JPH04182112A - 微生物崩壊性熱可塑性樹脂成形物及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、脂肪族ポリエステル樹脂と熱可塑性樹脂から
なる微生物崩議性を有する新規な樹脂成形物及びその製
造方法に関するものである。

（従来技術及びその問題点） 最近、欧米において廃棄物処理に関連して、プラスチッ
クの包装材料としての使用禁止や規制の動きが活発化し
ている中で、米国などではプラスチックに澱粉を混ぜた
崩壊性プラスチックが実用化されている。この場合の崩
壊は、プラスチック中の澱粉が微生物により分解される
ことによって起こる。しかし、この澱粉混入プラスチッ
クは澱粉の混入量が少ない場合には崩壊せず、一方、多
量に混入した場合では崩壊は起こるものの、プラスチッ
ク中の澱粉が粒子状で可塑性を有しないことから、得ら
れたシートの機械物性や、容器等への二次加工性は澱粉
未混入のプラスチックに比べて著しく劣るという問題が
あり、また用途的にも二次加工をあまり必要としない、
フィルム、袋に限られていた。

（発明の課題） 本発明は、微生物崩壊性にすぐれるとともに、機械的物
性及び二次加工性にもすぐれた樹脂成形物及びその製造
方法を提供することをその課題とする。

（課題を解決するだめの手段） 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、本発明を完成下るに至った。

すなわち、本発明によれば、脂肪族ポリエステル樹脂を
マトリックス樹脂とし、そのマトリックス樹脂中にそれ
とは異なる熱可塑性樹脂が全樹脂に対し４０〜７５重量
％の割合で混合分散していることを特徴とする微生物崩
壊性熱可塑性樹脂成形物が提供される。

また、本発明によれば、脂肪族ボｌ）エステル樹脂２５
−６０重量％とそれとは異なる熱可塑性樹脂７５〜４０
重量％からなる溶融混練物を、下記式（１）及び（ＩＩ
）を満足する条件で押出機先端のダイスから押出すこと
を特徴とする微生物崩壊性熱可塑性樹脂成形物の製造方
法が提供される。

１０〉ηＢ／ηＡ≧１（Ｉ） （好ましくは５〉ηＢ／η９≧］） η８≧５００　　　　　　　　　　　　　（ｎ　）（前
記式中、η４は押出温度での脂肪族ポリエステル樹脂の
粘度（ボイズ）を示し、η８は押出温度での熱可塑性樹
脂の粘度（ボイズ）を示す）本発明における脂肪族ポリ
エステル樹脂とは、二塩基酸を含む多価カルホン酸とジ
オールを含む多価アルコールの重縮合物、ヒドロキシ酸
の重縮合物、ラクトンの開環重合物等であって、リパー
セの作用により加水分解される。具体的には、ポリエチ
レンアジペート、ポリプロピオラクトン、ポリカプロラ
クトンなどがある。これら脂肪族ポリニスチルは澱粉と
は異なり、熱可塑性を有してはいるものの、それ単独で
シートやフィルム等の成形体として利用し得る程の物性
は有しておらず、単独で使用されることはほとんどない
。

熱可塑性樹脂としては、樹脂成形物の製造に慣用されて
いる各種のものが用いられる。このようなものとしては
、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、
アクリル系樹脂、アミド系樹脂等が挙げられる。また、
オレフィン系樹脂としては、高密度、中密度及び低密度
のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレ
ン／プロピレン共重合体、プロビレ／７／ブテン共重合
体、エチレン／酢酸ビニル共重合体等のオレフィンから
誘導される重合体及び共重合体が挙げられる。

ポリスチレン系樹脂としては、スチレンや、メチルスチ
レン等のスチレンの核置換体から誘導される重合体及び
共重合体が挙げられる。また、ビニル系樹脂としては、
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、あるいはポリビ
ニルアルコールが挙げられる。アクリル系樹脂としては
、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート／
スチレン共重合体、メチルメタクリレート／α−メチル
スチレン共重合体等が挙げられる。

本発明の樹脂成形物は、脂肪族ポリエステル樹脂がマト
リックス樹脂となり、その中に熱可塑性樹脂が混合分散
したものである。すなわち、熱可塑性樹脂が微生物崩壊
性の脂肪族ポリエステル樹脂によって覆われた構造を有
する。従って、このような樹脂成形物は、表面部が微生
物崩壊性の脂肪族ポリエステル樹脂からなり、また、表
面部が微生物崩壊した後に露出する新表面も同様に微生
物崩壊性の脂肪族ポリエステル樹脂でおるので、微生物
崩壊性のないあるいは劣った熱可塑性樹脂を含むにもか
かわらず、全体としてすぐれた微生物崩壊性を示すもの
である。

前記の如き脂肪族ポジエステル樹脂をマトリックスとす
る成形物は、脂肪族ポリエステル樹脂と熱可塑性樹脂と
の溶融混練物を、前記した式（Ｉ）及び式（ＩＩ）を満
足する条件で押出機先端のダイスから低圧帯域へ押出す
ことによって得ることができる。成形装置としては、通
常の押出成形機を使用することができる。

前記式（１）及び（Ｉｒ）で表わされる押出条件は、脂
肪族ポリエステルや、熱可塑性樹脂の分子量を含む具体
的種類を選ぶことによって得ることができる他、複数の
脂肪族ポリエステル混合物の成分組成や、複数の熱可塑
性樹脂混合物の成分組成を適当に選定することによって
得ることができる。

本発明における樹脂成形物中、脂肪族ボｌ）エステル樹
脂の割合は２５〜６０重量％、好ましくは３０−５０重
量％、熱可塑性樹脂の割合は７５〜４０重量％、好まし
くは７０〜５０重量％である。本発明の成形物の崩壊は
脂肪族ポリエステル樹脂が微生物によって分解されるこ
とによって起こるために、その配合量は多い方がより崩
壊されやすい。しかしその割合が前記範囲を超えると、
成形物の機械物性が悪化し、実用に耐えなくなる。一方
、脂肪族ポリエステル樹脂の割合が前記範囲より少ない
場合は、η８／η４を大きくしても、脂肪族ポリニスチ
ル樹脂をマトリックスとする成形物が得られず、得られ
る成形物は微生物崩壊性に劣ったものとなる。また、脂
肪族ポリエステル樹脂の押出温度での粘度が５００ボイ
ズ未満である時には、押出しによる成形物の製造が困難
になる。さらに、η８／η８≧１０と大きい場合には、
脂肪族ポリエステル樹脂と熱可塑性樹脂との粘度差が大
きすぎて、両者の混合に不都合を生じる。ηＢ／η八が
１より小さい時には、脂肪族ポリエステル樹脂をマトリ
ックスとする成形物が得られなくなる。

本発明の成形物は、他の補助成分を含む二ごかできる。

例えば、機械的強度を高めるだめの＄３３充填剤や、脂
肪族ボｌ）ｘステル樹脂と熱可塑性樹脂との相溶性を高
めるための相溶化剤を用いる二とができる。相溶化剤と
しては、脂肪族ポリエステルミＭ胆と熱可塑性樹脂との
共重合体や、熱可塑性樹脂に官能基をグラフト重合させ
た如きのものがおる。このような高分子相溶化剤は、熱
可塑性樹脂と同等に散状われ、その押出温度での粘度η
　も、１０〉η。／η４≧１の条件を満たす必要がある
。また、その配合割合は、熱可塑性樹脂の割合に算入さ
れる。

本発明の成形物は、上記の方法によりフィルム状、シー
ト状、板状、糸状、ネット状及びペレット状等の任意の
形状で得られる。また、押出機の先端に金型を取り付け
たいわゆる射出成形法を採用した場合には容器などの任
意の形状で成形体を得ることもできる。これ等成形物は
発泡体であっても非発泡体であっても構わない。発泡体
を採用するか非発泡体を採用するかは通常目的や用途に
応じて決定されるものである。本発明の成形物を発泡す
る場合には、上記成形物を製造する段階であるいはその
後の別の段階で発泡させる等の公知の方法が採用される
。特に、上記成形物のうちベレット状のものは、その後
公知の方法により発泡粒子とすることができ、このよう
な発泡粒子は型内において緩衝材や容器等の種々な形状
に成形することができる等の利点を有する。また、上記
成形物のうちフィルム状、シート状あるいは板状のもの
はその後、袋、丼、トレー、折り箱の枠材や底板材、緩
衝材等の種々な形状に成形されても良い。

また、上記成形物のうちフィルム状のものは、フィルム
間に多数の独立した中空室を形成した緩衝材に成形する
ことができる。この様な緩衝材は、廃棄後微生物の存在
する環境において容易に中空室に穴が開き、これによっ
てその賽を減少させることができる。特に、この様な緩
衝材が埋め立て地に搬入される場合等、速やかなる廟の
減少により地盤の安定化に効果を発揮する。

（発明の効果） 本発明の微生物崩壊性樹脂成形物は、十分実用的な機械
物性、加工性を有し、廃棄後は微生物の存在する環境に
おいて容易に崩壊し、その巷を減少させることができる
ため、廃棄物処理問題の解決に有効な手段と考えられる
。また、この成形物は、廃棄後回収もれにより、自然環
境中に放置されても、微生物により崩壊されるため、自
然界の動植物の生命を危険にさらすことはない。

本発明の成形物は、シート状、フィルム状、糸状、板状
、容器状等の各種形状で使用される。

（実施例） 次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例１〜３、比較例１〜３ 押出温度１６５℃において、６，０００〜１２．０００
ボイズ（ｐｏｉｓｅ）の粘度（ηＢ）を示す低密度ポリ
エチレン（Ｂ）と４．０００ボイズの粘度（ηＡ）を示
すポリカプロラクトン（Ａ）を、表−１に示した割合で
溶融混合し、直径］（ｌｃｌｍｍのダイスを持つインフ
レーションフィルム製造装置にて厚さ約１００μｍのフ
ィルムを得た。

得られたフィルムについて、その微生物怖解性と引張強
度を測定した。この場合、微生物怖解性の測定は次の方
法で行った。

すなわち、オリーブ油から１分間に１３０μｍｏｌｅの
脂肪酸を生成することができる力価をもつリパーゼ溶液
０．３ｍｌ、リン酸緩衝液（ｐＨ７）を２ｍｌ、界面活
性剤（第−工業製薬淋）製の商品名「プライサーフＡ２
１０ＧＪ１ｍｌ、水１６．７ｍｌ及び試料（各配合比に
おいて、ポリカプロラクトンＡの量は常に］００ｍｇ）
を］０００ｍ１三角フラスに入れて、３０℃で１６時間
反応させ、反発後生成した有機物量を全有機炭素計で測
定した。

測定に際し、対照実験として同じ方法でリパーゼ溶液を
使用しないものも実施し、測定値を補正した。

また、引張強度の測定は、試料を］ＯＯｔｎｍＸ　１０
ｍｍの短冊状とし、引張強度試験機を用いてチャック間
距離５０ｍｍ、引張速度５０■／コ１ｎで行った。

歯、上記粘度（η６．η８）の測定は、島津フローテス
タＣＦ丁−５００型ＡＣ島津製作所製）を使用して行な
った。

以上の測定結果を表−ｊに示す。表−１に示した結果か
られかるように、本発明のプラス千ツクはすぐれた微生
物怖解性と引張強度を有している。これに対して、脂肪
族ポリエステル成分が少なすぎる場合（比較例２）は、
引張強度は優れるものの、微生物怖解性が低い。また脂
肪族ポリエステル成分が多い場合（比較例３）は、微生
物怖解性は高いものの引張強度は低く、実用性に欠ける
。

比較例４〜６ 実施例３と同じ配合比（但し、ポリエチレンとして、１
６５℃の粘度（ηＢ）が４４，０００を示すものを使用
）の原料を用い、ηＢ／η９〉１０とした押出条件で成
形物を得る場合（比較例４）は、混合成分の粘度差が太
きすぎて、フィルムに加工することができなかった。同
様にηＢ／ηＡ　＜　ｌとした場合（比較例５〕は、得
られるフィルムは、引張強度は満足できるが、微生物怖
解性に劣ったものになる。さらに押出温度を高くして７
　Ａ＜　５００ボイズ（比較例６）とした場合、粘度が
低すぎてフィルム加工することができなかった。

実施例４〜５、比較例７〜８ 押出温度２００℃において、３，０００及び１４，００
０ボイス（Ｐｏｉｓｅ）の粘度（ηＢ）を示すポリスチ
レンを使用した以外は実施例１〜３と同様にフィルムを
製造し、得られたフィルムについて、同様にその微生物
崩壊性と引張強度を測定した。その結果を表−１に併せ
て示す。これ等の結果かられかるように、本発明のプラ
ス千ツクは優れた微生物崩壊性と引張強度を有している
。これに対し、脂肪族ポリエステル成分が少なすぎるる
場合（比較例７）は、引張強度は優れるものの微生物崩
壊性が低い。また、ηＢ／η４〉１０とした押出条件で
成形物を得る場合（比較例８）は、フィルムに加工する
ことができなかった。

実施例６，７、比較例９ 実施例１で示した低密度ポリエチレン（Ｂ）と、ポリカ
プロラクトン（Ａ）を表−２に示す配合比で溶融混合し
、表−２に示した押出時粘度条件下でそれぞれ２つのＴ
ダイス（幅７００ｍｍ）より押出し、厚さ約５０μｍの
２枚のフィルムを得た後、バブルフィルム製造装置ＡＢ
Ｍ−６００型（ハギノ機工（抹製）を使用して、エンホ
ス化および積層化工程を行ない、高さ約４ｔｎｍ、直径
１０ｍｍの中空の凸部をＩｒｎ’当り約８５５０個有す
る積層緩衝材を得た。得られた積層緩衝材について微生
物崩壊性を調べた。この場合、微生物崩壊性は次の方法
で行なった。

すなわち、先ず、同一の積層緩衝材から得た２０個の試
料（＋００　Ｘ　］００＋＋ｏｎ、有効６数７２個）を
用意し、その２０個の試料を重ねて縦］００ａ＋ｍ、横
１００ｍｍ、高さ１５０ｍｍの容器内に入れ、その試料
の上に２ｋｇの板状重り（縦９５ｍｍ、横９５ｍｍ）を
のせ、その時の試料２０個の高さＴ　（Ａ）を測定した
。

次に、オリーブ油から１分間に１３０μｍｏｌｅの脂肪
酸を生成することができる力価を持つリパーゼ溶液３ｍ
ｆｌ、リン酸緩衝液（ｐＨ７）２０ｍ　Ｑ、界面活性剤
（第−工業製薬味製の商品名「ブライサーフＡ２１０Ｇ
Ｊ）１０ｍｆｌを入れた２０個のヒーカーの各々に、前
記２０個の試料を各々を入れ、３０℃で４８時間反応さ
せた。

この反応後、各試料をヒーカーから取り出し、乾燥後、
得られた２０個の試料を前記と同様にして容器に入れ、
その試料の上に２ｋｇ板状重りをのせた時の高さＴ（Ｂ
）をθり定した。

これらの測定結果から、次式によって微生物崩壊性Ｒを
算出し、その結果を表−２に示す。

Ｒ＝　（Ｔ　　（Ａ）　−Ｔ　（Ｂ））／　Ｔ　（八）
Ｘ１００（％）表−２に示した結果かられかるように、
本発明の積層緩衝材はすぐれた微生物筋！性を有してお
り、崩壊により中空部が破れて嵩がすみやかに減少する
。これに対して、脂肪族ポリエステル成分が少なすぎる
場合の比較比９は崩壊により中空部が破れないために嵩
の減少は起こらない。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）脂肪族ポリエステル樹脂をマトリックス樹脂とし
   、そのマトリックス樹脂中にそれとは異なる熱可塑性樹
   脂が全樹脂に対し４０〜７５重量％の割合で混合分散し
   ていることを特徴とする微生物崩壊性熱可塑性樹脂成形
   物。
2. （２）脂肪族ポリエステル樹脂２５〜６０重量％とそれ
   とは異なる熱可塑性樹脂７５〜４０重量％からなる溶融
   混練物を、式 １０＞η＿Ｂ／η＿Ａ≧１（ I ） η＿Ａ≧５００（II） （前記式中、η＿Ａは押出温度での脂肪族ポリエステル
   樹脂の粘度（ポイズ）を示し、η＿Ｂは押出温度での熱
   可塑性樹脂の粘度（ポイズ）を示す）を満足する条件で
   押出機先端のダイスから押出すことを特徴とする微生物
   崩壊性熱可塑性樹脂成形物の製造方法。