JP4837834B2

JP4837834B2 - 食品残渣炭混合生分解性プラスチック成形品

Info

Publication number: JP4837834B2
Application number: JP2001057332A
Authority: JP
Inventors: 兼史山本; 峰雄杉山
Original assignee: 株式会社ポッカコーポレーション
Priority date: 2001-03-01
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: JP2002256081A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品残渣の炭化物を配合した生分解性プラスチックより得られる成形品に係り、使用後は土壌等の中で自然還元が可能で安全性の高い食品残渣炭混合生分解性プラスチック成形品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生分解性プラスチックによるマルチシートやポットにおいて黒色にするためカーボンブラック等の石油原料を不完全燃焼させ得られる煤を混合して成形されてきた。カーボンブラックは、ベンゾピレン他の多様芳香族化合物を含有しており、ラットを用いた試験での発ガン性や変異原性の報告もなされている。従って、生分解性プラスチック製品の最大の特徴である使用後に土壌に直接鋤き込み、土壌中で分解させようとすると、カーボンブラックに含まれる発ガン性物質や変異原性物質が土壌中に蓄積する事が考えられ、安全性に欠ける土壌となってしまう。
【０００３】
一方、食品残渣は、従来産業廃棄物として扱われ、埋立てや焼却処分されてきたが、近年、環境問題等から再利用法が検討され、堆肥や土壌改良材等に活用されるようになってきた。しかしながら、堆肥や土壌改良材等では、他の廃棄物からも多く製造されるようになり、需要と供給のバランスが崩れはじめており、新たな活用方法の開発が望まれてきている。更に、食品廃棄物リサイクル法が施行され食品産業業界では、今まで以上の食品残さ等の廃棄物をリサイクルする必要が出てきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような技術の現状に鑑み、安全性の高い、新しいタイプの生分解性プラスチック成形品を創製する目的でなされたものである。
【０００５】
更に詳細には、本発明は、黒色等に着色されたプラスチックシート等において従来多用されてきたカーボンブラック等既知の材料にかえて、安全性や環境上の配慮から、特に生分解性プラスチックに配合するのに適した新しいタイプの安全性の高い着色材を開発し、もって新しいタイプの着色した生分解性プラスチック成形品を開発する目的でなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、本発明者らは、各方面から検討の結果、食品残渣に着目し、これを炭化して得た炭化物は、天然物由来の着色材（その濃度に応じて、淡黒色〜黒色と変化する）になり得ることをはじめて発見し、また、食品残渣の炭化物はプラスチックの成形に格別の支障をきたさないことをはじめて見出した。
【０００７】
そこで本発明者らは、食品残渣を炭化したもの若しくはその粉末化したものをカーボンブラックの代替として使用したところ、天然物由来の黒色材であり安全性が高く、使用後に土壌に鋤き込むことができるマルチシートやポットが得られ、更には従来産業廃棄物として扱われてきた食品残渣が、新たな素材として再利用されるようになり、環境保全の為にも有用なものであることも確認し、本発明の完成に至ったものである。
【０００８】
すなわち本発明は、食品残渣の炭化物が単に着色性にすぐれているだけでなく、プラスチック中においても着色性にすぐれ、しかもプラスチックの成形にも格別の支障がないため、各種の成形が可能であって、プラスチックの新規着色材としても利用できることを新たに見出し、そのうえ更に、食品残渣炭化物は天然物由来であるため安全性が高く、土壌中に鋤き込むことも可能であることも見出し、特に近年その有用性がクローズアップされてきている生分解性プラスチックを着色するための着色材としてきわめて有用であることを見出し、特に安全性の面で問題が指摘されているプラスチック用着色剤カーボンブラックの代替着色材として、特に安全性が求められる生分解性プラスチック用着色材としてとりわけ好適であることを発見し、これらのきわめて有用にして新規な知見に基づき、更に研究の結果、遂に本発明の完成に至ったものである。
【０００９】
すなわち本発明は、生分解性プラスチックに食品残渣の炭化物及び／又はその粉砕物を添加、配合してなる食品残渣炭混合生分解性プラスチック成形品を基本的技術思想のひとつとするものであり、本発明によれば、例えば生分解性プラスチックに光を遮断したり保温効果をもたらす為に黒色となるようカーボンブラックの代替として天然物由来の食品残さの炭化物若しくはその粉末を添加することを特徴とする、新規にして有用な安全性の高い生分解性プラスチック成形品を提供することができるものである。
以下、本発明について詳述する。
【００１０】
本発明で使用する生分解性プラスチックとしては、天然物原料系、微生物産生系、汎用プラスチックに分解促進剤を添加したブレンド系、化学合成系等生分解性プラスチックであればすべてのものが１種又は２種以上併用することができる。これらの生分解性プラスチックは、成形品に応じてその種類を選択すればよいが、安全性が特に要求されるような成形品の場合には、天然物原料系や微生物産生系のものを使用するのが好ましい。
【００１１】
天然物原料系の生分解性プラスチックとしては、次の成分からなるものが非限定的に例示される：でんぷん／合成生分解性プラスチック、酢酸セルロース、キトサン／セルロース／でんぷん、変性でんぷん、コーンスターチ由来化工でんぷん等。また、微生物産生系の生分解性プラスチックとしては、ポリヒドロキシブチレート／バリレート、ポリ−β−ヒドロキシ酪酸等を成分とするものが非限定的に例示される。
【００１２】
更にまた、化学合成系の生分解性プラスチックとしては、次の成分からなるものが非限定的に例示される；ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート／アジペート、ポリ乳酸、ポリビニルアルコール等。これらの生分解性プラスチックとしては、市販品も適宜自由に使用することができ、例えばコーンスターチ由来化工でんぷん系の生分解性プラスチックとして、密度１．１〜１．６、ガラス転移点−４０〜９０℃、軟化温度４０〜１００℃、引張り弾性率１０００〜４５０００Ｋｇｆ／ｃｍ²、引張り破断強さ７０〜５００Ｋｇｆ／ｃｍ²、引張り伸び２〜７００％、平衡水分０．８〜１５％等の製品が市販されている。
【００１３】
生分解性プラスチックには食品残渣の炭化物を配合するが、食品残渣としては、コーヒー抽出粕、紅茶抽出粕、緑茶抽出粕、果汁抽出粕、醸造粕（ビール粕、酒粕、アルコール製造粕その他）、蒸留粕（焼酎粕、泡盛粕、ウイスキー粕その他）、おから、糠類、野菜屑、生ゴミ、厨房廃棄物の少なくともひとつが使用され、これを炭化装置又は活性炭製造装置等常用される装置を用い、常法にしたがって炭化し、これを食品残渣の炭化物として使用することができる。尚、ここで用いられる炭化物は、天然物由来の原料を炭化したものであれば良いが、より安全性が高く均一で大量に得られるコーヒー抽出粕や茶粕、おから粕、ビール粕を原料として用いるのが好ましい。
【００１４】
炭化物は、粗砕物〜細砕物〜粉末等いずれの粒子サイズのものも使用可能であるが、通常、粒子が細かいものが使用される。その場合、ハンマーミルやボールミル或いはジェットミルなどの粉砕装置を用い、２ｍｍ以下に粉砕すればよい。特に、マルチシートなどシート状に薄く延ばすものにおいては、２０μｍ以下が良く、好ましくはサブミクロンに及ぶ微粉体が良い。粉砕装置は、特に限定するもので無く、乾式による方法や湿式による方法等、いずれの方法も使用可能である。また、本発明においては、炭化物の粒子サイズは、３ｍｍ〜５ｍｍ以下、好適には上記したように２ｍｍ以下とするのがよいが、その際、多孔質構造を有するものが使用可能であることはいうまでもないが、多孔質構造が消失するまで超微粉砕して（例えばカーボンブラック程度にまで超微粉砕して）、多孔質構造を消失した炭素粉末も充分に使用可能である。
【００１５】
上記の生分解性プラスチックと食品残渣炭化物を混合したもので、製品の種類、形状、膜厚等に応じてフィルム、シート、板状品、型製品、包装材、被覆材等として農業用、日常用を始め建設用、医療衛生用等、各方面の資材を製造する事ができ、例えば次のようなプラスチック成型品を製造することができる：ナイフ、フォーク、皿、トレー、コップ、ボール、フラワーポット、育苗ポット、ゴルフティー、紙のラミネート、ホットメルト、発泡皿、発泡包装材、農業用フィルム（マルチシート、ハウス用シート、育苗保護フィルム等）、食品用フィルム、各種包装用フィルム、ゴミ袋、各種袋類、その他通常のプラスチック成形品。
【００１６】
本発明に係る生分解性プラスチック成形品は、食品残渣炭化物の配合量と生分解性プラスチック成形品の厚みを調節することにより、所望に応じて淡黒色〜黒色の色調の成形品を製造することができる。通常、炭化物は０．０１％以上配合する。また、例えば、マルチシートやポット等のように農業用成形品として使用し、吸湿、放湿、保温作用の少なくともひとつの作用を担わせたい場合には、０．１〜５０重量％、好ましくは１〜２５重量％程度配合すればよく、その場合には本成形品は黒色に着色する。
【００１７】
本発明においては、このようにして両者を配合し、プラスチック成形の常法にしたがって成形品を製造する。例えば、両者を配合したペレットを製造しておき、このペレットをフィルム用ダイ装着押出し機に供給し、シート状に押し出してフィルムとしたり、あるいは、射出成形、圧縮成形、ダイレクトラミネート、インフレーションフィルムその他プラスチック成形の常法が適宜使用される。また、その際、均一に成形品を着色するほか、色の異なるペレットを使用したり、あるいは、ペレットを用いることなく押出し機にプラスチックと炭化物を直接供給して、均一に着色することなく不規則に着色した成形品を製造することもできる。
【００１８】
以上の方法により成形された生分解プラスチック成形品は、使用後に土壌や堆肥等と混合する事で分解し、回収したりする手間を省く事が可能となる。もちろんそのまま放置してもよい。
【００１９】
尚、本発明の生分解性プラスチックに食品残渣の炭化物若しくはその粉末化したものを配合して得られた生分解性プラスチック成形品は、上記した実施の形態に限定されるものではく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
【００２０】
【実施例１】
工場から排出されたコーヒー抽出粕を間接加熱式炭化装置によってコーヒー粕の炭化物を得た。これにより１００ｋｇのコーヒー抽出粕（含水量６５％）からコーヒー粕炭化物を１０ｋｇ（水分含量３０％）を得ることができた。この炭化物をジェットミルにより粉砕し、平均粒度５ミクロン、１ミクロンから１０ミクロンのコーヒー粕粉末炭を得た。生分解性プラスチックにコーヒー粕粉末炭を２％含有したもの、及び、２０％含有したものを別々に２種類用意し、それぞれを、主部１８５℃に設定した二軸押出し機に供給し、ストランド状に押出し、カッターでペレットとした。このペレットをフィルム用Ｔダイ装着した押出機にコーヒー粕粉末炭混合生分解性プラスチックペレットを供給し、ダイ温度１８５℃でシート状に押出し、引き取り装置の速度を変化させ、２％含有物は２０〜１５０μｍの間で、２０％含有物は５０〜２５０μｍの間で、厚みの異なるフィルムをそれぞれ作成した。
【００２１】
本実施例において、生分解性プラスチックとしては、コーンスターチから誘導された化工澱粉をベースとした天然系生分解性樹脂であって、特に農業用フィルム、食品用フィルム用として市販されているコーンポールＣＰＲ−Ｆ３（商品名：日本コーンスターチ（株））を使用した。得られた成形品は黒色のマルチシート及びポットとして好適であり、使用後は土壌中に鋤き込むことができた。
【００２２】
【実施例２】
コーヒー抽出粕にかえて茶殻を用い、原料混合物中の配合比を２０％にしたほかは実施例１と同様の操作を行い、農業用マルチシートとして好適な黒色フィルムを製造した。
【００２３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明に係る食品残渣炭混合生分解性プラスチック成形品によれば、使用後にそのまま土壌などに直接鋤き込み分解させ、回収する手間を省いたり、容易に処理できるようになり、しかも安全性に優れている。また、食品工場から排出された食品残渣の再資源化が可能となり、環境保全的見地からも優れた効果を奏し得るものである。

Claims

生分解性プラスチックに食品残渣の炭化物を１〜２５重量％配合してなること、を特徴とする黒色に着色してなる食品残渣炭混合生分解性プラスチック成形品。
食品残渣の炭化物が粉砕して粉末化したものであること、を特徴とする請求項１に記載の生分解性プラスチック成形品。
食品残渣の炭化物が粒子サイズ２ｍｍ以下に粉砕して粉末化したものであること、を特徴とする請求項２に記載の生分解性プラスチック成形品。
食品残渣が、コーヒー抽出粕、紅茶抽出粕、緑茶抽出粕、果汁抽出粕、醸造粕、蒸留粕、おから、糠類、野菜屑、生ゴミ、厨房廃棄物の少なくともひとつであること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の生分解性プラスチック成形品。