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Title:
BIODEGRADABLE RESIN COMPOSITION AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/133200
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a biodegradable resin composition containing a resin component including a polylactic acid and a polybutylene terephthalate and a powdered plant fiber component including a corn starch. Also disclosed is a method for producing such a biodegradable resin composition. When the total of the resin component (A) and the powdered plant fiber component (B) is taken as 100 parts by weight in this biodegradable resin composition, the resin component (A) contains 20-50 parts by weight of the polylactic acid and 10-40 parts by weight of the polybutylene terephthalate and the powdered plant fiber component (B) contains 10-70 parts by weight of the corn starch. This biodegradable resin composition can be suitably used for producing a molded article.

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Inventors:
ATAKA EIJI (JP)
UEMURA MAKOTO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/057589
Publication Date:
November 06, 2008
Filing Date:
April 18, 2008
Export Citation:
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Assignee:
GAIA BASIS CO LTD (JP)
ATAKA EIJI (JP)
UEMURA MAKOTO (JP)
International Classes:
C08L67/00; C08L3/02; C08L97/02; C08L101/16
Domestic Patent References:
WO2006075553A12006-07-20
Foreign References:
JP2001302835A2001-10-31
JP2002518538A2002-06-25
JP2001302835A2001-10-31
JP2005280797A2005-10-13
Attorney, Agent or Firm:
TANAKA, Mitsuo et al. (IMP Building 3-7, Shiromi 1-chome, Chuo-ku, Osaka-sh, Osaka 01, JP)
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Claims:
 (A)ポリ乳酸及びポリブチレンテレフタレートを含んで成る樹脂成分と、
 (B)コーンスターチを含んで成る粉末植物繊維成分
を含有する生分解性樹脂組成物であって、
 (A)樹脂成分と(B)粉末植物繊維成分の合計を、100重量部として、
 (A)樹脂成分は、20~50重量部のポリ乳酸と10~40重量部のポリブチレンテレフタレートを含んで成り、
 (B)粉末植物繊維成分は、10~70重量部のコーンスターチを含んで成る生分解性樹脂組成物。
 (B)粉末植物繊維成分は、10~30重量部の植物残渣を更に含んで成り、かつ、コーンスターチと植物残渣の合計は10~70重量部である請求項1記載の生分解性樹脂組成物。
 成型品を製造するための請求項1又は2に記載の生分解性樹脂組成物。
 請求項1に記載の生分解性樹脂組成物の製造方法であって、(A)樹脂成分と(B)粉末植物繊維成分の合計を、100重量部として、
 (i)20~50重量部のポリ乳酸と10~40重量部のポリブチレンテレフタレートを含んで成る(A)樹脂成分を粉砕する工程と、
 (ii)10~70重量部のコーンスターチを含んで成る(B)粉末植物繊維成分と上記粉砕工程で得られる樹脂成分を混練する工程
を有する生分解性樹脂組成物の製造方法。
 上記(i)粉砕工程において、(A)樹脂成分を500μm以下の粒径に粉砕する請求項4に記載の生分解性樹脂組成物の製造方法
 (iii)上記(ii)混練工程で得られた混練成分から、成型用原材料を製造する工程を更に有する請求項4又は5記載の生分解性樹脂の製造方法。
 請求項1に記載の生分解性樹脂組成物から製造される成型品。
Description:
生分解性樹脂組成物及びその製 方法

 本発明は、ポリ乳酸とポリブチレンテレ タレートを含んで成る樹脂成分とコーンス ーチを含んで成る粉末植物繊維成分を含む 分解性樹脂組成物及びその製造方法に関す 。

 例えば、特許文献1は、脂肪族ポリエステ ル100重量部に対し、澱粉系物質及び植物粉粒 体を加えた生分解性樹脂組成物であって、(a) 澱粉系物質配合量と植物粉粒体配合量の合計 は、50~400重量部であり、且つ(b)植物粉粒体配 合量は、澱粉系物質配合量と植物粉粒体配合 量の合計を100重量%とすると、その20~80重量% あり、更に、必要に応じ発泡剤としての水 50重量部以下加え、また、必要に応じ発泡核 剤としての無機物粉を30重量部以下加えた生 解性樹脂組成物を、加圧化で過熱、溶融後 圧力を下げて発泡成型して得られる生分解 樹脂発泡体及びその製法を開示する。

 更に、特許文献1は、前記脂肪族ポリエス テルとしてポリ乳酸を使用できること、前記 澱粉系物質としてコーンスターチを使用でき ること、前記植物粉粒体として籾殻粉を使用 できることを開示し(特許文献1段落番号0010、 0013及び0014等参照)、更に、上記生分解性樹脂 発泡体は、食器容器、梱包用緩衝材等として 有用であることも開示する。

 しかし、特許文献1に開示された生分解性 樹脂組成物では、前記脂肪族ポリエステルと して使用されたポリ乳酸の剛性が高く粘りが 少ないため、上記組成物を成型後の成型品、 即ち、上記生分解性樹脂発泡体の破壊強度が 弱くなる。従って、特許文献1は、たとえ、 られる成型品の肉厚が比較的薄くても、そ 成型品はある程度の剛性を有し、且つ成型( 出成型・ブロー成型等)時に充分な伸張性を 有する生分解性樹脂組成物を提供することが できない。

 また、特許文献2は、少なくとも炭素数2~5 の脂肪族ジオール類と炭素数3~6の脂肪族ジカ ルボン酸とからなるポリエステル(成分A)及び 生分解性を有する変性ポリエチレンテレフタ レート(成分B)を含んで成り、成分Aの含有量 成分A及び成分Bの合計量に対して50重量%を超 え95重量%以下であることを特徴とする生分解 性フィルムおよび該フィルムからなる袋体を 開示する。

 更に、特許文献2は、上記成分Aが、ポリ チレンサクシネート、ポリブチレンサクシ ートテレフタレート、ポリブチレンサクシ ートアジペート、ポリブチレンサクシネー カーボネート、ポリブチレンテレフタレー アジペート、ポリブチレンサクシネートア ペートテレフタレート、ポリブチレンサク ネート及びこれらの変性物からなる群から 択される1種以上のポリエステルであること 開示する(特許文献2請求項3参照)。

 しかし、特許文献2に係るポリブチレンテ レフタレート系樹脂は袋体等のフィルムの成 型に適し、引張強度や引張破壊伸びに優れる が、ポリ乳酸のように高剛性でないために、 得られる成型物の形状を維持できない、即ち 、自立性を有さない。

特開2001-302835号公報

特開2005-280797号公報

 本発明の目的は、成型(例えば、射出成型 、ブロー成型、真空成型及びシート成型等) に充分な伸張性を有し、成型時の流動性も く、かつ、成型後の成型品の収縮率が少な 、精密な成型品の成型性に優れる生分解性 脂組成物であって、得られる成型品の肉厚 厚みが比較的薄くとも、上記成型品にある 度の剛性を与えることができる生分解性樹 組成物(即ち、成型品を成型するための生分 性樹脂組成物)及びその製造方法を提供する ことである。

 本発明は、一の要旨において、
 (A)ポリ乳酸及びポリブチレンテレフタレー を含んで成る樹脂成分(以下、「(A)樹脂成分 」ともいう)と、
 (B)コーンスターチを含んで成る粉末植物繊 成分(以下、「(B)粉末樹脂繊維成分」ともい う)
を含有する生分解性樹脂組成物であって、
 (A)樹脂成分と(B)粉末植物繊維成分の合計を 100重量部として、
 (A)樹脂成分は、20~50重量部のポリ乳酸と10~40 重量部のポリブチレンテレフタレートを含ん で成り、
 (B)粉末植物繊維成分は、10~70重量部のコー スターチを含んで成る生分解性樹脂組成物 提供する。
 本発明に係る生分解性樹脂組成物は、成型 (又は成形品)を製造するための生分解性樹 組成物として、好適に使用することができ 。

 本発明に係る生分解性樹脂組成物は、(B) 末植物繊維成分が、10~30重量部の植物残渣 更に含んで成り、かつ、コーンスターチと 物残渣の合計は10~70重量部であることが好ま しい。

 本発明は、他の要旨において、
 上記生分解性樹脂組成物の製造方法であっ 、(A)樹脂成分と(B)粉末植物繊維成分の合計 、100重量部として、
 (i)20~50重量部のポリ乳酸と10~40重量部のポリ ブチレンテレフタレートを含んで成る(A)樹脂 成分を粉砕する工程(以下、「粉砕工程」と いう)と、
 (ii)10~70重量部のコーンスターチを含んで成 (B)粉末植物繊維成分と上記粉砕工程で得ら る樹脂成分を混練する工程(以下、「混練工 程」ともいう)
を有する生分解性樹脂組成物の製造方法を提 供する。

 本発明は、一の態様において、上記(i)粉砕 程において、(A)樹脂成分を500μm以下の粒径( 又は粒子サイズ)に粉砕する生分解性樹脂組 物の製造方法を提供する。
 更に、本発明は、好ましい態様において、( iii)上記(ii)混練工程で得られた混練成分から 成型用原材料を製造する工程(以下、「成型 用原材料製造工程」ともいう)を更に有する 造方法を提供する。

 本発明の好ましい要旨において、上記生 解性樹脂組成物から製造される成型品を提 する。

 本発明に係る生分解性樹脂組成物は、(A)樹 成分と(B)粉末植物繊維成分を含有する生分 性樹脂組成物であって、
 (A)樹脂成分と(B)粉末植物繊維成分の合計を 100重量部として、
 (A)樹脂成分は、20~50重量部のポリ乳酸と10~40 重量部のポリブチレンテレフタレートを含ん で成り、
 (B)粉末植物繊維成分は、10~70重量部のコー スターチを含んで成るので、
 本発明に係る生分解性樹脂組成物は、成型( 例えば、射出成型、ブロー成型、真空成型及 びシート成型等)時に充分な伸張性を有し、 型時の流動性もよく、かつ、成型後の成型 の収縮率が少なく、精密な成型品の成型性 優れる生分解性樹脂組成物であって、得ら る成型品の肉厚の厚みが比較的薄くとも、 記成型品にある程度の剛性を与えることが きる生分解性樹脂組成物(即ち、成型品を成 するための生分解性樹脂組成物)として好適 に使用することができる。

 本発明に係る生分解性樹脂組成物は、(B) 末植物繊維成分は、10~30重量部の植物残渣 更に含んで成り、かつ、コーンスターチと 物残渣の合計は10~70重量部である場合、耐熱 性が向上し得、帯電防止性も向上し得る。

 本発明に係る生分解性樹脂組成物の製造方 は、(A)樹脂成分と(B)粉末植物繊維成分の合 を、100重量部として、
 (i)20~50重量部のポリ乳酸と10~40重量部のポリ ブチレンテレフタレートを含んで成る(A)樹脂 成分を粉砕する工程と、
 (ii)10~70重量部のコーンスターチを含んで成 (B)粉末植物繊維成分と上記粉砕工程で得ら る樹脂成分を混練する工程
を有するので、
 上記粉砕工程を有することによって、従来 法ではなし得なかった、樹脂成分と粉末植 繊維成分の混練を行うことを可能とする。

 本発明に係る製造方法は、(i)粉砕工程に いて、(A)樹脂成分を500μm以下の粒径に粉砕 る場合、(A)樹脂成分と(B)粉末植物繊維成分 混練を、より効果的に行うことができ、樹 組成物の均一性がより向上する。更に、混 工程において、より低エネルギーでの混練 可能となる。

 本発明に係る製造方法は、上記(ii)混練工 程で得られた混練成分から、(iii)成型用原材 を製造する工程を更に有する場合、目的と る成型品に適する成型用原材料を製造する とができる。

発明を実施するための形態

 本発明に係る生分解性樹脂組成物は、特定 (A)樹脂成分と特定の(B)コーンスターチを含 で成る粉末植物繊維成分を含有し、
 (A)樹脂成分と(B)粉末植物繊維成分の合計を 100重量部として、
 (A)樹脂成分は、20~50重量部のポリ乳酸と10~40 重量部のポリブチレンテレフタレートを含ん で成り、
 (B)粉末植物繊維成分は、10~70重量部のコー スターチを含んで成る。

 本発明に係る「(A)樹脂成分」とは、(A)樹脂 分と(B)粉末植物繊維成分の合計を、100重量 として、20~50重量部のポリ乳酸と10~40重量部 のポリブチレンテレフタレートを含んで成り 、本発明が目的とする生分解性樹脂組成物を 得ることができる限り、他の生分解性樹脂を 含んでよい。
 上記樹脂成分中のポリ乳酸の含有量が20重 部未満の場合、得られる成型品の剛性が劣 ので、成型品の性質が柔軟物質に近づき、50 重量部を超えると剛性が勝るので成型品の破 壊強度が劣化する。
 上記ポリブチレンテレフタレートの含有量 10重量部未満である場合、生分解性樹脂組 物の伸張性が劣るため成型性が悪化し、40重 量部を超えると伸張性が勝り、成型品の性質 が柔軟物質に近づく。

 ポリ乳酸の含有量は、20~48重量部であるこ が好ましく、25~45重量%であることがより好 しく、30~40重量%であることが特に好ましい
 ポリブチレンテレフタレートの含有量は、1 0~38重量%であることが好ましく、12~35重量%で ることがより好ましく、15~25重量%であるこ が特に好ましい。

 本発明に係る「ポリ乳酸」とは、通常ポ 乳酸と呼ばれるものであり、生分解性を有 、本発明が目的とする生分解性樹脂組成物 得ることができる限り、特に限定されるも ではない。植物、例えば、とうもろこし等 由来する原料から生産されるポリ乳酸を例 できる。ポリ乳酸は、常套の方法で製造す ことができるが、市販のものを使用するこ ができる。例えば、ネイチャーワークス社 PLA(商品名)及び三井化学社のレイシア(商品 )等を例示できる。

 本発明に係る「ポリブチレンテレフタレ ト」とは、通常ポリブチレンテレフタレー と呼ばれるものであり、生分解性を有し、 発明が目的とする生分解性樹脂組成物を得 ことができる限り、特に限定されるもので ない。ポリブチレンテレフタレートは、常 の方法で製造することができるが、市販の のを使用することができる。例えば、BASFジ ャパン(株)社から市販されているエコフレッ ス(商品名)を例示できる。

 尚、(A)樹脂成分が含有しえる他の生分解 樹脂として、例えば、ポリエチレンテレフ レート(例えば、デュポン社のバイオマック ス(商品名)、昭和高分子社のビオノーレ(商品 名))を例示できる。他の生分解性樹脂を(A)樹 成分が含む場合、ポリ乳酸の一部を他の生 解性樹脂で置き換えてよい。

 本発明に係る(B)粉末植物繊維成分とは、(A) 脂成分と(B)粉末植物繊維成分の合計を、100 量部として、10~70重量部のコーンスターチ 含んで成り、本発明が目的とする生分解性 脂組成物を得ることができる限り、他の粉 植物繊維を含んでよい。
 コーンスターチの含有量が10重量部未満で る場合、コスト低減を図れない。コーンス ーチの含有量が70重量部を超える場合、生分 解性樹脂組成物の成型性が悪くなり、成型品 を金型から剥離した時に、成型品は、破砕す る。

 本発明に係る「コーンスターチ」とは、通 コーンスターチと呼ばれるものであり、本 明が目的とする生分解性樹脂組成物を得る とができる限り、特に限定されるものでは い。コーンスターチは、市販のものを使用 ることができる。
 コーンスターチの含有量は、15~65重量部で ることが好ましく、20~65重量部であることが より好ましく、30~60重量部であることが特に ましい。

 尚、他の粉末植物繊維として、例えば、籾 、焼酎のしぼりかす、米、タピオカ、茶殻 ケナフ及びさとうきびのかず等の植物残渣 びバイオマス等を例示することができる。
 本発明に係る(B)粉末植物繊維成分は、これ 他の粉末植物繊維を、10~30重量部含んでよ 、10~20重量部含んでよい。

 本発明に係る生分解性樹脂組成物は、通 、使用される添加剤、例えば、タルク等の 晶核材及び顔料等を適宜含んでよい。

 本発明に係る生分解性樹脂組成物の製造方 は、
 (A)樹脂成分と(B)粉末植物繊維成分の合計を 100重量部として、
 (i)20~50重量部のポリ乳酸と10~40重量部のポリ ブチレンテレフタレートを含んで成る(A)樹脂 成分を粉砕する工程と、
 (ii)10~70重量部のコーンスターチを含んで成 (B)粉末植物繊維成分と上記粉砕工程で得ら る樹脂成分を混練する工程
を有する。

 本発明に係る製造方法では、上記粉砕工 で、例えば、ペレット状等の形態の、ポリ 酸とポリブチレンテレフタレートを含んで る(A)樹脂成分を粉砕し、これを、コーンス ーチを含んで成る(B)粉末植物繊維成分と混 し、混練する。

 上記(i)粉砕工程において、(A)樹脂成分を、 径が500μm以下となるように粉砕することが 好ましい。本発明において、粒径とは、粒 の長径の平均をいう。
 本発明者らは、もし(A)樹脂成分の粒径が500 m以下の場合、(B)粉末植物繊維成分と(A)樹脂 分を混練工程でより均一に混練することが き、樹脂組成物の均一性がより向上するこ を見出した。更に、混練工程において、よ 低エネルギーでの混練が可能となり、また 生分解性樹脂組成物から成型される成型品 耐湿性も向上し得ることも見出した。

(A)樹脂成分の粉砕方法は、粉砕することが できれば、特に限定されるものではないが、 湿式粉砕法又は冷凍粉砕法を用いることが好 ましい。湿式粉砕法を用いることがより好ま しい。

 (A)樹脂成分の粒径が500μmを超える場合、 径と溶融温度が異なる数種類の樹脂成分及 粉末植物繊維成分を混練する時、均一な混 にばらつきを生じることがある。従って、 型の安定性が低下することもある。

 本発明は、他の態様において、(B)粉末植物 維成分は、10~30重量部の植物残渣を更に含 で成り、かつ、コーンスターチと植物残渣 合計は10~70重量部である上述の生分解性樹脂 組成物の製造方法を提供する。
 この態様においては、本発明は、耐熱性が 上し得、帯電防止性も向上し得る成型品を ることができる。

 本発明に係る生分解性樹脂組成物の製造方 は、
 (iii)上記(ii)混練工程で得られた混練成分か 、成型用原材料を製造する工程を更に有す ことができる。
 この(iii)成型用原材料製造工程により、目 とする成型品に適する成型用原材料を製造 ることができる。

 この成型用原材料は、例えば、ペレット状 粉末、顆粒及び粒状等の種々の形態であっ よい。一般的にペレット状であることが好 しい。この成型用原材料は、その後、例え 、射出成型、ブロー成型、真空成型及びシ ト成型等の既知の適する成型方法を用いて 々の生分解性樹脂成型品に成型される。
 成型させる成型品の肉厚の厚さは特に限定 れるものではないが、いわゆる薄手とされ ものであることが好ましく、例えば、0.5~3mm であることが好ましく、0.5~1mmであることが り好ましく、0.5~0.8mmであることが特に好ま い。

 成型される薄手の成型品(又は製品)とし 、例えば、トレー及びコースター等の薄手 食器類、DVD及びフロッピーディスク等のケ ス、下敷き及びオープンファイル等の薄手 文房具製品、ジュース及び各種調味料のボ ル製品、携帯電話の筐体、家電製品の部品 事務用機器の部品、自動車用部品等を例示 ることができる。

 以下に、本発明に係る生分解性組成物及 その製造方法を、実施例及び比較例によっ 、より詳細に説明するが、これらは、本発 を説明するためのものであり、これらの説 によって、本発明は、何ら制限されるもの はない。

 ポリ乳酸(ネイチャーワークス社製のPLA(商 名)、三井化学社製のレイシア(商品名))とポ ブチレンテレフタレート(BASFジャパン社製 エコフレックス(商品名))を用いて、樹脂成 を製造した。
 樹脂成分は、表1に記載したポリ乳酸とポリ ブチレンテレフタレートの組成になるように 配合し、表1の粒径となるように、粉砕した 室温にて、湿式で、石臼式で粉砕した。そ 後、脱水、乾燥して、樹脂成分の破砕物を た。

 例で使用したポリ乳酸のガラス転移点は 約55~60℃であり、ポリブチレンテレフタレ トのガラス転移点は-30℃であった。ポリ乳 とポリブチレンテレフタレートの粉砕は、 砕することができれば、その粉砕方法は、 に限定されるものではないが、湿式微砕又 冷凍粉砕することが好ましい。また、ポリ 酸やポリブチレンテレフタレートは、上記 ように湿式粉砕することがより好ましい。

 その後、粉末のコーンスターチ(日本でん ぷん工業社製のコーンスターチ(商品名))と植 物残渣として籾殻粉末(中日本産商社製の100μ mの微粉砕籾殻(商品名))を含んで成る粉末植 繊維成分と上記粉砕した樹脂成分を表1に示 割合で混合して攪拌した。

 これら樹脂成分と粉末植物繊維成分とを 練し、例えば、2軸押出成型機を用いてペレ ット状に押出成型して成型用原材料とした。 この成型用原材料を、射出成型機を用いて食 品容器に成型した際の成型性に関する評価結 果を表2に示す。

 表1及び2の例1、4~6、13は、比較例であり 成型性が不十分(×)であった。これに対し、 2~3、7~9、10、11~12、14、15及び17、成型性が良 好(○)であり、例9a、10a、14a及び16は、成型性 は不十分ではないものの歩留まりが低下する 傾向(△)が見られた。