JPH03199245A

JPH03199245A - 微生物崩壊性熱可塑性樹脂発泡体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH03199245A
Application number: JP1339196A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Tokiwa; 豊常盤; Akira Iwamoto; 晃岩本
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; JSP Corp
Current assignee: JSP Corp; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-08-30
Also published as: DE69025903T2; US5110838A; EP0437961A3; US5116880A; CA2032822C; EP0437961A2; DE69025903D1; BE1003797A3; JPH0588896B2; CA2032822A1; EP0437961B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）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。

（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、プラスチッ
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。

（発明の課題）本発明は、微生物崩壊性にすぐれるとともに、機械的物
性及び二次加工性にもすぐれ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。

（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、微生物分解性熱可塑性樹脂と微生物非分解性熱可
塑樹脂とからなる混合樹脂を特定の気泡膜厚及び特定の
見掛は密度を選択して発泡成形したものは、非発泡成形
体の場合とは異なり、良好な微生物崩壊性を有すること
を見出し１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５〜
４０重量ダと微生物非分解性熱可塑性樹脂９５〜６０５
〜６０重量部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
つ見掛は密度が０．５ｇ／ｄ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１本発明によれば、請求項（１）において、混合樹
脂１００重量部に対して５〜８０Ｍ量部の充填材を含有
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
が提供される。

更に１本発明によれば、微生物分解性熱可塑性樹脂５〜
４０重量２と微生物非分解性熱可塑性樹脂９５〜６０重
量２からなる混合樹脂１００重量部、充填材５〜８０重
量部及び８０℃以下の沸点を有する常態でガス状又は液
状の発泡剤２〜５０重量部とを、前記混合樹脂の溶融温
度以上の高温高圧下で混練し、この混練物を低圧帯域に
移して見掛は密度０　、５ｇ／−以下の発泡体を得るこ
とを特徴とする請求項（２）に記載の微生物崩壊性熱可
塑性樹脂発泡体の製造方法が提供される。

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電体、
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。

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ンとしては
、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、■−クロロー１．１−シ
フロロエタン、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、上記沸点範囲が一２０〜２０℃のものを主成分と
して選択することが望ましい。

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：５〜４０重量％、好まし
くは１０〜３０重量％、樹脂Ｂ：９５〜６０重ｆｆｉ＄
、好ましくは９０〜７００〜７０重量部ある。樹脂Ａの
割合が前記範囲より少なくなると、微生物により崩壊す
る発泡体が得られなくなり、一方、前記範囲より多くな
ると発泡成形が困難になる。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。

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装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。

■ビーズ発泡法耐圧容器内に樹脂粒子及び水性媒体及び必要に応じて分
散剤を入れ、高温高圧下で発泡剤と共に撹拌して樹脂粒
子に発泡剤を含浸させ、その後樹脂粒子の発泡温度で低
圧下に放出する方法やあらかじめ樹脂粒子に発泡剤を含
浸させておいて、これを予備発泡機に導いて蒸気等で加
熱して発泡ビーズを得る方法等が例示される。

得られる発泡ピースはその後金型内で緩衝材や容器等に
成形される。

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１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、発泡体の見掛は
密度を、−殻内には、　０．５ｇ／ｃｎ？以下、好まし
くは０．３−０．０１ｇ／ｃｎｆ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は密度が０．５ｇ／ｃｄ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、ビーズ成型で多数のボイド
が発生する等。）。

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−）−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。

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
５〜８０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。

さらに５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、モノパルミチン酸
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、シバルミチン酸グリセラ
イド、ジステアリン酸グリセライド、ｌ−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。

（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。

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。

（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。

実施例↓〜４、比較例１〜４表−１に示した組成の混合樹脂１００重量部に対して表
−１に示す気泡核剤を同様に示す量、及び発泡剤として
のブタン（ノルマルブタン：イソブタン７：３）を表−
１に示した量とを、吐出量５０ｋｇ／ｈｒの押出機内に
おいて圧力１９０ｋｇ／ｃＪＧで溶融混練した後、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
２．５ｍｍのシート状発泡体を得た。得られた発泡体の
発泡状態、見掛は密度、平均気泡膜厚及び微生物崩壊性
を表−１に併せて示した。

実施例５〜７気泡核剤としてタルクを使用しないで無機充填材として
炭酸カルシウムを混合樹脂１００重量部に対して５（実
施例５）、４０（実施例６）、７５（実施例７）重量部
の割合で配合した以外は実施例１〜４に準じて発泡シー
トを得た。その結果を表−１に示した。

比較例５炭酸カルシウム量を８５重量部とした以外は実施例７の
方法に準じて発泡を行なった。

この結果を併せて表−１に示した。

＊ｌ（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、＠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０Ｖ１００を取り付け、こ
れによって映し出された映像を■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
。

＊２（微生物崩壊性試験）オリーブ抽から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０．６−１
ｐ＋１緩衝液（ｐＨ７）２ｍ１２、界面活性剤１ｍＱ、
水１６３４−及び試料（試料中の樹脂Ａを常に１００ｍ
ｇとする。）を１００ｍ１２三角フラスコに入れ３０℃
で１６時間反応させ、反応後生酸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。

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（密度１．０５ｇ／ａｌ
？、数平均分子量７００００）ＰＳ：ポリスチレン（密度１．０５ｇ／ａｌ？、数平均
分子量２５００００）ＬＤＰＥ：低密度ポリエチレン（密度０．９２０ｇ／ａ
Ｊ、平均分子量１０００００）また、発泡状態についての符号Ａ及びＢ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表−１に示した結果かられかるように、本発明の発泡体
はすぐれた微生物崩壊性を有する。これに対し、比較例
の発泡体では、微生物分解性の樹脂Ａの割合が５重量２
より小さくなるとぐ比較例１〉、微生物崩壊性が著しく
悪化し、一方、４０重量２を超えるようになると（比較
例２）１発泡体の品質が悪化する。さらに、発泡倍率が
低くなったり、平均気泡膜厚が厚くなると（比較例３）
、微生物崩壊性に劣る。また、平均気泡膜厚が薄くなる
と連続気泡率が高まる発泡体の品質が悪化する（比較例
４）。また充填材を多量に含有せしめたものでは（実施
例５〜７）微生物崩壊性に優れる。一方、充填材の添加
量が多過ぎる場合（比較例５）には発泡体の品質が悪化
する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）微生物分解性熱可塑性樹脂５〜４０重量％と微生
物非分解性熱可塑性樹脂９５〜６０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
．５ｇ／ｃｍ＾３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。
（２）請求項（１）において、混合樹脂１００重量部に
対して５〜８０重量部の充填材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。
（３）微生物分解性熱可塑性樹脂５〜４０重量％と微生
物非分解性熱可塑性樹脂９５〜６０重量％からなる混合
樹脂１００重量部、充填材５〜８０重量部及び８０℃以
下の沸点を有する常態でガス状又は液状の発泡剤２〜５
０重量部とを、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、この混練物を低圧帯域に移して見掛け
密度０．５ｇ／ｃｍ＾３以下の発泡体を得ることを特徴
とする請求項（２）に記載の微生物崩壊性熱可塑性樹脂
発泡体の製造方法。