CN106280510A - 生物降解性树脂组合物及该树脂组合物的制造方法以及成形品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物降解性树脂组合物及该树脂组合物的制造方法以及成形品。提供一种保持高生物降解性，具有高机械强度，谋求进一步降低成本，带来与石油制合成树脂的价格竞争力而实现商业化的生物降解性树脂组合物。

Description

生物降解性树脂组合物及该树脂组合物的制造方法以及成形品

技术领域

本发明涉及一种生物降解性组合物及该组合物的制造方法以及利用该等所成形的成形品，该生物降解性组合物成为保持高生物降解性，抑制价格上升，而且具有与石油制合成树脂匹敌的程度的高机械强度的成形品等的原料。

背景技术

在现代社会，包含合成树脂的各种成形体或者成形品大量用于广泛的领域。但是，该等成形品等大部分是由以石油作为原料的合成树脂所制造，于不再需要该等成形品而进行废弃处理时，如果例如埋入地下则这些成形品会大致半永久地在该状态下残存于地下，另外，如果焚烧则发生产生二恶英(dioxin)等有害物质或产生CO₂等情况，该等会引发环境破坏或者对人体的不良影响等诸多问题。为此，近年来作为解决如此诸多问题的对策之一，业界提出了在自然环境下分解的生物降解性树脂，并且一部分已尝试实用化。

例如专利文献1(日本专利第3793783号公报)中提出了从多种植物纤维材中采用竹材，将其制成粉末并成形而成的竹粉制塑料样成形体及其制造方法。该制造方法包括以下的(a)～(b)步骤。即，(a)准备具有20重量％以下的水分含量及过10目筛以下或者过400目筛以上的粒度的竹粉的准备步骤，(b)将该竹粉填充到特定的成形模具中，在80℃～200℃的加热温度及20MPa以上的压力下进行加压的成形步骤，及(c)在所述成形模具内进行冷却固化而制成成形体的冷却步骤。

根据该技术，据称可在不使用粘接剂等的情况下仅利用竹粉来制造塑料样成形体，与先前的利用木粉的成形体相比，可在充分的低温且充分的低压下获得塑料样成形体。

另外，专利文献2(日本专利第4149887号公报)中提出了使用少量生物降解性树脂与大量植物系粉粒体而制造的复合生物降解性成形品。该成形品是由植物系材料60～90重量％与羟基羧酸系树脂40～10重量％(两者的合计为100重量％)所构成，所述羟基羧酸系树脂包含聚乳酸及聚己内酯，该等聚乳酸/聚己内酯的重量比例是设定在5/95～95/5的范围。

根据该技术，据称可相对于大量植物系粉粒体而使用少量生物降解性树脂，从而获得机械物性或耐湿性优异，在空气中使用时机械物性或耐湿性优异，具有生物降解性、即如果放置在土中则会分解或崩解的成形品。

但是，该等专利文献1、2所记载的成形体(品)均粒度小，即，是使用微粉末而制造，因此该等暗藏各种课题。例如关于专利文献1所记载的成形体，其竹粉是使用水分含量为20重量％以下且过10目筛以下或过400目筛以上者，另外，关于专利文献2所记载的成形品，其植物系材料是使用木粉、竹粉等粉末，并且其粒度为20目以下、优选50目以下、进而优选100目以下。

另外，在为了使该等竹粉或木粉等的粒度达到所述过筛目数或目数而进行粉碎时，此等的制造困难且繁琐，并且在制成微粉末时，例如使用竹材时，仅利用竹本身，而无法使用枝、茎、叶。另外，此等微粉末极难处理，根据处理方法而有引发意外事故的担忧，另一方面，该等暗藏导致成本高等大量课题。即，为了制造如上所述的微粉末需要高精度的粉碎机，该粉碎所耗费的处理时间增多，另外，在利用粉碎机将竹材或木材等植物系材料加以粉碎的前步骤中，必须进行该等材料的干燥处理，如果不干燥至特定的水分含量以下，则通常无法制造如上所述的微粉末。在专利文献1的竹粉准备步骤中，必须设为20重量％以下的水分含量，而通常鲜竹的含水水分量大致为其两倍左右，必须将该两倍左右的水分量降低到一半以下，因此需要相应的干燥装置及干燥处理，导致花费相当的设备费及处理费。另外，在制造专利文献2的成形品时也暗藏同样的课题。

另外，如上所述的微粉末的处理由于需要高温处理，所以在成形时，内部容易滞留水蒸汽，发生所谓破裂(破坏)，该情况有时会导致意外事故，另外，导致成形不良的情况也增多。其结果为，现实中极难制造如上所述的微粉末，且极难对其进行处理，而变得极难进行使用此种微粉末的成形体(品)的制造。此外，该破裂的发生原因虽然尚不明确，但认为其原因在于：在将设为特定含水量的粉末压实并在加热加压下进行成形时，内部产生的水蒸汽在加压下滞留在成形体内部，其因加热发生小爆炸而显露在成形表面，或者产生内部的热分解物。

因此，专利文献1、2的成形体(品)均需要高精度的粉碎机及干燥装置，相应的设备费等变得昂贵，导致成形体(品)的高成本。此外，由于在制造该等成形体(品)时微粉末的处理暗藏危险，所以还必须有相应的对策。

另外，专利文献2是使用聚乳酸，但难以使该聚乳酸与植物系材料直接粘合，该等间的亲和性乃至适应性常常不足，即使在凝固状态下也会引起粘合力不足，而难以获得所需的机械强度。另一方面，该聚乳酸在结晶化方面极慢，在通常的成形条件下几乎为非结晶状态，而有在玻璃转移温度60℃以上时，软化至难以维持形状的程度等课题。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]

日本专利第3793783号公报

[专利文献2]

日本专利第4149887号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

根据所述情况，专利文献1、2的成形体(品)均在制造方面需要高精度的粉碎机及干燥装置等，设备费及处理费等高昂，这成为制品成本高的原因，会失去与迄今为止的包含石油制合成树脂的成形体(品)的价格竞争力，此种成形体(品)虽然已尝试实用化，但尚未达到普及程度。因此，本发明者发现：在该等课题中，首先对于成本高昂，通过将先前的粉末换为粒度大于该先前粉末且被分类为与其不同范畴的薄片(flake)，而变得不需要高精度的粉碎机及干燥装置等，从而谋求成本降低，并且消除处理微粉末之危险性，另外，即便使用此种薄片，通过使用粘合剂亦使其与聚乳酸的粘合变得牢固，而获得所需的机械强度，此外，聚乳酸所存在的课题可通过将其含量设定为特定量而解决等，从而完成本发明。

因此，本发明的目的在于提供保持高生物降解性，具有与石油制合成树脂匹敌的程度的高机械强度，并且谋求进一步降低成本，带来与迄今为止的石油制合成树脂的价格竞争力而实现商业化的生物降解性树脂组合物及该树脂组合物的制造方法以及成形品。

[解决问题的技术手段]

本发明可通过以下构成而达成。即，本发明的第1态样的生物降解性树脂组合物的特征在于：包含植物系材料(A)95～51质量％与粘合剂(B)17～2质量％及聚乳酸(C)35～3质量％(该等(A)～(C)的合计为100质量％)，并且所述植物系材料(A)是使用制成薄片者，所述粘合剂(B)的质量％小于所述聚乳酸(C)的质量％。

另外，第2态样的生物降解性树脂组合物的特征在于：在第1态样的生物降解性树脂组合物中，关于所述薄片，一边为2～5mm且另一边为5mm以下的尺寸的薄片在所述植物系材料质量％值内超过50质量％。

此外，第3态样的生物降解性树脂组合物的特征在于：在第1或第2态样的生物降解性树脂组合物中，所述植物系材料(A)包含木材、竹材、稻壳、麻、玉米中的1种或2种以上的组合。

此外，第4态样的生物降解性树脂组合物的特征在于：在第1至第3中任一态样的生物降解性树脂组合物中，所述粘合剂包含酪蛋白、大豆蛋白、麸质、蒟蒻粉末、淀粉、木质素、松脂、鞣质、干淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉中的1种或2种以上的组合。

另外，第5态样的生物降解性树脂组合物的特征在于：在第1至第4中任一态样的生物降解性树脂组合物中，还含有着色剂。

第6态样的生物降解性树脂组合物的制造方法的特征在于包括如下步骤：材料准备步骤，将植物系材料(A)粉碎并制成薄片；粘合剂混合步骤，向所述薄片(A)95～51质量％中混合粘合剂(B)17～2质量％；聚乳酸混练步骤，向所述粘合剂混合步骤中所混合的混合物中混入处于35～3质量％的范围且小于所述粘合剂(B)质量％(该等(A)～(C)的合计为100质量％)的量的聚乳酸(C)并进行混练。

第7态样的生物降解性树脂组合物的制造方法的特征在于：在第6态样的生物降解性树脂组合物的制造方法中，所述薄片是制成一边为2～5mm且另一边为5mm以下的尺寸，该尺寸的薄片在所述植物系材料质量％值内超过50质量％。

第8态样的生物降解性树脂组合物的制造方法的特征在于：在第6或第7态样的生物降解性树脂组合物的制造方法中，所述粘合剂包含酪蛋白、大豆蛋白、麸质、蒟蒻粉末、淀粉、木质素、松脂、鞣质、干淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉中的1种或2种以上的组合。

第9态样的成形品的特征在于：其是利用第1至第5中任一态样的生物降解性树脂组合物进行成形而制造，或通过第6至8中任一态样的生物降解性树脂组合物的制造方法而制造。

[发明效果]

根据第1态样的生物降解性树脂组合物，可提供如下生物降解性组合物，其成为保持高生物降解性，抑制成本上升而实现低成本化，而且具有与石油制合成树脂匹敌的程度的高机械强度的成形体的原料。具体而言，通过应用粘合剂(B)，变得可进行植物系材料(A)的增量，并且与聚乳酸(C)的粘合变得牢固，获得与石油制合成树脂匹敌的程度的高机械强度，另外，聚乳酸所存在的课题可通过将该量设为特定量而消除。而且，尤其具备特征性的是：由于可实现低成本化，带来与石油制合成树脂的价格竞争力，所以可利用于更广泛的领域。

根据第2态样的生物降解性树脂组合物，可解决使用现有技术的粉末时所产生的课题，且可提升设计性。

根据第3态样的生物降解性树脂组合物，由于可使用迄今为止只能进行废弃处理的木材、竹材、稻壳、麻，所以实现资源的有效利用。另外，该等材料由于可廉价且简单地取得，所以可降低成本。此外，在使用竹材的情况下，可使用整株、即地下茎、茎、枝、叶这些全部，不会浪费材料，另外，在功能方面与其他材料相比可进一步提升机械强度。

根据第4态样的生物降解性树脂组合物，由于酪蛋白、大豆蛋白、麸质、蒟蒻粉末、淀粉、木质素、松脂、鞣质、干淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉就存在于人们身边，所以粘合剂可简单且廉价地取得。

根据第5态样的生物降解性树脂组合物，通过选择各种着色剂，可获得人们所爱好的颜色的生物降解性树脂组合物。

根据第6态样的生物降解性树脂组合物的制造方法，可制造如下生物降解性组合物，其成为保持高生物降解性，抑制成本上升而实现成本降低，并且进而具有与石油制合成树脂匹敌的程度的高机械强度的成形体的原料。尤其是，成本的降低可对抗与迄今为止的合成树脂的价格竞争力，该树脂组合物可在广泛的领域中利用。具体而言，通过应用粘合剂(B)，变得可进行植物系材料(A)的增量，并且与聚乳酸(C)的粘合变得牢固，获得与石油制合成树脂匹敌的程度的高机械强度。此外，该粘合剂(B)由于少于聚乳酸(C)的量，所以不会导致聚乳酸的减量，而不会损害其特性。即，聚乳酸所存在的课题可通过将该量设为特定量而消除。而且，尤其具备特征性的是可实现低成本化，带来与石油制合成树脂的价格竞争力，所以可制造各种成形体乃至成形品，因此可在多种领域中利用。

根据第7态样的生物降解性树脂组合物的制造方法，可解决使用现有技术的粉末时所产生的课题，且可提升设计性。

根据第8态样的生物降解性树脂组合物的制造方法，由于酪蛋白、大豆蛋白、麸质、蒟蒻粉末、淀粉、木质素、松脂、鞣质、干淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉就存在于人们身边，所以粘合剂可简单且廉价地取得。

第9态样的成形品可使用第1至第5态样中任一态样的生物降解性树脂组合物进行成形而制造，另外，可通过第6至第8态样中任一态样的生物降解性树脂组合物的制造方法而形成各种成形品。该等成形品可提供保持高生物降解性且抑制成本上升，即实现成本降低，此外具有与由石油制造的合成树脂匹敌的程度的高机械强度的成形体。尤其是，成本降低会带来与迄今为止的合成树脂的价格竞争力，而变得可在广泛的领域中利用。

附图说明

图1是表示本发明的生物降解性树脂组合物的制造方法的制造步骤的框图。

图2是表示本发明的实施例及比较例所使用的混练机的概略俯视图。

具体实施方式

以下，参照图式对本发明的实施方式进行说明。其中，下文所示的实施方式是例示用以将本发明的技术思想具体化的生物降解性树脂组合物等的实施方式，并非将本发明特定为该等，申请专利保护的范围所包含的其他实施方式也同样可应用。

参照图1，对本发明的实施方式的生物降解性树脂组合物的制造方法进行说明。

本发明的实施方式的生物降解性树脂组合物的制造方法包括以下步骤。

材料准备步骤1，准备包含植物系材料(A)的特定尺寸的薄片；粘合剂混合步骤2，向特定量的薄片混合特定量的粘合剂(B)；聚乳酸混练步骤3，向混合物中混入处于特定量的范围且小于粘合剂(B)量的量(该等(A)～(C)的合计为100质量％)的聚乳酸(C)并进行混练；组合物成形步骤4，从混练物成形为任意形状的原材料；及成形品制作步骤5，使用步骤中所成形的组合物而制作各种成形品。

以下，依序详细说明各步骤。

(一)植物系材料(A)的准备步骤1

植物系材料(A)没有特别限定，为木材、竹材、稻壳、麻等。以下，对使用该等中的竹材的例子进行说明。尤其是，如果采用竹材，则有以下优点。

竹子在先前广泛地用于建筑用材料、蔬菜栽培用材料、晾衣杆或钓鱼竿等的材料，但近年来该等被合成树脂制代替而需求大幅度减少，另一方面，竹子由于具有强韧的生命力及繁殖力，所以持续繁殖，山林变成竹林，妨碍其他植物的生长，并且导致环境恶化。并且，该竹子的繁殖由于竹根在地表的浅表处蔓延，并不深入地下，所以也会成为因暴雨等而引起地表泥石流等自然灾害的原因。在该状况下，如果能找出竹子的用处，则可解决所述问题，社会意义较大。另外，如果采用竹子，则与木材等相比，更致密且机械强度(静态强度及冲击强度)优异，木质素的量较少(如果木质素的量较多，则会附着在混练机上，导致机器保养繁琐且耗时耗力)，因此可减轻机器保养所耗费的劳力时间，而获得高强度的成形品。

本发明的实施方式是使用具有所述优点的竹子，但对于该竹子的种类没有限定，可使用所有种类的竹子。该等竹子包括整株的竹子、即地下茎、茎、枝、叶(以下，也将该等统称为竹材)，是将该等中的任意1者或者2者以上混合使用。另外，不仅可为该竹子，也可为细竹材，另外，也可为该细竹材与竹材的混合物。

该竹材是使用通过粉碎等而制成薄片(flake)者。即，将竹材粉碎，使之碎裂成大量的碎片或者薄片等，该等大致成为与立方体、长方体、多棱柱及多棱锥等近似，或者该等变形而成的立体形状[以下，将该等统称为薄片(flake)]。虽然可直接使用该薄片，但如果尺寸较大，则在组合物的制造或者成形时其流动性会变差，无法均匀地分散，另外，无法充分地进行与其他材料的混合或者混练，而变得难以获得所需的成形体等，另一方面，如果设为小尺寸，则接近现有技术的粉末粒度，而有现有技术的课题显现的担忧，所以不可过小。

因此，该薄片优选使用一边为2～5mm且另一边为5mm以下的尺寸的薄片。另外，该尺寸的薄片为特定量内，优选超过50质量％。此外，该等薄片尺寸如果以JIS规格目数(目数/英寸)表示，则2～5mm成为8.60目(2000μm)～3.85目(5000μm)的范围。

该薄片是使用粉碎机将竹材粉碎而制作。该粉碎只要达到所述尺寸，则通过粗粉碎便可实现，所以不需要如现有技术的高精度的粉碎机。由此可降低设备费及处理费等。另外，关于粉碎，可不区分竹子的种类、部位等，而将整株投入粉碎机中进行粗粉碎。即，将整株的竹子、即地下茎、茎、枝、叶等一起粉碎。通过该粉碎，薄片成为所述尺寸，也会产生尺寸为2mm以下者、即粉末。但是，该粉末并不废弃，如果为特定的少量则混入所述尺寸的薄片中而使用。通过该混合，可填埋大尺寸的薄片间的间隙，在形成时，也会进入模具的狭窄间隙中，从而可提升成形品的设计性。此种粉末是在粉碎竹材时产生，另外，在以后步骤的粘合剂混合步骤2及聚乳酸混练步骤3中也会因各薄片相互摩擦而产生。

但是，如果此种粉末的量增多，则会有产生现有技术的粉末的课题的担忧，因此关于所述尺寸的薄片与粉末的比率，设法增多薄片，另一方面减少粉末。关于该比率，在最终步骤中，薄片超过50质量％且小于80质量％，粉末成为质量50％以下。最优选薄片为80质量％且粉末为20质量％。如果设为该等比率，则即使为前一比率也可避免现有技术的课题，另外，如果为后一比率，则不会产生问题。另外，薄片如果为5mm以上的薄片，则也可少量使用。另外，该等竹材也可不特别进行干燥而使用鲜竹材，在使用该鲜竹的情况下，在各步骤、即材料准备步骤1、粘合剂混合步骤2及聚乳酸混练步骤3中通过摩擦热进行干燥。

因此，在该材料准备步骤1中，无需特别设置干燥装置。当然，并不是将经过干燥的材料排除在外，如果使用干燥材，则可缩短在各步骤中的处理时间。所述尺寸的薄片是利用筛子进行筛分，将没有过筛的再次投入到粉碎机中加以粉碎。

(二)粘合剂(B)的混合步骤2

在该混合步骤2中，向特定量的前步骤中所准备的薄片中混合特定量的混合剂。薄片为95～51质量％的范围，向其中混合17质量％以下(其中，下限量设为2质量％，该量是在所述范围的质量％内超过下述聚乳酸的质量％的量)的粘合剂。即，如果该混合量增多，则流动性变差，而生产性降低，因此设法不超过聚乳酸的量。

关于粘合剂，有效的是酪蛋白、大豆蛋白、麸质等植物性蛋白质、蒟蒻粉末、淀粉、木质素、松脂、鞣质、干淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉等。这些都是存在于身边的材料，所以可简单且廉价地取得。

该粘合剂是使用混合机，一边搅拌一边混合。此外，该混合也可在粉碎机内一边将薄片进一步粉碎一边进行。在该混合步骤2中，温度管理变得重要。即，在混合/粉碎时，各薄片相互摩擦会产生热，该热会使水分减少，另一方面，释放吸附气体，而薄片升温。此时如果升温到高温，则薄片会烧焦而导致品质降低，另外，如果升温温度过低，则会导致由水分或吸附气体的释放不足等引起的粘合力的降低，所以必须进行适当的温度管理。因此，粉碎机的粉碎槽可附带利用油等的套管。此外，适当的升温范围为140～220℃，理想为150～180℃。

另一方面，还需要进行水分调整。该混合物是搅拌/粉碎至达到特定水分量。搅拌/粉碎处理后的水分为7％以下，理想为5％以下。刚砍伐后的竹材由于水分较多，所以延长粉碎处理时间而进行水分调整。在该混合步骤2中，粘合剂以粉状或熔融状态附着在薄片的粉碎面上。通过混合该粘合剂，在下一步骤中，可提高薄片与聚乳酸的粘合力并且抑制分布不均。

具体而言，通过混合该粘合剂，变得可提升薄片的混入比例，而可充分地发挥出竹材的高强度。即，竹材由于与木材等相比，更致密且机械强度更优异，所以薄片的树脂组合物也应当具备该特性。但是，该薄片难以均匀的分散，而会产生部分的分布差、即分布不均，因该分布不均会导致成形体等发生破坏，而无法充分地运用竹材的高强度特性。另外，在提高该竹材的混入比例的情况下，分布不均进一步变得明显，甚至无法正常地获得颗粒，或即便获得颗粒也容易破碎，但该等情况可得到消除。尤其是，通过应用粘合剂(B)，而可实现植物系材料(A)的增量，使其与聚乳酸的粘合变得牢固，而获得与石油制合成树脂匹敌的程度的高机械强度，由此带来与石油制合成树脂的价格竞争力而可用于广泛领域。

(三)聚乳酸的混练步骤3

在该聚乳酸混练步骤3中，向前一步骤所产生的混合物中添加35质量％以下(其中，下限量设为3质量％，在该范围内超过所述粘合剂的质量％的量)并进行混练。聚乳酸(C)是由源于植物的原材料所合成的生物塑料之一，其会因环境中的水分而发生水解从而低分子化，最终被微生物等分解成二氧化碳与水。此外，该聚乳酸虽然被微生物最终分解成二氧化碳并释放到大气中，但植物会吸收大气中的二氧化碳来合成淀粉，因此总体来看不会增加被视为全球变暖的原因的二氧化碳的量。该性质通常被称为“碳中和”。但另一方面，该聚乳酸在结晶化方面极慢，在通常成形条件下几乎为非结晶状态，而有在玻璃转移温度为60℃以上时，软化至难以维持形状的程度等课题。

将具有此种特性的聚乳酸添加到混合物中并进行混练。优选该混练物在相互平行地接近配置并且自转的一对辊之间反复压展多次。具体而言，以在辊入口部伴有强粘性流动的高压加压与在辊出口部的解除压力为一个循环，将混练物反复压展多次。由此，从薄片的粉碎面释放水分或其他吸附气体，该气体会转移扩散至聚乳酸而净化表面，由此改善与聚乳酸或粘合剂的亲和、适应性，实现聚乳酸与薄片的粘合力强化，此外，混练物在接近的辊间被多次压展成薄膜状，而抑制发生分布不均。另外，抑制因聚乳酸与混合物间的温度差等所产生的粘度斑，即高粘度部分与低粘度部分均被压展成相等厚度，而抑制发生分布不均。此外，混练物于在辊间被较薄地挤压的过程中，成为与金属等的压延类似的状态，但在辊出口侧，会在附着于辊表面的情况下因辊的旋转再次回到入口侧，因此压延这一术语不适当，而采用压展。通过该混练方法，在提升薄片的混入比例的情况下也会抑制发生分布不均，可获得以颗粒为首的高强度的成形体。

另外，聚乳酸所存在的课题可通过增加薄片量而抑制。即，如果薄片含量超过50质量％，则薄片相互间的平均距离缩短，而抑制因聚乳酸的耐热性低所引起的粘性变形或者流动或下垂等形状保持能力降低，另外，聚乳酸成分量相对减少，因此聚乳酸所存在的耐热性的课题被限定。

(四)添加着色剂

该竹制生物降解树脂组合物根据薄片的条件及混入比率等，会变成红褐色，另外，会经年变色。为了避免这些情况，可利用混入无机质或有机质的各种色彩的颜料作为着色剂且根据需要与载色剂一起捏合而成的涂料进行着色。另外，也可在与聚乳酸等的混练之前，理想为粗粉碎后的阶段将薄片进行染色。除了着色剂以外，还可添加发泡剂、橡胶粉末等各种功能改善剂，在混入该等添加物的情况下，可设为添加聚乳酸、粘合剂与竹的混合物后的混练过程中混入。

(五)组合物成形步骤4

将前一步骤3中所产生的混练物利用成形机制作成任意形状、例如颗粒的成形物。另外，在该步骤中，也可直接制作成形品。该等成形物及成形品包含薄片(A)95～51质量％与粘合剂(B)17～2质量％及聚乳酸(C)35～3质量％(该等(A)～(C)的合计为100质量％)，以一边为2～5mm且另一边为5mm以下的薄片作为主成分，粘合剂(B)的质量％小于聚乳酸(C)的质量％。

(六)成形品制作步骤5

在该步骤5中，使用前一步骤4中所制作的形成物(颗粒)，并使用成形机、例如挤出成形机、射出成形机等而制作成任意的成形品，例如：家具材料、建筑材料；另外，汽车家电用品、信息通讯机器等的内饰材料；此外，外装材料、外壳材料；此外，花盆、栅栏、木排、育苗罐等农业、水产业、园艺用品；此外，高尔夫球钉、浮子、屋外用椅子或桌子等娱乐用品；此外，膜、片、盘等一次性用品等。另外，所使用的设备无需特别的设备，可利用先前的挤出成形机、射出成形机等来应对，此外，关于所使用的模具，也可利用先前的合成树脂用模具来应对。

(实施例及比较例)

以下，将本发明的实施例与比较例加以对比而进行说明。在该实施例中，薄片是使用仅有竹材的薄片及将该竹材与细竹材混合的薄片。

表1表示实施例1～14及比较例21～23的各原料的调配比率(质量％)与颗粒物的成形性。其中，关于竹材及细竹材的调配比率，如果其水分减少到5％则为假设的值。另外，所谓整株，对于细竹材而言是指将叶与茎这些全部粗粉碎而获得者，对于竹材而言是指将地下茎、茎、枝、叶这些全部粗粉碎而获得者(地下茎是调配整体的5％的量)。

在实施例及比较例中，均测定薄片(尺寸2～3mm)的水分比率，将假设水分成为5％时的分量与粘合剂一并投入到粉碎混合装置中。所使用的粉碎混合装置在垂直锅型槽的底部具有2段的高速旋转叶片，在槽的底、外周、肩部具有保温层与加热用套管。

作为代表例，将No.5的状况示于以下。将水分为16.8％的苦竹的茎的薄片21.7Kg与玉米淀粉(粘合剂)1.58Kg投入到粉碎混合装置中，处理时间分别设为(I)19.5分钟、(II)20.2分钟、(III)22分钟进行粉碎、混合处理。处理后的温度为(I)146℃、(II)149℃、(III)153℃，水分均为5％以下。

表1

其次，对向所述的薄片与粘合剂的混合物中混练聚乳酸时的状况进行说明。首先，对所使用的混练机进行说明。

图2是混练机的概略俯视图。在共同具有加温用套管的一对辊中，一个辊10在其表面具有较浅的多条轴向槽b与较浅的多条螺旋槽a。另一个辊20在实施例及比较例中是设为具有螺旋槽a的辊。该等辊以微小间隙而水平配置，沿着其对向部分朝下的方向进行驱动旋转。被混练物中，聚乳酸是经过设置在两个辊的左方部分c的上方的未作图示的料斗以粉末状进行供给。一方的被混练物的混合物是经过设置在两个辊的轴向中央部d的上方的未作图示的料斗进行供给。

被混练物在两个辊间的谷状部，在上部形成堤部(块状蓄积)，并且在下部的微小间隙处被压展后附着在辊面，并在该状态下通过辊旋转而再次混入到堤部，重复进行多次该操作，并且通过螺旋槽a的作用而向轴向右侧移动。轴向右侧端部是将一个辊10与该右端部的表面彼此压接而设置，从沿着半径方向贯穿设置有多条小孔的环状的造粒辊30的小孔挤出到内径侧，并被刮刀截断而成为颗粒。

向图2的c部上方所设置的料斗中所投入的粉末状聚乳酸在两个辊间反复压展并且被压缩，而排出粉末粒子间所夹带的空气，并且通过螺旋槽a的作用被送到右侧，通过来自两辊的加温夹套的热及因混练动力而产生的热进行升温熔融，并到达辊的长度方向中央部。到达辊中央部d的熔融聚乳酸经过连续地输送移动并且设置在d部上方的未作图示的料斗，与从同步运转的所述粉碎混合装置供给的混合物相互在同一温度(尽量)下连续地添加，反复进行压展并且进行混练混合。

结果聚乳酸在防止偏靠的情况下实现了与混合物的紧密的粘合，最终被造粒辊成形为颗粒。

关于所述实施例No.5所说明的(I)、(II)、(III)的各试验的混练时的状况，辊10、30间的间隙设为0.5mm，辊10的入口侧为140～150℃，出侧为110℃，对于辊20间，其入口侧、出口侧均设为稍低于辊10，如此使两辊温度进行各种变化。其结果为，(I)、(II)、(III)在变化为各温度时均未见分布不均，而获得了良好的颗粒。

表1的实施例No.5以外的各例在除了调配比、粘合剂的种类不同以外与No.5大致相同的条件下添加粘合剂，将处理进行至进一步的粉碎、与聚乳酸的混练及颗粒的成形。实施例的各例子中均获得了没有分布不均的正常颗粒。

实施例No.12中，添加了5％的碳黑作为着色剂，获得了乌黑的颗粒。而且，即便在掌中揉搓，手掌也不会变黑。

实施例13中作为降低制品比重的尝试，添加了5％的沸石，因此确认到了比重降低。

实施例14中作为改善制品的冲击强度的尝试，添加了5％的橡胶粉末，可见效果。在本发明中，不仅所述3点，而且由于功能提升，所以可添加各种添加物。

比较例No.21中，由于竹材过多，所以没有获得正常颗粒。比较例No.22中，保持了颗粒的形状，但纵剖面观察的结果可见分布不均。比较例No.23中，作为颗粒而言正常。

使用利用所述试样而制造的颗粒物，利用射出整形机而制作哑铃试验及夏比冲击试验用的试样。成形温度设为170℃，模具温度设为40℃。

将No.5(II)及No.3的结果与聚丙烯树脂(以下也称为PP)的各值进行比较并示于表2。

由表2得知，在拉伸强度方面，No.5(II)稍逊于一般型PP，但远优于耐冲击型PP，No.3远超越耐冲击型PP。

另外得知，在弯曲强度方面，No.5(II)、No.3均远超越耐冲击型PP。

据此，可认为该等组合物具有与PP匹敌的高机械强度。使用比较例No.22及No.23的各颗粒，在与No.5及No.3相同的条件下进行拉伸，而制作试验用试样，试验结果为均超过仅利用聚乳酸来制作并进行试验而获得的值。

表2

以上，对使用竹材的生物降解性组合物的制造方法及成形品进行了说明，但该等在使用其他材料、即木材、稻壳、麻、玉米等或者将该等组合而成的材料的情况下也成为同样的生物降解性组合物的制造方法及成形品。

本发明的生物降解性组合物及成形品均为大致全部由源于植物的原料所制成者，因此实现碳中和，对地球温和，兼具与PP匹敌的机械强度与优异的生产性。最重要的是可实现进一步的低成本化，由此带来与石油制合成树脂的价格竞争力，而可用于更广泛的领域。

[符合的说明]

1 材料准备步骤

2 混合步骤

3 混练步骤

4 组合物成形步骤

5 制品制作步骤

10、20 混练辊

30 造粒辊

a 螺旋槽

b 轴向槽

c 供给聚乳酸的料斗的位置

d 供给源自竹子/细竹的材料与粘合剂的混合物的料斗的位置

Claims (9)

1.一种生物降解性树脂组合物，其特征在于：包含植物系材料(A)95～51质量％与粘合剂(B)17～2质量％及聚乳酸(C)35～3质量％(该等(A)～(C)的合计为100质量％)，

所述植物系材料(A)是使用制成薄片者，所述粘合剂(B)的质量％小于所述聚乳酸(C)的质量％。

2.根据权利要求1所述的生物降解性树脂组合物，其中关于所述薄片，一边为2～5mm且另一边为5mm以下的尺寸的薄片在所述所述植物系材料质量％值内超过50质量％。

3.根据权利要求1所述的生物降解性树脂组合物，其中所述植物系材料(A)包含木材、竹材、稻壳、麻、玉米中的1种或2种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的生物降解性树脂组合物，其中所述粘合剂包含酪蛋白、大豆蛋白、麸质、蒟蒻粉末、淀粉、木质素、松脂、鞣质、干淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉中的1种或2种以上的组合。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的生物降解性树脂组合物，其还含有着色剂。

6.一种生物降解性树脂组合物的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

材料准备步骤，将植物系材料(A)粉碎并制成薄片；

粘合剂混合步骤，向制成所述薄片(A)的植物系材料95～51质量％中混合粘合剂(B)17～2质量％；

聚乳酸混练步骤，向所述粘合剂混合步骤中所混合的混合物中混入处于35～3质量％的范围且小于所述粘合剂(B)质量％(该等(A)～(C)的合计为100质量％)的量的聚乳酸(C)并进行混练。

7.根据权利要求6所述的生物降解性树脂组合物的制造方法，其中关于所述薄片，一边为2～5mm且另一边为5mm以下的尺寸的薄片在所述植物系材料质量％值内超过50质量％。

8.根据权利要求6或7所述的生物降解性树脂组合物的制造方法，其中所述粘合剂包含酪蛋白、大豆蛋白、麸质、蒟蒻粉末、淀粉、木质素、松脂、鞣质、干淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉中的1种或2种以上的组合。

9.一种成形品，其特征在于：其是利用根据权利要求1至5中任一项所述的生物降解性树脂组合物进行成形而制造，或通过根据权利要求6至8中任一项所述的生物降解性树脂组合物的制造方法而制造。