JPH05239244A - 生分解材料の耐水化方法 - Google Patents

生分解材料の耐水化方法

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JPH05239244A
JPH05239244A JP8044592A JP8044592A JPH05239244A JP H05239244 A JPH05239244 A JP H05239244A JP 8044592 A JP8044592 A JP 8044592A JP 8044592 A JP8044592 A JP 8044592A JP H05239244 A JPH05239244 A JP H05239244A
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JP
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water
biodegradable material
protein
zein
water resistance
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JP8044592A
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English (en)
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Kounosuke Yamakawa
廣之介 山川
Masaki Bito
昌己 尾藤
Masaya Kishimoto
昌也 岸本
Mutsuo Obana
睦夫 尾花
Susumu Tanaka
進 田中
Tetsuo Yamada
哲夫 山田
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Honen Corp
Original Assignee
Honen Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 生分解材料の水への溶解の少ない耐水化方法
を提供する。 【構成】 天然物を原料とする生分解材料の耐水化を図
るため蛋白質の含水アルコール溶液、特にツェインまた
はグルテリン溶液を生分解材料の耐水化剤として使用す
る耐水化方法。 【効果】 天然高分子を生分解材料として使用する際、
耐水性を向上させてその使用分野を広げるため、水に対
して溶出性の少ない皮膜を形成する。この皮膜自身も生
分解材料であるため、この皮膜形成に際して塗付量を調
整すれば該生分解材料の耐水性の程度を調節でき、且つ
使用分野を耐水性の要求される箇所にも拡大することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、土中の微生物などによ
って生分解することができる材料(以下、生分解材料と
いう)の耐水化方法に関する。更に詳しくは澱粉、蛋白
質など天然高分子よりなる成形加工された生分解材料の
耐水化方法並びに該方法によって耐水化された生分解材
料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、澱粉や蛋白質などの天然高分子よ
りなる生分解材料は、その材料組成から容易に水へ溶解
してしまうので、これを防ぐため成形品の表面に合成高
分子物質よりなる塗料、フィルムなどを被覆して使用し
ている。しかし、このように合成高分子物質を少量であ
っても使用している製品は、廃棄されても自然界では生
分解されずに残存するので、生分解材料としては不適当
である。また被覆せずに合成高分子物質を混合して使用
する方法も実施されているが、この場合でも自然界では
天然高分子部分のみが生分解され、溶出してしまうので
用途が限定されるのみならず、同様に合成高分子物質は
残存し地球環境を汚染するもとになる。このため天然高
分子物質を用いた生分解材料は工業的に極めて用途が限
定されているのが現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】成形加工された生分解
材料のうち、特に天然高分子材料は生分解に適している
ため環境問題からその使用範囲を既存の合成樹脂材料の
多くの部分と置き換えるべく多岐にわたって用途の開発
に精力的な努力がなされている。
【0004】一方、既存の合成樹脂製品はその成形性、
各種性能、生産性等から広く賞用されており、耐水性な
ど多くの物理的特性が優れている。しかしながらこれら
の合成樹脂成形物は、一旦自然界に廃棄されるとその耐
久性が優れていることから容易に分解せず、廃棄物とし
ての蓄積容量が増加し処分場の場所の確保が困難になる
ばかりか、それらの一部、例えば可塑剤や着色剤等の有
害成分が分解溶出し、人間のみならず他の動植物に大き
な危害を与える可能性が出てくる。
【0005】これらの難分解性を解決するために、澱粉
や蛋白質などの天然高分子を主体とした生分解性材料が
提案され、一部の分野で使用され始めている。現在使用
されている天然高分子を利用した生分解性材料は、その
原料に由来する特性から水に容易に溶け出し、既存の合
成樹脂製品の特性、特に物理的性質に充分対応するよう
な強度を発現し得ていない。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、材料の本
来有する特性から耐水性を持ち得ない澱粉や蛋白質を原
料とした生分解性材料の耐水化を達成するために種々検
討を進めた結果、蛋白質のうち含水アルコールには溶解
するが水には不溶であり、しかも皮膜形成性を有する物
質を当該材料に塗付することにより容易に高度の耐水性
を付与することができることを見出し、本発明を完成し
た。
【0007】すなわち本発明は、含水アルコール溶性で
ある蛋白質を含水アルコール溶液のまま生分解材料に塗
付後、あるいは生分解材料を該含水アルコール溶液に浸
漬した後、乾燥することにより生分解材料表面に耐水性
蛋白質の皮膜を形成し、これらのもつ耐水性をもって該
生分解材料自体に耐水性を付与するものである。本発明
において使用する耐水性蛋白質としては、含水アルコー
ルには溶解するが水には不溶であり、適度の皮膜形成性
を有するものであれば使用できるが、蛋白質の一種であ
り含水エタノールや含水イソプロパノールに溶出する性
質を有するツェインかグルテリンが特に好ましい。ツェ
インやグルテリンなどの耐水性蛋白質自体も天然高分子
材料であるから、難水溶性物質であるにしても、それ自
体の皮膜は生分解材料として自然界においての分解性に
何ら問題はない。
【0008】本発明において生分解材料を構成する物質
としては、土中の微生物などによって分解することがで
きる物質であればいずれでも良く、澱粉および澱粉質物
質例えば米、小麦、大豆、トウモロコシなどの穀類の粉
や粗砕物、カゼインなどの蛋白質などのほか、木粉、天
然繊維なども使用できる。これらは従来公知の方法によ
って所望の形状に成形される。例えば、澱粉や小麦粉に
適度の水分を付与したものを金型に入れ加熱加圧成形す
る。また、木粉、天然繊維などを主材またはフィラーと
して用い結合剤として澱粉等を使用して加熱加圧成形す
ることによって強度のある成形品を得ることができる。
【0009】本発明によって得られる耐水化成形品は、
上記のように生分解材料のみを使うため、ツェインやグ
ルテリンなどの耐水性蛋白質の塗付量が増えても外界に
与える影響は皆無であり、耐水性蛋白質の塗付量を増減
して該生分解材料の水への溶解速度を調節することも可
能である。本発明において使用されるツェインやグルテ
リンの含水アルコール溶液はどちらか一方のみを含む場
合でも、両者を含む場合でも差し支えない。本発明によ
って形成される耐水性蛋白質の皮膜には、必要に応じて
紫外線吸収剤や酸化防止剤等通常使用されれる助剤また
は添加剤を加えることもできる。これらの特性を活かし
て次のような用途に供することが期待できる。
【0010】(1)食器類への利用 使い捨てができ、食物中へ溶出、混入しても安全である
ことなどから天然高分子物質を生分解材料としてこの用
途に利用できる。一般に耐水性が不充分だと食品中へ溶
出し、食味が変わってしまう。安全性に問題はないもの
の使用者に不安を抱かせる。しかし、耐水性が付与され
ることでこの心配が払拭される。ナイフ、フォーク、
皿、コップ、駅弁の容器などが期待できる用途である。 (2)種苗ポット 植木鉢、種苗ポットなどの用途は溶けて土壌中から作物
中へ吸収されても、無害である。耐水性がないと土中の
水分には耐えられない。
【0011】(3)緩衝材 緩衝性に優れた発泡クッション材を天然高分子材料で成
形し、発泡スチロール材料の代替品として使用すると自
然界に適応性の優れた緩衝材として期待できる。この場
合、耐水性を付与することで耐湿性の向上も期待でき、
輸出入品の梱包材料として長期間船倉で高湿度に曝され
ても充分耐えられる材料の提供が可能となる。 (4)農業用被覆フィルム 温室や苗床保護用のフィルムとしての農業用被覆フィル
ムの歴史は長いが、天然高分子材料を使うには耐水性の
点で無理があった。しかし、耐水化方法が生分解性を損
なわないで実用化できれば大きなメリットがある。
【0012】ツェインは一般にコーンからコーングルテ
ンとして製造される蛋白質を原料に含水アルコール(一
定量の水を含むエタノールやイソプロパノールの溶液)
により抽出され、脱色、脱臭工程を経て乾燥される。使
用時には抽出時と同様な組成の含水アルコール溶液に溶
解して塗付、浸漬等の手段により目的物に塗付する。グ
ルテリンは一般に小麦粉から製造され製造工程や抽出工
程は、ほぼツェインと同様であり、ツェインと同様に使
用できる。
【0013】以上述べたように天然高分子よりなる生分
解材料の耐水化を図る方法として、ツェインやグルテリ
ンを該生分解材料の表面に塗付することによって該材料
の水への溶出を抑制し、水への接触頻度の多い使用箇所
においても充分使用できるような耐水性を得ることが本
発明の目的を達成する不可欠の手段である。
【0014】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 実施例1
【0015】水分率を15%に調整したアルファ化澱粉粉
末を熱圧成形機の型に入れ、所定条件( 100kg/cm2
180℃、5分間)で成形した。この方法によりアルファ
化澱粉のみよりなるプレート板(30mm×30mm×3mm)を
成形した。含水アルコール(エタノールの70%溶液)に
ツェインを溶解し、10%濃度液に調整した。このツェイ
ン溶液を当該プレート板に塗付し、ツェインの塗付量が
1.5mg/cm2 と 3.0mg/cm2 となる試料を調製した。 実施例2
【0016】実施例1と同様に調製した試料のプレート
へ含水アルコール(エタノールの70%溶液)にグルテリ
ンを溶解し、10%濃度液に調整した。このグルテリン溶
液を当該プレート板に塗付し、グルテリンの塗付量が
1.5mg/cm2 と 3.0mg/cm2 となる試料を調製した。 実施例3
【0017】実施例1と同様に調製した試料のプレート
へ含水アルコール(エタノールの70%溶液)にツェイン
とグルテリンを等量溶解し、全体で10%濃度液になるよ
う調整した。このツェイン−グルテリン混合溶液を当該
プレート板に塗付し、ツェインとグルテリンの混合品の
塗付量が 1.5mg/cm2 と 3.0mg/cm2 となる試料を調製
した。 比較例
【0018】実施例1と同様に、水分率を15%に調整し
たアルファ化澱粉粉末を熱圧成形機の型に入れ、所定条
件( 100kg/cm2 、 180℃、5分間)で成形した。この
方法によりアルファ化澱粉のみよりなるプレート板(30
mm×30mm×3mm)を成形した。
【0019】試験例 以下、試験例により実施例の効果を評価した結果を説明
する。 試験例1
【0020】実施例および比較例によって得たプレート
板を20℃、 200mlの蒸留水中へ浸漬し経時的にプレート
板を水中より取り出した後、酵素分解法により水中の澱
粉量を測定、定量した。水中に存在した澱粉量を当該プ
レート板より溶出したものと見なし水中へ浸漬する前の
当該プレート板重量に対する比率を算出し、溶出率とし
て経時的に測定した。この方法によって得た溶出率によ
って耐水化の程度を評価した。結果は表1のとおりとな
り、実施例の方がいづれも優れた耐水性を有しているこ
とが認められた。また、同一条件でツェインまたはグル
テリンあるいは両物質の混合物の塗付量を増した方が耐
水化の程度が著しいことが認められた。
【0021】
【0022】試験例2 実施例および比較例によって得たプレート板を堆肥土壌
中20cmの深さに埋設し、経日的に取り出し該プレート板
をテンシロン型引張り試験機にて引張り強さを測定し
た。土中埋設前試料(表2における埋設期間:0日)の
引張り強さに対する引張り強さの低下率を算出し、土中
での生分解速度の目安とした。結果は表2のとおりとな
り、実施例、比較例いづれも土中埋設中における生分解
速度は、ほぼ同一で耐水化の程度に関係なく生分解機能
を有していることが認められた。
【0023】
【0024】土中の微生物による分解試験のほか、上記
試験に使用したプレート板を牛およびラットに与えて生
体に与える影響を調査したが、何等影響が認められなか
った。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、天然高分子を用い
た生分解材料の耐水性を付与する方法としてツェインや
グルテリンあるいは両者の混合物などの耐水性蛋白質の
溶液を該生分解材料成形物に塗付することが有効であ
り、塗付量によって分解速度を調節することも可能であ
る。本発明によって耐水化された製品は容易に生分解さ
れる材料よりなるため飼料や肥料として再利用すること
ができるほか、廃棄しても環境を汚染しないためワンウ
エイ容器などに使用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 進 神奈川県横浜市戸塚区東俣野町971番地1 号 グリーンアベニュー K・Y101号 (72)発明者 山田 哲夫 神奈川県横浜市港南区下永谷4丁目1番14 −203号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 澱粉、蛋白質など天然高分子の生分解材
    料に蛋白質の含水アルコール溶解成分を塗付することよ
    りなる生分解材料の耐水化方法。
  2. 【請求項2】 蛋白質の含水アルコール溶解成分のうち
    少なくとも一種類がツェインかまたはグルテリンである
    成分を塗付することよりなる請求項1記載の生分解材料
    の耐水化方法。
  3. 【請求項3】 澱粉、蛋白質など天然高分子の生分解材
    料に蛋白質の含水アルコール溶解成分を塗付してなる耐
    水化生分解材料。
  4. 【請求項4】 蛋白質の含水アルコール溶解成分のうち
    少なくとも一種類がツェインかまたはグルテリンである
    成分を塗付してなる請求項3記載の耐水化生分解材料。
JP8044592A 1992-03-02 1992-03-02 生分解材料の耐水化方法 Pending JPH05239244A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0610915A1 (en) * 1993-02-10 1994-08-17 Showa Sangyo Co., Ltd. Process for preparing biodegradable water-resistant film and method for rendering biodegradable article water-resistant
EP1043354A1 (en) * 1997-12-26 2000-10-11 SHOWA SANGYO Co., Ltd. Method of imparting water resistance to molded polysaccharide
KR100330491B1 (ko) * 1999-03-12 2002-04-01 김성봉 자연분해가 가능한 방수코팅 용기의 제조방법
US10822149B1 (en) * 2016-07-01 2020-11-03 Terry Guido Water soluble, biodegradable beverage container

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