JPH081695A - セルロース・キトサン系成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形品の外観を損なうことなく、より簡便な
手段により微生物分解性を有するセルロース・キトサン
系成形品の機械的強度を向上される方法を提供する。 【構成】 セルロース類及びキトサン類を主成分とする
シート状等の成形物を、酸素の存在する雰囲気下におい
てコロナ放電することを特徴とするセルロース・キトサ
ン系成形品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械的強度が向上され
た微生物分解性を有するセルロース・キトサン系成形品
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂、例えばポリオレフ
ィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹
脂等から成るフィルム、シートあるいは発泡成形品は、
その特性を活かして包装用資材、農業用資材、産業用資
材等様々な用途に使用されている。

【０００３】しかしながら、これらの熱可塑性樹脂から
成る成形品は化学的に安定であるためひとたび自然界に
放置された場合、分解するには極めて長い年月を要す
る。従って、それらの廃棄処分をめぐる問題は、近年一
種の社会問題となっている。

【０００４】このような情勢に鑑み近年種々の分解性プ
ラスチックが開発されている。たとえば、ポリオレフィ
ンにコーンスターチ等の澱粉質を添加し微生物分解性を
付与したもの、微生物が生産するＰＨＢ（ポリヒドロキ
シブチレート）及びその誘導体からなるもの、変性澱粉
と変性ＰＶＡから成る組成物からなるもの、あるいはポ
リマー主鎖中にカルボニル基を導入した光分解性プラス
チック等が報告されている。

【０００５】一方、本発明者らは、先にセルロース及び
キトサンからなるセルロース・キトサン系の微生物分解
性成形物を提案した（特開平２−６６８９号公報、特開
平２−１２７４８６号公報）。また、該成形物の製造方
法についても提案を行った（特開平２−１３５７３０号
公報）。このセルロース・キトサン系の微生物分解性成
形物は、素材が天然物であることから微生物分解速度が
速く、更に分解後自然界に及ぼす悪影響もない。しかし
機械的強度面では乾燥状態、湿潤状態いずれもほぼ良好
であるものの、特に強い機械的強度が要求される用途で
は応用が難しいという問題があった。この問題を解決す
る手段として、セルロース・キトサン系の微生物分解性
成形物を成形後、１００℃近辺の温度に一定時間保つと
いう方法がある。この方法によれば、確かに機械的強度
の向上はみられるが、強度の向上とともに成形物が褐色
に変色して、商品値価が低下するという問題があった。

【０００６】一方、コロナ放電処理は、ポリエチレン等
のプラスチックの印刷特性等を向上させるために極く一
般的に用いられている方法である。しかしながら、コロ
ナ放電処理によってプラスチックの強度が向上するとい
う報告は未だされていない。また、セルロースにコロナ
放電処理を施すという研究事例もあるが、やはり強度の
向上については報告されていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、成形
品の外観を損なうことなく、より簡便な手段により、セ
ルロース類及びキトサン類からなる微生物分解性を有す
るセルロース・キトサン系成形品の機械的強度を向上さ
せる方法を提供することにある。

【０００８】

【問題を解決するための手段】本発明によれば、セルロ
ース類及びキトサン類を主成分とする成形物を、酸素の
存在する雰囲気下においてコロナ放電処理することを特
徴とするセルロース・キトサン系成形品の製造方法が提
供され、更に、前記成形物が、セルロース類とキトサン
類とを含む水懸濁液を流延して得られたシートあるいは
フィルムであることを特徴とする前記セルロース・キト
サン系成形品の製造方法が提供される。

【０００９】すなわち、セルロース類及びキトサン類か
らなる成形物を、酸素の存在する雰囲気下において、コ
ロナ放電処理することによって機械的強度が大幅に向上
し、特に、セルロース類及びキトサン類からなる成形物
がセルロース類とキトサン類を含む水懸濁液を流延して
得られたシートあるいはフィルムである場合には、その
効果がより顕著であることを見い出し本発明に到達した
ものである。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて用いられるセルロース類としては、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
や菌が生産するバクテリアセチルセルロース等が挙げら
れ、これらの中でも繊維状のものが好ましく、特に、微
細に叩解した繊維が好ましい。

【００１１】一方、本発明において用いられるキトサン
類は、カニ、エビ等の甲殻類の殻、菌糸体等から得られ
るキチンを脱アセチル化したものであるが、キトサン類
の分子量、脱アセチル化度を特に限定するものではな
い。キトサン類はそのままでは水に不溶であるので、通
常、塩酸等の無機酸や蟻酸、酢酸、乳酸等の有機酸でキ
トサン塩にして、水溶液の状態で使用する。

【００１２】本発明において、成形物は、セルロース類
２０〜９９．５重量％、キトサン類０．５〜４０重量％
の割合で含むのが好ましく、更に好ましくは、セルロー
ス類３０〜７０重量％、キトサン類１０〜２０重量％で
ある。セルロース類、或いはキトサン類の含有量が少な
すぎるとコロナ放電処理の効果が余り発揮できない。

【００１３】更に、本発明においては必要に応じて公知
の可塑剤、タンパク質、澱粉質等の生分解助剤、充填
剤、着色剤、発泡剤等の添加剤を併用することもなんら
さしつかえない。

【００１４】また、本発明の成形品としては、フィル
ム、シート、及び一定の立体的な形状を有する成形品、
発泡体等である。

【００１５】本発明のセルロース類及びキトサン類を主
成分とする成形物は、例えば、セルロース類の水分散液
とキトサン塩の水溶液を混合してセルロース類とキトサ
ン類からなる水懸濁液となし、これを流延してシートあ
るいはフィルムを製造する方法、あるいは紙等のセルロ
ース系素材にキトサン塩の水溶液を塗布するか、該水溶
液に浸漬した後乾燥して製造する方法等が挙げられる。
特に、本発明においては上記水懸濁液をシート状あるい
はフィルム状に流延して製造した成形物が好ましく使用
できる。

【００１６】本発明は、このようにして得られるセルロ
ース類及びキトサン類を主成分とする成形物を、酸素の
存在する雰囲気下において、コロナ放電処理するのであ
るが、コロナ放電の方法や手順について特に限定するも
のではない。例えば、セルロース類とキトサン類からな
る水懸濁液を流延して得られたシートあるいはフィルム
をコロナ放電処理してもよいし、該水懸濁液を流延する
過程でコロナ放電処理してもよい。なお、コロナ放電処
理の処理強度については特に限定するものではなく、低
レベルの処理強度から高レベルの処理強度まで幅広い処
理強度範囲で行なうことができる。

【００１７】以上述べたようにセルロース類及びキトサ
ン類を主成分とする成形物を、酸素の存在する雰囲気下
においてコロナ放電処理することによって、得られるセ
ルロース・キトサン系成形品の強度が向上する化学的メ
カニズムは明確ではないが、セルロース類及びキトサン
類を主成分とする成形物を酸素の存在する雰囲気下でコ
ロナ放電処理することにより該成形物中のセルロース成
分の一部にカルボニル基が生起し、このカルボニル基と
キトサン類分子中のアミノ基との間でシッフ塩基による
架橋構造が生成され、結果的に機械的強度が向上するも
のと考えられる。このような効果はセルロース及びキト
サンからなる成形物の厚みが薄い方がより高い。したが
って、成形物の形状がシート状あるいはフィルム状であ
ることが好ましく、その厚みは１００μｍ以下の場合が
特に好ましい。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、
実施例における引張強度、伸びの測定は島津製作所製オ
ートグラフＡＧ−５０００を用い、ＡＳＴＭ Ｄ−８８
２に準拠して測定した。また、本実施例においてコロナ
放電処理機としてベータホーン社製ε−ＴＲＥＡＴＥＲ
（コロナ放電処理巾：１．３ｍ）を用いた。

【００１９】製造例 広葉樹パルプを叩解して得られた微細セルロース繊維の
水分散液（濃度４ｗｔ％）、キトサン酢酸塩水溶液、可
塑剤としてのジグリセリン、及び生分解助材としてのゼ
ラチン水溶液を、セルロース：キトサン：ジグリセリ
ン：ゼラチンが重量比で１００：３０：７５：２となる
ように、また混合液中の固形分濃度が４％となるように
混合して、セルロースとキトサンからなる水懸濁液を得
た。この水懸濁液をダイスリットを介して、エンドレス
ベルトの上に流延し、温度１４０℃で乾燥した後、エン
ドレスベルトから剥離することにより、セルロース及び
キトサンからなるシート状の成形物を得た。この成形物
の厚みは５０μｍであった。

【００２０】実施例１〜４、比較例 製造例で得られたセルロース及びキトサンからなるシー
ト状の成形物の両面を空気中で処理速度１５ｍ／ｍｉ
ｎ、所定のコロナ放電処理電力でコロナ放電処理して本
発明のセルロース・キトサン系成形品を得た。この成形
品は外観の変化もなく、優れた微生物分解性を示した。
引張強度及び伸びを表１に示す。また、比較のためにコ
ロナ放電処理していない成形品の引張強度及び伸びを併
せて表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】本発明方法によれば、セルロース類及び
キトサン類を主成分とするセルロース・キトサン系成形
品の外観を損なうことなくその強度を向上させることが
でき、特に強い機械的強度が要求される用途への応用を
可能とすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 7:00 (72)発明者 細川 純 香川県高松市花ノ宮町２丁目３番３号 工 業技術院四国工業技術研究所内 (72)発明者 金岡 邦夫 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業株 式会社内 (72)発明者 立石 健二 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業株 式会社内 (72)発明者 上田 彰彦 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業株 式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セルロース類及びキトサン類を主成分と
   する成形物を、酸素の存在する雰囲気下においてコロナ
   放電処理することを特徴とするセルロース・キトサン系
   成形品の製造方法。
2. 【請求項２】 前記成形物が、セルロース類とキトサン
   類とを含む水懸濁液を流延して得られたシートあるいは
   フィルムであることを特徴とする請求項１記載のセルロ
   ース・キトサン系成形品の製造方法。