JP2513091C - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
本発明は生分解性および生体適合性を有する複合材料に関する。
【従来の技術および課題】
近年、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの各種プラスチッ
クが食品の包装材料、各種プラスチック製品などとして広く用いられており、プ
ラスチック廃棄物の量は増加の一途をたどっている。プラスチック廃棄物は土中
に埋めても微生物による生分解を受けず、環境の美観を損なう。 また、分解しないため埋立て処理を行う場合は用地の寿命が短く、焼却処理に
あたっては高性能焼却炉の不足も深刻であるなど、大きな社会問題となっている
。また、プラスチックの焼却にあたっては有毒物の発生による二次公害の懸念も
ある。一方、廃棄プラスチックを再処理して利用することも検討されてはいるが
未だ実用の段階には至っていない。このようにプラスチック廃棄物がもたらす諸
問題は早急な解決の必要に迫られている。このような社会的要請にもとづき使用
後は速やかに分解し、環境汚染を引き起こさない分解性のプラスチックが強く望
まれている。このような分解性プラスチツクとしては、ポリエチレンなどに金属
塩や光増感剤などを添加した組成物、あるいはポリエチレンの主鎖に一酸化炭素
を導入した光分解性プラスチックがある。このような光分解性のプラスチックは
光 の照射により劣化してぼろぼろになり、ポリマーのまま微粒子となる。しかしな
がら、数年の範囲では二酸化炭素と水にまでには分解が進行しない。このため、
埋め立て地の延命には役立たず、自然界への悪影響も減少せず、プラスチックの
リサイクルも困難となるなど、その有効性は疑問である。 これに対して、植物性繊維を主原料とする織布や紙等の基材は土中で生分解さ
れ環境に対する負荷が少ないが、耐水性、耐油性、気密性等が充分でなく包材な
どとしての使用範囲が著しく制約される。従って、これらの基材を用いて包材を
製造するには、一般にポリエチレンなどのプラスチックを被覆またはラミネート
し使用する。このような複合材料は非分解性のため、やはり廃棄処理に問題が残
る。 生分解性プラスチックは使用済みのプラスチックが土中や水中の微生物の作用
により二酸化炭素と水に分解され、無害な状態で自然に還元されるものである。
本発明の目的は耐水性、耐油性等の物性に優れ、かつ生体適合性ならびに生分解
性に優れた複合材料を提供することにある。 本発明の目的は、ポリ乳酸またはその誘導体を核物性繊維を主原料とする基材
に被覆することにより、耐水性、耐油性等の物性に優れ、かつ生体適合性ならび
に生分解性に優れた複合材料を提供することにある。 【課題を解決するための手段】 本発明は核物性繊維を含有する基材の表面にポリ乳酸またはその誘導体を被覆
し生分解性複合材料、およびその製造法を提供するものである。特に、本発明は
表面にポリ乳酸またはその誘導体を被覆した包装用紙およびこれを用いた包装容
器を提供するものである。 本発明の複合材料は、疎水性生体適合材料であるポリ乳酸を熱溶融法により植物
性繊維を主原料とする基材に被覆することが好ましく、比較的短期の耐水性およ
び耐油性に優れ、かつ生分解性、生体適合性が高い。 本発明に用いられる基材としては、各種の植物性繊維を主成分として含有する
材料が用いられる。例えば、本材パルプからなる上質紙、障子紙、クラフト紙な
どの紙；綿、マニラ麻などからなる各種の糸、ロ一プ；またこれらから製造され
る容器、網などが挙げられる。 基材に被覆されるポリ乳酸はポリＤ−乳酸、ポリＬ−乳酸、ポリＤ，Ｌ−乳酸
のいずれであってもよい。ポリ乳酸の分子量は耐水性、生分解性、コストの点か
ら１０万〜１００万であるのが好ましい。またポリ乳酸の誘導体を用いてもよく
、例えば、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体、ポリ乳酸−グリセリン共重合体、
ポリ乳酸−カプロラクタム共重合体などが用いられる。これらの共重合体とする
ことにより分解速度など種々の物性の調整を行うことができる。 基材の表面に被覆材であるポリ乳酸またはその誘導体を被覆するには、基材に
被覆材の粉体を溶着させる方法、基材を被覆材の溶液中に浸漬する方法、被覆材
の溶液を基材にスプレーする方法などがある。ポリ乳酸およびその誘導体は、ク
ロロホルムなどの塩素系有機溶剤に溶解するが、これらは毒性を有し環境面への
配慮が必要であり取り扱いに注意を要する。このため溶媒を用いずに熱溶融法に
より基材への被覆を行うのが好ましい。 溶着法により本発明の複合材料を製造するには、基材の上にポリ乳酸の粉末を
散布しこれをホツトプレスなどの装置を用いて溶着させる。かかるホットプレス
による溶着を行うには、紙などの基材の上に粉体を散布して、これを温度１８０
℃〜２２０℃、圧力１００〜２００ｋｇ／ｃｍ2にて溶着する。また、浸漬法で
はポリ乳酸溶液に基材を浸漬し、常温で乾燥させる。 このようにして、耐水性、耐油性に優れた生分解性複合材料が得られる。紙に
被覆した複合材料は特に食品用の包装紙、ファーストフードなどの容器として好
ましい。 【実施例】 つぎに本発明を実施例にもとづきさらに具体的に説明する。 ［実施例１］ポリ乳酸（分子量３０万以上）の粉末（１００mesｈ） ３００mgをケント紙（２００ｍｍ×２００ｍｍ）に均一に散布した。これをホッ
トプレス(２００℃、１５０ｋｇ／ｃｍ2)の間に挾み、溶融プレスして紙にポリ
乳酸をコーティングした。得られたコート面は、均一で平滑であった。得られた
複合紙の物性は次のとおりである。 吸水度（ＪＩＳ Ｐ８１４０）０．１ｇ／ｍ2 撥水度（ＪＩＳ Ｐ８１３７）Ｒ10 耐油性（ＪＩＳ Ｐ８１４６）２０ｈ以上 透湿度（ＪＩＳ Ｚ０２０８）３０ｇ／ｍ2 ２４ｈ以下 耐ブロッキング度（ＪＩＳ Ｚ１５１５）５０℃以上 得られた複合紙は塩化ビニリデン加工紙、ポリエチレン加工紙と同等あるいは
それ以上の耐水性、耐油性を有しており、食品包装材料などに適した生分解性材
料である。 〔実施例２］コート量４３．６ｇ／ｍ2のボール紙クラフト紙を用いて実施例
１と全く同様に処理したところ同様の形状の加工紙が得られた。 ［実施例３］５％ポリ乳酸／塩化メチレン溶液を和紙（２０ｃｍ×３０ｃｍ）
に含浸させ、室温にて風乾した。（コート量４６．６ｇ／ｍ2）。得られた複合
紙は吸水量０．１ｇ／ｍ2、耐油性２０ｈ以上であった。 【発明の効果】本発明の複合材料は耐水性、耐油性等の物性が高く、かつ生分
解性に優れている。このため、使用後破棄されると土中、水中の微生物の働きに
より自然界で生分解され環境を汚染しない。また、ポリ乳酸は透明度が高いため
植物性繊維を主成分とする基材に印刷した文字が読みやすい。本発明の複合材料
は特に食品包装紙、食品包装容器、医療用包装材料などとして好ましい。
クが食品の包装材料、各種プラスチック製品などとして広く用いられており、プ
ラスチック廃棄物の量は増加の一途をたどっている。プラスチック廃棄物は土中
に埋めても微生物による生分解を受けず、環境の美観を損なう。 また、分解しないため埋立て処理を行う場合は用地の寿命が短く、焼却処理に
あたっては高性能焼却炉の不足も深刻であるなど、大きな社会問題となっている
。また、プラスチックの焼却にあたっては有毒物の発生による二次公害の懸念も
ある。一方、廃棄プラスチックを再処理して利用することも検討されてはいるが
未だ実用の段階には至っていない。このようにプラスチック廃棄物がもたらす諸
問題は早急な解決の必要に迫られている。このような社会的要請にもとづき使用
後は速やかに分解し、環境汚染を引き起こさない分解性のプラスチックが強く望
まれている。このような分解性プラスチツクとしては、ポリエチレンなどに金属
塩や光増感剤などを添加した組成物、あるいはポリエチレンの主鎖に一酸化炭素
を導入した光分解性プラスチックがある。このような光分解性のプラスチックは
光 の照射により劣化してぼろぼろになり、ポリマーのまま微粒子となる。しかしな
がら、数年の範囲では二酸化炭素と水にまでには分解が進行しない。このため、
埋め立て地の延命には役立たず、自然界への悪影響も減少せず、プラスチックの
リサイクルも困難となるなど、その有効性は疑問である。 これに対して、植物性繊維を主原料とする織布や紙等の基材は土中で生分解さ
れ環境に対する負荷が少ないが、耐水性、耐油性、気密性等が充分でなく包材な
どとしての使用範囲が著しく制約される。従って、これらの基材を用いて包材を
製造するには、一般にポリエチレンなどのプラスチックを被覆またはラミネート
し使用する。このような複合材料は非分解性のため、やはり廃棄処理に問題が残
る。 生分解性プラスチックは使用済みのプラスチックが土中や水中の微生物の作用
により二酸化炭素と水に分解され、無害な状態で自然に還元されるものである。
本発明の目的は耐水性、耐油性等の物性に優れ、かつ生体適合性ならびに生分解
性に優れた複合材料を提供することにある。 本発明の目的は、ポリ乳酸またはその誘導体を核物性繊維を主原料とする基材
に被覆することにより、耐水性、耐油性等の物性に優れ、かつ生体適合性ならび
に生分解性に優れた複合材料を提供することにある。 【課題を解決するための手段】 本発明は核物性繊維を含有する基材の表面にポリ乳酸またはその誘導体を被覆
し生分解性複合材料、およびその製造法を提供するものである。特に、本発明は
表面にポリ乳酸またはその誘導体を被覆した包装用紙およびこれを用いた包装容
器を提供するものである。 本発明の複合材料は、疎水性生体適合材料であるポリ乳酸を熱溶融法により植物
性繊維を主原料とする基材に被覆することが好ましく、比較的短期の耐水性およ
び耐油性に優れ、かつ生分解性、生体適合性が高い。 本発明に用いられる基材としては、各種の植物性繊維を主成分として含有する
材料が用いられる。例えば、本材パルプからなる上質紙、障子紙、クラフト紙な
どの紙；綿、マニラ麻などからなる各種の糸、ロ一プ；またこれらから製造され
る容器、網などが挙げられる。 基材に被覆されるポリ乳酸はポリＤ−乳酸、ポリＬ−乳酸、ポリＤ，Ｌ−乳酸
のいずれであってもよい。ポリ乳酸の分子量は耐水性、生分解性、コストの点か
ら１０万〜１００万であるのが好ましい。またポリ乳酸の誘導体を用いてもよく
、例えば、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体、ポリ乳酸−グリセリン共重合体、
ポリ乳酸−カプロラクタム共重合体などが用いられる。これらの共重合体とする
ことにより分解速度など種々の物性の調整を行うことができる。 基材の表面に被覆材であるポリ乳酸またはその誘導体を被覆するには、基材に
被覆材の粉体を溶着させる方法、基材を被覆材の溶液中に浸漬する方法、被覆材
の溶液を基材にスプレーする方法などがある。ポリ乳酸およびその誘導体は、ク
ロロホルムなどの塩素系有機溶剤に溶解するが、これらは毒性を有し環境面への
配慮が必要であり取り扱いに注意を要する。このため溶媒を用いずに熱溶融法に
より基材への被覆を行うのが好ましい。 溶着法により本発明の複合材料を製造するには、基材の上にポリ乳酸の粉末を
散布しこれをホツトプレスなどの装置を用いて溶着させる。かかるホットプレス
による溶着を行うには、紙などの基材の上に粉体を散布して、これを温度１８０
℃〜２２０℃、圧力１００〜２００ｋｇ／ｃｍ2にて溶着する。また、浸漬法で
はポリ乳酸溶液に基材を浸漬し、常温で乾燥させる。 このようにして、耐水性、耐油性に優れた生分解性複合材料が得られる。紙に
被覆した複合材料は特に食品用の包装紙、ファーストフードなどの容器として好
ましい。 【実施例】 つぎに本発明を実施例にもとづきさらに具体的に説明する。 ［実施例１］ポリ乳酸（分子量３０万以上）の粉末（１００mesｈ） ３００mgをケント紙（２００ｍｍ×２００ｍｍ）に均一に散布した。これをホッ
トプレス(２００℃、１５０ｋｇ／ｃｍ2)の間に挾み、溶融プレスして紙にポリ
乳酸をコーティングした。得られたコート面は、均一で平滑であった。得られた
複合紙の物性は次のとおりである。 吸水度（ＪＩＳ Ｐ８１４０）０．１ｇ／ｍ2 撥水度（ＪＩＳ Ｐ８１３７）Ｒ10 耐油性（ＪＩＳ Ｐ８１４６）２０ｈ以上 透湿度（ＪＩＳ Ｚ０２０８）３０ｇ／ｍ2 ２４ｈ以下 耐ブロッキング度（ＪＩＳ Ｚ１５１５）５０℃以上 得られた複合紙は塩化ビニリデン加工紙、ポリエチレン加工紙と同等あるいは
それ以上の耐水性、耐油性を有しており、食品包装材料などに適した生分解性材
料である。 〔実施例２］コート量４３．６ｇ／ｍ2のボール紙クラフト紙を用いて実施例
１と全く同様に処理したところ同様の形状の加工紙が得られた。 ［実施例３］５％ポリ乳酸／塩化メチレン溶液を和紙（２０ｃｍ×３０ｃｍ）
に含浸させ、室温にて風乾した。（コート量４６．６ｇ／ｍ2）。得られた複合
紙は吸水量０．１ｇ／ｍ2、耐油性２０ｈ以上であった。 【発明の効果】本発明の複合材料は耐水性、耐油性等の物性が高く、かつ生分
解性に優れている。このため、使用後破棄されると土中、水中の微生物の働きに
より自然界で生分解され環境を汚染しない。また、ポリ乳酸は透明度が高いため
植物性繊維を主成分とする基材に印刷した文字が読みやすい。本発明の複合材料
は特に食品包装紙、食品包装容器、医療用包装材料などとして好ましい。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】植物性繊維を含有する基材の表面にポリ乳酸またはその誘導体を
被覆し吸水度(ＪＩＳ Ｐ８１４０)０．１ｇ／ｍ2,撥水度(ＪＩＳ Ｐ８１３７)Ｒ
10かつ耐油性（ＪＩＳ Ｐ８１４６）２０時間以上の生分解性複合材料。 【請求項２】請求項１記載の生分解性複合材料を用いた包装容器。 【請求項３】植物性繊維を含有する基材の表面にポリ乳酸またはその誘導体を
溶融して被覆層を設け、吸水度(ＪＩＳ Ｐ８１４０)０．１ｇ／ｍ2,撥水度(ＪＩ
Ｓ Ｐ８１３７)Ｒ10かつ耐油性（ＪＩＳ Ｐ８１４６）２０時間以上の生分解性
複合材料を得ることを特徴とする生分解性複合材料の製造法。
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