JP2003192928A - ペレット状生分解性樹脂組成物およびその製造方法 - Google Patents

ペレット状生分解性樹脂組成物およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 澱粉などの生分解性天然樹脂の含有量が５０
質量％を超えても、生分解性天然樹脂と生分解性合成樹
脂とが変色・着色や物性低下を生じることなく、両者が
均質に混合されたペレット状生分解性樹脂組成物を提供
すること。 【解決手段】 生分解性天然樹脂（Ａ）と生分解性合成
樹脂（Ｂ）とを均質に混合してなるペレット状生分解性
樹脂組成物において、樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）の合計を
１００質量部とした場合、両者の質量比がＡ：Ｂ＝６０
〜９０：４０〜１０であることを特徴とするペレット状
生分解性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ペレット状生分解
性樹脂組成物およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、脂肪族ポリエステルなどの如く、
比較的生分解性が高い合成樹脂が知られているが、これ
らの合成樹脂は、自然環境下においてエステル結合の加
水分解が先ず最初に生じて比較的低分子量の物質にな
り、次いで微生物によりさらに低分子量に分解され、最
終的には水と炭酸ガスに分解される。しかしながら、こ
のような分解には長期間を要し、生分解性樹脂としては
不十分である。さらに、ポリ乳酸の如き従来の生分解性
合成樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニ
ル樹脂などの如き汎用樹脂に比較して価格が高いという
問題があり、未だ十分に普及するには至っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上の如き問題を解決
する方法として、生分解性合成樹脂に、澱粉などの生分
解性が高い天然樹脂（高分子物）を添加することが行な
われている。このような方法によれば、澱粉などの優れ
た生分解性と価格とによって、比較的生分解性に優れか
つ比較的安価な生分解性樹脂組成物が提供される。しか
しながら、上記従来の方法では、澱粉などの天然物の添
加量には限界があり、得られる樹脂組成物中において４
０質量％が限界であり、これ以上の澱粉を合成樹脂中に
均質に混練することはできなかった。
【０００４】その最大の理由は、合成樹脂の溶融温度は
１６０℃前後であり、一方、澱粉などの溶融温度が１０
０℃前後であることによる。すなわち、澱粉の量が組成
物の５０質量％を超えると、組成物を１６０℃前後に加
熱すると澱粉が分解し、得られる組成物は変色・着色し
たり、得られる組成物の樹脂物性が極端に低下する。一
方、澱粉などが分解しない温度では、合成樹脂が溶融せ
ず、澱粉などと合成樹脂とが均質に混合しない。
【０００５】従って、本発明の目的は、澱粉などの生分
解性天然樹脂の含有量が５０質量％を超えても、生分解
性天然樹脂と生分解性合成樹脂とが変色・着色や物性低
下を生じることなく、両者が均質に混合されたペレット
状生分解性樹脂組成物を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。すなわち、本発明は、生分解性天
然樹脂（Ａ）と生分解性合成樹脂（Ｂ）とを均質に混合
してなるペレット状生分解性樹脂組成物において、樹脂
（Ａ）と樹脂（Ｂ）の合計を１００質量部とした場合、
両者の質量比がＡ：Ｂ＝６０〜９０：４０〜１０である
ことを特徴とするペレット状生分解性樹脂組成物を提供
する。
【０００７】また、本発明は、生分解性合成樹脂（Ｂ）
をその融点以上で、混練機中において溶融混練し、この
混練物中に、前記生分解性天然樹脂（Ａ）を、両者の質
量比がＡ：Ｂ＝６０〜９０：４０〜１０になる比率で混
入させて均質に混練後、ペレット状に造粒することを特
徴とするペレット状生分解性樹脂組成物の製造方法を提
供する。該混練機としては押出機が特に好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に好ましい実施の形態を挙げて
本発明をさらに詳しく説明する。本発明において使用す
る生分解性天然樹脂（Ａ）としては、澱粉、各種変性澱
粉、澱粉誘導体、キチン、キトサン、アルギン酸、グル
テン、コラーゲン、ポリアミノ酸、バクテリアセルロー
スまたはプルランなどが挙げられる。特に好ましい生分
解性天然樹脂（Ａ）は澱粉類であり、例えば、未加工澱
粉および加工澱粉のいずれであってもよい。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、タロイモ澱粉などの地下澱粉および小麦澱粉、コー
ンスターチ、サゴ澱粉、米澱粉などの地上澱粉、ワキシ
ースターチ、ハイアミローススターチなどの特殊澱粉を
挙げることができる。
【０００９】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、低粘度変性澱粉などの分解産物とアル
ファー澱粉を挙げることができる。さらに、澱粉誘導体
としては酢酸エステル、リン酸エステルなどの澱粉エス
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、陽性澱粉などの
澱粉エーテルを挙げることができる。
【００１０】生分解性合成樹脂としては、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、ポリエ
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、ポリブチレンアジペート、ポリブチレンサクシネ
ート、ポリ乳酸、ポリラクチド酸、ポリグリコール酸、
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
とができる。
【００１１】本発明は、上記生分解性天然樹脂（Ａ）と
生分解性合成樹脂（Ｂ）とを、樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）
の合計を１００質量部とした場合、両者の質量比がＡ：
Ｂ＝６０〜９０：４０〜１０になるような割合で均質に
混合してなるペレット状に造粒したものである。ペレッ
ト状とは、径が、数ｍｍの円柱状、角柱状、その他の形
状の比較的大きな粒状であり、後に射出成形や押出成形
において取扱い性を良くしたものである。樹脂（Ａ）が
６０質量％未満では、得られるペレット状組成物のコス
トが十分に低下せず、また、優れた生分解性が得られな
い。一方、樹脂（Ａ）が９０質量％を超えると、得られ
るペレット状組成物から成形される成形物の物性が十分
ではない。
【００１２】本発明のペレット状樹脂組成物は、上記２
成分を必須成分とするが、その他、本発明の目的が達成
される範囲において、前記以外の合成樹脂、可塑剤、紫
外線吸収剤、着色剤、充填剤、安定剤など、樹脂分野で
通常使用されている添加剤を含むことができる。
【００１３】上記本発明のペレット状樹脂組成物は、前
記生分解性合成樹脂（Ｂ）をその融点以上で、混練機中
において溶融混練し、この混練物中に、前記生分解性天
然樹脂（Ａ）を、樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）の合計を１０
０質量部とした場合、両者の質量比がＡ：Ｂ＝６０〜９
０：４０〜１０になる比率で混入させて均質に混練後ペ
レット状に造粒することによって得られる。前記生分解
性合成樹脂（Ｂ）の好ましい溶融温度は約１３０〜１８
０℃である。溶融している樹脂（Ｂ）に前記樹脂（Ａ）
を添加する際の温度は、該樹脂（Ａ）の添加によって混
合物の温度が幾分低下するが、好ましい温度は約９０〜
１２０℃である。樹脂（Ｂ）に対する樹脂（Ａ）の混合
は一度に行なってもよいし、さらに分割混合してもよ
い。特に好ましい混練機は２軸スクリュータイプの押出
機である。
【００１４】上記好ましい混練機である押出機を用いる
本発明の製造方法を図面を参照してさらに詳しく説明す
る。図１は本発明の製造方法を図解的に説明する図であ
る。モーターＭで駆動されるスクリューと該スクリュー
を内包しているシリンダーとノズルとを有する混練押出
機にホッパー１から樹脂（Ｂ）が供給され、樹脂（Ｂ）
の融点以上、例えば、１３０〜１８０℃、好ましくは１
６０℃±５℃に加熱されているスクリューフィーダー２
を経由して樹脂（Ｂ）は加熱溶融され、規定量が加熱シ
リンダーに供給され、スクリューによって混練されつ
つ、シリンダー内を前進する。
【００１５】シリンダーの途中には、樹脂（Ｂ）用と同
様なホッパー１’とスクリューフィーダー２’とが設置
され、該ホッパー１’には樹脂（Ａ）が供給され、樹脂
（Ａ）の融点以上、例えば、９０〜１２０℃、好ましく
は１００℃±５℃に加熱されているスクリューフィーダ
ー２’を経由して、加熱溶融されている樹脂（Ｂ）と混
合される。混合物は、スクリューによって均質に混合さ
れて、不図示のノズルから１本または複数本の紐状に押
し出される。なお、フィーダー２’の位置は、樹脂
（Ａ）と樹脂（Ｂ）との混合比率により位置を適当に変
えることが好ましく、例えば、シリンダーの全長をＬと
した場合、その中央部のＬ／３の幅内の位置が好まし
い。フィーダー２’の位置がフィーダー２に近すぎる
と、樹脂（Ｂ）が変質し易く、また、ノズルに近すぎる
と樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）との均一混練性が低下する。
【００１６】紐状に押し出された混合樹脂は、不図示の
ホットカッターによってペレット状に造粒される。造粒
されたペレットはサイクロンに送られて、粉末が除去さ
れ、粉末を含まないペレットはタンクに送られ、計量お
よび袋詰めされる。この袋詰めされたペレットが本発明
のペレット状樹脂組成物である。
【００１７】本発明のペレットは、樹脂（Ａ）の存在量
が高いにもかかわらず、型崩れがなく、樹脂（Ａ）の分
解に基づく着色や変色もない。従って本発明のペレット
状樹脂組成物は、各種成形品の成形原料として有用であ
る。特に射出成形、押出成形（インフレーションやＴダ
イ成形用）、プレス成形、ブロー成形、フィルム成形、
糸、布などの成形原料として有用である。
【００１８】また、本発明のペレット状樹脂組成物から
得られる成形品は、安価であるとともに、水分の少ない
環境では、十分な強度を長期間を維持している。一方、
湿度の高い環境、例えば、屋外、堆肥化装置中、土壌
中、水中などにおいては、樹脂（Ａ）の含有量が高いこ
とから生分解性に優れており、環境汚染を引き起こすこ
とがない。
【００１９】
【実施例】次に実施例および比較例を挙げて本発明をさ
らに詳しく説明する。 実施例１ 図１に示す如き基本構成を有する２軸押出機（ＮＲII４
６、（株）フリージアマクロス製）のホッパー１に生分
解性化学合成系樹脂（脂肪族ポリエステル樹脂、商品名
「ビオノーレ」、昭和高分子（株）製）を１００Ｋｇ／
ｈｒ．の供給量で供給した。シリンダーは１５０℃に加
熱されている。同時にホッパー１’からタロイモ澱粉を
５００Ｋｇ／ｈｒ．の供給量で供給した。シリンダーの
中央部に設けられたスクリューフィーダー２’は約１０
０℃に加熱されている。上記条件でビオノーレと澱粉と
を溶融混練して径３ｍｍの３本のノズルから紐状に押出
成形し、同時に冷却空気を押出物に吹きあて、押出物が
固化した段階でホットカットしてペレット状樹脂組成物
を６００ｋｇ／ｈｒ．の生産量で得た。得られたペレッ
トは硬い粒状であり、白色であって着色または変色は認
められなかった。
【００２０】実施例２〜６ 実施例１と同様にして、下記表１の樹脂（Ａ）および樹
脂（Ｂ）を用いて、それぞれのペレット状樹脂組成物を
得た。
【００２１】比較例１ 実施例１において、樹脂（Ｂ）のみを使用し、シリンダ
ー温度を約１７０℃とした以外は実施例１と同様にして
ペレットを作成した。 比較例２ 実施例１において、樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）とを、予め
質量比Ａ／Ｂ＝６０／４０でヘンシェルミキサーで均一
混合し、ホッパー１に供給し、シリンダー温度を約１３
０℃とした以外は実施例１と同様にしてペレットを作成
したところ、得られたペレットは黄褐色に変色してい
た。
【００２２】試験例 上記実施例および比較例のペレットを使用して、１３０
℃に加熱されたホットプレス機にて厚み１ｍｍ×長さ５
０ｍｍ×幅１０ｍｍの試験片を作成した。得られた試験
片の強度と生分解性を調べたところ下記表２の結果が得
られた。 ＜強度試験＞試験片の両端を掴み、両手で引っ張り、引
き裂ける強度を官能的に調べ、下記評価基準で強度を表
わした。 Ａ：強度大（相対強度１００とする） Ｂ：中程度の強度（６０〜８０） Ｃ：低強度（１０〜３０） ＜生分解性試験＞市販の生ゴミ堆肥化装置（微生物処理
型）中に試験片を生ゴミと一緒に入れ、７日間経過後の
試験片の状態を調べた。
【００２３】
【００２４】
【発明の効果】以上の如き本発明によれば、澱粉などの
生分解性天然樹脂の含有量が６０質量％を超えても、生
分解性天然樹脂と生分解性合成樹脂とが変色・着色や物
性低下を生じることなく、両者が均質に混合されたペレ
ット状生分解性樹脂組成物を低コストで提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の製造方法を図解的に説明する図。
【符号の説明】
１，１’：ホッパー ２，２’：スクリューフィーダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F201 AA01 AA04 AA11 AA15 AA24 AR06 AR11 BA02 BC12 BC37 BD04 BD05 BK02 BK13 BK27 BL09 BQ50 4J002 AB011 AB022 AB041 AB051 AD031 BE022 CF032 CF181 CF182 CF192 CL011

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 生分解性天然樹脂（Ａ）と生分解性合成
    樹脂（Ｂ）とを均質に混合してなるペレット状生分解性
    樹脂組成物において、樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）の合計を
    １００質量部とした場合、両者の質量比がＡ：Ｂ＝６０
    〜９０：４０〜１０であることを特徴とするペレット状
    生分解性樹脂組成物。
  2. 【請求項２】 生分解性天然樹脂（Ａ）が、澱粉、キチ
    ン、キトサン、アルギン酸、グルテン、コラーゲン、ポ
    リアミノ酸、バクテリアセルロースまたはプルランであ
    る請求項１に記載のペレット樹脂組成物。
  3. 【請求項３】 生分解性合成樹脂（Ｂ）が、脂肪族ポリ
    エステル樹脂である請求項１に記載のペレット状樹脂組
    成物。
  4. 【請求項４】 生分解性合成樹脂（Ｂ）をその融点以上
    で、混練機中において溶融混練し、この混練物中に、前
    記生分解性天然樹脂（Ａ）を、両者の質量比がＡ：Ｂ＝
    ６０〜９０：４０〜１０になる比率で混入させて均質に
    混練後、ペレット状に造粒することを特徴とするペレッ
    ト状生分解性樹脂組成物の製造方法。
  5. 【請求項５】 混練を押出機中で行ない、押出機のシリ
    ンダーの途中から生分解性天然樹脂（Ａ）を混合し、混
    練物を押出機のノズルから連続的に押し出し、ホットカ
    ットしてペレット化する請求項４に記載のペレット状樹
    脂組成物の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の工程を複数回繰り返す
    請求項５に記載のペレット状樹脂組成物の製造方法。
JP2001395721A 2001-12-27 2001-12-27 ペレット状生分解性樹脂組成物およびその製造方法 Pending JP2003192928A (ja)

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