JP2006509098A - 向上した耐水性を有する生分解性組成物及びその製造工程 - Google Patents
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Abstract
Description
R3及びR4は独立に(メタ)アクリル酸、N−メチルオールアクリルアミド、スチレン、酢酸ビニル、ビニルアルコール、アクリロ二トリル、アクリルアミド、無水マレイン酸、マレイン酸、1,3−ブタジエン、フタル酸ジアリル、イタコン酸またはネオペンチルグリコールから導かれる繰返し単位であり;
そして、l、m、n及びxは各々0.2〜0.6、0.1〜0.6、0.05〜0.5及び0.05〜0.5の範囲のモル分率である。
陰イオン性のとうもろこし澱粉35重量部、針葉樹から得られた繊維パウダー14重量部、化学式1のアクリル酸共重合体3重量部(R1はジメチルアミノ、R2はn−ブチル、R3はアクリロニトリル及びR4はスチレン;l、m、n及びxは各々0.4、0.3、0.1及び0.2である)及び水48重量部をダブルジャケット反応器内で20分間混合して成形用組成物を製造した。
実施例2乃至5及び比較例は、実施例1と同じ天然高分子、繊維パウダー、アクリル酸共重合体および水を表1に示すように配合したものであり、表1に示す成分を用いて実施例1の工程が繰り返された。
R1がメチルである化学式1のアクリル酸共重合体及びじゃが芋澱粉が使われたことを除いては、実施例6乃至10はそれぞれ表1に示す実施例1乃至5の配合(重量部)と同じであり、その成分を用いて実施例1の工程が繰り返された。
タピオカ澱粉、闊葉樹から導かれた繊維パウダー及びR2がイソプロピルである化学式1のアクリル酸共重合体が使われたことを除いては、実施例11乃至15はそれぞれ表1に示す実施例1乃至5の配合(重量部)と同じであり、その成分を用いて実施例1の工程が繰り返された。
保存剤の安息香酸ナトリウムが追加して使われたことを除いては、実施例16乃至21は、実施例1と同じ天然高分子、繊維パウダー、アクリル酸共重合体および水を表2に示すように配合したものであり、表2に示す成分を用いて実施例1の工程が繰り返された。
保存剤としてのソルビン酸カリウム、R1がメチルである化学式1のアクリル酸共重合体、じゃが芋澱粉が使われたことを除いては、実施例22乃至27はそれぞれ表2に示す実施例16乃至21の配合(重量部)と同じであり、その成分を用いて実施例1の工程が繰り返された。
前処理された機能性繊維パウダーを成形する前に実施例1と同じ針葉樹から得られた繊維パウダーを60℃で実施例1と同じアクリル酸共重合体と混合したことを除いては、実施例28乃至32は実施例1と同じ天然高分子、上記の前処理された繊維パウダー、安息香酸ナトリウムおよび水を表3に示すように配合したものであり、表3に示す成分を用いて実施例1の工程が繰り返された。
安息香酸ナトリウムの代わりにソルビン酸カリウム及び闊葉樹から得られた繊維パウダーが使われたことを除いては、実施例33乃至37はそれぞれ表3に示す実施例28乃至32の配合(重量部)と同じであり、その成分を用いて実施例1の工程が繰り返された。
25℃または98℃の水を上記容器に入れ、漏水発生までの時間を測定して各容器の耐水性を調べた。
A:30分以上の間に漏水が観察されなかった。
B:5分乃至30分の間に漏水が観察されなかった。
C:1分乃至5分の間に漏水が観察されなかった。
D:1分以内に漏水が観察された。
◎:表面が滑らかで、皺やピンホールが発見されなかった。
○:表面が相対的に荒いが、皺やピンホールが発見されなかった。
×:皺やピンホールは表面に発見されたし、成形することができなかった。
前記組成物は10分の間45rpmの回転速度で撹拌され、20倍率の顕微鏡で表面が観察された。
◎:均一に分散
○:塊部位の数が5または5未満
×:塊部位の数が5を超過
上記容器の一方の側が2mm/sの速度でロードセルによって加圧された場合に容器が壊れる時の強度。
◎:5kg・m/s2超過
○:3〜5kg・m/s2
×:3kg・m/s2未満
圧縮強度の測定の間、上記容器が壊れるまで容器表面にロードセルが接触しつつロードセルが動いた距離。
◎:20mm超過
○:15〜20mm
×:15mm未満
澱粉の独特の香とは異なる不快な異臭を調べるために3人の調査員が上記容器の臭いを嗅いだ。
N:なし
Y:あり
成形された容器の色を、標準組成物(とうもろこし澱粉34重量%、繊維パウダー14重量%、水42重量%)の色と比べた。
N:なし
Y:あり
一方、微生物の成長に対する抵抗性を測定するために比較例及び実施例2、3、17、18、23、24、29及び30で製造された各組成物別に10個の試料を30℃及び相対湿度90%に維持された恒温恒湿器に置いた後、最初に黴が発見されるまでの日数を測定した。
本発明の組成物の生分解性を測定するために生分解性のテストが遂行された。実施例の組成物を使って成形された容器(図3a参照)が1メートルの深さで土壌に埋められ、毎週観察された。図3a乃至3fは埋められてから7日、15日、30日、60日及び90日が経過した時の容器の写真である。全ての容器が3ヶ月以内に土壌で分解され、肥料化された。したがって、本発明の組成物は土壌で完全に分解される、環境にやさしい容器を提供する。
Claims (16)
- アクリル酸共重合体でコーティングされた繊維パウダーマトリックス及び前記マトリックスに分散されている天然高分子を含むことを特徴とする生分解性組成物。
- 前記天然高分子は官能基が置換されていない陰イオン性澱粉であることを特徴とする請求項1に記載の生分解性組成物。
- 前記澱粉はとうもろこし、じゃが芋、小麦、米、タピオカまたはさつま芋から得られることを特徴とする請求項2に記載の生分解性組成物。
- 前記天然高分子100重量部に対し、前記繊維パウダー30〜50重量部及び前記アクリル酸共重合体5〜50重量部を含むことを特徴とする請求項1に記載の生分解性組成物。
- 前記繊維パウダーの繊維の長さは10〜90μmの範囲であることを特徴とする請求項1に記載の生分解性組成物。
- 前記繊維パウダーは、木材、藁、サトウキビ、竹、木質茎、靭皮繊維、葉繊維または種苗から得られることを特徴とする請求項1に記載の生分解性組成物。
- 前記アクリル酸共重合体は化学式1の構造を有することを特徴とする請求項1に記載の生分解性組成物。
R3及びR4は独立に(メタ)アクリル酸、N−メチルオールアクリルアミド、スチレン、酢酸ビニル、ビニルアルコール、アクリロ二トリル、アクリルアミド、無水マレイン酸、マレイン酸、1,3−ブタジエン、フタル酸ジアリル、イタコン酸またはネオペンチルグリコールから導かれる繰返し単位であり;
そして、l、m、n及びxは各々0.2〜0.6、0.1〜0.6、0.05〜0.5及び0.05〜0.5の範囲のモル分率である。 - R1及びR2が独立にメチル、エチル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、t−ブチル、2−ヒドロキシエチル、2−エトキシエチル、デシル、2−エチルヘキシル、2−ヒドロキシプロピル、グリシジル、ラウリル及び2−(ジメチルアミノ)エチルから選択されることを特徴とする請求項7に記載の生分解性組成物。
- 前記組成物の総重量に対して保存剤を0.05〜2重量%含むことを特徴とする請求項1に記載の生分解性組成物。
- 前記保存剤はソルビン酸、ソルビン酸カリウム、安息香酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カルシウム、デヒドロ酢酸ナトリウム及びp−ヒドロキシ安息香酸ブチルで構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項9に記載の生分解性組成物。
- 20〜90℃で繊維パウダーをアクリル酸共重合体、天然高分子、溶媒及び選択的に保存剤と混合して成形用組成物を製造することを含むことを特徴とする請求項1の生分解性組成物を製造するための工程。
- 前記混合段階は、
a)アクリル酸共重合体と繊維パウダーを混合してアクリル酸共重合体でコーティングされた機能性繊維パウダーを製造し、
b)前記機能性繊維パウダーと天然高分子及び溶媒を混合して成形用組成物を製造することを含む二段階の工程によって遂行されることを特徴とする請求項11に記載の工程。 - 前記成形用組成物は繊維パウダー5〜30重量%、アクリル酸共重合体1〜20重量%、天然高分子10〜50重量%、溶媒30〜60重量%及び選択的に保存剤0.05〜2重量%を含むことを特徴とする請求項11に記載の工程。
- 前記繊維パウダーのアクリル酸共重合体に対する混合割合は1対0.1〜2の範囲内にあることを特徴とする請求項12に記載の工程。
- 前記溶媒は水、アルコール、アルカリもしくは酸性水溶液またはそれらの混合物であることを特徴とする請求項11に記載の工程。
- 前記成形用組成物を、100〜250℃の温度で加熱したモールドを使い、0.5〜8kgf/cm2の圧力で10秒乃至5分間望ましい形態に成形することを含むことを特徴とする請求項11に記載の工程。
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