処ー理を行っ た 粧 質 液(♪H5.2) を炭酸 ナトリウムで♪H6.8と♪H8.8とにしたもの,および酢酸で ♪H4.0としたものを,それぞれ70 0 に加熟して,それらの加熱時間と弾性の変化との関係を測定すると,Table7および Fig.5が得られた｡すなわち♪H4.0と♪H5.2の曲線はあま6 重金属イオンによる沈殿物を 0.6.%EDTA水溶液にとか したときの弾性ミキサ-処理を行った粘質液に硝酸第二水銀の水溶液を加えて生じた沈殿物を P.6,%EDTA水溶液にとかして,もとの濃度としたときの粘液の弾性を測定すると,Teble6 に示すように, その弾性はもとの粧質液の弾性とほとんど変化がなかった｡ この結 果とFig.3の EDTA の曲線 とから考えてみると,重属イオンによる沈殿物も粘質液の本体であるとみTable6*Thesolutionobtainedbydisso-1vingE､themercuricnitrateprecipitatein0ゝ.6% EDTAwatersolutionり変らないが,♪H6.8,♪H8.8の曲線は著しく変化することを知った｡Table7beatingtime(min.) 0 】 20 60 L 90 1 120- 29-木 材 研 究 第21号 (昭34)conc.:0,57%･｢△- : pH4011や一一 '･ PH52+ : pH6.80 : PH8･8また,一方,ミキサー処理粘質液を300,400,500,60oi700および800の各湿度に夫々30分,60分および90分間加熱したときの弾性の変化を測定すと,Table8および, Fig.6に示すように,温度が500から600になる点で急激な弾性の低下が見られた ｡㌔ - これらのことから,加熱による弾■1L性の低下は,単なる加水分解などの化学変化だけによるものでなく,何0 10 20言040 60 90tlme (和in)Fig.5.㌔-㌔-＼ heatingtemp.(oC)heatingtime(min.｢ ＼1-㌔ _一120(桝 か複雑な変化がおこっているものと考えられる｡Teble8.30 弓 40実 験 の 部1) 試料 昭和31年広島県因島産黄萄葵を 0.5.%ホルマリンに漬けたものである｡2) 抽出 ホルマリン演にした試料を水洗後,金ずちで充分にくだき,これをOoで蒸留水に24時間浸潰し,抽出される粘質液を綿布でろ過した｡3) 濃度 アルコール ･エーテル(8:2)混合液を加5〔〕- 30-40 50 60 9080(oC)heatingtemperatureFig.6.猪川･後藤･高月:手渡和紙に関する研究えて,粘質物を沈殿させ,これをろ別乾燥後秤量して決定した｡4) ミキサー処理 2) によって得られた粘質液を東芝製 MX-2型 ミキサーに入れ, 高速度で粘度がほぼ一定になるまで処理し,セライトを入れて吸引ろ過した｡5) 弾性 粘性共軸円筒型の回転粘弾性計により,温度300で測定した｡要 約1) アルコール ･エーテル沈殿物および重金属イオン沈殿物は粘質液の本体とみなされる｡2) カルシウムは,粘質液の弾性に重要な役割をもつものではない｡3) 加熱による弾性の著しい低下は単なる加水分解などの化学変化だけによる もので はない｡なお,本実験に用いた弾性測定の装置は,本学化学科金相学研究室の岩瀬慶三教授ならびに佐野忠雄助教授の絶大な援助によって製作されたもので,ここに厚 く御礼申し上げる｡ また本研究の費用の一部は文部省科学研究助成補助金によったものである｡R6sumeJapanese hand-made paper,as wel known,isveryelegantandre丘ned,strongandtenacious,and consideredasaworkofJapanesecharacteristicart.Anditissaidthatitseleganceandstrengthmainlydependupon thepropertiesof N`eri"whichisindispensableformakingJapanesehand一madepaper."Neri"isthep一antmucilageandthemucilageobtainedfrom therootof Tororoaoi(4belmoshusManihoIMEDIC)ismostwidelyused.Itisverydi琉culttofilterthemucilageinoriginalstatethrougha丘lterpaper,butthemixertreatmentmakesitveryeasyl)tofilter,bywhich Starch and other impuritiescanberemoved. Thus,the 丘ltrate obtained hasstilelasticitywhich considerablydecreasesbyheatingorlongerstandingofit.The presentreportisconcemed with some coloidalpropertiesofthemucilage,especialyitselasticity.1) Therelationsbetweenthemixer一mixing timeandviscoelasticityofthemucilage which was 丘ltered through cotton clothareshowninTable1andFig.1.From Fig.1,itisobserved thattheelasticityrapidlydecreases,atthefirstperiod,withincreaseofthemixer-mixingtime,thengradualybecomesconstantandalsoT3｡0/G3｡OShowsthesimilarbehaviors.2) Therelationsbetween elasticityand concentrationofthemucilagearesummarizedinTable2andFig.2.3) Theefects ofsodium chloride,calcium chloride,disodium ethylene-diaminetetra-aceticacid (EDTA)*and sodium oxalateontheelasticity(G･3｡｡)辛EDTAhasastructureof";:::c:2〉NCH2-CH2Nくc"H2c0.0."Haandreplacescalcium ioninthemucilagebysodium ion.- 31-木 凋`研 究 第21号 (昭34)ofM-1*are cited in Table3and Fig.3.Itmay beshown from Fig.3thatcalcium isindiferenttotheelasticityofM-1.Also,thisrestlltissupportedbythenextexperimentofelectrodialysis.4) Theelectrodialysis of M-1(PH :5.0;G3｡0: 4.5)at constantTvolume,decreasesitspHto 2.9from 5.0and increasesitsG3｡OtO10from 4.5. Thechangeofelasticityfor♪H,when sodium carbonateisaddedtoM-2,isshowninTable4and Fig.4. TheelasticityofM-2reachesamaximum at♪H 5.2,while,whencalcium oxideisaddedtoM-2itspHbecomes4.2anditselasticity(G3｡｡) decreasesto 4.2from 10.These resultsmay show thateledtrolyticgroups3) play an importantpartintheelasticityofthemucilage･,calcium notparticipatinginit.5) When P-1isdissolved inthesame concentration astheoriginal,theelasticityofthismucilagesolutionisnearlyequalto the originalasshowninTable5.Then,PI seemstobethe substancebywhichtheelasticityofM-1ismainlycaused.6) WhenP-2isdissolvedin 0.6.% aquoussolutionofEDT.Ainthe sameconcentration asthe original,the elasticityofthismucilagesolutionisnearlyequaltotheoriginalasshownin Table6.Taking the resultsin Table6andFig.3intoconsideration,the presentwritersimaginethatIL2seemstobeanessentialsubstanceinthemucilage.7) ThefolowingfoursamplesofM-1areheatedat700Candtheefectsoflleatingontheelasticityof.themucilagesarestudied;a) M-1(♪H5.2)b) Mucilageadjustedin♪H6.8bytheadditionofsodium carbonatec) Mucilageadjustedin♪H8.8bytheadditionofsodium carbonated) Mucilageadjustedin♪H4.0bytheadditionofaceticThese results are tabulated in Table7and showninFig.5.ThereisaparろlelpointinthecurvesofPH4.0and5.2,anda一soinPH6.8and8.8.Moreover,theelasticitychangesofM-1atvariousheatingtemperaturesarecitedinTable8and Fig.6,and the curvesin Fig.6Show thattheelasticitydropsdownbetween50oand600.The resultsreported aboveseemstoindicate tlatthedecreaseoftheelasticitybyheatingis,notcausedbysimple chemicalchanges,e.g.bydrolysis,oXidationandsoon,butbymore complex chemicalorphysicalchanges.*M-1:MucilagehomogenizedbyamixerandfilteredM-2:MucilageobtainedbyelectrodialysisofM-11-･32-猫用･後藤 ･高月 :手渡和紙に関する研究文 献1) 猫用三郎,後藤良造 ご木材研究 17,50(1957)2) 鴛淵武雄,大和田寛 :濃化 28,556,781(1954)3) H.Staudinger:OrganischeKoloidchemiep∴245(1950)- 33-

Studies on Japanese Hand-made Paper : VII. On the Colloidal Nature of Tororoaoi Mucilage (Abelmoshus Manihot MEDIC).

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