JP3059200B2 - 易崩壊性樹脂組成物 - Google Patents

易崩壊性樹脂組成物

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【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は物理適強度にすぐれた易崩壊性樹脂組成物に
関する。
B.従来の技術 一般に合成高分子は高度の材料特性をそなえ加工性に
すぐれしかも安価であるため、あらゆる分野で広く利用
されている。しかしその成形品はかさ高く、自らの耐久
性のため投棄あるいは埋め立てしても自然に崩壊せず、
また焼却すれば発熱量が高いため、焼却設備をいためる
など、最近プラスチツク廃棄物の処理法が問題となつて
いる。そのため光あるいは微生物などによつて、部分的
に分解させることにより、該プラスチツク廃棄物のかさ
高さを減少させ、廃棄物の処理施設あるいは埋め立て地
を有効に利用する研究がなされてきた。
なかでも、完全な生物分解性を有する天然物である澱
粉に、熱可塑性樹脂をブレンドすることにより、生物崩
壊性を有する、熱可塑性樹脂組成物に関する研究は盛ん
におこなわれている。この場合、澱粉にブレンドする熱
可塑性樹脂としては、澱粉に対して相溶性を有し、組成
物全体に対する熱可塑化効果の高い熱可塑性樹脂を選択
する必要があるが、かかる熱可塑性樹脂のなかでもエチ
レン−ビニルアルコール共重合体(以下EVOHと略す)は
澱粉との相溶性にすぐれるため、澱粉とEVOHよりなる組
成物は少ない添加量で良好な熱可塑性ならびに易崩壊性
を示し、くわえて透明性の良好な組成物が得られること
は公知である。しかしながら該組成物は澱粉由来の物理
的性質の低さのため、物理的特性とくに高強度、高弾性
率が得られなという欠点があつた。
こうした欠点を補う目的で熱可塑性樹脂に補強材とし
てフイラー、あるいは物理的強度を有する合成樹脂をブ
レンドすることによりその成形物の引張り強度、あるい
は/又は弾性率を向上させた熱可塑性強化プラスチツク
を得ることについては公知である。
しかしながら、該澱粉とEVOHよりなる樹脂組成物に物
理的強度向上の目的で種々の補強剤をブレンドすると、
補強剤によつては、澱粉由来の生物分解性を阻害し、物
理的強度は有するが、微生物による崩壊性の小さいある
いは/または全く崩壊性を有さない樹脂組成物が得られ
ることがしばしばあつた。
C.本発明が解決しようとする課題 本発明は良好な熱可塑性、土中で微生物による易崩壊
性、並びに物理的強度を有する樹脂組成物を提供するこ
とにある。
D.課題を解決するための手段 補強材をブレンドした結果、組成物全体が物理的強度
を有するためには、澱粉とEVOHの組成物と補強材の界面
が強固に接着することが重要である。また同時に生物崩
壊性を持たせるためには補強材をブレンドすることによ
り、澱粉とEVOHの組成物よりなる相に対し生物学的攻撃
を阻害するような効果を及ぼさないことが重要である。
該効果とは例えば、補強材中に含まれる一成分がブレン
ドにより澱粉とEVOHの組成物よりなる相に移行し、生物
崩壊性を阻害する効果、あるいは補強材と澱粉とEVOHの
組成物よりなる相との相界面で分子的な絡み合いが生
じ、生物崩壊性を物理的に阻害するなどの効果である。
本発明者らの鋭意検討の結果、驚くべきことに澱粉と
EVOH、必要によつては可塑剤をブレンドした組成物にさ
らに下記(a)〜(b)より選ばれる少なくとも1種の
フイラーを添加することにより、熱可塑性を有し、成形
品としての使用時はすぐれた物理的強度を有し、その
後、廃棄物として投棄あるいは埋め立てした後には、土
中の微生物によつて崩壊をうけ、すみやかにその物理的
強度を消失するという、物理的強度および易崩壊性とい
う2つの性質を具備する樹脂組成物を見出だすに至つ
た。
(a)タルク、クレーおよびマイカより選ばれる少なく
とも1種の無機フイラー (b)セルロース系繊維、ポリビニルアルコール(PV
A)系繊維より選ばれる少なくとも1種の繊維状フイラ
ー 本発明においては、無機フイラー(a)としてタル
ク、クレー、マイカが使用される。無機フイラーのなか
でもガラスビーズ、ウオラストナイトなどはブレンドし
ても物理的強度の向上効果が認められず、また炭酸カル
シウム、硫酸バリウムなどは物理的強度の向上効果は認
められるが生物崩壊性が低下する。
また本発明においては繊維状フイラー(b)としてPV
A系繊維、セルロース系繊維が用いられる。繊維状フイ
ラーのなかでもポリエステル系繊維、ガラス繊維、ポリ
オレフイン系繊維は物理的強度の向上効果が認められ
ず、またポリアミド系繊維は物理的強度の向上効果が認
められるが生物崩壊性が低下する。また繊維状フイラー
としては短繊維あるいはチヨツプドストランドで使用し
てもよいし、また用途によつてはロービング、織物、不
織布状で使用してもい。ここでPVA系繊維としては重合
度1500以上、好ましくは2000以上、さらに好ましくは30
00以上で、ケン化度90モル%以上、好ましくは96モル%
以上さらに好ましくは99モル%以上のビニルアルコール
系重合体または共重合体から得られる繊維、あるいはそ
のアセタール化(ホルマール化、ブチラール化など)繊
維などがあげられる、またセルロース系繊維としてはビ
スコースレーヨン、キユプラ、酢酸セルロース繊維など
があげられる。
これらの無機フイラー(a)および繊維状フイラー
(b)は単独で使用してもよいし、2種以上を併用する
こともできる。またこれらのフイラーの中ではタルク、
マイカ、PVA繊維状フイラーが好適である。
澱粉とEVOHと増量剤よりなる樹脂組成物に関しては、
特開平2−14228に記載があるが、該公報にはフイラー
とくに無機フイラー、あるいは繊維状フイラーの使用に
関する記載がなく、具体例として有機天然物あるいは合
成高分子を挙げ、これらを単なる増量剤として用いてい
るのみである。一方、本発明の目的には補強材としてフ
イラーを使用することにあるため、本発明の樹脂組成物
とは技術的思想が異なる。
本発明において、澱粉とはコーンスターチ、ポテトス
ターチなどの生澱粉、これらに物理的あるいは化学的処
置を施した加工でんぷん(デキストリン、酸化でんぷ
ん、エーテル化でんぷん、カチオン化でんぷんなど)を
意味している。
本発明に使用されるEVOHとしては、代表的にはエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体けん化物があげられ、そのエチ
レン含有量は20〜65モル%、好適には25〜60モル%、酢
酸ビニル成分のけん化度は90%以上、好適には96%以上
である。エチレン含有量が20モル%以下になると、成形
温度が分解温度に近くなり、成形が困難になる。一方、
エチレン含有量が65モル%以上になると、澱粉との相溶
性が低下し、組成物の物理的強度が低下する。
また該EVOHは本発明の効果が阻外されない範囲でプロ
ピレン、ブチレン、ビニルピロリドン、ビニルシラン系
化合物、不飽和カルボン酸無水物などを付加あるいは共
重合によつて変性することは自由である。
本発明の樹脂組成物を得るための各成分の配合比とし
ては澱粉が10〜90重量%、EVOHが90〜10重量%よりなる
組成物100重量部に対しフイラーが5〜100重量部であ
る。
澱粉が10重量%未満、あるいはEVOHが90重量%を越え
ると廃棄物として投棄後、微生物による十分な崩壊性が
得られない。一方澱粉が90重量%を越える、あるいはEV
OHが10重量%未満であると熱可塑性が失われ、熱成形出
来なくなる。またフイラーについては5重量部未満であ
ると、物理的強度が得られず、一方100重量部を越える
と該組成物の熱成形性あるいは/生物崩壊性が低下す
る。好適な配向比としては澱粉が30〜90重量%、EVOHが
10カー70重量%よりなる組成物100重量部に対し、フイ
ラーが20〜50重量部である。
本発明では、樹脂組成物の成形加工性、可とう性を増
すために可塑剤を加えることは自由である。
可塑剤の例としてはポリエチレングリコール、エチレ
ングリコール、ジグリセリン、グリセリン、1,3−およ
び1,4−ブタンジオール、1,2−プロピレングリコール、
ソルビトール、ε−カプロラクタム、尿素、トルエンス
ルホン酸アミド、ラウルアミド、アセトアミ、ホルムア
ミド、ジメチルスルホキシド、ジオクチルフタレート、
ジブチルフタレート、水などから選ばれる1種あるいは
2種が混合して用いられる。好適にはグリセリン、水、
尿素などが用いられる。
さらに本発明の樹脂組成物は発明の効果が阻外されな
い範囲で熱安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、食物
油、着色剤などブレンドすることも自由である。
該樹脂組成物を得るための各成分の配合手段として
は、リボンブレンダー、高速ミキサーコニーダー、ミキ
シングロール、押出機、インテンシブミキサー等が用い
られる。
本発明の樹脂組成物は周知の押出機、射出成形機、プ
レス成形機などを用いて任意の成形物(例:フイルム、
シート、各種容器、各種射出成形品)を得ることができ
る。
成形物の例としては特に制限はないが、ある期間使用
したのち、廃棄される成形物、例えば食品容器としての
カツプ、ボトル、トレー、農業用資材としてのシート、
くい、根おおい、プランター、農薬・肥料・土壌改良剤
等の容器あるいはキヤリー材料、日用品として結束ひ
も、子供用のおもちや、ゴミ箱、工業用としてクツシヨ
ン材、パツキン、各種コンテナーなどがあげられる。
また該成形品を使用した後、廃棄する場合には一般の
ゴミと同様のゴミ集積地に投棄した直後より崩壊がはじ
まるが、土中の微生物による崩壊の効果を高めるために
土中への埋め立てによる処理方法が好適である。
以下、実施例にてより詳細な説明を行うが、これによ
り本発明がなんら限定されるものではない。
E.実施例 実施例1 澱粉としてとうもろこし澱粉(シキシマスターチ製コ
ーンスターチ)75重量%、EVOHとしてエチレン含有量44
モル%、けん化度99%のもの25重量%をドライブレンド
して得た組成物100重量部、フイラーとしてタルク(フ
ジタルク製PKP−80)20重量部、可塑剤としてグリセリ
ン、水をそれぞれ20、10重量部をあらかじめヘンシルミ
キサーを用いてブレンドし、スクリユー直径40mm、L/D
=26のフルフライト型スクリユーを有する一軸押出し機
を用い、溶融混練し、押出し機先端に取り付けたペレツ
トダイより押し出し温度130℃にてサトランドと化し、
ひきつづきペレタイザーを用い、ペレツトと化した。
該ペレツトをスクリユー直径40mmのスクリユー式射出
成形機を用い、射出温度140℃、射出圧40kg/cm2、金型
温度70℃にてダンベル状射出成形物を得た。該ダンベル
は、引張試験機にて5mm/minのスピード引張され、引つ
張り破断強度を測定した。さらに同測定機を用い、スパ
ン長96mm、圧縮速度3mm/minに曲げ試験を行い、曲げ弾
性率を測定した。結果を表−1に示す。
一方、該ペレツトはホツトプレスを用い、温度130
℃、プレス圧100kg/cm2にて厚さ約100μの均一にシート
を成形し、標準活性汚泥中35℃にて6ケ月保存された。
6ケ月後の該シートの状態を次の4段階で評価し、結果
を表−1に示した。
A……ひどく損傷 B……かなり損傷 C……やや損傷 D……不変 実施例2〜3 表−1に示す条件以外は実施例1と同様の条件で評価
を実施した。結果を表−1に示す。
実施例4 フイラーとして、重合度3500の完全ケン化ポリビニル
アルコール(PVA)9重量%硼酸3.5重量%を含む水溶液
を105℃に加熱し、水酸化ナトリウム15g/、および硫
酸ナトリウム350g/を含む60℃の水溶液からなる凝固
浴に1000ホールの金型の円形ノズルを有する口医金を通
じて紡糸し、引き続き常法にて水洗、延伸、乾燥、カツ
トを行い、全延伸率25倍、繊度2.5dr,カツト長3mmのPVA
短繊維を用い、表−1に示す条件以外は実施例1と同様
の条件で評価を実施した。結果を表−1に示す。
実施例5および比較例1〜4 表−1に示す条件以外は実施例1と同様の条件で評価
を実施した。結果を表−1に示す。
F.発明の効果 本発明の樹脂組成物は優れた物理的強度および生物に
よる崩壊性を示す熱埋可塑性樹脂組成物である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08L 29/04 C08L 29/04 (56)参考文献 特開 平2−14228(JP,A) 特開 昭56−135509(JP,A) 特開 平3−31333(JP,A) 特開 昭64−43554(JP,A) 特表 平4−500834(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 3/00 - 3/10 C08L 29/02 - 29/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】澱粉10〜90重量%およびエチレン含有量20
    〜65モル%のエチレン−ビニルアルコール共重合体90〜
    10重量%を含む組成物100重量部に対し下記(a)〜
    (b)より選ばれる少なくとも1種のフイラー5〜100
    重量部からなる易崩壊性樹脂組成物。 (a)タルク、クレーおよびマイカより選ばれる少なく
    とも1種の無機フイラー (b)セルロース系繊維、ポリビニルアルコール系繊維
    より選ばれる少なくとも1種の繊維状フイラー
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