JP2006077048A

JP2006077048A - 二酸化炭素低減プラスチック成形品

Info

Publication number: JP2006077048A
Application number: JP2004259709A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Sugimoto; 一郎杉本; Keiichi Sugimoto; 恵一杉本; Takako Sugimoto; 貴子杉本; Chieko Sugimoto; 智恵子杉本
Original assignee: SANKOH WISE KK
Current assignee: SANKOH WISE KK
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2024-09-07
Also published as: CN101052686A; US20070259180A1; EP1792946A4; WO2006027861A1; EP1792946A1; KR20070102986A; JP4464229B2

Abstract

【課題】焼却処理した場合に非生分解性プラスチックから排出される二酸化炭素量が低減した非生分解性プラスチック成形品を提供する。
【解決手段】焼却処理した場合に非生分解性プラスチックから排出される二酸化炭素量を低減することを目的として下記成分を含有する混合物を成形して、非生分解性プラスチック成形品とする。
（Ａ）非生分解性プラスチック９９．６〜７０重量％
（Ｂ）ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末０．４〜３０重量％
【選択図】なし

Description

本発明は、非生分解性プラスチック成形品に関するものであり、詳しくは、焼却処理した場合にプラスチックから排出される二酸化炭素量が低減した非生分解性プラスチック成形品を提供するものである。

現代社会では極めて多くのプラスチック製品が使用され、使用済みのプラスチック製品の処理に関する問題が深刻化している。使用済みのプラスチック製品の処理方法として、埋め立て、焼却、再生利用などが行われている。
しかし、再生利用される使用済みプラスチックはまだごく一部である。また、再生利用に必要なコストが割高であることや、再生利用するとプラスチックの質が低下する等の多くの問題が残されている。

また、埋め立て処理に関しては、新たな埋め立て地の造成による環境破壊や埋め立て地の不足の問題があったが、近年、土壌土壌中等で分解して自然に還元する性質を有する生分解性プラスチックが開発され、改良が進められている。そのような生分解性プラスチックとして、例えば、本発明者は、ヤシの中果皮に含まれる線維の乾燥粉末を生分解性プラスチックに配合すると、そのプラスチックの生分解性を増進することができることを見出している（特許文献１参照）。また、本発明者は、水膨潤性線維乾燥粉末と肥料粉末を生分解性プラスチックに配合することにより、そのプラスチックの生分解性が一層増進されることを見出している（特許文献２参照）。

しかし、埋め立てだけで、大量に廃棄されるプラスチック製品のすべてを処理することは困難であるため、焼却処理はプラスチックの処理において重要な位置を占めている。また最近では、使用済みのプラスチック製品を燃料として有効利用したり、焼却処理した時に発生する熱を利用して発電するなどの試みに注目が集まっており、焼却されるプラスチックの量はますます増加していくものと思われる。
プラスチックが焼却されることにより生じる問題の一つとして、プラスチックの燃焼により発生する二酸化炭素の問題が挙げられる。２０世紀以降、地球の大気中の二酸化炭素濃度は増加の一途をたどっており、それが地球温暖化を加速する大きな要因の一つとされている。地球温暖化は、地球全体の生態系に危機的な状況をもたらすことが予想されており、これを回避するにも、二酸化炭素の排出量の削減は全人類にとって極めて重要な課題である。
しかし、焼却した場合に排出される二酸化炭素量が低減したプラスチックが見出されたという報告はなされていない。
なお、特許文献１では、本願発明に用いられるのと同様のヤシの中果皮に含まれる線維の乾燥粉末を用いているが、それと共に用いるプラスチックは生分解性プラスチックであるか又は生分解性プラスチックが含まれており、プラスチックとして非生分解性プラスチックのみを用いる本発明の非生分解性プラスチック成形品と異なる。
特開平９−２６３７００号国際公開番号ＷＯ９９／４２５２７号

本発明は上記観点からなされたものであり、焼却処理した場合に非生分解性プラスチックから排出される二酸化炭素量が低減した非生分解性プラスチック成形品を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、非生分解性プラスチックとココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末とを用いることにより、上記目的を達成し得ることを見出し、これらの知見に基づいて、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。

（１）下記成分を含有する混合物を成形してなる非生分解性プラスチック成形品。
（Ａ）非生分解性プラスチック９９．６〜７０重量％
（Ｂ）ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末０．４〜３０重量％
（２）ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末が、ココナツ中果皮の繊維成分から得られる、塩分とタンニンを含む挟雑成分を実質的に除去された繊維滓を乾燥して水分含量を約１０重量％とし、これを圧縮し、粒径約１〜８０ミクロンの粉末とした後、水分３重量％未満になるように乾燥して得られる粉末である（１）に記載の非生分解性プラスチック成形品。
（３）前記非生分解性プラスチックが、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリウレタン系樹脂から選ばれる（１）又は（２）に記載の非生分解性プラスチック成形品。
（４）下記成分を含有する混合物を成形してなる非生分解性プラスチック成形品。
（Ａ）非生分解性プラスチック９８．６〜６９重量％
（Ｂ）ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末０．４〜３０重量％
（Ｃ）界面活性剤、着色剤、酸化防止剤および無機充剤から選ばれる少なくとも一種の成分１〜１０重量％
（但し、（Ｂ）及び（Ｃ）の合計は１．４〜３１重量％である。）
（５）前記非生分解性プラスチックが、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリウレタン系樹脂から選ばれる（４）に記載の非生分解性プラスチック成形品。
（６）非生分解性プラスチックにココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末を含有させることによって、それらを成形してなる非生分解性プラスチック成形品を焼却処理した場合に排出される二酸化炭素の量を減少させる方法。

本発明の非生分解性プラスチック成形品は、焼却処理した場合に非生分解性プラスチックから排出される二酸化炭素量が少ないという利点がある。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の非生分解性プラスチック成形品は、非生分解性プラスチックとココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末を含有することにより、焼却処理した場合に排出される二酸化炭素量が少ないという性質を有する。
はじめに、本発明の非生分解性プラスチック成形品の成分について説明する。

＜１＞本発明の非生分解性プラスチック成形品の成分
（１）非生分解性プラスチック（（Ａ）成分）
本発明に用いる非生分解性プラスチックは、本願発明の効果を妨げないものである限り特に制限されない。
このような非生分解性プラスチックとして例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂等の熱可塑性樹脂、および、ポリウレタン系樹脂、アルキッド系樹脂、アミノ系樹脂、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられ、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル
系樹脂、ポリウレタン系樹脂が好ましく挙げられる。

また、本発明において上記非生分解性プラスチックは、非生分解性プラスチック成形品の原料混合物に９９．６〜７０重量％の割合で配合されて用いられる。なお、前記配合量は任意成分の添加により、本発明の効果を損なわない範囲で適宜調整可能である。

（２）ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末（（Ｂ）成分）
本発明に用いるココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末は、ココナツの中果皮の線維滓を圧縮して乾燥した粉末であれば特に制限はないが、好ましくは、ココナツ中果皮から得られる、塩分およびタンニンを含む挟雑成分を実質的に除去した繊維滓を乾燥して水分含量を約１０重量％とし、得られた乾燥繊維滓を圧縮し、これを粒径約１〜８０ミクロンの粉末とした後、水分３重量％未満になるように乾燥して得られる粉末である。

ココヤシ（Ｃｏｃｏｓｎｕｃｉｆｅｒａ）は、熱帯地方で広く栽培されているヤシ科の植物であり、その実（ココナツ）は種々の方法で利用されている。図１（Ａ）を参照すると、縦断面図で示されるココナツ１の内部に、１０〜２０ｍｍの典型的な厚さを有し、通常ヤシ油、食物、又は医薬品原料として使用される胚乳１ｃが示されている。普通、外被として知られている堅い木質の内果皮１ｂは通常２〜６ｍｍの厚さを有する。ココナツの外被は工業用等級の良質な活性炭の製造に有用である。包皮と呼ばれる中果皮１ａはココナツの最大の部分を形成し、典型的な厚さは３０〜４０ｍｍである。中果皮中の繊維２は現在、紐、網、マットやロープの製造に用いられることが多いが、この時に出る繊維の滓は圧縮培養土に加工して土壌改良に使用されるものの、通常他には使用されていない。中果皮１ａから得られるココナツ繊維２は、植物学上、厚膜繊細に分類される。ココナツ繊維２の拡大断面図を示す図１（Ｂ）を参照することにより、構造上、ココナツ繊維２は、内腔膜２ａ、のこぎり形突起２ｂ、中空孔２ｃおよびひげ状小枝２ｄを含むことがわかる。通常、ココナツ繊維２のひげ状小枝２ｄは長さ約０．７ｍｍ、幅２０μｍ程度である。物理的に、ココナツ繊維は軽く、硬く、弾力性がある。さらに、ココナツ繊維は熱の不良導体である。さらに、ココナツ繊維は、水と空気に耐性である（永井章一郎著「無機・有機工業材料ハンドブック」第１版、７８８頁、東洋経済新聞社刊（昭和３５年３月２０日））。

なお、本明細書において「ココナツ中果皮繊維滓」の用語は、上記ココナツ繊維２を微細片化して得られるココナツ繊維微細片を特に制限なく含む概念で用いられるものであり、この様なココナツ中果皮繊維滓として、具体的には、上記ココナツ繊維製品製造時に得られる繊維の滓等が例示できる。また、ココナツ中果皮繊維滓は、ココナツ繊維が図１（Ｂ）に示す断面形状を維持したまま微細片化されたものや、ココナツ繊維２から脱離したひげ状小枝２ｄ、内腔膜２ａ断片等が含まれる。
本発明に用いるココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末は、上記ココナツ中果皮繊維滓が圧縮され乾燥粉末化されたものであり、その製造方法は特に制限されないが、例えば、次のようにして製造できる。

即ち、ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末を得るには、ココナツの中果皮を約１０〜１６ヶ月間、真水に晒し肉質を溶解後、繊維のみを採取し、これを天日に約２年以上晒して含有する塩分やタンニンを除き、更に熱風による強制乾燥を約８時間行って水分含有量を約１０重量％にまで低下させた上、それから繊維の微細片、すなわち、ココナツ中果皮繊維滓を得て、これをプレス機等を用いて圧縮比４〜６：１の圧縮処理により圧縮する。これをハンマーミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕器を用いて粉砕し粉末を加工する。なお、塩分やタンニンの除去や乾燥は、繊維の微細片を得た後に行ってもよい。
ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末のサイズは特に限定されるものではないが、これを含有する非生分解性プラスチック成形品の外観、粉砕に要するエネルギーコスト等から、粒
子径１〜８０μｍの範囲に設定することが望ましい。

また、ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末の乾燥の程度も、特に限定されないが、本発明においては、水分含量が３重量％未満となるように乾燥されたココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末が好ましく用いられる。ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末の水分含量の調整は、ココナツ中果皮繊維滓製造の段階で３重量％未満となるように行ってもよいが、好ましくは、上記の様にココナツ中果皮繊維滓製造の段階で１０％重量程度にまで低下させ、ココナツ中果皮繊維滓からココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末を製造する段階で３重量％未満となるようにさらに乾燥させる方法が採られる。ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末製造の段階での乾燥は、通常、上記粉砕して得られたココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末を必要に応じて篩等でサイズ調整した後、熱風等によって行われる。

焼却処理した場合に非生分解性プラスチックから排出される二酸化炭素量が少ないという本発明の効果は、以下のような理由で得られると推定される。ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末と非生分解性プラスチックを含む混合物から本発明の非生分解性プラスチック成形品を製造する際の熱加工工程で、ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末が炭化していく。それに伴って、ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末に含まれる水分が蒸発して膨張し、混合物の外に放出されて、炭化したココナツ中果皮繊維滓に多種多様のミクロの穴が無数に空く。本発明の非生分解性プラスチックの燃焼により発生する二酸化炭素がその穴に吸着されることによって、非生分解性プラスチックの焼却時に非生分解性プラスチックから大気中に排出される二酸化炭素が削減されると考えられる。したがって、後述の本願実施例で用いたポリエチレン以外の非生分解性プラスチックを用いた場合も、ポリエチレンを用いた場合と同様に、焼却時に非生分解性プラスチックから排出される二酸化炭素量が低減することが予測される。

なお、本発明において上記ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末は、非生分解性プラスチック成形品の原料混合物に０．４〜３０重量％の割合で配合されて用いられる。ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末の配合割合があまり低いと本願発明の効果が十分に発揮されない場合があり、逆に配合割合が高すぎると成形が困難になる場合があるからである。しかし、前記配合量は他の配合成分の配合量によって適宜調節される。例えば、本発明の非生分解性プラスチック成形品の原料混合物が後述の界面活性剤、着色剤、酸化防止剤および無機充剤から選ばれる少なくとも１種の成分（Ｃ）を配合する場合には、ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末（Ｂ）成分および（Ｃ）と合わせて１．４〜３１重量％である。

（３）他の成分
本発明の非生分解性プラスチック成形品には、上記成分の他、他の成分を任意に配合してもよい。例えば、所望の特性を達成するために、業界標準のプラスチック添加剤を添加することができる。具体的には、加工性の度合いを増やすために界面活性剤を添加したり、市場性を高めるために各種顔料等の着色剤を添加してもよい。また、非生分解性プラスチック等の酸化を防止する酸化防止剤を添加したり、非生分解性プラスチックの耐熱性、耐衝撃性、保存安定性等を向上させるために無機充剤を添加してもよい。さらに、架橋剤、モノマー誘導体、ヘテロモノマー、硬化剤等の重合調整剤を利用して基材プラスチックの特性を変更することもできる。

本発明においては、これら任意成分のうちでも、界面活性剤、着色剤、酸化防止剤および無機充剤から選ばれる少なくとも１種の成分（（Ｃ）成分）を配合することが好ましく、その場合の配合量は、通常（Ｃ）成分の合計量で１〜１０重量％程度である。
その他、公知のカーボンブラック（ケッチンカーボン）、滑剤、アンチブロッキング剤等を配合することを妨げるものではない。これらを配合する場合、本発明の効果を妨げない範囲で、配合合計量に相当する量を、前記（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のいずれか１又は
２〜３種の配合量から減じて配合すればよい。

＜２＞本発明の非生分解性プラスチック成形品の製造法
次に、本発明の非生分解性プラスチック成形品の製造法を例示する。
ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末は通常、非生分解性プラスチックに上記本発明の配合比の範囲で溶媒混練され、ペレット化される。また、本発明の非生分解性プラスチック成形品に界面活性剤、着色剤、酸化防止剤および無機充剤から選ばれる少なくとも１種の成分を配合する場合、前記溶媒混練の際に、ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末とともに、非生分解性プラスチックに上記本発明の配合比の範囲で配合することができる。上記溶媒混練、ペレット化の操作には、バンバリーミキサー、ヘンシェルミキサー、単軸混練機、多軸混練機、ミキシングロール、ニーダー等公知の混練装置が好適に用いられる。
続いて、得られたペレットを用いて成形を行う。成形法は特に制限されず、通常プラスチックの成形に用いる方法が採用される。
フィルム化する場合には、公知のインフレーション法やＴダイ法の製膜機が使用可能である。
また、本発明の非生分解性プラスチック成形品を紙製品等の表面にコートすることも可能である。
射出成形機、真空成形機、押出し機、ブロー成形機による成形品の例として、育苗鉢（ポット）、杭、管、壁材、板状品、エンプラ製品、包装材、農漁業用製品、日常用製品、農業用製品、建築材料等があり、これらの成形品は、土木用、医療用、スポーツ用、緑化用、その他の資材、部品等を始めとして広範囲に使用できる。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
（製造例）ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末の製造
ココナツ内果皮及び胚を除去するため、ココナツを真水中に約１０〜１６ヶ月間浸し、肉質を溶解除去して繊維分を採取した。次いで、紐・網・ロープ等の製造に用いられる時に出る線維の滓を天日に約２年以上さらし、含まれる塩分やタンニンを除き、さらに１０５℃の熱風による強制乾燥を８時間以上行って、水分含有率を１０％にまで低下させた。次いで、その線維を用いた製網時に排出する長さ５〜１０ｍｍの微細片を集め、これをプレス機を用いて圧縮比６：１で圧縮処理した。こうして得られた圧縮物を粉砕機により粉砕した後、ハンマーミル、ジェットミル、ボールミルを順に用いて粉末加工した。その後、その粉末を篩いにより分級し、５８０メッシュ通過のココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末を得た。このようにして得られたココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末の平均粒子径は、約１０ミクロン以下であった。

（実施例１）
上記製造例で得られたココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末とポリエチレンとを、３０：７０の重量比で混合してペレットを製造した。このペレットとポリエチレンとを、２．４：９７．６の重量比で配合し、非生分解性プラスチック成形品用の材料とした。
上記材料を、インフレーション押出成形機を用いて加工温度１６０℃で製膜し、厚さ２５μｍのフィルム成形品に成形した。

（実施例２）
上記ペレットとポリエチレンとを１．５：９８．５の重量比で配合すること以外は、上記実施例１と同様の工程により、厚さ２５μｍのフィルム成形品を得た。

（実施例３）非生分解性プラスチックの燃焼時に排出される二酸化炭素量の測定
上述の実施例１および実施例２のフィルム成形品の燃焼時に排出される二酸化炭素量の測定は、財団法人化学技術戦略推進機構の高分子試験・評価センターに依頼した。試験は
、ＪＩＳＫ７２１７（プラスチック燃焼ガスの分析方法）にしたがって行われた。その結果、実施例１のフィルム成形品１ｇを燃焼させると、１．１ｇの二酸化炭素が排出され、実施例２のフィルム成形品１ｇを燃焼させると１．２ｇの二酸化炭素が排出されることが分かった。ポリエチレン１ｇを燃焼させると、約３．１４ｇの二酸化炭素が排出されると言われていることを考えると、本発明の非生分解性プラスチック成形品では燃焼時の二酸化炭素排出量が大幅に削減されていると考えられた。

本発明の非生分解性プラスチック成形品は、様々な用途の製品に用いることができる。それらの製品は、焼却処理された場合に排出される二酸化炭素量が低減されているため、地球温暖化対策に非常に有用である。

（Ａ）はココナツの断面図であり、（Ｂ）はココナツ線維の拡大断面図である。

Claims

下記成分を含有する混合物を成形してなる非生分解性プラスチック成形品。（Ａ）非生分解性プラスチック９９．６〜７０重量％
（Ｂ）ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末０．４〜３０重量％
ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末が、ココナツ中果皮の繊維成分から得られる、塩分とタンニンを含む挟雑成分を実質的に除去された繊維滓を乾燥して水分含量を約１０重量％とし、これを圧縮し、粒径約１〜８０ミクロンの粉末とした後、水分３重量％未満になるように乾燥して得られる粉末である請求項１に記載の非生分解性プラスチック成形品。
前記非生分解性プラスチックが、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリウレタン系樹脂から選ばれる請求項１又は２に記載の非生分解性プラスチック成形品。
下記成分を含有する混合物を成形してなる非生分解性プラスチック成形品。（Ａ）非生分解性プラスチック９８．６〜６９重量％
（Ｂ）ココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末０．４〜３０重量％
（Ｃ）界面活性剤、着色剤、酸化防止剤および無機充剤から選ばれる少なくとも一種の成分１〜１０重量％
（但し、（Ｂ）及び（Ｃ）の合計は１．４〜３１重量％である。）
前記非生分解性プラスチックが、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリウレタン系樹脂から選ばれる請求項４に記載の非生分解性プラスチック成形品。
非生分解性プラスチックにココナツ中果皮繊維滓圧縮乾燥粉末を含有させることによって、それらを成形してなる非生分解性プラスチック成形品を焼却処理した場合に排出される二酸化炭素の量を減少させる方法。