JP3399866B2 - 生分解性樹脂発泡体及びその製造方法 - Google Patents

生分解性樹脂発泡体及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性樹脂発泡
体に関し、更に詳しくは澱粉及びポリオレフィンを主成
分とする生分解性樹脂発泡体及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】現在汎用されているプラスチック製品
は、使用後に廃棄すると自然界中で200〜400年の
歳月で分解される。また、焼却した場合にはダイオキシ
ン等の有毒ガスを発生し、大気汚染並びに高燃焼温度に
より、大気層の温度破壊を招き、環境生態に大きな影響
を及ぼしている。その一つとして、従来の石油系プラス
チックに代わり得る生分解性プラスチックに注目が集ま
っている。生分解性プラスチックを用いた発泡材料は、
特開平2−298525号公報に開示されている。この
公開特許に記載された発泡性材料は、発泡剤として水を
用いているが、弾性、圧縮強さの面で、例えばパッキン
などとしては不十分なものである。また、特開平2−1
4228号公報には、水を含む澱粉と、実質的に水に不
溶性の合成熱可塑性ポリマーからなる発泡性材料が開示
されている。特表平4−500833号公報には、澱粉
とエチレン/アクリル酸共重合体及び又はエチレン/ビ
ニルアルコール共重合体からなる生分解性プラスチック
発泡物品が開示されている。更に、澱粉、エチレン−酢
酸ビニル共重合体鹸化物、発泡剤、可塑剤及びジアルデ
ヒド化合物を含んでなる組成物を発泡させてなる崩壊性
発泡成形体(特開平5−320397号公報参照)、含
水澱粉、含水エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、
ノニオン性界面活性剤、増粘剤、および無機フィラーを
含んでなる組成物を溶融し発泡させて得られる生分解性
樹脂発泡体(特開平6−87969号公報参照)が提案
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の特開平5−320397号公報記載の崩壊性発
泡成形体は、発泡倍率5倍以下の低発泡に関するもので
あり、高発泡に関する技術は記載されていない。上記特
開平6−87969号公報記載の生分解性樹脂発泡体
は、水を発泡剤とする技術で、発泡倍率25倍程度の発
泡体が得られるが、常圧発泡の為、気泡が粗く、微細な
気泡を得ることができなかった。上記従来の生分解性樹
脂発泡体は、全て土壌中で生分解するものであり、光分
解するものは開発されていなかった。従って、本発明の
目的は、前記従来技術の欠点を解消し、高発泡で、微細
な気泡を有し、土壌中での分解だけでなく光分解性の生
分解性樹脂発泡体及びその製造方法を提供することにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の生分解性樹脂発泡体は、澱粉、芳香族ケト
ン、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤及び架橋剤を含有す
る組成物を発泡させてなるものである。本発明の生分解
性樹脂発泡体の製造方法の第一の発明は、澱粉、芳香族
ケトン、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤及び架橋剤を混
和し、混和物を密閉式金型に充填し加圧下に加熱して発
泡剤及び架橋剤を分解し、除圧して発泡体を得る製造方
法である。第二の発明は、澱粉、芳香族ケトン、ポリオ
レフィン系樹脂、発泡剤及び架橋剤を混和し、混和物を
密閉式金型に充填し加圧下に加熱して発泡剤を部分的に
分解して除圧後中間発泡体を得、次いで、常圧下で該中
間発泡体を加熱して残存する発泡剤を分解して最終発泡
体を得る製造方法である。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の生分解性樹脂発泡体で
は、生分解性樹脂発泡体の使用期間を通じて、構造的及
び機能的保全を維持するために、安定剤がポリオレフィ
ン樹脂に混和される。分解は、ポリオレフィン樹脂に混
和された生分解性成分、酸化性成分、遷移金属添加物及
び芳香族ケトンの相互作用によって生じる。分解の過程
において、生分解性成分は、新陳代謝されて、該発泡体
の表面を化学的破壊作用に暴露する。酸化性成分は、触
媒システムと共に、ポリオレフィン樹脂の酸化による崩
壊に影響を及ぼし、酸化され易い低分子量鎖を与える。
分解過程を構成する化学的、光化学的及び生分解機構
は、相互依存的作用において、連続的及び同時に起こ
り、望ましい結果をもたらす。芳香族ケトンは、ポリオ
レフィン樹脂のC−C結合の崩壊を起こす過酸化物及び
/又は過酸化水素を生じる酸化性成分の酸化に相互作用
効果を有する。更に、ケトン成分はポリオレフィン樹脂
を、太陽光線及び/又は紫外線及び熱で分解し易くす
る。芳香族ケトンは、ベンゾフェノン、アントラキノ
ン、アントロン又はアセチルベンゾフェノン又は4−オ
クチルベンゾフェノンの様な誘導体を含むことが出来
る。芳香族ケトンの好ましい例は、ベンゾフェノンであ
り、組成物中に好ましくは0.01重量%〜0.7重量
%、更に好ましくは、0.02重量%〜0.15重量%
を存在させる。
【0006】澱粉は、組成物に対しては、10重量%以
上添加すると該発泡体が生分解し易く、更に好ましく
は、15重量%以上添加される。澱粉としては、種々の
ものが使用でき、たとえばトウモロコシデンプン、馬鈴
薯デンプン、甘藷デンプン、コムギデンプン、キッサバ
デンプン、サゴデンプン、タビオカデンプン、モロコシ
デンプン、コメデンプン、マメデンプン、クズデンプ
ン、ワラビデンプン、ハスデンプン、ヒシデンプン等;
物理的変性デンプン(α−デンプン、分別アミロース、
湿熱処理デンプン等);酵素変性デンプン(加水分解デ
キストリン、酵素分解デキストリン、アミロース等);
化学分解変性デンプン(酸処理デンプン、次亜塩素酸化
デンプン、ジアルデヒドデンプン等);化学変性デンプ
ン誘導体(エステル化デンプン、エーテル化デンプン、
カチオン化デンプン、架橋デンプン等)などが例示でき
る。本発明において使用するポリオレフィン樹脂として
は、例えば、ポリプロピレン、高圧法低密度ポリエチレ
ン、低圧法低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、
高密度ポリエチレン等のポリエチレン、エチレン酢酸ビ
ニル共重合体、メタロセン触媒を使用して重合されたポ
リエチレン系樹脂等が使用できる。本発明で使用し得る
発泡剤は、ポリエチレン系樹脂の溶融温度以上の分解温
度を有する化学発泡剤であり、例えばアゾ系化合物のア
ゾジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレート
等:ニトロソ系化合物のジニトロソペンタメチレンテト
ラミン、トリニトロトリメチルトリアミン等;ヒドラジ
ッド系化合物のp,p’−オキシビスベンゼンスルホニ
ルヒドラジッド等;スルホニルセミカルバジッド系化合
物のp,p’−オキシビスベンゼンスルホニルセミカル
バジッド、トルエンスルホニルセミカルバジッド等、が
ある。
【0007】本発明でいう架橋剤とは、樹脂中において
少なくとも樹脂の流動開始温度以上の分解温度を有する
ものであって、加熱により分解され、遊離ラジカルを発
生してその分子間もしくは分子内に架橋結合を生じせし
めるラジカル発生剤であるところの有機過酸化物、例え
ばジクミルパーオキサイド、1,1−ジターシャリーブ
チルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサ
ン、2,5−ジメチル−2,5−ジターシャリーブチル
パーオキシヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジタ
ーシャリーブチルパーオキシヘキシン、α,α−ジター
シャリーブチルパーオキシイソプロピルベンゼン、ター
シャリーブチルパーオキシケトン、ターシャリーブチル
パーオキシベンゾエートなどがあるが、その時に使用さ
れる樹脂によって最適な有機過酸化物を選ばなければな
らない。
【0008】以下、本発明に係る制振性樹脂発泡体の製
造方法についてその好適な態様を具体的に説明する。ま
ず、澱粉、芳香族ケトン、ポリマー、化学物質より成る
生分解性添加剤、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、架橋
剤、及び必要に応じて発泡助剤、充填剤、顔料等を添加
し、これを加熱したミキシングロール、加圧式ニーダ
ー、押出機等によって練和する。本発明においては、発
泡助剤を発泡剤の種類に応じて添加することができる。
発泡助剤としては尿素を主成分とした化合物、酸化亜
鉛、酸化鉛等の金属酸化物、サリチル酸、ステアリン酸
等を主成分とする化合物、即ち高級脂肪酸あるいは高級
脂肪酸の金属化合物などがある。本発明においては、使
用する組成物の物性の改良あるいは価格の低下を目的と
して、架橋結合に著しい悪影響を与えない配合剤(充填
剤)、例えば酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、
酸化マグネシウム、酸化ケイ素等の金属酸化物、炭酸マ
グネシウム、炭酸カルシウム等の炭酸塩、あるいはパル
プ等の繊維物質、または各種染料、顔料並びに蛍光物
質、その他常用のゴム配合剤等を必要に応じて添加する
ことができる。
【0009】上記のように練和して得られた発泡性架橋
性組成物を密閉式金型に仕込み、プレスにて加圧下で樹
脂及び架橋剤の種類に応じて130〜170℃、好まし
くは140〜160℃において、好ましくは、10〜5
0分間加熱した後除圧し、生分解性樹脂発泡体を得る。
又は、加圧下密閉金型中で加熱して発泡剤を部分的に分
解した後除圧して中間発泡体を得、得られた中間体を常
圧下、例えば、ジャケット式加熱による発泡機中での加
熱又は熱媒浴中での加熱により、最終発泡体を得る二段
発泡法等の従来公知の発泡方法が適用出来る。常圧下で
の加熱温度は、使用する樹脂の種類に応じて140〜2
10℃、好ましくは150〜190℃の範囲に設定す
る。加熱時間は、好ましくは10〜90分、さらに好ま
しくは20〜70分である。本発明において、生分解性
樹脂の鮮度を上げる為に、木炭粉、セラミック粉等を添
加することが出来、また、必要に応じて、抗菌剤を添加
することが出来る。
【0010】
【実施例】以下、実施例を示して本発明を更に具体的に
説明するが、本発明は下記実施例により何等限定される
ものではない。 実施例1 生分解性樹脂(商品名「デグラ・ノボン マスターバッ
チ 0R0025」、メルトインデックス:21g/1
0min.(190℃/2.16kg−ASTM D1
238)、融点118〜121℃、比重0.97g/c
c、米国ワーナー・ランバート社製)20重量部、エチ
レン酢酸ビニル共重合体(商品名「ノバテックEVA
LV540」、酢酸ビニル含有量20%、MFR2.5
g/10分、密度(D):0.942g/cm、日本
ポリケム株式会社製)、アゾジカルボンアミド5.0重
量部、ジクミルパーオキサイド0.8重量部、亜鉛華
2.0重量部,ステアリン酸亜鉛0.3重量部、尿素系
発泡助剤1.0重量部からなる組成物を90℃のミキシ
ングロールにて練和し、160℃に加熱されたプレス内
の金型(195x380x28mm)に上記練和物を充
填し、35分間加圧下で加熱した後除圧し、生分解性樹
脂発泡体を得た。得られた発泡体は、均一微細な気泡を
有し、みかけ密度0.066g/cm3で、土中に埋め
ると100日程度で分解し、太陽光線が当る屋外に暴露
すると100日程度で分解した。 実施例2 実施例1において、生分解性樹脂を100重量部、エチ
レン酢酸ビニル共重合体を0重量部、ジクミルパーオキ
サイドを1.2重量部に変えた以外は、実施例1と同じ
配合及び同じ条件で、生分解性樹脂発泡体を得た。得ら
れた発泡体は、実施例1と同じ物性及び崩壊性を有して
いた。 比較例1 実施例1において、生分解性樹脂発泡体を5重量部、エ
チレン酢酸ビニル共重合体を95重量部に変えた以外
は、実施例1と同じ配合及び同じ条件で発泡体を得た。
得られた発泡体は、みかけ密度0.066g/cm3
で、実施例1と同じ環境下で放置したが、分解しなかっ
た。
【0011】実施例3 生分解性樹脂(前述)20重量部、エチレン酢酸ビニル
共重合体(前述)80重量部、アゾジカルボンアミド1
5重量部、亜鉛華0.5重量部、ジクミルパーオキサイ
ド0.6重量部を配合、混和し、混和物を油圧プレス中
の金型(25x370x720mm)に充填して、加圧
で密閉し、155℃にて35分間加熱し、除圧して線膨
張率1.5倍の中間発泡体を取り出した。該中間発泡体
を直ちに二次金型(85x1060x2120mm)に
入れ、ジャケット方式により、160℃の蒸気で35分
間加熱して冷却後取り出し、生分解性樹脂発泡体を得
た。得られた発泡体は、均一微細な気泡を有し、みかけ
密度0.029g/cm3で、土中に埋めると50日で
分解し、太陽光線が当る屋外に暴露すると??日で分解
した。 実施例4 生分解性樹脂を100重量部、エチレン酢酸ビニル共重
合体を0重量部、ジクミルパーオキサイドを1.0重量
部に変えた以外は、実施例3と同じ配合及び同じ条件で
生分解性樹脂発泡体を得た。得られた発泡体は、実施例
3と同じ物性及び崩壊性を有していた。 比較例2 実施例3において、生分解性樹脂発泡体を5重量部、エ
チレン酢酸ビニル共重合体を95重量部に変えた以外
は、実施例3と同じ配合及び同じ条件で発泡体を得た。
得られた発泡体は、みかけ密度0.029g/cm3
で、実施例3と同じ環境下で放置したが、分解しなかっ
た。
【0012】
【表1】
【0013】
【発明の効果】上述の様に、本発明により得られる生分
解性樹脂発泡体は、微細な気泡を有する高発泡体が製造
でき、土と水分に接触する環境、堆肥、あるいは都市下
水処理システム等微生物活動の活発な環境中に置かれた
場合、生分解する。更に、組成物中に芳香族ケトンを有
している為、太陽光線又は紫外線が当る環境下で分解
し、無害化する。このように、本発明の生分解性樹脂発
泡体は、堆肥環境下での生分解又は光分解により無害化
するため、自然環境保護の面で極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08L 23:02 C08L 23:02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 澱粉、芳香族ケトン、ポリオレフィン系
    樹脂、発泡剤及び架橋剤を含有する組成物を発泡させて
    なる生分解性樹脂発泡体。
  2. 【請求項2】 澱粉、芳香族ケトン、ポリオレフィン系
    樹脂、発泡剤及び架橋剤を混和し、混和物を密閉式金型
    に充填し加圧下に加熱して発泡剤及び架橋剤を分解し、
    除圧して発泡体を得る生分解性樹脂発泡体の製造方法。
  3. 【請求項3】 澱粉、芳香族ケトン、ポリエチレン系樹
    脂、発泡剤及び架橋剤を混和し、混和物を密閉式金型に
    充填し加圧下に加熱して発泡剤を部分的に分解して除圧
    後中間発泡体を得、次いで、常圧下で該中間発泡体を加
    熱して残存する発泡剤を分解して最終発泡体を得る生分
    解性樹脂発泡体の製造方法。
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