JPH06116444A - 生物分解性樹脂組成物 - Google Patents

生物分解性樹脂組成物

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JPH06116444A
JPH06116444A JP4270621A JP27062192A JPH06116444A JP H06116444 A JPH06116444 A JP H06116444A JP 4270621 A JP4270621 A JP 4270621A JP 27062192 A JP27062192 A JP 27062192A JP H06116444 A JPH06116444 A JP H06116444A
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biodegradable
aliphatic polyester
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Yutaka Tokiwa
豊 常盤
Toshiya Yazawa
俊也 矢澤
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Nippon Oil and Fats Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ゴム5〜70重量%と、脂肪族ポリエステル
樹脂30〜90重量%と、前記ゴム及び脂肪族ポリエス
テル樹脂の合計量100重量部に対して架橋剤0.1〜
5重量部とを配合することを特徴とする生物分解性樹脂
組成物。 【効果】 本発明の生物分解性樹脂組成物は、優れた生
物分解性、更には軟化点、伸度等の物性的にも良好で、
しかも従来の生物分解性樹脂に比して安価な生物分解性
樹脂成形品に提供することができる。従って、地球環境
及び生物環境等の破壊を引き起こすことのない材料とし
て広範囲な分野に応用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、微生物により分解さ
れ、地球環境及び生物環境的に優れた樹脂材料を提供す
ることができる生物分解性樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にプラスチックは、その強度等の物
理的性質を向上させるために、種々開発がなされいる。
そのため、ほとんどのプラスチック成形品は、生物分解
性が全くなく、しかも自然環境中に散乱したプラスチッ
ク廃棄物は、美観を損ねるだけでなく、野生生物にも悪
影響を与え、地球環境及び生物環境の破壊原因の一因と
して注目を集めている。このようなプラスチック廃棄物
を処理するために、焼却する方法等が実施されている
が、燃焼の際の高熱や有害ガス及び残灰等の二次汚染を
防止するための施設を設置する必要があり、多額のコス
トを要するという問題がある。
【0003】そこで、最近生物分解性プラスチック、生
物崩壊性プラスチック及び光分解性プラスチック等の地
球環境及び生物環境を考慮したプラスチックの開発が勧
められている。例えば、生物分解性プラスチックとして
は、微生物生産型、天然高分子型、合成高分子型、天然
−合成高分子複合型が知られている。該微生物生産型と
しては、例えば微生物貯蔵物質であるポリヒドロキシ酪
酸(PHB)やその誘導体(PHB及びヒドロキシ吉草
酸(PHV)の共重合体)等が知られており、具体的に
は商品名「バイオポール」(ICI社製)等が市販され
ているが、非常に高価であるのが実状である。
【0004】また天然高分子型としては、ニトロセルロ
ース、アセチルセルロース、グラフト化セルロース等の
天然高分子を化学修飾したプラスチックやセルロース、
デンプン等を物理的に加工したプラスチック等が知られ
ているが、どの程度まで生物分解できるかはいまだ検討
を有する段階である。
【0005】更に合成高分子型としては、脂肪族ポリエ
ステル、脂肪族ポリエステルポリアミド共重合体(CP
AE)等が知られており、特に合成された脂肪族ポリエ
ステルの場合には、微生物によって完全に分解されるこ
とが報告されている(Y.Tokiwa,et al.:J.Ferment.Tech
nol.,54,603(1976))。現在このような高分子量の脂肪族
ポリエステルとしては、ポリカプロラクトン(PCL)
が工業的に生産されているが、生産量は少なく、従って
コスト的に高く、しかも軟化点が低く、耐熱性や機械的
強度等の物性も劣るため、汎用プラスチックに代わっ
て、容器、フィルム、繊維等の実用的な広い用途への利
用には及んでいないのが実状である。またCPAEは、
脂肪族ポリエステルにポリアミドを多数交互に導入した
ものであり、脂肪族ポリエステルに比して融点や引張強
度等の物性が改善されているものの、ポリアミド量が増
加するにしたがって生物分解性が低下し、更に現在工業
生産量が少なくコスト的に極めて高いという問題があ
る。
【0006】更にまた、天然−合成高分子複合型として
は、脂肪族ポリエステルの物理化学的特性及び経済性を
改善するために、PCLに微生物生産ポリエステル又は
天然高分子を組み合わせたプラスチック等が開発されて
おり、例えばPCLに生デンプンを40〜85重量%の
範囲で均一に分散させた生物分解性プラスチックが報告
されており、PCL単独に比して曲げ強度が向上し、デ
ンプンの熱変性も生じず、しかも土壌中6月間で約半分
程度の重量まで分解されることが知られている。
【0007】しかしながら、デンプンを高配合した生物
分解性プラスチックは、伸びが減少し、加工性が劣る。
また水分管理が必要なため汎用プラスチックとしては使
用し難い等の問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、生物
分解性が良好であり、且つ物性的にも優れた生物分解性
樹脂を得ることができる生物分解性樹脂組成物を提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ゴム5
〜70重量%と、脂肪族ポリエステル樹脂30〜90重
量%と、前記ゴム及び脂肪族ポリエステル樹脂の合計量
100重量部に対して架橋剤0.1〜5重量部とを配合
することを特徴とする生物分解性樹脂組成物が提供され
る。
【0010】以下本発明を更に詳細に説明する。
【0011】本発明において用いるゴムとしては、例え
ばジエン系合成ゴム、オレフィン系合成ゴム、オレフィ
ン系合成ゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴ
ム等の合成ゴム、天然ゴム又はこれらの混合物等を挙げ
ることができ、特に生物分解性が良好な天然ゴムを用い
るのが好ましい。また合成ゴムの場合には、一般に微生
物分解が可能であることが知られている分子量500〜
600程度のものを使用するのが好ましい。
【0012】前記ゴムの配合量は、ゴム及び脂肪族ポリ
エステル樹脂の合計量に対して5〜70重量%、好まし
くは5〜40重量%である。ゴムが70重量%を超える
場合には、得られる生物分解性樹脂成形品自体の生物分
解性が低下し本来の目的が達成できない。
【0013】本発明において、脂肪族ポリエステル樹脂
としては、例えばポリカプロラクトン、ポリエチレンア
ジペート、ポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエ
ステル;ポリエチレンフマレート等の不飽和脂肪族ポリ
エステル;各種のポリエステル−ナイロン共重合体又は
これらの混合物等を挙げることができ、特に分子量10
00〜100000の脂肪族ポリエステル樹脂を用いる
のが好ましい。
【0014】前記脂肪族ポリエステル樹脂の配合割合
は、ゴム及び脂肪族ポリエステル樹脂の合計量に対して
30〜90重量%、好ましくは60〜90重量%の範囲
である。脂肪族ポリエステル樹脂が90重量%を超える
場合には、得られる生物分解性樹脂成形品自体の軟化点
が低下する。
【0015】本発明において架橋剤としては、硫黄、テ
トラメチルチウラムサルファイド、キノンジオキシム、
ベンゾチアゾールジスルフィド、有機過酸化物、ジアミ
ノ化合物、金属酸化物等を好ましく挙げることができ
る。
【0016】前記架橋剤の配合量は、得られる生物分解
性樹脂自体の架橋密度が、生物分解性の程度に影響を及
ぼすので、前記ゴム及び脂肪族ポリエステル樹脂の合計
量100重量部に対して0.1〜5重量部の範囲とする
必要があり、この範囲内において配合量を変えることに
より、得られる生物分解性樹脂成形品の生物分解性を自
由に制御することができる。
【0017】本発明においては、得られる生物分解性樹
脂成形品に所望の性質を付与するために、前記必須成分
以外に、例えば耐光性を付与する紫外線安定剤、カーボ
ンブラック等、またインフレート成形用に通常配合され
る殺菌剤、酸化防止剤、充填剤、安定剤、可塑剤等を配
合することもできる。
【0018】本発明の組成物を用いて、生物分解性樹脂
成形品を調製するには、例えば加熱した押出成形機、カ
レンダー成形機等により混合し、フィルム状、シート状
等の所望の形状に成形することができる。この際成形条
件は、各成分の配合量、特に架橋剤の量に応じて適宜選
択することができる。
【0019】本発明の組成物より得られる生物分解性樹
脂成形品は、例えばリパーゼ、リパーゼ生産菌、リパー
ゼ含有物等により分解され、通常土壌等の自然環境中に
おいて生物分解する。また一般的に天然ゴムを分解する
ノカルディア(Nocardia)属の分解菌835A等を用いる
ことにより、生物分解性を促進することができる。
【0020】
【発明の効果】本発明の生物分解性樹脂組成物は、ゴ
ム、脂肪酸ポリエステル樹脂及び架橋剤を特定の配合割
合で配合しているので、得られる生物分解性樹脂成形品
の生物分解性に優れ、更には軟化点、伸度等の物性的に
も良好で、しかも従来の生物分解性樹脂に比して安価に
提供することができる。従って、地球環境及び生物環境
等の破壊を引き起こすことのない材料として広範囲な分
野に応用可能である。
【0021】
【実施例】以下本発明を実施例及び比較例により更に詳
細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。
【0022】
【実施例1】ロールミル(東洋精機株式会社製)を用い
て天然ゴム10gを90〜100℃で10分間素練りし
た後、ポリカプロラクトン10g及び商品名「パークミ
ルD」(日本油脂株式会社製、粉体、117℃/半減
期)の有機過酸化物0.02gを添加して更に10分間
混練して生物分解性樹脂組成物を調製した。次いで得ら
れた組成物を、混練押出機(米国CSI社製、商品名
「CS−194A型」)を用いて150℃、150kg
/cm2、20分間の条件下ブレンド体とし、該ブレン
ド体をプレス機(東洋精機製)を用いて110℃で厚さ
0.5mmのフィルムに成形した。このフィルムから引
張試験用試料を作成し、引張試験機(島津製作所製、商
品名「オートグラフA−J−D500型」)により破壊
強度及び破壊伸度を測定した。またフィルムの軟化点も
測定した。それらの結果を表1に示す。
【0023】次に、前記ブレンド体を、ポリカプロラク
トン量が100mgとなるように、薄フィルム状の試験
片に成形した。次いで該試験片に、0.2Mリン酸緩衝
液(pH7.0)2ml、0.1重量%プライサーフ
(商品名、第一工業製薬株式会社、界面活性剤)1.0
ml及び分解酵素リパーゼ液(リゾプスアルヒザス(Rhi
zopus arrhizus)(シグマ社製、40万ユニット:0.
02Mリン酸緩衝液(pH7.0)6ml)0.3ml
を加え、更に水で全量を20mlに調整した後、30
℃、16時間反応させ、全有機炭素量(TOC)を測定
し、試験片の生物分解性を測定した。その結果を表1に
示す。尚、TOCは、分解酵素を加えた試料片のTOC
から分解酵素を加えなかった試料片のTOCの差を求め
その値とした。
【0024】
【実施例2〜7、比較例1及び2】各成分の配合割合を
表1に示すとおり変えた以外は実施例1と同様に各試験
試料を作製し、それぞれの測定を行った。その結果を表
1に示す。
【0025】表1の結果より、本発明の組成物により得
られる生物分解性樹脂は、脂肪族ポリエステルの優れた
生物分解性と強度とを有すると共に、架橋ゴムによる優
れた伸度と高い軟化点をバランス良く保持していること
が判る。
【0026】
【表1】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴム5〜70重量%と、脂肪族ポリエス
    テル樹脂30〜90重量%と、前記ゴム及び脂肪族ポリ
    エステル樹脂の合計量100重量部に対して架橋剤0.
    1〜5重量部とを配合することを特徴とする生物分解性
    樹脂組成物。
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