JPH08193168A - 生分解性ポリマー組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 十分な機械的強度を有する崩壊性または生分
解性ポリマー組成物および該組成物からなるプラスチッ
ク成形物またはフィルムを提供する。 【構成】 生分解性プラスチックとホヤセルロース繊維
を含む崩壊性または生分解性ポリマー組成物、及び該組
成物からなる生分解性プラスチック成形物及びフィル
ム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生分解性プラスチック
とホヤセルロース繊維を含む崩壊性または生分解性ポリ
マー組成物、及びそれからなる成形物またはフィルムに
関するものである。これらは、優れた機械的強度を有す
る崩壊性または生分解性プラスチック成形物またはフィ
ルムとして、種々の用途に有用である。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック廃棄物問題が深刻化してい
る中で、崩壊性プラスチックや生分解性のプラスチック
が開発され、廃棄物問題の解決策として注目されてい
る。崩壊性プラスチックとしては、従来の非分解性プラ
スチックに生分解性を有するでん粉を混入したものがあ
る。また、特開平４−１８２１１２号公報に記載されて
いる脂肪族ポリエステル樹脂をマトリックスとして熱可
塑性樹脂を混合する技術が提案されている。また、生分
解性プラスチックとしては、脂肪族ポリエステル等が提
案されているが、従来の非分解性のプラスチックと比較
してその機械的強度が十分でないため、その成形物は肉
厚になり、微生物により分解するのに要する時間が長い
等の問題がある。それらの問題を解決するため、これら
の生分解性プラスチックに、充填剤として、炭酸カルシ
ウムや含水珪酸マグネシウムを混合する方法（特開平５
−７０６９６号公報）が提案されている。一方、天然の
ポリマーとして有用であると考えられるセルロースは、
その成形性の悪さから、成形物として実用化が困難であ
る。そのため、セルロース誘導体を用いたり、植物繊維
を加水分解して得られた分解物を用いたフィルムが提案
されている（特開平３−２３１９２７号公報）。充填剤
としては、ポリオレフィン系樹脂に木材パルプや繊維化
されたセルロースを主体とする植物繊維（特開昭６０−
１５８２３６号公報）を混合する方法が知られている。
また、生分解性樹脂に、でんぷん、植物体粉末、セルロ
ース繊維等の天然高分子物質を混合する方法（特開平５
−３２０５２４号公報）や、グリコールと脂肪族二塩基
酸類から合成された脂肪族ポリエステルにセルロース系
有機充填剤を配合する方法（特開平６−１７２６２４号
公報）が提案されている。しかしながら、いずれも十分
な機械的強度と生分解性を有する成形物等は得られてい
ない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、十分
な機械的強度を持ち、かつ使用後に廃棄する際、微生物
により速やかに崩壊または分解する、生分解性プラスチ
ック組成物及びそれからなる成形物及びフィルムを提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ホヤセルロース繊
維を混合することにより前記課題を解決できることを見
いだし、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、
生分解性プラスチックとホヤセルロース繊維を含む崩壊
性または生分解性ポリマー組成物、及び該組成物からな
る成形物及びフィルムである。

【０００５】本発明に係る生分解性プラスチック組成
物、及び成形物及びフィルムは、生分解性プラスチック
とホヤセルロース繊維を含むことを特徴とする。ホヤセ
ルロース繊維は、木材パルプ等から得られるセルロース
繊維に比べ、ヤング率が大きいため、高い剛性を有す
る。生分解性プラスチック中にホヤセルロースを、重量
比で５〜６０％、より好ましくは、１０〜５０％含有さ
せることにより、引張強度、曲げ弾性率等が向上し、十
分な機械的強度を持つ成形物及びフィルムを得ることが
できる。

【０００６】本発明に係るホヤセルロース繊維は、ホヤ
の外被をカッター等で切断し５〜２０ｍｍ程度の大きさ
にした後、ミキサー等の装置を用いて粉砕し、ビータ等
を用いてミクロフィブリル化することにより、直径０．
１μｍ以下の微細繊維として得られる。タンパク質、脂
肪等を除去するためアルカリや有機溶媒で処理して用い
られることもある。これらの技術は、特開平５−３００
５８６号公報に開示されている。

【０００７】また、本発明に係る生分解性プラスチック
としては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ−３−ヒ
ドロキシブチレート、ポリ−４−ヒドロキシブチレー
ト、ポリヒドロキシバリレート、ポリエチレンアジペー
ト、ポリカプロラクトン、ポリプロピオラクトン等のポ
リエステル、ポリエチレングリコール等のポリエーテ
ル、ポリグルタミン酸、ポリリジン等のポリアミド、ポ
リビニルアルコール、ポリウレタン等を用いることがで
きる。また、これらの生分解性プラスチックは一種で
も、二種類以上のポリマーのブレンドであってもよい。
また、これらの生分解性プラスチックは二種類以上のコ
ポリマーであってもよい。ポリヒドロキシカルボン酸が
好ましく、ポリ乳酸または乳酸とヒドロキシカルボン酸
のコポリマーがより好ましい。しかしながら、本発明に
係る生分解性プラスチック成形物の主体となる生分解性
プラスチックは特に限定されるものではない。

【０００８】本発明に係わる成形物またはフィルムは、
各種の改質材を用いて混合、混練させたものでも良い。
また、本発明に係わる成形物またはフィルムの製造は、
公知の混練技術は全て適用できるが、ホヤセルロース繊
維の特徴を十分に発揮させるために繊維の分散が良好な
方法が好ましい。分解性プラスチックとホヤセルロース
繊維を混合機で均一にして、射出成形、圧縮成形、シー
ト成形、押出成形等し、さらに延伸加工することにより
成形物またはフィルムを製造することができる。

【０００９】

【実施例】以下に実施例を示すが、本発明はこれに限定
されるものではない。実施例で用いたホヤセルロース繊
維は以下のようにして得た。ホヤの外被をカッター等で
切断して５〜２０ｍｍ程度の大きさにする。この切断片
をホモジナイザーを用いて１０分間粉砕する。次に還流
装置により０．２５ＮのＮａＯＨ水溶液中で１００℃に
おいて６時間処理しタンパク質を除去した。その後、
０．２５Ｎの塩酸で中和してから蒸留水で洗浄した。ソ
ックスレー抽出器を使用し、エーテルとエタノールの混
合溶液（体積比 １：１）中で２時間、７０℃で加熱処
理した。更に高圧ホモジナイザーにより５００ｋｇｆ／
ｃｍ²の圧力で３０回フィブリル化処理を行った。得ら
れたセルロース質繊維はミクロフィブリル状態まで叩解
されており、繊維径が０．１μｍ、繊維長が８００μｍ
であった。

【００１０】実施例１ Ｌ−ラクタイド１００部およびオクタン酸第一スズ０．
０１部と、ラウリルアルコール０．０３部を、攪拌器を
備えた肉厚の円筒型ステンレス製重合容器へ封入し、真
空で２時間脱気した後窒素ガスで置換した。この混合物
を窒素雰囲気下攪拌しつつ２００℃で３時間加熱した。
温度をそのまま保ちながら、排気管およびガラス製容器
を介して真空ポンプにより徐々に脱気し反応容器内を３
ｍｍＨｇまで減圧にした。脱気開始から１時間後、モノ
マーや低分子量揮発分の留出がなくなったので、容器内
を窒素置換し、容器下部からモノマーを紐状に抜き出し
てペレット化し、ポリ−Ｌ−乳酸を得た。このようにし
て得たポリ−Ｌ−乳酸（重量平均分子量１０万）９０部
とホヤセルロース繊維１０部をリボンブレンダーで混合
後、２軸押出機シリンダー温度１７０〜２１０℃の条件
にてペレット化した。該ペレットを８０℃のオーブンで
熱処理し、押出機のシリンダー温度１６０〜２００℃の
条件にて溶融し、押出機先端のＴダイから厚み０．１０
ｍｍのフィルムを得た。同様に、ホヤ繊維が２０及び４
０部のフィルムを得た。

【００１１】実施例２ 実施例１に記載のポリ−Ｌ−乳酸７０部とポリカプロラ
クトン（ユニオンカーバイド製：商品名；ＴＯＮＥ，Ｐ
−７８７）３０部のブレンドポリマーを用い、実施例１
と同様に、ホヤセルロース繊維を混合してフィルムを得
た。

【００１２】実施例３ ポリ−３−ヒドロキシブチレート−ポリ−３−ヒドロキ
シバリレート共重合体（ゼネカ（株）製、商品名；バイ
オポール，Ｓ−３０）８０部とホヤ繊維２０部をリボン
ブレンダーで混合後、２軸押出機シリンダー温度１５０
〜１７０℃の条件にてペレット化した。更に、押出機の
シリンダー温度１５０〜１６０℃の条件にて溶融し、押
出機先端のＴダイから厚み０．１０ｍｍのフィルムを得
た。

【００１３】比較例１ 実施例１記載のポリ−Ｌ−乳酸を、２軸押出機シリンダ
ー温度１７０〜２１０℃の条件にてペレット化した。該
ペレットを８０℃のオーブンで熱処理し、押出機のシリ
ンダー温度１６０〜２００℃の条件にて溶融し、押出機
先端のＴダイから厚み０．１０ｍｍのフィルムを得た。

【００１４】比較例２ 実施例１記載のポリ−Ｌ−乳酸７０部と実施例２記載の
ポリカプロラクトン３０部のブレンドポリマーを用い、
比較例１と同様に、フィルムを得た。

【００１５】比較例３ 実施例３記載のポリ−３−ヒドロキシブチレート−ポリ
−３−ヒドロキシバリレート共重合体を、２軸押出機シ
リンダー温度１５０〜１７０℃の条件にてペレット化し
た。更に、押出機のシリンダー温度１５０〜１６０℃の
条件にて溶融し、押出機先端のＴダイから厚み０．１０
ｍｍのフィルムを得た。

【００１６】比較例４ 実施例１記載のポリ−Ｌ−乳酸８０部と木材パルプ２０
部をリボンブレンダーで混合後、実施例１と同様に、フ
ィルムを得た。 実施例１−３、比較例１−４で得られたこれらのフィル
ムから試験片を作成して、引張強度、土壌分解性を調べ
た。フィルムサンプルの引張強度は、ＪＩＳ規格Ｋ−６
７３２に準じて測定した。分解性試験は２×５ｃｍの試
験片を採取し、該試験片を温度３５℃、水分３０％の土
壌中に埋設して分解試験を行い、重量の減少率を求め
た。これらの結果を第１表（表１）、第２表（表２）に
示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】実施例４ ポリ−Ｌ−乳酸９０部とホヤ繊維１０部をリボンブレン
ダーで混合後、２軸押出機シリンダー温度１７０〜２１
０℃の条件にてペレット化した。該ペレットを８０℃の
オーブンで熱処理し、（株）日本製鋼所ＪＳＷ−７５射
出成形機を用い、シリンダー温度１６０〜２００℃の条
件にて溶融し、設定温度２０℃の金型に充填し、厚さ１
ｍｍ、深さ３０ｍｍ、底面７５×１００ｍｍの成形物を
得た。成形物から採取した３０×９０ｍｍの試験片の曲
げ弾性率は、１７０００ｋｇ／ｃｍ² であった。また、
温度３５℃、水分３０％の土壌中に埋設して分解試験を
行ったところ、３カ月で２１％の重量減少率を示した。

【００２０】

【発明の効果】本発明の、生分解性プラスチックとホヤ
セルロース繊維を含む成形物またはフィルムは、十分な
機械的強度と、崩壊性あるいは生分解性速度を持ち、容
器、ボトル、シート、フィルム、積層品、包装材料等の
用途に用いることができる。特に、ショッピングバッ
グ、ゴミ袋、農業用フィルム、化粧品容器、洗剤容器、
漂白剤容器、保冷箱、クッション材、食品包装材料等の
用途に好適である。また、本発明による成形物またはフ
ィルムは、その優れた機械的強度により、肉薄、軽量化
することが可能である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生分解性プラスチックとホヤセルロース
   繊維を含む崩壊性または生分解性ポリマー組成物。
2. 【請求項２】 ホヤセルロース繊維を、重量比で５〜６
   ０％含むことを特徴とする請求項１記載のポリマー組成
   物。
3. 【請求項３】 生分解性プラスチックがポリヒドロキシ
   カルボン酸である請求項１記載のポリマー組成物。
4. 【請求項４】 生分解性プラスチックがポリ乳酸または
   乳酸とヒドロキシカルボン酸のコポリマーである請求項
   ３記載のポリマー組成物。
5. 【請求項５】 請求項１〜４記載のポリマー組成物から
   なる崩壊性または生分解性プラスチック成形物。
6. 【請求項６】 請求項１〜４記載のポリマー組成物から
   なる崩壊性または生分解性フィルム。