JPH05125266A - 生分解性高分子組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な生分解性及び柔軟性を有する生分解性
高分子組成物を提供する。 【構成】 ポリ−３−ヒドロキシ酪酸１〜９９重量部、
ポリビニルアルコール９９〜１重量部を含有する生分解
性高分子組成物およびそのフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は生分解性高分子組成物に
関し、特にポリ−３−ヒドロキシ酪酸の特性を改質した
生分解性高分子組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、環境中に散乱し、蓄積されたプラ
スチック廃棄物による環境汚染問題を解決する手段とし
て、環境中で微生物により分解されるプラスチック、す
なわち生分解性プラスチックの開発が行われている。

【０００３】その中で、ポリ−３−ヒドロキシ酪酸は微
生物の産生する結晶性ポリエステルであり、優れた生分
解性を示すことが知られている。しかし、このポリ−３
−ヒドロキシ酪酸は結晶性が高く、硬くて、もろいため
にプラスチック材料としては必ずしも適した物質ではな
い。

【０００４】一方、微生物が産生するポリエステルを改
質するために、３−ヒドロキシ酪酸単位と、たとえば３
−ヒドロキシ吉草酸単位等を含有する共重合体が研究、
開発されている。たとえば、特開昭５７−１５０３９３
号公報及び特開昭５９−２２０１９２号公報には、ポリ
−３−ヒドロキシ酪酸の共重合体及びその製造方法につ
いて記載されている。しかし、これらの共重合体ポリエ
ステルは、高価なものになることが知られている。

【０００５】また、ポリ−３−ヒドロキシ酪酸を改質す
るために、他の高分子材料とブレンドする方法がある。
たとえば、特開昭５７−１１１３４９号公報には、塩化
ビニル、塩化ビニリデン等とのブレンド物及びその製造
方法について記載されている。しかし、塩化ビニル、塩
化ビニリデン等の生分解性を有していない高分子材料と
のブレンド物では、完全な生分解性を示さないことが知
られている。

【０００６】さらに、特開平２−２２２４２１号公報に
は、ポリ−３−ヒドロキシ酪酸・ポリ−３−ヒドロキシ
吉草酸共重合体を主原料とした水系エマルジョンを植物
性繊維にコーティングした生分解性複合材料について記
載されている。その中には、ポリビニルアルコールを含
む水系エマルジョンについても記載されているが、ポリ
−３−ヒドロキシ酪酸の改質についての記載はなく、ま
た複合材料の特性についての記載もない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様なポ
リ−３−ヒドロキシ酪酸の改質をするためになされたも
のであり、ポリ−３−ヒドロキシ酪酸とポリビニルアル
コールを含有し、良好な生分解性及び柔軟性を有する生
分解性高分子組成物を提供することを目的とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究を
重ねた結果、ポリ−３−ヒドロキシ酪酸と生分解性を有
する高分子材料であるポリビニルアルコールを含有する
高分子組成物は、共通溶媒から柔軟なフィルムが得られ
ることを見いだした。また、本発明者は、ポリ−３−ヒ
ドロキシ酪酸とポリビニルアルコールを含有する高分子
組成物は、完全な生分解性を損なうことなく、機械的物
性において一層優れた高分子材料が得られることを見出
した。本発明は、これらの知見に基づいて完成されたも
のである。

【０００９】即ち、本発明は、ポリ−３−ヒドロキシ酪
酸とポリビニルアルコールを含有することを特徴とする
生分解性高分子組成物である。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
用いるポリ−３−ヒドロキシ酪酸は、微生物の産生する
結晶性ポリエステルであり、優れた生分解性を有する
が、結晶性が高く、硬くて、もろいためプラスチック材
料としは実用化されていない。一方、ポリビニルアルコ
ールも生分解性を有することが知られているが、フィル
ム状態ではその生分解速度は小さい。本発明において
は、それら両者をブレンドすることにより、実用性ある
生分解性高分子組成物を得るものである。

【００１１】ポリ−３−ヒドロキシ酪酸としては、重量
平均分子量が1 万〜１０００万、好ましくは５万〜５０
０万のものが用いられる。また、ポリビニルアルコール
としては、重合度１０〜５，０００、好ましくは５０〜
２，５００のものが用いられる。ケン化度については特
に制限はない。

【００１２】また、ポリビニルアルコールは、ビニルア
ルコール単位、酢酸ビニル等の残ビニルエステル単位の
他に、少量のその他の単位を含有することが可能であ
り、その他の単位の例としては、エチレン、プロピレ
ン、イソブテン等のα−オレフィン、アクリル酸、メタ
クリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、無水
マレイン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいはアル
キルエステル等、アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アルキルビニ
ルエーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビ
ニルピロリドン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、プロピ
オン酸ビニル、パーサティック酸ビニル、２−アクリル
アミドプロパンスルホン酸及びその塩等があげられる。
しかし必ずしもこれらに限定されるものではない。

【００１３】本発明の生分解性高分子組成物に含有され
るポリ−３−ヒドロキシ酪酸とポリビニルアルコールの
割合は、通常はポリ−３−ヒドロキシ酪酸１〜９９重量
部に対してポリビニルアルコール９９〜１重量部であ
り、好ましくはポリ−３−ヒドロキシ酪酸５〜９５重量
部に対してポリビニルアルコール９５〜５重量部で、さ
らに好ましくはポリ−３−ヒドロキシ酪酸２５〜７５重
量部に対してポリビニルアルコール７５〜２５重量部で
ある。ポリ−３−ヒドロキシ酪酸が１重量部未満では高
分子組成物の分解速度が遅くなり、また９９重量部を越
えると高分子組成物がもろくなるので好ましくない。

【００１４】また、本発明の生分解性高分子組成物に
は、ポリ−３−ヒドロキシ酪酸とポリビニルアルコール
のほかに、デンプン、セルロース、キチン等の天然高分
子、及びその誘導体、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸等
の合成高分子類から選ばれる１種又は２種以上の物質を
加えて複合化することにより、環境中における生分解の
速度を調製することができる。

【００１５】このような第３成分は、使用目的に応じて
適当量を任意に添加することができる。

【００１６】さらに、本発明の生分解性高分子組成物に
はその他の有用な添加剤を添加することができ、例えば
可塑剤、補助剤、充填剤、潤滑剤、離型剤、発泡剤、安
定剤、増量剤、改質剤、流動促進剤、着色剤、顔料及び
これらの混合物が挙げられる。

【００１７】可塑剤の添加量は、全成分の総重量を基準
として約０．５〜約５０重量％、好ましくは約０．５〜
約３０重量％の範囲で添加される。低分子の有機可塑剤
としては、例えばグリセリン、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、グリセリンの各種アルキルエステ
ル類、及び低分子量のポリ（酸化アルキレン）、例えば
ポリ（エチレングリコール）、ポリ（プロピレングリコ
ール）、ポリ（エチレン−プロピレングリコール）など
が挙げられる。

【００１８】本発明の生分解性高分子組成物は、ヘキサ
フルオロイソプロパノール、ジメチルスルホキシド等の
共通溶媒を用いて、溶液ブレンドによって得ることがで
きる。また、合成樹脂の溶融混練に汎用されるスクリュ
ー押出機、バンバリーミキサー、コニーダー等の溶融混
練装置を使用することによっても組成物を得ることがで
きる。

【００１９】本発明の生分解性高分子組成物をフィルム
状の形態にするには、共通溶媒からのキャスティングに
よってフィルムを得ることができる。また、押出成形、
ブロー成形、カレンダー成形等の通常の熱成形手法を用
いることによってもフィルムを得ることができる。ま
た、本発明のフィルム状の組成物は、二次加工性に優れ
ており、あらかじめフィルムを形成し、このフィルムを
用いて各種形状の成形物を得ることができる。

【００２０】

【実施例】以下に本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。

【００２１】実施例１ ポリ−３−ヒドロキシ酪酸（重量平均分子量６７万）と
ポリビニルアルコール（ケン化度９９〜１００％、重合
度２０００）をヘキサフルオロイソプロパノールを溶媒
として溶液ブレンドし、この溶液をガラスシャーレ上に
キャスティングしフィルムを得た。

【００２２】得られたフィルムについて、ポリ−３−ヒ
ドロキシ酪酸成分の融点、結晶化度及び生分解性を測定
した。その結果を表−１に併せて示す。表−１に示した
結果により、本発明の生分解性高分子組成物は結晶化度
の低下による柔軟性の増大及び部分的な相容性を示して
いること、また生分解性にすぐれていることがわかる。

【００２３】なお、表−１に示した特性の測定法は次の
通りである。

【００２４】（１）融点 融点はＤＳＣ法（昇温速度１０℃／ｍｉｎ）によるポリ
−３−ヒドロキシ酪酸の融解ピークの頂点により求め
た。

【００２５】（２）結晶化度 結晶化度はＤＳＣ法（昇温速度１０℃／ｍｉｎ）による
ポリ−３−ヒドロキシ酪酸の融解ピークの熱量により求
めた。

【００２６】（３）生分解性 ほぼ５０μｍ厚に調製したフィルムを、土壌を仕込んだ
プランター中に埋設して、土壌の乾燥を防ぐため週１回
少量の水を加えながら、２３℃の恒温室中に６カ月保存
して外観変化を観察した。

【００２７】なお、土壌は東京都目黒区大岡山に所在す
る東京工業大学構内の表層１０ｃｍの土壌を採取し、１
０メッシュのふるいでふるったものをそのまま使用し
た。

【００２８】

【表１】

【００２９】(注) １）ポリ−３−ヒドロキシ酪酸をＰ
ＨＢと略記する。

【００３０】２）ポリビニルアルコールをＰＶＡと略記
する。

【００３１】

【発明の効果】本発明の生分解性高分子組成物は、柔軟
で機械的物性に優れ、かつ組成物全体が良好な生分解性
を有するものである。従って、環境中に放出されても分
解し、コンポスト処理も可能な生分解性高分子組成物を
提供できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０８Ｌ 67:04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリ−３−ヒドロキシ酪酸とポリビニル
   アルコールを含有することを特徴とする生分解性高分子
   組成物。
2. 【請求項２】 ポリ−３−ヒドロキシ酪酸１〜９９重量
   部、ポリビニルアルコール９９〜１重量部を含有する請
   求項１記載の生分解性高分子組成物。
3. 【請求項３】 可塑剤を含有する請求項１記載の生分解
   性高分子組成物。
4. 【請求項４】 フィルム状の形態からなる請求項１記載
   の生分解性高分子組成物。