JP2002069303A - 植物繊維製樹脂成形体 - Google Patents

植物繊維製樹脂成形体

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 藁等の植物繊維を主原料とすることによっ
て、製造原価を安くし、さらに、廃棄処分による環境汚
染を防止する植物繊維製樹脂成形体を提供する。 【解決手段】 植物繊維、ポリ乳酸、重質炭酸カルシウ
ムを混合し、射出成形した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は植物繊維製樹脂成形
体に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、
ポリプロピレンなどの各種プラスチック製品が開発さ
れ、日用品、家財、建築材等として使用されている。ま
た、使い捨て容器としては紙製、発泡スチロール(樹
脂)製等のものが使用され、これらの多くはインスタン
ト食品の容器、あるいは持ち帰り弁当の容器等として使
用され、使用後は一般家庭のゴミ、産業廃棄物として廃
棄されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のプラスチック廃棄物は土中に埋めても微生物による分
解を受けず、リサイクルも難しく、廃棄物が蓄積される
という問題があった。一方、生分解性を有するポリマー
としてポリ乳酸及び乳酸と脂肪族ヒドロキシカルボン酸
とのコポリマー、脂肪族多価アルコールと脂肪族多価カ
ルボン酸から誘導されるポリエステル等が開発されてい
る。これらのポリマーは動物の体内で数か月から1年以
内に100%生分解し、また、土壌や海水中に置かれた
場合、湿った環境下では数週間で分解を始め、約1年で
消滅する。人体に無害な二酸化炭素と水に分解される。
本発明はかかる生分解性プラスチックを有効利用したも
のであり、その目的とするところは、藁等の植物繊維を
主原料とすることによって、製造原価を安くし、さら
に、廃棄処分による環境汚染を防止する植物繊維製樹脂
成形体を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の手段として請求項1記載の植物繊維製樹脂成形体にお
いては、植物繊維とポリ乳酸を混合し、射出成形した。
【0005】請求項2記載の植物繊維製樹脂成形体にお
いては、植物繊維とポリ乳酸を150℃〜200℃の雰
囲気下で混合し、その混合物を射出成形した。
【0006】請求項3記載の植物繊維製樹脂成形体にお
いては、植物繊維とポリ乳酸を溶剤を加えて混合し、そ
の混合物を射出成形した。
【0007】請求項4記載の植物繊維製樹脂成形体で
は、請求項1、2又は3記載の植物繊維製樹脂成形体に
おいて、重質炭酸カルシウムを加えた。
【0008】請求項5記載の植物繊維製樹脂成形体で
は、請求項1、2、3又は4記載の植物繊維製樹脂成形
体において、前記射出成形の代わりとして真空成形、鋳
型成形、ブロー成形、インフレーション成形のいずれか
を使用した。
【0009】請求項6記載の植物繊維製樹脂成形体で
は、請求項1、2、3、4又は5記載の植物繊維製樹脂
成形体において、前記ポリ乳酸の代わりとして、エチレ
ンと一酸化炭素のポリマー、ビニル基ケトン・スチロー
ル・(プロピレンまたはエチレン)のポリマー、光照射
活化剤及び光抵抗剤を含むpolyolefinまたはポリスチレ
ン、抗酸化剤及び光照射活化剤を含むポリエチレン、光
照射活化剤を含むpolyolefin、ポリ−3−ヒドロキシル
基酪酸またはポリ−3−ヒドロキシルvaleric acid、ポ
リカプロラクトン、ポリビニルアルコール、アクリル酸
エチルとマレイン酸無水物のポリマー、澱粉充填プラス
チック、酢酸セルロース、ゼラチン、カルバミド樹脂の
うちいずれかを使用した。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明は植物繊維を主原料として
食器、容器、電化製品等の外枠、建築材等を製造する。
本発明で使用する植物繊維は植物殻、きび、藁、もみ
殻、お茶がら、コーヒーがら、ミカンジュースの絞りか
す、焼酎の絞りかす、さとうきびの絞りかす、とうもろ
こしの芯、おがくず、おから等、その他の植物繊維を使
用する。ポリ乳酸は乳酸を基本構成分子とする脂肪族ポ
リエステルで、透明で結晶性の熱可逆性プラスチック、
生分解性プラスチックであるため廃棄したあと環境への
蓄積がない。脂肪族ポリエステルとしてはポリアジペー
ト、ポリラクトン等のポリエステル、ポリ乳酸、ポリグ
リコール酸、ポリβ−ヒドロキシ酪酸等のポリヒドロキ
シ酸等があるが、ポリ乳酸が好ましい。
【0011】本発明で使用するポリ乳酸はポリD−乳
酸、ポリL−乳酸、ポリDL−乳酸またはそれらの混合
物であり、ポリ乳酸の分子量は耐水性、生分解性、コス
トの点から10万〜100万が好ましい。またポリ乳酸
の誘導体を用いてもよく、例えば、ポリ乳酸−グリコー
ル酸共重合体、ポリ乳酸−グリセリン共重合体、ポリ乳
酸−カプロラクタム共重合体などが用いられる。
【0012】ポリ乳酸の製造方法の具体例としては、例
えば、乳酸又は乳酸と脂肪族ヒドロキシカルボン酸の
混合物を原料として直接脱水する方法、乳酸の環状二
量体(ラクタイド)を溶融重合する開環重合法、乳
酸、脂肪族二価アルコール脂肪族塩基酸の混合物を直接
脱水重縮合する方法等を挙げることができるが、その製
造方法には特に限定されない。
【0013】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。まず、植物
殻、きび、藁等の植物繊維を干して乾燥させ、粉砕機で
60〜100メッシュに粉砕する。次に、ポリ乳酸を粉
砕機により60〜100メッシュに粉砕する。ここで6
0メッシュとは、1平方インチ(2.45×2.45c
m)を60に区分した大きさを示す。尚、メッシュの数
値は成形物によって任意に選択可能である。次に、植物
繊維40%(重量%、以下同じ)、ポリ乳酸60%を混
合機に入れて5分間混合する。尚、混合割合は植物繊維
40〜60%、ポリ乳酸40〜60%の範囲で設定可能
である。前記混合粉を、エアパイプによって原料投入口
まで送り射出成形する。
【0014】射出成形は樹脂を加熱して流動化し、これ
を射出ラムによって金型にプランジャーで押し込む成形
法であり、成形するのに適した空所(キャビティー)を
彫った金型を閉じておき、ホッパーから供給される原料
(粒状のプラスチックス)をプランジャーで押してノズ
ルにより金型内に注入する。原料はヒータの熱ですみや
かに溶けキャビティーに噴出される。金型は水等で冷却
されているのでキャビティーの溶けたプラスチックスは
固形化する。固形化後、金型をひらき成形品を取り出
し、その後は再び次の成形を繰り返す。
【0015】次に第2実施例の植物繊維製樹脂成形体を
説明する。植物殻、きび、藁等の植物繊維を干して乾燥
させ、粉砕機で60〜100メッシュの大きさに粉砕す
る。次に、ポリ乳酸、メラミン樹脂をそれぞれ粉砕機に
より60〜100メッシュの大きさに粉砕する。次に、
植物繊維50%(重量%、以下同じ)、ポリ乳酸40
%、メラミン樹脂10%を混合機に入れて5分間混合す
る。尚、混合割合は植物繊維30〜60%、ポリ乳酸3
0〜60%、メラミン樹脂10〜30%の範囲で設定可
能である。前記混合粉を、エアパイプによって原料投入
口まで送り射出成形する。
【0016】次に第3実施例の植物繊維製樹脂成形体を
説明する。重質炭酸カルシウムは粗晶質石灰石を微粉砕
したもので、10μ以下の微粉であり、各種充填材とし
て使用される。植物殻、きび、藁等の植物繊維を干して
乾燥させ、粉砕機で60〜100メッシュの大きさに粉
砕する。次に、ポリ乳酸を粉砕機により60〜100メ
ッシュに粉砕する。次に、植物繊維40%(重量%、以
下同じ)、重質炭酸カルシウム20%、ポリ乳酸40%
を混合機に入れて5分間混合する。尚、混合割合は植物
繊維30〜60%、ポリ乳酸30〜60%、重質炭酸カ
ルシウム10〜30%の範囲で設定可能である。前記混
合粉を、エアパイプによって原料投入口まで送り射出成
形する。
【0017】重質炭酸カルシウムを混合することによ
り、組成物の粘度が高くなり、成形体の表面が滑らかに
なる。また、ポリ乳酸の混合量を少なくして成形するこ
とができる。充填材としては重質炭酸カルシウムの他
に、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、
硫酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シリカ、クレ
ー、タルク、珪砂、珪藻土、雲母粉末、ガラス粉、ガラ
スバルーン等の無機系充填材、ポリエチレンパウダー、
FRP成形品の粉砕物等の有機系充填材を使用すること
もできる。
【0018】原料の製造においては、ポリ乳酸からなる
高分子成分と植物繊維を150℃〜200℃の温度下
で、低速攪拌機、一軸あるいは多軸の混練機で溶融混練
したものを使用しても良い。この場合には溶融混練した
原料を直接射出成形あるいは、一旦冷却してペレット状
にしたものを射出成形する。
【0019】また他の原料として、ポリ乳酸をハロゲン
炭化水素(溶剤)に溶解して流動状とし、植物繊維を混
合したものでも良い。ハロゲン化炭化水素としては、塩
素系の塩化メチルやクロロホルム、フロン等のフッ素系
がある。食品用容器に用いる場合には、フロン系(フロ
ン123)を使用する。食品衛生上クロロホルム等の塩
素系のものは好ましくない。このハロゲン化炭化水素を
使用してポリ乳酸と植物繊維を混合して流動状として原
料を製造し、この原料を射出成形等加熱成形する。
【0020】成形方法としては、射出成形の他、あらか
じめ加熱して閉じてある金型の中に加熱軟化した樹脂を
ノズルから押し込む方法(トランスファー成形機)、真
空成形、鋳型成形、ブロー成形、インフレーション成形
等任意の方法を選択できる。また、成形物の形状、厚み
等に制限はなく、目的とする用途によって任意に選択で
きる。
【0021】また、ポリ乳酸の代わりとしてあるいはポ
リ乳酸に加えて以下の13種の物質を使用することも可
能である。 1.エチレンと一酸化炭素のポリマー 2.ビニル基ケトン・スチロール・(プロピレンまたは
エチレン)のポリマー 3.光照射活化剤及び光抵抗剤を含むpolyolefinまたは
ポリスチレン 4.抗酸化剤及び光照射活化剤を含むポリエチレン 5.光照射活化剤を含むpolyolefin 6.ポリ−3−ヒドロキシル基酪酸またはポリ−3−ヒ
ドロキシルvaleric acid7.ポリカプロラクトン(polye
aprolactone) 8.ポリビニルアルコール(ポバール) 9.アクリル酸エチルとマレイン酸無水物のポリマー 10.澱粉充填プラスチック(澱粉とプラスチックの混合
物) 11.酢酸セルロース(アセチルセルロース) 12.ゼラチン(gelatine) 13.カルバミド樹脂
【0022】
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項1〜3
記載の植物繊維製樹脂成形体においては従来廃棄処分と
されていた植物繊維を有効利用することができる。ま
た、ポリ乳酸は生分解されるので環境汚染を生じない。
さらに射出成形するのでバリ等の発生を抑制し原料を効
率良く使用できる。
【0023】請求項4記載の植物繊維製樹脂成形体にお
いては、重質炭酸カルシウムを混合するので、成形品の
表面外観を滑らかにすることがきる。また、成形時に組
成物の粘度が高まり、少ない量のポリ乳酸で成形可能と
なる。
【0024】請求項5記載の植物繊維製樹脂成形体にお
いては、出成形の代わりとして真空成形、鋳型成形、ブ
ロー成形、インフレーション成形等を使用し、成形品の
形状に最も適合した成形方法を選択することができる。
【0025】請求項6記載の植物繊維製樹脂成形体にお
いては、ポリ乳酸の他に、エチレンと一酸化炭素のポリ
マー、ビニル基ケトン・スチロール・(プロピレンまた
はエチレン)のポリマー、光照射活化剤及び光抵抗剤を
含むpolyolefinまたはポリスチレン、抗酸化剤及び光照
射活化剤を含むポリエチレン、光照射活化剤を含むpoly
olefin、ポリ−3−ヒドロキシル基酪酸またはポリ−3
−ヒドロキシルvaleric acid、ポリカプロラクトン、ポ
リビニルアルコール、アクリル酸エチルとマレイン酸無
水物のポリマー、澱粉充填プラスチック、酢酸セルロー
ス、ゼラチン、カルバミド樹脂等の物質を使用すること
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) C08L 67/04 C08L 67/04 101/00 101/00 // B29K 67:00 B29K 67:00 105:16 105:16 Fターム(参考) 4F071 AA09 AA15 AA22 AA29 AA33 AA39 AA43 AA54 AA73 AA74 AB21 AH04 AH05 BB01 BB05 BB09 4F206 AA01 AA04E AA19 AA21 AA24 AB16 AB19 4J002 AB01W AB04W AD01W AH00W BB03W BC02W BE02W BG04W BQ00W CF19X CJ00W DE236 GG01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 植物繊維とポリ乳酸を混合し、射出成形
    したことを特徴とする植物繊維製樹脂成形体。
  2. 【請求項2】 植物繊維とポリ乳酸を150℃〜200
    ℃の雰囲気下で混合し、その混合物を射出成形したこと
    を特徴とする植物繊維製樹脂成形体。
  3. 【請求項3】 植物繊維とポリ乳酸を溶剤を加えて混合
    し、その混合物を射出成形したことを特徴とする植物繊
    維製樹脂成形体。
  4. 【請求項4】 重質炭酸カルシウムを加えたことを特徴
    とする請求項1、2又は3記載の植物繊維製樹脂成形
    体。
  5. 【請求項5】 射出成形の代わりとして真空成形、鋳型
    成形、ブロー成形、インフレーション成形のいずれかを
    使用したことを特徴とする請求項1、2、3又は4記載
    の植物繊維製樹脂成形体。
  6. 【請求項6】 ポリ乳酸の代わりとして、エチレンと一
    酸化炭素のポリマー、ビニル基ケトン・スチロール・
    (プロピレンまたはエチレン)のポリマー、光照射活化
    剤及び光抵抗剤を含むpolyolefinまたはポリスチレン、
    抗酸化剤及び光照射活化剤を含むポリエチレン、光照射
    活化剤を含むpolyolefin、ポリ−3−ヒドロキシル基酪
    酸またはポリ−3−ヒドロキシルvaleric acid、ポリカ
    プロラクトン、ポリビニルアルコール、アクリル酸エチ
    ルとマレイン酸無水物のポリマー、澱粉充填プラスチッ
    ク、酢酸セルロース、ゼラチン、カルバミド樹脂のうち
    いずれかを使用したことを特徴とする請求項1、2、
    3、4又は5記載の植物繊維製樹脂成形体。
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