JP3317624B2 - 生分解性複合材料の製造方法 - Google Patents
生分解性複合材料の製造方法Info
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- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性複合材料
の製造方法に関し、更に詳しくは、包装材、農園芸用の
フィルムや育苗ポット、土木及び建材用の資材、成形ト
レイその他の成形体などに利用され、優れた強度を有
し、土壌中の微生物により分解可能な生分解性複合材料
の製造方法に関する。
の製造方法に関し、更に詳しくは、包装材、農園芸用の
フィルムや育苗ポット、土木及び建材用の資材、成形ト
レイその他の成形体などに利用され、優れた強度を有
し、土壌中の微生物により分解可能な生分解性複合材料
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】セルロース、澱粉、蛋白質などの天然物
を素材とした成形体が数多く知られているが、これらの
成形体は何れも汎用のプラスチックに比べて強度が弱
く、また湿潤状態での吸湿により更に強度が低下した
り、水中で溶解するなどの問題点がある。
を素材とした成形体が数多く知られているが、これらの
成形体は何れも汎用のプラスチックに比べて強度が弱
く、また湿潤状態での吸湿により更に強度が低下した
り、水中で溶解するなどの問題点がある。
【０００３】これらの問題点を改良する為に、例えば、
澱粉を用いる成形体ではホルムアルデヒドなどの架橋剤
を反応させたり、蛋白質を用いる成形体では、イソシア
ネートやジメチロール尿素などの架橋剤を反応させるな
どの操作が行われている。
澱粉を用いる成形体ではホルムアルデヒドなどの架橋剤
を反応させたり、蛋白質を用いる成形体では、イソシア
ネートやジメチロール尿素などの架橋剤を反応させるな
どの操作が行われている。
【０００４】例えば、特開平３−１３１６３６号公報に
記載の如く、水中や湿潤状態での強度を向上させる目的
で、蛋白質水溶液と微細セルロース繊維及び／又は可塑
剤を混合後、乾燥させることにより複合化して、水中で
も形状を保ち、十分な湿潤強度を示す成形体が得られる
ことが見い出されている。
記載の如く、水中や湿潤状態での強度を向上させる目的
で、蛋白質水溶液と微細セルロース繊維及び／又は可塑
剤を混合後、乾燥させることにより複合化して、水中で
も形状を保ち、十分な湿潤強度を示す成形体が得られる
ことが見い出されている。
【０００５】また、特開平２−６６８９号公報に記載の
如く、天然素材である 微細セルロース繊維とキトサン
を複合させると云う簡単な方法により、汎用プラスチッ
クと同等又はそれ以上の強度を有し、水中や湿潤状態で
も十分な強度を有する新規な複合材料が見いだされてい
る。
如く、天然素材である 微細セルロース繊維とキトサン
を複合させると云う簡単な方法により、汎用プラスチッ
クと同等又はそれ以上の強度を有し、水中や湿潤状態で
も十分な強度を有する新規な複合材料が見いだされてい
る。
【０００６】更に、特開平４−５９８３０号公報や特公
平６−２５２６０号公報に記載の如く、複合材料の微生
物分解速度を速めるために、微細セルロース繊維とキト
サンに加えて更に蛋白質を添加することで、或いは、添
加量を変えることにより、微生物分解速度を調節できる
ことが見い出されている。
平６−２５２６０号公報に記載の如く、複合材料の微生
物分解速度を速めるために、微細セルロース繊維とキト
サンに加えて更に蛋白質を添加することで、或いは、添
加量を変えることにより、微生物分解速度を調節できる
ことが見い出されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記、蛋白質と微細セ
ルロース繊維及び／又は可塑剤から成る複合材料、及び
微細セルロース繊維とキトサン及び／又は蛋白質から成
る複合材料は、これらの水分散性又は水溶液を乾燥する
ことにより生分解性複合材料を得るため、成形、乾燥な
ど成形加工に煩雑な操作が必要である。また、乾燥工程
で収縮が生じ、寸法精度が悪くなる難点がある。
ルロース繊維及び／又は可塑剤から成る複合材料、及び
微細セルロース繊維とキトサン及び／又は蛋白質から成
る複合材料は、これらの水分散性又は水溶液を乾燥する
ことにより生分解性複合材料を得るため、成形、乾燥な
ど成形加工に煩雑な操作が必要である。また、乾燥工程
で収縮が生じ、寸法精度が悪くなる難点がある。
【０００８】本発明は、上記に鑑み、成形加工が容易で
あり、しかも、汎用プラスチックと同様な強度を有し、
土中の微生物により容易に分解される生分解性複合材料
の製造方法を明らかにすることを目的とする。
あり、しかも、汎用プラスチックと同様な強度を有し、
土中の微生物により容易に分解される生分解性複合材料
の製造方法を明らかにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る生分解性複
合材料の製造方法は、微細セルロース繊維と蛋白質及び
可塑剤を混合し、熱プレス成形することを特徴とする。
合材料の製造方法は、微細セルロース繊維と蛋白質及び
可塑剤を混合し、熱プレス成形することを特徴とする。
【００１０】即ち、本発明は微細セルロース繊維と蛋白
質及び可塑剤から成る生分解性複合材料の強度を十分に
保持し、しかも容易に成形出来る加工方法を鋭意検討し
た結果、微細セルロース繊維と蛋白質及び可塑剤を混合
後、熱プレス成形することにより、複合材料の強度低下
がなく微生物分解性の速い、しかも成形加工の容易な生
分解性複合材料を得られることを見出し本発明に至った
ものである。
質及び可塑剤から成る生分解性複合材料の強度を十分に
保持し、しかも容易に成形出来る加工方法を鋭意検討し
た結果、微細セルロース繊維と蛋白質及び可塑剤を混合
後、熱プレス成形することにより、複合材料の強度低下
がなく微生物分解性の速い、しかも成形加工の容易な生
分解性複合材料を得られることを見出し本発明に至った
ものである。
【００１１】
【作用】微細セルロース繊維と蛋白質及び可塑剤を水溶
液に溶解又は分散させた後乾燥することにより複合化さ
せた場合、その製造方法、特に乾燥工程が煩雑であり、
しかも乾燥時に成形材料の収縮が生じ寸法精度が悪いこ
とが挙げられる。
液に溶解又は分散させた後乾燥することにより複合化さ
せた場合、その製造方法、特に乾燥工程が煩雑であり、
しかも乾燥時に成形材料の収縮が生じ寸法精度が悪いこ
とが挙げられる。
【００１２】本発明による微細セルロース繊維と蛋白質
及び可塑剤を十分に混合後、熱プレス成形にて複合化す
ることにより、汎用プラスチックと同様な強度を保ち、
しかも成形加工が容易であり生分解性複合材料を得るこ
とが出来る。また生分解性の原料を使用しているため土
中の微生物に容易に分解される。
及び可塑剤を十分に混合後、熱プレス成形にて複合化す
ることにより、汎用プラスチックと同様な強度を保ち、
しかも成形加工が容易であり生分解性複合材料を得るこ
とが出来る。また生分解性の原料を使用しているため土
中の微生物に容易に分解される。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の方法に係る複合材料で使
用されるセルロース繊維としては、例えば、紙粉、木
材、綿、麻、藁、竹、籾殻、バガスなどの植物から得ら
れるセルロース、ヘミセルロース、リグノセルロース、
ベクトセルロースや菌が生産するバクテリアセルロース
などからなる繊維が挙げられる。
用されるセルロース繊維としては、例えば、紙粉、木
材、綿、麻、藁、竹、籾殻、バガスなどの植物から得ら
れるセルロース、ヘミセルロース、リグノセルロース、
ベクトセルロースや菌が生産するバクテリアセルロース
などからなる繊維が挙げられる。
【００１４】これらセルロース繊維は公知の種々の方法
で微細化したものが使用される。微細セルロースの大き
さは、長さ３０００μｍ以下、直径５０μｍ以下である
ことが好ましいが、これらの中にそれ以上の大きさの繊
維が一部に混じっていてもさしつかえない。
で微細化したものが使用される。微細セルロースの大き
さは、長さ３０００μｍ以下、直径５０μｍ以下である
ことが好ましいが、これらの中にそれ以上の大きさの繊
維が一部に混じっていてもさしつかえない。
【００１５】本発明の方法に係る複合材料で使用される
蛋白質としては、例えば、カゼイン、アルブミン、グル
テン、大豆蛋白、とうもろこし蛋白、ゼラチン、膠など
各種の動植物体や微生物から分離又は濃縮して得られる
ものが挙げられる。これらは、単独又は二種以上を混合
して使用することができる。これらは各々の蛋白質の溶
解に適したｐＨに調整した水に溶解して使用される。
蛋白質としては、例えば、カゼイン、アルブミン、グル
テン、大豆蛋白、とうもろこし蛋白、ゼラチン、膠など
各種の動植物体や微生物から分離又は濃縮して得られる
ものが挙げられる。これらは、単独又は二種以上を混合
して使用することができる。これらは各々の蛋白質の溶
解に適したｐＨに調整した水に溶解して使用される。
【００１６】本発明において成形材料に可塑性を付与す
る目的で可塑剤を使用するが、使用する可塑剤として
は、親水性のものが挙げられる。例えば、グリセリン、
ジグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、トリメチロールプロパン、ポリエチレングリコール
等の多価アルコールが好ましく用いられる。これらは単
独及び二種以上混合して使用することができるが、これ
らに限定されるものではない。
る目的で可塑剤を使用するが、使用する可塑剤として
は、親水性のものが挙げられる。例えば、グリセリン、
ジグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、トリメチロールプロパン、ポリエチレングリコール
等の多価アルコールが好ましく用いられる。これらは単
独及び二種以上混合して使用することができるが、これ
らに限定されるものではない。
【００１７】使用原料の配合割合としては、微細セルロ
ース繊維１００重量部に対し蛋白質２〜２００重量部、
特に２０〜１００重量部、可塑剤２〜２００重量部、特
に２０〜１００重量部が好ましい。
ース繊維１００重量部に対し蛋白質２〜２００重量部、
特に２０〜１００重量部、可塑剤２〜２００重量部、特
に２０〜１００重量部が好ましい。
【００１８】本発明の生分解性複合材料の製造方法を示
すと、先ず微細セルロース繊維と蛋白質及び可塑剤を十
分に混合する。混合する装置としてはヘンシェルミキサ
ー、リボンブレンダー等の混合機、ロールミル、らい潰
機等が使用される。この混合物を熱プレスすることによ
り本発明の生分解性複合材料が得られる。
すと、先ず微細セルロース繊維と蛋白質及び可塑剤を十
分に混合する。混合する装置としてはヘンシェルミキサ
ー、リボンブレンダー等の混合機、ロールミル、らい潰
機等が使用される。この混合物を熱プレスすることによ
り本発明の生分解性複合材料が得られる。
【００１９】熱プレス成形温度は、５０〜２５０℃の範
囲、特に好ましくは１２０〜１８０℃の範囲である。熱
プレス成形圧は１０〜２００Ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲であ
る。プレス成形時間は５秒〜２０分、好ましくは１分〜
１０分である。
囲、特に好ましくは１２０〜１８０℃の範囲である。熱
プレス成形圧は１０〜２００Ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲であ
る。プレス成形時間は５秒〜２０分、好ましくは１分〜
１０分である。
【００２０】尚、混合物を調整する際に、必要に応じて
着色剤、充填材、補強剤、架橋剤等の添加剤を添加する
ことができる。特に耐水性が要求される用途には、ポリ
エチレンワックス、パラフィンワックス、油脂類、シリ
コン系化合物、フッ素系化合物等を添加することにより
耐水性が向上される。また、これらの耐水性向上剤を成
形品に塗布することで耐水性を付与することもできる。
着色剤、充填材、補強剤、架橋剤等の添加剤を添加する
ことができる。特に耐水性が要求される用途には、ポリ
エチレンワックス、パラフィンワックス、油脂類、シリ
コン系化合物、フッ素系化合物等を添加することにより
耐水性が向上される。また、これらの耐水性向上剤を成
形品に塗布することで耐水性を付与することもできる。
【００２１】熱プレス成形による複合化の機構について
は詳細は明らかではないが、セルロース中の水酸基やカ
ルボニル基及び可塑剤の水酸基と、蛋白質のアミノ基や
カルボキシル基が熱プレス成形の間に互いに化学結合を
生じ複合化していることと推測される。
は詳細は明らかではないが、セルロース中の水酸基やカ
ルボニル基及び可塑剤の水酸基と、蛋白質のアミノ基や
カルボキシル基が熱プレス成形の間に互いに化学結合を
生じ複合化していることと推測される。
【００２２】熱プレス形成することにより、各種成形品
及びシートが成形される。更に、得られたシートを真空
成形、圧空成形等で二次成形することで所望のトレイや
各種容器に成形することができる。
及びシートが成形される。更に、得られたシートを真空
成形、圧空成形等で二次成形することで所望のトレイや
各種容器に成形することができる。
【００２３】
【実施例】次に本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。これらの例において、部は全て重量部を表わす。
る。これらの例において、部は全て重量部を表わす。
【００２４】引張り強度はＪＩＳ Ｋ７１１３に準じて
測定し、曲げ強度はＪＩＳ Ｋ７２０３に準じて測定し
た。微生物分解性試験は、試料を土中に埋め一週間毎に
掘り出し、その分解状態を観察して行った。
測定し、曲げ強度はＪＩＳ Ｋ７２０３に準じて測定し
た。微生物分解性試験は、試料を土中に埋め一週間毎に
掘り出し、その分解状態を観察して行った。
【００２５】実施例１〜６ 微細セルロース繊維（針葉樹漂白パルプを叩解したも
の、以下全て同様）と大豆蛋白及びグリセリンを表１に
示す比率で混合した後、熱プレス温度１６０℃、圧力１
２０Ｋｇｆ／ｃｍ２、プレス時間２分間で、厚さ２ｍｍ
及び５ｍｍのシートを得た。得られたシートの引張り強
度（２ｍｍシートを使用）、曲げ強度（５ｍｍシートを
使用）及び微生物分解日数（週）を表１に示した。
の、以下全て同様）と大豆蛋白及びグリセリンを表１に
示す比率で混合した後、熱プレス温度１６０℃、圧力１
２０Ｋｇｆ／ｃｍ２、プレス時間２分間で、厚さ２ｍｍ
及び５ｍｍのシートを得た。得られたシートの引張り強
度（２ｍｍシートを使用）、曲げ強度（５ｍｍシートを
使用）及び微生物分解日数（週）を表１に示した。
【００２６】比較例１〜２ 微細セルロース繊維の水分散液（濃度３％）と大豆蛋白
水溶液（濃度３％、ｐＨ８）及びグリセリンを表１に示
す比率で混合したものをガラス板に流延し、７０℃で６
時間送風乾燥して、厚さ２ｍｍ及び５ｍｍのシートを得
た。得られたシートの引張り強度（２ｍｍシートを使
用）、曲げ強度（５ｍｍシートを使用）及び微生物分解
日数（週）を表１に示した。
水溶液（濃度３％、ｐＨ８）及びグリセリンを表１に示
す比率で混合したものをガラス板に流延し、７０℃で６
時間送風乾燥して、厚さ２ｍｍ及び５ｍｍのシートを得
た。得られたシートの引張り強度（２ｍｍシートを使
用）、曲げ強度（５ｍｍシートを使用）及び微生物分解
日数（週）を表１に示した。
【００２７】
【表１】 実施例７〜１０ 微細セルロース繊維とグルテン及びエチレングリコール
を表２に示す比率で混合した後、熱プレス温度１４０
℃、圧力１２０Ｋｇｆ／ｃｍ２ 、プレス時間２分間
で、厚さ２ｍｍ及び５ｍｍのシートを得た。得られたシ
ートの引っ張り強度（２ｍｍシートを使用）、曲げ強度
（５ｍｍシートを使用）及び微生物分解日数（週）を表
２に示した。
を表２に示す比率で混合した後、熱プレス温度１４０
℃、圧力１２０Ｋｇｆ／ｃｍ２ 、プレス時間２分間
で、厚さ２ｍｍ及び５ｍｍのシートを得た。得られたシ
ートの引っ張り強度（２ｍｍシートを使用）、曲げ強度
（５ｍｍシートを使用）及び微生物分解日数（週）を表
２に示した。
【００２８】比較例３〜４ 微細セルロース繊維とグルテン及びエチレン不リコール
を表２に示す比率で混合した後、上記実施例７〜１０と
同様の条件で熱プレス成形し、厚さ２ｍｍ及び５ｍｍの
シートを得た。得られたシートの引っ張り強度（２ｍｍ
シートを使用）、曲げ強度（５ｍｍシートを使用）及び
微生物分解日数を表２に示した。
を表２に示す比率で混合した後、上記実施例７〜１０と
同様の条件で熱プレス成形し、厚さ２ｍｍ及び５ｍｍの
シートを得た。得られたシートの引っ張り強度（２ｍｍ
シートを使用）、曲げ強度（５ｍｍシートを使用）及び
微生物分解日数を表２に示した。
【００２９】
【表２】
【００３０】
【発明の効果】本発明の方法により得られる生分解性複
合材料は、優れた強度と微生物分解性を有し、成形加工
も容易であり、また、天然物を原料に用いているため分
解された後でも有害物質を生じないと云う特徴も有して
おり、包装材、農園芸用のフィルムや育苗ポット、土木
及び建材用の資材、成形トレイその他の成形体等の分野
において汎用プラスチック成形品、紙製品、パルプモー
ルド成形品等の代替材料として優れた効果を発揮する。
合材料は、優れた強度と微生物分解性を有し、成形加工
も容易であり、また、天然物を原料に用いているため分
解された後でも有害物質を生じないと云う特徴も有して
おり、包装材、農園芸用のフィルムや育苗ポット、土木
及び建材用の資材、成形トレイその他の成形体等の分野
において汎用プラスチック成形品、紙製品、パルプモー
ルド成形品等の代替材料として優れた効果を発揮する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08J 5/18 C08L 1/00 - 1/32 C08L 89/00 - 89/06
Claims (2)
- 【請求項１】微細セルロース繊維と蛋白質及び可塑剤を
混合し、熱プレス成形することを特徴とする生分解性複
合材料の製造方法。 - 【請求項２】熱プレス成形温度が５０〜２５０℃であ
り、熱プレス成形圧が１０〜２００Ｋｇｆ／ｍ２である
ことを特徴とする請求項１記載の生分解性複合材料の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4534596A JP3317624B2 (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | 生分解性複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4534596A JP3317624B2 (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | 生分解性複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09208714A JPH09208714A (ja) | 1997-08-12 |
| JP3317624B2 true JP3317624B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=12716705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4534596A Expired - Fee Related JP3317624B2 (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | 生分解性複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3317624B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19961843A1 (de) * | 1999-12-21 | 2001-07-05 | Fraunhofer Ges Forschung | Schlauchfolien aus Cellulose-Protein-Blends |
| JP3641690B2 (ja) | 2001-12-26 | 2005-04-27 | 関西ティー・エル・オー株式会社 | セルロースミクロフィブリルを用いた高強度材料 |
| JP4077027B1 (ja) * | 2007-12-13 | 2008-04-16 | 株式会社原子力エンジニアリング | 生分解性フィルム又はシート並びにその製造方法及び生分解性フィルム又はシート用の組成物 |
| GB2459524B (en) * | 2007-12-13 | 2010-03-10 | Nuclear Engineering Ltd | Biodegradable film or sheet, process for producing the same, and composition for biodegradable film or sheet. |
| JP4574738B1 (ja) * | 2010-02-15 | 2010-11-04 | 株式会社原子力エンジニアリング | 生分解性成形品 |
| US9200148B2 (en) | 2010-12-15 | 2015-12-01 | 3M Innovative Properties Company | Controlled degradation fibers |
| JP7498881B2 (ja) * | 2018-07-10 | 2024-06-13 | ストラ エンソ オーイーユィ | セルロース繊維及びグルテンの多孔性材料 |
| WO2024128435A1 (ko) * | 2022-12-12 | 2024-06-20 | 대상 주식회사 | 셀룰로오스 나노섬유를 포함하는 바이오매스 기반의 생분해성 수지 조성물의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 생분해성 수지 조성물 |
-
1996
- 1996-02-07 JP JP4534596A patent/JP3317624B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09208714A (ja) | 1997-08-12 |
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|---|---|---|---|
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