(57)【要約】【課題】軽量で、取り扱い時の強度が強く、使用中の強度低下が小さく、土壌にそのまま埋めても分解性が早く、苗の根の生育を阻害せず、また、廃棄時にコンポストや微生物処理する場合に分解し易い生分解性発泡容器の提供。【解決手段】生分解性樹脂、好ましくは脂肪族ポリエステル系樹脂と有機化層状ケイ酸塩を含有する樹脂組成物からなる生分解性発泡容器であって、容器の密度が０．２〜０．８５ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする生分解性発泡容器。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性樹脂と有機化層状ケイ酸塩を含有する樹脂組成物からなる生分解性発泡容器であって、容器の密度が０．２〜０．８５ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする生分解性発泡容器。
【請求項２】
生分解性樹脂が脂肪族ポリエステル系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の生分解性発泡容器。
【請求項３】
有機化層状ケイ酸塩の配合量が樹脂組成物全体の０．０１〜５重量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の生分解性発泡容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性発泡容器に関し、更に詳しくは、直接地中に埋設可能または廃棄時にサーマルリサイクル、コンポスト、バイオガス等の方法でリサイクル可能であり、土壌埋設や微生物処理時に生分解速度が速く、軽量で強度があり、断熱性を有する、樹木、種苗育成用の生分解性発泡容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発泡容器としては、発泡スチレン系合成樹脂が使用されているが、これらは使用後に廃棄物となるために、その処理が問題となっていた。その改善方法としては発泡スチレン系合成樹脂にわら等を加えた材料によって作成されているものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、これらの材料は、サーマルリサイクルのみでしかリサイクルできず、しかも使用中劣化・破壊したものは土壌に拡散し、環境を汚染することが懸念される。
また、リサイクル性、環境への負荷等を考慮して、オール生分解性の素材で作られている容器も知られている。例えば、生分解性脂肪族ポリエステル樹脂と紙粉からなり、苗木等のポットごとそのまま土中に移植できる植生ポット（例えば、特許文献２参照。）や、もみ殻と生分解性プラスチックを加熱・加圧プレスして作成した容器（例えば、特許文献３参照。）が知られている。これらの容器は、植物材料や生分解性樹脂を利用した点では、リサイクル性も良く、強度もある程度確保できる。しかしながら、これらの容器は、取り扱い時の強度が弱く、苗を植えるときや、ハンドリングの際に、衝撃で割れやすいという欠点があるばかりでなく、使用中に強度低下が大きく壊れやすい欠点がある。また、土壌にそのまま埋めても、分解性が遅く、苗の根の生育を阻害する可能性があり、廃棄時にコンポストや微生物処理する場合に分解し難いという問題がある。
【特許文献１】特開平８−１４３６９５号公報
【特許文献２】特開平１０−３２３８１０号公報
【特許文献３】特開２０００−２２９３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記問題点に鑑み、軽量で、取り扱い時の強度が強く、使用中の強度低下が小さく、土壌にそのまま埋めても分解性が早く、苗の根の生育を阻害せず、また、廃棄時にコンポストや微生物処理する場合に分解し易い生分解性発泡容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、生分解性樹脂と有機化層状ケイ酸塩を含有する樹脂組成物を炭酸ガス等により発泡成形した容器は、軽量、かつ使用時の強度、形状保持等の機械物性、断熱性、土壌埋設時の分解性に優れた生分解性の発泡容器となり、特に、通常使用状態での耐久性に優れ、容器に植生土壌を入れて苗を育成する間は生分解せず、土壌に埋設した後では、問題なく分解する発泡容器が得られることを見出し本発明を完成させた。
【０００５】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、生分解性樹脂と有機化層状ケイ酸塩を含有する樹脂組成物からなる生分解性発泡容器であって、容器の密度が０．２〜０．８５ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする生分解性発泡容器が提供される。
【０００６】
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、生分解性樹脂が脂肪族ポリエステル系樹脂であることを特徴とする生分解性発泡容器が提供される。
【０００７】
また、本発明の第３の発明によれば、第１又は２の発明において、有機化層状ケイ酸塩の配合量が樹脂組成物全体の０．０１〜５重量％であることを特徴とする生分解性発泡容器が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の生分解性発泡容器は、生分解性樹脂と有機化層状ケイ酸塩を含有する樹脂組成物からなり、容器の密度が０．２〜０．８５ｇ／ｃｍ３であるので、土壌中での分解性が促進され、しかも軽量で通常の取り扱い時に割れ等の問題がなく、苗の生育に好適な生分解性発泡容器とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、生分解性樹脂に有機化層状ケイ酸塩を含有する樹脂組成物を発泡成形した生分解性発泡容器である。以下、本発明について詳細を述べる。
【００１０】
１．生分解性樹脂
本発明の生分解性樹脂からなる発泡容器に使用される生分解性樹脂としては、発泡成形可能な生分解性樹脂であればどのようなものでも使用できる。例えば、脂肪族ポリエステル、ポリアミノ酸、ポリアミド／ポリエステル共重合体、ポリペプチド、セルロース、または熱可塑性変成でん粉等が挙げられ、それらからなる群から選ばれる少なくとも一つの樹脂もしくはそれらの誘導体が挙げられる。
これらの中では、特に好ましくは、脂肪族ポリエステルが挙げられ、ポリグリコール酸、ポリ乳酸または乳酸と他のヒドロキシルカルボン酸とのコポリマーあるいはこれらの混合物、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリエチレンサクシネート、ポリテトラメチレンサクシネート、ポリ−β−プロピオラクトン、ポリ−β−ブチロラクトン、ポリ−γ−ブチロラクトン、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）および他のジカルボン酸との共重合物であるＬ乳酸共重合物（ＰＢＳＬ），カプロン酸共重合物（ＰＢＳＣＬ）、ポリブチレンサクシネート−カーボネート、ポリブチレンサクシネート−アジペート、およびこれら脂肪族ポリエステル樹脂のイシソアネート架橋物またはそれら化合物の混合物、脂肪族ポリエステルとポリアミドとの共重合体が用いられる。
本発明に用いられる上記生分解性の脂肪族ポリエステル系樹脂は、どのようなものでも良いが、好ましくはフィルムグレード、発泡グレードに用いられるもの、またはメルトインデックス（ＭＩ値）が２〜１５のもの、さらに好ましくはひずみ硬化性を発現するものが良い。
【００１１】
本発明で用いる生分解性樹脂には、さらには、生分解性を損なわない範囲で架橋剤を添加しても良い。架橋剤の添加割合は５％以下が好ましく、これ以上では生分解性が低下すると共に、発泡の気泡成長を妨げる。架橋剤としては、多価カルボン酸、イソシアネート化合物、有機過酸化物、エポキシ化合物、シランカップリング剤、金属錯体等またはシェラック、ひまし油等の天然の熱硬化成分などが用いられる。
【００１２】
２．有機化層状ケイ酸塩
本発明で用いる層状ケイ酸塩とは、層間に交換性陽イオンを有する珪酸塩鉱物を意味し、通常、厚さが約１ｎｍ、平均アスペクト比がおよそ２０〜２００程度の微細な薄片状結晶がイオン結合により凝集してなるものである。
層状珪酸塩の種類は、特に限定されず、モンモリロナイト、サポナイト、ヘクトライト、バイデライト、スティブンサイト、ノントロナイトなどのスメクタイト系粘土鉱物のほか、バーミキュライト、ハロイサイト、及び膨潤性マイカなどが挙げられ、天然のものでも合成されたものでも用いることが出来る。
【００１３】
本発明おける有機化層状ケイ酸塩は、上記層状ケイ酸塩をカチオン系界面活性剤により処理したものである。カチオン系界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、４級アンモニウム塩、４級ホスホニウム塩等が挙げられ、好ましくは炭素数８以上のアルキル鎖を有する４級アンモニウム塩が用いられる。炭素数が８以上のアルキル鎖を含有しない場合には，アルキルアンモニウムイオンの親水性が強く、層状珪酸塩の層間を十分に非極性化することが困難となり、生分解性樹脂、特に脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂との分散性が低下し、発泡性が低下する。
【００１４】
４級アンモニウム塩としては、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニム塩、トリオクチルアンモニウム塩、ジステアリルジメチルアンモニウム塩（以下、ＤＳＤＭと略記する場合がある）、ジ硬化牛脂ジメチルアンモニウム塩、ジステアリルジベンジルアンモニウム塩等が挙げられる。
【００１５】
また、ケイ酸塩の層間に銀イオンを配位したものでもよい。さらに、場合によっては生分解性樹脂との密着性をあげるために有機化層状ケイ酸塩をシランカップリング剤やチタネート系のカップリング剤で処理したものを用いても良い。
【００１６】
本発明において使用される有機化層状ケイ酸塩の含有量は、樹脂組成物全体量の０．０５〜５重量％が好ましく、特に好ましくは０．５〜３重量％である。土壌埋設後の分解性が良好で、埋設前の苗を生育する段階での分解性低下、強度保持、容器の発泡倍率（軽量性）の観点から含有量が０．０５〜５重量％であるものが好ましい。
有機化層状ケイ酸塩の含有量が０．０５重量％未満の場合は、生分解性樹脂の分解速度と同じで土壌の埋設前でも容器内の植生土壌により徐々に分解され、埋設時には物性低下しハンドリング時に衝撃により壊れやすくなっている。５重量％を超えると、容器発泡成形時の発泡性が大きく低下し、軽量性が確保できなくなる。また、含有量が大きくなると逆に容器の耐衝撃性が極端に低下して、通常のハンドリング時でも壊れやすくなる。分解速度も土壌に埋設後の分解が大きく低下するという不具合が生じる。
【００１７】
３．その他の成分
本発明には、必要に応じて、植物性の繊維を混合してもよい。例えば、スギ、ヒノキ、マツ等の木材の粉末や繊維、または非木質系繊維のケナフ、ジュート、亜麻、ラミー、葦等の靱皮繊維、綿花、カポック等の種子由来繊維、マニラ麻、サイザル麻等の茎または葉の繊維、シュロ繊維等の幹繊維、ここやし繊維等の果実殻繊維および竹、笹繊維等を単一または複数混合しても良い。含有量や、繊維の大きさ等は発泡性が低下しない程度に目的とする強度と分解の程度に応じて決定するのが良い。
【００１８】
また、発泡性や強度を調整するために、他の天然の無機成分を用いても良く、例えば、タルク、炭酸カルシウム、酸化カルシウムや石灰や貝殻粉砕物またはこれらの焼成物を添加しても良い。そのた、粘土鉱物、粒状シリカ化合物、酸化チタン、炭、ゼオライト化合物、珪藻土やこれらを有機シランカップリング処理したものでも構わない。添加量としては原料や形状により異なるが、発泡性や分解性を低下させないためには１０重量％以下が好ましい。
【００１９】
さらにまた、生分解性樹脂の分解性を調整するために植物繊維やアセチル化処理等の繊維の表面処理を行った植物繊維を添加しても良い。また、接着性の改良材として、天然物由来の酢酸セルロース系樹脂や変成でんぷん、ポリアミノ酸系樹脂、ポリアミノ酸とポリエステルの共重合物等を添加しても構わない。
【００２０】
４．樹脂組成物
本発明において生分解性樹脂に有機化層状ケイ酸塩を混合して樹脂組成物を製造する方法としては、どのような方法でも良く、あらかじめ両者を混練機により混練して混合物またはペレットを作成した後、これを射出発泡機によって発泡成形する方法や直接射出発泡機に両者を導入し、発泡成形する方法がある。また混練り機や直接射出成形装置に有機化層状ケイ酸塩を導入する場合、前もって生分解性樹脂と有機化層状ケイ酸塩をドライブレンドしたのち装置に導入する方法と別々の導入口より装置に導入して混合する方法がある。
【００２１】
５．発泡容器
本発明の生分解性発泡容器の形状はどのようなものでも良く、使用する目的によって形状が決定される。苗ポットとして利用する場合は、直径が５〜２０ｃｍ程度、高さが５〜３０ｃｍ程度ですり鉢状、コーヒーカップ状など円筒状、円錐状のものが一般的に適用されるが、立方体、直方体の容器、三角錐などどのような形状でも構わない。
また、容器の肉厚は発泡体の成形が容易な３〜１５ｍｍが好ましい。さらに、容器の底部や側面には任意に孔、スリット等を設けることができる。例えば、苗ポットとして利用する場合は、底部に直径が２〜１０ｍｍ程度の水抜きの孔やスリットを数個設けることができる。また、側面にも水抜きの孔やスリットを数個配置することができる。
【００２２】
本発明の発泡容器の密度は、０．２〜０．８５ｇ／ｃｍ３が好ましく、より好ましくは０．３５〜０．６ｇ／ｃｍ３である。容器の密度が０．２ｇ／ｃｍ３未満であると、苗充填後の容器の強度が不足し、取扱時に容器が破損し易くなり、０．８５ｇ／ｃｍ３を超えると、軽量性のメリットが出ないばかりでなく、土壌に埋没後の容器の分解性が低下すると共に、通気性が低下するので苗の発育不良の原因となる。
【００２３】
本発明において生分解性の発泡容器の製造方法は、公知の発泡成形方法が適用でき、化学発泡剤を利用する方法、発泡性ガスを利用する方法、および両者を併用する方法のどのような方法でもよいが、好ましくは化学発泡剤を使用せず、炭酸ガスまたは炭酸ガスと窒素ガスの混合ガス、炭酸ガスとブタンまたは低揮発性溶剤を利用する射出発泡成形が適用される。特に好ましくは炭酸ガスのみで発泡する方法がよい。
【実施例】
【００２４】
以下に実施例で本発明を詳細に説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【００２５】
（実施例１）
原料となる生分解性樹脂として、ポリブチレンサクシネート（三菱化学社製  ＧＳＰｌａ）を使用し、有機化層状ケイ酸塩として、メチル基とヒドロキシエチル基を有し、炭素数が１８以上のアルキル基を６５％以上有する４級アンモニウム塩で処理したモンモリロナイトのクロイサイト３０Ｂ（ナノコール社製）を用いた。生分解性樹脂と有機化層状ケイ酸塩は、あらかじめ２軸押出装置にて有機化層状ケイ酸塩の配合量が０．５ｗｔ％となるように混合し、バレル温度１５０℃で加熱溶融し、直径が３ｍｍ程度のペレットを作成した。次に得られたペレットを射出発泡成形機に導入し、射出速度４８０ｍｍ／ｓ、シリンダー温度１７０℃、金型温度４０℃、ガス圧力７ＭＰａ、ガス注入量３．５ｗｔ％で発泡射出し、底面の直径７０ｍｍ、開口部の直径８０ｍｍ、高さ１２０ｍｍ、肉厚６ｍｍの円筒状の発泡容器を作成した。このときの発泡容器の密度は０．５３ｇ／ｃｍ３であった。
次に、発泡容器の底部に３ｍｍ径の孔２８個を開け、植生用の土壌（腐葉土６０％、まさ土３０％、軽石１０％）を充満させ、センリョウを植え、屋外にて一ヶ月栽培後の苗の成長度合いおよび容器の底部の状態を観察した。
また、発泡容器から厚み６ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ２０ｍｍの試料片を切り出し標準土壌での生分解性をＪＩＳＫ６９５３の方法に準拠し、生分解性試験装置ＭＯＤＡにより測定した。この時、設定温度は３０℃とし、分解率が２０％となる日数を計測した。結果を表１に示す。
【００２６】
（実施例２）
実施例１において有機化層状ケイ酸塩の配合量が３ｗｔ％となるようにしてペレットを作成し、射出発泡時のシリンダー温度を１８０℃、ガス注入量を３．２ｗｔ％として、射出発泡容器を得た。このとき発泡容器の密度は０．６ｇ／ｃｍ３であった。結果を表１に示す。
【００２７】
（実施例３）
実施例１において有機化層状ケイ酸塩として、メチル基を有し、炭素数が１８以上のアルキル基を６５％以上有する４級アンモニウム塩で処理したモンモリロナイトであるクロイサイト９３Ａ含有量が３ｗｔ％となるように用いて発泡容器を作成した。このときの発泡容器の密度は０．７５ｇ／ｃｍ３であった。結果を表１に示す。
【００２８】
（比較例１）
実施例１と同様の生分解性樹脂と成形金型を使用し、射出速度４８０ｍｍ／ｓ、シリンダー温度１６０℃、金型温度４０℃で射出成形し、底面の直径７０ｍｍ、開口部の直径８０ｍｍ、高さ１２０ｍｍ、肉厚６ｍｍの円筒状の非発泡の容器を作成した。このときの容器の密度は１．２５ｇ／ｃｍ３であった。結果を表１に示す。
【００２９】
（比較例２）
実施例１と同様の生分解性樹脂と金型を使用し、射出速度４８０ｍｍ／ｓ、シリンダー温度１６０℃、金型温度４０℃、ガス圧力７ＭＰａ、ガス注入量３．５ｗｔ％で発泡射出し、底面の直径７０ｍｍ、開口部の直径８０ｍｍ、高さ１２０ｍｍ、肉厚６ｍｍの円筒状の発泡容器を作成した。このときの発泡容器の密度は０．４８ｇ／ｃｍ３であった。結果を表１に示す。
【００３０】
（比較例３）
実施例１と同様の生分解性樹脂と金型を使用し、有機化層状ケイ酸塩としてクロイサイト３０Ｂを０．０３ｗｔ％を配合し、射出速度４８０ｍｍ／ｓ、シリンダー温度１６５℃、金型温度４０℃、ガス圧力７ＭＰａ、ガス注入量３．５ｗｔ％で発泡射出し、底面の直径７０ｍｍ、開口部の直径８０ｍｍ、高さ１２０ｍｍ、肉厚６ｍｍの円筒状の発泡容器を作成した。このときの発泡容器の密度は０．４８ｇ／ｃｍ３であった。結果を表１に示す。
【００３１】
（比較例４）
実施例１において有機化層状ケイ酸塩として、クロイサイト３０Ｂの配合量が６ｗｔ％となるようにしてペレットを作成し、射出発泡時のシリンダー温度を１８０℃、ガス注入量を３．２ｗｔ％として、射出発泡容器を得た。このとき発泡容器の密度は１．０３ｇ／ｃｍ３であった。結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
2006070178.tif 000002
【００３３】
表１の結果からわかるように、発泡しない容器に比べて発泡することで土壌中での分解が促進されるが、有機化層状ケイ酸塩を含有することで分解が抑制された。また、土壌に埋設しない通常の保管、育苗期間中では割れ等が無く、通常の取り扱いが可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の生分解性発泡容器は、生分解性樹脂と有機化層状ケイ酸塩を含有し、容器の密度が０．２〜０．８５ｇ／ｃｍ３であるので、土壌中での分解性が抑制され、しかも軽量で通常の取り扱い時に割れ等の問題がないため、水分・微生物が多い環境、例えば堆肥を利用する場合の苗の生育容器として長期間用いることができる。さらに、断熱性に優れ夜間の寒暖の温度変化を受け難く、苗が安定に育ちやすいという特徴を有している。