JP2001151937A - 澱粉系生分解性樹脂組成物及びその成形物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】一定以上の機械的性質を保持し、成形加工性が
改善された生分解性組成物。 【解決手段】澱粉、澱粉用可塑剤及びフッ素系樹脂、ま
たは澱粉、澱粉用可塑剤、フッ素系樹脂及び生分解性樹
脂からなり、澱粉または澱粉及び生分解性樹脂１００重
量部に対して０．０１〜５重量部のフッ素系樹脂及び１
０〜５０重量部の澱粉用可塑剤を含有する組成物。フッ
素系樹脂は、例えば、アクリル変性ポリテトラフルオロ
エチレンのようなアクリル変性フッ素系樹脂である。前
記組成物からなるバラ状緩衝材、発泡シートまたは型発
泡体等の成形体。 【効果】この組成物を使用して成形した苗ポットはコシ
が強く、程よい硬さと柔軟生がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、澱粉、生分解性樹
脂、フッ素系樹脂等を主成分とし、生産性、生分解性、
生産コストがより優れた成形材料及び成形体を提供する
ものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】澱粉系
生分解性組成物としては、澱粉を主成分とする組成物、
及び澱粉と生分解性樹脂を複合した組成物が主流であ
る。しかし、澱粉を主成分にした生分解組成物は、機械
的性質(例えば、引っ張り強さ(伸び)、圧縮強さ、曲げ
強さ、弾性率、衝撃値、硬度等)が不十分であるという
問題があった。さらには、耐水性や耐湿性が劣るなどの
欠点も見られ、広い分野での使用が困難であった。

【０００３】また、澱粉と生分解性樹脂を複合した組成
物のように、原料の一部として澱粉を使用した組成物で
は、押し出し機での流動性や成形加工機での金型への付
着、フィルム及びシート成形での垂れ下がり（ドロ−ダウ
ン）などの成形加工性が問題になっていた。さらに、澱
粉系生分解性組成物を発泡体にすると、発泡状態が均一
でなかったり、発泡体が脆くなりやすく、澱粉と生分解
性樹脂を複合した組成物を発泡体とした場合には、生分
解性樹脂の配合割合を多くしなければいなどの問題も有
った。

【０００４】このような状況下、本発明の目的は、一定
以上の機械的性質を保持した澱粉を主成分とする生分解
性組成物を提供することにある。さらに本発明の目的
は、成形加工性が改善された澱粉と生分解性樹脂を複合
した組成物を提供することにある。加えて本発明の目的
は、発泡状態が均一で、かつ高い強度を有する、澱粉を
主成分とする生分解性組成物または澱粉と生分解性樹脂
を複合した組成物からなる発泡体を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らの検討の結
果、澱粉を主成分とする生分解性組成物または澱粉と生
分解性樹脂を複合した組成物にフッ素系樹脂を配合する
ことで、上記課題を解消した組成物を提供できることを
見いだし本発明を完成した。本発明は、澱粉、澱粉用可
塑剤及びフッ素系樹脂、または澱粉、澱粉用可塑剤、フ
ッ素系樹脂及び生分解性樹脂からなり、澱粉または澱粉
及び生分解性樹脂１００重量部に対して０．０１〜５重
量部のフッ素系樹脂及び１０〜５０重量部の澱粉用可塑
剤を含有する組成物に関する。さらに本発明の上記組成
物は、微粉末故紙をさらに含有するものであることがで
きる。また、本発明は、上記組成物からなる成形体を包
含し、成形体は発泡体である事ができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の組成物が含有する澱粉
は、従来からの公知の澱粉であることができ、例えば、
未加工澱粉及び加工澱粉のいずれであっても良い。未加
工澱粉としては、例えば馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、タピオ
カ澱粉等の地下澱粉及び小麦澱粉、コーンスターチ、サ
ゴ澱粉、米澱粉等の地上澱粉、ワキシースターチ、ハイ
アミローススターチ等の特殊澱粉を挙げることが出来
る。

【０００７】加工澱粉としては、白色デキストリン、黄
色デキストリン、ブリテイシュガムなどの焙焼デキスト
リン、酸化澱粉、低粘度変性澱粉等の分解産物とアルフ
ァー澱粉を挙げることが出来る。さらに、澱粉誘導体と
しては酢酸エステル、リン酸エステル等の澱粉エステ
ル、カルボキシエチルエーテル、ヒドロキシエチルエー
テル、ヒドロキシプロピルエーテル、陽性澱粉等の澱粉
エーテルを挙げることが出来る。

【０００８】生分解性樹脂しては例えば、脂肪族ポリエ
ステル樹脂であるポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリ
ブチレンアジペート、ポリブチレンサクシネート、ポリ
ヒドロキシブチレート・バリレート共重合体、アセチル
セルロース、ポリビニルアルコールなどを挙げることが
出来る。

【０００９】フッ素系樹脂としては、加熱成形の際にフ
ィブリル化を生じ得る樹脂であれば良く、フッ素系の熱
可塑性樹脂を挙げる事ができる。フッ素系の熱可塑性樹
脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、フ
ッ化エチレンポリプロピレンコーポリマー、テトラフル
オロエチレンーパーフロロアルキルビニルエーテルコポ
リマー、テトラフルオロエチレン−エチレンコーポリマ
ー、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニ
リデン等を挙げることができる。さらに、フッ素系樹脂
は、アクリル変性を施したフッ素系樹脂であることが、
フッ素系樹脂のフィブリル化を促進し、本発明の効果を
得やすいと言う観点から好ましい。アクリル変性を施し
たフッ素系樹脂とは、アクリル系樹脂とフッ素系樹脂と
の混合物であり、アクリル変性フッ素系樹脂としては、
アクリル変性ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。

【００１０】澱粉用可塑剤としては水及び公知の可塑剤
から適宜選択することが出来る。公知の可塑剤として
は、例えば、生分解性を有する高沸点可塑剤を挙げるこ
とが出来る。そのような可塑剤の例としては、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ソル
ビトール、ポリエチレングリコ−ル、ポリプロピレング
リコール、１，３−ブタンジオール、イソデシルアルコ
ール、n−デシルアルコール、ジエチレングリコール、
ジグリセリン、ポリグリセリン、ジプロピレングリコー
ル、ｎ−オクチルアルコール等を挙げることが出来る。

【００１１】フッ素系樹脂の配合量は、澱粉１００重量
部または澱粉及び生分解性樹脂１００重量部に対して、
０．０１重量部以上、５重量部以下とする。フッ素系樹
脂の配合量は、本発明の組成物の用途等を考慮して適宜
決定されるが、低配合量で効果を発揮し得る発泡体分野
でも、０．０１重量部以上でないとフッ素系樹脂の添加
効果が見られない。また、比較的高配合量を必要とする
射出成形分野でも、５重量部を超えると、効果は頭打ち
であり、コスト高になるだけである。フッ素系樹脂の配
合量は、好ましくは、澱粉１００重量部または澱粉及び
生分解性樹脂１００重量部に対して、０．０１重量部以
上、１重量部以下とすることである。

【００１２】澱粉用可塑剤の配合量は、澱粉１００重量
部または澱粉及び生分解性樹脂１００重量部に対して、
１０重量部以上、５０重量部以下とすることが適当であ
る。但し、この配合比率は澱粉・生分解性樹脂の比及び
故紙が複合された場合にはこれら複合体に対する故紙の
比によって、またその使用用途にとっても最適配合比率
は異なる。一般的には澱粉可塑剤の配合比率が１０重量
部未満だと流動しにくく硬すぎる物性を示し、５０重量
部を超えると逆に柔らかすぎたり、製品にした後で可塑
剤がブリードアウトする恐れが生ずる。澱粉用可塑剤の
配合量は、好ましくは、澱粉１００重量部または澱粉及
び生分解性樹脂１００重量部に対して、２０重量部以
上、４０重量部以下である。

【００１３】澱粉：生分解性樹脂（重量比率）は、１０
０：０〜５０：５０の範囲であることが好ましい。澱粉
の配合比率が５０％未満だと樹脂が主成分になり、プラ
スチックに類別されコスト的にも高くなるので好ましく
ない。

【００１４】本発明の組成物は、上記成分に加えて、故
紙を含有することができる。故紙を含有させることで、
紙の風合いを加味すると共に、パルプモールドと同じ物
性を付与することができるという利点がある。故紙は、
回収された紙製品のいずれであっても良いが、好ましく
は、微粉末故紙を用いる。微粉末故紙としては、例え
ば、長軸方向の繊維長が０．２〜１ｍｍのものを挙げる
ことができる。微粉末の故紙を用いることで、成型時の
流動性を改善することができる。微粉末の故紙は、故紙
を粉砕または研磨等することにより製造することができ
る。また、微粉末故紙は、例えば、製本の研磨時に出る
紙粉を挙げることができ、製本の研磨時に出る紙粉の使
用は最も経済的である。勿論通常の故紙を微粉砕して、
これを微粉末故紙として使用することも出来る。

【００１５】澱粉又は澱粉及び生分解性樹脂:微粉末故
紙(重量比率)は、８０:２０〜５０:５０の範囲であるこ
とが好ましい。パルプモールドのように紙の風合いを有
するシートを作成する場合、故紙の重量比率を５０％以
上とすることが適当である。しかし、故紙の重量比率が
８０％を超えると極端に成形が難しくくなり、安定操業
が出来なくなる傾向がある。

【００１６】本発明の組成物及び成形体は、上記澱粉、
生分解性樹脂、微粉末故紙及び澱粉用可塑剤以外に、必
要により、本発明の材料の物性を損なわない範囲で、公
知の添加剤を含むこともできる。そのような添加剤とし
ては、例えば、安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、殺
菌剤、酸化防止剤、界面活性剤、架橋剤、滑剤等を挙げ
ることができる。

【００１７】本発明の組成物は、上記澱粉、生分解性樹
脂、微粉末故紙及び澱粉用可塑剤等の原料を加熱溶融
し、混合することで製造される。加熱溶融・混合は、６
０〜２２０℃の温度範囲で、押出機を使用する場合には
数十秒〜数分、加圧ニーダーを使用する場合には10〜60
分間加熱し混合することで行える。加熱溶融し、混合し
た後、適当な形状及び大きさの粉末状、粒状またはペレ
ット状にすることができる。さらに、上記粉末状、粒状
またはペレット状の組成物を用いて、シート状あるいは
育苗用のポット等の成形体を形成することができる。こ
のような成形体は、例えば、上記組成物を射出成形、押
出し成形またはブロー成形等の公知の方法により成形す
ることで得ることができる。

【００１８】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を更に説明す
る。

【００１９】実施例１ コーンスターチ（水分１３％）１００部、メタブレンA-
3000（三菱レーヨン製、アクリル変性ポリテトラフルオ
ロエチレン）１部、水３０部をヘンシェルミキサー（三
井三池化工機製）で１０００ｒｐｍ、１０分間混合した
後、試験用押出機（東洋精機製ラボプラストミル）にて
１００℃でペレット化した。これを水分１３．５％まで
乾燥し、このペレットを使ってバラ状緩衝材製造設備に
て１９０℃で発泡体を形成した。

【００２０】実施例２ コーンスターチ（水分１３％）８０部、ジアセチルセル
ロース（帝人製）２０部、メタブレンA-3000（三菱レー
ヨン製アクリル変性ポリテトラフルオロエチレン）０．
５部、水４０部をヘンシェルミキサーで混合し、得られ
た混合物を直接２軸押し出し機にかけ、１９０℃で発泡
体を形成した。

【００２１】比較例１ 実施例１の配合組成中、メタブレンA-3000だけを除いて
実施例１と全く同じ条件で発泡体を形成した。

【００２２】比較例２ 実施例２の配合組成中、メタブレンA-3000だけを除いて
実施例２と全く同じ条件で発泡体を形成した。

【００２３】バラ状緩衝材(発泡体)の物性試験結果を表
1に示す。発泡性は、発泡体の電子顕微鏡写真から発泡
体の気泡セルの大きさがほぼ同じ大きさである場合を
「均一発泡」と評価し、気泡セルの大きさにバラツキ
(大きさが2倍以上違うものがある場合)を「不均一発
泡」と評価した。硬さ及び復元性は山電（株）製レオメ
ーターにて、楔型プランジャーを用い緩衝材(発泡体)を
８０％歪みになるまで速度１０mm/minで圧縮後、緩和し
更に圧縮、緩和して測定した。発泡体径は、ノギスにて
直径を測定し、10回の測定値の平均である。吸湿性は、
緩衝材(発泡体)を２０℃、３５％RHで７日間保存後の重
量変化から測定した。吸水率は、緩衝材(発泡体)を水に
浮かべ２４時間攪拌後、緩衝材(発泡体)の吸水重量から
算出した。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１に示すように実施例１及び２の緩衝材
(発泡体)は、均一な発泡が得られているとともに、復元
力、発泡性、吸湿性、耐水性等の物性が比較例１，２に
比べて優れていた。特に吸湿性の結果は、低湿度に放置
しても緩衝材の水分が低下しないことを示している。冬
場に乾燥すると発泡体から水分が蒸発し、発泡体中の平
衡水分が失われ、その結果、柔軟性が乏しくなるとい
う、低湿度による復元性低下の問題も、本発明の成形体
(組成物)では生じないことを示唆している。また実施例
１及び２では、発泡体製造時のトルク変動が少なくしか
もその値が低かったのに比べ、比較例１及び２ではトル
ク変動も激しくかつ負荷も高く生産性が悪かった。即
ち、本発明の組成物を用いることで、発泡体製造時のト
ルク変動が少なく、一定の大きさの発泡体を安定的に製
造することが可能になる。それに対して、トルク変動が
激しくなると、発泡体の形状や大きさが一定せず、着色
の問題も生じる。

【００２６】実施例３ コ-ンスターチ（水分１３％）４０部、ビオノーレ＃３
００１（昭和高分子製）１０部、微粉末故紙（繊維長
０．２mm）５０部、メタブレンA-3000（三菱レーヨン
製、アクリル変性ポリテトラフルオロエチレン）０．５
部、グリセリン４０部をヘンシェルミキサーで１０００
rpm、１０分間混合した後、試験用押出機にて１５０℃
でペレット化した。得られたペレットを島津製作所
（株）製フローテスターにて直径１mm、長さ２mmのダイ
スを用い、５０ｋｇｆの荷重下で５０℃より５℃／min
の昇温速度で昇温させながら熱軟化及び熱流動性を測定
した。更に日精樹脂工業製射出成形機（８０T）にてMAX
１６０℃、肉圧０．５〜１mmの条件で苗ポットを作成し
た。

【００２７】比較例３ 実施例３の配合組成中、メタブレンA-3000だけを除いて
後は実施例３と全く同じ条件でペレットを作成し、さら
にこのペレットを用いて苗ポットを得た。

【００２８】

【表２】

【００２９】表２に示すように、実施例3と比較例3とで
は、フローテスター試験における熱軟化、熱流動性温度
は変わらない。しかし、実施例3の組成物を使用して射
出成形による苗ポットを試作した場合、離型性に優れる
のに対して、比較例3の組成物では、離型性に問題があ
った。また、実施例3の組成物を使用して成形した苗ポ
ットは、水中に24時間浸漬後も形状や機械的性質が浸漬
前とほぼ同じであり、耐水性に優れていた。それに対し
て、比較例3の組成物を使用して成形した苗ポットは、
約半数が水に溶けて形状が変化していた。さらに、実施
例3の組成物を使用して成形した苗ポットは、コシが強
く、程よい硬さと柔軟性があるのに対して、比較例3の
組成物を使用して成形した苗ポットは、コシがなく脆い
ものであった。

【００３０】実施例４ コーンスターチ１００部にエチレングリコール４０部、
メタブレンA-3000１．４部を加え、ヘンシェルミキサー
で１０００ｒｐｍ、１０分間混合した後、試験用押し出
し機にて１５０℃でペレット化した。この可塑化澱粉１
００部、ビオノーレ＃１００１ １００部をタンブラー
混合した後、１５０℃で再度押出機にかけ可塑化澱粉・
ビオノーレ複合体組成物を得た。この組成物を用いて加
熱温度１７０℃の条件下Tダイ押し出し機で肉圧１mmの
シートを形成した。

【００３１】比較例４ メタブレンA-3000を配合しない以外は実施例４と同様の
方法でペレットを作成し、さらにシートを形成した。

【００３２】実施例4及び比較例4のシートを用いて苗ポ
ットの真空成形を試みた。その結果、比較例４のシート
の場合、シートが真空成形用の加熱エリアに入ってきた
時、下に垂れ下がってしまい成形できなかった。それに
対し実施例４のシートの場合、このような垂れ下り(ド
ローダウン)現象は見られず、奇麗な成形品(苗ポット)
を得ることが出来た。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、一定以上の機械的性質
を保持した澱粉を主成分とする生分解性組成物を提供す
ることができる。さらに本発明によれば、成形加工性が
改善された澱粉と生分解性樹脂を複合した組成物を提供
することができる。加えて本発明によれば、発泡状態が
均一で、かつ高い強度を有する、澱粉を主成分とする生
分解性組成物または澱粉と生分解性樹脂を複合した組成
物からなる発泡体を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 5/053 Ｃ０８Ｋ 5/053 Ｃ０８Ｌ 97/02 Ｃ０８Ｌ 97/02 101/16 101/16 //(Ｃ０８Ｌ 3/02 (Ｃ０８Ｌ 3/02 101:00 101:00 97:02 97:02 27:12 27:12 33:00） 33:00） Ｂ２９Ｋ 1:00 Ｂ２９Ｋ 1:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｆターム(参考） 4F071 AA01 AA08 AA09 AA26 AA31 AA43 AC05 AE04 AH01 BC01 4F074 AA03 AA38 AA39 AA40 AA48 AA66 AA68 AA76 AA98 AD04 AG02 BA34 CA22 CA23 DA03 DA33 4F206 AA16 AA21 JA07 JQ81 4J002 AB015 AB022 AB041 BD123 BD143 BD153 BE022 BG004 CF032 CF182 CF192 CH025 EC036 EC046 EC056 FD025 FD026 GA00

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】澱粉、澱粉用可塑剤及びフッ素系樹脂、ま
   たは澱粉、澱粉用可塑剤、フッ素系樹脂及び生分解性樹
   脂からなり、澱粉または澱粉及び生分解性樹脂１００重
   量部に対して０．０１〜５重量部のフッ素系樹脂及び１
   ０〜５０重量部の澱粉用可塑剤を含有する組成物。
2. 【請求項２】フッ素系樹脂がアクリル変性フッ素系樹脂
   である請求項１に記載の組成物。
3. 【請求項３】 アクリル変性フッ素系樹脂がアクリル変
   性ポリテトラフルオロエチレンである請求項２に記載の
   組成物。
4. 【請求項４】 アクリル変性ポリテトラフルオロエチレ
   ンがアクリル系樹脂とポリテトラフルオロエチレンとの
   混合物である請求項３に記載の組成物。
5. 【請求項５】 澱粉：生分解性樹脂（重量比率)が１０
   ０：０〜５０：５０の範囲である請求項１〜４のいずれ
   か１項に記載の組成物。
6. 【請求項６】 微粉末故紙をさらに含有する請求項１〜
   ５のいずれか１項に記載の組成物。
7. 【請求項７】 澱粉：微粉末故紙（重量比率)または
   （澱粉及び生分解性樹脂）：微粉末故紙（重量比率)が
   ２０：８０〜５０：５０の範囲である請求項６に記載の
   組成物。
8. 【請求項８】 澱粉及び微粉末故紙または澱粉、生分解
   性樹脂及び微粉末故紙１００重量部に対して０．０１〜
   ５重量部のフッ素系樹脂及び１０〜５０重量部の澱粉用
   可塑剤を含有する請求項６または７に記載の組成物。
9. 【請求項９】請求項１〜８のいずれか１項に記載の組成
   物からなる成形体。
10. 【請求項１０】 射出成形、押出し成形、ブロー成形ま
    たはフィルム成形によって成形されたものである請求項９に
    記載の成形物。
11. 【請求項１１】 発泡体である請求項９または１０に記
    載の成形体。
12. 【請求項１２】 バラ状緩衝材、発泡シートまたは型発
    泡体である請求項１０に記載の成形物。