JPH0459830A - 新規な生分解性複合材料及びその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は優れた強度を有するとともに、土壌中の微生物
により分解可能な、新規な生分解性複合材料に関するも
のであり、包装用、農園芸用のフィルム及び資材、成形
トレー等の分野で有用である。

〔従来の技術〕

従来よりセルロース、澱粉、キトサン、蛋白質等の天然
物を素材とした成形体が数多く知られてツクに比べて強
度が弱く、また水中で熔解したり、湿潤状態での強度が
極めて弱い等の問題点を有している。

これらの問題点を改良するために、例えば、澱粉を用い
る成形体の場合はホルムアルデヒド等の架橋剤を反応さ
せたり、蛋白質を用いる成形体の場合はイソシアネート
やジメチロール尿素等の架橋剤を反応させ、またキトサ
ンを用いる成形体の場合はアルカリ固定する等の、煩雑
な操作が行われている。

本発明者等は天然素材であるセルロースとキトサンを複
合させるという簡単な方法により、汎用のプラスチック
と同等またはそれ以上の強度を有し、水中や湿潤状態で
も充分な強度を保持する新規な複合材料が得られること
を見出し特許出願した。（時開　平２−６６８９） この複合材料はまた土壌中の微生物により分解され、近
年、プラスチック公害が問題化する中で、無公害の成形
材料として有用であることも見出された。

（発明が解決しようとする問題点〕 上記、セルロースとキトサンよりなる新規な複合材料は
速い微生物分解速度を有し、またキトサン量や複合化の
際の温度を変えることにより、強度や微生物分解速度を
調整することが可能であるが、利用用途によれば更に速
い微生物分解速度が要求される場合がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上記セルロースとキトサンからなる新規
な複合材料の微生物分解速度を更に速めるとともに、そ
の速度を任意に調整できる方法を鋭意検討した結果、微
細セルロース繊維とキトサンに、蛋白質を添加して複合
化することにより、強度をあまり低下させることなく微
生物分解速度を速め、また添加量を変えることにより微
生物分解速度を調整できることを見出し本発明に至った
。

本発明において使用されるセルロース繊維としては木材
、藁、綿、麻、竹、バガス等の植物から得られるセルロ
ース、ヘミセルロース、リグノセルロース、ペクトセル
ロースや菌が生産するハタテリアセルロース等からなる
繊維が挙げられる。

これらのセルロース繊維は公知の種々の方法で微細化で
きるが、特に微細に叩解されたセルロース繊維が好まし
く用いられる。

微細セルロース繊維の大きさについては、長さ３０００
μ以下、直径５０μ以下であり、特に長さ１０００μ以
下、直径３０μ以下が好ましい。

微細セルロース繊維の大きさが上記の範囲を越えると、
強度や透明性が低下して好ましくない。

本発明において使用されるキトサンは、カニ、エビ等の
甲殻類の殻、昆虫類の外皮、菌糸体等から得られるキチ
ンに化学的あるいは生物学的処理を加えて脱アセチル化
したものである。

キトサンの分子量、脱アセチル化度は特に制限はないが
、溶解性の点で脱アセチル化度は６０％以上のものが好
ましい。

キトサンはそのままでは水に溶けないので、塩酸等の無
機酸、又は蟻酸、酢酸、乳酸等の有機酸でキトサン塩と
して水溶性にして使用される。

本発明において使用される蛋白質としては、カは濃縮し
て得られるものが挙げられる。

これらは各々の蛋白質の溶解に適したｐＨに調整した水
に溶解して使用される。

本発明の複合材料の製造方法を示すと、微細セルロース
繊維とキトサン塩の水溶液、及び蛋白質水溶液を混合し
、乾燥することにより、複合化が完成して、新規な生分
解性複合材料が得られる。

尚、複合化の機構については明らかではないが、セルロ
ース中の水酸基やカルボニル基等、キトサン中のアミノ
基、及び蛋白質中のアミノ基やカルボキシル基が、乾燥
の間、互いに化学結合を住し複合化していることが推測
される。

使用原料の配合割合としては、微細セルロース繊維１０
０重量部に対し、キトサン２〜１００重量部、蛋白質２
〜１００重量部、特にキトサン５〜８０重量部、蛋白質
５〜８０重量部が好ましい。

キトサンが２重量部未満、又は１００重量部を越える場
合は湿潤強度が弱くなり好ましくない。また、 蛋白質が２重量部未満では微生物分解速度が速くならず
、１００重量部を越える場合は湿潤強度が弱くなって好
ましくない。

また、乾燥温度としては室温〜２００℃、特に５０°Ｃ
〜１６０°Ｃの範囲が好ましい。乾燥温度が２００℃を
越えると一部分解が始まり好ましくない。

尚、本発明の生分解性複合材料を製造するさいに、必要
に応じて澱粉、シリカ等の有機系、無機系の充填剤、可
塑剤、着色剤等の添加剤を添加することも可能である。

〔作用〕

本発明の新規な生分解性複合材料は、乾燥過程で微細セ
ルロース繊維、キトサンおよび蛋白質が複合化し、優れ
た乾燥強度と充分な湿潤強度を示す。また蛋白質を配合
することにより、微細セルロース繊維とキトサンからな
る複合材料に比べ微生物分解速度を速めることができる
とともに、その配合割合を変えることにより微生物分解
速度を調整することができる。

〔実施例〕

次に本発明を実施例、比較例によって更に詳細に説明す
る。これらの例において部は全て重量部を表わす。

引張強度はＡＳＴＭ　　Ｄ８８２−８１に準じて測定し
、湿潤強度は試料を２３°Ｃの水に２４時間浸漬後、取
り出してすぐに測定した。

微生物分解性試験は、フィルムをキトサン分解゛菌と共
に培養し、フィルムが細片化するまでの日数を見る促進
試験で測定した。

実施例１〜７、比較例１．２ 得られたフィルムの引張強度、及び微生物分解日数を表
１に示す。

実施例８〜１１、比較例３ 針葉樹漂白パルプを叩解して得た微細セルロース繊維の
水分散液（濃度１′７％）とキトサンの酢酸塩水溶液（
濃度ｌ″Ｔ％）、及び大豆蛋白水溶液（濃度３′丁％、
ｐＨ８）を、表２に示す組成になるように混合する。こ
れをガラス板に流延し、７０°Ｃで６時間送風乾燥して
半透明゛のフィルムを得た。

得られたフィルムの引張強度、及び微生物分解日数を表
２に示す。

（濃度３１′Ｉｉ％、ｐＨ６）を、表１に示す組成にな
るように混合する。これをガラス板に流延し、卆１０℃
で６時間送風乾燥して半透明のフィルムを得た。

実施例１２ 針葉樹漂白パルプを叩解して得た微細セルロース繊維の
水分散液（濃度１″１％）とキトサンの酢酸塩水溶液（
濃度１′７％）、及び礼装カゼイン水溶液（濃度３０７
％、ｐＨ８）を、微細セルロース繊維１００部に対して
キトサン５０部、礼装カゼイン２０部になるように混合
する。これをガラス板に流延し、７０°Ｃで６時間送風
乾燥して半透明のフィルムを得た。

得られたフィルムは乾燥引張強度１１３５ｋｇ、４湿温
引張強度２１９ｋｇ／ｉで、微生物分解日数２．５日で
あった。

比較例４ 針葉樹漂白パルプを叩解して得た微細セルロース繊維の
水分散液（濃度ＩＭ？％）とキトサンの酢酸塩水溶液（
濃度１″１％）を、微細セルロース繊維１００部に対し
てキトサン５０部になるように混合する。これをガラス
板に流延し、７０°Ｃで６時間送風乾燥して半透明のフ
ィルムを得た。

得られたフィルムは乾燥引張強度１２１８　ｋｇ／ｃ１
！湿潤引張強度２００　ｋｇ／ｄで、微生物分解日数４
日であった。

〔発明の効果］ 本発明により得られる、微生物により速やかに分解可能
な複合材料は、優れた乾燥強度と充分な湿潤強度を有し
、また天然物を原料としているため分解された後でも有
害物質を生じないという特徴を有しており、包装用フィ
ルム、農業用フィルム、成形トレー、育苗ポット等の分
野において無公害の成形材料として優れた効果を発揮す
るものである。

代理人　弁理士　　小　川　−美

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）微細セルロース繊維とキトサン、及び蛋白質より
   なることを特徴とする新規な生分解性複合材料。
2. （２）微細セルロース繊維とキトサン塩水溶液、及び蛋
   白質水溶液を混合し、乾燥することを特徴とする新規な
   生分解性複合材料の製造方法。