JPH04261444A - 自然崩壊性樹脂組成物 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，ポリエチレンやポリプ
ロピレン等のような汎用プラスチツクと同様に溶融成形
が可能で，かつ所用期間内においては十分な強度が保た
れ，自然環境下に放置すると，水や微生物で分解して形
状を残さないように崩壊してしまうような樹脂組成物に
関するものであり，この樹脂組成物は，使い捨て容器，
種苗育成用ポツト，植木鉢等に有効に使用できる。

【０００２】

【従来の技術】近年，プラスチツク廃棄物の環境汚染の
問題が大きくクローズアツプされ，自然環境下に放置す
ると，分解して形状を残さないように崩壊してしまうよ
うなプラスチツクに対する要求が高まっている。従来よ
り，自然崩壊性プラスチツクとしては，デンプン／ポリ
エチレン系樹脂が知られており，安価であるので，米国
等では飲料缶パツク用の連結リング等に利用されている
。ここで用いられているポリエチレン系の樹脂は，エチ
レンと一酸化炭素を共重合したポリマーで光分解性であ
る。しかし，土壌中では分解しないので，直射日光によ
って分解された分解物による２次汚染の危険性を含んで
いる。

【０００３】また，自然崩壊性樹脂として，脂肪族ポリ
エステルの一種であるポリカプロラクトンやポリカプロ
ラクトンにデンプンを混合したもの等が提案されている
が，ある特定の酵素の存在しない系中では全く分解を起
こさず，形状崩壊時間や分解時間のコントロールはほと
んど不可能である。

【０００４】さらに，エチレン−酢酸ビニル共重合体，
ポリエチレン，ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂，ある
いはエポキシ樹脂，ポリエステル樹脂，アクリル樹脂等
の熱硬化性樹脂とセルロース質の粉体とを混合し，これ
らの樹脂をバインダーとして溶融成形した成形体も提案
（特公昭５４−１５８２０号）されている。しかし，こ
れら成形体においては，バインダーとして用いている樹
脂自体疎水性であるので，水の浸透性がほとんどなく，
成形体表面部分に存在するセルロース質のみ微生物分解
を受けて，成形体全体が完全に崩壊するには至らない。

【０００５】また，ポリビニルアルコール系の樹脂をバ
インダーとして，土，デンプン等の無機物，有機物を固
化成形した経時崩壊性の成形体が提案（実開昭４８−６
１０４５号）されているが，ポリビニルアルコール系の
樹脂は水溶性の樹脂であり，かつ土壌中等の自然環境下
において微生物により分解され，最終的には水と炭酸ガ
スになるので，公害問題を起こすおそれもなく，２次汚
染がない。しかし，残念ながら，このようなものはポリ
エチレンやポリプロピレン等のような汎用プラスチツク
のように射出成形や押出成形することができないので，
コスト的に非常に高価なものとなり，実用的ではない。 また，上記のような問題を解決するものであっても，所
用期間内においては，十分な強度と形状を保つものでな
くてはならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで，本発明の課題
は，溶融成形が可能であり，所用期間内においては十分
な強度を保つことができて，自然環境下で水や微生物に
よって分解する自然崩壊性樹脂組成物の提供にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上述のよう
なことがらに着目し鋭意研究した結果，特定のビニルエ
ステル系重合体とデンプン系炭水化物を主成分する樹脂
組成物は，溶融成形が可能であり，所用期間内において
は十分な強度を保つことができて，自然環境下において
水や微生物によって分解するという知見を得，本発明に
到達した。

【０００８】すなわち本発明の要旨は，平均重合度が５
００以上であり，鹸化度が重合体構成単位で７５モル％
以下であるビニルエステル系重合体とデンプン系炭水化
物を主成分とし，前記ビニルエステル系重合体とデンプ
ン系炭水化物との重量比が１０：９０〜９０：１０であ
ることを特徴とする自然崩壊性樹脂組成物である。

【０００９】平均重合度が５００以上，重合体構成単位
で鹸化度が７５モル％以下であるビニルエステル系重合
体は，溶融成形可能な樹脂であり，水によって崩壊また
は溶解する特異な性質をもっている。しかし，この樹脂
の軟化点は室温付近にあるので，成形体として汎用する
ことはほとんどできなかった。ところが，本発明者らは
，これにデンプンを混合すると，軟化点が高くなり成形
体として利用できるようになるばかりでなく，微生物分
解による崩壊性が高まり，耐ブロツキング性および耐ク
リープ性が良好で，かつ強度の大きいものとなることを
見出したのである。

【００１０】したがって，このような成分を主成分とす
る樹脂組成物よりなる成形体は，ブロツキングを起こさ
ず，かつ耐クリープ性を示し，所期の使用目的を達した
後，自然環境下に放置すると，水や微生物によって容易
に崩壊し，分解してしまう。したがって，公害問題を起
こすこともない。

【００１１】本発明において用いられる平均重合度が５
００以上で，重合体構成単位で鹸化度が７５モル％以下
であるビニルエステル系重合体の製造法としては，常法
，例えば，ビニルエステルを溶液重合，乳化重合あるい
は懸濁重合して得られるポリビニルエステルを鹸化する
方法が挙げられる。ポリビニルエステルを鹸化する方法
としては，アルカリ鹸化，酸鹸化等の直接あるいはアル
コリシスによる常法の鹸化方法が用いられる。

【００１２】ビニルエステル系重合体の平均重合度は，
５００以上，より好ましくは，１０００〜５０００とす
る。重合度が５００未満の場合は樹脂組成物の凝集力が
小さく，成形体とした場合十分な強度が得られ難く，脆
く，壊れやすいものとなってしまう。また，鹸化度は重
合体構成単位で７５モル％以下，好ましくは５〜５５モ
ル％とする。鹸化度が７５モル％を超えると，熱溶融性
が著しく低下し，溶融成形が著しく困難となる。

【００１３】ビニルエステル系重合体としては，例えば
，蟻酸ビニル，酢酸ビニル，プロピオン酸ビニル，酪酸
ビニル，ラウリン酸ビニル等およびこれらの単独または
２種以上の混合物の重合体が用いられる。これらのうち
，特にポリ酢酸ビニルが工業的には好ましい。

【００１４】また，本発明の効果を損なわない範囲で，
ビニルエステル系重合体として，前記ビニルエステルと
共重合可能なエチレンやプロピレン等のα−オレフイン
，アルキルビニルエーテル，バーサチツク酸ビニル，ア
クリルアミド等で一部変性したものや，ビニルエステル
系重合体をアセタール化して変性したものを使用しても
何ら差し支えない。特に，炭素数が６以上の疎水基を側
鎖に有するビニル化合物とビニルエステルとの共重合体
は，デンプン系炭水化物と相溶性が良好であり，好適に
使用することができる。炭素数が６以上の疎水基を側鎖
に有するビニル化合物としては，ラウリルビニルエーテ
ル，ステアリルビニルエーテル等が挙げられる。

【００１５】本発明において用いられるデンプン系炭水
化物としては，さつまいも，じゃがいも，小麦，米，と
うもろこし等から得られるデンプン，あるいはこれらを
加工して得られるデキストリン，酸化デンプン，その他
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，架橋デンプン等のデンプン誘導体が挙げられ
，中でも，比較的安価なコーンスターチが好適に用いら
れる。

【００１６】ビニルエステル系重合体とデンプン系炭水
化物との重量比は，１０：９０〜９０：１０，好ましく
は２５：７５〜７５：２５の組成比に調整する。ビニル
エステル系重合体の組成比が１０％未満の場合には，溶
融粘度が著しく高くなり，溶融成形し難い。これは，デ
ンプン粒子の表面をビニルエステル系重合体で覆うこと
ができないためと考えられる。また，ビニルエステル系
重合体の組成比が９０％を超えると，特に夏場，温度が
高い状態で放置すると，軟化して成形体の形状を保持し
難くなるばかりでなく，ついには成形体同士が融着（ブ
ロツキング）を起こす。また，成形体内部への水分の浸
透が著しく遅くなり，崩壊時間が非常に長くなる。従っ
て，汎用の成形体としての使用は不可能となる。

【００１７】前記主成分に加えて次のようなものを目的
用途に応じて加えると，より優れた成形体を製造するこ
とができる。例えば，ステアリン酸，パルミチン酸およ
びアラキン酸等の脂肪酸あるいはロジンを０．００１〜
１５重量％添加すると，樹脂の軟化温度が明瞭になり，
溶融粘度も低下するので，溶融成形しやすくなると共に
これらを添加した樹脂成形体は，適度な撥水性が得られ
，成形性や耐水性が必要な用途では有用である。

【００１８】また，さらに高い耐水性が要求される用途
においては，ジアルデヒドデンプン，熱反応性ウレタン
系架橋剤，グリオキザール，Ｎ−メチロール化合物，イ
ソブチレン−無水マレイン酸共重合体等のポリビニルエ
ステル系重合体に対する耐水化物を０．０１〜１０重量
％添加すると，耐水性が得られるばかりではなく，水に
よって樹脂が崩壊する期間を調整することが可能になり
，耐水性が要求される用途では特に有用である。

【００１９】さらに，次のようなものを目的用途に応じ
て適量加えてもよい。例えば，シリカ，炭酸カルシウム
等の無機充填剤，セルロース，糖類，木屑等の有機物質
，発泡剤，可塑剤等が挙げられる。

【００２０】本発明の自然自然崩壊性樹脂組成物は，そ
の目的用途によって粉状，顆粒状，シート状，塊状その
他様々な形状に成形加工して使用することができる。ま
た，綿布，不織布等にコーテイングして使用することも
可能である。さらに本発明の樹脂組成物においては，ビ
ニルエステル系重合体の重合成分，重合度または鹸化度
，あるいはビニルエステル系重合体とデンプン系炭水化
物との成分割合，さらにその他の添加物の配合割合等を
任意に調整することによって，使用環境下における希望
崩壊時間を設定することができる。

【００２１】

【実施例】以下，本発明を実施例によって具体的に説明
する。本発明はこれらによって何ら限定されるものでは
ない。なお，各試験については次のようにして行った。

【００２２】（１）　耐ブロツキング性３５℃，７０％
ＲＨ，荷重０．１ｇ／ｃｍ２　における積層時のブロツ
キング状態を次のように評価した。 ○；良　　好 △；ややブロツキング ×；完全にブロツキング

【００２３】（２）　耐クリープ性 ４０℃，８０％ＲＨ，荷重１ｋｇ／ｃｍ２　における３
時間後の伸度（％）で表した。

【００２４】（３）　耐衝撃性 ２０℃，６５％ＲＨにおいて，図１に示すように，試験
サンプルを台上に載せ，衝撃体をサンプル上に落下させ
て耐衝撃試験を行い耐衝撃性を評価した。なお，サンプ
ル破壊時における落下高さ＝衝撃強度（ｍｍ）とした。

【００２５】（４）　崩壊性 ２０℃の水中に放置し，崩壊して目開き６０メツシユの
篩を完全に通過するまでに要する日数とした。

【００２６】実施例１〜４，比較例１〜４表１に示す平
均重合度および鹸化度のポリ酢酸ビニル部分鹸化物とコ
ーンスターチを，同表に示す重量比で混合し，押出成形
機を用いて１５０℃で厚さ１ｍｍのシート状に溶融押出
し，４ｃｍ角に切断して，試験サンプルを作成した。こ
れらの試験サンプルについて前記の方法で評価した。そ
の結果を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】実施例５ ラウリルビニルエーテル−ポリ酢酸ビニル共重合体（重
合度２５００，ラウリルビニルエーテル変性度３．０モ
ル％）をメタノール中でＮａＯＨを触媒として鹸化し，
鹸化度１５モル％のラウリルビニルエーテル変性ポリ酢
酸ビニル部分鹸化物を得た。これに酸化デンプンを７５
重量％（樹脂の全重量中）混合し，押出成形機を用いて
，１６０℃で２ｍｍ径棒状に溶融押出し切断してチツプ
を得た。

【００２９】このチツプを射出成形して，厚さ５ｍｍ，
１０ｃｍ角の蓋付き容器を作製し，この容器に砂糖を２
００ｇ入れて密封した後，１年間倉庫（２〜４０℃）で
保管したが，容器の崩壊，腐敗，変形等，外観の変化は
全くなく，中の砂糖にも異常はなかった。さらに，この
容器を海水中に浸漬し，崩壊状態を観察したところ，４
日後に形状崩壊が始まり，２ヶ月後には泥状化し，一部
腐敗が始まっていた。

【００３０】実施例６ 平均重合度１５００，鹸化度１０モル％であるポリ酢酸
ビニル部分鹸化物とコーンスターチとウツドロジン（融
点７０℃）を，重量比４５：５０：５で混合し，押出成
形機を用いて，１５０℃で２ｍｍ径棒状に溶融押出し，
切断してチツプを得た。このチツプを用いて，厚み１ｍ
ｍ，直径４ｃｍの有底の植木鉢を射出成形した。

【００３１】この植木鉢に腐葉土を入れ，トマトの苗を
栽培したところ，１０日間で５ｃｍの苗になった。この
時点では，植木鉢は変形や崩壊を全く起こさなかった。 この苗を植木鉢ごと土中に埋め，さらに栽培を続けたと
ころ，苗の根は植木鉢を突き破って成長した。１ヶ月後
，掘り起こして植木鉢の状態を観察すると，植木鉢は腐
敗し，崩壊して元の形状を残していなかった。

【００３２】また，前記のようにして得たチツプを射出
成形して，厚さ３ｍｍ，直径２０ｃｍの皿を作成した。 この皿は，１ｍの高さから落としても割れることのない
強度の大きいものであり，３５℃，７０％ＲＨの室内で
１０枚重ねて６ヶ月放置しても，腐敗や変形，ブロツキ
ングを起こさない安定なものであった。さらに，この皿
を水中および雨ざらしの土の上に放置したところ，水中
では２週間，土の上では２ヶ月で完全に崩壊し，形状が
なくなった。また，一般に市販されている紙皿について
も同様に実験したが，いずれの条件においても６ヶ月放
置したところ，全く崩壊していなかった。

【００３３】実施例７〜９ 平均重合度１５００で鹸化度１０モル％であるポリ酢酸
ビニル部分鹸化物，コーンスターチ，ステアリン酸およ
びエラストロンＦ−８９１７（熱反応型ウレタン系架橋
剤；第一製薬株式会社製）を，重量比２０：７０：１０
：０〜１で混合し，押出成形機を用いて，１５０℃で２
ｍｍ径棒状に溶融押出し，切断してチツプを得た。この
チツプを用いて射出成形機で，厚み１ｍｍ，直径４ｃｍ
の有底の植木鉢を製造し，この植木鉢に腐葉土を入れ，
トマトの苗を栽培し，植木鉢の変形状態および崩壊性を
観察した。結果を表２に示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】以上のように，本発明の自然崩壊性樹脂
組成物は，汎用プラスチツクと同様に溶融成形が可能で
あり，所用期間内においては十分な強度と形状を保つこ
とが可能であり，自然環境下（土壌中や水中）に放置す
ると水や微生物で崩壊し，最終的には微生物によって分
解してしまう。したがって，本発明の自然崩壊性樹脂組
成物は，使い捨て容器，種苗育成用ポツト，植木鉢等に
有効に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】耐衝撃性試験の条件を示す説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　平均重合度が５００以上であり，鹸化
   度が重合体構成単位で７５モル％以下であるビニルエス
   テル系重合体とデンプン系炭水化物を主成分とし，前記
   ビニルエステル系重合体とデンプン系炭水化物との重量
   比が１０：９０〜９０：１０であることを特徴とする自
   然崩壊性樹脂組成物。