JPH0717780B2

JPH0717780B2 - 微生物崩壊性熱可塑性樹脂発泡体及びその製造方法

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Publication number: JPH0717780B2
Application number: JP3219168A
Authority: JP
Inventors: 豊常盤; 晃岩本
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 1991-08-05
Filing date: 1991-08-05
Publication date: 1995-03-01
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: JPH0641344A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微生物崩壊性熱可塑性樹
脂発泡体及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】最近、欧米において廃棄物
処理に関連して、プラスチックの包装材料としての使用
禁止や規制の動きが活発化している中で、米国などでは
プラスチックに澱粉を混ぜた崩壊性プラスチックが実用
化されている。この場合の崩壊は、プラスチック中の澱
粉が微生物により分解されることによって起こる。しか
し、この澱粉混入プラスチックは澱粉の混入量が少ない
場合には崩壊せず、一方、多量に混入した場合では崩壊
は起こるものの、プラスチク中の澱粉が粒子状で可塑性
を有しないことから、得られたシートの機械物性や、容
器等への二次加工性は澱粉未混入のプラスチックに比べ
て著しく劣るという問題があり、また用途的にも二次加
工をあまり必要としない、フィルムや、袋に限られてい
た。そこで、本発明者らは、先に、微生物崩壊性に優れ
ると共に、機械的物性及び二次加工性に優れた発泡体及
びその製造方法を既に提案した（特願平１−３３９１９
６号：特開平３−１９９２４５号参照）。ところで、上
記発泡体の微生物崩壊能を高める為には微生物分解性熱
可塑性樹脂をできるだけ多量に配合する必要がある。し
かしながら、この場合、微生物分解性可塑性樹脂の配合
量が４０重量％を越えると得られる発泡体は独立気泡率
が低下すると共に表面に凹凸が目立つようになり、この
点において改良の余地を残すものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決した発泡体及びその製造方法を提供することをその
課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、微生物分解性熱可塑
性樹脂４０重量％超〜７０重量％と微生物非分解性熱可
塑性樹脂６０重量％未満〜３０重量％との混合樹脂を基
材樹脂とする発泡体であって、該発泡体を構成する気泡
の平均膜厚が１〜１００μｍ、かつ見掛け密度が０．５
ｇ／ｃｍ³以下であることを特徴とする微生物崩壊性熱
可塑性樹脂発泡体が提供される。また、本発明によれ
ば、微生物分解性熱可塑性樹脂４０重量％超〜７０重量
%と微生物非分解性熱可塑性樹脂６０重量％未満〜３０
重量％からなる混合樹脂を押出機内において、前記混合
樹脂の溶融温度以上の高温高圧下で溶融混練し、次いで
溶融混練物中に発泡剤を注入して両者を混合し、この混
合物を低圧帯域に押出して見掛密度０．５ｇ／ｃｍ³以
下の発泡体を得る方法であって、前記混合樹脂の発泡剤
注入直前における溶融混練を、式０．６≦η(B)／η(A)≦１．５（式中、η(A)は発泡剤注入直前の溶融混練温度での微
生物分解性熱可塑性樹脂の溶融粘度（ポイズ）を示し、
η(B)は発泡剤注入直前の溶融混練温度での微生物非分
解性熱可塑性樹脂の溶融粘度（ポイズ）を示す）を満足
する条件にて行なうことを特徴とする微生物崩壊性熱可
塑性樹脂発泡体の製造方法が提供される。

【０００５】本発明における微生物分解性熱可塑樹脂
(以下、樹脂Aともいう)としては、従来公知のものが示
され、例えば、脂肪族ポリエステル樹脂や、脂肪族ポリ
エステルに低分子量のポリアミドをブロック的に共重合
させたものや、ポリビニルアルコール等が挙げられる。
脂肪族ポリエステル樹脂には、脂肪族系の2価カルボン
酸を含む多価カルボン酸と、脂肪族系ジオールを含む多
価アルコールとの重縮合物、ヒドロキシ脂肪族カルボン
酸の重縮合物、ラクトンの開環重合物が包含され、その
具体例としては、例えば、エチレンジアジペート、プロ
ピオラクトン、カプロラクトン、β-ヒドロキシ酪酸等
から誘導される単独重合体や共重合体が例示される。こ
れらの重合体は、2種以上を混合して用いることができ
る。また、これらの重合体はいずれもリパーゼの作用に
よって加水分解されるものである。微生物非分解性熱可
塑性樹脂(以下、樹脂Bとも言う)としては、従来公知の
各種のものが挙げられる。このようなものとしては、好
ましくは、ポリスチレン系樹脂が挙げられる。このポリ
スチレン系樹脂は、スチレンを主体とする重合体であ
り、スチレン単独重合体及びその他のスチレンと共重合
し得るビニル系単量体との共重体、また一般に耐衝撃性
ポリスチレン樹脂と呼ばれているポリスチレンを主体と
するゴム系ポリマーとの共重合物又は混合物、さらに、
ジエン系単量体との共重合体等が包含される。耐衝撃性
ポリスチレン樹脂は、これを使用した場合には得られる
発泡体の柔軟性、弾性を向上させることができるので、
好適なものである。他の微生物非分解性熱可塑性樹脂と
しては、ポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレン-
エチレン共重合体、ポリブテン、プロピレン-ブテン共
重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、
各種ナイロン等が例示される。

【０００６】発泡剤としては、脂肪族炭化水素やハロゲ
ン化炭化水素あるいは分子中に水素原子を1個以上有す
るフロンガスが単独又は混合して用いられる。脂肪族炭
化水素の具体例として、例えば、プロパン、ノルマルブ
タン、イソブタン、ペンタン、イソペンタン等が挙げら
れ、ハロゲン化炭化水素としては、それら脂肪族炭化水
素の塩素又は臭素置換体が挙げられる。また、分子中に
水素原子を1個以上有するフロンガスとしては、クロロ
ジフロロメタン、トリフロロメタン、1,2,2,2-テトラフ
ロロエタン、1-クロロ-1,1-ジフロロエタン、1,1,-ジフ
ロロエタン、1-クロロ-1,2,2,2-テトラフロロエタン等
が挙げられる。上記の如き発泡剤を使用するに際して
は、沸点(1気圧下)が80℃以下のものを選択する必要が
ある。上記沸点が80℃を越えるものでは、発泡効率が劣
り不経済である。特に発泡剤としては、上記沸点範囲が
-20〜20℃のものを主成分として選択することが望まし
い。

【０００７】本発明においては、樹脂A及び樹脂Bの使用
割合は、両者の合計量に対して、樹脂A:４０重量％超〜
７０重量%、好ましくは４５〜６５重量%、樹脂B:６０重
量％未満〜３０重量%、好ましくは５５〜３５重量%の割
合である。樹脂Aの割合が前記範囲より少なくなると、
得られる発泡体の崩壊性が低下し、一方、前記範囲より
多くなると得られる発泡体にフィッシュアイが発生する
ようになる。発泡剤の使用割合は、樹脂Aと樹脂Bの合計
量100重量部に対し、1〜60重量部、好ましくは2〜50重
量部であり、所望する発泡体の密度に応じて適当に定め
る。

【０００８】本発明における発泡成形法としては、以下
に示す如き従来公知の各種の方法が挙げられる。押出発泡成形法発泡剤と樹脂と必要に応じて添加剤とを押出機内で溶融
混練し、次いで押出機先端に位置するダイスを通して低
圧下に押出す方法であり、目的に応じてフィルム状、シ
ート状、あるいは板状に押出し成形される。フィルム状
及びシート状のものはその後袋や容器などに加熱成形さ
れる。アキューム発泡成形法発泡剤と樹脂と必要に応じて添加剤とを押出機内で溶融
混練し、次いでこれ等を発泡の生じない条件でアキュー
ムレターに蓄積して一旦保持した後、低圧下に排出する
方法であり、通常は板状に押出し成形される。射出発泡成形法発泡剤と樹脂と必要に応じて添加剤とを押出機内で溶融
混練し、次いで押出機先端に取り付けられた所望の形状
を有する金型内に射出する方法であって、金型に内形状
に合致した成形品が得られる。

【０００９】本発明においては、押出機内における溶融
混練の溶融混練を前記式（１）を満足する条件を採用す
る。η(B)／η(A)が１．５を超える場合や、０．６未満
の場合には、得られる発泡体の独立気泡率が低下すると
ともに、発泡体表面に凹凸が目立つようになる。好まし
いη(B)／η(A)の範囲は０．７〜１．４である。なお、
η(A)及びη(B)は、樹脂Ａ及び樹脂Ｂのそれぞれの温度
と溶融粘度との関係をあらかじめフローテスタ等により
測定したデータに基づいて決めることができる。本発明
において、微生物崩壊性の良好な発泡体を得るには、発
泡体には、十分な発泡構造を保持させることが必要であ
る。本発明者らの研究によれば、発泡体の見掛け密度
を、一般的には、0.5g/cm³以下、好ましくは0.3〜0.01g
/cm³及び発泡体を構成する平均気泡膜厚を1〜100μｍに
規定することによって、微生物崩壊性の良好な発泡体が
得られることを見出した。上記発泡体において見掛け密
度が0.5g/cm³より大きな場合には良好な微生物崩壊を示
さない。一方、上記気泡の平均膜厚が１００μｍを超え
る場合には、発泡体の崩壊速度が低下し、1μｍより薄
い場合には、その発泡体は連続気泡構造部分が多くな
り、二次加工時に種々の問題が発生する(例えば二次発
泡力が弱く、シートの加熱成形不良を起こしたりす
る）。また、発泡体中の独立気泡率は８０％以上、好ま
しくは９０〜１００％の範囲である。

【００１０】発泡体の密度及び気泡膜厚は、上記した如
く発泡剤の使用量及びいわゆる気泡核剤の使用量により
容易に調整することができる。この気泡核生成剤として
は、たとえば、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシ
ウム、クレー、天然ケイ酸、カーボンブラック、ホワイ
トカーボン、シラス、石膏の如き無機物質、あるいは押
出機内の温度で分解してガスを発生する重炭酸ナトリウ
ム、炭酸アンモニウム、アジド化合物、アゾビスイソブ
チルニトリル、ジアゾアミノベンゼン、ベンゼンスルホ
ニルヒドラジド、P-トルエンスルホニルヒドラジドまた
は該温度で反応して炭酸ガスを発生する酸-アルカリの
組合わせ、たとえば、クエン酸のモノアルカリ金属塩と
炭酸のアルカリ金属塩、クエン酸のモノアルカリ金属塩
と重炭酸のアルカリ金属塩の如き化学発泡剤である。

【００１１】上記無機物質を気泡核剤として使用する場
合には、混合樹脂100重量部に対して0.01重量部以上5重
量部未満である。また、上記化学発泡剤を気泡核剤とし
て使用する場合には、同様に0.05〜5重量部である。本
発明においては、混合樹脂発泡体中に該樹脂100重量部
に対して上記で例示した無機物質からなる充填材を5〜8
0重量部配合することが望ましい。この様に多量に充填
材を混合樹脂発泡体中に配合させたものは微生物による
崩壊がいっそう促進される。特に多量に充填材を使用す
る場合には、発泡成形方法としては、前記の押出発泡成
形法、アキューム発泡成形法あるいは射出発泡成形法を
採用することが望ましい。

【００１２】さらに、本発明においては、混合樹脂に対
して、必要に応じ、発泡に際しての発泡剤の樹脂から急
速な透過を防いで発泡体の収縮を抑制するために、収縮
防止剤を添加することもできる。このようなものとして
は、例えば、ポリオキシエチレンモノミリステート、ポ
リオキシプロピレンモノミリステート、ポリオキシエチ
レンモノパルミテート、ポリオキシプロピレンモノパル
ミテート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリ
オキシプロピレンモノステアレート、ポリオキシエチレ
ンジステアレート、モノラウリン酸グリセライド、モノ
ミノスチン酸グリセライド、モノパルミチン酸グリセラ
イド、モノステアリン酸グリセライド、モノアラキン酸
グリセライド、ジラウリン酸グリセライド、ジパルミチ
ン酸グリセライド、ジステアリン酸グリセライド、1-パ
ルミト-2-ステアリン酸グリセライド、1-ステアロ-2-ミ
リスチン酸グリセライド、トリステアリン酸グリセライ
ド等の各種脂肪族エステルが挙げられる。この様な収縮
防止剤は、樹脂Bとしてポリオレフィン系樹脂を使用す
る場合に好適に用いられる。

【００１３】

【発明の効果】本発明による発泡体は、良好な微生物崩
壊性を有するものである。このような微生物崩壊性は、
微生物分解性樹脂の混入と、特定の発泡構造によって発
現されるものである。同じ樹脂組成の成形物であって
も、特定の発泡構造を有していないものや非発泡体のも
のはすぐれた微生物の崩壊性を示さない。また、本発明
による発泡体は、独立気泡率が高いので極めて優れた機
械的物性を示すと共に、製造時にフィッシュアイの発生
がなく、しかもその表面に多数の凹凸が生じることのな
い表面状態の極めて良好なものとなる。従って、発泡シ
ート化された発泡体を加熱成形した場合、成形不良のな
い良好な成形品を与える。本発明の微生物崩壊性熱可塑
樹脂発泡体は、廃棄後は微生物の存在する環境において
容易に崩壊し、その嵩を減少させることができるため、
廃棄物処理問題の解決に有効な手段を与えるものであ
る。また、この発泡体は、廃棄後回収もれにより自然環
境中に放置されても、微生物により崩壊されるため、自
然界の動植物の生命を危険にさらすことはない。更に、
この発泡体中に充填材を含有させたものでは、微生物に
よる崩壊をいっそう促進させることができる。

【００１４】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。

【００１５】実施例１〜６、比較例１〜５表1に示した組成の混合樹脂100重量部と表1に示す量の
気泡核剤（充填剤）とを、吐出量50kg/hrの押出機内に
おいて圧力190kg/cm²Gで溶融混練し、次いで、この溶融
混練物に発泡剤としてのブタン(ノルマルブタン:イソブ
タン7:3)を表1に示した量（混練樹脂１００重量部に対
する量）を押出機の途中より圧入して混合した後、この
溶融混練物を表1に示した温度(発泡温度)で押出機先端
に設けた環状ダイスを通して大気圧下に筒状に押出すと
ともに、その筒状押出物を押出方向に切開して厚さ2.5m
mのシート状発泡体を得た。得られた発泡体の発泡状
態、見掛け密度、平均気泡膜厚及び微生物崩壊性を表1
に併せて示した。尚、発泡剤を圧入する直前の溶融混練
物の温度はいずれも２００℃であった。

【００１６】

【表１】

【００１７】なお、表中に示した測定項目は、以下のよ
うにして測定されたものである。 (平均気泡膜厚の測定)平均気泡膜厚は、発泡シートを任
意の所で厚さ方向に切断し、その切断面の任意の5箇所
を選び、その厚さ方向にある気泡の膜厚を各々測定して
平均した値である。尚、上記測定は、(株)オリンパス製
の光学顕微鏡BH-2に同社のMOSカラーカメラOV100を取り
付け、これによって映し出された映像を(株)朋栄製のビ
テオマイクロスケーラIV-550を通し、モニター上で行な
った。

【００１８】(微生物崩壊性試験)オリーブ油から1分間
に220μmoleの脂肪酸を生成することができる力価をも
つリパーゼ溶液0.6ｍｌ、pH緩衝液(pH7)2ｍｌ、界面活
性剤1ｍｌ、水１６．４ｍｌ及び試料(試料巾の樹脂Aを
常に100mgとする。)を100ｍｌ三角フラスコに入れ30℃
で16時間反応させ、反応後生成した有機物量を全有機物
量を全有機炭素計で測定した。また、参考までに微生物
による分解速度を知るために8時間反応させた段階にお
いても全有機物量を測定した。測定に際し、対照実験と
して同じ方法でリパーゼ液を使用しないものも実施し、
測定値を補正した。

【００１９】(溶融粘度の測定)η(A)、η(B)の測定は、
各々島津フローテスタＣＦＴ−５００型Ａ（（株）島津
製作所製）を使用して行なった。測定温度は上記溶融混
練物の温度で２００℃とした。

【００２０】なお、表1において符号で示した樹脂の具
体的内容は次の通りである。 PCL :ポリカプロラクトン PS :ポリスチレンまた、発泡状態についての符号A,B及びCの具体的内容は
次の通りである。Ａ：独立気泡率が高く、表面状態も良好Ｂ：独立気泡率が低く、表面には凹凸が多数発生Ｃ：フィッシュアイ発生

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き審査官森田ひとみ (56)参考文献特開平２−298525（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微生物分解性熱可塑性樹脂４０重量％超
〜７０重量％と微生物非分解性熱可塑性樹脂６０重量％
未満〜３０重量％との混合樹脂を基材樹脂とする発泡体
であって、該発泡体を構成する気泡の平均膜厚が１〜１
００μｍ、かつ見掛け密度が０．５ｇ／ｃｍ³以下であ
ることを特徴とする微生物崩壊性熱可塑性樹脂発泡体。
【請求項２】請求項（１）において、混合樹脂１００
重量部に対して５〜８０重量部の充填剤を含有すること
を特徴とする微生物崩壊性熱可塑性樹脂発泡体。
【請求項３】微生物分解性熱可塑性樹脂４０重量％超
〜７０重量%と微生物非分解性熱可塑性樹脂６０重量％
未満〜３０重量％からなる混合樹脂を押出機内におい
て、前記混合樹脂の溶融温度以上の高温高圧下で溶融混
練し、次いで溶融混練物中に発泡剤を注入して両者を混
合し、この混合物を低圧帯域に押出して見掛密度０．５
ｇ／ｃｍ³以下の発泡体を得る方法であって、前記混合
樹脂の発泡剤注入直前における溶融混練を、式０．６≦η(B)／η(A)≦１．５（式中、η(A)は発泡剤注入直前の溶融混練温度での微
生物分解性熱可塑性樹脂の溶融粘度（ポイズ）を示し、
η(B)は発泡剤注入直前の溶融混練温度での微生物非分
解性熱可塑性樹脂の溶融粘度（ポイズ）を示す）を満足
する条件にて行なうことを特徴とする微生物崩壊性熱可
塑性樹脂発泡体の製造方法。
【請求項４】混合樹脂１００重量部に対して充填剤を
５〜８０重量部混合することを特徴とする請求項３に記
載の微生物崩壊性熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。