本発明の生分解性フィルム又はシート用� ��成物は、デンプン0質量%以上35質量%以下、� �ンパク質20質量%以上70質量%以下、セルロー� �繊維15質量%以上60質量%以下、尿素1質量%以上 15質量%以下からなり、また、加水した組成物 は、デンプン0質量%以上30質量%以下、タンパ� ��質15質量%以上60質量%以下、セルロース繊維1 0質量%以上40質量%以下、尿素0.75質量%以上12質 量%以下、水20質量%以上60質量%以下からなる� �とを特徴とする。

 本発明において用いられるデンプンは、� ��然物由来のデンプン(天然デンプン)のみな� �ず、天然デンプンを化学的に処理し、化学� �飾を行った化学修飾デンプンのいずれでも� �く、また、これらを適宜混合して用いるこ� �もできる。

 天然デンプンとは、トウモロコシデンプ� ��、ジャガイモデンプン、サツマイモデンプ� ��、小麦デンプン、米デンプン、タピオカデ� ��プン、ソルガムデンプンなど各種植物から� ��られるデンプンであって、起源となる植物� ��限定されない。また、デンプン中に含まれ� ��アミロース、アミロペクチン含量も特に問� ��れるものでもなく、高アミローストウモロ� ��シデンプンのようにアミロース含量を高め� ��デンプンを用いてもよい。また、本発明に� ��いては単一のデンプンのみならず、2種以上 の天然デンプンを用いてもよい。

 化学修飾デンプンは、デンプンを構成す� ��グルコースの水酸基に置換基を導入したも� ��である。置換基は特に限定されるものでは� ��く、被修飾デンプンである天然デンプンの� ��類も限定されるものではない。化学修飾デ� ��プンとしては、例えば、ヒドロキシプロピ� ��デンプン、カルボキシメチルデンプン、ア� ��チル化高アミロースデンプン、酢酸デンプ� ��、マレイン酸デンプン、オクテニルコハク� ��デンプン、コハク酸デンプン、フタル酸デ� ��プン、ヒドロキシプロピル高アミロースデ� ��プン、架橋デンプン、リン酸デンプン、リ� ��酸ヒドロキシプロピルジデンプンが例示さ� ��る。これらの化学修飾デンプンも、単一種� ��限られず、2種以上を混合して用いても差し 支えない。ここにいう架橋デンプンとは、リ ン酸塩化物、エピクロルヒドリン、リン酸誘 導体等の種々の架橋剤によりデンプン分子を 架橋したものをいう。

 本発明において用いられるタンパク質は� ��植物由来のタンパク質や動物由来のタンパ� ��質のいずれでもよく、合成タンパク質であ� ��てもよい。植物由来のタンパク質(植物性タ ンパク質)には、例えば、大豆タンパク、小� �タンパク、米タンパクなどの各種豆類や穀� �から得られるタンパク質が例示される。ま� �、動物由来のタンパク質(動物性タンパク質) には、例えば、乳タンパクなど各種動物、鳥 類、魚類由来のタンパク質が例示される。ま た、これらのタンパク質は抽出しただけで精 製していない粗タンパク質のみならず、濃縮 した濃縮タンパク質であってもよい。例えば 、植物由来のタンパクであれば、大豆濃縮タ ンパク、動物由来のタンパクであれば、濃縮 乳タンパクが例示される。一方、粗タンパク 質を精製したタンパク質であってもよく、植 物由来のタンパク質としてグルテン、ゼイン 、ホルデイン、アベニン、カフィリンなどが 例示され、動物由来のタンパク質としてカゼ イン、アルブミン、コラーゲン、ゼラチン、 ケラチンなどが例示される。これらのタンパ ク質は1種若しくは2種以上を用いることがで� ��る。

 本発明において用いられるセルロース繊� ��は、天然若しくは人工のセルロース繊維の� ��ずれでもよい。天然由来のセルロール繊維� ��は、各種の植物、例えば籾殻などの穀類の� ��皮、草、木材、わら、さとうきび、綿、葉� ��トウモロコシの皮やさとうきびの絞り滓か� ��得られたガバス、新聞紙などの加工品が例� ��される。これらのセルロース繊維は、わら� ��穀類の種皮などを乾燥させた後繊維状にほ� ��し、それを任意に適当な長さに切断して用� ��られる。用いることのできるセルロース繊� ��は、太さが1~100μm程度、長さが10μm~30mm程度� ��あるが、加工品の用途や要求される強度な� ��に応じて適宜決定される。

 本発明の組成物は、タンパク質、セルロ� ��ス繊維及び尿素を必須の成分とし、タンパ� ��質を組成物中20質量%以上70質量%以下、セル� ��ース繊維を15質量%以上60質量%以下、尿素1%� �上15質量%以下を含み、デンプンを用いる場� �には組成物中に0質量%以上35質量%以下を含む ように組成される。なお、このときの組成は 後述する加水を行う前の状態にある組成物に ついてであって、各原料は特別な乾燥処理や 含水処理を行わない通常の保存状態にあるも のを使用することを前提としたものである。

 本発明の組成物以外からも、例えばタン� ��ク質とセルロース繊維及びデンプンの3成分 から生分解性のあるシート状物を得ることも できる。しかしながら、このシート状物はフ ィルムのように膜厚が厚く、柔軟性や伸び性 がほとんどなかった。また、保存とともにシ ート状物が乾燥し、折れるかのごとく容易に 破損されやすいものであった。本発明者らは 、このような状況下のもと、特定の配合量比 を有する組成物に尿素を添加することで、強 度はもちろんのこと、保水性が向上し、柔軟 性のあるシート状の薄膜が形成できることを 見いだした。このとき、タンパク質が組成物 中20質量%未満であったり、70質量%を越えて配 合した場合にはフィルム状に成形することが できない。また、セルロース繊維の配合量が 15質量%より少ない場合にもフィルム状に形成 することができず、その配合量が60質量%より 多いとセルロース繊維の配合量がタンパク質 に比べて多すぎる結果、セルロース繊維の配 合量が少ない場合と同様に良好なフィルム状 に成形できない。尿素は、本発明の組成物に おいて非常に重要な必須成分である。この尿 素は、合成ポリマーからなるフィルムにおけ る可塑剤としての使用というより、得られる フィルム中の水分を保持し、これによってフ ィルムに柔軟性を付与する機能を果たす。従 って、少なくとも加水しない状態での組成物 中に1質量%以上、好ましくは2質量%以上の配� �量とする。また、環境への窒素負荷を少な� �するためには少ない方が好ましく、多くて� �組成物中に15質量%以下、好ましくは12質量%� �下、さらに好ましくは5質量%未満である。す なわち、尿素の配合量は1~15質量%、好ましく� ��2~12質量%である。

 本発明において、デンプンは必須ではな� ��任意の成分であって、必要に応じて適宜配� ��される。その配合量は、多くとも組成物中3 5質量%以下である。本発明の組成物から得ら� ��るフィルムは、タンパク質とセルロール繊� ��並びに尿素がバランスよく配合されること� ��より得られるものであって、デンプンは賦� ��剤(増量剤)として考えられるものである。� �って、タンパク質、セルロース繊維、尿素� �3成分がバランスよく配合されていればよい� ��、そこに配合されるデンプン量が多くなる� ��適切なフィルムを形成できなくなる。

 本発明の生分解性組成物は、タンパク質� ��セルロース繊維及び尿素を必須の構成成分� ��し、この他にデンプンを配合したものであ� ��て、これらの成分以外にグリセリンやポリ� ��チレングリコールなど可塑剤や軟化剤、金� ��塩を配合する必要はない。もっとも、本発� ��の加工品の強度、柔軟性等の物性を本質的� ��変えない限りにおいて、着色料や熱着色防� ��用の安定剤などの添加剤を配合することは� ��能である。

 本発明のフィルム等は次のようにして製� ��できる。すなわち、必要な成分を水とよく� ��合した上に十分に混練する。つまり所定の� ��合量で上記の成分を混合した上で加水し、� ��軸ミキサーなどを用いて十分に撹拌混練す� ��。このとき、各成分と水が混合するだけで� ��不十分であって、おおよそ耳たぶ程度の硬� ��、好ましくはいわゆる麺の腰が出る程度ま� ��十分に捏ねる。

 この場合の水と組成物との混合比は組成� ��100質量部に対して、水10質量部以上100質量� �以下、好ましくは水25質量部以上70質量部以� ��であるが、適宜、上記硬さが得られる程度� ��調整される。水が10質量部よりも少ないと� �っぽくなって十分に捏ねることができず、� �た、100質量部よりも多いと水が多すぎて柔� �かくなり、適度な堅さ(腰)が得られないこと が多い。また、デンプン、タンパク質、セル ロース繊維及び尿素に水を加えた組成物にお いては、20質量%以上60質量%以下の水が含まれ るようにするのがよく、好ましくは28質量%以 上52質量%の水が含まれるようにする。

 得られた混練物は、例えば、そのままフ� ��ルム又はシート状に加工される。フィルム� ��はシートにするためには混練物をプレスす� ��ばよく、いわゆる圧延加工であるカレンダ� ��法やロール加工が好ましく利用される。

 プレス時には加熱処理が施される。加熱� ��理は100℃以上、尿素の分解温度である約135� ��以下、つまり100℃以上135℃以下の範囲であ� ��、より好ましくは110℃以上130℃以下である� ��温度が低いと十分な強度や透明性が得られ� ��、温度が高いと得られたフィルムが褐色に� ��色し、水分が減少してフィルムと言うより� ��軟性のない板状物しか得られないおそれが� ��い。プレス時の圧力や時間は、組成物の配� ��や求めようとするフィルムの厚み等によっ� ��適宜決められるが、その一例を挙げると、1 20℃であれば5MPa、5分間程度の条件である。� �っとも、加熱することなく常温でプレスし� �も、適度な強度と耐水性のあるフィルムや� �ートを得ることができる。

 本発明においては尿素を含有しており、� ��発明の組成物から得られたフィルムやシー� ��は保水性に優れている。さらに、本発明の� ��成物に水を加えてよく捏ねた状態の中間品� ��保水性があり、保湿状態で保管することに� ��り、その中間品を用いてフィルム等に加工� ��ることもできる。つまり、上記3成分乃至4� �分からなる組成物に水を加えて十分に捏ね� �組成物として提供することもできる。この� �間品として提供される組成物は、0質量%以上 30質量%以下のデンプンと、15質量%以上60質量% 以下のタンパク質と、10質量%以上40質量%以下 のセルロースと、0.75質量%以上12質量%以下の� ��素と、20質量%以上60質量%以下の水からなり� ��好ましくは尿素が1質量%以上10質量%以下で� �る。ここにおいて保湿状態での保管とは、� �ねられた組成物からの水分の蒸散がほぼな� �状態を示し、例えばビニール袋中に保管す� �ことが例示される。しかしながら、必ずし� �環境下を高湿度に保つ必要はない。

 本発明の組成物から得られるフィルムや� ��ートの厚みは数十~300μm程度であって、0.5~2m m程度の厚みのあるシート状物として提供す� �こともできる。

 本発明のフィルム等は透明ないし半透明� ��あって、膜厚200μmのものであれば水に浸漬� ��た状態で1週間程度、さらに膜厚1mmのもので あれば3週間以上の耐水性を有する。また、� �発明のフィルム等は少なくとも10~30MPa程度の 引張強度を有する。そして、オイルやワック ス、グリセリン等の可塑剤が使用されていな いので、こうした化学物質などの滲み出しも なく、生体に対する安全性にも優れたフィル ムやシートが得られる。さらに、金属塩も用 いられていないため分解によって金属塩が排 出されることがなく、しかも、尿素の含有量 が少ないので、環境に放出される窒素量が少 なく、いわゆる富栄養化などの環境汚染の心 配も少ない。

 本発明のフィルムやシートは、食品用の� ��ップや包装用シート、農業用の防寒用シー� ��などとして何ら2次加工を施すことなく用い ることができるのは言うまでもなく、これら のフィルムやシートに袋加工などの2次加工� �施して、食品用の包装袋や保存袋、いわゆ� �ゴミ袋やレジ袋など種々の形態に加工して� �供されることもある。袋状への加工方法と� �て、例えば原材料であるシートと同じ組成� �を接着剤として使用して袋加工する方法や� �熱する際に圧着する部分の圧力を高める方� �などが挙げられる。

 もっとも、本発明の組成物からは十分な� ��水性のみならず高い強度を有するシート状� ��が得られる。従って、本発明の組成物は、� ��ィルムやシートのみならず、カップや皿の� ��うな食器類、弁当箱や持ち帰り用の包装容� ��などにも使用することもできる。この場合� ��は、十分に捏ねた組成物から上記温度に加� ��しながら所定の形状にプレス加工すればよ� ��。また、必要に応じて耐水用の樹脂をさら� ��コーティングしても差し支えない。

 次に本発明について下記の実施例に基づ� ��さらに詳細に説明する。なお、本発明は下� ��実施例に限定されないのは言うまでもない� ��