JPH09255880A - 生分解性プラスチック組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物処理が容易な生分解性プラスチック
組成物を提供する。 【解決手段】 （Ａ）生分解性プラスチック２０〜７０
重量部、（Ｂ）澱粉及び／又は澱粉誘導体３０〜８０重
量部、及び（Ｃ）糖類３〜３０重量部からなる生分解性
プラスチック組成物

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、従来のプラスチッ
クと同等の物性を有しながら、自然環境下において微生
物により容易に生分解される生分解性プラスチック組成
物に関する。

【０００２】

【従来の技術】種々のプラスチック製品が大量に使用さ
れるとともに、使用後に廃棄物となった際に、通常の条
件では分解せず、また微生物等による腐食分解されない
ことが問題となっていた。このため、従来より分解性プ
ラスチックの研究が行なわれ、大別して（１）光感応性
剤を加えたり、特定の光感応基を導入し光エネルギーで
ポリマー鎖が開裂して低分子量化していく光分解性プラ
スチック、（２）土壌、水中、汚泥中などに生息する微
生物によって最終的に二酸化炭素と水まで分解する生分
解性プラスチック、及び（３）非分解性プラスチックに
生分解性プラスチックをブレンドして、土壌中などで崩
壊させる生崩壊性プラスチックが研究開発されつつあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの分解性プラス
チックは環境問題に対する意識の高まりとともに徐々に
使われ始めているものの、現在多用されているプラスチ
ック製品に代用されるには、物性面、分解容易性及びコ
ストの点で更に改良が必要である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討した
結果、（Ａ）生分解性プラスチックと（Ｂ）澱粉及び／
又は澱粉誘導体からなる混合系に（Ｃ）糖類を添加する
ことによって上記課題が解決されることを見出し本発明
に至った。

【０００５】即ち、本発明は以下の（１）〜（４）であ
る。

【０００６】（１）（Ａ）生分解性プラスチック２０〜
７０重量部、（Ｂ）澱粉及び／又は澱粉誘導体３０〜８
０重量部、及び（Ｃ）糖類３〜３０重量部からなる生分
解性プラスチック組成物。

【０００７】（２）上記（１）記載の組成物において、
更に（Ｄ）発泡剤を含有することを特徴とする発泡性生
分解性プラスチック組成物。

【０００８】（３）（Ａ）生分解性プラスチックが生分
解性脂肪族ポリエステルであることを特徴とする上記
（１）又は（２）記載の生分解性プラスチック組成物。

【０００９】（４）（Ｃ）糖類がショ糖であることを特
徴とする上記（１）又は（２）記載の生分解性プラスチ
ック組成物。

【００１０】本発明の組成物を構成する（Ａ）成分であ
る生分解性プラスチックとは従来公知のものであり、特
に限定されない。生分解性プラスチックとしては、化学
的合成品、動植物の構成成分である天然ポリマー、及び
素材として微生物が作るポリマーなどが知られている。

【００１１】前記化学的合成品としては、脂肪族ポリエ
ステル、ポリ乳酸、ポリグリコリッド、ポリ酪酸などの
他、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリエチレング
リコール、ポリアクリル酸のアルカリ金属又はアルカリ
土類金属による全部又は部分ケン化物などの水溶性のポ
リマーなどが例示される。

【００１２】前記天然ポリマーとしては、セルロース、
キチン・キトサンなどが挙げられる。澱粉も生分解性の
天然ポリマーであり、多糖類であるが、本発明において
澱粉は（Ｂ）成分として用いるので、（Ａ）及び（Ｃ）
成分からは除外される。

【００１３】前記微生物が作るポリマーとしては、ポリ
ヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）とポリヒドロキシバレ
レート（ＰＨＶ）の共重合体、ポリアミノ酸などが挙げ
られる。ある種の多糖類も微生物から作られるが、本発
明において糖類は（Ｃ）成分として用いるので、（Ａ）
成分からは除外される。

【００１４】これらの中で、１，４−ブタンジオール等
のポリオール類とコハク酸やアジピン酸のような脂肪族
ジカルボン酸を重縮合させて得られる生分解性脂肪族ポ
リエステルが好ましい。

【００１５】本発明において、生分解性プラスチックは
１種又は２種以上を用いることができる。

【００１６】本発明の（Ｂ）成分を構成する澱粉及び／
又はその誘導体としては限定されないが、トウモロコシ
の澱粉、ジャガイモ、さつまいもなどのいも類の澱粉、
米類の澱粉、麦類の澱粉、これらのアセチル化物、メチ
ル化物、アリル化物、カルボキシルメチル化物が例示さ
れる。これらの中で、トウモロコシの澱粉（コーンスタ
ーチ）が最も一般的であり好ましい。又、これらの混合
物を用いることもできる。

【００１７】本発明の（Ｃ）成分を構成する糖類とは、
単糖類及び少糖類を総称するものである。単糖類として
は、モノース、ジオース、トリオース、テトロース、ペ
ントース、ヘキソース、ヘプトース、オクトース、ノノ
ース、デコースなどが挙げられる。少糖類としては、麦
芽糖、セロピオース、ゲンチオピオース、メリピオー
ス、ラクトース、ツラノース、トレハロース、ショ糖、
インサッカロースなどの二糖類、マルトトリオースなど
の三糖類や四糖類が挙げられる。これらの中で汎用性、
取扱い容易性から二糖類が好ましく、特にショ糖が砂糖
として市場に出ていることから好ましい。又、これらの
混合物を用いることもできる。

【００１８】本発明の生分解性プラスチック組成物は、
所望する物性によって、（Ａ）〜（Ｃ）の各成分を広い
範囲から選定することができる。一般的には（Ａ）成分
２０〜７０重量部、（Ｂ）成分３０〜８０重量部、
（Ｃ）成分３〜３０重量部からなる。又、生分解性は低
下するが、上記成分に加えて公知の非生分解性ポリマー
を適宜混合することもできる。

【００１９】本発明においては、更に（Ｄ）成分として
公知の発泡剤を含有させることにより発泡性組成物とす
ることもできる。発泡剤としては公知のものを通常用い
られる量で用いることができる。

【００２０】発泡剤としては、ブタン、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン、オクタンなどの炭化水素、ハロゲン化
炭化水素、水やそのマイクロカプセル化物、炭酸ナトリ
ウム、炭酸水素ナトリウムなどの炭酸塩系発泡剤、アゾ
ジカルボンアミド等の化学発泡剤が挙げられる。

【００２１】本発明の熱可塑性ポリマー組成物の製造方
法については特に制限はなく、上記（Ａ）、（Ｂ）、及
び（Ｃ）成分を所定の配合比でヘンシェルミキサーやタ
ンブラーで混合した後、一軸あるいは多軸の押出機、バ
ンバリーミキサー、ニーダー、ロールなどの公知の混練
装置を用いて溶融混練することにより得ることができ
る。また、ヘンシェルミキサーやタンブラーなどによる
原料の混合を省略して各種原料を別々のフィーダーを用
いて溶融混練装置に供給し、混練して得ることもでき
る。又、ペレット化を省略して、各成分を粉状のまま混
合して成形機に導入することもできる。

【００２２】また、本発明においては、必要に応じて各
種添加剤成分、例えば、可塑剤、滑剤、安定剤、酸化防
止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、離型剤などをポリマー成
分のペレット製造時やポリマー成形体の成形加工時に配
合することもできる。

【００２３】なお、本発明のプラスチック組成物を食
器、玩具などに用いる場合には上記各種添加剤は食品着
色剤などの人体に無害であることが既に知られたものを
使用するのが好ましい。

【００２４】本発明においては、更に非生分解性の熱可
塑性プラスチックを併用することができる。この場合、
廃棄物は土壌中などに生息する微生物により、（Ａ）成
分の生分解性プラスチック、（Ｂ）成分の澱粉及び／又
は澱粉誘導体、及び（Ｃ）成分の糖類が分解されること
により、プラスチック成形物はその形態を失うことにな
り、崩壊性プラスチックとして利用できる。

【００２５】このような非生分解性可塑性プラスチック
としては、例えばスチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、
メタクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビ
ニリデン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセター
ル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フッ素樹脂およ
び各種の熱可塑性エラストマーなどが挙げられるが、こ
れらの中でスチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、メタク
リル系樹脂及びポリ塩化ビニル系樹脂が一般的である。
これらは２種以上用いることもできる。

【００２６】このようにして得られた本発明の生分解性
ポリマー組成物は、一般に熱可塑性ポリマーの成形に用
いられている公知の方法、例えば射出成形、押出成形、
ブロー成形、インフレーション成形、真空成形などの方
法によって各種成形体に成形される。また、フィルムや
二軸延伸フィルム、シート、発泡シート、発泡ビーズな
どに成形された後、所望の成形体に成形される。

【００２７】本発明の組成物は生分解性プラスチックと
澱粉を主成分とし、糖類を加えたものであるので、各種
成形物への成形が容易であり、その成形物は、プラスチ
ックが有する各種物性を示すとともに、使用後は土壌、
水中、汚泥中などに生息する微生物によって完全に分解
される。又、本発明のプラスチック製品は、生ゴミ用コ
ンポストで処理すれば１日から数日程度の短期間で肥料
とすることができる。このような優れた性質を利用し
て、従来プラスチックが利用されてきた各種用途に本発
明のプラスチック組成物は成形されて用いることができ
る。

【００２８】本発明の好ましい用途について以下に列挙
して説明する。

【００２９】１．杭、パイル類 本発明の組成物の成形物は、土に直接使用すると、土に
埋めることにより土中の微生物により分解することにな
る。つまり、製品の使用と廃棄が同時に行なわれるとい
う理想的な用途となる。具体的には、ゴルフ場、道路、
河川などの方面に張られる芝などの杭、パイルとして使
用できる。又、盛土、切り土などの工事後の緑化、ネッ
ト張りにおいても使用することができる。同時に、従来
の金網にかえてネット自体を本発明の生分解性プラスチ
ック製とすることにより工事全体を生分解性とすること
もできる。

【００３０】２．シート、フィルム類 生分解性が要求される用途、具体的には農業用ハウスシ
ート、農業用フィルム、各種包装用フィルム、建設・土
木用シート、ゴミ袋などに好適である。

【００３１】３．容器・トレイ プラスチック製品の中でも特に多量に消費され、廃棄後
の処分が困難であった各種容器、食器、トレイ、包装
箱、農園芸ポットなどに好適である。

【００３２】４．発泡材料 本発明の組成物は、通常の射出成形機など公知の方法に
より容易に発泡させることができる。発泡倍率も２〜３
倍程度の低発泡から、２０〜３０倍程度の高発泡まで調
節可能である。

【００３３】従来よりプラスチック発泡体が用いられた
分野での使用が可能である。特に、低発泡体は電気製品
のキャビネットなどに、自動車のハンドル、バンパー、
内装品などに、包装用資材に適する。その他、家庭用内
装品、ホテルの歯ブラシ、航空機内食用のスプーン、フ
ォーク、食器及びトレイ、玩具類、エアーガンの玉、文
具など、その軽量性と安全性を念頭に入れた用途が含ま
れる。

【００３４】高発泡体は、特に現在廃棄処分に問題があ
る発泡スチロールの代替材料として有効である。例え
ば、食品トレイ、インスタント麺類の容器などの食器包
装容器類、水産物・農産物用箱、包装用箱などの輸送用
箱類、電気製品・精密機器の緩衝材などの緩衝材、建築
用・道路用の防音・断熱材が好適である。

【００３５】５．その他 各種成形方法に適用できることを利用して、スリット繊
維、不織布、ネット、ロープなどにすることもできる
他、帽子、ポンチョ、ウィンドブレーカーなどの衣類、
ゴミ袋、土産袋などの包装資材、スキーのポールなどの
運動具等への適用ができる。又、テレフォンカード、オ
レンジカード、パチンコカード、図書カードなどの各種
プリペイドカード、各種クレジットカード、図書館利用
カード、各種会員カードなど、大量に消費されたり、期
限があるため定期的に廃棄されるカード類への適用が有
効である。

【００３６】なお、成形体の耐水性、耐薬品性、耐熱
性、機械的強度などを更に高めたい時には、本発明の組
成物より得られた成形体の表面を各種材料で処理するこ
ともできる。例えば、アルミニウムなどの金属類、非生
分解性プラスチック類、より高融点のポリ乳酸などの他
の生分解性プラスチック類で、コーティング、ラミネイ
ト、ディピィング、又は蒸着等の処理が有効である。
又、金属類や非生分解性プラスチック類で表面を処理す
る場合は、使用後の生分解性が低下することを防止する
ため、耐水性等を必要とする部分にのみ表面処理した
り、非処理部分を部分的に残すなどの手段を講じること
もできる。

【００３７】更に、杭、パイル類、ゴルフティ、農業用
フィルム、苗ポット、農園芸用ポット等の土木緑化用、
農林業用、園芸用資材用品には、予めチッソ、燐、カリ
等の公知の肥料、有効菌類を混練しておくと、生分解後
に肥料分としてさらに有効となるので好ましい。またそ
の添加割合は０〜８０％、好ましくは５〜３０％の割合
である。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明をさら
に詳しく説明するが、本発明はこれらの例に限定される
ものではない。

【００３９】実施例 （Ａ）脂肪族ポリエステル ４７部 （昭和高分子製ビオノーレ１０２０） （Ｂ）コーンスターチ ４７部 （Ｃ）ショ糖（砂糖） ６部 上記各成分の混合物を射出成形機に供給し成形した。ト
レー及び杭の金型を用いて成形品を得た。

【００４０】得られたトレー及び杭の外観は良く、添加
したショ糖によるコゲ、変色等の発生は全くなかった。
また、トレー及び杭としての機械的強度等も十分であ
り、水による洗浄も可能であった。

【００４１】土壌より採集して作成した培地中に、上記
トレー及び杭を埋め、室温下で３カ月間放置した所、ほ
ぼ完全に生分解された。

【００４２】比較のために（Ｃ）成分のショ糖を除外し
た他は同様の成形、及び分解を行った所、上記本発明の
実施例によるものに比べて成形性が若干劣るとともに、
土壌中での生分解も完全ではなかった。

【００４３】

【発明の効果】本発明のプラスチック組成物は、成形性
が容易であり、廃棄後は土壌中の微生物によって短時間
で完全に生分解されるものである。よって、環境問題、
資源問題、ゴミ問題に極めて有用である。

【００４４】本発明が上記のような格別優れた効果を奏
する理由は必ずしも明確ではないが、第３成分として用
いたショ糖などの糖類が、プラスチック成形時に滑剤等
の機能を有するとともに、廃棄時においては微生物によ
る生分解を促進する働きがあるためと思われる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 修一 千葉県船橋市西船７−５−50−201 (72)発明者 丸山 輝芳 東京都渋谷区笹塚２−４−16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）生分解性プラスチック２０〜７０
   重量部、（Ｂ）澱粉及び／又は澱粉誘導体３０〜８０重
   量部、及び（Ｃ）糖類３〜３０重量部からなる生分解性
   プラスチック組成物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の組成物において、更に
   （Ｄ）発泡剤を含有することを特徴とする発泡性生分解
   性プラスチック組成物。
3. 【請求項３】 （Ａ）生分解性プラスチックが生分解性
   脂肪族ポリエステルであることを特徴とする請求項１又
   は２記載の生分解性プラスチック組成物。
4. 【請求項４】 （Ｃ）糖類がショ糖であることを特徴と
   する請求項１又は２記載の生分解性プラスチック組成
   物。