JPH06316655A - 澱粉が化学結合された生分解性ポリエチレン組成物及びその製造方法 - Google Patents
澱粉が化学結合された生分解性ポリエチレン組成物及びその製造方法Info
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- JPH06316655A JPH06316655A JP5317408A JP31740893A JPH06316655A JP H06316655 A JPH06316655 A JP H06316655A JP 5317408 A JP5317408 A JP 5317408A JP 31740893 A JP31740893 A JP 31740893A JP H06316655 A JPH06316655 A JP H06316655A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 澱粉が化学結合された生分解性ポリエチレン
組成物とその製造方法を提供することである。 【構成】 マトリックス樹脂１００重量部、生分解性充
填材５〜４００重量部、結合剤０．０１〜１０重量部、
相溶触媒剤０．０１〜１０重量部、ラジカル開始剤０．
０１〜１．０重量部、自動酸化剤０．０１〜１０重量部
及び可塑剤０．０１〜１０重量部により構成される。
又、前記組成物に助単量体０．０１〜１０重量部がさら
に含まれることもできる。
組成物とその製造方法を提供することである。 【構成】 マトリックス樹脂１００重量部、生分解性充
填材５〜４００重量部、結合剤０．０１〜１０重量部、
相溶触媒剤０．０１〜１０重量部、ラジカル開始剤０．
０１〜１．０重量部、自動酸化剤０．０１〜１０重量部
及び可塑剤０．０１〜１０重量部により構成される。
又、前記組成物に助単量体０．０１〜１０重量部がさら
に含まれることもできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は汎用性が最も大きいオレ
フィン系樹脂であるポリエチレンと澱粉との結合剤とし
て無水マレイン酸又は無水メタクリル酸、マレイミドを
使用し、相溶化剤の役割と触媒の役割を同時にし得るア
クリル酸及び／又はメタクリル酸を相溶触媒剤として使
用し、澱粉をポリエチレン鎖に化学結合して製造する生
分解性組成物及びその製造方法に関するものである。
フィン系樹脂であるポリエチレンと澱粉との結合剤とし
て無水マレイン酸又は無水メタクリル酸、マレイミドを
使用し、相溶化剤の役割と触媒の役割を同時にし得るア
クリル酸及び／又はメタクリル酸を相溶触媒剤として使
用し、澱粉をポリエチレン鎖に化学結合して製造する生
分解性組成物及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】合成プラスチックが有する優れた物性と
ともに安く軽い特性により、天然素材の限界と制約から
脱し得、プラスチックを中心として多様な高分子物質が
開発されて、現代科学文明の特徴中の一つであるプラス
チック文明を構築してきたと言える。しかし、世界的に
無数に生産されるプラスチック製品による公害問題が日
に日に深刻になるため、世界各国ではこの問題を解決す
るための多角度の対応策を用意しており、国内でも最近
では廃プラスチックによる公害問題の解決に関心が集中
されている。プラスチックを始めとした各種固形廃棄物
による環境問題を解決するため、その間埋立、焼却、再
生等の方法を主に活用してきた。しかし、再生だけでな
く埋立による廃棄物処理では環境汚染問題を完全に解決
し得なかった。従って、最近の趨勢では廃プラスチック
自体を分解可能に製造する、いわゆる分解性プラスチッ
ク開発に大きい関心と研究開発の努力を注いでいる。分
解性プラスチックに関連した技術を細分すると生分解技
術、光分解技術、そしてこの二つの技術を組合した生、
光分解技術に分類される。生分解性プラスチックとして
はＰＨＢ(Poly −β−hydroxybutylate ）等のような微
生物生産高分子、微生物生産バイオケミカル（biochemi
cal ）を合成原料とした高分子、キチン（chitin）等の
天然高分子、澱粉等を添加した高分子等の色々な形態が
あるが、ここでは澱粉添加形高分子に関連した技術の現
水準、問題点を列挙し、改善点を叙述する。
ともに安く軽い特性により、天然素材の限界と制約から
脱し得、プラスチックを中心として多様な高分子物質が
開発されて、現代科学文明の特徴中の一つであるプラス
チック文明を構築してきたと言える。しかし、世界的に
無数に生産されるプラスチック製品による公害問題が日
に日に深刻になるため、世界各国ではこの問題を解決す
るための多角度の対応策を用意しており、国内でも最近
では廃プラスチックによる公害問題の解決に関心が集中
されている。プラスチックを始めとした各種固形廃棄物
による環境問題を解決するため、その間埋立、焼却、再
生等の方法を主に活用してきた。しかし、再生だけでな
く埋立による廃棄物処理では環境汚染問題を完全に解決
し得なかった。従って、最近の趨勢では廃プラスチック
自体を分解可能に製造する、いわゆる分解性プラスチッ
ク開発に大きい関心と研究開発の努力を注いでいる。分
解性プラスチックに関連した技術を細分すると生分解技
術、光分解技術、そしてこの二つの技術を組合した生、
光分解技術に分類される。生分解性プラスチックとして
はＰＨＢ(Poly −β−hydroxybutylate ）等のような微
生物生産高分子、微生物生産バイオケミカル（biochemi
cal ）を合成原料とした高分子、キチン（chitin）等の
天然高分子、澱粉等を添加した高分子等の色々な形態が
あるが、ここでは澱粉添加形高分子に関連した技術の現
水準、問題点を列挙し、改善点を叙述する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】G.J.L. Griffinにより
出願された米国特許第4,021,388 号に提示された技術は
マトリックス（Matrix）樹脂と澱粉との相溶性（Compat
ibility ）を増加させるため、澱粉をシラン系結合剤
（Coupling Agent）で表面処理して親油性に改質するこ
とにより生分解性フィルムを製造することを提示してい
るが、マトリックス樹脂と澱粉との物理的結合力のみを
多少増加させるため、澱粉が充填されるにつれてフィル
ムの物性減少を解決するのには難しさがある。又、米国
農務省（ＵＳＤＡ）のF.H. Otey 等により出願された米
国特許第4,133,784 号と第4,337,181 号の技術はエチレ
ン−アクリル酸共重合体が高価であり、製造されたフィ
ルムの物性が落ちるため、汎用化するのには難しさがあ
る。大韓民国の（株）センイル葡萄糖により出願された
大韓民国特許公告番号第９０−６３３６号と公告番号第
９１−８５５３号の関連特許があるが、この技術もマト
リックス樹脂と澱粉との相溶性を増加させるため澱粉の
親油性が増加するように改質するか、マトリックス樹脂
の親水性が増加するように改質する技術で、マトリック
ス樹脂と澱粉との物理的な結合力のみを増加させようと
した。従って、本発明は従来の前記問題に鑑みてなされ
たもので、澱粉が化学結合された生分解性ポリエチレン
組成物を提供することをその目的とし、他の目的は前記
生分解性ポリエチレン組成物の製造方法を提供すること
である。
出願された米国特許第4,021,388 号に提示された技術は
マトリックス（Matrix）樹脂と澱粉との相溶性（Compat
ibility ）を増加させるため、澱粉をシラン系結合剤
（Coupling Agent）で表面処理して親油性に改質するこ
とにより生分解性フィルムを製造することを提示してい
るが、マトリックス樹脂と澱粉との物理的結合力のみを
多少増加させるため、澱粉が充填されるにつれてフィル
ムの物性減少を解決するのには難しさがある。又、米国
農務省（ＵＳＤＡ）のF.H. Otey 等により出願された米
国特許第4,133,784 号と第4,337,181 号の技術はエチレ
ン−アクリル酸共重合体が高価であり、製造されたフィ
ルムの物性が落ちるため、汎用化するのには難しさがあ
る。大韓民国の（株）センイル葡萄糖により出願された
大韓民国特許公告番号第９０−６３３６号と公告番号第
９１−８５５３号の関連特許があるが、この技術もマト
リックス樹脂と澱粉との相溶性を増加させるため澱粉の
親油性が増加するように改質するか、マトリックス樹脂
の親水性が増加するように改質する技術で、マトリック
ス樹脂と澱粉との物理的な結合力のみを増加させようと
した。従って、本発明は従来の前記問題に鑑みてなされ
たもので、澱粉が化学結合された生分解性ポリエチレン
組成物を提供することをその目的とし、他の目的は前記
生分解性ポリエチレン組成物の製造方法を提供すること
である。
【０００４】
【問題点を解決するための手段】このような目的を達成
するため、本発明の組成物はマトリックス樹脂１００重
量部、生分解性充填材５〜４００重量部、結合剤０．０
１〜１０重量部、相溶触媒剤０．０１〜１０重量部、ラ
ジカル開始剤０．０１〜１．０重量部、自動酸化剤０．
０１〜１０重量部及び可塑剤０．０１〜１０重量部によ
り構成される。又、前記組成物に助単量体０．０１〜１
０重量部がさらに含まれることもできる。
するため、本発明の組成物はマトリックス樹脂１００重
量部、生分解性充填材５〜４００重量部、結合剤０．０
１〜１０重量部、相溶触媒剤０．０１〜１０重量部、ラ
ジカル開始剤０．０１〜１．０重量部、自動酸化剤０．
０１〜１０重量部及び可塑剤０．０１〜１０重量部によ
り構成される。又、前記組成物に助単量体０．０１〜１
０重量部がさらに含まれることもできる。
【０００５】
【作用】本発明では今までマトリックス樹脂と澱粉との
物理的な結合力のみを増加させて澱粉が充填されること
によるフィルムの物性減少を克服しようとする試しから
すっかり外れて、マトリックス樹脂と澱粉を結合剤を使
用して化学的な結合に連結させることにより物性減少を
克服するともに製造工程の単純化により製造原価を著し
く減らせる。
物理的な結合力のみを増加させて澱粉が充填されること
によるフィルムの物性減少を克服しようとする試しから
すっかり外れて、マトリックス樹脂と澱粉を結合剤を使
用して化学的な結合に連結させることにより物性減少を
克服するともに製造工程の単純化により製造原価を著し
く減らせる。
【０００６】以下、本発明の組成物をより詳細に説明す
ると次のようである。前記マトリックス樹脂として低密
度ポリエチレン（Low Density Polyethylene：LDPE）、
線形低密度ポリエチレン（Linear Low Density Polyeth
ylene ： LLDPE)又は高密度ポリエチレン（High Densi
ty Polyethylene ： HDPE ）が使用され、前記生分解性
充填材としては一般澱粉、酸処理澱粉、エステル澱粉、
両性澱粉及びこれらの混合物からなる群から一つが選択
され、例えばとうもろこし澱粉、酢酸澱粉、燐酸澱粉、
両性澱粉が挙げられる。前記澱粉とマトリックス樹脂を
化学的に結合させる結合剤として無水マレイン酸、無水
メタクリル酸又はマレイミドが使用され、触媒役割と相
溶化剤役割とを同時に果たせる相溶触媒剤としてはアク
リル酸及び／又はメタクリル酸が使用され、前記ラジカ
ル開始剤としてはベンゾイルペルオキサイド、ジ−三重
ブチルペルオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、
三重ブチルヒドロペルオキサイド、ジキュミルペルオキ
サイド、ルパゾル１０１（Pennwalt社の製品）又はパカ
ドキス−１４（AKZO社の製品）等が使用され、自動酸化
剤としてオレイン酸マンガン、ステアリン酸マンガン、
オレイン酸鉄（II）、ステアリン酸鉄（II）又はこれら
の混合物が使用され、可塑剤としては、例えば、オレア
ミド、バイトン又はエルカマイド等が使用される。又、
前記助単量体としてはアクリロニトリル、スチレン、エ
チルアクリレートのうち、一つ又は二つ以上が選択され
る。
ると次のようである。前記マトリックス樹脂として低密
度ポリエチレン（Low Density Polyethylene：LDPE）、
線形低密度ポリエチレン（Linear Low Density Polyeth
ylene ： LLDPE)又は高密度ポリエチレン（High Densi
ty Polyethylene ： HDPE ）が使用され、前記生分解性
充填材としては一般澱粉、酸処理澱粉、エステル澱粉、
両性澱粉及びこれらの混合物からなる群から一つが選択
され、例えばとうもろこし澱粉、酢酸澱粉、燐酸澱粉、
両性澱粉が挙げられる。前記澱粉とマトリックス樹脂を
化学的に結合させる結合剤として無水マレイン酸、無水
メタクリル酸又はマレイミドが使用され、触媒役割と相
溶化剤役割とを同時に果たせる相溶触媒剤としてはアク
リル酸及び／又はメタクリル酸が使用され、前記ラジカ
ル開始剤としてはベンゾイルペルオキサイド、ジ−三重
ブチルペルオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、
三重ブチルヒドロペルオキサイド、ジキュミルペルオキ
サイド、ルパゾル１０１（Pennwalt社の製品）又はパカ
ドキス−１４（AKZO社の製品）等が使用され、自動酸化
剤としてオレイン酸マンガン、ステアリン酸マンガン、
オレイン酸鉄（II）、ステアリン酸鉄（II）又はこれら
の混合物が使用され、可塑剤としては、例えば、オレア
ミド、バイトン又はエルカマイド等が使用される。又、
前記助単量体としてはアクリロニトリル、スチレン、エ
チルアクリレートのうち、一つ又は二つ以上が選択され
る。
【０００７】本発明の他の目的を達成するための澱粉が
化学結合された生分解性ポリエチレン組成物の製造方法
は、マトリックス樹脂、生分解性充填材、結合剤、相溶
触媒剤、自動酸化剤、可塑剤及びラジカル開始剤を所定
比率で混合して反応押出させることにより構成される。
本発明では工程単純化による製造原価節減と澱粉配合後
に生ずる物性低下現状を最小化するため二軸押出機を用
いた反応押出（Reactive Extrusion）方法を使用する。
即ち、ポリエチレンと、ラジカル開始剤と、結合剤であ
る無水マレイン酸、無水メタクリル酸又はマレイミド、
そしてとうもろこし澱粉又は澱粉誘導体と相溶触媒剤を
同時に入れ、温度１５０〜２２０℃、スクリュー速度５
０〜３００ｒｐｍの運転条件で反応押出させて結合剤が
ポリエチレン鎖にグラフトされるようにするとともに澱
粉とエステル化反応が起こるようにする。この際に、
（ポリエチレン量基準で）結合剤である無水マレイン
酸、無水メタクリル酸又はマレイミドの投入量は０．０
１〜１０重量％、触媒及び相溶化剤であるアクリル酸又
はメタクリル酸の投入量は０．０１〜１０重量％、ラジ
カル開始剤の投入量は０．０１〜１．０重量％、生分解
性充填材の投入量は５〜８０重量％とする。生分解性充
填材としてはとうもろこし澱粉又は変性澱粉を使用し、
使用前に水分含量が３％以下になるように乾燥して使用
する。
化学結合された生分解性ポリエチレン組成物の製造方法
は、マトリックス樹脂、生分解性充填材、結合剤、相溶
触媒剤、自動酸化剤、可塑剤及びラジカル開始剤を所定
比率で混合して反応押出させることにより構成される。
本発明では工程単純化による製造原価節減と澱粉配合後
に生ずる物性低下現状を最小化するため二軸押出機を用
いた反応押出（Reactive Extrusion）方法を使用する。
即ち、ポリエチレンと、ラジカル開始剤と、結合剤であ
る無水マレイン酸、無水メタクリル酸又はマレイミド、
そしてとうもろこし澱粉又は澱粉誘導体と相溶触媒剤を
同時に入れ、温度１５０〜２２０℃、スクリュー速度５
０〜３００ｒｐｍの運転条件で反応押出させて結合剤が
ポリエチレン鎖にグラフトされるようにするとともに澱
粉とエステル化反応が起こるようにする。この際に、
（ポリエチレン量基準で）結合剤である無水マレイン
酸、無水メタクリル酸又はマレイミドの投入量は０．０
１〜１０重量％、触媒及び相溶化剤であるアクリル酸又
はメタクリル酸の投入量は０．０１〜１０重量％、ラジ
カル開始剤の投入量は０．０１〜１．０重量％、生分解
性充填材の投入量は５〜８０重量％とする。生分解性充
填材としてはとうもろこし澱粉又は変性澱粉を使用し、
使用前に水分含量が３％以下になるように乾燥して使用
する。
【０００８】本発明による生分解性フィルムは、マトリ
ックス樹脂（ポリエチレン）、生分解性充填材（澱粉及
び澱粉誘導体）、結合剤（無水マレイン酸、無水メタク
リル酸又はマレイミド）、ラジカル開始剤、相溶触媒剤
（アクリル酸又はメタクリル酸）、自動酸化剤（オレイ
ン酸、オレイン酸塩等）、可塑剤（オレアミド）等を所
定比率で混合し、プラスチコーダー（Plasticorder）の
ミキサーで溶融混合させるかコンパウンダー（Compound
er）を用いて各成分を投入し溶融混合して押出させた
後、ペレタイザー（Pelletizer）でペレト形態に加工
し、熱圧着機とフィルム製造用押出機を使用して圧着成
形フィルム又はブローン（Blown ）フィルムに製造す
る。又、前記ペレトに低密度ポリエチレン、線形低密度
ポリエチレン又は高密度ポリエチレンを入れてドライブ
レンディング（Dry blending）した後、これを押出させ
て圧着成形フィルム又はブローンフィルムに製造し得
る。又、前記フィルムはポリエチレン容器にも成形し得
る。
ックス樹脂（ポリエチレン）、生分解性充填材（澱粉及
び澱粉誘導体）、結合剤（無水マレイン酸、無水メタク
リル酸又はマレイミド）、ラジカル開始剤、相溶触媒剤
（アクリル酸又はメタクリル酸）、自動酸化剤（オレイ
ン酸、オレイン酸塩等）、可塑剤（オレアミド）等を所
定比率で混合し、プラスチコーダー（Plasticorder）の
ミキサーで溶融混合させるかコンパウンダー（Compound
er）を用いて各成分を投入し溶融混合して押出させた
後、ペレタイザー（Pelletizer）でペレト形態に加工
し、熱圧着機とフィルム製造用押出機を使用して圧着成
形フィルム又はブローン（Blown ）フィルムに製造す
る。又、前記ペレトに低密度ポリエチレン、線形低密度
ポリエチレン又は高密度ポリエチレンを入れてドライブ
レンディング（Dry blending）した後、これを押出させ
て圧着成形フィルム又はブローンフィルムに製造し得
る。又、前記フィルムはポリエチレン容器にも成形し得
る。
【０００９】下記の実施例１〜１３のように製造された
フィルムはＵＴＭ（Universal Testing Machine ）を使
用して引張強度、引張伸率等の力学的性質を測定し、走
査顕微鏡でフィルムの断面と表面を観察し、その他のＡ
ＳＴＭ標準装備でフィルムの物性を測定した。赤外線ス
ペクトルの分析結果（図１）、１７００〜１８００ｃｍ
-1でエステルカルボキシル基の吸収が起こり、走査顕微
鏡で生分解性フィルムの断面を観察すると（図２）、ポ
リエチレンマトリックスと澱粉粒子間の境界が不明確で
あり、澱粉粒子が断面で切断される現象が起こるのでポ
リエチレン鎖と澱粉が結合剤により化学的に結合された
ことを知り得る。生分解性平価はＡＳＴＭ Ｇ２１−７
０法と併用して土壌埋立後の所定期間経過後に変化され
た形態と物性を調査した。
フィルムはＵＴＭ（Universal Testing Machine ）を使
用して引張強度、引張伸率等の力学的性質を測定し、走
査顕微鏡でフィルムの断面と表面を観察し、その他のＡ
ＳＴＭ標準装備でフィルムの物性を測定した。赤外線ス
ペクトルの分析結果（図１）、１７００〜１８００ｃｍ
-1でエステルカルボキシル基の吸収が起こり、走査顕微
鏡で生分解性フィルムの断面を観察すると（図２）、ポ
リエチレンマトリックスと澱粉粒子間の境界が不明確で
あり、澱粉粒子が断面で切断される現象が起こるのでポ
リエチレン鎖と澱粉が結合剤により化学的に結合された
ことを知り得る。生分解性平価はＡＳＴＭ Ｇ２１−７
０法と併用して土壌埋立後の所定期間経過後に変化され
た形態と物性を調査した。
【００１０】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明の製造方法及
びその効果に対してより詳細に説明するが、下記の実施
例が本発明の範囲を限定するものではない。 実施例１ 本実施例は、結合剤として無水マレイン酸を使用し、触
媒と相溶化剤の役割を同時に果たせるアクリル酸を使用
し、結合剤の反応効率を増加させるためにスチレンを助
単量体として使用して、ポリエチレン鎖と澱粉を化学的
に結合させて生分解性フィルムを製造するものである。
ベンセルミキサー（Henschel Mixer）に低密度ポリエチ
レン（ＭＩ＝３，密度＝０．９１９）５ｋｇを入れ、５
０ｍｌのアセトンに無水マレイン酸３７．５ｇ、アクリ
ル酸１２．５ｇ、スチレン３７．５ｇ、ベンゾイルペル
オキサイド５ｇ、オレアミド５０ｇ、マンガンオレート
５０ｇを溶かした溶液を使用してポリエチレンにコーテ
ィングさせた。押出温度１７０℃、スクリュー速度２５
０ｒｐｍで維持される押出機で、前記コーティングされ
たペレトと低密度ポリエチレンを基準として６０重量％
のとうもろこし澱粉を反応押出させることにより澱粉が
ポリエチレン鎖に化学結合された生分解性マスターバッ
チ（Master Batch）ペレトを製造した。この生分解性マ
スターバッチペレト１．７ｋｇと低密度ポリエチレン
（ＭＩ＝３，密度＝０．９１９）８．３ｋｇとをドライ
ブレンディングした後、フィルム製造用押出機を使用し
てブローンフィルムを製造した。前記生分解性マスター
バッチペレトと低密度ポリエチレンとをドライブレンデ
ィングして製造した生分解性フィルムの物性と生分解度
を下記の表１に表す。生分解度はＡＳＴＭ Ｇ２１−７
０法により最小２１日間培養してフィルムに黴が覆われ
た程度を次のように区分して測定した。 ０％：０ １０％以下：１ １０〜３０％：２ ３０〜６０％：３ ６０〜１００％：４
びその効果に対してより詳細に説明するが、下記の実施
例が本発明の範囲を限定するものではない。 実施例１ 本実施例は、結合剤として無水マレイン酸を使用し、触
媒と相溶化剤の役割を同時に果たせるアクリル酸を使用
し、結合剤の反応効率を増加させるためにスチレンを助
単量体として使用して、ポリエチレン鎖と澱粉を化学的
に結合させて生分解性フィルムを製造するものである。
ベンセルミキサー（Henschel Mixer）に低密度ポリエチ
レン（ＭＩ＝３，密度＝０．９１９）５ｋｇを入れ、５
０ｍｌのアセトンに無水マレイン酸３７．５ｇ、アクリ
ル酸１２．５ｇ、スチレン３７．５ｇ、ベンゾイルペル
オキサイド５ｇ、オレアミド５０ｇ、マンガンオレート
５０ｇを溶かした溶液を使用してポリエチレンにコーテ
ィングさせた。押出温度１７０℃、スクリュー速度２５
０ｒｐｍで維持される押出機で、前記コーティングされ
たペレトと低密度ポリエチレンを基準として６０重量％
のとうもろこし澱粉を反応押出させることにより澱粉が
ポリエチレン鎖に化学結合された生分解性マスターバッ
チ（Master Batch）ペレトを製造した。この生分解性マ
スターバッチペレト１．７ｋｇと低密度ポリエチレン
（ＭＩ＝３，密度＝０．９１９）８．３ｋｇとをドライ
ブレンディングした後、フィルム製造用押出機を使用し
てブローンフィルムを製造した。前記生分解性マスター
バッチペレトと低密度ポリエチレンとをドライブレンデ
ィングして製造した生分解性フィルムの物性と生分解度
を下記の表１に表す。生分解度はＡＳＴＭ Ｇ２１−７
０法により最小２１日間培養してフィルムに黴が覆われ
た程度を次のように区分して測定した。 ０％：０ １０％以下：１ １０〜３０％：２ ３０〜６０％：３ ６０〜１００％：４
【００１１】実施例２〜６ 澱粉の含量がポリエチレンを基準として下記の重量％が
使用されたことを除き前記実施例１と同じに実施し同じ
方法で測定してその結果値を下記の表１に記載する。
使用されたことを除き前記実施例１と同じに実施し同じ
方法で測定してその結果値を下記の表１に記載する。
【００１２】
【表１】 ＊比較例１：実施例１と同じ方法であるが、澱粉を使用
しなかった。
しなかった。
【００１３】実施例７ 本実施例は、結合剤として無水メタクリル酸を使用し、
触媒と相溶化剤の役割を同時に果たせるメタクリル酸を
使用して、ポリエチレン鎖と澱粉を化学的に結合させて
生分解性フィルムを製造するものである。ヘンセルミキ
サー（Henschel Mixer）に線形低密度ポリエチレン（Ｍ
Ｉ＝１，密度＝０．９１９）５ｋｇを入れ、５０ｍｌの
アセトンに無水メタクリル酸５０ｇ、メタクリル酸２５
ｇ、ベンゾイルペルオキサイド５ｇ、オレアミド５０
ｇ、マンガンオレート５０ｇを溶かした溶液を使用して
ポリエチレンにコーティングさせた。押出温度１７５
℃、スクリュー速度２００ｒｐｍで維持される押出機
で、前記コーティングされたペレトと線形低密度ポリエ
チレンを基準として６０重量％の両性澱粉を反応押出さ
せることにより澱粉がポリエチレン鎖に化学結合された
生分解性マスターバッチ（Master Batch）ペレトを製造
した。この製造された生分解性マスターバッチペレト
１．７ｋｇと高密度ポリエチレン（ＭＩ＝０．２８，密
度＝０．９４５）８．３ｋｇとをドライブレンディング
した後、フィルム製造用押出機を使用してブローンフィ
ルムを製造した。前記生分解性マスターバッチペレトと
高密度ポリエチレンとをドライブレンディングして製造
した生分解性フィルムの物性と生分解度を下記の表２に
表す。
触媒と相溶化剤の役割を同時に果たせるメタクリル酸を
使用して、ポリエチレン鎖と澱粉を化学的に結合させて
生分解性フィルムを製造するものである。ヘンセルミキ
サー（Henschel Mixer）に線形低密度ポリエチレン（Ｍ
Ｉ＝１，密度＝０．９１９）５ｋｇを入れ、５０ｍｌの
アセトンに無水メタクリル酸５０ｇ、メタクリル酸２５
ｇ、ベンゾイルペルオキサイド５ｇ、オレアミド５０
ｇ、マンガンオレート５０ｇを溶かした溶液を使用して
ポリエチレンにコーティングさせた。押出温度１７５
℃、スクリュー速度２００ｒｐｍで維持される押出機
で、前記コーティングされたペレトと線形低密度ポリエ
チレンを基準として６０重量％の両性澱粉を反応押出さ
せることにより澱粉がポリエチレン鎖に化学結合された
生分解性マスターバッチ（Master Batch）ペレトを製造
した。この製造された生分解性マスターバッチペレト
１．７ｋｇと高密度ポリエチレン（ＭＩ＝０．２８，密
度＝０．９４５）８．３ｋｇとをドライブレンディング
した後、フィルム製造用押出機を使用してブローンフィ
ルムを製造した。前記生分解性マスターバッチペレトと
高密度ポリエチレンとをドライブレンディングして製造
した生分解性フィルムの物性と生分解度を下記の表２に
表す。
【００１４】実施例８〜１２ 澱粉の含量がポリエチレンを基準として下記の重量％が
使用されたことを除き前記実施例７と同じに実施し同じ
方法で測定してその結果値を下記の表２に記載する。
使用されたことを除き前記実施例７と同じに実施し同じ
方法で測定してその結果値を下記の表２に記載する。
【００１５】
【表２】 ＊比較例２：実施例７と同じ方法であるが、澱粉を使用
しなかった。
しなかった。
【００１６】製造された生分解性フィルムの物性を分析
した結果、澱粉含量２０重量％までは基本樹脂に比べて
引張強度及び引張伸率に大差はなく、赤外線スペクトル
の分析結果からは、結合体と澱粉の化学的結合により現
れるエステル結合を発見し得、走査顕微鏡で生分解性フ
ィルムの断面を観察した結果、マトリックスと澱粉粒子
との境界が不明確であり澱粉粒子が断面で切断される現
象を見て澱粉が化学的に結合されたことを確認し得る。
生分解度は澱粉含量が１０重量％以上である場合に優れ
ることが確認された。
した結果、澱粉含量２０重量％までは基本樹脂に比べて
引張強度及び引張伸率に大差はなく、赤外線スペクトル
の分析結果からは、結合体と澱粉の化学的結合により現
れるエステル結合を発見し得、走査顕微鏡で生分解性フ
ィルムの断面を観察した結果、マトリックスと澱粉粒子
との境界が不明確であり澱粉粒子が断面で切断される現
象を見て澱粉が化学的に結合されたことを確認し得る。
生分解度は澱粉含量が１０重量％以上である場合に優れ
ることが確認された。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はマトリッ
クス樹脂と澱粉を結合剤を使用して化学的な結合に連結
させることにより物性減少を克服するともに製造工程の
単純化により製造原価を著しく減らせる。
クス樹脂と澱粉を結合剤を使用して化学的な結合に連結
させることにより物性減少を克服するともに製造工程の
単純化により製造原価を著しく減らせる。
【００１８】
【図１】本発明の実施例１の生分解性フィルムの赤外線
吸収スペクトルである。
吸収スペクトルである。
【図２】本発明の実施例１の生分解性フィルムの断面を
走査顕微鏡（×１２００）で観察した図面に代わる写真
である。
走査顕微鏡（×１２００）で観察した図面に代わる写真
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 趙 元泳 大韓民国、インチェオン、ナムグ、ハキク ２ドン、シンドンガアパート 40−105
Claims (17)
- 【請求項１】マトリックス樹脂１００重量部と、生分解
性充填材５〜４００重量部と、結合剤０．０１〜１０重
量部と、相溶触媒剤０．０１〜１０重量部と、ラジカル
開始剤０．０１〜１．０重量部と、自動酸化剤０．０１
〜１０重量部と、可塑剤０．０１〜１０重量部とから構
成されることを特徴とする澱粉が化学結合された生分解
性ポリエチレン組成物。 - 【請求項２】助単量体０．０１〜１０重量部がさらに含
まれることを特徴とする請求項１記載の澱粉が化学結合
された生分解性ポリエチレン組成物。 - 【請求項３】前記助単量体がアクリロニトリル、スチレ
ン及びエチルアクリレートからなる群から選ばれる１種
又は２種以上の混合物であることを特徴とする請求項２
記載の澱粉が化学結合された生分解性ポリエチレン組成
物。 - 【請求項４】前記マトリックス樹脂が低密度ポリエチレ
ン、線形低密度ポリエチレン又は高密度ポリエチレンで
あることを特徴とする請求項１記載の澱粉が化学結合さ
れた生分解性ポリエチレン組成物。 - 【請求項５】前記生分解性充填材は一般澱粉、酸処理澱
粉、エステル澱粉、エテル澱粉、両性澱粉及びこれらの
混合物からなる群から選ばれる少なくとも１種であるこ
とを特徴とする請求項１記載の澱粉が化学結合された生
分解性ポリエチレン組成物。 - 【請求項６】前記結合剤は無水マレイン酸、無水メタク
リル酸及びマレイミドからなる群から選ばれる少なくと
も１種であることを特徴とする請求項１記載の澱粉が化
学結合された生分解性ポリエチレン組成物。 - 【請求項７】前記ラジカル開始剤としてはベンゾイルペ
ルオキサイド、ジ−三重ブチルペルオキサイド、アゾビ
スイソブチロニトリル、三重ブチルヒドロペルオキサイ
ド、ジキュミルペルオキサイド、ルパゾル１０１又はパ
カドキス−１４が使用されることを特徴とする請求項１
記載の澱粉が化学結合された生分解性ポリエチレン組成
物。 - 【請求項８】前記自動酸化剤はオレイン酸マンガン、オ
レイン酸鉄（II）、ステアリン酸マンガン及びステアリ
ン酸鉄（II）からなる群から選ばれる１種又は２種以上
の混合物であることを特徴とする請求項１記載の澱粉が
化学結合された生分解性ポリエチレン組成物。 - 【請求項９】前記可塑剤はオレアミド、エルカマイド及
びバイトンからなる群から選ばれる少なくとも１種であ
ることを特徴とする請求項１記載の澱粉が化学結合され
た生分解性ポリエチレン組成物。 - 【請求項１０】前記触媒役割と相溶化剤役割とを同時に
果たせる相溶触媒剤がアクリル酸及び／又はメタクリル
酸であることを特徴とする請求項１記載の澱粉が化学結
合された生分解性ポリエチレン組成物。 - 【請求項１１】マトリックス樹脂１００重量部と、生分
解性充填材５〜４００重量部と、結合剤０．０１〜１０
重量部と、相溶触媒剤０．０１〜１０重量部と、ラジカ
ル開始剤０．０１〜１．０重量部と、自動酸化剤０．０
１〜１０重量部と、可塑剤０．０１〜１０重量部とを所
定比率で混合して反応押出させることを特徴とする澱粉
が化学結合された生分解性ポリエチレン組成物の製造方
法。 - 【請求項１２】助単量体としてアクリロニトリル、スチ
レン及びエチルアクリレートのうちからなる群から選ば
れる１種又は２種以上の混合物０．０１〜１０重量部が
さらに含まれることを特徴とする請求項１１記載の澱粉
が化学結合された生分解性ポリエチレン組成物の製造方
法。 - 【請求項１３】前記生分解性充填材を前記反応押出前に
水分含量が少なくとも３％以下になるように乾燥させる
工程がさらに含まれることを特徴とする請求項１１記載
の澱粉が化学結合された生分解性ポリエチレン組成物の
製造方法。 - 【請求項１４】前記反応押出時の温度が１５０〜２２０
℃、スクリュー速度が５０〜３００ｒｐｍであることを
特徴とする請求項１１記載の澱粉が化学結合された生分
解性ポリエチレン組成物の製造方法。 - 【請求項１５】請求項１から請求項１０のうちいずれか
一つの請求項のポリエチレン組成物を混合、反応押出さ
せた後、これをマスターバッチでペレト化して製造する
ことを特徴とする澱粉が化学結合された生分解性ポリエ
チレン製品。 - 【請求項１６】前記マスターバッチペレトに低密度ポリ
エチレン、線形低密度ポリエチレン又は高密度ポリエチ
レンをさらに添加してドライブレンディングし、押出し
て製造することを特徴とする請求項１５記載の澱粉が化
学結合された生分解性ポリエチレン製品。 - 【請求項１７】前記生分解性ポリエチレン製品はフィル
ム又は容器形態であることを特徴とする請求項１６記載
の澱粉が化学結合された生分解性ポリエチレン製品。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR920022256 | 1992-11-24 | ||
| KR1992P22256 | 1993-07-23 | ||
| KR1993P14073 | 1993-07-23 | ||
| KR1019930014073A KR960012445B1 (ko) | 1992-11-24 | 1993-07-23 | 전분이 화학결합된 생분해성 폴리에틸렌 조성물 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06316655A true JPH06316655A (ja) | 1994-11-15 |
Family
ID=26629374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5317408A Pending JPH06316655A (ja) | 1992-11-24 | 1993-11-24 | 澱粉が化学結合された生分解性ポリエチレン組成物及びその製造方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5461094A (ja) |
| JP (1) | JPH06316655A (ja) |
| KR (1) | KR960012445B1 (ja) |
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| CA (1) | CA2109657A1 (ja) |
| GB (1) | GB2272699B (ja) |
| IT (1) | IT1265219B1 (ja) |
| TW (1) | TW316274B (ja) |
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