JP2002355932A

JP2002355932A - 生分解性プラスチック

Info

Publication number: JP2002355932A
Application number: JP2001163119A
Authority: JP
Inventors: Takashi Inao; 隆嗣稲生; Shigeru Satake; 茂佐竹; Yasushi Kageyama; 裕史影山; Toku Tsutsugi; ▼徳▲ 筒木; Katsunobu Mitsune; 勝信三根; Seiji Yamashita; 征士山下; Yasumitsu Isobe; 泰充礒部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2002-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】使用時には耐久性を有し、廃棄後に急速に生
分解される生分解性構造体の提供。【解決手段】昜分解性材料を耐久性生分解性樹脂によ
り被覆して成る生分解性構造体。この構造体は、使用時
には耐久性生分解性樹脂により保護されている耐久性を
有するが、湿性環境に廃棄された場合、耐久性生分解性
樹脂が分解され、又は廃棄時に構造体を破砕することに
より耐久性生分解性樹脂が破壊され、これにより昜生分
解性材料が急速に生分解される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用中は耐久性に
優れ、廃棄後には急速に生分解され得る、生分解性樹脂
構造体に関する。本発明の構造体は、自動車部品、家庭
用品、その他種々の工業製品の部材として有用である。

【０００２】

【従来の技術】生分解性材料としては、最終的は生分解
されるが、生分解に対して耐久性の強いものから、非常
に生分解されやすいものまで種々知られている。実用的
な耐久性をもたせるために耐久性の生分解樹脂を用いた
物品においては、シート状物など、環境に対して比較的
接しやすい形状のものは廃棄後比較的生分解されやすい
が、厚みのある立体的形状を有する物品の場合、使用
後、廃棄された後の生分解に長時間を要する。

【０００３】他方、昜生分解性の材料により作られた物
品は、その形状に拘らず廃棄後に生分解されやすいが、
使用期間中においても生分解されやすく、使用できる期
間が短かくなるという欠点を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、使用中は生
分解に対して高い抵抗性を有することにより長期耐久性
を有し、使用後に湿性環境に廃棄された場合、又は破砕
後に廃棄された場合に急速に生分解される構造体を提供
しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく種々検討した結果、昜生物分解性材料に
より内部を構成し、それを耐久性生分解性樹脂により被
覆するという構造により、上記の課題が解決されること
を見出し、本発明を完成させた。従って本発明は、昜生
分解性材料を耐久性生分解性樹脂により被覆して成る生
分解性樹脂構造体を提供する。

【０００６】このような構成をとることにより、物品の
使用中は、内部分昜生分解性材料が耐久性材料により外
部環境から保護されるために、物品は使用中に分解され
ることがなく長時耐久性を有するが、使用後に例えば湿
性環境中に廃棄される場合又は破砕した後に廃棄される
場合、湿性環境での外部耐久性生分解性材料の分解によ
り、又は破砕による外部耐久性生分解材料の破壊によ
り、昜生物分解性材料が環境に暴露され、廃棄された物
品全体が急速に生分解される。

【０００７】

【発明の実施の形態】１つの態様において、本発明の昜
生物分解性材料は、昜生分解の合成樹脂であってもよ
く、また昜生分解性合成樹脂に他の補強材を加えたもの
であってもよい。昜生分解性合成樹脂としては水溶性の
ポリビニルアルコールがあり、好ましくは分子量１００
００〜３００００のポリビニルアルコールである。ま
た、昜生分解性にしたポリ乳酸であってもよい。ポリ乳
酸は、耐久性生分解性樹脂としても使用することができ
るが、多孔性にする、光増感剤を添加する等の昜分解化
処理により、昜生分解性合成樹脂として使用することも
できる。

【０００８】昜分解性材料又はその構成成分として昜生
分解性樹脂を使用する場合、これを多孔性にして使用す
ることができる。多孔性にしておくことにより、廃棄後
湿性環境に暴露された際に、急速に水分を吸収し、分解
性微生物による作用を受けやすくなり、急速に分解され
る。昜生分解性合成樹脂を多孔性にするには、樹脂を多
孔化するための常法を用いればよく、例えばポリ乳酸を
多孔化して昜生分解性樹脂として使用するには、ポリ乳
酸と水溶性フィラーである塩化ナトリウム等の塩類を混
合して成形し、塩化ナトリウム等の水溶性フィラーを溶
解して除去することにより、ポリ乳酸から成る多孔性昜
生分解性樹脂を形成することができる。

【０００９】昜生分解性材料はまた、昜生分解性合成樹
脂と生分解性天然物とから構成することができる。生分
解性天然物は好ましくは高分子材料であり、植物性材料
でも動物性材料でもよく、また微生物の産物であっても
よい。生分解性天然物としては、例えば澱粉、タンパク
質、セルロース、リグニン、キチン、キトサン、ゼラチ
ン等が挙げられ、物品の使用中は、増量材、補強材等と
して機能し、廃棄後は、水分吸収剤として、あるいは分
解菌の栄養素等として機能する。

【００１０】昜生分解性合成樹脂と生分解性天然物とか
ら構成される昜生分解性材料の一例として、パルプを充
填材としたポリビニルアルコールのホウ酸架橋体を挙げ
ることができる。これはポリビニルアルコール水溶液に
パルプを混合しホウ酸水溶液中で反応させることにより
ポリビニルアルコールとホウ酸を架橋させ、次に水分を
蒸発除去することにより得られる。この架橋体は高耐熱
性で水溶性の昜生分解性材料である。この材料から構成
された物品は、使用中は高い強度及び耐久性を有する
が、使用後湿性環境に廃棄されると水に溶解し、微生物
の作用により容易に生分解される。

【００１１】本発明の昜生分解性材料はまた、昜生分解
性合成樹脂と中空ビーズから構成することもできる。中
空ビーズの比重が軽いためこの機能により軽量の生分解
性構造体が得られる。廃棄時には、昜生分解性合成樹
脂、例えばポリビニルアルコールは水に溶解して生分解
され、ビーズは容易に回収することができる。

【００１２】本発明の昜生分解性材料はまた、昜生物分
解性材料と無機繊維とから構成することもできる。例え
ば、昜生物分解性合成樹脂としてポリビニルアルコール
を使用し、前記の生分解天然物に代えて、又はそれに加
えてガラス繊維、炭素繊維など高剛性材料を使用するこ
とができる。これにより、使用時には高い強度を有する
物品が得られる。また、廃棄の際には、水処理により、
これらの繊維を容易に回収することができる。

【００１３】本発明の別の態様によれば、昜生分解材料
は、木材材料を加熱圧縮した材料である。この木材材料
としては木粉、木繊維などが挙げられる。上記の種々の
態様の昜分解性材料は、耐久性生分解性樹脂により被覆
される。耐久性生分解性樹脂としては、ポリ乳酸、ポリ
ブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジ
ペート、ポリカプロラクトン、等が使用される。

【００１４】

【実施例】次に、実施例により本発明はさらに具体的に
説明する。実施例１．澱粉１００ｇと分子量２２０００のポリビニ
ルアルコール５００ｇとを水中で混合し、８０℃にて１
０分間処理した後、平板上に流し水を蒸発させ平板を成
形した。

【００１５】実施例２．ポリ乳酸１００ｇと塩化ナトリ
ウム１００ｇとを混合し、この混合物を１９０℃にて３
０分間攪拌混合して、この混合物を成形した。次にこの
成形体を水に浸漬して成形体中の塩化ナトリウムを溶出
除去し、多孔性の昜生分解性ポリ乳酸成形体を得た。こ
の表面をポリ乳酸フィルムで被覆し、本発明の生分解性
構造体を得た。

【００１６】実施例３．水溶性である分子量２２０００
のポリビニルアルコールを成形し、この成形体の表面に
ポリ乳酸フィルムを被覆して本発明の生分解性構造体を
得た。

【００１７】実施例４．ポリビニルアルコール５０ｇを
含む水溶液３５０ｇ、収縮防止フィラーであるパルプ２
０ｇ、可塑剤であるエチレングリコール１５０ｇ、及び
架橋剤であるホウ酸２５０ｇを９０℃にて１０分間混合
し、常温まで冷却し、圧縮しながら真空脱気により液体
成分を除去した。こうして得られた成形体はポリビニル
アルコール単独の成形体に比べて耐熱性に優れており、
高温の水に容易に溶解した。得られた成形体の表面をポ
リ乳酸フィルムで被覆し、生分解性構造体を得た。

【００１８】実施例５．本材より得られた木繊維（平均
長２０mm）を１２０℃にて２０kg／cm² で圧縮し、木質
分の熱可塑性成分により自己溶融硬化させた。得られた
成形体は吸水により容易に崩壊する性質を有していた。
この成形体の表面をポリ乳酸フィルムで被覆して本発明
の生分解性構造体を得た。

【００１９】実施例６．５０ｇのポリビニルアルコール
を含む水溶液３５０ｇに平均粒径４０μｍの中空ガラス
バルーン（１０ｇ）を混合し、水分を蒸発除去して固化
成形した。この成形体の表面にポリ乳酸を被覆し、軽量
の生分解性樹脂構造体を得た。この構造体の廃棄時には
アルカリ水溶液で処理してポリ乳酸被覆を分解除去し、
温水によりポリビニルアルコールを溶解し、ガラスバル
ーンを回収した。得られた溶液中のポリビニルアルコー
ルは微生物により容易に分解する。

【００２０】実施例７．５０ｇのポリビニルアルコール
を含む水溶液３５０ｇに１０ｇのガラス繊維を混合し、
水分を除去して固化させ、成形体を得た。この成形体の
表面をポリ乳酸で被覆し、本発明の構造体を得た。この
構造体は高強度、高剛性であった。廃却時には、実施例
６の場合と同様に処理した。

【００２１】実施例８．１kgのポリ乳酸に０．１kgの光
増感剤である酸化チタンを混合し、昜分解性生分解性成
形体を得た。これに炭酸カルシウム２０％添加した紫外
線遮断ポリ乳酸樹脂を被膜し、本発明の生分解性構造体
を得た。この構造体は、廃棄時に粉砕し、紫外線照射し
て分解した後、土中に廃棄して微生物分解した。

フロントページの続き (72)発明者影山裕史愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者筒木 ▼徳▲ 愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者三根勝信愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者山下征士愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者礒部泰充愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 4F100 AA08 AJ04B AJ07B AJ09B AK21B AK41A AK41B AK46A AP00B BA02 BA06 BA10A CA23B DD32A DE04B DG01B DJ00B GB32 GB71 JC00A JC00B JL00 JL00A JN30A

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】昜生分解性材料を耐久性生分解性樹脂に
より被覆して成る生分解性構造体。
【請求項２】前記昜生分解性材料が多孔性である、請
求項１に記載の生分解性構造体。
【請求項３】前記昜分解性材料が、昜分解性合成樹脂
及び生分解性天然物を含んで成る、請求項１又は２に記
載の生分解性構造体。
【請求項４】前記昜分解性樹脂が、ポリビニルアルコ
ール又はポリ乳酸である、請求項３に記載の生分解性構
造体。
【請求項５】前記生分解性天然物が、澱粉、タンパク
質、セルロース、リグニン、キチン、キトサン又はゼラ
チンである、請求項３に記載の生分解性構造体。
【請求項６】前記昜生分解性材料が、充填材としてパ
ルプを用いたポリビニルアルコールをホウ酸により架橋
したものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の
生分解性構造体。
【請求項７】前記昜生分解性材料が、木材成分を加熱
圧縮成形したものである、請求項１及び３〜６のいずれ
か１項に記載の生分解性構造体。
【請求項８】前記昜生分解性材料が、昜生分解性合成
樹脂及び中空ビーズを含んで成る、請求項１に記載の生
分解性構造体。
【請求項９】前記昜生分解性材料が、昜生分解性合成
樹脂及び無機繊維を含んで成る、請求項１に記載の生分
解性構造体。
【請求項１０】前記耐久性生分解性樹脂が、ポリ乳
酸、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネ
ートアジペート又はポリカプロラクトンである、請求項
１〜９のいずれか１項に記載の生分解性構造体。
【請求項１１】前記耐久性生分解性樹脂が紫外線遮断
性を有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の生
分解性構造体。