JPH03143901A

JPH03143901A - 微生物崩壊性フィルム

Info

Publication number: JPH03143901A
Application number: JP1282730A
Authority: JP
Inventors: Masashi Nishiyama; 西山　昌史; Jun Hosokawa; 細川　純; Tsutomu Suzuki; 鈴木　▲つとむ▼; Kenichi Mahito; 間人　健一; Takayuki Matsumoto; 隆幸松本; Akira Terabe; 寺部　亮
Original assignee: AISERO KAGAKU KK; Agency of Industrial Science and Technology; Aicello Chemical Co Ltd
Current assignee: AISERO KAGAKU KK; Aicello Chemical Co Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1991-06-19
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPH0813842B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業圭坐並足公立本発明は、微生物によって崩壊するフィルムに関するも
のであり、各種の包装用フィルム、農業用フィルム等に
好適なものである。

丈来坐技歪従来より、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニル等の各種のプラスチックフィルムが、包装材料をは
じめとして様々な分野に、多量に使用されている。これ
らのフィルムは、優れた機械的強度、耐久性を有してい
るが、反面微生物によって分解されないため、使用後に
自然界に廃棄された場合には、半永久的に残存して環境
を汚染し問題となっている。

近年、このようなプラスチック廃棄物による環境汚染を
防止するため、いくつかの微生物崩壊性、あるいは分解
性材料が提案されている。

例えばその一つは、ポリエチレンに澱粉をブレンドして
戒るフィルムであって、ポリエチレン中に分散した澱粉
が、微生物によって分解することにより、廃棄後著しい
強度低下をきたし、最終的にはフィルム形状を留めない
程度に細片化するものである。しかし、このフィルムは
、ポリエチレンを基材としているので、フィルム自体は
強度またはコスト面でも、通常のポリエチレンフィルム
と同様に、汎用の包装用に使用されるが、廃棄後もポリ
エチレン成分は分解されないため、分解後も相当大きな
断片として残存し、環境保全の点では十分な微生物崩壊
性を有しているとは言い難いまた、他のフィルム物質と
しては、水素細菌ＣＡｔｃａＬｉｇｅｎｅｓ）属を用い
た醗酵法によって生産される、ポリヒドロキシブチレー
ト系の共重合体等が挙げられる。これは熱可塑性を有す
るため、般の合成プラスチックと同様な方法で成形加工
できるほか、強度、微生物分解性とも良好であるがコス
トが非常に高く、到底汎用の用途には使用できない。

さらにまた、キトサンに超微細にフィブリル化した多量
のセルロースを分散させた複合フィルムが提案されてい
る。これは微生物分解性および機械的強度とも良好であ
り、また構成成分がすべて天然物であるため、分解後に
生成する物質の自然界への悪影響もなく好ましい性能を
有する。

しかしながら、上記のキトサンとセルロースの複合フィ
ルムの場合、使用するセルロースとしては、ミクロフィ
ブリル状にまで微細に叩解した、いわゆるミクロフィブ
リルセルロースを使用する必要がある。

このミクロフィブリルセルロースは、例工ば高圧式ホモ
ジナイザーを使用して製造することができるが（特公昭
６０−１９９２１号参照）、その生産性は低く、したが
って非常にコストが高くなり、汎用の用途に適用するに
は問題がある。

また、ミクロフィブリルセルロースは水中に懸濁した場
合、少量でも非常に粘度が高くなり、２〜３％以上にな
ると流動性が消失して製膜工程での取扱いが困難となる
。さらに、もう一つの成分であるキトサンも、その溶液
は同様に高粘度であり、高濃度のものを得ることが困難
である。この複合フィルムの成形加工は、キトサンが熱
可塑性でないため、溶液流延法のみしか適用できないの
で、製膜原液の濃度は非常に低いものとなり、そのため
乾燥に著しく長時間を要し、工業的にｉ％続生産するこ
とは極めて困難である等の問題もある。

が”　しよ”と　る本発明は、キトサンとセルロースの複合フィルムの上記
問題を解決し、機械的強度、微生物崩壊性および工業的
生産性とも良好で安価にして、汎用用途に供しうる微生
物崩壊性フィルムを提供することを課題とするものであ
る。

９−　　゛　るための本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果
、キトサン溶液と、粒度が１００メツシユバスの細かい
粉末状セルロース、および合成高分子エマルジョンとか
らなる水分散液を製膜することにより、目的とする微生
物分解性フィルムが得られることを見出し、本発明を完
成するに至った本発明で使用するキトサン溶液は、カニ
、エビ等の外殻に多量に含有されているキチンを、完全
あるいは部分的に脱アセチル化して得られるキトサンを
、酸性水溶液に溶解して得られる。使用する酸としては
、無ａｍあるいは有機酸のいずれでも良いが、キトサン
の劣化防止、装置の腐食防止経済性の点で酢酸が好適で
ある。キトサン溶液は取り扱い上適切な粘度にして使用
される。

また、セルロース粉末は、天然セルロースを機械的に粉
砕して得られ、本発明では１００メツシュパス、さらに
好ましくは２００メツシユよりも細かい篩を通過する大
きさのものが用いられる。このセルロースは、キトサン
）容？＆中に懸濁しても、はとんど粘度は上昇しないた
め、製膜原液の濃度を高くすることができるほか、機械
的処理のみで安価に製造できるため、経済性も良好であ
る。また、外見的に類似なセルロース粉末として、天然
セルロースより非結晶領域を分解除去後微細化した、微
結晶セルロースも使用可能であるが、経ｌ斉性の点で上
記セルロースより劣る。

更に、本発明で使用する合成高分子エマルジョンとして
は、通常の乳化重合によって得られるエマルジョンのほ
か、合成高分子を水中に強制的に分散乳化させたエマル
ジョンも使用できる。合成高分子の種類には制限はない
が、本発明に特に好適なものとして、ポリ酢酸ビニル、
ポリアクリレト、ポリメタクリレートおよびそれらの共
重合体、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、エチレンと酢
酸ビニルの共重合体等を例示することができる。

また、特にエマルジョンとしてキトサンを保護コロイド
としたものを使用すると、エマルジョン粒子表面とキト
サンの親和性が向上することに原因するものと考えられ
るが、著しく強度の向上したフィルムを得ることができ
る。すなわち、このエマルジョンは、モノマーをキトサ
ン？容液中で乳化重合することによって、容易に合成す
ることによって、前述の市販のエマルジョンと全く同様
な条件で使用することができる。

また、本発明では必要によりフィルムの柔軟性を改善す
る目的で、グリセリンのような多価アルコールを可塑剤
として添加することができる。さらに、離型剤、界面活
性剤、ブロッキング防止剤、着色剤等を添加して差し支
えない。

本発明のフィルムにおけるキトサン、セルロース、エマ
ルジョンのＭｉ威は特に制限はないが、キトサンは全固
形分量の５〜３０−ｔ％が好ましく、５重量％未満では
フィルム強度が低くなり、また、３０重量％を越えても
強度は増加せず、キトサンが比較的高価であるため経済
性が低下す・る。またエマルジョンは、固形分量でエマ
ルジョンとキトサンを加えた量の５０〜９０重量％が好
ましく、５０重量％以下ではエマルジョンを加えた効果
が十分に発現せず、８０重量％以上では微生物分解性が
悪化する危険性がある。

本発明のフィルムの製膜は、工業的には金属製のドラム
、あるいはエンドレスベルト等の乾燥機面上に、製膜原
液であるキトサン、セルロース及び合成高分子エマルジ
ョンよりなる水分散板をダイより押し出して流延し、乾
燥固化した後、形成したフィルムを乾燥機面より剥離す
ることによって行うことができる。

本発明における製膜原７ｖ１．は、セルロース粉末及び
通常４０重量％以上の高濃度を有するエマルジョンの添
加によって、その濃度はミクロフィブリルセルロース使
用の場合と比較して大巾に増加し、ひいては乾燥時間が
短縮され、工業的製膜が極めて容易におこなえるように
なる。さらに、エマルジョン粒子は、セルロース粉末に
比べ著しく微少であるため、フィルム化した時には、エ
マルジョンを添加しない場合に生ずるセルロース間の空
隙を埋め、その結果フィルムは緻密な構造となり、優れ
た機械的強度を示すようになる。さらにこのフィルムは
、アルカリで処理することがなくても、湿潤時でさえ十
分な実用強度を有する。

本発明によるフィルムを、土中に埋没、あるいは溝中に
投棄した場合には、土壌中、海水中に普遍的に存在する
微生物によってキトサンが分解して、個々のセルロース
粉末およびエマルジョン粒子の大きさに微細に崩壊し、
最終的にはセルロスも分解され、微少なエマルジョンの
みとなる。

本発明によるフィルムの場合、エマルジョン粒子の周囲
にはキトサン相が存在するため、最低造膜温度以上で乾
燥しても、エマルジョン粒子が相互に融着して連続皮膜
を形威し、崩壊性を妨げることはない。またこのフィル
ムは、熱処理を施すことによって、崩壊に要する時間を
長くすることも可能である。

以上のように本発明によるフィルムは、優れたａ械的強
度、微生物崩壊性、経済性を有しており、汎用の包装用
フィルム、あるいは農業用フィルムとして非常に有用で
ある。農業用フィルムの具体的例としては、例えばこの
フィルムに種子を一定間隔に固着して、種撒き作業を効
率化するためのフィルム、苗の生長を促進するために苗
床を覆う、いわゆるマルチフィルムが挙げられる。また
、このフィルムよりポットを作製し、その中で初期の育
苗を行えば、それはボンドごと農地に移すことができ、
苗植え作業を効率化することができる。

以下に実施例を示し、本発明およびその効果を具体的に
説明する。

実施例１キトサン（共和油脂社製：フローナックＮ）４ｇを０．
５重量％の酢酸水溶液２６３ｇに溶解したものに、４０
０メツシユバスのセルロース粉末（山間国策バルブ社製
：パルブフロックＷ−４）２０ｇ、固形分濃度５０重量
％の酢酸ビニル−アクリレート共重合体エマルジョン（
カネボーＮＳＣ社製：ヨドゾール３７１０）４０ｇ、お
よびグリセリン１５ｇをよく混合して製膜原液とした。

ｉ４度は１７．３％で流延に適した流動性を有していた
。この原液をポリエステルフィルム上に流延し、８０°
Ｃの熱風乾燥機内で乾燥後１２０°Ｃのオーブン中で１
０分間熱処理し、厚さ８０ＩＩｍのフィルムを作成した
。乾燥に要する時間は、約５分であった。

このフィルムは表面が平滑なしなやかなフィルムであり
、その引張強度は乾燥状態（２０°Ｃ１６０％ＲＨ）で
１１５ｋｇ／ｃｊ、湿潤状Ｍ（２０°Ｃの水に２４時間
浸漬）で５６ｋｇ／ｃｊと十分実用性のある値を示した
。

また、このフィルムを、畑より採取した土壌中に埋没さ
せたところ、約２週間で原形を全く留めないまでに崩壊
した。

実施例２エマルジョンとして下記に示した参考例で合成したもの
４５ｇを使用したほかは、実施例１と同様の手順に従っ
てフィルムを作成した。この場合の原液濃度は１７．１
重量％、乾燥時間は約５分であった。フィルムの引張強
度は、乾燥状態で１５０ｋｇ／ｃ＋（。

湿潤状態で８５ｋｇ／ｃｒＡと向上した。また、土壌中
では約２週間で崩壊した。

参考例（キトサンを保護コロイドとするエマルジョンの
合成法〉キトサン（共和油脂社製：フローナックＣ）　４　、５
ｇを０．５重量％の酢酸水溶液３２０ｇに溶解した。こ
れにノニオン系界面活性剤（ライオン社製；リポノンク
スＮＣ−２Ｙ）　７ｇ、過硫酸カリウム０．４ｇを添加
溶解後、酢酸ビニルモノマー５０ｇを加え激しくａｕ’
ｌ！して乳化させた。この乳化液を７０’Ｃに昇温後、
撹拌しながら窒素気流下で酢酸ビニルモノマー２００ｇ
を２時間で滴下させ、さらにその後同温度で２時間乳化
重合させた。こうして、固形分濃度が約４５重量％の、
キトサンを保護コロイドとするポリ酢酸ビニルエマルジ
ョンを得た。

比較例１実施例１においてエマルジョン成分を除いたほかは実施
例１と同様にしてフィルムを作成した。

この場合の原液濃度は１２．９重量％であり、乾燥に要
した時間は約１０分と問題はなかったが、このフィルム
の表面はざらざらであり、引張強度も乾燥状態で４５ｋ
ｇ／ｃ＋ｆｌ、湿潤状態で２３ｋｇ／ｃＩｉ１と非常に
低いものであった。

比較例２実施例Ｉにおいてエマルジョン成分を除き、かつセルロ
ースとしてミクロフィブリルセルロース（ダイセル化学
工業社製：　ＭＦＣ）を用いたほかは実施例１と同様に
してフィルムを作成した。ミクロフィブリルセルロース
は取り扱い上、濃度が２重量％の懸濁液としてキトサン
溶液と混合したが、この時の流動可能な原液濃度は３．
０重量％と極めて低く、乾燥に要した時間は約５５分と
著しく長いものであった。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）キトサン溶液と粒度が１００メッシュパスのセル
ロース粉末、および合成高分子エマルジョンとからなる
水分散液を製膜して成る微生物崩壊性フィルム。
（２）合成高分子エマルジョンは、キトサンを保護コロ
イドとするエマルジョンである請求項（１）に記載の微
生物崩壊性フィルム。