JP2958347B2 - 生分解性プラスチック材料製発泡物品およびその製造方法 - Google Patents
生分解性プラスチック材料製発泡物品およびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、生分解性プラスチック材料製発泡物品およ
びそのような物品の製造方法に関する。
びそのような物品の製造方法に関する。
近年、生分解性成形物品を製造する為に、多くの努力
が為されている。そのような物品の製造の為に提案され
た多くの材料の中で、澱粉は、廉価で、自然界に非常に
豊富にある天然物であり、完全に生分解性であるので、
最も望ましいことは確かである。
が為されている。そのような物品の製造の為に提案され
た多くの材料の中で、澱粉は、廉価で、自然界に非常に
豊富にある天然物であり、完全に生分解性であるので、
最も望ましいことは確かである。
公開ヨーロッパ特許出願EP−A−304 401には、変性
澱粉からのカプセルの射出成形方法が記載されている。
しかし、この方法により製造された物品は、非常に水溶
性である上、低い機械的性質しか有していない。
澱粉からのカプセルの射出成形方法が記載されている。
しかし、この方法により製造された物品は、非常に水溶
性である上、低い機械的性質しか有していない。
未公開イタリア特許出願第41002−A/89及び対応する
国際出願PCT/EP90/00375(未公開)は、改良された機械
的性質を持つ成形物品の製造を可能にする方法を開示し
ており、この方法では、澱粉は、90〜150℃の温度に加
熱された押出機において、エチレン−アクリル酸共重合
体と混合され、混合により尿素及び/又はアンモニアが
添加される。この方法では、押出物の水含量は6重量%
未満、好ましくは2重量%未満にされ、得られる組成物
は、130〜160℃の温度で押出成形される。
国際出願PCT/EP90/00375(未公開)は、改良された機械
的性質を持つ成形物品の製造を可能にする方法を開示し
ており、この方法では、澱粉は、90〜150℃の温度に加
熱された押出機において、エチレン−アクリル酸共重合
体と混合され、混合により尿素及び/又はアンモニアが
添加される。この方法では、押出物の水含量は6重量%
未満、好ましくは2重量%未満にされ、得られる組成物
は、130〜160℃の温度で押出成形される。
EP−A−087 847は、粒状または粉末化澱粉を10〜30
重量%の水および気体形成又は気体発生発泡剤の存在下
に押出プレスにより60〜220℃の温度に加熱することに
より、澱粉製発泡ゼラチン化製品を製造する方法を記載
している。得られた発泡材は、連続気泡を有し、水溶性
が非常によく、それ故、壊れ易い物品の保護の為の包装
用材料、音響吸収もしくは断熱材又は食品材料としてし
か使用できない。
重量%の水および気体形成又は気体発生発泡剤の存在下
に押出プレスにより60〜220℃の温度に加熱することに
より、澱粉製発泡ゼラチン化製品を製造する方法を記載
している。得られた発泡材は、連続気泡を有し、水溶性
が非常によく、それ故、壊れ易い物品の保護の為の包装
用材料、音響吸収もしくは断熱材又は食品材料としてし
か使用できない。
本発明の目的は、実質的に生分解性であると共に、水
不溶性であり、かつ熱可塑性物質の常套の加工方法、た
とえば押出成形又は射出成形により製造でき、従来の発
泡プラスチックと同等の機械的性質、たとえば曲げ強さ
及び伸びを有する発泡物品を提供することである。
不溶性であり、かつ熱可塑性物質の常套の加工方法、た
とえば押出成形又は射出成形により製造でき、従来の発
泡プラスチックと同等の機械的性質、たとえば曲げ強さ
及び伸びを有する発泡物品を提供することである。
この目的に鑑み、本発明の第1の要旨は、澱粉とエチ
レン−アクリル酸共重合体及びエチレン−ビニルアルコ
ール共重合体並びにこれらの混合物から成る群から選択
された合成ポリマーとを含む物質から形成され、独立気
泡構造及び0.1〜0.3g/cm3の密度を持つ発泡物品に存す
る。
レン−アクリル酸共重合体及びエチレン−ビニルアルコ
ール共重合体並びにこれらの混合物から成る群から選択
された合成ポリマーとを含む物質から形成され、独立気
泡構造及び0.1〜0.3g/cm3の密度を持つ発泡物品に存す
る。
発泡物品の製造に使用されるエチレン−ビニルアルコ
ール共重合体は、好ましくは10〜40重量%(15〜50モル
%)、より好ましくは30〜35モル%のエチレン含量を有
し、そのメルトフローインデックス(230℃、2.16kg)
は2〜50、好ましくは6〜20である。
ール共重合体は、好ましくは10〜40重量%(15〜50モル
%)、より好ましくは30〜35モル%のエチレン含量を有
し、そのメルトフローインデックス(230℃、2.16kg)
は2〜50、好ましくは6〜20である。
エチレン−ビニルアルコール共重合体にとって更に好
ましい性質は次の通りである: 好ましいエチレン−アクリル酸共重合体(EAA)は、
アクリル酸を3〜30重量%、好ましくは20重量%、対応
してエチレンを97〜70重量%、好ましくは80重量%含む
混合物の共重合により得られる共重合体である。
ましい性質は次の通りである: 好ましいエチレン−アクリル酸共重合体(EAA)は、
アクリル酸を3〜30重量%、好ましくは20重量%、対応
してエチレンを97〜70重量%、好ましくは80重量%含む
混合物の共重合により得られる共重合体である。
使用される澱粉は、天然または植物起源の、本質的に
アミロース及び/又はアミロペクチンから成る澱粉全て
を包含する。澱粉は、種々の植物、たとえばじゃがい
も、米、タピオカ、トウモロコシ及び穀類(ライムギ、
カラスムギ、コムギなど)から得られ、トウモロコシ澱
粉が好ましい。化学的に改質された澱粉も、澱粉として
使用することができる。
アミロース及び/又はアミロペクチンから成る澱粉全て
を包含する。澱粉は、種々の植物、たとえばじゃがい
も、米、タピオカ、トウモロコシ及び穀類(ライムギ、
カラスムギ、コムギなど)から得られ、トウモロコシ澱
粉が好ましい。化学的に改質された澱粉も、澱粉として
使用することができる。
澱粉とポリマーは、9:1〜1:9、好ましくは4:1〜1:4の
比で使用することができるが、特に本発明は、澱粉とポ
リマーとの合計量に対して合成ポリマーが20〜40重量%
を占める物品に関する。
比で使用することができるが、特に本発明は、澱粉とポ
リマーとの合計量に対して合成ポリマーが20〜40重量%
を占める物品に関する。
本発明の発泡物品は、物理的発泡剤、たとえば二酸化
炭素及びn−ヘプタン又は化学的発泡剤、たとえば炭酸
塩類を用いて製造することができ、これら発泡剤は、澱
粉とポリマーとのブレンドと共に押出機バレルに供給さ
れる。
炭素及びn−ヘプタン又は化学的発泡剤、たとえば炭酸
塩類を用いて製造することができ、これら発泡剤は、澱
粉とポリマーとのブレンドと共に押出機バレルに供給さ
れる。
好ましい方法によれば、炭酸水素ナトリウムが澱粉と
相溶性のあるポリマー酸と共に用いられる。
相溶性のあるポリマー酸と共に用いられる。
従って、本発明の他の要旨は、澱粉とエチレン−アク
リル酸共重合体及びエチレン−ビニルアルコール共重合
体並びにこれらの混合物から成る群から選択された合成
ポリマーとを含む組成物を、発泡剤としてのポリマー酸
および炭酸水素ナトリウムの存在下に押出成形する工程
を含むことを特徴とする生分解性プラスチック材料から
成る発泡物品の製造方法に存する。
リル酸共重合体及びエチレン−ビニルアルコール共重合
体並びにこれらの混合物から成る群から選択された合成
ポリマーとを含む組成物を、発泡剤としてのポリマー酸
および炭酸水素ナトリウムの存在下に押出成形する工程
を含むことを特徴とする生分解性プラスチック材料から
成る発泡物品の製造方法に存する。
従来の合成プラスチック材料の発泡物品の製造に、化
学的発泡剤として炭酸水素ナトリウムを使用することは
既知である。しかし、それを唯一の発泡剤として使用す
ると、膨張に関する性質では劣る発泡プラスチック物品
しか製造することができない。実際、たとえば発泡ポリ
スチレンシートの製造などでは、炭酸水素ナトリウム
は、物理的発泡剤と共に成核剤として有利に使用されて
いる。上記EP−A−087 847に開示されているように、
炭酸水素ナトリウムを澱粉の発泡剤として使用すると、
連続気泡構造が得られ、連続気泡構造は、本発明の目的
には適していない。
学的発泡剤として炭酸水素ナトリウムを使用することは
既知である。しかし、それを唯一の発泡剤として使用す
ると、膨張に関する性質では劣る発泡プラスチック物品
しか製造することができない。実際、たとえば発泡ポリ
スチレンシートの製造などでは、炭酸水素ナトリウム
は、物理的発泡剤と共に成核剤として有利に使用されて
いる。上記EP−A−087 847に開示されているように、
炭酸水素ナトリウムを澱粉の発泡剤として使用すると、
連続気泡構造が得られ、連続気泡構造は、本発明の目的
には適していない。
本発明の方法の範囲においては、上記ポリマー酸との
組み合わせにより、炭酸ナトリウムが効果的な発泡作用
を示し、密度が0.1まで下がった、一般には0.1〜0.3で
ある発泡物質の製造が可能になることが見い出された。
組み合わせにより、炭酸ナトリウムが効果的な発泡作用
を示し、密度が0.1まで下がった、一般には0.1〜0.3で
ある発泡物質の製造が可能になることが見い出された。
発泡の物理的化学的機構に立ち入ることは欲しない
が、本発明の方法では、発泡は炭酸水素ナトリウムの熱
分解により起こるのではなく、使用したポリマーのカル
ボキシル基と炭酸水素塩が化学的に反応して二酸化炭素
及び水を発生する結果生じると考えることができる。
が、本発明の方法では、発泡は炭酸水素ナトリウムの熱
分解により起こるのではなく、使用したポリマーのカル
ボキシル基と炭酸水素塩が化学的に反応して二酸化炭素
及び水を発生する結果生じると考えることができる。
使用されるポリマー酸は、好ましくは、側鎖カルボキ
シル基を有するポリマー、たとえばポリアクリル酸、エ
チレン−アクリル酸共重合体及びエチレン−ビニルアル
コール−アクリル酸共重合体である。先に規定したのと
同じEAA共重合体を使用してもよい。
シル基を有するポリマー、たとえばポリアクリル酸、エ
チレン−アクリル酸共重合体及びエチレン−ビニルアル
コール−アクリル酸共重合体である。先に規定したのと
同じEAA共重合体を使用してもよい。
押出温度は、澱粉と混合する共重合体の選択に依存し
て、100〜180℃であってよい。
て、100〜180℃であってよい。
澱粉と混合する共重合体及びポリマー酸が共にEAAで
ある態様では、押出温度は、100〜120℃、好ましくは10
0〜110℃の低温、即ち炭酸水素塩の熱分解温度以下であ
ってもよい。この態様によれば発泡の最良の結果は、炭
酸水素塩の熱分解温度以下の温度に加熱した押出機によ
り押出を行った場合に得られたという事実は、発泡が、
ポリマー酸のカルボキシル基と炭酸水素塩との化学反応
の結果二酸化炭素と水が発生したことにより生じるとい
う仮説を支持している。
ある態様では、押出温度は、100〜120℃、好ましくは10
0〜110℃の低温、即ち炭酸水素塩の熱分解温度以下であ
ってもよい。この態様によれば発泡の最良の結果は、炭
酸水素塩の熱分解温度以下の温度に加熱した押出機によ
り押出を行った場合に得られたという事実は、発泡が、
ポリマー酸のカルボキシル基と炭酸水素塩との化学反応
の結果二酸化炭素と水が発生したことにより生じるとい
う仮説を支持している。
加えられる炭酸水素ナトリウムの量は、ポリマー酸の
3つのカルボキシル基の各当量に対して炭素水素塩少な
くとも0.3当量である。
3つのカルボキシル基の各当量に対して炭素水素塩少な
くとも0.3当量である。
発泡を促進する為に、たとえばケイ酸塩のような成核
剤をポリマー組成物に加えてもよい。
剤をポリマー組成物に加えてもよい。
更に発泡(押出)物品の密度を下げる為に、所望によ
り押出機中のポリマー組成物に充填材として、上記EP−
A−087 847の方法により得られるような粒状の熱分解
発泡澱粉または中空ガラス微小球を、全組成物の30重量
%まで、好ましくは5〜20重量%の量で加えてもよい。
り押出機中のポリマー組成物に充填材として、上記EP−
A−087 847の方法により得られるような粒状の熱分解
発泡澱粉または中空ガラス微小球を、全組成物の30重量
%まで、好ましくは5〜20重量%の量で加えてもよい。
押出工程は、澱粉が実質的に変性され、澱粉相が共重
合体相に相互浸透するように行なわれる。
合体相に相互浸透するように行なわれる。
澱粉の変性を促進する為に、一般に10〜13重量%の水
を本質的に含んでいる澱粉に、乾燥澱粉の重量に対して
約25重量%までの水を加えてもよい。しかし、最終製品
の水含量は、6重量%以下、好ましくは0〜2重量%で
なければならない。
を本質的に含んでいる澱粉に、乾燥澱粉の重量に対して
約25重量%までの水を加えてもよい。しかし、最終製品
の水含量は、6重量%以下、好ましくは0〜2重量%で
なければならない。
押出される組成物は、全組成物の30重量%までの尿素
及び高沸点可塑剤、たとえばグリセリン、エチルグリコ
ールなどを含んでいてもよい。更に、製造する発泡物品
の望ましい特性及び用途に応じて、他の添加剤を考慮し
てもよい。添加剤には、ポリビニルアルコールのような
ポリマー物質、プラスチック物品の製造に使用される紫
外線安定剤、難燃剤、抗菌剤、除草剤、酸化防止剤、肥
料、乳白剤、粘着防止剤、潤滑剤及び可塑剤のような添
加剤が包含される。
及び高沸点可塑剤、たとえばグリセリン、エチルグリコ
ールなどを含んでいてもよい。更に、製造する発泡物品
の望ましい特性及び用途に応じて、他の添加剤を考慮し
てもよい。添加剤には、ポリビニルアルコールのような
ポリマー物質、プラスチック物品の製造に使用される紫
外線安定剤、難燃剤、抗菌剤、除草剤、酸化防止剤、肥
料、乳白剤、粘着防止剤、潤滑剤及び可塑剤のような添
加剤が包含される。
また、発泡物品は、PCT/EP90/00375に記載の方法によ
り予め製造された澱粉と相溶性ポリマーとのペレットに
炭酸水素ナトリウムを添加することにより製造すること
もできる。
り予め製造された澱粉と相溶性ポリマーとのペレットに
炭酸水素ナトリウムを添加することにより製造すること
もできる。
実施例1 水含量11%の澱粉[グローブ3401セレスター(GLOBE
3401 CERESTAR)]36重量%、 アクリル酸含量20%のダウ・ケミカル(Dow Chemica
l)共重合体EAA5981,36重量%、 水6重量%、 尿素14%、及び 炭酸水素ナトリウム8重量% を含む組成物を調製した。
3401 CERESTAR)]36重量%、 アクリル酸含量20%のダウ・ケミカル(Dow Chemica
l)共重合体EAA5981,36重量%、 水6重量%、 尿素14%、及び 炭酸水素ナトリウム8重量% を含む組成物を調製した。
成分を予備混合し、発泡チューブの押出の為に押出機
に供給した。押出機中の温度は、100〜110℃の範囲に保
った。
に供給した。押出機中の温度は、100〜110℃の範囲に保
った。
発泡製品は、約0.15g/cm3の密度、0.3〜2mmの独立気
泡寸法及び10%より大きい伸びを有していた。
泡寸法及び10%より大きい伸びを有していた。
実施例2 水含量11%の澱粉(グローブ3401セレスター)36重量
%、 ダウ・ケミカルEAA共重合体5981,18重量%、 水6重量%、 グリセリン9重量%、 尿素5%、 エチレン−ビニルアルコール(エチレンコモノマー含
量30モル%)18%、及び 炭酸水素ナトリウム8重量% を含む組成物を調製した。
%、 ダウ・ケミカルEAA共重合体5981,18重量%、 水6重量%、 グリセリン9重量%、 尿素5%、 エチレン−ビニルアルコール(エチレンコモノマー含
量30モル%)18%、及び 炭酸水素ナトリウム8重量% を含む組成物を調製した。
組成物を、押出機バレル中、17℃で混合し、射出成形
して、3×120×20mmの寸法を持つスラブ試料を得た。
して、3×120×20mmの寸法を持つスラブ試料を得た。
発泡製品は、約0.3g/cm3の密度及び0.5〜2.5mmの独立
気泡寸法を有していた。
気泡寸法を有していた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 33/02 C08L 33/02 (72)発明者 ロンビ、ロベルト イタリア国 イ―28100 ノヴァーラ、 ヴィア・ファーラ 51番 (72)発明者 ラルリス、アンジェロス イタリア国 イ―28100 ノヴァーラ、 ヴィア・リヴォルタ 23番 (56)参考文献 特開 昭56−149444(JP,A) 特開 昭54−81370(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08J 9/04 - 9/14 C08L 3/02,23/08,23/26 C08L 29/04,33/06
Claims (16)
- 【請求項1】澱粉とエチレン−アクリル酸共重合体及び
エチレン−ビニルアルコール共重合体並びにこれらの混
合物から成る群から選択された合成ポリマーとを含む物
質から形成され、独立気泡構造及び0.1〜0.3g/cm3の密
度を持つ、生分解性プラスチック製発泡物品。 - 【請求項2】エチレン−ビニルアルコール共重合体が、
10〜40重量%のエチレン含量及び6〜20のメルトフロー
インデックスを有する請求の範囲1記載の発泡物品。 - 【請求項3】エチレン−アクリル酸共重合体が、3〜30
重量%のアクリル酸及び97〜70重量%のエチレンを含む
混合物の共重合により得られたものである請求の範囲1
記載の発泡物品。 - 【請求項4】澱粉及び共重合体が1:4〜4:1の重量比で存
在する請求の範囲1記載の発泡物品。 - 【請求項5】更に尿素及び/又は高沸点可塑剤を含む請
求の範囲1記載の発泡物品。 - 【請求項6】エチレン−アクリル酸共重合体、ポリアク
リル酸及びエチレン−アクリル酸−ビニルアルコール共
重合体から成る群から選択されるポリマー酸を更に含む
請求の範囲1記載の発泡物品。 - 【請求項7】粒状熱分解発泡澱粉又は中空ガラス微小球
から成る充填剤を含む請求の範囲1記載の発泡物品。 - 【請求項8】澱粉とエチレン−アクリル酸共重合体及び
エチレン−ビニルアルコール共重合体から成る群から選
択された合成ポリマーとを含む組成物を、発泡剤として
のポリマー酸および炭酸水素ナトリウムの存在下に押出
成形する工程を含むことを特徴とする生分解性プラスチ
ック材料から成る発泡物品の製造方法。 - 【請求項9】ポリマー酸が、ポリアクリル酸、エチレン
−アクリル酸共重合体及びエチレン−アクリル酸−ビニ
ルアルコール共重合体から成る群から選択される請求の
範囲8記載の方法。 - 【請求項10】共重合体が、3〜20重量%のアクリル酸
及び97〜70重量%のエチレンを含む混合物の共重合によ
り得られる請求の範囲8記載の方法。 - 【請求項11】エチレン−ビニルアルコール共重合体
が、10〜40重量%のエチレン含量及び6〜20のメルトフ
ローインデックスを有する請求の範囲8記載の方法。 - 【請求項12】炭酸水素ナトリウムの量が、ポリマー酸
中のカルボキシル基の各当量に対して少なくとも0.3当
量の炭酸水素塩当量である請求の範囲8記載の方法。 - 【請求項13】澱粉及び共重合体が1:4〜4:1の重量比で
存在する請求の範囲8記載の方法。 - 【請求項14】組成物が、組成物全重量の30重量%まで
の尿素及び/又は高沸点可塑剤を含む請求の範囲8記載
の方法。 - 【請求項15】共重合体及びポリマー酸が共にエチレン
−アクリル酸共重合体であり、組成物は100℃から炭酸
水素塩の熱分解温度までの温度に加熱された押出機バレ
ル中で混合される請求の範囲8記載の方法。 - 【請求項16】組成物が、乾燥澱粉重量の10〜25重量%
の水を含む請求の範囲8記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT8967667A IT1232894B (it) | 1989-08-03 | 1989-08-03 | Articoli espansi di materiale plastico biodegradabile e procedimento per la loro preparazione |
IT67667-A/89 | 1989-08-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04500833A JPH04500833A (ja) | 1992-02-13 |
JP2958347B2 true JP2958347B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=11304350
Family Applications (1)
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