生分解性非木材繊維容器
【課題】環境にやさしいとされ、土壌で生分解する非木材繊維（葦、ケナフ、さとうきび、とうもろこし等）を材料にした食品容器の内面に生分解可能な耐水性、耐油性，耐熱性を付加したプラスチック膜が形成されたもので、従来の非木材繊維容器では困難であった熱湯の使用を可能にし、また耐油性を付加し機能性を高め、全て生分解し環境に優しい非木材繊維製の容器を提供する。
【解決手段】非木材繊維を材料とした成型容器に付加機能を形成する樹脂として植物系を原料としたポリ乳酸水性分散液に生分解性のある機能性付加剤を添加する事により高度な耐水性、耐油性を付加することを可能にし、また澱粉フイルムの品質強化を図り、耐水性、耐熱性を高める事を可能にし、これらのフイルムを内面に形成することを得、全て生分解可能な非木材繊維容器の提供を可能にした。
【解決手段】非木材繊維を材料とした成型容器に付加機能を形成する樹脂として植物系を原料としたポリ乳酸水性分散液に生分解性のある機能性付加剤を添加する事により高度な耐水性、耐油性を付加することを可能にし、また澱粉フイルムの品質強化を図り、耐水性、耐熱性を高める事を可能にし、これらのフイルムを内面に形成することを得、全て生分解可能な非木材繊維容器の提供を可能にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非木材繊維（葦、ケナフ、さとうきび、とうもろこし等）を材料とした成型容器に耐水性、耐油性、耐熱性を強化した生分解プラスティック膜を施した全て生分解可能な廃棄上環境に優しい非木材繊維を材料とした容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原材料が豊富で森林保護になりしかも生分解可能でまた焼却しても有害物質を出さないと期待されていた非木材繊維を材料とした容器だが，従来の製造法は、パルプの中に耐水、耐油剤等を混入し成型されたもので、これらの繊維が長い等の素材上の問題もあり成型密度も悪く、耐水性、耐油性、耐高温性を満足させるに至っていないのが現状であり、使い捨ての分野しか用いられていないのが現状である。
【０００３】
また商品表示には耐水性、耐油性ありと表示されている物には（７日程度は問題ありません）などただし書きがあり、また耐水性、耐油性を持たせる為にポリプロピレンフイルム又はＰＥＴフイルムを内面に接着している容器もあり、廃棄上分別廃棄を余儀なくされ、非木材繊維容器本来の特徴が生かされず普及していないのが現状である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来の技術の問題を解決するものであり、耐水性、耐油性、耐熱性を十分に満足し生分解可能な、また焼却しても有害物質を出すことのない樹脂を成型後の容器に塗布、もしくはフイルム化した樹脂を貼り付けることにより飲料の保存、電子レンジ、オーブンの使用可能な機能性のある容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するために、生分解性のある澱粉樹脂、もしくはポリ乳酸樹脂に高度な耐水性、耐油性、耐熱性を付加するため、これも生分解可能な機能性付加剤を添加した樹脂を完成する事を得、容器の内面に塗布もしくはフイルムを貼り付ける事により課題の解決とした。
【発明実施の形態】
【０００６】
以下本発明の実施の形態を説明する。従来の容器の製造方法はパルプに耐水剤、耐油剤又抗菌剤を配合混入させ成型法により製造される方法が取られている。この方法は安価であるが、非木材繊維パルプの性質上繊維が長くきめ細かく成型する事が困難な為、液体の保存が長くなると膨潤し又高温にも膨張するなど液漏れが生じ、液体の容器として不向きであった。
【０００７】
これらの理由から本発明は成型済みの容器の内面に生分解可能な樹脂を塗布もしくはフイルムを貼り付け、２次的な加工をする事により耐水、耐油、耐熱性を付加させる事を選択した。
【０００８】
実施例１
近年植物系素材を原料としたポリ乳酸がプラスティック膜としての用途が話題になり、生分解性も有る事から素材として着目、ポリ乳酸エマルジョンを容器に塗布しテストを繰り返したが、ポリ乳酸の性質上耐熱温度が６０度と低く耐水性はあるが耐熱性に欠け、熱湯、オーブンの使用に耐えられず目的を果たせない。
【０００９】
実施例２
上記のテストの結果、耐熱性を強化する為の改良剤を検討、添加剤として２塩基酸エステル系が耐熱強化の改善に効果が得られることから、ジエステルの種類の中からアジピン酸エステル系、ロジン系、乳酸重縮合物系の３種類を添加剤としてテストした結果、乳酸重縮合物系のものは当社の選択ポリ乳酸とはゲル化した為除外。ロジン系とアジピン酸エステル混合物の２種類をポリ乳酸エマルジョンに混合、容器にディップコート法にて塗布、乾燥後耐熱、耐水、耐油性の評価を行った。
【００１０】
実施例３
試料のテストは下記の項目を経時的評価を行った。
試料 Ａ アジピン酸エステル混合物
Ｂ ロジン系混合物
１、耐水性テスト
容器に常温水を入れ液の浸透、漏れの経過を測定。
１０日間の経時計測の結果、試料Ａ，Ｂ共、水の浸透漏れも無く耐水性は有りとの判断をした。
２、耐油性テスト
容器にサラダ油を入れ油の浸透、漏れの経過測定。
１０日間の経時計測の結果、試料Ａ，Ｂ共、水と同様油の浸透、漏れも無く耐油性も有との判断をした。
３、耐熱性のテスト
１．熱湯テスト，容器に水を入れ、電子レンジを使用２分加熱後の経過。
形状の変化なし、熱湯の水漏れ無し。
そのまま３０分、６０分経過後、試料Ａ，Ｂ共水漏れ無し。
２ ご飯の加熱テスト
容器にご飯を入れ加熱テストの結果、試料Ａ，Ｂ共、ご飯のくっつきも無く簡単に取れる。
３０分、６０分経過後も問題なし
４、オーブンでの耐熱テスト，１８０度にて３０分経過の状況を確認。
高温時にＡ，Ｂ共多少のベトツキは有るが、常温に戻っての変化は見られない。
【００１１】
実施例４
上記の結果、耐水、耐油、耐熱性については２種類とも満足した結果が得られたので次に容器に塗布時の条件の比較を行った。
Ａ，Ｂともポリ乳酸エマルジョンに対し付加機能剤の添加量は２０％、
塗布方法はディップコート法
粘度 ビスコテスター ＶＴ−０３Ｆ ３号ローター ２０℃
Ａ １２０ＣＰ
Ｂ １８０ＣＰ
乾燥条件 熱風オーブン使用
Ａ １３０℃ １５分で皮膜を形成
Ｂ １３０℃ １５分で皮膜を形成
塗布後の皮膜の状況
Ａ 表面は滑らかである。
Ｂ 皮膜に多少ざらつきが見られるが表面状態は良好。
【００１２】
実施例５
Ａ，Ｂを比較検討すると、両者とも機能的に問題はないが、価格面、安定性などを総合的に検討の結果、ロジン系混合物をポリ乳酸エマルジョンの添加剤として選択した。
【００１３】
実施例６
前述の各テストにより確立したプラスティック膜を容器への塗布方法を検討。大小カップ、弁当箱を実際の塗布ラインを想定しスプレーコート法にて塗布実験をした。
【００１４】
カップについては形状からスプレーコート法にて均一にムラ無く塗布できるが、弁当箱については形状も複雑であり、スプレーコート法ではムラ、塗布量も多くなる傾向が見られ、作業工程、液量などから塗布方法において検討を要することが判明した。
【００１５】
実施例７
前項のテストの結果から塗布方法を検討、塗布液をフイルム化しホットラミネート法にて接着加工により塗布膜を形成することを検討した。
【００１６】
［００１１］［００１２］で得られた処方により作成されたエマルジョンをロールコート法にてＰＥＴフイルム上に膜を形成するテストを行った。コート膜の膜厚を耐水、耐熱の効果が得られる３０ミクロンに設定しフイルムにコーティング、［００１１］で得られた乾燥条件に基づき良好なプラスチック膜を作る事が出来た。
【００１７】
実施例８
［００１６］で得られたプラスティック膜をホットラミネート法を用いて容器に接着し塗布膜を形成した。
【００１８】
［００１７］により得られた容器を実施例３と同様の耐水，耐熱のテスト行い、容器の性能、機能を十分に満足する事を確認出来、フイルムを接着する方法で塗布膜を形成することも可能である事を得た。これらのテストから容器の形状に合わせて塗布膜形成の方法をディップコート法、スプレーコート法、フイルム膜の接着法などを選択することが可能である事から容器への対応も広がると考えられる。
【００１９】
ポリ乳酸を原料で作成したフイルムは現状ではコストが高く、使い捨て容器としての需要は厳しい面もあるので，コスト的に安価な澱粉を主原料にしたプラスティック樹脂があることを得、これをインフレーション法によりフイルム化したサンプルを入手、実施例８と同様な方法で塗布膜を形成、耐熱性、耐油性の検討を行った結果、この澱粉フイルムは耐水性に欠け、熱湯に対し漏れを生じ、また耐熱性にも欠けることが判明した。
【００２０】
テストに使用した澱粉フイルムの構成材料が澱粉ポリエステルであることから加熱処理を行う事により分子構造を変化させ、耐熱性、耐水性の向上をはかる事に着目、このフイルムを１８０度２０秒の加熱処理を施し新たなテスト用フイルムを作成した。
【００２１】
［００２０］のテストにより得たフイルムを容器にラミネート、実施例３と同様の耐水，耐熱、耐油性の評価を行った結果、ポリ乳酸フイルムと同等の効果が得られ、澱粉フイルムを二次加工することにより実用に耐えうる結果を得ることが出来た。
この結果から，生分解性を持ち耐水、耐熱、耐油性を強化した安価な非木材製食品容器の提供が可能になる。
【発明の効果】
【００２２】
従来販売されている容器は使い捨ての容器としての需要しか見出せないが、本発明による塗布膜を施した容器は、保存ボトル，弁当容器など電子レンジ、オーブンの使用また冷凍食品の容器など多くの利用が可能になり機能性食品容器としての需要の拡大が可能になる。また、容器の内面に加工される樹脂についても容器の形状に応じた液状、またはフイルムの選択が出来、効率的な２次加工を可能にした。
【００２３】
生分解可能な素材で構成されている為、土壌で分解される事から焼却という手段も無くなる。又焼却しても低カロリーで燃焼し、有害物質を発生しない為ごみ問題に対しては有効な解決策となり環境保護効果が得られる。
さらに、原材料豊富な非木材繊維の利用により森林破壊の防止にも役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図】本発明の容器への耐水機能皮膜の構成図を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ 成型された非木材繊維容器の中央断面図
２ 生分解性澱粉樹脂またはポリ乳酸樹脂で形成される皮膜層。
【図１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非木材繊維（葦、ケナフ、さとうきび、とうもろこし等）を材料とした成型容器に耐水性、耐油性、耐熱性を強化した生分解プラスティック膜を施した全て生分解可能な廃棄上環境に優しい非木材繊維を材料とした容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原材料が豊富で森林保護になりしかも生分解可能でまた焼却しても有害物質を出さないと期待されていた非木材繊維を材料とした容器だが，従来の製造法は、パルプの中に耐水、耐油剤等を混入し成型されたもので、これらの繊維が長い等の素材上の問題もあり成型密度も悪く、耐水性、耐油性、耐高温性を満足させるに至っていないのが現状であり、使い捨ての分野しか用いられていないのが現状である。
【０００３】
また商品表示には耐水性、耐油性ありと表示されている物には（７日程度は問題ありません）などただし書きがあり、また耐水性、耐油性を持たせる為にポリプロピレンフイルム又はＰＥＴフイルムを内面に接着している容器もあり、廃棄上分別廃棄を余儀なくされ、非木材繊維容器本来の特徴が生かされず普及していないのが現状である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来の技術の問題を解決するものであり、耐水性、耐油性、耐熱性を十分に満足し生分解可能な、また焼却しても有害物質を出すことのない樹脂を成型後の容器に塗布、もしくはフイルム化した樹脂を貼り付けることにより飲料の保存、電子レンジ、オーブンの使用可能な機能性のある容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するために、生分解性のある澱粉樹脂、もしくはポリ乳酸樹脂に高度な耐水性、耐油性、耐熱性を付加するため、これも生分解可能な機能性付加剤を添加した樹脂を完成する事を得、容器の内面に塗布もしくはフイルムを貼り付ける事により課題の解決とした。
【発明実施の形態】
【０００６】
以下本発明の実施の形態を説明する。従来の容器の製造方法はパルプに耐水剤、耐油剤又抗菌剤を配合混入させ成型法により製造される方法が取られている。この方法は安価であるが、非木材繊維パルプの性質上繊維が長くきめ細かく成型する事が困難な為、液体の保存が長くなると膨潤し又高温にも膨張するなど液漏れが生じ、液体の容器として不向きであった。
【０００７】
これらの理由から本発明は成型済みの容器の内面に生分解可能な樹脂を塗布もしくはフイルムを貼り付け、２次的な加工をする事により耐水、耐油、耐熱性を付加させる事を選択した。
【０００８】
実施例１
近年植物系素材を原料としたポリ乳酸がプラスティック膜としての用途が話題になり、生分解性も有る事から素材として着目、ポリ乳酸エマルジョンを容器に塗布しテストを繰り返したが、ポリ乳酸の性質上耐熱温度が６０度と低く耐水性はあるが耐熱性に欠け、熱湯、オーブンの使用に耐えられず目的を果たせない。
【０００９】
実施例２
上記のテストの結果、耐熱性を強化する為の改良剤を検討、添加剤として２塩基酸エステル系が耐熱強化の改善に効果が得られることから、ジエステルの種類の中からアジピン酸エステル系、ロジン系、乳酸重縮合物系の３種類を添加剤としてテストした結果、乳酸重縮合物系のものは当社の選択ポリ乳酸とはゲル化した為除外。ロジン系とアジピン酸エステル混合物の２種類をポリ乳酸エマルジョンに混合、容器にディップコート法にて塗布、乾燥後耐熱、耐水、耐油性の評価を行った。
【００１０】
実施例３
試料のテストは下記の項目を経時的評価を行った。
試料 Ａ アジピン酸エステル混合物
Ｂ ロジン系混合物
１、耐水性テスト
容器に常温水を入れ液の浸透、漏れの経過を測定。
１０日間の経時計測の結果、試料Ａ，Ｂ共、水の浸透漏れも無く耐水性は有りとの判断をした。
２、耐油性テスト
容器にサラダ油を入れ油の浸透、漏れの経過測定。
１０日間の経時計測の結果、試料Ａ，Ｂ共、水と同様油の浸透、漏れも無く耐油性も有との判断をした。
３、耐熱性のテスト
１．熱湯テスト，容器に水を入れ、電子レンジを使用２分加熱後の経過。
形状の変化なし、熱湯の水漏れ無し。
そのまま３０分、６０分経過後、試料Ａ，Ｂ共水漏れ無し。
２ ご飯の加熱テスト
容器にご飯を入れ加熱テストの結果、試料Ａ，Ｂ共、ご飯のくっつきも無く簡単に取れる。
３０分、６０分経過後も問題なし
４、オーブンでの耐熱テスト，１８０度にて３０分経過の状況を確認。
高温時にＡ，Ｂ共多少のベトツキは有るが、常温に戻っての変化は見られない。
【００１１】
実施例４
上記の結果、耐水、耐油、耐熱性については２種類とも満足した結果が得られたので次に容器に塗布時の条件の比較を行った。
Ａ，Ｂともポリ乳酸エマルジョンに対し付加機能剤の添加量は２０％、
塗布方法はディップコート法
粘度 ビスコテスター ＶＴ−０３Ｆ ３号ローター ２０℃
Ａ １２０ＣＰ
Ｂ １８０ＣＰ
乾燥条件 熱風オーブン使用
Ａ １３０℃ １５分で皮膜を形成
Ｂ １３０℃ １５分で皮膜を形成
塗布後の皮膜の状況
Ａ 表面は滑らかである。
Ｂ 皮膜に多少ざらつきが見られるが表面状態は良好。
【００１２】
実施例５
Ａ，Ｂを比較検討すると、両者とも機能的に問題はないが、価格面、安定性などを総合的に検討の結果、ロジン系混合物をポリ乳酸エマルジョンの添加剤として選択した。
【００１３】
実施例６
前述の各テストにより確立したプラスティック膜を容器への塗布方法を検討。大小カップ、弁当箱を実際の塗布ラインを想定しスプレーコート法にて塗布実験をした。
【００１４】
カップについては形状からスプレーコート法にて均一にムラ無く塗布できるが、弁当箱については形状も複雑であり、スプレーコート法ではムラ、塗布量も多くなる傾向が見られ、作業工程、液量などから塗布方法において検討を要することが判明した。
【００１５】
実施例７
前項のテストの結果から塗布方法を検討、塗布液をフイルム化しホットラミネート法にて接着加工により塗布膜を形成することを検討した。
【００１６】
［００１１］［００１２］で得られた処方により作成されたエマルジョンをロールコート法にてＰＥＴフイルム上に膜を形成するテストを行った。コート膜の膜厚を耐水、耐熱の効果が得られる３０ミクロンに設定しフイルムにコーティング、［００１１］で得られた乾燥条件に基づき良好なプラスチック膜を作る事が出来た。
【００１７】
実施例８
［００１６］で得られたプラスティック膜をホットラミネート法を用いて容器に接着し塗布膜を形成した。
【００１８】
［００１７］により得られた容器を実施例３と同様の耐水，耐熱のテスト行い、容器の性能、機能を十分に満足する事を確認出来、フイルムを接着する方法で塗布膜を形成することも可能である事を得た。これらのテストから容器の形状に合わせて塗布膜形成の方法をディップコート法、スプレーコート法、フイルム膜の接着法などを選択することが可能である事から容器への対応も広がると考えられる。
【００１９】
ポリ乳酸を原料で作成したフイルムは現状ではコストが高く、使い捨て容器としての需要は厳しい面もあるので，コスト的に安価な澱粉を主原料にしたプラスティック樹脂があることを得、これをインフレーション法によりフイルム化したサンプルを入手、実施例８と同様な方法で塗布膜を形成、耐熱性、耐油性の検討を行った結果、この澱粉フイルムは耐水性に欠け、熱湯に対し漏れを生じ、また耐熱性にも欠けることが判明した。
【００２０】
テストに使用した澱粉フイルムの構成材料が澱粉ポリエステルであることから加熱処理を行う事により分子構造を変化させ、耐熱性、耐水性の向上をはかる事に着目、このフイルムを１８０度２０秒の加熱処理を施し新たなテスト用フイルムを作成した。
【００２１】
［００２０］のテストにより得たフイルムを容器にラミネート、実施例３と同様の耐水，耐熱、耐油性の評価を行った結果、ポリ乳酸フイルムと同等の効果が得られ、澱粉フイルムを二次加工することにより実用に耐えうる結果を得ることが出来た。
この結果から，生分解性を持ち耐水、耐熱、耐油性を強化した安価な非木材製食品容器の提供が可能になる。
【発明の効果】
【００２２】
従来販売されている容器は使い捨ての容器としての需要しか見出せないが、本発明による塗布膜を施した容器は、保存ボトル，弁当容器など電子レンジ、オーブンの使用また冷凍食品の容器など多くの利用が可能になり機能性食品容器としての需要の拡大が可能になる。また、容器の内面に加工される樹脂についても容器の形状に応じた液状、またはフイルムの選択が出来、効率的な２次加工を可能にした。
【００２３】
生分解可能な素材で構成されている為、土壌で分解される事から焼却という手段も無くなる。又焼却しても低カロリーで燃焼し、有害物質を発生しない為ごみ問題に対しては有効な解決策となり環境保護効果が得られる。
さらに、原材料豊富な非木材繊維の利用により森林破壊の防止にも役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図】本発明の容器への耐水機能皮膜の構成図を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ 成型された非木材繊維容器の中央断面図
２ 生分解性澱粉樹脂またはポリ乳酸樹脂で形成される皮膜層。
【図１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非木材繊維（葦、ケナフ、さとうきび、とうもろこし）を原料とした成型食品容器の内面に植物系を主原料とした生分解可能なフイルムを接着したもので構成される生分解性容器。
【請求項２】
請求項１に記載された生分解フイルムは澱粉ポリエステル樹脂をＴダイ法もしくはインフレーション法によりフイルム化したものに加熱処理を施し性能強化を施したフイルムを接着させた生分解性容器。
【請求項３】
請求項１に記載された生分解性フイルムは、水溶性ポリ乳酸樹脂にロジン系樹脂またはアジピン酸エステル混合物を添加した樹脂をフイルム化したものを接着させた生分解性容器。
【請求項１】
非木材繊維（葦、ケナフ、さとうきび、とうもろこし）を原料とした成型食品容器の内面に植物系を主原料とした生分解可能なフイルムを接着したもので構成される生分解性容器。
【請求項２】
請求項１に記載された生分解フイルムは澱粉ポリエステル樹脂をＴダイ法もしくはインフレーション法によりフイルム化したものに加熱処理を施し性能強化を施したフイルムを接着させた生分解性容器。
【請求項３】
請求項１に記載された生分解性フイルムは、水溶性ポリ乳酸樹脂にロジン系樹脂またはアジピン酸エステル混合物を添加した樹脂をフイルム化したものを接着させた生分解性容器。
【公開番号】特開２００８−１８７０３（Ｐ２００８−１８７０３Ａ）
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２０６０６（Ｐ２００６−２２０６０６）
【出願日】平成１８年７月１４日（２００６．７．１４）
【出願人】（５０５１１３９０８）株式会社グリーンウエーブ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１４日（２００６．７．１４）
【出願人】（５０５１１３９０８）株式会社グリーンウエーブ (2)
【Ｆターム（参考）】
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