JP2004182772A - 環境配慮型生分解性複合材料 - Google Patents

Abstract

【課 題】生態系、特に土壌や水質の安全性に配慮した生分解性を有する材料を提供する。
【解決手段】生分解性を有する有機高分子化合物と塩基性物質とを含有することを特徴とする複合体材料および同材料から得られる成形物。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解性と廃棄後の周辺環境配慮を同時に可能とする複合体材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の合成樹脂材料が開発、提供され、種々の産業分野における使用量は年々増加し、多種多様の合成樹脂が年間１０００万トン近く生産されるようになった。その結果として、合成樹脂廃棄物の量も増大し、その処理が大きな社会問題となっている。廃棄された樹脂をそのまま焼却処理すると、有害ガスが発生したり、大きな燃焼熱により焼却炉の損傷を起こしたりすることがあり、大きな負荷を周辺環境に与えている。
【０００３】
従来の樹脂の廃棄処理方法としては、例えば熱分解や化学分解により樹脂を低分子化したものを焼却したり、埋め立てたりする方法等が知られている。しかし、焼却処理は二酸化炭素の排出を伴うために、地球温暖化を招くおそれがある。また、樹脂中に硫黄、窒素またはハロゲンなどが含有されている場合には、焼却処理することは、有害排出ガスによる大気汚染の一因となる。また、樹脂を埋め立てて処理する場合、現在用いられているほとんどの樹脂は、長期間分解されずにそのままの状態で残存するため、土壌汚染の原因になる。
【０００４】
そこで、このような問題に配慮し、近年生分解性樹脂が開発され、実用化されつつある。生分解性樹脂は、微生物が有するエステラーゼ等により生化学的に二酸化炭素および水などに分解されるので、自然環境へ廃棄された場合においても容易に分解して低分子量化し、環境に対して無害な化合物に変化する。そのため、生分解性樹脂を使用することによって、廃棄に伴う地球環境に対する悪影響を低減させることができる。このような理由から、生分解性樹脂が着目され、これまでに日用雑貨品、衛生用品または遊戯用品などを主とした使い捨て製品に対しての実用化が進められている。
【０００５】
しかしながら、生分解性を有する樹脂を大量に土壌や水中に廃棄・埋め立てした場合、その分解過程において生成するカルボン酸が、土壌中及び水中に蓄積して極端にｐＨを低下させ、土壌や地下水等を酸性化させる可能性があることが危惧されている。酸性化した土壌や水は、周りの生態系に悪影響を及ぼすが、特にそこに生息する植物等の生物への被害が大きい。
酸性土壌においては、植物は根の発達が悪くなり、活力も鈍くなることが知られているが、これは酸性そのものによる植物への直接的な影響もあるが、植物の成長に必要とされる土壌塩基類が土壌の酸性化に伴い溶解し、土壌中より流れ出て消失することによる影響によるところが大きい。また土壌が酸性化すれば、リン酸や微量要素などが不溶性となって植物に吸収されにくい形態になる。一方、植物にとって毒性を有するマンガンやアルミニウムなどは可溶性となり、マンガン等の過剰吸収も起こりやすくなる。従って適正な生態系環境、つまり土壌や地下水を適正なｐＨ（約６．０〜７．０）に維持することが、環境を配慮する上で必要不可欠である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、自然環境へ廃棄・埋め立てされた場合、容易に分解して低分子量化し、最終的に自然に同化するとともに、周りの生態系に悪影響を与えない複合体材料を提供することを目的とする。より詳しくは、自然環境へ廃棄・埋め立てされた場合でも、その分解過程において生じるカルボン酸による土壌及び地下水等のｐＨの低下を矯正し、周りの生態系の環境を適正なｐＨに維持することができる生分解性を有する複合体材料及びその製造方法、並びにその複合体材料からなる成形品や部品を提供することを目的とする。
【０００７】
【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鋭意検討を重ねた結果、生分解性を有する有機高分子化合物に塩基性物質を含有させることにより、塩基性物質が生分解性を有する有機高分子化合物に実質的に悪影響を与えないこと、さらにその有機高分子化合物が自然環境に廃棄・埋め立てられた場合に危惧される土壌及び地下水等のｐＨ低下による酸性化を防止できることを見出した。より詳しくは、その有機高分子化合物が土壌中で分解される過程において生成されるカルボン酸を塩基性物質由来の塩基で中和することにより、土壌等のｐＨの低下を未然に抑制し、適正にｐＨを維持できることを見出した。本発明者らは、これらの知見を基に更に研究を重ね、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明は、
（１） 生分解性を有する有機高分子化合物と塩基性物質とを含有することを特徴とする複合体材料、
（２） 塩基性物質が水酸化物系化合物又は塩基性肥料であることを特徴とする前記（１）に記載の複合体材料、
（３） 水酸化物系化合物が、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムから選ばれる一種または二種以上の混合物であることを特徴とする前記（２）に記載の複合体材料、
（４） 塩基性肥料が、生石灰、消石灰、炭酸石灰及び石灰窒素から選ばれる一種または二種以上の混合物であることを特徴とする前記（２）に記載の複合体材料、
（５） 生分解性を有する有機高分子化合物が、その主鎖にエステル結合を有することを特徴とする前記（１）〜（４）に記載の複合体材料、
（６） その主鎖にエステル結合を有する有機高分子化合物が、脂肪族ポリエステルであることを特徴とする前記（５）に記載の複合体材料、
（７） 脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシ吉草酸、ポリエチレンスクシネート、ポリブチレンスクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリリンゴ酸もしくは微生物合成ポリエステル、または前記化合物の少なくともいずれか一つを含む共重合体であることを特徴とする前記（６）に記載の複合体材料、
（８） 塩基性物質の添加量が、全体に対して５〜７０ｗｔ％であることを特徴とする前記（１）〜（７）に記載の複合体材料、
（９） 更に生分解プラスチック中の活性水素と反応し得る化合物で処理した前記（１）〜（８）に記載の複合体材料、
（１０） 活性水素と反応し得る化合物がカルボジイミド基を持つ架橋剤であることを特徴とする前記（９）に記載の複合体材料、
に関する。
【０００９】
更に本発明は、
（１１） 更に珪酸塩類を含有することを特徴とする前記（１）〜（１０）に記載の複合体材料、
（１２） 更に難燃系添加剤を含有することを特徴とする前記（１）〜（１１）に記載の複合体材料、
（１３） 難燃系添加剤が、水酸化物系化合物、リン系化合物及びシリカ系化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物であることを特徴とする前記（１２）に記載の複合体材料、
（１４） 更にゴム成分を含有することを特徴とする前記（１）〜（１３）に記載の複合体材料、
（１５） ゴム成分が天然ゴム又は生分解性を有するエラストマー材料であることを特徴とする前記（１４）に記載の複合体材料、
（１６） 生分解性を有する有機高分子化合物と塩基性物質とを配合することを特徴とする複合体材料の製造方法、
（１７） 生分解性を有する有機高分子化合物と塩基性物質とを含有することを特徴とする複合体材料からなる成形品、
（１８） シート材、フィルム材、包装材、梱包材、又は、電気製品もしくは電子機器の筐体であることを特徴とする前記（１７）に記載の成形品、
（１９） 生分解性を有する有機高分子化合物と塩基性物質とを含有することを特徴とする複合体材料からなる部品を構成要素とする電子機器製品、
に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明における好ましい実施の形態について述べるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明で用いられる生分解性を有する有機高分子化合物は、使用後は自然界において微生物が関与して低分子化合物、最終的に水と二酸化炭素に分解するプラスチックであればどのような物でもよい（例えば、生分解性プラスチック研究会、ＩＳＯ／ＴＣ−２０７／ＳＣ３参照）。
このような生分解性プラスチックの原料となる生分解性ポリマーとしては、例えば、セルロース、デンプン、デキストラン、キチン等の多糖誘導体、例えばコラーゲン、カゼイン、フィブリン、ゼラチン等のペプチド等、例えばポリアミノ酸、例えばポリビニルアルコール、例えばナイロン４、ナイロン２／ナイロン６共重合体等のポリアミド、例えばポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリコハク酸エステル、ポリシュウ酸エステル、ポリヒドロキシ酪酸、ポリジグリコール酸ブチレン、ポリカプロラクトン、ポリジオキサノン等のポリエステル等が挙げられ、多くの種類があり、本発明でも用いることが可能である。すなわち生分解性ポリマーは自然界や生体の作用で分解して、最終的に自然に同化する有機材料であり、環境に適合した理想的な材料である。また本発明において用いられる生分解性プラスチックは、本発明の目的を損なわなければ、どのような材料でもかまわないが、既存の熱可塑性樹脂等と同様に、射出や押し出しなどの手法を用いて成形可能なものであることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に用いられる生分解性の有機高分子化合物、すなわち生分解性プラスチックは、上記高分子化合物の中でも、特に生分解性ポリエステルであることが好ましいが、本発明の目的を損なわない限り、生分解性ポリエステルとアミノ基または／およびアミド結合を有する生分解性ポリマーとの共重合体、あるいは生分解性ポリエステルとアミノ基または／およびアミド結合を有する生分解性ポリマーとの混合物であってもかまわない。アミノ基または／およびアミド結合を有する生分解性ポリマーとしては、例えばポリアミノ酸またはナイロン等の生分解性ポリアミド等が挙げられる。
【００１２】
本発明で用いられる生分解性ポリエステルとは、主鎖にエステル結合；−ＣＯ−Ｏ−を有する高分子であり、本発明で使用する生分解性ポリエステルとしては、例えば微生物によって代謝されるポリエステルを挙げることができ、中でも成形性、耐熱性、耐衝撃性を有する脂肪族ポリエステル樹脂が好ましい。
上記脂肪族ポリエステル樹脂としては、例えばポリカプロラクトン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシ吉草酸、ポリエチレンスクシネート、ポリブチレンスクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリシュウ酸エステル、ポリコハク酸エステル、ポリジグリコール酸ブチレン、ポリジオキサノン、例えば乳酸、リンゴ酸もしくはグルコール酸等のオキシ酸の重合体またはこれらの共重合体等のヒドロキシカルボン酸系脂肪族ポリエステル樹脂並びに微生物合成ポリエステル等が挙げられる。中でも特にポリ乳酸に代表されるヒドロキシカルボン酸系脂肪族ポリエステル樹脂が好ましい。
【００１３】
本発明で用いられる生分解性ポリエステルは、自体公知の方法に従って合成できる。例えば、▲１▼ラクチド法、▲２▼多価アルコールと多塩基酸との重縮合、または▲３▼分子内に水酸基とカルボキシル基とを有するヒドロキシカルボン酸の分子間重縮合等による合成方法が挙げられる。
【００１４】
生分解性ポリエステルは、土壌中および水中の微生物が有するエステラーゼ又は単に水との化学反応により加水分解を受け、カルボン酸とアルコールに分解される。そしてこの加水分解反応は、酸の存在によって著しく促進される。生成したカルボン酸は、典型的な有機酸であり、炭素数３以下のものは水に溶けやすく酸性を呈す。よって、生成したカルボン酸が土壌中の水分に溶けると、土壌および水中のｐＨが低下し、土壌や地下水等の酸性化を引き起こす要因となる。しかしながらこのカルボン酸は、容易にアルカリで中和されて塩を形成する。従って本発明の如く、生分解性ポリエステルに、水に溶けてアルカリ性を呈する塩基性物質を混合した複合体材料は、その分解過程において生じるカルボン酸を、あらかじめ配合した塩基性物質により自ら中和することができるので、土壌や水等の周りの環境のｐＨを低下させることがなく、環境に配慮した安全な材料ということができる。
【００１５】
本発明で用いられる塩基性物質としては、上記の生分解性を有する高分子化合物が分解する過程で生じるカルボン酸を中和するものであれば、特に限定されないが、環境配慮の観点から、例えば水酸化物系化合物、塩基性肥料、又は炭酸水素ナトリウム、重炭酸ナトリウム等であることが好ましい。
上記の水酸化物系化合物は特に限定されないが、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。これらは酸性の環境下においては塩基として作用することはもちろんであるが、一方塩基性の環境下においては、逆に酸として作用しうる性質を有する両性化合物であるため、生分解性の高分子化合物の分解過程で生じたカルボン酸による土壌のｐＨ低下を抑制するだけでなく、もし、何らかの原因でｐＨが上がりすぎた場合にはｐＨを低下させて矯正する働きをも有することから、ｐＨの緩衝剤として非常に有効である。
【００１６】
上記の塩基性肥料は、その水溶液がアルカリ性を呈するものであれば特に限定されないが、例えば生石灰、消石灰、炭酸石灰、石灰窒素、ドロマイト、硝酸石灰、溶成りん肥、焼成りん肥、トーマスりん肥、ケイカル肥料、苦土ケイカル肥、重過リン酸石灰、骨粉、草木灰等が挙げられる。これらは、もともと酸性土壌のｐＨ調整剤として実際に広く用いられることから、環境に配慮した無害な化合物であることは言うまでもない。更に、これらの塩基性肥料は植物の成長にとって有用なカルシウムを主要成分とする肥料であることから、これらの塩基性肥料を本発明における塩基性物質として用いることにより、植物の収量を上げたり、土壌の肥沃性を向上させる相乗的効果をも奏することができる。
【００１７】
本発明において用いられる塩基性物質は、それぞれの化合物単独であっても、またこれらの化合物の中から選ばれる二種以上の混合物であってもよい。また、塩基性物質の複合体材料全体に対する添加量については、複合体材料としての機械的強度が確保でき、既存の熱可塑性樹脂等と同様に、射出や押し出しなどの手法を用いて成形が可能な範囲であれば任意に設定することができるが、例えば、５〜７０ｗｔ％、より好ましくは５〜５０ｗｔ％、特に好ましくは５〜３０ｗｔ％である。
【００１８】
本発明における複合体材料は、農林水産用資材（フィルム、植栽ポット、釣糸、魚網等）、土木工事資材（保水シート、植物ネット、土嚢等）、包装・容器分野（土、食品等が付着してリサイクルが難しいもの）等に利用できるが、更に、最近では電気製品、電子機器等の筺体や、電子機器等の部品等に応用できる。しかしながら、本発明における生分解性を有する有機高分子化合物として、生分解性ポリエステルを電気製品、電子機器等の筺体等に応用すると、さまざまな温度・湿度条件で使用される実環境においては長期信頼性の点で不十分なことがある。これは、該ポリエステルが、一般にポリエステル中のカルボキシル基、水酸基等の活性水素を有する官能基中の活性水素が触媒的に主鎖を加水分解し、耐熱性・耐衝撃性等の物性の劣化を引き起こしやすいためである。
【００１９】
従って本発明においては、生分解性の脂肪族ポリエステルの物性を維持するために、該ポリエステル中のカルボキシル基、水酸基、又は、共重合体又は混合物として含有されている生分解性ポリマーのアミノ基または／およびアミド結合の水素と反応性を有する化合物（以降、加水分解抑制剤と略す）、例えばカルボジイミド化合物、イソシアネート化合物、またはオキサゾリン系化合物等を添加することができる。中でも、カルボジイミド化合物がポリエステルと容易に溶融混練でき、少量添加で加水分解性を調整できるため好適である。また、これら加水分解抑制剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２０】
上記カルボジイミド化合物としては、例えばジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジイソブチルカルボジイミド等を挙げることができる。上記イソシアネート化合物としては、例えば２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート等が挙げられる。また、上記オキサゾリン系化合物としては、例えば、２，２’−ｏ−フェニレンビス（２−オキサゾリン）、２，２’−ｍ−フェニレンビス（２−オキサゾリン）、２，２’−ｐ−フェニレンビス（２−オキサゾリン）、２，２’−ｐ−フェニレンビス（４−メチル−２−オキサゾリン）等が挙げられる。
【００２１】
生分解性の脂肪族ポリエステルを加水分解抑制剤で処理する方法は、通常、加水分解抑制剤をポリエステルの溶融前、溶融時あるいは溶融後に添加し、溶融し混合することにより行われるが、十分に混合することが好ましい。また、加水分解抑制剤の添加量は、生分解性ポリエステル全体の約０．１〜５ｗｔ％程度であることが好ましい。しかし、加水分解抑制剤で処理した生分解性ポリエステルの長期信頼性及び使用後の生分解速度は、配合する加水分解抑制剤の種類および配合量によりその遅延を調節することができるので、配合する加水分解抑制剤の種類および配合量は、目的とする製品に必要とされる機械的強度に応じて決定してよい。
【００２２】
更に、脂肪族ポリエステルの物性、特に耐衝撃性等の機械的強度を補強するために、本発明に用いる生分解性の高分子化合物に、更に補強材を混合することができる。補強材は、本発明の目的を損なわない限り、特に限定されないが、無機又は有機系のフィラー等を挙げることができる。無機系のフィラーとしては、例えば炭素、二酸化珪素、その他にゼオライト等の珪酸塩類等が好ましい。有機系のフィラーとしては、例えば天然ゴム、生分解性を有するエラストマー材料等を用いることが好ましい。生分解性を有するエラストマー材料としては、エチレングリコール／乳酸／カプロラクトン共重合体系高分子に不飽和結合を導入した物等が挙げられる。これらの有機系フィラーは、生分解性を有する化合物等であるため、環境に配慮した無害な補強材といえる。また、補強材として珪酸塩類を用いる場合、珪酸塩類は難燃剤としても機能するため、本発明にかかる複合体材料に同時に難燃性を付与することができる。
【００２３】
上記補強材は、１種または２種以上を混合して用いてよい。その添加量は、その種類、目的とする強度等に応じて任意に設定することができるが、例えば、補強材が珪酸塩類の場合、本発明にかかる生分解性高分子化合物に対して、約５〜３０ｗｔ％であることが好ましい。
【００２４】
また、本発明における複合体材料は、その使用の際の安全性に留意するのが好ましく、より具体的には、難燃性を付与するのが好ましい。特に、生分解性ポリエステル等を電気製品の筐体として使用するためには、日本工業規格（ＪＩＳ）やＵＬ（Ｕｎｄｅｒ−ｗｒｉｔｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）規格に定められている難燃規格を満たすのが好ましく、既存の生分解性樹脂では前記難燃規格に対応できていない。
よって、塩基性物質を含有する生分解性高分子化合物に、難燃系添加剤を加えることにより、本発明にかかる複合体材料を難燃性材料とすることができる。
【００２５】
本発明において用いられる難燃系添加剤は、特に制限はないが、例えば焼却処分の際に有毒ガスが発生するなど、廃棄の際に環境に負荷を与えないものが好ましい。そのような環境配慮の観点から、例えば水酸化物系化合物、リン酸アンモニウム系化合物、シリカ系化合物等を挙げることができる。水酸化物系化合物は、樹脂が燃焼する際に発生する熱をこれらの材料が吸熱して分解すると同時に水を生じ、吸熱作用と水の発生により難燃性を発現するものである。リン酸アンモニウム系化合物は、燃焼時に分解してポリメタリン酸を生成し、その脱水作用の結果、新しく生成する炭素被膜の形成による酸素遮断によって難燃効果を発揮する。シリカ系化合物は、樹脂に対する無機フィラーの効果により、樹脂に難燃性を与える。生分解性有機高分子化合物に、上記の難燃系添加剤から選ばれる一種又は二種以上を配合させることで、本発明にかかる複合体材料の難燃化を実現することができる。
【００２６】
上記水酸化物系化合物としては、例えば水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等が挙げられるが、これらは塩基性物質としての効果も有することから、本発明の塩基性物質に水酸化物系化合物を用いた場合、必然的に難燃性をも付与することができることとなる。上記リン酸アンモニウム系化合物としては、例えばリン酸アンモニウムもしくはポリリン酸アンモニウム等を、また上記シリカ系化合物としては、例えば二酸化ケイ素、低融点ガラスもしくはオルガノシロキサン等を挙げることができる。
【００２７】
本発明における難燃系添加物の添加量は、本発明にかかる複合体材料の機械的な強度が確保できる範囲で任意に定めることが可能である。具体的な添加量としては、難燃系添加物が水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物系化合物である場合は、生分解性有機高分子化合物に対して約５〜５０ｗｔ％程度、また難燃系添加物が（ＮＨ_４）_３（Ｐ_ｎＯ_３ｎ＋１）_{（ｎ＋２）}（ｎは自然数）などの（ポリ）リン酸アンモニウム系化合物である場合は、約２〜４０ｗｔ％程度であることが好ましい。難燃系添加物が二酸化珪素やガラスなどのシリカ系化合物の場合は、約５〜３０ｗｔ％程度であることが好ましい。
【００２８】
本発明にかかる複合体材料の製造方法は特に限定されず、公知の方法を用いてよい。前記製造方法としては、生分解性の有機高分子化合物に、上述した塩基性物質を溶融混練することにより製造する方法が好適な例として挙げられる。前記溶融混練方法としては、生分解性の有機高分子化合物を溶融する前または溶融する時に、塩基性物質を添加し混合することにより行われる。このとき、加水分解抑制剤、難燃系添加剤、補強材等を更に添加する場合は、これらと塩基性物質とを同時に添加してもよいし、個別に添加してもよい。また、個別に添加する場合は、いずれを先に添加してもよい。また、生分解性高分子化合物を溶融後、塩基性物質、加水分解抑制剤、難燃系添加剤及び／又は補強材等のいずれか一又は二以上を混合したのち、得られた組成物を再び溶融し、さらに残りの成分を混合するという方法も挙げられる。
【００２９】
本発明にかかる複合体材料は、本発明の目的を損なわない限りにおいて、公知の他の添加剤が含有されていてもよい。前記公知の他の添加剤としては、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤等の他、滑剤、ワックス類、着色剤、結晶化促進剤、デンプンのような分解性を有する有機物等が挙げられる。これらは、単独で用いても、複数組み合わせて用いてもよいが、環境に配慮した無害な化合物であることが好ましい。
【００３０】
本発明にかかる複合体材料は、種々の用途に応用可能である。本発明にかかる複合体材料を用いて、農林水産用資材（シート、フィルム、植栽ポット、釣糸、魚網等）、土木工事資材（保水シート、植物ネット、土嚢等）、包装・梱包材等の容器分野（土、食品等が付着してリサイクルが難しいもの）等の成形物を得ることができる。更には、本発明にかかる複合体材料は、例えばラジオ、マイク、ＴＶ、キーボード、携帯型音楽再生機、パソコン等の電気製品・電子機器等の筐体等の他の用途にも使用できる。
前記成形物の成形方法としては、例えば、フィルム成形、押出成形または射出成形等が挙げられ、中でも特に射出成形が好ましい。より具体的には、押出成形は、常法に従い、例えば単軸押出機、多軸押出機、タンデム押出機等の公知の押出成形機を用いて行うことができる。また、射出成形は、常法に従い、例えばインラインスクリュ式射出成形機、多層射出成形機、二頭式射出成形機等の公知の射出成形機にて行うことができる。
【００３１】
【実施例】
本発明の材料を自然界中の水中や土壌に散布したことを想定して実験を行った。以下に実施例と比較例等について詳細に述べるが、本発明は以下の実施例等に限定されるものではない。
【００３２】
（製造例）生分解性樹脂複合体の合成
生分解性樹脂は、ポリ乳酸に属するレイシア（Ｈ１００Ｊ、三井化学製）を用い、水酸化物系添加剤は水酸化アルミニウム（ＢＷ１０３、日本軽金属製）を用いた。混合には溶融混練法を用いた。混練条件としては、ポリ乳酸を８０℃で１２時間乾燥した後、二軸混練押出機、ノズルφ４００ｍｍ、スクリューＬ／Ｄ：３３．５、ストランド冷却：水冷、ダイス：３ｍｍ×５（東洋精機製）を使用混練する。得られた樹脂はペレット状になるように切断した。
（実験土壌の作製）
上記製造方法により得られた生分解性複合体及び横浜市保土ヶ谷区から採取した土壌（黒土）を用い、実施例１又は比較例１を混合した土壌を作製した。下表１に実施例１及び比較例１の生分解性複合体における、樹脂および添加剤の混合比を示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
（生育条件）
予め、実施例１と比較例１の両複合体材料を前処理した。前処理は、両複合体材料中のポリ乳酸の分解を促進させるため、高温高湿槽（８０℃、８０％ＲＨ）の中に６３時間放置して行った。前処理した両複合体材料を、黒土と、黒土に対して重量比で２０％の割合で混ぜ合わせ、それぞれ実施例１を混合した土壌および比較例１を混合した土壌を作成した。混合のための容器には、体積約１４０００ｃｍ^３のプランターを用いた。これらを以下の実験のための実験土壌として用い、植物の種又は球根を植えた後、四日毎に同量の水を与え、その間の各種植物の生育状況を観察した。また、参考土壌として、黒土のみの土壌を実験に用いた。
【００３５】
（植物の種類）
上述の各実験土壌で栽培した４種類の植物の名称を表２に示す。
【表２】

【００３６】
（植物生長の観察）
上述の各実験土壌を用いて、上記４種類の植物を６０日間栽培し、植物の生長の観察を行なった。観察は、植物の生長状況を撮影した写真、土壌表面のｐＨ値、花芽をもった茎の長さを記録して行った。
（植物生長の観察結果）
上述した実験の結果を示す。
（植物生長の観察結果／ 記録１）
アマリリスの球根を実施例１又は比較例１の複合体を混合した土壌、又は参考土壌で約２ヶ月間栽培した。その観察記録を以下の表３〜５に示す。
【００３７】
【表３】

【００３８】
【表４】

【００３９】
【表５】

【００４０】
実施例１又は比較例１の複合体を混合した土壌、又は参考土壌で栽培したアマリリスの茎部の長さを比較したものを図１に示す。
【００４１】
（植物生長の観察結果／ 記録２）
上記のアマリリスの球根を、栽培後７７日目に掘り起こし、その根の成長状況を観察した。その結果を図２（イ）（ロ）（ハ）に示す。
記録１および２の結果より、実施例１を混合した土壌で栽培したアマリリスは、比較例１を混合した土壌で栽培したアマリリスに比べて、茎部が長く、根の張りの状況も良好であった。また、開花の時期も１週間早かった。よって、生分解性の樹脂に水酸化物を混合した複合体を混合した土壌は、植物の成長に対して悪影響の程度が少ないことが明らかとなった。
【００４２】
（植物生長の観察結果／ 記録３）
上記のアマリリスの栽培に用いた実験土壌および参考土壌に、一定期間後、新たに食用野菜の３種類（Ａ、ＢおよびＣ）の種を蒔いた。栽培７日目の各植物における発芽の状況を観察した。観察結果を図３（イ）（ロ）（ハ）にそれぞれ示す。
実施例１を混合した土壌で栽培した食用野菜は、参考土壌で栽培した食用野菜よりも若干成長が劣るものの、比較例１を混合した土壌で栽培した食用野菜に比べて明らかに成長が良好であることが分かった。よってこの実験でも、ポリ乳酸に水酸化アルミニウムを混合した複合体を混合した土壌は、植物の成長に対して悪影響の程度が少ないことが明らかとなった。
【００４３】
（植物生長の観察結果／ 記録４）
上記の一連の実験期間中における、実験土壌及び参考土壌のｐＨの変化を図４に示す。参考土壌においては、土壌ｐＨに変化は見られずｐＨ７．０で推移した。これに比べ、実施例１または比較例１を混合した土壌は、一旦ｐＨが６．０〜６．５に低下し、その後比較例１を混合した土壌では更にｐＨの低下が見られた。これに対し、実施例１を混合した土壌においてはｐＨが７．０まで回復した。このことから、実施例１を混合した土壌においては、実施例１の複合体の分解過程において、同時に混合された水酸化アルミニウムによりｐＨの低下が抑制され、更に水酸化アルミニウムの両性化合物としての作用により、適正なｐＨ値（中性）にまで向上したことが明らかとなった。以上の結果より、ポリ乳酸に水酸化アルミニウムを混合した複合体は、土壌中において分解されても、周りの環境のｐＨを低下させることがなく、生態系に安全で且つ環境に配慮した複合体材料であることが実証された。
【００４４】
【発明の効果】
生分解性を有する有機高分子化合物に塩基性物質を含有させることにより、その有機高分子化合物が自然環境に廃棄・埋め立てられ、分解が進行する過程において危惧される土壌及び地下水等のｐＨ低下による酸性化を防止することができ、周辺環境、特に生物に対して配慮された材料の提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１又は比較例１の複合体を混合した土壌、又は参考土壌で栽培したアマリリスの茎部の長さを比較した図である。
【図２】実施例１又は比較例１の複合体を混合した土壌（（イ）または（ロ））、又は参考土壌（ハ）で栽培したアマリリスの球根を、栽培後７７日目に掘り起こし、その根の成長状況を記録した図である。
【図３】実施例１又は比較例１の複合体を混合した土壌（（イ）又は（ロ））、又は参考土壌（ハ）で栽培した栽培７日目の野菜植物における発芽の状況を撮影した写真である。
【図４】一連の実験期間中における、実施例１又は比較例１の複合体を混合した土壌、又は参考土壌のｐＨの変化を示した図である。

Claims (19)

1. 生分解性を有する有機高分子化合物と塩基性物質とを含有することを特徴とする複合体材料。
2. 塩基性物質が水酸化物系化合物又は塩基性肥料であることを特徴とする請求項１に記載の複合体材料。
3. 水酸化物系化合物が、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムから選ばれる一種または二種以上の混合物であることを特徴とする請求項２に記載の複合体材料。
4. 塩基性肥料が、生石灰、消石灰、炭酸石灰及び石灰窒素から選ばれる一種または二種以上の混合物であることを特徴とする請求項２に記載の複合体材料。
5. 生分解性を有する有機高分子化合物が、生分解性ポリエステルであることを特徴とする請求項１〜４に記載の複合体材料。
6. 生分解性ポリエステルが、脂肪族ポリエステルであることを特徴とする請求項５に記載の複合体材料。
7. 脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシ吉草酸、ポリエチレンスクシネート、ポリブチレンスクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリリンゴ酸もしくは微生物合成ポリエステル、または前記化合物の少なくともいずれか一つを含む共重合体であることを特徴とする請求項６に記載の複合体材料。
8. 塩基性物質の添加量が、全体に対して５〜７０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１〜７に記載の複合体材料。
9. 更に生分解プラスチック中の活性水素と反応し得る化合物で処理した請求項１〜８に記載の複合体材料。
10. 活性水素と反応し得る化合物がカルボジイミド基を持つ架橋剤であることを特徴とする請求項９に記載の複合体材料。
11. 更に珪酸塩類を含有することを特徴とする請求項１〜１０に記載の複合体材料。
12. 更に難燃系添加剤を含有することを特徴とする請求項１〜１１に記載の複合体材料。
13. 難燃系添加剤が、水酸化物系化合物、リン系化合物及びシリカ系化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の複合体材料。
14. 更にゴム成分を含有することを特徴とする請求項１〜１３に記載の複合体材料。
15. ゴム成分が天然ゴム又は生分解性を有するエラストマー材料であることを特徴とする請求項１４に記載の複合体材料。
16. 生分解性を有する有機高分子化合物と塩基性物質とを配合することを特徴とする複合体材料の製造方法。
17. 生分解性を有する有機高分子化合物と塩基性物質とを含有することを特徴とする複合体材料からなる成形品。
18. シート材、フィルム材、包装材、梱包材、又は、電気製品もしくは電子機器の筐体であることを特徴とする請求項１７に記載の成形品。
19. 生分解性を有する有機高分子化合物と塩基性物質とを含有することを特徴とする複合体材料からなる部品を構成要素とする電子機器製品。

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