JPH11236429A - 生分解性ポリウレタン複合体及びその製造方法 - Google Patents

生分解性ポリウレタン複合体及びその製造方法

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JPH11236429A
JPH11236429A JP10054417A JP5441798A JPH11236429A JP H11236429 A JPH11236429 A JP H11236429A JP 10054417 A JP10054417 A JP 10054417A JP 5441798 A JP5441798 A JP 5441798A JP H11236429 A JPH11236429 A JP H11236429A
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JP
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molasses
lignin
powder
polyhydric alcohol
mixture
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JP10054417A
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English (en)
Inventor
Hyoe Hatakeyama
兵衛 畠山
Shigeo Hirose
重雄 廣瀬
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生分解性及び機械強度にすぐれるとともに、
安価に製造することのできるポリウレタン及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 (a)ヒドロキシ基を含有する植物質の
粉末及び/又は短繊維と、(b)糖蜜及び/又はリグニ
ンと、(c)多価アルコールと、(d)ポリイソシアネ
ートとの反応生成物からなり、(i) 該植物質粉末及び
/又は短繊維の含有量が、該糖密及び/又はリグニン成
分(b)と該多価アルコール成分(c)との混合液に対
して30〜100重量%であること、(ii) 該糖蜜及び
/又はリグニンの含有量が、ポリウレタン全体に対して
0.5〜30重量%であること、を特徴とする生分解性
ポリウレタン複合体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性ポリウレ
タン複合体及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】これまでに生産されてきた合成高分子
は、古くから存在する天然高分子とは異なり、自然の循
環システムには組み入れにくいため、廃棄プラスチック
は地球環境の劣化を引き起こし大きな問題となってい
る。一方、綿、麻、木材、でんぷん等の植物性成分は廃
棄されれば土壌中の微生物によって自然に分解され、再
び炭酸ガスや肥料として植物に取り込まれる。
【0003】特開平6−128348号公報には、
(a)ヒドロキシル基を含有する植物質微粉末及び/又
は短繊維を、(b)糖蜜と、(c)多価アルコールとの
混合液中に添加分散させ、得られた分散液に、(d)ポ
リイソシアネートを添加し、反応させる生分解性ポリウ
レタン複合体の製造方法が開示されている。 この方法
により得られる生分解性ポリウレタン複合体は、良好な
生分解性を示すものの、成形物として用いる場合、その
機械的強度が未だ不十分である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、生分解性及
び機械強度にすぐれるとともに、安価に製造することの
できるポリウレタン及びその製造方法を提供することを
その課題とする。
【0005】
【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、(a)ヒドロキシ基
を含有する植物質の粉末及び/又は短繊維と、(b)糖
蜜及び/又はリグニンと、(c)多価アルコールと、
(d)ポリイソシアネートとの反応生成物からなり、
(i) 該植物質粉末及び/又は短繊維の含有量が、該糖
密及び/又はリグニン成分(b)と該多価アルコール成
分(c)との混合液に対して30〜100重量%である
こと、(ii) 該糖蜜及び/又はリグニンの含有量が、ポ
リウレタン全体に対して0.5〜30重量%であるこ
と、を特徴とする生分解性ポリウレタン複合体及びその
製造方法が提供される。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明において用いるヒドロキシ
ル基含有植物質粉末としては、パルプ粉末、バガス粉
末、木粉末、茶殻粉末、コーヒー豆粉末等の各種天然高
分子粉末が挙げられる。この植物質高分子粉末の平均粒
径は、3μm〜5mm、好ましくは10μm〜2mmで
ある。植物質高分子粉末の平均粒径が前記範囲より大き
くなると、糖密と多価アルコールとの混合液に対する混
合性が悪くなるとともに、ポリイソシアネートとの反応
性も悪くなる。本発明において用いるヒドロキシル基含
有植物質短繊維としては、木綿繊維、麻繊維、バナナ繊
維、パルプ、木材、ヤシ殻繊維等の植物質天然高分子繊
維が挙げられる。この植物質高分子繊維の太さは、3μ
m〜2mm、好ましくは0.5〜1mmである。繊維の
長さは5mm以下、好ましくは3mm以下である。植物
質高分子短繊維の寸法は前記より大きくなると、糖密と
多価アルコールとの混合液に対する混合性が悪くなると
ともに、ポリイソシアネートとの反応性も悪くなる。
【0007】本発明で用いる糖蜜としては、精糖蜜も使
用し得るが、そのコストの点から、廃糖蜜が好ましく使
用される。また、本発明で用いるリグニンとしては、パ
ルプ製造に際して副生されるリグニン又はその変性体が
用いられる。本発明で用いる多価アルコールとしては、
例えば、エチレングレコール、ジニチレングリコール、
1.4−ブタンジオール、1.6−ヘキサンジオール、
ネオベンチルグリコール、トリメチロールブロパン、グ
リセリン、トリエタノールアミン、ソルビトール等の低
分子量ポリオール:ポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、エ
チレンオキシド/プロピレンオキシド共重合体等のポリ
エーテルポリオール:ポリカプロラクトン、ポリ−β−
メチル−δ−プチロラクトン、ジオールと二塩基酸から
のポリエステル等が挙げられる。その他、水酸基含有液
状ポリブタジエン、ポリカーボネートジオール、アクリ
ルポリオール等が挙げられる。
【0008】本発明で用いるポリイソシアネートとして
は、脂肪族系ポリイソシアネート、脂環族系ポリイソシ
アネートおよび芳香族系ポリイソシアネートの他、それ
らの変性体が包含される。脂肪族系ポリイソシアネート
としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートが
挙げられ、脂環族系ポリイソシアネートとしては、例え
ば、イソホロンジイソシアネートが挙げられる。芳香族
系ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイ
ソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニ
ルメタンジイソシアネート、ポリメリックジフェニルメ
タンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシ
アネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオホス
フェート等が挙げられる。ポリイソシアネート変性体と
しては、例えば、ウレタンプレポリマー、ヘキサメチレ
ンジイソシアネートビューレット、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート、トリマー、イソホロンジイソシアネート
トリマー等が挙げられる。
【0009】本発明によりポリウレタン複合体を製造す
るには、先ず、糖蜜及び/又はリグニン(以下糖密等と
も言う)と多価アルコールとの混合液を調製する。この
場合、糖蜜及び/又はリグニンの使用割合は、ポリウレ
タン複合体原料成分の合計量に対して、0.5〜30重
量%、好ましくは3〜25重量%である。また、多価ア
ルコール1重量部に対して0.5〜10重量部、好まし
くは1〜9重量部である。糖蜜等の使用割合が多すぎる
と、多価アルコールに均一溶解させるのが困難になると
ともに、得られるポリウレタン複合体の強度等の物性が
低下するので好ましくない。一方、糖蜜等の使用割合が
少なすぎると、ポリウレタン複合体の製造コストの上昇
を招くとともに、得られるポリウレタン複合体の弾性率
等の物性が低下するので好ましくない。
【0010】次に、本発明では、前記糖蜜等と多価アル
コールとの混合液と、前記植物質の粉末や短繊維(以
下、単に高分子とも言う)とを均一に混合してペースト
状の混合物を得る。高分子の使用割合は、糖密等と多価
アルコールとの混合液に対して30〜100重量%、好
ましくは50〜80重量%であり、コーヒー豆粉末の場
合、特に60〜80重量%、木粉の場合、特に50〜7
0重量%である。高分子の使用割合が多すぎると、高分
子と多価アルコールとの均一混合が困難になるととも
に、得られるポリウレタン複合体の硬度、強度等の物性
が低下するので好ましくない。一方、少なすぎると、得
られるポリウレタン複合隊の微生物分解性が低下すると
ともに、機械的強度が低下するので好ましくない。
【0011】本発明では、前記のようにして得られたペ
ースト状高分子混合物に、ポリイソシアネートを添加混
合し、ウレタン化反応を行わせる。反応温度は、10〜
150℃、好ましくは20〜120℃であり、圧力は常
圧又は加圧が採用される。ポリイソシアネートの使用割
合は、高分子や多価アルコール、糖密等に含まれる全ヒ
ドロキシル基の当量数に対し、そのイソシアネート基当
量数で0.8〜2倍当量、好ましくは1〜1.5倍当量
である。本発明においては、高分子混合物には、ウレタ
ン化反応用の触媒を添加するのが好ましく、このような
触媒としては、スズ系やアミン系等の従来公知のものを
用いることができる。
【0012】本発明によりポリウレタンを製造する場
合、高分子混合物にポリイソシアネートを添加混合した
ペースト状混合物を成形材料として用い、これを所要形
状に成形した後、ウレタン化反応を行うことにより、所
要形状のポリウレタン複合体成形品とすることができ
る。また、高分子混合物中に発泡剤として水を適量添加
することにより、発泡成形品とすることができる。成形
品の形状は、シート状、板体状、柱状、容器状等の種々
の形状であることができる。本発明による好ましいポリ
ウレタン複合体を例示すると、コーヒ豆粉末:20〜8
0重量%、好ましくは25〜70重量%、糖蜜等:0.
5〜30重量%、好ましくは3〜25重量%を含有する
ものや、木質粉末:20〜80重量%、好ましくは25
〜70重量%、糖蜜等:0.5〜30重量%、好ましく
は3〜25重量%を含有するものが挙げられる。本発明
のポリウレタン複合体の密度は、発泡剤の添加量に応じ
変化するが、一般的には、0.01〜1.2g/c
3、好ましくは0.2〜0.8g/cm3である。
【0013】
【発明の効果】本発明のポリウレタン複合体は、その成
分組成からわかるように、生分解性の非常にすぐれたも
のであり、しかもポリウレタン中に含まれる多価アルコ
ール当りに多量用いた植物質の粉末や短繊維自体もウレ
タン化反応をしてポリウレタン複合体に組込まれること
から、硬度、圧縮強度等の機械的物性においても非常に
すぐれたものである。また、本発明のポリウレタン複合
体は、糖蜜を含むことから、剛性にすぐれるとともに、
その製造コストが安価であるという利点を有する。さら
に、本発明によれば、植物質粉体や短繊維は、ペースト
状混合物として用いるので、成形品を容易かつ安価に製
造することができる。
【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 ポリエチレングリコール200(分子量200)66g
に糖蜜33gを強撹拌下に溶解した。この溶液にコーヒ
豆粉末(平均粒径:1〜2mm)を表1に示す割合で加
えよく撹拌して混合物を得た。さらに、得られた混合物
に、シリコン系整泡剤0.5g、水0.5g、スズ系触
媒7滴加えよく撹拌する。次に、クルードMDI165
gを加えて、撹拌し、発泡が始まった時点で撹拌を停止
した。発泡が充分進行した後、さらに生成物を一夜放置
した。このようにして得られたポリウレタンフォームに
ついて、物性試験を行ったところ、表1に示す結果が得
られた。なお、表1に示したコーヒ豆粉末の割合は、ポ
リエチレングリコールと糖密との混合液に対する重量%
である。
【0016】
【表1】
【0017】実施例2 実施例1において、コーヒ豆粉末に代えて、針葉樹木材
の粉末(平均粒径1〜3mm)を用いた以外は同様にし
て実験を行った。その結果を表2に示す。
【0018】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠山 兵衛 福井県丹生郡越廼村八ッ俣73−8 (72)発明者 廣瀬 重雄 千葉県松戸市下矢切205

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)ヒドロキシ基を含有する植物質の
    粉末及び/又は短繊維と、(b)糖蜜及び/又はリグニ
    ンと、(c)多価アルコールと、(d)ポリイソシアネ
    ートとの反応生成物からなり、 (i) 該植物質粉末及び/又は短繊維の含有量が、該糖
    密及び/又はリグニン成分(b)と該多価アルコール成
    分(c)との混合液に対して30〜100重量%である
    こと、 (ii) 該糖蜜及び/又はリグニンの含有量が、ポリウレ
    タン全体に対して0.5〜30重量%であること、を特
    徴とする生分解性ポリウレタン複合体。
  2. 【請求項2】 (a)ヒドロキシ基を含有する植物質の
    粉末及び/又は短繊維を、(b)糖蜜及び/又はリグニ
    ンと(c)多価アルコールとの混合液と混合し、得られ
    たペースト状混合物に、(d)ポリイソシアネートを添
    加し、反応させることからなり、 (i) 該植物質の粉末及び/又は短繊維の使用量が、該
    糖密及び/又はリグニン成分(b)と該多価アルコール
    成分(c)との混合液に対して30〜100重量%であ
    ること、 (ii) 該糖蜜及び/又はリグニンの使用量が、前記ポリ
    ウレタン原料成分(a)、(b)、(c)及び(d)の
    合計量に対して0.5〜30重量%であること、を特徴
    とする生分解性ポリウレタン複合体の製造方法。
  3. 【請求項3】 該植物質の粉末がコーヒー豆粉末又は木
    粉である請求項1の生分解性ポリウレタン複合体。
JP10054417A 1998-02-19 1998-02-19 生分解性ポリウレタン複合体及びその製造方法 Pending JPH11236429A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004091909A1 (ja) * 2003-03-13 2004-10-28 Hyoe Hatakeyama 木質ボード積層体
JP2013151664A (ja) * 2011-12-28 2013-08-08 Sanyo Chem Ind Ltd ポリウレタン樹脂製造用ポリオール成分、ポリウレタン樹脂およびその成形品
CN111574755A (zh) * 2020-06-19 2020-08-25 广州扬新科技有限公司 一种可生物降解塑料及其制备方法
KR20230131565A (ko) 2022-03-07 2023-09-14 주식회사 휴머스텍 수경 재배용 소일스폰지 및 그 제조방법

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