使用抗冻蛋白的多孔体的制备方法技术

本发明专利技术提供一种多孔体的制备方法，其特征在于，通过冻结法可以控制气孔率为50%以上，可以控制细孔的尺寸为10μm~300μm，细孔径分布均匀。是将至少含有陶瓷、树脂、金属及这些的前驱体中的任一种的原料体与水的混合物从选定部位开始进行过冻结，以此时产生的冰结晶作为细孔源，对其后通过从冻结体中除去冰所得到的干燥体进行热处理的多孔体的制备方法，其特征在于，使原料体与水的混合物或冻结体内含有抗冻蛋白。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及多孔体的制备方法，其在制备具有多孔质结构的陶瓷、金属、树脂等工业材料时所使用的冻结法中，在原料体与水的混合物中含有抗冻蛋白来作为使细孔的尺寸分布统一的成分。
技术介绍
多孔体为含有细孔的结构体，作为充分使用其细孔结构的过滤器、流体透过部件、催化剂载体、吸附材料、隔热材料等工业材料而得到广泛应用。尤其是具有单向贯通孔的多孔体，作为过滤器、流体透过部件等而得到广泛应用。在这样的用途开展中，大容量的流体透过、捕集效率、部件尺寸的大型化成为课题。 作为具有单向贯通孔的多孔体的制备方法，提出了利用原料的相分离，尤其是通过使原料中所含的水分冻结并干燥来除去冰的方法，即以冰为细孔源的方法。该方法是例如将作为原料体的粉粒与水混合成为浆料，将其注入模具中并从模具的底部进行冻结来使冰生长，从而将冰的形成部位通过干燥来除去以作为细孔的方法。作为这样的方法，至今提出了如下的方法。例如，将作为原料体的陶瓷粉末分散在水中来调制浆料后，将所得的浆料从选定方向进行冻结以促进冰的生长，将冻结的浆料进行真空冻结干燥以使冰升华，从而得到具有微孔的陶瓷成形体的制备方法(专利文献I)。另一方面，提出了如下的制备方法，即形成水溶性有机单体的聚合物与呈层状剥离的水膨润性粘土矿物的三维结构，通过冻结干燥将所含有的溶剂除去，由此得到树脂多孔体(专利文献2)。另外，还提出了如下多孔质生物材料的制备方法，即将羟基磷灰石/胶原蛋白复合纤维与缓冲液进行混合，通过冻结处理使冰结晶生长，并通过干燥来赋予单向性细孔(专利文献3) ο进而，可以举出使陶瓷前驱体水溶液冻结，并使水分在一个方向上呈柱状冻结生长，此后干燥以除去冰，来制备具有单向细孔的多孔质陶瓷材料的制备方法(专利文献4)。本专利技术人也提出了结合凝胶化与冻结的新的陶瓷多孔体成形法(专利文献5)。根据该方法，通过在工序中增加凝胶化，与现有的技术相比提高了成形性、抑制了树枝状冰结晶的生长。另外，由于凝胶化剂将水分保持从而可以极大地赋予高细孔率。在这些上述的冻结法，即使原料体与水的混合物从选定部位开始冻结的方法中，与冷媒接触的部分温度降低，随着离开冷媒越远温度变高从而使得冻结体的温度不均匀。通常，冰结晶在越是低温的情况下越细微，在高温下形成的话则形成粗大的冰结晶(非专利文献I)。由此，存在如下问题，即与冷媒接触的部位的冰尺寸是细微的，但伴随着离开冷媒而变成粗大的冰结晶。进一步，由于在形成冰时伴随着冻结而释放出潜热，存在如下问题，即伴随着离开冷媒而冰形成温度变高的问题。另外，在多孔体成形过程中难以抑制冻结体内部发生的冰的再结晶化也是历来就有的问题。冰的再结晶化是指冰结晶的整体或一部分融化后再度结晶化。更通俗而言，就是冰块之间相互粘接。例如，将凝胶或冰激淋等水分含量特别高的含水物进行冻结时，在其内部容易引起冰的再结晶化。在缓慢地由一个方向进行冻结的情况下，由于有充分的时间发生冰的再结晶化从而易于形成冰束。即使对于含水物的组成和冻结温度等进行细心的关注也难于简单地抑制冰的再结晶，这一问题成为阻碍该技术的实施的原因。如上所述，虽然冻结法从能够赋予单向取向的细孔这一点来看是优异的，但存在原料体或凝胶内部所制得的冰的大小和粗细不均匀的问题。现有技术文献专利文献专利文献I:日本特开2001-192280号公报 专利文献2:日本特开2004-359747号公报专利文献3:日本特开2007-98117号公报专利文献4:日本特开2009-46341号公报专利文献5:日本特开2008-201636号公报非专利文献非专利文献I:露木英男食品加工学第2版，从加工至保藏，14-16，共立出版，东京。非专利文献 2:Comparison of functional properties of two fungalantifreezeproteins from Antarctomyces psychrotrophicus and Typhulaishikariensis. NanXiao, Keita Suzuki,Yoshiyuki Nishimiya, Hidemasa Kondo, AiMiura, SakaeTsuda, and Tamotsu Hoshino. (2010)FEBS Journal, 277, 394-403.非专利文献 3:Antifreeze proteins:an unusual receptor-1igandinteraction.Zongchao Zia and Peter Davies (2002)TRENDS in BiochemicalSciences, 27(2), 101—106.
技术实现思路
专利技术所要解决的课题根据如上的利用了冻结现象的通过冰的相分离来赋予细孔的方法，接近冻结用的冷媒的部位的温度降低从而形成微细的冰结晶，由于随着离开冷媒而温度变高则形成粗大的冰结晶。因此，难以在部件整体使冰结晶的尺寸均一。另外，还需要抑制在冻结浆料或冻结凝胶内部发生的冰的再结晶化的技术。凝胶中的冰发生再结晶化，从而产生各种粗细的冰柱，这是尚未解决的问题。从如上的现有技术的状况来看，期待开发一种新的方法，其不需要复杂的操作、能够制造在试料内具有无波动的细孔径分布的高气孔率多孔体。在此，本专利技术的课题在于提供一种多孔体的制备方法，其特征在于，通过冻结法能够将气孔率控制在50%以上，能够将细孔的尺寸控制在10 μ πΓ300 μ m,且细孔径分布是均匀的。用于解决课题的手段本专利技术人们为了解决上述课题经过反复的广泛研究的结果发现，在原料体与水的混合物中添加抗冻蛋白后，通过使其冻结，成为细孔源的冰柱在保持细度的同时而伸长。进一步发现，通过使如上所述的冻结的混合物干燥来除去冰结晶，能够制备细孔的尺寸均匀的多孔质成形体，并在此见解的基础上完成了本专利技术。S卩，本专利技术的多孔体的制备方法具有以下特征。第1，一种多孔体的制备方法，使至少含有陶瓷、树脂、金属及其前驱体中的任一种的原料体与水的混合物从选定部位开始冻结，以此时所产生的冰结晶作为细孔源，此后对从冻结体中除去冰所得到的干燥体进行热处理，其中，在原料体与水的混合物或冻结体内含有抗冻蛋白。第2，在上述第I专利技术的多孔体的制备方法中，抗冻蛋白是具有阻碍冰的结晶生长及再结晶化的功能的物质。第3，在上述第I专利技术的多孔体的制备方法中，对原料体与水的混合物可以进行凝胶化，是含有能够凝胶化的水溶性高分子的多孔体的制备方法，所述能够凝胶化的水溶性高分子是在干燥中不会恢复到冻结以前的组织的不可逆性凝胶化高分子。第4，在上述第3专利技术的多孔体的制备方法中，能够凝胶化的水溶性高分子为丙烯酰胺系高分子、海藻酸系高分子、聚乙烯亚胺系高分子、甲基纤维素系高分子、多糖类凝胶、蛋白质系凝胶、明胶、琼脂中的至少一种。第5，在上述第I专利技术的多孔体的制备方法中，原料体为碳化硅、氮化硅、氧化铝、氧化锆、羟基磷灰石、酚醛树脂(7工V —> )、丙烯酸树脂(7U > )、聚苯乙烯、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、特氟龙(注册商标)、铁、铝中的至少一种。第6，根据上述第I至第5专利技术的多孔体的制备方法制备的多孔体。专利技术的效果根据上述第I专利技术，在使至少含有陶瓷、树脂、金属及其前驱体中的任一种的原料体与水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：福岛学，吉泽友一，村山宣光，津田荣，小泉雄史，井上敏文，
申请(专利权)人：株式会社日冷食品，
类型：
国别省市：