JP2001316520A - 生分解性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実用的な生分解性発泡体を容易に成形するこ
とができる新規な生分解性樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 澱粉を含む生分解性ポリマーをベースと
し、水発泡成形に使用される生分解性樹脂組成物。生分
解性ポリマーが、実質的に水不溶性で熱可塑化可能な母
材ポリマーと、実質的に水溶性で可塑化後脱水により剛
直化可能な多糖類とからなる。母材ポリマーが澱粉置換
体を必須成分とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は生分解性を有し、緩衝
材、トレー等として実用上十分な物性を保持した生分解
性樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、澱粉を含む生
分解性ポリマーをベースとし、水発泡成形に使用される
生分解性樹脂組成物に関する。

【０００２】なお「ＤＳ（Degree of Substiution)」
（置換度）は、誘導体のエステル化、エーテル化度を表
す。グルコース残基１個当たりの置換水酸基の平均値で
ある。すべて入ればＤＳ＝３、グルコース１００個に１
個の置換であればＤＳ０．０１、高置換度はＤＳ２以上
を便宜上、意味する。（二國二郎監「澱粉科学ハンドブ
ック」（１９７７）朝倉書店 、ｐ４９７〜４９８参
照） また、「多糖類固形分」とは、無水固形分（水分０wt
％）を意味し、「水分」とは、湿量（含水状態）基準に
おける水含有率（百分率）のことである。

【０００３】

【背景技術】使用済プラスチック製品の処理については
近年大きな社会問題となっている。特に、発泡製品、す
なわち発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレン、発泡ウレ
タン等を用いたトレー、カップ、緩衝材等は廃棄処理問
題の解決策として生分解性素材での代替が希求されてい
る。

【０００４】本発明は、上記にかんがみて、実用的な生
分解性発泡体を容易に成形することができる新規な生分
解性樹脂組成物を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
鋭意研究を重ねた結果、下記構成の生分解性樹脂組成物
を用いて水発泡成形した発泡体は、優れた生分解性、熱
水分散溶解性、寸法安定性を有していることを見いだ
し、本発明に想到した。

【０００６】澱粉を含む生分解性ポリマーをベースと
し、水発泡成形に使用される生分解性樹脂組成物におい
て、前記生分解性ポリマーが、実質的に水不溶性で熱可
塑化可能な母材ポリマーと、実質的に水溶性で可塑化
（溶融化）後脱水により剛直化（硬化）可能な多糖類と
からなり、前記母材ポリマーが澱粉置換体を必須成分と
することを特徴とする。

【０００７】上記構成において、澱粉置換体を、置換度
（ＤＳ）１．０以上、有機酸のエステル澱粉とし、多糖
類を澱粉とすることが、実用強度の生分解性樹脂発泡体
を得易い。

【０００８】上記各構成において、母材ポリマーと多糖
類の比率、及び、澱粉置換体の含有率は、成形体（製
品）に要求される特性に応じて変わり、通常、母材ポリ
マー／多糖類＝２０／８０〜９５／５（望ましくは３０
／７０〜８５／１５とし、且つ、母材ポリマー中におけ
る澱粉置換体の含有率が、１５wt％以上（望ましくは５
５wt％以上）とすることが、高発泡倍率の生分解性樹脂
成形体を得易い。

【０００９】さらに、エステル澱粉を、同一澱粉分子の
反応性水酸基の水素が、短鎖アシル基及び長鎖アシル基
で置換されてなり、長鎖アシル基及び短鎖アシル基の各
置換度が調製されて可塑剤レスでも熱可塑化して成形加
工可能とされているものとすることが、母材ポリマー中
におけるエステル澱粉（澱粉置換体）の含有比率を高く
することが容易となる。

【００１０】上記澱粉エステルを使用する場合において
は、副生分解性ポリマーとして、ポリカプロラクトン、
ポリアルキレンカルボキシレート、ポリ乳酸、ポリヒド
ロキシブチルバリレートの中から単独又は２種以上選択
される生分解性ポリエステルを使用することが澱粉エス
テルとの混和性にすぐれており、発泡体に実用強度を確
実に得易い。

【００１１】

【手段の詳細な説明】Ａ．本発明の生分解性樹脂組成物
は、澱粉を含む生分解性ポリマーをベースとし、水発泡
成形に使用される生分解性樹脂組成物である。

【００１２】ここで、水発泡成形とは、発泡剤として水
を使用し、押出バレルや射出バレル等の密閉加圧空間内
で含水させた樹脂組成物（成形材料）を加熱・混練して
可塑化したものを大気圧下に移行させて発泡体を得る成
形法を言う。発泡体が得られる理由は、下記の如くであ
ると推定される。

【００１３】樹脂材料中の加圧・加熱下にあった水分子
が常温・大気圧下におかれるため、爆発的に気化（突
沸）すると同時に大気中に逸散しようとする。該各部位
に均一分散されている水の突沸作用で気泡が発生すると
ともに、突沸後の水は略分子の大きさ（ｎｍ単位：水素
結合が破壊された状態）となっているため隔壁（水分子
を透過させる微小隙間はある）を経て外部へ一気に逸散
する。そして、外部へ出た各水分子は凝集して水蒸気化
する。また、成形体の外表面は水の突沸により一時的に
気泡が発生するが、外気温により冷却されるためスキン
（表皮層）が形成される。 通常、附形するために押出
ダイ等の附形空間を経て大気圧下に放出、ないし、射出
成形、ブロー成形及びトランスファの如く、大気圧下の
附形空間に放出して所定形状の成形体とする。

【００１４】Ｂ．本発明は、上記構成において、生分解
性ポリマーが、実質的に水不溶性で熱可塑化可能な母材
ポリマーと、実質的に水溶性で可塑化（溶融化）後脱水
により剛直化（硬化）可能な多糖類とからなり、母材ポ
リマーが澱粉置換体を必須成分とする。

【００１５】ここで、上記可塑化（溶融化）とは、澱粉
（スターチ）における糊化（ゲル化）を含む広い概念
で、通常、可塑剤（ゲル化剤）として水を添加後、加熱
により行なう。ゲル化剤は、多糖類の水素結合を破壊す
る媒体、例えば、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、
液体アンモニア、アルカリ溶液、ロダン酸ナトリウム溶
液等であってもよい。

【００１６】(1) 母材ポリマーにおける澱粉置換体は、
熱可塑化可能で実質的に水不溶性であれば、特に限定さ
れず、澱粉の反応性水酸基がエステル置換（有機酸、無
機酸の、さらには、グラフト置換体を含む。）、エーテ
ル置換（グラフト置換体を含む。）等、任意である。

【００１７】これらの内で有機酸のエステル澱粉が望ま
しい。エステル澱粉は、澱粉誘導体の内で、熱可塑化可
能で水不溶性の生分解性ポリマーを調製し易いためであ
る。通常、エステル化可能な炭素数（アシル基の）範囲
２〜２２で、発泡体の要求特性に応じて適宜選択でき
る。一般的に炭素数が大きい程、融点が低下して、柔軟
性、伸張性、耐水性が得易く、逆に、炭素数が小さい
程、剛性、硬度が得易い。炭素数が大きい程、澱粉の結
晶性が阻害されるためと推定される。

【００１８】また、エステル澱粉の置換度は、ＤＳ：
１．０以上、望ましくは１．５〜２．９５、さらに望ま
しくは１．８〜２．５とする。

【００１９】澱粉置換体のＤＳが小さすぎると、所要の
耐水性（水不溶性：疎水性）及び熱可塑性を得難い。Ｄ
Ｓが高すぎると、耐水性は得られるが、組成及び発泡に
おいて母材ポリマーの可塑化粘度が低下し、多糖類の硬
化（剛直化）作用とのバランスが崩れ、発泡体に均質性
を確保し難い。

【００２０】エステル澱粉としては、特許第２９３９５
８６号公報において、本発明者らが提案した下記構成の
ものが好適に使用できる。後述の可塑剤を無配合の組成
物処方とできる。特に、可塑剤を無配合としたときは、
可塑剤設計及び可塑剤ブリードの問題を考慮する必要が
なくなる。

【００２１】「同一澱粉分子の反応性水酸基の水素が、
炭素数２〜４のアシル基（以下「短鎖アシル基」とい
う。）及び炭素数６〜１８のアシル基（以下「長鎖アシ
ル基」という。）で置換されてなり、長鎖アシル基及び
短鎖アシル基の各置換度が調製されて可塑剤レスでも熱
可塑化して成形加工可能とされている。」 上記エステル澱粉の原料澱粉としては、コーンスター
チ、ハイアミロースコーンスターチ、コムギ澱粉、米澱
粉、サゴ澱粉等の地上澱粉、馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、
タピオカ澱粉等の地下澱粉、及びそれらの澱粉の低度
エステル化・エーテル化、架橋、酸化、酸処理、デキス
トリン化、α化（pregelatinization)された化工澱粉を
使用できる。

【００２２】そして、エステル澱粉の対応有機酸として
は、下記のようなものを挙げることができる。なお、酸
名の後の括弧内は炭素数である。

【００２３】酢酸（Ｃ２）、プロピオン酸（Ｃ３）、
酪酸（Ｃ４）、吉草酸（Ｃ５）、カプロン酸（Ｃ６）、
カプリル酸（Ｃ８）、カプリン酸（Ｃ１０）、ラウリン
酸（Ｃ１２）、ミリスチン酸（Ｃ１４）、パルミチン酸
（Ｃ１６）、ステアリン酸（Ｃ１８）、アラキン酸（Ｃ
２０）、ベヘン酸（Ｃ２２）、さらには、一般式Ｒ
¹（Ｒ² ）（Ｒ³ ）ＣＣＯＯＨ（ただし、Ｒ¹ 、Ｒ² 、
Ｒ³ はすべてアルキル基でこれらの合計炭素数は４〜１
６である。）で示される分岐飽和脂肪族カルボン酸等の
飽和カルボン酸 アクリル酸（Ｃ３）、クロトン酸（Ｃ４）、イソクロ
トン酸（Ｃ４）、オレイン酸（Ｃ１８）、等の不飽和カ
ルボン酸 安息香酸（Ｃ７）、フタル酸（Ｃ８）、テレフタル酸
（Ｃ８）等の芳香族モノ・ジカルボン酸 マロン酸（Ｃ３）、コハク酸（Ｃ４）、マレイン酸
（Ｃ４）、フマル酸（Ｃ４）等の飽和・不飽和ジカルボ
ン酸 乳酸（Ｃ３）、リンゴ酸（Ｃ４）、酒石酸（Ｃ４）等
のヒドロキシカルボン酸、 ε−カプロラクトン（Ｃ６）、γ−カプリロラクトン
（Ｃ８）、γ−ラウロラクトン（Ｃ１２）、γ−ステア
ロラクトン（Ｃ１８）さらには、一般式（ＣＨ ₂ ）_n Ｃ
ＯＯ （ただしｎ＝５〜１７）で示される大環状ラクト
ン等の環状エステル（カプロラクトン類） 下記式で示されるアルキレンケテンダイマー（ただ
し、Ｒ：炭素数５〜１７のアルキル基、アルキレン基、
アリール基及びそれらの誘導体基）

【００２４】

【化１】

【００２５】(2) 上記多糖類は、澱粉置換体（澱粉エス
テル）と相乗して発泡体における骨格保持（形態保持・
補強）作用を奏する。すなわち、発泡体の成形後におけ
る後収縮・崩壊を防止して、実用的な機械的特性を有す
る発泡体の成形を可能とする。特に、多糖類は、水の逸
散により剛直化（硬化）し易いため、澱粉エステルの基
材とする場合好適である。

【００２６】多糖類としては、実質的に水溶性で可塑化
（溶融化）後脱水化により剛直化（硬化）するものであ
れば、特に限定されない。例えば、下記各多糖類を使用
できるが、澱粉を使用することが望ましい。澱粉は水存
在下、加熱することで容易に糊状になり、またエステル
澱粉との混和性に優れているため、発泡成形において収
縮することなく高発泡体を得るのに好適である。

【００２７】１）澱粉類 コーンスターチ、小麦澱粉等の地上茎未変性澱粉、 タピオカ、馬鈴薯澱粉等の地下茎未変性澱粉、 各地上茎、地下茎澱粉の低度エステル化、低度エーテ
ル化、架橋、酸化、酸処理、デキストリン化、α化され
た化工澱粉 ２）セルロース類 カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロ
ース（ＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキ
シプロピルセルロース等 ３）海藻多糖類 寒天、アルギン酸、カラーギナン等 ４）微生物多糖類 プルラン、デキストラン、キサンタンガム等 ５）その他の植物性多糖類 マンナン、アラビアガム、グアガム、トラガントガム、
ローカストビンガム、タマリンド等。

【００２８】(3) 本発明は、母材ポリマーとして、澱粉
置換体に加えて、澱粉置換体以外の生分解性ポリマー
（副母材ポリマー）を使用することができる。該副母材
ポリマーは、澱粉置換体と混和可能で可塑化作用を担う
ものが望ましい。

【００２９】当該副母材ポリマーとしては、ポリエステ
ル、ポリビニルアルコール、ポリアルキレングリコー
ル、エステル化又はエーテル化セルロース、ポリエステ
ルアミド、ポリエステルカーボネート、ポリアミド、ポ
リウレタン、ポリアミノ酸、蛋白（グルテン、ツェイン
等）、キチン、キトサン類等の生分解性を有する樹脂の
中から単独、又は複数選択して使用することができる。

【００３０】特に、澱粉置換体として、エステル澱粉を
使用する場合、ポリカプロラクトン、ポリアルキレンカ
ルボキシレート、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチルバリ
レートから一種、又は二種以上選択されるポリエステル
とすることが望ましい。

【００３１】上記ポリエステルはエステル澱粉との混和
性に優れ、可塑化作用を発揮し易い上、耐熱性、柔軟性
等、発泡体を形成する材料としての総合的物性において
優れている。

【００３２】(4) 上記生分解性ポリマーの母材ポリマー
と多糖類の比率、及び、澱粉置換体の含有率は、成形体
（製品）に要求される特性の応じて変わり、通常、母材
ポリマー／多糖類＝２０／８０〜９５／５（望ましくは
３０／７０〜８５／１５とし、且つ、母材ポリマー中に
おける澱粉置換体の含有率が、１５wt％以上（望ましく
は５５〜９５wt％）とする。

【００３３】多糖類の比率が過少であると、多糖類の補
強作用を十分に得難い。このため、成形直後及び成形品
取扱時に、気泡が潰れ（崩壊）易く（極端な場合は成形
体が収縮して）、実用的な（使用可能な）発泡体を得難
い。

【００３４】多糖類の比率が過多であると、相対的に耐
水性成分（耐水性の澱粉置換体）の比率が小さくなる。
このため、高温多湿下における寸法安定性が低下して、
結果的に実用的な（使用可能な）発泡体を得難い。

【００３５】また、澱粉置換体の含有率が低過ぎると、
多糖類の補強作用を成形体（発泡体）に均一に得難い。
副母材ポリマーの含有率が多すぎると、多糖類との混和
性に問題が発生し易く、結果的に均一な水分散及び補強
作用が得難くなり、均質気泡分布の発泡体が得難くな
る。即ち、結果的に実用的（使用可能な）発泡体を得難
くなる。

【００３６】(4) 上記生分解性樹脂組成物は、上記生分
解性ポリマーに加えて、通常の成形体に配合されている
副資材：着色料、無機充填剤、熱安定剤、消臭剤、帯電
防止剤、紫外線吸収剤等を適宜配合して使用する。

【００３７】また、本生分解性樹脂組成物は、基本的に
は水発泡成形に使用するものであるが、水とともに、補
助的に下記発泡剤等を併用することも可能である。

【００３８】有機発泡剤：アゾジカルボンアミド、ア
ゾビスイソブチロニトリル、オキシビスベンゼンスルホ
ニルヒドラジド等 無機発泡剤：重炭酸ソーダ、重炭酸アンモニア等 ガス充填：ブタン、ペンタン、窒素、二酸化炭素等 さらに、気泡調製剤としてタルク、水酸化マグネシウ
ム、炭酸カルシウム等を添加することもできる。

【００３９】Ｂ．次に上記組成の生分解性樹脂組成物を
使用しての生分解性樹脂発泡体（水発泡成形法）の製造
方法の一例について説明する。

【００４０】該製造方法は、下記(a) ペレット調製工
程、(b) ペレット含水工程、(c) 発泡体附形工程を経
る。なお、ペレット含水工程は、発泡体附形押出工程に
おいて、直接、混練・熱可塑化時に水を添加することに
よって、発泡体附形押出工程と一体化することもでき
る。

【００４１】(a) ペレット調製工程：生分解性樹脂組成
物を、可塑化温度以上に加熱・混練後、ペレット化する 各耐水性の母材ポリマー（水分０％）、多糖類（平衡水
分：１０〜１５％）、必要な副資材の混合物を、バンバ
リ型ミキサー等の密閉型混練機で混練後、ペレット化
（造粒）する。このときの加熱温度は１３０〜２３０℃
とする。混練の態様は、バンバリ型ミキサー等のバッチ
型や二軸押出混練機の如く連続型等任意であり、造粒
（ペレット化）は、バッチ型の場合は、混練物を熱プレ
スでシート状として、裁断して調製し、押出機を用いる
場合は押出物（ストランド）を細断して調製する。

【００４２】(b) ペレット含水工程：上記ペレットを水
中に、所定水分になるまで浸漬する。この含水工程は浸
漬に限らず任意である。例えば、ペレットに、所定水分
になるような量の水を加え、密閉容器中で時々攪拌しな
がら１〜２日放置する等の手法でもよい。

【００４３】(c) 発泡体附形工程：含水成形材料を、密
閉加圧空間内で加熱混練して可塑化後、前記密閉加圧空
間から大気圧下に附形放出する発泡体附形工程、すなわ
ち、構成成分に水を含有し、組成物を熱可塑化（溶融）
させるに充分な温度（１００〜２５０℃）で、剪断をか
け溶融体とし可塑化させた後、水を蒸発させることによ
って発泡体を得る。

【００４４】水は発泡剤としての作用を担うと同時に、
多糖類を糊化又は膨潤させ発泡直後の収縮を抑制させる
作用を担う。

【００４５】本工程は従来からの汎用技術で実施できる
ものであり、例えば押出機を用いて、押出機ダイ出口で
発泡させる手法が適用できる。

【００４６】本工程において、組成物可塑化時の水分
は、対多糖類固形分１００部に対する水量（以下「対多
糖類固形分水量」）４５部以上となるようなものとする
ことが望ましい。対多糖類固形分水量４５部以上である
と、良好な高発泡体（発泡倍率約２０倍以上：発泡体密
度で６０kg/m³ （０．０６g/cm³ ）以下）を得ることが
可能となる。なお、中・低発泡体（発泡倍率２０倍未
満：発泡体密度で６０kg/m ³ （０．０６g/cm³ ）超）を
得る場合には、対多糖類固形分水量４５部未満でよく、
多糖類を可塑化（糊化）可能で、目的の発泡率を得るこ
とができる対多糖類固形分水量を適宜選択すればよい。

【００４７】

【発明の効果】本発明の生分解性樹脂組成物を使用して
水発泡成形することにより、温度、湿度に対し安定性に
優れた実用的な生分解性樹脂発泡体を提供することがで
きる。

【００４８】そして当該生分解性樹脂発泡体は、生分解
性であるだけでなく、熱アルカリ水に溶解し、強攪拌
下、水に分散するため排水処理システムにおいて処理す
ることも可能である。よって、バラ状緩衝材、シート状
包装緩衝材、断熱材、カップ、トレー等幅広い用途に適
用が期待できる。

【００４９】なお、水発泡成形に関する公知技術とし
て、本発明の発明性（進歩性）を阻害するものではない
が、特開平２−２９８５２５号公報等がある。

【００５０】

【実施例】以下、本発明における効果を確認するために
行なった実施例及び比較例について説明をする。

【００５１】各実施例・比較例において使用した原材料
（試薬類）は下記の通りである。

【００５２】１）エステル澱粉Ａ（ラウリン酸・酢酸澱
粉 ＤＳ２．１０） ハイアミロースコーンスターチ５０ｇ（固形分）をジメ
チルスルホキシド（ＤＭＳＯ）２００ｇに懸濁させ、攪
拌しながら８０℃まで昇温し、２０分間保持して澱粉を
糊化させた。この溶液に重炭酸ソーダ２．５ｇを添加
し、８０℃に維持しながらラウリン酸ビニル１７．４ｇ
を加え９０〜９５℃で６０分反応させた。途中、３０分
経過後から１５０ｍｍＨｇに減圧した。６０分後、重炭
酸ソーダ１．５ｇを加え、酢酸ビニル７４．３ｇを添加
し、還流させながら９０℃、１２０分反応させた。さら
にその後２００ｍｍＨｇに減圧し、４０分間反応を継続
した。 ５０％硫酸７．９ｇをＤＭＳＯ３０ｇに溶解さ
せて上記反応液に加え、中和を行った。硫酸添加後２０
０ｍｍＨｇとして、２０分間保持した。この反応液を水
道水中に流し込み高速で攪拌しながら粉砕洗浄し、澱粉
エステルの沈殿物を得た。これを濾過、乾燥してエステ
ル澱粉Ａを得た。

【００５３】２）エステル澱粉Ｂ（ステアリン酸・酢酸
澱粉 ＤＳ２．０５） 上記のラウリン酸ビニル１７．４ｇに変えてステアリン
酸ビニル２３．９ｇを用いた以外は上記エステル澱粉Ａ
の合成方法に準じて合成を行ない、目的のエステル澱粉
Ｂを得た。

【００５４】３）ポリカプロラクトン：分子量７０００
０〜８００００の市販品 ４）ポリブチレンサクシネートアジペート：分子量３０
０００〜４００００の市販品 ５）ポリブチレンサクシネート：分子量３００００〜４
００００の市販品 ６）コーンスターチ：特級市販品 ７）ヒドロキシプロピルタピオカスターチ：ＤＳ０．０
２の市販品 ＜実施例１＞エステル化澱粉Ａ、ポリカプロラクトン、
ヒドロキシプロピルタピオカスターチ（平衡水分１２
％）を５０／３０／２０の重量比で６５ｇ採り、東洋精
機株式会社製「ラボプラストミルＣ型」で１７５℃、１
０分、５０ｒｐｍで混練した。

【００５５】混練物を１７５℃の熱プレスでシートにし
た後細片状ペレットにした。ペレットを４０℃の水に２
４時間浸し、水分１２．９％（対多糖類固形分水量８２
部）の含水ペレットを調製した。

【００５６】この含水ペレット５ｇを東洋精機株式会社
製「メルトインデクサーＳ１０１型」（シリンダー全長
１６０×φ９．５５、ダイ８×φ２．０９５ｍｍ）に充
填し、ダイ出口を試料充填棒で、投入口をピストンで、
それぞれ圧もれのないよう密封し、１９５℃において、
３分間保持した。３分後ダイ出口を開放し、ピストンに
荷重をかけ押出発泡を行い発泡体を得た。

【００５７】＜実施例２〜３＞実施例１と同配合、同条
件で細片状ペレットを得、このペレットを次の条件でそ
れぞれ対多糖類固形分水量となるように水分を調製し
（含水させ）、実施例１と同様の手法で押出発泡を行な
い、各発泡体を得た。

【００５８】実施例２：２３℃の水に６時間浸し、水分
６．５％（対多糖類固形分水量３９部） 実施例３：４０℃の水に７２時間浸し、水分１６．３％
（対多糖類固形分水量１０８部） ＜実施例４＞エステル澱粉Ａ、ポリカプロラクトン、ヒ
ドロキシプロピルタピオカスターチを１５／６５／２０
の重量比とし、実施例１と同様の手法で、水分１１．８
％（対多糖類固形分水量７４部）の含水ペレットを調製
し押出発泡を行ない発泡体を得た。

【００５９】＜実施例５＞エステル澱粉Ａ、ポリカプロ
ラクトン、コーンスターチ（平衡水分１２％）を４０／
３０／３０の重量比とし、実施例１と同様の手法で、水
分１３．５％（対多糖類固形分水量５７部）の含水ペレ
ットを調製し押出発泡を行ない発泡体を得た。

【００６０】＜実施例６＞エステル澱粉Ａ、ポリカプロ
ラクトン、ポリブチレンサクシネート、ヒドロキシプロ
ピルタピオカスターチを５０／１８／１２／２０の重量
比とし、実施例１と同様の手法で、水分１２．０％（対
多糖類固形分水量７６部）の含水ペレットを調製し押出
発泡を行ない発泡体を得た。

【００６１】＜実施例７＞エステル澱粉Ｂ、ポリブチレ
ンサクシネートアジペート、コーンスターチを３０／３
０／４０の重量比とし、実施例１と同様の手法で、水分
１５．０％（対多糖類固形分水量４８部）の含水ペレッ
トを調製し押出発泡を行い発泡体を得た。

【００６２】＜実施例８＞エステル澱粉Ｂ、ポリカプロ
ラクトン、ヒドロキシプロピルタピオカスターチを３０
／２０／５０の重量比とし、実施例１と同様の手法で、
水分１７．６％（対多糖類固形分水量４６部）の含水ペ
レットを調製し押出発泡を行い発泡体を得た。

【００６３】＜実施例９＞実施例８において配合比を１
５／１０／７５に変えた他は同様の手法で、水分１９．
０％（対多糖類固形分水量３２部）の含水ペレットを調
製し押出発泡を行ない発泡体を得た。

【００６４】＜実施例１０＞実施例１と同様の配合から
なる組成物を東洋精機株式会社製「２軸押出機２Ｄ２５
Ｆ型（φ２５mm、Ｌ／Ｄ＝２５）」を用い、シリンダ温
度：試料供給口から順にＣ１ ５０℃、Ｃ２ １６０
℃、Ｃ３ １９０℃、Ｃ４ １９０℃、Ｃ５１９０℃、
ダイ１９０℃、スクリュー回転数：６０ｒｐｍ、処理
量：２．８ｋｇ／ｈの条件で発泡成形用ペレットを製造
した。次いで、スクリュー回転数を４０ｒｐｍとした他
は同一の条件で、水分１２．０％（対多糖類固形分水量
７６部）になるよう試料供給口に定量ポンプで水を添加
しながら原料ペレットを供給し、押出発泡を行い発泡体
を得た（生産量２．５ｋｇ／ｈ）。

【００６５】＜比較例１＞実施例５においてエステル澱
粉Ａを除き、ポリカプロラクトン、コーンスターチを７
０／３０の重量比とし、実施例１と同様の手法で、水分
１３．０％（対多糖類固形分水量５５部）の含水ペレッ
トを調製し押出発泡を行なった。その結果、ほとんど発
泡しなかった。

【００６６】＜比較例２＞実施例７においてコーンスタ
ーチを除き、エステル澱粉Ｂ、ポリブチレンサクシネー
トアジペートを５０／５０の重量比として実施例１と同
様の手法で、水分９．８％の含水ペレットを調製し押出
発泡を行なった。その結果、生成した発泡体は発泡直後
に収縮してしまった。

【００６７】＜試験結果＞表１・２に各実施例・比較例
の組成物処方及び組成物水分、対多糖類固形分水量を表
示するともに、各発泡体の密度を示す。

【００６８】なお、対多糖類固形分水量（多糖類固形分
１００部に対する水量）は、下記計算手順にしたがって
求めたものである（多糖類として平衡水分１２％のスタ
ーチ類を用いた場合を例にとる。）。

【００６９】例えば、母材ポリマーａ部、多糖類ｂ部と
すると、無水固形分（母材ポリマー＋多糖類固形分）１
部に対する多糖類固形分比率Ｂは、平衡水分１２％であ
るから、Ｂ＝０．８８ｂ／（ａ＋０．８８ｂ）となる。
そして、含水化工程後の生分解性組成物の水分をｃ％と
すると、そのときの無水固形分（母材ポリマー＋多糖類
固形分）の含有率は（１００−ｃ）％となる。

【００７０】したがって、無水固形分中における多糖類
固形分含有率は（１００−ｃ）・Ｂ％となる。

【００７１】よって、対多糖類固形分水量をｘ部とする
と、多糖類固形分１００部に対するものであるから、ｘ
／１００＝ｃ／｛（１００−ｃ）・Ｂ｝、すなわち、ｘ
＝１００ｃ／｛（１００−ｃ）・Ｂ｝となる。

【００７２】また、密度の測定は、JIS K 6767に準拠し
た。表１・２から、下記のことが分かる。

【００７３】可塑化直前時の対多糖類固形分水量が多い
ほど、高発泡体が得られることが分かる（実施例１〜３
参照）。

【００７４】また、母材ポリマー中における、エステル
澱粉の含有率が５５％未満の実施例４（１９％）及び実
施例７（５０％）では、同程度の水分を含有するがエス
テル澱粉含有率が高いそれぞれ実施例６（６２．５％）
及び実施例８（６０％）と比較しても、明らかに発泡性
が低いことが分かる。

【００７５】さらに、多糖類の含有比率が高い実施例９
は、対多糖類固形分水量を高くすることが困難で、高い
発泡倍率も得難いことが分かる。

【００７６】そして、上述の如く、エステル澱粉を含有
しない比較例１では発泡体そのものが得られず、多糖類
を含有しない比較例２では、発泡体を一次的に得ること
ができるが、直ちに収縮して実質的に発泡体を得ること
ができない。

【００７７】さらに、本発明で得られた各実施例の発泡
体は、次の試験例に示したように高温多湿下における寸
法安定性に優れ、水分散性、アルカリ熱水溶解性であ
り、しかも生分解性であることを確認した。

【００７８】（寸法安定性）実施例１にしたがって成形
した発泡体３５×φ１６ｍｍを５０℃、８０％ＲＨの条
件に２時間保持した。処理前後において寸法を測定した
ところ、全く変化がなく高温多湿下における寸法安定性
に優れていた。

【００７９】（水分散性）実施例１に従って成形した同
様の発泡体３個を家庭用ミキサー（「日立ミキサー Ｖ
Ａ−Ｗ２６型」）に入れ、２３℃の水３００ｍｌ中で１
０秒間攪拌したところ、微片状に分散した。

【００８０】（アルカリ熱水溶解性）実施例１に従って
成形した同様の発泡体２個を８０℃の１％苛性ソーダ溶
液３００ｍｌ中に投入し、３０分間攪拌したところ完全
に溶解した。

【００８１】（生分解性）実施例１に従って成形した同
様の発泡体４個を「日立家庭用生ごみ処理機ＢＧＤ−１
００型」に投入し生分解性試験を行なった。（運転条
件：日立指定品の分解微生物を基材として、家庭生ごみ
を０．５ｋｇ／日で週４日投入し、適宜水分補充を行な
った。運転中は２５〜５０℃を保持した。）その結果６
０日で完全に消失していることを確認した。

【００８２】

【表１】

【００８３】

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０８Ｌ 67/04 ＺＡＢ Ｃ０８Ｌ 67/04 ＺＡＢ (72)発明者 田中 秀行 愛知県碧南市玉津浦町１番地 日本コーン スターチ株式会社開発研究所内 Ｆターム(参考） 4F074 AA03 AA66 AA68 AC17 AF05 BA34 CC03X CC04X DA02 DA33 4J002 AB02X AB03X AB04W AB04X AB05X CF03W CF19W DE026 GG01 GG02

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 澱粉を含む生分解性ポリマーをベースと
   し、水発泡成形に使用される生分解性樹脂組成物におい
   て、 前記生分解性ポリマーが、実質的に水不溶性で熱可塑化
   可能な母材ポリマーと、実質的に水溶性で可塑化後脱水
   により剛直化可能な多糖類とからなり、 前記母材ポリマーが澱粉置換体を必須成分とすることを
   特徴とする生分解性樹脂組成物。
2. 【請求項２】 前記澱粉置換体が、置換度（ＤＳ）１．
   ０以上、有機酸のエステル澱粉であり、前記多糖類が澱
   粉であることを特徴とする請求項１記載の生分解性樹脂
   組成物。
3. 【請求項３】 前記生分解性ポリマーにおける前記母材
   ポリマーと多糖類の重量比率が、前者／後者＝２０／８
   ０〜９５／５であり、且つ、母材ポリマー中における澱
   粉置換体の含有率が、１５wt％以上であることを特徴と
   する請求項２記載の生分解性樹脂組成物。
4. 【請求項４】 前記生分解性ポリマーにおける前記母材
   ポリマーと多糖類の重量比率が、前者／後者＝３０／７
   ０〜８５／１５であり、且つ、母材ポリマー中における
   澱粉置換体の含有率が、５５wt％以上であることを特徴
   とする請求項３記載の生分解性樹脂組成物。
5. 【請求項５】 前記エステル澱粉以外の母材ポリマー
   が、ポリカプロラクトン、ポリアルキレンカルボキシレ
   ート、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチルバリレートの中
   から単独又は２種以上選択される生分解性ポリエステル
   であることを特徴とする請求項４記載の生分解性樹脂組
   成物。
6. 【請求項６】 前記エステル澱粉が、同一澱粉分子の反
   応性水酸基の水素が、炭素数２〜４のアシル基（以下
   「短鎖アシル基」という。）及び炭素数６〜２２のアシ
   ル基（以下「長鎖アシル基」という。）で置換されてな
   り、長鎖アシル基及び短鎖アシル基の各置換度が調製さ
   れて可塑剤レスでも熱可塑化して成形加工可能とされて
   いるものであることを特徴とする請求項５記載の生分解
   性樹脂組成物。
7. 【請求項７】 前記エステル澱粉以外の母材ポリマー
   が、ポリカプロラクトン、ポリアルキレンカルボキシレ
   ート、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチルバリレートの中
   から単独又は２種以上選択される生分解性ポリエステル
   であることを特徴とする請求項２記載の生分解性樹脂組
   成物。
8. 【請求項８】 前記エステル澱粉が、同一澱粉分子の反
   応性水酸基の水素が、炭素数２〜４のアシル基（以下
   「短鎖アシル基」という。）及び炭素数６〜２２のアシ
   ル基（以下「長鎖アシル基」という。）で置換されてな
   り、長鎖アシル基及び短鎖アシル基の各置換度が調製さ
   れて可塑剤レスでも熱可塑化して成形加工可能とされて
   いるものであることを特徴とする請求項７記載の生分解
   性樹脂組成物。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載の生分解
   性樹脂組成物を使用して水発泡成形により生分解性樹脂
   発泡体を製造する方法であって、 前記生分解性樹脂組成物を、可塑化温度以上に加熱・混
   練後、造粒するペレット調製工程、 該ペレット材料を所定水分まで含水させるペレット含水
   工程、 該含水成形材料を、密閉加圧空間内で加熱混練して可塑
   化後、前記密閉加圧空間から大気圧下に附形放出する発
   泡体附形工程、 を経ることを特徴とする生分解性樹脂発泡体の製造方
   法。
10. 【請求項１０】 前記水分が、前記多糖類固形分１００
    重量部に対する水量３０〜１５０重量部となるものであ
    ることを特徴とする請求項９記載の生分解性樹脂発泡体
    の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記水分が、前記多糖類固形分１００
    重量部に対する水量４５〜１２０重量部となるものであ
    ることを特徴とする請求項１０記載の生分解樹脂発泡体
    の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項１〜８のいずれかに記載の生分
    解性樹脂組成物から水発泡成形により成形されてなるこ
    とを特徴とする生分解性樹脂発泡体。