JPH1112379A

JPH1112379A - 生分解樹脂発泡体

Info

Publication number: JPH1112379A
Application number: JP9207049A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Hayashibara; 仁林原; Kazunori Hayashibara; 和徳林原
Original assignee: TOYO PURASUTO KK
Current assignee: TOYO PURASUTO KK
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】耐湿性があり完全な生分解性を有する発泡体を
提供する。【解決手段】ポリエチレン樹脂又はポリプロピレン樹
脂、乾燥した澱粉、天然脂肪又は長鎖脂肪酸、鉄の長鎖
脂肪酸塩等からなる生分解樹脂組成物を製造し、これに
ポリプロピレン樹脂樹脂を混練又は混合し、更に炭酸カ
ルシウム等の発泡剤と水とを加えてよく混合し、更に澱
粉を加えて混合してエクストルーダーに供給して加熱混
練加圧してノズルから大気中に押し出して生分解樹脂発
泡体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐湿性を有する生分
解樹脂発泡体に関するものである。従来、発泡ポリスチ
レンのような樹脂発泡体は、生鮮食料品のトレーやカッ
プ麺の容器や家電製品等の緩衝材として使用されてき
た。しかし、ポリスチレンのような合成樹脂製品は、使
用後の焼却・埋設等の処理上の問題があることから、生
分解性樹脂発泡体への転換が図られるようになった。そ
の一つの方法として、生分解性のある澱粉を主成分とす
る樹脂発泡体の開発が進められたが、これらは、いずれ
も、耐湿性がなく、湿気を吸ってへたるので、湿度の高
いところでは使用することができなかった。そこで、耐
水性のある合成樹脂と澱粉とからなる複合樹脂発泡体が
開発されたが、廃棄後に澱粉の部分は微生物により分解
されても、合成樹脂の部分が長期に分解されずに残ると
いう問題があった。本発明は、このような生崩壊性樹脂
発泡体の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、りんご等の果実や陶磁器を梱包し
輸送する際の緩衝材として、藁や籾殻等の天然材料をそ
のまま利用したり、木綿や古新聞紙等の天然材料を多少
加工したものを利用したりしてきた。その後、合成樹脂
産業の発展とともに、ポリスチレン発泡体が開発される
と、ポリスチレン発泡体は、機械部品や電機部品や家電
製品等の緩衝材だけでなく、生鮮食料品のトレーやカッ
プ麺の容器にまで利用されるようになった。しかしなが
ら、これらのポリスチレン発泡体を初め、他の食料品の
包装や日用品・家具等に使用される合成樹脂製品は、使
用後ゴミとして廃棄されると、焼却すれば、高温になり
焼却炉を損傷し、埋立地等に投棄すれば、藁や木綿等の
天然物とは異なり、微生物により分解されることなく、
何時までも嵩高のまま残って、その土地の植物の生育に
支障を来たすとともに、地盤の安定化を損ない、また、
時として、鳥や野性動物や魚等に誤食され、これらの動
物の健康をそこなう等の問題が発生した。そのため、生
分解性プラスチックの開発が進められた。

【０００３】このような状況下で、これまで生分解性プ
ラスチックについて多数の発明がなされてきた。その一
つには、とうもろこし等の澱粉にポリエチレンやポリプ
ロピレン等を混入したプラスチックがあり、例えば、特
開平７−２５８４５３号公報に開示された熱可塑性澱粉
と熱可塑性ポリマーとからなる生分解性プラスチック等
があげられる。このような澱粉含有プラスチックは、土
壌中に廃棄されると、混入された澱粉の部分だけが微生
物によって分解され、それによってプラスチックが多孔
質化されて表面積が増え、それによって合成樹脂成分も
風化作用等を受け易くなると考えられているものであ
り、狭義には、生崩壊性樹脂と呼ばれているものであ
る。

【０００４】前述の澱粉含有プラスチックには、生分解
性の澱粉の部分には耐水性がなく、一方、耐水性の合成
樹脂部分は微生物によって分解されないという問題があ
ることから、種々の発明がなされている。例えば、ポリ
ビニールアルコールは、土壌中のシュードモナス・プチ
ダで分解されることが知られるようになって、澱粉に混
入するプラスチックとして、ポリビニールアルコール系
を使用することが試みられ、特開平６−１６８５７号公
報、特開平６−８７９６９号公報、特開平６−２２８３
５４号公報等には、合成樹脂成分としてエチレン−酢酸
ビニル共重合体を使用することが開示されており、更
に、特開平６−２７１６９３号公報、特開平６−２７１
６９４号公報、平６−２７１６９５号公報等には、合成
樹脂成分としてポリビニルアルコール系樹脂を使用する
ことが開示されている。

【０００５】しかしながら、前述の澱粉含有プラスチッ
クは、いずれも、耐水性や耐湿性に乏しく、梱包用の緩
衝用発泡体として使用する場合等には、ポリエチレンフ
ィルム等で作った防湿用の袋に入れて使用することが必
要であり、袋への挿入、袋の破れに対する注意や点検、
使用後の袋の廃棄等の面倒な作業があった。また、梱包
品が全く濡れるおそれがない場合でも、緩衝用発泡体
を、家電製品や機械部品の梱包にそのまま使用すれば、
空気中の湿度を吸収して発泡体がへたり、収納した物品
との間に隙間ができて、緩衝材としての機能が損なわ
れ、あるいは、果物や野菜の梱包に使用すれば、果物や
野菜の水分を吸収して発泡体が泥状化し、緩衝材として
の機能が全くなくなる等の問題が発生していた。このよ
うな問題を解決するため、本出願人は、特願平８−２６
５０３０号の明細書において、澱粉、ポリビニールアル
コール、及び、脂肪族ポリエステルからなる耐湿性生分
解樹脂発泡体、並びに、澱粉、ポリビニールアルコー
ル、及び、ポリプロピレンからなる耐湿性生分解樹脂発
泡体を開示した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特願平８−２６５０３
０号の明細書において開示した澱粉、ポリビニールアル
コール、及び、脂肪族ポリエステルからなる耐湿性生分
解樹脂発泡体は、高い耐湿性を有し、生分解性を有する
素材からだけからなるが、高価であり、また、同明細書
に開示したポリビニールアルコール、及び、ポリプロピ
レンからなる耐湿性生分解樹脂発泡体は、高い耐湿性を
有するが、生分解性のないポリプロピレンを含んでお
り、生崩壊性を有していても完全な生分解性を有してい
ないという問題があった。発明が解決しようとする課題
は、高い耐湿性を有すると同時に、完全な生分解性を有
し、かつ、従来のプラスチック発泡体に対抗しうるほど
安価な生分解樹脂発泡体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の問
題を解決するため、主として、澱粉６０〜８０重量部、
ポリプロピレン樹脂２０〜４０重量、長鎖脂肪酸又はそ
のエステル０．６〜６重量部、及び、鉄の長鎖脂肪酸塩
０．１〜０．５重量部からなることを特徴とする生分解
樹脂発泡体（以下「第１発明」という）、溶融したポリ
エチレン樹脂又はポリプロピレン樹脂１００重量部に、
乾燥した澱粉２０〜６０重量部、脂肪又は長鎖脂肪酸１
〜１５重量部、及び、鉄の長鎖脂肪酸塩１〜８重量部を
加え、更に必要に応じて、酸化促進剤や助触媒等を加え
てよく混練して生分解性樹脂組成物を製造し、得られた
生分解性樹脂組成物１０〜３０重量部にポリプロピレン
樹脂７０〜９０重量部を加えて溶融混練して骨格樹脂組
成物を製造し、得られた骨格樹脂組成物２０〜４０部
に、発泡剤１〜５重量部、水８〜１５重量部、澱粉６０
〜８０重量部を加えて、エクストルーダーで押し出して
発泡させることを特徴とする第１発明に係わる生分解樹
脂発泡体の製造方法（以下「第２発明」という）、及
び、溶融したポリエチレン樹脂又はポリプロピレン樹脂
１００重量部に、乾燥した澱粉２０〜６０重量部、脂肪
又は長鎖脂肪酸１〜１５重量部、及び、鉄の長鎖脂肪酸
塩１〜８重量部を加え、更に必要に応じて、酸化促進剤
や助触媒等を加えてよく混練して生分解性樹脂組成物を
製造し、得られた生分解性樹脂組成物ペレット２〜１２
重量部に、ポリプロピレン樹脂ペレット１４〜３６重量
部、発泡剤１〜５重量部、水８〜１５重量部を加え、更
に澱粉粉末６０〜８０重量部を加えて、二軸エクストル
ーダーに供給し、各ペレットが充分溶融する温度で混練
した後、高温高圧で押し出して発泡させることを特徴と
する第１発明に係わる生分解樹脂発泡体の製造方法（以
下「第３発明」という）を提供する。

【０００８】第１発明に係わる生分解樹脂発泡体は、主
として、澱粉６０〜８０重量部、ポリプロピレン樹脂２
０〜４０重量、長鎖脂肪酸又はそのエステル０．６〜６
重量部、及び、鉄の長鎖脂肪酸塩０．１〜０．５重量部
からなることを特徴としている。この澱粉には、後述す
る生分解性樹脂組成物に含まれる澱粉と、それにポリプ
ロピレン樹脂を添加して製造された骨格樹脂組成物に添
加される澱粉が含まれる。ポリプロピレン樹脂には、生
分解性樹脂組成物に加えられるポリプロピレン樹脂が含
まれ、更に、生分解性樹脂組成物にポリプロピレン樹脂
が含まれている場合には、それも含まれる。長鎖脂肪酸
には、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の天
然の油脂に含まれるものであり、そのエステルには、天
然の油脂が含まれており、いずれも生分解性を有するも
のであって、酸化されて過酸化物を形成し、ポリプロピ
レン樹脂やポリエチレン樹脂の炭素鎖の酸化切断に寄与
するものである。鉄の長鎖脂肪酸塩は、前述の天然の油
脂に含まれる脂肪酸の鉄塩又は水酸化鉄塩であり、長鎖
脂肪酸やそのエステルの酸化触媒となるものである。ま
た、これ以外に含まれるものとしては、生分解性樹脂組
成物にポリエチレン樹脂を使用した場合は、そのポリエ
チレンが含まれ、炭酸カルシム等の発泡剤を使用した場
合は、その残存化合物が含まれ、更に、ベンゾフェノン
のような芳香族ケトン等の酸化促進剤、フェノール類等
の酸化防止剤、界面活性剤、顔料、充填剤等が含まれ
る。

【０００９】澱粉とポリプロピレン樹脂の比率ついて
は、一般に、澱粉の量が多ければ空隙率の高い柔らかい
ものが得られ、ポリプロピレン樹脂の量が多ければ空隙
率の低い固いものが得られる。通常の発泡体について
は、澱粉とポリプロピレン樹脂の比率は、６０：４０〜
８０：２０の範囲である。長鎖脂肪酸又はそのエステル
の量は、ポリプロピレン樹脂の量が多くなるにつれて、
また、ポリプロピレン樹脂の分解速度を速くするにつれ
て多くなる。また、鉄の長鎖脂肪酸塩の量は、長鎖脂肪
酸又はそのエステルの量が多くなるにつれて、また、ポ
リプロピレン樹脂の分解速度を速くするにつれて多くな
る。

【００１０】第２発明に係わる生分解樹脂発泡体の製造
方法は、第１工程として、溶融したポリエチレン樹脂又
はポリプロピレン樹脂１００重量部に、乾燥した澱粉２
０〜６０重量部、脂肪又は長鎖脂肪酸１〜１５重量部、
鉄の長鎖脂肪酸塩１〜８重量部、更に必要に応じて、酸
化促進剤や助触媒等を加えてよく混練して生分解性樹脂
組成物を製造する工程、第２工程として、この生分解性
樹脂組成物１０〜３０重量部にポリプロピレン樹脂７０
〜９０重量部を加えて溶融混練して骨格樹脂組成物を製
造する工程、第３工程として、この骨格樹脂組成物２０
〜４０部に発泡剤１〜５重量部、水８〜１５重量部、澱
粉６０〜８０重量部を加えてエクストルーダーで押し出
して発泡体を製造する工程からなっている。

【００１１】第３発明に係わる生分解樹脂発泡体の製造
方法は、第１工程として、第２発明と同様な生分解性樹
脂組成物を製造する工程、第２工程として、生分解性樹
脂組成物ペレット２〜１２重量部に、ポリプロピレン樹
脂ペレット１４〜３６重量部、発泡剤１〜５重量部、水
８〜１５重量部を加え、更に澱粉粉末６０〜８０重量部
を加えて、二軸エクストルーダーに供給し、各ペレット
が充分溶融する温度で混練した後、高温高圧で押し出し
て発泡体を製造する工程からなっている。すなわち、第
３発明は、第２発明の第２工程と第３工程とを一緒し
て、工程を合理化したものである。なお、第２発明及び
第３発明で使用される発泡剤には、通常炭酸カルシウム
が使用されるが、必ずしもこれに限定されるものではな
い。

【００１２】なお、第２発明及び第３発明において、澱
粉を添加する場合は、骨格樹脂組成物、又は、生分解性
樹脂組成物ペレットとポリプロピレン樹脂ペレットとの
混合物に、予め水と発泡剤とを混合してよく攪拌して水
を均一に分散させてから、澱粉を混合する方が、澱粉の
局所的な水分むらがなくなり、水分が均一化されるので
好ましい。

【００１３】

【作用】従来の澱粉含有プラスチックには、合成樹脂部
分は微生物によって分解されないで長期間残るという問
題があった。その原因の一つは、疎水性のポリエチレン
樹脂又はポリプロピレン樹脂に親水性の澱粉を混合する
と巨視的には均一になっていても微視的には必ずしも均
一に混合されておらず、澱粉が生分解された後の形状も
目の粗い多孔質であることにあった。しかし、本発明に
おける生分解性樹脂組成物は、乾燥した澱粉を使用して
いるので、疎水性の樹脂とも均一に混合され、澱粉が生
分解された後には緻密な多孔質のものが得られ、表面積
が非常に大きくなっている。また、ここで使用される天
然脂肪や長鎖脂肪酸は、生分解性があるだけでなく、長
鎖の部分がポリオレフィンと親和性を有し、カルボン酸
の部分が澱粉との親和性を有している。更に、ここで使
用する酸化触媒にも、鉄の長鎖脂肪酸塩を使用している
ので、天然脂肪や長鎖脂肪酸と親和性を有し、ポリオレ
フィンや澱粉とも親和性を有するものである。従って、
本発明における生分解性樹脂組成物では、澱粉が生分解
した後は、メチレ鎖が急速に酸化切断されて、かなりの
速度でポリオレフィンが生分解されるものと推定され
る。なお、^１４Ｃを標識として合成したポリエチレン樹
脂を用いて製造した生分解性樹脂組成物を土壌におい
て、発生する二酸化炭素を調べたところ、^１４ＣＯ_２が
検出されているので、ポリエチレン樹脂が生分解されて
いるのは確実と考えられる。

【００１４】前述の生分解性樹脂組成物は、澱粉が乾燥
されており、極めて微細に樹脂中に分散しているので、
発泡されるのは極めて困難であった。本発明に係わる発
泡体では、発泡体の強度を増すために使用するポリプロ
ピレン樹脂の生分解性を高めために、生分解性樹脂組成
物を混入し、また、発泡させるためには生分解性樹脂組
成物とは別に澱粉を使用している。従って、発泡させる
澱粉を添加した後は、あまり攪拌又は混練し過ぎると、
澱粉粒子が破壊されるので発泡し難くなり、また、細か
く分散され気泡が緻密になり過ぎるのでこの好ましくな
い。なお、あまり攪拌することなく澱粉に均一に水分を
吸着するためには、骨格樹脂組成物、又は、生分解性樹
脂組成物ペレットとポリプロピレン樹脂ペレットとの混
合物に、予め水と発泡剤とを混合してよく攪拌して水を
均一に分散させてから、澱粉を混合するのが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】

１．生分解樹脂発泡体の製造〔実施例１〕溶融したポリプロピレン樹脂１００重量部
に、乾燥した澱粉５０重量部、脂肪又は長鎖脂肪酸１２
重量部、及び、鉄の水酸化ステアリン酸塩６重量部を加
え、微小量の銅のステアリン酸塩、ベンゾフェノンを加
えてよく混練して生分解性樹脂組成物を製造しペレット
とした。ポリプロピレン樹脂ペレット２４重量部に前記
生分解性樹脂組成物ペレット６重量部を加え１４０℃で
混練し骨格樹脂組成物のペレットを製造した。この骨格
樹脂組成物ペレット３０部に、コーンスターチ粉末６７
重量部と炭酸カルシウム３重量部を加え、更に水１０重
量部を加えて、中間に練り戻し装置を付けた２軸エクス
トルダーに供給し、逐次温度を上げながら混練し、１８
０℃の金型の内径２．４ｍｍのノズルから大気中に押し
出し生分解樹脂発泡体（以下「発泡体１〕という）をえ
た。

【００１６】〔実施例２〕ポリプロピレン樹脂ペレット
２４重量部に、実施例１の生分解性樹脂組成物ペレット
６重量部、炭酸カルシウム３重量部、水１０重量部を加
えて、ミキサーで３０分間充分混合した後、コーンスタ
ーチ粉末６７重量部を加えて更に３０分間攪拌した後、
２軸エクストルダーに供給し、逐次温度を上げながら混
練し、１８０℃の金型の内径２．４ｍｍのノズルから大
気中に押し出し生分解樹脂発泡体（以下「発泡体２〕と
いう）をえた。

【００１７】〔実施例３〕コーンスターチ粉末６７重量
部、ポリプロピレン樹脂ペレット２４重量部、実施例１
の生分解性樹脂組成物ペレット６重量部、及び、炭酸カ
ルシウム３重量部からなる混合物を、エクストルーダー
に供給し、水１０重量部を加えてながら、逐次温度を上
げながら混練し、１８０℃の金型の内径２．４ｍｍのノ
ズルから大気中に押し出し生分解樹脂発泡体（以下「発
泡体３〕という）をえた。

【００１８】２．生分解樹脂発泡体の特性実施例１〜３で得られた発泡体１〜発泡体３の特性は表
１のとおりであり、緩衝材として優れたものが得られる
ことがわかった。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】本発明に係わる生分解樹脂発泡体および
その製造方法は、前述のような構成と作用をするので、
充分な生分解性と耐湿性を備え、優れたクッション性、
感触、耐衝撃性を有するものを提供することができ、廃
棄等の際に問題のあるポリスチレン等に代わって使用す
ることができ、国民の生活環境の保全に寄与するところ
大きいものである。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年３月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】

【発明の実施の形態】１．生分解樹脂発泡体の製造〔実施例１〕溶融したポリプロピレン樹脂１００重量部
に、乾燥した澱粉５０重量部、長鎖脂肪酸１２重量部、
及び、鉄の水酸化ステアリン酸塩６重量部を加え、微小
量の銅のステアリン酸塩、ベンゾフェノンを加えてよく
混練して生分解性樹脂組成物を製造しペレットとした。
ポリプロピレン樹脂ペレット２４重量部に前記生分解性
樹脂組成物ペレット６重量部を加え１４０℃で混練し骨
格樹脂組成物のペレットを製造した。この骨格樹脂組成
物ペレット３０部に、コーンスターチ粉末６７重量部と
炭酸カルシウム３重量部を加え、更に水１０重量部を加
えて、中間に練り戻し装置を付けた２軸エクストルダー
に供給し、逐次温度を上げながら混練し、１８０℃の金
型の内径２．４ｍｍのノズルから大気中に押し出し生分
解樹脂発泡体（以下「発泡体１〕という）をえた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０８Ｌ 23/12 Ｃ０８Ｌ 23/12 //(Ｃ０８Ｋ 5/04 5:09 5:10）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主として、澱粉６０〜８０重量部、ポリ
プロピレン樹脂２０〜４０重量、長鎖脂肪酸又はそのエ
ステル０．６〜６重量部、及び、鉄の長鎖脂肪酸塩０．
１〜０．５重量部からなることを特徴とする生分解樹脂
発泡体
【請求項２】溶融したポリエチレン樹脂又はポリプロ
ピレン樹脂１００重量部に、乾燥した澱粉２０〜６０重
量部、脂肪又は長鎖脂肪酸１〜１５重量部、及び、鉄の
長鎖脂肪酸塩１〜８重量部を加え、更に必要に応じて、
酸化促進剤や助触媒等を加えてよく混練して生分解性樹
脂組成物を製造し、得られた生分解性樹脂組成物１０〜
３０重量部にポリプロピレン樹脂７０〜９０重量部を加
えて溶融混練して骨格樹脂組成物を製造し、得られた骨
格樹脂組成物２０〜４０部に発泡剤１〜５重量部、水８
〜１５重量部、澱粉６０〜８０重量部を加えて、エクス
トルーダーで押し出して発泡させることを特徴とする請
求項１記載の生分解樹脂発泡体の製造方法
【請求項３】溶融したポリエチレン樹脂又はポリプロ
ピレン樹脂１００重量部に、乾燥した澱粉２０〜６０重
量部、脂肪又は長鎖脂肪酸１〜１５重量部、及び、鉄の
長鎖脂肪酸塩１〜８重量部を加え、更に必要に応じて、
酸化促進剤や助触媒等を加えてよく混練して生分解性樹
脂組成物を製造し、得られた生分解性樹脂組成物ペレッ
ト２〜１２重量部にポリプロピレン樹脂ペレット１４〜
３６重量部、発泡剤１〜５重量部、水８〜１５重量部を
加え、更に澱粉粉末６０〜８０重量部を加えて、二軸エ
クストルーダーに供給し、各ペレットが充分溶融する温
度で混練した後、高温高圧で押し出して発泡させること
を特徴とする請求項１記載の生分解樹脂発泡体の製造方
法