JPH11286570A - 生分解性発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は梱包用緩衝材として環境負荷の大きい
発泡スチロール樹脂に代わり、弾性、耐水性を有しなが
らも、高発泡倍率の生分解性発泡体の製造方法を提供す
ることにある。この生分解性発泡体は、使用後、コンポ
スト処理、土中埋設処分可能な環境に優しい梱包用緩衝
材として利用できる。 【解決手段】ポリエステル系生分解性樹脂に有機過酸化
物と化学発泡剤を配合した組成物を混練した後に、これ
を粉砕して粉体とし、この粉体を型発泡成形する。前記
組成物に、セルロース系繊維を配合し、これを混練した
後に、これを粉砕して粉体とし、この粉体を型発泡成形
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、生分解性を有する
生分解性発泡体の製造方法に関する。詳しくは、使用後
の廃棄処理の際、発泡スチロール樹脂のような環境負荷
を有さない生分解性発泡体を製造するための製造方法に
関するものであり、この生分解性発泡体は例えば梱包用
緩衝材に利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば梱包用緩衝材としては、古
新聞紙等の紙を丸めたものや、おが屑、もみ殻など身近
なものが利用されていたが、産業が発達し、家電製品、
精密機械、ガラス製品、電子部品等の高付加価値工業製
品を多量に且つ安全に運ぶ必要が高まって来ると、軽量
で取り扱い性が良く、低価格且つ緩衝性能の優れた発泡
スチロール樹脂製のものが大量に使用されるようになっ
て来た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この便利な発
泡スチロール樹脂製の梱包用緩衝材は、軽量、安定であ
るが故に、使用後は却って廃棄処分に困る存在となって
いる。即ち、焼却炉で焼却処分するにしても、嵩張るた
め回収コストが掛かったり、燃焼カロリーが高く、焼却
炉を傷める問題がある。また、焼却の際に煤が大量に発
生し、環境への飛散も問題となっている。

【０００４】また、土中に埋め立て処分するにしても、
化学的、物理的に安定なため、いつまでも消滅すること
なく、嵩張ることと相まって、埋め立て処分場の寿命を
短かくしているという問題もある。

【０００５】一方、発泡スチロール樹脂を再利用するに
しても、熱溶融処理工程を取ることが一般的なため、熱
劣化による着色や物性低下、不純物混入等があり、付加
価値のない限られた用途にしか再利用し得ない難点もあ
る。

【０００６】そのため、ドイツを初めとする欧米先進国
の一部では、発泡スチロール樹脂製の梱包用緩衝材等自
体の持ち込みを禁止している国もあり、特に輸出の多い
家電メーカーは発泡スチロール樹脂製に代わる他の梱包
用緩衝材を強く望んでいる。

【０００７】それ故、梱包用緩衝材を使用した後は有効
にリサイクルできるか、そのままコンポスト処理、また
は土中埋設処理しても環境に悪影響を及ぼすことなく分
解消滅してしまうか、焼却炉を傷めずに焼却処分できる
素材が求められている。

【０００８】この要求に合致するものとして、生分解性
の素材が有力であり、これまで種々の生分解性樹脂によ
る発泡成形物が提供されて来たが、貨物輸送時にこれま
で発泡スチロール樹脂製の梱包用緩衝材に要求されて来
たような耐水性を有し、且つ２０倍以上の高発泡倍率を
有する梱包用緩衝材はこれまでに得られていない。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本出願人は、発
泡スチロール樹脂製緩衝材に代わり得る素材として、耐
水性、コンポスト性に優れた高倍率の梱包用緩衝材を鋭
意検討した結果、特定の生分解性樹脂を成分とする組成
物を混練した後に、これを粉砕して粉体とし、この粉体
を型発泡成形することで、目的とする生分解性発泡体が
得られることを見出した。

【００１０】即ち、本発明はポリエステル系生分解性樹
脂に有機過酸化物と化学発泡剤を配合した組成物を混練
した後に、これを粉砕して粉体とし、この粉体を型発泡
成形することを特徴とする生分解性発泡体の製造方法で
ある。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の生分解性発泡体の製造方
法は、上述したように、ポリエステル系生分解性樹脂に
有機過酸化物と化学発泡剤を配合した組成物を混練した
後に、これを粉砕して粉体とし、この粉体を型発泡成形
するものである。

【００１２】具体的には、前記ポリエステル系生分解性
樹脂には、ポリヒドロキシブチレート、ヒドロキシブチ
レートバリレート共重合体、ブチレンサクシナート共重
合体、ブチレンサクシナートアジぺート共重合体、ポリ
カプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸グ
リコール酸共重合体などが挙げられ、また、これらを複
数組み合わせて使用することもできる。

【００１３】前記化学発泡剤としては、樹脂発泡に一般
に使用されているアゾジカルボンアミド系、Ｎ，Ｎ′-
ジニトロペンタメチレンテトラミン系、４，４′- オキ
シビス (ベンゼンスルホニルヒドラジド) 系、炭酸水素
ナトリウム系、尿素系等が使用できるが、使用する生分
解性樹脂のビカット軟化点以上の熱分解温度を有するも
のが適しており、特にＮ，Ｎ′- ジニトロペンタメチレ
ンテトラミン系、炭酸水素ナトリウム系が好ましい。

【００１４】化学発泡剤の配合量は、分解発生ガス量と
目的とする発泡倍率から計算して配合量を決定するが、
通常生分解性樹脂１００重量部に対し、２０〜５０重量
部を配合する。

【００１５】前記有機過酸化物には、樹脂の架橋に通常
使用されるベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロ
パーオキサイド、ｐ- メンタンハイドロパーオキサイド
などが使用できる。有機過酸化物の配合割合は、生分解
性樹脂１００重量部に対し、０．０１〜 １．０重量部
が適当である。有機過酸化物の配合量が０．０１重量部
未満では発泡中に破泡し高発泡体が得られない。また、
配合量が１．０重量部を超えると発泡体の弾性は増す
が、かえって収縮効果が大きくなり、やはり高発泡体は
得られない。

【００１６】さらに、本発明の組成物の配合には、生分
解性、コンポスト性を促進するためセルロース系繊維を
併用することもできる。このセルロース系繊維としては
木粉、ケナフ粉、ヤシガラ繊維粉、新聞古紙粉、紙粉な
ど木質系のセルロース粉、木綿粉、ジュート粉、羊毛粉
等の繊維粉、コーン皮粉、もみ殻粉等が使用でき、これ
らを２種類以上組み合わせ使用することもできる。

【００１７】この繊維粉等の平均繊維長は０．１〜３ｍ
ｍが適当であり、平均繊維長が０．１ｍｍ未満のもので
は粉塵爆発の恐れがあり、３ｍｍを超えると繊維同士の
絡まりが強く、混練した時に十分に分散せず、均質な配
合物が得られない。

【００１８】この繊維粉等には生分解性速度を向上させ
るという効果があり、さらに燃焼熱を低下させるという
効果もある。

【００１９】繊維粉等の配合量は５〜５５重量部が適当
であり、その配合割合が５重量部未満では生分解性速
度、コンポスト化速度、燃焼熱低下への寄与が少なく、
５５重量部を超えると発泡成形時に発生したガスをセル
内に保持できなくなる。なお、上記配合量のなかでも好
ましい配合量は５〜３０重量部である。

【００２０】さらに、本発明の組成物には、必要に応
じ、ジビニルベンゼンなどの架橋剤、ステアリン酸、ス
テアリン酸カルシウムなどの滑剤、酸化チタン、炭酸カ
ルシウム、クレーなどの着色剤を少量併用することもで
きる。

【００２１】また、従来、生分解性樹脂の粉砕は凍結粉
砕以外実施されていないが、上記のような組成物の粉砕
には上記凍結粉砕の他、室温による機械粉砕でも粉体化
できる。また、篩分け、気流分級などにより粒度を揃え
ると得られる生分解性発泡体がより均質となる。

【００２２】上記組成物が粉砕された粉体の平均粒子径
は０．１〜３ｍｍが適当である。平均粒子径が０．１ｍ
ｍ未満では粉塵爆発の恐れがあり、３ｍｍを超えると得
られる発泡成形物が歪んだり、角が欠けたりして均質な
発泡成形物が得られにくくなる。また、予期せざる効果
として０．１〜３ｍｍの粉体とすることにより、発泡体
の生産性は著しく向上した。

【００２３】また、発泡成形は現在使用されている型発
泡による発泡スチロール樹脂成形装置を利用することも
でき、水蒸気加熱によっても良好な発泡成形を実施する
ことができる。

【００２４】これによって製造された生分解性発泡体
は、優れた弾性と耐水性を有しながら２０倍以上の発泡
倍率のものが得られ、例えば梱包用緩衝材として良好な
ものが得られる。

【００２５】なお、本発明の生分解性発泡体は、梱包用
緩衝材のみならず、容器など多様なものに利用すること
ができる。

【００２６】

【実施例】実施例１ ポリエステル系生分解性樹脂バイオポール４１１ＧＷ
（日本モンサント（株））１００重量部を表面温度１５
５℃のロール上に巻き付け、化学発泡剤ビニホールＳＷ
＃７（永和化成工業（株））３０重量部、有機過酸化物
カヤクミルＤ−４０Ｃ（化薬アクゾ（株））０．２重量
部を添加、混練しシート状コンパウンドを作製した。こ
れを角型ペレット化後、更にウルトラローター（（株）
ダブリュ・アイ・アール）で粉砕、気流分級し、平均粒
子径１ｍｍの粉体を得た。

【００２７】この粉体を発泡スチロール型成形装置に注
入して１８０℃で５分間発泡し、その後に金型を冷却し
て発泡成形物（生分解性発泡体）を金型より取り出し
た。これにより得られた発泡成形物の厚みは１ｃｍで発
泡倍率は３５倍であり、梱包緩衝材として良好な弾性及
び耐水性を有していた。この発泡成形物をコンポスト試
験したところ、４週間で発泡成形物の形状が消滅した。
土中埋設でも６ヶ月で形状破壊した。なお、発泡成形物
の燃焼カロリーは４，５００ｋｃａｌ／ｋｇであり、紙
の燃焼カロリーと同程度であった。

【００２８】実施例２ 実施例１の配合物に、セルロース系繊維として紙粉ＫＣ
フロックＷ−１００を１５重量部追加し、以下同様にし
て得られた配合物をウルトラローターで粉砕、気流分級
し、平均粒子径１ｍｍの粉体を得た。

【００２９】この粉体を実施例１と同様に発泡スチロー
ル型成形装置に注入して１８０℃で５分間発泡し、その
後に金型を冷却して発泡成形物を金型より取り出した。
これにより得られた発泡成形物の厚みは１ｃｍで発泡倍
率は３３倍であり、梱包緩衝材として良好な弾性及び耐
水性を有していた。この発泡成形物をコンポスト試験し
たところ、３週間で発泡成形物の形状が消滅した。土中
埋設でも４ヶ月で形状破壊した。なお、発泡成形物の燃
焼カロリーは４，４５０ｋｃａｌ／ｋｇであり、紙の燃
焼カロリーと同程度であった。

【００３０】実施例３ ポリエステル生分解性樹脂ビオノーレ（昭和高分子
（株））１００重量部を表面温度が１１０℃のロール上
に巻き付け、化学発泡剤セルボンＳＣ−Ｐ（永和化成）
４０重量部、有機過酸化物カヤクミルＤ−４０Ｃ（化薬
アクゾ（株））０．２重量部を添加し、混練しシート状
コンパウンドを作成した。

【００３１】得られたコンパウンドを角型ペレットと
し、さらにこれをウルトラローターで粉砕、気流分級
し、平均粒子径が０．５ｍｍの粉体を得た。

【００３２】この粉体を発泡スチロール成形装置に注入
して１６０℃で５分間型発泡し、その後に金型を冷却し
て発泡成形物を金型より取り出した。これにより得られ
た発泡成形物の厚みは１ｃｍで発泡倍率は４５倍であ
り、梱包緩衝材として良好な弾性及び耐水性を有してい
た。この発泡成形物をコンポスト試験したところ、４週
間で発泡成形物の形状が消滅した。土中埋設でも６ヶ月
で形状破壊した。なお、発泡成形物の燃焼カロリーは
５，５００ｋｃａｌ／ｋｇであり、紙の燃焼カロリーよ
り若干大きい程度であった。

【００３３】比較例１ 実施例１で有機過酸化物を除き、同様にして混練し、ペ
レット化、粉砕、気流分級し、平均粒子径が１ｍｍの粉
体を得た。この粉体を実施例１と同様の条件で型発泡
し、その後金型を冷却して発泡成形物を金型より取り出
した。得られた発泡成形物の厚みは１ｃｍで梱包緩衝材
として良好な弾性及び耐水性を有していたが発泡倍率は
１０倍であった。

【００３４】比較例２ 市販の発泡スチロール樹脂を１ｃｍ厚のシートに裁断し
コンポスト試験したが、６ヶ月経過後も全くコンポスト
化が認められなかった。また、土中埋設でも１年経過後
も何の形状変化も認められなかった。なお、この試験片
の発泡倍率は３０倍であった。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ポ
リエステル系生分解性樹脂に有機過酸化物と化学発泡剤
を配合した組成物を混練した後、これを粉砕して粉体と
し、この粉体を型発泡成形することにより、優れた弾性
と耐水性を有しながら発泡倍率が２０倍以上の生分解性
発泡体が得られ、その結果、当該生分解性発泡体を例え
ば家電等の梱包用緩衝材として使用することができる。
また、この生分解性発泡体はコンポスト性に優れてお
り、使用後、コンポスト装置や土中埋設でも容易に消滅
させることができる。さらに、この生分解性発泡体は焼
却処分しても低燃焼カロリーで焼却炉を傷めることは殆
どない。

【００３６】従って、上記生分解性発泡体を例えば環境
負荷の大きい発泡スチロール樹脂製のものに代わる発泡
緩衝材として使用でき、環境に優しい素材を提供するこ
とができる。特にコンポスト処理システムを有する欧米
諸国への輸出用梱包材として有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステル系生分解性樹脂に有機過酸
   化物と化学発泡剤を配合した組成物を混練した後に、こ
   れを粉砕して粉体とし、この粉体を型発泡成形すること
   を特徴とする生分解性発泡体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記組成物に、セルロース系繊維を配合
   することを特徴とする請求項１記載の生分解性発泡体の
   製造方法。