JPH0418437A - デンプン・キトサン系の微生物分解性素材及びその製造方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、包装用／−トや発泡成形体など、使用後速や
かに分解される必要のある種々の用途に利用される。本
発明は透明ないし半透明で柔軟性を持ち、水中でも溶解
しない成形用素材及びその製造方法に関するものである
が、更に詳しく言えば、本発明はキトサン及び微細化デ
ツプ７粒を複合させた天然多糖からなる複合素材であり
、使用後は土壌中の微生物によって完全に分解されつる
成形用素材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 キトサンはそのままでは水溶液になりにくいため、酢酸
などの希薄水溶液に溶解させて一部塩の形にして用いる
のが一般的である。しかし、キトサンの塩水溶液からの
成形や製膜化は乾燥だけでは行えず、アルカリ固定する
煩雑な操作が必要であることと、キトサンが高価である
ことがその利用を妨げていた。

デンプンを用いる成形体については、水中での用いる例
があるが、これは人体にとって完全に無害であるとは言
えない。またゲル化デンプンを乾燥誘導して得られる７
−トはオブラートとして知られているが、これは水中は
もちろん湿度の高い空気中でも容易に吸湿溶解する。一
方、セルロース系繊維とキトサン塩にデンプンを複合さ
せることで水中でも形状を保ち、一定期間抜微生物分解
性を有する吸水性の複合素材となることを本発明者らは
既に特許出願した。このセルロース・キトサン・デンプ
ン系の吸水性複合素材は水に溶解するものではないが、
この素材は透明性に劣る欠点があった。また加熱溶解し
たデンプン、キトサン塩、グリセリンからなる複合素材
についても特許出願したが、このデンプン・キトサン・
グリセリン系の素材は製造過程でデンプン水溶液の濃度
を高め難い欠点があった。

本発明はグリセリンなしでも水中で形状を保ち、透明で
柔軟な成形用素材として用い得るような新規複合素材と
その製造方法に関するものである。

でも溶解せず、使用後は無公害に分解する素材及びその
Ｖ遣方法をキトサン塩及び微細化デンプン粒を複合させ
ることによって提供するものである。

このような複合素材をｉＩ製した例は未だないし、また
応用した例もない。

発明が解決しようとする問題点 人間生活において身近に用いられている成形体のうち、
使用期間は短期間であり、廃棄後退やかに分解すること
を望まれる材料は多い。本発明は、一定期間後に海洋を
含む水中あるいは土壌中の微生物によって安全に分解さ
れ、燃焼もできる新規な従来の石油系プラスチックに代
わる成形用素材、及びその製造の方法を提供するもので
ある。

問題点を解決するための手段 本発明者らは微生物分解性のある成形用素材について鋭
意研究を行った結果、適度の微生物分解性を持つ微細化
デンプン粒・キトサン系の新規な複合素材及びその製造
方法を見いだし、本発明を完成させるに至った。

系の複合素材が、水中で形状を保ちつる成形体となるこ
とにある。またこの複合体は微生物分解性を有し、一定
期間後湾染物を残さず分解する。このような性質を持つ
新規な複合成形体を製造するものである。

デンプンを水と加熱するとゲル化してα型となる。この
ゲル化デンプンとキトサンとの複合素材は透明性は高い
が耐水性は低い。またゲル化デンプンは濃度を高めにく
いため、成形の操業性が悪い。

一方デンブンを粒のまま用いることも考えられる。７７
１７粒は原料植物によるが、いずれもβ型で硬い結晶構
造を持つ直径数μ■以上の球である。デンプン粒をその
まま用いると耐水性は高いが、デンプンとキトサンとの
複合化が十分でなく、強度の低い複合体しか得られなか
った。そこでデンプン粒を機械的に微粉砕することによ
って加熱なしで一部結晶を壊したうえで、これをキトサ
ンと複合させると、上述の両者の利点を活かした複デン
プ７粒の微細化は、デンプン全体の２％以上が１μ■以
下になれば十分であり、このような微細化は種々の乾式
粉砕機あるいは高圧ホモジナイザーのような湿式粉砕機
を用いることによって目的を達することができる。

本発明で用いる材料のうち、デンプンについては種々の
植物由来のデンプン粒があるが、いずれも本発明の原料
として使用できる。またキチン質は甲殻類の殻や菌糸体
等に含まれる含窒素高分子物質であり、このうち脱アセ
チル化度の高いものをキトサンと称するが、本発明には
キトサンを使用する。キトサンは由来によって特に使用
を限定されない。本発明ではキトサンは水溶性とするた
め、原料中では酢酸や乳酸などの希薄水溶液に溶解して
用いる。

これらの素材はいづれも微生物分解性を有し、分解後も
土壌汚染の心配はまったくない。またたとえ食しても、
人体に対しての安全性にも問題はない。この複合を基本
とする素材は成形でき、膜有する。成形体は水中でも溶
解せず、また成形条件によって微生物分解性を制御でき
る。燃焼によって無公害に廃棄処理することも容易であ
る。

具体的にはキトサンを微細デンプン粒に対し１〜１５０
％、好ましくは５〜８０％になるようキトサン塩水溶液
の形で混合し、加熱乾燥によって成形する。この混合物
原料中に填料、可塑剤、補強剤、発泡剤等を添加するこ
とを妨げるものではな　い。

この混合物原料を加熱乾燥することによってデンプン・
キトサン系の複合化が完成し成形体が製造されるが、２
５０℃以上では着色が著しいため、２５０℃以下での成
形が好ましい。高濃度の原料混合物の場合、加熱と共に
加圧を行って成形することを妨げるものではなく、その
際の水蒸気による発泡などは成形に利用できる。

発明の効果 本発明の方法で調製した成形体は海洋河川中あるいは土
壌中で容易に微生物分解され、且つ分解された後に有害
物質を生じない。またこの成形体は種々の程度の強度を
宵する。このため成形体の種々の用途に利用でき、使用
後の廃棄処理が不要になる。このことから本発明の素材
を成形体として用いることにより、現在深刻化している
プラスチック廃棄物公害に対する問題の解決になる。

実施例 次に実施例により、本発明の複合素材及びそのボールミ
ルによって全体の約１５％が１μｌ以下に微細化された
コーンデンプンに対し、酢酸塩水溶液のキトサン２０％
を混合し、加熱乾燥によって厚板片を複合化成形した。

原料の水溶液のデンプン濃度は５０％であった。乾燥温
度は３０〜３００℃とし、金属製容器で乾燥までの時間
加熱乾燥し、厚み約１ｍｍの板片を成形した。成形物の
強度（単位ｋｇ／ｃ■２）を表１に示す。成形物の強度
はいずれも十分であるが、複合化温度３００℃以またこ
れらの成形物 （１５ｍｍに１５璽ＩＸＩＩＩ）を２５℃・水分１２％
の土中に埋没したところ、いずれも３ケ月以内に完全に
分解消失した。

表１ 下に微細化した馬鈴馨デ／ブン粒に対し、キトサン１〜
１５０％になるよう海老殻由来のキトサン（脱アセチル
化度９９％）の酢酸水溶液と混合し、更にこの混合溶液
にフィルムに柔軟性をもたせるためポリオール系の可塑
剤を添加（デンプンに対して６０％）した。水溶液のデ
ンプン濃度は１０％とした。ごれをステンレス／ヤーレ
上に流延し７０°Ｃで３時間送風乾燥して厚み約６０μ
ｍの膜を製造した。得られたフィルムの乾燥、湿潤強度
（単位ｋｇ／ｃ■２）及び２５℃、水分１２％の土中で
の分解時期を表２に示す。

この結果か呟　キトサン添加量１％以下では水中で強度
がないが、５％以上ではある程度の強度を持つことが分
かる。また強度もキトサン添加量が８０％まで増加し続
けることが分かる。

これらのフィルムは土中でいずれも３力月以内に形跡を
とどめず分解されることが認められた。

フィルムの乾燥及び湿潤強度が大きいことが分かる。　
しかし微粒子が８０％あるデンプンを用いると湿潤強度
が低下した。

表３ 実施例３

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）機械的衝撃によって微細化したデンプン粒にキト
   サンを複合させて成る微生物分解性素材。
2. （２）微細化デンプン粒にキトサンの塩水溶液を混合し
   、３００℃以下で加熱乾燥する特許請求の範囲第１項記
   載の微生物分解性素材の製造方法。
3. （３）微細化デンプン粒に対して、キトサンの量を１〜
   １５０％とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   及び第２項記載の微生物分解性素材の製造方法。
4. （４）デンプン粒全体のうち、１μｍ以下の微細化デン
   プン粒が２％以上８０％以下であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１、第２項及び第３項記載の微生物分解
   性素材の製造方法。