(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性樹脂と無機物質粉末とを質量比４０：６０〜７０：３０の割合で含有する無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物であって、前記生分解性樹脂が乳酸とその他のヒドロキシアルカン酸とを含む多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーであり、前記多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーの乳酸分率が２０〜８０％であり、前記無機物質粉末が重質炭酸カルシウムであることを特徴とする無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物。
【請求項２】
前記その他のヒドロキシアルカン酸がヒドロキシ酪酸である請求項１に記載の無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物。
【請求項３】
前記重質炭酸カルシウム粒子のＪＩＳ  Ｍ−８５１１に準じた空気透過法による比表面積の測定結果から計算した平均粒子径が、０．７μｍ以上６．０μｍ以下である請求項１又は２に記載の無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物。
【請求項４】
前記乳酸分率が、５０〜８０％であり真空成形用として用いられるものである請求項１〜３の何れかに記載の無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物。
【請求項５】
前記乳酸分率が、２０〜５０％でありインフレーション成形用として用いられるものである請求項１〜３の何れかに記載の無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１〜３の何れかに記載の無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物より構成される成形品。
【請求項７】
請求項４の無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物を押出成形してなる真空成形用シート。
【請求項８】
請求項５の無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物をインフレーション成形したフィルム。
【請求項９】
請求項７の真空成形用シートを真空成形してなる成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性樹脂組成物及びこれを用いた成形品に関する。詳しく述べると、本発明は、十分な機械的強度と共に良好な柔軟性を有し、環境下における分解性に優れた生分解性樹脂組成物及び成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ポリ乳酸に代表される生分解性樹脂は、環境中加水分解や微生物代謝といった作用により自然界に元来存在する物質へとなることから、環境に優しい樹脂として注目され、多く利用されると共に今後の利用の拡大が求められている樹脂である。
【０００３】
ポリ乳酸は、汎用性プラスチックに匹敵する機械的強度を有しているが、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートに代表される石油化学系ポリエステルと比較すると耐熱性に乏しい。また、比較的良好な硬度を有するが、柔軟性や加工性に欠け、比重が高く軽量性に劣るという面もある。
【０００４】
また一般的に、生分解性樹脂は製造コストが高くて価格的に高価となり、石油化学系プラスチックから代替されて普及していくには、この点も大きな課題である。
【０００５】
さらに、生分解性を有すると言っても、ポリ乳酸等の生分解性樹脂からなる成形品は、律速である加水分解反応が、特に常温付近において比較的緩慢であり、微生物が資化するまでには時間がかかり、特に容器等の成形品においては、成形品表面から酵素の作用による分解が進行するため、成形品を形成している生分解性樹脂が完全に分解するに至るまで著しく時間を要することとなり、その生分解性という特性が十分に活かされておらず、特に海洋汚染性等を考慮した場合においては、改善の余地が大きい。
【０００６】
この様に生分解性樹脂を用いた製品の普及においては、未だ数多くの課題が残されている。
【０００７】
特許文献１においては、ポリ乳酸（ＰＬＡ）とポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）との混合樹脂１００重量部に対し、炭酸カルシウム、生石灰、炭酸水素カリウム、タルク及びシリカからなる群から選択された無機充填剤５０〜２００重量部を含む樹脂層を基材上に有する壁紙が提案されている。ポリ乳酸にポリヒドロキシアルカン酸を配合することで生分解性を維持しつつ、樹脂に柔軟性を付与しようとするものである。しかしながら、成形品の製造に際して、ポリ乳酸にポリヒドロキシアルカン酸を均一に混錬することは技術的に極めて困難であり、得られる成形品の機械的特性にバラツキが大きく、さらに生分解性についても、配合中でポリヒドロキシアルカン酸の方が早く分解するといったバラツキがある等の課題があった。
【０００８】
特許文献２においては、クッション床材の一部を構成する弾性層を、ポリヒドロキシアルカン酸を含む、ポリヒドロキシアルカン酸とポリ乳酸とを含む、あるいはポリヒドロキシアルカン酸とアクリル系弾性樹脂とポリ乳酸とを含む複合樹脂により構成することが提案されている。しかしポリヒドロキシアルカン酸の単独使用にあっては、柔軟性は確保できるものの機械的強度が十分なものとはならず、またポリヒドロキシアルカン酸とポリ乳酸とを配合した場合においては上記した様に均一混錬することの困難性を伴う。さらに、ポリヒドロキシアルカン酸とアクリル系弾性樹脂とポリ乳酸とを配合した場合においては、生分解性という本質的な面での特性を損なうものであった。
【０００９】
また、ポリ乳酸の脆性を改善する上で、ポリ乳酸を共重合体化することも提案されており、例えば、特許文献３においては、バイオマスの熱水抽出物を含む培地で微生物を培養し多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーを製造するのに際して、前記熱水抽出物の水溶液に含まれる糖濃度を１質量％とした際の波長４２０ｎｍにおける吸光度が０．０４以下とすることで、乳酸とヒドロキシ酪酸とを共重合させた多元ポリ乳酸を得ることが提案されている。この様に共重合体化すれば、前記した様な樹脂のブレンドにおける均一混錬性の難しさや、このことに起因する成形品の機械的特性におけるバラツキといった面での問題は解消されることが期待される。しかし、この文献においては、この様にして得られた多元ポリ乳酸に対し、例えば、無機充填剤を配合することについての検討は一切行われていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表２０１７−５０３０８９号公報
【特許文献２】特表２０１７−５３１１０１号公報
【特許文献３】特開２０１８−７４９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は以上の実情に鑑みてなされたものであり、良好な加工性と、成形品として十分な機械的強度とともに良好な柔軟性を発揮し、経済的にも有利である一方で、自然環境下における分解性に優れた無機物質粉末配合生分解性樹脂組成物、及びこれを用いてなる成形品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究及び検討を重ねた結果、生分解性樹脂に無機物質粉末を配合した生分解性樹脂組成物において、生分解性樹脂として乳酸とその他ポリヒドロキシアルカン酸との多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーを用い、また無機物質粉末として重質炭酸カルシウムを用いて、多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーと重質炭酸カルシウムとを質量比１０：９０〜７０：３０の割合で含有する組成とすることで、十分な機械的強度と柔軟性とを兼ね備え、かつ環境下における分解性についても非常に良好なものとなること見出し、本発明を完成した。
なお、環境下における分解性が極めて良好であることは、乳酸と例えばヒドロキシ酪酸に代表されるその他ポリヒドロキシアルカン酸とを共重合体化することで使用するポリマー自体の生分解性が、例えばポリ乳酸と比べて良好となるということもあるが、生分解性樹脂に対し配合する無機物質粉末として、重質炭酸カルシウム粒子、すなわち、石灰石などＣａＣＯ３を主成分とする天然原料を機械的に粉砕分級して得られる炭酸カルシウム粒子を使用し、これを組成物全体の３０質量％以上配合することが大いに貢献していることが判明した。この様な生分解性樹脂組成物を用いて成形した成形品においては、重質炭酸カルシウム粒子がその製造履歴に由来して不定形等の形状であり高い比表面積を有するため、マトリックスを構成する生分解性樹脂である多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーと重質炭酸カルシウム粒子との界面においては、成形時に特に延伸等の処理を加えなくとも、成形品の成形当初から、生分解性樹脂が重質炭酸カルシウム粒子表面に未接着で微細な空隙を多数形成している、乃至は接着が非常に弱い部分が多数存在する。もちろん、延伸処理を加えるとその特徴はより顕著となる。結果的に得られる成形品においては、生分解性樹脂の表面積が非常に高いものとなり、酵素の作用による成形品の分解の場が飛躍的に向上すること、さらに、重質炭酸カルシウムの存在により、生分解性の効率が高まったものと考えられる。
【００１３】
すなわち、上記課題を解決する本発明は、生分解性樹脂と無機物質粉末とを質量比１０：９０〜７０：３０の割合で含有する無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物であって、前記生分解性樹脂が乳酸とその他のヒドロキシアルカン酸とを含む多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーであり、無機物質粉末が重質炭酸カルシウムであることを特徴とする無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物である。
【００１４】
本発明に係る生分解性樹脂組成物の一態様においては、前記多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーの乳酸分率が、２０〜８０モル％である無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物が示される。
【００１５】
本発明に係る生分解性樹脂組成物の一態様においては、前記したその他のヒドロキシアルカン酸がヒドロキシ酪酸である無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物が示される。
【００１６】
本発明に係る生分解性樹脂組成物の一態様においては、前記重質炭酸カルシウム粒子の平均粒子径が、０．７μｍ以上６．０μｍ以下である無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物が示される。
【００１７】
本発明に係る生分解性樹脂組成物の一態様においては、前記乳酸分率が、５０〜８０モル％であり真空成形用として用いられるものである無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物が示される。
【００１８】
本発明に係る生分解性樹脂組成物の別の一態様においては、前記乳酸分率が、２０〜５０モル％でありインフレーション成形用として用いられるものである無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物が示される。
【００１９】
上記課題を解決する本発明はまた、生分解性樹脂と無機物質粉末とを質量比１０：９０〜７０：３０の割合で含有する無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物であって、前記生分解性樹脂が乳酸とその他のヒドロキシアルカン酸とを含む多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーであり、無機物質粉末が重質炭酸カルシウムであることを特徴とする無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物より構成される成形品によって達成される。
【００２０】
本発明に係る成形品の一態様においては、前記多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーの乳酸分率が５０〜８０モル％である無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物を押出成形してなる真空成型用シートが示される。
【００２１】
本発明に係る成形品の一態様においては、前記多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーの乳酸分率が２０〜５０モル％である無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物をインフレーション成形してなるフィルムが示される。
【００２２】
本発明に係る成形品の一態様においては、さらに前記真空成形用シートを真空成形してなる成形品が示される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、生分解性樹脂組成物により形成された成形品において、良好な成形性、製品の機械的強度、耐熱性等を十分に確保した上で、環境下における生分解性を大きく向上させた成形品を経済的にも優位性をもって提供できるものである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施形態に基づき詳細に説明する。
【００２５】
≪生分解性樹脂組成物≫
本発明にかかる無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物は、生分解性樹脂と無機物質粉末とを質量比１０：９０〜７０：３０の割合で含有するものであって、前記生分解性樹脂が乳酸とポリヒドロキシアルカン酸とを含む多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーであり、無機物質粉末が重質炭酸カルシウムであることを特徴とするものである。以下、生分解性樹脂組成物を構成する各成分につき、それぞれ詳細に説明する。
【００２６】
＜生分解性樹脂＞
本発明において用いられる生分解性樹脂は、コモノマーとして、乳酸とその他のヒドロキシアルカン酸とを含む多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーである。
【００２７】
本発明に係る多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーは、特に限定される訳ではないが、具体的には例えば次式に示す様な乳酸繰り返し単位（Ａ）及びその他のヒドロキシアルカン酸繰り返し単位（Ｂ）を有し得る。
【００２８】
【化１】
0006675697.tif 000002
【００２９】
なお、式中、Ｒ１はＣｎＨ２ｎ＋１で表されるアルキル基であり、例えば、ｎは１〜１２の整数、より好ましくは１〜８の整数である。またｍは例えば、１〜３の整数である。
【００３０】
繰り返し単位（Ｂ）を構成するその他のヒドロキシアルカン酸としては、具体的には、例えば、３−ヒドロキシ酪酸（３ＨＢ）、３−ヒドロキシ吉草酸（３ＨＶ）、３−ヒドロキシヘキサン酸（３ＨＨ）、３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート（ＰＨＢＨ）、３−ヒドロキシオクタン酸、３−ヒドロキシデカン酸、４−ヒドロキシ酪酸（４ＨＢ）、４−ヒドロキシ吉草酸（４ＨＶ）等が挙げられる。このうち、特に、３−ヒドロキシ酪酸（３ＨＢ）、３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート（ＰＨＢＨ）等が好ましく、さらに好ましくは、３−ヒドロキシ酪酸（３ＨＢ）である。
【００３１】
従って、本発明に係る多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーの好ましい一例としては、酪酸−３−ヒドロキシ酪酸共重合体、すなわち、ポリ（ラクテート−コ−３−ヒトロキシブチレート（ｐｏｌｙ（ｌａｃｔａｔｅ−ｃｏ−３−ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ）（Ｐ（ＬＡ−ｃｏ−３ＨＢ））を挙げることができる。
【００３２】
なお、本発明に係る多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーにおいて、乳酸繰り返し単位（Ａ）と共重合されるその他のヒドロキシアルカン酸繰り返し単位（Ｂ）としては、１種のコモノマーに由来するものに限られず、２種以上のコモノマーに由来するものであっても良い。すなわち、本発明に係る多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーとしては、二元のみならず、三元乃至それ以上の共重合体が含まれ得る。
【００３３】
また、本発明に係る多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーを構成するコモノマーとして、乳酸とその他のヒドロキシアルカン酸は、何れも主鎖に不斉炭素をもつため、多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーとしても、結晶性のＤ体あるいはＬ体、非晶性のＤＬ体、及びその中間の光学純度をもつ多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーが存在する。
【００３４】
本発明において、生分解性樹脂組成物として用いられる多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーとしては、これら何れのものであっても良く、得ようとする成形品において望まれる、耐熱性、耐衝撃強度等あるいは、柔軟性、弾性等の特性の観点から、適宜好適な特性のものを使用することが可能である。さらに、多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーとしては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体等の如何なる繰り返し単位のものであっても良い。また、ブロック共重合体としては、上記した様な乳酸繰り返し単位（Ａ）及びその他のヒドロキシアルカン酸繰り返し単位（Ｂ）におけるＤ体あるいはＬ体のブロックポリマーセグメントを含む形態のものも含まれ得る。
【００３５】
本発明に係る多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーにおいては、特に限定される訳ではないが、好ましくは、乳酸分率、すなわち上記した繰り返し単位（Ａ）、（Ｂ）における｛ｐ／（ｐ＋ｑ）｝×１００で表される値が、２０〜８０モル％であることが望ましい。乳酸分率が２０〜８０モル％であると、例えば多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーに対して後述する様な重質炭酸カルシウムを多量に配合しても、より良好な柔軟性が得られるためである。
【００３６】
この乳酸分率としては、本発明に係る無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物の用途によってもその最適値が変動する。例えば、真空成形用として用いられるものである場合においては、乳酸分率がより好ましくは５０〜８０モル％であることが望ましい。すなわち、真空成形により得られる容器等の成型品に関しては、十分な機械的強度を得る上で、この様な範囲とすることが望ましい。また、例えば、インフレーション成形用として用いられるものである場合においては、乳酸分率がより好ましくは２０〜５０モル％であることが望ましい。すなわち、インフレーション成形により得られるフィルムに関しては、十分な延伸性、柔軟性を得る上で、この様な範囲とすることが望ましい。
【００３７】
本発明に係る多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）としては、特に限定される訳ではなく、目的とする成形品の用途、例えば真空成形品、インフレーション成形品にした場合に、実質的に十分な機械的強度を示すものであれば、その分子量は特に制限されない。概して、分子量が低いと得られる成形品の機械的強度が低下し、生分解速度が速くなり、一方、分子量が高いと機械的強度が向上するが、加工性が低下し、成形が困難になる。従って、重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは５０，０００以上３００，０００以下、より好ましくは１００，０００以上２００，０００以下である。
【００３８】
また、特に限定される訳ではないが、本発明に係る多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーの融点としては、一般に１２０℃〜１８０℃、より好ましくは１４０℃〜１７０℃程度のものが望ましい。この様な範囲内であれば、各種の成形加工性が良好となる。
【００３９】
本発明に係る多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーを得る上での合成方法としては、所定の組成のものが得られる限りにおいて、特に限定される訳ではなく、公知の何れの方法に基づくものであっても良い。
【００４０】
代表的な製造方法としては、生合成法が知られている。基本的には、例えば、ポリ３−酪酸等のポリヒドロキシアルカンに対する重合活性を有する酵素を有する微生物において、ヒドロキシアルカン酸との共存下において乳酸重合活性を示す酵素を有する変異体を、バイオマス中で培養することにより、本発明において用いられ得る、乳酸とその他のヒドロキシアルカン酸とを含む多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーを得ることができる。
【００４１】
この様な変異体としては、遺伝子組換え技術により所定の外来遺伝子を微生物中で発現させた遺伝子組換え菌を用いることが可能である。
【００４２】
より具体的には例えば、上述した特許文献３に開示される様に、この遺伝子組換え菌としては、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）、ラクトバシラス属（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ）を含む各種乳酸菌、枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）、その他の多元ポリ乳酸の製造に好適な真正細菌等を用いることが可能であり、特に、遺伝子組換え大腸菌を好適に用いることが可能である。
【００４３】
この遺伝子組換え大腸菌としては、メガスフェラ・エルスデニ（Ｍｅｇａｓｐｈａｅｒａ  ｅｌｓｄｅｎｉｉ）由来のプロピオニルＣｏＡ転移酵素遺伝子、ＳＴＱＫ変異のあるポリヒドロキシ酸合成酵素遺伝子、Ｒａｌｓｔｏｎｉａ  ｅｕｔｒｏｐｈａ由来β−ケトチオラーゼ遺伝子、Ｒａｌｓｔｏｎｉａ  ｅｕｔｒｏｐｈａ由来アセトアセチル−ＣｏＡリダクターゼ遺伝子を含むプラスミド（ファージミド）等により形質転換されたものが好適である。なお、ＳＴＱＫ変異のあるポリヒドロキシ酸合成酵素遺伝子については、人為的にランダムな変異を起こして特性の優れた酵素を選ぶ「酵素進化工学」手法等により、更に収率等が改良されたものを用いても良い。また、形質転換する菌種等に合わせて、コドン等を最適化した遺伝子を合成したもので形質転換しても良い。
【００４４】
この様な微生物をバイオマス中、例えば、後述するバイオマスの熱水抽出物を含む培地中で培養することで、所定の組成を有する多元ポリヒドロキシアルカン酸コポリマーを製造することが可能である。
【００４５】
原料として用いるバイオマスとしては、五炭糖、六炭糖を構成糖として含むものであれば、木本類、草本類由来の何れであっても、特に制限なく使用することができる。
より具体的に説明すると、木本類由来のバイオマスとしては、広葉樹、針葉樹の木部、樹皮、枝、葉等、林地残材、間伐材、廃材等のチップ又は樹皮、製材工場等から発生するおが屑、街路樹の剪定枝葉、建築廃材等が挙げられる。また、草本類由来のバイオマス原料としては、ケナフ、麻、バガス、イネ、稲藁、麦わら、コーンコブ等（農産廃棄物も含む）、油用作物やゴム用作物等の工芸作物の残渣及び廃棄物、草本系エネルギー作物のエリアンサス、ミスカンサスやネピアグラス等のバイオマスを用いることも可能である。また、工芸作物の残渣及び廃棄物として、例えば、ＥＦＢ（Ｅｍｐｔｙ  Ｆｒｕｉｔ  Ｂｕｎｃｈ）等を用いることもできる。これらのバイオマスの中で木本類由来のバイオマスを用いるのが好ましく、広葉樹、針葉樹の木部等のリグノセルロース系バイオマスを用いるのが特に好ましい。
【００４６】
これらのバイオマスは、単独、又は複数を組み合わせて使用しても良い。また、バイオマスは、乾燥固形物であっても、水分を含んだ固形物であっても、スラリーであっても用いることができる。バイオマスが乾燥固形物又は水分を含んだ固形物であれば、水と混合させスラリー状態にした後に、加熱加圧装置に供給することが好適である。
【００４７】
また、木本類の木部や樹皮の部位、あるいは草本性植物の茎、枝葉等の部位を微細化処理した微細化物を用いることができる。微細化の方式は、リファイナー、ウィレーミル、ボールミル等による粉末化、破砕、爆砕等の手法を用いることができる。
【００４８】
微生物による反応を促進する上で、上記した様なバイオマスの熱水抽出物を用いることができる。
【００４９】
加熱加圧装置による熱水抽出処理におけるバイオマスの乾燥重量に対する水の量（液比）は、特に限定される訳ではないが、例えば、１．０〜１０．０、好ましくは１．５〜５．０程度とされる。熱水処理における水の添加方法は、特に限定されず、外部から水を添加しても良く、バイオマスに元々含まれる水を利用しても良い。また、加熱時に蒸気を使用する場合には、蒸気に含まれる水を利用しても良い。
【００５０】
熱水抽出処理の処理温度は、例えば、加圧状態で１４０〜２００℃、好ましくは１６０〜１７０℃とされる、１４０℃未満であると、十分な糖質濃度が得られず、一方、２００℃を超えると、セルロースの加水分解やヘミセルロースの過分解等が起きる虞れがあるため好ましくない。熱水抽出処理の処理時間は、上述の温度での加圧状態で３０〜１２０分であることが好適である。ここで、３０分未満であると、十分な糖質濃度が得られない。また、１２０分を超えても、生成される糖質の濃度は殆ど変化しない。
【００５１】
必要に応じて、上記加熱処理により取得した熱水抽出物の原液を減圧、透過膜等により濃縮する。この濃縮は、酸加水分解に適した濃度、例えば、原液が１．５〜３０．０倍になる程度に濃縮することが好適である。
【００５２】
次に、上述の濃縮液を酸の存在下で加水分解処理して、粗単糖液を得る。この酸加水分解処理は、当業者が用いる硫酸や塩酸等の一般的な酸を用いることが可能である。また、酸加水分解処理の酸としては、硝酸やリン酸等の無機酸や、トリフルオロ酢酸や蟻酸等の有機酸を用いても良い。また、この酸加水分解処理の反応時間、温度、圧力等は、セルロースやヘミセルロースが加水分解される当業者に知られた一般的な条件を用いることが可能である。たとえば、本実施形態の酸加水分解処理として、濃縮液に希硫酸を添加し、ｐＨを１．０程度に調整し、１２０℃程度で６０分間以上反応させ、中和後に沈殿を除去するといった処理であっても良い。
【００５３】
なお、粗単糖液は、セルラーゼやヘミセルラーゼ等の酵素による糖化された糖化液、亜臨界水による水熱糖化された水熱糖化液等であっても良い。
【００５４】
次に、上述の酸加水分解処理された粗単糖液をカラム等に通過させ、精製し、例えば、熱水抽出物の水溶液に含まれる糖の糖濃度を１質量％とした際の波長４２０ｎｍにおける吸光度が０．０４以下になる様な状態に精製した溶液（以下、「透過液」という。）、又は精製糖液を取得する。
【００５５】
バイオマス、特に上述の様にして得られた熱水抽出物を唯一の炭素源として、ヒドロキシアルカン酸との共存下において乳酸重合活性を示す酵素を有する微生物を、一般的な培養条件下にて培養することにより、本発明に係る多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーを微生物内に蓄積させ、回収することが可能である。
【００５６】
具体的には、上述した様な遺伝子組換え大腸菌は、例えば、上述の一般的な大腸菌培養用の培地を用いて、３７℃で好気的に１２〜９０時間培養することにより多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーを菌体内に蓄積させ、回収することが可能である。なお、この培養時には、ＬＢ培地等の一般的な培地を用いることも可能である。また、培養時に、例えばアンモニウム塩、ペプトン、肉エキス、酵母エキス等を窒素源として加えても良い。また、培養時に、無機物として、例えばリン酸塩、硫酸塩、塩化ナトリウム等を加えても良い。また、培養時に、プラスミド保持用に、培地中に、カナマイシン、アンピシリン、テトラサイクリン等の抗生物質を培地に添加して培養しても良い。
【００５７】
また、本発明に係る多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーの産生に用いた微生物、例えば、上述した様な遺伝子組換え大腸菌は、培養菌中に多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーを蓄積させるため、回収した菌体から容易に多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーを採取して製造することが可能である。この培養菌の菌体は、遠心分離して粉砕し、クロロホルム、メタノール等の一般的な溶媒で多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーを溶出させて取得しても良い。また、この溶出させた際に、ＰＴＦＥ膜等のフィルダーで残渣等を濾過させても良い。
【００５８】
本発明に係る多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーは、上記に詳述した様な生合成法のみならず、化学合成法により調製することも可能である。すなわち、例えば、直接溶融重合法、固相重合法、乳酸の直接縮重合法、ラクチドの溶融開環重合法等によりポリＤ−乳酸、ポリＬ−乳酸、ポリＤＬ−乳酸を合成する上において、原料モノマーとして乳酸成分のみならず、例えば、３−ヒドロキシ酪酸（３ＨＢ）、３−ヒドロキシ吉草酸（３ＨＶ）、３−ヒドロキシヘキサン酸（３ＨＨ）、３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート（ＰＨＢＨ）、３−ヒドロキシオクタン酸、３−ヒドロキシデカン酸、４−ヒドロキシ酪酸（４ＨＢ）、４−ヒドロキシ吉草酸（４ＨＶ）等の乳酸成分と共重合可能なその他のモノマー成分を用い、それらを縮重合させて、本発明に係る多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーを製造することが可能である。
【００５９】
＜重質炭酸カルシウム粒子＞
本発明に係る生分解性樹脂成形品を形成する生分解性樹脂組成物中には、前記した様に、乳酸とヒドロキシアルカン酸とを含む多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーと共に、無機物質粉末として重質炭酸カルシウム粒子が配合される。この重質炭酸カルシウムとは、以下に示す天然炭酸カルシウムを機械的に粉砕・加工して得られるものであって、化学的沈殿反応等によって製造される合成炭酸カルシウムとは明確に区別されるものである。
【００６０】
本明細書において重質炭酸カルシウムとは、方解石（石灰石、チョーク、大理石等）、貝殻、サンゴ等の天然炭酸カルシウムを粉砕、分級したものを示す。重質炭酸カルシウムの原料である石灰石は、日本国内に高純度なものが豊富に産出し、非常に経済的に入手できる。
【００６１】
重質炭酸カルシウムの粉砕方法は、湿式、乾式どちらを選択しても良いが、経済的な観点で、脱水、乾燥工程等が不要な乾式粉砕が有利である。粉砕機に関しても特に限定される訳ではなく、衝撃式粉砕機、ボールミル等の粉砕メディアを用いた粉砕機、ローラーミル等が使用できる。
【００６２】
分級も空気分級、湿式サイクロン、デカンターなどを利用した分級で良く、表面処理は粉砕前、粉砕中、分級前、分級後何れの工程で行っても良いが、好ましくは、分級前に表面処理した方が効率的に粒度分布のシャープなものが得られる。また、表面処理剤の一部を粉砕前や粉砕中に粉砕助剤として添加し、残りを後の工程で添加して表面処理を行っても良い。
【００６３】
また、重質炭酸カルシウム粒子の分散性又は反応性を高めるために、重質炭酸カルシウム粒子の表面を予め表面改質しておいても良い。表面改質法としては、プラズマ処理等の物理的な方法や、カップリング剤や界面活性剤で表面を化学的に表面処理するもの等が例示できる。カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤やチタンカップリング剤等が挙げられる。界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性及び両性の何れのものであっても良く、例えば、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸塩等が挙げられる。
【００６４】
本発明において、乳酸とヒドロキシアルカン酸とを含む多元ヒドロキシアルカン酸コポリマー中に配合する無機物質粉末として重質炭酸カルシウム粒子を用いるのは、重質炭酸カルシウム粒子を用いることで、マトリックスとなる生分解性樹脂である多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーと当該重質炭酸カルシウム粒子表面との間に未接着で微細な空隙を多数形成されること、またこの様な界面の空隙に水分が入り込むと重質炭酸カルシウムからアルカリ成分が溶出する等によって、多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーの生分解性が促進されるためである。
【００６５】
重質炭酸カルシウム粒子としては、特に限定される訳ではないが、その平均粒子径が、０．７μｍ以上６．０μｍ以下が好ましく、１．０μｍ以上５．０μｍ以下がより好ましく、さらに好ましくは、１．５μｍ以上３．０μｍ以下である。なお、本明細書において述べる無機物質粉末（重質炭酸カルシウム粒子）の平均粒子径は、ＪＩＳ  Ｍ−８５１１に準じた空気透過法による比表面積の測定結果から計算した値をいう。測定機器としては、例えば、島津製作所社製の比表面積測定装置ＳＳ−１００型を好ましく用いることができる。平均粒子径が６．０μｍよりも大きくなると、例えば、当該組成物を用いてシート状の成形品を形成した場合に、その成形品の層厚にもよるが、成形品表面より重質炭酸カルシウム粒子が突出して、当該重質炭酸カルシウム粒子が脱落したり、表面性状や機械的強度等を損なう虞れがある。特に、その粒径分布において、粒子径４５μｍ以上の粒子を含有しないことが好ましい。他方、粒子が細かくなり過ぎると、前述した生分解性樹脂と混練した際に粘度が著しく上昇し、成形品の製造が困難になる虞れがある。そのため、その平均粒子径は０．７μｍ以上とすることが好ましい。
【００６６】
本発明において使用される重質炭酸カルシウム粒子としては、例えば、合成法によるとは軽質炭酸カルシウムとは異なり、粒子形成が粉砕処理によって行われたことに起因する、表面の不定形性、比表面積の高さが、特に重要である。上述した様に、生分解性樹脂組成物中に配合された重質炭酸カルシウム粒子がこの様に不定形性、比表面積の高さを有するため、マトリックスを構成する多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーと重質炭酸カルシウム粒子との界面においては、成形時に特に延伸等の処理を加えなくとも、成形品の成形当初から、多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーが重質炭酸カルシウム粒子表面に未接着で微細な空隙を多数形成される、乃至は接着が非常に弱い部分が多数存在する状態となる。
【００６７】
この様な理由から、重質炭酸カルシウム粒子の比表面積としては、０．１ｍ２／ｇ以上１０．０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは０．２ｍ２／ｇ以上５．０ｍ２／ｇ以下、さらに好ましくは１．０ｍ２／ｇ以上３．０ｍ２／ｇ以下であることが望まれる。ここでいうＢＥＴ吸着法とは窒素ガス吸着法によるものである。比表面積がこの範囲内にあると、得られる成形品において、上記した理由から多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーが、生分解反応の起点となる表面を多く有することとなり、自然環境下における生分解性が良好に促進される一方で、重質炭酸カルシウム粒子を配合することによる樹脂組成物の加工性の低下を抑制することができる。
【００６８】
重質炭酸カルシウム粒子の不定形性は、粒子形状の球形化の度合いが低いことで表わすことができ、具体的には、真円度が０．５０以上０．９５以下、より好ましくは０．５５以上０．９３以下、さらに好ましくは０．６０以上０．９０以下であることが望まれる。本発明においては使用される重質炭酸カルシウム粒子の真円度が範囲内にあると、マトリックスを構成する多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーと重質炭酸カルシウム粒子との界面においては、未接着で微細な空隙を多数形成される、乃至は接着が非常に弱い部分が多数存在する状態が形成されやすく、自然環境下における生分解性を高める上で好適なものとなる一方で、製品としての機械的強度や成形加工性も良好なものとなる。
【００６９】
なお、ここで、真円度とは、（粒子の投影面積）／（粒子の投影周囲長と同一周囲長を持つ円の面積）で表せるものである。真円度の測定方法は特に限定される訳ではないが、例えば、顕微鏡写真から粒子の投影面積と粒子の投影周囲長とを測定し、各々（Ａ）と（ＰＭ）とし、粒子の投影周囲長と同一周囲長を持つ円の半径を（ｒ）とすると、
ＰＭ＝２πｒ    （１）
であり、粒子の投影周囲長と同一周囲長を持つ円の面積を（Ｂ）とすると、
Ｂ＝πｒ２    （２）
である。（１）式を変形すると、ｒ＝ＰＭ／２π    （３）
となるから、（２）式に（３）式を代入すると、
Ｂ＝π×（ＰＭ／２π）２    （４）
となり、真円度＝Ａ／Ｂ＝Ａ×４π／（ＰＭ）２
となる。測定する粒子は、粉末の粒度分布を代表する様に、サンプリングを行う。測定粒子の数が多い程、測定値の信頼性は増すが、測定時間も考慮して、一般に１００個程度の粒子の平均値で表すものとされており、本明細書においても１００個の粒子の平均値とした。これらの測定は走査型顕微鏡や実体顕微鏡などで得られる各粒子の投影図を一般に商用されている画像解析ソフトによって真円度を求めることが可能である。
【００７０】
さらに本発明の無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物において含まれる重質炭酸カルシウム粒子は、成形品の状態においては、その粒子表面が部分的に酸化され、一部に酸化カルシウムの組成を含むものとなっていることが好ましい。なお、この酸化の度合いとしては特に限定される訳ではないが、粒子表面の比較的少ない部分、例えば粒子の体積の２％よりも十分に小さな割合であっても、生分解性を促進させる効果が見られるので、過剰な酸化は必要ない。なお、この様な成形品中に含まれる重質炭酸カルシウム粒子の表面の部分酸化は、成形に使用する重質炭酸カルシウム粒子に予め別途熱処理等を施す必要は特になく、上記した多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーと重質炭酸カルシウム粒子とを混合溶融して成形品を製造する際に、当該重質炭酸カルシウム粒子が受ける熱履歴により表面の酸化が生じ得る。なお、粒子表面における酸化による酸化カルシウムの生成については、例えば、ＪＩＳ  Ｒ  ９０１１：２００６に規定されるＥＤＴＡ滴定法、過マンガン酸カリウム滴定法等によって確認、定量可能である。
【００７１】
本発明に係る無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物に含まれる上記した多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーと、重質炭酸カルシウム粒子との配合比（質量％）は、１０：９０〜７０：３０の比率であれば特に限定されないが、３０：７０〜６０：４０の比率であることが好ましく、４０：６０〜５０：５０の比率であることがさらに好ましい。多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーと重質炭酸カルシウム粒子との配合比において、重質炭酸カルシウム粒子の割合が３０質量％より低いと、重質炭酸カルシウム粒子を配合したことによる生分解性樹脂組成物を用いて得られる成形品の所定の質感、耐衝撃性等の物性が得られず、また経済性が劣るものとなり、一方９０質量％より高いと、押出成形、射出成形等による成形加工が困難となるためである。
【００７２】
＜その他の成分＞
本発明に係る無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物には、必要に応じて、その他の熱可塑性樹脂を配合することは可能であるが、その他の熱可塑性樹脂の配合量は、本発明に係る無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物の生分解性に実質的に影響を与えない様に、樹脂成分全体に対し、２０質量％以下とすることが好ましく、より好ましくは１０質量％以下であり、特に好ましくは、その他の熱可塑性樹脂は配合しない態様である。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリメチル−１−ペンテン、エチレン−環状オレフィン共重合体等のポリオレフィン系樹脂；エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体の金属塩（アイオノマー）、エチレン−アクリル酸アルキルエステル共重合体、エチレン−メタクリル酸アルキルエステル共重合体、マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリプロピレン等の官能基含有ポリオレフィン系樹脂；ナイロン−６、ナイロン−６，６、ナイロン−６，１０、ナイロン−６，１２等のポリアミド系樹脂；ポリエチレンテレフタレート及びその共重合体、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル系樹脂、例えば、ポリＬ−乳酸、ポリＤ−乳酸、ポリＤＬ−乳酸などのポリ乳酸、ポリ３−ヒドロキシ酪酸、ポリ３−ヒドロキシ吉草酸、ポリ３−ヒドロキシヘキサン酸、ポリ３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート、ポリ３−ヒドロキシオクタン酸、ポリ３−ヒドロキシデカン酸、ポリ４−ヒドロキシ酪酸、ポリ４−ヒドロキシ吉草酸、ポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル系樹脂等の熱可塑性ポリエステル系樹脂；芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート等のポリカーボネート樹脂；アタクティックポリスチレン、シンジオタクティックポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン（ＡＳ）共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）共重合体等のポリスチレン系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のポリ塩化ビニル系樹脂；ポリフェニレンスルフィド；ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等のポリエーテル系樹脂等が挙げられる。
【００７３】
また、本発明に係る無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物には、必要に応じて、補助剤としてその他の添加剤を配合することも可能である。その他の添加剤としては、例えば、可塑剤、重炭酸カルシウム粒子以外の充填剤、色剤、滑剤、カップリング剤、流動性改良材、分散剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、安定剤、帯電防止剤、発泡剤等を配合しても良い。これらの添加剤は、単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。また、これらは、後述の混練工程において配合しても良く、混練工程の前に予め生分解性樹脂組成物に配合していても良い。本発明に係る無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物において、その他の添加剤の添加量は、上記した多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーと、重炭酸カルシウム粒子との配合による所望の効果を阻害しない限り特に限定される訳ではないが、例えば、無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物全体の質量を１００％とした場合に、その他の添加剤はそれぞれ０〜５質量％程度の割合で、かつ当該その他の添加剤全体で１０質量％以下となる割合で配合されることが望まれる。
【００７４】
以下に、これらのうち、重要と考えられるものについて例を挙げて説明するが、これらに限られる訳ではない。
【００７５】
可塑剤としては、例えば、乳酸、重量平均分子量３，０００以下の乳酸オリゴマー、分岐状ポリ乳酸（例えば、国際公開ＷＯ２０１０／０８２６３９号明細書等を参照。）などが挙げられる。
【００７６】
重質炭酸カルシウム粒子以外の充填剤としては、例えば、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、チタン、鉄、亜鉛などの炭酸塩（重質炭酸カルシウムを除く）、硫酸塩、珪酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、酸化物、若しくはこれらの水和物の粉末状のものが挙げられ、具体的には、例えば、軽質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、シリカ、アルミナ、クレー、タルク、カオリン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、リン酸マグネシウム、硫酸バリウム、珪砂、カーボンブラック、ゼオライト、モリブデン、珪藻土、セリサイト、シラス、亜硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、チタン酸カリウム、ベントナイト、黒鉛等が挙げられる。これらは合成のものであっても天然鉱物由来のものであっても良い。
【００７７】
色剤としては、公知の有機顔料又は無機顔料あるいは染料の何れをも用いることができる。具体的には、アゾ系、アンスラキノン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、イソインドリノン系、ジオオサジン系、ペリノン系、キノフタロン系、ペリレン系顔料などの有機顔料や群青、酸化チタン、チタンイエロー、酸化鉄（弁柄）、酸化クロム、亜鉛華、カーボンブラックなどの無機顔料が挙げられる。
【００７８】
滑剤としては、例えば、ステアリン酸、ヒドロキシステアリン酸、複合型ステアリン酸、オレイン酸等の脂肪酸系滑剤、脂肪族アルコール系滑剤、ステアロアミド、オキシステアロアミド、オレイルアミド、エルシルアミド、リシノールアミド、ベヘンアミド、メチロールアミド、メチレンビスステアロアミド、メチレンビスステアロベヘンアミド、高級脂肪酸のビスアミド酸、複合型アミド等の脂肪族アマイド系滑剤、ステアリン酸−ｎ−ブチル、ヒドロキシステアリン酸メチル、多価アルコール脂肪酸エステル、飽和脂肪酸エステル、エステル系ワックス等の脂肪族エステル系滑剤、脂肪酸金属石鹸系滑剤等を挙げることができる。
【００７９】
酸化防止剤としては、リン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、ペンタエリスリトール系酸化防止剤が使用できる。リン系、より具体的には亜リン酸エステル、リン酸エステル等のリン系酸化防止安定剤が好ましく用いられる。亜リン酸エステルとしては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、等の亜リン酸のトリエステル、ジエステル、モノエステル等が挙げられる。
【００８０】
リン酸エステルとしては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリス（ノニルフェニル）ホスフェート、２−エチルフェニルジフェニルホスフェート等が挙げられる。これらリン系酸化防止剤は単独で用いても良く、二種以上を組み合わせて用いても良い。
【００８１】
フェノール系の酸化防止剤としては、α−トコフェロール、ブチルヒドロキシトルエン、シナピルアルコール、ビタミンＥ、ｎ−オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネイト、２−ｔ−ブチル−６−（３’−ｔ−ブチル−５’−メチル−２’−ヒドロキシベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル）フェノール、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジルホスホネイトジエチルエステル、及びテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシメチル］メタン等が例示され、これらは単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００８２】
難燃剤としては、特に限定されないが、例えば、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、金属水和物などの非リン系非ハロゲン系難燃剤を用いることができる。ハロゲン系難燃剤としては、例えば、ハロゲン化ビスフェニルアルカン、ハロゲン化ビスフェニルエーテル、ハロゲン化ビスフェニルチオエーテル、ハロゲン化ビスフェニルスルフォンなどのハロゲン化ビスフェノール系化合物、臭素化ビスフェノールＡ、臭素化ビスフェノールＳ、塩素化ビスフェノールＡ、塩素化ビスフェノールＳなどのビスフェノール−ビス（アルキルエーテル）系化合物等、リン系難燃剤としては、トリス（ジエチルホスフィン酸）アルミニウム、ビスフェノールＡビス（ジフェニルホスフェート）、リン酸トリアリールイソプロピル化物、クレジルジ２、６−キシレニルホスフェート、芳香族縮合リン酸エステル等が、金属水和物としては、例えば、アルミニウム三水和物、二水酸化マグネシウム又はこれらの組み合わせ等がそれぞれ例示でき、これらは単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。さらに、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等の酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化アルミ、酸化モリブデン、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等を難燃助剤として併用することも可能である。
【００８３】
発泡剤は、溶融混練機内で溶融状態にされている原料の生分解性樹脂組成物に混合し、又は圧入し、固体から気体、液体から気体に相変化するもの、又は気体そのものであり、主として発泡シートの発泡倍率（発泡密度）を制御するために使用される。原料の生分解性樹脂組成物に溶解した発泡剤は、常温で液体のものは樹脂温度によって気体に相変化して溶融樹脂に溶解し、常温で気体のものは相変化せずそのまま溶融樹脂に溶解する。溶融樹脂に分散溶解した発泡剤は、溶融樹脂を押出ダイからシート状に押出した際に、圧力が開放されるのでシート内部で膨張し、シート内に多数の微細な独立気泡を形成して発泡シートが得られる。発泡剤は、副次的に原料の生分解性樹脂組成物の溶融粘度を下げる可塑剤として作用し、原料の生分解性樹脂組成物を可塑化状態にするための温度を低くできる。
【００８４】
発泡剤としては、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類；シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類；クロロジフルオロメタン、ジフロオロメタン、トリフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロメタン、ジクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、クロロメタン、クロロエタン、ジクロロトリフルオロエタン、ジクロロペンタフルオロエタン、テトラフルオロエタン、ジフルオロエタン、ペンタフルオロエタン、トリフルオロエタン、ジクロロテトラフルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタン、テトラクロロジフルオロエタン、パーフルオロシクロブタンなどのハロゲン化炭化水素類；二酸化炭素、窒素、空気などの無機ガス；水などが挙げられる。
【００８５】
成形工程において発泡剤に含まれる発泡剤の含有量は多元ヒドロキシアルカン酸コポリマー、重質炭酸カルシウム粒子の量等に応じて、適宜設定することができ、無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物の全質量に対して０．０４〜５．００質量％の範囲とすることが好ましい。
【００８６】
≪成形品≫
本発明に係る成形品は、上記した重質炭酸カルシウム粒子を配合した多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーからなる無機物質粉末含有生解性樹脂組成物を用いて成形された成形品である。
【００８７】
本発明に係る成形品の形状等においては特に限定される訳ではなく、各種の形態のものであっても良いが、例えば、フィルム、シート、食品用容器及びその他の容器体、あるいは、比較的短期間で廃棄される、日用品、自動車用部品、電気・電子部品、建築部材等の分野における消耗品等の各種成形品として成形され得る。
【００８８】
本発明に係る成形品の肉厚としても特に限定される訳ではなく、その成形品の形態に応じて、薄肉のものから厚肉のものまで種々のものであり得るが、例えば、肉厚１０μｍ〜５，０００μｍ、より好ましくは肉厚３０μｍ〜２，０００μｍである成形品が示される。この範囲内の肉厚であれば、成形性、加工性の問題なく、偏肉を生じることなく均質で欠陥のない成形品を形成することが可能である。
【００８９】
例えば、成形品の形態が、真空成形用シートである場合には、より好ましくは、肉厚３００μｍ〜２，０００μｍ、さらに好ましくは肉厚５００μｍ〜１，０００μｍであることが望ましい。この様な範囲内の肉厚を有するシートであれば、その後の真空成形によっても、十分な機械的強度を有して、表面性状等に優れた二次成形体を加工性良く得ることができる。
【００９０】
例えば、成形品の形態が、インフレーション成形によるフィルムである場合には、より好ましくは、肉厚１０μｍ〜２００μｍ、さらに好ましくは肉厚３０μｍ〜１００μｍであることが望ましい。この様な範囲内の肉厚を有するフィルムすると、十分な機械的強度と柔軟性とを有し、かつ表面性状等にも優れた成形品とすることができる。
【００９１】
本発明の成形品の一実施態様においては、成形品を構成する部材が、積層構造を有するものとすることもできる。上記した様に重質炭酸カルシウム粒子を配合した多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーよりなる無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物より形成される成形品は、良好な機械的強度、柔軟性、耐熱性及び生分解性等を有するものとなるが、表面に、含有成分非移行性、耐擦傷性、光沢性、ヒートシール性等の種々の機能性を持たせる目的のため、上記無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物よりなる層の少なくとも一方の表面を、表面層により被覆してなる態様とし得る。なお、上記無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物よりなる層の両面を被覆する場合において、それぞれの面に配置される表面層としては、同一のものであっても、異なるものであっても良い。さらに、この様な表面層と上記無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物よりなる層との間に別の単一又は複数の中間層を設けることも可能である。この様な表面層を構成する素材としては、付与しようとする機能等に応じて、種々のものを用いることができるため特に限定される訳ではないが、例えば、添加物を有さない乃至は添加物の配合量が非常に低い生分解性樹脂、特に、上記した様な多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーやポリ乳酸、あるいはポリオレフィン樹脂、さらには、無添加ポリプロピレンフィルム層や無添加ポリエチレンフィルム層等の石油系合成樹脂である態様が例示できる。これらの表面層の肉厚としては、上記無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物よりなる層の肉厚に比べて十分に薄いものであって良く、例えば、肉厚１μｍ〜４０μｍ、さらに好ましくは肉厚２μｍ〜１５μｍ程度のものとすることができる。なお、この様に、上記無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物よりなる層の少なくとも一方の表面を、表面層により被覆する方法としても特に限定される訳ではなく、例えば、インフレーション成形等により別途調製した表面層用のフィルムを、無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物よりなる層の一方の面又は両面に、ラミネート加工により被着させる方法や、あるいは、従来公知の様に、２色乃至多色ダイを用いて、本発明に係る無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物と共に、これら表面層用の生分解性組成物と共押出しすることにより積層シートとするといった方法を用いることが可能である。
【００９２】
≪成形品の製造方法≫
本発明に係る無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物により得られる成形品の製造方法としては、通常の方法を使用することができ、例えば、射出成形法、発泡射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法、ブロー成形法、インフレーション成形法、プレス成形法、カレンダー成形法、真空成形法、さらに、インモールド成形法、ガスプレス成形法、２色乃至多色成形法、サンドイッチ成形法など公知の任意の成形方法を採用することができる。さらに、本発明に係る無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物が発泡剤を含有し、発泡体である態様の成形品を得る場合においても、所望の形状に成形できるものであれば発泡体の成形方法として従来公知の、例えば、射出発泡，押出発泡，発泡ブロー等の液相発泡、あるいは、ビーズ発泡，バッチ発泡，プレス発泡，常圧二次発泡等の固相発泡の何れを用いることも可能である。
【００９３】
なお、成形時における成形温度としては、多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーにおけるコモノマーの配合比等によってもある程度異なるため、一概には規定できる訳ではないが、例えば、溶融樹脂温度を１４０〜２００℃、より好ましくは１６０〜１８０℃の温度範囲で成形するのが望ましい。この様な温度範囲においては、多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーを劣化させることなく、良好な形状追従性を以って成形することができる。
【００９４】
上述した様に、本発明の成形品の成形においては他の樹脂組成物との多層化も可能であり、目的に応じて、本発明の無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物からなる層の片面、両面に他の樹脂組成物を多層化することができ、あるいは逆に他の樹脂組成物からなる層の片面、両面に本発明の無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物を多層化することもできる。
【００９５】
さらに、シート状、フィルム状に成形する際においては、その成形時あるいはその成形後に、一軸方向又はニ軸方向、乃至は多軸方向（インフレーション法、チューブラー法による延伸等）に延伸することが可能である。この様な延伸を行うと、シート乃至フィルムの組織内において、重質炭酸カルシウム粒子とマトリックスとなる多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーとの間により多くの空隙が形成され、成形体の生分解性を高めることができる。なお、本発明の成形品に関しては、無延伸乃至は実質的に無延伸である態様であっても、十分な機械的強度を有する一方で、良好な生分解性が得られる。
【００９６】
本発明の無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物における前記多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーと重質炭酸カルシウム粒子との混合は、成形方法（押出成形、射出成形、真空成形等）に応じて適宜設定して良く、例えば、成形機のホッパーから投入する前に多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーと重質炭酸カルシウム粒子とを混練溶融しても良く、成形と同時に多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーと重質炭酸カルシウム粒子とを混練溶融しても良い。溶融混練は、多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーに重質炭酸カルシウム粒子を均一に分散させる傍ら、高い剪断応力を作用させて混練することが好ましく、例えば二軸混練機で混練することが好ましい。
【００９７】
本発明に係る成形品を製造する上で、多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーと重質炭酸カルシウム粒子とを所定の割合で配合してなる無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物は、ペレットの形態であっても良く、ペレットの形態でなくても良いが、ペレットの形態である場合、ペレットの形状は特に限定されず、例えば、円柱、球形、楕円球状等のペレットであっても良い。ペレットを得るための造粒工程は、当業者が通常用いる手順又は装置によって行われ得る。例えば、二軸押出機等を用いて多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーを溶融させながら、重質炭酸カルシウム粒子及びその他の添加剤を投入して溶融混練し、ストランド形状に押出して冷却後ペレタイザーによってペレットを作製する等すれば良い。この様に作製したペレットは十分に乾燥して水分を除去した後、射出成形などに用いることができる。
【００９８】
ペレットのサイズは、形状に応じて適宜設定すれば良いが、例えば、球形ペレットの場合、直径１〜１０ｍｍであって良い。楕円球状のペレットの場合、縦横比０．１〜１．０の楕円状とし、縦横１〜１０ｍｍであって良い。円柱ペレットの場合は、直径１〜１０ｍｍの範囲内、長さ１〜１０ｍｍの範囲内であって良い。
【実施例】
【００９９】
以下本発明を、実施例に基づきより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される訳ではない。
【０１００】
（評価方法）
以下の実施例、参考例及び比較例においての各物性値はそれぞれ以下の方法により評価されたものである。
【０１０１】
（ＢＥＴ比表面積）
マイクロトラック・ベル社製、ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉを用い、窒素ガス吸着法によって求めた。
【０１０２】
（平均粒径）
島津製作所社製の比表面積測定装置ＳＳ−１００型を用い、ＪＩＳ  Ｍ−８５１１に準じた空気透過法による比表面積の測定結果から計算した。
【０１０３】
（真円度）
粉末の粒度分布を代表する様に、１００個の粒子のサンプリングを行い、光学顕微鏡を用いて得たこれらの各粒子の画像を市販の画像解析ソフトを用いて画像解析することによって真円度を求めた。測定原理としては、粒子の投影面積と粒子の投影周囲長とを測定し、各々（Ａ）と（ＰＭ）とし、粒子の投影周囲長と同一周囲長を持つ円の半径を（ｒ）とすると、
ＰＭ＝２πｒ    （１）
であり、粒子の投影周囲長と同一周囲長を持つ円の面積を（Ｂ）とすると、
Ｂ＝πｒ２    （２）
である。（１）式を変形すると、ｒ＝ＰＭ／２π    （３）
となるから、（２）式に（３）式を代入すると、
Ｂ＝π×（ＰＭ／２π）２    （４）
となり、真円度＝Ａ／Ｂ＝Ａ×４π／（ＰＭ）２
を求めるものである。
【０１０４】
（引張弾性率及び伸び）
シートの引張試験は、（株）東洋精機製作所製、ストログラフを用いて、２３℃の温度で行った。試験片の形状としては、ＪＩＳ  Ｋ６２５１：２０１７のダンベル状３号形試験片を用いた。延伸速度は２００ｍｍ／分であった。
得られた応力−歪曲線より、引張弾性率及び伸びを測定した。
【０１０５】
（生分解性）
各実施例及び比較例で作製されたフィルム乃至シート（３０ｍｍ×３０ｍｍ）を、室温（２５℃±５℃）下に汲み置きした海水１０ｍｌとともに２５ｍｌのバイアル瓶内に入れ、１月間放置した後に、フィルム乃至シートの状態観察を目視にて行い、以下の評価基準によって評価した。
〇：フィルム乃至シートが分解されている。
△：フィルム乃至シートが部分的に分解されている。
×：フィルム乃至シートに変化は見られない。
【０１０６】
（材料）
以下の実施例及び比較例において使用した成分はそれぞれ以下のものであった。
【０１０７】
・樹脂成分（Ｐ）
Ｐ１：Ｐ（ＬＡ−ｃｏ−３ＨＢ）（乳酸分率８０モル％）
Ｐ２：Ｐ（ＬＡ−ｃｏ−３ＨＢ）（乳酸分率７０モル％）
Ｐ３：Ｐ（ＬＡ−ｃｏ−３ＨＢ）（乳酸分率５０モル％）
Ｐ４：Ｐ（ＬＡ−ｃｏ−３ＨＢ）（乳酸分率３０モル％）
Ｐ５：Ｐ（ＬＡ−ｃｏ−３ＨＢ）（乳酸分率２０モル％）
Ｐａ：ポリＬ−乳酸
Ｐｂ：ポリ３−ヒドロキシ酪酸
・炭酸カルシウム（Ｉ）
Ｉ１：重質炭酸カルシウム粒子  平均粒径：２．２μｍ、ＢＥＴ比表面積：１．０ｍ２／ｇ、真円度：０．８５
Ｉ２：重質炭酸カルシウム粒子  平均粒径：１．１μｍ、ＢＥＴ比表面積：３．２ｍ２／ｇ、真円度：０．５５
Ｉ３：重質炭酸カルシウム粒子  平均粒径：３．６μｍ、ＢＥＴ比表面積：０．６ｍ２／ｇ、真円度：０．９０
Ｉａ：軽質炭酸カルシウム粒子  平均粒径：１．５μｍ、ＢＥＴ比表面積：０．１ｍ２／ｇ、真円度：１．００
【０１０８】
比較例１〜７
樹脂中における乳酸分率が異なる樹脂Ｐ１〜Ｐ５並びにＰａ及びＰｂをそれぞれ用い、インフレーションフィルム押出ライン（６０ｍｍの円形ダイ、１．２ｍｍのダイギャップ、３０ｍｍのネジ直径、Ｌ／Ｄ比＝３０）にて厚さ３０μｍのフィルムを作成した。フィルムは、２．５のＢＵＲ（ブローアップ比）で処理した。なお、押出機において、各区域の温度は１６０℃〜１８０℃に設定し、回転数は２０ｒｐｍに維持した。
得られたフィルムの引張弾性率、伸び、生分解性の評価結果を表１に示す。
表１に示す様に、Ｐ（ＬＡ−ｃｏ−３ＨＢ）における乳酸分率が２０〜８０％の範囲では柔軟性は十分なものとなり、実用上良好な伸びが示されたが、比較例１では伸びが低く脆いものであった。また分解性としては、何れも不十分なものであった。
【０１０９】
実施例１〜９
樹脂中における乳酸分率が異なる樹脂Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５をそれぞれ用い、これに炭酸カルシウム（Ｉ）として表１に示す通り添加して、上記比較例１〜７と同様に、インフレーションフィルム押出ライン（６０ｍｍの円形ダイ、１．２ｍｍのダイギャップ、３０ｍｍのネジ直径、Ｌ／Ｄ比＝３０）にて厚さ３０μｍのフィルムを作成した。フィルムは３．０のＢＵＲ（ブローアップ比）で処理した。なお、押出機において、各区域の温度は１６０℃〜１８０℃に設定し、回転数は２０ｒｐｍに維持した。
得られたフィルムの引張弾性率、伸び、生分解性の評価結果を表１に示す。
表１に示す様に、実施例１〜９に係るものにおいては何れも柔軟性は十分なものとなり、実用上良好な伸びが示され、また生分解性としても十分なものとなった。
【０１１０】
実施例１０〜１１及び比較例８
実施例１と、炭酸カルシウム（Ｉ）をそれぞれＩ２、Ｉ３、Ｉａに代える以外は、実施例１と同様にして、インフレーション法により厚さ３０μｍのフィルムを作成した。
得られたフィルムの引張弾性率、伸び、生分解性の評価結果を表１に示す。
表１に示す様に、実施例１０、１１に係るものにおいては何れも柔軟性、生分解性ともに良好な結果が得られた。これに対し、炭酸カルシウム（Ｉ）として軽質炭酸カルシウム粒子を配合した比較例８のものでは、成形性が著しく劣り、均一なフィルムの作成は困難であった。
【０１１１】
【表１】
0006675697.tif 000003
【０１１２】
比較例９〜１５
樹脂中における乳酸分率が異なる樹脂Ｐ１〜Ｐ５並びにＰａ及びＰｂをそれぞれ用い、ニ軸押出機により１８０℃の温度でＴダイにて厚さ５００μｍのシートに成形後、さらに３５０℃の熱板温度で、浅皿状の容器体への真空成形を行った。
得られた成形体の引張弾性率、伸び、生分解性の評価結果を表２に示す。
表２に示す様に、生分解性は、何れも不十分なものであった。
【０１１３】
実施例１２〜２０及び比較例１６〜１８
樹脂中における乳酸分率が異なる樹脂Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰａをそれぞれ用い、これに炭酸カルシウム（Ｉ）として重質炭酸カルシウム粒子Ｉ１を表２に示す通り添加して、上記比較例９〜１５と同様に、ニ軸押出機により１８０℃の温度でＴダイにて厚さ５００μｍのシートに成形後、さらに３５０℃の熱板温度で、浅皿状の容器体への真空成形を行った。
得られた成形体の引張弾性率、伸び、生分解性の評価結果を表２に示す。
表２に示す様に、実施例１２〜２０に係るものにおいては何れも柔軟性は十分なものとなり、実用上良好な伸びが示され、また生分解性としても十分なものとなった。
【０１１４】
【表２】
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【要約】
【課題】良好な加工性と、成形品として十分な機械的強度とともに良好な柔軟性を発揮し、経済的にも有利である一方で、自然環境下における分解性に優れた無機物質粉末配合生分解性樹脂組成物、及びこれを用いてなる成形品を提供すること。
【解決手段】生分解性樹脂と無機物質粉末とを質量比１０：９０〜７０：３０の割合で含有する無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物であって、前記生分解性樹脂が乳酸とその他のヒドロキシアルカン酸とを含む多元ヒドロキシアルカン酸コポリマーであり、無機物質粉末が重質炭酸カルシウムであることを特徴とする無機物質粉末含有生分解性樹脂組成物を用いて成形品を提供する。
【選択図】なし