図1は本発明に係るプラスチック段ボール(� �下、単に「プラ段」という)の実施形態を示� ��外観図である。
 プラ段は、図示されるものに代表されるよ� ��に、所定の間隔で並列配置される一対の薄� ��を、複数の衝立(パーティション)の両端で� �持させることにより構成される板状体であ� �。このように構成されるプラ段は、そのた� �み方向に付与する応力を、前記薄板を引っ� �る方向及び前記衝立を屈折させる方向で受� �、その剛性が確保されるとともに、衝立に� �り区画された部分を空洞で構成させて軽量� �断熱性が確保されるものである。
 なおプラ段の断面形状は、図示されるもの� ��限定されるものではなく、例えば、前記空� ��の断面が正弦波状であったり鋸刃状であっ� ��りする場合も含まれる。

 このような構成を有するプラ段は、加熱� ��融させた熱可塑性樹脂を、その断面と同一� ��状の貫通孔を有するダイスに通過させ冷却� ��化させる押出成形により成形されるのが一� ��的である。しかし、本発明に係るプラ段を� ��形する方法は、特に限定されるものではな� ��、前記した一対の薄板と衝立とをそれぞれ� ��個に成形し、別工程で両者を貼合させるよ� ��にして成形する場合もある。

 またこのようなプラ段の用途は、その耐� ��(薬品)性、耐磨耗性、耐食性、軽量性、加� �容易性等の顕著な特性を利用して、これを� �状に組立した箱(通い箱,保管箱)、ポスター� �看板、物品の包装材・緩衝材、土木・建築� �農芸に用いられる養生シート、防音シート� �断熱シート等のさまざまな用途に適用する� �とができる。

 本発明のプラ段は、熱可塑性の樹脂主剤に� ��ンプンを配合してなるデンプン-樹脂複合材 料から構成されるものである。
 このような樹脂主剤として適用されるもの� ��しては、押出成形をすることができる汎用� ��な熱可塑性樹脂であれば何でも適用するこ� ��ができ、なかでもポリプロピレンが好適で� ��り、機械的強度が要求される場合は、ポリ� ��ーボネートが好適である。

 一方、樹脂主剤として、ポリ乳酸(PLA)、� �リブチレンサクシネート(PBS)、ポリカプロラ クトン(PCL)等の生分解性を具備したものを用� ��れば、土壌に還元される速度が向上し、環� ��保全の観点から好適である。また、テグラ� ��ボン(商品名)や、マクロテク・リサーチ社(� ��国)のECMマスターバッチ(商品名)等の生分解� ��を付与する添加剤が付与されているポリオ� ��フィン樹脂を用いても同様に環境保全の観� ��から好適である。

 プラ段に配合されているデンプンは、分子� ��(C ₆ H ₁₀ O ₅ ) _n で表される炭水化物(多糖類)であって、多数� ��α-グルコース分子がグリコシド結合によっ� ��重合した天然高分子である。このデンプン� ��、直鎖状で分子量が比較的小さいアミロー� ��と、枝分かれが多く分子量が比較的大きい� ��ミロペクチンとに構造上分類されるもので� ��る。

 このデンプンの原料となる植物としては� ��馬鈴薯、小麦、トウモロコシ、甘藷、米、� ��ャッサバ、葛、片栗、緑豆などが挙げられ� ��。そして、それらの根、茎、種子の部位を� ��表皮除去または裁断等、製造コストを大き� ��上昇させない程度に簡易処理し、プラ段の� ��合材料の原料として適用する。また製造コ� ��トの観点から問題がなければ、これらの植� ��から抽出させた抽出澱粉を使用してもよい� ��

 デンプンは、天然の結晶状態(βデンプン� ��呼ばれる)で水に投入しても溶解せず懸濁す るのみであるが、さらに加熱するとβデンプ� ��の結晶が溶解し、その溶液が透明になり粘� ��が増大する糊化反応を発現する。これは、� �デンプンの分子鎖の隙間に水分子が侵入す� �と、その水素結合が破壊され、デンプンの� �子鎖がそれ自体で自由に運動できる状態(こ� ��状態をαデンプンと呼ぶ)になることによる� ��また、このようなαデンプンの特異な性質� �、直鎖状で分子量が小さいアミロースにお� �て顕著である。

 またデンプンは、前記した分子式におい� ��水分子を整数倍で含むことから明らかであ� ��ように、帯電が困難である固有の性質を有� ��ている。これにより、容易に帯電する樹脂� ��剤にデンプンを充填した複合材料で構成さ� ��たプラ段は、電子移動が容易になり帯電防� ��機能が付加されることになる。

 本発明に適用されるデンプンは米に由来し� ��ものであることが望ましい。
 第1の理由として、米は、その外皮(籾殻、� �)が除去された状態において、高品質のアミ� ��ースを高品位で含有するものであって、さ� ��に安価に入手できる点で、好適であること� ��挙げられる。
 第2の理由は、植物としての稲は、収穫物の 米として炭水化物(デンプン)を大量に生成す� ��とともに、その他の部分(籾、藁など)とし� �大量の木質成分(セルロース・ヘミセルロー� ��・リグニン等)を大量に生成するものである 。よって、稲作地は、その単位面積当たりに おいて、大気中の二酸化炭素を地上に固定さ せる能力が極めて高いといえる。
 つまり、稲作地は、二酸化炭素(炭素)の大� �排出と土壌吸収とを繰り返すあるカーボン� �イクルのうち、土壌吸収において多大な貢� �をしているものである。
 このために、米を食用以外にも消費する手� ��を確立すれば、米の生産能力を拡大して、� ��世界が掲げる二酸化炭素の排出量を削減す� ��目標に大きく貢献できることが挙げられる� ��

 プラ段に配合されるデンプンは、プラ段の� ��重量に対し25~70重量%の範囲に含まれること� ��望ましく、特にその総重量の半分以上を占� ��ることが好適である。。
 デンプンの配合量が25重量%よりも少ないと� ��使用済みのプラ段を埋立処分する際に、土� ��中のバクテリアによる分解速度が低下する� ��また、デンプンの配合量が25重量部よりも� �ない場合、使用済みのプラ段を焼却処分す� �際に、燃焼して二酸化炭素になる割合が増� �し、炭化して残留する成分が減少する。こ� �ため、地球環境を保全する目的が充分に達� �されない。
 一方、デンプンの配合量が70重量%よりも多� ��と、樹脂主剤及びデンプンがそれぞれ母相� ��び分散相である関係が逆転し、母相がデン� ��ンで構成される組織が増加するとプラ段の� ��械的特性が低下する恐れがある。
 また、プラ段の総重量に占めるデンプンの� ��合が半分以上になると、土壌におけるプラ� ��の分解が急速に進行するようになる。

 なお樹脂主剤とデンプンとは、前者が疎� ��性を示し後者が親水性を示すために、親和� ��が一般に低く、これがデンプンの分散相を� ��細化・均一化させる上で阻害要因にもなる� ��そこで、界面において両者の親和性を向上� ��せる相溶化剤が配合されることが望ましい� ��本発明に適用される相溶化剤としては、飽� ��カルボン酸、不飽和カルボン酸又はこれら� ��誘導体が好ましく適用される。

 そのような飽和カルボン酸としては、無� ��コハク酸、コハク酸、無水フタル酸、フタ� ��酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水アジ� ��ン酸等が挙げられる。不飽和カルボン酸と� ��ては、マレイン酸、無水マレイン酸、無水� ��ジック酸、イタコン酸、無水イタコン酸、� ��トラコン酸、無水シトラコン酸、ソルビン� ��、アクリル酸等が挙げられる。不飽和カル� ��ン酸の誘導体としては、前記不飽和カルボ� ��酸の金属塩、アミド、イミド、エステル等� ��使用することができる。この相溶化剤の好� ��な配合量は、実験的に求められるものであ� ��て、樹脂主剤とデンプンとの合計量100重量� ��に対し、0.2~20重量部の範囲であることが適� ��である。

(製造方法)
 次に、そのような樹脂主剤の母相と、微細� ��かつ均一なデンプンの分散相とからなるデ� ��プン-樹脂複合材料を簡便で安価に製造する 方法について、樹脂主剤としてポリプロピレ ンを、デンプンの素材として米を採用する場 合を例にとり説明する。

 製造装置としては、ポリプロピレンと米� ��をこのポリプロピレンの溶融温度で加熱混� ��することが可能なものであれば特に限定さ� ��ず、例えばブレンダー、ニーダー、ミキシ� ��グロール、バンバリーミキサー、1軸もしく は2軸の押出機などが挙げられる。

 押出機を使用する場合について説明する� ��、原料となるポリプロピレンのペレット、� ��米及び水分を押出機の入口に同時に直接投� ��し、100~200℃の設定温度で加熱混練する。す ると、生米のβデンプンが水分と糊化反応し� �デンプンを生成する。この生成したαデンプ ンは、加熱混練されることによって、分子鎖 がほぐれるとともにその表面が相溶化剤によ り化学修飾され、ポリプロピレンの溶融体中 を拡散していく。その結果、ポリプロピレン とデンプンとは親和性が向上し、流動するポ リプロピレンの母相に微細化したデンプンが 均一に分散することになる。

 そして、押出機により加熱混練されて形成� ��るポリプロピレン-デンプンの混合溶融体の うち含まれる水分は、下流に設けられている ベント口から外に排出される。このように、 脱水されたポリプロピレン-デンプンの混合� �融体は、押出機の出口から吐出された後、� �ラ段成形用のダイスをくぐり室温まで冷却� �て、プラ段が成形されることになる。
 また、このようにして得られたポリプロピ� ��ン-デンプン複合体からなるプラ段は、その 用途に応じた改質を行う目的で、その表面を 樹脂層でコーティングする工程をさらに経る ことにしてもよい。

 なお、押出機の出口から吐出されるポリプ� ��ピレン-デンプンの混合溶融体を、一旦、造 粒機でペレットにし、別工程でこのペレット を再溶融してダイスにくぐらせプラ段を成形 してもよい。
 また、押出機の入口から投入される水分は� ��共に投入されるデンプン素材が米のように� ��水量が少ないものであれば、このデンプン� ��材を水中に浸漬して予め吸収させておくも� ��である場合もあるし、蛇口から別個に注水� ��れる場合もあり得る。一方、馬鈴薯のよう� ��固有の含水量が多いものに関しては、水分� ��追加する必要が無い場合もある。

 前記した製造方法により製造されたデン� ��ンが配合されたプラ段は、その機械的強度� ��、通常のプラ段とほぼ同等でありながら、� ��電防止機能を有するものである。さらに、� ��まざまな色の顔料または染料を配合するこ� ��により、多彩な色の帯電防止容器を作成す� ��ことができる。また、そのような帯電防止� ��能を発揮させるデンプンの素材は、安価に� ��量に仕入れることができるものであるので� ��帯電防止機能付のプラ段が低価格で提供さ� ��る。

(プラスチック段ボールの処分システム)
 次に、使用済みのプラ段を、回収し、埋立� ��、土壌で分解処理するプラ段の処分システ� ��について説明する。
 一般に、プラ段を構成する樹脂主剤は、土� ��に埋め立てても、地中バクテリアによる分� ��速度が遅いものである。
 しかし、プラ段は、図示されるように比表� ��積(単位体積当たりの表面積)が大きな形状� �有するという固有の特性を備えるものであ� �。
 さらに、樹脂主剤の母相と微細なデンプン� ��分散相とからなるプラ段は、土壌中では、� ��ず分散相が優先的に地中バクテリアに短期� ��のうちに分解されることになる。すると、� ��ラ段の樹脂主剤の部分は、地中バクテリア� ��攻撃にさらされる表面積がさらに増大する� ��とになるので、土壌中で極めて短期間に分� ��されることになる。

 このように、本発明のプラ段は、土壌に埋� ��ると極めて短期間に分解されるので、埋立� ��分場を飽和させることなく、半永久的に使� ��することが可能になる。そして、本発明の� ��ラ段は、そのデンプン分散相の組織が微細� ��あることにより、分解速度が大きいため、� ��じ埋立処分場に繰り返し埋め立する場合、� ��の間隔を短縮化できる。
 さらに、埋め立てられる使用済みのプラ段� ��、前処理として公知の方法で、チップ状に� ��断され減容されていることが望ましい。さ� ��にこの裁断は、図1中の一対の薄板が分離す るように衝立の部分が切断されて、区画され た空洞部分が外表面になるように行われてい ることが望ましい。

 このようなプラスチック段ボールの処分� ��ステムが確立すれば、植物の光合成により� ��気中の二酸化炭素を吸収して合成されたデ� ��プンが、プラ段の材料として工業的に使用� ��れ、使用後は土壌に還元される。これによ� ��、本発明のプラ段の利用が拡大すれば、こ� ��を回収し、埋立し、土壌で分解処理させる� ��ラ段の処分システムを確立し、大気中の二� ��化炭素を吸収し土壌に固定し、地球環境の� ��全に貢献することができる。