生分解性樹脂組成物及び生分解性成形体
【課題】 生分解性能に優れ、十分な力学的強度を有し、しかも安価で広範囲な用途に適用可能な生分解性樹脂組成物及びそれを用いた成形品の提供。
【解決手段】 醤油粕及び生分解性樹脂を含有することを特徴とする生分解性樹脂組成物。
【解決手段】 醤油粕及び生分解性樹脂を含有することを特徴とする生分解性樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性樹脂組成物及びそれを用いた生分解性成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石資源を原料とした汎用樹脂は、工業用材料や構造用材料等に大量に用いられているが、石油資源の枯渇や地球環境の汚染等、深刻な問題を引き起こしている。
汎用樹脂に代わる資材として、生分解性樹脂が脚光を浴び、多くの商品開発がなされている。例えば、ビート、トウモロコシ等の植物の発酵物から得た乳酸をポリマー化したポリ乳酸（ＰＬＡ）は、成形性に優れ、透明性が高く、強度もあるため、容器、包装フィルム等広範な用途を有している。しかし、ポリ乳酸は、生分解性速度が遅く、また汎用樹脂に比べてコストが高いため、単独での実用化に問題があった。
【０００３】
そこで、従来、生分解性樹脂に澱粉やこんにゃくとび粉を添加して生分解性能を高める方法（例えば特許文献１、２参照）も既に知られているが、成形品の強度が弱く、用途が限れてしまうのが実状であった。
【特許文献１】特開平５−３９３８１号公報
【特許文献２】特開２０００−３２７９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の如き従来の問題と実状に鑑みてなされたものであり、生分解性能に優れ、十分な力学的強度を有し、しかも安価で広範囲な用途に適用可能な生分解性樹脂組成物及びそれを用いた成形品の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、当該課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、生分解性樹脂に醤油粕を配合すれば、生分解性能がより向上し、しかも十分な力学的強度を有する組成物が安価に得られることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、醤油粕と生分解性樹脂を含有することを特徴とする樹脂組成物により上記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の生分解性樹脂組成物は、生分解性速度が速く、しかも十分な力学的強度を有するので、広範囲な用途に適用可能な成形体を得ることができる。また、醤油粕を配合することで、結果として生分解性樹脂の使用量を抑え、コストダウンを図ることができるので、安価に生分解性成形体を提供することができる。更にまた、醤油粕は、年間約５万トン排出されているものの、その特有の臭いと食塩含有により処理の方法が制限され、一部飼料や肥料に利用される以外に有用な活用手段が未だ見出せていなかったが、その有効利用を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明において用いられる醤油粕は、醤油を作る工程において、諸味の圧搾により固液分離して得られる粕である。諸味から分離された醤油粕はそのまま用いることができるが、水分含有量を調節するために適宜乾燥させても良く、又必要に応じて脱塩処理を施すこともできる。
組成物中の醤油粕の含有量としては、１〜７０質量％が好ましく、１０〜２０質量％がより好ましい。含有率が１質量％未満の場合は、生分解性速度の促進効果が得られにくく、他方７０質量％を超える場合は、成形が難しくなる。
【０００８】
本発明において用いられる生分解性樹脂としては、脂肪族ポリエステル（ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリブチレンサクシネート等）、ポリビニルアルコール、ポリアミノ酸類等の化学合成系；ポリヒドロキシブチレート等の微生物産生系；アセチルセルロース、澱粉等の天然物系等が挙げられる。これらのうち、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリビニルアルコールが好ましく、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネートがより好ましい。また、これらの樹脂は単独で用いてもよいし、２種類以上併用してもよい。また、樹脂の分子量は、特に制限はないが、重量平均分子量２万〜２０万が好ましい。
組成物中の樹脂の含有率としては、１５〜９０質量％が好ましく、３０〜６０質量％がより好ましい。
【０００９】
また、本発明の生分解性樹脂組成物に、さらに、こんにゃくとび粉を加えれば木質調の成形体を得ることができる。こんにゃくとび粉は、こんにゃく製造時に得られる副産物である。
こんにゃくとび粉を配合する場合、その含有率は、組成物中１〜７０質量％が好ましく、５〜６０質量％がより好ましい。
【００１０】
本発明の生分解性樹脂組成物においては、上記成分の他、必要に応じて、例えば、植物性蛋白質、パルプ、紫外線安定剤、耐熱剤、殺菌剤、酸化防止剤、界面活性剤、顔料、染料等を適宜添加配合することができる。
【００１１】
本発明の生分解性樹脂組成物は、例えば醤油粕と樹脂を、樹脂の溶融温度以上で融解混練することにより製造することができる。また、醤油粕を予めペレット化しておいて、次いで樹脂と混練してもよい。混練機としては、一般的な押出機、例えば一軸押出機、二軸押出機、ロール混練機等を用いることができる。
【００１２】
上記により得られた樹脂組成物を用いて、押出成形、射出成形、ブロー成形等の方法により、成形体を製造することができる。成形体の形状や用途等は特に制限はなく、例えば、容器、シート、フィルム等に成形できる。
【実施例】
【００１３】
次に本発明をさらに具体的に説明するために実施例を掲げるが、本発明は、以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００１４】
実施例１
醤油粕３０質量部とポリ乳酸系生分解性樹脂原料（商品名「レイシア」三井化学（株）社製）７０質量部を融解混練し、押し出し成形機（「HTM-50」（株）シーティーシー社製）により本発明の樹脂組成物のペレットを得た。次いで、得られたペレットを用い、射出圧力６０MPaの条件下、射出成形機（「IS 100EN」東芝機械（株）社製）により、育苗ポット型の成形体を得た。
【００１５】
実施例２
ポリ乳酸系生分解性樹脂原料に代えて、ポリブチレンサクシネート樹脂（商品名「GS-pla」三菱化学（株）社製）を用いた以外は実施例１と同様にして本発明の樹脂組成物のペレットを得た。次いで、得られたペレットを用い、実施例１と同様にして育苗ポット型の成形体を得た。
【００１６】
実施例３
醤油粕１０質量部に、こんにゃくとび粉５０質量部を配合し、これを十分混合した後、実施例１と同一の押し出し成形機により、ペレットを得た。また、ポリ乳酸系生分解性樹脂原料（商品名「レイシア」三井化学（株）社製）６０質量部を用い、同様にしてポリ乳酸ペレットを得た。次いで、得られた２種のペレットを５：５の比率で融解混練し、同様に押し出し成形機により本発明の樹脂組成物のペレットを得た。次いで、得られたペレットを用い、実施例１と同様にして木質調の育苗ポット型の成形体を得た。
【００１７】
比較例１
ポリ乳酸系生分解性樹脂原料（商品名「レイシア」三井化学（株）社製）１００質量部を融解し、実施例１と同一の押し出し成形機によりポリ乳酸ペレットを得た。次いで、得られたポリ乳酸ペレットを用い、実施例１と同様にして育苗ポット型の成形体を得た。
【００１８】
比較例２
こんにゃくとび粉５０質量部とポリ乳酸系生分解性樹脂原料（商品名「レイシア」三井化学（株）社製）５０質量部を融解混練し、実施例１と同一の押し出し成形機により、ペレットを得た。次いで、得られたペレットを用い、実施例１と同様にして木質調の育苗ポット型の成形体を得た。
【００１９】
比較例３
こんにゃく澱粉５０質量部とポリ乳酸系生分解性樹脂原料（商品名「レイシア」三井化学（株）社製）５０質量部を融解混練し、実施例１と同一の押し出し成形機により、ペレットを得た。次いで、得られたペレットを用い、実施例１と同様にして育苗ポット型の成形体を得た。
【００２０】
実施例４
実施例３で得た本発明の樹脂組成物のペレットを用い、実施例１と同一の射出成形機により、円柱状の成形体を得た。
【００２１】
実施例５
実施例３で得た本発明の樹脂組成物のペレットを用いて、加圧温度１７０℃で、フィルム成型装置（「TEK45」オーエヌ機械（株）社製）により、厚さ１００μｍのフィルムを得た。
【００２２】
試験例１
実施例１〜３で得た本発明の樹脂組成物のペレット、並びに比較例１〜３で得たペレットをそれぞれ用いて、射出圧力６０MPaの条件下、射出成形機（「IS 55EPN」：東芝機械（株）社製）により、３０×５０×２mmの試験片を作製し、強度測定器（「EZ-test」：島津製作所製）によりそれぞれ強度を測定した。
また、得られた各試験片を１ヶ月間土中に埋設した後、その分解度合を確認した。
また、得られた各試験片を４０℃、１００％ＲＨの条件下１５日間放置した後、カビ発生の有無を調べた。
その結果は表１のとおりであった。
【００２３】
【表１】
【００２４】
表１から明らかなように、本発明の生分解性樹脂組成物を用いた成形体は、優れた生分解性能を示し、また十分な力学的強度を有していることを確認できた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性樹脂組成物及びそれを用いた生分解性成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石資源を原料とした汎用樹脂は、工業用材料や構造用材料等に大量に用いられているが、石油資源の枯渇や地球環境の汚染等、深刻な問題を引き起こしている。
汎用樹脂に代わる資材として、生分解性樹脂が脚光を浴び、多くの商品開発がなされている。例えば、ビート、トウモロコシ等の植物の発酵物から得た乳酸をポリマー化したポリ乳酸（ＰＬＡ）は、成形性に優れ、透明性が高く、強度もあるため、容器、包装フィルム等広範な用途を有している。しかし、ポリ乳酸は、生分解性速度が遅く、また汎用樹脂に比べてコストが高いため、単独での実用化に問題があった。
【０００３】
そこで、従来、生分解性樹脂に澱粉やこんにゃくとび粉を添加して生分解性能を高める方法（例えば特許文献１、２参照）も既に知られているが、成形品の強度が弱く、用途が限れてしまうのが実状であった。
【特許文献１】特開平５−３９３８１号公報
【特許文献２】特開２０００−３２７９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の如き従来の問題と実状に鑑みてなされたものであり、生分解性能に優れ、十分な力学的強度を有し、しかも安価で広範囲な用途に適用可能な生分解性樹脂組成物及びそれを用いた成形品の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、当該課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、生分解性樹脂に醤油粕を配合すれば、生分解性能がより向上し、しかも十分な力学的強度を有する組成物が安価に得られることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、醤油粕と生分解性樹脂を含有することを特徴とする樹脂組成物により上記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の生分解性樹脂組成物は、生分解性速度が速く、しかも十分な力学的強度を有するので、広範囲な用途に適用可能な成形体を得ることができる。また、醤油粕を配合することで、結果として生分解性樹脂の使用量を抑え、コストダウンを図ることができるので、安価に生分解性成形体を提供することができる。更にまた、醤油粕は、年間約５万トン排出されているものの、その特有の臭いと食塩含有により処理の方法が制限され、一部飼料や肥料に利用される以外に有用な活用手段が未だ見出せていなかったが、その有効利用を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明において用いられる醤油粕は、醤油を作る工程において、諸味の圧搾により固液分離して得られる粕である。諸味から分離された醤油粕はそのまま用いることができるが、水分含有量を調節するために適宜乾燥させても良く、又必要に応じて脱塩処理を施すこともできる。
組成物中の醤油粕の含有量としては、１〜７０質量％が好ましく、１０〜２０質量％がより好ましい。含有率が１質量％未満の場合は、生分解性速度の促進効果が得られにくく、他方７０質量％を超える場合は、成形が難しくなる。
【０００８】
本発明において用いられる生分解性樹脂としては、脂肪族ポリエステル（ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリブチレンサクシネート等）、ポリビニルアルコール、ポリアミノ酸類等の化学合成系；ポリヒドロキシブチレート等の微生物産生系；アセチルセルロース、澱粉等の天然物系等が挙げられる。これらのうち、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリビニルアルコールが好ましく、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネートがより好ましい。また、これらの樹脂は単独で用いてもよいし、２種類以上併用してもよい。また、樹脂の分子量は、特に制限はないが、重量平均分子量２万〜２０万が好ましい。
組成物中の樹脂の含有率としては、１５〜９０質量％が好ましく、３０〜６０質量％がより好ましい。
【０００９】
また、本発明の生分解性樹脂組成物に、さらに、こんにゃくとび粉を加えれば木質調の成形体を得ることができる。こんにゃくとび粉は、こんにゃく製造時に得られる副産物である。
こんにゃくとび粉を配合する場合、その含有率は、組成物中１〜７０質量％が好ましく、５〜６０質量％がより好ましい。
【００１０】
本発明の生分解性樹脂組成物においては、上記成分の他、必要に応じて、例えば、植物性蛋白質、パルプ、紫外線安定剤、耐熱剤、殺菌剤、酸化防止剤、界面活性剤、顔料、染料等を適宜添加配合することができる。
【００１１】
本発明の生分解性樹脂組成物は、例えば醤油粕と樹脂を、樹脂の溶融温度以上で融解混練することにより製造することができる。また、醤油粕を予めペレット化しておいて、次いで樹脂と混練してもよい。混練機としては、一般的な押出機、例えば一軸押出機、二軸押出機、ロール混練機等を用いることができる。
【００１２】
上記により得られた樹脂組成物を用いて、押出成形、射出成形、ブロー成形等の方法により、成形体を製造することができる。成形体の形状や用途等は特に制限はなく、例えば、容器、シート、フィルム等に成形できる。
【実施例】
【００１３】
次に本発明をさらに具体的に説明するために実施例を掲げるが、本発明は、以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００１４】
実施例１
醤油粕３０質量部とポリ乳酸系生分解性樹脂原料（商品名「レイシア」三井化学（株）社製）７０質量部を融解混練し、押し出し成形機（「HTM-50」（株）シーティーシー社製）により本発明の樹脂組成物のペレットを得た。次いで、得られたペレットを用い、射出圧力６０MPaの条件下、射出成形機（「IS 100EN」東芝機械（株）社製）により、育苗ポット型の成形体を得た。
【００１５】
実施例２
ポリ乳酸系生分解性樹脂原料に代えて、ポリブチレンサクシネート樹脂（商品名「GS-pla」三菱化学（株）社製）を用いた以外は実施例１と同様にして本発明の樹脂組成物のペレットを得た。次いで、得られたペレットを用い、実施例１と同様にして育苗ポット型の成形体を得た。
【００１６】
実施例３
醤油粕１０質量部に、こんにゃくとび粉５０質量部を配合し、これを十分混合した後、実施例１と同一の押し出し成形機により、ペレットを得た。また、ポリ乳酸系生分解性樹脂原料（商品名「レイシア」三井化学（株）社製）６０質量部を用い、同様にしてポリ乳酸ペレットを得た。次いで、得られた２種のペレットを５：５の比率で融解混練し、同様に押し出し成形機により本発明の樹脂組成物のペレットを得た。次いで、得られたペレットを用い、実施例１と同様にして木質調の育苗ポット型の成形体を得た。
【００１７】
比較例１
ポリ乳酸系生分解性樹脂原料（商品名「レイシア」三井化学（株）社製）１００質量部を融解し、実施例１と同一の押し出し成形機によりポリ乳酸ペレットを得た。次いで、得られたポリ乳酸ペレットを用い、実施例１と同様にして育苗ポット型の成形体を得た。
【００１８】
比較例２
こんにゃくとび粉５０質量部とポリ乳酸系生分解性樹脂原料（商品名「レイシア」三井化学（株）社製）５０質量部を融解混練し、実施例１と同一の押し出し成形機により、ペレットを得た。次いで、得られたペレットを用い、実施例１と同様にして木質調の育苗ポット型の成形体を得た。
【００１９】
比較例３
こんにゃく澱粉５０質量部とポリ乳酸系生分解性樹脂原料（商品名「レイシア」三井化学（株）社製）５０質量部を融解混練し、実施例１と同一の押し出し成形機により、ペレットを得た。次いで、得られたペレットを用い、実施例１と同様にして育苗ポット型の成形体を得た。
【００２０】
実施例４
実施例３で得た本発明の樹脂組成物のペレットを用い、実施例１と同一の射出成形機により、円柱状の成形体を得た。
【００２１】
実施例５
実施例３で得た本発明の樹脂組成物のペレットを用いて、加圧温度１７０℃で、フィルム成型装置（「TEK45」オーエヌ機械（株）社製）により、厚さ１００μｍのフィルムを得た。
【００２２】
試験例１
実施例１〜３で得た本発明の樹脂組成物のペレット、並びに比較例１〜３で得たペレットをそれぞれ用いて、射出圧力６０MPaの条件下、射出成形機（「IS 55EPN」：東芝機械（株）社製）により、３０×５０×２mmの試験片を作製し、強度測定器（「EZ-test」：島津製作所製）によりそれぞれ強度を測定した。
また、得られた各試験片を１ヶ月間土中に埋設した後、その分解度合を確認した。
また、得られた各試験片を４０℃、１００％ＲＨの条件下１５日間放置した後、カビ発生の有無を調べた。
その結果は表１のとおりであった。
【００２３】
【表１】
【００２４】
表１から明らかなように、本発明の生分解性樹脂組成物を用いた成形体は、優れた生分解性能を示し、また十分な力学的強度を有していることを確認できた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
醤油粕及び生分解性樹脂を含有することを特徴とする生分解性樹脂組成物。
【請求項２】
生分解性樹脂組成物中、醤油粕の含有率が１〜７０質量％、生分解性樹脂の含有率が１５〜９０質量％であることを特徴とする請求項１記載の生分解性樹脂組成物。
【請求項３】
さらに、こんにゃくとび粉を含有することを特徴とする請求項１又は２記載の生分解性樹脂組成物。
【請求項４】
生分解性樹脂組成物中、醤油粕の含有率が１〜７０質量％、生分解性樹脂の含有率が１５〜９０質量％、こんにゃくとび粉の含有率が１〜７０質量％であることを特徴とする請求項３記載の生分解性樹脂組成物。
【請求項５】
生分解性樹脂が、ポリ乳酸樹脂又はポリブチレンサクシネート樹脂であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の生分解性樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の生分解性樹脂組成物を成形してなる生分解性成形体。
【請求項１】
醤油粕及び生分解性樹脂を含有することを特徴とする生分解性樹脂組成物。
【請求項２】
生分解性樹脂組成物中、醤油粕の含有率が１〜７０質量％、生分解性樹脂の含有率が１５〜９０質量％であることを特徴とする請求項１記載の生分解性樹脂組成物。
【請求項３】
さらに、こんにゃくとび粉を含有することを特徴とする請求項１又は２記載の生分解性樹脂組成物。
【請求項４】
生分解性樹脂組成物中、醤油粕の含有率が１〜７０質量％、生分解性樹脂の含有率が１５〜９０質量％、こんにゃくとび粉の含有率が１〜７０質量％であることを特徴とする請求項３記載の生分解性樹脂組成物。
【請求項５】
生分解性樹脂が、ポリ乳酸樹脂又はポリブチレンサクシネート樹脂であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の生分解性樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の生分解性樹脂組成物を成形してなる生分解性成形体。
【公開番号】特開２００６−２９０９７７（Ｐ２００６−２９０９７７Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１１６３１（Ｐ２００５−１１１６３１）
【出願日】平成１７年４月８日（２００５．４．８）
【出願人】（０００１９５０５２）正田醤油株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月８日（２００５．４．８）
【出願人】（０００１９５０５２）正田醤油株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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