Development of durable green colorants based on chemical-free composites with abundant chlorophyll and natural minerals

本研究は，天然色素として豊富に存在する葉緑素を安全な色材として利用するため，これを適切な無機層状空間に配置し，その安定性の飛躍的な向上を目指すものである。当該年度の研究実施計画に従い，葉緑素の発色部位である色素クロロフィリンを，アニオン交換性粘土の性質を有する層状鉱物ハイドロタルサイトの層間に取り込む技術を確立した。色素の複合化そのものは単純なアニオン交換で可能であるが，層間での色素分子の凝集が避けられず，得られる複合体はくすんだ色合いとなる。そこで，クロロフィリン色素とともにアニオン性界面活性剤分子をハイドロタルサイト層間に共挿入することで，層間での色素分子の凝集を防止し，鮮やかな発色を見せる複合体の開発に成功した。しかし，界面活性剤分子が層間に入ることにより，本来挿入されるべきクロロフィリン色素の複合化量が低下して，得られる複合体の色合いが薄くなる問題が生じた。このため，共挿入する界面活性剤の比率をさまざまに調整した複合体を試作し，色素の複合化量の低減を抑えつつ，最適な色素分散性が得られる導入量を確定した。用いる界面活性剤のアルキル鎖の長さが，クロロフィリン色素分子の分散性に及ぼす影響を調査した。短鎖のアルキル基は色素分子の分散性向上に全く効果を示さず，層間への界面活性剤の導入そのものも困難であった。そこでアルキル鎖長を順に長くしてゆくことで，最低限必要なアルキル鎖の長さの目安を得られた。

本研究は，天然色素として豊富に存在する葉緑素を安全な色材として利用するため，これを適切な無機層状空間に配置し，その安定性の飛躍的な向上を目指すものである。当該年度の研究実施計画に従い，葉緑素の発色部位である色素クロロフィリンを，アニオン交換性粘土の性質を有する層状鉱物ハイドロタルサイトの層間に取り込む技術を確立した。色素の複合化そのものは単純なアニオン交換で可能であるが，層間での色素分子の凝集が避けられず，得られる複合体はくすんだ色合いとなる。そこで，クロロフィリン色素とともにアニオン性界面活性剤分子をハイドロタルサイト層間に共挿入することで，層間での色素分子の凝集を防止し，鮮やかな発色を見せる複合体の開発に成功した。しかし，界面活性剤分子が層間に入ることにより，本来挿入されるべきクロロフィリン色素の複合化量が低下して，得られる複合体の色合いが薄くなる問題が生じた。このため，共挿入する界面活性剤の比率をさまざまに調整した複合体を試作し，色素の複合化量の低減を抑えつつ，最適な色素分散性が得られる導入量を確定した。用いる界面活性剤のアルキル鎖の長さが，クロロフィリン色素分子の分散性に及ぼす影響を調査した。短鎖のアルキル基は色素分子の分散性向上に全く効果を示さず，層間への界面活性剤の導入そのものも困難であった。そこでアルキル鎖長を順に長くしてゆくことで，最低限必要なアルキル鎖の長さの目安を得られた。